专利名称：灯管支撑结构的制作方法
技术领域：
本发明关于一夹持器，特别是一种应用于背光模块中的灯管支撑结构。
背景技术：
近年来，随着平面显示器的迅速发展，平面显示器的尺寸也逐渐增加。其中，应用于液晶显示器的直下式(Direct Type)背光模块在加大尺寸的要求下，为提供足够的光源亮度，模块中的灯管长度也须随之增加。然而，在大尺寸的背光模块中过长的灯管容易于冲击或振动测试时发生断裂。为了克服此一问题，先前技术于背光模块中的灯管中间区段增加数个灯管支撑座，如图1所示，以支撑固定过长的灯管，避免灯管的非预期性断裂。目前于先前技术中对于灯管支撑座已存在多种样式的设计，如图2所示为其中的一种形态。然而，在实际应用时，该些灯管支撑座由于缺乏足够的夹持力，因而导致灯管经常跳脱于支撑座之外，使灯管产生不同程度的损伤，进而影响光源所提供的亮度。
有鉴于此，为了增加灯管支撑座的夹持力，有先前技术加大支撑座尺寸以进行适应，但其结果却是组装灯管于支撑座时所需的组合推力也相对增加，增加灯管与支撑座间的组合难度。因此，为配合背光模块中灯管直径及长度愈来愈大的发展趋势，有必要重新设计灯管支撑座，以提供足够的灯管夹持力，并相对减少灯管、支撑座之间的组合推力。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种灯管支撑结构，可应用于一大尺寸的背光模块中，提供足够的灯管夹持力，并可相对地减少组装灯管于支撑座时所需的组合推力。
依据前述目的，本发明提供的一种灯管支撑结构，其包含一向下延伸的底座以及二悬臂，各该悬臂具有一内弧形边缘及一相对的外弧形边缘，均自该底座向上延伸，并界定出一容置空间，且各该悬臂具有一顶端，以界定出一开口，使一灯管适合并得以经由该开口容纳于该容置空间中，该开口的一横向尺寸小于该灯管的一横向尺寸。其中，各该悬臂具有一第一区段，该第一区段具有一顶端区域及一底端区域，该底端区域是自该底座向上延伸，且该第一区段的横截面由该底座朝该顶端区域逐渐缩小。
依据前述目的，本发明提供另一种灯管支撑结构，其包含二直立悬臂，每一直立悬臂具有一底座，且每一直立悬臂分别自该底座向上延伸，并界定出容纳灯管的一容置空间。每一直立悬臂更包含一凸起结构，两凸起结构的顶端用以界定出一开口，使一灯管适合并得以经由该开口容纳于一容置空间中，并且夹持容纳该容置空间中的灯管。该开口的一横向尺寸小于该灯管的一横向尺寸。其中，各该悬臂具有一第一区段，各该第一区段具有一顶端区域及一底端区域，且该第一区段的横截面朝该顶端区域逐渐缩小。
根据上述方案，本发明相对于现有结构的效果是显著的在结合灯管与本发明的灯管支撑结构时，所受的灯管推入阻力较小，而一但将灯管组装于支撑结构后，本发明灯管支撑结构的夹持力却相对提高，也即，提供较佳的灯管夹持力量，从而避免先前技术所述的非预期性灯管跳脱问题。
图1为先前技术中设置于背光模块中灯管支撑座的示意图。
图2为先前技术中灯管支撑座的示意图。
图3为本发明一实施例中用以支撑背光模块灯管的一灯管支撑结构的纵剖面示意图。
图4为本发明一实施例中一灯管支撑结构的截面示意图。
图5A为先前技术一灯管支撑结构应力分布的电脑模拟示意图。
图5B为本发明一实施例中一灯管支撑结构应力分布的电脑模拟示意图。
图6为本发明另一实施例中一灯管支撑结构的截面示意图。
