CN105608998B - 曲面显示装置背板及使用其的曲面显示装置 - Google Patents

曲面显示装置背板及使用其的曲面显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种曲面显示装置背板及使用其的曲面显示装置。曲面显示装置背板包含第一板体、第二板体以及多个间隔单元。第一板体具有第一周缘，且第二板体具有第二周缘。第二板体叠设于第一板体上并与第一板体间夹有夹层空间。第一周缘与第二周缘固接，且第一板体与第二板体相对应地弯曲。间隔单元分布于夹层空间中，且连接第一板体与第二板体。

Description

曲面显示装置背板及使用其的曲面显示装置
技术领域
本发明涉及一种显示装置及显示装置背板；具体而言，本发明涉及一种曲面显示装置及曲面显示装置背板。
背景技术
随着显示技术的发展，除了尺寸与画质上的改良外，在显示装置的外观上亦有所改变，像是曲面显示装置。相较于平面式的显示装置，曲面显示装置不仅可在同样宽度下制成更大的尺寸，曲面显示装置还可提供较好的观赏效果。举例来说，电视屏幕可以制造成往内凹陷，于是使用者在看电视时，眼睛与屏幕各个地方的距离落差会比平面电视较小，电视每个部分与眼睛视线也都为直角或为接近直角的最佳欣赏角度。
如图1所示，现有曲面显示装置10维持弯曲结构的方式主要是以支架20及横向支架22固定的方式于曲面显示装置10的背侧12(即显示面的相反面)形成束制效果，藉此维持显示装置的曲率，减少其变形量。然而，当曲面显示装置愈趋薄化，支架20及横向支架22的厚度需要降低，对于减少变形所能提供的帮助程度随之变小。此外，因曲面显示装置薄化，背板曲率不易控制，导致显示器容易产生压迫漏光的情形。由上述说明可知，现有曲面显示装置的结构仍有待改进。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种曲面显示装置，使曲面显示装置结构稳定，减少变形量。
本发明的一目的在于提供一种曲面显示装置，可降低模块整体的厚度。
曲面显示装置包含曲面显示面板和曲面显示装置背板。曲面显示装置背板包含第一板体、第二板体以及多个间隔单元。第一板体具有第一周缘，且第二板体具有第二周缘。第二板体叠设于第一板体上并与第一板体间夹有夹层空间。曲面显示面板设置于第一板体的外侧，并为第一板体所支撑。第一周缘与第二周缘固接，且第一板体与第二板体相对应地弯曲。间隔单元分布于夹层空间中，且连接第一板体与第二板体。
本发明的曲面显示装置背板藉由第一板体、第二板体及间隔单元的组合增加整体刚性，可避免显示装置因尺寸薄化而产生结构不稳定的问题。
附图说明
图1为现有曲面显示装置的示意图；
图2A为本发明曲面显示装置的实施例分解图；
图2B为曲面显示装置背板的实施例俯视图；
图2C为曲面显示装置背板的实施例主视图；
图2D为曲面显示装置背板沿间隔单元的实施例剖视图；
图3为第一板体的另一实施例立体图；
图4为曲面显示装置背板具有不同厚度的实施例俯视图；
图5A为量测曲面显示装置背板受力的示意图；
图5B为间隔单元间距与结构变形量的关系图；
图6为曲面显示装置背板与中性轴关系的示意图；
图7A为间隔单元与第一板体、第二板体形成复合板体的实施例分解图；
图7B为图7A的复合板体的组合俯视图；
图8A为本发明曲面显示装置背板的另一实施例立体图；
图8B及图8C为曲面显示装置背板的不同位置的剖视图；及
图9A及图9B为曲面显示装置背板形成间隔单元与凸肋的不同实施例立体图。
其中，附图标记说明如下：
100 曲面显示装置
110 曲面显示面板
200,200A～200D 曲面显示装置背板
202 夹层空间
210 第一板体
211 凹面
212 第一周缘
220 第二板体
221 表面
222 第二周缘
230 间隔单元
232 凹口
234 突肋
