KR102534186B1 - 지문 센서를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

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Abstract

전자 장치가 개시된다. 일 실시 예에 따르면, 전자 장치는, 투명 부재; 복수의 픽셀들 및 상기 복수의 픽셀들 사이에 광이 투과될 수 있는 적어도 하나의 투과 영역을 포함하고 상기 투명 부재 아래에 배치되는 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널 아래에 배치되고, 상기 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들 통해 출력되고 상기 투명 부재에 근접 또는 접촉한 외부 객체에 의해 반사된 후 상기 적어도 하나의 투과 영역을 투과한 광을 획득할 수 있는 생체 센서; 및 상기 생체 센서와 상기 디스플레이 패널 사이에 상기 생체 센서와 일정 거리 이격되어 배치되고, 상기 적어도 하나의 투과 영역을 투과한 투과광의 적어도 일부에 대한 광학적인 경로를 변경할 수 있는 광경로 변경 부재를 포함할 수 있다. 이 외에도 명세서를 통해 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

지문 센서를 포함하는 전자 장치{Electronic Device which includes Fingerprint Sensor}
본 문서에서 개시되는 실시 예들은, 지문 인식 기술과 관련된다.
종래의 휴대용 전자 장치는 지문 인식 기능을 지원할 수 있다. 종래의 지문 인식 기능을 제공하는 전자 장치는 전자 장치의 외곽 중 디스플레이 영역의 하단 주변부 또는 전자 장치의 케이스 후면 등에 지문 센서를 배치하고, 이를 기반으로 지문 인증 기능을 지원할 수 있다.
최근, 큰 화면을 선호하는 사용자가 늘면서, 휴대용 전자 장치의 화면 크기를 증가시키기 위한 연구가 지속적으로 이뤄지고 있다. 예를 들어, 전자 장치는 전면 영역의 대부분을 디스플레이가 점유하도록 구성될 수 있다. 이러한, 전자 장치는 베젤 등과 같은 디스플레이의 비표시 영역이 없거나 작으므로, 종래 비표시 영역에 배치되던 지문 센서가 디스플레이의 표시 영역에 배치될 수 있다. 또한, 전자 장치는 광학식 지문 센서를 이용하되 지문 인식을 위한 광원을 별도로 배치하지 않고, 디스플레이에 포함된 광원(예: 백 라이트 유닛(BLU), 발광 다이오드(LED), 유기 발광 다이오드(OLED) 등)을 지문 센서의 광원으로 이용할 수 있다.
광학 지문 센서가 디스플레이의 표시 영역에 배치되는 경우, 지문 센서는 디스플레이의 후면 패널 중 일부에 형성된 홀을 통해 디스플레이의 전면을 터치한 사용자의 지문을 감지할 수 있다. 지문 센서가 디스플레이의 하부에 배치되는 경우, 지문 센서와 디스플레이 간에는 에어 갭(Air Gap)이 존재하고, 지문 센서는 에어 갭으로 인해 일정 환경(예: 크로스토크가 강한 환경)에서는 지문 인증에 필요한 정도로 양호한 신호를 획득하기 어려울 수 있다. 또한, 전자 장치는 지문 센서가 배치된 디스플레이 영역이 주변 디스플레이 영역과 다르게 비춰지는 문제가 있었다.
본 문서에 개시되는 다양한 실시 예들은 디스플레이의 하부에 배치된 센서를 이용하여 지문 인식 기능을 제공할 수 있는 전자 장치를 제공한다.
본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 투명 부재; 복수의 픽셀들 및 상기 복수의 픽셀들 사이에 광이 투과될 수 있는 적어도 하나의 투과 영역을 포함하고 상기 투명 부재 아래에 배치되는 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널 아래에 배치되고, 상기 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들 통해 출력되고 상기 투명 부재에 근접 또는 접촉한 외부 객체에 의해 반사된 후 상기 적어도 하나의 투과 영역을 투과한 광을 획득할 수 있는 생체 센서; 및 상기 생체 센서와 상기 디스플레이 패널 사이에 상기 생체 센서와 일정 거리 이격되어 배치되고, 상기 적어도 하나의 투과 영역을 투과한 투과광의 적어도 일부에 대한 광학적인 경로를 변경할 수 있는 광경로 변경 부재를 포함할 수 있다.
또한, 본 문서에 개시되는 일 실시 예에 따른 전자 장치는, 복수의 픽셀들 및 상기 복수의 픽셀들 사이에 광이 투과될 수 있는 적어도 하나의 투과 영역을 포함하는 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널의 아래에 배치되고, 홀이 형성된 후면 패널; 적어도 일부가 상기 홀의 내부에 배치되고, 상기 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들 통해 출력되어 상기 디스플레이 패널의 상면에 근접한 외부 객체에 반사된 후 상기 적어도 하나의 투과 영역을 투과한 투과광을 집광하는 광경로 변경 부재; 및 상기 후면 패널의 아래에 배치되고, 상기 광경로 변경 부재를 통과한 상기 투과광을 획득할 수 있는 지문 센서를 포함할 수 있다.
본 문서에 개시되는 실시 예들에 따르면, 디스플레이의 하부에 배치된 센서를 이용한 지문 인식의 성능을 개선할 수 있다. 이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 지문 인증 기능을 지원하는 전자 장치 외관을 나타낸다.
도 2는 일 실시 예에 따른 따른 전자 장치의 분해 사시도를 나타낸 도면이다.
도 3a는 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈(110)과 지문 센서 모듈(120)의 배치 구조와 지문 센서로 인한 외부 광의 반사 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3b은 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널(예: OLED)의 단면도를 나타낸다.
도 4는 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈(110)과 광학층(121)의 사이의 간격 차이로 인한 디스플레이를 투과한 투과광의 회절 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a는 일 실시 예에 따른 일 보호층과 결합된 광경로 변경 부재를 포함하는 전자 장치의 일부 단면도를 나타낸다.
도 5b는 일 실시 예에 따른 다른 보호층과 결합된 광경로 변경 부재를 포함하는 전자 장치의 일부 단면도를 나타낸다.
도 5c는 일 실시 예에 따른 라운딩 처리된 광경로 변경 부재를 포함하는 전자 장치의 일부 단면도를 나타낸다.
도 6a는 일 실시 예에 따른 광경로 변경 부재(540)와 동일 또는 유사한 형상의 홀(531)을 위에서 바라본 도면이다.
도 6b는 일 실시 예에 따른 광경로 변경 부재(540)와 상이한 형상의 홀(531)을 위에서 바라본 도면이다.
도 7a은 일 실시 예에 따른 핀홀 어레이를 포함하는 광경로 변경 부재의 단면도를 나타낸다.
도 7b는 일 실시 예에 따른 다층 콜리메이터(multi-layer collimator)를 포함하는 광경로 변경 부재의 단면도를 나타낸다.
도 8a는 일 실시 예에 따른 복수의 핀홀 어레이를 포함하는 광경로 변경 부재의 단면도를 나타낸다.
도 8b는 일 실시 예에 따른 폭이 다른 다층 콜리메이터를 포함하는 광경로 변경 부재의 단면도를 나타낸다.
도 9a는 일 실시 예에 따른 필터층과 핀홀 어레이를 포함하는 광경로 변경 부재의 단면도를 나타낸다.
도 9b는 일 실시 예에 따른 필터층과 다층 콜리메이터를 포함하는 광경로 변경 부재의 단면도를 나타낸다.
도 10a는 일 실시 예에 따른 필터층, 핀홀 어레이 및 스페이서를 포함하는 광경로 변경 부재의 단면도를 나타낸다.
도 10b는 일 실시 예에 따른 필터층, 다층 콜리메이터 및 스페이서를 포함하는 광경로 변경 부재의 단면도를 나타낸다.
도 11a는 일 실시 예에 따른 버퍼층과 핀홀 어레이를 포함하는 광경로 변경 부재의 단면도를 나타낸다.
도 11b는 일 실시 예에 따른 버퍼층과 다층 콜리메이터를 포함하는 광경로 변경 부재의 단면도를 나타낸다.
도 12는 일 실시 예에 따른 복수의 광경로 변경 부재를 포함하는 전자 장치의 측면도를 나타낸다.
도 13a는 일 실시 예에 따른 후면 패널 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13b는 일 실시 예에 따른 후면 패널과 디스플레이 결합 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 일 실시 예에 따른 후면 패널 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15은 다양한 실시 예에 따른 네트워크 환경 내의 전자 장치의 블록도를 나타낸다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
다양한 실시 예에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 제1 사용자 기기와 제2 사용자 기기는, 순서 또는 중요도와 무관하게, 서로 다른 사용자 기기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(suitable for)", "~하는 능력을 가지는(having the capacity to)", "~하도록 설계된(designed to)", "~하도록 변경된(adapted to)", "~하도록 만들어진(made to)", 또는 "~를 할 수 있는(capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성(또는 설정)된"은 하드웨어적으로 "특별히 설계된(specifically designed to)"것만을 반드시 의미하지 않을 수 있다. 대신, 어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다. 예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성(또는 설정)된 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(generic-purpose processor)(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 발명의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하, 첨부 도면을 참조하여, 다양한 실시 예에 따른 전자 장치가 설명된다. 본 문서에서, 사용자라는 용어는 전자 장치를 사용하는 사람 또는 전자 장치를 사용하는 장치(예: 인공지능 전자 장치)를 지칭할 수 있다.
본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 전자 장치는 다양한 형태의 장치가 될 수 있다. 전자 장치는, 예를 들면, 휴대용 통신 장치 (예: 스마트폰), 컴퓨터 장치, 휴대용 멀티미디어 장치, 휴대용 의료 기기, 카메라, 웨어러블 장치, 또는 가전 장치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 문서의 실시예에 따른 전자 장치는 전술한 기기들에 한정되지 않는다.
