KR20200025534A - 압전 소자 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 출원의 예에 따른 압전 소자는 입력 주파수를 갖는 사운드 신호에 따라 입력 주파수로 진동하는 진동 발생층을 갖는 제1 압전부, 및 제1 압전부 내에 배치되고 소정의 부피를 갖는 에어 갭(Air gap)과 에어 갭과 진동 발생층의 외부를 연결시키는 에어 패스(Air path)를 포함하며, 입력 주파수와 상이한 주파수의 진동을 출력하는 제2 압전부를 포함한다.

Description

압전 소자 및 이를 포함하는 표시 장치{PIEZOELECTRIC ELEMENT AND DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 출원은 압전 소자 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
최근 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 표시 장치(Display Apparatus)가 개발되고 있다. 이와 같은 표시 장치의 구체적인 예로는 액정 표시 장치, 전계 방출 표시 장치, 발광 표시 장치 등을 들 수 있다.
표시 장치는 디스플레이 패널 상에 모두 화상을 표시하지만, 소리를 제공하기 위해서는 별도의 스피커를 설치해야 한다. 표시 장치에 스피커를 설치할 경우, 스피커를 통해 발생된 소리의 진행 방향은 화상이 표시되는 디스플레이 패널의 전면 또는 후면이 아닌 디스플레이 패널의 측단 또는 상하단이 되므로, 디스플레이 패널의 전면에서 화상을 시청하는 시청자 방향으로 소리가 진행하지 않기 때문에 화상을 시청하는 시청자의 몰입을 방해하는 문제가 있다.
그리고, TV 등과 같은 세트 장치에 포함되는 스피커를 구성할 경우, 스피커가 일정한 공간을 차지하게 되므로 세트 장치의 디자인 및 공간 배치에 제약이 따르는 문제가 발생한다.
본 출원은 입력 주파수에 따른 음향을 출력하는 제1 압전부와, 입력 주파수와 상이한 주파수에 따른 음향을 출력하는 제2 압전부를 포함함으로써, 압전 소자의 저음 출력 특성을 향상시키는 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
그리고, 본 출원은 제1 및 제2 압전부를 구비한 압전 소자를 포함함으로써, 제1 압전부를 통해 가청 주파수의 전체 영역의 음향을 출력하고, 제2 압전부를 통해 저주파수 영역의 음향을 출력할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
그리고, 본 출원은 제2 압전부를 저음 전용의 스피커로서 사용하여, 압전 소자의 저음 출력 특성을 향상시키는 표시 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
그리고, 본 출원은 표시 패널의 전방으로 음향을 출력함으로써, 영상과 음향의 발생 위치를 일치시켜 현실감 및 몰입감을 극대화시키는 표시 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 출원에 따른 압전 소자는 입력 주파수를 갖는 사운드 신호에 따라 입력 주파수로 진동하는 진동 발생층을 갖는 제1 압전부, 및 제1 압전부 내에 배치되고 소정의 부피를 갖는 에어 갭(Air gap)과 에어 갭과 진동 발생층의 외부를 연결시키는 에어 패스(Air path)를 구비하여 입력 주파수와 상이한 주파수의 진동을 출력하는 제2 압전부를 포함한다.
본 출원에 따른 표시 장치는 서로 마주보는 제1 및 제2 기판, 제1 기판 상에 배치되어 진동을 발생시키는 압전 소자, 및 압전 소자 상에 배치된 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 발광 소자, 및 제1 기판을 마주보는 제2 기판의 일면에 발광 소자와 중첩되게 배치된 컬러 필터를 포함하는 픽셀 어레이층을 포함하고, 압전 소자는 입력 주파수를 갖는 사운드 신호에 따라 입력 주파수로 진동하는 진동 발생층을 갖는 제1 압전부, 및 제1 압전부 내에 배치되고 소정의 부피를 갖는 에어 갭(Air gap)과, 에어 갭과 진동 발생층의 외부를 연결시키는 에어 패스(Air path)를 구비하여 입력 주파수와 상이한 주파수의 진동을 출력하는 제2 압전부를 포함한다.
기타 예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 출원에 따른 표시 장치는 입력 주파수에 따른 음향을 출력하는 제1 압전부와, 입력 주파수와 상이한 주파수에 따른 음향을 출력하는 제2 압전부를 포함함으로써, 압전 소자의 저음 출력 특성을 향상시킬 수 있다.
본 출원에 따른 표시 장치는 제1 및 제2 압전부를 구비한 압전 소자를 포함함으로써, 제1 압전부를 통해 가청 주파수의 전체 영역에서의 음향을 출력하고, 제2 압전부를 통해 저주파수 영역의 음향을 출력할 수 있다.
본 출원에 따른 표시 장치는 제2 압전부를 저음 전용의 스피커로서 사용하여, 압전 소자의 저음 출력 특성을 향상시킬 수 있다.
본 출원에 따른 표시 장치는 표시 패널의 전방으로 음향을 출력함으로써, 영상과 음향의 발생 위치를 일치시켜 현실감 및 몰입감을 극대화시킬 수 있다.
위에서 언급된 본 출원의 효과 외에도, 본 출원의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 출원의 일 예에 따른 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 절단선 I-I'을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 본 출원의 일 예에 따른 표시 장치에서, 압전 소자의 일 예를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3의 압전 소자를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 3의 압전 소자를 나타내는 다른 사시도이다.
도 6은 도 3의 압전 소자를 나타내는 평면도이다.
도 7은 본 출원의 일 예에 따른 표시 장치에서, 압전 소자의 다른 예를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 출원의 다른 예에 따른 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 9는 도 8의 절단선 II-II'을 따라 자른 단면도이다.
본 출원의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 출원의 예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 출원을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 출원의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 출원 상에서 언급한 "포함한다", "갖는다", "이루어진다" 등이 사용되는 경우 "만"이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, "상에", "상부에", "하부에", "옆에" 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 출원의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 "표시 장치"는 디스플레이 패널과 디스플레이 패널을 구동하기 위한 구동부를 포함하는 액정 모듈(Liquid Crystal Module; LCM), 유기발광 표시모듈(OLED Module)과 같은 협의의 표시 장치를 포함할 수 있다. 그리고, LCM, OLED 모듈 등을 포함하는 완제품(complete product 또는 final product)인 노트북 컴퓨터, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 자동차용 장치(automotive apparatus) 또는 차량(vehicle)의 다른 형태 등을 포함하는 전장장치(equipment apparatus), 스마트폰 또는 전자패드 등의 모바일 전자장치(mobile electronic apparatus) 등과 같은 세트 전자 장치(set electronic apparatus) 또는 세트 장치(set device 또는 set apparatus)도 포함할 수 있다.
따라서, 본 출원에서의 표시 장치는 LCM, OLED 모듈 등과 같은 협의의 표시 장치 자체, 및 LCM, OLED 모듈 등을 포함하는 응용제품 또는 최종소비자용 장치인 세트 장치까지 포함할 수 있다.
경우에 따라서는, 디스플레이 패널과 구동부 등으로 구성되는 LCM, OLED 모듈을 협의의 "표시 장치"로 표현하고, LCM, OLED 모듈을 포함하는 완제품으로서의 전자 장치를 "세트 장치"로 구별하여 표현할 수도 있다. 예를 들어, 협의의 표시 장치는 액정(LCD) 또는 유기 발광(OLED)의 디스플레이 패널과, 디스플레이 패널을 구동하기 위한 제어부인 소스 PCB를 포함하며, 세트 장치는 소스 PCB에 전기적으로 연결되어 세트 장치 전체를 제어하는 세트 제어부인 세트 PCB를 더 포함하는 개념일 수 있다.
본 예에 사용되는 디스플레이 패널은 액정 디스플레이 패널, 유기 전계 발광(OLED: Organic Light Emitting Diode) 디스플레이 패널, 및 전계 발광 디스플레이 패널(Electroluminescent Display Panel) 등의 모든 형태의 디스플레이 패널이 사용될 수 있으며, 본 예의 음향 발생 장치에 의하여 진동됨으로써 음향을 발생시킬 수 있는 특정한 디스플레이 패널에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 본 발명의 예에 따른 표시 장치에 사용되는 디스플레이 패널은 디스플레이 패널의 형태나 크기에 한정되지 않는다.
