WO2022158930A2 - 디스플레이 안테나 레이어를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

디스플레이 안테나 레이어를 포함하는 전자 장치 Download PDF

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WO2022158930A2
WO2022158930A2 PCT/KR2022/001226 KR2022001226W WO2022158930A2 WO 2022158930 A2 WO2022158930 A2 WO 2022158930A2 KR 2022001226 W KR2022001226 W KR 2022001226W WO 2022158930 A2 WO2022158930 A2 WO 2022158930A2
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김연우
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한장훈
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삼성전자주식회사
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    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support

Definitions

  • the present disclosure relates to an electronic device including a display antenna layer, and more particularly, to an electronic device including a display antenna layer and a grip sensor.
  • a technology related to a 5G (5th generation) communication system that transmits and/or receives a signal using a frequency of a high-frequency band (eg, 3 GHz to 300 GHz), for example, a millimeter wave (mmWave) band is being developed.
  • 5G communication technology can transmit and receive wireless signals using a frequency of a high frequency band, and has an efficient arrangement structure to overcome high free space loss due to frequency characteristics and to increase antenna gain. Accordingly, the development of an antenna module for using a 5G communication system has been progressed.
  • the antenna of the electronic device may include an antenna module in the form of an array in which a plurality of antenna elements are disposed at regular intervals, and may be disposed so that a beam pattern is formed in any one direction inside the electronic device.
  • the antenna module may be disposed such that a beam pattern is formed toward at least a portion of the front surface, the rear surface, and/or the side surface in the internal space of the electronic device.
  • the electromagnetic wave absorption rate is the degree to which electromagnetic waves generated from electronic devices are absorbed by the human body. Since there is a standard value of the electromagnetic wave absorptivity prescribed in each country, the conventional electronic device has been used in a range satisfying the PD standard by collectively reducing the transmission energy.
  • the electronic device When the electronic device includes an antenna for transmitting and receiving a communication signal having a frequency of a high frequency band, a plurality of antenna modules may be disposed to occupy a wide area in various directions in order to secure an antenna gain. Even in this case, the PD standard In order to be satisfied, the PD level had to be lowered in batches. However, in order to satisfy the PD standard, communication performance of the electronic device may be degraded.
  • An electronic device includes a housing on which display glass is formed on a front surface, a display panel disposed on a rear surface of the display glass, and a communication signal provided in the housing to transmit and receive communication signals, the display glass and the display
  • a display antenna layer disposed between panels, a wireless communication module electrically connected to the display antenna layer to transmit and receive communication signals, a grip sensor for detecting a change in capacitance of the display antenna layer due to the approach of an external object, and the and a processor configured to receive a signal from the grip sensor and adjust a transmission energy of the display antenna layer.
  • An electronic device including the display antenna layer of the present disclosure may have a structure that satisfies the PD standard and has improved communication performance.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 2 is a block diagram of a display module of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 3 is a block diagram of an antenna module of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • 4A is a front view illustrating a front of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 4B is an exploded perspective view of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 4C is a structural diagram illustrating an embodiment of a cross-sectional structure of an electronic device viewed from A-A' of FIG. 4A according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 5 is a graph illustrating a distance and a power density (PD) value of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a front view illustrating a display antenna layer of an electronic device of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a partial area of a display antenna layer according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 8A is a diagram illustrating a grip sensor pad of a display antenna layer according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 8B is a diagram illustrating a grip sensor pad of a display antenna layer according to various embodiments of the present disclosure
  • 8C is a diagram illustrating a grip sensor pad of a display antenna layer according to various embodiments of the present disclosure
  • 8D is a diagram illustrating a grip sensor pad of a display antenna layer according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 9A is a block diagram illustrating a coupling structure of a display antenna layer according to various embodiments of the present disclosure.
  • 9B is a block diagram illustrating a coupling structure of a display antenna layer according to various embodiments of the present disclosure.
  • 9C is a block diagram illustrating a coupling structure of a display antenna layer according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a perspective view illustrating a second antenna array of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure
  • 11A is a graph illustrating an antenna gain according to horizontal polarization of a second antenna array according to various embodiments of the present disclosure
  • 11B is a graph illustrating an antenna gain according to horizontal polarization of a second antenna array according to various embodiments of the present disclosure
  • first”, “second”, or “first” or “second” may simply be used to distinguish the component from other such components, and refer to those components in other aspects (e.g., importance or order) is not limited. It is said that one (eg, first) component is “coupled” or “connected” to another (eg, second) component, with or without the terms “functionally” or “communicatively”. When referenced, it means that 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 is interchangeable 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 disclosure include one or more instructions stored in a storage medium (eg, internal memory 36 or external memory 38) readable by a machine (eg, an electronic device). It may be implemented as software (eg, program 140). For example, a processor of a device (eg, an electronic device) may call at least one command among one or more commands stored from a storage medium and execute it. This makes it possible for the device to be operated to perform at least one function in accordance with the called at least one command.
  • 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' only means that the storage medium is a tangible device and does not contain a signal (eg, electromagnetic wave), and this term is different from the case where data is semi-permanently stored in the storage medium. It does not distinguish between temporary storage cases.
  • a signal eg, electromagnetic wave
  • the method according to various embodiments disclosed in the present disclosure may be included and provided in a 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 machine-readable storage medium (eg compact disc read only memory (CD-ROM)), or through 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 the computer program product may be temporarily stored or temporarily generated in a machine-readable storage medium such as a memory of a server of a manufacturer, a server of an application store, or a memory of a relay server.
  • each component eg, a module or a program of the above-described components may include a singular or a plurality of entities, and some of the plurality of entities may be separately disposed in other components. have.
  • 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. 1 is a block diagram of an electronic device in a network environment according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 1 is a block diagram of an electronic device 101 in a network environment 100, according to various embodiments.
  • a machine according to various embodiments of the present disclosure is collectively referred to as an 'electronic device', but the devices of various embodiments are an electronic device, a wireless communication device, a display device, or a portable communication device. can be
  • the electronic device 101 communicates with the electronic device 102 through a first network 198 (eg, a short-range wireless communication network) or a second network 199 . It may communicate with at least one of the electronic device 104 and 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 .
  • the electronic device 101 includes a processor 120 , a memory 130 , an input module 150 , a sound output module 155 , a display module 160 , an audio module 170 , and a sensor module ( 176), interface 177, connection terminal 178, haptic module 179, camera module 180, power management module 188, battery 189, communication module 190, subscriber identification module 196 , or an antenna module 197 .
  • at least one of these components eg, the connection terminal 178
  • some of these components are integrated into one component (eg, display module 160 ). can be
  • the processor 120 for example, executes software (eg, a 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 stored in , process commands or data stored in the volatile memory 132 , and store the result data in the non-volatile memory 134 .
  • software eg, a 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 stored in , process commands or data stored in the volatile memory 132 , and store the result data in the non-volatile memory 134 .
  • the processor 120 is a main processor 121 (eg, a central processing unit or an application processor) or a secondary processor 123 (eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit) a neural processing unit (NPU), an image signal processor, a sensor hub processor, or a communication processor).
  • a main processor 121 eg, a central processing unit or an application processor
  • a secondary processor 123 eg, a graphic processing unit, a neural network processing unit
  • NPU neural processing unit
  • an image signal processor e.g., a sensor hub processor, or a communication processor.
  • 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 module 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 auxiliary processor 123 may include a hardware structure specialized for processing an artificial intelligence model.
  • Artificial intelligence models can be created through machine learning. Such learning may be performed, for example, in the electronic device 101 itself on which the artificial intelligence model is performed, or may be performed through a separate server (eg, the server 108).
  • the learning algorithm may include, for example, supervised learning, unsupervised learning, semi-supervised learning, or reinforcement learning, but the above-described example is not limited to
  • the artificial intelligence model may include a plurality of artificial neural network layers.
  • Artificial neural networks include deep neural networks (DNNs), convolutional neural networks (CNNs), recurrent neural networks (RNNs), restricted boltzmann machines (RBMs), deep belief networks (DBNs), bidirectional recurrent deep neural networks (BRDNNs), It may be one of deep Q-networks or a combination of two or more of the above, but is not limited to the above example.
  • the artificial intelligence model may include, in addition to, or alternatively, a software structure in addition to the hardware structure.
  • 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 processor 120 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 module 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 module 150 may include, for example, a microphone, a mouse, a keyboard, a key (eg, a button), or a digital pen (eg, a stylus pen).
  • the sound output module 155 may output a sound signal to the outside of the electronic device 101 .
  • the sound output module 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.
  • 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 module 160 may visually provide information to the outside (eg, a user) of the electronic device 101 .
  • the display module 160 may include, for example, a control circuit for controlling a display, a hologram device, or a projector and a corresponding device.
  • the display module 160 may include a touch sensor 251 configured to sense a touch, and a pressure sensor configured to measure the intensity of a force generated by a touch.
  • a specific structure of the display module 160 will be described in detail with reference to FIG. 2 .
  • 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 module 150 or an external electronic device (eg, a sound output module 155 ) directly or wirelessly connected to the electronic device 101 .
  • the electronic device 102) eg, a speaker or headphones
  • the sensor module 176 detects an operating state (eg, power or temperature) of the electronic device 101 or an external environmental state (eg, a 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 specified protocols that may be used by 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.
  • 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 wireless 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 wireless 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.
  • a corresponding communication module among these communication modules is a first network 198 (eg, a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)) or a second network 199 (eg, legacy It may communicate with the external electronic device 104 through a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (eg, a telecommunication network such as a LAN or a WAN).
  • a first network 198 eg, a short-range communication network such as Bluetooth, wireless fidelity (WiFi) direct, or infrared data association (IrDA)
  • a second network 199 eg, legacy It may communicate with the external electronic device 104 through a cellular network, a 5G network, a next-generation communication network, the Internet, or a computer network (eg, a telecommunication network such as a LAN or a WAN).
  • a telecommunication network
  • the wireless communication module 192 uses 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 .
  • subscriber information eg, International Mobile Subscriber Identifier (IMSI)
  • IMSI International Mobile Subscriber Identifier
  • the electronic device 101 may be identified or authenticated.
  • the wireless communication module 192 may support a 5G network after a 4G network and a next-generation communication technology, for example, a new radio access technology (NR).
  • NR access technology includes high-speed transmission of high-capacity data (eMBB (enhanced mobile broadband)), minimization of terminal power and access to multiple terminals (mMTC (massive machine type communications)), or high reliability and low latency (URLLC (ultra-reliable and low-latency) -latency communications)).
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • mMTC massive machine type communications
  • URLLC ultra-reliable and low-latency
  • the wireless communication module 192 may support a high frequency band (eg, mmWave band) to achieve a high data rate, for example.
  • a high frequency band eg, mmWave band
  • the wireless communication module 192 uses various techniques for securing performance in a high-frequency band, for example, beamforming, massive multiple-input and multiple-output (MIMO), all-dimensional multiplexing. It may support technologies such as full dimensional MIMO (FD-MIMO), an array antenna, analog beam-forming, or a large scale antenna.
  • the wireless communication module 192 may support various requirements defined in the electronic device 101 , an external electronic device (eg, the electronic device 104 ), or a network system (eg, the second network 199 ).
  • the wireless communication module 192 may include a peak data rate (eg, 20 Gbps or more) for realizing eMBB, loss coverage (eg, 164 dB or less) for realizing mMTC, or U-plane latency for realizing URLLC ( Example: Downlink (DL) and uplink (UL) each 0.5 ms or less, or round trip 1 ms or less) can be supported.
  • a peak data rate eg, 20 Gbps or more
  • loss coverage eg, 164 dB or less
  • U-plane latency for realizing URLLC
  • 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 a plurality of antennas (eg, an array antenna), and a communication method used in a communication network such as the first network 198 or the second network 199 .
  • At least one antenna suitable for may be selected from the plurality of antennas by the communication module 190 .
  • the antenna module 197 may include a plurality of antennas (eg, an array antenna), and according to another embodiment, the antenna module 197 may include a substrate (eg, a PCB). ) may include an antenna including a conductor formed on the top or a radiator formed of a conductive pattern.
  • a substrate eg, a PCB
  • the antenna module 197 may form a mmWave antenna module.
  • the mmWave antenna module comprises a printed circuit board, an RFIC disposed on or adjacent to a first side (eg, bottom side) of the printed circuit board and capable of supporting a designated high frequency band (eg, mmWave band); and a plurality of antennas (eg, an array antenna) disposed on or adjacent to a second side (eg, top or side surface) of the printed circuit board and capable of transmitting or receiving a signal of the designated high frequency band.
  • a specific structure of the antenna module 197 according to various embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to FIG. 3 .
  • a signal or power may be transmitted or received between the communication module 190 and an external electronic device through at least one antenna.
  • other components eg, a radio frequency integrated circuit (RFIC)
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • peripheral devices eg, a bus, general purpose input and output (GPIO), serial peripheral interface (SPI), or mobile industry processor interface (MIPI)
  • signal eg commands or data
  • 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 or 104 may be the same as or different from the electronic device 101 .
  • all or part of the operations performed by the electronic device 101 may be executed by one or more 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.
  • 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, mobile edge computing (MEC), or client-server computing technology may be used.
  • the electronic device 101 may provide an ultra-low latency service using, for example, distributed computing or mobile edge computing.
  • the external electronic device 104 may include an Internet of things (IoT) device.
  • the server 108 may be an intelligent server using machine learning and/or neural networks.
  • the external electronic device 104 or the server 108 may be included in the second network 199 .
  • the electronic device 101 may be applied to an intelligent service (eg, smart home, smart city, smart car, or health care) based on 5G communication technology and IoT-related technology.
  • FIG. 2 is a block diagram of a display module of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure
  • the display module 160 may include a display panel 210 and a display driver IC 230 for controlling the display panel 210 .
  • the display driver IC 230 may include an interface module 231 , a memory 233 (eg, a buffer memory), an image processing module 235 , or a mapping module 237 .
  • the display driver IC 230 transmits, for example, image data or image information including an image control signal corresponding to a command for controlling the image data to another of the electronic device 101 through the interface module 231 . It can be received from components.
  • the image information is provided by the processor 120 (eg, the main processor 121 (eg, an application processor) or the auxiliary processor 123 (eg, an application processor) operated independently of the function of the main processor 121 ) e.g., from a graphics processing unit).
  • the display driver IC 230 may communicate with the touch circuit 250 or the sensor module 176 through the interface module 231 . Also, the display driver IC 230 may store at least a portion of the received image information in the memory 233 , for example, in units of frames.
  • the image processing module 235 may pre-process or post-process (eg, adjust resolution, brightness, or size) based on at least a characteristic of the image data or a characteristic of the display panel 210 , for example, at least a portion of the image data. ) can be done.
  • the mapping module 237 may generate a voltage value or a current value corresponding to the image data pre-processed or post-processed by the image processing module 135 .
  • the generation of the voltage value or the current value depends on, for example, the properties of the pixels of the display panel 210 (eg, an arrangement of pixels (RGB stripe or pentile structure), or the size of each sub-pixel). It may be performed based at least in part. At least some pixels of the display panel 210 are driven based at least in part on the voltage value or current value, so that visual information (eg, text, image, or icon) corresponding to the image data is displayed on the display panel ( 210) can be displayed.
  • the properties of the pixels of the display panel 210 eg, an arrangement of pixels (RGB stripe or pentile structure), or the size of each sub-pixel. It may be performed based at least in part. At least some pixels of the display panel 210 are driven based at least in part on the voltage value or current value, so that visual information (eg, text, image, or icon) corresponding to the image data is displayed on the display panel ( 210) can be displayed.
  • the display module 160 may further include a touch circuit 250 .
  • the touch circuit 250 may include a touch sensor 251 and a touch sensor IC 253 for controlling the touch sensor 251 .
  • the touch sensor IC 253 may control the touch sensor 251 to sense a touch input or a hovering input for a designated position of the display panel 210 , for example.
  • the touch sensor IC 253 may detect a touch input or a hovering input by measuring a change in a signal (eg, voltage, light amount, resistance, or electric charge amount) for a designated position of the display panel 210 .
  • the touch sensor IC 253 may provide information (eg, location, area, pressure, or time) regarding the sensed touch input or hovering input to the processor 120 .
  • At least a part of the touch circuit 250 is a part of the display driver IC 230 , the display panel 210 , or the outside of the display module 160 . It may be included as a part of other arranged components (eg, the coprocessor 123 ).
  • the display module 160 may further include at least one sensor (eg, a fingerprint sensor, an iris sensor, a pressure sensor, or an illuminance sensor) of the sensor module 176 , or a control circuit therefor.
  • the at least one sensor or a control circuit therefor may be embedded in a part of the display module 160 (eg, the display panel 210 or the display driver IC 230 ) or a part of the touch circuit 250 .
