一种显控部件的制作方法

本实用新型涉及车辆显控终端技术领域，具体涉及一种显控部件。

背景技术：

随着现代信息技术、电子技术、计算机控制技术的不断发展，各种车载机动平台的电子应用装备应运而生。车载显控终端作为整车的控制中心，高分辨率和轻薄化是其发展的趋势和方向，这对显控终端的轻薄化提出了更高的要求。在满足轻薄化要求的同时，显控终端还需要在极端温度、湿度、振动、冲击、电磁干扰等恶劣环境中工作和使用，这些环境对显控终端的加固提出了要求。作为显控终端中完成显示、触摸等操作功能的显控部件，现有技术具有以下缺点：(1)密封不严，对恶劣环境反应敏感，在极端温度、振动冲击、潮湿、盐雾等恶劣环境条件下，很容易引起液晶玻璃基板的损坏，导致功能失效；(2)现有技术的显控部件的液晶材料在低温环境下容易失效；(3)通常以采用简单的框贴工艺，虽然工艺简单成本低廉，但是触摸屏和液晶屏之间存在空气层，在光线折射后导致显示效果大打折扣；(4)在电磁兼容方面，一般采用金属丝网夹层玻璃，存在网格条纹和牛顿环问题，容易出现视差、重影、反光、牛顿环等光学干扰现象。

技术实现要素：

针对上述问题中存在的不足之处，本实用新型提供一种用于车辆显控终端中的显控部件，在极端温度、湿度、振动、冲击、电磁干扰等恶劣环境中仍然能够正常工作和使用。

为实现上述目的，本实用新型提供一种显控部件，包括从外到内依次层叠设置的防护玻璃、电容触摸屏、EMI电磁屏蔽膜、液晶面板和ITO加热玻璃，所述电容触摸屏通过光学胶全贴合在所述防护玻璃的背面，所述EMI电磁屏蔽膜通过光学胶全贴合在所述电容触摸屏的背面，所述防护玻璃、所述电容触摸屏和所述EMI电磁屏蔽膜组成三贴合组件，所述液晶面板通过光学胶全贴合在所述EMI电磁屏蔽膜的背面，所述ITO加热玻璃通过光学胶全贴合在所述液晶面板的背面。

作为本实用新型进一步改进，所述ITO加热玻璃的边缘超出所述液晶面板的边缘，所述ITO加热玻璃的边缘通过封口胶与所述三贴合组件粘接，且封口胶将所述液晶面板四周密封。

作为本实用新型进一步改进，还包括液晶面板驱动电路板，所述液晶面板驱动电路板通过双面胶泡棉与所述三贴合组件粘接。

作为本实用新型进一步改进，所述液晶面板驱动电路板与所述液晶面板通过FPC柔性印制板电连接。

作为本实用新型进一步改进，所述FPC柔性印制板两端分别通过ACF胶连接到所述液晶面板驱动电路板和所述液晶面板上，且与所述液晶面板驱动电路板连接的一端端部与所述双面胶泡棉连接。

作为本实用新型进一步改进，所述FPC柔性印制板为COF，且粘贴有导电屏蔽布。

作为本实用新型进一步改进，所述防护玻璃为强化玻璃。

作为本实用新型进一步改进，所述EMI电磁屏蔽膜为PET基材上镀一层金属丝网膜。

作为本实用新型进一步改进，所述液晶面板包括从外到内依次层叠设置的前偏光片、前玻璃基板、液晶层、后玻璃基板和后偏光片；

所述液晶层与所述前玻璃基板的连接处以及所述液晶层与所述后玻璃基板的连接处通过封口胶密封；

所述后玻璃基板的长度大于所述前玻璃基板的长度，FPC柔性印制板绑定在所述后玻璃基板的正面上，且位于所述后玻璃基板长出所述前玻璃基板的部分。

作为本实用新型进一步改进，所述显控部件下端左右两侧分别设有光感传感器、温度传感器和加热/指示运行灯，所述光感传感器和所述温度传感器安装在所述电容触摸屏后侧的传感器柔性板上，且所述光感传感器通过导光柱与所述电容触摸屏的盖板玻璃上的透明区域重合，所述加热/指示运行灯安装在所述电容触摸屏后侧的指示灯柔性板上，且所述加热/指示运行灯与所述电容触摸屏的盖板玻璃上的透明区域重合。

