TWI437326B - 背光模組之導光板定位設計 - Google Patents

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TWI437326B
TWI437326B TW099147018A TW99147018A TWI437326B TW I437326 B TWI437326 B TW I437326B TW 099147018 A TW099147018 A TW 099147018A TW 99147018 A TW99147018 A TW 99147018A TW I437326 B TWI437326 B TW I437326B
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Jien Feng Huang
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Description

背光模組之導光板定位設計
本發明係有關於一種背光模組；具體而言，本發明係有關於一種供顯示器背光模組使用之導光板定位設計。
液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)廣泛應用在電腦、電視、以及行動電話等各種電子產品上。背光模組(backlight module)是液晶顯示器重要組成元件之一。背光模組所使用之光源裝置，則直接影響背光模組之效能與組裝成本。其中，發光二極體(Light Emitting Diodes,LED)由於體積小、耗能少，因此成為液晶顯示器使用的光源之一。此外，相較於直下式背光模組，側光式背光模組因為可具有較薄之厚度而受到重視。
常見之側光式背光模組結構包含光源裝置、導光板以及支承的底座。其中，如圖1所示，導光板2在組裝時由定位柱4定位。定位柱具有定位導光板的作用，以確保導光板和光源裝置有固定的相對距離，使得導光板之結構不易因光源裝置作用時的高溫而受到影響；以及確保導光板和光源裝置有固定相對距離，以確保光學性能。此外，定位柱亦限制導光板自由度，而在進行衝擊試驗及震動試驗等環境測試時固定導光板。然而，導光板與定位柱間因衝擊或震動所造成的碰撞會使得導光板出現裂痕或破損；此外，若定位柱強度不足，則環境測試亦造成定位柱歪斜，因而失去其定位效果。
為了提高定位柱的承靠能力，並且降低定位柱在環境測試中的受力，習知作法往往藉著增加定位柱的數目來克服以上問題。然而，增加定位柱的數目卻也造成組裝導光板時自由度的過度限制，因此提高了生產控制及檢測的困難度；此外，定位柱數目增加亦造成較大範圍的公差而影響定位柱的定位功能。
本發明之目的在於提供一種背光模組，具有較合理的導光板組裝自由度。
本發明之主要目的在於提供一種背光模組，具有較佳的導光板定位效果。
本發明之背光模組包含底座以及導光板。底座具有側壁，導光板則平行設置於底座上並具有第一端緣，其中側壁與第一端緣係延第二方向延伸且相互對應。此外，側壁不與導光板接觸。背光模組進一步包含第一定位單元及第二定位單元。第一定位單元係設置於側壁上並且與導光板接觸，以抵抗導光板在第一方向上之位移，進而定位導光板在朝向側壁之第一方向上之相對位置；第二定位單元則設置於底座上並與導光板接觸，以抵抗導光板在第二方向上之位移，進而定位導光板在沿側壁之第二方向上之相對位置。其中第一定位單元抵抗導光板產生位移之強度大於第二定位單元抵抗導光板產生位移之強度。
側壁上設置的第一定位單元可形成為彈片。彈片具有複數連接部及至少一頂出部，並藉由連接部與底座之側壁連接，再藉著頂出部與導光板接觸。其中，連接部包含互相平行且間隔設置的第一夾片與第二夾片並以夾片卡扣於側壁上。第一夾片與第二夾片以橋接部相連一起，第一夾片並與頂出部相連。頂出部形成為曲面的拱形構造並以其中段朝向導光板第一端緣突出且抵觸第一端緣。
背光模組包含設置於底座上之定位框。定位框包含與底座相連之側板以及與側板頂邊連接之頂板。側板係介於側壁與導光板之第一端緣間，且其上開設有開口以供彈片頂出部穿過而抵觸導光板之第一端緣。
