KR20200037890A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20200037890A
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sound pressure
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안이준
노정훈
임재우
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

표시 장치가 제공된다. 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 물체의 터치를 감지하는 터치 감지 장치, 및 제1 음향 데이터와 제2 음향 데이터에 따라 제1 음향 구동 신호와 제2 음향 구동 신호를 생성하여 출력하는 음향 구동부, 및 상기 제1 음향 구동 신호와 상기 제2 음향 구동 신호에 따라 음향을 발생하는 음향 발생 장치를 구비하고, 상기 터치 감지 장치에 의해 상기 물체의 터치가 감지되지 않은 제1 모드와 상기 터치 감지 장치에 의해 상기 물체의 터치가 감지된 제2 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 제1 주파수 영역에서 제1 음압 레벨과 제2 음압 레벨 사이에 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 영상을 표시하기 위한 표시 장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있다. 예를 들어, 표시 장치는 스마트폰, 디지털 카메라, 노트북 컴퓨터, 네비게이션, 및 스마트 텔레비전과 같이 다양한 전자기기에 적용되고 있다. 표시 장치는 영상을 표시하기 위한 표시 패널과 음향을 제공하기 위한 음향 발생 장치를 포함한다.
표시 장치가 스마트폰으로 구현되는 경우, 사용자는 통화 모드에서 귀를 표시 장치에 접촉하여 통화할 수도 있고, 접촉하지 않고 통화할 수도 있다. 또한, 통화 모드에서 사용자마다 귀로 표시 장치를 누르는 압력이 다르다. 하지만, 사용자가 통화 모드에서 귀를 표시 장치에 접촉하는지 여부와 귀로 표시 장치를 누르는 압력에 따라 음향 발생 장치에 의해 제공되는 음향의 주파수에 따른 음압 레벨은 차이가 있다. 그러므로, 통화 모드에서 고품질의 음향을 사용자에게 제공하기 위해서는, 사용자의 귀가 표시 장치에 접촉하는지 여부와 귀로 표시 장치를 누르는 압력에 따라 음향의 주파수에 따른 음압 레벨을 조정할 필요가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 사용자의 귀가 표시 장치의 전면(前面)에 접촉하는지와 사용자의 귀가 표시 장치의 전면(前面)을 누르는 압력에 상관없이, 저주파수 영역, 중주파수 영역, 및 고주파수 영역 모두에서 음향의 음압 레벨을 고르게 유지함으로써, 고품질의 음향을 제공할 수 있는 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 영상을 표시하는 표시 패널, 물체의 터치를 감지하는 터치 감지 장치, 및 제1 음향 데이터와 제2 음향 데이터에 따라 제1 음향 구동 신호와 제2 음향 구동 신호를 생성하여 출력하는 음향 구동부, 및 상기 제1 음향 구동 신호와 상기 제2 음향 구동 신호에 따라 음향을 발생하는 음향 발생 장치를 구비하고, 상기 터치 감지 장치에 의해 상기 물체의 터치가 감지되지 않은 제1 모드와 상기 터치 감지 장치에 의해 상기 물체의 터치가 감지된 제2 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 제1 주파수 영역에서 제1 음압 레벨과 제2 음압 레벨 사이에 있다.
상기 제1 모드와 상기 제2 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 상기 제1 주파수 영역보다 높은 제2 주파수 영역에서 상기 제1 음압 레벨보다 높은 제3 음압 레벨과 상기 제2 음압 레벨 사이에 있다.
상기 제1 모드와 상기 제2 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 상기 제2 주파수 영역보다 높은 제3 주파수 영역에서 상기 제1 음압 레벨과 상기 제2 음압 레벨 사이에 있다.
상기 음향의 음압 레벨은 200Hz 내지 5kHz에서 상기 제1 음압 레벨보다 높은 제3 음압 레벨과 상기 제2 음압 레벨 사이에 있다.
상기 터치 감지 장치는 상기 표시 패널의 제1 면 상에 배치되고, 상기 음향 발생 장치는 상기 표시 패널의 제1 면의 반대 면인 제2 면 상에 배치된다.
상기 물체가 누르는 압력을 감지하는 압력 감지 장치를 더 구비하고, 상기 압력이 제1 압력 이하인 제2 모드와 상기 압력이 제1 압력보다 크고 제2 압력 이하인 제3 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 제1 주파수 영역에서 상기 제1 음압 레벨과 상기 제2 음압 레벨 사이에 있다.
상기 터치 감지 장치는 상기 표시 패널의 제1 면 상에 배치되고, 상기 음향 발생 장치는 상기 표시 패널의 제1 면의 반대 면인 제2 면 상에 배치되며, 상기 압력 감지 장치는 상기 음향 발생 장치가 배치되는 영역을 제외하고 상기 표시 패널의 제2 면 상에 배치된다.
상기 제2 모드와 상기 제3 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 상기 제1 주파수 영역보다 높은 제2 주파수 영역에서 상기 제1 음압 레벨보다 높은 제3 음압 레벨과 상기 제2 음압 레벨 사이에 있다.
상기 제2 모드와 상기 제3 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 상기 제2 주파수 영역보다 높은 제3 주파수 영역에서 상기 제1 음압 레벨과 상기 제2 음압 레벨 사이에 있다.
상기 음향의 음압 레벨은 200Hz 내지 5kHz에서 상기 제1 음압 레벨보다 높은 제3 음압 레벨과 상기 제2 음압 레벨 사이에 있다.
상기 압력이 상기 제2 압력보다 큰 제4 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 2kHz 이상의 주파수 영역에서 감소한다.
상기 제4 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 5kHz 이상의 주파수 영역에서 상기 제3 음압 레벨보다 낮은 제4 음압 레벨 이하이다.
상기 터치 감지 장치에 의해 감지된 상기 물체의 접촉 면적이 제1 면적 이하인 제2 모드와 상기 물체의 접촉 면적이 상기 제1 면적보다 크고 상기 제2 면적 이하인 제3 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 제1 주파수 영역에서 상기 제1 음압 레벨과 상기 제2 음압 레벨 사이에 있다.
상기 제2 모드와 상기 제3 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 상기 제1 주파수 영역보다 높은 제2 주파수 영역에서 상기 제1 음압 레벨보다 높은 제3 음압 레벨과 상기 제2 음압 레벨 사이에 있다.
상기 제2 모드와 상기 제3 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 상기 제2 주파수 영역보다 높은 제3 주파수 영역에서 상기 제1 음압 레벨과 상기 제2 음압 레벨 사이에 있다.
상기 음향의 음압 레벨은 200Hz 내지 5kHz에서 상기 제1 음압 레벨보다 높은 제3 음압 레벨과 상기 제2 음압 레벨 사이에 있다.
상기 물체의 접촉 면적이 상기 제2 면적보다 큰 제4 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 2kHz 이상의 주파수 영역에서 감소한다.
상기 제4 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 5kHz 이상의 주파수 영역에서 상기 제3 음압 레벨보다 낮은 제4 음압 레벨 이하이다.
상기 제1 음향 데이터와 상기 제2 음향 데이터를 상기 제1 주파수 영역, 상기 제1 주파수 영역보다 높은 제2 주파수 영역, 및 상기 제2 주파수 영역보다 높은 제3 주파수 영역별로 변조하는 디지털 신호 처리부를 더 구비한다.
상기 음향 구동부는 상기 디지털 신호 처리부에 의해 변조된 제1 음향 데이터와 상기 제2 음향 데이터를 아날로그 신호인 제1 구동 전압과 제2 구동 전압으로 변환하는 디지털 아날로그 변환부, 및 상기 제1 구동 전압과 상기 제2 구동 전압을 증폭하여 출력하는 증폭부를 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치에 의하면, 터치 감지 장치에 의해 사용자의 귀가 표시 장치의 전면(前面)에 접촉하는 지를 감지하고, 압력 감지 장치에 의해 사용자의 귀가 표시 장치의 전면(前面)을 누르는 압력을 감지함으로써, 사용자의 귀의 접촉 여부와 접촉된 압력을 고려하여 제1 음향 데이터와 제2 음향 데이터를 변조할 수 있으므로, 주파수 영역 별로 음압 레벨을 높이거나 낮출 수 있다. 따라서, 사용자의 귀가 표시 장치의 전면(前面)에 접촉하는 지와 사용자의 귀가 표시 장치의 전면(前面)을 누르는 압력에 상관없이, 저주파수 영역, 중주파수 영역, 및 고주파수 영역 모두에서 음향의 음압 레벨을 고르게 유지할 수 있으므로, 고품질의 음향을 제공할 수 있다.
또한, 또 다른 실시예에 따른 표시 장치에 의하면, 압력 감지 장치 대신에, 터치 감지 장치를 이용하여 감지된 사용자의 귀의 접촉 면적을 판단함으로써, 사용자의 귀가 표시 장치의 전면(前面)을 누르는 압력을 판단할 수 있다. 따라서, 표시 장치의 전면(前面)에서 누르는 압력을 감지하기 위한 압력 감지 장치를 생략할 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 표시 장치에서 패널 하부 부재, 제1 음향 발생 장치, 음향 회로 보드, 표시 회로 보드, 및 터치 회로 보드를 보여주는 배면도이다.
도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ’의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 4의 표시 패널의 표시 영역을 상세히 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 4의 A 영역의 확대 단면도이다.
도 7은 도 3의 제1 음향 발생 장치를 도시한 평면도이다.
도 8은 도 7의 Ⅱ-Ⅱ’의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 9는 제1 음향 발생 장치의 진동을 설명하기 위한 일 예시도면이다.
도 10은 사용자의 귀와 표시 장치가 비접촉되는 경우, 압력 없이 접촉되는 경우, 제1 압력으로 접촉되는 경우, 및 제2 압력으로 접촉되는 경우, 사용자의 귀에 제공된 음향의 주파수에 따른 음압 레벨을 보여주는 그래프이다.
도 11a 및 도 11b는 표시 장치가 사용자의 귀에 접촉되는 경우, 접촉되지 않는 경우를 보여주는 일 예시도면들이다.
도 12는 일 실시예에 따른 표시 장치의 메인 프로세서, 음향 구동부, 제1 음향 발생 장치, 터치 구동부, 터치 감지 장치, 압력 구동부, 및 압력 감지 장치를 보여주는 블록도이다.
도 13은 도 12의 메인 프로세서와 음향 구동부의 일 예를 보여주는 블록도이다.
