KR20210059849A - 표시 패널을 포함하는 전자 장치 - Google Patents

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이재빈
안이준
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Abstract

일 실시예에 따른 전자 장치는 윈도우, 상기 윈도우의 배면에 위치하는 표시 패널, 그리고 상기 표시 패널의 배면에 위치하는 실감 버튼 세트를 포함한다. 상기 실감 버튼 세트는 센서 유닛, 그리고 상기 센서 유닛과 상기 표시 패널 사이에 위치하며 상기 윈도우의 소정 영역에 가해지는 외력을 상기 센서 유닛으로 전달하는 누름 쇠를 포함한다.

Description

표시 패널을 포함하는 전자 장치{ELECTRONIC DEVICE INCLUDING DISPLAY PANEL}
본 발명은 전자 장치에 관한 것으로서, 좀 더 구체적으로 표시 패널을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
스마트폰, 휴대전화, 멀티미디어 단말기 같은 전자 장치에는 발광 표시 패널, 액정 표시 패널 같은 표시 패널이 적용된다. 표시 패널, 특히 표시 패널에 의해 구현되는 화면은 전자 장치에서 외부로 드러나는 부분이므로, 표시 패널은 전자 장치의 디자인에서 핵심적인 요소이다.
통상적으로 사용되는 표시 패널은 평판으로 형성되고, 화면 또한 평면으로 형성되어 있다. 최근에는 플렉서블 표시 패널이 개발됨으로써 화면이 평면으로 제한되지 않고, 곡면으로 형성될 수도 있다. 특히, 표시 패널의 가장자리 부분을 곡면으로 형성하면, 화면을 전자 장치의 측면까지 확장할 수 있다. 이 경우, 통상적으로 전자 장치의 측면에 배치되는 물리적 버튼을 제공하기가 곤란할 수 있다.
실시예들은 화면이 측면까지 확장된 전자 장치에서 물리적 버튼을 대체할 수 있는 실감 버튼 구조를 제공하는 것이다.
일 실시예에 따른 전자 장치는 윈도우, 상기 윈도우의 배면에 위치하는 표시 패널, 그리고 상기 표시 패널의 배면에 위치하는 실감 버튼 세트를 포함한다. 상기 실감 버튼 세트는 센서 유닛, 그리고 상기 센서 유닛과 상기 표시 패널 사이에 위치하며 상기 윈도우의 소정 영역에 가해지는 외력을 상기 센서 유닛으로 전달하는 누름 쇠를 포함한다.
상기 누름 쇠는 상기 표시 패널과 접촉하는 수용부, 그리고 상기 수용부로부터 상기 센서 유닛 쪽으로 돌출하는 집중부를 포함할 수 있다.
상기 실감 버튼 세트는 프레임, 그리고 상기 프레임 내에 위치하는 고정 부재를 더 포함할 수 있고, 상기 센서 유닛은 상기 고정 부재 내에 위치할 수 있다.
상기 누름 쇠는 상기 고정 부재의 개구를 관통하는 부분을 포함할 수 있다.
상기 고정 부재는 제1 고정 부재 및 제2 고정 부재를 포함할 수 있고, 상기 제2 고정 부재의 양단이 상기 제1 고정 부재를 감쌀 수 있다.
상기 실감 버튼 세트는 상기 누름 쇠와 상기 센서 유닛 사이에 위치하는 누름 패드를 더 포함할 수 있고, 상기 누름 패드의 대향하는 양면 중 한 면은 상기 누름 쇠와 접촉할 수 있고, 다른 면은 상기 센서 유닛과 접촉할 수 있다.
상기 누름 패드는 상기 고정 부재 내에 위치할 수 있다.
상기 누름 쇠는 상기 고정 부재의 개구를 통하여 상기 센서 유닛과 접촉할 수 있다.
상기 전자 장치는 상기 표시 패널과 상기 실감 버튼 세트 사이에 위치하는 접착 부재를 더 포함할 수 있고, 상기 접착 부재의 대향하는 양면 중 한 면은 상기 표시 패널과 접촉할 수 있고, 다른 면은 상기 고정 부재와 접촉할 수 있다.
상기 표시 패널은 기판, 그리고 상기 기판의 배면에 위치하며 개구를 가진 보호 필름을 포함할 수 있고, 상기 누름 쇠의 적어도 일부분이 상기 개구 내에 위치할 수 있다.
상기 센서 유닛은 압력 센서, 그리고 상기 압력 센서의 적어도 일측에 위치하는 지지판을 포함할 수 있다.
상기 지지판은 양측 가장자리부가 상기 압력 센서와 접촉할 수 있고 중앙부는 압력 센서로부터 떨어져 있을 수 있다.
상기 전자 장치는 상기 실감 버튼 세트에 대응하게 상기 윈도우의 표면에 위치하는 버튼을 더 포함할 수 있다.
상기 윈도우 및 상기 표시 패널은 벤딩 영역을 포함할 수 있고, 상기 버튼은 상기 벤딩 영역에 위치할 수 있다.
일 실시예에 따른 전자 장치는 윈도우, 상기 윈도우의 배면에 위치하는 표시 패널, 상기 표시 패널의 배면에 위치하는 센서 유닛, 그리고 상기 표시 패널과 상기 센서 유닛 사이에 위치는 누름 쇠를 포함한다.
상기 누름 쇠는 제1 부분 및 상기 제1 부분보다 좁은 폭을 가진 제2 부분을 포함할 수 있고, 상기 제1 부분은 상기 표시 패널과 접촉할 수 있다.
