第一章 绪论
1.1 引言
2013 年，彩电市场首次出现曲面电视的身影。自此以后，不少消费者对曲面电视充满好奇，但其不菲的价值也让部分消费者望而止步，然而抵不住诱惑的消费者，对已经购买了的曲面电视的评价也不如想象中满意。曲面电视是屏幕强行弯曲的产物，
屏幕易碎当然是不可避免的结果。据部分已购买曲面电视的消费者反映，自己的电视出现了碎屏的情况，甚至有些电视是还没安装好就碎屏了。
曲面电视是指采用曲面液晶屏或 OLED 屏，拥有一定曲面形态的电视机，一般曲面电视的曲率与人类眼球弧度基本一致（曲率 R4000）。曲面电视具有优异的临场感（环绕感），更广的视野，同时能缓解眼睛疲劳等优势。所以自 2013 年首款曲面液晶电视发布以来，经过几年的市场培育，曲面电视已成为全球消费电子市场的主力军。中怡康数据显示，2016 年上半年，43 英寸及 49 英寸曲面液晶电视的零售量份额同比增长 1236%，55 英寸产品零售量份额达到 69%，电竞及娱乐用监视器零售增长率更高达 4000%[1]。
从2015年开始，采用曲面液晶屏的曲面电视便成为全球各电视厂商角逐的焦点，国内电视厂商TCL更是率先布局，推出了4000R黄金曲率电视，抢占曲面电视发展先机。在2015 年初的美国CES 上，创维和TCL 都将曲面电视作为重点展出产品之一，设置专门展示区域[2]。
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1.2 本课题研究的背景及意义
曲面电视固然好，但是其价格较平面的电视要高出 1.3~2 倍。以 32 寸监视器为例，32 寸 R1800 曲率的监视器售卖价格为 1399RMB，而同样的平面监视器售卖价格仅 699RMB。曲面电视/监视器之所以贵，主要原因是其最重要的显示器件——曲面液晶面板成本太高。曲面液晶面板在弯曲状态下受到弯曲应力的作用，当弯曲应力大于液晶面板的耐受应力时，就会造成液晶面板破裂。曲面液晶面板耐受应力不足的因素很多，导致且弯曲状态下的使用寿命无法保证，所以很多液晶屏生产厂家不敢生产曲面液晶面板，尤其是小尺寸，小曲率的电竞，娱乐监视器行业。目前国外的液晶面板厂家垄断了利润最高的小尺寸小曲率曲面面板市场。对曲面液晶面板的强度研究，既可以打破国外技术的垄断，又提升了生产厂家的竞争力的效益，同时又能降低市场上曲面电视/监视器的价格，让曲面电视进入到千家万户，提升人民生活质量。同时，通过采用 ABAQUS 软件对液晶面板的弯曲应力进行仿真分析 ，得出曲面液晶面板在不同曲率条件下的应力状况，结合实际的测试数据，得出曲面液晶面板的强度和弯曲使用寿命的理论关系，可以为曲面液晶面板的制造工艺及产品寿命的预估提供重要的参考[4]。
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第二章 曲面液晶面板最佳弯曲曲线设计
2.1 引言
前述章节介绍了液晶面板的结构和简单制程，一般曲面液晶面板在未弯曲时是平面，平面液晶面板只有搭配具有一定曲率的背光才能达到正常的曲面显示功能，即曲面电视或曲面显示器。本章通过对液晶电视的结构及液晶屏在电视中的固定方式分析，确定曲面电视的曲率设计必须完全契合曲面液晶面板的曲率。曲面液晶面板的曲率曲线不但影响曲面液晶面板弯曲状态下的显示效果，而且会对设计及后续生产带来困扰。
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2.2 液晶电视背光模组结构及分类 在液晶电视总成本里面，液晶面板占到 50%~60%，是最重要的部件[15]。但是液晶面板本身不发光，不能直接显示，需要借助光源才能显示，此光源称为背光源。背光源在电视里面是第二重要的部分，液晶屏和背光源在液晶电视中缺一不可，互相联系，液晶面板和背光源组合在一起称为背光模组。一台液晶电视只需要背光模组，电源和主板就可以实现全部功能，由此可见背光模组的重要。
2.2.1 背光模组结构及功能
一个完整的标准模组包含液晶面板，结构件，光学件等，图 2-1 是一台背光模组的爆炸图。
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3.1 引言 ..................................... 25
