WO2021230657A1 - 지문 센서 및 지문 센서를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

지문 센서 및 지문 센서를 포함하는 전자 장치 Download PDF

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WO2021230657A1
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fingerprint sensor
conductive pattern
circuit board
electronic device
digitizer
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PCT/KR2021/005953
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허지훈
김현우
박지훈
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삼성전자 주식회사
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    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04107—Shielding in digitiser, i.e. guard or shielding arrangements, mostly for capacitive touchscreens, e.g. driven shields, driven grounds

Definitions

  • Embodiments disclosed in this document relate to a fingerprint sensor and an electronic device including the fingerprint sensor.
  • FoD Fingerprint on Display
  • the representative FoD methods are the ultrasonic method, which detects the minute air gap between the finger and the sensor contact surface, and the optical method, which obtains a fingerprint image reflected by light and compares it with the fingerprint information.
  • a hole in a plurality of layers eg, an emboss layer, a sponge layer, an adhesive layer, a shielding layer, and/or a digitizer
  • a plurality of layers eg, an emboss layer, a sponge layer, an adhesive layer, a shielding layer, and/or a digitizer
  • a hole is drilled in a plurality of layers (eg, an emboss layer, a sponge layer, an adhesive layer, a shielding layer, and/or a digitizer) of the back side of the display.
  • a plurality of layers eg, an emboss layer, a sponge layer, an adhesive layer, a shielding layer, and/or a digitizer.
  • the recognition performance of an input device may deteriorate in the hole.
  • An electronic device includes a display device, a battery, a digitizer positioned between the display device and the battery and including a first circuit board, and a fingerprint sensor including a second circuit board and a third circuit board and a processor electrically connected to the display device, the digitizer, and the fingerprint sensor, wherein the first circuit board includes a first conductive pattern for recognizing an input device, and the second circuit board includes the input device.
  • the first circuit board includes a first conductive pattern for recognizing an input device
  • the second circuit board includes the input device.
  • the third circuit board may include a third conductive pattern for recognizing a fingerprint
  • the first conductive pattern and the second conductive pattern may be electrically connected to each other.
  • a fingerprint sensor includes a photo sensor, a first circuit board, and a second circuit board, wherein the first circuit board includes a first conductive pattern for recognizing an input device, and The second circuit board may include a second conductive pattern for recognizing a fingerprint.
  • An electronic device includes a fingerprint sensor including a display device, a battery, a heat dissipation layer disposed between the display device and the battery, a circuit board, and electrically connected to the display device and the fingerprint sensor a processor, wherein the circuit board includes a conductive pattern for recognizing a fingerprint, the circuit board includes an opening exposing at least a portion of a metal layer included in the circuit board, and the metal layer exposed through the opening may be electrically connected to the heat dissipation layer.
  • An electronic device includes a display device, a battery, a digitizer positioned between the display device and the battery and including a first circuit board and a second circuit board, a fingerprint sensor including a photosensor, and a processor electrically connected to the display device, the digitizer, and the fingerprint sensor, the first circuit board includes a first conductive pattern for recognizing an input device, and the second circuit board for recognizing a fingerprint It includes a second conductive pattern, and the second conductive pattern and the photosensor may be electrically connected to each other.
  • a fingerprint sensor capable of embedding a fingerprint sensor in a rear surface of a display without affecting digitizer performance, and an electronic device including the fingerprint sensor.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100 according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an electronic device, illustrating a part of a stacked structure of the electronic device according to an embodiment disclosed in this document.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a fingerprint sensor of the electronic device of FIG. 2 .
  • 4A, 4B, and 5 are diagrams schematically illustrating a method of manufacturing a fingerprint sensor included in an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a method of electrically connecting a fingerprint sensor to a digitizer of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIGS. 7A, 7B, 8 and 9 are diagrams schematically illustrating a method of manufacturing a fingerprint sensor included in an electronic device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a fingerprint sensor included in an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of an electronic device illustrating a part of a stacked structure of the electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of an electronic device illustrating a part of a stacked structure of the electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a diagram schematically illustrating a digitizer included in an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating the digitizer of FIG. 13 taken along line I-I'.
  • 15 is a diagram schematically illustrating a digitizer included in an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • 16 is a cross-sectional view schematically illustrating a state in which a sensing unit is attached to a digitizer included in an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100 according to various embodiments.
  • an electronic device 101 communicates with an electronic device 102 through a first network 198 (eg, a short-range wireless communication network) or a second network 199 . It may communicate with the electronic device 104 or the server 108 through (eg, a long-distance wireless communication network). According to an embodiment, the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108 .
  • a first network 198 eg, a short-range wireless communication network
  • a second network 199 e.g., a second network 199
  • the electronic device 101 may communicate with the electronic device 104 through the server 108 .
  • the electronic device 101 includes a processor 120 , a memory 130 , an input device 150 , a sound output device 155 , a display device 160 , an audio module 170 , and a sensor module ( 176 , interface 177 , haptic module 179 , camera module 180 , power management module 188 , battery 189 , communication module 190 , subscriber identification module 196 , or antenna module 197 . ) may be included. In some embodiments, at least one of these components (eg, the display device 160 or the camera module 180 ) may be omitted or one or more other components may be added to the electronic device 101 . In some embodiments, some of these components may be implemented as one integrated circuit. For example, the sensor module 176 (eg, a fingerprint sensor, an iris sensor, or an illuminance sensor) may be implemented while being embedded in the display device 160 (eg, a display).
  • the sensor module 176 eg, a fingerprint sensor, an iris sensor, or an illuminance sensor
  • the processor 120 executes software (eg, the program 140) to execute at least one other component (eg, a hardware or software component) of the electronic device 101 connected to the processor 120 . It can control and perform various data processing or operations. According to one embodiment, as at least part of data processing or operation, the processor 120 converts commands or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190 ) to the volatile memory 132 . may be loaded into the volatile memory 132 , process commands or data stored in the volatile memory 132 , and store the resulting data in the non-volatile memory 134 .
  • software eg, the program 140
  • the processor 120 converts commands or data received from other components (eg, the sensor module 176 or the communication module 190 ) to the volatile memory 132 .
  • the volatile memory 132 may be loaded into the volatile memory 132 , process commands or data stored in the volatile memory 132 , and store the resulting data in the non-volatile memory 134 .
  • the processor 120 includes a main processor 121 (eg, a central processing unit or an application processor), and a secondary processor 123 (eg, a graphic processing unit, an image signal processor) that can operate independently or together with the main processor 121 . , a sensor hub processor, or a communication processor). Additionally or alternatively, the auxiliary processor 123 may be configured to use less power than the main processor 121 or to be specialized for a designated function. The auxiliary processor 123 may be implemented separately from or as a part of the main processor 121 .
  • a main processor 121 eg, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123 eg, a graphic processing unit, an image signal processor
  • the auxiliary processor 123 may be configured to use less power than the main processor 121 or to be specialized for a designated function.
  • the auxiliary processor 123 may be implemented separately from or as a part of the main processor 121 .
  • the secondary processor 123 may, for example, act on behalf of the main processor 121 while the main processor 121 is in an inactive (eg, sleep) state, or when the main processor 121 is active (eg, executing an application). ), together with the main processor 121, at least one of the components of the electronic device 101 (eg, the display device 160, the sensor module 176, or the communication module 190) It is possible to control at least some of the related functions or states.
  • the coprocessor 123 eg, an image signal processor or a communication processor
  • may be implemented as part of another functionally related component eg, the camera module 180 or the communication module 190. have.
  • the memory 130 may store various data used by at least one component (eg, the processor 120 or the sensor module 176 ) of the electronic device 101 .
  • the data may include, for example, input data or output data for software (eg, the program 140 ) and instructions related thereto.
  • the memory 130 may include a volatile memory 132 or a non-volatile memory 134 .
  • the program 140 may be stored as software in the memory 130 , and may include, for example, an operating system 142 , middleware 144 , or an application 146 .
  • the input device 150 may receive a command or data to be used by a component (eg, the processor 120 ) of the electronic device 101 from the outside (eg, a user) of the electronic device 101 .
  • the input device 150 may include, for example, a microphone, a mouse, a keyboard, or a digital pen (eg, a stylus pen).
  • the sound output device 155 may output a sound signal to the outside of the electronic device 101 .
  • the sound output device 155 may include, for example, a speaker or a receiver.
  • the speaker can be used for general purposes such as multimedia playback or recording playback, and the receiver can be used to receive incoming calls. According to one embodiment, the receiver may be implemented separately from or as part of the speaker.
  • the display device 160 may visually provide information to the outside (eg, a user) of the electronic device 101 .
  • the display device 160 may include, for example, a display, a hologram device, or a projector and a control circuit for controlling the corresponding device.
  • the display device 160 may include a touch circuitry configured to sense a touch or a sensor circuit (eg, a pressure sensor) configured to measure the intensity of a force generated by the touch. have.
  • the audio module 170 may convert a sound into an electric signal or, conversely, convert an electric signal into a sound. According to an embodiment, the audio module 170 acquires a sound through the input device 150 , or an external electronic device (eg, a sound output device 155 ) connected directly or wirelessly with the electronic device 101 .
  • the electronic device 102) eg, a speaker or headphones
  • the electronic device 102 may output a sound.
  • the sensor module 176 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 101 or an external environmental state (eg, user state), and generates an electrical signal or data value corresponding to the sensed state. can do.
  • the sensor module 176 may include, for example, a gesture sensor, a gyro sensor, a barometric pressure sensor, a magnetic sensor, an acceleration sensor, a grip sensor, a proximity sensor, a color sensor, an IR (infrared) sensor, a biometric sensor, It may include a temperature sensor, a humidity sensor, or an illuminance sensor.
  • the interface 177 may support one or more designated protocols that may be used for the electronic device 101 to directly or wirelessly connect with an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
  • the interface 177 may include, for example, a high definition multimedia interface (HDMI), a universal serial bus (USB) interface, an SD card interface, or an audio interface.
  • HDMI high definition multimedia interface
  • USB universal serial bus
  • SD card interface Secure Digital Card
  • the connection terminal 178 may include a connector through which the electronic device 101 can be physically connected to an external electronic device (eg, the electronic device 102 ).
  • the connection terminal 178 may include, for example, an HDMI connector, a USB connector, an SD card connector, or an audio connector (eg, a headphone connector).
  • the haptic module 179 may convert an electrical signal into a mechanical stimulus (eg, vibration or movement) or an electrical stimulus that the user can perceive through tactile or kinesthetic sense.
  • the haptic module 179 may include, for example, a motor, a piezoelectric element, or an electrical stimulation device.
  • the camera module 180 may capture still images and moving images. According to an embodiment, the camera module 180 may include one or more lenses, image sensors, image signal processors, or flashes.
  • the power management module 188 may manage power supplied to the electronic device 101 .
  • the power management module 188 may be implemented as, for example, at least a part of a power management integrated circuit (PMIC).
  • PMIC power management integrated circuit
  • the battery 189 may supply power to at least one component of the electronic device 101 .
  • battery 189 may include, for example, a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.
  • the communication module 190 is a direct (eg, wired) communication channel or a wireless communication channel between the electronic device 101 and an external electronic device (eg, the electronic device 102, the electronic device 104, or the server 108). It can support establishment and communication performance through the established communication channel.
  • the communication module 190 may include one or more communication processors that operate independently of the processor 120 (eg, an application processor) and support direct (eg, wired) communication or wireless communication.
  • the communication module 190 is a wireless communication module 192 (eg, a cellular communication module, a short-range communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module) or a wired communication module 194 (eg, : It may include a local area network (LAN) communication module, or a power line communication module).
