CN100434984C - 膜片悬载系统及其使用的膜片悬载装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种膜片悬载系统及其使用的膜片悬载装置。膜片悬载系统包含支撑体、膜片悬载装置及膜片。膜片悬载装置主要包含支撑连接部、弹性元件及膜片连接部。支撑连接部连接于支撑体，而膜片连接部则与膜片连接。弹性元件具有固定端及自由端；其中固定端连接支撑连接部，而自由端则连接于膜片连接部。膜片连接部通过弹性元件产生弹性形变相对于支撑连接部具有线性位移的自由度，而且膜片连接部相对于支撑连接部还具有角位移的自由度。

Description

膜片悬载系统及其使用的膜片悬载装置

技术领域

本发明涉及一种膜片悬载系统及其使用的膜片悬载装置；尤其涉及一种供背光模块使用的膜片悬载系统及其使用的膜片悬载装置。

背景技术

背光模块广泛使用于液晶显示装置、计算机键盘、移动电话按键、广告牌及其它需要光源的装置上，以提供这类装置所需的平面光源。特别是近年来液晶显示装置的市场需求大幅成长，为配合液晶显示装置在功能上及外观上的要求，液晶显示装置所使用的背光模块设计也日趋多元化。

图1所示为传统液晶显示装置的示意图。如图1所示，背光模块一般包含光源模块70、反光板90、外框10、导光板20及光学膜片50。光源模块70设置于反光板90的上方，以提供背光模块所需的光源。导光板20及光学膜片50设置于光源模块70的上方，以调整光源模块70射出的光线性质。为定位光源模块与导光板20及光学膜片50间的关系，导光板20及光学膜片50多定位于外框10上，而光源模块70也设置与外框10定位。

如图1所示，由于光学膜片50的厚度多半较薄且截面强度不足以维持其表面的张力，因此需放置在导光板20上才能维持其平整性。然而在部分背光模块之中并无导光板20的设置；此时则需要在背光模块中加设透光且具有一定厚度的平板，以支撑其上的光学膜片。然而此种设计往往会增加整体的制造成本。此外，虽然加设的平板具有透光性，然而在透光率无法达到100％的状况下，往往造成背光模块整体辉度的下降。加设平板也会造成背光模块的重量提高，进而影响最终产品的重量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种膜片悬载系统及其使用的膜片悬载装置，可降低整体的生产成本。

本发明的目的在于提供一种膜片悬载系统及其使用的膜片悬载装置，具有较低的系统整体的重量。

本发明的目的在于提供一种膜片悬载系统及其使用的膜片悬载装置，可提高背光模块的辉度。

膜片悬载系统包含支撑体、膜片悬载装置及膜片。膜片悬载装置主要包含支撑连接部、弹性元件及膜片连接部。支撑连接部连接于支撑体，而弹性元件则自支撑连接部延伸而出。弹性元件具有固定端及自由端；其中固定端连接支撑连接部。固定端无法相对支撑体或支撑连接部产生线性的位移，但仍允许因形变而相对支撑体或支撑连接部产生可回复的旋转角位移。自由端则可相对支撑连接部或固定端产生可回复的线性位移及角位移。当自由端承受外力时，即可压迫或拉伸弹性元件产生弹性形变，进而相对于固定端产生线性位移或角位移。

膜片连接部连接弹性元件的自由端。膜片悬载装置通过膜片连接部与膜片连接。当膜片施加外力于膜片连接部时，膜片连接部即将此外力传递至自由端，以压迫或拉伸弹性元件，并相对于弹性元件的固定端产生位移。相对于支撑连接部而言，膜片所施加的外力一般可分解为一线性力以及一扭力。相对于支撑连接部的线性力造成弹性元件产生线性的压缩或伸张位移；相对于支撑连接部的扭力则造成膜片连接部产生旋转的角位移。通过此分力及位移关系的结合，膜片悬载装置得以在减少膜片受力变形的前提下提供膜片相当的支撑力，并承受及分散由膜片传递而来的外力。

