CN113015070A - 扬声器和包括该扬声器的显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供扬声器和包括该扬声器的显示设备。一种扬声器可以包括振动板、位于振动板表面上的压电构件以及位于振动板和压电构件之间的第一粘合构件，其中压电构件是单晶片压电构件，并且第一粘合构件具有高弹性模量，或者压电构件是双晶片压电构件，并且第一粘合构件具有低弹性模量。

Description

扬声器和包括该扬声器的显示设备
本申请是申请号为201910720139.6，发明名称为“扬声器和包括该扬声器的显示设备”且申请日为2019年8月6日的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本公开涉及一种扬声器和包括该扬声器的显示设备。
背景技术
通常，压电装置是具有将电能转换成机械能或将机械能转换成电能的特性的装置。例如，当向压电装置施加压力时，在压电装置中产生电压(例如，压电效应)，并且当向压电装置施加电压时，压电装置的内部压力变化以增加或者减小压电的体积或长度(例如，逆压电效应)。压电装置均包括压电层和位于压电层上的电极。基于经由电极施加到压电层的电压发生机械位移。
可以用压电装置制造诸如压电扬声器和振动装置之类的各种部件。压电扬声器是通过使用振动板来声学地改变压电装置的机械运动以产生所需频带的声音的部件。与动态扬声器相比，压电扬声器薄而轻，并且功耗低。因此，压电扬声器可以应用于诸如需要小尺寸、薄厚度并且轻便的智能手机之类的电子装置。
然而，因为压电扬声器在低音调声音方面不足，所以期望改善其低音调声音特性。
发明内容
因此，本公开涉及一种扬声器和包括该扬声器的显示设备，其基本上消除了由于现有技术的限制和缺点导致的一个或多个问题。
当扬声器构造成联接至振动板时，发明人已经进行了各种实验以减少由于施加到振动板的外部冲击或振动板的变形而出现扬声器的压电构件中的裂缝的问题。因此，发明人发明了一种扬声器和包括该扬声器的显示设备，其中加强构件设置在压电构件的一个表面上以确保压电构件的坚固性。另外，为了改善通过应用加强构件而减小的低音调声音特性，通过在振动板和压电构件之间基于压电构件的极化方向施加邻近压电构件设置的加强构件或具有弹性模量的粘合构件，发明人发明了具有在包括低音调声带的声带中加强的声压特性的扬声器，并且发明了包括该扬声器的显示设备。
本公开的一个方面是提供一种扬声器和包括该扬声器的显示设备，其中加强构件设置在压电构件的一个表面上以确保压电构件的坚固性。
本公开的另一方面是提供一种具有在包括低音调声带的宽声带中加强的声压特性的扬声器以及包括该扬声器的显示设备。
本公开的另一方面是提供一种显示设备，其中显示设备的面板通过使用薄扬声器振动以产生声音，从而实现纤薄的设计。
本公开的另一方面是提供一种显示设备，其中包括在显示设备中的扬声器在包括低音调声带的宽声带中具有高音调声压特性，从而向用户提供加强的声音。
附加的特征和方面将在随后的描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过实践本文提供的发明构思来习得。本发明构思的其它特征和方面可以通过书面描述中特别指出的结构或由其衍生的结构、本发明的权利要求以及附图来实现和获得。
为了实现实施和广泛描述的发明构思的这些和其它方面，提供了一种扬声器，其包括：振动板；位于所述振动板的表面上的压电构件；以及位于所述振动板和所述压电构件之间的第一粘合构件，其中，所述压电构件是单晶片压电构件，并且所述第一粘合构件具有高弹性模量，或者所述压电构件是双晶片压电构件，并且所述第一粘合构件具有低弹性模量。
另一方面，提供一种扬声器，其包括：压电构件；位于所述压电构件的上表面上的第一加强构件；位于所述压电构件的下表面上的第二加强构件；位于所述第一加强构件和所述压电构件之间的第一粘合构件；以及位于所述第二加强构件和所述压电构件之间的第二粘合构件，其中，当所述压电构件是单晶片压电构件时，所述第一粘合构件和所述第二粘合构件中的至少一者包括具有高弹性模量的粘合构件，并且当所述压电构件是双晶片压电构件时，所述第一粘合构件和所述第二粘合构件中的至少一者包括具有低弹性模量的粘合构件。
在另一方面，提供一种扬声器，其包括：振动板；位于所述振动板的表面上的压电构件；位于所述压电构件的上表面和下表面中的至少一者上的加强构件；以及位于所述振动板和所述加强构件之间的部分以及所述压电构件和所述加强构件之间的部分中的至少一者中的粘合构件，所述粘合构件具有一定的弹性模量，其中由所述压电构件产生的振动传递至所述振动板。
在另一方面，提供一种显示设备，其包括：显示面板，该显示面板构造成显示图像；以及位于所述显示面板的后表面上的扬声器，其构造成使所述显示面板振动以产生声音，所述扬声器包括：压电构件；位于所述压电构件的上表面和所述压电构件的下表面中的至少一者上的加强构件；以及位于所述显示面板和所述加强构件之间的部分以及所述压电构件和所述加强构件之间的部分中的至少一者中的粘合构件。
根据本公开的一个实施方式，包括在显示设备中的扬声器可以在包括低音调声带的宽声带中具有高音调声压特性，从而向用户提供加强的声音。
在研究了下面的附图和详细描述之后，其它系统、方法、特征和优点对于本领域技术人员将是或将变得显而易见。旨在将所有这些附加系统、方法、特征和优点包括在本说明书内，包括在本公开的范围内，并且由所附权利要求保护。本节中的任何内容均不应视为对那些权利要求的限制。下面结合本公开的实施方式讨论其它方面和优点。应当理解，本公开的前述一般描述和以下详细描述都是示例和解释性的，并且旨在提供对所要求保护的本公开的进一步说明。
附图说明
