KR20220099485A

KR20220099485A - 음향 발생기 및 음향 장치

Info

Publication number: KR20220099485A
Application number: KR1020210188889A
Authority: KR
Inventors: 예재헌
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2021-01-06
Filing date: 2021-12-27
Publication date: 2022-07-13
Also published as: JP7123197B2; JP2022106046A; US20220216810A1; CN114727200A; JP7373601B2; JP2022106297A

Abstract

본 명세서의 일 실시예에 따른 음향 발생기는 음향 발생기는 압전 소자, 압전 소자의 제1 측에 배치된 제1 중량 부재, 압전 소자의 제2 측에 배치된 제2 중량 부재, 압전 소자의 제1 측과 제2 측 사이의 제3 측에 배치된 제1 탄성체, 및 압전 소자, 제1 중량 부재, 제2 중량 부재, 및 제1 탄성체를 덮도록 구성된 보호 부재를 포함할 수 있다.

Description

음향 발생기 및 음향 장치{SOUND GENERATOR AND SOUND APPARATUS}

본 명세서는 2021년 01월 06일자로 출원된 일본 특허출원번호 2021-000737호의 우선권을 주장하며, 상기 일본 특허출원은 본 명세서에 참조로 병합된다. 본 발명은 음향 발생기 및 음향 장치에 관한 것이다.

최근 현장감의 향상 등을 목적으로 음향 성능을 개선시킨 표시 장치의 개발이 진행되고 있고, 표시 패널 자체를 스피커로서 기능시키는 기술의 개발이 진행되고 있다.

종래 기술의 일례인 특허문헌 1에는 표시 패널과 액츄에이터를 구비하는 표시 장치가 개시되어 있다. 특허문헌 1의 표시 장치는 액츄에이터를 제어하여 표시 패널을 진동시켜 음성을 발생하는 표시 가능한 음향 장치라고도 할 수 있다.

[특허문헌 1]

대한민국 공개 특허 제10-2018-0077582호 공보

그러나, 상기한 종래 기술에는 음질에 개선의 여지가 있다.

본 명세서는 음질을 향상시킨 음향 발생기 및 음향 장치를 실현하는 것을 기술적 과제로 한다.

본 명세서의 예에 따른 해결하고자 하는 과제들은 위에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재 내용으로부터 본 명세서의 기술 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 명세서의 일 실시예에 따른 음향 발생기는 음향 발생기는 압전 소자, 압전 소자의 제1 측에 배치된 제1 중량 부재, 압전 소자의 제2 측에 배치된 제2 중량 부재, 압전 소자의 제1 측과 제2 측 사이의 제3 측에 배치된 제1 탄성체, 및 압전 소자, 제1 중량 부재, 제2 중량 부재, 및 제1 탄성체를 덮도록 구성된 보호 부재를 포함할 수 있다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 명세서의 일 실시예에 따른 음향 장치는 압전 소자를 포함하는 음향 발생기, 및 음향 발생기를 덮고 개구부와 복수의 제1 진동판을 가지도록 구성된 외부 프레임을 포함하고, 음향 발생기는 개구부에 배치될 수 있다.

위에서 언급된 과제의 해결 수단 이외의 본 명세서의 다양한 실시예에 따른 구체적인 사항들은 아래의 기재 내용 및 도면들에 포함되어 있다

본 명세서의 실시예에 의하면, 음질을 향상시킨 음향 발생기 및 음향 장치를 제공할 수 있다.

위에서 언급된 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과의 내용은 청구범위의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구범위의 권리 범위는 발명의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.

도 1은 전제 기술에 따른 표시장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 전제 기술에 따른 압전 소자의 개략적인 구성을 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 A-A'선의 단면도이다.
도 4는 전제 기술에 따른 압전 소자의 구조를 상세하게 나타낸 단면도이다.
도 5는 전제 기술에서 압전 소자에 전압이 인가되었을 때의 가로 방향으로 수축된 변형을 나타낸 모식도이다.
도 6은 전제 기술에서 압전 소자에 전압이 인가되었을 때의 가로 방향으로 신장된 변형을 나타낸 모식도이다.
도 7은 비교예에 따른 압전 소자의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 8은 비교예에 따른 진동 모델을 나타낸 모식도이다.
도 9는 전제 기술에 따른 진동 모델을 나타낸 모식도이다.
도 10은 본 명세서의 실시예에 따른 음향 발생기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 A-A'선의 단면도이다.
도 12는 도 10에 도시된 B-B'선의 단면도이다.
도 13은 본 명세서의 실시예에서 음향 발생기가 배치된 음향 장치의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 14는 도 13에 도시된 A-A'선의 단면도이다.
도 15는 도 13에 도시된 B-B'선의 단면도이다.
도 16은 비교예에 따른 음향 발생기가 배치된 음향 장치의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 17은 도 13에 도시된 음향 장치의 음향 특성과 도 16에 도시된 음향 장치의 음향 특성을 비교한 특성도이다.
도 18은 본 명세서의 실시예에 따른 음향 발생기가 배치된 제1 변형예에 따른 음향 장치의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 19는 본 명세서의 실시예에 따른 음향 발생기가 배치된 제2 변형예에 따른 음향 장치의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 20은 본 명세서의 실시예에 따른 음향 발생기가 배치된 제3 변형예에 따른 음향 장치의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 21은 본 명세서의 실시예에 따른 음향 발생기가 배치된 제4 변형예에 따른 음향 장치의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 22는 본 명세서의 실시예에 따른 음향 발생기가 배치된 제5 변형예에 따른 음향 장치의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 23은 본 명세서의 실시예에 따른 음향 발생기가 배치된 제6 변형예에 따른 음향 장치의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 24는 본 명세서의 실시예에 따른 음향 발생기가 배치된 제7 변형예에 따른 음향 장치의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 25는 본 명세서의 실시예에 따른 음향 발생기가 배치된 제8 변형예에 따른 음향 장치의 내부 구조를 나타낸 도면이다.
도 26은 본 명세서의 실시예에 따른 음향 발생기가 배치된 제9 변형예에 따른 음향 장치의 내부 구조를 나타낸 도면이다.

본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 명세서는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하며, 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 명세서가 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 명세서를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 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, 오차 범위에 대한 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들면, "상에", "상부에", "하부에", "옆에" 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, 예를 들면, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

시간 관계에 대한 설명일 경우, "후에", 에 "이어서", "다음에", "전에" 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, "바로" 또는 "직접"이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 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 명세서의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

본 명세서의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제 2, A, B, (a), (b) 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 "연결"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 연결될 수 있지만, 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 간접적으로 연결되거나 또는 연결될 수 있는 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

"적어도 하나"는 연관된 구성요소의 하나 이상의 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다. 예를 들면, "제1, 제2, 및 제3 구성요소의 적어도 하나"의 의미는 제1, 제2, 또는 제3 구성요소뿐만 아니라, 제1, 제2, 및 제3 구성요소의 두 개 이상의 모든 구성요소의 조합을 포함한다고 할 수 있다.

본 명세서의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

이하, 첨부된 도면 및 실시예를 통해 본 명세서의 실시예를 살펴보면 다음과 같다. 각 도면을 통해 공통되는 기능을 갖는 구성요소에는 동일한 부호를 부여해 중복되는 설명을 생략하거나 간략화할 수 있다. 도면에 도시된 구성요소들의 스케일은 설명의 편의를 위해 실제와 다른 스케일을 가지므로, 도면에 도시된 스케일에 한정되지 않는다.

<전제 기술>

도 1은 전제 기술에 따른 표시 장치(1)의 개략적으로 나타낸 도면이다.

