KR20200114914A - 플렉서블 진동 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 명세서의 일 예에 따른 플렉서블 진동 모듈은 압전 특성을 갖는 복수의 압전부 및 복수의 압전부 사이에 배치된 연성부를 포함하는 압전 복합층을 포함하며, 복수의 압전부 중 일부 또는 적어도 하나는 다른 크기를 가질 수 있다.

Description

플렉서블 진동 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치{FLEXIBLE VIBRATION MODULE AND DISPLAY APPARATUS COMPRISING THE SAME}
본 명세서는 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플렉서블 진동 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
표시 장치는 표시 패널에 영상을 표시하며, 소리를 제공하기 위해서 일반적으로 별도의 스피커를 설치해야 한다. 표시 장치에 스피커를 배치할 경우, 스피커가 공간을 차지하게 되므로 표시 장치의 디자인 및 공간 배치에 제약이 따르는 문제가 발생한다.
표시 장치에 적용되는 스피커는 예를 들면, 마그네트와 코일을 포함하는 액츄에이터일 수 있다. 그러나, 액츄에이터를 표시 장치에 적용할 경우, 두께가 두꺼운 단점이 있다. 이에 얇은 두께를 구현할 수 있는 압전 소자가 주목받고 있다.
압전 소자는 취성 특성으로, 외부 충격으로 인해 파손이 쉽게 발생하고, 이로 인해 음향 재생의 신뢰성이 낮은 문제점이 있다.
표시 장치에 적용되는 스피커의 경우, 필름 형태의 진동 모듈로 구현할 수 있다. 필름 형태의 진동 모듈은 대면적으로 제조할 수 있으므로, 대면적 표시 장치에 적용할 수 있으나, 압전 특성이 낮아서 낮은 진동으로 인하여 대면적에 적용하기 어려운 문제점이 있었다. 압전 특성을 향상시키기 위해서 세라믹을 적용하여 구현할 경우에는 내구성이 약하고 세라믹의 크기에 제한을 받는 문제점이 있었다.
압전 세라믹을 포함하는 압전 복합체로 구성된 진동 모듈을 표시 장치에 적용할 경우, 압전 복합체는 주로 가로 방향을 기준으로 좌우 방향으로, 예를 들면, 표시 장치의 가로 방향을 기준으로 좌우 방향으로, 진동하기 때문에, 표시 장치를 상하(또는 전후) 방향으로 충분히 진동시킬 수 없어서 표시 장치에 적용하기 어렵고 표시 장치의 전방으로 원하는 음향을 출력할 수 없게 된다.
필름형 압전체를 표시 장치에 적용할 경우, 익사이터와 같은 일반 스피커와 비교하여 음압 특성이 낮다는 문제점이 있다. 음압을 개선하기 위해서 필름형 압전체를 여러 층으로 구성한 적층형 필름형 압전체를 표시 장치에 적용할 경우, 소비 전력이 상승하는 문제점이 있다.
이에, 본 명세서의 발명자들은 압전 특성, 강성, 및 유연성이 향상될 수 있는 진동 모듈을 구현하기 위해서 여러 실험을 하였다. 예를 들어, 고유전율 필러를 포함하는 복합체로 구성할 경우 압전 특성이 낮아서 원하는 음향을 구현할 수 없음을 인식하였다. 여러 실험을 통하여 압전 특성을 가지기 위해서는 압전 세라믹을 구성하고, 강성 및 유연성을 확보하기 위해서 유기 물질로 구성하여야 함을 인식하였다. 여러 실험을 통하여 압전 특성을 가지기 위해서 압전 세라믹으로 구성하고, 압전 세라믹의 취성을 보완하기 위해서 고분자 등의 물질로 구성하여야 함을 인식하였다. 고분자 등의 물질이 압전 세라믹 복합체 내에 포함되도록 구성할 경우 유연성을 가질 수 있음을 인식하였다. 여러 실험을 통하여 진동 모듈이 다양한 고유 진동수를 가질 경우 음압 특성이 향상되고 음역 재생 대역이 확장됨을 인식하였다. 이에 본 명세서의 발명자들은 압전 특성, 강성, 및 유연성이 향상될 수 있는 플렉서블 진동 모듈을 새로운 구조의 표시 장치를 발명하였다.
본 명세서의 일 예에 따른 해결 과제는 압전 특성, 강성, 및 유연성이 향상될 수 있는 플렉서블 진동 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 명세서의 일 예에 따른 해결 과제는 다양한 고유 진동수를 통해 음압 특성이 향상되고 음역 재생 대역이 확장될 수 있는 플렉서블 진동 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 명세서의 일 예에 따른 해결 과제는 표시 패널의 진동에 따라 발생되는 음향을 표시 패널의 전방으로 출력할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 명세서의 일 예에 따른 플렉서블 진동 모듈은 압전 특성을 갖는 복수의 압전부 및 복수의 압전부 사이에 배치된 연성부를 포함하는 압전 복합층을 포함한다. 복수의 압전부 중 일부 또는 적어도 하나는 다른 크기를 가질 수 있다.
본 명세서의 일 예에 따른 플렉서블 진동 모듈은 압전 특성을 갖는 복수의 압전부 및 복수의 압전부 사이에 배치된 연성부를 포함하는 압전 복합층을 포함한다. 압전 복합층은 복수의 고유 진동수를 가질 수 있다.
본 명세서의 일 예에 따른 표시 장치는 플렉서블 진동 모듈, 및 영상을 표시하는 표시 영역을 포함하고 플렉서블 진동 모듈의 진동에 따라 진동하는 표시 패널을 포함한다. 플렉서블 진동 모듈은 압전 특성을 갖는 복수의 압전부 및 복수의 압전부 사이에 배치된 연성부를 포함하는 압전 복합층을 포함한다. 복수의 압전부 중 일부 또는 적어도 하나는 다른 크기를 가질 수 있다.
본 명세서의 일 예에 따른 표시 장치는 플렉서블 진동 모듈, 및 영상을 표시하는 표시 영역을 포함하고 플렉서블 진동 모듈의 진동에 따라 진동하는 표시 패널을 포함한다. 플렉서블 진동 모듈은 압전 특성을 갖는 복수의 압전부 및 복수의 압전부 사이에 배치된 연성부를 포함하는 압전 복합층을 포함한다. 압전 복합층은 복수의 고유 진동수를 가질 수 있다.
본 명세서에 따르면, 표시 패널의 배면에 배치된 플렉서블 진동 모듈의 진동에 따라 표시 패널을 진동시킴으로써 표시 패널의 진동에 따라 발생되는 음향을 표시 패널의 전방으로 출력할 수 있다.
본 명세서에 따르면, 필름 형태의 대면적 플렉서블 진동 모듈에 의해 표시 패널의 대부분 영역이 진동할 수 있으므로, 표시 패널의 진동에 따른 음향의 정위감이 더욱 향상되어 입체 음향 효과를 구현할 수 있다.
본 명세서에 따르면, 다양한 고유 진동수를 갖는 플렉서블 진동 모듈의 구동에 따라 표시 패널을 진동시켜 음향으로 출력함으로써 음향의 음압 특성이 증가되고 재생 음역 대역이 확장될 수 있다.
위에서 언급된 본 명세서의 효과 외에도, 본 명세서의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 명세서의 일 예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 도시된 선 I-I'의 단면도이다.
도 3은 본 명세서의 제 1 예에 따른 플렉서블 진동 모듈을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 선 II-II'의 단면도이다.
도 5는 본 명세서의 제 2 예에 따른 플렉서블 진동 모듈을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 명세서의 제 3 예에 따른 플렉서블 진동 모듈을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 명세서의 제 4 예에 따른 플렉서블 진동 모듈을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 선 III-III'의 단면도이다.
도 9는 본 명세서의 제 5 예에 따른 플렉서블 진동 모듈을 나타낸 도면이다.
도 10은 도 9에 도시된 선 IV-IV'의 단면도이다.
도 11은 도 9에 도시된 플렉서블 진동 모듈의 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 도 1의 도시된 선 I-I'의 다른 단면도이다.
도 13은 도 12에 도시된 플렉서블 진동 모듈 및 파티션을 나타낸 도면이다.
도 14는 도 12에 도시된 플렉서블 진동 모듈 및 파티션을 나타낸 도면이다.
도 15a 내지 도 15c는 도 14에 도시된 제 1 및 제 2 플렉서블 진동 모듈의 변형 예들을 나타낸 도면이다.
도 16a 내지 도 16c는 본 명세서의 예들에 따른 플렉서블 진동 모듈이 적용 가능한 다양한 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 17은 본 명세서의 일 예에 따른 표시 패널의 음압 특성과 비교 예에 따른 표시 패널의 음압 특성 각각을 측정한 그래프이다.
본 명세서의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 일 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 명세서는 이하에서 개시되는 일 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 명세서의 일 예들은 본 명세서의 개시가 완전하도록 하며, 본 명세서의 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 명세서의 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서의 일 예를 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 명세서의 예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 언급된 '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.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
제 1, 제 2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제 1 구성요소는 본 명세서의 기술적 사상 내에서 제 2 구성요소일 수도 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 명세서의 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.
이하에서는 본 명세서에 따른 플렉서블 진동 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치의 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 그리고, 첨부된 도면에 도시된 구성 요소들의 스케일은 설명의 편의를 위해 실제와 다른 스케일을 가지므로, 도면에 도시된 스케일에 한정되지 않는다.
도 1은 본 명세서의 일 예에 따른 표시 장치의 사시도이며, 도 2는 도 1의 도시된 선 I-I'의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 명세서의 일 예에 따른 표시 장치는 표시 패널(100), 및 표시 패널(100)의 배면에 배치된 플렉서블 진동 모듈(300)을 포함할 수 있다.
표시 패널(100)은 액정 표시 패널, 유기 발광 표시 패널, 양자점 발광 표시 패널, 마이크로 발광 다이오드 표시 패널, 및 전기 영동 표시 패널 등과 같은 모든 형태의 표시 패널 또는 곡면형 표시 패널일 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 따른 표시 패널(100)은 플렉서블 진동 모듈(300)에 의해 진동됨으로써 음파(또는 음향)을 발생하거나 터치에 응답하는 햅틱 피드백을 발생할 수 있는 한 특정한 표시 패널에 한정되지 않는다.
일 예에 따른 표시 패널(100)은 복수의 게이트 라인과 복수의 데이터 라인에 의해 정의되는 복수의 픽셀과 각 픽셀을 구동하기 위해 각 픽셀에 마련된 박막 트랜지스터를 포함하는 박막 트랜지스터 어레이 기판, 박막 트랜지스터 어레이 기판 상에 마련된 발광 소자층, 및 발광 소자층을 덮는 봉지(encapsulation) 기판 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 봉지 기판은 외부의 충격으로부터 박막 트랜지스터 및 발광 소자층 등을 보호하고, 발광 소자층으로 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있다.
일 예에 따른 표시 패널(100)은 복수의 픽셀 각각의 구동에 따라 영상을 표시하는 표시 영역, 및 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역을 포함할 수 있다.
일 예에 따른 표시 패널(100)은 곡면 형태 또는 일정한 곡률 반경을 가지도록 벤딩되거나 휘어진 벤딩부를 포함할 수 있다.
표시 패널(100)의 벤딩부는 서로 나란한 일측 가장자리 부분과 타측 가장자리 중 적어도 하나에 구현될 수 있다. 벤딩부를 구현하는 표시 패널(100)의 일측 가장자리 및/또는 타측 가장자리는 비표시 영역만을 포함하거나, 표시 영역의 가장자리와 비표시 영역을 포함할 수 있다. 여기서, 비표시 영역의 벤딩에 의해 구현된 벤딩부를 포함하는 표시 패널은 일측 베젤 벤딩 구조 또는 양측 베젤 벤딩 구조로 가질 수 있다. 그리고, 표시 영역의 가장자리와 비표시 영역의 벤딩에 의해 구현된 벤딩부를 포함하는 표시 패널은 일측 액티브 벤딩 구조 또는 양측 액티브 벤딩 구조를 가질 수 있다.
본 명세서의 일 예에 따른 표시 장치는 표시 패널(100) 상에 배치된 기능성 필름(130)을 더 포함할 수 있다.
기능성 필름(130)은 표시 패널(100)의 전면(前面)에 배치될 수 있다. 일 예로서, 기능성 필름(130)은 필름 점착 부재를 매개로 표시 기판(100)의 전면(前面)에 부착될 수 있다. 예를 들어, 필름 점착 부재는 PSA(pressure sensitive adhesive), OCA(optical clear adhesive) 또는 OCR(optical clear resin)을 포함할 수 있다.
일 예에 따른 기능성 필름(300)은 외부 광의 반사를 방지하기 위한 반사 방지층(또는 반사 방지 필름), 수분 또는 산소 침투를 1차적으로 방지하기 위한 배리어층(또는 배리어 필름), 및 광의 경로(또는 시야각)를 제어하기 위한 광 경로 제어층(또는 광 경로 제어 필름) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 예에 따른 표시 장치는 표시 패널(100)에 대한 사용자 터치를 센싱하기 위한 터치 패널(또는 터치 전극층)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 패널은 표시 영역과 중첩되도록 배치되어 표시 패널(100)에 대한 사용자 터치를 센싱하는 터치 센서의 역할을 한다. 일 예로서, 터치 패널은 발광 소자층과 봉지 기판 사이에 배치되거나 표시 패널(100)과 기능성 필름(130) 사이에 배치될 수 있다. 이러한 터치 패널은 상호 정전 용량 방식 또는 자기 정전 용량 방식에 따른 사용자 터치에 따른 정전 용량을 변화를 센싱하기 위한 복수의 터치 전극을 포함할 수 있다.
플렉서블 진동 모듈(300)은 표시 패널(100)의 배면(또는 후면)에 배치되어 표시 패널(100)을 진동시킬 수 있다. 플렉서블 진동 모듈(300)은 압전 특성에 따른 다양한 고유 진동수(또는 고유 주파수)를 가지면서 상대적으로 높은 유연성(flexibility)을 갖는 박막의 필름 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 플렉서블 진동 모듈(300)은 표시 패널(100)보다 얇은 두께를 가질 수 있다. 이러한 플렉서블 진동 모듈(300)은 표시 패널(100)을 진동판으로 사용하는 음향 발생 모듈, 음향 발생 장치, 필름 액츄에이터, 필름형 압전 복합체 액츄에이터, 필름 스피커, 필름형 압전 스피커, 또는 필름형 압전 복합체 스피커 등으로 표현될 수 있으나, 이 용어에 한정되는 것은 아니다.
플렉서블 진동 모듈(300)은 압전 특성을 확보하기 위해서 압전 세라믹으로 구성하고, 압전 세라믹의 내충격성을 보완하고 유연성을 구현하기 위해서 압전 세라믹 내에 고분자 등의 물질로 구성할 수 있다. 일 예로서, 플렉서블 진동 모듈(300)은 페로브스카이트(perovskite) 결정 구조를 갖는 압전 세라믹을 포함함으로써 외부에서 인가된 전기 신호에 응답하여 진동(또는 기계적 변위)할 수 있다.
플렉서블 진동 모듈(300)은 전기 신호에 의해 진동하여 표시 패널(100)을 다양한 고유 진동수로 진동시킬 수 있다. 일 예로서, 플렉서블 진동 모듈(300)은 표시 패널(100)에 표시되는 영상과 동기되는 보이스 신호에 따라 진동하여 표시 패널(100)을 진동시킬 수 있으며, 표시 패널(100)의 진동에 따라 발생되는 음향은 플렉서블 진동 모듈(300)의 다양한 고유 진동수를 갖는 진동에 의해 음압 특성이 증가되고 재생 음역 대역이 확장될 수 있다. 다른 예로서, 플렉서블 진동 모듈(300)은 표시 패널(100)에 배치된 터치 패널에 대한 사용자 터치에 동기되는 햅틱 피드백 신호(또는 촉각 피드백 신호)에 따라 진동하여 표시 패널(100)을 진동시킬 수 있다. 이에 따라, 표시 패널(100)은 플렉서블 진동 모듈(300)의 진동에 따라 진동하여 음향 및 햅틱 피드백 중 적어도 하나를 사용자(또는 시청자)에게 제공할 수 있다.