可以包括附图以提供对本公开的进一步理解并且附图结合在本说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了本公开的实施方式，并且与描述一起用于解释本公开的各种原理。
图1示出了根据本公开的一个实施方式的扬声器。
图2是沿图1中所示的线I-I'剖切的剖视图。
图3A是单晶片压电构件的实施例的剖视图。
图3B是双晶片压电构件的实施例的剖视图。
图4是示出当图2的扬声器中没有设置加强构件时，关于振动构件和压电构件中的每一者的构造的声压级与粘合构件的弹性模量的实验结果的曲线图。
图5是根据本公开的另一实施方式的扬声器的剖视图。
图6是示出根据本公开的第一实施方式的扬声器的剖视图。
图7是示出根据本公开的第二实施方式的扬声器的剖视图。
图8是示出根据本公开的第三实施方式的扬声器的剖视图。
图9是示出根据本公开的第四实施方式的扬声器的剖视图。
图10是示出根据第一至第四实施方式的每个扬声器中声压级相对于双晶片压电构件的第一压电层组与第二压电层组的厚度比的实验结果的曲线图。
图11示出了根据本公开的一个实施方式的显示设备。
图12是沿图11中所示的线II-II'剖切的剖视图。
图13是图12中所示的部分“A”的放大视图。
在整个附图和详细描述中，除非另有描述，否则相同的附图标记应被理解为表示相同的元件、特征和结构。为了清楚、图示和方便，可扩大这些元件的相对尺寸和描绘。
具体实施方式
现在将详细参考本公开的实施方式，这些实施方式的实施例可以在附图中示出。在以下描述中，当确定与本文件相关的公知功能或构造的详细描述不必要地遮蔽本发明构思的主旨时，将省略其详细描述。所描述的处理步骤和/或操作的进展是实施例；然而，除了必须以特定顺序发生的步骤和/或操作以外，步骤和/或操作的顺序不限于本文所阐述的顺序，并且可以如本领域中已知的那样改变。相同的附图标记始终表示相同的元件。仅仅是为了便于编写说明书而选择在以下说明中使用的各个元件的名称，因此这些名称可以与实际产品中使用的那些名称不同。
附图中公开的用于描述本公开的实施方式的形状、尺寸、比率、角度和数量仅仅是实施例，因此，本公开不限于所示出的细节。相同的附图标记始终表示相同的元件。在以下描述中，当确定相关已知技术的详细描述不必要地模糊本公开的重点时，将省略详细描述。
当使用本说明书中描述的“包含”、“具有”和“包括”时，可以添加另一部件，除非使用了“仅”。除非另有相反的说明，否则单数形式的术语可以包括复数形式。
在构建元件时，尽管没有明确的描述，但是该元件被解释为包括误差范围。
在描述位置关系时，例如，当两个部分之间的位置关系被描述为例如“在……上”、“在……上方”、“在……下方”和“靠近”时，除非使用了“刚好”或“直接”，否则所述两个部分之间可以设置有一个或多个其它部件。
在描述时间关系时，例如，当时间顺序被描述为“在……之后”、“随后”、“接着”和“在……之前”时，除非使用了“刚好”、“恰好”或“直接”，否则可以包括不连续的情况。
应当理解，尽管本文中可以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件，但是不脱离本公开的范围。
在描述本公开的元件时，可以使用术语“第一”、“第二”、“A”、“B”、“(a)”、“(b)”等。这些术语旨在从其它元件中识别相应的元件，并且相应元件的基础、顺序或数量不应受这些术语的限制。除非另有详细说明，否则元件“连接”、“联接”或“粘附”至另一元件或层的表达表示元件或层不仅可以直接连接或粘附至另一个元件或层，而且可以间接连接或粘附至另一个元件或层，其中元件或层之间“设置”有一个或多个中间元件或层。
术语“至少一个”应该被理解为包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。例如，“第一项目、第二项目和第三项目中的至少一个”的含义表示从第一项目、第二项目和第三项目中的两个或更多个提出的所有项目的组合以及第一项目、第二项目和第三项目。
在实施方式的描述中，当结构被描述为位于另一结构“上或上面”或“下方或下面”时，该描述应被解释为包括结构彼此接触的情况以及第三结构设置在它们之间的情况。仅仅是为了便于描述而给出附图中所示的每个元件的尺寸和厚度，并且本公开的实施方式不限于此。
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地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，将参考附图详细描述根据本公开的实施方式的扬声器和包括该扬声器的显示设备。
图1示出了根据本公开的实施方式的扬声器。图2是沿图1中所示的线I-I'剖切的剖视图。
参考图1和图2，根据本公开的实施方式的扬声器可以包括振动板210、位于振动板210的一个表面上的压电构件220以及位于振动板210和压电构件220之间的粘合构件230。
振动板210可以接收由压电构件220产生的机械位移以产生振动，并且可以朝向前部产生压缩波以再现或产生声音。振动板210可以包括金属、陶瓷和塑料中的至少一种，但不限于此。例如，振动板210可以包括碳纳米管、钢化玻璃和/或硬塑料，但不限于此。而且，振动板210可以具有低音调声带的频率特性，并且可以随着其杨氏模量变低而加强。而且，当振动板210应用于显示设备时，振动板210可以是显示面板。
在根据本公开的一个实施方式的扬声器中，压电构件220可以利用从外部施加的电能产生机械位移。压电构件220可以包括压电材料，该压电材料可以根据电场振动。这里，压电材料可以具有这样的特性，其中当由于外力而在晶体结构中施加压力或发生扭曲时，基于正(+)离子和负(-)离子的相对位置变化的电介质极化引起电位差，并且由于基于施加电压的电场而发生振动。例如，压电材料层可以具有正方形或矩形六面体结构，但不限于此。
