KR20210070167A - 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는, 표시 패널로부터 소리를 내는 표시 장치에 있어서, 음질을 향상시키는 것이다.
입력된 음성 신호에 따라서 진동하는 압전 소자와, 화상을 표시하는 표시 패널과, 상기 압전 소자의 진동을 상기 표시 패널에 전달하도록 상기 압전 소자의 일부와 상기 표시 패널을 접속하는 탄성 부재를 구비한다.

Description

표시 장치{Display Device}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 표시 패널과 액추에이터를 구비한 표시 장치가 개시되어 있다. 특허문헌 1의 표시 장치는, 액추에이터를 제어해서 표시 패널을 진동시키는 기능을 가지고 있다.
특허문헌 1: 특허공개공보 제10-2018-0077582호
현장감 향상 등을 위해 표시 패널 자체를 스피커로서 기능시켜서 소리를 내는 표시 장치가 검토되고 있다. 그러나 특허문헌 1에 기재되어 있는 구조를 가지고 표시 패널을 스피커로서 기능시켰다고 해도 음질이 충분하지 않은 경우가 있다.
본 발명은, 상술한 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 표시 패널로부터 소리를 내는 표시 장치에 있어서 음질을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 입력된 음성 신호에 따라서 진동하는 압전 소자와, 화상을 표시하는 표시 패널과, 상기 압전 소자의 진동을 상기 표시 패널에 전달하도록 상기 압전 소자의 일부와 상기 표시 패널을 접속하는 탄성 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 표시 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 상부에서 봤을 때 서로 다른 방향으로 연장되는 제 1 진동부 및 제 2 진동부를 가지고, 입력된 음성 신호에 따라서 진동하는 압전 소자와, 화상을 표시하는 표시 패널과, 상기 압전 소자의 진동을 상기 표시 패널에 전달하도록 상기 제 1 진동부의 일부와 상기 표시 패널을 접속하는 탄성 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 표시 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 입력된 음성 신호에 따라서 진동하는 복수의 압전 소자와, 화상을 표시하는 표시 패널을 구비하고, 상기 복수의 압전 소자의 각각은, 진동을 상기 표시 패널에 전달하도록 상기 표시 패널에 접속되어 있으며, 상기 복수의 압전 소자 중 제 1 압전 소자와 제 2 압전 소자의 주파수 특성이 서로 다른 것을 특징으로 하는 표시 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 표시 패널로부터 소리를 내는 표시 장치에 있어서, 음질을 향상시킬 수 있다.
도 1은, 제 1 실시형태에 따른 표시 장치의 개략적인 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는, 제 1 실시형태에 따른 압전 소자의 개략적인 구성을 도시한 평면도이다.
도 3은, 제 1 실시형태에 따른 압전 소자의 개략적인 구성을 도시한 단면도이다.
도 4는, 제 1 실시형태에 따른 압전 소자의 구조를 더욱 상세히 도시한 단면도이다.
도 5는, 제 1 실시형태에 따른 압전 소자에 전압이 인가되었을 때의 변형을 도시한 모식도이다.
도 6은, 제 1 실시형태에 따른 압전 소자에 전압이 인가되었을 때의 변형을 도시한 모식도이다.
도 7은, 비교예에 따른 압전 소자의 구조를 도시한 단면도이다.
도 8은, 비교예에 따른 진동 모델을 도시한 모식도이다.
도 9는, 제 1 실시형태에 따른 진동 모델을 도시한 모식도이다.
도 10은, 제 2 실시형태에 따른 압전 소자의 개략적인 구성을 도시한 평면도이다.
도 11은, 제 3 실시형태에 따른 압전 소자의 구조를 도시한 단면도이다.
도 12는, 제 4 실시형태에 따른 압전 소자의 개략적인 구성을 도시한 평면도이다.
도 13은, 제 4 실시형태에 따른 압전 소자의 개략적인 구성을 도시한 단면도이다.
도 14는, 제 4 실시형태에 따른 압전 소자의 구조를 더욱 상세히 도시한 단면도이다.
도 15는, 제 5 실시형태에 따른 압전 소자의 개략적인 구성을 도시한 평면도이다.
도 16은, 제 6 실시형태에 따른 압전 소자의 개략적인 구성을 도시한 평면도이다.
도 17은, 제 7 실시형태에 따른 압전 소자의 개략적인 구성을 도시한 평면도이다.
도 18은, 제 8 실시형태에 따른 압전 소자의 배열을 도시한 평면도이다.
이하, 본 발명에 따른 실시형태에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 각 도면을 통해서 공통된 기능을 갖는 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 중복되는 설명을 생략하거나 또는 간략화하는 경우가 있다.
<제 1 실시형태>
도 1은, 제 1 실시형태에 따른 표시 장치(1)의 개략 구성도이다. 본 실시형태의 표시 장치(1)의 용도는, 예를 들면 컴퓨터의 화상 출력 장치, 텔레비전 수상기, 스마트폰, 게임기 등일 수 있지만 특별히 한정되는 것은 아니다.
도 1에 도시되어 있는 것과 같이 표시 장치(1)는, 압전 소자(10), 표시 패널(20), 탄성 부재(30), 제 1 제어부(40), 제 2 제어부(50), 데이터 구동 회로(60) 및 게이트 구동 회로(70)를 가진다. 표시 장치(1)는, 입력된 RGB 데이터 등을 바탕으로 표시 패널(20)에 화상을 표시하고, 입력된 음성 신호 등을 바탕으로 음성을 내는 장치이다.
표시 패널(20)은, 복수의 행 및 복수의 열을 이루도록 배치된 복수의 화소(P)를 포함한다. 표시 장치(1)는, 예를 들면 화소(P)의 발광 소자로서 유기 발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode; OLED)를 사용한 OLED 디스플레이일 수 있다. 표시 장치(1)가 컬러 화상을 표시 가능한 경우에는, 화소(P)는, 컬러 화상을 구성하는 복수의 색(예를 들면 RGB) 중 어느 것을 표시하는 부화소일 수 있다.
압전 소자(10)는, 입력된 음성 신호를 바탕으로 한 전압이 인가되면, 역압전 효과에 의해 변위되는 소자이다. 압전 소자(10)는, 예를 들면 바이모르프(Bimorph), 유니모르프(Unimorph) 등 전압에 따라서 굴곡 변위되는 소자일 수 있다. 입력되는 음성 신호는 통상적으로는 교류 전압이므로, 압전 소자(10)는, 입력된 음성 신호에 따라서 진동하는 진동 소자로서 기능한다.
탄성 부재(30)는, 탄성을 가지는 재료에 의해 구성된 부재이다. 탄성 부재(30)의 재료로는, 전형적으로는 압전 소자(10) 및 표시 패널(20)보다 작은 탄성률을 갖는 고무 등의 재료가 사용된다. 압전 소자(10)의 일부와 표시 패널(20)의 일부는, 탄성 부재(30)에 의해 접속되어 있다. 이로써 압전 소자(10)의 진동이 표시 패널(20)에 전달되고, 표시 패널(20)은, 입력된 음성 신호를 바탕으로 한 소리를 낸다.
