CN112346592A - 显示装置 - Google Patents

显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112346592A
CN112346592A CN202010786158.1A CN202010786158A CN112346592A CN 112346592 A CN112346592 A CN 112346592A CN 202010786158 A CN202010786158 A CN 202010786158A CN 112346592 A CN112346592 A CN 112346592A
Authority
CN
China
Prior art keywords
vibrator
sub
main
vibration wave
vbr
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010786158.1A
Other languages
English (en)
Inventor
吴濬鹤
李在彬
元秉喜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Display Co Ltd
Original Assignee
Samsung Display Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Display Co Ltd filed Critical Samsung Display Co Ltd
Publication of CN112346592A publication Critical patent/CN112346592A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
    • H02N2/001—Driving devices, e.g. vibrators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
    • H02N2/0005—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing non-specific motion; Details common to machines covered by H02N2/02 - H02N2/16
    • H02N2/0075—Electrical details, e.g. drive or control circuits or methods
    • H02N2/008—Means for controlling vibration frequency or phase, e.g. for resonance tracking
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/01—Indexing scheme relating to G06F3/01
    • G06F2203/014—Force feedback applied to GUI

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

提供了一种显示装置。所述显示装置包括：显示面板；主振动器，设置在显示面板上并且被构造为生成主振动波；以及多个子振动器，设置在显示面板上并且与主振动器分隔开，并且多个子振动器被构造为分别生成子振动波，其中，多个子振动器包括：第一子振动器，在平面图中设置在与主振动器相距第一距离处，第一子振动器被构造为生成第一子振动波；以及第二子振动器，在平面图中设置在与主振动器相距第二距离处，第二子振动器被构造为生成具有与第一子振动波不同的相位的第二子振动波，其中，第二距离与第一距离不同。

Description

显示装置
本申请要求于2019年8月9日提交的第10-2019-0097421号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请出于所有目的通过引用包含于此，如同在这里充分地阐述一样。
技术领域
发明的示例性实施例通常涉及一种显示装置，更具体地，涉及一种具有精确的振动控制的显示装置。
背景技术
向用户提供图像的电子设备(诸如智能电话、平板PC、数字相机、膝上型计算机、车辆导航装置和智能电视)包括用于显示图像的显示装置。显示装置包括用于生成并显示图像的显示面板和各种输入装置。
已经开发了显示装置，以便向用户提供诸如视觉界面、听觉界面和触觉界面的各种物理用户界面(UI)作为响应于触摸的反馈。其中，作为触觉反馈方法的触觉反馈是基于在各种图形环境中发生的事件或交互来向用户输出物理力的方法。当触摸被显示装置检测到时，振动施加到用户，以传达触觉感觉。
显示装置可以包括振动器，以提供触觉反馈。然而，当振动器的振动不足时或者当振动发生在除了触摸区域之外的区域中时，难以提供精确的触觉反馈。
本背景技术部分中公开的上述信息仅用于理解发明构思的背景技术，因此，它可以包含不构成现有技术的信息。
发明内容
根据发明的示例性实施例构造的装置提供了一种能够执行精确的振动控制的显示装置。
将在下面的描述中阐述发明构思的附加特征，发明构思的附加特征将通过描述部分地变得清楚，或者可以通过实践发明构思而习得。
根据发明的一个或更多个实施例，一种显示装置包括显示面板；主振动器，设置在显示面板上并且被构造为生成主振动波；以及多个子振动器，设置在显示面板上并且与主振动器分隔开，并且多个子振动器被构造为分别生成子振动波，其中，多个子振动器包括第一子振动器，在平面图中设置在与主振动器相距第一距离处，第一子振动器被构造为生成第一子振动波；以及第二子振动器，在平面图中设置在与主振动器相距第二距离处，第二子振动器被构造为生成具有与第一子振动波的相位不同的相位的第二子振动波，其中，第二距离与第一距离不同。
主振动波的相位可以与第一子振动波的相位和第二子振动波的相位不同。
主振动波、第一子振动波和第二子振动波可以具有相同的波长。
第一子振动波的相位与主振动波的相位之间的差(Δθ1)可以满足下面的等式1：Δθ1＝180°×n-(360°×d1)/λ，第二子振动波的相位与主振动波的相位之间的差(Δθ2)可以满足下面的等式2：Δθ2＝180°×n-(360°×d2)/λ，其中，n为整数，d1为主振动器与第一子振动器之间的第一距离，d2为主振动器与第二子振动器之间的第二距离，λ为主振动波、第一子振动波和第二子振动波的波长。
第一距离和第二距离中的每个可以比波长的一半小。
第一子振动波的相位与主振动波的相位之间的差可以比0°大且比180°小，并且第二子振动波的相位与主振动波的相位之间的差可以比0°大且比180°小。
第一子振动波和第二子振动波可以被构造为与主振动波相消干涉。
显示装置还可以包括：相位控制器，被构造为控制提供给第一子振动器和第二子振动器中的每个和主振动器的AC电压的相位。
第一主振动器的最大振幅可以比第一子振动器的最大振幅或第二子振动器的最大振幅大。
多个子振动器至少可以部分地围绕主振动器。
主振动器可以在平面图中设置在显示面板的中心区域中，并且多个子振动器可以在平面图中沿着显示面板的边缘设置。
显示装置还可以包括与显示面板叠置的覆盖面板，显示面板可以包括显示表面和与显示表面相对的相对表面，覆盖面板可以设置在显示面板的相对表面上，并且主振动器和子振动器可以附接在覆盖面板上。
显示装置还可以包括设置在显示面板的显示表面上的触摸构件。
主振动器和子振动器中的每个可以包括压电元件和激励器中的至少一个。
主振动器可以在平面图中包括彼此分隔开的第一主振动器和第二主振动器。
多个子振动器在平面图中可以围绕第一主振动器和第二主振动器。
在平面图中，子振动器可以不设置在第一主振动器与第二主振动器之间。
第一主振动器可以被构造为在第一驱动模式期间生成第一主振动波，并且第二主振动器可以被构造为在第一驱动模式期间生成振动波以抵消第一主振动波。
第一主振动器可以被构造为在第二驱动模式期间生成第一主振动波，并且第二主振动器可以被构造为在第二驱动模式期间生成与第一主振动波相长干涉的第二主振动波。
根据发明的一个或更多个实施例，一种显示装置包括：显示面板；第一振动器，设置在显示面板上；以及第二振动器，设置在显示面板上并且与第一振动器分隔开，第二振动器的振动波的相位与第一振动器的振动波的相位之间的差(Δθ)满足下面的等式：Δθ＝180°×n-(360°×d)/λ，n为整数，d为第一振动器与第二振动器之间的距离，λ为第一振动器的振动波和第二振动器的振动波的波长。
根据依据示例性实施例的显示装置，由每个振动器生成的振动波根据多个振动器的间隔距离有效地干涉，从而能够进行精确的振动控制。因此，能够通过使用多个振动器来执行精确的触觉操作或声音控制。
应当理解，前面的总体描述和后面的详细描述都是示例性的和说明性的，并且意在提供对要求保护的发明的进一步说明。
附图说明
