KR20230170876A - 향상된 디스플레이 영역을 구비한 전자 디바이스 - Google Patents

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KR20230170876A
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타일러 에스. 부시넬
존 엔. 볼더
빅토리아 씨. 찬
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애플 인크.
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Abstract

전자 디바이스 디스플레이 및 디스플레이 커버층이 하우징에 결합될 수 있다. 디스플레이는 발광하도록 구성된 픽셀들의 어레이를 가질 수 있다. 디스플레이 내의 주변 픽셀들로부터 방출된 광선들을 재지향시킴으로써 광선들의 방향을 변경하는 하나 이상의 광 재지향 구성요소들이 전자 디바이스에 통합될 수 있다. 광 재지향 구성요소들은 디스플레이의 유효 크기를 확대하고, 디스플레이 커버층의 측벽 표면 상에 이미지를 생성하고/하거나 디바이스의 주연부 둘레에 확산 글로잉 영역을 생성하는 데 사용될 수 있다. 광 재지향 구성요소들은 디스플레이 커버층의 일체형 부분들로서, 디스플레이 커버층 상의 라미네이트된 광학 필름들로서, 또는 디스플레이 커버층 상의 코팅 층들로서 형성될 수 있다. 무초점 광학 시스템은 제1 및 제2 광 재지향 구성요소들을 디스플레이 커버층의 반대방향의 제1 면 및 제2 면 상에 배치함으로써 형성될 수 있다.

Description

향상된 디스플레이 영역을 구비한 전자 디바이스{ELECTRONIC DEVICES WITH ENHANCED DISPLAY AREAS}
본 출원은, 2020년 3월 9일자로 출원된 미국 특허 출원 제16/813,457호, 및 2019년 5월 10일자로 출원된 미국 특허 출원 제62/846,529호에 대한 우선권을 주장하며, 이들은 그 전체가 본 명세서에 참조로서 포함되어 있다.
기술분야
본 발명은 일반적으로는 전자 디바이스들에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디스플레이들을 갖는 전자 디바이스들에 관한 것이다.
전자 디바이스는 디스플레이를 가질 수 있다. 디스플레이는 사용자에게 이미지를 디스플레이하기 위한 픽셀들의 어레이를 갖는다. 픽셀 손상을 방지하기 위하여, 픽셀들은 투명 디스플레이 커버층으로 커버될 수 있다.
디스플레이 커버층을 전자 디바이스 내에 통합하는 것이 문제가 될 수 있다. 주의를 기울이지 않으면, 디스플레이 커버층의 주변 영역들이 왜곡을 일으키거나 또는 바람직하지 않은 비활성 디스플레이 경계들과 연관될 수 있다.
전자 디바이스는 내부를 구비한 하우징을 가질 수 있다. 전기 컴포넌트들이 내부에 장착될 수 있다. 디스플레이 및 디스플레이와 중첩되는 디스플레이 커버층은 하우징에 결합될 수 있다.
디스플레이는 발광하도록 구성된 픽셀들의 어레이를 가질 수 있다. 디스플레이에서 주변 픽셀들로부터 방출된 광을 재지향시키는 하나 이상의 광 재지향 구성요소들이 전자 디바이스에 통합될 수 있다. 광 재지향 구성요소들은 디스플레이의 유효 크기를 확대하고, 디스플레이 커버층의 만곡한(curved) 또는 평면형 측벽 표면 상에 이미지를 생성하고/하거나 디바이스의 주연부 둘레에 확산 글로잉 영역을 생성하는 데 사용될 수 있다.
광 재지향 구성요소들은 광선을 굴절시키는 굴절 광 재지향 구성요소들일 수 있고/있거나 광을 회절하는 회절 광 재지향 구성요소들일 수 있다. 광 재지향 구성요소들은 프레넬 렌즈들, 렌티큘러(lenticular) 렌즈들, 및 반구형 마이크로렌즈들(예컨대, 둥근 윤곽을 갖는 렌즈들)의 어레이들의 렌즈들을 포함하고, 홀로그램을 포함할 수 있고, 격자 및 기타 광학 구성요소들을 포함할 수 있다. 광 재지향 구성요소들은 디스플레이 커버층의 일체형 부분들로서, 디스플레이 커버층 상의 라미네이트된 광학 필름들로서, 또는 디스플레이 커버층 상의 코팅 층들로서 형성될 수 있다. 디스플레이 커버층은 만곡한 단면 프로파일을 구비한 부분들을 가질 수 있고, 편평한 부분들을 가질 수 있다.
일부 구성들에서, 제1 및 제2 광 재지향 구성요소들을 이용하여 디스플레이 커버층의 대향하는 제1 및 제2 면들 상에 무초점 광학 시스템(afocal optical system)이 형성될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 커버층을 구비한 예시적인 전자 디바이스의 측면도이다.
도 2 및 도 3은 실시예들에 따른 예시적인 전자 디바이스들의 부분들의 측단면도들이다.
도 4 및 도 5는 일 실시예에 따른 디스플레이 커버층들의 에지 부분들의 측단면도들이다.
도 6 및 도 7은 일 실시예에 따른 디스플레이 커버층의 부분들 상에서 사용될 수 있는 예시적인 렌즈 패턴들을 나타내는 도면들이다.
도 8은 일 실시예에 따른 예시적인 디스플레이 및 광을 재지향시키는 외측 광학 층을 구비한 디스플레이 커버층의 측단면도이다.
도 9는 일 실시예에 따른 구부러진(bent) 에지를 구비한 가요성 디스플레이 및 광 재지향 구성요소를 갖는 예시적인 전자 디바이스의 에지 부분의 측단면도이다.
