KR20200082013A - 디스플레이 마이크로폰 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 표시패널을 이용하여 마이크로폰을 구현한 표시장치를 제공하는 것이다.
이를 위하여 본 발명은 유기발광 다이오드 표시패널과; 상기 유기발광 다이오드 표시패널의 발광면의 배면과 결합하는 전면 전극과; 상기 전면 전극과 대향하며 이격하여 위치하는 후면 전극과; 상기 전면 전극 및 상기 후면 전극과 연결된 전원장치를 포함하며, 상기 전면 전극 및 상기 후면 전극 사이의 전압을 오디오 신호로 출력하는 표시장치를 제공한다.

Description

디스플레이 마이크로폰 {DISPLAY MICROPHONE DEVICE}
본 발명은 표시패널을 이용하여 마이크로폰을 구현한 표시장치 등에 관한 것이다.
최근의 표시장치는 기존의 브라운관과 대비하여 얇고, 가벼우며, 소비전력이 작은 장점을 가진, 액정표시장치, 유기발광 다이오드 표시장치와 같은 평판 표시장치가 주류를 이루고 있다.
평판 표시장치 중에서 현재 주목되고 있는 유기발광 다이오드 표시장치는 자발광 특성을 가지는 유기발광 다이오드를 이용하여 화상을 표시한다. 유기발광 다이오드는 정공주입 전극과 유기 발광층, 전자주입 전극으로 이루어지며, 전자와 정공이 유기 발광층 내부에서 결합하여 엑시톤(exciton)을 생성하고, 엑시톤이 여기 상태로부터 기저 상태로 떨어질 때 발생하는 에너지에 의해 발광이 일어난다.
유기발광 다이오드 표시장치는 액정 표시장치와 달리 별도의 광원을 필요로 하지 않으므로 표시장치의 두께와 무게를 줄일 수 있는 장점이 있다. 또한, 소비전력이 낮으며, 높은 휘도와 반응속도를 가지므로 TV, 모니터, 스마트폰, 스마트 워치 등 다양한 장치에 이용되고 있다.
본 발명의 목적은 표시패널을 이용하여 마이크로폰을 구현한 표시장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 유기발광 다이오드 표시패널과; 상기 유기발광 다이오드 표시패널의 발광면의 배면과 결합하는 전면 전극과; 상기 전면 전극과 대향하며 이격하여 위치하는 후면 전극과; 상기 전면 전극 및 상기 후면 전극과 연결된 전원장치를 포함하며, 상기 전면 전극 및 상기 후면 전극 사이의 전압을 오디오 신호로 출력하는 표시장치를 제공한다.
그리고, 커버 버텀을 포함하며, 상기 후면 전극은 상기 커버 버텀이 상기 유기발광 다이오드 표시패널과 대향하는 면과 결합하는 표시장치를 제공한다.
그리고, 이너 플레이트를 포함하며, 상기 후면 전극은 상기 이너 플레이트가 상기 유기발광 다이오드 표시패널과 대향하는 면과 결합하는 표시장치를 제공한다.
그리고, 증폭기를 포함하며, 상기 증폭기는 상기 전면 전극 및 상기 후면 전극 사이의 전압을 증폭하여 오디오 신호로 출력하는 표시장치를 제공한다.
그리고, 저항(R), 제 1 노드(N1), 제 2 노드(N2)를 포함하며, 상기 전원장치의 일 끝단은 상기 후면 전극과 연결되고, 상기 전원장치의 타 끝단은 상기 제 1 노드(N1)와 연결되며, 상기 저항(R)의 일 끝단은 상기 제 1 노드(N1)와 연결되고, 상기 저항(R)의 타 끝단은 상기 제 2 노드(N2)와 연결되며, 상기 전면 전극은 상기 제 2 노드(N2)와 연결되고, 상기 증폭기의 제 1 입력 단자(AI1)는 상기 제 1 노드(N1)와 연결되고, 상기 증폭기의 제 2 입력 단자(AI2)는 상기 제 2 노드(N2)와 연결되며, 상기 증폭기는 상기 제 1 노드(N1) 및 상기 제 2 노드(N2) 사이의 전압을 증폭하여 오디오 신호로 출력하는 표시장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시 예는, 유기발광 다이오드 표시패널과; 자석으로 이루어진 코어와 상기 코어의 둘레를 다수 번 감싸는 코일을 포함하는 전자석과; 상기 전자석은 상기 유기발광 다이오드 표시패널의 발광면의 배면과 결합하고, 상기 코일에서 발생하는 전류를 오디오 신호로 출력하는 표시장치를 제공한다.
그리고, 완충 패드부를 포함하며, 상기 유기발광 다이오드 표시패널의 발광면의 배면과 상기 전자석 사이에는 완충 패드부가 결합되는 표시장치를 제공한다.
