KR102269275B1 - 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널의 후면에 결합되고 진동을 출력하는 제 1진동부; 및 상기 제 1진동부에 결합되고 진동을 출력하는 제 2진동부를 포함한다.

Description

디스플레이 장치 {Display Apparatus}
본 발명은 진동을 발생시키는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
화상을 구현하는 디스플레이 패널에는 다양한 형태가 있다. 일 예로, 액정 디스플레이 패널(LCD : liquid crystal display panel), 플라스마 디스플레이 패널(PDP : plasma display panel), ELD(Electro luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display), 유기 발광 디스플레이 패널(organic light emitting diode display panel) 등의 다양한 디스플레이 패널이 있다.
디스플레이 패널 및 진동을 발생시키는 진동부를 구비하는 디스플레이 장치가 알려져 있다. 진동부는, 음향 출력 장치(스피커)나 사람이 촉각적으로 진동을 느끼게 하기 위한 햅틱 장치(예를 들어, 리니어 모터)를 말한다.
알려진 진동부로서, 코일에 전류를 흘려 진동에너지를 발생시키는 무빙 코일 장치(예를 들어, 무빙 코일 스피커) 및 압전 효과를 이용하여 진동에너지를 발생시키는 압전 진동 장치(예를 들어, 압전 액츄에이터) 등이 있다.
압전 효과란, 세라믹스 등의 특정 재질에 기계적 응력을 인가하면 전기가 발생하고 반대로 전기를 인가하면 해당 재질이 팽창 또는 수축되는 효과이다. 압전 진동 장치를 제작할 수 있는 재질로서, 티탄산 지르코산연(Pb(Ti, Zr)O3)(PZT), 티탄산 바륨(BaTiO3), 티탄산연(PbTiO3), 니오브산리튬(LiNbO3), 수정(SiO2) 등이 알려져 있다.
종래의 디스플레이 장치에서, 청각적으로 또는 촉각적으로 진동이 발생하는 장치(상기 무빙 코일 장치 또는 상기 압전 진동 장치)의 진동판은 상기 디스플레이 패널과 이격된 별도의 위치에 배치된다.
한편, 사람의 가청주파수는 20Hz~20,000Hz의 주파수 영역이며, 일상생활에서 주로 듣는 소리는 10,000Hz를 크게 초과하지 않는 것으로 알려져 있다. 20Hz~16,000Hz의 주파수 영역 중에서 상대적으로 높은 영역대를 고 주파수 영역이라 하고 상대적으로 낮은 영역대를 저 주파수 영역이라 할 때, 일상적인 사람의 말소리는 상기 저 주파수 영역에 속한다. 또한, 사람이 촉각적으로 느낄 수 있는 주파수 영역도 상기 저 주파수 영역에 속한다.
압전 진동 장치는 무빙 코일 장치보다 가볍고 작게 제작할 수 있다. 그러나, 압전 진동 장치는 무빙 코일 장치보다 상기 저 주파수 영역의 출력 크기가 상대적으로 낮다.
한편, 복수의 진동 장치를 구비하여 진동 출력을 발생시키는 기술이 알려져 있다.
종래 기술에서 화상이 출력되는 디스플레이 패널과 진동 장치에 의한 진동 발생 지점에 차이가 있어, 사용자의 화상 몰입감이 떨어지는 문제가 있다. 본 발명의 제 1과제는 이러한 문제를 해결하여, 사용자의 화상 몰입감을 상승시키는 것이다.
종래 기술에서 화상을 통해 시각적으로 느끼는 음향 발생 지점(예를 들어, 화상 중 사람의 입 부분)과 사용자가 청각적으로 음향이 발생된다고 느끼는 지점(음상)의 거리가 상당히 떨어지게 되어, 화상의 현실감이 떨어지는 문제가 있다. 본 발명의 제 2과제는 이러한 문제를 해결하여, 시각적인 음향 발생 지점과 청각적인 음향 발생 지점의 거리를 최소화하는 것이다.
종래 기술에서 사용자가 디스플레이 장치의 케이스를 접촉한 상태로 디스플레이 패널을 터치하여 진동이 발생할 때(예를 들어, 스마트폰을 한 손으로 쥔 상태로 다른 손으로 스마트폰의 디스플레이 패널을 터치할 때), 디스플레이 패널과 사용자의 접촉 지점에서 사용자가 촉각적으로 느끼는 진동의 크기는 케이스와 사용자의 접촉 지점에서 사용자가 촉각적으로 느끼는 진동의 크기보다 작다. 이 때문에, 종래 기술에서는 화상과 진동의 관련성이 떨어지고 진동에 대한 이질감이 발생하는 문제가 있다. 본 발명의 제 3과제는 이러한 문제를 해결하여, 시각적인 진동 발생 지점(화상의 위치)과 촉각적인 진동 발생 지점의 거리를 최소화하는 것이다.
종래 기술에서는 상기 압전 진동 장치는 저 주파수 영역에서 출력 크기가 상대적으로 낮다는 문제가 있다. 본 발명의 제 4과제는 이러한 문제를 해결하는 것이다.
본 발명의 제 5과제는, 상기 제 4과제들을 달성하면서도, 고 주파수 영역의 진동 출력의 효율을 유지시키는 것이다.
종래 기술에서는 복수의 진동 장치의 각각의 진동 출력을 발생시키는 각각의 지점들 사이의 거리로 인해, 사용자가 느끼는 각각의 진동 출력들 사이에 시간상 차이가 발생하는 문제가 있다. 본 발명의 제 6과제는 이러한 문제를 해결하여, 사용자가 느끼는 각각의 진동 출력들을 시간상 정확히 일치(synchronize)시키는 것이다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명의 해결 수단에 따른 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널과, 상기 디스플레이 패널의 후면에 결합되고 진동을 출력하는 제 1진동부와, 상기 제 1진동부에 결합되고 진동을 출력하는 제 2진동부를 포함한다.
상기 제 2진동부는 상기 제 1진동부의 후면에 결합될 수 있다.
상기 제 2진동부가 출력시킨 진동은 상기 제 1진동부를 거쳐 상기 디스플레이 패널로 전달될 수 있다.
상기 제 2진동부는 상기 제 1진동부와의 결합에 의해서만 지지될 수 있다.
상기 제 1진동부는 압전 효과에 의해 진동하게 구비될 수 있고,상기 제 2진동부는 무빙 코일의 원리에 의해 진동하게 구비될 수 있다.
상기 제 1진동부는 상대적으로 고 주파수 영역의 진동을 출력하게 되고,상기 제 2진동부는 상대적으로 저 주파수 영역의 진동을 출력하게 구비될 수 있다.
상기 제 2진동부에 비해 상대적으로 저 주파수 영역의 진동을 출력하게 구비되는 서브 진동부를 더 포함할 수 있다.
입력 신호를 주파수 영역별로 상기 진동부 들에 분배하는 주파수 분배 모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 패널의 후면과 이격되어 공간을 형성하는 커버를 더 포함할 수 있다. 상기 커버는 상기 제 2진동부를 마주보는 일 부분이 후방으로 함몰되게 형성된 커버부를 포함할 수 있다.
상기 과제들을 해결하기 위하여, 본 발명의 해결 수단에 따른 디스플레이 장치는, 디스플레이 패널과, 상기 디스플레이 패널의 후면에 결합되는 압전 진동부와, 상기 압전 진동부의 후면에 결합되는 무빙 코일 진동부를 포함할 수 있다.
이와 같은 과제해결수단들을 통해서, 사용자가 시각적 또는 청각적인 진동의 발생 지점이 디스플레이 패널 상에 있게 하여, 화상에 대한 몰입감을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 디스플레이 패널이 직접 진동하여 음향을 출력하게 함으로써, 시각적인 음향 발생 지점과 청각적인 음향 발생 지점의 거리를 최소화하는 효과가 있다.
또한, 디스플레이 패널이 직접 진동하여 사용자가 촉각적으로 진동을 느끼게 함으로써, 시각적인 진동 발생 지점과 촉각적인 진동 발생 지점의 거리를 최소화하는 효과가 있다.
또한, 상기 압전 진동부의 고 주파수 영역의 진동 출력의 유리한 점을 유지하면서도, 저 주파수 영역의 진동 출력을 효율적으로 보충할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 주파수 분해 모듈을 통해, 복수의 진동부(50, 90, 40)는 각각 유리한 주파수 영역에서 진동 출력을 발생시킬 수 있고, 가청 주파수의 전영역을 통해 균등한 진동 출력을 확보할 수 있다.
또한, 상기 제 1진동부 및 상기 제 2진동부의 진동 출력이 1개의 지점인 디스플레이 패널을 통해 발생됨으로써, 상기 제 1진동부 및 제 2진동부에서 각각 동시에 발생하는 동일 주파수의 진동 출력이 서로 간섭하지 않게 된다.