일 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)은 표시 패널(100)의 표시 영역과 대응되는 크기를 가질 수 있다. 플렉서블 진동 모듈(300)의 크기는 표시 영역의 크기에 대해 0.9배 내지 1.1배일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 플렉서블 진동 모듈(300)의 크기는 표시 패널(100)의 표시 영역과 동일하거나 거의 동일한 크기를 가질 수 있으므로, 표시 패널(100)의 대부분 영역을 커버할 수 있고, 플렉서블 진동 모듈(300)에서 발생하는 진동이 표시 패널(100)의 전체를 진동시킬 수 있으므로, 음향의 정위감이 높고 사용자의 만족도가 개선될 수 있다. 또한, 표시 패널(100)과 플렉서블 진동 모듈(300) 간의 접촉 면적(또는 패널 커버리지(panel coverage))이 증가하여 표시 패널(100)의 진동 영역이 증가함에 따라 표시 패널(100)의 진동에 따라 발생되는 중저음역대 음향이 개선될 수 있다. 그리고, 대형 표시 장치의 경우, 대형(또는 대면적)의 표시 패널(100) 전체를 진동시킬 수 있으므로, 표시 패널(100)의 진동에 따른 음향의 정위감이 더욱 향상되어 입체 음향 효과를 구현할 수 있다.
일 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)은 접착 부재(200)(또는 모듈 접착 부재)를 매개로 표시 패널(100)의 후면에 접착될 수 있다.
일 예에 따른 접착 부재(200)는 표시 패널(100)의 배면과 플렉서블 진동 모듈(300) 사이에 개재될 수 있다. 일 예로서, 접착 부재(200)는 표시 패널(100)의 배면과 플렉서블 진동 모듈(300) 각각과 밀착력이 우수한 접착층을 포함하는 양면 테이프 또는 접착제일 수 있다. 예를 들어, 접착 부재(200)의 접착층은 에폭시(epoxy), 아크릴(acryl), 실리콘(silicon), 또는 우레탄(urethane)을 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 접착 부재(200)의 접착층은 점착 부여제, 왁스 성분, 또는 산화 방지제 등과 같은 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 첨가제는 플렉서블 진동 모듈(300)의 진동에 의해 표시 패널(100)로부터 접착 부재(200)가 떨어지는(또는 박리) 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 점착 부여제는 로진 유도체 등이 될 수 있고, 왁스 성분은 파라핀 왁스(paraffin wax) 등이 될 수 있으며, 산화 방지제는 티오에스터(thiolester) 등의 페놀계 산화 방지제가 될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예에 따른 접착 부재(200)는 표시 패널(100)과 플렉서블 진동 모듈(300) 사이에 마련하는 중공부를 더 포함할 수 있다. 접착 부재(200)의 중공부는 표시 패널(100)과 플렉서블 진동 모듈(300) 사이에 에어 갭을 마련한다. 에어 갭은 플렉서블 진동 모듈(300)의 진동에 따른 음파(또는 음압)이 접착 부재(200)에 의해 분산되지 않고 표시 패널(100)에 집중되도록 함으로써 접착 부재(200)에 의한 진동의 손실을 최소화하여 표시 패널(100)의 진동에 따라 발생되는 음향의 음압 특성을 증가시킨다.
본 명세서의 일 예에 따른 표시 장치는 표시 패널(100)을 지지하는 후면 구조물(500)을 더 포함할 수 있다.
후면 구조물(500)은 후면 커버(Rear Cover), 커버 바텀(Cover Bottom), 플레이트 바텀(Plate Bottom), 백 커버(Back Cover), 베이스 프레임(Base Frame), 메탈 프레임(Metal Frame), 메탈 샤시(Metal Chassis), 샤시 베이스(Chassis Base), 또는 m-샤시 등 다른 용어로 표현될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 후면 구조물(500)은 표시 패널(100)을 지지하는 지지체로서 표시 장치의 후면에 배치되는 모든 형태의 프레임 또는 판상 구조물 등으로 구현될 수 있다.
일 예에 따른 후면 구조물(500)은 제 1 후면 커버(510) 및 제 2 후면 커버(550)를 포함할 수 있다.
제 1 후면 커버(510)는 표시 패널(100)의 후면 전체를 덮는 판상 부재일 수 있다. 제 1 후면 커버(510)는 갭 공간(GS)을 사이에 두고 표시 패널(100)의 최후면으로부터 이격될 수 있다. 예를 들어, 갭 공간(GS)은 에어 갭, 진동 공간, 음향 울림통 등으로 표현될 수 있으며, 용어에 한정되는 것은 아니다.
제 2 후면 커버(550)는 제 1 후면 커버(510)의 후면에 배치되어 제 1 후면 커버(510)의 후면 전체를 덮는 판상 부재일 수 있다.
일 예에 따른 제 1 후면 커버(510)와 제 2 후면 커버(550)는 커버 결합 부재(530)를 매개로 서로 결합될 수 있다. 예를 들어, 커버 결합 부재(530)는 접착 레진, 양면 테이프 또는 양면 접착 폼 패드일 수 있으며, 충격 흡수를 위해 탄성을 가질 수 있다. 일 예로서, 커버 결합 부재(530)는 제 1 후면 커버(510)와 제 2 후면 커버(550) 사이의 전체 영역에 개재될 수 있다. 다른 예로서, 커버 결합 부재(530)는 제 1 후면 커버(510)와 제 2 후면 커버(550) 사이에 에어 갭을 갖는 그물망 구조로 형성될 수 있다.
본 명세서의 일 예에 따른 표시 장치는 미들 프레임(600)을 더 포함할 수 있다.
미들 프레임(600)은 표시 패널(100)의 후면 가장자리와 후면 구조물(500)의 전면(前面) 가장자리 사이에 배치될 수 있다. 미들 프레임(600)은 표시 패널(100)과 후면 구조물(500) 각각의 가장자리를 지지하고, 표시 패널(100)과 후면 구조물(500)의 각각의 측면을 둘러쌀 수 있다. 미들 프레임(600)은 표시 패널(100)과 후면 구조물(500) 사이에 갭 공간(GS)을 마련한다. 이러한 미들 프레임(600)은 미들 캐비넷, 미들 커버, 또는 미들 샤시 등으로 표현될 수 있으며, 용어에 한정되는 것은 아니다.
일 예에 따른 미들 프레임(600)은 지지부(610)와 측벽부(630)를 포함할 수 있다.
지지부(610)는 표시 패널(100)의 후면 가장자리와 후면 구조물(500)의 전면(前面) 가장자리 사이에 개재됨으로써 표시 패널(100)과 후면 구조물(500) 사이에 갭 공간(GS)을 마련한다. 지지부(610)의 전면은 제 1 접착 부재(601)를 매개로 표시 패널(100)의 후면 가장자리와 결합되고, 지지부(610)의 후면은 제 2 접착 부재(603)를 매개로 후면 구조물(500)의 전면 가장자리와 결합된다. 예를 들어, 지지부(610)는 사각 형태의 단일 액자 구조를 가지거나 복수의 분할 바 형태를 가질 수 있다.
측벽부(630)는 표시 장치의 두께 방향(Z)과 나란하도록 지지부(610)의 외측면에 수직하게 결합된다. 측벽부(630)는 표시 패널(100)의 외측면과 후면 구조물(500)의 외측면 모두를 둘러쌈으로써 표시 패널(100)과 후면 구조물(500) 각각의 외측면을 보호할 수 있다. 일 예에 따른 미들 프레임(600)은 지지부(610)와 측벽부(630)가 단일 몸체를 이루도록 서로 결합됨에 따라 "┣" 형태의 단면 구조를 갖는 액자 구조를 가질 수 있다.
본 명세서의 일 실시예에 따른 표시 장치는 미들 프레임(600) 대신에 패널 결합 부재를 포함할 수 있다.
패널 결합 부재는 표시 패널(100)의 후면 가장자리와 후면 구조물(500)의 전면(前面) 가장자리 사이에 개재됨으로써 표시 패널(100)과 후면 구조물(500) 사이에 갭 공간(GS)을 마련할 수 있다. 이러한 패널 결합 부재는 표시 패널(100)의 후면 가장자리와 후면 구조물(500)의 가장자리 사이에 배치되어 표시 패널(100)과 후면 구조물(500)을 접착시킬 수 있다. 예를 들어, 패널 결합 부재는 양면 테이프, 단면 테이프, 또는 양면 접착 폼 패드로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
표시 장치가 미들 프레임(600) 대신에 패널 결합 부재를 포함하는 경우, 후면 구조물(500)은 제 2 후면 커버(550)의 끝단으로부터 벤딩되어 제 1 후면 커버(510)와 패널 결합 부재 및 표시 패널(100) 각각의 외측면(또는 외측벽) 모두를 둘러싸는 측벽 커버부를 포함할 수 있다. 일 예에 따른 측벽 커버부는 단일 측벽 구조 또는 해밍(Hemming) 구조를 가질 수 있다. 해밍 구조는 어떠한 부재의 단부가 곡면 형태로 절곡되어 서로 겹쳐지거나 서로 나란하게 이격된 구조일 수 있다.
이와 같은, 본 명세서의 일 예에 따른 표시 장치는 표시 패널(100)의 배면에 배치된 플렉서블 진동 모듈(300)의 진동에 따른 표시 패널(100)의 진동에 따라 발생되는 음향을 표시 패널(100)의 전방(FD)으로 출력할 수 있고, 이를 통해 표시 패널(100)에 표시되는 영상을 시청하는 시청자의 몰입감을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 명세서의 일 예에 따른 표시 장치는 필름 형태의 대면적 플렉서블 진동 모듈(300)에 의해 표시 패널(100)의 대부분 영역이 진동할 수 있으므로, 표시 패널(100)의 진동에 따른 음향의 정위감이 더욱 향상되어 입체 음향 효과를 구현할 수 있다. 또한, 본 명세서의 일 예에 따른 표시 장치는 다양한 고유 진동수를 갖는 플렉서블 진동 모듈(300)의 구동에 따라 표시 패널(100)을 진동시켜 음향으로 출력함으로써 음향의 음압 특성이 증가되고 재생 음역 대역이 확장될 수 있다. 그리고, 본 명세서의 일 예에 따른 표시 장치는 별도의 햅틱 구동 장치를 구성하지 않고도 표시 패널(100)의 배면에 배치된 플렉서블 진동 모듈(300)의 진동에 따라 표시 패널(100)을 진동시켜 표시 패널(100)에 대한 사용자 터치에 응답하는 햅틱 패드백을 사용자에게 제공할 수 있다.
도 3은 본 명세서의 제 1 예에 따른 플렉서블 진동 모듈을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 선 II-II'의 단면도로서, 이는 도 2에 도시된 플렉서블 진동 모듈을 나타낸 것이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 명세서의 제 1 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)은 압전 복합층(310), 제 1 전극층(320), 및 제 2 전극층(330)을 포함할 수 있다.
압전 복합층(310)은 압전 특성에 따른 다양한 고유 진동수(또는 고유 주파수) 또는 복수의 고유 진동수를 가지면서 상대적으로 높은 유연성을 갖는 박막의 필름 형태로 구현될 수 있다.
일 예에 따른 압전 복합층(310)은 복수의 압전부(311) 및 복수의 압전부(311) 사이에 배치된 연성부(313)를 포함할 수 있다. 복수의 압전부(311)와 연성부(313) 각각은 동일 평면(또는 동일층)에 배치될 수 있다. 예를 들면, 압전 복합층(310)은, 압전 특성과 유연성이 확보될 수 있다.
압전 복합층(310)은 복수의 압전부(311)과 연성부(313)의 배치 구조에 따라 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 압전 복합층(310)은 사각 형태를 가질 수 있지만, 반드시 이에 한정되지 않고 원형, 타원형, 또는 다각 형태를 가질 수 있다.
복수의 압전부(311) 각각은 다각 형태의 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 압전부(311) 각각은 소정의 제 1 폭(W1)을 갖는 라인 패턴(line pattern)일 수 있으며, 제 1 방향(X)을 따라 서로 이격되고, 제 2 방향(Y)과 나란하게 배치될 수 있다.
일 예에 따른 복수의 압전부(311) 중 적어도 하나는 다른 크기를 가질 수 있다. 압전부(311)의 크기는 길이, 폭, 두께, 넓이, 면적, 및 부피 중 어느 하나로 정의될 수 있다. 일 예로서, 복수의 압전부(311) 중 일부는 제조 공정에서 발생되는 공정 오차(또는 허용 오차) 범위 내에서 서로 동일한 크기를 가지며, 나머지는 각각 다른 크기를 가질 수 있다. 다른 예로서, 복수의 압전부(311) 각각은 각각 다른 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 복수의 압전부 적어도 하나는 다른 길이, 다른 폭, 또는 다른 두께를 가질 수 있다.
다른 예에 따른 복수의 압전부(311) 중 적어도 하나는 다른 고유 진동수를 가질 수 있다. 일 예로서, 복수의 압전부(311) 중 일부는 동일한 고유 진동수를 가지며, 나머지는 각각 다른 고유 진동수를 가질 수 있다. 다른 예로서, 복수의 압전부(311) 각각은 각각 다른 고유 진동수를 가질 수 있다.
복수의 압전부(311) 각각은 제 1 방향(X)과 나란한 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)(또는 가로 방향의 중심 라인)를 기준으로 좌우 대칭 구조를 가질 수 있다. 일 예에 따른 복수의 압전부(311) 각각은 제 1 방향(X)을 따라 압전 복합층(310)의 양 끝단(EP1, EP2)으로부터 제 1 중간부(CP1)로 갈수록 점진적으로 증가하는 크기를 가짐으로써 다양한 크기(또는 크기 구배)에 대응되는 다양한 고유 진동수를 가질 수 있다.
본 예에 따른 복수의 압전부(311) 각각은 d31 변위(또는 방향)의 진동 모드로 진동할 수 있다. 일 예로서, 압전부(311)의 고유 진동수는 무게(또는 질량)에 반비례하기 때문에 압전부(311)의 길이에 따른 무게에 따라 증가하거나 감소할 수 있다. 예를 들어, 압전부(311)의 길이가 감소하면 압전부(311)의 고유 진동수는 무게 감소로 인하여 증가하게 되고, 압전부(311)의 길이가 증가하면 압전부(311)의 고유 진동수는 무게 증가로 인하여 감소하게 된다. 다른 예로서, 압전부(311)의 공진 주파수는 길이 또는 강성에 의해 조절할 수 있으며, 길이에 따라 증가하거나 감소할 수 있다. 예를 들어, 압전부(311)의 길이가 감소하면 압전부(311)의 1차 공진 주파수는 길이 감소에 따라 증가하게 되고, 압전부(311)의 길이가 증가하면 압전부(311)의 1차 공진 주파수는 길이 증가에 따라 감소하게 된다. 일 예로서, 압전부(311)의 길이(L)가 50mm이고, 파장(λ)이 100nm이고, 음파 속도(υ)가 1000m/s일 때, 압전부(311)의 1차 공진 주파수(f1=υ/λ)(λ=2/L)는 10kHz일 수 있으며, 압전부(311)의 길이(L)를 25mm로 감소시킬 수 경우, 압전부(311)의 1차 공진 주파수(f1)는 20kHz로 증가할 수 있다.
따라서, 일 예에 따른 압전 복합층(310)은 복수의 압전부(311) 각각의 크기가 양 끝단(EP1, EP2)으로부터 제 1 중간부(CP1)로 갈수록 증가함으로써 다양한 고유 진동수를 가질 수 있으며, 이로 인하여 표시 패널(100)의 진동에 따라 발생되는 음향의 음압 특성과 음압 평탄화 특성을 증가시키고 재생 음역 대역을 확장시킬 수 있다.