附图被包括以提供对发明的进一步理解，附图包含在本说明书中并构成本说明书的一部分，附图示出了发明的示例性实施例并且和描述一起用于说明发明构思。
图1是根据示例性实施例的显示装置的透视图。
图2是图1的显示装置的剖视图。
图3是根据示例性实施例的覆盖面板和振动器的布局图。
图4是根据示例性实施例的压电元件的剖视图。
图5是用于说明压电元件的操作特性的概念图。
图6是根据示例性实施例的激励器的分解透视图。
图7是根据另一示例性实施例的激励器的透视图。
图8是示出一个振动器的振动波的振幅与距离之间的关系的曲线图。
图9是示出当振动器操作时在一定距离处的介质中随着时间的流逝的振动波形的曲线图。
图10和图11是示出两个振动器的振动波的叠加波形根据相位差的曲线图。
图12是示出根据示例性实施例的主振动器和子振动器的布置以及它们的振动波的示意图。
图13是示出振动波的振动强度(或位移)根据距离的曲线图。
图14是示出重力等效(G)值与相位差之间的关系的曲线图。
图15是示出log(G)值与相位差之间的关系的曲线图。
图16是示出分贝级与相位差之间的关系的曲线图。
图17是根据另一示例性实施例的覆盖面板和振动器的布局图。
图18是根据又一示例性实施例的覆盖面板和振动器的布局图。
图19是根据又一示例性实施例的覆盖面板和振动器的布局图。
图20是根据又一示例性实施例的覆盖面板和振动器的布局图。
图21是根据又一示例性实施例的覆盖面板和振动器的布局图。
图22是根据又一示例性实施例的覆盖面板和振动器的布局图。
图23是示出根据示例性实施例的显示装置的触觉界面提供方法的表。
图24是示出设置有图23的触觉界面的显示装置的应用执行屏幕的图。
具体实施方式
在下面的描述中，出于说明的目的，阐述了许多具体细节以提供对发明的各种示例性实施例或实施方式的透彻理解。如这里所使用的，“实施例”和“实施方式”是可互换的词，其是采用这里所公开的发明构思中的一个或更多个的装置或方法的非限制性示例。然而，明显的是，可以在没有这些具体细节或具有一个或更多个等效布置的情况下实践各种示例性实施例。在其它情况下，为了避免使各种示例性实施例不必要地模糊，以框图形式示出了公知的结构和装置。此外，各种示例性实施例可以是不同的，但是不必排它。例如，在不脱离发明构思的情况下，可以在另一示例性实施例中使用或者实现示例性实施例的具体形状、构造和特性。
除非另有说明，否则示出的示例性实施例将被理解为提供发明构思可以实际上以其实现的一些方式的变化的细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离发明构思的情况下，可以将各个实施例的特征、组件、模块、层、膜、面板、区域和/或方面等(在下文中单独地或共同地称为“元件”或“多个元件”)进行另外组合、分离、互换和/或重新布置。
通常在附图中提供交叉影线和/或阴影的使用以使相邻元件之间的边界清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在或不存在都不能表达或表示对元件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的元件之间的共性和/或任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大元件的尺寸和相对尺寸。当示例性实施例可以不同地实施时，可以与所描述的顺序不同地执行具体工艺顺序。例如，可以基本同时执行或以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的元件。
当元件或层被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时，该元件或层可以直接在所述另一元件或层上、直接连接到或直接结合到所述另一元件或层，或者可以存在中间元件或中间层。然而，当元件或层被称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件或层时，不存在中间元件或中间层。为此，术语“连接”可以指具有或不具有中间元件的物理连接、电连接和/或流体连接。此外，D1轴、D2轴和D3轴不限于直角坐标系的诸如x轴、y轴和z轴的三个轴，并且可以以更广泛的含义进行解释。例如，D1轴、D2轴和D3轴可以彼此垂直或者可以表示彼此不垂直的不同方向。为了本公开的目的，“X、Y和Z中的至少一个(种/者)”以及“选自由X、Y和Z组成的组中的至少一个(种/者)”可以被解释为仅X、仅Y、仅Z、或者X、Y和Z中的两个(种/者)或更多个(种/者)的任何组合，诸如以XYZ、XYY、YZ和ZZ为例。如这里所使用的，术语“和/或”包括相关所列项中的一个或更多个的任何组合和所有组合。
尽管这里可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种类型的元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语用于将一个元件与另一元件区分开。因此，在不脱离公开的教导的情况下，下面讨论的第一元件可以被称为第二元件。
为了描述性目的，可以在这里使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“在……下”、“下”、“在……上方”、“上”、“在……之上”、“较高的”以及“侧”(例如，如在“侧壁”中)等的空间术语，由此来描述如附图中所示的一个元件与另一(其它)元件的关系。除了附图中所描绘的方位之外，空间相对术语旨在包括设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它元件或特征“下方”或“之下”的元件随后将被定位“在”所述其它元件或特征“上方”。因此，示例性术语“在……下方”可以包括上方和下方两种方位。此外，设备可以被另外定位(例如，旋转90度或在其它方位处)，如此，相应地解释在这里使用的空间相对描述语。
这里使用的术语是为了描述特定实施例的目的，而不意图进行限制。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一”、“一个(种/者)”和“所述(该)”也旨在包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包括”、“包含”和/或它们的变形时，说明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组，但是不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里所使用的，术语“基本”、“大约(约)”和其它类似术语被用作近似的术语而不被用作程度的术语，如此，它们被用来解释将被本领域的普通技术人员认识到的测量值、计算值和/或提供值的固有偏差。
除非另外定义，否则这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开作为其一部分的领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。术语(诸如在通用词典中定义的术语)应该被解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义，而不应该以理想的或过于形式化的含义进行解释，除非这里明确地如此定义。
图1是根据示例性实施例的显示装置的透视图。
参照图1，显示装置1显示运动图像或静止图像。显示装置1的示例可以包括提供显示屏幕的移动电话、智能电话、平板个人计算机(PC)、电子手表、智能手表、手表电话、移动通信终端、电子笔记本、电子书、便携式多媒体播放器(PMP)、车辆导航装置、游戏机、数码相机、电视机、膝上型计算机、监视器、广告牌以及物联网装置等。
显示装置1包括有效区域AAR和非有效区域NAR。有效区域AAR是其中实现显示装置1的主要功能的区域并且可以包括用于显示屏幕的显示区域。有效区域AAR还可以包括用于感测触摸输入的触摸区域。显示区域可以包括多个像素，触摸区域可以包括多个触摸感测单元。显示区域和触摸区域可以在厚度方向上彼此叠置。有效区域AAR可以具有矩形形状、正方形形状、其它多边形形状、圆形形状或椭圆形形状等，但是本公开的示例性实施例不限于此。有效区域AAR也可以包括两个或更多个平面。例如，显示装置1可以弯曲、折叠或者卷曲，使得有效区域AAR设置在多个平面上。
非有效区域NAR可以设置在有效区域AAR周围。非有效区域NAR可以是边框区域。屏幕可以不显示在非有效区域NAR中。也就是说，非有效区域NAR可以包括显示装置1的非显示区域。非有效区域NAR可以不包括触摸区域(即，为非触摸区域)，但是本公开的示例性实施例不限于此。触摸单元或压力传感器可以设置在非有效区域NAR的至少一部分上，以根据触摸或加压来检测输入信号。在非有效区域NAR中，可以设置用于将信号施加到有效区域AAR(显示区域或触摸区域)的信号线或驱动电路。
