KR20210037533A - 전자기 밴드갭 구조체 - Google Patents

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KR20210037533A
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Abstract

디스플레이 상의 잡음 또는 표면 전류를 완화시키거나 중지시키기 위한 디바이스들이 제공된다. 디스플레이를 포함하는 전자 디바이스는 디스플레이 기판, 디스플레이 기판에 인접한 중간 지지 플레이트, 및 중간 지지 플레이트에 인접한 하부 지지 플레이트를 포함할 수 있다. 중간 지지 플레이트와 하부 지지 플레이트 사이에 공간이 존재한다. 중간 지지 플레이트는 중간 지지 플레이트를 통해 형성된 하나 이상의 전자기 밴드 갭(EBG) 구조체들, 중간 지지 플레이트 상에 장착된 하나 이상의 전자기 밴드 갭 구조체들, 또는 둘 모두를 포함한다. 하나 이상의 전자기 밴드 갭 구조체들은 디스플레이에 걸친 표면 전류 흐름을 완화시키거나 중지시킬 수 있다.

Description

전자기 밴드갭 구조체{ELECTROMAGNETIC BANDGAP STRUCTURES}
본 개시내용은 일반적으로 무선 디바이스들에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 단일 또는 다수의 시스템 금속 지지 플레이트들과 평행한 금속 백 플레이트(metallic back plate)를 갖는 발광 다이오드(LED) 디스플레이 또는 액정 디스플레이(LCD)를 포함하는 무선 주파수(RF) 디바이스들에 관한 것이다.
이러한 섹션은 아래에서 설명되고 그리고/또는 청구되는 본 개시내용의 다양한 태양들에 관련될 수 있는 기술의 다양한 태양들을 독자에게 소개하도록 의도된다. 이러한 논의는 본 개시내용의 다양한 태양들에 대한 더 양호한 이해를 용이하게 하기 위해 독자에게 배경 정보를 제공하는 데 도움이 될 것으로 여겨진다. 따라서, 이들 진술들이 종래 기술의 인정들로서가 아니라 이러한 관점에서 판독될 것임이 이해되어야 한다.
셀룰러 폰들 및 랩톱들과 같은 전자 디바이스들은 종종, 예컨대 무선 데이터 신호들을 송신 또는 수신함으로써, 다른 전자 디바이스들과의 데이터의 무선 통신을 용이하게 하기 위한 트랜시버들을 포함한다. 이들 데이터 신호들은 전형적으로 하나 이상의 무선 디바이스들로 그리고 그들로부터 주파수 대역 상의 네트워크 채널을 통해 통신된다. 예로서, 하나의 전자 디바이스는 특정 Wi-Fi 주파수 대역(예를 들어, 2.4 기가헤르츠(㎓) 또는 5 ㎓) 또는 셀룰러 주파수 대역(예를 들어, 0.6 ㎓ 내지 3 ㎓)의 채널을 통해 다른 전자 디바이스로 데이터 신호들을 송신할 수 있다.
전자 디바이스들은 시각적 정보를 제시하기 위해, 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 또는 액정 디스플레이(LCD)와 같은 전자 디스플레이를 포함할 수 있다. 예를 들어, LED 디스플레이는 LED들의 어레이로 각각 구성된 다수의 픽셀들을 포함한다. 디스플레이 아키텍처는 에어 갭(air gap)에 의해 분리된 하나 이상의 금속 디스플레이 플레이트들 상에 적층된 디스플레이 기판을 포함할 수 있다. 디스플레이 플레이트들은 LED로부터 방출된 광에 의해 이미지들을 디스플레이하는 것을 용이하게 하기 위해 사용되는 재료를 포함할 수 있다. 간략하게, 예컨대, 디스플레이 기판을 금속 지지 플레이트(들) 상에 평행하게 적층함으로써 디바이스에 디스플레이를 통합하는 것은 전도성 금속 지지 플레이트들 사이의 에어 갭으로 인한 송신 라인 효과를 생성할 수 있다. 디스플레이 기판은 디스플레이 회로들, 다수의 데이터 라인들(예를 들어, 디스플레이 플레이트 상의 컴포넌트들 사이에서 데이터를 통신하는 수천 개의 데이터 라인들), 및 유리 기판을 포함할 수 있다. 일부 디스플레이 기판들에서, 다양한 금속 데이터 라인들은 서로 근접하게 위치되어, 그에 의해 플레이트형 구조체를 형성할 수 있다. 이와 같이, 그리고 LED 평행 지지 플레이트들과 유사하게, 데이터 라인들에 의해 형성된 플레이트와 지지 플레이트 사이에 송신 라인 효과가 생성될 수 있다.
"송신 라인"은, 표면 전류가 (예를 들어, 디스플레이 기판 상의) 디바이스의 일 측으로부터, 즉, "공격자(aggressor)"로 지칭될 수 있는 잡음 생성기로부터, 디바이스의 다른 측으로, 즉, "희생자(victim)"로 지칭될 수 있는, 잡음에 의해 악영향을 받을 수 있는 컴포넌트로 흐르게 허용함으로써 잡음을 운반할 수 있다. 잡음은 공격자와 희생자 사이에서 전후로 흐를 수 있다. 특히, 공격자는 의도된 무선 통신과 직접적으로 연관되지 않는 디바이스 동작들에 대해 사용되는 디바이스의 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 공격자는 일반적으로 디스플레이 멀티플렉서 및 디멀티플렉서(de-multiplexer) 회로들, 다이오드들, 마이크로프로세서들, 칩들 등을 포함할 수 있다.
한편, 희생자는 무선 통신 동작들에 대해 직접적으로 사용되는 컴포넌트들과 같은, 공격자에 의해 영향을 받는 디바이스 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 희생자는 하나 이상의 안테나들(예를 들어, 롱텀 에볼루션(LTE) 안테나, 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 안테나, 및/또는 Wi-Fi 안테나), 저잡음 증폭기(LNA), 전력 증폭기(PA) 등을 포함할 수 있다. 잡음을 야기하는 의도하지 않은 신호들, 전압, 또는 표면 전류는 디스플레이 아키텍처를 통해 공격자로부터 희생자로 이동할 수 있으며, 그에 의해, 의도된 무선 통신 신호들에 영향을 줄 수 있다. 일부 구현예들에서, 공격자는 또한, 송신된 무선 주파수(RF) 신호에 의해 생성되는 잡음 또는 표면 전류를 포함할 수 있다. 예를 들어, 송신된 RF 신호와 동일한 주파수 대역 상에서 발생하는 잡음은 디스플레이 기판(예를 들어, 멀티플렉서 회로) 상의 비선형 디스플레이 컴포넌트들 또는 회로부에 커플링될 수 있으며, 이는 잡음의 상호변조를 초래할 수 있다. 상호변조된 잡음은 (송신기 주파수 대역보다는) 수신기 주파수 대역 상에서 발생할 수 있고, 반사들을 통해 수신기에 커플링될 수 있다. 이와 같이, 상호변조된 잡음은 RF 디바이스의 수신기와 같은 희생자와 간섭할 수 있다.
본 명세서에 개시된 소정의 실시예들의 개요가 아래에 기재된다. 이들 태양들은 단지 이들 소정의 실시예들의 간단한 개요를 독자에게 제공하기 위해 제시되며, 이들 태양들은 본 개시의 범주를 제한하도록 의도되지 않음이 이해되어야 한다. 실제로, 본 개시내용은 아래에 기재되지 않을 수 있는 다양한 태양들을 포함할 수 있다.
본 개시내용은 일반적으로, 잡음 또는 표면 전류가 하나 이상의 전자기 밴드 갭 구조체(EBG)들을 사용하여 전기 디바이스의 일 부분으로부터 전기 디바이스의 다른 부분으로 흐르는 것을 완화 또는 중지시키는 것에 관한 것이다. 일부 실시예들에서, 전자기 밴드 갭 구조체들은 지지 플레이트(예를 들어, 중간 지지 플레이트) 내로 에칭되거나 또는 그 상에 그리고 그에 걸쳐 장착되어, 지지 플레이트 상에서 (예를 들어, 전후로) 흐르는 표면 전류에 대한 저지대역(stopband)을 생성할 수 있다. 게다가, 일부 실시예들에서, 에칭된 EBG 구조체들은 특정 주파수에서 발생하는 표면 전류 흐름 또는 다른 잡음을 감소시키거나 최소화시키도록 튜닝(tune)될 수 있다.