일 예에 따른 압전 복합층(310)은 제 1 내지 제 N(N은 5 이상의 홀수) 압전부(311[1] 내지 311[N])를 포함할 수 있는데, 이 경우, 제 i+1(i는 N/2) 압전부(311[i+1])는 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)에 배치되고, 제 1 내지 제 i 압전부(311[1] 내지 311[i])는 압전 복합층(310)의 일단(EP1)과 제 1 중간부(CP1) 사이인 제 1 측(S1)에 배치되며, 제 i+2 내지 제 N 압전부(311[i+2] 내지 311[N])는 압전 복합층(310)의 일단(EP1)과 반대되는 타단(EP2)과 제 1 중간부(CP1) 사이인 제 2 측(S2)에 배치될 수 있다. 제 1 내지 제 N 압전부(311[1] 내지 311[N]) 중 제 i+1 압전부를 제외한 나머지 압전부들은 제 2 방향(Y)과 나란한 압전 복합층(310)의 제 2 중간부(CP2) (또는 세로 방향의 중심 라인)를 기준으로 상하 비대칭 구조를 가지며, 이로 인해 제 1 내지 제 N 압전부(311[1] 내지 311[N])) 중 제 i+1 압전부(311[i+1])를 제외한 나머지 압전부들의 일단은 제 1 방향(X)과 나란한 압전 복합층(310)의 일측변(또는 상측변)으로부터 이격될 수 있다.
일 예에 따르면, 제 1 내지 제 N 압전부(311) 각각은 제조 공정에서 발생되는 공정 오차(또는 허용 오차) 범위 내에서 모두 동일한 폭(W1)과 두께(H1)(또는 높이)를 가질 수 있다. 제 i+1 압전부(311[i+1])는 압전부(311)들 중 가장 큰 길이를 가질 수 있으며, 예를 들어, 제 2 방향(Y)과 나란한 압전 복합층(310)의 세로 길이와 대응되는 제 1 길이(L1)를 가질 수 있다. 제 1 압전부(311[1])와 제 N 압전부(311[N]) 각각은 압전 복합층(310)의 끝단에 가장 근접하게 배치되고 압전부(311)들 중 가장 작은 길이를 가질 수 있으며, 예를 들어, 제 i+1 압전부(311[i+1])의 제 1 길이(L1)보다 짧은 제 2 길이(L2)를 가질 수 있다. 제 2 내지 i 압전부(311[2] 내지 311[i]) 각각은 제 1 압전부(311[1])보다 길고 제 i+1 압전부(311[i+1])보다 짧은 범위 내에서 각각 다른 길이를 가지며, 제 i+1 압전부(311[i+1])에 가까울수록 긴 길이를 가질 수 있다. 제 i+2 내지 N-1 압전부(311[i+2] 내지 311[N-1]) 각각은 제 N 압전부(311[N])보다 길고 제 i+1 압전부(311[i+1])보다 짧은 범위 내에서 각각 다른 길이를 가지며, 제 i+1 압전부(311[i+1])에 가까울수록 긴 길이를 가질 수 있다. 따라서, 제 1 내지 i+1 압전부(311[1] 내지 311[i+1]) 각각은 각각 다른 크기(또는 길이)에 따라 각각 다른 고유 진동수를 가질 수 있으며, 제 i+2 내지 N 압전부(311[i+2] 내지 311[N]) 각각은 각각 다른 크기(또는 길이)에 따라 각각 다른 고유 진동수를 가질 수 있다. 이 경우, 제 1 내지 제 N 압전부(311[1] 내지 311[N]) 중 제 i+1 압전부(311[i+1])를 중심으로 좌우 대칭 구조를 갖는 압전부는 서로 동일한 고유 진동수를 가질 수 있다.
일 예에 따른 복수의 압전부(311) 각각은 복수의 그룹(또는 압전 그룹)으로 그룹화될 수 있다. 복수의 그룹 각각은 서로 동일하거나 각각 다른 개수의 압전부(311)를 포함할 수 있다. 각 그룹에 배치된 압전부(311)는 제조 공정에서 발생되는 공정 오차(또는 허용 오차) 범위 내에서 동일한 크기를 가질 수 있다. 복수의 압전부(311) 각각은 그룹별 각각 다른 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 복수의 압전부(311) 각각은 제조 공정에서 발생되는 공정 오차(또는 허용 오차) 범위 내에서 모두 동일한 폭과 두께(또는 높이)를 가질 수 있으며, 그룹별로 각각 다른 길이를 가질 수 있다. 따라서, 복수의 그룹 각각은 각각 다른 고유 진동수를 가질 수 있다.
일 예에 따르면, 복수의 그룹 각각은 복수의 압전부(311) 중에서 2 이상의 압전부(311)를 포함할 수 있으며, 이 경우, 각 그룹에 포함된 2 이상의 압전부(311)는 서로 인접하게 배치되거나 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)를 기준으로 좌우 대칭 구조로 배치될 수 있으며, 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)에 배치된 그룹을 제외한 나머지 그룹에 배치된 압전부들은 압전 복합층(310)의 제 2 중간부(CP2)를 기준으로 상하 비대칭 구조로 배치될 수 있다. 일 예로서, 도 3과 같이, 압전 복합층(310)이 제 1 내지 제 17 압전부(311[1] 내지 311[N])를 포함할 경우, 17개의 압전부(311[1] 내지 311[N])는 제 1 내지 9 그룹으로 그룹화될 수 있다. 제 1 그룹은 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)에 배치된 하나의 압전부를 포함할 수 있고, 제 2 내지 9 그룹 각각은 2개의 압전부를 포함할 수 있으며, 제 2 내지 9 그룹 각각에 포함된 2개의 압전부는 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)를 기준으로 좌우 대칭 구조로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 그룹은 가장 긴 길이(L1)를 가지면서 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)에 배치된 제 9 압전부(311[i+1])를 포함할 수 있고, 제 2 그룹은 제 1 그룹에 가장 근접한 제 8 압전부(311[i])와 제 10 압전부(311[i+2])를 포함할 수 있으며, 제 9 그룹은 압전 복합층(310)의 일단(EP1)에 가장 근접한 제 1 압전부(311[1])와 압전 복합층(310)의 타단(EP2)에 가장 근접한 제 17 압전부(311[N])를 포함할 수 있다. 따라서, 제 1 내지 9 그룹 각각은 그룹별 각각 다른 크기를 갖는 압전부(311)에 의해 각각 다른 고유 진동수를 가질 수 있으며, 그룹별 고유 진동수는 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)를 중심으로 좌우 대칭일 수 있다.
일 예에 따른 복수의 압전부(311) 각각은 전계에 의한 압전 효과(piezoelectric effect)(또는 압전 특성)에 의해 진동하는 무기 물질 또는 압전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 압전부(311) 각각은 전기 활성부, 무기 물질부, 압전 물질부, 또는 진동부 등으로 표현될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예에 따른 복수의 압전부(311) 각각은 상대적으로 높은 진동 구현이 가능한 세라믹 계열의 물질로 구성되거나 페로브스카이트(perovskite) 계열의 결정 구조를 갖는 압전 세라믹으로 구성될 수 있다. 일 예로서, 복수의 압전부(311) 각각에 구성되는 무기 물질부는 납(Pb), 지르코늄(Zr), 티탄(Ti) 아연(Zn), 니켈(Ni), 망간(Mn), 및 니오븀(Nb) 중 1종 이상을 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예로는, 복수의 압전부(311) 각각에 구성되는 무기 물질부는 납(Pb), 지르코늄(Zr), 및 티타늄(Ti)를 포함하는 PZT(lead zirconate titanate)계 물질, 또는 납(Pb), 아연(Zn), 니켈(Ni), 및 니오븀(Nb)를 포함하는 PZNN(lead zirconate nickel niobate)계 물질을 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 무기 물질부는 납(Pb)을 포함하지 않는　CaTiO3, BaTiO3, 및 SrTiO3 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 구성을 갖는 복수의 압전부(311) 각각은 인가되는 신호에 따른 역압전 효과에 의해 수축과 팽창을 교번적으로 반복함에 따라 d31 변위의 진동 모드(또는 휨 현상)에 의해 진동할 수 있다.
연성부(313)는 압전 복합층(310)에 유연성을 부여하면서 압전 복합층(310)의 전체적인 형태를 형상화한다. 일 예에 따른 연성부(313)는 복수의 압전부(311) 사이에 배치되어 인접한 압전부(311)에 연결되고 압전 복합층(310)을 다각 형태로 형상화할 수 있다. 예를 들어, 연성부(313)는 복수의 압전부(311) 각각의 4개의 외측면(또는 측벽) 중 적어도 3 외측면을 둘러싸거나 덮을 수 있다.
연성부(313)는 압전부(311) 대비 낮은 모듈러스(modulus)와 점탄성을 가짐으로써 취성 특성으로 인하여 충격에 취약한 압전부(311)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(100)을 진동시키기 위한 플렉서블 진동 모듈(300)은 내충격성과 고강성을 가질 경우 최대의 진동 특성을 가질 수 있다. 플렉서블 진동 모듈(300)이 내충격성과 고강성을 갖기 위해서, 연성부(313)는 상대적으로 높은 댐핑 벡터(damping factor)(tan δ)와 상대적으로 높은 강성(stiffness) 특성을 갖는 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 연성부(313)는 0.1 ~ 1[Gpa]의 댐핑 벡터(tan δ)와 0 ~ 10[Gpa]의 강성 특성을 갖는 물질로 구성될 수 있다. 그리고, 댐핑 벡터(tan δ)와 강성 특성은 손실 계수와 모듈러스의 상관 관계로도 설명될 수 있은데, 이 경우, 연성부(313)는 0.01 ~ 1의 손실 계수와 1 ~ 10[Gpa]의 모듈러스를 갖는 물질로 구성될 수 있다.
연성부(313)는 압전부(311)와 비교하여 유연한 특성을 갖는 유기 물질 또는 유기 폴리머(polymer)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 연성부(313)는 유기 물질, 유기 폴리머, 유기 압전 물질, 또는 유기 비압전 물질을 포함할 수 있다. 이러한 연성부(313)는 유기 물질부, 접착부, 신축부, 벤딩부, 또는 댐핑부 등으로 표현될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예에 따른 연성부(313)는 유기 압전 물질 및 유기 비압전 물질 중 적어도 하나를 포함함으로써 압접부(311)에 인가되는 충격을 흡수하여 플렉서블 진동 모듈(300)의 전체 내구성을 향상시킬 수 있다.
연성부(313)를 구성하는 유기 압전 물질은 전기 활성 특성을 갖는 유기 물질일 수 있다. 예를 들어, PVDF(Polyvinylidene fluoride), 베타-PVDF(β-Polyvinylidene fluoride), PVDF-TrFE(Polyvinylidene-trifluoroethylene), 및 PVDF-TrFE-CFE(Polyvinylidene-trifluoroethylene-Chloro Fluoro Ethelene) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
연성부(313)를 구성하는 유기 비압전 물질은 경화성 수지 조성물 및 이를 포함하는 접착제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 유기 비압전 물질은 에폭시 계열 폴리머, 아크릴 계열 폴리머, 및 실리콘 계열 폴리머 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예에 따른 연성부(313)는 복수의 연성 패턴(313a) 및 연성 더미 패턴(313b)을 포함할 수 있다.
복수의 연성 패턴(313a) 각각은 압전 복합층(310) 중 복수의 압전부(311) 사이의 갭 영역을 채우도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 연성 패턴(313a) 각각은 제 2 방향(Y)과 나란하면서 제 1 방향(X)을 따라 일정한 간격으로 이격된 복수의 압전부(311) 사이마다 배치됨으로써 복수의 압전부(311) 사이의 간격에 대응되는 제 2 폭(W2)을 갖는 라인 패턴일 수 있다.
일 예에 따르면, 복수의 연성 패턴(313a) 각각은 제조 공정에서 발생되는 공정 오차(또는 허용 오차) 범위 내에서 모두 동일한 제 2 폭(W2)을 가질 수 있으며, 이 경우, 복수의 연성 패턴(313a) 각각의 제 2 폭(W2)은 압전부(311)의 제 1 폭(W1)과 동일하거나 다를 수 있다. 복수의 연성 패턴(313a) 각각의 크기는 플렉서블 진동 모듈(300)의 진동 특성, 유연성, 및 크기 중 적어도 하나의 요구 조건에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 유연성보다 압전 특성을 요구하는 플렉서블 진동 모듈(300) 또는 표시 장치에서는 압전부(311)의 제 1 폭(W1)이 연성 패턴(313a)의 제 2 폭(W2)보다 크게 구성될 수 있다. 다른 예로는, 압전 특성보다 유연성을 요구하는 플렉서블 진동 모듈(300) 또는 표시 장치에서는 압전부(311)의 제 1 폭(W1)이 연성 패턴(313a)의 제 2 폭(W2)보다 작게 구성될 수 있다. 따라서, 표시 장치에서 요구되는 특성에 따라 압전 복합층(310)의 크기가 조절될 수 있으므로, 압전 복합층(310)의 설계가 용이하다는 장점이 있다.
연성 더미 패턴(313b)은 압전 복합층(310) 중 복수의 압전부(311)와 복수의 연성 패턴(313a)이 배치되지 않는 더미 영역에 배치될 수 있다. 연성 더미 패턴(313b)은 플렉서블 진동 모듈(300)의 전체적인 형상 중에서 압전부(311)들과 연성 패턴(313a)들의 배치 형상을 제외한 나머지 형상을 형상화할 수 있다.
일 예에 따른 연성 더미 패턴(313b)은 복수의 압전부(311) 각각의 길이 구배에 따라 압전 복합층(310)의 제 1 측(S1)과 제 2 측(S2) 각각의 모서리 부분에 발생되는 더미 영역(또는 압전부 미배치 영역)을 채우도록 구성될 수 있다. 연성 더미 패턴(313b)은 복수의 연성 패턴(313a) 각각의 일측면에 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수의 연성 패턴(313a) 각각은 연성 더미 패턴(313b)으로부터 복수의 압전부(311) 사이로 연장된 핑거 구조를 가질 수 있다.
이와 같은, 압전 복합층(310)은 동일 평면에 배치된 복수의 압전부(311)와 복수의 연성 패턴(313a) 및 연성 더미 패턴(313b)에 의해 사각 형태를 가질 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 원형, 타원형, 삼각, 또는 5 이상의 다각 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 압전 복합층(310)이 5 이상의 다각 형태를 가질 수 있으며, 이 경우, 압전 복합층(310)은 원형에 가까운 진동원(또는 진동체)으로 구현될 수 있으며, 이로 인해 진동 특성이 향상될 수 있다.
또한, 압전 복합층(310)은 압전부(311)들과 연성부(313)의 연성 패턴(313a)들이 교번적으로 반복하여 연결됨으로써 얇은 필름 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 압전 복합층(310)은 표시 패널(100)의 형상과 대응되어 휘어질 수 있으며, 표시 패널(100)과 대응되는 크기를 가지거나 표시 패널(100)이 진동에 따라 설정된 진동 특성 또는 음향 특성을 구현할 수 있는 크기를 가질 수 있다.
제 1 전극층(320)은 압전 복합층(310)의 제 1 면(또는 배면) 상에 배치되고 복수의 압전부(311) 각각의 제 1 면과 전기적으로 연결된다. 일 예에 따른 제 1 전극층(320)은 투명 도전성 물질, 반투명 도전성 물질, 또는 불투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 투명 또는 반투명 도전성 물질은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide)을 포함할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 불투명 도전성 물질은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 금(Au), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 또는 마그네슘(Mg) 등을 포함하거나 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제 2 전극층(330)은 압전 복합층(310)의 제 1 면과 반대되는 제 2 면(또는 전면) 상에 배치되고 복수의 압전부(311) 각각의 제 2 면과 전기적으로 연결된다. 일 예에 따른 제 2 전극층(330)은 투명 도전성 물질, 반투명 도전성 물질, 또는 불투명 도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제 2 전극층(330)은 제 1 전극층(320)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
압전 복합층(310)은 일정한 온도 분위기 또는 고온에서 상온으로 변화되는 온도 분위기에서 제 1 전극층(320)과 제 2 전극층(330)에 인가되는 일정한 전압에 의해 분극화될 수 있다. 복수의 압전부(311) 각각은 분극 방향은 제 1 전극층(320)과 제 2 전극층(330)에 인가되는 전압에 따라 결정될 수 있다.
본 명세서의 제 1 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)은 제 1 보호 필름(340) 및 제 2 보호 필름(350)을 더 포함할 수 있다.