3.2 曲面液晶面板用玻璃的特性 ................................ 25
第四章 曲面液晶面板强度的增强 .......................................... 41
4.1 引言 .................................. 41
4.2 降低曲面液晶面板的成型应力措施 ........................ 41
第五章 曲面液晶面板的应用 ............................ 53
5.1 引言 ................................ 53
5.2 可变曲面背光结构设计的理论 .............................. 53
第五章 可变曲面样机的设计及验证
5.1 引言
独特的视觉体验，科技范十足的外观设计。自诞生之日起，曲面电视便被戴上了高端的“王冠”，也正因为如此，在相同尺寸、相同功能的条件下，曲面电视的价格远高于平面电视。但在业内人士眼中，曲面电视的实际体验效果也是差强人意。资深家电分析师刘步尘就曾表示，现在的曲面电视严格来讲不符合未来曲面电视的定义，真正的曲面电视是可变曲面，即电视屏幕的曲度可以自由调整，并能在曲面和平面之间实现转换。“刘步尘对中国家电网记者表示：“目前大部分曲面电视是固定曲度的，只能是过渡性产品”。所以，利用现有的曲面液晶面板，设计开发一款可变曲面的电视来验证其可行性有有必要性，也有可能性。
可变曲面电视即可在平面状态和曲面状态下随意切换的电视。2015 年普通曲面电视，液晶模组的各部件相互之间是采用卡勾或者螺钉固定的，相互之间不会移动。平面电视也是这样。通常模组背板所在的面和液晶屏所在的平面之间的距离，即为液晶面板的厚度 T（如图 5-1）。在曲面状态下，圆心角 不变，设液晶屏所在的曲率半径是 R，则背板外面所在的曲率半径为 R+T。
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结论与展望
一、结论
以 HX 公司曲面液晶面板有限元分析项目为课题来源进行的研究，以液晶面板强度优化为目标，借助 ABAQUS 有限元分析工具，开展了一系列针对曲面液晶面板弯曲状态下的弯曲应力分析及强度试验，得到一些曲面液晶面板强度增强的生产工艺方案，取得了一定的工程实际效果。 （1）提出了曲面液晶面板设计时对弯曲后的 OC 的三个结构要求：（a）强度足够，长时间使用不破片；（b）弯曲状态下的各点受力接近尽量相同；（c）弯曲状态下 Mura最轻微；
（2）通过曲面液晶模组的 OC 弯曲后的三个结构设计要求，结合悬链线的理论，通过 ABAQUS 模拟仿真，得出不同曲率下近似悬链线的函数关系，并从试验实测数据上确认理论与实际一致。
（3）不同尺寸，不同曲率条件下的液晶面板，采用 ABAQUS 分析模块对液晶面板的弯曲应力进行分析，得出液晶面板弯曲后的最大理论成型应力。通过液晶面板弯曲破坏试验，得到大量的数据，然后通过数据和理论结合，推导出曲面液晶面板应力和寿命曲线。根据应力和寿命曲线，结合不同批次的实测数据，预估出使用一段时间后的破片率，为风险管控及质量保证提供了很好的理论依据；
（4）根据理论和实际结合，针对强度提升，从两个方向入手：（a）通过导入厚度较薄的玻璃基板（0.4mm CF/0.4mm TFT），降低曲面液晶面板的成型应力，导入 0.4mm CF/0.4mm TFT 玻璃基板后，成型应力降低了 15%；（b）通过导入全刃口刀轮，横纹磨，侧磨量增加等手段，提升曲面液晶面板的最大应力（破坏应力）。曲面液晶面板强度由最初均值 75MPa 提升至目前的 95MPa，为曲面液晶面板新的应用提供个更好的基础。
（5）在曲面玻璃强度提升的前提下，提出曲面液晶面板的新的应用场景——可变曲面电视。通过理论分析，得出可变曲面背光模组分层设计的概念。根据此概念，设计出了国内首款 55 英寸可变曲面原型样机。样机实测功能能够达到预期要求，通过验证，确定电视要满足可变曲面的功能，对面板不止是强度要求，还要求对液晶面板内部制程进行改善，比如框胶的耐疲劳要求等。
参考文献（略）