CN111583821B - 显示基板和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种显示基板，涉及屏幕发声技术领域，该显示基板具有至少一个发声区域，发声区域划分为多个发光子区和将多个发光子区彼此间隔开的非发光子区，显示基板包括：衬底基板；设置在衬底基板上的多个发光单元，多个发光单元与多个发光子区一一对应设置；设置在发声区域中的振动膜，振动膜设置在多个发光单元的出光侧，且与发光单元间隔开，振动膜包括振动部和环绕振动部的边缘部；驱动机构，设置在振动膜与衬底基板之间，且位于非发光子区中，驱动机构用于驱动振动膜的振动部振动发声；固定机构，连接在振动膜的边缘部与衬底基板之间，以使振动膜在静止时处于张紧状态。本发明还提供了一种显示装置。本发明有利于实现全频段发声。

Description

显示基板和显示装置

技术领域

本发明涉及屏幕发声技术领域，具体涉及一种显示基板和显示装置。

背景技术

目前的屏幕发声技术，主要通过设置在显示基板背部的激励器激励显示基板进行振动，进而实现屏幕发声。

但是，由于显示基板为一整体结构，利用其振动发声的频响曲线窄，低频发声响应差，无法实现全频段发声，并且，作为一个整体的显示基板难以实现分区发声(即不同区域对应不同频段的发声)，发声效果受限。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种显示基板和显示装置。

为了实现上述目的，本发明提供一种显示基板，其中，所述显示基板具有至少一个发声区域，所述发声区域划分为多个发光子区和将多个所述发光子区彼此间隔开的非发光子区，所述显示基板包括：

衬底基板；

设置在所述衬底基板上的多个发光单元，多个所述发光单元与多个所述发光子区一一对应设置；

设置在所述发声区域中的振动膜，所述振动膜设置在多个所述发光单元的出光侧，且与所述发光单元间隔开，所述振动膜包括振动部和环绕所述振动部的边缘部；

驱动机构，设置在所述振动膜与所述衬底基板之间，且位于所述非发光子区中，所述驱动机构用于驱动所述振动膜的振动部振动发声；

固定机构，连接在所述振动膜的边缘部与所述衬底基板之间，以使所述振动膜在静止时处于张紧状态。

可选地，所述驱动机构包括：磁性被控件和与所述磁性被控件一一对应的驱动组件；

所述磁性被控件与所述振动膜的振动部连接，所述驱动组件用于为所述磁性被控件提供磁场，以使所述磁性被控件在所述磁场的作用下进行振动。

可选地，所述驱动组件包括：

电磁线圈，设置在所述衬底基板上，且与所述磁性被控件相对设置；

第一弹性件，其一端与所述磁性被控件相连，另一端与所述电磁线圈相连。

可选地，所述驱动组件包括：

电磁铁，所述电磁铁包括电磁线圈和磁芯，所述磁芯位于所述衬底基板上，且与所述磁性被控件相对设置，所述磁芯与所述磁性被控件相对的两端的极性相同。

可选地，所述磁性被控件通过粘结胶与所述振动膜相粘结；或者，

所述磁性被控件通过印刷工艺印刷在所述振动膜上。

可选地，相邻两个所述驱动组件所提供的磁场的方向相反。

可选地，所述固定机构包括：

连接件，设置在所述振动膜的边缘部上；

固定件，设置在所述衬底基板上；

第二弹性件，其一端与所述连接件相连，另一端与所述固定件相连。

可选地，所述显示基板包括多个所述发声区域，多个所述发声区域划分为多组，每组包括至少一个发声区域；

不同组所述发声区域中的所述振动部的振动表面积不同。

可选地，所述显示基板还包括遮光层，所述遮光层设置在所述非发光子区中，所述遮光层在所述衬底基板上的正投影与所述驱动机构在所述衬底基板上的正投影无交叠。

本发明还提供一种显示装置，其中，包括：上述的显示基板。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例提供的显示基板的俯视图之一；

