JP6636993B2 - パネル振動型音響発生表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は表示装置に関し、より詳しくは、表示パネルを直接振動させて音響を発生させる形態の表示装置に関し、特にステレオ音響具現が可能なパネル振動型音響発生表示装置に関する。
移動通信端末機、ノートブックコンピュータのような各種の携帯用電子機器が発展するにつれて、これに適用できる平板表示装置(Flat Panel Display Device)に対する要求が増大している。
平板表示装置には、液晶表示装置(Liquid Crystal Display Device)、プラズマディスプレイパネル(Plasma Display Panel)、電界放出表示装置(Field Emission Display Device)、発光ダイオード表示装置(Light Emitting Diode Display Device)、有機発光ダイオード表示装置(Organic Light Emitting Diode Display Device)などが研究されている。
このような表示装置のうち、液晶表示装置(LCD)は、薄膜トランジスタを含むアレイ基板と、カラーフィルタ及び/又はブラックマトリックスなどを備えた上部基板と、その間に形成される液晶物質層を含んで構成され、画素領域の両電極の間に印加される電界によって液晶層の配列状態が調節され、それによって光の透過度が調節されて画像が表示される装置である。
このような液晶表示装置の表示パネルは、ユーザにイメージを提供する表示領域(active area:AA)と前記表示領域(AA)の周辺領域である非表示領域(non-active area:NA)として定義され、表示パネルは、通常、薄膜トランジスタなどが形成されて画素領域が定義されるアレイ基板である第1基板と、ブラックマトリックス及び/又はカラーフィルタ層などが形成された上部基板としての第2基板とが合着されて製造される。
薄膜トランジスタが形成されるアレイ基板または第1基板は、また第1方向に延びる多数のゲートライン(GL)と、第1方向と垂直な第2方向に延びる多数のデータライン(DL)とを含み、各々のゲートライン及びデータラインにより1つの画素領域(Pixel)Pが定義される。1つの画素領域P内には1つ以上の薄膜トランジスタが形成され、各薄膜トランジスタのゲートまたはソース電極は各々ゲートライン及びデータラインと連結できる。
このような平板表示装置のうち、液晶表示装置は自体発光要素を有しない素子であるので、別途の光源が必要である。これによって、背面にLEDのような光源を備えたバックライトユニットが設けられて液晶パネルの全面に向けて光を照射し、これを通じて初めて識別可能な画像が具現される。
一方、最近、表示装置として脚光を浴びている有機発光表示装置は、自ら発光する有機発光ダイオード(OLED:Organic Light Emitting Diode)を用いることによって、応答速度が速く、発光効率、輝度、及び視野角などが大きいという長所がある。
このような有機発光表示装置は、有機発光ダイオードが含まれたサブピクセルをマトリックス形態に配列し、スキャン信号により選択されたサブピクセルの明るさをデータの階調によって制御する。また、有機発光ダイオード表示装置は自発光素子であって、消費電力が低く、高速の応答速度、高い発光効率、高い輝度、及び広視野角を有している。
一方、このような表示装置を含む完成品概念のセット装置があり、このようなセット装置の例には、TV、コンピュータモニター、広告看板などがありうる。
このような表示装置またはセット装置には、表示される映像と関連した音響を発生させて出力するためのスピーカーのような音響出力装置が含まれる。
一般に、液晶表示装置または有機発光ダイオード表示装置などの表示装置生産業体は表示パネルまたは表示装置のみを生産し、スピーカーを生産する別途の業体で完成された表示装置にスピーカーを組み立てる方式により最終的に映像及び音が出力されるセット装置を具現していた。
図1は、従来の表示装置に含まれたスピーカーに対する概略的な平面図である。
図1に示すように、従来の表示装置1またはセット装置において、スピーカー2は表示パネルの後面または下端部に備えられている。
この場合、スピーカー2を通じて発生された音の進行方向は、映像が表示される表示パネルの前面でない後面または表示パネルの下方になるため、表示装置1の前方で映像を視聴する視聴者方向に音が進行しないので、視聴者の没入を妨害するという問題があった。
また、スピーカー2を通じて発生した音が表示パネルの後面または表示パネルの下方に進行する場合には、壁または底で反射される音との干渉によって音質が落ちるという問題があった。
また、従来の表示装置に含まれるスピーカーは発生した音響の進行方向が表示装置の観察者方向でない方に向かうようになって、音響の回折現象などにより音の定位感が落ちるだけでなく、TVなどのセット装置を構成するに当たって、スピーカーが一定の空間を占めるようになるので、セット装置のデザイン及び空間配置上に一定の制約になるという問題もあった。
したがって、表示装置から出力される音の音質を改善し、視聴者の没入を妨害しない技術に対する必要性が増加している状況である。
本発明は前述した従来の問題点を解決するためのものであって、本発明の目的は、表示装置を構成する表示パネルを直接振動させて音響を発生させ、かつ左右に相異する音響を出力してステレオ音響具現が可能なパネル振動型音響発生が可能な表示装置を提供するものことにある。
本発明の他の目的は、表示パネルの左右側の一定位置に配置される左右音響発生アクチュエータと、左右音響発生アクチュエータの間に配置される音分離隔壁部と、前記音分離隔壁部と共に左右音響発生アクチュエータの周囲に囲むバッフル部を備えることによって、優れるステレオ音響具現が可能なパネル振動型音響発生表示装置を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、表示パネルの左右に配置される2つ以上の音響発生アクチュエータの中央に音分離隔壁部を形成し、音分離隔壁部の高さ、個数、表示パネルとの接着の有無などを調節することによって、左右ステレオ音響具現特性に優れる表示装置を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、表示パネルの中央に配置される音分離隔壁部と左右ステレオ音響具現のための左側音響発生アクチュエータ及び右側音響発生アクチュエータとの間の距離を200mm以下に設定することによって、中高音域帯の音質弱化現象であるディップ現象(Dip)を最小化しながらもステレオ音響具現が可能な表示装置を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、左右音響発生アクチュエータを中心に第1及び第2エアーギャップ空間が対称的に形成されるように音分離隔壁部とバッフル部を配置することによって、ステレオ音響特性及び音響発生装置の耐久性及び信頼性を確保することができる表示装置を提供することにある。
本発明の更に他の目的は、パネルを直接振動させて中高音域音響を発生する左右音響発生アクチュエータ構造の一側に低音発生用低音スピーカーをさらに配置することによって、全可聴周波数帯域全てで優れる音響出力特性を有する表示装置を提供することにある。
前記の目的を達成するために、本実施形態による表示装置は、表示パネルの左側領域に配置される1以上の左側音響発生アクチュエータと、前記表示パネルの右側領域に配置される1以上の右側音響発生アクチュエータを含み、かつ左側及び右側音響発生アクチュエータは前記表示パネルの一面に接触するように配置されて前記表示パネルを振動させて音響を発生させ、左側音響発生アクチュエータと前記右側音響発生アクチュエータの中央で表示パネルの上下方向に延長され、かつ表示パネルと表示パネルの後方を支持する後面支持部に接触配置される音分離隔壁部を含むパネル振動型音響発生表示装置を提供する。
この際、中高音帯域の音圧弱化現象であるディップ(Dip)現象を最小化するために、音分離隔壁部と左側音響発生アクチュエータまたは前記右側音響発生アクチュエータとの間の距離(d)は200mm以下にする。
また、音分離隔壁部は前記後面支持部であるカバーボトムの上面と表示パネルの底面との間に配置され、前記音分離隔壁部は少なくとも前記カバーボトムの上面に接着されなければならず、表示パネルの底面には非接着構造で接触することができ、音分離隔壁部の高さ(H1)はカバーボトムと表示パネルとの間のギャップ(T)より大きいか等しいことがある。
音分離隔壁部と共に左側音響発生アクチュエータまたは右側音響発生アクチュエータの周囲に密閉された第1エアーギャップ空間(AG1)及び第2エアーギャップ空間(AG2)を構成するように、左側音響発生アクチュエータまたは前記右側音響発生アクチュエータの周囲の囲むように配置されるバッフル部を含むことができる。
この際、左側音響発生アクチュエータまたは右側音響発生アクチュエータは各々第1エアーギャップ空間(AG1)及び第2エアーギャップ空間(AG2)内で左右対称及び/又は上下対称の位置に配置できる。
また、バッフル部は後面支持部の上面と前記表示パネルの下面に接着される接着部材と、前記接着部材の外郭に配置されるシーリング部を含む二重構造であって、この際、接着部材の厚さ(t1)より前記シーリング部の厚さ(t2)がより大きいことがある。
また、左側または右側音響発生アクチュエータは後面支持部であるカバーボトムに備えられた支持孔に挿入固定されることができ、このために各アクチュエータに含まれる下部プレートは外側に延びる延長部をさらに含み、その延長部が後面支持部の底面に固定できる。
