KR102593965B1 - 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 출원의 예에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널 및 디스플레이 패널을 진동시키는 적어도 하나의 음향 발생 모듈을 포함하는 진동 발생 장치를 포함하며, 적어도 하나의 음향 발생 모듈은 디스플레이 패널에 가해지는 터치 압력을 센싱하는 터치 센서로 사용됨으로써, 입력 장치를 별도로 구비하지 않고도 복수의 입력 신호를 수신할 수 있고, 입력 장치가 별도로 배치되는 공간을 생략하여 디자인 미감을 향상시킬 수 있다.

Description

디스플레이 장치{DISPLAY APPARATUS}
본 출원은 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근 정보화 시대로 접어듦에 따라 전기적 정보신호를 시각적으로 표현하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응하여 박형화, 경량화, 저소비전력화의 우수한 성능을 지닌 여러 가지 다양한 표시 장치(Display Apparatus)가 개발되고 있다. 이와 같은 표시 장치의 구체적인 예로는 액정 표시 장치, 전계 방출 표시 장치, 유기 발광 표시 장치 등을 들 수 있다.
이 중, 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판과, 컬러필터 및/또는 블랙 매트릭스 등을 구비한 상부 기판과, 어레이 기판과 상부 기판 사이에 액정층을 포함하여 구성된다. 픽셀 영역에 있는 두 개의 전극 사이에 인가되는 전계에 따라 액정층의 배열 상태가 조절되고 배열 상태에 따라 광의 투과도가 조절되어 화상이 표시되는 장치이다.
그리고, 유기 발광 표시 장치는 자발광 소자로서 다른 표시 장치에 비해 응답속도가 빠르고 발광 효율, 휘도 및 시야각이 큰 장점이 있으므로 널리 주목받고 있다.
일반적으로, 표시 장치는 디스플레이 패널 상에 모두 화상을 표시하지만, 소리를 제공하기 위해서는 별도의 스피커를 설치해야 한다. 표시 장치에 스피커를 설치할 경우, 스피커를 통해 발생된 소리의 진행 방향은 화상이 표시되는 디스플레이 패널의 전면 또는 후면이 아닌 디스플레이 패널의 측단 또는 상하단이 되므로, 디스플레이 패널의 전면에서 화상을 시청하는 시청자 방향으로 소리가 진행하지 않기 때문에 화상을 시청하는 시청자의 몰입을 방해하는 문제가 있다.
그리고, TV 등과 같은 세트 장치에 포함되는 스피커를 구성할 경우, 스피커가 일정한 공간을 차지하게 되므로 세트 장치의 디자인 및 공간 배치에 제약이 따르는 문제가 발생한다.
그리고, 디스플레이 장치에 입력 장치를 설치할 경우, 입력 장치가 디스플레이 패널의 전면에 배치되면 표시 영역의 면적을 감소시키고, 디스플레이 패널의 측면 또는 후면에 배치되면 디자인과 세트 장치의 구성에 따른 제약 및 사용자의 불편과 같은 문제가 발생한다.
본 출원은 진동 발생 장치가 디스플레이 패널에 가해지는 터치 압력을 센싱하는 터치 센서로 사용되는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 출원은 디스플레이 패널의 표시 영역 내에 가해지는 터치 압력을 센싱함으로써, 입력 장치를 별도로 구비하지 않는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 출원은 진동 발생 장치에서 발생되는 터치 신호를 센싱하여, 디스플레이 패널 상의 터치 영역과 터치 압력의 세기를 감지하는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 출원은 터치 감지 기간 동안 디스플레이 패널 상의 터치 영역과 터치 압력의 세기를 감지하고, 음향 발생 기간 동안 디스플레이 패널의 전방으로 음향을 출력하는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 출원은 디스플레이 패널의 전방으로 음향을 출력하는 동안, 디스플레이 패널 상의 터치 영역과 터치 압력의 세기를 감지하는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 출원은 디스플레이 패널의 영역 외에 스피커 및 입력 장치가 별도로 배치되는 공간을 생략하여 디자인 미감을 향상시키는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
본 출원에 따른 해결 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 출원에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널 및 디스플레이 패널을 진동시키는 적어도 하나의 음향 발생 모듈을 포함하는 진동 발생 장치를 포함하며, 적어도 하나의 음향 발생 모듈은 디스플레이 패널에 가해지는 터치 압력을 센싱하는 터치 센서로 사용될 수 있다.
본 출원에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널, 디스플레이 패널을 진동시키고 디스플레이 패널에 가해지는 터치 압력을 센싱하는 터치 센서로 사용되는 복수의 음향 발생 모듈을 포함하는 진동 발생 장치, 디스플레이 패널을 지지하고 진동 발생 장치의 일부가 삽입되는 천공부를 포함하는 후면 구조물, 터치 압력에 의해 복수의 음향 발생 모듈에서 발생되는 유도 전류를 기초로 터치 신호를 센싱하여 터치 센싱 값을 출력하는 터치 감지부, 및 복수의 음향 발생 모듈 각각에 사운드 신호를 공급하는 음향 구동부를 포함한다.
기타 예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 출원에 따른 디스플레이 장치는 소리의 진행방향이 디스플레이 패널의 전방이 되도록 음향을 발생시킬 수 있다. 따라서, 디스플레이 장치의 영상과 음향의 발생 위치를 일치시켜, 디스플레이 장치의 영상을 시청하는 시청자의 몰입감을 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 출원에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널의 후면에 부착되는 진동 발생 장치를 구성함으로써, 별도로 스피커를 구성하지 않아도 되므로, 스피커의 배치에 대한 자유도를 향상시키고, 세트 장치의 디자인 미감을 향상시킬 수 있다.
그리고, 본 출원에 따른 디스플레이 장치는 진동 발생 장치를 디스플레이 패널에 가해지는 터치 압력을 센싱하는 터치 센서로 사용할 수 있다.
그리고, 본 출원에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널의 표시 영역 내에 가해지는 터치 압력을 센싱함으로써, 입력 장치를 별도로 구비하지 않을 수 있다.
그리고, 본 출원에 따른 디스플레이 장치는 진동 발생 장치에서 발생되는 터치 신호를 센싱하여, 디스플레이 패널 상의 터치 영역과 터치 압력의 세기를 감지할 수 있다.
그리고, 본 출원에 따른 디스플레이 장치는 터치 감지 기간 동안 디스플레이 패널 상의 터치 영역과 터치 압력의 세기를 감지하고, 음향 발생 기간 동안 디스플레이 패널의 전방으로 음향을 출력할 수 있다.
그리고, 본 출원에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널의 전방으로 음향을 출력하는 동안, 디스플레이 패널 상의 터치 영역과 터치 압력의 세기를 감지할 수 있다.
그리고, 본 출원에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널의 영역 외에 스피커 및 입력 장치가 별도로 배치되는 공간을 생략하여 디자인 미감을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이상에서 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과에 기재한 발명의 내용이 청구항의 필수적인 특징을 특정하는 것은 아니므로, 청구항의 권리범위는 발명의 내용에 기재된 사항에 의하여 제한되지 않는다.
도 1은 본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 디스플레이 장치의 후면도이다.
도 3은 도 1의 절단선 I-I'을 따라 자른 단면도이다.
도 4는 본 출원의 다른 예에 따른 디스플레이 장치의 후면도이다.
도 5는 도 4의 절단선 II-II'을 따라 자른 단면도이다.
도 6은 도 4의 진동 발생 장치를 설명하는 단면도이다.
도 7은 본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 장치에서, 터치 감지부, 터치 제어부 및 음향 구동부를 설명하는 개념도이다.
도 8은 본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 장치에서, 진동 발생 장치의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 8의 진동 발생 장치에서, 터치 압력이 발생한 상태를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 장치에서, 진동 발생 장치의 또 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 장치에서, 터치 압력에 의해 음향 발생 모듈에서 발생되는 터치 신호를 센싱하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 12는 본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 장치에서, 복수의 음향 발생 모듈 각각에 대한 터치 센싱 값의 시간 차를 설명하는 그래프이다.
도 13은 본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 장치에서, 터치 센싱 값을 기초로 2차원 평면 좌표 데이터를 산출하는 과정을 설명하는 도면이다.
본 출원의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 출원의 예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 출원을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 출원의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 출원 상에서 언급한 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 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.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
본 출원의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 다른 구성 요소가 "개재"되거나, 각 구성 요소가 다른 구성 요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 "디스플레이 장치"는 디스플레이 패널과 디스플레이 패널을 구동하기 위한 구동부를 포함하는 액정 모듈(Liquid Crystal Module; LCM), 유기발광 표시모듈(OLED Module)과 같은 협의의 디스플레이 장치를 포함할 수 있다. 그리고, LCM, OLED 모듈 등을 포함하는 완제품(complete product 또는 final product)인 노트북 컴퓨터, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 자동차용 장치(automotive apparatus) 또는 차량(vehicle)의 다른 형태 등을 포함하는 전장장치(equipment apparatus), 스마트폰 또는 전자패드 등의 모바일 전자장치(mobile electronic apparatus) 등과 같은 세트 전자 장치(set electronic apparatus) 또는 세트 장치(set device 또는 set apparatus)도 포함할 수 있다.
따라서, 본 출원에서의 디스플레이 장치는 LCM, OLED 모듈 등과 같은 협의의 디스플레이 장치 자체, 및 LCM, OLED 모듈 등을 포함하는 응용제품 또는 최종소비자용 장치인 세트 장치까지 포함할 수 있다.
경우에 따라서는, 디스플레이 패널과 구동부 등으로 구성되는 LCM, OLED 모듈을 협의의 "디스플레이 장치"로 표현하고, LCM, OLED 모듈을 포함하는 완제품으로서의 전자장치를 "세트 장치"로 구별하여 표현할 수도 있다. 예를 들어, 협의의 디스플레이 장치는 액정(LCD) 또는 유기발광(OLED)의 디스플레이 패널과, 디스플레이 패널을 구동하기 위한 제어부인 소스 PCB를 포함하며, 세트 장치는 소스 PCB에 전기적으로 연결되어 세트 장치 전체를 제어하는 세트 제어부인 세트 PCB를 더 포함하는 개념일 수 있다.
