军用液晶显示器抗振加固技术_兵器/核科学_工程科技_专业资料。朱 骞等 ： 军用液晶显示器抗振加固技术 文章编号： 1006- 6268 （2012 ） 05- 0013- 03 基金项目： 特种显示国家工程实验室和省部共建现代显示技 术国家实验室 （培育

朱 骞等 ： 军用液晶显示器抗振加固技术 文章编号： 1006- 6268 （2012 ） 05- 0013- 03 基金项目： 特种显示国家工程实验室和省部共建现代显示技 术国家实验室 （培育基地 ） 开放课题资助 （ZHD- 2011020） 军用液晶显示器抗振加固技术 朱 骞 1,2,3， 王 竞 1,2,3， 武 汉 3， 朱向冰 3 （1. 特种显示国家工程实验室 ， 安徽芜湖 241000 ；2. 安徽省现代显示技术重点实验室 ， 安徽芜湖 241000 ； 技 术 交 流 3. 安徽师范大学物理与电子信息学院 ，安徽芜湖 241000 ） 摘 要 ：目前，军用显示器主要采用的是液晶显示器。 为了使液晶显示器能够更好地在军事环境下工 作，应对振动和冲击的影响，必须对液晶显示器进行抗振加固设计。 文章分析了振动和冲击对液晶显示 器的影响，探讨了针对液晶面板、控制线路板和背光源的抗振加固技术。 关键词 ： 液晶显示器 ； 振动和冲击 ； 抗振加固 中图分类号 ：TN141.9 文献标识码 ：A The Anti-vibration and Reinforcement Technique of Military LCD ZHU Qian1,2,3, WANG Jing1,2,3, WU Han3, ZHU Xiang-bing3 (1. State Engineering Laboratory of Special Display Technology, Wuhu Anhui 241000, China; 2. Province of State Key Laboratory for Modern Display Technology Construction, Wuhu Anhui 241000, China; 3. College of Physics and Electronic Information, Anhui Normal University, Wuhu Anhui 241000, China) Abstract: At pre s e nt, m ilitary dis play is m ainly com pos e d of Liquid Crys tal Dis play (LCD). In orde r to m ake LCD to w ork w e ll in the m ilitary e nvironm e nt and re s pons e to the vibration and s hock, it is ne ce s s ary to do s om e de s ign for anti- vibration and re inforce m e nt. In this pape r, w e analyze d the e ffe cts of vibration and s hock, and dis cus s e d the te chnique of anti- vibration and re inforce m e nt for dis play pane l, control board and backlight. Keywords: LCD; vibration and s hock; anti- vibration and re inforce m e nt 引 言 阴极射线管 （cathode ray tube ， CRT ） 和平板 显示是显示设备的两大类 。 CRT 在技术上已经相 对成熟， 但是随着数字化模式的发展 、 显示设备趋 于薄 、 轻化以及人们对显示色彩及图像真实效果的 要求越来越高， 平板显示技术尤其是液晶显示技术 收稿日期 ：2012-03-11 近年来发展速度较快 [1- 3]。 液晶显示器 （liquid crys tal dis play ， LCD）是 目 前发展速度最快的平板显示器之一， 因具有体积和 厚度薄 、 节能 、 无辐射 、 易于色彩化和不易 重量小 、 受磁场干扰等优点， 而广泛应用于商业 、 工业 、 服务 [4,5] 业和军工等行业的信息显示终端 。