도 10은 일 실시예에 따른 광을 재지향시키는 상위 및 하위 광학 구성요소들로 형성된 무초점 광학 시스템을 구비한 예시적인 디스플레이 커버층의 측단면도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 만곡한 디스플레이 부분 및 프레넬 렌즈 구조체를 갖는 디스플레이 커버층을 구비한 예시적인 전자 디바이스의 측단면도이다.
도 12는 일 실시예에 따른 광학 구성요소가 형성된 만곡한 내측 표면을 갖는 디스플레이 커버층을 구비한 예시적인 전자 디바이스의 측단면도이다.
전자 디바이스는 디스플레이를 가질 수 있다. 디스플레이는 이미지를 생성하기 위한 픽셀들의 어레이를 가질 수 있다. 이미지는 픽셀들의 어레이와 중첩되는 보호 디스플레이 커버층을 통과할 수 있다. 디스플레이 경계들을 최소화하기 위하여, 광학 구성요소들이 디스플레이 커버층의 상측 및/또는 하측 상에 형성될 수 있다. 광학 구성요소들은 (예컨대, 굴절 및/또는 회절에 의해) 광을 재지향시키는 광학 층들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 구성요소들은 렌즈, 홀로그램, 격자, 또는 기타 광-재지향 구성요소들을 포함할 수 있다. 광-재지향 구성요소들은 코팅, 글래스 부재 또는 디스플레이 커버층을 형성하는 기타 투명 층의 부분들로 형성되는 광학 구조체, 및/또는 디스플레이 커버층 표면 상에 라미네이트된 광학 필름들로부터 형성될 수 있다(예컨대, 열 및/또는 압력을 이용하고, 바람직한 경우, 접착제를 이용함). 디스플레이 커버층 상의 광-재지향 구성요소들은 바람직한 방향으로(예컨대, 주변 디스플레이 커버층 에지 표면들을 향하거나, 디스플레이 커버층의 최외각 주변 부분들을 따라 사용자를 향해 밖으로 등) 픽셀 어레이 내의 주변 픽셀들로부터의 광을 지향시키는 것을 도울 수 있다.
광 재지향 구성요소들을 포함하는 디스플레이 커버층을 구비한 예시적인 전자 디바이스의 일부분의 측단면도가 도 1에 도시된다. 도 1의 예에서, 디바이스(10)은 셀룰러 전화기, 손목시계, 또는 태블릿 컴퓨터와 같은 휴대용 디바이스이다. 다른 유형들의 디바이스들은 바람직한 경우, 광 재지향 구성요소들을 구비한 디스플레이 커버층들을 가질 수 있다.
디바이스(10)는 하우징(12)과 같은 하우징을 포함한다. 하우징(12)은 중합체, 금속, 글래스, 사파이어와 같은 결정질 재료, 세라믹, 직물, 섬유, 섬유 복합 재료, 나무 및 솜과 같은 자연 재료, 기타 재료, 및/또는 이러한 재료들의 조합으로 형성될 수 있다. 하우징(12)은 하우징 벽들을 형성하도록 구성될 수 있다. 하우징 벽들은 내부 영역(24)과 같은 하나 이상의 내부 영역들을 둘러쌀 수 있고, 내부 영역(24)을 외부 영역(22)으로부터 분리할 수 있다.
전기 컴포넌트들(18)은 내부 영역(24)에 장착될 수 있다. 전기 컴포넌트들(18)은 집적 회로, 개별 컴포넌트, 발광 컴포넌트, 센서, 및/또는 기타 회로들을 포함할 수 있고, 원하는 경우, 인쇄 회로(20)와 같은 하나 이상의 인쇄 회로들 내의 신호 경로를 이용하여 상호연결될 수 있다. 원하는 경우, 하우징 벽들의 하나 이상의 부분들은 투명할 수 있다(예컨대, 디스플레이 또는 기타 발광 또는 광-검출 컴포넌트 상의 이미지와 연관된 광이 내부 영역(24)과 외부 영역(22) 사이를 통과하게 할 수 있음).
전기 컴포넌트들(18)은 제어 회로부를 포함할 수 있다. 제어 회로부는 디바이스(10)의 동작을 지원하기 위한 저장 및 프로세싱 회로부를 포함할 수 있다. 저장 및 프로세싱 회로부는 하드 디스크 드라이브 저장소, 비휘발성 메모리(예를 들어, 플래시 메모리, 또는 솔리드 스테이트 드라이브(solid state drive)를 형성하도록 구성된 다른 전기적 프로그래밍가능 판독 전용 메모리), 휘발성 메모리(예를 들어, 정적 또는 동적 랜덤 액세스 메모리) 등과 같은 저장소를 포함할 수 있다. 제어 회로부 내의 프로세싱 회로부는 디바이스(10)의 동작을 제어하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 프로세싱 회로부는 센서 및 기타 입출력 회로부를 이용하여 입력을 수집하고 출력을 제공하고 및/또는 신호를 외부 장비에 전송할 수 있다. 프로세싱 회로부는 하나 이상의 마이크로프로세서, 마이크로제어기, 디지털 신호 프로세서, 기저대역 프로세서, 전력 관리 유닛, 오디오 칩, 주문형 집적 회로 등에 기초할 수 있다. 제어 회로부는 유선 및/또는 무선 통신 회로부(예컨대, 안테나 및 셀룰러 전화기 통신 회로부와 같은 연관 무선-주파수 송수신기 회로부, 무선 로컬 영역 네트워크 통신 회로부 등)를 포함할 수 있다. 제어 회로부의 통신 회로부를 통해 디바이스(10)는 다른 전자 디바이스들과 통신할 수 있다. 예를 들어, 제어 회로부(예컨대, 제어 회로부의 통신 회로부)는 유선 및/또는 무선 제어 명령 및 기타 통신이 셀룰러 전화기, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 데스크톱 컴퓨터, 헤드-마운트 디바이스, 핸드헬드 제어기, 손목시계 디바이스, 기타 웨어러블 디바이스, 키보드, 컴퓨터 마우스, 원격 제어, 스피커, 액세서리 디스플레이, 액세서리 카메라, 및/또는 기타 전자 디바이스와 같은 디바이스들 사이에 전달되게 하는 데 사용될 수 있다. 무선 통신 회로부는, 예를 들어, 센서들 또는 컴포넌트들(18) 내의 기타 디바이스들로부터 사용자 입력 또는 기타 입력을 수신하는 것에 응답하여 무선으로 제어 신호 및 기타 정보를 외부 장비에 전송할 수 있다.