그리고, 증폭기를 포함하며, 상기 증폭기는 상기 코일에 흐르는 전류를 증폭하여 오디오 신호로 출력하는 표시장치를 제공한다.
그리고, 저항(R), 제 1 노드(N1), 제 2 노드(N2)를 포함하며, 상기 코일의 일 끝단은 상기 제 1 노드(N1)와 연결되고, 상기 코일의 타 끝단은 상기 제 2 노드(N2)와 연결되며, 상기 저항(R)의 일 끝단은 상기 제 1 노드(N1)와 연결되고, 상기 저항(R)의 타 끝단은 상기 제 2 노드(N2)와 연결되며, 상기 증폭기의 제 1 입력 단자(AI1)는 상기 제 1 노드(N1)와 연결되고, 상기 증폭기의 제 2 입력 단자(AI2)는 상기 제 2 노드(N2)와 연결되며, 상기 증폭기는 상기 제 1 노드(N1) 및 상기 제 2 노드(N2) 사이의 전압을 증폭하여 오디오 신호로 출력하는 표시장치를 제공한다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 표시장치는, 표시패널의 진동하는 성질을 이용하여 마이크로폰을 구현할 수 있다. 이에 따라 표시장치 내부에 별도의 마이크로폰 모듈을 구비할 필요가 없어 제조 비용을 절감할 수 있고, 디자인의 제약을 완화할 수 있다.
도 1은 유기발광 다이오드 표시패널에 포함되는 유기발광층의 단면을 나타내는 도면이다.
도 2는 콘덴서 방식의 마이크로폰의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 도 3d는 유기발광 다이오드 표시패널을 이용하여 콘덴서 방식의 마이크로폰을 구현한 제 1 실시예를 나타낸 도면이다.
도 4는 다이나믹 방식의 마이크로폰의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 유기발광 다이오드 표시패널을 이용하여 다이나믹 방식의 마이크로폰을 구현한 제 2 실시예를 나타낸 도면이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세하게 설명한다.
도 1은 유기발광 다이오드 표시패널에 포함되는 유기발광층의 단면을 나타내는 도면이다.
양의 전극인 제 1 전극(anode)의 상부에는 정공주입층(HIL, Hole Injection Layer)이 형성될 수 있으며, 정공주입층(HIL)의 상부에는 정공수송층(HTL, Hole Transport Layer)이 형성될 수 있다. 이들은 제 1 전극(anode)으로부터 주입된 정공을 발광층(EML, Emission Layer)으로 원활히 전달하는 역할을 한다.
발광층(EML)의 상부에는 전자수송층(ETL, Electron Transport Layer)이 형성될 수 있으며, 전자수송층(ETL)의 상부와 음의 전극인 제 2 전극(cathode)의 하부에는 전자주입층(EIL, Electron Injection Layer)이 형성될 수 있다. 이들은 제 2 전극(cathode)으로부터 제공된 전자를 발광층(EML)으로 원활히 전달하는 역할을 한다.
발광층(EML)에서는 정공과 전자과 서로 결합하여 여기 상태가 된 다음 기저 상태로 떨어질 때, 에너지가 발생하여 빛이 발광하게 된다. 발광층(EML)에서 발생한 빛의 일부는 유기발광층 내부의 여러 층(HIL, HTL, EML, EIL, ETL)들의 경계면과 제 1 전극(anode) 및 제 2 전극(cathode)에서 반사를 할 수 있고, 반사된 빛들은 서로 간에 간섭을 일으킬 수 있다.
그리고 유기발광 다이오드 표시패널의 외부에서 발생한 소리에 의해 표시패널은 미세하게 진동할 수 있으며, 소리의 음파는 유기발광층 내부의 경계면에서 반사된 빛들의 위상을 변화시켜 빛들 간의 간섭을 더욱 증가시킬 수 있다. 유기발광층 내부의 경계면에서 반사된 빛들 간에 보강 간섭이 일어나는 경우 공진이 발생하여 유기발광 다이오드 표시패널에 진동이 더욱 증가되어 나타날 수 있고, 이렇게 유기발광 다이오드 표시패널이 외부에서 발생한 소리에 의해 진동하는 성질을 이용하여 다양한 장치를 구현할 수 있다. 본 발명에서는 유기발광 다이오드 표시패널이 진동하는 성질을 이용하여 마이크로폰을 구현할 수 있다.
도 2는 콘덴서 방식의 마이크로폰의 구조를 나타낸 도면이다.
콘덴서 방식의 마이크로폰은 2개의 평판 형태의 전극을 포함하는 콘덴서에서, 소리에 의해 콘덴서의 정전 용량이 변하는 것을 이용하여 구현할 수 있다.
