TW201722234A - 曲面顯示裝置背板及使用其之曲面顯示裝置 - Google Patents

Abstract

本發明的曲面顯示裝置背板包含第一板體、第二板體以及複數個間隔單元。第一板體具有第一周緣，且第二板體具有第二周緣。第二板體疊設於第一板體上並與第一板體間夾有夾層空間。第一周緣與第二周緣固接，且第一板體與第二板體係相對應地彎曲。間隔單元係分佈於夾層空間中，且連接第一板體與第二板體。

Description

曲面顯示裝置背板及使用其之曲面顯示裝置

本發明係關於一種顯示裝置及顯示裝置背板；具體而言，本發明係關於一種曲面顯示裝置及曲面顯示裝置背板。

隨著顯示技術的發展，除了尺寸與畫質上的改良外，在顯示裝置的外觀上亦有所改變，像是曲面顯示裝置。相較於平面式的顯示裝置，曲面顯示裝置不僅可在同樣寬度下製成更大的尺寸，曲面顯示裝置還可提供較好的觀賞效果。舉例來說，電視螢幕可以製造成往內凹陷，於是使用者在看電視時，眼睛與螢幕各個地方的距離落差會比平面電視較小，電視每個部分與眼睛視線也都為直角或為接近直角的最佳欣賞角度。

如圖1所示，習知曲面顯示裝置10維持彎曲結構的方式主要是以支架20及橫向支架22固定的方式於曲面顯示裝置10的背側12(即顯示面的相反面)形成束制效果，藉此維持顯示裝置的曲率，減少其變形量。然而，當曲面顯示裝置愈趨薄化，支架20及橫向支架22的厚度需要降低，對於減少變形所能提供的幫助程度隨之變小。此外，因曲面顯示裝置薄化，背板曲率不易控制，導致顯示器容易產生壓迫漏光的情形。由上述說明可 知，現有曲面顯示裝置的結構仍有待改進。

本發明之一目的在於提供一種曲面顯示裝置，使曲面顯示裝置結構穩定，減少變形量。

本發明之一目的在於提供一種曲面顯示裝置，可降低模組整體的厚度。

曲面顯示裝置包含曲面顯示面板和曲面顯示裝置背板。曲面顯示裝置背板包含第一板體、第二板體以及複數個間隔單元。第一板體具有第一周緣，且第二板體具有第二周緣。第二板體疊設於第一板體上並與第一板體間夾有夾層空間。曲面顯示面板係設置於第一板體之外側，並為第一板體所支撐。第一周緣與第二周緣固接，且第一板體與第二板體係相對應地彎曲。間隔單元係分佈於夾層空間中，且連接第一板體與第二板體。

本發明之曲面顯示裝置背板藉由第一板體、第二板體及間隔單元之組合增加整體剛性，可避免顯示裝置因尺寸薄化而產生結構不穩定的問題。

100‧‧‧曲面顯示裝置

110‧‧‧曲面顯示面板

200,200A~200D‧‧‧曲面顯示裝置背板

202‧‧‧夾層空間

210‧‧‧第一板體

211‧‧‧凹面

212‧‧‧第一周緣

220‧‧‧第二板體

221‧‧‧表面

222‧‧‧第二周緣

230‧‧‧間隔單元

232‧‧‧凹口

234‧‧‧突肋

300‧‧‧固接單元

a‧‧‧中性軸

d1,d2,d3‧‧‧間距

h‧‧‧距離

h₁,h₂‧‧‧距中性軸距離

h_a,h_b‧‧‧高度

圖1為習知曲面顯示裝置之示意圖；圖2A為本發明曲面顯示裝置之實施例爆炸圖；圖2B為曲面顯示裝置背板之實施例上視圖；圖2C為曲面顯示裝置背板之實施例正視圖；圖2D為曲面顯示裝置背板沿間隔單元之實施例剖視圖； 圖3為第一板體的另一實施例立體圖；圖4為曲面顯示裝置背板具有不同厚度之實施例上視圖；圖5A為量測曲面顯示裝置背板受力的示意圖；圖5B為間隔單元間距與結構變形量的關係圖；圖6為曲面顯示裝置背板與中性軸關係之示意圖；圖7A為間隔單元與第一板體、第二板體形成複合板體之實施例爆炸圖；圖7B為圖7A之複合板體的組合上視圖；圖8A為本發明曲面顯示裝置背板之另一實施例立體圖；圖8B及圖8C為曲面顯示裝置背板之不同位置的剖視圖；圖9A及圖9B為曲面顯示裝置背板形成間隔單元與凸肋之不同實施例立體圖。