디바이스(10)의 컴포넌트들(18)의 입출력 회로부는 데이터가 디바이스(10)에 공급되게 하고 데이터가 디바이스(10)로부터 외부 디바이스들에 제공되게 하는 데 사용될 수 있다. 입출력 회로부는 사용자 입력 및 기타 입력을 수집하는 입력 디바이스들을 포함할 수 있고, 시각적 출력, 청각적 출력, 또는 기타 출력을 공급하는 출력 디바이스들을 포함할 수 있다.
출력은 발광 다이오드(예컨대, 상태 표시자 및/또는 디스플레이를 위한 결정질 반도체 발광 다이오드, 디스플레이 및 기타 컴포넌트들의 유기 발광 다이오드), 레이저, 및 기타 발광 디바이스들, 오디오 출력 디바이스(예컨대, 톤 생성기 및/또는 스피커), 햅틱 출력 디바이스(예컨대, 진동기, 전자기 액추에이터, 압전 액추에이터, 및/또는 사용자에게 햅틱 출력을 공급하는 기타 장비), 및 기타 출력 디바이스들을 이용하여 제공될 수 있다.
디바이스(10)의 입출력 회로부(예컨대, 컴포넌트들(18)의 입출력 회로부)는 센서들을 포함할 수 있다. 디바이스(10)를 위한 센서들은 힘 센서(예컨대, 스트레인 게이지, 용량성 힘 센서들, 저항성 힘 센서들 등), 마이크로폰과 같은 오디오 센서, 용량성 센서(예컨대, 디스플레이에 통합된 2차원 용량성 터치 센서, 디스플레이와 중첩되는 2차원 용량성 터치 센서 및/또는 2차원 힘 센서, 및/또는 버튼을 형성하는 터치 센서 또는 힘 센서, 트랙패드, 또는 디스플레이와 연관되지 않은 기타 입력 디바이스)와 같은 터치 및/또는 근접 센서, 및 기타 센서들을 포함할 수 있다. 디스플레이 또는 기타 터치 컴포넌트들을 위한 터치 센서는 용량성 터치 센서 전극의 어레이, 음향 터치 센서 구조체, 저항성 터치 컴포넌트, 힘-기반 터치 센서 구조체, 광-기반 터치 센서, 또는 기타 적합한 터치 센서 구성에 기초할 수 있다. 원하는 경우, 디스플레이는 힘 입력을 모으기 위하여 힘 센서를 가질 수 있다(예컨대, 2차원 힘 센서는 디스플레이 상의 힘 입력을 모으는 데 사용될 수 있음).
원하는 경우, 센서들은 광을 방출 및 검출하는 광학 센서와 같은 광학 센서, 초음파 센서, 광학 터치 센서, 광학 근접 센서, 및/또는 기타 터치 센서들 및/또는 근접 센서들, 단색 및 컬러 주변광 센서, 이미지 센서, 지문 센서, 온도 센서, 3차원 비접촉 제스처("공중 제스처")를 측정하기 위한 센서, 압력 센서, 위치, 배향, 및/또는 모션을 검출하기 위한 센서(예컨대, 가속도계, 나침반 센서와 같은 자기 센서, 자이로스코프, 및/또는 이러한 센서들 중 일부 또는 전부를 포함하는 관성 측정 유닛), 건강 센서, 무선-주파수 센서(예컨대, 위치 정보, 3차원 무선-주파수 이미지, 및/또는 레이더 원리 또는 기타 무선-주파수 감지를 이용하는 기타 정보를 수집하는 센서들), 심도 센서(예컨대, 구조화된 광 센서 및/또는 입체 이미징 디바이스들에 기초한 심도 센서들), 셀프-믹싱 센서와 같은 광학 센서 및 비과시간 측정치를 수집하는 광 검출 및 레인징(라이다) 센서, 습도 센서, 습기 센서, 시선 추적 센서, 3차원 센서들(예컨대, 비과시간 이미지 센서, 양안 시각을 이용한 3차원 이미지들을 수집하는 2차원 이미지 센서 쌍, 레이저들 또는 기타 발광기들의 어레이들 및 연관된 광학 컴포넌트들을 이용하여 적외광 빔의 어레이 또는 기타 구조화 광을 방출하고 빔들이 목표 객체를 조명함에 따라 생성되는 스팟들의 이미지들을 캡처하는 3차원 구조화 광 센서, 및/또는 기타 3차원 이미지 센서), 3차원 이미지 센서에 기초한 안면 인식 센서, 및/또는 기타 센서를 포함할 수 있다.