호스트 시스템(2)은, 화상 신호(예를 들면 RGB 데이터), 음성 신호 및 타이밍 신호(수직 동기 신호, 수평 동기 신호, 데이터 인에이블 신호 등)를 공급함으로써 표시 장치(1)를 제어하는 장치 또는 복수의 장치를 포함하는 시스템이다. 호스트 시스템(2)은, 예를 들면 텔레비전 시스템, 셋톱 박스, 내비게이션 시스템, 광디스크 플레이어, 컴퓨터, 홈시어터 시스템, 비디오폰 시스템 등일 수 있다. 또한 표시 장치(1)와 호스트 시스템(2)은 일체화된 장치여도 되고, 별도의 장치여도 된다.
제 1 제어부(40)는, 호스트 시스템(2)으로부터 입력된 음성 신호 및 타이밍 신호를 바탕으로, 압전 소자(10)에 전압을 공급한다.
제 2 제어부(50)는, 호스트 시스템(2)으로부터 입력된 화상 데이터 및 타이밍 신호를 바탕으로, 데이터 구동 회로(60) 및 게이트 구동 회로(70)를 제어한다. 데이터 구동 회로(60)는, 복수의 화소(P)의 열마다 배치된 구동선(61)을 통해서 복수의 화소(P)에 데이터 전압 등을 공급한다. 게이트 구동 회로(70)는, 복수의 화소(P)의 행마다 배치된 구동선(71)을 통해서 복수의 화소(P)에 제어 신호를 공급한다. 또한 구동선(61) 및 구동선(71)의 각각은, 복수의 배선에 의해 구성되어 있어도 된다.
제 1 제어부(40), 제 2 제어부(50), 데이터 구동 회로(60) 및 게이트 구동 회로(70)의 각각은, 1개 또는 복수의 반도체 집적 회로에 의해 구성될 수 있다. 또한 제 1 제어부(40), 제 2 제어부(50), 데이터 구동 회로(60) 및 게이트 구동 회로(70) 중에서 일부 또는 전부는, 1개의 반도체 집적 회로로서 일체로 구성되어 있어도 된다.
도 2는, 제 1 실시형태에 따른 압전 소자(10)의 개략적인 구성을 도시한 평면도이다. 도 3은, 제 1 실시형태에 따른 압전 소자(10)의 개략적인 구성을 도시한 단면도이다. 도 2 및 도 3을 상호 참조하면서 압전 소자(10)의 배치를 설명한다. 도 2에 있어서 표시 패널(20)의 직사각형 외곽선은, 표시 패널(20)의 외형을 모식적으로 나타내고 있다.
도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 표시 패널(20)의 화상이 표시되는 면을 화상 표시면(20a), 화상 표시면(20a)에 대향하는 면을 배면(20b)으로 한다. 이 때 도 2는, 배면(20b) 측으로부터 표시 패널(20)을 본 평면도로서 도시되어 있다. 도 2에는, 화상 표시면(20a)의 수평 방향을 x축, 화상 표시면(20a)의 수직 방향을 z축, 화상 표시면(20a)의 깊이 방향을 y축으로 한 좌표축이 도시되어 있다. 또한 배면(20b)으로부터 화상 표시면(20a)을 향하는 방향을 y축의 정방향으로 하고 있다. 도 3은, 도 2에 있어서의 A-A'선에 있어서의 단면도이다.
압전 소자(10)는 평판 형상을 이루고 있다. 도 2에 도시되어 있는 것과 같이 압전 소자(10)는 상부에서 봤을 때 장변 방향(도면 중 z 방향) 및 단변 방향(도면 중 x 방향)을 갖는 직사각형을 이루고 있다. 이로써 장변 방향을 따르는 단면(A-A'선)으로부터 보면 굴곡되는 것과 같은 변형이 발생한다. 압전 소자(10)의 장변 방향은, 표시 패널(20)의 단부와 수직이 되도록 배치되어 있다.
탄성 부재(30)는, 압전 소자(10)의 장변 방향의 중심을 포함하는 위치에 접속되어 있다. 압전 소자(10)의 장변 방향의 중심은 진동의 중심이 되는 부분이므로 진동이 효율적으로 표시 패널(20)에 전달된다.
도 3에 도시되어 있는 것과 같이, 압전 소자(10)는, 제 1 주면(10a) 및 제 2 주면(10b)을 가지고 있다. 탄성 부재(30)는, 압전 소자(10)의 제 1 주면(10a)과 표시 패널(20)의 배면(20b)을 접속하고 있다. 이와 같이 압전 소자(10) 및 탄성 부재(30)는, 유저가 화상 표시면(20a)을 볼 때 방해가 되지 않도록 표시 패널(20)의 배면(20b)에 배치되어 있다.
탄성 부재(30)는, 압전 소자(10)의 제 1 주면(10a) 중에서 일부에만 접속되어 있다. 압전 소자(10)의 장변 방향의 양 단부를 뜬 상태로 함으로써, 굴곡 진동의 변위가 큰 장변 방향의 양 단부에 있어서, 압전 소자(10)의 진동이 저해되기 어려워진다.
도 4는, 제 1 실시형태에 따른 압전 소자(10)의 구조를 더욱 상세히 도시한 단면도이다. 도 4는, 도 3과 방향이 다르지만, 도 3과 동일하게 도 2의 A-A'선에 있어서의 단면도를 도시하고 있다. 또한 도 4에서는, 압전 소자(10)에 대한 음성 신호의 입력 방법을 설명하기 위해서 압전 소자(10)에 포함되는 각 전극의 접속 관계를 회로도에 의해 모식적으로 도시하고 있다.
도 4에 도시되어 있는 압전 소자(10)는, 2층의 압전층이 적층된 바이모르프로 불리는 구조를 이루고 있다. 압전 소자(10)는, 전극(101, 103, 105) 및 압전층(102, 104)을 포함한다. 표시 패널(20)에 가장 가까운 측에 설치되어 있는 전극(101, 제 1 전극)은, 탄성 부재(30)에 접속되어 있다. 전극(101) 및 전극(103, 제 2 전극)은, 압전층(102, 제 1 압전층)을 두께 방향으로 개재하도록 배치되어 있다. 전극(103) 및 전극(105, 제 3 전극)은, 압전층(104, 제 2 압전층)을 두께 방향으로 개재하도록 배치되어 있다. 압전층(102, 104) 내부에 도시되어 있는 화살표는, 압전층(102, 104)의 분극 방향을 나타내고 있다. 즉, 압전층(102) 및 압전층(104)의 분극 방향은 동일하다. 또한 전극(101, 103, 105)에는, 각 전극에 전압을 인가하기 위한 배선이 납땜 등에 의해 접속될 수 있지만, 도 4에 있어서 배선의 도시는 생략되어 있다.
