KR20190121155A - 디스플레이에 생체 센서를 고정하기 위한 복수의 고정 부재를 포함하는 전자 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

디스플레이에 생체 센서를 고정하기 위한 복수의 고정 부재를 포함하는 전자 장치 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 본 발명은 표시 정보를 출력할 수 있는 제1 면 및 상기 제1 면의 반대 방향에 배치된 제2 면을 포함하는 디스플레이, 상기 디스플레이의 상기 제2 면의 일부 영역에 대면하여 배치된 센싱면, 및 상기 센싱면과 다른 방향으로 형성된 측면을 포함하는 생체 센서, 상기 센싱면이 상기 일부 영역에 부착될 수 있도록 상기 일부 영역과 상기 생체 센서 사이에 배치되고, 지정된 온도에서 경화될 수 있는 제1 고정 부재 및 상기 측면의 적어도 일부 및 상기 일부 영역과 인접한 주변 영역의 적어도 일부에 부착되고, 지정된 파장의 광에 의해 경화될 수 있는 제2 고정 부재를 포함하는 전자 장치를 개시한다. 또한, 다른 실시 예도 가능하다.

Description

디스플레이에 생체 센서를 고정하기 위한 복수의 고정 부재를 포함하는 전자 장치 및 이의 제조 방법{ELECTRONIC DEVICE INCLUDING A FINGERPRINT SENSOR AND MANUFACTUREING METHOD THEREOF}
본 발명은 사용자의 지문 정보를 감지하는 생체 센서를 포함하는 전자 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근에는 생체 센서에 의해 획득된 사용자의 생체 정보(예: 지문, 홍채 등)를 이용하여 사용자 인증을 수행하는 기술이 개발되고 있다. 지문 인식을 위한 생체 센서의 경우 지문 정보를 획득하는 방법에 따라 광학 방식, 초음파 방식 및 정전 방식으로 구분될 수 있다.
디스플레이 영역의 확장을 위하여, 지문 정보를 획득할 수 있는 생체 센서는 디스플레이 배면에 배치될 수 있다. 생체 센서가 디스플레이 배면에 배치될 때, 생체 센서 고정이 필요하다. 이러한 생체 센서 고정 과정에서 디스플레이에 손상이 발생하는 문제가 있을 수 있다.
또한, 생체 센서가 디스플레이 배면에 배치되는 경우, 생체 센서가 배치되는 디스플레이 배면 영역은 생체 센서가 배치되지 않는 디스플레이 배면 영역과 다를 수 있다. 이로 인하여, 외부에서 디스플레이를 바라볼 때, 생체 센서 배치 영역이 주변 영역과 다르게 보이는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예는 디스플레이 배면의 파손이나 변형 없이 안정적으로 생체 센서를 디스플레이 배면에 고정시킬 수 있는 구조를 가지는 전자 장치 및 이의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예는 디스플레이 품질 향상이 가능한 전자 장치 및 이의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치는 표시 정보를 출력할 수 있는 제1 면 및 상기 제1 면의 반대 방향에 배치된 제2 면을 포함하는 디스플레이, 상기 디스플레이의 상기 제2 면의 일부 영역에 대면하여 배치된 센싱면, 및 상기 센싱면과 다른 방향으로 형성된 측면을 포함하는 생체 센서, 상기 센싱면이 상기 일부 영역에 부착될 수 있도록 상기 일부 영역과 상기 생체 센서 사이에 배치되고, 지정된 온도에서 경화될 수 있는 제1 고정 부재 및 상기 측면의 적어도 일부 및 상기 일부 영역과 인접한 주변 영역의 적어도 일부에 부착되고, 지정된 파장의 광에 의해 경화될 수 있는 제2 고정 부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 전자 장치 제조 방법은 디스플레이와 생체 센서를 마련하는 단계, 상기 생체 센서의 센싱면에 제1 고정 부재를 도포하는 단계, 상기 제1 고정 부재가 도포된 상기 생체 센서의 센싱면을 상기 디스플레이의 후면에 배치하는 단계, 상기 생체 센서의 주변 적어도 일부에 제2 고정 부재를 도포하는 단계, 상기 제2 고정 부재를 UV 경화하는 단계, 상기 제1 고정 부재를 열경화하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면 디스플레이의 배면의 파손이나 변형 없이 생체 센서를 안정적으로 고정시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 생체 센서가 배치되는 영역과 주변 영역 환경이 유사하도록 마련함으로써, 디스플레이의 시인 품질을 개선할 수 있다.
기타 다양한 효과가 각 실시 예들 또는 조합된 실시 예들을 통해 제공될 수 있다.
도 1은 다양한 실시 예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블럭도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 외관을 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 분해 사시도를 나타낸 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치 일부 구성 중 생체 센서 모듈과 디스플레이가 분리된 형태를 나타낸 도면이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치 일부 구성 중 생체 센서 모듈과 디스플레이가 결합된 형태를 나타낸 도면이다.
도 5는 도 4b의 절단선 A-A`를 절단한 단면의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 배치 영역의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 생체 센서의 고정 형태의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 생체 센서의 고정 형태의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 생체 센서의 주변 구조의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 배치 영역의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 생체 센서의 기판층의 다른 형태를 나타낸 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 생체 센서가 배치된 디스플레이 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 배치 영역의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 배치 영역의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 15는 도 14의 센서 배치 영역의 일부 구성의 일면을 나타낸 도면이다.
도 16은 도 14의 센서 배치 영역의 일부 구성의 다른 일면을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 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.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제 1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 장치(150), 음향 출력 장치(155), 디스플레이(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 햅틱 모듈(179), 카메라 모듈(180), 전력 관리 모듈(188), 배터리(189), 통신 모듈(190), 가입자 식별 모듈(196), 또는 안테나 모듈(197)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(101)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 디스플레이(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들은 하나의 통합된 회로로 구현될 수 있다. 예를 들면, 센서 모듈(176)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)은 디스플레이(160)(또는 표시 장치)에 임베디드된 채 구현될 수 있다
프로세서(120)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(140))를 실행하여 프로세서(120)에 연결된 전자 장치(101)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 일실시예에 따르면, 데이터 처리 또는 연산의 적어도 일부로서, 프로세서(120)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(176) 또는 통신 모듈(190))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(132)에 로드하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 보조 프로세서(123)은 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서모듈(176))에 의해 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 데이터는, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(140)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(130)는, 휘발성 메모리(132) 또는 비휘발성 메모리(134)를 포함할 수 있다.
프로그램(140)은 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 장치(150)는, 전자 장치(101)의 구성요소(예: 프로세서(120))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로부터 수신할 수 있다. 입력 장치(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(155)는 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 장치(155)는, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있고, 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 디스플레이(160)는 터치를 감지하도록 설정된 터치 회로(touch circuitry), 또는 상기 터치에 의해 발생되는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 센서 회로(예: 압력 센서)를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 장치(150)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(155), 또는 전자 장치(101)와 직접 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102)) (예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(176)은 전자 장치(101)의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태(예: 사용자 상태)를 감지하고, 감지된 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 일실시예에 따르면, 센서 모듈(176)은, 예를 들면, 제스처 센서, 자이로 센서, 기압 센서, 마그네틱 센서, 가속도 센서, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, IR(infrared) 센서, 생체 센서, 온도 센서, 습도 센서, 또는 조도 센서를 포함할 수 있다.
인터페이스(177)는 전자 장치(101)이 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 직접 또는 무선으로 연결되기 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 지정된 프로토콜들을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(178)는, 그를 통해서 전자 장치(101)가 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102))와 물리적으로 연결될 수 있는 커넥터를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 연결 단자(178)은, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(179)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 일실시예에 따르면, 햅틱 모듈(179)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(180)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(180)은 하나 이상의 렌즈들, 이미지 센서들, 이미지 시그널 프로세서들, 또는 플래시들을 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(188)은 전자 장치(101)에 공급되는 전력을 관리할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전력 관리 모듈(388)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(189)는, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(190)은 전자 장치(101)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(102), 전자 장치(104), 또는 서버(108))간의 직접(예: 유선) 통신 채널 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(190)은 프로세서(120)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되고, 직접(예: 유선) 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(190)은 무선 통신 모듈(192)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(194)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함할 수 있다. 이들 통신 모듈 중 해당하는 통신 모듈은 제 1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(199)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성 요소(예: 단일 칩)으로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성 요소들(예: 복수 칩들)로 구현될 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 가입자 식별 모듈(196)에 저장된 가입자 정보(예: 국제 모바일 가입자 식별자(IMSI))를 이용하여 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있고, 이로부터, 제 1 네트워크 198 또는 제 2 네트워크 199와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input and output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되고 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(102, 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부 전자 장치들(102, 104, or 108) 중 하나 이상의 외부 장치들에서 실행될 수 있다. 예를 들면, 전자 장치(101)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로, 또는 사용자 또는 다른 장치로부터의 요청에 반응하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(101)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 하나 이상의 외부 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부 전자 장치들은 요청된 기능 또는 서비스의 적어도 일부, 또는 상기 요청과 관련된 추가 기능 또는 서비스를 실행하고, 그 실행의 결과를 전자 장치(101)로 전달할 수 있다. 전자 장치(101)는 상기 결과를, 그대로 또는 추가적으로 처리하여, 상기 요청에 대한 응답의 적어도 일부로서 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
상술한 전자 장치(101)의 센서 모듈(176)은 디스플레이(160) 하부에 배치되는 생체 센서를 포함할 수 있다. 상기 생체 센서는 예컨대, 초음파 방식으로 구동되는 센서를 포함할 수 있다. 상기 생체 센서는 디스플레이(160) 하부(예: 디스플레이(160)의 배면)에서 상측(예: 커버 글래스 또는 외부 커버 상측) 방향으로 초음파를 조사하고, 조사된 초음파의 응답 신호를 지문 인식과 관련한 정보로 수집할 수 있다. 상기 생체 센서는 디스플레이(160)의 배면에 고정될 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 전자 장치의 외관을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따르면 전자 장치(201)의 전면에는 디스플레이(또는 표시 장치, 또는, 디스플레이 패널(이하 “디스플레이”))(210) 및 하우징(220)(또는 프레임)의 적어도 일부가 노출될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 하우징(220)은 전자 장치(201)의 측면의 적어도 일부 또는 후면에서 관측되고, 전면에서 관측되지 않도록 마련될 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치(201)는 도시되지 않은 다양한 하드웨어 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 디스플레이(210)의 배면에는 사용자의 지문을 검출하는 생체 센서(또는 지문 센서)가 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이(210)의 지문 센싱 영역(212)을 통해, 전자 장치(201)는 사용자의 지문을 검출할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 디스플레이(210) 중 지문 센싱 영역(212)의 배면(또는 하부)에는 상기 지문을 검출하기 위한 생체 센서가 배치될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 상기 생체 센서는 폴리머 또는 수지를 이용하여 디스플레이(210)의 배면에 고정될 수 있다.
도 2에서 전자 장치(201)는 일 예시로서 상기 설명된 예에 제한되지 않는다. 예컨대, 전자 장치(210)의 전면, 측면 또는 배면 중 적어도 일측에는 리시버, 카메라 모듈, 홍채 센서, 기타 생체 센서 등이 배치될 수도 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 전자 장치의 분해 사시도를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(301)(예: 도 2의 전자 장치(201))는 커버 글래스(310), 디스플레이(또는, 디스플레이 패널)(320)(예: 도 2의 디스플레이(210)), 생체 센서 모듈(340)(또는 생체 센서, 또는 생체 센서 장치 등)(예: 지문 센서), 하우징(350)(예: 도 2의 하우징(220)), 회로 기판(360), 배터리(370), 및 후면 커버(back cover or rear cover)(380)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 전자 장치(301)는 도 3에 도시된 일부 구성을 포함하지 않을 수도 있고, 도 3에 도시되지 않은 구성을 추가로 포함할 수도 있다.
