CN111381672A - 振动产生装置和包括其的显示设备 - Google Patents

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Abstract

振动产生装置和包括其的显示设备。显示设备包括：显示面板，其被配置为显示图像；以及多个振动产生装置，其在显示面板的后表面上，显示面板是被配置为输出声音的振动板和被配置为输出触觉振动的振动板中的至少一个。多个振动产生装置中的每一个包括：在显示面板下方的第一电极；在第一电极下方的压电构件；在压电构件周边的阻尼构件；以及在压电构件下方的第二电极。

Description

振动产生装置和包括其的显示设备
技术领域
本公开涉及一种用于输出声音和触觉反馈的振动产生装置以及包括该振动产生装置的显示设备。
背景技术
显示设备被配备在诸如电视(TV)、监视器、笔记本计算机、智能电话、平板计算机、电子记事本、电子平板、可穿戴装置、手表电话、便携式信息装置、导航装置、以及汽车控制显示设备之类的家用电器或电子装置中，并且用作用于显示图像的屏幕。
显示设备可以包括用于显示图像的显示面板和用于输出与图像相关联的声音的声音装置。然而，在显示设备中，因为从声音装置输出的声音会行进到显示设备的后方或下方，所以声音质量会由于从墙壁和地面反射的声音之间的干扰而劣化。为此，可能难以传递准确的声音，并且减少了观看者的沉浸感。
此外，当显示设备需要触觉反馈性能时，应单独提供触觉致动器。
发明内容
因此，本公开的实施方式涉及基本消除由于相关技术的限制和缺点而导致的一个或更多个问题的振动产生装置以及包括该振动产生装置的显示设备。
因此，发明人进行了各种实验，以实现一种实现立体声并基于显示面板的位置来执行触觉输出的显示设备。通过各种实验，发明人发明了一种具有新结构的显示设备，其包括用于输出声音和触觉振动的振动产生装置。
因此，本公开的一方面用于提供一种振动产生装置和显示设备，其基本消除由于相关技术的限制和缺点而导致的一个或更多个问题。
本公开的另一方面是提供一种显示设备，其实现立体声并且执行基于显示面板的位置而区分开的触觉输出。
本公开的另一方面是提供一种显示设备，其改进声音质量，增加观看者的沉浸式体验并执行基于显示面板的位置的触觉输出。
本公开的其它特征和方面将在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得明显，或者可以通过实践本文提供的发明构思来获知。发明构思的其它特征和方面可通过在书面描述中具体指出的或可从其导出的结构、权利要求书以及附图来实现和获得。
为了实现如本文所实施和广泛描述的发明构思的这些和其它方面，一种显示设备包括：配置为显示图像的显示面板和在显示面板的后表面上的多个振动产生装置，显示面板是被配置为输出声音的振动板和被配置为输出触觉振动的振动板中的至少一个，多个振动产生装置中的每一个包括在显示面板下方的第一电极，在第一电极下方的压电构件，在压电构件外围的阻尼构件以及在压电构件下方的第二电极。
在另一方面，一种振动产生装置包括：在第一电极下方的压电构件，被配置为围绕压电构件的至少一部分的阻尼构件，以及在压电构件下方的第二电极。
在另一方面，一种显示设备包括：被配置为显示图像的显示面板和在显示面板的后表面上的多个振动产生装置，多个振动产生装置被配置为使显示面板振动以产生振动，多个振动产生装置中的每个包括在显示面板下方的第一电极，在第一电极下方的多个压电构件，多个压电构件具有不同振动特性，以及在多个压电构件下方的第二电极。
其它的系统、方法、特征和优点对于本领域技术人员在查阅以下附图和详细描述后将是显而易见的或将变得显而易见。所有这些附加的系统、方法、特征和优点都旨在被包括在本说明书中，在本公开的范围内，并且由所附权利要求保护。本节中的任何内容都不应被视为对这些权利要求的限制。以下结合本公开的实施方式讨论其它方面和优点。应当理解，本公开的前面的一般描述和下面的详细描述都是示例性的和解释性的，并且旨在提供对所要求保护的发明构思的进一步解释。
附记1.一种显示设备，该显示设备包括：
显示面板，所述显示面板被配置为显示图像；以及
多个振动产生装置，所述多个振动产生装置在所述显示面板的后表面上，所述显示面板是被配置为输出声音的振动板和被配置为输出触觉振动的振动板中的至少一个，
其中，所述多个振动产生装置中的每一个包括：
在所述显示面板下方的第一电极；
在所述第一电极下方的压电构件；
在所述压电构件周边的阻尼构件；以及
在所述压电构件下方的第二电极。
附记2.根据附记1所述的显示设备，其中，所述阻尼构件围绕所述压电构件的至少一部分。
附记3.根据附记1所述的显示设备，其中，所述阻尼构件在所述压电构件之间。
附记4.根据附记1所述的显示设备，其中，相对于所述多个振动产生装置，所述第一电极被设置为一体。
附记5.根据附记1所述的显示设备，其中，所述第二电极被独立地设置为对应于所述多个振动产生装置中的每一个。
附记6.根据附记1所述的显示设备，其中：
所述压电构件包括在所述压电构件的表面上包括曲面表面部分的突起部；并且
所述突起部被设置为面对所述第一电极。
附记7.根据附记6所述的显示设备，其中，所述第一电极与相对于所述突起部和所述压电构件的侧表面之间的交点的虚拟法线之间的角度在从40度到60度的范围内。
附记8.根据附记1所述的显示设备，其中，所述多个振动产生装置形成为膜形状。
附记9.根据附记1所述的显示设备，其中，所述压电构件包括：
压电材料；
粘合所述压电材料的粘合剂；以及
分散所述压电材料的表面处理剂。
附记10.根据附记9所述的显示设备，其中，所述压电材料是具有钙钛矿型结构的压电材料。
附记11.根据附记9所述的显示设备，其中，所述粘合剂包括介电弹性体。
附记12.根据附记1所述的显示设备，其中，所述阻尼构件的弹性模量低于所述压电构件的弹性模量。
附记13.根据附记1所述的显示设备，其中，所述阻尼构件包括分散在所述阻尼构件中的压电材料。
附记14.根据附记13所述的显示设备，其中，所述压电材料包括压电纤维。
附记15.根据附记13所述的显示设备，该显示设备还包括与所述阻尼构件的下表面相对应的第三电极。
附记16.根据附记15所述的显示设备，其中，所述第三电极被设置为与所述第二电极隔开预定间隔。
附记17.根据附记15所述的显示设备，其中，所述第三电极被配置为驱动所述阻尼构件。
附记18.根据附记1所述的显示设备，其中，
所述多个振动产生装置是被配置为输出具有不同频率范围的声音的多个声音产生装置。
附记19.根据附记1所述的显示设备，其中：
所述多个振动产生装置是多个触觉装置，并且
其中，所述多个触觉装置中的每一个被配置为独立于另一相邻触觉装置的触觉振动而操作。
附记20.一种振动产生装置，该振动产生装置包括：
压电构件，所述压电构件在第一电极下方；
阻尼构件，所述阻尼构件被配置为围绕所述压电构件的至少一部分；以及
第二电极，所述第二电极在所述压电构件下方。
附记21.根据附记20所述的振动产生装置，其中，所述阻尼构件包括弹性体。
附记22.根据附记20所述的振动产生装置，其中，所述阻尼构件的弹性模量低于所述压电构件的弹性模量。
附记23.根据附记20所述的振动产生装置，其中，所述阻尼构件包括弹性体和压电陶瓷纤维。
附记24.一种显示设备，该显示设备包括：
显示面板，所述显示面板被配置为显示图像；以及
多个振动产生装置，所述多个振动产生装置在所述显示面板的后表面上，所述多个振动产生装置被配置为使所述显示面板振动以产生振动，
其中，所述多个振动产生装置中的每一个包括：
在所述显示面板下方的第一电极；
在所述第一电极下方的多个压电构件，所述多个压电构件具有不同的振动特性；以及
在所述多个压电构件下方的第二电极。
附记25.根据附记24所述的显示设备，其中，所述第二电极被设置为多个，所述第二电极对应于所述多个压电构件。
附记26.根据附记24所述的显示设备，该显示设备还包括在所述多个压电构件之间的阻尼构件。
附记27.根据附记26所述的显示设备，其中，所述阻尼构件包括压电材料。
附记28.根据附记27所述的显示设备，该显示设备还包括与所述阻尼构件相对应的第三电极。