압전 소자(10)에 인가되는 전압은, 음성 신호를 바탕으로 하는 것이므로, 생성해야 되는 음성의 주파수에 따른 교류 전압으로 생각할 수 있다. 도 4에서는, 이 교류 전압을 교류 전원(V)의 회로 기호로 도시하고 있다. 교류 전원(V)의 일방 단자는, 전극(101, 105)에 접속되어 있고, 타방 단자는, 전극(103)에 접속된다. 다시 말하면 전극(101)과 전극(105)에는 동상 전압이 인가되고, 전극(101)과 전극(103)에는 역상 전압이 인가되며, 전극(103)과 전극(105)에도 역상 전압이 인가된다. 이로써 압전층(102)과 압전층(104)에는 역방향의 전압이 인가된다.
압전층(102, 104)의 재료는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 변위량을 크게 할 수 있기 때문에 티탄산 지르콘산 연 등 압전성이 양호한 재료인 것이 바람직하다. 또한 도 4의 구성에서는 도시하지 않았지만, 압전 소자(10)의 외주는 다른 부재와의 쇼트를 피하기 위해서 수지 등 절연체로 덮여 있어도 된다.
도 5 및 도 6은, 제 1 실시형태에 따른 압전 소자(10)에 전압이 인가되었을 때의 변형을 도시한 모식도이다. 도 4에 도시되어 있는 것과 같이 압전층(102, 104)의 분극 방향은 동일한 방향이고, 압전층(102, 104)의 인가 전압은 역방향이다. 이로써 압전층(102)과 압전층(104)의 신축 방향은 반대가 된다.
도 5에 도시되어 있는 것과 같이, 압전층(102)이 횡 방향으로 수축되도록 변형되는 타이밍에서는, 압전층(104)은, 횡 방향으로 신장되는 방향으로 변형된다. 이로써 압전 소자(10)의 단부는, 표시 패널(20)에 접근하는 방향으로 굴곡된다. 이 때 표시 패널(20)은, 압전 소자(10) 측을 향하는 응력을 받아서 변형된다.
도 6에 도시되어 있는 것과 같이, 압전층(102)이 단변 방향으로 신장되도록 변형되는 타이밍에서는, 압전층(104)은, 단변 방향으로 수축되는 방향으로 변형된다. 이로써 압전 소자(10)의 단부는, 표시 패널(20)로부터 멀어지는 방향으로 굴곡된다. 이 때 표시 패널(20)은, 압전 소자(10)로부터 멀어지는 방향을 향하는 응력을 받아서 변형된다.
음성 신호를 바탕으로 한 교류 전압이 압전 소자(10)에 인가되면, 음성의 주파수에서 도 5의 상태와 도 6의 상태가 교대로 반복된다. 이렇게 해서 압전 소자(10)의 진동이 표시 패널(20)에 전달되고, 표시 패널(20)이 진동한다. 따라서 표시 패널(20)로부터는 음성 신호를 바탕으로 한 소리가 나오므로, 표시 패널(20)은 스피커로서 기능한다.
도 7 내지 도 9를 참조하여, 본 실시형태에 있어서, 압전 소자(10)의 일부와 표시 패널(20)이 탄성 부재(30)에 의해 접속되어 있음으로써 얻어지는 효과를 더욱 상세히 설명한다. 도 7은, 비교예에 따른 압전 소자(10)의 구성을 도시한 단면도이다. 도 8은, 비교예에 따른 진동 모델을 도시한 모식도이다. 도 9는, 제 1 실시형태에 따른 진동 모델을 도시한 모식도이다.
도 7에 도시된 것과 같이, 비교예에서는, 압전 소자(10)의 전면이 표시 패널(20)에 직접 접속되어 있다. 이와 같은 구성에 있어서도 압전 소자(10)의 변위를 표시 패널(20)에 전달시켜서 표시 패널(20)을 스피커로서 기능시킬 수 있다.
비교예에 따른 진동 모델은, 도 8에 도시된 것과 같이, 압전 소자(10) 및 표시 패널(20)을 도시한 질점의 양단에 스프링(S1, S2)이 접속된 구성을 이루고 있다. 질량(m1)을 갖는 압전 소자(10)와 질량(m2)을 갖는 표시 패널(20)이 직접 접속되어 있다.
압전 소자(10)에는 스프링 정수(k1)를 갖는 스프링(S1)이 접속되어 있고, 표시 패널(20)에는 스프링 정수(k2)를 갖는 스프링(S2)이 접속되어 있다. 스프링(S1)은, 압전 소자(10)의 탄성을 모델화한 것이다. 스프링(S2)은, 표시 패널(20) 자체 또는 하우징 등 표시 패널(20)을 구속하는 부재를 모델화한 것이다. 또한 본 진동 모델에 있어서의 양단은, 전형적으로는 고정단이다.
비교예의 진동 모델에서는, 압전 소자(10)와 표시 패널(20)은 질량(m1+m2)을 갖는 1개의 질점으로 치환할 수 있다. 압전 소자(10)에 전압을 인가하면, 압전 소자(10)에서 발생한 힘은, 질량(m1+m2)을 갖는 압전 소자(10)와 표시 패널(20) 전체를 합쳐서 진동시킨다. 여기서, 표시 패널(20)은 압전 소자(10)보다 훨씬 크므로, 질량(m1+m2)은 질량(m1)보다 훨씬 크다. 압전 소자(10)에서 발생한 힘은, 매우 큰 질량의 물체에 대해서 미치므로, 이 힘에 의해 압전 소자(10)와 표시 패널(20)이 받는 가속도는 작다. 따라서 압전 소자(10)와 표시 패널(20)의 변위량은 그다지 크지 않고, 비교예의 구성에 있어서는 표시 패널(20)로부터 나오는 소리의 음압이 충분하지 않은 경우가 있다.
이에 비해서 본 실시형태에 따른 진동 모델은, 도 9에 도시된 것과 같이, 압전 소자(10) 및 표시 패널(20)을 도시한 질점 사이에 스프링 정수(k3)를 갖는 스프링(S3)이 접속된 구성을 이루고 있다. 스프링(S3)은, 탄성 부재(30)의 탄성을 모델화한 것이다. 질량(m1)을 갖는 압전 소자(10)와 질량(m2)을 갖는 표시 패널(20)이 스프링(S3)을 통해서 접속되어 있다.
본 실시형태의 진동 모델에서는, 압전 소자(10)와 표시 패널(20)은 독립적으로 변위된다. 압전 소자(10)에 전압을 인가했을 때 발생하는 힘은, 질량(m1)을 갖는 압전 소자(10)를 진동시킨다. 힘이 미치는 물체의 질량이 비교예의 경우와 비교해서 작기 때문에, 이 힘에 의해 압전 소자(10)가 받는 가속도는, 비교예의 경우에 비해서 크다. 이로써 압전 소자(10)는 큰 변위로 공진된 상태가 된다. 압전 소자(10)의 변위가 스프링(S3)을 통해서 표시 패널(20)에 서서히 전달되기 때문에, 비교예의 경우와 같이 표시 패널(20)의 질량에 의한 변위 저해도 발생하기 어렵다. 그렇기 때문에 본 실시형태에서는, 비교예의 경우와 비교해서 변위를 크게 할 수 있고, 음압이 향상된다.
