CN111505759A - 背光模块及其适用的显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种背光模块及其适用的显示装置。背光模块具有导光板，在导光板的背面外侧设置压电模块并产生振动，此振动间接或直接传递至共振体例如导光板或背板产生共振，并以背面朝向的外侧空间为共振腔。借由此设置，可以在兼顾电子产品厚度与总体积情况下提升电子产品的屏占比且依然能保持声音品质。

Description

背光模块及其适用的显示装置

技术领域

本发明关于一种背光模块及其适用的显示装置，特别是关于一种具有发声 单元的背光模块及其适用的显示装置。

背景技术

随着科技的发展，电子产品的使用者越来越重视视觉体验，电子产品的显 示荧幕尺寸与品质亦不断提升，在有限体积中提供较大的显示荧幕也是当前的 趋势。然而，在高屏占比的配置下，其余电子零件的配置与空间会受到限制， 如何在提升屏占比的同时，将必要的电子零件配置于电子设备中，也成为当前 电子产品开发所必须要解决的问题。

在追求高屏占比的技术发展下，在电子产品例如智能手机的尺寸与厚薄不 增加或微幅增加的情况下，配置电子零件例如麦克风或喇叭的难度会大幅上 升。举例来说，动圈式的喇叭因其结构及原理导致其体积与厚度无法有效下降， 在高屏占比的配置下，势必需要增加电子产品的厚度以容纳喇叭及其他电子零 件。因此，本发明目的在于将电子零件较佳为喇叭与背光模块或显示装置整合 至有限的空间且不影响其品质。

发明内容

本发明的目的在于提供一种背光模块及其适用的显示装置，可以在有限体 积中配置电子零件，以提高电子产品的屏占比。

本发明的目的在于提供一种背光模块及其适用的显示装置，可提升显示装 置的声音输出表现。

本发明的一实施例提供一种背光模块，包含导光板以及第一压电模块。此 导光板具有出光面及背面，其中出光面与背面相对。第一压电模块设置于背面 的外侧，并产生振动。其中振动直接或间接传递至导光板以产生共振，并以背 面朝向的空间作为共振腔。

本发明实施例中的背光模块的另一实施例，背光模块包含导光板、背板以 及压电模块。导光板具有出光面及背面，其中出光面与背面相对。背板设置于 背面外侧，并具有内表面及外表面，其中内表面与背面相对且与外表面相背， 外表面具有凸部。压电模块设置于凸部并产生振动。其中，振动直接或间接传 递至背板以产生共振，并以外表面朝向的空间作为共振腔。

本发明实施例中的背光模块的一实施例，包含导光板以及第一压电模块。 此导光板具有出光面及背面，其中出光面与背面相对。第一压电模块设置于出 光面的外侧，并产生振动。其中振动直接或间接传递至导光板以产生共振，并 以背面朝向的空间作为共振腔。

本发明的一实施例提供一种显示装置，包含任一上述背光模块。

由上述可知，本发明的背光模块及显示装置可以有效配置电子元件，借以 提升电子装置的屏占比，并提升显示装置的声音输出表现。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的 限定。

附图说明

图1为本发明的背光模块及其适用的显示装置的剖示图。

图2A为压电模块设置范围的示意图。

图2B为压电模块结构的上视图。

图2C为压电模块的振动膜的作动图。

图3A及图3B分别为本发明背光模块于导光板上设置音膜的实施例的剖 面图。

图4为本发明背光模块使用导音单元的示意图。

图5A为本发明背光模块一实施例的剖视图。

图5B为本发明背光模块的背板具有开口的剖视图。

图6A及图6B分别为本发明背光模块设置第二压电模块的实施例的剖视 图。

图7为本发明背光模块具有壳体的实施例的剖视图。

图8A及图8B分别为本发明背光模块一实施例的剖视图。

图9为本发明的背光模块一实施例的剖示图。

图10为本发明的背光模块设置光反射片的示意图。

其中，附图标记

100发光装置

10显示面板

20、90背光模块

21光源

22光学薄膜

23导光板

24第一压电模块

25第一音膜

40第二音膜

50导音单元

60背板

65凹部

66凸部

67开口

70第二压电模块

80壳体

82光反射片

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一 步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围 的限制。