一方、低音特性の強化のために、第1エアーギャップ空間(AG1)及び第2エアーギャップ空間(AG2)の外部に配置される1以上の低音スピーカーをさらに含み、低音スピーカーは音分離隔壁部の左側に配置される左側低音スピーカーと前記音分離隔壁部の右側に配置される右側低音スピーカーを含むことができる。
この際、左側または右側音響発生アクチュエータにより中高音域帯の音響が放出され、低音スピーカーにより低音域帯の音響が放出され、アクチュエータによる音響特性曲線と前記低音スピーカーによる音響特性曲線との交差点の周波数は1kHz〜1.5kHzでありうる。
本実施形態による表示装置は、表示パネルと、表示パネルの第1領域内の第1音響発生アクチュエータと、前記表示パネルの第2領域内の第2音響発生アクチュエータを含み、かつ前記第1及び第2音響発生アクチュエータは前記表示パネルを振動させて音響を発生させる音響発生アクチュエータ、及び第1音響発生アクチュエータと第2音響発生アクチュエータとの間の隔壁部を含むことができる。
他の実施形態による表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルの第1領域及び第2領域内で、前記表示パネルを振動させて音響を発生する音響発生アクチュエータ、及び前記第1領域及び第2領域の間の隔壁部を含み、前記第1領域及び第2領域のうちの少なくとも1つは2以上の音響発生アクチュエータを含むことができる。
他の実施形態による表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルの第1領域及び第2領域内で、前記表示パネルを振動させて音響を発生する音響発生アクチュエータ、及び前記第1領域及び第2領域の外側にあるスピーカーを含むことができる。
以下、説明するような本発明の実施形態によれば、表示パネルの左右側の一定位置に配置される左右音響発生アクチュエータと、左右音響発生アクチュエータの間に配置される音分離隔壁部と、前記音分離隔壁部と共に左右音響発生アクチュエータの周囲に囲むバッフル部を備えることによって、パネル振動型音響発生表示装置で優れるステレオ音響具現が可能な効果がある。
また、左右音響発生アクチュエータの中央に音分離隔壁部を形成し、音分離隔壁部の高さ、個数、表示パネルとの接着の有無などを調節することによって、左右ステレオ音響具現特性を最適化することができる。
また、表示パネルの中央に配置される音分離隔壁部と左右ステレオ音響具現のための左側音響発生アクチュエータ及び右側音響発生アクチュエータとの間の距離を200mm以下に設定することによって、中高音域帯の音質弱化現象であるディップ現象(Dip)を最小化することができる。
左右音響発生アクチュエータを中心に第1及び第2エアーギャップ空間が対称的に形成されるように音分離隔壁部とバッフル部を配置することによって、ステレオ音響特性及び音響発生装置の耐久性及び信頼性を確保することができる効果がある。
また、パネルを直接振動させて中高音域音響を発生する左右音響発生アクチュエータ構造の一側に低音発生用低音スピーカーをさらに配置することによって、全可聴周波数帯域全てで優れる音響出力特性を有するようにすることができる。
また、表示装置の後面支持部に形成された支持孔に音響発生アクチュエータを固定することによって、優れる音響発生性能を有しながらも表示装置の厚さを減少させることができる効果がある。
従来の表示装置に含まれたスピーカーに対する概略的な平面図である。 本発明の実施形態に従うパネル振動型音響発生装置を含む表示装置の概略図における平面図である。 本発明の実施形態に従うパネル振動型音響発生装置を含む表示装置の概略図における断面図である。 本発明の左側または右側音響発生アクチュエータに使用できる2つタイプの音響発生アクチュエータの断面図である。 本発明の左側または右側音響発生アクチュエータに使用できる2つタイプの音響発生アクチュエータの断面図である。 本発明の実施形態による左側または右側音響発生アクチュエータが表示パネルを振動させて音響を発生する状態を図示する。 本発明の実施形態による左側または右側音響発生アクチュエータが表示パネルを振動させて音響を発生する状態を図示する。 本発明の実施形態による左側または右側音響発生アクチュエータと表示装置の後面支持部であるカバーボトムとの結合状態の一例を図示する。 本発明の実施形態による左側または右側音響発生アクチュエータと表示装置の後面支持部であるカバーボトムとの結合状態の一例を図示する。 左側または右側音響発生アクチュエータとカバーボトムとの結合構造に対する他の実施形態を図示する。 左側または右側音響発生アクチュエータとカバーボトムとの結合構造に対する他の実施形態を図示する。 振動板としての表示パネルとカバーボトムとの間に音響伝達用第1エアーギャップ空間(AG1)及び第2エアーギャップ空間(AG2)を形成するために、表示パネルと表示パネルの支持構造との間に形成されるバッフル部の一例を図示する。 振動板としての表示パネルとカバーボトムとの間に音響伝達用第1エアーギャップ空間(AG1)及び第2エアーギャップ空間(AG2)を形成するために、表示パネルと表示パネルの支持構造との間に形成されるバッフル部の一例を図示する。 振動板としての表示パネルとカバーボトムとの間に音響伝達用第1エアーギャップ空間(AG1)及び第2エアーギャップ空間(AG2)を形成するために、表示パネルと表示パネルの支持構造との間に形成されるバッフル部の一例を図示する。 本実施形態による左側または右側音響発生アクチュエータの位置とそれに従う音響発生特性を図示する。 本実施形態による左側または右側音響発生アクチュエータの位置とそれに従う音響発生特性を図示する。 本実施形態による左側または右側音響発生アクチュエータの位置とそれに従う音響発生特性を図示する。 本実施形態による左側または右側音響発生アクチュエータの位置とそれに従う音響発生特性を図示する。 本実施形態による左側または右側音響発生アクチュエータの位置とそれに従う音響発生特性を図示する。 左側または右側音響発生アクチュエータが第1エアーギャップ空間(AG1)及び第2エアーギャップ空間(AG2)内で非対称に配置される例を図示する。 左側または右側音響発生アクチュエータが第1エアーギャップ空間(AG1)及び第2エアーギャップ空間(AG2)内で非対称に配置される例を図示する。 本実施形態による左側または右側音響発生アクチュエータが第1エアーギャップ空間(AG1)及び第2エアーギャップ空間(AG2)内で左右対称及び/又は上下対称に配置される例を図示する。 本実施形態による音分離隔壁部の細部構成を図示する。 本実施形態による音分離隔壁部の細部構成を図示する。 本実施形態による音分離隔壁部の細部構成を図示する。 音分離隔壁部の他の実施形態であって、3重隔壁構造を有する音分離隔壁部を図示する。 音分離隔壁部の他の実施形態であって、3重隔壁構造を有する音分離隔壁部を図示する。 本実施形態による図10による実施形態を使用する場合の音響発生特性を図示する。 本実施形態による音響発生アクチュエータ構成の以外に、第1エアーギャップ空間(AG1)及び第2エアーギャップ空間(AG2)の外側に配置される低音スピーカーをさらに含む構造を図示する。 本実施形態による音響発生アクチュエータ構成の以外に、第1エアーギャップ空間(AG1)及び第2エアーギャップ空間(AG2)の外側に配置される低音スピーカーをさらに含む構造を図示する。 図14による実施形態を使用した場合の音響発生特性を図示するものであって、低音スピーカーによる音響特性曲線と音響発生アクチュエータによる音響特性曲線を図示し、両音響特性曲線が交差点Pで交差する現象を図示する。
以下、本発明の一部の実施形態を例示的な図面を通じて詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加するに当たって、同一な構成要素に対しては、たとえ他の図面上に表示されても、できる限り同一な符号を有することができる。また、本発明を説明するに当たって、関連した公知構成または機能に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にすることがあると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。
また、本発明の構成要素を説明するに当たって、第1、第2、A、B、(a)、(b)などの用語を使用することができる。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り、その用語により当該構成要素の本質、順序、手順、または個数などが限定されるものではない。ある構成要素が他の構成要素に“連結”、“結合”、または“接続”されると記載された場合、該他の構成要素は該他の構成要素に直接的に連結または接続できるが、各構成要素の間に他の構成要素が介在されるか、または各構成要素が他の構成要素を通じて“連結”、“結合”、または“接続”されることもできると理解されるべきである。
図2は本実施形態に係るパネル振動型音響発生装置を含む表示装置の概略図であって、図2aは平面図、図2bは断面図である。
図2に示すように、本実施形態による表示装置は、映像を表示する表示パネル100と、その表示パネルの一面に接触して表示パネルを振動させて音響を発生させる音響発生アクチュエータ200、200’を含んで構成される。
一方、音響発生アクチュエータは表示パネルの左側の一部位置に配置される左側音響発生アクチュエータ200と、表示パネルの右側の一部位置に配置される右側音響発生アクチュエータ200’を含み、左側及び右側音響発生アクチュエータを分離する部材として音分離隔壁部600が配置される。
以下、本明細書では、左側及び右側を第1側及び第2側であると異なる表現を使うことができ、左側音響発生アクチュエータ及び右側音響発生アクチュエータを各々第1音響発生アクチュエータ及び第2音響発生アクチュエータと表現することができる。
また、音分離隔壁部及び後面支持部を単純に隔壁部及び支持部と表現することもできる。
