KR20220054555A

KR20220054555A - 표시장치와 이를 이용한 모바일 기기

Info

Publication number: KR20220054555A
Application number: KR1020220046260A
Authority: KR
Inventors: 이현석
Original assignee: 엘지디스플레이 주식회사
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2022-04-14
Publication date: 2022-05-03
Also published as: KR102519943B1; KR20230053561A; KR102388246B1; KR102663412B1; KR20190073702A

Abstract

본 발명은 표시장치와 이를 이용한 모바일 기기에 관한 것으로, 스피커와 마이크를 화면 상에 배치하고, 스피커와 마이크 사이에 방진 소재를 배치함으로써 화면 크기를 크게 하고 풀 터치 스크린을 구현할 수 있다.

Description

표시장치와 이를 이용한 모바일 기기{DISPLAY DEVICE AND MOBILE APPARATUS USING THE SAME}

본 발명은 표시패널이 스피커와 마이크의 진동판과 일체화된 표시장치 및 이를 이용한 모바일 기기에 관한 것이다.

전자장치는 비디오 신호를 재생하는 표시장치와, 오디오 신호를 재생하는 오디오 출력 장치를 포함할 수 있다. 전자장치는 음파를 전기 신호로 변환하는 마이크로폰(microphone, 이하 "마이크"라 함)을 더 포함할 수 있다.

모바일 기기는 휴대폰, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 웨어러블(wearable) 기기 등을 포함한다. 모바일 기기는 멀티 미디오 신호를 재현하기 위하여 비디오 신호를 출력하는 표시장치, 오디오 신호를 출력하는 스피커, 음파를 전기적인 신호로 변환하기 위한 마이크 등을 포함할 수 있다.

스마트 폰과 같은 모바일 기기에서 사용자의 귀와 입 위치에 가깝게 배치되도록 표시패널의 위에 스피커가 배치되고, 표시패널의 아래에 마이크가 배치된다. 이러한 스피커와 마이크로 인하여 화면 크기가 작아져 스마트 폰의 전면 전체에 이미지가 표시되는 풀 터치 스크린(full touch screen)을 구현할 수 없다. 사용자의 음성에 따른 음파에 대하여 마이크가 노출될 수 있도록 스마트 폰의 전면 케이스에 마이크 홀(Mic hole)이 형성되는데, 이러한 마이크 홀을 통해 물이 침투되기 때문에 스마트 폰의 방수 설계가 어렵다.

따라서, 본 발명은 화면 크기를 크게 하고 풀 터치 스크린을 구현할 수 있으며, 방수 설계가 용이한 표시장치와 이를 이용한 모바일 기기를 제공한다.

본 발명의 표시장치는 화면을 제공하는 표시 패널; 상기 화면과 중첩되는 상기 표시 패널의 배면에 배치되는 스피커; 상기 화면과 중첩되는 상기 표시 패널의 배면에 배치되고, 상기 스피커와 이격되어 배치되는 마이크; 및 상기 스피커와 상기 마이크 사이에 배치되는 방진 소재를 포함하고, 상기 스피커와 상기 마이크의 진동판은 상기 표시 패널과 일체화될 수 있다.

본 발명의 모바일 기기는 화면을 제공하는 표시 패널; 상기 표시 패널의 전면에 배치된 커버 글라스; 상기 화면과 중첩되는 상기 표시 패널의 배면에 배치되는 스피커; 상기 화면과 중첩되는 상기 표시 패널의 배면에 배치되고, 상기 스피커와 이격되어 배치되는 마이크; 및 상기 스피커와 상기 마이크 사이에 배치되는 방진 소재를 포함하고, 상기 스피커와 상기 마이크의 진동판은 상기 표시 패널과 일체화될 수 있다.

본 발명은 표시패널의 배면에 스피커와 마이크를 배치하여 화면 크기를 크게 하고 풀 터치 스크린을 구현할 수 있다.

그리고, 본 발명은 표시패널의 진동이 마이크에 직접 전달하기 때문에 마이크 홀이 없으므로, 모바일 기기의 방수 설계에 유리하다.

그리고, 본 발명은 표시패널을 스피커와 마이크의 진동판으로 이용하고 미드 프레임과 메인 보드를 스피커와 마이크 배치 공간을 회피하는 구조로 제작함으로써 모바일 기기의 두께의 증가 없이 스피커와 마이크를 표시패널의 배면 상에 배치할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모바일 기기를 보여주는 블록도이다.
도 2는 표시장치의 화면 상에 스피커와 마이크가 배치된 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치를 보여주는 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 표시패널들 간 방진 소재를 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치를 보여주는 블록도이다.
도 6은 도 5에 도시된 표시패널에 접착된 방진 소재를 보여주는 단면도이다.
도 7 및 도 8은 표시패널 상에 접착된 스피커와 마이크 구조를 상세히 보여주는 도면들이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 모바일 기기의 구조를 보여주는 도면들이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 모바일 기기의 구조를 보여주는 도면들이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다는 것에 주의하여야 한다. 이하의 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명은 특허청구범위에 의해 정의된다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 ' ~ 만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, ' ~ 상에', ' ~ 상부에', ' ~ 하부에', ' ~ 옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

실시예의 설명에서, 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되지만, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

본 발명의 표시장치는 액정 표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display : FED), 및 전계 발광 표시장치(Electroluminescence Display) 등의 표시장치를 기반으로 구현될 수 있다. 본 발명의 표시장치를 전계 발광 표시장치는 발광층의 재료에 따라 무기발광 표시장치와 유기 발광 표시장치로 구별될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 모바일 기기(1000)는 호스트 시스템(300), 표시장치, 스피커(10) 및 마이크(20)를 구비한다.