도 14는 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 15a 및 도 15b는 제1 모드에서 제1 음향 발생 장치가 출력하는 음향의 주파수에 따른 음압 레벨과 제1 음향 발생 장치에 인가되는 구동 전압의 증감을 보여주는 그래프와 표이다.
도 16a 및 도 16b는 제2 모드에서 제1 음향 발생 장치가 출력하는 음향의 주파수에 따른 음압 레벨과 제1 음향 발생 장치에 인가되는 구동 전압의 증감을 보여주는 그래프와 표이다.
도 17a 및 도 17b는 제3 모드에서 제1 음향 발생 장치가 출력하는 음향의 주파수에 따른 음압 레벨과 제1 음향 발생 장치에 인가되는 구동 전압의 증감을 보여주는 그래프와 표이다.
도 18은 표시 장치의 전면이 물체에 접촉되지 않은 경우 제1 음향 발생 장치로부터 발생한 음향의 지향성을 보여주는 일 예시도면이다.
도 19는 표시 장치의 전면이 물체에 접촉된 경우 제1 음향 발생 장치에 의해 발생한 음향의 지향성을 보여주는 일 예시도면이다.
도 20은 제4 모드에서 제1 음향 발생 장치에 의해 발생한 음향의 주파수 대비 음압 레벨을 보여주는 그래프이다.
도 21은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 22a 및 도 22b는 표시 장치에 접촉된 사용자의 귀의 접촉 면적을 보여주는 일 예시도면들이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2에서는 일 실시예에 따른 표시 장치가 휴대용 단말기인 것을 예시하였다. 휴대용 단말기는 스마트폰, 태블릿 PC, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 게임기, 손목 시계형 전자 기기 등을 포함할 수 있다. 하지만, 일 실시예에 따른 표시 장치는 휴대용 단말기에 한정되지 않으며, 텔레비전 또는 외부 광고판과 같은 대형 전자 기기를 비롯하여, 모니터, 노트북 컴퓨터, 자동차 네이게이션 장치, 카메라와 같은 중소형 전자 기기 등에 사용될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 커버 윈도우(100), 터치 감지 장치(200), 터치 회로 보드(210), 표시 패널(300), 표시 회로 보드(310), 패널 하부 부재(400), 제1 음향 발생 장치(500), 음향 회로 보드(600), 압력 감지 장치(250), 하부 브라켓(800), 메인 회로 보드(910), 및 하부 커버(900)를 포함한다.
본 명세서에서, "상부", "탑", "상면"은 표시 패널(300)을 기준으로 윈도우(100)가 배치되는 방향, 즉 Z축 방향을 가리키고, "하부", "바텀", "하면"은 표시 패널(300)을 기준으로 패널 하부 부재(400)가 배치되는 방향, 즉 Z축 방향의 반대 방향을 가리킨다.
표시 장치(10)는 평면 상 직사각형 형태로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(10)는 도 1a와 같이 제1 방향(X축 방향)의 단변과 제2 방향(Z축 방향)의 장변을 갖는 직사각형의 평면 형태를 가질 수 있다. 제1 방향(X축 방향)의 단변과 제2 방향(Z축 방향)의 장변이 만나는 모서리는 도 1과 같이 소정의 곡률을 갖도록 둥글게 형성되거나 직각으로 형성될 수 있다. 표시 장치(10)의 평면 형태는 직사각형에 한정되지 않고, 다른 다각형, 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있다.
커버 윈도우(100)는 표시 패널(300)의 상면을 커버하도록 표시 패널(300)의 상부에 배치될 수 있다. 이로 인해, 커버 윈도우(100)는 표시 패널(300)의 상면을 보호하는 기능을 할 수 있다. 커버 윈도우(100)는 도 4와 같이 접착층(110)을 통해 터치 감지 장치(200)에 부착될 수 있다. 접착층(110)은 투명 접착 필름(optically cleared adhesive film, OCA) 또는 투명 접착 레진(optically cleared resin, OCR)일 수 있다.
커버 윈도우(100)는 표시 패널(300)의 표시 영역(DA)에 대응하는 투과부(DA100)와 표시 패널(300)의 비표시 영역(NDA)에 대응하는 차광부(NDA100)를 포함할 수 있다. 커버 윈도우(100)의 차광부(NDA100)는 불투명하게 형성될 수 있다. 또는, 커버 윈도우(100)의 차광부(NDA100)는 화상을 표시하지 않는 경우에 사용자에게 보여줄 수 있는 패턴이 형성된 데코층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 커버 윈도우(100)의 차광부(NDA100)에는 “SAMSUNG”과 같이 회사의 로고 또는 다양한 문자가 패턴될 수 있다.
커버 윈도우(100)는 유리, 사파이어, 및/또는 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 커버 윈도우(100)는 리지드(rigid)하거나 플렉시블(flexible)하게 형성될 수 있다.
커버 윈도우(100)와 표시 패널(300) 사이에는 터치 감지 장치(200)가 배치될 수 있다. 터치 감지 장치(200)는 사용자의 터치 위치를 감지하기 위한 장치로서, 자기 용량(self-capacitance) 방식 또는 상호 용량(mutual capacitance) 방식과 같이 정전 용량 방식으로 구현되거나 적외선 방식으로 구현될 수 있다.
터치 감지 장치(200)는 패널 형태 또는 필름 형태로 형성될 수 있다. 또는, 터치 감지 장치(200)는 표시 패널(300)과 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 터치 감지 장치(200)가 필름 형태로 형성되는 경우, 표시 패널(300)을 봉지하기 위한 배리어 필름(barrier film)과 일체로 형성될 수 있다.
터치 감지 장치(200)의 일 측에는 터치 회로 보드(210)가 부착될 수 있다. 구체적으로, 터치 회로 보드(210)는 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film)을 이용하여 터치 감지 장치(200)의 일 측에 마련된 패드들 상에 부착될 수 있다. 또한, 터치 회로 보드(210)에는 도 2와 같이 터치 접속부(230)가 마련될 수 있으며, 터치 접속부(230)는 표시 회로 보드(310)의 제1 커넥터(330)에 연결될 수 있다. 터치 회로 보드(210)는 연성 인쇄 회로 기판(flexible printed circuit board) 또는 칩온 필름(chip on film)일 수 있다.
터치 구동부(220)는 터치 감지 장치(200)에 터치 구동 신호들을 인가하고, 터치 감지 장치(200)로부터 감지 신호들을 감지하며, 감지 신호들을 분석하여 사용자의 터치 위치를 산출할 수 있다. 터치 구동부(220)는 집적회로(integrated circuit)로 형성되어 터치 회로 보드(210) 상에 장착될 수 있다.
표시 패널(300)은 표시 영역(DA)과 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DA)은 영상이 표시되는 영역이며, 비표시 영역(NDA)은 영상이 표시되지 않는 영역으로, 표시 영역(NDA)의 주변 영역일 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 도 1 및 도 2와 같이 표시 영역(DA)을 둘러싸도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 표시 영역(DA)은 커버 윈도우(100)의 투과부(100DA)에 중첩되고, 비표시 영역(NDA)은 커버 윈도우(100)의 차광부(100NDA)에 중첩되게 배치될 수 있다.
표시 패널(300)은 발광 소자(light emitting element)를 포함하는 발광 표시 패널일 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(300)은 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode)를 이용하는 유기 발광 표시 패널, 및 초소형 발광 다이오드(micro LED)를 이용하는 초소형 발광 다이오드 표시 패널, 및 양자점 발광 소자(Quantum dot Light Emitting Diode)를 포함하는 양자점 발광 표시 패널일 수 있다. 이하에서는, 표시 패널(300)이 도 5와 같이 유기 발광 표시 패널인 것을 중심으로 설명한다.
도 5를 참조하면, 표시 패널(300)의 표시 영역(DA)은 발광 소자층(304)이 형성되어 영상을 표시하는 영역을 가리키며, 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 주변 영역을 가리킨다.
표시 패널(300)은 지지 기판(301), 플렉서블 기판(302), 박막 트랜지스터층(303), 발광 소자층(304), 봉지층(305), 및 배리어 필름(306)을 포함할 수 있다.
지지 기판(301) 상에는 플렉서블 기판(302)이 배치된다. 지지 기판(301)과 플렉서블 기판(302) 각각은 유연성을 갖는 고분자 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지 기판(301)과 플렉서블 기판(302) 각각은 폴리에테르술폰(polyethersulphone: PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: PA), 폴리아릴레이트(polyarylate: PAR), 폴리에테르이미드(polyetherimide: PEI), 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenapthalate: PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyleneterepthalate: PET), 폴리페닐렌설파이드 (polyphenylenesulfide: PPS), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide: PI), 폴리카보네이트(polycarbonate: PC), 셀룰로오스 트리아세테이트(cellulosetriacetate: CAT), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP) 또는 이들의 조합일 수 있다.
플렉서블 기판(302) 상에는 박막 트랜지스터층(303)이 형성된다. 박막 트랜지스터층(303)은 박막 트랜지스터(335)들, 게이트 절연막(336), 층간 절연막(337), 보호막(338), 및 평탄화막(339)을 포함한다.
플렉서블 기판(302) 상에는 버퍼막이 형성될 수 있다. 버퍼막은 투습에 취약한 지지 기판(301)과 플렉서블 기판(302)을 통해 침투하는 수분으로부터 박막 트랜지스터(335)들과 발광 소자들을 보호하기 위해 플렉서블 기판(302) 상에 형성될 수 있다. 버퍼막은 교번하여 적층된 복수의 무기막들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 버퍼막은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), SiON 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 버퍼막은 생략될 수 있다.
버퍼막 상에는 박막 트랜지스터(335)가 형성된다. 박막 트랜지스터(335)는 액티브층(331), 게이트전극(332), 소스전극(333) 및 드레인전극(334)을 포함한다. 도 8에서는 박막 트랜지스터(335)가 게이트전극(332)이 액티브층(331)의 상부에 위치하는 상부 게이트(탑 게이트, top gate) 방식으로 형성된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 즉, 박막 트랜지스터(335)들은 게이트전극(332)이 액티브층(331)의 하부에 위치하는 하부 게이트(보텀 게이트, bottom gate) 방식 또는 게이트전극(332)이 액티브층(331)의 상부와 하부에 모두 위치하는 더블 게이트(double gate) 방식으로 형성될 수 있다.
버퍼막 상에는 액티브층(331)이 형성된다. 액티브층(331)은 실리콘계 반도체 물질 또는 산화물계 반도체 물질로 형성될 수 있다. 버퍼막과 액티브층(331) 사이에는 액티브층(331)으로 입사되는 외부광을 차단하기 위한 차광층이 형성될 수 있다.