音分離隔壁部600は、表示パネルの上下方向に延長され、かつ表示パネル100と後面支持部であるカバーボトム300との間に配置される隔壁構造物であって、左側音響発生アクチュエータ200で発生する音響と右側音響発生アクチュエータ200’で発生する音響とを分離することによって、両音響の干渉などによる音響特性の低下を防止するためのものである。
このような音分離隔壁部600は、フォームパッドまたは一面/両面テープで構成されることができ、少なくともカバーボトムの上面には接着されなければならず、表示パネルの底面とは接着または非接着形態に接触できる。
また、音分離隔壁部600はステレオ音響の音分離機能と共に低音放出特性を維持するために、表示パネルの底面には非接着形態に接触することができ、音分離隔壁部600の高さ(H1)は表示パネル100とカバーボトム300との間の間隔(T)、即ち第1または第2エアーギャップ空間700、700’の厚さと等しいか大きいことがある。
以下、第1エアーギャップ空間及び第2エアーギャップ空間を各々第1空間及び第2空間と同一な意味として使用する。
このような音分離隔壁部600の細部構成に対しては、以下に図11を参考しつつ、より詳細に説明する。
一方、中高音帯域の音圧弱化現象であるディップ(Dip)現象を最小化するために、音分離隔壁部と左側音響発生アクチュエータまたは前記右側音響発生アクチュエータとの間の距離(d)は200mm以下にすることができ、これに対しては図8を参考しつつ以下に詳細に説明する。
図4でより詳細に説明するが、左側音響発生アクチュエータ200または右側音響発生アクチュエータ200’は、マグネットと、マグネットを支持するプレートと、プレートの中央領域に突出形成されるセンターポールと、前記センターポールの周囲を囲むように配置され、音響発生用電流が印加されるコイルが巻き取られたボビンを含み、前記ボビンの先端部が前記表示パネルの一面に接触するように配置される。
また、図2bに示すように、表示装置は表示パネルの後面または側面のうちの1つ以上を支持する後面支持部を含むことができ、音響発生アクチュエータのプレートはその支持構造に固定される。
一方、左側音響発生アクチュエータ200または右側音響発生アクチュエータ200’は同一な構造を有することができるので、以下の明細書では左側音響発生アクチュエータ200及び右側音響発生アクチュエータ200’のうち、1つを代表して音響発生アクチュエータと表現することにする。
後面支持部は表示パネルの後面に配置されるカバーボトム300を含み、表示パネルの側面を囲みながら前記カバーボトムと結合され、表示パネルの一側縁を収容して支持するミドルキャビネット500をさらに含むことができる。
後面支持部を構成するカバーボトム(Cover Bottom)は、表示装置の後面の全体に亘って延びる金属またはプラスチック材質の板状部材でありうる。
一方、本明細書でのカバーボトム300はその用語に限定されるものではなく、プレートボトム(Plate Bottom)、バックカバー(Back Cover)、ベースフレーム(Base Frame)、メタルフレーム(Metal Frame)、メタルシャーシ(Metal Chassis)、シャーシベース(Chassis Base)、m−シャーシなど、他の表現で使われることができ、表示パネルを支持する支持体であって、表示装置の後方基底部に配置される全ての形態のフレームまたは板状構造物を含む概念として理解されるべきである。
本明細書で、“表示装置”という用語は、表示パネルと表示パネルを駆動するための駆動部を含む液晶モジュール(Liquid Crystal Module;LCM)、有機発光表示モジュール(OLED Module)のような狭義の表示装置は勿論、そのようなLCM、OLEDモジュールなどを含む完成品であるノートブックコンピュータ、TV、コンピュータモニター、スマートフォン、または電子パッドのようなモバイル電子装置などのセット電子装置、またはセット装置までも含む概念として使用する。
即ち、本明細書での表示装置は、LCM、OLEDモジュールのような狭義のディスプレイ装置は勿論、それを含む応用製品であるセット装置まで含む意味として使用する。
但し、場合によっては、表示パネルとその駆動部などで構成されるLCM、OLEDモジュールを狭義の“表示装置”と表現し、そのようなLCM、OLEDモジュールを含む完成品としての電子装置を“セット装置”に区別して表現することもできる。例えば、狭義の表示装置は液晶(LCD)または有機発光(OLED)表示パネルとそれを駆動するための制御部であるソースPCBを含み、セット装置はソースPCBに電気的に連結されてセット装置の全体を制御するセット制御部であるセットPCBをさらに含む概念でありうる。
本実施形態に使われる表示パネル100は、液晶表示パネル、有機電界発光(OLED:Organic Light Emitting Diode)表示パネル、プラズマ表示パネル(PDP:Plasma Display Panel)は全ての形態の表示パネルが使われることができ、音響発生アクチュエータ200により直接振動されることによって音波を発生できる限り、特定の表示パネルに限定されるものではない。
より詳しくは、表示パネルが液晶表示パネルの場合には、多数のゲートラインとデータライン及びその交差領域に定義されるピクセル(Pixel)と、各ピクセルでの光透過度を調節するためのスイッチング素子である薄膜トランジスタを含むアレイ基板と、カラーフィルタ及び/又はブラックマトリックスなどを備えた上部基板と、その間に形成される液晶物質層を含んで構成できる。
また、表示パネルが有機電界発光(OLED)表示パネルの場合には、多数のゲートラインとデータライン及びその交差領域に定義されるピクセル(Pixel)と、各ピクセルに選択的に電圧を印加するための素子である薄膜トランジスタを含むアレイ基板と、アレイ基板上の有機発光素子(OLED)層、及び有機発光素子層を覆うようにアレイ基板上に配置される封止基板またはエンカプセレーション(Encap.)基板などを含んで構成できる。封止基板は外部の衝撃から前記薄膜トランジスタ及び有機発光素子層などを保護し、前記有機発光素子層への水分の侵入を防止する。
本実施形態による表示装置に使われる表示パネルはその形態に制限はないが、以下のような理由により有機電界発光表示パネルのものがより好ましい。
具体的に、液晶表示パネルの場合、積層されるレイヤが多く、別途の光源が配置された間接光源方式のバックライトが備えられなければならないので、音響発生アクチュエータ200により直接振動される場合、液晶材料の方向性が揺れて、それによって画像の歪みが発生することがある。
一方、有機発光(OLED)表示パネルの有機発光素子は自発光素子に該当して別途の光源を必要とせず、偏光レイヤ(POL)、ガラスレイヤ、エンカプセレーションレイヤ(Encap.)などの種々のレイヤが1つのパネルに合紙されているので、音響発生アクチュエータ200により直接振動されても有機発光層の発光特性に影響がほとんどないので画像の歪みが発生しない。したがって、本実施形態では有機発光表示パネルを使用することがより好ましい。
一方、本実施形態による表示装置に使われる表示パネルは一般的な構造を有するので、表示パネルに対するより具体的な説明は省略する。
また、本実施形態による表示装置は、後面支持部であるカバーボトム300またはミドルキャビネット500と表示パネルとの間に配置されて発生した音波を伝達させる空間である第1エアーギャップ空間700(AG1)及び第2エアーギャップ空間700’(AG2)を形成するためのバッフル部400をさらに含むことができる。
即ち、図2に示すように、表示パネルとカバーボトム300との間の4辺密閉型シーリング構造としてのバッフル部400が形成され、そのバッフル部と音分離隔壁部600により左側音響発生アクチュエータ200の周囲には第1エアーギャップ空間700が形成され、右側音響発生アクチュエータ200’の周囲には第2エアーギャップ空間700’が形成される。
このような第1エアーギャップ空間700(AG1)及び第2エアーギャップ空間700’(AG2)は左側または右側音響発生アクチュエータにより表示パネルが振動する時、音響が発生する密閉空間として機能する。
この際、左側音響発生アクチュエータまたは右側音響発生アクチュエータは、各々第1エアーギャップ空間(AG1)及び第2エアーギャップ空間(AG2)内で左右対称及び/又は上下対称の位置に配置されて、ステレオ音響特性及び音響発生装置の耐久性及び信頼性を確保することができ、このような構成に対しては図9を参考しつつ以下に詳細に説明する。
バッフル部400は、カバーボトムまたはミドルキャビネットの縁部に配置され、かつ表示パネルの底面と接着される接着部412と接着部の外郭に配置されて第1エアーギャップ空間700及び第2エアーギャップ空間700’の封入性をさらに提供するシーリング部414を含んで構成できる。
この際、接着部412は両面テープ(Double-side Tape)であって、図7でより詳細に説明するように、接着部412の高さよりシーリング部414の高さをより大きくすることができる。
このようなバッフル部の細部構造に対しては図7を参考しつつ以下に詳細に説明する。
図3は、本発明の左側または右側音響発生アクチュエータに使用できる2つタイプの音響発生アクチュエータの断面図である。
本実施形態に使われる左側または右側音響発生アクチュエータ200、200’は、永久磁石であるマグネット220と、そのマグネットを支持するプレート210、210’と、プレートの中央領域に突出するセンターポール230と、前記センターポール230の周囲に囲むように配置されるボビン250と、ボビンの外郭に巻き取られて音響発生のための電流が印加されるコイル260などを含んで構成できる。
