Ramka: analiza podstawowych elementów konstrukcyjnych modułów LCD

  Moduł LCD (LCM) to zintegrowany produkt, który łączy funkcjonalność wyświetlacza w samodzielny moduł. Zwykle składa się z ekranu LCD, obwodu sterownika PCB, modułu podświetlenia, złączy i niezbędnych elementów konstrukcyjnych. Jako producenci wyświetlaczy LCD, kiedy projektujemy i produkujemy różne standardowe i niestandardowe ekrany LCD, każdy element jest wybierany i optymalizowany w oparciu o jego konkretną funkcję. Ramka (nazywana również metalową ramką lub ramką) to takie podstawowe akcesorium, które pełni podstawową rolę konstrukcyjną.

I. Podstawowe funkcje ramki w LCM

W module LCD ramka spełnia przede wszystkim trzy podstawowe, ale istotne funkcje fizyczne:

Mechaniczne wsparcie i mocowanie

Ramka zapewnia sztywną ramę zewnętrzną dla stosunkowo delikatnych elementów wewnętrznych LCM, takich jak szkło LCD, płytka drukowana i moduł podświetlenia. Sztywność zapewniana przez materiał metalowy skutecznie zapobiega odkształceniu lub uszkodzeniu modułu na skutek naprężeń podczas transportu, montażu lub użytkowania, zapewniając ogólną stabilność konstrukcyjną. W przypadku niestandardowego ekranu LCD wymiary i kształt ramki muszą być dokładnie dopasowane do ogólnego projektu.

Umożliwianie uziemienia i ekranowania elektromagnetycznego

W wielu scenariuszach zastosowań moduły LCD muszą posiadać określony poziom odporności na zakłócenia elektromagnetyczne. Prawidłowo łącząc ramkę z linią uziemienia systemu, powstaje skuteczna warstwa ekranująca. Pomaga to zmniejszyć wpływ zakłóceń zewnętrznych na wewnętrzne obwody sterownika i tłumi wycieki sygnału modułu, poprawiając w ten sposób ogólną kompatybilność elektromagnetyczną (EMC) produktu końcowego.

Zapewnienie niezawodności połączeń elektrycznych

W konstrukcjach, które wykorzystują przewodzące złącza elastomerowe (paski zebry) do łączenia panelu LCD z płytką drukowaną sterownika, ramka, dzięki swoim precyzyjnym wymiarom i sile zaciskania, zapewnia równomierny i stabilny ucisk tych pasków. Ma to kluczowe znaczenie dla zapewnienia niezawodnego przewodzenia elektrycznego i stabilnej rezystancji styku pomiędzy dwiema częściami, co bezpośrednio wpływa na stabilność sygnału wyjściowego wyświetlacza.

II. Wybór materiału ramki: praktyka inżynierii równoważenia

Wydajność, koszt i przydatność ramki zależą od materiału bazowego i wykończenia powierzchni. Bazując na wieloletnim doświadczeniu produkcyjnym, różne typy modułów LCD i środowiska aplikacji zazwyczaj odpowiadają następującej logice doboru materiałów:

SPCC (stal walcowana na zimno, z czarnym wykończeniem elektroforetycznym)

Najbardziej konwencjonalna i opłacalna opcja. Szeroko stosowany w oszczędnych monochromatycznych modułach LCM i niektórych małych modułach TFT. Czarne wykończenie elektroforetyczne zapewnia podstawową odporność na rdzę i jednolity czarny wygląd, ale jego powierzchnia ma słabą lutowność.

SPCC (z niklowanym wykończeniem)

Wybierane, gdy niektóre części ramki (takie jak kołki montażowe) muszą być przylutowane bezpośrednio do głównej płytki drukowanej. Warstwa niklowana zapewnia lepszą lutowność i odporność na utlenianie.

SECC (blacha stalowa ocynkowana)

Powszechnie stosowane w modułach wyświetlaczy TFT o większych rozmiarach. Powierzchniowa warstwa cynku nadaje mu doskonałe właściwości antykorozyjne, dzięki czemu nadaje się do produktów wymagających wyższej, długoterminowej niezawodności środowiskowej, chociaż jego powierzchnia również nie jest idealna do bezpośredniego lutowania.

CHP (blacha biała)

Wybierany, gdy projekt wymaga, aby ramka posiadała dużą liczbę styków wymagających lutowania oraz gdy jakość i wydajność połączenia lutowanego mają kluczowe znaczenie. Zapewnia optymalną lutowność, ale sam materiał bazowy ma średnią odporność na rdzę.

Stal nierdzewna (np. SUS304)

Stosowane w dziedzinach o specjalnych wymaganiach, takich jak sprzęt medyczny, sprzęt zewnętrzny lub wysokiej klasy sprzęt przemysłowy. Scenariusze te wymagają materiałów o wyjątkowej odporności na korozję, wytrzymałości i standardach czystości, ale koszt jest również znacznie wyższy.

III. Pragmatyczne szczegóły projektu

Konstrukcja ramki odzwierciedla pragmatyczne względy inżynieryjne. Typowym szczegółem jest to, że wewnętrzne wymiary wnęki ramki są zwykle o 0,1–0,2 mm większe z każdej strony niż zewnętrzne wymiary szkła LCD. Ta luka nie jest przeoczeniem; ma on na celu uwzględnienie nieuniknionych tolerancji produkcyjnych i montażowych oraz zapobieganie powstawaniu naprężeń wynikających z różnych współczynników rozszerzalności cieplnej metalu i szkła podczas zmian temperatury, które mogłyby prowadzić do pękania LCD.

Za każdym niestandardowym ekranem LCD kryje się konstrukcja ramki, która stanowi pragmatyczne rozwiązanie wynikające z kompleksowego kompromisu pomiędzy wymaganiami aplikacji, wykonalnością produkcji, wytrzymałością konstrukcyjną i całkowitym kosztem.

Wniosek

Dla producentów wyświetlaczy LCD, takich jak CNK Electronics, wyprodukowanie niezawodnego modułu LCD oznacza dokładne zrozumienie i precyzyjną kontrolę nad każdym podstawowym elementem, takim jak ramka. Wartość bezela nie leży w zaawansowanych koncepcjach technologicznych, ale w niezawodności i stabilności jego funkcjonalnej realizacji. To dzięki temu solidnemu zrozumieniu podstawowych aspektów możemy zapewnić, że każdy dostarczony przez nas ekran LCD — niezależnie od tego, czy jest to produkt standardowy, czy też głęboko spersonalizowany wyświetlacz LCD — będzie działał stabilnie i trwale w zamierzonym zastosowaniu.

O CNK

Założona w Shenzhen w 2010 r. firma CNK Electronics (w skrócie CNK) rozbudowała w 2019 r. wiodącą na świecie fabrykę w Longyan w prowincji Fujian. Jest to krajowe wyspecjalizowane i innowacyjne przedsiębiorstwo „mały gigant”, które specjalizuje się w projektowaniu, rozwoju, produkcji i sprzedaży produktów wyświetlających. CNK zapewnia klientom pełną gamę ekonomicznych małych i średnich modułów wyświetlaczy, rozwiązań i usług o doskonałej jakości na całym świecie. Zorientowany na technologię i wysoką jakość, CNK utrzymuje zrównoważony rozwój, pracuje nad oferowaniem klientom lepszych i stabilnych usług.