非有效区域NAR可以设置为围绕有效区域AAR。当有效区域AAR具有矩形形状时，非有效区域NAR可以具有围绕矩形的矩形框形状。当有效区域AAR具有圆形形状时，非有效区域NAR可以具有围绕圆形的圆环形状。然而，本公开的示例性实施例不限于此。如在无边框的显示装置1中，显示装置1的整个表面在厚度方向上可以仅由有效区域AAR形成，使得不存在非有效区域NAR。可选地，非有效区域NAR可以仅设置在有效区域AAR的侧面的一部分上，有效区域AAR本身可以在侧面的其它部分上形成显示装置1的边缘而没有非有效区域NAR。
图2是图1的显示装置的剖视图。参照图2，显示装置1可以包括显示面板10、设置在显示面板10的一个表面(图中的上侧)上的触摸构件20以及设置在显示面板10的另一表面(图中的下侧)上的振动构件(也被称为振动器)VBR。
显示面板10用于提供显示屏幕。显示面板10包括作为屏幕的基本单元的多个像素。显示面板10的示例可以包括有机发光显示面板、微型LED显示面板、纳米LED显示面板、量子点发光显示面板、等离子体显示面板、场发射显示面板、电润湿显示面板、液晶显示面板以及电泳显示面板等。
当显示面板10是诸如有机发光显示面板的发光面板时，显示面板10可以包括第一电极(例如，阳极)、第二电极(例如，阴极)和插置在第一电极与第二电极之间的发光层。当发光面板是有源型时，显示面板10可以包括用于驱动每个像素的驱动电路(诸如薄膜晶体管等)。第一电极可以是为每个像素设置的像素电极，第二电极可以是设置在多个像素之上的共电极。发光层可以是有机发光层、微米LED(micro LED)、纳米LED(nano LED)、量子点层或荧光层等。
当显示面板10是诸如液晶显示面板10的光接收面板时，显示装置1还包括诸如背光单元的光提供构件。显示面板10可以包括用于生成电场的第一电极和第二电极以及透光率控制构件。透光率控制构件的行为可以通过由第一电极和第二电极生成的电场来控制。当光接收面板是有源型时，显示面板10可以包括用于驱动每个像素的驱动电路(诸如薄膜晶体管)。第一电极可以是为每个像素设置的像素电极，第二电极可以是设置在多个像素之上的共电极。透光率控制构件可以是液晶层或遮光电泳颗粒等。
显示面板10可以是刚性的或柔性的。刚性显示面板10可以使用刚性基底(诸如玻璃基底)作为基体基底。柔性显示面板10可以弯曲、折叠或者卷曲。在柔性显示面板10的情况下，可以使用能够弯曲的柔性塑料(诸如聚酰亚胺或超薄玻璃)作为基体基底的材料。
触摸构件20可以设置在显示面板10的一个表面上。显示面板10的一个表面可以是位于显示方向上的表面(或显示表面)。触摸构件20包括多个触摸单元。每个触摸单元可以由一个或多个触摸电极限定。触摸构件20的触摸单元的尺寸可以比像素的尺寸大。触摸单元可以具有例如一边为约4mm的菱形形状或正方形形状，但是本公开的示例性实施例不限于此。触摸构件20可以通过自电容方法或互电容方法来识别触摸手势是否发生，但是本公开的示例性实施例不限于此。
触摸构件20可以以面板或膜的形式设置。触摸构件20可以通过第一透明结合层61(诸如光学透明粘合剂(OCA)或光学透明树脂(OCR))附接到显示面板10的一个表面。在另一实施例中，触摸构件20可以一体地设置在显示面板10内部。例如，触摸电极可以形成在构成显示面板10的发光元件的电极上，以用作触摸构件20。可选地，构成发光元件的电极中的至少一个电极(例如，作为有机发光显示面板的阴极电极的第二电极)可以一起用作触摸电极，以用作触摸构件20。
窗口构件30可以进一步设置在触摸构件20上。窗口构件30可以覆盖并保护显示面板10。窗口构件30可以通过第二透明结合层62(诸如光学透明粘合剂(OCA)或光学透明树脂(OCR))附接到触摸构件20的一个表面。窗口构件30可以比显示面板10大，并且窗口构件30的边缘可以从显示面板10的边缘突出。
窗口构件30可以包括窗口基底31和印刷层32。
窗口基底31可以由透明材料制成。窗口基底31可以形成为包括例如玻璃或塑料。当窗口基底31包括塑料时，窗口基底31可以具有柔性性质。
印刷层32可以设置在窗口基底31上。印刷层32可以设置在窗口基底31的一个表面和/或另一表面上。印刷层32可以设置在窗口基底31的边缘部分上并且可以设置在非有效区域NAR上。印刷层32可以是赋予美学吸引力(aesthetic appeal)的装饰层和/或最外黑矩阵层。
振动构件VBR可以设置在显示面板10的所述另一表面上。显示面板10的所述另一表面可以是显示面板10的用作显示表面的一个表面的相对表面。振动构件VBR可以设置为与显示面板10的所述另一表面(背表面)接触。这里，振动构件VBR设置在显示面板10的所述另一表面上的事实不仅包括其中振动构件VBR直接设置在显示面板10的所述另一表面上的情况，而且还包括其中振动构件VBR设置在显示面板10的所述另一表面上且在它们之间插置有另一层或面板的情况。此外，可以解释为振动构件VBR与显示面板10的所述另一表面接触的事实不仅包括其中振动构件VBR与显示面板10的所述另一表面直接接触的情况，而且还包括其中振动构件VBR通过其它构件(诸如结合层)与显示面板10的所述另一表面接触的情况。
在一个示例性实施例中，显示装置1还可以包括设置在显示面板10的所述另一表面上的覆盖面板40。覆盖面板40可以通过面板之间的结合层63(包括粘合剂等)附接到显示面板10的所述另一表面。结合层63可以设置在覆盖面板40的一个表面上。当显示装置1包括覆盖面板40时，振动构件VBR可以设置在覆盖面板40的与所述结合层63背对的另一表面上或者附接到覆盖面板40的与所述结合层63背对的另一表面。在下文中，作为示例将描述其中振动构件VBR附接到被设置为叠置在显示面板10的所述另一表面上的覆盖面板40的情况，但是本公开的示例性实施例不限于此。在没有覆盖面板40的情况下，振动构件VBR直接附接在显示面板10的所述另一表面上。可选地，振动构件VBR可以设置在覆盖面板40的外围中或者设置在被孔暴露的区域中，并且可以直接附接到显示面板10的所述另一表面。此外，振动构件VBR可以设置在显示面板10与覆盖面板40之间或者在覆盖面板40内部。
覆盖面板40可以包括至少一个功能层。功能层可以是执行散热功能、电磁屏蔽功能、接地功能、缓冲功能、刚性增强功能、支撑功能、粘合功能、压力感测功能和/或数字化功能等的层。功能层可以是片层、膜层、薄膜层、涂层、面板或板等。一个功能层可以由单层或者多个薄膜或涂层的堆叠构成。功能层可以是例如支撑基底、散热层、电磁屏蔽层、冲击吸收层、结合层、压力传感器或数字化仪(digitizer)等。
振动构件VBR可以包括彼此分隔开的多个振动器VBR。每个振动器VBR可以设置为单独地附接到显示面板10或覆盖面板40的所述另一表面或者与显示面板10或覆盖面板40的所述另一表面接触，但是振动器VBR可以设置为在具有预定面积的构件(诸如板、膜或片等)上以阵列状态与显示面板10或覆盖面板40的所述另一表面接触(或者附接到显示面板10或覆盖面板40的所述另一表面)。
振动构件VBR可以通过驱动信号操作。振动构件VBR可以生成振动波并且将振动波提供到显示面板10。振动波可以通过显示面板10在厚度方向和/或平面方向上传播。由振动构件VBR生成的振动波可以将触觉或声音提供到显示装置1。
图3是根据示例性实施例的覆盖面板和振动器的布局图。
如图3中所示，多个振动器VBR可以设置在覆盖面板40的所述另一表面上。振动器VBR可以彼此分隔开。每个振动器VBR可以执行振动操作并且生成振动波。由振动器VBR生成的振动波可以在彼此协作(重叠)的同时被放大或抵消。波的相互作用可以用于放大或者衰减振动，以执行精确的触觉操作或者生成声音。
多个振动器VBR可以包括压电元件或激励器。激励器可以包括音圈。激励器可以是通过使用音圈生成磁力来使覆盖面板40和显示面板10在竖直(垂直)方向上振动的线性谐振致动器(LRA)，但是本公开的示例性实施例不限于此。在下文中，将对压电元件和激励器进行详细描述。
图4是根据示例性实施例的压电元件的剖视图。图5是用于说明压电元件的操作特性的概念图。
参照图4和图5，压电元件400可以包括第一电极410、面对第一电极410的第二电极420以及插置在第一电极410与第二电极420之间的振动材料层430。压电元件400可以通过元件结合层65附接到覆盖面板40。
第一电极410和第二电极420可以由导电材料制成。例如，第一电极410和第二电极420可以包括透明导体(诸如氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO))、不透明金属、导电聚合物或碳纳米管(CNT)等。
振动材料层430可以包括响应于电场而振动的压电材料。例如，振动材料层430可以包括压电体(诸如锆钛酸铅(PZT))、压电膜(诸如聚偏二氟乙烯(PVDF)膜)和电活性聚合物中的至少一种。
振动材料层430可以根据电压的极性而压缩或者松弛。例如，如图5中所示，当正电压施加到第一电极410并且负电压施加到第二电极420时，压缩力F1可以出现在振动材料层430中并且振动材料层430可以在厚度方向上压缩。另一方面，当负电压施加到第一电极410并且正电压施加到第二电极420时，松弛力F2可以出现在振动材料层430中并且振动材料层430可以在厚度方向上膨胀。因此，当具有交替极性的交流电压施加到第一电极410和第二电极420时，振动材料层430可以重复收缩和膨胀。由于这种现象，振动可以发生在彼此相邻的覆盖面板40和显示面板10中。由压电元件400生成的振动可以沿着显示面板10传播。
