3.4.2 背光源结构技术

在实际使用时，LCD需要防尘、抗震、耐冲击。这需要LCD模组结构来保证，其中的关键是背光源结构设计。如图3-21所示，固定背光源各种光学膜片的结构是胶框（housing）与背板（chassis），固定显示屏的是胶框与前框（front bezel）。胶框的侧面是“┣”结构，其中下面的“┏”结构与背板之间夹着如图3-19所示的所有零组件，而上面的“┗”结构支撑着显示屏。

图3-21 LCD模组的固定

前框、胶框和背板的固定一般用卡扣嵌合，作为补充也可以使用铆接、螺丝固定或胶带贴合。卡扣的卡钩和凸起设计影响到LCD模组组装后的效果，目标是组装后各个配合件卡得到位且紧密，不松动、不脱落。因为前框和胶框为细条状而背板为面状，背板的强度更大，所以卡扣的凸起一般设计在背板侧，而卡钩分别设计在前框侧和胶框侧。图3-22给出了几种常见的卡钩结构。平直型卡钩的模具加工简单，组装返工容易，但是一旦配合不好就容易出现松动现象。带倒刺型卡钩可以让配合件之间的配合比较紧密，不易脱落，但是模具加工稍显复杂，并且组装后比较难返工，易变形。圆点型卡钩的模具加工容易，组装方便，占用面积小，适合超薄设计，但是一旦配合不好就有松动现象，需要同时使用多个圆点型卡钩。

图3-22 几种常见的卡钩结构

除了基本的固定设计外，背光源结构设计还要进行组装设计、强度设计、散热设计、防尘设计、安全性设计等。

组装设计的目的是简化组装的零组件和工序。具有良好组装性的结构设计必须考虑如下因素：组装的顺序、简易的组装指示、尽量少的组装工序和组装的安全性。通过结构设计来减少组装的工序，可以提高生产效率，降低成本。组装简单易行可以保证作业者准确把握组装的信息，减少作业上的偏差，降低组装时引起的不良发生率。

强度设计的目的是让产品满足耐振动、耐冲击规格。通过进行振动冲击试验分析破坏的地方，调查破坏的原因。根据调查结果进行设计变更。也可以根据已有的经验，在设计阶段对背光源结构中强度低的地方进行补强设计，主要使用的补强方法有拉伸、加强筋、折边、卷边、三角补强等。

散热设计的目的是避免因为发光体产生热量聚集而导致LCD品质和寿命的下降。散热设计时需要确认各元器件在受热后可能出现的不良问题。背光源对热信赖性要求比较严格，背光源过热会影响电路元器件的性能，降低发光体的发光效率，使光学膜片产生褶皱现象造成背光源显示不均，在模组老化时产生液晶工作不稳定现象。对显示屏而言，务必保证受热后的温度不超过液晶的清凉点，否则液晶不能正常工作。此外，受热后产生的温度也不能高到引起偏光片或偏光片黏着材变形，否则偏光片容易脱落剥离，引起显示不均。

防尘设计的目的是避免因为尘埃等异物进入模组内部而引起显示不良。防尘设计必须保证尘埃试验中没有尘埃进入模组，影响显示品质。尘埃进入模组后，最容易在点灯显示时被发现的地方是显示屏背面、光学膜片表面或光学膜片之间。这些地方的尘埃也最容易影响显示品质。防尘设计的重要对策是采用封闭式的结构。

安全性设计的目的是在结构设计时消除电学上和结构上可能存在的安全隐患。产品设计者在设计阶段就要考虑到产品责任，基于有关安全规格要求进行产品设计，提供消费者所期待的安全等级。在安全性设计上，设计者需要确定产品的界限，认识可能的危险，评价产品开发的风险。先通过结构设计排除危险。排除不了时，尽量降低产品的危险等级。如果产品设计不能避免危险，就要设计专用的保护装置。如果还有危险，就要设计注意或警告的条码，提醒消费者在使用时加以注意。如果危险等级太高，就要重新评估产品概念，甚至放弃产品的开发，避免这样的产品流入市场。

背光源发出的面光源质量直接影响LCD的光学品质，背光源同时还集中了LCD模组50%～80%的厚度、70%左右的功耗。背光源的光学品质、功耗、轻薄化、窄边框等影响LCD的产品性能。所用的光源决定了背光源的功耗、亮度、颜色等光电参数，也决定了其使用条件和使用寿命等特性。降低背光源功耗的两大途径是提高显示屏的透光率和提高发光体的发光效率。

轻薄是平板显示产品的主要特征。直下式背光源因为发光体和扩散板之间存在一个约3cm厚的混光区，所以比侧光式背光源厚。但是，侧光式背光源在发光体和扩散片之间存在一个5mm厚的导光板，所以比直下式背光源重。又轻又薄是背光源技术的一个重要发展方向。

窄边框是LCD产品的一个趋势。LCD整机的边框宽度是指整机前框四周的宽度。整机的前框包覆着LCD模组的前框，模组的前框宽度同样是指前框四周的宽度。LCD模组的前框宽度包含如下3个部分：大部分显示屏的周边宽度、胶框侧壁厚度、前框侧壁厚度。为了保证胶框和前框的强度，两者的侧壁都需要有一定的厚度。