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KR102495570B1 - 전자 기기 - Google Patents

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KR102495570B1
KR102495570B1 KR1020170182846A KR20170182846A KR102495570B1 KR 102495570 B1 KR102495570 B1 KR 102495570B1 KR 1020170182846 A KR1020170182846 A KR 1020170182846A KR 20170182846 A KR20170182846 A KR 20170182846A KR 102495570 B1 KR102495570 B1 KR 102495570B1
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KR
South Korea
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vibration generating
generating device
vibration
display module
rear cover
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KR1020170182846A
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손민호
이부열
김기덕
유병삼
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 출원은 경량화와 슬림화가 가능하면서 디스플레이 모듈의 진동을 통해 디스플레이 패널의 전방으로 음향을 출력할 수 있는 전자 기기를 제공하는 것으로, 본 출원에 따른 전자 기기는 영상을 표시하는 디스플레이 모듈, 디스플레이 모듈의 후면을 덮는 후면 커버, 디스플레이 모듈을 진동시키는 제 1 진동 발생 장치, 및 후면 커버를 진동시키는 제 2 진동 발생 장치를 포함하며, 제 1 진동 발생 장치의 면적은 제 2 진동 발생 장치의 면적보다 작다.

Description

전자 기기{ELECTRONIC APPARATUS}
본 출원은 전자 기기에 관한 것이다.
일반적으로, 텔레비전, 모니터, 노트북 컴퓨터, 스마트 폰, 테블릿 컴퓨터, 전자 패드, 웨어러블 기기, 워치 폰, 휴대용 정보 기기, 네비게이션, 또는 차량 제어 디스플레이 기기 등의 전자 기기는 영상을 표시하는 디스플레이 장치 및 영상과 관련된 음향을 출력하기 위한 음향 장치를 포함한다.
최근의 전자 기기는 화면이 확대되는 추세에 있는 반면에 경량화 및 슬림화에 대한 요구가 높아지고 있다.
하지만, 전자 기기는 음향 출력을 위한 스피커 등의 음향 장치를 내장하기 위한 충분한 공간을 가져야 하기 때문에 경량화 및 소형화에 어려움이 있다. 또한, 전자 기기에 내장된 음향 장치에서 발생된 음향은 디스플레이 패널의 전면이 아닌 전자 기기 본체의 후면 또는 측면 방향으로 출력되므로, 디스플레이 패널의 전면에서 영상을 시청하는 시청자(또는 사용자) 쪽으로 진행하기 않기 때문에 영상을 시청하는 시청자의 몰입을 방해하는 문제가 있다.
본 출원은 경량화와 슬림화가 가능하면서 디스플레이 모듈의 진동을 통해 디스플레이 패널의 전방으로 음향을 출력할 수 있는 전자 기기를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 출원에 따른 전자 기기는 영상을 표시하는 디스플레이 모듈, 디스플레이 모듈의 측면 및 후면을 둘러싸는 하우징, 디스플레이 모듈의 후면을 덮는 후면 커버, 디스플레이 모듈을 진동시키는 제 1 진동 발생 장치, 및 후면 커버를 진동시키는 제 2 진동 발생 장치를 포함한다.
본 출원은 디스플레이 모듈의 진동을 통해 디스플레이 패널의 전방으로 음향을 출력함으로써 전자 기기의 경량화와 슬림화를 가능하게 할 수 있다.
그리고, 본 출원은 제 1 진동 발생 장치, 제 2 진동 발생 장치를 통하여, 전자 기기의 후면에 발생하는 진동을 제어할 수 있다.
그리고, 본 출원은 제 1 진동 발생 장치, 제 2 진동 발생 장치를 통하여, 전자 기기의 전면 및 후면에서 소리를 출력하는 양방향 스피커를 구현할 수 있다.
위에서 언급된 본 출원의 효과 외에도, 본 출원의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 출원의 제 1 실시예에 따른 전자 기기의 단면도이다.
도 2는 도 1에서 진동이 전달되는 모습을 도시한 것이다.
도 3은 도 2에서 V2, V3, V4의 파형을 도시한 그래프이다.
도 4는 본 출원의 제 2 실시예에 따른 전자 기기의 단면도이다.
본 출원의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 일 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 출원은 이하에서 개시되는 일 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 출원의 일 예들은 본 출원의 개시가 완전하도록 하며, 본 출원이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 출원은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 출원의 일 예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 출원이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 출원을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 출원의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서에서 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.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함한다.
제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 출원의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.
"제1 수평 축 방향", "제2 수평 축 방향" 및 "수직 축 방향"은 서로 간의 관계가 수직으로 이루어진 기하학적인 관계만으로 해석되어서는 아니 되며, 본 출원의 구성이 기능적으로 작용할 수 있는 범위 내에서보다 넓은 방향성을 가지는 것을 의미할 수 있다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.