본 예에 사용되는 디스플레이 패널은 액정디스플레이 패널, 유기전계발광(OLED: Organic Light Emitting Diode) 디스플레이 패널, 및 전계발광 디스플레이 패널(Electroluminescent Display Panel) 등의 모든 형태의 디스플레이 패널이 사용될 수 있으며, 본 예의 음향 발생 장치에 의하여 진동됨으로써 음향을 발생시킬 수 있는 특정한 디스플레이 패널에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 본 발명의 예에 따른 디스플레이 장치에 사용되는 디스플레이 패널은 디스플레이 패널의 형태나 크기에 한정되지 않는다.
예를 들어, 디스플레이 패널이 액정디스플레이 패널인 경우에는, 다수의 게이트 라인과 데이터 라인, 및 게이트 라인과 데이터 라인의 교차 영역에 형성되는 픽셀(Pixel)을 포함한다. 그리고, 각 픽셀에서의 광투과도를 조절하기 위한 스위칭 소자인 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판과, 컬러필터 및/또는 블랙매트릭스 등을 구비한 상부기판과, 어레이 기판 및 상부기판 사이에 형성되는 액정층을 포함하여 구성될 수 있다.
그리고, 디스플레이 패널이 유기전계발광(OLED) 디스플레이 패널인 경우에는, 다수의 게이트 라인과 데이터 라인, 및 게이트 라인과 데이터 라인의 교차 영역에 형성되는 픽셀(Pixel)을 포함할 수 있다. 그리고, 각 픽셀에 선택적으로 전압을 인가하기 위한 소자인 박막 트랜지스터를 포함하는 어레이 기판과, 어레이 기판 상의 유기 발광 소자(OLED)층, 및 유기 발광 소자층을 덮도록 어레이 기판 상에 배치되는 봉지 기판 또는 인캡슐레이션(Encapsulation) 기판 등을 포함하여 구성될 수 있다. 봉지 기판은 외부의 충격으로부터 박막 트랜지스터 및 유기 발광 소자층 등을 보호하고, 유기 발광 소자층으로 수분이나 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 어레이 기판 상에 형성되는 층은 무기발광층(inorganic light emitting layer), 예를 들어 나노사이즈의 물질층(nano-sized material layer) 또는 양자점(quantum dot) 등을 포함할 수 있다.
그리고, 디스플레이 패널은 디스플레이 패널에 부착되는 금속판(metal plate)과 같은 후면(backing)을 더 포함할 수 있다. 금속판에 한정되지 않고 다른 구조도 포함될 수 있다.
본 출원의 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.
이하, 첨부된 도면 및 예를 통해 본 출원의 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 장치의 사시도이다. 도 2는 도 1의 디스플레이 장치의 후면도이고, 도 3은 도 1의 절단선 I-I'을 따라 자른 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 디스플레이 장치(10)는 디스플레이 패널(100), 진동 발생 장치(200), 후면 구조물(300), 접착 부재(400) 및 파티션(500)을 포함한다.
디스플레이 패널(100)은 영상을 표시하는 것으로, 액정디스플레이 패널, 유기전계발광(OLED: Organic Light Emitting Diode) 디스플레이 패널, 및 전계발광 디스플레이 패널(Electroluminescent Display Panel) 등 모든 형태의 디스플레이 패널로 구현될 수 있다. 디스플레이 패널(100)은 진동 발생 장치(200)의 진동에 따라 진동하여 음향을 출력할 수 있다.
진동 발생 장치(200)는 디스플레이 패널(100)을 진동시키는 적어도 하나의 음향 발생 모듈을 포함할 수 있다. 진동 발생 장치(200)는 후면 구조물(300)에 고정되고, 디스플레이 패널(100)을 진동시켜 디스플레이 패널(100)의 전방으로 음향을 출력시킬 수 있다. 예를 들어, 진동 발생 장치(200)는 디스플레이 패널(100)을 진동판으로 사용함으로써 음향을 발생시킬 수 있다.
일 예에 따르면, 진동 발생 장치(200)는 후면 구조물(300)을 관통하여 디스플레이 패널(100)의 후면에 접촉됨으로써 디스플레이 패널(100)을 직접적으로 진동시킬 수 있다. 진동 발생 장치(200)의 상부는 후면 구조물(300)에 마련된 천공부에 삽입되어 디스플레이 패널(100)의 후면에 연결되고, 진동 발생 장치(200)의 하부는 후면 구조물(300)의 후면에 접촉하여 고정될 수 있다. 이에 따라, 진동 발생 장치(200)는 후면 구조물(300)을 지지대로 하여 영상과 관련된 사운드 신호에 따라 진동하여 디스플레이 패널(100)을 진동시킬 수 있고, 디스플레이 패널(100)은 전방으로 음향을 출력시킬 수 있다.
일 예에 따르면, 진동 발생 장치(200)는 디스플레이 패널(100)의 서로 다른 영역을 진동시키는 제1 및 제2 진동 발생 장치(210, 220)를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 진동 발생 장치(210, 220) 각각은 후면 구조물(300)을 통해 고정되고, 서로 이격되게 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1 진동 발생 장치(210)는 디스플레이 패널(100) 후면의 좌측에 배치되어 디스플레이 패널(100)의 좌측 영역을 진동시키고, 제2 진동 발생 장치(220)는 디스플레이 패널(100) 후면의 우측에 배치되어 디스플레이 패널(100)의 우측 영역을 진동시킬 수 있다. 제1 및 제2 진동 발생 장치(210, 220) 각각은 서로 다른 사운드 신호를 수신하여 독립적으로 구동될 수 있다. 예를 들어, 제1 진동 발생 장치(210)는 디스플레이 패널(100)의 좌측 영역을 진동판으로 사용함으로써 음향을 발생시키고, 제2 진동 발생 장치(220)는 디스플레이 패널(100)의 우측 영역을 진동판으로 사용함으로써 음향을 발생시킬 수 있다.
제1 및 제2 진동 발생 장치(210, 220) 각각은 복수의 음향 발생 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 진동 발생 장치(210)는 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213)을 포함하고, 제2 진동 발생 장치(220)는 제4 내지 제6 음향 발생 모듈(221, 222, 223)을 포함할 수 있다. 여기에서, 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213)과 제4 내지 제6 음향 발생 모듈(221, 222, 223) 각각은 디스플레이 패널(100)의 좌측 영역 또는 우측 영역을 진동시키는 차이점만 존재하므로, 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213)의 기술적 특징과 동일한 제4 내지 제6 음향 발생 모듈(221, 222, 223)의 기술적 특징에 대한 기재는 생략하기로 한다. 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각은 서로 인접하게 배치되거나, 이격되게 배치될 수 있다. 일 예에 따르면, 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각은 서로 일정 거리만큼 이격되게 배치될 수 있다.
제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각은 디스플레이 패널(100)에 가해지는 터치 압력을 센싱하는 터치 센서로 사용될 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 패널(100)의 전면(Front Surface)에 터치 압력이 가해지면, 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각은 터치 압력을 전달받아 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각에 유도 전류가 발생할 수 있다. 여기에서, 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각은 터치 압력이 가해진 위치에 따라 서로 다른 유도 전류가 발생할 수 있다. 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각에 발생한 유도 전류(또는, 터치 신호)는 터치 감지부에 의해 센싱될 수 있다. 이하, 터치 감지부의 구성은 도 7에서 상세히 설명하기로 한다.
일 예에 따르면, 진동 발생 장치(200)는 스피커(speaker)로서, 음향 액츄에이터(Sound Actuator), 음향 여진기(Sound Exciter), 또는 압전 소자일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 전기적 신호에 따라 음향을 출력하는 음향 기기일 수 있다.
후면 구조물(300)은 디스플레이 패널(100)의 후면에 배치되어 디스플레이 패널(100)을 지지할 수 있다. 예를 들어, 후면 구조물(300)은 디스플레이 패널(100)과 이격되게 배치되어, 후면 구조물(300)을 관통한 진동 발생 장치(200)를 지지할 수 있다.
후면 구조물(300)은 디스플레이 패널(100)의 후면 전체를 이격되게 덮는 것으로, 글라스 재질, 금속 재질, 또는 플라스틱 재질을 이루어진 평판 형태를 가질 수 있다. 여기에서, 후면 구조물(300)의 가장자리 또는 날카로운 모서리 부분은 모따기 공정 또는 코너 라운딩 공정에 의해 사면 형태 또는 곡면 형태를 가질 수 있다. 일 예에 따르면, 글라스 재질의 후면 구조물(300)은 사파이어 글라스(Sapphire Glass)일 수 있다. 예를 들어, 금속 재질의 후면 구조물(300)은 알루미늄, 알루미늄 합금, 마그네슘 합금, 및 철과 니켈의 합금 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다. 다른 예를 들어, 후면 구조물(300)은 금속 플레이트 및 글라스 플레이트보다 상대적으로 얇은 두께를 가지면서 디스플레이 패널(100)의 후면과 마주하는 글라스 플레이트의 적층 구조를 가질 수 있으며, 이 경우, 디스플레이 장치(10)의 후면은 금속 플레이트에 의해 거울면으로 사용될 수도 있다.
후면 구조물(300)은 진동 발생 장치(200)의 일부가 삽입되는 천공부를 포함할 수 있다. 천공부는 후면 구조물(300)의 두께 방향을 따라 후면 구조물(300)의 설정된 일부 영역에 원형 또는 다각 형태를 가지도록 천공될 수 있다.
접착 부재(400)는 디스플레이 패널(100)의 가장자리와 후면 구조물(300)의 가장자리 사이에 배치되어, 디스플레이 패널(100)과 후면 구조물(300)을 접착시킬 수 있다. 일 예에 따르면, 접착 부재(400)는 양면 테이프(Double-side Tape)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 접착 부재(400)는 디스플레이 패널(100)과 후면 구조물(300) 사이의 공간을 밀봉시킬 수 있다.
파티션(500)은 디스플레이 패널(100)과 후면 구조물(300) 사이에 배치될 수 있다. 일 예에 따르면, 파티션(500)은 제1 및 제2 진동 발생 장치(210, 220) 사이에 배치되어 제1 및 제2 진동 발생 장치(210, 220)가 배치된 영역을 분할할 수 있다. 여기에서, 제1 진동 발생 장치(210)는 디스플레이 패널(100)의 좌측 영역을 진동시킬 수 있고, 제2 진동 발생 장치(220)는 디스플레이 패널(100)의 우측 영역을 진동시킬 수 있다. 따라서, 파티션(500)은 디스플레이 패널(100)의 좌측 영역 및 우측 영역 각각에서 발생되는 음향 간의 간섭을 방지할 수 있다.
