JP2023099451A - 振動装置およびこれを含む装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】音響の音質を向上させることができ、共振制御特性を向上させることができる振動装置を提供する。【解決手段】振動装置は、振動素子を含む。振動素子は、圧電物質を含む振動部110aと、振動部110aの第1面または上部面にあり、複数の円形パターンで構成され、第1音波SW1を発生させる第1電極部110bと、第1電極部110bを連結するライン部110dと、振動部110aの第1面の一側に設けられたパッド部110pと、振動部110aの第1面と反対の第2面に配置された第2電極部110cと、を含む。第1音波は、可聴周波数であるかまたは超音波帯域の周波数を含む。第1音波は、例えば、200Hz~100kHz帯域の周波数を含むかまたは20kHz~10MHz帯域の周波数を含む。ただ、第1音波の周波数帯域がこれに制限されるものではない。【選択図】図3A

Description

本明細書は、振動装置およびこれを含む装置に関するものである。
装置は、音響を提供するために別途のスピーカーまたは音響装置を含む。装置にスピーカーを配置する場合、スピーカーが、空間を占めるようになるので、装置のデザインおよび空間配置に制約が伴うという問題が発生する。
装置に適用されるスピーカーは、例えば、マグネットとコイルを含むアクチュエータであり得る。しかし、アクチュエータをディスプレイ装置に適用した場合、厚さが厚いという短所がある。そのため薄い厚さを実現することができる圧電素子が注目されている。
圧電素子は、脆性特性のために、外部からの衝撃によって破損が容易に発生し、したがって、音響再生の信頼性が低いという問題点がある。そして、フレキシブル装置に圧電素子などのスピーカーを適用した場合、脆性特性により破損が発生する問題がある。
また、四角形の超音波圧電素子は、振動モードを活用するとき、共振周波数の制御が難しい欠点があり、超音波振動が振動板を介して伝達されるので、振動が相対的に弱い欠点がある。
したがって、本明細書の発明者らは、前述した問題点を認識し、音響の音質を向上することができ、音圧特性を向上することができる振動装置を実現するための多様な実験を遂行した。多くの実験によって、音響の音質を向上させることができ、共振制御特性を向上させることができる新しい振動装置、およびこれを含む装置を発明した。
本明細書の実施例による解決課題は、製造方法が簡素化され、共振制御が可能な振動装置およびこれを含む装置を提供することである。
本明細書の実施例に係る解決しようとする課題は、上で言及した課題に限定されず、言及していないその他の課題は、下記の記載から、本明細書の技術思想が属する技術分野で通常の知識を有する者(例えば、当業者)に明確に理解され得るだろう。
本明細書の追加的な特徴、利点、および実施例は、以下の説明で部分的に説明され、部分的には本明細書から明確になり、それから提供される発明の概念の実施例によって学習されることができる。発明の概念の他の特徴、利点、および実施例は、本明細書に提供されるか、それから導出され得る説明、請求範囲だけでなく、添付された図面によって実現され達成され、達成され得る。
本明細書に係る振動装置は、振動素子を含み、振動素子は、圧電物質を含む振動部と、振動部の第1面にあり、複数の円形パターンで構成された第1電極部と、振動部の第1面にある第2電極部とを含む。
本明細書に係る振動装置は、振動素子を含み、振動素子は、圧電物質を含む振動部、振動部の第1面にあり、複数の円形パターンで構成された超音波電極部、超音波電極部を取り囲むように構成された音響電極部、および振動部の第1面と反対の第2面にあり、単一電極で構成された第2電極部を含み、振動素子は、超音波および可聴周波数有する第2音響を発生する。
本明細書に係る振動装置は、振動素子を含み、振動素子は、圧電物質を含む振動部、振動部の第1面にあるフィンガータイプの第1電極部、および振動部の第1面と反対の第2面にあるフィンガータイプの第2電極部を含み、第1電極部は、第1陰刻パターンを含み、第2電極部は第2陰刻パターンを含み、第1陰刻パターンおよび第2陰刻パターンは、複数の円形パターンを構成する。
本明細書に係る装置は、振動対象物、振動対象物にある振動発生装置、および振動対象物と振動発生装置との間の連結部材を含み、振動発生装置は、前述した振動装置を含む。
本明細書の実施例に係る振動装置は、単純な工程でアレイ形態に製作可能であり、大面積の共振点の制御が可能な超音波振動装置を提供することができ、大面積のディスプレイ装置、超音波発生器、またはセンサーなどに適用することができる。
他のシステム、方法、特徴、および利点は、次の図面および詳細な説明を検討すると、当業者に明らかまたは明白になるだろう。これらすべての追加システム、方法、特徴、および利点は、この説明に含まれ、本開示内容の範囲内にあり、次の請求範囲によって保護されることを意図している。このセクションのどのような内容も、これらの主張に対する制限と見なされてはならない。追加の態様および利点は、本開示の態様とともに以下で議論される。
本明細書の前述の説明および以下の詳細な説明の両方は、例示的で説明的であり、特許請求の範囲に記載された開示のさらなる説明を提供するために理解されるべきである。
本発明の追加理解を提供するために含まれ、本出願に統合され、その一部を構成する添付図面は、本発明の態様および実施態様を例示し、説明と共に本発明の原理を説明する役割をすることができる。
本明細書の実施例に係る振動装置の斜視図である。 図1に示す線I-I’についての断面図である。 本明細書の実施例による振動装置の斜視図である。 図3Aの「A」領域を示す図である。 本明細書の実施例に係る振動装置の平面図である。 本明細書の実施例に係る振動装置の振動駆動回路を示す図である。 本明細書の他の実施例に係る振動装置の斜視図である。 本明細書の他の実施例に係る振動装置の平面図である。 本明細書の他の実施例に係る振動装置の振動駆動回路を示す図である。 本明細書の他の実施例に係る振動装置の斜視図である。 図9Aの「B」領域を拡大して示す図である。 図9Aの振動部の斜視図である。 本明細書の他の実施例に係る振動装置の平面図である。 本明細書の他の実施例に係る振動装置の斜視図である。 本明細書の他の実施例に係る振動装置の平面図である。 図13の振動部の斜視図である。 図13に示す線II-II’についての断面図である。 本明細書の他の実施例に係る振動装置の振動駆動回路を示す図である。 本明細書の実施例に係る装置を示す図である。 図16に示す線IV-IV’についての断面図である。 図16に示す線IV-IV’についての他の断面図である。
図面および詳細な説明全体にわたって特別な説明がない限り、同一の図面符号は同一の構成要素、特徴および構造について指すものと理解されなければならない。これらの要素の相対的なサイズと描写は、明確性、説明、および利便性のために誇張され得る。
本明細書の実施例を詳細に参照し、その例は添付図面に例示できる。以下の説明で、よく知られた機能または構成の具体的な説明が本明細書の要旨を不必要に曇せる場合、その具体的な説明は、簡潔さのために省略することができる。説明された段階および/または動作の進行は、一例示的なものだが、段階および/または動作の順序は、本明細書に記載されたものに限定されず、特定の順序で必ず発生する段階および/または動作を除いて変更され得る。
本明細書の利点および特徴とそれらを達成する方法は添付図面に基づいて詳細に後述する多様な例を参照すると明らかになるであろう。しかし、本明細書は以下で開示する一実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態に具現可能であり、本明細書の一実施例等はただ本明細書の開示を完全にし、本明細書の技術思想が属する技術分野で通常の知識を有する者に技術思想の範疇を完全に知らせるために提供するものであり、本明細書の技術思想は請求範囲の範疇によって定義されるだけである。
本明細書の一実施例を説明するための図面に開示した形状、サイズ、比率、角度、個数などは例示的なものなので、本明細書が図示の事項に限定されるものではない。明細書全般にわたって同じ参照符号は同じ構成要素を示す。また、本明細書の説明において、関連した公知の技術についての具体的な説明が本明細書の要旨を不必要にあいまいにする可能性があると判断される場合、その詳細な説明は省略する。本明細書で言及する「含む」、「有する」、「なる」などを使う場合、「~のみ」を使わない限り、他の部分が付け加わることができる。構成要素を単数で表現した場合、特に明示的な記載事項がない限り、複数を含む場合を含む。
構成要素の解釈において、誤差範囲についての別途の明示的な記載がないと言っても誤差範囲を含むものと解釈する。
位置関係についての説明の場合、例えば「~上に」、「~の上部に」、「~の下部に」、「~のそばに」などのように2つ部分の位置関係を説明する場合、「直ぐ」または「直接」を使わない限り、2つ部分の間に1つ以上の他の部分が位置することもできる。実施例実を説明の場合、構造が、「上または上方に」、「上部に」、「下または下方に」などに位置していると説明されている場合、この説明は、構造物が互いに接触する場合、その間に第3構造物が配置される場合を含むものと解釈されなければならない。
時間関係についての説明の場合、例えば、「~の後に」、「~に引き続き」、「~の次に」、「~の前に」などのように時間的に先後関係を説明する場合、「直ぐ」または「直接」を使わない限り、連続的ではない場合も含み得る。
第1、第2などを多様な構成要素を敍述するために使うが、これらの構成要素はこれらの用語に制限されない。これらの用語はただ一構成要素を他の構成要素と区別するために使用するものである。よって、以下で言及する第1構成要素は本明細書の技術的思想内で第2構成要素でもあり得る。
本明細書の構成要素の説明において、第1、第2、A、B、(a)、(b)などの用語を使うことができる。このような用語はその構成要素を他の構成要素と区別するためのものであるだけで、その用語によって当該構成要素の本質、順番、順序でまたは個数などが限定されない。ある構成要素が他の構成要素に「連結」、「結合」または「接続」されると記載する場合、その構成要素はその他の構成要素に直接的に連結されるか、または接続されることができるが、特に明示的な記載事項がない限り、間接的に連結されるか、または接続されることができる各構成要素の間に他の構成要素が「介在」されることもできると理解されなければならないであろう。
「少なくとも1つ」という用語は1つ以上のすべての組合せを含むものと理解しなければならないであろう。例えば、「第1、第2および第3構成要素のうちの少なくとも1つ」の意味は、第1、第2または第3のそれぞれだけでなく、第1、第2および第3のうちで二つ以上の全ての構成要素の組合せを含むと言える。
第1構成要素、第2構成要素「および/または」第3構成要素の表現は、第1、第2および第3の構成要素のうちの1つまたは第1、第2および第3の構成要素の任意の組み合わせまたはすべての組み合わせと理解されなければならない。例えば、A、Bおよび/またはCは、Aのみ、Bのみ、Cのみ、A、BおよびCの任意または何らかの組み合わせ、またはA、BおよびCのすべてと見なすことができる。さらに、「構成要素A/構成要素B」の表現は、構成要素Aおよび/または構成要素Bと理解されなければならない。
本明細書の多くの実施例のそれぞれの特徴が部分的にまたは全体的に互いに結合または組合せ可能であり、技術的に多様な連動および駆動が可能であり、各実施例が互いに対して独立的に実施されることもでき、連関関係で一緒に実施されることもできる。
以下、添付図面および実施例に基づいて本明細書の実施例を説明する。図面に示す構成要素のスケールは説明の便宜のために実際とは違うスケールを有するので、図面に示すスケールに限定されない。
図1は、振動装置の斜視図であり、図2は、図1に示す線I-I’の断面図である。
図1および図2を参照すると、本明細書の実施例に係る振動装置10は、振動素子110、振動素子110の第1面に配置された第1カバー部材120、および振動素子110第1面と反対の第2面に配置された第2カバー部材130を含み得る。
