一种全面屏触控加固显示器的制作方法

本发明涉及一种显示器技术，尤其是一种显示器加固技术，具体地说是一种全面屏触控加固显示器。

背景技术：

随着社会经济的不断发展，人民生活水平的不断提高，用户对显示器的体验要求也越来越高。传统的加固显示器的显示组件内嵌式装配在面板结构中，外观上存在明显凹陷的台阶以及很宽的显示边框，不仅影响显示器的美观，而且显示器的重量较重，携带、维修均不方便。而全面屏触控加固显示器不仅可以满足强振动冲击、高低温、湿热、电磁干扰等恶劣复杂环境下的使用要求，还具有其边框窄、厚度薄、重量轻的特点，便携美观，提升了用户体验，逐渐成为未来加固显示器的发展方向。

中国专利201822006721.x公开了一种全面屏显示面板及触控显示器。该专利通过设置前摄像孔边框，避免了对保护盖板进行切割，优化了生产工艺，降低了成本；但该显示面板及触控显示器未考虑显示器加固设计，可靠性较差，无法在恶劣环境中使用。

中国专利201910227190.1公开了一种全平面加固显示器。该发明通过对显示模块进行整体密封灌胶，形成一体化的封装模块，提高了显示器在潮湿、水汽环境下的显示性能。但是，该全平面加固显示器的背光组件、电路板组件均粘贴在槽型结构上，不仅维修性很差，且抗振性能不好。如发生常见的背光损坏时，背光组件很难更换；同时，该显示器没有触摸屏和触摸按键，只具备显示功能，不具备交互能力。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有显示器加固结构复杂，难以满足轻薄化需求的问题，提供一种能满足恶劣复杂环境下使用的全面屏触控加固显示器，以保证显示器在恶劣环境下使用可靠性的基础上，注重用户操控体验，通过显示器轻薄化设计，解决传统加固显示器厚、笨、重等用户体验差的技术问题。

本发明的技术方案是：

一种全面屏触控加固显示器，其特征在于：它从前到后依次由前屏组件1、光学组件2、背光组件3、电路组件4以及后端结构组件5配合组成；所述的前屏组件1从前到后依次由触摸屏1-1-1、触摸按键膜片1-1-2、屏蔽材料1-1-3、液晶屏1-1-4、前壳体1-2、加固长条1-3组成。加固显示器具有触摸功能，且可以通过触摸按键对显示画面进行调控；所述光学组件2由光学膜组合2-1、导光板2-2、扩散膜2-3、反光纸2-4、散热板2-5组成；散热板2-5前端面为平面，用以支撑并加固光学组件；在散热板2-5后端面设置若干加强筋，用以提高结构刚性；所述背光组件3为可拆卸设计，背光条3-1通过粘性导热材料固定于背光支板3-2；背光组件3与散热板2-5配合固定；所述电路组件4中的高功率芯片4-3-1的核心板4-3远离加固显示器背光侧放置，避免显示器内部热源集中；后端结构组件5与核心板高功率芯片4-3-1的对应配合位置设置散热凸台5-1，散热凸台5-1上粘贴厚度为dd≥0.2的导热材料；后端结构组件5外表面一侧（近背光侧）设置有散热翅片5-2。

所述前屏组件1与光学组件2结构配合面处设置密封槽a，光学组件2与后端结构组件5结构配合面处设置密封槽b，密封槽a与密封槽b内分别安装导电橡胶材料，提高加固显示器的水汽密封及电磁密封性能。

所述前壳体1-2为2层嵌套式腔体结构；包括第一层腔体1-2-1和第二层腔体1-2-2。在触摸屏1-1-1与第一层腔体之间1-2-1设置横向间隙x1和第一垂向间隙x2；在横向间隙x1处填充硅胶；第一垂向间隙x2处填充柔性导电材料；在液晶屏1-1-4与第二层腔体1-2-2之间设置第二垂向间隙x3，第二垂向间隙x3处填充mm≥1层柔性减振材料，且在第二垂向间隙x3外侧填充硅胶。触摸按键膜片1-1-2的通过柔性导电材料分别与触摸屏1-1-1、前壳体1-2电接触，保证前屏组件1的电磁兼容性能。