본 출원의 여러 예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하에서는 본 출원에 따른 전자 기기의 바람직한 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다
도 1은 본 출원의 제 1 실시예에 따른 전자 기기의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 출원의 제 1 실시예에 따른 전자 기기는 디스플레이 모듈(100), 하우징(300), 후면 커버(400), 구동 회로부(500), 진동 발생 장치(600)를 포함한다.
상기 디스플레이 모듈(100)은 디스플레이 패널(110)을 포함한다.
상기 디스플레이 패널(110)은 발광 디스플레이 패널 또는 플렉서블 발광 디스플레이 패널일 수 있다. 디스플레이 패널(110)은 복수의 화소로 이루어진 화소 어레이를 갖는 화소 어레이 기판, 화소 어레이를 봉지하는 봉지층(encapsulation layer)을 포함한다.
상기 복수의 화소 각각은 화소 구동 라인들에 의해 정의되는 화소 영역에 각각 마련된다. 그리고, 복수의 화소 각각은 적어도 2개의 박막 트랜지스터와 적어도 하나의 커패시터를 갖는 화소 회로, 및 화소 회로부터 공급되는 전류에 의해 발광하는 발광 소자를 포함한다. 일 예로서, 발광 소자는 유기 발광층 또는 양자점 발광층을 포함한다. 다른 예로서, 발광 소자는 마이크로 발광 다이오드를 포함한다.
상기 봉지층은 외부충격으로부터 박막 트랜지스터 및 발광 소자 등을 보호하고, 수분이 발광 소자로 침투하는 것을 방지한다. 그리고, 봉지층은 화소 어레이를 둘러싸는 충진재를 매개로 하여 화소 어레이 기판에 부착되는 봉지 기판으로 대체될 수도 있다. 충진재는 투명 충진재로 형성할 경우 봉지 기판은 투명 봉지 기판일 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 모듈(100)은 터치 패널(130)을 더 포함한다. 상기 터치 패널(130)은 디스플레이 패널(110) 상에 마련되고, 디스플레이 모듈(100)에 대한 사용자 터치를 센싱하기 위한 터치 전극을 갖는 터치 전극층을 포함한다. 터치 전극층은 사용자 터치에 따른 터치 전극의 정전 용량 변화를 센싱한다. 예를 들어, 터치 전극층은 상호 정전 용량 방식 또는 자기 정전 용량 방식에 따라 사용자 터치를 센싱하기 위한 터치 전극을 포함한다.
본 출원의 일 예에 따른 디스플레이 모듈(100)은 터치 패널(130) 상에 배치된 편광 필름(150)을 더 포함한다. 상기 편광 필름(150)은 필름 부착 부재를 매개로 하여 터치 패널(130)의 상면에 부착된다. 편광 필름은 화소 어레이 기판에 마련된 박막 트랜지스터 및/또는 화소 구동 라인들 등에 의해 반사된 외부 광을 원편광 상태로 변경하여 디스플레이 패널(110)의 시인성과 명암비를 향상시키는 역할을 포함한다. 그리고, 편광 필름(150)은 디스플레이 패널(110)의 봉지층과 터치 패널(130) 사이에 배치될 수도 있다.
그리고, 디스플레이 모듈(100)은 디스플레이 패널(110)의 봉지층과 터치 패널(130) 사이에 개재된 배리어층을 더 포함한다. 상기 배리어층은 수분 등이 화소 어레이 쪽으로 침투하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
그리고, 디스플레이 모듈(100)은 디스플레이 패널(110)의 봉지층 상면에 마련된 컬러필터층을 더 포함할 수도 있다. 상기 컬러필터층은 복수의 화소 각각과 중첩되도록 마련되고, 복수의 화소 각각에 설정된 색상의 파장만을 투과시키는 컬러필터를 포함한다.
상기 하우징(300)은 디스플레이 모듈(100)의 후면 및 측면을 둘러싼다. 예를 들면, 하우징(300)은 디스플레이 모듈(100)을 수납함으로써 디스플레이 모듈(100)의 후면과 측면을 둘러쌀 수 있다. 일 예에 따른 하우징(300)은 하우징 바닥부(310), 및 하우징 측벽부(330)를 포함한다.
상기 하우징 바닥부(310)는 디스플레이 모듈(100)의 후면에 배치되어 디스플레이 모듈(100)의 후면을 덮는다.
상기 하우징 측벽부(330)는 디스플레이 모듈(100)이 수납되는 디스플레이 수납 공간을 가지도록 프레임 형태로 형성되어 디스플레이 모듈(100)의 각 측면을 둘러싼다. 하우징 측벽부(330)는 하우징 바닥부(310)의 각 외측벽에 수직하게 연결된다. 예를 들어, 하우징 측벽부(330)와 하우징 바닥부(310)의 각 외측벽 간의 단면은 그 단면 위치에 따라 "ㅓ"자 또는 "ㅏ"자 형태의 단면을 가질 수 있다. 하우징 측벽부(330)는 디스플레이 모듈(100)이 수납되는 디스플레이 수납 공간을 가지도록 프레임 형태로 형성되어 디스플레이 모듈(100)의 각 측면을 둘러싼다.