표시장치는 제1 및 제2 화면(100A, 100B), 제1 화면(100A)을 구동하는 제1 화면 구동부(210), 및 제2 화면(100B)을 구동하는 제2 화면 구동부(220)를 포함한다. 제1 화면 구동부(210)는 호스트 시스템(300)으로부터 수신된 입력 영상의 픽셀 데이터를 제1 화면(100A)의 픽셀들에 기입한다. 제2 화면 구동부(220)는 호스트 시스템(300)으로부터 수신된 입력 영상의 픽셀 데이터를 제2 화면(100B)의 픽셀들에 기입한다.

표시장치의 화면(100A, 100B) 상에 스피커(10)와 마이크(20)가 배치된다. 스피커(10)는 제1 화면(100A) 상에 배치되고, 마이크(20)는 제2 화면(100B) 상에 배치될 수 있으나 그 반대도 가능하다.

표시장치의 제1 및 제2 화면(100A, 100B)은 도 3 내지 도 6에 도시된 표시패널 상에 구현될 수 있다.

제1 화면(100A)과 제2 화면(100B)은 풀 터치 스크린을 구성하여 하나의 화면으로 동작할 수 있다. 모바일 기기는 대기 상태 또는 슬립 상태에서 소비 전력을 낮추고 화면의 일부만 구동하는 저휘도 모드로 동작할 수 있다. 저휘도 모드는 올웨이즈 온 모드(Always on mode, AoD) 또는 파셜 모드(Partial Mode)에서 정의된 화면의 일부 픽셀들을 미리 설정된 저휘도로 구동하여 미리 설정된 정보를 화면 상에 표시한다. 저휘도 모드에서 제1 및 제2 화면(100A, 100B) 중 어느 하나만 구동될 수 있다. 제2 화면(100B)이 작은 경우에, 저휘도 모드에서 제2 화면(100B)만 구동되고 제1 화면(100A)의 전원이 차단될 수 있다. 표시장치의 화면 구동부(210, 220)는 노멀 구동 모드(normal driving mode)에서 제1 및 제2 화면(100A, 100B)을 구동하여 풀 터치 스크린 상에 입력 영상을 표시하고, 대기 상태 또는 슬립 상태에서 소비 전력을 줄이기 위하여 제2 화면(100B)만 구동할 수 있다.

호스트 시스템은 모바일 기기의 전체 기능을 제어한다. 호스트 시스템(300)은 AP(Application Processor)로 구현될 수 있다. 호스트 시스템(300)은 주변 기기들에 연결되어 주변 기기들 간의 입/출력을 제어한다.

호스트 시스템(300)은 화면 구동부(210, 220)와 오디오 신호 처리부(30)에 연결된다. 호스트 시스템(300)은 입력 영상의 비디오 신호(Vsig)와 오디오 신호(Asig)를 수신받는다. 호스트 시스템(300)은 오디오 신호 처리부(30)에 오디오 신호를 공급하고, 비디오 신호(Vsig)를 화면(100A, 100B)의 해상도에 맞는 영상 신호의 픽셀 데이터로 변환하여 화면 구동부들(210, 220)에 공급한다.

오디오 신호 처리부(30)는 호스트 시스템(300)으로부터 수신된 오디오 신호(Asig)의 노이즈를 제어하여 DAC(Digital to Analog Converter, 12)에 공급하고, DAC는 디지털 데이터인 오디오 신호(Asig)를 아날로그 신호로 변환하여 스피커(10)로 출력하여 오디오 신호를 재현한다. 마이크(20)에 의해 출력되는 마이크 신호는 ADC(Analog to Digital Converter, 22)를 통해 디지털 데이터로 변환되어 오디오 신호 처리부(30)로 공급된다. 오디오 신호 처리부(30)는 ADC(22)로부터 수신된 신호에서 노이즈를 제거하여 호스트 시스템으로 전송한다.

스피커(10)의 진동판과 마이크(20)의 진동판은 근접 배치될 수 있다. 또한, 스피커(10)와 마이크(20)는 진동판을 공유할 수 있다. 스피커(10)의 진동판과 마이크(20)의 진동판은 도 3 내지 도 6에 도시된 표시장치의 표시패널과 일체화될 수 있다. 스피커(10)와 마이크(20)의 진동판들이 근접 배치거나 스피커(10)와 마이크(20)가 하나의 진동판을 공유하면, 스피커(10)의 신호와 마이크(20)의 신호가 상호 간섭될 수 있다.