도 1은 일 실시 예에 따른 지문 인증 기능을 지원하는 전자 장치 외관을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 예컨대, 전체적으로 사각 형상으로 형성되고, 모서리의 적어도 일부는 라운딩 처리될 수 있다. 또한, 전자 장치(100)의 적어도 한 측면(예: 디스플레이 모듈(110)의 세로 표시 상태를 기준으로 좌측 또는 우측)은 가장자리로 갈수록 점진적으로 휘어진 에지(edge) 타입으로 마련될 수 있다. 전자 장치(100)는 상면, 하면 또는 측면 중 적어도 한 면의 적어도 일부까지 디스플레이 모듈(110)가 확장된 형태(예: 전면 Full 스크린, edge-to-edge 디스플레이 등)로 마련될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치(100)는 디스플레이 모듈(110)의 표시 영역(active area) 중 적어도 일부 영역에 대하여 두께 방향(z축 방향)으로 실질적으로(substantially) 수직인 공간(예: 디스플레이 pixel층 또는 그 아래)에 사용자 지문을 감지하는 지문 센서 모듈(120)이 배치될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 지문 센서 모듈(120)은 지정된 크기(예: 사용자의 손가락 지문을 인식할 수 있는 기술적 및 통계적 크기에 대응하는 크기)를 가지며, 디스플레이 모듈(110)의 후면의 일부 영역 또는 전체 영역에, 예를 들면, 기판 또는 시트의 형태로 배치될 수 있다. 한 실시예에 따르면, 지문 센서 모듈(120)은 디스플레이 모듈(110)에 배치된 적어도 하나의 픽셀에서 조사된 광 중 적어도 일부 광(예: 디스플레이 모듈(110) 표면에 접촉되는 손가락에 의해 반사된 광 등)을 수광하여, 지문 인식에 필요한 이미지 정보를 구성하고, 구성된 이미지 정보를 전자 장치(100)의 프로세서(예: AP, DDI, 저전력 프로세서 등)가 접근할 수 있도록 지문 센서 모듈(120)의 내부 메모리(미도시) 또는 상기 전자 장치(100)의 메모리(1530)에 저장할 수 있다.
상기 디스플레이 모듈(110)은 적어도 일부가 투명하게 형성될 수 있다. 예컨대, 디스플레이 모듈(110)은 특정 파장대의 빛(예를 들면, 550nm 주변 파장대)에 대해 지정된 투명도(대략 2~5%)를 가지는 형태로 마련될 수 있다. 또는, 디스플레이 모듈(110)은 지문 센서 모듈(120)이 배치된 영역의 적어도 일부를 포함하는 영역이 투명하게 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 상기 지문 센서 모듈(120)은 발광부와 수광부를 포함하고, 프로세서의 제어에 대응하여 발광부를 이용하여 광을 조사하고, 조사된 광을 수광하여, 지문 인식에 필요한 이미지 정보를 수집할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 상기 지문 인식 기능을 가지는 전자 장치(100)는 디스플레이 모듈(110)에 포함된 픽셀에서 조사된 광을 이용하여 지문 인식에 필요한 이미지 정보를 수집할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 지문 센서 모듈(120)은 디스플레이 모듈(110)의 픽셀들이 배치된 위치보다 아래에 위치하고, 픽셀들이 배치된 투명 기판들을 통해 되돌아오는 광을 수집하여 지문 인식을 수행할 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 따른 전자 장치의 분해 사시도를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전자 장치(100)는 디스플레이 모듈(110), 후면 패널(130), 생체 센서(예: 지문 센서 모듈)(120), 인쇄회로기판(220), 배터리(230) 및 후면 커버(240)를 포함할 수 있다. 추가로, 상기 전자 장치(100)는 상기 디스플레이 모듈(110)의 측면을 감싸도록 마련된 케이스를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 전자 장치(100)는 상기 후면 패널(130)과 상기 인쇄회로기판(220) 사이에서 상기 디스플레이 모듈(110), 후면 패널(130), 인쇄회로기판(220), 배터리(230) 등을 고정시키는 브라켓(150)을 더 포함할 수 있다. 이러한 브라켓(150)은 상기 케이스의 일부 구성(예: 케이스와 일체화)으로 마련되거나 또는 상기 케이스를 포함할 수 있다. 본 문서에서는 생체 센서(120)가 지문 센서인 경우를 예로 설명한다.
상기 디스플레이 모듈(110)은 매트릭스 형태로 배치된 복수개의 픽셀, 상기 픽셀에 지정된 전원을 공급할 수 있도록 배치된 배선들, 상기 배선들에 신호를 공급하는 DDI(Display Driver Integrated-Chip), 상기 픽셀과 배선들 및 DDI가 놓이는 기판 등을 포함할 수 있다. 이러한 디스플레이 모듈(110)은 적어도 일부 영역이 투명하게 형성(또는 지정된 투명도를 가지며 형성)될 수 있다. 예컨대, 상기 디스플레이 모듈(110)의 배선들 사이는 광의 투과 가능하도록 지정된 투명도(예: 550nm 주변 파장대(around 550nm)에서 2~5%)를 가질 수 있다. 상기 디스플레이 모듈(110)은 전자 장치(100)의 전면 적어도 일부를 차지하도록 마련될 수 있다. 상기 디스플레이 모듈(110)에 배치된 픽셀은 프로세서 또는 DDI의 제어에 따라 지정된 광을 조사할 수 있다. 픽셀에서 조사된 광은 디스플레이 모듈(110) 전면에 배치되는 물체(예: 손가락)에 의해 반사되고 디스플레이 모듈(110)을 투과해 지문 센서 모듈(120)의 수광부에 전달될 수 있다.
상기 지문 센서 모듈(120)은 디스플레이 모듈(110) 하부에 위치한 후면 패널(130) 하부에 배치되되, 후면 패널(130)에 형성된 센서 배치 영역(131)(예: 홀)을 통해 디스플레이 모듈(110)의 일정 영역과 대면되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 지문 센서 모듈(120)은 후면 패널(130)에 형성된 센서 배치 영역(131)의 내부 또는 하부에 배치될 수 있다. 이를 기반으로, 지문 센서 모듈(120)은 디스플레이 모듈(110)의 일정 영역을 통해 터치되는 손가락에 대한 지문 센싱을 수행할 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 지문 센서 모듈(120)은 센서 배치 영역(131)을 통해 적어도 일부 영역이 투명하게 형성된 디스플레이 모듈(110)의 후면에 배치되어, 디스플레이 모듈(110)을 관통하여 유입된 광을 수집할 수 있다. 예를 들어, 지문 센서 모듈(120)은 디스플레이 모듈(110)에 포함된 적어도 하나의 픽셀(또는 지문 인증 영역에 배치된 적어도 하나의 픽셀)에서 조사되고 지문 인증 영역에 위치한 물체에 의해 반사된 광을 센서 배치 영역(131)을 통해 수광할 수 있다. 상기 지문 인증 영역은 예를 들면, 디스플레이 모듈(110) 영역 중 지문 센서 모듈(120)이 배치된 영역을 포함할 수 있다. 또는 상기 지문 인증 영역은 적어도 상기 지문 센서 모듈(120)과 대면되는 디스플레이 모듈(110) 영역의 크기이고, 상기 지문 센서 모듈(120)과 대면된 영역을 중심으로 사용자의 손가락 등이 터치되는 일정 크기의 영역(예: 상기 지문 센서 모듈(120)의 크기에 대응하는 영역보다 일정 크기 이상 크게 설정된 영역)을 포함할 수 있다. 이하의 문서에서는 센서 배치 영역(131)이 홀인 경우의 예를 설명한다.
일 실시 예에 따르면, 지문 센서 모듈(120)은 광학층(121) 및 지문 센서(122)를 포함할 수 있다. 상기 광학층(121)은 예를 들면, 핀홀 어레이(pinhole array), 콜리메이터(collimator)를 포함할 수 있다. 광학층(121)은 핀홀 어레이 또는 콜리메이터를 이용하여 광의 화각을 줄여서 광학층을 통과한 광을 제 1 방향으로 집광할 수 있다. 상기 제 1 방향은 예를 들면, 지문 센서(122)의 상면을 향하는 방향일 수 있다. 상기 지문 센서(122)는 광학층(121)의 하부에 배치되어, 광학층(121)을 통과한 광을 이용하여 이미지 정보를 생성할 수 있다. 상기 지문 센서(122)는 예를 들면, 씨모스(CMOS) 이미지 센서를 포함할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 지문 센서 모듈(120)은 지문 인증을 위한 광원으로 사용될 광을 조사할 수 있는 발광부와, 조사된 광이 사용자의 신체(예: 손가락)에 의해 반사된 반사광을 수집할 수 있는 수광부를 포함할 수 있다. 상기 발광부는 디스플레이 모듈(110)의 광이 수집되면, 지문 센서 모듈(120)은 수집된 광에 대응하는 이미지 정보를 생성하고, 생성된 이미지 정보를 인쇄회로기판(220)에 배치된 프로세서에 의해 사용 가능하도록 저장할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 지문 센서 모듈(120)은 이미지 정보 획득에 대한 이벤트(예: 이미지 정보 획득 여부를 나타내는 정보)를 디스플레이 모듈(110)에 포함된 DDI에 전달할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 전자 장치(100)는 지문 센서 모듈(120)과 DDI 사이에 상기 이벤트를 전달할 수 있는 신호 라인을 더 포함할 수 있다.
상기 후면 패널(130)은 디스플레이 모듈(110) 후면에 배치되어, 디스플레이 모듈(110)을 충격에서 보호하거나, 상기 하우징(예: 브라켓) 상의 디스플레이 모듈(110)을 지지하거나, 또는 디스플레이 모듈(110)에서 발생되는 전자파를 차폐 또는 열을 발산시킬 수 있다. 예컨대, 상기 후면 패널(130)은 엠보 패턴이 형성된 보호층(interchangeably, 지지층)(예: 엠보층 또는 쿠션층) 또는 적어도 일부가 금속 재질로 형성된 방열층을 포함할 수 있다. 상기 보호층은, 예컨대, 충격을 흡수하기 위한 쿠션 또는 스펀지, 또는 광을 차단하기 위한 광차단 부재 (예: black sheet 또는 black 인쇄층)로 구성될 수 있으며, 이런 구성물들이 통합되어 일체형으로 구성되거나, 또는 각 구성물 별로 형성된 복수개의 층들이 적층되어 형성될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 후면 패널(130)은 전자기 유도 패널(또는 디지타이저)을 포함할 수 있다. 상기 전자기 유도 패널은 스타일러스 팬 등 전자기 유도체의 접근을 감지할 수 있다. 상기 전자기 유도 패널은 상기 보호층과 상기 방열층 사이에 배치될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 후면 패널(130)은 상기 지문 센서 모듈(120)이 삽입되거나 또는 상기 지문 센서 모듈(120)의 적어도 일부와 상하 정렬 배치되는 홀 형태의 센서 배치 영역(131)을 포함할 수 있다. 상기 센서 배치 영역(131)은 상기 지문 센서 모듈(120)의 크기에 대응하는 일정 크기를 가지면서 후면 패널(130)의 전후면을 관통하도록 마련되는 홀을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 후면 패널(130)의 전후면을 관통하는 홀은 상기 보호층, 전자기 유도 패널 및 방열층의 전후면으로(또는 상하로) 관통하도록 배치될 수 있다.