300 固接单元
a 中性轴
d1,d2,d3 间距
h 距离
h1,h2 距中性轴距离
ha,hb 高度
具体实施方式
本发明提供一种曲面显示装置及其使用的弧曲结构的曲面显示面板和曲面显示装置背板。其中，曲面显示面板可以为自发光或非自发光式的显示面板，例如有机发光二极管显示面板或液晶显示面板等。
图2A为本发明曲面显示装置100的实施例分解图。如图2A所示，曲面显示装置100包含曲面显示面板110和曲面显示装置背板200。曲面显示装置背板200包含第一板体210、第二板体220以及多个间隔单元230。第一板体210具有第一周缘212，即靠近第一板体210四周边界的区域。同样地，第二板体220具有第二周缘222。如图2A所示，第一板体210与第二板体220相对应地弯曲，两者共同组成曲面显示装置背板200。此外，在第一板体210与第二板体220之间分布有间隔单元230，其将第一板体210和第二板体220隔开一定距离h(参考图2B)。曲面显示面板110设置于第一板体210的外侧(即位于第一板体210背对第二板体220的一侧)，且为第一板体210所支撑。
图2B为曲面显示装置背板200的实施例俯视图。如图2B所示，第一板体210呈凸向第二板体220地弯曲，第二板体220则为凹向第一板体210地弯曲。第一板体210和第二板体220较佳可预先成型，使第一板体210和第二板体220上具有弯曲的预应力。例如，依所需曲率制作模具，利用模具分别将第一板体210和第二板体220预先形成弯曲造形，再进行第一板体210和第二板体220的组装。藉此，在组装前或拆解后第一板体210和第二板体220仍会是弯曲的，可减少曲面显示装置背板200的回弹量并提高施工稳定度。在其它实施例，第一板体210和第二板体220亦可选择不预先成型，在组合前是至少其一是平面的，组合时再利用治具先固定后以进行组合，将第一板体210和第二板体220固接，藉此可节省预先成型所需的模具成本。
如图2B所示，第二板体220叠设于第一板体210并与第一板体210间夹有夹层空间202。前述的间隔单元230分布于夹层空间202中，且连接第一板体210与第二板体220。藉此，可利用间隔单元230将第一板体210和第二板体220隔开一定距离h，使间隔单元230位在第一板体210及第二板体220间以维持夹层空间202的高度，亦即，利用间隔单元230保持第一板体210和第二板体220以距离h彼此分开。举例而言，间隔单元230分别为自第一板体210延伸而出并凸向第二板体220的多个凸包。凸包的顶端与第二板体220的表面221连接，其方式较佳采铆接或胶合的方式，藉此可传递第一板体210与第二板体220间的剪力，以增加抵抗弯折变形的能力。在其它实施例，凸包与第二板体220的表面221亦可视需求采用简单接触，藉凸包顶住第二板体220使第一板体210及第二板体220不至于相互贴合在一起。需补充的是，间隔单元230并不限于形成于第一板体210上，亦可选择形成于第二板体220上。换言之，间隔单元230可选择形成于直接支撑曲面显示面板的板体(如本实施例的第一板体210)，或是形成于未直接支撑曲面显示面板的板体(如本实施例的第二板体220)。
图2C为曲面显示装置背板200以第一板体210的凹面211(参考图2B)为正面的主视图。如图2C所示，第一板体210与第二板体220组合成曲面显示装置背板200。前述凸包自第一板体210的凹面211上形成多个凹口232并向后方的第二板体220凸出。另外，第一周缘212与第二周缘(图未示，位于第一板体后方)设置有固接单元300，利用固接单元300将第一板体210与第二板体220固接。固接方式例如可为螺丝锁附、铆接、胶合，但不以此为限。藉由固接方式，使第一板体210与第二板体220的紧密度提高，以提升曲面显示装置背板200的强度及抗扭曲的能力。
