CN104061529B - 导光板组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及液晶显示器制造领域，特别提出了一种导光板组件，所述导光板组件包括导光板和用于固定所述导光板的框体，所述导光板具有用于引入光线的第一侧缘和不引入光线的第二侧缘，所述框体至少局部地包围住所述导光板的第二侧缘，其中，在所述框体和所述导光板的第二侧缘之间设置有能够至少局部地发生弹性形变的缓冲件。一方面防止导光板发生晃动，避免了因为晃动而对导光板上的光学膜造成摩擦和刮伤。另一方面，防止了导光板受到刚性压力的挤压而拱起，保证了显示器的显示品质。

Description

导光板组件
技术领域
本发明涉及液晶显示器制造领域，尤其涉及一种用于背光源的导光板组件。
背景技术
在显示器的背光模组中，导光板是最主要的零部件之一。在现有技术中，导光板的材质主要是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。由于聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的热膨胀系数较大，为了使导光板能够自由膨胀，在背光模组中，在导光板和用于固定导光板的框体之间需要预留膨胀间隙。
然而，一方面，如果预留的膨胀间隙过大，就会影响背光模组的光学效率，且由于间隙过大，用于固定导光板的框体便不能够紧密地固定住导光板，导光板会发生一定幅度的晃动，容易对导光板上的光学膜造成摩擦和刮伤；另一方面，如果预留的膨胀间隙过小，则导光板受热膨胀后尺寸会变大，这时因为已经没有足够的空间用来容纳导光板，导光板的侧部边缘受到挤压，导光板就会拱起，这当然会引起显示品质的异常。
发明内容
在现有技术的背光模组中，在导光板和用于固定导光板的框体之间需要预留膨胀间隙，用于导光板的热膨胀。然而，膨胀间隙过大或过小，都会带来负面影响，例如间隙的存在使背光模组的光学效率受到影响，由于固定不够牢固而造成导光板上光学膜的刮伤，或者由于空间不够而使得受热膨胀后的导光板被挤压拱起。
针对上述问题，本发明提出了一种导光板组件，所述导光板组件包括导光板和用于固定所述导光板的框体，所述导光板具有用于引入光线的第一侧缘和不引入光线的第二侧缘，所述框体至少局部地包围住所述导光板的第二侧缘，其中，在所述框体和所述导光板的第二侧缘之间设置有能够至少局部地发生弹性形变的缓冲件。
优选地，所述缓冲件包括不能够发生弹性形变的支撑部分和能够发生弹性形变的功能部分，所述支撑部分和所述功能部分在接合区域接合为一体。
优选地，所述支撑部分构造为具有平坦表面的板状体，所述板状体具有相邻地位于所述接合区域的相对两侧的两个镂空区域，所述功能部分的未与所述板状体相接合的部位在所述板状体的平坦表面上的正投影全部落入所述镂空区域中。镂空区域的设置主要是为了优化缓冲件的力学性质，使得功能部分可以更加自然、柔韧地发生弹性形变，而降低其折断或变形不够自然的风险。
优选地，所述功能部分构造为在所述板状体的一侧从所述接合区域延伸出来的弯片，所述弯片的凸出面面向所述板状体，所述弯片的凹陷面面向所述导光板的第二侧缘。此处，用语“弯片”主要指其截面为圆滑的弧形的片体，不包括其截面具有明显折角的片体。
优选地，所述接合区域位于所述弯片的顶点处，所述弯片相对于其顶点所在的中央平面镜像对称，所述中央平面与所述板状体的平坦表面和所述导光板的表面均垂直。实际上弯片为由多条弧线沿其侧向方向平铺而构成的一个面，一个“顶点”对应每一条弧线，则其具有多个“顶点”，这些“顶点”沿着弯片的侧向方向构成一条线段。因此所谓“弯片的顶点”整体上构成沿着弯片的侧向方向的一条线段。
