高可靠性車載顯示屏研制

楊錦喜，鐘建坤，曾文波

（1.龍川耀宇科技有限公司，廣東 龍川 517388；2.河源職業技術學院，廣東 河源 517000）

隨著科技的飛速發展及新能源動力車輛的支持政策的落地與推廣，電動摩托車，電動汽車作為一種交通工具越來越受到人們的青睞，基于此，對用于電動摩托車，電動汽車等車輛的儀表車載顯示屏的開發與應用也應運而生。該車載顯示屏作為顯示機車狀況的一種設備，是司機獲取車輛信息的主要來源。因此，高可靠性的車載儀表顯示屏越顯重要。

隨著人們對車載顯示屏可靠性與安全性的要求越來越嚴格，傳統的車載儀表顯示模組已無法滿足于特定的工作環境。其產品的質量、安全性與可靠性也受限于工作環境，不能滿足現代人們的需求。伴隨技術的進步，顯示技術的應用領域也在不斷擴展。機車儀表用車載顯示模組中，在未來的市場上，出于對產品溫度環境適應性、視角和成本各方面的考慮，新一代液晶顯示技術趨向于選擇超寬溫，高可靠性，寬視角車載顯示器件。

1 前期研究部分平臺與基礎

1.1 前期平臺支持等情況

本課題前期平臺項目支持等情況見表1。

表1 前期平臺項目支持等情況

1.2 課題相關單位取得部分知識產權

本項目企業具有自主知識產權，企業相關知識產權見表2。

表2 企業知識產權相關情況表

2 高可靠性車載顯示屏的開發思路

2.1 高可靠性車載顯示屏技術思路

針對上述引言中技術中存在的不足之處，本文提供一種高可靠性車載顯示屏，該工藝可靠性高，減少了不良因素造成的經濟損失。帶有邊框附近亮線控制。對邊框附近亮線控制技術進行改進，免除外絲印四周漏光問題，使得產品可靠性、良率提升。

為實現上述目的，本方案提供一種高可靠性車載顯示屏。采用寬視角VA技術，對比度高、可視性好，經曝光、印PI、TOP、摩擦、噴粉、切割組合、灌晶和貼片等工序制作成寬視角車載顯示模組可靠性高，產品的可視性好。

該顯示屏帶有邊框附近亮線控制的結構。包括LCD邊框、置于LCD邊框內的液晶層和安設在液晶層上的多個樹脂球，所述液晶層的上下2個側邊與LCD邊框的對應側邊之間均連接有PI導向膜層；所述液晶層的左右2個側邊與LCD邊框的對應側邊之間均設置有硅球，每個硅球的外周邊緣與下PI導向膜層的2末端邊緣之間均連接樹脂BM層，硅球與樹脂BM層連接后形成LCD邊框的屏蔽遮光層；且所述硅球的直徑和樹脂BM層的厚度均為微米級。

2.2 項目團隊構成思路

研究團隊擁有省級工程技術研究中心技術負責人，項目財務負責人及公司頂尖技術人員，并聯合區域高等院校高級技術技能人才參與項目中，其中高級職稱人員不少于2人。形成管理、研發和生產一條龍，組成合理的專業研發團隊。

項目主要負責人為公司省級工程技術研究中心負責人，對顯示行業技術具有多年沉淀積累，對行業發展有較獨到的方向和追求，一直崇尚穩健經營，穩健發展，力求做到行業較領先品牌地位。在項目負責人的帶領下，企業力爭自研或引進高端全自動液晶顯示模組生產設備和工業技術，用于先進的LCD生產線及強大的技術開發、生產及品質管理隊伍。

2.3 產學研合作機制及任務分工思路

企業內部設立研究開發部門，聯合高等院校組建了一支項目團隊，項目成員在液晶顯示屏方面具有豐富的研發經驗。公司與院校之間積極溝通，相互協作，共同促進液晶顯示技術的進步。人員安排思路、項目各模塊分工情況見表3。

表3 項目各模塊分工情況表

3 項目風險評估

3.1 技術風險

項目承擔單位多年來專注于液晶顯示屏的研發生產，已經積累了大量的研發經驗，研發出了一系列科技含量較高、性能指標好的液晶顯示屏產品。

（1）技術實力：項目承擔單位已有多年液晶顯示屏自主研發技術經驗，并建有市級工程技術研究中心、省級工程技術研究中心，企業為省級創新型企業試點單位，省級科技型中小企業入庫，獲得省級2018年度優秀科技成果獎1項，1項科學技術成果鑒定。

（2）研發團隊：項目承擔單位擁有一支技術基礎較扎實、研發能力較過硬的研發團隊，在項目參與成員的指導下，已經確立了合理的規劃，進行了有序的分工，并通過了完善的制度來促進其順利實施。

（3）產學研優勢：項目承擔單位歷來注重產學研合作，并已與國內一流的研究機構和高校建立了密切的合作關系，多次共同就相關領域的前沿課題進行了研究。

3.2 人才風險

（1）項目承擔單位制定了完善的科研管理制度，如《知識產權管理辦法》《研究開發經費管理辦法》《研發項目管理制度》《產學研合作管理辦法》等。

（2）項目承擔單位提供了良好的福利待遇，專門為研發人員制定了各項激勵措施和辦法，如《研究開發人員考核獎勵制度》等，提供了良好的發展空間，根據公平、公開和公正的考核制度，協助每一位員工根據自身特點和發展方向，制訂員工職業生涯發展規劃。