附图说明

图1为传统背光模块的示意图；

图2为本发明膜片悬载系统的实施例示意图；

图3为膜片悬载装置的实施例示意图；

图4a及图4b为本发明膜片悬载系统及膜片悬载装置的另一实施例；

图5a为膜片悬载装置受线性力时的实施例示意图；

图5b为膜片悬载装置受扭力时的实施例示意图；

图6a、图6b及图6c为本发明膜片悬载系统及膜片悬载装置的另一实施例；

图7a为本发明膜片悬载系统及膜片悬载装置的另一实施例；

图7b为本发明膜片悬载系统及膜片悬载装置的另一实施例；

图8a及图8b为本发明膜片悬载系统及膜片悬载装置的另一实施例。

其中，附图标记：

100支撑体            110定位孔

150突部              300膜片悬载装置

310支撑连接部        311连接轴

313挡止部            315孔洞

330弹性元件          331固定端

333自由端            335环状弹性结构

337连杆              350膜片连接部

351定位柱            353阻挡突部

410线性位移          430角位移

500膜片              510定位孔

530突耳部分          710第一弯曲部

720第二弯曲部        810第一弯折部

820第二弯折部        850定位孔

870拱形元件          900端缘

910第一臂梁          920第二臂梁

930第三臂梁          911、921、931臂固定端

913、923、933臂自由端

具体实施方式

本发明提供一种膜片悬载系统及其使用的膜片悬载装置。膜片较佳地为包含各式光学膜片，例如扩散片、增亮膜及反射片等。此外，膜片也可包含其它片状或板状的光学元件，例如导光板等。以较佳实施例而言，本发明的膜片悬载系统供液晶显示装置及其背光模块使用；然而在不同实施例中，含有本发明膜片悬载系统的背光模块也可供计算机键盘、行动电话按键、广告牌及其它需要平面光源的装置使用。进一步而言，本发明还包含使用此膜片悬载系统的液晶显示装置。在较佳实施例中，本发明的液晶显示装置包含一彩色液晶显示装置。然而在不同实施例中，本发明的液晶显示装置也可包含单色的液晶显示装置。此处所说的液晶显示装置则泛指使用液晶面板的显示装置，包含家用的液晶电视、个人计算机及膝上型计算机的液晶监视器、行动电话及数字相机的液晶显示屏等。

如图2的实施例所示，膜片悬载系统包含支撑体100、膜片悬载装置300及膜片500。在此较佳实施例中，支撑体100为一框架；然而在不同实施例中，支撑体100也可包含壳体等其它具有支撑作用的元件。此外，在此实施例中，膜片悬载装置300较佳为设置于支撑体100所形成框架的转角部分；然而在不同实施例中，膜片悬载装置300也可设置于框架的中段部分。膜片500较佳为扩散片、增亮膜及反射片等光学膜片；然而在不同实施例中，膜片500也可包含其它片状或板状的光学组件，例如导光板等。在图2所示的实施例中，膜片悬载装置300连接于膜片500的突角部分，使膜片500上的张力较为均匀；然而在不同实施例中，膜片悬载装置300也可连接于膜片500的侧边部分。此外，膜片500上也可在突角处设置突耳部分530以供与膜片悬载装置300连接，以减少对膜片500光学性质的影响。

如图2及图3所示，膜片悬载装置300包含支撑连接部310、弹性元件330及膜片连接部350。在较佳实施例中，支撑连接部310、弹性元件330及膜片连接部350以一体成形的方式制造，例如使用射出成形等方式模造成形。如图2所示，支撑连接部310可旋转或不可旋转地连接于支撑体100。在此较佳实施例中，支撑连接部310具有向下伸出的连接轴311。连接轴311可旋转地与支撑体100上的对应定位孔110套合。然而在不同实施例中，支撑连接部310也可具有定位孔110，而改将连接轴311设置于支撑体100上。此外，连接轴311也可采用不可旋转的方式卡合于定位孔内；例如将连接轴311及定位孔110的截面设计为相应的多边形，即可防止连接轴311在定位孔110内转动。此外，支撑连接部310连接轴311的底端延伸出挡止部313；其中挡止部313较佳为垂直于连接轴311。当连接轴311以特定角度套合进入支撑体100的定位孔110后，挡止部313可避免连接轴311在其它角度脱出定位孔110。