优选地，所述弯片在所述板状体的平坦表面上的正投影为矩形，且A1≥A2+D1，其中A1表示所述两个镂空区域的远离所述接合区域的末端边缘之间的距离；A2表示所述弯片的相对的两个末端边缘之间的距离；以及D1表示所述弯片的末端边缘与所述板状体的朝向所述弯片的平坦表面之间的距离。按照所述尺寸来构造缓冲件的板状体和弯片，可以将其力学性质最优化。一方面能够足够紧固地支撑和固定住导光板，另一方面又能够灵活地为导光板的膨胀提供弹性的缓冲空间，在两个功能中获得了最佳折衷。
优选地，所述功能部分构造为在所述板状体的一侧从所述接合区域延伸出来的折片，所述折片的外角面面向所述板状体，所述折片的内角面面向所述导光板的第二侧缘。此处，用语“折片”主要指其截面形状具有明显的折角，而在其余部分大致为平坦表面的片体。
优选地，在所述折片的端部处具有朝向所述板状体弯曲的弧形区域，所述弧形区域的凸出面顶靠着所述导光板的第二边缘。如此地构造，弧形区域给导光板的第二边缘所施加的压力相对柔和，不易损坏导光板的第二边缘，反过来也防止了折片自身受损。
优选地，所述折片的位于所述接合区域中的弯折部圆滑地设置。如此地，可以防止折片在弯折部发生疲劳或断裂，保证了整个缓冲件的使用寿命。
优选地，所述缓冲件的所述支撑部分与所述框体一体成型。如此可节省另外的时间、工序、材料及金钱的成本。
根据本发明的导光板组件，由于在框体上设置了缓冲件：
一方面，缓冲件的功能部分与导光板紧密抵靠，二者之间并无间隙，保证了整个背光模组的光学效率；同时，使得用于固定导光板的框体能够紧密地固定住导光板，防止导光板发生晃动，避免了因为晃动而对导光板上的光学膜造成摩擦和刮伤。
另一方面，由于缓冲件的功能部分能够发生弹性形变，虽然导光板受热膨胀后尺寸会变大，这时因为功能部分弹性地被导光板压缩，可以让出足够的空间用来容纳导光板，防止了导光板受到刚性压力的挤压而拱起，保证了显示器的显示品质。
上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本发明的目的。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1显示了配备有根据本发明的导光板组件的液晶显示器的剖视图；
图2显示了根据本发明的导光板组件的第一实施例的框体；
图3显示了图2中的框体的缓冲件的局部放大图；
图4显示了图2中的框体沿A-A线的剖视图；
图5显示了根据本发明的导光板组件的第一实施例的第一状态，其中导光板处于自然状态；
图6显示了根据本发明的导光板组件的第一实施例的第二状态，其中导光板处于受热膨胀的状态；
图7显示了根据本发明的导光板组件的第二实施例的框体；
图8显示了图7中的框体的缓冲件的局部放大图；以及
图9显示了图7中的框体沿B-B线的剖视图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
图1显示了配备有根据本发明的导光板组件的液晶显示器剖视图。根据本发明的导光板组件包括导光板1和用于固定导光板1的框体2。
导光板1具有用于引入光线的第一侧缘1.3和不用于引入光线的第二侧缘1.4。由图1中可清楚地看出，在典型的液晶显示器的背光模组中，通常在导光板1的一侧设置发光元件4。在图1所示的实施例中，发光元件4设置在导光板1的用于引入光线的第一侧缘1.3附近，如此使得来自发光元件4的光线能够通过第一侧缘1.3进入到导光板1内部。
典型地，发光元件4可以为发光二级管(LED)。目前通常采用发光效率较高的蓝色发光二级管(LED)，并在蓝色发光二级管(LED)与导光板1之间设置荧光粉或量子条，后者可受激产生蓝色光的互补光，使得最终通过第一侧缘1.3进入到导光板1内部的光线为色彩饱满的白色光。
