KR20200108947A - 표시 장치와 그의 구동 방법 - Google Patents

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Abstract

표시 장치와 그의 구동 방법이 제공된다. 표시 장치는 표시 패널, 상기 표시 패널의 일면 상에 배치되며, 초음파를 발산하여 사용자의 지문을 센싱하는 지문 인식 센서, 및 상기 지문 인식 센서의 일면 상에 배치되며, 구동 전압들을 입력 받아 진동을 발생하는 제1 진동 발생 장치를 구비한다.

Description

표시 장치와 그의 구동 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR DRIVING THE SAME}
본 발명은 표시 장치와 그의 구동 방법에 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 포함할 수 있다.
표시 장치가 다양한 전자기기에 적용됨에 따라, 다양한 디자인을 갖는 표시 장치가 요구되고 있다. 예를 들어, 스마트폰의 경우, 음향 모드에서 상대방의 음성을 출력하기 위한 통화 리시버와 사용자의 지문을 인식하기 위한 지문 인식 센서를 표시 장치의 전면(前面)에서 삭제함으로써, 표시 영역을 넓힐 수 있는 표시 장치가 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 외부로 드러나지 않는 진동 발생 장치로 음향을 출력하고, 외부로 드러나지 않는 지문 인식 센서를 이용하여 사용자의 지문을 인식할 수 있는 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 외부로 드러나지 않는 진동 발생 장치로 음향을 출력하고, 외부로 드러나지 않는 지문 인식 센서를 이용하여 사용자의 지문을 인식할 수 있는 표시 장치의 구동 방법을 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 표시 패널, 상기 표시 패널의 일면 상에 배치되며, 초음파를 발산하여 사용자의 지문을 센싱하는 지문 인식 센서, 및 상기 지문 인식 센서의 일면 상에 배치되며, 구동 전압들을 입력 받아 진동을 발생하는 제1 진동 발생 장치를 구비한다.
상기 지문 인식 센서와 상기 제1 진동 발생 장치 사이에 배치되는 제1 접착층을 더 구비할 수 있다.
상기 제1 진동 발생 장치는 제1 구동 전압이 인가되는 제1 전극, 제2 구동 전압이 인가되는 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되며 상기 제1 전극에 인가되는 제1 구동 전압과 상기 제2 전극에 인가되는 제2 구동 전압에 따라 수축 또는 팽창하는 제1 진동층을 포함할 수 있다.
상기 지문 인식 센서는 제3 구동 전압이 인가되는 제3 전극, 제4 구동 전압이 인가되는 제4 전극들, 및 상기 제3 전극과 상기 제4 전극들 사이에 배치되며 상기 제3 전극에 인가되는 제3 구동 전압과 상기 제4 전극들에 인가되는 제4 구동 전압에 따라 수축 또는 팽창하는 제2 진동층을 포함할 수 있다.
상기 제1 진동층과 상기 제2 진동층은 동일한 압전 소자를 포함할 수 있다.
상기 제1 진동층과 상기 제2 진동층은 하나로 연결될 수 있다.
상기 제1 진동 발생 장치의 제1 전극과 제2 전극에 연결되는 제1 패드부와 상기 지문 인식 센서의 제3 전극과 제4 전극들에 연결되는 제2 패드부를 포함하는 제1 연성 회로 보드를 더 구비할 수 있다.
상기 제1 패드부와 상기 제2 패드부는 상기 제1 연성 회로 보드의 일 단에서 분지될 수 있다.
상기 제1 연성 회로 보드 상에 배치되며, 상기 제1 진동 발생 장치의 제1 전극에 제1 구동 전압을 인가하고, 제2 전극에 제2 구동 전압을 인가하며, 상기 제3 전극에 제3 구동 전압을 인가하고, 상기 제4 전극들에 제4 구동 전압을 인가하는 통합 구동 회로 유닛을 더 구비할 수 있다.
상기 통합 구동 회로 유닛은 상기 지문에 의해 반사된 초음파 신호에 따라 상기 제4 전극들로부터 인가되는 감지 전압들을 감지할 수 있다.
상기 표시 패널의 패드들에 연결되는 표시 회로 보드를 더 구비하고, 상기 표시 회로 보드는 상기 제1 연성 회로 보드의 타 단에 접속되는 커넥터를 포함할 수 있다.
상기 표시 패널의 일면 상에 배치되며, 상기 지문 인식 센서와 이격되어 배치되는 제2 진동 발생 장치를 더 구비할 수 있다.
상기 제1 진동 발생 장치는 상기 제2 진동 발생 장치보다 상기 표시 패널의 제1 측에 가깝게 배치되고, 상기 제2 진동 발생 장치는 상기 제1 진동 발생 장치보다 상기 표시 패널의 제2 측에 가깝게 배치되며, 상기 표시 패널의 제2 측은 상기 표시 패널의 제1 측의 반대 측일 수 있다.
상기 표시 패널의 일면 상에 배치되며, 상기 지문 인식 센서 및 상기 제2 진동 발생 장치와 이격되어 배치되는 제3 진동 발생 장치를 더 구비할 수 있다.
상기 제1 진동 발생 장치는 상기 제2 진동 발생 장치와 상기 제3 진동 발생 장치보다 상기 표시 패널의 제1 측에 가깝게 배치되고, 상기 제3 진동 발생 장치는 상기 제1 진동 발생 장치와 상기 제2 진동 발생 장치보다 상기 표시 패널의 제2 측에 가깝게 배치되며, 상기 제2 진동 발생 장치는 상기 제1 진동 발생 장치와 상기 제3 진동 발생 장치 사이에 배치되고, 상기 표시 패널의 제2 측은 상기 표시 패널의 제1 측의 반대 측일 수 있다.
상기 지문 인식 센서의 일면 상에 배치되며, 상기 구동 전압들을 입력 받아 진동을 발생하는 제4 진동 발생 장치를 더 구비할 수 있다.
상기 지문 인식 센서의 일면 상에 배치되며, 상기 구동 전압들을 입력 받아 진동을 발생하는 제5 진동 발생 장치를 더 구비할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 상기 표시 패널의 일면 상에 배치되며, 초음파를 발산하여 사용자의 지문을 센싱하는 지문 인식 센서, 및 상기 표시 패널의 일면 상에 배치되며, 구동 전압들을 입력 받아 진동을 발생하는 제1 진동 발생 장치를 구비하고, 상기 지문 인식 센서와 상기 제1 진동 발생 장치는 제1 방향에서 서로 이웃하여 배치된다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법은 지문 인식 모드에서 표시 패널의 일면 상에 배치된 지문 인식 센서가 초음파를 발산하여 상기 표시 패널의 타면 상에 위치한 사용자의 지문을 인식하는 단계, 음향 모드에서 상기 지문 인식 센서의 일면 상에 배치된 제1 진동 발생 장치를 제1 주파수 대역에서 진동함에 의해 표시 패널을 진동하여 제1 음향을 출력하는 단계, 및 진동 모드에서 상기 제1 진동 발생 장치를 제2 주파수 대역에서 진동함에 의해 햅틱을 제공하는 단계를 포함한다.
상기 제1 주파수 대역은 상기 제2 주파수 대역에 비해 높은 주파수 대역일 수 있다.
상기 지문 인식 모드에서 상기 표시 패널의 일면 상에 배치된 상기 지문 인식 센서가 초음파를 발산하여 상기 표시 패널의 타면 상에 배치된 상기 사용자의 지문을 인식하는 단계는, 상기 제1 진동 발생 장치를 진동함에 의해 제1 햅틱을 제공하는 단계, 상기 지문 인식 센서가 상기 초음파를 발산하여 상기 표시 패널의 타면 상에 배치된 상기 사용자의 지문을 인식하는 단계, 및 인식된 지문 패턴이 미리 저장된 지문 패턴과 동일한 경우, 상기 제1 진동 발생 장치를 진동함에 의해 제2 햅틱을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 햅틱의 진동 세기 또는 진동 패턴은 상기 제1 햅틱의 진동 세기 또는 진동 패턴과 상이할 수 있다.
상기 지문 인식 모드에서 상기 표시 패널의 일면 상에 배치된 상기 지문 인식 센서가 초음파를 발산하여 상기 표시 패널의 타면 상에 배치된 상기 사용자의 지문을 인식하는 단계는, 상기 인식된 지문 패턴이 미리 저장된 지문 패턴과 상이한 경우, 상기 제1 진동 발생 장치를 진동함에 의해 제3 햅틱을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제3 햅틱의 진동 세기 또는 진동 패턴은 상기 제1 햅틱의 진동 세기 또는 진동 패턴 및 상기 제2 햅틱의 진동 세기 또는 진동 패턴과 상이할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치와 그의 구동 방법에 의하면, 표시 패널의 일면 상에 사용자의 지문을 인식할 수 있는 지문 인식 센서와 표시 패널을 진동하여 음향을 출력하며 진동을 발생하여 햅틱을 제공할 수 있는 제1 진동 발생 장치를 배치한다. 이로 인해, 외부로 드러나지 않는 지문 인식 센서를 이용하여 사용자의 지문을 인식할 수 있을 뿐만 아니라, 외부로 드러나지 않는 제1 진동 발생 장치를 이용하여 음향을 출력하며 햅틱을 제공할 수 있다. 따라서, 표시 장치의 전면(前面)에서 상대방의 음성을 출력하기 위한 통화 리시버와 사용자의 지문을 인식하기 위한 지문 인식 센서를 삭제함으로써, 커버 윈도우의 투과부을 넓힐 수 있으므로, 표시 패널에 의해 화상이 표시되는 영역을 넓힐 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치와 그의 구동 방법에 의하면, 표시 패널의 일면 상에서 지문 인식 센서와 제1 진동 발생 장치를 표시 패널의 두께 방향에서 중첩하여 배치한다. 이로 인해, 지문 인식 센서와 제1 진동 발생 장치가 배치되는 공간을 최소화할 수 있다.
일 실시예에 따른 표시 장치와 그의 구동 방법에 의하면, 제1 진동 발생 장치와 지문 인식 센서를 하나로 일체화하여 형성함으로써, 제1 진동 발생 장치를 지문 인식 센서에 별도의 접착층을 이용하여 부착할 필요가 없다.
일 실시예에 따른 표시 장치와 그의 구동 방법에 의하면, 지문 인식 센서를 이용하여 사용자의 지문을 인식하기 전에, 제1 햅틱을 제공하여 지문 인식이 시작됨을 알릴 수 있다. 또한, 지문 인식 센서에 의해 인식된 지문 패턴이 미리 저장된 지문 패턴과 일치하는지에 따라 제2 햅틱과 제3 햅틱 중 어느 하나를 사용자에게 제공함으로써, 사용자에게 지문 인식이 끝났음을 알릴 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 표시 패널의 표시 영역을 상세히 보여주는 단면도이다.
도 4는 도 2의 커버 윈도우에 부착된 표시 패널의 일 예를 보여주는 저면도이다.
도 5는 도 2의 미들 프레임의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 6은 도 2의 메인 회로 보드를 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 4의 Ⅰ-Ⅰ’의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 7의 지문 인식 센서와 제1 진동 발생 장치의 일 예를 상세히 보여주는 단면도이다.
도 9a는 제1 진동 발생 장치의 제1 가지 전극과 제2 가지 전극 사이에 배치된 진동층의 진동 방법을 보여주는 예시도면이다.
도 9b와 도 9c는 제1 진동 발생 장치의 진동에 의한 표시 패널의 진동 방법을 보여주는 예시도면이다.
도 10은 도 7의 지문 인식 센서와 제1 진동 발생 장치의 일 예를 상세히 보여주는 단면도이다.
도 11은 도 2의 커버 윈도우에 부착된 표시 패널의 일 예를 보여주는 저면도이다.
도 12는 도 11의 Ⅱ-Ⅱ’의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 13은 도 12의 지문 인식 센서와 제1 진동 발생 장치의 일 예를 상세히 보여주는 단면도이다.
도 14는 도 2의 커버 윈도우에 부착된 표시 패널의 일 예를 보여주는 저면도이다.
도 15는 도 2의 커버 윈도우에 부착된 표시 패널의 일 예를 보여주는 저면도이다.
도 16은 도 2의 커버 윈도우에 부착된 표시 패널의 일 예를 보여주는 저면도이다.
도 17은 도 2의 커버 윈도우에 부착된 표시 패널의 일 예를 보여주는 저면도이다.
도 18은 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 19는 통화 모드에서 제1 진동 발생 장치에 의해 출력되는 음향의 주파수에 따른 음압 특성을 보여주는 그래프이다.