이상과 같이, 본 실시형태에 따르면, 표시 패널(20)을 스피커로서 기능시킨 경우에 있어서, 표시 패널(20)이 내는 소리의 음압을 향상시킴으로써 음질을 향상시킬 수 있는 표시 장치(1)가 제공된다.
또한 본 실시형태에서는, 진동원은 압전 소자(10)이지만, 소리의 발생원은 질량이 크고 고유 주파수가 낮은 표시 패널(20)이다. 그렇기 때문에 압전 소자(10)로부터 직접 소리를 내는 구성, 또는 표시 패널(20)과는 별도인 작은 진동판에 압전 소자(10)를 접속하는 등 고유 주파수가 높은 부재로부터 소리를 내는 구성과 비교해서, 저음역의 음압을 향상시킬 수 있다.
<제 2 실시형태>
본 실시형태에서는, 제 1 실시형태에 따른 압전 소자(10)의 배치의 변형예를 설명한다. 표시 장치(1)의 기본 구성, 압전 소자(10)의 구조 등은 제 1 실시형태와 동일하므로 설명을 생략한다.
도 10은, 제 2 실시형태에 따른 압전 소자(10)의 개략적인 구성을 도시한 평면도이다. 도 10에 도시되어 있는 것과 같이, 본 실시형태에서는, 압전 소자(10)의 장변 방향이 표시 패널(20)의 단부 중 어느 것과도 수직이 되지 않도록 압전 소자(10)가 배치되어 있다.
압전 소자(10)의 형상이 직사각형인 경우, 표시 패널(20)에 발생한 진동의 분포는, 압전 소자(10)의 장변 방향을 향하는 성분이 주가 된다. 제 1 실시형태와 같이, 압전 소자(10)의 장변 방향이 표시 패널(20)의 단부에 수직인 경우에는, 압전 소자(10)에서 발생하는 진동과 표시 패널(20)의 단부에서 반사된 진동이 보강되어 공진을 발생시키는 일이 있다. 이 공진은, 노이즈의 원인이 될 수 있다. 이에 비해서, 본 실시형태에서는, 압전 소자(10)의 장변 방향이 표시 패널(20)의 단부 중 어느 것과도 수직이 되지 않도록 함으로써, 상술한 요인에 의한 공진이 일어나기 어려워지므로, 노이즈가 저감될 수 있다.
따라서 본 실시형태에 따르면, 제 1 실시형태와 동일한 효과가 얻어지는 동시에 표시 패널(20)의 단부면에서의 반사에 의해 발생된 공진에 기인하는 노이즈가 저감되어, 음질이 향상된 표시 장치(1)가 제공된다.
또한 제 1 실시형태의 구성에 있어서는 진동 보강이 발생하므로, 이를 이용해서 음압 향상, 주파수 특성 조정 등이 가능한 경우도 있다. 따라서 요구 특성, 설계 제약 등 설계 조건에 따라서는, 제 1 실시형태와 같이 압전 소자(10)의 장변 방향을 표시 패널(20)의 단부에 수직으로 하는 것이 바람직한 경우도 있을 수 있다.
<제 3 실시형태>
본 실시형태에서는, 제 1 실시형태에 따른 압전 소자(10)의 단면 구조의 변형예를 설명한다. 표시 장치(1)의 기본 구성, 압전 소자(10)의 배치 등은 제 1 실시형태와 동일하므로 설명을 생략한다.
도 11은, 제 3 실시형태에 따른 압전 소자(10)의 구조를 도시한 단면도이다. 단면의 위치는, 도 3 및 도 4와 동일하다.
압전 소자(10)는, 전극(111, 113, 115, 117), 압전층(112, 116) 및 절연층(114)을 포함한다. 표시 패널(20)에 가장 가까운 측에 설치되어 있는 전극(111, 제 1 전극)은, 탄성 부재(30)에 접속되어 있다. 전극(111) 및 전극(113, 제 2 전극)은, 압전층(112, 제 1 압전층)을 두께 방향으로 개재하도록 배치되어 있다. 전극(115, 제 3 전극) 및 전극(117, 제 4 전극)은, 압전층(116, 제 2 압전층)을 두께 방향으로 개재하도록 배치되어 있다. 절연층(114)은, 전극(113)과 전극(115) 사이에 배치되어 있다. 절연층(114)은, 전극(113)과 전극(115) 사이의 절연성을 확보하는 층이다. 압전층(112, 116) 내부에 도시되어 있는 화살표는, 압전층(112, 116)의 분극 방향을 나타내고 있다. 즉, 압전층(112) 및 압전층(116)의 분극 방향은 역방향이다.
음성 신호를 바탕으로 한 전압을 도시한 전류 전원(V)의 일방 단자는, 전극(111, 115)에 접속되어 있고, 타방 단자는, 전극(113, 117)에 접속되어 있다. 다시 말하면 전극(111)과 전극(115)에는 동상 전압이 인가된다. 전극(113)과 전극(117)에는, 전극(111)과 전극(115)에 입력되는 전압과는 역상인 전압이 인가된다. 이로써 압전층(112)과 압전층(116)에는 동일한 방향의 전압이 인가된다.
본 실시형태에 있어서도, 2개의 압전층 중 일방이 횡 방향으로 수축될 때 타방이 횡 방향으로 신장되기 때문에, 제 1 실시형태와 동일한 양태의 굴곡 진동이 발생한다. 따라서 본 실시형태에 있어서도, 제 1 실시형태의 경우와 동일한 효과가 얻어진다. 이처럼 압전 소자(10) 중 압전층, 전극 등의 구조는, 제 1 실시형태의 구조에 한정되는 것이 아니라 여러 가지 구조가 적용 가능하다.
예를 들면 압전 소자(10)는, 1층의 압전층과, 압전층을 개재한 1쌍의 전극과, 진동판을 적층한 유니모르프로 불리는 구조여도 된다. 그러나 전압과 변위의 변환 효율을 향상시키기 위해, 도 4 또는 도 11과 같은 바이모르프 구조를 채용하는 것이 바람직하다.
<제 4 실시형태>
본 실시형태에서는, 제 1 실시형태에 따른 압전 소자(10)의 구조의 변형예를 설명한다. 표시 장치(1)의 기본 구성 등은, 제 1 실시형태와 동일하므로 설명을 생략한다.
