CN104461115A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种显示装置。该显示装置包括：显示面板，显示图像；缓冲带构件，设置在显示面板下面以保护显示面板的后表面，并包括第一缓冲带和第二缓冲带；以及声音元件，设置在第一缓冲带和第二缓冲带之间，并包括一对电极以及设置在该对电极之间的振动材料层。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及一种显示装置，更具体地，涉及一种不仅显示图像还产生声音或振动的显示装置。
背景技术
显示装置从使用现有技术的阴极射线管(CRT)的CRT方法发展，已经开发了各种平板显示器诸如液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板(PDP)、有机发光显示器(OLED)、电润湿显示器(EWD)、电泳显示器(EPD)、嵌入式微腔显示器(EMD)或纳米晶体显示器(NCD)。
在平板显示器当中，在近年来称为关注的焦点的LCD具有优点诸如减小的尺寸、轻的重量和低的功耗，并作为CRT的替代(其可以克服现有技术的CRT的缺点)而引起注意。目前，LCD被安装在需要显示装置的几乎所有的信息处理设备中。LCD通常包括其中形成公共电极和滤色器的上基板以及其中形成TFT和像素电极的下基板，液晶材料被注入在这两个基板之间。不同的电势被施加到像素电极和公共电极以形成电场，从而改变液晶分子的排列并调整穿过其的光的透射率以显示图像。
在LCD中，液晶面板是自身不发光的非发射元件，因而向液晶面板供应光的背光单元被提供在液晶面板下面。
在平板显示器当中，有机发光器件具有以下优点：自身发光的发光二极管(LED)被提供从而不使用背光。
发明内容
各种平板显示器仅具有显示图像的功能使得扬声器需要被额外地提供以便提供声音。
此外，触摸感测显示装置也被广泛地使用。然而，包括触摸感测器的面板被额外地提供从而检测触摸或动作，或者触摸感测器被提供在显示装置中，这会需要额外的成本。
本发明致力于提供一种显示装置，该显示装置能够产生声音而不用提供单独的扬声器，或者能够检测触摸或动作而不用添加单独的触摸面板/触摸感测器。
在示例性实施方式中，本发明的示例性实施方式提供一种显示装置，该显示装置包括：显示面板，显示图像；缓冲带，设置在显示面板下面以保护显示面板的后表面，并包括第一缓冲带和第二缓冲带；和声音元件，设置在第一缓冲带和第二缓冲带之间，并包括一对电极以及设置在该对电极之间的振动材料层。
在示例性实施方式中，声音元件还包括从该对电极中的一个延伸的支撑部分，支撑部分可以设置在第一缓冲带和第二缓冲带之间以支撑声音元件。
在示例性实施方式中，提供共振腔的凹槽被分别限定在第一缓冲带和第二缓冲带中，声音元件的振动材料层可以设置在共振腔中的一个中。
在示例性实施方式中，声音元件的振动材料层可以包括两个或更多振动材料层，该两个或更多振动材料层可以设置在共振腔的中所述一个中。
在示例性实施方式中，该对电极中的限定支撑部分的一个电极可以设置在两个或更多振动材料层下面并共同地连接到两个或更多振动材料层，该对电极中的未限定支撑部分的另一个电极可以包括分别设置在两个或更多振动材料层上的两个或更多电极从而彼此电隔离。
在示例性实施方式中，第一和第二缓冲带是粘合剂构件，凹槽可以没有粘合剂使得声音元件可以不粘接到凹槽。
在示例性实施方式中，开口可以限定在第一缓冲带或第二缓冲带中，声音元件的振动材料层可以设置在开口中并在平面图中被该开口暴露。
在示例性实施方式中，声音元件的振动材料层可以包括两个或更多振动材料层，两个或更多振动材料层可以设置在开口中并在平面图中被该开口暴露。
在示例性实施方式中，该对电极中的限定支撑部分的一个电极可以设置在两个或更多振动材料层下面并共同地连接到两个或更多振动材料层，该对电极中的未限定支撑部分的另一个电极可以包括分别设置在两个或更多振动材料层上的两个或更多电极从而彼此电隔离。
在示例性实施方式中，该对电极中的第一电极设置在振动材料层下面，该对电极中的第二电极设置在振动材料层之上，设置在振动材料层下面的第一电极可以限定电极垫，该电极垫延伸通过振动材料层的侧面并设置在振动材料层上。
在示例性实施方式中，声音元件的振动材料层可以包括三个振动材料层，该三个振动材料层包括第一至第三振动材料层，声音元件的所述电极包括四个电极，该四个电极包括在竖直方向上从上到下顺序地布置的第一至第四电极，三个振动材料层的每个可以布置在四个电极中的两个相邻的电极之间。
在示例性实施方式中，设置在第三振动材料层下面的第四电极可以限定电极垫，该电极垫从第四电极的一侧延伸并设置在第一振动材料层上。
在示例性实施方式中，第一电极和第三电极可以彼此电连接，第二电极和第四电极彼此电连接，第一振动材料层设置在第一电极和第二电极之间，第二振动材料层设置在第二电极和第三电极之间，第三振动材料层设置在第三电极和第四电极之间。
在示例性实施方式中，声音元件的振动材料层可以产生除音频以外的频率的振动，显示装置的触觉功能可以检测除了音频之外的频率的变化以检测使用者的触摸。
在示例性实施方式中，声音元件可以通过施加到显示装置的外部压力而产生电压，显示装置的压力检测功能估算该电压以检测施加到其上的压力。
在示例性实施方式中，显示装置还可以包括放大器，并且声音元件的振动材料层产生从声音元件发出的除了音频以外的频率的声波，该声波根据使用者相对于显示装置的动作被多普勒效应调制，然后显示装置的动作感测功能输入被多普勒效应调制的声波到放大器，所输入的被多普勒效应调制的声波中的变化被检测以检测使用者的动作。
在示例性实施方式中，显示装置还可以包括供应电力到显示装置的电池，其中声音元件通过被施加到显示装置并使声音元件振动的外部压力而产生电压，显示装置的充电功能将由声音元件产生的电压传送到电池以使电池充电。
本发明的另一示例性实施方式提供一种显示装置，该显示装置包括：显示面板，显示图像；后机架，容纳显示面板以保护显示面板的后表面并包括从后表面突出的第一突出区域；声音元件，设置在第一突出区域中并包括一对电极和设置在该对电极之间的振动材料层；以及支撑构件，由该对电极中的一个限定并且设置在显示面板的后表面与声音元件的一个表面之间。
