KR100743176B1 - 전자장치 - Google Patents

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KR100743176B1
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šœ이치 야마시타
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엔이씨 인프론티아 가부시키가이샤
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Abstract

터치패널 및 터치패널을 진동시키기 위한 진동수단쌍을 가진 전자장치에 있어서, 고정쿠션쌍은 터치패널의 좌우가장자리들을 따라 터치패널의 뒷면에 고정된다. 진동수단들은 터치패널의 위와 아래의 가장자리를 따라 터치패널의 뒷면에 고정된다. 고정쿠션들은 고정프레임에도 고정되고 이에 의해 터치패널이 고정프레임에 의해 지지된다. 고정쿠션들은 서로 평행하고 터치패널을 고정프레임에 대해 안정하게 지지한다. 또한, 쿠션들은 터치패널이 진동수단들의 팽창과 수축에 따라 크게 진동하게 한다.
고정쿠션, 진동수단, 터치패널

Description

전자장치{Electronic apparatus}
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 전자장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 전자장치의 분해사시도이다.
도 3은 도 1의 전자장치에 포함된 터치패널의 진동상태를 설명하는 개략도이다.
도 4는 도 1의 전자장치에 포함된 터치패널의 진동량 및 4개의 모서리에 고정된 종래 터치패널의 진동량에 따른 측정결과를 보여주는 그래프이다.
도 5는 터치패널의 영역 및 도 4의 측정지점 사이의 관계를 보여주는 다이아그램이다.
도 6은 제1실시예의 전자장치의 진동을 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 6의 전자장치의 분해사시도이다.
도 8a는 제1실시예의 전자장치의 다른 진동을 보여주는 개략적인 평면도이다.
도 8b는 도 8a의 전자장치의 개략적인 측면도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 전자장치의 사시도이다.
도 10은 도 9의 전자장치에 포함된 디스플레이 및 터치패널부의 분해사시도이다.
도 11은 도 9의 선 ⅩⅠ-ⅩⅠ에 따른 부분단면도이다.
도 12는 본 발명의 제3실시예에 따른 전자장치의 분해사시도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
11, 92: 터치패널 12, 102: 진동수단
13, 103: 고정쿠션 14: 고정프레임
15, 107: 진동제어신호선 105: 액정디스플레이패널
본 발명은 전자장치, 특히, 평평한 진동체(예를 들어, 터치패널)가 진동수단(들)에 의해 진동되도록 구성된 전자장치의 개선에 관한 것이다.
본 출원은 일본 특허출원 제2005-027391호에 대한 우선권을 주장하고 이의 개시된 내용은 여기에 참조로 통합된다.
터치패널은 전자장치를 위한 입력장치로 잘 알려져 있다. 터치패널유형은 조작자에게 조작감을 주기 위해 진동기능을 제공한다.
조작자가 표면을 손가락으로 누르거나 바늘을 갖다 대는 등의 경우, 진동기능을 가진 터치패널이 진동한다. 터치패널의 진동은 조작자의 손가락 등을 통해 조작자에게 전달된다. 따라서, 조작자는 조작자에 의해 실행된 입력조작이 전자장치 등에 의해 인식되었는지를 인지한다.
진동기능이 있는 터치패널을 구비한 종래 전자장치는 진동수단으로서, 사각 형의 지지프레임의 정면 상의 4개의 모서리 근처에 배치된 4개의 바이몰프형 압전기액츄에이터를 가진다. 특히, 액츄에이터는 직사각형의 평평한 모양을 가지고 지지프레임의 가로부분의 양단 근처에 고정된다. 터치패널은 지지프레임의 앞쪽에 배치되어 그것들 사이에 공간을 두고 액츄에이터에 의해 진동하게 된다. 지지프레임과 터치패널 사이의 거리를 고정하기 위해, 터치패널지지수단들은 4개의 모서리에서 그것들 사이에 배치된다.
따라서, 종래 전자장치에서 터치패널은 지지프레임의 4개의 모서리에서 지지된다. 또한, 터치패널지지수단들은 상대적으로 부드러워 터치패널이 왕복운동을 하게 한다. 따라서, 종래 전자장치는 터치패널과 지지프레임 사이의 부착강도가 부족할 우려가 있다는 문제를 가졌다. 부착강도가 불충분할 경우, 터치패널은 전자장치의 내부 및/또는 외부로부터의 진동 또는 전자장치의 외부로부터의 충격 때문에 전자장치에서 떨어진다.
이와 같은 전자장치는 심사되지 않은 일본특허공보 제2004-94389호에 개시되어 있다.
다른 전자장치는 터치패널의 모든 가장자리들을 안정하게 지지하는 먼지마개 및 지지프레임을 가진다. 이 구조로는, 터치패널이 전자장치에서 떨어지지 않는다. 그러나, 이 전자장치는 터치패널을 진동하게 하고 터치패널의 진동이 약하게 되는 것을 막는 것 사이의 양립성을 보증하기 매우 어렵다는 문제를 가진다. 즉, 터치패널의 모든 가장자리들이 강하게 지지되어 있는 구조는 터치패널의 진동을 어렵게 하거나 터치패널의 진동이 상당히 약하게 되거나 흡수되는 결과를 가져온다.
이러한 전자장치는 상술한 공보에도 개시되어 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 진동을 크게 하고 평평한 진동체의 진동을 거의 흡수할 수 없도록 견고하고 안정하게 지지되는 평평한 진동체를 가진 전자장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 명세서에 개시된 바와 같이 명백해 질 것이다.
본 발명에 따르면, 전자장치는 평평한 진동체 및 평평한 진동체를 진동시키기 위해 사용되는 진동수단을 구비한다. 전자장치는, 서로 평행하게, 진동수단과 떨어져 평평한 진동체 상에 고정되어 평평한 진동체를 지지하는 고정쿠션쌍을 포함한다.
전자장치에서, 진동수단은 평평한 진동체의 가장자리를 따라 배치되고 고정쿠션들은 평평한 진동체의 다른 가장자리를 따라 배치될 수 있다.
특히, 평평한 진동체는 제1 및 제2평행가장자리쌍으로 이루어진 직사각형 모양을 가진다. 이 경우에, 진동수단은 제1평행가장자리쌍 중의 일방을 따라 배치되고, 고정쿠션들은 제2평행가장자리쌍을 따라 배치된다.
진동수단 및 고정쿠션들은 평평한 진동체에 고정될 수 있다.
전자장치는 평평한 진동체가 고정쿠션들로 고정되는 고정프레임을 포함할 수 있다.
진동수단은 터치패널일 수 있다.
고정프레임은 액정디스프레이패널일 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 따른 전자장치에 대한 설명이 도 1 내지 5를 참조로 하여 이루어질 것이다.
도 1은 제1실시예의 전자장치(또는 패널조립품)의 사시도이고, 도 2는 이의 분해사시도이다.
전자장치는 뒤쪽에 유리 또는 수지기판을 가진 직사각형의 터치패널(또는 평평한 진동체)(11)을 구비한다. 터치패널(11)의 뒷면에는 진동수단쌍(12)이 터치패널(11)의 위(또는 도 2에서 뒤쪽)와 아래(또는 도 2에서 앞쪽)를 따라 고정된다. 터치패널(11)의 뒷면은 유리 또는 수지기판의 노출된 면에 대응된다. 또한, 터치패널(11)의 뒷면에는 고정쿠션쌍(13)이 터치패널(11)의 좌우가장자리를 따라 고정된다. 고정쿠션들(13)은 고정프레임(예를 들어, 액정디스플레이패널)(14)에 고정되어 고정프레임(14)에 터치패널(11)을 부착한다.
터치패널(11)은 알려진 터치패널 등으로 구성된다.
진동수단들(12)은 압전기수단, 액츄에이터 등이고, 진동제어신호선(15)에 연결된다. 진동수단들(12)은 고정프레임(14)과 접촉하지 않고 있다. 진동수단들(12)은 진동제어신호선(15)을 통해 외부제어기(미도시)로부터 공급되는 진동제어신호(또는 구동전압)에 의해 팽창되고 수축된다. 진동수단들(12)의 팽창과 수축은 터치패널(11)을 탄력적으로 구부리고 터치패널(11)에 휨진동을 일으킨다.
고정쿠션들(13)은 길고 폭이 좁은 직사각형(평행육면체)모양을 가진다. 고정쿠션들(13)은 서로 평행하게 위치되어 터치패널(11)을 고정프레임(14)에 부착한다. 고정쿠션들(13)은 터치패널(11)을 고정프레임(14)에 부착하고 터치패널(11)이 진동하는 경우 받침대들(또는 노드들)로 사용된다. 고정쿠션들(13)은 두께를 가져 터치패널(11)과 고정프레임(14) 사이에 터치패널이 진동하기 위한 공간을 남긴다. 즉, 고정쿠션들(13)은 두께에 있어서, 진동수단들(12)보다 두껍다. 고정쿠션들(13)은 양면부착테이프, 부착재 등에 의해, 진동수단들(12)이 고정되는 가장자리와는 다른 가장자리를 따라 터치패널(11) 뒷면에 고정된다. 고정쿠션들(13)은 진동수단들(12)과는 접하지 않는다. 진동수단들(12)이 고정되는 가장자리와는 다른 두 개의 평행한 가장자리에서 터치패널(11)이 고정쿠션들(13)에 의해 지지되기 때문에, 고정쿠션들(13)에 의해 고정프레임(14)으로 터치패널(11)은 견고하고 안정하게 지지된다. 또한, 터치패널(11)은 효과적이고 크게 진동할 수 있다.
도 3은 터치패널(11)의 진동상태를 보여준다. 진동제어신호(또는 AC전압)가 진동제어신호선(15)에 공급되는 경우, 진동수단들(12)은 진동제어신호에 따라 도 3의 세로방향으로 팽창되고 축소된다. 터치패널(11)이 양쪽 가장자리에서 고정쿠션들(13)에 의해 지지되기 때문에, 세로방향에서의 진동수단들(12)의 팽창과 수축은 도 3의 화살표에 의해 지시되는 것과 같이 위쪽과 아래쪽으로 탄성적으로 터치패널(11)을 구부린다. 따라서, 터치패널(11)은 양끝이 고정되는 빔과 같이 진동한다. 즉, 휨진동이 터치패널(11)에 일어난다.
고정쿠션들(13)이 너무 단단한 경우, 터치패널(11)이 진동하는 것이 어렵다. 반대로, 고정쿠션들(13)이 너무 부드러운 경우, 터치패널(11)의 진동을 약하게(또는 흡수되게) 한다. 따라서, 고정쿠션들(13)은 터치패널(11)의 진동과 경도로 인해 터치패널(11)의 진동이 거의 흡수될 수 없도록 부드러울 필요가 있다. 고정쿠션들(13)은 상술한 요구를 만족하도록 선택된 재료로 만들어진다. 고밀도 마이크로셀 폴리우레탄발포체가 고정쿠션들(13)의 재료로 이용된다. 특히, 40-50정도의 경도를 가진 PORON HH-48 또는 40정도의 경도를 가진 PORON H-48이 고정쿠션들(13)의 재료로 보다 적절하다. PORON은 ROGERS INOAC사가 소유한 상표명이다.
도 4는 본 실시예의 터치패널(11)의 진동량 및 4개의 모서리들이 고정된 종래 터치패널의 진동주기에 따른 측정결과를 보여준다. 진동량을 측정하기 위해 각 터치패널의 표면은 도 5에 도시된 바와 같이 25개의 영역으로 분할된다. 터치패널의 각 영역의 중앙에서 측정이 실행된다. 도 5의 영역에 할당된 숫자는 도 4의 측정지점(또는 수명축)에 대응된다.
도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 터치패널(11)의 진동량은 종래 터치패널의 진동량과 대략 동일하다. 터치패널(11)의 진동량이 고정쿠션들(13) 부근에서 종래 터치패널의 진동량보다 조금 작지만, 그 차이는 너무 작아 문제가 될 수 없다. 따라서, 본 실시예의 전자장치에서, 매우 빈번한 입력조작을 수용하는 경향이 있는 터치패널(11)의 중앙부에서 큰 진동량이 얻어지고, 낮은 빈도로 입력조작을 하는 경향이 있는 터치패널(11)의 주변부에서도 충분한 진동량이 얻어진다.