커버 글래스(310)는 디스플레이(320)에 의해 생성된 빛의 적어도 일부를 투과시킬 수 있다. 또한, 상기 커버 글래스(310) 상에서 사용자는 신체의 일부(예: 손가락)를 접촉하여 터치(전자 펜을 이용한 접촉을 포함함)를 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 커버 글래스(310) 내측 또는 하부 중 적어도 한 층에 터치 패널이 배치될 수 있다. 상기 터치 패널은 디스플레이(320)에(예: 디스플레이(320) 상부 또는 하부, 또는 디스플레이(320) 내부) 배치될 수도 있다. 상기 커버 글래스(310)는, 예컨대, 강화 유리, 강화 플라스틱, 구부러질 수 있는(flexible) 고분자 소재 등으로 형성되어, 디스플레이(320) 및 상기 전자 장치(301)에 포함된 각 구성을 외부 충격으로부터 보호할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 커버 글래스(310)는 글래스 윈도우(glass window)로도 참조될 수 있다.
디스플레이(320)는 표시 정보를 출력할 수 있는 제1 면(471) 및 상기 제1 면의 반대 방향에 배치된 제2 면(472)을 포함할 수 있다. 디스플레이(320)는 상기 커버 글래스(310) 밑에 배치 또는 결합되어, 상기 커버 글래스(310)의 적어도 일부를 통해 노출될 수 있다. 상기 디스플레이(320)는 콘텐트(예: 텍스트, 이미지, 비디오, 아이콘, 위젯, 또는 심볼 등)를 출력하거나, 사용자로부터 터치 입력 또는 전자 펜 입력을 수신할 수 있다. 전자 펜 입력 수신과 관련하여, 디스플레이(320) 하부에는 전자 펜 운용과 관련한 펜 패널이 배치될 수 있다. 또는, 상기 전자 펜 입력은 상기 디스플레이(320) 상부 또는 하부, 상기 커버 글래스(310) 일측에 배치된 터치 패널을 통해 입력될 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이(320)는 디스플레이 패널 및 터치 센서를 포함할 수 있다. 또는 상기 디스플레이(320)는 전자 펜 입력과 관련하여 전자 펜 센서를 더 포함할 수 있다. 상기 디스플레이 패널은, 예를 들어, 액정 디스플레이(LCD) 패널, 발광 다이오드(LED) 디스플레이 패널, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이 패널, 또는 마이크로 전자기계 시스템(MEMS) 디스플레이 패널, 또는 전자 종이 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 상기 터치 센서는, 정전식 터치 패널, 감압식 터치 패널, 저항식 터치 패널, 적외선 방식 터치 패널, 또는 초음파 방식 터치 패널을 포함할 수 있다. 상기 터치 센서는 디스플레이 패널 사이에 삽입되거나(애드 온(add-on) 터치 패널), 디스플레이 패널 위에 직접 형성되거나(온-셀(on-cell) 터치 패널), 또는 디스플레이 패널 내부에 포함될 수 있다(인-셀(in-cell) 터치 패널). 상기 전자 펜 센서(예: 디지타이저)는 전자 펜으로부터의 접촉, 제스처, 또는 호버링 등을 검출할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이(320)는 평탄 영역(planar area)(321) 및 상기 평단 영역(321)의 일 측(예: 상측(upper side), 하측(lower side), 좌측(left side), 우측(right side)으로부터 확장되는 벤딩 영역(bending area)(322)을 포함할 수 있다. 상기 벤딩 영역(322)의 적어도 일부는 비표시 영역을 포함할 수 있다. 또는, 상기 벤딩 영역(322) 전체가 비표시 영역을 포함할 수 있다. 상기 비표시 영역의 적어도 일부에는 평탄 영역(321)에 배치된 화소들(pixels)에 신호를 공급하는 배선들이 배치될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이(320)는 평탄 영역(321)의 좌우측으로 연장되면서 구부러지는 에지 영역을 더 포함할 수도 있다. 이에 따라, 디스플레이(320)의 전면은 적어도 일부가 볼록한 형태로 마련될 수 있다.
상기 평탄 영역(321)에는 디스플레이 패널의 화소들(pixels)(예: OLED 등), 터치 센서의 도전 패턴, 및/또는 전자 펜 센서의 도전 패턴 등이 배치될 수 있다. 상기 벤딩 영역(322)은 상기 디스플레이(320)의 배면에 위치하는 FPCB(flexible printed circuit board)(323)와 다양한 도전 패턴(배선)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 벤딩 영역(322)의 일부는, 평탄 영역(321)의 배면을 향하여 접힐 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 FPCB(323)의 배선은 지정된 커넥터를 통하여 회로 기판(360)과 전기적으로 연결될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 벤딩 영역(322)의 적어도 일부에는, 평탄 영역(321)과 유사하게, 다양한 정보를 표시하기 위한 화소들이 배치될 수도 있다.
생체 센서 모듈(340)은 예컨대, 디스플레이(320)의 제2 면(472)의 일부 영역에 대면하여 배치된 센싱면(348)과, 상기 센싱면(348)과 다른 방향으로 형성된 측면(349)을 포함하는 생체 센서를 포함할 수 있다. 상기 생체 센서 모듈(340)(예: 지문 센서)은 디스플레이(320) 밑에 배치 또는 결합될 수 있다. 예를 들어, 생체 센서 모듈(340)은 디스플레이(320)의 평탄 영역(321)의 배면에 부착될 수 있다.
상기 생체 센서 모듈(340)은 사용자의 생체 정보(예: 지문 정보)를 센싱할 수 있다. 생체 센서 모듈(340)은, 예를 들어, 초음파 생체 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 생체 센서 모듈(340)은 적어도 하나의 피에조 층(piezoelectric layer)과 전극층(electrode layer)을 이용하여 초음파를 송수신할 수 있다. 상기 송수신된 초음파는 이미지 수집층(예: 박막필름형 트랜지스터층 또는 CMOS(complementary metal oxide semiconductor image sensor), CCD(complementary metal oxide semiconductor image sensor) 층)에 전달되어 사용자의 지문 이미지 획득(capture)에 이용될 수 있다. 상기 지문 이미지로부터 지문의 유니크(unique)한 지문 특징점(fingerprint minutiae)이 추출될 수 있으며, 지문 특징점은 기 등록된 지문 특징점과 대조됨으로써 사용자 인증에 이용될 수 있다.
하우징(350)은 전자 장치(301)의 내관 또는 외관의 적어도 일부를 형성하고, 전자 장치(301)에 포함된 각각의 구성을 수납할 수 있다. 예를 들어, 하우징(350)은 전자 장치(301)의 측면(예: 상측면, 하측면, 좌측면 및/또는 우측면) 외관을 형성할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 하우징(350)은 복수의 서브 하우징이 결합된 형태를 포함할 수 있다. 상기 하우징(350)은 후면 케이스(rear case), 또는 리어 플레이트(rear plate) 등으로도 참조될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 하우징(350)의 측면 중 적어도 일부는 금속 재질로 형성되어 안테나 구조체로 이용될 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 하우징(350)은 브래킷을 포함할 수 있다. 브래킷(bracket)은 예를 들어, 마그네슘 합금으로 구성되어, 디스플레이(320)의 아래, 및 회로 기판(360) 위에 배치될 수 있다. 상기 브래킷은 상기 디스플레이(320) 및 상기 회로 기판(360)과 결합되어 이들을 물리적으로 지지할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 회로 기판(360)은 상기 하우징(350)의 아래(또는, 하우징(350)의 위)에 배치될 수 있다. 회로 기판(360)은 전자 장치(301)의 각종 전자 부품, 소자, 인쇄회로 등(예: 프로세서, 메모리, 통신 회로 등)이 실장 (mount) 또는 배치(arrange)될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 회로 기판(360)은 메인보드, PBA(printed board assembly)또는, 단순히 PCB(printed circuit board)로 참조될 수 있다. 회로 기판(360)은 예를 들어, 메인(main) 회로 기판, 및 서브(sub) 회로 기판을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 메인 회로 기판과 상기 서브 회로 기판은 지정된 커넥터 또는 지정된 배선을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 회로 기판(360)은, 예를 들어, 경성 인쇄회로 기판(rigid PCB; rigid printed circuit board) 및/또는 FPCB로 구현될 수 있다.
배터리(370)는 화학 에너지와 전기 에너지를 양 방향으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 배터리(370)는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하여, 상기 전기 에너지를 디스플레이(320), 생체 센서 모듈(340) 및 회로 기판(360)에 연결된 다양한 구성 또는 모듈에 공급할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 회로 기판(360)에는 배터리(370)의 충방전을 관리하기 위한 전력 관리 모듈(예: PMIC(power management integrated circuit))이 포함될 수 있다.
후면 커버(380)는 전자 장치(301)의 후면에 결합될 수 있다. 상기 후면 커버(380)는, 강화유리, 플라스틱 사출물, 및/또는 금속 등으로 형성될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 후면 커버(380)는 상기 하우징(350)과 일체로 구현되거나, 또는 사용자에 의해 착탈 가능(detachable)하도록 구현될 수도 있다.
상술한 생체 센서 모듈(340) 중 생체 센서는 제1 고정 부재 및 제2 고정 부재(또는 제1 접착 부재 및 제2 접착 부재)를 통하여 디스플레이(320)의 제2 면(472) 일측에 고정될 수 있다. 상기 제1 고정 부재는 상기 센싱면(348)이 디스플레이(320)의 제2 면(472)의 일부 영역에 부착될 수 있도록 상기 일부 영역과 상기 생체 센서 사이에 배치되고, 지정된 온도에서 경화될 수 있다. 상기 제2 고정 부재는 생체 센서의 측면(348)의 적어도 일부 및 상기 디스플레이(320)의 제2 면(472)의 일부 영역과 인접한 주변 영역의 적어도 일부에 부착되고, 지정된 파장의 광에 의해 경화될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치 일부 구성 중 생체 센서 모듈과 디스플레이가 분리된 형태를 나타낸 도면이며, 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전자 장치 일부 구성 중 생체 센서 모듈과 디스플레이가 결합된 형태를 나타낸 도면이다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 전자 장치(401)(예: 도 3의 전자 장치(301))의 적어도 일부는 디스플레이(또는, 디스플레이 패널)(420)(예: 도 3의 디스플레이(320)), 제1 회로 기판(423)(M-FPCB, multi-layered-FPCB), 생체 센서 모듈(440)(예: 도 3의 생체 센서 모듈(340))을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 디스플레이(420)는 제1 패널층(421) 제 2 패널층(425)(또는 보조층, 또는 패널 후면층)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 패널층(421)은 적어도 하나의 발광 소자를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제1 패널층(421)은 특정 파장대의 신호(예: 초음파 신호)가 전달될 수 있는 적어도 하나의 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 패널층(421)은 적어도 하나의 유기물질층(예: 적어도 하나의 절연층 또는 PI(poly-imides)층)을 포함할 수 있다. 또는, 제1 패널층(421)은 적어도 하나의 유기물질층과 적어도 하나의 금속층(예: 배선층)을 포함할 수 있다. 초음파 전달 과정에서, 효과적인 초음파 전달을 위하여, 상술한 적어도 하나의 유기물질층 간의 매질 특성은 서로 유사하거나 일정 오차 범위 이내로 동일할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 유기물질층과 상기 금속층 간의 매질 특성 차이는 일정 오차 범위 이내일 수 있다. 지정된 파장대의 신호(예: 초음파 신호)는 제1 패널층(421) 하부 생체 센서 모듈(440)로부터 출력되어 제1 패널층(421)들의 물질층의 진동을 통해 제1 패널층(421)의 상부(예: 커버 글라스(310))로 전달될 수 있다. 상기 지정된 파장대의 신호는 제1 패널층(421) 상부에 접촉되는 사용자의 손가락(또는 손가락 지문의 적어도 일부 표면)에 반사된 신호(예: 조사된 초음파 신호가 반사된 신호)는 제1 패널층(421)에 포함된 적어도 하나의 물질층들을 통해 진동 형태로 전달되어 생체 센서 모듈(440)에 도달할 수 있다. 이와 관련하여, 초음파 신호는 물질층(예: 커버 글라스(310))과 공기층(예: 커버 글라스(310) 상부의 공기층) 간의 임피던스 차이 또는 물질층과 사용자의 지문 간의 임피던스 차이로 인하여, 흡수 또는 반사가 달라질 수 있다. 예컨대, 초음파 신호는 커버 글라스(310) 상에 접촉되는 지문의 산(ridge)에서는 손가락으로 흡수되고, 지문의 골(valley)에서는 반사되어 생체 센서 모듈(440)에 전달될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제2 패널층(425)은 제1 패널층(421)의 후면에 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제2 패널층(425)은 생체 센서 모듈(예: 도 3의 생체 센서 모듈(340))을 수용하기 위한 센서 배치 영역(409)(또는 센서 배치 홀)을 포함할 수 있다. 센서 배치 영역(409)은 생체 센서 모듈(440)이 제1 패널층(421)의 후면에 배치된 상태에서 제1 패널층(421)의 일부 영역과 대면하도록 제2 패널층(425)의 전후면이 관통된 형태일 수 있다.