图2D为曲面显示装置背板沿间隔单元的实施例剖视图。如图2D所示，自第一板体210凸向的一面形成多个间隔单元230。间隔单元230可以冲压方式形成。另外，间隔单元的形状可视制造方便性而调整。请见图3所示第一板体的另一实施例。如图3所示，第一板体上的间隔单元230可形成圆柱体的结构。相应地，第一板体上的凹面则形成有圆形的凹口，在此不另赘述。
进一步而言，于第一周缘212与第二周缘222之间固接，并于第一板体210与第二板体220间采用前述间隔单元230，可进一步减少曲面显示装置背板的变形量。在例如尺寸为65吋(16:9)的曲面显示装置背板实际测试中，采用厚度各为0.6mm的第一板体210与第二板体220，以焊接方式将第一板体210与第二板体220固接，在施加一定垂直于曲面显示装置背板板面的外力(实测外力大小为49N)于单一角落观察结构变形量。量测结果发现，将第一板体210与第二板体220相互叠合后焊接周缘而未设有凸包作为间隔单元230的最大结构变形量为433.7mm。相对地，焊接第一板体210与第二板体220两板体周缘并具有3mm高度的凸包作为间隔单元230的最大结构变形量为90.1mm。比较第一板体210与第二板体220的板体间仅焊接的结构变形量，和第一板体210与第二板体220的板体间焊接并具有凸包作为间隔单元230的结构变形量后发现，在搭配间隔单元230后，最大结构变形量大幅下降。由此可知之间固接并采用间隔单元230对曲面显示装置背板200抵抗外力变形有显著的效果。此外，在第一周缘212与第二周缘222之间固接的方式亦有助于第一板体210与第二板体220在受力情形下不会产生任意地扭曲，以维持整体的弯曲形状。
在前述实施例中，第一板体210及第二板体220具有相同厚度；然而在不同实施例中，第一板体210及第二板体220亦可进一步薄化而具有不同厚度。图4为曲面显示装置背板200具有不同厚度的实施例俯视图。如图4所示，第一板体210较第二板体220具有较薄的厚度，使曲面显示装置背板200整体厚度更薄。另外，请参照图4及图2B，相邻的间隔单元230具有不同的间距。需补充的是，间距较佳是指在形成弯曲造形之前，于第一板体210上自间隔单元230中心至相邻的另一间隔单元230中心的距离。在其它实施例，亦可根据成形的曲率于弯曲后第一板体上形成间隔单元230，此时，间距是指沿第一板体210的弧曲面上两相邻间隔单元230中心的距离。在图2B中相邻的间隔单元230具有间距d1，而在图4中相邻的间隔单元230具有间距d2，其中间距d2小于间距d1。换言之，间隔单元230之间的间距可随板体的厚度变化而调整，例如，当第一板体210(或第二板体220)厚度减少时，缩短间隔单元之间的间距。藉此提高薄化后的曲面显示装置背板的刚性，减少曲面显示装置背板的变形量。应理解的是，前述间距包含水平方向的距离及纵向的距离，图式中为说明方便，仅标示水平方向的间距。在此实施例中，虽然第一板体210的厚度较第二板体220为薄，但由于第二板体220设置于外侧并提供第一板体210支撑，因此可在兼顾薄化的需求下维持一定的结构稳定性。
图5A为量测曲面显示装置背板受力的示意图。如图5A所示，采用厚度各为0.6mm的第一板体210和第二板体220，以厚度的一定倍数作为间隔单元230之间的间距(例如，厚度各为0.6mm的第一板体和第二板体，采厚度150倍作为间距时，间距大小为90mm)。受力条件则以三个角为固定(如图标三角记号处)，一个角受垂直面板方向外力(量测外力大小为49N)。图5B为间隔单元间距与结构变形量的实施例关系图。在图5B中，横轴为间距倍数，代表间隔单元依据第一板体(或第二板体)厚度的间距倍数。纵轴为结构变形量，代表曲面显示装置背板整体结构的最大变形量。图中各曲线代表不同尺寸的曲面显示装置背板，分别为85吋(200A)、65吋(200B)、55吋(200C)、50吋(200D)。曲线的变化代表在施加一定外力下，所呈现各种分布间距与结构变形量的关系。如图5B所示，在实际测试中，当间距倍数小于板体厚度的210倍，具有较显著的抵抗变形效果。详言之，当第一板体和第二板体厚度相同，相邻间隔单元间的距离较佳不大于第一板体或第二板体厚度的210倍。当第一板体和第二板体厚度不同，相邻间隔单元间的距离较佳不大于第一板体及第二板体中较薄者厚度的210倍。