振動素子110は、振動構造物、振動発生器、振動モジュール、アクチュエータ、エキサイター、振動フィルム、フィルムアクチュエータ、フィルムエキサイター、または音響発生器であり得るが、本明細書の実施例はこの用語に限定されるものではない。
振動素子110は、圧電特性を有する圧電物質を含み得る。振動素子110は、第1振動駆動信号(または第1音響信号)による圧電物質の圧電効果によって収縮および膨張を交互に繰り返すことによって、変位されるか、または振動することができる。例えば、振動素子110は、圧電物質の変位または振動によって第1音波を出力し、または発生することができる。例えば、振動素子110の振動は、タッチ、例えば、使用者によるタッチに反応するハプティックフィードバックのための振動として使われることができる。
本明細書の実施例に係る振動素子110は、圧電物質を含む振動部110a、振動部110aの第1面に配置された第1電極部110b、および振動部110aの第1面と反対のまたは第1面と異なる第2面に配置された第2電極部110cを含み得る。
振動部(または第1振動部)110aは、振動層、圧電層、圧電物質層、電気活性層、圧電振動部、圧電振動層、電気活性部、無機物質層、または無機物質部などで表現することができ、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。
振動部110aは、相対的に高い振動の実現が可能なセラミック系の物質で構成されるか、またはペロブスカイト(perovskite)系の結晶構造を有する圧電セラミックで構成され得る。ペロブスカイトの結晶構造は、圧電および逆圧電効果を有し、配向性を有する板状の構造であり得る。ペロブスカイトの結晶構造は、ABOの化学式で表され、Aサイトは、2価の金属元素からなり、Bサイトは、4価の金属元素からなることができる。本明細書の実施例として、ABOの化学式で、AサイトおよびBサイトは、カチオンであり得、Oは、アニオンであり得る。例えば、ペロブスカイトの結晶構造は、PbTiO、PbZrO、PbZrTiO、BaTiO、およびSrTiOのうちの少なくとも1つ以上を含むことができ、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。
本明細書の実施例に係る振動部110aは、鉛(Pb)、ジルコニウム(Zr)、チタン(Ti)、亜鉛(Zn)、ニッケル(Ni)、およびニオブ(Nb)のうちの1種以上を含むことができ、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。
本明細書の他の実施例に係る振動部110aは、鉛(Pb)、ジルコニウム(Zr)、およびチタン(Ti)を含むPZT(lead zirconate titanate)系物質、または鉛(Pb)、ジルコニウム(Zr)、ニッケル(Ni)、およびニオブ(Nb)を含むPZNN(lead zirconate nickel niobate)系物質を含み得るが、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。また、振動部110aは、鉛(Pb)を含まないCaTiO、BaTiO、およびSrTiOのうちの少なくとも1つ以上を含むことができ、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。
本明細書の他の実施例に係る振動部110aは、厚さ方向(Z)に沿った圧電変形係数(d33)で1,000pC/N以上を有することができる。振動部110aは、相対的に高い圧電変形係数(d33)を有することにより、大きさが大きい振動対象物に適用され得るか、または十分な振動特性および/または圧電特性を有する振動装置を実現するのに適用され得る。例えば、振動部110aは、PZT系物質(PbZrTiO)を主成分とし、Aサイト(Pb)にドーピングされたソフトナードーパント(softener dopant)物質、およびBサイト(ZrTi)にドーピングされたリラクサ(relaxor)強誘電体物質を含み得る
ソフトナードーパント物質は、振動部110aの圧電および誘電特性を向上させることができ、例えば、振動部110aの圧電変形係数(d33)を増加させることができる。ソフトナードーパント物質が、+1価元素で構成されるとき、圧電特性および誘電特性が減少され得る。例えば、ソフトナードーパント物質が、カリウム(K)およびルビジウム(Rb)で構成されるとき、圧電特性および誘電特性が減少され得る。そこで、本明細書の発明者らは、いくつかの実験を通じて圧電特性および誘電特性を向上させるために、ソフトナードーパント物質が、+2価乃至+3価の元素で構成されなければならないことを認識した。本明細書の実施例に係るドーピングされたソフトナードーパント物質は、+2価乃至+3価元素を含み得る。PZT系物質(PbZrTiO)にソフトナードーパント物質を含んでモルフォトロピック相境界(Morphotropic Phase Boundary;MPB)を構成することができるので、圧電特性および誘電特性を向上させることができる。例えば、ソフトナードーパント物質は、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、ランタン(La)、ネオジム(Nd)、カルシウム(Ca)、イットリウム(Y)、エルビウム(Er)、またはイッテルビウム(Yb)を含み得る。例えば、PZT系物質(PbZrTiO)にソフトナードーパント物質のイオン(Sr2+、Ba2+、La2+、Nd3+、Ca2+、Y3+、Er3+、Yb3+)は、PZT系物質(PbZrTiO)において鉛(Pb)の一部を置換し、その置換量は、2乃至20mol%であり得る。例えば、置換量が、2mol%未満であるか、20mol%を超える場合には、ペロブスカイトの結晶構造が崩れるので、電気結合係数(kP)および圧電変形係数(d33)が減少し得る。ソフトナードーパント物質を置換する場合、モルフォトロピック相境界(Morphotropic Phase Boundary)を構成することができ、モルフォトロピック相境界で高い圧電特性および誘電特性を有することができるので、高い圧電特性および誘電特性を有する振動装置を実現することができる。
本明細書の実施例によると、PZT系物質(PbZrTiO)にドーピングされたリラクサ強誘電体物質は、振動部110aの電気変形特性を向上させることができる。本明細書の実施例に係るリラクサ強誘電体物質は、PMN(lead magnesium niobate)系物質またはPNN(lead nikel niobate)系物質を含むことができ、これに限定されるものではない。PMN系物質は、鉛(Pb)、マグネシウム(Mg)、およびニオブ(Nb)を含むことができ、例えば、Pb(Mg,Nb)Oであり得る。PNN系物質は、鉛(Pb)、ニッケル(Ni)、およびニオブ(Nb)を含むことができ、例えば、Pb(Ni,Nb)Oであり得る。例えば、PZT系物質(PbZrTiO)にドーピングされたリラクサ強誘電体物質は、PZT系物質(PbZrTiO)でジルコニウム(Zr)、チタン(Ti)のそれぞれの一部を置換し、その置換量は、5乃至25mol%であり得る。例えば、置換量が、5mol%未満であるか、25mol%を超える場合には、ペロブスカイトの結晶構造が崩れるので、電気結合係数(kP)および圧電変形係数(d33)が減少し得る。
本明細書の実施例によると、振動部110aは、圧電係数の付加的な向上のために、PZT系物質(PbZrTiO)のBサイト(ZrTi)にドーピングされたドナー(donor)物質をさらに含み得る。例えば、Bサイト(ZrTi)にドーピングされたドナー物質は、+4価乃至+6価の元素を含み得る。例えば、Bサイト(ZrTi)にドーピングされたドナー物質は、テルル(Te)、ゲルマニウム(Ge)、ウラン(U)、ビスマス(Bi)、ニオブ(Nb)、タンタル(Ta)、アンチモン(Sb)、またはタングステン(W)を含み得る。
本明細書の実施例によると、第1電極部110bは、振動部110aの第1面(または上面)に配置され得る。例えば、第1電極部110bは、振動部110aの第1面と電気的に連結され得る。例えば、第1電極部110bは、振動部110aの第1面と電気的に直接され得る。例えば、第1電極部110bは、振動部110aと第1カバー部材120との間に配置され得る。
本明細書の他の実施例によると、第1電極部110bは、振動部110aの第1面上で、互いに平行な少なくとも一対以上のフィンガー形状の電極を含み得る。フィンガー形状の第1電極部110bは、振動部110aの第1面の一側の縁部に位置するパッド部と連結され得る。
本明細書の実施例に係る第1電極部110bは、透明導電性物質、半透明導電性物質、または不透明導電性物質からなることができる。例えば、透明または半透明の導電性物質は、ITO(indium tin oxide)またはIZO(indium zinc oxide)を含むことができ、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。不透明導電性物質は、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)、モリブデン(Mo)、またはマグネシウム(Mg)などを含むか、またはこれらの合金からなり得、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。
第2電極部110cは、振動部110aの第2面(または背面)に配置され、第1電極部110bと重畳され得る。例えば、第2電極部110cは、振動部110aの第2面と電気的に連結され得る。例えば、第2電極部110cは、振動部110aの第2面と電気的に直接され得る。例えば、第2電極部110cは、振動部110aと第2カバー部材130との間に配置され得る。例えば、第2電極部110cは、振動部110aの第2面の全体に配置された一体型電極形状(または単一電極形状)を有することができる。例えば、第2電極部110cは、振動部110aと同じ形状を有することができる。
本明細書の実施例に係る第2電極部110cは、透明導電性物質、半透明導電性物質、または不透明導電性物質から構成され得る。例えば、第2電極部110cは、第1電極部110bと同じ物質から構成されてもよく、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。本明細書の他の実施例では、第2電極部110cは、第1電極部110bとは異なる物質で構成され得る。
本明細書の実施例に係る振動装置10は、第1カバー部材120と第2カバー部材130との間に配置され、振動素子110を取り囲む接着層115をさらに含み得る。
接着層115は、振動部110aを挟んで第1カバー部材120と第2カバー部材130とを対向した状態で合着させることができる。接着層115は、第1カバー部材120と第2カバー部材130との間の領域のうちの振動素子110を除いて残った領域に配置され得る。
本明細書の実施例に係る接着層115は、第1カバー部材120の第2面(または背面)に配置された第1接着層115a、および第2カバー部材130の第1面(または上面)に配置された第2接着層115bを含み得る。第1接着層115aおよび第2接着層115bは、第1カバー部材120と第2カバー部材130との間に互いに結合されるか、または互いに接着して単一の接着層に実現され得る。第1接着層115aまたは第2接着層115bは、省略され得る。
第1および第2接着層115a、115bのそれぞれは、電気絶縁物質を含み得る。例えば、電気絶縁物質は、接着性を有しながら、圧縮と復元が可能な物質であり得る。例えば、第1および第2接着層115a、115bのうちの1つ以上は、エポキシ(epoxy)樹脂、アクリル(acrylic)樹脂、シリコン(silicone)樹脂、またはウレタン(urethane)樹脂を含むことができ、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。
第1カバー部材120は、第1接着層115aを媒介とするフィルムラミネート工程により、振動素子110の第1面(または第1電極部110b)に結合されるか、または 連結され得る。第2カバー部材130は、第2接着層115bを媒介とするフィルムラミネート工程により、振動素子110の第2面(または第2電極部110c)に結合されるか、または連結され得る。