상기 표시 패널은 플랫 영역, 상기 플랫 영역으로부터 벤딩된 벤딩 영역을 포함할 수 있고, 상기 누름 쇠는 상기 표시 패널의 상기 벤딩 영역과 접촉할 수 있다.
상기 전자 장치는 상기 누름 쇠와 상기 센서 유닛 사이에 위치하는 누름 패드를 더 포함할 수 있고, 상기 누름 패드는 상기 누름 쇠와 접촉하는 제1 면 및 상기 센서 유닛과 접촉하는 제2 면을 포함할 수 있다.
상기 전자 장치는 상기 센서 유닛을 수용하는 고정 부재를 더 포함할 수 있고, 상기 고정 부재는 상기 누름 쇠의 일부가 관통하는 개구를 가질 수 있다.
상기 표시 패널은 기판, 그리고 상기 기판에 부착된 보호 필름을 포함할 수 있고, 상기 누름 쇠는 상기 보호 필름과 접촉하거나, 상기 보호 필름의 개구를 통해 상기 기판과 접촉할 수 있다.
실시예들에 따르면, 화면이 측면까지 확장된 전자 장치에서 물리적 버튼을 대체할 수 있는 실감 버튼 구조를 제공할 수 있다. 또한, 실시예들에 따른 전자 장치는 명세서 전반에 걸쳐 인식될 수 있는 효과를 가질 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 전자 장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에서 A-A'선을 따라 취한 일 실시예의 단면도이다.
도 3은 도 1에서 B-B'선을 따라 취한 일 실시예의 단면도이다.
도 4는 센서 유닛의 일 실시예의 사시도이다.
도 5, 도 6, 도 7, 도 8, 도 9, 도 10 및 도 11은 각각 도 1에서 A-A'선을 따라 취한 일 실시예의 단면도이다.
도 12는 도 1에서 A-A'선을 따라 취한 일 실시예의 단면도이다.
도 13 및 도 14는 각각 도 1에서 A-A'선을 따라 취한 일 실시예의 단면도이다.
도 15는 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 나타난 각각의 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도면에서, 방향을 나타내는데 사용되는 부호 x는 제1 방향이고, y는 제1 방향과 수직인 제2 방향이고, z는 제1 방향 및 제2 방향과 수직인 제3 방향이다. 제1 방향(x), 제2 방향(y) 및 제3 방향(z)은 각각 전자 장치의 가로 방향, 세로 방향 및 두께 방향에 대응할 수 있다.
명세서에서 특별한 언급이 없으면 "중첩"은 평면도에서 중첩을 의미하고, 제3 방향(z)으로 중첩을 의미한다.
도 1은 일 실시예에 따른 전자 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에서 A-A'선을 따라 취한 일 실시예의 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 전자 장치(1)는 적어도 정면에 화면(S)이 위치하는 가진 스마트폰, 휴대전화, 태블릿, 멀티미디어 플레이어 같은 모바일 장치일 수 있다. 전자 장치(1)는 전자 장치(1)의 외부 표면을 제공하는 세트 커버(set cover)(10) 및 윈도우(window)(20)를 포함한다. 세트 커버(10)와 윈도우(20)에 의해 한정되는 내부 공간에는 전자 장치(1)의 여러 구성요소가 위치한다. 예컨대, 표시 패널(30), 실감 버튼 세트(40), 구동 회로, 카메라, 스피커, 마이크로폰, 리시버, 통신 모듈, 센서, 프로세서, 메모리, 배터리 같은 전자 장치(1)의 구성요소들이 전자 장치(1) 내부에 위치할 수 있다. 도면의 복잡화를 피하기 위해, 도 2에서 전자 장치(1)의 내부 공간에 표시 패널(30)과 실감 버튼 세트(40)만을 도시하였다.
전자 장치(1)의 정면은 영상이 표시되는 화면(S)이 대부분을 차지할 수 있다. 표시 패널(30)에 의해 표시되는 영상은 윈도우(20)를 투과하여 사용자에게 전달되므로, 화면(S)은 윈도우(20)의 표면에 해당할 수 있다. 윈도우(20)는 표시 패널(30) 등과 같이 전자 장치(1)의 내부에 위치하는 구성요소들을 외부 충격 등으로부터 보호하는 일종의 커버이다. 윈도우(20)는 유리 또는 플라스틱과 같이 투명하고 단단한 재료로 형성될 수 있다. 윈도우(20)의 표면에는 오염 방지층, 반사 방지층, 하드 코팅층 같은 기능성 층들이 코팅되어 있을 수 있다. 전자 장치(1)를 정면에서 볼 때 세트 커버(10)는 보이지 않거나 거의 보이지 않을 수 있다.
표시 패널(30)은 윈도우(20)의 배면에 위치한다. 표시 패널(30)은 윈도우(20)에 부착되어 있을 수 있다. 표시 패널(30)은 적어도 일부분이 플렉서블할 수 있다. 표시 패널(30)은 전자 장치(1)에서 영상을 표시하는 역할을 하며, 기판 위에 화소들이 배열되어 있는 구조를 가질 수 있다. 화소는 예컨대, 유기 발광 다이오드 같은 발광 다이오드로 구성될 수 있고, 표시 패널(30)은 기판 위에 회로 소자들 및 발광 다이오드들이 형성되어 있는 발광 표시 패널일 수 있다. 표시 패널(30)은 윈도우(20)를 향하는 표면에 반사 방지층을 포함할 수 있고, 그 반대 표면에 보호 필름을 포함할 수 있다. 보호 필름은 보호층, 충격 흡수층(쿠션층), 방열층, 차폐층 같은 기능성 층들을 포함할 수 있다.