또한, 상기 제 1진동부 및 제 2진동부에서 각각 동시에 발생하는 서로 다른 주파수의 진동 출력이 사용자에게 동일한 시간후에 도달하게 되어, 사용자가 느끼는 음향의 주파수별 영역 간의 싱크(sync)율이 매우 높아지게 된다.
또한, 상기 커버부를 구비함으로써, 상기 압전 진동부에서 발생되는 음향 전파의 주된 방향을 전방으로 향하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1a)의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치(1b)의 정면도이다.
도 3은, 도 1 및 도 2의 디스플레이 장치(1)를 라인 S1-S1'를 따라 수직으로 자른 단면 개념도이다.
도 4는, 도 3의 디스플레이 장치(1)의 변형 예를 도시한 사시도이다.
도 5는, 도 4의 디스플레이 장치(1)의 다른 변형 예를 도시한 도면들이다.
도 6은, 도 4의 하우징(350)을 제외한 디스플레이 장치(1)의 분해 사시도이다.
도 7은, 도 3의 E2 부분을 확대한 단면도이다.
도 8은 도 3의 E3 부분을 확대한 단면도이다. 도 8(a)에는 사이드 커버(310)의 일 실시예(311)가 도시되고, 도 8(b)에는 사이드 커버(310)의 다른 실시예(312)가 도시되며, 도 8(c)에는 사이드 커버(310)의 또 다른 실시예(313)가 도시되고, 도 8(d)에는 사이드 커버(310)의 또 다른 실시예(314)가 도시된다.
도 9a 및 도 9b는 도 3의 E1 부분을 확대한 단면도이다. 도 9a에는 일 실시예에 따른 커버부(320a)가 도시되고, 도 9b에는 다른 실시예에 따른 커버부(320a')가 도시된다.
도 10은 도 3의 일 실시예에 따른 제 1진동부(50)의 사시도이다.
도 11은 도 3의 일 실시예에 따른 제 2진동부(90)의 사시도이다.
도 12는, 입력 신호가 주파수 영역별로 도 3의 복수의 진동부(50, 90, 40)에 분배되는 것을 도시한 회로 개념도이다.
도 13은, 일 실시예에 따른 제 1진동부(50) 및 제 2진동부(90)에 입력 신호 분배없이 소정 전압을 인가한 때, 각 주파수(Hz) 별 출력 크기(dB)를 측적한 실험예를 나타낸 로그 스케일(log scale) 그래프이다.
도 14은, 일 실시예에 따른 제 1진동부(50) 및 제 2진동부(90)에 입력 신호를 분배하며 소정 전압을 인가한 때, 각 주파수(Hz) 별 출력 크기(dB)를 측적한 실험예를 나타낸 로그 스케일(log scale) 그래프이다.
도 15 및 도 16은, 일 실시예에 따른 압전 진동부(50), 무빙 코일 진동부(90) 및 서브 진동부(40)에 입력 신호를 분배하며 소정 전압을 인가한 때, 각 주파수(Hz) 별 출력 크기(dB)를 측적한 실험예를 나타낸 로그 스케일(log scale) 그래프이다. 도 15에는 복수의 진동부(50, 90, 40) 각각의 출력 크기(dB) 그래프가 도시되고, 도 16에는 복수의 진동부(50, 90, 40)의 출력 크기(dB)를 합한 하나의 그래프가 도시된다.
도 17은, 본 발명의 일 실시예(A로 도시된 부분 참고)에 따라 제 1진동부(50)와 제 2진동부(90)가 배치될 때 사용자의 귀까지 음파가 전달되는 경로(d1, d2)를 도시한 개념도이다. 도 17에는, 비교 대상(O로 도시된 부분 참고)으로서 제 1진동부(50)와 제 2진동부(90)가 이격되어 배치될 때 사용자의 귀까지 음파가 전달되는 경로(d1, d2)가 함께 도시된다.
이하에서 언급되는 “전(F)/후(R)/좌(Le)/우(Ri)/상(U)/하(D)” 등의 방향을 지칭하는 표현은 도 1 내지 8에 표시된 바에 따라 이해될 수 있다. 특히, '전방 및 후방'은 디스플레이 패널(100)의 화상을 출력하는 방향을 전방으로 보고 정의한 것이다. 이러한 정의에 따르면, 본 실시예와 같이 디스플레이 패널(100)이 평면으로 구성된 경우에는 디스플레이 패널(100)의 모든 부분에서 전방 및 후방이 동일하나, 디스플레이 패널(100)이 곡률을 가진 경우에는 디스플레이 패널(100)의 각 부분에서 전방 및 후방이 서로 달라진다. 이는 어디까지나 본 발명이 명확하게 이해될 수 있도록 설명하기 위한 기준이며, 기준을 어디에 두느냐에 따라 각 방향들을 다르게 정의할 수도 있음은 물론이다.
이하에서 언급되는 구성요소 앞에 ‘제 1, 제 2, 제 3' 등의 표현이 붙는 용어 사용은, 지칭하는 구성요소의 혼동을 피하기 위한 것일 뿐, 구성요소 들 사이의 순서, 중요도 또는 주종관계 등과는 무관하다. 예를 들면, 제 1 구성요소 없이 제 2구성요소 만을 포함하는 발명도 구현 가능하다.
도 1 내지 4를 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는, 전방으로 화상을 출력하는 디스플레이 패널(100)을 포함한다. 디스플레이 장치(1)는 진동을 출력하게 구비된 제 1진동부(50)를 포함한다. 제 1진동부(50)는 압전 효과에 의해 진동하게 구비될 수 있고, 이 경우 제 1진동부(50)를 '압전 진동부(50)'라 지칭할 수 있다. 디스플레이 장치(1)는 진동을 출력하게 구비된 제 2진동부(90)를 더 포함한다. 제 2진동부(90)는 무빙 코일(moving coil)의 원리에 의해 진동하게 구비될 수 있고, 이 경우 제 2진동부(90)를 '무빙 코일 진동부(90)'라 지칭할 수 있다. 디스플레이 장치(1)는 진동을 출력하게 구비된 서브 진동부(40)를 더 포함할 수 있다. 서브 진동부(40)는 무빙 코일의 원리 등에 의해 진동하게 구비될 수 있다. 디스플레이 장치(1)는 디스플레이 패널(100)의 화상 출력을 제어하는 제어부(250)를 포함한다. 제어부(250)는 제 1진동부(50) 및 제 2진동부(90)의 진동 출력을 제어한다. 제어부(250)는 서브 진동부(40)의 출력을 제어할 수 있다. 디스플레이 장치(1)는 제어부(250)의 제어 신호를 디스플레이 패널(100)에 전송해주는 케이블(260)을 포함할 수 있다. 디스플레이 장치(1)는 제어부(250)의 제어 신호를 복수의 상기 진동부 중 적어도 어느 하나에 전송해주는 진동 신호 인가선(260a)을 포함할 수 있다. 진동 신호 인가선(260a)은 제어부(250)의 제어 신호를 제 1진동부(50) 및 제 2진동부(90)에 전달해줄 수 있다. 진동 신호 인가선(260a)은 제어부(250)의 제어 신호를 서브 진동부(40)에 전달해줄 수 있다. 디스플레이 장치(1)는 외관을 형성하는 커버(300)를 포함할 수 있다.
제 1진동부(50)는 디스플레이 패널(100)의 후면에 결합된다. 제 2진동부(90)는 제 1진동부(50)에 결합된다. 제 2진동부(90)는 상기 제 2진동부의 후면에 결합된다. 디스플레이 패널(100)은 제 1방향으로 화상을 출력한다. 제 2방향은 상기 제 1방향의 반대 방향이라 정의할 때, 제 1진동부(50)는 디스플레이 패널(100)의 제 2방향을 바라보는 면에 결합된다. 제 2진동부(90)는 제 1진동부(50)의 상기 제 2방향을 바라보는 면에 결합될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 제 1방향은 전방이고, 상기 제 2방향은 후방이다.
본 발명은 스마트 폰 등의 휴대용 단말 장치(1a), 노트북, 태블릿 PC, 모니터, TV(1b, 1b') 등의 장치로서, 화상 출력이 가능한 어떤 장치에도 적용이 가능하다. 도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대용 단말 장치(1a)가 도시된다. 도 2에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스탠드 형 TV(1b)가 도시된다. 도 4 및 5에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 벽걸이 형 TV(1b')가 도시된다. 이하, 주로 TV(1b, 1b')를 기준으로 설명하나, 본 발명은 이에 제한될 필요가 없다.