예를 들어, 디스플레이 패널이 액정 디스플레이 패널인 경우에는, 다수의 게이트 라인과 데이터 라인, 및 게이트 라인과 데이터 라인의 교차 영역에 형성될 수 있는 픽셀(Pixel)을 포함한다. 그리고, 각 픽셀에서의 광투과도를 조절하기 위한 스위칭 소자인 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판과, 컬러 필터 및/또는 블랙 매트릭스 등을 구비한 상부 기판과, 어레이 기판 및 상부 기판 사이에 형성되는 액정층을 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 디스플레이 패널이 유기 전계 발광(OLED) 디스플레이 패널인 경우에는, 다수의 게이트 라인과 데이터 라인, 및 게이트 라인과 데이터 라인의 교차 영역에 형성되는 픽셀(Pixel)을 포함할 수 있다. 그리고, 각 픽셀에 선택적으로 전압을 인가하기 위한 소자인 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판과, 어레이 기판 상의 유기 발광 소자(OLED)층, 및 유기 발광 소자층을 덮도록 어레이 기판 상에 배치되는 봉지 기판 또는 인캡슐레이션(Encapsulation) 기판 등을 포함하여 구성될 수 있다. 봉지 기판은 외부의 충격으로부터 박막 트랜지스터 및 유기 발광 소자층 등을 보호하고, 유기 발광 소자층으로 수분이나 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 어레이 기판 상에 형성되는 층은 무기 발광층(inorganic light emitting layer), 예를 들어 나노 사이즈의 물질층(nano-sized material layer) 또는 양자점(quantum dot) 등을 포함할 수 있다. 또는, 어레이 기판 상에 형성되는 층은 마이크로 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
그리고, 디스플레이 패널은 디스플레이 패널에 부착되는 금속판(metal plate)과 같은 후면(backing)을 더 포함할 수 있다. 금속판에 한정되지 않고 다른 구조도 포함될 수 있다.
본 출원의 여러 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면 및 예를 통해 본 출원의 예를 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 출원의 일 예에 따른 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(100)는 제1 기판(110), 픽셀 어레이층(130), 표시 구동 회로부(150), 및 스캔 구동 회로부(160)를 포함한다.
이하에서, 표시 장치는 유기 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display)로 구현된 것을 중심으로 설명하였으나, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display) 또는 전기 영동 표시 장치(Electrophoresis display)로도 구현될 수 있다. 그리고, 발광 표시 장치는 배면 발광(bottom emission) 표시 장치, 상면 발광(top emission) 표시 장치, 양면 발광(dual emission) 표시 장치 등에 적용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 기판(110)은 베이스 기판으로서, 플렉서블 기판일 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(110)은 투명 폴리이미드(Polyimide) 재질을 포함할 수 있다. 폴리이미드 재질의 제1 기판(110)은 고온의 증착 공정이 이루어짐을 감안할 때, 고온에서 견딜 수 있는 내열성이 우수한 폴리이미드가 이용될 수 있다. 폴리이미드 재질의 제1 기판(110)은 캐리어 유리 기판에 마련되어 있는 희생층의 전면(Front Surfacae)에 일정 두께로 코팅된 폴리이미드 수지가 경화되어 형성될 수 있다. 여기에서, 캐리어 유리 기판은 레이저 릴리즈 공정에 의한 희생층의 릴리즈에 의해 제1 기판(110)으로부터 분리될 수 있다. 그리고, 희생층은 비정질 실리콘(a-Si) 또는 실리콘 질화막(SiNx)을 통해 이루어질 수 있다.
일 예에 따르면, 제1 기판(110)은 글라스 기판일 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(110)은 산화규소(SiO2) 또는 산화알루미늄(Al2O3)을 주성분으로서 포함할 수 있다.
제1 기판(110)은 표시 영역(AA) 및 비표시 영역(NA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(AA)은 영상이 표시되는 영역으로서, 제1 기판(110)의 중앙 부분으로 정의될 수 있다. 여기에서, 표시 영역(AA)은 픽셀 어레이층(130)의 활성 영역(Active Area)에 해당할 수 있다. 예를 들어, 표시 영역(AA)은 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인에 의해 교차되는 픽셀 영역에 형성될 수 있는 복수의 픽셀로 이루어질 수 있다. 또는, 표시 영역(AA)은 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인에 의해 형성될 수 있는 복수의 픽셀일 수 있다. 여기에서, 복수의 픽셀 각각은 광을 방출하는 최소 단위의 영역으로 정의될 수 있다.
비표시 영역(NA)은 영상이 표시되지 않는 영역으로서, 표시 영역(AA)을 둘러싸는 제1 기판(110)의 가장자리 부분으로 정의될 수 있다.
픽셀 어레이층(130)은 박막 트랜지스터층 및 발광 소자층을 포함한다. 박막 트랜지스터층은 박막 트랜지스터, 게이트 절연막, 층간 절연막, 보호막, 평탄화층을 포함할 수 있다. 그리고, 발광 소자층은 복수의 발광 소자 및 복수의 뱅크를 포함할 수 있다. 픽셀 어레이층(130)의 구체적인 구성은 이하의 도 2에서 상세히 설명한다.
표시 구동 회로부(150)는 기판(110)의 비표시 영역(NA)에 마련된 패드부에 연결되어 표시 구동 시스템으로부터 공급되는 영상 데이터에 대응되는 영상을 각 픽셀에 표시할 수 있다. 일 예에 따르면, 표시 구동 회로부(150)는 복수의 연성 회로 필름(151), 복수의 데이터 구동 집적 회로(153), 인쇄 회로 기판(155) 및 타이밍 제어부(157)를 포함할 수 있다.
복수의 연성 회로 필름(151) 각각의 일측에 마련된 입력 단자들은 필름 부착 공정에 의해 인쇄 회로 기판(155)에 부착되고, 복수의 연성 회로 필름(151) 각각의 타측에 마련된 출력 단자들은 필름 부착 공정에 의해 패드부에 부착될 수 있다. 일 예에 따르면, 복수의 연성 회로 필름(151) 각각은 표시 장치(100)의 베젤 영역을 감소시키기 위하여 연성 회로 필름으로 구현되어 벤딩될 수 있다. 예를 들어, 복수의 연성 회로 필름(151)은 TCP(Tape Carrier Package) 또는 COF(Chip On Flexible Board 또는 Chip On Film)로 이루어질 수 있다.
복수의 데이터 구동 집적 회로(153) 각각은 복수의 연성 회로 필름(151) 각각에 개별적으로 실장될 수 있다. 이러한 복수의 데이터 구동 집적 회로(153) 각각은 타이밍 제어부(157)로부터 제공되는 픽셀 데이터와 데이터 제어 신호를 수신하고, 데이터 제어 신호에 따라 픽셀 데이터를 아날로그 형태의 픽셀별 데이터 신호로 변환하여 해당하는 데이터 라인에 공급할 수 있다.
인쇄 회로 기판(155)은 타이밍 제어부(157)를 지지하고, 표시 구동 회로부(150)의 구성들 간의 신호 및 전원을 전달할 수 있다. 인쇄 회로 기판(155)은 각 픽셀에 영상을 표시하기 위해 타이밍 제어부(157)로부터 공급되는 신호와 구동 전원을 복수의 데이터 구동 집적 회로(153) 및 스캔 구동 회로부(160)에 제공할 수 있다. 이를 위해, 신호 전송 배선과 각종 전원 배선이 인쇄 회로 기판(155) 상에 마련될 수 있다. 예를 들어, 인쇄 회로 기판(155)은 연성 회로 필름(151)의 개수에 따라 하나 이상으로 구성될 수 있다.
타이밍 제어부(157)는 인쇄 회로 기판(155)에 실장되고, 인쇄 회로 기판(155)에 마련된 유저 커넥터를 통해 디스플레이 구동 시스템으로부터 제공되는 영상 데이터와 타이밍 동기 신호를 수신할 수 있다. 타이밍 제어부(157)는 타이밍 동기 신호에 기초해 영상 데이터를 픽셀 배치 구조에 알맞도록 정렬하여 픽셀 데이터를 생성하고, 생성된 픽셀 데이터를 해당하는 데이터 구동 집적 회로(153)에 제공할 수 있다. 그리고, 타이밍 제어부(157)는 타이밍 동기 신호에 기초해 데이터 제어 신호와 스캔 제어 신호 각각을 생성하고, 데이터 제어 신호를 통해 복수의 데이터 구동 집적 회로(153) 각각의 구동 타이밍을 제어하고, 스캔 제어 신호를 통해 스캔 구동 회로부(160)의 구동 타이밍을 제어할 수 있다. 여기에서, 스캔 제어 신호는 복수의 연성 회로 필름(151) 중 첫번째 또는/및 마지막 연성 회로 필름과 기판(110)의 비표시 영역(NA)을 통해서 해당하는 스캔 구동 회로부(160)에 공급될 수 있다.
스캔 구동 회로부(160)는 기판(110)의 비표시 영역(NA)에 마련될 수 있다. 스캔 구동 회로부(160)는 표시 구동 회로부(150)로부터 제공되는 스캔 제어 신호에 따라 스캔 신호를 생성하고, 설정된 순서에 해당하는 스캔 라인에 공급할 수 있다. 일 예에 따르면, 스캔 구동 회로부(160)는 박막 트랜지스터와 함께 기판(110)의 비표시 영역(NA)에 형성될 수 있다.
도 2는 도 1의 절단선 I-I'을 따라 자른 단면도이다.
도 2를 참조하면, 표시 장치(100)는 제1 기판(110), 픽셀 어레이층(130), 제2 기판(140), 및 압전 소자(200)를 포함할 수 있다.
