KR20200130603A - 표시장치 - Google Patents
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Abstract
표시 장치가 제공된다. 표시 장치는 제1 기판, 제2 기판, 및 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치되며, 제2 기판 방향으로 광을 출력하는 발광 소자층을 포함하는 표시 패널, 제1 기판의 일면 상에 배치되는 하부 커버, 제1 기판의 일면 상에 배치되고, 보이스 코일을 통해 생성된 자력을 이용하여 표시 패널을 진동하여 제1 음향을 출력하도록 구성된 제1 음향 발생 장치, 및 제1 기판의 일면 상에 배치되고, 표시 패널의 진동에 의해 표시 패널과 하부 커버 사이의 공간의 압력 변화에 따라 제2 음향을 출력하도록 구성된 제2 음향 발생 장치를 구비한다.
Description
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 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display Device), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display Device), 유기 발광 표시장치(Organic Light Emitting Display Device) 등과 같은 평판 표시 장치일 수 있다.
표시 장치는 영상을 표시하기 위한 표시 패널과 음향을 제공하기 위한 스피커를 포함할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 음향 발생 장치를 이용하여 표시 패널을 진동하여 표시 장치의 전면(前面) 방향으로 음향을 출력함으로써 음향 품질을 높일 수 있는 표시 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 저음 발생 장치를 더 포함하여 표시 장치의 음향 품질을 높일 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 제1 기판 및 상기 제1 기판의 일면 상에 위치하는 발광 소자층을 포함하는 표시 패널; 상기 제1 기판의 타면 상에 배치되는 하부 커버; 상기 제1 기판의 타면 상에 배치되고, 보이스 코일을 통해 생성된 자력을 이용하여 상기 표시 패널을 진동하여 제1 음향을 출력하도록 구성된 제1 음향 발생 장치; 및 상기 제1 기판의 타면 상에 배치되고, 상기 표시 패널의 진동에 의해 상기 표시 패널과 상기 하부 커버 사이의 공간의 압력 변화에 따라 제2 음향을 출력하도록 구성된 제2 음향 발생 장치를 포함한다.
상기 제2 음향의 음역 대역은 상기 제1 음향의 음역 대역보다 낮을 수 있다.
상기 제2 음향 발생 장치는, 상기 표시 패널과 상기 하부 커버 사이의 공간의 압력 변화에 따라 두께 방향으로 진동하도록 구성된 진동판; 상기 진동판의 상기 두께 방향의 진동을 조절하도록 구성된 댐퍼; 및 상기 진동판 및 상기 댐퍼가 고정되는 프레임부; 를 포함하되, 상기 프레임부는 상기 제1 기판과 인접하게 배치될 수 있다.
상기 표시 패널은 상기 발광 소자층 상에 위치하는 제2 기판을 더 포함하고, 상기 제1 음향 발생 장치에 의해 상기 표시 패널이 상기 제2 기판 방향으로 팽창하는 경우, 상기 진동판은 상기 하부 커버의 내측 방향으로 팽창할 수 있다.
상기 제1 음향 발생 장치에 의해 상기 표시 패널이 상기 제1 기판 방향으로 수축하는 경우, 상기 진동판은 상기 하부 커버의 외측 방향으로 팽창할 수 있다.
상기 제1 음향 발생 장치는, 상기 제1 기판의 타면 상에 배치되는 보빈, 상기 보빈을 감싸는 제1 보이스 코일, 및 상기 보빈 상에 배치되며 상기 보빈과 이격되는 제1 마그넷, 및 상기 제1 마그넷 상에 배치되며, 제1 고정 부재에 의해 상기 하부 커버에 고정되는 하부 플레이트를 포함할 수 있다.
상기 제2 음향 발생 장치는 상기 진동판의 가장자리가 고정되고 제2 고정 부재에 의해 상기 하부 커버에 고정되는 프레임부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 기판의 타면 상에 배치되고, 인가된 전압에 따라 수축하거나 팽창하는 압전 소자를 이용하여 상기 표시 패널을 진동시켜 제3 음향을 출력하도록 구성된 제3 음향 발생 장치를 더 포함할 수 있다.
상기 제3 음향의 음역 대역은 상기 제1 음향의 음역 대역보다 높을 수 있다.
상기 제1 음향 발생 장치와 상기 제3 음향 발생 장치 사이에 배치되는 차단 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 차단 부재는 상기 제1 음향 발생 장치와 상기 제3 음향 발생 장치를 각각 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상기 제2 음향 발생 장치는 상기 제1 음향 발생 장치가 상기 차단 부재에 의해 둘러싸인 제1 영역에 배치될 수 있다.
상기 제2 음향 발생 장치는 상기 제3 음향 발생 장치가 상기 차단 부재에 의해 둘러싸인 제2 영역에 배치되지 않을 수 있다.
상기 제3 음향 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 팽창하도록 구성된 진동층을 포함할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 제1 음향 발생 장치에 복수의 구동 전압들을 포함하는 제1 음향 신호를 출력하도록 구성된 음향 구동 회로를 더 포함할 수 있다.
상기 음향 구동 회로는 상기 제2 음향 발생 장치와 전기적으로 연결되지 않을 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 하부 커버 상에 배치되는 회로 보드를 더 구비하고, 상기 음향 구동 회로는 상기 회로 보드 상에 배치될 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 회로 보드 상에 배치되며, 상기 표시 패널의 구동 타이밍을 제어하도록 구성된 타이밍 제어 회로를 더 포함할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 표시 패널의 타면 상에 부착되는 방열 필름을 더 구비하고, 상기 제1 음향 발생 장치의 보빈은 상기 방열 필름의 일면 상에 부착될 수 있다.
상기 제3 음향 발생 장치는 상기 방열 필름의 일면 상에 부착될 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
실시예들에 따른 표시 장치에 의하면, 음향 발생 장치에 의해 표시 패널을 진동판으로 이용하여 음향을 출력하며, 이로 인해 표시 장치의 전면(前面) 방향으로 음향을 출력할 수 있으므로, 음향 품질을 높일 수 있다. 또한, 음향 발생 장치로 인하여, 종래 표시 패널의 하면 또는 일 측에 배치되던 별도의 스피커를 생략할 수 있다.
실시예들에 따른 표시 장치에 의하면, 하부 커버의 타면에 부착되어 별도의 전압 인가 없이 저음을 발생하는 저음 발생 장치를 부착함으로써, 표시 장치의 저음역대 음향을 보강하고 전체적인 음향 품질을 높일 수 있다.
실시예들에 따른 표시 장치에 의하면, 하부 커버의 타면에 홀을 형성하여 저음 발생 장치를 부착함으로써, 별도의 두께 증가 없이 표시 장치의 음향 품질을 높일 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 장치의 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치의 저면도이다.
도 4는 도 3의 표시 장치에서 하부 커버와 제어 회로 보드를 생략한 표시 장치의 저면도이다.
도 5는 도 3 및 도 4의 I-I' 선을 따라 자른 표시 장치의 단면도이다.
도 6은 도 3의 표시 장치의 차단 부재 및 음향 발생 장치들을 보여주는 저면도이다.
도 7는 표시 패널의 표시 영역의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 8 내지 도 10은 도 3의 III-III' 선을 따라 자른 단면도이며, 음향 발생 장치들의 진동 방법 및 표시 패널의 진동을 설명하기 위한 예시 도면들이다.
도 11은 도 5의 A영역의 확대도이다.
도 12 및 도 13은 다양한 실시예에 따른 차단 부재, 및 음향 발생 장치의 배치를 보여주는 예시 도면들이다.
도 14는 다른 실시예에 따른 표시 장치에서 하부 커버와 제어 회로 보드를 생략한 표시 장치의 저면도이다.
도 15는 도 3 및 도 14의 II-II' 선을 따라 자른 표시 장치의 단면도이다.
도 16은 도 14 및 도 15의 표시 장치의 차단 부재 및 음향 발생 장치들을 보여주는 저면도이다.
도 17은 도 14 및 도 15의 제4 음향 발생 장치의 일 예를 보여주는 사시도이다.
도 18은 도 17의 IV-IV' 선을 따라 자른 단면도의 일 예이다.
도 19는 제4 음향 발생 장치의 제1 가지 전극과 제2 가지 전극 사이에 배치된 진동층의 진동 방법을 보여주는 일 예시도면이다.
도 20 및 도 21은 도 17 및 도 18에 도시된 제4 음향 발생 장치의 진동에 의한 표시 패널의 진동을 보여주는 측면도들이다.
도 22는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 저면도이다.
도 23은 도 20의 IV-IV' 선을 따라 자른 표시 장치의 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치의 저면도이다.
도 4는 도 3의 표시 장치에서 하부 커버와 제어 회로 보드를 생략한 표시 장치의 저면도이다.
도 5는 도 3 및 도 4의 I-I' 선을 따라 자른 표시 장치의 단면도이다.
도 6은 도 3의 표시 장치의 차단 부재 및 음향 발생 장치들을 보여주는 저면도이다.
도 7는 표시 패널의 표시 영역의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 8 내지 도 10은 도 3의 III-III' 선을 따라 자른 단면도이며, 음향 발생 장치들의 진동 방법 및 표시 패널의 진동을 설명하기 위한 예시 도면들이다.
도 11은 도 5의 A영역의 확대도이다.
도 12 및 도 13은 다양한 실시예에 따른 차단 부재, 및 음향 발생 장치의 배치를 보여주는 예시 도면들이다.
도 14는 다른 실시예에 따른 표시 장치에서 하부 커버와 제어 회로 보드를 생략한 표시 장치의 저면도이다.
도 15는 도 3 및 도 14의 II-II' 선을 따라 자른 표시 장치의 단면도이다.
도 16은 도 14 및 도 15의 표시 장치의 차단 부재 및 음향 발생 장치들을 보여주는 저면도이다.
도 17은 도 14 및 도 15의 제4 음향 발생 장치의 일 예를 보여주는 사시도이다.
도 18은 도 17의 IV-IV' 선을 따라 자른 단면도의 일 예이다.
도 19는 제4 음향 발생 장치의 제1 가지 전극과 제2 가지 전극 사이에 배치된 진동층의 진동 방법을 보여주는 일 예시도면이다.
도 20 및 도 21은 도 17 및 도 18에 도시된 제4 음향 발생 장치의 진동에 의한 표시 패널의 진동을 보여주는 측면도들이다.
도 22는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 저면도이다.
도 23은 도 20의 IV-IV' 선을 따라 자른 표시 장치의 단면도이다.
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.
본 명세서에서는 일 실시예에 따른 표시 장치(10)가 발광 소자로 유기 발광 소자를 이용하는 유기 발광 표시 장치인 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 발광 소자로 마이크로 발광 다이오드, 나노 발광 다이오드, 양자점 발광 다이오드, 또는 기타 무기 반도체(무기 발광 다이오드)를 이용하는 무기 발광 표시 장치일 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 사시도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 표시 장치를 보여주는 분해 사시도이다. 도 3은 일 실시예에 따른 표시 장치의 저면도이다. 도 4는 도 3의 표시 장치에서 하부 커버와 제어 회로 보드를 생략한 표시 장치의 저면도이다. 도 5는 도 3 및 도 4의 I-I' 선을 따라 자른 표시 장치의 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 세트 커버(100), 표시 패널(110), 소스 구동 회로(121)들, 연성 필름(122)들, 방열 필름(130), 소스 회로 보드(140)들, 케이블(150)들, 제어 회로 보드(160), 타이밍 제어 회로(170), 및 하부 커버(180)를 포함한다.
본 명세서에서, “상부”, “탑”, “상면”은 표시 패널(110)의 제1 기판(111)을 기준으로 제2 기판(112)이 배치되는 방향, 즉 Z축 방향을 가리키고, “하부”, “바텀”, “하면”은 표시 패널(110)의 제1 기판(111)을 기준으로 하부 커버(180)가 배치되는 방향, 즉 Z축 방향의 반대 방향을 가리킨다. 또한, “좌”, “우”, “상”, “하”는 표시 패널(110)을 평면에서 바라보았을 때의 방향을 가리킨다. 예를 들어, “좌”는 X축 방향, “우”는 X축 방향의 반대 방향, “상”은 Y축 방향, “하”는 Y축 방향의 반대 방향을 가리킨다.
세트 커버(100)는 표시 패널(110)의 테두리를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 세트 커버(100)는 표시 패널(110)의 표시 영역을 제외한 비표시 영역을 덮을 수 있다. 구체적으로, 세트 커버(100)는 도 2와 같이 상부 세트 커버(101)와 하부 세트 커버(102)를 포함할 수 있다. 상부 세트 커버(101)는 표시 패널(110)의 상면의 가장자리를 덮고, 하부 세트 커버(102)는 표시 패널(110)의 하면과 측면들을 덮도록 배치될 수 있다. 상부 세트 커버(101)와 하부 세트 커버(102)는 스크류(screw)와 같은 고정 부재 또는 양면 테이프 또는 접착제와 같은 결합 부재에 서로 결합될 수 있다. 상부 세트 커버(101)와 하부 세트 커버(102)는 플라스틱 또는 금속으로 이루어지거나, 플라스틱과 금속을 모두 포함할 수 있다.