오디오 신호 처리부(30)는 노이즈 제거 필터를 포함한다. 노이즈 제거 필터는 스피커(10)로 출력될 오디오 신호와 마이크(20)로부터 수신된 마이크 신호를 비교하여 원치 않는 노이즈를 제거할 수 있다. 노이즈 제거 필터는 신호 세기나 주파수 필터링 방법으로 스피커(10)의 진동으로 마이크 신호에 더해진 노이즈를 제거할 수 있다. 이와 반대로, 노이즈 제거 필터는 마이크(20)의 진동으로 인하여 스피커(10)로 출력될 오디오 신호에 더해진 노이즈를 제거할 수 있다.

호스트 시스템(300)은 센서부, 입력부, 통신부, 인터페이스부, 메모리, 및 전원 공급부 등에 연결된다. 센서부는 화면(100A, 100B)에 배치된 터치 센서, 이미지 센서, 심박 센서, 근접센서(proximity sensor), 조도 센서(illumination sensor), 가속도 센서(acceleration sensor), 자기 센서(magnetic sensor), 중력 센서(G-sensor), 자이로스코프 센서(gyroscope sensor), 모션 센서(motion sensor), RGB 센서, 적외선 센서(IR 센서: infrared sensor), 지문 인식 센서(finger scan sensor), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 및 생체 인식 센서(지문 센서, 홍채 인식 센서) 등을 포함할 수 있다. 이미지 센서는 카메라를 포함할 수 있다.

입력부는 마이크(20). 터치 센서, 및 키패드 등을 포함한다. 통신부는 방송 수신 모듈, 이동통신 모듈, 무선 인터넷 모듈, 근거리 통신 모듈, 및 위치정보 모듈 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 출력부는 표시장치, 음향 출력 모듈, 햅팁 모듈, 및 광 출력 모듈 등을 포함할 수 있다.

인터페이스부는 호스트 시스템(300)과 외부 기기와의 인터페이스를 제공한다. 인터페이스부는 유/무선 헤드셋 포트(port), 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O 포트, 및 이어폰 포트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

메모리는 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application), 모바일 기기 또는 웨어러블 기기의 제반 동작을 제어하기 위하여 미리 설정된 데이터, 명령어들을 저장할 수 있다. 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버로부터 다운로드될 수 있다. 또한 응용 프로그램 중 적어도 기본 기능을 실행하는 프로그램은 모바일 기기나 웨어러블 기기의 출고 당시에 기본적으로 메모리에 저장되어 있다. 기본 기능은 예를 들어, 전화 착신, 발신 기능, 메시지 수신, 및 발신 기능 등일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

전원 공급부는 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 모바일 기기의 구동에 필요한 전원을 발생한다. 전원 공급부는 배터리를 포함한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 블록도이다. 도 4는 도 3에 도시된 표시패널들(110, 120) 간 방진 소재를 보여 주는 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 표시장치는 제1 표시패널(110), 제1 화면 구동부(210), 제2 표시패널(120), 제2 화면 구동부(220), 및 타이밍 콘트롤러(200)를 구비한다.

제1 및 제2 표시패널들(110, 120)은 물리적으로 분리된다. 제1 및 제2 표시패널들(110, 120) 각각은 입력 영상의 픽셀 데이터가 표시되는 픽셀 어레이를 포함한다.

제1 화면(100A)은 제1 표시 패널(110)의 픽셀 어레이 상에 구현된다. 제2 화면(100B)은 제2 표시 패널(120)의 픽셀 어레이 상에 구현된다. 제1 화면(100A)은 노멀 구동 상태(Normal driving mode)에서 입력 영상이 표시되고 대기 상태 또는 슬립 상태에서 구동되지 않는 큰 화면일 수 있다. 제2 화면(100B)은 제1 화면(100A)의 아래에 배치되어 대기 상태 또는 슬립 상태에서 저휘도 모드로 동작하여 미리 설정된 정보를 표시할 수 있다.

제1 및 제2 화면들(100A, 100B) 각각의 픽셀 어레이는 데이터 라인들과, 데이터 라인들과 교차되는 게이트 라인들(또는 스캔 라인들)을 포함하고, 데이터 라인들과 게이트 라인들에 의해 정의될 수 있는 픽셀 영역들에 배치된 픽셀들(101)을 포함한다. 픽셀들(101)은 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.

제1 및 제2 표시패널(120, 120)은 OLED(Organic Light Emitting Diode, OLED"라 함)와 같은 자발광 소자를 이용하여 백라이트 유닛(Backlight unit, BLU) 없이 영상을 표시할 수 있는 전계 발광 표시장치(Electroluminescence Display)의 표시패널로 구현될 수 있다. 전계 발광 표시장치는 발광층의 재료에 따라 무기발광 표시장치와 유기 발광 표시장치로 구별될 수 있다. 유기 발광 표시장치는 OLED(Organic Light Emitting Diode, OLED"라 함)가 픽셀들 각각에 형성된다. 유기 발광 표시장치는 응답속도가 빠르고 발광효율, 휘도, 시야각 등이 우수할 뿐 아니라, 블랙 계조를 완전한 블랙으로 표현할 수 있기 때문에 명암비(contrast ratio)와 색재현율이 우수하다. 무기 발광 표시장치는 양자점 표시장치 또는 마이크로 발광 다이오드 표시장치를 포함할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

제1 표시패널(110)의 배면 상에 스피커(10)가 배치될 수 있다. 제1 표시패널(110)이 스피커(10)의 진동판과 일체화된다. 제2 표시패널(120)의 배면 상에 마이크(20)가 배치될 수 있다. 제2 표시패널(120)이 마이크(20)의 진동판과 일체화된다.