图6为曲面显示装置背板与中性轴关系的示意图。如图6所示，曲面显示装置背板200于第一板体210和第二板体220之间具有中性轴a。第一板体210与中性轴a距离h1，第二板体220与中性轴a距离h2。整体结构具有惯性矩：I～A1(h1 2/2)+A2(h2 2/2)。其中，h1是指第一板体210厚度中点至中性轴a的距离，h2是指第二板体220厚度中点至中性轴a的距离，A1是指第一板体210沿剖面的面积(不含凸出的部分)，A2是指第二板体220沿剖面的面积。就材质而言，若第一板体210与第二板体220厚度相同，第一板体210及第二板体220较佳采用相同材质，如此一来，曲面显示装置背板200的中性轴a位在中间，且与第一板体及第二板体距离最远，使曲面显示装置背板具有最大的惯性矩，以提高曲面显示装置背板的刚性。第一板体及第二板体可选用材质例如金属或塑料，当考虑前述刚性提升的情形，采用杨氏系数较大的材质可提高曲面显示装置背板的惯性矩，具有较佳抵抗变形的效果。采用塑料材质可使曲面显示装置背板整体重量减轻。若考虑在板体上加工，例如前述在第一板体上形成凸包，则选择金属材质对加工作业较为方便。另外，亦可采用混合搭配的方式，即两板体分别采用不同的材质，在此情形，较佳以未加工的板体(例如第二板体)采用金属材质。由于未加工的板体不会有内应力不均的情形，采用金属材质可确保曲面显示装置背板整体的刚性而不易变形。藉由两板体分别采用不同的材质的方式则可以兼顾重量减轻及抵抗变形的功效。
图7A为间隔单元230与第一板体210、第二板体220形成复合板体的实施例分解图。如图7A所示，曲面显示装置100包含曲面显示面板110和曲面显示装置背板200。曲面显示装置背板200包含第一板体210、第二板体220以及独立的间隔单元230。图7B为图7A的复合板体的组合俯视图如图7B所示，间隔单元230在独立于第一板体210和第二板体220以外的板体上制作，再将间隔单元230的两端分别与第一板体210和第二板体220固接，形成第一板体210、第二板体220以及中间的间隔单元230的三层复合结构。在此实施例，第一板体210和第二板体220皆为完整未加工的板体，可进一步提高曲面显示装置背板200的强度。采用如图7A及图7B所示的结构，间隔单元230之间的间距d3可增加并大于前述的间距d1或间距d2。换言之，根据曲面显示装置背板200结构的改变，间隔单元230之间的间距并不以前述板体厚度的210倍为限制，可以视整体结构的强度而增加间距的距离。
图8A为本发明曲面显示装置背板200的另一实施例立体图。如图8A所示，曲面显示装置背板200包含第一板体210与第二板体220(为配合图8B及图8C说明第二板体后方的第一板体及间隔单元的变化，在此将第二板体以虚线框示)，且第一板体210与第二板体220之间具有间隔单元230。与前述实施例的差异在于，第一板体210凸向第二板体220具有不同的弯曲程度。在靠近第一板体210边界的第一周缘212较为弯曲；在第一板体210中央区域则随远离第一周缘212而渐趋平缓。请参考图8B及图8C。图8B为曲面显示装置背板200沿AA线的剖视图(参见图8A，其位置大致对应第一板体210和第二板体220上方的边界)。图8C为曲面显示装置背板200沿BB线的剖视图(参见图8A，其位置大致对应第一板体210和第二板体220一半的高度，横跨两侧周缘及中央区域)。