  • a wireless communication module 192 eg, a cellular communication module, a short-range communication module, or a global navigation satellite system (GNSS) communication module
  • GNSS global navigation satellite system
  • wired communication module 194 eg, : It may include a local area network (LAN) communication module, or a power line communication module.
  • the corresponding communication module is a first network 198 (eg, a short-range communication network such as Bluetooth, WiFi direct or IrDA (infrared data association)) or a second network 199 (eg, a cellular network, the Internet, Alternatively, it may communicate with the external electronic device 104 through a computer network (eg, a telecommunication network such as a LAN or WAN).
  • a computer network eg, a telecommunication network such as a LAN or WAN.
  • These various types of communication modules may be integrated into one component (eg, a single chip) or may be implemented as a plurality of components (eg, multiple chips) separate from each other.
  • the wireless communication module 192 uses the subscriber information (eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)) stored in the subscriber identification module 196 within a communication network such as the first network 198 or the second network 199 .
  • the electronic device 101 may be identified and authenticated.
  • the antenna module 197 may transmit or receive a signal or power to the outside (eg, an external electronic device).
  • the antenna module 197 may include one antenna including a conductor formed on a substrate (eg, a PCB) or a radiator formed of a conductive pattern.
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas. In this case, at least one antenna suitable for a communication method used in a communication network such as the first network 198 or the second network 199 is connected from the plurality of antennas by, for example, the communication module 190 . can be selected. A signal or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through the selected at least one antenna.
  • other components eg, RFIC
  • other than the radiator may be additionally formed as a part of the antenna module 197 .
  • peripheral devices eg, a bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • GPIO general purpose input and output
  • SPI serial peripheral interface
  • MIPI mobile industry processor interface
  • the command or data may be transmitted or received between the electronic device 101 and the external electronic device 104 through the server 108 connected to the second network 199 .
  • Each of the external electronic devices 102 and 104 may be the same as or different from the electronic device 101 .
  • all or part of the operations executed by the electronic device 101 may be executed by one or more of the external electronic devices 102 , 104 , or 108 .
  • the electronic device 101 may perform the function or service itself instead of executing the function or service itself.
  • one or more external electronic devices may be requested to perform at least a part of the function or the service.
  • the one or more external electronic devices that have received the request may execute at least a part of the requested function or service, or an additional function or service related to the request, and transmit a result of the execution to the electronic device 101 .
  • the electronic device 101 may process the result as it is or additionally and provide it as at least a part of a response to the request.
  • cloud computing, distributed computing, or client-server computing technology may be used.
  • the electronic device may have various types of devices.
  • the electronic device may include, for example, a portable communication device (eg, a smart phone), a computer device, a portable multimedia device, a portable medical device, a camera, a wearable device, or a home appliance device.
  • a portable communication device eg, a smart phone
  • a computer device e.g., a smart phone
  • a portable multimedia device e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a camera e.g., a portable medical device
  • a wearable device e.g., a smart bracelet
  • a home appliance device e.g., a home appliance
  • a or B “at least one of A and B”, “at least one of A or B”, “A, B or C”, “at least one of A, B and C” and “A,
  • Each of the phrases “at least one of B, or C” may include any one of, or all possible combinations of, items listed together in the corresponding one of the phrases.
  • Terms such as “first”, “second”, or “first” or “second” may simply be used to distinguish the component from other components in question, and may refer to components in other aspects (e.g., importance or order) is not limited.
  • one (eg first) component is “coupled” or “connected” to another (eg, second) component with or without the terms “functionally” or “communicatively”
  • one component can be connected to the other component directly (eg by wire), wirelessly, or through a third component.
  • module may include a unit implemented in hardware, software, or firmware, and may be used interchangeably with terms such as, for example, logic, logic block, component, or circuit.
  • a module may be an integrally formed part or a minimum unit or a part of the part that performs one or more functions.
  • the module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present document include one or more instructions stored in a storage medium (eg, internal memory 136 or external memory 138) readable by a machine (eg, electronic device 101).
  • a machine eg, electronic device 101
  • the processor eg, the processor 120
  • the device eg, the electronic device 101
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code executable by an interpreter.
  • the device-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • 'non-transitory storage medium' is a tangible device and only means that it does not contain a signal (eg, electromagnetic wave). It does not distinguish the case where it is stored as
  • the 'non-transitory storage medium' may include a buffer in which data is temporarily stored.
  • the method according to various embodiments disclosed in this document may be provided in a computer program product (computer program product).
  • Computer program products may be traded between sellers and buyers as commodities.
  • the computer program product is distributed in the form of a device-readable storage medium (eg compact disc read only memory (CD-ROM)), or via an application store (eg Play StoreTM) or on two user devices ( It can be distributed (eg downloaded or uploaded) directly, online between smartphones (eg: smartphones).
  • a portion of a computer program product eg, a downloadable app
  • a machine-readable storage medium such as a memory of a manufacturer's server, a server of an application store, or a relay server. It may be temporarily stored or temporarily created.
  • each component eg, a module or a program of the above-described components may include a singular or a plurality of entities.
  • one or more components or operations among the above-described corresponding components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • a plurality of components eg, a module or a program
  • the integrated component may perform one or more functions of each component of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component among the plurality of components prior to the integration. .
  • operations performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or one or more of the operations are executed in a different order, or omitted. , or one or more other operations may be added.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the electronic device 200 illustrating a part of the stacked structure of the electronic device according to an embodiment disclosed in this document.
  • the electronic device 200 (eg, the electronic device 101 of FIG. 1 ) includes a display device 201 (eg, the display device 160 of FIG. 1 ), a protective layer 202 , and a digitizer ( digitizer) 203 , a fingerprint sensor 300 , a heat dissipation layer 205 , and a battery 206 (eg, the battery 189 of FIG. 1 ).
  • a plurality of wires and a plurality of pixels may be disposed on the display device 201 .
  • a plurality of gate lines and a plurality of data lines may be disposed on the display device 160 , and the gate lines and the data lines may cross each other.
  • the pixels may emit light based on signals supplied from the gate lines and the data lines.
  • the battery 206 may supply power to at least one component of the electronic device 200 .
  • the battery 206 may include at least one of a non-rechargeable primary cell, a rechargeable secondary cell, or a fuel cell.
  • a digitizer 203 may be positioned between the display device 201 and the battery 206 .
  • the digitizer 203 may be a panel for detecting an input of an input device (not shown).
  • the digitizer 203 may include a first flexible printed circuit board 203 - 1 (FPCB, flexible printed circuit board) and a shielding sheet 203 - 2 .
  • the first flexible printed circuit board 203 - 1 may be a sheet (eg, a WACOM sheet) for recognizing an electrical signal generated by a user input device such as a stylus pen.
  • the shielding sheet 203 - 2 may prevent interference between the components by an electromagnetic field generated from the components (eg, a display device module, a printed circuit board, and an electromagnetic induction panel) included in the electronic device 200 . .
  • the shielding sheet 203 - 2 blocks electromagnetic fields generated from the components, so that an input signal from an input device can be accurately transmitted to the digitizer 203 .
  • the shielding sheet 203 - 2 may be a magnetic metal powder (MMP) sheet, a copper sheet (Cu sheet), or a metal plate (SUS).
  • a flexible printed circuit board disclosed in this document may be a printed circuit board (PCB).
  • the digitizer 203 may include a first printed circuit board 203 - 1 (PCB, printed circuit board) and a shielding sheet 203 - 2 .
  • a printed circuit board may be used synonymously with a circuit board.
  • the first printed circuit board, the second printed circuit board, and the third printed circuit board may be referred to as a first circuit board, a second circuit board, and a third circuit board, respectively.
  • the digitizer 203 may identify various pieces of information including coordinates corresponding to the position of the input device (not shown), the tilt of the input device, or pressure.
  • the digitizer 203 may receive an electromagnetic signal using the first conductive pattern included in the first FPCB 203 - 1 .
  • the electromagnetic signal may refer to an electromagnetic signal output from an input device.
  • the digitizer 203 may identify various information including a tilt of the input device, a pressure, or a position on the display 201 based on an electromagnetic signal output from the input device.
  • the first conductive pattern of the digitizer 203 may form a corresponding current (or voltage) according to a change in the strength of a magnetic field generated by an electromagnetic signal transmitted from an input device.
  • the first conductive pattern may be formed of a plurality of conductive layers.
  • the first conductive pattern may include a plurality of second conductive lines disposed perpendicular to the plurality of first conductive lines.
  • an input device may refer to a device that can be used to input information into an electronic device.
  • a separate resonance circuit may be built in the input device to interwork with the digitizer 203 included in the electronic device 200 .
  • the input device may include at least one of an electro-magnetic resonance (EMR) method, an active electrical stylus (AES) method, and an electric coupled resonance (ECR) method.
  • EMR electro-magnetic resonance
  • AES active electrical stylus
  • ECR electric coupled resonance
  • the digitizer 203 may detect the position of the image of the display device 201 of the input device by using a method of detecting an electromagnetic signal generated from the input device by the digitizer 203 .
  • the input device may receive the electromagnetic signal generated by the digitizer 203 , transform the received electromagnetic signal, and output it again. At this time, the digitizer 203 may sense the position on the display of the input device by receiving the modified electromagnetic signal.
  • the input device may be in the form of a digital pen, and may include an electrode in a pen tip.
  • the electronic device 200 may sense the input position based on a change in capacitance inside the touch panel due to an approach of an electrode positioned on the pen tip of the input device.
  • the input device may be inserted or detached by being guided into or detached from the housing through a hole formed in a side surface of the housing of the electronic device 200 , and may include a button for facilitating detachment.
  • the input device may be used separately from the electronic device 200 .
  • the input device may be attached to the outside of the electronic device 200 .
  • a first hole 204 may be located in the digitizer 203 at a position corresponding to the fingerprint sensor 300 . Since the first conductive pattern cannot be located in the region where the first hole 204 is located, the first conductive pattern of the digitizer 203 may be disposed avoiding the first hole 204 .
  • a passivation layer 202 may be positioned between the display device 201 and the digitizer 203 .
  • the protective layer 202 includes at least one of a buffer layer (eg, a cushion layer or a sponge layer) for absorbing an impact, or a light blocking layer (eg, a light blocking member layer of a black sheet or black printed layer) for blocking light can do.
  • the protective layer 202 may protect other components inside the electronic device 200 by absorbing an external impact.
  • the protective layer 202 may be configured as an integral body by integrating a buffer layer and a light blocking layer, or may be in a form in which a plurality of layers formed for each component are stacked.
  • the second hole 207 may be positioned at a position corresponding to the first hole 204 of the digitizer 203 .
  • a heat dissipation layer 205 may be positioned between the display device 201 and the battery 206 .
  • the heat dissipation layer 205 may include a component (eg, a copper layer) that performs a heat dissipation function.
  • the fingerprint sensor 300 may be positioned to correspond to the first hole 204 of the digitizer 203 . According to an embodiment, the fingerprint sensor 300 acquires fingerprint information input to the display device 201 through the second hole 207 of the protective layer 202 and the first hole 204 of the digitizer 203 . can do. According to an embodiment, the fingerprint sensor 300 may be an optical, capacitive, or ultrasonic fingerprint sensor. According to an embodiment, when the fingerprint sensor 300 is an optical fingerprint sensor, the fingerprint sensor 300 captures a fingerprint image of the surface of a finger using a photosensitive diode or acquires a fingerprint by the difference in light reflectance between the ridges and valleys of the fingerprint.