일 예에 따르면, 파티션(500)은 인클로저(enclosure) 또는 배플(baffle)에 해당할 수 있으며, 용어에 한정되지 않는다. 예를 들어, 파티션(500)은 폴리우레탄(polyurethane) 또는 폴리올레핀(polyolefin) 재질로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 파티션(500)은 일면 테이프 또는 양면 테이프 등으로 구현될 수 있고, 일정 정도 압축될 수 있는 탄성을 가지는 재질로 구현될 수 있다.
파티션(500)은 제1 및 제2 진동 발생 장치(210, 220)에서 발생되는 좌우 음향을 분리할 수 있다. 파티션(500)은 디스플레이 패널(100)의 진동을 디스플레이 패널(100)의 중앙에서 감쇄 또는 흡수하므로, 디스플레이 패널(100)의 좌측 영역에서의 음향이 우측 영역으로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 따라서, 파티션(500)은 좌우 음향을 분리하고, 음향 출력 특성을 향상시킬 수 있다.
일 예에 따르면, 파티션(500)은 제1 및 제2 진동 발생 장치(210, 220) 간의 음향을 분리함으로써 디스플레이 패널(100)의 진동에 따라 소위 2.0 채널 형태의 음향이 디스플레이 패널(100)로부터 출력되도록 할 수 있다.
도 4는 본 출원의 다른 예에 따른 디스플레이 장치의 후면도이고, 도 5는 도 4의 절단선 II-II'을 따라 자른 단면도이다. 도 4 및 도 5의 디스플레이 장치는 도 1 내지 도 3의 디스플레이 장치와 파티션(500)의 구성을 달리하는 것으로, 이하에서는 파티션(500)의 구성을 중심으로 설명하며, 나머지 구성들에 대한 중복 설명은 생략하거나 간단히 설명한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 파티션(500)은 제1 파티션(510) 및 제2 파티션(520)을 포함한다. 구체적으로, 디스플레이 패널(100)은 좌측 영역 및 우측 영역을 갖고, 제1 파티션(510)은 디스플레이 패널(100)의 좌측 영역을 둘러싸고, 제2 파티션(520)은 디스플레이 패널(100)의 우측 영역을 둘러쌀 수 있다. 예를 들어, 제1 파티션(510) 또는 제2 파티션(520)은 디스플레이 패널(100)의 좌측 영역 또는 우측 영역 외곽의 네 변을 따라 배치될 수 있다. 제1 및 제2 파티션(510, 520) 각각은 디스플레이 패널(100)의 각 측면을 통해 음향이 누설되는 것을 차단함으로써, 음향이 디스플레이 패널(100)의 전방으로만 출력되도록 하여, 음향 출력 특성을 향상시킬 수 있다.
제1 및 제2 파티션(510, 520) 각각은 4개의 변을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 파티션(510)은 제1 내지 제4 변(511, 512, 513, 514)을 포함하고, 제2 파티션(520)은 제5 내지 제8 변(521, 522, 523, 524)을 포함할 수 있다. 여기에서, 제1 내지 제4 변(511, 512, 513, 514)과 제5 내지 제8 변(521, 522, 523, 524) 각각은 디스플레이 패널(100)의 좌측 영역 또는 우측 영역에 배치되는 차이점만 존재하므로, 제1 내지 제4 변(511, 512, 513, 514)의 기술적 특징과 동일한 제5 내지 제8 변(521, 522, 523, 524)의 기술적 특징에 대한 기재는 생략하기로 한다. 일 예에 따르면, 파티션(500)은 4개의 변 중 적어도 하나의 변에 마련된 벤트부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 파티션(510)의 제2 변(512) 및 제4 변(514) 각각은 벤트부(512-1, 514-1)를 포함할 수 있다. 따라서, 디스플레이 패널(100)의 좌측 영역을 둘러싸는 4개의 변 중 상하의 두 개의 변(512, 514)은 디스플레이 패널(100)의 수평 방향(또는 가로 방향)에 대하여 일정한 경사각(θ)을 갖도록 벤트부를 포함할 수 있다. 벤트부(512-1)는 두 개의 직선부로 구성되며, 두 개의 직선부가 만나는 지점에서 벤트부(512-1)가 형성될 수 있다. 그리고, 벤트부(512-1)는 직선 형태, 곡선 형태 또는 라운드 형태로 구성될 수 있으며, 상기의 형상에 한정되지 않는다.
일 예에 따르면, 벤트부(512-1)의 경사각(θ)은 정재파 억제의 필요량에 따라 달라질 수 있으며, 벤트부(512-1)의 경사각(θ)은 10도 내지 30도로 가변되어 설정될 수 있다. 예를 들면, 음향 출력 영역이 저음역대를 위한 경우이거나 음향 발생 모듈의 출력이 큰 경우에는 벤트부(512-1)의 경사각(θ)을 크게 할 수 있다. 또는, 음향 출력영역이 고음역대를 위한 경우이거나 음향 발생 모듈의 출력이 작은 경우에는 벤트부(512-1)의 경사각(θ)을 작게 할 수 있다.
일 예에 따르면, 벤트부(512-1)는 디스플레이 패널(100)과 후면 구조물(300) 간의 음압 감소 현상을 줄일 수 있다. 구체적으로, 진동 발생 장치(200)에 의하여 디스플레이 패널(100)이 진동하여 발생되는 음파는 진동 발생 장치(200)의 중앙으로부터 방사상으로 퍼지면서 진행할 수 있다. 이 음파를 진행파(progressive wave)라고 할 수 있다. 이 진행파가 파티션(500)의 한 변에서 만나는 경우 파티션(500)의 한 변에서 반사되어 진행파와 반대방향으로 진행하는 반사파(reflected wave)를 형성할 수 있다. 이 반사파는 진행파와 중첩 또는 상쇄되어, 음파가 진행하지 못하고 일정한 위치에 정체되어 있는 정재파(standing wave)를 형성하게 된다. 이 정재파에 의하여 음압이 감소되어 음향 출력 특성이 나빠질 수 있다. 따라서, 반사파와 진행파의 간섭에 의하여 발생되는 정재파에 의한 음압 감소 현상을 줄이기 위하여, 파티션(500)은 벤트부(bent portion)를 형성할 수 있다. 그리고, 음압 감소를 야기하는 정재파는 진행파와 반사파의 크기가 큰 지점에서 많이 발생한다. 따라서, 벤트부(512-1)는 음향 발생 모듈로부터 도달하는 음파가 가장 큰 위치에 배치될 수 있다. 일 예에 따르면, 벤트부(512-1)는 진동 발생 장치(200)를 향하여 벤트될 수 있다.
일 예에 따르면, 제1 및 제2 파티션(510, 520)은 일정한 두께(또는 높이)와 폭을 가지는 폴리우레탄(polyurethane) 또는 폴리올레핀(polyolefine) 재질의 양면 테이프 또는 단면 테이프 등으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 제1 및 제2 파티션(510, 520)은 일정 정도 압축될 수 있는 탄성을 가질 수 있고, 인클로저(enclosure) 또는 배플(baffle) 등 다른 용어로 표현될 수 있다.
도 6은 도 4의 진동 발생 장치를 설명하는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 진동 발생 장치(200)는 후면 구조물(300)에 고정되고 디스플레이 패널(100)을 진동시키는 적어도 하나의 음향 발생 모듈(211)을 포함할 수 있다.
적어도 하나의 음향 발생 모듈(211)은 플레밍의 왼손 법칙(Fleming's left hand rule)을 기반으로 인가되는 전류에 따라 디스플레이 패널(100)을 진동시킬 수 있다. 일 예에 따르면, 진동 발생 장치(200)는 복수의 음향 발생 모듈을 포함할 수 있고, 복수의 음향 발생 모듈 각각은 디스플레이 패널(100)의 후면 정중앙부를 기준으로 대칭되게 배치될 수 있다.
일 예에 따르면, 음향 발생 모듈(211)은 액츄에이터(Actuator) 또는 익사이터(Excitor)로 이루어질 수 있다. 음향 발생 모듈(211)은 자석 부재(211a), 상부 플레이트(211b), 승강 부재(211c), 코일(211d), 모듈 프레임(211e), 외부 프레임(211f), 댐퍼(211g), 보빈 링(211h)를 포함할 수 있다.
자석 부재(211a)는 모듈 프레임(211e) 상에 배치될 수 있다. 구체적으로, 자석 부재(211a)는 모듈 프레임(211e)과 상부 플레이트(211b)의 사이에 개재될 수 있다. 일 예에 따르면, 상부 플레이트(211b)는 자석 부재(211a)의 일단에 배치되고 모듈 프레임(211e)은 자석 부재(211a)의 일단에 반대되는 타단에 배치됨으로써, 상부 플레이트(211b) 및 모듈 프레임(211e)은 자석 부재(211a)에서 생성되는 자속을 제어할 수 있다. 따라서, 자석 부재(211a)는 상부 플레이트(211b) 및 모듈 프레임(211e)의 사이에 개재됨으로써, 자석 부재(211a)에서 발생되는 자속이 집중되어 누설 자속이 억제될 수 있다.
일 예에 따르면, 자석 부재(211a)는 링 형태 또는 원통 형태를 갖는 영구 자석일 수 있다. 예를 들어, 자석 부재(211a)는 바륨 페라이트(Barium Ferrite) 등 소결(燒結) 자석을 이용할 수 있으며, 재질은 삼산화이철(Fe2O3), 탄산바륨(BaCO3), 자력 성분이 개선된 스트론튬 페라이트(Strontium Ferrite), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 또는 코발트(Co)와 같은 합금 주조 자석 등이 사용될 수 있으며, 그에 한정되는 것은 아니다.
상부 플레이트(211b)는 자석 부재(211a)의 상단에 배치되고, 후면 구조물(300)과 이격될 수 있다. 그리고, 자석 부재(211a) 및 상부 플레이트(211b)는 원통 형태를 갖는 승강 부재(211c)의 내부에 삽입됨으로써, 자석 부재(211a) 및 상부 플레이트(211b)의 외주면은 승강 부재(211c)에 의해 둘러싸일 수 있다. 따라서, 자석 부재(211a) 및 상부 플레이트(211b)는 승강 부재(211c)의 직선 왕복 운동을 가이드할 수 있다. 여기에서, 상부 플레이트(211b)는 센터 폴(Center Pole) 또는 폴 피스(Pole Pieces) 등으로 표현될 수 있다. 일 예에 따르면, 상부 플레이트(211b)는 철(Fe)과 같이 자성을 지닌 물질로 이루짐으로써, 자석 부재(211a)를 통해 형성되는 자속 밀도를 증가시킬 수 있다.