제 1 보호 필름(340)은 제 1 전극층(320)을 덮도록 배치되어 압전 복합층(310)의 제 1 면 또는 제 1 전극층(320)을 보호할 수 있다. 예를 들어, 제 1 보호 필름(340)은 PI(polyimide) 필름 또는 PET(polyethyleneterephthalate) 필름일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제 2 보호 필름(350)은 제 2 전극층(330)을 덮도록 배치되어 압전 복합층(310)의 제 2 면 또는 제 2 전극층(330)을 보호할 수 있다. 예를 들어, 제 2 보호 필름(350)은 PI(polyimide) 필름 또는 PET(polyethyleneterephthalate) 필름일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로는, 제 1 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)에서 압전부(311)들의 배치 구조는 도 3에 도시된 배치 구조에 한정되지 않고, 플렉서블 진동 모듈(300)의 진동 특성, 유연성, 및 크기 중 적어도 하나의 요구 조건에 따라 다양한 구조로 변경될 수 있다. 예를 들어, 압전부(311)들의 길이 구배 또는 고유 진동수는 압전 복합층(310)의 양단(EP1, EP2)으로부터 제 1 중심부(CP1)로 갈수록 점진적으로 증가하도록 설정되지 않고 랜덤하게 변화되도록 설정되거나 압전 복합층(310)의 일단(EP1)으로부터 타단(EP2)까지 점진적으로 증가하거나 랜덤하게 변화되도록 설정될 수도 있다.
이와 같은, 본 명세서의 제 1 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)은 복수의 압전부(311) 각각이 인가되는 신호에 따른 역압전 효과에 따른 휨 현상에 의해 진동하여 표시 패널(100)을 진동시킴으로써 음향 또는 햅틱 피드백을 사용자에게 제공할 수 있다. 이 경우, 복수의 압전부(311) 사이사이에 채워지거나 배치된 연성부(313)가 유연성을 가짐에 따라 압전 복합층(310)이 휨 현상에 의해 휘어지더라도 압전부(311)의 파손 또는 성능 저하가 발생하지 않을 수 있다.
또한, 본 명세서의 제 1 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)은 표시 패널(100)의 배면에 배치되어 표시 패널(100)을 상하(또는 전후) 방향으로 충분히 진동시킬 수 있으므로 표시 장치의 전방으로 원하는 음향을 출력할 수 있으며, 압전 복합층(310)을 구성하는 압전부(311)와 연성부(313)이 패턴 형상으로 구현됨에 따라 표시 패널(100)에 대응되는 크기를 가질 수 있으므로, 표시 패널(100)과의 패널 커버리지(또는 접촉 면적)가 증가하여 표시 패널(100)의 진동에 따른 음향 특성을 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 플렉서블 진동 모듈(300)은 표시 패널(100)과 동등한 크기의 넓은 면적을 가짐으로써 필름형 압전체의 단점이었던 저음역대에서의 음압 특성을 개선할 수 있으며, 구동 전압을 낮출 수 있다. 또한, 본 명세서의 제 1 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)은 박막 필름 형태로 구현될 수 있으므로, 표시 장치를 구성하는 다른 부품 및/또는 기구물에 간섭되지 않고 표시 장치에 일체화 또는 장착될 수 있다.
그리고, 본 명세서의 제 1 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)은 복수의 압전부(311) 각각의 크기 구배에 따른 다양한 고유 진동수를 가짐으로써 복수의 압전부(311) 각각이 인가되는 신호에 따른 전계에 의해 다양한 고유 진동수를 갖는 진동을 통해 표시 패널을 진동시킬 수 있으며, 이를 통해 표시 패널(100)의 진동에 따라 발생되는 음향의 음압 특성과 음압 평탄화 특성을 증가시키고 재생 음역 대역을 확장시킬 수 있다.
도 5는 본 명세서의 제 2 예에 따른 플렉서블 진동 모듈을 나타낸 도면으로서, 이는 도 3에 도시된 압전 복합층에서 압전부의 배치 구조를 변경한 것이다. 이하에서는, 도 3 및 도 4에 도시된 예와 동일 또는 대응되는 구성 요소에 대한 중복 설명은 생략하고, 상이한 구성에 대해서만 설명한다.
도 5를 참조하면, 본 명세서의 제 2 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)에서, 압전 복합층(310)은 복수의 압전부(311) 및 복수의 압전부(311) 사이에 배치된 연성부(313)를 포함할 수 있다.
복수의 압전부(311) 각각은 제 1 방향(X)과 나란한 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)를 기준으로 좌우 대칭 구조를 가질 수 있다. 일 예에 따른 복수의 압전부(311) 각각은 제 1 방향(X)을 따라 압전 복합층(310)의 양 끝단(EP1, EP2)으로부터 제 1 중간부(CP1)로 갈수록 점진적으로 감소하는 크기를 가짐으로써 다양한 크기(또는 길이 구배)에 대응되는 다양한 고유 진동수를 가질 수 있다. 이러한 복수의 압전부(311) 각각은 압전 복합층(310)의 양 끝단(EP1, EP2)으로부터 제 1 중간부(CP1)로 갈수록 점진적으로 감소하는 것을 제외하고는 도 3 및 도 4와 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
연성부(313)는 압전 복합층(310)에 유연성을 부여하면서 압전 복합층(310)의 전체적인 형태를 형상화할 수 있다. 일 예에 따른 연성부(313)는 복수의 압전부(311) 사이에 배치되어 인접한 압전부(311)에 연결되고 압전 복합층(310)을 다각 형태로 형상화할 수 있다. 예를 들어, 연성부(313)는 복수의 압전부(311) 각각의 4개의 외측면(또는 측벽) 중 적어도 3개의 외측면을 둘러싸거나 덮을 수 있다. 이러한 연성부(313)는 복수의 압전부(311) 사이의 갭 영역을 채우도록 구성된 복수의 연성 패턴(313a), 및 복수의 압전부(311)와 복수의 연성 패턴(313a)이 배치되지 않는 더미 영역에 배치되 연성 더미 패턴(313b)을 포함하는 것으로, 이는 도 3 및 도 4에 도시된 연성부의 배치 위치를 제외하고는 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
이와 같은, 본 명세서의 제 2 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)은 복수의 압전부(311) 각각의 크기 구배에 따른 다양한 고유 진동수로 표시 패널을 진동시킬 수 있으므로, 표시 패널(100)의 진동에 따라 발생되는 음향의 음압 특성과 음압 평탄화 특성을 증가시키고 재생 음역 대역을 확장시킬 수 있다. 예를 들면, 본 명세서의 제 2 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)은 상대적으로 큰 크기로 인하여 상대적으로 낮은 고유 진동수(또는 낮은 공진 주파수)를 갖는 압전부들(311)이 양 끝단(EP1, EP2)에 인접하게 배치됨으로써, 압전부들(311)에 의해 진동하는 표시 패널(100)의 진동 영역이 확대될 수 있으며, 이로 인해 저음역대 음향이 개선될 수 있다. 풍부한 저음됨에 (또는 면적)가 최대로 넓게 활용할 수 있다.
도 6은 본 명세서의 제 3 예에 따른 플렉서블 진동 모듈을 나타낸 도면으로서, 이는 도 3에 도시된 압전 복합층에서 압전부의 배치 구조를 변경한 것이다. 이하에서는, 도 3 및 도 4에 도시된 예와 동일 또는 대응되는 구성 요소에 대한 중복 설명은 생략하고, 상이한 구성에 대해서만 설명한다.
도 6을 참조하면, 본 명세서의 제 3 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)에서, 압전 복합층(310)은 복수의 압전부(311) 및 복수의 압전부(311) 사이에 배치된 연성부(313)를 포함할 수 있다.
복수의 압전부(311) 각각은 제 1 방향(X)을 따라 압전 복합층(310)의 양 끝단(EP1, EP2)으로부터 제 1 중간부(CP1)로 갈수록 점진적으로 증가하는 크기를 가짐으로써 다양한 크기에 대응되는 다양한 고유 진동수를 가질 수 있다. 제 2 방향(Y)과 나란한 복수의 압전부(311) 각각의 길이 방향의 중심부는 압전 복합층(310)의 제 2 중간부(CP2)에 배치될 수 있다. 복수의 압전부(311) 중 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)에 배치된 압전부를 제외한 나머지 압전부들의 양단은 제 1 방향(X)과 나란한 압전 복합층(310)의 양측변(또는 상측변과 하측변) 각각으로부터 이격될 수 있다. 이러한 복수의 압전부(311) 각각은 제 1 방향(X)을 따라 압전 복합층(310)의 양 끝단(EP1, EP2)으로부터 제 1 중간부(CP1)로 갈수록 점진적으로 증가하는 크기를 가짐으로써 다양한 크기(또는 길이 구배)에 대응되는 다양한 고유 진동수를 가질 수 있다. 이와 같은, 복수의 압전부(311) 각각은 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)를 기준으로 좌우 대칭 구조로 배치되고 압전 복합층(310)의 제 2 중간부(CP2)를 기준으로 상하 대칭 구조로 배치되는 것을 제외하고는 도 3 및 도 4와 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
연성부(313)는 압전 복합층(310)에 유연성을 부여하면서 압전 복합층(310)의 전체적인 형태를 형상화할 수 있다. 일 예에 따른 연성부(313)는 복수의 압전부(311) 사이에 배치되어 인접한 압전부(311)에 연결되고 압전 복합층(310)을 다각 형태로 형상화할 수 있다. 예를 들어, 연성부(313)는 복수의 압전부(311) 각각의 4개의 외측면(또는 측벽) 모두를 둘러싸거나 덮을 수 있다. 이러한 연성부(313)는 복수의 압전부(311) 사이의 갭 영역을 채우도록 구성된 복수의 연성 패턴(313a), 및 복수의 압전부(311)와 복수의 연성 패턴(313a)이 배치되지 않는 더미 영역에 배치되 연성 더미 패턴(313b)을 포함하는 것으로, 이는 도 3 및 도 4에 도시된 연성부의 배치 위치를 제외하고는 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
이와 같은, 본 명세서의 제 3 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)은 도 3 및 도 4에 도시된 플렉서블 진동 모듈과 동일한 효과를 가질 수 있다.
다른 예로는, 본 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)에서, 복수의 압전부(311) 각각은 제 1 방향(X)을 따라 압전 복합층(310)의 양 끝단(EP1, EP2)으로부터 제 1 중간부(CP1)로 갈수록 점점 감소하는 크기를 가질 수 있다. 이 경우, 본 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)은 도 5에 도시된 플렉서블 진동 모듈과 동일한 효과를 가질 수 있다.
다른 예로는, 제 3 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)에서 압전부(311)들의 배치 구조는 도 6에 도시된 배치 구조에 한정되지 않고, 플렉서블 진동 모듈(300)의 진동 특성, 유연성, 및 크기 중 적어도 하나의 요구 조건에 따라 다양한 구조로 변경될 수 있다. 예를 들어, 압전부(311)들의 길이 구배 또는 고유 진동수는 압전 복합층(310)의 양단(EP1, EP2)으로부터 제 1 중심부(CP1)로 갈수록 점진적으로 증가하도록 설정되지 않고 랜덤하게 변화되도록 설정되거나 압전 복합층(310)의 일단(EP1)으로부터 타단(EP2)까지 점진적으로 증가하거나 랜덤하게 변화되도록 설정될 수도 있다.
도 7은 본 명세서의 제 4 예에 따른 플렉서블 진동 모듈을 나타낸 도면이고, 도 8은 도 7에 도시된 선 III-III'의 단면도으로서, 이는 도 3에 도시된 압전 복합층의 구조를 변경한 것이다. 이하에서는, 도 3 및 도 4에 도시된 예와 동일 또는 대응되는 구성 요소에 대한 중복 설명은 생략하고, 상이한 구성에 대해서만 설명한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 본 명세서의 제 4 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)에서, 압전 복합층(310)은 복수의 압전부(311) 및 복수의 압전부(311) 사이에 배치된 연성부(313)를 포함할 수 있다.
복수의 압전부(311) 각각은 다각 형태의 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 압전부(311) 각각은 소정의 제 1 길이(L1)를 갖는 라인 패턴(line pattern)일 수 있으며, 제 1 방향(X)을 따라 서로 이격되고, 제 2 방향(Y)과 나란하게 배치될 수 있다.
복수의 압전부(311) 중 일부는 다른 크기를 가질 수 있다. 압전부(311)의 크기는 길이, 폭, 두께, 넓이, 면적, 및 부피 중 어느 하나일 수 있다. 예를 들어, 복수의 압전부(311) 중 일부는 제조 공정에서 발생되는 공정 오차(또는 허용 오차) 범위 내에서 서로 동일한 크기를 가지며, 나머지는 각각 다른 크기를 가질 수 있다.
복수의 압전부(311) 각각은 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)를 기준으로 좌우 대칭 구조를 가지며, 압전 복합층(310)의 제 2 중간부(CP2)를 기준으로 상하 대칭 구조를 가질 수 있다. 일 예에 따른 복수의 압전부(311) 각각은 제 1 방향(X)을 따라 압전 복합층(310)의 양 끝단(EP1, EP2)으로부터 제 1 중간부(CP1)로 갈수록 점진적으로 감소하는 크기를 가짐으로써 다양한 크기(또는 폭 구배)에 대응되는 다양한 고유 진동수를 가질 수 있다.
본 예에 따른 복수의 압전부(311) 각각은 d32 변위(또는 방향)의 진동 모드로 진동할 수 있다. 이 경우, 압전부(311)의 고유 진동수 및 공진 주파수 각각은 제 1 방향(X)을 따라 폭이 감소할수록 증가할 수 있다.
일 예에 따른 압전 복합층(310)은 제 1 내지 제 N(N은 5 이상의 홀수) 압전부(311[1] 내지 311[N])를 포함할 수 있는데, 이 경우, 제 i+1(i는 N/2) 압전부(311[i+1])는 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)에 배치되고, 제 1 내지 제 i 압전부(311[1] 내지 311[i])는 압전 복합층(310)의 일단(EP1)과 제 1 중간부(CP1) 사이인 제 1 측(S1)에 배치되며, 제 i+2 내지 제 N 압전부(311[i+2] 내지 311[N])는 압전 복합층(310)의 타단(EP2)과 제 1 중간부(CP1) 사이인 제 2 측(S2)에 배치될 수 있다.
일 예에 따르면, 제 1 내지 제 N 압전부(311[1] 내지 311[N]) 각각은 제조 공정에서 발생되는 공정 오차(또는 허용 오차) 범위 내에서 모두 동일한 길이(L1)과 두께(H1)(또는 높이)를 가질 수 있다. 제 i+1 압전부(311[i+1])는 압전부(311)들 중 가장 좁은 폭(W3)을 가질 수 있다. 제 1 압전부(311[1])와 제 N 압전부(311[N]) 각각은 압전 복합층(310)의 끝단에 가장 근접하게 배치되고 압전부(311)들 중 가장 넓은 폭(W4)을 가질 수 있다. 제 2 내지 i 압전부(311[2] 내지 311[i]) 각각은 제 1 압전부(311[1])보다 좁고 제 i+1 압전부(311[i+1])보다 넓은 범위 내에서 각각 다른 폭을 가지며, 제 i+1 압전부(311[i+1])에 가까울수록 좁은 폭을 가질 수 있다. 제 i+2 내지 N-1 압전부(311[i+2] 내지 311[N-1]) 각각은 제 N 압전부(311[N])보다 좁고 제 i+1 압전부(311[i+1])보다 넓은 범위 내에서 각각 다른 폭을 가지며, 제 i+1 압전부(311[i+1])에 가까울수록 좁은 폭을 가질 수 있다. 따라서, 제 1 내지 i+1 압전부(311[1] 내지 311[i+1]) 각각은 각각 다른 폭에 따라 각각 다른 고유 진동수를 가질 수 있으며, 제 i+2 내지 N 압전부(311[i+2] 내지 311[N]) 각각은 각각 다른 폭에 따라 각각 다른 고유 진동수를 가질 수 있다. 이 경우, 제 1 내지 제 N 압전부(311[1] 내지 311[N]) 중 제 i+1 압전부(311[i+1])를 중심으로 좌우 대칭 구조를 갖는 압전부는 서로 동일한 고유 진동수를 가질 수 있다.