附记29.根据附记28所述的显示设备，其中，所述第三电极被设置为与所述第二电极隔开预定间隔。
附记30.根据附记28所述的显示设备，其中，所述第三电极被配置为驱动所述阻尼构件。
附记31.根据附记24所述的显示设备，其中，
所述多个振动产生装置中的每一个包括被配置为输出具有低音调声音频带、中音调声音频带和高音调声音频带的声音的多个声音产生装置。
附记32.根据附记24所述的显示设备，其中：
所述多个振动产生装置中的每一个包括多个触觉装置，并且
其中，所述多个触觉装置中的每一个被配置为独立于另一相邻触觉装置的触觉振动而操作。
附图说明
附图被包括以提供对本公开的进一步理解并且被并入本申请中并构成本申请的一部分，其例示了本公开的实施方式，并且与说明书一起用于解释本公开的各种原理。
图1例示了根据本公开的实施方式的显示设备。
图2是根据本公开的实施方式的显示设备的平面图。
图3是沿图1所示的线I-I'截取的截面图。
图4例示了根据本公开的另一实施方式的显示设备。
图5例示了根据本公开的另一实施方式的显示设备。
图6是沿图5所示的线II-II'截取的截面图。
图7A至图7E例示了根据本公开的实施方式的制造振动产生装置的方法。
图8A至图8E例示了根据本公开的另一实施方式的制造振动产生装置的方法。
图9A和图9B是用于描述根据本公开的实施方式的显示设备的构造的截面图。
图10是示出根据本公开的实施方式的显示设备的声音输出特性的图。
图11A和图11B是根据本公开的实施方式的显示设备和根据比较例的显示设备的截面图。
图12是示出根据本公开的实施方式的显示设备的声音输出特性和根据比较例的显示设备的声音输出特性的图。
图13A和图13B例示了根据本公开的实施方式的显示设备的触觉特性以及根据比较例的显示设备的触觉特性。
图14A至图14C例示了根据本公开的实施方式的显示设备。
具体实施方式
现在将详细参考本公开的示例性实施方式，其示例在附图中示出。在以下描述中，当确定与本文档相关的公知的功能或配置的详细描述不必要地模糊发明构思的要点时，将省略其详细描述。所描述的处理步骤和/或操作的进展是示例；然而，步骤和/或操作的顺序不限于本文所阐述的顺序，并且可以如本领域已知的那样改变，除了必须以特定次序发生的步骤和/或操作之外。相似的附图标记始终表示相似的元件。在以下说明中使用的各个元件的名称仅是为了便于撰写说明书而选择的，因此可以不同于在实际产品中使用的那些元件的名称。
将通过参照附图描述的以下实施方式来阐明本公开的优点和特征及其实现方法。然而，本公开可以以不同的形式来实施，并且不应被解释为限于本文阐述的实施方式。相反，提供这些实施方式是为了使得本公开将是透彻和完整的，并且将向本领域技术人员完全传达本公开的范围。此外，本公开仅由权利要求的范围限定。
用于描述本公开的实施方式的附图中公开的形状、尺寸、比率、角度和数量仅仅是示例，因此本公开不限于所例示的细节。相似的附图标记始终指代相似的元件。在以下描述中，当相关已知功能或配置的详细描述被确定为不必要地模糊本公开的要点时，将省略详细描述。在使用本说明书中描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下，则除非使用“仅”，否则可以添加另一部件。除非另有说明，否则单数形式的术语可以包括复数形式。
在解释元件时，尽管没有明确的描述，但元件被解释为包括误差范围。
在描述位置关系时，例如，当两个部件之间的位置关系被描述为“在…上”、“在…上方”、“在…下方”和“挨着”时，除非使用“刚好”或“直接”，否则可以在两个部件之间设置一个或更多个其它部件。
在描述时间关系时，例如，当时间次序被描述为“在…之后”、“随后”、“下一个”和“在…之前”时，除非使用“刚好”或“直接”，否则可以包括不连续的情况。
应当理解，尽管术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，类似地，第二元件可以被称为第一元件。
在描述本公开的元件时，可以使用诸如“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”、“(b)”之类的术语。这些术语仅用于将对应元件与其它元件区分开，并且对应元件的本质、顺序、或位次不应受到这些术语的限制。应当理解的是，当元件或层被称为在另一元件或层“上”或“连接”到另一元件或层时，则它可以直接在另一元件或层“上”或直接连接到该另一元件或层，或者可以存在中间的元件或层。此外，应当理解，当元件被设置为在另一元件上或下时，这可以表示元件被设置为彼此直接接触的情况，且可以表示元件没有彼此直接接触地设置的情况。
术语“至少一个”应当被理解为包括相关联的所列元素中的一个或更多个的任何和所有的组合。例如，“第一元素、第二元素和第三元素中的至少一个”的含义表示从第一元素、第二元素和第三元素中的两个或更多个提出的所有元素的组合以及第一元素、第二元素或第三元素。
本公开的各种实施方式的特征可以部分地或整体地彼此联接或组合，并且可以如本领域技术人员能够充分理解的那样彼此不同地相互操作和在技术上被驱动。本公开的实施方式可以彼此独立地执行，或者可以以相互依赖的关系一起执行。
在本公开中，显示设备的示例可以包括诸如有机发光显示(OLED)模块或液晶模块(LCM)之类的包括显示面板和用于驱动显示面板的驱动器的狭义显示设备。此外，显示设备的示例可以包括作为包括LCM或OLED模块的完整产品(或最终产品)的诸如笔记本计算机、TV、计算机监视器的成套装置(或成套设备)或成套电子设备、包括汽车设备或用于车辆的另一类型设备的装备设备、或诸如智能电话或电子平板之类的移动电子装置。
因此，在本公开中，显示设备的示例可以包括诸如LCM或OLED模块之类的狭义显示设备本身，以及作为包括LCM或OLED模块的最终消费装置或应用产品的成套装置。
在一些实施方式中，包括显示面板和驱动器的LCM或OLED模块可以被称为狭义显示设备，并且作为包括LCM或OLED模块的最终产品的电子装置可以被称为成套装置。例如，狭义显示设备可以包括诸如LCD或OLED之类的显示面板和作为用于驱动显示面板的控制器的源印刷电路板(PCB)。成套装置还可以包括成套PCB，成套PCB是电连接到源PCB以总体控制成套装置的成套控制器。
应用于本文的实施方式的显示面板可以使用所有类型的显示面板，诸如液晶显示面板、有机发光二极管(OLED)显示面板和电致发光显示面板，但是不限于特定显示面板，其根据本实施方式的声音产生装置而振动以输出声音。此外，应用于根据本实施方式的显示设备的显示面板的形状或尺寸不受限制。
例如，如果显示面板是液晶显示面板，则显示面板可以包括多条选通线、多条数据线和分别设置在由选通线和数据线的交叉限定的多个像素区域中的多个像素。此外，显示面板可以包括阵列基板，该阵列基板包括作为用于调节多个像素中的每个像素的光透射率的开关元件的薄膜晶体管(TFT)、包括滤色器和/或黑矩阵的上基板、以及在阵列基板和上基板之间的液晶层。
此外，如果显示面板是有机发光显示面板，则显示面板可以包括多条选通线、多条数据线和分别设置在由选通线和数据线的交叉限定的多个像素区域中的多个像素。此外，显示面板可以包括阵列基板、阵列基板上的有机发光器件层和设置在阵列基板上以覆盖有机发光器件层的封装基板，阵列基板包括TFT，TFT是用于选择性地向每个像素施加电压的元件。封装基板可以保护TFT和有机发光器件层免受外部冲击，并且可以防止水或氧渗透到有机发光器件层中。此外，设置在阵列基板上的层可以包括无机发光层(例如，纳米尺寸的材料层、量子点等)。作为另一示例，设置在阵列基板上的层可以包括微型发光二极管。
显示面板还可以包括背衬，诸如附接到显示面板上的金属板。然而，本实施方式不限于金属板，并且显示面板可以包括另一种结构。
如本领域技术人员可以充分理解的，本公开的各个实施方式的特征可以部分或整体地彼此联接或组合，并且可以彼此不同地相互操作并且在技术上被驱动。本公开的实施方式可以彼此独立地执行，或者可以以相互依赖的关系一起执行。