  • the sensor module 176 embedded in the display module 160 includes a biometric sensor (eg, a fingerprint sensor)
  • the biometric sensor is a biometric sensor associated with a touch input through a partial area of the display panel 210 .
  • Information eg, fingerprint image
  • the pressure sensor acquires pressure information related to a touch input through a part or the entire area of the display panel 210 . can do.
  • the touch sensor 251 or the sensor module 176 may be disposed between pixels of the pixel layer of the display panel 210 or above or below the pixel layer.
  • FIG. 3 is a block diagram of an antenna module of an electronic device according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless communication module 192 may include an MST communication module 220 or an NFC communication module 240
  • the power management module 188 may include a wireless charging module 260
  • the antenna module 297 is connected to the MST antenna 297-1 connected to the MST communication module 220, the NFC antenna 297-3 connected to the NFC communication module 240, and the wireless charging module 260 It may include a plurality of antennas including the wireless charging antenna 297 - 5 .
  • components overlapping those of FIG. 1 are omitted or briefly described.
  • the MST communication module 220 receives a signal including payment information such as control information or card information from the processor 120, and generates a magnetic signal corresponding to the received signal through the MST antenna 297-1. Thereafter, the generated magnetic signal may be transmitted to the external electronic device 102 (eg, a POS device).
  • the MST communication module 220 includes a switching module including one or more switches connected to the MST antenna 297-1 (not shown), and the switching module By controlling it, the direction of the voltage or current supplied to the MST antenna 297-1 may be changed according to the received signal.
  • the direction of the voltage or current enables the direction of a magnetic signal (eg, a magnetic field) transmitted through the MST antenna 297 - 1 to change accordingly.
  • a magnetic signal eg, a magnetic field
  • the magnetic card corresponding to the received signal eg, card information
  • the card reader of the electronic device 102 swiped
  • the payment-related information and the control signal received in the form of the magnetic signal from the electronic device 102 may be, for example, an external server 108 (eg, a payment server) through the network 199 . can be sent to
  • the NFC communication module 240 obtains a signal including payment information such as control information or card information from the processor 120, and transmits the obtained signal to the external electronic device 102 through the NFC antenna 297-3. can be sent to According to an embodiment, the NFC communication module 240 may receive such a signal transmitted from the external electronic device 102 through the NFC antenna 297 - 3 .
  • the wireless charging module 260 wirelessly transmits power to the external electronic device 102 (eg, a mobile phone or a wearable device) through the wireless charging antenna 297-5, or an external electronic device 102 (eg, : It can receive power wirelessly from a wireless charging device).
  • the wireless charging module 260 may support one or more of various wireless charging methods including, for example, a magnetic resonance method or a magnetic induction method.
  • some of the MST antenna 297 - 1 , the NFC antenna 297 - 3 , or the wireless charging antenna 297 - 5 may share at least a portion of the radiating part with each other.
  • the radiating part of the MST antenna 297-1 may be used as the radiating part of the NFC antenna 297-3 or the wireless charging antenna 297-5, and vice versa.
  • the antenna module 297 is the wireless communication module 192 (eg, the MST communication module 220 or the NFC communication module 240) or the power management module 188 (eg, the wireless charging module 260) of A switching circuit (not shown) set to selectively connect (eg, close) or separate (eg, open) at least a portion of the antennas 297-1, 297-3, or 297-3 according to control may be included. have.
  • the NFC communication module 240 or the wireless charging module 260 controls the switching circuit to control the NFC antenna 297-3 and the wireless charging antenna ( 297-5), at least a partial area of the radiating unit may be temporarily separated from the NFC antenna 297-3 and connected to the wireless charging antenna 297-5.
  • At least one function of the MST communication module 220 , the NFC communication module 240 , or the wireless charging module 260 may be controlled by an external processor (eg, the processor 120 ).
  • specified functions (eg, payment functions) of the MST communication module 220 or the NFC communication module 240 may be performed in a trusted execution environment (TEE).
  • TEE trusted execution environment
  • the Trusted Execution Environment (TEE) may be used to perform a function requiring a relatively high level of security (eg, a financial transaction, or a function related to personal information) of the memory 130 . It may form an execution environment to which at least some designated areas are allocated. In this case, access to the designated area may be restricted and allowed according to, for example, a subject accessing there or an application running in the trusted execution environment.
  • 4A is a front view illustrating a front of an electronic device 300 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 300 may include a housing 315 and a display panel 301 .
  • the housing 315 forms an exterior of the electronic device 300 and may protect components disposed inside the housing 315 . According to an embodiment, the housing 315 protects the front surface of the electronic device 300 to provide a front plate 312 to which the display glass 302 is coupled, and a rear plate 311 to protect the rear surface of the electronic device 300 . and a side housing 320 that protects a side surface between the front plate 312 and the rear plate 311 .
  • the front plate 312 of the housing 315 may be coupled to the substantially transparent display glass 302 or may be coupled to the display panel 301 .
  • the display glass 302 may transmit an image displayed by the display panel 301 disposed on the rear side.
  • the display glass 302 according to an embodiment may transmit a user's touch signal to the touch sensor of the display panel 301 and may protect internal components of the electronic device 300 including the display panel 301 .
  • the display glass 302 may be composed of a glass plate or a polymer plate including various coating layers. The coupling structure of the display glass 302 of the electronic device 300 will be described with reference to the exploded perspective view of FIG. 4B .
  • the display panel 301 is a liquid crystal display (Liquid Crystal Display), a light emitting diode (Light Emitting Diode), an organic light emitting diode (organic LED) or a display panel 301 having a micro light emitting diode ( ⁇ LED).
  • the display panel 301 composed of a micro LED element is one of the flat panel display panels 301 and is composed of a plurality of inorganic light emitting diodes (inorganic LEDs) each having a size of 100 micrometers or less, and a liquid crystal display (LCD) panel on which a backlight is disposed.
  • LCD liquid crystal display
  • the display panel 301 can be made bezel-less by reducing the inactive area and increasing the active area on the front surface of the TFT substrate by providing a plurality of through-wiring members formed so as not to be exposed to the side of the TFT substrate It is possible to increase the arrangement density of the light emitting device for the present invention.
  • the display panel 301 implementing the bezel-less configuration may provide the electronic device 300 including the plurality of display panels 301 capable of increasing the active area when connecting the plurality.
  • each display panel 301 may be formed such that the pitch between pixels of the display panel 301 adjacent to each other is maintained to be the same as the pitch between pixels in the single display panel 301 as the inactive area is minimized. . Accordingly, it is possible to reduce the appearance of a seam at the connection portion between each display panel 301 .
  • a camera (not shown), a sensor (not shown) for sensing an internal operating state of the electronic device 300 or an external environmental state, a sound output device, and a microphone key are provided on the front of the electronic device 300 .
  • An input device (not shown) such as an input device may be implemented.
  • 4B is an exploded perspective view of an electronic device 300 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 300 includes a front plate 312 , a side housing 320 , a first support member 321 , a front plate 312 , a display panel 301 , and a display antenna. It may include a layer 310 , a printed circuit board 340 , a battery 350 , a second support member 360 , an antenna 370 , and a rear plate 311 .
  • a description of the front plate 312 , the display panel 301 , and the rear plate 311 overlapping those of FIG. 3A will be omitted, and hereinafter, the display antenna layer 310 according to an embodiment of the present disclosure with reference to FIG. 4B . ) and the structure of the electronic device 300 including the antenna 370 will be described.
  • the display antenna layer 310 may be disposed between the display glass 302 and the display panel 301 . Communication signals of the display antenna layer 310 may be transmitted and received, and the structure and combination of the display antenna layer 310 will be described in detail with reference to FIGS. 6A to 6B .
  • the side housing 320 and the first support member 321 may have a display panel 301 coupled to one surface and a printed circuit board 340 coupled to the other surface.
  • the first support member 321 may be disposed inside the electronic device 300 and may be connected to the side housing 320 or may be integrally formed with the side housing 320 .
  • the printed circuit board 340 includes the main PCB 510 that controls the overall operation of the electronic device 300 , and the processor 120 , the memory 130 , and/or the interface may be mounted thereon. have.
  • the battery 350 is a device for supplying power to at least one component of the electronic device 300 and may include a non-rechargeable primary battery, a rechargeable secondary battery, or a fuel cell.
  • At least a portion of the battery 350 may be disposed substantially on the same plane as the printed circuit board 340 .
  • the battery 350 may be integrally disposed inside the electronic device 300 , or may be disposed detachably from the electronic device 300 .
  • the second support member 360 is coupled to the printed circuit board 340 including the processor 120 and the battery 350 , and the printed circuit board 340 and the battery 350 are connected to the rear plate ( 311) and can be supported to be stably fixed.
  • the second support member 360 may electrically connect the printed circuit board 340 to the antenna 370 and other components, and may include a coupling member and an additional printed circuit board 340 structure.
  • the antenna 370 may transmit and receive communication signals.
  • the antenna 370 of the present disclosure may include the second antenna array 600 , and may be disposed between the rear plate 311 and the battery 350 .
  • the antenna 370 may perform short-range communication with an external device through the second antenna array 600 or wirelessly transmit/receive power required for charging.
  • a detailed structure of the antenna 370 including the second antenna array 600 will be described in detail with reference to FIG. 9 .
  • 4C is a structural diagram illustrating an embodiment of a cross-sectional structure of the electronic device 300 as viewed from A-A′ of FIG. 4A according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 4C is a diagram schematically illustrating an arrangement structure of a cross-sectional structure of the electronic device 300 as viewed from A-A' of FIG. 4A , according to various embodiments of the present disclosure.
  • a display antenna layer 310 and an antenna 370 may be disposed on the front and rear surfaces of the electronic device 300 , respectively.
  • the display antenna layer 310 is disposed between the display glass 302 and the display panel 301 , and can transmit and receive communication signals in the front direction of the electronic device 300 , and the antenna 370 is connected to the processor 120 and the processor 120 . It is disposed between the rear plates 311 and may transmit and receive communication signals in the rear and side directions of the electronic device 300 .
  • the processor 120 may receive a wireless communication signal from the display antenna layer 310 and the antenna and provide it to the wireless communication module 550 .
  • the arrangement and coupling structure of the display antenna layer 310 will be described in detail below with reference to the drawings in FIG. 9A .
  • the wireless communication module 550 may include a communication processor supporting network communication.
  • the wireless communication module 550 performs wireless communication with a first communication processor performing wireless communication with a 2G, 3G, 4G or LTE network, and/or a network of a millimeter wave (mmWave) area, which is a 5G or ultra-high frequency area. It may include a second communication processor to perform.
  • the wireless communication module 550 may establish a communication channel of a band to be used for a wireless signal with an external network through the communication processor, and may support legacy network communication through the established communication channel.
  • the first communication processor and the second communication processor of the wireless communication module 550 may be implemented in a single chip or a single package and connected to the processor, and in another various embodiments, the processor, the auxiliary It may be formed in a single chip or a single package with the processor or communication module.
  • the wireless communication module 550 may be configured with only at least one of the display antenna layer 310 or the antenna 370 implemented as a PCB.
  • the wireless communication module 550 transmits a wireless communication signal to the main PCB 510 , and the above-described role of the wireless communication module 550 , that is, a chip or package structure for transmitting and receiving wireless communication signals is the main PCB 510 . ) can be implemented through
  • the electronic device 300 including the wireless communication module 550 for performing wireless communication with the network in the high-frequency region applies the array antenna technology to compensate for the propagation characteristics of the mmWave band, i.e., strayness and path loss.
  • the electronic device 300 may include a plurality of antenna modules that each transmit/receive signals in various directions, and may secure an antenna gain by adjusting the antenna to fit a desired band.
  • the electronic device 300 is radiated toward the display panel 301 in the front direction and through the display antenna layer 310 including at least one first antenna array 441.
  • An antenna gain may be secured in the direction of the display panel 301 in transmitting and receiving communication signals, and for example, an antenna array arrangement of a physically wide area may be secured even in the miniaturized electronic device 300 .
  • the electronic device 300 may transmit/receive signals in various directions through the second antenna array 600 that transmits/receives communication signals in the rear and side directions, reduces path loss and reduces the antenna benefits can be obtained.
  • FIG 5 is a graph illustrating a distance and a power density (PD) value of an electronic device 300 according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a graph showing PD values according to a distance of the electronic device 300 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 300 that transmits and receives a communication signal in a high-frequency millimeter wave (mmWave) region, per unit area It is an exemplary graph showing the magnitude of power.
  • mmWave millimeter wave
  • the X axis in the horizontal direction is expressed in units of a vertical distance [mm] in a specific direction from the electronic device 300
  • the Y axis in the vertical direction indicates a power density (PD) value [mW/cm ⁇ 2] ] units.
  • PD power density
  • the line A parallel to the X axis is a reference line indicating a PD numerical value of about 1 [mW/cm ⁇ 2], and indicates that the user may be adjacent to the electronic device 300 . It indicates the numerical value that can be affected by the transmission and reception of high-frequency communication signals.
  • the numerical values and the A line in FIG. 5 are exemplary graphs for explaining the antenna arrangement and the grip sensing region of the present disclosure, and correspond to an embodiment of the present disclosure, and in the electronic device 300 of various embodiments, the PD values are It may be measured differently, and the PD value of line A may also be different.
  • the electronic device 300 may include an antenna array occupying a wide area in various directions in order to transmit and receive a communication signal in a high frequency region and to reduce antenna loss.
  • the PD value may increase rapidly at a position adjacent to the electronic device 300 , and for example, the line A of FIG. 5 is about 8 to 9 mm at which point B is located from the rear of the electronic device 300 . At a distance of , the PD value can increase rapidly.
  • the electronic device 300 detects that an external object (eg, the user's body) approaches or comes into contact with a specified distance or more through the grip sensor 520 , and may adjust the maximum power of a communication signal transmitted and received. Through this, it is possible to control the PD value of electromagnetic waves generated by the electronic device 300 that may affect the human body.
  • an external object eg, the user's body
  • the grip sensor 520 may detect that an external object approaches or comes into contact with the electronic device 300 . More specifically, the grip sensor 520 may detect or sense an amount of change in capacitance that is changed due to a proximity or contact external object and provide it to the processor 120 .
  • the processor 120 receives a signal from the grip sensor 520, and when an external object approaches more than a specified distance (eg, a [mm] distance where point B in FIG. 5 is located), the first antenna array 441 to the second 2 It is possible to adjust the transmit energy of the antenna array 600 .
  • a specified distance eg, a [mm] distance where point B in FIG. 5 is located
  • FIG. 6 is a front view illustrating the display antenna layer 310 of the electronic device 300 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the display antenna layer 310 of the electronic device 300 may include a first antenna array 441 and a grip sensor pad 445 .
  • the display antenna layer 310 is shown as a structure in which the display antenna layer 310 is visible through the display glass 302 of the housing 315, but this is only formally displayed for the convenience of understanding and description of the structure,
  • the display antenna layer 310 may be implemented to be transparent and transmit the display image of the display panel 301 disposed on the rear side to the display glass 302 .
  • the display antenna layer 310 may be provided inside the housing 315 to transmit and receive communication signals, and may be a conductor or a radiator formed of a conductive pattern. According to various embodiments, the display antenna layer 310 may be formed of a thin film conductor, a conductor wire, a metal mesh, or a conductive material.
  • the display antenna layer 310 may have a radiation pattern radiated in a direction parallel to the display panel 301 , and may have a mesh structure in which at least a portion is open.
  • the display antenna layer 310 includes at least a partially transparent filler 405 filled in the open area of the mesh, so that the display screen of the display panel 301 can be transmitted.
  • the transparent filler 405 may be formed of an adhesive material, and the display antenna layer 310 may be implemented in the form of a transparent film.
  • the display antenna layer 310 includes a first conductive region 410 (refer to FIG. 7) for transmitting and receiving communication signals, and a second conductive region 420 (refer to FIG. 7) whose capacitance is variable by the approach of an external object. can do.
  • the conductive regions 410 and 420 may be electrically connected to (or fed with) the processor 120 through the first antenna array 441 or the grip sensor pad 445 , and the first antenna array 441 may be wirelessly
  • a communication signal may be sensed, and the grip sensor pad 445 may sense proximity of an object to provide a sensed value.
  • the first antenna array 441 is connected to the first conductive region 410 of the display antenna layer 310 to receive a communication signal transmitted and received by the display antenna layer 310 , and the wireless communication module 550 is It may be electrically connected to the first antenna array 441 of the display antenna layer 310 to transmit and receive a communication signal.
  • a plurality of first antenna arrays 441 may exist.
  • the display antenna layer 310 may be implemented in an array antenna method to increase an antenna gain, and each of the plurality of first antenna arrays 441 is connected to the first conductive region 410 to transmit a communication signal. It is possible to perform multiple input/output of communication signals.