제2 패널층(425)은 제1 패널층(421) 하부에 배치되어 제1 패널층(421)에 의해 발생하는 열을 방열시키는 방열 기능, 제1 패널층(421)에 가해지는 압력을 저감시키는 파손 저감 기능, 전자파 차폐 기능, 제1 패널층(421)의 시인성을 높이는 기능 중 적어도 하나의 기능을 수행할 수 있다. 이러한 제2 패널층(425)은 상술한 기능을 단일 또는 복합적으로 지원할 수 있도록 하나의 또는 복수의 서브 레이어들을 포함할 수 있다. 상기 제2 패널층(425)이 복수의 서브 레이어들을 포함하는 경우, 센서 배치 영역(409)에서, 상기 복수의 서브 레이어들 중 적어도 일부 층이 제거되어 홀(Hole)을 형성하거나 홈(Recess or groove)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 센서 배치 영역(409)에 배치되는 생체 센서 모듈(440)은 상기 제1 패널층(421)의 하부면에 직접적으로 대면되면서 배치되거나, 적어도 일부 서브 레이어를 통해 제1 패널층(421)의 하부에 배치될 수 있다.
상기 제1 회로 기판(423)(예: 도 3의 FPCB(323))은 제1 패널층(421)의 일측면(예: 하측면)으로부터 연장되고 제1 패널층(421)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 회로 기판(423) 에는 디스플레이 IC 및/또는 터치 센서 IC 등이 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 회로 기판(423)은 도 3에서 설명한 회로 기판(360)과 기능적으로 또는 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 회로 기판(423) 일측에는 센서 배치 영역(409)이 마련될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 센서 배치 영역(409)은 상기 제1 회로 기판(423)의 전후면을 관통하는 일정 크기로 마련될 수 있다. 상기 센서 배치 영역(409)의 크기는 상기 생체 센서 모듈(440)의 크기와 동일하거나 또는 상기 생체 센서 모듈(440)보다 지정된 크기만큼 크게 마련될 수 있다. 상기 센서 배치 영역(409)은 상기 제1 회로 기판(423) 및 상기 제2 패널층(425)를 관통하며 형성될 수 있다. 또는, 상기 센서 배치 영역(423)은 상기 제1 회로 기판(423)은 관통하고, 상기 제2 패널층(425) 중 적어도 하나의 서브 레이어의 일부가 제거되어 마련될 수 있다.
상기 생체 센서 모듈(440)(예: 도 3의 생체 센서 모듈(340))은 사용자의 생체 정보 예컨대, 지문 정보를 획득하는데 이용될 수 있다. 상기 생체 센서 모듈(440)은 생체 센서(441), 제2 회로 기판(442) 및 센서 회로(443)(또는 센서 IC(integrated chips))를 포함할 수 있다.
상기 생체 센서(441)는 디스플레이(420)의 후면에 부착될 수 있다. 예를 들어, 생체 센서(441)의 일면은 제1 회로 기판(423)의 적어도 일부를 관통하여 제1 패널층(421) 후면에 부착될 수 있다. 또는, 생체 센서(441)는 제1 회로 기판(423)의 적어도 일부(예: 관통홀 또는 홈) 및 제2 패널층(425)의 적어도 일부를 통과하여 제1 패널층(421) 후면에 부착될 수 있다. 또는, 제2 패널층(425) 중 일부 서브 레이어가 제1 패널층(421) 후면 전체에 배치되도록 구성된 경우, 상기 생체 센서(441)는 제1 회로 기판(423)의 적어도 일부 및 제2 패널층(425)의 일부를 관통하여 일부 서브 레이어에 고정될 수 있다. 상기 생체 센서(441)는 지정된 파장대의 신호(예: 초음파 대역의 신호)를 조사하고, 조사된 신호가 커버 글래스(310) 에 접한 물체에 반사되면, 반사된 신호를 수집하고, 수집된 신호를 제2 회로 기판(442)을 통해 센서 회로(443)에 전달할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 회로 기판(442)은 예컨대, 일측이 상기 생체 센서(441)의 일측에 배치된 신호 라인들과 전기적으로 연결되고, 타측은 센서 회로(443)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 회로 기판(442)의 적어도 일부는 ACF(anisotropic conductive film)로 마련될 수 있다. 또는, 상기 제2 회로 기판(442)의 적어도 일부는 FPCB(flexible PCB)로 마련될 수도 있다. 상기 제2 회로 기판(442)의 일부 중 상기 센서 회로(443)에 연결되는 부분에는 커넥터가 배치될 수도 있다.
상기 센서 회로(443)는 제2 회로 기판(442)을 통하여 전달된 신호를 처리하여 지문 정보를 추출할 수 있다. 또는, 상기 센서 회로(443)는 신호 처리에 따라 지문에 대응하는 이미지 정보를 추출하고, 이를 전자 장치(401)의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))에 전달할 수 있다.
도 5는 도 4b의 절단선 A-A`를 절단한 단면의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 전자 장치(501)(예: 도 3의 전자 장치(301))는 제 1 제1 패널층(421)과 제 2 패널층(425)을 포함하는 디스플레이(예: 도 3의 디스플레이(320)), 제1 회로 기판(423), 및 생체 센서 모듈(440)을 포함할 수 있다. 상기 전자 장치(501)는 상기 생체 센서 모듈(440) 중 생체 센서(441)를 고정시키는 제1 고정 부재(510)(또는 제1 접착 부재), 제2 고정 부재(520)(또는 제2 접착 부재)를 포함할 수 있다. 도시된 도면을 기준으로 상기 제 1 제1 패널층(421)의 일면에는 커버 글래스가 더 배치될 수 있다.
상기 제 2 패널층(425)은 제1 서브 레이어(425a), 제2 서브 레이어(425b), 제3 서브 레이어(425c), 제4 서브 레이어(425d)를 포함할 수 있다. 도시된 도면에서는 상기 제2 패널층(425)가 제1 내지 제4 서브 레이어들(425a, 425b, 425c, 또는 425d)을 포함하는 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 제2 패널층(425)은 상기 제1 내지 제4 서브 레이어들(425a, 425b, 425c, 또는 425d) 중 일부 구성들(예: 제1 서브 레이어(425a) 및 제2 서브 레이어(425b), 또는, 제1 서브 레이어(425a)와 제4 서브 레이어(425d))만을 포함할 수도 있다. 상기 제1 서브 레이어(425a)는 예컨대, 엠보층을 포함할 수 있다. 상기 제2 서브 레이어(425b)는 예컨대, 충격을 흡수하는 쿠션층을 포함할 수 있다. 상기 제3 서브 레이어(425c)는 예컨대, EMI(electro-magnetic interference)를 차폐하는 EMI 차폐 시트(예: Cu sheet)를 포함할 수 있다. 상기 제4 서브 레이어(425d)는 예컨대, 제1 패널층(421)에서 발생하는 열을 방열하는 방열 시트(예: Graphite sheet)를 포함할 수 있다.
상기 생체 센서 모듈(440)은 예컨대, 생체 센서(441), 제2 회로 기판(442) 및 센서 회로(443)를 포함할 수 있다.
상기 생체 센서(441)는 지정된 파장대의 신호(예: 초음파 신호)를 조사한 후 해당 신호가 반사된 반사 신호를 수집할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 생체 센서(441)는 기판층(441a), 회로층(441b), 피에조 물질층(441c) 및 전극층(441d)을 포함할 수 있다. 상기 기판층(441a)은 예컨대, 실리콘층, 절연된 실리콘층, TFT(thin film transistor)층, 글래스층, 플라스틱층, 세라믹층 또는 상술한 층들의 적어도 일부가 조합된 층을 포함할 수 있다. 상기 회로층(441b)은 예컨대, TFT 층에 형성되는 TFT 회로를 포함할 수 있다. 또는, 상기 회로층(441b)은 실리콘층에 형성된 CMOS 또는 CCD 층을 포함할 수 있다. 상기 회로층(441b)과, 피에조 물질층(441c) 및 상기 전극층(441d)은 지정된 파장대의 신호를 출력하거나 수신하는 신호 송수신층의 역할을 수행할 수 있다.
예컨대, 피에조 물질층(441c)은 piezoelectric layer를 포함하고, 상기 전극층(441d)은 상기 회로층(441b)에 대응되는 전극층을 포함할 수 있다. 이러한 구조의 신호 송수신층은, 회로층(441b)과 전극층(441d)에 전원이 공급되면, 회로층(441b)과 전극층(441d) 사이에 배치된 피에조 물질층(441c)에서, 피에조 물질층(441c)의 물질특성에 대응되는 지정된 파장대의 신호(예: 초음파 신호)가 조사하거나, 조사된 신호의 반시 신호를 수신할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 회로층(441b)과, 피에조 물질층(441c) 및 전극층(441d)을 포함하는 신호 송수신층은 적어도 일부가 신호를 조사하는 동안 나머지 일부가 조사된 신호에 반사된 신호를 수신하는 역할을 수행할 수 있다. 또는, 상기 신호 송수신층은 분할된 시간 주기에 따라, 제1 주기 동안 지정된 파장대의 신호를 조사하는 동작을 수행하고, 다음 제2 주기 동안 조사된 신호에 반사된 신호를 수신하는 동작을 수행할 수 있다.
상기 제2 회로 기판(442)은 FPCB로서, 일측은 상기 생체 센서(441)에 전기적으로 연결되고, 타측은 센서 회로(443)에 연결될 수 있다. 상기 제2 회로 기판(442)은 제1 패널층(421)과 일정 간격 이격된 높이에 배치될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 제2 회로 기판(442)의 일측은 ACF 타입으로 마련되고, 생체 센서(441) 일측에 마련된 신호 배선들(또는 신호 배선의 끝단에 형성된 전극 패드들)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 회로 기판(442)의 타측은 커넥터에 전기적으로 연결되고, 상기 커넥터를 기반으로 센서 회로(443)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 센서 회로(443)는 상기 생체 센서(441) 구동과 관련한 제어 신호를 생성하여 전달할 수 있다. 상기 센서 회로(443)는 예컨대, 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))의 제어에 대응하여, 상기 생체 센서(441)가 초음파 신호를 조사하도록 제어하고, 초음파 신호에 반사된 신호를 수신하여 지문 정보를 획득할 수 있다. 상기 센서 회로(443)는 획득된 지문 정보를 상기 프로세서에 전달할 수 있다. 상기 지문 정보는 예컨대, 초음파 반시 신호를 기반으로 구성된 이미지 정보 또는 획득된 이미지의 특징점 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 고정 부재(510)는 상기 생체 센서(441)와 제1 패널층(421) 사이에 배치될 수 있다. 또는, 상기 제1 고정 부재(510)는 생체 센서(441)의 기판층(441a)과 제1 패널층(421) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 고정 부재(510)는 지정된 시간동안 지정된 열이 가해지면 경화되는 열경화 수지를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 제1 고정 부재(510)는 에폭시 수지 계열의 접착 부재를 포함할 수 있다. 제1 고정 부재(510)는 인젝션 방식 등을 통하여 생체 센서(441)의 일면(예: 기판층(441a) 상)에 도포되거나 또는 제1 패널층(421)의 센서 배치 영역(409) 에 도포될 수 있다. 제1 고정 부재(510)가 기판층(441a)에 도포된 생체 센서(441)는 지그를 통하여 센서 배치 영역(409)의 제1 패널층(421) 에 놓일 수 있다. 상기 제1 고정 부재(510)의 경화(제1 패널층(421)과 생체 센서(441)의 부착)를 위하여 지정된 챔버가 마련될 수 있다. 제2 고정 부재(520)를 이용하여 생체 센서(441)가 제 1 제1 패널층(421)의 배면에 고정된 상태에서, 제1 고정 부재(510)는 지정된 시간과 온도 환경(예: 약 50~100도에서 약 5분 ~ 60분, 또는 약 70도에서 약 10분)을 가지는 상기 챔버 내에서 경화될 수 있다.
상기 제2 고정 부재(520)는 제1 상태(비경화 상태)의 제1 고정 부재(510)가 도포된 생체 센서(441)가 센서 배치 영역(409)에 대응하는 제1 패널층(421)의 배면에 놓인 이후, 생체 센서(441)를 고정하는데 이용될 수 있다. 이와 관련하여, 상기 제2 고정 부재(520)는 생체 센서(441)의 주변부 중 적어도 일부에 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 고정 부재(520)는 생체 센서(441)의 모서리 부분에 일정량씩 도포될 수 있다. 또는, 제2 고정 부재(520)가 생체 센서(441)의 가장자리 둘레 중 적어도 일부에 도포되면서, 생체 센서(441)는 센서 배치 영역(409)에 대응하는 제1 패널층(421)의 배면에 고정될 수 있다. 상기 제2 고정 부재(520)는 상기 제1 고정 부재(510)와 다른 성질의 접착 부재가 될 수 있다. 예컨대, 상기 제2 고정 부재(520)는 UV 경화 수지, 우레탄 또는 아크릴 계열의 수지가 될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 제2 고정 부재(520)는 제1 고정 부재(510)와의 화학적 반응에 따른 점착력 감소를 억제하기 위하여 제1 고정 부재(510)와 지정된 발열 조건 이상의 화학적 반응이 발생하지 않는 물질이 채택될 수 있다.
상술한 구조의 전자 장치(501)는 생체 센서(441)를 센서 배치 영역(409)의 제1 패널층(421)에 배치하는 동안 제1 상태(예: 비경화 상태)의 제1 고정 부재(510)를 기판층(441a)과 제1 패널층(421) 사이에 배치한 상태에서, 생체 센서(441)를 고정시키기 위하여 제1 상태(예: 비경화 상태)의 제2 고정 부재(520)가 생체 센서(441)와 제1 패널층(421) 접촉 부분(예: 생체 센서(441)의 가장자리 부분의 적어도 일부)에 도포될 수 있다. 이후, 제2 고정 부재(520)는 경화(예: UV에 의한 경화)되어 제2 상태(예: 경화 상태)로 변형될 수 있다. 상기 제2 고정 부재(520)의 경화는 수초에서 수분 내에 완료됨에 따라, 주변 구조물의 파손이나 변형 없이 생체 센서(441)를 센서 배치 영역에 신속하게 고정시킬 수 있다. 이후, 상기 제1 상태의 제1 고정 부재(510)와 제2 상태의 제2 고정 부재(520)가 마련된 생체 센서 모듈(440) 및 디스플레이(420)가 챔버에 배치될 수 있다. 이후, 챔버 내에서 지정된 온도와 시간(예: 생체 센서 모듈(440) 및 디스플레이(420)가 열에 의해 파손되지 않는 범위의 온도 및 경화 시간) 동안 제1 고정 부재(510)가 가열되면, 제1 고정 부재(510)는 제2 상태(예: 경화 상태)로 변형될 수 있다. 상술한 바와 같이, 생체 센서(441)를 제1 패널층(421)에 접착시키는 과정에서, 생체 센서(441)를 파지하는 지그를 통해 제1 고정 부재에 열을 가하지 않음으로, 상기 생체 센서(441)가 접촉되는 디스플레이(420)의 열에 의한 파손이나 흠(또는 울리불리 현상, 제1 패널층(421)의 일부를 이루는 PET(polyethylene terephthalate)가 변형되는 현상, 접착면의 접착층 변형이 외부에서 시인되는 현상, 주름 발생 현상, 또는 변색 현상 등)이 발생하지 않을 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 배치 영역의 일 예를 나타낸 도면이다
도 6을 참조하면, 601 상태 및 603 상태를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 생체 센서(441)가 배치되는 센서 배치 영역(409)은 디스플레이(예: 도 5의 디스플레이 420)의 배면에서 볼 때, 도 4a, 도 4b 및 도 5 등에서 설명한 제 2 패널층(425)의 적어도 일부가 제거되어, 제 1 제1 패널층(421)의 적어도 일부가 생체 센서(441)와 접촉되는 영역을 포함할 수 있다. 601 상태는 센서 배치 영역(409)의 제1 패널층(421)의 배면에 생체 센서(441)가 배치된 후 제1 상태(예: 비경화 상태)의 제1 고정 부재(510_1) 와 제1 상태(예: 비경화 상태)의 제2 고정 부재(520_1) 가 도포된 형상을 예시한 것이다. 603 상태는 생체 센서(441)에 마련된 스페이서(530)와 제1 상태의 제1 고정 부재(510_1)와 제1 상태의 제2 고정 부재(520_1)가 배치된 형상을 예시한 것이다.
제1 패널층(421)과 생체 센서(441) 사이에 도포된 제1 상태의 제1 고정 부재(510_1)는 지그에 의해 일정 압력으로 가압될 수 있다. 이에 따라, 유동성을 가지는 제1 상태의 제1 고정 부재(510_1)는 제1 패널층(421)과 생체 센서(441) 사이의 공간이 줄어들면서, 생체 센서(441)와 제1 패널층(421) 사이에 일정 부분이 남고, 나머지 일정 부분은 생체 센서(441)의 가장자리 외부로 일정 부분 돌출될 수 있다. 이에 따라, 제1 고정 부재(510_1) 중 적어도 일부는 생체 센서(441)의 주변으로 돌출되어, 필렛(fillet) 구조를 형성할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 생체 센서(441)는 일정 두께를 가지며, 생체 센서(441)의 모서리 부분에 배치되는 적어도 하나의 스페이서(530)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 스페이서(530)는 생체 센서(441)의 각 모서리 부분(또는 4 곳의 모서리 부분)에 일정 두께를 가지며 배치될 수 있다. 상기 스페이서(530)는 상기 생체 센서(441)와 제1 패널층(421) 사이에 배치되어, 생체 센서(441)와 제1 패널층(421)이 일정 간격을 유지하면서, 모서리 부분으로 제1 상태의 제1 고정 부재(510_1)가 돌출되지 않도록 방지하는 역할을 수행할 수 있다. 제1 상태의 제2 고정 부재(520_1)는 제1 상태의 제1 고정 부재(510_1)가 돌출되지 않은 생체 센서(441)의 각 모서리 영역에 일정량씩 도포될 수 있다. 이 과정에서, 제1 상태의 제2 고정 부재(520_1)는 스페이서(530)와 생체 센서(441) 및 제1 패널층(421) 사이의 틈에 유입되고, 제1 상태의 제2 고정 부재(520_1)가 UV 경화 과정을 거치는 동안 생체 센서(441)를 보다 견고하게 센서 배치 영역(또는 제1 패널층(421) 상)에 고정시킬 수 있다.
605 상태에 나타낸 바와 같이, 생체 센서(441)의 형태는 603 상태에서 설명한 스페이서(530)와 다르게 홈(532)들이 형성된 형태를 나타낸 것이다. 상기 홈(532)들은 생체 센서(441)의 모서리 부분에 마련되고, 생체 센서(441)의 기판층(예: 도시된 도면 기준으로 상면) 상에는 제1 상태의 고정 부재(510_1)가 도포될 수 있다. 제1 상태의 고정 부재(510_1)가 도포된 생체 센서(441)가 센서 배치 영역(409)에 놓이는 동안, 601 상태에서 설명한 바와 같이 제1 상태의 고정 부재(510_1)의 적어도 일부가 생체 센서(441)의 가장자리를 통하여 외부로 돌출될 수 있다. 이 과정에서, 홈(532)이 형성된 모서리 영역에는 제1 상태의 고정 부재(510_1)가 상대적으로 덜 돌출되거나 또는 돌출되지 않을 수 있다. 제1 상태의 제2 고정 부재(520_1)는 센서 배치 영역(409)의 일면(예: 제1 패널층(421)의 후면)과 생체 센서(441)의 홈(532) 사이에 도포되면서, 생체 센서(441)와 보다 많은 접촉 면적을 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 상태(예: 비경화 상태)의 제2 고정 부재(520_1)가 경화(예: UV 경화)되는 동안 생체 센서(441)를 보다 견고하게 고정시킬 수 있다. 상술한 스페이서(530) 또는 홈(542)은 제1 고정 부재(510) 및 제2 고정 부재(520)를 적절한 간격으로 이격시키기 위해 배치될 수 있다. 또는, 상기 스페이서(530) 또는 홈(542)은 제1 고정 부재(510) 및 제2 고정 부재(520) 사이의 간격을 일정하게 유지시키기 위해 배치될 수 있다. 예컨대, 디스플레이(420)와 생체 센서(441)가 접합되면서 제1 고정 부재(510)에 해당하는 수지가 생체 센서(441)와 제1 패널층(421) 사이 공간에 넓게 퍼질 때, 스페이서(530) 또는 홈(542)이 존재하지 않는 영역으로 수지가 퍼지게 될 수 있다. 이에 따라, 이후 도포되는 제2 고정 부재(520)가 생체 센서(441) 또는 제1 패널층(421)(또는 제1 패널층(421) 상부에 존재하는 적어도 하나의 서브 레이어)에 접촉되는 면을 충분히 확보할 수 있으며, 제1 고정 부재(510)와 제2 고정 부재(520) 간의 간격이 지정된 크기 이상으로 유지될 수 있다.
607 상태는 생체 센서(441)를 보다 상세히 나타낸 것으로, 생체 센서(441)는 지문 센싱과 관련한 초음파 신호를 조사하는 액티브 영역(441_1)과, 액티브 영역에 배치된 회로(예: 회로층(441b), TFT 기판)들에 전원을 공급하기 위해 신호 배선들(또는 신호 배선들과 연결된 전극 패드들)이 형성된 배선 영역(441_2)을 포함할 수 있다. 상기 배선 영역(441_2)은 ACF 타입의 제2 회로 기판(442)과 전기적으로 연결될 수 있다. 스페이서(530)는 생체 센서(441)의 모서리 영역에 배치될 수 있다. 예컨대, 생체 센서(441)의 액티브 영역(441_1)의 두 곳과, 배선 영역(441_2)의 두 곳에 각각 스페이서(530)가 배치될 수 있다.
609 상태는 주입기를 통해 생체 센서(441) 상에 도포되는 제1 고정 부재의 도포 형상(510_2)을 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 제1 고정 부재의 도포 형상(510_2)은 적어도 일측이 “Y” (또는 “T”자, “t”자)자 형상이 될 수 있도록 도포될 수 있다. 상술한 도포 형상(510_2)을 가지는 제1 고정 부재가 센서 배치 영역(409)에 접착되는 동안 가압되는 압력에 의하여, 고르게 퍼지면서, 제1 상태의 제1 고정 부재(510_1)는 앞서 601 상태 또는 607 상태에서 나타낸 바와 같은 형태로 가장지리 영역에 일정 부분 돌출되면서도 생체 센서(441)와 제1 패널층(421) 사이에 고르게 자리잡을 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 생체 센서의 고정 형태의 일 예를 나타낸 도면이다. 이러한 도 7은 도 4b의 절단선 A-A`의 절단면의 다른 형태를 예시한 것이다.
도 7을 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(701) (예: 도 3의 전자 장치(301))의 일부 구성은 예컨대, 디스플레이(420)(예: 제1 패널층(421) 및 제2 패널층(425)), 제1 회로 기판(423), 생체 센서 모듈(440)을 포함할 수 있다. 상기 생체 센서 모듈(440)은 생체 센서(441), 제2 회로 기판(442) 및 센서 회로(443)를 포함할 수 있다. 상기 제1 패널층(421), 제1 회로 기판(423), 생체 센서 모듈(440)은 앞서 도 5에서 설명한 패널층, 제1 회로 기판, 생체 센서 모듈과 동일한 구성을 포함할 수 있다.
상기 제2 패널층(425)은 제1 서브 레이어(425a), 제2 서브 레이어(425b), 제3 서브 레이어(425c) 및 제4 서브 레이어(425d)를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제2 패널층(425)은 보다 적은 수의 레이어를 포함할 수도 있다. 상기 제1 서브 레이어(425a)는 센서 배치 영역(709) 상에서 제거되지 않고 남겨질 수 있다. 제2 서브 레이어(425b), 제3 서브 레이어(425c) 및 제4 서브 레이어(425d)는 센서 배치 영역(709)에서 제거될 수 있다.
상기 생체 센서(441)는 상기 센서 배치 영역(709)에 마련된 제1 서브 레이어(425a) 상부에 배치될 수 있다. 상기 생체 센서(441)와 제1 서브 레이어(425a) 사이에는 제1 고정 부재(510)가 배치될 수 있다. 상기 생체 센서(441)의 모서리 영역과 제1 서브 레이어(425a) 인접 영역에는 제2 고정 부재(520)가 배치될 수 있다.
상술한 구조에서 설명한 전자 장치(701)는 제1 서브 레이어(425a)가 유지되더라도, 초음파 신호가 상기 제1 서브 레이어(425a)를 투과함에 따라, 적절한 형태의 지문 정보 획득을 수행할 수 있다. 상기 제1 서브 레이어(425a)가 유지됨에 따라, 제1 패널층(421) 하부에 센서 배치 영역(709)과 센서 배치 영역(709)의 이외의 영역이 시각적인 면에서 유사한 환경이 조성될 수 있다. 이에 따라, 사용자가 제1 패널층(421)의 상부에서 생체 센서(441)가 배치된 방향으로 관측하더라도, 제1 서브 레이어(425a)에 의하여 센서 배치 영역(709)과 주변 영역이 동일한 형태로 관측할 수 있다. 이에 따라, 일 실시 예에 따른 전자 장치는 디스플레이의 시인 품질을 개선할 수 있다. 또한, 제1 패널층(421)에 직접적으로 생체 센서(441)를 배치하지 않고 제1 서브 레이어(425a) 상에 생체 센서(441)를 고정시킴으로써, 상기 전자 장치(701)의 제조 방식은 제1 패널층(421)의 변형 또는 변색 현상의 발생 억제 또는 디스플레이의 시인 품질 개선을 달성할 수 있다. 상기 변형 현상은 제1 패널층(421)의 적어도 일부가 주름지는 주름 현상, 제1 패널층(421)의 적어도 일부가 파손되거나 늘어지는 현상, 제1 패널층(421)의 적어도 일부가 주변 구조물(예: 생체 센서(441) 또는 제1 접착층과 섞이는 현상 등을 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 생체 센서의 고정 형태의 다른 예를 나타낸 도면이다. 이러한 도 8은 도 4b의 절단선 A-A`의 절단면의 또 다른 형태를 예시한 것이다.
도 8을 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(801)(예: 도 3의 전자 장치(301))의 일부 구성은 예컨대, 디스플레이(420)(예: 제1 패널층(421) 및 제2 패널층(425)), 보조층(810), 제1 회로 기판(423), 생체 센서 모듈(440)을 포함할 수 있다. 상기 생체 센서 모듈(440)은 생체 센서(441), 제2 회로 기판(442) 및 센서 회로(443)를 포함할 수 있다. 상기 제1 패널층(421), 제2 패널층(425), 제1 회로 기판(423), 생체 센서 모듈(440)은 앞서 도 5에서 설명한 패널층, 레이어, 제1 회로 기판, 생체 센서 모듈과 동일한 구성을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 제2 패널층(425)은 제1 내지 제4 서브 레이어(425a, 425b, 425c, 또는 425d)를 포함할 수 있다.
상기 생체 센서(441)가 배치되는 센서 배치 영역(809)의 제1 패널층(421) 상(예: 제1 패널층(421)의 후면 일부 영역)에는 보조층(810)이 배치될 수 있다. 상기 보조층(810)은 예컨대, 지정된 색상을 가지는 잉크를 잉크젯이나 또는 스프레이 방식으로 도포하여 마련될 수 있다. 예를 들어, 상기 보조층(810)은 검은 잉크가 도포된 층을 포함할 수 있다. 또는, 상기 보조층(810)은 상기 제2 패널층(425)의 색상과 동일한 색상의 잉크가 도포된 층을 포함할 수 있다. 상기 보조층(810)은 검은 잉크를 일정 두께로 수번 도포(검은 잉크 도포 후, 도포 상태의 잉크를 건조시키고, 이후 다시 건조된 잉크 상부면에 검은 잉크를 도포하는 작업의 반복)하여 마련될 수도 있다. 상기 보조층(810)은 생체 센서(441)에서 조사된 초음파 신호가 반사되어 일정 해상도 이상의 지문 정보를 획득할 수 있도록 일정 두께 및 색 조밀도를 가질 수 있다. 상기 보조층(810)은 제1 서브 레이어(425a)와 동일한 면(예: 제1 패널층(421)의 후면)에 놓일 수 있다. 상기 보조층(810)은 예컨대, 제1 서브 레이어(425a)보다 얇은 두께로 형성될 수도 있다.
상기 생체 센서(441)는 상기 센서 배치 영역(809)에 마련된 보조층(810)상부에 배치될 수 있다. 상기 생체 센서(441)와 보조층(810)사이에는 제1 고정 부재(510)가 배치될 수 있다. 상기 생체 센서(441)의 모서리 영역과 보조층(810)의 인접 영역에는 제2 고정 부재(520)가 배치될 수 있다.
상술한 구조의 전자 장치(801)는 생체 센서(441)가 보조층(810)을 투과하여 초음파를 송수신할 수 있도록 마련됨에 따라 적절한 형태의 지문 정보 획득할 수 있으면서도, 센서 배치 영역(809)과 센서 배치 영역(809)의 이외의 영역이 시각적인 면에서 유사한 환경이 조성될 수 있다. 이에 따라, 제1 패널층(421)의 상부에서 생체 센서(441)가 배치된 방향으로 관측하더라도, 보조층(810)에 의하여 센서 배치 영역(809)과 주변 영역이 동일한 형태로 관측될 수 있어, 일 실시 예에 따른 전자 장치(801)는 디스플레이의 시인 품질을 개선할 수 있다. 또한, 제1 패널층(421)에 직접적으로 생체 센서(441)를 배치하지 않고 보조층(810) 상에 생체 센서(441)를 제1 고정 부재(510)를 이용하여 고정시킴으로써, 제1 고정 부재(510)의 경화(예: 열에 의한 열경화)에 대한 제1 패널층(421)의 저항도를 높일 수 있어, 상기 전자 장치(801)의 제조 방식은 제1 고정 부재(510)의 경화에 따른 변형 또는 변색 현상의 발생을 억제할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 생체 센서의 주변 구조의 일 예를 나타낸 도면이다. 도 9에 도시된 단면은 앞서 설명한 도 4b의 단면 A-A`의 다양한 형태 중 일 예가 될 수 있다.
도 9를 참조하면, 일 실시 예에 따른 전자 장치(901)(예: 도 3의 전자 장치(301))의 일부 구성은 예컨대, 디스플레이(420)(예: 제1 패널층(421) 및 제2 패널층(425)), 제1 회로 기판(423), 생체 센서 모듈(440) 및 실링층(910)(sealing layer)을 포함할 수 있다. 상기 생체 센서 모듈(440)은 생체 센서(441), 제2 회로 기판(442) 및 센서 회로(443)를 포함할 수 있다. 상기 제1 패널층(421), 제2 패널층(425), 제1 회로 기판(423), 생체 센서 모듈(440)은 앞서 도 5에서 설명한 패널층, 레이어, 제1 회로 기판, 생체 센서 모듈과 동일한 구성을 포함할 수 있다.
상기 생체 센서(441)가 배치되는 센서 배치 영역(909)의 제1 패널층(421) 상의 일부 영역(예: 제1 패널층(421)의 후면 일부 영역)과 생체 센서(441) 사이에는 제1 고정 부재(510)가 배치될 수 있다. 제1 패널층(421) 상에 배치된 생체 센서(441)의 가장자리(또는 모서리)의 적어도 일부에는 제2 고정 부재(520)가 배치될 수 있다. 제2 고정 부재(520)는 경화될 수 있다. 예컨대, 제2 고정 부재(520)는 UV 파장 신호에 의한 UV 경화에 따라, 생체 센서(441)는 제1 패널층(421)의 배면에 고정될 수 있다.
상기 센서 배치 영역(909) 중 생체 센서(441)와 주변부(예: 제1 회로 기판) 사이의 공간에는 실링층(910)이 마련될 수 있다. 상기 실링층(910)은 상기 생체 센서(441)의 주변부를 감싸도록 배치되면서, 홈 또는 홀 형태의 센서 배치 영역(909)을 메울 수 있다. 이에 따라, 생체 센서(441) 상에 배치된 제1 고정 부재(510) 및 제2 고정 부재(520)가 배치된 영역 이외의 제1 패널층(421) 후면에는 실링층(910)이 배치될 수 있다. 상기 실링층(910)은 예컨대, 제2 패널층(425)과 유사한 색상 또는 제1 고정 부재(510)와 유사한 색상을 낼 수 있는 물질(예: 수지)을 포함할 수 있다. 상기 실링층(910)을 구성하는 재료는 상기 제1 고정 부재(510)를 구성하는 재료와 다를 수 있다. 상기 실링층(910)을 구성하는 물질은 제1 고정 부재(510), 제2 고정 부재(520) 및 실링층(910)의 화학적 반응에 따른 점착력 감소를 방지하기 위하여, 제1 고정 부재(510) 및 제2 고정 부재(520)와 화학적 반응을 일으키지 않는 물질이 채택될 수 있다.
상기 실링층(910)은 검은색 계열의 액상 수지일 수 있다. 상기 실링층(910)은 상기 액상 수지를 잉크젯 방식으로 도포하여 마련될 수 있다. 생체 센서(441)와 센서 배치 영역(909) 사이에 공기층의 존재에 의하여, 외부(예: 디스플레이(420)의 전면)에서 센서 배치 영역(909)을 바라 볼 때, 해당 공기층이 시인될 수 있다. 상기 실링층(910)은 상기 공기층을 센서 배치 영역(909)에서 제거하여, 디스플레이의 시인성을 개선할 수 있다.
제1 고정 부재(510)가 도포된 제1 패널층(421) 상부에 생체 센서(441)가 제2 고정 부재(520)로 고정된 후, 실링층(910)이 마련되면, 디스플레이(420)는 챔버에 배치되어 지정된 온도로 일정 시간 가열될 수 있다. 이에 따라, 챔버에서 가해진 열에 의해 제1 고정 부재(510)와 실링층(910)이 동시 경화되어, 생체 센서(441)는 제1 패널층(421) 상부에 보다 견고하게 고정될 수 있다. 경화된 실링층(910)이 주변 제2 패널층(425) 및 제1 고정 부재(510)와 유사한 색상을 가짐에 따라, 디스플레이(420) 외부에서 센서 배치 영역(909)을 바라보더라도 센서 배치 영역(909)의 패널층과 주변 영역의 패널층의 색 환경에 큰 차이가 없어, 디스플레이(420)의 시인 품질이 향상될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 배치 영역의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 앞서 도 9 등에서 설명한 바와 같이 디스플레이(420) 배면에는 제1 회로 기판(423)이 배치되고, 1001 상태에서와 같이, 생체 센서(441) 배치와 관련하여 제1 회로 기판(423)에 제1 타입 센서 배치 영역(1009a)(예: 홈 또는 홀)이 형성될 수 있다. 상측에서 디스플레이 후면 방향을 관측하였을 때, 상기 생체 센서(441)가 배치되는 제1 타입 센서 배치 영역(1009a)의 적어도 일부는 요철 형상 예컨대, 성곽 형상 (또는 지그재그 형상)으로 마련될 수 있다. 또는 제1 타입 센서 배치 영역(1009a)의 내측벽은 요철 형상의 반복된 형태로 마련될 수 있다. 제1 타입 센서 배치 영역(1009a)은 예컨대, 도 9 등에서 설명한 제2 패널층(425)에 포함된 서브 레이어들(425a, 425b, 425c, 또는 425d) 중 적어도 하나의 서브 레이어의 형상이 상기 요철 형상으로 마련될 수 있다. 예를 들어, 제4 서브 레이어(425d)가 요철 형상으로 마련되거나, 제3 서브 레이어(425c) 및 제4 서브 레이어(425d)가 요철 형상으로 마련될 수 있다. 또는, 제2 서브 레이어(425b), 제3 서브 레이어(425c) 및 제4 서브 레이어(425d)가 요철 형상으로 마련될 수 있다. 또는, 제1 내지 제4 서브 레이어들(425a, 425b, 425c, 또는 425d)이 요철 형상으로 마련될 수 있다.
또는, 상측에서 디스플레이 후면 방향을 관측하였을 때, 상기 생체 센서(441)가 배치되는 제2 타입 센서 배치 영역(1009b)은 1003 상태에서와 같이 웨이브 형상의 요철 형상으로 마련될 수 있다. 추가적으로, 상기 제2 타입 센서 배치 영역(1009b)의 일측 모서리는 주변부보다 큰 홈(1011)으로 마련될 수 있다. 상기 홈(1011)은 예컨대, 도 9에서 설명한 실링층(910)을 형성하는데 이용되는 액상 수지의 주입구 역할을 수행할 수 있다. 상기 센서 배치 영역(1009)은 실링층(910)을 형성하는 액상 수지가 제1 타입 센서 배치 영역 또는 제2 타입 센서 배치 영역(1009a, 1009b) 내에 주입되는 동안 상술한 요철 형상 구조가 모세관 현상을 발생시켜, 제1 타입 센서 배치 영역 또는 제2 타입 센서 배치 영역(1009a, 1009b)의 바닥면에 별도의 공간(예: 공기층)이 형성되지 않고 액상 수지가 잘 퍼지도록 하는 역할을 수행할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 생체 센서의 기판층의 다른 형태를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 생체 센서(1141)(예: 도 3의 생체 센서 모듈(340))는 기판층(1141a), 회로층(1141b), 제1 전극층(1141c) 및 제2 전극층(1141d)을 포함할 수 있다. 상기 기판층(1141a)은 도시된 바와 같이 상측(예: 제 1 제1 패널층(421)과 대면하는 면)에서 하측(예: 회로층(114b)와 대면하는 면)으로 갈수록 폭이 점진적으로 줄어드는 형상으로 마련될 수 있다. 기판층(1141a)과 제 1 제1 패널층(421) 사이에는 제1 고정 부재(1110)가 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 기판층(1141a)의 형태가 일정 기울기를 가지는 형상으로 마련되거나, 상기 기판층(1141a)이 기판층(1141a)의 하부(예: 제 1 제1 패널층(421)과 대면하는 면)를 기준으로 상측으로 행오버 형상으로 마련됨에 따라, 기판층(1141a)과 패널층 사이는 기판층(1141a) 내측으로 도피 영역(1130)이 형성될 수 있다. 상기 도피 영역(1130)에는 예컨대, 제2 고정 부재(1120) 또는 도 10에서 설명한 실링층(910)이 주입기(1109)에 의해 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 고정 부재(1120) 또는 실링층(910)이 생체 센서(1141)의 상부 영역을 덮거나 주변부(예: 제1 회로 기판)을 덮지 않으면서도, 제2 고정 부재(1120) 또는 실링층(910)의 접촉 면적을 이전 상태(예: 기판층(1141a)의 상하부가 직선인 상태)보다 넓게 유지할 수 있다.
상술한 다양한 실시 예에 따르면, 한 실시 예에 따른 전자 장치는 표시 정보를 출력할 수 있는 제1 면 및 상기 제1 면의 반대 방향에 배치된 제2 면을 포함하는 디스플레이, 상기 디스플레이의 상기 제2 면의 일부 영역에 대면하여 배치된 센싱면, 및 상기 센싱면과 다른 방향으로 형성된 측면을 포함하는 생체 센서, 상기 센싱면이 상기 일부 영역에 부착될 수 있도록 상기 일부 영역과 상기 생체 센서 사이에 배치되고, 지정된 온도에서 경화(예: 열경화)될 수 있는 제1 고정 부재 및 상기 측면의 적어도 일부 및 상기 일부 영역과 인접한 주변 영역의 적어도 일부에 부착되고, 지정된 파장의 광에 의해 경화될 수 있는 제2 고정 부재를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 생체 센서는 초음파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이는 제 1 패널층 및 제 2 패널층을 포함하고, 상기 제2 면의 일부 영역은 상기 제 2 패널층의 적어도 일부가 제거되어 상기 제 1 패널층의 배면의 일부가 노출된 영역을 포함하고, 상기 제1 고정 부재는 상기 제 1 패널층의 배면 일부가 노출된 영역과 상기 생체 센서 사이에 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 패널층은 PET(polyethylene terephthalate)층을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이는 제 1 패널층 및 제 2 패널층을 포함하고, 상기 제2 면의 일부 영역은 상기 제 1 패널층의 적어도 일부가 제거되어 상기 제 1 패널층의 배면의 일부가 노출된 영역을 포함하고, 상기 제 1 패널층의 배면의 일부가 노출된 영역에 배치되는 보조층을 더 포함하고, 상기 제1 고정 부재는 상기 생체 센서와 상기 보조층 사이에 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 보조층은 검은 잉크층을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이는 제1 패널층 및 제2 패널층을 포함하고, 상기 제1 고정 부재는 상기 복수의 서브 레이어들 중 적어도 하나의 서브 레이어와 상기 생체 센서 사이에 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 서브 레이어는 엠보층을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이는 제1 패널층 및 제2 패널층을 포함하고, 상기 제2 면의 일부 영역은 상기 제2 패널층의 적어도 일부가 제거되어 상기 제1 패널층의 배면 일부가 노출된 영역을 포함하고, 상기 노출된 영역 상에서 상기 생체 센서의 측면 및 상기 제2 고정 부재를 덮는 실링층을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 디스플레이는 제 1 패널층 및 제 2 패널층, 상기 디스플레이를 구동하기 위한 신호를 전달하는 제1 회로 기판을 포함하고, 상기 제2 면의 일부 영역은 상기 제 2 패널층 및 상기 제1 회로 기판의 적어도 일부가 제거되어 상기 제 1 패널층의 배면의 일부가 노출되는 센서 배치 영역을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 센서 배치 영역은 측벽의 형태가 요철 형태일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 센서 배치 영역의 일측에 상기 요철 형태보다 큰 적어도 하나의 홈이 더 형성된 전자 장치.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 센서 배치 영역의 일측에 마련되어 상기 실링층 형성과 관련한 수지를 주입하는 실링층 주입구를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 생체 센서의 적어도 하나의 모서리와 제2 면 사이에 배치되는 적어도 하나의 스페이서를 더 포함하고, 상기 제2 고정 부재는 상기 스페이서와 상기 생체 센서의 적어도 일부를 덮도록 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 생체 센서의 적어도 하나의 모서리 일측에 형성된 적어도 하나의 홈을 더 포함하고, 상기 제2 고정 부재는 상기 홈과 상기 제2 면의 일부 영역 사이에 배치될 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 생체 센서와 연결되는 센서 회로, 상기 생체 센서와 상기 센서 회로를 전기적으로 연결하는 제2 회로 기판을 더 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 생체 센서는 상기 제 2 면과 대면하는 기판층, 상기 기판층을 통해 초음파를 발신 또는 수신하기 위한 송수신층을 포함하고, 상기 송수신층은 피에조 물질층, 전극층, 상기 피에조 물질층과 상기 전극층 사이에 배치되는 회로층을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 기판층은 TFT(thin film transistor) 배선을 포함할 수 있다.
상기 기판층은 실리콘층, 절연된 실리콘층, TFT층, 글래스층, 플라스틱층, 또는 세라믹층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 고정 부재의 테두리는 상기 생체 센서의 기판층의 테두리보다 작게 형성되고, 상기 생체 센서의 액티브 영역의 테두리보다는 크게 형성되는 전자 장치.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 제1 고정 부재는 상기 송수신층의 상기 초음파를 발신 또는 수신하는 영역을 커버하도록 상기 기판층의 적어도 일부 영역에 배치될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 생체 센서가 배치된 디스플레이 제조 방법을 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 일 실시 예에 따른 디스플레이 제조 방법은 단계 1201에서, 센서 배치 영역(예: 도 4a의 센서 배치 영역(409))을 포함한 디스플레이 및 상기 센서 배치 영역에 배치할 생체 센서를 마련할 수 있다.
단계 1203에서, 상기 생체 센서의 일면(예: 기판층의 표면)에 제1 상태(비경화 상태)의 제1 고정 부재를 도포할 수 있다. 여기서, 상기 제1 고정 부재의 제1 상태는 열경화되기 이전 상태를 포함할 수 있다.
단계 1205에서, 상기 제1 상태의 제1 고정 부재를 센서 배치 영역에 생체 센서를 배치시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 고정 부재는 잉크젯 방식 등에 의해 생체 센서의 일면에 도포될 수 있다. 이 단계에서, 지그를 이용하여 생체 센서가 파지되고, 제1 고정 부재가 도포된 면이 센서 배치 영역의 바닥면(예: 패널층의 후면, 제1 서브 레이어의 상부면, 또는 패널층 상에 도포된 보조층 상부면에 상기 생체 센서가 배치될 수 있다. 이때, 일정 압력이 생체 센서에 가해지면서, 제1 고정 부재는 생체 센서와 패널층 사이에 일정 두께를 가지며 퍼질 수 있다.
단계 1207에서, 생체 센서와 가장자리의 적어도 일부에 제1 상태(비경화 상태)의 제2 고정 부재를 배치시킬 수 있다. 예컨대, 제2 고정 부재는 생체 센서의 4개의 모서리 부분에 도포될 수 있다. 여기서, 상기 제2 고정 부재의 제1 상태는 UV 경화되기 이전 상태를 포함할 수 있다.
단계 1209에서, 경화 과정을 통하여 제2 고정 부재를 제2 상태(경화상태)로 변경시킬 수 있다. 여기서, 제2 고정 부재의 제2 상태는 UV 조사에 의하여 UV 경화된 상태를 포함할 수 있다. 이에 따라, 생체 센서는 패널층 일면에 고정될 수 있다. 상기 경화 과정은 수초~수십초(예: 약 6초) 동안 UV가 조사된 과정을 포함할 수 있다. 제1 고정 부재의 경화 지연이 발생하지 않도록 하기 위하여, 경화 과정(예: UV에 의한 UV 경화)을 일정 시간 이하로 짧게 유지함으로써, 제1 고정 부재와 제2 고정 부재가 접촉되는 면에서 혼합 발생을 최소화할 수 있다.
단계 1211에서, 상기 생체 센서가 고정된 디스플레이를 챔버에 배치시킨 후, 지정된 온도와 시간으로 제1 상태의 제1 고정 부재를 제2 상태로 변형(예: 경화)시킬 수 있다. 여기서, 상기 제1 고정 부재의 제2 상태는 열에 의한 열 경화 상태를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 경화 과정은 약 5분~20분(예: 약 10분) 동안 약 50~100도(예: 약 70도)로 디스플레이를 가열하는 과정을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 1209 단계 및 1211 단계 사이에, 패널층의 노출된 부분 또는 생체 센서의 주변부에 실링층을 형성할 수 있다. 이와 관련하여, 실링층 형성을 위한 액상 수지가 센서 배치 영역 중 생체 센서의 가장자리에 주입될 수 있다. 실링층이 도포된 디스플레이가 챔버 내에 배치되면, 가열 과정에서 제1 고정 부재와 실링층이 동시에 경화될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 고정 부재와 실링층에 일정 온도의 열이 가해지고, 이에 따라, 제1 고정 부재와 실링층은 열경화될 수 있다.