图6是根据示例性实施例的激励器的分解透视图。
参照图6，根据示例性实施例的激励器500可以包括下底架521、柔性电路板522、音圈523、磁体524、弹簧525和上底架526。下底架521和上底架526可以由金属材料形成。柔性电路板522设置在下底架521的面对上底架526的一个表面上，并且连接到第一信号线WL1和第二信号线WL2。音圈523可以连接到柔性电路板522的面对上底架526的一个表面。因此，音圈523的一端可以电连接到第一信号线WL1(或第一声音线)，音圈523的另一端可以电连接到第二信号线WL2(或第二声音线)。磁体524是永磁体，音圈523容纳在其中的音圈槽524a可以形成在磁体524的面对音圈523的一个表面上。弹簧525设置在磁体524与上底架526之间。
可以根据施加到第一信号线WL1的第一驱动电压和施加到第二信号线WL2的第二驱动电压来控制流过音圈523的电流的方向。根据流过音圈523的电流，可以在音圈523周围生成磁场。根据第一驱动电压和第二驱动电压的AC驱动，吸引力和排斥力可以交替地作用在磁体524与音圈523之间。因此，磁体524可以通过弹簧525在音圈523与上底架526之间往复运动，这可以引起设置在上底架526上的振动表面振动。
图7是根据另一示例性实施例的激励器的透视图。
参照图7，激励器501可以包括磁体MG、线轴BB、音圈VC和阻尼器DP。
磁体MG是永磁体，并且钡铁氧体的烧结磁体可以用作磁体MG。磁体MG可以由三氧化二铁(Fe2O3)、碳酸钡(BaCO3)、钕磁体、具有改善的磁性能的锶铁氧体、钴(Co)、镍(Ni)或铝(Al)的合金铸造磁体制成，但是本公开的示例性实施例不限于此。例如，钕磁体可以是钕-铁-硼(Nd-Fe-B)。
磁体MG可以形成为圆柱形状。磁体MG可以包括从板的中心突出的中心突起CPP和从板的边缘突出的侧壁部分SW。中心突起CPP和侧壁部分SW可以以预定间距彼此分隔开，因此，可以在中心突起CPP与侧壁部分SW之间形成预定空间。也就是说，圆形空间可以设置在圆柱形磁体MG的底部上。
磁体MG的中心突起CPP可以具有N极性，磁体MG的板和侧壁部分SW可以具有S极性。因此，可以在板与中心突起CPP之间以及中心突起CPP与磁体MG的侧壁部分SW之间形成外部磁场。
线轴BB可以形成为圆柱形状。磁体MG的中心突起CPP可以设置在线轴BB中。也就是说，线轴BB可以设置为围绕磁体MG的中心突起CPP。此外，磁体MG的侧壁部分SW也可以设置在线轴BB的外侧。也就是说，磁体MG的侧壁部分SW也可以设置为围绕线轴BB。在线轴BB与磁体MG的中心突起CPP之间以及在线轴BB与磁体MG的侧壁部分SW之间可以形成空间。
线轴BB可以由从纸浆或纸、铝或镁或者它们的合金、合成树脂(诸如聚丙烯)或聚酰胺类纤维加工而得的材料形成。
音圈VC卷绕在线轴BB的外圆周表面上。音圈VC的与线轴BB的一端相邻的一端可以连接到第一信号线WL1(或第一声音线)，音圈VC的与线轴BB的另一端相邻的另一端可以连接到第二信号线WL2(或第二声音线)。因此，电流可以根据施加到第一信号线WL1的第一驱动电压和施加到第二信号线WL2的第二驱动电压在音圈VC中流动。根据流过音圈VC的电流，可以在音圈VC周围形成磁场。根据第一驱动电压和第二驱动电压的AC驱动，形成在音圈VC周围的所施加的磁场的N极性和S极性变化。因此，吸引力和排斥力可以交替地作用在磁体MG与音圈VC之间。因此，其上卷绕有音圈VC的线轴BB可以在厚度方向(或竖直方向)上往复运动，从而使覆盖面板40和显示面板10振动。
阻尼器DP可以设置在线轴BB的上侧的一部分与磁体MG的侧壁部分SW之间。阻尼器DP在根据线轴BB的竖直运动收缩和松弛的同时调节线轴BB的竖直振动。由于阻尼器DP连接到线轴BB和磁体MG的侧壁部分SW，因此线轴BB的竖直运动可以被阻尼器DP的恢复力限制。例如，当线轴BB以预定高度或更大的高度振动或者以预定高度或更小的高度振动时，线轴BB可以通过阻尼器DP的恢复力返回到其初始位置。
再次参照图3，多个振动器VBR可以包括主振动器VBR_M和子振动器VBR_S。在一个示例性实施例中，主振动器VBR_M和子振动器VBR_S都可以包括压电元件(图4中的400)，或者可以包括激励器(图6中的500和图7中的501)。作为另一示例，主振动器VBR_M可以包括压电元件400以及激励器500、501中的任何一个，子振动器VBR_S可以包括另一个。当主振动器VBR_M或子振动器VBR_S设置为多个时，构成多个主振动器VBR_M或多个子振动器VBR_S的振动器VBR可以具有相同的类型，但是也可以具有不同的类型。例如，一些子振动器VBR_S可以包括压电元件400，一些子振动器VBR_S可以包括激励器500。
主振动器VBR_M可以将主振动波提供到显示面板10。子振动器VBR_S生成子振动波。子振动波可以是与主振动波相遇(或重叠)并且与主振动波相长干涉或相消干涉的干涉振动波，以控制传递到显示面板10的振动波的波形、振幅等。
在一个示例性实施例中，可以通过振动波的最大振幅来区分主振动器VBR_M和子振动器VBR_S。例如，由主振动器VBR_M生成的主振动波可以在主振动器VBR_M所在的区域中具有第一最大振幅，由子振动器VBR_S生成的子振动波可以在子振动器VBR_S所在的区域中具有第二最大振幅。在这种情况下，第一最大振幅可以比第二最大振幅大。然而，本公开的示例性实施例不限于此。主振动波和子振动波可以具有相同的最大振幅。可选地，可以将形成具有比主振动波大的最大振幅的振动波的振动器VBR用作子振动器VBR_S。
在示例性实施例中，主振动器VBR_M和子振动器VBR_S中的每个可以具有沿一个方向延伸的形状。子振动器VBR_S可以设置为使得其延伸方向与相邻边缘平行。主振动器VBR_M的长度可以比子振动器VBR_S的长度大；然而，本公开的示例性实施例不限于此。
子振动器VBR_S可以设置在主振动器VBR_M周围。子振动器VBR_S可以设置为多个。在一个示例性实施例中，多个子振动器VBR_S可以至少部分地围绕一个主振动器VBR_M。主振动器VBR_M可以位于显示装置1或显示面板10的中心区域中，多个子振动器VBR_S可以沿着显示装置1或显示面板10的边缘设置。主振动器VBR_M和子振动器VBR_S可以在水平方向上彼此分隔开，并且子振动器VBR_S可以彼此分隔开。主振动器VBR_M与设置在主振动器VBR_M周围的子振动器VBR_S之间的间隔距离可以是均匀的，但是如图中所示可以是不同的。子振动器VBR_S之间的间隔距离可以是均匀的，但是本公开的示例性实施例不限于此。
子振动器VBR_S与主振动器VBR_M的相对位置不受图3中所示的示例的限制。例如，在另一实施例中，子振动器VBR_S可以设置在中心区域中，主振动器VBR_M可以设置在子振动器VBR_S周围。在一些情况下，一个振动器VBR可以根据模式而用作主振动器或子振动器。例如，在第一模式(例如，声音模式)下，位于中心区域中的振动器VBR可以用作主振动器，并且位于它周围的振动器VBR可以用作子振动器，以放大或者抵消主振动器的主振动波。在第二模式(例如，触觉模式)下，位于中心区域中的振动器VBR可以用作子振动器以放大或者抵消主振动器的主振动波，并且位于它周围的振动器VBR可以用作主振动器。在下文中，作为示例将主要描述其中子振动器VBR_S设置在主振动器VBR_M周围的情况。然而，除非基于特定位置进行描述，否则相同的描述适用于具有相反位置的实施例。
由主振动器VBR_M生成的主振动波的相位和由子振动器VBR_S生成的子振动波的相位可以不同。此外，由子振动器VBR_S生成的子振动波的相位可以彼此不同。每个子振动器VBR_S可以根据距主振动器VBR_M的间隔距离来生成具有不同相位的子振动波。稍后将给出其详细描述。
图8是示出一个振动器的振动波的振幅与距离之间的关系的曲线图。图9是示出当振动器操作时在一定距离处的介质中随着时间的流逝的振动波形的图。
如图8中所示，在振动器VBR所在的区域中生成振动波，并且振动波传播到周围。振动波的振幅(或位移)取决于远离振动器VBR所在的区域的距离。通常，振动波的振幅可以随着振动波远离振动器VBR的位置而减小。在一个振动器VBR均匀地振动时，如图9中所示，特定位置处的振动波的振幅可以均匀地保持。如上所述，在驱动振动器VBR时振动器VBR重复收缩和膨胀，并且振动波的振动周期T可以由振动器VBR的收缩/膨胀的周期限定。振动波的振动周期T可以是相同的，而与位置无关，但是本公开的示例性实施例不限于此。
振动波是一种波，当多个波混合时，可以发生相长干涉或相消干涉。这里，相长干涉是指其中振动波叠加并且特定位置处的振幅变大的情况，相消干涉是指其中振动波叠加并且特定位置处的振幅变小的情况。相长干涉在叠加的振动波具有相同相位时具有最大的振幅增大效果，相消干涉在叠加的振动波的相位相反(即，相差180°)时具有最大的振幅减小效果。然而，本公开的示例性实施例的相长干涉和相消干涉不限于上述相位关系。即使与相位关系存在微小的差异，当振幅变得比单个振动波的振幅大时，也称为相长干涉，当振幅变得比单个振动波的振幅小时，也称为相消干涉。