图2为图1沿剖线AA’的纵剖图；

图3为本发明实施例提供的驱动机构的位置的示意图之一；

图4为本发明实施例提供的驱动机构的位置的示意图之二；

图5为本发明实施例提供的电磁线圈施加磁场的示意图；

图6为本发明实施例提供的受力分析图；

图7为本发明实施例提供的采用磁悬浮的驱动机构的示意图；

图8为本发明实施例提供的显示基板的俯视图之二；

图9为本发明实施例提供的显示基板的俯视图之三。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

除非另作定义，本发明实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

本发明实施例提供一种显示基板，图1为本发明实施例提供的显示基板的俯视图之一，图2为图1沿剖线AA’的纵剖图，为展示清楚，本发明实施例中的附图仅示出少量的驱动机构4，在实际产品中，驱动机构4的数量可以根据实际需要确定，最大可以与显示基板的发光单元2的数量相近。结合图1和图2所示，该显示基板具有至少一个发声区域a，发声区域a划分为多个发光子区和将多个发光子区彼此间隔开的非发光子区，该显示基板包括：衬底基板1、发光单元2、设置在发声区域a中的振动膜3、驱动机构4和固定机构5。多个发光单元2设置在衬底基板1上，多个发光单元2与多个发光子区一一对应设置。振动膜3设置在多个发光单元2的出光侧，且与发光单元2间隔开，振动膜3包括振动部31和环绕振动部31的边缘部32。驱动机构4设置在振动膜3与衬底基板1之间，且位于非发光子区中，驱动机构4用于驱动振动膜3的振动部31振动发声。固定机构5连接在振动膜3的边缘部32与衬底基板1之间，以使振动膜3在静止时处于张紧状态。

具体地，发光单元2可以包括一个或多个阵列排布的发光器件，发光器件可以为发光二极管(Light Emitting Diode，LED)或者有机电致发光二极管(OrganicLight-Emitting Diode，OLED)。多个阵列排布振动膜3可以是透明薄膜，也可以是具有一定刚性的透明振动板。振动膜3与发光单元2之间具有一定间距，且振动膜3在静止状态时被固定机构5束缚成张紧状态，从而使振动部31可以在驱动机构4的驱动下振动发声。

本发明实施例的显示基板相较于传统的显示基板而言，其通过振动膜3代替显示基板进行振动发声，相较于显示基板，振动膜3的厚度、张紧程度等均可灵活调整，并且，在本发明实施例中，通过调整驱动机构4和固定机构5的位置即可改变振动部31的振动表面积(即振动膜3的有效发声面积)，而振动部31的厚度、张紧程度以及有效发声面积等发声特性则可以决定振动部31的发声频段。因此，采用本发明实施例的显示基板，其振动部31的发声频段可以根据实际需要灵活调整，有利于实现全频段发声。

图3为本发明实施例提供的驱动机构的位置的示意图之一，图4为本发明实施例提供的驱动机构的位置的示意图之二，在本发明实施例中，驱动机构4的位置可以根据实际需要确定，例如图2所示，在位于振动部31下方的每个非发光子区中均设置驱动机构4；也可以如图3所示，在振动部31下方，且位于两侧的非发光子区中设置驱动机构4；还可以如图4所示，在振动部31下方，且位于左侧和中间的非发光子区中设置驱动机构4。

在本发明实施例中，如图3和图4所示，由于驱动机构4可以是设置在非发光子区中的一部分区域，因此，在设置有驱动机构4的非发光子区中，可以利用驱动机构4自身进行遮光，从而防止相邻的发光单元2之间发生光串扰，而在非发光子区中未设置有驱动机构4的区域，可以通过设置遮光层6来进行遮光。具体地，显示基板还包括遮光层6，遮光层6设置在非发光子区中，遮光层6在衬底基板1上的正投影与驱动机构4在衬底基板1上的正投影无交叠。

下面对本发明实施例中的驱动机构4的具体结构进行详细说明，如图2所示，在一些具体实施例中，驱动机构4包括：磁性被控件41和与磁性被控件41一一对应的驱动组件，磁性被控件41可以包括磁铁。磁性被控件41与振动膜3的振动部31连接，驱动组件用于为磁性被控件41提供磁场，以使磁性被控件41在磁场的作用下进行振动，例如沿振动膜3的厚度方向振动。

在一些具体实施例中，驱动组件包括：电磁线圈42a和第一弹性件42b。电磁线圈42a设置在衬底基板1上，具体可以位于相邻两个发光单元2之间，且与磁性被控件41相对设置。第一弹性件42b的一端与磁性被控件41相连，另一端与电磁线圈42a相连。其中，电磁线圈42a可以采用遮光材料，从而防止与电磁线圈42a相邻的多个发光单元2之间发生光串扰，第一弹性件42b可以包括弹簧。

图5为本发明实施例提供的电磁线圈施加磁场的示意图，如图5所示，当电磁线圈42a加载电流时，根据右手螺旋定则，在电磁线圈42a的垂直方向上形成磁场，电磁线圈42a的上方相当于N极，电磁线圈42a的下方相当于S极，该磁场会驱使磁性被控件41上下运动，从而驱动振动部31振动发声。根据麦克斯韦电磁力计算公式：