마이크(20)가 사용자의 입과 가까운 제2 표시패널(120) 상에 배치되어야 음성 정보 전달에 유리하다. 제1 표시패널(110)의 화면이 크기 때문에 제1 표시패널(100)이 스피커(10)의 진동판으로 이용되면 상대적으로 큰 음량으로 오디오 신호가 출력될 수 있다. 따라서, 모바일 기기에서 사용자의 귀에 가깝게 제1 화면(100A) 상에 스피커(10)가 배치된다. 사용자의 입에 가깝게 제2 화면(100B) 상에 마이크(20)가 배치된다.

제1 표시패널(110)과 제2 표시패널(120) 사이에 진동을 흡수하거나 차단하는 방진 소재(Anti-Vibration material, 141)가 배치된다. 방진 소재(141)는 수지(resin), 천연/인공 고무, 폼패드, 실리콘 패드, 및 접착 테이프 등 방진 효과가 있는 방진 소재로 사용될 수 있다. 그리고, 방진 소재(141)는 제1 표시패널(110)과 제2 표시패널(120) 사이의 음향의 간섭을 차단할 수 있다. 방진 소재(141)는 인클로저(enclosure) 또는 배플(baffle) 등으로 표현될 수 있으며, 용어에 한정되는 것은 아니다.

제1 표시패널(110)과 제2 표시패널(120)은 도 4의 예와 같이 커버 글라스(Cover glass, 130) 상에 접착되어 하나의 평면을 형성할 수 있다. 표시패널들(110, 120)의 전면이 접착제(140)로 커버 글라스(130)에 접착된다. 접착제(140)는 투명도가 높은 OCA(Optically Clear Adhesive) 또는 OCR(Optically Clear Resin) 중 어느 하나일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. OCA와 OCR은 진동을 흡수하는 방진 효과가 있다. 도 4의 예에서, 서로 대향하는 제1 표시패널(110)의 측면과 제2 표시패널(120)의 측면 사이에 방진 수지(141)가 충진된다. 방진 수지(141)로 인하여, 스피커(10)의 진동이 제2 표시패널(120)로 전파되지 않고, 마이크(20)의 진동이 제1 표시패널(110)로 전파되지 않는다. 방진 수지(141)는 OCA 일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.

표시패널들(110, 120)의 픽셀 어레이에 인셀 타입(In-cell type), 온셀 타입(On-cell type) 또는 애드 온 타입(Add on type)으로 터치 센서들이 배치되어 풀 터치 스크린이 구현될 수 있다.

제1 화면 구동부(210)는 제1 화면(100A)의 데이터 라인들에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동부(112), 제1 화면(100A)의 게이트 라인들에 게이트 펄스(또는 스캔 펄스)를 순차적으로 공급하는 게이트 구동부(114) 등을 포함한다. 제2 화면 구동부(220)는 제2 화면(100B)의 데이터 라인들에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동부(122), 제2 화면(100B)의 게이트 라인들에 게이트 펄스(또는 스캔 펄스)를 순차적으로 공급하는 게이트 구동부(124) 등을 포함한다.

타이밍 콘트롤러(200)는 호스트 시스템(300)으로부터 수신된 입력 영상의 픽셀 데이터를 제1 및 제2 데이터 구동부(112, 122)로 전송한다. 타이밍 콘트롤러(200)는 입력 영상의 픽셀 데이터에 동기되어 호스트 시스템(300)으로부터 수신되는 타이밍 신호를 이용하여 제1 화면 구동부(210)와 제2 화면 구동부(220)의 동작 타이밍을 제어한다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시장치를 보여 주는 블록도이다. 도 6은 도 5에 도시된 표시패널(100)에 접착된 방진 소재를 보여 주는 단면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 표시장치는 표시패널(100), 제1 화면 구동부(210), 제2 화면 구동부(220), 및 타이밍 콘트롤러(201)를 구비한다.

표시패널(100)은 전계 발광 표시장치의 표시패널로 구현될 수 있다. 표시패널(100)은 입력 영상의 픽셀 데이터가 표시되는 픽셀 어레이를 포함한다. 표시패널(100)의 픽셀 어레이 상에서 제1 화면(100A)과 제2 화면(100B)이 분리된다. 픽셀 어레이는 데이터 라인들과, 데이터 라인들과 교차되는 게이트 라인들(또는 스캔 라인들)을 포함하고, 데이터 라인들과 게이트 라인들에 의해 정의될 수 있는 픽셀 영역들에 배치된 픽셀들(101)을 포함한다. 픽셀들(101)은 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.