在导光板1的底面设置有反光膜1.2，其可以将光线锁定于导光板1的内部。光线通过导光板1的光学膜层的反射、散射、折射等转换成均匀的面光源，而后通过导光板1的顶面1.1射出，例如可再经过一些额外的匀光处理等后，最终进入液晶盒。来自导光板1的光线在液晶盒中分别经过阵列基板、液晶层(通过液晶改变偏振状态)和彩膜基板(在此处分为三原色，并相互调和以形成显示画面所要求的特定颜色)后射出。以此方式，观看者即可从该液晶显示器的屏幕上观看到特定的显示画面。
关于框体2，其主要作用是用来支撑和固定住导光板1，因此框体2可围绕导光板1的四个边缘来设置。考虑到全面固定的效果、整个液晶显示器的重力平衡，以及框体2与液晶显示器内其它支撑部件(例如背板、设置有例如LED灯条的发光元件的支撑板以及卡件等)之间的相互接合，优选地框体2设置为如图2所示的矩形框架，其包覆住导光板1的所有边缘。然而，框体2需要至少局部地包围住导光板1的不引入光线的第二侧缘1.4，才能够有效实施根据本发明的技术方案。
根据本发明，在框体2和导光板1的第二侧缘1.4之间设置有能够至少局部地发生弹性形变的缓冲件3。如前所述，第二侧缘1.4即代表导光板1的不用于引入光线的侧缘。将缓冲件3设置在框体2的与导光板1的第二侧缘1.4(而非第一侧缘1.3)相对应的位置处，则缓冲件3不会妨碍发光元件4的光路设计，也不会妨碍光线的正常传播。
如此设置，缓冲件3的弹性形变功能可以在框体2和导光板1的第二侧缘1.4之间提供一定的让位空间。导光板1的第二侧缘1.4以抵靠着缓冲件3的方式而装设到框体2中，当导光板1受热膨胀时，缓冲件3实施其弹性形变的功能，可自由调节框体2和导光板1的第二侧缘1.4之间的距离。同时，由于实际上缓冲件3是被膨胀的导光板1压缩而形变的，二者之间始终保持紧密贴合，保证了在任意时刻固定住导光板1。
如此地，一方面，导光板1得到了一定的缓冲空间，只要通过合理设计，使得导光板1的热胀程度不超出缓冲件3的弹性形变范围，则导光板1就不会因为受到刚性的挤压力而变形拱起，避免了因此而影响正常的显示效果；另一方面，在整个形变过程中，缓冲件3一侧始终紧密抵靠着导光板1的第二侧缘1.4，另一侧与框体2相互固定，则缓冲件3可以牢固地卡住导光板1，以此方式，在导光板1的周围不存在使其松动的间隙，防止了导光板1在晃动时刮伤光学膜层。
图2显示了根据本发明的导光板组件的第一实施例的框体2。在框体2的朝向导光板1的第二侧缘1.4(图中未示出，但其位置位于框体2的内部，这很容易理解)的位置处设置有缓冲件30。
图3显示了图2中的框体2的缓冲件30的局部放大图。在图3所示的实施例中，缓冲件30包括不能够发生弹性形变的支撑部分30.1和能够发生弹性形变的功能部分30.2，支撑部分30.1和功能部分30.2在接合区域30.3处接合为一体。
支撑部分30.1与框体2相互固定地接合。在现有技术中，这有许多实现方式，例如焊接、胶粘等，然而考虑到工艺过程的简化和材料成本的降低，最优选将支撑部分30.1与框体2一体成型。由于支撑部分30.1与框体2相互固定地接合，整个框体2可以通过缓冲件3与导光板1紧密贴合(下面会具体介绍贴合的部分)，从而将导光板1固定住，不留出任何晃动间隙；另一方面，由于功能部分30.2能够发生弹性形变，在导光板1受热膨胀时，功能部分30.2会被挤压而发生适应性形变(被压缩)，为导光板1的膨胀让出空间，而非如现有技术那般使框体刚性地对导光板1进行挤压，后者会导致导光板1变形拱起；同时，容易理解，当导光板1退热复位时，功能部分30.2也会相应地发生复位(只要设计合理，使得整个过程不会超出其弹性形变的临界值，而这对于本领域技术人员而言是容易做到的)，在从压缩形变到复原的整个过程中，导光板1和缓冲件30的功能部分30.2始终紧密贴合，保证了将导光板1牢固地固定于框体2中，而不使其晃动。