图10和图11是示出两个振动器的振动波的叠加波形根据相位差的曲线图。
图10是当在特定位置处由第一振动器VBR1生成的第一振动波WV1和由第二振动器VBR2生成的第二振动波WV2在同一时刻具有相同相位时的曲线图。如图10中所示，当第一振动波WV1和第二振动波WV2在特定位置处具有相同相位时，在它们的波形彼此重叠的同时发生相长干涉。也就是说，第一振动波WV1和第二振动波WV2相加在一起，其振幅变大。在特定位置处叠加的振动波WV_OV的振幅可以是第一振动波WV1的振幅与第二振动波WV2的振幅之和。
图11是当在特定位置处由第一振动器VBR1生成的第一振动波WV1和由第二振动器VBR2生成的第二振动波WV2在同一时刻具有相反相位时的曲线图。如图11中所示，当第一振动波WV1和第二振动波WV2具有相反相位(即，180°的相位差)时，发生相消干涉，使得它们的波形抵消。换言之，在这种情况下，在特定位置处的叠加的振动波WV_OV为第一振动波WV1的绝对值与第二振动波WV2的绝对值之间的差，其振幅变得比当仅存在单个振动波时的振幅小。如果第一振动波WV1和第二振动波WV2在特定位置处具有相同的振幅和相反的相位，那么在对应位置处可以不发生振动。
通过利用这种现象，能够放大或减小通过介质传递的振动波的振幅。例如，为了实现精确的触觉操作，优选的是保持或增大进行触摸输入的位置中的振动的振幅并且减少在其它区域中的振动。在触摸区域周围的区域中，可以以与图10中的相同的方式通过波形的相长干涉来增大振幅。在远离触摸区域的区域中，可以通过以与图11中的相同的方式引起波形的相消干涉来减小振幅。如果仅需要驱动相长干涉和相消干涉中的一种，那么选择并驱动相消干涉可以更有效地仅在特定位置处加重振动。
在图10和图11中，可以通过调节施加到每个振动器VBR的第一电极和第二电极的AC电压的相位来调节第一振动波WV1和第二振动波WV2的相位。例如，假设两个振动器VBR使用图4中所示的压电元件400，那么在AC电压的正最大电压施加到第一振动器VBR1的第一电极的时刻，当AC电压的正最大电压施加到第二振动器VBR2的第一电极时可以生成相同相位的振动波，当AC电压的正最大电压施加到第二振动器VBR2的第二电极时可以生成相反相位的振动波。
同时，图10和图11示出了其中第一振动器VBR1和第二振动器VBR2之间的间隔距离是第一振动波WV1和第二振动波WV2的波长的1/2的整数倍的情况。这是使第二振动波WV2的相位相对于第一振动波WV1的相位具有相同的相位或180°的相位差的方法。在该方法中，当使用具有预定波长的振动器VBR时，如果一个振动器VBR的位置被确定，那么另一振动器VBR的候选位置也可以被指定。例如，当主振动器VBR_M的位置被确定时，主振动器VBR_M周围的多个子振动器VBR_S需要设置在距主振动器VBR_M相同的间距处。由于触摸输入位置或其它原因，这可能是对不同地修改显示面板10上的振动器VBR的布置的障碍。此外，当振动器VBR的波长比显示面板10的尺寸大并且振动器VBR不能以波长的1/2的整数倍分离时，难以通过上述相同相位(0°相位差)和相反相位(180°相位差)方法实现相长干涉和相消干涉。这会导致将在显示装置1中使用的用于相长干涉和相消干涉的振动器VBR限制为生成短波长振动波的振动器VBR。
为了即使当长波振动器VBR以各种间距布置时也能够相长干涉和相消干涉，可以根据距周围振动器VBR的距离(间隔距离)来调节根据实施例的振动器VBR的相位。一个振动器VBR的振动波相对于另一个振动器VBR的振动波的相位的相位差可以具有各种其它值以及上述0°和180°。在一个示例性实施例中，所述一个振动器VBR的振动波相对于另一个振动器VBR的振动波的相位的相位差可以比0°大且比180°小。
图12是示出根据示例性实施例的主振动器和子振动器的布置以及它们的振动波的示意图。
参照图12，主振动器VBR_M和子振动器VBR_S中的每个具有λ的波长，并且主振动器VBR_M和子振动器VBR_S之间的距离为d。这里，d可以比λ的1/2小。
如上所述，为了抵消主振动器VBR_M的主振动波WV_M，子振动器VBR_S的子振动波WV_S优选地具有相反相位。也就是说，优选的是，当主振动波WV_M在子振动器VBR_S的位置处具有峰值(波的最高部分)时，子振动器VBR_S的子振动波WV_S具有谷值(波的最低部分)。谷值和峰值具有180°的相位差。然而，由于主振动波WV_M行进到子振动器VBR_S的位置需要时间，因此当实际的主振动波WV_M在子振动器VBR_S的位置处具有峰值时，在主振动器VBR_M的位置处的主振动波WV_M可以具有除峰值之外的相位。因此，考虑到振动器VBR的驱动，有必要反映这样的相位差，使得能够在实际重叠的部分实现最大的相消干涉。
当主振动器VBR_M所在的区域中的主振动波WV_M的相位为θ1而与主振动器VBR_M分离d的位置的相位为θ2时，相位之间的差θ1-θ2可以满足下面的等式1：
θ1-θ2＝(360°×d)/λ 等式1
因此，为了放大或抵消主振动波WV_M，在与主振动器VBR_M分离d的位置处的子振动器VBR_S与主振动器VBR_M的相位差可以满足下面的等式2：
Δθ＝180°×n-(360°×d)/λ 等式2
在等式2中，n是整数，Δθ表示子振动器VBR_S的子振动波WV_S的相位与主振动波WV_M的相位之间的差(即，相位延迟值)。这里，如果相位差或相位延迟值为正数，那么可以表示与主振动波WV_M相比子振动波WV_S的相位延迟了对应值，如果相位差或相位延迟值为负数，那么可以表示与主振动波WV_M相比子振动波WV_S的相位早了对应值。此外，相位差可以表示在同一时刻相位的差异。
当等式2中n是偶数时，相位延迟值基本等于-(360°×d)/λ。在这种情况下，当子振动器VBR_S的子振动波WV_S相对于主振动器VBR_M的主振动波WV_M具有-(360°×d)/λ的相位差时，由于主振动波WV_M和子振动波WV_S都在子振动器VBR_S的位置处具有峰值，因此可以实现有效的相长干涉。
当等式2中的n是奇数时，相位延迟值基本等于180°-(360°×d)/λ。在这种情况下，当主振动波WV_M在子振动器VBR_S的位置处具有峰值时，由于子振动波WV_S具有谷值，因此可以实现有效的相消干涉。当主振动波WV_M的波长与子振动波WV_S的波长相同时，叠加的主振动波WV_M和子振动波WV_S可以以相同的方式具有相消干涉，而不管沿着叠加的波的行进方向的位置如何。
图13是示出振动波的振动强度(或位移)根据距离的曲线图。图13示出了在图12中子振动器VBR_S的子振动波WV_S的相位相对于主振动器VBR_M的主振动波WV_M的相位具有180°-(360°×d)/λ的相位差使得导致最大相消干涉时的振动强度。
参照图13，如上所述，振动波离振动器VBR越远，振动强度变得越小。由主振动器VBR_M生成的主振动波WV_M在到达子振动器VBR_S的生成最大子振动波VW_S的位置时可以被最大地抵消。即使在子振动器VBR_S之前以及在子振动器VBR_S之后，主振动波WV_M也可以被抵消，以减小振动强度。此外，在主振动器VBR_M所在的部分中，主振动波WV_M的振动强度可能由于子振动波WV_S的影响而减小。然而，同样在子振动波WV_S的情况下，随着其远离子振动器VBR_S，振动强度减小。因此，在主振动器VBR_M的实际位置处，主振动波WV_M的振动强度的抵消程度相对小。因此，叠加的振动波WV_OV在主振动器VBR_M所在的区域附近维持强振动强度，但是振动强度可能随着叠加的振动波WV_OV远离主振动器VBR_M而迅速减小。以这种方式，当执行触觉操作时，可以仅在进行实际触摸输入的位置处选择性地生成振动，从而实现精确的触觉操作。以相同的方式，由于精确的振动控制是可能的，因此在振动构件VBR用作声音生成元件等时可以执行精确的声音控制。
为了确认上述多个振动波的叠加结果，将两个振动器VBR附接到面板(覆盖面板40或显示面板10)，并且测量根据相位的重力等效(G，gravitational force equivalent)值。将振动器VBR附接到面板的一侧，并且将G传感器放置在面板的另一表面上。一个振动器VBR附接在从面板的中心向左3cm的距离处，另一振动器VBR附接在从面板的中心向右3cm的距离处。振动器VBR之间的间隔距离为6cm。每个振动器VBR的波长为1.93m。G传感器放置在面板的中心处。
首先，使用函数发生器将250Hz和5Vpp的相同电压施加到每个振动器VBR。在检查通过面板传递的振动波的速度之后，施加相位差。在改变相位的同时测量G值。此外，在30cm远的距离处测量分贝(dB)的级。
在图14、图15和图16中示出了根据上述实验的结果。图14是示出G值与相位差之间的关系的曲线图。图15是示出log(G)值与相位差之间的关系的曲线图。图16是示出分贝级(decibel level)与相位差之间的关系的曲线图。