主要元件符号说明10灯管支撑结构 20底座22嵌设部 24座体30悬臂 301顶端32凸起结构 321凸起结构顶端40第一区段 42底端区域44顶端区域 50第二区段52底端区域 54顶端区域60导引部 100背板120容置空间140开口200灯管具体实施方式
为让本发明的上述目的、技术特征和优点能更明显易懂，下文是以较佳实施例配合所附图式进行详细说明。
请参阅图3，图中为本发明一实施例中用以支撑背光模块灯管的一种灯管支撑结构的纵剖面示意图。本发明的灯管支撑结构10主要包含一底座20以及二悬臂30，灯管支撑结构10整体是由非金属材料所构成，例如，塑胶材料，以避免局部温度不均匀。其中，底座20具有一嵌设部22以及一座体24，嵌设部22是向下延伸，适合并得以嵌入背光模块(未显示)的一背板100，便利整个灯管支撑结构10稳固地设置于背板100上。嵌设后的灯管支撑结构10，除了嵌设部22外，其它结构的主要部份，包含座体24与二悬臂30，设置于背板100之上，以提供稳固夹持背光模块中灯管200的主要功能。
其次，本发明灯管支撑结构10的二悬臂30是一近半圆弧形的悬臂梁(cantilever beam)，各自从底座20的座体24向上延伸于背板100之上，以共同地界定出一容置空间120，作为容纳灯管200之用。其中，每一悬臂30于座体24的相对侧具一顶端301，且具有一内弧形边缘及一相对的外弧形边缘。二悬臂30的二顶端301共同地界定出一开口140，能利于灯管200适合并得以经由该开口140而容纳于该容置空间120中。需说明的是开口140具有一最小的横向尺寸0，其小于灯管200的一横向尺寸R(也即，灯管直径)，以利灯管支撑结构10可稳固地将灯管容纳于容置空间120。
于具体应用时，本发明所揭露的灯管支撑结构10中，各悬臂30更具有至少一凸起结构32，自该内弧形边缘向内延伸，用以夹持容纳于容置空间120中的灯管200。
本发明灯管支撑结构10的特征之一在于强化悬臂30的结构强度，以提供悬臂30较大的夹持力量以及均匀程度较佳的应力分布。具体而言，于本发明的实施例中，各悬臂30具有一第一区段40以及一第二区段50。其中，第一区段40具有一底端区域42及一顶端区域44，如图3所示的虚线区域。该底端区域42是自该座体24延伸向上，而第一区段40的该顶端区域44邻接该底端区域42。本发明灯管支撑结构10的特征之一在于各悬臂30的第一区段40横截面具有一渐次的面积变化，详言之，各悬臂30的第一区段40其横截面的面积自底端区域42朝顶端区域44方向逐渐缩小。
另一方面，本发明灯管支撑结构10的第二区段50是自悬臂30第一区段40的顶端区域44继续向上延伸而出，且第二区段50也包含一底端区域52及一顶端区域54。详言之，第二区段50的底端区域52邻接于第一区段40的顶端区域44，且第二区段50的顶端区域邻接于灯管支撑结构10的顶端301。
于本实施例中，与前述第一区段40不同的是，各悬臂30的第二区段50具有均匀的截面。然而，为使本发明所揭露的灯管支撑结构10具有较佳的夹持力量与均匀的受力分布，本发明各悬臂30中具截面积变化的第一区段40的长度至少必须为各悬臂30总长度的1/3，以均匀应力分布，提供较佳的悬臂弹性。换言之，具截面积变化的第一区段40占整体悬臂长度的比例越高，越能提供更佳均匀的应力分布与弹性。以下就第一区段的截面变化方式进行详细说明。
本发明综合结构、材料力学等理论分析与实际测试的验证结果归纳出第一区段40的截面积变化必须符合如下所述的截面关系式，以期达到前述本发明的目的，在本发明中的截面可以是矩形截面、圆形截面或是任意形状的截面，本发明的关系式适用于任何形状的截面。