예를 들어, 지지 플레이트에 걸쳐 에칭된 EBG 구조체들의 형상은 특정 주파수들에서의 잡음을 피하도록 튜닝될 수 있다. EBG 형상들은 2개의 카테고리들, 즉 협대역 및 광대역 EBG 형상들로 특징지어질 수 있다. 협대역 EBG 형상들은 그들의 단순한 구조에 의해 설명될 수 있고, 플레이트 내부에서 용이하게 제조되거나 에칭될 수 있다. 예로서, 직사각형 슬롯 형상 설계가 협대역 EBG로 고려될 수 있다. 광대역 EBG 형상들은, 다수의 에지들의 길이(예를 들어, 보우(bow) 에지 길이 및 보우 높이 에지 길이)를 사용하여 일정 범위의 주파수들에 대해 튜닝하는 데 사용될 수 있는 보우-타이(bow-tie) 형상 슬롯과 같은 다중-에지 형상들을 포함할 수 있다.
위에서 언급된 특성들의 다양한 개선들은 본 개시내용의 다양한 태양들에 관련하여 존재할 수 있다. 추가적인 특징들이 또한 이들 다양한 태양들에 또한 포함될 수 있다. 이들 개선들 및 부가적인 특성들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 도시된 실시예들 중 하나 이상에 관련하여 아래에서 논의되는 다양한 특징들은 본 개시내용의 위에서 설명된 태양들 중 임의의 태양에 단독으로 또는 임의의 조합으로 포함될 수 있다. 위에서 제시된 간단한 개요는 청구된 요지에 대한 제한 없이 본 개시내용의 실시예들의 소정의 태양들 및 맥락들을 독자에게 숙지시키도록 의도될 뿐이다.
본 개시의 다양한 태양들은 다음의 상세한 설명을 판독할 시에 그리고 도면들을 참조할 시에 더 양호하게 이해될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른, 평행한 다수의 디스플레이 플레이트들을 포함할 수 있는 디스플레이 아키텍처를 갖는 전자 디바이스의 블록도이다.
도 2는 일 실시예에 따른, 도 1의 전자 디바이스의 일 예를 표현하는 핸드헬드 디바이스의 정면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른, 도 1의 전자 디바이스의 다른 예를 표현하는 핸드헬드 태블릿 디바이스의 정면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른, 도 1의 전자 디바이스의 다른 예를 표현하는 웨어러블 전자 디바이스의 정면도 및 측면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른, 개조된(modified) 중간 지지 플레이트 내로 그리고 그에 걸쳐 에칭된 EBG 구조체들의 다이어그램이다.
도 6은 일 실시예에 따른, 특정 주파수들에서 발생하는 잡음을 피하기 위해, 개조된 중간 지지 플레이트에 사용되는 협대역 및 광대역 형상 EBG 구조체들의 다이어그램이다.
도 7은 일 실시예에 따른, EBG 구조체들의 다양한 갭 폭들에 대한 산란 파라미터(S-파라미터) 성능의 그래프 다이어그램이다.
도 8은 일 실시예에 따른, 개조된 중간 지지 플레이트를 통해 형성된 슬롯형 EBG 구조체의 다이어그램이다.
도 9는 일 실시예에 따른, 개조된 중간 지지 플레이트 상에 장착된 3차원 EBG 구조체의 다이어그램이다.
도 10은 일 실시예에 따른, 개조된 중간 지지 플레이트 내로 에칭된 EBG 구조체들의 다수의 패턴들, 및 중간 지지 플레이트와 디스플레이 기판 사이에 배치된 무선 주파수 흡수기의 다이어그램이다.
도 11은 일 실시예에 따른, 디스플레이 특징부들에 기초한 도 10의 개조된 EBG 구조체들의 다이어그램이다.
도 12는 일 실시예에 따른, 도 11의 개조된 EBG 구조체들의 다수의 버전들의 다이어그램이다.
하나 이상의 구체적인 실시예들이 아래에서 설명될 것이다. 이러한 실시예들에 대한 간명한 설명을 제공하려는 노력으로, 명세서에는 실제 구현의 모든 특징들이 설명되어 있지는 않다. 임의의 엔지니어링 또는 설계 프로젝트에서와 같이 임의의 그러한 실제 구현의 개발에서, 구현마다 다를 수 있는 시스템-관련 및 사업-관련 제약들의 준수와 같은 개발자들의 특정 목표들을 달성하기 위해 많은 구현-특정 결정들이 이루어져야 한다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 그러한 개발 노력은 복잡하고 시간 소모적일 수 있지만, 그럼에도 본 개시내용의 이익을 갖는 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들을 위한 설계, 제조, 및 제작의 일상적인 과제일 것이라는 것이 인식되어야 한다.
본 개시내용의 다양한 실시예들의 요소들을 소개할 때, 단수 형태("a", "an", 및 "the")는 요소들 중 하나 이상이 존재한다는 것을 의미하도록 의도된다. 용어들 "포함하는(comprising, including)", 및 "갖는(having)"은 포괄적인 것이고 열거된 요소들 이외의 부가적인 요소들이 존재할 수 있음을 의미하도록 의도된다. 부가적으로, 본 개시내용의 "하나의 실시예" 또는 "일 실시예"에 대한 참조들은 언급된 특징들을 또한 포함하는 부가적인 실시예들의 존재를 배제하는 것으로 해석되도록 의도되지 않음이 이해되어야 한다.
위에서 논의된 바와 같이, 무선 디바이스들 사이의 무선 신호 통신을 개선시키기 위해, 본 명세서에 제시된 실시예들은, 공격자 컴포넌트(예를 들어, 잡음 생성 컴포넌트)로부터 흐르는 표면 전류를 피하거나 중지시켜, 그것이 희생자 컴포넌트들(예를 들어, 공격자에 의해 영향을 받는 컴포넌트)에 영향을 주는 것을 방지하도록 지지 플레이트(예를 들어, 중간 지지 플레이트)에 걸쳐 에칭되거나 장착된 EBG 구조체들(예를 들어, 결함 접지 구조체(DGS))을 설명한다. 부가적으로, 무선 통신들에 대해 사용되는 주파수 대역에 의존하여, EBG 구조체의 형상(예를 들어, 협대역 형상 또는 광대역 형상)은 특정 주파수 대역(예를 들어, 300 내지 3400 헤르츠(㎐)의 범위 내의 주파수들과 같은 협대역 주파수들) 또는 넓은 대역의 주파수들(예를 들어, 50 내지 7000 ㎐의 범위의 주파수들과 같은 광대역 주파수들)에서 표면 전류가 간섭하는 것을 방지하도록 개조될 수 있다. 예를 들어, 디바이스가 Wi-Fi 를 사용하여 통신하고 있을 때, 표면 전류가 공격자로부터 희생자로 흘러서, 표면 전류가 2.4 ㎓ 및 5.0 ㎓ 주파수 대역들 상에서 통신되는 다수의 무선 신호들과 간섭하고 있다면, EBG 구조체들은 2.4 ㎓ 및 5.0 ㎓ 주파수 대역들에서 표면 전류를 피하도록 튜닝될 수 있다.
전술한 것을 유념하여, 자신의 지지 플레이트 내로 에칭된 슬롯들의 어레이를 갖는 디스플레이를 이용할 수 있는 적합한 전자 디바이스의 일반적인 설명이 아래에 제공될 것이다. 먼저 도 1로 넘어가서, 본 개시내용의 일 실시예에 따른 전자 디바이스(10)는, 다른 것들 중에서, 하나 이상의 프로세서(들)(12), 메모리(14), 비휘발성 저장소(16), 디스플레이(18), 입력 구조체들(22), 입력/출력(I/O) 인터페이스(24), 네트워크 인터페이스(26), 트랜시버(28), 및 전원(30)을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 다양한 기능성 블록들은 하드웨어 요소들(회로부를 포함함), 소프트웨어 요소들(유형의(tangible) 컴퓨터 판독가능 매체 상에 저장된 컴퓨터 코드를 포함함), 또는 하드웨어와 소프트웨어 요소들 둘 모두의 조합을 포함할 수 있다. 도 1은 단지 특정 구현의 한 예시일 뿐이며, 전자 디바이스(10)에 존재할 수 있는 컴포넌트들의 유형들을 도시하기 위한 것으로 의도됨을 유의하여야 한다.