根据本公开的一个实施方式的压电构件220可以包括含聚合物材料的压电材料、含薄膜材料的压电材料、含复合材料的压电材料或含单晶陶瓷的压电材料或含多晶陶瓷的压电材料。含聚合物材料的压电材料的实施例可以包括聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚(偏二氟乙烯三氟乙烯)P(VDF-TrFe)和P(VDFTeFE)。含薄膜材料的压电材料的实施例可以包括氧化锌(ZnO)、硫化镉(CdS)和氮化铝(AlN)。含复合材料的压电材料的实施例可以包括以下中的一种或多种：PZT-PVDF、PZT-硅橡胶、PZT-环氧树脂、PZT-泡沫聚合物和PZT-泡沫聚氨酯。含单晶陶瓷的压电材料的实施例包括以下中的一种或多种：α-磷酸铝(α-AlPO4)、α-二氧化硅(α-SiO2)、铌酸锂(LiNbO3)、钼酸铽(Tb2(MoO4)3))、硼酸锂(或四硼酸锂)(Li2B4O7)和ZnO。含多晶陶瓷的压电材料的实施例可以包括PZT基材料、PT基材料、PZT-复合钙钛矿基材料和钛酸钡(BaTiO3)。
根据本公开的一个实施方式的扬声器还可以包括上电极和下电极，用于接收从外部驱动电路施加到压电构件220的上表面和下表面的电信号，并且压电构件220可以根据经由上电极和下电极施加的电信号产生机械振动或位移。上电极和下电极可以均包括不透明金属材料，不透明金属材料具有相对低的电阻并且具有良好的散热特性，但不限于此。例如，上电极和下电极可以均包括透明导电材料或导电聚合物材料。
压电构件220可以构造成单层结构或多层结构。压电构件220可以具有包含具有压电特性的单压电材料层的结构或者具有堆叠具有压电特性的多个压电材料层的结构。当交流(AC)电压施加至压电构件220的上电极和下电极时，压电构件220可以基于压电材料层的逆压电效应交替地和反复地伸展和收缩，从而产生基于弯曲现象的振动，其中弯曲方向交替变化。
如上所述，当通过施加AC电压来改变施加至压电构件220的驱动电压的极性时，压电构件220相对于压电构件220的中心表面凸出地弯曲并凹入地弯曲的过程可以重复，并且压电构件220可以基于凸出弯曲和凹入弯曲的交替重复而振动。例如，随着AC电压的频率增加，压电构件220的振动频率可以增加。
此外，压电构件220可以基于交替重复直流(DC)电压的供应和切断的过程而振动。例如，压电构件220可以交替地重复压电构件220朝向一侧弯曲的过程以及压电构件220恢复到原始状态而不弯曲的过程，从而产生压电构件220的振动。
压电构件220可以构造有由单层形成的压电材料层。因此，在包括对应于单层的压电材料层的压电构件220中，可以基于外部电场在压电构件220中相同地形成振动方向。
此外，压电构件220可以构造有多个压电材料层，并且包括多个压电材料层的压电构件220可以包括：第一压电组，其具有在一个方向上对准的电场极化；以及至少一个第二压电层组，其具有在与第一压电层组的方向相反的方向上对准的电场极化。例如，第一压电层组和第二压电层组可以基于施加到其上的AC电压而具有不同的机械位移和方向。
当压电构件构造有多个压电材料层时，与具有相同厚度的单层结构的压电装置层不同，可以用低电压驱动具有多层结构的压电构件。可以基于期望的振动水平来调整或选择压电装置层的层数，并且用于压电扬声器的压电构件可以构造有从几层到几十层的任何数量的层。
压电构件220可以是单晶片压电构件或双晶片压电构件。这将在下面参考图3A和图3B进行描述。
图3A的压电构件可以包括单层或多个层，并且可以形成在一个方向上对准的电场极化。因此，压电构件可以具有与上述相同的电场极化特性。
参考图3A，每个压电层的极化方向可以和与其相邻的压电层的极化方向相反，一个电极250可以在单晶片压电构件的一侧(例如，第一侧)暴露，并且另一电极250'可以在单晶片压电构件的另一侧(例如，第二侧)暴露。如上所述，因为每个压电层的极化方向和与其相邻的压电层的极化方向相反，所以当基于一个电极250向单晶片压电构件施加正(+)电压并且基于另一电极250'向单晶片压电构件施加负(-)电压时，单晶片压电构件可沿压电构件的长度方向收缩或伸展。
图3B是双晶片压电构件的实施例的剖视图。
参考图3B，在压电构件的最下层至第四层中，每个压电层的极化方向可以设置为和与其相邻的压电层的极化方向相反的方向，第五压电层的极化方向可以设置为与第四压电层的方向相同的方向，并且第五压电层至第八压电层中的每一层的极化方向可以设置为和与其相邻的压电层的极化方向相反的方向。当如图3B中那样设定压电构件的极化方向并且基于电极250和250'施加正(+)电压和负(-)电压时，当图3B的第一压电层至第四压电层在压电构件的长度方向上伸展或收缩时，第五压电层至第八压电层可以在与第一压电层至第四压电层相反的方向上伸展或收缩。
在图3A和图3B中，压电构件被示出为包括顺序堆叠的八个层，但是压电层的数量不限于此。例如，压电构件可包括两个压电层、四个压电层或十六个压电层。
图4是示出当图2的扬声器中没有设置加强构件时，关于振动构件和压电构件中的每一者的构造的声压级与粘合构件的弹性模量的实验结果的曲线图。
图4示出了通过使用声压测量设备测量相对于振动板在向前方向上1cm的位置处的声压级而获得的结果。在图4中，横坐标轴(x轴)表示杨氏模量(MPa)，并且纵坐标轴(y轴)表示声压级(SPL)(dB)。
参考图4，在应用了包括具有相同电场极化特性(例如，单晶片)的压电材料层的压电构件220(图示为三角形虚线)的扬声器中，可以看出，随着振动板210和压电构件220之间的粘合构件的弹性模量增加，声压级几乎线性地加强。另一方面，当扬声器包括这样的压电构件(图示为方点虚线)时：该压电构件包括具有不同极化方向的第一压电层组和第二压电层组，可以看出，随着粘合构件的弹性模量减少，声压级增加。