在图3中，支撑部分30.1构造为具有平坦表面的板状体30.1，板状体30.1具有相邻地位于接合区域30.3的相对两侧的两个镂空区域30.1.2，功能部分30.2的未与板状体30.1接合的部位在板状体30.1的平坦表面上的正投影全部落入镂空区域30.1.2中。为了便于观察，图中用阴影线表示了镂空区域30.1.2，也就是说，在阴影线所覆盖的区域中，板状体30.1被挖空了。
镂空区域30.1.2的设置主要是为了优化缓冲件30的力学性质，使得功能部分30.2可以更加自然、柔韧地发生弹性形变，而降低其折断或变形不够自然的风险。通过在接合区域30.3的相对两侧在板状体30.1上挖出两个镂空区域30.1.2，减小了周围区域对接合区域30.3的束缚，使得功能部分30.2与板状体30.1之间的接合更加柔和自然，因此功能部分30.2的弹性形变可更加自由，而不会被不能形变的刚性板状体30.1所拉扯、束缚，甚至由于局部受力不均而破裂。
在图3中，功能部分30.2构造为在板状体30.1的一侧从接合区域30.3延伸出来的弯片30.2，弯片30.2的凸出面30.2.5面向板状体30.1，弯片30.2的凹陷面30.2.6面向导光板1的第二侧缘1.4(图3中未示出，可结合图1理解其显而易见的位置关系)。
需要强调的是，在本发明的第一实施例中，用语“弯片”主要指其截面为圆滑的弧形的片体，不包括其截面具有明显折角的片体。
由图3可明显看出，接合区域30.3位于弯片30.2的顶点处，且弯片30.2相对于其顶点所在的中央平面镜像对称，所述中央平面与板状体30.1的平坦表面和导光板1的平面均垂直。
此处以立体几何的角度考虑，“弯片30.2的顶点”整体上构成沿着弯片的侧向方向的一条线段。实际上弯片30.2为由多条弧线沿侧向平铺而构成的一个面，一个“顶点”对应每一条弧线，则其具有多个“顶点”，这些“顶点”沿着弯片的侧向方向构成一条线段(在图3中由虚线D示意性显示)。
至于“中央平面”，关于其有三个方面的限定：
第一，上述由“顶点”所构成的线段(即图3中的虚线D)位于该中央平面内；
第二，该中央平面与板状体30.1的平坦表面垂直；
第三，该中央平面与导光板1的表面(即整个液晶显示器的屏幕的平面方向)垂直。
也就是说，中央平面、板状体30.1的平坦表面和导光板1的表面可形成空间直角坐标系的三个基准面，且弯片30.2的“顶点”所构成的线段要经过该中央平面。弯片30.2关于中央平面镜像对称，在图3中可很容易地理解，中央平面实际上就是位于弯片30.2中央的对称平面，即弯片30.2自身为关于该中央平面的镜像对称结构，而“顶点”即其截面中的弧线的中点。
当然，用语“顶点”和“中央平面”应从机械领域的角度进行理解，其所代表的位置应当理解为包括机械公差能够允许的范围，而并非严格的几何构型。
图4显示了图2中的框体2沿A-A线的剖视图。下面将结合图4介绍缓冲件30的优选尺寸。容易理解，在附图所示的实施例中，弯片30.2在板状体30.1的平坦表面上的正投影为矩形。优选地在缓冲件30中，使其尺寸满足A1≥A2+D1。其中参照图4可知，A1表示所述两个镂空区域3.1.2的远离接合区域30.3的末端边缘30.1.1之间的距离；A2表示弯片30.2的相对的两个末端边缘30.2.1之间的距离；以及D1表示弯片30.2的末端边缘30.2.1与板状体30.1的朝向弯片30.2的平坦表面之间的距离。