参照图14、图15和图16，在上述实验示例中，当相位差为168.8°(＝180°-11.2°)时，G值为0。在对应的阶段中，分贝级低于30dB，指示可以被控制为基本噪声的级。经证实，log(G)曲线图与分贝级曲线图大致一致。
再次参照图3，主振动器VBR_M可以设置在覆盖面板40(或在厚度方向上与覆盖面板40叠置的显示面板10)的中心区域中，多个子振动器VBR_S可以沿着覆盖面板40(或在厚度方向上与覆盖面板40叠置的显示面板10)的边缘设置。在一个示例性实施例中，一个主振动器VBR_M可以位于覆盖面板40的中心中。子振动器VBR_S可以布置成一行。子振动器VBR_S的阵列可以具有与覆盖面板40相似的矩形形状。每个子振动器VBR_S可以设置在距覆盖面板40的边缘基本相同的距离处。设置在覆盖面板40的每个边缘处的相邻子振动器VBR_S的间隔可以是均匀的，但是本公开的示例性实施例不限于此。
当覆盖面板40在平面图中具有矩形形状时，即使主振动器VBR_M位于覆盖面板40的中心区域中，中心区域中的主振动器VBR_M与边缘部分中的子振动器VBR_S之间的间隔距离也可以不同。例如，一个子振动器VBR_S可以与主振动器VBR_M分隔开第一距离d1，另一子振动器VBR_S可以与主振动器VBR_M分隔开第二距离d2。
这里，间隔距离d1、d2可以指主振动器VBR_M和子振动器VBR_S基于生成振动器VBR的振动波的位置而彼此分离的距离。当设置有振动器VBR的整个区域提供均匀振动时，振动波可以从振动器VBR的边缘传播。在这种情况下，振动器VBR之间的间隔距离d1、d2可以被测量为如图3中所示的相邻振动器VBR的边缘之间的最短距离。如果由振动器VBR生成的振动波在振动器VBR内部的特定位置处或沿特定线具有最大值并且从其传播，那么各个振动器VBR的特定位置或特定线之间的最短距离可以被测量为间隔距离d1、d2。
针对向显示面板10施加整体振动的相长干涉驱动，当每个振动器VBR的振动波波长为λ时，可以通过上面的等式2驱动相长干涉驱动，使得子振动器VBR_S的在第一距离d1处的振动波相对于主振动器VBR_M的振动波具有{180°×2m(360°×d1)/λ}的相位延迟值，子振动器VBR_S的在第二距离d2处的振动波相对于主振动器VBR_M的振动波具有{180°×2m-(360°×d2)/λ}的相位延迟值。如果第一距离d1和第二距离d2彼此不同，那么子振动器VBR_S的在第一距离d1处的振动波的相位和子振动器VBR_S的在第二距离d2处的振动波的相位也可以彼此不同。
此外，针对实现主振动器VBR_M周围的精确的触觉操作的相消干涉驱动，可以驱动相消干涉驱动，使得子振动器VBR_S的在第一距离d1处的振动波相对于主振动器VBR_M的振动波具有{180°×(2m+1)-(360°×d1)/λ}的相位延迟值，子振动器VBR_S的在第二距离d2处的振动波相对于主振动器VBR_M的振动波具有{180°×(2m+1)-(360°×d2)/λ}的相位延迟值。如果第一距离d1和第二距离d2彼此不同，那么子振动器VBR_S的在第一距离d1处的振动波的相位和子振动器VBR_S的在第二距离d2处的振动波的相位也可以彼此不同。
如上所述，当根据间隔距离不同地调节每个振动器VBR的振动波的相位时，即使以各种间距布置振动器VBR，也可以有效地执行相长/相消干涉驱动。为了每个振动器VBR的相位控制，显示装置1还可以包括能够以各种相位驱动每个振动器VBR的相位控制器(未示出)。相位控制器可以通过调节提供给每个振动器VBR的AC电压的相位来控制每个振动波的相位。
在下文中，将描述其它实施例。
图17是根据另一示例性实施例的覆盖面板和振动器的布局图。图18是根据又一示例性实施例的覆盖面板和振动器的布局图。
在图17和图18的实施例中，显示装置1可以包括多个主振动器VBR_M。如图17中所示，多个主振动器VBR_M可以在覆盖面板40的中心区域中以预定间距设置成一行。如图18中所示，多个主振动器VBR_M可以在覆盖面板40的中心区域中以预定间距设置成多个行(图中为两行)。子振动器VBR_S可以设置在多个主振动器VBR_M的阵列的外侧周围。子振动器VBR_S可以不设置在主振动器VBR_M之间。
在一些实施例中，主振动器VBR_M可以生成主振动波或子振动波。在一种驱动模式下，多个主振动器VBR_M中的每个可以生成主振动波。可以调节各个主振动器VBR_M的主振动波的相位，使得在它们之间发生相长干涉。主振动器VBR_M的阵列外部的子振动器VBR_S可以被驱动为具有相位差，使得在主振动器VBR_M的叠加的主振动波之间发生相消干涉。
在另一驱动模式下，多个主振动器VBR_M中的一些可以生成主振动波，另外的主振动器VBR_M可以生成抵消主振动波的振动波。在一个示例性实施例中，在多个主振动器VBR_M之中，生成主振动波的主振动器VBR_M是靠近进行触摸输入的位置的主振动器VBR_M，剩余的主振动器VBR_M可以生成子振动波(或相消干涉振动波)。主振动器VBR_M的阵列外部的子振动器VBR_S可以被驱动为具有相位差，使得在主振动器VBR_M的叠加的振动波之间发生更多的相消干涉。
图19是根据又一示例性实施例的覆盖面板和振动器的布局图。参照图19，本实施例与图17的实施例的相同之处在于：多个主振动器VBR_M布置成一行，但是与图17的实施例的不同之处在于：多个子振动器VBR_S设置在主振动器VBR_M之间。
具体地，子振动器VBR_S不仅设置在覆盖面板40的边缘上而且设置在主振动器VBR_M之间的中心区域中。每个主振动器VBR_M可以被子振动器VBR_S围绕。每个主振动器VBR_M可以生成主振动波，子振动器VBR_S可以生成与主振动波相长或相消干涉的子振动波。由主振动器VBR_M生成的主振动波可以与围绕主振动器VBR_M的子振动器VBR_S生成的子振动波干涉。主振动器VBR_M之间的子振动器VBR_S可以布置成一行，并且可以为所有相邻的主振动器VBR_M生成子振动波。也就是说，主振动器VBR_M之间的子振动器VBR_S可以被共享，以与两侧上的主振动波干涉。
图20是根据又一示例性实施例的覆盖面板和振动器的布局图。参照图20，本实施例与图19的实施例的相同之处在于：多个子振动器VBR_S设置在主振动器VBR_M之间，但是与图19的实施例的不同之处在于：主振动器VBR_M之间的多个子振动器VBR_S布置成两行。主振动器VBR_M之间的第一行子振动器VBR_S可以生成与一侧上的主振动器VBR_M的主振动波干涉的子振动波，主振动器VBR_M之间的第二行子振动器VBR_S可以生成与另一侧上的主振动器VBR_M的主振动波干涉的子振动波。
图21是根据又一示例性实施例的覆盖面板和振动器的布局图。在图21的实施例中，一个主振动器VBR_M可以被多行子振动器VBR_S围绕。具体地，本实施例与图19的实施例的不同之处在于：围绕每个主振动器VBR_M的子振动器VBR_S被布置成两行。第一行中的子振动器VBR_S和第二行中的子振动器VBR_S可以交替地布置，但是本公开的示例性实施例不限于此。三行子振动器VBR_S可以设置在主振动器VBR_M之间，并且中间行中的子振动器VBR_S可以被共享，以与两侧上的主振动波干涉。
图22是根据又一示例性实施例的覆盖面板和振动器的布局图。本实施例与图20的实施例的相同之处在于：多个子振动器VBR_S围绕每个主振动器VBR_M，但是与图20的实施例的不同之处在于：子振动器VBR_S被放置在距主振动器VBR_M基本相同的间隔距离处。在本实施例中，当一个主振动器VBR_M生成主振动波时，驱动围绕它的子振动器VBR_S以根据间隔距离具有最佳相位差，但是围绕一个主振动器VBR_M的子振动器VBR_S可以具有相同的相位。然而，本公开的示例性实施例不限于此，出于控制主振动波沿其传递的方向的目的，在相同距离处的子振动器VBR_S可以具有不同的相位。
如上所述，当根据间隔距离不同地调节每个振动器VBR的振动波的相位以引起相长/相消干涉时，可以精确地执行触觉操作。显示装置可以根据应用的进度状态和用户在应用中的触摸输入通过向用户提供不同的触觉界面来增加用户在应用中的沉浸感。在下文中，将描述使用上述振动器VBR的示例性触觉界面。
图23是示出根据示例性实施例的显示装置的触觉界面提供方法的表。图23示出了当显示装置正在执行用于赛车游戏(car racing game)的应用时根据游戏情况和用户的触摸输入来提供触觉界面的方法。图24是示出设置有图23的触觉界面的显示装置的应用执行屏幕的图。
显示装置包括主振动器和子振动器。可以设置一个主振动器，但是也可以设置多个主振动器。在一个示例性实施例中，主振动器可以包括叠置地设置在第一加速图标AI1下方或者设置在第一加速图标AI1周围的第一主振动器以及叠置地设置在第二加速图标AI2下方或者设置在第二加速图标AI2周围的第二主振动器。在下文中，将描述其中第一主振动器和第二主振动器同时生成具有相同振幅和频率的主振动波的情况。然而，第一主振动器和第二主振动器可以生成不同振幅或频率的主振动波，或者可以在不同时刻生成振动波。
多个子振动器可以设置在第一主振动器和第二主振动器周围。第一主振动器、第二主振动器和子振动器可以具有如图17、图18、图19、图20、图21和图22中所示的各种相对布置。在一些实施例中，可以设置一个主振动器，在这种情况下，它可以具有图3中所示的布置。