在示例性实施方式中，第一突出区域可以突出后机架在截面中的厚度的百分之(％)80以上，声音元件的厚度可以是第一突出区域在截面中的突出高度的50％以上且70％以下。
在示例性实施方式中，声音元件的厚度可以是后机架在截面中的厚度的40％以上且60％以下。
如上所述，电场施加到其上以提供声音的包括聚偏二氟乙烯(PVDF)或锆钛酸铅陶瓷(PZT)的压电材料被提供，使得显示装置提供声音。此外，使用不是音频的振动，使得当存在使用者的触摸时，接收由此的反馈以检测该触摸从而可以不提供单独的触摸屏。此外，靠近显示装置的手的移动通过多普勒效应被检测从而可以不包括单独的动作感测器。
附图说明
通过参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式，本公开的上述和其它的示例性实施方式、优点和特征将变得更加明显，附图中：
图1是根据本发明的显示装置的一示例性实施方式的截面图。
图2是用于根据本发明的显示装置的缓冲带的示例性实施方式的俯视平面图。
图3是用于根据本发明的显示装置的声音元件的示例性实施方式的俯视平面图。
图4是根据本发明的显示装置的另一示例性实施方式的截面图。
图5是根据本发明的显示装置的另一示例性实施方式的截面图。
图6是用于根据本发明的显示装置的声音元件的另一示例性实施方式的俯视平面图。
图7是根据本发明的显示装置的另一示例性实施方式的截面图。
图8是用于根据本发明的显示装置的后机架的另一示例性实施方式的俯视平面图。
图9和图10是示出声音元件的振动的图示。
图11至图14是示出根据本发明的各种声音元件的结构的示例性实施方式的图示。
图15和图16是示出根据本发明的显示装置的放大器的示例性实施方式的图示。
图17至图19是示出可被根据本发明的显示装置使用的驱动特性的示例性实施方式的图示。
具体实施方式
在下文将参照附图更全面地描述本发明，附图中示出本发明的示例性实施方式。如本领域技术人员将认识到的，所描述的实施方式可以以各种不同的方式修改，而都不脱离本发明的精神或范围。
在附图中，为了清晰，层、膜、面板、区域等的厚度被夸大。相同的附图标记在整个说明书中指代相同的元件。将理解，当一元件诸如层、膜、区域或基板被称为“在”另一元件“上”时，它可以直接在该另一元件上，或者也可以存在居间元件。相反，当一元件被称为“直接在”另一元件“上”时，不存在居间元件。
将理解，尽管这里可以使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应受到这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区别开。因此，以下讨论的“第一元件”、“组件”、“区域”、“层”或“部分”可以被称为第二元件、组件、区域、层或部分，而没有脱离这里的教导。
这里使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的，而不旨在进行限制。当在这里使用时，单数形式“一”和“该”旨在包括复数形式，包括“至少一个”，除非该内容另外清楚地表示。“或”表示“和/或”。当在这里使用时，术语“和/或”包括一个或多个所列相关项目的任意和所有组合。还将理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定所述特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、区域、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。
此外，这里可以使用诸如“下”或“底部”以及“上”或“顶部”的相对术语来描述如附图所示的一个元件与另一元件的关系。将理解，空间相对术语旨在涵盖除了附图所示的取向之外器件的不同取向。例如，如果附图之一中的器件被翻转，则被描述为在其它元件“下”侧的元件将会取向为在其它元件的“上”侧。因此，示例性术语“下”能够涵盖“下”和“上”两种取向，取决于附图的特定取向。类似地，如果附图之一中的器件被翻转，则被描述为在其它元件“以下”或“下面”的元件将会取向为在其它元件“上方”。因此，示例性术语“以下”或“下面”能够涵盖之上和之下两种取向。
当在这里使用时，“大约”或“大致”是包括所述的值的，并表示在由本领域普通技术人员所确定的对于特定值的可接受的偏差范围内，考虑到所述的测量以及与特定量的测量相关的误差(也就是，测量系统的限制)。例如，“大约”可以表示在一个或多个标准偏差内，或在所述值的±30％、±20％、±10％、±5％内。
除非另行定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属的领域中的普通技术人员所通常理解的相同的含义。还将理解，术语(诸如在通常使用的字典中所定义的那些)应当被解释为具有与它们在相关领域的背景中和本公开中的含义一致的含义，而不应被解释为理想化或过度形式化的意义，除非这里加以明确限定。
这里参照截面图描述了示例性实施方式，这些图是理想化的实施方式的示意图。因此，由例如制造技术和/或公差引起的图示形状的偏差是可预期的。因此，这里描述的实施方式不应被解释为限于这里示出的区域的特定形状，而是将包括由例如制造引起的形状偏差。例如，被示出或描述为平坦的区域可以通常具有粗糙和/或非线性的特征。此外，示出的锐角可以被倒圆。因而，附图中示出的区域在本质上是示意性的，它们的形状不旨在示出区域的精确形状，并且不旨在限制本权利要求书的范围。
现在，将参照图1详细描述根据本发明的示例性实施方式的显示装置。
图1是根据本发明的示例性实施方式的显示装置的截面图。
根据本发明的示例性实施方式的显示装置包括：显示面板70；窗30，保护显示面板70的前表面；以及缓冲带75，保护显示面板70的后表面并包括设置在其中的声音元件27。