  • the plurality of first antenna arrays 441 may be arranged to be spaced apart from each other in a line on one side of the display antenna layer 310 .
  • the grip sensor pad 445 may be an electrode for the grip sensor 520 to detect an approach signal, the grip sensor pad 445 is electrically connected to the second conductive region 420 , and the grip sensor 520 is It is electrically connected to the second conductive region 420 of the grip sensor pad 445 of the display antenna layer 310 to detect a change in capacitance of the second conductive region 420 due to the approach of an external object.
  • the grip sensor pad 445 may be implemented as an independent conductive pad.
  • the grip sensor pad 445 may detect (or sense, or confirm) a change in capacitance (or capacitance) that is changed by an external object that is in proximity or in contact.
  • the grip sensor pad 445 may provide a detection result to the grip sensor 520 (or a grip sensor circuit).
  • the grip sensor pad 445 may be disposed on a side surface of the first antenna array 441 , and may be disposed on one side surface of the display antenna layer 310 to be spaced apart from the first antenna array 441 .
  • the first antenna array 441 and the grip sensor pad 445 may be disposed in the edge display area. Since the first antenna array 441 and the grip sensor pad 445 are disposed on the side surface of the display antenna layer 310 , deterioration in image quality and deterioration in touch sensitivity of the display panel 301 may be reduced.
  • the shapes of the first antenna array 441 and the grip sensor pad 445 will be described in detail with reference to FIGS. 8A to 8D .
  • the first antenna array 441 and the grip sensor pad 445 may be connected to the grip sensor 520 and the wireless communication module 550 through a coupling board 501 made of an FPCB at least partially curved.
  • the coupling board 501 is shown in a shape that extends upward for convenience of explanation, but in actual implementation, at least a portion of the lower end of the coupling board 501 is curved and inside the electronic device 300 . can be located
  • the grip sensor 520 and the wireless communication module 550 may be present on the coupling board 501, or as shown in FIGS. 9A to 9D, the coupling board 501 is intermediately connected. It may be connected to the display antenna layer 310 as a sieve.
  • the grip sensor 520 may generate a detected signal (hereinafter, referred to as a 'sensing result') and transmit it to the processor 120 .
  • the capacitance detected by the grip sensor 520 may vary according to the type of the external object.
  • the grip sensor 520 may sense different amounts of change in capacitance with respect to the human body, the wireless charging device, or an external object, and provide the detection result to the processor 120 so that the processor 120 receives the received
  • the transmission energy of the first to second antenna arrays 441 and 600 may be controlled according to the detection result.
  • the grip sensor 520 may periodically detect the capacitance, and in this case, the grip sensor 520 may have an activated state and an inactive state depending on whether to detect the capacitance. Also, according to another embodiment, the grip sensor 520 may detect the capacitance in real time without having an inactive state. For example, the grip sensor 520 may set an active state and an inactive state based on whether the electronic device 300 is being used by the user, or the user's use pattern and sleep pattern.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a partial area of the display antenna layer 310 according to various embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 7 is an enlarged view of a partial region of the display antenna layer 310 of FIG. 6 .
  • the display antenna layer 310 according to an embodiment includes a first conductive region 410 and a second conductive region 410 . It may include a conductive region 420 , a power feeding part 449 , and a plurality of segment parts 431 and 435 .
  • the display antenna layer 310 may include a filler 405 , and the display antenna layer 310 includes a first conductive region 410 , a second conductive region 420 , and a segment 431 . , 435) may be included.
  • the display antenna layer 310 may include a first conductive region 410 that transmits and receives communication signals and a second conductive region 420 whose capacitance is variable by the approach of an external object,
  • the display antenna layer 310 may be disposed to overlap the entire area of the display panel 301 or to overlap at least a partial area of the display panel 301 .
  • the first antenna array 441 includes a first conductive region 410 in which a portion of the conductive region of the display antenna layer 310 is segmented by the segmentation parts 431 and 435 and includes a wireless
  • the communication module 550 and the power feeding unit 449 - 1 may be electrically connected to each other, and the grip sensor pad 445 is a portion of the conductive area of the display antenna layer 310 is segmented by the segmentation units 431 and 435 .
  • the second conductive region 420 may be electrically connected to the grip sensor 520 through the power supply unit 449 - 2 .
  • the mesh-shaped radiation pattern of the display antenna layer 310 is segmented by the segmentation units 431 and 435 , and the segmented regions are independently separated in the display antenna layer 310 so that each can operate as an antenna patch. have.
  • the first conductive region 410 is connected to the feeding unit 449-1 of the first antenna array 441 to be fed, and the feeding unit 449-1 is electrically connected to the wireless communication module 550.
  • the second conductive region 420 is connected to the power feeding unit 449-2 of the grip sensor pad 445 to be fed and electrically connected to the grip sensor 520, and the display antenna layer 310 is It may be electrically connected to the processor, the wireless communication module 550 , or the grip sensor 520 .
  • the display antenna layer 310 may include segment portions 431 and 435 electrically separating the first conductive region 410 and the second conductive region 420 .
  • the first conductive region 410 and the second conductive region 420 may each be composed of independent antenna elements, or an antenna array composed of a single body is segmented by the segmentation parts 431 and 435 .
  • the segmented parts 431 and 435 may include a segment by the segmentation slit 431 and a segment in a gap 435 type, but is not limited thereto, and the first antenna array 441 in the display antenna layer 310 . It can be implemented in various ways to optimize the radiation performance of the second conductive region 420 and the capacitance for proximity recognition of the second conductive region 420 .
  • the grip sensor pad 445 has a larger conductive region than the first antenna array 441, but the present invention is not limited thereto and the first conductive region 410 and the second conductive region 420 are segmented.
  • the size of may vary, and each of the first antenna array 441 and the grip sensor pad 445 according to various embodiments may have various sizes and shapes according to the arrangement of the segments 431 and 435 .
  • the display antenna layer 310 may be segmented by a gap 435 .
  • the gap 435 may be implemented by a mold structure during mold injection of the display antenna layer 310, or a portion of the conductive regions constituting one body of the display antenna layer 310 may be physically removed through an additional process. It can be isolated and electrically insulated.
  • a filler 405 may be filled in the region where the gap 435 is formed.
  • the display antenna layer 310 may be segmented by the segmentation slit 431 .
  • the segment slit 431 may be made of a non-conductive material, for example, a polymer member.
  • the segmentation slit 431 may be attached to a partial area of the first display antenna layer 310 to electrically separate the partial area from other areas.
  • the segmented slit 431 may be implemented through an insulating material during an injection process using a mold in manufacturing the display antenna layer 310 .
  • the display antenna layer 310 is formed such that the first conductive region 410 or the second conductive region 420 is electrically insulated from other regions through the segmented portions 431 and 435 , so that the first conductive region 410 is It may be used as a wireless communication antenna, and the second conductive region 420 may be used as an antenna of the grip sensor 520 . Therefore, the display antenna layer 310 transmits and receives communication signals in the front direction of the electronic device 300 by the first conductive region 410 and in the front direction of the electronic device 300 by the second conductive region 420 . It can detect whether an external object is approaching or touching it.
  • the second conductive region 420 may be an antenna in which the grip sensor 520 may operate as an electrode for sensing a signal.
  • the display antenna layer 310 includes a first conductive region 410 and a second conductive region 420 .
  • a segmentation method for performing each function is illustrated, and the segmentation structure in actual implementation of the display antenna layer 310 is not limited thereto and may vary.
  • the display antenna layer 310 may include a connecting member (not shown) to electrically connect some regions of the segmented conductive region to other regions, or the third conductive region by an additional segmented part. (not shown) may be included.
  • the third conductive region (not shown) may be used as an NFC antenna or a wireless charging antenna depending on the purpose.
  • FIGS. 8A to 8D are diagrams illustrating the grip sensor pad 445 of the display antenna layer 310 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the grip sensor pad 445 of the display antenna layer 310 may have various structures.
  • the shape of the grip sensor pad 445 may be designed by disposing the segments 431 and 435 of the conductive region in the display antenna layer 310 .
  • the grip sensor pad 445 may have a structure in which the display antenna layer 310 overlaps in a direction parallel to the display panel 301 , and the size and shape of the grip sensor pad 445 may vary.
  • the plurality of touch sensors 251 of the display panel 301 may be spaced apart from each other at a predetermined interval.
  • the size and shape of the pad may include various embodiments to correspond to the size and spacing of the touch sensor 251 .
  • various modified embodiments have been described based on a quadrangle as the structure of the grip sensor pad 445 , but the present invention is not limited thereto. As a structure for improving the sensitivity, it may be implemented with various implementation changes.
  • the grip sensor pad 445 may be a pad 442 having a square shape or a pad 443 having a rectangular shape with reference to the structure of FIGS. 8A or 8B .
  • the grip sensor pad 445 is implemented in the rectangular shape 442 , 443 of the touch sensor 251 . It may not significantly affect touch sensitivity.
  • the first antenna array 441 is implemented in a polygonal or circular structure having a size smaller than that of the touch sensor 251 and spaced apart from each other at predetermined intervals.
  • the arrangement can be expected to improve the touch sensitivity.
  • the grip sensor pad 445 may be the pads 446 and 447 having at least a partially opened structure with reference to the pad structure of FIG. 8C or 8D .
  • the grip sensor pad 445 may have an area greater than or equal to a preset area range in order to sense proximity or contact of an external object.
  • the shape of the grip sensor pad 445 may have an open structure, at least in part. It is possible to reduce the deterioration of the touch function through the space, and also to improve the visibility of the display panel 301 .
  • the pads 446 and 447 having an at least partially open structure may be formed so that both sides facing each other are longer than the other sides, By opening some regions in consideration of the size of the touch sensor 251 , a structure to be opened may be designed to improve touch sensitivity.
  • FIGS. 9A to 9C are block diagrams illustrating a coupling structure of a display antenna layer 310 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the electronic device 300 may include an optical adhesive film 303 and a polarizing film 304
  • the display panel 301 may include a display substrate 305 . and a cover panel 306 .
  • the optical adhesive film 303 may be disposed between the display glass 302 and the polarizing film 304 .
  • the optical adhesive film 303 When the optical adhesive film 303 is adhered to the display glass 302 and cured, it may be implemented as an OCA film (adhesive double-sided tape) having high light transmittance.
  • the polarizing film 304 may be disposed between the optical adhesive film 303 and the display antenna layer 310 .
  • the polarizing film 304 may polarize light coming from the outside to pass light vibrating along a designated trajectory, and may block light that does not match the designated trajectory.
  • the polarizing film 304 may reduce the reflection of external light passing through the display glass 302 and interfering with the display image of the display panel 301 .
  • the display panel 301 may include a display substrate 305 and a cover panel 306 .
  • the display substrate 305 may include a TFT layer implemented in the form of a TFT (Thin Film Transistor) circuit and a plurality of light emitting devices coupled to an upper surface of the TFT.
  • the TFT layer may be a driving circuit layer in which the driving circuit of the light emitting device is implemented in the form of a TFT circuit.
  • a power supply circuit for supplying power to the driving circuit and a timing controller for controlling the data driver, the gate driver, or each driving driver may be disposed on the rear surface of the TFT layer.
  • the cover panel 306 may be a film layer that protects the display substrate 305 , and may reduce the collision between the display substrate 305 and components inside the electronic device 300 .
  • the display antenna layer 310 may be disposed between the display panel 301 and the display glass 302 , and in more detail, the display antenna layer 310 may include the polarizing film 304 and the display panel. It may be implemented as an antenna film adhered between the display substrates 305 of the 301 .
  • the display antenna layer 310 may be connected to the wireless communication module 550 and the processor 120 through the bonding board 501 made of the FPCB at least partially curved.
  • the coupling board 501 is illustrated as an intermediate connector, but the present invention is not limited thereto. can
  • the wireless communication module 550 for transmitting and receiving a signal in a high frequency band includes at least one of a mmW PCB 551 , a mmW circuit 555 , an RFIC for mmWave communication (not shown) or a transceiver (not shown).
  • the processor 120 may be implemented as the main PCB 510 , and may include a connection part 515 , and the grip sensor 520 may be coupled to the main PCB 510 .
  • the display antenna layer 310 is connected to the mmW circuit 555 through the mmW PCB 551 , and also the grip sensor 520 through the main PCB 510 .
  • the first antenna array 441 is connected to the mmW PCB 551 to transmit a wireless communication signal
  • the grip sensor pad 445 is connected to the connection unit 515 to send the detected value to the main PCB 510 .
  • the wireless communication signal can be directly transmitted from the display antenna layer 310 to the wireless communication module 550 through the combination board 501 , so path loss can be reduced, and the antenna gain can be increased.
  • the grip sensor 520 may receive a detection value from the display antenna layer 310 and sense whether an external object is in proximity or contact, and may provide a detection result to the main PCB 510 , and the main PCB 510 may include an external object.
  • the maximum power of the display antenna layer 310 may be controlled to satisfy a power density (PD) or maximum power exposure (MPE) standard.
  • PD power density
  • MPE maximum power exposure
  • the display antenna layer 310 is connected to the mmW circuit 555 and the main PCB 510 through the mmW PCB 551 , and the grip sensor from the main PCB 510 . 520 . More specifically, the first antenna array 441 and the grip sensor pad 445 are connected to the mmW PCB 551 to transmit a wireless communication signal and a detection value, and the mmW PCB 551 is a mmW circuit for the wireless communication signal. 555 , and the sensed value may be transmitted to the grip sensor 520 through the main PCB 510 .
  • a wireless communication signal can be directly transmitted from the display antenna layer 310 to the wireless communication module 550 , thereby reducing path loss. and increase the antenna gain.
  • the wireless communication module 550 may include a bonding part 552 disposed between the display antenna layer 310 and the wireless communication module 550 to bond the display antenna layer 310 to the wireless communication module 550 .
  • the junction 552 may include at least one of lead (Pb), tin (Sn), silver (Ag), copper (Cu), and/or bismuth (Bi). Since the main PCB 510 is directly connected to the mmW PCB 551 , it is possible to control the maximum power of the display antenna layer 310 through the wireless communication module 550 according to the detection result of the grip sensor 520 .
  • the display antenna layer 310 is connected to the main PCB 510 through the bonding board 501 , and the mmW circuit 555 and the grip sensor are connected to the main PCB 510 .
  • 520 may be coupled. More specifically, the first antenna array 441 and the grip sensor pad 445 are connected to the main PCB 510 through the connection part 515 to transmit wireless communication signals and sensed values, and the main PCB 510 is The wireless communication signal may be transmitted to the mmW circuit 555 , and the sensed value may be transmitted to the grip sensor 520 .
  • the maximum power of the display antenna layer 310 is controlled by the mmW circuit 555 and the grip sensor 520 coupled to the main PCB 510 in the driving method of the electronic stand according to the embodiment of FIG. 9C .
  • the main PCB 510 may serve as the wireless communication module 550 without including a separate mmW PCB 551 .
  • the above-described arrangement structure has been described by exemplifying the combination structure of the display antenna layer 310, the wireless communication module 550, and the grip sensor 520 according to various embodiments of the present disclosure, and is not limited thereto in actual implementation. Instead, the wireless communication signal and the detection value from the display antenna layer 310 may be transmitted to the wireless communication module 550 and the grip sensor 520 , and the maximum power of the display antenna layer 310 may be controlled by the processor. structure can be satisfied. In addition, the above-described combination structure and control of the display antenna layer 310 may also be applied to the combination and control of the second antenna array 600 .
  • FIG 10 is a perspective view illustrating the second antenna array 600 of the electronic device 300 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the second antenna array 600 may be formed of an FPCB 630 , and may include an antenna element 610 and a sensor pad 620 .
  • the second antenna array 600 may be formed on one side of the antenna 370 provided on the rear surface of the display panel 301 (refer to FIG. 4B ), and the second antenna array 600 is a wireless communication module 550 . It may be electrically connected to a communication signal to transmit/receive a communication signal (refer to FIG. 4C ), and may be electrically connected to the grip sensor 520 to transmit a detection result due to a change in capacitance.
  • the electronic device 300 may include at least one of the display antenna layer 310 and the second antenna array 600 , and in another embodiment, the electronic device 300 includes the first antenna All of the array 441 to the second antenna array 600 may be included.
  • the first antenna array 441 of the display antenna layer 310 transmits and receives a wireless communication signal in the Z-axis direction in the front direction of the electronic device 300 , that is, in the XYZ direction of FIG. 4B , the front direction to detect whether an external object approaches or contacts
  • the second antenna array 600 transmits and receives a wireless communication signal in the rear direction of the electronic device 300, and detects whether an external object approaches or contacts in the rear direction have.