因此，当压电构件是单晶片压电构件时，压电构件220的两侧中的每一侧的振动方向水平可以增加，但是可以不进行弯曲，并且传递到振动板210的振动可能会减少。因此，随着振动板210和压电构件220之间的粘合构件的弹性模量或杨氏模量增加，声压级可以加强。因此，可以增加振动板210的振动。例如，粘合构件的弹性模量可以是25MPa以上，并且粘合构件可以具有100MPa至1000MPa的弹性模量。杨氏模量可以是弹性模量。
当压电构件220是双晶片压电构件时，与设置在最下层上方的另一层相比，靠近振动板210的最下层的振动可能减小。因此，传递到振动板210的振动可能减小。因此，随着振动板210和压电构件220之间的粘合构件的弹性模量或杨氏模量增加，振动板210的振动可能会减小。因此，粘合构件的弹性模量应该相对较低，以增加传递到振动板210的振动。例如，粘合构件的弹性模量可以是0.1MPa至20MPa。
因此，当图2的扬声器的压电构件是单晶片压电构件时，可以看出，当粘合件的弹性模量约为3GPa时，压电构件实现最高的声压级。而且，当图2的扬声器的压电构件是双晶片压电构件时，可以看出，声压级比基于3MPa(标记为“d”)测量的最大声压级(例如，100dB)低约4dB。
当压电构件220由脆性高的压电陶瓷形成时，压电构件220可能由于高脆性而容易因外部冲击而损坏。因此，可以在压电构件220的上表面或下表面中的至少一者上设置加强构件，以确保压电构件220的坚固性。例如，加强构件可以设置在压电构件220的上表面或下表面中的至少一者上以吸收施加至压电构件220的外部冲击。加强构件的杨氏模量或弹性模量可以大于粘合构件的杨氏模量或弹性模量。例如，加强构件的杨氏模量或弹性模量可以是1GPa以上。例如，加强构件的杨氏模量或弹性模量可以是200GPa，但实施方式不限于此。加强构件可以由不锈钢形成，但不限于此。
例如，根据本公开的扬声器可以包含加强构件，该加强构件可以使振动板210能够吸收外部冲击。因此，在根据本公开的另一实施方式的扬声器中，加强构件可以仅设置在压电构件的下表面上，但是不限于此。例如，当扬声器应用于显示设备时，振动板210可以是显示面板。
图5是根据本公开的另一实施方式的扬声器的剖视图。
参考图5，根据本公开的另一实施方式的扬声器可以包括振动板210、位于振动板210的一个表面上的压电构件220、位于压电构件220的上表面上的第一加强构件241以及位于压电构件220的下表面上的第二加强构件242。此外，根据本公开的另一实施方式的扬声器还可以包括位于振动板210和第一加强构件241之间的第一粘合构件231、第一加强构件241和压电构件220之间的第二粘合构件232以及压电构件220和第二加强构件242之间的第三粘合构件233。
当设置加强构件时，由于加强构件可能发生压电构件220的低声音减小的问题。为了加强低音调声带的声音，发明人已经认识到粘合构件的材料应该不同。如上面参考图3A、图3B和图4所描述的，基于压电构件220的构造，粘合构件可以构造成具有不同的弹性模量。已经对此进行了各种实验。这将在下面参考图6至图10进行描述。
图6是示出根据本公开的第一实施方式的扬声器的剖视图。图7是示出根据本公开的第二实施方式的扬声器的剖视图。图8是示出根据本公开的第三实施方式的扬声器的剖视图。图9是示出根据本公开的第四实施方式的扬声器的剖视图。
参考图6，根据本公开的第一实施方式的扬声器可以包括相对于振动板210设置在下表面上的：第一加强构件241、压电构件220和第二加强构件242。根据本公开的第一实施方式的扬声器可以包括振动板210和第一加强构件241之间的第一粘合构件231、第一加强构件241和压电构件220之间的第二粘合构件232以及压电构件220和第二加强构件242之间的第三粘合构件233。第一粘合构件231和第二粘合构件232中的每一者均可以是具有低弹性模量的粘合构件，并且第三粘合构件233可以是具有高弹性模量的粘合构件。
参考图7，根据本公开的第二实施方式的扬声器可以包括相对于振动板210设置在下表面上的：第一加强构件241、压电构件220和第二加强构件242。根据本公开的第二实施方式的扬声器可包括振动板210和第一加强构件241之间的第一粘合构件231、第一加强构件241和压电构件220之间的第二粘合构件232以及压电构件220和第二加强构件242之间的第三粘合构件233。第一粘合构件231和第三粘合构件233中的每一者均可以是具有低弹性模量的粘合构件，并且第二粘合构件232可以是具有高弹性模量的粘合构件。
参考图8，根据本公开的第三实施方式的扬声器可以包括相对于振动板210设置在下表面上的：第一加强构件241、压电构件220和第二加强构件242。根据本公开的第三实施方式的扬声器可以包括振动板210和第一加强构件241之间的第一粘合构件231、第一加强构件241和压电构件220之间的第二粘合构件232以及压电构件220和第二加强构件242之间的第三粘合构件233。第一粘合构件231至第三粘合构件233中的每一者均可以是具有低弹性模量的粘合构件。
参考图9，根据本公开的第四实施方式的扬声器可以包括相对于振动板210设置在下表面上的：第一加强构件241、压电构件220和第二加强构件242，第二加强构件242。根据本公开的第四实施方式的扬声器可以包括振动板210和第一加强构件241之间的第一粘合构件231、第一加强构件241和压电构件220之间的第二粘合构件232以及压电构件220和第二加强构件242之间的第三粘合构件233。第二粘合构件232和第三粘合构件233中的每一者均可以是具有低弹性模量的粘合构件，并且第一粘合构件231可以是具有高弹性模量的粘合构件。