예시로서, 전자 디바이스(10)는 도 2에 도시된 핸드헬드 모바일 디바이스, 도 3에 도시된 핸드헬드 태블릿 디바이스, 도 4에 도시된 웨어러블 전자 디바이스, 또는 유사한 디바이스들의 블록도를 표현할 수 있다. 도 1의 프로세서(들)(12) 및 다른 관련 항목들은 일반적으로 본 명세서에서 "데이터 프로세싱 회로부"로 지칭될 수 있음을 유의하여야 한다. 그러한 데이터 프로세싱 회로부는 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 또는 이들의 임의의 조합으로서 전체적으로 또는 부분적으로 구현될 수 있다. 또한, 데이터 프로세싱 회로부는 단일의 내장된 프로세싱 모듈일 수 있거나 전자 디바이스(10) 내의 다른 요소들 중 임의의 요소 내에 전체적으로 또는 부분적으로 포함될 수 있다.
도 1의 전자 디바이스(10)에서, 프로세서(들)(12)는 다양한 저장된 알고리즘들을 구현하기 위해 프로세서(들)(12)의 사용을 용이하게 하도록 메모리(14) 및 비휘발성 저장소(16)와 동작가능하게 커플링될 수 있다. 알고리즘들은 셀룰러, GPS, Wi-Fi 등과 같은 상이한 무선 통신들에서 동작하도록 하나 이상의 회로부 구성들(예를 들어, 하나 이상의 안테나들)을 제어하기 위한 알고리즘들을 포함할 수 있다. 프로세서(들)(12)에 의해 실행되는 그러한 프로그램들 또는 명령어들은 명령어들 또는 루틴들을 적어도 집합적으로 저장하는 하나 이상의 유형의 컴퓨터-판독가능 매체들, 예컨대, 메모리(14) 및 비휘발성 저장소(16)를 포함하는 임의의 적합한 제조 물품에 저장될 수 있다. 메모리(14) 및 비휘발성 저장소(16)는 데이터 및 실행가능 명령어들을 저장하기 위한 임의의 적합한 제조 물품들, 예컨대, 랜덤-액세스 메모리, 판독-전용 메모리, 재기록가능 플래시 메모리, 하드 드라이브들, 및 광 디스크들을 포함할 수 있다. 부가적으로, 그러한 컴퓨터 프로그램 제품 상에서 인코딩된 프로그램들(예를 들어, 운영 체제)은 또한 전자 디바이스(10)가 다양한 기능들을 제공하는 것을 가능하게 하도록 프로세서(들)(12)에 의해 실행될 수 있는 명령어들을 포함할 수 있다.
전자 디바이스(10)의 입력 구조체들(22)은 사용자가 전자 디바이스(10)와 상호작용할 수 있게 할 수 있다(예를 들어, 볼륨 레벨을 증가 또는 감소시키기 위해 버튼을 누르는 것). I/O 인터페이스(24)는, 네트워크 인터페이스(26)가 그럴 수 있는 것처럼, 전자 디바이스(10)가 다양한 다른 전자 디바이스들과 인터페이싱할 수 있게 할 수 있다. 네트워크 인터페이스(26)는, 예를 들어, 블루투스 네트워크와 같은 개인 영역 네트워크(PAN), 802.11x Wi-Fi 네트워크와 같은 로컬 영역 네트워크(LAN) 또는 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN), 및/또는 3세대(3G) 셀룰러 네트워크, 4세대(4G) 셀룰러 네트워크, 롱텀 에볼루션(LTE) 셀룰러 네트워크, 및 롱텀 에볼루션 허가 보조 액세스(LTE-LAA) 셀룰러 네트워크와 같은 광역 네트워크(WAN)에 대한 하나 이상의 인터페이스들을 포함할 수 있다. 네트워크 인터페이스(26)는 또한 예를 들어, 광대역 고정 무선 액세스 네트워크들(WiMAX), 모바일 광대역 무선 네트워크들(모바일 WiMAX) 등에 대한 하나 이상의 인터페이스들을 포함할 수 있다.
소정의 실시예들에서, 전자 디바이스(10)가 전술된 무선 네트워크들(예를 들어, Wi-Fi, WiMAX, 모바일 WiMAX, 4G, LTE 등)을 통해 통신하는 것을 허용하기 위해, 전자 디바이스(10)는 트랜시버(28)를 포함할 수 있다. 트랜시버(28)는, 신호들(예를 들어, 데이터 신호들)을 무선으로 수신하는 것 및 무선으로 송신하는 것 둘 모두에서 유용할 수 있는 임의의 회로부를 포함할 수 있다. 트랜시버(28)는 단일 유닛으로 결합된 송신기 및 수신기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 트랜시버(28)는, PAN 네트워크들(예를 들어, 블루투스), WLAN 네트워크들(예를 들어, 802.11x Wi-Fi), WAN 네트워크들(예를 들어, 3G, 4G, 및 LTE 및 LTE-LAA 셀룰러 네트워크들), WiMAX 네트워크들, 및 모바일 WiMAX 네트워크들과 같지만 이에 제한되지 않는 무선 애플리케이션들에서 데이터 통신을 지원하기 위해 직교 주파수-분할 멀티플렉싱(OFDM) 신호들(예를 들어, OFDM 데이터 심볼들)을 송신 및 수신할 수 있다.
추가적으로 예시된 바와 같이, 전자 디바이스(10)는 전원(30)을 포함할 수 있다. 전원(30)은 재충전가능 리튬 폴리머(Li-poly) 배터리 및/또는 교류(AC) 전력 변환기와 같은 임의의 적합한 전원을 포함할 수 있다.
도 2는 전자 디바이스(10)의 일 실시예를 표현하는 핸드헬드 디바이스(10A)의 정면도를 도시한다. 핸드헬드 디바이스(10A)는, 예를 들어, 휴대용 폰, 미디어 플레이어, 개인용 데이터 오거나이저, 핸드헬드 게임 플랫폼, 또는 그러한 디바이스들의 임의의 조합을 표현할 수 있다. 예로서, 핸드헬드 디바이스(10A)는, 미국 캘리포니아 쿠퍼티노 소재의 애플 사로부터 입수가능한 아이폰(iPhone®)의 일 모델일 수 있다. 핸드헬드 디바이스(10A)는, 물리적 손상으로부터 내부 컴포넌트들을 보호하고 전자기 간섭으로부터 그 컴포넌트들을 차폐시키기 위한 인클로저(36)를 포함할 수 있다. 인클로저(36)는 디스플레이(18)를 에워쌀 수 있다. I/O 인터페이스들(24)은 인클로저(36)를 통해 개방될 수 있으며, 예를 들어, 애플 사에 의해 제공되는 라이트닝 커넥터, 유니버셜 시리얼 버스(universal serial bus: USB), 또는 다른 유사한 커넥터 및 프로토콜과 같은 표준 커넥터 및 프로토콜을 사용하여 충전 및/또는 콘텐츠 조작을 위한 하드와이어드(hardwired) 연결에 대한 I/O 포트를 포함할 수 있다.
사용자 입력 구조체들(22)은 디스플레이(18)와 조합되어 사용자가 핸드헬드 디바이스(10A)를 제어하는 것을 허용할 수 있다. 예를 들어, 입력 구조체들(22)은 핸드헬드 디바이스(10A)를 활성화시키거나 비활성화시키고, 사용자 인터페이스를 홈 스크린, 사용자-구성가능한 애플리케이션 스크린으로 내비게이팅하고, 그리고/또는 핸드헬드 디바이스(10A)의 음성-인식 특징을 활성화시킬 수 있다. 다른 입력 구조체들(22)은 볼륨 제어를 제공할 수 있거나, 또는 진동 및 벨소리 모드들 사이에서 토글링할 수 있다. 일부 입력 구조체들(22)은 다양한 음성 관련 특징부들에 대한 사용자의 음성을 획득할 수 있는 마이크로폰 및/또는 오디오 재생을 가능하게 할 수 있는 스피커를 포함할 수 있다. 입력 구조체들(22)은 또한, 외부 스피커들 및/또는 헤드폰들로의 연결을 제공할 수 있는 헤드폰 입력을 포함할 수 있다.
소정의 실시예들에서, 전자 디바이스(10)는, 휴대용 태블릿 전자 디바이스, 웨어러블 전자 디바이스, 또는 다른 유형의 전자 디바이스의 형태를 취할 수 있다. 그러한 디바이스들은 (랩톱, 노트북, 및 태블릿 컴퓨터들과 같은) 일반적으로 휴대가능한 컴퓨터들을 포함할 수 있다. 소정의 실시예들에서, 컴퓨터 형태의 전자 디바이스(10)는 애플 사로부터의 맥북(MacBook)®, 맥북 프로(MacBook Pro)®, 또는 맥북 에어(MacBook Air)®의 일 모델일 수 있다.
예로서, 도 3은 전자 디바이스(10)의 다른 실시예를 표현하는 핸드헬드 태블릿 디바이스(10B)의 정면도를 도시한다. 핸드헬드 태블릿 디바이스(10B)는, 예를 들어, 태블릿 컴퓨터, 또는 다양한 휴대용 컴퓨팅 디바이스들 중 하나를 표현할 수 있다. 예로서, 핸드헬드 태블릿 디바이스(10B)는, 예를 들어, 캘리포니아 쿠퍼티노 소재의 애플 사부터 입수가능한 아이패드(iPad®)의 일 모델일 수 있는 전자 디바이스(10)의 태블릿-사이즈 실시예일 수 있다. 핸드헬드 태블릿 디바이스(10B)는 또한 전자 디스플레이(18)를 유지하는 인클로저(36)를 포함할 수 있다. 입력 구조체들(22)은, 예를 들어 하드웨어 또는 가상 홈 버튼을 포함할 수 있다. I/O 인터페이스들(24)은 또한, 인클로저(36)를 통해 개방될 수 있고, 충전 및/또는 콘텐츠 조작을 위한 하드와이어드 연결에 대한 I/O 포트를 포함할 수 있다.
유사하게, 도 4는, 본 명세서에 설명된 기법들을 사용하고 있을 수 있는 도 1의 전자 디바이스(10)의 다른 실시예를 표현하는 웨어러블 전자 디바이스(10C)를 도시한다. 예로서, 손목밴드(43)를 포함할 수 있는 웨어러블 전자 디바이스(10C)는 애플 사에 의한 애플워치(Apple Watch®)일 수 있다. 보다 구체적으로, 웨어러블 전자 디바이스(10C)는, 예를 들어, 웨어러블 운동 모니터링 디바이스(예를 들어, 만보기, 가속도계, 심박수 모니터) 또는 다른 제조사에 의한 다른 디바이스와 같은 임의의 웨어러블 전자 디바이스일 수 있다. 웨어러블 전자 디바이스(10C)는 또한 전자 디스플레이(18)를 유지하는 인클로저(36)를 포함할 수 있다. 웨어러블 전자 디바이스(10C)의 디스플레이(18)는 터치 스크린 디스플레이(18)(예를 들어, 발광 다이오드(LED), 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이, 능동형 매트릭스 유기 발광 다이오드(AMOLED) 디스플레이, 액정 디스플레이(LCD) 등) 뿐만 아니라 입력 구조체들(22)을 포함할 수 있으며, 이들은 사용자들이 웨어러블 전자 디바이스(10C)의 사용자 인터페이스와 상호작용하게 허용할 수 있다.
위에서 앞서 언급된 바와 같이, 전자 디바이스(10)의 각각의 실시예(예를 들어, 핸드헬드 디바이스(10A), 핸드헬드 태블릿 디바이스(10B), 및 웨어러블 전자 디바이스(10C))는 다른 디바이스들과 무선으로 통신할 수 있다. 전자 디바이스들(10)의 디스플레이(18)의 아키텍처는, 중간 지지 플레이트 및 하부 지지 플레이트(예를 들어, 전도성 디스플레이 플레이트들)와 같은 2개 이상의 디스플레이 플레이트들의 상단 상의 디스플레이 기판과 같은, 다수의 층들 또는 플레이트들을 평행하게 포함할 수 있다. 전자 디바이스(10)는, 평행하게 배열된 디스플레이 플레이트들로 인해, 그렇지 않았다면 전자 디바이스(10)에 걸쳐 흐를 수 있는 표면 전류를 완화시키기 위한 EBG 구조체들을 포함할 수 있다. 특히, EBG 구조체들은 표면 전류를 피하기 위해 중간 지지 플레이트와 같은 지지 플레이트 상에 있을 수 있으며, 그에 의해, 전자 디바이스(10)에 송신되거나 수신되는 무선 신호들과의 간섭을 완화시킬 수 있다.
본 명세서에 설명된 바와 같이, 소정의 구현예들에서, 지지 플레이트 내로 에칭된 EBG 구조체들은 표면 전류 또는 잡음이 디바이스에 걸쳐 흐르는 것을 완화시키거나 중지시키기 위한 장벽을 생성할 수 있다. 다른 구현예들에서, EBG 구조체들의 형상은 선택된 그리고 적절한 EBG 구조체들을 사용함으로써 협대역 주파수 또는 광대역 주파수로 튜닝되도록 조정될 수 있어서, 튜닝된 주파수 또는 주파수들 상에서 발생하는 잡음에 대한 표면 전류를 피한다.
다음의 논의들 중 일부가 특정 실시예를 표현하는 중간 지지 플레이트 상의 EBG 구조체들에 관한 것이지만, EBG 구조체들이 또한 디스플레이 기판 및/또는 하부 지지 플레이트 상에서 구현될 수 있음을 유의하여야 한다. 앞서 논의된 바와 같이, 표면 전류는 중간 지지 플레이트 상의 개시된 EBG 구조체들이 없다면, 전자 디바이스(10)의 "공격자"로부터 "희생자"로 흐를 수 있다.
특히, 중간 지지 플레이트 상의 개시된 EBG 구조체들이 없다면, 공격자는 무선 통신들과 같은 의도된 디바이스 동작들에 대해 사용되는 다른 디바이스 컴포넌트들의 성능에 영향을 주는 디바이스 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 예로서, 공격자 컴포넌트는 디스플레이 멀티플렉서 및 디멀티플렉서 회로들, 다이오드들, 칩들, 마이크로프로세서들 등을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되지 않는다. 개시된 EBG 구조체들이 없다면, 공격자 컴포넌트들은, 공격자 컴포넌트들로부터, 의도된 무선 신호들에 대해 사용되는 디바이스의 다른 컴포넌트들, 즉 희생자로 흐르는 표면 전류를 초래할 수 있다. 예로서, 희생자 컴포넌트는 하나 이상의 디바이스 안테나들(예를 들어, 롱텀 에볼루션(LTE) 안테나, GPS 안테나, 및/또는 Wi-Fi 안테나), 저잡음 증폭기(LNA), 전력 증폭기(PA) 등을 포함할 수 있다. 의도하지 않은 표면 전류는 공격자로부터 희생자로 흐를 수 있고, 그에 의해, 의도된 무선 통신 신호들에 영향을 줄 수 있으며, 이는, 증가된 에러 레이트들, 및/또는 전자 디바이스(10)가 영향을 받은 무선 신호들을 송신 및/또는 수신하기 위해 부가적인 전력을 소비하는 것을 초래할 수 있다. 게다가, 일부 RF 통신들 동안, 표면 전류는 공격자와 희생자 사이에서 전후로 흐를 수 있다.
EBG 구조체들이 없는 중간 지지 플레이트는 송신 라인 효과를 통해 중간 지지 플레이트 상에서 양방향들로 흐르는 표면 전류를 초래할 수 있다. 그러한 표면 전류 전파는, 조밀한 데이터 라인들에 의해 형성되는 디스플레이 기판의 금속 플레이트와 중간 지지 플레이트 사이의 에어 갭에 의해 송신 라인 효과가 생성될 때 발생할 수 있다. 표면 전류는 공격자로부터 희생자로 전파되고, 이어서 공격자에게 다시 전파될 수 있다. 일부 실시예들에서, EBG 구조체들은 하나 이상의 공격자들에 의해 야기되는 잡음을 완화시킬 수 있다. 부가적으로, 공격자 및/또는 희생자는 표면 전류가 양방향들로 흐름에 따라 (예를 들어, 상이한 컴포넌트로) 변화될 수 있다.
예로서, 특정 RF 주파수 상에서의 동작 및 개시된 EBG 구조체들이 없는 전자 디바이스(10)는 전자 디바이스(10)의 수신기와의 간섭을 야기하는 특정 RF 주파수에서 잡음을 초래할 수 있다. 잡음은 송신기 및 수신기 컴포넌트들(예를 들어, 안테나) 사이에서 전후로 이동할 수 있다. 특히, 안테나로부터 송신된 RF 신호들의 업링크 신호 강도를 조정하기 위한 안테나 업링크 전력(예를 들어, 공격자)은 디스플레이 기판의 비선형 디스플레이 회로부(예를 들어, 멀티플렉서 회로들)에 커플링될 수 있다. 송신된 RF 신호로부터의 임의의 잡음은 디스플레이 회로부로부터의 기저대역 주파수로 변조될 수 있다. 이와 같이, 변조된 잡음은 다운링크 주파수 범위(예를 들어, RF 신호들을 송신하기 위한 주파수 대역보다 더 낮은 범위)에 속할 수 있다. 이러한 다운링크 주파수 범위는 전자 디바이스(10)의 수신기에 의해 신호들을 수신하는 데 사용되는 주파수 대역 또는 범위를 포함할 수 있다. 변조된 잡음은 양방향 방식으로 전파되어, 송신 동안 안테나로부터 이동하고 이어서 안테나에 다시 커플링되서 수신된 신호들과 간섭할 수 있다. 양방향 변조된 잡음은 수신기(예를 들어, 희생자)의 둔감화(desensitization)를 야기할 수 있다.
잡음을 완화시키면서 무선 송신들을 용이하게 하기 위해, 일부 실시예들에서, 전자기 밴드 갭(EBG) 구조체들은 지지 플레이트(예를 들어, 중간 지지 플레이트) 내로 에칭되거나 또는 그 상에 그리고 그에 걸쳐 장착되어, 지지 플레이트에 걸쳐 흐르는 표면 전류에 대한 저지대역을 생성할 수 있다. 간략하게, EBG 구조체들은, 유전체 기판들 상에 작은 금속 슬롯들 또는 구멍들의 패턴을 형성함으로써 소정의 주파수 대역들의 전자기파들을 차단하기 위해 저지대역을 생성할 수 있는 구조체들이다. 게다가, 중간 지지 플레이트 내로 에칭 또는 절삭되는 EBG 구조체들은 접지 평면을 손상시키고 송신 라인을 교란시키는 결함 접지 구조체들(DGS)로 지칭될 수 있다. 따라서, 이들 구조체들은, 지지 플레이트 상에서 발생하고 그렇지 않았다면 의도된 무선 신호들과 간섭할 수 있는 표면 전류 또는 잡음과 같은 전자기 잡음을 억제하기 위해 사용될 수 있다. 게다가, EBG 또는 DGS 구조체들은 이들이 중간 지지 플레이트에 의해 제공되는 기계적 지지를 손상시키지 않도록 형성될 수 있다.
본 명세서에 상세히 논의될 바와 같이, 에칭된 EBG 구조체들은 특정 주파수 또는 주파수들의 범위에서 발생하는 표면 전류 흐름 또는 다른 잡음을 최소화시키도록 튜닝될 수 있다. 예를 들어, EBG 구조체들은 특정 주파수에서 발생하는 표면 전류를 피하는 데 사용될 수 있으며, 그에 의해, 디바이스의 일 측, 예컨대 잡음 야기 컴포넌트를 갖는 측으로부터 다른 측, 예컨대 RF 신호들을 송신 또는 수신하기 위해 사용되는 안테나를 갖는 측으로 흐르는 원치 않는 표면 전류를 완화시킨다. 다음의 설명들이 특정 실시예를 표현하는 단일 방향으로 전파되는 것으로 잡음 또는 표면 전류를 설명하지만, 개조된 중간 지지 플레이트(54A 내지 54L)의 구현들은 다수의 방향들로 전파되는 잡음 또는 표면 전류(예를 들어, 양방향 전파)를 완화시키기 위해 사용될 수 있다.
무선 통신 신호들과 간섭할 수 있는 표면 전류에 의해 야기되는 잡음을 완화시키기 위해, 도 5는 개조된 중간 지지 플레이트(54A) 상에서 전자기장을 피하기 위해, 개조된 중간 지지 플레이트(54A) 내로 에칭되어, 그에 의해, 표면 전류(60)의 전파를 완화시키거나, 감소시키거나 또는 중지시키는 EBG 구조체들(65)의 EBG 장벽(67A)을 갖는 개조된 중간 지지 플레이트(54A)를 도시한다. EBG 장벽(67A)은, EBG 장벽(67A)에 포함된 EBG 구조체들(65)의 수가 개조된 중간 지지 플레이트(54A)의 에지들에 기초하고, 그 에지들에 걸쳐 그리고 그 에지들까지 완전히 연장되도록 개조될 수 있도록, 반복되는 EBG 구조체들(65)의 패턴을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, EBG 장벽(67A)의 EBG 구조체들(65)은 개조된 중간 지지 플레이트(54A)의 구조화된 특성들을 유지하면서 표면 전류(60) 흐름을 완화시키거나 감소시킬 수 있다. 명시적으로 도시되지는 않았지만, 그리고 앞서 논의된 바와 같이, 표면 전류(60)는 공격자 컴포넌트로부터 유래할 수 있고, 플레이트에 걸쳐 희생자 컴포넌트를 향해 흐를 수 있다. 표면 전류(60)가 공격자로부터 희생자로 흐를 때, 개조된 중간 지지 플레이트(54A)에 걸쳐있는 EBG 구조체들(65)은, 표면 전류(60)가 EBG 장벽(67A)을 상당히 통과시키지 않을 수 있도록 표면 전류(60)를 그의 현재 흐름 경로로부터 완화시키거나 중지시킬 수 있다.
도 5에 설명된 바와 같이 표면 전류(60)를 피하기 위해 EBG 장벽(67A)을 생성하는 패턴에 사용될 수 있는 EBG 구조체들(65)을 추가로 더 상세히 설명하기 위해, 도 6의 다이어그램은 특정 주파수들로 튜닝될 수 있는 협대역 및 광대역 EBG 구조체들(65)을 예시한다. 다음의 설명이 특정 실시예를 표현하는 개조된 중간 지지 플레이트(54A) 내로 에칭된 슬롯들로서 EBG 구조체들(65)을 설명하지만, EBG 구조체들(65)을 사용하는 개조된 중간 지지 플레이트(54A)의 구현예들은, 개조된 중간 지지 플레이트(54A) 상의 평면형 EBG 구조체들, 개조된 중간 지지 플레이트(54A) 내로 에칭된 슬롯형 EBG 구조체들, 및/또는 개조된 중간 지지 플레이트(54A)의 상단 상에 장착된 3D EBG 구조체들을 포함할 수 있지만 이들로 제한되지 않는다. 일반적으로, 협대역 EBG 구조체들(65)은 곡선 또는 굴곡이 없는 하나 이상의 직선-형상 슬롯들을 포함할 수 있고, 협대역에 대해 튜닝하는 데 사용될 수 있다. 반면에, 광대역 EBG 구조체들(65)은 광대역 주파수들에 대한 튜닝을 위해 사용될 수 있는 하나 이상의 만곡된 슬롯들을 포함할 수 있다. 게다가, 협대역 및 광대역 슬롯들의 조합은 상이한 주파수들 상에서 발생하는 잡음에 대한 튜닝을 용이하게 하기 위해 EBG 구조체들(65)에 대해 사용될 수 있다.