일 예에 따른 하우징 측벽부(330)는 하우징 바닥부(310)의 전면(前面) 상에 디스플레이 모듈(100)의 수납을 위한 수납 공간을 마련하고, 하우징 바닥부(310)의 후면 상에 구동 회로부(500) 등의 회로 구성 및 배터리 등을 포함하는 전자 기기의 주변 회로 등의 수납을 위한 회로 수납 공간을 마련할 수 있다.
상기 후면 커버(400)는 하우징(300)에 결합되어 하우징(300)의 후면을 덮는다. 예를 들면, 후면 커버(400)는 하우징(300)의 후면에 마련된 회로 수납 공간을 덮는다.
일 예에 따른 후면 커버(400)는 하우징(300)의 하우징 측벽부(330)에 마련된 하부 단차부(370)에 결합될 수 있다. 예를 들면, 후면 커버(400)는 커버 윈도우(700)와 동일한 재질로 이루어지거나, 커버 윈도우(700)와 다른 글라스(Glass) 재질로 이루어질 수 있다.
상기 구동 회로부(500)는 하우징(300)에 마련된 회로 수납 공간에 배치되고, 디스플레이 패널(110) 및 진동 발생 장치(600)에 연결된다. 구동 회로부(500)는 패널 구동부(510) 및 음향 처리부(520)를 포함한다.
상기 패널 구동부(510)는 회로 보드에 실장되어 디스플레이 패널(110)에 영상을 표시한다. 패널 구동부(510)는 디스플레이 패널(110)의 화소 어레이 기판에 마련된 패드부에 연결되고, 화소 구동 라인들에 구동 신호와 데이터 신호를 공급함으로써 각 화소에 영상을 표시한다.
상기 음향 처리부(520)는 하우징 바닥부(310)의 후면에 배치된다. 음향 처리부(520)는 오디오 소스를 기반으로 오디오 신호를 생성하여 진동 발생 장치(600)에 전달하고, 진동 발생 장치(600)는 오디오 신호를 증폭하여 진동 구동 신호를 생성하며, 생성된 진동 구동 신호에 의해 판 진동이 발생한다. 여기서 진동 발생 장치(600)는 전기 신호에 해당하는 오디오 신호를 진동 신호에 해당하는 진동 구동 신호로 변환할 수 있다.
음향 처리부(520)는 제 1 위상 오디오 신호, 및 제 2 위상 오디오 신호를 생성할 수 있다.
상기 제 1 위상 오디오 신호는 1 진동 발생 장치(610)에 전달되어 제 1 진동 발생 장치(610)에 의한 판 진동을 일으킬 수 있다. 예를 들어, 제 1 진동 발생 장치(610)는 제 1 위상 오디오 신호를 증폭하여 제 1 진동 구동 신호를 생성할 수 있고, 제 1 진동 구동 신호에 의해 제 1 진동 발생 장치(610)와 결합된 디스플레이 모듈(100)이 진동한다.
상기 제 2 위상 오디오 신호는 2 진동 발생 장치(620)에 전달되어 제 2 진동 발생 장치(620)의 진동을 일으킬 수 있다. 예를 들어, 제 2 진동 발생 장치(620)는 제 2 위상 오디오 신호를 증폭하여 제 2 진동 구동 신호를 생성할 수 있고, 제 2 진동 구동 신호에 의해 제 2 진동 발생 장치(610)와 결합된 후면 커버(400)가 진동한다.
일 예에 따른 제 1 위상 오디오 신호와 제 2 위상 오디오 신호는 서로 반대되는 위상을 갖는다. 예를 들면, 제 1 위상 오디오 신호는 정 위상 오디오 신호로 볼 수 있고, 제 2 위상 오디오 신호는 부 위상 오디오 신호로 볼 수 있다. 음향 처리부(520)는 서로 반대되는 위상을 갖는 제 1 위상 오디오 신호와 제 2 위상 오디오 신호를 생성하여, 제 1 및 제 2 진동 발생 장치(610, 620) 각각에 전달하고, 제 1 및 제 2 진동 발생 장치(610, 620)는 제 1 및 제 2 위상 오디오 신호를 증폭하여 제 1 및 제 2 진동 구동 신호를 생성하며, 제 1 및 제 2 진동 구동 신호에 의해 제 1 및 제 2 진동 발생 장치(610, 620)와 결합된 디스플레이 모듈(100) 및 후면 커버(400)가 진동할 수 있다.