제1 기판(110)은 베이스 기판으로서, 플렉서블 기판일 수 있다. 제1 기판(110)은 표시 영역(AA) 및 비표시 영역(NA)을 포함할 수 있다.
압전 소자(200)는 제1 기판(110) 상에 배치되어 진동을 발생시킬 수 있다. 압전 소자(200)는 접착층(AD)을 매개로 제1 기판(110) 상에 부착될 수 있다. 예를 들면, 압전 소자(200)는 제1 기판(110)과 픽셀 어레이층(130)의 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 압전 소자(200)는 박막 트랜지스터층(TFTL), 발광 소자층(EDL), 및 컬러 필터(CF) 각각과 중첩될 수 있다. 압전 소자(200)는 제1 및 제2 압전부(210, 220)를 포함할 수 있다.
제1 압전부(210)는 입력 주파수를 갖는 사운드 신호를 수신하여 입력 주파수로 진동할 수 있고, 표시 장치(100)의 전방으로 음향을 출력할 수 있다. 제1 압전부(210)는 제1 전극(211), 진동 발생층(213), 및 제2 전극(215)을 포함할 수 있다.
제1 전극(211)은 진동 발생층(213)과 박막 트랜지스터층(TFTL)의 사이에 마련되고, 제1 기판(110)의 표시 영역(AA)과 중첩될 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(100)는 복수의 압전 소자(200)를 포함할 수 있고, 복수의 제1 전극(211) 각각은 복수의 진동 발생층(230) 각각에 대응되도록 진동 발생층(213)과 박막 트랜지스터층(TFTL)의 사이에 패터닝될 수 있다. 제1 전극(211)은 제1 기판(110)의 패드부와 연결될 수 있고, 표시 구동 회로부(150)로부터 데이터 신호와 동기된 사운드 신호를 수신할 수 있다.
제1 전극(211)은 제2 압전부(220)의 에어 패스(235)와 중첩되지 않도록 에어 패스(235)가 배치된 진동 발생층(213)의 일면에 배치될 수 있다. 일 예에 따르면, 복수의 제1 전극(211) 각각은 복수의 진동 발생층(230) 각각에 대응되도록 진동 발생층(213)과 박막 트랜지스터(TFTL)의 사이에 배치되면서, 제2 압전부(220)의 에어 패스(235)와 중첩되지 않도록 패터닝될 수 있다. 이에 따라, 에어층(Air)이 에어 패스(235)와 박막 트랜지스터층(TFTL)의 사이에 형성될 수 있고, 에어 패스(235)에서 출력된 진동이 박막 트랜지스터층(TFTL)에 전달될 수 있다.
진동 발생층(213)은 제1 및 제2 전극(211, 215)의 사이에 개재되어, 제1 및 제2 전극(211, 215)에 전압이 인가되면 진동을 통해 음향을 출력할 수 있다. 일 예에 따르면, 표시 구동 회로부(150)는 제1 전극(211)에 사운드 신호를 제공할 수 있다. 그리고, 제1 및 제2 전극(211, 215)에 전압이 인가되면, 진동 발생층(213)은 역압전 효과에 의해 자기장에 따라 진동할 수 있다. 예를 들어, 진동 발생층(213)은 압전 물질을 이용한 스퍼터링 공정을 통해 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예에 따르면, 진동 발생층(213)은 압전 효과를 갖는 압전 물질을 포함할 수 있다. 여기에서, 압전 효과는 외력을 가하면 전기 분극이 일어나서 전위차가 생기고, 반대로 전압을 가하면 변형이나 변형력이 생기는 성질을 의미할 수 있다. 예를 들어, 압전 물질은 폴리비닐리덴 플루오라이드 호모폴리머(PVDF Homopolymer), 폴리비닐리덴 플루오라이드 코폴리머(PVDF Copolymer), 폴리비닐리덴 플루오라이드 터폴리머(PVDF Terpolymer), 시아노폴리머(Cyano-polymer), 시아노-코폴리머(Cyano-copolymer), 보론 나이트라이드 폴리머(BN polymer) 중 적어도 하나를 포함하는 피에조 폴리머(Piezopolymer)로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기에서, 폴리비닐리덴 플루오라이드 코폴리머(PVDF Copolymer)는 예를 들면, PVDF-TrFE, PVDF-TFE, PVDF-CTFE, PVDF-CFE 등일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 폴리비닐리덴 플루오라이드 터폴리머(PVDF Terpolymer)는 PVDF-TrFe-CFE, PVDF-TrFE-CTFE 등일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 시아노-코폴리머(Cyano-copolymer)는 PVDCN-vinyl acetate, PVDCN-vinyl propionate 등일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 보론 나이트라이드 폴리머(BN polymer)는 Polyaminoboran, Polyaminodifluoroboran 등일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예를 들어, 압전 물질은 티탄산지르콘산납(PbZrO3-PbTiO3), 티탄산지르콘산란탄산납(PLZT), 티탄산바륨(Ba2TiO4 또는 BaTiO3)으로 이루어지는 페로브스카이트형 산화물, 또는 나이오븀산 리튬(LiNbO3), 탄탈산 리튬(LiTaO3)과 같이 압전 특성을 갖는 세라믹스로 형성될 수 있다.
또 다른 예를 들어, 압전 물질은 티탄산지르콘산납(PbZrO3-PbTiO3), 티탄산바륨(BaTiO3), 산화아연(ZnO), 질화갈륨(GaN) 및 질화알루미늄(AlN) 중 적어도 하나의 압전 세라믹과, 폴리플루오린화비닐리덴(PVDF), 폴리다이메틸실록산(PDMS), 폴리이미드(Polyimide), PVDF-TrFE, PVDF-TrFE-CFE, PVDF-HFP, 실리콘(silicone), 고무(rubber) 및 에폭시(epoxy) 중 적어도 하나의 폴리머의 복합체로 형성될 수 있다.
또 다른 예를 들어, 우르자이트(Wurtzite) 구조를 가지는 투명 압전소자일 수 있으며, 예를 들면, 질화알루미늄(AlN), 산화아연(ZnO), 및 나이오븀산 리튬(LiNbO3) 중 하나 이상일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 전극(215)은 제2 기판(140)과 마주보는 제1 기판(110)의 일면에 마련되고, 제1 기판(110)의 표시 영역(AA)과 중첩될 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(100)는 복수의 압전 소자(200)를 포함할 수 있고, 제2 전극(215)은 제1 기판(110)과 진동 발생층(230)의 사이에 배치된 통전극일 수 있다. 다른 예를 들어, 표시 장치(100)는 복수의 압전 소자(200)를 포함할 수 있고, 복수의 제1 전극(211) 각각은 복수의 진동 발생층(230) 각각에 대응되도록 진동 발생층(230)과 박막 트랜지스터층(TFTL)의 사이에 배치될 수 있으며, 복수의 제2 전극(215) 각각은 복수의 제1 전극(211) 각각에 대응되도록 제1 기판(110) 상에 패터닝될 수 있다.
일 예에 따르면, 제1 및 제2 전극(211, 215)에 제공되는 입력 주파수를 갖는 사운드 신호를 제어하여 압전 소자(200)를 진동시키고, 표시 장치(100)에 진동을 전달함으로써, 표시 장치(100)의 전방으로 음향을 출력할 수 있다. 따라서, 표시 장치는 별도의 진동 발생 장치를 구비하지 않고도 표시 장치(100)의 전방으로 음향을 출력함으로써, 영상과 음향의 발생 위치를 일치시켜 영상을 시청하는 시청자의 몰입감을 향상시킬 수 있고, 표시 장치의 디자인 자유도를 향상시킬 수 있다.
제2 압전부(220)는 제1 압전부(210)의 진동을 전달받아, 입력 주파수와 상이한 주파수의 진동을 출력할 수 있다. 제2 압전부(220)는 에어 갭(Air gap, 221), 지지 부재(223), 및 에어 패스(Air path, 225)를 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 제2 압전부(220)는 에어 갭(221)의 부피와, 에어 패스(225)의 길이, 및 에어 패스(225)의 단면적을 기초로 결정된 주파수의 진동을 출력할 수 있다. 예를 들어, 에어 갭(221)의 부피 또는 에어 패스(225)의 길이가 증가하면 주파수가 감소할 수 있고, 에어 패스(225)의 단면적이 증가하면 주파수가 증가할 수 있다. 따라서, 압전 소자(200)는 제1 압전부(210)를 통해 입력 주파수를 갖는 진동을 출력할 수 있고, 제2 압전부(220)를 통해 입력 주파수와 상이한 주파수를 갖는 진동을 출력할 수 있다. 그리고, 제2 압전부(220)는 에어 갭(221)의 부피와, 에어 패스(225)의 길이, 및 에어 패스(225)의 단면적을 기초로 주파수를 설정함으로써, 고정 주파수에 대한 음압 레벨(Sound Pressure Level; SPL)을 향상시킬 수 있다.