일 예에 따른 복수의 압전부(311) 각각은 복수의 그룹(또는 압전 그룹)으로 그룹화될 수 있다. 복수의 그룹 각각은 서로 동일하거나 각각 다른 개수의 압전부(311)를 포함할 수 있다. 각 그룹에 배치된 압전부는 제조 공정에서 발생되는 공정 오차(또는 허용 오차) 범위 내에서 동일한 크기를 가질 수 있다. 복수의 압전부(311) 각각은 그룹별 각각 다른 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 복수의 압전부(311) 각각은 제조 공정에서 발생되는 공정 오차(또는 허용 오차) 범위 내에서 모두 동일한 길이와 두께(또는 높이)를 가질 수 있으며, 그룹별로 각각 다른 폭을 가질 수 있다. 따라서, 복수의 그룹 각각은 각각 다른 고유 진동수를 가질 수 있다.
일 예에 따르면, 복수의 그룹 각각은 복수의 압전부(311) 중에서 2 이상의 압전부(311)를 포함할 수 있으며, 이 경우, 각 그룹에 포함된 2 이상의 압전부(311)는 서로 인접하게 배치되거나 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)를 기준으로 좌우 대칭 구조로 배치될 수 있다. 일 예로서, 도 7과 같이, 압전 복합층(310)이 제 1 내지 제 13 압전부(311[1] 내지 311[N])를 포함할 경우, 13개의 압전부(311[1] 내지 311[N])는 제 1 내지 7 그룹으로 그룹화될 수 있다. 제 1 그룹은 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)에 배치된 하나의 압전부(311[i+1])를 포함할 수 있고, 제 2 내지 7 그룹 각각은 2개의 압전부를 포함할 수 있으며, 제 2 내지 7 그룹 각각에 포함된 2개의 압전부는 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)를 기준으로 좌우 대칭 구조로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 그룹은 가장 좁은 폭(W3)을 가지면서 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)에 배치된 제 7 압전부(311[i+1])를 포함할 수 있고, 제 2 그룹은 제 1 그룹에 가장 근접한 제 6 압전부(311[i])와 제 8 압전부(311[i+2])를 포함할 수 있으며, 제 7 그룹은 압전 복합층(310)의 일단(EP1)에 가장 근접한 제 1 압전부(311[1])와 압전 복합층(310)의 타단(EP2)에 가장 근접한 제 13 압전부(311[N])를 포함할 수 있다. 따라서, 제 1 내지 7 그룹 각각은 그룹별 각각 다른 폭을 갖는 압전부(311)에 의해 각각 다른 고유 진동수를 가질 수 있으며, 그룹별 고유 진동수는 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)를 중심으로 좌우 대칭일 수 있다.
연성부(313)는 복수의 압전부(311) 사이에 배치된 복수의 연성 패턴(313a)을 포함할 수 있다. 복수의 연성 패턴(313a) 각각은 복수의 압전부(311) 사이사이에 배치됨으로써 압전부(311)의 내충격성을 보완하고, 플렉서블 진동 모듈(300)에 유연성을 부여할 수 있다.
복수의 연성 패턴(313a)과 복수의 압전부(311) 각각은 동일 평면(또는 동일층)에 교번적으로 반복하여 배치(또는 배열)될 수 있다. 복수의 연성 패턴(313a) 각각은 인접한 2개의 압전부(311)들 사이의 갭을 채우도록 구성됨으로써 인접한 압전부(311)와 연결되거나 접착될 수 있다. 예를 들어, 복수의 연성 패턴(313a) 각각은 인접한 2개의 압전부(311)들 사이의 갭에 대응되는 폭(W5)을 갖는 라인 패턴일 수 있다.
일 예로서, 복수의 연성 패턴(313a) 각각은 제조 공정에서 발생되는 공정 오차(또는 허용 오차) 범위 내에서 모두 동일한 크기, 예를 들어 넓이, 면적, 또는 부피를 가질 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 서로 다른 크기를 가지거나 인접한 2개의 압전부(311)의 크기에 대응하는 크기를 가질 수 있다. 이에 따라, 복수의 연성 패턴(313a) 각각의 크기는 플렉서블 진동 모듈(300)의 진동 특성, 유연성, 및 크기 중 적어도 하나의 요구 조건에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 유연성보다 압전 특성을 요구하는 플렉서블 진동 모듈(300) 또는 표시 장치에서는 연성 패턴(313a)의 폭(W5)이 상대적으로 감소되어 구성될 수 있다. 다른 예로는, 압전 특성보다 유연성을 요구하는 플렉서블 진동 모듈(300) 또는 표시 장치에서는 연성 패턴(313a)의 폭(W5)이 상대적으로 증가되어 구성될 수 있다. 따라서, 표시 장치에서 요구되는 특성에 따라 압전 복합층(310)의 크기가 조절될 수 있으므로, 압전 복합층(310)의 설계가 용이하다는 장점이 있다.
이와 같은, 본 명세서의 제 4 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)은 도 3 및 도 4에 도시된 플렉서블 진동 모듈과 동일한 효과를 가질 수 있다.
선택적으로, 본 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)에서, 복수의 압전부(311) 각각은 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)를 기준으로 좌우 대칭 구조를 가지며, 압전 복합층(310)의 제 2 중간부(CP2)를 기준으로 상하 대칭 구조를 가지면서, 제 1 방향(X)을 따라 압전 복합층(310)의 양 끝단(EP1, EP2)으로부터 제 1 중간부(CP1)로 갈수록 점진적으로 증가하는 크기를 가짐으로써 다양한 크기(또는 폭 구배)에 대응되는 다양한 고유 진동수를 가질 수 있다. 이 경우, 본 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)은 도 5에 도시된 플렉서블 진동 모듈과 동일한 효과를 가질 수 있다.
다른 예로는, 제 4 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)에서 압전부(311)들의 배치 구조는 도 7에 도시된 배치 구조에 한정되지 않고, 플렉서블 진동 모듈(300)의 진동 특성, 유연성, 및 크기 중 적어도 하나의 요구 조건에 따라 다양한 구조로 변경될 수 있다. 일 예로서, 압전부(311)들의 폭 구배 또는 고유 진동수는 압전 복합층(310)의 양단(EP1, EP2)으로부터 제 1 중심부(CP1)로 갈수록 점진적으로 감소하도록 설정되지 않고 랜덤하게 변화되거나 설정되거나 압전 복합층(310)의 일단(EP1)으로부터 타단(EP2)까지 점진적으로 감소하거나 랜덤하게 변화되도록 설정될 수도 있다.
도 9는 본 명세서의 제 5 예에 따른 플렉서블 진동 모듈을 나타낸 도면이고, 도 10은 도 9에 도시된 선 IV-IV'의 단면도로서, 이는 도 3에 도시된 압전 복합층의 구조를 변경한 것이다. 이하에서는, 도 3 및 도 4에 도시된 예와 동일 또는 대응되는 구성 요소에 대한 중복 설명은 생략하고, 상이한 구성에 대해서만 설명한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 명세서의 제 5 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)에서, 압전 복합층(310)은 복수의 압전부(311) 및 복수의 압전부(311) 사이에 배치된 연성부(313)를 포함할 수 있다.
복수의 압전부(311) 각각은 다각 형태의 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 압전부(311) 각각은 소정의 길이를 갖는 라인 패턴(line pattern)일 수 있으며, 제 1 방향(X)을 따라 서로 이격되고, 제 2 방향(Y)과 나란하게 배치될 수 있다.
복수의 압전부(311) 각각은 제조 공정에서 발생되는 공정 오차(또는 허용 오차) 범위 내에서 서로 동일한 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 복수의 압전부(311) 각각은 서로 동일한 폭(W6)과 두께 및 길이를 가질 수 있다. 이러한 복수의 압전부(311) 각각의 크기는 제 1 방향(X)과 나란한 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)(또는 가로 방향의 중심 라인)를 기준으로 좌우 대칭일 수 있다.
복수의 압전부(311) 각각은 하부 압전부(311a) 및 상부 압전부(311b)를 포함할 수 있다.
일 예로서, 복수의 압전부(311) 각각의 하부 압전부(311a)와 상부 압전부(311b)의 두께(또는 높이)는 모두 상이할 수 있다. 하부 압전부(311a)와 상부 압전부(311b)의 두께(또는 높이)는 압전부(311)별로 모두 상이한 두께 비율(또는 두께 구배)을 가지며, 이러한 두께 비율은 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)를 기준으로 좌우 대칭일 수 있다. 다시 말하여, 복수의 압전부(311) 각각을 구성하는 하부 압전부(311a)와 상부 압전부(311b)는 압전부(311)의 중간 두께(또는 중간 높이)를 기준으로, 비대칭 두께를 가질 수 있다.
다른 예로서, 복수의 압전부(311) 중 일부는 서로 동일한 두께(또는 높이)를 갖는 하부 압전부(311a)와 상부 압전부(311b)를 포함할 수 있으며, 나머지 모두 각각은 서로 다른 두께(또는 높이)를 갖는 하부 압전부(311a)와 상부 압전부(311b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 방향(X)을 기준으로, 압전 복합층(310)의 일단(EP1)과 제 1 중간부(CP1) 사이에 배치된 어느 하나의 압전부(311[#5])는 서로 동일한 두께(또는 높이)를 갖는 하부 압전부(311a)와 상부 압전부(311b)를 포함하고, 압전 복합층(310)의 타단(EP2)과 제 1 중간부(CP1) 사이에 배치된 어느 하나의 압전부(311[#13]) 역시 서로 동일한 두께(또는 높이)를 갖는 하부 압전부(311a)와 상부 압전부(311b)를 포함할 수 있다. 이러한 하부 압전부(311a)와 상부 압전부(311b)의 두께(또는 높이)가 동일한 압전부들(311[#5], 311[#12])을 제외한 나머지 압전부들 각각은 각각 다른 두께(또는 높이)를 갖는 하부 압전부(311a)와 상부 압전부(311b)를 포함할 수 있다.
복수의 압전부(311) 각각의 하부 압전부(311a)는 압전부(311)의 전체 두께에서 일부의 두께를 가질 수 있다. 복수의 하부 압전부(311a) 중 적어도 하나는 다른 두께를 가질 수 있다. 일 예로서, 복수의 하부 압전부(311a) 중 일부는 제조 공정에서 발생되는 공정 오차(또는 허용 오차) 범위 내에서 서로 동일한 두께를 가지며, 나머지는 각각 다른 두께를 가질 수 있다. 다른 예로서, 복수의 하부 압전부(311a)는 각각 다른 두께를 가질 수 있다.
복수의 하부 압전부(311a) 각각은 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)를 기준으로 좌우 대칭 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 복수의 하부 압전부(311a) 각각은 압전 복합층(310)의 양 끝단(EP1, EP2) 각각과 제 1 중간부(CP1) 사이에 계단 형태로 배치될 수 있다. 이러한 복수의 하부 압전부(311a) 각각은 제 1 방향(X)을 따라 압전 복합층(310)의 양 끝단(EP1, EP2)으로부터 제 1 중간부(CP1)로 갈수록 점진적으로 감소하는 두께를 가짐으로써 다양한 크기(또는 두께 구배)에 대응되는 다양한 고유 진동수를 가지거나 각각 다른 고유 진동수를 가질 수 있다.
복수의 압전부(311) 각각의 상부 압전부(311b) 중 일부 또는 적어도 하나는 다른 고유 진동수를 가질 수 있다. 일 예로서, 복수의 압전부(311) 각각의 상부 압전부(311b) 각각은 각각 다른 고유 진동수를 가질 수 있다.
복수의 압전부(311) 각각의 상부 압전부(311b)는 압전부(311)의 전체 두께에서 중첩되는 하부 압전층(311a)의 두께를 뺀 나머지 두께를 가질 수 있다. 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)에 배치된 압전부를 제외한 나머지 압전부는 압전부(311)의 중간 두께(또는 중간 높이)를 기준으로, 비대칭 두께 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 복수의 상부 압전부(311b) 각각은 압전 복합층(310)의 양 끝단(EP1, EP2) 각각과 제 1 중간부(CP1) 사이에 계단 형태로 배치될 수 있다. 이러한 복수의 상부 압전부(311b) 각각은 제 1 방향(X)을 따라 압전 복합층(310)의 양 끝단(EP1, EP2)으로부터 제 1 중간부(CP1)로 갈수록 점진적으로 증가하는 두께를 가짐으로써 다양한 크기(또는 두께 구배)에 대응되는 다양한 고유 진동수를 가질 수 있다.
하부 압전부(311a)와 상부 압전부(311b)의 두께(또는 높이)가 동일한 압전부들(311[#5], 311[#12])을 제외한 나머지 압전부들 각각은 압전 복합층(310)의 양 끝단(EP1, EP2)과 제 1 중간부(CP1) 사이의 배치 위치에 따라 상대적으로 두꺼운 두께를 갖는 하부 압전부(311a)과 상대적으로 얇은 두께를 갖는 상부 압전부(311b)의 수직 적층 구조를 가지거나 상대적으로 얇은 두께를 갖는 하부 압전부(311a)과 상대적으로 두꺼운 두께를 갖는 상부 압전부(311b)의 수직 적층 구조를 가질 수 있다.
본 예에 따른 복수의 하부 압전부(311a) 각각과 복수의 상부 압전부(311b) 각각은 d33 변위(또는 방향)의 진동 모드로 진동할 수 있다. 이 경우, 압전부(311)의 고유 진동수 및 공진 주파수 각각은 제 3 방향(Z)(또는 두께 방향)을 따라 두께(또는 높이)가 감소할수록 증가할 수 있다.
일 예에 따른 복수의 압전부(311) 각각은 복수의 그룹(또는 압전 그룹)으로 그룹화될 수 있다. 복수의 그룹 각각은 서로 동일하거나 각각 다른 개수의 압전부(311)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수의 압전부(311) 각각의 하부 압전부(311a)와 상부 압전부(311b)는 제조 공정에서 발생되는 공정 오차(또는 허용 오차) 범위 내에서 모두 동일한 길이와 폭을 가질 수 있으며, 그룹별로 각각 다른 두께를 가질 수 있다. 따라서, 복수의 그룹 각각은 각각 다른 고유 진동수를 가질 수 있다.
일 예에 따르면, 복수의 그룹 각각은 복수의 압전부(311) 중에서 2 이상의 압전부(311)를 포함할 수 있으며, 이 경우, 각 그룹에 포함된 2 이상의 압전부(311)는 서로 인접하게 배치되거나 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)를 기준으로 좌우 대칭 구조로 배치될 수 있다. 일 예로서, 도 9 및 도 10과 같이, 압전 복합층(310)이 제 1 내지 제 17 압전부(311)를 포함할 경우, 17개의 압전부(311)는 제 1 내지 9 그룹으로 그룹화될 수 있다. 제 1 그룹은 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)에 배치된 하나의 압전부(311[#9])를 포함할 수 있고, 제 2 내지 9 그룹 각각은 2개의 압전부를 포함할 수 있으며, 제 2 내지 9 그룹 각각에 포함된 2개의 압전부는 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)를 기준으로 좌우 대칭 구조로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 그룹은 서로 다른 두께를 갖는 하부 압전부(311a)와 상부 압전부(311b)를 가지면서 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)에 배치된 제 9 압전부(311[#9])를 포함할 수 있고, 제 2 그룹은 제 1 그룹에 가장 근접한 제 8 압전부와 제 10 압전부를 포함할 수 있으며, 제 9 그룹은 압전 복합층(310)의 일단(EP1)에 가장 근접한 제 1 압전부와 압전 복합층(310)의 타단(EP2)에 가장 근접한 제 17 압전부를 포함할 수 있다. 제 2 내지 9 그룹 중 일부의 그룹에 포함되는 압전부(311[#5] 내지 311[#13])는 서로 동일한 두께를 갖는 하부 압전부(311a)와 상부 압전부(311b)를 포함하며, 나머지 그룹들 각각에 포함된 압전부 각각은 배치 위치에 따라 그룹별로 각각 다른 두께를 갖는 하부 압전부(311a)와 상부 압전부(311b)를 포함할 수 있다. 따라서, 제 1 내지 9 그룹 각각은 그룹별로 각각 다른 두께를 갖는 하부 압전부(311a)와 상부 압전부(311b)를 포함하는 압전부(311)에 의해 각각 다른 고유 진동수를 가질 수 있으며, 그룹별 고유 진동수는 압전 복합층(310)의 제 1 중간부(CP1)를 중심으로 좌우 대칭일 수 있다.