도 12는, 제 4 실시형태에 따른 압전 소자(10)의 개략적인 구성을 도시한 평면도이다. 도 13은, 제 4 실시형태에 따른 압전 소자(10)의 개략적인 구성을 도시한 단면도이다. 도 12 및 도 13을 상호 참조하면서 압전 소자(10)의 배치를 설명한다.
도 12에 도시되어 있는 것과 같이, 본 실시형태의 압전 소자(10)는, 상부에서 봤을 때 서로 다른 방향으로 연장되는 제 1 진동부(12) 및 제 2 진동부(14)를 가진다. 제 1 진동부(12)의 구성은, 제 1 실시형태의 압전 소자(10)와 동일하다. 즉, 제 1 진동부(12)는, 상부에서 봤을 때 장변 방향(도면 중 z 방향) 및 단변 방향(도면 중 x 방향)을 가지는 직사각형을 이루고 있다. 제 2 진동부(14)는, 제 1 진동부(12)와는 다른 방향으로 연장되어 있다. 즉, 제 2 진동부(14)는, 상부에서 봤을 때 장변 방향(도면 중 x 방향) 및 단변 방향(도면 중 z 방향)을 가지는 직사각형을 이루고 있다. 제 1 진동부(12)의 장변 방향과 제 2 진동부(14)의 장변 방향은, 서로 수직이다. 또한 제 1 진동부(12)의 장변 방향과 제 2 진동부(14)의 장변 방향은, 모두 표시 패널(20)의 단부와 수직이 되도록 배치되어 있다.
도 13에 도시되어 있는 것과 같이, 제 1 진동부(12)는, 제 1 주면(12a) 및 제 2 주면(12b)을 가지고 있다. 탄성 부재(30)는, 제 1 진동부(12)의 제 1 주면(12a)과 표시 패널(20)의 배면(20b)을 접속하고 있다. 탄성 부재(30)는, 제 1 진동부(12)의 제 1 주면(12a) 중 일부에만 접속되어 있다. 이와 같이 압전 소자(10) 및 탄성 부재(30)는, 유저가 화상 표시면(20a)을 볼 때 방해가 되지 않도록 표시 패널(20)의 배면(20b)에 배치되어 있다.
제 2 진동부(14)는, 제 1 진동부(12)의 제 2 주면(12b) 중에서 일부에만 접속되어 있다. 이로써 제 1 진동부(12)의 장변 방향의 양 단부가 뜬 상태로 되어 있고, 더욱이 제 2 진동부(14)의 장변 방향의 양 단부가 뜬 상태로 되어 있다. 압전 소자(10)의 장변 방향의 양 단부를 뜬 상태로 함으로써, 굴곡 진동의 변위가 큰 장변 방향의 양 단부에 있어서, 압전 소자(10)의 진동이 저해되기 어려워진다.
도 14는, 제 4 실시형태에 따른 압전 소자(10)의 구조를 더욱 상세히 도시한 단면도이다. 도 14는, 도 13과 방향이 다르지만, 도 13과 동일하게 도 12의 B-B'선에 있어서의 단면도를 도시하고 있다. 또한 도 14에서는, 압전 소자(10)에 대한 음성 신호의 입력 방법을 설명하기 위해, 압전 소자(10)에 포함되는 각 전극의 접속 관계를 회로도에 의해 모식적으로 도시하고 있다.
도 14에 도시되어 있는 압전 소자(10)는, 바이모르프를 2개 적층한 구조를 이루고 있다. 압전 소자(10)는, 제 1 진동부(12)와 제 2 진동부(14)를 포함한다. 제 1 진동부(12)의 구조는, 제 1 실시형태의 압전 소자(10)와 동일하다. 도 14에서는, 제 1 진동부(12)와 제 2 진동부(14) 사이에 절연층(120)이 설치되어 있지만, 이는 필수가 아니다.
제 2 진동부(14)는, 전극(121, 123, 125) 및 압전층(122, 124)을 포함한다. 제 1 진동부(12)에 가장 가까운 측에 설치되어 있는 전극(121)은, 절연층(120)에 접속되어 있다. 전극(121) 및 전극(123)은, 압전층(122)을 두께 방향으로 개재하도록 배치되어 있다. 전극(123) 및 전극(125)은, 압전층(124)을 두께 방향으로 개재하도록 배치되어 있다. 압전층(122, 124) 내부에 도시되어 있는 화살표는, 압전층(122, 124)의 분극 방향을 나타내고 있다. 즉, 압전층(122) 및 압전층(124)의 분극 방향은 동일하다.
음성 신호를 바탕으로 한 전압을 도시한 교류 전원(V)의 일방 단자는, 전극(101, 105, 121, 125)에 접속되어 있고, 타방 단자는, 전극(103, 123)에 접속되어 있다. 다시 말하면 전극(101, 105, 121, 125)에는 동상 전압이 인가된다. 전극(103, 123)에는, 전극(101, 105, 121, 125)에 입력되는 전압과는 역상인 전압이 인가된다. 이로써 압전층(102, 104, 122, 124)에는 동일한 방향의 전압이 인가된다.
제 1 진동부(12) 및 제 2 진동부(14) 중 어느 것에 있어서도, 2개의 압전층 중 일방이 횡 방향으로 수축되었을 때 타방이 횡 방향으로 신장된다. 따라서 제 1 진동부(12) 및 제 2 진동부(14)는, 모두 제 1 실시형태와 동일한 양태로 굴곡 진동된다. 또한 분극 방향 및 전압의 방향을 상술한 것과 같이 함으로써, 제 1 진동부(12)와 제 2 진동부(14)는, 음성 신호에 따라서 동상으로 진동한다. 이로써 제 1 진동부(12)에서 발생된 진동과 제 2 진동부(14)에서 발생된 진동이 보강되므로, 진동 효율이 향상된다.
본 실시형태에 따르면, 제 1 실시형태와 동일하게 표시 패널(20)이 내는 소리의 음압을 향상시킴으로써, 음질을 향상시킬 수 있는 표시 장치(1)가 제공된다. 또한 본 실시형태의 압전 소자(10)는 2개의 진동부를 사용하고 있으므로, 진동부가 1개인 제 1 실시형태의 구성보다 음압을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한 제 1 실시형태에서는 진동부가 1개이기 때문에, 진동 분포는, 압전 소자(10)의 장변 방향, 즉 1차원적으로 집중된다. 그렇기 때문에 표시 패널(20)에서의 공진이 발생되기 쉽고, 공진에 기인하는 노이즈가 커지는 경우가 있다. 이에 비해서, 본 실시형태에서는, 압전 소자(10)가 서로 다른 방향으로 연장되는 제 1 진동부(12)와 제 2 진동부(14)를 가지고 있기 때문에 진동 분포가 2차원적이 되고, 특정 부분에 집중되기 어려워진다. 그렇기 때문에 표시 패널(20)에서의 공진이 발생되기 어려워진다. 따라서 본 실시형태에서는, 표시 패널(20)에서의 공진에 기인하는 노이즈가 저감되어, 음질이 더욱 향상된 표시 장치(1)가 제공된다.