일부 구성들에서, 컴포넌트들(18)은 입력을 모으기 위한 기계적 디바이스들(예컨대, 버튼, 조이스틱, 스크롤 휠, 이동 키를 구비한 키패드, 이동 키를 구비한 키보드, 및 사용자 입력을 모으기 위한 기타 디바이스들)을 포함할 수 있다. 동작 동안, 디바이스(10)는 컴포넌트들(18) 내의 센서들 및/또는 기타 입출력 디바이스들을 이용하여 사용자 입력을 모을 수 있다(예컨대, 버튼은 버튼 누르기 입력을 모으는 데 사용될 수 있고, 디스플레이와 중첩되는 터치 및/또는 힘 센서는 사용자 터치 스크린 입력 및 또는 힘 입력을 모으는 데 사용될 수 있고, 터치 패드 및/또는 힘 센서는 터치 및/또는 힘 입력을 모으는 데 사용될 수 있고, 마이크로폰은 오디오 입력을 모으는 데 사용될 수 있음 등). 이어서 디바이스(10)의 제어 회로부는 이 수집된 정보에 기초하여 행동을 취할 수 있다(예컨대, 유선 또는 무선 경로를 통해 외부 장비로 정보를 전송하거나, 사용자에게 하우징(12) 내의 햅틱 출력 디바이스, 시각 출력 디바이스, 오디오 컴포넌트, 또는 기타 입출력 디바이스를 이용하여 출력을 공급함 등).
원하는 경우, 전자 디바이스(10)는 배터리 또는 기타 에너지 저장 디바이스, 보조 장비로 유선 통신을 지원하고 유선 전력을 수신하기 위한 커넥터 포트, 및 기타 회로부를 포함할 수 있다. 일부 구성들에서, 디바이스(10)는 액세서리의 역할을 하고/하거나 유선 및/또는 무선 액세서리(예컨대, 키보드, 컴퓨터 마우스, 원격 제어, 트랙패드 등)를 포함할 수 있다.
디바이스(10)는 하나 이상의 디스플레이들을 포함할 수 있다. 디바이스(10)를 위한 디스플레이는 사용자에게 이미지들을 디스플레이하기 위한 픽셀 어레이들을 가질 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 디바이스(10)의 디스플레이(14)는 픽셀들(P)의 어레이를 가질 수 있다. 디스플레이(14)는 유기 발광 다이오드 디스플레이, 액정 디스플레이, 각각의 발광 다이오드들로부터 형성된 픽셀들의 어레이(예컨대, 마이크로-발광 다이오드 다이와 같은 각각의 발광 다이오드 다이로부터 형성된 결정질 발광 다이오드들을 구비한 픽셀들을 갖는 픽셀 어레이)를 갖는 디스플레이, 및/또는 기타 디스플레이일 수 있다. 디스플레이(14)는 강성 디스플레이 구조체를 포함할 수 있고/있거나 가요성 디스플레이일 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드 디스플레이는 구부러지기에 충분히 가요성일 수 있다.
디바이스(10)(때때로 디스플레이 패널, 디스플레이 기판, 또는 디스플레이로 지칭될 수 있음)의 각각의 픽셀 어레이는 픽셀 어레이의 보호를 돕는 투명 디스플레이 커버층 아래에 장착될 수 있다. 도 1의 예에서, 디스플레이(픽셀 어레이)(14)는 디스플레이 커버층(16) 아래에 장착되고, 이는 디스플레이(14)를 위한 보호 투명 커버링의 역할을 한다(이는 때때로 디바이스(10)를 위한 하우징의 투명 부분을 형성하는 것으로 지칭될 수 있음). 디스플레이 커버층(16)은 탄성중합체 가스켓, 접착제, 체결구, 베젤, 및/또는 기타 부착 메커니즘들을 이용하여 디바이스(10)의 다른 부분들(예컨대, 도 1의 하우징(12))에 부착될 수 있다. 일부 구성들에서, 디스플레이 커버층(16)은 디스플레이(14)를 위한 투명 커버를 형성하는 부분을 가질 수 있고, 하우징 측벽들, 후방 하우징 벽, 또는 하우징(12)의 다른 부분들을 형성하는 일체형 부분을 가질 수 있다.
디스플레이 커버층(16)은 글래스의 단일 투명 부재(예컨대, 단일 평면 투명 부재), 사파이어 층, 투명 중합체 등과 같은 결정질 재료로 형성될 수 있고/있거나 디스플레이 커버층(16)은 하나 이상의 이러한 투명 재료들 중 하나 이상의 라미네이트된 층들로부터 형성될 수 있다. 일부 구성들에서, 디스플레이 커버층(16)은 앤더슨 지역화(Anderson localization) 재료 또는 코히런트 섬유 다발로부터 형성된 광섬유 층을 포함할 수 있다. 코팅 층들(예컨대, 반사방지 층들, 소유성(oleophobic) 코팅 층들 등)은 원하는 경우 통합될 수 있다.