액티브층(331) 상에는 게이트 절연막(336)이 형성될 수 있다. 게이트 절연막(316)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(316) 상에는 게이트전극(332)과 게이트 라인이 형성될 수 있다. 게이트전극(332)과 게이트 라인은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
게이트전극(332)과 게이트 라인 상에는 층간 절연막(337)이 형성될 수 있다. 층간 절연막(337)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.
층간 절연막(337) 상에는 소스전극(333), 드레인전극(334), 및 데이터 라인이 형성될 수 있다. 소스전극(333)과 드레인전극(334) 각각은 게이트 절연막(336)과 층간 절연막(337)을 관통하는 콘택홀을 통해 액티브층(331)에 접속될 수 있다. 소스전극(333), 드레인전극(334), 및 데이터 라인은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
소스전극(333), 드레인전극(334), 및 데이터 라인 상에는 박막 트랜지스터(335)를 절연하기 위한 보호막(338)이 형성될 수 있다. 보호막(338)은 무기막, 예를 들어 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), 또는 이들의 다중막으로 형성될 수 있다.
보호막(338) 상에는 박막 트랜지스터(335)로 인한 단차를 평탄하게 하기 위한 평탄화막(339)이 형성될 수 있다. 평탄화막(339)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
박막 트랜지스터층(303) 상에는 발광 소자층(304)이 형성된다. 발광 소자층(304)은 발광 소자들과 화소 정의막(344)을 포함한다.
발광 소자들과 화소 정의막(344)은 평탄화막(339) 상에 형성된다. 발광 소자는 유기 발광 소자(organic light emitting device)일 수 있다. 이 경우, 발광 소자는 애노드 전극(341), 발광층(342)들, 및 캐소드 전극(343)을 포함할 수 있다.
애노드 전극(341)은 평탄화막(339) 상에 형성될 수 있다. 애노드 전극(341)은 보호막(338)과 평탄화막(339)을 관통하는 콘택홀을 통해 박막 트랜지스터(335)의 소스전극(333)에 접속될 수 있다.
화소 정의막(344)은 화소들을 구획하기 위해 평탄화막(339) 상에서 애노드 전극(341)의 가장자리를 덮도록 형성될 수 있다. 즉, 화소 정의막(344)은 화소들을 정의하는 화소 정의막으로서 역할을 한다. 화소들 각각은 애노드 전극(341), 발광층(342), 및 캐소드 전극(343)이 순차적으로 적층되어 애노드 전극(341)으로부터의 정공과 캐소드 전극(343)으로부터의 전자가 발광층(342)에서 서로 결합되어 발광하는 영역을 나타낸다.
애노드 전극(341)과 화소 정의막(344) 상에는 발광층(342)들이 형성된다. 발광층(342)은 유기 발광층일 수 있다. 발광층(342)은 적색(red) 광, 녹색(green) 광 및 청색(blue) 광 중 하나를 발광할 수 있다. 적색 광의 피크 파장 범위는 약 620㎚ 내지 750㎚일 수 있으며, 녹색 광의 피크 파장 범위는 약 495㎚ 내지 570㎚일 수 있다. 또한, 청색 광의 피크 파장 범위는 약 450㎚ 내지 495㎚일 수 있다. 또는, 발광층(342)은 백색 광을 발광하는 백색 발광층일 수 있으며, 이 경우 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층이 적층된 형태를 가질 수 있으며, 화소들에 공통적으로 형성되는 공통층일 수 있다. 이 경우, 표시 패널(300)은 적색, 녹색 및 청색을 표시하기 위한 별도의 컬러 필터(Color Filter)를 더 포함할 수도 있다.
발광층(342)은 정공 수송층(hole transporting layer), 발광층(light emitting layer), 및 전자 수송층(electron transporting layer)을 포함할 수 있다. 또한, 발광층(342)은 2 스택(stack) 이상의 탠덤 구조로 형성될 수 있으며, 이 경우, 스택들 사이에는 전하 생성층이 형성될 수 있다.
캐소드 전극(343)은 발광층(342) 상에 형성된다. 제2 전극(343)은 발광층(342)을 덮도록 형성될 수 있다. 제2 전극(343)은 화소들에 공통적으로 형성되는 공통층일 수 있다.
발광 소자층(304)이 상부 방향으로 발광하는 상부 발광(top emission) 방식으로 형성되는 경우, 애노드 전극(341)은 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC 합금, 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)와 같은 반사율이 높은 금속물질로 형성될 수 있다. APC 합금은 은(Ag), 팔라듐(Pd), 및 구리(Cu)의 합금이다. 또한, 캐소드 전극(263)은 광을 투과시킬 수 있는 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질(TCO, Transparent Conductive Material), 또는 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금과 같은 반투과 금속물질(Semi-transmissive Conductive Material)로 형성될 수 있다. 캐소드 전극(343)이 반투과 금속물질로 형성되는 경우, 미세 공진(micro cavity)에 의해 출광 효율이 높아질 수 있다.
발광 소자층(304)이 하부 방향으로 발광하는 하부 발광(bottom emission) 방식으로 형성되는 경우, 애노드 전극(341)은 ITO, IZO와 같은 투명한 금속물질(TCO, Transparent Conductive Material) 또는 마그네슘(Mg), 은(Ag), 또는 마그네슘(Mg)과 은(Ag)의 합금과 같은 반투과 금속물질(Semi-transmissive Conductive Material)로 형성될 수 있다. 제2 전극(343)은 알루미늄과 티타늄의 적층 구조(Ti/Al/Ti), 알루미늄과 ITO의 적층 구조(ITO/Al/ITO), APC 합금, 및 APC 합금과 ITO의 적층 구조(ITO/APC/ITO)와 같은 반사율이 높은 금속물질로 형성될 수 있다. 애노드 전극(341)이 반투과 금속물질로 형성되는 경우, 미세 공진(micro cavity)에 의해 출광 효율이 높아질 수 있다.
발광 소자층(304) 상에는 봉지층(305)이 형성된다. 봉지층(305)은 발광층(342)과 캐소드 전극(343)에 산소 또는 수분이 침투되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이를 위해, 봉지층(305)은 적어도 하나의 무기막을 포함할 수 있다. 무기막은 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 또는 티타늄 산화물로 형성될 수 있다. 또한, 봉지층(305)은 적어도 하나의 유기막을 더 포함할 수 있다. 유기막은 이물들(particles)이 봉지층(305)을 뚫고 발광층(342)과 캐소드 전극(343)에 투입되는 것을 방지하기 위해 충분한 두께로 형성될 수 있다. 유기막은 에폭시, 아크릴레이트 또는 우레탄아크릴레이트 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
봉지층(305) 상에는 배리어 필름(306)이 배치된다. 배리어 필름(306)은 발광 소자층(304)을 산소나 수분으로부터 보호하기 위해 봉지층(305)을 덮도록 배치된다. 배리어 필름(306)은 터치 감지 장치(200)와 일체로 형성될 수 있다.
표시 패널(300)의 상면에는 외부광 반사로 인한 시인성 저하를 방지하기 위해 편광 필름이 추가로 부착될 수 있다.
표시 패널(300)의 일 측에는 표시 회로 보드(310)가 부착될 수 있다. 구체적으로, 표시 회로 보드(310)는 이방성 도전 필름을 이용하여 표시 패널(300)의 일 측에 마련된 패드들 상에 부착될 수 있다.
터치 회로 보드(210)와 표시 회로 보드(310)는 도 4와 같이 표시 패널(300)의 상부로부터 하부로 구부러질 수 있다. 이에 비해, 음향 회로 보드(600)는 패널 하부 부재(400)의 하부에 배치되므로, 구부러지지 않는다. 표시 회로 보드(310)는 제1 커넥터(330)를 통해 터치 회로 보드(210)의 터치 접속부(230)와 연결될 수 있다. 표시 회로 보드(310)는 제2 커넥터(340)를 통해 음향 회로 보드(600)의 음향 접속부(620)와 연결될 수 있다. 표시 회로 보드(310)는 제3 커넥터(350)를 통해 메인 회로 보드(910)와 연결될 수 있다. 도 2에서는 표시 회로 보드(310)가 제1 내지 제3 커넥터들(330, 340, 350)을 포함하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 회로 보드(310)는 제1 및 제2 커넥터들(330, 340) 대신에, 그에 대응되는 패드들을 포함할 수 있다. 이 경우, 표시 회로 보드(310)는 이방성 도전 필름들을 이용하여 터치 회로 보드(210) 및 음향 회로 보드(600)와 연결될 수 있다.
표시 구동부(320)는 표시 회로 보드(310)를 통해 표시 패널(300)을 구동하기 위한 신호들과 전압들을 출력한다. 표시 구동부(320)는 집적회로로 형성되어 표시 회로 보드(310) 상에 장착될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 구동부(320)는 표시 패널(300)의 일 측에 부착될 수 있다.
패널 하부 부재(400)는 표시 패널(300)의 하면에 배치될 수 있다. 패널 하부 부재(400)는 표시 패널(300)의 열을 효율적으로 방출하기 위한 방열층, 전자파를 차폐하기 위한 전자파 차폐층, 외부로부터 입사되는 광을 차단하기 위한 차광층, 외부로부터 입사되는 광을 흡수하기 위한 광 흡수층, 및 외부로부터의 충격을 흡수하기 위한 완충층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 6과 같이, 패널 하부 부재(400)는 광 흡수 부재(410), 완충 부재(420), 방열 부재(430), 제1 내지 제3 접착층들(441, 442, 443)을 포함할 수 있다.
광 흡수 부재(410)는 표시 패널(300)의 하부에 배치될 수 있다. 광 흡수 부재(410)는 광의 투과를 저지하여 광 흡수 부재(410)의 하부에 배치된 구성들, 즉 제1 음향 발생 장치(500)가 표시 패널(300)의 상부에서 시인되는 것을 방지한다. 광 흡수 부재(410)는 블랙 안료나 염료 등과 같은 광 흡수 물질을 포함할 수 있다.
완충 부재(420)는 광 흡수 부재(420)의 하부에 배치될 수 있다. 완충 부재(420)는 외부 충격을 흡수하여 표시 패널(300)이 파손되는 것을 방지한다. 완충 부재(420)는 단일층 또는 복수층으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 완충 부재(420)는 폴리우레탄(polyurethane), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리에틸렌(polyethylene)등과 같은 고분자 수지로 형성되거나, 고무, 우레탄 계열 물질, 또는 아크릴 계열 물질을 발포 성형한 스폰지 등 탄성을 갖는 물질을 포함하여 이루어질 수 있다. 완충 부재(420)는 쿠션층일 수 있다.