  • the fingerprint sensor 300 when the fingerprint sensor 300 is a capacitive fingerprint sensor, the fingerprint sensor 300 detects a fingerprint using a difference in capacitance between a portion where the fingerprint touches the electrode (floor) and a portion where it does not (valley). can be obtained According to an embodiment, when the fingerprint sensor 300 is an ultrasonic fingerprint sensor, the fingerprint sensor 300 may generate an ultrasonic wave using a piezo, and obtain a fingerprint by using the ultrasonic reflectance of valleys and Jungle of the fingerprint.
  • the fingerprint sensor 300 is an optical fingerprint sensor according to an exemplary embodiment.
  • the electronic device 200 may increase the brightness of pixels disposed on the display device 201 .
  • Light emitted from the pixel may be reflected from the finger and input to the fingerprint sensor 300 through the first hole 204 and the second hole 207 .
  • the fingerprint sensor 300 may acquire fingerprint information of a finger based on the input light.
  • the fingerprint sensor 300 may include a second FPCB 302 for the digitizer 203 and a third FPCB 303 for the fingerprint sensor 300 .
  • the second FPCB 302 may include a second conductive pattern for the digitizer 203 .
  • the third FPCB 303 may include a third conductive pattern for the fingerprint sensor 300 .
  • the second conductive pattern included in the fingerprint sensor 300 may be electrically connected to the first conductive pattern included in the digitizer 203 .
  • the second conductive pattern may form a corresponding current (or voltage) according to a change in the strength of a magnetic field generated by an electromagnetic signal transmitted from an input device.
  • the digitizer 203 may detect a position on the display of the input device by detecting a change in the strength of the magnetic field formed by the second conductive pattern.
  • the second conductive pattern may be positioned to correspond to the first hole 204 of the digitizer 203 .
  • the digitizer 203 may detect an input device located in an area on the display device 201 corresponding to the first hole 204 of the digitizer 203 using the second conductive pattern of the fingerprint sensor 300 . can That is, the second conductive pattern of the fingerprint sensor 300 may prevent performance degradation of the digitizer 203 due to the absence of the first conductive pattern in the first hole 204 .
  • the second conductive pattern may be formed of a plurality of conductive layers.
  • the second conductive pattern may include a plurality of fourth conductive lines disposed perpendicular to the plurality of third conductive lines.
  • An electronic device uses a second conductive pattern for a digitizer included in a fingerprint sensor to improve input device sensing performance of a digitizer, and provides an air gap greater than a predetermined value between a fingerprint sensor and a display device. gap) and maintaining an air gap greater than or equal to a certain value between the fingerprint sensor and the battery, and the fingerprint sensor can be mounted on the electronic device, thereby maintaining the performance of the fingerprint sensor.
  • FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the fingerprint sensor 300 of the electronic device 200 of FIG. 2 .
  • the same components as those of the above-described embodiment may be referred to by the same reference numerals, and a description thereof may be omitted.
  • the fingerprint sensor 300 includes a sensing unit 301 , a second FPCB 302 for a digitizer (eg, the digitizer 203 of FIG. 2 ), and a third FPCB 303 for the fingerprint sensor.
  • a sensing unit 301 the sensing unit 301
  • a second FPCB 302 for a digitizer eg, the digitizer 203 of FIG. 2
  • a third FPCB 303 for the fingerprint sensor may include
  • the sensing unit 301 may include a photo sensor, and may acquire fingerprint information input on a display device (eg, the display device 201 of FIG. 2 ).
  • a display device eg, the display device 201 of FIG. 2
  • the fingerprint sensor 300 is an optical fingerprint sensor
  • the electronic device eg, the electronic device 200
  • the sensing unit 301 may acquire fingerprint information of the finger by detecting light emitted from the pixel and reflected from the finger and input to the sensing unit 301 .
  • the second FPCB 302 for the digitizer may include a second conductive pattern for the digitizer.
  • the second conductive pattern included in the fingerprint sensor 300 may be electrically connected to the first conductive pattern of a digitizer (eg, the digitizer 203 of FIG. 2 ).
  • the second conductive pattern may form a corresponding current (or voltage) according to a change in the strength of a magnetic field generated by an electromagnetic signal transmitted from an input device, and the digitizer may detect a position on the display of the input device by detecting a change in the strength of the magnetic field formed by the second conductive pattern.
  • the third FPCB 303 for the fingerprint sensor may include a third conductive pattern for the fingerprint sensor 300 .
  • the third conductive pattern may convert light input through the sensing unit 301 into a current (or voltage) signal and/or transmit it to a processor (eg, the processor 120 of FIG. 1 ).
  • the sensing unit 301 and the second FPCB 302 may be attached to each other with an adhesive 304 , and the sensing unit 301 and the third FPCB 303 may be bonded with a wire 305 .
  • a resin 306 for protecting the wire 305 may be positioned in the wire 305 portion.
  • FIGS. 3, 4A, 4B and 5 a method of manufacturing a fingerprint sensor included in an electronic device according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 3, 4A, 4B and 5 .
  • the same components as those of the above-described embodiment may be referred to by the same reference numerals, and a description thereof may be omitted.
  • 4A, 4B, and 5 are diagrams schematically illustrating a method of manufacturing a fingerprint sensor included in an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • a cross-sectional view 410 of FIG. 4A may represent a cross-sectional view of a component for manufacturing a fingerprint sensor (eg, the fingerprint sensor 300 of FIG. 2 ).
  • the part for manufacturing the fingerprint sensor is on the second FPCB 302 for the digitizer (eg, the digitizer 203 of FIG. 2 ) of the electronic device (eg, the electronic device 200 of FIG. 2 ) on the fingerprint sensor (eg: It may have a structure in which the third FPCB 303 for the fingerprint sensor 300 of FIG. 2 is disposed.
  • a plan view 420 of FIG. 4B may represent a plan view looking down the component for manufacturing the fingerprint sensor of FIG. 4A in the -y-axis direction.
  • the third FPCB 303 may have a structure including a third hole 421 . Descriptions of the second FPCB 302 for the digitizer and the third FPCB 303 for the fingerprint sensor are the same as those described above with reference to FIGS. 2 and 3, and thus will be omitted.
  • the sensing unit 301 may be attached to the second FPCB 302 and the third FPCB 303 with an adhesive 304 .
  • the adhesive 304 may include an epoxy-type resin.
  • the sensing unit 301 may be attached on the second FPCB 302 exposed through the third hole 421 of the third FPCB 303 .
  • the sensing unit 301 may be electrically connected to the third FPCB 303 .
  • the sensing unit 301 may be bonded to the third FPCB 303 with a wire 305 .
  • the resin 306 may be applied to the wire 305 to protect the wire 305 connecting the sensing unit 301 and the third FPCB 303 .
  • the fingerprint sensor 300 includes a first hole (eg, the first hole 204 of FIG. 2 ) of a digitizer (eg, the digitizer 203 of FIG. 2 ) of the electronic device (eg, the electronic device 200 of FIG. 2 ). It can be attached to the corresponding part.
  • the second conductive pattern of the second FPCB 302 of the fingerprint sensor 300 may be electrically connected to the first conductive pattern of the digitizer.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a method of electrically connecting a fingerprint sensor to a digitizer of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • an electronic device may include a digitizer 203 .
  • the first hole 204 may be positioned in the digitizer 203 .
  • the digitizer 203 may include a first conductive pattern 615 .
  • a self-limited description of the digitizer 203 is the same as that described above with reference to FIGS. 2 and 3 , and thus will be omitted.
  • the digitizer 203 may include a first connection pad 611 and a second connection pad 622 .
  • the connection pad may refer to a portion in which the conductive pattern of the digitizer 203 is opened for connection with other components at a portion where the conductive pattern is cut off.
  • the fingerprint sensor 300 may be positioned in a portion corresponding to the first hole 204 of the digitizer 203 .
  • the second conductive pattern of the second FPCB of the fingerprint sensor 300 (eg, the second FPCB 302 of FIG. 3 ) is transmitted through the first connection pad 611 of the digitizer 203 to the digitizer ( It may be electrically connected to the first conductive pattern 615 of the 203 .
  • a solder ball 613 is applied to the first connection pad 611 by a low-temperature soldering (eg, jet soldering) method so as not to damage the display to prevent the fingerprint sensor 300 from being damaged. ) may be electrically connected to the first conductive pattern 615 of the digitizer 203 .
  • the first conductive pattern 615 may be connected to a processor of an electronic device (eg, the processor 120 of FIG. 1 ).
  • the third conductive pattern of the third FPCB of the fingerprint sensor 300 (eg, the third FPCB 303 of FIG. 3 ) is transmitted through the second connection pad 612 of the digitizer 203 to the digitizer ( It may be electrically connected to the first conductive pattern 615 of the 203 .
  • the third conductive pattern of the fingerprint sensor 300 is applied to the second connection pad 612 by a soldering (eg, jet soldering) method by applying a solder ball 614 to the first conductivity of the digitizer 203 . It may be electrically connected to the pattern 615 .
  • a second conductive pattern for a digitizer is integrally formed with the fingerprint sensor 300 , and the fingerprint sensor 300 is formed in a portion corresponding to the first hole 204 of the digitizer 203 .
  • the display device eg, the display device 201 in Fig. 2
  • the fingerprint sensor 300 An electronic device to which the fingerprint sensor 300 is attached may be implemented while maintaining a certain gap between the 300 and a certain gap also between batteries (eg, the battery 206 of FIG. 2 ).
  • the fingerprint sensor and the digitizer are electrically connected by soldering (eg, jet soldering), but this corresponds to an embodiment, and according to the embodiment, an anisotropic conductive film (ACF, anisotropic conductive film) and/or conductive epoxy may be used to electrically connect.
  • soldering eg, jet soldering
  • ACF anisotropic conductive film
  • conductive epoxy may be used to electrically connect.
  • FIGS. 7A, 7B, 8 and 9 a method of manufacturing a fingerprint sensor included in an electronic device according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 7A, 7B, 8 and 9 .
  • FIGS. 7A, 7B, 8 and 9 are diagrams schematically illustrating a method of manufacturing a fingerprint sensor included in an electronic device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • a cross-sectional view 710 of FIG. 7A may represent a cross-sectional view of a component for manufacturing a fingerprint sensor (eg, the fingerprint sensor 300 of FIG. 2 ).
  • a component for manufacturing the fingerprint sensor is on the second FPCB 712 for a digitizer (eg, digitizer 203 of FIG. 2 ) of an electronic device (eg, electronic device 200 of FIG. 2 ) on a fingerprint sensor (eg: It may have a structure in which the third FPCB 711 for the fingerprint sensor 300 of FIG. 2 is disposed.
  • the second FPCB 712 may be a circuit board (eg, a second circuit board) for recognizing an input of an input device (eg, a digitizer pen).
  • the second FPCB 712 may be a capacitive flexible printed circuit board (CAP-FPCB) or a capacitive printed circuit board (CAP-PCB) for sensing an input device.
  • CAP-FPCB capacitive flexible printed circuit board
  • CAP-PCB capacitive printed circuit board
  • a sensing unit for fingerprint recognition (eg, the sensing unit 301 of FIG. 3 ) may be attached to the third FPCB 711 .
  • a plan view 720 of FIG. 7B may represent a plan view looking down the component for manufacturing the fingerprint sensor of FIG. 7A in the -y-axis direction.
  • Descriptions of the second FPCB 712 for the digitizer and the third FPCB 711 for the fingerprint sensor are the same as those described above with reference to FIGS. 2 and 3, and thus will be omitted.
  • the sensing unit 714 may be attached to the third FPCB 711 with an adhesive 713 .
  • the adhesive 713 may include an epoxy-type resin.
  • the sensing unit 714 may be electrically connected to the third FPCB 711 .
  • the sensing unit 714 may be bonded to the third FPCB 711 with a wire 901 .
  • a resin 902 may be coated on the wire 901 to protect the wire 901 connecting the sensing unit 714 and the third FPCB 711 .
  • the fingerprint sensor 900 of FIG. 9 is a first hole (eg, the first hole ( 204))) and can be attached to the corresponding part.
  • the second conductive pattern of the second FPCB 712 of the fingerprint sensor 900 may be electrically connected to the first conductive pattern of the digitizer.
  • FIGS. 10 and 11 an electronic device according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 10 and 11 .
  • 10 is a diagram schematically illustrating a fingerprint sensor 1000 included in an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • 11 is a cross-sectional view of an electronic device 1100 illustrating a portion of a stacked structure of an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the fingerprint sensor 1000 may include a sensing unit 1001 and a third FPCB 1002 for the fingerprint sensor.
  • the sensing unit 1001 may include a photo sensor and obtain fingerprint information input on the display device 1101 .
  • the fingerprint sensor 1000 is an optical fingerprint sensor
  • the electronic device 1100 eg, the electronic device 101 of FIG. 1
  • the sensing unit 1001 detects the light emitted from the pixel, reflected from the finger, and input to the sensing unit 1001 to obtain fingerprint information of the finger. can do.
  • the third FPCB 1002 for the fingerprint sensor 1000 may include a third conductive pattern for the fingerprint sensor 1000 .
  • the third conductive pattern may convert light input through the sensing unit 1001 into a current (or voltage) signal and/or transmit it to a processor (eg, the processor 120 of FIG. 1 ).
  • a processor eg, the processor 120 of FIG. 1
  • at least a portion of the metal layer 1003 of the third FPCB 1002 may be exposed through the opening.
  • an electronic device 1100 may include a display device 1101 (eg, the display device 160 of FIG. 1 ), a protective layer 1102 , and a heat dissipation layer 1103 .
  • a display device 1101 eg, the display device 160 of FIG. 1
  • a protective layer 1102 e.g., the display device 160 of FIG. 1
  • a heat dissipation layer 1103 e.g., the heat dissipation layer 1103 .
  • the first hole 1104 may be located in the heat dissipation layer 1103 at a position corresponding to the fingerprint sensor 1000 .
  • the second hole 1107 may be positioned at a position corresponding to the first hole 1104 of the heat dissipation layer 1103 .
  • the fingerprint sensor 1000 may be positioned to correspond to the first hole 1104 of the heat dissipation layer 1103 . According to an embodiment, the fingerprint sensor 1000 receives fingerprint information input to the display device 1101 through the second hole 1107 of the protective layer 1102 and the first hole 1104 of the heat dissipation layer 1103 . can be obtained
  • the exposed metal layer 1003 of the fingerprint sensor 1000 may be electrically connected to the heat dissipation layer 1103 . Since the heat dissipation layer 1103 cannot be located in the region where the first hole 1104 is located, heat dissipation performance may be deteriorated due to interruption in heat transfer, but heat transfer that was interrupted through the metal layer 1003 in the fingerprint sensor 1000 It is possible to secure heat dissipation performance by connecting
  • FIGS. 12, 13 and 14 an electronic device according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 12, 13 and 14 .
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the electronic device 1200 illustrating a portion of the stacked structure of the electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • 13 is a diagram schematically illustrating a digitizer 1300 included in an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • 14 is a cross-sectional view 1400 illustrating a cross-section of the digitizer of FIG. 13 taken along line I-I'.
  • the electronic device 1200 may include a digitizer 1201 , a sensing unit 1202 , a protective layer 1203 , and a display device 1204 (eg, the display device 160 of FIG. 1 ).
  • a digitizer 1201 may include a digitizer 1201 , a sensing unit 1202 , a protective layer 1203 , and a display device 1204 (eg, the display device 160 of FIG. 1 ).
  • the digitizer 1201 of the electronic device 1200 may include a first FPCB 1201-1 for the digitizer.
  • the first FPCB 1201-1 may include a first conductive pattern. A description of the first conductive pattern is omitted because it is the same as that described with reference to FIGS. 2 and 3 above.
  • the digitizer 1201 may not include a hole, and thus the first conductive pattern may be disposed on the front surface of the digitizer 1201 regardless of the hole.
  • the digitizer 1201 of the electronic device 1200 may include a third FPCB 1201 - 2 for a fingerprint sensor.
  • the third FPCB 1201 - 2 may include a third conductive pattern.
  • the description of the third conductive pattern is the same as that described above with reference to FIGS. 2 and 3 , and thus will be omitted.
  • the third conductive pattern of the digitizer 1201 may be electrically connected to the sensing unit 1202 .
  • the sensing unit 1202 may include a photo sensor for an optical fingerprint sensor, and may be electrically connected to the third conductive pattern of the digitizer 1201 .
  • a photo sensor for an optical fingerprint sensor may be electrically connected to the third conductive pattern of the digitizer 1201 .
  • a detailed description of the electrical connection between the third conductive pattern of the digitizer 1201 and the sensing unit 1202 according to an exemplary embodiment will be described later with reference to FIGS. 13 and 14 .
  • the protective layer 1203 includes a buffer layer (eg, a cushion layer or a sponge layer) for absorbing an impact, a light blocking layer for blocking light (eg, a light blocking member layer of a black sheet or black printed layer), At least one of an adhesive layer for adhesion may be included.
  • the protective layer 1203 may be configured as an integral body by integrating a buffer layer, a light blocking layer, and an adhesive layer, or may be in a stacked form in which a plurality of layers formed for each component are stacked.
  • the description of the display device 1204 is the same as that described above with reference to FIG. 2 , and thus will be omitted.
  • a sensing unit 1202 may be attached to one surface of the digitizer 1201 with an adhesive 1401 .
  • the adhesive 1401 may include an epoxy-type resin.
  • the digitizer 1201 may include a connection pad 1301 for a fingerprint sensor.
  • the sensing unit 1202 and the connection pad 1301 may be electrically connected by bonding with a wire 1402 .
  • the digitizer 1201 may be affected.
  • Use and input devices eg stylus pen
  • wireless charging can be stopped to avoid mutual interference.
  • FIGS. 12, 15 and 16 an electronic device according to an embodiment of the present disclosure will be described with reference to FIGS. 12, 15 and 16 .
  • 15 is a diagram schematically illustrating a digitizer 1500 included in an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • 16 is a cross-sectional view schematically illustrating a state in which a sensing unit is attached to a digitizer included in an electronic device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the electronic device 1200 may include a digitizer 1201 , a sensing unit 1202 , a protective layer 1203 , and a display device 1204 (eg, the display device 160 of FIG. 1 ).
  • a digitizer 1201 e.g., the digitizer 1201 , the sensing unit 1202 , the passivation layer 1203 , and the display device 1204 are the same as those described with reference to FIG. 12 , and thus will be omitted.
  • the digitizer 1201 of the electronic device 1200 may include a first FPCB for the digitizer.
  • the first FPCB may include a first conductive pattern.
  • the description of the first conductive pattern is the same as that described above with reference to FIGS. 2 and 3 , and thus will be omitted.
  • the digitizer 1201 may not include a hole, and thus the first conductive pattern may be disposed on the front surface of the digitizer 1201 regardless of the hole.
  • the digitizer 1201 of the electronic device 1200 may include a third FPCB for a fingerprint sensor.
  • the third FPCB may include a third conductive pattern.
  • the description of the third conductive pattern is the same as that described above with reference to FIGS. 2 and 3 , and thus will be omitted.
  • the digitizer 1201 of the electronic device 1200 may include a connection pad 1501 for a fingerprint sensor.
  • the sensing unit 1202 and the connection pad 1501 of the digitizer 1201 may be electrically connected.
  • the sensing unit 1202 and the third conductive pattern of the digitizer 1201 may be electrically connected by applying the solder ball 1601 to the connection pad 1501 by a soldering (eg, jet soldering) method.
  • An electronic device includes a display device, a battery, a digitizer positioned between the display device and the battery and including a first circuit board, and a fingerprint sensor including a second circuit board and a third circuit board and a processor electrically connected to the display device, the digitizer, and the fingerprint sensor, wherein the first circuit board includes a first conductive pattern for recognizing an input device, and the second circuit board includes the input device.
  • the first circuit board includes a first conductive pattern for recognizing an input device
  • the second circuit board includes the input device.
  • the third circuit board may include a third conductive pattern for recognizing a fingerprint
  • the first conductive pattern and the second conductive pattern may be electrically connected to each other.
  • the first conductive pattern of the digitizer and the second conductive pattern of the fingerprint sensor may be electrically connected through a connection pad of the digitizer.
  • connection pad and the second conductive pattern may be electrically connected through a solder ball.
  • the photo sensor of the fingerprint sensor may be electrically connected to the third conductive pattern of the fingerprint sensor through a wire.
  • the digitizer may further include a first hole without the first conductive pattern.
  • the fingerprint sensor may be located in an area corresponding to the first hole.
  • a fingerprint sensor includes a photo sensor, a first circuit board, and a second circuit board, wherein the first circuit board includes a first conductive pattern for recognizing an input device, and The second circuit board may include a second conductive pattern for recognizing a fingerprint.
  • the first circuit board may include the first conductive pattern for recognizing the input device, which is a digital pen.
  • the photosensor may be electrically connected to the second conductive pattern.
  • the photosensor may be electrically connected to the second conductive pattern through a wire.
  • the second circuit board may be positioned on one surface of the first circuit board.
  • the photosensor may be located on one surface of the first circuit board or the second circuit board.
  • An electronic device includes a fingerprint sensor including a display device, a battery, a heat dissipation layer disposed between the display device and the battery, a circuit board, and electrically connected to the display device and the fingerprint sensor a processor, wherein the circuit board includes a conductive pattern for recognizing a fingerprint, the circuit board includes an opening exposing at least a portion of a metal layer included in the circuit board, and the metal layer exposed through the opening may be electrically connected to the heat dissipation layer.
  • the photo sensor of the fingerprint sensor may be electrically connected to the conductive pattern of the fingerprint sensor through a wire.
  • the heat dissipation layer may further include a first hole.
  • the fingerprint sensor may be located in an area corresponding to the first hole.
  • An electronic device includes a display device, a battery, a digitizer positioned between the display device and the battery and including a first circuit board and a second circuit board, a fingerprint sensor including a photosensor, and a processor electrically connected to the display device, the digitizer, and the fingerprint sensor, the first circuit board includes a first conductive pattern for recognizing an input device, and the second circuit board for recognizing a fingerprint It includes a second conductive pattern, and the second conductive pattern and the photosensor may be electrically connected to each other.
  • the second conductive pattern of the digitizer and the photo sensor may be electrically connected through a connection pad of the digitizer.
  • connection pad and the photo sensor may be electrically connected through a solder ball.
  • connection pad and the photosensor may be electrically connected through a wire.

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Abstract

본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 표시 장치, 배터리, 상기 표시 장치와 상기 배터리 사이에 위치하며 제1 회로 보드를 포함하는 디지타이저, 제2 회로 보드 및 제3 회로 보드를 포함하는 지문 센서, 및 상기 표시 장치, 상기 디지타이저 및 상기 지문 센서에 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 제1 회로 보드는 입력 장치의 인식을 위한 제1 도전성 패턴을 포함하며, 상기 제2 회로 보드는 상기 입력 장치의 인식을 위한 제2 도전성 패턴을 포함하고, 상기 제3 회로 보드는 지문의 인식을 위한 제3 도전성 패턴을 포함하며, 상기 제1 도전성 패턴 및 상기 제2 도전성 패턴은 전기적으로 연결될 수 있다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

지문 센서 및 지문 센서를 포함하는 전자 장치
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 지문 센서 및 지문 센서를 포함하는 전자 장치와 관련된다.