연성부(313)는 복수의 압전부(311) 사이사이에 배치됨으로써 압전부(311)의 내충격성을 보완하고, 플렉서블 진동 모듈(300)에 유연성을 부여할 수 있다.
연성부(313)와 복수의 압전부(311) 각각은 동일 평면(또는 동일층)에 교번적으로 반복하여 배치(또는 배열)될 수 있다. 연성부(313)는 인접한 2개의 압전부(311)들 사이의 갭을 채우도록 구성됨으로써 인접한 압전부(311)와 연결되거나 접착될 수 있다. 예를 들어, 연성부(313)는 인접한 2개의 압전부(311)들 사이의 갭에 대응되는 폭(W6)을 갖는 라인 패턴일 수 있다.
일 예로서, 복수의 압전부(311) 사이사이에 배치되는 연성부(313)들 각각은 제조 공정에서 발생되는 공정 오차(또는 허용 오차) 범위 내에서 모두 동일한 크기, 예를 들어 넓이, 면적, 또는 부피를 가질 수 있으나, 반드시 이에 한정되지 않고, 서로 다른 크기를 가지거나 인접한 2개의 압전부(311)의 크기에 대응하는 크기를 가질 수 있다. 이에 따라, 연성부(313)들 각각의 크기는 플렉서블 진동 모듈(300)의 진동 특성, 유연성, 및 크기 중 적어도 하나의 요구 조건에 따라 설정될 수 있다. 예를 들어, 유연성보다 압전 특성을 요구하는 플렉서블 진동 모듈(300) 또는 표시 장치에서는 압전부(311)의 폭(W6)이 연성부(313)의 폭(W7)보다 크게 구성될 수 있다. 다른 예로는, 압전 특성보다 유연성을 요구하는 플렉서블 진동 모듈(300) 또는 표시 장치에서는 압전부(311)의 폭(W6)이 연성부(313)의 폭(W7)보다 작게 구성될 수 있다. 따라서, 표시 장치에서 요구되는 특성에 따라 압전 복합층(310)의 크기가 조절될 수 있으므로, 압전 복합층(310)의 설계가 용이하다는 장점이 있다.
본 예에 따른 연성부(313)는 하부 연성부(313a) 및 상부 연성부(313b)를 포함할 수 있다.
하부 연성부(313a)는 복수의 압전부(311) 각각의 하부 압전부(311a) 사이사이에 배치될 수 있다. 하부 연성부(313a)와 하부 압전부(311a)는 동일 평면(또는 동일층)에 교번적으로 반복하여 배치(또는 배열)될 수 있다. 하부 연성부(313a)는 인접한 2개의 하부 압전부(311a)들 사이의 갭을 채우도록 구성됨으로써 인접한 하부 압전부(311a)와 연결되거나 접착될 수 있다. 이에 따라, 하부 연성부(313a)는 인접한 하부 압전부(311a)와 동일한 두께를 가질 수 있다. 이러한 하부 연성부(313a)와 복수의 압전부(311) 각각의 하부 압전부(311a)는 압전 복합층(310)의 하부 압전 복합층(310a)을 구성할 수 있다.
상부 연성부(313b)는 복수의 압전부(311) 각각의 상부 압전부(311b) 사이사이에 배치될 수 있다. 상부 연성부(313b)와 상부 압전부(311b)는 동일 평면(또는 동일층)에 교번적으로 반복하여 배치(또는 배열)될 수 있다. 상부 연성부(313b)는 인접한 2개의 상부 압전부(311b)들 사이의 갭을 채우도록 구성됨으로써 인접한 상부 압전부(311b)와 연결되거나 접착될 수 있다. 이에 따라, 상부 연성부(313b)는 인접한 상부 압전부(311b)와 동일한 두께를 가질 수 있다. 이러한 상부 연성부(313b)와 복수의 압전부(311) 각각의 상부 압전부(311b)는 압전 복합층(310)의 상부 압전 복합층(310b)을 구성할 수 있다.
이와 같은, 본 예에 따른 압전 복합층(310)은 복수의 압전부(311) 각각이 하부 압전부(311a)와 상부 압전부(311b)가 수직 적층 구조를 가짐으로써 바이모프 구조에 따른 팽창력(인장력)과 수축력(또는 압축력)이 더욱 증가하게 되어 음압 특성이 증가될 수 있다.
본 예에 따른 압전 복합층(310)은 제 1 대향 전극층(360), 제 2 대향 전극층(370), 및 절연층(380)을 더 포함할 수 있다.
제 1 대향 전극층(360)은 복수의 압전부(311) 각각의 하부 압전부(311a)에 전기적으로 연결되도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 제 1 대향 전극층(360)은 압전 복합층(310)의 하부 압전 복합층(310a) 상에 배치되어 복수의 압전부(311) 각각의 하부 압전부(311a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 제 1 대향 전극층(360)은 제 1 전극층(320)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 이와 같은, 복수의 압전부(311) 각각의 하부 압전부(311a)는 제 1 전극층(320)과 제 1 대향 전극층(360)에 인가되는 전기 신호에 의해 진동할 수 있다.
제 2 대향 전극층(370)은 복수의 압전부(311) 각각의 상부 압전부(311a)의 제 1 면(배면)에 전기적으로 연결되도록 구현될 수 있다. 예를 들어, 제 2 대향 전극층(370)은 압전 복합층(310)의 상부 압전 복합층(310b)의 배면에 배치되어 복수의 압전부(311) 각각의 상부 압전부(311b)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제 2 대향 전극층(370)은 제 2 전극층(330)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 같은, 복수의 압전부(311) 각각의 상부 압전부(311b)는 제 2 전극층(330)과 제 2 대향 전극층(370)에 인가되는 전기 신호에 의해 진동할 수 있다.
절연층(380)은 제 1 대향 전극층(360)과 제 2 대향 전극층(370) 사이에 개재됨으로써 제 1 대향 전극층(360)과 제 2 대향 전극층(370)을 전기적으로 절연할 수 있다. 절연층(380)은 접착성을 가지면서 압축과 복원이 가능한 전기 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 절연층(380)은 에폭시 계열 폴리머, 아크릴 계열 폴리머, 및 실리콘 계열 폴리머 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로는, 본 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)에서, 절연층(380)과 제 2 대향 전극층(370) 각각은 생략될 수 있다. 일 예로서, 도 11에 도시된 바와 같이, 제 1 대향 전극층(360)은 하부 압전 복합층(310a)에 배치된 하부 압전부(311a)들 각각의 제 2 면(또는 전면)과 전기적으로 연결됨과 동시에 상부 압전 복합층(310b)에 배치된 상부 압전부(311b)들 각각의 제 1 면(또는 배면)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 제 1 대향 전극층(360)은 하부 압전 복합층(310a)과 상부 압전 복합층(310b)의 공통 전극(또는 공용 전극)으로 사용될 수 있으며, 이 경우, 복수의 압전부(311) 각각에서, 하부 압전부(311a)의 분극 방향은 상부 압전부(311b)의 분극 방향과 반대 방향일 수 있다.
다른 예로는, 제 5 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)에서 압전부(311)들의 배치 구조는 도 9에 도시된 배치 구조에 한정되지 않고, 플렉서블 진동 모듈(300)의 진동 특성, 유연성, 및 크기 중 적어도 하나의 요구 조건에 따라 다양한 구조로 변경될 수 있다. 예를 들어, 압전부(311)들 각각에 포함된 하부 압전부(311a)와 상부 압전부(311b)의 두께 구배 또는 고유 진동수는 압전 복합층(310)의 양단(EP1, EP2)으로부터 제 1 중심부(CP1)로 갈수록 점진적으로 감소하도록 설정되지 않고 랜덤하게 변화되도록 설정되거나 압전 복합층(310)의 일단(EP1)으로부터 타단(EP2)까지 점진적으로 감소하거나 랜덤하게 변화되도록 설정될 수도 있다.
이와 같은, 본 명세서의 제 5 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)은 수직 적층 구조를 갖는 하부 압전부(311a)와 상부 압전부(311b)의 두께 구배에 따라 복수의 압전부(311) 각각이 다양한 고유 진동수를 가짐으로써 복수의 압전부(311) 각각이 인가되는 신호에 따른 전계에 의해 다양한 고유 진동수를 갖는 진동을 통해 표시 패널을 진동시킬 수 있으며, 이를 통해 표시 패널(100)의 진동에 따라 발생되는 음향의 음압 특성과 음압 평탄화 특성을 증가시키고 재생 음역 대역을 확장시킬 수 있다. 또한, 본 명세서의 제 5 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)은 압전 복합층(310)의 바이모프 구조를 가짐에 따라 팽창력(인장력)과 수축력(또는 압축력)이 더욱 증가함으로써 표시 패널을 상하(또는 전후) 방향으로 충분히 진동시킬 수 있다. 이를 통해 표시 패널(100)의 진동에 따라 발생되는 음향의 음압 특성과 음압 평탄화 특성을 더욱 증가시키고 재생 음역 대역을 더욱 확장시킬 수 있다.
이상과 같은, 본 명세서의 제 1 내지 제 5 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)은 상대적으로 높은 유연성을 갖는 박막 필름 형태를 가짐으로써 표시 패널을 진동판으로 사용하는 표시 장치에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서의 예들에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)은 플렉서블 표시 장치, 예를 들어, 소정의 곡률 반경으로 휘어진 커브드 표시 장치(curved display apparatus)에 적용될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 나선 형태로 권취 또는 권출되는 감기는 롤러블 표시 장치(rollable display apparatus), 벤더블 표시 장치(bendable display apparatus), 손목에 감는 형태의 웨어러블 표시 장치(wearable display apparatus), 또는 복수의 곡면부를 갖는 커머셜 표시 장치(commercial　display) 등에 적용될 수 있다. 이 경우, 플렉서블 진동 모듈(300)은 소정의 곡률 반경에 대응되어 휘어졌거나 나선 형태로 권취 또는 권출에 대응되어 휘어지도록 구현됨으로써 표시 패널의 표시 영역 전체와 대응되거나 중첩되도록 표시 패널에 배치되거나 미리 설정된 간격을 가지도록 표시 패널에 배치될 수 있다.
도 12는 도 1의 도시된 선 I-I'의 다른 단면도이고, 도 13은 도 12에 도시된 플렉서블 진동 모듈 및 파티션을 나타낸 도면으로서, 이는 도 1 및 도 2에 도시된 표시 장치에서 플렉서블 진동 모듈을 변경한 것이다. 이에 따라, 이하에서는 도 1 및 도 2에 도시된 예와 동일 또는 대응되는 구성 요소에 대한 중복 설명은 생략하고, 상이한 구성에 대해서만 설명한다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 명세서의 다른 예에 따른 표시 장치에서, 플렉서블 진동 모듈(300)은 표시 패널(100)의 배면에 배치된 제 1 플렉서블 진동 모듈(300-1) 및 제 2 플렉서블 진동 모듈(300-2)을 포함할 수 있다.
표시 패널(100)의 배면(또는 후면)은 제 1 및 제 2 영역(A1, A2)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 표시 패널(100)의 배면(또는 후면)은 제 1 및 제 2 영역(A1, A2)으로 분할될 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(100)의 배면에서, 제 1 영역(A1)은 좌측 영역일 수 있으며, 제 2 영역(A2)은 우측 영역일 수 있다. 제 1 및 제 2 영역(A1, A2)은 제 1 방향(X)을 기준으로 할 때, 표시 패널(100)의 중간 라인(CL)을 중심으로 좌우 대칭일 수 있다.
제 1 플렉서블 진동 모듈(300-1)은 표시 패널(100)의 제 1 영역(A1)에 배치될 수 있다. 제 1 플렉서블 진동 모듈(300-1)은 표시 패널(100)의 제 1 영역(A1)을 진동시킴으로써 표시 패널(100)의 제 1 영역(A1)에서 제 1 패널 진동 음향을 발생시키거나 제 1 햅틱 피드백을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 제 1 패널 진동 음향은 좌측 음향일 수 있다. 제 1 플렉서블 진동 모듈(300-1)은 도 3 내지 도 11에 도시된 본 명세서의 제 1 내지 제 5 예에 따른 플렉서블 진동 모듈(300) 중 어느 하나로 구성될 수 있으며, 이에 대한 설명은 생략한다.
일 예에 따른 제 1 플렉서블 진동 모듈(300-1)은 제 1 방향(X)을 기준으로 할 때, 표시 패널(100)의 제 1 영역(A1) 내에서 중앙부 또는 가장자리 쪽으로 치우치도록 배치될 수 있다. 제 1 플렉서블 진동 모듈(300-1)의 크기는 제 1 영역(A1)의 절반 이상의 크기를 가질 수 있으며, 반드시 이에 한정되지 않고, 표시 장치에 요구되는 음향 특성에 따라 제 1 영역(A1)의 절반 이상으로 설정될 수도 있다. 예를 들어, 표시 패널(100)의 제 1 영역(A1)에서, 제 1 플렉서블 진동 모듈(300-1)의 크기가 증가할 수록 제 1 영역(A1)의 진동 영역(또는 진동 면적)이 증가하여 좌측 음향의 저음역대 특성이 향상될 수 있다. 반대로, 표시 패널(100)의 제 1 영역(A1)에서, 제 1 플렉서블 진동 모듈(300-1)의 크기가 감소할 수록 제 1 영역(A1)의 진동 영역이 감소하여 좌측 음향의 고음역대 특성이 향상될 수 있다. 따라서, 제 1 플렉서블 진동 모듈(300-1)의 크기는 표시 패널(100)의 진동에 따라 요구되는 음역대의 특성에 따라 설정될 수 있다.
제 2 플렉서블 진동 모듈(300-2)은 표시 패널(100)의 제 1 영역(A2)에 배치될 수 있다. 제 2 플렉서블 진동 모듈(300-2)은 표시 패널(100)의 제 2 영역(A2)을 진동시킴으로써 표시 패널(100)의 제 2 영역(A2)에서 제 2 패널 진동 음향을 발생시키거나 제 2 햅틱 피드백을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 제 2 패널 진동 음향은 좌측 음향일 수 있다. 제 2 플렉서블 진동 모듈(300-2)은 제 1 플렉서블 진동 모듈(300-1)과 동일하면서 표시 패널(100)의 중간 라인(CL)을 중심으로 제 1 플렉서블 진동 모듈(300-1)과 대칭일 수 있으므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
일 예에 따른 제 2 플렉서블 진동 모듈(300-2)은 제 1 방향(X)을 기준으로 할 때, 표시 패널(100)의 제 2 영역(A2) 내에서 중앙부 또는 가장자리 쪽으로 치우치도록 배치될 수 있으며, 표시 패널(100)의 중간 라인(CL)을 중심으로 제 1 플렉서블 진동 모듈(300-1)과 대칭되도록 배치될 수 있다.
이와 같은, 본 명세서의 다른 예에 따른 표시 장치는 도 1 및 도 2에 도시된 표시 장치와 동일한 효과를 가질 수 있다. 또한, 본 명세서의 다른 예에 따른 표시 장치는 제 1 및 제 2 진동 모듈(300-1, 300-2)을 통해 좌측 음향과 우측 음향을 표시 패널(100)의 전방으로 출력함으로써 스테레오 음향을 사용자에게 제공할 수 있다.
본 명세서의 다른 예에 따른 표시 장치는 제 1 플렉서블 진동 모듈(300-1)에 의한 진동 영역과 제 2 플렉서블 진동 모듈(300-2)에 의한 진동 영역을 분리하기 위한 파티션(700)을 더 포함할 수 있다.
일 예에 따른 파티션(700)은 제 1 및 제 2 플렉서블 진동 모듈(300-1, 300-2) 사이에 배치된 제 1 파티션 부재(710)를 포함할 수 있다.
