CN208937867U - 带有增大的显示区域的显示小块 - Google Patents

Abstract

一种用于显示小块的框架，该框架(50)由具有第一热膨胀系数的第一材料制成，并且借助粘合剂固定到由具有第二热膨胀系数的第二材料制成的第一基板；框架分为三个部分：第一部分(51)，借助粘合剂胶粘到基板(1)的横向侧；第三部分(53)，用作为到另一结构的固定接口；以及第二部分(52)，定位在第一部分(51)和第三部分(53)之间以将第三部分(53)与第一部分(51)中的应变隔离；凹槽(8)形成在框架(50)的第二部分(52)中，凹槽(8)是基本直的并且基本平行于第一基板，该框架的特征在于，在刻蚀在金属框架中的一个凹槽(521)中制造至少一个开口(522a、522b)，以局部地调节金属框架的弯曲刚度。还提出了一种由该框架支承的显示小块。

Description

带有增大的显示区域的显示小块

技术领域

本实用新型涉及用于显示小块的框架，该框架由具有第一热膨胀系数的材料制成，并且借助粘合剂固定于由具有第二热膨胀系数的第二材料制成的第一基板。

背景技术

在以PCT公布号WO2016/041907公布的“带有增大的显示区域的显示小块(DisplayTile with Increased Display Area)”中描述了一种用于显示器或显示小块的框架、显示器或显示小块本身或者构造用于这样的显示器或显示小块的框架的方法。

根据WO2016/041907，包括由具有第一热膨胀系数的第一材料制成的框架的显示小块借助粘合剂、像是例如胶水或粘合带等而固定于由具有第二热膨胀系数的第二材料制成的基板。该框架的特征在于，其分为三个部分：第一部分胶粘到基板的横向侧，第三部分用作为到像是例如背光元件或支承结构的另一结构的固定接口，而第二部分定位于第一部分与第三部分之间，以将第三部分与第一部分中的应变隔离，例如，作为应变释放部。

可通过框架条中的一个或多个开口来确保将框架条的第三部分与框架条的第一部分中的应变隔离。开口延伸穿过框架条的第一部分和第二部分，远离基板。在图1A和图1B中示出框架、框架条和框架条的第一部分、第二部分和第三部分。

图1A示出基板1、框架条2A、2B、……的分解图，各框架条形成框架2以用于将基板1固定到例如背光结构(未示出)。

形成框架2的框架条2A、2B中的每一个具有开口5，并且能借助例如粘合带3A、3B胶粘至基板1的横向侧1A、1B。

图1B示出像是2A的框架条的三个区域21、22和23。

开口可例如是矩形的。矩形的角部可进行倒圆。

替代地，(框架)条的第三部分较佳地通过凹槽6与框架条的第一部分中的应变隔离，凹槽6例如通过在框架部分中刻蚀或冲压或通过任何等同的方式来形成。这样的凹槽6的一个示例在图2中给出。

如图3中所见，框架2可能必须适应基板1与第二基板7之间的错开量M。

为了避免在将金属框架或框架条2结合到基板1的横向侧的粘合剂层3、例如粘合带3A、3B上施加应力，可能必需局部地减小框架条2的刚度。

通过减小框架的刚度，当具有平行于凹槽的方向的弯矩施加于框架条时，凹槽会减小板的面积二次矩(截面惯性矩)。如图2所见，当基板的横向侧与基板借助框架固定到的框架的横向侧之间存在错开量M时，这是有利的。