승강 부재(211c)는 상부 플레이트(211b)를 둘러싸고 후면 구조물(300) 쪽으로 연장될 수 있다. 구체적으로, 승강 부재(211c)는 상부 플레이트(211b)를 둘러싸면서 모듈 프레임(211e) 및 보빈 링(211h)의 사이에 개재될 수 있다. 예를 들어, 승강 부재(211c)는 그 외주면에 권취된 코일(211d)에 음향 발생용 전류가 인가되어 자기장이 형성되면, 자기장에 의해 보빈 링(211h)을 매개로 하여 디스플레이 패널(100)을 진동시킬 수 있다. 따라서, 승강 부재(211c)의 전면(Front Surface)은 보빈 링(211h)에 접촉되어 승강 부재(211c)는 전류의 인가 및 비인가 상태에 따라 보빈 링(211h)을 통해 디스플레이 패널(100)을 진동시킬 수 있다. 그리고, 디스플레이 패널(100)은 진동을 전달받아 음파를 발생시키며, 음파는 디스플레이 패널(100)의 전방으로 출력될 수 있다. 여기에서, 승강 부재(211c)는 자속이 통과할 수 있으면서, 열 전도율이 낮은 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 승강 부재(211c)는 펄프 또는 종이를 가공한 재질, 알루미늄이나 마그네슘 또는 그 합금, 폴리프로필렌(Polypropylene) 등의 합성 수지, 또는 폴리아미드(Polyamide) 계 섬유 등으로 형성된 원통 구조물일 수 있다.
코일(211d)은 승강 부재(211c)의 외주면에 권취되어 상부 플레이트(211b)를 이격되게 둘러쌀 수 있다. 구체적으로, 코일(211d)은 승강 부재(211c)의 외주면에 권취되고, 상부 플레이트(211b)를 이격되게 둘러싸서 음향 발생용 전류를 공급받을 수 있다. 여기에서, 코일(211d)은 보이스 코일 등으로 표현될 수 있다. 예를 들어, 코일(211d)에 음향 발생용 전류가 인가되면, 승강 부재(211c)는 코일(211d)의 주위에 형성되는 인가 자기장과 자석 부재(211a)의 주위에 형성되는 외부 자기장에 기초한 플레밍의 왼손 법칙에 따라 댐퍼(211g)에 의해 가이드되면서 진동할 수 있다. 여기에서, 자기장에 의해 발생된 자속은 코일(211d), 모듈 프레임(211e), 자석 부재(211a), 상부 플레이트(211b), 그리고 다시 코일(211d)로 연결되는 폐루프를 따라 흐를 수 있다. 따라서, 승강 부재(211c)는 댐퍼(211g)에 의해 가이드되면서 진동하여 디스플레이 패널(100)을 진동시킬 수 있다.
일 예에 따르면, 코일(211d)은 음향 발생 기간 동안 사운드 신호를 기초로 음향 발생용 전류를 공급받을 수 있고, 코일(211d)이 권취된 승강 부재(211c)는 상부 플레이트(211b)에 의해 가이드되면서 이동할 수 있다. 여기에서, 음향 발생 기간은 음향 발생 모듈(211)이 음향 구동부로부터 사운드 신호를 공급받는 기간을 의미한다. 따라서, 음향 발생 모듈(211)은 음향 발생 기간 동안 디스플레이 패널(100)을 진동시킬 수 있다.
일 예에 따르면, 디스플레이 패널(100)에 터치 압력이 가해지면, 디스플레이 패널(100)과 접촉된 승강 부재(211c)가 이동할 수 있고, 승강 부재(211c)에 권취된 코일(211d)의 이동에 따라 코일(211d)에 유도 전류가 발생할 수 있다. 예를 들어, 코일(211d)은 터치 감지 기간 동안 유도 전류가 발생할 수 있고, 음향 발생 모듈(211)은 터치 감지 기간 동안 터치 센서로 사용될 수 있다. 여기에서, 터치 감지 기간은 디스플레이 패널(100)에 터치 압력이 가해지는 기간을 의미한다. 따라서, 터치 감지부는 음향 발생 모듈(211)의 코일(211d)과 연결되어 코일(211d)에 발생한 유도 전류를 기초로 터치 압력을 센싱할 수 있다.
모듈 프레임(211e)은 후면 구조물(300)에 마련된 천공부에 일부 삽입되도록 후면 구조물(300)에 고정되고, 음향 발생 모듈(211)을 지지할 수 있다. 구체적으로, 모듈 프레임(211e)의 후면 중 일부는 후면 구조물(300)의 후방을 향하여 돌출되고, 모듈 프레임(211e)의 전면(Front Surface) 중 일부는 후면의 돌출된 부분만큼 함몰될 수 있다. 모듈 프레임(211e)은 그 전면의 함몰부에 자석 부재(211a) 및 상부 플레이트(211b)를 수용할 수 있다. 예를 들어, 모듈 프레임(211e)의 함몰부는 자석 부재(211a) 및 상부 플레이트(211b)의 측면 및 하면을 둘러쌀 수 있다.
일 예에 따르면, 모듈 프레임(211e)은 자석 부재(211a)의 아래에 배치된 하부 플레이트로서의 역할을 할 수 있다. 예를 들어, 모듈 프레임(211e)은 철(Fe)과 같이 자성을 지닌 물질로 이루질 수 있다. 따라서, 음향 발생 모듈(211)은 별도의 하부 플레이트를 구비할 필요가 없고, 상부 플레이트(211b) 및 모듈 프레임(211e)은 자석 부재(211a)의 상하에 배치되어, 자속 부재(211a)를 통해 형성되는 자속 밀도를 증가시킬 수 있다. 결과적으로, 음향 발생 모듈(211)은 상부 플레이트(211b) 및 모듈 프레임(211e)을 통해 진동 특성을 향상시킬 수 있다.
외부 프레임(211f)은 모듈 프레임(211e)의 상단 외곽으로부터 디스플레이 패널(100)을 향하여 연장될 수 있다. 그리고, 외부 프레임(211f)은 승강 부재(211c)와 나란하면서 이격되게 배치될 수 있다. 외부 프레임(211f)의 상부는 댐퍼(211g)와 연결되어, 댐퍼(211g)의 일단을 지지할 수 있다.
댐퍼(211g)는 외부 프레임(211f)과 승강 부재(211c) 사이에 설치될 수 있다. 구체적으로, 댐퍼(211g)는 외부 프레임(211f)의 상단과 승강 부재(211c)의 상단 사이에 설치될 수 있다. 그리고, 댐퍼(211g)는 스파이더(Spider), 서스펜션(Suspension), 또는 에지(Edge) 등의 다른 용어로 표현될 수 있다.
일 예에 따르면, 댐퍼(211g)의 일단은 외부 프레임(211f)의 상단과 연결되고, 댐퍼(211g)의 타단은 승강 부재(211c)의 상부 외측면과 연결될 수 있다. 댐퍼(211g)는 그 일단과 타단 사이가 주름진 구조로 이루어져, 승강 부재(211c)의 상하 운동에 따라 수축 및 이완하면서 승강 부재(211c)의 진동을 조절할 수 있다. 따라서, 댐퍼(211g)는 승강 부재(211c)와 외부 프레임(211f) 사이에 연결됨으로써 복원력을 통해 승강 부재(211c)의 진동 거리를 제한할 수 있다. 예를 들어, 승강 부재(211c)가 일정 거리 이상으로 진동하거나 일정 거리 이하로 진동할 경우 댐퍼(211g)의 복원력에 의해 승강 부재(211c)는 원위치로 원상 복귀할 수 있다.
보빈 링(211h)은 승강 부재(211c)의 전면(Front Surface)에 배치되어 승강 부재(211c)의 승강(또는 진동)을 디스플레이 패널(100)의 후면에 전달할 수 있다. 일 예에 따르면, 보빈 링(211h)은 승강 부재(211c)의 전면(Front Surface)에 부착된 링 형상의 판상 부재이거나 승강 부재(211c)의 전면을 덮는 원판 부재일 수 있다.
일 예에 따르면, 보빈 링(211h)은 디스플레이 패널(100)과 음향 발생 모듈(211)를 접착시킬 수 있다. 예를 들어, 보빈 링(211h)은 양면 테이프(Double-side Tape)로 구현될 수 있다. 보빈 링(211h)이 양면 테이프로 구현되는 경우, 레진으로 구현되는 경우보다 재작업(rework)이 용이할 수 있다. 즉, 보빈 링(211h)이 양면 테이프로 구현되면, 디스플레이 패널(100)과 음향 발생 모듈(211)의 부착이 제대로 되지 않을 경우 재작업(rework)이 용이한 장점이 있다. 또한, 보빈 링(211h)이 양면 테이프로 구현되면, 레진으로 구현되는 경우보다 공정이 수월할 수 있다. 따라서, 보빈 링(211h)은 음향 발생 모듈(211)에서 발생하는 열이 디스플레이 패널(100)에 전달되지 않도록 차단하면서, 음향 발생 모듈(211)을 디스플레이 패널(100)에 접착시켜 음향 발생 모듈(211)의 진동을 디스플레이 패널(100)에 효율적으로 전달할 수 있다.
도 7은 본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 장치에서, 터치 감지부, 터치 제어부 및 음향 구동부를 설명하는 개념도이다.
도 7을 참조하면, 디스플레이 장치(10)는 터치 감지부(600), 터치 제어부(700) 및 음향 구동부(800)를 더 포함할 수 있다.