在下文中，将参照附图详细描述根据本公开的显示设备和包括显示设备的车辆的实施方式。在将附图标记添加到每个附图的元件中时，尽管在其它附图中例示了相同的元件，但是相似的附图标记可以指代相似的元件。在以下描述中，当相关已知功能或配置的详细描述被确定为不必要地模糊本公开时，可以省略该详细描述。此外，为了便于描述，附图中示出的每个元件的比例不同于真实比例，因此，不限于附图中示出的比例。
在分开地设置用于输出声音的声音装置的情况下，显示面板可以用作振动板。分开设置的振动产生装置可以将显示面板用作一个振动板，因此，可能难以输出与每个位置或基于位置的不同触觉振动相对应的期望声音。另外，由于使用一个振动板，因此可能难以使图像与声音匹配，并且可能难以实现在显示面板的位置处具有不同声音频带的振动。另外，由于使用一个振动板，因此可能难以将基于位置的图像与基于位置的声音进行匹配。因此，发明人进行了各种实验，以用于实现基于被分开设置的振动产生装置而分开的振动板。通过各种实验，发明人实现了一种具有用于实现声音和触觉振动的新结构的振动产生装置。下面将对此进行描述。
图1例示了根据本公开的实施方式的显示设备。图2是根据本公开的实施方式的显示设备的平面图。图3是沿图1所示的线I-I'截取的截面图。
参照图1至图3，根据本公开的实施方式的显示设备10可以包括显示面板100、振动产生装置200、支撑构件300和连接构件400。
振动产生装置200可以使显示面板100振动，以将声音输出到相对于显示面板100的前方区域，并输出触觉振动。例如，振动产生装置200可以直接使显示面板100振动以将声音输出到相对于显示面板100的前方区域，并输出触觉振动。振动产生装置200可以被称为致动器、激励器或换能器，但该术语不限于此。例如，振动产生装置200可以是用于基于电信号输出声音的声音装置。
显示面板100可以显示图像(例如，电子图像或数字图像)，并且可以被实现为曲面显示面板或诸如液晶显示面板、有机发光显示面板、量子点发光显示面板、微发光二极管显示面板和电致发光显示面板之类的任何类型的显示面板。显示面板100不限于特定的显示面板，并且可以基于振动产生装置的振动而振动以产生声波或声音，或者可以产生响应于触摸的触觉反馈。
根据本公开的实施方式的显示面板100可以包括薄膜晶体管(TFT)阵列基板，其包括由多条选通线和多条数据线限定的多个像素，并且多个像素中的每个中的用于驱动相应像素的TFT，TFT阵列基板上的发光器件层，以及覆盖发光器件层的封装基板。这里，封装基板可以保护TFT和发光器件层免受外部冲击，并且可以防止水或湿气渗透到发光器件层中。
根据本公开的实施方式的显示面板100可以包括：显示区域AA，其根据多个像素的驱动来显示图像；非显示区域，其围绕显示区域AA；以及弯曲区域BA，其设置为与显示区域和非显示区域交叠并且在显示面板100的侧表面形成曲面表面。例如，弯曲区域BA可以是弯曲或曲面化以具有曲面形状或一定的曲率半径。
显示面板100的弯曲区域BA可以设置在显示面板100的彼此平行的一个边缘或周边以及另一边缘或周边中的至少一个中。显示面板100的设置有弯曲区域BA的一个边缘或周边和/或另一边缘或周边可以仅包括非显示区域，或者可以包括显示区域AA的边缘或周边和非显示区域。例如，通过非显示区域的弯曲而包括弯曲区域BA的显示面板100可以具有一侧边框弯曲结构或两侧边框弯曲结构的结构。通过非显示区域的弯曲而包括弯曲区域BA和显示区域AA的边缘或周边的显示面板100可以具有一侧主动弯曲结构或两侧主动弯曲结构的结构。
根据本公开的实施方式的显示设备10还可以包括支撑显示面板100的支撑构件300和设置在显示面板100与支撑构件300之间的连接构件400。
支撑构件300可以被称为盖底、板底、后盖、基础框架、金属框架、金属底盘、底盘底座或m底盘。因此，支撑构件300可以是支撑显示面板100的支撑件，并且可以在显示设备的后表面上实现为任意类型的框架或板结构。
根据本公开的实施方式的支撑构件300可以包括玻璃材料、金属材料和塑料材料中的至少一种，玻璃材料、金属材料和塑料材料各自具有覆盖显示面板100的整个后表面的板形状，并且其间具有间隙空间。这里，支撑构件300的边缘或尖角可以通过倒角工艺或圆角工艺而具有倾斜形状或曲面形状。例如，支撑构件300的玻璃材料可以是蓝宝石玻璃。作为另一示例，包括金属材料的支撑构件300可以包括铝(Al)、Al合金、镁(Mg)合金、和铁(Fe)-镍(Ni)合金中的一种。
根据本公开的实施方式的支撑构件300可以附加地覆盖显示面板100的侧表面。例如，支撑构件300可以包括覆盖显示面板100的后表面的后部，和连接到后部的端部并覆盖显示面板100的侧表面的侧部。例如，后部可以覆盖显示面板100的一部分后表面或全部后表面。侧部可以覆盖显示面板100的一部分侧表面或全部侧表面。然而，本公开的实施方式不限于此，并且支撑构件300的后部和侧部可以设置为一体。
侧部可以被实现为联接或连接到支撑构件300的分离的中间框架。例如，被实现为中间框架的侧部可以覆盖支撑构件300，并且例如可以覆盖显示面板100的侧表面和后部的侧表面的全部。例如，被实现为中间框架的侧部可以覆盖支撑构件300的后部的侧表面和显示面板100的侧表面的全部。例如，被实现为中间框架的侧部可以包括与支撑构件300的材料相同或不同的材料。
根据本公开的实施方式的支撑构件300可以通过使用连接构件400而联接或连接到显示面板100的后边缘或周边。
连接构件400可以在显示面板100的后边缘或周边与支撑构件300的边缘或周边之间，并且可以将显示面板100附接到支撑构件300。根据本公开的实施方式的连接构件400可以用双面胶带、单面胶带、双面泡沫胶带、单面泡沫胶带、双面粘结泡沫垫或单面粘结泡沫垫来实现，但是实施方式不限于此。
振动产生装置200可以在显示面板100的后表面上。显示面板100的后表面可以被称为一个表面、第一表面、后表面或下表面，但术语不限于此。例如，振动产生装置200可以用输出声音的振动板和输出触觉振动的振动板中的至少一个来实现。
振动产生装置200可以被称为声音产生模块、声音产生器件、膜致动器、膜型压电复合致动器、膜扬声器、膜型压电扬声器或膜型压电复合物扬声器，其各自使用显示面板100作为振动板，但术语不限于此。
根据本公开的实施方式的振动产生装置200可以包括用于确保压电特性(或振动特性)的压电陶瓷，并且可以包括诸如聚合物之类的用于补充具有易碎特性的压电陶瓷的抗冲击性和柔性的材料。
根据本公开的实施方式的振动产生装置200可以被分开地设置以用于实现立体声和触觉振动。例如，振动产生装置200可以基于显示面板100的区域或位置被分开地设置在至少三个区域或部分中的每一个中。
参照图1至图3，根据本公开的实施方式的振动产生装置200可以包括压电构件230以及分别设置在压电构件230的上表面和下表面上的第一电极210和第二电极250。
压电构件230可以包括多个压电构件。例如，在压电构件230中，可以分开地设置三个或更多个压电构件。例如，多个压电构件可以包括第一压电构件231、第二压电构件232和第三压电构件233。
根据本公开的实施方式的压电构件230可以包括具有压电效应的压电材料。这里，压电效应可以表示这样的现象，其中，当通过施加的力将压力或扭曲施加到晶体结构时，由于包括压电构件的材料的晶格结构的相对位置变化而引起的电介质极化导致发生电位差。因此，压电构件230可以利用通过第一电极210和第二电极250施加的外部电源或电场而反复地扩展和收缩以产生振动。
根据本公开的实施方式的压电构件230可以包括压电材料，用于粘合压电材料的粘合剂以及用于分散压电材料的表面处理剂。例如，压电构件230可以包括约70％至约90％的压电材料，约5％至约20％的粘合剂和约5％至约10％的表面处理剂。
根据本公开的实施方式的压电材料可以包括具有钙钛矿型晶体结构的压电材料。钙钛矿型晶体结构可以具有压电效应、逆压电效应以及配向或取向属性。钙钛矿型晶体结构可以用化学式“ABO3”表示。在化学式中，“A”可以包括二价金属元素，“B”可以包括四价金属元素。例如，在化学式“ABO3”中，A和B可以是阳离子，并且O可以是阴离子。例如，化学式“ABO3”可以包括钛酸铅(II)(PbTiO3)、锆酸铅(PbZrO3)、钛酸钡(BaTiO3)和钛酸锶(SrTiO3)之一，但实施方式不限于此。