  • the second antenna array 600 may be formed of an FPCB 630 in which at least a partial area is curved.
  • the second antenna array 600 includes a first area 601 parallel to the display panel 301 and a second area extending from the first area 601 to the display panel 301 in a direction at least partially curved. region 602 .
  • the first region 601 transmits and receives a wireless communication signal in the rear direction of the electronic device 300 , that is, in the XYZ direction of FIG.
  • the second region 602 transmits and receives a wireless communication signal in the X-axis, Y-axis, or XY plane direction in the lateral direction of the electronic device 300 , that is, in the XYZ direction of FIG. 4B , and transmits and receives an external object. It can detect whether a person is approaching or coming into contact with it.
  • the second antenna array 600 may be disposed between the processor and the back plate 311 of the housing 315 , and the second area 602 is adjacent to one side of the back plate 311 . can be positioned Therefore, in an embodiment including the display antenna layer 310 and the second antenna array 600 , a wireless communication signal can be transmitted and received in the front, rear, and side directions of the electronic device 300 , and an external object Approaching or touching can be detected.
  • the second antenna array 600 may include a plurality of antenna elements 610 , a sensor pad 620 , and an insulating surface 615 .
  • the plurality of antenna elements 610 may be disposed spaced apart on one surface of the FPCB 630
  • the sensor pad 620 is disposed between the plurality of antenna elements 610 , and the insulating surface 615 . It may be segmented from the plurality of antenna elements 610 by the boundary.
  • the plurality of antenna elements 610 may transmit and receive communication signals.
  • the plurality of antenna elements 610 may be implemented as a plurality of conductive patches formed on one surface of the FPCB 630 .
  • the plurality of antenna elements 610 may be disposed inside the FPCB 630 and have a structure in which at least a portion is exposed to one surface of the FPCB 630 .
  • the plurality of antenna elements 610 may be connected to the wireless communication module 550 through a power feeding unit (not shown).
  • the sensor pad 620 may be an electrode pad of the grip sensor 520 whose capacitance is variable by approach or contact of an external object, and according to one embodiment, is implemented as a conductive pad independent of the plurality of antenna elements 610 .
  • the sensor pad 620 may have a structure including a plurality of antenna elements 610 and a single body, and may have a structure electrically segmented by an insulating surface 615 .
  • the sensor pad 620 may be connected to the grip sensor 520 through a power feeding unit (not shown).
  • the sensor pad 620 may be disposed in the second area 602 curved in the display panel 301 direction.
  • the sensor pad 620 may have a structure in which at least a portion is curved along one surface of the second region 602 , and is capable of detecting the approach or contact of an external object in the rear and lateral directions of the electronic device 300 .
  • the sensor pad 620 may be disposed in a structure that surrounds and surrounds the side surfaces of each of the plurality of antenna elements 610 .
  • at least one antenna element 610 may be disposed in the second area 602 , and the sensor pad 620 may have a structure surrounding an outer surface of one antenna element 610 . Due to the various arrangement structures of the sensor pad and the antenna element 610 , the sensor pad 620 reduces the influence on the antenna gain of the plurality of antenna elements 610 , and is a minimum required for realizing the sensing function of the sensor pad 620 . can satisfy the layout area of
  • the second antenna array 600 may transmit and receive wireless communication signals together with or independently of the display antenna layer 310 and perform a function of the grip sensor 520 , and the processor may similarly perform a function of the grip sensor 520 according to the detection result of the grip sensor 520 .
  • the transmit energy of the second antenna array 600 may be adjusted.
  • 11A and 11B are graphs illustrating antenna gains according to horizontal polarization (H-pol) of the second antenna array 600 according to various embodiments of the present disclosure.
  • the second antenna array 600 according to the embodiment of FIG. 11A is a graph relating to an antenna gain when the plurality of antenna elements 610 and the sensor pad 620 are not included, and another embodiment of FIG. 11B .
  • the second antenna array 600 according to the example is a graph relating to an antenna gain when a plurality of antenna elements 610 and a sensor pad 620 are included. It can transmit and receive wireless communication signals.
  • the embodiment of FIG. 11B including the sensor pad 620 has no significant difference in antenna gain compared to the embodiment of FIG. 11A without the sensor pad 620 .
  • the antenna gain of the second antenna array 600 not including the sensor pad 620 was measured to be about 13.85 bBi, and the second antenna array 600 including the sensor pad 620 was measured. ) was measured to be about 13.73 bBi. Therefore, the second antenna array 600 according to various embodiments of the present disclosure may overcome antenna distortion by the shape and attachment structure of the sensor pad 620 .

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Abstract

전자 장치는, 디스플레이 글래스가 형성되는 전면을 포함하는 하우징, 디스플레이 패널, 하우징 내부에 마련되어 통신 신호를 송수신하며, 디스플레이 글래스와 디스플레이 패널 사이에 배치되는 디스플레이 안테나 레이어, 디스플레이 안테나 레이어와 전기적으로 연결되는 무선 통신 모듈, 외부 물체의 접근에 의한 디스플레이 안테나 레이어의 정전 용량의 변화를 감지하는 그립 센서, 및 그립 센서로부터 신호를 수신받고, 상기 그립 센서로부터 수신받은 신호를 기초로 디스플레이 안테나 레이어의 송신 에너지를 조절하는 프로세서를 포함한다.

Description

디스플레이 안테나 레이어를 포함하는 전자 장치
본 개시는 디스플레이 안테나 레이어를 포함하는 전자 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 디스플레이 안테나 레이어와 그립 센서를 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
무선 통신 기술의 발전에 따라 무선 통신을 이용하는 전자 장치가 보편적으로 사용되고 있으며, 4G(4th generation) 통신 시스템의 상용화 이후 무선 데이터 트래픽 수요가 상승함에 따라 높은 데이터 전송률을 달성하기 위한 차세대 통신 시스템에 대한 수요가 존재하였다.
이에 대응하여, 고주파 대역(예: 3GHz ~ 300GHz), 예를 들면 밀리미터파(mmWave) 대역의 주파수를 이용하여 신호를 송신 및/또는 수신하는 5G(5th generation) 통신 시스템에 관한 기술이 개발되고 있다. 5G 통신 기술은 고주파 대역의 주파수를 이용하여 무선 신호를 송수신할 수 있으며, 주파수 특성상 높은 자유 공간 손실을 극복하고, 안테나의 이득을 높이기 위한 효율적인 배치 구조를 갖는다. 이에 따라, 5G 통신 시스템을 사용하기 위한 안테나 모듈의 개발이 진행되어 왔다.
상술한 기술적 요구에 의하여, 전자 장치의 안테나는 복수의 안테나 엘리먼트들이 일정 간격으로 배치되는 어레이 형태의 안테나 모듈을 포함할 수 있으며, 전자 장치 내부에서 어느 하나의 방향으로 빔 패턴이 형성되도록 배치될 수 있다. 예컨대, 안테나 모듈은 전자 장치의 내부 공간에서 전면의 적어도 일부, 후면 및/또는 측면을 향하여 빔 패턴이 형성되도록 배치될 수 있었다.
전자파 흡수율은 전자 장치로부터 발생하는 전자파가 인체에 흡수되는 정도로서, 고주파 대역의 전자파에 있어서는 MPE (maximum power exposure) 또는 PD (power density) 단위로 전자파 흡수율을 규격 한다. 각 국가에서는 규정하는 전자파 흡수율의 기준치가 존재하기에, 종래의 전자 장치는 일괄적으로 송신 에너지를 줄여 PD 규격을 만족시키는 범위로 사용되고 있었다.
전자 장치가 고주파 대역의 주파수를 갖는 통신 신호를 송수신하는 안테나를 포함하는 경우, 안테나 이득을 확보하기 위하여 복수의 안테나 모듈이 다양한 방향으로 넓은 영역을 차지하며 배치될 수 있는데, 이 경우에도 PD 규격을 만족시키기 위하여 PD 수치를 일괄적으로 낮추어야 했다. 그러나, PD 규격을 만족시키기 위하여, 전자 장치의 통신 성능이 저하될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는, 전면에 디스플레이 글래스가 형성되는 하우징, 상기 디스플레이 글래스의 후면에 배치되는 디스플레이 패널, 상기 하우징 내부에 마련되어 통신 신호를 송수신하며, 상기 디스플레이 글래스와 상기 디스플레이 패널 사이에 배치되는 디스플레이 안테나 레이어, 상기 디스플레이 안테나 레이어와 전기적으로 연결되어 통신 신호를 송수신하는 무선 통신 모듈, 외부 물체의 접근에 의한 상기 디스플레이 안테나 레이어의 정전 용량의 변화를 감지하는 그립 센서, 및 상기 그립 센서로부터 신호를 수신받고, 상기 디스플레이 안테나 레이어의 송신 에너지를 조절하는 프로세서를 포함한다.
본 개시의 디스플레이 안테나 레이어를 포함하는 전자 장치는 PD 규격을 만족하며 통신 성능이 개선된 구조를 가질 수 있다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 디스플레이 모듈의 블록도이다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 안테나 모듈의 블록도이다.
도 4a는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 정면을 도시한 정면도이다.
도 4b는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 전개 사시도이다.
도 4c는 본 개시의 다양한 실시예들에 도 4a의 A-A'에서 바라본 전자 장치의 단면 구조의 일 실시예를 도시한 구조도이다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 거리와 PD(power density) 수치를 도시한 그래프이다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 전자 장치의 디스플레이 안테나 레이어를 도시한 정면도이다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 디스플레이 안테나 레이어의 일부 영역을 도시한 도면이다.
도 8a는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 디스플레이 안테나 레이어의 그립 센서 패드를 도시한 도면이다.
도 8b는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 디스플레이 안테나 레이어의 그립 센서 패드를 도시한 도면이다.
도 8c는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 디스플레이 안테나 레이어의 그립 센서 패드를 도시한 도면이다.
도 8d는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 디스플레이 안테나 레이어의 그립 센서 패드를 도시한 도면이다.
도 9a는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 디스플레이 안테나 레이어의 결합 구조를 도시한 블록도이다.
도 9b는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 디스플레이 안테나 레이어의 결합 구조를 도시한 블록도이다.
도 9c는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 디스플레이 안테나 레이어의 결합 구조를 도시한 블록도이다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 제2 안테나 어레이를 도시한 사시도이다.
도 11a은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 제2 안테나 어레이의 수평 편파에 따른 안테나 이득을 나타낸 그래프이다.
도 11b은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 제2 안테나 어레이의 수평 편파에 따른 안테나 이득을 나타낸 그래프이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명은 생략될 수 있으며, 동일한 구성의 중복 설명은 되도록 생략하기로 한다.
본 개시의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 개시에 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 단수형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 개시에서, "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. "제1", "제2", 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: 제1) 구성요소가 다른(예: 제2) 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 제3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 개시의 다양한 실시예들에서 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, 일 실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 전자 장치) 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리(36) 또는 외장 메모리(38))에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(140))로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기(예: 전자 장치)의 프로세서는, 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, 비 일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비 일시적'은 저장 매체가 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.
일 실시예에 따르면, 본 개시에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 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 휴리스틱 하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.
이하에서는, 도 1 내지 도 11b를 참고하여, 본 개시의 안테나와 디스플레이를 포함하는 전자 장치를 상세히 설명한다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도이다.
도 1은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(100) 내의 전자 장치(101)의 블록도이다. 참고로, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 본 개시의 다양한 실시예에 의한 기기(machine)를 '전자 장치'로 통칭하였으나, 다양한 실시예의 기기는 전자 장치, 무선 통신 장치, 디스플레이 장치, 또는 휴대용 통신 장치일 수 있다.
도 1을 참조하면, 네트워크 환경(100)에서 전자 장치(101)는 제1 네트워크(198)(예: 근거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(102)와 통신하거나, 또는 제2 네트워크(199)(예: 원거리 무선 통신 네트워크)를 통하여 전자 장치(104) 또는 서버(108) 중 적어도 하나와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 서버(108)를 통하여 전자 장치(104)와 통신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)는 프로세서(120), 메모리(130), 입력 모듈(150), 음향 출력 모듈(155), 디스플레이 모듈(160), 오디오 모듈(170), 센서 모듈(176), 인터페이스(177), 연결 단자(178), 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 구성 요소들 중 적어도 하나(예: 연결 단자(178))가 생략되거나, 하나 이상의 다른 구성요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 이 구성요소들 중 일부들(예: 센서 모듈(176), 카메라 모듈(180), 또는 안테나 모듈(197))은 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160))로 통합될 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. 일 실시예에 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 저장하고, 휘발성 메모리(132)에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(134)에 저장할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 프로세서(120)는 메인 프로세서(121)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서) 또는 이와는 독립적으로 또는 함께 운영 가능한 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치, 신경망 처리 장치(NPU: neural processing unit), 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 메인 프로세서(121) 및 보조 프로세서(123)를 포함하는 경우, 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)보다 저전력을 사용하거나, 지정된 기능에 특화되도록 설정될 수 있다. 보조 프로세서(123)는 메인 프로세서(121)와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
보조 프로세서(123)는, 예를 들면, 메인 프로세서(121)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(121)가 액티브(예: 어플리케이션 실행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(121)와 함께, 전자 장치(101)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 디스플레이 모듈(160), 센서 모듈(176), 또는 통신 모듈(190))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성요소(예: 카메라 모듈(180) 또는 통신 모듈(190))의 일부로서 구현될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 보조 프로세서(123)(예: 신경망 처리 장치)는 인공지능 모델의 처리에 특화된 하드웨어 구조를 포함할 수 있다. 인공지능 모델은 기계 학습을 통해 생성될 수 있다. 이러한 학습은, 예를 들어, 인공지능 모델이 수행되는 전자 장치(101) 자체에서 수행될 수 있고, 별도의 서버(예: 서버(108))를 통해 수행될 수도 있다. 학습 알고리즘은, 예를 들어, 지도형 학습(supervised learning), 비지도형 학습(unsupervised learning), 준 지도형 학습(semi-supervised learning) 또는 강화 학습(reinforcement learning)을 포함할 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은, 복수의 인공 신경망 레이어들을 포함할 수 있다. 인공 신경망은 심층 신경망(DNN: deep neural network), CNN(convolutional neural network), RNN(recurrent neural network), RBM(restricted boltzmann machine), DBN(deep belief network), BRDNN(bidirectional recurrent deep neural network), 심층 Q-네트워크(deep Q-networks) 또는 상기 중 둘 이상의 조합 중 하나일 수 있으나, 전술한 예에 한정되지 않는다. 인공지능 모델은 하드웨어 구조 이외에, 추가적으로 또는 대체적으로, 소프트웨어 구조를 포함할 수 있다.
메모리(130)는, 전자 장치(101)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(120) 또는 센서 모듈(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.
프로세서(120)는 메모리(130)에 소프트웨어로서 저장될 수 있으며, 예를 들면, 운영 체제(142), 미들 웨어(144) 또는 어플리케이션(146)을 포함할 수 있다.
입력 모듈(150)은, 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 모듈(150)은, 예를 들면, 마이크, 마우스, 키보드, 키(예: 버튼), 또는 디지털 펜(예: 스타일러스 펜)을 포함할 수 있다.
음향 출력 모듈(155)은 음향 신호를 전자 장치(101)의 외부로 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(155)은, 예를 들면, 스피커 또는 리시버를 포함할 수 있다. 스피커는 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용될 수 있다. 리시버는 착신 전화를 수신하기 위해 사용될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 별개로, 또는 그 일부로서 구현될 수 있다.
디스플레이 모듈(160)은 전자 장치(101)의 외부(예: 사용자)로 정보를 시각적으로 제공할 수 있다. 디스플레이 모듈(160)은, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치를 감지하도록 설정된 터치 센서(251)를 포함할 수 있으며, 터치에 의해 발생하는 힘의 세기를 측정하도록 설정된 압력 센서를 포함할 수 있다. 그리고, 디스플레이 모듈(160)의 구체적인 구조는 도 2를 참고하여 상세히 설명한다.
오디오 모듈(170)은 소리를 전기 신호로 변환시키거나, 반대로 전기 신호를 소리로 변환시킬 수 있다. 일 실시예에 따르면, 오디오 모듈(170)은, 입력 모듈(150)을 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 모듈(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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 따르면, 인터페이스(177)는, 예를 들면, HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD 카드 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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. 일 실시예에 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 제1 네트워크(198)(예: 블루투스, WiFi(wireless fidelity) direct 또는 IrDA(infrared data association)와 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제2 네트워크(199)(예: 레거시 셀룰러 네트워크, 5G 네트워크, 차세대 통신 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부의 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 제1 네트워크(198) 또는 제2 네트워크(199)와 같은 통신 네트워크 내에서 전자 장치(101)를 확인 또는 인증할 수 있다.