디스플레이 내장형(FoD: Fingerprint on Display) 지문 센서는 디스플레이 위에 손가락을 대면 지문으로 사용자를 식별한다. 손가락과 센서 접촉면 사이 미세한 공기층 간격을 파악하는 초음파식, 빛에 반사된 지문 영상을 얻어 지문 정보와 비교하는 광학식이 대표적인 FoD다.
지문 센서를 디스플레이의 배면에 내장하기 위해서, 디스플레이 배면의 복수의 층(예: 엠보(embo)층, 스펀지(sponge)층, 접착(adhesive)층, 차폐층, 및/또는 디지타이저)에 홀(hole)을 뚫고 홀에 대응되는 위치에 지문 센서를 부착할 수 있다.
지문 센서를 디스플레이의 배면에 내장하기 위해서, 디스플레이 배면의 복수의 층(예: 엠보(embo)층, 스펀지(sponge)층, 접착(adhesive)층, 차폐층, 및/또는 디지타이저)에 홀을 뚫고 구멍에 대응되는 위치에 지문 센서를 부착하는 경우, 홀이 뚫린 부분에 대하여 성능 열화가 발생할 수 있다.
예를 들어, 디지타이저에 홀을 뚫는 경우 해당 홀 부위에 입력 장치(예: 디지털 펜)의 인식 성능에 열화가 발생할 수 있다.
예를 들어, 광학식 지문 센서의 경우, 디스플레이와 지문 센서간, 그리고 지문 센서와 배터리 간 일정 갭(gap)을 포함하는 구조로 디스플레이 배면에 지문 센서 부착이 어려우며, 이에 디스플레이 배면에 지문 센서를 부착 후 추가 연성 인쇄 회로 보드를 사용하여 디지타이저의 홀을 덮는 것이 불가능할 수 있다.
본 문서에 개시에 따르면, 디지타이저 성능에 영향을 끼치지 않으면서 지문 센서를 디스플레이의 배면에 내장한 전자 장치를 제공할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 표시 장치, 배터리, 상기 표시 장치와 상기 배터리 사이에 위치하며 제1 회로 보드를 포함하는 디지타이저, 제2 회로 보드 및 제3 회로 보드를 포함하는 지문 센서, 및 상기 표시 장치, 상기 디지타이저 및 상기 지문 센서에 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 제1 회로 보드는 입력 장치의 인식을 위한 제1 도전성 패턴을 포함하며, 상기 제2 회로 보드는 상기 입력 장치의 인식을 위한 제2 도전성 패턴을 포함하고, 상기 제3 회로 보드는 지문의 인식을 위한 제3 도전성 패턴을 포함하며, 상기 제1 도전성 패턴 및 상기 제2 도전성 패턴은 전기적으로 연결될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 지문 센서는, 포토 센서, 제1 회로 보드, 및 제2 회로 보드를 포함하며, 상기 제1 회로 보드는 입력 장치의 인식을 위한 제1 도전성 패턴을 포함하고, 상기 제2 회로 보드는 지문의 인식을 위한 제2 도전성 패턴을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 표시 장치, 배터리, 상기 표시 장치와 상기 배터리 사이에 위치하는 방열층, 회로 보드를 포함하는 지문 센서, 및 상기 표시 장치 및 상기 지문 센서에 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 회로 보드는 지문의 인식을 위한 도전성 패턴을 포함하며, 상기 회로 보드는 상기 회로 보드에 포함된 금속층의 적어도 일부를 노출하는 개구부를 포함하고, 상기 개구부를 통하여 노출된 상기 금속층은 상기 방열층과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 표시 장치, 배터리, 상기 표시 장치와 상기 배터리 사이에 위치하며 제1 회로 보드 및 제2 회로 보드를 포함하는 디지타이저, 포토 센서를 포함하는 지문 센서, 및 상기 표시 장치, 상기 디지타이저 및 상기 지문 센서에 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 제1 회로 보드는 입력 장치의 인식을 위한 제1 도전성 패턴을 포함하며, 상기 제2 회로 보드는 지문의 인식을 위한 제2 도전성 패턴을 포함하며, 상기 제2 도전성 패턴 및 상기 포토 센서는 전기적으로 연결될 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 디지타이저 성능에 영향을 끼치지 않으면서 지문 센서를 디스플레이의 배면에 내장할 수 있는 지문 센서 및 상기 지문 센서를 포함한 전자 장치를 제공할 수 있다.
이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은, 다양한 실시 예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블럭도이다.
도 2는 본 문서에 개시되는 실시 예에 따른 전자 장치의 적층 구조의 일부를 도시한, 전자 장치의 단면도이다.
도 3은, 도 2의 전자 장치의 지문 센서를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4a, 도 4b 및 도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치에 포함되는 지문 센서의 제작 방법을 개략적으로 나타낸 도면들이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치의 디지타이저에 지문 센서를 전기적으로 연결하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a, 도 7b, 도 8 및 도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치에 포함되는 지문 센서의 제작 방법을 개략적으로 나타낸 도면들이다.
도 10은, 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치에 포함되는 지문 센서를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11은, 본 개시의 실시 예에 따른 전자 장치의 적층 구조의 일부를 도시한, 전자 장치의 단면도이다.
도 12는, 본 개시의 실시 예에 따른 전자 장치의 적층 구조의 일부를 도시한, 전자 장치의 단면도이다.
도 13은, 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치에 포함되는 디지타이저를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 14는, 도 13의 디지타이저를 I-I' 선을 따라 자른 단면을 나타낸 단면도이다.
도 15는, 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치에 포함되는 디지타이저를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 16는, 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치에 포함되는 디지타이저 상에 센싱부가 부착된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
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.
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), 표시 장치(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: 표시 장치(160) 또는 카메라 모듈(180))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 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 표시 장치(160)(예: 디스플레이)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)를 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)는 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: 표시 장치(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)는, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 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.
표시 장치(160)는 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 표시 장치(160)는, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(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)가 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)는, 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(188)은, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구현될 수 있다.
배터리(189)는 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소에 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)와 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 장치(104)와 통신할 수 있다. 이런 여러 종류의 통신 모듈들은 하나의 구성요소(예: 단일 칩)로 통합되거나, 또는 서로 별도의 복수의 구성요소들(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 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 하나의 안테나를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 이런 경우, 제 1 네트워크(198) 또는 제 2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크에서 사용되는 통신 방식에 적합한 적어도 하나의 안테나가, 예를 들면, 통신 모듈(190)에 의하여 상기 복수의 안테나들로부터 선택될 수 있다. 신호 또는 전력은 상기 선택된 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC)이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 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))을 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. 외부 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, 또는 108) 중 하나 이상의 외부 전자 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.
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 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 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 회로와 같은 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 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적 저장매체'는 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다. 예로, '비일시적 저장매체'는 데이터가 임시적으로 저장되는 버퍼를 포함할 수 있다.
일 실시예에 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 스토어™)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 제품(예: 다운로더블 앱(downloadable app))의 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.
이하에서, 도 2를 참조하여 본 문서에 개시되는 실시 예에 따른 전자 장치에 대해 설명한다.
도 2는 본 문서에 개시되는 실시 예에 따른 전자 장치의 적층 구조의 일부를 도시한, 전자 장치(200)의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 전자 장치(200)(예: 도 1의 전자 장치(101))는 표시 장치(201)(예: 도 1의 표시 장치(160)), 보호층(202), 디지타이저(digitizer)(203), 지문 센서(300), 방열층(205), 및 배터리(206)(예: 도 1의 배터리(189))를 포함할 수 있다.
표시 장치(201)에는 복수의 배선들 및 복수의 픽셀들이 배치될 수 있다. 예를 들어, 표시 장치(160)에는 복수의 게이트 라인들(gate lines), 및 복수의 데이터 라인들(data lines)이 배치될 수 있고, 상기 게이트 라인들 및 상기 데이터 라인들은 서로 교차할 수 있다. 픽셀들은 상기 게이트 라인들 및 상기 데이터 라인들부터 공급되는 신호들에 기초하여 빛을 발광할 수 있다.
배터리(206)는 전자 장치(200)의 적어도 하나의 구성요소에 전력을 공급할 수 있다. 일실시예에 따르면, 배터리(206)는, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
표시 장치(201)와 배터리(206) 사이에는 디지타이저(203)가 위치할 수 있다. 디지타이저(203)는 입력 장치(미도시)의 입력을 감지하기 위한 패널일 수 있다. 일 실시예에 따라, 디지타이저(203)는 제1 연성 인쇄 회로 보드(203-1)(FPCB, flexible printed circuit board)와 차폐시트(203-2)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 연성 인쇄 회로 보드(203-1)는 스타일러스 펜와 같은 사용자 입력장치에서 발생된 전기 신호를 인식하기 위한 시트 (예: WACOM 시트)일 수 있다. 차폐시트(203-2)는 전자 장치(200) 내에 포함된 컴포넌트들(예: 표시 장치 모듈, 인쇄회로기판, 전자기 유도 패널)로부터 발생된 전자기장에 의한 상기 컴포넌트들 상호 간의 간섭을 방지할 수 있다. 차폐시트(203-2)는 컴포넌트들로부터 발생된 전자기장을 차단함으로써, 입력 장치로부터의 입력 신호가 디지타이저(203)에 정확하게 전달되도록 할 수 있다. 예를 들어, 차폐시트(203-2)는 MMP(magenetic metal powder)시트, 구리 시트 (Cu sheet) 또는 금속판 (metal plate, SUS)일 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 본 문서에 개시되는 연성 인쇄 회로 보드(FPCB, flexible printed circuit board)는 인쇄 회로 보드(PCB, printed circuit board)일 수 있다. 예를 들어, 디지타이저(203)는 제1 인쇄 회로 보드(203-1)(PCB, printed circuit board)와 차폐시트(203-2)를 포함할 수 있다. 본 개시에서 인쇄 회로 보드는 회로 보드와 같은 의미로 사용될 수 있다. 예를 들어 제1 인쇄 회로 보드, 제2 인쇄 회로 보드, 제3 인쇄 회로 보드는 각각 제1 회로 보드, 제2 회로 보드, 제3 회로 보드로 칭해질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 디지타이저(203)는 입력 장치(미도시)의 위치에 대응하는 좌표, 입력 장치의 틸트, 또는 압력을 포함하는 다양한 정보를 식별할 수 있다. 디지타이저(203)는 제1 FPCB(203-1)에 포함된 제1 도전성 패턴을 이용하여 전자기 신호를 수신할 수 있다. 전자기 신호는 입력 장치에서 출력하는 전자기 신호를 의미할 수 있다. 디지타이저(203)는 입력 장치에서 출력하는 전자기 신호에 기반하여 입력 장치의 틸트, 압력, 또는 디스플레이(201) 상의 위치를 포함하는 다양한 정보를 식별할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디지타이저(203)의 제1 도전성 패턴은 입력 장치로부터 전송되는 전자기 신호에 의해 발생하는 자기장의 세기의 변화에 따라 대응되는 전류(또는, 전압)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 도전성 패턴은 복수의 도전성 층으로 형성될 수 있다. 제1 도전성 패턴은 복수의 제1 도전성 라인들과 수직하게 배치된 제2 복수의 도전성 라인들을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 입력 장치(미도시)는 전자 장치에 정보를 입력하는데 이용할 수 있는 장치를 통칭할 수 있다. 입력 장치에는 별도의 공진 회로가 내장되어 전자 장치(200)에 포함된 디지타이저(203)과 연동될 수 있다. 입력 장치는 EMR(electro-magnetic resonance)방식, AES(active electrical stylus) 및 ECR(electric coupled resonance) 방식 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라, 디지타이저(203)는 입력 장치로부터 발생된 전자기 신호를 디지타이저(203)에서 감지하는 방식을 이용하여 입력 장치의 표시 장치(201)이 상의 위치를 감지할 수 있다. 일 실시예에 따라, 입력 장치는, 디지타이저(203)에서 발생하는 전자기 신호를 수신하고, 수신한 전자기 신호를 변형하여 다시 출력할 수 있다. 이 때, 디지타이저(203)는 변형된 전자기 신호를 수신함으로써, 입력 장치의 디스플레이 상의 위치를 감지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 입력 장치는 디지털 펜 형태일 수 있으며, 펜 촉에 전극을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라 전자 장치(200)는 입력 장치의 펜 촉에 위치하는 전극의 접근에 의한 터치 패널 내부의 정전 용량의 변화에 기초하여 입력 위치를 감지할 수 있다. 일 실시예에 따라 입력 장치는 전자 장치(200)의 하우징의 측면에 형성된 홀을 통해 하우징의 내부로 안내되어 삽입되거나 탈착 될 수 있고, 탈착을 용이하게 하기 위한 버튼을 포함할 수 있다. 입력 장치는 전자 장치(200)와 분리되어 이용될 수 있다. 일 실시예에 따라 입력 장치는 전자 장치(200)의 외부에 부착될 수도 있다.