표시 장치(1)는 전자 포스터, 디지털 게시판, 전자 광고판, 컴퓨터의 화상 출력장치, 텔레비전 수상기, 스마트 폰, 또는 게임기 등일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1에 도시된 표시 장치(1)는 압전 소자(10), 표시 패널(20), 탄성 부재(30), 제1 제어부(40), 제2 제어부(50), 데이터 구동 회로(60), 게이트 구동 회로(70)를 포함할 수 있다. 표시 장치(1)는 입력된 RGB 데이터 등에 기초하여 표시 패널(20)에 화상을 표시하고, 입력된 음향 신호(또는 진동 구동 신호) 등에 기초하여 음성 또는 진동을 발생하는 장치이다. 이러한 표시 장치(1)는 음향 장치를 구현할 수 있다.

표시 패널(20)은 매트릭스 형태로 배치된 복수의 화소(P)를 포함할 수 있다. 화소(P)는 유기 발광 다이오드(Organic Light Emitting Diode) 등의 발광 소자를 포함한다. 표시 장치(1)가 컬러 화상을 표시 가능한 경우에는 화소(P)는 컬러 화상을 구성하는 복수의 색(예를 들어 RGB) 중 어느 하나를 표시하는 부화소이다.

압전 소자(10)는 입력된 음향 신호에 기초한 전압이 인가되면, 역압전 효과에 의해 변위되는 소자일 수 있다. 압전 소자(10)는 바이모프(Bimorph) 또는 유니모프(Unimorph) 등과 같이 전압에 따라 굴곡 변위되는 소자일 수 있다. 입력되는 음향 신호는 교류 전압(또는 일반적인 교류 전압)이므로 압전 소자(10)는 입력된 음향 신호에 따라 진동하는 진동 소자로서 기능한다.

탄성 부재(30)는 탄성을 갖는 재료에 의해 구성된 부재일 수 있다. 탄성 부재(30)의 재료로는 압전 소자(10) 및 표시 패널(20)보다 작은 탄성률을 가질 수 있으며, 예를 들어, 고무 등의 재료일 수 있다. 압전 소자(10)의 일부와 표시 패널(20)의 일부는 탄성 부재(30)에 의해 연결되므로, 압전 소자(10)의 진동은 표시 패널(20)로 전달되고, 표시 패널(20)은 입력된 음향 신호에 기초한 음향을 발생한다.

호스트 시스템(2)은 RGB 데이터 등의 화상 신호, 음향 신호 및 타이밍 신호를 공급함으로써 표시 장치(1)를 제어하는 장치 또는 복수의 장치를 포함하는 시스템이다. 타이밍 신호는 수직 동기 신호, 수평 동기 신호 및 데이터 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다. 호스트 시스템(2)은 예를 들어, 음원 재생 장치, 구내 방송 장치, 라디오 방송 재생 시스템, 텔레비전 시스템, 셋탑 박스, 네비게이션 시스템, 광디스크 플레이어, 컴퓨터, 홈 시어터 시스템, 또는 비디오 전화 시스템 등일 수 있다. 아울러, 표시 장치(1)와 호스트 시스템(2)은 일체의 장치일 수도 있고, 별개의 장치일 수도 있다.

제1 제어부(40)는 호스트 시스템(2)으로부터 입력된 음향 신호 및 타이밍 신호에 기초하여 압전 소자(10)로 전압을 공급할 수 있다. 제2 제어부(50)는 호스트 시스템(2)으로부터 입력된 화상 데이터 및 타이밍 신호에 기초하여 데이터 구동 회로(60) 및 게이트 구동 회로(70)를 제어할 수 있다. 데이터 구동 회로(60)는 복수의 화소(P)의 각 열에 배치된 구동선(61)을 통해 복수의 화소(P)로 데이터 전압 등을 공급할 수 있다. 게이트 구동 회로(70)는 복수의 화소(P)의 각 행에 배치된 구동선(71)을 통해 복수의 화소(P)로 제어 신호를 공급할 수 있다. 또한, 구동선(61) 및 구동선(71) 각각은 복수의 배선으로 구성될 수 있다.

제1 제어부(40), 제2 제어부(50), 데이터 구동 회로(60) 및 게이트 구동 회로(70) 각각은 하나 또는 복수의 반도체 집적회로에 의해 구성될 수 있다. 또한, 제1 제어부(40), 제2 제어부(50), 데이터 구동 회로(60) 및 게이트 구동 회로(70)의 일부 또는 전부는 하나의 반도체 집적회로로서 일체로 구성될 수 있다.

도 2는 전제 기술에 따른 압전 소자(10)의 개략적인 구성을 나타내는 평면도이다. 도 3은 도 2에 도시된 A-A'선의 단면도이다. 도 2에서 표시 패널(20)의 사각형(또는 직사각형)의 테두리는 외부 프레임 또는 표시 패널(20)의 외관 또는 외형을 모식적으로 나타낸다.

도 3에 도시된 표시 패널(20)의 하나의 주면(主面)은 화상 표시면(또는 제1 면 또는 전면)(20a)일 수 있고, 다른 주면은 이면(또는 제 2 면 또는 후면)(20b)일 수 있다. 화상 표시면(20a)은 화상이 표시되는 면이다. 도 2 및 도 3에 표시된 좌표축에서, 화상 표시면(20a)의 수평 방향은 x축을 나타내고, 화상 표시면(20a)의 수직 방향은 z축을 나타내고, 화상 표시면(20a)의 깊이 방향은 y축을 나타낸다. 또한, 도 2에서 이면(20b)으로부터 화상 표시면(20a)으로 향하는 방향은 y축의 정방향일 수 있다.

압전 소자(10)의 형상은 평면도에서 장변 방향(도 2 및 도 3의 z축 방향) 및 단변 방향(도 2 및 도 3의 x축 방향)을 갖는 직사각형으로서, 평판형일 수 있다. 이에 의해, 장변 방향을 따르는 단면(A-A'선)으로 굴곡하도록 변형이 발생할 수 있다. 압전 소자(10)의 장변 방향은 표시 패널(20)의 단부와 수직이 되도록 배치될 수 있다.

탄성 부재(30)는 압전 소자(10)의 장변 방향의 중심을 포함하는 위치에 접속(또는 연결)될 수 있다. 압전 소자(10)의 장변 방향의 중심은 진동의 배(antinode, 腹)가 되는 부분이므로 진동이 효율적으로 표시 패널(20)로 전달될 수 있다.

도 3에 도시된 압전 소자(10)는 제1 주면(또는 제 1 면)(10a) 및 제2 주면(또는 제 2 면)(10b)을 포함할 수 있다. 탄성 부재(30)는 압전 소자(10)의 제1 주면(10a)과 표시 패널(20)의 이면(20b)을 접속(또는 연결)시킬 수 있다. 이와 같이, 압전 소자(10) 및 탄성 부재(30)는 화상 표시면(20a)의 화상 표시에 방해가 되지 않도록 표시 패널(20)의 이면(20b)에 배치될 수 있다.

탄성 부재(30)는 압전 소자(10)의 제1 주면(10a)의 일부에만 접속(또는 연결)될 수 있다. 압전 소자(10)의 장변 방향의 양단부가 들린 상태가 되므로, 굴곡 진동(또는 벤딩 진동)의 변위가 큰 장변 방향의 양단부에서 압전 소자(10)의 진동의 저하가 억제될 수 있다.

도 4는 전제 기술에 따른 압전 소자(10)의 구조를 상세하게 나타낸 단면도이다. 도 4는 도 3을 오른쪽으로 90도 회전시킨 방향이지만, 도 3과 동일하게 도 2에 도시된 A-A'선의 단면도이다. 또한, 도 4는 압전 소자(10)에 대한 음향 신호의 입력 방법을 설명하기 위하여, 압전 소자(10)에 포함되는 각 전극의 접속 관계를 회로도에 의해 모식적으로 나타낸다.