在示例性实施方式中，根据图1的示例性实施方式的显示面板70可以是自发射显示面板或从光源接收光来显示图像的光接收型显示面板。例如，自发射显示面板的示例包括有机发光面板，光接收型显示面板的示例包括液晶面板。在示例性实施方式中，光接收型显示面板可以包括背光单元。
显示面板70包括具有多个薄膜晶体管(TFT)的TFT基板。TFT基板是其中TFT设置成矩阵并且数据线连接到其源极端子以及栅极线连接到其栅极端子的透明绝缘基板。此外，包括透明铟锡氧化物(ITO)作为导电材料的像素电极可以连接到漏极端子。然而，本发明不限于此，显示面板70的结构可以取决于显示面板的类型和示例性实施方式而变化。
图1的显示面板70可以是显示面板组件。也就是，图1的显示面板70是包括显示面板的组件，并且除了显示面板之外还可以包括驱动单元，该驱动单元包括集成电路(IC)芯片和柔性印制电路板(FPC)以驱动显示面板。
显示面板70的数据线和栅极线连接到FPC。当电信号从FPC输入到数据线和栅极线时，电信号被传输到TFT的源极端子和栅极端子并且TFT根据通过栅极线被施加到栅极端子的扫描信号而导通或截止，使得通过数据线被施加到源极端子的图像信号被传送到漏极端子或被阻挡。在示例性实施方式中，FPC从显示面板的外部接收视频信号，以向显示面板的数据线和栅极线施加驱动信号。
FPC产生驱动显示装置的图像信号和扫描信号以及以适当的时序施加图像信号和扫描信号的多个时序信号，并将图像信号和扫描信号分别施加到显示面板70的数据线和栅极线。此外，在根据本发明的示例性实施方式的FPC中，可以提供放大并传输声音信号的放大器(未示出)。放大器接收并放大从外部传送的声音信号，并通过声音信号布线将声音信号传送到声音元件27。
在图1的示例性实施方式中，将主要被描述作为显示面板70的示例的有机发光面板。在有机发光面板中，每个像素中包括的有机发光二极管发射光，从而不需要单独的背光单元。因而，显示面板70可以被简单地提供。
显示面板70的前表面被窗30保护，显示面板70的后表面被缓冲带75保护。
首先，窗30包括透明玻璃或塑料使得使用者可以可见地识别由显示面板70提供的图像，并且显示面板70被保护而免受来自外部的刮擦或冲击。在示例性实施方式中，窗30和显示面板70可以通过粘合剂而粘接到彼此，窗30可以具有比显示面板70的前表面大的面积并覆盖显示面板70的整个前表面。在示例性实施方式中，诸如照相机或传声器的其它组成元件可以设置在窗30的不与显示面板70相对应的区域中。因此，各种组成元件根据显示装置用于的电子设备而设置在其中。
根据本发明的示例性实施方式，声音元件27设置在缓冲带75中。
缓冲带75被分成第一缓冲带75-1和第二缓冲带75-2，相应的凹槽被分别限定在第一缓冲带75-1和第二缓冲带75-2中。相应的凹槽是设置声音元件27的空间，并且还提供反复地反射从声音元件27输出的声音的共振腔76。
声音元件27设置在第一缓冲带75-1和第二缓冲带75-2之间，并且第一缓冲带75-1和第二缓冲带75-2分别附接声音元件27的支撑部分27-2'的前表面和后表面，使得声音元件27的支撑部分27-2'被固定。在示例性实施方式中，第一缓冲带75-1和第二缓冲带75-2可以通过粘合剂粘接到声音元件27的支撑部分27-2'。
第一缓冲带75-1和第二缓冲带75-2的每个的至少一个表面包括粘合剂成分使得声音元件27的支撑部分27-2'可以被第一缓冲带75-1和第二缓冲带75-2粘接从而被固定。在此情形下，声音元件27的没有连接到支撑部分27-2'的电极27-2设置为与缓冲带75相隔预定间距，从而不被粘接到缓冲带75。此外，提供共振腔76的凹槽的粘合剂成分可以被去除，从而当声音元件27振动时，即使声音元件27接触缓冲带，声音元件27的电极27-2也不被粘接。
声音元件27包括一对电极27-2和设置在该对电极27-2之间的振动材料层27-1。
振动材料层27-1包括通过由设置在竖直方向上的一对电极27-2提供的电场而振动的压电材料，并且压电材料的示例包括例如聚偏二氟乙烯(PVDF)或锆钛酸铅陶瓷(PZT)。PVDF包括例如容易被制造成柔性膜形状的聚偏二氟乙烯三氟乙烯(PVDF-TrFE)。相反地，与PVDF相比，PZT较难被制成膜形状，使得PZT难以具有柔性特性。然而，在示例性实施方式中，在利用PZT作为振动材料层时，PZT和PVDF(或PVDF-TrFE)被混合来使用从而提供膜形状。
该对电极27-2分别设置在振动材料层27-1的前表面和后表面二者上，并向振动材料层27-1提供电场。电极27-2可以使用各种导电材料诸如透明导体诸如ITO或铟锌氧化物(IZO)、不透明金属、导电聚合物和碳纳米管(CNT)。此外，该对电极27-2中的一个延伸以在其端部限定支撑部分27-2'。在图1的示例性实施方式中，设置在振动材料层27-1的后表面上的电极27-2限定支撑部分27-2'，但是本发明不限于此，设置在振动材料层27-1的前表面上的电极27-2可以限定支撑部分27-2'。
根据本发明示例性实施方式的声音元件27被限定支撑部分27-2'的一个电极27-2支撑。当振动材料层27-1振动时，限定支撑部分27-2'的电极27-2也振动。
声音元件27可以被固定而不用使用单独的粘合剂或第一缓冲带75-1，第二缓冲带75-2和支撑部分27-2'可以使用粘合剂粘接到彼此。
因此，当声音元件27通过粘合剂直接粘接时，在施加热以干燥该粘合剂的工艺期间振动材料层27-1的特性劣化的问题可以被消除。也就是，没有单独的粘合剂被使用以固定声音元件27，或者即使使用了粘合剂，粘合剂也用于与振动材料层27-1间隔开的支撑部分27-2'并且热被施加到粘合剂，使得振动材料层27-1的特性没有劣化。因而，根据以上固定方法，从声音元件27提供的声音的品质被改善。
声音元件27在缓冲带75的共振腔76中振动。在示例性实施方式中，开口被限定在第一缓冲带75-1或第二缓冲带75-2中从而将共振腔76中的声音传输到外部，使得声音被容易地发射到外部。
在下文，将参照图2描述根据图1的示例性实施方式的缓冲带75的平面结构。