（3）企業注重后備人才的培養和經驗、技術的傳承，每年組織多次培訓，邀請行業內專家進行授課，并且采取“老帶新”的方法，促進新老員工之間的交流和互助，大大減小因人員流動而造成的技術流失等風險，保證了項目的順利進行。

3.3 市場風險及政策風險

項目承擔單位是一家專門研發生產液晶顯示的公司，該項目相關技術研究起步較早，產品具有較強的競爭力。且項目承擔單位擁有較穩定的客戶資源和良好的品牌形象。

項目產品屬于光電技術，嵌入式液晶顯示領域，符合《國家重點支持的高新技術領域》的具體領域要求。同時也是《珠江三角洲地區改革發展規劃綱要（2008—2020年）》中大力發展高技術產業，和《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南》中優先發展的高技術產業化重點領域，屬于《高新技術企業認定管理辦法》國家重點支持的半導體發光技術。

4 高可靠性車載顯示屏案例實施

針對高可靠性車載顯示屏，項目組總結出高可靠性車載顯示屏系統工藝配方開發流程，并通過對所涉及各流程的不同工藝配比進行試驗評估，研究出高可靠性車載顯示屏各流程不同工藝配比對產品性能的影響，同時，開發出各種不同型號的高可靠性顯示屏。模塊結構圖如圖1所示。

圖1 模塊結構圖

主要元件符號說明如下：1.LCD邊框；2.液晶層；3.樹脂球；4.上PI導向膜層；5.下PI導向膜層；6.硅球；7.樹脂BM層；8.信號電極；9.掃描電極；11.上邊框層；12.下邊框層；13.邊框膠層；111.上偏光片；112.上極板；121.下偏光片；122.下極板。

具體案例實施如下。

本案例高可靠性顯示屏的結構，包括高可靠性車載顯示屏。其中包括LCD邊框1、置于LCD邊框1內的液晶層2和設置在液晶層2上的多個樹脂球3，液晶層2的上下2個側邊與LCD邊框1的對應側邊之間均連接有PI導向膜層，液晶層2的上側邊與LCD邊框1的對應側邊之間連接的是上PI導向膜層4，液晶層2的下側邊與LCD邊框1的對應側邊之間連接的是下PI導向膜層5。

液晶層2的左右2個側邊與LCD邊框1的對應側邊之間均設置有硅球6，每個硅球6的外周邊緣與下PI導向膜層5的兩末端邊緣之間均連接樹脂BM層7，硅球6與樹脂BM層7連接后形成LCD邊框1的屏蔽遮光層；且硅球6的直徑和樹脂BM層7的厚度達微米級。

相較于現有技術的情況，本案例提供的顯示屏結構，提供了屏蔽邊框附近亮線的功能。在液晶層2的左右2個側邊與LCD邊框1的對應側邊之間均設置有硅球6，每個硅球6的外周邊緣與下PI導向膜層5的兩末端邊緣之間均連接樹脂BM層7，硅球6與樹脂BM層7連接后形成LCD邊框1的屏蔽遮光層；該結構的改進，在不污染PI導向膜層的情況下，形成屏蔽遮光層，使成品在不經過外絲印遮光的情況下，直接呈現出全屏均勻黑底的狀態。同時，不需要在LCD邊框內混入硅球，有效避免部分硅球壓在樹脂BM層上導致盒內厚度不均的現象出現。本案例具有可靠性高、成本低及適用范圍廣等特點。

在本實施案例中，LCD邊框1包括上邊框層11、下邊框層12和2個邊框膠層13；上邊框層11和下邊框層12的左右2側邊之間通過對應的邊框膠層13連接后形成該LCD邊框1；且硅球6通過對應的邊框膠層13在LCD邊框1內。上邊框層11包括由上至下依次層疊的上偏光片111和上極板112；且上極板112與上PI導向膜層4之間設置有與液晶層2電連接的信號電極8。下邊框層12包括由下至上依次層疊的下偏光片121和下極板122；且下極板122與下PI導向膜層5之間設置有與液晶層2電連接的掃描電極9。其中樹脂BM層7的厚度、硅球6的直徑和樹脂BM層7的厚度均可達微米級別。

5 結束語

本文就一種高可靠性車載顯示屏LCD的研制進行研究。闡述了課題研究相關背景，前期研究部分平臺及基礎，后又研究項目相關風險評估，高可靠性顯示屏的開發思路，高可靠性顯示屏的案例實施。本文開發的高可靠性顯示屏與現有技術相比，本文方案提供的高可靠性車載顯示屏的結構及其工藝，采用寬視角VA技術，對比度高、可視性好，經曝光、印PI、TOP、摩擦、噴粉、切割組合、灌晶和貼片等工序制作成寬視角車載顯示模組可靠性高，產品的可視性好。設計一種特殊的LCD結構，邊框附近有亮線控制。本項目顯示模組采用帶有邊框附近亮線控制，對邊框附近亮線控制技術進行改進，免除外絲印四周漏光問題，使得產品可靠性、良率提升。