图10是示出根据第一至第四实施方式的每个扬声器中声压级相对于双晶片压电构件的第一压电层组与第二压电层组的厚度比的实验结果的曲线图。
图10示出了在根据压电构件是双晶片压电构件的第一至第四实施方式的每个扬声器中改变双晶片压电构件的第一压电层组与第二压电层组的厚度比时声压级的实验结果。例如，通过使用声压测量设备在距显示面板的前部1cm的距离处测量了图10的声压级特性。
参考图10，图6的实施例中所示的根据本公开的第一实施方式的扬声器和图7的实施例中所示的根据本公开的第二实施方式的扬声器中的每一者使用具有高弹性模量的粘合构件作为第三粘合构件或第二粘合构件，并且使用具有低弹性模量的粘合构件作为第一粘合构件。在这种情况下，在根据本公开的第一实施方式的扬声器和根据本公开的第二实施方式的扬声器中的每一者中，可以示出，当压电构件的第一压电层组的厚度比最高(例如，在图10的x轴上更接近'1')或者最低(例如，在图10的x轴上更接近'0')或者压电构件类似于单晶片压电构件时，观察到最高声压级。因此，在根据本公开的另一实施方式的扬声器中，当压电构件是单晶片压电构件或类似于单晶片压电构件，并且均设置在压电构件与第一和第二加强构件之间的第二粘合构件或第三粘合构件是具有高弹性模量的粘合构件时，传递到振动板的振动可以增加。单晶片压电构件可以在相同的长度方向上收缩或伸展。因此，可以放大朝向两侧的振动方向水平。
然而，当邻近压电构件的粘合构件的弹性模量低时，传递到彼此相邻的第一加强构件或第二加强构件的振动可能减小。因此，传递到振动板的振动可能减小。另选地，当具有高弹性模量的粘合构件设置在第一加强构件和压电构件之间，并且具有低弹性模量的粘合构件设置在压电构件和第二加强构件之间时，可以获得相同的效果。
在图6中所示的根据本公开的第一实施方式的扬声器(如图10中的圆虚线所示)和图7中所示的根据第二实施方式的扬声器(如图10中的三角虚线所示)中的每一者中，可以显示出，当压电构件的第一压电层组的厚度比为0.3，并且压电构件的第二压电层组的厚度比为0.7或当压电构件是类似于双晶片压电构件的压电构件时，可以显示出，观察到低声压级。在根据本公开的另一实施方式的扬声器中，当压电构件是双晶片压电构件时，当均设置在压电构件与第一和第二加强构件之间的第二粘合构件和第三粘合构件是具有高弹性模量的粘合构件时，可以防止或抵消第一压电层组或第二压电层组的振动。因此，传递到振动板的振动可能减小。
图8中示出的根据本公开的第三实施方式的扬声器使用具有低弹性模量的粘合构件作为第一至第三粘合构件，并且根据本公开的第四实施方式的扬声器使用具有高弹性模量的粘合构件作为第一粘合构件并使用具有低弹性模量的粘合构件作为第二和第三粘合构件。在根据本公开的第三实施方式的扬声器(图8；如图10中以菱形虚线所示)和根据本公开的第四实施方式的扬声器(图9；如图10中以方形虚线所示)中的每一者中，可以显示出，当压电构件是双晶片压电构件时，其中压电构件的第一压电层组与第二压电层组的厚度比接近1：1，观察到最高声压级。因为双晶片压电构件包括第一压电层组和第二压电层组，第一压电层组和第二压电层组可以在彼此相反的长度方向上收缩或伸展，以减小或最小化由第一压电层组和第二压电层组引起的振动的减小，所以设置在与压电构件相邻的第一和第二加强构件之间的第二和第三粘合构件可以使用具有低弹性模量的粘合构件。因此，传递到振动板的振动可能增加。
参考图10中所示的根据本公开的第四实施方式的扬声器的声压测量值的结果，当第一粘合构件是具有高弹性模量的粘合构件时，可以主要通过与压电构件相邻的第一加强构件、第二加强构件、第二粘合构件以及第三粘合构件的偏移或放大来确定基于压电构件的长度方向的伸展或收缩产生的振动。然后，当第一粘合构件是具有低弹性模量的粘合构件时，二次传递到振动板的振动可能增加。
因此，在根据本公开的一个实施方式的扬声器中，当压电构件220是单晶片压电构件时，可以显示出，当第一至第三粘合构件中的至少一者是具有高弹性模量的粘合构件时，扬声器可以实现高声压级特性。例如，粘合构件的弹性模量可以是弹性模量为100MPa至1000MPa的高弹性粘合构件。例如，高弹性粘合构件可以包括氰基丙烯酸酯基粘合剂、环氧基粘合剂和丙烯酸酯基粘合剂中的至少一种，但不限于此。
此外，在根据本公开的一个实施方式的扬声器中，当压电构件220是双晶片压电构件时，可以看出，当第一至第三粘合构件中的至少一者是具有低弹性模量的粘合构件时，扬声器实现了高声压级特性。例如，粘合构件的弹性模量可以是弹性模量为0.1MPa至20MPa的低弹性粘合构件。例如，低弹性粘合构件可以包括以下中的一种或多种：双面胶带、丙烯酸酯基粘合剂树脂、硅粘合剂树脂和聚乙烯醇基树脂，但不限于此。
基于根据本公开的另一实施方式的扬声器的构造和设计，第一至第三粘合构件可以包括相同材料或不同材料。
此外，当根据本公开的一个实施方式的扬声器的压电构件是双晶片压电构件时，第一压电层组与第二压电层组的厚度比可以在2：8至8：2的范围内。当厚度比在该范围之外时，根据本公开的扬声器的声压级特性可能减小。
图11示出了包括根据本公开的一个实施方式的扬声器的显示设备。图12是沿图11中所示的线II-II'剖切的剖视图。图13是图12中所示的部分“A”的放大视图。
参考图11至图13，包括根据本公开的一个实施方式的扬声器的显示设备可以包括位于显示面板100的一个表面上的扬声器200，并且扬声器200可以包括振动板210、位于振动板210的一个表面上的压电构件220以及振动板210与压电构件220之间的粘合构件230。压电构件220可以构造成单层或多层结构。当压电构件220是单晶片压电构件时，粘合构件220可以是高弹性粘合构件。当压电构件220是双晶片压电构件时，粘合构件220可以是低弹性粘合构件。