상술한 다양한 실시 예에 따르면, 한 실시 예에 따른 전자 장치 제조 방법은 디스플레이와 생체 센서를 마련하는 단계, 상기 생체 센서의 센싱면에 제1 고정 부재를 도포하는 단계, 상기 제1 고정 부재가 도포된 상기 생체 센서의 센싱면을 상기 디스플레이의 후면에 배치하는 단계, 상기 생체 센서의 주변 적어도 일부에 제2 고정 부재를 도포하는 단계, 상기 제2 고정 부재를 경화하는 단계, 상기 제1 고정 부재를 경화하는 단계를 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 고정 부재 경화 단계는 UV 경화하는 단계를 포함하고, 상기 제1 고정 부재 경화 단계는 열경화하는 단계를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 상기 전자 장치 제조 방법은 상기 제2 고정 부재 도포 후 상기 제2 고정 부재를 덮는 실링층을 주입하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 배치 영역의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하면, 전자 장치(1301)(예: 도 5의 전자 장치(501))는 제1 패널층(421)과 제 2 패널층(425)을 포함하는 디스플레이(420)(예: 도 3의 디스플레이(320)), 도 4a 또는 도 5 등에서 설명한 제1 회로 기판(423), 및 생체 센서 모듈(생체 센서(441), 제2 회로 기판(442) 및 센서 회로(443))을 포함할 수 있다. 상기 전자 장치(1301)는 상기 생체 센서 모듈 중 생체 센서(441)를 고정시키는 제1 고정 부재(1310)(또는 제1 접착 부재), 제2 고정 부재(1320)(또는 제2 접착 부재)를 포함할 수 있다. 도시된 도면을 기준으로 상기 제1 패널층(421)의 일면에는 커버 글래스가 더 배치될 수 있다.
상기 제 2 패널층(425)은 제1 서브 레이어(425a), 제2 서브 레이어(425b), 제3 서브 레이어(425c), 제4 서브 레이어(425d)를 포함할 수 있다. 도시된 도면에서는 상기 제2 패널층(425)이 제1 내지 제4 서브 레이어들(425a, 425b, 425c, 또는 425d)을 포함하는 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 제2 패널층(425)은 상기 제1 내지 제4 서브 레이어들(425a, 425b, 425c, 또는 425d) 중 일부 구성들(예: 제1 서브 레이어(425a) 및 제2 서브 레이어(425b), 또는, 제1 서브 레이어(425a)와 제4 서브 레이어(425d))만을 포함할 수도 있다. 상기 제1 서브 레이어(425a)는 예컨대, 엠보층을 포함할 수 있다. 상기 제2 서브 레이어(425b)는 예컨대, 충격을 흡수하는 쿠션층을 포함할 수 있다. 상기 제3 서브 레이어(425c)는 예컨대, EMI(electro-magnetic interference)를 차폐하는 EMI 차폐 시트(예: Cu sheet)를 포함할 수 있다. 상기 제4 서브 레이어(425d)는 예컨대, 제1 패널층(421)에서 발생하는 열을 방열하는 방열 시트(예: graphite sheet)를 포함할 수 있다.
상기 생체 센서 모듈 예컨대, 생체 센서(441), 제2 회로 기판(442) 및 센서 회로(443)를 포함할 수 있다. 상기 생체 센서(441)는 지정된 파장대의 신호(예: 초음파 신호)를 조사한 후 해당 신호가 반사된 반사 신호를 수집할 수 있다. 이러한 생체 센서(441)는 앞서 도 5 등에서 설명한 생체 센서의 구성과 실질적으로 동일한 구성일 수 있다. 기타 생체 센서 모듈과 관련한 구성들 또한, 앞서 도 5 등에서 설명한 생체 센서의 구성과 실질적으로 동일한 구성일 수 있다.
상기 제1 고정 부재(1310)의 적어도 일부는 상기 생체 센서(441)와 제1 패널층(421) 사이에 배치될 수 있다. 또는, 상기 제1 고정 부재(1310)는 생체 센서(441)의 기판층(441a)과 제1 패널층(421) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 고정 부재(1310)는 지정된 시간동안 지정된 열이 가해지면 경화되는 에폭시 수지 계열의 접착 부재를 포함할 수 있다. 제1 고정 부재(1310)는 인젝션 방식 등을 통하여 생체 센서(441)의 일면(예: 기판층(441a) 상)에 도포되거나 또는 제1 패널층(421)의 센서 배치 영역(409) 에 도포될 수 있다.
제1 고정 부재(1310)가 기판층(441a) 에 도포된 생체 센서(441)는 지그를 통하여 센서 배치 영역(409)의 제1 패널층(421)에 놓일 수 있다. 이때, 생체 센서(441)가 제1 고정 부재(1310)를 중간에 두고 제1 패널층(421) 방향으로 눌림에 따라, 제1 고정 부재(1310)의 일부가 생체 센서(441)의 측면 방향으로 돌출되어 필렛 구조물(1310a)이 형성될 수 있다. 상기 필렛 구조물(1310a)은 상기 생체 센서(441)의 테두리 전체를 아우르도록 마련되거나 또는 생체 센서(441)의 4개의 변에 마련될 수 있다. 필렛 구조물(1310a)은 생체 센서(441)가 눌림에 따라 생체 센서(441)의 측면 방향으로 돌출되어 형성됨으로, 적어도 일부가 상측으로 볼록한 형상을 가질 수 있다.
상기 제2 고정 부재(1320)는 제1 상태(비경화 상태)의 제1 고정 부재(1310)가 도포된 생체 센서(441)가 센서 배치 영역(409)에 대응하는 제1 패널층(421)의 배면에 놓인 이후, 생체 센서(441)를 고정하는데 이용될 수 있다. 이와 관련하여, 상기 제2 고정 부재(1320)는 생체 센서(441)의 주변부 중 적어도 일부에 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 고정 부재(1320)는 생체 센서(441)의 모서리(예: 가장자리 두 변이 만나는 꼭지점) 부분에 일정량씩 도포될 수 있다. 또는, 제2 고정 부재(1320)가 생체 센서(441)의 가장자리 둘레(각 변의 측면) 중 적어도 일부에 도포되면서, 생체 센서(441)는 센서 배치 영역(409)에 대응하는 제1 패널층(421)의 배면에 고정될 수 있다.
상기 제2 고정 부재(1320)의 적어도 일부가 제1 고정부재(1310)의 적어도 일부 상에 도포되고, 제2 고정 부재(1320)와 제1 고정 부재(1310)가 동일 성질일 경우 서로 섞일 수 있기 때문에, 제2 고정 부재(1320)는 상기 제1 고정 부재(1310)와 다른 성질의 접착 부재가 될 수 있다. 예컨대, 상기 제2 고정 부재(1320)는 UV 경화 수지, 우레탄 또는 아크릴 계열의 수지가 될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 제2 고정 부재(1320)는 제1 고정 부재(1310)와의 화학적 반응에 따른 점착력 감소를 억제하기 위하여 제1 고정 부재(1310)와 지정된 발열 조건 이상의 화학적 반응이 발생하지 않는 물질일 수 있다.
상기 생체 센서 모듈 또는 생체 센서 모듈이 부착된 디스플레이 구조물은 제2 회로 기판(442) 일측에 접착되는 도전성 테이프(1350)를 더 포함할 수 있다. 상기 도전성 테이프(1350)는 일측은 상기 제2 회로 기판(442)에 접촉되고, 타측은 제1 패널층(421) 일측에 접촉될 수 있다. 상기 도전성 테이프(1350)는 상기 제2 회로 기판(442)의 접지 역할을 수행할 수 있다. 다양한 예시로서, 앞서 설명한 도 5 및 6 등에서와 같이 상기 생체 센서 모듈은 상기 도전성 테이프(1350)를 포함하지 않을 수 있으며, 이에 따라, 상기 도전성 테이프(1350)는 생략될 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 센서 배치 영역의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 14를 참조하면, 전자 장치(1401)(예: 도 3의 전자 장치(301))는 제1 패널층(421)과 제 2 패널층(425)을 포함하는 디스플레이(예: 도 3의 디스플레이(320)), 도 4a 또는 도 5 등에서 설명한 제1 회로 기판(423), 및 생체 센서 모듈(생체 센서(441), 제2 회로 기판(442) 및 센서 회로(443))을 포함할 수 있다. 상기 전자 장치(1401)의 구성 중 제1 고정 부재(1410), 제2 고정 부재(1420) 등을 제외하고 나머지 구성은 앞서 도 13에서 설명한 구성들과 실질적으로 동일한 구성일 수 있다.
상기 제1 고정 부재(1410)는 기판층(441a)(또는 TFT층)과 제1 패널층(421) 사이에 배치될 수 있다. 이때, 제1 고정 부재(1410)는 외부 압력(예: 생체 센서의 눌림 압력)에 의해 변형 가능한 상태를 가질 수 있다. 제1 고정 부재(1410)가 도포되는 양은 생체 센서(441)에 의해 눌림 이후에 앞서 도 13에서 설명한 필렛 구조물(1310a)이 형성되지 않은 분량이 될 수 있다. 이러한 제1 고정 부재(1410)의 도포 양은 실험적으로 획득될 수 있다. 기판층(441a)과 제1 패널층(421) 사이에 제1 고정 부재(1410)가 생체 센서(441)의 테두리 바깥으로 돌출되지 않도록 배치됨에 따라, 제1 고정 부재(1410)의 테두리는 도시된 바와 같이, 생체 센서(441)의 기판층(441a) 내측에 위치할 수 있다.
상기 제2 고정 부재(1420)는 제1 고정 부재(1410)가 제1 상태(예: 비경화 상태)에 있는 동안 생체 센서(441)를 임시로 고정하기 위해 생체 센서(441)의 일측(예: 생체 센서(441)의 각 변들이 만나는 모서리들)에 일정량 도포될 수 있다. 제1 고정 부재(1410)가 외부로 돌출되지 않도록 배치됨에 따라, 제2 고정 부재(1420)는 생체 센서(441)의 측면 및 생체 센서(441)의 바닥면 일부 사이에 배치될 수 있다. 이에 따라, 제2 고정 부재(1420)와 제1 고정 부재(1410) 사이에는 에어 갭(1430)이 형성될 수 있다. 한편, 도시된 도면에서는 제1 고정 부재(1410)와 제2 고정 부재(1420) 사이에 에어 갭(1430)이 모두 형성되는 것으로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 특정 모서리(기판층(441a)의 두 변이 만나는 모서리)에서는 제1 고정 부재(1410)와 제2 고정 부재(1420) 사이에 에어 갭(1430)이 형성되더라도, 다른 모서리에는 에어 갭(1430)이 형성되지 않고 제1 고정 부재(1410)와 제2 고정 부재(1420)가 접촉 상태를 가질 수도 있다.
상술한 구조의 전자 장치(1401)는 제1 고정 부재(1410)의 테두리가 기판층(441a) 내측에 머무르도록 형성됨에 따라, 외부에서 생체 센서(441)를 바라보더라도 제1 고정 부재(1410)가 기판층(441a) 내측에 배치되어, 제1 고정 부재(1410)가 외부에서 인식되지 않게 된다. 이에 따라, 제1 고정 부재(1410)가 기판층(441a) 내측에 위치하는 경우, 디스플레이(420)의 시인성이 개선될 수 있다. 추가적으로, 디스플레이(420)의 전면에서 후면 방향으로 관측할 때, 상기 제1 고정 부재(1410)가 생체 센서(441)의 송수신층 중 초음파를 발신 또는 수신하는 영역을 커버하도록, 상기 제1 고정 부재(1410)는 상기 기판층(441a)의 적어도 일부 영역에 배치(또는 기판층(441a)을 가리도록 배치)될 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 고정 부재(1410)는 회로층(441b) 넓이 이상의 크기, 물질층(441c) 넓이 이상의 크기, 또는 전극층(441d) 넓이 이상의 크기를 가지며 기판층(441a) 하부(디스플레이(420)의 후면에서 전면을 바라볼 때)에 배치될 수 있다.
도 15는 도 14의 센서 배치 영역의 일부 구성의 일면을 나타낸 도면이며, 도 16은 도 14의 센서 배치 영역의 일부 구성의 다른 일면을 나타낸 도면이다.