当钙钛矿型晶体结构包括中心离子(例如，PbTiO3)时，钛(Ti)离子的位置可以通过外部应力或磁场而改变。因此，极化可以改变，从而产生压电效应。例如，在钙钛矿型晶体结构中，对应于对称结构的立方形状可以改变为对应于不对称结构的四方、正交或菱面体结构，因此，可以产生压电效应。在与不对称结构相对应的四方、正交或菱面体结构中，极化可以在准同型相界中较高，并且极化的重新配向可能容易，从而钙钛矿型晶体结构可以具有高压电特性。
作为另一示例，无机材料部分可以包括铅(Pb)、锆(Zr)、钛(Ti)、锌(Zn)、镍(Ni)和铌(Nb)中的一种或更多种，但实施方式不限于此。作为另一示例，压电材料可以包括包含铅(Pb)、锆(Zr)和钛(Ti)的锆钛酸铅(PZT)基材料以及包含铅(Pb)、锌(Zn)、镍(Ni)和铌(Nb)的锆铌酸铅镍(PZNN)基材料，但实施方式不限于此。另外，无机材料部分可以包括各自没有Pb的钛酸钙(CaTiO3)、钛酸钡(BaTiO3)和钛酸锶(SrTiO3)中的至少一种，但实施方式不限于此。作为另一示例，无机材料部分可以包括具有纤锌矿晶体结构的压电陶瓷。例如，无机材料部分可以包括氮化铝(AlN)、碘化银(AgI)、氧化锌(ZnO)、硫化镉(CdS)、硒化镉(CdSe)、碳化硅(α-SiC)、氮化镓(III)(GaN)和氮化硼(BN)中的至少一种，但实施方式不限于此。
根据本公开的实施方式的压电构件230的粘合剂(binder)可以包括具有低弹性模量的介电弹性体。例如，粘合剂可以包括丙烯酸基聚合物、硅酮基聚合物和环氧基聚合物中的至少一种或更多种。作为另一示例，粘合剂可以包括聚氯乙烯(PVC)、硅酮(silicone)、PVDF凝胶材料和聚氨酯中的至少一种或更多种，但实施方式不限于此。
此外，根据本公开的实施方式的包括粘合剂的压电构件230可以具有柔性，并且当根据本公开的实施方式的显示设备10是柔性显示设备或可折叠显示设备时，压电构件230可以在显示面板100的后表面上，并且可以基于显示面板100的曲率的变化而弯曲或拉伸。因此，根据本公开的实施方式的压电构件230可以包括膜，因此，与包括压电元件的振动产生装置相比，可以提高柔性，从而提供具有增强的柔性的振动产生装置。例如，根据本公开的实施方式的振动产生装置可以是膜型振动产生装置。
根据本公开的实施方式的压电构件230中的表面处理剂可以使用诸如过氧化氢(H2O2)、PVA、SiOH之类的材料，并且因此可以与压电材料的表面的至少一部分反应，以改变表面的特性，并且可以增强压电材料在压电构件230中的分散度。表面处理剂可以是分散剂或溶剂。
根据本公开的实施方式的压电构件230可以包括多个压电构件231、232、233。当压电构件230被设置为多个时，多个压电构件230可以彼此间隔开一定的间隔或距离，使得通过相邻的压电构件230产生的振动来抵消干扰或不产生干扰。因此，声音可以被没有由于压电构件230中产生的声音引起的干扰地传递给用户。
为了实现立体声和触觉振动，可以将压电构件230分开地布置，因此，发明人已经认识到，应当分离地提供与分开的压电构件230相对应的振动板。例如，当三个压电构件被分开设置时，可以需要三个振动板以用于振动三个压电构件。因此，发明人对在将压电构件230分开配置时不需要分离的振动板的情形进行了各种实验。通过各种实验，发明人已经认识到应该在若干压电构件之间设置一种结构。发明人已经认识到，该结构应该设置在压电构件之间，并且应当包括当在其上施加电压时基于离子的运动而扩展和收缩的材料。
因此，根据本公开的实施方式的振动产生装置200可以在相邻的压电构件230之间包括阻尼构件260。可以基于压电构件230的数量来设置阻尼构件260。因此，阻尼构件260可以充当第一压电构件至第三压电构件231、232、233中的每个的振动板，并且可以解决第一压电构件至第三压电构件231、232、233之间的声音干扰。例如，当三个压电构件230被分开地设置时，阻尼构件260可以包括三个或更多个孔或开口部，但是实施方式不限于此。
例如，阻尼构件260可以被设置为围绕压电构件230的至少一部分。阻尼构件260可以被设置为围绕压电构件230的侧部。例如，阻尼构件260可以被设置为围绕压电构件230的所有侧部。阻尼构件260可以被设置为填充第一压电构件至第三压电构件231、232、233之间的分隔空间或间隙。例如，阻尼构件260可以设置在第一压电构件至第三压电构件231、232、233之间。
因此，阻尼构件260可以衰减由压电构件230产生的振动分量中的传播到压电构件230的侧表面的振动分量。例如，阻尼构件260可以被设置为围绕压电构件230的侧部，因此，阻尼构件260可以衰减基于压电构件230的收缩和扩展而产生的振动分量中的传播到压电构件230的侧部的振动分量。因此，第一压电构件至第三压电构件231、232、233中的每个可以使由相邻的压电构件的干扰和偏移引起的声音性能的降低最小化。然而，该术语不限于此。
根据本公开的实施方式的阻尼构件260可以包括当在其上施加电压时基于离子的运动而扩展和收缩的材料。因此，可以增强基于压电构件230的振动的收缩和扩展的恢复力，并且阻尼构件260可以用作压电构件230的振动板。阻尼构件260可以包括弹性模量低于压电构件230的弹性模量的材料。例如，阻尼构件260可以包括介电弹性体，但不限于此。根据本公开的实施方式，阻尼构件260可以包括丙烯酸基聚合物，硅酮基聚合物和环氧基聚合物中的至少一种或更多种。作为另一示例，阻尼构件260可以包括聚氯乙烯(PVC)、硅酮、PVDF凝胶材料和聚氨酯中的至少一种或更多种，但实施方式不限于此。因此，阻尼构件260可以具有比压电构件230的弹性模量低的弹性模量，因此，相对于振动产生装置200的收缩和扩展，阻尼构件260可以具有优异的恢复力。
此外，如图2和图3所示，振动产生装置200的多个压电构件230可以包括三个压电构件231、232、233，但是实施方式不限于此，并且可以根据显示设备的需要自由地设置。根据本公开的实施方式，多个压电构件230可以自由地设置在显示面板100的预定区域中，以用于实现声音输出和触觉振动，并且第一电极210、阻尼构件260、第二电极250可以被设置为对应于设置有多个压电构件230中的每一个的区域。
因此，根据本公开的实施方式的振动产生装置200可以被实现为具有分开的振动板的一个膜类型。因此，振动产生装置200可以具有薄的厚度，因而显示面板100的厚度可以不因为振动产生装置200而增加。此外，根据本公开的实施方式的振动产生装置200可以在不基于多个压电构件而分离地设置多个振动板的情况下被实现为一个膜类型，由此实现厚度薄的振动产生装置200。
根据本公开的实施方式的显示设备10可以包括设置在显示面板100下方的第一电极210。第一电极210可以电连接到压电构件230。当压电构件230包括第一压电构件至第三压电构件231、232、233，根据本公开的实施方式的第一电极230可以被设置为一体，以对应于设置有多个压电构件231、232、233中的每个的区域。例如，当振动产生装置200的压电构件230包括第一压电构件至第三压电构件231、232、233时，第一电极210可以被构造为一个电极。例如，第一电极210可以是正(+)电极，并且下面描述的第二电极250可以是负(-)电极，并且反之亦然。
第一电极210可以包括电导率高的金属材料。第一电极210可以包括包含铂(Pt)、金(Au)、银(Ag)、铝(Al)和铜(Cu)的导电金属中的一种。第一电极210可以通过诸如溅射工艺之类的物理气相沉积(PVD)工艺形成。作为另一示例，第一电极210可以通过使用喷涂工艺、丝网印刷工艺、喷墨印刷工艺和刮刀工艺中的至少一种由导电金属形成。然而，形成第一电极210的工艺是示例，但实施方式不限于此。
第二电极250可以设置在压电构件230的下方。第二电极250可以被图案化以对应于设置有压电构件230的区域。第二电极250的材料可以与第一电极210相同，因此，省略其重复描述。根据本公开的实施方式，第二电极250可以设置为与第一压电构件至第三压电构件231、232、233中的每个的至少一部分交叠，以对应于第一压电构件至第三压电构件231、232、233中的每个的形状和图案。例如，第二电极250可以通过诸如溅射工艺之类的图案化和沉积来形成。例如，可以将2-1电极251设置为与第一压电构件231相对应，可以将2-2电极252设置为与第二压电构件232相对应，并且可以将2-3电极253设置为与第三压电构件233相对应。