도 4에 도시된 압전 소자(10)는 2개의 압전층이 적층된 바이모프 구조를 포함할 수 있다. 도 4에 도시된 압전 소자(10)는 제1 전극(11), 제1 압전층(12), 제2 전극(13), 제2 압전층(14) 및 제3 전극(15)을 포함할 수 있다. 제1 전극(11)은 표시 패널(20)로부터 가장 가까이 배치되고, 탄성 부재(30)에 연결될 수 있다. 제3 전극(15)은 표시 패널(20)로부터 가장 멀리 배치될 수 있다. 제2 전극(13)은 제1 전극(11)과 제3 전극(15) 사이에 배치될 수 있다.

제1 압전층(12)은 제1 전극(11)과 제2 전극(13) 사이에 지지될 수 있다. 제2 압전층(14)은 제2 전극(13)과 제3 전극(15) 사이에 지지될 수 있다. 제1 압전층(12) 및 제2 압전층(14)의 내부에 표시된 화살표는 분극 방향을 나타내고, 제1 압전층(12)의 분극 방향과 제2 압전층(14) 분극 방향은 동일할 수 있다.

또한, 제1 전극(11), 제2 전극(13) 및 제3 전극(15)에는 이들 각각으로 전압을 인가하기 위한 배선이 연결될 수 있지만, 도 4에서는 배선에 대한 도시가 생략되어 있다. 또한, 배선의 접속은 솔더링 등에 의해 이루어질 수 있고, 특정의 방법에 한정되는 것은 아니다.

압전 소자(10)에 인가되는 전압은 음향 신호에 기초한 것이므로, 생성해야 할 음향의 주파수에 대응하는 교류 전압일 수 있다. 도 4에서는 이 교류 전압이 교류 전원의 회로 기호로 나타낸다. 교류 전원의 일측 단자(또는 제1 단자)는 제1 전극(11) 및 제3 전극(15)에 연결되고, 타측 단자(또는 제2 단자)는 제2 전극(13)에 연결될 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(11)으로 인가되는 전압과 제3 전극(15)으로 인가되는 전압은 동위상(same phase or in-phase)이고, 제1 전극(11)으로 인가되는 전압과 제2 전극(13)으로 인가되는 전압은 역위상(opposite phases or anti-phases)이고, 제2 전극(13)으로 인가되는 전압과 제3 전극(15)으로 인가되는 전압은 동위상일 수 있다. 이에 의해, 제1 압전층(12)으로 인가되는 전압과 제2 압전층(14)으로 인가되는 전압은 역방향(opposite directions or reverse directions)일 수 있다.

제1 압전층(12) 및 제2 압전층(14)의 재료는 압전성 재료일 수 있고, 특정의 재료로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제1 압전층(12) 및 제2 압전층(14)는 PZT(lead zirconate titanate) 등을 포함할 수 있다. PZT는 고압전성을 가지므로, 인가된 전압에 대해 큰 변위량을 가질 수 있다. 또한, 도 4에는 도시하지 않았지만, 압전 소자(10)의 외주(또는 바깥둘레)는 다른 부재와의 전기적인 쇼트를 방지하기 위해, 수지 등의 절연체에 의해 덮일 수 있다.

도 5는 전제 기술에서 압전 소자(10)에 전압이 인가되었을 때의 가로 방향으로 수축된 변형을 나타낸 모식도이다. 도 6은 전제 기술에서 압전 소자(10)에 전압이 인가되었을 때의 가로 방향으로 신장된 변형을 나타낸 모식도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 압전층(12)의 분극 방향과 제2 압전층(14)의 분극 방향은 동일하고, 제1 압전층(12)에 인가되는 전압의 방향은 제2 압전층(14)에 인가되는 전압의 방향과 반대일 수 있다. 예를 들면, 제1 및 제 2 압전층(12, 14)에 인가되는 전압은 역위상일 수 있다. 이에 의해, 제1 압전층(12)의 신축 방향과 제2 압전층(14)의 신축 방향은 반대이거나 거꾸로 일 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1 압전층(12)이 가로 방향으로 수축되도록 변형되는 타이밍에서, 제2 압전층(14)은 가로 방향으로 신장되는 방향으로 변형될 수 있다. 이에 의해, 압전 소자(10)의 단부는 표시 패널(20)에 가까워지는 방향으로 굴곡될 수 있다. 예를 들면, 표시 패널(20)은 압전 소자(10)로 향하는 방향으로 응력을 받아 변형될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 제1 압전층(12)이 가로 방향으로 신장되도록 변형되는 타이밍에서, 제2 압전층(14)은 가로 방향으로 수축되는 방향으로 변형될 수 있다. 이에 의해, 압전 소자(10)의 단부는 표시 패널(20)로부터 멀어지는 방향으로 굴곡될 수 있다. 예를 들면, 표시 패널(20)은 압전 소자(10)로부터 멀어지는 방향으로 응력을 받아 변형될 수 있다.

음향 신호에 기초한 교류 전압이 압전 소자(10)로 인가되면, 음향의 주파수에서 도 5에 도시된 형태와 도 6에 도시된 형태 번갈아 가며 반복될 수 있다. 이에 따라, 압전 소자(10)의 진동은 표시 패널(20)로 전달되어 표시 패널(20)을 진동시킬 수 있다. 따라서, 표시 패널(20)로부터 음향 신호에 기초한 음향이 발생되고, 표시 패널(20)은 스피커로서 기능할 수 있다.

전제 기술에서 압전 소자(10)의 일부와 표시 패널(20)이 탄성 부재(30)에 의해 연결되어 있음에 따른 효과를 설명한다. 도 7은 비교예에 따른 압전 소자(10)의 구성을 나타낸 단면도이다. 도 8은 비교예에 따른 진동 모델을 나타낸 모식도이다.

도 7에 도시된 비교예에서, 압전 소자(10)의 전면(全面)이 표시 패널(20)에 직접 연결될 수 있다. 이러한 구성에서도 압전 소자(10)의 변위를 표시 패널(20)로 전달시켜 표시 패널(20)을 스피커로 기능시키는 것은 가능하다. 도 8에 도시된 비교예에 따른 진동 모델은 압전 소자(10) 및 표시 패널(20)을 나타내는 질량점의 양단에 스프링(S1, S2)이 연결되어 있다. 질량(m₁)을 갖는 압전 소자(10)와 질량(m₂)를 갖는 표시 패널(20)은 직접 연결되어 있다.

압전 소자(10)에는 스프링 상수(k₁)을 갖는 스프링(S1)이 연결되어 있고, 표시 패널(20)에는 스프링 상수(k₂)를 갖는 스프링(S2)이 연결되어 있다. 스프링(S1)은 압전 소자(10)의 탄성을 모델화한 것이다. 스프링(S2)은 표시 패널(20)의 탄성, 또는 케이스 등의 표시 패널(20)을 구속하는 부재의 탄성을 모델화한 것이다. 또한, 본 진동 모델에서, 양단은 고정단일 수 있다.