本發明係提供一種曲面顯示裝置，及其使用之弧曲結構的曲面顯示面板和曲面顯示裝置背板。其中，曲面顯示面板可以為自發光或非自發光式之顯示面板，例如有機發光二極體顯示面板或液晶顯示面板等。

圖2A為本發明曲面顯示裝置100之實施例爆炸圖。如圖2A所示，曲面顯示裝置100包含曲面顯示面板110和曲面顯示裝置背板200。曲面顯示裝置背板200包含第一板體210、第二板體220以及複數個間隔單元230。第一板體210具有第一周緣212，即靠近第一板體210四周邊界的區域。同樣地，第二板體220具有第二周緣222。如圖2A所示，第一板體210與第二板體220係相對應地彎曲，兩者共同組成曲面顯示裝置背板200。此外，在第一板體210與第二板體220之間分佈有間隔單元230，其係將第一板體210和第二板體220隔開一定距離h(參考圖2B)。曲面顯示面 板110係設置於第一板體210之外側(即位於第一板體210背對第二板體220的一側)，且為第一板體210所支撐。

圖2B為曲面顯示裝置背板200之實施例上視圖。如圖2B所示，第一板體210係呈凸向第二板體220地彎曲，第二板體220則為凹向第一板體210地彎曲。第一板體210和第二板體220較佳可預先成型，使第一板體210和第二板體220上具有彎曲的預應力。例如，依所需曲率製作模具，利用模具分別將第一板體210和第二板體220預先形成彎曲造形，再進行第一板體210和第二板體220的組裝。藉此，在組裝前或拆解後第一板體210和第二板體220仍會是彎曲的，可減少曲面顯示裝置背板200的回彈量並提高施工穩定度。在其它實施例，第一板體210和第二板體220亦可選擇不預先成型，在組合前是至少其一是平面的，組合時再利用治具先固定後以進行組合，將第一板體210和第二板體220固接，藉此可節省預先成型所需的模具成本。

如圖2B所示，第二板體220疊設於第一板體210並與第一板體210間夾有夾層空間202。前述之間隔單元230係分佈於夾層空間202中，且連接第一板體210與第二板體220。藉此，可利用間隔單元230將第一板體210和第二板體220隔開一定距離h，使間隔單元230位在第一板體210及第二板體220間以維持夾層空間202之高度，亦即，利用間隔單元230保持第一板體210和第二板體220以距離h彼此分開。舉例而言，間隔單元230分別為自第一板體210延伸而出並凸向第二板體220之複數個凸包。凸包之頂端係與第二板體220之表面221連接，其方式較佳採鉚接或膠合的方式，藉此可傳遞第一板體210與第二板體220間的剪力，以增加抵抗彎折變形的能力。在其它實施例，凸包與第二板體220之表面221亦可視需求採簡單接觸，藉凸包頂住第二板體220使第一板體210及第二板 體220不至於相互貼合在一起。需補充的是，間隔單元230並不限於形成於第一板體210上，亦可選擇形成於第二板體220上。換言之，間隔單元230可選擇形成於直接支撐曲面顯示面板的板體(如本實施例的第一板體210)，或是形成於未直接支撐曲面顯示面板的板體(如本實施例的第二板體220)。

圖2C為曲面顯示裝置背板200以第一板體210的凹面211(參考圖2B)為正面的正視圖。如圖2C所示，第一板體210與第二板體220組合成曲面顯示裝置背板200。前述凸包係自第一板體210的凹面211上形成複數凹口232並向後方的第二板體220凸出。另外，第一周緣212與第二周緣(圖未示，位於第一板體後方)設置有固接單元300，利用固接單元300將第一板體210與第二板體220固接。固接方式例如可為螺絲鎖附、鉚接、膠合，但不以此為限。藉由固接方式，使第一板體210與第二板體220的緊密度提高，以提升曲面顯示裝置背板200的強度及抗扭曲的能力。