표시 패널(30)은 영상이 표시되는 화면(S)에 대응하는 표시 영역을 포함한다. 표시 영역에는 화소들이 배열되어 있고, 화소들의 조합에 의해 영상을 표시한다. 표시 패널(30)은 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역을 포함할 수 있다. 비표시 영역에는 표시 영역에 인가되는 각종 신호들을 생성 및/또는 전달하기 위한 회로들 및/또는 배선들이 배치될 수 있다. 비표시 영역에는 표시 패널(30) 외부로부터 신호들을 입력받거나 표시 패널(30) 외부로 신호들을 출력하기 위한 패드들이 배열되어 있는 패드부가 위치할 수 있다.
윈도우(20) 및 표시 패널(30)은 네 가장자리 영역 중 하나 이상이 벤딩되어 있다. 윈도우(20)는 표시 패널(30)의 벤딩 상태를 유지시키는 지지체 같은 역할을 할 수 있다. 도시된 실시예에서 윈도우(20) 및 표시 패널(30)은 네 가장자리 영역이 모두 벤딩되어 있다. 윈도우(20) 및 표시 패널(30)은 플랫 영역(FA)과 벤딩 영역(BA)을 포함한다. 플랫 영역(FA) 전체와 벤딩 영역(BA) 대부분은 전자 장치(1)의 화면 및 표시 패널(30)의 표시 영역에 해당할 수 있다.
벤딩 영역(BA)은 전자 장치(1)에서 실질적으로 측면일 수 있다. 따라서 통상적인 전자 장치에서 측면(예컨대, 세트 커버(10) 또는 세트 커버(10)와 결합된 세트 프레임의 측면)에 배치될 수 있는 물리적 버튼을 전자 장치(1)의 측면에 제공하기가 곤란하다. 물리적 버튼은 사용자가 전자 장치(1)를 조작하기 위해 제공되는 버튼이며, 물리적 버튼의 누름 등을 통해, 전원 온/오프 기능, 웨이크업/슬립 기능, 볼륨 업/다운 기능, 진동 온/오프 기능, 스크롤 기능 등을 수행할 수 있다.
물리적 버튼과 같은 기능을 위해서, 일 실시예에 따른 전자 장치(1)는 윈도우(20)의 표면에 버튼(210)을 포함할 수 있다. 버튼(210)은 윈도우(20)의 표면으로부터 돌출되어 있다. 버튼(210)은 윈도우(20)의 표면에 접합되거나, 윈도우(20)의 제조 시 형성될 수 있다. 버튼(210)은 윈도우(20)에 음각되어 있거나, 음각된 부분과 돌출된 부분을 포함할 수도 있다. 사용자는 촉각적으로 및/또는 시각적으로 전자 장치(1)의 조작을 위한 버튼(210)의 위치를 확인하고, 통상적인 물리적 버튼과 같이 누름 동작을 수행할 수 있다. 통상적인 물리적 버튼과 달리, 버튼(210)을 누를 때 버튼(210) 자체가 눌리기보다는 버튼(210)이 위치하는 윈도우(20) 영역이 눌릴 수 있다. 따라서 버튼(210)은 누를 위치를 표시하는 일종의 표시자(indicator)로 볼 수 있다. 버튼(210)은 윈도우(20)의 표면에 물리적으로 제공되지 않고, 표시 패널(30)에 의해 영상으로서 표시되어 사용자에게 시각적으로만 인식될 수도 있다.
전자 장치(1)는 버튼(210)의 누름 동작에 반응하는 실감 버튼 세트(40)를 포함한다. 실감 버튼 세트(40)는 전자 장치(1)의 내부에서 버튼(210)에 대응하게 위치할 수 있다. 실감 버튼 세트(40)의 표시 패널(30)의 배면에 밀착되게 위치할 수 있다.
도 3을 참고하여 실감 버튼 세트(40)에 대해 상세하게 설명한다.
도 3은 도 1에서 B-B'선을 따라 취한 일 실시예의 단면도이고, 도 4는 일 실시예에 따른 센서 유닛(430)의 사시도이다.
도 3을 참고하면, 전자 장치(1)는 표시 패널(30) 내측에 위치하는 실감 버튼 세트(40)를 포함한다. 실감 버튼 세트(40)는 프레임(410), 고정 부재(420), 센서 유닛(430), 누름 쇠(440) 및 누름 패드(450)를 포함한다. 실감 버튼 세트(40)는 접착 부재(50)에 의해 표시 패널(30)에 부착되어 있다. 접착 부재(50)는 필름 형태일 수 있다. 접착 부재(50)의 대향하는 양면 중 한 면은 표시 패널(30)과 접촉하고, 다른 면은 고정 부재(420)와 접촉할 수 있다.
프레임(410)은 실감 버튼 세트(40)의 전체적인 외형 및 위치를 한정할 수 있다. 프레임(410)은 고정 부재(420)를 수용하고, 고정 부재(420)는 프레임(410) 내에 이탈되지 않게 위치할 수 있다. 프레임(410)은 플라스틱이나 금속으로 이루어질 수 있다.