비교예의 진동 모델에서, 압전 소자(10)와 표시 패널(20)은 질량 (m₁＋m₂)를 갖는 1개의 질량점으로 치환될 수 있다. 압전 소자(10)에 전압을 인가하면, 압전 소자(10)에서 발생하는 힘은 질량 (m₁＋m₂)를 갖는 압전 소자(10) 및 표시 패널(20) 전체를 진동시킨다. 예를 들면, 질량 (m₁＋m₂)는 질량(m₁)보다 훨씬 클 수 있다. 압전 소자(10)에서 발생하는 힘은 압전 소자(10)의 질량보다 훨씬 큰 질량의 물체에 영향을 미치므로, 이 힘에 의해 압전 소자(10) 및 표시 패널(20)이 받는 가속도는 작을 수 있다. 따라서, 압전 소자(10) 및 표시 패널(20)의 변위량은 작고, 비교예의 구성에서는 표시 패널(20)로부터 발생되는 음향의 음압을 증가시키기 어렵다.

도 9는 전제 기술에 따른 진동 모델을 나타낸 모식도이다. 도 9에 도시된 전제 기술에의 진동 모델에서, 압전 소자(10) 및 표시 패널(20)을 나타내는 질량점 사이에 용수철 상수(k₃)를 갖는 스프링(S3)이 연결되어 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)은 스프링(S3)을 통해 연결되어 있다.

전제 기술의 진동 모델에서, 압전 소자(10)와 표시 패널(20)은 서로 독립적으로 변위된다. 압전 소자(10)에 전압을 인가할 때 발생되는 힘은 질량(m₁)을 갖는 압전 소자(10)를 진동시킨다. 예를 들면, 힘이 미치는 물체의 질량은 비교예의 경우보다 작으므로, 이 힘에 의해 압전 소자(10)가 받는 가속도는 비교예보다 크다. 이에 의해, 압전 소자(10)는 큰 변위로 공진하는 상태가 된다. 또한, 압전 소자(10)의 변위는 스프링(S3)을 통해 표시 패널(20)로 서서히 전달되므로 비교예와 같이 표시 패널(20)의 질량에 의한 변위의 억제가 발생되기 어렵다. 따라서, 전제 기술은 비교예보다 변위를 크게 할 수 있어 음압을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 전제 기술에 따르면, 표시 패널(20)을 스피커로서 기능시킨 경우, 표시 패널(20)에 의해 발생되는 음향의 음압을 향상시킬 수 있다.

또한, 전제 기술에서, 진동원은 압전 소자(10)이지만, 음향의 발생원은 질량이 크고 고유 주파수가 낮은 표시 패널(20)이다. 따라서, 전제 기술에 따른 압전 소자(10)로부터 직접 음향을 발생하는 구성, 또는 표시 패널(20)과 별개의 작은 진동판에 압전 소자(10)를 연결시키는 등의 고유 주파수가 높은 부재로부터 음향을 발생시키는 구성보다 저음역대의 음압을 향상시킬 수 있다.

위에서 설명한 바와 같이, 전제 기술에 따르면, 저음역대의 음압을 향상시킬 수 있으나, 중음역대 및 고음역대의 음압의 개선이 필요하다. 본 명세서의 실시예는 이하에 설명하는 바와 같이 노이즈, 고조파음 및 상이한 음역대에서의 음압차를 억제할 수 있다. 그리고, 이하의 설명에서, 저음역대는 주파수 300Hz 이하인 음향이고, 중음역대는 주파수 300Hz보다 크고 주파수 1kHz 이하인 음향이며, 고음역대는 주파수 1kHz보다 큰 음향으로 정의될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

도 10은 본 명세서의 실시예에 따른 음향 발생기(100)의 구조를 나타낸 도면이다. 도 11은 도 10에 도시된 A-A'선의 단면도이다. 도 12는 도 10에 도시된 B-B'선의 단면도이다.

도 10 내지 도 12를 참조하면, 음향 발생기(100)는 제1 중량 부재(101), 제1 탄성체(또는 제1 탄성 부재)(102), 제2 중량 부재(103), 제2 탄성체(또는 제2 탄성 부재)(104), 및 사각 형상의 압전 소자(105), 보호 부재(106)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 중량 부재(101, 103)는 추, 무게 추, 질량체, 매스 부재(mass member), 또는 진동 증폭 부재일 수 있다. 보호 부재(106)는 탄성 보호 부재 또는 플렉서블 보호 부재일 수 있다.

압전 소자(105)는 장변과 단변을 갖는 직사각 형상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 압전 소자(105)는 장변 방향을 기준으로, 제1 측(또는 제1 진동 영역, 또는 제 1 사운드 영역, 또는 제 1 부분), 제2 측(또는 제2 진동 영역, 또는 제 2 사운드 영역, 또는 제 2 부분), 및 제1 측과 제2 측 사이의 제 3 측(또는 제3 진동 영역, 또는 제 3 사운드 영역, 또는 제 3 부분)을 포함할 수 있으며, 제1 내지 제3 측 각각에서 상이한 음역대의 음향을 발생할 수 있다.

제1 중량 부재(101)는 압전 소자(105)의 장변 방향의 제1 측에 마련되고, 압전 소자(105)의 진동을 증폭시키기 위해 마련된 부재일 수 있다. 제2 중량 부재(103)는 압전 소자(105)의 장변 방향의 제2 측에 마련되고, 압전 소자(105)의 진동을 증폭시키기 위해 마련된 부재일 수 있다. 제1 탄성체(102)는 탄성 재료에 의해 구성되고, 제2 탄성체(104)보다 변형되기 어려운 재료로 구성될 수 있으며, 예를 들어 보호 부재(106)의 재료가 단단하게 굳어진 집합체일 수 있다. 제2 탄성체(104)는 탄성 재료에 의해 구성되고, 제1 탄성체(102)보다 변형되기 쉬운 탄성 재료 또는 제1 탄성체(102)보다 낮은 밀도를 갖는 탄성 재료로 구성될 수 있으며, 예를 들어 스펀지 등일 수 있다.

압전 소자(105)는 전제 기술에 따른 압전 소자(10)에 해당되고, 입력된 음향 신호에 기초한 전압이 인가되면, 역압전 효과에 의해 변위됨으로써 진동하여 음향 발생기(100)에서 음향을 발생시키는 소자일 수 있다.

보호 부재(106)는 음향 발생기(100)에서 제1 중량 부재(101)와 제1 탄성체(102)와 제2 중량 부재(103) 및 압전 소자(105)를 덮는 탄성을 갖는 부재일 수 있으며, 예를 들어 실리콘, 고무, 또는 실리콘 고무 등을 포함할 수 있다. 보호 부재(106)는 예를 들어 실리콘 고무로 형성된 케이스일 수 있으며, 일부에 마련된 노치(또는 슬릿)를 포함할 수 있다. 보호 부재(106)는 노치를 통해 삽입된 제1 중량 부재(101)와 제1 탄성체(102)와 제2 중량 부재(103) 및 압전 소자(105) 각각을 덮거나 둘러쌀 수 있다. 예를 들면, 제1 중량 부재(101)와 제1 탄성체(102)와 제2 중량 부재(103) 및 압전 소자(105)는 하나의 부품으로 일체화되어 노치를 통해 케이스(또는 보호 부재(106))로 삽입될 수 있으며, 이에 의해 보호 부재(106)(또는 케이스)는 제1 중량 부재(101)와 제1 탄성체(102)와 제2 중량 부재(103) 및 압전 소자(105)를 각각 덮거나 전체적으로 둘러싸일 수 있다.

제1 중량 부재(101)가 배치된 압전 소자(105)의 장변 방향의 제1 측은 높은 주파수(또는 제 1 주파수 대역)의 음향을 발생하는 고음 발생부일 수 있다. 제2 중량 부재(103)가 배치된 압전 소자(105)의 장변 방향의 제 2 측은 낮은 주파수(또는 제 2 주파수 대역)의 음향을 발생하는 저음 발생부일 수 있다. 제1 탄성체(102)가 배치된 부분은 고음 발생부에서 발생된 음향과 저음 발생부에서 발생된 음향 사이의 중간 주파수(또는 제 3 주파수 대역)의 음향을 발생하는 중음 발생부일 수 있다. 또한, 제2 탄성체(104)는 저음 발생부에 배치될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 음향 발생기(100)에서, 저음 발생부는 고음 발생부 및 중음 발생부 각각보다 상대적으로 큰 크기(또는 면적)을 가질 수 있.