무선 통신 모듈(192)은 4G 네트워크 이후의 5G 네트워크 및 차세대 통신 기술, 예를 들어, NR 접속 기술(new radio access technology)을 지원할 수 있다. NR 접속 기술은 고용량 데이터의 고속 전송(eMBB(enhanced mobile broadband)), 단말 전력 최소화와 다수 단말의 접속(mMTC(massive machine type communications)), 또는 고신뢰도와 저지연(URLLC(ultra-reliable and low-latency communications))을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은, 예를 들어, 높은 데이터 전송률 달성을 위해, 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 고주파 대역에서의 성능 확보를 위한 다양한 기술들, 예를 들어, 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO(multiple-input and multiple-output)), 전차원 다중입출력(FD-MIMO: full dimensional MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 또는 대규모 안테나(large scale antenna)와 같은 기술들을 지원할 수 있다. 무선 통신 모듈(192)은 전자 장치(101), 외부 전자 장치(예: 전자 장치(104)) 또는 네트워크 시스템(예: 제2 네트워크(199))에 규정되는 다양한 요구사항을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(192)은 eMBB 실현을 위한 Peak data rate(예: 20Gbps 이상), mMTC 실현을 위한 손실 Coverage(예: 164dB 이하), 또는 URLLC 실현을 위한 U-plane latency(예: 다운링크(DL) 및 업링크(UL) 각각 0.5ms 이하, 또는 라운드 트립 1ms 이하)를 지원할 수 있다.
안테나 모듈(197)은 신호 또는 전력을 외부(예: 외부의 전자 장치)로 송신하거나 외부로부터 수신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있고, 제1 네트워크(198) 또는 제2 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.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있고, 또 다른 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 서브스트레이트(예: PCB) 위에 형성된 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체를 포함하는 안테나를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 안테나 모듈(197)은 mmWave 안테나 모듈을 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, mmWave 안테나 모듈은 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판의 제1 면(예: 아래 면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 지정된 고주파 대역(예: mmWave 대역)을 지원할 수 있는 RFIC, 및 상기 인쇄 회로 기판의 제2 면(예: 윗면 또는 측면)에 또는 그에 인접하여 배치되고 상기 지정된 고주파 대역의 신호를 송신 또는 수신할 수 있는 복수의 안테나들(예: 어레이 안테나)을 포함할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예에 따른 안테나 모듈(197)의 구체적인 구조는 도 3 이하를 참고하여 상세히 설명한다.
신호 또는 전력은 적어도 하나의 안테나를 통하여 통신 모듈(190)과 외부의 전자 장치 간에 송신되거나 수신될 수 있다. 어떤 실시예에 따르면, 방사체 이외에 다른 부품(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))이 추가로 안테나 모듈(197)의 일부로 형성될 수 있다.
상기 구성요소들 중 적어도 일부는 주변 기기들 간 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.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제2 네트워크(199)에 연결된 서버(108)를 통해서 전자 장치(101)와 외부의 전자 장치(104) 간에 송신 또는 수신될 수 있다. 외부의 전자 장치(102, 또는 104) 각각은 전자 장치(101)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(101)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 외부의 전자 장치들(102, 104, 또는 108) 중 하나 이상의 외부의 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 외부의 전자 장치들에게 그 기능 또는 그 서비스의 적어도 일부를 수행하라고 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 하나 이상의 외부의 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, 모바일 에지 컴퓨팅(MEC: mobile edge computing), 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다. 전자 장치(101)는, 예를 들어, 분산 컴퓨팅 또는 모바일 에지 컴퓨팅을 이용하여 초저지연 서비스를 제공할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 외부의 전자 장치(104)는 IoT(internet of things) 기기를 포함할 수 있다. 서버(108)는 기계 학습 및/또는 신경망을 이용한 지능형 서버일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 외부의 전자 장치(104) 또는 서버(108)는 제2 네트워크(199) 내에 포함될 수 있다. 전자 장치(101)는 5G 통신 기술 및 IoT 관련 기술을 기반으로 지능형 서비스(예: 스마트 홈, 스마트 시티, 스마트 카, 또는 헬스 케어)에 적용될 수 있다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 디스플레이 모듈의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 모듈(160)은 디스플레이 패널(210), 및 이를 제어하기 위한 디스플레이 드라이버 IC(230)를 포함할 수 있다.
디스플레이 드라이버 IC(230)는 인터페이스 모듈(231), 메모리(233)(예: 버퍼 메모리), 이미지 처리 모듈(235), 또는 맵핑 모듈(237)을 포함할 수 있다. 디스플레이 드라이버 IC(230)는, 예를 들면, 영상 데이터, 또는 상기 영상 데이터를 제어하기 위한 명령에 대응하는 영상 제어 신호를 포함하는 영상 정보를 인터페이스 모듈(231)을 통해 전자 장치(101)의 다른 구성요소로부터 수신할 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에 따르면, 영상 정보는 프로세서(120)(예: 메인 프로세서(121)(예: 어플리케이션 프로세서) 또는 메인 프로세서(121)의 기능과 독립적으로 운영되는 보조 프로세서(123)(예: 그래픽 처리 장치)로부터 수신될 수 있다.
디스플레이 드라이버 IC(230)는 터치 회로(250) 또는 센서 모듈(176)과 상기 인터페이스 모듈(231)을 통하여 커뮤니케이션 할 수 있다. 또한, 디스플레이 드라이버 IC(230)는 상기 수신된 영상 정보 중 적어도 일부를 메모리(233)에, 예를 들면, 프레임 단위로 저장할 수 있다. 이미지 처리 모듈(235)은, 예를 들면, 상기 영상 데이터의 적어도 일부를 상기 영상 데이터의 특성 또는 디스플레이 패널(210)의 특성에 적어도 기반하여 전처리 또는 후처리(예: 해상도, 밝기, 또는 크기 조정)를 수행할 수 있다. 맵핑 모듈(237)은 이미지 처리 모듈(135)을 통해 전처리 또는 후처리된 상기 영상 데이터에 대응하는 전압 값 또는 전류 값을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전압 값 또는 전류 값의 생성은 예를 들면, 디스플레이 패널(210)의 픽셀들의 속성(예: 픽셀들의 배열(RGB stripe 또는 pentile 구조), 또는 서브 픽셀들 각각의 크기)에 적어도 일부 기반하여 수행될 수 있다. 디스플레이 패널(210)의 적어도 일부 픽셀들은, 예를 들면, 상기 전압 값 또는 전류 값에 적어도 일부 기반하여 구동됨으로써 상기 영상 데이터에 대응하는 시각적 정보(예: 텍스트, 이미지, 또는 아이콘)가 디스플레이 패널(210)를 통해 표시될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 터치 회로(250)를 더 포함할 수 있다. 터치 회로(250)는 터치 센서(251) 및 이를 제어하기 위한 터치 센서 IC(253)를 포함할 수 있다. 터치 센서 IC(253)는, 예를 들면, 디스플레이 패널(210)의 지정된 위치에 대한 터치 입력 또는 호버링 입력을 감지하기 위해 터치 센서(251)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 터치 센서 IC(253)는 디스플레이 패널(210)의 지정된 위치에 대한 신호(예: 전압, 광량, 저항, 또는 전하량)의 변화를 측정함으로써 터치 입력 또는 호버링 입력을 감지할 수 있다. 터치 센서 IC(253)는 감지된 터치 입력 또는 호버링 입력에 관한 정보(예: 위치, 면적, 압력, 또는 시간)를 프로세서(120) 에 제공할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 터치 회로(250)의 적어도 일부(예: 터치 센서 IC(253))는 디스플레이 드라이버 IC(230), 또는 디스플레이 패널(210)의 일부로, 또는 디스플레이 모듈(160)의 외부에 배치된 다른 구성요소(예: 보조 프로세서(123))의 일부로 포함될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 모듈(160)은 센서 모듈(176)의 적어도 하나의 센서(예: 지문 센서, 홍채 센서, 압력 센서 또는 조도 센서), 또는 이에 대한 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 적어도 하나의 센서 또는 이에 대한 제어 회로는 디스플레이 모듈(160)의 일부(예: 디스플레이 패널(210) 또는 디스플레이 드라이버 IC(230)) 또는 터치 회로(250)의 일부에 임베디드될 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 모듈(160)에 임베디드된 센서 모듈(176)이 생체 센서(예: 지문 센서)를 포함할 경우, 상기 생체 센서는 디스플레이 패널(210)의 일부 영역을 통해 터치 입력과 연관된 생체 정보(예: 지문 이미지)를 획득할 수 있다. 다른 예를 들면, 디스플레이 모듈(160)에 임베디드된 센서 모듈(176)이 압력 센서를 포함할 경우, 상기 압력 센서는 디스플레이 패널(210)의 일부 또는 전체 영역을 통해 터치 입력과 연관된 압력 정보를 획득할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 터치 센서(251) 또는 센서 모듈(176)은 디스플레이 패널(210)의 픽셀 레이어의 픽셀들 사이에, 또는 상기 픽셀 레이어의 위에 또는 아래에 배치될 수 있다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치의 안테나 모듈의 블록도이다.
도 3은, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(101)의 무선 통신 모듈(192), 전력 관리 모듈(188), 및 안테나 모듈(197)에 대한 블럭도(200)이다. 도 2를 참조하면, 무선 통신 모듈(192)은 MST 통신 모듈(220) 또는 NFC 통신 모듈(240)을 포함하고, 전력 관리 모듈(188)은 무선 충전 모듈(260)을 포함할 수 있다. 이런 경우, 안테나 모듈(297)은 MST 통신 모듈(220)과 연결된 MST 안테나(297-1), NFC 통신 모듈(240)과 연결된 NFC 안테나(297-3), 및 무선 충전 모듈(260)과 연결된 무선 충전 안테나(297-5)를 포함하는 복수의 안테나들을 포함할 수 있다. 설명의 편의를 위해 도 1와 중복되는 구성 요소는 생략 또는 간략히 기재된다.
MST 통신 모듈(220)은 프로세서(120)로부터 제어 정보, 또는 카드 정보와 같은 결제 정보를 포함한 신호를 수신하고, MST 안테나(297-1)를 통해 상기 수신된 신호에 대응하는 자기 신호를 생성한 후, 상기 생성된 자기 신호를 외부의 전자 장치(102)(예: POS 장치)에 전달할 수 있다. 상기 자기 신호를 생성하기 위하여, 일 실시예에 따르면, MST 통신 모듈(220)은 MST 안테나(297-1)에 연결된 하나 이상의 스위치들을 포함하는 스위칭 모듈을 포함하고(미도시), 이 스위칭 모듈을 제어하여 MST 안테나(297-1)에 공급되는 전압 또는 전류의 방향을 상기 수신된 신호에 따라 변경할 수 있다. 상기 전압 또는 전류의 방향의 변경은 MST 안테나(297-1)를 통해 송출되는 자기 신호(예: 자기장)의 방향이 그에 따라 변경하는 것을 가능하게 해 준다. 방향이 변경되는 상태의 자기 신호는, 외부의 전자 장치(102)에서 감지되면, 상기 수신된 신호(예: 카드 정보)에 대응하는 마그네틱 카드가 상기 전자 장치(102)의 카드 리더기에 읽히면서(swiped) 발생하는 자기장과 유사한 효과(예: 파형)를 야기할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전자 장치(102) 에서 상기 자기 신호의 형태로 수신된 결제 관련 정보 및 제어 신호는, 예를 들면, 네트워크(199)를 통해 외부의 서버(108)(예: 결제 서버)로 송신될 수 있다.
NFC 통신 모듈(240)은 프로세서(120)로부터 제어 정보, 또는 카드 정보와 같은 결제 정보를 포함한 신호를 획득하고, 상기 획득된 신호를 NFC 안테나(297-3)를 통해 외부의 전자 장치(102)로 송신할 수 있다. 일 실시예에 따르면, NFC 통신 모듈(240)은, NFC 안테나(297-3)를 통하여 외부의 전자 장치(102)로부터 송출된 그런 신호를 수신할 수 있다.
무선 충전 모듈(260)은 무선 충전 안테나(297-5)를 통해 외부의 전자 장치(102)(예: 휴대폰 또는 웨어러블 디바이스)로 전력을 무선으로 송신하거나, 또는 외부의 전자 장치(102)(예: 무선 충전 장치)로부터 전력을 무선으로 수신할 수 있다. 무선 충전 모듈(260)은, 예를 들면, 자기 공명 방식 또는 자기 유도 방식을 포함하는 다양한 무선 충전 방식 중 하나 이상을 지원할 수 있다.
일 실시예에 따르면, MST 안테나(297-1), NFC 안테나(297-3), 또는 무선 충전 안테나(297-5) 중 일부 안테나들은 방사부의 적어도 일부를 서로 공유할 수 있다. 예를 들면, MST 안테나(297-1)의 방사부는 NFC 안테나(297-3) 또는 무선 충전 안테나(297-5)의 방사부로 사용될 수 있고, 그 반대도 마찬가지이다. 이런 경우, 안테나 모듈(297)은 무선 통신 모듈(192)(예: MST 통신 모듈(220) 또는 NFC 통신 모듈(240)) 또는 전력 관리 모듈(188)(예: 무선 충전 모듈(260))의 제어에 따라 안테나들(297-1, 297-3, 또는 297-3)의 적어도 일부를 선택적으로 연결(예: close) 또는 분리(예: open)하도록 설정된 스위칭 회로(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(101)가 무선 충전 기능을 사용하는 경우, NFC 통신 모듈(240) 또는 무선 충전 모듈(260)은 상기 스위칭 회로를 제어함으로써 NFC 안테나(297-3) 및 무선 충전 안테나(297-5)에 의해 공유된 방사부의 적어도 일부 영역을 일시적으로 NFC 안테나(297-3)와 분리하고 무선 충전 안테나(297-5)와 연결할 수 있다.
일 실시예에 따르면, MST 통신 모듈(220), NFC 통신 모듈(240), 또는 무선 충전 모듈(260)의 적어도 하나의 기능은 외부의 프로세서(예: 프로세서(120))에 의해 제어될 수 있다. 일 실시예에 따르면, MST 통신 모듈(220) 또는 NFC 통신 모듈(240)의 지정된 기능(예: 결제 기능)들은 신뢰된 실행 환경(trusted execution environment, TEE)에서 수행될 수 있다. 다양한 실시예에 따른 신뢰된 실행 환경(TEE)은, 예를 들면, 상대적으로 높은 수준의 보안이 필요한 기능(예: 금융 거래, 또는 개인 정보 관련 기능)을 수행하는데 사용되기 위해 메모리(130)의 적어도 일부 지정된 영역이 할당되는 실행 환경을 형성할 수 있다. 이런 경우, 상기 지정된 영역에 대한 접근은, 예를 들면, 거기에 접근하는 주체 또는 상기 신뢰된 실행 환경에서 실행되는 어플리케이션에 따라 구분하여 제한적으로 허용될 수 있다.
도 4a는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(300)의 정면을 도시한 정면도이다.
도 4a를 참조하면, 일 실시예의 전자 장치(300)는, 하우징(315) 및 디스플레이 패널(301)을 포함할 수 있다.
하우징(315)은 전자 장치(300)의 외관을 형성하며, 하우징(315) 내부에 배치되는 부품을 보호할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 하우징(315)은 전자 장치(300)의 전면을 보호하여 디스플레이 글래스(302)가 결합되는 전면 플레이트(312), 전자 장치(300)의 후면을 보호하는 후면 플레이트(311) 및 전면 플레이트(312)와 후면 플레이트(311) 사이의 측면을 보호하는 측면 하우징(320)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따른 하우징(315)의 전면 플레이트(312)는 실질적으로 투명한 디스플레이 글래스(302)와 결합되거나, 디스플레이 패널(301)에 결합될 수 있다. 디스플레이 글래스(302)는 후면에 배치된 디스플레이 패널(301)이 표시하는 영상을 투과시킬 수 있다. 일 실시예에 따른 디스플레이 글래스(302)는 사용자의 터치 신호를 디스플레이 패널(301)의 터치 센서로 전달할 수 있고, 디스플레이 패널(301)을 포함한 전자 장치(300)의 내부 부품을 보호할 수 있다. 디스플레이 글래스(302)는 다양한 코팅 레이어들을 포함하는 글라스 플레이트 또는 폴리머 플레이트로 구성될 수 있다. 전자 장치(300)의 디스플레이 글래스(302)의 결합 구조는 도 4b의 전개 사시도를 참조하여 설명한다.