고정 부재(420)는 센서 유닛(430)을 수용하고, 프레임(410) 내에서 센서 유닛(430)의 위치 공간을 지지하는 역할을 한다. 고정 부재(420)는 압력에 의해 적어도 일부분이 변형될 수 있고, 압력이 해제되면 복원될 수 있는 재료로 이루질 수 있다. 예컨대, 고정 부재(420)는 금속판으로 형성될 수 있다. 고정 부재(420)는 복수의 부분, 예컨대 제1 고정 부재(421) 및 제2 고정 부재(422)를 포함한다. 제1 고정 부재(421) 및 제2 고정 부재(422)는 각각 플랫부(421a, 422a) 및 그 양측의 벤딩부(421b, 422b)를 포함한다. 제1 및 제2 고정 부재(421, 422)의 이러한 구조는 금속판의 양측 가장자리 부분을 벤딩시켜 형성될 수 있다. 도시된 실시예에서 벤딩부(421b, 422b)는 대략 반원의 단면 구조를 갖지만, 벤딩부(421b, 422b)의 형상은 다양하게 변경될 수 있다.
제1 및 제2 고정 부재(421, 422)의 플랫부(421a, 422a)는 프레임(410)의 내면에 밀착되어 있을 수 있다. 제2 방향(y)으로 제1 고정 부재(421)의 폭이 제2 고정 부재(422)의 폭보다 넓을 수 있고, 제1 고정 부재(421)는 제2 고정 부재(422)를 덮고 있을 수 있다. 제1 고정 부재(421)의 벤딩부(421b)는 제2 고정 부재(422)의 양측에 얹혀 있을 수 있다. 제1 고정 부재(421)는 벤딩부(421b)가 벤딩부(422b)를 감싸도록 배치될 수 있고, 벤딩부(421b)의 가장자리는 벤딩부(422b)의 외면과 접촉할 수 있다. 이에 따라, 고정 부재(420)는 프레임(410) 내부에서 자신의 자리를 유지하게 위치할 수 있다. 또한, 버튼(210)을 누를 때, 제1 고정 부재(421)의 벤딩부(421b)가 벌어지면서 제1 고정 부재(421)의 플랫부(421a)가 센서 유닛(430) 쪽으로 이동(shift)할 수 있으므로, 누름에 의한 힘이 센서 유닛(430)으로 효과적으로 전달될 수 있다. 또한, 버튼(210)의 누름이 해제될 때, 제1 고정 부재(421)는 원래 형상 및 위치로 복원될 수 있다.
센서 유닛(430)은 버튼(210)의 누름을 감지하기 위해 제공된다. 예컨대, 센서 유닛(430)은 누름, 즉 사용자에 의해 윈도우(20)의 소정 영역(버튼(210)이 위치하는 영역)에 가해지는 외력에 응답하여 전기적 신호를 생성하고, 생성된 신호는 프로세서 등에서 처리되어, 전자 장치(1)는 버튼(210)의 누름에 대응하는 작동, 예컨대 온/오프될 수 있다. 누름을 감지하기 위해서, 센서 유닛(430)은 PZT(lead zirconate titanate), QCT(quantum tunneling composite) 같은 압전 물질(piezoelectric material)을 포함하는 압력 센서(431)를 포함한다. 압력 센서(431)는 압전 물질층 및 그 양측에 위치하는 한 쌍의 전극을 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 센서 유닛(430)은 압력 센서(431)의 양측에 위치하는 제1 지지판(432) 및 제2 지지판(433)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 지지판(432, 433)은 그 사이에 위치하는 압력 센서(431)를 지지할 수 있고, 버튼(210)의 누름에 의한 힘(압력)을 압력 센서(431)로 전달할 수 있다. 제1 및 제2 지지판(432, 433)은 각각 양측 가장자리부가 압력 센서(431)와 밀착되고, 중앙부는 압력 센서(431)로부터 떨어져 있는 구조를 가질 수 있다. 제1 및 제2 지지판(432, 433)은 압력 센서(431)의 팽창 및 수축 시 진동하는 진동판으로서 기능할 수 있다.
압력 센서(431)는 역압전 효과(inverse piezoelectric effect)에 의해 진동 소자로서 또한 기능할 수 있다. 예컨대, 사용자가 버튼(210)을 누르면 압력 센서(431)는 전위차 발생에 의한 전기적 신호를 생성하고, 프로세서는 생성된 전기적 신호에 대응하는 동작을 수행하고, 또한 압력 센서(431)에 전압을 인가하여 압력 센서(431)를 변형 즉, 팽창 및 수축시킬 수 있다. 압력 센서(431)가 팽창 및 수축하면, 압력 센서(431)와 결합된 제1 및 제2 지지판(432, 433)이 진동하고, 이러한 진동은 표시 패널(30), 윈도우(20) 및 버튼(210)을 통해 사용자에게 전달될 수 있다. 따라서 압력 센서(431)는 버튼(210)을 누름을 감지하는 한편, 버튼(210)의 누름에 대응하는 진동을 발생시켜 촉각 피드백(tactile feedback)(햅틱(haptic) 피드백이라고도 함)을 사용자에게 제공할 수 있다. 물리적 버튼을 누를 때의 촉각(tactile sense)과 동일하지 않더라도, 촉각 패드백을 통해 사용자는 버튼(210)을 눌렀음을 인식할 수 있다.
압력 센서(431)가 압력 감지 소자인 동시에 진동 소자일 수 있지만, 압력 센서(431)는 압력 감지 소자로서만 기능하고, 별도의 진동 소자를 포함할 수도 있다.