另选地，包括根据本公开的另一实施方式的扬声器的显示设备可以包括位于显示面板100的一个表面上的扬声器200。扬声器200可以包括振动板、位于振动板的一个表面上的压电构件、粘合构件以及设置在压电构件的上表面和下表面中的至少一者上的加强构件。粘合构件可以具有一定的弹性模量，并且可以位于振动板和加强构件之间以及压电构件和加强构件之间。压电构件可以构造成单层或多层结构。当压电构件是单晶片压电构件时，高弹性粘合构件可以位于振动板和加强构件之间和/或压电构件和加强构件之间。当压电构件是双晶片压电构件时，低弹性粘合构件可以设置在振动板和加强构件之间和/或压电构件和加强构件之间。
此外，根据本公开的显示设备可以直接振动显示面板100，而不是扬声器的振动板210。例如，显示面板100可以是振动板。
扬声器200可以基于压电构件的驱动(或振动)使显示面板100振动。因此，基于显示面板100的振动产生的声音SW可以相对于显示面板100在向前方向FD上输出。例如，扬声器200的振动板可以通过使用压电构件而振动，并且振动可以传递至显示面板100，从而产生声音SW。例如，当扬声器200通过使用显示面板100作为“振动板”产生声音时，扬声器200可以被称为“振动产生装置”。
根据本公开的显示面板100可以实施成弯曲显示面板，或任何类型的显示面板，例如液晶显示面板、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。显示面板100不限于特定类型的显示面板，并且可以基于声音产生装置的振动而振动以产生声波或声音。
显示面板100可以包括：薄膜晶体管(TFT)阵列基板，其可以包括由多条栅极线和多条数据线限定的多个像素以及设置在多个像素中的每个像素中的TFT，TFT用于驱动相应的像素；设置在TFT阵列基板上的有机发光装置层；以及封装基板，其覆盖有机发光装置层。这里，封装基板可以保护TFT和有机发光装置层免受外部冲击，并且可以减少或防止水渗透到有机发光装置层中。
在本公开中，后部结构400可以被称为“盖底部”、“板底部”、“后盖”、“基部框架”、“金属框架”、“金属底盘”、“底盘基部”或“m底盘”。因此，后部结构400可以是用于支撑显示面板100的支撑件，并且可以实施成任何类型的框架或板结构，每一类型的框架或板结构均设置在显示设备的后表面上。
根据本公开的一个实施方式的后部结构400可以包括以下中的一个或多个：玻璃材料、金属材料和塑料材料，每种材料均具有覆盖显示面板100的整个后表面的板形状，显示面板100和后部结构400之间有间隙空间。这里，后部结构400的边缘或尖角可以通过倒角工艺或圆角工艺而具有四角形(例如，四边形)形状或弯曲形状。例如，包括玻璃材料的后部结构400可以包括蓝宝石玻璃。作为另一实施例，包括金属材料的后部结构400可以包括以下中的一种或多种：铝(Al)、Al合金、镁(Mg)合金和铁(Fe)-镍(Ni)合金。
根据本公开的一个实施方式的后部结构400可以通过使用面板固定构件300设置在显示面板100的后边缘中。
面板固定构件300可以位于显示面板100的后边缘和后部结构400的边缘之间，并且可以将显示面板100附接至后部结构400。根据一个实施方式的面板固定构件300可以实施成双面胶带或双面胶泡沫垫，但不限于此。
根据本公开的显示设备的扬声器的振动板、压电构件、加强构件和粘合构件的描述与上述扬声器的构造和效果的描述相同。因此，省略了它们的重复描述。
根据本公开的一个实施方式的扬声器可以应用为设置在显示设备中的扬声器。根据本公开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、弯曲设备、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、电视(TV)、壁纸显示设备、标牌设备、游戏机、笔记本电脑、显示器、照相机、便携式摄像机，家用电器等。此外，根据本公开的一个实施方式的扬声器可以应用于有机发光照明设备或无机发光照明设备。当扬声器应用于照明设备时，扬声器可以用作照明和扬声器。在扬声器应用于移动设备等的情况下，扬声器可以用作扬声器或接收器。然而，本公开的实施方式不限于此。
下面将描述根据本公开的示例性实施方式的扬声器和显示设备。
根据本公开的一个实施方式，扬声器可以包括振动板、位于振动板的一个表面上的压电构件以及位于振动板和压电构件之间的第一粘合构件，压电构件是单晶片压元件并且第一粘合构件可以具有高弹性模量，或者压电构件是双晶片压电构件并且第一粘合构件可以具有低弹性模量。
根据本公开的一些实施方式，压电构件可以是双晶片压电构件，双晶片压电构件可以包括第一压电层组和第二压电层组，第一压电层组可以构造成在压电构件的长度方向上伸展与收缩，第二压电层组可以构造成在与第一压电层组的伸展和收缩相反的方向上伸展与收缩。
根据本公开的一些实施方式，第一压电层组与第二压电层组的厚度比可以是2：8至8：2。
根据本公开的一些实施方式，扬声器还可以包括位于压电构件的上表面和压电构件的下表面中的一者或两者上的加强构件。
根据本公开的一些实施方式，扬声器还可以包括位于加强构件和压电构件之间的第二粘合构件。
根据本公开的一些实施方式，当压电构件是单晶片压电构件时，第二粘合构件可以具有高弹性模量，或者压电构件是双晶片压电构件，第二粘合构件可以具有低弹性模量。
根据本公开的一些实施方式，高弹性模量的弹性模量可以包括25MPa以上，并且低弹性模量的弹性模量可以包括0.1MPa至20MPa。
根据本公开的一些实施方式，高弹性模量的弹性模量可以在100MPa至1000MPa的范围内。