后端结构组件5与背光支板3-2之间设置第三垂向间隙x4，在第三垂向间隙x4中填充具有高导热性能的导热材料。

所述电路组件4的主要功能包括：接收显控台计算机输出的4khdmi视频信号或远端网络视频信号，在显示屏上显示图像；具备电容触摸屏，与计算机通过usb交联，实现触控操作，支持10点触控功能；可通过usb口或网口接收计算机发送的控制指令，实现亮度快速调节。

本发明的有益效果是：

1、本发明的目的是提供了一种全面屏触控加固显示器的设计方法。该型触控加固显示器不但可以满足在恶劣环境条件下的使用要求，而且以强大的软硬件整合，合理的结构布局，突出了显示器的轻薄化设计、可维修设计。与传统军用大尺寸加固显示器相比，该型触控加固显示器具有边框窄、厚度薄、重量轻的特点，携带、维护更为方便。

2、注重以用户为中心的交互设计。采用全面屏设计的同时，在触摸屏非有效显示区增加了触摸按键设计。相较于传统的实体按键，触摸按键不仅使用时更为方便，在密封性能方面也具有更高的可靠性。

3、注重全面屏触控加固显示器的整体散热设计。本发明提出的全面屏触控加固显示器的设计方法，通过优化背光设计以降低功耗；优化电路布局和散热方式，优化传热路径并降低热阻；增加外部结构的散热面积以提高显示器的散热能力等几种方式，提高了全面屏触控加固显示器在热环境下的可靠性，解决轻薄电子产品面临的散热问题。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1为全面屏触控加固显示器组件示意图。

图2为全面屏触控加固显示器前屏组件示意图。

图3为前屏组合结构工艺安装特征示意图，其中（a）为前壳体腔体特征示意图，（b）为前屏组合工艺间隙示意图。

图4为全面屏触控加固显示器密封设计示意图。

图5为全面屏触控加固显示器光学组件安装示意图，其中（a）为光学组件示意图，（b）为散热板后端面加强筋特征示意图。

图6为全面屏触控加固显示器背光组件安装示意图。

图7为全面屏触控加固显示器电路组件示意图。

图8为全面屏触控加固显示器后端散热示意图，其中（a）为高功率芯片及其对应散热凸台设计示意图，（b）为显示器内部散热路径及结构表面散热翅片优化示意图。

具体实施方式

下面结合附图的实施例对本发明作进一步的说明，本发明所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1～8所示。