圖2D為曲面顯示裝置背板沿間隔單元之實施例剖視圖。如圖2D所示，自第一板體210凸向的一面形成複數個間隔單元230。間隔單元230可以沖壓方式形成。另外，間隔單元的形狀可視製造方便性而調整。請見圖3所示第一板體的另一實施例。如圖3所示，第一板體上的間隔單元230可形成圓柱體的結構。相應地，第一板體上的凹面則形成有圓形的凹口，在此不另贅述。

進一步而言，於第一周緣212與第二周緣222之間固接，並於第一板體210與第二板體220間採用前述間隔單元230，可進一步減少曲面顯示裝置背板的變形量。在例如尺寸為65吋(16：9)的曲面顯示裝置背板實際測試中，採用厚度各為0.6mm的第一板體210與第二板體220，以焊接方式將第一板體210與第二板體220固接，在施加一定垂直於曲面顯示 裝置背板板面的外力(實測外力大小為49N)於單一角落觀察結構變形量。量測結果發現，將第一板體210與第二板體220相互疊合後焊接周緣而未設有凸包作為間隔單元230的最大結構變形量為433.7mm。相對地，焊接第一板體210與第二板體220兩板體周緣並具有3mm高度的凸包作為間隔單元230的最大結構變形量為90.1mm。比較第一板體210與第二板體220的板體間僅焊接的結構變形量，和第一板體210與第二板體220的板體間焊接並具有凸包作為間隔單元230的結構變形量後發現，在搭配間隔單元230後，最大結構變形量大幅下降。由此可知之間固接並採用間隔單元230對曲面顯示裝置背板200抵抗外力變形有顯著的效果。此外，在第一周緣212與第二周緣222之間固接的方式亦有助於第一板體210與第二板體220在受力情形下不會產生任意地扭曲，以維持整體的彎曲形狀。

在前述實施例中，第一板體210及第二板體220係具有相同厚度；然而在不同實施例中，第一板體210及第二板體220亦可進一步薄化而具有不同厚度。圖4為曲面顯示裝置背板200具有不同厚度之實施例上視圖。如圖4所示，第一板體210較第二板體220具有較薄的厚度，使曲面顯示裝置背板200整體厚度更薄。另外，請參照圖4及圖2B，相鄰的間隔單元230具有不同的間距。需補充的是，間距較佳係指在形成彎曲造形之前，於第一板體210上自間隔單元230中心至相鄰之另一間隔單元230中心的距離。在其它實施例，亦可根據成形之曲率於彎曲後第一板體上形成間隔單元230，此時，間距係指沿第一板體210之弧曲面上兩相鄰間隔單元230中心之距離。在圖2B中相鄰的間隔單元230具有間距d1，而在圖4中相鄰的間隔單元230具有間距d2，其中間距d2係小於間距d1。換言之，間隔單元230之間的間距可隨板體的厚度變化而調整，例如，當第一板體210(或第二板體220)厚度減少時，縮短間隔單元之間的間距。藉此提高薄 化後的曲面顯示裝置背板的剛性，減少曲面顯示裝置背板的變形量。應理解的是，前述間距係包含水平方向的距離及縱向的距離，圖式中為說明方便，僅標示水平方向的間距。在此實施例中，雖然第一板體210的厚度較第二板體220為薄，但由於第二板體220設置於外側並提供第一板體210支撐，因此可在兼顧薄化的需求下維持一定的結構穩定性。

圖5A為量測曲面顯示裝置背板受力的示意圖。如圖5A所示，採用厚度各為0.6mm的第一板體210和第二板體220，以厚度的一定倍數作為間隔單元230之間的間距(例如，厚度各為0.6mm的第一板體和第二板體，採厚度150倍作為間距時，間距大小為90mm)。受力條件則以三個角為固定(如圖示三角記號處)，一個角受垂直面板方向外力(量測外力大小為49N)。圖5B為間隔單元間距與結構變形量的實施例關係圖。在圖5B中，橫軸為間距倍數，代表間隔單元依據第一板體(或第二板體)厚度的間距倍數。縱軸為結構變形量，代表曲面顯示裝置背板整體結構的最大變形量。圖中各曲線代表不同尺寸的曲面顯示裝置背板，分別為85吋(200A)、65吋(200B)、55吋(200C)、50吋(200D)。曲線的變化代表在施加一定外力下，所呈現各種分布間距與結構變形量的關係。如圖5B所示，在實際測試中，當間距倍數小於板體厚度的210倍，具有較顯著的抵抗變形效果。詳言之，當第一板體和第二板體厚度相同，相鄰間隔單元間之距離較佳不大於第一板體或第二板體厚度的210倍。當第一板體和第二板體厚度不同，相鄰間隔單元間之距離較佳不大於第一板體及第二板體中較薄者厚度的210倍。