도 13은 본 명세서의 실시예에 따른 음향 발생기(100)가 배치된 음향 장치(200)의 내부 구조를 나타낸 도면이다. 도 14는 도 13에 도시된 A-A'선의 단면도이다. 도 15는 도 13에 도시된 B-B'선의 단면도이다.

도 10, 및 도 13 내지 도 15를 참조하면, 본 명세서의 실시예에 따른 음향 장치(200)는 압전 소자를 포함하는 음향 발생기(100), 탄성 부재(201), 개구부(202)를 갖는 외부 프레임(또는 제 1 프레임)(203), 및 내부 프레임(또는 제 2 프레임)(204)을 포함할 수 있으며, 2개의 진동판(203a) 사이에 지지될 수 있다.

음향 발생기(100)의 중음 발생부는 압전 소자(105)의 장변 방향의 중심보다 제1 중량 부재(101)가 마련된 압전 소자(105)의 장변 방향의 제 1측에 가까운 위치에서 제1 탄성체(102)를 통해 2개의 진동판(203a)에 연결되거나 고정될 수 있다. 탄성 부재(201)는 탄성 재료에 의해 구성될 수 있으며, 예를 들어 제2 탄성체(104)와 동일한 스펀지일 수 있다. 탄성 부재(201)는 외부 프레임(203)의 외측에 배치될 수 있다.

외부 프레임(203)은 음향 발생기(100)에서 발생되는 음향을 외부로 출력할 수 있다. 외부 프레임(203)은 고음을 발생하는 고음 발생부(또는 제1 부분), 저음을 발생하는 저음 발생부(또는 제2 부분), 및 고음 발생부(또는 제1 부분)와 저음 발생부(또는 제2 부분) 사이에서 중음을 발생하는 중음 발생부(또는 제3 부분)를 포함할 수 있다.

또한, 2개의 진동판(203a)은 외부 프레임(203)에 포함될 수도 있고, 2개 이상 마련될 수도 있다. 음향 발생기(100)는 외부 프레임(203)의 제1 부분에 배치된 개구부(202) 및 외부 프레임(203)의 제3 부분 중 적어도 하나에 배치될 수 있다. 개구부(202)가 마련된 외부 프레임(203)과 내부 프레임(204)은 일체로 형성될 수 있으나, 본 명세서의 실시예들은 이에 한정되는 것은 아니다.

내부 프레임(204)은 중음 발생부에서 발생한 음향 및 저음 발생부에서 발생한 음향 각각이 음향 장치(200) 내부의 일부에 형성된 공간으로 도입(introduce)되어 반향(reverberate)되도록 구성될 수 있다.

음향 발생기(100)에 있어서, 제1 탄성체(102)는 중음 발생부(또는 제3 부분) 내부의 접착면(1020)에서 외부 프레임(203)의 진동판에 접착될 수 있고, 제2 탄성체(104)는 저음 발생부(또는 제2 부분) 내부의 접착면(1040)에서 외부 프레임(203)의 진동판에 접착될 수 있다. 접착면(1020)의 부분(또는 제3 부분)의 진동판(203a)을 제1 진동판으로 하고, 접착면(1040)의 부분(또는 제2 부분)의 진동판(203a)을 제2 진동판으로 함으로써 진동판(203a)은 복수의 진동판에 의해 구성될 수도 있다.

도 16은 비교예에 따른 음향 발생기(100a)가 배치된 음향 장치(200a)의 내부 구조를 나타낸 도면이다. 음향 장치(200a)는 압전 소자를 포함하는 음향 발생기(100a), 탄성 부재(201), 및 외부 프레임(203)을 포함할 수 있다. 음향 발생기(100a)는 2개의 제2 중량 부재(103), 2개의 제2 탄성체(104), 및 압전 소자(105)를 포함할 수 있다. 음향 발생기(100a)에서, 2개의 제2 중량 부재(103) 및 2개의 제2 탄성체(104)는 압전 소자(105)의 장변 방향의 양측(또는 제 1 측과 제 2 측)에 마련될 수 있다.

도 17은 도 13에 도시된 음향 장치(200)의 음향 특성과 도 16에 도시된 음향 장치(200a)의 음향 특성을 비교한 특성도이다. 도 17에서 가로축은 주파수이고, 세로축은 진폭이다. 도 17에는 특성도에서의 3개의 부분을 확대한 제1 확대도, 제2 확대도 및 제3 확대도가 도시되어 있다. 제1 확대도, 제2 확대도 및 제3 확대도에는 중음 또는 고음에서의 특성이 나타나 있으나, 모든 확대도에서 음압이 증가되고, 특히 고음에서의 음압이 증가되며, 중음과 고음에서의 음압차가 감소될 수 있다. 또한, 제2 확대도 및 제3 확대도에 의하면, 고음에서 주파수의 변화에 대한 진폭의 증감이 작아져 고조파음이 감소되고, 고음역에서의 노이즈가 감소됨을 알 수 있다. 도 17에 도시된 바와 같이, 도 13에 도시된 음향 장치(200)에 의하면, 고음역에서의 노이즈가 감소되고, 고조파음이 감소되며, 중음과 고음에서의 음압차가 억제될 수 있다.

그리고, 본 명세서의 실시예에 따른 음향 장치는 도 13 내지 도 15에 도시된 구성(또는 구조)에 한정되지 않고, 이하에서는 본 명세서의 실시예에 따른 음향 장치의 변형예에 대해 설명한다.

도 18은 본 명세서의 실시예에 따른 음향 발생기(100)가 배치된 제1 변형 실시예에 따른 음향 장치(200a)의 내부 구조를 나타낸 도면이다.

도 18을 참조하면, 본 명세서의 제1 변형 실시예에 따른 음향 장치(200a)는 압전 소자를 포함하는 음향 발생기(100), 탄성 부재(201), 개구부(202)를 갖는 외부 프레임(203), 및 내부 프레임(204, 204a)을 포함할 수 있다. 본 명세서의 제2 변형예에 따른 음향 장치(200a)는 본 명세서의 실시예에 따른 음향 장치(200)에 내부 프레임(204a)이 추가로 구성된다는 점만 다르고, 그 외의 구성은 동일하므로, 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.

2개의 내부 프레임(204a)은 저음역대 영역에 배치되고, 음향 발생기(100)에서 발생하는 음향의 경로가 중음역대의 영역으로부터 멀어짐에 따라 점점 좁아지도록 구성되고, 중음역대의 영역으로부터 멀어진 영역에서 반향되도록 구성될 수 있다. 도 18에 도시된 구성에 의하면 저음역대의 음압 특성이 향상될 수 있다.

도 19는 본 명세서의 실시예에 따른 음향 발생기(100)가 배치된 제2 변형예에 따른 음향 장치(200b)의 내부 구조를 나타낸 도면이다.

도 19를 참조하면, 본 명세서의 제2 변형예에 따른 음향 장치(200b)는 압전 소자를 포함하는 음향 발생기(100), 탄성 부재(201), 개구부(202)를 갖는 외부 프레임(203), 및 내부 프레임(204b)을 포함할 수 있다. 본 명세서의 제2 변형예에 따른 음향 장치(200b)는 본 명세서의 실시예에 따른 음향 장치(200)의 내부 프레임(204)에 대신하여 내부 프레임(204b)이 구성된다는 점만 다르고, 그 외의 구성은 동일하므로, 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.