제1 화면(100A)은 노멀 구동 상태에서 입력 영상이 표시되고 대기 상태 또는 슬립 상태에서 구동되지 않는 큰 화면이다. 제2 화면(100B)은 제1 화면(100A)의 아래에 배치되어 대기 상태 또는 슬립 상태에서 저휘도 모드로 동작하여 미리 설정된 정보를 표시한다.

표시패널(100)의 배면 상에 스피커(10)와 마이크(20)가 접착되어 표시패널(100)이 스피커(10)와 마이크(20)의 진동판 역할을 겸한다. 모바일 기기에서 사용자의 귀에 가깝게 제1 화면(100A) 상에 스피커(10)가 배치된다. 사용자의 입에 가깝게 제2 화면(100B) 상에 마이크(20)가 배치된다.

표시패널(100)은 스피커(10)와 마이크(20)의 진동판과 일체화된다. 스피커(10)와 마이크(20)의 진동판이 공유되기 때문에 스피커(10)와 마이크(20)가 동시에 진동할 경우 서로 간의 간섭이 발생한다. 스피커(10)와 마이크(20) 사이에서 진동 전파 또는 음향을 분리하기 위하여, 도 6에 도시된 바와 같이 스피커(10)와 마이크(20) 사이의 위치에서 표시패널(100)의 배면에 방진 소재(142)가 배치될 수 있다.

표시패널(100)의 픽셀 어레이에 인셀 타입(In-cell type), 온셀 타입(On-cell type) 또는 애드 온 타입(Add on type)으로 터치 센서들이 배치되어 풀 터치 스크린이 구현될 수 있다.

제1 화면 구동부(210)는 제1 화면(100A)의 데이터 라인들에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동부(113), 제1 화면(100A)의 게이트 라인들에 게이트 펄스(또는 스캔 펄스)를 순차적으로 공급하는 게이트 구동부(115) 등을 포함한다. 제2 화면 구동부(220)는 제2 화면(100B)의 데이터 라인들에 데이터 전압을 공급하기 위한 데이터 구동부(123), 제2 화면(100B)의 게이트 라인들에 게이트 펄스(또는 스캔 펄스)를 순차적으로 공급하는 게이트 구동부(125) 등을 포함한다. 제1 화면(100A)과 제2 화면(100B) 사이에서 데이터 라인들에 연결된 경우, 두 개의 데이터 구동부(113, 123) 중 하나로 제1 화면 구동부(210)와 제2 화면 구동부(210)의 데이터 라인들이 구동될 수 있다.

타이밍 콘트롤러(201)는 호스트 시스템(300)으로부터 수신된 입력 영상의 픽셀 데이터를 데이터 구동부(113, 123)로 전송한다. 타이밍 콘트롤러(201)는 입력 영상의 픽셀 데이터에 동기되어 호스트 시스템(300)으로부터 수신되는 타이밍 신호를 이용하여 제1 화면 구동부(210)와 제2 화면 구동부(220)의 동작 타이밍을 제어한다.

스피커(10)와 마이크(20)는 보이스 코일(voice coil)을 이용한 다이나믹 방식 또는 압전 소자를 이용한 압전 방식으로 구현될 수 있다. 다이나믹 방식은 고음에서 저음까지 다양한 음역으로 신호를 재현할 수 있고, 별도의 전원 공급없이 구동이 가능하여 모바일 기기에 유리하고, 외부 환경 변화에 특성이 변하지 않는 장점이 있다. 또한, 다이나믹 방식은 압전 방식에 비하여 생산 단가가 낮고, 내구성이 우수하다. 압전 방식은 필름형 스피커와 필름형 마이크로 구현될 수 있다. 도 7 및 도 8은 다이나믹 방식으로 구현된 스피커(10)와 마이크(20)의 구조를 예시한 것이나 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

도 7 및 도 8은 표시패널(100, 110, 120) 상에 접착된 스피커(10)와 마이크(20)의 구조(10)를 상세히 보여 주는 도면들이다. 스피커(10)와 마이크(20) 모두 다이나믹 방식으로 구현되면, 스피커(10)와 마이크(20)의 구조는 도 8과 같이 실질적으로 동일하다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 스피커(10)와 마이크(20)는 실질적으로 동일한 구조를 갖는다. 스피커(10)와 마이크(20) 각각은 보이스 코일(71)이 감겨진 보빈(bobbin, 72), 및 영구 자석(76)이 체결된 플레이트(74, 75)를 구비한다.

보빈(72)은 표시패널(100, 110, 120)의 배면에 접착제 또는 양면 접착 테이프로 접착된다. 플레이트(74, 75)는 영구 자석(76)을 사이에 두고 분리된 탑 플레이트(top plate, 74)와 보텀 플레이트(bottom plate, 75)로 나뉘어진다. 보텀 플레이트(75)는 보빈(71)에 삽입된 센터 폴(center pole, 73)을 포함한다.