일 실시예에 따라 디지타이저(203)에는 지문 센서(300)에 대응하는 위치에 제1 홀(hole)(204)이 위치할 수 있다. 제1 홀(204)이 위치하는 영역에는 제1 도전성 패턴이 위치할 수 없으므로, 디지타이저(203)의 제1 도전성 패턴은 제1 홀(204)을 피하여 배치될 수 있다.
표시 장치(201)와 디지타이저(203) 사이에는 보호층(202)이 위치할 수 있다. 보호층(202)은 충격을 흡수하기 위한 완충층(예: 쿠션층 또는 스펀지층), 또는 광을 차단하기 위한 차광층(예: black sheet 또는 black 인쇄층의 광차단 부재층) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 보호층(202)은 외부 충격을 흡수함으로써 전자 장치(200) 내부의 다른 구성들을 보호할 수 있다. 보호층(202)은, 완충층 및 차광층이 통합되어 일체형으로 구성되거나, 또는 각 구성물 별로 형성된 복수개의 층들이 적층된 형태일 수 있다. 일 실시예에 따라 보호층(202)는 디지타이저(203)의 제1 홀(204)에 대응하는 위치에 제2 홀(207)이 위치할 수 있다.
표시 장치(201)와 배터리(206) 사이에는 방열층(205)이 위치할 수 있다. 방열층(205)은 방열 기능을 수행하는 구성물(예: 구리층)을 포함할 수 있다.
지문 센서(300)는 디지타이저(203)의 제1 홀(204)에 대응되어 위치할 수 있다. 일 실시예에 따라 지문 센서(300)는 보호층(202)의 제2 홀(207)와 디지타이저(203)의 제1 홀(204)을 통해 표시 장치(201)상에 입력되는 지문 정보를 획득할 수 있다. 일 실시예에 따라 지문 센서(300)는 광학식, 정전식 또는 초음파식 지문 센서일 수 있다. 일 실시예에 따라 지문 센서(300)가 광학식 지문 센서인 경우, 지문 센서(300)는 감광 다이오드를 이용하여 손가락 표면의 지문 이미지를 캡쳐하거나 지문의 융과 골의 광 반사율 차이로 지문을 획득할 수 있다. 일 실시예에 따라 지문 센서(300)가 정전식 지문 센서인 경우 지문 센서(300)는 지문이 전극에 닿는 부분(마루)과 닿지 않는 부분(골)의 정전 용량(capacitance) 차이를 이용해 지문을 획득할 수 있다. 일 실시예에 따라 지문 센서(300)가 초음파식 지문 센서인 경우 지문 센서(300)는 피에조(piezo)를 이용해 초음파를 생성하고, 지문의 골과 융의 초음파 반사율을 이용하여 지문을 획득할 수 있다.
이하, 일 실시예에 따라 지문 센서(300)가 광학식 지문 센서임을 가정하여 설명한다. 일 실시예에 따라 사용자의 손가락이 표시 장치(201) 상의 지문 감지 영역에 접촉하면 전자 장치(200)는 표시 장치(201)에 배치된 픽셀들의 밝기를 밝게 할 수 있다. 픽셀에서 발광한 빛은 손가락에서 반사되어 제1 홀(204) 및 제2 홀(207)을 통해 지문 센서(300)로 입력될 수 있다. 지문 센서(300)는 상기 입력된 빛에 기초하여 손가락의 지문 정보를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따라 지문 센서(300)는 디지타이저(203)를 위한 제2 FPCB(302) 및 지문 센서(300)을 위한 제3 FPCB(303)를 포함할 수 있다. 제2 FPCB(302)는 디지타이저(203)를 위한 제2 도전성 패턴을 포함할 수 있다. 제3 FPCB(303)는 지문 센서(300)를 위한 제3 도전성 패턴을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라 지문 센서(300)에 포함된 제2 도전성 패턴은 디지타이저(203)에 포함된 제1 도전성 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 도전성 패턴은 제1 도전성 패턴과 마찬가지로 입력 장치로부터 전송되는 전자기 신호에 의해 발생하는 자기장의 세기의 변화에 따라 대응되는 전류(또는, 전압)를 형성할 수 있다. 디지타이저(203)는 제2 도전성 패턴이 형성하는 자기장의 세기의 변화를 감지하여 입력 장치의 디스플레이 상의 위치를 감지할 수 있다. 제2 도전성 패턴은 디지타이저(203)의 제1 홀(204)에 대응되어 위치할 수 있다. 디지 타이저(203)는 지문 센서(300)의 제2 도전성 패턴을 이용하여, 디지타이저(203)의 제1 홀(204)에 대응되는 표시 장치(201) 상의 영역에 위치하는 입력 장치를 감지할 수 있다. 즉, 지문 센서(300)의 제2 도전성 패턴은 제1 홀(204)에 제1 도전성 패턴의 부재로 인한 디지타이저(203) 성능 열화를 방지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 도전성 패턴은 복수의 도전성 층으로 형성될 수 있다. 제2 도전성 패턴은 복수의 제3 도전성 라인들과 수직하게 배치된 제4 복수의 도전성 라인들을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치는 지문 센서에 포함된 디지타이저를 위한 제2 도전성 패턴을 이용하여 디지타이저의 입력 장치 감지 성능을 향상시키면서, 지문 센서와 표시 장치 사이에 일정 값 이상의 에어 갭(air gap)을 유지하고 지문 센서와 배터리 사이에도 일정 값 이상의 에어 갭을 유지하면서 지문 센서를 전자 장치에 실장할 수 있어 지문 센서의 성능을 유지할 수 있다.
이하, 도 3을 참고하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치의 지문 센서(300)의 구조에 대하여 설명한다.
도 3은, 도 2의 전자 장치(200)의 지문 센서(300)를 개략적으로 도시한 도면이다. 앞서 설명한 실시예와 동일한 구성은 동일한 참조 번호로 참조될 수 있으며, 이에 대한 설명은 생략될 수 있다.
도 3을 참조하면, 지문 센서(300)은 센싱부(301), 디지타이저(예: 도 2의 디지타이저(203))를 위한 제2 FPCB(302), 지문 센서를 위한 제3 FPCB(303)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라 센싱부(301)는 포토 센서(photo sensor)를 포함할 수 있으며, 표시 장치(예: 도 2 의 표시 장치(201))상에 입력되는 지문 정보를 획득할 수 있다. 일 실시예에 따라 지문 센서(300)가 광학식 지문 센서인 경우, 사용자의 손가락이 표시 장치 상의 지문 감지 영역에 접촉하면 전자 장치(예: 전자 장치(200))는 표시 장치에 배치된 픽셀들의 밝기를 밝게 할 수 있고, 센싱부(301)는 픽셀에서 발광하여 손가락에서 반사되어 센싱부(301)에 입력된 빛을 감지하여 손가락의 지문 정보를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따라 디지타이저를 위한 제2 FPCB(302)는 디지타이저를 위한 제2 도전성 패턴을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라 지문 센서(300)에 포함된 제2 도전성 패턴은 디지타이저(예: 도 2의 디지타이저(203))의 제1 도전성 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제2 도전성 패턴은 제1 도전성 패턴과 마찬가지로 입력 장치로부터 전송되는 전자기 신호에 의해 발생하는 자기장의 세기의 변화에 따라 대응되는 전류(또는, 전압)를 형성할 수 있고, 디지타이저는 제2 도전성 패턴이 형성하는 자기장의 세기의 변화를 감지하여 입력 장치의 디스플레이 상의 위치를 감지할 수 있다.
지문 센서을 위한 제3 FPCB(303)는 지문 센서(300)를 위한 제3 도전성 패턴을 포함할 수 있다. 제3 도전성 패턴은 센싱부(301)를 통하여 입력된 빛을 전류(또는 전압)신호로 변환 및/또는 프로세서(예: 도 1 의 프로세서(120))로 전달 할 수 있다.
센싱부(301)와 제2 FPCB(302)는 접착체(304)로 서로 부착되어 있을 수 있으며, 센싱부(301)와 제3 FPCB(303)는 와이어(305)로 본딩(bonding)되어 있을 수 있다. 와이어(305) 부분에는 와이어(305)의 보호를 위한 레진(resin)(306)이 위치할 수 있다.
이하, 도 3, 도 4a, 도 4b 및 도 5를 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치에 포함되는 지문 센서의 제작 방법에 대하여 설명한다. 앞서 설명한 실시예와 동일한 구성은 동일한 참조 번호로 참조될 수 있으며, 이에 대한 설명은 생략될 수 있다.
도 4a, 도 4b 및 도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치에 포함되는 지문 센서의 제작 방법을 개략적으로 나타낸 도면들이다.
도 4a를 참고하면, 도 4a의 단면도(410)는 지문 센서(예: 도 2의 지문 센서(300))의 제작을 위한 부품의 단면도를 나타낼 수 있다. 지문 센서의 제작을 위한 부품은 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(200))의 디지타이저(예: 도 2의 디지타이저(203))를 위한 제2 FPCB(302) 상에 지문 센서(예: 도 2의 지문 센서(300))를 위한 제3 FPCB(303)를 배치한 구조일 수 있다.
도 4b를 참고하면, 도 4b의 평면도(420)는 도 4a의 지문 센서의 제작을 위한 부품을 -y축 방향으로 내려다본 평면도를 나타낼 수 있다. 평면도(420)에 의하면 제3 FPCB(303)은 제3 홀(421)을 포함하는 구조일 수 있다. 디지타이저를 위한 제2 FPCB(302)와 지문 센서를 위한 제3 FPCB(303)에 대한 설명은 앞서 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 내용과 동일하므로 생략한다.
도 5를 참고하면, 제2 FPCB(302)와 제3 FPCB(303) 상에 센싱부(301)를 접착제(304)로 부착할 수 있다. 일 실시예에 따라 접착제(304)는 에폭시(epoxy) 류의 수지를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라 센싱부(301)는 제3 FPCB(303)의 제3 홀(421)을 통하여 노출되는 제2 FPCB(302) 상에 부착될 수 있다.