EBG 구조체들(65)의 협대역 형상들은 제1 협대역 EBG 구조체(70) 및 제2 협대역 EBG 구조체(74)를 포함할 수 있지만 이들로 제한되지 않는다. EBG 구조체들(65)의 하나 이상의 슬롯들은 각각 협대역 주파수에 대해 튜닝될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 협대역 EBG 구조체(70)는 교차형 또는 중첩 패턴으로 다수의 슬롯들을 포함한다. 유사하게, 제2 협대역 EBG 구조체(74)는 평행 및/또는 수직 패턴으로 위치되는 다수의 슬롯들을 포함한다. 슬롯들의 패턴은 특정 협대역 주파수 또는 협대역 주파수들의 범위에 대응할 수 있다.
그러나, 광대역 주파수들이 무선 통신을 위해 사용되도록 무선 애플리케이션들이 높은 데이터 레이트들을 이용하면, 광대역 EBG 구조체들(65)은 광대역 주파수들로 튜닝하기 위해 그리고 튜닝된 주파수들 상에서 발생하는 표면 전류(60)를 중지시키기 위해 사용될 수 있다. 예로서, 주파수들의 범위(예를 들어, Wi-Fi에 대해 사용되는 2.4 ㎓ 및 5.0 ㎓) 상에서 높은 대역폭 신호들을 통신하는 전자 디바이스(10)는, 개조된 중간 지지 플레이트(54A)에 걸쳐 그리고 그 내로 에칭된 광대역 EBG 형상들을 사용하여 장벽을 생성할 수 있다. 이에 비해, 전자 디바이스(10)가 글로벌 포지셔닝 시스템(GPS) 통신을 위해 사용되는 1.6 ㎓와 같은 협대역 상에서 데이터 신호들을 통신하고 있다면, 협대역 EBG 형상들이 사용될 수 있다.
일반적으로, 광대역 EBG 구조체들(65)은 하나 이상의 테이퍼형 형상 슬롯(tapered shaped slot)들로 구성될 수 있다. 예시하자면, 광대역 EBG 구조체(72)는 직사각형 슬롯과 함께 둥근 슬롯을 도시한다. 둥근 슬롯, 및 그에 따른 광대역 EBG 구조체(65)는 광대역 주파수들 상에서 발생하는 잡음에 대해 튜닝하는 데 사용될 수 있다. 제1 협대역 EBG 구조체(70), 제2 협대역 EBG 구조체(74), 및 광대역 EBG 구조체(72)와 같은 협대역 및 광대역 EBG 구조체들(65) 둘 모두에서, 개조된 중간 지지 플레이트(54A)를 따라 흐르는 표면 전류(60)는 EBG 장벽(67A)의 EBG 구조체들(65) 주위에 집중되며, 이는, 표면 전류(60)가 개조된 중간 지지 플레이트(54A) 상에서 공격자에 걸쳐 희생자로 추가로 흐르는 것을 방지한다.
EBG 구조체들(65)의 형상을 개조하는 것에 부가하여, 개조된 중간 지지 플레이트(54A) 내로 에칭된 EBG 구조체들(65)의 갭(예를 들어, 폭)을 조정하는 것은 주파수들의 특정 범위로 튜닝하는 것을 허용할 수 있다. 예시하자면, 도 7은 다양한 EBG 구조 갭들(82)에 대한 산란 파라미터(21)(S-파라미터 S21)(dB) 성능을 표시하는 그래프(80)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 1 밀리미터(mm) 갭(82A)(실선으로 표시됨), 2 mm 갭(82B)(파선으로 표시됨), 및 3 mm 갭(82C)(굵은 파선으로 표시됨)은 상이한 주파수들(㎓)에서 발생하는 잡음을 완화시키거나, 감소시키거나, 또는 중지시킬 수 있다. 예를 들어, 3 mm 갭(82C)은 0.8 내지 1 ㎓에서 발생하는 잡음을 목표로 하는 경우 가장 최적의 크기일 수 있다.
도 5의 개조된 중간 지지 플레이트(54A) 상의 EBG 구조체(65) 패턴의 구현예를 예시하기 위해, 도 8의 다이어그램은 개조된 중간 지지 플레이트(54B)를 통해 그리고 그에 걸쳐 형성된 EBG 슬롯 패턴을 예시한다. 개조된 중간 지지 플레이트(54B)는 디스플레이 기판(50)에 인접한 제1 측부(59) 및 하부 지지 플레이트(52)에 인접한 제2 측부(61)를 포함할 수 있다. 에어 갭(58)이 제2 측부(61)와 하부 지지 플레이트(52) 사이에 존재할 수 있어서, 표면 전류는 개조된 중간 지지 플레이트(54B) 상의 EBG 구조체들(65) 없이 전자 디바이스(10)에 걸쳐 흐를 수 있다. 예시된 바와 같이, EBG 구조체들(65)은 EBG 슬롯 장벽(67B)을 생성하기 위해 다수의 행들(예를 들어, 2개 이상의 행들)에 걸쳐 그리고 다수의 행들에서 반복될 수 있다. 특히, EBG 슬롯 장벽(67B)의 EBG 구조체들(65)은 개조된 중간 지지 플레이트(54B)를 통해 완전히 에칭될 수 있다. EBG 구조체들(65)이 비-인접 방식으로 반복되어, EBG 구조체들(65)이, 특정 실시예를 표현하는, 공통 에지를 터치하지 않거나 공유하지 않으면, 본 명세서에 설명된 방법들이 인접하게 위치된 EBG 구조체들을 사용하여 구현될 수 있음을 유의하여야 한다.
행들은 표면 전류(60)가 슬롯들 사이에서 흐르는 것을 방지하기 위해 서로 오프셋될 수 있다. 그러나, 유전체 재료는 EBG 슬롯 장벽(67B)의 슬롯들에 의해 생성된 공간에서 사용될 수 있다. 슬롯형 EBG 구조체들(65)의 오프셋된 행들은 개조된 중간 지지 플레이트(54B)의 안정성 및 구조를 유지할 수 있다. 일부 실시예들에서, 유전체 재료는 또한 디스플레이(18) 구조의 안정성을 유지하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 디스플레이(18)의 구조는 기능적으로 또는 구조적으로 완전하거나 동작가능한 한편, EBG 슬롯 장벽(67B)은 그렇지 않았다면, 개조된 중간 지지 플레이트(54B)에 걸쳐 흐를 수 있는 표면 전류(60)에 의해 야기되는 전자기 간섭을 방지한다.
부가적으로 또는 대안적으로, 도 9의 블록도는 개조된 중간 지지 플레이트(54C)에 걸친 그리고 그 상의 EBG 3차원(3D) 장벽(67C)의 구현예를 예시한다. 개조된 중간 지지 플레이트(54C)는 디스플레이 기판(50)에 인접한 제1 측부(59) 및 하부 지지 플레이트(52)에 인접한 제2 측부(61)를 포함할 수 있다. 에어 갭(58)이 제2 측부(61)와 하부 지지 플레이트(52) 사이에 존재할 수 있어서, 표면 전류는 개조된 중간 지지 플레이트(54C) 상의 EBG 구조체들(65) 없이 전자 디바이스(10)에 걸쳐 흐를 수 있다. EBG 슬롯 장벽(67B)과 유사하게, 그리고 예시된 바와 같이, EBG 3D 장벽(67C)의 EBG 구조체들(65)은 하나 이상의 행들에 걸쳐 반복될 수 있다. 특히, EBG 구조체들(65)은 개조된 중간 지지 플레이트(54C) 상에 장착될 수 있어서, 장착된 EBG 구조체들(65)은 디스플레이(18) 아키텍처의 에어 갭(58)에 의해 생성되는 송신 라인 효과를 중단시킨다. 이러한 방식으로, 에어 갭(58)이 최소화되고 더 이상 연속적이지 않으며, 따라서 에어 갭(58)을 통해 흐르는 표면 전류(60)는 완화되거나 중지될 수 있다.