본 발명에 따른 제 1 및 2 진동부(50, 90)의 용도는, 청각적으로 감지될 진동 출력용(음향 출력용) 및/또는 촉각적으로 감지될 진동 출력용(햅틱 용) 등이 될 수 있다. 후술할 실험예에서는 주파수 별 출력의 크기를 측정하기 위한 수단으로서 주파수 별 음향 출력의 크기(dB)를 측정하여 결과를 도출하였으나, 이러한 실험 결과는 상기 햅틱 용의 제 1 및 2 진동부(50, 90)에 대해서도 그대로 적용될 수 있음은 물론이다. 또한, 이하 주로 음향 출력용의 제 1 및 2 진동부(50, 90)를 기준으로 설명하나, 제 1 및 2 진동부(50, 90)의 용도는 이에 제한될 필요가 없다.
본 실시예에 따른 커버(300)는 디스플레이 패널(100)의 가장자리를 지지해주고 디스플레이 패널(100)의 후면을 가려준다. 그러나, 다른 실시예(미도시)에서 플렉서블한 디스플레이 패널(100)이 커버(300)의 지지 없이 구비되고, 디스플레이 패널(100)의 후면의 적어도 일부가 노출되게 구비된 폴딩형 디스플레이 장치(1)가 구현될 수도 있다.
도 1 및 3을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(1a)(태블릿 PC 또는 스마트폰 등)를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 디스플레이 장치(1a)는 상하 방향 길이가 좌우 방향 길이보다 긴 디스플레이 패널(100)을 포함한다. 구체적으로, 디스플레이 패널(100)은 4개의 변으로 이루어진 사각 형상으로 형성되고, 상측 및 하측은 상대적으로 짧은 변이 배치되고, 좌측 및 우측은 상대적으로 긴 변이 배치된다. 디스플레이 패널(100)의 후면의 중앙부에 제 1진동부(50)가 부착된다. 제 1진동부(50)의 후면에 제 2진동부(90)가 부착된다. 디스플레이 패널(100)의 후면을 덮어주는 커버(300)가 구비된다. 커버(300)는 디스플레이 패널(100)의 가장자리를 지지한다. 커버(300)는 내부 공간을 형성하고, 상기 내부 공간에 진동을 출력하는 서브 진동부(40)가 배치된다.
제 1진동부(50)는 디스플레이 패널(100)을 직접 진동시킨다. 사용자가 디스플레이 패널(100)의 전면을 터치할 때 제 1진동부(50)가 진동을 발생시키고, 발생된 진동이 디스플레이 패널(100)을 거쳐 사용자의 손 끝으로 전달되게 구비될 수 있다.
제 2진동부(90)에서 출력시킨 진동(진동 출력)은 제 1진동부(50)를 거쳐 디스플레이 패널(100)에 전달된다. 제 2진동부(90)에서 출력된 진동은 제 1진동부(50)에 전달되고, 제 1진동부(50)에 전달된 진동은 디스플레이 패널(100)에 전달된다. 제 2진동부(90)는 제 1진동부(50) 및 디스플레이 패널(100)을 함께 진동시킨다. 사용자가 디스플레이 패널(100)의 전면을 터치할 때 제 2진동부(90)가 진동을 발생시키고, 발생된 진동이 제 1진동부(50) 및 디스플레이 패널(100)을 거쳐 사용자의 손 끝으로 전달되게 구비될 수 있다.
디스플레이 패널(100)의 후면에 제 1진동부(50) 및 제 2진동부(90)가 결합됨으로써, 사용자의 커버(300)에 접촉된 어느 한 손에 전달되는 진동 출력 크기보다 디스플레이 패널(100)에 접촉된 다른 한 손에 전달되는 진동 출력 크기가 더 커진다.
도 2 및 3을 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치(1b)(TV 또는 모니터 등)를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 디스플레이 장치(1b)는 좌우 방향 길이가 상하 방향 길이보다 긴 디스플레이 패널(100)을 포함한다. 구체적으로, 디스플레이 패널(100)은 4개의 변으로 이루어진 사각 형상으로 형성되고, 좌측 및 우측은 상대적으로 짧은 변이 배치되고, 상측 및 하측은 상대적으로 긴 변이 배치된다. 제 1 및 2 진동부(50, 90)는 디스플레이 패널(100)을 직접 진동시켜 음향을 발생시킨다. 스테레오 음향을 출력하기 위하여, 디스플레이 패널(100)의 후면에 서로 이격된 2개의 제 1진동부(50a, 50b)가 부착되고, 2개의 제 1진동부(50a, 50b)의 후면에 각각 제 2진동부(90a, 90b)가 부착된다. 디스플레이 패널(100)의 후면을 덮어주는 커버(300)가 구비된다. 커버(300)는 디스플레이 패널(100)의 가장자리를 지지한다. 커버(300)는 내부 공간을 형성하고, 상기 내부 공간에 음향을 출력하는 서브 진동부(40)가 배치될 수 있다. 스테레오 음향 출력을 위해 좌우 방향으로 이격된 2개의 서브 진동부(40)가 구비될 수 있고, 서브 진동부(40)는 우퍼 등이 될 수 있다. 디스플레이 패널(100)의 후면에 제 1 및 2 진동부(50, 90)가 부착됨으로써, 디스플레이 패널(100)로부터 감지하는 화상의 위치와 음향 출력의 위치(음상)(SI)가 거의 일치하게된다.
제 1 및 2 진동부(50, 90)는 햅틱 진동을 위해서 구비될 수도 있으나, 이하 제 1 및 2 진동부(50, 90)는 음향 출력을 위해 진동하게 구비되는 것을 기준으로 설명한다. 도 3을 참고하여, 제 1진동부(50)는 전면 방향을 향해 음향을 전파시킨다.(화살표 Sa1 참고) 제 2진동부(90)는 전면 방향을 향해 음향을 전파시킨다.(화살표 Sa2 참고) 본 실시예에서, 제 1진동부(50)와 제 2진동부(90)의 음향 전파 방향(Sa1, Sa2)은 서로 같다. 서브 진동부(40)는 상하좌우 중 어느 한 방향을 향해 음향을 전파시킬 수 있다.(화살표 Sb 참고) 본 실시예에서, 서브 진동부(40)는 하측 방향을 향해 음향을 전파시킨다.
도 3 및 7을 참고하여, 디스플레이 패널(100)은 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 전계 방출 디스플레이 패널(Field Emission Display, FED), 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD) 패널, OLED(Organic Light Emitting Diode) 디스플레이 패널이 될 수 있다. OLED 디스플레이 패널은 얇게 구현 가능하고 플렉서블하여 직접 진동하는데에 유리하고, 백라이트 모듈이 불요하여 제 1진동부(50) 및 제 2진동부(90)를 후면에 부착하는데에 유리하므로, 디스플레이 패널(100)은 OLED 디스플레이 패널(100)인 것이 바람직하나, 반드시 이에 제한될 필요는 없다.
도 7을 참고하여, OLED 디스플레이 패널(100)의 실시예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 디스플레이 패널(100)은 상부 커버층(110), 상부 전극(120), 유기 발광층(130), 하부 전극(140) 및 하부 커버층(150)을 포함할 수 있다. 상부 커버층(110), 상부 전극(120), 유기 발광층(130), 하부 전극(140) 및 하부 커버층(150)은 전방에서부터 후방으로 순차적으로 배치될 수 있다.
상부 커버층(110) 및 상부 전극(120)은 투명한 물질을 포함할 수 있다. 상부 커버층(110)은 두께 0.7mm인 유리 재질로 이루어질 수 있다. 상부 커버층(110)은 투명한 박막 필름으로 이루어질 수도 있다. 상부 전극(120)은 음극(Cathode)일 수 있고, 하부 전극(140)은 양극(Anode)일 수 있다. 하부 전극(140)은 투명하지 않은 물질을 포함할 수 있다. 다만 이에 한정하지 아니하며, 하부 전극(140)은 투명한 물질(예를 들어, ITO 등)을 포함할 수도 있다. 이 경우, 하부 전극(140)의 일면으로 빛이 방출될 수도 있다. 상부 및 하부 전극(120, 140)에 전압이 인가되면 유기 발광층(130)으로부터 방출되는 광이 상부 전극(120)과 상부 커버층(110)을 투과하여 외부로 조사될 수 있다. OLED 디스플레이 패널(100)은 하부 전극(140)의 후측에 배치된 차광판(미도시)을 포함할 수 있다. 유기 발광층(130)과 음극인 상부 전극(120) 사이에 전자 수송층(ETL ; Electrron Transfer Layer)(미도시)이 배치될 수 있다. 유기 발광층(130)과 양극인 하부 전극(120) 사이에 정공 수송층(ETL ; Hole Transfer Layer)(미도시)이 배치될 수 있다. 상기 하부 커버층(150)은 두께 0.1mm인 인바(invar) 재질로 이루어질 수 있다. 하부 전극(120)과 하부 커버층(150) 사이에 박막 트랜지스터(TFT ; Thin Film Transistor)(미도시)가 배치될 수 있다.
