现代显示Advanced Display
技
术交流
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；
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 Qian 1,2,3,WANG Jing 1,2,3,WU Han 3,ZHU Xiang-bing 3
(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 present,military display is mainly composed of Liquid Crystal Display (LCD).In order to make LCD to work well in the military environment and response to the vibration and shock,it is necessary to do some design for anti-vibration and reinforcement.In this paper,we analyzed the effects of vibration and shock,and discussed the technique of anti-vibration and reinforcement for display panel,control board and backlight.
Keywords:LCD;vibration and shock;anti-vibration and reinforcement
文章编号：1006-6268（2012）05-0013-03收稿日期：2012-03-11
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
近年来发展速度较快[1-3]。
液晶显示器（liquid crystal display ，LCD ）是目前发展速度最快的平板显示器之一，因具有体积和
重量小、
厚度薄、节能、无辐射、易于色彩化和不易受磁场干扰等优点，而广泛应用于商业、工业、服务业和军工等行业的信息显示终端[4,5]。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
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）
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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
承受外部巨大的振动和冲击力[6]，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 fluorescent lamp，CCFL），CCFL灯
管的外径只有3mm，内径只有2mm，灯管细而脆，
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。
2LCD的抗振加固技术
2.1液晶面板的抗振设计
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
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
防止设备在工作过程中产生共振而损坏。具体做法
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
器板等。印制版面积大而薄，在受到强烈的振动和
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
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
固有频率，提高了抗振性能。另一种方法是，采用
新一代LED（light emitting diodes）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
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14
May.2012，总第136期
现代显示Advanced Display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
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作者简介：朱骞（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-mail：zhuqian6245@126.com。
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，宣布公司年销售收入达到历史最高。新近签订的几份合同和大额订单，也昭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（2.2~2.3亿欧元）。总运营收入从2.050亿欧元升至2.667亿欧元，提高了30％。FPD和新业务的强劲增长对其在太阳能领域的平缓发展做出了弥补。继2010年息税前利润（EBIT）达到60万欧元后，Manz在2011年的息税前利润达到了310万欧元。
FPD事业部在2012年2月签订了一个价值3300万欧元的订单，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。
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。”
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
元新纪录技术交流
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