本实用新型的有益效果为：

1、在显示光学方面，采用全贴合光学邦定，实现高分辨率、高透光及低反射的显示；

2、在电磁兼容方面，采用高透过率、高屏蔽效能屏蔽膜，实现更好的屏蔽效果；

3、在宽温工作方面，采用高效能加热玻璃，对低温环境下液晶面板进行快速、高效加热，满足显控部件的低温环境下快速启动的要求；

4、在结构加固方面，使用全贴合技术将液晶面板与前端防护玻璃和后端加热玻璃加固贴合成为一体化结构，有效提升液晶面板的刚强度，避免外界应力对显示效果产生影响，并针对液晶面板柔性印制板(COF)采用邦定技术提升可靠性。

附图说明

图1为本实用新型一种显控部件的外形图正视图；

图2为本实用新型一种显控部件的外形图后视图；

图3为本实用新型一种显控部件的组成示意图；

图4为本实用新型一种显控部件的全光学绑定示意图；

图5为本实用新型一种显控部件的第一剖面示意图；

图6为本实用新型一种显控部件的第二剖面示意图；

图7为本实用新型一种显控部件中液晶面板的组成示意图。

图中：

1、防护玻璃；2、电容触摸屏；3、EMI电磁屏蔽膜；4、液晶面板；5、ITO加热玻璃；6、光学胶；7、封口胶；8、液晶面板驱动电路板；9、双面胶泡棉；10、FPC柔性印制板；11、前偏光片；12、前玻璃基板；13、液晶层；14、后玻璃基板；15、后偏光片。

具体实施方式

本实用新型实施例的一种显控部件，主要功能为：(1)为车辆乘员提供文字、图形、图像等信息显示；(2)为乘员提供显示区域触控功能，且支持戴手套触控操作；(3)显控部件与显控终端的箱体结构配合，实现显示窗口区域的防水密封、防尘和电磁屏蔽；(4)ITO加热玻璃实现低温下液晶面板的加热启动。

如图1-4所示，本实用新型的显控部件包括从外到内依次层叠设置的防护玻璃1、电容触摸屏2、EMI电磁屏蔽膜3、液晶面板4和ITO加热玻璃5，电容触摸屏2通过光学胶6全贴合在防护玻璃1的背面，EMI电磁屏蔽膜3通过光学胶6全贴合在电容触摸屏2的背面，防护玻璃1、电容触摸屏2和EMI电磁屏蔽膜3组成三贴合组件，液晶面板4通过光学胶6全贴合在EMI电磁屏蔽膜3的背面，ITO加热玻璃5通过光学胶6全贴合在液晶面板4的背面。

显控终端内部器件对恶劣环境反应敏感，尤其是潮湿、盐雾、霉菌。三防措施不利、密封不严是电子设备损坏的主要因素之一，潮湿、盐雾、霉菌会对设备的机械性能和电气性能产生严重破坏，湿气中溶解的氯化物、硫酸盐、硝酸盐等能引起或加剧金属的腐蚀，降低电气系统的绝缘性能，出现短路等严重故障，造成整机功能失效。本实用新型的显控部件通过可拆卸、高粘接力的粘接剂框贴固定在显控终端的箱体上，实现显控部件的加固及可靠密封。

车辆使用过程中，难免会出现误操作或硬物撞击、磕碰等意外情况，因此防护玻璃的坚固性非常关键。为了满足恶劣环境下的使用需求，本实用新型选用强化玻璃，该防护玻璃具有坚固、轻薄的特点，可以对整个显控部件内其他功能部件起到良好的保护与加固作用，同时可确保电容触摸屏2响应的灵敏性和准确性。本实用新型的防护玻璃1位于最外侧，通过化学强化手段使其具有较高的强度、良好的抗冲击特性和表面抗磨特性，为液晶面板4及其他部件提供结构刚度和防护功能。