동작 동안, 디스플레이(14)의 픽셀들은 방향(26)에서 디바이스(10)를 보고 있는 관찰자(28)와 같은 사용자에게 보이는 디스플레이 커버층(16)을 통과하는 이미지 광을 생성한다. (예컨대, 관찰자(28)가 볼 때 이미지 영역이 크도록 X-Y 평면에서 측방향으로 밖으로) 디스플레이(14)의 유효 크기를 확장하는 것을 돕고/돕거나 디스플레이(14)의 광학 속성들을 다른 방식으로 변경하기 위하여, 하나 이상의 광 재지향 구성요소들이 디바이스(10)에 통합될 수 있다. 광 재지향 구성요소들은 디스플레이(14)의 하나 이상의 에지에 인접하게 위치될 수 있다. 이러한 광 재지향 구성요소들은 렌즈, 홀로그램, 격자, 및/또는 광을 재지향하기 위한 기타 구조체들을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 광 재지향 구성요소들은 디스플레이 커버층(16)의 내측 표면과 디스플레이(14) 사이에 형성될 수 있고(예컨대, 광 재지향 구성요소(16-1) 참조), 디스플레이 커버층(16)의 부분들로부터 형성될 수 있고/있거나(예컨대, 디스플레이(14) 및 내부(24)를 향하고 외부(22)로부터 멀리 향하는 디스플레이 커버층(16)의 내측 표면 상에 디스플레이 커버층(16)의 일부분으로부터 형성되는 광 재지향 구성요소(16-2) 참조), 디스플레이 커버층(16)의 외측 표면 상에 형성될 수 있다(예컨대, 디스플레이(14) 및 내부(24)로부터 멀리 향하고 외부(22)를 향하는 광 재지향 구성요소(16-3) 참조).
동작 동안, 픽셀들(P)(예컨대, 방향(26)에서 보면, 디바이스(10)의 좌측, 우측, 상부, 및 하부 에지들 근처의 주변 픽셀들(P))로부터의 광은 디바이스(10)의 광 재지향 구성요소(들)에 의해 바람직한 방향으로 지향될 수 있다. 예를 들어, 도 1의 광 재지향 구성요소들 중 하나 이상(예컨대, 구성요소(16-1) 또는 (16-2))는 주변 픽셀들(P)(또는 광 재지향 구성요소들에 의해 중첩되고/되거나 다른 방식으로 광 재지향 구성요소들의 부근에 있는 다른 픽셀들(P))로부터 방출된 광(32)으로 하여금 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 디스플레이 커버층(16)의 주변 부분들을 향해 지향되게 할 수 있다.
디바이스(10)의 주연부에 있는 디스플레이 커버층(16)의 외측 표면(30)은 만곡한 단면 프로파일(예컨대, 도 2의 층(16)의 둥근 에지 프로파일 참조)을 가질 수 있거나 또는 하나 이상의 편평한 부분들에 의해 특징지어질 수 있다(예컨대, 디스플레이(14)의 면 법선에 수직한 면 법선을 갖는 도 3의 층(16)의 평면형 수직 측벽 부분(30F) 참조). 광 재지향 구성요소들(16-1 및/또는 16-2)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 광을 밖으로 지향시켜 픽셀들(P)로부터의 광의 일부가 (관찰자(28)의 관점에서) 시각적으로 하우징(12)과 중첩되게 하고 그럼으로써 디스플레이(14)의 크기를 실질적으로 확대하고 비활성 디스플레이 경계들을 최소화하고/하거나 픽셀들(P)로부터의 광의 일부가 층(16)의 측벽(예컨대, 도 3의 평면형 측벽 부분(30F)) 상에 이미지 또는 확산 글로우를 생성하게 할 수 있다.
픽셀들(P)은 균일하게 또는 불균일하게 분포될 수 있다. 예를 들어, 짝수 픽셀들(또는 홀수 픽셀들)은 디스플레이(14)의 주변 부분들에서 생략될 수 있고/있거나 픽셀들(P)의 피치(픽셀간 간격)는 다른 방식으로 디스플레이(14)의 표면에 걸쳐 달라질 수 있다. 원하는 경우, 픽셀 크기는 디스플레이(14)에 걸쳐 달라질 수 있다. 예를 들어, 픽셀들(P)은 디스플레이(14)의 주연부 근처보다 디스플레이(14)의 중심에서 더 작을 수 있다. 픽셀 크기, 밝기, 색상, 형상, 밀도, 중심간 거리, 및/또는 다른 픽셀 속성들은 일정할 수 있고, 단계적인 방식으로 달라질 수 있고, 연속적으로 달라질 수 있고/있거나 다른 방식으로 디스플레이(14)의 상이한 영역들에서 상이할 수 있다.
광 재지향 구성요소들에 의해 재지향되는 광은 디바이스(10)의 전면 상에 이미지의 일체화된(주변) 영역들을 형성할 수 있고, 별개의 이미지들(예컨대, 가상 버튼을 위한 아이콘, 텍스트, 및/또는 디바이스(10)의 전면 상에 이미지의 일체화된 부분을 형성하지 않는 기타 이미지 콘텐츠)을 형성할 수 있고, 흐릿해진 콘텐츠 및/또는 기타 낮은 해상도 콘텐츠를 형성할 수 있고/있거나 바람직한 색상의 광의 두꺼운 띠(예컨대, 확산 글로잉 에지 영역)를 형성할 수 있다. 광 재지향 구성요소들에 의해 왜곡이 부여되는 경우, 이 왜곡은 사전보상 동작 동안 보상될 수 있다(예컨대, 사전에 픽셀들(P)에 공급되는 데이터를 조정하여 픽셀들(P)이 광(32)이 광 재지향 구성요소들을 통과한 후에 바람직한 이미지들이 사용자에게 보이게 만드는 광 출력 값들을 생성하게 함). (예컨대, 주변 픽셀들로부터의 광을 측방향으로 밖으로 지향시켜 이미지를 더 크게 함으로써) 디스플레이(14) 상의 이미지의 크기가 실질적으로 확대되는 구성에서, 하우징(12)의 부분들과 같은 디바이스(10)의 불투명 부분들은 시야에서 감춰져서, 디스플레이(14)를 경계없이 또는 거의 경계없이 만든다. 확산 글로우가 수직 측벽 부분들 또는 디바이스(10)의 다른 에지 부분들을 따라 제공되는 구성에서, 디바이스(10)의 외관은 향상될 수 있다. 가상 버튼(예컨대, 디스플레이(14) 내 또는 디스플레이 커버층(16) 아래의 다른 곳에 있는 2차원 터치 센서를 이용하여 제공되는 터치 스크린 입력과 연관된 아이콘들)이 디스플레이되는 구성에서, 사용자 입력을 수집하고 출력을 사용자에게 제공하는 디바이스(10)의 능력이 향상될 수 있다.