一方、本実施形態に使われる音響発生アクチュエータは、マグネットがコイルの外側に配置される第1構造と、マグネットがコイルの内側に配置される第2構造を両方とも含むことができる。
図3aはマグネットがコイルの外側に配置される第1構造であって、ダイナミックタイプまたは外磁型と表現できる。
このような第1構造による音響発生アクチュエータは、下部プレート210がカバーボトム300に形成される支持孔310に固定され、下部プレートの外郭に環状の永久磁石であるマグネット220が配置される。
マグネット220の上部には上部プレート210’が配置され、上部プレートの外郭には上部プレートから突出形成される外部フレーム240が配置される。
一方、下部プレート210の中央領域にはセンターポール230が突出して配置され、センターポール230の周囲を囲むボビン250が配置される。
ボビン250の下側部の周囲にはコイル260が巻き取られており、このコイルに音響発生用電流が印加される。
一方、ボビンの上側の一部と外部フレーム240との間にはダンパ270が配置できる。
下部プレート210及び上部プレート210’は、マグネット220を支持しながら音響発生アクチュエータ200をカバーボトム300に固定させる構成であって、下部プレート210は図3aに示すように円形に備えられ、前記下部プレート210上にリング形状に備えられたマグネット220が備えられ、マグネット上に上部プレート210が備えられる。
そして、下部プレート210及び上部プレート210’がカバーボトム300に結合されることによって、下部プレート210と上部プレート210’との間に位置したマグネット220が固定支持できる。
プレートは、鉄(Fe)のように磁性を有する物質からなることができる。プレートはその用語に限定されるものではなく、ヨークなど、他の用語で表現できる。
一方、センターポール230と下部プレート210とは一体形成されることもできる。
ボビン250は紙またはアルミニウムシートなどで形成される環状構造物であって、ボビンの下側の一定領域の周囲にコイル260が巻き取られる。このようなボビンとコイルとを合せてボイスコイルと表現することができる。
コイルに電流が印加されれば、コイルの周囲に磁場が形成され、マグネット220により形成される外部磁場があるため、フレミングの法則に従って、ボビンの全体がセンターポールによりガイドされながら上側に移動する。
一方、ボビン250の先端部は表示パネル100の後面に接触しているため、電流印加及び非印加状態によって表示パネルを振動させるようになり、このような振動により音波が発生する。
マグネット220はバリウムフェライトなどの焼結磁石を用いることができ、材質は酸化第2鉄(Fe2O3)、炭酸バリウム(BaCO3)、磁力成分が改善されたストロンチウムフェライト、アルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)の合金鋳造磁石などが使用できるが、それに限定されるものではない。
一方、ボビン250の上側の一部と外部フレーム240との間にはダンパ270が配置され、ダンパ220は蛇腹構造で備えられて、ボビンの上下運動によって収縮及び弛緩しながら前記ボビンの上下振動を調節する。即ち、ダンパ270がボビン250と外部フレーム240に各々連結されているので、ボビンの上下振動はダンパ270の復原力により制限され、具体的に、ボビン270が一定高さ以上に振動するか、または一定高さ以下に振動する場合、ダンパ270の復原力によりボビンが原位置に原状復帰できる。
このようなダンパはエッジなど、他の用語で表現できる。
一方、図3bはマグネットがコイルの内側に配置される第1構造であって、マイクロタイプまたは内磁型と表現できる。
このような第2構造による音響発生アクチュエータは、下部プレート210がカバーボトム300に形成される支持孔310に固定され、下部プレートの中央領域にマグネット220が配置され、マグネットの上部にセンターポールが延長形成される。
上部プレート210’は下部プレートの外郭の周辺に突出形成され、上部プレートの外側には外部フレーム240が配置される。
マグネット220とセンターポール230の周囲を囲むようにボビン250が配置され、ボビンの外郭にはコイル260が巻き取られる。
また、外部フレーム240とボビンとの間にはダンパ270が配置される。
このような第2方式の音響発生アクチュエータはマグネットが外側に配置される第1方式に比べて漏洩磁束が小さく、全体的な大きさを小さくすることができるが、大きい電流入力による磁束減少現象が生じることがあり、製造が難しいという特徴がある。
本実施形態では、第1方式または第2方式によるアクチュエータ全てが使われることができ、便宜上、以下では第1方式による構造を代表して説明する。
また、本実施形態による表示装置に使われる音響発生アクチュエータは、図3に図示した形態に限定されるものではなく、電流印加によって表示パネルを上下に振動させて音響を発生できる限り、他の種類のアクチュエータが使われてもよい。
図4は、本発明の実施形態による左側または右側音響発生アクチュエータが表示パネルを振動させて音響を発生する状態を図示する。
図4aは電流が印加された状態であって、マグネットの下面と連結されたセンターポールがN極となり、マグネットの上面と連結された上部プレートがS極となって、コイルの間に外部磁場が形成される。
この状態で音響発生用電流がコイルに印加されれば、コイルの周囲に印加磁場が生成されるが、印加磁場と外部磁場によりボビンを上側に移動する力が発生する。
したがって、図4aのようにボビンが上側に移動し、ボビンの先端部に接触している表示パネルが上側に振動する。
この状態で電流印加が中止されるか、または反対方向の電流が印加されれば、図4bのように、類似の原理によってボビンを下側に移動させる力が発生し、したがって、表示パネルが下側に振動する。
このように、コイルへの電流印加方向と大きさによって、表示パネルが上下に振動するようになり、このような振動により音波が発生する。
図5は、本発明の実施形態による左側または右側音響発生アクチュエータと表示装置の後面支持部であるカバーボトムとの結合状態の一例を図示する。
図6は、音響発生アクチュエータとカバーボトムとの結合構造に対する他の実施形態を図示する。
以下、同一な構造である左側音響発生アクチュエータ200または右側音響発生アクチュエータ200’のうち、1つを代表して音響発生アクチュエータと表現することにし、それは残りの音響発生アクチュエータにも同一に適用できる。
本実施形態による音響発生アクチュエータ200は、表示装置の支持構造であるカバーボトムまたはバックカバー上に形成された支持孔に貫通支持されることができ、図5から図6は種々の支持構造を図示する。
図5の支持構造では、カバーボトム300には支持孔310が貫通形成され、音響発生アクチュエータ200の下部プレート210、マグネット220、及び上部プレート210’のうち、1つ以上がその支持孔の内部に収容されるように挿入される。
下部プレート210の底面には下部プレートの外側に延長形成される延長部212がさらに形成され、このような延長部212がカバーボトム310の底面に固定されることによって、音響発生アクチュエータ200をカバーボトムに取り付けることができる。
このように、音響発生アクチュエータ200をカバーボトムに形成された支持孔に挿入される形態に固定すれば、表示パネルとカバーボトムとの間の距離を減少させることができるので、表示装置の厚さを小さくすることができる効果がある。
即ち、表示パネルとカバーボトムとの間には表示パネルが振動することができる空間である第1エアーギャップ空間及び第2エアーギャップ空間が存在しなければならないが、音響発生アクチュエータをカバーボトムの支持孔に挿入/固定される形態に構成すれば、表示パネルの後面とカバーボトムの内面との間に配置される音響発生アクチュエータの高さを小さくすることができるので、エアーギャップを最小化することができる。
図5は、音響発生アクチュエータをカバーボトムに固定するに当たって、カバーボトムの後面にねじ孔を形成し、下部プレートの延長部212に形成された貫通孔を通じてボルト320またはねじをカバーボトムのねじ孔に締結して固定する方式である。
一方、図6aは単純なねじ結合形態でなく、カバーボトム300と下部プレートの延長部212との間に一定の距離を確保することができるペムナット(Pem Nut)330、またはセルフクリンチングナット(self clinching nut)を配置した後、ボルト320により固定する方式である。
図6aのように、ペムナット(Pem Nut)330、またはセルフクリンチングナット(self clinching nut)を利用すれば、音響発生アクチュエータとカバーボトムとの間に一定の空間が確保されるので、アクチュエータの振動がカバーボトムに伝達されることを最小化することができる長所がある。
また、図6bでは、アクチュエータの下部プレートの延長部212とカバーボトムとの間に両面テープ(Double Side Tape)のような接着部材を配置して接着固定する方式である。
図6bのように、接着部材を用いる場合、接着部材の弾性と厚さを適切に調節すれば、接着部材が一種のダンパの役割をするようになり、したがって、アクチュエータの振動がカバーボトムに伝達されることを最小化することができる長所がある。
図5及び図6のように、表示パネルと接触して表示パネルを直接振動させる音響発生アクチュエータ200をカバーボトムに形成された支持孔に挿入固定する方式を採択することによって、アクチュエータが表示装置の内部に完全に収容される場合に比べて表示装置の厚さを減少させることができる効果を有することができる。
図7は、振動板としての表示パネルとカバーボトムとの間に第1エアーギャップ空間700、第2エアーギャップ空間700’を形成するために、表示パネルと表示パネルの支持構造のうちの1つであるミドルキャビネットとの間に形成されるバッフル部の一例を図示する。