스피커(10)에서, DAC(12)와 증폭기에 입력된 아날로그 오디오 신호의 전류가 보이스 코일(71)에 흐르면 플레밍의 왼손법칙에 따라 발생되는 힘에 의해 영구 자석(76)이 움직인다. 영구 자석(76)과 연동하여 플레이트(74, 75)와 보빈(72) 및 표시패널(100, 110, 120)이 움직인다. 표시패널(100, 110, 120)이 스피커(10)의 진동판으로 진동하여 음파 또는 음향을 발생시킨다.

마이크(20)의 경우, 음파에 따라 표시패널(100, 110, 120)이 진동하고, 표시패널(100, 110, 120)에 연동하여 영구 자석(76)이 진동하면서 플레밍의 오른손 법칙에 따라 보이스 코일(71)에 전류가 흘러 전기적인 신호로 변환된다. 보이스 코일(71)을 통해 흐르는 전류에 의해 발생되는 마이크 신호는 증폭기와 ADC(22)를 통해 디지털 데이터로 변환된다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 모바일 기기의 구조를 보여주는 분해 사시도이다. 도 9는 모바일 기기의 구성 요소들을 보여주는 분해 사시도이다. 도 10은 도 9에 도시된 구성 요소들이 조립된 모바일 기기의 단면도이다. 이 실시예에서 표시장치는 도 3 및 도 4와 같이 스피커(10)와 마이크(20)의 진동판이 분리되도록 스피커(10)와 마이크(20) 사이에서 표시패널들(110, 120)이 분리된 구조를 갖는다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 모바일 기기는 표시장치의 표시패널들(110, 120), 커버 글라스(cover glass, 130), 미드 프레임(Mid frame, 132), 메인 보드(main board, 134), 미드 프레임 커버(mid frame cover, 136), 배터리(138) 및 백 커버(back cover, 131)를 구비한다.

커버 글라스(130)는 강화 유리로 구현될 수 있다. 표시패널들(110, 120)의 전면이 커버 글라스(130)에 접착제(140)를 매개로 접착된다.

커버 글라스(130)와 백 커버(131) 사이의 공간에 표시장치의 표시패널들(110, 120), 미드 프레임(132), 메인 보드(134), 미드 프레임 커버(136), 배터리(105) 등이 적층된다.

모바일 기기의 상단에 위치하도록 제1 표시패널(110)의 배면에 스피커(10)가 배치된다. 모바일 기기의 하단에 위치하도록 제2 표시패널(120)의 배면에 마이크(20)가 배치된다. 표시패널들(110, 120)의 전면은 커버 글라스(130)에 접착제(140)를 매개로 접착된다. 표시패널들(110, 120)이 대향하는 측면에 방진 소재(141)가 배치된다.

미드 프레임(132)과 미드 프레임 커버(136)는 표시패널들(110, 120)과 메인 보드(134)를 지지한다. 미드 프레임(132)은 표시패널들(110, 120)을 지지하고, 미드 프레임 커버(136)는 메인 보드(134)를 지지한다. 표시패널들(110, 120)과 메인 보드(134)는 미드 프레임(132)을 사이에 두고 공간적으로 분리된다.

표시패널들(110, 120)을 구동하기 위한 드라이브 IC는 가요성 회로 기판(FPCB)을 통해 메인 보드(134)에 연결된다. 드라이브 IC는 화면 구동부(210, 220), 타이밍 콘트롤러(200, 201) 및 도시하지 않은 전원 회로 등을 포함하여 표시패널들(110, 120)을 구동한다. 메인 보드(134)는 호스트 시스템(300)를 포함한다. 메인 보드(134)에 카메라(40), 각종 센서, 및 주변 기기들이 연결된다.

도 9에 도시된 구성 요소들이 조립되면, 모바일 기기의 두께(t)는 7-9mm 정도일 수 있다. 스피커(10)와 마이크(20)는 모바일 기기의 두께 증가 없이 표시패널들(110, 120)에 배치될 수 있다. 이를 위하여, 표시패널들(110, 120)과 미드 프레임 커버(136) 사이에 배치된 미드 프레임(132)과 메인 보드(134)는 스피커(10)와 마이크(20)를 간섭하지 않도록 설계되어야 한다. 일 예로, 미드 프레임(132)은 스피커 배치 공간인 홀(hole, 132a)과, 마이크 배치 공간인 홀(132b)을 포함한다. 예를 들면, 홀(132a)은 스피커를 수용할 수 있으며, 홀(132b)은 마이크를 수용할 수 있다.

메인 보드(134)는 마이크가 수용 공간을 회피하도록 L자 형태의 구조로 제작될 수 있다. 메인 보드(134)는 스피커 수용 공간인 홀(134a)을 포함한다. 스피커(10)는 미드 프레임(132)과 메인 보드(134)에 형성된 홀들(132a, 134a)에 수용될 수 있다. 마이크(20)는 미드 프레임(132)에 형성된 홀(132b)에 수용될 수 있다. 미드 프레임(132)과 메인 보드(134)는 카메라 배치 공간인 홀들(132c, 134c)를 포함할 수 있다.