도 4는 광 재지향 구성요소(16-2)가 디스플레이 커버층(16)의 하위 표면 상의 렌즈 구조체들로부터 어떻게 형성될 수 있는지 도시한다. 도 4의 구성요소(16-2)의 렌즈 구조체들은, 예를 들어, 프레넬 렌즈 구성요소들일 수 있다. 층(16)의 하위 표면 상의 렌즈 구조체들은 층(16)을 바람직한 형상으로 에칭하거나, 층(16)을 바람직한 형상으로 기계가공하거나, 층(16)을 바람직한 형상으로 성형하거나, 또는 다른 방식으로 렌즈들을 층(16)에 직접 형성함으로써 형성될 수 있다. 이러한 유형의 구성의 경우, 도 4의 구성요소(16-2)의 프레넬 렌즈 구성요소들 및 층(16)은 동일한 재료의 일체형 부분들로부터 형성된다. 원하는 경우, 렌즈 구성요소들을 구비한 중합체 코팅 또는 기타 투명 코팅은 층(16)의 하위 표면 상에 형성될 수 있고/있거나 렌즈들(렌즈 구성요소들)을 포함하는 광학 필름(예컨대, 중합체 필름)은 접착제를 이용하여 층(16)의 하위 표면에 부착될 수 있다. 도 5는 구성요소(16-2)를 위한 렌즈들이 어떻게 둥근(만곡한) 단면 프로파일을 가질 수 있는지 도시한다. 구성요소(16-2)의 렌즈들은, 예를 들어, 도 6의 평면도에 도시된 바와 같이 원형 또는 거의 원형 단면 형상을 갖는 긴 렌즈들(예컨대, 원통형 렌즈들 또는 기타 렌티큘러 렌즈들)일 수 있거나 또는 도 7의 평면도에 도시된 바와 같이 둥근(또는 거의 둥근) 풋프린트(외곽선)를 갖는 반구형 렌즈들일 수 있다. 도 7의 렌즈 어레이의 렌즈들과 같은 둥근 렌즈들은 마이크로렌즈들일 수 있고, 공유된 공동 직경을 가질 수 있거나 또는 (예컨대) 여러 상이한 직경들로 특징지어질 수 있다. 렌즈 치수들은 픽셀 치수들보다 작거나, 픽셀 치수들과 비슷하거나, 또는 픽셀 치수들보다 클 수 있다.
도 8의 예에서, 광 재지향 구성요소(16-3)는 (예컨대, 박막 코팅, 라미네이트된 층, 층(16)의 일체형 부분으로서 등) 부재(16)의 외측 상에 형성되었다. 광 재지향 구성요소(16-3)는 디스플레이 층(14)의 주변 픽셀들(P)로부터의 광을 Z 방향으로 위로 재지향시키는 것을 도와서 이 광이 방향(26)에서 디바이스(10)를 보고 있는 관찰자(28)에게 보일 수 있게 할 수 있다.
디스플레이(14)는, 원하는 경우, 구부러진 부분들을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 디스플레이(14)는 디바이스(10)의 하나 이상의 주변 에지들을 따라 디스플레이 커버층(16)으로부터 멀리 구부러질 수 있다. 도 9의 예에서, 광학적으로 투명한 접착제(34)가 디스플레이(14)를 디스플레이 커버층(14)의 내측 표면에 부착하는 데 사용되었고, 광 재지향 구성요소(16-1)(및/또는 구성요소(16-2))가 디바이스(10)의 주변 에지를 따라 층(16)의 내측 표면 상에 형성되었다. 원하는 경우, 광학적으로 투명한 접착제는 디스플레이(14) 전체 또는 디스플레이(14)의 다른 부분들 위에 형성될 수 있다. 광학적으로 투명한 접착제 또는 기타 투명한 중합체 재료는, 원하는 경우, 인접한 광 재지향 구성요소들을 형성하는데 사용되는 재료와는 상이한(예컨대, 더 낮은) 굴절률을 가질 수 있다. 원하는 경우, 공기 간극들은 광 재지향 구성요소들에 인접하게 형성될 수 있다.
도 10은 광 재지향 구성요소들이 디스플레이 커버층(16)의 외측 및 내측 표면 둘 모두 상에 어떻게 존재할 수 있는지 도시한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 광 재지향 구성요소(16-3)는 디스플레이 커버층(16)의 제1(밖을 향하는) 면 상에 형성될 수 있고, 광 재지향 구성요소(16-2)(또는 (16-1))는 디스플레이 커버층(16)의 반대편 제2(안을 향하는) 면 상에 형성될 수 있다. 이러한 유형의 구성에서의 외측 광 재지향 구성요소 및 내측 광 재지향 구성요소는 무초점 광학 시스템을 형성할 수 있다. 디스플레이 커버층(16)의 광 재지향 구성요소들에 대한 무초점 구성의 사용을 통해 광(32)은 광 재지향 구성요소들에 의해 바람직한 방향으로 지향되게 하면서 디스플레이(14) 상에서 관찰자(28)에게 보이는 이미지들의 크기가 관찰자(28)와 층(16) 사이의 거리(D)의 변화에 따라 변하지 않는 광학 시스템을 생성한다.