상기 브라켓(150)은 상기 후면 패널(130)과 상기 인쇄회로기판(220) 사이에 배치될 수 있다. 상기 브라켓(150)은 상기 지문 센서 모듈(120)이 안착 고정되는 센서 안착 영역(151)을 포함할 수 있다. 상기 센서 안착 영역(151)은 예컨대, 상기 지문 센서 모듈(120)의 크기에 대응하는 일정 크기를 가지면서, 상기 브라켓(150)의 전후면을 관통하도록 마련되는 홀 형상 또는 일정 깊이로 음각된 홈 형상으로 마련될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 상기 브라켓(150)은 안착되는 지문 센서 모듈(120)과 인쇄회로기판(220)에 배치된 프로세서 간의 전기적 연결을 위한 배선이 배치되는 배선홀 또는 배선 홈을 더 포함할 수 있다.
상기 인쇄회로기판(220)은 상기 브라켓(150) 하부에 배치될 수 있다. 상기 인쇄회로기판(220)은 적어도 하나의 전자 장치(100) 하드웨어 구성(component)(예: 카메라 모듈, 마이크, 스피커, 또는 USB 인터페이스 등)이 배치될 수 있다. 한 실시 예에 따르면, 상기 인쇄회로기판(220)은 지문 인증과 관련한 처리를 수행하는 프로세서가 배치될 수 있다. 또한, 상기 인쇄회로기판(220)은 배터리(230)와 전기적으로 연결되는 접점을 포함하고, 상기 배터리(230)가 제공하는 전원을 상기 지문 센서 모듈(120) 및 디스플레이 모듈(110)에 전달할 수 있는 배선을 포함할 수 있다. 상기 인쇄회로기판(220)에 배치되는 프로세서는 상기 디스플레이 모듈(110)에 연결될 수 있다. 상기 프로세서는 지문 인증 요청에 대응하여 지문 인증 가이드 UI를 디스플레이 모듈(110)에 출력할 수 있다. 상기 프로세서는 상기 디스플레이 모듈(110)의 화면 제어 또는 지문 인증 영역의 휘도 또는 색상 중 적어도 하나를 제어하여, 지문 인증 과정 동안 지문 인증 영역이 지정된 휘도 또는 지정된 색상을 가지도록 제어할 수 있다.
상기 배터리(230)는 상기 후면 패널(130) 하부 및 상기 인쇄회로기판(220)과 나란한 층에 배치될 수 있다. 상기 배터리(230)는 전기적으로 연결된 인쇄회로기판(220)에 전원을 공급하고, 인쇄회로기판(220)의 프로세서 제어에 대응하여 지정된 구성들(예: 디스플레이 모듈(110), 지문 센서 모듈(120) 등)에 전원을 공급할 수 있다.
상기 후면 커버(240)는 상기 인쇄회로기판(220) 및 배터리(230) 하부에 배치되면서, 상기 인쇄회로기판(220) 및 배터리(230)의 적어도 일부를 감싸도록 배치될 수 있다. 상기 후면 커버(240)는 다양한 재질(예: 플라스틱 또는 금속 재질, 또는 유리 재질)로 마련될 수 있다. 상기 후면 커버(240)는 상술한 케이스 또는 브라켓(150)에 고정될 수 있다.
도 3a는 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈(110)과 지문 센서 모듈(120)의 배치 구조와 지문 센서로 인한 외부 광의 반사 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a를 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 모듈(110)은 투명 부재(예: 외부 보호층)(111)(예: 커버 글래스), 편광층(112), 디스플레이 패널(113)(예: OLED)을 포함할 수 있다. 상기 외부 보호층(111)은 예를 들면, 유리 재질 또는 폴리머 재질 등 투명한 재질로 마련될 수 있다. 상기 외부 보호층(111)과 편광층(112) 사이에는 접착층이 배치되어, 상기 접착층은 상기 외부 보호층(111)을 상기 편광층(112)에 고정시킬 수 있다.
외부 보호층(111)에서 유입되는 광(예: 자연광) 또는 디스플레이 패널(113)에서 외부로 조사되는 광(예: 픽셀광)들은 여러 방향으로 진동하게 되는데, 상기 편광층(112)은 상기 광들 중 특정 방향으로만 진동하는 광을 투과시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 디스플레이 패널(113)은 적어도 하나의 픽셀을 포함할 수 있다. 상기 디스플레이 패널은 예컨대, 자가 발광을 할 수 있는 OLED 기반 픽셀들을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 디스플레이 패널(113)은 배터리(230)에서 공급된 전원을 기반으로 프로세서의 제어 또는 DDI의 제어에 대응하여 지정된 이미지와 관련한 광을 출력할 수 있다.
상기 디스플레이 패널(113)에는 광을 출력하기 위한 복수의 픽셀들이 포함되어 있고, 상기 복수의 픽셀들 사이에 외부 광(R1, R2)가 투과 될 수 있는 적어도 하나 이상의 투과 영역(도 4의 310)이 포함되어 있다.
상기 연성인쇄회로기판(117)의 적어도 일 측면 또는, 디스플레이 패널(113)은 디스플레이 구동 모듈(119)과 지문 센서(122)가 실장되는 기판(118)과 연결될 수 있다. 디스플레이 패널(113)은 디스플레이 패널(113)의 제어와 관련한 DDI(또는 디스플레이 구동 모듈)를 더 포함하거나, DDI와 연결할 수 있다. 예컨대, DDI는 상기 디스플레이 패널(113)의 비표시 영역 상에 COP(chip on glass) 타입으로 실장될 수 있다. 디스플레이 패널(113)에 배치된 DDI는 연성인쇄회로기판(117) 및 기판(118)을 통하여 인쇄회로기판(220)에 연결될 수 있다. 상기 연성인쇄회로기판(117)의 적어도 일 측면에는 디스플레이 구동 모듈(예: DDI)(119)이 COF 타입(Chip on film)으로 배치될 수 있다. 또 다른 예로, 상기 연성인쇄회로기판(117) 상에 COF 타입으로 실장되는 DDI는 일체형으로 구현될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 생체 센서(예: 지문 센서 모듈)(120)이 디스플레이 모듈(110)의 후면 패널(130)에 형성된 홀(131)의 하부에 배치되는 경우, 디스플레이 모듈(110)과 지문 센서 모듈(120) 간에는 에어 갭(air gap)이 존재할 수 있다. 이에, 디스플레이 모듈(110)에 입사되는 외부 광은 에어 갭으로 인해 반사되며, 반사된 광(R1)은 디스플레이 패널(113)에 영향을 줄 수 있다. 또는, 디스플레이 모듈(110)에 입사되는 외부 광은 지문 센서 모듈(120)의 광학층(121)으로 인해 반사되고, 반사된 광(R2)은 디스플레이 패널(113)의 시인성에 영향을 줄 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 모듈(110)의 오프 상태에서, 디스플레이 모듈(110)의 픽셀들 중 후면 패널(130)의 홀(131)과 대면하는 제 1 픽셀들과 홀(131) 주변부의 제 2 픽셀들 간에는 색상 차이가 발생할 수 있다. 다른 예를 들어, 강한 빛이 있을 때 디스플레이 모듈(110)의 픽셀들 중 홀(131)과 대면하는 제 1 픽셀들의 구동 회로에 발생되는 전류 변화와, 전류 변화로 인하여 제 1 픽셀들과 홀(131)의 주변부의 제 2 픽셀들 간에 휘도 차이가 발생할 수 있다.
도 3b은 일 실시 예에 따른 디스플레이 패널(예: OLED)의 단면도를 나타낸다.
도 3b을 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 디스플레이 패널(113)은 보호 필름(113_1), 회로 부품들(113_2) 및 기판(113_3) 등을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 보호 필름(113_1)은 회로 부품들(113_2)을 보호하기 위한 필름(예: hardcoat, thin film encapsulation 등)들을 포함할 수 있다. 보호 필름(113_1)들 사이에는 보호 필름(113_1) 간을 접착하기 위한 접착층(adhesive)이 포함될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 회로 부품들(113_2)은 광을 발광하기 위한 복수의 픽셀들 및 상기 픽셀들을 제어 하기 위한 회로 (예: OLED, 또는 TFT 회로) 등을 포함할 수 있다. 상기 회로 부품들(113_2)은 DDI의 제어에 대응하여 지정된 이미지와 관련된 광을 출력할 수 있다. 예를 들어, TFT 회로는 OLED에 DDI 제어에 대응하는 전류를 출력하여 OLED를 지정된 밝기로 점등할 수 있다. 상기 OLED는 예컨대, 지문 센서 모듈(120)의 발광부를 대신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 기판(113_3)은 투명한 재질의 기판일 수 있다. 상기 기판(113_3) 상에는 회로 부품들(113_2) 간의 연결을 위한 패턴이 형성될 수 있다. 기판(113_3)의 상면 및 하면(또는, 상면 또는 하면 중 적어도 한 면)에는 버퍼층(buffer layer)(예: air gap)이 포함될 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈(110)과 광학층(121)의 사이의 간격 차이로 인한 디스플레이를 투과한 투과광의 회절 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4의 A영역의 확대도를 참조하면, 디스플레이 모듈(110)(예: 디스플레이 패널)은 투과 영역(310)을 포함할 수 있다. 상기 투과 영역(310)은 예를 들면, 디스플레이 패널(113)을 위에서 내려다 볼 때 기판(예: 도 3b의 113_3) 등에 회로 부품들(113_2)이 실장 되지 않거나, 기판(113_3)의 패턴 등이 형성되지 않은 영역일 수 있다. 상기 투과 영역(310)은 실질적으로 슬릿은 아니지만, 디스플레이 패널(113)의 투과 영역(310)을 투과한 외부 광에 슬릿을 통과한 상황과 동일 또는 유사한 효과를 줄 수 있다. 상기 외부 광의 회절 각도는 디스플레이 모듈(110)의 투과 영역(310)의 폭이 작을수록 커질 수 있다. 상기 외부 광의 회절 량은 디스플레이 모듈(110)과 광학층(121) 간의 간격이 클수록 커질 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 디스플레이 모듈(110)과 광학층(121) 간의 간격은 디스플레이 모듈(110)로 입사되는 외부 광의 회절과 반사에 영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 모듈(110)과 광학층(121) 간의 이격 거리가 커질수록 디스플레이 모듈(110)의 투과 영역(310)을 통과한 후 회절되는 광의 량은 많아질 수 있다. 다른 예를 들어, 디스플레이 모듈(110)과 광학층(121)이 제 1 간격(d1)만큼 이격된 경우(도 4의 410)에는 제 2 간격(d2, d2 < d1)만큼 이격된 경우(도 4의 420)보다 디스플레이 모듈(110)의 투과 영역(31)을 통과한 후 회절되는 광량은 더 많아질 수 있다. 상기 회절되는 광들 사이에는 크로스 토크가 발생할 수 있고, 크로스 토크가 강할 경우에는 지문 센서 모듈(120)이 지문 인증에 필요한 정도의 양호한 신호를 획득하지 못할 수 있다. 상술한 실시 예에 따르면, 디스플레이 모듈(110)의 투과 영역(310)으로 인한 회절 광은 디스플레이 모듈(110)과 광학층(121) 간의 간격이 줄어들면, 감소할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 디스플레이 모듈(110)의 표시 영역 중에서 지문 센서 모듈(예: 도 2의 120)이 배치되는 홀(131)은 주변 영역과 시각적으로 다르게 비춰질 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 모듈(110)의 오프 상태에서, 디스플레이 모듈(110)의 픽셀들 중 후면 패널(130)의 홀(131)과 대면하는 제 1 픽셀들과 홀(131) 주변부의 제 2 픽셀들 간에는 색상 차이가 발생할 수 있다. 다른 예를 들어, 강한 반사광이 입사될 때 OLED를 점등하는 TFT에서 누설 전류가 발생하므로, 디스플레이 모듈(110)의 픽셀들 중 홀(131)과 대면하는 제 1 픽셀들의 구동 회로에서 누설 전류가 발생하고, 해당 누설 전류는 제 1 픽셀들과 홀(131)의 주변부의 제 2 픽셀들 간에 휘도 차이를 유발할 수 있다.