一种全面屏触控加固显示器，它从前到后依次由前屏组件1、光学组件2、背光组件3、电路组件4以及后端结构组件5配合组成，如图1所示；所述的前屏组件1从前到后依次由触摸屏1-1-1、触摸按键膜片1-1-2、屏蔽材料1-1-3、液晶屏1-1-4、前壳体1-2、加固长条1-3组成，如图2-4所示。加固显示器具有触摸功能，且可以通过触摸按键对显示画面进行调控；所述光学组件2由光学膜组合2-1、导光板2-2、扩散膜2-3、反光纸2-4、散热板2-5组成，如图5所示；散热板2-5前端面为平面，用以支撑并加固光学组件；在散热板2-5后端面设置若干加强筋，用以提高结构刚性；所述背光组件3为可拆卸设计，背光条3-1通过粘性导热材料固定于背光支板3-2，如图6所示，背光组件3与散热板2-5配合固定；所述电路组件4中的高功率芯片4-3-1的核心板4-3远离加固显示器背光侧放置，如图7所示，避免显示器内部热源集中；后端结构组件5与核心板高功率芯片4-3-1的对应配合位置设置散热凸台5-1，如图8所示，散热凸台5-1上粘贴厚度为dd≥0.2的导热材料；后端结构组件5外表面一侧（近背光侧）设置有散热翅片5-2。所述前屏组件1与光学组件2结构配合面处设置密封槽a，光学组件2与后端结构组件5结构配合面处设置密封槽b，密封槽a与密封槽b内分别安装导电橡胶材料，提高加固显示器的水汽密封及电磁密封性能。所述前壳体1-2为2层嵌套式腔体结构；包括第一层腔体1-2-1和第二层腔体1-2-2。在触摸屏1-1-1与第一层腔体之间1-2-1设置横向间隙x1和第一垂向间隙x2；在横向间隙x1处填充硅胶；第一垂向间隙x2处填充柔性导电材料；在液晶屏1-1-4与第二层腔体1-2-2之间设置第二垂向间隙x3，第二垂向间隙x3处填充mm≥1层柔性减振材料，且在第二垂向间隙x3外侧填充硅胶。触摸按键膜片1-1-2的通过柔性导电材料分别与触摸屏1-1-1、前壳体1-2电接触，保证前屏组件1的电磁兼容性能。后端结构组件5与背光支板3-2之间设置第三垂向间隙x4，在第三垂向间隙x4中填充具有高导热性能的导热材料。所述电路组件4的主要功能包括：接收显控台计算机输出的4khdmi视频信号或远端网络视频信号，在显示屏上显示图像；具备电容触摸屏，与计算机通过usb交联，实现触控操作，支持10点触控功能；可通过usb口或网口接收计算机发送的控制指令，实现亮度快速调节。

详述如下：

图1为全面屏触控加固显示器组件图。由图1可以看出；全面屏触控加固显示器从前到后依次由前屏组件1、光学组件2、背光组件3、电路组件4以及后端结构组件5组成。实施例中，前屏组件1、光学组件2、背光组件3的整体厚度不超过13.2mm，全面屏触控加固显示器的整体厚度不超过38mm。

图2为全面屏触控加固显示器前屏组件示意图。由图2可以看出，所述前屏组件1由触摸屏1-1-1、按键膜片1-1-2、屏蔽材料1-1-3、液晶屏1-1-4、前壳体1-2、加固长条1-1组成。实施例中，液晶屏1-1-4为具有4k分辨率的工业屏；为优化加固显示器的外形尺寸，触摸屏1-1-1为定制尺寸。复合时，保证液晶屏的有效显示区与触摸屏的有效显示区中心对位。按键膜片1-1-2外形尺寸也基于触摸屏1-1-1外形尺寸定制，并设置于触摸屏1-1-1的非有效显示区内。具体实施中，触摸按键膜片1-1-2沿触摸屏1-1-1的sensor边缘固定于触摸屏1-1-1盖板玻璃上。一端通过导电布与触摸屏1-1-1的金属导电区域电接触，另一端通过厚度1mm的导电泡棉固定于在前壳体1-2上，实现触摸按键的电磁密封，保证触摸按键的电磁兼容性能。使用时，操作人员可在触摸屏非有效显示区内轻划出触摸按键菜单，并对显示画面进行调控。

如图3所示，前壳体1-2为2层嵌套式腔体结构；包括第一层腔体1-2-1和第二层腔体1-2-2。第一层腔体1-2-1和第二层腔体1-2-2分别用以支撑触摸屏和液晶屏。在触摸屏1-1-1与前壳体第一层腔体1-2-1之间设置横向间隙x1，和第一垂向间隙x2;横向间隙x1优选值为0.5mm，第一垂向间隙x2优选值为0.8mm；横向间隙x1处填充硅胶，硅胶型号优选为黑色397；第一垂向间隙x2处，填充柔性导电材料，型号优选为1mm导电泡棉；在液晶屏1-1-4与前壳体第二层腔体1-2-2之间设置第二垂向间隙x3，第二垂向间隙x3优选值为0.8mm；第二垂向间隙x3处填充m（m优选为3）层柔性减振材料，柔性减振材料优选为防水泡棉；同时，在第二垂向间隙x3外侧填充硅胶，硅胶型号优选为白色828。