在根据本公开的实施方式的振动产生装置200中，阻尼构件260可以被设置为围绕压电构件230的侧部或者可以被设置在相邻的压电构件230之间，因此，基于压电构件230的压电效应而产生的振动分量中的传播到压电构件230的侧部的振动分量可以被最小化。在根据本公开的实施方式的振动产生装置200中，阻尼构件260可以被设置为围绕压电构件230的侧部或者可以被设置在相邻的压电构件230之间，从而增强与基于压电构件230的压电效应而产生的振动分量中的传播到显示面板100的振动分量相对应的线性。因此，根据本公开的实施方式的显示设备10可以控制与显示面板100的某一区域相对应的振动产生装置200的振动分量。例如，根据本公开的实施方式的显示设备10可以被实现为使得作为振动板的显示面板100通过阻尼构件260被分为三个部分(例如，第一部分至第三部分)，因而输出不同的声音。例如，当根据本公开的实施方式的压电构件230包括三个压电构件时，显示面板100的第一部分可以输出高音调声音频带的声音，显示面板100的第二部分可以输出中音调声音频带的声音，并且显示面板100的第三部分可以输出低音调声音频带的声音。因此，根据本公开的实施方式的振动产生装置200可以被实现为声音产生装置。声音产生装置可以输出具有不同频率范围的声音。例如，根据本公开的实施方式的振动产生装置200可以配置有多个声音产生装置，从而实现用于输出低音调声音频带、中音调声音频带以及高音调声音频带的声音的声音产生装置。例如，低音调声音频带可以是200Hz或更小，中音调声音频带可以是约200Hz至约3kHz，而高音调声音频带可以是3kHz或更大。然而，实施方式不限于此。
此外，根据本公开的实施方式的振动产生装置200可以被实现为触觉装置。触觉装置可以被实现为输出低频或超声波的触觉装置。例如，振动产生装置200可以基于与施加到设置在显示面板100上(或者嵌入到显示面板100中)的触摸面板(或触摸传感器层)上的用户触摸同步的触觉反馈信号(或感觉反馈信号)而振动，从而使显示面板100振动。因此，振动产生装置200可以输出相对于显示面板100的第一部分和第二部分独立区分开的触觉振动。例如，触觉装置可以独立于相邻触觉装置的触觉振动来实现。因此，可以不为触觉振动提供单独的振动产生装置，并且可以通过振动产生装置来实现触觉振动。
图4例示了根据本公开的另一实施方式的显示设备。
如图4所示，根据本公开的另一实施方式的显示设备20的第一压电构件至第三压电构件431、432、433中的每个可以包括突起部，其包括设置在其一个表面上的曲面表面部分，并且可以将突起部设置成面对第一电极210。根据本公开的另一实施方式的显示设备20的声音输出特性可以基于第一电极210和相对于曲面的突起部和压电构件430的侧表面之间的交叉点的虚拟法线之间的角度“θ”而变化。基于第一电极210和相对于曲面的突起部和压电构件430的侧表面之间的交叉点的虚拟法线之间的角度“θ”的声音输出特性将在下面参照图11A、图11B和图12来进行描述。
根据本公开的实施方式的阻尼构件360可以被设置成围绕压电构件430的除了压电构件430接触第二电极250的下表面以外的部分。阻尼构件360可以被设置为围绕压电构件430的除了压电构件430接触第一电极210的部分以外的部分。例如，可以将阻尼元件360设置为围绕压电构件430的一部分。例如，阻尼构件360可以设置在相邻的压电构件430之间。因此，阻尼构件360可以传递由对应的压电构件430产生的振动，并且可以防止由另一相邻的压电构件430产生的振动引起的干扰。
例如，阻尼构件360可以被配置为具有电活性材料的特性。阻尼构件360还可以包括具有压电材料的材料，以进一步增强振动产生装置的声压特性或触觉振动。例如，阻尼构件360可以包括有机和无机复合物。具有压电特性的材料可以是压电陶瓷，但不限于此。阻尼构件360可以包括介电弹性体和压电陶瓷材料。例如，阻尼构件360可以是其中介电弹性体与纤维型压电陶瓷材料混合的复合物。例如，阻尼构件360可以是其中具有低弹性模量的介电弹性体与具有高极化特性的压电陶瓷材料混合的复合物。例如，根据本公开的另一实施方式的阻尼构件360可以包括约5％至约50％的压电材料和约95％至约50％的介电弹性体。
包括在阻尼构件360中的压电材料可以是压电纤维或压电陶瓷纤维。例如，压电纤维的形状可以是四角形、圆柱形状和杆形中的至少一种，但实施方式不限于此。压电纤维的直径可以为约0.1μm至约500μm，但实施方式不限于此。根据本公开的实施方式，阻尼构件360可以包括丙烯酸基聚合物、硅酮基聚合物和环氧基聚合物中的至少一种。作为另一示例，阻尼构件360可以包括PVC、硅酮、PVC凝胶材料、PVDF凝胶材料和聚氨酯中的至少一种，但不限于此。例如，压电陶瓷材料可以包括具有钙钛矿型晶体结构的压电材料，诸如PZT、PMN-PT、PZT-PNN、BaTiO3或KNN，但实施方式不限于此。因此，由于阻尼构件360包括压电材料，所以可以进一步增强振动产生装置的振动特性和触觉振动。
阻尼构件360可以如下制造。陶瓷纤维可以以一定间隔布置在基板上。此外，可以在陶瓷纤维中提供弹性体并且可以将其固化。在这种状态下，可以通过在大气压下压缩陶瓷纤维来形成阻尼构件360。作为另一示例，可以通过使用毛细现象将弹性体注入到以一定间隔布置的陶瓷纤维中，从而形成阻尼构件360。然而，实施方式不限于此。
参照图4，第一压电构件至第三压电构件431、432、433可以接触第一电极210，但实施方式不限于此。例如，第一压电构件至第三压电构件431、432、433和第一电极210可以彼此隔开一定间隔或距离设置。例如，第一压电构件至第三压电构件431、432、433中的每个与第一电极210之间的间隔或距离可以为约3μm或更小，但实施方式不限于此。例如，当第一压电构件至第三压电构件431、432、433中的每一个与第一电极210之间的间隔或距离为约3μm或更小时，振动产生装置200的振动特性和触觉振动可以被进一步增强。
上面参照图4描述的阻尼构件360可以基本类似地应用于图2的实施方式。例如，图2的阻尼构件260可以包括介电弹性体和压电陶瓷。因此，可以进一步增强振动产生装置200的振动特性和触觉振动。
图5例示了根据本公开的另一实施方式的显示设备。图6是沿图5所示的线II-II'截取的截面图。
参照图5和图6，根据本公开的另一实施方式的显示设备30可以包括显示面板100、振动产生装置200、支撑构件300和连接构件400。除了振动产生装置200之外，根据本公开的另一实施方式的显示设备30可以与图1至图3的显示设备10相同，因此省略其详细描述。
根据本公开的另一实施方式的振动产生装置200可以包括：第一电极210，其设置在显示面板100下方；压电构件530，其设置在第一电极210下方；阻尼构件460，其设置在压电构件530附近；以及第二电极250，其设置在压电构件530下方。振动产生装置200还可以包括第三电极290，第三电极290设置成对应于阻尼构件460的下表面。除了阻尼构件460和第三电极290之外，根据本公开的另一实施方式的显示设备30的振动产生装置200可以与以上描述基本相似，因此省略其重复描述。
根据本公开的另一实施方式的振动产生装置200的阻尼构件460可以包括分散在其中的压电材料。例如，阻尼构件460可以包括有机和无机复合物。根据本公开的另一实施方式的阻尼构件460可以包括压电材料和介电弹性体。例如，根据本公开的另一实施方式的阻尼构件460可以包括约5％至约50％的压电材料和约50％至约95％的介电弹性体。例如，介电弹性体可以包括介电橡胶。例如，图3的描述可以等同地应用于介电弹性体。