도 3을 참고하여, 디스플레이 장치(1)는 디스플레이 패널(100)의 가장자리를 지지하는 커버(300)를 포함한다. 커버(300)는 디스플레이 패널(100)의 후면과 이격되어 공간(300a)을 형성한다. 상기 공간(300a) 내에 제 1진동부(50)가 배치된다. 상기 공간(300a) 내에 제 2진동부(90)가 배치된다. 커버(300)는 디스플레이 패널(100)의 테두리를 따라 연장되는 사이드 커버(310)를 포함한다. 커버(300)는 디스플레이 패널(100)의 후면을 가려주는 백 커버(320)를 포함한다. 커버(300)는 내부에 제어부(250) 중 적어도 일부를 수용하는 공간을 형성하는 하우징(350)을 포함한다. 하우징(350)은 서브 진동부(40)를 수용할 수 있다.
디스플레이 패널(100)의 후면과 백 커버(320)의 전면 사이에 접착시트(20)가 배치된다. 디스플레이 패널(100)은 백 커버(320)에 접착시트(20)를 통해 부착될 수 있다. 접착시트(20)는 양 면을 모두 결합할 수 있는 양면 테이프를 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(100)의 후면은 접착시트(20)의 전면에 접촉하여 부착된다. 접착시트(20)의 후면은 백 커버(320)의 전면에 접촉하여 부착된다. 접착시트(20)는 디스플레이 패널(100)과 백 커버(320)를 이격 시킨다.
사이드 커버(310)는 디스플레이 패널(100)의 상하좌우 4개의 변 중 적어도 하나의 변을 따라 연장된다. 본 실시예에서는, 사이드 커버(310)는 디스플레이 패널(100)의 상기 4개의 변 전체를 둘러싸며 배치된다. 사이드 커버(310)는 디스플레이 패널(100)의 테두리에 접촉하며 배치될 수 있다. 사이드 커버(310)는 디스플레이 패널(100)의 테두리와 백 커버(320)의 테두리의 이격된 틈을 실링하는 기능을 한다.
도 8의 (a)를 참고한 제 1실시예에 따른 사이드 커버(311)는, 반고체 재질의 실링재를 경화시켜 형성될 수 있다. 디스플레이 패널(100)의 테두리를 따라 접착시트(20)의 일 측에 사이드 커버(311)가 실링될 수 있다. 실링재가 디스플레이 패널(100)의 테두리, 백 커버(320)의 테두리 및 접착시트(20)의 일측에 함께 접촉된 상태로 경화되어, 사이드 커버(311)가 구비된다.
도 8의 (b)를 참고한 제 2실시예에 따른 사이드 커버(312)는, 디스플레이 패널(100)의 후면과 백 커버(320)의 전면 사이의 틈에 삽입되어 고정될 수 있다. 사이드 커버(312)는 접착시트(20)의 일 측에 접촉하며 배치된다. 사이드 커버(312)의 일단은 접착시트(20)의 일 측에 접하고, 사이드 커버(312)의 타단은 전방을 향하도록 절곡된다. 디스플레이 패널(100)의 측단은 사이드 커버(312)에 의해 가려진다. 디스플레이 패널(100)의 측단은 사이드 커버(312)에 접촉될 수 있다.
도 8의 (c)를 참고한 제 3실시예에 따른 사이드 커버(313)는, 디스플레이 패널(100)의 후면과 백 커버(320)의 전면 사이의 틈에 삽입되어 고정될 수 있다. 사이드 커버(313)는 접착시트(20)의 일 측과 이격되어 배치된다. 사이드 커버(313)는 디스플레이 패널(100)의 후면과 백 커버(320)의 전면 사이에 삽입되는 삽입부(313a)를 포함한다. 사이드 커버(313)는, 삽입부(313a)에서 전방으로 돌출하여 디스플레이 패널(100)의 측단을 가려준다. 디스플레이 패널(100)의 측단은 사이드 커버(313)에 접촉될 수 있다. 사이드 커버(313)는, 삽입부(313a)에서 후방으로 돌출하여 백 커버(320)의 측단을 가려준다. 백 커버(320)의 측단은 사이드 커버(313)에 접촉될 수 있다.
도 8의 (d)를 참고한 제 4실시예에 따른 사이드 커버(314)는, 백 커버(320)와 일체로 형성된다. 백 커버(320)의 가장자리 부분이 전방을 향하여 절곡되어 사이드 커버(314)가 형성된다. 사이드 커버(314)는 백 커버(320)에서 전방으로 돌출되어 형성된다. 사이드 커버(314)는 디스플레이 패널(100)의 측단을 가려준다. 디스플레이 패널(100)의 측단은 사이드 커버(314)에 접촉될 수 있다.
하우징(350)은 제어부(250)를 내부에 수용한다. 제어부(250)는 각종 제어 신호를 처리하는 메인 회로기판(252)을 포함한다. 제어부(250)는 화상 출력을 제어하는 제어 보드(254)를 포함한다. 메인 회로기판(252) 또는 제어 보드(254)가 제 1진동부(50) 및 제 2진동부(90)의 진동 출력을 제어할 수도 있고, 제 1진동부(50) 및 제 2진동부(90)의 진동 출력을 제어하는 별도의 진동 제어 보드(미도시)가 구비될 수도 있다. 메인 회로기판(252) 또는 제어 보드(254)가 서브 진동부(40)의 진동 출력을 제어할 수도 있고, 상기 진동 제어 보드가 서브 진동부(40)의 진동 출력을 제어할 수도 있다. 제어부(250)는 디스플레이 장치(1)의 각 부품에 전력을 분배해주는 전력 공급부(256)를 포함한다. 전력 공급부(256)는 디스플레이 패널(100)에 전력을 공급할 수 있다. 전력 공급부(256)은 제 1진동부(50) 및 제 2진동부(90)에 전력을 공급할 수 있다. 전력 공급부(256)는 서브 진동부(40)에 전력을 공급할 수 있다. 전력 공급부(256)는 외부의 전원을 공급받아 저장할 수 있다.
복수의 제 1진동부(50)가 구비된 디스플레이 장치(1)에 있어서, 제어부(250)는 복수의 제 1진동부(50)에 선택적으로 전기를 인가하게 제어할 수 있다. 제어부(250)는 복수의 제 1진동부(50)에 선택적으로 전기를 인가하게 제어할 수 있다. 제어부(250)는 복수의 제 1진동부(50) 중 선택된 1개 이상의 제 1진동부를 출력하게 제어할 수 있다. 제어부(250)는 복수의 제 1진동부 중 어느 하나만 출력하게 제어할 수도 있고, 복수의 제 1진동부(50) 모두가 동시에 출력하게 제어할 수도 있다.
복수의 제 2진동부(90)가 구비된 디스플레이 장치(1)에 있어서, 제어부(250)는 복수의 제 2진동부(90)에 선택적으로 전기를 인가하게 제어할 수 있다. 제어부(250)는 복수의 제 2진동부(90)에 선택적으로 전기를 인가하게 제어할 수 있다. 제어부(250)는 복수의 제 2진동부(90) 중 선택된 1개 이상의 제 2진동부를 출력하게 제어할 수 있다. 제어부(250)는 복수의 제 2진동부 중 어느 하나만 출력하게 제어할 수도 있고, 복수의 제 2진동부(90) 모두가 동시에 출력하게 제어할 수도 있다.
제어부(250)는 제 1진동부(50) 및 제 2진동부(90)에 선택적으로 전기를 인가하게 제어할 수 있다. 제어부(250)는 제 1진동부(50)만 출력하게 제어할 수 있고, 제 2진동부(90)만 출력하게 제어할 수도 있으며, 제 1진동부(50) 및 제 2진동부(90)가 모두 출력하게 제어할 수도 있다.
제어부(250)는 제 1진동부(50), 제 2진동부(90) 및 서브 진동부(40)에 선택적으로 전기를 인가하게 제어할 수 있다. 제어부(250)는 복수의 진동부(40, 90, 50) 중 선택된 하나만 출력하게 제어할 수도 있고, 복수의 진동부(40, 90, 50) 중 선택된 둘만 출력하게 제어할 수도 있으며, 복수의 진동부(40, 90, 50)가 모두 출력하게 제어할 수도 있다.