누름 쇠(440)는 버튼(210)에 가해지는 힘에 의해 센서 유닛(430)을 누르는 역할을 한다. 윈도우(20)가 단단한 재료로 이루어지므로, 윈도우(20)의 표면에 위치하는 버튼(210)에 가해지는 힘이 센서 유닛(430)으로 전달되기 어려울 수 있다. 즉, 버튼(210)에 가해지는 힘에 비해 센서 유닛(430)에 전달되는 압력이 약하여, 버튼(210)의 누름을 감지하기 어려울 수 있다. 사용자의 누름에 대한 감지력을 높이기 위해, 누름 쇠(440)는 상대적으로 넓은 면적과 폭을 가진 수용부(441)와 상대적으로 좁은 면적과 폭을 가진 집중부(442)를 포함할 수 있다. 수용부(441)는 버튼(210)에 가해지는 힘을 비교적 넓은 면적으로 수용할 수 있고, 집중부(442)는 수용부(441)에 의해 수용된 힘을 집중시킬 수 있다. 수용부(441)는 표시 패널(30)에 밀착될 수 있고, 집중부(442)는 수용부(441)로부터 센서 유닛(430) 쪽으로 돌출할 수 있다. 수용부(441)는 표시 패널(30)과 고정 부재(420) 사이에 위치할 수 있고, 집중부(442)는 고정 부재(420)의 개구(425)를 통해 고정 부재(420) 내로 삽입될 수 있다.
누름 패드(450)는 누름 쇠(440)와 센서 유닛(430) 사이에 위치한다. 누름 패드(450)는 누름 쇠(440)에 의해 집중된 힘에 의해 센서 유닛(430)이 손상되지 않도록 충격을 완화하는 역할을 한다. 누름 패드(450)는 실리콘 패드와 같이 탄성을 가진 완충재일 수 있다. 누름 패드(450)의 대향하는 양면 중 한 면은 누름 쇠(440)(특히, 집중부(442))와 접촉할 수 있고, 다른 면은 센서 유닛(430)(특히, 제1 고정 부재(421))과 접촉할 수 있다.
도시된 실시예에서, 누름 패드(450)는 전체가 고정 부재(420) 내부에 위치하지만, 누름 패드(450)는 일부분이 고정 부재(420) 외부에 위치할 수도 있다.
몇몇 실시예에 따른 전자 장치(1)에 대하여 도 5 내지 도 11을 참고하여 실감 버튼 세트(40)를 중심으로 설명한다.
도 5, 도 6, 도 7, 도 8, 도 9, 도 10 및 도 11은 각각 도 1에서 A-A'선을 따라 취한 일 실시예의 단면도이다.
도 5, 도 6 및 도 7에는 실감 버튼 세트(40)의 신뢰성을 향상시키기 위해 고정 부재(420)를 변형한 실시예들이 도시된다. 윈도우(20)의 강도 및/또는 센서 유닛(430)의 형상에 따라 고정 부재(420)의 크기, 형상, 개구 등을 다양하게 변형할 수 있다.
도 5를 참고하면, 고정 부재(420)는 제1 고정 부재(421) 및 제2 고정 부재(422)를 포함하고, 제1 및 제2 고정 부재(421, 422)는 각각 플랫부(421a, 422a) 및 그 양측의 벤딩부(421b, 422b)를 포함한다. 벤딩부(421b)의 양단이 프레임(410)과 닿거나 거의 닿아 있는 도 3의 실시예와 달리, 도 5의 실시예에서는 벤딩부(421b)의 양단이 프레임(410)으로부터 떨어져 있다. 본 실시예에 따르면, 버튼(210)을 누를 때, 제1 고정 부재(421)의 벤딩부(421b)가 바깥쪽으로 벌어질 수 있는 마진이 증가할 수 있다. 따라서 누름에 의한 힘이 센서 유닛(430)으로 더욱 효과적으로 전달될 수 있으므로, 윈도우(20)의 강도가 클 경우 유리할 수 있다.
도 6을 참고하면, 고정 부재(420)는 제1 고정 부재(421) 및 제2 고정 부재(422)를 포함하고, 제1 및 제2 고정 부재(421, 422)는 각각 플랫부(421a, 422a) 및 그 양측의 벤딩부(421b, 422b)를 포함한다. 벤딩부(421b, 422b)는 평평한 부분을 포함하지만, 평평한 부분은 플랫부(421a, 422a)와 다른 방향으로 뻗어 있다. 제1 및 제2 고정 부재(421, 422) 간의 결합력 향상을 위해, 벤딩부(421b)는 벤딩부(422b)를 감싸는 구조를 가질 수 있다. 벤딩부(421b)의 가장자리는 벤딩부(422b)의 외면과 접촉할 수 있다. 벤딩부(422b)의 가장자리는 벤딩부(421b)의 내면과 접촉할 수 있다.
도 7을 참고하면, 고정 부재(420)는 2개의 플랫부((421a, 422a) 및 그 양측의 2개의 벤딩부(421b, 422b)를 포함하고, 플랫부(421a, 422a) 및 벤딩부(421b, 422b)는 일체로 형성되어 있다. 즉, 고정 부재(420)는 단일 부품으로 형성되어 있다. 벤딩부(421b, 422b)는 대략 반원의 단면 형상을 가질 수 있지만, 다양하게 변형될 수 있다.