이와 같이, 제 1 및 제 2 진동 발생 장치(610, 620)는 서로 반대되는 위상을 갖는 오디오 신호에 따라서 진동 구동 신호를 생성하고, 진동 구동 신호에 의해 디스플레이 모듈(100) 및 후면 커버(400)는 서로 반대되는 위상의 진동 파형을 출력할 수 있다. 따라서 디스플레이 모듈(100)에 의해 발생하여 후면 커버(400)로 향하는 진동은 후면 커버(400)에서 발생하는 진동과 상쇄될 수 있다. 이에 대한 구체적인 원리는 후술하기로 한다.
상기 진동 발생 장치(600)는 디스플레이 모듈(100)의 후면 및 후면 커버(400)의 전면에 배치된다. 일 예에 따른 진동 발생 장치(600)는 제 1 진동 발생 장치(610), 및 제 2 진동 발생 장치(620)를 포함한다.
상기 제 1 진동 발생 장치(610)는 디스플레이 모듈(100)의 후면, 예를 들어 디스플레이 패널(110)의 후면에 배치된다. 제 1 진동 발생 장치(610)는 접착 부재를 매개로 하여 디스플레이 패널(110)의 후면에 부착된다. 제 1 진동 발생 장치(610)는 제 1 진동 구동 신호에 따라 디스플레이 모듈(100)을 진동시킴으로써 디스플레이 패널(110)의 전방 방향(Z)으로 음향을 출력시킬 수 있다.
상기 제 2 진동 발생 장치(620)는 후면 커버(400)의 전면에 배치된다. 제 2 진동 발생 장치(620)는 접착 부재를 매개로 하여 후면 커버(400)의 전면에 부착된다. 제 2 진동 발생 장치(620)는 제 2 진동 구동 신호에 따라 후면 커버(400)를 진동시킴으로써 후면 커버(400)의 후방 방향(-Z)으로 음향을 출력시킬 수 있다.
상기 접착 부재는 양면 테이프 또는 자연 경화성 접착제일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 예에 따른 제 1 진동 발생 장치(610), 및 제 2 진동 발생 장치(620)는 진동 발생 소자를 포함한다.
상기 진동 발생 소자는 압전 효과(piezoelectric effect)를 갖는 압전 물질층, 압전 물질층의 전면에 배치된 제 1 전극, 및 압전 물질층의 후면에 배치된 제 2 전극을 포함한다. 여기서, 진동 발생 소자는 압전 물질층을 포함하므로, 압전 소자로 표현될 수도 있다.
상기 압전 물질층은 전계에 의해 진동을 발생하는 압전 물질을 포함한다. 여기서, 압전 물질은 외력에 의해 결정 구조에 압력 또는 비틀림 현상이 작용하면서 양(+) 이온과 음(-) 이온의 상대적인 위치 변화에 따른 유전 분극에 의해 전위차가 발생되고, 반대로 인가되는 전압에 따른 전계에 의해 진동이 발생되는 특성을 갖는다.
일 예에 따른 진동 발생 소자는 고분자 재료의 압전 물질, 박막 재료의 압전 물질, 복합 재료의 압전 물질, 또는 단결정 세라믹 또는 다결정 세라믹의 압전 물질을 포함한다. 본 출원에서, 고분자 재료의 압전 물질은 PVDF(polyvinylidene difluoride), P(VDF-TrFe), 또는 P(VDFTeFE)를 포함한다. 박막 재료의 압전 물질은 ZnO, CdS, 또는 AlN을 포함한다. 복합 재료의 압전 물질은 PZT(lead zirconate titanate)-PVDF, PZT-Silicon Rubber, PZT-Epoxy, PZT-발포 폴리머, 또는 PZT-발포 우레탄을 포함한다. 단결정 세라믹의 압전 물질은 α-AlPO4, α-SiO2, LiNbO3, Tb2(MoO4)3, Li2B4O7, 또는 ZnO을 포함한다. 다결정 세라믹의 압전 물질은 PZT계, PT계, PZT-Complex Perovskite계, 또는 BaTiO3을 포함한다.
상기 제 1 전극과 제 2 전극은 압전 물질층을 사이에 두고 서로 중첩되도록 마련된다. 제 1 전극과 제 2 전극은 상대적으로 낮은 저항과 방열 특성이 우수한 불투명 금속 물질로 이루어질 수 있지만, 이에 한정되지 않고, 투명 전도성 물질 또는 도전성 폴리머 물질로 이루어질 수 있다.
일 예에 따른 제 2 진동 발생 장치(620)는 제 1 진동 발생 장치(610)보다 작은 면적을 가지도록 형성될 수 있다. 따라서 디스플레이 모듈(100)에 의해 발생하여 후면 커버(400)로 향하는 진동은 후면 커버(400)에서 발생하는 진동과 상쇄될 수 있다. 이에 대한 구체적인 원리는 후술하기로 한다.
본 출원의 일 예에 따른 전자 기기는 커버 윈도우(700)를 더 포함한다.
상기 커버 윈도우(700)는 하우징(300)에 결합되어 디스플레이 모듈(100)을 지지한다. 예를 들면, 커버 윈도우(700)는 디스플레이 모듈(100)을 지지하면서 하우징(300)의 하우징 측벽부(330)에 마련된 상부 단차부(360)에 지지될 수 있다.