도 5a는 일 실시 예에 따른 일 보호층과 결합된 광경로 변경 부재를 포함하는 전자 장치의 일부 단면도를 나타낸다.
도 5a를 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(50)는 투명 부재(510), 디스플레이 패널(520), 후면 패널(530), 광경로 변경 부재(540), 접착 부재(550) 및 생체 센서(예: 지문 센서(560))를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 일부 구성요소가 생략되거나, 추가적인 구성요소를 더 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 구성요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체로 구성되되, 결합 이전의 해당 구성요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다. 본 문서에서는 생체 센서가 지문 센서(560)인 경우의 예를 설명한다.
일 실시 예에 따르면, 투명 부재(510)는 외부 보호층(511)(예: 커버 글라스 등) 및 편광층(512)을 포함할 수 있다. 상기 외부 보호층(511)은 예를 들면, 유리 재질 또는 폴리머 재질 등 투명한 재질로 마련될 수 있다. 상기 외부 보호층(511)와 편광층(512) 사이에는 접착층이 배치되어, 접착층은 상기 외부 보호층(511)을 상기 편광층(512)에 고정시킬 수 있다. 외부 보호층(511)에서 유입되는 광(예: 자연광) 또는 디스플레이 패널(520)에서 외부로 조사되는 광(예: 픽셀광)들은 여러 방향으로 진동하게 되는데, 상기 편광층(512)은 상기 광들 중 특정 방향으로만 진동하는 광을 투과시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 디스플레이 패널은 투명 부재(510)아래에 배치되고, 복수의 픽셀들 및 상기 복수의 픽셀들 사이에 광이 투과될 수 있는 적어도 하나의 투과 영역(예: 도 3b의 310)을 포함하고 있는 디스플레이 패널(520)을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널 상기 디스플레이 패널은 예컨대, 자가 발광을 할 수 있는 OLED 기반 픽셀들을 포함할 수 있다. 상기 디스플레이 패널(520)에 배치된 픽셀은 프로세서 또는 DDI의 제어에 따라 지정된 광을 조사할 수 있다. 픽셀에서 조사된 광은 디스플레이 패널(520) 전면에 배치되는 물체(예: 손가락)에 의해 반사되고 디스플레이 패널(520)의 적어도 하나의 투과 영역(예: 도 3b의 310) 및 광경로 변경 부재(540)를 투과하여 지문 센서(560)의 수광부에 전달될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 후면 패널(530)은 디스플레이 패널(520)의 후면에 배치되어, 디스플레이 패널(520)을 충격에서 보호하거나, 상기 하우징(예: 브라켓) 상의 디스플레이 패널(520)을 지지하거나, 또는 디스플레이 패널(520)에서 발생되는 전자파를 차폐 또는 열을 발산시킬 수 있다.
후면 패널(530)은 예를 들면, 홀(531) 및 보호층(532~535)을 포함할 수 있다. 상기 홀(531)은 후면 패널(530)에 형성되고, 광경로 변경 부재(540)가 배치되는 영역을 포함할 수 있다. 상기 보호층(532~535)은 접착층(532)(제 1 보호층), PET층(533)(제 1 보호층), 코팅층(534)(제 1 보호층), 및 쿠션층(535)(제 2 보호층)을 포함할 수 있다. 접착층(532)은 홀(531)이 형성된 후면 패널(530)을 디스플레이 패널(520)에 고정시킬 수 있다. PET층(533)은 폴리에스터(polyester film) 또는 광학용 PET 필름일 수 있다. 코팅층(534)은 광을 차단하기 위한 광차단 부재(예: black sheet 또는 black 인쇄층)로 구성될 수 있다. 코팅층(534)은 광경로 변경 부재(540)로 입사되는 광이 차단되지 않도록 PET층(533)에서 광경로 변경 부재(540)와 대면하는 영역에는 형성되지 않을 수 있다. 쿠션층(535)은 예컨대, 충격을 흡수하기 위한 쿠션 또는 스펀지로 구성될 수 있다. 코팅층(534)과 쿠션층(535) 사이에는 접착층이 더 포함되고, 코팅층(534)에 쿠션층(535)을 고정시킬 수 있다. 보호층(532~535)의 각 구성물들은 통합되어 일체형으로 구성되거나, 또는 각 구성물 별로 형성된 복수개의 층들이 적층되어 형성될 수 있다. 도 5a에서는 각 구성물이 복수개의 층들의 적층으로 형성되는 경우를 예로 도시하였다. 상기 보호층(532~535) 중 하나는 디스플레이 패널(520)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 접착층(532)은 디스플레이 패널(520)에 포함될 수 있다. 상술한 실시 예에 따르면, 광경로 변경 부재(540)는 지문 센서(560)로 전달되는 광을 차단하지 않을 수 있도록 광차단층을 구비함에 따라 외부로 입사된 광을 반사하지 않을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 광경로 변경 부재(540)는 지문 센서(560)와 디스플레이 패널(520) 사이에 배치되어, 투과 영역(예: 도 3b의 310)을 투과한 투과광의 적어도 일부에 대한 광학적인 경로를 변경할 수 있다. 상기 투과광은 예를 들면, 디스플레이 패널(520)의 적어도 하나의 픽셀로부터 조사되어, 외부 객체(예: 손가락)에 의해 반사된 후 투과 영역을 투과한 광일 수 있다. 상기 외부 객체는 예를 들면, 투명 부재(510)의 외부에서 지문 센서(560)의 상부에 위치한 손가락을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광경로 변경 부재(540)는 디스플레이 패널(520)과 제 1 거리만큼 이격되고, 지문 센서(560)와 제 2 거리(> 제 1 거리)만큼 이격되도록 지문 센서(560)와 디스플레이 패널(520) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제 1 거리는 예를 들면, 상기 투과광의 회절에 의한 간섭이 지정된 크기 이하가 되도록 설정될 수 있다. 상기 지정된 크기는 예를 들면, 회절에 의한 간섭이 지문 센서(560)의 지문 인식 신호에 주는 영향을 기반으로 실험적으로 결정될 수 있다. 다른 예를 들어, 광경로 변경 부재(540)는 후면 커버(240)에 형성된 홀(531)(예: 홀)의 내부에 배치될 수 있다. 상술한 실시 예에 따르면, 광경로 변경 부재(540)는 디스플레이 패널(520)과 근접 배치됨에 따라 지문 센서(560)가 디스플레이 패널(520)의 투과 영역으로 인한 광의 회절로 인하여 지문 인식에 필요한 정도로 양호한 신호가 획득하지 못하는 문제를 방지할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 광경로 변경 부재(540)는 투과 영역(310)을 투과한 투과광 중 적어도 일부의 경로를 변경할 수 있도록 형성될 수 있다. 상기 광경로 변경 부재(540)는 광학층 예컨대, 렌즈, 핀홀 어레이(pinhole array) 또는 멀티층 콜리메이터(multi-layer collimator)를 포함하고, 광학층으로 입사된 광을 집광할 수 있다. 광경로 변경 부재(540)는 광차단층, 필터층 또는 버퍼층 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 상기 광차단층은 예를 들면, 광학층에 형성된 경로 이외 경로로의 광의 입사 또는 반사를 차단할 수 있다. 예를 들면, 광차단층은 광학층의 상부의 광 입사 영역을 제외한 영역에 부착 또는 도포되는 블랙 코팅층(예: 블랙 시트(black sheet) 또는 블랙 인쇄층)을 포함할 수 있다. 상기 필터층은 지정된 파장대역 이외의 광(예: 적색 및 근적외선 대역의 광)의 입사를 차단할 수 있다. 상기 버퍼층은 광학층의 상면(예: 디스플레이와 대향하는 면)에 부착되어, 디스플레이 패널(520)과 지문 센서(560) 간의 거리를 조절할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 접착 부재(550)는 후면 패널(530)에 형성된 홀(531)에서 광경로 변경 부재(540)가 배치되지 않은 영역을 채우도록 액체 형태(예: 경화액)로 도포된 후 경화됨에 따라 후면 패널(530)의 제 1 보호층(532, 533, 534)(예: PET층(533))에 광경로 변경 부재(540)를 고정할 수 있다. 접착 부재(550)는 광경로 변경 부재(540)의 광차단층(예: 블랙 코팅층)과 동일하거나, 유사한 광차단 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 접착 부재(550)는 광경로 변경 부재(540)의 광차단층의 굴절률과 동일하거나, 임계차이 미만인 굴절률을 갖도록 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 광경로 변경 부재(540)는 디스플레이 패널(520)에 영향을 덜 주는 재질 또는 구조로 구성될 수 있다. 예를 들어, 광경로 변경 부재(540)는 연성(flexible)이 있는 금속 재질로 구성될 수 있다. 다른 예를 들어, 광경로 변경 부재(540)는 디스플레이 패널(520)과 연접하는 면의 외곽이 라우딩 처리될 수 있다. 상술한 실시 예에 따르면, 광경로 변경 부재(540)는 광경로 변경 부재(540)와 디스플레이 패널(520) 간의 마찰력 또는 외부 충격으로 인하여 디스플레이 패널(520)에 손상을 주는 문제를 방지할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 지문 센서(560)는 디스플레이 패널(520)의 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들 통해 출력되어, 투명 부재(510)에 근접한 외부 객체에 반사된 후 디스플레이 패널(520)의 투과 영역을 투과하고 광경로 변경 부재(540)를 통과한 투과광을 획득할 수 있다. 예를 들어, 지문 센서(560)는 디스플레이 패널(520)의 적어도 일부 픽셀을 통해 출력된 광이 투명 부재(510)에 근접한 외부 객체에 반사된 후 디스플레이 패널(520)의 투과 영역을 투과하여 광경로 변경 부재(540)를 통해서 경로 변경되어 지문 센서(560)의 수광부로 입사된 광을 획득할 수 있다. 지문 센서(560)는 상기 획득된 광을 이용하여 지문 인식에 필요한 이미지 정보를 구성하고, 구성된 이미지 정보를 전자 장치(50)의 프로세서(예: AP, DDI, 저전력 프로세서 등)가 접근할 수 있도록 지문 센서(560)의 내부 메모리(미도시) 또는 상기 전자 장치(50)의 메모리(1530)에 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 지문 센서(560)는 광경로 변경 부재(540)와 상이한 보호층에 고정될 수 있다. 예를 들어, 광경로 변경 부재(540)는 제 1 보호층(532, 533, 534)에 제 1 접착 부재(예: 경화액)을 이용하여 고정되고, 지문 센서(560)는 쿠션층(535)(제 2 보호층)에 제 2 접착 부재(예: adhesive)를 이용하여 고정될 수 있다.