도 20은 진동 모드에서 제1 진동 발생 장치에 의해 출력되는 음향의 주파수별 음압 특성을 보여주는 그래프이다.
도 21은 지문 인식 모드에서 지문 인식 센서에 의해 출력되는 초음파의 주파수별 음압 특성을 보여주는 그래프이다.
도 22는 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 보여주는 흐름도이다.
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.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다. 도 3은 표시 패널의 표시 영역을 상세히 보여주는 단면도이다. 도 4는 도 2의 커버 윈도우에 부착된 표시 패널의 일 예를 보여주는 저면도이다. 도 5는 도 2의 미들 프레임의 일 예를 보여주는 평면도이다. 도 6은 도 2의 메인 회로 보드를 보여주는 평면도이다. 도 7은 도 4의 Ⅰ-Ⅰ’의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 커버 윈도우(100), 표시 패널(300), 표시 회로 보드(310), 표시 구동 유닛(320), 패널 하부 부재(400), 제1 진동 발생 장치(510), 지문 인식 센서(520), 미들 프레임(600), 메인 회로 보드(700), 및 하부 커버(900)를 포함한다.
본 명세서에서, “상부”, “탑”, “상면”은 표시 패널(300)을 기준으로 커버 윈도우(100)가 배치되는 방향, 즉 Z축 방향을 가리키고, “하부”, “바텀”, “하면”은 표시 패널(300)을 기준으로 미들 프레임(600)이 배치되는 방향, 즉 Z축 방향의 반대 방향을 가리킨다. 또한, “좌”, “우”, “상”, “하”는 표시 패널(300)을 평면에서 바라보았을 때의 방향을 가리킨다. 예를 들어, “좌”는 X축 방향의 반대 방향, “우”는 X축 방향, “상”은 Z축 방향, “하”는 Z축 방향의 반대 방향을 가리킨다.
표시 장치(10)는 평면 상 직사각형 형태로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(10)는 도 1 및 도 2와 같이 제1 방향(X축 방향)의 단변과 제2 방향(Y축 방향)의 장변을 갖는 직사각형의 평면 형태를 가질 수 있다. 제1 방향(X축 방향)의 단변과 제2 방향(Y축 방향)의 장변이 만나는 모서리는 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.
표시 장치(10)는 평탄하게 형성된 제1 영역(DR1)과 제1 영역(DR1)의 좌우 측들로부터 연장된 제2 영역(DR2)을 포함할 수 있다. 제2 영역(DR2)은 평탄하게 형성되거나 곡면으로 형성될 수 있다. 제2 영역(DR2)이 평탄하게 형성되는 경우, 제1 영역(DR1)과 제2 영역(DR2)이 이루는 각도는 둔각일 수 있다. 제2 영역(DR2)이 곡면으로 형성되는 경우, 일정한 곡률을 갖거나 변화하는 곡률을 가질 수 있다.
도 1에서는 제2 영역(DR2)이 제1 영역(DR1)의 좌우 측들 각각에서 연장된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 제2 영역(DR2)은 제1 영역(DR1)의 좌우 측들 중 어느 한 측에서만 연장될 수 있다. 또는, 제2 영역(DR2)은 제1 영역(DR1)의 좌우 측들뿐만 아니라 상하 측들 중 적어도 어느 하나에서도 연장될 수 있다. 이하에서는, 제2 영역(DR2)이 표시 장치(10)의 좌우 측 가장자리에 배치된 것을 중심으로 설명한다.
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 접착 부재를 통해 표시 패널(300)의 상면에 부착될 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. 접착 부재는 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)에 대응하는 투과부(DA100)와 표시 패널(300) 이외의 영역에 대응하는 차광부(NDA100)를 포함할 수 있다. 커버 윈도우(100)는 제1 영역(DR1)과 제2 영역(DR2)들에 배치될 수 있다. 투과부(DA100)는 제1 영역(DR1)의 일부와 제2 영역(DR2)들의 일부에 배치될 수 있다. 차광부(NDA100)는 불투명하게 형성될 수 있다. 또는, 차광부(NDA100)는 화상을 표시하지 않는 경우에 사용자에게 보여줄 수 있는 패턴이 형성된 데코층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 차광부(NDA100)에는 회사의 로고 또는 다양한 문자가 패턴될 수 있다. 또한, 차광부(NDA100)에는 전면 카메라, 홍채 인식 센서, 조도 센서 등을 노출하기 위한 홀들(HH)이 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 전면 카메라, 홍채 인식 센서, 조도 센서 중 일부 또는 전부가 표시 패널(300)에 내장될 수 있으며, 이 경우 홀들(HH)의 일부 또는 전부가 삭제될 수 있다.
표시 패널(300)은 커버 윈도우(100)의 하부에 배치될 수 있다. 표시 패널(300)은 커버 윈도우(100)의 투과부(100DA)에 중첩되게 배치될 수 있다. 표시 패널(300)은 제1 영역(DR1)과 제2 영역(DR2)들에 배치될 수 있다. 이로 인해, 제1 영역(DR1)뿐만 아니라 제2 영역(DR2)들에서도 표시 패널(300)의 영상이 보일 수 있다.
표시 패널(300)과 커버 윈도우(100) 사이에는 도 7과 같이 외부광 반사로 인한 시인성 저하를 방지하기 위해 편광 필름(PF)이 부착될 수 있다. 편광 필름(PF)은 선편광판과 λ/4 판(quarter-wave plate)과 같은 위상지연필름을 포함할 수 있다. 이 경우, 위상지연필름이 표시 패널(300) 상에 배치되고, 선편광판이 위상지연필름과 커버 윈도우(100) 사이에 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 유기 발광 표시 패널인 것을 중심으로 설명한다.
표시 패널(300)은 도 3과 같이 제1 기판(SUB1), 제1 기판(SUB1) 상에 배치된 박막 트랜지스터층(TFTL), 발광 소자층(EML), 및 박막 봉지층(TFEL)을 포함하는 화소 어레이층(PAL), 및 박막 봉지층(TFEL) 상에 배치된 터치 센서층(TSL)을 포함할 수 있다. 표시 패널(300)의 표시 영역(DA)은 발광 소자층(EML)이 형성되어 영상을 표시하는 영역을 가리키며, 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DA)의 주변 영역을 가리킨다.
제1 기판(SUB1)은 리지드(rigid) 기판이거나 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉시블(flexible) 기판일 수 있다. 제1 기판(SUB1)은 유리, 석영, 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 고분자 물질의 예로는 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. 제1 기판(SUB1)은 금속 재질의 물질을 포함할 수도 있다.
제1 기판(SUB1) 상에는 박막 트랜지스터층(TFTL)이 형성된다. 박막 트랜지스터층(TFTL)은 박막 트랜지스터(335)들, 게이트 절연막(336), 층간 절연막(337), 보호막(338), 및 평탄화막(339)을 포함한다.
제1 기판(SUB1) 상에는 버퍼막이 형성될 수 있다. 버퍼막은 투습에 취약한 제1 기판(SUB1)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)들이 형성된다. 박막 트랜지스터(335)들 각각은 액티브층(331), 게이트전극(332), 소스전극(333) 및 드레인전극(334)을 포함한다. 도 3에서는 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(TFTL) 상에는 발광 소자층(EML)이 형성된다. 발광 소자층(EML)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. 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(EML)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(EML)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(EML) 상에는 박막 봉지층(TFEL)이 형성된다. 박막 봉지층(TFEL)은 발광층(342)과 캐소드 전극(343)에 산소 또는 수분이 침투되는 것을 방지하는 역할을 한다. 이를 위해, 박막 봉지층(TFEL)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, 박막 봉지층(TFEL)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.
박막 봉지층(TFEL) 상에는 터치 센서층(TSL)이 형성된다. 터치 센서층(TSL)이 박막 봉지층(TFEL) 상에 바로 배치됨으로써, 터치 센서층(TSL)을 포함하는 별도의 터치 패널이 박막 봉지층(TFEL) 상에 부착되는 경우보다 표시 장치(10)의 두께를 줄일 수 있는 장점이 있다.
터치 센서층(TSL)은 정전 용량 방식으로 사용자의 터치를 감지하기 위한 터치 전극들과 패드들과 터치 전극들을 연결하는 터치 라인들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 센서층(TSL)은 자기 정전 용량(self-capacitance) 방식 또는 상호 정전 용량(mutual capacitance) 방식으로 사용자의 터치를 감지할 수 있다.
터치 센서층(TSL)의 터치 전극들은 표시 영역(DA)에 배치될 수 있다. 터치 센서층(TSL)의 터치 라인들은 비표시 영역(NDA)에서 배치될 수 있다.
표시 패널(300)의 일 측에 마련된 돌출 영역(PA)에는 표시 회로 보드(310)와 표시 구동 유닛(320)이 부착될 수 있다. 표시 회로 보드(310)의 일 단은 이방성 도전 필름을 이용하여 표시 패널(300)의 돌출 영역(PA)에 마련된 패드들 상에 부착될 수 있다. 표시 패널(300)의 돌출 영역(PA)과 표시 회로 보드(310)는 표시 패널(300)의 하면으로 벤딩될 수 있다.
표시 구동 유닛(320)은 표시 회로 보드(310)를 통해 제어 신호들과 전원 전압들을 인가받고, 표시 패널(300)을 구동하기 위한 신호들과 전압들을 생성하여 출력한다. 표시 구동 유닛(320)은 집적회로로 형성되어 표시 패널(300)의 돌출 영역(PA) 상에 COG(chip on glass) 방식, COP(chip on plastic) 방식 또는 초음파 방식으로 부착될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 표시 구동 유닛(320)은 표시 회로 보드(310) 상에 부착될 수 있다.
표시 회로 보드(310)는 도 4와 같이 제1 회로 보드(311)와 제2 회로 보드(312)를 포함할 수 있다. 제1 회로 보드(311)의 일 단은 표시 패널(300)의 일 측에 마련된 돌출 영역(PA)의 패드들에 부착될 수 있다. 제1 회로 보드(311)의 타 단은 제2 회로 보드(312)의 제1 커넥터(312a)에 연결될 수 있다. 제2 회로 보드(312)의 제2 커넥터(312b)는 연성 회로 보드(580)의 일 단에 연결될 수 있다. 제2 회로 보드(312)의 제3 커넥터(312c)는 케이블(314)의 일 단에 연결될 수 있다. 제2 회로 보드(312)의 일면 상에는 터치 구동 유닛(330)이 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 커넥터(312a), 제2 커넥터(312b), 및 제3 커넥터(312c)는 제2 회로 보드(312)의 타면 상에 배치될 수 있다. 제2 회로 보드(312)의 타 면은 패널 하부 부재(400)와 마주보는 면일 수 있다.
케이블(314)의 타 단은 도 5 및 도 6과 같이 미들 프레임(600)을 관통하는 케이블 홀(CAH)을 통해 미들 프레임(600)의 하부에 배치된 메인 회로 보드(700)의 메인 커넥터(730)에 연결될 수 있다.
연성 회로 보드(580)의 타 단은 도 7과 같이 제1 진동 발생 장치(510)와 전기적으로 연결되는 제1 패드부(581)와 지문 인식 센서(520)와 전기적으로 연결되는 제2 패드부(582)를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 패드부(581)와 제2 패드부(582)는 연성 회로 보드(580)의 타 단에서 분지될 수 있다. 또한, 제1 패드부(581)의 길이는 제2 패드부(582)의 길이보다 길 수 있다.
도 4에서는 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)가 하나의 연성 회로 보드(580)에 연결된 것을 예시하였으나, 본 명세서의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520) 각각은 서로 다른 연성 회로 보드(580)에 연결될 수 있다. 이 경우, 통합 구동 유닛(340)은 연성 회로 보드(580)가 아닌 제2 회로 보드(312) 상에 배치될 수 있다.
표시 회로 보드(310) 상에는 터치 구동 유닛(330)이 배치될 수 있다. 터치 구동 유닛(330)은 집적회로로 형성되어 표시 회로 보드(310)의 상면에 부착될 수 있다. 터치 구동 유닛(330)은 표시 회로 보드(310)를 통해 표시 패널(300)의 터치 센서층(TSL)의 터치 전극들과 터치 라인들에 접속될 수 있다. 터치 구동 유닛(330)은 상호 정전 용량 방식에서 터치 전극들 중 구동 전극들에 터치 구동 신호들을 인가하고, 터치 전극들 중 감지 전극들을 통해 구동 전극들과 감지 전극들 사이의 정전 용량들의 차지 변화량들을 감지함으로써, 터치를 센싱할 수 있다.