本明細書の実施例に係る振動装置10は、フレキシブルケーブル(FC)をさらに含み得る。フレキシブルケーブル(FC)は、振動素子110と電気的に連結されることができ、振動素子110のパッド部と電気的に連結され得る。これにより、フレキシブルケーブル(FC)は、振動駆動信号を該当するパッド部に供給することができる。本明細書の実施例に係るフレキシブルケーブル(FC)は、フレキシブルプリント回路ケーブルまたはフレキシブルフラットケーブルであり得るが、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。
図3aは、本明細書の実施例に係る振動装置の斜視図であり、図3bは、図3aの「A」領域を示す図であり、図4は、本明細書の実施例に係る振動装置の平面図である。
図3a、図3b、および図4を参照すると、振動素子は、振動部110a、振動部110aの第1面または上部面に位置する第1電極部110b、第1電極部110bを連結するライン部110d、振動部110aの第1面の一側に設けられたパッド部110p、および振動部110aの第1面と反対の第2面に配置された第2電極部110cを含み得る。
本明細書の実施例に係る振動装置は、第1電極部110bから第1音波(SW1)を発生させることができ、第1音波(SW1)は、可聴周波数であるか、または超音波帯域の周波数を含み得る。例えば、第1音波(SW1)は、200Hz~100kHz帯域の周波数を含むか、または20kHz~10MHz帯域の周波数を含み得る。ただ、第1音波(SW1)の周波数帯域がこれに制限されるものではない。
本明細書の実施例に係る振動装置の第1電極部110bは、振動部110aの第1面または上部に配置され得る。本明細書の実施例に係る第1電極部110bは、振動部110aの第1面または上部に複数から構成され得る。複数の第1電極部110bのそれぞれは、円形パターン電極であり、アレイ形態に配列され得る。また、本明細書の実施例に係る振動装置において、振動部110aの第1面または上部に配置された複数の第1電極部110bのそれぞれは、円形パターンの電極であり、アレイ形態に配列され、振動素子110は、1つの振動部110a、振動部110aの第1面または上部に配置された複数の第1電極部110b、および複数の第1電極部110bの間に連結されたライン部110dを含むことで、振動素子110は、物理的に単一(または1つ)の振動装置で構成されるが、円形パターン電極がアレイ形態に配列された複数の第1電極部110bのそれぞれは、振動部110aのアクティブ領域または振動領域を複数の第1電極部110bのそれぞれの円形パターン領域に制限(または定義)することで、1つの共振点を有する複数の振動素子または複数の振動発生器として認識されるように実現することができる。
ライン部110dは、複数の第1電極部110bの間に連結され得る。例えば、ライン部110dは、第2方向(Y)に沿って隣接した2個の第1電極部110bの間に連結されるように構成され得る。よって、第2方向(Y)に沿って配列された複数の第1電極部110bは、ライン部110dを介して互いに連結され得る。
パッド部110pは、振動部110aの一側および第1面に設けられ、ライン部110dを介して複数の第1電極部110bと共通して連結され得る。ライン部110dは、複数の第1電極部110bの間に連結され、複数の第1電極部110bのうちの一部とパッド部110pとの間に連結され得る。
図3bに示すように、複数の第1電極部110bのそれぞれは、第1電極部110bの中央部またはセンターから第1電極部110bの縁部までの距離または半径(R)が同一である円形パターンから構成されることで、振動装置(または振動素子)の共振周波数が一定に制御され得る。本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。例えば、複数の第1電極部110bのそれぞれの長さの半径(R)は、多様であることができる。例えば、複数の第1電極部110bの少なくとも一部の半径Rまたは長さは、一定であり得る。
また、本明細書の実施例によると、振動装置(または振動素子)の共振周波数(f)は、第1電極部110bの半径(R)に反比例することができる。
本明細書の実施例によると、共振周波数(f)は、下記の式(1)または式(2)によって決定され得る。
Figure 2023099451000002
Figure 2023099451000003
式1および式2で、「L」は、振動素子の長さであり、「m」は、振動素子の単位質量であり、「F」は、振動素子の張力(tension)であり、および「k」は、振動素子の剛性である。
本明細書の一実施例によると、円形電極パターンを有し、アレイ形態に配置された複数の第1電極部110bを含む振動素子110は、共振周波数を生成する1つの第1電極部110bの長さを式1での振動素子の長さとして認識されるように実現され得る。よって、式1で、共振周波数が振動素子の長さに反比例するように、本明細書の実施例に係る振動装置の共振周波数は、第1電極部110bの半径に反比例することができる。また、振動装置の共振周波数は、式1で表現したように、振動素子110の第1方向(X)の第1長さL1または第2方向(Y)の第2長さL2に反比例することができる。本明細書の実施例に係る振動装置は、円形パターンを含む第1電極部110bの配列によって、複数の圧電セラミックまたは圧電素子を配列したものと同一または類似の効果を出すことができる。
また、本明細書の実施例に係る振動装置は、複数の第1電極部110bによって装置の前方に音波を出力することができ、行と列に配置された複数の第1電極部110bのアレイ構造によって発生された補強干渉(constructive interference)を用いたビームフォーミング(beam foaming)効果によって大面積の超音波発生器または大面積の超音波ハプティックディスプレイとして適用されることができ、大面積のディスプレイ装置、超音波発生器、またはセンサーなどに適用することができる。
図5は、本明細書の実施例に係る振動装置の振動駆動回路を示す図である。
図5を参照すると、本明細書の実施例に係る振動装置は、振動駆動回路170をさらに含み得る。
振動駆動回路170は、フレキシブルケーブル(FC)を介して振動部110aと電気的に連結され得る。本明細書の実施例に係る振動駆動回路170は、振動素子の振動によって第1音波(SW1)を発生させるための第1振動駆動信号を生成して振動素子に供給することができる。
本明細書の実施例に係る振動駆動回路170は、振動素子に連結された第1アンプ171を含み得る。
第1アンプ(または第1信号生成回路)171は、音響ソースに基づいて第1極性信号と第2極性信号を有する交流型の第1振動駆動信号を生成することができる。本明細書の一実施例に係る第1アンプ171は、第1振動駆動信号の第1極性信号を出力する第1出力端子T11、および第1振動駆動信号の第2極性信号を出力する第2出力端子T22を含み得る。
振動素子に構成された振動部110aは、第2電極部110cから第1電極部110b側に向かう分極方向(P)を有することができる。
第1アンプ171の第1出力端子T11から出力される第1振動駆動信号の第1極性信号は、フレキシブルケーブル(FC)を介して振動素子に構成されたパッド部110pに供給され、次いでパッド部110pと電気的に連結された複数の第1電極部110bに供給され得る。第1アンプ171の第2出力端子T22から出力される第1振動駆動信号の第2極性信号は、フレキシブルケーブル(FC)を介して振動素子に構成された第2電極部110cに供給され得る。
図5に示す振動素子に構成された振動部110aは、第2電極部110cから第1電極部110bに向かう分極方向(P)を有することができる。第1振動駆動信号の第1極性信号は、振動素子の第1電極部110bに供給され、第1振動駆動信号の第2極性信号は、振動素子の第2電極部110cに供給され得る。
図6は、本明細書の他の実施例に係る振動装置の斜視図であり、図7は、本明細書の他の実施例に係る振動装置の平面図である。
図6および図7を参照すると、本明細書の他の実施例に係る振動装置の振動素子は、振動部110a、振動部110aの第1面または上部面に配置された複数の第1電極部110b、複数の第1電極部110bを連結するライン部110d、振動部110aの第1面または上部面に設けられたパッド部110p1~110p4、および振動部110aの第1面と反対の第2面に配置された第2電極部110cを含み得る。また、本明細書の他の実施例に係る振動装置の振動素子の第1電極部110bおよびパッド部110p1~110p4は、振動部110aの第1面または上部面に配置される第1領域、第2領域、第3領域、および第4領域のそれぞれに配置され得る。例えば、第1領域~第4領域に配置された第1電極部110bのそれぞれは、電気的に分離され得る。例えば、第1領域~第4領域に配置された第1電極部110bは、互いに離隔され得る。
図6で、第1領域は、上側の角部を含む領域であり得、第2領域は、右側の角部を含む領域であり得、第3領域は、左側の角部を含む領域であり得、第4領域は、下側の角部を含む領域であり得る。
本明細書の他の実施例によると、第1電極部110bは、振動部110aの第1面上で互いに平行な少なくとも一対以上のフィンガー形状の電極を含むことができ、このようなフィンガー形状の第1電極部110bは、複数から構成され得る。例えば、振動部110aの第1面または上部面に配置される第1領域、第2領域、第3領域、および第4領域にそれぞれ対応されるように配置され得る。第1電極部110bは、第1パッド部110p1、第2パッド部110p2、第3パッド部110p3、および第4パッド部110p4のそれぞれに印加された電気的信号に応じて選択された領域のみを独立的に駆動させることができる。例えば、第1パッド部110p1、第2パッド部110p2、第3パッド部110p3、および第4パッド部110p4に印加される信号は、第2電極部110cに印加される電気的信号と同期されて印加され得、この電気的信号は、フレキシブルケーブル(FC)および第1アンプ171によって制御され得る。
本明細書の一実施例によると、第1領域~第4領域は、同時に動作され得、第1~第3領域がターンオン(turn-on)(または活性化)すれば、第4領域はターンオフ(turn-off)(または非活性化)され得、第1および第2領域がターンオンすれば、第3および第4領域はターンオフすることができ、第1領域がターンオンすれば、第2~第4領域はターンオフすることができる。本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。例えば、振動部110aは、振動部110aの上面の任意の位置に位置する少なくとも2つの領域を含み得る。そして、少なくとも2つの領域のそれぞれに配置された第1電極部110bは、互いに電気的に断絶されて独立的に駆動され得る。
本明細書の他の実施例に係る振動装置の第1電極部110bは、振動部110aの第1面または上部に配置され得る。本明細書の実施例に係る第1電極部110bは、振動部110aの第1面または上部に複数から構成され得る。複数の第1電極部110bのそれぞれは、円形パターン電極であり、複数のアレイ形態に配列され得る。また、本明細書の実施例に係る振動装置で、振動部110aの第1面または上部に配置された複数の第1電極部110bのそれぞれは、円形パターン電極であり、アレイ形態に配列され、振動素子110は、1つの振動部110a、振動部110aの第1面または上部に配置された複数の第1電極部110b、および複数の第1電極部110bの間に連結されたライン部110dを含むことで、振動素子110は、物理的に1つの振動装置で構成されるが、円形パターン電極がアレイ形態に配列された複数の第1電極部110bのそれぞれは、振動部110aのアクティブ領域または振動領域を複数の第1電極部110bのそれぞれの円形パターン領域に限定(または定義)することで、1つの共振点を有する複数の振動素子または複数の振動発生器として認識されるように実現することができる。
本明細書の実施例に係る振動装置は、円形パターンを含む複数の第1電極部110bの配列によって、複数の圧電セラミックまたは圧電素子を配列したものと同一または類似の効果を出すことができる。