勿論、以下に説明するバッフル部は必ずミドルキャビネットと表示パネルとの間に形成される必要はないし、図10の以下のようにバッフル部が表示装置の外郭より内側に形成される場合にはバッフル部は表示パネルとカバーボトムとの間に配置できる。
図7aに示すように、本実施形態によるパネル振動型音響発生装置では表示パネル100と支持構造(カバーボトム;300など)との間に右側音響発生アクチュエータ200’によりパネルが振動できる空間である第2エアーギャップ空間700’を確保しなければならない。
即ち、表示パネルが振動する時、音波が発生できるように表示パネルの一側が表示パネルの支持構造に接合されなければならず、特に発生した音響が表示装置の側面などを通じて外部に漏洩されてはならないので、このような目的のために、本実施形態による表示装置では表示パネルの下面と支持構造との間に一定のバッフル部400を形成する。
より具体的に、音響発生アクチュエータの周囲の一定の区画(即ち、エアーギャップ空間)が定義され、その区画の縁部には表示パネルの下面とミドルキャビネットまたはカバーボトムの上面との間にバッフル部が配置されるものである。
この際、バッフル部400は表示パネルの底面と表示装置の支持構造の上面との間に接着される両面テープのような接着部材412と接着部材の外郭にさらに配置されるシーリング部414を含んで構成できる。
この際、バッフル部が形成される区画は表示パネルの外郭の4個の辺として定義される全体表示パネル領域でありうるが、それに限定されるものではなく、図10などで説明するように、表示パネルの外郭の内側に4辺を有する領域として定義できる。
図7のように、表示装置の支持構造は表示パネルの後面の全体をカバーするカバーボトム300の以外に、カバーボトムに結合され、表示パネルの一部を安着するためのミドルキャビネット500をさらに含むことができる。
ミドルキャビネット500は表示パネルの外郭に沿って形成されるフレーム形態の部材であって、表示パネルの一部が安着する水平支持部502と、前記水平支持部から両側に折曲形成されてカバーボトムの側面及び表示パネルの側面をカバーする垂直支持部504を含んで、全体的にT字断面形状を有することができる。
このようなミドルキャビネット500は、表示装置またはセット装置の側面外観部を構成し、場合によっては、使われないか、またはカバーボトムと一体形成できる。
図7の実施形態によれば、バッフル部400を構成する接着部材412はミドルキャビネット500の水平支持部の上面と表示パネルとの間に配置される両面テープであって、表示パネルの下面をミドルキャビネットに接着固定する機能をする。
また、バッフル部を構成するシーリング部414は接着部材の外郭にさらに配置され、接着部材の厚さまたは高さより大きい厚さまたは高さを有することが好ましい。
シーリング部414は弾性の大きいゴムなどの材質で構成されることができ、図7bに示すように、接着部材412の厚さ(t1)より大きい厚さt2を有する。
即ち、図7bのように、ミドルキャビネット500の水平支持部502の上面の内側部分に厚さt1を有する両面テープである接着部材412の一面を接着配置し、接着部材の外郭にt1より大きい厚さを有する弾性材料のシーリング部414を配置する。
その状態で、表示パネル100を接着部材412の他接着面に付着させれば、より大きい厚さを有するシーリング部414が一定程度圧迫されながら表示パネルとミドルキャビネットとが接着される。(図7c)
したがって、音響発生アクチュエータの周囲の第2エアーギャップ空間700’(AG2)の封入性がより向上できる。
図7cのように、ミドルキャビネットの水平支持部502と接着部材412の厚さだけの第2エアーギャップ空間700’(AG2)が形成されながら表示パネル100とカバーボトム300とが結合されることによって、表示パネルが音響を発生させることができる振動空間が確保できると共に、内部で発生した音波が表示装置の側面に沿って外部に流出することを防止することができる。
特に、エアーギャップ空間の縁部に配置されるバッフル部400を接着部材412とシーリング部414の二重構造にし、かつシーリング部の厚さをより大きく形成することによって、エアーギャップ空間の封入性をより向上させて音響の流出をさらに遮断することができる効果がある。
本明細書でのミドルキャビネット500は、ガイドパネル(Guide Panel)、プラスチックシャーシ、p−シャーシ、サポートメイン、メインサポート、モールドフレームなど、他の表現に取り替えることができ、多数の折曲部がある断面形状を有する四角フレーム形状の構造物であって、カバーボトムに連結されて表示パネル及びバッフル部を支持するために使われる全ての形態の部材を含むものとして理解されるべきである。
このようなミドルキャビネット500は、ポリカーボネート(polycarbonate)のような合成樹脂のモールド材質からなり、射出成形方式により製作できるが、それに限定されるものではない。
一方、カバーボトムと表示パネルとの間を支持するためにミドルキャビネットが使用できるが、このようなミドルキャビネットは必ず必要な構造であるものではない。
即ち、表示装置がミドルキャビネット無しでカバーボトムまたはバックカバーのみの支持構造を有するか、または図10のように第1または第2エアーギャップ空間が表示装置の外郭の内側の一部領域に定義される場合には、図7で説明したバッフル部はカバーボトムの上面と表示パネルの底面との間に配置できる。
この時には、両面テープ形態の接着部材412がカバーボトムの上面の一部に配置され、接着部材の厚さより大きい厚さを有するシーリング部414が接着部材の外側に配置できる。
この状態で表示パネル100がカバーボトムと結合されれば、シーリング部414が圧着されながら音響伝達のための第2エアーギャップ空間700’の封入が確保できる。
図8の実施形態を用いると、ミドルキャビネットのような中間支持構造がなくなりながら構造が簡単になり、エアーギャップ空間の縁部に配置されるバッフル部400を接着部材412とシーリング部414の二重構造にし、かつシーリング部の厚さをより大きく形成することによって、表示パネルが音響を発生させることができる振動空間を確保することができると共に、内部で発生した音波が表示装置の側面に沿って外部に流出することを防止する効果を有することができる。
本実施形態で、エアーギャップ空間の厚さ、即ちエアーギャップ空間での表示パネルとカバーボトムとの間の距離(T)は約0.8~2.5mmに定まることができるが、それに限定されるものではなく、表示パネルの振動程度などによって他の範囲に定まることができる。
図8は、本実施形態による左側または右側音響発生アクチュエータの位置と、それに従う音響発生特性を図示する。
図8aに図示した実施形態では、左側音響発生アクチュエータ200及び右側音響発生アクチュエータ200’が中央の音分離隔壁部から左右に各々隔離距離dだけ離隔して配置される。
この際、左側または右側音響発生アクチュエータと音分離隔壁部との間の隔離距離dが大きいほどステレオ音響特性は優れるになる。
即ち、左側及び右側音響発生アクチュエータの間が遠ざかるほど両アクチュエータで発生する音響の左右分離が確実になるので、ステレオ特性が良くなることができる。
しかしながら、両アクチュエータの隔離距離が長くなる場合、ステレオ音響の具現のために両アクチュエータに印加される音響発生電流または電圧信号が互いに異なる場合、両アクチュエータで発生した音波が互いに干渉を起こして特定の周波数帯域で音響出力(音圧)が減少する現象が発生する。
特に、このような音圧減少現象は左側または右側音響発生アクチュエータと音分離隔壁部との間の隔離距離dによって10kHz以上の中高音域帯域で音圧が急激に減少する現象が発生することを確認し、このような中高音域帯域での音圧減少現象をディップ(Dip.)現象と表現することができるが、それに限定されるものではない。
特に、実験結果、表示パネルの左右長さにかかわらず、左右音響発生アクチュエータの間の隔離距離2dが約400mmを基準(即ち、音分離隔壁部と両側アクチュエータとの間の隔離距離dが約200mm)に、両アクチュエータがそれより遠く離隔するほど補正不可能な程度にディップ現象が激しくなることを確認することができ、これに対し、以下に詳細に説明する。
図8bから図8eは、左右アクチュエータの各々と中央の音分離隔壁部との間の隔離距離dが各々70mm、150mm、200mm、250mmの場合に対し、1ワット(W)出力基準に1m前方位置で測定した周波数帯域別音響出力量(音圧)を測定した実験結果を図示する。
特定周波数帯域での音圧を測定する方法として、通常的に約200〜500Hzでの平均音圧レベル(Sound Pressure Level;SPL)を基準音圧として定義した後、特定周波数帯域で測定された音圧が基準音圧と差があるのかを決定することができる。
図8bから図8eの実験でもこのような方式を利用し、本実施形態による音響発生装置の周波数帯域別音圧測定結果、200〜500Hzでの平均音圧である基準音圧は約74〜75dBと測定され、それを基準に中高音域帯域、特に15kHzでの音圧平均が基準音圧からどれくらい減少したのかを測定した。図8bから図8eで、実線は実際測定音圧であり、点線は平均値(中間値)を取ったものである。
一般的な人間が聴取することができる高音域帯は15kHz以下であるので、図8のテストでは15kHzでの音圧平均を測定したものである。
一般的に、特定周波数帯域での平均出力音圧が基準音圧対比±10dB以内の場合には、イコライザーのようなソフトウェア的なアンプチューニングにより補正可能であるが、基準音圧対比±10dBを外れる場合には補正が不可能であるので、音響出力特性が悪くなる。