对材料并且具体是板进行加工以增加其柔性(即，减小其弯曲刚度)在本领域中是已知的。

例如，已知木制梁中的锯切凹口或截口将减小使该木制梁弯曲所需的扭矩。切口的深度(以及面积二次矩的最终改变)可紧密地进行控制。

替代地，可在框架条中刻蚀凹槽。刻蚀在本领域中已知用于以受控的方式去除材料，从而形成机械部件或对机械部件进行修改。

例如，如Kurt Petersen在IEEE会议论文集第420-457页中的“硅作为机械材料(Silicon as a mechanical material)”中所描述的(卷：70，册：5，1982年5月)，已知的是，用KOH(氢氧化钾)进行各向异性刻蚀(anisotropic etching)可用于选择性地移除半导体材料、像是例如硅并且实现微机械结构、像是例如简支梁。所刻蚀的材料的厚度可借助偏置的pn结以高精度进行控制，该偏置的pn结在半导体材料中实施，并且用作电化学的“刻蚀停止(件)”。

电化学的“刻蚀停止(件)”不能用于像钢或铝的金属，并且刻蚀的材料的总量通过计时来确定。对刻蚀过程进行计时并不是非常精确的，并且金属变得越薄，则剩余的金属的厚度的变化或公差就越大。因此，使用刻蚀技术来以较高的精度确定框架的第二区域中的面积二次矩以减小弯矩是困难的。

需要一个解决方案，并且技术上必须改进。

定义

抗弯刚度：在经历弯曲时由结构所提供的阻力。对于具有厚度H、杨氏模量E和泊松比ν的矩形薄板，抗弯刚度D如下得出：

截口：由锯子或切割焊炬所造成的狭缝或槽口。切口的宽度由例如锯子或切割焊炬造成。

刻蚀：通过使用像例如酸的腐蚀性试剂来侵蚀进入表面，以在金属上产生设计或图。

面积二次矩(second moment of area)

具有宽度b和厚度h的梁的面积二次矩I近似为：

I＝b h³/12.

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于显示小块的框架，框架由具有第一热膨胀系数的第一材料制成，并且借助粘合剂固定到由具有第二热膨胀系数的第二材料制成的第一基板；框架分为三个部分：第一部分，其借助粘合剂胶粘到基板的横向侧；第三部分，其用作为到另一结构的固定接口；以及第二部分，其定位在第一部分和第三部分之间以将第三部分与第一部分中的应变隔离；凹槽形成在框架的第二部分中，凹槽是基本直的并且基本平行于第一基板，该框架的特征在于，从一个凹槽移除第一材料以局部地调节金属框架的弯曲刚度。

移除的材料可以是第一材料中的穿孔或第一材料减小的厚度或是一个凹槽中的至少一个开口或者它们的任何组合。至少一个开口可通过任何合适的消减加工工艺来制造，诸如激光切割、冲压或冲孔或钻孔。该至少一个开口可完全由第一材料围绕。凹槽中的第一材料的厚度可通过消减加工来减少，诸如通过对金属框架进行化学加工、刻蚀或激光消融或磨削或铣削。

本实用新型的这方面的优点是，其增加了金属框架的柔性，并且帮助防止在用于组装框架和第一基板的粘合剂上的过大的应力。

在另一方面中，在框架的第二部分中制造成组的两个或更多个开口，以用于将框架的第三部分与框架的第一部分中的应变隔离。该两个或更多个开口可制造在框架的第一材料具有减少的厚度的部分中。该两个或更多个开口可各自完全由第一材料围绕。

本实用新型的该方面的优点是，其改进了对金属框架的第三部分与金属框架的第一部分中的应变的隔离。

在本实用新型的还有一方面中，设有两组或更多组的两个或更多个开口，其中，一组中的各开口相互对齐，并且两组或更多组的两个或更多个开口较佳地定位为相互平行。

在本实用新型的另一方面中，由框架支承的显示小块具有沿着第一基板的横向侧在与框架中的一个或多个开口对应的位置处定位的电气接触件。

本实用新型的实施例提供了一种制造用于显示小块的框架的方法，该方法包括以下步骤：

用具有第一热膨胀系数的第一材料制造框架，该框架借助粘合剂固定于由具有第二热膨胀系数的第二材料制造的第一基板；

将框架分为三个部分：第一部分，其借助粘合剂胶粘到第一基板的横向侧；第三部分，其用作为到另一结构的固定接口；以及第二部分，其定位在第一部分与第三部分之间，以将第三部分与第一部分中的应变隔离，其中，在框架的第二部分中形成凹槽，凹槽是基本上直的并且基本上平行于第一基板，其中，从一个凹槽移除第一材料以减小该一个凹槽中的第一材料的厚度，并且在一个凹槽中对第一材料进行穿孔以局部地调节金属框架的弯曲刚度。