방열 부재(430)는 완충 부재(420)의 하부에 배치될 수 있다. 방열 부재(430)는 적어도 하나의 방열층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 7과 같이 방열 부재(430)는 그라파이트나 탄소 나노 튜브 등을 포함하는 제1 방열층(431), 전자기파를 차폐할 수 있고 열전도성이 우수한 구리, 니켈, 페라이트, 은과 같은 금속 박막으로 형성된 제2 방열층(432), 및 제1 방열층(431)과 제2 방열층(432)을 접착하기 위한 제4 접착층(433)을 포함할 수 있다.
제1 접착층(441)은 광 흡수 부재(410)를 표시 패널(300)의 하면에 부착한다. 제2 접착층(442)은 완충 부재(420)를 광 흡수 부재(410)의 하면에 부착한다. 제3 접착층(443)은 방열 부재(430)를 완충 부재(420)의 하면에 부착한다. 제1 내지 제3 접착층들(441, 442, 443) 각각은 실리콘계, 우레탄계, 실리콘-우레탄 하이브리드 구조의 SU폴리머, 아크릴계, 이소시아네이트계, 폴리비닐알코올계, 젤라틴계, 비닐계, 라텍스계, 폴리에스테르계, 수계 폴리에스테르계 등으로 분류되는 고분자 물질을 함유할 수 있다.
제1 음향 발생 장치(500)는 패널 하부 부재(400)의 하면에 배치될 수 있다. 제1 음향 발생 장치(500)가 패널 하부 부재(400)의 방열 부재(430) 상에 배치되는 경우, 제1 음향 발생 장치(500)의 진동에 의해 방열 부재(430)의 제1 방열층(431) 또는 제2 방열층(432)이 깨질 수 있다. 그러므로, 제2 음향 발생 장치(500)가 배치되는 영역에서는 방열 부재(430)가 제거될 수 있으며, 제1 음향 발생 장치(500)는 완충 부재(420) 상에 배치될 수 있다.
제1 음향 발생 장치(500)는 제1 음향 신호에 응답하여 진동을 발생함으로써 제1 음향을 출력할 수 있다. 이를 위해, 제1 음향 발생 장치(500)는 제1 음향 신호에 응답하여 변형되는 진동층(530)에 의해 진동할 수 있다. 또는, 제1 음향 발생 장치(500)는 자석을 감싸는 코일에 제1 음향 신호에 따른 전류를 흘림으로써 발생하는 전자기력에 의해 진동할 수 있다. 이하에서는, 제1 음향 발생 장치(500)가 진동층(530)에 의해 진동함으로써 음향을 발생하는 것을 중심으로 설명하였다.
제1 음향 발생 장치(500)는 도 7 및 도 8과 같이 제1 전극(510), 제2 전극(520), 진동층(530), 기판(540), 제1 패드(550), 및 제2 패드(560)를 포함할 수 있다.
제1 전극(510)은 기판(540)의 제1 면 상에 배치되고, 제1 전극(510) 상에는 진동층(530)이 배치되며, 진동층(530) 상에는 제2 전극(520)이 배치될 수 있다. 제1 패드(550)와 제2 패드(560)는 기판(540)의 제2 면 상에 배치될 수 있다.
제1 전극(510)과 제2 전극(520)은 도전성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도전성 물질은 ITO(indium Tin Oxide) 및 IZO(indium Zinc Oxide)와 같은 투명 도전성 물질(transparent conductive material), 불투명한 금속 물질, 도전성 폴리머, 탄소 나노 튜브(CNT) 등일 수 있다.
제1 전극(510)은 기판(540)을 관통하는 제1 콘택홀(CH1)을 통해 제1 패드(550)와 접속될 수 있다. 이로 인해, 제1 전극(510)은 제1 패드(550)를 통해 음향 회로 보드(600)의 음향 구동부(610)의 제1 구동 전압을 인가 받을 수 있다.
제2 전극(520)은 진동층(530)과 기판(540)을 관통하는 제2 콘택홀(CH2)을 통해 제2 패드(560)와 접속될 수 있다. 이로 인해, 제2 전극(520)은 제2 패드(560)를 통해 음향 회로 보드(600)의 음향 구동부(610)의 제2 구동 전압을 인가 받을 수 있다.
진동층(530)은 제1 전극(510)에 인가된 전압과 제2 전극(520)에 인가된 전압 차에 따라 도 9와 같이 변형되는 피에조 액츄에이터(piezo actuator)일 수 있다. 이 경우, 진동층(530)은 PVDF(Poly Vinylidene Fluoride) 필름이나 PZT(지르콘 티탄삽 납 세라믹) 등의 압전체, 전기 활성 고분자(Electro Active Polymer) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
이 경우, 진동층(530)은 제1 전극(510)에 인가되는 제1 구동 전압과 제2 전극(520)에 인가되는 제2 구동 전압 간의 차이에 따라 제1 힘(F1)에 따라 수축하거나 제2 힘(F2)에 따라 이완 또는 팽창하게 된다. 구체적으로, 도 9와 같이, 제1 전극(510)에 인접한 진동층(530)이 정극성의 특성을 가지며, 제2 전극(520)에 인접한 진동층(530)이 부극성의 특성을 갖는 경우, 제1 전극(510)에 정극성의 제1 구동 전압이 인가되며, 제2 전극(520)에 부극성의 제2 구동 전압이 인가되면, 진동층(530)은 제1 힘(F1)에 따라 수축할 수 있다. 또한, 제1 전극(510)에 인접한 진동층(530)이 정극성의 특성을 가지며, 제2 전극(520)에 인접한 진동층(530)이 부극성의 특성을 갖는 경우, 제1 전극(510)에 부극성의 제1 구동 전압이 인가되며, 제2 전극(520)에 정극성의 제2 구동 전압이 인가되면, 진동층(530)은 제2 힘(F2)에 따라 수축할 수 있다. 제1 전극(510)에 인가되는 제1 구동 전압과 제2 전극(520)에 인가되는 제2 구동 전압이 정극성과 부극성으로 교대로 반복되는 경우, 진동층(530)은 수축과 이완을 반복하게 된다. 이로 인해, 제1 음향 발생 장치(500)는 진동하게 되며, 이로 인해 표시 패널(300)은 상하로 진동하므로 제1 음향을 출력할 수 있다.
또한, 제1 음향 발생 장치(500)에 의해 표시 패널(300)을 진동하여 제1 음향을 출력하므로, 표시 패널(300)은 진동판으로 역할을 하게 된다. 진동판의 크기가 클수록 진동판으로부터 출력되는 음향의 음압의 세기가 크다. 표시장치에 적용되는 스피커의 진동판의 크기는 표시 패널(300)의 면적에 비해 작기 때문에, 표시 패널(300)을 진동판으로 사용하는 경우, 스피커를 사용하는 경우보다 음향의 음압의 세기를 크게 할 수 있다.
또한, 제1 음향 발생 장치(500)에 의해 표시 패널(300)을 진동하여 제1 음향을 출력할 수 있으므로, 표시 장치(10)는 외부로 드러나지 않은 음향 발생 장치에 의해 음향을 출력할 수 있다. 이로 인해, 표시 장치(10)의 전면에 배치되는 음향 발생 장치가 삭제될 수 있으므로, 윈도우(100)의 투과부(DA100)가 넓어질 수 있다. 즉, 표시 장치(10)의 표시 영역이 넓어질 수 있다.
기판(540)은 절연성 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 플라스틱으로 형성될 수 있다.
제1 패드(550)와 제2 패드(560)는 음향 회로 보드(600)와 연결될 수 있다. 제1 패드(550)와 제2 패드(560)는 도전성 물질로 형성될 수 있다.
제1 음향 발생 장치(500)는 음향 회로 보드(600)에 연결될 수 있다. 구체적으로, 음향 회로 보드(600)는 이방성 도전 필름을 이용하여 제1 음향 발생 장치(500)의 제1 및 제2 패드들(550, 560) 상에 부착될 수 있다. 또한, 음향 회로 보드(600)에는 도 2와 같이 음향 접속부(620)가 마련될 수 있으며, 음향 접속부(620)는 표시 회로 보드(310)의 제2 커넥터(340)에 연결될 수 있다. 음향 회로 보드(600)는 연성 인쇄 회로 기판 또는 칩온 필름일 수 있다.
음향 구동부(610)는 집적회로로 형성되어 음향 회로 보드(600) 상에 장착될 수 있다. 음향 구동부(610)는 메인 회로 보드(910)의 메인 프로세서(920)로부터 제공되는 제1 음향 데이터에 응답하여 제1 음향 신호를 생성할 수 있다. 이 경우, 메인 프로세서(920)의 제1 음향 데이터는 메인 회로 보드(910), 표시 회로 보드(310), 및 음향 회로 보드(600)를 경유하여 음향 구동부(610)에 제공될 수 있으며, 음향 구동부(610)의 제1 음향 신호는 음향 회로 보드(600)를 통해 제1 음향 발생 장치(500)로 전송될 수 있다.
음향 구동부(610)는 디지털 신호인 제1 음향 데이터를 처리하는 디지털 신호 처리부(digital signal processer, DSP), 디지털 신호 처리부에서 처리된 디지털 신호인 제1 음향 데이터를 아날로그 신호인 제1 음향 신호로 변환하는 디지털 아날로그 변환부(digital analog converter, DAC), 디지털 아날로그 변환부에서 변환된 아날로그 신호인 제1 음향 신호를 증폭하여 출력하는 증폭기(amplifier, AMP) 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치는 제1 음향 발생 장치(500)를 표시 패널(300)의 하부에 배치된 패널 하부 부재(400)에 부착하고 음향 구동부(610)가 탑재된 음향 회로 보드(600)에 연결하며, 음향 구동부(610)를 표시 회로 보드(310)에 연결함으로써, 제1 음향 발생 장치(500)와 음향 회로 보드(600)를 표시 패널(300)과 하나로 모듈화할 수 있다.
압력 감지 장치(250)는 패널 하부 부재(400)의 하부에 부착될 수 있다. 압력 감지 장치(250)는 사용자가 누르는 압력을 감지할 수 있는 압력 센서를 포함할 수 있다. 압력 감지 장치는 정전 용량 방식 또는 저항막 방식 등으로 구현될 수 있다.