如图4所示，在前屏组件1与光学组件2结构配合面处设置密封槽a，在光学组件2与后端结构组件5结构配合面处设置密封槽b。密封槽a与密封槽b的槽宽优选值均为1.57mm，槽深优选值均为1.02mm；槽内均安装槽内安装圆形导电橡胶屏蔽条，导电橡胶屏蔽型号优选为0402-0135-89，具有结构密封和导电连接的作用，用以提高加固显示器的水汽密封和电磁密封性能。

图5为全面屏触控加固显示器光学组件安装示意图。如图5所示，光学组件2由光学组合2-1、导光板2-2、扩散膜2-3、反光纸2-4、散热板2-5组成；散热板2-5前端面为平面，用以支撑并加固光学组件；在散热板2-5后端面设置若干加强筋，用以提高结构刚性。其中，反光纸2-4、扩散膜2-3、导光板2-2、光学组合2-1居中对位装配，并根据散热板2-5的限位特征，依次放置在散热板2-5前端面上。

图6为全面屏触控加固显示器背光组件安装示意图。由图6可以看出，所述背光组件3为可拆卸设计。设计时，优化背光支板3-1结构参数，增大背光支板表面的散热面积；背光条3-1通过粘性导热材料固定于背光支板3-2上，粘性导热材料优选tim1825-t13导热胶带,导热系数可达3.0w/m.k；背光组件3通过螺纹连接固定在散热板2-5上。维修时，若需更换背光组件，只需卸下背光组件3与散热板2-5之间的连接螺钉，即可更换背光组件3，维修快捷、方便。

图7为全面屏触控加固显示器电路组件示意图。由图6可以看出，所述电路组件4由视频板4-1、背光驱动板4-2、核心板4-3、电源板4-4、滤波器4-5、触摸驱动板4-6、核心底板4-7、航插组件4-8组成，各电路板通过螺纹连接固定于后端结构组件5。电路组件4实现的主要功能包括：接收显控台计算机输出的4khdmi视频信号或远端网络视频信号，在显示屏上显示图像；具备电容触摸屏，与计算机通过usb交联，实现触控操作，支持10点触控功能；可通过usb口或网口接收计算机发送的控制指令，实现亮度快速调节。

图8为全面屏触控加固显示器后端散热示意图。电路布局设计时，较高的元器件需避让散热板2-5的加强筋，减小显示器的纵向空间。同时，具有高功率芯片4-3-1的核心板4-3远离加固显示器背光侧放置，避免显示器内部热源集中。后端结构组件5与核心板高功率芯片4-1-1的对应配合位置设置散热凸台5-1，于散热凸台5-1处粘贴厚度为d的导热材料，厚度d优选为1mm，导热材料优选为gp1500-40mil，导热系数为1.5w/m.k。后端结构组件5外表面一侧（近背光侧）设置散热翅片5-2，考虑到结构加工和结构表面涂覆工艺等因素，相邻散热翅片之间的间距优选为10mm。后端结构组件5与背光支板3-2之间设置第三垂向间隙x4，在第三垂向间隙x4中填充具有高导热性能的导热材料，第三垂向间隙x4数值优选为0.4mm，导热材料的优选为tps8020-1691063rd1，导热系数为8w/m.k。

本发明的全面屏触控加固显示器通过结构轻薄化设计、散热优化设计，在减重降噪、造型美观、使用舒适等方面具有创新性。并且，对根据本发明方法生产的全面屏触控加固显示器，顺利通过了中华人民共和国国家军用标准gjb150-2009中规定的高温试验、低温试验、湿热试验、霉菌试验、盐雾试验、振动试验、冲击试验、电磁兼容性试验；显示出良好的可靠性。

本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。