도 2의 마이크로폰은 콘덴서(10)와 이를 구동할 수 있는 전원장치(20)를 포함할 수 있다. 콘덴서(10)는 2개의 평판 형태의 전극인 전면 전극(11)과 후면 전극(12)을 포함하고, 후면 전극(12)은 전원 장치(20)와 연결된다. 콘덴서에서 정전 용량을 변화시키기 위하여 전면 전극(11)은 전도성 물질로 이루어진 진동판이어야 한다.
마이크로폰의 외부에서 발생한 소리에 의해 전도성 물질로 이루어진 진동판인 전면 전극(11)이 진동하게 되고, 이에 따라 전면 전극(11)과 후면 전극(12) 사이의 거리가 변하게 되어, 전면 전극(11)과 후면 전극(12)이 구성하는 콘덴서(10)의 정전 용량이 변하게 된다.
이때 콘덴서(10)에 전압이 인가되지 않으면, 외부에서 발생한 소리에 의해 전면 전극(11)과 후면 전극(12) 사이의 거리가 변해도 정전 용량이 변하지 않으므로, 콘덴서(10)에 전원을 인가하는 구성이 구비되어야 한다. 도 2에서는 후면 전극(12)에 전원 장치(20)를 연결하여 콘덴서(10)에 전압을 인가한다. 전원 장치(20)는 마이크로폰에 내장된 배터리 또는 마이크로폰의 외부에 위치한 DC 전원을 이용할 수 있다. 그리고 전원 장치(20)에서 콘덴서(10)로 과전류가 흐르는 것을 방지하기 위하여 전원 장치(20)와 전면 전극(11) 사이에 저항(R)을 연결할 수 있다.
콘덴서(10)의 정전 용량이 변하게 되면 출력 전압(V1)이 변하게 되므로(V=Q/C), 콘덴서 방식의 마이크로폰과 연결된 외부 시스템은 출력 전압(V1)의 변화를 음성 신호의 변화로 인식하여 이를 처리할 수 있게 된다. 이때 출력 전압(V1)의 변화는 미세할 수 있으므로, 이를 증폭하기 위하여 증폭기(미도시)를 추가적으로 포함할 수 있다. 증폭기는 트랜지스터나 연산 증폭기를 이용하여 구성할 수 있다.
유기발광 다이오드 표시패널은 소리에 의해 진동할 수 있으므로, 유기발광 다이오드 표시패널을 평판 형태의 전극과 결합하여 콘덴서를 구성함으로써, 마이크로폰을 구현할 수 있다.
도 3a 내지 도 3d는 유기발광 다이오드 표시패널을 이용하여 콘덴서 방식의 마이크로폰을 구현한 제 1 실시예를 나타낸 도면이다. 이중 도 3a는 제 1 실시예의 기본적인 구성을 나타내었고, 도 3b는 커버 버텀 상에 이너 플레이트를 포함한 구성을 나타내었으며, 도 3c는 전원장치가 표시장치의 외부에 위치한 구성을 나타내었고, 도 3d는 증폭기를 포함한 구성을 나타내었다.
본 발명의 제 1 실시예에 따른 표시장치(100)는 도 3a 내지 도 3d와 같이, 유기발광 다이오드 표시패널(110)과 유기발광 다이오드 표시패널(110)이 발광하는 면의 배면에 위치하며 유기발광 다이오드 표시패널(110)과 결합하는 전도성 물질로 이루어진 전면 전극(120)을 포함할 수 있다. 그리고 전면 전극(120)에 대향하여 이격하는 후면 전극(130)을 포함할 수 있고, 전면 전극(120)과 후면 전극(130)은 함께 콘덴서를 이루게 된다.
그리고 유기발광 다이오드 표시패널(110)의 후면에서 유기발광 다이오드 표시패널(110)을 지지하고 수납하기 위한 커버 버텀(141)과 미들 캐비닛(142)이 포함될 수 있으며, 도 3b와 같이 표시장치(100)의 강성을 향상하고, 유기발광 다이오드 표시패널(110)에서 발생하는 열을 흡수하여 방출하는 이너 플레이트(143)를 더 포함할 수 있다.
후면 전극(130)은 도 3a와 같이 커버 버텀(141)이 유기발광 다이오드 표시패널(110)과 대향하는 면에서 커버 버텀(141)과 결합할 수 있다. 또는 도 3b와 같이 후면 전극(130)은 유기발광 다이오드 표시패널(110)과 마주하는 이너 플레이트(143)의 면과 결합할 수 있다. 후면 전극(130)이 커버 버텀(141) 또는 이너 플레이트(143)와 결합하는 것을 설명하였지만, 이에 한정하지 않고 유기발광 다이오드 표시패널(110)이 발광하는 면의 배면과 마주하는 곳에 위치할 수 있는 다른 구성과 결합하여, 전면 전극(120)과 콘덴서를 이룰 수 있다.