包括在阻尼构件460中的压电材料可以是压电纤维或压电陶瓷纤维。压电纤维可以包括具有与上述压电构件230相同的钙钛矿型晶体结构的压电材料，但是实施方式不限于此。例如，压电纤维的直径可以为约0.1μm约500μm，但不限于此。压电纤维的形状可以是四边形、圆柱形状和棒状中的至少一种，但是可以不受限制地使用压电材料，只要它是纤维形式的压电材料即可。由于根据本公开的另一实施方式的阻尼构件460包括压电材料，可以进一步增强振动产生装置的振动特性。
根据本公开的另一实施方式的振动产生装置200还可以包括与阻尼构件460对应的第三电极290。例如，第三电极290可以设置为对应于阻尼构件460的下表面。例如，第三电极290可以与第二电极250间隔开一定间隔以不与第二电极250交叠。第三电极290可以包括与上述第一电极210和第二电极250中的每一个相同的材料。
例如，阻尼构件460可以设置在第一电极210和第三电极290之间，并且因此可以基于施加到其上的外部电力而独立于压电构件530的操作而独立地操作。因此，根据本公开的另一实施方式的阻尼构件460可以包括弹性体和压电纤维，从而增强振动特性或触觉振动。此外，由于还设置有用于驱动阻尼构件460的第三电极290，可以进一步增强阻尼构件460的有助于振动产生装置200的振动的振动特性或触觉振动。因此，阻尼构件460可以包括具有压电特性的材料，因此，通过显示面板100输出的声压可以基于由振动产生装置200产生的振动而增大，并且例如可以增大约2dB。
上面参照图5和图6所描述的阻尼构件460和第三电极290可以基本类似地应用于图2的实施方式。例如，图2的阻尼构件260可以包括介电弹性体和压电材料，并且第三电极可以被设置为对应于阻尼构件260。因此，可以进一步增强振动产生装置200的振动特性和触觉振动。
图7A至图7E例示了根据本公开的实施方式的制造振动产生装置的方法。
图7A至图7E例示了当压电构件为液体时的制造方法，但实施方式不限于此。下面将描述将图7A至图7E的制造方法应用于图3的振动产生装置的示例，并且图7A至图7E的制造方法可以基本类似地应用于制造图4至图6的振动产生装置的方法。
参照图7A，第一电极210可以形成在显示面板100或基板上。第一电极210可以通过溅射工艺形成，然后可以通过固化形成。作为另一示例，可以在其上涂覆导电浆料(paste)，然后，可以通过固化形成第一电极210。例如，导电浆料可以是银(Ag)浆料，但不限于此。
掩模M可以在其上设置有第一电极210的显示面板100或基板上对准，可以制备要设置压电构件230的区域(图7B)，并且压电构件230可以通过丝网印刷或条形涂覆而形成(图7C)。
可以去除掩模M，然后，可以形成作为阻尼构件260的聚合物(图7D)。例如，聚合物可以是聚氨酯或硅酮，但实施方式不限于此。阻尼构件260可以通过使聚合物固化而形成。此外，第二电极250可以形成在压电构件230上(图7E)。第二电极250可以由与第一电极210的材料相同的材料形成，但实施方式不限于此。例如，可以涂覆导电浆料，然后，通过固化导电浆料，可以形成第二电极250。例如，导电浆料可以是Ag浆料，但实施方式不限于此。多个第二电极251、252、253可以对应于第一压电构件至第三压电构件231、232、233。随后，可以形成覆盖第一电极210和第二电极250中的每一个的钝化层，因此，可以完成振动产生装置的制造过程。
例如，在设置包括图4和图6的曲面的突起部的压电构件的情况下，可以通过对压电构件进行图案化来形成曲面的突起部。例如，在图7C中，可以对准掩模，并且可以形成包括曲面的突起部的压电构件。例如，可以通过用掩模对曲面的突起部进行图案化来以一定角度形成压电构件。
因此，在根据本公开的实施方式的制造振动产生装置的方法中，可以通过在相邻的压电构件230之间形成阻尼构件260的过程来制造膜型振动产生装置，从而简化制造振动产生装置的过程，并缩短制造振动产生装置的时间。
图8A至图8E例示了根据本公开的另一实施方式的制造振动产生装置的方法。
图8A至图8E例示了当压电构件为条状或棒状时的制造方法，但实施方式不限于此。下面将描述将图8A至图8E的制造方法应用于图3的振动产生装置的示例，并且图8A至图8E的制造方法可以基本类似地应用于制造图4至图6的振动产生装置的方法。
根据本公开的实施方式的预处理可以混合和干燥陶瓷源材料，可以通过煅烧(例如，烧制)工艺使晶体结构结晶，并且可以通过至少一次执行模制工艺和烧结工艺来制造具有板状的无机材料母基板910。例如，无机材料母基板910可以包括具有钙钛矿型晶体结构的压电陶瓷。烧结工艺可以使用以下中的一个或更多个：热、压力和火花等离子体，但实施方式不限于此。
参照图8A，可以通过切割和/或类似方式在无机材料母基板910中沿长度方向形成凹槽。可以将聚合物960注入或涂覆在凹槽中(图8B)。可以通过诸如研磨和抛光之类的工艺来平坦化其上设置有聚合物960的表面中的不均匀表面。
可以通过诸如研磨等的工艺去除无机材料母基板910的下表面，并且可以形成压电构件230和阻尼构件260(图8D)。
第一电极210和第二电极250可以形成在压电构件230和阻尼构件260的上表面和下表面上(图8E)。多个第二电极251、252、253可以对应于第一压电构件至第三压电构件231、232、233。随后，可以形成覆盖第一电极210和第二电极250中的每一个的钝化层，因此，可以结束制造振动产生装置的过程。
例如，当设置图4和图6的包括曲面的突起部的压电构件时，曲面的突起部可以通过对压电构件进行图案化而形成。例如，在图8D中，可以对准掩模，并且可以形成包括曲面的突起部的压电构件。例如，可以通过用掩模对曲面的突起部进行图案化而以一定角度形成压电构件。
因此，在根据本公开的实施方式的振动产生装置的制造方法中，可以通过在相邻的无机材料母基板910之间形成阻尼构件260的过程来制造膜型振动产生装置，从而简化制造振动产生装置的过程，并缩短制造振动产生装置的时间。
图9A和图9B是用于描述根据本公开的实施方式的显示设备的构造的截面图。表1示出了根据本公开的显示设备的声压测量结果。图10是示出根据本公开的实施方式(包括图9A和图9B)的显示设备的声音输出特性的图。
在图9A和图9B中，已经通过执行在压电构件的侧表面与曲面的突起部相交的部分处从压电构件的一个侧表面开始绘制虚拟法线并且改变虚拟法线和第一电极之间改变角度“θ”的过程来测量显示设备的声音输出特性。
在表1和图10中，已通过振动产生装置200的第一电极210和第二电极250将输入正弦波形输入到压电构件430，在这种情况下，施加了20Vrms的电压。第一电极210和第二电极250包括银(Ag)，振动产生装置200使用PZT作为压电构件，并且阻尼构件使用PVC。已经在麦克风固定到与显示面板100的中央部分水平隔开约20cm的前向距离以对应于显示面板的中央部分的状态下对图10的声音输出特性进行测量。在图10中，横坐标轴表示以赫兹(Hz)为单位的频率，而纵坐标轴表示以分贝(dB)为单位的声压级(SPL)。
[表1]
Figure BDA0002338193490000221
参照表1和图10，在根据本公开的显示设备20中，当第一电极210与相对于曲面的突起部和压电构件430的侧表面之间的交点的虚拟法线之间的角度“θ”为约40度至约60度时，可以看出，在低音调声音频带、中音调声音频带、高音调声音频带中出现平坦的声音输出特性。在本公开的其中第一电极210与相对于曲面的突起部和压电构件230的侧表面之间的交点的虚拟法线之间的角度“θ”为约30度或约90度的实施方式中，可以看出，作为显示设备的清晰声音的最重要的约3kHz的声压降低。在本公开的其中第一电极210与相对于曲面的突起部和压电构件430的侧表面之间的交点的虚拟法线之间的角度“θ”为约40度至约60度的实施方式中，可以看出，与图9B的角度“θ”为约90度或约30度的显示设备相比，约3kHz的声压增加了约10dB至约30dB，并且在约1kHz至约20kHz处出现了均匀的声压特性。
例如，在本公开的其中第一电极210与相对于曲面的突起部和压电构件430的侧表面之间的交点的虚拟法线之间的角度“θ”为约40度的实施方式中，可以看出，与角度“θ”为约90度的显示设备相比，约3kHz的声压增加了约27dB。例如，在角度“θ”为约40度的情况下，可以看出，在约1kHz至约20kHz处出现均匀的声压特性，并且可以看出中音调声音频带和高音调声音频带中的声压特性增强。