표시 패널(110)은 평면상 직사각형 형태로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(110)은 도 2에 도시된 바와 같이 제1 방향(X축 방향)의 장변과 제2 방향(Y축 방향)의 단변을 갖는 직사각형의 평면 형태를 가질 수 있다. 제1 방향(X축 방향)의 장변과 제2 방향(Y축 방향)의 단변이 만나는 모서리는 직각으로 형성되거나 소정의 곡률을 갖도록 둥글게 형성될 수 있다. 표시 패널(110)의 평면 형태는 직사각형에 한정되지 않고, 다른 다각형, 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있다.
도 2에서는 표시 패널(110)이 평탄하게 형성된 것을 예시하였으나, 본 명세서는 이에 한정되지 않는다. 표시 패널(110)은 소정의 곡률로 구부러지도록 형성될 수 있다.
표시 패널(110)은 제1 기판(111)과 제2 기판(112)을 포함할 수 있다. 제1 기판(111)과 제2 기판(112)은 리지드(rigid)하거나 플렉시블(flexible)하게 형성될 수 있다. 제1 기판(111)은 유리 또는 플라스틱으로 형성될 수 있다. 제2 기판(112)은 유리, 플라스틱, 봉지 필름, 또는 배리어 필름으로 형성될 수 있다. 플라스틱은 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. 봉지 필름 또는 배리어 필름은 복수의 무기막들이 적층된 필름일 수 있다.
표시 패널(110)은 도 5에 도시된 바와 같이 제1 기판(111)과 제2 기판(112) 사이에 배치된 표시층(113)을 포함할 수 있다. 표시층(113)은 도 7과 같이 박막 트랜지스터층(TFTL), 발광 소자층(EML), 충진재(FL), 광 변환층(QDL), 및 컬러필터층(CFL)을 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 기판(111)은 박막 트랜지스터층(TFTL), 발광 소자층(EML), 및 박막 봉지층(TFEL)이 형성되는 박막 트랜지스터 기판이고, 제2 기판(112)은 광 파장 변환층(QDL)과 컬러필터층(CFL)이 형성되는 컬러필터 기판이며, 제1 기판(111)의 박막 봉지층(TFEL)과 제2 기판(112)의 광 파장 변환층(QDL) 사이에는 충진재(FL)가 배치될 수 있다. 표시 패널(110)의 표시층(113)에 대한 자세한 설명은 도 7을 결부하여 후술한다.
또한, 표시 패널(110)은 도 5에 도시된 바와 같이 제2 기판(112) 상에 배치된 편광 필름(114)을 더 포함할 수 있다. 편광 필름(114)은 외광 반사로 인한 시인성 저하를 방지하기 위해 제2 기판(112) 상에 부착될 수 있다.
연성 필름(122)들 각각의 일 측은 표시 패널(110)의 제1 기판(111)의 일면 상에 부착되며, 타 측은 소스 회로 보드(140)의 일면 상에 부착될 수 있다. 구체적으로, 제1 기판(111)의 크기가 제2 기판(112)의 크기보다 크기 때문에, 제1 기판(111)의 일 측은 제2 기판(112)에 의해 덮이지 않고 노출될 수 있다. 제2 기판(112)에 의해 덮이지 않고 노출된 제1 기판(111)의 일 측에는 연성 필름(122)들이 부착될 수 있다. 연성 필름(122)들 각각은 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film)을 이용하여 제1 기판(111)의 일면과 소스 회로 보드(140)의 일면 상에 부착될 수 있다.
연성 필름(122)들 각각은 테이프 캐리어 패키지(tape carrier package) 또는 칩온 필름(chip on film)일 수 있다. 연성 필름(122)들 각각은 벤딩(bending)될 수 있다. 이로 인해, 연성 필름(122)들은 도 4 및 도 5와 같이 제1 기판(111)의 하부로 벤딩(bending)될 수 있으며, 이 경우 소스 회로 보드(140)들, 케이블(150)들, 및 제어 회로 보드(160)는 제1 기판(111)의 하면 상에 배치될 수 있다.
도 2에서는 8 개의 연성 필름(122)들이 표시 패널(110)의 제1 기판(111) 상에 부착되는 것을 예시하였으나, 본 명세서에서 연성 필름(122)들의 개수는 이에 한정되지 않는다.
연성 필름(122)들 각각의 일면 상에는 소스 구동 회로(121)가 배치될 수 있다. 소스 구동 회로(121)들은 집적 회로(integrated circuit, IC)로 형성될 수 있다. 소스 구동 회로(121)들 각각은 타이밍 제어 회로(170)의 소스 제어 신호에 따라 디지털 비디오 데이터를 아날로그 데이터 전압들로 변환하여 연성 필름(122)을 통해 표시 패널(110)의 데이터 라인들에 공급한다.
소스 회로 보드(140)들 각각은 케이블(150)들을 통해 제어 회로 보드(160)에 연결될 수 있다. 이를 위해, 소스 회로 보드(140)들 각각은 케이블(150)들에 연결되기 위한 제1 커넥터(151)들을 포함할 수 있다. 소스 회로 보드(140)들은 연성 인쇄회로보드(flexible printed circuit board) 또는 인쇄회로보드(printed circuit board)일 수 있다. 케이블(150)들은 가요성 케이블(flexible cable)일 수 있다.
제어 회로 보드(160)는 케이블(150)들을 통해 소스 회로 보드(140)들에 연결될 수 있다. 이를 위해, 제어 회로 보드(160)는 케이블(150)들에 연결되기 위한 제2 커넥터(152)들을 포함할 수 있다. 제어 회로 보드(160)는 연성 인쇄 회로 보드 또는 인쇄 회로 보드일 수 있다.
도 2에서는 4 개의 케이블(150)들이 소스 회로 보드(140)들과 제어 회로 보드(160)를 연결하는 것을 예시하였으나, 본 명세서에서 케이블(150)들의 개수는 이에 한정되지 않는다. 또한, 도 2에서는 2 개의 소스 회로 보드(140)들을 예시하였으나, 본 명세서에서 소스 회로 보드(140)들의 개수는 이에 한정되지 않는다.
제어 회로 보드(160)의 일면 상에는 타이밍 제어 회로(170)가 배치될 수 있다. 타이밍 제어 회로(170)는 집적 회로로 형성될 수 있다. 타이밍 제어 회로(170)는 시스템 회로 보드의 시스템 온 칩으로부터 디지털 비디오 데이터와 타이밍 신호들을 입력 받으며, 타이밍 신호들에 따라 소스 구동 회로(121)들의 타이밍을 제어하기 위한 소스 제어 신호를 생성할 수 있다.
시스템 온 칩은 다른 연성 케이블을 통해 제어 회로 보드(160)에 연결되는 시스템 회로 보드 상에 장착될 수 있으며, 집적 회로로 형성될 수 있다. 시스템 온 칩은 스마트 TV의 프로세서(processor), 컴퓨터 또는 노트북의 중앙 처리 장치(CPU) 또는 그래픽 카드, 또는 스마트폰 또는 태블릿 PC의 어플리케이션 프로세서(application processor)일 수 있다. 시스템 회로 보드는 연성 인쇄회로보드 또는 인쇄회로보드일 수 있다.
제어 회로 보드(160)의 일면 상에는 전원 공급 회로가 추가로 접착될 수 있다. 전원 공급 회로는 시스템 회로 보드로부터 인가되는 메인 전원으로부터 표시 패널(110)의 구동에 필요한 전압들을 생성하여 표시 패널(110)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 전원 공급 회로는 유기 발광 소자를 구동하기 위한 고전위 전압, 저전위 전압, 및 초기화 전압을 생성하여 표시 패널(110)에 공급할 수 있다. 또한, 전원 공급 회로는 소스 구동 회로(121)들, 타이밍 제어 회로(170) 등을 구동하기 위한 구동 전압들을 생성하여 공급할 수 있다. 전원 공급 회로는 집적 회로로 형성될 수 있다. 또는, 전원 공급 회로는 제어 회로 보드(160) 외에 별도로 형성되는 전원 회로 보드 상에 배치될 수 있다. 전원 회로 보드는 연성 인쇄회로보드 또는 인쇄회로보드일 수 있다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 기판(112)과 마주보지 않는 제1 기판(111)의 타면, 즉 제1 기판(111)의 하면 상에는 방열 필름(130)이 배치될 수 있다. 또한, 제1 기판(111)과 마주보지 않는 방열 필름(130)의 일면, 방열 필름(130)의 하면 상에는 제1 음향 발생 장치(210) 및 제2 음향 발생 장치(230)가 배치될 수 있다. 방열 필름(130)은 제1 음향 발생 장치(210) 및 제2 음향 발생 장치(230)에 의해 발생되는 열을 방열하는 역할을 한다. 이를 위해, 방열 필름(130)은 열 전도율이 높은 그라파이트(graphite), 은(Ag), 구리(Cu), 또는 알루미늄(Al)과 같은 금속층을 포함할 수 있다.
또한, 방열 필름(130)은 제3 방향(Z축 방향)이 아닌 제1 방향(X축 방향)과 제2 방향(Y축 방향)으로 형성된 복수의 그라파이트층 또는 복수의 금속층을 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 음향 발생 장치(210) 및 제2 음향 발생 장치(230)에 의해 발생되는 열은 제1 방향(X축 방향)과 제2 방향(Y축 방향)으로 확산될 수 있으므로, 더욱 효과적으로 방출될 수 있다. 본 명세서에서 제1 방향(X축 방향)은 표시 패널(110)의 폭 방향(또는 가로 방향), 제2 방향(Y축 방향)은 표시 패널(110)의 높이 방향(또는 세로 방향), 제3 방향(Z축 방향)은 표시 패널(110)의 두께 방향일 수 있다. 따라서, 방열 필름(130)으로 인해 제1 음향 발생 장치(210) 및 제2 음향 발생 장치(230)에 의해 발생된 열이 표시 패널(110)에 영향을 미치는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 제1 음향 발생 장치(210) 및 제2 음향 발생 장치(230)에 의해 발생된 열이 표시 패널(110)에 영향을 미치는 것을 방지하기 위해, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 방열 필름(130)의 두께(D1)는 제1 기판(111)의 두께(D2) 및 제2 기판(112)의 두께(D3)보다 두꺼울 수 있다.
방열 필름(130)의 크기는 제1 기판(111)의 크기보다 작을 수 있으며, 이로 인해 제1 기판(111)의 일면의 가장자리가 방열 필름(130)에 의해 덮이지 않고 노출될 수 있다.
제1 음향 발생 장치(210)는 표시 패널(110)을 제3 방향(Z축 방향)으로 진동시킬 수 있는 진동 장치일 수 있다. 이 경우, 표시 패널(110)은 음향을 출력하기 위한 진동판으로서 역할을 할 수 있다.
구체적으로, 제1 음향 발생 장치(210)는 보이스 코일을 이용하여 자력을 생성함으로써 표시 패널(110)을 진동시키는 여진기(Exciter)일 수 있다. 제2 음향 발생 장치(230)는 표시 장치(10)의 내부 압력 변화에 따라 수축하거나 팽창하여 음향을 발생시키는 패시브 라디에이터(passive radiator)일 수 있다.
또한, 제1 음향 발생 장치(210)는 중고음 대역의 음향을 출력하는 중고음용 음향 발생 장치로 역할을 하며, 제2 음향 발생 장치(230)는 제1 음향 발생 장치(210)보다 낮은 저음 대역의 음향을 출력하는 저음용 음향 발생 장치로 역할을 할 수 있다.
도 2에서는 표시 장치(10)가 2개의 음향 발생 장치들(210, 230)을 포함하는 것을 예시하였으나, 본 명세서에서 음향 발생 장치들(210, 230)의 개수는 이에 한정되지 않는다. 제1 음향 발생 장치(210)와 제2 음향 발생 장치(230)에 대한 자세한 설명은 도 8 내지 도 10을 결부하여 후술한다.
방열 필름(130)의 일면 상에는 하부 커버(180)가 배치될 수 있다. 하부 커버(180)는 제1 접착 부재(115)를 통해 표시 패널(110)의 제1 기판(111)의 일면 가장자리에 부착될 수 있다. 제1 접착 부재(115)는 폼(foam)과 같은 완충층을 포함하는 양면 테이프일 수 있다. 하부 커버(180)는 금속 또는 강화 유리일 수 있다.