도 8, 도 9, 도 10 및 도 11에서는 센서 유닛(430)의 감지 성능의 최적화를 위해, 누름 쇠(440) 및/또는 누름 패드(450)의 크기 및/또는 형상의 변형을 통해 센서 유닛(430)과의 접촉 면적을 변형한 실시예가 도시된다. 센서 유닛(430)의 사양에 따라 센서 유닛(430)과의 접촉 면적 등을 다양하게 변형할 수 있다.
도 8 및 도 9를 참고하면, 두 실시예에서 누름 패드(450)는 단면이 대략 T자형으로 유사하지만, 그 폭을 달리하여 센서 유닛(430)과의 접촉 면적을 다르게 하고 있다. 도 10 및 도 11을 참고하면, 두 실시예에서 누름 패드(450)는 단면이 대략 일자형으로 유사하지만, 그 폭을 달리하여 센서 유닛(430)과의 접촉 면적을 다르게 하고 있다.
도 12는 도 1에서 A-A'선을 따라 취한 일 실시예의 단면도이다.
도 12를 참고하면, 누름 쇠(440)가 표시 패널(30)에 내재화된 실시예가 도시된다. 표시 패널(30)은 기판(SB), 기판(SB) 위에 형성된 트랜지스터, 발광 다이오드 등을 포함하는 표시부(DU), 그리고 기판(SB) 아래에 부착된 보호 필름(PF)을 포함한다. 보호 필름(PF)은 개구(OP)를 포함하고, 실감 버튼 세트(40)의 누름 쇠(440)는 개구(OP) 내에 위치한다. 누름 쇠(440)는 기판(SB)에 부착될 수 있다. 이와 같이, 표시 패널(30)의 보호 필름(PF)에 개구(OP)를 형성하고, 실감 버튼 세트(40)의 누름 쇠(440) 같은 구성요소를 개구(OP) 내에 배치함으로써, 누름에 의한 힘이 보호 필름(PF)에 의해 완충되거나 손실되지 않고, 센서 유닛(430)으로 전달될 수 있다. 또한, 실감 버튼 세트(40)의 몇몇 구성 요소를 표시 패널(30)에 내재화함으로써 조립 비용을 절감할 수 있다. 누름 쇠(440) 외에, 누름 패드(450)도 적어도 부분적으로 개구(OP) 내에 위치할 수 있다.
도 13 및 도 14는 각각 도 1에서 A-A'선을 따라 취한 일 실시예의 단면도이다.
도 13 및 도 14를 참고하면, 실감 버튼 세트(40)가 전술한 누름 패드(450)를 포함하지 않는 실시예들이 도시된다. 실감 버튼 세트(40)가 누름 패드(450)를 포함하지 않으므로, 누름 쇠(440)는 센서 유닛(430)과 접촉할 수 있도록 형성되고 배치될 수 있다. 예컨대, 사용자의 버튼(210) 누름에 응답하여, 누름 쇠(440)의 집중부(442)가 센서 유닛(430)의 제1 지지판(432)을 직접 누를 수 있다. 사용자의 누름에 의한 힘을 누름 패드(450)를 거치지 않고 누름 쇠(440)를 통해 센서 유닛(430)으로 직접 전달할 수 있으므로, 센서 유닛(430)의 감도를 증가시킬 수 있다.
지금까지 실감 버튼 세트(40)가 윈도우(20) 및 표시 패널(30)의 벤딩 영역(BA)에 대응하는 전자 장치(1)의 측면 내측에 위치하는 실시예에 대하여 설명하였다. 이와 달리, 실감 버튼 세트(40)는 윈도우(20) 및 표시 패널(30)의 플랫 영역(FA)에 대응하는 전자 장치(1)의 정면 내측에 위치할 수도 있다. 예컨대, 도 3 및 도 5 내지 도 14는 각각 도 1에서 C-C'선을 따라 취한 단면에 대응할 수 있다. 플랫 영역(FA)에서 윈도우(20)의 표면은 매끄러운 것이 바람직할 수 있으므로, 실감 버튼 세트(40)에 대응하는 위치를 안내하는 버튼(210)은 윈도우(20)의 표면에 제공되는 대신 표시 패널(30)에 표시되는 영상으로서 시각적으로 제공될 수 있다.
이하에서는 표시 패널(30)의 단면 구조에 대해 도 15를 참고하여 상세하게 설명한다.
도 15는 일 실시예에 따른 표시 패널(30)의 단면도이다. 도 15에 도시된 단면은 대략 하나의 화소 영역에 대응할 수 있다.
도 15를 참고하면, 표시 패널(30)은 기본적으로 기판(SB), 기판(SB) 위에 형성된 트랜지스터(TR), 그리고 트랜지스터(TR)에 연결되어 있는 발광 다이오드(LED)를 포함할 수 있다.
기판(SB)은 폴리이미드(PI), 폴리아미드(PA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등의 폴리머로 이루어진 플렉서블 기판일 수 있다. 기판(SB)은 외부에서 수분, 산소 등이 침투하는 것을 방지하는 배리어층을 포함할 수 있다. 예컨대, 기판(SB)은 하나 이상의 폴리머층과 하나 이상의 배리어층을 포함할 수 있고, 폴리머층과 배리어층이 교대로 적층되어 있을 수 있다.