제 1 파티션 부재(710)는 표시 패널(100)의 배면 중간 라인(CL) 상에 배치되어 제 1 플렉서블 진동 모듈(300-1)과 제 2 플렉서블 진동 모듈(300-2)에 의해 발생되는 제 1 패널 진동(또는 패널 진동 음향)과 제 2 패널 진동(또는 패널 진동 음향)을 분리할 수 있다. 일 예에 따른 제 1 파티션 부재(710)는 표시 패널(100)의 배면 중간과 후면 구조물(500) 사이에 배치됨으로써 표시 패널(100)과 후면 구조물(500) 사이에 배치된 갭 공간(GS)을 공간적으로 분리할 수 있다. 예를 들어, 제 1 파티션 부재(710)는 제 1 플렉서블 진동 모듈(300-1)에 의해 표시 패널(100)의 제 1 영역(A1)에서 발생되는 진동이 표시 패널(100)의 제 2 영역(A2)으로 전달되는 것을 차단하거나 제 2 플렉서블 진동 모듈(300-2)에 의해 표시 패널(100)의 제 2 영역(A2)에서 발생되는 진동이 표시 패널(100)의 제 1 영역(A1)으로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 이에 따라, 제 1 파티션 부재(710)는 표시 패널(100)의 중앙에서 표시 패널(100)의 진동을 감쇄하거나 흡수함으로써 제 1 영역(A1)에서의 음향이 제 2 영역(A2)으로 전달되거나 제 2 영역(A2)에서의 음향이 제 1 영역(A1)으로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 제 1 파티션 부재(710)는 중앙 파티션 또는 음 분리 부재, 중앙 인클로저, 중앙 배플, 또는 격벽 등으로 표현될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예에 따른 제 1 파티션 부재(710)는 폴리우레탄(polyurethane), 폴리올레핀(polyolefin) 재질로 구성할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 다른 예로서, 파티션 부재(600)는 일면 테이프 또는 양면 테이프 등으로 구성될 수 있고, 일정 정도 압축될 수 있는 탄성을 가지는 재질로 구성될 수 있다.
제 1 파티션 부재(710)는 좌우 음향을 분리함으로써 표시 장치의 음향 출력 특성을 더 향상시킬 수 있으며, 제 1 파티션 부재(710)를 포함하는 표시 장치는 제 1 파티션 부재(710)에 따른 좌우 음향의 분리에 의해 2채널 형태의 스테레오 음향을 표시 패널(100)의 전방으로 출력할 수 있다.
일 예에 따른 파티션(700)은 표시 패널(100)과 후면 구조물(500) 사이를 둘러싸는 제 2 파티션 부재(720)를 더 포함할 수 있다.
제 2 파티션 부재(720)는 제 1 및 제 2 플렉서블 진동 모듈(300-1, 300-2) 전체를 둘러싸도록 표시 패널(100)의 후면 가장자리와 후면 구조물(500)의 전면(前面) 가장자리 사이를 따라 배치될 수 있다. 제 2 파티션 부재(720)는 에지 파티션 또는 음 차단 부재, 에지 인클로저, 또는 배플 등으로 표현될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
제 2 파티션 부재(720)는 제 1 파티션 부재(710)와 함께 표시 패널(100)과 후면 구조물(500) 사이에 제 1 에어 갭(AG1)과 제 2 에어 갭(AG2)을 마련한다. 예를 들어, 제 1 에어 갭(AG1)과 제 2 에어 갭(AG2) 각각은 진동 공간, 음압 공간, 울림통, 울림부, 공명통, 또는 공명부로 표현될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
제 1 에어 갭(AG1)은 제 1 파티션 부재(710)와 표시 패널(100)의 제 1 영역(A1)에 배치된 제 2 파티션 부재(720)에 의해 둘러싸이는 표시 패널(100)의 제 1 영역(A1)에 마련될 수 있다.
제 2 에어 갭(AG2)은 제 1 파티션 부재(710)와 표시 패널(100)의 제 2 영역(A2)에 배치된 제 2 파티션 부재(720)에 의해 둘러싸이는 표시 패널(100)의 제 1 영역(A1)에 마련될 수 있다.
제 1 플렉서블 진동 모듈(300-1)은 제 1 에어 갭(AG1)을 마련하는 제 2 파티션 부재(720)의 일부분과 제 1 파티션 부재(710)에 의해 둘러싸이며, 제 2 플렉서블 진동 모듈(300-2)은 제 2 에어 갭(AG2)을 마련하는 제 2 파티션 부재(720)의 나머지 부분과 제 1 파티션 부재(710)에 의해 둘러싸일 수 있다. 다른 예로는 제 2 파티션 부재(720)는 생략될 수 있다.
제 2 파티션 부재(720)는 표시 패널(100)과 후면 구조물(500) 사이를 둘러싸면서 제 1 파티션 부재(710)와 함께 제 1 및 제 2 플렉서블 진동 모듈(300-1, 300-2) 각각을 개별적으로 둘러쌈으로써 제 1 및 제 2 플렉서블 진동 모듈(300-1, 300-2) 각각의 진동 공간을 확보하여 좌우 음향의 음압 특성을 증가시키고, 표시 패널(100)과 후면 구조물(500) 사이의 측면을 통한 음향 또는 음압의 외부 유출을 차단할 수 있으므로, 표시 장치의 음향 출력 특성을 더 향상시킬 수 있다.
일 예에 따른 파티션(700)은 제 1 플렉서블 진동 모듈(300-1)을 둘러싸는 제 3 파티션 부재(730), 및 제 2 플렉서블 진동 모듈(300-2)을 둘러싸는 제 4 파티션 부재(740)를 더 포함할 수 있다.
제 3 파티션 부재(730)는 제 1 에어 갭(AG1)과 중첩되거나 제 1 에어 갭(AG1)에 대응되도록 표시 패널(100)과 후면 구조물(500) 사이를 배치되어 제 1 플렉서블 진동 모듈(300-1)을 개별적으로 둘러쌀 수 있다. 일 예에 따른 제 3 파티션 부재(730)는 제 1 플렉서블 진동 모듈(300-1)을 둘러싸는 원 형태를 가질 수 있으며, 이에 한정되지 않고, 제 1 플렉서블 진동 모듈(300-1)의 전체적인 형태와 같거나 다른 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 플렉서블 진동 모듈(300-1)이 직사각 형태를 가질 경우, 제 3 파티션 부재(730)은 제 1 플렉서블 진동 모듈(300-1)보다 상대적으로 큰 크기를 갖는 직사각 형태를 가질 수 있다.
제 3 파티션 부재(730)는 제 1 플렉서블 진동 모듈(300-1)에 의한 표시 패널(100)의 진동 영역(또는 진동 면적)을 한정(또는 정의)할 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(100)의 제 1 영역(A1)에서, 제 3 파티션 부재(730)의 크기가 증가할 수록 제 1 영역(A1)의 진동 영역이 증가하여 좌측 음향의 저음역대 특성이 향상될 수 있다. 반대로, 표시 패널(100)의 제 1 영역(A1)에서, 제 3 파티션 부재(730)의 크기가 감소할 수록 제 1 영역(A1)의 진동 영역이 감소하여 좌측 음향의 고음역대 특성이 향상될 수 있다. 따라서, 제 3 파티션 부재(730)의 크기는 표시 패널(100)의 진동에 따라 요구되는 음역대의 특성에 따라 설정될 수 있다.
제 4 파티션 부재(740)는 제 2 에어 갭(AG2)과 중첩되거나 제 2 에어 갭(AG2)에 대응되도록 표시 패널(100)과 후면 구조물(500) 사이를 배치되어 제 2 플렉서블 진동 모듈(300-2)을 개별적으로 둘러쌀 수 있다. 일 예에 따른 제 4 파티션 부재(740)는 좌측 음향과 우측 음향 간의 대칭성을 위해, 제 3 파티션 부재(730)와 동일한 형태를 가지면서 표시 패널(100)의 배면 중간 라인(CL)을 기준으로 제 3 파티션 부재(730)과 대칭 구조를 가질 수 있으므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
제 4 파티션 부재(740)는 제 2 플렉서블 진동 모듈(300-2)에 의한 표시 패널(100)의 진동 영역(또는 진동 면적)을 한정(또는 정의)할 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(100)의 제 2 영역(A2)에서, 제 4 파티션 부재(740)의 크기가 증가할 수록 제 2 영역(A2)의 진동 영역이 증가하여 좌측 음향의 저음역대 특성이 향상될 수 있다. 반대로, 표시 패널(100)의 제 2 영역(A2)에서, 제 4 파티션 부재(740)의 크기가 감소할 수록 제 2 영역(A2)의 진동 영역이 감소하여 좌측 음향의 고음역대 특성이 향상될 수 있다. 따라서, 제 4 파티션 부재(740)의 크기는 표시 패널(100)의 진동에 따라 요구되는 음역대의 특성에 따라 설정될 수 있다.
제 3 및 제 4 파티션 부재(730, 740)는 플렉서블 진동 모듈(300-1, 300-2)의 진동 영역(또는 진동 면적)을 한정함으로써, 표시 패널(100)의 진동에 따라 발생되는 좌측 음향과 우측 음향의 좌우 대칭성을 향상시키고, 좌우 음향 각각의 음압 특성과 재생 음역 대역을 최적화할 수 있다.
도 14는 도 12에 도시된 플렉서블 진동 모듈 및 파티션을 나타낸 도면으로서, 이는 도 13에 도시된 제 1 파티션 부재를 변경한 것이다. 이에 따라, 이하에서는 도 12 및 도 13에 도시된 예와 동일 또는 대응되는 구성 요소에 대한 중복 설명은 생략하고, 상이한 구성에 대해서만 설명한다.
도 14를 참조하면, 본 명세서의 다른 예에 따른 표시 장치에서, 제 1 파티션 부재(710)는 서로 이격되도록 표시 패널(100)의 배면 중간 라인(CL) 상에 배치된 제 1 및 제 2 서브 파티션 부재(711, 713)을 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 서브 파티션 부재(711, 713)를 갖는 제 1 파티션 부재(710)는 적어도 하나의 제 1 파티션 부재로 표현될 수 있다.
제 1 및 제 2 서브 파티션 부재(711, 713)는 표시 패널(100)의 배면 중간과 후면 구조물(500) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제 1 및 제 2 서브 파티션 부재(711, 713)는 표시 패널(100)의 배면 중간과 후면 구조물(500) 사이에 서로 나란하게 배치될 수 있다
제 1 및 제 2 서브 파티션 부재(711, 713)는 제 2 파티션 부재(720)와 함께 표시 패널(100)과 후면 구조물(500) 사이에 제 1 내지 제 3 에어 갭(AG1, AG2, AG3)을 마련한다.
제 1 에어 갭(AG1)은 제 1 서브 파티션 부재(711)와 표시 패널(100)의 제 1 영역(A1)에 배치된 제 2 파티션 부재(720)에 의해 둘러싸이는 표시 패널(100)의 제 1 영역(A1)에 마련될 수 있다.
제 2 에어 갭(AG2)은 제 2 서브 파티션 부재(713)와 표시 패널(100)의 제 2 영역(A2)에 배치된 제 2 파티션 부재(720)에 의해 둘러싸이는 표시 패널(100)의 제 2 영역(A2)에 마련될 수 있다.
제 3 에어 갭(AG3)은 제 1 및 제 2 서브 파티션 부재(711, 713)와 제 2 파티션 부재(720)에 의해 둘러싸이는 표시 패널(100)의 중간 영역에 마련될 수 있다. 예를 들어, 제 3 에어 갭(AG3)은 표시 패널(100)의 배면 중간 라인(CL)을 포함하는 제 1 에어 갭(AG1)과 제 2 에어 갭(AG2) 사이에 마련될 수 있다. 이러한 제 3 에어 갭(AG3)은 음 분리 공간, 음 차폐 공간, 또는 음 간섭 방지 공간 등으로 표현될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 제 3 에어 갭(AG3)은 제 1 에어 갭(AG1)과 제 2 에어 갭(AG2)을 공간적으로 분리시킴으로써 제 1 에어 갭(AG1)과 제 2 에어 갭(AG2) 각각에서 발생되는 일정한 주파수 대역에서의 공진 현상 또는 간섭 현상을 방지할 수 있다. 다른 예로는, 제 2 파티션 부재(720)는 생략될 수 있다.
제 1 플렉서블 진동 모듈(300-1)은 제 1 에어 갭(AG1)을 마련하는 제 2 파티션 부재(720)의 일부분과 제 1 서브 파티션 부재(711)에 의해 둘러싸이며, 제 2 플렉서블 진동 모듈(300-2)은 제 2 에어 갭(AG2)을 마련하는 제 2 파티션 부재(720)의 나머지 부분과 제 2 서브 파티션 부재(713)에 의해 둘러싸일 수 있다.
제 1 및 제 2 서브 파티션 부재(711, 713)을 갖는 제 1 파티션 부재(710)는 제 2 파티션 부재(720)와 함께 제 1 및 제 2 플렉서블 진동 모듈(300-1, 300-2) 각각을 개별적으로 둘러싸는 제 1 에어 갭(AG1)과 제 2 에어 갭(AG2) 및 제 1 에어 갭(AG1)과 제 2 에어 갭(AG2) 사이에 제 3 에어 갭(AG3)을 마련함으로써, 제 1 및 제 2 플렉서블 진동 모듈(300-1, 300-2) 각각의 진동 공간을 확보하여 좌우 음향의 음압 특성을 증가시키고, 좌우 음향의 공진 현상 또는 간섭 현상을 방지하여 좌우 음향의 음압 특성을 더욱 증가시킬 수 있다. 이를 통해 표시 장치의 음향 출력 특성을 더 향상시킬 수 있다.
도 15a 내지 도 15c는 도 14에 도시된 제 1 및 제 2 플렉서블 진동 모듈의 변형 예들을 나타낸 도면으로서, 이는 도 14에 도시된 압전 복합층에서 압전부의 배치 구조를 변경한 것이다. 이하에서는, 도 14에 도시된 예와 동일 또는 대응되는 구성 요소에 대한 중복 설명은 생략하고, 상이한 구성에 대해서만 설명한다.
도 15a를 참조하면, 제 1 변형 예에 따른 제 1 및 제 2 플렉서블 진동 모듈(300-1, 300-2) 각각에서, 복수의 압전부(311) 각각의 길이는 길이 구배에 따라 표시 패널(100)의 가장자리로부터 중간 라인(CL) 쪽으로 갈수록 점진적으로 증가하는 것을 제외하고는 도 3 또는 도 13에 도시된 플렉서블 진동 모듈과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다. 이에 따라, 제 1 변형 예에 따른 복수의 압전부(311) 각각은 각각 다른 길이에 따라 각각 다른 고유 진동수를 가짐으로써, 표시 패널(100)의 진동에 따라 발생되는 좌측 음향과 우측 음향 각각의 음압 특성이 증가되고 재생 음역 대역이 확장될 수 있다. 도 15a 내지 도 15c에서 제2 파티션 부재(720)는 생략될 수 있다.
도 15b를 참조하면, 제 2 변형 예에 따른 제 1 및 제 2 플렉서블 진동 모듈(300-1, 300-2) 각각에서, 복수의 압전부(311) 각각의 길이는 길이 구배에 따라 표시 패널(100)의 가장자리로부터 중간 라인(CL) 쪽으로 갈수록 점진적으로 증가하는 것을 제외하고는 도 5에 도시된 플렉서블 진동 모듈과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다. 이에 따라, 제 2 변형 예에 따른 복수의 압전부(311) 각각은 각각 다른 길이에 따라 각각 다른 고유 진동수를 가짐으로써, 표시 패널(100)의 진동에 따라 발생되는 좌측 음향과 우측 음향 각각의 음압 특성이 증가되고 재생 음역 대역이 확장될 수 있다.
도 15c를 참조하면, 제 3 변형 예에 따른 제 1 및 제 2 플렉서블 진동 모듈(300-1, 300-2) 각각에서, 복수의 압전부(311) 각각의 폭은 폭 구배에 따라 표시 패널(100)의 가장자리로부터 중간 라인(CL) 쪽으로 갈수록 점진적으로 증가하는 것을 제외하고는 도 7에 도시된 플렉서블 진동 모듈과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다. 이에 따라, 제 3 변형 예에 따른 복수의 압전부(311) 각각은 각각 다른 폭에 따라 각각 다른 고유 진동수를 가짐으로써 표시 패널(100)의 진동에 따라 발생되는 좌측 음향과 우측 음향 각각의 음압 특성이 증가되고 재생 음역 대역이 확장될 수 있다.
도 16a 내지 도 16c는 본 명세서의 예들에 따른 플렉서블 진동 모듈이 적용 가능한 다양한 표시 장치를 나타낸 도면으로서, 이는 도 3 내지 도 11에 도시된 플렉서블 진동 모듈이 적용된 표시 장치를 나타낸 것이다.