但是， 液晶显 示器由于其结构原因， 剧烈的振动会严重影响显示 现代显示 Advanced Display May. 2012， 总第 136 期 13 朱 骞等 ： 军用液晶显示器抗振加固技术 技 术 交 流 图像质量，甚至不能正常工作，尤其是对显示可 靠性要求非常高的军用显示器，抗振和加固显得 更为重要 。 军用 LCD 要求其在极端环境下能正常 工作， 除温度 、 极端天气和 电 磁 影 响 外 ， 还必须能 [6 ] 承受外部巨大的振动和冲击力 ， 因此， 军用液晶 显示器必须对结构进行抗振加固设计 。 本文分析 了振动和冲击 对 LCD 的 影 响 ， 探 究 了 LCD 的 抗 振加固技术 。 1 振动和冲击对 LCD 显示的影响 振动是一个状态改变的过程， 是一种往复的交 变力作用 。 振动主要是来自运载工具上的发动机或 者是外力 。 在运输或工作过程中遇到的非经常性 的、 不可重复性的力叫做冲击， 如爆炸 、 碰撞等产生 的冲击力， 其特点是加速度大， 瞬间有很大的作用 力， 破坏力强， 频率低 。 液晶显示器主要是由液晶面板 （液晶屏） 、 背光 源和控制线路板等构成 。 液晶屏是液晶显示器的核 心部件， 面积大而薄， 因此在恶劣环境下工作时易 受振动 、 冲击和各种压力的作用而变形甚至破裂 。 目前 LCD 的背光源普遍采用的是冷阴极荧光灯管 （cold cathode fluore s ce nt lam p ， CCFL ） ， CCFL 灯 内径只有 2m m ， 灯管细而脆， 管的外径只有 3m m ， 在受到振动和冲击之后极易破裂 。 此外， 振动和冲 击也容易导致液晶屏与电路板之间连接的电缆松 动或脱落 。 通常情况下， 冲击对显示器造成的破坏要低于 振动的损坏， 但是在军用领域， 由于其工作环境的 特殊性，冲击会在很短的时间内产生很大的冲击 力， 造成 LCD 元器件不可修复性的损坏 。 此外由于 液晶显示器有很多玻璃器件， 冲击和碰撞极易导致 玻璃的破碎 。 由此可见， 对军用显示器进行抗振加 固显得尤为重要 。 面都贴有偏振片 、 滤色膜等 。 液晶面板的抗冲击和振动的设计方法主要是 防共振的刚性化设计和缓冲减振处理 。 防共振设计 主要是使显示器元器件的固有频率不与环境频率 重合，以及不与载体的主要构件固有频率重合， 以 具体做法 防止设备在工作过程中产生共振而损坏 。 是可以加装刚性小的柔性材料，增加物体的质量， 改变元器件的固有频率，使之不与系统频率重合 。 缓冲减振主要是针对显示器受冲击设计的， 通过增 加冲击力的作用时间来减小显示器所受到的冲击 力。 其原理是阻尼越大 、 刚性越小， 冲击的作用时间 就越长， 显示器所受的冲击力就越小 。 具体做法是 在液晶屏的四周及背面加装具有阻尼作用的柔性 的特殊有机材料， 减小支撑环节的刚性以达到缓冲 作用 。 2.2 控制线路板的加固 LCD 的印制板主要包括主控板 、 电源板 、 逆变 在受到强烈的振动和 器板等 。 印制版面积大而薄， 冲击时， 印制板组件易产生变形 。 对印制板的加固 可以采用灌封工艺， 加装加强垫柱， 或者采用在印 制板四周增加固定点，提高印制板的固有频率， 进 而提高抗冲击和振动的能力 。 对印制板上容易损坏 的元器件， 可以采用柔性的胶体固定 。 2.3 背光源的加固 2 2.1 LCD 的抗振加固技术 液晶面板的抗振设计 目前， CCFL 是 液 晶 显 示 器 的 主 流 背 光 源 ， CCFL 灯管细而长， 可以采 用 增 加 固 定 点 的 方 法 ， 选用 透 明 、 弹 性 好 的 硅 胶 与 灯 管 多 点 固 定 粘 接 ， 既不影响灯的亮度，同时又提高了刚性，增加了 采用 固有频率， 提高了抗振性能 。 另一种方法是， 新一代 LED （light e m itting diode s）固 态 光 源 作 为 替代背光源， LED 具 有 抗 振 动 和 冲 击 的 优 点 ， 同 时还具有寿命长 、 能耗低 、 无汞污染等优点， 采用 LED 作为液晶显示器的背光源是背光源技术发展 的趋势 。 