일 실시예에 의하면, 디스플레이 패널(301)은 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display), 발광 다이오드(Light Emitting Diode), 유기발광 다이오드(organic LED) 또는 마이크로 발광 다이오드(μLED)를 구비한 디스플레이 패널(301)일 수 있다. 그 중, 마이크로 LED 소자로 구성된 디스플레이 패널(301)은 평판 디스플레이 패널(301) 중 하나로 각각 100 마이크로미터 이하인 복수의 무기 발광 다이오드(inorganic LED)로 구성되어 있어 백라이트가 배치된 액정 디스플레이(LCD) 패널에 비해 마이크로 LED 디스플레이 패널(301)은 더 나은 대비, 응답 시간 및 에너지 효율을 제공할 수 있다.
디스플레이 패널(301)은 TFT 기판의 측면으로 드러나지 않도록 형성된 다수의 관통 배선 부재를 마련함에 따라 TFT 기판의 전면에서 비활성 영역을 감소시키고 활성 영역을 증가시킴으로써 베젤 리스화 할 수 있고 디스플레이 패널(301)에 대한 발광 소자의 배치 조밀도를 증가시킬 수 있다.
나아가, 베젤리스화를 구현하는 디스플레이 패널(301)은 다수를 연결하는 경우 활성 영역을 증가시킬 수 있는 복수의 디스플레이 패널(301)로 이루어진 전자 장치(300)를 제공할 수 있다. 이 경우 각 디스플레이 패널(301)은 비활성 영역을 최소화함에 따라 서로 인접한 디스플레이 패널(301)의 각 픽셀들 간의 피치를 단일 디스플레이 패널(301) 내의 각 픽셀들 간의 피치와 동일하게 유지하도록 형성할 수 있다. 이에 따라 각 디스플레이 패널(301) 사이의 연결부위에서 심(seam)이 나타나는 것을 감소시킬 수 있다.
도면에는 도시되지 않았으나, 전자 장치(300)의 전면에는 카메라(미도시), 전자 장치(300)의 내부의 작동 상태 또는 외부의 환경 상태를 센싱하는 센서(미도시), 음향 출력 장치와 마이크 키 입력 장치와 같은 입력 장치(미도시)가 구현될 수 있다.
도 4b는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(300)의 전개 사시도이다.
도 4b를 참조하면, 일 실시예의 전자 장치(300)는, 전면 플레이트(312), 측면 하우징(320), 제1 지지 부재(321), 전면 플레이트(312), 디스플레이 패널(301), 디스플레이 안테나 레이어(310), 인쇄 회로 기판(340), 배터리(350), 제2 지지 부재(360), 안테나(370) 및 후면 플레이트(311)를 포함할 수 있다.
도 3a와 중복되는 전면 플레이트(312)와 디스플레이 패널(301) 및 후면 플레이트(311)에 관하여는 설명은 생략하며, 이하에서는 도 4b를 참고하여 본 개시의 일 실시예에 따른 디스플레이 안테나 레이어(310)와 안테나(370)를 포함하는 전자 장치(300)의 구조를 설명한다.
디스플레이 안테나 레이어(310)는 디스플레이 글래스(302)와 디스플레이 패널(301) 사이에 배치될 수 있다. 디스플레이 안테나 레이어(310)의 통신 신호를 송수신할 수 있으며, 디스플레이 안테나 레이어(310)의 구조 및 결합은 도 6a 내지 6b를 참고하여 상세히 설명한다.
측면 하우징(320)과 제1 지지 부재(321)는 일면에 디스플레이 패널(301)이 결합되고 타면에 인쇄 회로 기판(340)이 결합될 수 있다. 상세히는, 제1 지지 부재(321)는 전자 장치(300)의 내부에 배치되어 측면 하우징(320)과 연결되거나 측면 하우징(320)과 일체로 형성될 수 있다. 일 실시예에 의하면, 인쇄 회로 기판(340)은 전자 장치(300)의 전반적인 동작은 제어하는 메인 PCB(510)를 포함하여, 프로세서(120), 메모리(130) 및/또는 인터페이스가 장착될 수 있다.
배터리(350)는 전자 장치(300)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서 재충전 불가능한 1차 전지, 또는 재충전 가능한 2차 전지, 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
배터리(350)의 적어도 일부는 인쇄 회로 기판(340)과 실질적으로 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 배터리(350)는 전자 장치(300) 내부에 일체로 배치될 수 있고, 전자 장치(300)와 탈부착 가능하게 배치될 수도 있다.
제2 지지 부재(360)는 프로세서(120)를 포함하는 인쇄 회로 기판(340)과 배터리(350)와 결합되며, 인쇄 회로 기판(340) 및 배터리(350)가 하우징(315)의 후면 플레이트(311)와 안정적으로 고정되도록 지지할 수 있다. 또한, 제2 지지 부재(360)는 인쇄 회로 기판(340)과 안테나(370) 및 다른 부품을 전기적으로 연결할 수 있으며, 결합 부재 및 추가적인 인쇄 회로 기판(340) 구조를 포함할 수 있다.
안테나(370)는 통신 신호를 송수신할 수 있다. 본 개시의 안테나(370)는 제2 안테나 어레이(600)를 포함할 수 있으며, 후면 플레이트(311)와 배터리(350) 사이에 배치될 수 있다. 안테나(370)는 제2 안테나 어레이(600)를 통하여 외부 장치와 근거리 통신을 하거나, 충전에 필요한 전력을 무선으로 송수신 할 수 있다. 제2 안테나 어레이(600)를 포함하는 안테나(370)의 상세한 구조는 도 9를 참고하여 상세히 설명한다.
도 4c는 본 개시의 다양한 실시예들에 도 4a의 A-A'에서 바라본 전자 장치(300)의 단면 구조의 일 실시예를 도시한 구조도이다.
도 4c는, 다양한 실시예들에 따른, 도 4a의 A-A'에서 바라본 전자 장치(300)의 단면 구조를 배치 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4c를 참조하면, 전자 장치(300)의 전면과 후면 각각에는 디스플레이 안테나 레이어(310)와 안테나(370)가 배치될 수 있다.
디스플레이 안테나 레이어(310)는 디스플레이 글래스(302)와 디스플레이 패널(301) 사이에 배치되며, 전자 장치(300)의 전면 방향으로 통신 신호를 송수신할 수 있으며, 안테나(370)는 프로세서(120)와 후면 플레이트(311) 사이에 배치되며, 전자 장치(300)의 후면 및 측면 방향으로 통신 신호를 송수신할 수 있다. 프로세서(120)는 디스플레이 안테나 레이어(310)와 안테나로부터 무선 통신 신호를 전달받아 무선 통신 모듈(550)에 제공할 수 있다. 디스플레이 안테나 레이어(310)의 배치 및 결합 구조는 도 9a 이하에서 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
다양한 실시예들에 따르면, 무선 통신 모듈(550)은 네트워크 통신을 지원하는 커뮤티케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 상세히는, 무선 통신 모듈(550)은 2G, 3G, 4G 또는 LTE 네트워크와의 무선 통신을 수행하는 제1 커뮤니케이션 프로세서, 및/또는 5G 또는 초고주파 영역인 밀리미터파(mmWave) 영역의 네트워크와 무선 통신을 수행하는 제2 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 그리고, 무선 통신 모듈(550)은 커뮤니케이션 프로세서를 통하여 외부의 네트워크와의 무선 신호에 사용될 대역의 통신 채널을 수립하고, 수립된 통신 채널을 통한 레거시 네트워크 통신을 지원할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(550)의 제1 커뮤니케이션 프로세서와 제2 커뮤니케이션 프로세서는 단일(single) 칩 또는 단일 패키지 내에 구현되어 프로세서와 연결될 수 있으며, 또 다른 다양한 실시예에서는, 프로세서, 보조 프로세서, 또는 통신 모듈과 단일 칩 또는 단일 패키지 내에 형성될 수 있다.
또 다른 다양한 실시예에서는, 도면에는 도시되지 않았으나, 무선 통신 모듈(550)은 디스플레이 안테나 레이어(310) 또는 PCB로 구현된 안테나(370) 중 적어도 하나로만 구성될 수 있다. 이 경우, 무선 통신 모듈(550)은 메인 PCB(510)로 무선 통신 신호를 전달하며, 상술한 무선 통신 모듈(550)의 역할, 즉 무선 통신 신호를 송수신하는 칩 또는 패키지 구조는 메인 PCB(510)를 통하여 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 고주파 영역의 네트워크와 무선 통신을 수행하는 무선 통신 모듈(550)을 포함하는 전자 장치(300)는 mmWave 대역의 전파특성인 직전성과 경로손실을 보상하기 위해 어레이 안테나 기술이 적용되어 있다. 예를 들면, 전자 장치(300)는 각각이 다양한 방향으로 신호를 송수신하는 복수의 안테나 모듈을 포함할 수 있으며, 원하는 대역에 맞게 안테나를 조정하여 안테나 이득을 확보할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예의 전자 장치(300)는, 전면으로 디스플레이 패널(301) 방향으로 방사되며 적어도 하나 이상의 제1 안테나 어레이(441)를 포함하는 디스플레이 안테나 레이어(310)를 통하여, 고주파 영역에서의 통신 신호의 송수신함에 있어서 디스플레이 패널(301) 방향으로 안테나 이득을 확보할 수 있으며, 예를 들어, 소형화되는 전자 장치(300)에서도 물리적으로 넓은 영역의 안테나 어레이 배치를 확보할 수 있다. 본 개시의 다른 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는 후면과 측면 방향으로 통신 신호를 송수신하는 제2 안테나 어레이(600)를 통하여 다양한 방향으로 신호를 송수신할 수 있으며, 경로 손실을 감소시키고 안테나 이득을 확보할 수 있다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(300)의 거리와 PD(power density) 수치를 도시한 그래프이다.
도 5는, 다양한 실시예들에 따른, 전자 장치(300)의 거리에 따른 PD 수치를 나타낸 그래프로서, 고주파인 밀리미터파(mmWave) 영역의 통신 신호를 송수신하는 전자 장치(300)에 있어서 단위 면적당 전력의 크기를 도시한 예시적인 그래프이다.
상세히는, 도 5는, 수평 방향의 X 축은 전자 장치(300)와의 특정 방향으로의 수직 거리 [mm] 단위로 표시하였고, 수직 방향의 Y 축은 PD(power density) 수치를 [mW/cm^2] 단위로 표시하였다. 그리고 전자 장치(300)와의 전면(Front), 상면(Top), 후면(Rear), 우측면(Right) 및 좌측면(Left) 방향의 수직 거리에 따라서, PD 수치를 측정하여 도시한 그래프이다.
X축에 평행한 A 라인은, 일 실시예에 따르면, 참조 라인(Reference Line)으로 약 1 [mW/cm^2]의 PD 수치값을 표시한 것으로, 사용자가 전자 장치(300)에 인접하였을 때 고주파의 통신 신호 송수신에 따른 영향을 받을 수 있는 수치를 표시한 것이다. 다만, 도 5의 수치 및 A 라인은 본 개시의 안테나 배치와 그립 센싱 영역의 설명을 위한 예시적인 그래프로서, 본 개시의 일 실시예에 해당하며, 다양한 실시예의 전자 장치(300)에서는 PD 수치가 다르게 측정될 수 있으며, A 라인의 PD 수치도 상이할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는 고주파 영역의 통신 신호를 송수신하며 안테나 손실을 감소시키기 위하여 다양한 방향으로 넓은 영역을 차지하는 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 이 경우, 전자 장치(300)에 인접한 위치에서는 PD 수치가 급격하게 증가할 수 있으며, 도 5의 A 라인을 예를 들면, 전자 장치(300)의 후면(Rear)으로부터 B 점이 위치한 약 8 내지 9mm의 거리에서는 PD 수치가 급격하게 증가할 수 있다.
그러므로, 전자 장치(300)는 그립 센서(520)를 통하여 외부 물체(예를 들면, 사용자의 인체)가 지정된 거리 이상으로 근접하거나 접촉됨을 감지하며 송수신하는 통신 신호의 최대 전력을 조절할 수 있다. 이를 통하여, 전자 장치(300)에서 발생하는 전자파가 인체에 영향을 줄 수 있는 전자파의 PD 수치를 제어할 수 있다.
그립 센서(grip sensor)(520) 는 전자 장치(300)에 외부 물체가 근접 또는 접촉됨을 감지할 수 있다. 보다 상세하게는, 그립 센서(520)는 근접 또는 접촉하는 외부 물체에 의해 변화하는 정전 용량의 변화량을 검출 또는 감지하여 프로세서(120)에 제공할 수 있다. 프로세서(120)는 그립 센서(520)로부터 신호를 수신받고, 외부 물체가 지정된 거리 이상(예를 들면, 도 5의 B 점이 위치한 [mm] 거리) 으로 근접하면 제1 안테나 어레이(441) 내지 제2 안테나 어레이(600)의 송신 에너지를 조절할 수 있다. 이하에서는, 다양한 실시예에 의한 그립 센서(520)와 안테나 어레이(441, 600)의 구조에 대하여 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(300)의 디스플레이 안테나 레이어(310)를 도시한 정면도이다.
도 6을 참조하면, 일 실시예의 전자 장치(300)의 디스플레이 안테나 레이어(310)는 제1 안테나 어레이(441) 및 그립 센서 패드(445)를 포함할 수 있다. 도 6을 도시함에 있어서, 하우징(315)의 디스플레이 글래스(302)로 디스플레이 안테나 레이어(310)가 보이는 구조로 도시되었으나, 이는 구조의 이해와 설명의 편의를 위하여 형식적으로 표시한 것에 불과하며, 실제 구현에 있어서는 디스플레이 안테나 레이어(310)는 투명하게 구현되어 후면에 배치되는 디스플레이 패널(301)의 디스플레이 영상을 투과시켜 디스플레이 글래스(302)로 전달할 수 있다.
디스플레이 안테나 레이어(310)는 하우징(315) 내부에 마련되어 통신 신호를 송수신할 수 있고, 도전체 또는 도전성 패턴으로 이루어진 방사체일 수 있다. 다양한 실시예에 의하면, 디스플레이 안테나 레이어(310)는 박막 도전체, 도전체 와이어, 메탈 메쉬, 또는 전도성 물질로 이루어질 수 있다.
디스플레이 안테나 레이어(310)는 디스플레이 패널(301)과 평행한 방향으로 방사되는 방사 패턴을 가질 수 있으며, 적어도 일부가 개방된 매쉬(mesh) 구조를 가질 수 있다. 디스플레이 안테나 레이어(310)는 매쉬에 있어서 개방된 영역에 충진되는 적어도 일부가 투명한 충진재(405)를 포함하여, 디스플레이 패널(301)의 표시 화면이 투과할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 투명한 충진재(405)는 접착성 물질로 이루어질 수 있으며, 디스플레이 안테나 레이어(310)는 투명한 필름 형태로 구현될 수 있다.
디스플레이 안테나 레이어(310)는 통신 신호를 송수신하는 제1 도전 영역(410)(도 7 참조) 및 외부 물체의 접근에 의해 정전 용량이 가변되는 제2 도전 영역(420)(도 7 참조)을 포함할 수 있다. 도전 영역(410, 420)은 제1 안테나 어레이(441) 또는 그립 센서 패드(445)를 통하여 프로세서(120)와 전기적으로 연결(또는, 급전)될 수 있으며, 제1 안테나 어레이(441) 는 무선 통신 신호를 감지하고, 그립 센서 패드(445)는 물체의 근접을 감지하여 감지 값을 제공할 수 있다.
제1 안테나 어레이(441)는 디스플레이 안테나 레이어(310)의 제1 도전 영역(410)과 연결되어, 디스플레이 안테나 레이어(310)가 송수신하는 통신 신호를 전달받을 수 있고, 무선 통신 모듈(550)은 디스플레이 안테나 레이어(310)의 제1 안테나 어레이(441)과 전기적으로 연결되어 통신 신호를 송수신할 수 있다.
다양한 실시예에 의하면, 제1 안테나 어레이(441)는 복수로 존재할 수 있다. 디스플레이 안테나 레이어(310)는 안테나 이득을 증가시키기 위하여 배열안테나(array antenna) 방식으로 구현될 수 있으며, 복수의 제1 안테나 어레이(441) 각각이 제1 도전 영역(410)과 연결되어 통신 신호를 전달하여, 통신 신호의 다중 입출력을 수행할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 복수의 제1 안테나 어레이(441)는 디스플레이 안테나 레이어(310)의 일 측면에 일렬로 이격 배치될 수 있다.