参照图23，当在赛车游戏应用中对竞赛的开始进行计数时，显示装置可以使主振动器以52的最大振幅和46Hz的频率振动298ms。这里，52的最大振幅是主振动器或子振动器的振动波形的振幅的相对值。在这种情况下，主振动器可以在298ms的时段期间振动同时振幅增大四次并且振幅减小四次。主振动器可以在相同的间距处以相同的振幅上升四次，并且在相同的间距处以相同的振幅下降四次。在上面的步骤中，在主振动器振动的同时，子振动器可以根据间隔位置以相同频率并且以不同相位振动，以实现相消干涉。
在赛车游戏应用中，当汽车启动时，显示装置可以使主振动器以66的最大振幅和62H的频率振动736ms。在上面的步骤中，在主振动器振动的同时，子振动器可以根据间隔位置以相同频率和不同相位振动，以实现相消干涉。
在赛车游戏应用中，当用户触摸第一加速图标AI1时，显示装置可以使主振动器以60的最大振幅和203Hz的频率振动98ms。在这种情况下，主振动器可以在98ms内振动同时增大振幅三次。在这种情况下，主振动器可以在相同的间距处以相同的振幅上升三次。在图23中，示出了振幅增大的次数为三，但是本公开的示例性实施例不限于此。振幅增大的数量可以是N次。在上面的步骤中，在主振动器振动的同时，子振动器可以根据间隔位置以相同频率并且以不同相位振动，以实现相消干涉。
在赛车游戏应用中，当用户触摸第二加速图标AI2时，显示装置可以使主振动器以60的最大振幅和203Hz的频率振动201ms。当用户触摸第二加速图标AI2时，主振动器的振动时段可以比当触摸第一加速图标AI1时的振动时段长。在图23中，示出了当用户触摸第一加速图标AI1时，主振动器的频率和最大振幅与当用户触摸第二加速图标AI2时的主振动器的频率和最大振幅相同，但是本公开的示例性实施例不限于此。当用户触摸第一加速图标AI1时，主振动器的频率和最大振幅可以与当用户触摸第二加速图标AI2时的主振动器的频率和最大振幅不同。此外，在这种情况下，主振动器可以在201ms内振动同时增大振幅五次。在这种情况下，主振动器可以在相同的间距处以相同的振幅上升五次。在上面的步骤中，在主振动器振动的同时，子振动器可以根据间隔位置以相同频率并且以不同相位振动，以实现相消干涉。
在赛车游戏应用中，当汽车与另一汽车或物体碰撞时，显示装置可以使主振动器以50的最大振幅和148Hz的频率振动47ms。在这种情况下，主振动器可以在47ms的时段期间振动同时振幅增大一次且振幅减小一次。主振动器可以在相同的间距处以相同的振幅上升一次，并且在相同的间距处以相同的振幅下降一次。在图23中，示出了振幅增大/减小的次数是一，但是本公开的示例性实施例不限于此。振幅增大的次数可以是N次，振幅减小的次数可以是M次。在上面的步骤中，在主振动器振动的同时，子振动器可以根据间隔位置以相同频率并且以不同相位振动，以实现相消干涉。
在赛车游戏应用中，当汽车漂移时，显示装置可以使主振动器以52的最大振幅和46Hz的频率振动725ms。在这种情况下，主振动器可以在725ms的时段期间振动同时振幅增大一次且振幅减小一次。主振动器可以在相同的间距处以相同的振幅上升一次，并且在相同的间距处以相同的振幅下降一次。在图23中，示出了振幅增大/减小的次数是一，但是本公开的示例性实施例不限于此。振幅增大的次数可以是N次，振幅减小的次数可以是M次。
在赛车游戏应用中，当汽车停止时，显示装置可以使主振动器以59的最大振幅和15Hz的频率振动2500ms。在上面的步骤中，在主振动器振动的同时，子振动器可以根据间隔位置以相同频率并且以不同相位振动，以实现相消干涉。
如上所述，在主振动器振动的同时，子振动器可以根据间隔位置以相同频率并且以不同相位振动，以实现相消干涉，从而提高触摸位置处的触觉灵敏度。
此外，根据图23和图24中示出的实施例，当用户执行触摸第一加速图标AI1的第一触摸输入时，显示装置可以通过使用主振动器和/或子振动器来生成第一振动，以提供第一触觉界面。此外，当用户执行触摸第二加速图标AI2的第二触摸输入时，显示装置可以通过使用主振动器和/或子振动器来生成与第一振动不同的第二振动，以提供与第一触觉界面不同的第二触觉界面。例如，如图23中所示，第二振动的时段可以比第一振动的时段长。在这种情况下，当用户执行触摸第二加速图标AI2的第二触摸输入时，与执行触摸第一加速图标AI1的第一触摸输入时相比，振动可以被感知更长的时间。此外，用户可以感觉到在赛车游戏应用中通过触摸第二加速图标AI2执行的汽车加速的效果比通过触摸第一加速图标AI1执行的汽车加速的效果高。
同时，在图23中示出了仅第一振动的时段和第二振动的时段不同，并且第一振动的频率和振幅与第二振动的频率和振幅相同，但是本公开的示例性实施例不限于此。例如，第一振动的频率、振幅和时段可以分别与第二振动的频率、振幅和时段不同。可选地，第一振动的频率和振幅可以分别与第二振动的频率和振幅不同。可选地，第一振动的频率和时段可以分别与第二振动的频率和时段不同。可选地，第一振动的振幅和时段可以分别与第二振动的振幅和时段不同。可选地，第一振动的频率可以与第二振动的频率不同。可选地，第一振动的振幅可以与第二振动的振幅不同。
如上所述，由于振动的频率、振幅和时段中的至少一个的改变，用户可以感觉到第一振动和第二振动不同。此外，可以感知到通过子振动器的相消干涉实现了精确的触觉操作。
尽管这里已经描述了某些示例性实施例和实施方式，但是根据该描述，其它实施例和修改将是明显的。因此，发明构思不限于这样的实施例，而是限于所附权利要求以及如对于本领域普通技术人员将明显的各种显而易见的修改和等同布置的更宽范围。

Claims (20)

1.一种显示装置，所述显示装置包括：
显示面板；
主振动器，设置在所述显示面板上并且被构造为生成主振动波；以及
多个子振动器，设置在所述显示面板上并且与所述主振动器分隔开，所述多个子振动器被构造为分别生成子振动波，
其中，所述多个子振动器包括：
第一子振动器，在平面图中设置在与所述主振动器相距第一距离处，所述第一子振动器被构造为生成第一子振动波；以及
第二子振动器，在所述平面图中设置在与所述主振动器相距第二距离处，所述第二子振动器被构造为生成具有与所述第一子振动波的相位不同的相位的第二子振动波，并且
其中，所述第二距离与所述第一距离不同。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述主振动波的相位与所述第一子振动波的所述相位和所述第二子振动波的所述相位不同。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述主振动波、所述第一子振动波和所述第二子振动波具有相同的波长。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其中，所述第一子振动波的所述相位与所述主振动波的所述相位之间的差Δθ1满足下面的等式1：
Δθ1＝180°×n-(360°×d1)/λ 等式1，
其中，所述第二子振动波的所述相位与所述主振动波的所述相位之间的差Δθ2满足下面的等式2：
Δθ2＝180°×n-(360°×d2)/λ 等式2，
其中，n为整数，d1为所述主振动器与所述第一子振动器之间的所述第一距离，d2为所述主振动器与所述第二子振动器之间的所述第二距离，λ为所述主振动波、所述第一子振动波和所述第二子振动波的波长。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其中，所述第一距离和所述第二距离中的每个比所述波长的一半小。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其中，所述第一子振动波的所述相位与所述主振动波的所述相位之间的差比0°大且比180°小，并且
其中，所述第二子振动波的所述相位与所述主振动波的所述相位之间的差比0°大且比180°小。
7.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述第一子振动波和所述第二子振动波被构造为与所述主振动波相消干涉。
8.根据权利要求2所述的显示装置，所述显示装置还包括：相位控制器，被构造为控制提供给所述第一子振动器和所述第二子振动器中的每个和所述主振动器的AC电压的相位。
9.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述主振动器的最大振幅比所述第一子振动器的最大振幅或所述第二子振动器的最大振幅大。
10.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述多个子振动器至少部分地围绕所述主振动器。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其中，所述主振动器在所述平面图中设置在所述显示面板的中心区域中，并且
所述多个子振动器在所述平面图中沿着所述显示面板的边缘设置。