일 예에 따른 커버 윈도우(700)는 글라스(Glass) 또는 강화 글라스 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 커버 윈도우(700)는 사파이어 글라스(Sapphire Glass) 및 고릴라 글라스(Gorilla Glass) 중 어느 하나 또는 이들의 접합 구조를 가질 수 있다. 커버 윈도우(700)는 광학 점착 부재를 매개로 하여 디스플레이 모듈(100)의 전면(前面)에 부착될 수 있다. 이때, 광학 점착 부재는 OCA(Optically Clear Adhesive), OCR (Optically Clear Resin), 또는 PSA(Pressure Sensitive Adhesive)일 수 있다.
도 2는 도 1에서 진동이 전달되는 모습을 도시한 것이다. 이하 도 1과 중복되는 구성에 대한 중복 설명은 생략하도록 한다.
도 2를 참조하면, 본 출원의 일 예에 제 1 진동 발생 장치(610) 및 제 2 진동 발생 장치(620)는 디스플레이 모듈(100)과 후면 커버(400)를 진동시킬 수 있다.
제 1 진동 발생 장치(610)는 제 1 진동 구동 신호에 따라 디스플레이 모듈(100)을 진동시킬 수 있다. 이때, 디스플레이 모듈(100)에서 판 진동에 해당하는 제 1 진동(V1)이 발생한다. 상기 제 1 진동(V1)은 디스플레이 패널(110)의 전방의 공기를 수축 팽창시키면서 음향을 발생시킬 수 있다. 이러한 제 1 진동(V1)은 디스플레이 패널(110)의 후방 방향(-Z)으로 전달되는 제 1 내부 진동(Vn1) 및 제 1 사이드 진동(Vs1)을 포함한다.
상기 제 1 내부 진동(Vn1)은 제 1 진동(V1)에 의해 디스플레이 장치 내부의 공기 층이 수축 팽창하여 발생하는 진동으로 볼 수 있다. 이러한 제 1 내부 진동(Vn1)은 하우징 바닥부(310)를 진동시킬 수 있고, 하우징 바닥부(310)는 제 2 내부 진동(Vn2)을 발생시킬 수 있다.
상기 제 2 내부 진동(Vn2)은 하우징 바닥부(310)에 의해 발생하여 후면 커버(400)로 전달된다.
상기 제 1 사이드 진동(Vs1)은 제 1 진동(V1)이 하우징 측벽부(330)에 전달됨에 따라 발생하는 진동으로 볼 수 있다. 이러한 제 1 사이드 진동(Vs1)은 하우징 측벽부(330)를 따라 후면 커버(400) 방향(-Z)으로 진행함에 따라 진동의 세기가 감쇄되어 후면 커버(400)로 전달된다. 즉, 하우징 측벽부(330)는 진동 전달력이 좋지 않으므로, 하우징 측벽부(330)를 따라 후면 커버(400) 방향(-Z)으로 진행하는 제 1 사이드 진동(Vs1)의 세기는 점차 감쇄되고, 이러한 감쇄된 제 1 사이드 진동(Vs1)이 후면 커버(400)로 전달된다.
일 예에 따른 제 2 내부 진동(Vn2) 및 제 2 사이드 진동(Vs2)은 후면 커버(400)에 전달되어 합성될 수 있고, 합성 진동인 제 2 진동(V2)을 발생시킬 수 있다. 이러한 제 2 진동(V2)은 배면 진동에 해당하고, 후면 커버(400)의 후방의 공기를 수축 팽창시키면서 누설음을 발생시킬 수 있다.
제 2 진동 발생 장치(610)는 제 2 진동 구동 신호에 따라 후면 커버(400)를 진동시킬 수 있다. 이때, 후면 커버(400)에서 판 진동에 해당하는 제 3 진동(V3)이 발생한다. 상기 제 3 진동(V3)은 제 2 진동(V2)과 반대 위상을 가지면서 신호의 크기는 동일할 수 있다. 따라서 제 2 진동(V2)과 제 3 진동(V3)의 합성 진동인 제 4 진동(V4)은 0이 되고, 후면 커버(400)의 후방 방향(-Z)으로 음향이 출력되지 않도록 할 수 있다.
일 예에 따른 제 2 진동 발생 장치(620)는 제 1 진동 발생 장치(610)보다 작은 면적을 가지도록 형성될 수 있다. 진동 발생 장치(600)와 결합된 패널에서 발생하는 음향의 크기는 진동 발생 장치(600)의 면적에 비례한다. 따라서, 제 2 진동 발생 장치(620)의 면적을 제 1 진동 발생 장치(610)의 면적보다 작게 형성하여, 제 2 진동(V2)과 동일한 크기를 갖는 제 3 진동(V3)을 출력할 수 있다.