표시 패널(300)의 하부에는 패널 하부 부재(400)가 배치될 수 있다. 패널 하부 부재(400)는 접착 부재를 통해 표시 패널(300)의 하면에 부착될 수 있다. 접착 부재는 압력 민감 점착제(pressure sensitive adhesive, PSA)일 수 있다.
패널 하부 부재(400)는 외부로부터 입사되는 광을 흡수하기 위한 광 흡수 부재, 외부로부터의 충격을 흡수하기 위한 완충 부재, 표시 패널(300)의 열을 효율적으로 방출하기 위한 방열 부재, 및 외부로부터 입사되는 광을 차단하기 위한 차광층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
광 흡수 부재는 표시 패널(300)의 하부에 배치될 수 있다. 광 흡수 부재는 광의 투과를 저지하여 광 흡수 부재의 하부에 배치된 구성들, 예를 들어 표시 회로 보드(310), 제1 진동 발생 장치(510), 지문 인식 센서(520) 등이 표시 패널(300)의 상부에서 시인되는 것을 방지한다. 광 흡수 부재는 블랙 안료나 염료 등과 같은 광 흡수 물질을 포함할 수 있다.
완충 부재는 광 흡수 부재의 하부에 배치될 수 있다. 완충 부재는 외부 충격을 흡수하여 표시 패널(300)이 파손되는 것을 방지한다. 완충 부재는 단일층 또는 복수층으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 완충 부재는 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 부재는 쿠션층일 수 있다.
방열 부재는 완충 부재의 하부에 배치될 수 있다. 방열 부재는 그라파이트나 탄소 나노 튜브 등을 포함하는 제1 방열층과 전자기파를 차폐할 수 있고 열전도성이 우수한 구리, 니켈, 페라이트, 은과 같은 금속 박막으로 형성된 제2 방열층을 포함할 수 있다.
패널 하부 부재(400)의 하부에는 표시 회로 보드(310), 제1 진동 발생 장치(510), 및 지문 인식 센서(520)가 부착될 수 있다. 표시 회로 보드(310)는 접착 부재 또는 고정 부재를 통해 패널 하부 부재(400)의 하면에 부착될 수 있다. 지문 인식 센서(520)는 접착 부재를 통해 패널 하부 부재(400)의 하면에 부착될 수 있다. 제1 진동 발생 장치(510)는 지문 인식 센서(520)의 하면에 부착될 수 있다. 접착 부재는 압력 민감 점착제일 수 있으며, 고정 부재는 스크루(screw)일 수 있다.
한편, 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)가 패널 하부 부재(400)의 방열 부재 상에 배치되는 경우, 제1 진동 발생 장치(510) 및/또는 지문 인식 센서(520)의 진동에 의해 방열 부재의 제1 방열층 또는 제2 방열층이 깨질 수 있다. 그러므로, 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)가 배치되는 영역에서는 방열 부재가 제거될 수 있으며, 이 경우 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)는 완충 부재의 하면에 부착될 수 있다. 또는, 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)가 배치되는 영역에서는 패널 하부 부재(400)가 제거될 수 있으며, 이 경우 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)는 표시 패널(300)의 하면에 부착될 수 있다.
제1 진동 발생 장치(510)는 구동 전압들에 따라 수축 또는 팽창하는 압전 물질을 갖는 제1 진동층을 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 진동 발생 장치(510)를 제1 주파수 대역에서 진동하는 경우, 제1 진동 발생 장치(510)에 의해 표시 패널(300)을 진동할 수 있으므로, 제1 음향이 출력될 수 있다. 제1 진동 발생 장치(510)를 제2 주파수 대역에서 진동하는 경우, 제1 진동 발생 장치(510)의 진동에 의해 사용자에게 햅틱을 제공할 수 있다. 제2 주파수 대역은 제1 주파수 대역에 비해 낮은 주파수 대역일 수 있다.
지문 인식 센서(520)는 구동 전압들에 따라 수축 또는 팽창하는 압전 물질을 갖는 제2 진동층을 포함할 수 있다. 이 경우, 지문 인식 센서를 제3 주파수 대역에서 진동하는 경우, 지문 인식 센서(520)의 진동에 의해 초음파가 출력될 수 있다. 제3 주파수 대역은 제1 주파수 대역에 비해 높은 주파수 대역일 수 있다. 제3 주파수 대역은 20kHz 이상의 주파수 대역일 수 있다. 제1 진동층의 압전 물질과 제2 진동층의 압전 물질은 실질적으로 동일할 수 있다.
표시 장치(10) 내에 에어 갭(air gap)이 존재하지 않으므로, 지문 인식 센서(520)에서 발산된 초음파는 표시 패널(300)의 상면 상에 위치한 사용자의 지문에서 반사되어 지문 인식 센서(520)에서 감지될 수 있다. 구체적으로, 지문 인식 센서(520)에서 감지되는 초음파는 사용자의 지문의 마루(ridge)와 골(valley)에 따라 다른 반사 패턴을 가질 수 있다. 지문 인식 센서(520)는 지문의 골과 마루에 따른 초음파의 반사 패턴을 감지할 수 있으며, 이로 인해 사용자의 지문 패턴을 인식할 수 있다.
제1 진동 발생 장치(510)가 지문 인식 센서(520)의 일면 상에 배치되므로, 제1 진동 발생 장치(510)의 제1 방향(X축 방향)의 폭(W11)은 지문 인식 센서(520)의 제1 방향(X축 방향)의 폭(W12)보다 작을 수 있다. 또한, 제1 진동 발생 장치(510)의 제2 방향(Y축 방향)의 폭(W21)은 지문 인식 센서(520)의 제2 방향(Y축 방향)의 폭(W22)보다 작을 수 있다.
제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)는 연성 회로 보드(580)를 통해 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)를 구동하는 통합 구동 유닛(340)에 전기적으로 연결될 수 있다. 통합 구동 유닛(340)은 집적회로로 형성되어 연성 회로 보드(580)의 일면 상에 배치될 수 있다. 연성 회로 보드(580)의 일면은 패널 하부 부재(400)와 마주보는 면일 수 있다.
도 4에서는 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)는 표시 패널(300)의 상 측보다 하 측에 가깝게 배치된 것을 예시하였으나, 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)의 배치 위치는 이에 한정되지 않는다. 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)는 표시 패널(300)의 표시 영역(DA) 내에서 다른 기구적 간섭이 없는 영역에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)는 표시 회로 보드(310), 미들 프레임(600)에 형성된 배터리 홀(BH)과 카메라 홀(CH) 등과 중첩하지 않는 영역에 배치될 수 있다.
통합 구동 유닛(340)은 음향 모드에서 메인 프로세서(710)로부터 제1 진동 데이터를 입력 받는다. 통합 구동 유닛(340)은 제1A 진동 데이터에 따라 제1A 구동 전압과 제2A 구동 전압을 생성하고, 연성 회로 보드(580)를 통해 제1A 구동 전압과 제2A 구동 전압을 제1 진동 발생 장치(510)에 공급한다. 이로 인해, 제1 진동 발생 장치(510)는 제1 주파수 대역에서 진동함에 의해 표시 패널(300)을 진동하여 제1 음향을 출력할 수 있다.
통합 구동 유닛(340)은 햅틱 모드에서 메인 프로세서(710)로부터 제1B 진동 데이터를 입력 받는다. 통합 구동 유닛(340)은 제1B 진동 데이터에 따라 제1B 구동 전압과 제2B 구동 전압을 생성하고, 연성 회로 보드(580)를 통해 제1B 구동 전압과 제2B 구동 전압을 제1 진동 발생 장치(510)에 공급한다. 이로 인해, 제1 진동 발생 장치(510)는 제2 주파수 대역에서 진동함에 의해 햅틱을 제공할 수 있다.
통합 구동 유닛(340)은 지문 인식 모드에서 메인 프로세서(710)로부터 제2 진동 데이터 또는 감지 제어 데이터를 입력 받는다. 통합 구동 유닛(340)은 제2 진동 데이터에 따라 제3A 구동 전압과 제4A 구동 전압을 생성하고, 연성 회로 보드(580)를 통해 제3A 구동 전압과 제4A 구동 전압을 지문 인식 센서(520)에 공급한다. 이로 인해, 지문 인식 센서(520)는 제3 주파수 대역에서 진동함에 의해 초음파를 출력할 수 있다. 또한, 통합 구동 유닛(340)은 감지 제어 데이터에 따라 제3B 구동 전압을 생성하고, 연성 회로 보드(580)를 통해 제3B 구동 전압을 지문 인식 센서(520)에 공급한다. 이로 인해, 지문 인식 센서(520)는 사용자의 지문에서 반사된 초음파로 인해 압전 효과가 발생할 수 있으며, 이에 따라 제4 전극(523)들에 생성된 감지 전압들은 통합 구동 유닛(340)에서 감지될 수 있다.
통합 구동 유닛(340)은 디지털 신호인 제1A 진동 데이터와 제1B 진동 데이터를 포함하는 제1 진동 데이터, 제2 진동 데이터, 또는 감지 제어 데이터를 처리하는 디지털 신호 처리부(digital signal processer, DSP), 디지털 신호 처리부에서 처리된 디지털 데이터를 아날로그 신호, 즉 구동 전압들로 변환하는 디지털 아날로그 변환부(digital analog converter, DAC), 디지털 아날로그 변환부에서 변환된 아날로그 신호, 즉 구동 전압들을 증폭하여 출력하는 증폭기(amplifier, AMP) 등을 포함할 수 있다.
패널 하부 부재(400)의 하부에는 미들 프레임(600)이 배치될 수 있다. 미들 프레임(600)은 플라스틱, 금속, 또는 플라스틱과 금속을 모두 포함할 수 있다.
미들 프레임(600)에는 카메라 장치(720)가 삽입되는 제1 카메라 홀(CMH1), 배터리가 배치되는 배터리 홀(BH), 및 표시 회로 보드(310)에 연결된 케이블(314)이 통과하는 케이블 홀(CAH)이 형성될 수 있다. 또한, 미들 프레임(600)에는 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)를 수용하기 위한 수용 홈(AH)이 형성될 수 있다. 수용 홈(AH)의 제1 방향(X축 방향)의 폭은 제1 진동 발생 장치(510)의 제1 방향(X축 방향)의 폭 및 지문 인식 센서(520)의 제1 방향(X축 방향)의 폭보다 크다. 수용 홈(AH)의 제2 방향(Y축 방향)의 폭은 제1 진동 발생 장치(510)의 제2 방향(Y축 방향)의 폭 및 지문 인식 센서(520)의 제2 방향(Y축 방향)의 폭보다 크다.
제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)가 배터리가 배치되는 배터리 홀(BH)과 중첩되는 경우, 배터리의 발열에 의해 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)가 영향을 받을 수 있다. 그러므로, 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)는 배터리 홀(BH)과 중첩되지 않게 배치되는 것이 바람직하다.
미들 프레임(600)의 하부에는 메인 회로 보드(700)가 배치될 수 있다. 메인 회로 보드(700)는 인쇄 회로 기판(printed circuit board) 또는 연성 인쇄 회로 기판일 수 있다.
메인 회로 보드(700)는 메인 프로세서(710), 카메라 장치(720), 및 메인 커넥터(730)를 포함할 수 있다. 카메라 장치(720)는 메인 회로 보드(700)의 상면과 하면 모두에 배치되고, 메인 프로세서(710)는 메인 회로 보드(700)의 상면에 배치되며, 메인 커넥터(730)는 메인 회로 보드(700)의 하면에 배치될 수 있다.
메인 프로세서(710)는 표시 장치(10)의 모든 기능을 제어할 수 있다. 예를 들어, 메인 프로세서(710)는 표시 패널(300)이 영상을 표시하도록 디지털 비디오 데이터를 표시 회로 보드(310)를 통해 표시 구동 유닛(320)으로 출력할 수 있다. 또한, 메인 프로세서(710)는 터치 구동 유닛(330)으로부터 터치 데이터를 입력 받고 사용자의 터치 위치를 판단한 후, 사용자의 터치 위치에 표시된 아이콘이 지시하는 어플리케이션을 실행할 수 있다.
또한, 메인 프로세서(710)는 음향 모드와 햅틱 모드에서 제1 진동 발생 장치(510)를 진동하기 위해, 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)를 구동하는 통합 구동 유닛(340)으로 제1 진동 데이터를 출력할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 지문 인식 모드에서 지문 인식 센서(520)를 진동하여 초음파를 발산하기 위해, 통합 구동 유닛(340)으로 제2 진동 데이터를 출력할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 지문 인식 모드에서 사용자의 지문에서 반사된 초음파를 감지하기 위해, 통합 구동 유닛(340)으로 감지 제어 데이터를 출력할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 지문 인식 모드에서 통합 구동 유닛(340)에서 감지된 감지 전압들에 대응되는 감지 데이터를 입력 받을 수 있다. 메인 프로세서(710)는 감지 데이터를 분석하여 지문 패턴을 생성하고 인식된 지문 패턴이 메모리에 미리 저장된 지문 패턴과 일치하는지를 판단할 수 있다.