また、本明細書の実施例に係る振動装置は、複数の第1電極部110bによって装置の前方に音波を出力することができ、行と列に配置された複数の第1電極部110bの複数のアレイ構造によって発生された補強干渉(constructive interference)を用いたビームフォーミング(beam foaming)効果によって大面積の超音波発生器または大面積超音波ハプティックディスプレイとして適用されることができ、大面積のディスプレイ装置、超音波発生器、またはセンサーなどに適用することができる。
本明細書の一実施例によると、円形電極パターンを有し、アレイ形態に配置された複数の第1電極部110bを含む振動素子110は、共振周波数を生成する1つの第1電極部110bの長さを式1での振動素子の長さとして認識されるように実現され得、式1で、共振周波数が振動素子の長さに反比例するように、振動装置の共振周波数は、第1電極部110bの半径に反比例することができる。また、振動装置の共振周波数は、式1で表現したように、振動素子110の第1方向(X)の第1長さ(L1)または第2方向(Y)の第2長さ(L2)に反比例することができる。
本明細書の実施例によると、第1音波(SW1)は、超音波帯域の音波であるか、またはハプティックフィードバック信号(haptic feedback signal)であり得る。
ライン部110dは、第1~第4領域のそれぞれに配置された複数の第1電極部110bの間に連結され得る。例えば、ライン部110dは、第1~第4領域のそれぞれで、第2方向(Y)に沿って隣接した2個の第1電極部110bの間に連結されるように構成され得る。よって、第1~第4領域のそれぞれで、第2方向(Y)に沿って配列された複数の第1電極部110bは、ライン部110dを介して互いに連結され得る。
第1パッド部110p1は、振動部110aの第1領域に設けられ、振動部110aの第1領域で、ライン部110dを介して複数の第1電極部110bと共通して連結され得る。振動部110aの第1領域で、ライン部110dは、複数の第1電極部110bの間に連結され、複数の第1電極部110bのうちの一部と第1パッド部110p1との間に連結され得る。
第2パッド部110p2は、振動部110aの第2領域に設けられ、振動部110aの第2領域で、ライン部110dを介して複数の第1電極部110bと共通して連結され得る。振動部110aの第2領域で、ライン部110dは、複数の第1電極部110bの間に連結され、複数の第1電極部110bのうちの一部と第2パッド部110p2との間に連結され得る。
第3パッド部110p3は、振動部110aの第3領域に設けられ、振動部110aの第3領域で、ライン部110dを介して複数の第1電極部110bと共通して連結され得る。振動部110aの第3領域で、ライン部110dは、複数の第1電極部110bの間に連結され、複数の第1電極部110bのうちの一部と第3パッド部110p3との間に連結され得る。
第4パッド部110p4は、振動部110aの第4領域に設けられ、振動部110aの第4領域で、ライン部110dを介して複数の第1電極部110bと共通して連結され得る。振動部110aの第4域で、ライン部110dは、複数の第1電極部110bの間に連結され、複数の第1電極部110bのうちの一部と第4パッド部110p4との間に連結され得る。
振動部110aと第2電極部110cは、図3aで説明した振動部110aと第2電極部110cとそれぞれ同一であるので、これに対して同じ図面符号を付与し、これについての重複する説明は、省略することができる。
図8は、本明細書の他の実施例に係る振動装置の振動駆動回路を示す図である。
図8を参照すると、本明細書の他の実施例に係る振動装置は振動駆動回路170をさらに含み得る。
振動駆動回路170は、フレキシブルケーブル(FC)を介して振動部110aと電気的に連結され得る。本明細書の実施例に係る振動駆動回路170は、振動素子の振動によって第1音波(SW1)を発生させるための第1振動駆動信号を生成して振動素子に供給することができる。例えば、第1音波(SW1)は、超音波帯域の音波であるか、またはハプティックフィードバック信号(haptic feedback signal)であり得る。
本明細書の他の実施例に係る振動駆動回路170は、振動素子に連結された第1アンプ171を含み得る。
第1アンプ(または第1信号生成回路)171は、音響ソースに基づいて第1極性信号と第2極性信号を有する交流型の第1振動駆動信号を生成することができる。本明細書の一実施例に係る第1アンプ171は、第1振動駆動信号の第1極性信号を出力する第1出力端子T11、および第1振動駆動信号の第2極性信号を出力する第2出力端子T22を含み得る。例えば、第1アンプ171の第1出力端子は、第1-1出力端子T11、第1-2出力端子T12、第1-3出力端子T13、および第1-4出力端子T14を含み得る。
振動素子に構成された振動部110aは、第2電極部110cから第1電極部110b側に向かう分極方向(P)を有することができる。
第1アンプ171の第1-1出力端子T11から出力される第1振動駆動信号の第1極性信号は、フレキシブルケーブル(FC)を介して振動素子に構成された第1パッド部110p1に供給され、次いで第1パッド部110p1と電気的に連結された複数の第1電極部110bに供給され得る。第1アンプ171の第1-2出力端子T12から出力される第1振動駆動信号の第1極性信号は、フレキシブルケーブル(FC)を介して振動素子に構成された第2パッド部110p2に供給され、次いで第2パッド部110p2と電気的に連結された複数の第1電極部110bに供給され得る。第1アンプ171の第1-3出力端子T13から出力される第1振動駆動信号の第1極性信号は、フレキシブルケーブル(FC)を介して振動素子に構成された第3パッド部110p3に供給され、次いで第3パッド部110p3と電気的に連結された複数の第1電極部110bに供給され得る。第1アンプ171の第1-4出力端子T14から出力される第1振動駆動信号の第1極性信号は、フレキシブルケーブル(FC)を介して振動素子に構成された第4パッド部110p4に供給され、次いで第4パッド部110p4と電気的に連結された複数の第1電極部110bに供給され得る。第1アンプ171の第2出力端子T22から出力される第1振動駆動信号の第2極性信号はフレキシブルケーブル(FC)を介して、振動素子に構成された第2電極部110cに供給され得る。図8で、第1-3出力端子T13は、説明のために第1パッド部110p1に隣接した側に示したが、平面上で第3パッド部110p3に連結されるように構成され得る。
図8に示す振動素子に構成された振動部110aは、第2電極部110cから第1電極部110bに向かう分極方向(P)を有することができる。第1振動駆動信号の第1極性信号は、振動素子の複数の第1電極部110bに供給され、第1振動駆動信号の第2極性信号は、振動素子の第2電極部110cに供給され得る。
図9Aは、本明細書の他の実施例に係る振動装置の斜視図であり、図9Bは、図9Aの「B」領域を拡大して示す図であり、図10は、図9Aの振動部の斜視図であり、図11は、本明細書の他の実施例に係る振動装置の平面図である。
図9A~図11を参照すると、本明細書の他の実施例に係る振動装置は、第1電極部110bおよび第2電極部110cが共に振動部110aの第1面または上部に位置するので、インプレーン(in-plane)振動装置と言える。
本明細書の他の実施例によると、第1電極部110bは、振動部110aの第1面上で、互いに平行な少なくとも一対以上のフィンガー形状の電極を含むことができ、第2電極部110cは、振動部110aの第1面上で、互いに平行な少なくとも一対以上のフィンガー形状の電極を含み得る。フィンガー形状の第1電極部110bは、振動部110aの第1面の一側の縁部に位置する第1パッド部110p1と連結され得、フィンガー形状の第2電極部110cは、振動部110aの第1面の他側の縁部に位置する第2パッド部110p2と連結され得る。フィンガー形状の複数の第1電極部110bは、フィンガー形状の複数の第2電極部110cと噛み合うように構成され得る。例えば、フィンガー形状の複数の第1電極部110bとフィンガー形状の複数の第2電極部110cとは、互いに平行であり、互いに接触しないように予め設定された距離だけ離隔して噛み合うことができる。
図9Bを参照すると、第1電極部110bに正極性(+)信号が印加され、第2電極部110cに負極性(-)信号が印加されるとき、第1電極部110bと第1電極部110bとの間に電界(electric filed)が発生され得る。図9Bのように、電界が発生する場合、圧電物質からなる振動部110aでは圧電効果によって変形が発生し、変形率(ΔL)は、圧電変形係数と電界との積によって計算することができる。
図10を参照すると、本明細書の他の実施例に係る振動装置の振動部110aは、第1方向(X)に沿って第1方向と平行な方向の分極方向(P)を有する振動部110aと、他の分極方向(P)を有する振動部110aが互いに交互に繰り返し配置され得る。第1方向と平行な方向の分極方向(P)を有する振動部110aの第1幅(W1)および他の分極方向(P)を有する振動部110aの第2幅(W2)は、互いに同じか異なる大きさを有することができる。また、図11で後述するように、第1方向と平行な方向の分極方向(P)を有する振動部110aおよび他の分極方向(P)を有する振動部110aが第1陰刻パターン110baおよび第2陰刻パターン110caによって定義される複数の円形パターンが第1方向(X)に沿って交互に配置されるように第1幅(W1)および第2幅(W2)を設定され得る。
図9Bおよび図10を一緒に参照すると、図9Bの電界の方向は、第1方向(X)に平行であり、図10の分極方向(P)は、第1方向(X)に平行であるので、第1方向(X)を基準点に、第1方向(X)の圧電変形係数(または圧電定数)は、d33と定義することができる。よって、本明細書の他の実施例に係る振動装置の振動部の変形率(ΔL)は、E×d33によって計算することができる。
図11を図9Aと一緒に参照すると、互いに交互に噛み合う第1電極部110bおよび第2電極部110c、第1方向(X)に沿って第1方向に平行な方向の分極方向(P)を有する振動部110aおよび他の分極方向(P)を有する振動部110aによって、本明細書の他の実施例に係る振動素子は、円形パターン電極のようなアレイが配列されたもののように認識されるように実現することができる。また、図11を参照すると、第1電極部110bは、第1陰刻パターン110baを含み、第2電極部110cは、第2陰刻パターン110caを含むことができ、第1陰刻パターン110baおよび第2陰刻パターン110caは、複数の円形パターンを構成することができる。複数の円形パターンは、アレイ形態に配列され、振動部110aのアクティブ領域または振動領域を円形パターン領域に限定(または定義)することで、1つの共振点を有する複数の振動素子または複数の振動発生器として認識できるように実現することができる。
また、第1陰刻パターン110baおよび第2陰刻パターン110caから構成される複数の円形パターンは、前述した図3Bのように、一定の半径を有することができ、振動部110aの第1面または上部にアレイ形態に配列され得る。振動素子110は、1つの振動部110a、および振動部110aの第1面または上部に配置された第1電極部110bおよび第2電極部110cを含むことによって、物理的に1つの振動装置になるが、複数の円形パターンがアレイ形態に振動部110aの第1面または上部に配置された第1陰刻パターン110baおよび第2陰刻パターン110caは、振動部110aのアクティブ領域または振動領域を第1電極部110bおよび第2電極部110cによる円形パターン領域に限定(または定義)することで、1つの共振点を有する複数の振動素子または振動発生器として認識できるように実現することができる。
本明細書の実施例によると、第1陰刻パターン110baおよび第2陰刻パターン110caから構成された複数の円形パターンのアレイ配列を有する第1電極部110bを含む本明細書の実施例に係る振動素子110は、第1陰刻パターン110baおよび第2陰刻パターン110caによって定義される円形パターンの長さを式1の振動素子の長さと認識されるように実現され得る。したがって、式1で、共振周波数が振動素子の長さに反比例するように、本明細書の実施例に係る振動装置の共振周波数は、第1陰刻パターン110baおよび第2陰刻パターン110caの円形パターンの半径に反比例することができる。また、振動装置の共振周波数は、式1で表現したように、振動素子110の第1方向(X)の第1長さ(L1)または第2方向(Y)の第2長さ(L2)に反比例することができる。