図8bのように、左右アクチュエータの各々と中央の音分離隔壁部との間の隔離距離dが各々70mmの場合には、可聴周波数帯域で最も高い15kHzでの平均出力音圧が約68dBであって、基準音圧である約74〜75dBより10dB以内の範囲内にあるので、補正可能な範囲であることが分かる。
類似するように、図8c及び図8dのように、アクチュエータの各々と中央の音分離隔壁部との間の隔離距離dが各々150mm及び200mmの場合にも、15kHzでの平均出力音圧が各々約66dB及び約64dBであって、基準音圧である約74〜75dBより10dB以内の範囲内にあるので、補正可能な範囲であることが分かる。
一方、図8eのように、アクチュエータの各々と中央の音分離隔壁部との間の隔離距離dが各々250mmになる場合には、15kHzでの平均出力音圧が各々約60dB以下となって基準音圧より10dB以上低くなることによって、補正が不可能な状態になることが分かる。
特に、アクチュエータの各々と中央の音分離隔壁部との間の隔離距離dが200mmの場合を基準に、隔離距離dが200mm以上になる場合には、15kHzでの平均出力音圧が基準音圧に比べて10dB以上減少する現象が発生した。
したがって、本実施形態では中高音帯域での音圧減少現象を補正可能な程度に維持するために、左側音響発生アクチュエータ200または右側音響発生アクチュエータ200’と音分離隔壁部600との間の隔離距離dを200mm以下に構成することができる。
一方、両音響発生アクチュエータの間の隔離距離が近づくほど左右音響分離によるステレオ特性が低下するので、一定以上のステレオ音響特性を維持するために両音響発生アクチュエータの間の隔離距離2dを約200mm以上に設定することができる。
結果的に、本実施形態では左側音響発生アクチュエータ200または右側音響発生アクチュエータ200’と音分離隔壁部600との間の隔離距離dを約100mm以上約200mm以下に設定することによって、ステレオ音響特性を一定以上に維持しながらも、中高音域帯域での音圧減少現象であるディップ(Dip)現象を補正可能な水準に維持することができる。
図9は、左側または右側音響発生アクチュエータが第1エアーギャップ空間(AG1)及び第2エアーギャップ空間(AG2)内で非対称に配置される例を図示する。
図8で説明したように、中高音域帯でのディップ現象を最小化するために両音響発生アクチュエータの隔離距離(2d)を約400mm以下に設定する場合、もし表示パネルの左右長さ(即ち、横方向長さ)に従って左側音響発生アクチュエータ200及び右側音響発生アクチュエータ200’の第1エアーギャップ空間(AG1)及び第2エアーギャップ空間(AG2)内での位置が非対称的に決定できる。
例えば、表示パネルの左右長さ(即ち、横方向長さ)が800mm以下の場合には、音分離隔壁部600と左側または右側音響発生アクチュエータとの間の隔離距離dを200mm以下で適切に選択することによって、左側音響発生アクチュエータ200及び右側音響発生アクチュエータ200’を各々第1エアーギャップ空間(AG1)及び第2エアーギャップ空間(AG2)内で左右基準に中央に配置することができる。
しかしながら、最近表示パネルの大型化によって表示パネルの左右長さ(即ち、横方向長さ)が1000mm以上になる場合が多いし、この場合、左側音響発生アクチュエータ200または右側音響発生アクチュエータ200’と音分離隔壁部600との間の隔離距離dを約200mm以下に設定するようになれば、図9aに示すように、各音響発生アクチュエータと音分離隔壁部との間の隔離距離dと、各音響発生アクチュエータとバッフル部の両側垂直辺との間の隔離距離d’は互いに相異する値を持たざるをえない。
即ち、左側音響発生アクチュエータ200は第1エアーギャップ空間700の左右対称位置でなく右側に偏った地点に配置され、同様に右側音響発生アクチュエータ200’は第2エアーギャップ空間700’の左右対称位置でなく左側に偏った地点に配置される。
このように、左側音響発生アクチュエータ200及び右側音響発生アクチュエータ200’が第1エアーギャップ空間(AG1)及び第2エアーギャップ空間(AG2)の左右非対称位置に配置される場合、各エアーギャップ空間内で表示パネルの偏振動が発生し、それによって音響特性が劣化できるだけでなく、表示装置の耐久性または信頼性が悪くなることがある。
即ち、各アクチュエータがエアーギャップ空間内での片側に配置される場合、各エアーギャップ空間に含まれる表示パネル領域の中央を振動中心とせず、一側に偏った地点を振動中心とする偏振動が発生することがある。
このような偏振動によれば、エアーギャップ空間内に含まれる表示パネル領域の各位置別振動量が変わるようになるので、音響出力特性が悪くなるだけでなく、長時間偏振動する場合、表示パネルの耐久性または信頼性が劣化する可能性がある。
図10は、本実施形態による左側または右側音響発生アクチュエータが第1エアーギャップ空間(AG1)及び第2エアーギャップ空間(AG2)内で左右対称及び/又は上下対称に配置される例を図示する。
図9で説明した短所を解決するために、図10に図示した実施形態では左側及び右側音響発生アクチュエータ200、200’が第1エアーギャップ空間800及び第2エアーギャップ空間800’内で左右対称及び/又は上下対称の位置に配置できるように、バッフル部1400を表示パネルの外郭より内側に形成することができる。
より具体的に、前述した音分離隔壁部600と共に左側音響発生アクチュエータまたは右側音響発生アクチュエータの周囲に密閉された第1エアーギャップ空間(AG1)及び第2エアーギャップ空間(AG2)を構成するように、左側音響発生アクチュエータまたは前記右側音響発生アクチュエータの周囲を囲むように配置されるバッフル部1400を配置し、かつ左側音響発生アクチュエータは第1エアーギャップ空間(AG1)の左右長さの中央に配置され、右側音響発生アクチュエータは前記第2エアーギャップ空間(AG2)の左右長さの中央に配置し、左側音響発生アクチュエータは第1エアーギャップ空間(AG1)の上下長さの中央に配置され、右側音響発生アクチュエータは第2エアーギャップ空間(AG2)の上下長さの中央に配置されるように構成する。
即ち、図10に示すように、左側音響発生アクチュエータ200が音分離隔壁部600とバッフル部1400の左側垂直辺から同一な左右隔離距離dを有し、バッフル部1400の上部辺と下部辺から同一な上下隔離距離hを有するように配置される。
このために、バッフル部1400は図2などに示すように、表示パネルの外郭部に沿って形成されることとは異なり、表示パネルの外郭の内側に形成されなければならない。
勿論、この場合のバッフル部1400は図7などで説明したように、カバーボトム300の上面及び表示パネルの下面に接着される接着部材412と、その接着部材の外側に配置されるシーリング部414を含む二重構造でありうるが、それに限定されるものではなく、接着部材だけで構成されることもできる。
このように、左側及び右側音響発生アクチュエータ200、200’が各々第1エアーギャップ空間800及び第2エアーギャップ空間800’の中央位置に配置できるように、バッフル部及び音分離隔壁部の位置を設定することによって、ステレオ音響具現特性を向上させることができるだけでなく、偏振動を防止して表示装置の耐久性及び音響出力の信頼性を向上させることができる。
図11は図10のII-II'の断面図であって、本実施形態による音分離隔壁部の細部構成を図示する。
図11に示すように、本実施形態の音分離隔壁部600は、表示パネルの中央領域から上下方向に延びて左側及び右側音響発生アクチュエータにより発生する左右音響を分離する機能をする。
即ち、第1エアーギャップ空間及び第2エアーギャップ空間での表示パネル振動を中央で減殺または吸収することによって、両エアーギャップ空間の音響が他のエアーギャップ空間に伝達されることを遮断する機能をする。
このような音分離隔壁部600は、一定の高さ(厚さ)と幅を有するポリウレタン(PU)またはポリオレフィン(PO)材質の両面テープまたは一面テープなどで構成されることができ、一定程度圧縮できる弾性を有することができる。
このような音分離隔壁部600は、フォームパッド(Foam Pad)などの他の用語で表現されることもできる。
音分離隔壁部600は、カバーボトム300の上面と表示パネル100の底面との間に配置され、少なくともカバーボトムの上面に接着固定される。
一方、音分離隔壁部600の上端面は表示パネルの底面と接触しなければならないが、表示パネルの底面とは接着固定されることもでき、表示パネルの底面に接着されていない状態で接触することもできる。
即ち、図11aの実施形態では、音分離隔壁部600はカバーボトム300の上面に接着される下部接着層610と、表示パネルの底面に接着される上部接着層610’と、2つの接着層の間に配置される隔壁層620を含んで構成され、このような音分離隔壁部はカバーボトムの上面と表示パネルの底面全てに接着固定できる。
図11aのように、音分離隔壁部600がカバーボトム300と表示パネル全てに接着される形態では、両エアーギャップ空間の振動をほとんど吸収して他のエアーギャップ空間に伝達しないので、左右音分離特性が優れるという長所がある。
しかしながら、図11aの構造では第1エアーギャップ空間及び第2エアーギャップ空間の振動が完全に分離されるので、振動板の大きさが小さくなって低音域帯の音圧が減少できる。
図11bの実施形態による音分離隔壁部600は、カバーボトム300の上面に接着される下部接着層610と、下部接着層の上部に配置される隔壁層620のみを含んで構成することによって、カバーボトムの上面のみに接着され、表示パネルの底面には非接触式により接触できる。
即ち、音分離隔壁部600の隔壁層の上端面は表示パネルの底面に接触するが、接着されない。
図11bの実施形態によれば、音分離隔壁部が表示パネルに接着されていない状態で接触することによって、中高音域音響出力のために弱い振動をする場合には、その振動をほとんど吸収することによって、左右音分離機能をすると共に、低音域帯の強い振動がある場合には、振動減殺量を減らして低音特性が維持できるようにする。