표시 장치(10)는, 제1 음향 발생 장치(210) 및 제2 음향 발생 장치(230)에 의해 표시 패널(110)을 진동판으로 이용하여 음향을 출력하며, 이로 인해 표시 장치(10)의 전면(前面) 방향으로 음향을 출력할 수 있으므로, 음향 품질을 높일 수 있다. 또한, 제1 음향 발생 장치(210) 및 제2 음향 발생 장치(230)로 인하여, 종래 표시 패널의 하면 또는 일 측에 배치되던 별도의 스피커를 생략할 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에서는 일 실시예에 따른 표시 장치(10)가 복수의 소스 구동 회로(121)들을 포함하는 중대형 표시 장치인 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 하나의 소스 구동 회로(121)를 포함하는 소형 표시 장치일 수 있다. 이 경우, 연성 필름(122)들과 소스 회로 보드(140)들, 및 케이블(150)들은 생략될 수 있다. 또한, 소스 구동 회로(121)와 타이밍 제어 회로(170)는 하나의 집적회로로 통합되어 하나의 연성 회로 보드 상에 접착되거나, 표시 패널(110)의 제1 기판(111) 상에 접착될 수 있다. 중대형 표시 장치의 예로는 모니터, TV 등이 있으며, 소형 표시 장치의 예로는 스마트폰, 태블릿 PC 등이 있다.
연성 필름(122)들은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 방열 필름(130)의 하부로 벤딩되며, 이로 인해 소스 회로 보드(140)는 방열 필름(130)의 일면 상에 배치될 수 있다.
소스 회로 보드(140)가 방열 필름(130)의 일면 상에 배치되는데 비해, 제어 회로 보드(160)는 하부 커버(180)의 일면 상에 배치된다. 즉, 소스 회로 보드(140)는 방열 필름(130)의 일면과 하부 커버(180)의 타면 사이에 배치된다. 이로 인해, 소스 회로 보드(140)의 제1 커넥터(151)에 연결된 케이블(150)은 하부 커버(180)를 관통하는 제1 케이블 홀(CH1)을 통해 제어 회로 보드(160)의 제2 커넥터(152)에 연결될 수 있다.
제어 회로 보드(160) 상에는 타이밍 제어 회로(170)뿐만 아니라, 음향 구동 회로(171)가 배치될 수 있다.
음향 구동 회로(171)는 시스템 회로 보드로부터 디지털 신호인 음향 제어 신호를 입력 받을 수 있다. 음향 구동 회로(171)는 집적회로로 형성되어 제어 회로 보드(160) 또는 시스템 보드 상에 배치될 수 있다. 음향 구동 회로(171)는 디지털 신호인 음향 제어 신호를 처리하는 디지털 신호 처리부(digital signal processer, DSP), 디지털 신호 처리부에서 처리된 디지털 신호를 아날로그 신호인 구동 전압들로 변환하는 디지털 아날로그 변환부(digital analog converter, DAC), 디지털 아날로그 변환부에서 변환된 아날로그 구동 전압들을 증폭하여 출력하는 증폭기(amplifier, AMP) 등을 포함할 수 있다. 아날로그 구동 전압들은 정극성 구동 전압과 부극성 구동 전압을 포함할 수 있다.
음향 구동 회로(171)는 음향 제어 신호에 따라 제1 음향 발생 장치(210)를 구동하기 위한 제1 음향 신호를 생성할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 음향 구동 회로(171), 제1 음향 발생 장치(210), 및 제2 음향 발생 장치(230)가 하부 커버(180) 상에 배치되는 경우, 제1 음향 발생 장치(210), 및 제2 음향 발생 장치(230)는 하부 커버(180)에 고정될 수 있다.
제1 음향 발생 장치(210)는 음향 신호 라인(WL)을 통해 제어 회로 보드(160)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 음향 발생 장치(210)는 음향 신호 라인(WL)을 통해 제1 음향 신호를 입력 받을 수 있다. 제1 음향 발생 장치(210)는 입력된 제1 음향 신호에 따라 표시 패널(110)을 진동시킴으로써 음향을 출력할 수 있다.
제2 음향 발생 장치(230)는 별도의 음향 신호를 입력 받지 않고 내부 압력 변화에 따라 수동적으로 음향을 출력할 수 있다. 즉, 음향 신호를 전달하기 위한 별도의 라인이 형성되지 않을 수 있다. 제2 음향 발생 장치(230)는 제1 음향 발생 장치(210)의 진동에 따라 함께 진동하여 음향을 출력할 수 있다.
한편, 본 명세서에서 여진기(Exciter)로 구현되는 음향 발생 장치의 개수와 패시브 라디에이터로 구현되는 음향 발생 장치의 개수는 도 3 내지 도 5에 도시된 바에 한정되지 않는다.
몇몇 실시예에서, 표시 패널(110)과 하부 커버(180) 사이에는 탄성을 가지는 물질을 포함하는 완충 부재가 더 배치될 수 있다. 상기 완충 부재는 제1 음향 발생 장치(210)에 의한 진동 발생 시, 표시 패널(110)과 하부 커버(180) 사이에 배치된 구성이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
방열 필름(130)과 하부 커버(180) 사이에는 차단 부재(200)가 위치할 수 있다. 차단 부재(200)는 음파(또는 파장)이 이동하는 것을 차단하거나 저지할 수 있다.
도 11은 도 5의 A영역의 확대도이다. 도 11을 더 참조하면, 차단 부재 (200)는 베이스 필름(201), 완충층(202), 희생층(203), 제1 접착층(204), 및 제2 접착층(205)을 포함할 수 있다.
베이스 필름(201)은 플라스틱으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 베이스 필름(201)은 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyleneterepthalate: PET)일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
완충층(202)은 베이스 필름(201)의 일면 상에 배치될 수 있다. 완충층(202)은 탄성을 갖는 폼(foam)으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 완충층(202)은 폴리우레탄, 실리콘, 고무, 또는 에어로겔(aerogel) 등으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
희생층(203)은 완충층(202)의 일면 상에 배치될 수 있다. 희생층(203)은 차단 부재(200)가 잘못 부착되어 차단 부재(200)를 탈착하여야 하는 경우, 분리되는 층으로 역할을 한다. 이 경우, 하부 커버(180)의 타면 상에는 제1 접착층(204)과 희생층(203)의 일부가 남아 있을 수 있다. 희생층(203)은 저탄성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 희생층(203)은 폴리우레탄으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 몇몇 실시예에서 희생층(203)은 생략될 수도 있다.
제1 접착층(204)은 희생층(203)의 일면 상에 배치될 수 있다. 제1 접착층(204)은 하부 커버(180)의 타면 상에 접착될 수 있다. 제1 접착층(204)은 아크릴 접착제 또는 실리콘 접착제일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제2 접착층(205)은 베이스 필름(201)의 타면 상에 배치될 수 있다. 제2 접착층(205)은 방열 필름(130)의 일면 상에 접착될 수 있다. 제2 접착층(205)은 아크릴 접착제 또는 실리콘 접착제일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 6은 도 3의 표시 장치의 차단 부재 및 음향 발생 장치들을 보여주는 저면도이다. 도 6에서는 설명의 편의를 위해, 표시 패널(110)의 제1 기판(111), 방열 필름(130), 차단 부재(200), 제1 음향 발생 장치(210) 및 제2 음향 발생 장치들(230)만을 도시하였다. 즉, 도 6에서는 소스 구동 회로(121)들, 연성 필름(122)들, 소스 회로 보드(140)들, 케이블(150)들, 제어 회로 보드(160), 타이밍 제어 회로(170), 및 하부 커버(180)는 생략하였다.
도 5에 부가하여 도 6을 더 참조하면, 방열 필름(130)의 크기는 제1 기판(111)의 크기보다 작을 수 있으며, 이로 인해 제1 기판(111)의 일면의 네 측 가장자리는 방열 필름(130)에 의해 덮이지 않고 노출될 수 있다.
차단 부재(200)는 제1부분(200a) 및 제2부분(200b)을 포함할 수 있다.
제1부분(200a)은 방열 필름(130)과 하부 커버(180) 사이에 위치하되, 평면상에서 방열 필름(130)의 가장자리를 완전히 둘러싸도록 배치될 수 있다. 제1부분(200a)은 방열 필름(130)과 하부 커버(180) 사이에 음파를 전달시키는 공간인 에어갭 공간을 정의할 수 있다. 즉, 상기 에어갭 공간의 가장자리부에서 하부 커버(180)를 방열 필름(130)에 밀봉 결합함으로써, 상기 에어갭 공간이 밀봉될 수 있다. 제1부분(200a)은 방열 필름(130)의 일면 및 하부 커버(180)의 타면에 접착될 수 있다.
제1부분(200a)이 사방이 밀봉된 에어갭 공간을 정의함에 따라, 제1 음향 발생 장치(210) 및 제2 음향 발생 장치(230)가 진동할 수 있는 공간을 확보할 수 있다. 또한 제1 음향 발생 장치(210) 및 제2 음향 발생 장치(230)에 의해 발생한 음향이 표시 장치(10)의 측면을 따라 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다.
제2부분(200b)은 제1부분(200a)에 의해 정의된 방열 필름(130)과 하부 커버(180) 사이의 상기 에어갭 공간을 음향 영역(A1) 및 회로 영역(B)으로 분할할 수 있다.
음향 영역(A1)은 제1 음향 발생 장치(210) 및 제2 음향 발생 장치(230)가 배치되는 영역으로, 음향 영역(A1)은 제1부분(200a) 및 제2부분(200b)에 의해 사방이 밀봉될 수 있다. 이에 따라 제1 음향 발생 장치(210) 및 제2 음향 발생 장치(230)에 의해 발생한 음향은 표시 장치(10)의 외부로 누설되지 않을 수 있다. 또한 음향 영역(A1)이 완전히 밀봉된 공간을 형성하는 바, 음향 영역(A1) 내의 압력이 일정하게 유지될 수 있으며, 이에 따라 제1 음향 발생 장치(210)의 진동에 의해 발생하는 에어갭 공간의 압력 변화가 제2 음향 발생 장치(230)에 보다 효과적으로 전달될 수 있다. 제2 음향 발생 장치(230)에 압력 변화가 보다 효과적으로 전달됨에 따라, 패시브 라디에이터인 제2 음향 발생 장치(230)에서 출력되는 음향 특성을 향상시킬 수 있다. 또한 상기 진동에 의해 표시 패널에서 발생한 음향의 세기가 감소하거나, 또는 음압이 감소하는 것을 방지할 수 있으며, 결과적으로 중고음 대역 및 저음 대역의 음향 출력 특성을 향상시킬 수 있다.
회로 영역(B)은 소스 회로 보드(140)들이 배치되는 영역으로서, 회로 영역(B)은 제1부분(200a) 및 제2부분(200b)에 의해 사방이 밀봉될 수 있다.
제1 음향 발생 장치(210) 등에서 발생한 진동이 소스 회로 보드(140) 등에 지속적으로 전달되는 경우, 소스 회로 보드(140)가 손상될 가능성 또는 소스 회로 보드(140)의 성능이 저하될 가능성이 존재한다.
본 실시예에 의하면, 제2부분(200b)에 의해 상기 에어갭 공간이 음향 영역(A1) 및 회로 영역(B)으로 분할됨에 따라, 제1 음향 발생 장치(210) 등에서 발생한 진동이 소스 회로 보드(140)들, 소스 구동 회로(121)들, 연성 필름(122) 등에 전달되는 것을 방지하거나 줄일 수 있다.
회로 영역(B)의 크기는 회로 영역(B)에 배치되는 회로 보드들의 크기에 따라 변할 수 있으며, 회로가 방열 필름(130) 상에 배치되지 않는 경우, 회로 영역(B)은 생략될 수도 있다.
이외에도 차단 부재(200)는 다양한 형태로 배치될 수 있으며, 보다 구체적인 설명은 도 12 및 도 13의 설명에서 후술하기로 한다.
도 7는 표시 패널의 표시 영역의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 7을 참조하면, 표시 패널(110)은 제1 기판(111), 제2 기판(112), 박막 트랜지스터층(TFTL), 발광 소자층(EML), 충진재(FL), 파장 변환층(QDL), 및 컬러필터층(CFL)을 포함할 수 있다.
제2 기판(112)과 마주보는 제1 기판(111)의 일면 상에는 버퍼막(302)이 형성될 수 있다. 버퍼막(302)은 투습에 취약한 제1 기판(111)을 통해 침투하는 수분으로부터 박막 트랜지스터(335)들과 발광 소자들을 보호하기 위해 제1 기판(111) 상에 형성될 수 있다. 버퍼막(302)은 교번하여 적층된 복수의 무기막들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 버퍼막(302)은 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx), SiON 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 버퍼막은 생략될 수 있다.
버퍼막(302) 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.