<제 5 실시형태>
본 실시형태에서는, 제 4 실시형태에 따른 압전 소자(10)의 배치의 변형예를 설명한다. 표시 장치(1)의 기본 구성, 압전 소자(10)의 구조 등은, 제 4 실시형태와 동일하므로 설명을 생략한다.
도 15는, 제 5 실시형태에 따른 압전 소자(10)의 개략적인 구성을 도시한 평면도이다. 도 15에 도시되어 있는 것과 같이, 본 실시형태에서는, 제 1 진동부(12)와 제 2 진동부(14)의 장변 방향이 표시 패널(20)의 단부 중 어느 것과도 수직이 되지 않도록 압전 소자(10)가 배치되어 있다.
제 2 실시형태의 설명에서 서술한대로, 제 1 진동부(12) 및 제 2 진동부(14)에서 발생되는 진동과 표시 패널(20)의 단부에서 반사되는 진동이 보강되어 공진을 발생시키는 경우가 있다. 이 공진은, 노이즈의 원인이 될 수 있다. 이에 비해서, 본 실시형태에서는, 제 1 진동부(12)와 제 2 진동부(14)의 장변 방향이 표시 패널(20)의 단부 중 어느 것과도 수직이 되지 않도록 함으로써, 공진이 발생되기 어려워지므로, 노이즈가 저감될 수 있다.
따라서 본 실시형태에 따르면, 제 4 실시형태와 동일한 효과가 얻어지는 동시에 표시 패널(20)의 단부면에서의 반사에 의해 발생된 공진에 기인하는 노이즈가 저감되어, 음질이 향상된 표시 장치(1)가 제공된다.
또한 제 4 실시형태의 구성에 있어서, 진동의 보강을 이용해서 음압 향상, 주파수 특성 조정 등의 설계가 가능한 경우도 있다. 따라서 요구 특성, 설계 제약 등 설계 조건에 따라서는, 제 4 실시형태와 같이 압전 소자(10)의 장변 방향을 표시 패널(20)의 단부에 수직으로 하는 것이 바람직한 경우도 있을 수 있다.
<제 6 실시형태>
본 실시형태에서는, 제 4 실시형태에 따른 압전 소자(10)의 구조의 변형예를 설명한다. 표시 장치(1)의 기본 구성 등은 제 4 실시형태와 동일하므로, 설명을 생략한다.
도 16은, 제 6 실시형태에 따른 압전 소자(10)의 개략적인 구성을 도시한 평면도이다. 도 16에 도시되어 있는 것과 같이, 본 실시형태의 압전 소자(10)는, 상부에서 봤을 때 서로 다른 방향으로 연장되는 제 1 진동부(12), 제 2 진동부(14) 및 제 3 진동부(16)를 가진다. 압전 소자(10)의 단면 구조는, 도 14의 구조에 제 3 진동부(16)에 대응되는 압전층 및 전극을 추가해서 층 수를 증가시켰을 뿐이므로 설명을 생략한다.
본 실시형태에서는, 제 1 실시형태와 동일하게 표시 패널(20)이 내는 소리의 음압을 향상시킬 수 있는 표시 장치(1)가 제공된다. 또한 본 실시형태의 압전 소자(10)는 3개의 진동부를 사용하고 있기 때문에 진동부가 2개인 제 4 실시형태의 구성보다 음압을 더욱 향상시킬 수 있다. 이와 같이 진동부의 개수는 1개 또는 2개로 한정되는 것은 아니며, 3개 이상이어도 된다. 진동부의 개수가 많을수록 음압이 향상된다.
또한 본 실시형태에서는, 제 4 실시형태의 구성보다 진동 분포가 2차원적으로 균일해진다. 그렇기 때문에 표시 패널(20)에서의 진동이 보다 발생되기 어려워진다. 따라서 본 실시형태에 따르면, 표시 패널(20)에서의 공진에 기인하는 노이즈가 더욱 저감되어, 음질이 향상된 표시 장치(1)가 제공된다.
<제 7 실시형태>
본 실시형태에서는, 제 1 실시형태에 따른 압전 소자(10)의 구조의 변형예를 설명한다. 표시 장치(1)의 기본 구성 등은 제 1 실시형태와 동일하므로, 설명을 생략한다.
도 17은, 제 7 실시형태에 따른 압전 소자(10)의 개략적인 구성을 도시한 평면도이다. 압전 소자(10)는 평판 형상을 이루고 있다. 도 17에 도시되어 있는 것과 같이, 본 실시형태의 압전 소자(10)는, 상부에서 봤을 때 원형을 이루고 있다. 탄성 부재(30)는, 압전 소자(10)의 원의 중심을 포함하는 위치에 접속되어 있다. 압전 소자(10)의 단면 구조는 도 3 및 도 4와 동일하므로, 설명을 생략한다.
본 실시형태에 따르면, 제 1 실시형태와 동일하게 표시 패널(20)이 내는 소리의 음압을 향상시킬 수 있는 표시 장치(1)가 제공된다.
또한 본 실시형태에서는, 압전 소자(10)가 원형이기 때문에 진동 분포가 2차원적으로 균일해진다. 그렇기 때문에 제 4 실시형태의 경우와 동일한 이유에 의해, 표시 패널(20)에서의 공진이 발생되기 어려워진다. 따라서 본 실시형태에 따르면, 표시 패널(20)에서의 공진에 기인하는 노이즈가 저감되어, 음질이 향상된 표시 장치(1)가 제공된다.
<제 8 실시형태>
본 실시형태에서는, 제 8 실시형태에 따른 압전 소자(10)의 구조의 변형예를 설명한다. 표시 장치(1)의 기본 구성 등은 제 5 실시형태와 동일하므로, 설명을 생략한다.
도 18은, 제 8 실시형태에 따른 압전 소자(10)의 배열을 도시한 평면도이다. 도 18에 도시된 것과 같이 본 실시형태에서는, 표시 패널(20)에 압전 소자(10)가 복수 배치되어 있다. 복수의 압전 소자(10)는, x 방향 및 z 방향으로 행렬상으로 배치되어 있다. 압전 소자(10)는 제 5 실시형태와 동일하다. 표시 패널(20)에 압전 소자(10)가 복수 배치됨으로써, 1개인 경우와 비교해서 표시 패널(20)이 내는 소리의 음압이 향상된다.
표시 패널(20)은, 영역(R1)과 영역(R2)을 포함한다. 영역(R1) 내의 압전 소자(10, 제 1 압전 소자)와 영역(R2) 내의 압전 소자(10, 제 2 압전 소자)는, 주파수 특성이 서로 다르다. 예를 들면 양자의 주파수 특성을 다르게 함으로써, 표시 패널(20)이 내는 소리의 주파수 특성의 치우침을 저감시킬 수 있다.