穿孔可形成为在一个凹槽中的第一材料的减少的厚度中的一个开口。第一材料的减少的厚度可通过在金属框架中刻蚀来形成。

成组的两个或更多个开口可在框架的第二部分中制造，以用于将框架的第三部分与框架的第一部分中的应变隔离。可设置两组两个或更多个开口，其中，一组的开口相互对齐，并且两组或更多组的两个或更多个开口较佳地形成为相互平行。

显示小块的电气接触件可沿着第一基板的横向侧定位在与框架中的一个或多个开口对应的位置处。

至少一个开口可通过消减加工工艺来制造。例如，消减加工可以是激光切割、冲压或冲孔或钻孔中的任一个。

该至少一个开口可形成为完全由第一材料围绕。凹槽中的第一材料的厚度可通过消减加工来减少。消减加工可包括对金属框架的化学加工、刻蚀或激光剥蚀或磨削或铣削中的任一个。

附图说明

参照实施例的示例中的任一个或参照附图中的任一个描述了本实用新型的其它方面、产品或方法。

图1A示出根据现有技术的金属框架和支承其的基板的分解图。

图1B示出框架条的各部分。

图2示出开口与凹槽的组合，其将框架条的第三部分与在框架条的第一部分中的应变隔离。

图3示出在借助例如粘合带3胶粘到金属框架条2的基板的横向侧之间存在错开量M时根据现有技术的金属框架的横截面。

图4示出根据本实用新型的一实施例的金属框架和基板的横截面，金属框架固定到该基板以用于组装到背光单元。

图5示出根据本实用新型的一实施例的金属框架条。

图6示出根据本实用新型的一实施例的、在基板的侧壁和其固定到的背光单元的侧壁不共面时，金属框架条以及框架条的第一部分和框架条的第三部分之间的错开量M的立体图。

图7示出根据本实用新型的一实施例的、基板的侧壁与背光单元的侧壁既不共面也不平行的情况下的示意横截面。

图8示出根据本实用新型的一实施例的框架条的细节。

图9示出根据本实用新型的一实施例的在转折部附近的金属条的横截面。

图10示出在根据本实用新型的一实施例的金属条中的转折部的柔性将如何根据影响在框架条中刻蚀的凹槽和框架条中的开口的深度的公差而变化。

图11示出根据本实用新型的一实施例的开口的型式，其可改进对金属框架的第三部分与金属框架的第一部分中的应变的隔离。

图12示出根据本实用新型的一实施例的框架条的第一部分中的开口，其可用于接触液晶屏而不增大接缝的宽度。

具体实施方式

图4示出根据本实用新型的一实施例的显示小块的横截面。图4示出根据本实用新型的一实施例的金属框架和基板的横截面，该金属框架固定到该基板以用于组装到背光单元。

框架条40固定到基板，诸如液晶面板41和背光单元47。条40借助粘合剂层(未示出)固定到面板41的横向侧。条40也例如借助粘合剂层(未示出)固定到背光单元47的横向侧。诸如硼硅玻璃基板42之类的扩散基板可用作用于使光离开背光单元47的扩散器。框架条40具有本领域已知的三个部分或区域：第一部分410，其胶粘到像是例如液晶显示面板41的基板的横向侧；第三部分430，其用作为到像是例如背光单元47的另一结构的固定接口。在条40的第二部分420引入由厚度450方面的变化所形成的转折部之类的顺应性装置，以允许将第三部分430与应变隔离。第二部分420定位在第一部分与第三部分之间，并且给第一部分提供诸如应变释放部之类的顺应性装置。该应变释放部部分地由条40的至少示出为厚度450方面的变化来实现，其至少形成“转折部(或称“铰链部”)”460。“转折部”460是框架条40的足够柔韧以适应错开量的区域。框架条40的第一部分410可包括若干狭窄的突出部或舌部，像是图8中的510(图4中未示出)。在转折部460中厚度450的局部减少等同于减小这样的舌部的宽度，并且由此以良好受控的方式使面积二次矩减少。可在图4所示的第二部分420中制造如图9所示的孔(522a和522b)以进一步减小刚度。