关于本文中所使用的『第一』、『第二』、…等，并非特别指称次序或顺 位的意思，亦非用以限定本发明，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或 操作。

关于本文中所使用的『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均 为开放性的用语，即意指包含但不限于。

关于本文中所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用 词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描 述本揭露的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有 关本揭露的描述上额外的引导。

本发明提供一种背光模块及包含此背光模块显示装置。图1为显示装置一 实施例的示意图，请参照图1，在一实施例中，显示装置100包含显示面板10 以及背光模块20两部分，其中显示面板10与背光模块20可通过壳体整合成 显示装置。具体来说，背光模块20提供照明光，通过显示面板10例如液晶面 板偏振或调整照明光，再通过滤色片即可转换为影像光。通过背光模块，可以 有效的整合电子元件特别是喇叭至显示装置中，可以不影响电子产品例如手机 或笔记型电脑等显示需求高的产品的厚度及总体积的前提下提升产品的屏占 比。

如图1所示，背光模块20包含光源21、光学薄膜22、导光板23以及第 一压电模块24。导光板23具有出光面231及背面232，其中出光面231与背 面232相背，需说明的是，导光板23的材质可以为例如塑料、玻璃或是复合 材料。光源21提供照明光可由导光板23的入光侧(例如导光板的侧面)，借由 介质间光线全反射特性导引光线至出光面231射出。第一压电模块24设置于 背面232的外侧，并产生振动。较佳而言，此振动的振动频率为人耳可听到的 范围，例如介于20-20000赫兹之间。在本实施例中，第一压电模块24可直接 贴附于背面232使振动直接传递至导光板23；然而在其他实施例中，第一压 电模块24亦可贴附于背面232外的层板或材料上，使振动间接传递至导光板 23。其中振动直接或间接传递至导光板23以于导光板23上产生共振，并以导 光板23的背面232朝向的空间A作为共振腔。需说明的是，图1仅为简化说 明故只绘出一个第一压电模块24，然而，第一压电模块亦可配置多个，此发 明并不受限于第一压电模块24的数量。借由此一设置，即可利用显示装置背 侧较薄的空间内设置喇叭，且不影响显示装置的显示效果。此外，此一设置亦 可增加显示装置的屏占比。

请参照图2A，图2A说明第一压电模块24与导光板23设置的关系，详 细来说，第一压电模块24投影于导光板23的背面232的垂直投影范围P，并 不会超出导光板23的边界。此外，请参照图2B第一压电模块24可包含例如 压电层241及电极242。通过电极242对压电层241施加电压，使压电层241 产生压电效应，即为电能与机械能的转换，使压电层241产生振动。压电层 241的材料可以为压电陶瓷例如锆钛酸铅(PZT)或压电聚合物。在一实施例中，压电层241直接贴附于导光板23的背面232，借由压电层241振动频率与导 光板23匹配并共振。其中压电层241可以由单层或多层组成，通过不同层的 组合可调整压电层241的频率响应以符合需求振动频率，使振动频率与导光板 23匹配并共振。压电模块24可例如包含振动膜243，例如金属片、棉或橡胶 等材质但不限于此，如图2C所示，压电层241振动可带动振动膜243，振动 膜243将此振动向导光板23传递，此外振动膜243可例如修饰压电层241因 通电而振动所发出的声音。

图3A及图3B为本发明背光模块一实施例的剖面图。图3A为在此实施例 中，背光模块20可进一步包含第一音膜25。第一音膜25至少部分贴附于背 面232并形成第一振动区R1。较佳而言，第一音膜25可以将边缘贴附于背面 232，使第一音膜25的中间部分可上下振动，而形成第一振动区R1。第一压 电模块24设置于第一振动区R1中；具体来说，在图3A所示的实施例中，第 一压电模块24可设置在第一音膜25于第一振动区R1范围内朝向导光板23的一面251上。如图3A所示，第一压电模块24产生的振动经由第一振动区 R1间接传递至导光板23上。另一方面，在图3B所示的另一实施例中，第一 压电模块24可设置于第一音膜25上第一振动区R1与导光板23相背的一面 252上，亦即设置于第一振动区R1的外侧。当第一压电模块24产生振动，振 动通过第一音膜25再经由第一振动区R1间接传递至导光板23上。