以悬臂30的第一区段40具矩形截面为例，请参阅图4，图中所显示的是第一区段40中的任一横截面与灯管的纵轴方向C垂直，任一横截面具有一厚度(b)以及一宽度(h)。其中，厚度(b)是矩形截面上前后边缘间的一最大距离，该宽度(h)是内弧形边缘及外弧形边缘于该任一矩形截面上的一最大距离。本实施例的第一区段40中任二截面(以截面A及截面B代表)具有如式一及式二所示的关系1<hBhA<(1+3LB-LALA)]]>(式一)其中，上式的hA为截面A的宽度，hB为截面B的宽度。LA为由截面A至灯管支撑结构的顶端的长度。LB为由截面B至灯管支撑结构的顶端的长度。
1<bBbA<1+3LB-LALA]]>(式二)其中，bA为截面A的厚度，bB为截面B的厚度，其余与前述式一具有相同的定义。
承上所述，本发明能适应灯管支撑结构10中不同的悬臂截面，提供适当调整悬臂截面的变化比例，以达到均匀化各悬臂的应力分布，以及适当地增加各悬臂的弹性强度的目的。以式一为例，当截面的厚度变化实质接近 时，悬臂底部区域过大，不易挠曲变形，导致整体刚性过强，因而使灯管与支撑座接触面压力过大，反而产生材料破坏等非预期性效果，并因而造成悬臂第二区段产生过多的塑性变形。而且，需强调的是，第一区段占整体悬臂总长度的比例不宜低于1/3，否则塑性变形仍然会集中于底座区域。
请参阅图5A与图5B，此为先前技术与本发明一实施例的电脑模拟示意图，用以模拟先前技术与本发明于相同灯管直径下所受到的应力分布状况。
其中，图5A为先前技术中具均匀截面的灯管支撑结构应力分布的电脑模拟示意图。图5A清楚显示，该因受应力而产生的应变多半集中于支撑座的底端部分，因此当灯管支撑结构的开口处被灯管撑开时，变形集中于支撑座的底端部分造成过度的塑性应变，支撑结构的刚性已大幅降低，造成后续灯管夹持力不足。
相对地，图5B所显示的本发明应力分布乃更均匀地分散于悬臂的其它部分。因而，本发明所揭露的灯管支撑结构10能更具弹性地承受组装灯管时所受的应力变形，避免因应力过度集中而发生永久性变形的问题。
此外，为有效降低组装灯管时的组装阻力，本发明的各悬臂30更包含二导引部60(请参考图3)，分别自悬臂顶端301向上延伸而出，以形成一近似漏斗的外形，能顺利经由开口140将灯管200导入于容置空间120中。此导引部60的设计可有效地降低组装灯管于背光模块时所受的组装阻力，因而，配合前述本发明悬臂适当比例的截面变化，本发明可提供组装阻力较小、应力分布较为平均、夹持力较大的灯管支撑结构。
举例而言，于一实际测试的结果中显示，先前技术的灯管支撑结构于推入灯管时遭受10.5牛顿的灯管推入阻力，强制将组装于支撑结构中的灯管拔除所需的拔除力(也即灯管支撑结构夹持力的反作用力)为7.2牛顿。然而，本发明的灯管支撑结构可提供7.7牛顿的灯管推入阻力，以及8.4牛顿的灯管拔除力。二者相较，可清楚发现，结合灯管与本发明的灯管支撑结构时，所受的灯管推入阻力较小，而且，一但将灯管组装于支撑结构后，本发明灯管支撑结构的夹持力却相对提高，也即，提供较佳的灯管夹持力量，避免先前技术所述的非预期性灯管跳脱问题。