더욱이, EBG 3D 장벽(67C)의 3D 속성은 디스플레이(18) 아키텍처에 부가적인 안정성을 제공한다. 그러나, 부가적으로 또는 대안적으로, 유전체 재료는 디스플레이(18)의 안정성을 추가로 유지하기 위해 3D EBG 장벽(67C)에 의해 생성된 임의의 나머지 공간들에서 사용될 수 있다. 따라서, 개개의 개조된 중간 지지 플레이트(54B, 54C) 상의 EBG 슬롯 장벽(67B) 또는 EBG 3D 장벽(67C)과 같은, 지지 플레이트(54) 상의 다양한 EBG 구조 구현예들은 표면 전류(60)가 디바이스(10) 상에서의 무선 통신들과 간섭하는 것을 완화시키거나 중지시키는 데 사용될 수 있다.
일부 구현예들에서, 에칭된 EBG 구조체들(65)은 다수의 주파수들 또는 주파수들의 범위에서 잡음을 완화시키기 위해 그리고/또는 특정 디스플레이(18) 특성들을 수용하기 위해 형상 및 크기가 변할 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, EBG 구조체들(65)의 다수의 패턴들은 개조된 중간 지지 플레이트(54D)를 통해 그리고 이에 걸쳐 형성된다. 게다가, RF 흡수기(66)가 다수의 EBG 구조체들(65)에 부가하여 또는 그 대신에 사용될 수 있다. RF 흡수기(66)는 중간 지지 플레이트(54D)에 걸쳐 그리고/또는 그 상에서 양방향들로 흐르는 에너지 또는 표면 전류(60)를 감쇠시키는 손실 재료를 포함할 수 있다. 손실 재료는 시트 형태일 수 있으며, 회로들을 단락시키지 않으면서 회로부 위에 직접 전략적으로 배치될 수 있다. 따라서, RF 흡수기(66)는 디스플레이 기판(50)(도시되지 않음)의 디스플레이 회로부 및 데이터 라인들 바로 위에, 그리고 디스플레이 기판(50)과 개조된 중간 지지 플레이트(54D) 사이에 배치될 수 있다. 게다가, RF 흡수기(66)는, 중간 지지 플레이트(54) 상에서 이동하는 표면 전류(60)를 흡수하여, 그것이 희생자 컴포넌트들에 도달하는 것을 방지하기 위해, 개조된 중간 지지 플레이트(54D)의 중간에 위치될 수 있다.
부가적으로 또는 대안적으로, EBG 구조체들(65)은 EBG 슬롯 장벽(67D)을 생성하기 위해 다수의 행들에 걸쳐 그리고 다수의 행들에서 반복될 수 있다. 이전에 논의된 협대역 및 광대역 EBG 형상들에 부가하여, EBG 구조체들(65)은 직사각형, 직선, 헤어핀 형상, U자형, C자형, L자형, 및/또는 조합된 형상들일 수 있다. 예를 들어, EBG 슬롯 장벽(67D)의 다수의 직선 EBG 구조체들(65)은 광대역 주파수들로 튜닝하기 위해 사용될 수 있는 반면, 제2 EBG 슬롯 장벽(68A)의 U자형 EBG 구조체(65)는 협대역 주파수들로 튜닝하기 위해 사용된다. 이와 같이, 다양한 EBG 형상들은 튜닝을 위한 목표 주파수들에 의존하여, 개조된 중간 지지 플레이트(54D) 상에서 에칭될 수 있다.
특정 주파수들에서 발생하는 잡음을 완화시키는 것에 부가하여, EBG 형상, 크기, 및/또는 에칭 위치는 안테나에 관련된 무선 통신 제약들 및 기계적 지지 제약들과 같은 설계 제약들에 기초하여 선택될 수 있다. 예를 들어, EBG 구조체들(65)은, 표면 전류(60)가 양방향 방식으로 안테나로 그리고 안테나로부터 이동할 때 안테나 복귀 경로를 회피하도록 배치될 수 있다. EBG 구조체들이 안테나 복귀 경로 상에 배치되면, (예를 들어, 안테나 업링크 전력으로부터의) 안테나 에너지는 디스플레이 기판(50) 내로 누설되고 디스플레이 회로부의 컴포넌트들에 커플링될 것이다.
일부 구현예들에서, 전자 디바이스(10) 및/또는 디스플레이(18)의 기계적 특성들은 개조된 중간 지지 플레이트(54D) 상의 최적 위치에서의 에칭을 방지할 수 있다. 예를 들어, EBG 구조체들(65)은, 개조된 중간 지지 플레이트(54D)가 더 이상 구조적 지지를 제공하지 않을 때까지, 개조된 중간 지지 플레이트(54D)의 폭(63)(예를 들어, 폭의 85%, 폭의 90%, 폭의 95% 등) 내로 그리고 그에 걸쳐 에칭될 수 있다. 다음의 논의들 중 일부가, 특정 실시예를 표현하는, 전자 디바이스(10) 또는 디스플레이(18)의 기계적 구조를 유지하면서 EBG 구조체들(65)을 에칭하는 것에 관련되지만, 방법들 및 시스템들이 또한 전자 디바이스(10) 또는 디스플레이(18)에 대한 기계적 지지를 고려하지 않으면서 수행 및 구현될 수 있다는 것이 인식되어야 한다. 예를 들어, EBG 구조체들(65)은 개조된 중간 지지 플레이트(54) 내로 그리고 그 전체에 걸쳐 에칭되어 잡음을 최적으로 완화시킬 수 있다.
예시하자면, 도 11은 전자 디바이스(10) 및/또는 디스플레이(18) 설계 특징부들을 고려하는 EBG 에칭 위치들을 갖는 개조된 중간 지지 플레이트(54E)를 도시한다. 도시된 바와 같이, 개조된 중간 지지 플레이트(54)는, 하부 지지 플레이트(52)(도시되지 않음) 상에 회로부 및 컴포넌트들을 수용하기 위한 물리적 유연성(예를 들어, 미리 결정된 범위 내에서 구부러짐)을 중간 지지 플레이트(54) 및/또는 지지 구역들(83)(예를 들어, 설계 슬롯)에 제공하는 하나 이상의 디스플레이 플렉스(flex)들(81)을 포함할 수 있다. 게다가, 중간 지지 플레이트(54)는 또한 변조를 위해 사용되는 컴포넌트들을 수용하도록 설계될 수 있다. 앞서 논의된 바와 같이, RF 신호에 대한 업링크 전력은, RF 신호를 송신하기 위해 동일한 RF 주파수 대역에서 발생할 수 있는 잡음을 생성할 수 있다. 멀티플렉서 및 디멀티플렉서 회로부(84)의 멀티플렉서는 디스플레이 회로부의 기저대역 주파수로 잡음을 변조할 수 있다. 이러한 변조는 RF 신호들을 수신하는 데 사용되는 주파수 대역과 같은 상이한 주파수 대역에서 발생하는 잡음을 초래할 수 있다. 개조된 중간 지지 플레이트(54E)가 이들 특징부들을 지지하도록 설계되므로, EBG 구조체(65)는 수신기에 영향을 주는 변조된 잡음과 같은 잡음을 완화시키기 위한 목표와 함께 이들 설계 특징부들을 고려하는 위치들에서 전략적으로 에칭될 수 있다.
도시된 바와 같이, EBG 슬롯 장벽(67E)은, 디스플레이 플렉스(81)가 EBG 슬롯 장벽(67E) 위치와 중첩되지 않으므로 도 10의 EBG 슬롯 장벽(67D)과 동일한 위치에서 에칭될 수 있다. 그러나, 제2 EBG 슬롯 장벽(68B)의 EBG 구조체(65)는 인접한 지지 구역(83)을 수용하도록 더 작다. 이와 같이, 전자 디바이스(10) 및/또는 디스플레이(18)의 설계에 의존하여, 에칭 위치 및/또는 EBG 구조체(65)의 형상, 크기, 주파수(예를 들어, 다수의 행들), 및 갭(82)(도 7)이 조정될 수 있다. 게다가, EBG 슬롯 장벽(67E)의 EBG 구조체들(65)의 수 및 이들 사이의 간격은 디스플레이(18)에 대한 구조적 지지에 기초할 수 있다. 에칭을 위해 EBG 구조체들(65)을 선택할 때 설계 고려사항들을 추가로 예시하기 위해, 도 12의 개조된 중간 지지 플레이트들(54F 내지 54L)은, 그렇지 않았다면 개조된 중간 지지 플레이트(54)에 걸쳐 흐를 수 있는 잡음을 방지하면서, 디스플레이(18)의 안정성 및 기계적 구조를 지지하도록 설계된 개조된 중간 지지 플레이트(54)의 상이한 실시예들을 도시한다.