도 11의 예에서, 광 재지향 구성요소(16-2)는 디스플레이 커버층(16)의 만곡한 에지 부분 상에 형성되었다. 도 11의 디스플레이 커버층(16)의 내측 표면의 만곡한 단면 프로파일은 디스플레이(14)의 주연부에 가까운 디스플레이(14)와 동일한 방향으로 구부러질 수 있다. 프레넬 렌즈들(예컨대, 프레넬 렌즈 구성요소들의 어레이) 또는 기타 광학 구조체들은 구성요소(16-2)를 형성하는 데 사용될 수 있다.
옵션적인 외측 광 재지향 구성요소(16-3)는 도 11의 예에서 부재(16)의 평면형 수직 측벽 표면(30F) 상에 형성된다. 도 12는 별개의 광 재지향 구성요소(구성요소(16-1))가 어떻게 디스플레이 커버층(16)의 주변 부분의 내측 표면의 만곡한 부분 상의 코팅 또는 가요성 층으로부터 형성될 수 있는지 도시한다. 옵션적인 광학적으로 투명한 접착제(34)가 디스플레이(14)를 디바이스(10)의 중심에서 층(16)의 내측 표면에 부착시키는 데 사용될 수 있다. 옵션적인 광 재지향 구성요소(16-3)는 수직 표면(30F)과 같은 평면형 표면 상에 형성될 수 있고/있거나 층(16)은 만곡한 에지 프로파일을 가질 수 있다.
디바이스(10)는 개인적으로 식별가능한 정보를 사용하는 시스템에서 동작될 수 있다. 개인 식별가능 정보(personally identifiable information)의 사용은 사용자들의 프라이버시를 유지하기 위한 산업 또는 정부 요구사항들을 충족시키거나 초과하는 것으로 일반적으로 인식되는 프라이버시 정책들 및 관례들을 따라야 하는 것이 잘 이해된다. 특히, 개인 식별가능 정보 데이터는 의도하지 않은 또는 인가되지 않은 액세스 또는 사용의 위험들을 최소화하도록 관리되고 핸들링되어야 하며, 인가된 사용의 성질(nature)은 사용자들에게 명확히 표시되어야 한다.
일 실시예에 따른, 하우징, 하우징의 내부의 전기 컴포넌트들, 광을 방출하도록 구성된 픽셀들의 어레이를 갖는 디스플레이, 및 픽셀들의 어레이와 중첩되고 하우징에 결합된 평면형 디스플레이 커버층을 포함하는 전자 디바이스가 제공되며, 평면형 디스플레이 커버층은 굴절 광 재지향 구성요소 및 회절 광 재지향 구성요소로 구성된 군으로부터 선택된 광 재지향 구성요소를 포함하고, 평면형 디스플레이 커버층은 에지들을 가지며 광 재지향 구성요소는 에지들 중 적어도 하나에 인접하다.
다른 실시예에 따라, 광 재지향 구성요소는 홀로그램, 격자, 및 렌즈들의 세트로 구성된 군으로부터 선택된 광 재지향 구성요소를 포함한다.
다른 실시예에 따라, 광 재지향 구성요소는 프레넬 렌즈들을 포함한다.
다른 실시예에 따라, 광 재지향 구성요소는 렌티큘러 렌즈들을 포함한다.
다른 실시예에 따라, 광 재지향 구성요소는 둥근 렌즈들을 갖는다.
다른 실시예에 따라, 광 재지향 구성요소는 만곡한 단면 프로파일을 구비한 디스플레이에 대향하는 면을 갖는다.
다른 실시예에 따라, 디스플레이는 구부러진 주변 부분을 구비한 가요성 디스플레이를 포함한다.
다른 실시예에 따라, 디스플레이는 구부러진 주변 부분을 포함하고, 광 재지향 구성요소는 만곡한 단면 프로파일을 갖고, 광 재지향 구성요소는 렌즈들을 포함한다.
다른 실시예에 따라, 평면형 디스플레이 커버층은 반대방향의 외측 면 및 내측 면을 가지며, 광 재지향 구성요소들은 내측 면 상의 제1 광 재지향 구성요소 및 무초점 시스템을 형성하도록 구성된 외측 면 상의 제2 광 재지향 구성요소를 포함하고, 제1 광 재지향 구성요소는 홀로그램, 격자, 및 렌즈들의 세트로 구성된 군으로부터 선택된 광 재지향 구성요소를 포함하고, 제2 광 재지향 구성요소는 홀로그램, 격자, 및 렌즈들의 세트로 구성된 군으로부터 선택된 광 재지향 구성요소를 포함한다.
일 실시예에 따른, 하우징, 하우징의 내부의 전기 컴포넌트들, 광을 방출하도록 구성된 픽셀들의 어레이를 갖는 디스플레이, 디스플레이와 중첩되고 하우징에 결합된 디스플레이 커버층 - 디스플레이 커버층은 디스플레이의 면 법선에 수직인 면 법선을 구비한 평면형 측벽 표면을 가짐 -, 및 픽셀들의 어레이의 주변 픽셀들과 중첩되고 주변 픽셀들로부터 평면형 측벽 표면으로 광을 재지향시키는 광 재지향 구성요소를 포함하는 전자 디바이스가 제공된다.