디스플레이 장치(1)는 제어부(250)의 제어 신호를 각 부품에 전달해주는 케이블(260)을 포함할 수 있다. 케이블(260)은 복수의 도선을 포함한다. 복수의 케이블(260)이 구비될 수 있다. 케이블(260)은, 평평한 형상인 플랫 케이블로 형성될 수도 있고, 원형의 단면을 가진 원형 케이블로 형성될 수도 있다. 케이블(260)은 복수의 신호연결 단자핀과 적어도 하나 이상의 그라운드 단자핀을 포함할 수 있다.
케이블(260)은 디스플레이 패널(100)의 화상 출력 신호를 전달하는 화상 신호 인가선(264)을 포함한다. 화상 신호 인가선(264)의 일단은 제어 보드(254)에 연결되고, 화상 신호 인가선(264)의 타단은 디스플레이 패널(100)에 배치된 인터페이스 PCB(274)에 연결된다.
케이블(260)은 복수의 진동부(50, 90, 40)의 진동 출력 신호를 전달하는 복수의 진동 신호 인가선(260a)을 포함한다. 복수의 진동 신호 인가선(260a)은, 제 1진동부(50)에 진동 출력 신호를 전달하는 제 1진동 신호 인가선(265)과, 제 2진동부(90)에 진동 출력 신호를 전달하는 제 2진동 신호 인가선(266)을 포함한다. 복수의 진동 신호 인가선(260a)은 서브 진동부(40)에 진동 출력 신호를 전달하는 제 3진동 신호 인가선(267)을 포함한다. 제 1진동 신호 인가선(265)은 제어 보드(254)와 제 1진동부(50)를 연결한다. 제 2진동 신호 인가선(266)은 제어 보드(254)와 제 2진동부(90)를 연결한다. 제 3진동 신호 인가선(267)은 제어 보드(254)와 서브 진동부(40)를 연결한다. 각각의 진동 신호 인가선(265, 266, 267)은 전류 공급을 위한 2개의 도선을 포함한다.
도 3을 참고한 일 예에서, 하우징(350)은 백 커버(320)와 결합되어 구비될 수 있다. 이 경우, 하우징(350)은 백 커버(320)의 후측 하부에 결합될 수 있다. 케이블(260)은 하우징(350)의 내부 공간 및 백 커버(320)의 내부 공간(300a)에 배치된다.
도 4를 참고한 벽걸이형 디스플레이 장치(1b')의 예에서, 하우징(350)은 백 커버(320)와 분리되어 구비될 수 있다. 하우징(350) 내부의 제어부(250)와 디스플레이부(100, 50)를 연결하는 케이블(260)은 외부로 노출된다. 복수의 도선이 한 묶음으로 연장되어 케이블(260)을 형성할 수 있다.
도 5의 (a)를 참고한 상기 벽걸이형 디스플레이 장치(1b')의 변형 예에서, 케이블(260)은 복수의 묶음으로 분리되어 연장된다. 도 5의 (a)에 4개의 케이블(260)이 노출된다.
도 5의 (b)를 참고한 상기 벽걸이형 디스플레이 장치(1b')의 다른 변형 예에서, 제어부(250)는 디스플레이부(100, 50)에 무선으로 제어 신호를 전달할 수 있다. 이 경우, 하우징(350)과 디스플레이부(100, 50)를 연결하는 케이블(260)없이 디스플레이 장치(1b')를 구현하는 것이 가능하다.
도 6을 참고하여, 디스플레이 패널(100) 및/또는 커버(300)에 배치된 부품들을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
디스플레이 패널(100) 후면의 적어도 일부에 인터페이스 PCB(274)와 적어도 하나의 소스 PCB(272)가 위치할 수 있다. 인터페이스 PCB(274)는 적어도 하나의 소스 PCB(272)의 상측에 위치할 수 있다. 적어도 하나의 소스 PCB(272)는 인터페이스 PCB(274)와 연결될 수 있다. 복수의 소스 PCB(272)가 구비될 수 있다. 복수의 소스 PCB(272)는 서로 이격되어 위치할 수 있다.
인터페이스 PCB(274)는 제어 보드(254)로부터 전달되는 디지털 비디오 데이터들과 타이밍 제어신호 등을 전송하기 위한 신호 배선들이 위치할 수 있다.
소스 PCB(272)는 인터페이스 PCB(274)로부터 전달되는 신호에 따라 디스플레이 패널(100)에 전압을 인가할 수 있다. 소스 PCB(272)는 디스플레이 패널(100)에 영상신호에 따라 구동파형을 인가할 수 있다.
소스 PCB(272)는 소스 COF(Chip On Flexible Printed Circuit)(미도시)에 의해 디스플레이 패널(100)과 연결될 수 있다. 소스 PCB(272)의 일 측과 연결된 상기 소스 COF는, 디스플레이 패널(100)의 하측단에서 디스플레이 패널(100)과 연결될 수 있다. 상기 소스 COF는 소스 PCB(272)와 디스플레이 패널(100)의 상기 TFT에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 소스 COF는 데이터 집적회로(Intergrated Circuit)가 실장될 수 있다.
디스플레이 패널(100)의 후면에 디스플레이 패널(100)과 백 커버(320)를 결합하기 위해 접착시트(20)가 위치한다. 접착시트(20)는 중앙이 비어있는 사각형 형상으로 형성될 수 있다. 접착시트(20)의 중앙의 비어있는 공간(300a)에 적어도 하나의 PCB가 위치할 수 있다. 접착시트(20)는 일 면이 디스플레이 패널(100)과 결합하며, 타 면이 백 커버(320)와 결합될 수 있다.
소스 PCB(272)와 대응되는 부분에 절연시트(281)가 위치할 수 있다. 절연시트(281)는 백 커버(320)의 전면에 부착될 수 있다. 절연시트(281)는 소스 PCB(272)가 다른 전자 장치로부터 간섭받지 않도록 절연성을 띈 물질을 포함할 수 있다.
백 커버(320)는 디스플레이 패널(100)의 후측에 배치된다. 백 커버(320)는 접착시트(20)를 통해 디스플레이 패널(100)에 부착될 수 있다. 백 커버(320)는 디스플레이 패널(100)의 후면을 지지할 수 있다. 백 커버(320)는 알루미늄 재질을 포함할 수 있다.
백 커버(320)의 가장자리 부분의 전후 방향 두께가 백 커버(320)의 다른 부분의 전후 방향 두께보다 더 두꺼울 수 있다. 백 커버(320)는 후측으로 돌출된 가장자리 부분을 형성할 수 있다. 백 커버(320)는 월브라켓(500)과 결합할 때, 돌출된 가장자리 부분이 월브라켓(500)의 가장자리를 덮어줄 수 있다. 월브라켓(500)은 외부의 벽(wall)에 고정되어 디스플레이 장치(1)를 지지해주는 부재이다.
백 커버(320)의 네 코너와 인접한 부분에 결합홀(321)이 위치한다. 결합홀(321)은 백 커버(320)를 관통하여 형성된다. 결합홀(321)은 백 커버(320)의 후면에 형성된다. 결합홀(321)이 위치한 백 커버(320)의 일 부분은 주변 부분 보다 후면으로 돌출되게 형성될 수 있다. 결합홀(321)은 월브라켓(500)과 커버(300)를 탈부착 가능하게 결합시키기 위해 구비된다.
백 커버(320)의 가장자리 부분에 결합부(322)가 위치한다. 결합부(322)는 백 커버(320)의 4개의 변 중 적어도 하나의 변에 위치할 수 있다. 결합부(322)는 백 커버(320)로부터 후면 방향으로 돌출될 수 있다. 결합부(322)가 위치한 부분의 후측단은 백 커버(320)의 결합홀(321)이 위치한 일 부분의 후측단과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 결합부(322)는 자성을 띈 물질을 포함할 수 있다. 결합부(322)는 커버(300)와 월브라켓(500)이 결합할 때, 자성에 의해 더 강하게 결합되도록 할 수 있다.
백 커버(320)는, 디스플레이 패널(100)과 커버(300)의 결합시, 인터페이스 PCB(274)와 대응되는 부분에 개구부(323)를 형성한다. 개구부(323)는 백 커버(320)의 중심부에 위치한다. 개구부(323)는 인터페이스 PCB(274)의 후측에 형성된다. 인터페이스 PCB(274)의 전후 방향 두께는 백 커버(320)와 디스플레이 패널(100) 사이의 공간(300a)의 전후 방향 두께보다 더 클 수 있고, 개구부(323)는 인터페이스 PCB(274)가 위치할 공간을 확보해준다.