그립 센서 패드(445)는 그립 센서(520)가 접근 신호를 감지하기 위한 전극일 수 있으며, 그립 센서 패드(445)는 제2 도전 영역(420)과 전기적으로 연결되고, 그립 센서(520)는 디스플레이 안테나 레이어(310)의 그립 센서 패드(445)의 제2 도전 영역(420)과 전기적으로 연결되어 외부 물체의 접근에 의한 제2 도전 영역(420)의 정전 용량의 변화를 감지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 그립 센서 패드(445)는 독립된 도전성 패드로 구현될 수 있다. 그립 센서 패드(445)는 근접 또는 접촉하는 외부 물체에 의해 변화하는 커패시턴스(또는 정전 용량)의 변화량을 검출(또는 감지, 또는 확인)할 수 있다. 그립 센서 패드(445)는 그립 센서(520)(또는, 그립 센서 회로)로 감지 결과를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 그립 센서 패드(445)는 제1 안테나 어레이(441)의 측면에 배치될 수 있으며, 디스플레이 안테나 레이어(310)의 일 측면에 제1 안테나 어레이(441)와 이격 배열될 수 있으며, 또는 엣지 디스플레이를 포함하는 실시예에 있어서는, 제1 안테나 어레이(441) 및 그립 센서 패드(445)는 엣지 디스플레이 영역에 배치될 수 있다. 제1 안테나 어레이(441) 및 그립 센서 패드(445)는 디스플레이 안테나 레이어(310)의 측면에 배치됨으로서, 디스플레이 패널(301)의 화질 열화 및 터치 감도 열화를 감소시킬 수 있다. 제1 안테나 어레이(441) 및 그립 센서 패드(445)의 형상은 도 8a 내지 도 8d을 참조하여 상세히 설명한다.
제1 안테나 어레이(441)와 그립 센서 패드(445)는 적어도 일부가 만곡된 FPCB로 이루어진 결합 보드(501)를 통하여, 그립 센서(520) 및 무선 통신 모듈(550)과 연결될 수 있다. 도 6을 도시함에 있어서는 설명의 편의를 위하여 결합 보드(501)가 상부로 연장되는 형상으로 도시되었으나, 실제 구현 시에는 결합 보드(501)의 하단의 적어도 일부가 만곡되며 전자 장치(300) 내부에 위치할 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 그립 센서(520) 및 무선 통신 모듈(550)은 결합 보드(501) 상에 존재할 수 있으며, 또는, 도 9a 내지 도 9d에 도시된 바와 같이 결합 보드(501)를 중간 연결체로 삼아 디스플레이 안테나 레이어(310)와 연결될 수 있다.
그립 센서(520)는 검출된 신호(이하, '감지 결과'로 지칭함)를 생성하여, 프로세서(120)로 전달할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 그립 센서(520)는 외부 물체의 종류에 따라 감지하는 커패시턴스가 달라질 수 있다. 예를 들면, 그립 센서(520)는 인체, 무선 충전 장치, 또는 외부 물체에 대하여 각각 상이한 커패시턴스의 변화량을 센싱할 수 있으며, 감지 결과를 프로세서(120)에 제공하여, 프로세서(120)는 전달받은 감지 결과에 맞추어 제1 내지 제2 안테나 어레이(441, 600)의 송신 에너지를 제어할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 그립 센서(520)는 주기적으로 커패시턴스를 검출할 수 있으며, 이 경우, 그립 센서(520)는 커패시턴스를 검출하는지 여부에 따라 활성화 상태와 비활성화 상태를 가질 수 있다. 또한, 다른 실시예에 의하면 그립 센서(520)는 비활성화 상태를 가지지 않고 실시간으로 커패시턴스를 검출할 수 있다. 예를 들면, 그립 센서(520)는 전자 장치(300)가 사용자에 의하여 사용 중인지 여부, 또는 사용자의 사용 패턴, 수면 패턴에 기초하여 활성화 상태와 비활성화 상태를 설정할 수 있다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 디스플레이 안테나 레이어(310)의 일부 영역을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 도 7은 도 6의 디스플레이 안테나 레이어(310)의 일부 영역을 확대하여 도시한 도면으로, 일 실시예의 디스플레이 안테나 레이어(310)는, 제1 도전 영역(410), 제2 도전 영역(420), 급전부(449) 및 복수의 분절부(431, 435)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 의하면, 디스플레이 안테나 레이어(310)는 충진재(405)를 포함할 수 있고, 디스플레이 안테나 레이어(310)는 제1 도전 영역(410), 제2 도전 영역(420) 및 분절부(431, 435)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 안테나 레이어(310)는 통신 신호를 송수신하는 제1 도전 영역(410)과 외부 물체의 접근에 의해 정전 용량이 가변되는 제2 도전 영역(420)을 포함할 수 있으며, 디스플레이 안테나 레이어(310)는 디스플레이 패널(301)의 전체 영역에 중첩되도록, 또는 디스플레이 패널(301)의 적어도 일부 영역에 중첩되도록 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제1 안테나 어레이(441)는 디스플레이 안테나 레이어(310)의 도전 영역의 일부가 분절부(431, 435)에 의하여 분절되어 형성되는 제1 도전 영역(410)을 포함하여 무선 통신 모듈(550)과 급전부(449-1)를 통해 전기적으로 연결될 수 있고, 그립 센서 패드(445)는 디스플레이 안테나 레이어(310)의 도전 영역의 일부가 분절부(431, 435)에 의하여 분절되어 형성되는 제2 도전 영역(420)을 포함하여 그립 센서(520)와 급전부(449-2)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 분절부(431, 435)에 의하여 디스플레이 안테나 레이어(310)의 매쉬 형상의 방사 패턴이 분절되며, 분절된 영역이 디스플레이 안테나 레이어(310) 내에서 독립적으로 분리되어, 각각이 안테나 패치로 동작할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 도전 영역(410)은 제1 안테나 어레이(441)의 급전부(449-1)에 연결되어 급전되며 급전부(449-1)는 무선 통신 모듈(550)과 전기적으로 연결되며, 제2 도전 영역(420)은 그립 센서 패드(445)의 급전부(449-2)에 연결되어 급전되며 그립 센서(520)와 전기적으로 연결될 수 있고, 디스플레이 안테나 레이어(310)는 프로세서, 무선 통신 모듈(550) 또는 그립 센서(520)와 전기적으로 연결될 수 있다.
디스플레이 안테나 레이어(310)는 제1 도전 영역(410)과 제2 도전 영역(420)을 전기적으로 분리하는 분절부(431, 435)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 도전 영역(410)과 제2 도전 영역(420)은 각각 독립한 안테나 엘리먼트로 구성될 수 있으며, 또는 하나의 몸체로 이루어진 안테나 어레이가 분절부(431, 435)에 의하여 분절될 수 있다. 분절부(431, 435)는 분절 슬릿(431)에 의한 분절과, 갭(435) 방식의 분절을 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 아니하고, 디스플레이 안테나 레이어(310)에서 제1 안테나 어레이(441)의 방사 성능과 제2 도전 영역(420)의 근접 인식을 위한 정전 용량을 최적화 할 수 있도록 다양한 방식으로 구현 될 수 있다.
도면을 도시함에 있어서는 그립 센서 패드(445)가 제1 안테나 어레이(441)보다 도전 영역의 면적이 크게 도시되었으나, 이에 한정되지 아니하고 분절되는 제1 도전 영역(410)과 제2 도전 영역(420)의 크기는 다양할 수 있고, 다양한 실시예의 제1 안테나 어레이(441)와 그립 센서 패드(445) 각각은 분절부(431, 435)의 배치에 따라 크기와 형상이 다양하게 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 안테나 레이어(310)는 갭(435)에 의하여 분절될 수 있다. 갭(435)은 디스플레이 안테나 레이어(310)의 금형 사출 시에 금형 구조에 의하여 구현될 수 있으며, 또는 디스플레이 안테나 레이어(310)의 하나의 몸체를 이루는 도전 영역 중 일부 영역을 추가 공정을 통하여 물리적으로 분리시키며 전기적으로 절연시킬 수 있다. 갭(435)이 형성된 영역에는 충진재(405)가 채워질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 안테나 레이어(310)는 분절 슬릿(431)에 의하여 분절될 수 있다. 분절 슬릿(431)은 비전도성 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들면 폴리머 부재일 수 있다. 분절 슬릿(431)은 제1 디스플레이 안테나 레이어(310)의 일부 영역에 부착되어, 일부 영역과 다른 영역과 전기적으로 분절시킬 수 있다. 예를 들면, 분절 슬릿(431)은 디스플레이 안테나 레이어(310)의 제조에 있어서 금형을 이용한 사출 공정 시, 절연 소재를 통하여 구현될 수 있다.
분절부(431, 435)를 통해 디스플레이 안테나 레이어(310)는 제1 도전 영역(410) 또는 제2 도전 영역(420)이 다른 영역과 전기적으로 절연되도록 형성되어, 제1 도전 영역(410)은 무선 통신 안테나로 활용될 수 있고, 제2 도전 영역(420)은 그립 센서(520) 안테나로 활용될 수 있다. 그러므로 디스플레이 안테나 레이어(310)는 제1 도전 영역(410)에 의하여 전자 장치(300)의 전면 방향으로 통신 신호를 송수신하며, 제2 도전 영역(420)에 의하여 전자 장치(300)의 전면 방향으로 외부 물체가 접근하거나 접촉하는지 감지할 수 있다. 예를 들면, 제2 도전 영역(420)은 그립 센서(520)가 신호를 감지하기 위한 전극으로서 동작할 수 있는 안테나일 수 있다.
도 7에 도시된 디스플레이 안테나 레이어(310)가 분절부(431, 435)에 의하여 분절되는 구조는, 디스플레이 안테나 레이어(310)가 제1 도전 영역(410)과 제2 도전 영역(420)을 포함하여 각각의 기능을 수행하기 위한 분절 방법의 예를 도시한 것으로, 디스플레이 안테나 레이어(310)의 실제 구현 시의 분절 구조는 이에 한정되지 아니하고 다양할 수 있다.
도면에는 도시되지 않았으나, 디스플레이 안테나 레이어(310)는 연결 부재(미도시)를 포함하여 분절된 도전 영역의 일부 영역을 다른 영역과 전기적으로 연결할 수 있으며, 또는, 추가적인 분절부에 의하여 제3 도전 영역(미도시)을 포함할 수 있다. 제3 도전 영역(미도시)은 용도에 따라 NFC 안테나 또는 무선 충전 안테나로 사용될 수 있다.
도 8a 내지 도 8d는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 디스플레이 안테나 레이어(310)의 그립 센서 패드(445)를 도시한 도면이다.
도 8a 내지 도 8d을 참고하면, 다양한 실시예의 디스플레이 안테나 레이어(310)의 그립 센서 패드(445)는 다양한 구조를 가질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 도 7에 도시된 바와 같이, 그립 센서 패드(445)의 형상은 디스플레이 안테나 레이어(310) 내에서 도전 영역의 분절부(431, 435) 배치에 의하여 설계될 수 있다.
그립 센서 패드(445)는 디스플레이 안테나 레이어(310)에서 디스플레이 패널(301)과 평행한 방향으로 중첩되도록 배치되는 구조를 가질 수 있고, 그립 센서 패드(445)의 크기와 형상은 다양할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 디스플레이 패널(301) 복수의 터치 센서(251)가 기설정된 간격으로 이격 배치될 수 있다. 이 경우, 터치 센서(251)의 크기와 간격에 대응되도록, 패드의 크기와 형상은 다양한 실시예를 포함할 수 있다. 다만, 이하에서는 그립 센서 패드(445)의 구조로서 사각형을 기준으로 다양한 변형 실시예를 설명하였으나, 실제 구현 시에는 이에 한정되지 아니하고, 그립 센서 패드(445)는 원형 또는 다각형일 수 있으며, 또한 터치 감도를 개선하기 위한 구조로서 다양하게 실시 변경을 하여 구현될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 그립 센서 패드(445)는, 도 8a 또는 도 8b의 구조를 참고하여, 정사각형 형상을 가진 패드(442) 또는 직사각형 형상을 가진 패드(443)일 수 있다. 예를 들면, 터치 센서(251)의 크기가 그립 센서 패드(445)의 크기와 같거나 유사한 경우에는, 그립 센서 패드(445)는 사각형 형상(442, 443)으로 구현되어도 터치 센서(251)의 터치 감도에 큰 영향을 주지 않을 수 있다.
제1 안테나 어레이(441)가 복수로 존재하며 다중 입출력을 수행하는 실시예에서는, 제1 안테나 어레이(441)는 터치 센서(251)보다 작은 크기의 다각형 또는 원형 구조로 구현되어 기설정된 간격으로 이격 배치됨으로서 터치 감도를 개선하는 효과를 기대할 수 있다.
또 다른 일 실시예에 따르면, 그립 센서 패드(445)는, 도 8c 또는 도 8d의 패드 구조를 참고하여, 적어도 일부가 개방된 구조의 패드(446, 447)일 수 있다. 예를 들면, 그립 센서 패드(445)는 외부 물체의 근접 또는 접촉을 센싱하기 위하여, 기설정된 면적 범위 이상의 면적을 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따라 그립 센서 패드(445)의 기설정된 면적과 터치 센서(251)의 크기와 간격을 고려하여, 그립 센서 패드(445)의 형상은 적어도 일부분이 개방된 구조를 가질 수 있으며, 개방된 공간을 통하여 터치 기능 저하를 감소시킬 수 있으며, 또한, 디스플레이 패널(301)의 시인성을 향상시킬 수 있다. 예를 들면, 적어도 일부가 개방된 구조의 패드(446, 447)는, 전자 장치(300)의 디스플레이 패널(301) 길이 비율을 고려하여 마주보는 양 측면이 다른 양 측면보다 길게 형성될 수 있으며, 터치 센서(251)의 크기를 고려하여 일부 영역이 개방됨으로써, 개방될 구조로 터치 감도가 개선될 수 있도록 설계될 수 있다.
도 9a 내지 도 9c는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 디스플레이 안테나 레이어(310)의 결합 구조를 도시한 블록도이다.
도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 일 실시예의 전자 장치(300)는, 광학 점착 필름(303), 편광 필름(304)을 포함할 수 있으며, 또한, 디스플레이 패널(301)은 디스플레이 기판(305)과 커버 패널(306)을 포함할 수 있다.
광학 점착 필름(303)은 디스플레이 글래스(302)와 편광 필름(304) 사이에 배치될 수 있다. 광학 점착 필름(303)은 디스플레이 글래스(302)에 점착되어 경화되면 높은 광 투과율을 갖는 OCA 필름(접착용 양면테이프)으로 구현될 수 있다.
편광 필름(304)은 광학 점착 필름(303)과 디스플레이 안테나 레이어(310) 사이에 배치될 수 있다. 편광 필름(304)은 외부에서 유입되는 빛을 편광하여, 지정된 궤적을 따라 진동하는 빛을 통과시킬 수 있고, 지정된 궤적과 일치하지 않는 빛을 차단할 수 있다. 편광 필름(304)은 디스플레이 글래스(302)를 투과하여 들어오는 외부 광이 반사되며 디스플레이 패널(301)의 표시 영상에 방해되는 것을 감소시킬 수 있다.
디스플레이 패널(301)은 디스플레이 기판(305)과 커버 패널(306)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 기판(305)은 TFT(Thin Film Transistor) 회로의 형태로 구현된 TFT 층과 TFT 상면에 결합되는 복수의 발광 소자를 포함할 수 있다. TFT 층은 발광 소자의 구동 회로가 TFT 회로의 형태로 구현된 구동 회로층일 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서는, TFT 층의 후면에 구동 회로에 전원을 공급하는 전원 공급 회로와 데이터 구동부, 게이트 구동부 또는 각 구동 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러가 배치될 수 있다. 커버 패널(306)은 디스플레이 기판(305)을 보호하는 필름층일 수 있고, 디스플레이 기판(305)이 전자 장치(300) 내부의 구성과 부딪히는 것을 감소시킬 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 디스플레이 안테나 레이어(310)는 디스플레이 패널(301)과 디스플레이 글래스(302) 사이에 배치될 수 있으며, 보다 상세히는, 디스플레이 안테나 레이어(310)는 편광 필름(304)과 디스플레이 패널(301)의 디스플레이 기판(305) 사이에 점착되는 안테나 필름으로 구현될 수 있다.
디스플레이 안테나 레이어(310)는 적어도 일부가 만곡된 FPCB로 이루어진 결합 보드(501)를 통하여 무선 통신 모듈(550)과 프로세서(120)에 연결될 수 있다. 도 9a 내지 도 9c에서는 결합 보드(501)가 중간 연결체로 도시되었으나, 이에 한정되지 아니하고, 일 실시예의 결합 보드(501)는 무선 통신 모듈(550), 메인 PCB(510)와 하나의 몸체로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 고주파 대역의 신호를 송수신하는 무선 통신 모듈(550)은, mmW PCB(551), mmW 회로(555), mmWave 통신용 RFIC(미도시) 또는 트랜시버(미도시) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 프로세서(120)는 메인 PCB(510)로 구현될 수 있으며, 연결부(515)를 포함할 수 있고, 그립 센서(520)는 메인 PCB(510)에 결합될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 9a에 도시된 바와 같이, 디스플레이 안테나 레이어(310)는 mmW PCB(551)를 통하여 mmW 회로(555)와 연결되고, 또한 메인 PCB(510)를 통하여 그립 센서(520)와 연결될 수 있다. 보다 상세하게는, 제1 안테나 어레이(441)는 mmW PCB(551)에 연결되어 무선 통신 신호를 전달하고, 그립 센서 패드(445)는 연결부(515)에 연결되어 메인 PCB(510)로 감지값을 전달할 수 있다.