根据本公开的一个实施方式，扬声器可以包括压电构件、位于压电构件的上表面上的第一加强构件、位于压电构件的下表面上的第二加强构件、位于第一加强构件和压电构件之间的第一粘合构件以及位于第二加强构件和压电构件之间的第二粘合构件，其中，当压电构件是单晶片压电构件时，第一粘合构件和第二粘合构件中的至少一者可以具有高弹性模量，并且当压电构件是双晶片压电构件时，第一粘合构件和第二粘合构件中的至少一者可以具有低弹性模量。
根据本公开的一些实施方式，具有高弹性模量的粘合构件可以包括氰基丙烯酸酯基粘合剂、环氧基粘合剂和丙烯酸酯基粘合剂中的一种或多种。
根据本公开的一些实施方式，高弹性模量的弹性模量可以在100MPa至1000MPa的范围内。
根据本公开的一些实施方式，具有低弹性模量的粘合构件可以包括丙烯酸酯基粘合树脂、硅粘合树脂和聚乙烯醇基树脂中的一种或多种。
根据本公开的一些实施方式，低弹性模量的弹性模量可以是0.1MPa至20MPa。
根据本公开的一些实施方式，具有较高弹性模量的粘合构件和/或具有较低弹性模量的粘合构件中的至少一者可以包括双面胶带。
根据本公开的一个实施方式，扬声器可以包括：振动板；位于振动板的表面上的压电构件；位于压电构件的上表面和下表面中的至少一者上的加强构件；以及位于振动板和加强构件之间的部分以及压电构件和加强构件之间的部分中的至少一者中的粘合构件，该粘合构件具有一定的弹性模量，其中由压电构件产生的振动可以传递至振动板。
根据本公开的一些实施方式，其中压电构件是单晶片压电构件，并且粘合构件可以是弹性模量为25MPa以上的较高弹性粘合构件。
根据本公开的一些实施方式，较高弹性粘合构件的弹性模量可以在100MPa至1000MPa的范围内。
根据本公开的一些实施方式，其中压电构件是双晶片压电构件，并且粘合构件可以是弹性模量在0.1MPa至20MPa范围内的较低弹性粘合构件。
根据本公开的一个实施方式，显示设备可以包括：显示面板，其构造成显示图像；以及位于显示面板的后表面上的扬声器，该扬声器构造成使显示面板振动以产生声音，该扬声器包括：压电构件；位于压电构件的上表面和压电构件的下表面中的至少一者上的加强构件；以及位于显示面板和加强构件之间的部分以及压电构件和加强构件之间的部分中的至少一者中的粘合构件。
根据本公开的一些实施方式，扬声器还可以包括振动板，并且压电构件可以设置在振动板的后表面上。
根据本公开的一些实施方式，压电构件的振动可以构造成使显示面板振动。
根据本公开的一些实施方式，压电构件可以是单晶片压电构件，并且粘合构件可以具有100MPa至1000MPa范围内的弹性模量。
根据本公开的一些实施方式，压电构件可以是双晶片压电构件，并且粘合构件可以具有0.1MPa至20MPa的弹性模量。
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，但不仅限于一个实施方式。此外，本公开的至少一个实施方式中描述的特征、结构和效果可以由本领域技术人员通过组合或修改其它实施方式来实现。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显而易见的是，在不脱离本公开的技术构思或范围的情况下，可以在本公开中进行各种修改和变更。因此，可以预期本公开的实施方式覆盖本公开的修改和变更，只要它们落入所附权利要求及其等同物的范围内即可。
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年8月17日提交的申请号为10-2018-0096332的韩国专利的权益和优先权，其全部内容通过引用结合于此。

Claims (37)

1.一种扬声器，所述扬声器包括：
振动板；
位于所述振动板的后表面上的压电构件；以及
位于所述振动板和所述压电构件之间的第一粘合构件，
其中，所述压电构件是单晶片压电构件，并且所述第一粘合构件具有25MPa以上的高弹性模量。
2.根据权利要求1所述的扬声器，其中，所述第一粘合构件的弹性模量在100MPa至1000MPa的范围内。
3.根据权利要求1所述的扬声器，所述扬声器进一步包括位于所述压电构件的上表面和所述压电构件的下表面中的一者或两者上的加强构件。
4.根据权利要求3所述的扬声器，所述扬声器进一步包括位于所述加强构件和所述压电构件之间的第二粘合构件，所述第二粘合构件具有100MPa至1000MPa的高弹性模量。
5.根据权利要求3所述的扬声器，所述扬声器进一步包括位于所述压电构件和所述加强构件之间的第三粘合构件，所述第三粘合构件具有100MPa至1000MPa的高弹性模量。
6.一种扬声器，所述扬声器包括：
压电构件；
位于所述压电构件的上表面上的第一加强构件；
位于所述压电构件的下表面上的第二加强构件；
位于所述第一加强构件和所述压电构件之间的第一粘合构件；以及
位于所述第二加强构件和所述压电构件之间的第二粘合构件，
其中，所述压电构件是单晶片压电构件，所述第一粘合构件具有25MPa以上的高弹性模量，并且所述第二粘合构件具有25MPa以上的高弹性模量。
7.根据权利要求6所述的扬声器，其中，所述第二粘合构件包括氰基丙烯酸酯基粘合剂、环氧基粘合剂和丙烯酸酯基粘合剂中的一种或多种。
8.根据权利要求6所述的扬声器，其中，所述第二粘合构件的弹性模量在100MPa至1000MPa的范围内。
9.根据权利要求6所述的扬声器，其中，所述第一粘合构件和所述第二粘合构件中的至少一者或多者包括双面胶带。
10.根据权利要求6所述的扬声器，所述扬声器进一步包括：
位于所述压电构件的上表面上的振动板；以及
位于所述振动板和所述压电构件之间的第三粘合构件，所述第三粘合构件具有100MPa进一步包至1000MPa的高弹性模量。
11.一种扬声器，所述扬声器包括：
