LCD典型结构的配合公差

　LCD

相关名词中英文对照：　典型结构的配合公差　作者：黄登汉　　２００４－０２－２８　

LCD：液晶显示器（Liquid Crystal Display）

Backlight：背光模块

Light Guide：导光板

Metal Frame：金属框　

Panel：LCD玻璃盒

Polarizer：偏光片

LED：发光二级管 (light-emitting diode)

EL：发光面板

手机的LCD是一个精密的电子显示部件，它包含了多种材料，如玻璃（Panel）、塑料（Light Guide）、橡胶海绵（垫片）、粘贴胶带、金属部件（框架）等等，因各种材料的物理性能（刚度、硬度、弹塑性能等）有很大的差异，故此对于装配工艺及配合公差有较高的要求。　

常见的LCD模块的结构，按背光结构形式来分有两种：通过发光面板（EL）发光和利用LED通过Light guide发光，后一种方式主要有两种结构形式：一体式Backlight和组合式Backlight。在这里我主要介绍利用LED通过Light guide发光的结构模式的配合公差。

一体式Backlight是把Backlight的框架、导光板作为一个整体注塑成形，在Backlight的导光板部分的背面利用精密注塑做出扩散点或反射网点并贴上反射膜，这种方式的Backlight整体都是用同一种材料（高透光度材料）制成，对高透光度材料的耗费较大，对注塑模具及工艺的要求也较高。现有的黑白显示的手机大都使用这类Backlight结构。

组合式Backlight是把框架和导光板分开制作，然后再组装成完整模块，因框架和导光板分开制作，框架可以使用非透光性材料，只在导光板上使用高透光度材料，对材料的合理利用率较高，对于扩散点的制作可以用精密注塑或网点印刷的形式，在材料利用和注塑模具、

工艺等方面来说，这种结构方式比一体式Backlight要方便的多。目前的彩屏手机主要使用这种结构。

在LCD模块中，塑料零部件的尺寸公差一般为高精密度（相当于原国家四机部制定的注塑零件公差第4级），一般设计配合公差为±0.1~±0.2，主要的配合公差有以下几点：

1，Panel与偏光片；

手机的Panel较薄，一般为0.4~0.6左右，Panel的外形尺寸公差一般为±0.1~±0.2，这是由玻璃的材料特性（脆性材料，有毛边，易崩边等）及现有的切割工艺水平造成的，这也影响了后续的工艺的配合公差。LCD要求偏光片必须完全覆盖VA区域，通常偏光片与Panel的边缘间距为0.5±0.5，而Panel的VA区域与Panel边缘的间距一般不小于1.5，0.5±0.5的公差可以保证偏光片完全覆盖VA区域且不超出Panel的边缘。见下图示意：

在上图中，VA区域与Panel的边缘间距为1.5，偏光片的边缘与Panel的边缘间距为0.5±0.5，可以保证偏光片有效地覆盖VA区域。

2，Panel 与Backlight;

因Panel是脆性材料，承受挤压能力较弱，故此Backlight通常用弹性较好的塑料材料制成，令玻璃材料不致承受过大的挤压而造成损伤。Backlight与Panel一般以间隙配合（Backlight以盒壁定位Panel，弹性较差）或过渡配合（Backlight以卡扣定位Panel，弹性较好）的方式装配，并使用双面胶等材料固定Panel；Backlight通常用精密注塑成型，当基本尺寸为30mm时成型尺寸公差为0.10-0.15；而且Panel与Backlight的组装主要是手工完成的，手工装配作业的精度较低（通常可以保证到最大间隙0.5），故此Panel与Backlight的设计配合公差通常为±0.2~±0.3。

下例说明Backlight与Panel的过渡配合。此例中Backlight以卡扣定位Panel，如下图：

表一　Backlight Panel Max clearance Min clearance

tol ± ０．１　±　０．２　　　　　

length 　３８．１６　　３７．９５　０．５１　－０．０９　

width 　３４．１８　　３３．９８　０．５　－０．１　

由上图及表一可见：Backlight容纳Panel的尺寸：L38.16±0.1*W34.18±0.1；Panel的外形尺寸：L37.95±0.2*W33.98±0.2；设计配合公差为±0.3。当零件以最小实体极限

(LML)配合时，Backlight与Panel的间隙为0.5，当零件以最大实体极限(MML) 配合时，Backlight与Panel的间隙为-0.1，因此为过渡配合。

下例说明Backlight与Panel的间隙配合。此例中Backlight以盒壁定位Panel，如下图：

表二　

tol

width Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ　± ０．１　　３８．７　Ｐａｎｅｌ　±　０．１５　　３８．４　　　　　０．５５　０．０５　

由上图及表二可见：Backlight容纳Panel尺寸：W38.7±0.1；Panel外形尺寸：W38.4±0.15；设计配合公差为±0.25。当零件以最小实体极限(LML)配合时，Backlight与Panel的间隙为0.55，当零件以最大实体极限(MML) 配合时，Backlight与Panel的间隙为0.05，因此为间隙配合。

3，Metal Frame与Backlight。

在一些LCD中会用到金属框，它的主要作用是联接Backlight和Panel。金属框一般为不锈钢薄板冲压成型，具有强度高、重量低、弹性好的特点。

金属框一般有两种方式与Backlight联接：胶柱熔着联接和卡扣联接。胶柱熔着是利用Backlight上的小胶柱与金属框上对应的孔相配合，通过对胶柱热熔着产生塑性变形，形成胶帽，扣住Backlight，使它与Panel贴紧。金属框与Backlight之间的配合公差一般为±0.3。见下图：

卡扣联接是利用金属框上的卡扣与Backlight上的扣槽配合扣紧部件，利用金属的弹性变形来紧固Backlight和Panel，因此这类配合联接一般以自由公差的方式来确定配合公差。

金属框上的卡扣示意图

以上简单地介绍了手机LCD的典型结构的配合公差，在实际的设计生产中，还必须根据每个产品的特定要求及特殊性来决定产品的尺寸公差及配合公差，使产品在实现其显示功能的同时能更加小巧紧凑，尽量的减小其在手机内的空间占有率，以更好的优化手机性能。

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