如图8B所示，第一板体210和第二板体220间的夹层空间具有高度ha，沿着接近第一周缘的位置，夹层空间维持相同高度。相对于此，如图8C所示，第一板体210和第二板体220于接近两侧的第一周缘的夹层空间具有高度ha，而随着第一板体210中央区域弯曲程度减小，第一板体210和第二板体220的距离增加，在相距最远处(第一板体210中心)具有高度hb。换言之，夹层空间的高度于对应第一板体210中心的位置较对应于第一周缘的位置为大，此种方式可让使用者觉得曲面显示装置背板整体沿边缘部分的厚度较薄，且曲面显示装置背板中心部位较厚的设计可使整体结构惯性矩提高，从而增加结构强度。此外，曲面显示装置背板可视需求改为其它变曲率的弯曲方式，例如改以曲面显示装置背板整体沿边缘较中心部位厚的弯曲方式(亦即沿第一周缘夹层空间较中心位置大)。由于边缘厚度增加的方式涵盖较大范围，藉此使整体结构惯性矩随着模块四周边缘厚度增加而提高，可以进一步提高曲面显示装置背板的整体结构强度。
图9A及图9B为曲面显示装置背板形成间隔单元与凸肋的不同实施例立体图。如图9A所示，第一板体210上形成间隔单元230，除此之外，还形成多个突肋234，间隔单元230分别分布于突肋234的两侧。藉间隔单元230与突肋234搭配，以提高曲面显示装置背板抗弯折变形的能力，而达到曲率控制的效果。在图9A所示的实施例，突肋234沿X方向分布，亦可视需求改变分布分向。如图9B所示，突肋234沿倾斜于X方向及Y方向的方式分布，以根据来自不同方向的弯折力。需补充的是，突肋234的数量并不以上述图式中的数量为限，其可依曲面显示装置背板的大小、材质等条件而加以调整。
综上所述，本发明的曲面显示装置背板，可利用至少两层板体的复合结构，搭配间隔单元维持板体间的夹层空间的高度，并将板体周缘加以固接，以提高曲面显示装置背板的刚性，避免显示装置因尺寸薄化而产生结构不稳定的问题。
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，已揭露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 (8)

1.一种曲面显示装置背板，包含：
一第一板体，具有一第一周缘；
一第二板体，具有一第二周缘，其中该第二板体叠设于该第一板体上并与该第一板体间夹有一夹层空间；以及
多个间隔单元，分布于该夹层空间中，且连接该第一板体与该第二板体，所述多个间隔单元位于该第一板体及第二板体间以维持该夹层空间的高度；
其中，该第一周缘与该第二周缘固接，且该第一板体与该第二板体相对应地弯曲；
其中所述多个间隔单元分别为自该第一板体延伸而出并凸向该第二板体的多个凸包，其中该凸包的顶端与该第二板体的表面固接。
2.如权利要求1所述的曲面显示装置背板，其中该第一板体呈凸向该第二板体地弯曲，该第二板体则为凹向该第一板体地弯曲。
3.如权利要求2所述的曲面显示装置背板，其中该第一板体上具有弯曲的预应力。
4.如权利要求1所述的曲面显示装置背板，其中相邻该间隔单元间的距离不大于该第一板体或该第二板体厚度的210倍。
5.如权利要求4所述的曲面显示装置背板，其中相邻该间隔单元间的距离不大于该第一板体及该第二板体中较薄者厚度的210倍。
6.如权利要求1所述的曲面显示装置背板，其中该夹层空间的高度于对应该第一板体中心的位置较对应于该第一周缘的位置为大。
7.如权利要求1所述的曲面显示装置背板，其中该第一板体上形成至少一突肋，所述多个间隔单元分别分布于该突肋的两侧。
8.一种曲面显示装置，包含：
如权利要求1至7中任一项所述的曲面显示装置背板；以及
一曲面显示面板，设置于该第一板体的外侧，并为该第一板体所支撑。
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