例如，当第一电极210与相对于曲面的突起部和压电构件430的侧表面之间的交点的虚拟法线之间的角度“θ”为约40度时，可以减小振动到压电构件430的周边的传递，并且可以相当程度地增强在压电构件430中出现的振动分量中的与显示面板100的上表面相对应的线性度，从而增强声压特性。
图11A和图11B是根据本公开的实施方式的显示设备和根据比较例的显示设备的截面图。
图11A的显示设备例示了图4的显示设备。除了与图11A不同，不将压电构件430设置为多个而是设置为一个压电构件430来接触第一电极210之外，图11B的显示设备的压电构件被构造为与图11A的显示设备相同的显示设备。
在图11A的显示设备中，已将设定的交流(AC)电压施加到第一压电构件431、第二压电构件432和第三压电构件433，使得与第一压电构件至第三压电构件431、432、433中的每个相对应的显示面板100输出大于3kHz的高音调声音频带的声音S1、约1kHz至约3kHz的中音调声音频带的声音S2、和小于1kHz的低音调声音频带的声音S3。
图12是示出根据本公开的实施方式的显示设备的声音输出特性和根据比较例的显示设备的声音输出特性的图。
图12是示出图11A和图11B中的每一个的显示设备的声音输出特性的图。在图12中，实线表示根据本公开的实施方式的显示设备的声音输出特性，而虚线表示根据比较例的显示设备的声音输出特性。例如，参照图4描述根据本公开的实施方式的显示设备，并且即使当应用图3和图6的振动产生装置时，也可以获得相同或相似的效果。
参照图12，与根据比较例的显示设备相比，可以看出，根据本公开的实施方式的显示设备示出高声压特性。例如，与根据比较例的显示设备相比，可以看出，根据本公开的实施方式的显示设备的声压级在低音调声音频带内的约200Hz或更低处被增强。例如，与根据比较例的显示设备的声压级相比，可以看出，根据本公开的实施方式的显示设备的声压级在约200Hz处增加了约15dB。
例如，与根据比较例的显示设备的声压级相比，可以看出，根据本公开的实施方式的显示设备的声压级在中音调声音频带内的约3kHz或更低处增加了约10dB或更大。
例如，可以看出，根据比较例的显示设备的声压级在高音调声音频带内的约3kHz或更高处降低。例如，与根据比较例的显示设备的声压级相比，可以看出，根据本公开的实施方式的显示设备的声压级在约3kHz或更高的高声音频带中增加了约8dB至约30dB。
参照图12，在根据本公开的实施方式的显示设备中，可以看出，高音调声音频带、中音调声音频带和低音调声音频带通过第一压电构件431、第二压电构件432和第三压电构件433彼此分离开。在根据本公开的实施方式的显示设备中，可以看到，基于第一压电构件431、第二压电构件432和第三压电构件433的独立驱动而输出立体声特性。在根据比较例的显示设备中，可以看出，声压级在高音调声音频带和低音调声音频带中降低。
因此，根据本公开的实施方式的显示设备可以包括多个振动产生装置200，并且振动产生装置可以包括输出具有不同频率范围的声音的多个声音产生装置，从而提供在低声音频带到高声音频带中增强声压级的显示设备。例如，可以提供与显示面板100的第一部分、第二部分和第三部分相对应的第一压电构件431、第二压电构件432和第三压电构件433，从而提供用于实现高音调声音频带、中音调声音频带和低音调声音频带的立体声的显示设备。因此，根据本公开的实施方式的振动产生装置可以使用由阻尼构件分开的振动板，并且因此可以使图像与声音匹配以输出本地振动，从而基于显示面板的位置或一部分来实现不同声音频带的振动。另外，可以实现由阻尼构件分开的振动板，从而提供一种基于显示面板的位置使图像与声音匹配的振动产生装置。
图13A和图13B例示了根据本公开的实施方式的显示设备的触觉特性以及根据比较例的显示设备的触觉特性。
为了评估图13A和图13B中的显示设备的触觉特性，图13A的显示设备被配置为与图11A的显示设备相同，并且图13B的显示设备被配置为与图11B的显示设备相同。在图13A和图13B中，为了仅通过振动产生装置200的第一压电构件431输出触觉振动，已经通过第一电极210和第二电极250将输入正弦波形输入到第一压电构件431，并且在这种情况下，将施加20Vrms的电压。例如，参照图4描述根据本公开的实施方式的显示设备，并且即使当应用图3和图6的振动产生装置时，也可以获得相同或相似的效果。
参照图13A中的根据本公开的实施方式的触觉特性的测量结果，在根据本公开的实施方式的显示设备中，在与第一压电构件431相对应的显示面板区域中测量到约2.8G的加速度值，在与未施加电压的第二压电构件432相对应的显示面板区域中测量到约0.7G的加速度值，并且在与未施加电压的第三压电构件433相对应的显示面板区域中测量到约0.9G的加速度值。
参照图13B中的比较例的触觉特性测量结果，在根据比较例的显示设备中的与第一压电构件431相对应的显示面板区域中测量到约3.2G的加速度值，这比根据本公开的实施方式的显示设备高0.4G。在根据比较例的显示设备中，在与第二压电构件432相对应的显示面板区域中测量到约2.1G的加速度测量值，并且在与第三压电构件433相对应的显示面板区域中测量到约3.5G的加速度测量值。
参照图13A和图13B，在根据本公开的实施方式的显示设备中，可以看出，当将用于触觉反馈的电压施加到第一压电构件至第三压电构件431、432、433时，基于与第一压电构件至第三压电构件431、432、433相对应的显示面板100独立地输出触觉反馈。因此，根据本公开的实施方式的振动产生装置可以包括触觉装置，并且可以看出，触觉装置独立于另一相邻触觉装置地被驱动以输出不同的触觉振动。例如，根据本公开的实施方式的振动产生装置可以使用通过阻尼构件分开的振动板，从而可以在不同位置处输出不同的本地振动，从而实现具有基于显示面板的位置或一部分而变化的振动特性的触觉振动。此外，可以实现通过阻尼构件分开的振动板，从而提供输出根据显示面板的位置而变化的触觉振动的触觉装置。
例如，即使当根据本公开的实施方式的显示设备包括单个振动产生装置200时，根据本公开的实施方式的显示设备可以包括第一压电构件至第三压电构件431、432、433和与其对应的多个第二电极251、252、253。第一压电构件至第三压电构件431、432、433可以被设置为具有自由图案，因此可以具有高度的设计自由度，从而根据本公开的实施方式的显示设备可以具有增强的用于独立控制本地触觉特征的效果。
图14A至图14C例示了根据本公开的实施方式的显示设备。
参照图14A，根据本公开的实施方式的振动产生装置200可以应用于包括显示面板100的柔性显示设备或商用显示设备，该显示面板100包括可以为凹或凸的多个曲面表面部分CSP1至CSP5。例如，振动产生装置200可以被实现为弯曲成具有与显示面板100的曲面表面部分CSP1至CSP5中的每个的凸部或凹部相对应的曲率值(例如，曲率半径)的形状，并且可以位于显示面板100的曲面表面部分CSP1至CSP5中的每个的凸部或凹部处。作为另一示例，振动产生装置200可以被实现为与显示面板100的曲面表面部分CSP1至CSP5中的每个相对应的曲率值(例如，曲率半径)的形状，并且可以在显示面板100的整个(全部)后表面上。
参照图14B，根据本公开的实施方式的振动产生装置200可以应用于包括以螺旋方式缠绕或解绕的显示面板100的可卷曲显示设备。例如，振动产生装置200可以被实现为具有可以被螺旋卷绕或解绕的显示面板100的曲率值(例如，曲率半径)的形状，并且多个振动产生装置200可以以一定间隔布置在显示面板100的后表面上。作为另一示例，振动产生装置200可以被实现为与可以被螺旋卷绕或解绕的显示面板100的曲率值(例如，曲率半径)相对应的形状，并且可以设置在显示面板100的整个后表面上。
参照图14C，根据本公开的实施方式的振动产生装置200可以应用于包括可弯曲成“C”形的显示面板100的可穿戴显示设备，并且可围绕用户的手腕卷绕。例如，振动产生装置200可以被实现为具有螺旋卷绕或解绕的显示面板100的曲率值(例如，曲率半径)的形状，并且多个振动产生装置200可以以一定间隔布置在显示面板100的后表面上。作为另一示例，振动产生装置200可以被实现为与可弯曲成“C”形的显示面板100的曲率值(例如，曲率半径)相对应的形状，并且可以设置在显示面板100的整个(或全部)后表面上。