메인 프로세서(710)는 집적회로로 이루어진 어플리케이션 프로세서(application processor), 중앙 처리 장치(central processing unit), 또는 시스템 칩(system chip)일 수 있다.
카메라 장치(720)는 카메라 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지 영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리하여 메인 프로세서(710)로 출력한다.
메인 커넥터(730)에는 미들 프레임(600)의 케이블 홀(CAH)을 통과한 케이블(314)이 연결될 수 있다. 이로 인해, 메인 회로 보드(700)는 표시 회로 보드(310)와 터치 회로 보드(210)에 전기적으로 연결될 수 있다.
이외, 메인 회로 보드(700)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 미들 프레임(600)과 메인 회로 보드(700)의 하부에 배치될 수 있다. 하부 커버(900)는 미들 프레임(600)과 체결되어 고정될 수 있다. 하부 커버(900)는 표시 장치(10)의 하면 외관을 형성할 수 있다. 하부 커버(900)는 플라스틱, 및/또는 금속을 포함할 수 있다.
하부 커버(900)에는 카메라 장치(720)가 삽입되어 외부로 돌출되는 제2 카메라 홀(CMH2)이 형성될 수 있다. 카메라 장치(720)의 위치와 카메라 장치(720)에 대응되는 제1 및 제2 카메라 홀들(CMH1, CMH2)의 위치는 도 2에 도시된 실시예에 한정되지 않는다.
도 1 내지 도 7에 도시된 실시예에 의하면, 표시 패널(300)의 일면 상에 사용자의 지문을 인식할 수 있는 지문 인식 센서(520)를 배치하고, 지문 인식 센서(520)의 일면 상에 표시 패널(300)을 진동하여 음향을 출력하며 진동을 발생하여 햅틱을 제공할 수 있는 제1 진동 발생 장치(510)를 배치한다. 이로 인해, 외부로 드러나지 않는 지문 인식 센서(520)를 이용하여 사용자의 지문을 인식할 수 있을 뿐만 아니라, 외부로 드러나지 않는 제1 진동 발생 장치(510)를 이용하여 음향을 출력하며 햅틱을 제공할 수 있다. 따라서, 표시 장치의 전면(前面)에서 상대방의 음성을 출력하기 위한 통화 리시버와 사용자의 지문을 인식하기 위한 지문 인식 센서를 삭제함으로써, 커버 윈도우(100)의 투과부(DA100)를 넓힐 수 있으므로, 표시 패널(300)에 의해 화상이 표시되는 영역을 넓힐 수 있다.
도 1 내지 도 7에 도시된 실시예에 의하면, 표시 패널(300)의 일면 상에서 지문 인식 센서(520)와 제1 진동 발생 장치(510)를 표시 패널(300)의 두께 방향에서 중첩하여 배치한다. 이로 인해, 지문 인식 센서(520)와 제1 진동 발생 장치(510)가 배치되는 공간을 최소화할 수 있다.
도 8은 도 7의 지문 인식 센서와 제1 진동 발생 장치의 일 예를 상세히 보여주는 단면도이다.
도 8을 참조하면, 제1 진동 발생 장치(510)는 구동 전압들을 입력 받아 진동을 발생하여 음향을 출력하거나 햅틱을 제공하고, 지문 인식 센서(520)는 구동 전압들을 입력 받아 진동을 발생하여 초음파를 출력할 수 있다.
제1 진동 발생 장치(510)는 제1 진동층(511), 제1 전극(512), 및 제2 전극(513)을 포함할 수 있다.
제1 전극(512)은 제1 줄기 전극(5121)과 제1 가지 전극(5122)들을 포함할 수 있다. 제1 줄기 전극(5121)은 제1 진동층(511)의 일 측면에만 배치되거나 제1 진동층(511)의 복수의 측면들에 배치될 수 있다. 제1 가지 전극(5122)들은 제1 줄기 전극(5121)으로부터 분지될 수 있다. 제1 가지 전극(5122)들은 서로 나란하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 줄기 전극(5121)은 제3 방향(Z축 방향)으로 길게 연장되고, 제1 가지 전극(5122)들은 제1 줄기 전극(5121)으로부터 제1 방향(X축 방향) 또는 제2 방향(Y축 방향)으로 길게 연장될 수 있다. 제1 가지 전극(5122)들은 제1 진동층(511) 내에 삽입될 수 있으며, 제1 진동층(511)의 하면에 배치될 수 있다.
제2 전극(513)은 제2 줄기 전극(5131)과 제2 가지 전극(5132)들을 포함할 수 있다. 제2 줄기 전극(5131)은 제1 진동층(511)의 다른 일 측면에 배치되거나 제1 진동층(511)의 복수의 측면들에 배치될 수도 있다. 이 경우, 제2 줄기 전극(5131)이 배치되는 복수의 측면들 중 어느 한 측면에는 제1 줄기 전극(5121)이 배치될 수 있다. 제2 줄기 전극(5131)은 제1 진동층(511)의 상면에 배치될 수 있다. 제1 줄기 전극(5121)과 제2 줄기 전극(5131)은 서로 중첩되지 않을 수 있다. 제2 가지 전극(5132)들은 제2 줄기 전극(5131)으로부터 분지될 수 있다. 제2 가지 전극(5132)들은 서로 나란하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 줄기 전극(5131)은 제3 방향(Z축 방향)으로 길게 연장되고, 제2 가지 전극(5132)들은 제2 줄기 전극(5131)으로부터 제1 방향(X축 방향) 또는 제2 방향(Y축 방향)으로 길게 연장될 수 있다. 제2 가지 전극(5132)들은 제1 진동층(511) 내에 삽입될 수 있으며, 제1 진동층(511)의 하면에 배치될 수 있다.
제1 가지 전극(5122)들과 제2 가지 전극(5132)들은 제1 방향(X축 방향) 또는 제2 방향(Y축 방향)으로 서로 나란하게 배치될 수 있다. 또한, 제1 가지 전극(5122)들과 제2 가지 전극(5132)들은 제3 방향(Z축 방향)에서 교대로 배치될 수 있다. 즉, 제1 가지 전극(5122)들과 제2 가지 전극(5132)들은 제3 방향(Z축 방향)에서 제1 가지 전극(5122), 제2 가지 전극(5132), 제1 가지 전극(5122), 제2 가지 전극(5132)의 순서로 반복적으로 배치될 수 있다.
제1 전극(512)과 제2 전극(513)은 연성 회로 보드(580)의 리드들에 전기적으로 연결될 수 있다. 이로 인해, 제1 전극(512)에는 연성 회로 보드(580)의 통합 구동 유닛(340)으로부터 제1 구동 전압이 인가되고 제2 전극(513)에는 제2 구동 전압이 인가될 수 있다. 제1 구동 전압은 제1A 구동 전압과 제1B 구동 전압을 포함하고, 제2 구동 전압은 제2A 구동 전압과 제2B 구동 전압을 포함할 수 있다.
제1 진동층(511)은 제1 전극(512)에 인가된 제1 구동 전압과 제2 전극(513)에 인가되는 제2 구동 전압에 따라 변형되는 압전 물질을 포함할 수 있다. 압전 물질은 PVDF(Poly Vinylidene Fluoride) 필름이나 PZT(Plumbum Ziconate Titanate(티탄산지르콘납)) 등의 압전체, 전기 활성 고분자(Electro Active Polymer) 중 어느 하나일 수 있다.
제1 진동층(511)의 제조 온도가 높기 때문에, 제1 전극(512)과 제2 전극(513)은 녹는점이 높은 은(Ag) 또는 은(Ag)과 팔라듐(Pd)의 합금으로 형성될 수 있다. 이 경우, 은(Ag)의 함량이 팔라듐(Pd)의 함량보다 높을 수 있다.
제1 진동층(511)은 제1 가지 전극(5122)들과 제2 가지 전극(5132)들 사이마다 배치될 수 있다. 제1 진동층(511)은 제1 가지 전극(5122)에 인가되는 제1 구동 전압과 제2 가지 전극(5132)에 인가되는 제2 구동 전압 간의 차이에 따라 수축하거나 팽창할 수 있다.
구체적으로, 도 9a에서 제1 가지 전극(5122)과 제1 가지 전극(5122)의 하부에 배치된 제2 가지 전극(5132) 사이에 배치된 제1 진동층(511)의 극성 방향이 상부 방향(↑)인 경우, 제1 진동층(511)은 제1 가지 전극(5122)에 인접한 상부 영역에서 정극성을 가지며, 제2 가지 전극(5132)에 인접한 하부 영역에서 부극성을 가진다. 또한, 도 9a에서 제2 가지 전극(5132)과 제2 가지 전극(5132)의 하부에 배치된 제1 가지 전극(5122) 사이에 배치된 제1 진동층(511)의 극성 방향이 하부 방향(↓)인 경우, 제1 진동층(511)은 제2 가지 전극(5132)에 인접한 상부 영역에서 부극성을 가지며, 제1 가지 전극(5122)에 인접한 하부 영역에서 정극성을 가진다. 제1 진동층(511)의 극성 방향은 제1 가지 전극(5122)과 제2 가지 전극(5132)을 이용하여 제1 진동층(511)에 전계를 가하는 폴링(poling) 공정에 의해 정해질 수 있다.
제1 가지 전극(5122)과 제1 가지 전극(5122)의 하부에 배치된 제2 가지 전극(5132) 사이에 배치된 제1 진동층(511)의 극성 방향이 상부 방향(↑)인 경우, 제1 가지 전극(5122)에 정극성의 제1 구동 전압이 인가되며, 제2 가지 전극(5132)에 부극성의 제2 구동 전압이 인가되면, 제1 진동층(511)은 제1 힘(F1)에 따라 수축될 수 있다. 제1 힘(F1)은 수축력일 수 있다. 또한, 제1 가지 전극(5122)에 부극성의 제1 구동 전압이 인가되며, 제2 가지 전극(5132)에 정극성의 제2 구동 전압이 인가되면, 제1 진동층(511)은 제2 힘(F2)에 따라 팽창할 수 있다. 제2 힘(F2)은 신장력일 수 있다.
이와 유사하게, 제2 가지 전극(5132)과 제2 가지 전극(5132)의 하부에 배치된 제1 가지 전극(5122) 사이에 배치된 제1 진동층(511)의 극성 방향이 하부 방향(↓)인 경우, 제2 가지 전극(5132)에 정극성의 제2 구동 전압이 인가되며, 제1 가지 전극(5122)에 부극성의 제1 구동 전압이 인가되면, 제1 진동층(511)은 신장력에 따라 팽창할 수 있다. 또한, 제2 가지 전극(5132)에 부극성의 제2 구동 전압이 인가되며, 제1 가지 전극(5122)에 정극성의 제1 구동 전압이 인가되면, 제1 진동층(511)은 수축력에 따라 수축될 수 있다. 제2 힘(F2)은 수축력일 수 있다.
도 8에 도시된 실시예에 의하면, 제1 전극(512)에 인가되는 제1 구동 전압과 제2 전극(513)에 인가되는 제2 구동 전압이 정극성과 부극성으로 교대로 반복되는 경우, 제1 진동층(511)은 수축과 팽창을 반복하게 된다. 이로 인해, 제1 진동 발생 장치(510)는 진동하게 된다.
제1 진동 발생 장치(510)가 방열 필름(130)의 일면에 배치되므로, 제1 진동 발생 장치(510)의 제1 진동층(511)이 수축과 팽창하는 경우, 표시 패널(110)은 도 9b 및 도 9c와 같이 응력에 의해 하부와 상부로 진동하게 된다. 이와 같이, 제1 진동 발생 장치(510)에 의해 표시 패널(110)이 진동할 수 있으므로, 표시 장치(10)는 제1 음향을 출력할 수 있다.
지문 인식 센서(520)는 제2 진동층(521), 제3 전극(522), 및 제4 전극(523)들을 포함할 수 있다.
제3 전극(522)은 제2 진동층(521)의 하부에 배치되며, 제4 전극(523)들은 제2 진동층(521)의 상부에 배치될 수 있다. 제3 전극(522)은 제1 방향(X축 방향)과 제2 방향(Y축 방향)으로 길게 연장될 수 있다. 제4 전극(523)들은 제1 방향(X축 방향)과 제2 방향(Y축 방향) 각각에서 소정의 간격들로 이격되어 배치될 수 있다.