터치 감지부(600)는 디스플레이 패널(100)에 가해지는 터치 압력에 의해 적어도 하나의 음향 발생 모듈(211)에서 발생되는 터치 신호를 센싱하여 터치 센싱 값을 출력할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 패널(100)에 터치 압력이 가해지면, 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각은 터치 압력을 전달받아 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각에 유도 전류가 발생할 수 있다. 여기에서, 디스플레이 패널(100)에 가해진 터치 압력은 디스플레이 패널(100) 상의 거리에 따라 전달 시간이 달라지므로, 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각은 하나의 터치 압력에 대하여 서로 다른 유도 전류가 발생할 수 있다. 터치 감지부(600)는 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각의 코일에 연결되어, 코일에 흐르는 유도 전류에 따라 코일의 양단에 걸리는 유도 전압을 센싱할 수 있다. 여기에서, 터치 감지부(600)는 코일의 양단에 걸리는 유도 전압을 센싱함으로써, 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각에서 발생되는 터치 신호를 센싱할 수 있다. 터치 감지부(600)는 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각의 터치 신호를 센싱하여, 터치 센싱 값을 터치 제어부(700)에 제공할 수 있다.
터치 제어부(700)는 터치 감지부(600)로부터 터치 센싱 값을 수신할 수 있다. 일 예에 따르면, 터치 제어부(700)는 복수의 음향 발생 모듈 각각에 대한 터치 센싱 값의 시간 차를 기초로 터치 위치 데이터를 생성하여 출력할 수 있다. 여기에서, 터치 위치 데이터는 복수의 음향 발생 모듈 중 하나에 대응되는 터치 영역에 터치 압력이 발생하였음을 알리는 정보를 포함할 수 있다. 구체적으로, 터치 제어부(700)는 기준 시점을 기준으로 복수의 음향 발생 모듈 각각에 대한 터치 센싱 값으로부터 터치 전달 시간을 산출하고, 복수의 음향 발생 모듈 각각에 대한 터치 전달 시간을 기초로 복수의 음향 발생 모듈 중 하나에 대응되는 터치 영역에 터치 압력이 발생함을 판단할 수 있다. 여기에서, 기준 시점은 디스플레이 패널(100)의 어느 지점에서 터치 압력이 발생한 시점 또는 터치 신호를 수신하기 시작한 시점을 의미하고, 터치 전달 시간은 기준 시점부터 복수의 음향 발생 모듈 각각에 터치 압력이 전달되는 시점까지의 시간을 의미한다.
일 예에 따르면, 터치 제어부(700)는 터치 감지부(600)로부터 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각에 대한 터치 센싱 값을 수신하여, 기준 시점 및 터치 센싱 값으로부터 터치 전달 시간을 산출할 수 있다. 터치 제어부(700)는 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각에 대한 터치 전달 시간을 비교하여, 디스플레이 패널(100) 상의 터치 압력이 발생한 위치를 판단하고 터치 위치 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 터치 제어부(700)는 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각에 대한 터치 전달 시간을 비교하여, 터치 전달 시간이 가장 짧은 음향 발생 모듈과 상대적으로 인접한 위치에서 터치 압력이 발생하였음을 판단할 수 있다. 제1 음향 발생 모듈(211)의 터치 전달 시간이 가장 짧은 경우, 터치 제어부(700)는 터치 압력이 발생한 위치(또는 터치 영역)가 제2 및 제3 음향 발생 모듈(212, 213)보다 제1 음향 발생 모듈(211)에 인접하다는 것을 판단하여, 터치 위치 데이터를 생성할 수 있다. 여기에서, 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각과 대응되는 디스플레이 패널(100)의 터치 영역은 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각과 상대적으로 인접한 디스플레이 패널(100)의 터치 영역에 해당할 수 있다. 디스플레이 장치(10)는 터치 위치 데이터를 기초로 입력 신호를 해석할 수 있다.
일 예에 따르면, 디스플레이 패널(100)은 복수의 터치 영역을 포함하고, 복수의 음향 발생 모듈 각각은 복수의 터치 영역 각각에 대응될 수 있다. 복수의 터치 영역은 입력 장치의 입력 버튼으로 사용될 수 있다. 구체적으로, 터치 감지부(600)는 복수의 음향 발생 모듈 각각으로부터 터치 신호를 센싱하여 터치 센싱 값을 출력하고, 터치 제어부(700)는 터치 센싱 값을 기초로 터치 위치 데이터를 생성함으로써, 터치 압력이 발생한 터치 영역을 판단할 수 있다. 터치 제어부(700)는 복수의 음향 발생 모듈 중 가장 먼저 유도 전류가 발생한 음향 발생 모듈에 대응되는 터치 영역에 터치 압력이 발생함을 감지할 수 있다. 결과적으로, 디스플레이 장치(10)는 복수의 터치 영역을 입력 장치의 입력 버튼으로 사용하여, 별도의 입력 장치 없이 입력 신호를 수신할 수 있다.
일 예에 따르면, 디스플레이 장치(10)는 디스플레이 패널(100)의 표시 영역을 입력 장치의 입력 버튼으로 사용할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(100)의 표시 영역에 터치 압력이 발생하면, 터치 감지부(600)가 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각에 대한 터치 센싱 값을 생성하여 터치 제어부(700)에 제공하고, 터치 제어부(700)는 터치 센싱 값을 기초로 터치 전달 시간을 산출하여 터치 위치 데이터를 생성할 수 있다. 여기에서, 터치 위치 데이터는 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 중 하나에 대응되는 터치 영역에 터치 압력이 발생하였음을 알리는 정보를 포함할 수 있다. 따라서, 디스플레이 패널(100)의 복수의 터치 영역 각각은 복수의 입력 버튼으로 사용될 수 있고, 디스플레이 장치(10)는 복수의 터치 영역 각각에 터치 압력이 발생하면, 그에 해당하는 입력 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 디스플레이 장치(10)는 입력 장치를 별도로 구비하지 않고도 디스플레이 패널(100)의 표시 영역을 통해 입력 신호를 수신할 수 있고, 입력 장치가 별도로 배치되는 공간을 생략하여 디자인 미감을 향상시킬 수 있다.
일 예에 따르면, 터치 제어부(700)는 복수의 음향 발생 모듈 각각에서 발생되는 터치 센싱 값의 크기를 기초로 터치 강도 데이터를 생성하여 출력할 수 있다. 여기에서, 터치 강도 데이터는 터치 압력의 크기에 대한 정보를 포함할 수 있다. 디스플레이 장치(10)는 터치 강도 데이터를 기초로 입력 신호를 해석할 수 있다.
일 예에 따르면, 터치 제어부(700)는 기준 값과 터치 센싱 값을 비교하여 터치 센싱 값이 기준 값 이상이면 제1 터치 강도 데이터를 생성하고, 터치 센싱 값이 기준 값 미만이면 제2 터치 강도 데이터를 생성할 수 있다. 여기에서, 기준 값은 터치 센싱 값의 크기에 대한 기준 값을 의미하고, 터치 센싱 값의 크기는 터치 압력의 강도에 비례한다. 예를 들어, 디스플레이 패널(100)에 기준 세기 보다 강한 터치 압력이 발생하면, 터치 제어부(700)는 제1 터치 강도 데이터를 생성하여 출력하고, 디스플레이 패널(100)에 기준 세기 보다 약한 터치 압력이 발생하면, 터치 제어부(700)는 제2 터치 강도 데이터를 생성하여 출력할 수 있다. 따라서, 디스플레이 장치(10)는 동일 터치 영역에 서로 다른 세기를 갖는 복수의 터치 압력이 발생하면, 터치 강도 데이터를 기초로 복수의 입력 신호를 수신할 수 있다. 결과적으로, 디스플레이 장치(10)는 하나의 입력 버튼(또는 하나의 터치 영역)을 통해 복수의 입력 신호를 수신할 수 있다.
다른 예에 따르면, 터치 제어부(700)는 제1 및 제2 기준 값과 터치 센싱 값을 비교하여 터치 강도 데이터를 생성할 수 있다. 여기에서, 제2 기준 값은 제1 기준 값보다 크다고 가정한다. 구체적으로, 터치 제어부(700)는 터치 센싱 값이 제2 기준 값 이상이면 제1 터치 강도 데이터를 생성하고, 터치 센싱 값이 제1 기준 값 이상이면서 제2 기준 값 미만이면 제2 터치 강도 데이터를 생성하며, 터치 센싱 값이 제1 기준 값 미만이면 제3 터치 강도 데이터를 생성할 수 있다. 이와 같이, 터치 제어부(700)는 기준 값에 대한 설계 변경을 통해 하나의 입력 버튼(또는 하나의 터치 영역)을 통해 복수의 입력 신호를 수신할 수 있다.
음향 구동부(800)는 복수의 음향 발생 모듈 각각에 사운드 신호를 공급할 수 있다. 구체적으로, 음향 구동부(800)는 디스플레이 패널(100)에 표시되는 영상 입력 데이터를 기반으로 사운드 데이터를 추출할 수 있다. 여기에서, 사운드 데이터는 음향의 주파수 대역 정보를 포함할 수 있다. 음향 구동부(800)는 사운드 데이터를 기반으로 사운드 신호를 생성하고, 복수의 음향 발생 모듈에 사운드 신호를 제공할 수 있다.
일 예에 따르면, 디스플레이 장치(10)는 복수의 음향 발생 모듈 각각을 터치 감지부(600) 또는 음향 구동부(800)에 연결시키는 선택부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 선택부는 음향 발생 모듈(211)과 터치 감지부(600) 또는 음향 구동부(800)를 연결시키는 스위치 부재(900)를 통해 음향 발생 모듈(211)과 연결되는 구성(또는 노드)을 선택할 수 있다.
예를 들어, 선택부는 터치 감지 기간 동안 복수의 음향 발생 모듈 각각을 터치 감지부(600)에 연결시키고, 음향 발생 기간 동안 복수의 음향 발생 모듈 각각을 음향 구동부(800)에 연결시킬 수 있다. 여기에서, 터치 감지 기간은 디스플레이 패널(100)에 터치 압력이 가해지는 기간을 의미한다. 따라서, 터치 감지부(600)는 터치 감지 기간 동안 음향 발생 모듈(211)의 코일(211d)과 연결되어 코일(211d)에 발생한 유도 전류를 기초로 터치 압력을 센싱할 수 있다. 그리고, 음향 발생 기간은 음향 발생 모듈(211)이 음향 구동부(800)로부터 사운드 신호를 공급받는 기간을 의미한다. 따라서, 음향 발생 모듈(211)은 음향 발생 기간 동안 디스플레이 패널(100)을 진동시켜, 디스플레이 패널(100)의 전방으로 음향을 출력시킬 수 있다.