根据本公开的实施方式的振动产生装置可以应用于显示设备。根据本公开的实施方式的显示设备可以应用于移动设备、视频电话、智能手表、手表电话、可穿戴设备、可折叠设备、可卷曲设备、可弯曲设备、柔性设备、曲面设备、便携式多媒体播放器(PMP)、个人数字助理(PDA)、电子记事本、台式个人计算机(PC)、膝上型PC、上网本计算机、工作站、导航设备、汽车导航设备、汽车显示设备、用于影院的设备、电视、墙纸显示设备、标牌设备、游戏机、笔记本计算机、监视器、相机、便携式摄像机、家用电器等。此外，根据本公开的实施方式的振动产生装置可以应用于有机发光照明装置或无机发光照明装置。当根据本公开的振动产生装置被应用于照明装置时，振动产生装置可以充当照明器或扬声器。
将描述根据本公开的实施方式的振动产生装置和包括该振动产生装置的显示设备。
根据本公开的实施方式的显示设备可以包括：被配置为显示图像的显示面板和在显示面板的后表面上的多个振动产生装置，显示面板是被配置为输出声音的振动板和被配置为输出触觉振动的振动板中的至少一个，多个振动产生装置中的每一个包括在显示面板下方的第一电极、在第一电极下方的压电构件、在压电构件周边的阻尼构件、以及在压电构件下方的第二电极。
根据本公开的一些实施方式，阻尼构件可以围绕压电构件的至少一部分。
根据本公开的一些实施方式，阻尼构件可以在压电构件之间。
根据本公开的一些实施方式，相对于多个振动产生装置，第一电极可以设置为一体。
根据本公开的一些实施方式，第二电极可以独立地设置为对应于多个振动产生装置中的每一个。
根据本公开的一些实施方式，压电构件可以包括突起部，该突起部包括在压电构件的表面上的曲面表面部分，并且突起部设置成面对第一电极。
根据本公开的一些实施方式，压电构件可以包括压电材料、粘合压电材料的粘合剂、以及分散多个压电材料的表面处理剂。
根据本公开的一些实施方式，压电材料可以是具有钙钛矿型结构的压电材料。
根据本公开的一些实施方式，粘合剂可以包括介电弹性体。
根据本公开的一些实施方式，阻尼构件可具有低于压电构件的弹性模量的弹性模量。
根据本公开的一些实施方式，阻尼构件可以包括分散在阻尼构件中的压电材料。
根据本公开的一些实施方式，压电材料可以包括压电纤维。
根据本公开的一些实施方式，显示设备还可以包括与阻尼构件的下表面相对应的第三电极。
根据本公开的一些实施方式，多个振动产生装置可以是可以输出具有不同频率范围的声音的多个声音产生装置。
根据本公开的一些实施方式，多个振动产生装置可以是多个触觉装置，并且多个触觉装置中的每一个可以被配置为独立于另一相邻触觉装置的触觉振动而操作。
根据本公开的实施方式的振动产生装置包括在第一电极下方的压电构件，被配置为围绕压电构件的至少一部分的阻尼构件，以及在压电构件下方的第二电极。
根据本公开的一些实施方式，阻尼构件可以包括弹性体。
根据本公开的一些实施方式，阻尼构件的弹性模量可以低于压电构件的弹性模量。
根据本公开的一些实施方式，阻尼构件可以包括弹性体和压电陶瓷纤维。
根据本公开的实施方式的显示设备可以包括：显示面板，其被配置为显示图像；以及多个振动产生装置，其在显示面板的后表面上，多个振动产生装置被配置为使显示面板振动以产生振动，其中多个振动产生装置中的每一个包括在显示面板下方的第一电极、在第一电极下方的多个压电构件、具有不同振动特性的多个压电构件、以及在多个压电构件下方的第二电极。
根据本公开的一些实施方式，第二电极可以被设置为多个，第二电极可以对应于多个压电构件。
根据本公开的一些实施方式，显示设备还可以包括在多个压电构件之间的阻尼构件。
根据本公开的一些实施方式，显示设备还可以包括在多个压电构件之间的阻尼构件，阻尼构件包括压电材料。
根据本公开的一些实施方式，显示设备还可以包括与阻尼构件相对应的第三电极。
根据本公开的一些实施方式，多个振动产生装置中的每一个可以包括可以输出低音调声音频带、中音调声音频带和高音调声音频带的声音的多个声音产生装置。
根据本公开的一些实施方式，多个振动产生设备中的每个可以包括多个触觉装置，并且多个触觉装置中的每个被配置为独立于另一相邻触觉装置的触觉振动而操作。
本公开可以提供一种振动产生装置，其实现低音调声音频带、中音调声音频带和高音调声音频带的立体声并且基于显示面板的位置执行触觉输出。
本公开可以提供一种显示设备，该显示设备通过使用振动产生装置来增强声音输出特性，实现低音调声音频带、中音调声音频带和高音调声音频带的立体声，并基于显示面板的位置执行触觉输出。
本公开的上述特征、结构和效果包括在本公开的至少一个实施方式中，但不仅限于仅一个实施方式。此外，本领域技术人员可以通过对其它实施方式的组合或修改来实现在本公开的至少一个实施方式中描述的特征、结构和效果。因此，与组合和修改相关联的内容应被解释为在本公开的范围内。
对于本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开的技术思想或范围的情况下，可以对本公开的振动产生装置和包括该振动产生装置的显示设备进行各种修改和变化。因此，可以旨在本公开覆盖本公开的修改和变化，只要它们落入所附权利要求及其等同物的范围内。
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年12月31日提交的韩国专利申请No.10-2018-0174267和于2019年12月4日提交的韩国专利申请No.10-2019-0159972的权益，其通过引用合并于此，如同在本文中完全阐述一样。

Claims (10)

1.一种显示设备，该显示设备包括：
显示面板，所述显示面板被配置为显示图像；以及
多个振动产生装置，所述多个振动产生装置在所述显示面板的后表面上，所述显示面板是被配置为输出声音的振动板和被配置为输出触觉振动的振动板中的至少一个，
其中，所述多个振动产生装置中的每一个包括：
在所述显示面板下方的第一电极；
在所述第一电极下方的压电构件；
在所述压电构件周边的阻尼构件；以及
在所述压电构件下方的第二电极。
2.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述阻尼构件围绕所述压电构件的至少一部分。
3.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述阻尼构件在所述压电构件之间。
4.根据权利要求1所述的显示设备，其中，相对于所述多个振动产生装置，所述第一电极被设置为一体。
5.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述第二电极被独立地设置为对应于所述多个振动产生装置中的每一个。
6.根据权利要求1所述的显示设备，其中：
所述压电构件包括在所述压电构件的表面上包括曲面表面部分的突起部；并且
所述突起部被设置为面对所述第一电极。
7.根据权利要求6所述的显示设备，其中，所述第一电极与相对于所述突起部和所述压电构件的侧表面之间的交点的虚拟法线之间的角度在从40度到60度的范围内。
8.根据权利要求1所述的显示设备，其中，所述多个振动产生装置形成为膜形状。
9.一种振动产生装置，该振动产生装置包括：
压电构件，所述压电构件在第一电极下方；
阻尼构件，所述阻尼构件被配置为围绕所述压电构件的至少一部分；以及
第二电极，所述第二电极在所述压电构件下方。
10.一种显示设备，该显示设备包括：
显示面板，所述显示面板被配置为显示图像；以及
多个振动产生装置，所述多个振动产生装置在所述显示面板的后表面上，所述多个振动产生装置被配置为使所述显示面板振动以产生振动，
其中，所述多个振动产生装置中的每一个包括：
在所述显示面板下方的第一电极；
在所述第一电极下方的多个压电构件，所述多个压电构件具有不同的振动特性；以及
在所述多个压电构件下方的第二电极。
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