압력 감지 장치(250)는 패널 형태 또는 필름 형태로 형성될 수 있다. 또는, 압력 감지 장치(250)는 터치 감지 장치(200)와 일체로 형성될 수 있다. 압력 감지 장치(250)는 제1 음향 발생 장치(500)와 간섭되는 것을 방지하기 위해, 도 4 및 도 6과 같이 제1 음향 발생 장치(500)가 배치되는 영역에서 제거될 수 있다.
터치 감지 장치(250)의 일 측에는 압력 감지 회로 보드(260)가 부착될 수 있다. 압력 감지 회로 보드(260)는 이방성 도전 필름을 이용하여 압력 감지 장치(250)의 일 측에 마련된 패드들 상에 부착될 수 있다. 또한, 압력 감지 회로 보드(260)에는 도 2와 같이 압력 감지 접속부(280)가 마련될 수 있으며, 압력 감지 접속부(280)는 터치 회로 보드(210)의 커넥터(240)에 연결될 수 있다. 또는, 압력 감지 접속부(280)는 커넥터(240) 대신에 이방성 도전 필름을 이용하여 터치 회로 보드(210)의 패드들 상에 부착될 수 있다. 또는, 압력 감지 접속부(280)는 터치 회로 보드(210)가 아닌 표시 회로 보드(210)에 접속될 수 있다. 압력 감지 회로 보드(260)는 연성 인쇄 회로 기판 또는 칩온 필름일 수 있다.
압력 감지부(270)는 압력 감지 장치(250)에 압력 구동 신호(PS)들을 인가하고, 압력 감지 장치(250)로부터 압력 감지 신호(PDS)들을 입력 받는다. 압력 감지부(270)는 압력 감지 신호(PDS)들을 분석하여 사용자가 표시 장치(10)의 전면을 가압하는 정도, 즉 압력 정보를 산출할 수 있다. 압력 감지부(270)는 집적회로로 형성되어 압력 감지 회로 보드(260) 상에 장착될 수 있다. 또는, 압력 감지부(270)는 터치 구동부(220)에 통합 형성될 수 있으며, 이 경우 압력 감지 회로 보드(260) 상에 장착되는 압력 감지부(270)는 생략될 수 있다.
패널 하부 부재(400)와 음향 회로 보드(600)의 하부에는 하부 브라켓(800)이 배치될 수 있다. 하부 브라켓(800)은 커버 윈도우(100), 터치 감지 장치(200), 표시 패널(300), 패널 하부 부재(400), 제1 음향 발생 장치(500), 터치 회로 보드(210), 표시 회로 보드(310), 및 음향 회로 보드(600)를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 하부 브라켓(800)은 합성 수지, 금속, 또는 합성 수지와 금속을 모두 포함할 수 있다.
표시 장치(10)의 실시예에 따라, 하부 브라켓(800)의 측면은 표시 장치(10)의 측면에 노출될 수 있으며, 또는 하부 브라켓(800)은 생략되고 하부 커버(900)만이 존재할 수도 있다.
하부 브라켓(800)의 하부에는 메인 회로 보드(910)가 배치될 수 있다. 메인 회로 보드(910)는 메인 커넥터(990)에 접속된 케이블을 통해 표시 회로 보드(310)의 제3 커넥터(360)에 접속될 수 있다. 이로 인해, 메인 회로 보드(910)는 표시 회로 보드(310), 터치 회로 보드(210), 및 음향 회로 보드(600)에 연결될 수 있다. 메인 회로 보드(910)는 인쇄 회로 기판(printed circuit board) 또는 연성 인쇄 회로 기판일 수 있다.
메인 회로 보드(910)는 도 2와 같이 메인 프로세서(920), 제2 음향 발생 장치(930), 충전 단자(950), 및 카메라 장치(960)를 포함할 수 있다. 도 2에서는 메인 프로세서(920), 제2 음향 발생 장치(930), 충전 단자(950), 및 카메라 장치(960)가 하부 브라켓(800)과 마주보는 메인 회로 보드(910)의 일 면 상에 장착되는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 메인 프로세서(920), 제2 음향 발생 장치(930), 충전 단자(950), 및 카메라 장치(960)는 하부 커버 (900)와 마주보는 메인 회로 보드(910)의 타 면 상에 장착될 수 있다.
메인 프로세서(920)는 표시 장치(10)의 모든 기능을 제어할 수 있다. 예를 들어, 메인 프로세서(920)는 표시 패널(300)이 영상을 표시하도록 영상 데이터를 표시 회로 보드(310)의 표시 구동부(320)로 출력할 수 있다. 또한, 메인 프로세서(920)는 제1 음향 발생 장치(500)가 음향을 출력하도록 제1 음향 데이터를 표시 회로 보드(310)를 경유하여 음향 회로 보드(600)의 음향 구동부(610)로 출력할 수 있다. 또한, 메인 프로세서(920)는 제2 음향 발생 장치(930)가 음향을 출력하도록 제2 음향 신호를 제2 음향 발생 장치(930)로 출력할 수 있다. 제1 음향 데이터는 디지털 데이터이고, 제2 음향 신호는 아날로그 신호일 수 있다. 나아가, 메인 프로세서(920)는 카메라 장치(960)의 구동을 제어할 수 있다. 메인 프로세서(920)는 집적회로로 이루어진 어플리케이션 프로세서(application processor), 중앙 처리 장치(central processing unit), 또는 시스템 칩(system chip)일 수 있다.
제2 음향 발생 장치(930)는 스피커(speaker)일 수 있다. 구체적으로, 제2 음향 발생 장치(930)는 메인 프로세서(920)로부터 제2 음향 신호를 직접 입력 받거나 제2 음향 발생 장치용 증폭기로부터 증폭된 제2 음향 신호를 입력 받을 수 있다. 제2 음향 발생 장치(930)는 제2 음향 신호에 따라 제2 음향을 출력할 수 있다.
제2 음향 발생 장치(930)는 메인 회로 보드(910)의 일 측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 2와 같이 제2 음향 발생 장치(930)는 메인 회로 보드(910)의 하 측에 배치되어 하부 커버(900)의 하 측에 배치된 스피커 홀들(SH1, SH2)을 통해 표시 장치(10)의 하 측으로 제2 음향을 제공할 수 있다. 도 1 및 도 2에서는 제2 음향 발생 장치(930)가 충전 단자(950)를 사이에 두고, 충전 단자(950)의 일 측에 배치된 제2-1 음향 발생 장치(931)와 충전 단자(950)의 타 측에 배치된 제2-2 음향 발생 장치(932)를 포함하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제2 음향 발생 장치(930)는 충전 단자(950)의 일 측 및 타 측 중 어느 한 측에만 배치될 수 있다. 또는, 충전 단자(950)가 제2-1 음향 발생 장치(931)가 배치된 위치 및 제2-2 음향 발생 장치(932)가 배치된 위치 중 어느 한 위치에 배치될 수 있으며, 제2 음향 발생 장치(930)는 충전 단자(950)가 배치되지 않은 나머지 위치에 배치될 수 있다.
충전 단자(950)는 외부로부터 전원을 공급받는 단자이며, 메인 회로 보드(910)의 전원 공급부에 접속될 수 있다.
카메라 장치(960)는 카메라 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지 영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리하여 메인 프로세서(920)로 출력한다.
이외, 메인 회로 보드(910)에는 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신할 수 있는 이동 통신 모듈이 더 장착될 수 있다. 무선 신호는 음성 신호, 화상 통화 신호, 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.
하부 커버(900)는 하부 브라켓(800)과 메인 회로 보드(910)의 하부에 배치될 수 있다. 하부 커버(900)는 표시 장치(10)의 하면 외관을 형성할 수 있다. 하부 커버(900)의 일 측면에는 충전 단자(950)를 노출하기 위한 충전 단자홀(CT)과 제2 음향 발생 장치(930)의 음향 출력을 위한 스피커 홀들(SH1, SH2)이 형성될 수 있다. 하부 커버(900)는 플라스틱, 및/또는 금속을 포함할 수 있다.
도 10은 사용자의 귀와 표시 장치가 비접촉되는 경우, 압력 없이 접촉되는 경우, 제1 압력으로 접촉되는 경우, 및 제2 압력으로 접촉되는 경우, 사용자의 귀에 제공된 음향의 주파수에 따른 음압 레벨을 보여주는 그래프이다.
도 10에는 사용자가 표시 장치(10)를 이용하여 통화할 때, 귀를 표시 장치(10)의 전면(前面)에 접촉하지 않은 경우 음압 레벨(sound pressure level, SPL)(FB1), 압력 없이 접촉한 경우 음압 레벨(FB2), 제1 압력으로 접촉한 경우 음압 레벨(FB3), 제2 압력으로 접촉한 경우 음압 레벨(FB4)이 나타나 있다. 상기 4 가지 경우에서 표시 장치(10)의 제1 음향 발생 장치(500)에 의해 발생된 음향의 주파수에 따른 음압 레벨은 도 10과 같이 차이가 있다.
사용자가 귀(EAR)를 도 11a와 같이 표시 장치(10)의 전면(前面)에 접촉하는 경우의 음압 레벨들(FB2, FB3, FB4)은 도 11b와 같이 접촉하지 않는 경우의 음압 레벨(FB1)에 비해 1.5kHz 이하의 주파수 영역에서 음압 레벨이 대략 20dB 이상 높다. 또한, 사용자가 귀(EAR)를 표시 장치(10)의 전면(前面)에 접촉하는 압력이 증가할수록 1.5kHz 이하의 주파수 영역에서 음압 레벨이 7~14dB 높아지며, 1.5kHz 이상의 주파수 영역에서 음압 레벨이 유사하다.
따라서, 사용자가 표시 장치(10)를 이용하여 통화할 때, 귀(EAR)를 표시 장치(10)의 전면(前面)에 접촉하는지 여부와 어느 정도의 압력으로 접촉하는지 여부에 따라, 주파수 영역별로 음압 레벨을 조정함으로써, 사용자에게 최적의 통화 음향 품질을 제공할 필요가 있다. 이하 도면들을 참조하여 이에 대하여 상세히 설명한다.