如圖2及圖3A所示本發明之背光模組1之示意圖，本發明之背光模組1包含底座10以及導光板20。底座10具有側壁11，導光板20則平行設置於底座10上並具有第一端緣201，其中側壁11與第一端緣201係沿第二方向B延伸且相互對應。此外，側壁11不與導光板20接觸，因而側壁11與第一端緣201間形成溝槽110。背光模組1進一步包含第一定位單元30及第二定位單元40。第一定位單元30係設置於側壁11上並且與導光板20之側緣相接觸；第二定位單元40則設置於底座10上並與導光板20之側緣相接觸。第一定位單元30與導光板20之接觸抵抗導光板20在第一方向A上之位移，進而定位導光板20在朝向側壁11之第一方向A上之相對位置；另一方面，第二定位單元40與導光板20之接觸抵抗導光板20在第二方向B上之位移，進而定位導光板20在沿側壁11之第二方向B上之相對位置。其中，第一定位單元30與第二定位單元40的差別除了對於導光板20位移方向的限制外，更具有在抵抗導光板20位移上之強度的差別，亦即第一定位單元30抵抗導光板20產生位移之強度大於第二定位單元40抵抗導光板20產生位移之強度。舉例來說，當導光板20在第一方向A朝向第一定位單元30進行位移時，第一定位單元30係抵抗該位移的持續進行，而使得導光板20位移之速度減弱或結束位移；或者產生位移之改變，亦即使得導光板20在第一方向朝向第一定位單元30之反向進行位移。當導光板20在第二方向B朝向第二定位單元40進行位移時，第二定位單元40亦抵抗該位移的持續進行，然而導光板20因此而產生位移改變之程度較小。綜上所述，當導光板20朝向第一定位單元30或第二定位單元40進行位移時，第一定位單元30使得導光板20產生位移變化的程度係大於第二定位單元40使得導光板20產生位移變化的程度。
在本發明實施例中，第一定位單元30係形成為彈片。彈片之材質較佳為金屬。如圖3A-3B所示，彈片30具有連接部310及頂出部320，並藉由連接部310與底座10之側壁11連接，再藉著頂出部320與導光板20接觸。具體而言，頂出部320係位於溝槽110中，並以其中段321朝向導光板20第一端緣201突出且抵觸第一端緣201；另外，頂出部320並以其兩端連接連接部310。頂出部320較佳係形成為曲面的拱形構造，此構造使得彈片30在抵觸導光板20進而於第一方向A定位導光板20與側壁11之相對位置以外，同時在導光板20受到衝擊而位移時提供緩衝作用，進一步避免導光板20沿著第一方向A撞擊背光模組1上之其他構件例如側壁11。另一方面，由於背光模組1之底座10提供支承作用，因此對底座堅固性係有較大要求，所以底座10及其側壁11的剛性也較大；側壁所支承的彈片則相對地具有較小剛性及較小之厚度。因此，彈片所用材料特性再搭配上述構造，更能夠減小導光板撞擊彈片時導光板受到的作用力。
如圖3B所示，彈片30之連接部310包含互相平行且間隔設置的第一夾片311與第二夾片312並以其卡扣於側壁11上。第一夾片311與第二夾片312係分別以其側邊與橋接部313相連接，因此則第一夾片311、第二夾片312與橋接部313成為一體；其中，連接部310係以第一夾片311與頂出部320相連接。較佳而言，第一夾片311與第二夾片312分別位於連接部310所連接之側壁11兩側而與側壁11壁面相貼。其中，第一夾片311與頂出部320相連接而一起位於側壁11上朝向導光板20之一側；第二夾片312則位於側壁11相反側。於是，第一夾片311與第二夾片312間夾著側壁11，而相互間隔一相當於側壁11厚度之距離，連接側壁11兩側上第一夾片311與第二夾片312之橋接部313則跨設於側壁11頂端。
彈片30可包含複數連接部310，而複數連接部310並與頂出部320相連。如圖3B所示，彈片30具有兩個連接部310，頂出部320兩端則分別與該兩個連接部310相連接。然而在其他實施例中，彈片30可包含複數連接部310以及複數頂出部320。如圖4A-4B所示，彈片30具有三個連接部3101、3102及3103，以及兩個頂出部3201與3202。與圖3B所示之實施例相同的是，每個頂出部之兩端分別與兩個連接部相連接；另一方面，圖4B中之頂出部3201及3202並且共同與連接部3102連接，亦即頂出部3201與僅和頂出部3201連接之連接部3101、連接部3102、頂出部3202與僅和頂出部3202連接之連接部3103等五個部份形成為一體之彈片30。另一方面，如圖5A-5B所示之實施例，彈片30亦可包含單一個與頂出部320相連之連接部310；亦即彈片30藉由一個連接部310即可將頂出部320固定於側壁11上，而使得頂出部320中段321朝向導光板20第一端緣201突出且抵觸第一端緣201。