버퍼막(302) 상에는 박막 트랜지스터(335)가 형성된다. 박막 트랜지스터(335)는 액티브층(331), 게이트전극(332), 소스전극(333) 및 드레인전극(334)을 포함한다. 도 7에서는 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(302) 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 서브 화소들(PX1, PX2, PX3)을 정의하는 화소 정의막으로서 역할을 한다. 서브 화소들(PX1, PX2, PX3) 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. 몇몇 실시예에서 발광층(342)은 유기 발광층일 수 있다. 발광층(342)은 청색(blue) 광 또는 자외선(ultraviolet) 광과 같은 단파장의 광을 발광할 수 있다. 청색 광의 피크 파장 범위는 약 450㎚ 내지 490㎚일 수 있으며, 자외선 광의 피크 파장 범위는 450㎚보다 작을 수 있다. 이 경우, 발광층(342)은 서브 화소들(PX1, PX2, PX3)에 공통적으로 형성되는 공통층일 수 있다. 이 경우, 표시 패널(110)은 발광층(342)에서 발광된 청색(blue) 광 또는 자외선(ultraviolet) 광과 같은 단파장의 광을 적색 광, 녹색 광, 및 청색 광으로 변환하기 위한 파장 변환층(QDL), 및 적색 광, 녹색 광, 및 청색 광을 각각 선택적으로 투과시키는 컬러필터층(CFL)을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 발광층(342)은 2 스택(stack) 이상의 탠덤(tandem) 구조, 예시적으로 3개의 청색 발광층이 중첩 배치된 3 스택의 탠덤 구조로 형성될 수 있으며, 이 경우, 스택들 사이에는 전하 생성층(charge generation layer)이 더 배치될 수 있다.
다만 상술한 예에 한정되는 것은 아니다. 몇몇 다른 실시예에서 발광층(342)은 양자점(Quantum Dot) 물질을 포함할 수 있다. 양자점의 코어는 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
II-VI족 화합물은 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; AgInS, CuInS, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InGaP, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
IV-VI족 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 원소로는 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. IV족 화합물로는 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물일 수 있다.
이때, 이원소 화합물, 삼원소 화합물 또는 사원소 화합물은 균일한 농도로 입자 내에 존재하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어져 동일 입자 내에 존재하는 것일 수 있다. 또한 하나의 양자점이 다른 양자점을 둘러싸는 코어/쉘 구조를 가질 수도 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 양자점은 전술한 나노 결정을 포함하는 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조를 가질 수 있다. 상기 양자점의 쉘은 상기 코어의 화학적 변성을 방지하여 반도체 특성을 유지하기 위한 보호층 역할 및/또는 양자점에 전기 영동 특성을 부여하기 위한 차징층(charging layer)의 역할을 수행할 수 있다. 상기 쉘은 단층 또는 다중층일 수 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다. 상기 양자점의 쉘의 예로는 금속 또는 비금속의 산화물, 반도체 화합물 또는 이들의 조합 등을 들 수 있다.
예를 들어, 상기 금속 또는 비금속의 산화물은 SiO2, Al2O3, TiO2, ZnO, MnO, Mn2O3, Mn3O4, CuO, FeO, Fe2O3, Fe3O4, CoO, Co3O4, NiO 등의 이원소 화합물, 또는 MgAl2O4, CoFe2O4, NiFe2O4, CoMn2O4등의 삼원소 화합물을 예시할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
또, 상기 반도체 화합물은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnSeS, ZnTeS, GaAs, GaP, GaSb, HgS, HgSe, HgTe, InAs, InP, InGaP, InSb, AlAs, AlP, AlSb등을 예시할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
양자점은 약 45nm 이하, 바람직하게는 약 40nm 이하, 더욱 바람직하게는 약 30nm 이하의 발광 파장 스펙트럼의 반치폭(full width of half maximum, FWHM)을 가질 수 있으며, 이 범위에서 색순도나 색재현성을 향상시킬 수 있다. 또한 이러한 양자점을 통해 발광되는 광은 전 방향으로 방출되는바, 광 시야각이 향상될 수 있다.
또한, 양자점의 형태는 당 분야에서 일반적으로 사용하는 형태의 것으로 특별히 한정하지 않지만, 보다 구체적으로 구형, 피라미드형, 다중 가지형(multi-arm), 또는 입방체(cubic)의 나노 입자, 나노 튜브, 나노와이어, 나노 섬유, 나노 판상 입자 등의 형태의 것을 사용할 수 있다.
양자점은 입자 크기에 따라 방출하는 광의 색상을 조절할 수 있으며, 이에 따라 양자점은 청색, 적색, 녹색 등 다양한 발광 색상을 가질 수 있다.
발광층(342)이 양자점 물질을 포함하는 경우, 파장 변환층(QDL)은 생략될 수도 있다.
캐소드 전극(343)과 애노드 전극(341) 사이에는 발광층(342) 뿐만 아니라 정공 수송층(hole transporting layer) 및 전자 수송층(electron transporting layer)이 더 위치할 수도 있다.
이하에서는 발광층(342)이 유기 발광층으로 이루어지는 경우를 예시로 설명한다.
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.
몇몇 실시예에서 발광 소자층(EML)은 제2 기판(112) 방향, 즉 상부 방향으로 발광하는 상부 발광(top emission) 방식으로 형성될 수 있다. 이 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. 다만 상술한 예에 한정되는 것은 아니며, 몇몇 다른 실시예에서 발광 소자층(EML)은 하부 발광(bottom emission) 방식으로 형성될 수도 있다. 이러한 경우 캐소드 전극(263)은 반사율이 높은 금속물질을 포함할 수 있으며, 애노드 전극(341)은 광을 투과시킬 수 있는 투명한 금속물질 또는 반투과 금속물질로 형성될 수도 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 발광 소자층(EML)이 상부 발광 구조로 이루어지는 경우를 예시로 설명한다.
발광 소자층(EML) 상에는 봉지막(345)이 형성된다. 봉지막(345)은 발광층(342)과 캐소드 전극(343)에 산소 또는 수분이 침투하는 것을 방지하는 역할을 한다. 이를 위해, 봉지막(345)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, 봉지막(345)은 적어도 하나의 유기막을 더 포함할 수 있다. 유기막은 이물들(particles)이 봉지막(345)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. 몇몇 실시예에서 봉지막(345)은 두개의 무기막 및 두개의 무기막 사이에 위치하는 유기막을 포함할 수 있다.
제1 기판(111)과 마주보는 제2 기판(112)의 일면 상에는 컬러필터층(CFL)이 배치된다. 컬러필터층(CFL)은 블랙 매트릭스(360)와 컬러필터들(370)을 포함할 수 있다.
제2 기판(112)의 일면 상에는 블랙 매트릭스(360)가 형성될 수 있다. 블랙 매트릭스(360)는 서브 화소들(PX1, PX2, PX3)과 중첩되지 않고, 화소 정의막(344)과 중첩되게 배치될 수 있다. 블랙 매트릭스(360)는 광을 투과시키지 않고 차단할 수 있는 블랙 염료를 포함하거나 불투명 금속 물질을 포함할 수 있다.
컬러필터들(370)은 서브 화소들(PX1, PX2, PX3)과 중첩되게 배치될 수 있다. 제1 컬러필터(371)들은 제1 서브 화소(PX1)들에 각각 중첩되게 배치되고, 제2 컬러필터(372)들은 제2 서브 화소(PX2)들에 각각 중첩되게 배치되며, 제3 컬러필터(373)들은 제3 서브 화소(PX3)들에 각각 중첩되게 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 컬러필터(371)는 제1 색의 광을 투과시키는 제1 색의 광 투과 필터이고, 제2 컬러필터(372)는 제2 색의 광을 투과시키는 제2 색의 광 투과 필터이며, 제3 컬러필터(373)는 제3 색의 광을 투과시키는 제3 색의 광 투과 필터일 수 있다. 예를 들어, 제1 색은 적색, 제2 색은 녹색, 제3 색은 청색일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 이 경우, 제1 컬러필터(371)를 투과한 적색 광의 피크 파장 범위는 대략 620㎚ 내지 750㎚이고, 제2 컬러필터(372)를 투과한 녹색 광의 피크 파장 범위는 대략 500㎚ 내지 570㎚이며, 제3 컬러필터(373)를 투과한 청색 광의 피크 파장 범위는 대략 450㎚ 내지 490㎚일 수 있다.
또한, 서로 인접한 두 개의 컬러필터들의 가장자리들은 블랙 매트릭스(360)와 중첩될 수 있다. 이로 인해, 어느 한 서브 화소의 발광층(342)에서 발광된 광이 인접한 서브 화소의 컬러필터로 진행하여 발생하는 혼색이 블랙 매트릭스(360)에 의해 방지될 수 있다.
컬러필터들(370) 상에는 컬러필터들(370)과 블랙 매트릭스(360)로 인한 단차를 평탄화하기 위해 오버코트층이 형성될 수 있다. 오버코트층은 생략될 수 있다.
컬러필터층(CFL) 상에는 파장 변환층(QDL)이 배치된다. 파장 변환층(QDL)은 제1 캡핑층(351), 제1 파장 변환층(352), 제2 파장 변환층(353), 제3 파장 변환층(354), 제2 캡핑층(355), 층간 유기막(356), 및 제3 캡핑층(357)을 포함할 수 있다.
제1 캡핑층(351)은 컬러필터층(CFL) 상에 배치될 수 있다. 제1 캡핑층(351)은 외부로부터 수분 또는 산소가 컬러필터층(CFL)을 통해 제1 파장 변환층(352), 제2 파장 변환층(353), 및 제3 파장 변환층(354)에 침투하는 것을 방지하는 역할을 한다. 제1 캡핑층(351)은 무기막, 예를 들어 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 또는 티타늄 산화물로 형성될 수 있다.
제1 캡핑층(351) 상에는 제1 파장 변환층(352), 제2 파장 변환층(353), 및 제3 파장 변환층(354)이 배치될 수 있다.
제1 파장 변환층(352)은 제1 서브 화소(PX1)와 중첩되게 배치될 수 있다. 제1 파장 변환층(352)은 제1 서브 화소(PX1)의 발광층(342)에서 발광된 청색 광 또는 자외선 광과 같은 단파장의 광을 제1 색의 광으로 변환할 수 있다. 이를 위해, 제1 파장 변환층(352)은 제1 베이스 수지, 제1 파장 시프터(shifter), 및 제1 산란체를 포함할 수 있다.
제1 베이스 수지는 광 투과율이 높고, 제1 파장 시프터와 제1 산란체에 대한 분산 특성이 우수한 재료인 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1 베이스 수지는 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 카도계 수지 또는 이미드계 수지 등의 유기 재료를 포함할 수 있다.
제1 파장 시프터는 입사 광의 파장 범위를 변환 또는 시프트할 수 있다. 제1 파장 시프터는 양자점(quantum dot), 양자 막대, 또는 형광체일 수 있다. 제1 파장 시프터는 양자점인 경우, 반도체 나노 결정 물질로서 그의 조성 및 크기에 따라 특정 밴드 갭을 가질 수 있다. 그러므로, 제1 파장 시프터는 입사된 광을 흡수한 후 고유의 파장을 갖는 광을 방출할 수 있다. 또한, 제1 파장 시프터는 나노 결정을 포함하는 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 코어를 이루는 나노 결정의 예로는 IV족계 나노 결정, II-VI족계 화합물 나노 결정, III-V족계 화합물 나노 결정, IV-VI족계 나노 결정 또는 이들의 조합 등을 들 수 있다. 쉘은 상기 코어의 화학적 변성을 방지하여 반도체 특성을 유지하기 위한 보호층 역할 및/또는 양자점에 전기 영동 특성을 부여하기 위한 충전층(charging layer)의 역할을 수행할 수 있다. 또한, 쉘은 단층 또는 다중층일 수 있으며, 쉘의 예로는 금속 또는 비금속의 산화물, 반도체 화합물 또는 이들의 조합 등을 들 수 있다.
제1 산란체는 제1 베이스 수지와 상이한 굴절률을 가지고 제1 베이스 수지와 광학 계면을 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 산란체는 광 산란 입자일 수 있다. 예를 들어, 제1 산란체는 산화 티타늄(TiO2), 산화 규소(SiO2), 산화 지르코늄(ZrO2), 산화 알루미늄(Al2O3), 산화 인듐(In2O3), 산화 아연(ZnO) 또는 산화 주석(SnO2) 등과 같은 금속 산화물 입자일 수 있다. 또는, 제1 산란체는 아크릴계 수지 또는 우레탄계 수지와 같은 유기 입자일 수 있다.
제1 산란체는 제1 파장 변환층(352)을 투과하는 광의 파장을 실질적으로 변환시키지 않으면서 입사광을 랜덤한 방향으로 산란시킬 수 있다. 이를 통해, 제1 파장 변환층(352)을 투과하는 광의 경로 길이를 증가시킬 수 있으므로, 제1 파장 시프터에 의한 색 변환 효율을 증가시킬 수 있다.