다시 도 3을 참고하면, 센싱부(301)는 제3 FPCB(303)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따라 센싱부(301)는 제3 FPCB(303)와 와이어(305)로 본딩될 수 있다. 일 실시예에 따라 센싱부(301)와 제3 FPCB(303)을 연결하는 와이어(305)의 보호를 위해 와이어(305) 부분에 레진(306)이 도포될 수 있다. 지문 센서(300)은 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(200))의 디지타이저(예: 도 2의디지타이저(203))의 제1 홀(예: 도 2의 제1 홀(204))에 대응되는 부분에 부착될 수 있다. 지문 센서(300)의 제2 FPCB(302)의 제2 도전성 패턴은 디지타이저의 제1 도전성 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다.
이하, 도 6을 참고하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치의 디지타이저에 지문 센서를 전기적으로 연결하는 방법에 대하여 자세히 설명한다. 앞서 설명한 실시예와 동일한 구성은 동일한 참조 번호로 참조될 수 있으며, 이에 대한 설명은 생략될 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치의 디지타이저에 지문 센서를 전기적으로 연결하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6의 제1 평면도(610)을 참고하면, 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(200))는 디지타이저(203)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라 디지타이저(203)에는 제1 홀(204)이 위치할 수 있다. 일 실시예에 따라 디지타이저(203)는 제1 도전성 패턴(615)을 포함할 수 있다. 디지타이저(203)에 대한 자제한 설명은 앞서 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 내용과 동일하므로 생략한다.
디지타이저(203)은 제1 연결 패드(611) 및 제2 연결 패드(622)를 포함할 수 있다. 연결 패드는 디지타이저(203)의 도전성 패턴이 끊기는 부분에서 다른 구성과의 연결을 위해 도전성 패턴을 오픈해놓은 부분을 의미할 수 있다.
도 6의 제2 평면도(620)을 참고하면, 디지타이저(203)의 제1 홀(204)에 대응되는 부분에 지문 센서(300)을 위치시킬 수 있다. 일 실시예에 따라, 지문 센서(300)의 제2 FPCB(예: 도 3의 제2 FPCB(302))의 제2 도전성 패턴은 디지타이저(203)의 제1 연결 패드(611)을 통해 디지타이저(203)의 제1 도전성 패턴(615)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따라, 제1 연결 패드(611)에 솔더 볼(solder ball)(613)을 디스플레이에 손상이 가지 않도록 저온 솔더링(예: 젯 솔더링(jet soldering)) 방식으로 도포하여 지문 센서(300)의 제2 도전성 패턴을 디지타이저(203)의 제1 도전성 패턴(615)과 전기적으로 연결할 수 있다. 일 실시예에 따라 제1 도전성 패턴(615)는 전자 장치의 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))에 연결될 수 있다.
일 실시예에 따라, 지문 센서(300)의 제3 FPCB(예: 도 3의 제3 FPCB(303))의 제3 도전성 패턴은 디지타이저(203)의 제2 연결 패드(612)을 통해 디지타이저(203)의 제1 도전성 패턴(615)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따라, 제2 연결 패드(612)에 솔더 볼 (614)을 솔더링(예: 젯 솔더링) 방식으로 도포하여 지문 센서(300)의 제3 도전성 패턴을 디지타이저(203)의 제1 도전성 패턴(615)과 전기적으로 연결할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치는 디지타이저를 위한 제2 도전성 패턴을 지문 센서(300)와 일체화하여 형성하고, 디지타이저(203)의 제1 홀(204)에 대응되는 부분에 지문 센서(300)를 부착함으로써, 디지타이저(203)의 제1 홀(204) 영역에 대응하는 입력 장치의 입력을 식별하는 능력을 향상키시며, 표시 장치(예: 도 2의 표시 장치(201))와 지문 센서(300) 사이의 일정 갭(gap)을 유지하고 배터리(예: 도 2의 배터리(206)) 사이에도 일정 갭을 유지하면서 지문 센서(300)가 부착된 전자 장치를 구현할 수 있다.
도 6을 참조하여 설명한 실시예에서는 지문 센서와 디지타이저는 솔더링(예: 젯 솔더링) 방식으로 전기적으로 연결하는 것으로 기술하였으나, 이는 일 실시예에 해당하며, 실시예에 따라 이방성 도전 필름(ACF, anisotropic conductive film) 및/또는 전도성 에폭시를 사용하여 전기적으로 연결할 수도 있다.
이하, 도 7a, 도 7b, 도 8 및 도 9를 참조하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치에 포함되는 지문 센서의 제작 방법에 대하여 설명한다.
도 7a, 도 7b, 도 8 및 도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치에 포함되는 지문 센서의 제작 방법을 개략적으로 나타낸 도면들이다.
도 7a를 참고하면, 도 7a의 단면도(710)는 지문 센서(예: 도 2의 지문 센서(300))의 제작을 위한 부품의 단면도를 나타낼 수 있다. 지문 센서의 제작을 위한 부품은 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(200))의 디지타이저(예: 도 2의 디지타이저(203))를 위한 제2 FPCB(712) 상에 지문 센서(예: 도 2의 지문 센서(300))를 위한 제3 FPCB(711)를 배치한 구조일 수 있다.
일 실시예에 따라, 제2 FPCB(712)는 입력 장치(예: 디지타이저 펜)의 입력을 인식하기 위한 회로 보드(예: 제2 회로 보드)일 수 있다. 예를 들어, 제2 FPCB(712)는 입력 장치의 감지를 위한 CAP-FPCB(capacitive flexible printed circuit board) 또는 CAP-PCB(capacitive printed circuit board)일 수 있다.
일 실시예에 따라, 제3 FPCB(711)는 지문 인식을 위한 센싱부(예: 도 3의 센싱부(301))가 부착될 수 있다.
도 7b를 참고하면, 도 7b의 평면도(720)는 도 7a의 지문 센서의 제작을 위한 부품을 -y축 방향으로 내려다본 평면도를 나타낼 수 있다. 디지타이저를 위한 제2 FPCB(712)와 지문 센서를 위한 제3 FPCB(711)에 대한 설명은 앞서 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 내용과 동일하므로 생략한다.
도 8을 참고하면, 제3 FPCB(711) 상에 센싱부(714) 를 접착제(713)로 부착할 수 있다. 일 실시예에 따라 접착제(713)는 에폭시(epoxy) 류의 수지를 포함할 수 있다.
도 9를 참고하면, 센싱부(714) 는 제3 FPCB(711)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따라 센싱부(714)는 제3 FPCB(711)와 와이어(901)로 본딩될 수 있다. 일 실시예에 따라 센싱부(714)와 제3 FPCB(711)을 연결하는 와이어(901)의 보호를 위해 와이어(901) 부분에 레진(902)이 도포될 수 있다. 도 9의 지문 센서(900)은 전자 장치(예: 도 2의 전자 장치(200))의 디지타이저(예: 도 2의디지타이저(203))의 제1 홀(예: 도 2의 제1 홀(204))에 대응되는 부분에 부착될 수 있다. 지문 센서(900)의 제2 FPCB(712)의 제2 도전성 패턴은 디지타이저의 제1 도전성 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다.
이하, 도 10 및 도 11을 참고하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치에 대하여 설명한다.
도 10은, 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치에 포함되는 지문 센서(1000)를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 11은, 본 개시의 실시 예에 따른 전자 장치의 적층 구조의 일부를 도시한, 전자 장치(1100)의 단면도이다.
도 10을 참조하면, 지문 센서(1000)은 센싱부(1001), 지문 센서를 위한 제3 FPCB(1002)를 포함할 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 일 실시예에 따라 센싱부(1001)는 포토 센서를 포함할 수 있으며, 표시 장치(1101)상에 입력되는 지문 정보를 획득할 수 있다. 일 실시예에 따라 지문 센서(1000)가 광학식 지문 센서인 경우, 사용자의 손가락이 표시 장치(1101) 상의 지문 감지 영역에 접촉하면 전자 장치(1100)(예: 도 1의 전자 장치(101))는 표시 장치(1101)에 배치된 픽셀들의 밝기를 밝게 할 수 있고, 센싱부(1001)는 픽셀에서 발광하여 손가락에서 반사되어 센싱부(1001)에 입력된 빛을 감지하여 손가락의 지문 정보를 획득할 수 있다.
지문 센서(1000)을 위한 제3 FPCB(1002)는 지문 센서(1000)를 위한 제3 도전성 패턴을 포함할 수 있다. 제3 도전성 패턴은 센싱부(1001)를 통하여 입력된 빛을 전류(또는 전압)신호로 변환 및/또는 프로세서(예: 도 1의 프로세서(120))로 전달 할 수 있다. 일 실시예에 따라 제3 FPCB(1002)의 금속 층(1003) 중 적어도 일부가 개구부를 통하여 노출되어 있을 수 있다.
도 11을 참조하면, 전자 장치(1100)는 표시 장치(1101)(예: 도 1의 표시 장치(160)), 보호층(1102), 및 방열층(1103)을 포함할 수 있다. 표시 장치(1101), 보호층(1102), 및 방열층(1103)에 대한 설명은 앞서 도 2를 참조하여 설명한 내용과 동일하므로 생략한다.
일 실시예에 따라 방열층(1103)에는 지문 센서(1000)에 대응하는 위치에 제1 홀(1104)이 위치할 수 있다. 일 실시예에 따라 보호층(1102)는 방열층(1103)의 제1 홀(1104)에 대응하는 위치에 제2 홀(1107)이 위치할 수 있다.
일 실시예에 따라 지문 센서(1000)는 방열층(1103)의 제1 홀(1104)에 대응되어 위치할 수 있다. 일 실시예에 따라 지문 센서(1000)는 보호층(1102)의 제2 홀(1107)와 방열층(1103)의 제1 홀(1104)을 통해 표시 장치(1101)상에 입력되는 지문 정보를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따라 지문 센서(1000)의 노출된 금속 층(1003)을 방열층(1103)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 홀(1104)이 위치하는 영역에는 방열층(1103)이 위치할 수 없으므로, 열 전달 끊김에 의해 방열 성능 저하될 수 있으나, 지문 센서(1000) 내의 금속 층(1003)을 통해 끊겼던 열 전달을 연결시킴으로서 방열 성능을 확보할 수 있다.
이하, 도 12, 도 13 및 도 14를 참고하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치에 대하여 설명한다.
도 12는, 본 개시의 실시 예에 따른 전자 장치의 적층 구조의 일부를 도시한, 전자 장치(1200)의 단면도이다. 도 13은, 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치에 포함되는 디지타이저(1300)를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 14는, 도 13의 디지타이저를 I-I' 선을 따라 자른 단면을 나타낸 단면도(1400)이다.