圖6為曲面顯示裝置背板與中性軸關係之示意圖。如圖6所示，曲面顯示裝置背板200於第一板體210和第二板體220之間具有中性軸a。第一板體210與中性軸a距離h₁，第二板體220與中性軸a距離h₂。整體結構具有慣性矩：I~A₁(h₁ ²/2)+A₂(h₂ ²/2)。其中，h₁係指第一板體 210厚度中點至中性軸a的距離，h₂係指第二板體220厚度中點至中性軸a的距離，A₁係指第一板體210沿剖面之面積(不含凸出的部分)，A₂係指第二板體220沿剖面之面積。就材質而言，若第一板體210與第二板體220厚度相同，第一板體210及第二板體220較佳採用相同材質，如此一來，曲面顯示裝置背板200的中性軸a位在中間，且與第一板體及第二板體距離最遠，使曲面顯示裝置背板具有最大的慣性矩，以提高曲面顯示裝置背板的剛性。第一板體及第二板體可選用材質例如金屬或塑膠，當考慮前述剛性提升之情形，採用楊氏係數較大的材質可提高曲面顯示裝置背板的慣性矩，具有較佳抵抗變形的效果。採用塑膠材質可使曲面顯示裝置背板整體重量減輕。若考慮在板體上加工，例如前述在第一板體上形成凸包，則選擇金屬材質對加工作業較為方便。另外，亦可採用混合搭配的方式，即兩板體分別採用不同的材質，在此情形，較佳以未加工的板體(例如第二板體)採用金屬材質。由於未加工的板體不會有內應力不均的情形，採用金屬材質可確保曲面顯示裝置背板整體的剛性而不易變形。藉由兩板體分別採用不同的材質的方式則可以兼顧重量減輕及抵抗變形的功效。

圖7A為間隔單元230與第一板體210、第二板體220形成複合板體之實施例爆炸圖。如圖7A所示，曲面顯示裝置100包含曲面顯示面板110和曲面顯示裝置背板200。曲面顯示裝置背板200包含第一板體210、第二板體220以及獨立的間隔單元230。圖7B為圖7A之複合板體的組合上視圖如圖7B所示，間隔單元230係在獨立於第一板體210和第二板體220以外的板體上製作，再將間隔單元230之兩端分別與第一板體210和第二板體220固接，形成第一板體210、第二板體220以及中間之間隔單元230的三層複合結構。在此實施例，第一板體210和第二板體220皆為完整未加工的板體，可進一步提高曲面顯示裝置背板200的強度。採用如 圖7A及圖7B所示的結構，間隔單元230之間的間距d3可增加並大於前述之間距d1或間距d2。換言之，因應曲面顯示裝置背板200結構的改變，間隔單元230之間的間距並不以前述板體厚度的210倍為限制，可以視整體結構的強度而增加間距的距離。

圖8A為本發明曲面顯示裝置背板200之另一實施例立體圖。如圖8A所示，曲面顯示裝置背板200包含第一板體210與第二板體220(為配合圖8B及圖8C說明第二板體後方之第一板體及間隔單元的變化，在此將第二板體以虛線框示)，且第一板體210與第二板體220之間具有間隔單元230。與前述實施例的差異在於，第一板體210凸向第二板體220具有不同的彎曲程度。在靠近第一板體210邊界之第一周緣212較為彎曲；在第一板體210中央區域則隨遠離第一周緣212而漸趨平緩。請參考圖8B及圖8C。圖8B為曲面顯示裝置背板200沿AA線的剖視圖(參見圖8A，其位置大致對應第一板體210和第二板體220上方的邊界)。圖8C為曲面顯示裝置背板200沿BB線的剖視圖(參見圖8A，其位置大致對應第一板體210和第二板體220一半的高度，橫跨兩側周緣及中央區域)。