도 9a의 일 실시예에 따른 전자 방치의 구동 방식을 예를 들면, 디스플레이 안테나 레이어(310)로부터 무선 통신 모듈(550)로 결합 보드(501)를 통해 곧바로 무선 통신 신호를 전달할 수 있으므로, 경로 손실을 감소시킬 수 있으며, 안테나 이득을 높일 수 있다. 그립 센서(520)는 디스플레이 안테나 레이어(310)로부터 감지값을 전달받아 외부 물체의 근접 또는 접촉 여부를 센싱하여 메인 PCB(510)로 감지 결과를 제공할 수 있으며, 메인 PCB(510)는 외부 물체의 근접 또는 접촉이 감지되면, 디스플레이 안테나 레이어(310)의 최대 전력을 제어하여 PD(power density) 또는 MPE(maximum power exposure) 규격을 만족시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면 도 9b에 도시된 바와 같이, 디스플레이 안테나 레이어(310)는 mmW PCB(551)를 통하여 mmW 회로(555) 및 메인 PCB(510)에 연결되고, 메인 PCB(510)로부터 그립 센서(520)로 연결될 수 있다. 보다 상세하게는, 제1 안테나 어레이(441) 및 그립 센서 패드(445)는 mmW PCB(551)에 연결되어 무선 통신 신호와 감지값을 전달하고, mmW PCB(551)는 무선 통신 신호는 mmW 회로(555)로 전달하고, 감지값은 메인 PCB(510)를 통하여 그립 센서(520)로 전달할 수 있다.
도 9b의 일 실시예에 따른 전자 방치의 구동 방식을 예를 들면, 도 9a와 마찬가지로, 디스플레이 안테나 레이어(310)로부터 무선 통신 모듈(550)로 곧바로 무선 통신 신호를 전달할 수 있으므로, 경로 손실을 감소시킬 수 있으며, 안테나 이득을 높일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(550)은 디스플레이 안테나 레이어(310)와 무선 통신 모듈(550)의 사이에 배치되어 디스플레이 안테나 레이어(310)와 접합시키는 접합부(552)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 접합부(552)는 납(Pb), 주석(Sn), 은(Ag), 구리(Cu), 및/또는 비스무스(Bi) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 메인 PCB(510)는 mmW PCB(551)와 직접 연결되므로, 그립 센서(520)의 감지 결과에 따라 무선 통신 모듈(550)을 거쳐 디스플레이 안테나 레이어(310)의 최대 전력을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면 도 9c에 도시된 바와 같이, 디스플레이 안테나 레이어(310)는 결합 보드(501)를 통하여 메인 PCB(510)에 연결되고, 메인 PCB(510)에 mmW 회로(555)와 그립 센서(520)가 결합될 수 있다. 보다 상세하게는, 제1 안테나 어레이(441) 및 그립 센서 패드(445)는 연결부(515)를 통하여 메인 PCB(510)에 연결되어 무선 통신 신호와 감지값을 전달하고, 메인 PCB(510)는 무선 통신 신호는 mmW 회로(555)로 전달하고, 감지값은 그립 센서(520)로 전달할 수 있다. 도 9c의 일 실시예에 따른 전자 방치의 구동 방식을 예를 들면, 메인 PCB(510)에 결합되는 mmW 회로(555)와 그립 센서(520)에 의하여 디스플레이 안테나 레이어(310)의 최대 전력을 제어할 수 있으며, 별도의 mmW PCB(551)를 포함하지 않고, 메인 PCB(510)가 무선 통신 모듈(550)의 역할을 수행할 수 있다.
상술한 배치 구조는 본 개시의 다양한 실시예에 따른 디스플레이 안테나 레이어(310)와, 무선 통신 모듈(550) 및 그립 센서(520)의 결합 구조를 예시로 들어 설명한 것으로, 실제 구현에 있어서는 이에 한정되지 아니하고, 디스플레이 안테나 레이어(310)로부터 무선 통신 신호 및 감지값을 무선 통신 모듈(550)과 그립 센서(520)로 전달할 수 있고, 프로세서에 의하여 디스플레이 안테나 레이어(310)의 최대 전력이 제어될 수 있는 구조이면 만족될 수 있다. 또한, 상술한 디스플레이 안테나 레이어(310)의 결합 구조와 제어는 제2 안테나 어레이(600)의 결합과 제어에도 적용될 수 있다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치(300)의 제2 안테나 어레이(600)를 도시한 사시도이다.
도 10을 참조하면, 일 실시예의 제2 안테나 어레이(600)는 FPCB(630)로 이루어질 수 있으며, 안테나 엘리먼트(610), 센서 패드(620)를 포함할 수 있다.
제2 안테나 어레이(600)는 디스플레이 패널(301)의 후면에 마련되는 안테나(370)의 일 측면에 형성될 수 있으며(도 4b 참고), 제2 안테나 어레이(600)는 무선 통신 모듈(550)과 전기적으로 연결되어 통신 신호를 송수신하고(도 4c 참고), 그립 센서(520)와 전기적으로 연결되어 정전 용량 변화에 의한 감지 결과를 전달할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전자 장치(300)는 디스플레이 안테나 레이어(310) 및 제2 안테나 어레이(600) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 또 다른 실시예는, 전자 장치(300)는 제1 안테나 어레이(441) 내지 제2 안테나 어레이(600) 모두를 포함할 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 안테나 레이어(310)의 제1 안테나 어레이(441)는 전자 장치(300)의 전면 방향, 즉, 도 4b의 XYZ 방향에 있어서 Z 축 방향으로 무선 통신 신호를 송수신하며, 전면 방향으로 외부 물체가 접근하거나 접촉하는지를 감지할 수 있고, 제2 안테나 어레이(600)는 전자 장치(300)의 후면 방향으로 무선 통신 신호를 송수신하며, 후면 방향으로 외부 물체가 접근하거나 접촉하는지를 감지할 수 있다.
제2 안테나 어레이(600)는 적어도 일부 영역이 만곡되는 FPCB(630)로 이루어질 수 있다. 상세하게는, 제2 안테나 어레이(600)는 디스플레이 패널(301)과 평행한 제1 영역(601)과 제1 영역(601)으로부터 디스플레이 패널(301) 방향으로 적어도 일부가 만곡되며 연장되는 제2 영역(602)을 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 영역(601)은 전자 장치(300)의 후면 방향 즉, 도 4b의 XYZ 방향에 있어서 Z 축에 대하여 상술한 전면 방향과 반대 방향으로 무선 통신 신호를 송수신하고 외부 물체가 접근하거나 접촉하는지를 감지할 수 있고, 제2 영역(602)은 전자 장치(300)의 측면 방향, 즉, 도 4b의 XYZ 방향에 있어서 X축 또는 Y축 또는 XY 평면 방향으로 무선 통신 신호를 송수신하고 외부 물체가 접근하거나 접촉하는지를 감지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 안테나 어레이(600)는 프로세서와 하우징(315)의 후면 플레이트(311) 사이에 배치될 수 있고, 제2 영역(602)은 후면 플레이트(311)의 일 측면에 인접하게 위치할 수 있다. 그러므로 디스플레이 안테나 레이어(310)와 제2 안테나 어레이(600)를 포함하는 일 실시예에 있어서는, 전자 장치(300)의 전면, 후면, 측면 방향으로 무선 통신 신호를 송수신할 수 있으며, 또한 외부 물체가 접근하거나 접촉하는지를 감지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 안테나 어레이(600)는 복수의 안테나 엘리먼트(610), 센서 패드(620), 그리고 절연면(615)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수의 안테나 엘리먼트(610)는 FPCB(630)의 일 면에 이격 배치될 수 있으며, 센서 패드(620)는 복수의 안테나 엘리먼트(610)의 사이에 배치되며, 절연면(615)을 경계로 복수의 안테나 엘리먼트(610)와 분절될 수 있다.
복수의 안테나 엘리먼트(610)는 통신 신호를 송수신할 수 있다. 일 실시예에 의하면, 복수의 안테나 엘리먼트(610)는 FPCB(630)의 일면에 형성되는 복수의 도전성 패치로 구현될 수 있다. 또는, 복수의 안테나 엘리먼트(610)는 FPCB(630)의 내부에 배치되며, 적어도 일부가 FPCB(630)의 일 면으로 노출된 구조일 수 있다. 복수의 안테나 엘리먼트(610)는 급전부(미도시)를 통하여 무선 통신 모듈(550)과 연결될 수 있다.
센서 패드(620)는 외부 물체의 접근 또는 접촉에 의하여 정전 용량이 가변되는 그립 센서(520)의 전극 패드일 수 있으며, 일 실시예에 의하면, 복수의 안테나 엘리먼트(610)와 독립된 도전성 패드로 구현될 수 있다. 또는 센서 패드(620)는 복수의 안테나 엘리먼트(610)와 하나의 몸체로 이루어진 구조일 수 있으며, 절연면(615)에 의하여 전기적으로 분절된 구조일 수 있다. 센서 패드(620)는 급전부(미도시)를 통하여 그립 센서(520)와 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 센서 패드(620)는 디스플레이 패널(301) 방향으로 만곡된 제2 영역(602)에 배치될 수 있다. 이 경우, 센서 패드(620)는 제2 영역(602)의 일면에 따라 적어도 일부가 만곡되는 구조를 가질 수 있으며, 전자 장치(300)의 후면 및 측면 방향으로 외부 물체의 접근 또는 접촉을 감지할 수 있다.
센서 패드(620)는 복수의 안테나 엘리먼트(610) 각각의 측면을 둘러싸며 감싸는 구조로 배치될 수 있다. 예를 들면, 제2 영역(602)에 적어도 하나 이상의 안테나 엘리먼트(610)가 배치되고, 센서 패드(620)는 하나의 안테나 엘리먼트(610)의 외측면을 감싸는 구조를 가질 수 있다. 센서 패드와 안테나 엘리먼트(610)의 다양한 배치 구조에 의하여, 센서 패드(620)는 복수의 안테나 엘리먼트(610)의 안테나 이득에 영향을 감소시키며, 센서 패드(620)의 센싱 기능을 구현하기 위한 최소한의 배치 면적을 만족시킬 수 있다.
제2 안테나 어레이(600)는 디스플레이 안테나 레이어(310)와 함께 또는 독립적으로 무선 통신 신호를 송수신하며 그립 센서(520) 기능을 수행할 수 있으며, 프로세서는 마찬가지로 그립 센서(520)의 감지 결과에 따라 제2 안테나 어레이(600)의 송신 에너지를 조절할 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 제2 안테나 어레이(600)의 수평 편파(H-pol)에 따른 안테나 이득을 나타낸 그래프이다.
도 11a의 일 실시예에 따른 제2 안테나 어레이(600)는 복수의 안테나 엘리먼트(610)를 포함하고 센서 패드(620)는 포함하지 않은 경우의 안테나 이득에 관한 그래프이고, 도 11b의 또 다른 실시예에 따른 제2 안테나 어레이(600)는 복수의 안테나 엘리먼트(610) 및 센서 패드(620)를 포함한 경우의 안테나 이득에 관한 그래프이며, 이 경우 제2 안테나 어레이(600)는 mmWave 대역의 고주파의 무선 통신 신호를 송수신할 수 있다.
도 11a 및 도 11b의 안테나 이득을 참고하면, 센서 패드(620)를 포함하는 도 11b의 실시예는 센서 패드(620)를 포함하지 않는 도 11a의 실시예와 비교하여 안테나 이득에서 큰 차이가 없음을 확인할 수 있다. 상세하게는, 실험 결과에 의하면, 센서 패드(620)는 포함하지 않는 제2 안테나 어레이(600)의 안테나 이득은 약 13.85 bBi로 측정되었으며, 센서 패드(620)는 포함하는 제2 안테나 어레이(600)의 안테나 이득은 약 13.73 bBi로 측정되었다. 그러므로, 본 개시의 다양한 실시예의 제2 안테나 어레이(600)는 센서 패드(620)의 형상과 부착 구조에 의하여 안테나 왜곡을 극복할 수 있다.
또한, 이상에서는 본 개시의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위상에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (14)

  1. 디스플레이 글래스가 형성되는 전면을 포함하는 하우징;
    디스플레이 패널;
    상기 하우징 내부에 마련되어 통신 신호를 송수신하며, 상기 디스플레이 글래스와 상기 디스플레이 패널 사이에 배치되는 디스플레이 안테나 레이어;
    상기 디스플레이 안테나 레이어와 전기적으로 연결되는 무선 통신 모듈;
    외부 물체의 접근에 의한 상기 디스플레이 안테나 레이어의 정전 용량의 변화를 감지하는 그립 센서; 및
    상기 그립 센서로부터 신호를 수신받고, 상기 그립 센서로부터 수신받은 신호를 기초로 상기 디스플레이 안테나 레이어의 송신 에너지를 조절하는 프로세서;를 포함하는 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 안테나 레이어는, 상기 디스플레이 패널과 평행한 방향으로 전개되며 적어도 일부가 개방된 매쉬(mesh) 형상의 방사 패턴을 갖는, 전자 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 디스플레이 안테나 레이어는, 적어도 일부가 투명한 충진재 및 상기 디스플레이 패널의 표시 화면이 보이도록 투명한 필름을 포함하는, 전자 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 안테나 레이어는,
    통신 신호를 송수신하는 제1 도전 영역을 포함하며 상기 무선 통신 모듈과 전기적으로 연결되는 제1 안테나 어레이;
    외부 물체의 접근에 의해 정전 용량이 가변되는 제2 도전 영역을 포함하며 상기 그립 센서와 전기적으로 연결되는 그립 센서 패드; 및
    상기 제1 도전 영역 또는 상기 제2 도전 영역을 다른 영역과 전기적으로 분리하는 분절부;를 포함하는, 전자 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제1 안테나 어레이 및 상기 그립 센서 패드는, 상기 디스플레이 안테나 레이어의 일 측면에 인접하여 배치되는, 전자 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 안테나 어레이는 복수로 존재하여 상기 통신 신호의 다중 입출력을 수행하며,
    복수의 제1 안테나 어레이 및 상기 그립 센서 패드는 상기 디스플레이 안테나 레이어의 일 측면에 인접하여 배열되는, 전자 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 안테나 어레이는, 상기 무선 통신 모듈과 직접 연결되고,
    상기 그립 센서 패드는, 상기 그립 센서와 연결되는, 전자 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 그립 센서 패드는,
    상기 디스플레이 안테나 레이어의 방사 패턴을 감지하는, 전자 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널의 후면에 마련되는 제2 안테나 어레이;를 포함하고,
    상기 무선 통신 모듈은 상기 제2 안테나 어레이와 전기적으로 연결되어 통신 신호를 송수신하고,
    상기 그립 센서는 외부 물체의 접근에 의한 상기 제2 안테나 어레이의 정전 용량의 변화를 감지하는, 전자 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 안테나 어레이는,
    상기 디스플레이 패널과 평행한 제1 영역 및 상기 제1 영역으로부터 상기 디스플레이 안테나 레이어의 방사 패턴의 방향과 상이한 방향으로 적어도 일부가 만곡되며 연장되는 제2 영역을 포함하는 FPCB(Flexible PCB)로 이루어지는, 전자 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 안테나 어레이는,
    상기 프로세서와 상기 하우징의 후면 사이에 배치되어, 상기 제2 안테나 어레이의 제2 영역은 상기 하우징의 일 측면에 인접하게 위치하는, 전자 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 제2 안테나 어레이는,
    상호 이격 배치되는 복수의 안테나 엘리먼트; 및
    상기 복수의 안테나 엘리먼트 사이에 배치되어, 외부 물체의 접근에 의해 정전 용량이 가변되는 센서 패드;를 포함하는, 전자 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 안테나 어레이는 적어도 일부가 상기 디스플레이 안테나 레이어의 방사 패턴의 제1 방향과 상이한 제2 방향으로 만곡된 FPCB로 이루어지며,
    상기 센서 패드는 상기 FPCB의 만곡된 영역에 배치되어 상기 전자 장치의 후면 및 측면 방향을 센싱하는, 전자 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 센서 패드는 복수로 존재하며,
    복수의 센서 패드는 상기 복수의 안테나 엘리먼트 각각의 측면을 감싸도록 배치되는, 전자 장치.
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