即ち、図11bの実施形態によれば、中高音域帯では音分離特性を確保し、低音域帯では振動板を大きく活用して低音域帯音圧減少を最小化することができる。
また説明すると、図11bの実施形態によれば、中高音域帯音響出力のために表示パネルが弱く振動する場合には、音分離隔壁部が振動をほとんど吸収して左右音分離特性を維持するようになり、低音域帯音響出力のために振動板が強く振動する場合には音分離隔壁部がその振動の一部のみを吸収するようにすることによって、表示パネル全体を振動板として活用して低音特性が維持できるようになる。
より詳しくは、低音出力のために左側及び右側音響発生アクチュエータが表示パネルを強く押す上向き振動時には、音分離隔壁部と表示パネルの底面が一時的に離れることによって表示パネルの全体を振動板として活用し、表示パネルが原位置に復帰する下向き振動時には、表示パネルが音分離隔壁部に接触することによって、下向き振動を一部抑制して音の歪曲(Distortion)や偏振動による音質弱化を防止することができる。
図11cに示すように、音分離隔壁部600は表示パネルとカバーボトムとの間のギャップ(T)より大きい高さH1を有することができる。
即ち、図11cに示すように、表示パネル100がカバーボトム300に結合された状態で表示パネルとカバーボトムとの間のギャップをTとする時、音分離隔壁部600の高さH1は表示パネルとカバーボトムとの間のギャップTと等しいか大きいことがある。
ここで、音分離隔壁部の高さH1は音分離隔壁部が表示パネルとカバーボトムとの間に取り付けられる以前の状態の高さを意味する。
したがって、音分離隔壁部600は表示パネルとカバーボトムとの間のギャップを完全に埋めて音分離隔壁部の上端面が表示パネルの底面に接触するようになり、表示パネルとカバーボトムの組立時、音分離隔壁部600が一定程度圧縮できる。
このように、音分離隔壁部600の高さH1を表示パネルとカバーボトムとの間のギャップ(T)より大きいようにすることによって、前述したような音分離隔壁部による左右音響分離機能を達成することができる。
一方、音分離隔壁部600の高さH1と表示パネルとカバーボトムとの間のギャップTの間の差が大きい場合には、音分離特性は良くなり、音の歪曲(Distortion)が小さくなるが、低音域帯の音圧が減少することがあり、反対に、音分離隔壁部600の高さH1と表示パネルとカバーボトムとの間のギャップTの間の差がほとんどない場合には、低音域帯の音圧減少は最小化されるが、音分離特性が多少低下できる。
したがって、表示パネルとカバーボトムとの間のギャップTに対する音分離隔壁部600の高さH1を適切に選択することによって、音分離特性を維持しながらも、低音域帯音圧減少及び音の歪曲現象を最小化することができる。
一方、音分離隔壁部600は一定の幅Wを有し、このような音分離隔壁部の幅Wは約8〜12mmに決定できる。
音分離隔壁部の幅Wが大きくなれば、音分離特性は優れるになるが、結果的に、左右振動板を減少させて音響出力量を減少させることができ、幅Wが小さければ必要な音分離特性が維持できなくなる。
したがって、本実施形態では音分離隔壁部の幅Wを約8〜12mmに設定することによって、音分離特性を維持しながらも音圧減少を最小化することができる。
図12は音分離隔壁部の他の実施形態であって、3重隔壁構造を有する音分離隔壁部を図示する。
一方、図11のように左右音分離のために単一の音分離隔壁部を使用する場合、ステレオ音響特性は良くなるが、左右で同一な音響を出力するモノ(Mono)音響の具現時、左右音響干渉によって特定周波数で音圧が急激に減少することがある。
即ち、左右で同一な音響を出力するモノ音響具現時には、第1エアーギャップ空間及び第2エアーギャップ空間の表示パネル領域が同一な振動特性を有するので、一定の周波数帯域で共振現象または干渉現象が極大化されることによって、音圧が急激に減少する問題が発生することがある。
このような場合のために、図12の実施形態では音分離隔壁部を中央音分離隔壁部640と、中央音分離隔壁部から第1隔離距離(d1)を有して左右に配置される左側音分離隔壁部650及び右側音分離隔壁部650’を含む3重構造を有するように構成することができる。
図12のように、音分離隔壁部を3重隔壁構造で形成すれば、左右音響の干渉が広い領域で連続して減殺される。したがって、モノ音響の具現時、特定周波数で左右音響干渉が激しくなっても音圧減少の急激な減少を防止することによって、音響特性が不連続的に認識される現象を防止することができる。勿論、音分離隔壁部が必ず3重構造に限定されるものではなく、2以上の多重隔壁部を含む構成でありうる。
この際、図12aのように、左側または右側音響発生アクチュエータは、単一の音分離隔壁部を使用する場合の左側または右側音響発生アクチュエータの位置よりd1/2だけ左側及び右側に移動配置しなければならない。
また、図12bに示すように、中央音分離隔壁部の高さ(H2)は左側音分離隔壁部または右側音分離隔壁部の高さ(H3)より大きいか等しいことがある。
このように構成すれば、左右音響干渉が小さな場合には中央音分離隔壁部が主に干渉を減殺させるようにし、特定周波数帯域で左右音響干渉が大きくなって干渉振動が大きくなる場合には左右音分離隔壁部が干渉振動を吸収することができる。したがって、左右音響の弱い干渉乃至強い干渉全てで適切に対応することができる。
以上のように、音分離隔壁部を3重構造で形成し、中央音分離隔壁部の高さH2を左右音分離隔壁部高さH3より大きくすることで、モノ音響の具現時、左右音響干渉による特定周波数での急激な音圧減少現象を防止することができる効果がある。
図13は、本実施形態による図10による実施形態を使用する場合の音響発生特性を図示する。
図10のように、中央に音分離隔壁部600を配置し、左右音響発生アクチュエータの間の距離(2d)を約400mm以下に設定し、左右音響発生アクチュエータが該当するエアーギャップ空間800、800’の中央に対称的に配置した後、周波数別音響出力特性を測定し、その結果を図13に図示した。
即ち、図13で点線は音分離隔壁部は含み、表示パネル全体を振動板として使用し、かつ左右音響発生アクチュエータの距離を大きくする場合(即ち、図8aの構造)の音響特性曲線であり、実線は左右音響発生アクチュエータの距離を400mm以下にしながら表示パネルの一部を振動板として活用する場合(即ち、図10)の音響特性曲線である。
図13のように、図10による実施形態を用いると、図8に図示した実施形態に比べて中高音域帯(数kHz〜数十kHz)での音圧減少現象であるディップ現象が相当に改善されることが分かる。(図13のB領域参考)
しかしながら、図10の実施形態では左右音響発生アクチュエータにより振動する表示パネルの領域、即ち各エアーギャップ空間の大きさが減少する。即ち、振動板として活用される表示パネルの面積が減少することによって、図13のC領域として表示したように低音域帯の出力が減少する。
このような低音弱化問題を解決するために、図14の実施形態では別途の低音スピーカーをさらに配置する構造を提示する。
図14は、本実施形態による音響発生アクチュエータ構成の以外に、第1エアーギャップ空間(AG1)及び第2エアーギャップ空間(AG2)の外側に配置される低音スピーカーをさらに含む構造を図示する。
図13で説明したように、図10による実施形態を用いる場合、低音域帯の音圧が減少する現象が発生する可能性がある。
これを解決するために、図14の実施形態では左右音響発生アクチュエータを含む音響発生構造物の以外に、その外部に配置される低音スピーカー900をさらに含んで構成される。
即ち、図14aのように、表示パネルの一部には図10で説明したような左右音響発生アクチュエータ200、200’及びそれを囲むエアーギャップ空間800、800’の形成のためのバッフル部1400と音分離隔壁部600の構造が形成されており、第1エアーギャップ空間800(AG1)及び第2エアーギャップ空間800’(AG2)の外部には1以上の低音スピーカー900が配置されている。
このような低音スピーカー900は一般的な形態のスピーカー、または数KHz以下の音響を発生するウーハースピーカーなどでありうる。
このような低音スピーカーは、図14aのように、エアーギャップ空間の下部に配置できるが、それに限定されるものではなく、エアーギャップ空間の側面または上部に配置されることもできる。
また、このような低音スピーカー900は左右区分無しで1つのみ配置されることもできるが、低音域帯の左右音分離のために左右に配置される2以上の低音スピーカーを含んで構成されることもできる。
即ち、図14bのように、音分離隔壁部がエアーギャップ空間の下部まで延長形成されることができ、延長形成された音分離隔壁部の左側に配置される左側低音スピーカー900’と音分離隔壁部の右側に配置される右側低音スピーカー900’’を含むことができる。
このように配置される低音スピーカーは、前述した図10のような実施形態が有する低音域帯の音圧減少現象を最小化して全音域帯で音響出力特性を維持することができ、特に左右側低音スピーカーで構成することによって低音域帯でもステレオ音響具現が可能な長所がある。
図15は図14による実施形態を使用した場合の音響発生特性を図示するものであって、低音スピーカーによる音響特性曲線と音響発生アクチュエータによる音響特性曲線を図示し、両音響特性曲線が交差点Pで交差する現象を図示する。
図15で、一点鎖線は低音スピーカー(ウーハースピーカー)による音響特性曲線であり、実線は図10のような実施形態による音響出力装置の音響特性曲線である。
図15に示すように、図10による実施形態の音響特性曲線は約1kHzで音圧が増加して約20kHzまで音響を一定水準以上に出力することを示し、低音スピーカーは約100Hzから約2000Hzまでの周波数帯域で低音を放出する特性を有する。