3 结 论 液晶面板是 LCD 的重要组成部分，也是抗振 设计的重点， 其主要结构是由两片光刻透明导电的 玻璃基板， 两层玻璃四周设有密封材料 （框胶） 制作 的封接边框， 将两层玻璃封接成液晶盒， 中间灌装 液晶材料， 封口材料是密封胶， 玻璃基板的前后表 14 现代显示 Advanced Display 军用液晶显示器的工作环境和工作要求不同 于一般民用显示器， 军用显示器的特殊工作环境使 得其易受到振动和冲击的影响， 同时军用液晶显示 器对显示的质量要求又特别高， 这使得对军用液晶 May. 2012， 总第 136 期 朱 骞等 ： 军用液晶显示器抗振加固技术 显示器进行抗振加固设计显得非常必要 。 本文分析 了振动冲击对 LCD 的影响， 对显示器的液晶面板 、 控制线路板以及背光源的抗振加固技术进行了探 究。 此外， 军用显示器的加固技术还包括温度 、 抗电 磁干扰 、 防潮湿设计等， 需要进一步探究 。 参考文献 [1] 蒋爱国， 夏显忠， 胡元刚 . 液晶显示器加固技术探讨 [J ]. 液晶与显示， 2002 ， 17 （4） ： 292- 296. 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[6] 吴金华，余 雷 . 军用 TFT- LCD 结构加固问题研究 [J ]. 光电子技术， 2002 ， 22 （2） ： 102- 105. 技 术 交 流 骞 （1987- ） ， 男， 安徽阜阳人， 硕士 研究生，主要从事液晶显示器的抗恶劣环境研究， E- m ail： 。 作 者 简 介 ：朱 Manz 接获 FPD 和锂离子电池新订单总额达 4000 万欧元， 2011 财年总收入创下 2.405 亿欧 元新纪录 作为世界领先的太阳能和平板显示器产业的技术供应商 之一， Manz 日前发布了其 2011 财年年度报告， 宣布公司年销 也昭 售收入达到历史最高。新近签订的几份合同和大额订单， 示着这家位于罗伊特林根的高科技产业整合解决方案供应商 在 2012 年拥有了开门 红。 在 2011 财政年度中， Manz 实现收入 2.405 亿欧元 （上 一财年为 1.814 亿欧元） ， 超出了其秋季预测收入 （2.2~ 2.3 亿 。 总运营收入从 2.050 亿欧元升至 2.667 亿欧元， 提高了 欧元 ） 30 ％。FPD 和新业务的强劲增长对其在太阳能领域的平缓发 （EBIT ） 达到 60 万欧元 展做出了弥补。继 2010 年息税前利润 Manz 在 2011 年的息税前利润达到了 310 万欧元。 后， FPD 事业部在 2012 年 2 月签订了一个价值 3300 万 欧元的订单，军用加固显示器， 随后在 3 月份该客户又追加新订单， 这样， 合 同总额达到了 4000 万欧元左右 。 其中约 3200 万欧元订单 为生产平板显示器产业相关组件的加工设备和系统 。 此外， 在其新业务事 业 部 ， Manz 也 赢 得 了 价 值 约 为 800 万 欧 元 的锂离子电池生产系统的订单 。 目前未交付的订单额超过 了 1.04 亿欧元 。军用加固显示器！ Manz 公司首席执行官 Dieter Manz 先生对业务发展表 示满意： “在成功实施多元化和一体化战略后，我们取得的成 果再次凸显了我们的创新能力 。通过各事业单位之间的技术 共享， 我们的商业模式更加健全和稳固， 足以对抗个别行业的 周期性波动。来自 FPD 和新业务的最新订单充分证实了这一 策略的成功” 。就最近获得的订单， Dieter Manz 先生还表示： “新订单中的 FPD 设备实际上共享了我们最初为生产晶体硅 太阳能电池而开发的技术平台， 再次证明了我们的业务优势 。 更重要的是，来自锂离子电池生产系统的订单表明我们的研 发工作精确地瞄准了行业需求。在这个不断增长的朝阳行业， 我们将全面释放销售潜力。” 展望未来发展， Manz 公司首席财务官 Martin Hipp 先生 补充说道： “因为这些订单， 我们的生产能力得以很好地发挥 。 目前未交付的订单额已超过了 1.04 亿欧元，这样下去， 2012 年的收入与去年持平将大有希望 。鉴于非太阳能领域产品订 单占已接单量 90 ％以上， 尽管目前太阳能产业市场持续疲软， 我们对这一目标的实现仍充满信心。 凭借着 CIGS 技术市场的 发展， 我们仍有潜能跨越我们设定的目标。” May. 2012， 总第 136 期 现代显示 Advanced Display 15