다른 실시예에 따라, 디스플레이 커버층은 내측 면을 갖고, 광 재지향 구성요소는 내측 면에 있다.
다른 실시예에 따라, 광 재지향 구성요소는 디스플레이 커버층의 부분들로부터 형성된다.
다른 실시예에 따라, 광 재지향 구성요소는 디스플레이 커버층의 안쪽으로 대향하는 표면에 부착된 광 재지향 층으로부터 형성된다.
다른 실시예에 따라, 디스플레이 커버층의 안쪽으로 대향하는 표면은 만곡한 단면 프로파일을 갖는다.
다른 실시예에 따라, 전자 디바이스는 평면형 측벽 표면 상에 광 재지향 구성요소를 포함한다.
다른 실시예에 따라, 광 재지향 구성요소는 홀로그램 층, 격자 층, 및 렌즈들의 층으로 구성된 군으로부터 선택된 광학 층을 포함한다.
일 실시예에 따른, 하우징, 하우징의 내부의 전기 컴포넌트들, 광을 방출하도록 구성된 픽셀들의 어레이를 갖고 구부러진 주변 부분을 갖는 디스플레이, 디스플레이와 중첩되고 하우징에 결합된 디스플레이 커버층을 포함하는 전자 디바이스가 제공되고, 디스플레이 커버층은 반대방향의 내측 표면 및 외측 표면을 갖고, 외측 표면은 만곡한 단면 프로파일을 구비한 주변 부분을 갖고, 내측 표면은 만곡한 단면 프로파일을 구비한 주변 부분을 갖고, 내측 표면은 픽셀들의 어레이 내의 주변 픽셀들로부터 방출되는 광을 재지향시키는 렌즈 구성요소들을 형성하도록 구성된다.
다른 실시예에 따라, 렌즈 구성요소들은 프레넬 렌즈 구성요소들을 포함한다.
다른 실시예에 따라, 렌즈 구성요소들은 렌티큘러 렌즈들을 포함한다.
다른 실시예에 따라, 렌즈 구성요소들은 둥근 윤곽을 갖는다.
전술한 것은 단지 예시일 뿐이며, 설명된 실시예들에 대해 다양한 수정들이 이루어질 수 있다. 전술한 실시예들은 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다.

Claims (11)

  1. 전자 디바이스로서,
    하우징;
    상기 하우징의 내부의 전기 컴포넌트들;
    상기 전자 디바이스의 전면에 이미지를 디스플레이하기 위해 광을 방출하도록 구성된 픽셀들의 어레이를 갖는 디스플레이;
    상기 디스플레이와 중첩되고 상기 하우징에 결합된 디스플레이 커버층 - 상기 디스플레이 커버층은 상기 디스플레이의 면 법선에 수직인 면 법선을 구비한 평면형 측벽 표면을 가짐 -; 및
    상기 픽셀들의 어레이 내의 주변 픽셀들과 중첩되고 그리고 상기 평면형 측벽 표면을 따라 상기 이미지와는 별개인 확산 글로우를 제공하기 위해 상기 주변 픽셀들로부터 상기 평면형 측벽 표면으로 광을 재지향시키는 광 재지향 구성요소를 포함하는, 전자 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 디스플레이 커버층은 내측 면을 갖고, 상기 광 재지향 구성요소는 상기 내측 면에 있는, 전자 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광 재지향 구성요소는 상기 디스플레이 커버층의 부분들로부터 형성되는, 전자 디바이스.
  4. 제2항에 있어서, 상기 광 재지향 구성요소는 상기 디스플레이 커버층의 안쪽으로 대향하는 표면에 부착된 광 재지향 층으로부터 형성되는, 전자 디바이스.
  5. 제4항에 있어서, 상기 디스플레이 커버층의 상기 안쪽으로 대향하는 표면은 만곡한 단면 프로파일을 갖는, 전자 디바이스.
  6. 제1항에 있어서, 상기 평면형 측벽 표면 상에 광 재지향 구성요소를 추가로 포함하는, 전자 디바이스.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광 재지향 구성요소는 홀로그램 층, 격자 층, 및 렌즈들의 층으로 구성된 군으로부터 선택된 광학 층을 포함하는, 전자 디바이스.
  8. 전자 디바이스로서,
    하우징;
    상기 하우징의 내부의 전기 컴포넌트들;
    광을 방출하도록 구성된 픽셀들의 어레이를 갖고 구부러진 주변 부분을 갖는 디스플레이; 및
    상기 디스플레이와 중첩되고 상기 하우징에 결합된 디스플레이 커버층을 포함하고, 상기 디스플레이 커버층은 반대방향의 내측 표면 및 외측 표면을 갖고, 상기 외측 표면은 만곡한 단면 프로파일을 구비한 주변 부분을 갖고, 상기 내측 표면은 만곡한 단면 프로파일을 구비한 주변 부분을 갖고, 상기 만곡한 단면 프로파일을 구비한 상기 내측 표면의 주변 부분은 상기 픽셀들의 어레이 내의 주변 픽셀들로부터 방출된 광을 재지향시키는 반구형 렌즈 구성요소들의 어레이를 형성하도록 구성되는, 전자 디바이스.
  9. 제8항에 있어서, 상기 렌즈 구성요소들은 프레넬 렌즈 구성요소들을 포함하는, 전자 디바이스.
  10. 제8항에 있어서, 상기 렌즈 구성요소들은 렌티큘러 렌즈들을 포함하는, 전자 디바이스.
  11. 제8항에 있어서, 상기 렌즈 구성요소들은 둥근 윤곽을 갖는, 전자 디바이스.
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