본 명세서의 예들에 따른 플렉서블 진동 모듈은 유연성을 갖는 필름 형태로 구현됨으로써 다양한 어플리케이션 장치에 적용이 가능하다.
도 16a를 참조하면, 본 명세서의 예들에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)은 오목하거나 볼록한 복수의 곡면부(CSP)를 포함하는 표시 패널(100)을 갖는 플렉서블 표시 장치 또는 커머셜 표시 장치(commercial　display apparatus)에 적용될 수 있다. 일 예로서, 플렉서블 진동 모듈(300)은 표시 패널(100)의 각 곡면부(CSP)의 볼록부 또는 오목부와 각각 매칭되는 곡률 값(또는 곡률 반경)을 갖는 형상으로 휘어져 구현되고, 표시 패널(100)의 각 곡면부(CSP)의 볼록부 또는 오목부에 각각 배치될 수 있다. 다른 예로서, 플렉서블 진동 모듈(300)은 표시 패널(100)의 각 곡면부(CSP)의 곡률 값(또는 곡률 반경)과 매칭되는 형상으로 구현되어 표시 패널(100)의 배면 전체에 배치될 수도 있다.
도 16b를 참조하면, 본 명세서의 예들에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)은 나선 형태로 권취 또는 권출되는 표시 패널(100)을 갖는 롤러블 표시 장치에 적용될 수 있다. 일 예로서, 플렉서블 진동 모듈(300)은 나선 형태로 권취 또는 권출되는 표시 패널(100)의 곡률 값(또는 곡률 반경)을 갖는 형상으로 구현되고, 표시 패널(100)의 배면에 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 다른 예로서, 플렉서블 진동 모듈(300)은 나선 형태로 권취 또는 권출되는 표시 패널(100)의 곡률 값(또는 곡률 반경)과 매칭되는 형상으로 구현되어 표시 패널(100)의 배면 전체에 배치될 수도 있다.
도 16c를 참조하면, 본 명세서의 예들에 따른 플렉서블 진동 모듈(300)은 사용자의 손목에 감기는 "C"자 형태로 휘어진 표시 패널(100)을 갖는 웨어러블 표시 장치에 적용될 수 있다. 일 예로서, 플렉서블 진동 모듈(300)은 "C"자 형태로 휘어진 표시 패널(100)의 곡률 값(또는 곡률 반경)을 갖는 형상으로 구현되고, 표시 패널(100)의 배면에 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 다른 예로서, 플렉서블 진동 모듈(300)은 "C"자 형태로 휘어진 표시 패널(100)의 곡률 값(또는 곡률 반경)과 매칭되는 형상으로 구현되고, 표시 패널(100)의 배면 전체에 배치될 수도 있다.
도 17은 본 명세서의 일 예에 따른 표시 패널의 음압 특성과 비교 예에 따른 표시 패널의 음압 특성 각각을 측정한 그래프이다. 도 17의 음압 측정은 Audio Precision社의 APX525를 이용하였고, 사인 스윕(sine sweep)을 20 내지 20kHz로 인가하고, 표시 패널로부터 50cm 이격된 위치에서 음압을 측정하였다. 사인 스윕은 단시간에 스윕을 하는 방식일 수 있으며, 이 방식에 제한되는 것은 아니다. 도 17에서 가로축은 주파수(frequency, Hz)를 나타나고, 세로축은 음압(Sound Pressure Level, dB)을 나타낸다.
본 명세서의 일 예(굵은 실선)는 도 15a에 도시된 표시 장치에서 파티션이 배치되지 않은 표시 패널을 준비하였고, 비교 예(점선)는 길이 구배를 갖지 않고 서로 동일한 길이를 갖는 복수의 압전부들을 포함하는 플렉서블 진동 모듈이 좌측 영역과 우측 영역에 각각 부착된 표시 패널을 준비하였다.
도 17에서 알 수 있듯이, 비교 예에 따른 표시 패널(점선)과 비교하여 본 명세서의 일 예에 따른 표시 패널(굵은 실선)은 가청 주파수 전체에서 50dB 이상의 음압을 가지며, 저음역대뿐만 아니라 고음역대에서 약 10dB 정도의 높은 음압을 갖는 것을 알 수 있으며, 가청 주파수 전체에서 음압 저하(dipping)가 개선되어 음압 평탄도가 개선됨을 알 수 있다. 여기서, 음향 특성의 평탄도는 최고 음압과 최저 음압 사이의 편차의 크기일 수 있다.
따라서, 본 명세서에 따른 플렉서블 진동 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치는 압전 복합층을 구성하는 복수의 압전부 각각이 크기 구배에 따라 다양한 고유 진동수를 가짐으로써 가청 주파수 전체에서 음압 특성이 증가되고 재생 음역 대역이 확장되는 것을 알 수 있다.
본 명세서에 따른 플렉서블 진동 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치는 다양한 어플리케이션에 적용 가능하다. 예를 들어, 본 명세서에 따른 플렉서블 진동 모듈이 배치된 표시 패널 및 이를 포함하는 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), 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), 워크스테이션(workstation), 네비게이션, 차량용 네비게이션, 차량용 표시 장치, 텔레비전, 월페이퍼(wallpaper) 기기, 샤이니지(signage) 기기, 게임기기, 노트북, 모니터, 카메라, 캠코더, 및 가전 기기 등에 적용될 수 있다. 그리고, 본 명세서의 플렉서블 진동 모듈은 유기 발광 조명장치 또는 무기 발광 조명 장치에 적용할 수 있다. 플렉서블 진동 모듈이 조명 장치에 적용될 경우, 조명 및 스피커의 역할을 할 수 있다. 그리고, 본 명세서의 플렉서블 진동 모듈이 모바일 디바이스 등에 적용될 경우 스피커 또는 리시버일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 따른 플렉서블 진동 모듈 및 이를 포함하는 표시 장치는 아래와 같이 설명될 수 있다.
본 명세서의 일 예에 따른 플렉서블 진동 모듈은 압전 특성을 갖는 복수의 압전부 및 복수의 압전부 사이에 배치된 연성부를 포함하는 압전 복합층을 포함하며, 복수의 압전부 중 일부 또는 적어도 하나는 다른 크기를 가질 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 압전부 각각은 각각 다른 크기를 가지며 각각 다른 고유 진동수를 가질 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 압전부 각각은 길이와 폭 및 두께를 가지며, 복수의 압전부 중 일부 또는 적어도 하나는 다른 길이, 다른 폭, 또는 다른 두께를 가질 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 압전부 각각의 길이와 폭 및 두께 중 어느 하나는 압전 복합층의 양단으로부터 중심부로 갈수록 점진적으로 증가되거나 감소될 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 압전부 각각의 길이와 폭 및 두께 중 어느 하나는 압전 복합층의 일단과 타단 사이에서 랜덤하게 변화될 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 압전부 각각의 길이와 폭 및 두께 중 어느 하나는 압전 복합층의 일단으로부터 일단과 반대되는 타단까지 점진적으로 증가되거나 감소될 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 압전부 각각은 하부 압전부, 및 하부 압전부 상에 적층되고 하부 압전부와 동일하거나 다른 두께를 갖는 상부 압전부를 포함할 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 압전부 각각은 서로 동일한 두께를 가질 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 압전부 각각의 하부 압전부 중 일부 또는 적어도 하나는 다른 두께를 가질 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 압전부는 동일한 두께를 가지며, 복수의 압전부 각각의 하부 압전부 각각의 두께는 압전 복합층의 일단으로부터 일단과 반대되는 타단까지 점진적으로 변화되거나 랜덤하게 변화될 수 있다.
본 명세서의 일 예에 따른 플렉서블 진동 모듈은 압전 특성을 갖는 복수의 압전부 및 복수의 압전부 사이에 배치된 연성부를 포함하는 압전 복합층을 포함하며, 압전 복합층은 복수의 고유 진동수를 가질 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 압전부 각각은 일부 또는 적어도 하나는 다른 고유 진동수를 갖질 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 압전부 각각의 고유 진동수는 압전 복합층의 일단으로부터 일단과 반대되는 타단까지 점진적으로 변화되거나 랜덤하게 변화될 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 압전부 각각은 하부 압전부, 및 하부 압전부 상에 적층되고 하부 압전부와 동일하거나 다른 두께를 갖는 상부 압전부를 포함할 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 압전부는 동일한 두께를 가지며, 복수의 압전부 각각의 하부 압전부 각각의 두께는 압전 복합층의 양단으로부터 중심부로 갈수록 점진적으로 두꺼워지거나 얇아질 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 압전부는 무기 물질로 구성되고, 연성부는 유기 압전 물질 및 유기 비압전 물질 중 적어도 하나의 유기 물질을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 예에 따른 표시 장치는 플렉서블 진동 모듈, 및 영상을 표시하는 표시 영역을 포함하고 플렉서블 진동 모듈의 진동에 따라 진동하는 표시 패널을 포함하며, 플렉서블 진동 모듈은 압전 특성을 갖는 복수의 압전부 및 복수의 압전부 사이에 배치된 연성부를 포함하는 압전 복합층을 포함하며, 복수의 압전부 중 일부 또는 적어도 하나는 다른 크기를 가질 수 있다.
본 명세서의 일 예에 따른 표시 장치는 플렉서블 진동 모듈, 및 영상을 표시하는 표시 영역을 포함하고 플렉서블 진동 모듈의 진동에 따라 진동하는 표시 패널을 포함하며, 플렉서블 진동 모듈은 압전 특성을 갖는 복수의 압전부 및 복수의 압전부 사이에 배치된 연성부를 포함하는 압전 복합층을 포함하며, 압전 복합층은 복수의 고유 진동수를 가질 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 표시 패널은 제 1 영역과 제 2 영역을 포함하며, 플렉서블 진동 모듈은 표시 패널의 제 1 영역에 배치된 제 1 플렉서블 진동 모듈; 및 표시 패널의 제 2 영역에 배치된 제 2 플렉서블 진동 모듈을 포함할 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 표시 패널의 후면에 배치된 후면 구조물, 및 표시 패널과 후면 구조물 사이에 배치되고 제 1 플렉서블 진동 모듈과 제 2 플렉서블 진동 모듈 사이에 배치된 적어도 하나의 제 1 파티션 부재를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시예에 따르면, 표시 패널의 후면에 배치된 후면 구조물, 및 표시 패널과 후면 구조물 사이에 배치된 파티션을 더 포함하며, 파티션은 표시 패널과 후면 구조물 사이를 둘러싸며 제 1 플렉서블 진동 모듈과 제 2 플렉서블 진동 모듈 각각을 둘러쌀 수 있다.
상술한 본 명세서의 예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 명세서의 적어도 하나의 예에 포함되며, 반드시 하나의 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 본 명세서의 적어도 하나의 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 본 명세서가 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 본 명세서는 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 명세서의 기술적 사항을 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 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 표시 패널 200: 접착 부재
300: 플렉서블 진동 모듈 300-1: 제 1 플렉서블 진동 모듈
300-2: 제 2 플렉서블 진동 모듈 310: 압전 복합층
311: 압전부 313: 연성부
320: 제 1 전극층 330: 제 2 전극층
500: 후면 구조물 700: 파티션
710: 제 1 파티션 부재 711: 제 1 서브 파티션 부재
713: 제 2 서브 파티션 부재 720: 제 2 파티션 부재

Claims (21)

  1. 압전 특성을 갖는 복수의 압전부 및 상기 복수의 압전부 사이에 배치된 연성부를 포함하는 압전 복합층을 포함하며,
    상기 복수의 압전부 중 일부 또는 적어도 하나는 다른 크기를 갖는, 플렉서블 진동 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 압전부 각각은 각각 다른 크기를 가지며 각각 다른 고유 진동수를 갖는, 플렉서블 진동 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 압전부 각각은 길이와 폭 및 두께를 가지며,
    상기 복수의 압전부 중 일부 또는 적어도 하나는 다른 길이, 다른 폭, 또는 다른 두께를 갖는, 플렉서블 진동 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 압전부 각각의 길이와 폭 및 두께 중 어느 하나는 상기 압전 복합층의 양단으로부터 중심부로 갈수록 점진적으로 증가되거나 감소된, 플렉서블 진동 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 압전부 각각의 길이와 폭 및 두께 중 어느 하나는 상기 압전 복합층의 일단과 타단 사이에서 랜덤하게 변화된, 플렉서블 진동 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 압전부 각각의 길이와 폭 및 두께 중 어느 하나는 상기 압전 복합층의 일단으로부터 상기 일단과 반대되는 타단까지 점진적으로 증가되거나 감소된, 플렉서블 진동 모듈.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 압전부 각각은,
    하부 압전부; 및
    상기 하부 압전부 상에 적층되고 상기 하부 압전부와 동일하거나 다른 두께를 갖는 상부 압전부를 포함하는, 플렉서블 진동 모듈.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 압전부 각각은 서로 동일한 두께를 갖는, 플렉서블 진동 모듈.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 압전부 각각의 하부 압전부 중 일부 또는 적어도 하나는 다른 두께를 갖는, 플렉서블 진동 모듈.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 복수의 압전부는 동일한 두께를 가지며,
    상기 복수의 압전부 각각의 하부 압전부 각각의 두께는 상기 압전 복합층의 일단으로부터 상기 일단과 반대되는 타단까지 점진적으로 변화되거나 랜덤하게 변화되는, 플렉서블 진동 모듈.
  11. 압전 특성을 갖는 복수의 압전부 및 상기 복수의 압전부 사이에 배치된 연성부를 포함하는 압전 복합층을 포함하며,
    상기 압전 복합층은 복수의 고유 진동수를 갖는, 플렉서블 진동 모듈.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 압전부 각각은 일부 또는 적어도 하나는 다른 고유 진동수를 갖는, 플렉서블 진동 모듈.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 압전부 각각의 고유 진동수는 상기 압전 복합층의 일단으로부터 상기 일단과 반대되는 타단까지 점진적으로 변화되거나 랜덤하게 변화된, 플렉서블 진동 모듈.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 복수의 압전부 각각은,
    하부 압전부; 및
    상기 하부 압전부 상에 적층되고 상기 하부 압전부와 동일하거나 다른 두께를 갖는 상부 압전부를 포함하는, 플렉서블 진동 모듈.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 압전부는 동일한 두께를 가지며,
    상기 복수의 압전부 각각의 하부 압전부 각각의 두께는 상기 압전 복합층의 양단으로부터 중심부로 갈수록 점진적으로 두꺼워지거나 얇아지는, 플렉서블 진동 모듈.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 압전부는 무기 물질로 구성되고,
    상기 연성부는 유기 압전 물질 및 유기 비압전 물질 중 적어도 하나의 유기 물질을 포함하는, 플렉서블 진동 모듈.
  17. 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항의 플렉서블 진동 모듈; 및
    영상을 표시하는 표시 영역을 포함하고 상기 플렉서블 진동 모듈의 진동에 따라 진동하는 표시 패널을 포함하는, 표시 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 압전부는 무기 물질로 구성되고,
    상기 연성부는 유기 압전 물질 및 유기 비압전 물질 중 적어도 하나의 유기 물질을 포함하는, 표시 장치.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 표시 패널은 제 1 영역과 제 2 영역을 포함하며,
    상기 플렉서블 진동 모듈은,
    상기 표시 패널의 제 1 영역에 배치된 제 1 플렉서블 진동 모듈;
    상기 표시 패널의 제 2 영역에 배치된 제 2 플렉서블 진동 모듈을 포함하는, 표시 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 표시 패널의 후면에 배치된 후면 구조물; 및
    상기 표시 패널과 상기 후면 구조물 사이에 배치되고 상기 제 1 플렉서블 진동 모듈과 상기 제 2 플렉서블 진동 모듈 사이에 배치된 적어도 하나의 제 1 파티션 부재를 더 포함하는, 표시 장치.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 표시 패널의 후면에 배치된 후면 구조물; 및
    상기 표시 패널과 상기 후면 구조물 사이에 배치된 파티션을 더 포함하며,
    상기 파티션은 상기 표시 패널과 상기 후면 구조물 사이를 둘러싸며. 상기 제 1 플렉서블 진동 모듈과 상기 제 2 플렉서블 진동 모듈 각각을 둘러싸는, 표시 장치.
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