本明細書の実施例によると、インプレーン(in-plane)振動装置は、変位方向と圧電変形係数(d33)の方向とを一致させることができるので、振動装置の変位を増加させることができるという利点があり、20kHz~10MHz帯域の超音波共振の設計を実現することができる。
図12は、本明細書の他の実施例による振動装置の斜視図であり、図13は、本明細書の他の実施例による振動装置の平面図であり、図14Aは、図13の振動部の斜視図であり、図14Bは、図13に示す線II-II’についての断面図である。
図12、図13、図14A、および図14Bを参照すると、振動装置の振動素子は、振動部110a、振動部110aの第1面または上部面に位置する超音波電極部110b1と音響電極部110b2、超音波電極部110b1の超音波パッド部110p1、音響電極部110b2の音響パッド部110p2、超音波電極部110b1と超音波パッド部110p1とを連結し、音響電極部110bと音響パッド部110pとを連結するライン部110d、および振動部110aの第1面と反対の第2面に配置された第3電極部110cを含み得る。超音波電極部110b1は、第1電極部であり得、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。音響電極部110b2は、第2の電極部であり得、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。超音波パッド部110p1は、パッド部または第1パッド部であり得、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。
本明細書の他の実施例によると、超音波電極部110b1は、振動部110aの第1面上で、互いに平行な少なくとも一対以上のフィンガー形状の電極を含み得る。フィンガー形状の第1電極部110bは、振動部110aの第1面の一側の縁部に位置する第1パッド部110p1と連結され得る。音響電極部110b2は振動部110aの第1面上で、複数のフィンガー形状の電極を取り囲むように形成され得る。
本明細書の他の実施例に係る振動装置は、超音波電極部110b1から第1音波(SW1)を発生させることができ、音響電極部110b2から第2音波(SW2)を発生させることができる。例えば、第1音波(SW1)は、200Hz~100kHz帯域の周波数を含むか、または20kHz~10MHz帯域の周波数を含むことができ、第2音波(SW2)は、可聴周波数帯域である200Hz~20kHz帯域の周波数を含み得るが、第1音波(SW1)および第2音波(SW2)の周波数帯域がこれに限定されるものではない。
本明細書の実施例に係る振動装置の第1電極部110bは、振動部110aの第1面または上部に配置され得る。本明細書の実施例に係る第1電極部110bは、振動部110aの第1面または上部に複数から構成され得る。複数の第1電極部110bのそれぞれは、円形パターン電極であり、アレイ形態に配列され得る。また、本明細書の実施例に係る振動装置で、振動部110aの第1面または上部に配置された複数の第1電極部110bのそれぞれは、円形パターン電極であり、アレイ形態に配列され、振動素子110は、第1振動部110a1、第3振動部110a3、および第1振動部110a1と第3振動部110a3との間の第2振動部110a2を含む1つの振動部110a、振動部110aの第1面または上部に配置された複数の第1電極部110b、および複数の第1電極部110bの間に連結されたライン部110dを含むことで、振動素子110は、物理的に1つの振動装置で構成されるが、円形パターン電極がアレイ形態に配列された複数の第1電極部110bのそれぞれは、振動部110aのアクティブ領域または振動領域を複数の第1電極部110bのそれぞれの円形パターン領域に限定(または定義)することで、1つの共振点を有する複数の振動素子または複数の振動発生器として認識できるように実現することができる。
本明細書の実施例によると、円形電極パターンを有し、アレイ形態に配置された複数の第1電極部110bを含む振動素子110は、共振周波数を生成する1つの第1電極部110bの長さを式1での振動素子の長さとして認識するように実現することができる。したがって、式1で共振周波数が振動素子の長さに反比例するように、振動装置の共振周波数は第1電極部110bの半径に反比例することができる。また、振動装置の共振周波数は、式1で表現したように、振動素子110の第1方向(X)の第1長さ(L1)または第2方向(Y)の第2長さ(L2)に反比例することができる。本明細書の実施例に係る振動装置は、円形パターンを含む複数の第1電極部110bの配列によって、複数の圧電セラミックまたは圧電素子を配列したものと同一または類似の効果を出すことができる。
また、本明細書の実施例に係る振動装置は、第1電極部110bによって装置の前方に音波を出力することができ、行と列に配置された複数の第1電極部110bのアレイ構造によって発生された補強干渉(constructive interference)を用いたビームフォーミング(beam foaming)効果によって大面積の超音波発生器または大面積超音波ハプティックディスプレイとして適用されることができ、大面積のディスプレイ装置、超音波発生器、またはセンサーなどに適用することができる。
図14Bを参照すると、本明細書の実施例に係る振動素子の振動部110aは、第1振動部110a1、第2振動部110a2、および第3振動部110a3を含み得る。
本明細書の実施例に係る第1振動部110a1および第3振動部110a3は、無機物質部で構成され得る。無機物質部は、圧電効果を含む圧電物質、複合圧電物質、または電気活性物質を含み得る。例えば、第1振動部110a1および第3振動部110a3は、図2で説明した振動部110aと同じ物質を含み得る。
本明細書の実施例に係る第2振動部110a2は、有機物質部で構成され得る。例えば、有機物質部は、第1振動部110a1および第3振動部110a3との間に配置されることで、第1振動部110a1および第3振動部110a3に印加される衝撃を吸収することができ、第1振動部110a1および第3振動部110a3に集中されるストレス(stress)をリリース(releasing)して第1振動部110a1および第3振動部110a3または振動素子110の耐久性を向上させることができ、第1振動部110a1および第3振動部110a3または振動素子110に柔軟性を提供することができる。
第2振動部110a2に構成される有機物質部は、第1振動部110a1および第3振動部110a3に比べて柔軟な特性を有する有機物質または有機ポリマーであり得、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。例えば、第2振動部110a2は、柔軟性を有する接着部、伸縮部、ベンディング部、ダンピング部、または軟性部などで表現することができ、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。
第2振動部110a2は、複数から構成され得る。例えば、第2振動部110a2は、複数の第1振動部110a1のそれぞれを取り囲むように複数から構成され得る。複数の第2振動部110a2のそれぞれは、第1振動部110a1および第3振動部110a3との間に配置され得る。よって、振動部110aまたは振動素子は、第2振動部110a2によって第1振動部110a1の単位格子内のリンクによる振動エネルギーが増加することができるので、振動特性が増加することができ、振動素子の圧電特性および柔軟性が確保され得る。例えば、第2振動部110a2は、エポキシ(epoxy)系ポリマー、アクリル(acrylic)系ポリマー、およびシリコン(silicone)系ポリマーのうちの1種以上であり得、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。
図14Aおよび図14Bに示すように、本明細書の他の実施例に係る振動素子110で、無機物質部構成された第1振動部110a1が内側に円柱のような形状に配置された後、有機物質部で構成された第2振動部110a2が第1振動部110a1を取り囲む形態に配置され、残りの空間に無機物質部で構成された第3振動部110a3が配置され得る。次に、超音波電極部110b1が第1振動部110a1に対応されるように第1振動部110a1の第1面上に配置され、音響電極部110b2が第3振動部110a3に対応されるように第3振動部110a3の第1面上に配置され得る。次に、第2電極部110cが振動部110aの第1面と反対の第2面に配置され得る。
図15は、本明細書の他の実施例に係る振動装置の振動駆動回路を示す図である。
図15を参照すると、本明細書の他の実施例に係る振動装置は、振動駆動回路170をさらに含み得る。
振動駆動回路170は、フレキシブルケーブル(FC)を介して振動部110aと電気的に連結され得る。本明細書の他の実施例に係る振動駆動回路170は、振動素子の振動によって第1音波(SW1)を発生させるための第1振動駆動信号を生成して振動素子に供給することができる。
本明細書の他の実施例に係る振動駆動回路170は、振動素子に連結された第1アンプ171を含み得る。
第1アンプ(または第1信号生成回路)171は、音響ソースに基づいて第1極性信号と第2極性信号を有する交流型の第1振動駆動信号を生成することができる。本明細書の一実施例に係る第1アンプ171は、第1振動駆動信号の第1極性信号を出力する第1出力端子T11、および第1振動駆動信号の第2極性信号を出力する第2出力端子T22を含み得る。
振動素子に構成された振動部110aは、第2電極部110cから第1電極部110b側に向かう分極方向(P)を有することができる。
第1アンプ171の第1出力端子T11から出力される第1振動駆動信号の第1極性信号は、フレキシブルケーブル(FC)を介して振動素子に構成されたパッド部110p1、110p2に供給され、次いでパッド部110p1、110p2と電気的に連結された複数の第1電極部110bに供給され得る。第1アンプ171の第2出力端子T22から出力される第1振動駆動信号の第2極性信号は、フレキシブルケーブル(FC)を介して振動素子に構成された第2電極部110cに供給され得る。
図15に示す振動素子に構成された振動部110aは、第2電極部110cから第1電極部110bに向かう分極方向(P)を有することができる。第1振動駆動信号の第1極性信号は、振動素子の第1電極部110bに供給され、第1振動駆動信号の第2極性信号は、振動素子の第2電極部110cに供給され得る。
図16は、本明細書の実施例による装置を示す図であり、図17は、図16に示す線IV-IV’についての断面図である。
図16および図17を参照すると、本明細書の実施例による装置(または表示装置)は、映像を表示する表示パネル(または振動対象物)1100、および表示パネル1100の後面(または背面)で表示パネル1100を振動させる振動発生装置1200を含み得る。
表示パネル1100は、映像、例えば、電子映像(electronic image)、デジタル映像(digital image)、静止映像(still image)、またはビデオ映像(video image)を表示することができる。例えば、表示パネル1100は、光を出力して映像を表示することができる。表示パネル1100は、液晶表示パネル、有機発光表示パネル、量子ドット発光表示パネル、マイクロ発光ダイオード表示パネル、および電気泳動表示パネルなどのような、あらゆる形状の表示パネルまたは曲面型表示パネルであり得る。表示パネル1100は、フレキシブル表示パネルであり得る。例えば、表示パネル1100は、フレキシブル発光表示パネル、フレキシブル電気泳動表示パネル、フレキシブル電子湿潤表示パネル、フレキシブルマイクロ発光ダイオード表示パネル、またはフレキシブル量子ドット発光表示パネルであり得、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。