내부 프레임(204b)은 중저음역대의 영역에 배치되고, 음향 발생기(100)에서 발생하는 음향의 경로가 중저음역대의 영역에서 적어도 1회 우회하여 중음역대의 영역으로부터 멀어진 영역에서 반향되도록 구성될 수 있다. 도 19에 도시된 구성에 의하면 저음역대의 음압 특성이 향상될 수 있다.

도 20은 본 명세서의 실시예에 따른 음향 발생기(100)가 배치된 제3 변형예에 따른 음향 장치(200c)의 내부 구조를 나타낸 도면이다.

도 20을 참조하면, 본 명세서의 제3 변형예에 따른 음향 장치(200c)는 압전 소자를 포함하는 음향 발생기(100), 탄성 부재(201), 개구부(202)와 포트(205)를 갖는 외부 프레임(203), 및 내부 프레임(204b)을 포함할 수 있다. 본 명세서의 제3 변형예에 따른 음향 장치(200c)는 본 명세서의 제2 변형예에 따른 음향 장치(200b)에 대해 외부 프레임(203)에 포트(205)가 추가로 구성된다는 점만 다르고, 그 외의 구성은 동일하므로, 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.

포트(205)는 저음의 음압을 향상시키기 위해 마련될 수 있다. 밀폐형 스피커의 경우, 스피커의 후면(또는 배후)는 막혀 있고, 공기실이 마련될 수 있으나, 이 막힌 공기실에 포트(또는 홀)을 형성하면, 공기실의 포트(205)의 개구의 단면적, 및 포트(205)의 공기실에 마련된 덕트의 길이에 의해 공진 주파수가 조정되고, 이에 의해 저음이 강조된 스피커를 구현할 수 있다. 이에 따라, 포트(205)는 외부 프레임(203)과 2개의 진동판(203a)에 의해 둘러싸인 공간(또는 공기실)에 연통되도록 외부 프레임(203)에 구성될 수 있다. 예를 들면, 포트(205)의 개구 형상은 특별한 형상에 한정되지 않고, 원형 또는 타원형일 수도 있고, 사각형 또는 다각형일 수도 있다. 포트(205)는 저음의 음압을 향상시키도록 중저음역대의 영역의 외부 프레임(203)에 구성될 수 있다. 예를 들면, 포트(205)에 의해 공진 주파수가 조정됨으로써 저음의 음압이 향상될 수 있다. 도 20에 도시된 구성에 의하면, 저음역대의 음압 특성이 향상될 수 있다.

도 21은 본 명세서의 실시예에 따른 음향 발생기(100)가 배치된 제4 변형예에 따른 음향 장치(200d)의 내부 구조를 나타낸 도면이다.

도 21을 참조하면, 본 명세서의 제4 변형예에 따른 음향 장치(200d)는 압전 소자를 포함하는 음향 발생기(100), 탄성 부재(201), 개구부(202)를 갖는 외부 프레임(203), 및 내부 프레임(204c)을 포함할 수 있다. 본 명세서의 제4 변형예에 따른 음향 장치(200d)는 본 명세서의 실시예에 따른 음향 장치(200)의 내부 프레임(204)에 대신하여 내부 프레임(204c)이 구성된다는 점만 다르고, 그 외의 구성은 동일하므로, 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.

내부 프레임(204c)은 중음역대의 영역 및 저음역대의 영역에 각각 배치되고, 음향 발생기(100)에서 발생하는 음향의 경로가 중음역대의 영역으로 반향됨과 아울러, 이 음향의 경로가 저음역대의 영역으로 우회하여 중음역대의 영역으로부터 멀어진 영역에서 반향되도록 구성될 수 있다. 도 21에 도시된 구성에 의하면 중음 및 저음의 음압이 향상될 수 있다.

도 22는 본 명세서의 실시예에 따른 음향 발생기(100)가 배치된 제5 변형예에 따른 음향 장치(200e)의 내부 구조를 나타낸 도면이다.

도 22를 참조하면, 본 명세서의 제5 변형예에 따른 음향 장치(200e)는 압전 소자를 포함하는 음향 발생기(100), 탄성 부재(201), 개구부(202)와 포트(205, 205a)를 갖는 외부 프레임(203), 및 내부 프레임(204c)을 구비한다. 본 명세서의 제5 변형예에 따른 음향 장치(200e)는 본 명세서의 제4 변형예에 따른 음향 장치(200d)의 외부 프레임(203)에 포트(205, 205a)가 추가로 구성된다는 점만 다르고, 그 외의 구성은 동일하므로, 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.

포트(205)(또는 제 1 포트)는 저음의 음압을 향상시키도록 저음역대의 영역의 외부 프레임(203)에 구성되고, 포트(205a)(또는 제 2 포트)는 중음의 음압을 향상시키도록 중음역대의 영역의 외부 프레임(203)에 구성될 수 있다. 예를 들면, 포트(205)는 도 20에 도시된 포트(205)와 동일하게 구성될 수 있다. 포트(205a)는 개구부(202)에 인접한 외부 프레임(203)에 구성되는 것을 제외하고는 포트(205)와 동일하게 구성될 수 있다. 도 22에 도시된 구성에 의하면 중음 및 저음의 음압이 향상될 수 있다.

도 23은 본 명세서의 실시예에 따른 음향 발생기(100)가 배치된 제6 변형예에 따른 음향 장치(200f)의 내부 구조를 나타낸 도면이다.

도 23을 참조하면, 본 명세서의 제6 변형예에 따른 음향 장치(200f)는 압전 소자를 포함하는 음향 발생기(100), 탄성 부재(201), 개구부(202)와 포트(205)를 갖는 외부 프레임(203), 및 내부 프레임(204, 204d)을 포함할 수 있다. 본 명세서의 제6 변형예에 따른 음향 장치(200f)는 본 명세서의 실시예에 따른 음향 장치(200)에 대해 내부 프레임(204d)이 추가되고, 외부 프레임(203)에 포트(205)가 구성된다는 점만 다르고, 그 외의 구성은 동일하므로, 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.

내부 프레임(204d)은 저음역대의 영역에 배치되고, 저음역대의 영역에 마련된 내부 프레임(204)에 거의 평행하게 배치되어, 음향 발생기(100)에서 발생하는 음향의 경로가 외부 프레임(203)의 모서리 부분을 향하도록 저음역대의 영역에서 우회하여 중음역대의 영역으로부터 멀어진 영역에서 반향되도록 구성될 수 있다. 도 23에 도시된 구성에 의하면 저음의 음압이 향상될 수 있다.

도 24는 본 명세서의 실시예에 따른 음향 발생기(100)가 배치된 제7 변형예에 따른 음향 장치(200g)의 내부 구조를 나타낸 도면이다.

도 24를 참조하면, 본 명세서의 제7 변형예에 따른 음향 장치(200g)는 압전 소자를 포함하는 음향 발생기(100), 탄성 부재(201), 개구부(202)와 포트(205)를 갖는 외부 프레임(203), 및 내부 프레임(204, 204d, 204e, 204f)을 포함할 수 있다. 본 명세서의 제7 변형예에 따른 음향 장치(200g)는 본 명세서의 제6 변형예에 따른 음향 장치(200f)에 대해 내부 프레임(204e, 204f)이 추가로 구성된다는 점만 다르고, 그 외의 구성은 동일하므로, 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.