제1 진동 발생 장치(510)는 표시 패널(300)을 진동판으로 사용하여 음향을 출력하는 반면에, 지문 인식 센서(520)는 제3 주파수 대역에서 진동하여 초음파를 발산하면 되므로, 제1 진동 발생 장치(510)의 두께(D1)는 지문 인식 센서(520)의 두께(D2)보다 두꺼울 수 있다.
제3 전극(522)과 제4 전극(523)들은 연성 회로 보드(580)의 리드들에 전기적으로 연결될 수 있다. 제4 전극(523)들은 연성 회로 보드(580)의 하나의 리드에 공통적으로 접속되거나 연성 회로 보드(580)의 리드들에 일대일로 접속될 수 있다. 제3 전극(522)에는 연성 회로 보드(580)의 통합 구동 유닛(340)으로부터 제3 구동 전압이 인가되고 제4 전극(523)들 각각에는 제4 구동 전압이 인가될 수 있다. 제3 구동 전압은 제3A 구동 전압과 제3B 구동 전압을 포함하고, 제4 구동 전압은 제4A 구동 전압을 포함할 수 있다.
제2 진동층(521)은 제3 전극(522)에 인가된 제3 구동 전압과 제4 전극(523)들에 인가되는 제4 구동 전압에 따라 변형되는 압전 물질을 포함할 수 있다. 압전 물질은 PVDF(Poly Vinylidene Fluoride) 필름이나 PZT(Plumbum Ziconate Titanate(티탄산지르콘납)) 등의 압전체, 전기 활성 고분자(Electro Active Polymer) 중 어느 하나일 수 있다. 제2 진동층(521)은 제1 진동층(511)과 실질적으로 동일한 압전 물질을 포함할 수 있다.
제2 진동층(521)의 제조 온도가 높기 때문에, 제3 전극(522)과 제4 전극(523)들은 녹는점이 높은 은(Ag) 또는 은(Ag)과 팔라듐(Pd)의 합금으로 형성될 수 있다. 이 경우, 은(Ag)의 함량이 팔라듐(Pd)의 함량보다 높을 수 있다.
제2 진동층(521)은 제3 전극(522)과 각 제4 전극(523) 사이에 배치될 수 있다. 제2 진동층(521)은 제3 전극(522)에 인가되는 제3 구동 전압과 제4 전극(523)들에 인가되는 제4 구동 전압 간의 차이에 따라 수축하거나 팽창할 수 있다.
제3 전극(522)에 인가된 제3 구동 전압과 제4 전극(523)에 인가된 제4 구동 전압에 따라 제2 진동층(521)의 진동 방법은 도 9a 내지 도 9c를 결부하여 설명한 바와 실질적으로 동일하다.
한편, 도 8에서 제3 전극(522)과 제4 전극(523), 및 제3 전극(522)과 제4 전극(523) 사이에 배치된 제2 진동층(521)은 하나의 압전 센서로 정의될 수 있다. 압전 센서의 개수가 많을수록 지문 인식의 정확도를 높일 수 있으나, 압전 센서의 개수가 많을수록 지문 인식 센서(520)의 제조 공정이 어려워질 수 있다. 따라서, 지문 인식 센서(520)의 압전 센서의 개수는 지문 인식의 정확도와 제조 공정의 난이도를 고려하여 적절한 개수로 결정될 수 있다.
지문 인식 센서(520)는 복수의 압전 센서들의 제2 진동층(521)의 압전 물질로 인해 사용자의 지문의 마루와 골에서 반사된 초음파에 따라 복수의 압전 센서들의 제4 전극(523)들에 전기 신호들이 생성될 수 있다. 통합 구동 유닛(340)은 지문 인식 센서(520)의 제4 전극(523)들로부터의 전기 신호들, 예를 들어 감지 전압들을 감지할 수 있다. 통합 구동 유닛(340)은 감지 전압들을 디지털 데이터인 감지 데이터로 변환하여 메인 프로세서(710)로 출력할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 감지 데이터를 분석하여 지문 패턴을 생성하고 인식된 지문 패턴이 메모리에 미리 저장된 지문 패턴과 일치하는지를 판단할 수 있다.
제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520) 사이에는 제1 접착층(610)이 배치될 수 있다. 서로 마주보는 제1 진동 발생 장치(510)의 일면과 지문 인식 센서(520)의 일면은 제1 접착층(610)에 의해 접착될 수 있다. 제1 접착층(610)은 압력 민감 점착제일 수 있다.
한편, 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)를 보호하기 위해, 제1 진동 발생 장치(510)의 하면과 측면들, 및 지문 인식 센서(520)의 측면들을 둘러싸는 보호 부재가 형성될 수 있다.
도 8에 도시된 실시예에 의하면, 표시 패널(300)의 일면 상에서 지문 인식 센서(520)와 제1 진동 발생 장치(510)를 표시 패널(300)의 두께 방향에서 중첩하여 배치한다. 이로 인해, 지문 인식 센서(520)와 제1 진동 발생 장치(510)가 배치되는 공간을 최소화할 수 있다.
도 10은 도 7의 지문 인식 센서와 제1 진동 발생 장치의 일 예를 상세히 보여주는 단면도이다.
도 10에 도시된 실시예는 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)가 제1 접착층(610)에 의해 접착되지 않고, 제1 진동 발생 장치(510)의 제1 진동층(511)과 지문 인식 센서(520)의 제2 진동층(521)이 하나로 연결된 것에서 도 7에 도시된 실시예와 차이점이 있다. 도 10에서는 도 7에 도시된 실시예와 중복된 설명은 생략하고, 도 7에 도시된 실시예와 차이점에 대하여만 상세히 설명한다.
도 10을 참조하면, 제1 진동 발생 장치(510)의 제1 진동층(511)과 지문 인식 센서(520)의 제2 진동층(521)은 하나로 연결될 수 있다. 이 경우, 제1 진동 발생 장치(510)의 제1 진동층(511)과 지문 인식 센서(520)의 제3 전극(522) 사이에는 제3 진동층(514)이 배치될 수 있다. 제1 진동층(511), 제2 진동층(521), 및 제3 진동층(514)은 동일한 물질로 형성될 수 있다. 또한, 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)는 한 번의 제조 공정에 의해 형성될 수 있다. 즉, 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)는 하나로 일체화되어 형성될 수 있다.
도 10에 도시된 실시예에 의하면, 표시 패널(300)의 일면 상에서 지문 인식 센서(520)와 제1 진동 발생 장치(510)를 표시 패널(300)의 두께 방향에서 중첩하여 배치한다. 이로 인해, 지문 인식 센서(520)와 제1 진동 발생 장치(510)가 배치되는 공간을 최소화할 수 있다.
또한, 도 10에 도시된 실시예에 의하면, 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)를 하나로 일체화하여 형성함으로써, 제1 진동 발생 장치(510)를 지문 인식 센서(520)에 별도의 접착층을 이용하여 부착할 필요가 없다.
도 11은 도 2의 커버 윈도우에 부착된 표시 패널의 일 예를 보여주는 저면도이다. 도 12는 도 11의 Ⅱ-Ⅱ’의 일 예를 보여주는 단면도이다. 도 13은 도 12의 지문 인식 센서와 제1 진동 발생 장치의 일 예를 상세히 보여주는 단면도이다.
도 11 내지 도 13에 도시된 실시예는 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)가 제3 방향(Z축 방향)에서 중첩하여 배치되지 않고, 제1 방향(X축 방향) 또는 제2 방향(Y축 방향)으로 이웃하여 배치되는 것에서 도 1 내지 도 7에 도시된 실시예와 차이점이 있다. 도 11 내지 도 13에서는 도 1 내지 도 7에 도시된 실시예와 중복된 설명은 생략하고, 도 1 내지 도 7에 도시된 실시예와 차이점에 대하여 상세히 설명한다.
도 11 내지 도 13을 참조하면, 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)는 제1 방향(X축 방향) 또는 제2 방향(Y축 방향)으로 이웃하여 배치될 수 있다. 도 11에서는 제1 진동 발생 장치(510)가 지문 인식 센서(520)의 우 측에 배치되는 것을 예시하였으나, 본 명세서의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 진동 발생 장치(510)는 지문 인식 센서(520)의 좌 측, 하 측 또는 상 측에 배치될 수 있다.
도 11과 도 12에서는 제1 진동 발생 장치(510)가 지문 인식 센서(520)의 우 측에 배치되기 때문에, 제1 진동 발생 장치(510)에 연결되는 제1 패드부(581)가 지문 인식 센서(520)에 연결되는 제2 패드부(582)보다 길게 형성된 것을 예시하였으나, 본 명세서의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 진동 발생 장치(510)가 지문 인식 센서(520)의 좌 측에 배치되는 경우, 제1 진동 발생 장치(510)에 연결되는 제1 패드부(581)가 지문 인식 센서(520)에 연결되는 제2 패드부(582)보다 짧게 형성될 수 있다.
도 11 내지 도 13에서는 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)가 제1 방향(X축 방향) 또는 제2 방향(Y축 방향)에서 서로 접하고 있는 것을 예시하였으나, 본 명세서의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)가 제1 방향(X축 방향) 또는 제2 방향(Y축 방향)에서 서로 이격되게 배치될 수 있다.
제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520) 사이에는 제2 접착층(620)이 배치될 수 있다. 서로 마주보는 제1 진동 발생 장치(510)의 일 측면과 지문 인식 센서(520)의 일 측면은 제2 접착층(620)에 의해 접착될 수 있다. 제2 접착층(620)은 압력 민감 점착제일 수 있다.
한편, 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)가 제2 접착층(620)에 의해 접착되지 않고, 제1 진동 발생 장치(510)의 제1 진동층(511)과 지문 인식 센서(520)의 제2 진동층(521)이 하나로 연결될 수 있다. 이 경우, 제1 진동 발생 장치(510)의 제1 진동층(511)과 지문 인식 센서(520)의 제2 진동층(521)은 동일한 물질로 형성될 수 있다. 또한, 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)는 한 번의 제조 공정에 의해 형성될 수 있다. 즉, 제1 진동 발생 장치(510)와 지문 인식 센서(520)는 하나로 일체화되어 형성될 수 있다.
도 11 내지 도 13에 도시된 실시예에 의하면, 표시 패널(300)의 일면 상에 사용자의 지문을 인식할 수 있는 지문 인식 센서(520)와 표시 패널(300)을 진동하여 음향을 출력하며 진동을 발생하여 햅틱을 제공할 수 있는 제1 진동 발생 장치(510)를 배치한다. 이로 인해, 외부로 드러나지 않는 지문 인식 센서(520)를 이용하여 사용자의 지문을 인식할 수 있을 뿐만 아니라, 외부로 드러나지 않는 제1 진동 발생 장치(510)를 이용하여 음향을 출력하며 햅틱을 제공할 수 있다. 따라서, 표시 장치의 전면(前面)에서 상대방의 음성을 출력하기 위한 통화 리시버와 사용자의 지문을 인식하기 위한 지문 인식 센서를 삭제함으로써, 커버 윈도우(100)의 투과부(DA100)를 넓힐 수 있으므로, 표시 패널(300)에 의해 화상이 표시되는 영역을 넓힐 수 있다.
도 14는 도 2의 커버 윈도우에 부착된 표시 패널의 일 예를 보여주는 저면도이다.
도 14에 도시된 실시예는 패널 하부 부재(400)의 하부에 제2 진동 발생 장치(530)가 추가로 배치되는 것에서 도 4에 도시된 실시예와 차이점이 있다. 따라서, 도 14에서는 도 4에 도시된 실시예와 중복된 설명은 생략하며, 도 4에 도시된 실시예와 차이점 위주로 설명한다.
도 14를 참조하면, 패널 하부 부재(400)의 하부에는 제2 진동 발생 장치(530)가 부착될 수 있다. 제2 진동 발생 장치(530)는 접착 부재를 통해 패널 하부 부재(400)의 하면에 부착될 수 있다. 접착 부재는 압력 민감 점착제일 수 있다.
제2 진동 발생 장치(530)가 패널 하부 부재(400)의 방열 부재 상에 배치되는 경우, 제2 진동 발생 장치(530)의 진동에 의해 방열 부재의 제1 방열층 또는 제2 방열층이 깨질 수 있다. 그러므로, 제2 진동 발생 장치(530)가 배치되는 영역에서는 방열 부재가 제거될 수 있으며, 이 경우 제2 진동 발생 장치(530)는 완충 부재의 하면에 부착될 수 있다. 또는, 제2 진동 발생 장치(530)가 배치되는 영역에서는 패널 하부 부재(400)가 제거될 수 있으며, 이 경우 제2 진동 발생 장치(530)는 표시 패널(300)의 하면에 부착될 수 있다.