本明細書の実施例によると、振動対象物は、映像を表示する画素を含む表示パネル、表示装置から映像が投射されるスクリーンパネル、照明パネル、サイネージパネル、運送手段の内装材、運送手段のガラス窓、運送手段の外装材、建物の天井材、建物の内装材、建物のガラス窓、航空機の内装材、航空機のガラス窓、木材、プラスチック、ガラス、金属、布、纎維、紙、ゴム、皮革、カーボン、および鏡のうちの1つ以上を含み得る。
本明細書の実施例に係る表示パネル1100は、複数の画素の駆動によって映像を表示する表示領域(AA)を含み得る。また、表示パネル1100は、表示領域(AA)を取り囲む非表示領域(IA)をさらに含み得るが、本明細書の実施例は必ずしもこれに限定されるものではない。
本明細書の実施例に係る表示パネル1100は、基板の表示領域(AA)上に配置された画素アレイ部を含み得る。画素アレイ部は、信号ラインに供給される信号に応じて映像を表示する複数の画素を含み得る。信号ラインは、ゲートライン、データライン、および画素駆動電源ラインなどを含み得る。
複数の画素のそれぞれは、複数のゲートラインおよび/または複数のデータラインによって構成される画素領域に設けられた駆動薄膜トランジスタを含む画素回路層、駆動薄膜トランジスタと電気的に連結された第1電極(または画素電極)、第1電極上に形成された発光素子、および発光素子と電気的に連結された第2電極(または共通電極)を含み得る。
本明細書の実施例に係る発光素子は、第1電極上に形成された有機発光素子層を含み得る。有機発光素子層は、画素別に同じ色、例として、ホワイト(white)光を発光するように実現されるか、画素別に異なる色、例として、赤色、緑色、または青色の光を発光するように実現されることもできる。
本明細書の他の実施例に係る発光素子は、第1電極および第2電極のそれぞれに電気的に連結されたマイクロ発光ダイオード素子を含み得る。マイクロ発光ダイオード素子は、集積回路(IC)またはチップ(Chip)の形態に実現された発光ダイオードであり得る。マイクロ発光ダイオード素子は、第1電極と電気的に連結された第1端子、および第2電極と電気的に連結された第2端子を含み得る。
本明細書の他の実施例に係る表示パネル1100は、第1基板、第2基板、および液晶層を含み得る。第1基板は、上部基板または薄膜トランジスタのアレイ基板であり得る。例えば、第1基板は、複数のゲートラインおよび/または複数のデータラインが交差される画素領域に形成された複数の画素を有する画素アレイ部を含み得る。複数の画素のそれぞれは、ゲートラインおよび/またはデータラインに接続された薄膜トランジスタ、薄膜トランジスタに接続された画素電極、および画素電極に隣接するように形成されて共通電圧が供給される共通電極を含み得る。第2基板は、下部基板またはカラーフィルタアレイ基板であり得る。例えば、第2基板は、第1基板に形成された画素領域に重畳される開口領域を含み得る画素定義パターン、および開口領域に形成されたカラーフィルタ層を含み得る。液晶層は、第1基板および第2基板との間に配置され得る。液晶層は、各画素ごとに画素電極に印加されるデータ電圧と共通電極に印加される共通電圧によって形成される電界によって液晶分子の配列方向が変化される液晶からなることができる。
振動発生装置1200は、表示パネル1100の背面で表示パネル1100を振動させることで、表示パネル1100の振動に基づいて音響および/またはハプティックフィードバックを使用者に提供することができる。振動発生装置1200は、表示パネル1100を直接的に振動させることができるように、表示パネル1100の背面に実現され得る。
本明細書の実施例として、振動発生装置1200は、表示パネル1100に表示される映像と同期される振動駆動信号に応じて振動して表示パネル1100を振動させることができる。本明細書の他の実施例として、振動発生装置1200は、表示パネル1100上に配置されるか、または表示パネル1100に内装されたタッチパネル(またはタッチセンサー層)に対するタッチ、例えば、使用者によるタッチに同期されるハプティックフィードバック信号(または触覚フィードバック信号)に応じて振動して表示パネル1100を振動させることができる。したがって、表示パネル1100は、振動発生装置1200の振動によって振動して音響およびハプティックフィードバックのうちの少なくとも1つ以上を使用者(または視聴者)に提供することができる。
本明細書の実施例に係る振動発生装置1200は、表示パネル1100の表示領域AAと対応する大きさに実現され得る。振動発生装置200の大きさは、表示領域AAの大きさに対して0.9倍乃至1.1倍であり得、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。例えば、振動発生装置1200の大きさは、表示領域AAの大きさと同じか小さいことがあり得る。例えば、振動発生装置1200の大きさは、表示パネル1100の表示領域AAと同一、またはほぼ同一の大きさを有することができるので、表示パネル1100の大部分の領域をカバーすることができ、振動発生装置1200から発生される振動が表示パネル1100の全体を振動させることができるので、音響の定位感が高く、使用者の満足度を向上され得る。また、表示パネル1100と振動発生装置1200との間の接触面積(またはパネルカバレッジ(panel coverage))が増加して表示パネル1100の振動領域が増加し得るので、表示パネル1100の振動によって発生される中低音域帯の音響が改善され得る。そして、大型の表示装置に適用される振動発生装置1200は、大型(または大面積)の表示パネル1100の全体を振動させることができるので、表示パネル1100の振動による音響の定位感がさらに向上されて向上された音響効果を実現することができる。
本明細書の実施例に係る振動発生装置1200は、図1~図15で説明した振動装置のうちの1つ以上を含み得るので、これについての重複する説明は、省略することができる。
本明細書の実施例に係る装置は、表示パネル1100と振動発生装置1200との間に配置された連結部材1150をさらに含み得る。
連結部材1150は、表示パネル1100と振動発生装置1200との間に配置されることで、振動発生装置1200を表示パネル1100の背面に連結するか、または結合させることができる。例えば、振動発生装置1200は、連結部材1150を介して表示パネル1100の背面に直接に連結されるか、または結合されることで、表示パネル1100の背面に支持されるか、または配置され得る。
本明細書の実施例に係る連結部材1150は、表示パネル1100の背面および振動発生装置1200のそれぞれに対して密着力または接着力に優れた接着層を含む材料で構成することができる。例えば、連結部材1150は、フォームパッド、両面テープ、両面フォームテープ、または接着剤などを含むことができ、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。例えば、連結部材1150の接着層は、エポキシ(epoxy)、アクリル(acrylic)、シリコン(silicone)、またはウレタン(urethane)を含むことができ、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。例えば、連結部材1150の接着層は、アクリルおよびウレタンのうちの相対的に接着力に優れ、硬度が高い特性を有するアクリル系物質(または材料)を含み得る。よって、振動発生装置1200の振動は、表示パネル1100にうまく伝達され得る。
本明細書の他の実施例に係る連結部材1150は、表示パネル1100と振動発生装置1200との間に設けられる中空部をさらに含み得る。連結部材1150の中空部は、表示パネル1100と振動発生装置1200との間にエアギャップを設けることができる。エアギャップは、振動発生装置1200の振動による音波(または音圧)が連結部材1150によって分散せずに表示パネル1100に集中されるようにすることにより、連結部材1150による振動の損失を最小化することができるので、表示パネル1100の振動によって発生される音響の音圧特性を増加させることができる。
本明細書の実施例に係る装置は、表示パネル1100の背面に配置された支持部材1300をさらに含み得る。
支持部材1300は表示パネル1100の背面を覆うことができる。例えば、支持部材1300は、ギャップ空間(GS)を挟んで表示パネル1100の背面全体を覆うことができる。例えば、支持部材1300は、ガラス材質、金属材質およびプラスチック材質のうちの少なくとも1つ以上の材質を含むことができ、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。例えば、支持部材1300は、背面構造物、セット構造物、カバーボトム、またはバックカバーであり得る、この用語に限定されるものではない。
本明細書の実施例に係る支持部材1300は、第1支持部材1310および第2支持部材1330を含み得る。
第1支持部材1310は、表示パネル1100の背面を覆うことができる。例えば、第1支持部材1310は、表示パネル1100の背面全体を覆う部材であり得る。例えば、第1支持部材1310は、ガラス材、金属材およびプラスチック材のうちの少なくとも1つ以上の材質を含むことができ、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。例えば、第1支持部材1310は、インナープレートであり得、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。
第1支持部材1310は、ギャップ空間(GS)を挟んで表示パネル1100の最後面から離隔されるか、または振動発生装置1200から離隔され得る。例えば、ギャップ空間(GS)は、エアギャップ、振動空間、または音響箱などで表現されることができるが、この用語に限定されるものではない。
第2支持部材1330は、第1支持部材1310の背面に配置され得る。第2支持部材1330は、第1支持部材1310の背面全体を覆う部材であり得る。例えば、第2支持部材1330は、ガラス材質、金属材質およびプラスチック材質のうちの少なくとも1つ以上の材質を含むことができ、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。例えば、第2支持部材1330は、アウタープレート、背面プレート、バックプレート、バックカバー、またはリアカバーであり得る、本明細書の実施例はこの用語に限定されるものではない。
本明細書の実施例に係る支持部材1300は、結合部材1350をさらに含み得る。結合部材1350は、第1支持部材1310と第2支持部材1330との間に配置され得る。例えば、第1支持部材1310と第2支持部材1330は、結合部材1350を介して互いに結合されるか、または連結され得る。例えば、結合部材1350は、接着レジン、両面テープ、両面フォームテープ、または両面接着フォームパッドであり得、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。例えば、結合部材1350は、衝撃吸収のために弾性を有することができ、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。本明細書の一実施例として、結合部材1350は、第1支持部材1310と第2支持部材1330との間の全体領域に配置され得る。本明細書の他の実施例として、結合部材1350は、第1支持部材1310と第2支持部材1330との間にエアギャップを有する網構造を有するように形成され得る。
本明細書の実施例に係る装置は、ミドルフレーム1400をさらに含み得る。
ミドルフレーム1400は、表示パネル1100の背面の縁部分と支持部材1300の前面の縁部分との間に配置され得る。ミドルフレーム1400は、表示パネル1100の背面の縁部分および支持部材1300の前面の縁部分のうちの1つ以上をそれぞれ支持し、表示パネル1100および支持部材1300のそれぞれの側面のうちの1つ以上を取り囲み得る。ミドルフレーム1400は、表示パネル1100と支持部材1300との間にギャップ空間(GS)を設けることができる。
本明細書の実施例によると、ミドルフレーム1400は、第1フレーム連結部材1401を介して表示パネル1100の背面の縁部分と結合されるか、または連結され得る。ミドルフレーム1400は、第2フレーム連結部材1403を介して支持部材1300の前面の縁部分と結合されるか、または連結され得る。