按照所述尺寸来构造缓冲件30的板状体30.1和弯片30.2，可以将其力学性质最优化。板状体30.1既能够起到足够的固定和支撑作用，又不会妨碍和约束弯片30.2的自由弹性形变。从而，缓冲件30一方面能够足够紧固地支撑和固定住导光板1，另一方面又能够灵活地为导光板1的膨胀提供弹性的缓冲空间，在两个功能中获得了最佳折衷，能够同时满足两个方面的需求，且不会在缓冲件30自身内部造成相互撕扯或阻碍。
下面将具体介绍缓冲件30的作用过程。
图5显示了根据本发明的导光板组件的第一实施例的第一状态，其中导光板1处于自然状态(未膨胀)。此时可以发现缓冲件30的功能部分30.2(即弯片30.2)并未发生明显形变，而弯片30.2的两个末端边缘30.2.1紧密抵靠住导光板1的第二边缘1.4。由于弯片30.2的末端边缘30.2.1直接顶住导光板1的第二边缘1.4，框体2可通过缓冲件30将导光板1压住，使其不能随便晃动。
图6显示了根据本发明的导光板组件的第一实施例的第二状态，其中导光板1处于受热膨胀的状态。由图6可明显看出，功能部分30.2(即弯片30.2)已经发生了明显形变，其形变是由于导光板1的受热膨胀挤压所致。此时弯片30.2的几乎整个凹陷面30.2.6都贴在了导光板1的第二边缘1.4上。容易看出，也容易理解，在导光板1受热膨胀和弯片30.2受压缩而形变的过程中，弯片30.2的端部30.2.1始终紧密抵靠着导光板1的第二边缘1.4。以此方式，在整个膨胀过程中，框体2都可以通过缓冲件30将导光板1压住，使其不会随便晃动。
图7显示了根据本发明的导光板组件的第二实施例的框体2。与第一实施例类似地，在第二实施例中，框体2的朝向导光板1的第二侧缘1.4(图中未示出，但其位置位于框体2的内部，这很容易理解)的位置处设置有缓冲件40。
图8显示了图7中的框体2的缓冲件40的局部放大图。在图8所示的实施例中，缓冲件40包括不能够发生弹性形变的支撑部分40.1和能够发生弹性形变的功能部分40.2，支撑部分40.1和功能部分40.2在接合区域40.3处接合为一体。支撑部分40.1构造为具有平坦表面的板状体40.1，板状体40.1具有相邻地位于接合区域40.3的相对两侧的两个镂空区域40.1.2，功能部分40.2的未与板状体40.1接合的部位在板状体40.1的平坦表面上的正投影全部落入镂空区域40.1.2中。为了便于观察，图中用阴影线表示了镂空区域40.1.2，也就是说，阴影线所覆盖的区域的板状体40.1被挖空了。
上述这些技术特征与第一实施例中的相应技术特征并无本质差别，鉴于其功能和优点已在第一实施例中详述，在此处不再赘述。下面将详细描述第二实施例中本质性地区别于第一实施例的技术特征。
图9显示了图7中的框体沿着B-B线的剖视图。由图9可看出，与第一实施例不同，在第二实施例中，功能部分40.2构造为在板状体40.1的一侧从接合区域40.3处延伸出来的折片40.2，折片40.2的外角面40.2.5面向板状体2，折片40.2的内角面40.2.6面向导光板1的第二侧缘1.4。在第二实施例中，用语“折片”主要指其截面形状具有明显的折角，而在其余部分大致为平坦表面的片体。
在第二实施例中，缓冲件40的功能部分40.2整体上并非截面为圆滑弧形的弯片，而是具有弯折部40.2.4的折片40.2(其截面形状具有明显的折角，其余部分大致为平坦表面)。
相较于弯片而言，折片具有不同的力学性质。二者发生形变的劲度系数、在板状体30.1、40.1的表面方向上的形变力度以及在板状体30.1、40.1的法相方向上的形变力度都有所不同。因此，本发明提供了两种不同的选择，可根据导光板1的热膨胀系数以及框体2的材质来选择合适的实施方案。