제2 진동 발생 장치(530)는 구동 전압들에 따라 수축 또는 팽창하는 압전 물질을 갖는 제2 진동층을 포함할 수 있다. 이 경우, 제2 진동 발생 장치(530)를 제1 주파수 대역에서 진동하는 경우, 제2 진동 발생 장치(530)에 의해 표시 패널(300)을 진동할 수 있으므로, 제2 음향이 출력될 수 있다. 제2 진동 발생 장치(530)를 제2 주파수 대역에서 진동하는 경우, 제2 진동 발생 장치(530)의 진동에 의해 사용자에게 햅틱을 제공할 수 있다.
제1 진동 발생 장치(510)가 지문 인식 센서(520)의 일면 상에 배치되는데 비해, 제2 진동 발생 장치(530)가 패널 하부 부재(400)의 일면 상에 배치되므로, 제2 진동 발생 장치(530)의 제1 방향(X축 방향)의 폭(W31)은 제1 진동 발생 장치(510)의 제1 방향(X축 방향)의 폭(W11)보다 클 수 있다. 또한, 제2 진동 발생 장치(530)의 제2 방향(Y축 방향)의 폭(W32)은 제1 진동 발생 장치(510)의 제2 방향(Y축 방향)의 폭(W21)보다 클 수 있다. 즉, 제2 진동 발생 장치(530)가 제1 진동 발생 장치(510)보다 크게 형성될 수 있다. 진동 발생 장치의 크기가 클수록 음향 출력시 저음 구현이 용이하며, 햅틱 구현이 용이할 수 있다.
음향 모드에서 제1 진동 발생 장치(510)에 의해 표시 패널(300)을 진동하여 출력되는 제1 음향의 F0(fundamental frequency)는 제2 진동 발생 장치(530)에 의해 표시 패널(300)을 진동하여 출력되는 제2 음향의 F0(fundamental frequency)에 비해 높을 수 있다.
또한, 음향 모드에서 제1 진동 발생 장치(510)에 의해 표시 패널(300)을 진동하여 제1 스테레오 음향을 출력하고, 제2 진동 발생 장치(530)에 의해 표시 패널(300)을 진동하여 제2 스테레오 음향을 출력할 수 있다. 이 경우, 사용자는 2.0 채널의 입체 음향을 들을 수 있다. 사용자에게 품질 높은 스테레오 음향을 제공하기 위해서는 도 14와 같이 제1 진동 발생 장치(510)가 표시 패널(300)의 하 측에 가깝게 배치되고, 제2 진동 발생 장치(530)가 표시 패널(300)의 상 측에 가깝게 배치될 수 있다.
또한, 햅틱 모드에서는 제1 진동 발생 장치(510)와 제2 진동 발생 장치(530)를 모두 진동하여 햅틱을 제공하거나 제2 진동 발생 장치(530)만을 진동하여 햅틱을 제공할 수 있다. 또는, 햅틱 모드에서 제1 진동 발생 장치(510)를 진동하여 제1 햅틱을 제공하고, 제2 진동 발생 장치(530)를 진동하여 제2 햅틱을 제공할 수 있으며, 제2 햅틱의 진동 크기가 제1 햅틱의 진동 크기보다 클 수 있다.
제2 진동 발생 장치(530)는 도 7, 및 도 8a 내지 도 8c를 결부하여 설명한 제1 진동 발생 장치(510)와 실질적으로 동일하게 형성될 수 있으므로, 제2 진동 발생 장치(530)의 세부 구조에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 14에 도시된 실시예에 의하면, 패널 하부 부재(400)의 하부에 제2 진동 발생 장치(530)를 추가로 배치함으로써, 제2 진동 발생 장치(530)에 의해 표시 패널(300)을 진동하여 제2 음향을 출력하고, 제2 진동 발생 장치(530)의 진동에 의해 사용자에게 햅틱을 제공할 수 있다. 따라서, 음향 모드에서 스테레오 음향을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 햅틱 모드에서 사용자에게 다양한 햅틱을 제공할 수 있다.
도 15는 도 2의 커버 윈도우에 부착된 표시 패널의 일 예를 보여주는 저면도이다.
도 15에 도시된 실시예는 패널 하부 부재(400)의 하부에 제3 진동 발생 장치(540)가 추가로 배치되는 것에서 도 14에 도시된 실시예와 차이점이 있다. 따라서, 도 15에서는 도 14에 도시된 실시예와 중복된 설명은 생략하며, 도 14에 도시된 실시예와 차이점 위주로 설명한다.
도 15를 참조하면, 패널 하부 부재(400)의 하부에는 제3 진동 발생 장치(540)가 부착될 수 있다. 제3 진동 발생 장치(540)는 접착 부재를 통해 패널 하부 부재(400)의 하면에 부착될 수 있다. 접착 부재는 압력 민감 점착제일 수 있다.
제3 진동 발생 장치(540)가 패널 하부 부재(400)의 방열 부재 상에 배치되는 경우, 제3 진동 발생 장치(540)의 진동에 의해 방열 부재의 제1 방열층 또는 제2 방열층이 깨질 수 있다. 그러므로, 제3 진동 발생 장치(540)가 배치되는 영역에서는 방열 부재가 제거될 수 있으며, 이 경우 제3 진동 발생 장치(540)는 완충 부재의 하면에 부착될 수 있다. 또는, 제3 진동 발생 장치(540)가 배치되는 영역에서는 패널 하부 부재(400)가 제거될 수 있으며, 이 경우 제3 진동 발생 장치(540)는 표시 패널(300)의 하면에 부착될 수 있다.
제3 진동 발생 장치(540)는 구동 전압들에 따라 수축 또는 팽창하는 압전 물질을 갖는 제3 진동층을 포함할 수 있다. 이 경우, 제3 진동 발생 장치(540)를 제1 주파수 대역에서 진동하는 경우, 제3 진동 발생 장치(540)에 의해 표시 패널(300)을 진동할 수 있으므로, 제3 음향이 출력될 수 있다. 제3 진동 발생 장치(540)를 제2 주파수 대역에서 진동하는 경우, 제3 진동 발생 장치(540)의 진동에 의해 사용자에게 햅틱을 제공할 수 있다.
제3 진동 발생 장치(540)의 제1 방향(X축 방향)의 폭(W41)은 제2 진동 발생 장치(530)의 제1 방향(X축 방향)의 폭(W31)보다 작을 수 있다. 제3 진동 발생 장치(540)의 제2 방향(Y축 방향)의 폭(W42)은 제2 진동 발생 장치(530)의 제2 방향(Y축 방향)의 폭(W32)보다 작을 수 있다. 즉, 제3 진동 발생 장치(540)가 제2 진동 발생 장치(530)보다 작게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제3 진동 발생 장치(540)가 제1 진동 발생 장치(510)와 동일 또는 유사한 크기를 가질 수 있다.
음향 모드에서 제3 진동 발생 장치(540)에 의해 표시 패널(300)을 진동하여 출력되는 제3 음향의 F0(fundamental frequency)는 제2 진동 발생 장치(530)에 의해 표시 패널(300)을 진동하여 출력되는 제2 음향의 F0(fundamental frequency)에 비해 높을 수 있다.
또한, 음향 모드에서 제1 진동 발생 장치(510)에 의해 표시 패널(300)을 진동하여 저음을 출력하고, 제3 진동 발생 장치(540)에 의해 표시 패널(300)을 진동하여 제1 스테레오 음향을 출력하며, 제2 진동 발생 장치(530)에 의해 표시 패널(300)을 진동하여 제2 스테레오 음향을 출력할 수 있다. 이 경우, 사용자는 2.1 채널의 입체 음향을 들을 수 있다. 사용자에게 품질 높은 스테레오 음향을 제공하기 위해서는 도 15와 같이 제1 진동 발생 장치(510)가 표시 패널(300)의 하 측에 가깝게 배치되고, 제3 진동 발생 장치(540)가 표시 패널(300)의 상 측에 가깝게 배치되며, 제2 진동 발생 장치(530)가 제1 진동 발생 장치(510)와 제3 진동 발생 장치(540) 사이에 배치될 수 있다.
또한, 햅틱 모드에서는 제1 진동 발생 장치(510), 제2 진동 발생 장치(530), 및 제3 진동 발생 장치(540)를 모두 진동하여 햅틱을 제공하거나 제2 진동 발생 장치(530)만을 진동하여 햅틱을 제공할 수 있다. 또는, 햅틱 모드에서 제1 진동 발생 장치(510)를 진동하여 제1 햅틱을 제공하고, 제2 진동 발생 장치(530)를 진동하여 제2 햅틱을 제공하며, 제3 진동 발생 장치(540)를 진동하여 제3 햅틱을 제공할 수 있으며, 제2 햅틱의 진동 크기가 제3 햅틱의 진동 크기보다 클 수 있다.
제3 진동 발생 장치(540)는 도 7, 및 도 8a 내지 도 8c를 결부하여 설명한 제1 진동 발생 장치(510)와 실질적으로 동일하게 형성될 수 있으므로, 제3 진동 발생 장치(540)의 세부 구조에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 15에 도시된 실시예에 의하면, 패널 하부 부재(400)의 하부에 제3 진동 발생 장치(540)를 추가로 배치함으로써, 제3 진동 발생 장치(540)에 의해 표시 패널(300)을 진동하여 제3 음향을 출력하고, 제3 진동 발생 장치(540)의 진동에 의해 사용자에게 햅틱을 제공할 수 있다. 따라서, 음향 모드에서 스테레오 음향을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 햅틱 모드에서 사용자에게 다양한 햅틱을 제공할 수 있다.
도 16은 도 2의 커버 윈도우에 부착된 표시 패널의 일 예를 보여주는 저면도이다.
도 16에 도시된 실시예는 지문 인식 센서(520) 상에 제4 진동 발생 장치(550)가 추가로 배치되는 것에서 도 4에 도시된 실시예와 차이점이 있다. 따라서, 도 16에서는 도 4에 도시된 실시예와 중복된 설명은 생략하며, 도 4에 도시된 실시예와 차이점 위주로 설명한다.
도 16을 참조하면, 지문 인식 센서(520) 상에는 제1 진동 발생 장치(510)와 제4 진동 발생 장치(550)가 배치될 수 있다. 제1 진동 발생 장치(510)와 제4 진동 발생 장치(550)는 도 8과 같이 제1 접착층(610)을 통해 지문 인식 센서(520) 상에 부착될 수 있다. 또는, 제1 진동 발생 장치(510)와 제4 진동 발생 장치(550)는 도 10과 같이 하나로 일체화되어 형성될 수 있다.
제4 진동 발생 장치(550)는 구동 전압들에 따라 수축 또는 팽창하는 압전 물질을 갖는 제4 진동층을 포함할 수 있다. 이 경우, 제4 진동 발생 장치(550)를 제1 주파수 대역에서 진동하는 경우, 제4 진동 발생 장치(550)에 의해 표시 패널(300)을 진동할 수 있으므로, 제4 음향이 출력될 수 있다. 제4 진동 발생 장치(550)를 제2 주파수 대역에서 진동하는 경우, 제4 진동 발생 장치(550)의 진동에 의해 사용자에게 햅틱을 제공할 수 있다.
제4 진동 발생 장치(550)는 제1 진동 발생 장치(510)에 비해 작은 크기로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 16과 같이 제4 진동 발생 장치(550)의 제1 방향(X축 방향)의 폭(W51)은 제1 진동 발생 장치(510)의 제1 방향(X축 방향)의 폭(W11)보다 작을 수 있다. 또는, 제4 진동 발생 장치(550)의 제2 방향(Y축 방향)의 폭은 제1 진동 발생 장치(510)의 제2 방향(Y축 방향)의 폭보다 작을 수 있다. 하지만, 본 명세서의 실시예들은 이에 한정되지 않으며, 제1 진동 발생 장치(510)와 제4 진동 발생 장치(550)는 실질적으로 동일한 크기 또는 유사한 크기로 형성될 수 있다.
음향 모드에서 제1 진동 발생 장치(510)에 의해 표시 패널(300)을 진동하여 제1 스테레오 음향을 출력하고, 제2 진동 발생 장치(530)에 의해 표시 패널(300)을 진동하여 제2 스테레오 음향을 출력할 수 있다. 이 경우, 사용자는 2.0 채널의 입체 음향을 들을 수 있다.