또한, 제1 파장 변환층(352)은 제1 컬러필터(371)와 중첩될 수 있다. 그러므로, 제1 서브 화소(PX1)로부터 제공된 청색 광 또는 자외선 광과 같은 단파장의 광 중 일부는 제1 파장 시프터에 의해 제1 색의 광으로 변환되지 않고 제1 파장 변환층(352)을 그대로 투과할 수 있다. 하지만, 제1 파장 변환층(352)에 의해 변환되지 않고 제1 컬러필터(371)에 입사되는 청색 광 또는 자외선 광과 같은 단파장의 광은 제1 컬러필터(371)를 투과하지 못한다. 이에 비해, 제1 파장 변환층(352)에 의해 변환된 제1 색의 광은 제1 컬러필터(371)를 투과하여 제2 기판(112) 방향으로 출광될 수 있다.
제2 파장 변환층(353)은 제2 서브 화소(PX2)와 중첩되게 배치될 수 있다. 제2 파장 변환층(353)은 제2 서브 화소(PX2)의 발광층(342)에서 발광된 청색 광 또는 자외선 광과 같은 단파장의 광을 제2 색의 광으로 변환할 수 있다. 이를 위해, 제2 파장 변환층(353)은 제2 베이스 수지, 제2 파장 시프터, 및 제2 산란체를 포함할 수 있다. 제2 파장 변환층(353)의 제2 베이스 수지, 제2 파장 쉬프터, 및 제2 산란체는 제1 파장 변환층(352)에서 설명한 바와 실질적으로 동일하므로, 이들에 대한 자세한 설명은 생략한다. 다만, 제1 파장 쉬프터와 제2 파장 시프터가 양자점인 경우, 제2 파장 쉬프터의 직경은 제1 쉬프터 직경보다 작을 수 있다.
또한, 제2 파장 변환층(353)은 제2 컬러필터(372)와 중첩될 수 있다. 그러므로, 제2 서브 화소(PX2)로부터 제공된 청색 광 또는 자외선 광과 같은 단파장의 광 중 일부는 제2 파장 시프터에 의해 제2 색의 광으로 변환되지 않고 제2 파장 변환층(353)을 그대로 투과할 수 있다. 하지만, 제2 파장 변환층(353)에 의해 변환되지 않고 제2 컬러필터(372)에 입사되는 청색 광 또는 자외선 광과 같은 단파장의 광은 제2 컬러필터(372)를 투과하지 못한다. 이에 비해, 제2 파장 변환층(353)에 의해 변환된 제2 색의 광은 제2 컬러필터(372)를 투과하여 제2 기판(112) 방향으로 출광될 수 있다.
제3 파장 변환층(354)은 제3 서브 화소(PX3)와 중첩되게 배치될 수 있다. 제3 파장 변환층(354)은 제3 서브 화소(PX3)의 발광층(342)에서 발광된 청색 광 또는 자외선 광과 같은 단파장의 광을 제3 색의 광으로 변환할 수 있다. 이를 위해, 제3 파장 변환층(354)은 제3 베이스 수지와 제3 산란체를 포함할 수 있다. 제3 파장 변환층(354)의 제3 베이스 수지와 제3 산란체는 제1 파장 변환층(352)에서 설명한 바와 실질적으로 동일하므로, 이들에 대한 자세한 설명은 생략한다.
또한, 제3 파장 변환층(354)은 제3 컬러필터(373)와 중첩될 수 있다. 제3 서브 화소(PX3)로부터 제공된 광이 청색 광인 경우, 제3 서브 화소(PX3)로부터 제공된 청색 광 은 제3 파장 변환층(354)에서 변환되지 않고 제3 파장 변환층(354)을 그대로 투과할 수 있으며, 제3 파장 변환층(353)을 투과한 광은 제3 컬러필터(373)를 투과하여 제2 기판(112) 방향으로 출광될 수 있다. 즉, 제3 서브 화소(PX3)로부터 제공된 광이 청색 광인 경우, 제3 파장 변환층(354)은 별도의 파장 시프터를 포함하지 않을 수도 있다.
제2 캡핑층(355)은 제1 파장 변환층(352), 제2 파장 변환층(353), 제3 파장 변환층(354), 및 파장 변환층들(352, 353, 354)에 의해 덮이지 않고 노출된 제1 캡핑층(351) 상에 배치될 수 있다. 제2 캡핑층(355)은 외부로부터 수분 또는 산소가 제1 파장 변환층(352), 제2 파장 변환층(353), 및 제3 파장 변환층(354)에 침투하는 것을 방지하는 역할을 한다. 제2 캡핑층(355)은 무기막, 예를 들어 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 또는 티타늄 산화물로 형성될 수 있다.
층간 유기막(356)은 제2 캡핑층(355) 상에 배치될 수 있다. 층간 유기막(356)은 파장 변환층들(352, 353, 354)로 인한 단차를 평탄화하기 위한 평탄화층일 수 있다. 층간 유기막(356)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.
제3 캡핑층(357)은 층간 유기막(356) 상에 배치될 수 있다. 제3 캡핑층(357)은 무기막, 예를 들어 실리콘 질화물, 알루미늄 질화물, 지르코늄 질화물, 티타늄 질화물, 하프늄 질화물, 탄탈륨 질화물, 실리콘 산화물, 알루미늄 산화물, 또는 티타늄 산화물로 형성될 수 있다.
충진재(FL)는 제1 기판(111) 상에 배치된 박막 봉지층(TFEL)과 제2 기판(112) 상에 배치된 제3 캡핑층(357) 사이에 배치될 수 있다. 충진재(FL)는 완충 기능을 가진 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 충진제(70)는 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기물으로 형성될 수 있다.
또한, 표시 패널(110)의 비표시 영역에는 제1 기판(111)과 제2 기판(112)을 접착하는 밀봉재가 배치될 수 있으며, 평면 상에서 바라보았을 때 충진재(FL)는 밀봉재에 의해 둘러싸일 수 있다. 밀봉재는 유리 프릿(glass frit) 또는 실런트(sealant)일 수 있다.
도 7에 도시된 실시예에 의하면, 제1 내지 제3 서브 화소들(PX1, PX2, PX3)이 청색 광 또는 자외선 광과 같은 단파장의 광을 발광하며, 제1 서브 화소(PX1)의 광을 제1 파장 변환층(352)을 통해 제1 색의 광으로 변환한 후 제1 컬러필터(CF1)를 통해 출력하고, 제2 서브 화소(PX2)의 광을 제2 파장 변환층(353)을 통해 제2 색의 광으로 변환한 후 제2 컬러필터(CF2)를 통해 출력하며, 제3 서브 화소(PX3)의 광을 제3 파장 변환층(354)과 제3 컬러필터(CF3)를 통해 출력하므로, 백색 광을 출력할 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 실시예에 의하면, 서브 화소들(PX1, PX2, PX3)이 제2 기판(112), 즉 상부 방향으로 광을 발광하는 상부 발광 방식으로 형성되므로, 그라파이트 또는 알루미늄과 같이 불투명한 물질을 포함하는 방열 필름(130)은 제1 기판(111)의 일면 상에 배치될 수 있다.
도 8은 도 3의 제1 음향 발생 장치와 제2 음향 발생 장치의 일 예를 보여주는 단면도이다. 도 8에는 도 3의 III-III'의 단면의 일 예가 나타나 있다.
도 8을 참조하면, 제1 음향 발생 장치(210)는 보이스 코일을 이용하여 자력을 생성함으로써 표시 패널(110)을 진동시키는 여진기(Exciter)일 수 있다. 이 경우, 하부 커버(180)에서 제1 음향 발생 장치(210)가 배치되는 영역에는 홀이 형성될 수 있다.
제1 음향 발생 장치(210)는 마그넷(magnet, 211), 보빈(212), 보이스 코일(213), 제1 댐퍼(214), 및 하부 플레이트(215)를 포함할 수 있다.
마그넷(211)은 영구 자석으로, 바륨 훼라이트(barium ferrite) 등 소결(燒結) 자석을 이용할 수 있다. 마그넷(211)의 재질은 삼산화이철(Fe2O3), 탄산바륨(BaCO3), 네오디뮴 자석, 자력 성분이 개선된 스트론튬 훼라이트(strontium ferrite), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 또는 코발트(Co)의 합금 주조 자석 등이 사용될 수 있으나, 그에 한정되는 것은 아니다. 네오디뮴 자석은 예를 들면 네오디뮴-철-붕소(Nd-Fe-B)일 수 있다.
마그넷(211)은 플레이트(211a), 플레이트(211a)의 중앙으로부터 돌출된 중앙 돌출부(211b), 및 플레이트(211a)의 가장자리로부터 돌출된 측벽부(211c)를 포함할 수 있다. 중앙 돌출부(211b)와 측벽부(211c)는 소정의 간격으로 이격될 수 있으며, 이로 인해 중앙 돌출부(211b)와 측벽부(211c) 사이에는 소정의 공간이 형성될 수 있다. 즉, 마그넷(211)은 원기둥 형태를 가지며, 구체적으로 원기둥의 어느 한 밑면에는 원 형태의 공간이 형성된 형태를 가질 수 있다.
마그넷(211)의 중앙 돌출부(211b)는 N극의 자성을 갖고, 플레이트(211a)와 측벽부(211c)는 S극의 자성을 가질 수 있으며, 이로 인해 마그넷(211)의 중앙 돌출부(211b)와 플레이트(211b) 사이와 중앙 돌출부(211b)와 측벽부(211c) 사이에는 외부 자기장이 형성될 수 있다.
보빈(212)은 원통 형태로 형성될 수 있다. 보빈(212)의 내부에는 마그넷(211)의 중앙 돌출부(211b)가 배치될 수 있다. 즉, 보빈(212)은 마그넷(211)의 중앙 돌출부(211b)를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 또한, 보빈(212)의 외부에는 마그넷(211)의 측벽부(211c)가 배치될 수 있다. 즉, 마그넷(211)의 측벽부(211c)는 보빈(212)을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 보빈(212)과 마그넷(211)의 중앙 돌출부(211b) 사이와 보빈(212)과 마그넷(211)의 측벽부(211c) 사이에는 공간이 형성될 수 있다.
보빈(212)은 펄프 또는 종이를 가공한 재질, 알루미늄이나 마그네슘 또는 그 합금, 폴리프로필렌(polypropylene) 등의 합성 수지, 또는 폴리아미드(polyamide)계 섬유 등으로 형성될 수 있다. 보빈(212)의 일 단은 접착 부재를 이용하여 방열 필름(130)에 접착될 수 있다. 접착 부재는 양면 테이프일 수 있다.
보이스 코일(213)은 보빈(212)의 외주면에 권취(또는 권선)된다. 보빈(212)의 일 단에 인접한 보이스 코일(213)은 제1 음향 신호를 입력 받을 수 있다. 이로 인해, 제1 음향 신호에 따라 보이스 코일(213)에는 전류가 흐를 수 있다. 보이스 코일(213)에 흐르는 전류에 따라 보이스 코일(213) 주위에는 인가 자기장이 형성될 수 있다. 보이스 코일(213)에 흐르는 전류의 교류 구동에 따라 보이스 코일(213) 주위에 형성되는 인가 자기장의 N극과 S극은 변경되며, 이로 인해 마그넷(211)과 보이스 코일(213)은 인력과 척력이 교대로 작용하게 된다. 그러므로, 보이스 코일(213)이 권취된 보빈(212)은 도 9 및 도 10과 같이 제3 방향(Z축 방향)으로 왕복 운동할 수 있다. 따라서, 표시 패널(110)과 방열 필름(130)은 제3 방향(Z축 방향)으로 진동하게 되며, 이로 인해 음향이 출력될 수 있다.
제1 댐퍼(214)는 보빈(212)의 상측 일부와 마그넷(211)의 가장자리 돌출부(211c) 사이에 배치된다. 제1 댐퍼(214)는 보빈(212)의 상하 운동에 따라 수축 및 이완하면서 보빈(212)의 상하 진동을 조절한다. 즉, 제1 댐퍼(214)가 보빈(212)과 마그넷(211)의 가장자리 돌출부(211c)에 연결되기 때문에 보빈(212)의 상하 운동은 제1 댐퍼(214)의 복원력에 의해 제한될 수 있다. 예를 들어, 보빈(212)이 일정 높이 이상으로 진동하거나 일정 높이 이하로 진동할 경우 제1 댐퍼(214)의 복원력에 의해 보빈(212)은 원위치로 원상 복귀할 수 있다.
하부 플레이트(215)는 마그넷(211)의 하면에 배치될 수 있다. 하부 플레이트(215)는 마그넷(211)과 일체로 형성되거나 마그넷(211)과 별도로 형성될 수 있다. 하부 플레이트(215)가 마그넷(211)과 별도로 형성되는 경우, 마그넷(211)은 양면 테이프와 같은 접착 부재를 통해 하부 플레이트(215)에 접착될 수 있다.
하부 플레이트(215)는 스크루(screw)와 같은 고정 부재(216)를 통해 하부 커버(180)에 고정될 수 있다. 이로 인해, 제1 음향 발생 장치(210)의 마그넷(211)은 하부 커버(180)에 고정될 수 있다.