电容触摸屏2为显控终端提供多点可靠触控的人机交互功能，同时具备超低的电磁辐射特性。电容触摸屏2采用现有技术中的市售产品。

电磁干扰是一种有害的电磁效应，可导致设备或系统的性能降低，甚至造成设备或系统失效。显控终端作为一种电子设备，其大面积显示窗口、壳体缝隙所泄露的电磁辐射会对周边电子设备产生干扰；同时，周边电子设备也很容易通过显示窗口、壳体缝隙对终端内部电气系统产生电磁影响，严重时会导致终端无法正常工作。在液晶面板前端、防护玻璃后端贴合一层窗口屏蔽材料，可以获得完整连续的导电平面，以便形成较完善的窗口屏蔽效果。传统的屏蔽膜有两种，一是采用透明金属丝网屏蔽玻璃；二是采用具有EMI屏蔽效能的镀膜玻璃。金属丝网屏蔽玻璃的屏蔽效能与金属丝网的目数相关，目数越大，屏蔽效能越高，其优点是屏蔽效果好，缺点是透光率差、漫反射率高。EMI镀膜玻璃的屏蔽效能与其表面镀层的电阻率有关，电阻率越小，屏蔽效能越高，其特点是透光率高、漫反射率低。为了解决电磁兼容问题，本实用新型在电容触摸屏2背面贴合了EMI电磁屏蔽膜3，EMI电磁屏蔽膜3是在PET基材上镀一层金属丝网膜，其工艺方法是将金属通过物理(阴极溅射、真空蒸发等)的方法，在PET基材表面形成一层很薄很细的金属丝网膜的电磁屏蔽膜，构成一个完整的导电层，从而达到电磁屏蔽的作用。EMI电磁屏蔽膜3可较好保证显示模块的透光率，在采用全贴合工艺后，视觉效果更佳，避免了传统视窗屏蔽方案容易出现视差、重影、反光、牛顿环等光学干扰现象。本实用新型的EMI电磁屏蔽膜3是既能透光、又具有电磁屏蔽性能的电磁屏蔽材料，具有透光率高、屏蔽效果好的特点，能为显示窗口提供有效的电磁屏蔽，具有良好的导电性能、透光性能、柔韧性、稳定性，可以与金属框架实现良好的连接。

显控部件的核心器件是液晶面板，液晶面板的构成如图7所示，液晶面板4包括从外到内依次层叠设置的前偏光片11、前玻璃基板12、液晶层13、后玻璃基板14和后偏光片15；液晶层13与前玻璃基板12的连接处以及液晶层13与后玻璃基板14的连接处通过封口胶7密封；后玻璃基板14的长度大于前玻璃基板12的长度，FPC柔性印制板10绑定在后玻璃基板14的正面上，且位于后玻璃基板14长出前玻璃基板12的部分。在两层玻璃基板的中间是液晶层，液晶层为光刻而成的微小液晶盒，内部灌装液晶材料，面板周边用密封材料封装。前玻璃基板12、后玻璃基板14的厚度均小于0.5mm。由液晶面板的结构可知，虽然有液晶盒的支撑，但对于面积较大、厚度偏薄的液晶面板来说，振动会导致面板在其法向的位移也较大，其在振动时会使液晶面板内部产生应力，造成液晶盒厚度的变化，导致显示图像质量的变化。在极端温度、振动冲击、潮湿、盐雾等恶劣环境条件下，很容易引起液晶玻璃基板的损坏，并导致玻璃基板刻蚀的部分TFT阵列电极与驱动电路电连接开路或短路，会出现闪烁，显示深色或黑色图像时更加明显，例如会出现白斑或黑白不均，影响画面的正常显示，使显示器件产生不可恢复的永久性损伤。因此，为了使显示器件能够在上述恶劣环境中正常工作，本实用新型对液晶面板4进行了加固设计。