디스플레이 패널(100)의 후측에 고정된 PCB(272, 274)가 위치한 영역의 후면에 PCB 커버(325)가 구비된다. PCB 커버(325)는 백 커버(320)에 고정될 수 있다. PCB 커버(325)는 제 1 및 2 PCB 커버(325a, 325b)를 포함할 수 있다. 제 1 PCB 커버(325a)는 소스 PCB(272)와 대응되는 부분에 배치된다. 제 2 PCB 커버(325b)는 인터페이스 PCB(274)와 대응되는 부분에 배치된다. 제 2 PCB 커버(325b)는 개구부(323)를 덮을 수 있다. PCB 커버(325)는 소스 PCB(272) 및 인터페이스 PCB(274)가 외부로 노출 되는 것을 막을 수 있다.
도 2를 참고하여, 정면에서 바라볼 때 제 1진동부(50) 및 제 2진동부(90)는 동일 위치에 배치된다. 정면에서 바라볼 때, 제 1진동부(50)의 위치와 제 2진동부(90)의 위치는 중첩된다. 정면에서 바라볼 때 중첩되게 배치된 제 1진동부(50)와 제 2진동부(90)를 '세트 진동부'라 정의한다.
도 2를 참고하여, 제 1세트 진동부(50a, 90a)와 제 2세트 진동부(50b, 90b)의 배치 위치 및 음상(SI)을 설명하면 다음과 같다. 디스플레이 패널(100)은 좌우 방향의 길이가 상하 방향의 길이보다 클 수 있다. 디스플레이 장치(1)는 서로 이격 배치된 적어도 2개의 세트 진동부(50a, 90a)(50b, 90b)를 포함할 수 있다. 디스플레이 패널(100)을 균등하게 6열로 등분한 영역 들(V1, V2, V3, V4, V5, V6 및 V7에 의해 구분된 가상의 6개 영역 들을 의미함)을 가정할 때, 2개의 상기 세트 진동부 중 어느 하나(50a, 90a)는 좌측에서 2번째 열의 영역 내에 배치되고 다른 하나(50b, 90b)는 우측에서 2번째 열의 영역 내에 배치된다. 또한, 디스플레이 패널(100)을 균등하게 6행으로 등분한 영역 들(H1, H2, H3, H4, H5, H6 및 H7에 의해 구분된 가상의 6개 영역 들을 의미함)을 가정할 때, 제 1세트 진동부(50a, 90a) 및 제 2세트 진동부(50b, 90b)는 상측에서 2번째 행의 영역 내에 배치된다. 이를 통해, 상기 2개의 세트 진동부(50a, 90a)(50b, 90b)에 의한 음상(SI)이 디스플레이 패널(100)의 중앙부에 위치하게 할 수 있다.
복수의 세트 진동부(50, 90) 중 임의의 2개의 세트 진동부 사이의 이격 거리는, 2개의 세트 진동부에 의해 발생되는 소정 주파수 영역의 출력끼리 서로 상쇄 간섭이 일어나지 않는 거리로 기설정된다. 이를 위해, 2개의 세트 진동부 사이의 이격 거리(d)는, 0보다 크고 하기 수학식 1에 의해 도출되는 제 1소정 거리(d1)보다 작거나, 하기 수학식 2에 의해 도출되는 제 2소정 거리(d2)보다 크고 디스플레이 패널(100)의 전방면의 대각선 거리보다 짧게 기설정될 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112017035349017-pat00001
[수학식 2]
Figure 112017035349017-pat00002
여기서, c는 음속이고, f1은 상기 소정 주파수 영역의 최저 경계값이고, f2는 상기 소정 주파수 영역의 최고 경계값이다. 음속(c)은 온도에 따라 변화하나, 상온을 기준으로한 값인 340m/s로 보고 상기 제 1소정 거리(d1) 및 제 2소정 거리(d2)를 기 설정할 수 있다. 상기 소정 주파수 영역은 100 내지 20,000Hz의 영역으로 볼 수 있고, 이 경우 f1은 100Hz이고 f2는 20,000Hz로 기설정된다.
도 9a 및 도 9b을 참고하여, 커버(300)는 제 2진동부(90)를 마주보는 일 부분이 후방으로 함몰되게 형성된 커버부(320a, 320a')를 포함한다. 커버부(320a, 320a')의 내측면은 제 1 및 2 진동부(50, 90)를 마주본다. 커버부(320a, 320a')는 제 2진동부(90)의 적어도 일부를 감싸는 형상으로 형성될 수 있다. 커버부(320a, 320a')는 백 커버(320)에 배치된다. 백 커버(320)는 제 1 및 2 진동부(50, 90)의 후측 부분(320a)이 주변 부분보다 후측으로 돌출되게 형성될 수 있다. 디스플레이 패널(100)과 백 커버(320) 사이의 공간(300a)은 제 1 및 2 진동부(50, 90)의 후측 부분(320a)에서 더욱 후방으로 돌출되어 형성될 수 있다. 함몰 공간(300b)의 후단은 주변 부분의 공간(300a)의 후단보다 후측으로 돌출되어 배치될 수 있다. 커버(300)의 전방면 중 제 1 및 2 진동부(50, 90)를 마주보는 일 부분(320a)이 후방으로 함몰되어 추가적인 공간(300b)을 형성할 수 있다. 구체적으로, 백 커버(320)의 전방면 중 일 부분(320a)이 후방으로 함몰되어 상기 공간(300b)를 형성한다. 이를 통해, 제 1 및 2 진동부(50, 90)에서 발생되는 음향 전파의 주된 방향을 전방으로 향하게 할 수 있고, 제 1 및 2 진동부(50, 90)의 이격 거리를 쉽게 확보할 수 있다.
도 9a를 참고하여, 일 실시예에 따른 커버부(320a)는 백 커버(320)와 일체로 이루어진다. 백 커버(320)의 일 부분이 후방으로 돌출되어 커버부(320a)를 형성한다. 커버부(320a)는 백 커버(320)와 함께 일체로 사출되어 형성된다.
도 9b를 참고하여, 다른 실시예에 따른 커버부(320a')는 백 커버(320)와 별도로 형성된 부재이다. 커버부(320a')는 백 커버(320)와 결합된다. 커버부(320a')는 체결 부재나 부착 부재에 의해 백 커버(320)에 결합될 수 있다.
복수의 진동부는 제 1진동부(50) 및 제 2진동부(90)를 포함한다. 상기 복수의 진동부는 서브 진동부(40)를 더 포함한다.
본 실시예에서, 상기 복수의 진동부는 제 1진동부(50), 제 2진동부 및 서브 진동부(40)로 구성된다. 도시되지는 않았으나 다른 실시예에서, 상기 복수의 진동부는 제 1진동부(50) 또는 제 2진동부(90)에 결합된 추가적인 제 3진동부(미도시)를 더 포함하는 것도 가능하다.
도 9a, 도 9b 및 도 10을 참고하여, 제 1진동부(50)는 압전 효과에 의해 진동하게 구비된다. 제 1진동부(50)는 세라믹스 재질을 이용하여 압전 효과를 발휘하게 구비될 수 있다. 제 1진동부(50)는 압전 효과를 발휘할 수 있는 주지의 재질 들을 이용할 수 있다. 바람직하게 제 1진동부(50)는 PZT 재질을 포함할 수 있다. 제 1진동부(50)는 16개의 층으로 적층된 PZT 재질로 형성되어, 전기가 상기 적층된 층을 지그재그로 흘러가게 구비될 수 있다.
제 1진동부(50)는 판형으로 형성된다. 제 1진동부(50)는, 후측에서 바라볼 때 약 40mm*30mm의 직사각 형상으로 구비될 수 있다. 제 1진동부(50)는 전후 방향으로 약 0.8mm 두께를 가질 수 있다.
제 1진동부(50)는 전기 공급을 위해 제 1진동 신호 인가선(265)과 연결된다. 제 1진동 신호 인가선(265) 2개의 도선(2651, 2652)을 포함한다. 제 1진동부(50)는 제 1진동 신호 인가선(265)이 연결되는 도선 연결부(56a, 56b)를 포함한다. 도선(2651) 및 도선(2652)은 각각 도선 연결부(56a) 및 도선 연결부(56b)에 연결되어, 제 1진동부(50)에 전류가 흐르게 할 수 있다.
제 1진동부(50)는 제 2진동부(90)가 결합되는 결합부(M)를 포함한다. 결합부(M)는 제 1진동부(50)의 후측면에 배치된다. 결합부(M)는 제 2진동부(90)가 부착되는 면을 제공할 수 있다. 결합부(M)에 제 2진동부(90)의 진동판(99)이 결합된다. 도시되지는 않았으나, 제 2진동부(90)의 진동판(99) 없이 제 2진동부(90)의 보빈(Bobin)(94)이 직접 제 1진동부(50)에 결합되게 구현하는 것도 가능하다.