제2 음향 발생 장치(230)는 제1 음향 발생 장치(210)와 달리 마그넷(211) 및 보이스 코일(213)을 포함하지 않는 바, 제2 음향 발생 장치(230) 전압 인가에 의해 음향을 출력하지 않는다. 일 예로, 제2 음향 발생 장치(230)는 도 8과 같이 함께 사용하는 음향 발생 장치(예컨대, 제1 음향 발생 장치(210))의 공명 현상을 통해 음향을 출력할 수 있다. 이를 위해, 제2 음향 발생 장치(230)는 도 8과 같이 프레임부(231), 진동판(232), 커버부(233), 및 제2 댐퍼(234)를 포함할 수 있다.
프레임부(231)는 진동판(232)과 제2 댐퍼(234)가 고정되는 지지 부재로 역할을 할 수 있다. 프레임부(231)는 지지 부재로서 안정적으로 역할을 하기 위해 스크루(screw)와 같은 고정 부재(235)를 통해 하부 커버(180)에 고정될 수 있다. 프레임부(231)는 플라스틱 또는 금속 물질과 같이 견고하고 단단한 물질로 형성될 수 있다.
진동판(232)의 가장자리는 프레임부(231)의 가장자리에 고정된다. 진동판(232)은 다양한 소재로 이루어질 수 있으며, 예컨대, 펄프 또는 종이를 가공한 재질, 세라믹, 케블라(kevlar), 알루미늄이나 마그네슘 또는 그 합금, 폴리프로필렌(polypropylene) 등의 합성 수지, 또는 폴리아미드(polyamide)계 섬유 등으로 형성될 수 있다. 진동판(232)은 표시 패널(110)과 하부 커버(180) 사이의 공간의 압력 변화에 따라 진동판(232)의 두께 방향, 즉 제3 방향(Z축 방향)으로 진동할 수 있다.
도 8에서는 진동판(232)이 원뿔형(콘형) 구조인 것으로 예시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 다양한 형태로 이루어질 수 있다. 예컨대, 진동판(232)은 편평한 평판형 구조일 수도 있다.
제2 댐퍼(234)는 프레임부(231)의 바닥면 또는 측벽 일부와 연결되고, 진동판(232)과 연결될 수 있다. 즉, 제2 댐퍼(234)는 진동판(232)의 상하 운동에 따라 수축 및 이완하면서 진동판(232)의 상하 진동을 조절한다. 즉, 제2 댐퍼(234)가 진동판(232)과 프레임부(231)의 바닥면 또는 측벽과 연결되기 때문에, 진동판(232)의 상하 운동은 제2 댐퍼(234)의 복원력에 의해 제한될 수 있다. 예를 들어, 진동판(232)이 일정 높이 이상으로 진동하거나 일정 높이 이하로 진동할 경우 제2 댐퍼(234)의 복원력에 의해 진동판(232)은 원위치로 원상 복귀할 수 있다.
커버부(233)는 진동판(232) 상에 배치되며, 제2 음향 발생 장치(230) 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다. 커버부(233)는 돔형 구조로 형성되어 진동판(232)의 중앙부에 위치할 수 있다. 몇몇 실시예에서 진동판(232)에 의해 밀폐 구조가 형성되는 경우 커버부(233)는 생략될 수 있다.
진동판(232)은 표시 패널(110)과 하부 커버(180) 사이의 공간의 압력 변화에 따라 진동판(232)의 두께 방향, 즉 제3 방향(Z축 방향)으로 진동할 수 있다. 구체적으로, 도 9와 같이 제1 음향 발생 장치(210)에 의해 표시 패널(110)이 제2 기판(112) 방향으로 팽창되는 경우, 표시 패널(110)과 하부 커버(180) 사이의 공간의 압력이 감소하게 된다. 이 경우, 진동판(232)은 도 9와 같이 상측 방향(즉, 하부 커버(180)의 내측 방향)으로 이동하게 된다.
또한, 도 10과 같이 제1 음향 발생 장치(210)에 의해 표시 패널(110)이 제1 기판(111) 방향으로 수축되는 경우, 표시 패널(110)과 하부 커버(180) 사이의 공간의 압력이 증가하게 된다. 이 경우, 진동판(232)은 도 10과 같이 하측 방향(즉, 하부 커버(180)의 외측 방향)으로 이동하게 된다.
이상과 같이, 제1 음향 발생 장치(210)가 표시 패널(110)을 진동하여 제1 음향을 출력하는 경우, 제2 음향 발생 장치(230)의 진동판(232)은 별다른 전압 인가 없이도 스스로 진동할 수 있으며, 이로 인해 저음 대역의 제2 음향을 출력할 수 있다. 하부 커버(180)에 별도의 홀을 형성하여 제2 음향 발생 장치(230)를 배치하는 바, 표시 장치(10)의 전체적인 두께 변화 없이 저음대역의 음향 품질을 향상시킬 수 있다.
본 명세서에서는 제1 음향 발생 장치(210)와 제2 음향 발생 장치(230)가 하부 커버(180)에 고정되는 것을 예시하였으나, 본 명세서의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 즉, 제1 음향 발생 장치(210)와 제2 음향 발생 장치(230)는 하부 커버(180) 대신에 제어 회로 보드, 시스템 회로 보드, 전원 회로 보드, 또는 더미 회로 보드에 고정될 수 있다. 더미 회로 보드는 제1 음향 발생 장치(210) 또는 제2 음향 발생 장치(230) 이외에 다른 회로가 배치되지 않는 회로 보드를 가리킨다. 더미 회로 보드는 연성 인쇄회로보드 또는 인쇄회로보드일 수 있다.
도 12 및 도 13은 다양한 실시예에 따른 차단 부재, 및 음향 발생 장치의 배치를 보여주는 예시 도면들이다. 도 12 및 도 13의 실시예는 도 6의 실시예와 비교하여 제1 음향 발생 장치(210) 및 제2 음향 발생 장치(230)가 복수의 음향 발생 장치를 포함하는 점에서 차이가 있으며, 이외의 구성은 실질적으로 동일하거나 유사하다.
우선 도 12를 참조하면, 차단 부재(200_1)는 제1부분(200a), 제2부분(200b) 및 제3부분(200c)을 포함할 수 있다.
제1부분(200a)은 방열 필름(130)과 하부 커버(180) 사이에 에어갭 공간을 정의할 수 있으며, 제2부분(200b)은 상기 에어갭 공간을 음향 영역(A1_1) 및 회로 영역(B)으로 분할할 수 있다. 이외 보다 구체적인 설명은 도 6의 설명에서 상술한 바와 동일하거나 유사한 바, 생략한다.
제3부분(200c)은 음향 영역(A1_1)을 서로 다른 제1 음향 영역(A1a) 및 제2 음향 영역(A2a)으로 분할할 수 있다. 제1 음향 영역(A1a) 및 제2 음향 영역(A2a)은 각각 제1부분(200a), 제2부분(200b) 및 제3부분(200c)에 의해 완전히 밀봉될 수 있다.
제1 음향 발생 장치(210a, 210b)는 복수의 음향 발생 장치를 포함할 수 있으며, 구체적으로 제1 음향 영역(A1)에 배치된 제1A 음향 발생 장치(210a) 및 제2 음향 영역(A2)에 배치된 제1B 음향 발생 장치(210b)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1A 음향 발생 장치(210a) 및 제1B 음향 발생 장치(210b)는 여진기(Exciter)일 수 있다.
제2 음향 발생 장치(230a, 230b)도 복수의 음향 발생 장치를 포함할 수 있으며, 구체적으로 제1 음향 영역(A1a)에 배치된 제2A 음향 발생 장치(230a) 및 제2 음향 영역(A2a)에 배치된 제2B 음향 발생 장치(230b)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2A 음향 발생 장치(230a) 및 제2B 음향 발생 장치(230b)는 패시브 라디에이터(passive radiator)일 수 있다.
제1 음향 영역(A1a)에는 제1A 음향 발생 장치(210a) 및 제2A 음향 발생 장치(230a)가 배치될 수 있으며, 제2 음향 영역(A2a)에는 제1B 음향 발생 장치(210b) 및 제2B 음향 발생 장치(230b)가 배치될 수 있다.
몇몇 실시예에서 표시 장치(10_1)의 제1 음향 영역(A1a)은 제1A 음향 발생 장치(210a) 및 제2A 음향 발생 장치(230a)에 의해 우측 스테레오 음향을 제공하고, 제2 음향 영역(A2a)은 제1B 음향 발생 장치(210b) 및 제2B 음향 발생 장치(230b)에 의해 좌측 스테레오 음향을 제공할 수 있으며, 이로 인해 표시 장치(10_1)는 2.0 채널의 스테레오 음향을 제공할 수 있다.
음향 영역(A1_1)이 제3부분(200c)에 의해 제1 음향 영역(A1a)과 제2 음향 영역(A2a)으로 분할됨에 따라, 제1 음향 영역(A1a)에서 발행하는 음향 또는 음파와 제2 음향 영역(A2a)에서 발생한 음향 또는 음파 간의 간섭을 방지할 수 있다. 또한 제1 음향 영역(A1a)과 제2 음향 영역(A2a)이 각각 완전히 밀봉된 공간을 형성함에 따라 제1 음향 영역(A1a)내의 압력 변화 및 제2 음향 영역(A2a) 내의 압력 변화는 효과적으로 제2 음향 발생 장치(230a, 230b)에 전달될 수 있다.
또한 제1 음향 영역(A1a)과 제2 음향 영역(A2a)이 완전히 밀봉됨에 따라 음압 감소를 방지할 수 있으며, 결과적으로 표시 장치의 음향 출력 특성을 향상시킬 수 있다.
회로 영역(B)은 소스 회로 보드(140)들이 배치되는 영역으로, 구체적인 설명은 앞서 설명한 바와 동일한 바, 생략하기로 한다. 몇몇 실시예에서 회로 영역(B)은 생략될 수 있다.
다음으로 도 13을 참조하면, 차단 부재(200_2)는 제1부분(200a), 제2부분(200b) 및 제3부분(200c1) 및 제4부분(200c2)을 포함할 수 있다.
제1부분(200a)은 방열 필름(130)과 하부 커버(180) 사이에 에어갭 공간을 정의할 수 있으며, 제2부분(200b)은 상기 에어갭 공간을 음향 영역(A1_2) 및 회로 영역(B)으로 분할할 수 있다. 이외 보다 구체적인 설명은 도 6의 설명에서 상술한 바와 동일하거나 유사한 바, 생략한다.
제3부분(200c1) 및 제4부분(200c2)은 음향 영역(A1_2)을 서로 다른 제1 음향 영역(A1b), 제2 음향 영역(A2b) 및 제3 음향 영역(A3b)으로 분할할 수 있다. 제1 음향 영역(A1b)은 제1부분(200a), 제2부분(200b) 및 제3부분(200c1)에 의해 완전히 밀봉될 수 있다. 제2 음향 영역(A2b)은 제1부분(200a), 제2부분(200b), 제3부분(200c1) 및 제4부분(200c2)에 의해 완전히 밀봉될 수 있다. 제3 음향 영역(A3b)은 제1부분(200a), 제2부분(200b) 및 제4부분(200c2)에 의해 완전히 밀봉될 수 있다.
제1 음향 발생 장치(210a, 210b, 210c)는 복수의 음향 발생 장치, 예시적으로 복수의 여진기를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제1 음향 발생 장치(210a, 210b, 210c)는 제1 음향 영역(A1b)에 배치된 제1A 음향 발생 장치(210a), 제2 음향 영역(A2b)에 배치된 제1B 음향 발생 장치(210b), 및 제3 음향 영역(A3b)에 배치된 제1C 음향 발생 장치(210c)를 포함할 수 있다.
제2 음향 발생 장치(230a, 230b, 230c)는 복수의 음향 발생 장치, 예시적으로 복수의 패시브 라디에이터를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2 음향 발생 장치(230a, 230b, 230c)는 제1 음향 영역(A1b)에 배치된 제2A 음향 발생 장치(230a), 제2 음향 영역(A2b)에 배치된 제2B 음향 발생 장치(230b), 및 제3 음향 영역(A3b)에 배치된 제2C 음향 발생 장치(230c)를 포함할 수 있다.