如图3所示，弹性元件330自支撑连接部310延伸而出。弹性元件330具有固定端331及自由端333；其中固定端331连接支撑连接部310。固定端331无法相对支撑体100或支撑连接部310产生线性的位移，但仍允许因形变而相对支撑体100或支撑连接部310产生可回复的旋转角位移。自由端333则可相对支撑连接部310或固定端331产生可回复的线性位移410及角位移430。当自由端333承受外力时，即可压迫或拉伸弹性元件330产生弹性形变，进而相对于固定端331产生线性位移或角位移。在较佳实施例中，弹性元件330由具有弹性的塑料或聚合材料形成；然而在不同实施例中，弹性元件330也可由厚度适当且具有弹性的金属制成。

如图2及图3所示，膜片连接部350连接弹性元件330的自由端333。膜片悬载装置330通过膜片连接部350与膜片500连接。当膜片500施加外力于膜片连接部350时，膜片连接部350即将此外力传递至自由端333，以压迫或拉伸弹性元件330，并相对于弹性元件330的固定端331产生线性或旋转位移。换言之，膜片连接部350通过弹性元件330产生的弹性形变，进而相对于支撑体100具有线性位移的自由度及角位移的自由度。然而当支撑连接部310采用不可旋转的方式连接于支撑体100时，膜片连接部350也对支撑连接部310具有角位移的自由度。此外，在较佳实施例中，膜片连接部350与膜片500接触的位置具有一弧曲表面，从而避免因为应力集中的情形而产生影响光学表现的状况。

在图3所示的实施例中，弹性元件330包含一环状弹性结构335。环状弹性结构335环截面的法线方向较佳为平行于膜片500的法线方向，或平行于支撑连接部310的延伸方向。固定端331位于此环状弹性结构335的顶缘位置。环状弹性结构335具有结构性的压缩及伸张容忍度。当环状弹性结构335承受垂直其法线方向的外力时，其环状的结构即将外力改变方向并分散，进而使整个弹性元件330整体产生压缩或伸张的形变。

如图3所示，弹性元件330还包含连杆337。连杆337的一端连接于环状弹性结构335，并可相对环状弹性结构335产生可回复性的弯折。连杆337的另一端则连接于膜片连接部350。换言之，在此实施例中，弹性元件330的自由端333形成于连杆337连接于膜片连接部350的一端。然而在不同的实施例中，如图4a及图4b所示，弹性元件330也可不包含连杆337。此时弹性元件330的自由端333位于环状弹性结构335上固定端331的相对底缘位置。换言之，支撑连接部310与膜片连接部350分别连接于环状弹性结构335的对应两端缘。

此外，膜片连接部350具有垂直于连杆337延伸的定位柱351，膜片500则有相应于定位柱351的定位孔510。定位孔510套合于定位柱351，使膜片500连接于膜片连接部350。定位柱351与定位孔510边缘接触的位置较佳为设有有弧曲表面，以均匀分散定位柱351该定位孔边缘间的交互作用力。如图3所示，定位柱351较佳地还包含有阻挡突部353。阻挡突部353自定位柱351的端部朝弹性元件330的方向延伸；然而在不同实施例中，阻挡突部353也可朝垂直连杆337的方向延伸。当定位柱351穿过定位孔510后，阻挡突部353可避免定位柱351由非预期的方向脱出定位孔510，并造成膜片悬载装置300不预期地与膜片500分离。