전면 전극(120) 및 후면 전극(130)에서 커버 버텀(141) 및 미들 캐비닛(142), 이너 플레이트(143)로 전류가 흐르면 출력 전압(V2)이 변하지 않게 되어 마이크로폰이 정상적으로 동작할 수 없으므로 커버 버텀(141) 및 이너 플레이트(142), 미들 캐비닛(143)은 비전도성 물질로 형성되거나, 전면 전극(120) 및 후면 전극(130)과, 커버 버텀(141) 및 미들 캐비닛(142), 이너 플레이트(143) 사이에는 절연 물질이 형성되어 서로 전류가 흐르지 못하도록 할 수 있다.
전면 전극(120)은 전도성 물질로 형성된 전면 전극 패드부(121)와 연결되며, 도선(151)을 통해 전원장치(150)와 연결될 수 있다. 그리고 후면 전극(130)도 전도성 물질로 형성된 후면 전극 패드부(131)와 연결되며 도선(151)을 통해 전원장치(150)와 연결될 수 있다.
외부에서 발생한 소리에 의해 유기발광 다이오드 표시패널(110)은 진동할 수 있고, 유기발광 다이오드 표시패널(110)과 결합된 전면 전극(120)도 같이 진동하게 된다. 이에 따라 전면 전극(120)과 후면 전극(130) 사이의 거리가 변하게 되므로, 전면 전극(120)과 후면 전극(130)이 이루는 콘덴서의 정전용량이 변하게 된다.
그러나 전면 전극(120)과 후면 전극(130)이 이루는 콘덴서의 정전용량은 전면 전극(120)과 후면 전극(130) 사이에 전기장이 형성되어야 변할 수 있다. 이를 위하여 후면 전극(130)에 후면 전극 패드부(131)을 통하여 전원장치(150)와 연결한 다음, 전원장치(150)에 의하여 전면 전극(120)과 후면 전극(130) 사이에 전압을 인가해야 한다. 전원장치(150)는 배터리 또는 표시장치(100)와 연결되는 외부 AC 전원을 표시장치 내부에서 DC로 변환하는 AC-DC 변환 장치를 이용할 수 있다. 도 3a에서는 표시장치(100) 내부에 포함된 전원장치(150)를 나타내었지만 이에 한정하지 않고, 도 3c에서처럼 표시장치(100)의 외부에 위치할 수도 있다. 그리고 전원장치(150)가 후면 전극 패드부(131)를 통하여 후면 전극(130)과 연결되는 구성을 예를 들어 설명하였지만, 이에 한정하지 않고 전원장치가 전면 전극 패드부를 통하여 전면 전극과 연결되어 전면 전극과 후면 전극 사이에 전기장을 형성할 수 있다.외부에서 발생한 소리에 의해 유기발광 다이오드 표시패널(110)에 진동이 일어나 전면 전극(120)과 후면 전극(130)이 이루는 콘덴서의 정전용량이 변하게 되면, 전면 전극(120)과 후면 전극(130) 사이의 전압인 콘덴서의 전압(V2)도 변하게 된다. 이때 콘덴서의 전압(V2)을 호스트 시스템(300) 등으로 출력하고, 호스트 시스템(300)은 콘덴서의 전압(V2)의 변화를 음성 신호의 변화로 인식하여 신호 처리를 할 수 있다.
유기발광 다이오드 표시패널(110)은 사람이 인지할 수 없을 정도로 미세하게 진동하고, 이에 따라 콘덴서의 정전용량과 전압(V2)도 미세하게 변하므로, 콘덴서의 전압(V2)이 노이즈에 의해서 왜곡되어 나타날 수 있다. 노이즈에 의한 왜곡을 줄이기 위해, 본 발명은 도 3d와 같이 콘덴서의 전압(V2)을 출력하는 단자에 증폭기(A)를 구비하여 콘덴서의 전압(V2)을 증폭하여 출력할 수 있다. 증폭기(A)는 트랜지스터 또는 연산증폭기를 이용하여 구성할 수 있다.
증폭기(A)를 구비한 표시장치(100)는 저항(R)과 제 1 노드(N1), 제 2 노드(N2)를 포함할 수 있다. 전원장치(150)의 일 끝단은 후면 전극 패드부(131)를 통해 후면 전극(130)과 연결되고, 타 끝단은 제 1 노드(N1)와 연결될 수 있다.
그리고 저항(R1)의 일 끝단은 제 1 노드(N1)와 연결되고, 타 끝단은 제 2 노드(N2)와 연결될 수 있으며, 과전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다.
전면 전극(120)은 전면 전극 패드부(121)를 통해 제 2 노드(N2)와 연결될 수 있고, 증폭기(A)의 제 1 입력 단자(AI1)는 제 1 노드(N1)와 연결되고, 제 2 입력 단자(AI2)는 제 2 노드(N2)와 연결될 수 있다.