일 예에 따른 음향 처리부(520)는 위상 오디오 신호의 게인값을 조절할 수 있다. 예를 들어, 음향 처리부(520)는 제 1 위상 오디오 신호를 제 1 진동 발생 장치(610)에 전달하고, 제 1 위상 오디오 신호보다 게인값이 작은 제 2 위상 오디오 신호를 제 2 진동 발생 장치(620)에 전달할 수 있다. 이와 같이, 위상 오디오 신호의 게인값을 조절하여 제 2 진동(V2)과 제 3 진동(V3)이 동일한 크기를 갖도록 할 수 있다.
본 출원의 일 예에 따른 전자 기기는 진동 발생 장치(600)의 구동에 따라 디스플레이 모듈(100), 예를 들면, 디스플레이 패널(110)이 진동함으로써 디스플레이 패널(110)의 진동에 따라 발생되는 음향을 디스플레이 패널(110)의 전면에서 영상을 시청하는 시청자(또는 사용자) 쪽으로 출력할 수 있다. 따라서, 본 출원의 일 예에 따라 전자 기기는 별도의 음향 장치 또는 스피커 없이도 디스플레이 모듈(100)의 진동을 통해 음향을 시청자 쪽으로 출력함으로써 영상을 시청하는 시청자의 몰입도를 증가시킬 수 있으며, 경량화 및/또는 슬림화될 수 있다.
그리고, 본 출원에 따른 전자 기기는 후면 커버(400)의 후방 방향(-Z)으로 음향이 출력되지 않도록 할 수 있다. 본 출원에 따른 전자 기기는 판 진동 시스템에서 필연적으로 발생하는 부가적인 진동을 최소화 하여 누설음이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 후면 커버(400)에 제 2 진동 발생 장치(620)를 부착하여 후면 커버(400)에 전달되는 배면 진동을 상쇄하여 제거할 수 있고, 배면 진동에 따른 누설음을 제거할 수 있다.
도 3은 도 2에서 V2, V3, V4의 파형을 도시한 그래프이다.
도 3을 참조하면, 제 2 진동(V2)과 제 3 진동(V3)의 신호의 크기가 동일하고 위상이 서로 반대로 나타남을 알 수 있다. 예를 들어, 제 2 진동(V2)과 제 3 진동(V3)의 진폭은 1로 동일하고, 위상은 정반대인 파형을 갖는 것을 볼 수 있다.
제 2 진동(V2)은 디스플레이 모듈(100)에서 발생하여 후면 커버(400)에 전달되는 배면 진동으로 볼 수 있고 제 3 진동(V3)은 후면 커버(400)에서 발생하는 진동으로 볼 수 있다. 이와 같이, 오디오 신호의 게인값을 조절하거나 제 2 진동 발생 장치(620)의 면적을 조절하여 제 2 진동(V2)과 제 3 진동(V3)이 같은 크기를 가지도록 할 수 있다. 그리고, 오디오 신호의 위상을 조절하여 제 2 진동(V2)과 제 3 진동(V3)이 서로 반대되는 위상을 가지도록 할 수 있다.
이러한 제 2 진동(V2)과 제 3 진동(V3)에 의해 합성 진동인 제 4 진동(V4)이 나타난다.
제 4 진동(V4)은 도시된 바와 같이, 신호의 크기가 0으로 일정하게 나타난다. 즉, 제 4 진동(V4)의 진폭은 0에 해당하고, 제 4 진동(V4)은 진동이 일어나지 않는 일정한 신호일 수 있다.
이와 같이, 후면 커버(400)에서 진동이 발생하지 않으므로, 후면 커버(400)의 후면 방향(-Z)으로 누설음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 본 출원의 제 2 실시예에 따른 전자 기기의 단면도이다. 도 4에서 도 1과 중복되는 구성에 대하여 동일한 도면 부호를 부여하고 그에 대한 중복 설명은 생략하도록 한다.
도 4를 참조하면, 본 출원의 제 2 실시예에 따른 전자 기기는 구동 회로부(500), 및 진동 발생 장치(600)를 포함한다.
상기 구동 회로부(500)는 음향 처리부(520)를 포함한다.
상기 음향 처리부(520)는 하우징 바닥부(310)의 후면에 배치된다. 음향 처리부(520)는 오디오 소스를 기반으로 오디오 신호를 생성하여 진동 발생 장치(600)에 전달하고, 진동 발생 장치(600)는 오디오 신호를 증폭하여 진동 구동 신호를 생성하며, 생성된 진동 구동 신호에 의해 판 진동이 발생한다. 여기서 진동 발생 장치(600)는 전기 신호에 해당하는 오디오 신호를 진동 신호에 해당하는 진동 구동 신호로 변환할 수 있다.
음향 처리부(520)는 제 1 위상 오디오 신호를 생성할 수 있다.