在不同实施例中，亦可以通过连接传导的方式，将第一压电模块24产生 的振动传导至他处而自他处使导光板23产生共振。请参见图4，在图4所示 的实施例中，背光模块20可包含第二音膜40以及导音单元50。第二音膜40 设置于背面232上且具有第二振动区R2。较佳而言，第二音膜40可以将边缘 贴附于导光板23的背面232上，使第二音膜40的中间部分可上下振动，而在 导光板23的背面232形成第二振动区R2。其中，第二振动区R2与该第一压 电模块24不相重叠。具体来说，如图4所示，第二振动区R2投影于导光板 23的背面232的投影范围与第一压电模块24投影于背面232的投影范围不互 相重叠。导音单元50可例如形成为长条片或长条管等结构，其两端分别连接 于第一压电模块24与第二振动区R2，其中导音单元50的一端自第一压电模 块24处接收振动并通过导音单元50传递至另一端连接的第二振动区R2中， 通过此传递的振动使导光板23自第二振动区R2处产生共振。

对于音膜来说，第一音膜25及第二音膜40的材质可以为金属片、棉、橡 胶或不织布等材料，但不限于此。第一音膜25及第二音膜40两者的材质亦可 相同或不同。借由第一音膜25及第二音膜40的设置，可将第一压电模块24 的振动传递至希望传递的位置。此外，在不同实施例中，亦可借由调整第一音 膜25及第二音膜40的材质及尺寸等参数，来修饰第一压电模块24因通电而 产生振动或是通过导音单元50传导而来的振动，使该振动与导光板23的自然 频率接近而更容易产生共振。此外，导音单元50的材质可以与第一音膜25 及/或第二音膜40相同，亦可使用不同的材料来传递振动。具体来说，导音单 元50与第二音膜40可以为一体成形的组合或是由异质材料连接而成。

此外，第一压电模块24的振动可以通过多个导音单元传导至多个第二音 膜。请参考图4，图4说明多个第二音膜例如40、41分别设置于导光板23的 背面232上而各自形成第二振动区R2，各自的第二共振区R2可通过导音单元 50、51分别连接至第一压电模块24。在本实施例中，第二音膜40、41以及第 一压电模块24皆不互相重叠。使第一压电模块24产生的振动可以通过导音单 元50、51传递至第二音膜40、41上，自第二音膜40、41各自的第二振动区 R2使导光板23产生共振。借由此一设置，可进一步控制背光模块以至于显示 装置发出声音的位置及/或产生共振的效果，以达到期望的音响效果。

图5A所示为背光模块20的另一实施例。如图5A所示，背光模块20进 一步包含背板60，背板60材料可以为金属例如铝或是塑胶。背板60设置于 导光板23的背面232的外侧，并具有朝向导光板23的内表面61。内表面61 上具有凹部65，用以形成容置空间A。凹部65可例如以在背板60上打凸包 等金属钣件技术形成，因此在外表面62的对应部分有凸部66产生；然而在不 同实施例中亦可以其他制程方式产生凹部65，且在外表面62不产生相对应的 凸部66，例如背板上铣出凹部65。第一压电模块24设置对应于容置空间A， 例如可完全或部分容纳于容置空间A内，或是第一压电模块24和容置空间A 在背面232上的投影范围相重叠。具体来说，容置空间A可作为第一压电模 块24所产生振动的共振腔，借由对产生的声音进行控制及调整。

图5B为背板60上的凹部65的另一实施样态。请参见图5B，凹部的底部 具有一开口67，用以使第一压电模块24产生的振动或导光板23产生的共振 可自开口67向外侧传导，使开口67外侧的一空间成为共振腔。举例而言，背 板60的外侧可另设有系统壳体，因此经由开口67向外传递的震波即可以系统 壳体所涵盖的空间作为共振腔。