증폭기(A)는 콘덴서의 전압(V2)의 분압 전압인 제 1 노드(N1) 및 제 2 노드(N2) 사이의 전압(V2)을 증폭하여 호스트 시스템(300)으로 출력하며, 호스트 시스템(300)은 증폭된 제 1 노드(N1) 및 제 2 노드(N2) 사이의 전압(V3)의 변화를 오디오 신호의 변화로 인식하여 신호 처리를 할 수 있다.
그리고 도 3a 내지 도 3d에서는 전면 전극(120)이 유기발광 다이오드 표시패널(110)이 발광하는 면의 배면 전부에 형성되는 것을 나타내었지만, 이에 한정하지 않고 전면 전극(120)이 유기발광 다이오드 표시패널(110)이 발광하는 면의 배면 일부분에서만 결합하여 형성될 수 있다. 특히, 유기발광 다이오드 표시패널(110)이 진동할 때 진폭이 가장 크게 나타나는 위치를 중심으로 전면 전극(120)을 형성할 수 있다. 도 3a 내지 도 3c와 같이 표시장치의 가장 자리에 위치하여 유기발광 다이오드 표시패널(110)을 지지하는 미들 캐비닛(143)을 포함한 때에는, 유기발광 다이오드 표시패널(110)의 중앙부에서의 진폭이 가장 크게 나타날 수 있으므로, 상기 중앙부를 중심으로 전면 전극(120)을 일부분 결합하여 형성할 수 있다.
또한 유기발광 다이오드 표시패널(110)의 기판은 플라스틱 소재로 형성할 수 있다. 플라스틱 소재의 기판은 표시패널을 가볍고 얇게 만들 수 있고 쉽게 깨지지 않는 성질을 가지며 유연성을 가지므로, 유기발광 다이오드 표시패널(110)의 진동 특성을 향상시킬 수 있다. 플라스틱 소재로는 폴리이미드(polyimide, PI)를 이용하여 기판을 형성할 수 있다.
콘덴서 방식의 마이크로폰의 기능을 갖춘 유기발광 다이오드 표시패널을 포함한 제 1 실시예는 TV와 모니터같은 표시장치 뿐만이 아니라 다른 장치에도 응용될 수 있다.
일례로 콘덴서는 크기를 작게 하여 구현할 수 있으므로 스마트 폰 또는 스마트 워치 등의 소형 모바일 기기에서, 제 1 실시예에 따른 콘덴서 방식의 마이크로폰의 기능을 갖춘 유기발광 다이오드 표시패널을 이용할 수 있다.
스마트 폰 또는 스마트 워치에 포함된 유기발광 다이오드 표시패널에서, 표시패널이 발광하는 면의 배면에 전면 전극을 형성하고 이에 대향하여 후면 전극을 형성하여 콘덴서를 구성하면, 사용자의 통화 음성에 의해 유기발광 다이오드 표시패널이 진동하게 되고 콘덴서의 정전 용량과 출력 전압이 변하게 된다. 출력 전압의 변화를 스마트 폰 또는 스마트 워치 내부에 포함된 처리장치에 출력함으로써, 스마트 폰 또는 스마트 워치의 응용 프로그램에서는 이를 오디오 신호로서 이용할 수 있게 된다.
이에 따라 스마트 폰 또는 스마트 워치 등의 소형 모바일 기기에서 별도의 마이크로폰 모듈을 구비할 필요가 없으므로 제조 비용을 절감할 수 있고, 마이크로폰 모듈을 위한 공간을 다른 용도로 이용할 수 있어 디자인의 제약이 줄어드는 효과를 가진다. 특히, 스마트 폰 또는 스마트 워치 등은 기기의 크기가 작으므로 별도로 구비되는 마이크로폰 모듈이 제거됨으로써 공간을 더욱 효과적으로 사용할 수 있게 된다.
그리고 또 다른 예로, 제 1 실시예에 따른 콘덴서 방식의 마이크로폰의 기능을 갖춘 유기발광 다이오드 표시패널은 조명장치에 사용될 수 있다. 조명장치는 유기발광 다이오드를 이용하여 제조할 수 있으며, 조명 기능을 하는 유기발광 다이오드에 전면 전극을 결합하고, 전면 전극에 대향하는 면에 후면 전극을 형성하여 콘덴서를 구성할 수 있다. 본 발명의 제 1 실시예와 같이 외부에서 발생한 소리에 의해 유기발광 다이오드 및 이와 결합된 전면 전극이 진동하게 되어, 전면 전극과 후면 전극이 구성하는 콘덴서의 정전 용량과 전압이 변하게 되고, 콘덴서의 전압의 변화를 호스트 시스템으로 출력하여 오디오 신호로 인식할 수 있게 된다. 이에 따라 강당 또는 강의실 등에 본 발명을 적용한 조명장치를 설치함으로써 별도의 마이크로폰 없이도 음성을 인식하여 처리할 수 있게 된다.