기판(SB) 위에는 제1 절연층(IN1)이 위치할 수 있다. 제1 절연층(IN1)은 버퍼층으로 불릴 수 있으며, 반도체층(A)을 형성하는 과정에서 기판(SB)으로부터 반도체층(A)으로 확산될 수 있는 불순물을 차단하고 기판(SB)이 받는 스트레스를 줄이는 역할을 할 수 있다. 배리어층 및 제1 절연층(IN1)은 산화규소, 질화규소 등의 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
제1 절연층(IN1) 위에는 트랜지스터(TR)의 반도체층(A)이 위치할 수 있고, 반도체층(A) 위에는 제2 절연층(IN2)이 위치할 수 있다. 반도체층(A)은 소스 영역, 드레인 영역 및 이들 영역 사이의 채널 영역을 포함할 수 있다. 반도체층(A)은 다결정 규소, 산화물 반도체, 비정질 규소 등의 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제2 절연층(IN2)은 게이트 절연층으로 불릴 수 있고, 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
제2 절연층(IN2) 위에는 트랜지스터(TR)의 게이트 전극(G)을 포함하는 게이트 도전체가 위치할 수 있다. 게이트 도전체는 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti) 같은 금속을 포함할 수 있다.
게이트 도전체 위에는 제3 절연층(IN3)이 위치할 수 있다. 제3 절연층(IN3)은 층간 절연층으로 불릴 수 있고, 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
제3 절연층(IN3) 위에는 트랜지스터(TR)의 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)을 포함하는 데이터 도전체가 위치할 수 있다. 소스 전극(S) 및 드레인 전극(D)은 제3 절연층(IN3) 및 제2 절연층(IN2)의 개구들을 통해 반도체층(A)의 소스 영역 및 드레인 영역과 각각 연결될 수 있다. 데이터 도전체는 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 금(Au), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 탄탈륨(Ta), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 니켈(Ni) 같은 금속을 포함할 수 있다.
데이터 도전체 위에는 제4 절연층(IN4)이 위치할 수 있다. 제4 절연층(IN4)은 평탄화층(planarization layer)으로 불릴 수 있고, 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 데이터 도전체와 제4 절연층(IN4) 사이에는 무기 절연층인 패시베이션층이 위치할 수도 있다.
제4 절연층(IN4) 위에는 제1 전극(E1)이 위치할 수 있다. 제1 전극(E1)은 화소 전극으로 불릴 수 있다. 제1 전극(E1)은 제4 절연층(IN4)의 개구를 통해 드레인 전극(D)과 연결될 수 있다.
제4 절연층(IN4) 위에는 제5 절연층(IN5)이 위치할 수 있다. 제5 절연층(IN5)은 화소 정의층으로 불릴 수 있고, 제1 전극(E1)과 중첩하는 개구를 가질 수 있다. 제5 절연층(IN5)의 개구에는 제1 전극(E1) 위로 발광층(EL)이 위치할 수 있고, 발광층(EL) 위에는 제2 전극(E2)이 위치할 수 있다. 제2 전극(E2)은 공통 전극(CE)으로 불릴 수 있다.
제1 전극(E1), 발광층(EL) 및 제2 전극(E2)은 함께 유기 발광 다이오드일 수 있는 발광 다이오드(LED)를 구성할 수 있다. 제1 전극(E1)은 발광 다이오드(LED)의 애노드(anode)일 수 있고, 제2 전극(E2)은 발광 다이오드(LED)의 캐소드(cathode)일 수 있다.
제2 전극(E2) 위에는 봉지층(encapsulation layer)(EN)이 위치할 수 있다. 봉지층(EN)은 발광 다이오드(LED)를 봉지하여 외부로부터 수분이나 산소가 침투하는 것을 방지할 수 있다. 봉지층(EN)은 하나 이상의 무기 물질층과 하나 이상의 유기 물질층을 포함할 수 있고, 무기 물질층과 유기 물질층이 교대로 적층되어 있을 수 있다. 제2 전극(E2)과 봉지층 사이에는 캐핑층 및/또는 기능층이 위치할 수 있다.
봉지층(EN) 위에는 터치 센서층(TS)이 위치할 수 있다. 터치 센서층(TS)은 ITO, IZO 같은 투명한 도전 물질, 메탈 메시(metal mesh) 등으로 형성된 터치 전극들을 포함할 수 있고, 터치 전극들은 단층 또는 복층으로 형성될 수 있다. 터치 센서층(TS)은 봉지층(EN) 위에 형성되거나, 별도로 형성되어 봉지층(EN) 위에 부착될 수 있다.
터치 센서층(TS) 위에는 외광 반사를 줄이기 위한 반사 방지층(AR)이 위치할 수 있다. 반사 방지층(AR)은 편광자를 포함할 수 있다. 반사 방지층(AR)을 별도로 형성하지 않고, 봉지층(EN) 및/또는 터치 센서층(TS)을 굴절률 정합 구조로 형성하여 반사 방지 효과를 얻을 수도 있다.