에어 갭(221)은 제2 압전부(220) 내에 배치되고 소정의 부피를 가질 수 있다. 일 예에 따르면, 에어 갭(221)은 제2 압전부(220)로부터 진동을 전달받아, 에어 패스(225)에 진동을 전달할 수 있다. 따라서, 에어 갭(221) 내의 진동은 에어 패스(225)를 통해 방출될 수 있다. 예를 들어, 에어 갭(221)은 진동 발생층(213)의 형성 과정에서 함께 형성될 수 있다.
지지 부재(223)는 에어 갭(221) 내에 배치되어 에어 갭(221)을 지지할 수 있다. 일 예에 따르면, 지지 부재(223)는 압전 소자(220)의 두께 방향을 따라 에어 갭(221)의 일면으로부터 일면과 마주하는 타면까지 연장될 수 있다. 따라서, 지지 부재(223)는 에어 갭(221)의 일면과 타면을 연결함으로써, 에어 갭(221)을 지지할 수 있다. 지지 부재(223)의 위치, 두께, 및 개수는 특별히 한정되지 않으며, 에어 갭(221)의 부피를 유지하면서 에어 갭(221)을 지지하기 위하여 설계될 수 있다.
일 예에 따르면, 지지 부재(223)는 진동 발생층(213)과 동일한 물질로 이루어지고, 스퍼터링 공정을 통해 진동 발생층(213)의 형성 과정에서 함께 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예에 따르면, 지지 부재(223)는 에어 갭(221)의 일측에 배치되고, 에어 패스(225)는 에어 갭(221)의 일측과 반대되는 타측에 배치될 수 있다. 에어 갭(221)은 진동 발생층(213)의 진동을 전달받은 후, 에어 갭(221) 내에서 진동을 유지하면서 에어 패스(225)에 진동을 전달할 수 있다. 예를 들어, 에어 갭(221)은 진동 발생층(213)으로부터 진동이 전달되면, 에어 패스(225)와 멀리 이격된 곳으로부터 에어 패스(225)를 향하여 진동을 전달할 수 있다. 그리고, 에어 패스(225)에 전달된 진동은 에어 패스(225)에서 출력되는 시에 주파수를 가질 수 있다.
에어 갭(221)의 부피는 제2 압전부(220)가 출력하는 진동의 주파수를 결정하는 요인이기 때문에, 에어 갭(221)은 소정의 부피를 유지할 수 있다. 에어 갭(221)의 부피가 커질수록 압전 소자(200)는 에어 갭(221)의 부피를 유지하기 어려울 수 있다. 따라서, 제2 압전부(220)는 에어 갭(221)의 부피가 커질수록 지지 부재(223)의 두께 또는 개수를 증가시켜 에어 갭(221)의 부피를 안정적으로 유지할 수 있다.
다른 예에 따르면, 에어 패스(225)는 에어 갭(221)의 중앙부와 연결되고, 지지 부재(223)는 에어 갭(221)의 양측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 진동 발생층(213)이 에어 갭(221)에 진동을 전달하면, 에어 패스(225)와 멀리 이격된 복수의 지점 각각에서 발생된 복수의 진동이 에어 패스(225)를 향하여 진행할 수 있고, 에어 갭(221)은 복수의 진동을 합성하여 에어 패스(225)에 전달할 수 있다. 그리고, 에어 패스(225)에 전달된 진동은 에어 패스(225)에서 출력되는 시에 주파수를 가질 수 있다.
일 예에 따르면, 에어 패스(225)의 길이는 에어 갭(221)의 폭보다 길 수 있다. 에어 패스(225)의 길이가 길수록 제2 압전부(220)에서 출력되는 진동의 주파수가 감소하기 때문에, 표시 장치(100)는 에어 패스(225)의 길이를 감소시켜 압전 소자(200)의 저음 출력 특성을 향상시킬 수 있다.
일 예에 따르면, 제2 압전부(220)는 지지 부재(223)를 생략하여, 에어 갭(221)과 에어 패스(225)만을 포함할 수 있다. 이 때, 에어 갭(221)은 지지 부재(223) 없이도 부피와 구조를 유지할 수 있는 형상을 가질 수 있다. 따라서, 제2 압전부(220)는 지지 부재(223) 없이 부피와 구조를 유지할 수 있는 에어 갭(221)과, 에어 갭(221)과 진동 발생층(213)의 외부를 연결시키는 에어 패스(225)를 포함할 수 있다.
에어 패스(225)는 에어 갭(221)과 진동 발생층(213)의 외부를 연결시킬 수 있다. 에어 패스(225)는 에어 갭(221)으로부터 전달받은 진동을 진동 발생층(213)의 외부로 출력할 수 있고, 에어 패스(225)에서 출력되는 진동은 주파수를 가질 수 있다. 여기에서, 주파수는 에어 갭(221)의 부피와, 에어 패스(225)의 길이, 및 에어 패스(225)의 단면적을 기초로 결정될 수 있다. 예를 들어, 에어 갭(221)의 부피 또는 에어 패스(225)의 길이가 증가하면 주파수가 감소할 수 있고, 에어 패스(225)의 단면적이 증가하면 주파수가 증가할 수 있다.
일 예에 따르면, 제2 압전부(220)에서 출력되는 진동은 아래의 수학식에 따라 결정된 주파수를 가질 수 있다.
[수학식]
Figure pat00001
여기에서, f는 주파수(Hz), c는 음파의 속도, V는 에어 갭(221)의 부피, L은 에어 패스(225)의 길이, A는 에어 패스(225)의 단면적에 해당한다.
이와 같이, 주파수는 에어 패스(225)의 단면적과 비례하고, 에어 갭(221)의 부피 또는 에어 패스(225)의 길이와 반비례할 수 있다. 예를 들어, 에어 패스(225)의 단면적이 증가하면 주파수가 증가할 수 있고, 에어 갭(221)의 부피 또는 에어 패스(225)의 길이가 증가하면 주파수가 감소할 수 있다.
따라서, 본 출원에 따른 표시 장치(100)는 제1 및 제2 압전부(210, 220)를 구비한 압전 소자(200)를 포함함으로써, 제1 압전부(210)를 통해 가청 주파수의 전체 영역(예를 들면, 20Hz~20kHz)의 음향을 출력하고, 제2 압전부(220)를 통해 저주파수 영역(예를 들어, 200Hz 이하)의 음향을 출력할 수 있다. 따라서, 본 출원에 따른 표시 장치(100)는 제2 압전부(220)를 우퍼(Woofer)와 같은 저음 전용의 스피커로서 사용할 수 있고, 압전 소자(200)의 저음 출력 특성을 향상시킬 수 있다.
픽셀 어레이층(130)은 버퍼층(BU), 박막 트랜지스터층(TFTL), 평탄화층(PL), 발광 소자층(EDL), 오버코트층(OC), 컬러 필터(CF), 및 블랙 매트릭스(BM)를 포함할 수 있다.
버퍼층(BU)은 압전 소자(200) 상에 배치될 수 있다. 일 예에 따르면, 버퍼층(BU)은 복수의 무기막이 적층되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 버퍼층(BU)은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 및 실리콘 산질화막(SiON) 중 하나 이상의 무기막이 적층된 다중막으로 형성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 버퍼층(BU)은 기판(110)을 통해 발광 소자층(EDL)에 침투하는 수분을 차단하기 위하여, 압전 소자(200)의 상면 전체에 형성될 수 있다. 따라서, 버퍼층(BU)은 복수의 무기막을 포함함으로써, 패널의 수분 투습도(WVTR, Water Vapor Transmission Rate)를 향상시킬 수 있다. 버퍼층(BU)은 생략할 수도 있다.
박막 트랜지스터층(TFTL)은 박막 트랜지스터(T), 게이트 절연막(GI), 층간 절연막(ILD), 및 보호층(PAS)을 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터(T)는 기판(110) 상의 표시 영역(AA)에 마련될 수 있다. 박막 트랜지스터(T)는 반도체층(AL), 게이트 전극(GE), 드레인 전극(DE), 및 소스 전극(SE)을 포함할 수 있다.
반도체층(AL)은 제1 기판(110)의 표시 영역(AA)에 마련될 수 있다. 반도체층(AL)은 게이트 전극(GE), 드레인 전극(DE) 및 소스 전극(SE)과 중첩되도록 배치될 수 있다. 반도체층(AL)은 드레인 전극(DE) 및 소스 전극(SE)과 직접 접촉하고, 게이트 절연막(GI)을 사이에 두고 게이트 전극(GE)과 마주할 수 있다.
게이트 전극(GE)은 게이트 절연막(GI) 상에 배치될 수 있다. 게이트 전극(GE)은 게이트 절연막(GI)을 사이에 두고, 반도체층(AL)과 중첩될 수 있다.