式中S为工作气隙对应的极面面积，

为磁通量，μ₀为真空磁导率4*10⁷H/m，

式中I为电流，W为线圈匝数，R为磁阻。其中，工作气隙对应的极面面积S、线圈匝数W、真空磁导率μ₀和磁阻R均为常量，电磁力大小与电流I²成正比，因此，在给电磁线圈42a输入交变的电流I后，电磁线圈42a将会生成一个电磁力Ff₁随电流I变化的磁场。

图6为本发明实施例提供的受力分析图，如图6所示，首先对磁性被控件41进行受力分析，以其中一个驱动机构4为例，为展示清楚，图4中隐去了该驱动机构4的第一弹性件42b。Ff₂为磁性被控件41所受到的电磁力，G1为该磁性被控件41的重力，f为第一弹性件42b的弹力。磁性被控件41受到的总力为F1＝Ff₂+f-G1，第一弹性件42b在静止状态下的弹力f＝G1，以保证在驱动组件未施加磁场时，磁性被控件41受力平衡。

接着对振动部31进行受力分析，假设振动部31下方设置有N个磁性被控件41，则其受到的总力为F2＝N*(Ff₂+f-G1)-G2，其中，G2为振动膜3的重力，由于Ff₂会随着电磁线圈42a施加的磁场的变化而变化，因此，振动部31会因为受力不平衡而上下振动发声。

在本发明实施例中，电磁线圈42a可以通过蒸镀/溅射/丝网印刷/转印等方式形成在衬底基板1上，电磁线圈42a和发光单元2在衬底基板1上的制作顺序不限，电磁线圈42a可以是螺旋圆形，也可以是螺旋方形等。电磁线圈42a可以是平面螺旋结构也可以是立体螺旋结构。第一弹性件42b可以通过转印或通过粘结胶粘结在电磁线圈42a上。在一些具体实施例中，磁性被控件41可以通过粘结胶与振动膜3相粘结，或者通过印刷工艺印刷在振动膜3上。

可以理解的是，在本发明实施例中，振动膜3张紧在发光单元2的上方，磁性被控件41在磁场作的用下沿振动膜3的厚度方向进行振动，从而驱动振动部31也沿该方向进行振动，且振动部31的振动位移一般为微米量级，因此，本发明实施例提供的振动膜3可以避免对发光单元2的出光产生扰动。

下面对本发明实施例中的电磁线圈42a的驱动方式进行介绍，如图2所示，在一些具体实施例中，可同时给图2中所有电磁线圈42a提供相同的电流信号，以使图中的所有磁性被控件41均沿相同的方向进行振动，从而使振动部31上下振动。

在另一些具体实施例中，还可以选择向图2中的任意一个或多个电磁线圈42a提供电流信号，而向其他电磁线圈42a不提供电流信号等，从而使振动部31做弯曲振动，进而增强振动效果。

在另一些具体实施例中，还可以使相邻两个驱动组件所提供的磁场的方向相反。例如，给图2中左侧电磁线圈42a和右侧电磁线圈42a相同的电流信号，给中间的电磁线圈42a反向的电流信号，以使图2中间的磁性被控件41与图2中两侧的磁性被控件41的振动方向相反，从而进一步增强振动效果。

采用上述不同的驱动方式可以使振动部31具有不同的振动振型，进而可以改变其发声特性。

图7为本发明实施例提供的采用磁悬浮的驱动机构的示意图，如图7所示，在另一些具体实施例中，驱动组件包括：电磁铁，电磁铁包括电磁线圈42a和磁芯42c，磁芯42c位于衬底基板1上，且与磁性被控件41相对设置，磁芯42c与磁性被控件41相对的两端的极性相同，从而使磁性被控件41悬浮在磁芯42c上方。当向电磁线圈42a通入变化的电流信号后，将产生相应的磁场，该磁场的作用力将打破磁性被控件41的受力平衡，从而使磁性被控件41在磁场的作用下上下振动，进而驱动振动部31振动发声。具体原理和驱动方式等均可以参照前文介绍，在此不再赘述。

在一些具体实施例中，电磁铁可以通过转印等方式形成在衬底基板1上，电磁铁和发光单元2在衬底基板1上的制作顺序不限，电磁线圈42a可以是螺旋圆形，也可以是螺旋方形等。在本发明实施例中，可以通过磁芯42c对相邻的发光单元2进行遮光，进而实现防止光串扰。

在一些具体实施例中，固定机构5包括：连接件51、固定件52和第二弹性件53，连接件51设置在振动膜3的边缘部32上。固定件52设置在衬底基板1上。第二弹性件53的一端与连接件51相连，另一端与固定件52相连。连接件51可以包括磁铁，第二弹性件53可以包括弹簧，在本发明实施例中，可以利用位于边缘部32下方的遮光层6作为固定件52，从而简化制备工艺。