도 5b는 일 실시 예에 따른 다른 보호층과 결합된 광경로 변경 부재를 포함하는 전자 장치의 일부 단면도를 나타낸다.
도 5b를 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(50)는 투명 부재(510), 디스플레이 패널(520), 후면 패널(530), 광경로 변경 부재(540), 접착 부재(550) 및 지문 센서(560)를 포함할 수 있다. 도 5b의 실시 예는 도 5a의 실시 예와 비교하여, 크게 보호층(532~535)의 구조 및 보호층(532~535)과 광경로 변경 부재(540) 간의 결합 구조에 있어서 차이가 있으므로, 해당 차이를 중심으로 설명한다.
일 실시 예에 따르면, 보호층(532~535)은 PET층(533)의 형상 또는 배치에 있어서 보호층(532~535)과 차이가 있을 수 있다. 예를 들어, 도 5a와 달리, 후면 패널(530)의 홀(531)에는 PET층(533)이 형성되지 않을 수 있다. 다른 예를 들어, PET층(533)은 홀(531) 또는 광경로 변경 부재(540)와 대면하는 영역에는 형성되지 않고, 디스플레이 패널(520)의 그 외 영역에는 형성될 수 있다. 이에, 광경로 변경 부재(540)는 후면 패널(530)의 접착층(532)에 부착되어, 디스플레이 패널(520)에 고정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 접착 부재(550)는 후면 패널(530)에 형성된 홀(531)에서 광경로 변경 부재(540)가 배치되지 않은 영역을 채우도록 경화액 도포된 후 경화됨에 따라 후면 패널(530)의 접착층(532)에 연접하도록 후면 패널(530)에 광경로 변경 부재(540)를 고정할 수 있다.
도 5c는 일 실시 예에 따른 라운딩 처리된 광경로 변경 부재를 포함하는 전자 장치의 일부 단면도를 나타낸다.
도 5c를 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 광경로 변경 부재(540)는 광경로 변경 부재(540)는 디스플레이 패널(520)과 연접하는 면의 둘레 또는 외곽(549)이 라우딩 처리될 수 있다. 부가적으로 또는 대체적으로, 광경로 변경 부재(540)는 지정된 크기 이상의 연성(flexible)을 갖는 금속 재질로 구성될 수 있다. 상술한 실시 예에 따르면, 광경로 변경 부재(540)는 광경로 변경 부재(540)와 디스플레이 패널(520) 간의 마찰력 또는 충격으로 인하여 디스플레이 패널(520)에 손상을 주는 문제를 방지할 수 있다.
상술한 도 5a 내지 5c에서는 광경로 변경 부재(540)가 홀(531)의 내부에 배치되고, 지문 센서(560)는 홀(531)의 하부에 배치된 경우의 예를 도시 및 설명하였다. 하지만, 일 실시 예에 따르면, 지문 센서(560)의 적어도 일부는 홀(531)의 내부에 배치될 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.
도 6a는 일 실시 예에 따른 광경로 변경 부재(540)와 동일 또는 유사한 형상의 홀(531)을 위에서 바라본 도면이다.
도 6a를 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 홀(531)은 적어도 광경로 변경 부재(540)의 크기를 초과하는 크기로 후면 패널(530)에 형성될 수 있다. 예를 들어, 광경로 변경 부재(540)가 제 1 크기의 사각형 형상(점선 영역 참조)인 경우, 홀(531)은 제 2 크기(> 제 1 크기)인 사각형 형상으로 후면 패널(530)에 형성될 수 있다. 다른 예를 들어, 홀(531)의 크기는 홀(531) 내에 배치된 광경로 변경 부재(540)의 측면과 후면 패널(530) 사이의 간격을 통하여 경화액이 주입될 수 있도록 결정될 수 있다. 상기 경화액은 예를 들면, 경화되어 광경로 변경 부재(540)를 후면 패널(530)에 고정하는 접착 부재(550)일 수 있다.
도 6b는 일 실시 예에 따른 광경로 변경 부재(540)와 상이한 형상의 홀(531)을 위에서 바라본 도면이다.
도 6b를 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 홀(531)은 가이드부(531_2) 및 주입부(531_1) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 가이드부(531_2)는 광경로 변경 부재(540)가 홀(531)에 배치되는 것을 가이드할 수 있도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 광경로 변경 부재(540)가 제 1 크기의 사각형 형상일 경우, 가이드부(531_2)는 도 6b와 같이, 제 2 크기(> 제 1 크기)의 사각형 중 모서리의 형상에 대응하도록 형성될 수 있다. 다른 예를 들어, 광경로 변경 부재(540)가 제 1 크기의 사각형 형상일 경우, 가이드부(531_2)는 제 1 크기의 사각형의 중심점을 갖는 지정된 직경을 갖는 원형 형상일 수 있다. 상기 지정된 직경은 예를 들면, 상기 제 1 크기의 사각형의 대각선 길이를 초과하도록 결정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 주입부(531_1)는 광경로 변경 부재(540)의 각 측면으로부터 상기 각 측면의 외부를 향하여 소정 형상으로 연장됨에 따라 형성될 수 있다. 상기 소정 형상은 예를 들면, 직사각형, 절반 이상 잘린 원형 형상 또는 삼각형 형상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이하, 도 7a 내지 11b를 참조하여 다양한 실시 예에 따른 핀홀 어레이 또는 다층 콜리메이터를 포함하는 광경로 변경 부재에 대하여 설명한다.
도 7a은 일 실시 예에 따른 핀홀 어레이를 포함하는 광경로 변경 부재의 단면도를 나타낸다.
도 7a를 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 광경로 변경 부재(540)는 제 1 틀 부재(541), 광차단층(542) 및 핀홀 어레이(543)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제 1 틀 부재(541)는 광경로 변경 부재(540)의 핀홀 어레이(543)가 형성되는 부재일 수 있다. 예를 들어, 제 1 틀 부재(541)는 지정된 크기 이상의 연성을 갖는 금속 재질로 구성될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 광차단층(542)은 핀홀 어레이(543)의 적어도 하나의 홀 이외의 영역에 형성(예: 코팅)되고, 광이 입사 또는 반사되는 것을 차단할 수 있다. 예를 들면, 광차단층(542)은 핀홀 어레이의 각 핀홀(예: 531)이 형성되지 않은 영역의 상부에 부착 또는 도포되는 블랙 코팅층(예: 블랙 시트(black sheet) 또는 블랙 인쇄층)을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 광차단층(542)은 후면 패널(530)의 코팅층(534)에 대응되는 굴절률을 갖도록 형성될 수 있다. 상술한 실시 예에 따르면, 광차단층(542)은 디스플레이 패널(520)의 투과 영역(예: 도 3b의 310)을 통과한 투과광이 광경로 변경 부재(540)의 상면에 부딪혀 다시 반사되거나, 회절됨에 따라 크로스 토크가 발생하는 것을 감소시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 핀홀 어레이(543)는 디스플레이 패널(520)의 투과 영역(310)을 투과한 광을 지문 센서(560)를 향하는 방향(예: 지문 센서(560)의 상면에 수직한 방향)으로 집광할 수 있다. 핀홀 어레이(543)는 예를 들면, 동일 크기와 동일 형상으로 광경로 변경 부재(540)에 형성될 수 있다.
도 7b는 일 실시 예에 따른 다층 콜리메이터(multi-layer collimator)를 포함하는 광경로 변경 부재의 단면도를 나타낸다.
도 7b를 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 광경로 변경 부재(540)는 제 2 틀 부재(541'), 광차단층(542) 및 다층 콜리메이터(543')를 포함할 수 있다. 도 7b는 도 7a의 핀홀 어레이(543)를 다층 콜리메이터(543')로 대체한 것일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 광차단층(542)의 구성은 전술한 구성과 동일 또는 유사하므로, 이하의 문서에서는 광차단층(542)에 대한 세부 설명은 생략하기로 한다.
일 실시 예에 따르면, 제 2 틀 부재(541')는 투명한 재질로 구성되며, 지정된 형상(예: 사각 형상)으로 형성되는 부재일 수 있다. 제 2 틀 부재(541')의 내부에는 복수의 마스킹 패턴(544)이 형성되는데, 이러한 마스킹 패턴(544)이 형성되지 않는 영역이 바로 핀 홀 어레이(543)에 대응하는 다층 콜리메이터(543')일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 다층 콜리메이터(543')는 지정된 부재(예: 연성 금속 부재) 상에 마스킹 패턴(544)을 다층 구조로 배치함에 따라 형성될 수 있다. 다층 콜리메이터(543')는 핀홀 어레이(543)에 대응하는 역할을 수행할 수 있다.
도 8a는 일 실시 예에 따른 복수의 핀홀 어레이를 포함하는 광경로 변경 부재의 단면도를 나타낸다.
도 8a를 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 광경로 변경 부재(540)는 광차단층(542), 제 1 핀홀 어레이(543_1) 및 제 2 핀홀 어레이(543_2)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제 1 핀홀 어레이(543_1)는 제 1 폭을 갖는 소정 형상의 홀 또는, 제 1 직경을 갖는 원형 홀을 포함할 수 있다. 제 1 핀홀 어레이(543_1)의 제 1 면(예: 상면)은 디스플레이 패널(520)의 후면에 연접하고, 제 1 핀홀 어레이(543_1)의 제 2 면(예: 하면)은 제 2 핀홀 어레이(543_2)에 연접할 수 있다. 제 1 핀홀 어레이(543_1)는 디스플레이 패널(520)의 투과 영역(310)을 통과한 광(예: 디스플레이 패널(520)로부터 출력되어 외부 객체에 반사된 후 투과 영역(310)을 통과한 광 등)을 집광할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제 2 핀홀 어레이(543_2)는 제 2 폭(< 제 1 폭)을 갖는 소정 형상의 홀 또는 제 2 직경(< 제 1 직경)을 갖는 원형 홀을 포함할 수 있다. 제 2 핀홀 어레이(543_2)의 제 1 면(예: 상면)은 제 1 핀홀 어레이(543_1)의 제 1 면과 연접하고, 제 2 핀홀 어레이(543_2)의 제 2 면(예: 하면)은 지문 센서(560)에 연접할 수 있다. 제 2 핀홀 어레이(543_2)는 제 1 핀홀 어레이(543_1)에 의하여 집광된 광을 좀더 집광할 수 있다.