この際、図10による左右音響発生アクチュエータによる音響特性曲線と低音スピーカーによる音響特性曲線の交差点Pは約1kHz乃至1.5kHzの周波数帯域で形成されるようにする。
このように、パネル振動型音響発生構造の以外に別途の低音スピーカーをさらに備え、かつ音響発生アクチュエータと低音スピーカーが約1kHz乃至1.5kHzでクロスオーバー(Cross-over)するよう構成することによって、全周波数帯域で一定以上の音響出力を確保しながらも、ステレオ感を極大化することができる長所がある。
以上のように、本実施形態によれば、表示パネルの左右側の一定位置に配置される左右音響発生アクチュエータと、左右音響発生アクチュエータの間に配置される音分離隔壁部と、前記音分離隔壁部と共に左右音響発生アクチュエータの周囲に囲むバッフル部を備えることによって、パネル振動型音響発生表示装置で優れるステレオ音響具現が可能な効果がある。
また、左右音響発生アクチュエータの中央に音分離隔壁部を形成し、音分離隔壁部の高さ、個数、表示パネルとの接着の有無などを調節することによって、左右ステレオ音響具現特性を最適化することができる。
また、表示パネルの中央に配置される音分離隔壁部と左右ステレオ音響の具現のための左側音響発生アクチュエータ及び右側音響発生アクチュエータの間の距離を200mm以下に設定することによって、中高音域帯の音質弱化現象であるディップ現象(Dip)を最小化することができる。
左右音響発生アクチュエータを中心に第1及び第2エアーギャップ空間が対称的に形成されるように音分離隔壁部とバッフル部を配置することによって、ステレオ音響特性及び音響発生装置の耐久性及び信頼性を確保することができる効果がある。
また、パネルを直接振動させて中高音域音響を発生する左右音響発生アクチュエータ構造の一側に低音発生用低音スピーカーをさらに配置することによって、全可聴周波数帯域全てで優れる音響出力特性を有するようにすることができる。
また、表示装置の後面支持部に形成された支持孔に音響発生アクチュエータを固定することによって、優れる音響発生性能を有しながらも表示装置の厚さを減少させることができる効果がある。
以上の説明及び添付の図面は本発明の技術思想を例示的に示すことに過ぎないものであって、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば本発明の本質的な特性から逸脱しない範囲で構成の結合、分離、置換、及び変更などの多様な修正及び変形が可能である。したがって、本発明に開示された実施形態は本発明の技術思想を限定するためのものでなく、説明するためのものであり、このような実施形態によって本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は請求範囲により解釈されなければならず、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
100 表示パネル
200 左側音響発生アクチュエータ
200’ 右側音響発生アクチュエータ
210、210’ 上下部プレート
220 マグネット
230 センターポール
240 外部フレーム
250 ボビン
260 (ボイス)コイル
300 カバーボトム
310 支持孔
400、1400 バッフル部
412 接着部材
414 シーリング部
500 ミドルキャビネット
600 音分離隔壁部
700、800 第1エアーギャップ空間(AG1)
700’、800’ 第2エアーギャップ空間(AG2)
900 低音スピーカー

Claims (21)

  1. 表示パネルと、
    前記表示パネルの第1領域内の第1音響発生アクチュエータと、前記表示パネルの第2領域内の第2音響発生アクチュエータを含み、かつ前記第1及び第2音響発生アクチュエータは前記表示パネルを振動させて音響を発生させるように構成された音響発生アクチュエータと、
    前記表示パネルの後部を支持するように構成された支持部と、
    第1音響発生アクチュエータと第2音響発生アクチュエータとの間の隔壁部と、
    前記表示パネルと前記支持部との間のバッフル部と、
    を含み、
    前記第1音響発生アクチュエータまたは第2音響発生アクチュエータは、前記支持部内の支持孔に収容され、外側に延びる延長部を含む少なくとも1つの下部プレートを含み、
    前記延長部が前記支持部の底面に固定されることを特徴とする、表示装置。
  2. 前記隔壁部は、前記第1領域と第2領域との間の音響を分離することを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記隔壁部は、前記表示パネル及び前記支持部に接触することを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
  4. 前記隔壁部は、前記表示パネルの垂直方向に延びることを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
  5. 前記音響発生アクチュエータの各々は、
    前記下部プレートと、
    前記下部プレート上のマグネットと、
    前記下部プレートの中央にあるセンターポールと、
    前記センターポールを囲むボビンと、
    前記ボビンの周囲に巻き取られたコイルと、
    を含むことを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
  6. 前記隔壁部と前記第1音響発生アクチュエータまたは第2音響発生アクチュエータとの間の距離は100mm以上であることを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
  7. 前記支持部はカバーボトムを含み、前記隔壁部は前記カバーボトムの上面と前記表示パネルの底面との間にあり、前記隔壁部は少なくとも前記カバーボトムの上面に接着されることを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
  8. 前記隔壁部は、前記表示パネルの底面と非接着構造で接触することを特徴とする、請求項7に記載の表示装置。
  9. 前記バッフル部は、前記隔壁部と共に前記第1音響発生アクチュエータ及び第2音響発生アクチュエータの周囲に第1空間及び第2空間を形成するように前記第1音響発生アクチュエータ及び前記第2音響発生アクチュエータの周囲を各々囲むことを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
  10. 前記第1音響発生アクチュエータは前記第1空間の左右長さの中央に配置され、前記第2音響発生アクチュエータは前記第2空間の左右長さの中央に配置されることを特徴とする、請求項9に記載の表示装置。
  11. 前記第1音響発生アクチュエータは前記第1空間の垂直長さの中央に配置され、前記第2音響発生アクチュエータは前記第2空間の垂直長さの中央に配置されることを特徴とする、請求項10に記載の表示装置。
  12. 前記隔壁部は前記表示パネルの中央から第1隔離距離を有しながら前記表示パネルの中央の第1側及び第2側に配置される第1音分離隔壁部及び第2音分離隔壁部を含む多重壁構造を含むことを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
  13. 記第1空間及び第2空間の外部にある1以上の低音スピーカーをさらに含むことを特徴とする、請求項に記載の表示装置。
  14. 前記1以上の低音スピーカーは、前記隔壁部の第1側にある第1低音スピーカーと、前記隔壁部の第2側にある第2低音スピーカーとを含むことを特徴とする、請求項13に記載の表示装置。
  15. 前記音響発生アクチュエータにより中高音域帯の音響が放出され、前記低音スピーカーにより低音域帯の音響が放出され、前記アクチュエータによる音響特性曲線と前記低音スピーカーによる音響特性曲線との交差点の周波数は1kHz〜1.5kHzであることを特徴とする、請求項13に記載の表示装置。
  16. 前記第1音響発生アクチュエータまたは第2音響発生アクチュエータは、前記下部プレート上のマグネットと、前記下部プレートの中央のセンターポールと、前記センターポールの周囲を囲み、先端部は前記表示パネルに接触するボビンと、前記ボビンの外郭に巻き取られたコイルを含むことを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
  17. 記バッフル部は前記支持部の上面または前記表示パネルの下面に接着される少なくとも1つの接着部材と、前記支持部の上面及び前記表示パネルの下面の間にあるシーリング部を含むことを特徴とする、請求項に記載の表示装置。
  18. 前記隔壁部は、前記第1音響発生アクチュエータと前記第2音響発生アクチュエータとの間の中央で前記表示パネルの上下方向に延びることを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
  19. 前記第1領域及び第2領域のうちの少なくとも1つは2以上の音響発生アクチュエータを含むことを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
  20. 前記第1領域及び第2領域の外側にあるスピーカーをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の表示装置。
  21. 前記スピーカーは、前記音響発生アクチュエータと相異する範囲の音響を発生するように構成されていることを特徴とする、請求項20に記載の表示装置。
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