일 예에 따르면, 디스플레이 장치(10)는 음향 구동부(800)를 통해 진동 발생 장치(200)에 사운드 신호를 제공하면서 음향 발생 기간을 유지하다가, 디스플레이 패널(100)에 터치 압력이 가해지면 선택부를 통해 스위치 부재(900)를 제어하여 터치 감지 기간으로 전환할 수 있다. 따라서, 디스플레이 장치(10)는 디스플레이 패널(100)에 터치 압력이 가해지면 터치 감지 기간으로 전환하여, 터치 압력에 따른 입력 신호를 수신할 수 있다.
도 8은 본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 장치에서, 진동 발생 장치의 다른 예를 나타내는 도면이고, 도 9는 도 8의 진동 발생 장치에서, 터치 압력이 발생한 상태를 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 진동 발생 장치(200)는 디스플레이 패널(100)을 진동시키는 적어도 하나의 음향 발생 모듈(211)을 포함할 수 있다. 그리고, 음향 발생 모듈(211)은 자석 부재(211a), 상부 플레이트(211b), 승강 부재(211c), 코일(211d), 모듈 프레임(211e), 외부 프레임(211f), 댐퍼(211g), 보빈 링(211h)를 포함할 수 있다.
자석 부재(211a)는 모듈 프레임(211e) 상에 배치될 수 있다. 구체적으로, 자석 부재(211a)는 모듈 프레임(211e)과 상부 플레이트(211b)의 사이에 개재될 수 있다. 일 예에 따르면, 상부 플레이트(211b)는 자석 부재(211a)의 일단에 배치되고 모듈 프레임(211e)은 자석 부재(211a)의 일단에 반대되는 타단에 배치됨으로써, 상부 플레이트(211b) 및 모듈 프레임(211e)은 자석 부재(211a)에서 생성되는 자속을 제어할 수 있다.
상부 플레이트(211b)는 자석 부재(211a)의 상단에 배치되고, 후면 구조물(300)과 이격될 수 있다. 그리고, 자석 부재(211a) 및 상부 플레이트(211b)는 원통 형태를 갖는 승강 부재(211c)의 내부에 삽입됨으로써, 자석 부재(211a) 및 상부 플레이트(211b)의 외주면은 승강 부재(211c)에 의해 둘러싸일 수 있다. 따라서, 자석 부재(211a) 및 상부 플레이트(211b)는 승강 부재(211c)의 직선 왕복 운동을 가이드할 수 있다.
승강 부재(211c)는 상부 플레이트(211b)를 둘러싸고 후면 구조물(300) 쪽으로 연장될 수 있다. 구체적으로, 승강 부재(211c)는 상부 플레이트(211b)를 둘러싸면서 모듈 프레임(211e) 및 보빈 링(211h)의 사이에 개재될 수 있다. 예를 들어, 승강 부재(211c)는 그 외주면에 권취된 코일(211d)에 음향 발생용 전류가 인가되어 자기장이 형성되면, 자기장에 의해 보빈 링(211h)을 매개로 하여 디스플레이 패널(100)을 진동시킬 수 있다.
코일(211d)은 승강 부재(211c)의 외주면에 권취되어 상부 플레이트(211b)를 이격되게 둘러쌀 수 있다. 일 예에 따르면, 코일(211d)은 제1 및 제2 코일(211d-1, 211d-2)을 포함할 수 있다.
제1 코일(211d-1)은 승강 부재(211c)의 외주면을 둘러싸면서, 음향 구동부(800)와 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 제1 코일(211d-1)은 승강 부재(211c)의 외주면에 권취되고, 상부 플레이트(211b)를 이격되게 둘러싸서 음향 구동부(800)로부터 음향 발생용 전류를 공급받을 수 있다. 예를 들어, 제1 코일(211d-1)에 음향 발생용 전류가 인가되면, 승강 부재(211c)는 코일(211d)의 주위에 형성되는 인가 자기장과 자석 부재(211a)의 주위에 형성되는 외부 자기장에 기초한 플레밍의 왼손 법칙에 따라 댐퍼(211g)에 의해 가이드되면서 진동할 수 있다. 여기에서, 자기장에 의해 발생된 자속은 제1 코일(211d-1), 모듈 프레임(211e), 자석 부재(211a), 상부 플레이트(211b), 그리고 다시 제1 코일(211d-1)로 연결되는 폐루프를 따라 흐를 수 있다. 따라서, 승강 부재(211c)는 댐퍼(211g)에 의해 가이드되면서 진동하여 디스플레이 패널(100)을 진동시킬 수 있다.
일 예에 따르면, 제1 코일(211d-1)은 음향 발생 기간 동안 사운드 신호를 기초로 음향 발생용 전류를 공급받을 수 있고, 제1 코일(211d-1)이 권취된 승강 부재(211c)는 상부 플레이트(211b)에 의해 가이드되면서 이동할 수 있다. 여기에서, 음향 발생 기간은 음향 발생 모듈(211)이 음향 구동부(800)로부터 사운드 신호를 공급받는 기간을 의미한다. 따라서, 음향 발생 모듈(211)은 음향 발생 기간 동안 디스플레이 패널(100)을 진동시킬 수 있다.
제2 코일(211d-2)은 승강 부재(211c)의 외주면을 둘러싸면서, 터치 감지부(600)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(100)에 터치 압력이 가해지면, 디스플레이 패널(100)과 접촉된 승강 부재(211c)가 이동할 수 있고, 승강 부재(211c)에 권취된 제2 코일(211d-2)의 이동에 따라 제2 코일(211d-2)에 유도 전류가 발생할 수 있다. 예를 들어, 제2 코일(211d-2)은 터치 감지 기간 동안 유도 전류가 발생할 수 있고, 음향 발생 모듈(211)은 터치 감지 기간 동안 터치 센서로 사용될 수 있다. 여기에서, 터치 감지 기간은 디스플레이 패널(100)에 터치 압력이 가해지는 기간을 의미한다. 따라서, 터치 감지부(600)는 음향 발생 모듈(211)의 제2 코일(211d-2)과 연결되어 제2 코일(211d-2)에 발생한 유도 전류를 기초로 터치 압력을 센싱할 수 있다.
일 예에 따르면, 음향 구동부(800)가 제1 코일(211d-1)에 사운드 신호를 기초로 음향 발생용 전류를 제공하면, 제1 코일(211d-1)이 권취된 승강 부재(211c)는 디스플레이 패널(100)을 진동시킬 수 있다. 이 때, 승강 부재(211c)에 권취된 제2 코일(211d-2)은 음향이 출력되는 동안 함께 진동하기 때문에, 유도 전류는 제2 코일(211d-2)에도 발생될 수 있다. 따라서, 터치 감지부(600)는 터치 압력에 따라 제2 코일(211d-2)에 발생된 유도 전류와 음향 구동부(800)의 사운드 신호에 따라 제2 코일(211d-2)에 발생된 유도 전류를 구분하여, 디스플레이 패널(100)에 가해지는 터치 압력을 센싱할 수 있다. 예를 들어, 터치 감지부(600)는 음향 구동부(800)의 사운드 신호를 미리 수신함으로써, 제2 코일(211d-2)에 발생된 유도 전류가 음향 구동부(800)의 사운드 신호에 의한 것인지, 아니면 디스플레이 패널(100)에 가해지는 터치 압력에 의한 것인지 결정할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예에 따르면, 제1 코일(211d-1)은 제2 코일(211d-2) 보다 상부 플레이트(211b)와 더 인접하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 코일(211d-1)에 음향 발생용 전류가 인가되면, 승강 부재(211c)는 제1 코일(211d-1)의 주위에 형성되는 인가 자기장과 자석 부재(211a)의 주위에 형성되는 외부 자기장에 기초한 플레밍의 왼손 법칙에 따라 댐퍼(211g)에 의해 가이드되면서 진동할 수 있다. 여기에서, 자기장에 의해 발생된 자속은 제1 코일(211d-1), 모듈 프레임(211e), 자석 부재(211a), 상부 플레이트(211b), 그리고 다시 제1 코일(211d-1)로 연결되는 폐루프를 따라 흐를 수 있다. 따라서, 제1 코일(211d-1)은 제2 코일(211d-2) 보다 상부 플레이트(211b)와 더 인접하게 배치됨으로써, 제2 코일(211d-2) 보다 자속 밀도가 더 높은 곳에 배치될 수 있다. 또한, 제1 코일(211d-1)은 자기장에 의해 발생된 자속이 흐르는 폐루프 상에 배치되어, 자속 밀도를 향상시킬 수 있다. 결과적으로, 제1 코일(211d-1)은 제2 코일(211d-2) 보다 상부 플레이트(211b)와 더 인접하게 배치됨으로써, 음향 발생 모듈(211)에서 발생되는 자속을 집중시켜 누설 자속을 억제할 수 있고 진동 특성 또는 음향 출력 특성을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 터치 감지부(600)는 음향 구동부(800)가 음향 발생 모듈(211)에 사운드 신호를 공급하는 동안, 음향 발생 모듈(211)에서 발생되는 유도 전류를 기초로 터치 신호를 센싱하여 터치 센싱 값을 출력할 수 있다. 구체적으로, 터치 감지부(600)는 음향 구동부(800)가 음향 발생 모듈(211)의 제1 코일(211d-1)에 사운드 신호를 공급하는 동안, 음향 발생 모듈(211)의 제2 코일(211d-2)에서 발생되는 유도 전류를 기초로 터치 신호를 센싱하여 터치 센싱 값을 출력할 수 있다. 즉, 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(100)의 전방으로 음향을 출력하는 동안, 디스플레이 패널(100) 상의 터치 영역과 터치 압력의 세기를 감지할 수 있다. 이와 같이, 디스플레이 장치는 음향 출력과 터치 센싱을 동시에 수행함으로써, 보다 더 직관적인 인터페이스를 제공할 수 있다.
모듈 프레임(211e)은 후면 구조물(300)에 마련된 천공부에 일부 삽입되도록 후면 구조물(300)에 고정되고, 음향 발생 모듈(211)을 지지할 수 있다. 구체적으로, 모듈 프레임(211e)의 후면 중 일부는 후면 구조물(300)의 후방을 향하여 돌출되고, 모듈 프레임(211e)의 전면(Front Surface) 중 일부는 후면의 돌출된 부분만큼 함몰될 수 있다. 모듈 프레임(211e)은 그 전면의 함몰부에 자석 부재(211a) 및 상부 플레이트(211b)를 수용할 수 있다. 예를 들어, 모듈 프레임(211e)의 함몰부는 자석 부재(211a) 및 상부 플레이트(211b)의 측면 및 하면을 둘러쌀 수 있다.