드레인 전극(DE) 및 소스 전극(SE)은 층간 절연막(ILD) 상에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 드레인 전극(DE)은 게이트 절연막(GI) 및 층간 절연막(ILD)에 마련된 제1 컨택홀을 통해 반도체층(AL)의 일단과 접촉하고, 소스 전극(SE)은 게이트 절연막(GI) 및 층간 절연막(ILD)에 마련된 제2 컨택홀을 통해 반도체층(AL)의 타단과 접촉할 수 있다. 소스 전극(SE)은 보호층(PAS)의 제3 컨택홀을 통해 애노드 전극(AE)과 직접 접촉할 수 있다.
게이트 절연막(GI)은 반도체층(AL) 상에 마련될 수 있다. 예를 들면, 게이트 절연막(GI)은 반도체층(AL) 및 버퍼층(BU) 상에 배치될 수 있고, 반도체층(AL)과 게이트 전극(GE)을 절연시킬 수 있다. 그리고, 게이트 절연막(GI)은 제1 기판(110)의 표시 영역(AA) 전면에 형성될 수 있다. 예를 들어, 게이트 절연막(GI)은 드레인 전극(DE)이 관통하는 제1 컨택홀 및 소스 전극(SE)이 관통하는 제2 컨택홀을 포함할 수 있다.
층간 절연막(ILD)은 게이트 전극(GE) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 층간 절연막(ILD)은 드레인 전극(DE)이 관통하는 제1 컨택홀 및 소스 전극(SE)이 관통하는 제2 컨택홀을 포함할 수 있다. 여기에서, 층간 절연막(ILD)의 제1 컨택홀 및 제2 컨택홀 각각은 게이트 절연막(GI)의 제1 컨택홀 또는 제2 컨택홀과 연결될 수 있다.
보호층(PAS)은 박막 트랜지스터(T) 상에 마련되어, 박막 트랜지스터(T)를 보호할 수 있다. 예를 들어, 보호층(PAS)은 애노드 전극(AE)이 관통하는 제3 컨택홀을 포함할 수 있다.
평탄화층(PL)은 보호층(PAS) 상에 마련되어, 박막 트랜지스터(T)의 상단을 평탄화시킬 수 있다. 예를 들어, 평탄화층(PL)은 애노드 전극(AE)이 관통하는 제3 컨택홀을 포함할 수 있다. 여기에서, 보호층(PAS)의 제3 컨택홀과 평탄화층(PL)의 제3 컨택홀은 애노드 전극(AE)을 관통시키기 위하여 서로 연결될 수 있다.
발광 소자층(EDL)은 평탄화층(PL) 상에 마련되고, 박막 트랜지스터(T)와 전기적으로 연결될 수 있다. 발광 소자층(EDL)은 애노드 전극(AE), 발광층(EL), 캐소드 전극(CE), 및 뱅크(B)를 포함할 수 있다. 그리고, 발광층(EL)은 유기 발광층, 무기 발광층 또는 마이크로 발광 다이오드를 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
애노드 전극(AE)은 평탄화층(PL) 상에 마련될 수 있다. 예를 들면, 애노드 전극(AE)은 뱅크(B)에 의해 정의되는 발광 소자층(EDL)의 개구 영역과 중첩되게 배치될 수 있다. 그리고, 애노드 전극(AE)은 평탄화층(PL)과 보호층(PAS)에 마련된 제3 컨택홀을 통해 박막 트랜지스터(T)의 소스 전극(SE)에 접촉될 수 있다. 일 예에 따르면, 애노드 전극(AE)은 투명 도전 물질로 이루어짐으로써 양극(Anode)의 역할을 할 수 있다.
발광층(EL)은 애노드 전극(AE) 상에 마련될 수 있다. 일 예에 따르면, 발광층(EL)은 픽셀 영역별로 구분되지 않고 전체 픽셀에 공통되는 유기막 형태로 구현될 수 있다. 그리고, 발광층(EL)은 애노드 전극(AE) 뿐만 아니라 뱅크(B) 상에도 형성될 수 있다. 여기에서, 발광층(EL)은 정공 수송층(Hole transporting layer), 발광층(Light emitting layer), 및 전자 수송층(Electron transporting layer) 등을 포함할 수 있으여, 이에 한정되는 것은 아니다.
캐소드 전극(CE)은 발광층(EL) 상에 마련될 수 있다. 예를 들어, 캐소드 전극(CE)은 픽셀 영역별로 구분되지 않고 전체 픽셀에 공통되는 전극 형태로 구현될 수 있다. 전압이 애노드 전극(AE) 및 캐소드 전극(CE)에 함께 인가되면 정공 및 전자 각각이 발광층(EL)에 포함된_정공 수송층 또는 전자 수송층을 통해 발광층으로 이동하고, 발광층(EL)에서 정공 및 전자가 서로 결합하여 발광할 수 있다. 캐소드 전극(CE)은 발광 소자층(EDL)의 음극(Cathode)으로 기능할 수 있다.
뱅크(B)는 평탄화층(PL) 상에 마련될 수 있다. 예를 들면, 뱅크(B)는 서로 인접한 애노드 전극들(AE)의 사이에 마련되어, 애노드 전극(AE)을 구획할 수 있다. 따라서, 뱅크(B)는 서로 인접한 애노드 전극들(AE)을 전기적으로 절연함으로써, 발광 소자층(EDL)의 개구 영역을 정의할 수 있다.
오버코트층(OC)은 발광 소자층(EDL)을 덮을 수 있다. 일 예에 따르면, 오버코트층(OC)은 캐소스 전극(CE)의 상단 전체에 마련될 수 있다. 오버코트층(OC)은 외부에서 유입될 수 있는 수분 등의 침투를 막아 발광층(EL)의 열화 등의 손상을 방지할 수 있다.
컬러 필터(CF)는 오버코트층(OC) 상에 형성되고, 발광 소자층(EDL)의 발광층(EL)에 대응할 수 있다. 예를 들면, 컬러 필터(CF)는 오버코트층(OC) 상에서 패터닝된 블랙 매트릭스(BM)에 의해 둘러싸일 수 있다. 복수의 컬러 필터(CF) 각각은 발광 소자층(EDL)의 복수의 발광층(EL) 각각에 대응하도록 서로 이격되게 배치될 수 있다. 그리고, 복수의 컬러 필터(CF) 각각은 발광 소자층(EDL)의 복수의 발광층(EL) 각각에 대응되게 배치되어, 발광 소자층(EDL)에서 발광하는 백색 광의 색을 변환시킬 수 있다. 예를 들어, 컬러 필터(CF)는 적색 컬러 필터, 녹색 컬러 필터, 및 청색 컬러 필터로 이루어질 수 있다. 따라서, 복수의 서브 픽셀 중 적색 서브 픽셀, 녹색 서브 픽셀, 및 청색 서브 픽셀은 컬러 필터(CF)를 포함할 수 있고, 백색 서브 픽셀은 컬러 필터 없이 구현될 수 있다.
블랙 매트릭스(BM)는 제1 기판(110)을 마주보는 제2 기판(140)의 일면에 패터닝될 수 있다. 예를 들면, 블랙 매트릭스(BM)는 서로 인접한 복수의 컬러 필터(CF)의 사이마다 배치되어, 복수의 컬러 필터(CF) 각각을 구획할 수 있다. 이와 같이, 블랙 매트릭스(BM)는 발광 소자층(EDL)의 개구 영역을 둘러쌀 수 있고, 박막 트랜지스터(T)에 입사되는 광을 차단할 수 있다.
제1 기판(110) 및 제2 기판(140)은 서로 마주보도록 합착될 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제2 기판(110, 140) 각각은 베이스 기판으로서, 플렉서블 기판일 수 있다. 그리고, 제1 및 제2 기판(110, 140) 각각은 투명 폴리이미드(Polyimide) 재질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 기판(110, 140) 각각은 TAC(triacetyl cellulose) 또는 DAC(diacetyl cellulose) 등과 같은 셀룰로오스 수지(Cellulose resin), 노르보르넨 유도체(Norborene derivatives) 등의 COP(cyclo olefin polymer), COC(cyclo olefin copolymer), PMMA(polymethylmethacrylate) 등의 아크릴 수지(acrylic resin), PC(polycarbonate), PE(polyethylene) 또는 PP(polypropylene) 등의 폴리올레핀(polyolefin), PVA(polyvinyl alcohol), 또는 PES(poly ether sulfone), PEEK(polyetheretherketone), PEI(polyetherimide), PEN(polyethylenenaphthalate), PET(polyethyleneterephthalate) 등의 폴리에스테르(polyester), PI(polyimide), PSF(polysulfone), 또는 불소 수지(fluoride resin) 등을 포함하는 시트 또는 필름일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 3은 본 출원의 일 예에 따른 표시 장치에서, 압전 소자의 일 예를 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 3의 압전 소자를 나타내는 사시도이다. 도 5는 도 3의 압전 소자를 나타내는 다른 사시도이고, 도 6은 도 3의 압전 소자를 나타내는 평면도이다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 압전 소자(200)는 제1 기판(110) 상에 배치되어 진동을 발생시킬 수 있다. 압전 소자(200)는 제1 및 제2 압전부(210, 220)를 포함할 수 있다.