도 12를 참조하면, 전자 장치(1200)는 디지타이저(1201), 센싱부(1202), 보호층(1203), 및 표시 장치(1204)(예: 도 1의 표시 장치(160))을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 전자 장치(1200)의 디지타이저(1201)는 디지타이저를 위한 제1 FPCB(1201-1)를 포함할 수 있다. 제1 FPCB(1201-1)는 제1 도전성 패턴을 포함할 수 있다. 제1 도전성 패턴에 대한 설명은 앞서 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 내용과 동일하므로 생략한다. 일 실시예에 따라 디지타이저(1201)은 홀을 포함하지 않을 수 있으며, 따라서 제1 도전성 패턴은 홀과 무관하게 디지타이저(1201)의 전면에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따라, 전자 장치(1200)의 디지타이저(1201)은 지문 센서를 위한 제3 FPCB(1201-2)를 포함할 수 있다. 제3 FPCB(1201-2)는 제3 도전성 패턴을 포함할 수 있다. 제3 도전성 패턴에 대한 설명은 앞서 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 내용과 동일하므로 생략한다. 일 실시예에 따라 디지타이저(1201)의 제3 도전성 패턴은 센싱부(1202)와 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따라 센싱부(1202)는 광학식 지문 센서를 위한 포토 센서를 포함할 수 있으며, 디지타이저(1201)의 제3 도전성 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따른 디지타이저(1201)의 제3 도전성 패턴과 센싱부(1202)의 전기적 연결에 대한 자세한 설명은 도 13 및 도 14를 참조하여 후술한다.
일 실시예에 따른 보호층(1203)은 충격을 흡수하기 위한 완충층(예: 쿠션층 또는 스펀지층), 광을 차단하기 위한 차광층(예: black sheet 또는 black 인쇄층의 광차단 부재층), 접착을 위한 접착층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 보호층(1203)은, 완충층, 차광층 및 접척층이 통합되어 일체형으로 구성되거나, 또는 각 구성물 별로 형성된 복수개의 층들이 적층된 형태일 수 있다.
표시 장치(1204)에 대한 설명은 앞서 도 2를 참조하여 설명한 내용과 동일하므로 생략한다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 디지타이저(1201)의 일면에는 센싱부(1202)가 접착제(1401)로 부착되어 있을 수 있다. 일 실시예에 따라 접착제(1401)는 에폭시 류의 수지를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라 디지타이저(1201)는 지문 센서를 위한 연결 패드(1301)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라 센싱부(1202)와 연결 패드(1301)은 와이어(1402)로 본딩되어 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따라 디지타이저(1201)의 일면에 센싱부(1202)를 부착함으로써, 디지타이저(1201)에 영향을 미칠 수 있으므로, 사용자가 지문 센서를 사용할 때, 전자 장치의 프로세서는 디지타이저(1201)의 사용 및 입력 장치(미도시)(예: 스타일러스 펜) 무선 충전 작동을 멈춰 상호간의 간섭을 회피할 수 있다.
이하, 도 12, 도 15 및 도 16를 참고하여, 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치에 대하여 설명한다.
도 15는, 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치에 포함되는 디지타이저(1500)를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 16는, 본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치에 포함되는 디지타이저 상에 센싱부가 부착된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도(1600)이다.
도 12를 참조하면, 전자 장치(1200)는 디지타이저(1201), 센싱부(1202), 보호층(1203), 및 표시 장치(1204)(예: 도 1의 표시 장치(160))을 포함할 수 있다. 디지타이저(1201), 센싱부(1202), 보호층(1203), 및 표시 장치(1204)에 대한 설명은 앞서 도 12를 참조하여 설명한 내용과 동일하므로 생략한다.
도 13을 참조하면, 일 실시예에 따라, 전자 장치(1200)의 디지타이저(1201)은 디지타이저를 위한 제1 FPCB를 포함할 수 있다. 제1 FPCB는 제1 도전성 패턴을 포함할 수 있다. 제1 도전성 패턴에 대한 설명은 앞서 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 내용과 동일하므로 생략한다. 일 실시예에 따라 디지타이저(1201)은 홀을 포함하지 않을 수 있으며, 따라서 제1 도전성 패턴은 홀과 무관하게 디지타이저(1201)의 전면에 배치될 수 있다.
일 실시예에 따라, 전자 장치(1200)의 디지타이저(1201)은 지문 센서를 위한 제3 FPCB를 포함할 수 있다. 제3 FPCB는 제3 도전성 패턴을 포함할 수 있다. 제3 도전성 패턴에 대한 설명은 앞서 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한 내용과 동일하므로 생략한다.
일 실시예에 따라, 전자 장치(1200)의 디지타이저(1201)은 지문 센서를 위한 연결 패드(1501)을 포함할 수 있다.
도 16을 참조하면, 일 실시예에 따라 센싱부(1202)와 디지타이저(1201)의 연결 패드(1501)는 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따라 연결 패드(1501)에 솔더 볼(1601)을 솔더링(예: 젯 솔더링) 방식으로 도포하여 센싱부(1202)와 디지타이저(1201)의 제3 도전성 패턴을 전기적으로 연결할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 표시 장치, 배터리, 상기 표시 장치와 상기 배터리 사이에 위치하며 제1 회로 보드를 포함하는 디지타이저, 제2 회로 보드 및 제3 회로 보드를 포함하는 지문 센서, 및 상기 표시 장치, 상기 디지타이저 및 상기 지문 센서에 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 제1 회로 보드는 입력 장치의 인식을 위한 제1 도전성 패턴을 포함하며, 상기 제2 회로 보드는 상기 입력 장치의 인식을 위한 제2 도전성 패턴을 포함하고, 상기 제3 회로 보드는 지문의 인식을 위한 제3 도전성 패턴을 포함하며, 상기 제1 도전성 패턴 및 상기 제2 도전성 패턴은 전기적으로 연결될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 디지타이저의 연결 패드를 통하여 상기 디지타이저의 상기 제1 도전성 패턴과 상기 지문 센서의 상기 제2 도전성 패턴이 전기적으로 연결될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 연결 패드와 상기 제2 도전성 패턴은 솔더 볼(solder ball)을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 지문 센서의 포토 센서는 상기 지문 센서의 상기 제3 도전성 패턴과 와이어(wire)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 디지타이저는 상기 제1 도전성 패턴이 없는 제1 홀을 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 지문 센서는 상기 제1 홀에 대응되는 영역에 위치할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 지문 센서는, 포토 센서, 제1 회로 보드, 및 제2 회로 보드를 포함하며, 상기 제1 회로 보드는 입력 장치의 인식을 위한 제1 도전성 패턴을 포함하고, 상기 제2 회로 보드는 지문의 인식을 위한 제2 도전성 패턴을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 회로 보드는 디지털 펜인 상기 입력 장치의 인식을 위한 상기 제1 도전성 패턴을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 포토 센서는 상기 제2 도전성 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 포토 센서는 상기 제2 도전성 패턴과 와이어(wire)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 회로 보드의 일면에 상기 제2 회로 보드가 위치할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 포토 센서는 상기 제1 회로 보드 또는 상기 제2 회로 보드의 일면에 위치할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 표시 장치, 배터리, 상기 표시 장치와 상기 배터리 사이에 위치하는 방열층, 회로 보드를 포함하는 지문 센서, 및 상기 표시 장치 및 상기 지문 센서에 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 회로 보드는 지문의 인식을 위한 도전성 패턴을 포함하며, 상기 회로 보드는 상기 회로 보드에 포함된 금속층의 적어도 일부를 노출하는 개구부를 포함하고, 상기 개구부를 통하여 노출된 상기 금속층은 상기 방열층과 전기적으로 연결될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 지문 센서의 포토 센서는 상기 지문 센서의 상기 도전성 패턴과 와이어(wire)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 방열층은 제1 홀을 더 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 지문 센서는 상기 제1 홀에 대응되는 영역에 위치할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 전자 장치는, 표시 장치, 배터리, 상기 표시 장치와 상기 배터리 사이에 위치하며 제1 회로 보드 및 제2 회로 보드를 포함하는 디지타이저, 포토 센서를 포함하는 지문 센서, 및 상기 표시 장치, 상기 디지타이저 및 상기 지문 센서에 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하고, 상기 제1 회로 보드는 입력 장치의 인식을 위한 제1 도전성 패턴을 포함하며, 상기 제2 회로 보드는 지문의 인식을 위한 제2 도전성 패턴을 포함하며, 상기 제2 도전성 패턴 및 상기 포토 센서는 전기적으로 연결될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 디지타이저의 연결 패드를 통하여 상기 디지타이저의 상기 제2 도전성 패턴과 상기 포토 센서가 전기적으로 연결될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 연결 패드와 상기 포토 센서는 솔더 볼(solder ball)을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 상기 연결 패드와 상기 포토 센서는 와이어(wire)을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.

Claims (15)

  1. 전자 장치에 있어서,
    표시 장치;
    배터리;
    상기 표시 장치와 상기 배터리 사이에 위치하며 제1 회로 보드를 포함하는 디지타이저;
    제2 회로 보드 및 제3 회로 보드를 포함하는 지문 센서; 및
    상기 표시 장치, 상기 디지타이저 및 상기 지문 센서에 전기적으로 연결된 프로세서;를 포함하고,
    상기 제1 회로 보드는 입력 장치의 인식을 위한 제1 도전성 패턴을 포함하며, 상기 제2 회로 보드는 상기 입력 장치의 인식을 위한 제2 도전성 패턴을 포함하고, 상기 제3 회로 보드는 지문의 인식을 위한 제3 도전성 패턴을 포함하며, 상기 제1 도전성 패턴 및 상기 제2 도전성 패턴은 전기적으로 연결되는, 전자 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 디지타이저의 연결 패드를 통하여 상기 디지타이저의 상기 제1 도전성 패턴과 상기 지문 센서의 상기 제2 도전성 패턴이 전기적으로 연결되는, 전자 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 연결 패드와 상기 제2 도전성 패턴은 솔더 볼(solder ball)을 통하여 전기적으로 연결되는, 전자 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 지문 센서의 포토 센서는 상기 지문 센서의 상기 제3 도전성 패턴과 와이어(wire)를 통하여 전기적으로 연결되는, 전자 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 디지타이저는 상기 제1 도전성 패턴이 없는 제1 홀을 더 포함하는, 전자 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 지문 센서는 상기 제1 홀에 대응되는 영역에 위치하는, 전자 장치.
  7. 지문 센서에 있어서,
    포토 센서;
    제1 회로 보드; 및
    제2 회로 보드를 포함하며,
    상기 제1 회로 보드는 입력 장치의 인식을 위한 제1 도전성 패턴을 포함하고, 상기 제2 회로 보드는 지문의 인식을 위한 제2 도전성 패턴을 포함하는, 지문 센서.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 회로 보드는 디지털 펜인 상기 입력 장치의 인식을 위한 상기 제1 도전성 패턴을 포함하는, 지문 센서.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 포토 센서는 상기 제2 도전성 패턴과 전기적으로 연결되는, 지문 센서.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 포토 센서는 상기 제2 도전성 패턴과 와이어(wire)를 통하여 전기적으로 연결되는, 지문 센서.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 회로 보드의 일면에 상기 제2 회로 보드가 위치하는, 지문 센서.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 포토 센서는 상기 제1 회로 보드 또는 상기 제2 회로 보드의 일면에 위치하는, 지문 센서.
  13. 전자 장치에 있어서,
    표시 장치;
    배터리;
    상기 표시 장치와 상기 배터리 사이에 위치하는 방열층;
    회로 보드를 포함하는 지문 센서; 및
    상기 표시 장치 및 상기 지문 센서에 전기적으로 연결된 프로세서;를 포함하고,
    상기 회로 보드는 지문의 인식을 위한 도전성 패턴을 포함하며, 상기 회로 보드는 상기 회로 보드에 포함된 금속층의 적어도 일부를 노출하는 개구부를 포함하고, 상기 개구부를 통하여 노출된 상기 금속층은 상기 방열층과 전기적으로 연결되는, 전자 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 지문 센서의 포토 센서는 상기 지문 센서의 상기 도전성 패턴과 와이어(wire)를 통하여 전기적으로 연결되는, 전자 장치.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 방열층은 제1 홀을 더 포함하는, 전자 장치.
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