제 1진동부(50)는 제 2진동부(90)에 비해 상대적으로 고 주파수 영역의 진동을 출력하게 구비될 수 있다. 도 13을 참고하여, 제 1진동부(50)는, 제 1소정 주파수 영역(W1)에서 진동 출력을 발생시키는 것이 다른 주파수 영역에서 진동 출력을 발생시키는 것보다 입력 대비 출력이 크다. 제 1주파수 영역(W1)은 제 1진동부(50)의 메인 출력 영역이라 정의한다.
도 9a, 도 9b 및 도 11을 참고하여, 제 2진동부(90)는 무빙 코일(Moving Coil)의 원리에 의해 진동하게 구비된다. 제 2진동부(90)는 서브우퍼(Sub Woofer), 우퍼(Woofer), 미드 우퍼(Mid Woofer), 스코커(Squawker), 트위터(Tweeter), 슈퍼 트위터(Super Tweeter) 중 어느 하나일 수 있다. 제 2진동부(90)는 상기 스코커 및 트위터 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
제 2진동부(90)는 영구 자석(91)을 포함한다. 영구 자석(91)은 전후 방향으로 양 극이 배치된다. 제 2진동부(90)는 영구 자석(91)이 발생시키키는 자기력선의 경로를 유도하는 요크(Yoke)(92) 및 폴피스(Pole Piece)(93)를 포함한다. 폴피스(93)는 영구 자석(91)의 전방에 배치된다. 폴피스(93)는 전후 방향으로 높이를 가진 원형의 금속 기둥 형상으로 형성될 수 있다. 폴피스(93)는 보빈(94)의 내측에 배치될 수 있다. 요크(92)는 영구 자석(91)의 후측에서 연장되는 자기력선의 경로를 따라 연장되게 형성된다. 요크(92)는 영구 자석(91)의 둘레를 이격된 상태로 감싸준다. 요크(92)는 제 2진동부(90)는 영구 자석(91)의 자기력선의 경로가 관통하는 보빈(94)을 포함한다. 보빈(94)은 영구 자석(91)의 외주면 및 요크(92)의 내주면 사이의 갭에 적어도 일부가 배치될 수 있다. 제 2진동부(90)는 보빈(94)에 감긴 코일(95)를 포함한다. 코일(95)에 변화하는 전류를 공급하여 코일(95) 및 보빈(94)이 전후 방향으로 진동하게 할 수 있다. 제 2진동부(90)는 요크(92), 영구 자석(91) 및 폴피스(93) 지지하는 프레임(97)을 포함한다. 제 2진동부(90)는 보빈(94) 및 코일(95)을 기설정된 위치에 지지시키는 댐퍼(98)를 포함한다. 댐퍼(98)는 보빈(94) 및 코일(95)의 전후방향 운동을 원할하게 유지시켜 준다. 댐퍼(98)는 프레임(97)과 보빈(94)을 연결하며 배치된다. 제 2진동부(90)는 보빈(94)의 전단에 결합된 진동판(99)을 포함할 수 있다. 진동판(99)의 전면이 제 1진동부(50)의 후면에 부착될 수 있다. 제 2진동부(90)는 보빈(94)과 진동판(99) 사이에 배치되는 진동판 연결부(96)를 더 포함할 수 있다. 진동판 연결부(96)는 보빈(94)과 진동판(99)을 결합시킨다. 진동판 연결부(96)는 보빈(94)의 전단에 결합된다. 진동판 연결부(96)는 진동판(99)의 후측면에 결합된다. 진동판 연결부(96)의 후측면에는 보빈(94)의 전단이 삽입되는 홈이 형성된다.
제 2진동부(90)는 전기 공급을 위해 제 2진동 신호 인가선(266)과 연결된다. 제 2진동 신호 인가선(266) 2개의 도선(2661, 2662)을 포함한다. 제 2진동부(90)는 제 2진동 신호 인가선(266)이 연결되는 도선 연결부(96a, 96b)를 포함한다. 도선(2661) 및 도선(2662)은 각각 도선 연결부(96a) 및 도선 연결부(96b)에 연결되어, 제 2진동부(90)에 전류가 흐르게 할 수 있다.
제 2진동부(90)는 제 1진동부(50)에 비해 상대적으로 저 주파수 영역의 진동을 출력하게 구비될 수 있다. 도 13을 참고하여, 제 2진동부(90)는, 제 2소정 주파수 영역(W2)에서 진동 출력을 발생시키는 것이 다른 주파수 영역에서 진동 출력을 발생시키는 것보다 입력 대비 출력이 크다. 제 2주파수 영역(W2)은 제 2진동부(90)의 메인 출력 영역이라 정의한다.
한편, 서브 진동부(40)는 제 1 및 2 진동부(50, 90)와 이격된 별도의 위치에 배치된다. 서브 진동부(40)는 무빙 코일의 원리에 의해 진동하게 구비된다. 제 2진동부(90)는 상기 서브우퍼, 우퍼 및 미드우퍼 중 어느 하나인 것이 바람직하다.
서브 진동부(40)는 제 2진동부(90)의 진동 출력보다 낮은 주파수 영역의 진동을 출력하게 구비된다. 서브 진동부(40)는, 제 3소정 주파수 영역(W3)에서 진동 출력을 발생시키는 것이 다른 주파수 영역에서 진동 출력을 발생시키는 것보다 입력 대비 출력이 크다. 제 3주파수 영역(W3)은 서브 진동부(40)의 메인 출력 영역이라 정의한다.
한편, 도시되지는 않았으나, 디스플레이 장치(1)는 상기 제 1진동부(50), 제 2진동부(90) 및 서브 진동부(40)외에도 추가의 진동부를 포함할 수 있다. 상기 추가의 진동부의 메인 출력 영역은 상기 제 1진동부(50)의 메인 출력 영역, 제 2진동부(90)의 메인 출력 영역 및 서브 진동부(40)의 메인 출력 영역과 서로 다르게 구비될 수 있다.
제 1진동부(50)의 메인 출력 영역은 제 2진동부(90)의 메인 출력 영역은 서로 다르다. 제 2진동부(90)의 메인 출력 영역의 평균 주파수는 제 1진동부(50)의 메인 출력 영역의 평균 주파수보다 작을 수 있다. 제 2진동부(90)의 메인 출력 영역의 주파수는 제 1진동부(50)의 메인 출력 영역의 주파수보다 작을 수 있다. 제 1진동부(50)의 메인 출력 영역과 제 2진동부(90)의 메인 출력 영역은 경계 주파수(fa)를 기준으로 구분될 수 있다.
제 1진동부(50)의 메인 출력 영역, 제 2진동부(90)의 메인 출력 영역 및 서브 진동부(40)의 메인 출력 영역은 서로 다르다. 서브 진동부(40)의 메인 출력 영역의 평균 주파수는 제 2진동부(90)의 메인 출력 영역의 평균 주파수보다 작을 수 있다. 서브 진동부(40)의 메인 출력 영역의 주파수는 제 2진동부(90)의 메인 출력 영역의 주파수보다 작을 수 있다. 제 2진동부(90)의 메인 출력 영역과 서브 진동부(40)의 메인 출력 영역은 경계 주파수(fb)를 기준으로 구분될 수 있다.
도 12 내지 도 16을 참고하여, 디스플레이 장치(1)는 입력 신호를 주파수 영역별로 상기 진동부들(50, 90, 40)에 분배하는 주파수 분배 모듈(2583)을 더 포함한다. 주파수 분배 모듈(2583)을 이용하여, 어느 한 진동부(40, 90 또는 50)의 진동 출력 중, 메인 출력 영역내의 진동 출력과 다른 주파수 영역의 진동 출력의 차이가 더욱 커지게 할 수 있다.
도 13, 14, 15 및 16는, 진동부에 소정 전압을 인가한 때 각 주파수(Hz) 별 출력 크기(dB)를 측정한 실험예를 나타낸 로그 스케일(log scale) 그래프를 보여준다. 각 그래프의 좌표계는 XY 좌표계를 이용하였고, X축은 주파수(Hz)의 크기를 나타내고 Y축은 진동 출력의 크기(dB)를 나타낸다. 본 설명에 제시된 실험을 위해, 제 1진동부(50)는 압전 진동부이고, 제 2진동부(90) 및 서브 진동부(40)는 무빙 코일 진동부이며, 디스플레이 패널(100)은 65인치 OLED 디스플레이 패널이다.