图5示出根据本实用新型的一实施例的框架条的示例。

框架条50具有本领域已知的三个部分或区域：第一部分51，其胶粘到像是例如液晶显示器的基板的横向侧，第三部分53，其用作为到像是例如背光元件或支承结构的另一结构的固定接口，以及第二部分52，其定位于第一部分与第三部分之间，以将第三部分与第一部分中的应变隔离，例如，作为应变释放部。

图6示出固定到液晶面板61和背光单元67的框架条50的立体图。条50借助粘合剂层63固定到面板61的横向侧61a。条50也借助粘合剂层64固定到背光单元67的横向侧67a。

在条50的第二部分52中引入诸如凹槽之类的顺应性装置，以允许第一部分51和第三部分53定位在不同平面中。例如，在条50的第二部分52中可通过凹槽或波纹引入顺应，该凹槽或波纹允许第一部分51和第三部分53定位在不同的平面中。在图6中，条的第一部分和第三部分所位于的平面相互平行并且隔开一段距离或错开量M。

如图7中所见，框架条50的第一部分51和第三部分53所在的平面不一定相互平行。这可例如是这样的情况，即，背光单元67的横向壁与包含液晶面板61的侧壁61a的平面形成角度α，框架条50的第一部分51胶粘到该侧壁61a。图7也示出在液晶面板61与背光单元67之间的中间玻璃板68。

“转折部”71和72是框架条足够柔韧以适应基板61的侧壁61a与背光单元67的侧壁67a之间的错开量M和角度α的区域。如果转折部71和72刚度过大，则这会导致在像是例如胶水的结合装置上的应力，该接合装置用于将框架条50和侧壁61a、67a保持在一起。

转折部71和72可通过例如化学加工来实现，诸如在框架条50中刻蚀凹槽或在框架条50中形成波纹。

对金属进行刻蚀并不是非常精确的工艺。

例如，框架条可在具有250μm厚度的金属薄板中实现。凹槽可刻蚀到较佳地为180μm的深度，由此将该金属薄板的厚度在凹槽的底部处减小到70μm。这在转折部71和72中会导致，其对于组件的长期可靠性刚度过大(特别是在金属薄板由奥氏体不锈钢制成时，例如像是用于形成压力加工产品的AISI301)。

刻蚀工艺的可变性或公差可高达30μm。这意味着如果金属薄板的名义厚度在凹槽的底部处是70μm，则实际厚度可低至40μm和高达100μm。

为了评估在凹槽的底部处的板的厚度的可变性或公差对转折部71和72的刚度的影响，观察具有与在凹槽的底部处的框架条50相同的厚度的板的面积二次矩。具有厚度h的板的面积二次矩和抗弯刚度与h³(厚度的立方)成正比。如果h可从40μm变化到100μm，则面积二次矩和抗弯刚度将以>15的系数(即，比值100/40的立方)来变化。

如果在金属板中将凹槽刻蚀得更深以在转折部72和72处进一步减少框架的刚度，则抗弯刚度的可变性或公差将会更高。此外，使框架条的厚度减小过多会损害其完整性，并且减小其承受液晶面板61的载荷的能力。

在本实用新型的一实施例中，框架条的面积二次矩和抗弯刚度局部借助消减加工(substractive machining)来减小，诸如用激光消融、磨削、铣削、激光切割、钻孔或冲孔或冲压穿孔在框架条中形成孔或开口之类。这可在框架条的厚度已减小的区域中制造。