위에서 설명된 특정 실시예들은 예로서 도시되었으며, 이들 실시예들은 다양한 변경들 및 대안적인 형태들을 받아들일 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 청구항들은 개시된 특정 형태들로 한정하는 것이 아니라, 오히려 본 개시내용의 기술적 사상 및 범주 내에 속하는 모든 변경들, 등가물들, 및 대안들을 커버하도록 의도된다는 것이 추가적으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 제시되고 청구된 기법들은 본 발명의 기술 분야를 명백히 개선시키고 그러므로 추상적이거나 무형이거나 순수하게 이론적이지 않은 실용적인 속성의 물질적인 대상들 및 구체적인 예들을 참조하고 그에 적용된다. 추가적으로, 본 명세서의 말단에 첨부된 임의의 청구항들이 "[기능]을 [수행]하기 위한 수단 ..." 또는 "[기능]을 [수행]하기 위한 단계..."로 지정된 하나 이상의 요소들을 포함하면, 그러한 요소들이 35 U.S.C. 112(f) 하에서 해석될 것이라고 의도된다. 그러나, 임의의 다른 방식으로 지정된 요소들을 포함하는 임의의 청구항들에 대해, 그러한 요소들이 35 U.S.C. 112(f) 하에서 해석되지 않을 것이라고 의도된다.

Claims (20)

  1. 전자 디바이스로서,
    트랜시버; 및
    디스플레이를 포함하며,
    상기 디스플레이는,
    디스플레이 기판;
    상기 디스플레이 기판에 인접하게 배치된 중간 지지 플레이트 - 상기 중간 지지 플레이트는 상기 중간 지지 플레이트를 통해 형성되거나 상기 중간 지지 플레이트 상에 배치된 하나 이상의 전자기 밴드 갭 구조체들을 포함함 -; 및
    상기 중간 지지 플레이트에 인접하게 배치된 하부 지지 플레이트 - 상기 중간 지지 플레이트와 상기 하부 지지 플레이트 사이에 공간이 존재함 - 를 포함하는, 전자 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 전자기 밴드 갭 구조체들은 상기 중간 지지 플레이트의 폭의 적어도 95%에 걸쳐 배치되는, 전자 디바이스.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 전자기 밴드 갭 구조체들은 상기 디스플레이 상의 표면 전류 흐름을 완화시키거나 중지시키도록 구성되는, 전자 디바이스.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 표면 전류는 제1 컴포넌트로부터 제2 컴포넌트로 흐르며,
    상기 제1 컴포넌트는 다이오드, 마이크로프로세서, 칩, 멀티플렉서 회로, 디멀티플렉서 회로, 또는 이들의 조합을 포함하고, 상기 제2 컴포넌트는 안테나, 전력 증폭기, 저잡음 증폭기, 또는 이들의 조합을 포함하는, 전자 디바이스.
  5. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 전자기 밴드 갭 구조체들은 협대역 전자기 밴드 갭, 광대역 전자기 밴드 갭, 또는 이들의 조합을 포함하는, 전자 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 협대역 전자기 밴드 갭은 협대역 주파수에 대한 상기 디스플레이 상의 표면 전류 흐름을 완화시키거나 중지시키고,
    상기 광대역 전자기 밴드 갭은 광대역 주파수들에 대한 상기 표면 전류 흐름을 완화시키거나 중지시키는, 전자 디바이스.
  7. 제5항에 있어서, 상기 협대역 전자기 밴드 갭은 직선 형상을 포함하는, 전자 디바이스.
  8. 디스플레이로서,
    디스플레이 기판;
    상기 디스플레이 기판에 인접하게 배치된 중간 지지 플레이트 - 상기 중간 지지 플레이트는 상기 중간 지지 플레이트를 통해 형성된 하나 이상의 전자기 밴드 갭 구조체들, 또는 상기 중간 지지 플레이트 상에 배치된 하나 이상의 전자기 밴드 갭 구조체들, 또는 이들의 조합을 포함함 -; 및
    상기 중간 지지 플레이트에 인접하게 배치된 하부 지지 플레이트 - 상기 중간 지지 플레이트와 상기 하부 지지 플레이트 사이에 갭이 존재함 - 를 포함하는, 디스플레이.
  9. 제8항에 있어서, 상기 중간 지지 플레이트 및 상기 하부 지지 플레이트는 전도성 플레이트들인, 디스플레이.
  10. 제8항에 있어서, 상기 하나 이상의 전자기 밴드 갭 구조체들은 상기 중간 지지 플레이트에 걸쳐 인접한, 비-인접한, 또는 이들의 조합의 장벽을 생성하기 위해 상기 중간 지지 플레이트에 걸쳐 행(row)으로 배치되도록 구성되는, 디스플레이.
  11. 제10항에 있어서, 상기 장벽은 상기 중간 지지 플레이트의 폭의 적어도 95%에 걸쳐 배치되는, 디스플레이.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 장벽은 상기 중간 지지 플레이트를 통해 형성된 상기 하나 이상의 전자기 밴드 갭 구조체들의 상기 중간 지지 플레이트에 걸쳐 적어도 2개의 행들을 포함하며,
    상기 적어도 2개의 행들은 서로 오프셋되어 배치되는, 디스플레이.
  13. 제10항에 있어서, 상기 장벽은 상기 중간 지지 플레이트 상에 배치된 상기 하나 이상의 전자기 밴드 갭 구조체들의 상기 중간 지지 플레이트에 걸쳐 적어도 하나의 행을 포함하는, 디스플레이.
  14. 제10항에 있어서, 상기 장벽은 표면 전류가 상기 디스플레이에 걸쳐 흐르는 것을 감소시키도록 구성되는, 디스플레이.
  15. 디스플레이의 지지 구조체로서,
    제1 측부 및 제2 측부를 갖는 제1 지지 플레이트 - 상기 제1 측부는 발광 다이오드(LED)들을 포함하는 디스플레이 층에 인접하게 배치되도록 구성되고, 하나 이상의 전자기 밴드 갭 구조체들은 상기 제1 지지 플레이트를 통해 형성되거나 상기 제1 지지 플레이트 상에 배치됨 -; 및
    상기 제1 지지 플레이트의 상기 제2 측부에 인접하게 배치되도록 구성된 제2 지지 플레이트 - 상기 제2 지지 플레이트와 상기 제1 지지 플레이트의 상기 제2 측부 사이에 공간이 존재함 - 를 포함하는, 디스플레이의 지지 구조체.
  16. 제15항에 있어서, 상기 하나 이상의 전자기 밴드 갭 구조체들은 상기 제1 지지 플레이트에 걸쳐 장벽을 생성하기 위해 상기 제1 지지 플레이트에 걸쳐 배치되도록 구성되는, 디스플레이의 지지 구조체.
  17. 제16항에 있어서, 상기 제1 지지 플레이트에 걸친 상기 장벽은 상기 디스플레이, 상기 제2 지지 플레이트 상의 컴포넌트들, 또는 이들의 조합의 설계 특징들에 기초하는, 디스플레이의 지지 구조체.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 하나 이상의 전자기 밴드 갭 구조체들은 광대역 주파수들 상에서 발생하는 잡음에 대해 튜닝(tune)하기 위한 광대역 전자기 밴드 갭을 포함하며,
    상기 광대역 전자기 밴드 갭은 만곡된 또는 구부러진 형상을 포함하는, 디스플레이의 지지 구조체.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 하나 이상의 전자기 밴드 갭 구조체들은 폭을 포함하며,
    상기 폭은 특정 범위의 주파수들로 튜닝되도록 설계되는, 디스플레이의 지지 구조체.
  20. 제19항에 있어서, 상기 폭은 1 밀리미터 내지 3 밀리미터를 포함하는, 디스플레이의 지지 구조체.
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