压电构件；
位于所述压电构件的上表面上的第一加强构件；
位于所述压电构件的下表面上的第二加强构件；
位于所述第一加强构件和所述压电构件之间的第一粘合构件；以及
位于所述第二加强构件和所述压电构件之间的第二粘合构件，
其中，所述压电构件是单晶片压电构件，所述第一粘合构件具有25MPa以上的高弹性模量，并且所述第二粘合构件具有0.1MPa进一步包至20MPa的低弹性模量。
12.根据权利要求11所述的扬声器，其中，所述第一粘合构件包括氰基丙烯酸酯基粘合剂、环氧基粘合剂和丙烯酸酯基粘合剂中的一种或多种。
13.根据权利要求11所述的扬声器，其中，所述第一粘合构件的弹性模量在100MPa至1000MPa的范围内。
14.根据权利要求11所述的扬声器，其中，所述第二粘合构件包括丙烯酸酯基粘合树脂、硅粘合树脂和聚乙烯醇基树脂中的一种或多种。
15.根据权利要求11所述的扬声器，其中，所述第一粘合构件和所述第二粘合构件中的至少一者包括双面胶带。
16.根据权利要求11所述的扬声器，所述扬声器进一步包括：
位于所述压电构件的上表面上的振动板；以及
位于所述振动板和所述压电构件之间的第三粘合构件，所述第三粘合构件具有100MPa至1000MPa的高弹性模量。
17.一种扬声器，所述扬声器包括：
压电构件；
位于所述压电构件的上表面上的第一加强构件；
位于所述压电构件的下表面上的第二加强构件；
位于所述第一加强构件和所述压电构件之间的第一粘合构件；以及
位于所述第二加强构件和所述压电构件之间的第二粘合构件，
其中，所述压电构件是单晶片压电构件，所述第一粘合构件具有0.1MPa至20MPa的低弹性模量，并且所述第二粘合构件具有25MPa以上的高弹性模量。
18.根据权利要求17所述的扬声器，其中，所述第二粘合构件包括氰基丙烯酸酯基粘合剂、环氧基粘合剂和丙烯酸酯基粘合剂中的一种或多种。
19.根据权利要求17所述的扬声器，其中，所述第二粘合构件的弹性模量在100MPa至1000MPa的范围内。
20.根据权利要求17所述的扬声器，其中，所述第一粘合构件包括丙烯酸酯基粘合树脂、硅粘合树脂和聚乙烯醇基树脂中的一种或多种。
21.根据权利要求17所述的扬声器，其中，所述第一粘合构件和所述第二粘合构件中的至少一者包括双面胶带。
22.根据权利要求17所述的扬声器，所述扬声器进一步包括：
位于所述压电构件的上表面上的振动板；以及
位于所述振动板和所述压电构件之间的第三粘合构件，所述第三粘合构件具有100MPa至1000MPa的高弹性模量。
23.一种扬声器，所述扬声器包括：
压电构件；
位于所述压电构件的下表面上的加强构件；以及
位于所述加强构件和所述压电构件之间的粘合构件，
其中，所述压电构件是单晶片压电构件，并且所述粘合构件具有25MPa以上的高弹性模量。
24.根据权利要求23所述的扬声器，其中，所述粘合构件包括氰基丙烯酸酯基粘合剂、环氧基粘合剂和丙烯酸酯基粘合剂中的一种或多种。
25.根据权利要求23所述的扬声器，其中，所述粘合构件的弹性模量在100MPa至1000MPa的范围内。
26.根据权利要求23所述的扬声器，其中，所述粘合构件包括双面胶带。
27.一种扬声器，所述扬声器包括：
压电构件；
位于所述压电构件的上表面上的第一加强构件；
位于所述压电构件的下表面上的第二加强构件；
位于所述第一加强构件和所述压电构件之间的第一粘合构件；以及
位于所述第二加强构件和所述压电构件之间的第二粘合构件，
其中，所述压电构件是单晶片压电构件，并且所述第一粘合构件和所述第二粘合构件中的至少一者或多者具有25MPa以上的高弹性模量。
28.根据权利要求27所述的扬声器，其中，所述高弹性模量的弹性模量在100MPa至1000MPa的范围内。
29.根据权利要求27所述的扬声器，其中，所述第一粘合构件和所述第二粘合构件具有25MPa以上的高弹性模量。
30.根据权利要求27所述的扬声器，其中，所述第一粘合构件具有25MPa以上的高弹性模量，并且所述第二粘合构件具有0.1MPa至20MPa的低弹性模量。
31.根据权利要求27所述的扬声器，其中，所述第一粘合构件具有0.1MPa至20MPa的低弹性模量，并且所述第二粘合构件具有25MPa以上的高弹性模量。
32.根据权利要求27所述的扬声器，所述扬声器进一步包括：
位于所述压电构件的上表面上的振动板；以及
位于所述振动板和所述压电构件之间的第三粘合构件，所述第三粘合构件具有100MPa至1000MPa的高弹性模量。
33.一种显示设备，所述显示设备包括：
显示面板，所述显示面板构造成显示图像；以及
至少一个扬声器，所述至少一个扬声器构造成使所述显示面板振动以产生声音，其中，所述扬声器包括权利要求1至32中的任一项所述的扬声器。
34.一种显示设备，所述显示设备包括：
显示面板，所述显示面板构造成显示图像；以及
位于所述显示面板的后表面上的扬声器，所述扬声器构造成使所述显示面板振动以产生声音，所述扬声器包括：
压电构件；
位于所述压电构件的上表面和所述压电构件的下表面中的至少一者上的加强构件；
位于所述显示面板和所述加强构件之间的第一粘合构件以及位于所述压电构件和所述加强构件之间的第二粘合构件，
其中，所述压电构件是单晶片压电构件，并且所述第二粘合构件具有25MPa以上的高弹性模量。
35.根据权利要求34所述的显示设备，其中，所述压电构件的振动构造成使所述显示面板振动。
36.根据权利要求34所述的显示设备，其中，所述第一粘合构件具有25MPa以上的高弹性模量。
37.根据权利要求36所述的显示设备，其中，所述高弹性模量的弹性模量在100MPa至1000MPa的范围内。
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