압전 소자(10)는, 형상 등에 기인하는 고유 주파수를 가지기 때문에 특정 주파수의 음압이 커지는 등 치우친 주파수 특성을 가지고 있는 경우가 있다. 표시 패널(20)의 압전 소자(10)의 특성이 모두 동일한 경우, 복수의 압전 소자(10)의 주파수 특성의 치우침이 중첩되어 표시 패널(20) 전체의 주파수 특성도 치우치게 되는 경우가 있다. 본 실시형태에서는, 영역(R1) 내의 압전 소자(10)와 영역(R2) 내의 압전 소자(10)에서 주파수 특성을 다르게 하고 평준화함으로써, 상술한 요인에 의해 발생할 수 있는 주파수 특성의 치우침을 저감시킬 수 있다.
압전 소자(10)의 주파수 특성의 치우침은 주로 압전 소자(10)의 고유 주파수에 기인하는 것이다. 따라서 영역(R1) 내의 압전 소자(10)와 영역(R2) 내의 압전 소자(10)에서 고유 주파수를 다르게 하는 것이 바람직하다. 예를 들면 영역(R2) 내 압전 소자(10)의 고유 주파수를 영역(R1) 내 압전 소자(10)의 고유 주파수보다 낮게 함으로써, 영역(R1)이 고음 발생 영역으로서 기능하고, 영역(R2)이 저음 발생 영역으로서 기능한다. 이로써 고음역과 저음역을 균형있게 낼 수 있는 표시 장치(1)가 제공된다.
압전 소자(10)의 고유 주파수는, 압전 소자(10)의 형상 또는 재료에 의존한다. 따라서 영역(R1) 내의 압전 소자(10)와 영역(R2) 내의 압전 소자(10)에서는, 형상 또는 음속을 다르게 함으로써 고유 주파수를 다르게 할 수 있다. 재료 중의 음속에 영향을 주는 재료 물성의 예로서는, 탄성률 및 밀도를 들 수 있다. 따라서 음속, 탄성률 및 밀도 중 어느 것이 다른 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 영역(R1) 내의 압전 소자(10)와 영역(R2) 내의 압전 소자(10)에서 형상만 다르게 하는 것도, 재료를 공통화할 수 있어서 이점이 있기 때문에 바람직하다.
이상과 같이 본 실시형태에 따르면, 표시 패널(20)이 내는 소리의 주파수 특성의 치우침을 저감시킴으로써 음질을 향상시킬 수 있는 표시 장치(1)가 제공된다.
또한 본 실시형태에 적용 가능한 압전 소자(10)의 예로서 제 5 실시형태의 압전 소자(10)를 예시했지만 이에 한정되는 것은 아니다. 제 1 내지 제 7 실시형태 중 어느 구조 또는 배치의 압전 소자(10)를 사용해도 되고, 제 1 내지 제 7 실시형태에서 서술한 것과는 다른 구조 또는 배치의 압전 소자를 사용해도 된다.
<기타 실시형태>
상술한 실시형태는, 본 발명을 적용할 수 있는 몇 가지 양태를 예시한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 범위는, 상술한 실시형태에 의해 한정적으로 해석되어서는 안 된다. 또한 본 발명은, 그 취지를 벗어나지 않는 범위에서 적절히 수정하거나 변형하여 다양한 양태로 실시 가능하다. 예를 들면 어느 실시형태의 일부 구성을, 다른 실시형태에 추가한 실시형태, 또는 다른 실시형태의 일부 구성과 치환한 실시형태도 본 발명을 적용할 수 있는 실시형태인 것으로 이해되어야 한다.
상술한 실시형태에 있어서, 표시 장치(1) 등의 장치 구성은 일례로서, 도시된 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 표시 장치(1)는, OLED 디스플레이가 아니라 액정 디스플레이, CRT 디스플레이 등이어도 된다. 그러나 표시 장치(1)는, 압전 소자(10)로부터의 진동을 효율적으로 표시 패널(20)에 전달할 수 있는 것이 바람직하므로, 공동이 적은 OLED 디스플레이가 특히 바람직하다.
1: 표시 장치
10: 압전 소자
20: 표시 패널
30: 탄성 부재

Claims (33)

  1. 입력된 음성 신호에 따라서 진동하는 압전 소자와,
    화상을 표시하는 표시 패널과,
    상기 압전 소자의 진동을 상기 표시 패널에 전달하도록 상기 압전 소자의 일부와 상기 표시 패널을 접속하는 탄성 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 압전 소자는, 평판 형상이고,
    상기 탄성 부재는 상기 압전 소자의 주면에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 압전 소자는, 상부에서 봤을 때 장변 방향 및 단변 방향을 가지는 직사각형을 이루고 있고,
    상기 탄성 부재는, 상기 장변 방향의 중심을 포함하는 위치에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 장변 방향의 단부는, 상기 탄성 부재에 접속되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 장변 방향은, 상기 표시 패널의 단부 중 적어도 일부와 수직인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 장변 방향은, 상기 표시 패널의 단부 중 어느 것과도 수직이 아닌 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 압전 소자는, 상부에서 봤을 때 원형을 이루고 있고,
    상기 탄성 부재는, 상기 압전 소자의 상기 원형의 중심을 포함하는 위치에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 4 항과 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압전 소자는, 두께 방향으로 굴곡되도록 진동하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항과 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압전 소자는, 서로 적층된 제 1 압전층, 제 1 전극 및 제 2 전극을 포함하고,
    상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극은, 상기 제 1 압전층을 두께 방향으로 개재하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항과 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압전 소자는, 서로 적층된 제 1 압전층, 제 2 압전층, 제 1 전극, 제 2 전극 및 제 3 전극을 포함하고,
    상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극은, 상기 제 1 압전층을 두께 방향으로 개재하도록 배치되어 있으며,
    상기 제 2 전극 및 상기 제 3 전극은, 상기 제 2 압전층을 두께 방향으로 개재하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 압전층 및 상기 제 2 압전층의 분극 방향은 동일한 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극에는 동상의 상기 음성 신호가 입력되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 4 항과 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압전 소자는, 서로 적층된 제 1 압전층, 제 2 압전층, 제 1 전극, 제 2 전극, 제 3 전극 및 제 4 전극을 포함하고,
    상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극은, 상기 제 1 압전층을 두께 방향으로 개재하도록 배치되어 있으며,
    상기 제 3 전극 및 상기 제 4 전극은, 상기 제 2 압전층을 두께 방향으로 개재하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 압전층 및 상기 제 2 압전층의 분극 방향은 반대인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 전극 및 상기 제 3 전극에는 동상의 상기 음성 신호가 입력되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 전극 및 상기 제 4 전극에는 동상의 상기 음성 신호가 입력되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  17. 상부에서 봤을 때 서로 다른 방향으로 연장되는 제 1 진동부 및 제 2 진동부를 가지고, 입력된 음성 신호에 따라서 진동하는 압전 소자와,
    화상을 표시하는 표시 패널과,
    상기 압전 소자의 진동을 상기 표시 패널에 전달하도록 상기 제 1 진동부의 일부와 상기 표시 패널을 접속하는 탄성 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 진동부는 제 1 주면 및 제 2 주면을 가지고,
    상기 제 1 주면의 일부가 상기 탄성 부재에 접속되어 있으며,
    상기 제 2 주면의 일부가 상기 제 2 진동부의 일부에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 진동부 및 상기 제 2 진동부의 각각은, 상부에서 봤을 때 장변 방향 및 단변 방형을 가지는 직사각형을 이루고 있고,