这在图8和图9中示出，其中给出转折部71的细节。

转折部71定位为靠近框架条50的第一部分51与第二部分52之间的边界。转折部71可完全在第一部分51中，完全在第二部分52中或重叠于第一部分51和第二部分52。

在图8的示例中，板的抗弯刚度通过形成，例如冲孔或冲压两个孔522a和522b来局部地减少。孔可例如形成、冲压或冲孔在较大的凹槽521的底部处。

孔522a和522b的横向尺寸比起在刻蚀的凹槽521的底部处的金属板的厚度可更好地受到控制。

例如，凹槽521可以是1.35mm宽，而在凹槽521的底部处的金属板可以是100μm厚。

图9示出沿着图8所示的轴线AB的框架条的横截面。

框架条50的第一部分51可包括若干狭窄的突出部或舌部，像是图8中的510。舌部的面积二次矩可近似为梁的面积二次矩。众所周知，在梁的宽度是b且梁的厚度是h的情况下，梁的面积二次矩是b x h³/12。

在一次近似中，移除凹槽521中的材料等同于减小舌部510的宽度b，并且由此以良好受控的方式减小了面积二次矩。如果，如图9所示，开口522a和522b具有宽度W1，则梁的总宽度为b–2W1，并且面积二次矩变成近似为：

I＝(b-2W1)h³/12

因此，当将刻蚀工艺与消减加工工艺，诸如制孔工艺，例如冲孔或冲压工艺、激光切割工艺或钻孔工艺组合时，能够补偿刻蚀工艺的局限。

刻蚀工艺可用于减小框架条50(具体是在机械舌部510附近)的厚度，而消减加工工艺，诸如制孔工艺，例如冲压或冲孔工艺、激光切割工艺或钻孔工艺，用于减小机械舌部510的有效宽度(即，有助于弯曲刚度的宽度)。

在厚度到达最小阈值th1之前，停止刻蚀工艺，在该最小阈值以下，影响厚度的可变性或公差会比所期望的更高。

然后，通过消减加工工艺，诸如穿孔或制孔工艺，例如激光切割工艺或钻孔工艺或冲孔或冲压工艺来形成开口，以进一步以更受控的方式减小面积二次矩。

在图10所示的表1中总结了技术上的优点。

在图9所示的示例中，在名义长度1.35mm上将舌部510的金属刻蚀至例如70μm的名义厚度。

如图10所见，可通过将板的厚度减少至第一厚度h₁和具有由厚度的公差所导致的较大的面积二次矩的变化的第一宽度b₁来实现所期望的名义面积二次矩I₀(其中，Δh/h₁＝r1)。h₁必须大于最小高度h_最小以避免由于刻蚀工艺变化而刻蚀去除金属的整个厚度(即，如果刻蚀工艺的公差是30μm，则h_最小将大于30μm，例如50μm或70μm)。

也可通过将板的厚度减少至第二厚度h₂>h₁和具有由厚度的公差所导致的较小的面积二次矩的变化的第一宽度b₂<b₁来实现所期望的名义面积二次矩I₀(其中，Δh/h₁＝r2<r1)。实际上，当h变化时，面积二次矩的相对的变化ΔI₀/I₀可由3Δh/h来近似。h越高，则Δh/h将会越低。

b的可变性或公差比h好很多，它们将几乎不影响I₀。

相同的技术可用于调节框架条的转折部72的刚度。

在本实用新型的另一方面中，对于开口采用特定的型式，开口制成为穿过框架条50的第二部分52。

如在背景技术中所描述的，可通过框架条中的一个或多个开口来确保将框架条50的第三部分53与框架条的第一部分51中的应变隔离。开口可例如是矩形的。矩形的角部可进行倒圆。开口可结合如图2中所示的波纹使用。