如圖8B所示，第一板體210和第二板體220間的夾層空間具有高度h_a，沿著接近第一周緣的位置，夾層空間維持相同高度。相對於此，如圖8C所示，第一板體210和第二板體220於接近兩側之第一周緣的夾層空間具有高度h_a，而隨著第一板體210中央區域彎曲程度減小，第一板體210和第二板體220的距離增加，在相距最遠處(第一板體210中心)具有高度h_b。換言之，夾層空間之高度於對應第一板體210中心之位置較對應於第一周緣之位置為大，此種方式可讓使用者覺得曲面顯示裝置背板整體沿邊緣部分的厚度較薄，且曲面顯示裝置背板中心部位較厚的設計可使整體結構慣性矩提高，從而增加結構強度。。此外，曲面顯示裝置背板 可視需求改為其它變曲率的彎曲方式，例如改以曲面顯示裝置背板整體沿邊緣較中心部位厚的彎曲方式(亦即沿第一周緣夾層空間較中心位置大)。由於邊緣厚度增加的方式涵蓋較大範圍，藉此使整體結構慣性矩隨著模組四周邊緣厚度增加而提高，可以進一步提高曲面顯示裝置背板的整體結構強度。

圖9A及圖9B為曲面顯示裝置背板形成間隔單元與凸肋之不同實施例立體圖。如圖9A所示，第一板體210上形成間隔單元230，除此之外，還形成複數突肋234，間隔單元230係分別分佈於突肋234之兩側。藉間隔單元230與突肋234搭配，以提高曲面顯示裝置背板抗彎折變形的能力，而達到曲率控制的效果。在圖9A所示的實施例，突肋234係沿X方向分布，亦可視需求改變分布分向。如圖9B所示，突肋234係沿傾斜於X方向及Y方向的方式分布，以因應來自不同方向的彎折力。需補充的是，突肋234的數量並不以上述圖式中的數量為限，其可依曲面顯示裝置背板的大小、材質等條件而加以調整。

綜上所述，本發明之曲面顯示裝置背板，可利用至少兩層板體的複合結構，搭配間隔單元維持板體間的夾層空間之高度，並將板體周緣加以固接，以提高曲面顯示裝置背板的剛性，避免顯示裝置因尺寸薄化而產生結構不穩定的問題。

本發明已由上述相關實施例加以描述，然而上述實施例僅為實施本發明之範例。必需指出的是，已揭露之實施例並未限制本發明之範圍。相反地，包含於申請專利範圍之精神及範圍之修改及均等設置均包含於本發明之範圍內。

100‧‧‧曲面顯示裝置

110‧‧‧曲面顯示面板

200‧‧‧曲面顯示裝置背板

210‧‧‧第一板體

212‧‧‧第一周緣

220‧‧‧第二板體

222‧‧‧第二周緣

230‧‧‧間隔單元

Claims (10)

1. 一種曲面顯示裝置背板，包含：一第一板體，具有一第一周緣；一第二板體，具有一第二周緣，其中該第二板體疊設於該第一板體上並與該第一板體間夾有一夾層空間；以及複數個間隔單元，分佈於該夾層空間中，且連接該第一板體與該第二板體；其中，該第一周緣與該第二周緣固接，且該第一板體與該第二板體係相對應地彎曲。
2. 如請求項1所述之曲面顯示裝置背板，其中該些間隔單元分別為自該第一板體延伸而出並凸向該第二板體之複數個凸包。
3. 如請求項2所述之曲面顯示裝置背板，其中該第一板體係呈凸向該第二板體地彎曲，該第二板體則為凹向該第一板體地彎曲。
4. 如請求項3所述之曲面顯示裝置背板，其中該第一板體上具有彎曲的預應力。
5. 如請求項2所述之曲面顯示裝置背板，其中該凸包之頂端係與該第二板體之表面固接。
6. 如請求項1所述之曲面顯示裝置背板，其中相鄰該間隔單元間之距離不大於該第一板體或該第二板體厚度的210倍。
7. 如請求項6所述之曲面顯示裝置背板，其中相鄰該間隔單元間之距離不大於該第一板體及該第二板體中較薄者厚度的210倍。
8. 如請求項1所述之曲面顯示裝置背板，其中該夾層空間之高度於對應該第一板體中心之位置較對應於該第一周緣之位置為大。
9. 如請求項1所述之曲面顯示裝置背板，其中該第一板體上形成至少一突肋，該些間隔單元分別分佈於該突肋之兩側。
10. 一種曲面顯示裝置，包含：如請求項1至9中任一所述之曲面顯示裝置背板；以及一曲面顯示面板，設置於該第一板體之外側，並為該第一板體所支撐。