도 12는 일 실시예에 따른 표시 장치의 메인 프로세서, 음향 구동부, 제1 음향 발생 장치, 터치 구동부, 터치 감지 장치, 압력 구동부, 및 압력 감지 장치를 보여주는 블록도이다. 도 13은 도 12의 메인 프로세서와 음향 구동부의 일 예를 보여주는 블록도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 터치 구동부(220)는 터치 감지 장치(200)에 터치 구동 신호(TS)들을 인가하고, 터치 감지 장치(200)로부터 감지 신호(DS)들을 입력 받는다. 터치 구동부(220)는 감지 신호(DS)들을 분석하여 사용자의 터치 위치를 산출할 수 있다. 터치 구동부(220)는 사용자의 터치 위치에 관한 정보를 포함하는 터치 데이터(TD)를 메인 프로세서(920)로 출력한다.
압력 감지부(270)는 압력 감지 장치(250)에 압력 구동 신호(PS)들을 인가하고, 압력 감지 장치(250)로부터 압력 감지 신호(PDS)들을 입력 받는다. 압력 감지부(270)는 압력 감지 신호(PDS)들을 분석하여 사용자가 표시 장치(10)의 전면을 가압하는 정도를 산출할 수 있다. 압력 감지부(270)는 사용자가 표시 장치(10)를 누르는 압력에 관한 정보를 포함하는 압력 데이터(PD)를 메인 프로세서(920)로 출력한다.
메인 프로세서(920)는 도 13과 같이 디지털 신호 처리부(digital signal processor)(921)를 포함할 수 있다. 디지털 신호 처리부(921)는 터치 데이터(TD)와 압력 데이터(PD)에 기초하여 음향 구동부(610)로 출력할 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)를 주파수 영역 별로 변조한다. 디지털 신호 처리부(921)는 변조된 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)를 음향 구동부(610)로 출력한다. 디지털 신호 처리부(921)의 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)의 변조 방법에 대한 자세한 설명은 도 14를 결부하여 상세히 설명한다.
음향 구동부(610)는 도 13과 같이 디지털 아날로그 변환부(digital analog converter, 611)와 증폭부(amplifier, 612)를 포함한다. 디지털 아날로그 변환부(611)는 제1 변조 음향 데이터(SD1’)와 제2 변조 음향 데이터(SD2’)를 제1 구동 전압(DV1)과 제2 구동 전압(DV2)으로 변환한다. 증폭부(612)는 제1 구동 전압(DV1)과 제2 구동 전압(DV2)을 증폭하여 제1 음향 발생 장치(500)로 출력한다.
도 14는 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 14를 참조하면, 첫 번째로, 메인 프로세서(920)는 표시 장치(10)가 통화 모드로 구동 중인지를 판단한다. 통화 모드는 메인 회로 보드(910)의 이동통신 모듈을 통해 사용자가 음성 통화 또는 화상 통화를 수행하는 모드를 가리킨다. (도 14의 S101)
두 번째로, 메인 프로세서(920)는 표시 장치(10)가 통화 모드로 구동 중인 경우, 터치 감지 장치(200)에 의해 사용자의 귀가 표시 장치(10)의 전면(前面)에 접촉되었는지를 판단한다. 메인 프로세서(920)는 터치 감지 장치(200)에 의해 사용자의 귀가 표시 장치(10)의 전면(前面)에 접촉되지 않은 경우, 제1 음향 발생 장치(500)의 음향 출력을 제1 모드로 제어한다. (도 14의 S102)
세 번째로, 메인 프로세서(920)는 제1 모드에서 제1 음향 발생 장치(500)에 의해 발생되는 음향의 음압 레벨이 제1 주파수 영역(FR1)에서 제1 음압 레벨(SPL1)과 제2 음압 레벨(SPL2) 사이에 있고, 제2 주파수 영역(FR2)에서 제3 음압 레벨(SPL3)과 제2 음압 레벨(SPL2) 사이에 있으며, 제3 주파수 영역(FR3)에서 제1 음압 레벨(SPL1)과 제2 음압 레벨(SPL2) 사이에 있도록 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)를 변조한다. 제1 주파수 영역(FR1)은 주파수가 0Hz보다 크고 1.5kHz 이하인 영역, 제2 주파수 영역(FR2)은 주파수가 1.5kHz보다 크고 3kHz 이하인 영역, 제3 주파수 영역(FR3)은 주파수가 3kHz보다 크고 8kHz 이하인 영역을 가리킨다. (도 14의 S103)
구체적으로, 도 15a의 제1 곡선(C1)은 사용자의 귀가 표시 장치(10)의 전면(前面)에 접촉되지 않은 경우, 일 실시예에 의해 변조되지 않은 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)에 따라 제1 음향 발생 장치(500)에 의해 발생된 음향의 음압 레벨을 나타낸다. 도 15a의 제1’ 곡선(C1’)은 사용자의 귀가 표시 장치(10)의 전면(前面)에 접촉되지 않은 경우, 일 실시예에 의해 변조된 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)에 따라 제1 음향 발생 장치(500)에 의해 발생된 음향의 음압 레벨을 나타낸다.
음압 레벨이 도 15a와 같이 주파수가 200Hz 내지 5kHz에서 제3 음압 레벨(SPL3)과 제2 음압 레벨(SPL2) 사이에 있는 경우, 주파수에 상관없이 음압 레벨을 고르게 유지할 수 있으므로, 사용자에게 최적의 음질을 제공할 수 있다. 하지만, 도 15a의 제1 곡선(C1)과 같이 사용자의 귀가 표시 장치(10)의 전면(前面)에 접촉되지 않은 경우, 제1 음향 발생 장치(500)에 의해 발생된 음향의 음압 레벨은 제1 주파수 영역(FR1) 내지 제3 주파수 영역(FR3)에서 균일하지 않다. 즉, 도 15a의 제1 곡선(C1)과 같이 음압 레벨은 제1 주파수 영역(FR1)과 제2 주파수 영역(FR2) 중에 주파수가 2kHz보다 낮은 영역에서 제3 음압 레벨(SPL3)보다 작다. 또한, 도 15a의 제1 곡선(C1)과 같이 제2 주파수 영역(FR2) 중에 주파수가 2kHz 이상인 영역과 제3 주파수 영역(FR3)에서 제3 음압 레벨(SPL3)보다 높다.
따라서, 주파수에 상관없이 음압 레벨을 유지함으로써 사용자에게 최적의 음질을 제공하기 위해서는, 도 15a의 제1’ 곡선(C1’)과 같이 제1 주파수 영역(FR1)에서 음압 레벨을 제3 음압 레벨(SPL3)보다 높여야 하고, 제2 주파수 영역(FR2) 및 제3 주파수 영역(FR3)에서 음압 레벨을 낮춰야 한다. 각 주파수 영역에서 음압 레벨을 높여야 하는지 낮춰야 하는지는 각 주파수 영역의 음압 레벨의 최대값을 기준으로 판단한다. 따라서, 제2 주파수 영역(FR2)의 음압 레벨보다 제3 주파수 영역(FR3)에서 음압 레벨을 더욱 낮춰야 한다.
이를 위해, 메인 프로세서(920)의 디지털 신호 처리부(921)는 주파수 영역 별로 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)를 변조한다. 구체적으로, 제1 음향 발생 장치(500)의 제1 전극(510)에 인가되는 제1 구동 전압(DV1)과 제2 전극(520)에 인가되는 제2 구동 전압(DV2) 간의 전압 차가 커질수록 제1 음향 발생 장치(500)의 진동층(530)의 진동 세기가 높아진다. 따라서, 디지털 신호 처리부(921)는 제1 주파수 영역(FR1)에서 음압 레벨을 제3 음압 레벨(SPL3)보다 높이기 위해, 도 15b와 같이 제1 음향 발생 장치(500)에 인가되는 제1 구동 전압(DV1)과 제2 구동 전압(DV2) 간의 전압 차가 커지도록 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)를 변조한다. 또한, 디지털 신호 처리부(921)는 제2 주파수 영역(FR2)에서 음압 레벨을 낮추기 위해, 도 15b와 같이 제1 음향 발생 장치(500)에 인가되는 제1 구동 전압(DV1)과 제2 구동 전압(DV2) 간의 전압 차가 작아지도록 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)를 변조한다. 또한, 디지털 신호 처리부(921)는 제3 주파수 영역(FR3)에서 음압 레벨을 낮추기 위해, 도 15b와 같이 제1 음향 발생 장치(500)에 인가되는 제1 구동 전압(DV1)과 제2 구동 전압(DV2) 간의 전압 차가 작아지도록 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)를 변조한다. 이때, 도 15b와 같이 제3 주파수 영역(FR3)에서 제1 구동 전압(DV1)과 제2 구동 전압(DV2) 간의 전압 차의 감소 값은 제2 주파수 영역(FR2)에서 제1 구동 전압(DV1)과 제2 구동 전압(DV2) 간의 전압 차의 감소 값보다 클 수 있다. 결론적으로, 디지털 신호 처리부(921)는 제1 내지 제3 주파수 영역들(FR1, FR2, FR3)에서의 제1 음향 발생 장치(500)에 인가되는 제1 구동 전압(DV1)과 제2 구동 전압(DV2) 간의 전압 차의 증감 여부를 모두 고려하여 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)를 변조한다.
네 번째로, 메인 프로세서(920)는 터치 감지 장치(200)에 의해 사용자의 귀가 표시 장치(10)의 전면(前面)에 접촉된 경우, 압력 감지 장치(250)에 의해 감지된 압력이 제1 압력 이하인지를 판단한다. 메인 프로세서(920)는 압력 감지 장치(250)에 의해 감지된 압력이 제1 압력 이하인 경우, 제1 음향 발생 장치(500)의 음향 출력을 제2 모드로 제어한다. (도 14의 S104)
다섯 번째로, 메인 프로세서(920)는 제2 모드에서 제1 음향 발생 장치(500)에 의해 발생되는 음향의 음압 레벨이 제1 주파수 영역(FR1)에서 제1 음압 레벨(SPL1)과 제2 음압 레벨(SPL2) 사이에 있고, 제2 주파수 영역(FR2)에서 제3 음압 레벨(SPL3)과 제2 음압 레벨(SPL2) 사이에 있으며, 제3 주파수 영역(FR3)에서 제1 음압 레벨(SPL1)과 제2 음압 레벨(SPL2) 사이에 있도록 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)를 변조한다. (도 14의 S105)
구체적으로, 도 16a의 제2 곡선(C2)은 사용자의 귀가 표시 장치(10)의 전면(前面)을 누르는 압력이 제1 압력 이하인 경우, 일 실시예에 의해 변조되지 않은 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)에 따라 제1 음향 발생 장치(500)에 의해 발생된 음향의 음압 레벨을 나타낸다. 도 16a의 제2’ 곡선(C2’)은 사용자의 귀가 표시 장치(10)의 전면(前面)을 누르는 압력이 제1 압력 이하인 경우, 일 실시예에 의해 변조된 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)에 따라 제1 음향 발생 장치(500)에 의해 발생된 음향의 음압 레벨을 나타낸다.