제1 압전부(210)는 입력 주파수를 갖는 사운드 신호를 수신하여 입력 주파수로 진동할 수 있고, 표시 장치(100)의 전방으로 음향(SW1)을 출력할 수 있다. 제1 압전부(210)는 제1 전극(211), 진동 발생층(213), 및 제2 전극(215)을 포함할 수 있다.
제1 전극(211)은 진동 발생층(213)과 박막 트랜지스터층(TFTL) 사이에 마련되고, 제1 기판(110)의 표시 영역(AA)과 중첩될 수 있다. 제1 전극(211)은 진동 발생층(213)을 사이에 두고 제2 전극(215)과 마주할 수 있다. 예를 들어, 복수의 제1 전극(211) 각각은 복수의 진동 발생층(230) 각각에 대응되도록 진동 발생층(213)과 박막 트랜지스터층(TFTL) 사이에 패터닝될 수 있다.
제1 전극(211)은 제2 압전부(220)의 에어 패스(235)와 중첩되지 않도록 에어 패스(235)가 배치된 진동 발생층(213)의 일면(213a)에 배치될 수 있다. 일 예에 따르면, 복수의 제1 전극(211) 각각은 복수의 진동 발생층(230) 각각에 대응되도록 진동 발생층(213)과 박막 트랜지스터(TFTL) 사이에 배치되면서, 제2 압전부(220)의 에어 패스(235)와 중첩되지 않도록 패터닝될 수 있다. 이에 따라, 에어층(Air)이 에어 패스(235)와 박막 트랜지스터층(TFTL) 사이에 형성될 수 있고, 에어 패스(235)에서 출력된 진동이 에어층(Air)을 통해 박막 트랜지스터층(TFTL)에 전달될 수 있다.
진동 발생층(213)은 제1 및 제2 전극(211, 215)의 사이에 개재되어, 제1 및 제2 전극(211, 215)에 입력 주파수를 갖는 사운드 신호가 제공되면 입력 주파수로 진동하는 음향(SW1)을 출력할 수 있다. 진동 발생층(213)의 일면(213a) 또는 상면은 제1 전극(211)과 마주하고, 진동 발생층(213)의 일면(213a)과 반대되는 타면(213b) 또는 하면은 제2 전극(215)과 마주할 수 있다.
제1 및 제2 전극(211, 215)은 표시 구동 회로부(150)로부터 사운드 신호를 수신할 수 있고, 진동 발생층(213)은 역압전 효과에 의해 자기장에 따라 진동할 수 있다. 예를 들어, 진동 발생층(213)은 압전 물질을 이용한 스퍼터링 공정을 통해 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 전극(215)은 제2 기판(140)과 마주보는 제1 기판(110)의 일면에 마련되고, 제1 기판(110)의 표시 영역(AA)과 중첩될 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(215)은 제1 기판(110)과 진동 발생층(230)의 사이에 배치된 통전극일 수 있다. 다른 예를 들어, 표복수의 제1 전극(211) 각각은 복수의 진동 발생층(230) 각각에 대응되도록 진동 발생층(230)과 박막 트랜지스터층(TFTL) 사이에 배치될 수 있으며, 복수의 제2 전극(215) 각각은 복수의 제1 전극(211) 각각에 대응되도록 제1 기판(110) 상에 패터닝될 수 있다.
제2 압전부(220)는 제1 압전부(210)의 진동을 전달받아, 입력 주파수와 상이한 주파수로 진동하는 음향(SW2)을 출력할 수 있다. 제2 압전부(220)는 에어 갭(Air gap, 221), 지지 부재(223), 및 에어 패스(Air path, 225)를 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 제2 압전부(220)는 에어 갭(221)의 부피(V)와, 에어 패스(225)의 길이(L), 및 에어 패스(225)의 단면적(A)을 기초로 결정된 주파수의 진동을 출력할 수 있다. 예를 들어, 에어 갭(221)의 부피(V) 또는 에어 패스(225)의 길이(L)가 증가하면 주파수가 감소할 수 있고, 에어 패스(225)의 단면적(A)이 증가하면 주파수가 증가할 수 있다. 따라서, 압전 소자(200)는 제1 압전부(210)를 통해 입력 주파수로 진동하는 음향(SW1)을 출력할 수 있고, 제2 압전부(220)를 통해 입력 주파수와 상이한 주파수로 진동하는 음향(SW2)을 출력할 수 있다. 그리고, 제2 압전부(220)는 에어 갭(221)의 부피(V)와, 에어 패스(225)의 길이(L), 및 에어 패스(225)의 단면적(A)을 기초로 주파수를 설정함으로써, 주파수에 대한 음압 레벨(SPL)을 향상시킬 수 있다.
에어 갭(221)은 제1 압전부(210) 내에 배치되고 소정의 부피(V)를 가질 수 있다. 일 예에 따르면, 에어 갭(221)은 제1 압전부(210)로부터 진동을 전달받아, 에어 패스(225)에 진동을 전달할 수 있다. 따라서, 에어 갭(221) 내의 진동은 에어 패스(225)를 통해 방출될 수 있다. 예를 들어, 에어 갭(221)은 진동 발생층(213)의 형성 과정에서 함께 형성될 수 있다.
지지 부재(223)는 에어 갭(221) 내에 배치되어 에어 갭(221)을 지지할 수 있다. 일 예에 따르면, 지지 부재(223)는 압전 소자(220)의 두께 방향을 따라 에어 갭(221)의 일면으로부터 일면과 마주하는 타면까지 연장될 수 있다. 따라서, 지지 부재(223)는 에어 갭(221)의 일면과 타면을 연결함으로써, 에어 갭(221)을 지지할 수 있다. 지지 부재(223)의 위치, 두께, 및 개수는 특별히 한정되지 않으며, 에어 갭(221)의 부피(V)를 유지하면서 에어 갭(221)을 지지하기 위하여 설계될 수 있다.
일 예에 따르면, 지지 부재(223)는 진동 발생층(213)과 동일한 물질로 이루어지고, 스퍼터링 공정을 통해 진동 발생층(213)의 형성 과정에서 함께 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예에 따르면, 지지 부재(223)는 에어 갭(221)의 일측에 배치되고, 에어 패스(225)는 에어 갭(221)의 일측과 반대되는 타측에 배치될 수 있다. 에어 갭(221)은 진동 발생층(213)의 진동을 전달받은 후, 에어 갭(221) 내에서 진동을 유지하면서 에어 패스(225)에 진동을 전달할 수 있다. 예를 들어, 에어 갭(221)은 진동 발생층(213)으로부터 진동이 전달되면, 에어 패스(225)와 멀리 이격된 곳으로부터 에어 패스(225)를 향하여 진동을 전달할 수 있다. 그리고, 에어 패스(225)에 전달된 진동은 에어 패스(225)에서 출력되는 시에 주파수를 가질 수 있다.
에어 갭(221)의 부피(V)는 제2 압전부(220)가 출력하는 진동의 주파수를 결정하므로, 에어 갭(221)은 소정의 부피(V)를 유지할 수 있다. 에어 갭(221)의 부피가 커질수록 압전 소자(200)는 에어 갭(221)의 부피를 유지하기 어려울 수 있다. 따라서, 제2 압전부(220)는 에어 갭(221)의 부피가 커질수록 지지 부재(223)의 두께 또는 개수를 증가시켜 에어 갭(221)의 부피(V)를 안정적으로 유지할 수 있다.
에어 패스(225)는 에어 갭(221)과 진동 발생층(213)의 외부를 연결시킬 수 있다. 에어 패스(225)는 에어 갭(221)으로부터 진동을 전달받아 진동 발생층(213)의 외부로 음향(SW2)을 출력할 수 있고, 에어 패스(225)에서 출력되는 음향(SW2)은 주파수를 가질 수 있다. 주파수는 에어 갭(221)의 부피(V)와, 에어 패스(225)의 길이(L), 및 에어 패스(225)의 단면적(A)을 기초로 결정될 수 있다.
일 예에 따르면, 제2 압전부(220)에서 출력되는 진동은 아래의 수학식에 따라 결정된 주파수를 가질 수 있다.
[수학식]
Figure pat00002
여기에서, f는 주파수(Hz), c는 음파의 속도, V는 에어 갭(221)의 부피, L은 에어 패스(225)의 길이, A는 에어 패스(225)의 단면적에 해당한다.
이와 같이, 주파수는 에어 패스(225)의 단면적(A)과 비례하고, 에어 갭(221)의 부피(V) 또는 에어 패스(225)의 길이(L)와 반비례할 수 있다. 예를 들어, 에어 패스(225)의 단면적(A)이 증가하면 주파수가 증가할 수 있고, 에어 갭(221)의 부피(V) 또는 에어 패스(225)의 길이(L)가 증가하면 주파수가 감소할 수 있다.