优选地，折片40.2的位于接合区域40.3中的弯折部40.2.4圆滑地设置。因为弯折部40.2.4是折片40.2最脆弱的部分，圆滑地设置可以分散由形变对弯折部40.2.4造成的挤压力，防止折片40.2发生疲劳或断裂，保证了整个缓冲件40的使用寿命。折片40.2可关于其弯折部40.2.4对称。
优选地，在折片40.2的端部处具有朝向板状体40.1弯曲的弧形区域40.2.3，而弧形区域40.2.3的凸出面顶靠着导光板1的第二边缘1.4。整体而言，弧形区域40.2.3仅仅位于折片40.2的末端部分，也就是说折片40.2的大部分部位仍然是平坦表面。而弧形区域40.2.3主要是为了构成一个较为平缓的承接部，用于与导光板1的第二边缘1.4紧密抵靠。在根据本发明的缓冲件40中，不论是自然状态还是导光板1热膨胀以后的状态，这种紧密抵靠都会一直持续着，因此通过将弧形区域40.2.3的圆滑的凸出面与导光板1的第二边缘1.4接触，弧形区域40.2.3给导光板1的第二边缘1.4所施加的压力相对柔和，不易损坏导光板1的第二边缘1.4(反之而言也防止了折片40.2自身受损)。以此方式进一步保障了缓冲件40的使用寿命。
根据本发明的导光板组件，由于在框体上设置了缓冲件：
一方面，缓冲件的功能部分与导光板紧密抵靠，二者之间并无间隙，保证了整个背光模组的光学效率；同时，使得用于固定导光板的框体能够紧密地固定住导光板，防止导光板发生晃动，避免了因为晃动而对导光板上的光学膜造成摩擦和刮伤。
另一方面，由于缓冲件的功能部分能够发生弹性形变，虽然导光板受热膨胀后尺寸会变大，这时因为功能部分弹性地被导光板压缩，可以让出足够的空间用来容纳导光板，防止了导光板受到刚性压力的挤压而拱起，保证了显示器的显示品质。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (3)

1.导光板组件，所述导光板组件包括导光板和用于固定所述导光板的框体，
所述导光板具有用于引入光线的第一侧缘和不引入光线的第二侧缘，
所述框体至少局部地包围住所述导光板的第二侧缘，
其特征在于，在所述框体和所述导光板的第二侧缘之间设置有能够至少局部地发生弹性形变的缓冲件，
所述缓冲件包括不能够发生弹性形变的支撑部分和能够发生弹性形变的功能部分，所述支撑部分和所述功能部分在接合区域接合为一体，
所述支撑部分构造为具有平坦表面的板状体，所述板状体具有相邻地位于所述接合区域的相对两侧的两个镂空区域，所述功能部分的未与所述板状体相接合的部位在所述板状体的平坦表面上的正投影全部落入所述镂空区域中，
所述功能部分构造为在所述板状体的一侧从所述接合区域延伸出来的弯片，所述弯片的凸出面面向所述板状体，所述弯片的凹陷面面向所述导光板的第二侧缘，
所述接合区域位于所述弯片的顶点处，所述弯片相对于其顶点所在的中央平面镜像对称，所述中央平面与所述板状体的平坦表面和所述导光板的表面均垂直。
2.根据权利要求1所述的导光板组件，其特征在于，所述弯片在所述板状体的平坦表面上的正投影为矩形，且A1≥A2+D1，其中
A1表示所述两个镂空区域的远离所述接合区域的末端边缘之间的距离；
A2表示所述弯片的相对的两个末端边缘之间的距离；以及
D1表示所述弯片的末端边缘与所述板状体的朝向所述弯片的平坦表面之间的距离。
3.根据权利要求1或2所述的导光板组件，其特征在于，所述缓冲件的所述支撑部分与所述框体一体成型。
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