图2是用于根据本发明的示例性实施方式的显示装置的缓冲带的俯视平面图。
在图2中，示出了提供缓冲带75的第一缓冲带75-1和第二缓冲带75-2中的一个。在下文，将主要描述第一缓冲带75-1，但是第二缓冲带75-2具有相同的结构。
提供共振腔76的一部分的凹槽被限定在第一缓冲带75-1中，第一缓冲带75-1在限定凹槽的横截面中的厚度小于第一缓冲带75-1在没有限定凹槽的横截面中的厚度。
声音元件27的支撑部分27-2'对应于第一缓冲带75-1的相应支撑部分27-2″。相应支撑部分27-2"具有围绕在共振腔76周围的结构。结果，在声音元件27振动时，除支撑部分27-2'之外的电极27-2与振动材料层27-1一起振动以产生声音。
在下文，将参照图3描述根据图1的示例性实施方式的声音元件27的平面结构。
图3是用于根据本发明的示例性实施方式的显示装置的声音元件的俯视平面图。
如图3所示，声音元件27具有与缓冲带75的相应支撑部分27-2"的结构相同的外周边结构。这是因为在声音元件27的外周边，设置与缓冲带75的相应支撑部分27-2"相对应的支撑部分27-2'。
图3的声音元件27包括其中提供支撑部分27-2'的电极27-2、设置在其上从而接触电极27-2的振动材料层27-1、以及设置在振动材料层27-1上且具有与振动材料层27-1的尺寸相应的尺寸的电极27-2。
声音元件27被设置在电极27-2的外周边处的支撑部分27-2'固定，从而可以不需要单独的粘接工艺。此外，其中提供支撑部分27-2'的电极27-2完全振动，并且设置在电极27-2上的振动材料层27-1和设置在振动材料层27-1上的电极27-2也一起振动。
在下文，将参照图4的示例性实施方式描述不包括窗30的显示装置。
图4是根据本发明另一示例性实施方式的显示装置的截面图。
在根据图4的示例性实施方式的另一显示装置中，窗30没有设置在显示面板70的前表面上，这与图1的示例性实施方式不同。
根据图4的示例性实施方式的显示装置包括显示面板70和缓冲带75，缓冲带75保护显示面板70的后表面并包括设置在其中的声音元件27。
在示例性实施方式中，根据图4的示例性实施方式的显示面板70可以是自发射显示面板或者是从光源接收光以显示图像的非发射显示面板。例如，自发射显示面板的示例包括有机发光面板，非自发射显示面板的示例包括液晶面板。在示例性实施方式中，非发射显示面板可以包括背光单元。
在示例性实施方式中，图4的显示面板70可以是显示面板组件。也就是，图4的显示面板70是包括显示面板的组件，并且除了显示面板之外还可以包括驱动单元，该驱动单元包括IC和FPC以驱动显示面板。
显示面板70的数据线和栅极线连接到FPC。当电信号从FPC输入到数据线和栅极线时，电信号被传输到TFT的源极端子和栅极端子，TFT根据通过栅极线施加到栅极端子的扫描信号而被导通或截止，使得通过数据线施加到源极端子的图像信号被传输到漏极端子或被阻挡。在示例性实施方式中，FPC从显示面板的外部接收视频信号以将驱动信号施加到显示面板的数据线和栅极线。
FPC产生驱动显示装置的图像信号和扫描信号以及以适当的时序施加图像信号和扫描信号的多个时序信号，并将图像信号和扫描信号分别施加到显示面板70的数据线和栅极线。此外，在根据本发明的示例性实施方式的FPC中，可以提供放大并传送声音信号的放大器(未示出)。放大器接收并放大从外部传送的声音信号并通过声音信号布线将声音信号传送到声音元件27。
在图4的示例性实施方式中，有机发光面板将作为显示面板70的示例被主要地描述。在有机发光面板中，在每个像素中包括的有机发光二极管发射光，从而不需要单独的背光单元。因果，显示面板70可以被简单地提供。
显示面板70的后表面被缓冲带75保护，并且声音元件27设置在缓冲带75中。
缓冲带75被分成第一缓冲带75-1和第二缓冲带75-2，并且相应的凹槽分别被限定在第一缓冲带75-1和第二缓冲带75-2中。相应的凹槽是设置声音元件27并且还提供共振腔76的空间，该共振腔76反复地反射从声音元件27输出的声音。
声音元件27设置在第一缓冲带75-1和第二缓冲带75-2之间，第一缓冲带75-1和第二缓冲带75-2粘接到声音元件27的支撑部分27-2'的前表面和后表面，使得声音元件27的支撑部分27-2'被固定。在示例性实施方式中，第一缓冲带75-1和第二缓冲带75-2可以通过粘合剂粘接到声音元件27的支撑部分27-2'。
声音元件27包括一对电极27-2以及设置在该对电极27-2之间的振动材料层27-1。
在示例性实施方式中，振动材料层27-1包括压电材料，该压电材料通过从在竖直方向上设置的一对电极27-2提供的电场而振动，压电材料的示例包括例如PVDF或PZT。PVDF包括容易被制成柔性膜形状的PVDF-TrFE。相反地，与PVDF相比，PZT较难被制成膜形状，使得PZT难以具有柔性特性。然而，在示例性实施方式中，在利用PZT作为振动材料层时，PZT和PVDF(或PVDF-TrFE)被混合来使用从而提供膜形状。
该对电极27-2分别设置在振动材料层27-1的前表面和后表面二者处，并向振动材料层27-1提供电场。在示例性实施方式中，电极27-2可以使用各种导电材料诸如透明导体诸如ITO或IZO、不透明金属、导电聚合物和CNT。在示例性实施方式中，该对电极27-2中的一个延伸以具有在其端部处的支撑部分27-2'。在图4的示例性实施方式中，设置在振动材料层27-1的后表面上的电极27-2具有支撑部分27-2'，而设置在振动材料层27-1的前表面上的电极27-2可以不具有支撑部分27-2'。
根据本发明的示例性实施方式的声音元件27被包括支撑部分27-2'的一个电极27-2支撑。当振动材料层27-1振动时，包括支撑部分27-2'的电极27-2也振动。
在示例性实施方式中，声音元件27可以被固定而不用单独的粘合剂或者第一缓冲带75-1，第二缓冲带75-2和支撑部分27-2'可以利用粘合剂粘接到彼此。