本明細書の実施例に係る装置は、ミドルフレーム1400の代わりに、パネル連結部材(または連結部材)を含み得る。パネル連結部材は、表示パネル1100の背面の縁部分と支持部材1300の前面の縁部分との間に配置されることで、表示パネル1100と支持部材1300との間にギャップ空間(GS)を設けることができる。パネル連結部材は、表示パネル1100の背面の縁部分と支持部材1300の前面の縁部分との間に配置されることで、表示パネル1100と支持部材1300とを接着させることができる。例えば、パネル連結部材(または連結部材)の接着層は、連結部材1150の接着層と同じか異なることができる。
本明細書の実施例に係る装置(または表示装置)は、表示パネル1100の背面に配置された振動発生装置1200の振動による表示パネル1100の振動によって発生される音響を表示パネル1100または装置の前方に出力することができ、振動発生装置1200の振動によって発生される音響を特定の方向に集中させるか、またはフォーカシングすることで、特定方向の領域(または聴音領域)以外の周辺領域(または非聴音領域)では音響が聞けないようにする使用者の私生活保安機能を実現することができる。
図16および図17で、振動発生装置1200が表示パネル1100を振動させて音響を発生するか、または出力することを説明したが、本明細書の実施例はこれに限定されない。例えば、振動発生装置1200は、前述した振動対象物のうちの表示パネル1100以外の他の振動対象物を振動させて音響を発生するか、または出力することができる。
図18は、図16に示す線III-III’についての他の断面図であり、これは図17に示す振動発生装置を変更したものである。よって、以下の説明では、振動発生装置およびこれに関連した構成を除いて残った構成についての説明は、省略するか、または簡略にすることができる。
図16および図18を参照すると、本明細書の他の実施例に係る装置で、表示パネル1100は、第1背面領域(RA1)および第2背面領域(RA2)を含み得る。例えば、第1背面領域(RA1)は、表示パネル1100の右側の背面領域であり得、第2背面領域(RA2)は、表示パネル1100の左側の背面領域であり得る。第1および第2背面領域(RA1、RA2)は、第1方向(X)を基準とするとき、表示パネル1100の中間ライン(CL)を中心に左右対称であり得る、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。例えば、第1および第2背面領域(RA1、RA2)のそれぞれは、表示パネル1100の表示領域(AA)と重畳することができる。
振動発生装置1200は、第1振動発生装置1200-1および第2振動発生装置1200-2を含み得る。
第1振動発生装置1200-1は、表示パネル1100の第1背面領域(RA1)に配置され得る。第1振動発生装置1200-1は、第1音響の特性または装置に要求される音響特性によって、第1背面領域(RA1)と同じ大きさを有するか、または第1背面領域(RA1)より小さい大きさを有することができる。例えば、第1振動発生装置1200-1は、第1方向(X)を基準とするとき、表示パネル1100の第1背面領域(RA1)内で中央部または縁部側に偏るように配置され得る。
本明細書の実施例によると、第1振動発生装置1200-1は、表示パネル1100の第1背面領域(RA1)を振動させることで、表示パネル1100の第1背面領域(RA1)で第1振動音響、第1指向性振動音響、および第1ハプティックフィードバックのうちの少なくとも1つの第1音響を発生させることができる。例えば、第1振動発生装置1200-1は、表示パネル1100の第1背面領域(RA1)を直接に振動させることで、表示パネル1100の第1背面領域(RA1)で第1音響を発生させることができる。例えば、第1音響は、右側音響であり得る。
第2振動発生装置1200-2は、表示パネル1100の第2背面領域(RA2)に配置され得る。第2振動発生装置1200-2は、第2音響の特性または装置に要求される音響特性によって、第2背面領域(RA2)と同じ大きさを有するか、または第2背面領域(RA2)より小さい大きさを有することができる。例えば、第2振動発生装置1200-2は、第1方向(X)を基準とするとき、表示パネル1100の第2背面領域(RA2)内で中央部または縁部側に偏るように配置され得る。
本明細書の実施例によると、第2振動発生装置1200-2は、表示パネル1100の第2背面領域(RA2)を振動させることで、表示パネル1100の第2背面領域(RA2)で第2振動音響、第2指向性振動音響、および第2ハプティックフィードバックのうちの少なくとも1つの第2音響を発生させることができる。例えば、第2振動発生装置1200-2は、表示パネル1100の第2背面領域(RA2)を直接に振動させることで、表示パネル1100の第2背面領域(RA2)で第2音響を発生させることができる。例えば、第2音響は、左側音響であり得る。
第1および第2振動発生装置1200-1、1200-2は、装置の左右側の音響特性および/または装置の音響特性によって、互いに同じ大きさを有するか、または互いに異なる大きさを有することができる。そして、第1および第2振動発生装置1200-1、1200-2は、表示パネル1100の中間ライン(CL)を中心に左右対称または左右非対称の構造を有するように配置され得る。
第1振動発生装置1200-1および第2振動発生装置1200-2のそれぞれは、図1~図15で説明した振動装置のうちの1つ以上を含み得るので、これについての重複する説明は、省略することができる。
第1振動発生装置1200-1および第2振動発生装置1200-2のそれぞれは、連結部材1150を介して表示パネル1100の背面に配置され得る。連結部材1150は、図17で説明した連結部材1150と実質的に同一であるので、これについての重複する説明は、省略することができる。
本明細書の他の実施例に係る装置(または表示装置)は、第1振動発生装置1200-1および第2振動発生装置1200-2を介して左側音響および右側音響を表示パネル1100の前方に出力することができ、第1振動発生装置1200-1および第2振動発生装置1200-2のそれぞれの振動によって発生される音響を特定の方向に集中させるか、またはフォーカシングすることで、特定方向の領域(または聴音領域)以外の周辺領域(または非聴音領域)では音響が聞けないようにする使用者私生活保安機能を実現することができる。
本明細書の他の実施例に係る装置は、表示パネル1100と振動発生装置1200との間に配置されたプレート1170をさらに含み得る。
プレート1170は、表示パネル1100の背面と同じ形状および同じ大きさを有するか、または振動発生装置1200と同じ形状および同じ大きさを有することができる。本明細書の他の実施例で、プレート1170は、表示パネル1100と異なる大きさを有することができる。例えば、プレート1170は、表示パネル1100の大きさより小さいことがあり得る。本明細書の他の実施例で、プレート1170は、振動発生装置1200と異なる大きさを有することができる。例えば、プレート1170は、振動発生装置1200の大きさより大きいか、小さいことがあり得る。振動発生装置1200の大きさは、表示パネル1100の大きさと同じか、小さいことがあり得る。
プレート1170は、プレート結合部材1190(または結合部材または連結部材)を介して表示パネル1100の背面に連結されるか、または結合され得る。よって、振動発生装置1200は、連結部材1150を介してプレート1170の背面に連結されるか、または結合されることで、プレート1170の背面に支持されるか、またはぶら下がることができる。
本明細書の実施例に係るプレート1170は、複数の開口部を含み得る。複数の開口部は、一定の大きさおよび一定の間隔を有するように構成され得る。例えば、複数の開口部は、一定の大きさおよび一定の間隔を有するように第1方向(X)および第2方向(Y)に沿って形成され得る。複数の開口部のそれぞれは、振動発生装置1200の振動による音波(または音圧)がプレート1170によって分散せずに表示パネル1100に集中されるようにすることにより、プレート1170による振動の損失を最小化することで、表示パネル1100の振動によって発生される音響の音圧特性を増加させることができる。例えば、複数の開口部を含むプレート1170は、メッシュ形状を有することができる。例えば、複数の開口部を含むプレート1170は、メッシュプレートであり得る。
本明細書の実施例に係るプレート1170は、金属材質であり得る。例えば、プレート1170は、ステンレススチール(stainless steel)、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、マグネシウム合金、マグネシウムリチウム(Mg-Li)合金、およびアルミニウム合金のうちのいずれか1つ以上の材質からなることができ、本明細書の実施例はこれに限定されるものではない。よって、プレート1170は、表示パネル1100で発生される熱を放熱させる放熱プレートの役割を果たすことができる。
本明細書の実施例によると、金属材質のプレート1170は、表示パネル1100の背面に配置されるか、またはぶら下がる振動発生装置1200の質量(mass)を補強することができる。これにより、プレート1170は、振動発生装置1200の質量増加による振動発生装置1200の共振周波数を減少させることができる。よって、プレート1170は、振動発生装置1200の振動に連動されて発生される低音域帯の音響特性および低音域帯の音圧特性を増加させ、音圧特性の平坦度を向上させることができる。ここで、音響特性の平坦度は、最高音圧と最低音圧との間の偏差の大きさであり得る。例えば、プレート1170は、重量部材、マス部材、または音響平坦化部材などで表現されることができ、この用語に限定されるものではない。
本明細書の実施例に係る振動装置は、装置に配置される振動装置に適用され得る。本明細書の実施例に係る装置(または表示装置)は、モバイルデバイス、映像電話器、スマートウォッチ(smart watch)、ウォッチフォン(watch phone)、ウェアラブル機器(wearable apparatus)、フォルダブル機器(foldable apparatus)、ローラブル機器(rollable apparatus)、ベンダブル機器(bendable apparatus)、フレキシブルデバイス(flexible apparatus)、カーブ・ド・機器(curved apparatus)、スライディング機器(sliding apparatus)、可変機器(variable apparatus)、電子手帳、電子ブック、PMP(portable multimedia player)、PDA(personal digital assistant)、MP3プレーヤー、モバイル医療機器、デスクトップPC(desktop PC)、ラップトップPC(laptop PC)、ネットブックコンピュータ(netbook computer)、ワークステーション、(workstation)、ナビゲーション、車両用ナビゲーション、車両用表示装置、車両用装置、劇場用装置、劇場用表示装置、テレビ、ウオールペーパー(wallpaper)機器、サイネージ(signage)機器、ゲーム機器、ノートパソコン、モニター、カメラ、ビデオカメラ、および家電機器などに適用され得る。そして、本明細書の実施例に係る振動装置は、有機発光照明装置または無機発光照明装置に適用することができる。振動装置が照明装置に適用される場合、照明装置は、照明およびスピーカーの役割を果たすことができる。そして、本明細書の実施例に係る振動装置がモバイルデバイスなどに適用される場合、振動装置は、スピーカー、レシーバー、およびハプティックのうちの1つ以上であり得るが、本明細書の実施例はこれに限定されない。
本明細書の実施例に係る振動装置およびこれを含む装置は、以下のように説明することができる。
本明細書の実施例に係る振動装置は、振動素子を含み、振動素子は、圧電物質を含む振動部、振動部の第1面にあり、複数の円形パターンで構成された第1電極部、および振動部の第1面と反対の第2面にある第2電極部を含み得る。