须说明的是，前述所揭露的灯管支撑结构仅为一例示，熟知此技艺者可依据实际需要，将本发明所述的内容应用于不同的支撑结构外型。例如，请参阅图6，图中显示本发明灯管支撑结构的另一实施形态，该灯管支撑结构包含二直立悬臂30，每一直立悬臂具有一底座20，且每一直立悬臂分别自底座20向上延伸，并界定出容纳灯管200的一容置空间120。每一直立悬臂30更包含一凸起结构32，两凸起结构32的顶端321界定出一开口0，使一灯管适合得以经由该开口而容纳于该容置空间中，并且夹持容纳该容置空间120中的灯管200；此外，本实施例的凸起结构32也同时具有与前述实施例导引部60相同的导引功能，能顺利经由开口140将灯管200导入于容置空间120中。其中，各直立悬臂30具有与前述大致相同的特征，也即此直立悬臂30具有一第一区段40，该第一区段包含一顶端区域44及一底端区域42，且该区域的横截面，是由该底座朝该顶端区域逐渐缩小，以提供均匀性的应力分布与较佳的夹持力量。本实施例中各直立悬臂30也具有一第二区段50，第二区段50是自直立悬臂30第一区段40的顶端区域44继续向上延伸而出，且第二区段50也包含一底端区域52及一顶端区域54。详言之，第二区段50的底端区域52邻接于第一区段40的顶端区域44。第二区段50与前述的实施例具有相同的特征，也具有均匀的截面。
以悬臂30的第一区段40具矩形截面为例，请参阅图6，图中所显示的是第一区段40中的任一横截面与灯管的纵轴方向C垂直，任一横截面具有一厚度(b)以及一宽度(h)。其中，厚度(b)为截面上前后边缘间的一最大距离，该宽度(h)为内缘及外缘于该任一矩形截面上的一最大距离。本实施例的第一区段40中任二截面(以截面A及截面B代表)具有如式一及式二所示的关系
1<hBhA<(1+3LB-LALA)]]>(式一)其中，上式的hA为截面A的宽度，hB为截面B的宽度。LA为由截面A至灯管支撑结构的顶端的长度。LB为由截面B至灯管支撑结构的顶端的长度。
1<bBbA<1+3LB-LALA]]>(式二)其中，bA为截面A的厚度，bB为截面B的厚度，其余与前述式一具有相同的定义。
上述的实施例仅用来例举本发明的实施形态，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以权利要求所限定的范围为准。
权利要求
1.一种灯管支撑结构，用于一背光模块中，该灯管支撑结构包含一底座；以及二悬臂，各该悬臂自该底座向上延伸，并界定出一容置空间，且各该悬臂具有一顶端，以界定出一开口，使一灯管适合并得以经由该开口而容纳于该容置空间中，该开口的一横向尺寸小于该灯管的一横向尺寸；其特征在于，各该悬臂具有一第一区段，具有一顶端区域及一底端区域，该底端区域是自该底座向上延伸，且该第一区段的横截面自该底座朝该顶端区域逐渐缩小。
2.如权利要求1所述的灯管支撑结构，其特征在于，各该悬臂更包含一第二区段，是自该第一区段的顶端区域向上延伸至该顶端。
3.如权利要求2所述的灯管支撑结构，其特征在于，各该悬臂的第二区段具有均匀的截面。
4.如权利要求1所述的灯管支撑结构，其特征在于，各该悬臂具有一内弧形边缘及一相对的外弧形边缘。
5.如权利要求1所述的灯管支撑结构，其特征在于，各该悬臂的该第一区段的长度至少为各该悬臂总长度的1/3。
6.如权利要求4所述的灯管支撑结构，其特征在于，该悬臂的任一截面与灯管的一纵轴方向(C)垂直，任一横截面具有一宽度(h)为该内弧形边缘及该外弧形边缘于该任一截面上的一最大距离，且其中各该悬臂的任二截面A及截面B，具有以下的关系1<hBhA<(1+3LB-LALA)]]>其中，hA为截面A的宽度，hB为截面B的宽度，LA为由截面A至灯管支撑结构的顶端的长度，LB为由截面B至灯管支撑结构的顶端的长度。