本实用新型采用全贴合工艺将前端加固玻璃(防护玻璃1、电容触摸屏2)和后端加固玻璃(ITO加热玻璃5)通过光学胶6与液晶面板4封装贴合在一起，形成一体式加固模块。这种加固方式将液晶面板4内部最薄弱的部位进行模块化加固，加固后大幅提高了液晶面板4的刚强度，提升了液晶面板4的固有频率，避开显控终端整机的固有频率，避免共振破坏对液晶面板4产生破坏，实现了关键显示器件的结构加固。同时，光学胶6和加固玻璃(防护玻璃1、ITO加热玻璃5)作为主要的隔离缓冲器的阻尼元件和弹性元件，可以吸收和损耗振动能量。光学胶6的刚度系数和阻尼系数决定了自身的固有频率，改变光学胶6可以改变贴合层的固有频率，进而影响隔离缓冲器的振动固有频率。通过选择不同型号的光学胶和胶层厚度，可以得到不同特性的隔振缓冲效果，从而避开和隔离液晶面板与激励源之间振动能量的传递，并有效衰减振动能量，避免液晶面板与振源产生共振。除有效提高液晶面板4的抗振动冲击特性，采用全贴合工艺贴合加固后的显控部件，可以避免传统显示窗口集成方式带来的光学干涉与光学反射损失等问题。

如图6所示，液晶面板驱动电路板8通过双面胶泡棉9与三贴合组件粘接。液晶面板驱动电路板8与液晶面板4通过FPC柔性印制板10电连接。FPC柔性印制板10两端分别通过ACF胶连接到液晶面板驱动电路板8和液晶面板4上，且与液晶面板驱动电路板8连接的一端端部与双面胶泡棉9连接。本实用新型的FPC柔性印制板10为COF，且粘贴有导电屏蔽布。

COF(Chip On Film)用于液晶面板4和液晶面板驱动电路板8之间的画面控制与信号传输，为聚酰亚胺薄膜内置导电线路构成，整体材质较软，两端采用ACF(各向异性导电胶)胶连接到液晶面板驱动电路板8和液晶面板4上。相对于液晶面板驱动电路板8和液晶面板4，COF在振动过程中的形变量很大。COF与液晶面板驱动电路板8和液晶面板4之间的机械连接和电气导通是保证液晶面板显示功能和可靠性的一个重要因素，接触不良或断裂均会导致液晶面板4出现故障现象，如花屏、线缺陷或带缺陷。液晶面板4采用光学胶6与三贴合组件贴合，COF和液晶面板驱动电路板8均通过双面胶泡棉9与三贴合组件固定。另外，为了实现COF与液晶面板驱动电路板8的高可靠性机械连接与电气导通，通过优化邦定工艺参数、提高邦定精度，并选用高强度ACF胶对连接处进行重新邦定，以增强两个连接部位的抗振能力，同时提高其抗拉伸性能。这种全贴合的结构保证了COF不会在振动过程中产生较大的变形，从而避免了因COF本体的损坏，以及COF与液晶面板4、COF与液晶面板驱动电路板8之间的接触不良。

对于显示器件而言，温度主要对液晶面板和背光部件产生影响。液晶材料对温度的变化非常敏感，影响液晶的响应时间和液晶的阈值电压。在低温时液晶材料将变得粘滞，响应速度变慢，动态影像出现拖尾现象，甚至不能显示；如果温度过低，液晶态就会消失，变成晶体，此时有可能在形成晶体过程中破坏定向层造成永久性损坏；而当温度过高时，封装液晶屏的胶水、粘结剂和封装物的性能降低、退化，可能导致显示器件不能正常工作。

针对液晶面板4在低温环境下不能正常工作的情况，一般通过在显控部件中增加电加热器件实现其正常工作。液晶面板4低温加热通常有3种方式：外部加热方式、内部加热方式和半导体制冷加热方式。半导体制冷加热方式结构复杂、可靠性较低，目前采用的比较少；外部加热方式是将电热膜(一般为非透明膜电阻)粘贴在液晶模组背后，由于中间隔着背光板，加热效率较低且均匀性差。