상기 제 1 위상 오디오 신호는 제 1 및 제 2 진동 발생 장치(610, 620)에 전달되어 제 1 및 제 2 진동 발생 장치(610, 620)에 의한 판 진동을 일으킬 수 있다. 예를 들어, 제 1 및 제 2 진동 발생 장치(610, 620)는 제 1 위상 오디오 신호를 증폭하여 제 1 진동 구동 신호를 생성할 수 있고, 제 1 진동 구동 신호에 의해 제 1 진동 발생 장치(610)와 결합된 디스플레이 모듈(100) 또는 제 2 진동 발생 장치(620)와 결합된 후면 커버(400)가 진동한다.
이와 같이, 제 1 및 제 2 진동 발생 장치(610, 620)는 동일한 오디오 신호에 따라서 진동 구동 신호를 생성하고, 진동 구동 신호에 의해 디스플레이 모듈(100) 및 후면 커버(400)는 동일한 진동 파형을 출력할 수 있다. 따라서 디스플레이 모듈(100)의 전방 방향(Z) 및 후면 커버(400)의 후방 방향(-Z)으로 음향 출력이 가능한 양방향 스피커 모드를 구현할 수 있다.
본 출원에 따른 전자 기기는 모션 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 모션 센서는 디스플레이 모듈(100)의 전면이 바닥면을 향하는 경우(Face Down)와 바닥면을 향하지 않는 경우(Face Up)을 센싱할 수 있다. 모션 센서는 Face Up/Down을 센싱하여 음향 처리부(520)에 신호를 전달할 수 있고, 음향 처리부(520)는 모션 센서의 센싱 신호를 전달 받아 Face Down인 경우에만 제 2 진동 발생 장치(620)에 오디오 신호를 전달하도록 할 수 있다.
본 출원에 따른 전자 기기는 제 1 음향 발생 장치(610) 및 제 2 음향 발생 장치(620)를 구비하여 양방향 음향 출력을 가능하게 할 수 있다. 따라서, 청자가 디스플레이 모듈(100)의 전방 방향(Z)에 있지 않아도, 선명한 음향을 청취할 수 있다. 그리고, 본 출원에 따른 전자 기기는 모션 센서를 구비하여 Face Down인 경우에 양방향 음향 출력을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 모바일 디바이스와 같은 전자 기기에서 음향이 출력될때, Face Down인 경우에도 후면 커버(400)의 후방 방향(-Z)으로 음향이 출력되므로 사용자에게 선명한 음향이 전달될 수 있다.
그리고, 본 출원에 따른 전자 기기는 도 3에 도시된 전자 기기와 마찬가지로 배면 진동에 따른 누설음을 제거할 수도 있다. 예를 들어, 모바일 디바이스와 같은 전자 기기에서 음향이 출력될 때, Face up인 경우 후면 커버(400)의 후방 방향(-Z)으로 출력되는 누설음을 방지하여 사용자에게 선명한 음향을 전달할 수 있다. 이때, 음향 처리부(520)는 제 1 위상 오디오 신호와 제 2 위상 오디오 신호 각각을 생성하여 제 1 진동 발생 장치(610)와 제 2 진동 발생 장치(620) 각각에 전달할 수 있다.
그리고, 본 출원의 실시예에 따른 음향 발생 장치는 표시장치에 배치되는 음향 발생 장치에 적용하는 것이 가능하다. 본 명세서의 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(wall paper) 표시장치, 노트북, 모니터, 카메라, 캠코더, 및 가전 기기 등에 적용될 수 있다. 그리고, 모바일 디바이스에 적용할 경우, 리시버(receiver), 및 스피커(speaker) 중 적어도 하나에 적용할 수 있다.
상술한 본 출원의 예에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 출원의 적어도 하나의 예에 포함되며, 반드시 하나의 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 본 출원의 적어도 하나의 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 본 출원이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의하여 다른 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 출원의 일 예에서, 전자 기기는, 영상을 표시하는 디스플레이 모듈, 디스플레이 모듈의 측면 및 후면을 둘러싸는 하우징, 디스플레이 모듈의 후면을 덮는 후면 커버, 디스플레이 모듈을 진동시키는 제 1 진동 발생 장치, 및 후면 커버를 진동시키는 제 2 진동 발생 장치를 포함한다.
본 출원의 일 예에서, 전자 기기는, 하우징의 회로 수납 공간에 배치되는 구동 회로부를 더 포함한다.
본 출원의 일 예에서, 구동 회로부는, 제 1 진동 발생 장치 및 제 2 진동 발생 장치를 진동시키기 위한 음향 처리부를 포함한다.
본 출원의 일 예에서, 하우징은, 디스플레이 모듈의 후면을 둘러싸는 하우징 바닥부, 및 디스플레이 모듈의 측면을 둘러싸는 하우징 측벽부를 포함하며, 음향 처리부는 하우징 바닥부 후면에 마련된다.
본 출원의 일 예에서, 음향 처리부는, 제 1 위상 오디오 신호를 제 1 진동 발생 장치에 전달하고, 제 2 위상 오디오 신호를 제 2 진동 발생 장치에 전달한다.