상술한 실시 예에 따르면, 화각(또는, 폭)이 다른 복수의 핀홀 어레이(543)를 이용하여 디스플레이 패널(520)의 투과 영역(310)을 통과한 광을 보다 포집할 수 있어, 광경로 변경 부재(540)의 집광 효과를 높일 수 있다.
도 8b는 일 실시 예에 따른 폭이 다른 다층 콜리메이터를 포함하는 광경로 변경 부재의 단면도를 나타낸다.
도 8b를 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 광경로 변경 부재(540)는 제 2 틀 부재(541'), 광차단층(542), 제 1 층 콜리메이터(543_1') 및 제 2 층 콜리메이터(543_2')를 포함할 수 있다. 도 8b는 도 8a의 제 1 핀홀 어레이(543_1)를 제 1 층 콜리메이터(543_1')로 대체하고, 제 2 핀홀 어레이(543_2)를 제 2 층 콜리메이터(543_2')로 대체한 것일 수 있다. 도 8b에 도시된 일 실시 예에 따르면, 화각(또는, 폭)이 다른 다층 콜리메이터(543')를 이용하여 디스플레이 패널(520)의 투과 영역(도 3b의 310)을 통과한 광을 보다 포집할 수 있어, 광경로 변경 부재(540)의 집광 효과를 높일 수 있다.
도 9a는 일 실시 예에 따른 필터층과 핀홀 어레이를 포함하는 광경로 변경 부재의 단면도를 나타낸다.
도 9a를 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 광경로 변경 부재(540)는 제 1 틀 부재(541), 광차단층(542), 핀홀 어레이(543) 및 필터층(545)을 포함할 수 있다. 도 9a의 실시 예는 필터층(545)이 더 포함된다는 점에서, 도 7a와 차이가 있으므로, 도 9a에서는 해당 차이를 중심으로 설명한다.
일 실시 예에 따르면, 제 1 틀 부재(541)의 제 1 면(예: 상면)에는 광차단층(542)과 결합(예: 도포 또는 부착)되고, 제 1 틀 부재(541)의 제 2 면(예: 하면)에는 필터층(545)과 결합될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 필터층(545)은 제 1 틀 부재(541)의 제 2 면(예: 하면)과 결합될 수 있다. 예를 들어, 필터층(545)은 접착제(예: adhensive)를 이용하여 제 1 틀 부재(541)의 제 2 면에 고정될 수 있다.
일 실시 예에서, 필터층(545)은 지정된 파장 대역 미만의 광을 통과시킬 수 있다. 예를 들어, 필터층(545)은 적색 및 근적외선 파장을 갖는 광(예: 600nm 이상의 파장을 갖는 광, 태양광 등)을 차단할 수 있다. 상기 필터층(545)을 통과한 광은 지문 센서(560)로 전달되므로, 지문 센서(560)는 적색 또는 근적외선 파장을 갖는 광을 획득하지 않을 수 있다.
상술한 실시 예에 따르면, 광경로 변경 부재(540)는 필터층(545)을 포함하고, 필터층(545)을 이용하여 디스플레이 패널(520)의 투과광을 제외한 광 예컨대, 태양광이 지문 센서(560)로 유입되는 것을 차단할 수 있어, 태양광으로 인해 지문 센서(560)의 지문 인식에 오류를 유발하는 문제를 방지할 수 잇다.
도 9b는 일 실시 예에 따른 필터층과 다층 콜리메이터를 포함하는 광경로 변경 부재의 단면도를 나타낸다.
도 9a를 참조하면, 광경로 변경 부재(540)는 제 2 틀 부재(541'), 광차단층(542), 다층 콜리메이터(543') 및 필터층(545)을 포함할 수 있다. 도 9b는 도 8a의 핀홀 어레이(543)를 다층 콜리메이터(543')로 대체한다는 것에서만 도 9a와 차이가 있으므로, 그에 대한 세부 설명은 생략한다.
도 10a는 일 실시 예에 따른 필터층, 핀홀 어레이 및 스페이서를 포함하는 광경로 변경 부재의 단면도를 나타낸다.
도 10a를 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 광경로 변경 부재(540)는 제 1 틀 부재(541), 광차단층(542), 핀홀 어레이(543), 필터층(545) 및 스페이서(546)를 포함할 수 있다. 도 10a의 실시 예는 스페이서(546)이 더 포함된다는 점에서, 도 9a와 차이가 있으므로, 도 10a에 대해서는 해당 차이를 중심으로 설명한다.
일 실시 예에 따르면, 스페이서(546)는 제 1 틀 부재(541)의 제 2 면(예: 하면)과 필터층(545)의 제 1 면(예: 상면) 사이에 배치되어, 필터층(545)이 제 1 틀 부재(541)와 공간(예: air gap)을 두고, 결합되도록 지원할 수 있다. 제 1 틀 부재(541)와 스페이서(546) 사이 및 스페이서(546)와 필터층(545) 사이에는 접착층이 더 포함되어, 스페이서(546)를 사이에 두고, 제 1 틀 부재(541)와 필터층(545)을 고정할 수 있다.
스페이서(546)는 제 1 틀 부재(541)의 제 2 면에서 핀 홀 어레이(543)의 각 핀홀이 형성되지 않은 영역(예: 가장자리 영역)을 이용하여 제 1 틀 부재(541)와 필터층(545)을 고정할 수 있다. 따라서, 스페이서(546), 제 1 틀 부재(541) 및 필터층(545)을 상호 고정하는 접착층(또는, 접착제)으로 인하여 핀 홀의 특성에 영향을 주는 문제를 방지할 수 있다.
도 10b는 일 실시 예에 따른 필터층, 다층 콜리메이터 및 스페이서를 포함하는 광경로 변경 부재의 단면도를 나타낸다.
도 10b를 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 광경로 변경 부재(540)는 제 2 틀 부재(541'), 광차단층(542), 다층 콜리메이터(543'), 필터층(545) 및 스페이서(546)를 포함할 수 있다. 도 10b의 실시 예는 핀홀 어레이(543)를 다층 콜리메이터(543')로 대체한다는 것에서만 도 10a와 차이가 있으므로, 그에 대한 세부 설명은 생략한다.
도 11a는 일 실시 예에 따른 버퍼층과 핀홀 어레이를 포함하는 광경로 변경 부재의 단면도를 나타낸다.
도 11a를 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 광경로 변경 부재(540)는 제 1 틀 부재(541), 광차단층(542), 핀홀 어레이(543) 및 버퍼층(547)을 포함할 수 있다. 도 11a의 실시 예는 버퍼층(547)이 더 포함된다는 점에서, 도 7a와 차이가 있으므로, 도 11a에 대해서는 해당 차이를 중심으로 설명한다.
일 실시 예에 따르면, 버퍼층(547)은 에어 갭(air gap) 및 PET층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 버퍼층(547)은 제 1 틀 부재(541)의 제 1 면(예: 상면)에 예컨대, 접착층을 이용하여 부착되어, 광경로 변경 부재(540)와 디스플레이 패널(520) 사이에 배치될 수 있다. 상술한 실시 예에 따르면, 버퍼층(547)은 광경로 변경 부재(540)가 디스플레이 패널(520)에 부착될 때 인가되는 압력으로 인하여 디스플레이 패널(520)이 눌릴 때 상기 압력의 일부를 흡수함에 따라 디스플레이 패널(520)이 손상되는 문제를 방지할 수 있다. 상기 버퍼층(547)은 도 8a, 9a, 10a의 실시 예에도 적용될 수 있다.
도 11b는 일 실시 예에 따른 버퍼층과 다층 콜리메이터를 포함하는 광경로 변경 부재의 단면도를 나타낸다.
도 11b를 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 광경로 변경 부재(540)는 제 2 틀 부재(541'), 광차단층(542), 다층 콜리메이터(543') 및 버퍼층(547)을 포함할 수 있다. 도 10b의 실시 예는 핀홀 어레이(543)를 다층 콜리메이터(543')로 대체한다는 것에서만 도 11b와 차이가 있으므로, 그에 대한 세부 설명은 생략한다. 상기 버퍼층(547)은 도 8b, 9b, 10b의 실시 예에도 적용될 수 있다.
도 12는 일 실시 예에 따른 복수의 광경로 변경 부재를 포함하는 전자 장치의 측면도를 나타낸다.
도 12를 참조하면, 일 실시 예에 따르면, 전자 장치(50)는 투명 부재(510), 디스플레이 패널(520), 후면 패널(530), 제 1 광경로 변경 부재(540), 제 2 광경로 변경 부재(580) 및 생체 센서(예: 지문 센서(560))를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 일부 구성요소가 생략되거나, 추가적인 구성요소를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 전자 장치(50)는 인쇄회로기판(예: 도 2의 220), 배터리(예: 도 2의 230) 및 후면 커버(240)를 포함할 수 있다. 추가로, 상기 전자 장치(100)는 상기 디스플레이 모듈(110)의 측면을 감싸도록 마련된 케이스를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 전자 장치(100)는 상기 후면 패널(130)과 상기 인쇄회로기판(220) 사이에서 상기 디스플레이 패널(520), 후면 패널(530), 인쇄회로기판(220), 배터리(230) 등을 고정시키는 브라켓(예: 도 1의 150)을 더 포함할 수 있다. 이러한 브라켓(150)은 상기 케이스의 일부 구성(예: 케이스와 일체화)으로 마련되거나 또는 상기 케이스를 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 구성요소들 중 일부가 결합되어 하나의 개체로 구성되되, 결합 이전의 해당 구성요소들의 기능을 동일하게 수행할 수 있다. 도 12에서는 설명의 용이성을 위하여, 광경로 변경 부재(540)를 후면 패널(530)에 고정하는 접착 부재(550)가 생략된 형태로 도시하였다. 도 12의 실시 예는 복수의 광경로 변경 부재(540)를 포함하고, 지문 센서(560)의 적어도 일부가 홀(531)의 내부에 포함된다는 점에서 도 5a의 실시 예와 차이가 있으므로, 도 12에서는 해당 차이를 중심으로 설명한다.