기판(SB) 아래에는 표시 패널(30)을 보호하기 위한 보호 필름(PF)이 위치할 수 있다. 보호 필름(PF)은 보호 시트, 하부 시트 등으로 불릴 수 있으며, 복수의 기능성 층 및/또는 필름을 포함할 수 있다. 예컨대, 보호 필름(PF)은 보호층, 충격 흡수층, 방열층 및/또는 차폐층을 포함할 수 있다. 전술한 실감 버튼 세트(40)는 표시 패널(30), 특히 보호 필름(PF)에 부착될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 통상의 기술자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1: 전자 장치 10: 세트 커버
20: 윈도우 210: 버튼
30: 표시 패널 40: 실감 버튼 세트
410: 프레임 420, 421, 422: 고정 부재
421a, 422a: 플랫부 421b, 422b: 벤딩부
425: 개구 430: 센서 유닛
431: 압력 센서 432, 433: 지지판
440: 누름 쇠 441: 수용부
442: 집중부 450: 누름 패드
50: 접착 부재 BA: 벤딩 영역
DU: 표시부 FA: 플랫 영역
LED: 발광 다이오드 OP: 개구
PF: 보호 필름 S: 화면
SB: 기판

Claims (20)

  1. 윈도우,
    상기 윈도우의 배면에 위치하는 표시 패널, 그리고
    상기 표시 패널의 배면에 위치하는 실감 버튼 세트
    를 포함하며,
    상기 실감 버튼 세트는
    센서 유닛, 그리고
    상기 센서 유닛과 상기 표시 패널 사이에 위치하며, 상기 윈도우의 소정 영역에 가해지는 외력을 상기 센서 유닛으로 전달하는 누름 쇠를 포함하는 전자 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 누름 쇠는 상기 표시 패널과 접촉하는 수용부, 그리고 상기 수용부로부터 상기 센서 유닛 쪽으로 돌출하는 집중부를 포함하는 전자 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 실감 버튼 세트는 프레임, 그리고 상기 프레임 내에 위치하는 고정 부재를 더 포함하고,
    상기 센서 유닛은 상기 고정 부재 내에 위치하는 전자 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 고정 부재는 개구를 갖고,
    상기 누름 쇠는 상기 개구를 관통하는 부분을 포함하는 전자 장치.
  5. 제3항에서,
    상기 고정 부재는 제1 고정 부재 및 제2 고정 부재를 포함하고,
    상기 제2 고정 부재의 양단이 상기 제1 고정 부재를 감싸는 전자 장치.
  6. 제3항에서,
    상기 실감 버튼 세트는 상기 누름 쇠와 상기 센서 유닛 사이에 위치하는 누름 패드를 더 포함하고,
    상기 누름 패드의 대향하는 양면 중 한 면은 상기 누름 쇠와 접촉하고, 다른 면은 상기 센서 유닛과 접촉하는 전자 장치.
  7. 제3항에서,
    상기 누름 패드는 상기 고정 부재 내에 위치하는 전자 장치.
  8. 제3항에서,
    상기 고정 부재는 개구를 갖고,
    상기 누름 쇠는 상기 개구를 통하여 상기 센서 유닛과 접촉하는 전자 장치.
  9. 제3항에서,
    상기 표시 패널과 상기 실감 버튼 세트 사이에 위치하는 접착 부재를 더 포함하며,
    상기 접착 부재의 대향하는 양면 중 한 면은 상기 표시 패널과 접촉하고, 다른 면은 상기 고정 부재와 접촉하는 전자 장치.
  10. 제1항에서,
    상기 표시 패널은 기판, 그리고 상기 기판의 배면에 위치하며 개구를 가진 보호 필름을 포함하고,
    상기 누름 쇠의 적어도 일부분이 상기 개구 내에 위치하는 전자 장치.
  11. 제1항에서,
    상기 센서 유닛은 압력 센서, 그리고 상기 압력 센서의 적어도 일측에 위치하는 지지판을 포함하는 전자 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 지지판은 양측 가장자리부가 상기 압력 센서와 접촉하고 중앙부는 압력 센서로부터 떨어져 있는 전자 장치.
  13. 제1항에서,
    상기 실감 버튼 세트에 대응하게 상기 윈도우의 표면에 위치하는 버튼을 더 포함하는 전자 장치.
  14. 제13항에서,
    상기 윈도우 및 상기 표시 패널은 벤딩 영역을 포함하고, 상기 버튼은 상기 벤딩 영역에 위치하는 전자 장치.
  15. 윈도우,
    상기 윈도우의 배면에 위치하는 표시 패널,
    상기 표시 패널의 배면에 위치하는 센서 유닛, 그리고
    상기 표시 패널과 상기 센서 유닛 사이에 위치는 누름 쇠
    를 포함하는 전자 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 누름 쇠는 제1 부분 및 상기 제1 부분보다 좁은 폭을 가진 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 부분은 상기 표시 패널과 접촉하는 전자 장치.
  17. 제16항에서,
    상기 표시 패널은 플랫 영역, 상기 플랫 영역으로부터 벤딩된 벤딩 영역을 포함하고,
    상기 누름 쇠는 상기 표시 패널의 상기 벤딩 영역과 접촉하는 전자 장치.
  18. 제15항에서,
    상기 누름 쇠와 상기 센서 유닛 사이에 위치하는 누름 패드를 더 포함하며,
    상기 누름 패드는 상기 누름 쇠와 접촉하는 제1 면 및 상기 센서 유닛과 접촉하는 제2 면을 포함하는 전자 장치.
  19. 제15항에서,
    상기 센서 유닛을 수용하는 고정 부재를 더 포함하며,
    상기 고정 부재는 상기 누름 쇠의 일부가 관통하는 개구를 가진 전자 장치.
  20. 제15항에서,
    상기 표시 패널은 기판, 그리고 상기 기판에 부착된 보호 필름을 포함하고,
    상기 누름 쇠는 상기 보호 필름과 접촉하거나, 상기 보호 필름의 개구를 통해 상기 기판과 접촉하는 전자 장치.
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