내부 프레임(204e)은 저음역대의 영역에 배치될 수 있다. 음향 발생기(100)에서 발생하는 음향의 경로가 우회하여 반향되도록, 내부 프레임(204e)의 일부는 내부 프레임(204)과 내부 프레임(204d) 사이를 경유한 음향의 경로를 차단하도록 구성되고, 내부 프레임(204e)의 다른 일부는 저음역대의 영역에 배치된 내부 프레임(204d)의 일부와 거의 평행하도록 구성될 수 있다. 내부 프레임(204f)은 음향 발생기(100)에서 발생하는 음향의 경로가 우회하여 반향되도록, 내부 프레임(204e)의 다른 일부와 거의 평행하게 구성될 수 있다. 포트(205)는 저음역대의 영역의 외부 프레임(203)에 구성됨으로써 저음의 음압을 향상시킬 수 있다. 도 24에 도시된 구성에 의하면 저음의 음압이 향상될 수 있다.

도 25는 본 명세서의 실시예에 따른 음향 발생기(100)가 배치된 제8 변형예에 따른 음향 장치(200h)의 내부 구조를 나타낸 도면이다.

도 25를 참조하면, 본 명세서의 제8 변형예에 따른 음향 장치(200h)는 압전 소자를 포함하는 음향 발생기(100), 탄성 부재(201), 개구부(202)를 갖는 외부 프레임(203), 및 내부 프레임(204g)을 포함할 수 있다. 본 명세서의 제8 변형예에 따른 음향 장치(200h)는 본 명세서의 실시예에 따른 음향 장치(200)의 내부 프레임(204)에 대신하여 내부 프레임(204g)이 구성된다는 점만 다르고, 그 외의 구성은 동일하므로, 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.

내부 프레임(204g)은 중저음역대의 영역에 배치되고, 음향 발생기(100)에서 발생하는 음향의 경로가 외부 프레임(203)을 따라 우회하여 반향되도록 구성될 수 있다. 도 25에 도시된 구성에 의하면 중음 및 저음의 음압이 향상될 수 있다.

도 26은 본 명세서의 실시예에 따른 음향 발생기(100)가 배치된 제9 변형예에 따른 음향 장치(200i)의 내부 구조를 나타낸 도면이다.

도 26을 참조하면, 본 명세서의 제9 변형예에 따른 음향 장치(200i)는 압전 소자를 포함하는 음향 발생기(100), 탄성 부재(201), 개구부(202)와 포트(205a)를 갖는 외부 프레임(203), 및 내부 프레임(204g)을 포함할 수 있다. 본 명세서의 제9 변형예에 따른 음향 장치(200i)는 본 명세서의 제8 변형예에 따른 음향 장치(200h)의 외부 프레임(203)에 포트(205a)가 구성된다는 점만 다르고, 그 외의 구성은 동일하므로, 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.

포트(205a)는 중음 및 저음의 음압을 향상시키도록 구성될 수 있다. 예를 들면, 포트(205a)는 개구부(202)에 인접한 외부 프레임(203)에 구성될 수 있다. 도 26에 도시된 구성에 의하면 중음 및 저음의 음압이 향상될 수 있다.

또한, 도 18 내지 도 26에 도시된 구성에 의하면, 음역대별로 음압이 향상될 수 있으므로 음역대마다의 밸런스 조정이 가능할 수 있다. 이상 설명한 바와 같이, 본 명세서의 실시예와 변형예들은 노이즈, 고조파음 및 상이한 음역대에서의 음압차를 억제할 수 있어 음질을 향상시킨 음향 장치를 실현할 수 있다.

본 명세서에 따른 음향 발생기 및 음향 장치는 다음과 같이 설명될 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 음향 발생기는 압전 소자, 압전 소자의 장변 방향의 일단에 마련된 고음 발생부, 압전 소자의 장변 방향의 타단에 마련된 저음 발생부, 고음 발생부와 저음 발생부 사이에 마련된 중음 발생부, 고음 발생부에 마련된 제1 중량 부재, 저음 발생부에 마련된 제2 중량 부재, 중음 발생부에 마련된 제1 탄성 부재, 및 압전 소자, 제1 중량 부재, 제2 중량 부재, 및 제1 탄성 부재를 덮는 보호 부재를 포함할 수 있다.

본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 음향 발생기는 저음 발생부에 마련된 제2 탄성 부재를 더 포함할 수 있다.

본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 저음 발생부는 고음 발생부 및 중음 발생부 각각보다 클 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 음향 장치는 압전 소자를 포함하는 음향 발생기, 및 음향 발생기를 덮고, 개구부와 복수의 제1 진동판을 갖는 외부 프레임을 포함하고, 음향 발생기는 개구부에 배치될 수 있다.

본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 외부 프레임은 고음을 발생하는 제1 부분, 저음을 발생하는 제2 부분, 및 제1 부분과 제2 부분 사이에 중음을 발생하는 제3 부분을 포함할 수 있다.

본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 개구부는 제1 부분에 배치될 수 있다.

본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 제1 진동판은 제3 부분에 배치될 수 있다.

본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 음향 발생기는 개구부와 제3 부분에 배치될 수 있다.

본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 외부 프레임은 복수의 제2 진동판을 포함하고, 제2 부분에 배치될 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 음향 장치는 직사각 형상의 압전 소자의 진동에 의해 음향을 발생하는 음향 발생기를 포함하는 음향 장치로서, 압전 소자의 장변 방향의 일단에 배치된 중량 부재를 갖는 고음 발생부, 압전 소자의 장변 방향의 중심보다 압전 소자의 장변 방향의 일단에 가까운 위치에서 제1 탄성체를 통해 2개의 진동판에 고정된 중음 발생부, 압전 소자의 장변 방향의 타단에 배치된 중량 부재를 갖는 저음 발생부, 및 압전 소자를 덮음과 아울러 제1 탄성체를 덮거나 제1 탄성체와 일체인 보호 부재를 포함하는 음향 발생기가 외부 프레임과 2개의 진동판에 의해 둘러싸이도록 구성될 수 있다.

본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 저음 발생부는 제2 탄성체를 통해 2개의 진동판에 고정도록 구성될 수 있다.

본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 외부 프레임에 의해 둘러싸인 영역에 내부 프레임이 배치되고, 내부 프레임은 중음 발생부에서 발생하는 음향 및 저음 발생부에서 발생하는 음향 중 적어도 어느 하나가 외부 프레임과 2개의 진동판에 의해 둘러싸인 공간 내의 일부에 형성된 공간으로 도입되어 반향되도록 구성될 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 음향 발생기는 압전 소자, 압전 소자의 제1 측에 배치된 제1 중량 부재, 압전 소자의 제2 측에 배치된 제2 중량 부재, 압전 소자의 제1 측과 제2 측 사이의 제3 측에 배치된 제1 탄성체, 및 압전 소자, 제1 중량 부재, 제2 중량 부재, 및 제1 탄성체를 덮도록 구성된 보호 부재를 포함할 수 있다.

본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 압전 소자는 제1 내지 제3 측 각각에서 상이한 음역대의 음향을 발생할 수 있다.

본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 압전 소자는 제1 측에서 고음을 발생하고, 제2 부분에서 저음을 발생하며, 제3 부분에서 고음과 저음 사이의 중음을 발생할 수 있다.

본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 음향 발생기는 압전 소자의 제2 측에 배치된 제2 탄성체를 더 포함할 수 있다.

본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 제2 탄성체는 제1 탄성체와 다른 탄성 재료로 구성될 수 있다.

본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 제2 탄성체는 제1 탄성체보다 낮은 밀도를 갖는 탄성 재료로 구성될 수 있다.

본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 제2 측은 제1 측과 제3 측 각각보다 큰 크기를 가질 수 있다.