因应各种声音品质需要，例如响度与频率响应但不限于此，本发明的背光 模块20可增加另一组压电模块。图6A说明本发明的一实施例中背光模块20 更包含第二压电模块70。其中背板60具有外表面62与内表面61相背，外表 面62上对应于凹部65处具有凸部66。如前所述，凹部65可例如以在背板60 上打凸包等金属钣件技术形成，举例来说，若背板60厚度小于第一压电模块 24的厚度，在产生容置空间A时，因第一压电模块24设置于容置空间A中 且因厚度无法使用其他加工手段，故将在凹部65相背处产生凸部66，但产生 凸部66的原因不限于此。第二压电模块70可设置于背板60的外表面62上， 且例如可设置于外表面62上的凸部66表面上。需说明的是，第一压电模块 24与第二压电模块70可以是相同的规格，亦可为不同规格，端看用途与目的 来挑选。此外，第二压电模块70的设置并不限于一个，亦可设置多个不同的 第二压电模块70。

然而，第二压电模块70并不限于设置于背板60的外表面62上。在图6B 所示的一实施例中，凸部66具有凸部侧壁661，凸部侧壁661的顶端围绕形 成开口67，第二压电模块70设置于开口67内，且连接凸部侧壁661的顶端。 借由此一设置，可以凸部侧壁661产生类似于音膜的效果，来作为传递振波及 /或调整振波性质之用。需说明的是，第二压电模块70设置的位置并不限于上 述实施例，于导光板23的背面232适当空间中皆可设置第二压电模块70。

图7所示为背光模块的另一实施例。如图7所示，背光模块20更包含壳 体80。壳体80设置与背板60的外表面62相对，且与背板60具有间隙G。 第二压电模块70产生第二振动使背板60产生第二共振，并至少以间隙G作 为共振腔。具体来说，壳体80材料可为金属例如铝或塑胶，可用来保护元件 或形成间隙G以使第二压电模块70对背板60产生的共振具有共振腔。借由 此一设置，第一压电模块24及第二压电模块70可各自以不同的共振腔进行共振。然而，第一压电模块24及第二压电模块70的共振腔不限于不同，亦可使 用相同的腔体进行共振，例如同一腔体内具有不同间距使不同波长的振动具有 其共振腔，但不限于此。

此外，于另一实施例中，可于壳体80上开设小洞，使振动可向外传播， 另外亦可于第一压电模块24或第二压电模块70与壳体80之间设置振动膜或 导音单元，使振动更易朝外传播。

图8A为本发明实施例中的背光模块的另一实施例。与前述实施例相比， 此实施例并无设置于导光板23背面231外侧的第一压电模块24。然而，此实 施例中的背光模块与前面所述皆为在导光板23的背面232外侧设置压电模块 并产生振动，此振动间接或直接传递至共振体例如导光板23或背板60产生共 振，并以背面朝向的外侧空间为共振腔。请参照图8A，图8A说明背光模块 90包含导光板23、背板60以及第二压电模块70。导光板23具有出光面231 及背面232，其中出光面231与背面232相背。背板60设置于背面232外侧， 并具有内表面61及外表面62，其中内表面61与背面232相对且与外表面62 相背，外表面62具有凸部66。第二压电模块70设置于凸部66并产生振动。 其中，振动直接或间接传递至背板23以产生共振，并以外表面62朝向的空间 作为共振腔。然而，第二压电模块70并不限于设置于背板60的外表面62上 的凸部66。图8B说明此实施样态中，第二压电模块70设置的另一实施例。 图8B说明凸部66具有凸部侧壁661，凸部侧壁661的一端围绕形成开口67， 第二压电模块70设置于开口67内，且连接凸部侧壁661的该端，以经由凸部 侧壁661传递振动至背板60。

图9为本发明的背光模块20的另一实施例，背光模块20包含导光板23 与第一压电模块24。导光板23具有出光面231及背面232，其中出光面231 与背面232相背。第一压电模块24设置于出光面231的外侧，并产生振动。 其中，振动直接或间接传递至导光板23以产生共振，并以该背面232朝向的 空间作为共振腔。再者，第一压电模块24与导光板23之间，可进一步设置第 一音膜25、第二音膜40以及导音单元50。此实施例中与前述相同者，并不再赘述。此外，请见图10，此背光模块20，可进一步包含光反射片82，设置于 该第一压电模块24上且与该第一压电模块24重叠。具体来说，重叠是指，第 一压电模块24于出光面231的投影范为完全落入此光反射片于出光面231的 投影范围内。若出光面231上亦有设置第一音膜25、第二音膜40或导音单元 50，此时光反射片82将设置于第一音膜25、第二音膜40及导音单元50之上 并与之重叠。光反射片82用以反射照射于第一压电模块24、第一音膜25、第二音膜40以及导音单元50上的光。光线来源例如自显示面板10或位于导光 板23与显示面板10之间的光学薄膜所反射的光，但不限于此。此设置可使位 于出光面231的上的第一压电模块24、第一音膜25、第二音膜40以及导音单 元50在显示面板10上不可见。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情 况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但 这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (14)