    상기 제 1 진동부의 상기 장변 방향과, 상기 제 2 진동부의 상기 장변 방향은, 서로 다른 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 진동부의 상기 장변 방향과, 상기 제 2 진동부의 상기 장변 방향은, 서로 수직인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 탄성 부재는, 상기 제 1 진동부의 상기 장변 방향의 중심을 포함하는 위치에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 진동부의 상기 장변 방향의 중심을 포함하는 위치와, 상기 제 2 진동부의 상기 장변 방향의 중심을 포함하는 위치가 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 진동부 및 상기 제 2 진동부의 각각의 상기 장변 방향의 단부는, 상기 탄성 부재에 접속되어 있지 않은 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  24. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 진동부 및 상기 제 2 진동부의 각각의 상기 장변 방향은, 상기 표시 패널의 단부 중 어느 것과도 수직인 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  25. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 진동부 및 상기 제 2 진동부의 각각의 상기 장변 방향은, 상기 표시 패널의 단부 중 어느 것과도 수직인 아닌 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  26. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 진동부와 상기 제 2 진동부는, 상기 음성 신호에 따라서 동상으로 진동하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  27. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 진동부 및 상기 제 2 진동부의 각각은, 두께 방향으로 굴곡되도록 진동하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  28. 입력된 음성 신호에 따라서 진동하는 복수의 압전 소자와,
    화상을 표시하는 표시 패널을 구비하고,
    상기 복수의 압전 소자의 각각은, 진동을 상기 표시 패널에 전달하도록 상기 표시 패널에 접속되어 있으며,
    상기 복수의 압전 소자 중 제 1 압전 소자와 제 2 압전 소자의 주파수 특성이 서로 다른 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 제 1 압전 소자와 상기 제 2 압전 소자의 고유 주파수가 서로 다른 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  30. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서,
    상기 제 1 압전 소자와 상기 제 2 압전 소자의 형상이 서로 다른 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  31. 제 28 항 또는 제 29 항에 있어서,
    상기 제 1 압전 소자를 구성하는 재료와 상기 제 2 압전 소자를 구성하는 재료의 음속, 탄성률 및 밀도 중 적어도 1개가 서로 다른 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  32. 제 1 항 내지 제 4 항과 제 7 항과 제 17 항과 제 18 항과 제 28 항과 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표시 패널은, 상기 화상이 표시되는 화상 표시면과, 상기 화상 표시면에 대향하는 배면을 가지고,
    상기 압전 소자의 진동은, 상기 표시 패널의 상기 배면에 전달되는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
  33. 제 1 항 내지 제 4 항과 제 7 항과 제 17 항과 제 18 항과 제 28 항과 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 표시 패널은, 유기 발광 다이오드(Organic Light-Emitting Diode; OLED)를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 장치.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4091199A1 (en) * 2020-02-18 2022-11-23 Google LLC Reducing hole bezel region in displays
KR20210155770A (ko) * 2020-06-15 2021-12-23 엘지디스플레이 주식회사 음향 장치
JP2023097782A (ja) 2021-12-28 2023-07-10 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド 装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180077582A (ko) 2016-12-29 2018-07-09 엘지디스플레이 주식회사 유기발광 표시장치

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54118230A (en) * 1978-03-06 1979-09-13 Matsushima Kogyo Kk Speaker
DE69939096D1 (de) * 1998-11-02 2008-08-28 Matsushita Electric Ind Co Ltd Piezoelektrischer Lautsprecher
JP4381548B2 (ja) * 1999-10-18 2009-12-09 株式会社オーセンティック パネル型スピーカ
TW511391B (en) * 2000-01-24 2002-11-21 New Transducers Ltd Transducer
DE10042185B4 (de) * 2000-07-10 2006-02-16 Murata Mfg. Co., Ltd., Nagaokakyo Piezoelektrischer elektroakustischer Wandler
JP4780297B2 (ja) * 2003-09-04 2011-09-28 日本電気株式会社 圧電セラミックス素子および携帯機器
GB0321292D0 (en) 2003-09-11 2003-10-15 New Transducers Ltd Transducer
JP4484502B2 (ja) 2003-12-01 2010-06-16 太平洋セメント株式会社 圧電アクチュエータおよび駆動装置
JP4242353B2 (ja) * 2004-02-04 2009-03-25 パナソニック株式会社 半導体装置
KR100573733B1 (ko) * 2004-09-02 2006-04-24 (주)아이블포토닉스 비대칭의 i 형상 탄성체를 구비한 압전 진동자 및 이를 이용한 압전형 패널 스피커
JP4957144B2 (ja) 2006-09-25 2012-06-20 カシオ計算機株式会社 平型画像表示モジュール
TW201308866A (zh) * 2011-08-04 2013-02-16 Chief Land Electronic Co Ltd 能量轉換模組
JP5558577B2 (ja) * 2011-10-03 2014-07-23 京セラ株式会社 圧電振動装置およびそれを用いた携帯端末
JP5968050B2 (ja) 2012-04-26 2016-08-10 京セラ株式会社 電子機器
JP6080486B2 (ja) 2012-10-19 2017-02-15 エスアイアイ・クリスタルテクノロジー株式会社 圧電振動片、圧電振動子、発振器、電子機器及び電波時計
JP6029431B2 (ja) 2012-11-22 2016-11-24 アルパイン株式会社 振動発生部を有する表示装置
JP6208955B2 (ja) * 2013-02-27 2017-10-04 京セラ株式会社 電子機器
KR102204384B1 (ko) * 2013-09-16 2021-01-18 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
EP2866051B1 (en) 2013-10-23 2018-10-03 Ladar Limited A laser detection and ranging device for detecting an object under a water surface
KR102116107B1 (ko) * 2013-12-30 2020-05-28 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR102229137B1 (ko) * 2014-05-20 2021-03-18 삼성디스플레이 주식회사 표시장치
JP6275566B2 (ja) * 2014-06-26 2018-02-07 京セラ株式会社 電子機器
KR102384033B1 (ko) * 2017-03-20 2022-04-06 엘지전자 주식회사 디스플레이 장치
KR102422755B1 (ko) 2017-11-09 2022-07-18 엘지디스플레이 주식회사 표시장치
KR102430582B1 (ko) 2017-11-28 2022-08-08 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180077582A (ko) 2016-12-29 2018-07-09 엘지디스플레이 주식회사 유기발광 표시장치

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