因此在不同的實施例中，係可因應對於導光板定位及自由度等需求而調整彈片數量或彈片頂出部的數量。在另一實施例中，如圖6A-6B所示，背光模組1進一步包含設置於底座10上之定位框50，以供於導光板20上方之其他元件的設置。定位框50包含與底座10相接之側板51。側板51係介於側壁11與導光板20之第一端緣201間，並且沿著側壁11延伸而與之平行。此外，定位框50另包含與側板51頂邊連接並與側板51相互垂直之頂板52。頂板52上方係供以於導光板20上方裝設顯示面板等其他元件。因此，當使用如圖3B、4B、或5B所示之彈片30時，定位框50之側板51將位於彈片30頂出部320朝向導光板20第一端緣201突出之路徑上，而阻礙頂出部320抵觸第一端緣201。因此，如圖6B之側視示意圖，當定位框50與彈片30搭配設置時，則依據彈片30於側板51之投影範圍開設開口53，以供頂出部320穿過開口53而抵觸於第一端緣201。此時彈片30能直接避免導光板20沿著第一方向A撞擊定位框50之側板51。
在本發明實施例中，第二定位單元40係形成為定位柱。如圖2所示，定位柱40可以例如鉚定等方式形成於底座10上。其中定位柱40形狀較佳為圓柱體，圓柱體底面之圓具有直徑長L。當導光板20藉由定位柱40定位於底座10時，導光板20上較佳形成相應之定位槽202，以供定位柱40穿過定位槽202並與定位槽202之槽壁2021抵觸而定位導光板20。如圖7A-7B所示，定位槽202係自導光板20第一端緣201沿著第一方向A並朝著相反於第一端緣201的方向開設而成。因此，定位槽202開口於第一端緣201，且開口2022於第二方向B之長度與定位槽202於第二方向B之長度相等。
此外，定位槽202於第一方向A之長度大於其在第二方向B之長度。由於定位柱40係藉由與定位槽202之槽壁2021抵觸來抵抗導光板20在第二方向B上之位移進而定位導光板20在第二方向B上與側壁11之相對位置，因此定位槽202在第二方向B之長度係相等於L。此外，由於定位槽202於第一方向A之長度大於其在第二方向之長度，因此定位柱40在第一方向A上可與槽壁2021夾有間隙2023；換言之，和一側間隙2023相鄰之槽壁2021與和另一側間隙2023相鄰之槽壁2021間在第一方向A上的距離i係小於一側定位柱40最接近間隙2023之一端與另一側定位柱40最接近間隙2023之一端之間在第一方向A上的距離j，亦即定位柱40在第一方向A上不與槽壁2021抵觸。因此可限制定位柱40僅在第二方向B具有抵抗導光板20位移的功能，而避免過度設計；另一方面並有利於生產控制及檢測。總而言之，定位柱40可達成抵抗導光板20在第二方向B上位移之目的，搭配上述之彈片，則共同達成抵抗導光板20在第一方向A及第二方向B上位移的目的。
在其他實施例中，導光板20之定位槽202亦可不自導光板20第一端緣201開設而成，而係直接形成於導光板20上離開第一端緣201之部分，如圖8A-8B所示。即定位槽202在接近第一端緣201之一側係封閉的而為槽壁2021之一部分。此外，如上所述，由於定位柱40僅在第二方向B具有抵抗導光板20位移的功能(即定位柱40在第二方向B上與定位槽202之槽壁2021相抵觸)，因此本實施例中之定位柱40在第一方向A上與槽壁2021夾有間隙2023、以及間隙2024；而和一側間隙2023相鄰之槽壁2021與和另一側間隙2023相鄰之槽壁2021間在第一方向A上的距離i係小於一側定位柱40最接近間隙2023之一端與另一側定位柱40最接近間隙2023之一端之間在第一方向A上的距離j，且和一側間隙2024相鄰之槽壁2021與和另一側間隙2024相鄰之槽壁2021間在第一方向A上的距離I係大於一側定位柱40最接近間隙2024之一端與另一側定位柱40最接近間隙2024之一端之間在第一方向A上的距離J。