本明細書のいくつかの実施例によると、振動素子は、超音波を発生することができる。
本明細書のいくつかの実施例によると、複数の円形パターンは、同じ半径を有するように構成され得る。
本明細書のいくつかの実施例によると、振動素子は、振動部の第1面にあるライン部、および振動部の一側にあるパッド部をさらに含み、ライン部は、第1電極部とパッド部を連結することができる。
本明細書のいくつかの実施例によると、振動装置は、振動素子の第1面にある第1カバー部材、および振動素子の第1面と反対の第2面にある第2カバー部材をさらに含み得る。
本明細書のいくつかの実施例によると、振動素子は、独立的に駆動されるように構成された少なくとも2つの領域を含み得る。
本明細書のいくつかの実施例によると、振動素子は、第1領域~第4領域、第1領域に配置された第1パッド部および第1パッド部と連結された複数の第1電極部、第2領域に配置された第2パッド部および第2パッド部と連結された複数の第1電極部、第3領域に配置された第3パッド部および第3パッド部と連結された複数の第1電極部、および第4領域に配置された第4パッド部および第4パッド部と連結された複数の第1電極部を含み、第1領域~第4領域に配置された第1電極部のそれぞれは、電気的に分離され得る。
本明細書のいくつかの実施例によると、振動素子は、振動部の第1面にあるライン部をさらに含み、ライン部は、第1~第4パッド部のそれぞれと第1~第4領域の第1電極部を連結させることができる。
本明細書のいくつかの実施例によると、振動装置は、振動駆動回路をさらに含み、振動駆動回路は、第1電極部に第1極性信号を供給し、第2電極部に第2極性信号を供給することができる。
本明細書のいくつかの実施例によると、第2電極部は、単一電極で構成され得る。
本明細書の実施例に係る振動装置は、振動素子を含み、振動素子は、圧電物質を含む振動部、振動部の第1面にあり、複数の円形パターンで構成された超音波電極部、超音波電極部を取り囲むように構成された音響電極部、および振動部の第1面と反対の第2面にあり、単一電極で構成された第2電極部を含み、振動素子は、超音波および可聴周波数有する第2音響を発生することができる。
本明細書のいくつかの実施例によると、複数の円形パターンは、同じ半径を有するように構成され、振動素子の共振周波数は、1つの共振点を有することができる。
本明細書のいくつかの実施例によると、振動素子は、振動部の第1面にあるライン部、および振動部の一側にある超音波パッド部をさらに含み、ライン部は、超音波電極部と超音波パッド部を連結することができる。
本明細書のいくつかの実施例によると、振動装置は、振動素子の第1面にある第1カバー部材、および振動素子の第1面と反対の第2面にある第2カバー部材をさらに含み得る。
本明細書のいくつかの実施例によると、振動部は、圧電物質を含み、超音波電極部と重畳する第1振動部、第1振動部を取り囲み、有機物質部で構成された第2振動部、および圧電物質を含み、音響電極部と重畳する第3振動部を含み得る。
本明細書の実施例に係る振動装置は、振動素子を含み、振動素子は、圧電物質を含む振動部、振動部の第1面にあるフィンガータイプの第1電極部、および振動部の第1面にあるフィンガータイプの第2電極部を含み、第1電極部は、第1陰刻パターンを含み、第2電極部は、第2陰刻パターンを含み、第1陰刻パターンおよび第2陰刻パターンは、複数の円形パターンを構成することができる。
本明細書のいくつかの実施例によると、振動素子は、超音波を発生することができる。
本明細書のいくつかの実施例によると、複数の円形パターンは、同じ半径を有し、振動素子の共振周波数は、1つの共振点を有することができる。
本明細書のいくつかの実施例によると、振動装置は、振動素子の第1面にある第1カバー部材、および振動素子の第1面と反対の第2面にある第2カバー部材を含み得る。
本明細書の実施例に係る装置は、振動対象物、振動対象物にある振動発生装置、および振動対象物と振動発生装置との間の連結部材を含み、振動発生装置は、請求項1~15のいずれか一項に記載の振動装置を含み得る。
本明細書のいくつかの実施例によると、複数の第1電極部および複数の第2電極部は、互いに噛み合い、第1方向に沿って互いに離隔され得る。
本明細書のいくつかの実施例によると、複数の第1電極部には第1極性信号が供給され、複数の第2電極部には第2極性信号が供給され、第1方向と平行な分極方向を有する振動部および異なる分極方向を有する振動部は、第1方向に沿って交互に繰り返し配列され得る。
本明細書のいくつかの実施例によると、振動対象物は、映像を表示する画素を含む表示パネルであり、表示パネルは、第1背面領域および第2背面領域を含み、振動発生装置は、表示パネルの第1背面領域にある第1振動発生装置、および表示パネルの第2背面領域にある第2振動発生装置を含み得る。
本明細書のいくつかの実施例によると、装置は、振動対象物と振動発生装置との間にあるプレートをさらに含み得る。
本明細書のいくつかの実施例によると、振動対象物は、映像を表示する画素を含む表示パネル、表示装置から映像が投射されるスクリーンパネル、照明パネル、サイネージパネル、運送手段の内装材、運送手段のガラス窓、運送手段の外装材、建物の天井材、建物の内装材、建物のガラス窓、航空機の内装材、航空機のガラス窓、木材、プラスチック、ガラス、金属、布、纎維、紙、ゴム、皮革、カーボン、および鏡のうちの1つ以上を含み得る。
本明細書の技術的思想または範囲から逸脱することなく、本明細書の振動装置およびそれを含む音響装置に対して様々な修正および変形がなされることは当業者に明らかである。したがって、本明細書は、添付された請求範囲およびその均等物の範囲内にある限り、本明細書の内容の修正および変形を含むように意図され得る。
10:振動装置
110:振動素子
120:第1カバー部材
130:第2カバー部材
1100:表示パネル
1200:振動発生装置

Claims (25)

  1. 振動素子を含み、
    前記振動素子は、
    圧電物質を含む振動部と、
    前記振動部の第1面にあり、複数の円形パターンで構成された第1電極部と、
    前記振動部の第1面と反対の第2面にある第2電極部とを含む、振動装置。
  2. 前記振動素子は、超音波を発生する、請求項1に記載の振動装置。
  3. 前記複数の円形パターンは、同じ半径を有するように構成され、
    前記振動素子の共振周波数は、1つの共振点を有する、請求項1に記載の振動装置。
  4. 前記振動素子は、
    前記振動部の第1面にあるライン部と、
    前記振動部の一側にあるパッド部とをさらに含み、
    前記ライン部は、前記第1電極部および前記パッド部を連結する、請求項1に記載の振動装置。
  5. 前記振動素子の第1面にある第1カバー部材と、
    前記振動素子の第1面と反対の第2面にある第2カバー部材とをさらに含む、請求項1に記載の振動装置。
  6. 前記振動素子は、独立的に駆動されるように構成された少なくとも2つの領域を含む、請求項1に記載の振動装置。
  7. 前記振動素子は、
    第1領域~第4領域と、
    前記第1領域に配置された第1パッド部および前記第1パッド部に連結された複数の第1電極部と、
    前記第2領域に配置された第2パッド部および前記第2パッド部に連結された複数の第1電極部と、
    前記第3領域に配置された第3パッド部および前記第3パッド部に連結された複数の第1電極部と、
    前記第4領域に配置された第4パッド部および前記第4パッド部に連結された複数の第1電極部と、
    前記第1領域~第4領域に配置された前記第1電極部は、電気的に分離された、請求項6に記載の装置。
  8. 前記振動素子は、前記振動部の第1面にあるライン部をさらに含み、
    前記ライン部は、前記第1~第4パッド部のそれぞれと前記第1~第4領域の前記第1電極部とを連結させる、請求項7に記載の振動装置。
  9. 振動駆動回路をさらに含み、
    前記振動駆動回路は、前記第1電極部に第1極性信号を供給し、前記第2電極部に第2極性信号を供給する、請求項1に記載の振動装置。
  10. 前記第2電極部は、単一電極で構成された、請求項1に記載の振動装置。
  11. 振動素子を含み、
    前記振動素子は、
    圧電物質を含む振動部と、
    前記振動部の第1面にあり、複数の円形パターンで構成された超音波電極部と、
    前記超音波電極部を取り囲むように構成された音響電極部と、
    前記振動部の第1面と反対の第2面にあり、単一電極で構成された第2電極部とを含み、
    前記振動素子は、超音波および可聴周波数有する第2音響を発生する、振動装置。
  12. 前記複数の円形パターンは、同じ半径を有するように構成され、
    前記振動素子の共振周波数は、1つの共振点を有する、請求項11に記載の振動装置。
  13. 前記振動素子は、
    前記振動部の第1面にあるライン部と、
    前記振動部の一側にある超音波パッド部とをさらに含み、
    前記ライン部は、前記超音波電極部と前記超音波パッド部を連結する、請求項11に記載の振動装置。
  14. 前記振動素子の第1面にある第1カバー部材と、
    前記振動素子の第1面と反対の第2面にある第2カバー部材とをさらに含む、請求項11に記載の振動装置。
  15. 前記振動部は、
    圧電物質を含み、前記超音波電極部と重畳する第1振動部と、
    前記第1振動部を取り囲み、有機物質部で構成された第2振動部と、
    圧電物質を含み、前記音響電極部と重畳する第3振動部とを含む、請求項11に記載の振動装置。
  16. 振動素子を含み、
    前記振動素子は、
    圧電物質を含む振動部と、
    前記振動部の第1面にあるフィンガータイプの第1電極部と、
    前記振動部の第1面にあるフィンガータイプの第2電極部とを含み、
    前記第1電極部は、第1陰刻パターンを含み、
    前記第2電極部は、第2陰刻パターンを含み、
    前記第1陰刻パターンおよび前記第2陰刻パターンは、複数の円形パターンを構成する、振動装置。
  17. 前記振動素子は、超音波を発生する、請求項16に記載の振動装置。
  18. 前記複数の円形パターンは、同じ半径を有し、
    前記振動素子の共振周波数は、1つの共振点を有する、請求項16に記載の振動装置。
  19. 前記振動素子の第1面にある第1カバー部材と、
    前記振動素子の第1面と反対の第2面にある第2カバー部材とを含む、請求項16に記載の振動装置。
  20. 前記複数の第1電極部および前記複数の第2電極部は、互いに噛み合い、第1方向に沿って互いに離隔された、請求項16に記載の振動装置。
  21. 前記複数の第1電極部には第1極性信号が供給され、前記複数の第2電極部には第2極性信号が供給され、
    前記第1方向と平行な分極方向を有する振動部および異なる分極方向を有する振動部は、第1方向に沿って交互に繰り返し配列された、請求項20に記載の振動装置。
  22. 振動対象物と、
    前記振動対象物にある振動発生装置と、
    前記振動対象物と前記振動発生装置との間の連結部材とを含み、
    前記振動発生装置は、請求項1~21のいずれか一項に記載の振動装置とを含む、装置。
  23. 前記振動対象物は、映像を表示する画素を含む表示パネルであり、
    前記表示パネルは、第1背面領域および第2背面領域を含み、
    前記振動発生装置は、
    前記表示パネルの第1背面領域にある第1振動発生装置と、
    前記表示パネルの第2背面領域にある第2振動発生装置とを含む、請求項22に記載の装置。
  24. 前記振動対象物と前記振動発生装置との間にあるプレートをさらに含む、請求項22に記載の装置。
  25. 前記振動対象物は、映像を表示する画素を含む表示パネル、表示装置から映像が投射されるスクリーンパネル、照明パネル、サイネージパネル、運送手段の内装材、運送手段のガラス窓、運送手段の外装材、建物の天井材、建物の内装材、建物のガラス窓、航空機の内装材、航空機のガラス窓、木材、プラスチック、ガラス、金属、布、纎維、紙、ゴム、皮革、カーボン、および鏡のうちの1つ以上を含む、請求項22に記載の装置。
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