当前移动设备的扬声器与触觉生成器存在诸多问题。首要问题是组件本身。智能手机中的扬声器以及当你触摸虚拟按钮时提供触感反馈的系统虽相对小巧，但仍然限制了移动设备可以达到的纤薄程度。这些微小部件也十分脆弱，如果你曾不慎摔落手机，可能深有体会。它们需要在机壳上开孔，而这些开口可能会让水分或杂物进入。
其次，我们感知声音的方式存在问题。扬声器通常位于设备的侧面或背面，声音应源自屏幕上眼睛看到的图像，但耳朵却能分辨出声音来自别处。这种感知上的不协调限制了我们沉浸在体验中的能力。
如果能让显示屏自身成为声音和触觉反馈的来源，所有这些问题就能迎刃而解。如今，这一技术已经实现，即采用超薄压电换能器。预计今年底，它将被应用到手机、笔记本电脑和可穿戴设备中。
传统扬声器的工作原理是通过电流流经线圈产生磁场，使连接在扬声器锥体上的磁铁移动，进而推动空气产生声波。扬声器的大小受限于线圈和锥体的尺寸，它们必须足够宽大以推动合理体积的空气。其机械耐久性受到组装小型活动部件精度的限制。
手持设备中的触觉生成器通常是线性谐振致动器，电气和机械特性类似扬声器，但优化用于在固体中产生低频振动，而非空气中的声波。
用压电换能器替换传统扬声器将使设备变得更薄。
事实证明，移动设备的显示屏可以同时产生声音和触觉效果。显示屏是一个均匀、平坦且具有一定柔韧性的表面——轻敲指甲会听到它的振动。将平面柔性表面转化为扬声器的技术可以追溯到高保真音响的早期年代。
20世纪50年代，你可以只购买将电能转化为运动的部分——线圈和活塞，并将其固定在墙上或柜子面板上。然后，墙或面板就像扬声器锥体一样振动，创造出我们感知为声音的空气压力波。这个想法当时仍属新奇，主要是因为它是一项DIY项目，结果难以预测。找到合适的表面，正确安装驱动器并适当供电，难度几乎等同于制作一把出色的的小提琴。
近年来，一些平板电视开发者已利用类似原理，将大型电视屏幕变成扬声器。他们使用强大的换能器使整个显示面板在音频频率下振动。这实现了目标：薄型显示器，无需额外的扬声器。据评论家称，在中高频段的音质出色（如果想要低频，还需要附加次低音扬声器）。声音确实似乎直接来自屏幕上的图像。但这些系统成本高昂，需要高电压放大器，消耗大量电力，因此需要缩小尺寸才能适应移动设备。
压电效应登场
要在小型设备中实现这一功能，你需要压电换能器。它们由微小的单晶组成，如石英或某些陶瓷，附着两个电极。当在电极间施加电压时，材料会发生物理弯曲。
这种弯曲被称为逆压电效应。1880年，物理学家皮埃尔·居里和雅克·居里发现，当特定晶体受到机械力作用时，晶体两面之间会出现电压；他们称之为压电效应（“piezo”在希腊语中意为“挤压”）。这种效应源于晶体分子内部自然电偶极子与机械应力之间的相互作用。大致来说，弯曲晶体会使偶极子排列，从而产生体积电场。
一年后，居里兄弟展示了反向也是成立的：当在这些晶体的两面施加电压时，偶极子会试图与电场对齐，从而使晶体弯曲。随后，对压电材料的研究扩展到了包括陶瓷。
当压电换能器振动显示屏自身来产生声波时，声音似乎直接从屏幕上的图像发出，效果更加逼真。詹姆斯·普罗沃斯特
因此，通过施加交变电压，你可以使换能器产生相当大的振动力。这些振动可以慢速进行，用于触觉反馈，也可以非常快速，达到最高音频频率甚至更高。尽管使用陶瓷材料需要相对较高的电压（40伏以上），但所需电流很小，因此功率需求也很小——远低于当今移动设备扬声器的功率。
利用压电换能器产生声音并非新概念。事实上，数十年前它们已被用于制造烟雾报警器刺耳的尖叫声。
当然，使用压电效应来产生全范围的高质量音频，与制造烟雾报警器的尖叫声相去甚远。在手持设备中实现这一目标面临诸多挑战。需要一个能够高效提升电池提供的电压、噪声最小以保持音频质量的放大器。此外，音频信号在发送给换能器之前需要