在本發明另一實施例中，如圖9A-9B所示，背光模組1之底座10進一步包含了背板12及光源模組120。其中背板12係連接於側壁11之側邊；反之亦然。光源模組120則設置於背板12上，且包含光源121與支架122。光源121及支架122係沿第一方向A延伸且光源121連接於支架122上，光源121並朝向導光板20之第二端緣204產生光線。其中，支架122具有底板1221。在較佳實施例中，底板1221亦為散熱板，且底板1221係自背板12在第二方向B上朝向導光板20突伸，而至位於底座10及導光板20間。此時，定位柱40係形成於底板1221上以搭配底板1221上方之定位槽202定位導光板20，而可較穩定地維持導光板20與光源121間的距離。在本發明之實施例中，底座10亦可以直接是背板或散熱板，因此，本發明之定位柱40可以是與背板或散熱板一體成型形成。本領域具有通常知識者可以根據實際需求變更設計，本發明並不依此為限。
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。
1．．．背光模組
10．．．底座
11．．．側壁
110．．．溝槽
12．．．背板
120．．．光源模組
121．．．光源
122．．．支架
1221．．．底板
20．．．導光板
201．．．第一端緣
202．．．定位槽
2021．．．槽壁
2022．．．開口
2023．．．間隙
2024．．．間隙
204．．．第二端緣
30．．．第一定位單元/彈片
310．．．連接部
311．．．第一夾片
312．．．第二夾片
313．．．橋接部
320．．．頂出部
321．．．中段
40．．．第二定位單元/定位柱
50．．．定位框
51．．．側板
52．．．頂板
53．．．開口
圖1為傳統導光板定位方式示意圖；
圖2為本發明實施例分解圖；
圖3A為本發明實施例俯視示意圖；
圖3B為本發明實施例之第一定位單元示意圖；
圖4A本發明不同實施例俯視示意圖；
圖4B為本發明不同實施之第一定位單元示意圖；
圖5A本發明不同實施例俯視示意圖；
圖5B為本發明不同實施之第一定位單元示意圖；
圖6A為本發明不同實施例之示意圖；
圖6B為本發明不同實施例之側視示意圖；
圖7A為本發明實施例之第二定位單元示意圖；
圖7B為圖7A實施例之第二定位單元定位方式示意圖；
圖8A為本發明不同實施例之示意圖；
圖8B為圖8A實施例之第二定位單元定位方式示意圖；
圖9A為本發明不同實施例之俯視示意圖；以及
圖9B為圖9A沿a-a’斷面線之剖視圖。
1．．．背光模組
10．．．底座
11．．．側邊
110．．．溝槽
20．．．導光板
201．．．第一端緣
30．．．第一定位單元
311．．．第一夾片
312．．．第二夾片
40．．．第二定位單元

Claims (23)

  1. 一種背光模組，包含：一底座，具有至少一側壁；一導光板，平行設置於該底座上並具有一第一端緣，該側壁係對應於該第一端緣；一彈片，設置於該側壁上並與該導光板之側緣相接觸，以定位該導光板在朝向該側壁之一第一方向上之相對位置；以及二第二定位單元，設置於該底座上並與該導光板之相對側緣相接觸，相向抵觸該導光板，以定位該導光板在沿該側壁之一第二方向上之相對位置；其中，該彈片抵抗該導光板產生相對位移之強度大於該第二定位單元抵抗該導光板產生相對位移之強度。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該彈片具有一連接部及一頂出部；該連接部係連接於該底座之該側壁，該頂出部則朝該導光板之該第一端緣突出並抵觸該第一端緣。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中該連接部包含：一第一夾片，連接該頂出部；一第二夾片，與該第一夾片平行間隔設置；以及一橋接部，分別連接該第一夾片及該第二夾片之一側邊；其中，該連接部係跨設於該側壁，該第一夾片及該第二夾片分別位於該側壁之兩側，該橋接部則跨於該側壁之頂端。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中該彈片包含複數該連接部，該頂出部之兩端係分別連接不同之該連接部，該頂出部之中段部分突向該導光板以形成該頂出部分拱形。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之背光模組，其中該側壁之剛性大於該彈片之剛性。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之背光模組，其中該側壁之厚度大於該彈片之厚度。