因此，当声音元件27通过粘合剂直接粘接时在施加热以干燥粘合剂的工艺期间振动材料层27-1的特性劣化的问题可以被消除。也就是，在示例性实施方式中，声音元件27不用单独的粘合剂固定，或者即使在使用粘合剂时，粘合剂也仅用于与振动材料层27-1间隔开的支撑部分27-2'并且热被施加到粘合剂，从而振动材料层27-1的特性没有劣化。因而，根据以上固定方法，从声音元件27提供的声音的品质被改善。
声音元件27在缓冲带75的共振腔76中振动。在示例性实施方式中，开口被限定在第一缓冲带75-1或第二缓冲带75-2中从而将共振腔76中的声音传送到外部，使得声音被容易地发射到外部。
图4示出了缓冲带75的厚度。根据图4的示例性实施方式，第一缓冲带75-1或第二缓冲带75-2在截面中的厚度是0.3t，例如当t等于1时为0.3毫米(mm)，提供共振腔76的一部分的凹槽的厚度是0.25t(例如，0.25mm)，并且声音元件27的厚度是0.2t(例如，0.2mm)。因此，第一缓冲带75-1或第二缓冲带75-2的最薄部分具有0.05mm的厚度并且共振腔76具有至少0.5mm的厚度。所述各部分的厚度以及厚度比可以取决于其它示例性实施方式而变化。
也就是，在根据本发明的示例性实施方式的显示装置中，在缓冲带中限定的凹槽在截面中的厚度是缓冲带厚度的80％以上。此外，声音元件的厚度是缓冲带的厚度的50％以上且70％以下。
在下文，将参照图5描述根据本发明另一示例性实施方式的显示装置。
图5是根据本发明另一示例性实施方式的显示装置的截面图。
在图5的示例性实施方式中，缓冲带75具有在平面图中声音元件27通过其被暴露的结构，这与图1和图4的示例性实施方式不同。
也就是，在图5的示例性实施方式中，不同于图1和图4的共振腔76，该共振腔提供有开口76'。
根据图5的示例性实施方式，从声音元件27发出的声音通过开口76'被容易地传输到外部。
在图5的示例性实施方式中，开口而不是凹槽被限定在第一缓冲带75-1和第二缓冲带75-2中。然而，在示例性实施方式中，开口可以被限定在第一缓冲带75-1和第二缓冲带75-2中的一个中，凹槽可以被限定在另一个中。在此情形下，凹槽可以被限定在靠近显示面板70的第一缓冲带75-1中，开口可以被限定在第二缓冲带75-2中，或在示例性实施方式中反之亦然。
以上已经描述了其中提供一个声音元件27的示例性实施方式。
在下文，将参照图6描述其中提供多个声音元件27的示例性实施方式。
图6是用于根据本发明另一示例性实施方式的显示装置的声音元件的俯视平面图。
图6示出了其中提供两个声音元件27的示例性实施方式。
图6中示出的两个声音元件27彼此不分离，而是共用一个电极27-2和一个支撑部分27-2'。
也就是，两个声音元件27共用下电极27-2，上电极27-2和振动材料层27-1被划分。
尽管两个振动材料层27-1共用下电极27-2，但是上电极27-2提供不同的信号以产生不同的振动并生成立体声。
在示例性实施方式中，下电极27-2可以彼此电隔离，并且声音元件27的数目可以在需要时改变。
声音元件27被设置在电极27-2的外周边处的支撑部分27-2'固定，从而可以不需要单独的粘接工艺。此外，其中提供支撑部分27-2'的电极27-2完全振动，并且设置在电极27-2上的振动材料层27-1和设置在振动材料层27-1上的电极27-2也一起振动。
在下文，将参照图7和图8描述根据本发明另一示例性实施方式的显示装置。
图7是根据本发明另一示例性实施方式的显示装置的截面图，图8是用于根据本发明另一示例性实施方式的显示装置的后机架的俯视平面图。
根据图7的示例性实施方式的显示装置包括：显示面板70；后机架28，容纳显示面板70，保护显示面板70的后表面并具有突出区域28-1；以及声音元件27，设置在突出区域28-1中和/或突出区域28-1上。
在示例性实施方式中，根据图7的示例性实施方式的显示面板70可以是自发射显示面板或者是从光源接收光以显示图像的非发射显示面板。例如，自发射显示面板的示例包括有机发光面板，非自发射显示面板的示例包括液晶面板。在示例性实施方式中，非发射显示面板可以包括背光单元。
显示面板70包括具有多个TFT的TFT基板。在示例性实施方式中，TFT基板是透明绝缘基板，在其中TFT设置成矩阵并且数据线连接到其源极端子以及栅极线连接到其栅极端子。在示例性实施方式中，包括例如透明ITO作为导电材料的像素电极可以连接到漏极端子。显示面板70的详细结构可以取决于显示面板的类型和示例性实施方式而变化。
在示例性实施方式中，图7的显示面板70可以是显示面板组件。也就是，图7的显示面板70是包括显示面板的组件，并且除了显示面板之外还可以包括驱动单元，该驱动单元包括IC芯片和FPC以驱动显示面板。
显示面板70的数据线和栅极线连接到FPC。当电信号从FPC输入到数据线和栅极线时，电信号被传输到TFT的源极端子和栅极端子，TFT根据通过栅极线施加到栅极端子的扫描信号而被导通或截止，使得通过数据线施加到源极端子的图像信号被传送到漏极端子或被阻挡。在示例性实施方式中，FPC从显示面板的外部接收视频信号以分别将驱动信号施加到显示面板的数据线和栅极线。
FPC产生驱动显示装置的图像信号和扫描信号以及以适当的时序施加图像信号和扫描信号的多个时序信号，并将图像信号和扫描信号分别施加到显示面板70的数据线和栅极线。在示例性实施方式中，在根据本发明的示例性实施方式的FPC中，可以提供放大并传送声音信号的放大器(未示出)。放大器接收并放大从外部传送的声音信号并通过声音信号布线将声音信号传送到声音元件27。
在示例性实施方式中，显示面板70还可以包括模制框架并可以被模制框架固定。在示例性实施方式中，显示面板70还可以包括上机架从而有效地防止显示面板70偏移到前面方向。
在下文，将主要描述其中显示面板70为液晶面板的示例，显示面板70包括背光单元。
后机架28被包括从而保护上述显示面板70的后表面。后机架28也可以被称为底部机架或背机架。后机架28设置在显示面板70的后表面上以容纳并保护显示面板70。在示例性实施方式中，这样的后机架28联接到显示面板70的模制框架或上机架以保护显示面板70。