또한, 햅틱 모드에서는 제1 진동 발생 장치(510)와 제2 진동 발생 장치(530)를 모두 진동하여 햅틱을 제공할 수 있다. 또는, 햅틱 모드에서 제1 진동 발생 장치(510)를 진동하여 제1 햅틱을 제공하고, 제2 진동 발생 장치(530)를 진동하여 제2 햅틱을 제공할 수 있다. 이 경우, 제1 햅틱의 진동 패턴은 제2 햅틱의 진동 패턴과 상이할 수 있다.
제4 진동 발생 장치(550)는 도 7, 및 도 8a 내지 도 8c를 결부하여 설명한 제1 진동 발생 장치(510)와 실질적으로 동일하게 형성될 수 있으므로, 제4 진동 발생 장치(550)의 세부 구조에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 16에 도시된 실시예에 의하면, 패널 하부 부재(400)의 하부에 제4 진동 발생 장치(550)를 추가로 배치함으로써, 제4 진동 발생 장치(550)에 의해 표시 패널(300)을 진동하여 제4 음향을 출력하고, 제4 진동 발생 장치(550)의 진동에 의해 사용자에게 햅틱을 제공할 수 있다. 따라서, 음향 모드에서 스테레오 음향을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 햅틱 모드에서 사용자에게 다양한 햅틱을 제공할 수 있다.
도 17은 도 2의 커버 윈도우에 부착된 표시 패널의 일 예를 보여주는 저면도이다.
도 17에 도시된 실시예는 지문 인식 센서(520) 상에 제5 진동 발생 장치(560)와 제6 진동 발생 장치(570)가 추가로 배치되는 것에서 도 4에 도시된 실시예와 차이점이 있다. 따라서, 도 17에서는 도 4에 도시된 실시예와 중복된 설명은 생략하며, 도 4에 도시된 실시예와 차이점 위주로 설명한다.
도 17을 참조하면, 지문 인식 센서(520) 상에는 제1 진동 발생 장치(510), 제5 진동 발생 장치(560), 및 제6 진동 발생 장치(570)가 배치될 수 있다. 제1 진동 발생 장치(510), 제5 진동 발생 장치(560), 및 제6 진동 발생 장치(570)는 도 8과 같이 제1 접착층(610)을 통해 지문 인식 센서(520) 상에 부착될 수 있다. 또는, 제1 진동 발생 장치(510), 제5 진동 발생 장치(560), 및 제6 진동 발생 장치(570)는 도 10과 같이 하나로 일체화되어 형성될 수 있다.
제5 진동 발생 장치(560)는 구동 전압들에 따라 수축 또는 팽창하는 압전 물질을 갖는 제5 진동층을 포함할 수 있다. 이 경우, 제5 진동 발생 장치(560)를 제1 주파수 대역에서 진동하는 경우, 제5 진동 발생 장치(560)에 의해 표시 패널(300)을 진동할 수 있으므로, 제5 음향이 출력될 수 있다. 제5 진동 발생 장치(560)를 제2 주파수 대역에서 진동하는 경우, 제5 진동 발생 장치(560)의 진동에 의해 사용자에게 햅틱을 제공할 수 있다.
제6 진동 발생 장치(570)는 구동 전압들에 따라 수축 또는 팽창하는 압전 물질을 갖는 제6 진동층을 포함할 수 있다. 이 경우, 제6 진동 발생 장치(570)를 제1 주파수 대역에서 진동하는 경우, 제6 진동 발생 장치(570)에 의해 표시 패널(300)을 진동할 수 있으므로, 제6 음향이 출력될 수 있다. 제6 진동 발생 장치(570)를 제2 주파수 대역에서 진동하는 경우, 제6 진동 발생 장치(570)의 진동에 의해 사용자에게 햅틱을 제공할 수 있다.
제1 진동 발생 장치(510), 제5 진동 발생 장치(560), 및 제6 진동 발생 장치(570)는 도 17과 같이 실질적으로 동일한 크기로 형성될 수 있으나, 본 명세서의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 진동 발생 장치(510), 제5 진동 발생 장치(560), 및 제6 진동 발생 장치(570)는 서로 상이한 크기로 형성될 수 있다. 또는, 제1 진동 발생 장치(510), 제5 진동 발생 장치(560), 및 제6 진동 발생 장치(570) 중 적어도 하나는 나머지 두개와 상이한 크기로 형성될 수 있다.
음향 모드에서 제1 진동 발생 장치(510), 제5 진동 발생 장치(560), 및 제6 진동 발생 장치(570) 중 어느 하나에 의해 표시 패널(300)을 진동하여 저음을 출력하고, 또 다른 하나에 의해 표시 패널(300)을 진동하여 제1 스테레오 음향을 출력하고, 나머지 하나에 의해 표시 패널(300)을 진동하여 제2 스테레오 음향을 출력할 수 있다. 이 경우, 사용자는 2.1 채널의 입체 음향을 들을 수 있다.
또한, 햅틱 모드에서는 제1 진동 발생 장치(510), 제5 진동 발생 장치(560), 및 제6 진동 발생 장치(570)를 모두 진동하여 햅틱을 제공할 수 있다. 또는, 햅틱 모드에서 제1 진동 발생 장치(510)를 진동하여 제1 햅틱을 제공하고, 제5 진동 발생 장치(560)를 진동하여 제2 햅틱을 제공하며, 제6 진동 발생 장치(570)를 진동하여 제3 햅틱을 제공할 수 있다. 이 경우, 제1 햅틱의 진동 패턴, 제2 햅틱의 진동 패턴, 및 제3 햅틱의 진동 패턴은 서로 상이할 수 있다.
제5 진동 발생 장치(560)와 제6 진동 발생 장치(570)는 도 7, 및 도 8a 내지 도 8c를 결부하여 설명한 제1 진동 발생 장치(510)와 실질적으로 동일하게 형성될 수 있으므로, 제5 진동 발생 장치(560)와 제6 진동 발생 장치(570)의 세부 구조에 대한 자세한 설명은 생략한다.
도 17에 도시된 실시예에 의하면, 패널 하부 부재(400)의 하부에 제5 진동 발생 장치(560)를 추가로 배치함으로써, 제5 진동 발생 장치(560)에 의해 표시 패널(300)을 진동하여 제5 음향을 출력하고, 제5 진동 발생 장치(560)의 진동에 의해 사용자에게 햅틱을 제공할 수 있다. 또한, 패널 하부 부재(400)의 하부에 제6 진동 발생 장치(570)를 추가로 배치함으로써, 제6 진동 발생 장치(570)에 의해 표시 패널(300)을 진동하여 제6 음향을 출력하고, 제6 진동 발생 장치(570)의 진동에 의해 사용자에게 햅틱을 제공할 수 있다. 따라서, 음향 모드에서 스테레오 음향을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 햅틱 모드에서 사용자에게 다양한 햅틱을 제공할 수 있다.
도 18은 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 보여주는 흐름도이다.
도 18을 참조하면, 첫 번째로, 음향 모드에서 제1 진동 발생 장치(510)를 제1 주파수 대역에서 진동함에 의해 표시 패널(300)을 진동하여 제1 음향을 출력한다. (도 18의 S101, S102)
메인 프로세서(710)는 음향 모드에서 통합 구동 유닛(340)에 제1A 진동 데이터를 출력한다. 통합 구동 유닛(340)은 제1A 진동 데이터에 따라 제1A 구동 전압과 제2A 구동 전압을 생성하여 제1 진동 발생 장치(510)로 출력한다. 제1 진동 발생 장치(510)의 제1 전극(512)에는 제1A 구동 전압이 인가되고, 제2 전극(513)에는 제2A 구동 전압이 인가되며, 제1 진동 발생 장치(510)는 제1A 구동 전압과 제2A 구동 전압에 따라 진동할 수 있다. 제1A 구동 전압과 제2A 구동 전압은 소정의 주기를 갖는 교류 전압일 수 있다. 이에 따라, 음향 모드에서 제1 진동 발생 장치(510)는 표시 패널(300)을 진동시킬 수 있으며, 이로 인해 도 19와 같이 제1 음향을 출력할 수 있다.
두 번째로, 햅틱 모드에서 제1 진동 발생 장치(510)를 제2 주파수 대역에서 진동하여 햅틱을 제공한다. (도 18의 S103, S104)
메인 프로세서(710)는 햅틱 모드에서 통합 구동 유닛(340)에 제1B 진동 데이터를 출력한다. 통합 구동 유닛(340)은 제1B 진동 데이터에 따라 제1B 구동 전압과 제2B 구동 전압을 생성하여 제1 진동 발생 장치(510)로 출력한다. 제1 진동 발생 장치(510)의 제1 전극(512)에는 제1B 구동 전압이 인가되고, 제2 전극(513)에는 제2B 구동 전압이 인가되며, 제1 진동 발생 장치(510)는 제1B 구동 전압과 제2B 구동 전압에 따라 진동할 수 있다. 제1B 구동 전압과 제2B 구동 전압은 소정의 주기를 갖는 교류 전압일 수 있다. 햅틱 모드에서 제1 진동 발생 장치(510)는 진동함으로써 도 20과 같이 햅틱을 제공할 수 있다. 음향 모드에서 제1A 구동 전압과 제2A 구동 전압의 교류 주기는 햅틱 모드에서 제1 구동 전압과 제2 구동 전압의 교류 주기보다 빠를 수 있다.
세 번째로, 지문 인식 모드에서 지문 인식 센서(520)가 초음파를 출력하며, 사용자의 지문에서 반사된 초음파를 감지하여 사용자의 지문을 인식한다. (도 18의 S105, S106)
메인 프로세서(710)는 지문 인식 모드의 제1 기간 동안 통합 구동 유닛(340)에 제2 진동 데이터를 출력한다. 통합 구동 유닛(340)은 지문 인식 모드의 제1 기간 동안 제2 진동 데이터에 따라 제3A 구동 전압과 제4A 구동 전압을 생성하여 지문 인식 센서(520)로 출력한다. 지문 인식 센서(520)의 제3 전극(522)에는 제3A 구동 전압이 인가되고, 제4 전극(523)들에는 제4A 구동 전압이 인가되며, 지문 인식 센서(520)는 제3A 구동 전압과 제4A 구동 전압에 따라 진동할 수 있다. 제3A 구동 전압은 소정의 주기를 갖는 교류 전압일 수 있으며, 제4A 구동 전압은 그라운드 전압일 수 있다. 이에 따라, 지문 인식 모드에서 지문 인식 센서(520)는 도 21과 같이 초음파를 출력할 수 있다.
메인 프로세서(710)는 지문 인식 모드의 제2 기간 동안 통합 구동 유닛(340)에 감지 제어 데이터를 출력한다. 통합 구동 유닛(340)은 지문 인식 모드의 제2 기간 동안 감지 제어 데이터에 따라 제3B 구동 전압을 생성하여 지문 인식 센서(520)로 출력하며, 제4 전극(523)들로부터의 전기 신호들, 즉 감지 전압들을 센싱한다. 지문 인식 센서(520)의 제3 전극(522)에는 제3B 구동 전압이 인가되고, 사용자의 지문에서 반사된 초음파로 인해 제2 진동층(521)의 압전 효과가 발생할 수 있으며, 이로 인해 제4 전극(523)들로부터 감지 전압들이 통합 구동 유닛(340)에 감지될 수 있다. 제3B 구동 전압은 공통 전압일 수 있다.
통합 구동 유닛(340)은 제4 전극(523)들로부터의 감지 전압들을 디지털 데이터인 감지 데이터로 변환하여 메인 프로세서(710)로 출력할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 감지 데이터를 분석하여 지문 패턴을 생성하고 인식된 지문 패턴이 메모리에 미리 저장된 지문 패턴과 일치하는지를 판단할 수 있다.
도 18에 도시된 실시예에 의하면, 외부로 드러나지 않는 지문 인식 센서(520)를 이용하여 사용자의 지문을 인식할 수 있을 뿐만 아니라, 외부로 드러나지 않는 제1 진동 발생 장치(510)를 이용하여 음향을 출력하며 햅틱을 제공할 수 있다. 따라서, 표시 장치의 전면(前面)에서 상대방의 음성을 출력하기 위한 통화 리시버와 사용자의 지문을 인식하기 위한 지문 인식 센서를 삭제함으로써, 커버 윈도우(100)의 투과부(DA100)를 넓힐 수 있으므로, 표시 패널(300)에 의해 화상이 표시되는 영역을 넓힐 수 있다.
도 22는 일 실시예에 따른 표시 장치의 구동 방법을 보여주는 흐름도이다. 도 22에는 도 18의 지문 인식 모드의 다른 예가 나타나 있다.