외부 프레임(211f)은 모듈 프레임(211e)의 상단 외곽으로부터 디스플레이 패널(100)을 향하여 연장될 수 있다. 그리고, 외부 프레임(211f)은 승강 부재(211c)와 나란하면서 이격되게 배치될 수 있다. 외부 프레임(211f)의 상부는 댐퍼(211g)와 연결되어, 댐퍼(211g)의 일단을 지지할 수 있다.
댐퍼(211g)는 외부 프레임(211f)과 승강 부재(211c) 사이에 설치될 수 있다. 구체적으로, 댐퍼(211g)는 외부 프레임(211f)의 상단과 승강 부재(211c)의 상단 사이에 설치될 수 있다.
보빈 링(211h)은 승강 부재(211c)의 전면(Front Surface)에 배치되어 승강 부재(211c)의 승강(또는 진동)을 디스플레이 패널(100)의 후면에 전달할 수 있다. 일 예에 따르면, 보빈 링(211h)은 디스플레이 패널(100)과 음향 발생 모듈(211)를 접착시킬 수 있고, 음향 발생 모듈(211)에서 발생하는 열이 디스플레이 패널(100)에 전달되지 않도록 차단할 수 있다.
도 10은 본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 장치에서, 진동 발생 장치의 또 다른 예를 나타내는 도면이다. 여기에서, 도 10의 진동 발생 장치는 도 8 및 도 9의 진동 발생 장치와 코일(211d)의 구성 만을 달리하는 것으로서, 전술한 구성과 동일한 구성은 간략히 설명하거나 생략하기로 한다.
도 10을 참조하면, 코일(211d)은 승강 부재(211c)의 외주면에 권취되어 상부 플레이트(211b)를 이격되게 둘러쌀 수 있다. 코일(211d)은 제1 및 제2 코일(211d-1, 211d-2)을 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 제2 코일(211d-2)은 승강 부재(211c)와 접촉되어 승강 부재(211c)의 외주면에 권취되고, 제1 코일(211d-1)은 제2 코일(211d-2)을 둘러싸면서 승강 부재(211c)의 외주면에 권취될 수 있다. 즉, 제1 코일(211d-1)이 제2 코일(211d-2)을 덮음으로써, 제1 및 제2 코일(211d-1, 211d-2)은 승강 부재(211c)의 외주면에 두 겹으로 권취될 수 있다. 예를 들어, 권취된 제1 코일(211d-1)의 길이가 증가할수록, 음향 발생 모듈(211)에서 발생되는 자속 밀도가 증가할 수 있다. 이와 같이, 제1 코일(211d-1)은 제2 코일(211d-2)의 외곽에 권취됨으로써, 권취된 제1 코일(211d-1)의 길이는 권취된 제2 코일(211d-2)의 길이보다 길 수 있다. 여기에서, 코일에 전류가 흐를 때 발생되는 힘은 다음과 같은 방정식을 통해 결정될 수 있다.
F=IlB
여기에서, F는 코일에 전류가 흐를 때 발생되는 힘을 의미하고, I는 코일에 흐르는 전류를 의미하며, l은 코일의 길이를 의미하고, B는 코일에 전류가 흐를 때 형성된 자기장의 세기를 의미한다. 따라서, 권취된 코일의 길이가 길수록 코일에 전류가 흐를 때 발생되는 힘이 커질 수 있다. 결과적으로, 권취된 제1 코일(211d-1)의 길이가 권취된 제2 코일(211d-2)의 길이보다 길게 배치됨으로써, 음향 발생 모듈(211)에서 발생되는 자속을 집중시켜 누설 자속을 억제할 수 있고 진동 특성 또는 음향 출력 특성을 향상시킬 수 있다.
다른 예에 따르면, 제1 코일(211d-1)은 승강 부재(211c)와 접촉되어 승강 부재(211c)의 외주면에 권취되고, 제2 코일(211d-2)은 제1 코일(211d-1)을 둘러싸면서 승강 부재(211c)의 외주면에 권취될 수 있다. 즉, 제2 코일(211d-2)이 제1 코일(211d-1)을 덮음으로써, 제1 및 제2 코일(211d-1, 211d-2)은 승강 부재(211c)의 외주면에 두 겹으로 권취될 수 있다. 예를 들어, 권취된 제2 코일(211d-1)의 길이가 증가할수록, 터치 압력에 의해 발생되는 유도 전압이 증가할 수 있다. 이와 같이, 제2 코일(211d-2)은 제1 코일(211d-1)의 외곽에 권취됨으로써, 권취된 제2 코일(211d-2)의 길이는 권취된 제1 코일(211d-1)의 길이보다 길 수 있다. 따라서, 권취된 제2 코일(211d-2)의 길이가 권취된 제1 코일(211d-1)의 길이보다 길게 배치됨으로써, 터치 압력에 의해 발생되는 유도 전압을 증가시켜 디스플레이 장치의 터치 감도를 향상시킬 수 있다.
도 11은 본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 장치에서, 터치 압력에 의해 음향 발생 모듈에서 발생되는 터치 신호를 센싱하는 과정을 설명하는 도면이고, 도 12는 본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 장치에서, 복수의 음향 발생 모듈 각각에 대한 터치 센싱 값의 시간 차를 설명하는 그래프이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 터치 감지부(600)는 디스플레이 패널(100)에 가해지는 터치 압력(TP)에 의해 적어도 하나의 음향 발생 모듈(211)에서 발생되는 터치 신호를 센싱하여 터치 센싱 값을 출력할 수 있다. 구체적으로, 디스플레이 패널(100)에 터치 압력(TP)이 가해지면, 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각은 터치 압력을 전달받아 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각에 유도 전류가 발생할 수 있다. 여기에서, 디스플레이 패널(100)에 가해진 터치 압력(TP)은 디스플레이 패널(100) 상의 거리에 따라 전달 시간이 달라지므로, 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각은 하나의 터치 압력(TP)에 대하여 서로 다른 유도 전류가 발생할 수 있다. 터치 감지부(600)는 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각의 코일에 연결되어, 코일에 흐르는 유도 전류에 따라 코일의 양단에 걸리는 유도 전압을 센싱할 수 있다. 여기에서, 터치 감지부(600)는 코일의 양단에 걸리는 유도 전압을 센싱함으로써, 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각에서 발생되는 터치 신호를 센싱할 수 있다. 터치 감지부(600)는 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각의 터치 신호를 센싱하여, 터치 센싱 값을 터치 제어부(700)에 제공할 수 있다.
터치 제어부(700)는 터치 감지부(600)로부터 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각에 대한 터치 센싱 값을 수신하여, 기준 시점 및 터치 센싱 값으로부터 터치 전달 시간을 산출할 수 있다. 터치 제어부(700)는 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각에 대한 터치 전달 시간을 비교하여, 디스플레이 패널(100) 상의 터치 압력이 발생한 위치를 판단하고 터치 위치 데이터를 생성할 수 있다. 예를 들어, 터치 제어부(700)는 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각에 대한 터치 전달 시간을 비교하여, 터치 전달 시간이 가장 짧은 음향 발생 모듈과 상대적으로 인접한 위치에서 터치 압력이 발생하였음을 판단할 수 있다. 제1 음향 발생 모듈(211)의 터치 전달 시간이 가장 짧은 경우, 터치 제어부(700)는 터치 압력이 발생한 위치(또는 터치 영역)가 제2 및 제3 음향 발생 모듈(212, 213)보다 제1 음향 발생 모듈(211)에 인접하다는 것을 판단하여, 터치 위치 데이터를 생성할 수 있다. 여기에서, 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각과 대응되는 디스플레이 패널(100)의 터치 영역은 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각과 상대적으로 인접한 디스플레이 패널(100)의 터치 영역에 해당할 수 있다. 디스플레이 장치(10)는 터치 위치 데이터를 기초로 입력 신호를 해석할 수 있다.
도 12와 같이, 터치 제어부(700)는 터치 감지부(600)로부터 제2 및 제3 음향 발생 모듈(212, 213) 각각에 대한 터치 센싱 값을 수신하여, 기준 시점 및 터치 센싱 값으로부터 터치 전달 시간(T)을 산출할 수 있다. 여기에서, 기준 시점은 터치 압력이 발생한 시점 또는 터치 신호를 수신하기 시작한 시점을 의미하고, 터치 전달 시간(T)은 기준 시점부터 복수의 음향 발생 모듈 각각에 터치 압력이 전달되는 시점까지의 시간을 의미한다. 그리고, 복수의 음향 발생 모듈 각각에 터치 압력이 전달되는 시점은 복수의 음향 발생 모듈 각각의 코일에 유도 전류가 발생하여, 코일의 양단에 걸리는 유도 전압이 센싱되는 시점을 의미한다.
예를 들어, 제2 음향 발생 모듈(212)의 코일의 양단은 터치 압력이 없을 때 제1 전압(V1)을 유지하고 있다가, 터치 압력(TP)이 발생하면 터치 전달 시간(T2)을 지나 제2 전압(V2)만큼의 유도 전압이 발생할 수 있다. 그리고, 제3 음향 발생 모듈(213)의 코일의 양단은 터치 압력(TP)이 발생하면 터치 전달 시간(T3)을 지나 제2 전압(V2)만큼의 유도 전압이 발생할 수 있다. 이와 같이, 터치 제어부(700)는 제2 및 제3 음향 발생 모듈(212, 213) 각각에 대한 터치 전달 시간을 비교하여, 제2 음향 발생 모듈(212)의 터치 전달 시간(T2)이 제3 음향 발생 모듈(213)의 터치 전달 시간(213)보다 더 짧다는 것을 판단할 수 있고, 제3 음향 발생 모듈(213)보다 제2 음향 발생 모듈(212)과 더 인접한 위치에서 터치 압력(TP)이 발생하였음을 판단할 수 있다. 이와 같이, 터치 제어부(700)는 복수의 음향 발생 모듈 중 하나의 음향 발생 모듈과 가장 가까운 영역에서 터치 압력(TP)이 발생한 정보를 포함하는 터치 위치 데이터를 생성할 수 있다.