当膜片500施加外力于膜片连接部350时，弹性元件330因应外力的方向产生形变，使膜片连接部500相对支撑体100产生位移。相对于支撑连接部310而言，膜片500所施加的外力一般可分解为一线性力以及一扭力。如图5a所示，相对于支撑连接部310的线性力造成弹性元件330产生压缩或伸张的线性位移410。如图5b所示，相对于支撑连接部310的扭力则造成膜片连接部350产生旋转的角位移430。在此实施例中，此角位移的产生可通过弯曲弹性元件330达成。然而在不同实施例中，此角位移430的产生也可通过支撑连接部310本身相对于支撑体100的旋转所达成。在较佳实施例中，如图5a所示，弹性元件330较佳为与膜片500的对角线平行，使弹性元件330本身的受力分布较为均匀；然而在不同实施例中，弹性元件330的设置方向也可随其它力学的设计而改变。通过如图5a及图5b所示分力及位移关系的结合，膜片悬载装置300得以在减少膜片500受力变形的前提下提供膜片500相当的支撑力，并承受及分散由膜片500传递而来的外力。

图6a及图6b所示为本发明膜片悬载系统的另一实施例。如图6a所示，膜片悬载装置300的弹性元件330包含第一弯曲部710及第二弯曲部720。第一弯曲部710的两端分别连接于支撑连接部310及膜片连接部350；第二弯曲部720的两端也分别连接于支撑连接部310及膜片连接部350。换言之，第一弯曲部710、第二弯曲部720、支撑连接部310及膜片连接部350共同形成封闭的环状结构。如图6b所示，支撑体100上设置有突部150。膜片悬载装置300可套合于突部150上，并使支撑连接部310与突部150抵触定位。

如图6a所示，第一弯曲部710与第二弯曲部720较佳为分别包含一锐角弯折部分；然而在不同实施例中，第一弯曲部710与第二弯曲部720也可包含钝角的弯折部分。此外，在如图6c所示的实施例中，第一弯曲部710也可在未设置第二弯曲部720的设计下单独连接支撑连接部310及膜片连接部350。

在图7a所示的实施例中，膜片悬载装置300的弹性元件330包含第一弯折部810及第二弯折部820。第一弯折部810的一端自支撑连接部310延伸而出，而另一端则连接第二弯折部820。第二弯折部820的另一端则连接膜片连接部350。第一弯折部810与第二弯折部820反向弯折。通过第一弯折部810与第二弯折部820角度的压缩与增加，得以产生弹性元件330所需的可回复性线性位移。如图7a所示，支撑连接部310上形成一孔洞315，并直接可旋转地锁合或套合合于支撑体100上。膜片500上具有定位孔850，膜片连接部350上则设有定位柱351。定位柱351可分离地穿设于膜片500上的定位孔850，以连接膜片连接部350与膜片500。如图7a所示，定位柱351较佳具有圆弧形的侧壁，从而膜片500可自由地相对于定位柱351进行旋转。此外，定位柱351的顶端较佳设有由径向向外延伸的端缘900，以防止膜片500的定位孔850自定位柱351脱出。

图7b所示为本发明的另一实施例。在此实施例中，弹性元件330包含一拱形元件870。拱形组元件870的两端分别连接支撑连接部310及膜片连接部350。通过拱形元件870的压缩形变，得以使其两端的相对距离改变，并产生弹性装置330所需的可回复性线性位移。如图7b所示，支撑连接部310上形成一孔洞315，并直接可旋转地锁合或套合合于支撑体100上。膜片连接部350上则设有定位柱351，以可分离地与膜片500上的定位孔850连接。

在图8a及图8b所示的实施例中，弹性元件330包含第一臂梁910、第二臂梁920及第三臂梁930。在此较佳实施例中，第一臂梁910与第二臂梁920平行，并与第三臂梁930垂直，以形成丁字型的组合；然而在不同实施例中，第一臂梁910与第二臂梁920的相应角度也可加以调整。第一臂梁910具有臂固定端911及臂自由端913。臂固定端911连接支撑连接部310，臂自由端913则相对臂固定端911具有一角位移的自由度。换言之，臂自由端913可相对于臂固定端911进行旋转。此外，为减少臂自由端相对臂固定端911旋转时的阻力，臂固定端911与支撑连接部310相连接处的梁径较佳为略小于第一臂梁910的梁径。第二臂梁920也具有臂固定端921及臂自由端923。臂固定端921连接另一支撑连接部310，而臂自由端923则连接第一臂梁910的臂自由端913。在较佳实施例中，第一臂梁910与第二臂梁920对称设置，且两者的臂自由端913、923相接处的梁径略小于正常的梁径。