상기 도 15 및 도 16을 참조하면, 전자 장치는 생체 센서(441)가 배치되는 홈(409) 영역을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 생체 센서(441)의 높이는 상기 홈(409)의 높이보다 작게 형성될 수 있다. 상기 홈(409)은 예컨대, 디스플레이(420)의 제1 패널층(421)의 후면 바닥으로부터 제1 회로 기판(423)의 상부까지의 높이를 가질 수 있다. 또는, 상기 홈(409)은 디스플레이(420)의 제1 패널층(421)의 후면에 배치된 층들 중 엠보층(425a)부터 제1 회로 기판(423) 까지가 제거되어 형성될 수 있다. 또는, 앞서 언급한 바와 같이, 디스플레이(420) 후면에 일정 층(예: 엠보층(425a)이 유지되거나, 특정 층(예: 보조층(810))이 형성된 경우, 홈(409)은 해당 층들(예: 엠보층(425a) 또는 보조층(810))을 제외하고, 해당 층들의 후면부터 제1 회로 기판(423)의 상부까지의 높이를 가질 수 있다. 한편, 상술한 설명에서는 디스플레이(420) 후면에 다양한 층들(예: 엠보층(425a), 쿠션층(425b), EMI 차폐 시트(425c), 방열 시트(425d), 제1 회로 기판(423))이 형성된 것을 예시하여 홈(409) 구조를 설명하였으나, 상술한 다양한 층들 중 적어도 하나의 층은 필요에 따라 생략될 수도 있다. 예컨대, 상기 전자 장치는 상기 다양한 층들 중 엠보층(425a) 또는 쿠션층(425b) 중 어느 하나의 층만이 유지되거나, EMI 차폐 시트(425c) 또는 방열 시트(425d) 중 어느 하나의 층만이 유지되는 구조를 가질 수 있다. 추가적으로, 상술한 설명에서는 전자 장치의 두께 증가를 고려하여 생체 센서(441)의 두께가 홈(409) 높이보다 작은 사례를 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 필요에 따라, 상기 생체 센서(441)의 두께가 상기 홈(409)의 높이보다 크게 형성될 수도 있고, 이 경우, 홈(409) 높이 이상으로 돌출된 생체 센서(441)의 적어도 일부는, 상기 디스플레이(420) 후면에 배치되는 브라켓(또는 도 3의 하우징(350)의 홈 또는 홀에 안착될 수도 있다.
상기 홈(409) 주변부에는 제1 회로 기판(443)이 배치될 수 있다. 상기 제1 회로 기판(443)은 디스플레이 구동과 관련한 회로 기판을 포함할 수 있다. 상기 홈(409)은 상기 생체 센서(441)가 배치될 수 있을 정도로 상기 생체 센서(441)의 전체 크기보다 크게 형성될 수 있다. 상기 홈(409)은 제2 패널층(425)의 적어도 일부가 제거되어 마련될 수 있다. 홈(409)의 바닥면은 앞서 설명한 제1 패널층(421)의 후면(디스플레이의 커버 글래스가 배치된 방향에서 전자 장치 내측 방향으로 볼 때)이 될 수 있다. 또는, 홈(409)의 바닥면은 제2 패널층(425)의 일부면(예: 엠보 층)이 될 수 있다. 도는, 홈(409)의 바닥면은 제1 패널층(421) 상에 도포된 검은 잉크층 또는 블랙 매트릭스 층이 될 수 있다.
홈(409)의 바닥면에는 앞서 설명한 제1 고정 부재(1410)가 도포된 후, 생체 센서(441)가 눌려짐에 따라, 제1 고정 부재(1410)의 형상은 타원, 원형 또는 찌그러진 원형 등이 될 수 있다. 상기 제1 고정 부재(1410)의 테두리는 생체 센서(441)의 기판층(441a)의 바깥쪽으로는 나가지 않고, 기판층(441a) 내측에 배치될 수 있다. 제2 고정 부재(1420)는 기판층(441a)의 가장자리 부분(또는 생체 센서의 가장자리 부분)의 적어도 일측에 배치될 수 있다. 예를 들면, 제2 고정 부재(1420)는 기판층(441a)의 가장자리 두 변이 만나는 모서리 영역에 일정량 도포될 수 있다. 제2 고정 부재(1420)가 도포되는 동안 적어도 일부는 기판층(441a)과 제1 패널층(421) 사이에 스며들고, 나머지 일부는 기판층(441a)의 모서리 주변부(예: 모서리 측벽의 적어도 일부)를 감싸도록 배치될 수 있다. 상기 생체 센서(441)는 기판층(441a) 상에 초음파 신호를 생성하여 출력하거나 초음파 신호를 수신하는 액티브 영역(441_1)(A/A: Active Area)(예: 회로층(441b), 피에조 물질층(441c) 및 전극층(441d)이 적층된 영역)을 포함할 수 있다. 상기 제1 고정 부재(1410)의 도포 영역은 액티브 영역(441_1)의 테두리보다는 크게 마련될 수 있다. 이에 따라, 제1 고정 부재(1410)의 테두리는 기판층(441a)(또는 TFT층)의 테두리보다 작고, 액티브 영역(441_1)의 테두리보다는 크게 형성될 수 있다. 상기 액티브 영역(441_1)은 제2 회로 기판(442)과 연결되어, 별도로 마련된 센서 회로(443)에 연결될 수 있다. 상기 제2 회로 기판(442) 일측에는 도전성 테이프(1450)가 배치되고, 상기 도전성 테이프(1450)의 일측은 홈(409)(또는 센서 배치 영역)의 바닥면과 접촉될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 생체 센서 모듈 및 이를 포함하는 전자 장치는 제1 고정 부재(1410)의 테두리가 기판층(441a)의 테두리 내측으로 마련됨에 따라 외부 시인성을 개선함과 아울러, 제1 고정 부재(1410)의 테두리가 생체 센서(441)의 액티브 영역(441_1)보다는 크게 형성되어, 초음파 신호의 품질을 유지할 수 있도록 지원한다.
한편, 상기 도 14 내지 도 16에서 설명한 제1 고정 부재(1410)의 테두리와 생체 센서(441) 테두리와의 관계 구조는 앞서 설명한 다른 전자 장치들의 예시들 예컨대, 도 7 내지 도 11에서 설명한 구조들이 적용된 적어도 하나의 전자 장치들에도 동일하게 적용될 수 있다. 예컨대, 도 14 등에서 설명한 생체 센서(441) 테두리보다 작은 크기의 테두리를 가지는 제1 고정 부재(1410)의 형상은 도 7에서 설명한 엠보층(425a)이 생체 센서 안착홈(예: 상기 센서 배치 영역)의 바닥면을 형성하는 구조, 보조층(810)이 생체 센서 안착홈의 바닥면을 형성하는 구조, 생체 센서 안착홈의 빈 공간을 실링층(910)이 채우는 구조, 생체 센서 안착홈의 내측벽이 반복적인 요철 형태를 이루는 구조, 기판층(441a)의 테두리의 단면이 제1 패널층(421) 방향으로 갈수록 점진적으로 줄어드는 구조 중 적어도 하나의 구조와 함께 적용될 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", "A 또는 B 중 적어도 하나,""A, B 또는 C," "A, B 및 C 중 적어도 하나,"및 "A, B, 또는 C 중 적어도 하나"와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", 또는 "첫째" 또는 "둘째"와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, "기능적으로" 또는 "통신적으로"라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, "커플드" 또는 "커넥티드"라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치(101)) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(136) 또는 외장 메모리(138))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치(101))의 프로세서(예: 프로세서(120))는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운영되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체 는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적'은 저장매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    표시 정보를 출력할 수 있는 제1 면 및 상기 제1 면의 반대 방향에 배치된 제2 면을 포함하는 디스플레이;
    상기 디스플레이의 상기 제2 면의 일부 영역에 대면하여 배치된 센싱면, 및 상기 센싱면과 다른 방향으로 형성된 측면을 포함하는 생체 센서;
    상기 센싱면이 상기 일부 영역에 부착될 수 있도록 상기 일부 영역과 상기 생체 센서 사이에 배치되고, 지정된 온도에서 경화될 수 있는 제1 고정 부재; 및
    상기 측면의 적어도 일부 및 상기 일부 영역과 인접한 주변 영역의 적어도 일부에 부착되고, 지정된 파장의 광에 의해 경화될 수 있는 제2 고정 부재를 포함하는 전자 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 생체 센서는
    초음파 대역의 신호를 송신 또는 수신하는 전자 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 디스플레이는 제 1 패널층 및 제 2 패널층을 포함하고,
    상기 제2 면의 일부 영역은
    상기 제 2 패널층의 적어도 일부가 제거되어 상기 제 1 패널층의 배면의 일부가 노출된 영역을 포함하고,
    상기 제1 고정 부재는
    상기 제 1 패널층의 배면 일부가 노출된 영역과 상기 생체 센서 사이에 배치되는 전자 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제 1 패널층은
    PET(polyethylene terephthalate)층을 포함하는 전자 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 디스플레이는 제 1 패널층 및 제 2 패널층을 포함하고,
    상기 제2 면의 일부 영역은
    상기 제 1 패널층의 적어도 일부가 제거되어 상기 제 1 패널층의 배면의 일부가 노출된 영역을 포함하고,
    상기 제 1 패널층의 배면의 일부가 노출된 영역에 배치되는 보조층;을 더 포함하고,
    상기 제1 고정 부재는
    상기 생체 센서와 상기 보조층 사이에 배치되는 전자 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 보조층은
    검은 잉크층을 포함하는 전자 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 디스플레이는 제 1 패널층 및 복수의 서브 레이어들을 포함하는 제 2 패널층을 포함하고,
    상기 제1 고정 부재는
    상기 복수의 서브 레이어들 중 적어도 하나의 서브 레이어와 상기 생체 센서 사이에 배치되는 전자 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 서브 레이어는
    엠보층을 포함하는 전자 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 디스플레이는 제 1 패널층 및 제 2 패널층을 포함하고,
    상기 제2 면의 일부 영역은
    상기 제 2 패널층의 적어도 일부가 제거되어 상기 제 1 패널층의 배면의 일부가 노출된 영역을 포함하고,
    상기 노출된 영역 상에서 상기 생체 센서의 측면 및 상기 제2 고정 부재를 덮는 실링층;을 더 포함하는 전자 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 디스플레이는 제 1 패널층 및 제 2 패널층, 상기 디스플레이를 구동하기 위한 신호를 전달하는 제1 회로 기판;을 포함하고,
    상기 제2 면의 일부 영역은
    상기 제 2 패널층 및 상기 제1 회로 기판의 적어도 일부가 제거되어 상기 제 1 패널층의 배면의 일부가 노출되는 센서 배치 영역을 포함하는 전자 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 센서 배치 영역은
    측벽의 형태가 요철 형태인 전자 장치.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 센서 배치 영역의 일측에 상기 요철 형태보다 큰 적어도 하나의 홈이 더 형성된 전자 장치.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 생체 센서의 적어도 하나의 모서리와 상기 제 2 면 사이에 배치되는 적어도 하나의 스페이서;를 더 포함하고,
    상기 제2 고정 부재는
    상기 스페이서와 상기 생체 센서의 적어도 일부를 덮도록 배치되는 전자 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 생체 센서의 적어도 하나의 모서리 일측에 형성된 적어도 하나의 홈;을 더 포함하고,
    상기 제2 고정 부재는
    상기 홈과 상기 제2 면의 일부 영역 사이에 배치되는 전자 장치.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 생체 센서와 연결되는 센서 회로;
    상기 생체 센서와 상기 센서 회로를 전기적으로 연결하는 제2 회로 기판;을 더 포함하는 전자 장치.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 생체 센서는
    상기 제 2 면과 대면하는 기판층; 및
    상기 기판층을 통해 초음파를 발신 또는 수신하기 위한 송수신층;을 포함하는 전자 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 기판층은
    실리콘층, 절연된 실리콘층, TFT(thin film transistor)층, 글래스층, 플라스틱층, 또는 세라믹층 중 적어도 하나를 포함하는 전자 장치.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 고정 부재는
    상기 송수신층의 상기 초음파를 발신 또는 수신하는 영역을 커버하도록 상기 기판층의 적어도 일부 영역에 배치된 전자 장치.
  19. 디스플레이와 생체 센서를 마련하는 단계;
    상기 생체 센서의 센싱면에 제1 고정 부재를 도포하는 단계;
    상기 제1 고정 부재가 도포된 상기 생체 센서의 센싱면을 상기 디스플레이의 후면에 배치하는 단계;
    상기 생체 센서의 주변 적어도 일부에 제2 고정 부재를 도포하는 단계;
    상기 제2 고정 부재를 경화하는 단계;
    상기 제1 고정 부재를 경화하는 단계;를 포함하는 전자 장치 제조 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 제2 고정 부재 도포 후 상기 제2 고정 부재를 덮는 실링층을 주입하는 단계;를 더 포함하는 전자 장치 제조 방법.
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