일 실시 예에 따르면, 디스플레이 패널(520)은 배터리(230)에서 공급된 전원을 기반으로 프로세서의 제어 또는 DDI의 제어에 대응하여 지정된 이미지와 관련한 광을 출력할 수 있다. 상기 연성인쇄회로기판(525)의 적어도 일 측면은 디스플레이 구동 모듈(523)과 지문 센서(560)가 실장되는 기판(572)과 연결될 수 있다. 상기 디스플레이 패널(520)은 디스플레이 패널(520)의 제어와 관련한 DDI(또는 디스플레이 구동 모듈)를 더 포함하거나, DDI와 연결할 수 있다. 예컨대, DDI는 상기 디스플레이 패널(520)의 비표시 영역 상에 COP(chip on glass) 타입으로 실장될 수 있다. 상기 디스플레이 패널(520)에 배치된 DDI는 연성인쇄회로기판(525)과 다른 기판(572)을 통하여 인쇄회로기판(220)에 연결될 수 있다. 상기 연성인쇄회로기판(525)의 적어도 일 측면에는 디스플레이 구동 모듈(예: DDI)(523)이 COF 타입(Chip on film)으로 배치될 수 있다. 또 다른 예로, 상기 연성인쇄회로기판(525) 상에 COF 타입으로 실장되는 DDI는 일체형으로 구현될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 후면 패널(530)은 예를 들면, 제 1 홀(531_1)이 형성된 PET층(533) 및 제 1 홀(531_1)보다 큰 제 2 홀(531_2)을 포함하는 쿠션층(535)을 포함할 수 있다. PET층(533)과 쿠션층(535) 사이에는 쿠션층(535)을 PET층(533)에 부착하는 접착층이 더 포함될 수 있다. 상술한 실시 예에 따르면, 제 2 홀(531_2)의 크기를 달리함에 따라 제 1 광경로 변경 부재(540)가 홀(531)의 내부에 삽입된 후 디스플레이 패널(520)에 부착되는 과정에서 접착 부재(550)(예: 경과액)가 쿠션층(535)에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제 1 광경로 변경 부재(540)는 디스플레이 패널(520)과 지문 센서(560) 사이에 부착될 수 있다. 예를 들어, 제 1 광경로 변경 부재(540)는 디스플레이 패널(520)의 제 2 면(예: 후면)에 부착되는 접착층(532)에 의하여 디스플레이 패널(520)의 제 2 면에 고정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제 1 광경로 변경 부재(540)는 틀 부재(541), 광차단층(542), 핀홀 어레이(543) 및 버퍼층(547)을 포함할 수 있다.
틀 부재(541)는 제 1 광경로 변경 부재(540)의 핀홀 어레이(543)가 형성되는 부재일 수 있다. 예를 들어, 틀 부재(541)는 지정된 크기 이상의 연성을 갖는 금속 재질로 구성될 수 있다.
광차단층(542)은 핀홀 어레이(543)에 의해 광이 집광되는 경로를 제외한 영역에 대한 광의 입사 또는 반사를 차단할 수 있다. 예를 들면, 광차단층(542)은 핀홀 어레이의 각 핀홀(531)이 형성되지 않은 영역의 상부에 부착 또는 도포되는 블랙 코팅층(예: 블랙 시트(black sheet) 또는 블랙 인쇄층)을 포함할 수 있다. 상기 광차단층(542)은 후면 패널(530)의 코팅층(534)에 대응되는 굴절률을 갖도록 형성될 수 있다. 상술한 실시 예에 따르면, 광차단층(542)은 디스플레이 패널(520)의 투과 영역(예: 도 3b의 310)을 투과한 투과광이 광경로 변경 부재(540)의 상면에 부딪혀 회절 또는 반사되어, 크로스 토크가 발생하는 것을 감소시킬 수 있다.
핀홀 어레이(543)는 디스플레이 패널(520)의 투과 영역(310)을 투과한 투과광을 지문 센서(560)를 향하는 방향(예: 지문 센서(560)의 상면에 수직한 방향)으로 집광할 수 있다. 핀홀 어레이(543)는 예를 들면, 동일 크기와 동일 형상으로 광경로 변경 부재(540)에 형성될 수 있다.
버퍼층(547)은 에어 갭(air gap) 및 PET층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 버퍼층(547)은 제 1 틀 부재(541)의 제 1 면(예: 상면)에 예컨대, 접착층을 이용하여 부착되어, 광경로 변경 부재(540)와 디스플레이 패널(520) 사이에 배치될 수 있다. 상술한 실시 예에 따르면, 버퍼층(547)은 광경로 변경 부재(540)가 디스플레이 패널(520)에 부착될 때 인가되는 압력으로 인하여 디스플레이 패널(520)이 눌릴 때 상기 압력의 일부를 흡수함에 따라 디스플레이 패널(520)이 손상되는 문제를 방지할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제 2 광경로 변경 부재(580)는 제 1 광경로 변경 부재(540)와 지문 센서(560) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 2 광경로 변경 부재(580)는 지문 센서(560)의 제 1 면(예: 상면)에 부착될 수 있다. 제 2 광경로 변경 부재(580)는 제 1 광경로 변경 부재(540)와 동일한 구조로 구성될 수 있고, 상이한 구조로 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 2 광경로 변경 부재(580)는 렌즈, 핀홀 어레이 또는 콜리메이터를 포함할 수 있다.일 실시 예에 따르면, 지문 센서(560)의 적어도 일부는 홀(531)의 내부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 홀(531)의 높이가 제 1 및 제 2 광경로 변경 부재(540, 580)및 지문 센서(560)의 적어도 일부를 포함하기에 충분하고, 홀(531)의 높이가 지문 센서(560)의 초점 거리를 확보하기에 충분한 경우에는 지문 센서(560)의 적어도 일부는 홀(531)의 내부에 포함될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 지문 센서(560)는 DDI(523)가 실장되는 기판(572)에 실장될 수 있다. 예를 들어, 기판(572)의 제 1 면에는 지문 센서(560)가 실장되고, 기판(572)의 제 2 면에는 DDI(523)가 실장될 수 있다. 상기 DDI(523)는 연성인쇄회로기판(525)을 통하여 디스플레이 패널(520)과 전기적으로 접촉될 수 있다.
상술한 실시 예에 따르면, 전자 장치(50)는 복수의 광경로 변경 부재(540)를 이용하여 디스플레이 패널(520)에 연접한 제 1 광경로 변경 부재(540)를 이용하여 투과광의 회절로 인한 크로스토크를 차단하고, 지문 센서(560)에 연접한 제 2 광경로 변경 부재(580)를 이용하여 제 1 광경로 변경 부재(540)를 통과한 광들을 보다 집광시킬 수 있다. 이에, 전자 장치(50)는 지문 센서(560)가 지문 인식에 필요한 정도로 양호한 신호를 더 쉽게 획득할 수 있도록 지원할 수 있다.
도 13a는 일 실시 예에 따른 후면 패널 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 13a는 도 5a에 따른 구조를 갖는 후면 패널 제조 방법의 한 예이다. 도 13a의 제조 방법은 예컨대, 수동 공정 또는 자동화 공정으로 수행될 수 있다.
도 13a를 참조하면, 동작 1310에서, 홀(531)이 형성된 후면 패널 원단(530a)이 기판(1311)에 안착될 수 있다. 상기 후면 패널 원단(530a)은 예를 들면, 제 1 홀이 형성된 접착층(adhesive)을 이용하여 제 1 홀보다 더 큰 제 2 홀을 포함하는 쿠션층(Cusion)의 제 2 면(예: 후면)을 PET층(PET)의 제 1 면(예: 상면)에 고정함에 따라 형성될 수 있다. 다른 예를 들면, 후면 패널 원단(530a)은 블랙 코팅층(black coating)과 접착층(adhesive)을 붙인 후 상기 블랙 코팅층(black coating)과 접착층(adhesive)에 제 1 홀을 형성하고, 블랙 코팅층(black coating)과 접착층(adhesive)을 PET층(533)과 제 2 홀이 형성된 쿠션층(535)을 부착함에 따라 형성될 수 있다. 제 2 홀이 제 1 홀에 비하여 크게 설계됨에 따라 광경로 변경 부재(540)가 후면 커버(240)에 부착되는 과정에서 접착 부재(550)가 쿠션층(535)에 부착되는 지문 센서(560)의 부착면에 영향을 주지 않을 수 있다. 상기 홀(531)과 대향되지 않는 PET층(PET)의 제 1 면에는 블랙 코팅층(black coating)이 형성(예: 도포 또는 부착)될 수 있다. 상기 홀(531)은 예를 들면, 제 1 홀과 제 2 홀을 포함할 수 있다.
동작 1320에서, 홀(531)의 내부에 광경로 변경 부재(lens)가 삽입될 수 있다. 광경로 변경 부재(540)는 예컨대, 가이드부(531_2)를 이용하여 상기 홀(531)의 내부에 어느 한쪽으로 치우치지 않고 중심부에 위치하도록 홀(531)의 내부에 삽입될 수 있다.
동작 1330에서, 누름 지그(1331)가 광경로 변경 부재(540)를 고정할 수 있다. 누름 지그(1331)는 광경로 변경 부재(540)의 상면에 대향하는 영역에 광경로 변경 부재(540)를 고정하는 힘을 인가하기 위한 스프링 부재(1333)와 누름봉(1334)을 포함할 수 있다. 누름 지그(1331)는 광경로 변경 부재(540)를 고정하기 위한 경화액을 주입을 위한 주입부(1332)(예: 주입구)를 더 포함할 수 있다.
동작 1340에서, 누름 지그(1331)의 주입부(1332)를 통하여 홀(531)의 내부의 광경로 변경 부재(540)의 측면 부위에 경화액이 도포되고, 경화액을 경화하는 고정이 수행될 수 있다. 광경로 변경 부재(540)는 경화액에 의하여 후면 커버(240)의 PET층(533), 블랙 코팅층(black coating)에 고정될 수 있다.
동작 1350에서, 경화액이 경화되면, 후면 패널 원단(530a)으로부터 기판(1311)을 제거하고, 후면 패널 원단(530a)의 제 2 면(예: 하면)에 접착층(adhesive)을 이용하여 엠보 라이너(1351)를 부착할 수 있다. 상기 엠보 라이너(1351)는 접착층(adhesive)에 지정된 형상의 엠보층을 형성하기 위한 부재일 수 있다. 상기 상기 엠보층은 예를 들면, 물결 형상의 요철들을 포함할 수 있다.