이와 같이 제 1 실시예에 따른 콘덴서 방식의 마이크로폰의 기능을 갖춘 유기발광 다이오드 표시패널은, TV 또는 모니터 등의 표시장치 뿐만 아니라, 유기발광 다이오드 표시패널 및 유기발광 다이오드를 이용하는 다양한 기기에 이용될 수 있다.
그리고 제 1 실시예는 유기발광 다이오드 표시패널을 이용한 구성을 예를 들어 설명하였지만, 이에 한정하지 않고 진동 특성이 있는 표시패널이라면 이를 이용하여 콘덴서 방식의 마이크로폰을 구현할 수 있다. 예를 들어 진동 특성이 있는 액정표시패널의 표시면의 배면에 투명 전도성 물질로 이루어진 전면 전극을 결합하고, 액정표시패널과 마주하는 도광판 또는 다른 구성장치의 상부에 투명 전도성 물질로 이루어진 후면 전극을 형성하여 콘덴서를 구성함으로써, 액정표시패널의 진동에 따른 콘덴서의 정전 용량과 출력 전압의 변화를 오디오 신호로 출력하여 음성을 처리할 수 있다. 이때 전면 전극과 후면 전극은 ITO(indium tin oxide) 또는 IZO(indium zinc oxide) 등의 투명 전도성 물질로 이루어질 수 있다.
도 4는 다이나믹 방식의 마이크로폰의 구조를 나타낸 도면이다.
다이나믹 방식의 마이크로폰은 코일이 다이어프레임(40)과 영구자석(50)에 감겨진 코일(60)을 포함할 수 있다. 다이어프레임(40)은 진동할 수 있는 평판으로 구현될 수 있으며, 다이어프레임(40)의 후면에는 영구자석(50)이 연결될 수 있다.
외부에서 발생한 소리에 의해 다이어프레임(40)이 진동하게 되고 이와 연결된 영구자석(50)이 움직이게 된다. 이때 영구자석(50)에 의해 발생한 자기장이 코일(60)이 감싸는 공간에서 변하게 되어 전자기 유도 현상이 발생하고, 코일(60)에 전류가 흐르게 된다.
음성의 진폭과 주파수 변화에 따라 다이어프레임(40)이 진동하는 진폭과 주파수가 변하게 되고, 이에 따라 코일(60)에 흐르는 전류(I1)가 변하게 된다. 따라서 다이나믹 방식의 마이크로폰과 연결된 호스트 시스템은 코일(60)에 흐르는 전류(I1)의 변화를 음성 신호의 변화로 인식하여 이를 처리할 수 있게 된다. 콘덴서 방식의 마이크로폰과 같이 출력 전류(I1)의 변화는 미세할 수 있으므로, 이를 증폭시키기 위하여 증폭기(미도시)를 포함할 수 있다.
그리고 다이나믹 방식의 마이크로폰은 전자기 유도 현상에 의해 전류가 흐르게 되므로 별도의 전원장치가 필요 없는 특성을 가진다.
도 5a 및 도 5b는 유기발광 다이오드 표시패널을 이용하여 다이나믹 방식의 마이크로폰을 구현한 제 2 실시예를 나타낸 도면이다. 이중 도 5a는 제 2 실시예의 기본적인 구성을 나타내었고, 도 5b는 증폭기를 포함한 구성을 나타내었다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 표시장치(200)는 도 5a 및 도 5b와 같이, 유기발광 다이오드 표시패널(210)과 유기발광 다이오드 표시패널(210)이 발광하는 면의 배면에 위치하는 전자석(220)을 포함할 수 있다. 그리고 유기발광 다이오드 표시패널(210)과 전자석(220) 사이에는 완충 패드부(230)를 포함할 수 있고, 완충 패드부(230)는 유기발광 다이오드 표시패널(210) 및 전자석(220)과 연결된다. 완충 패드부(230)는 유기발광 다이오드 표시패널(210)에서의 진동을 전자석(220)으로 전달하며, 유기발광 다이오드 표시패널(210)가 외부로부터 받을 수 있는 충격을 완화하는 역할을 한다.
그리고 유기발광 다이오드 표시패널(210)의 후면에서 유기발광 다이오드 표시패널(210)을 지지하고 수납하기 위한 커버 버텀(241), 미들 캐비닛(242)이 포함될 수 있다.
전자석(220)은 영구자석으로 이루어지며 자기장을 발생시키는 코어(221)와, 전선 또는 전도성 물질로 이루어진 코일(222)를 포함하며, 코어(221)의 둘레를 코일(222)로 반복적으로 다수번 감싸며 형성될 수 있다. 전자석(220)이 코어(221)의 둘레에 수직인 방향으로 진동하게 되면, 코일(222)을 통과하는 자기선속의 밀도가 변하게 된다. 패러데이의 법칙에 따라 자기선속의 변화에 의해 기전력이 발생되므로, 코일(222)에는 전류(I2)가 흐르게 된다.