제1 음향 영역(A1b), 제2 음향 영역(A2b) 및 제3 음향 영역(A3b) 각각의 크기는 서로 동일할 수 있으나, 서로 크기가 상이할 수도 있다. 예시적으로, 제1 음향 영역(A1b)의 크기와 제2 음향 영역(A2b)의 크기는 서로 동일하고, 제3 음향 영역(A3b)의 크기는 제1 음향 영역(A1b)의 크기 및 제2 음향 영역(A2b)의 크기보다 작을 수 있다. 다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 각 음향 영역의 크기 및 대소관계는 다양하게 변형될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 음향 영역(A1b), 제2 음향 영역(A2b), 및 제3 음향 영역(A3b)이 서로 구분된 경우, 표시 장치(10_2)의 제1 음향 영역(A1b)은 제1A 음향 발생 장치(210a) 및 제2A 음향 발생 장치(230a)에 의해 중고음대의 우측 스테레오 음향을 제공하고, 제2 음향 영역(A2b)은 제1B 음향 발생 장치(210b) 및 제2B 음향 발생 장치(230b)에 의해 중고음대의 좌측 스테레오 음향을 제공할 수 있으며, 제3 음향 영역(A3b)은 제1C 음향 발생 장치(210c) 및 제2C 음향 발생 장치(230c)에 의해 중저음대의 음향을 제공할 수 있다. 이로 인해 표시 장치(10_2)는 2.1 채널의 스테레오 음향을 제공할 수 있다.
본 실시예에 의하면, 음향 영역(A1_2)이 제3부분(200c1) 및 제4부분(200c2)에 의해 제1 음향 영역(A1b), 제2 음향 영역(A2b) 및 제3 음향 영역(A3b)으로 분할됨에 따라, 각 음향 영역에서 발생한 음향 또는 음파 간의 간섭을 방지할 수 있다. 또한 제1 음향 영역(A1b), 제2 음향 영역(A2b) 및 제3 음향 영역(A3b)이 각각 밀봉됨에 따라 음압이 감소하는 것을 방지하고 모든 음역에서 풍부한 음향 출력을 제공할 수 있다. 또한 각 제1 음향 영역(A1b), 제2 음향 영역(A2b) 및 제3 음향 영역(A3b)이 완전히 밀봉된 공간을 형성하는 바, 각 공간 내의 압력 변화는 효과적으로 제2 음향 발생 장치(230a, 230b, 230c)에 전달될 수 있다. 이에 따라 저음 특성이 향상될 수 있다.
도 14는 다른 실시예에 따른 표시 장치에서 하부 커버와 제어 회로 보드를 생략한 표시 장치의 저면도이다. 도 15는 도 3 및 도 14의 II-II' 선을 따라 자른 표시 장치의 단면도이다. 도 16은 도 14 및 도 15의 표시 장치의 차단 부재 및 음향 발생 장치들을 보여주는 저면도이다.
도 14 내지 도 16에 도시된 실시예는 방열 필름(130)의 하부에 부착된 제3 음향 발생 장치(250)와 제4 음향 발생 장치(260)를 더 포함하고, 제3 음향 발생 장치(250)와 제4 음향 발생 장치(260)를 소스 회로 보드(140)와 전기적으로 연결하는 제1 음향 회로 보드(270)와 제2 음향 회로 보드(280)를 더 포함하는 점, 차단 부재(200_3)를 포함하는 점에서 도 3 내지 도 5에 도시된 실시예와 차이가 있다.
도 3 및 도 14 내지 도 16을 참조하면, 제3 음향 발생 장치(250)와 제4 음향 발생 장치(260)는 방열 필름(130)의 일면 상에 양면 접착제와 같은 접착 부재에 의해 접착될 수 있다.
제3 음향 발생 장치(250)는 제1 음향 회로 보드(270)에 의해 소스 회로 보드(140)의 제1B 커넥터(151b)에 연결되고, 제4 음향 발생 장치(260)는 제2 음향 회로 보드(280)에 의해 소스 회로 보드(140)의 제1B 커넥터(151b)에 연결될 수 있다.
제1 음향 회로 보드(270)의 일 측에는 제3 음향 발생 장치(250)의 일면 상에 배치된 제1 전극과 제2 전극에 연결되는 제1 패드와 제2 패드가 형성될 수 있다. 제2 음향 회로 보드(280)의 일 측에는 제4 음향 발생 장치(260)의 일면 상에 배치된 제1 전극과 제2 전극에 연결되는 제1 패드와 제2 패드가 형성될 수 있다.
제1 음향 회로 보드(270)의 타 측과 제2 음향 회로 보드(280)의 타 측에는 소스 회로 보드(140)의 제1B 커넥터(151b)에 연결되기 위한 접속부가 형성될 수 있다. 즉, 제3 음향 발생 장치(250)는 제1 음향 회로 보드(270)에 의해 소스 회로 보드(140)에 전기적으로 연결되고, 제4 음향 발생 장치(260)는 제2 음향 회로 보드(280)에 의해 소스 회로 보드(140)에 전기적으로 연결될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제1 음향 회로 보드(270)와 제2 음향 회로 보드(280)는 연성 인쇄 회로 보드(flexible printed circuit board) 또는 연성 케이블(flexible cable)일 수 있다.
제3 음향 발생 장치(250)는 음향 구동 회로(171)로부터 제3 음향 신호를 입력 받을 수 있다. 제3 음향 발생 장치(250)는 제3 음향 신호에 따라 표시 패널(110)을 진동시킴으로써 음향을 출력할 수 있다.
제4 음향 발생 장치(260)는 음향 구동 회로(171)로부터 제4 음향 신호를 입력 받을 수 있다. 제4 음향 발생 장치(260)는 제4 음향 신호에 따라 표시 패널(110)을 진동시킴으로써 음향을 출력할 수 있다.
도 3 및 도 14 내지 도 16에 도시된 실시예에 의하면, 제1 음향 회로 보드(270)를 통해 제3 음향 발생 장치(250)와 소스 회로 보드(140)를 연결하고, 제2 음향 회로 보드(280)를 통해 제4 음향 발생 장치(260)와 소스 회로 보드(140)를 연결한다. 이로 인해, 제3 음향 발생 장치(250)와 제4 음향 발생 장치(260)가 방열 필름(130)의 일면 상에 배치되고, 제어 회로 보드(160)가 하부 커버(180)의 일면 상에 배치되더라도, 제어 회로 보드(160)와 제3 음향 발생 장치(250) 및 제어 회로 보드(160)와 제4 음향 발생 장치(260)를 쉽게 전기적으로 연결할 수 있다.
도 16은 표시 장치의 방열 필름, 차단 부재, 제1 내지 제4 음향 발생 장치들을 보여주는 저면도이다. 도 16에서는 설명의 편의를 위해, 표시 패널(110)의 제1 기판(111), 방열 필름(130), 차단 부재(200), 제1 내지 제4 음향 발생 장치들(210, 230, 250, 260)만을 도시하였다. 즉, 도 16에서는 소스 구동 회로(121)들, 연성 필름(122)들, 소스 회로 보드(140)들, 케이블(150)들, 제어 회로 보드(160), 타이밍 제어 회로(170), 및 하부 커버(180)는 생략하였다.
도 16을 참조하면, 차단 부재(200_3)는 제1부분(200a), 제2부분(200b), 제3부분(200d1) 및 제4부분(200d2)을 포함할 수 있다.
제1부분(200a)은 방열 필름(130)과 하부 커버(180) 사이에 에어갭 공간을 정의할 수 있으며, 제2부분(200b)은 상기 에어갭 공간을 음향 영역(A1_3) 및 회로 영역(B)으로 분할할 수 있다. 이외 보다 구체적인 설명은 도 6의 설명에서 상술한 바와 동일하거나 유사한 바, 생략한다.
제3부분(200d1) 및 제4부분(200d2)은 음향 영역(A1_3)을 서로 다른 제1 음향 영역(A1c), 제2 음향 영역(A2c) 및 제3 음향 영역(A3c)으로 분할할 수 있다. 몇몇 실시예에서 제2 음향 영역(A2c)은 회로 영역(B)과 인접한 음향 영역(A1_3)의 한 모서리 측에 위치하고, 제3 음향 영역(A3c)은 회로 영역(B)과 인접한 음향 영역(A1_3)의 다른 모서리 측에 위치할 수 있다.
제1 음향 영역(A1c)은 제1부분(200a), 제2부분(200b), 제3부분(200d1) 및 제4부분(200d2)에 의해 완전히 밀봉될 수 있다. 제2 음향 영역(A2c)은 제1부분(200a), 제2부분(200b) 및 제3부분(200d1)에 의해 완전히 밀봉될 수 있다. 제3 음향 영역(A3c)은 제1부분(200a), 제2부분(200b) 및 제4부분(200d2)에 의해 완전히 밀봉될 수 있다.
몇몇 실시예에서 제1 음향 영역(A1c)에는 제1 음향 발생 장치(210) 및 제2 음향 발생 장치(230)가 배치될 수 있다.
몇몇 실시예에서 제2 음향 영역(A2c)에는 제3 음향 발생 장치(250)가 배치될 수 있으며, 제3 음향 영역(A3c)에는 제4 음향 발생 장치(260)가 배치될 수 있다.
몇몇 실시예에서 제2 음향 영역(A2c)의 크기와 제3 음향 영역(A3c)의 크기는 실질적으로 동일할 수 있다. 또한, 제2 음향 영역(A2c) 및 제3 음향 영역(A3c) 각각의 크기는 제1 음향 영역(A1c)의 크기보다 작을 수 있다.
회로 영역(B)은 소스 회로 보드(140)들이 배치되는 영역으로, 구체적인 설명은 앞서 설명한 바와 동일한 바, 생략하기로 한다.
본 실시예에 의하면, 음향 영역(A1_3)이 제3부분(200d1) 및 제4부분(200d2)에 의해 제1 음향 영역(A1c), 제2 음향 영역(A2c) 및 제3 음향 영역(A3c)으로 분할됨에 따라, 각 음향 영역에서 발생한 음향 또는 음파 간의 간섭을 방지할 수 있다.
도 17은 도 14 및 도 15의 제4 음향 발생 장치의 일 예를 보여주는 사시도이다. 도 18은 도 17의 IV-IV' 선을 따라 자른 단면도의 일 예이다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 제3 음향 발생 장치(250)와 제4 음향 발생 장치(260)는 인가된 전압에 따라 수축하거나 팽창함으로써 표시 패널(110)을 진동시키는 압전 소자(piezoelectric element, 壓電素子)일 수 있다. 이 경우, 제3 음향 발생 장치(250)와 제4 음향 발생 장치(260) 각각은 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 진동층(511)의 일 측면에만 배치되거나 도 17과 같이 진동층(511)의 복수의 측면들에 배치될 수 있다. 제1 줄기 전극(5121)은 진동층(511)의 상면에 배치될 수도 있다. 제1 가지 전극(5122)들은 제1 줄기 전극(5121)으로부터 분지될 수 있다. 제1 가지 전극(5122)들은 서로 나란하게 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 진동층(511)의 다른 일 측면에 배치되거나 도 17과 같이 진동층(511)의 복수의 측면들에 배치될 수도 있다. 이때, 도 17과 같이 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 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.
제1 가지 전극(5122)들과 제2 가지 전극(5132)들은 수평 방향(X축 방향 또는 Y축 방향)으로 서로 나란하게 배치될 수 있다. 또한, 제1 가지 전극(5122)들과 제2 가지 전극(5132)들은 수직 방향(Z축 방향)에서 교대로 배치될 수 있다. 즉, 제1 가지 전극(5122)들과 제2 가지 전극(5132)들은 수직 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 제1 음향 회로 보드(270) 또는 제2 음향 회로 보드(280)의 금속 라인들 또는 패드 전극들에 연결될 수 있다. 제1 음향 회로 보드(270) 또는 제2 음향 회로 보드(280)의 금속 라인들 또는 패드 전극들은 제3 음향 발생 장치(250) 또는 제4 음향 발생 장치(260)의 일면 상에 배치된 제1 전극(512)과 제2 전극(513)에 연결될 수 있다.
진동층(511)은 제1 전극(512)에 인가된 제1 구동 전압과 제2 전극(513)에 인가되는 제2 구동 전압에 따라 변형되는 압전 소자일 수 있다. 이 경우, 진동층(511)은 PVDF(Poly Vinylidene Fluoride) 필름이나 PZT(Plumbum Ziconate Titanate(티탄산지르콘납)) 등의 압전체, 전기 활성 고분자(Electro Active Polymer) 중 어느 하나일 수 있다.
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. 제1 전극(512)과 제2 전극(513)의 녹는점을 높이기 위해, 제1 전극(512)과 제2 전극(513)이 은(Ag)과 팔라듐(Pd)의 합금으로 형성되는 경우, 은(Ag)의 함량이 팔라듐(Pd)의 함량보다 높을 수 있다.
진동층(511)은 제1 가지 전극(5122)들과 제2 가지 전극(5132)들 사이마다 배치될 수 있다. 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 팽창한다.