도 11 및 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 모바일 기기의 구조를 보여주는 분해 사시도이다. 도 11은 모바일 기기의 구성 요소들을 보여주는 분해 사시도이다. 도 12는 도 11에 도시된 구성 요소들이 조립된 모바일 기기의 단면도이다. 이 실시예에서 표시장치는 도 5 및 도 6과 같이 스피커(10)와 마이크(20)의 진동판이 하나의 표시패널(100)로 구현된 구조를 갖는다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 본 발명의 모바일 기기는 표시패널(100), 커버 글라스(130), 미드 프레임(132), 메인 보드(134), 미드 프레임 커버(136), 배터리(138), 및 백 커버(131)를 구비한다.

표시패널(100)의 전면은 커버 글라스(130)에 접착제(140)를 매개로 접착된다. 스피커(10)는 표시패널(100)의 상단에 배치되고, 마이크(20)는 표시패널(100)의 하단에 배치된다. 스피커(10)와 마이크(20) 사이에서 표시패널(100)의 배면에 방진 소재(142)가 배치될 수 있다.

스피커(10)와 마이크(20)는 모바일 기기의 두께 증가 없이 표시패널(100)에 배치될 수 있다. 이를 위하여, 표시패널(100)과 미드 프레임 커버(136) 사이에 배치된 미드 프레임(132)과 메인 보드(134)는 스피커(10)와 마이크(20)를 간섭하지 않도록 설계되어야 한다. 일 예로, 미드 프레임(132)은 스피커 배치 공간인 홀(132a)과, 마이크 배치 공간인 홀(132b)을 포함한다.

메인 보드(134)는 마이크(20)를 회피하는 L자 형태로 제작된다. 메인 보드(134)는 스피커 배치 공간인 홀(134a)을 포함한다. 스피커(10)는 미드 프레임(132)과 메인 보드(134)에 형성된 홀들(132a, 134a)에 의해 정의된 공간에 배치된다. 마이크(20)는 미드 프레임(132)에 형성된 홀(132b)에 의해 정의된 공간에 배치된다. 미드 프레임(132)과 메인 보드(134)는 카메라 배치 공간을 정의하는 홀들(132c, 134c)를 포함한다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 모바일 디바이스, 영상전화기, 스마트 와치(smart watch), 와치 폰(watch phone), 웨어러블 기기(wearable device), 폴더블 기기(foldable device), 롤러블 기기(rollable device), 벤더블 기기(bendable device), 플렉서블 기기(flexible device), 커브드 기기(curved device), 전자 수첩, 전자 책, PMP(portable multimedia player), PDA(personal digital assistant), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 데스크탑 PC(desktop PC), 랩탑 PC(laptop PC), 넷북컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 네비게이션, 차량용 네비게이션, 차량용 표시장치, 텔레비전, 월페이퍼(wallpaper) 기기, 샤이니지(signage) 기기, 게임기기, 노트북, 모니터, 카메라, 캠코더, 및 가전 기기 등에 적용될 수 있다. 그리고, 본 발명의 표시장치는 유기발광 조명장치 또는 무기발광 조명장치에 적용할 수 있다. 음향발생장치가 조명장치에 적용될 경우, 조명 및 스피커의 역할을 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 아래와 같이 설명될 수 있다.

본 발명의 표시장치는 제1 화면 상에 배치되는 스피커, 제2 화면 상에 배치되는 마이크, 스피커와 마이크 사이에 배치되는 방진 소재, 입력 영상의 픽셀 데이터를 제1 화면의 픽셀들에 기입하는 제1 화면 구동부, 및 입력 영상의 픽셀 데이터를 제2 화면의 픽셀들에 기입하는 제2 화면 구동부를 포함한다.

본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 스피커에 연결된 디지털 아날로그 변환기, 마이크에 연결된 아날로그 디지털 변환기, 및 호스트 시스템으로부터 수신된 오디오 신호를 디지털 아날로그 변환기로 전송하고, 아날로그 디지털 변환기로부터의 마이크 신호를 호스트 시스템으로 전송하는 오디오 신호 처리부를 포함할 수 있고, 오디오 신호 처리부는 노이즈 제거 필터를 이용하여 오디오 신호와 마이크 신호에서 노이즈를 제거할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 제1 화면의 픽셀 어레이가 배치된 제1 표시패널, 및 제2 화면의 픽셀 어레이가 배치된 제2 표시패널을 더 포함할 수 있고, 방진 소재는 제1 표시패널의 측면과 제2 표시패널의 측면 사이에 배치될 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 제1 화면의 픽셀 어레이와 제2 화면의 픽셀 어레이가 배치된 표시패널을 더 포함할 수 있고, 방진 소재는 스피커와 마이크 사이에서 표시패널 상에 배치될 수 있다.

본 발명의 모바일 기기는 제1 화면을 제공하는 제1 표시패널, 제2 화면을 제공하는 제2 표시패널, 표시패널들의 전면에 배치된 커버 글라스, 제1 표시패널의 배면 상에 배치된 스피커, 제2 표시패널의 배면 상에 배치된 마이크, 및 제1 표시패널과 제2 표시패널 사이에 배치된 방진 소재를 포함한다.