根据本发明的示例性实施方式的后机架28包括在背面方向上突出的突出区域28-1。参照图8，突出区域28-1具有例如圆形形状。
在图7的示例性实施方式中，后机架28的厚度和突出区域28-1的突出高度通过数值表示。首先，后机架28在截面中的厚度是0.3t，例如，在t等于1mm时是0.3mm，突出区域28-1突出0.25t(0.25mm)。此外，设置在突出区域28-1中的声音元件27的厚度是0.15t(0.15mm)。数值可以取决于示例性实施方式而变化，并且数值的比率可以是恒定的。
也就是，在根据本发明的示例性实施方式的显示装置中，突出区域28-1突出大约后机架28的厚度的80％以上的值，声音元件27的厚度是突出区域28-1的突出高度的大约50％以上且大约70％以下。此外，声音元件27的厚度是后机架28的厚度的大约40％以上且大约60％以下。
突出区域28-1是设置声音元件27的区域，并可以用作放大从声音元件27提供的声音的共振腔。
声音元件27设置在后机架28的突出区域28-1内部，声音元件27被支撑构件29固定。在示出的示例性实施方式中，声音元件27设置在后机架28的突出区域28-1的前表面的一部分上。声音元件27振动从而产生声音，使得声音元件27在突出区域28-1的空间中的位置可以移动。在本发明的示例性实施方式中，为了有效地防止该位置移动，支撑构件29设置在声音元件27的一个表面和显示面板70的后表面上，从而不使声音元件27因振动而移动。在示出的示例性实施方式中，支撑构件29设置在声音元件27的前表面上。
在示例性实施方式中，声音元件27不通过单独的粘合剂粘接，使得这样的结构可以被容易地制造。在使用粘合剂时，需要施加热从而固化粘合剂，因而声音元件27的特性会因所述热而劣化。因此，当支撑构件29用于固定声音元件时，可以有效地减少上述缺点。
声音元件27包括一对电极27-2以及设置在其间的振动材料层27-1(参照图1)。振动材料层27-1包括压电材料，该压电材料通过从在竖直方向上设置的一对电极27-2提供的电场而振动，压电材料的示例包括聚偏二氟乙烯(PVDF)或PZT。
PVDF包括容易被制成柔性膜形状的PVDF-TrFE。相反，与PVDF相比，PZT较难被制成膜形状，使得PZT难以具有柔性特性。然而，在示例性实施方式中，当利用PZT作为振动材料层时，PZT和PVDF(或PVDF-TrFE)被混合来使用从而提供膜形状。
该对电极27-2被分别设置在振动材料层27-1的两侧，并向振动材料层27-1提供电场。电极27-2可以使用各种导电材料诸如透明导体诸如ITO或IZO、不透明金属、导电聚合物和CNT。
在下文，将参照图9和图10描述当与图7的示例性实施方式类似地使用支撑构件29时，在声音元件27中产生的波形的差异。
图9和图10是示出声音元件的振动的图示。
首先，在图9中，支撑构件29设置在声音元件27的中心处，像图7一样。
声音元件27的接触支撑构件29的部分被固定，从而不在竖直方向上振动。因此，如图9所示，声音元件27在竖直方向上相对于支撑构件29振动。
在示例性实施方式中，假设具有可由声音元件27产生的最大波长的波形是图9所示的一个波长，该波形是声音元件27的整个振动长度。
在图10的示例性实施方式中，像图1、图4和图5的示例性实施方式一样，声音元件27的两端被固定。尽管在图10中声音元件27的两端利用支撑构件29被固定，但是当两端像图1、图4和图5的示例性实施方式一样被固定在缓冲带之间时也可以获得相同的特性。
两端如图10所示被固定的声音元件27以如图10所示的波形振动。也就是，假设具有可由图10的示例性实施方式的声音元件27产生的最大波长的波形是图9所示的声音元件27的整个振动长度的两倍。
因而，将理解，与图9的结构相比，图10的结构可以产生具有更大波长的波形，并且声音也与图9的不同。
图9和图10示出，所产生的波长取决于声音元件27的哪部分被固定而变化，并因此声音的特性相应地变化。因此，将理解，可以提供各种示例性实施方式，示出取决于由显示装置产生的声音的种类来固定声音元件27的哪部分。
在下文，将参照图11至图14描述声音元件27的变形实施方式。
图11至图14是示出根据本发明的示例性实施方式的各种声音元件的结构的图示。
首先，将描述图11的声音元件27。
图11示出了声音元件27的一部分的截面，声音元件27包括一对电极27-2和设置在其间的振动材料层27-1。振动材料层27-1包括压电材料，该压电材料通过从在竖直方向上设置的该对电极27-2提供的电场而振动，压电材料的示例包括PVDF或PZT。
一个电极27-2相对于振动材料层27-1设置在上部分，另一个电极27-2相对于振动材料层27-1设置在下部分。在图11的示例性实施方式中，设置在下部分的电极的部分27-21爬升过(climb)振动材料层27-1的侧面，从而设置在振动材料层27-1的一部分之上。设置在部分振动材料层27-1之上的该部分提供电极垫27-21。布线需要连接到两个电极27-2从而将电场施加到振动材料层27-1。在此情形下，如图11所示，当下电极27-2的电极垫27-21设置在上部分处时，两个电极可以在上部分被直接连接。因而，尽管声音元件27的下部分被粘合剂粘接，但是信号可以通过上部分施加。
在图12中示出从上部分看到的图11中示出的声音元件27的平面图。设置在上部分的电极27-2占据大部分区域，下电极27-2的电极垫27-21仅设置在局部区域中并且电极垫27-21与上电极27-2间隔开预定间距。在图12的示例性实施方式中，电极垫27-21具有四边形形状并且上电极27-2设置在圆形的除了电极垫27-21之外的剩余部分中。设置在电极垫27-21下的振动材料层27-1具有圆形结构并且下电极27-2也具有圆形结构。下电极27-2沿振动材料层27-1的侧面连接到电极垫27-21。
如上所述，声音元件27基本上具有一对上下电极27-2，但是在示例性实施方式中，电极中的一个可以被改变为另一结构。