12.根据权利要求1所述的显示装置，所述显示装置还包括：覆盖面板，与所述显示面板叠置，
其中，所述显示面板包括显示表面和与所述显示表面相对的相对表面，
其中，所述覆盖面板设置在所述显示面板的所述相对表面上，并且
所述主振动器和所述多个子振动器附接在所述覆盖面板上。
13.根据权利要求12所述的显示装置，所述显示装置还包括：触摸构件，设置在所述显示面板的所述显示表面上。
14.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述主振动器和所述多个子振动器中的每个包括压电元件和激励器中的至少一个。
15.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述主振动器在所述平面图中包括彼此分隔开的第一主振动器和第二主振动器。
16.根据权利要求15所述的显示装置，其中，所述多个子振动器在所述平面图中围绕所述第一主振动器和所述第二主振动器。
17.根据权利要求16所述的显示装置，其中，在所述平面图中，所述多个子振动器不设置在所述第一主振动器与所述第二主振动器之间。
18.根据权利要求15所述的显示装置，其中，所述第一主振动器被构造为在第一驱动模式期间生成第一主振动波，并且
其中，所述第二主振动器被构造为在所述第一驱动模式期间生成振动波以抵消所述第一主振动波。
19.根据权利要求18所述的显示装置，其中，所述第一主振动器被构造为在第二驱动模式期间生成所述第一主振动波，并且
所述第二主振动器被构造为在所述第二驱动模式期间生成与所述第一主振动波相长干涉的第二主振动波。
20.一种显示装置，所述显示装置包括：
显示面板；
第一振动器，设置在所述显示面板上；以及
第二振动器，设置在所述显示面板上并且与所述第一振动器分隔开，
其中，所述第二振动器的振动波的相位与所述第一振动器的振动波的相位之间的差Δθ满足下面的等式：
Δθ＝180°×n-(360°×d)/λ，
其中，n为整数，d为所述第一振动器与所述第二振动器之间的距离，λ为所述第一振动器的所述振动波和所述第二振动器的所述振动波的波长。
CN202010786158.1A 2019-08-09 2020-08-07 显示装置 Pending CN112346592A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190097421A KR20210018703A (ko) 2019-08-09 2019-08-09 표시 장치
KR10-2019-0097421 2019-08-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112346592A true CN112346592A (zh) 2021-02-09

Family

ID=74357732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010786158.1A Pending CN112346592A (zh) 2019-08-09 2020-08-07 显示装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11169608B2 (zh)
KR (1) KR20210018703A (zh)
CN (1) CN112346592A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022095956A1 (zh) * 2020-11-05 2022-05-12 上海艾为电子技术股份有限公司 振动装置及其局部振动调整方法, 电子设备

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200145879A (ko) 2019-06-19 2020-12-31 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치와 그의 음향 제공 방법
CN116110283A (zh) 2021-11-10 2023-05-12 群创光电股份有限公司 显示装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9104720D0 (en) 1991-03-06 1991-04-17 Manesty Machines Tabletting press
AU2001294852A1 (en) 2000-09-28 2002-04-08 Immersion Corporation Directional tactile feedback for haptic feedback interface devices
JP5192799B2 (ja) 2007-12-25 2013-05-08 パナソニック株式会社 表示装置設置用パネル
JP5816811B2 (ja) 2011-05-18 2015-11-18 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 スピーカシステムおよびこれを用いた電子機器、移動体装置
US20130113760A1 (en) * 2011-11-07 2013-05-09 Google Inc. Techniques for providing localized tactile feedback to a user via an electro-acoustic touch display of a user device
JP5781495B2 (ja) * 2012-12-28 2015-09-24 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 タッチパネル装置
KR101684141B1 (ko) 2015-07-07 2016-12-08 한국과학기술원 패널 표면에 가상 스피커를 형성하는 음향 방사 장치 및 방법
KR101704517B1 (ko) 2016-03-28 2017-02-09 엘지디스플레이 주식회사 패널 진동형 음향 발생 표시 장치
US10564839B2 (en) * 2016-03-31 2020-02-18 Sensel Inc. Method for detecting and characterizing inputs on a touch sensor surface
KR101890761B1 (ko) 2018-03-08 2018-08-22 범진시엔엘 주식회사 디스플레이 패널 스피커

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022095956A1 (zh) * 2020-11-05 2022-05-12 上海艾为电子技术股份有限公司 振动装置及其局部振动调整方法, 电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210018703A (ko) 2021-02-18
US11169608B2 (en) 2021-11-09
US20210041954A1 (en) 2021-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3035158B1 (en) Touch sensitive device and display device comprising the same
US11169608B2 (en) Display device
EP2947857B1 (en) Sound output by piezo-electric element on the backside of the display
EP3907977B1 (en) Panel bottom assembly for a display device
TWI574190B (zh) 觸控感測裝置及包含該觸控感測裝置的顯示裝置
JP2011175518A (ja) タッチパネル装置
KR20140112871A (ko) 능동형 플렉시블 기판 및 이를 포함하는 전자 장치
CN112995857B (zh) 显示设备
CN113473338B (zh) 振动产生装置和包括该振动产生装置的显示设备
KR20200068341A (ko) 디스플레이장치
US20110273405A1 (en) Touch screen device
KR102322078B1 (ko) 햅틱 표시 장치 및 이의 구동 방법
KR102356352B1 (ko) 접촉 감응 소자 및 접촉 감응 소자를 포함하는 표시 장치
KR102313293B1 (ko) 액츄에이터, 액츄에이터 구동 방법 및 액츄에이터를 포함하는 표시 장치
EP4207806A1 (en) Apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination