KR102415468B1 - 디스플레이의 아래에 배치된 생체 센서와 디스플레이 사이의 공간을 채우기 위한 충진재를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

디스플레이의 아래에 배치된 생체 센서와 디스플레이 사이의 공간을 채우기 위한 충진재를 포함하는 전자 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에는 전자 장치에 있어서, 투명 부재; 상기 투명 부재 아래에 배치된 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널 아래에 배치되고, 적어도 일부 영역에 개구부가 형성된 충격 흡수 부재; 상기 디스플레이 패널 아래에 배치되고, 상기 개구부의 적어도 일부에 배치된 생체 센서; 상기 생체 센서와 상기 디스플레이 패널 사이에 형성된 상기 개구부 내부의 적어도 일부 공간에 채워지는 충진재; 및 상기 충진재가 상기 개구부 외부로의 유출을 막기 위해 상기 생체 센서와 상기 충격 흡수 부재 사이의 적어도 일부에 배치된 실링 부재를 포함하고, 상기 실링 부재는, 일단부에 형성되어 상기 충진재가 유입되는 주입구; 및타단부에 형성되어 상기 적어도 일부 공간의 에어가 배출되는 배출구를 포함할 수 있다.

Description

디스플레이의 아래에 배치된 생체 센서와 디스플레이 사이의 공간을 채우기 위한 충진재를 포함하는 전자 장치{ELECTRONIC DEVICE INCLUDING FILLER FOR FILLING A SPACE BETWEEN BIOLOGICAL SENSOR DISPOSED UNDER A DISPLAY AND THE DISPLAY}
본 발명의 다양한 실시예는 초음파 센서를 구비한 전자 장치에 관한 것이다.
스마트 폰과 같은 휴대하는 전자 장치는 본체에 복수 개의 센서가 배치될 수 있다. 센서는 전자 장치의 본체 전면이나 배면의 일부 영역에 배치될 수 있다. 예컨대, 본체에 장착되는 센서는 이미지 센서, 생체 센서, 광학 센서 등을 포함할 수 있다.
특히, 전자 장치의 생체 센서, 예컨대 지문 센서로서, 초음파 센서가 채용될 수 있다. 초음파 센서는 지문의 리지(ridge)/밸리(valley) 음향 임피던스(acoustic impedance) 차이에 의한 초음파 반사량 차이를 감지하여, 지문을 인식할 수 있다.
하지만, 지문 센서로 활용되는 초음파 센서는 전자 장치의 디스플레이에 배치될 시, 센싱 경로 상에 에어 갭(air gap)이 없어야 하는데, 초음파 센서를 부착하기 위한 접착액에 의해 에어 갭이 생기거나, 접착액의 경화 시에 수축 등이 발생하여, 초음파 센서의 부착면이 균일하지 않은 디스플레이 시인성 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 초음파 센서의 센싱 경로에 에어 갭이 제거되어, 지문 센서의 인식 능력이 개선된 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 디스플레이 배면에 형성된 센싱 경로에서, 에어 갭이 없는 초음파 센서의 실장 구조를 제공할 수 있는 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 충진재를 이용하여 디스플레이 배면에 초음파 센서를 실장할 수 있는 장착 구조를 제공하는 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 초음파 센서 상에 어쿠스틱 렌즈를 배치하여, 초음파 신호가 잘 전달될 수 있는 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 전자 장치에 있어서, 투명 부재; 상기 투명 부재 아래에 배치된 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널 아래에 배치되고, 적어도 일부 영역에 개구부가 형성된 충격 흡수 부재; 상기 디스플레이 패널 아래에 배치되고, 상기 개구부의 적어도 일부에 배치된 생체 센서; 상기 생체 센서와 상기 디스플레이 패널 사이에 형성된 상기 개구부 내부의 적어도 일부 공간에 채워지는 충진재; 및 상기 충진재가 상기 개구부 외부로의 유출을 막기 위해 상기 생체 센서와 상기 충격 흡수 부재 사이의 적어도 일부에 배치된 실링 부재를 포함하고, 상기 실링 부재는, 일단부에 형성되어 상기 충진재가 유입되는 주입구; 및타단부에 형성되어 상기 적어도 일부 공간의 에어가 배출되는 배출구를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 전자 장치에 있어서, 투명 부재; 상기 투명 부재 아래에 배치된 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널 아래의 적어도 일부 영역에 배치된 생체 센서; 상기 생체 센서와 상기 디스플레이 패널 사이에 형성된 적어도 일부 공간에 채워지는 충진재; 및 상기 충진재가 상기 생체 센서 외부로의 유출을 막기 위해 상기 생체 센서와 상기 디스플레이 패널 사이의 적어도 일부에 배치된 실링 부재를 포함하고, 상기 실링 부재가 배치되지 않은 상기 생체 센서의 다른 적어도 일부에 리세스가 형성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치는 전자 장치에 있어서, 제1방향으로 향하는 제1면과, 상기 제1방향과 반대방향으로 향하는 제2방향으로 향하는 제2면을 포함하는 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널 아래에 배치되고, 적어도 일부 영역에 개구부가 형성된 충격 흡수 부재; 상기 개구부의 적어도 일부에 배치되되, 상기 디스플레이 패널의 제2면과 대면하는 초음파 센서; 상기 디스플레이 패널과 상기 생체 센서 사이에서 상기 개구부를 둘러 쌓이게 배치되어, 상기 개구부의 적어도 일부 영역을 밀폐시키는 적어도 하나 이상의 실링 부재; 및 상기 적어도 하나의 실링 부재에 의해 상기 디스플레이 패널과 상기 초음파 센서 사이에 형성된 공간에 충진되는 충진재를 포함하고, 상기 실링 부재는 일단부에 형성되어 상기 충진재가 상기 공간 내로 유입되기 위한 주입구; 및 타단부에 형성되어 상기 공간 내의 에어가 상기 공간의 외부로 배출되기 위한 배출구를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 디스플레이 배면에 충진재를 이용하여 초음파 센서의 실장 구조를 제공함으로서, 초음파 센서와 디스플레이 사이의 센싱 경로에 에어 갭을 제거하여 디스플레이의 시인성을 개선할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 초음파 센세에 어쿠스틱 렌즈를 추가함으로서, 초음파 센서의 지문 인식 성능을 개선할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 전면을 나타내는 사시도이다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 후면을 나타내는 사시도이다.
도 3은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 내부 구성을 나타내는 분리 사시도이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 디스플레이의 구성을 각각 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈를 나타내는 사시도이다.
도 11a은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈를 나타내는 단면도이다.
도 11b은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다른 어쿠스틱 렌즈를 나타내는 단면도이다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 디스플레이의 충진재 주입구와 배출구를 나타내는 평면도이다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 디스플레이의 충진재 주입구와 배출구를 나타내는 평면도이다.
이하, 본 개시의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 실시예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 예를 들면, 전자 장치는 스마트폰(smartphone), 태블릿 PC(tablet personal computer), 이동 전화기(mobile phone), 화상 전화기, 전자북 리더기(e-book reader), 데스크탑 PC(desktop personal computer), 랩탑 PC(laptop personal computer), 넷북 컴퓨터(netbook computer), 워크스테이션(workstation), 서버, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimediaplayer), MP3 플레이어, 모바일 의료기기, 카메라(camera), 또는 웨어러블 장치(wearable device)(예: 스마트 안경, 머리 착용형 장치(head-mounted-device(HMD)), 전자 의복, 전자 팔찌, 전자 목걸이, 전자 앱세서리(appcessory), 전자 문신, 스마트 미러, 또는 스마트 와치(smart watch))중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시예들에서, 전자 장치는 스마트 가전 제품(smart home appliance)일 수 있다. 스마트 가전 제품은, 예를 들면, 텔레비전, DVD(digital video disk) 플레이어, 오디오, 냉장고, 에어컨, 청소기, 오븐, 전자레인지, 세탁기, 공기 청정기, 셋톱 박스(set-top box), 홈 오토매이션 컨트롤 패널(home automationcontrol panel), 보안 컨트롤 패널(security control panel), TV 박스(예: 삼성 HomeSync??, 애플TVTM 또는 구글 TVTM, 게임 콘솔 (예:Xbox??, PlayStation??), 전자 사전, 전자 키, 캠코더(camcorder), 또는 전자 액자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 전자 장치는, 각종 의료기기(예:각종 휴대용 의료측정기기 (혈당 측정기, 심박 측정기, 혈압 측정기, 또는 체온 측정기 등), MRA(magnetic resonance angiography), MRI(magnetic resonance imaging), CT(computed tomography), 촬영기, 또는 초음파기 등), 네비게이션(navigation) 장치, GPS 수신기(global positioning system receiver), EDR(event data recorder), FDR(flight data recorder), 자동차 인포테인먼트(infotainment) 장치, 선박용 전자 장비(예: 선박용 항법 장치, 자이로 콤파스 등), 항공 전자기기(avionics), 보안 기기, 차량용 헤드 유닛(head unit), 산업용 또는 가정용 로봇, 금융 기관의 ATM(automatic teller's machine), 상점의 POS(point of sales), 또는 사물 인터넷 장치 (internet of things)(예:전구, 각종 센서, 전기 또는 가스 미터기, 스프링클러 장치, 화재경보기, 온도조절기(thermostat), 가로등, 토스터(toaster), 운동기구, 온수탱크, 히터, 보일러 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
어떤 실시예에 따르면, 전자 장치는 가구(furniture) 또는 건물/구조물의 일부, 전자 보드(electronic board), 전자 사인 수신 장치(electronic signature receiving device), 프로젝터(projector), 또는 각종 계측 기기(예:수도, 전기, 가스, 또는 전파 계측 기기 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 전자 장치는 전술한 다양한 장치들 중 하나 또는 그 이상의 조합일 수 있다. 어떤 실시예에 따른 전자 장치는 플렉서블 전자 장치일 수 있다. 또한, 본 개시의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않으며, 기술 발전에 따른 새로운 전자 장치를 포함할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예들에 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 전면을 나타내는 사시도이다. 도 2는 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 후면을 나타내는 사시도이다.
도 1, 도 2를 참고하면, 전자 장치(100)는 하우징(110)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 하우징(110)은 도전성 부재 및/또는 비도전성 부재로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 하우징(110)은 제1방향(예: Z 축 방향)으로 향하는 제1면(1001)(예: 전면 또는 상면), 제1면(1001)과 대향되는 방향으로 배치되는 제2면(1002)(예: 후면 또는 저면) 및 제1면(1001)과 제2면(1002)의 적어도 일부를 둘러싸는 방식으로 배치되는 측면(1003)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 측면(1003)은, 전면 플레이트(1011)(예: 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트, 또는 폴리머 플레이트) 및 후면 플레이트(111)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 부재(116)에 의하여 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 후면 플레이트(111)는, 예를 들어, 코팅 또는 착색된 유리, 세라믹, 폴리머, 금속(예: 알루미늄, 스테인레스 스틸(STS), 또는 마그네슘), 또는 상술한 물질들 중 적어도 둘의 조합에 의하여 형성될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 측면(1003)은 전면 플레이트(1011) 및 후면 플레이트(111)와 결합하며, 금속 및/또는 폴리머를 포함하는 측면 부재(116)(또는 "측면 베젤 구조)에 의하여 형성될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 후면 플레이트(111) 및 측면 부재(116)는 일체로 형성되고 동일한 물질(예: 알루미늄 또는 마그네슘과 같은 금속 물질)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 측면 부재(116)는 제1길이를 갖는 제1측면(1101), 제1측면(1101)과 수직한 방향으로 연장되며 제2길이를 갖는 제2측면(1102), 제2측면(1102)에서 제1측면(1101)과 평행하게 제1길이를 갖도록 연장되는 제3측면(1103) 및 제3측면(1103)에서 제2측면(1102)과 평행하게 제2길이를 갖도록 연장되는 제4측면(1104)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2측면(1102)은 일정 간격으로 이격된 한 쌍의 비도전성 부분(121, 122)에 의해 전기적으로 분리되는 단위 도전성 부분(1102)이 형성될 수 있다. 또한, 제4측면(1104) 역시 일정 간격으로 이격된 한 쌍의 비도전성 부분(123, 124)에 의해 전기적으로 분리되는 단위 도전성 부분(2104)이 형성될 수 있다. 이렇게 전기적으로 분리된 도전성 부분들(2102, 2104)은 전자 장치(200))의 내부에 배치되는 무선 통신 회로와 전기적으로 연결됨으로써 적어도 하나의 공진 주파수 대역에서 동작하는 안테나로 활용될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 제1면(1001)에 배치되는 전면 플레이트(1011)(예: 윈도우 또는 글라스 플레이트)와, 전면 플레이트(1011)의 적어도 일부 영역을 통해 노출되도록 배치되는 디스플레이(101)(예: 터치스크린 디스플레이)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 디스플레이(101)는, 터치 감지 회로, 터치의 세기(압력)를 측정할 수 있는 압력 센서, 및/또는 자기장 방식의 스타일러스 펜을 검출하는 펜 검출 센서(예: 디지타이저)와 결합되거나 인접하여 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 통화용 리시버 홀(102)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 내부에 배치된 스피커를 이용하고 통화용 리시버 홀(102)을 통하여 상대방과 통화하도록 제어될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 마이크 홀(103)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 내부에 배치되며 소리의 방향을 감지할 수 있는 적어도 하나의 마이크를 이용하고 마이크 홀(103)을 통하여 외부의 음을 수신하거나 상대방에게 사용자의 음성을 송신할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 적어도 하나의 키 입력 장치(117)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 키 입력 장치(117)는 하우징(110)의 측면(1003)에 배치되는 적어도 하나의 사이드 키 버튼(117)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 사이드 키 버튼(117)은 볼륨 조절 버튼, 웨이크 업 버튼 또는 특정 기능(예: 인공 지능 실행 기능 또는 빠른 음성 인식 실행 모드 진입 기능 등) 수행 버튼을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 디스플레이(101)에 노출되거나, 전면 플레이트(1011)를 통하여 기능은 수행하나 노출되지 않는 방식으로 배치되어 전자 장치(100)의 다양한 기능을 수행하기 위한 부품(component)들을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 부품들의 적어도 일부는 투명 재질의 전면 플레이트(1011)의 적어도 일부 영역을 통해 전자 장치의 내부로부터 외부 환경과 접하도록 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 부품들은 적어도 하나의 센서 모듈(104)을 포함할 수 있다. 이러한 센서 모듈(104)은, 예컨대, 조도 센서(예: 광센서), 근접 센서(예: 광센서), 적외선 센서, 초음파 센서, 지문 인식 센서, 얼굴 인식 센서 또는 홍채 인식 센서를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 부품은 제1카메라 장치(105)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 부품은 전자 장치(100)의 상태 정보를 사용자에게 시각적으로 제공하기 위한 인디케이터(106)(예: LED 장치)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 부품은 리시버(102)의 일측에 배치되는 광원(114)(예: 적외선 LED)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 부품은 광원(114)으로부터 발생된 광이 사용자의 눈주위에 조사된 상태에서 홍채 이미지를 검출하기 위한 이미징 센서 어셈블리(115)(예: 홍채 카메라)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 이러한 부품들 중 적어도 하나는 전자 장치(100)의 제1방향과 대향되는 방향(예: -Z 축 방향)으로 향하는 제2면(1002)(예: 후면 또는 배면)의 적어도 일부 영역을 통해 노출되게 배치될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 외부 스피커 홀(107)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 내부에 배치되는 스피커를 이용하고, 외부 스피커 홀(107)을 통하여 음을 방출할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 외부 장치에 의한 데이터 송수신 기능 및 외부 전원을 인가받아 전자 장치(100)를 충전시키기 위한 제1컨넥터 홀(108)(예: 인터페이스 컨넥터 포트)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 외부 장치의 이어잭을 수용하기 위한 제2컨넥터 홀(109)(예: 이어잭 어셈블리)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 제2면(1002)에 배치되는 후면 플레이트(111)(예: 후면 윈도우)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 후면 플레이트(111)에는 후면 카메라 장치(112)가 배치될 수 있다. 후면 카메라 장치(112) 주변에는 적어도 하나의 전자 부품(113)이 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 부품(113)은 조도 센서(예: 광 센서), 근접 센서(예: 광 센서), 적외선 센서, 초음파 센서, 심박 센서, 지문 인식 센서 또는 플래시 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 디스플레이(101)는 전면 플레이트(1011)의 배면에 적층되는 터치 패널 및 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 디스플레이 패널을 통해 표시되는 영상은 투명 재질의 전면 플레이트(1011)를 통하여 사용자에게 제공될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전면 플레이트(1011)는 투명 재질의 글래스, 또는 아크릴 등 다양한 재질이 사용될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 방수 구조를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 내부에 방수를 위한 적어도 하나의 방수 부재(sealing member)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 방수 부재는 디스플레이(101)와 측면 부재(116) 사이 및/또는 측면 부재(116)와 후면 플레이트(111) 사이에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 측면 부재(116) 중 제2측면(1102)과 대응되는 도전성 부분(1102)은 적어도 하나의 공진 주파수 대역에서 동작하는 안테나로 사용될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 측면 부재(116)와 연장되도록 내부에 도전성 플레이트(예: 도 3의 도전성 플레이트(310))를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 도전성 플레이트(예: 도 3의 도전성 플레이트(310))에는 적어도 하나의 기능성 슬롯(예: 도 3의 슬롯(312))이 형성될 수 있다. 예컨대, 이러한 슬롯(예: 도 3의 슬롯(312))은 배터리(예: 도 3의 배터리(360))의 스웰링 현상에 의해 부풀어오르는 부분을 수용하거나, 착탈 가능한 전자 펜(예: 스타일러스 펜)의 수용 공간으로 적용될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(100)는 내부 전자 부품으로 기여되는 도전체를 포함할 수 있으며, 이러한 도전체는 의도하지 않게 상술한 도전성 부분(1102)에 대응하여 도전성 플레이트(예: 도 3의 도전성 플레이트(310))에서 생성되는 image currentflow가 슬롯(예: 도 3의 슬롯(312))에 의해 방해를 받아 기생 공진이 발생될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 이러한 도전체는 디스플레이(101)의 배면으로 접혀 도전성 플레이트(예: 도 3의 도전성 플레이트(310))와 마주보도록 배치되는 DDI(display driver IC)가 실장된 가요성 인쇄회로(FPCB)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 이러한 기생 공진에 의해 도전성 부분(1102)의 방사 성능이 저하되거나, 공진 주파수 대역이 원치 않는 대역으로 쉬프트(shift)될 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시예들에서는 이러한 현상을 방지하기 위하여, 도전성 부재(예: 도 3의 도전성 부재(313))에 의해 슬롯(예: 도 3의 슬롯(312))의 전기적 길이를 조절하여 기생 공진 주파수가 특정 대역에서 동작하도록 유도함으로써 상술한 도전성 부분(2102)의 방사 성능 저하를 방지할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전자 장치의 내부 구성을 나타내는 분리 사시도이다.
도 3의 전자 장치(300)는 도 1, 도 2의 전자 장치(100)과 적어도 일부 유사하거나, 전자 장치의 다른 실시예들을 포함할 수 있다.
도 3을 참고하면, 전자 장치(300)는 하우징(예: 도 1의 하우징(210))을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 하우징(예: 도 1의 하우징(210))은 제1방향(예: Z 축 방향)을 향하는 제1면(예: 도 2a의 제1면(2001))에 배치되는 디스플레이(321)(예: 터치스크린 디스플레이)(예 ; 도 1의 디스플레이(101))를 포함하는 전면 플레이트(320)(예 ; 도 1의 전면 플레이트(1011))와, 제1면과 대향되는 제2면(예: 도 2b의 제2면(2002))에 배치되는 후면 플레이트(390)(예 ; 도 1의 후면 플레이트(111)) 및 전면 플레이트(320)와 후면 플레이트(390) 사이에 배치되는 도전성 중간 플레이트(310)(이하 '도전성 플레이트')를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 도전성 플레이트(310)는 제1방향(예: Z 축 방향)을 향하는 제1면(3101), 제1면(3101)과 대향되는 방향(예: -Z 축 방향)으로 향하는 제2면(3102) 및 제1면(3101)과 제2면(3102) 사이를 둘러싸는 측면 부재(311)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 측면 부재(311)는 제1길이를 갖는 제1측면(3111), 제1측면(3111)과 수직한 방향으로 연장되며 제2길이를 갖는 제2측면(3112), 제2측면(3112)에서 제1측면(3111)과 평행하게 제1길이를 갖도록 연장되는 제3측면(3113) 및 제3측면(3113)에서 제2측면(3112)과 평행하게 제2길이를 갖도록 연장되는 제4측면(3114)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 제2측면(3112)은 일정 간격으로 이격된 한 쌍의 비도전성 부분(3115, 3116)(cut-off portion)에 의해 전기적으로 분리되는 단위 도전성 부분(3112)이 형성될 수 있다. 이렇게 전기적으로 분리된 도전성 부분(3112)은 전자 장치(300)의 내부에 배치되는 무선 통신 회로와 전기적으로 연결됨으로써 적어도 하나의 공진 주파수 대역에서 동작하는 안테나로 활용될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는 도전성 플레이트(310)의 제1면(3101)과 디스플레이 사이에 배치되는 지문 인식 센서(350), 압력 센서(340), EMR 센서 패드(330) 및 전면 플레이트(320)의 적어도 일부 영역을 통해 노출되는 디스플레이(321)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는 도전성 플레이트(310)의 제1면(3101)과 디스플레이(321) 사이에 배치되는 도전성 필름(331)(예: CU sheet) 및 유전체 필름(332)(예: 양면 테이프)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는 도전성 플레이트(310)의 제2면(3102)에 배치되는 배터리(360), 적어도 하나의 인쇄회로기판(370), 무선 전력 수신 부재(380) 및 후면 플레이트(390)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 지문 인식 센서(350)는 디스플레이(321)의 광원을 이용하여 지문 접촉시 반사광을 수광할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 지문 인식 센서(350)는 별도의 광원을 이용하여 반사광을 수광할 수도 있다. 한 실시예에 따르면, 지문 인식 센서(350)는 정전 용량 방식(예: 능동 정전 용량 방식 또는 수동 정전 용량 방식), 초음파 방식 또는 광학 방식으로 동작할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 압력 센서(340)는 정전식으로 동작하며, 유전체에 의해 이격된 두 전극층 사이의 간격이 압력에 의해 변화되는 것을 감지할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 정전식 방식은 self-capacitance 방식 또는 mutual capacitance 방식을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, EMR(electro magnetic resonance) 센서 패드(330)는 데이터 입력 수단으로 적용되는 전자 펜을 검출하기 위하여 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, EMR 센서 패드(330)는 전자 펜에 구비된 코일체의 공진 주파수에 의한 피드백 신호를 수신하기 위하여 전자기 유도 방식으로 동작될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 지문 인식 센서(350)는 압력 센서(340) 및 EMR 센서 패드(330)와 적어도 일부 영역이 중첩되는 방식으로 배치될 수 있으며, 이러한 경우 지문 인식 센서(350)의 적어도 일부는 압력 센서(340) 및 EMR 센서 패드(330)의 대응 위치에 각각 배치되는 개구(3401, 3301)를 통하여 디스플레이(321)의 배면과 접촉하는 방식으로 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 배터리(360)는 도전성 플레이트(310)의 적어도 일부 영역에 형성된 슬롯(312)에 적어도 일부가 수용될 수 있으며, 적어도 하나의 인쇄회로기판(370)을 회피하여 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 슬롯(312)은 배터리의 스웰링 현상에 의해 부풀어오르는 부분을 수용하기 위한 크기로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 배터리(360)와 적어도 하나의 인쇄회로기판(370)은 중첩되지 않고 병렬 방식으로 배치될 수 있다. 그러나 이에 국한되지 않으며, 배터리(360)는 적어도 하나의 인쇄회로기판(370)과 적어도 일부 영역이 중첩되는 방식으로 배치될 수도 있다.
다양한 실시예에 따르면, 적어도 하나의 인쇄회로기판(370)은 메인 인쇄회로기판(371)과 메인 인쇄회로기판(371)과 전기적으로 연결된 서브 인쇄회로기판(372)을 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 서브 인쇄회로기판(372)은 메인 인쇄회로기판(371)과 전기적 연결 부재(예: 세선 케이블, FPCB 등)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 도전성 부분(3112)은 서브 인쇄회로기판(372)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 서브 인쇄회로기판(372) 또는 메인 인쇄회로기판(371)에 실장된 무선 통신 회로와 전기적으로 연결될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 서브 인쇄회로기판(372)은 전기적으로 연결된 제1컨넥터 홀 (3722)(예: 인터페이스 컨넥터 포트) 및 제2컨넥터 홀(3721)(예: 이어잭 어셈블리)를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 후면 플레이트(390)와 도전성 플레이트(310) 사이 및/또는 도전성 플레이트(310)와 전면 플레이트(320) 및/또는 디스플레이(321) 사이에는 적어도 하나의 방수 부재(sealing member)가 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 방수 부재는 테이프, 접착제, 방수 디스펜싱, 실리콘, 방수 러버 및 우레탄 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는 내부 전자 부품으로 기여되는 도전체를 포함할 수 있으며, 이러한 도전체는 의도하지 않게 도전성 부분(3112)에 대응하여 도전성 플레이트(310))에서 생성되는 image current flow가 슬롯(312)에 의해 방해를 받아 기생 공진이 발생될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 도전체(322)는 디스플레이(321)의 배면으로 접혀 도전성 플레이트(310)와 마주보도록 배치되는 DDI(display driver IC)가 실장된 가요성 인쇄회로(FPCB)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 도전성 플레이트(310)에서 유도된 image current는 도전체를 통해 슬롯으로 유기되고, 이로 인해 발생되는 기생 공진에 의해 도전성 부분(3112)의 방사 성능이 저하되거나, 공진 주파수 대역이 원치 않는 대역으로 쉬프트(shift)될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 도시된 바와 같이, 전자 장치(300)는 전면 플레이트(310)의 슬롯(312)을 가로지르도록 배치되는 도전성 부재(313)를 포함할 수 있다. 한 실시예에 따르면, 도전성 부재(313)는 도전성 플레이트(310)와 전면 플레이트(320) 사이에 배치될 수 있으며, 도전성 플레이트(310)의 제1면(3101)에 부착되는 방식으로 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 도전성 부재(313)는 메탈 패치(metal patch) 형태의 금속 재질(예: Cu)로 형성될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 길이를 갖는 슬롯(312)은 슬롯을 가로지르는 도전성 부재(313)에 의해 두 개의 서브 슬롯(3121, 3122)으로 분할될 수 있으며, 도전체(322)를 통해 슬롯으로 유기되는 image current는 두 개의 서브 슬롯(3121, 3122)의 각각의 전기적 길이를 통해 특정 대역의 공진 주파수로 발현될 수 있다. 이러한 특정 대역에서 동작하는 기생 공진 주파수는 도전성 부재(313)에 의해 도전성 부분(3112)의 공진 주파수 대역 범위 밖에서 동작하도록 유도될 수 있다. 따라서, 측면 부재(311)의 도전성 부분(3112)은 도전체(322) 및 슬롯(312)에 의해 형성되는 원치않는 기생 공진에 의한 간섭이 회피됨으로써 방사 성능이 저하되는 것이 방지될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 디스플레이의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 다앙한 실시예에 따른 전자 장치에 포함된 디스플레이(400)는 도 1 내지 도 3에 도시된 전자 장치의 전면에 배치된 디스플레이(101 또는 330)와 동일하게 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 디스플레이(400)는 후면 패널(410)와, 생체 센서(430)와, 충진재(450)와, 실링 부재(460)(예: 스토퍼) 및 개구부를 포함할 수 있다. 후면 패널(420)은 디스플레이(400)의 디스플레이 패널부(410) 아래에 구성되거나, 디스플레이 패널부(410) 아래에 구성되지 않을 수 있다.
다양한 실시예에 따른 디스플레이 패널부(410)는 투명 부재(411)와, 디스플레이 패널(412)을 포함할 수 있다. 투명 부재(411)는 전자 장치의 디스플레이 패널(412) 상에 배치되는 외관 부재로서, 예컨대, 윈도우, 전면 윈도우, 투명 기판 등으로 지칭할 수 있다. 투명 부재(411)는 강화 유리 재질이나, 유리 재질과 같은 경도를 가지는 투명한 합성 수지 등으로 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 디스플레이 패널(412)은 터치 감지 회로, 터치의 세기(압력)를 측정할 수 있는 압력 센서, 및/또는 자기장 방식의 스타일러스 펜을 검출하는 디지타이저와 결합되는 구조로 구성될 수 있다. 예컨대, 디스플레이 패널(412)은 평탄(planar)하거나 곡형(curved)이거나, 평탄면과 곡형면의 조합으로 구성될 수 있다. 디스플레이 패널(412)은 리지드(rigid)한 재질이거나 플렉시블한(flexible) 재질로 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 디스플레이 패널(412)은 제1방향으로 향하는 제1면(412a)과, 제1방향과 반대방향인 제2방향으로 향하는 제2면(412b)을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널의 제1면(412a)에 투명 부재(411)가 배치되고, 디스플레이 패널의 제2면(412b)에 접착층이 위치할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 후면 패널(420)은 디스플레이 패널(412) 아래에 접착층(415)에 의해 부착되는 패널로서, 블랙 코팅층(421)과, 충격 흡수 부재(422) 등을 포함할 수 있다. 후면 패널(420)은 디지타이이져(423)를 추가적으로 구비하거나, 구비하지 안을 수 있다. 또한, 충격 흡수 부재(422) 아래에는 디지타이져(423)가 배치되거거나, 배치되지 않게 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 충격 흡수 부재(422)는 블랙 코팅층(421) 아래에 배치되어서, 전자 장치에 가해지는 충격 등을 흡수해서, 디스플레이 패널(412)에 충격 등이 전달되지 않도록 할 수 있다. 예컨대, 충격 흡수 부재(422)는 레이어 형상으로 블랙 코팅층(421)과 디지타이져(423) 사이에 배치되며, 발포수지 재질로 구성된 쿠션 등을 포함할 수 있다. 상기 후면 패널(420)은 디스플레이(400)에 구성되지 않거나, 디지타이져(423)대신에 압력 센서(pressure sensor)나 터치 센시티브 패널로 대체될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 디스플레이(400)는 디스플레이 패널(412) 아래의 적어도 일부 영역에 개구부가 형성될 수 있다. 개구부는 부품 실장 공간으로서, 디스플레이 패널(412) 아래에 배치된 후면 패널(420)의 일부분을 절개하여 형성될 수 있다. 후면 패널(420)의 절개되는 부분은 접착층(415)의 일부, 블랙 코팅층(421)의 일부, 충격 흡수 부재의 일부(422) 및 디지타이져(423)의 일부로서, 이러한 부분들은 절개되어 제거될 수 있다. 개구부에는 생체 센서(430)가 배치되고, 충진재(450)가 충진되는 실장 공간일 수 있다. 개구부의 형상은 대략적으로 직육면체 형상으로 구성될 수 있으나, 이러한 형상에 한정되지 않는다.
다양한 실시예에 따른 생체 센서(430)는 개구부에 실장되되, 적어도 하나 이상의 실링 부재(460,463)를 이용하여 밀폐 상태로 배치될 수 있다. 예컨대, 생체 센서(430)는 초음파 센서로서, 지문 센서로 활용될 수 있으며, 이미지 센서로도 사용될 수 있다. 생체 센서(430)는 디스플레이 패널(412)과 대면하게 배치되며, 디스플레이 패널의 제2면(412b)과 평행한 상태(대면한 상태)로, 배치될 수 있다. 예컨대, 생체 센서(430)는 개구부 내에 완전히 수용되게 배치되거나, 적어도 일부가 개구부 내에 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 충진재(450)는 디스플레이 패널(412)과 생체 센서(430) 사이의 개구부의 적어도 일부 공간을 채우는 재질일 수 있다. 충진재(450)는 생체 센서(430)의 센싱 경로 상에 배치되며, 레이어 형상으로 구비될 수 있다. 예컨대 충진재(450)는 자연 온도에서 자연 경화되지 않는 재질로 구성되고, 고온이나 저온에도 물질 특성이나 체적 변화가 거의 없는 재질로 구성될 수 있으며, 고점도의 물성을 가지는 재질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 충진재(450)는 젤이나 에폭시 중 어느 하나의 물질로 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 충진재(450)는 어쿠스틱 임피던스 값을 가지며, 충진재(450)의 어쿠스틱 임피던스값은 조절가능하며, 다른 재질과 매칭가능하게 구성될 수 있다. 충진재(450)는 주입구에 의해 생체 센서(430)의 센싱 경로에 있는 개구부에 충진될 수 있다. 충진재(450)의 주입구와 배출구는 도 12에서 상세하게 설명하기로 한다. 충진재(450)는 생체 센서 실장 구조에서, 생체 센서(430)를 디스플레이 패널(412) 제2면(412b)에 부착시키는 접착층 역할을 겸할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 충진재(450)의 음향 전달 계수(임피던스)가 디스플레이 패널(412)의 음향 전달 계수 및 생체 센서(430), 예컨대 초음파 센서의 음향 전달 계수와 같거나 또는 사이 값을 가지게 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 실링 부재(460,463)는 생체 센서(430)와 디스플레이 패널(412) 사이의 개구부에서, 충진재(450)가 채워지는 공간을 완전하게 밀폐하는 부재일 수 있다. 실링 부재(460,463)는 적어도 하나 이상의 개수로 배치되는데, 주로 충진재(450)가 채워지는 개구부의 일부 공간의 밀폐를 위해 배치될 수 있다. 하나의 실링 부재(460)는 디스플레이 패널 제2면(412b)과 블랙 코팅층(421) 사이에 틈이나 갭이 발생할 수 있다. 하나의 실링 부재(460)는 디스플레이 패널 제2면(412b)과 블랙 코팅층(421) 및 접착층(415)에 의해 생긴 틈에 배치될 수 있다. 또한 다른 하나의 실링 부재(463)는 생체 센서(430)와 디지타이져(423) 간에 틈이 발생할 수 있다. 따라서 실링 부재(463)는 생체 센서(430)와 디지타이저(423) 간에 생긴 틈이나 갭에 배치될 수 있다. 마지막으로, 충진재(450)가 채워진 후, 충진재의 주입구와 에어의 배출구는 봉인 부재(470,472)를 이용하여 각각 폐쇄될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 생체 센서(430)는 어쿠스틱 렌즈(440)가 더 구비되거나, 구비되지 않을 수도 있다. 어쿠스틱 렌즈(440)는 생체 센서(430) 상에 배치되고, 디스플레이 패널(412)과 대면하게 배치될 수 있다. 어쿠스틱 렌즈(440)는 생체 센서(430)에 구비되어, 음향 가이드(acoustic guide)기능을 수행함으로서, 생체 센서(430), 예컨대 초음파 센서의 성능 개선에 기여할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 디스플레이(400)의 제작 공정은 디스플레이 패널(412)에 개구부가 형성된 후면 패널(420)을 부착하고, 개구부에 생체 센서(430)를 배치한 후 실링 구조로 구성하고, 생체 센서(430)와 디스플레이 패널(412) 사이의 공간에 충진재(450)를 주입하고, 주입구와 배출구를 폐쇄하는 공정 순으로 제작될 수 있다. 차폐 시트(424)는 구리 재질의 구리 쉬트 또는 구리 플레이트일 수 있다. 차폐 시트(424)는 디지타이져(423)를 지지하는 지지 구조일 수 있고, 디스플레이 패널(412)의 방열 기능을 구비할 수 있다. 차폐 시트(424)는 후면 패널(420)에 구성되지 않을 수도 있다.
도 5는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 디스플레이의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하면, 다앙한 실시예에 따른 전자 장치에 포함된 디스플레이(500)는 도 1 내지 도 3에 도시된 전자 장치의 전면에 배치된 디스플레이(101 또는 330)와 동일하게 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 디스플레이(500)는 도 4에 도시된 디스플레이(400)의 구조와 비교하여, 동일한 구성의 설명은 중복 기재를 위해 생략하고, 차이점에 대해서만 설명하기로 한다. 도 5에 도시된 디스플레이(500)의 구조는 도 4에 도시된 디스플레이(400)의 구조와 비교하여, 생체 센서(530)의 실장 구조만 상이하고, 나머지 구성은 동일하기 때문에 생락하기로 한다. 도 4에 도시된 생체 센서(430)의 실장 구조는 개구부 내에 일부가 수용되고, 일부는 나온 구조이지만, 도 5에 도시된 생체 센서(530)의 실장 구조는 개구부 내에 완전히 수용되어 실장되는 구조로 이루어질 수 있다.
다양한 실시예에 따른 디스플레이(500)는 디스플레이 패널부(510)(예: 도 4의 디스플레이 패널부(410))와, 후면 패널(520)(예: 도 4의 후면 패널(420))과, 생체 센서(530)(예: 도 4의 생체 센서(430))와, 충진재(550)(예: 도 4의 충진재(450))와, 실링 부재(560, 또는 563)(예 도 4의 실링 부재(460 또는 463)) 및 개구부를 포함할 수 있다. 다양한 실시에에 따른 개구부는 디스플레이 패널(512) 아래에 배치된 후면 패널(520)의 일부분을 절개하여 형성될 수 있다. 후면 패널(520)의 절개되는 부분은 접착층(515)(예: 도 4의 접착층(415))의 일부, 블랙 코팅층(521)(예: 도 4의 블랙 코팅층(421))의 일부, 충격 흡수 부재(522)(예: 도 4의 충격 흡수 부재(422)의 일부, 구리 쉬트(524)(예: 도 4의 차폐 시트(424)) 및 디지타이져(523)(예: 도 4의 디지타이져(423))의 일부로서, 이러한 부분들은 절개되어 제거될 수 있다. 개구부의 적어도 일부 공간은 생체 센서(430)가 배치되고, 충진재(450)가 충진되는 실장 공간일 수 있다. 개구부의 형상은 대략적으로 직육면체 형상으로 구성될 수 있으나, 이러한 형상에 한정되지 않는다.
다양한 실시예에 따른 실링 부재(560,563)는 생체 센서(530)와 디스플레이 패널(512) 사이의 개구부에서, 충진재(550)가 채워지는 적어도 일부 공간을 완전하게 밀폐(예 ; 도 12 및 도 13에 도시된 주입구와 배출구 제외)하는 부재일 수 있다. 실링 부재(560,563)는 적어도 하나 이상의 개수로 배치되는데, 주로 충진재(550)가 채워지는 개구부의 일부 공간의 밀폐를 위해 배치될 수 있다. 하나의 실링 부재(460)는 디스플레이 패널 제2면(512b)과 블랙 코팅층(521) 및 접착층(515)에 의해 둘러싸인 개구부의 적어도 일부에 배치될 수 있다. 또한 다른 하나의 실링 부재(563)는 생체 센서(430)와 블랙 코팅층(521) 사이에 있는 틈이나 갭에 배치될 수 있다. 두 개의 실링 부재(560,563)는 서로 상하로 중첩될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 디스플레이의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 전자 장치에 포함된 디스플레이(600)는 도 1 내지 도 3에 도시된 전자 장치의 전면에 배치된 디스플레이(101 또는 303)와 동일하게 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 디스플레이(600)는 도 4에 도시된 디스플레이(400)의 구조와 비교하여, 동일한 구성의 설명은 중복 기재를 위해 생략하고, 차이점에 대해서만 설명하기로 한다. 도 6에 도시된 디스플레이(600)의 구조는 도 4에 도시된 디스플레이(400)의 구조와 비교하여, 생체 센서(630)의 실장 구조만 상이하고, 나머지 구성은 동일하기 때문에 생락하기로 한다.
다양한 실시예에 따른 디스플레이(600)는 디스플레이 패널부(610)(예 ; 도 4의 디스플레이 패널부(410))와, 후면 패널(620)(예 ; 도 4의 후면 패널(420))과, 생체 센서(630)(예 ; 도 4의 생체 센서(430))와, 충진재(650)(예 ; 도 4의 충진재(450))와, 실링 부재(660)(예 ; 도 4의 실링 부재(460 또는 463)) 및 개구부를 포함할 수 있다. 후면 패널(620)은 디스플레이 패널부(610) 아래에 배치되거나, 배치되게 않게 구성될 수 있다.
다양한 실시에에 따른 개구부는 디스플레이 패널(612) 아래에 배치된 후면 패널(620)의 일부분을 절개하여 형성될 수 있다. 후면 패널(620)의 절개되는 부분은 접착층(615)의 일부, 블랙 코팅층(621)의 일부, 충격 흡수 부재(622)의 일부, 및 디지타이져(623)의 일부로서, 이러한 부분들은 절개되어 제거될 수 있다. 개구부의 적어도 일부 공간에는 생체 센서(630)가 배치되고, 충진재(650)가 충진되는 실장 공간일 수 있다. 개구부의 형상은 대략적으로 직육면체 형상으로 구성될 수 있으나, 이러한 형상에 한정되지 않는다.
다양한 실시예에 따른 실링 부재(660)는 생체 센서(630)와 디스플레이 패널(612) 사이의 개구부의 적어도 일부 공간에서, 충진재(650)가 채워지는 공간을 완전하게 밀폐(예 ; 도 12 및 도 13에 도시된 주입구와 배출구 제외)하는 부재일 수 있다. 하나의 실링 부재(660)는 디스플레이 패널 제2면(612b)과 생체 센서(630) 사이의 틈이나 갭에 배치되어, 생체 센서의 센싱 경로에 있는 공간을 밀폐할 수 있다. 주입구와 배출구가 있는 부분은 각각의 제1,2봉인 부재(670,672)에 의해 폐쇄할 수 있다. 제1봉인 부재(670)는 생체 센서(630)의 일측 부분과 일측의 실링 부재(660) 사이에 있는 주입구(예 ; 도 12의 주입구(1261))를 충분히 덮을 정도로 봉인하여 폐쇄하고, 제2봉인 부재(672)는 생체 센서(630)의 타측 부분과 타측의 실링 부재(660) 사이에 있는 배출구(예 ; 도 12의 배출구(1262))를 충분히 덮을 정도로 봉인하여 폐쇄할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 디스플레이의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 7을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 전자 장치에 포함된 디스플레이(700)는 도 1 내지 도 3에 도시된 전자 장치의 전면에 배치된 디스플레이(101 또는 330)와 동일하게 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 디스플레이(700)는 도 4에 도시된 디스플레이(400)의 구조와 비교하여, 동일한 구성의 설명은 중복 기재를 위해 생략하고, 차이점에 대해서만 설명하기로 한다. 도 7에 도시된 디스플레이(700)의 구조는 도 4에 도시된 디스플레이(400)의 구조와 비교하여, 생체 센서(730)의 실장 구조만 상이하고, 나머지 구성은 동일하기 때문에 생락하기로 한다.
다양한 실시예에 따른 디스플레이(700)는 디스플레이 패널부(710)(예 ; 도 4의 디스플레이 패널(410))와, 후면 패널(720)(예 ; 도 4의 후면 패널(420)과, 생체 센서(730)(예 ; 도 4의 생체 센서(430))와, 충진재(750)(예 ; 도 4의 충진재(450))와, 실링 부재(760)(예 ; 도 4의 실링 부재(460)) 및 개구부를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 후면 패널(720)은 제1,2접착층(715,716)과, 블랙 코팅층(721), 충격 흡수 부재(722) 및 디지타이져(723)를 포함할 수 있다. 후면 패널(720)은 디지타이져(723)를 구비하지 않을 수도 있다. 제1접착층(715)은 블랙 코팅층(721)을 디스플레이 패널(712) 저면에 부착시키고, 제2접착층(716)은 충격 흡수 부재(722) 및 디지타이저(723)를 블랙 코팅층(721) 저면에 부착시킬 수 있다.
다양한 실시에에 따른 개구부는 디스플레이 패널(712) 아래에 배치된 후면 패널(720)의 일부분을 절개하여 형성될 수 있다. 후면 패널(720)의 절개되는 부분은 충격 흡수 부재(722)의 일부와 디지타이져(723)의 일부로서, 이러한 부분은 절개되어 제거될 수 있다. 개구부의 적어도 일부 공간에는 생체 센서(730)가 배치되고, 충진재(750)가 충진되는 실장 공간일 수 있다. 개구부의 형상은 대략적으로 직육면체 형상으로 구성될 수 있으나, 이러한 형상에 한정되지 않는다.
다양한 실시예에 따른 실링 부재(760)는 생체 센서(730)와 디스플레이 패널(712) 사이의 개구부에서, 충진재(750)가 채워지는 공간을 완전하게 밀폐(예 ; 도 12 및 도 13에 도시된 주입구와 배출구 제외)하는 부재일 수 있다. 다양한 실시예에 따른 실링 부재(760)는 제2접착층(716)과 생체 센서(730) 사이의 틈이나 갭에 배치되어, 생세 센서(730)의 센싱 경로에 있는 공간의 일부를 밀폐할 수 있다..
도 8은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 디스플레이의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 8을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 전자 장치에 채용된 디스플레이(800)는 도 1 내지 도 3에 도시된 전자 장치의 전면에 배치된 디스플레이(101 또는 330)와 동일하게 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 디스플레이(800)는 도 4에 도시된 디스플레이(400)의 구조와 비교하여, 동일한 구성의 설명은 중복 기재를 위해 생략하고, 차이점에 대해서만 설명하기로 한다. 도 8에 도시된 디스플레이(800)의 구조는 도 4에 도시된 디스플레이(400)의 구조와 비교하여, 충진재의 주입구와 배출구의 구조만 상이하고, 나머지 구성은 동일하기 때문에 생락하기로 한다. 도 4나 도 12 및 도 13에는 충진재의 주입구가 실링 부재의 적어도 일부에 형성되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 충진재의 주입구를 생체 센서(830)에 형성할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 생체 센서(830)(예 ; 도 4의 생체 센서(430))는 센서 하우징(831)과, 어쿠스틱 렌즈(840)(예 ; 도 4의 어쿠스틱 렌즈(440))와, 단차부(리세스;recess)(832)(step)를 포함할 수 있다. 센서 하우징(831)은 생체 센서(830)의 외관을 이루는 부분으로서, 대략적으로 직육면체 형상으로 구성될 수 있다.
다양한 실시예에 따른 센서 하우징(831)은 일단부에 단차부(832)를 형성하여 충진재(850) 의 주입구를 형성할 수 있다. 도면에 미도시되었으나, 센서 하우징(831)의 타단부도 단차부를 형성하여 에어의 배출구를 형성할 수 있다. 단차부(832)는 센서 하우징(831)을 가공하여 제작될 수 있다. 생체 센서(830)는 단차부(832)에 주입구가 형성되어서, 보다 용이하게 주입구를 통해 충진재를 채울 수 있다.
도 9는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 디스플레이의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 9를 참조하면, 다양한 실시예에 따른 전자 장치에 채용된 디스플레이(900)는 도 1 내지 도 3에 도시된 전자 장치의 전면에 배치된 디스플레이(101)와 동일하게 구성될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 디스플레이(900)는 도 4에 도시된 디스플레이(400)의 구조와 비교하여, 동일한 구성의 설명은 중복 기재를 위해 생략하고, 차이점에 대해서만 설명하기로 한다. 도 9에 도시된 디스플레이(900)의 구조는 도 4에 도시된 디스플레이(400)의 구조와 비교하여, 충진재의 주입구와 배출구의 구조만 상이하고, 나머지 구성은 동일하기 때문에 생락하기로 한다. 도 4나 도 12 및 도 13에는 충진재의 주입구가 실링 부재의 적어도 일부에 형성되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 충진재의 주입구(배출구 포함)를 생체 센서(930)에 형성할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 디스플레이(900)는 주입구를 통해 충진재(950)(예 ; 도 4의 충진재(450))의 주입이 용이하도록 후면 패널(920)(예 ; 도 4의 후면 패널(420))의 일부를 더 절개하여 구성할 수 있다. 예컨대, 후면 패널(920)은 충격 흡수 부재(922)(예 ; 도 4의 충격 흡수 부재(422))의 일부와, 디지타이져(923)(예 ; 도 4의 디지타이져(423))의 일부 및 차폐 쉬트(924)(예 ; 도 4의 차폐 쉬트(424))의 일부를 추가적으로 절개하여, 주입구의 주입이 쉽게 할 수 있다. 생체 센서(930)(예 ; 도 4의 생체 센서(430))와 디지타이져(923) 간의 폭(w)은 도 5에 도시된 생체 센서(530)와 디지타이져(523)) 간의 폭에 비해서 크게 구성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈를 나타내는 사시도이다.
도 10을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈(1040)(acoustic lens)는 도 4 내지 도 9에 도시된 각각의 어쿠스틱 렌즈(예 ; 어쿠스틱 렌즈440,540,640,740,840,940)와 동일 또는 유사할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈(1040)는 음향 이방성(acoustic anisotropic) 특징을 가지는 음향 가이드 부재일 수 있다. 어쿠스틱 렌즈(1040)는 생체 센서, 예컨대 초음파 센서(예 ; 도 4의 생체 센서430))에서 발신된 초음파가 상기 디스플레이 패널(예 ; 도 4의 디스플레이 패널(412))에 접한 외부 객체(예 ; 사용자의 지문 등등)에 반사되어 생체 센서로 수신되는 초음파의 적어도 일부를 복수 개의 진동 소자들 각각에 수신되도록 가이드할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈(1040)는 플레이트 부분(1041)과, 돌출부들(1042)을 포함할 수 있다. 어쿠스틱 렌즈(1040)는 제1방향으로 향하는 제1면(1040a)과, 제1방향과 반대방향인 제2방향으로 향하는 제2면(1040b)을 포함할 수 있다. 제2면(1040b)에 복수개의 돌출부들(1042)이 형성될 수 있다. 각각의 돌출부(1042)는 가로 방향 및 세로 방향으로 각각 등 간격으로 플레이트 부분(1041) 상에 배열될 수 있다. 어쿠스틱 렌즈(1040)는 각각의 돌출부(1042)가 생체 센서(예 ; 도 4의 생체 센서430)와 접하게 배치될 수 있다.
도 11a은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈를 나타내는 단면도이다.
도 11a를 참조하면, 다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈(1140)는 도 4 내지 도 9에 도시된 각각의 어쿠스틱 렌즈(예 ; 어쿠스틱 렌즈440,540,640,740,840,940)와 동일할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈(1140)는 플레이트 부분(1141)(예 ; 도 10의 플레이트 부분(1041))과, 돌출부들(1142)을 포함할 수 있다. 어쿠스틱 렌즈(1140)는 제1방향으로 향하는 제1면(1140a)과, 제1방향과 반대방향인 제2방향으로 향하는 제2면(1140b)을 포함할 수 있다. 제2면(1140b)에 복수개의 돌출부들(1142)이 형성될 수 있다. 각각의 돌출부(1142)는 가로 방향 및 세로 방향으로 각각 등 간격으로 플레이트 부분(1141) 상에 배열될 수 있다. 어쿠스틱 렌즈(1140)는 각각의 돌출부(1142)가 생체 센서(예 ; 도 4의 생체 센서430)와 접하게 배치될 수 있다. 예컨대, 각각의 돌출부(1142)는 대략적으로 직육면체 형상이나, 원통형 중 어느 하나의 형상으로 구성될 수 있다.
도 11b은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 다른 어쿠스틱 렌즈를 나타내는 단면도이다.
도 11b를 참조하면, 다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈(1144)는 도 11a에 도시된 어쿠스틱 렌즈와 비교하여, 그 차이점만을 설명하고, 동일한 구성은 중복 기재를 피하기 위하여 삭제하기로 한다. 다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈(1044)는 도 4 내지 도 9에 도시된 각각의 어쿠스틱 렌즈(예 ; 어쿠스틱 렌즈440,540,640,740,840,940)와 동일할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 어쿠스틱 렌즈(1144)는 플레이트 부분(1145)과, 돌출부들(1146)을 포함할 수 있다. 예컨대, 각각의 돌출부(1146)는 원뿔대형이거나 사각 원뿔대형으로 구성될 수 있다.
도 12는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 디스플레이의 충진재 주입구와 배출구를 나타내는 평면도이다.
도 12를 참조하면, 다양한 실시예에 따른 디스플레이는 충진재(1250)(예: 도 4의 충진재(450))를 주입하기 위한 주입구(1261)와, 에어를 배출할 수 있는 배출구(1262)를 포함할 수 있다. 주입구(1261) 및 배출구(1262)는 실링 부재(1260)(예: 도 4의 실링 부재(460, 463), 또는 도 5의 실링 부재(560))에 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않으며, 생체 센서의 하우징에 형성될 수 있다.
다앙한 실시예에 따른 실링 부재(1260)는 일단부에 형성된 주입구(1261)와, 타단부에 형성된 배출구(1262)를 포함할 수 있다. 주입구(1261)는 충진재(1250)가 실링 부재를 이용하여 형성된 공간으로 투입되기 위한 구멍이고, 배출구(1262)는 상기 공간에 존재하던 에어가 배출되기 위한 구멍일 수 있다. 주입구(1261)와 배출구(1262)는 서로 대치할 수 있다. 주입구(1261)를 통해 상기 공간 내로 충진재(1250)를 넣으면, 충진재(1250)에 의해 어쿠스틱 렌즈(1240)가 감싸질 수 있다.