7.如权利要求4所述的灯管支撑结构，其特征在于，该悬臂的任一截面与灯管的纵轴方向(C)垂直，任一横截面具有一厚度(b)为该任一截面上前后边缘间的最大长度，且其中各该悬臂的任二截面A及截面B，具有以下的关系1<bBbA<1+3LB-LALA]]>其中，bA为截面A的厚度，bB为截面B的厚度，LA为由截面A至灯管支撑结构的顶端的长度，LB为由截面B至灯管支撑结构的顶端的长度。
8.如权利要求1所述的灯管支撑结构，其特征在于，更包含二导引部，分别自该悬臂的该顶端向上延伸，能顺利使该灯管导入该开口。
9.如权利要求1所述的灯管支撑结构，其特征在于，该底座具有一嵌设部，用于嵌入该背光模块的一背板中，使该灯管支撑结构稳固地设置于该背板上。
10.一种灯管支撑结构，用于一背光模块中，该灯管支撑结构包含二直立悬臂，每一直立悬臂具有一底座，每一直立悬臂分别自该底座向上延伸，并界定出一容置空间，且每一直立悬臂具有一凸起结构，该些凸起结构的顶端用以界定出一开口，使一灯管适合并得以经由该开口而容纳于该容置空间中；其特征在于，各该悬臂具有一第一区段，具有一顶端区域及一底端区域，且该第一区段的横截面朝该顶端区域逐渐缩小。
11.如权利要求10所述的灯管支撑结构，其特征在于，各该悬臂另包含一第二区段，是自该第一区段的顶端区域向上延伸，且该第二区段也包含一顶端区域及一底端区域。
12.如权利要求11所述的灯管支撑结构，其特征在于，各该悬臂的第二区段具有均匀的截面。
13.如权利要求10所述的灯管支撑结构，其特征在于，各该悬臂的该第一区段的长度至少为各该悬臂总长度的1/3。
14.如权利要求10所述的灯管支撑结构，其特征在于，该些悬臂的任一截面与灯管的纵轴方向(C)垂直，任一横截面具有一宽度(h)为该内缘及该外缘于该任一截面上的一最大距离，且其中各该悬臂的任二截面A及截面B，具有以下的关系1<hBhA<(1+3LB-LALA)]]>其中，hA为截面A的宽度，hB为截面B的宽度，LA为由截面A至灯管支撑结构的顶端的长度，LB为由截面B至灯管支撑结构的顶端的长度。
15.如权利要求10所述的灯管支撑结构，其特征在于，该些悬臂的任一截面与灯管的纵轴方向(C)垂直，任一横截面具有一厚度(b)为该截面上前后边缘间的一最大距离，且其中各该悬臂的任二截面A及截面B，具有以下的关系1<bBbA<1+3LB-LALA]]>其中，bA为截面A的厚度，bB为截面B的厚度，LA为由截面A至灯管支撑结构的顶端的长度，LB为由截面B至灯管支撑结构的顶端的长度。
全文摘要
本发明提供一种灯管支撑结构，用于一背光模块中，该灯管支撑结构包含一向下延伸的底座以及二悬臂，各该悬臂具有一内弧形边缘及一相对的外弧形边缘，均自该底座向上延伸，并界定出一容置空间，且各该悬臂具有一顶端，以界定出一开口，使一灯管适合并得以经由该开口容纳于该容置空间中，该开口的一横向尺寸小于该灯管的一横向尺寸。其中，各该悬臂具有一第一区段，该第一区段具有一顶端区域及一底端区域，该底端区域是自该底座向上延伸，且该第一区段的横截面由该底座朝该顶端区域逐渐缩小。本发明的灯管支撑结构，可应用于一大尺寸的背光模块中，提供足够的灯管夹持力，并可相对地减少组装灯管于支撑座时所需的组合推力。
文档编号G02F1/1335GK101078505SQ20071012699
公开日2007年11月28日 申请日期2007年7月4日 优先权日2007年7月4日
发明者许家郎 申请人:友达光电股份有限公司