표시 장치(100)는 제1 및 제2 전극(211, 215)에 제공되는 입력 주파수를 갖는 사운드 신호를 제어하여 압전 소자(200)를 진동시키고, 표시 장치(100)에 진동을 전달함으로써, 표시 장치(100)의 전방으로 입력 주파수를 갖는 음향(SW1)과 주파수를 갖는 음향(SW2)을 출력할 수 있다. 따라서, 표시 장치(100)는 별도의 진동 발생 장치를 구비하지 않고도 표시 장치(100)의 전방으로 음향을 출력함으로써, 영상과 음향의 발생 위치를 일치시켜 영상을 시청하는 시청자의 몰입감을 향상시킬 수 있고, 표시 장치(100)의 디자인 자유도를 향상시킬 수 있다.
본 출원에 따른 표시 장치(100)는 제1 및 제2 압전부(210, 220)를 구비한 압전 소자(200)를 포함함으로써, 제1 압전부(210)를 통해 가청 주파수의 전체 영역(에를 들면, 20~20kHz)의 음향을 출력하고, 제2 압전부(220)를 통해 저주파수 영역(예를 들어, 200Hz 이하)의 음향을 출력할 수 있다. 결과적으로, 본 출원에 따른 표시 장치(100)는 제2 압전부(220)를 우퍼(Woofer)와 같은 저음 전용의 스피커로서 사용할 수 있고, 압전 소자(200)의 저음 출력 특성을 향상시킬 수 있다.
도 7은 본 출원의 일 예에 따른 표시 장치에서, 압전 소자의 다른 예를 나타내는 단면도이다. 도 7의 압전 소자(200)는 도 3 내지 도 6의 압전 소자와 지지 부재(223) 및 에어 패스(225)의 위치 만을 달리하는 것으로서, 전술한 구성과 동일한 구성은 간략히 설명하거나 생략하기로 한다.
도 7을 참조하면, 에어 패스(225)는 에어 갭(221)의 중앙부와 연결되고, 지지 부재(223)는 에어 갭(221)의 양측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 진동 발생층(213)이 에어 갭(221)에 진동을 전달하면, 에어 패스(225)와 멀리 이격된 복수의 지점 각각에서 발생된 복수의 진동이 에어 패스(225)를 향하여 진행할 수 있고, 에어 갭(221)은 복수의 진동을 합성하여 에어 패스(225)에 전달할 수 있다. 그리고, 에어 패스(225)에 전달된 진동은 에어 패스(225)에서 출력되는 시에 주파수를 가질 수 있다.
도 8은 본 출원의 다른 예에 따른 표시 장치를 나타내는 평면도이고, 도 9는 도 8의 절단선 II-II'을 따라 자른 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 표시 장치(100)는 서로 이격되게 배치되는 복수의 압전 소자(200)를 포함하고, 흡음 부재(300) 및 접착 부재(400)를 더 포함할 수 있다.
흡음 부재(300)는 제1 기판(110)과 박막 트랜지스터층(TFTL) 사이에서 복수의 압전 소자(200) 각각을 이격되게 둘러쌀 수 있다. 흡음 부재(300)는 복수의 압전 소자(200) 각각이 배치된 공간을 분할하여, 복수의 압전 소자(200) 각각에서 발생되는 음향을 분리할 수 있다. 예를 들어, 흡음 부재(300)는 압전 소자(200)에서 발생된 진동을 감쇄 또는 흡수하므로, 하나의 압전 소자(200)에서 발생된 진동이 인접한 다른 압전 소자(200)의 영역에 전달되는 것을 차단할 수 있다. 따라서, 흡음 부재(300)는 복수의 압전 소자(200) 각각에서 발생되는 음향 간의 간섭을 방지하고, 복수의 압전 소자(200)를 통해 출력되는 음향 특성을 향상시켜 음압 레벨(SPL)을 향상시킬 수 있다. 일 예에 따르면, 흡음 부재(300)는 인클로저(Enclosure) 또는 배플(Baffle)에 해당할 수 있으며, 용어에 한정되지 않는다.
일 예에 따르면, 흡음 부재(300)는 탄성이 낮은 물질을 포함하여 압전 소자(200)에서 발생된 진동을 흡수할 수 있다. 예를 들어, 흡음 부재(300)는 폼 패드로 구현됨으로써, 압전 소자(200)에서 발생된 진동 누설을 방지할 수 있다.
흡음 부재(300)는 복수의 제1 및 제2 흡음 부재(310, 320)와, 제2 흡음 부재(320)의 적어도 일변으로부터 돌출된 돌출부(330)를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 흡음 부재(300)는 복수의 제1 흡음 부재(310)와, 복수의 제1 흡음 부재(320)와 교차하는 복수의 제2 흡음 부재(320)를 포함하는 메쉬 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 복수의 제1 흡음 부재(310)는 제1 방향(X)으로 연장되고 제2 방향(Y)을 따라 이격되며, 복수의 제2 흡음 부재(320)는 제2 방향(Y)으로 연장되고 제1 방향(X)을 따라 이격될 수 있다. 따라서, 흡음 부재(300)는 복수의 제1 및 제2 흡음 부재(310, 320)의 교차에 의해 마련되는 복수의 공간을 포함하고, 복수의 공간 중 적어도 하나의 공간은 적어도 하나의 압전 소자(200)를 수용할 수 있다.
돌출부(330)는 제2 흡음 부재(320)의 양변 각각으로부터 압전 소자(200)를 향하여 돌출되어, 복수의 압전 소자(200) 각각으로부터 발생된 진동의 음압 감소 현상을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 압전 소자(200)에 의하여 발생된 음파는 압전 소자(200)의 중앙으로부터 방사상으로 퍼지면서 진행할 수 있다. 이 음파를 진행파(Progressive wave)라고 할 수 있다. 이러한 진행파는 흡음 부재(300)의 한 변에 도달하는 경우 흡음 부재(300)의 한 변에서 반사되어 진행파와 반대 방향으로 진행하는 반사파(Reflected wave)를 형성할 수 있다. 그리고, 반사파는 진행파와 중첩 또는 상쇄되어, 음파가 진행하지 못하고 일정한 위치에 정체되어 있는 정재파(Standing wave)를 형성할 수 있다. 이러한 정재파는 음압을 감소시켜, 압전 소자(200)의 음향 출력 특성을 악화시킬 수 있다. 따라서, 흡음 부재(300)는 돌출부(330)를 포함함으로써, 반사파와 진행파의 간섭에 의하여 발생되는 정재파에 의한 음압 감소 현상을 방지할 수 있다. 그리고, 음압 감소를 야기하는 정재파는 진행파와 반사파의 크기가 큰 지점에서 많이 발생한다. 따라서, 흡음 부재(300)는 압전 소자(200)로부터 발생된 진동이 가장 크게 도달하는 위치에 배치될 수 있다.
접착 부재(400)는 제1 기판(110)과 픽셀 어레이층(130)의 가장자리 사이에 배치되어 제1 기판(110)과 픽셀 어레이층(130)을 접착시킬 수 있다. 그리고, 접착 부재(400)는 제1 기판(110) 상에 배치되어 픽셀 어레이층(130)의 가장자리를 지지할 수 있다. 일 예에 따르면, 접착 부재(400)는 양면 테이프(Double-sided Tape), 단면 테이프, 접착제, 및/또는 본드 등으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 접착 부재(400)는 제1 기판(110)과 픽셀 어레이층(130) 사이의 공간을 밀봉시킬 수 있다.
본 출원의 실시예에 따른 표시 장치에 ?용되는 표시 패널은 액정 표시 패널, 유기 전계 발광(OLED: Organic Light Emitting Diode) 표시 패널, 양자점 표시 패널(quantum dot display panel), 및 전계 발광 표시패널(electroluminescent display panel) 등의 모든 형태의 표시 패널이 사용될 수 있으며, 본 출원의 압전 소자에 의하여 진동됨으로써 음향을 발생할 수 있는 특정한 표시 패널에 한정되지 않는다. 그리고, 본 출원의 실시예의 표시 장치는 유기 발광층, 양자점 발광층, 및 마이크로 발광 다이오드 등을 포함하는 표시 패널에 적용할 수 있다.
그리고, 본 출원의 실시예에 따른 압전 소자는 표시 장치에 적용하는 것이 가능하다. 본 출원의 실시예에 따른 표시 장치는 모바일 디바이스, 영상전화기, 스마트 와치(smart watch), 와치 폰(watch phone), 웨어러블 기기(wearable device), 폴더블 기기(foldable device), 롤러블 기기(rollable device), 벤더블 기기(bendable device), 플렉서블 기기(flexible device), 투명 표시 장치(transparent display apparatus), 커브드 기기(curved device), 전자 수첩, 전자 책, PMP(portable multimedia player), PDA(personal digital assistant), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 데스크탑 PC(desktop PC), 랩탑 PC(laptop PC), 넷북컴퓨터(netbook computer), 포터블컴퓨터(portable computer), 워크스테이션(workstation), 네비게이션, 차량용 네비게이션, 차량용 표시장치, 텔레비전, 월페이퍼(wall paper), 샤이니지(signage) 기기, 게임기기, 조명장치, 노트북, 모니터, 카메라, 캠코더, 및 가전 기기 등에 적용될 수 있다.