상기 주입구(1261)를 통해 충진재(1250)의 주입이 완료되고, 에어가 완전하게 배출되면, 주입구(1261)와 배출구(1262)는 각각 폐쇄될 수 있다. 주입구(1261)와 배출구(1262)는 각각의 봉인 부재(1270,1271)(예: 도 4의 봉인 부재(470,472))에 의해 각각 폐쇄될 수 있다.
도 13은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 디스플레이의 충진재 주입구와 배출구를 나타내는 평면도이다.
도 13을 참조하면, 다양한 실시예에 따른 디스플레이는 개구부 내로 채워지는 충진재(1350) (예: 도 4의 충진재(450))의 온도 변화에 따른 체적 변화를 고려하여, 실링 부재(1360)(예: 도 4의 실링 부재(460, 463), 또는 도 5의 실링 부재(560))를 이용하여 형성된 공간의 각각의 모서리 영역에 보조 공간(1351)이 더 형성될 수 있다. 예컨대 보조 공간(1351-1354))은 개구부의 각각의 모서리 부분에 각각 형성되거나 하나 또는 두 개의 모서리 부분에 형성될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 실링 부재(1360)는 보조 공간(1351-1354)의 추가에 따라서 대응하는 형상(1361-1364)으로 구성될 수 있다. 주입구(1361)를 통해 개구부 내로 충진재(1350)를 넣으면, 충진재(1350)에 의해 어쿠스틱 렌즈(1340)가 감싸질 수 있다.
본 명세서와 도면에 개시된 본 개시의 다양한 실시예들은 본 개시의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 개시의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 개시의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 개시의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 개시의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    투명 부재;
    상기 투명 부재 아래에 배치된 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널 아래에 배치되고, 적어도 일부 영역에 개구부가 형성된 충격 흡수 부재;
    상기 디스플레이 패널 아래에 배치되고, 상기 개구부의 적어도 일부에 배치된 생체 센서;
    상기 생체 센서와 상기 디스플레이 패널 사이에 형성된 상기 개구부 내부의 적어도 일부 공간에 채워지는 충진재; 및
    상기 충진재가 상기 개구부 외부로의 유출을 막기 위해 상기 생체 센서와 상기 충격 흡수 부재 사이의 적어도 일부에 배치된 실링 부재를 포함하고,
    상기 실링 부재는,
    일단부에 형성되어 상기 충진재가 유입되는 주입구; 및
    타단부에 형성되어 상기 적어도 일부 공간의 에어가 배출되는 배출구를 포함하는 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 생체 센서는 초음파 센서 또는 이미지 센서 중 어느 하나를 포함하는 전자 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 실링 부재는 상기 디스플레이와 상기 생체 센서 사이에 배치되되, 상기 개구부의 둘레를 따라 연장되어, 상기 적어도 일부 공간에 채워지는 상기 충진재를 밀폐시키는 전자 장치.
  5. 전자 장치에 있어서,
    투명 부재;
    상기 투명 부재 아래에 배치된 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널 아래의 적어도 일부 영역에 배치된 생체 센서;
    상기 생체 센서와 상기 디스플레이 패널 사이에 형성된 적어도 일부 공간에 채워지는 충진재; 및
    상기 충진재가 상기 생체 센서 외부로의 유출을 막기 위해 상기 생체 센서와 상기 디스플레이 패널 사이의 적어도 일부에 배치된 실링 부재를 포함하고,
    상기 실링 부재가 배치되지 않은 상기 생체 센서의 다른 적어도 일부에 리세스가 형성된 전자 장치.
  6. 삭제
  7. 제5항에 있어서, 상기 생체 센서는 초음파 센서를 포함하고, 상기 충진재의 음향 전달 계수가 상기 디스플레이 패널의 음향 전달 계수 및 상기 초음파 센서의 음향 전달 계수와 같거나 또는 사이 값을 갖는 전자 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 생체 센서는 복수의 진동 소자들을 포함하고,
    상기 복수의 진동 소자들과 상기 디스플레이 패널 사이에 배치되고, 상기 생체 센서에서 발신된 초음파가 상기 디스플레이 패널에 접한 외부 객체에 반사되어 상기 생체 센서로 수신되는 상기 초음파의 적어도 일부를 상기 복수의 진동 소자들 각각에 수신되도록 가이드 하기 위한 음향 가이드 부재를 더 포함하는 전자 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 음향 가이드 부재는
    플레이트 부분; 및
    상기 플레이트 부분의 일면에 가로 및 세로 방향으로 각각 등간격으로 정렬된 복수 개의 돌출부들을 포함하며,
    상기 각각의 돌출부가 상기 생체 센서의 일면과 접하게 배치되는 전자 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 각각의 돌출부는 대략적으로 육면체형, 원뿔대형,또는 원통형 중 어느 하나의 형상을 포함하는 전자 장치.
  11. 제5항에 있어서, 상기 충진재는 지정된 온도 범위에서 경화되지 않는 겔 또는 에폭시 소재를 포함하는 전자 장치.
  12. 제5항에 있어서, 상기 실링 부재는
    일단부에 형성되어 충진재가 유입되는 주입구; 및
    타단부에 형성되어 상기 적어도 일부 공간의 에어가 배출되는 배출구를 포함하는 전자 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 적어도 일부 공간에 충진재가 채워진 상태에서, 상기 주입구와 상기 배출구를 폐쇄하기 위한 봉인 부재를 포함하는 전자 장치.
  14. 제5항에 있어서, 상기 디스플레이 패널의 아래에 디지타이저를 더 포함하는 전자 장치.
  15. 제5항에 있어서, 상기 실링 부재의 각각의 모서리에 상기 충진재의 온도 변화에 따른 체적 변형을 고려한 보조 공간이 더 형성된 전자 장치.
  16. 전자 장치에 있어서,
    제1방향으로 향하는 제1면과, 상기 제1방향과 반대방향으로 향하는 제2방향으로 향하는 제2면을 포함하는 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널 아래에 배치되고, 적어도 일부 영역에 개구부가 형성된 충격 흡수 부재;
    상기 개구부의 적어도 일부에 배치되되, 상기 디스플레이 패널의 제2면과 대면하는 초음파 센서;
    상기 디스플레이 패널과 초음파 센서 사이에서 상기 개구부를 둘러 쌓이게 배치되어, 상기 개구부의 적어도 일부 영역을 밀폐시키는 적어도 하나 이상의 실링 부재; 및
    상기 적어도 하나의 실링 부재에 의해 상기 디스플레이 패널과 상기 초음파 센서 사이에 형성된 공간에 충진되는 충진재를 포함하고,
    상기 실링 부재는
    일단부에 형성되어 상기 충진재가 상기 공간 내로 유입되기 위한 주입구; 및
    타단부에 형성되어 상기 공간 내의 에어가 상기 공간의 외부로 배출되기 위한 배출구를 포함하는 전자 장치.
  17. 삭제
  18. 제16항에 있어서, 상기 초음파 센서는
    센서 하우징;
    상기 센서 하우징 일단부에 형성되어 상기 충진재가 상기 공간 내로 유입되기 위한 주입구; 및
    상기 센서 하우징의 타단부에 형성되어 상기 공간 내의 에어가 상기 공간의 외부로 배출되기 위한 배출구를 포함하는 전자 장치.
  19. 제16항에 있어서, 상기 초음파 센서의 위에 상기 제1방향으로 향하도록 상기 개구부에 배치되는 음향 가이드 부재를 더 포함하는 전자 장치.
  20. 제16항에 있어서, 상기 충격 흡수 부재의 아래에 디지타이저를 더 포함하는 전자 장치.
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