외부에서 발생한 음성의 주파수 및 진폭에 따라 유기발광 다이오드 표시패널(210) 및 이와 연결된 전자석(220)이 진동할 때의 주파수 및 진폭이 변하게 된다. 전자석(220)이 진동할 때의 주파수 및 진폭이 변하게 되면, 코일(222)을 통과하는 자기선속의 밀도와 코일(222)에 흐르는 전류(I2)도 이에 따라 변하게 된다. 이때 코일(222)에 흐르는 전류(I2)를 도 5a와 같이 호스트 시스템(300) 등으로 출력하고, 호스트 시스템(300)은 코일(222)에 흐르는 전류(I2)의 변화를 음성 신호의 변화로 인식하여 신호 처리를 할 수 있다.
그리고 제 2 실시예에서는 제 1 실시예와 달리 전자석(220)의 진동에 의한 전자기 유도 현상으로 기전력이 발생하여 전류가 흐르게 되므로, 마이크로폰을 구동하기 위해 별도의 전원장치가 필요 없는 효과를 가진다.
제 1 실시예와 같이 유기발광 다이오드 표시패널(210)은 사람이 인지할 수 없을 정도로 미세하게 진동하고, 이와 연결된 전자석(220)도 미세하게 진동하게 되므로, 코일(222)에 흐르는 전류(I2)가 노이즈에 의해서 왜곡될 수가 있다. 노이즈에 의한 왜곡을 줄이기 위해, 제 2 실시예에서는 도 5b와 같이 코일(222)에 흐르는 전류(I2)를 출력하는 단자에 증폭기(A)를 구비하여 코일(222) 사이의 전압(V4)을 증폭하여 출력할 수 있다. 증폭기는 트랜지스터 또는 연산증폭기를 이용하여 구성할 수 있다.
증폭기(A)를 구비한 표시장치(200)는 저항(R)과 제 1 노드(N1), 제 2 노드(N2)를 포함할 수 있다. 코일(222)의 일 끝단은 제 1 노드(N1)와 연결되고, 타 끝단은 제 2 노드(N2)와 연결될 수 있다.
그리고 저항(R)의 일 끝단은 제 1 노드(N1)와 연결되고, 타 끝단은 제 2 노드(N2)와 연결될 수 있으며, 코일(222)에 과전류가 흐르는 것을 방지할 수 있다.
증폭기(A)의 제 1 입력 단자(AI1)는 제 1 노드(N1)와 연결되고, 제 2 입력 단자(AI2)는 제 2 노드(N2)와 연결될 수 있다.
제 1 노드(N1) 및 제 2 노드(N2) 사이에는 저항(R)이 연결되어 있으므로, 코일에 흐르는 전류(I2)의 변화로 인하여 제 1 노드(N1) 및 제 2 노드(N2) 사이의 전압(V4)이 변하게 된다. 따라서 제 1 노드(N1) 및 제 2 노드(N2) 사이의 전압(V4)을 증폭하여 호스트 시스템(300)으로 출력하며, 호스트 시스템(300)은 증폭된 제 1 노드(N1) 및 제 2 노드(N2) 사이의 전압(V5)의 변화를 오디오 신호의 변화로 인식하여 신호 처리를 할 수 있다.
도 5a 및 도 5b에서는 전자석(220)이 유기발광 다이오드 표시패널(210)이 발광하는 면의 배면 중앙부와 완충 패드부(230)를 통하여 연결되는 것을 나타내었지만, 이에 한정하지 않고 전자석(220)이 유기발광 다이오드 표시패널(210)이 발광하는 면의 배면의 다른 위치에 형성될 수 있다. 특히, 유기발광 다이오드 표시패널(210)이 진동할 때 진폭이 가장 크게 나타나는 위치를 중심으로 완충 패드부(230)를 통하여 전자석(220)이 연결될 수 있다.
제 2 실시예에서는 외부에서 발생한 진폭이 큰 소리를 인식하기 위해, 견고한 성질을 가진 유리 소재로 유기발광 다이오드 표시패널(210)의 기판을 형성할 수 있다.
다이나믹 방식의 마이크로폰의 기능을 갖춘 유기발광 다이오드 표시패널을 포함한 제 2 실시예는 TV와 같은 표시장치 뿐만이 아니라 다른 장치에도 응용될 수 있다.
일례로 제 2 실시예에 따른 다이나믹 방식의 마이크로폰의 기능을 갖춘 유기발광 다이오드 표시패널은 거울에 사용될 수 있다. 특히 경찰서 또는 검찰청의 취조실에서 상기 거울을 이중 거울 형태로 적용함으로써, 별도의 마이크로폰 없이도 취조실 내부에서의 대화를 인식하여 취조실 외부로 전달할 수 있게 된다.