상술한 바와 같이 본 실시예에 따르면, 터치패널(11)은 진동수단들(12)이 고정된 가장자리들과는 다른 가장자리를 따라 서로 평행하게 위치된 고정쿠션들(13)에 의해 지지된다. 따라서, 진동수단들(12)의 변형은 터치패널(11)의 휨진동으로 효율적으로 변화되고 이에 의해 터치패널(11)의 큰 진동이 4개의 모서리에 고정된 종래 터치패널과 같이 얻어진다. 또한, 터치패널(11)의 진동의 흡수는 고정쿠션들(13)에 대한 재료를 적절히 선택하는 것에 의해 충분히 피해진다.
고정쿠션들(13)은 터치패널(11)의 가장자리의 길이와 거의 동일한 길이를 가지기 때문에 전체고정영역은 4개의 모서리에 고정된 종래 터치패널의 영역보다 몇 배 크다. 결과적으로, 터치패널(11)은 고정쿠션들(13)에 의해 고정프레임(14)에 견고하고 안정적으로 고정된다.
터치패널(11)을 지지하는 서로 평행한 고정쿠션들(13)에 의해 터치패널(11)이 지지되기 때문에, 진동량의 차이는 고정쿠션들(13)에 평행한 방향에 대해 작다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서, 진동수단들(12)은 터치패널(11)의 긴 쪽인 위와 아래의 가장자리를 따라 마련되고 고정쿠션들(13)은 터치패널(11)의 짧은 쪽인 좌우가장자리를 따라 마련된다. 그러나, 도 6 및 7에서 도시된 바와 같이, 진동수단들(12)이 터치패널(11)의 짧은 쪽인 좌우가장자리를 따라 마련되고 고정쿠션들(13)이 터치패널(12)의 긴 쪽인 위와 아래의 가장자리를 따라 마련될 수 있다.
또한, 진동수단들(12)은 터치패널(11)의 위와 아래(또는 오른쪽 및 왼쪽)의 가장자리 한쪽에서 다른 쪽으로 뻗어질 필요가 없다. 예를 들어, 도 8a 및 8b에서 도시된 바와 같은 진동수단들(12)이 제공될 수 있다. 즉, 진동수단들(12) 중의 일방은 위/아래의 가장자리의 오른쪽에 제공되고 타방은 아래/위의 가장자리의 왼쪽에 제공될 수 있다. 또한, 진동수단들(12)의 수는 2개로 제한되지 않는다. 그 수는 터치패널(또는 평평한 진동체)(11)의 크기 및/또는 모양에 따라 1이상으로 결정될 수 있다.
다음으로, 도 9 내지 11을 참조로 하여 본 발명의 제2실시예에 따른 전자장치(즉, POS 단말기)에 대한 설명이 이루어질 것이다.
도 9의 전자장치는 디스플레이 및 터치패널부(91)를 가진다. 디스플레이 및 터치패널부(91)는 진동기능이 있는 터치패널(92)을 구비한다. 도 10은 디스플레이 및 터치패널부(91)의 분해사시도이다. 도 11은 디스플레이 및 터치패널부(91)의 부분단면도이다.
디스플레이 및 터치패널부(91)는 정보를 디스플레이하기 위한 디스플레이장치 및 입력데이터를 수신하기 위한 입력장치로 사용된다. 디스플레이 및 터치패널부(91)는 터치패널(92) 이외에 전면홈(101), 진동수단들(102), 고정쿠션들(103), 압력쿠션들(104), 액정디스플레이패널(LCD)(105) 및 후면덮개(106)를 구비한다. 터치패널(92), 진동수단들(102), 고정쿠션들(103) 및 LCD(105)의 조합은 도 1의 패널조립품에 대응한다. 전면홈(101) 및 후면덮개(106)는 패널조립품을 수용하기 위한 하우징을 형성한다.
터치패널(92)은 알려진 터치패널과 유사하고 표면상의 가압위치를 나타내는 좌표를 탐지하기 위해 구성된다. 또한, 터치패널(92)은 기판, 투명전극, 투면절연막 등의 사용에 의해 형성되어 LCD(105)의 디스플레이가 터치패널(92)을 통해 보여질 수 있다.
진동수단들(102)은 예를 들어, 유니몰프형 압전기수단들이다. 터치패널(92)에 진동기능을 제공하기 위해 진동수단들(102)은 터치패널(92)의 위와 아래의 가장자리를 따라 터치패널(92)의 유리(또는 수지)기판에 고정된다. 유리기판의 표면은 터치패널의 뒷면에 대응한다. 진동수단들(102)의 수는 2개에 제한되지 않고 적어도 1개일 수 있다. 어쨌든 1개 이상의 진동수단들은 터치패널(29)의 위 가장자리 및/또는 아래 가장자리를 따라 터치패널(92)에 고정될 수 있다. 진동수단들(102)은 진동제어신호선(107)과 연결된다. 진동수단들(102)은 진동제어신호선(107)에 의해 진동제어신호(또는 AC전압)를 공급받음으로써 팽창되고 수축되며 휨진동이 터치패널(92)에 발생된다.
고정쿠션들(103)은 예를 들어 PORAN HH-48(상표명)로 만들어진다. 고정쿠션들(103)은 진동수단들(102)이 고정되는 가장자리와는 다른 가장자리를 따라 터치패널(92)의 뒷면에 고정된다. 나아가 고정쿠션들(103)은 LCD(105)에 고정되고 이에 의해 터치패널(92)은 LCD(105)에 부착된다. 즉, LCD(105)는 고정쿠션들(103)을 통해 터치패널(92)을 지지한다. 고정쿠션들(103)은 터치패널(92)이 진동하는 경우 받침대로 이용된다. 제1실시예에서 설명한 바와 같이, 고정쿠션들(103)은 터치패널(92)이 진동하도록 하고 가능한 한 터치패널(92)의 진동을 흡수하는 것을 막을 수 있고 너무 부드럽지도 너무 단단하지도 않은 재료로 만들어지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 재료는 약 40정도의 경도를 가질 수 있다. 고정쿠션들(103)이 너무 단단한 경우, 터치패널(92)이 진동하는 것이 어렵다. 반대로 고정쿠션들(103)이 너무 부드러운 경우, 터치패널(92)의 진동이 흡수되어 진동의 진폭을 감소하게 한다.
도 11에서 보여지는 바와 같이, 압력쿠션들(104)은 전면홈(101) 및 터치패널(92) 사이에 배치되어 이들 사이에 간격(111)을 만든다. 압력쿠션들(104)은 터치패널(92)의 진동을 막고 흡수하지 않도록 하기 위해 설계된다. 또한, 압력쿠션들 (104)은 진동하는 동안 터치패널(92)이 전면홈(101)을 누르거나 두드리지 않도록 설계된다. 이런 조건들을 충족하기 위해 압력쿠션들(104)의 재료 및 크기가 적절히 선택되고 결정된다. 본 실시예에서, 부드러운 우레탄발포체, 예를 들어, POLON L32(상표명)로 만들어진 압력쿠션들(104)은 터치패널(92)의 4개의 모서리 근처에 배치된다. 압력쿠션들(104)이 터치패널(92)의 4개의 모서리들 근처에 배치되기 때문에 터치패널(92)은 진동을 막고 흡수함이 없이 보다 견고하고 안정하게 유지될 수 있다.