如图8a及图8b所示，第三臂梁930具有臂固定端931及臂自由端933。臂自由端933连接膜片连接部350，而臂固定端931则连接第一臂梁910及第二臂梁920的自由端913、923。第三臂梁930的臂自由端933相对其臂固定端931也具有角位移的自由度；换言之，其臂自由端933可相对其臂固定端931旋转。在此实施例中，膜片连接部350沿第三臂梁930方向的线性位移410可通过第一臂梁910及第二臂梁920的自由端913、923旋转而吸收；而膜片连接部350的旋转角位移430则可通过第三臂梁930自由端933的角位移自由度加以吸收。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已公开的实施例并未限制本发明的范围。相反地，包含于权利要求书的精神及范围的修改及均等设置均包含于本发明的范围内。

Claims (29)

1.一种供背光模块使用的膜片悬载装置，供连接至少一膜片于一支撑体，该膜片悬载装置包含：

至少一支撑连接部；

一弹性元件，自该支撑连接部延伸而出，该弹性元件具有一固定端及一自由端，该固定端连接该支撑连接部，其中该自由端通过该弹性元件产生弹性形变相对于该固定端位移；以及

一膜片连接部，连接该弹性元件的该自由端；

其中该膜片连接部通过该弹性元件产生弹性形变相对于该支撑连接部具有一线性位移自由度，并且该膜片连接部对该支撑连接部具有一角位移自由度。

2.根据权利要求1所述的膜片悬载装置，其特征在于，该支撑连接部包含一连接轴。

3.根据权利要求1所述的膜片悬载装置，其特征在于，该支撑连接部包含一定位孔。

4.根据权利要求1所述的膜片悬载装置，其特征在于，该弹性元件包含一环状弹性结构。

5.根据权利要求4所述的膜片悬载装置，其特征在于，该环状弹性结构环截面的法线平行于该支撑连接部的一延伸方向。

6.根据权利要求4所述的膜片悬载装置，其特征在于，该弹性元件进一步包含一连杆，该连杆的两端分别连接该环状弹性结构及该膜片连接部。

7.根据权利要求1所述的膜片悬载装置，其特征在于，该弹性元件包含一第一弯曲部，该第一弯曲部的两端分别连接该支撑连接部及该膜片连接部。

8.根据权利要求7所述的膜片悬载装置，其特征在于，该弹性元件进一步包含一第二弯曲部，该第二弯曲部的两端分别连接该支撑连接部及该膜片连接部，并与该支撑连接部、该膜片连接部及该第一弯曲部形成一封闭环状结构。

9.根据权利要求1所述的膜片悬载装置，其特征在于，该弹性元件包含一第一弯折部及一第二弯折部，该第一弯折部连接该第二弯折部，并与该第二弯折部反向弯折。

10.根据权利要求1所述的膜片悬载装置，其特征在于，该膜片连接部包含一定位柱。

11.根据权利要求10所述的膜片悬载装置，其特征在于，该定位柱包含一阻挡突部，该阻挡突部自该定位柱的端部朝该弹性元件延伸。

12.根据权利要求1所述的膜片悬载装置，其特征在于，该弹性元件包含一拱形元件，该拱形元件的两端分别连接该支撑连接部及该膜片连接部。

13.根据权利要求1所述的膜片悬载装置，其特征在于，该弹性元件包含：

一第一臂梁，具有一臂固定端及一臂自由端，该臂固定端连接该支撑连接部其中之一，其中该臂自由端相对该臂固定端具有一角位移的自由度；

一第二臂梁，具有一臂固定端及一臂自由端，该臂固定端连接另一该支撑连接部，该臂自由端则连接该第一臂梁的该自由端，其中该第二臂梁的该臂自由端相对该第二臂梁的该臂固定端具有一角位移的自由度；以及