  7. 如申請專利範圍第2項所述之背光模組，進一步包含一定位框設置於該側壁及該第一端緣之間，該定位框具有一開口，該彈片之該頂出部係穿過該開口抵觸該第一端緣。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該第二定位單元形成為一定位柱，該導光板上形成一定位槽，該定位柱係穿過該定位槽並與該定位槽之槽壁抵觸。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之背光模組，其中該定位槽在該第一方向上之長度大於在該第二方向上之長度。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中該定位柱在該第一方向上與該定位槽之槽壁夾有一間隙，該定位柱並在該第二方向上抵觸該定位槽之槽壁。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該底座可以是散熱板或背板。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之背光模組，其中該底座包含：一背板；其中，該側壁係連接於該背板之側邊；以及一光源模組，設置於該背板上，包含一光源及一支架，該光源係沿該第一方向延伸且連接於該支架上，該光源並朝向該導光板之一第二端緣產生光線；其中，該支架具有一底板設置於該背板及該導光板間，該定位柱係設置於該底板上。
  13. 一種背光模組，包含：一底座，具有至少一側壁；一導光板，平行設置於該底座上並具有一第一端緣，該側壁係對應於該第一端緣；一彈片，具有一連接部及一頂出部；該連接部係連接於該底座之該側壁，該頂出部則朝該第一端緣突出並於朝向該導光板之內部區域的方向上抵觸該第一端緣；其中，該彈片定位該導光板在朝向該側壁之一第一方向上之相對位置。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之背光模組，其中該連接部包含：一第一夾片，連接該頂出部；一第二夾片，與該第一夾片平行間隔設置；以及一橋接部，分別連接該第一夾片及該第二夾片之一側邊；其中，該連接部係跨設於該側壁，該第一夾片及該第二夾片分別位於該側壁之兩側，該橋接部則跨於該側壁之頂端。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之背光模組，其中該彈片包含複數該連接部；其中，該頂出部之兩端係分別連接不同之該連接部，該頂出部之中段部分突向該導光板以形成該頂出部分拱形。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之背光模組，其中該側壁之剛性大於該彈片之剛性。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之背光模組，其中該側壁之厚度大於該彈片之厚度。
  18. 如申請專利範圍第13項所述之背光模組，進一步包含一定位框設置於該側壁及該第一端緣之間，該定位框具有一開口，該 彈片之該頂出部係穿過該開口抵觸該第一端緣。
  19. 如申請專利範圍第13項所述之背光模組，進一步包含一定位柱設置於該底座上，該導光板上形成一定位槽，該定位柱係穿過該定位槽並與該定位槽之槽壁抵觸；其中，該定位柱定位該導光板在沿該側壁之一第二方向上之相對位置。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之背光模組，其中該定位槽在該第一方向上之長度大於在該第二方向上之長度。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之背光模組，其中該定位柱在該第一方向上與該定位槽之槽壁夾有一間隙，該定位柱並在該第二方向上抵觸該定位槽之槽壁。
  22. 如申請專利範圍第13項所述之背光模組，其中該底座可以是散熱板或背板。
  23. 如申請專利範圍第20項所述之背光模組，其中該底座包含：一背板；其中，該側壁係連接於該背板之側邊；以及一光源模組，設置於該背板上，包含一光源及一支架，該光源係沿該第一方向延伸且連接於該支架上，該光源並朝向該導光板之一第二端緣產生光線；其中，該支架具有一底板設置於該背板及該導光板間，該定位柱係設置於該底板上。
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