본 출원의 실시예에 따른 표시 장치는 아래와 같이 설명될 수 있다.
본 출원에 따른 압전 소자는 입력 주파수를 갖는 사운드 신호에 따라 입력 주파수로 진동하는 진동 발생층을 갖는 제1 압전부, 및 제1 압전부 내에 배치되고 소정의 부피를 갖는 에어 갭(Air gap)과, 에어 갭과 진동 발생층의 외부를 연결시키는 에어 패스(Air path)를 구비하여, 입력 주파수와 상이한 주파수의 진동을 출력하는 제2 압전부를 포함한다.
본 출원의 몇몇 실시예에 따르면, 제2 압전부는 에어 갭의 부피와 에어 패스의 길이 및 단면적을 기초로 결정된 주파수의 진동을 출력할 수 있다.
본 출원의 몇몇 실시예에 따르면, 에어 패스의 길이는 에어 갭의 폭보다 길 수 있다.
본 출원의 몇몇 실시예에 따르면, 제2 압전부는 에어 갭 내에 배치되며, 에어 갭을 지지하는 지지 부재를 포함할 수 있다.
본 출원의 몇몇 실시예에 따르면, 지지 부재는 에어 갭의 일측에 배치되고, 에어 패스는 에어 갭의 일측과 반대되는 타측과 연결될 수 있다.
본 출원의 몇몇 실시예에 따르면, 에어 패스는 에어 갭의 중앙부와 연결되고, 지지 부재는 에어 갭의 양측에 배치될 수 있다.
본 출원의 몇몇 실시예에 따르면, 지지 부재는 진동 발생층과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
본 출원의 몇몇 실시예에 따르면, 제1 압전부는 사운드 신호를 수신하는 제1 및 제2 전극을 더 포함하고, 진동 발생층은 제1 및 제2 전극에 인가되는 사운드 신호에 따라 진동하여 음향을 출력할 수 있다.
본 출원의 몇몇 실시예에 따르면, 제1 전극은 에어 패스와 중첩되지 않도록 에어 패스가 배치된 진동 발생층의 일면에 배치되고, 제2 전극은 진동 발생층의 일면과 반대되는 타면에 배치할 수 있다.
본 출원에 따른 표시 장치는 서로 마주보는 제1 및 제2 기판, 제1 기판 상에 배치되어 진동을 발생시키는 압전 소자, 및 압전 소자 상에 배치된 박막 트랜지스터, 박막 트랜지스터와 전기적으로 연결된 발광 소자, 및 제1 기판을 마주보는 제2 기판의 일면에 발광 소자와 중첩되게 배치된 컬러 필터를 포함하는 픽셀 어레이층을 포함하고, 압전 소자는 입력 주파수를 갖는 사운드 신호에 따라 입력 주파수로 진동하는 진동 발생층을 갖는 제1 압전부, 및 제1 압전부 내에 배치되고 소정의 부피를 갖는 에어 갭(Air gap)과, 에어 갭과 진동 발생층의 외부를 연결시키는 에어 패스(Air path)를 구비하여, 입력 주파수와 상이한 주파수의 진동을 출력하는 제2 압전부를 포함한다.
본 출원의 몇몇 실시예에 따르면, 제2 압전부는 에어 갭의 부피와 에어 패스의 길이 및 단면적을 기초로 결정된 주파수의 진동을 출력할 수 있다.
본 출원의 몇몇 실시예에 따르면, 제2 압전부는 에어 갭 내에 배치되어 에어 갭을 지지하는 지지 부재를 포함할 수 있다.
본 출원의 몇몇 실시예에 따르면, 제2 압전부의 에어 패스는 박막 트랜지스터를 마주보는 압전 소자의 일면에 배치할 수 있다.
본 출원의 몇몇 실시예에 따르면, 압전 소자는 서로 이격되게 배치되는 복수의 압전 소자를 포함하고, 제1 기판과 박막 트랜지스터의 사이에서 복수의 압전 소자 각각을 이격되게 둘러싸는 흡음 부재를 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 본 출원은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 출원의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 출원의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 표시 장치 110: 제1 기판
130: 픽셀 어레이층 140: 제2 기판
150: 표시 구동 회로부 160: 스캔 구동 회로부
200: 압전 소자
210: 제1 압전부 211: 제1 전극
213: 진동 발생층 215: 제2 전극
220: 제2 압전부 221: 에어 갭
223: 지지 부재 225: 에어 패스
300: 흡음 부재 400: 접착 부재

Claims (18)

  1. 입력 주파수를 갖는 사운드 신호에 따라 상기 입력 주파수로 진동하는 진동 발생층을 갖는 제1 압전부; 및
    상기 제1 압전부 내에 배치되고 소정의 부피를 갖는 에어 갭(Air gap)과, 상기 에어 갭과 상기 진동 발생층의 외부를 연결시키는 에어 패스(Air path)를 포함하며, 상기 입력 주파수와 상이한 주파수의 진동을 출력하는 제2 압전부를 포함하는, 압전 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 압전부는 상기 에어 갭의 부피와 상기 에어 패스의 길이 및 단면적을 기초로 결정된 주파수의 진동을 출력하는, 압전 소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어 패스의 길이는 상기 에어 갭의 폭보다 긴, 압전 소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 압전부는 상기 에어 갭 내에 배치되며, 상기 에어 갭을 지지하는 지지 부재를 포함하는, 압전 소자.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 에어 갭의 일측에 배치되고, 상기 에어 패스는 상기 에어 갭의 일측과 반대되는 타측과 연결되는, 압전 소자.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 에어 패스는 상기 에어 갭의 중앙부와 연결되고, 상기 지지 부재는 상기 에어 갭의 양측에 배치되는, 압전 소자.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 지지 부재는 상기 진동 발생층과 동일한 물질로 이루어진, 압전 소자.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 압전부는 상기 사운드 신호를 수신하는 제1 전극 및 제2 전극을 더 포함하고,
    상기 진동 발생층은 상기 제1 전극 및 제2 전극에 인가되는 사운드 신호에 따라 진동하여 음향을 출력하는, 압전 소자.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 전극은 상기 에어 패스와 중첩되지 않도록 상기 에어 패스가 배치된 상기 진동 발생층의 일면에 배치되고,
    상기 제2 전극은 상기 진동 발생층의 일면과 반대되는 타면에 배치되는, 압전 소자.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 압전부는 가청 주파수 영역의 음향을 출력하고, 상기 제2 압전부는 저음 주파수 영역의 음향을 출력하는, 압전 소자.
  11. 기판 상에 배치되며, 진동을 발생시키는 압전 소자; 및
    상기 압전 소자 상에 배치된 박막 트랜지스터, 및 상기 박막 트랜지스터와 연결된 발광 소자를 포함하는 픽셀 어레이층을 포함하고,
    상기 압전 소자는,
    입력 주파수를 갖는 사운드 신호에 따라 상기 입력 주파수로 진동하는 진동 발생층을 갖는 제1 압전부; 및
    상기 제1 압전부 내에 배치되고 소정의 부피를 갖는 에어 갭(Air gap)과, 상기 에어 갭과 상기 진동 발생층의 외부를 연결시키는 에어 패스(Air path)를 포함하며, 상기 입력 주파수와 상이한 주파수의 진동을 출력하는 제2 압전부를 포함하는, 표시 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 압전부는 상기 에어 갭의 부피와 상기 에어 패스의 길이 및 단면적을 기초로 결정된 주파수의 진동을 출력하는, 표시 장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 압전부는 상기 에어 갭 내에 배치되며, 상기 에어 갭을 지지하는 지지 부재를 포함하는, 표시 장치.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2 압전부의 에어 패스는 상기 박막 트랜지스터를 마주보는 상기 압전 소자의 일면에 배치되는, 표시 장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 압전부는 가청 주파수 영역의 음향을 출력하고, 상기 제2 압전부는 저음 주파수 영역의 음향을 출력하는, 표시 장치.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 압전 소자는 서로 이격되게 배치되는 복수의 압전 소자를 포함하고,
    상기 기판과 상기 박막 트랜지스터 사이에서 상기 복수의 압전 소자 각각을 이격되게 둘러싸는 흡음 부재를 더 포함하는, 표시 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 흡음 부재는,
    제1 흡음 부재; 및
    상기 제1 흡음 부재와 교차하는 제2 흡음 부재를 포함하는, 표시 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제2 흡음 부재의 적어도 하나의 변에 배치되는 돌출부를 더 포함하는, 표시 장치.
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