图11示出提升金属框架的性能的开口的组合的一实施例。

如图5所示的示例中所见的，在连续的金属“舌部”510之间可重复相同的型式。

型式的一个示例由三组开口构成：{520b、520f、…}、{520a、520d、520g…}、{520c、520e、…}。每个开口具有第一尺寸的宽度和第二尺寸的长度。开口的长度较佳地是其宽度的至少五倍。在另一实施例中，开口的长度较佳地是其宽度的至少十倍。在另一实施例中，开口的长度较佳地是其宽度的至少二十倍。开口可与如图5和图11所示的在形状和尺寸方面相同。一组中两个连续的开口之间的距离小于开口的长度。两个连续的开口之间的距离可以对于三组开口是相同的。

各开口可相互平行。一组的各开口对齐。如图5和图11所见，开口520b、520f形成在同一直线CD上。类似地，开口520a、520d、520g沿着平行于CD的直线对齐，而开口520c、520e…沿着平行于CD的另一条直线对齐。

如图5和图11中所见，三组开口是偏移的，即两个相继的开口之间的空间(像是例如图11所示的S1、S2和S3)不面向彼此。

条带50的第一部分51中的开口可用于接触液晶显示器而不增大接缝的宽度。这在图12中示出。

如图12中可见的，如果两个相继的舌部510之间的空间没有大到足以容纳操作液晶面板所需要的所有接触件，则这些接触件可分成两组或更多组，每组定位在两个相继的舌部之间。第一组接触件C1定位在液晶面板1的横向侧1A上、在第一开口5A中，而第二组接触件C2定位在液晶面板1的横向侧1A上、在第二开口5B中。

在图12示出的具体情况中，接触件分为定位在两个相继的开口5中的两组。用于接触件到驱动电子件的电气连接的柔性连接器可例如是Y形的。通过定位在像是5A和5B的开口中，柔性连接器不需要定位在LC面板1的横向侧1A和金属框架之间，由此减少了液晶面板1周围的非显示区域。

在本实用新型的另一方面中，对于制成为穿过框架条50的第二部分52的开口采用可减少应变或应力集中的形状。

Claims (7)

1.一种用于显示小块的框架，所述框架(50)由具有第一热膨胀系数的第一材料制成，并且适于借助粘合剂固定到由具有第二热膨胀系数的第二材料制成的第一基板；所述框架

分为三个部分：第一部分(51)，所述第一部分借助粘合剂胶粘到第一基板(1)的横向侧；第三部分(53)，所述第三部分用作为到另一结构的固定接口；以及第二部分(52)，所述第二部分定位在所述第一部分(51)与所述第三部分(53)之间，以将所述第三部分(53)与所述第一部分(51)中的应变隔离，其中，在所述框架(50)的所述第二部分(52)中形成凹槽(521)，所述凹槽(521)是基本上直的并且基本上平行于所述第一基板，所述框架的特征在于，在一个所述凹槽(521)中移除所述第一材料以在一个所述凹槽中减少所述第一材料的厚度，并且以在一个所述凹槽中对所述第一材料进行穿孔，从而局部地调节金属框架的弯曲刚度。

2.如权利要求1所述的用于显示小块的框架，其特征在于，所述穿孔是形成在一个所述凹槽中的所述第一材料的减少的厚度中的至少一个开口(522a、522b)。

3.如权利要求1所述的用于显示小块的框架，其特征在于，所述第一材料的减少的厚度是通过在所述金属框架中刻蚀来形成的。

4.如权利要求1所述的用于显示小块的框架，其特征在于，在框架的所述第二部分(52)中设置成组的两个或更多个开口，用于将所述框架的所述第三部分(53)与所述框架的第一部分(51)中的应变隔离。

5.如权利要求4所述的用于显示小块的框架，其特征在于，两组两个或更多个开口相互平行。

6.一种由如权利要求1所述的框架支承的显示小块，其特征在于，所述显示小块的电气接触件位于沿着所述第一基板的横向侧与在所述框架中的一个或多个开口对应的位置处。

7.一种由如权利要求1所述的框架支承的显示小块，其特征在于，至少一个开口完全由所述第一材料围绕。