도 13에는, 주파수 분배 모듈(2583) 없이 제 1진동부(50) 및 제 2진동부(90) 각각 입력 신호가 인가된 경우, 제 1진동부(50)의 측정된 진동 출력 및 제 2진동부(90)의 측정된 진동 출력이 도시된다. 도 14에는, 주파수 분배 모듈(2583)에 의해 제 1진동부(50) 및 제 2진동부(90)에 각각 필터링된 입력 신호가 인가된 경우, 제 1진동부(50)의 측정된 진동 출력 및 제 2진동부(90)의 측정된 진동 출력이 도시된다. 도 15에는, 주파수 분배 모듈(2583)에 의해 제 1진동부(50), 제 2진동부(90) 및 서브 진동부(40)에 각각 필터링된 입력 신호가 인가된 경우, 제 1진동부(50)의 측정된 진동 출력 및 제 2진동부(90)의 측정된 진동 출력이 도시된다.
주파수 분배 모듈(2583)은, 제 1진동부(50)의 제 1주파수 영역(W1)의 진동 출력이 제 1진동부(50)의 다른 주파수 영역의 진동 출력에 비해 더욱 두드러지도록 할 수 있다. 주파수 분배 모듈(2583)은, 제 2진동부(90)의 제 2주파수 영역(W2)의 진동 출력이 제 2진동부(90)의 다른 주파수 영역의 진동 출력에 비해 더욱 두드러지도록 할 수 있다. 또한, 주파수 분배 모듈(2583)은 서브 진동부(40)의 제 3주파수 영역(W3)의 진동 출력이 서브 진동부(40)의 다른 주파수 영역의 진동 출력에 비해 더욱 두드러지도록 할 수 있다.
주파수 분배 모듈(2583)을 통해 적어도 하나의 크로스오버 주파수(Crossover Frequency)가 기설정된다. 적어도 하나의 크로스오버 주파수는 상기 경계 주파수(fa)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 크로스오버 주파수는 상기 경계 주파수(fb)를 포함할 수 있다.
서로 다른 복수의 메인 출력 영역을 가진 n개의 진동부가 구비될 수 있다. (여기서, n은 2이상의 자연수 임) 이 경우, 주파수 분배 모듈(2583)을 통해 n-1개의 크로스오버 주파수가 기설정될 수 있다.
도 12를 통해, 제어부(250)는 복수의 진동부(50, 90, 40)에 입력 신호를 송신하는 입력부(2581)를 포함한다. 제어부(250)는 입력부(2581)의 입력 신호를 복수의 주파수 영역 별로 분리하여 각각 복수의 진동부(50, 90, 40)에 전달하는 주파수 분배 모듈(2583)을 포함한다. 제어부(250)는 주파수 분배 모듈(2583)을 통과한 입력 신호를 수신받아 진동을 출력하는 출력부(2585)를 포함한다.
주파수 분배 모듈(2583)은 채널 디바이더(Channel Divider) 또는 크로스오버(Crossover)로 구현될 수 있다. 서로 다른 복수의 메인 출력 영역을 가진 n개의 진동부가 구비되는 경우, 주파수 분배 모듈(2583)은 n개의 필터를 포함할 수 있다.
주파수 분배 모듈(2583)은 상대적으로 높은 주파수 영역의 입력 신호를 통과시키는 제 1패스 필터(2583a)와, 상대적은 낮은 주파수 영역의 입력 신호를 통과시키는 제 2패스 필터(2583b)를 포함한다. 제 1패스 필터(2583a)를 통과한 입력 신호는 제 1진동부(50)에 전달된다. 제 2패스 필터(2583b)를 통과한 입력 신호는 제 2진동부(90)에 전달된다. 제 1패스 필터(2583a)를 통과한 입력 신호는 주로 제 1주파수 영역(W1)의 입력 신호를 포함할 수 있다. 제 1패스 필터(2583b)를 통과한 입력 신호는 주로 제 2주파수 영역(W2)의 입력 신호를 포함할 수 있다.
주파수 분배 모듈(2583)은, 제 2패스 필터(2583b)에 비해 상대적으로 낮은 주파수 영역의 입력 신호를 통과시키는 제 3패스 필터(2583c)를 더 포함할 수 있다. 제 3패스 필터(2583c)를 통과한 입력 신호는 서브 진동부(40)에 전달된다. 제 3패스 필터(2583c)를 통과한 입력 신호는 주로 제 3주파수 영역(W3)의 입력 신호를 포함할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 주파수 분배 모듈(2583)은 제 3패스 필터(2583c)에 비해 상대적으로 낮은 주파수 영역의 입력 신호를 통과시키는 제 4패스 필터(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도 16에는, 주파수 분배 모듈(2583)에 의해 입력 신호가 복수의 진동부(50, 90, 40)에 입력될 때, 복수의 진동부(50, 90, 40)의 각각의 진동 출력을 합한 진동 출력이 도시된다. 주파수 분해 모듈(2583)을 통해, 복수의 진동부(50, 90, 40)는 각각 유리한 주파수 영역에서 진동 출력을 발생시킬 수 있고, 가청 주파수의 전영역을 통해 균등한 진동 출력을 확보할 수 있다.
도 17은, 본 발명의 일 실시예(A) 및 비교 대상(O)에 따라 배치된 제 1진동부(50)와 제 2진동부(90)에 따라, 제 1진동부(50)에서 어느 한 지점(사용자의 귀가 있는 위치)까지 음파가 전달되는 경로(L1) 및 제 2진동부(90)에서 상기 어느 한 지점(사용자의 귀가 있는 위치)까지 음파가 전달되는 경로(L2)를 도시한 개념도이다.
도 17의 비교 대상(O)에서, 상기 경로(L1)와 상기 경로(L2)는 사용자의 위치에 따라 전파 길이 차이(e)가 발생하게 된다. 제 1 및 2 진동부(50, 90)에서 각각 동시에 발생하는 서로 다른 주파수의 진동 출력이 사용자에게 시간차를 가지고 도달하게 된다. 상기 시간차는 전파 길이 차이(e)에 대응하는 수준이된다.
반면, 도 17의 본 실시예(A)에서, 상기 경로(L1)와 상기 경로(L2)가 서로 동일해지고, 제 1 및 2 진동부(50, 90)의 진동 출력간 시간상 차이가 발생하지 않게 된다. 제 1 및 2 진동부(50, 90)의 진동 출력이 1개의 지점에서 진동을 출력시킴으로써, 제 1 및 2 진동부(50, 90)에서 각각 동시에 발생하는 동일 주파수의 진동 출력이 서로 간섭하지 않게 되며, 제 1 및 2진동부(50, 90)에서 각각 동시에 발생하는 서로 다른 주파수의 진동 출력이 사용자에게 동일한 시간후에 도달하게 된다.
1, 1a, 1b, 1b' : 디스플레이 장치 100 : 디스플레이 패널
20 : 접착 시트 40 : 서브 진동부
50 : 제 1진동부 90 : 제 2진동부
250 : 제어부 2581 : 입력부
2583 : 주파수 분배 모듈 2585 : 출력부
300 : 커버 320 : 백 커버
320a : 커버부

Claims (10)

  1. 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널의 후방을 덮는 커버;
    상기 디스플레이 패널과 상기 커버 사이에서 상기 디스플레이 패널의 후면에 결합되고 진동을 출력하는 제 1진동부; 및
    상기 제 1진동부의 후면에 결합되고 진동을 출력하는 제 2진동부를 포함하고,
    상기 제 1진동부는,
    상기 제 2진동부에 비해 상대적으로 높은 주파수 영역의 진동을 출력하게 구비되고,
    상기 커버의 일부는,
    상기 제 2진동부와 마주하며, 상기 제 2진동부로부터 후방으로 이격되는 디스플레이 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1진동부는 상기 디스플레이 패널의 후면에 접촉하고,
    상기 제 2진동부는 상기 제 1진동부의 후면에 접촉하는 디스플레이 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2진동부가 출력시킨 진동은 상기 제 1진동부를 거쳐 상기 디스플레이 패널로 전달되는 디스플레이 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2진동부는 상기 제 1진동부와의 결합에 의해서만 지지되는 디스플레이 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1진동부는 압전 효과에 의해 진동하게 구비되고,
    상기 제 2진동부는 무빙 코일의 원리에 의해 진동하게 구비되는 디스플레이 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2진동부에 비해 상대적으로 저 주파수 영역의 진동을 출력하게 구비되는 서브 진동부를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    입력 신호를 주파수 영역별로 상기 제 1진동부와 상기 제 2진동부에 분배하는 주파수 분배 모듈을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 커버는,
    상기 디스플레이 패널로부터 후방으로 이격되는 백 커버; 및
    상기 제 2진동부와 마주하며, 상기 백 커버로부터 후방으로 함몰되어 상기 제 2진동부로부터 후방으로 이격되는 커버부를 포함하는 디스플레이 장치.
  10. 삭제
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