도 22를 참조하면, 첫 번째로, 지문 인식 센서(520)를 이용하여 사용자의 지문을 인식하기 전에, 제1 진동 발생 장치(510)를 진동하여 제1 햅틱을 제공한다. (도 22의 S201)
도 22의 S201 단계는 도 18의 S103 및 S104 단계들과 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
두 번째로, 지문 인식 센서(520)가 초음파를 출력하며, 사용자의 지문에서 반사된 초음파를 감지하여 사용자의 지문을 인식한다. (도 22의 S202)
도 22의 S202 단계는 도 18의 S105 및 S106 단계들과 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
세 번째로, 인식된 지문 패턴이 미리 저장된 지문 패턴과 일치하는지를 판단한다. (도 22의 S203)
통합 구동 유닛(340)은 제4 전극(523)들로부터의 감지 전압들을 디지털 데이터인 감지 데이터로 변환하여 메인 프로세서(710)로 출력할 수 있다. 메인 프로세서(710)는 감지 데이터를 분석하여 지문 패턴을 생성하고 인식된 지문 패턴이 메모리에 미리 저장된 지문 패턴과 일치하는지를 판단할 수 있다.
네 번째로, 인식된 지문 패턴이 미리 저장된 지문 패턴과 일치하는 경우, 제1 진동 발생 장치(510)를 진동하여 제2 햅틱을 제공한다. (도 22의 S204)
메인 프로세서(710)는 인식된 지문 패턴이 미리 저장된 지문 패턴과 일치하는 경우, 제1B1 진동 데이터를 통합 구동 유닛(340)으로 출력한다. 통합 구동 유닛(340)은 제1B1 진동 데이터에 따라 제1B1 구동 전압과 제2B1 구동 전압을 생성하여 제1 진동 발생 장치(510)로 출력한다. 제1 진동 발생 장치(510)의 제1 전극(512)에는 제1B1 구동 전압이 인가되고, 제2 전극(513)에는 제2B1 구동 전압이 인가되며, 제1 진동 발생 장치(510)는 제1B1 구동 전압과 제2B1 구동 전압에 따라 진동할 수 있다. 제1B1 구동 전압과 제2B1 구동 전압은 소정의 주기를 갖는 교류 전압일 수 있다. 햅틱 모드에서 제1 진동 발생 장치(510)는 진동함으로써 제2 햅틱을 제공할 수 있다. 제2 햅틱의 진동 세기 및/또는 진동 패턴은 제1 햅틱의 진동 세기 및/또는 진동 패턴과 상이할 수 있다.
다섯 번째로, 인식된 지문 패턴이 미리 저장된 지문 패턴과 일치하지 않는 경우, 제1 진동 발생 장치(510)를 진동하여 제3 햅틱을 제공한다. (도 22의 S205)
메인 프로세서(710)는 인식된 지문 패턴이 미리 저장된 지문 패턴과 일치하지 않는 경우, 제1B2 진동 데이터를 통합 구동 유닛(340)으로 출력한다. 통합 구동 유닛(340)은 제1B2 진동 데이터에 따라 제1B2 구동 전압과 제2B2 구동 전압을 생성하여 제1 진동 발생 장치(510)로 출력한다. 제1 진동 발생 장치(510)의 제1 전극(512)에는 제1B2 구동 전압이 인가되고, 제2 전극(513)에는 제2B2 구동 전압이 인가되며, 제1 진동 발생 장치(510)는 제1B2 구동 전압과 제2B2 구동 전압에 따라 진동할 수 있다. 제1B2 구동 전압과 제2B2 구동 전압은 소정의 주기를 갖는 교류 전압일 수 있다. 햅틱 모드에서 제1 진동 발생 장치(510)는 진동함으로써 제3 햅틱을 제공할 수 있다. 제3 햅틱의 진동 세기 및/또는 진동 패턴은 제1 햅틱의 진동 세기 및/또는 진동 패턴, 및 제2 햅틱의 진동 세기 및/또는 진동 패턴과 상이할 수 있다.
도 22에 도시된 실시예에 의하면, 지문 인식 센서(520)를 이용하여 사용자의 지문을 인식하기 전에, 제1 햅틱을 제공하여 지문 인식이 시작됨을 알릴 수 있다. 또한, 지문 인식 센서(520)에 의해 인식된 지문 패턴이 미리 저장된 지문 패턴과 일치하는지에 따라 제2 햅틱과 제3 햅틱 중 어느 하나를 사용자에게 제공함으로써, 사용자에게 지문 인식이 끝났음을 알릴 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.
10: 표시 장치 100: 커버 윈도우
300: 표시 패널 310: 표시 회로 보드
311: 제1 회로 보드 312: 제2 회로 보드
314: 케이블 320: 표시 구동 유닛
400: 패널 하부 부재 510: 제1 진동 발생 장치
511: 제1 진동층 512: 제1 전극
513: 제2 전극 520: 지문 인식 센서
521: 제2 진동층 522: 제2 전극
523: 제3 전극 530: 제2 진동 발생 장치
540: 제3 진동 발생 장치 550: 제4 진동 발생 장치
560: 제5 진동 발생 장치 570: 제6 진동 발생 장치
580: 연성 회로 보드 600: 미들 프레임
700: 메인 회로 보드 710: 메인 프로세서
720: 카메라 장치 730: 메인 커넥터
900: 하부 커버

Claims (24)

  1. 표시 패널;
    상기 표시 패널의 일면 상에 배치되며, 초음파를 발산하여 사용자의 지문을 센싱하는 지문 인식 센서; 및
    상기 지문 인식 센서의 일면 상에 배치되며, 구동 전압들을 입력 받아 진동을 발생하는 제1 진동 발생 장치를 구비하는 표시 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 지문 인식 센서와 상기 제1 진동 발생 장치 사이에 배치되는 제1 접착층을 더 구비하는 표시 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 진동 발생 장치는,
    제1 구동 전압이 인가되는 제1 전극;
    제2 구동 전압이 인가되는 제2 전극; 및
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 배치되며, 상기 제1 전극에 인가되는 제1 구동 전압과 상기 제2 전극에 인가되는 제2 구동 전압에 따라 수축 또는 팽창하는 제1 진동층을 포함하는 표시 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 지문 인식 센서는,
    제3 구동 전압이 인가되는 제3 전극;
    제4 구동 전압이 인가되는 제4 전극들; 및
    상기 제3 전극과 상기 제4 전극들 사이에 배치되며, 상기 제3 전극에 인가되는 제3 구동 전압과 상기 제4 전극들에 인가되는 제4 구동 전압에 따라 수축 또는 팽창하는 제2 진동층을 포함하는 표시 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 진동층과 상기 제2 진동층은 동일한 압전 소자를 포함하는 표시 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 진동층과 상기 제2 진동층은 하나로 연결된 표시 장치.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 진동 발생 장치의 제1 전극과 제2 전극에 연결되는 제1 패드부와 상기 지문 인식 센서의 제3 전극과 제4 전극들에 연결되는 제2 패드부를 포함하는 제1 연성 회로 보드를 더 구비하는 표시 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 패드부와 상기 제2 패드부는 상기 제1 연성 회로 보드의 일 단에서 분지된 표시 장치.
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 연성 회로 보드 상에 배치되며, 상기 제1 진동 발생 장치의 제1 전극에 제1 구동 전압을 인가하고, 제2 전극에 제2 구동 전압을 인가하며, 상기 제3 전극에 제3 구동 전압을 인가하고, 상기 제4 전극들에 제4 구동 전압을 인가하는 통합 구동 회로 유닛을 더 구비하는 표시 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 통합 구동 회로 유닛은 상기 지문에 의해 반사된 초음파 신호에 따라 상기 제4 전극들로부터 인가되는 감지 전압들을 감지하는 표시 장치.
  11. 제7 항에 있어서,
    상기 표시 패널의 패드들에 연결되는 표시 회로 보드를 더 구비하고,
    상기 표시 회로 보드는 상기 제1 연성 회로 보드의 타 단에 접속되는 커넥터를 포함하는 표시 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 표시 패널의 일면 상에 배치되며, 상기 지문 인식 센서와 이격되어 배치되는 제2 진동 발생 장치를 더 구비하는 표시 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 진동 발생 장치는 상기 제2 진동 발생 장치보다 상기 표시 패널의 제1 측에 가깝게 배치되고,
    상기 제2 진동 발생 장치는 상기 제1 진동 발생 장치보다 상기 표시 패널의 제2 측에 가깝게 배치되며,
    상기 표시 패널의 제2 측은 상기 표시 패널의 제1 측의 반대 측인 표시 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 표시 패널의 일면 상에 배치되며, 상기 지문 인식 센서 및 상기 제2 진동 발생 장치와 이격되어 배치되는 제3 진동 발생 장치를 더 구비하는 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 진동 발생 장치는 상기 제2 진동 발생 장치와 상기 제3 진동 발생 장치보다 상기 표시 패널의 제1 측에 가깝게 배치되고,
    상기 제3 진동 발생 장치는 상기 제1 진동 발생 장치와 상기 제2 진동 발생 장치보다 상기 표시 패널의 제2 측에 가깝게 배치되며,
    상기 제2 진동 발생 장치는 상기 제1 진동 발생 장치와 상기 제3 진동 발생 장치 사이에 배치되고,
    상기 표시 패널의 제2 측은 상기 표시 패널의 제1 측의 반대 측인 표시 장치.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 지문 인식 센서의 일면 상에 배치되며, 상기 구동 전압들을 입력 받아 진동을 발생하는 제4 진동 발생 장치를 더 구비하는 표시 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 지문 인식 센서의 일면 상에 배치되며, 상기 구동 전압들을 입력 받아 진동을 발생하는 제5 진동 발생 장치를 더 구비하는 표시 장치.
  18. 표시 패널;
    상기 표시 패널의 일면 상에 배치되며, 초음파를 발산하여 사용자의 지문을 센싱하는 지문 인식 센서; 및
    상기 표시 패널의 일면 상에 배치되며, 구동 전압들을 입력 받아 진동을 발생하는 제1 진동 발생 장치를 구비하고,
    상기 지문 인식 센서와 상기 제1 진동 발생 장치는 제1 방향에서 서로 이웃하여 배치되는 표시 장치.
  19. 지문 인식 모드에서 표시 패널의 일면 상에 배치된 지문 인식 센서가 초음파를 발산하여 상기 표시 패널의 타면 상에 위치한 사용자의 지문을 인식하는 단계;
    음향 모드에서 상기 지문 인식 센서의 일면 상에 배치된 제1 진동 발생 장치를 제1 주파수 대역에서 진동함에 의해 표시 패널을 진동하여 제1 음향을 출력하는 단계; 및
    진동 모드에서 상기 제1 진동 발생 장치를 제2 주파수 대역에서 진동함에 의해 햅틱을 제공하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 제1 주파수 대역은 상기 제2 주파수 대역에 비해 높은 주파수 대역인 표시 장치의 구동 방법.
  21. 제19 항에 있어서,
    상기 지문 인식 모드에서 상기 표시 패널의 일면 상에 배치된 상기 지문 인식 센서가 초음파를 발산하여 상기 표시 패널의 타면 상에 배치된 상기 사용자의 지문을 인식하는 단계는,
    상기 제1 진동 발생 장치를 진동함에 의해 제1 햅틱을 제공하는 단계;
    상기 지문 인식 센서가 상기 초음파를 발산하여 상기 표시 패널의 타면 상에 배치된 상기 사용자의 지문을 인식하는 단계; 및
    인식된 지문 패턴이 미리 저장된 지문 패턴과 동일한 경우, 상기 제1 진동 발생 장치를 진동함에 의해 제2 햅틱을 제공하는 단계를 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 제2 햅틱의 진동 세기 또는 진동 패턴은 상기 제1 햅틱의 진동 세기 또는 진동 패턴과 상이한 표시 장치의 구동 방법.
  23. 제21 항에 있어서,
    상기 지문 인식 모드에서 상기 표시 패널의 일면 상에 배치된 상기 지문 인식 센서가 초음파를 발산하여 상기 표시 패널의 타면 상에 배치된 상기 사용자의 지문을 인식하는 단계는,
    상기 인식된 지문 패턴이 미리 저장된 지문 패턴과 상이한 경우, 상기 제1 진동 발생 장치를 진동함에 의해 제3 햅틱을 제공하는 단계를 더 포함하는 표시 장치의 구동 방법.
  24. 제23 항에 있어서,
    상기 제3 햅틱의 진동 세기 또는 진동 패턴은 상기 제1 햅틱의 진동 세기 또는 진동 패턴 및 상기 제2 햅틱의 진동 세기 또는 진동 패턴과 상이한 표시 장치의 구동 방법.
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