일 예에 따르면, 디스플레이 패널(100)은 제1 내지 제3 터치 영역(110, 120, 130)을 포함하고, 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각은 제1 내지 제3 터치 영역(110, 120, 130) 각각에 대응될 수 있다. 제1 내지 제3 터치 영역(110, 120, 130)은 입력 장치의 입력 버튼으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 패널(100)의 제2 터치 영역(120)에 터치 압력(TP)이 발생하면, 터치 감지부(600)가 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각에 대한 터치 센싱 값을 생성하여 터치 제어부(700)에 제공하고, 터치 제어부(700)는 터치 센싱 값을 기초로 터치 전달 시간을 산출하여 제2 음향 발생 모듈(212)의 터치 전달 시간이 가장 짧다는 것을 판단할 수 있다. 따라서, 터치 제어부(700)는 제2 음향 발생 모듈(212)에 대응되는 제2 터치 영역(120)에 터치 압력이 발생한 정보를 포함하는 터치 위치 데이터를 생성할 수 있다. 따라서, 디스플레이 패널(100)의 제1 내지 제3 터치 영역(110, 120, 130) 각각은 제1 내지 제3 입력 버튼으로 사용될 수 있고, 디스플레이 장치(10)는 제1 내지 제3 터치 영역(110, 120, 130) 각각에 터치 압력이 발생하면, 그에 해당하는 입력 신호를 수신할 수 있다. 따라서, 디스플레이 장치(10)는 입력 장치를 별도로 구비하지 않고도 디스플레이 패널(100)의 표시 영역을 통해 입력 신호를 수신할 수 있고, 입력 장치가 별도로 배치되는 공간을 생략하여 디자인 미감을 향상시킬 수 있다.
도 13은 본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 장치에서, 터치 센싱 값을 기초로 2차원 평면 좌표 데이터를 산출하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 13을 참조하면, 터치 제어부(700)는 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각에 대한 제1 내지 제3 터치 센싱 값을 기초로 2차원 평면 좌표 데이터를 산출할 수 있다. 예를 들어, 제1 음향 발생 모듈(211)이 2차원 좌표 평면 상에서 (-1,0)의 위치에 배치되고, 제2 음향 발생 모듈(212)이 (1,0)의 위치에 배치되며, 제3 음향 발생 모듈(213)이 (0, -1)의 위치에 배치된다고 가정하면, 디스플레이 패널(100)의 어느 한 좌표(Kx, Ky)에서 발생한 터치 압력(TP)은 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각에 전달될 수 있다. 이때, 터치 압력(TP)이 발생한 2차원 평면 좌표는 다음과 같은 연립 방정식을 통해 산출할 수 있다.
(Kx+1)^2 + Ky^2 = (T1 * Vk)^2
(Kx-1)^2 + Ky^2 = (T2 * Vk)^2
Kx^2 + (Ky+1)^2 = (T3 * Vk)^2
여기에서, Vk는 터치 압력(TP)이 디스플레이 패널(100) 상에서 전달되는 전파 속도를 의미하고, T1 내지 T3 각각은 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각에 대한 터치 전달 시간을 의미한다. 그리고, Vk는 디스플레이 패널(100)의 특성을 통해 측정 가능한 상수에 해당하고, T1 내지 T3는 전술한 기재와 같이 산출 가능하다. 따라서, 터치 제어부(700)는 상기와 같은 연립 방정식을 통해 미지수에 해당하는 터치 압력이 발생한 좌표(Kx, Ky)를 산출할 수 있다. 그리고, 터치 제어부(700)는 제1 내지 제3 음향 발생 모듈(211, 212, 213) 각각에 대한 제1 내지 제3 터치 센싱 값을 기초로 2차원 평면 좌표 데이터를 산출함으로써, 2차원 평면 좌표 데이터에 대응되는 터치 영역에 터치 압력이 발생하였음을 판단할 수 있다. 결과적으로, 터치 제어부(700)는 2차원 평면 좌표 데이터에 대응되는 터치 영역에 해당하는 복수의 입력 신호를 수신할 수 있다.
따라서, 디스플레이 장치(10)는 입력 장치를 별도로 구비하지 않고도 디스플레이 패널(100)의 복수의 터치 영역을 통해 복수의 입력 신호를 수신할 수 있고, 입력 장치가 별도로 배치되는 공간을 생략하여 디자인 미감을 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 출원은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 출원의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 출원의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 디스플레이 장치
100: 디스플레이 패널 200: 진동 발생 장치
300: 후면 구조물 400: 접착 부재
500: 파티션 600: 터치 감지부
700: 터치 제어부 800: 음향 구동부
900: 스위치 부재

Claims (20)

  1. 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널을 진동시키는 복수의 음향 발생 모듈을 포함하는 진동 발생 장치;
    상기 디스플레이 패널에 가해지는 터치 압력을 센싱하는 터치 감지부;
    상기 복수의 음향 발생 모듈 각각에 사운드 신호를 공급하는 음향 구동부;
    상기 디스플레이 패널을 지지하고, 상기 진동 발생 장치의 일부가 삽입되는 천공부를 포함하는 후면 구조물; 및
    상기 복수의 음향 발생 모듈 각각을 상기 터치 감지부 또는 상기 음향 구동부에 연결시키는 선택부를 포함하는, 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 감지부는,
    상기 터치 압력에 의해 상기 복수의 음향 발생 모듈에서 발생되는 유도 전류를 기초로 터치 신호를 센싱하여 터치 센싱 값을 출력하는, 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은 복수의 터치 영역을 포함하고,
    상기 복수의 음향 발생 모듈 각각은 상기 복수의 터치 영역 각각에 대응되는, 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 음향 발생 모듈 각각에 대한 터치 센싱 값의 시간 차를 기초로 터치 위치 데이터를 생성하여 출력하는 터치 제어부를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 터치 제어부는 상기 복수의 음향 발생 모듈 중 가장 먼저 유도 전류가 발생한 음향 발생 모듈에 대응되는 터치 영역에 터치 압력이 발생함을 감지하는, 디스플레이 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 터치 제어부는 기준 시점을 기준으로 상기 복수의 음향 발생 모듈 각각에 대한 터치 센싱 값으로부터 터치 전달 시간을 산출하고, 상기 터치 전달 시간을 기초로 상기 복수의 음향 발생 모듈 중 하나에 대응되는 터치 영역에 터치 압력이 발생함을 판단하는, 디스플레이 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 진동 발생 장치는 제1 내지 제3 음향 발생 모듈을 포함하고,
    상기 터치 제어부는 상기 제1 내지 제3 음향 발생 모듈 각각에 대한 제1 내지 제3 터치 센싱 값을 기초로 2차원 평면 좌표 데이터를 산출하여 출력하는, 디스플레이 장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 터치 제어부는 상기 복수의 음향 발생 모듈 각각에서 발생되는 터치 센싱 값의 크기를 기초로 터치 강도 데이터를 생성하여 출력하는, 디스플레이 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 터치 제어부는 기준 값과 상기 터치 센싱 값을 비교하여 상기 터치 센싱 값이 상기 기준 값 이상이면 제1 터치 강도 데이터를 생성하고, 상기 터치 센싱 값이 상기 기준 값 미만이면 제2 터치 강도 데이터를 생성하는, 디스플레이 장치.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 음향 발생 모듈 각각은,
    상기 천공부에 삽입되어 상기 후면 구조물에 고정된 모듈 프레임;
    상기 모듈 프레임 상에 배치된 자석 부재;
    상기 자석 부재 상에 배치된 상부 플레이트;
    상기 자석 부재의 일부 및 상기 상부 플레이트를 둘러싸면서 상기 디스플레이 패널의 후면과 접촉된 승강 부재; 및
    상기 승강 부재의 외주면을 둘러싸도록 권취되는 코일을 포함하는, 디스플레이 장치.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 선택부는 상기 코일과 전기적으로 연결되어, 터치 감지 기간 동안 상기 복수의 음향 발생 모듈 각각의 코일을 상기 터치 감지부에 연결시키고, 음향 발생 기간 동안 상기 복수의 음향 발생 모듈 각각의 코일을 상기 음향 구동부에 연결시키는, 디스플레이 장치.
  14. 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널을 진동시키고 상기 디스플레이 패널에 가해지는 터치 압력을 센싱하는 터치 센서로 사용되는 복수의 음향 발생 모듈을 포함하는 진동 발생 장치;
    상기 디스플레이 패널을 지지하고, 상기 진동 발생 장치의 일부가 삽입되는 천공부를 포함하는 후면 구조물;
    상기 터치 압력에 의해 상기 복수의 음향 발생 모듈에서 발생되는 유도 전류를 기초로 터치 신호를 센싱하여 터치 센싱 값을 출력하는 터치 감지부; 및
    상기 복수의 음향 발생 모듈 각각에 사운드 신호를 공급하는 음향 구동부를 포함하고,
    상기 복수의 음향 발생 모듈 각각은,
    상기 천공부에 삽입되어 상기 후면 구조물에 고정된 모듈 프레임;
    상기 모듈 프레임 상에 배치된 자석 부재;
    상기 자석 부재 상에 배치된 상부 플레이트;
    상기 자석 부재의 일부 및 상기 상부 플레이트를 둘러싸면서 상기 디스플레이 패널의 후면과 접촉된 승강 부재; 및
    상기 승강 부재의 외주면을 둘러싸도록 권취되는 코일을 포함하며,
    상기 코일은,
    상기 승강 부재의 외주면을 둘러싸면서 상기 음향 구동부와 전기적으로 연결된 제1 코일; 및
    상기 승강 부재의 외주면을 둘러싸면서 상기 터치 감지부와 전기적으로 연결된 제2 코일을 포함하는, 디스플레이 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 복수의 음향 발생 모듈 각각에 대한 터치 센싱 값의 시간 차를 기초로 터치 위치 데이터를 생성하여 출력하는 터치 제어부를 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 터치 감지부는 상기 음향 구동부가 상기 복수의 음향 발생 모듈 각각에 사운드 신호를 공급하는 동안, 상기 복수의 음향 발생 모듈에서 발생되는 유도 전류를 기초로 터치 신호를 센싱하여 터치 센싱 값을 출력하는, 디스플레이 장치.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 제1 코일은 상기 제2 코일 보다 상기 상부 플레이트와 더 인접하게 배치되는, 디스플레이 장치.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 제2 코일은 상기 승강 부재와 접촉되어 상기 승강 부재의 외주면에 권취되고, 상기 제1 코일은 상기 제2 코일을 둘러싸면서 상기 승강 부재의 외주면에 권취되는, 디스플레이 장치.
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