一第三臂梁，具有一臂固定端及一臂自由端，该臂自由端连接该膜片连接部，该臂固定端则连接该第一臂梁及该第二臂梁的自由端，其中该第三臂梁的该臂自由端相对该第三臂梁的该臂固定端具有一角位移的自由度。

14.一种供背光模块使用的膜片悬载系统，包含：

一支撑体；

一膜片悬载装置，包含：

至少一支撑连接部，连接该支撑体；

一弹性元件，自该支撑连接部延伸而出，该弹性元件具有一固定端及一自由端，该固定端连接该支撑连接部，其中该自由端通过该弹性元件产生弹性形变相对于该固定端位移；以及

一膜片连接部，连接该弹性元件的该自由端；其中该膜片连接部通过该弹性元件产生弹性形变相对于该支撑体具有一线性位移自由度，该膜片连接部并对该支撑体具有一角位移自由度；以及

至少一膜片，连接该膜片连接部。

15.根据权利要求14所述的膜片悬载系统，其特征在于，该支撑连接部可转动地连接该支撑体。

16.根据权利要求14所述的膜片悬载系统，其特征在于，该支撑连接部不可转动地连接该支撑体。

17.根据权利要求14所述的膜片悬载系统，其特征在于，该弹性元件包含一环状弹性结构。

18.根据权利要求17所述的膜片悬载系统，其特征在于，该环状弹性结构环截面的法线平行于该膜片的法线。

19.根据权利要求17所述的膜片悬载系统，其特征在于，该弹性元件进一步包含一连杆，该连杆的两端分别连接该环状弹性结构及该膜片连接部。

20.根据权利要求14所述的膜片悬载系统，其特征在于，该弹性元件包含一第一弯曲部，该第一弯曲部的两端分别连接该支撑连接部及该膜片连接部。

21.根据权利要求20所述的膜片悬载系统，其特征在于，该弹性元件进一步包含一第二弯曲部，该第二弯曲部的两端分别连接该支撑连接部及该膜片连接部，并与该支撑连接部、该膜片连接部及该第一弯曲部形成一封闭环状结构。

22.根据权利要求14所述的膜片悬载系统，其特征在于，该弹性元件包含一第一弯折部及一第二弯折部，该第一弯折部连接该第二弯折部，并与该第二弯折部反向弯折。

23.根据权利要求20所述的膜片悬载系统，其特征在于，该膜片连接部包含一定位柱，该膜片包含一定位孔，该定位孔套合于该定位柱。

24.根据权利要求23所述的膜片悬载系统，其特征在于，该定位柱包含一阻挡突部，该阻挡突部自该定位柱的端部朝该弹性元件延伸。

25.根据权利要求14所述的膜片悬载系统，其特征在于，该弹性元件包含一拱形元件，该拱形元件的两端分别连接该支撑连接部及该膜片连接部。

26.根据权利要求14所述的膜片悬载系统，其特征在于，该弹性元件包含：

一第一臂梁，具有一臂固定端及一臂自由端，该臂固定端连接该支撑连接部其中之一，其中该臂自由端相对该臂固定端具有一角位移的自由度；

一第二臂梁，具有一臂固定端及一臂自由端，该臂固定端连接另一该支撑连接部，该臂自由端则连接该第一臂梁的该自由端，其中该第二臂梁的该臂自由端相对该第二臂梁的该臂固定端具有一角位移的自由度；以及

一第三臂梁，具有一臂固定端及一臂自由端，该臂自由端连接该膜片连接部，该臂固定端则连接该第一臂梁及该第二臂梁的自由端，其中该第三臂梁的该臂自由端相对该第三臂梁的该臂固定端具有一角位移的自由度。

27.根据权利要求20所述的膜片悬载系统，其特征在于，该支撑体包含一框架，该支撑连接部连接于该框架的转角部分。

28.根据权利要求20所述的膜片悬载系统，其特征在于，该膜片连接部连接该膜片的突角部分。

29.根据权利要求20所述的膜片悬载系统，其特征在于，该膜片包含突耳部分，该膜片连接部连接该突耳部分。

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