本实用新型将镀有ITO膜的玻璃(ITO加热玻璃5)全贴合于液晶面板4的背面，作为加热片对液晶面板直接进行低温加热补偿，在低温环境下对液晶面板直接进行高效加热，以实现液晶面板的低温快速启动。当电流通过ITO镀膜时，ITO镀膜本身电阻产生的热量传递给与之相贴合的液晶面板4，使其达到正常工作所需的温度要求。

如图5所示，ITO加热玻璃5的边缘超出液晶面板4的边缘，ITO加热玻璃5的边缘通过封口胶7与三贴合组件粘接，且封口胶7将液晶面板4四周密封。这种粘接密封方式，可以使显控部件结构更加牢固，确保结构应力由内外两侧的加固玻璃(防护玻璃1、ITO加热玻璃5)直接承担，而液晶面板4不承受应力带来的损伤，同时实现对液晶面板4四周进行密闭处理，可有效避免低气压环境对液晶面板4处封口胶7的破坏，满足显示部件高海拔低气压环境的使用要求。根据板状材料的特点，材料的中间层在厚度方向上的应力应变最小，所以考虑到显控部件结构的对称性，在液晶面板4的前后贴合等厚度的加固玻璃对降低液晶层的局部应力最为有利。因为不对称的加固玻璃厚度会导致液晶面板前后玻璃基板在振动时位移不一致，液晶层不稳定，在共振频率时前后玻璃基板甚至会出现谐振，振动相位偏移，出现明显的图形闪烁。

显控部件下端左右两侧分别设有光感传感器、温度传感器和加热/指示运行灯，光感传感器和温度传感器安装在电容触摸屏2后侧的传感器柔性板上，且光感传感器通过导光柱与电容触摸屏2的盖板玻璃上的上的透明区域重合，监测显控部件外部环境的光照强度，并向信号处理板输出环境光照度采集信息，温度传感器监测显控终端箱体中液晶面板4附近温度，并向信号处理板输入温度采集信息。加热/指示运行灯安装在电容触摸屏2后侧的指示灯柔性板上，且加热/指示运行灯与电容触摸屏2的盖板玻璃上的透明区域重合，当低温加热时红色加热指示灯被点亮，当上位机工作时黄色运行指示灯被点亮。

本实用新型采用全贴合工艺将防护玻璃1、电容触摸屏2、EMI电磁屏蔽膜3、液晶面板4和ITO加热玻璃5等光学组件用光学胶以无缝隙的方式完全粘贴在一起。相对于传统显示区域集成方式，全贴合工艺消除了各层组件之间的空气层，也就消除了光线经过各层部件和空气的界面所造成的多次反射，可以极大地改善眩光和亮度不足的问题。普通集成方式因各层组件之间存在空气层，容易受环境的粉尘和水汽污染，影响显控组件的使用。而采用全贴合工艺，用光学胶填充了各层组件之间的空隙，各层组件之间紧密贴合，隔绝了粉尘和水汽，可以长久保持显示区域的洁净度。全贴合工艺将电容触摸屏、液晶面板等触控、显示组件紧密结合，除能提升各组件的强度外，更能有效降低噪声对触控讯号所造成的干扰，提升触控操作的流畅感。

另外，现有显控终端一般为面板-压框加固式或框贴式，触摸屏大多为电阻或红外触摸屏，视窗屏蔽一般采用丝网夹层玻璃或ITO镀膜玻璃，形成的窗口防护部件厚度一般偏大，与液晶屏装配组合(非全贴合)后整体厚度大，不满足轻薄化需求。本方案采用一体化集成与加固设计，将防护玻璃1、电容触摸屏2、EMI电磁屏蔽膜3、液晶面板4和ITO加热玻璃5等各独立功能部件全贴合集成于一体，形成功能完整的一体化部件，光学贴合后的显控部件整体厚度远小于现有技术的厚度，满足了轻薄化的需求。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。