参照图13，声音元件27包括一个上电极27-2和设置在其下的振动材料层27-1。后机架28设置在振动材料层27-1下面。在示例性实施方式中，后机架28包括导电材料，并且在此情形下，后机架28和上电极27-2被提供作为一对电极以向振动材料层27-1提供电场。也就是，在图13的示例性实施方式中，当声音元件27所粘接到的组成元件包括导电材料时，一个电极不被提供，组成元件(图13中的后机架28)用于被提供作为电极。在此情形下，期望的是，像后机架28一样，代替电极的组成元件不接收除了来自放大器的信号之外的其它电信号。
在图13的示例性实施方式中，用作下电极的后机架28比声音元件27宽得多，从而提供配线连接到其的多个位置。因此，如图11和图12所示，沿振动材料层27-1的侧面设置在上部分的电极垫27-21可以不被单独地提供。
在下文，将参照图14描述多层声音元件27。
根据图14的示例性实施方式的声音元件27包括三个振动材料层27-1和一共四个电极27-2。包括第一至第三振动材料层27-1的三个振动材料层27-1布置成三层结构，并且包括第一至第四电极27-2的一共四个电极27-2设置在具有三层结构的振动材料层27-1的最外侧，三个振动材料层27-1的每个设置在四个电极27-2中的相邻的两个电极之间。全部四个电极被两两(two by two)电连接并彼此交替地设置。具体地，不同的信号被施加到第四电极27-2(也被称为底部电极)和第一电极27-2(也被称为顶部电极)，第二和第三电极27-2(也被称为中间电极)分别沿其侧部连接到第四电极27-2和第一电极27-2。第四电极27-2允许电极垫27-21紧邻第一电极27-2设置，使得布线容易与其连接。结果，在竖直方向上接触振动材料层27-1的电极27-2施加不同的信号，从而在通过施加不同的信号产生的电场使振动材料层27-1振动时产生声音。在图14的示例性实施方式中，提供三个振动材料层27-1，使得可以产生比仅包括一个振动材料层的声音元件27高的声压。
在下文，将描述除了利用声音元件27向使用者提供声音的方法之外用作另一方法的示例性实施方式。
图15至图19是示出可被根据本发明的示例性实施方式的显示装置使用的驱动特性的图示。
图15是示出y轴中按分贝(dB)计量的声压级(SPL)与x轴中按赫兹(Hz)计量的频率的曲线图。在图15中，检验到，通过使用声音元件27的振动当中的不是音频的频率(例如，约250Hz至约600Hz)，可以使用显示装置的触觉功能。
振动通常在显示装置中由声音元件27产生，并且还产生不是音频的低振动，如图15所示。使用者不能听到该频率，使得即使该频率用于另一目的时，音质也不受影响。在使用者触摸显示装置时变化的振动被检测，从而检测到该触摸。在示例性实施方式中，触摸的检测可以是触摸的存在的检测，并可以与触觉功能一起使用。也就是，由声音元件27提供的除了音频之外的振动用于检测该变化，以确认是否存在来自使用者的触摸从而实施触觉功能。为此，可以进一步提供检测不是音频的低频振动的传感器，并且在显示装置中显示图像的信号控制器或便携式终端的控制单元例如微处理器单元(MPU)可以利用该传感器实现触觉功能。
在下文，将参照图16描述作为压力检测传感器的功能。
在声音元件27中包括的振动材料层27-1在通过电场而振动时产生声音。然而，当振动材料层27-1在没有利用电场的情形下振动时，从振动材料层27-1产生电压。在检测到所产生的电压时，检验到振动材料层27-1的位移被产生。还检验到，振动材料层被压力F挤压使得位移被产生，因此振动材料层27-1可以执行压力检测功能。
为了利用声音元件27检测压力，可以进一步提供检测在声音元件27中产生的电压的传感器85。然而，在示例性实施方式中，放大器的结构变化，并以时间分隔的方式执行作为放大器的驱动和作为传感器85的驱动，使得一个放大器也可以用作压力传感器。
图17示出利用多普勒效应检测使用者的手的动作的示例性实施方式。
在设置于显示装置中的声音元件27中产生不是音频的高频或低频的声波的情形下，当使用者在显示装置的前面移动手时，所产生的声波被改变以输入到便携式终端的传声器130。如图18所示，声波被传送到传声器130，同时声波的声压由于使用者的手的动作而通过多普勒效应变强或变弱并且提供到传声器130的声波的变化被检测，从而可以在显示装置中可得到检测使用者的手的动作的动作感测功能。
为了利用声音元件27感测所述动作，传声器130是必需的。当包括声音元件27的显示装置用于包括传声器130的电子装置时，可获得动作感测而不用单独的组成元件。
与利用照相机的动作感测相比，图17的动作感测不需要利用照相机的图像处理，而是需要仅考虑输入到传声器130的声压。因此，图17的动作感测实质上是简单的。
在下文，将参照图19描述利用声音元件27的便携式终端的电池充电。
如参照图16所描述的，当声音元件27中包括的振动材料层27-1振动而不具有电场时，电压从振动材料层27-1产生。如上所述产生的电压被存储在电容器或电池87中以增加电池的使用时间。通常使用的便携式终端在使用者移动时被携带，使得便携式终端暴露于预定水平的振动。因此，当声音元件27被包括时，声音元件27自身振动以产生电压。电压可以被传输到电池87从而使电池87充电，诸如在显示装置的充电功能中。
此外，当便携式终端不能被充电时，使用者摇晃包括声音元件27的便携式终端或者利用身体的一部分(例如，手指)或者器件(例如，笔)触摸便携式终端数十或数百次以在显示装置的充电功能中使电池87充电。
如上所述，已经参照图15至图19描述的声音元件27的另一作用可以利用一个声音元件27在声音元件27提供声音时通过以时间分隔的方式驱动声音元件27来实现。此外，单独的声音元件27被进一步提供，并且声音元件27不连接到放大器而是连接到单独的传感器或电池以仅执行检测操作或电池充电操作。
在示例性实施方式中，尽管描述了声音元件27设置在显示装置中，但是本发明不限于此，并且为了提供图15至图19的特性，声音元件27可以设置在使用该显示装置的便携式终端的某处，但是声音元件27不必设置在显示装置中。
虽然已经结合目前被认为可行的示例性实施方式描述了本发明，但是将理解，本发明不限于所公开的示例性实施方式，而是相反地，本发明旨在覆盖被包括在权利要求书的精神和范围内的各种变形和等同布置。