在一些具体实施例中，显示基板包括多个发声区域a，多个发声区域a划分为多组，每组包括至少一个发声区域a。不同组发声区域a所对应的振动部31的振动表面积不同。

具体地，图8为本发明实施例提供的显示基板的俯视图之二，如图8所示，显示基板包括3组发声区域a1、a2和a3，每组发声区域包括一个发声区域，3组发声区域的面积相同，但不同组发声区域中的振动部31的振动表面积不同，从而实现全频段发声。例如，第一组发声区域a1中的振动部31的振动表面积最小，第二组发声区域a2中的振动部31的振动表面积中等，第三组发声区域a3中的振动部31的振动表面积最大。3组发声区域中的振动部31的振动表面积各不相同，从而可以使3组发声区域分别用于实现高频发声、中频发声和低频发声，进而实现全频段发声。

在本发明实施例中，一组发声区域可以包括多个发声区域a，此时，可以使同一组发声区域中的多个发声区域a分别位于显示基板上的不同位置，从而可以根据实际需要分别控制显示基板上相应位置上的该组发声区域进行发声，进而实现分区控制发声。

图9为本发明实施例提供的显示基板的俯视图之三，结合图8和图9所示，在一些具体实施例中，衬底基板1可以由多个子基板拼接而成，子基板为用于实现完整显示功能的最小单元，此时，显示基板可以如图8所示，使多个发声区域a与多个子基板一一对应，每个子基板上均设置有一个振动膜3，从而可以对每个发声区域a中的振动膜3进行独立控制。显示基板还可以如图9所示，使多个子基板与一个发声区域a相对应，多个子基板共用一个振动膜3，从而使振动部31具有更大的振动表面积。

本发明实施例还提供一种显示装置，其中，包括：上述的显示面板。

该显示装置可以为：电子纸、OLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种显示基板，其特征在于，所述显示基板具有至少一个发声区域，所述发声区域划分为多个发光子区和将多个所述发光子区彼此间隔开的非发光子区，所述显示基板包括：

衬底基板；

设置在所述衬底基板上的多个发光单元，多个所述发光单元与多个所述发光子区一一对应设置；

设置在所述发声区域中的振动膜，所述振动膜设置在多个所述发光单元的出光侧，且与所述发光单元间隔开，所述振动膜包括振动部和环绕所述振动部的边缘部；

驱动机构，设置在所述振动膜与所述衬底基板之间，且位于所述非发光子区中，所述驱动机构用于驱动所述振动膜的振动部振动发声；

固定机构，连接在所述振动膜的边缘部与所述衬底基板之间，以使所述振动膜在静止时处于张紧状态。

2.根据权利要求1所述的显示基板，其特征在于，所述驱动机构包括：磁性被控件和与所述磁性被控件一一对应的驱动组件；

所述磁性被控件与所述振动膜的振动部连接，所述驱动组件用于为所述磁性被控件提供磁场，以使所述磁性被控件在所述磁场的作用下进行振动。

3.根据权利要求2所述的显示基板，其特征在于，所述驱动组件包括：

电磁线圈，设置在所述衬底基板上，且与所述磁性被控件相对设置；

第一弹性件，其一端与所述磁性被控件相连，另一端与所述电磁线圈相连。

4.根据权利要求2所述的显示基板，其特征在于，所述驱动组件包括：

电磁铁，所述电磁铁包括电磁线圈和磁芯，所述磁芯位于所述衬底基板上，且与所述磁性被控件相对设置，所述磁芯与所述磁性被控件相对的两端的极性相同。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的显示基板，其特征在于，所述磁性被控件通过粘结胶与所述振动膜相粘结；或者，

所述磁性被控件通过印刷工艺印刷在所述振动膜上。

6.根据权利要求2至4中任一项所述的显示基板，其特征在于，相邻两个所述驱动组件所提供的磁场的方向相反。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的显示基板，其特征在于，所述固定机构包括：

连接件，设置在所述振动膜的边缘部上；

固定件，设置在所述衬底基板上；

第二弹性件，其一端与所述连接件相连，另一端与所述固定件相连。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的显示基板，其特征在于，所述显示基板包括多个所述发声区域，多个所述发声区域划分为多组，每组包括至少一个发声区域；

不同组所述发声区域中的所述振动部的振动表面积不同。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的显示基板，其特征在于，所述显示基板还包括遮光层，所述遮光层设置在所述非发光子区中，所述遮光层在所述衬底基板上的正投影与所述驱动机构在所述衬底基板上的正投影无交叠。

10.一种显示装置，其特征在于，包括：权利要求1至9中任一项所述的显示基板。

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