본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 보호 부재는 압전 소자, 제1 중량 부재, 제2 중량 부재, 및 제1 탄성체를 전체적으로 둘러싸는 탄성 재료로 구성될 수 있다.

본 명세서의 일 실시예에 따른 음향 장치는 압전 소자를 포함하는 음향 발생기, 및 음향 발생기를 덮고 개구부와 복수의 제1 진동판을 가지도록 구성된 외부 프레임을 포함하고, 음향 발생기는 개구부에 배치될 수 있다.

본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 음향 발생기는 개구부 및 제3 부분에 배치될 수 있다.

본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 음향 발생기는 압전 소자, 압전 소자의 제1 측에 배치된 제1 중량 부재, 압전 소자의 제2 측에 배치된 제2 중량 부재, 압전 소자의 제1 측과 제2 측 사이의 제3 측에 배치된 제1 탄성체, 및 압전 소자, 제1 중량 부재, 제2 중량 부재, 및 제1 탄성체를 덮도록 구성된 보호 부재를 포함할 수 있다.

본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 압전 소자의 제3 측은 제1 탄성체를 통해 2개의 진동판 사이에 고정되며, 음향 발생기는 외부 프레임과 2개의 진동판에 의해 둘러싸이도록 구성될 수 있다.

본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 압전 소자의 제2 측은 제2 탄성체를 통해 2개의 진동판 사이에 고정되도록 구성될 수 있다.

본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 음향 장치는 외부 프레임에 의해 둘러싸인 영역에 배치된 내부 프레임을 더 포함하며, 내부 프레임은 외부 프레임의 제3 부분에서 발생하는 음향 및 외부 프레임에서 발생하는 음향 중 적어도 어느 하나가 외부 프레임과 2개의 진동판에 의해 둘러싸인 공간 내부의 일부에 형성된 공간으로 도입되어 반향되도록 구성될 수 있다.

본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 음향 장치는 외부 프레임과 2개의 진동판에 의해 둘러싸인 공간에 연통되도록 외부 프레임에 구성된 포트를 더 포함할 수 있다.

본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 음향 장치는 외부 프레임과 2개의 진동판에 의해 둘러싸인 공간에 연통되도록 개구부에 인접한 외부 프레임에 구성된 다른 포트를 더 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 본 명세서는 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 명세서의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 명세서의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1: 표시 장치 2: 호스트 시스템
10: 압전 소자 10a: 제1 주면
10b: 제2 주면 11: 제1 전극
12: 제1 압전층 13: 제2 전극
14: 제2 압전층 15: 제3 전극
20: 표시 패널 20a: 화상 표시면
20b: 이면 30: 탄성 부재
40: 제1 제어부 50: 제2 제어부
60: 데이터 구동 회로 61: 구동선
70: 게이트 구동 회로 71: 구동선
100: 음향 발생기 101: 제1 중량 부재
102: 제1 탄성체 103: 제2 중량 부재
104: 제2 탄성체 105: 압전 소자
106: 보호 부재 201: 탄성 부재
202: 개구부 203: 외부 프레임
203a: 진동판 205, 205a: 포트
200, 200a, 200b, 200c, 200d, 200e, 200f, 200g, 200h, 200i: 음향 장치
204, 204a, 204b, 204c, 204d, 204e, 204f, 204g: 내부 프레임

Claims

압전 소자;
상기 압전 소자의 제1 측에 배치된 제1 중량 부재;
상기 압전 소자의 제2 측에 배치된 제2 중량 부재;
상기 압전 소자의 제1 측과 제2 측 사이의 제3 측에 배치된 제1 탄성체; 및
상기 압전 소자, 상기 제1 중량 부재, 상기 제2 중량 부재, 및 상기 제1 탄성체를 덮도록 구성된 보호 부재를 포함하는, 음향 발생기.
제1 항에 있어서,
상기 압전 소자는 상기 제1 내지 제3 측 각각에서 상이한 음역대의 음향을 발생하는, 음향 발생기.
제1 항에 있어서,
상기 압전 소자는 상기 제1 측에서 고음을 발생하고, 상기 제2 부분에서 저음을 발생하며, 상기 제3 부분에서 상기 고음과 상기 저음 사이의 중음을 발생하는, 음향 발생기.
제1 항에 있어서,
상기 압전 소자의 상기 제2 측에 배치된 제2 탄성체를 더 포함하는, 음향 발생기.
제1 항에 있어서,
상기 제2 탄성체는 상기 제1 탄성체와 다른 탄성 재료로 구성된, 음향 발생기.
제1 항에 있어서,
상기 제2 탄성체는 상기 제1 탄성체보다 낮은 밀도를 갖는 탄성 재료로 구성된, 음향 발생기.
제1 항에 있어서,
상기 제2 측은 상기 제1 측과 상기 제3 측 각각보다 큰 크기를 갖는, 음향 발생기.
제1 항에 있어서,
상기 보호 부재는 상기 압전 소자, 상기 제1 중량 부재, 상기 제2 중량 부재, 및 상기 제1 탄성체를 전체적으로 둘러싸는 탄성 재료로 구성된, 음향 발생기.
압전 소자를 포함하는 음향 발생기; 및
상기 음향 발생기를 덮고, 개구부와 복수의 제1 진동판을 가지도록 구성된 외부 프레임을 포함하고,
상기 음향 발생기는 상기 개구부에 배치된, 음향 장치.
제9 항에 있어서,
상기 외부 프레임은 고음을 발생하는 제1 부분, 저음을 발생하는 제2 부분, 및 상기 제1 부분과 상기 제2 부분 사이에 중음을 발생하는 제3 부분을 포함하는, 음향 장치.
제10 항에 있어서,
상기 개구부는 상기 제1 부분에 배치된, 음향 장치.
제10 항에 있어서,
상기 제1 진동판은 상기 제3 부분에 배치된, 음향 장치.
제10 항에 있어서,
상기 음향 발생기는 상기 개구부 및 상기 제3 부분에 배치된, 음향 장치.
제10 항에 있어서,
상기 외부 프레임은 상기 복수의 제2 진동판을 포함하고, 상기 제2 부분에 배치된, 음향 장치.
제10 항에 있어서,상기 음향 발생기는 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항의 음향 발생기를 포함하는, 음향 장치.
제15 항에 있어서,
상기 압전 소자의 제3 측은 상기 제1 탄성체를 통해 2개의 진동판 사이에 고정되도록 구성되며,
상기 음향 발생기는 상기 외부 프레임과 상기 2개의 진동판에 의해 둘러싸이도록 구성된, 음향 장치.
제16항에 있어서,
상기 압전 소자의 제2 측은 제2 탄성체를 통해 상기 2개의 진동판 사이에 고정되도록 구성된, 음향 장치.
제11항에 있어서,
상기 외부 프레임에 의해 둘러싸인 영역에 배치된 내부 프레임을 더 포함하며, 상기 내부 프레임은 상기 외부 프레임의 제3 부분에서 발생하는 음향 및 상기 외부 프레임에서 발생하는 음향 중 적어도 어느 하나가 상기 외부 프레임과 상기 2개의 진동판에 의해 둘러싸인 공간 내부의 일부에 형성된 공간으로 도입되어 반향되도록 구성된, 음향 장치.
제18 항에 있어서,
상기 외부 프레임과 상기 2개의 진동판에 의해 둘러싸인 공간에 연통되도록 상기 외부 프레임에 구성된 포트를 더 포함하는, 음향 장치.
제19 항에 있어서,
상기 외부 프레임과 상기 2개의 진동판에 의해 둘러싸인 공간에 연통되도록 상기 개구부에 인접한 상기 외부 프레임에 구성된 다른 포트를 더 포함하는, 음향 장치.