본 출원의 일 예에서, 제 1 위상 오디오 신호와 제 2 위상 오디오 신호의 위상은 서로 반대된다.
본 출원의 일 예에서, 제 2 진동 발생 장치의 면적은 제 1 진동 발생 장치의 면적보다 작다.
본 출원의 일 예에서, 음향 처리부는, 제 1 위상 오디오 신호를 제 1 및 제 2 진동 발생 장치에 전달한다.
본 출원의 일 예에서, 제 1 진동 발생 장치와 제 2 진동 발생 장치는 동일한 면적을 갖는다.
본 출원의 일 예에서, 제 1 및 제 2 진동 발생 장치는 진동 발생 소자를 포함한다.
본 출원의 일 예에서, 진동 발생 소자는 압전 물질을 포함한다.
이상에서 설명한 본 출원은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 출원의 기술적 사항을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 출원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 그러므로, 본 출원의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 출원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 디스플레이 모듈 110: 디스플레이 패널
300: 하우징 400: 후면 커버
500: 구동 회로부 600: 진동 발생 장치
700: 커버 윈도우

Claims (13)

  1. 화소 어레이를 통해 영상을 표시하는 디스플레이 패널을 갖는 디스플레이 모듈;
    상기 디스플레이 모듈의 측면 및 후면을 둘러싸는 하우징;
    상기 디스플레이 모듈의 후면을 덮는 후면 커버;
    제 1 접착 부재를 통해 상기 디스플레이 패널의 후면에 부착되어 상기 화소 어레이와 오버랩하고, 상기 디스플레이 모듈을 진동시키는 제 1 진동 발생 장치; 및
    제 2 접착 부재를 통해 상기 후면 커버의 전면에 부착되어 상기 후면 커버를 진동시키는 제 2 진동 발생 장치를 포함하고,
    상기 제 1 진동 발생 장치가 상기 디스플레이 모듈을 진동시켜 상기 디스플레이 모듈의 전방 방향으로 음향을 출력할 때, 상기 제 1 진동 발생 장치에 의해 상기 디스플레이 모듈에서 발생되어 상기 후면 커버로 전달된 진동은, 상기 제 2 진동 발생 장치에 의해 상기 후면 커버에서 발생된 진동에 의해 상쇄되는, 전자 기기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징의 회로 수납 공간에 배치되는 구동 회로부를 더 포함하는, 전자 기기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 구동 회로부는, 상기 제 1 진동 발생 장치 및 상기 제 2 진동 발생 장치를 진동시키기 위한 음향 처리부를 포함하는, 전자 기기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 하우징은,
    상기 디스플레이 모듈의 후면을 둘러싸는 하우징 바닥부; 및
    상기 디스플레이 모듈의 측면을 둘러싸는 하우징 측벽부를 포함하며,
    상기 음향 처리부는 상기 하우징 바닥부의 후면에 마련되고,
    상기 제 1 진동 발생 장치는 상기 하우징 바닥부의 전면과 이격되어 마주하고,
    상기 제 2 진동 발생 장치는 상기 하우징 바닥부의 후면과 이격되어 마주하는, 전자 기기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 음향 처리부는, 제 1 위상 오디오 신호를 상기 제 1 진동 발생 장치에 전달하고, 제 2 위상 오디오 신호를 상기 제 2 진동 발생 장치에 전달하는, 전자 기기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 위상 오디오 신호와 상기 제 2 위상 오디오 신호의 위상은 서로 반대되고,
    상기 디스플레이 모듈에 의해 발생하여 상기 후면 커버로 향하는 진동과, 상기 후면 커버에서 발생하는 진동은 서로 반대 위상을 갖는, 전자 기기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 진동 발생 장치의 면적은 상기 제 1 진동 발생 장치의 면적보다 작은, 전자 기기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 진동 발생 장치와 상기 제 2 진동 발생 장치는 동일한 면적을 갖는, 전자 기기.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 진동 발생 장치가 상기 디스플레이 모듈을 진동시켜 상기 디스플레이 모듈의 전방 방향으로 음향을 출력하고, 상기 제 2 진동 발생 장치가 상기 후면 커버를 진동시켜 상기 후면 커버의 후방 방향으로 음향을 출력할 때,
    상기 음향 처리부는, 제 1 위상 오디오 신호를 상기 제 1 및 제 2 진동 발생 장치에 전달하는, 전자 기기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 진동 발생 장치와 상기 제 2 진동 발생 장치는 동일한 면적을 갖는, 전자 기기.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 진동 발생 장치는 진동 발생 소자를 포함하는, 전자 기기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 진동 발생 소자는 압전 물질을 포함하는, 전자 기기.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 진동 발생 장치는 상기 하우징의 바닥부를 사이에 두고 상기 제 1 진동 발생 장치와 오버랩하는, 전자 기기.
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