Claims (20)

1.一种显示装置，包括：
显示面板，显示图像；
缓冲带构件，设置在所述显示面板下面以保护所述显示面板的后表面，并包括第一缓冲带和第二缓冲带；和
声音元件，设置在所述第一缓冲带和所述第二缓冲带之间，并包括：
一对电极；和
振动材料层，设置在所述一对电极之间。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中：
所述声音元件还包括从所述一对电极中的一个延伸的支撑部分，并且
所述支撑部分设置在所述第一缓冲带和所述第二缓冲带之间以支撑所述声音元件。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中：
提供共振腔的凹槽被分别限定在所述第一缓冲带和所述第二缓冲带中，并且
所述声音元件的所述振动材料层设置在所述共振腔中的一个中。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中：
所述声音元件的所述振动材料层包括两个或更多振动材料层，并且
所述两个或更多振动材料层设置在所述共振腔中的一个中。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其中：
所述一对电极中的限定所述支撑部分的一个电极设置在所述两个或更多振动材料层下面并共同地连接到所述两个或更多振动材料层，并且
所述一对电极中的未限定所述支撑部分的另一个电极包括分别设置在所述两个或更多振动材料层上的两个或更多电极从而彼此电隔离。
6.根据权利要求3所述的显示装置，其中：
所述第一缓冲带和所述第二缓冲带是粘合剂构件，并且
所述凹槽没有粘合剂使得所述声音元件不粘接到所述凹槽。
7.根据权利要求2所述的显示装置，其中：
开口被限定在所述第一缓冲带或所述第二缓冲带中，并且
所述声音元件的所述振动材料层设置在所述开口中并在平面图中被所述开口暴露。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其中：
所述声音元件的所述振动材料层包括两个或更多振动材料层，并且
所述两个或更多振动材料层设置在所述开口中并在所述平面图中被所述开口暴露。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其中：
所述一对电极中的限定所述支撑部分的一个电极设置在所述两个或更多振动材料层下面并共同地连接到所述两个或更多振动材料层，并且
所述一对电极中的未限定所述支撑部分的另一个电极包括分别设置在所述两个或更多振动材料层上的两个或更多电极从而彼此电隔离。
10.根据权利要求2所述的显示装置，其中：
所述一对电极中的第一电极设置在所述振动材料层下面，
所述一对电极中的第二电极设置在所述振动材料层之上，并且
设置在所述振动材料层下面的所述第一电极限定电极垫，该电极垫延伸通过所述振动材料层的侧面并设置在所述振动材料层上。
11.根据权利要求1所述的显示装置，其中：
所述声音元件的所述振动材料层包括三个振动材料层，所述三个振动材料层包括第一至第三振动材料层，
所述声音元件的所述电极包括四个电极，所述四个电极包括在竖直方向上从上到下顺序地布置的第一至第四电极，并且
所述三个振动材料层的每个布置在所述四个电极中的相邻的两个电极之间。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其中：
设置在所述第三振动材料层下面的所述第四电极限定电极垫，该电极垫从所述第四电极的一侧延伸并设置在所述第一振动材料层上。
13.根据权利要求12所述的显示装置，其中：
所述第一电极和所述第三电极彼此电连接，
所述第二电极和所述第四电极彼此电连接，
所述第一振动材料层设置在所述第一电极和所述第二电极之间，
所述第二振动材料层设置在所述第二电极和所述第三电极之间，并且
所述第三振动材料层设置在所述第三电极和所述第四电极之间。
14.根据权利要求2所述的显示装置，其中：
所述声音元件的所述振动材料层产生除了音频之外的频率的振动，并且
所述显示装置的触觉功能检测除了所述音频之外的所述频率的变化以检测使用者的触摸。
15.根据权利要求2所述的显示装置，其中：
所述声音元件通过施加到所述显示装置的外部压力而产生电压，并且
所述显示装置的压力检测功能估算所述电压以检测施加到其的压力。
16.根据权利要求2所述的显示装置，还包括：
传声器，
其中
所述声音元件的所述振动材料层产生从所述声音元件发出的除了音频以外的频率的声波，所述声波根据使用者相对于所述显示装置的动作被多普勒效应调制，并且
所述显示装置的动作感测功能将被多普勒效应调制的声波输入到所述传声器，所输入的被多普勒效应调制的声波中的变化被检测以检测所述使用者的所述动作。
17.根据权利要求2所述的显示装置，还包括：
电池，供应电力到所述显示装置，
其中
所述声音元件通过施加到所述显示装置并使所述声音元件振动的外部压力而产生电压，并且
所述显示装置的充电功能将由所述声音元件产生的所述电压传输到所述电池以使所述电池充电。
18.一种显示装置，包括：
显示面板，显示图像；
后机架，容纳所述显示面板以保护所述显示面板的后表面并包括从所述后表面突出的第一突出区域；
声音元件，设置在所述第一突出区域中并包括：
一对电极；和
振动材料层，设置在所述一对电极之间；以及
支撑构件，由所述一对电极中的一个限定并设置在所述显示面板的所述后表面与所述声音元件的一个表面之间。
19.根据权利要求18所述的显示装置，其中：
所述第一突出区域突出所述后机架在截面中的厚度的80％以上，并且
所述声音元件的厚度是所述第一突出区域在所述截面中的突出高度的50％以上且在70％以下。
20.根据权利要求19所述的显示装置，其中：
所述声音元件的厚度是所述后机架在所述截面中的厚度的40％以上且60％以下。
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