1.一种背光模块，其特征在于，包含：

一导光板，具有一出光面及一背面，其中该出光面与该背面相背；以及

一第一压电模块，设置于该背面的外侧，并产生一第一振动；

其中，该第一振动直接或间接传递至该导光板以产生共振，并以该背面朝向的一空间作为共振腔。

2.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，进一步包含一第一音膜，该第一音膜至少部分贴附于该背面并形成一第一振动区；其中该第一压电模块设置于该第一振动区朝向该背面的一面，且该第一振动经由该第一振动区传递至该导光板。

3.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，进一步包含一第一音膜，该第一音膜至少部分贴附于该背面并形成一第一振动区；其中该第一压电模块设置于该第一振动区背向该背面的一面，且该第一振动通过该第一音膜经由该第一振动区传递至该导光板。

4.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，更包含：

一第二音膜，设置于该背面上且具有一第二振动区；其中，该第二振动区与该压电模块不相重叠；以及

一导音单元，分别连接该第一压电模块与该第二振动区，其中该导音单元自该第一压电模块接收该第一振动并传递至该第二振动区，使该导光板自该第二振动区处产生共振。

5.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，更包含：

一背板，设置于该导光板的该背面外侧，并具有一内表面，该内表面上具有一凹部，用以形成一容置空间，该第一压电模块设置对应于该容置空间。

6.如权利要求5所述的背光模块，其特征在于，该凹部的底部具有一开口，用以使该第一振动自该开口向外侧传导。

7.如权利要求5所述的背光模块，其特征在于，更包含：

一第二压电模块；

其中该背板具有一外表面与该内表面相背，该外表面上对应于该凹部处具有一凸部，该第二压电模块设置于该凸部表面。

8.如权利要求7所述的背光模块，其特征在于，更包含：

一壳体，设置与该背板的该外表面相对，且与该背板具有一间隙；

其中该第二压电模块，用以产生一第二振动使该背板产生共振，并至少以该间隙作为共振腔。

9.如权利要求7所述的背光模块，其特征在于，该凸部具有一凸部侧壁，该凸部侧壁的一端围绕形成一开口，该第二压电模块设置于该开口内，且连接该凸部侧壁的该端。

10.一种背光模块，其特征在于，包含：

一导光板，具有一出光面及一背面，其中该出光面与该背面相对；

一背板，设置于该背面外侧，并具有一内表面及一外表面，其中该内表面与该背面相对且与该外表面相背，该外表面具有一凸部；以及

一压电模块，设置于该凸部，并产生一振动；

其中，该振动直接或间接传递至该背板以产生共振，并以该外表面朝向的一空间作为共振腔。

11.如权利要求10所述的背光模块，其特征在于，该凸部具有一凸部侧壁，该凸部侧壁的一端围绕形成一开口，该压电模块设置于该开口内，且连接该凸部侧壁的该端，以经由该凸部侧壁传递该振动至该背板。

12.一种背光模块，其特征在于，包含：

一导光板，具有一出光面及一背面，其中该出光面与该背面相背；以及

一第一压电模块，设置于该出光面的外侧，并产生一振动；

其中，该振动直接或间接传递至该导光板以产生共振，并以该背面朝向的一空间作为共振腔。

13.如权利要求12所述的背光模块，其特征在于，进一步包含一光反射片，该光反射片设置于该第一压电模块上且与的重叠，用以反射照射于该第一压电模块上的光。

14.一种显示装置，其特征在于，包含如权利要求1至权利要求11中任一所述背光模块。

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