구체적으로, 도 18과 같이 제1 가지 전극(5122)과 제1 가지 전극(5122)의 하부에 배치된 제2 가지 전극(5132) 사이에 배치된 진동층(511)의 극성 방향은 상부 방향(↑)일 수 있다. 이 경우, 진동층(511)은 제1 가지 전극(5122)에 인접한 상부 영역에서 정극성을 가지며, 제2 가지 전극(5132)에 인접한 하부 영역에서 부극성을 가진다. 또한, 제2 가지 전극(5132)과 제2 가지 전극(5132)의 하부에 배치된 제1 가지 전극(5122) 사이에 배치된 진동층(511)의 극성 방향은 하부 방향(↓)일 수 있다. 이 경우, 진동층(511)은 제2 가지 전극(5132)에 인접한 상부 영역에서 부극성을 가지며, 제1 가지 전극(5122)에 인접한 하부 영역에서 정극성을 가진다. 진동층(511)의 극성 방향은 제1 가지 전극(5122)과 제2 가지 전극(5132)을 이용하여 진동층(511)에 전계를 가하는 폴링(poling) 공정에 의해 정해질 수 있다.
도 19는 제4 음향 발생 장치의 제1 가지 전극과 제2 가지 전극 사이에 배치된 진동층의 진동 방법을 보여주는 일 예시도면이다. 도 20 및 도 21은 도 17 및 도 18에 도시된 제4 음향 발생 장치의 진동에 의한 표시 패널의 진동을 보여주는 측면도들이다.
도 19와 같이 제1 가지 전극(5122)과 제1 가지 전극(5122)의 하부에 배치된 제2 가지 전극(5132) 사이에 배치된 진동층(511)의 극성 방향이 상부 방향(↑)인 경우, 제1 가지 전극(5122)에 정극성의 구동 전압이 인가되며, 제2 가지 전극(5132)에 부극성의 구동 전압이 인가되면, 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 구동 전압이 인가되며, 제2 가지 전극(5132)에 정극성의 구동 전압이 인가되면, 진동층(511)은 제2 힘(F2)에 따라 팽창할 수 있다. 제2 힘(F2)은 신장력일 수 있다.
또한, 도 19와 같이 제2 가지 전극(5132)과 제2 가지 전극(5132)의 하부에 배치된 제1 가지 전극(5122) 사이에 배치된 진동층(511)의 극성 방향이 하부 방향(↓)인 경우, 제2 가지 전극(5132)에 정극성의 구동 전압이 인가되며, 제1 가지 전극(5122)에 부극성의 구동 전압이 인가되면, 진동층(511)은 신장력에 따라 팽창할 수 있다. 또한, 제2 가지 전극(5132)에 부극성의 구동 전압이 인가되며, 제1 가지 전극(5122)에 정극성의 구동 전압이 인가되면, 진동층(511)은 수축력에 따라 수축될 수 있다. 제2 힘(F2)은 신장력일 수 있다.
도 20 및 도 21에 도시된 실시예에 의하면, 제1 전극(512)에 인가되는 구동 전압과 제2 전극(513)에 인가되는 구동 전압이 정극성과 부극성으로 교대로 반복되는 경우, 진동층(511)은 수축과 팽창을 반복하게 된다. 이로 인해, 제3 음향 발생 장치(250)와 제4 음향 발생 장치(260)는 진동하게 된다.
제3 음향 발생 장치(250)와 제4 음향 발생 장치(260) 각각이 표시 패널(110)의 하면에 배치되므로, 제3 음향 발생 장치(250)와 제4 음향 발생 장치(260) 각각의 진동층(511)이 수축과 팽창하는 경우, 표시 패널(110)은 도 20 및 도 21과 같이 응력에 의해 하부와 상부로 진동하게 된다. 이와 같이, 제3 음향 발생 장치(250)와 제4 음향 발생 장치(260) 각각에 의해 표시 패널(110)이 진동할 수 있으므로, 표시 장치(10)는 음향을 출력할 수 있다.
제2 음향 발생 장치(230)는 제1 음향 발생 장치(210)와 동일 영역에 배치될 수 있으나, 제3 음향 발생 장치(250) 및 제4 음향 발생 장치(260)와는 다른 영역에 배치될 수 있다.
구체적으로, 제3 음향 발생 장치(250) 및 제4 음향 발생 장치(260)는 고음 대역의 음향을 출력하는 고음용 음향 발생 장치로 역할을 하며, 제1 음향 발생 장치(210)는 중저음 대역의 음향을 출력하는 저음용 음향 발생 장치로 역할할 수 있다. 즉, 제3 음향 발생 장치(250) 및 제4 음향 발생 장치(260)의 진동 변위는 제1 음향 발생 장치(210)의 진동 변위보다 작을 수 있다.
상술한 바와 같이, 제2 음향 발생 장치(230)는 표시 장치(10_3)의 내부 압력 변화에 따른 진동판(도 8의 "232")의 상하 운동을 통해 음향을 출력한다. 즉, 제1 음향 발생 장치(210)가 배치되는 제1 음향 영역(A1)에서는 충분한 압력 변화가 발생하므로, 제2 음향 발생 장치(230)가 충분한 양의 저음 대역의 음향을 출력할 수 있다. 그러나, 제3 음향 발생 장치(250) 및 제4 음향 발생 장치(260)가 배치되는 제4 음향 영역(A4) 및 제5 음향 영역(A5)에서는 충분한 내부 압력 변화가 발생하지 않으므로, 제2 음향 발생 장치(230)가 표시 장치의 음향 품질을 향상시킬 정도의 충분한 저음 대역의 음향을 출력하지 못할 수 있다. 따라서, 제2 음향 발생 장치(230)는 제1 음향 발생 장치(210)가 배치된 영역 내에 제1 음향 발생 장치(210)와 인접하여 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이 표시 장치(10_1, 10_2)가 복수의 제1 음향 발생 장치를 포함하는 경우에도, 복수의 제2 음향 발생 장치는 제1 음향 발생 장치가 배치된 영역에 배치되며, 제1 음향 발생 장치에 인접하여 배치될 수 있다.
도 22는 또 다른 실시예에 따른 표시 장치의 저면도이다. 도 23은 도 20의 IV-IV' 선을 따라 자른 표시 장치의 단면도이다.
도 22 및 도 23에 도시된 실시예는 연성 필름(122)들이 하부 커버(180)의 하부로 벤딩되며, 소스 회로 보드(140)가 하부 커버(180)의 일면 상에 배치되는 것에서 도 3 내지 도 5에 도시된 실시예와 차이가 있다.
도 22 및 도 23을 참조하면, 연성 필름(122)들은 하부 커버(180)의 하부로 벤딩되며, 이로 인해 소스 회로 보드(140)와 제어 회로 보드(160)는 하부 커버(180)의 일면 상에 배치될 수 있다. 이로 인해, 소스 회로 보드(140)와 제어 회로 보드(160)를 연결하는 케이블(150)들은 하부 커버(180)를 관통하는 제1 케이블 홀(CH1)을 통과할 필요 없이 바로 연결될 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: 세트 커버
101: 상부 세트 커버 102: 하부 세트 커버
110: 표시 패널 111: 제1 기판
112: 제2 기판 121: 소스 구동 회로
122: 연성 필름 130: 방열 필름
140: 소스 회로 보드 150: 연성 케이블
160: 제어 회로 보드 170: 타이밍 제어 회로
180: 하부 커버 200, 200_1, 200_2, 200_3 : 차단 부재
210: 제1 음향 발생 장치 211: 마그넷
212: 보빈 213: 보이스 코일
215: 하부 플레이트 230: 제2 음향 발생 장치
231: 프레임부 232: 진동판
250: 제3 음향 발생 장치 260: 제4 음향 발생 장치
101: 상부 세트 커버 102: 하부 세트 커버
110: 표시 패널 111: 제1 기판
112: 제2 기판 121: 소스 구동 회로
122: 연성 필름 130: 방열 필름
140: 소스 회로 보드 150: 연성 케이블
160: 제어 회로 보드 170: 타이밍 제어 회로
180: 하부 커버 200, 200_1, 200_2, 200_3 : 차단 부재
210: 제1 음향 발생 장치 211: 마그넷
212: 보빈 213: 보이스 코일
215: 하부 플레이트 230: 제2 음향 발생 장치
231: 프레임부 232: 진동판
250: 제3 음향 발생 장치 260: 제4 음향 발생 장치
Claims (20)
- 제1 기판 및 상기 제1 기판의 일면 상에 위치하는 발광 소자층을 포함하는 표시 패널;
상기 제1 기판의 타면 상에 배치되는 하부 커버;
상기 제1 기판의 타면 상에 배치되고, 보이스 코일을 통해 생성된 자력을 이용하여 상기 표시 패널을 진동하여 제1 음향을 출력하도록 구성된 제1 음향 발생 장치; 및
상기 제1 기판의 타면 상에 배치되고, 상기 표시 패널의 진동에 의해 상기 표시 패널과 상기 하부 커버 사이의 공간의 압력 변화에 따라 제2 음향을 출력하도록 구성된 제2 음향 발생 장치를 포함하는 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제2 음향의 음역 대역은 상기 제1 음향의 음역 대역보다 낮은 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제2 음향 발생 장치는,
상기 표시 패널과 상기 하부 커버 사이의 공간의 압력 변화에 따라 두께 방향으로 진동하도록 구성된 진동판;
상기 진동판의 상기 두께 방향의 진동을 조절하도록 구성된 댐퍼; 및
상기 진동판 및 상기 댐퍼가 고정되는 프레임부; 를 포함하되,
상기 프레임부는 상기 제1 기판과 인접하게 배치되는 표시 장치. - 제3 항에 있어서,
상기 표시 패널은 상기 발광 소자층 상에 위치하는 제2 기판을 더 포함하고,
상기 제1 음향 발생 장치에 의해 상기 표시 패널이 상기 제2 기판 방향으로 팽창하는 경우, 상기 진동판은 상기 하부 커버의 내측 방향으로 팽창하는 표시 장치. - 제3 항에 있어서,
상기 제1 음향 발생 장치에 의해 상기 표시 패널이 상기 제1 기판 방향으로 수축하는 경우, 상기 진동판은 상기 하부 커버의 외측 방향으로 팽창하는 표시 장치. - 제3 항에 있어서,
상기 제1 음향 발생 장치는,
상기 제1 기판의 타면 상에 배치되는 보빈;
상기 보빈을 감싸는 제1 보이스 코일; 및
상기 보빈 상에 배치되며 상기 보빈과 이격되는 제1 마그넷; 및
상기 제1 마그넷 상에 배치되며, 제1 고정 부재에 의해 상기 하부 커버에 고정되는 하부 플레이트를 포함하는 표시 장치. - 제6 항에 있어서,
상기 제2 음향 발생 장치는, 상기 진동판의 가장자리가 고정되고 제2 고정 부재에 의해 상기 하부 커버에 고정되는 프레임부를 더 포함하는 표시 장치. - 제6 항에 있어서,
상기 제1 기판의 타면 상에 배치되고, 인가된 전압에 따라 수축하거나 팽창하는 압전 소자를 이용하여 상기 표시 패널을 진동시켜 제3 음향을 출력하도록 구성된 제3 음향 발생 장치를 더 포함하는 표시 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 제3 음향의 음역 대역은 상기 제1 음향의 음역 대역보다 높은 표시 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 제1 음향 발생 장치와 상기 제3 음향 발생 장치 사이에 배치되는 차단 부재를 더 포함하는 표시 장치. - 제10 항에 있어서,
상기 차단 부재는 상기 제1 음향 발생 장치와 상기 제3 음향 발생 장치를 각각 둘러싸도록 배치되는 표시 장치. - 제11 항에 있어서,
상기 제2 음향 발생 장치는 상기 제1 음향 발생 장치가 상기 차단 부재에 의해 둘러싸인 제1 영역에 배치되는 표시 장치. - 제11 항에 있어서,
상기 제2 음향 발생 장치는 상기 제3 음향 발생 장치가 상기 차단 부재에 의해 둘러싸인 제2 영역과 다른 영역에 배치되는 표시 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 제3 음향 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 팽창하도록 구성된 진동층을 포함하는 표시 장치. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 음향 발생 장치에 복수의 구동 전압들을 포함하는 제1 음향 신호를 출력하도록 구성된 음향 구동 회로를 더 포함하는 표시 장치. - 제15 항에 있어서,
상기 음향 구동 회로는 상기 제2 음향 발생 장치와 전기적으로 연결되지 않은 표시 장치. - 제15 항에 있어서,
상기 하부 커버 상에 배치되는 회로 보드를 더 구비하고,
상기 음향 구동 회로는 상기 회로 보드 상에 배치되는 표시 장치. - 제17 항에 있어서,
상기 회로 보드 상에 배치되며, 상기 표시 패널의 구동 타이밍을 제어하도록 구성된 타이밍 제어 회로를 더 포함하는 표시 장치. - 제8 항에 있어서,
상기 표시 패널의 타면 상에 부착되는 방열 필름을 더 포함하고,
상기 제1 음향 발생 장치의 보빈은 상기 방열 필름의 일면 상에 부착되는 표시 장치. - 제19 항에 있어서,
상기 제3 음향 발생 장치는 상기 방열 필름의 일면 상에 부착되는 표시 장치.
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