본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 표시패널들의 배면과 백 커버 사이에 배치된 미드 프레임, 미드 프레임과 백 커버 사이에 배치된 메인 보드, 메인 보드와 백 커버 사이에 배치된 미드 프레임 커버, 및 미드 프레임과 백 커버 사이에 배치된 배터리를 더 포함할 수 있고, 미드 프레임은 스피커를 수용하는 제1 홀과, 마이크를 수용하는 제2 홀을 포함할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 메인 보드는 마이크가 수용되는 공간을 회피하고, 스피커를 수용하는 홀을 포함할 수 있다.

본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 노멀 구동 모드에서 제1 및 제2 화면을 구동할 수 있고, 대기 상태 또는 슬립 상태에서 제2 화면만 구동하는 화면 구동부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 모바일 기기는 제1 화면과 제2 화면을 제공하는 제1 표시패널, 표시패널의 전면에 배치된 커버 글라스, 표시패널의 배면 상에 배치된 스피커, 표시패널의 배면 상에 배치된 마이크, 및 스피커와 마이크 사이에서 표시패널의 배면에 배치된 방진 소재를 포함한다.

본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 메인 보드는 마이크의 수용 공간을 회피하고, 스피커를 수용하는 홀을 포함할 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

10 : 스피커 12 : DAC
20 : 마이크 22 : ADC
30 : 오디오 신호 처리부 100A : 제1 화면
100B : 제2 화면 100, 110, 120 : 표시패널
112, 122, 113, 123 : 데이터 구동부
114, 115, 124, 125 : 게이트 구동부
200, 201 : 타이밍 콘트롤러 130 : 커버 글라스
131 : 백 커버 132 : 미드 프레임
134 : 메인 보드 136 : 미드 프레임 커버
138 : 배터리 140 : 접착제
141, 142 : 방진 소재 210 : 제1 화면 구동부
220 : 제2 화면 구동부 300 : 호스트 시스템
1000 : 모바일 기기

Claims

화면을 제공하는 표시 패널;
상기 화면과 중첩되는 상기 표시 패널의 배면에 배치되는 스피커;
상기 화면과 중첩되는 상기 표시 패널의 배면에 배치되고, 상기 스피커와 이격되어 배치되는 마이크; 및
상기 스피커와 상기 마이크 사이에 배치되는 방진 소재를 포함하고,
상기 스피커와 상기 마이크의 진동판은 상기 표시 패널과 일체화된, 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 표시 패널은 제1 화면을 제공하는 제1 표시 패널과 제2 화면을 표시하는 제2 표시 패널을 포함하고,
상기 스피커는 상기 제1 표시 패널의 배면에 배치되고,
상기 마이크는 상기 제2 표시 패널의 배면에 배치되는, 표시 장치.
제2항에 있어서,
상기 방진 소재는 상기 제1 표시 패널과 상기 제2 표시 패널 사이에 배치되는, 표시장치.
제1항에 있어서,
상기 스피커와 상기 마이크 각각은,
상기 표시 패널의 배면에 접착되고 보이스 코일이 감겨진 보빈;
상기 보이스 코일과 연동하는 영구 자석이 체결된 플레이트를 포함하는, 표시 장치.
화면을 제공하는 표시 패널;
상기 표시 패널의 전면에 배치된 커버 글라스;
상기 화면과 중첩되는 상기 표시 패널의 배면에 배치되는 스피커;
상기 화면과 중첩되는 상기 표시 패널의 배면에 배치되고, 상기 스피커와 이격되어 배치되는 마이크; 및
상기 스피커와 상기 마이크 사이에 배치되는 방진 소재를 포함하고,
상기 스피커와 상기 마이크의 진동판은 상기 표시 패널과 일체화된, 모바일 기기.
제5항에 있어서,
상기 표시 패널은 제1 화면을 제공하는 제1 표시 패널과 제2 화면을 표시하는 제2 표시 패널을 포함하고,
상기 스피커는 상기 제1 표시 패널의 배면에 배치되고,
상기 마이크는 상기 제2 표시 패널의 배면에 배치되는, 모바일 기기.
제6항에 있어서,
상기 방진 소재는 상기 제1 표시 패널과 상기 제2 표시 패널 사이에 배치되는, 모바일 기기.
제5항에 있어서,
상기 스피커와 상기 마이크 각각은,
상기 표시 패널의 배면에 접착되고 보이스 코일이 감겨진 보빈;
상기 보이스 코일과 연동하는 영구 자석이 체결된 플레이트를 포함하는, 모바일 기기.
제5항에 있어서,
상기 표시패널의 배면과 백 커버 사이에 배치되는 미드 프레임;
상기 미드 프레임과 상기 백 커버 사이에 배치되는 메인 보드;
상기 메인 보드와 상기 백 커버 사이에 배치되는 미드 프레임 커버를 포함하고,
상기 미드 프레임은
상기 스피커를 수용하는 제1 홀과 상기 마이크를 수용하는 제2 홀을 포함하는, 모바일 기기.