그리고 제 2 실시예는 제 1 실시예와 같이 유기발광 다이오드 표시패널을 이용한 구성에 한정하지 않고 진동 특성이 있는 다른 종류의 표시패널을 이용하여 다이나믹 방식의 마이크로폰을 구현할 수 있다. 예를 들어 진동 특성이 있는 액정표시패널의 표시면의 배면의 가장자리 또는 코너에 코어와 코일을 포함하는 전자석을 연결한 후, 외부에서 발생한 소리에 의한 액정표시패널의 진동에 따라 코일에 유도되는 전류량의 변화를 오디오 신호로 출력하여 음성을 처리할 수 있다. 이때 액정표시패널은 자체적으로 발광할 수 없기 때문에, 백라이트 및 도광판으로부터 빛을 받아들이는 영역을 제외한 영역에 전자석을 설치할 수 있다.
이와 같이 본 발명은 상기 실시 예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않고 효과를 저해하지 않는 한도 내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
100, 200 : 표시장치
110, 210 : 유기발광 다이오드 표시패널
120 : 전면 전극 121 : 전면 전극 패드부
130 : 후면 전극 131 : 후면 전극 패드부
141, 241 : 커버 버텀 142, 242 : 미들 캐비닛
143 : 이너 플레이트 150 : 전원장치
151, 251 : 도선 220 : 전자석
221 : 코어 222 : 코일
230 : 완충 패드부 300 : 호스트 시스템

Claims (9)

  1. 유기발광 다이오드 표시패널과;
    상기 유기발광 다이오드 표시패널의 발광면의 배면과 결합하는 전면 전극과;
    상기 전면 전극과 대향하며 이격하여 위치하는 후면 전극과;
    상기 전면 전극 및 상기 후면 전극과 연결된 전원장치를 포함하며,
    상기 전면 전극 및 상기 후면 전극 사이의 전압을 오디오 신호로 출력하는 표시장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    커버 버텀을 포함하며,
    상기 후면 전극은 상기 커버 버텀이 상기 유기발광 다이오드 표시패널과 대향하는 면과 결합하는 표시장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    이너 플레이트를 포함하며,
    상기 후면 전극은 상기 이너 플레이트가 상기 유기발광 다이오드 표시패널과 대향하는 면과 결합하는 표시장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    증폭기를 포함하며,
    상기 증폭기는 상기 전면 전극 및 상기 후면 전극 사이의 전압을 증폭하여 오디오 신호로 출력하는 표시장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    저항(R), 제 1 노드(N1), 제 2 노드(N2)를 포함하며,
    상기 전원장치의 일 끝단은 상기 후면 전극과 연결되고, 상기 전원장치의 타 끝단은 상기 제 1 노드(N1)와 연결되며,
    상기 저항(R)의 일 끝단은 상기 제 1 노드(N1)와 연결되고, 상기 저항(R)의 타 끝단은 상기 제 2 노드(N2)와 연결되며,
    상기 전면 전극은 상기 제 2 노드(N2)와 연결되고,
    상기 증폭기의 제 1 입력 단자(AI1)는 상기 제 1 노드(N1)와 연결되고, 상기 증폭기의 제 2 입력 단자(AI2)는 상기 제 2 노드(N2)와 연결되며,
    상기 증폭기는 상기 제 1 노드(N1) 및 상기 제 2 노드(N2) 사이의 전압을 증폭하여 오디오 신호로 출력하는 표시장치.
  6. 유기발광 다이오드 표시패널과;
    자석으로 이루어진 코어와 상기 코어의 둘레를 다수 번 감싸는 코일을 포함하는 전자석과;
    상기 전자석은 상기 유기발광 다이오드 표시패널의 발광면의 배면과 결합하고, 상기 코일에서 발생하는 전류를 오디오 신호로 출력하는 표시장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    완충 패드부를 포함하며,
    상기 유기발광 다이오드 표시패널의 발광면의 배면과 상기 전자석 사이에는 완충 패드부가 결합되는 표시장치.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    증폭기를 포함하며,
    상기 증폭기는 상기 코일에 흐르는 전류를 증폭하여 오디오 신호로 출력하는 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    저항(R), 제 1 노드(N1), 제 2 노드(N2)를 포함하며,
    상기 코일의 일 끝단은 상기 제 1 노드(N1)와 연결되고, 상기 코일의 타 끝단은 상기 제 2 노드(N2)와 연결되며,
    상기 저항(R)의 일 끝단은 상기 제 1 노드(N1)와 연결되고, 상기 저항(R)의 타 끝단은 상기 제 2 노드(N2)와 연결되며,
    상기 증폭기의 제 1 입력 단자(AI1)는 상기 제 1 노드(N1)와 연결되고, 상기 증폭기의 제 2 입력 단자(AI2)는 상기 제 2 노드(N2)와 연결되며,
    상기 증폭기는 상기 제 1 노드(N1) 및 상기 제 2 노드(N2) 사이의 전압을 증폭하여 오디오 신호로 출력하는 표시장치.
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