상술한 바와 같이, 서로 평행하게 배치된 고정쿠션들(103)은 터치패널을 탑재하기 위한 것으로서 진동기능을 가진 터치패널(92)을 LCD(015)에 실제로 고정한다. 따라서, 터치패널(92)은 고정쿠션쌍(103)에 의해 견고하고 안정하게 LCD(105)에 고정된다. 진동제어신호가 진동제어신호선(107)을 통해 진동수단들(102)에 공급되는 경우, 터치패널(92)은 받침대로서 서로 평행하게 배치된 고정쿠션들(103)의 사용에 의해 진동제어신호의 파형에 따라 진동한다. 서로 평행한 고정쿠션들(103)이 받침대로 사용되기 때문에 터치패널(92)은 크게 진동한다. 여기서, 터치패널(92)의 진동량의 차이는 고정쿠션들(103)에 평행한 방향에 대해서 작다. 또한, 터치패널(92)의 진동량은 고정쿠션들(103)(또는 터치패널(92)의 중앙부) 사이의 중앙에서 최대이다. 진동제어신호가 터치패널(92)의 공진주파수와 동일한 주파수를 가질 때 진동량은 크다.
실시예에 따르면, 조작자가 터치패널(92)에 입력조작을 실행하는 경우 전자장치는 터치패널(92)을 진동시킨다. 따라서, 조작감이 터치패널(92)에 의해 조작자 에게 주어진다. 전자장치는 특히 매우 빈번하게 입력조작이 행해지는 경향이 있는 터치패널(92)의 중앙부를 크고 일정하게 진동시킨다.
다음으로, 도 12를 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 다른 전자장치(예를 들어 패널조립품)에 대해 설명이 이루어질 것이다.
본 실시예의 전자장치는 먼지방지쿠션들(121)을 제외하고는 제1실시예와 유사하다.
도 12에서 보여지는 바와 같이, 진동수단들(12)이 마련되는 터치패널(11)과 터치패널(11)의 가장자리를 따른 고정프레임(예를 들어 LCD)(14)과의 사이에 먼지방지쿠션들(121)이 배치된다. 이름에 의해 이해될 수 있는 바와 같이 먼지방지쿠션들(121)은 터치패널(11) 및 고정프레임(14) 사이의 공간에 먼지가 들어오는 것을 막는다. 먼지방지쿠션들(121)은 터치패널(11)의 진동을 막거나 흡수하지 않도록 하기 위해 고정쿠션들(13)의 재료에 비해 매우 부드러운 재료로 만들어진다.
본 실시예의 전자장치에서, 터치패널(11)은 고정프레임들(14)에 견고하고 안정하게 고정되고 크게 진동하게 된다.
본 발명은 적절한 실시예와 결합하여 설명되었지만, 본 기술의 숙련자들은 다양한 다른 방법으로 본 발명을 쉽게 실시할 수 있을 것이다. 예를 들어, 전자장치는 현금자동입금지급기(automatic teller machine, ATM), 매장(a point of sale, POS)단말기, PC, PDA, 휴대폰 등일 수 있다. 여하튼, 본 발명은 진동기능을 가진 터치패널 또는 진동보드를 구비한 전자장치에 이용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 진동체가 견고하고 안정하게 지지되며, 효과적이고 크게 진동할 수 있는 전자장치가 제공된다.

Claims (8)

  1. 평평한 진동체 및 상기 평평한 진동체를 진동시키기 위해 사용되는 진동수단을 구비하고,
    서로 평행하게, 상기 진동수단과 떨어져 상기 평평한 진동체 상에 고정되어 상기 평평한 진동체를 지지하기 위한 고정쿠션쌍을 포함하는 전자장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 진동수단은 상기 평평한 진동체의 가장자리를 따라 배치되고, 상기 고정쿠션들은 상기 평평한 진동체의 다른 가장자리들을 따라 배치되는 전자장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 평평한 진동체는 제1 및 제2평행가장자리쌍을 구비한 직사각형이고,
    상기 진동수단은 상기 제1평행가장자리쌍 중의 일방을 따라 배치되고, 상기 고정쿠션들은 상기 제2평행가장자리쌍을 따라 배치되는 전자장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 진동수단 및 상기 고정쿠션들은 상기 평평한 진동체의 표면에 고정되는 전자장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 평평한 진동체는 상기 고정쿠션들로 고정되는 고정프 레임을 더 포함하는 전자장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 고정프레임은 상기 진동수단과 접촉하지 않는 전자장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 진동수단은 터치패널을 포함하는 전자장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 고정프레임은 액정디스플레이패널을 포함하는 전자장치.
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