음압 레벨이 도 16a와 같이 주파수가 200Hz 내지 5kHz에서 제3 음압 레벨(SPL3)과 제2 음압 레벨(SPL2) 사이에 있는 경우, 주파수에 상관없이 음압 레벨을 고르게 유지할 수 있으므로, 사용자에게 최적의 음질을 제공할 수 있다. 하지만, 도 16a의 제2 곡선(C2)과 같이 사용자의 귀가 표시 장치(10)의 전면(前面)을 누르는 압력이 제1 압력 이하인 경우, 제1 음향 발생 장치(500)에 의해 발생된 음향의 음압 레벨은 제1 주파수 영역(FR1) 내지 제3 주파수 영역(FR3)에서 균일하지 않다. 즉, 도 16a의 제2 곡선(C2)과 같이 음압 레벨은 제1 주파수 영역(FR1)에서 제3 음압 레벨(SPL3) 근처에서 오르락내리락 하고 있으며, 제2 주파수 영역(FR2)에서 제3 음압 레벨(SPL3)과 제2 음압 레벨(SPL2) 사이에 있다. 또한, 도 16a의 제2 곡선(C2)과 같이 음압 레벨의 최대값은 제3 주파수 영역(FR3) 중에서 주파수가 5kHz 내지 8kHz인 영역에서 제2 음압 레벨(SPL)을 가진다.
따라서, 주파수에 상관없이 음압 레벨을 유지함으로써, 사용자에게 최적의 음질을 제공하기 위해서는, 도 16a의 제2’ 곡선(C2’)과 같이 제1 주파수 영역(FR1)에서 음압 레벨을 제3 음압 레벨(SPL3)보다 높여야 하고, 제2 주파수 영역(FR2)과 제3 주파수 영역(FR3)에서 음압 레벨을 낮춰야 한다. 각 주파수 영역에서 음압 레벨을 높여야 하는지 낮춰야 하는지는 각 주파수 영역의 음압 레벨의 최대값을 기준으로 판단한다. 따라서, 제2 주파수 영역(FR2)의 음압 레벨보다 제3 주파수 영역(FR3)에서 음압 레벨을 더욱 낮춰야 한다.
이를 위해, 메인 프로세서(920)의 디지털 신호 처리부(921)는 주파수 영역 별로 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)를 변조한다. 구체적으로, 디지털 신호 처리부(921)는 제1 주파수 영역(FR1)에서 음압 레벨을 제3 음압 레벨(SPL3)보다 높이기 위해, 도 16b와 같이 제1 음향 발생 장치(500)에 인가되는 제1 구동 전압(DV1)과 제2 구동 전압(DV2) 간의 전압 차가 커지도록 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)를 변조한다. 또한, 디지털 신호 처리부(921)는 제2 주파수 영역(FR2)에서 음압 레벨을 낮추기 위해, 도 16b와 같이 제1 음향 발생 장치(500)에 인가되는 제1 구동 전압(DV1)과 제2 구동 전압(DV2) 간의 전압 차가 작아지도록 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)를 변조한다. 또한, 디지털 신호 처리부(921)는 제3 주파수 영역(FR3)에서 음압 레벨을 낮추기 위해, 도 16b와 같이 제1 음향 발생 장치(500)에 인가되는 제1 구동 전압(DV1)과 제2 구동 전압(DV2) 간의 전압 차가 작아지도록 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)를 변조한다. 이때, 도 16b와 같이 제3 주파수 영역(FR3)에서 제1 구동 전압(DV1)과 제2 구동 전압(DV2) 간의 전압 차의 감소 값은 제2 주파수 영역(FR2)에서 제1 구동 전압(DV1)과 제2 구동 전압(DV2) 간의 전압 차의 감소 값보다 클 수 있다. 결론적으로, 디지털 신호 처리부(921)는 제1 내지 제3 주파수 영역들(FR1, FR2, FR3)에서의 제1 음향 발생 장치(500)에 인가되는 제1 구동 전압(DV1)과 제2 구동 전압(DV2) 간의 전압 차의 증감 여부를 모두 고려하여 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)를 변조한다.
여섯 번째로, 메인 프로세서(920)는 터치 감지 장치(200)에 의해 사용자의 귀가 표시 장치(10)의 전면(前面)에 접촉된 경우, 압력 감지 장치(250)에 의해 감지된 압력이 제1 압력보다 크고 제2 압력 이하인지를 판단한다. 메인 프로세서(920)는 압력 감지 장치(250)에 의해 감지된 압력이 제1 압력보다 크고 제2 압력 이하인 경우, 제1 음향 발생 장치(500)의 음향 출력을 제3 모드로 제어한다. 또한, 메인 프로세서(920)는 압력 감지 장치(250)에 의해 감지된 압력이 제2 압력보다 큰 경우, 제1 음향 발생 장치(500)의 음향 출력을 제4 모드로 제어한다. (도 14의 S106)
메인 프로세서(920)는 도 17a와 같이 제3 모드에서 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)를 변조하지 않더라도, 제1 음향 발생 장치(500)에 의해 발생된 음향의 음압 레벨이 주파수가 200Hz 내지 5kHz에서 제3 음압 레벨(SPL3)과 제2 음압 레벨(SPL2) 사이에 있다. 따라서, 메인 프로세서(920)는 도 17b와 같이 제3 모드에서 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)를 변조하지 않는다.
일곱 번째로, 메인 프로세서(920)는 제4 모드에서 제1 주파수 영역(FR1)에서 음압 레벨을 높이고, 제2 주파수 영역(FR2)과 제3 주파수 영역(FR3)에서 음압 레벨을 낮춘다. (도 14의 S107)
구체적으로, 사용자는 통화 모드에서 소음이 큰 환경에 있는 경우, 상대방의 음성을 원활하게 청취하기 위해, 표시 장치(10)의 전면(前面)을 귀로 가압하는 것이 일반적이다. 또한, 도 18과 같이 표시 장치(10)의 전면(前面)이 물체에 접촉되지 않는 경우, 제1 음향 발생 장치(500)에 의해 발생한 음향은 전방향으로 발산된다. 하지만, 도 19와 같이 표시 장치(10)의 전면(前面)이 물체에 접촉되는 경우, 제1 음향 발생 장치(500)에 의해 발생한 음향 중 음압 레벨이 2kHz 이하인 음향은 정면으로 지향하고, 2kHz 이상인 음향은 전방향으로 발산된다.
그러므로, 사용자가 통화 모드에서 소음이 큰 환경에 있는 경우, 정면 지향성이 높은 2kHz 이하인 음향의 음압 레벨을 높인다면, 사용자는 상대방의 음성을 원활하게 청취할 수 있다. 따라서, 메인 프로세서(920)는 도 20과 같이 2kHz 이하인 주파수 영역의 음향의 음압 레벨을 높이고, 2kHz보다 높은 주파수 영역의 음향의 음압 레벨을 낮출 수도 있다. 예를 들어, 메인 프로세서(920)는 2kHz 이하의 주파수를 통과시키고, 2kHz를 초과하는 주파수를 차단하는 로우 패스 필터(low pass filter)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 음향 발생 장치(500)에 의해 발생한 음향의 음압 레벨은 2kHz 이상의 주파수에서 크게 감소한다. 이로 인해, 제1 음향 발생 장치(500)에 의해 발생한 음향의 음압 레벨은 5kHz 이상의 주파수에서 제4 음압 레벨(SPL4) 이하일 수 있다. 제4 음압 레벨(SPL4)은 제3 음압 레벨(SPL3)보다 낮을 수 있으며, 예를 들어 35dB 이하일 수 있다.
또는, 메인 프로세서(920)는 제4 모드에서 제1 주파수 영역(FR1)에서 음압 레벨을 높이고, 제2 주파수 영역(FR2)과 제3 주파수 영역(FR3)에서 음압 레벨을 낮출 수 있다. 이를 위해, 메인 프로세서(920)의 디지털 신호 처리부(921)는 주파수 영역 별로 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)를 변조한다. 구체적으로, 디지털 신호 처리부(921)는 제1 주파수 영역(FR1)에서 음압 레벨을 높이기 위해, 제1 음향 발생 장치(500)에 인가되는 제1 구동 전압(DV1)과 제2 구동 전압(DV2) 간의 전압 차가 커지도록 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)를 변조한다. 또한, 디지털 신호 처리부(921)는 제2 주파수 영역(FR2)과 제3 주파수 영역(FR3)에서 음압 레벨을 낮추기 위해, 도 16b와 같이 제1 음향 발생 장치(500)에 인가되는 제1 구동 전압(DV1)과 제2 구동 전압(DV2) 간의 전압 차가 작아지도록 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)를 변조한다. 결론적으로, 디지털 신호 처리부(921)는 제1 내지 제3 주파수 영역들(FR1, FR2, FR3)에서의 제1 음향 발생 장치(500)에 인가되는 제1 구동 전압(DV1)과 제2 구동 전압(DV2) 간의 전압 차의 증감 여부를 모두 고려하여 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)를 변조한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 도 14에 도시된 구동 방법에 따른 표시 장치(10)에 의하면, 사용자의 귀가 표시 장치(10)의 전면(前面)에 접촉하는 지와 사용자의 귀가 표시 장치(10)의 전면(前面)을 누르는 압력을 고려하여, 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)를 변조함으로써, 주파수 영역 별로 음압 레벨을 높이거나 낮출 수 있다. 따라서, 사용자의 귀가 표시 장치의 전면(前面)에 접촉하는 지와 사용자의 귀가 표시 장치의 전면(前面)을 누르는 압력에 상관없이, 저주파수 영역, 중주파수 영역, 및 고주파수 영역 모두에서 음향의 음압 레벨을 고르게 유지할 수 있으므로, 고품질의 음향을 제공할 수 있다.
도 21은 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 21에 도시된 S201 내지 S203은 도 14를 결부하여 설명한 S101 내지 S103과 실질적으로 동일하다. 따라서, 도 21에 도시된 S201 내지 S203에 대한 자세한 설명은 생략한다.
네 번째로, 메인 프로세서(920)는 터치 감지 장치(200)에 의해 사용자의 귀가 표시 장치(10)의 전면(前面)에 접촉된 경우, 사용자의 귀의 접촉 면적이 도 22a와 같이 제1 면적(A1) 이하인지를 판단한다. 메인 프로세서(920)는 터치 데이터(TD)를 분석하여 사용자의 귀의 접촉 면적을 판단할 수 있다. 예를 들어, 메인 프로세서(920)는 사용자의 터치가 감지된 터치 셀의 개수에 따라 터치 면적을 산출할 수 있다.
사용자가 표시 장치(10)의 전면(前面)을 누르는 압력이 증가함에 따라 사용자의 귀의 접촉 면적이 증가하므로, 메인 프로세서(920)는 사용자의 귀의 접촉 면적이 제1 면적(A1) 이하인 경우, 사용자의 귀가 표시 장치(10)의 전면(前面)을 제1 압력 이하로 누른다고 판단할 수 있다. 따라서, 메인 프로세서(920)는 사용자의 귀의 접촉 면적이 제1 면적(A1) 이하인 경우, 제1 음향 발생 장치(500)의 음향 출력을 제2 모드로 제어한다. (도 21의 S204)
도 21에 도시된 S205는 도 14를 결부하여 설명한 S105와 실질적으로 동일하므로, 도 21에 도시된 S205에 대한 자세한 설명은 생략한다.
여섯 번째로, 메인 프로세서(920)는 터치 감지 장치(200)에 의해 사용자의 귀가 표시 장치(10)의 전면(前面)에 접촉된 경우, 사용자의 귀의 접촉 면적이 도 22a와 같이 제1 면적(A1)보다 크고, 도 22b와 같이 제2 면적(A2) 이하인지를 판단한다.
사용자가 표시 장치(10)의 전면(前面)을 누르는 압력이 증가함에 따라 사용자의 귀의 접촉 면적이 증가하므로, 메인 프로세서(920)는 사용자의 귀의 접촉 면적이 제1 면적(A1)보다 크고 제2 면적(A2) 이하인 경우, 사용자의 귀가 표시 장치(10)의 전면(前面)을 제1 압력보다 크고 제2 압력보다 작은 압력으로 누른다고 판단할 수 있다. 따라서, 메인 프로세서(920)는 사용자의 귀의 접촉 면적이 제1 면적(A1)보다 크고 제2 면적(A2) 이하인 경우, 제1 음향 발생 장치(500)의 음향 출력을 제3 모드로 제어한다. 또한, 메인 프로세서(920)는 사용자의 귀의 접촉 면적이 제2 면적(A2)보다 큰 경우, 제1 음향 발생 장치(500)의 음향 출력을 제4 모드로 제어한다. (도 14의 S206)
메인 프로세서(920)는 도 17a와 같이 제3 모드에서 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)를 변조하지 않더라도, 제1 음향 발생 장치(500)에 의해 발생된 음향의 음압 레벨이 주파수가 200Hz 내지 5kHz에서 제3 음압 레벨(SPL3)과 제2 음압 레벨(SPL2) 사이에 있다. 따라서, 메인 프로세서(920)는 도 17b와 같이 제3 모드에서 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)를 변조하지 않는다.
도 21에 도시된 S207은 도 14를 결부하여 설명한 S107과 실질적으로 동일하므로, 도 21에 도시된 S207에 대한 자세한 설명은 생략한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 도 21에 도시된 구동 방법에 따른 표시 장치(10)에 의하면, 사용자의 귀가 표시 장치(10)의 전면(前面)에 접촉하는 지와 사용자의 귀가 표시 장치(10)의 전면(前面)을 누르는 압력을 고려하여, 제1 음향 데이터(SD1)와 제2 음향 데이터(SD2)를 변조함으로써, 주파수 영역 별로 음압 레벨을 높이거나 낮출 수 있다. 따라서, 사용자의 귀가 표시 장치의 전면(前面)에 접촉하는 지와 사용자의 귀가 표시 장치의 전면(前面)을 누르는 압력에 상관없이, 저주파수 영역, 중주파수 영역, 및 고주파수 영역 모두에서 음향의 음압 레벨을 고르게 유지할 수 있으므로, 고품질의 음향을 제공할 수 있다.
또한, 도 21에 도시된 구동 방법에 따른 표시 장치(10)에 의하면, 압력 감지 장치(250) 대신에, 터치 감지 장치(200)를 이용하여 감지된 사용자의 귀의 접촉 면적을 판단함으로써, 사용자의 귀가 표시 장치의 전면(前面)을 누르는 압력을 판단할 수 있다. 따라서, 표시 장치(10)의 전면(前面)에서 누르는 압력을 감지하기 위한 압력 감지 장치(250)를 생략할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 커버 윈도우 200: 터치 감지 장치
210: 터치 회로 보드 220: 터치 구동부
300: 표시 패널 310: 표시 회로 보드
320: 표시 구동부 400: 패널 하부 부재
500: 제1 음향 발생 장치 510: 제1 전극
520: 제2 전극 530: 진동층
600: 음향 회로 보드 610: 음향 구동부
800: 하부 브라켓 900: 하부 커버
910: 메인 회로 보드 920: 메인 프로세서
930: 제2 음향 발생 장치

Claims (20)

  1. 영상을 표시하는 표시 패널;
    물체의 터치를 감지하는 터치 감지 장치; 및
    제1 음향 데이터와 제2 음향 데이터에 따라 제1 음향 구동 신호와 제2 음향 구동 신호를 생성하여 출력하는 음향 구동부; 및
    상기 제1 음향 구동 신호와 상기 제2 음향 구동 신호에 따라 음향을 발생하는 음향 발생 장치를 구비하고,
    상기 터치 감지 장치에 의해 상기 물체의 터치가 감지되지 않은 제1 모드와 상기 터치 감지 장치에 의해 상기 물체의 터치가 감지된 제2 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 제1 주파수 영역에서 제1 음압 레벨과 제2 음압 레벨 사이에 있는 표시 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 모드와 상기 제2 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 상기 제1 주파수 영역보다 높은 제2 주파수 영역에서 상기 제1 음압 레벨보다 높은 제3 음압 레벨과 상기 제2 음압 레벨 사이에 있는 표시 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 모드와 상기 제2 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 상기 제2 주파수 영역보다 높은 제3 주파수 영역에서 상기 제1 음압 레벨과 상기 제2 음압 레벨 사이에 있는 표시 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 음향의 음압 레벨은 200Hz 내지 5kHz에서 상기 제1 음압 레벨보다 높은 제3 음압 레벨과 상기 제2 음압 레벨 사이에 있는 표시 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 감지 장치는 상기 표시 패널의 제1 면 상에 배치되고,
    상기 음향 발생 장치는 상기 표시 패널의 제1 면의 반대 면인 제2 면 상에 배치되는 표시 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 물체가 누르는 압력을 감지하는 압력 감지 장치를 더 구비하고,
    상기 압력이 제1 압력 이하인 제2 모드와 상기 압력이 제1 압력보다 크고 제2 압력 이하인 제3 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 제1 주파수 영역에서 상기 제1 음압 레벨과 상기 제2 음압 레벨 사이에 있는 표시 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 터치 감지 장치는 상기 표시 패널의 제1 면 상에 배치되고,
    상기 음향 발생 장치는 상기 표시 패널의 제1 면의 반대 면인 제2 면 상에 배치되며,
    상기 압력 감지 장치는 상기 음향 발생 장치가 배치되는 영역을 제외하고 상기 표시 패널의 제2 면 상에 배치되는 표시 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2 모드와 상기 제3 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 상기 제1 주파수 영역보다 높은 제2 주파수 영역에서 상기 제1 음압 레벨보다 높은 제3 음압 레벨과 상기 제2 음압 레벨 사이에 있는 표시 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제2 모드와 상기 제3 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 상기 제2 주파수 영역보다 높은 제3 주파수 영역에서 상기 제1 음압 레벨과 상기 제2 음압 레벨 사이에 있는 표시 장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 음향의 음압 레벨은 200Hz 내지 5kHz에서 상기 제1 음압 레벨보다 높은 제3 음압 레벨과 상기 제2 음압 레벨 사이에 있는 표시 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 압력이 상기 제2 압력보다 큰 제4 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 2kHz 이상의 주파수 영역에서 감소하는 표시 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제4 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 5kHz 이상의 주파수 영역에서 상기 제3 음압 레벨보다 낮은 제4 음압 레벨 이하인 표시 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 터치 감지 장치에 의해 감지된 상기 물체의 접촉 면적이 제1 면적 이하인 제2 모드와 상기 물체의 접촉 면적이 상기 제1 면적보다 크고 상기 제2 면적 이하인 제3 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 제1 주파수 영역에서 상기 제1 음압 레벨과 상기 제2 음압 레벨 사이에 있는 표시 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제2 모드와 상기 제3 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 상기 제1 주파수 영역보다 높은 제2 주파수 영역에서 상기 제1 음압 레벨보다 높은 제3 음압 레벨과 상기 제2 음압 레벨 사이에 있는 표시 장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제2 모드와 상기 제3 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 상기 제2 주파수 영역보다 높은 제3 주파수 영역에서 상기 제1 음압 레벨과 상기 제2 음압 레벨 사이에 있는 표시 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 음향의 음압 레벨은 200Hz 내지 5kHz에서 상기 제1 음압 레벨보다 높은 제3 음압 레벨과 상기 제2 음압 레벨 사이에 있는 표시 장치.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 물체의 접촉 면적이 상기 제2 면적보다 큰 제4 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 2kHz 이상의 주파수 영역에서 감소하는 표시 장치.
  18. 제 11 항에 있어서,
    상기 제4 모드의 경우, 상기 음향의 음압 레벨은 5kHz 이상의 주파수 영역에서 상기 제3 음압 레벨보다 낮은 제4 음압 레벨 이하인 표시 장치.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 음향 데이터와 상기 제2 음향 데이터를 상기 제1 주파수 영역, 상기 제1 주파수 영역보다 높은 제2 주파수 영역, 및 상기 제2 주파수 영역보다 높은 제3 주파수 영역별로 변조하는 디지털 신호 처리부를 더 구비하는 표시 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 음향 구동부는,
    상기 디지털 신호 처리부에 의해 변조된 제1 음향 데이터와 상기 제2 음향 데이터를 아날로그 신호인 제1 구동 전압과 제2 구동 전압으로 변환하는 디지털 아날로그 변환부; 및
    상기 제1 구동 전압과 상기 제2 구동 전압을 증폭하여 출력하는 증폭부를 포함하는 표시 장치.
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