도 13b는 일 실시 예에 따른 후면 패널과 디스플레이 결합 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13b를 참조하면, 동작 1360에서, 후면 패널(530)에 부착된 엠보 라이너(1351)가 제거한 후 후면 패널(530)이 디스플레이(display panel)에 부착될 수 있다. 상기 엠보 라이너(1351)가 제거된 후면 패널(530)의 접착층(adhesive)에는 지정된 형상의 요철들이 형성될 수 있다. 상기 요철들은 후면 패널(530)이 디스플레이(510, 520)에 부착될 때 공기를 잡아줌(trip)에 후면 패널(530)과 디스플레이(510, 520) 사이의 공기로 인하여 디스플레이(510, 520)의 시인성이 저하되는 문제를 방지할 수 있다.
동작 1370에서, 지문 센서(560)가 후면 패널(530)의 쿠션층(535)에 부착될 수 있다. 지문 센서(560)는 지문 센서(560)의 수광부를 제외한 영역(예: 가장자리 영역)에 부착되는 접착층(adhesive)을 이용하여 쿠션층(535)에 부착될 수 있다.
도 14는 일 실시 예에 따른 후면 패널 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 14는 도 5b에 따른 구조를 갖는 후면 패널 제조 방법의 한 예이다. 도 14의 제조 방법은 예컨대, 수동 공정 또는 자동화 공정으로 수행될 수 있다. 도 14의 실시 예는 후면 패널 원단(530a)의 구조에 있어서 도 13a와 다소 차이가 있을 수 있다.
도 14를 참조하면, 동작 1410에서, 홀(531)이 형성된 후면 패널 원단(530a)이 기판(1311)에 안착될 수 있다. 상기 후면 패널 원단(530a)은 예를 들면, 제 1 홀이 형성된 PET층(PET)의 제 1 면(예: 상면)에 제 1 홀이 형성된 접착층(adhesive)을 이용하여 제 1 홀보다 더 큰 제 2 홀을 포함하는 쿠션층(Cusion)의 제 2 면(예: 후면)을 고정함에 따라 형성될 수 있다. 다른 예를 들면, 후면 패널 원단(530a)은 블랙 코팅된 PET층(533)에 접착층(adhesive)의 제 2 면이 부착된 상태에서 제 1 홀이 형성되고, 접착층의 제 1 면에 제 2 홀이 형성된 쿠션층(535)을 부착함에 따라 형성될 수 있다. 제 2 홀이 제 1 홀에 비하여 크게 설계됨에 따라 쿠션층(535)은 광경로 변경 부재(540)를 후면 커버(240)에 부착하는 접착 부재(550)로 인하여 영향을 받지 않을 수 있다. 따라서, 광경로 변경 부재(540)의 부착 시에 쿠션층(535)에 부착되는 지문 센서(560)의 부착면에 영향을 주지 않을 수 있다. 상기 PET층(PET)의 제 1 면의 제 1 홀이 형성되지 않은 영역에는 블랙 코팅층(black coating)이 형성(예: 도포 또는 부착)될 수 있다. 상기 홀(531)은 예를 들면, 제 1 홀과 제 2 홀을 포함할 수 있다.
동작 1420에서, 홀(531)의 내부에 광경로 변경 부재(lens)가 삽입될 수 있다. 광경로 변경 부재(540)는 예컨대, 가이드부(531_2)를 이용하여 상기 홀(531)의 내부에 어느 한쪽으로 치우치지 않고 중심부에 위치하도록 홀(531)의 내부에 삽입될 수 있다.
동작 1430에서, 누름 지그(1331)가 광경로 변경 부재(540)를 고정할 수 있다. 누름 지그(1331)는 광경로 변경 부재(540)의 상면에 대향하는 영역에 광경로 변경 부재(540)를 고정하는 힘을 인가하기 위한 스프링 부재(1333)와 누름봉(1334)을 포함할 수 있다. 누름 지그(1331)는 광경로 변경 부재(540)를 고정하기 위한 경화액을 주입을 위한 주입부(1332)를 더 포함할 수 있다.
동작 1440에서, 누름 지그(1331)의 주입부(1332)를 통하여 홀(531)의 내부의 광경로 변경 부재(540)의 측면 부위에 경화액이 도포되고, 경화액을 경화하는 고정이 수행될 수 있다. 광경로 변경 부재(540)는 경화액에 의하여 후면 커버(240)의 PET층(533), 블랙 코팅층(black coating)에 고정될 수 있다.
동작 1450에서, 경화액이 경화되면, 후면 패널 원단(530a)으로부터 기판(1311)을 제거하고, 후면 패널 원단(530a)의 제 2 면(예: 하면)에 접착층(adhesive)을 이용하여 엠보 라이너(1351)를 부착할 수 있다. 상기 엠보 라이너(1351)는 접착층(adhesive)에 지정된 형상의 엠보층을 형성하기 위한 부재일 수 있다. 상기 상기 엠보층은 예를 들면, 물결 형상의 요철들을 포함할 수 있다.
동작 1470에서, 지문 센서(560)가 후면 패널(530)의 쿠션층(535)에 부착될 수 있다. 지문 센서(560)는 지문 센서(560)의 수광부를 제외한 영역(예: 가장자리 영역)에 부착되는 접착층(adhesive)을 이용하여 쿠션층(535)에 부착될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치는, 투명 부재; 복수의 픽셀들 및 상기 복수의 픽셀들 사이에 광이 투과될 수 있는 적어도 하나의 투과 영역을 포함하고 상기 투명 부재 아래에 배치되는 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널 아래에 배치되고, 상기 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들 통해 출력되고 상기 투명 부재에 근접 또는 접촉한 외부 객체에 의해 반사된 후 상기 적어도 하나의 투과 영역을 투과한 광을 획득할 수 있는 생체 센서; 및 상기 생체 센서와 상기 디스플레이 패널 사이에 상기 생체 센서와 일정 거리 이격되어 배치되고, 상기 적어도 하나의 투과 영역을 투과한 투과광의 적어도 일부에 대한 광학적인 경로를 변경할 수 있는 광경로 변경 부재를 포함할 수 있다.
상기 광경로 변경 부재는, 상기 디스플레이 패널과 제 1 거리 이격되고, 상기 생체 센서와 상기 제 1 거리를 초과하는 제 2 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제 1 거리는, 상기 투과광의 회절에 의한 간섭이 지정된 크기 이하가 되도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치는 상기 디스플레이 패널과 상기 생체 센서 사이에 배치되고, 홀을 포함하는 후면 패널을 더 포함하고, 상기 광경로 변경 부재는, 상기 홀의 내부에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치는 상기 디스플레이 패널과 상기 후면 패널의 사이에 배치되어, 상기 홀을 제외한 영역에 대한 상기 투과광의 입사 또는 반사를 차단하는 제 1 광차단층을 더 포함하고, 상기 광경로 변경 부재는, 상기 투과광을 집광하기 위한 적어도 하나의 홀; 및 상기 적어도 하나의 홀을 제외한 영역에 코팅되고, 상기 투과광의 입사 또는 반사를 차단하는 제 2 광차단층을 포함하고, 상기 제 1 광차단층은, 상기 제 2 광차단층과 임계차이 미만의 굴절률을 가질 수 있다.
상기 후면 패널은, 상기 디스플레이 패널의 아래에 배치되는 제 1 홀을 포함하는 제 1 보호층; 및 상기 제 1 보호층의 아래에 배치되는 제 2 홀을 포함하는 제 2 보호층을 포함하고, 상기 제 2 홀의 크기는 상기 제 1 홀의 크기를 초과하고, 상기 광경로 변경 부재는, 제 1 접착 부재를 이용하여 상기 제 1 보호층에 고정되고, 상기 지문 센서는, 제 2 접착 부재를 이용하여 상기 제 2 보호층에 고정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치는 상기 홀 내부와 상기 광경로 변경 부재 사이에 배치되고, 상기 광경로 변경 부재의 굴절률 또는 상기 후면 패널의 굴절률과 임계차이 미만의 굴절률을 갖는 접착 부재;를 더 포함할 수 있다.
상기 광경로 변경 부재에서, 상기 디스플레이 패널과 연접하는 면의 모서리는, 라운딩 처리될 수 있다.
상기 홀은, 상기 광경로 변경 부재의 배치 위치를 안내하는 가이드부; 상기 광경로 변경 부재를 상기 홀의 내부에 접착하기 위한 접착 부재가 주입되는 주입부를 포함할 수 있다.
상기 홀을 위에서 내려다 볼 때, 상기 가이드부는, 상기 광경로 변경 부재의 모서리 영역의 형상에 대응하도록 형성되고, 상기 주입부는, 상기 광경로 변경 부재의 측면으로부터 상기 측면의 외부를 향하여 지정된 폭만큼 연장될 수 있다.
상기 광경로 변경 부재는, 상기 투과된 광을 상기 생체 센서를 향하는 방향으로 집광하기 위한 적어도 하나의 홀을 포함하는 광학층; 및 상기 광학층의 위에 배치되고, 상기 적어도 하나의 홀을 제외한 상기 광학층의 상면에 배치되어 상기 투과광의 입사 또는 반사를 차단하는 광차단층을 포함할 수 있다.
상기 광경로 변경 부재는, 제 1 화각을 갖는 제 1 광학층과 상기 제 1 화각 미만의 제 2 화각을 갖는 제 2 광학층을 포함하고, 상기 제 1 광학층과 상기 제 2 광학층은 상호 이어지도록 형성되고, 상기 제 1 광학층은, 상기 투과광을 집광하고, 상기 제 2 광학층은, 상기 제 1 광학층을 통과한 상기 투과광을 집광하도록 형성될 수 있다.
상기 광경로 변경 부재는, 적색 및 근적외선 대역의 광을 차단하는 필터층; 및 상기 필터층의 아래에 배치되고, 상기 투과광을 상기 생체 센서를 향하는 방향으로 집광하기 위한 적어도 하나의 홀을 포함하는 광학층을 포함할 수 있다.
상기 필터층은, 상기 광경로 변경 부재의 후면과 지정된 거리 이격되어 상기 적어도 하나의 홀이 형성되지 않는 상기 후면의 가장자리 영역에 고정되도록 형성될 수 있다.
상기 광경로 변경 부재는, 상기 투과광을 상기 생체 센서를 향하는 방향으로 집광하기 위한 적어도 하나의 홀을 포함하는 광학층; 및 상기 디스플레이 패널과 상기 광학층 사이에 배치되어, 상기 디스플레이 패널과 상기 광학층을 지정된 거리만큼 이격하는 버퍼층을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치는 복수의 픽셀들 및 상기 복수의 픽셀들 사이에 광이 투과될 수 있는 적어도 하나의 투과 영역을 포함하는 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널의 아래에 배치되고, 홀이 형성된 후면 패널; 적어도 일부가 상기 홀의 내부에 배치되고, 상기 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들 통해 출력되어 상기 디스플레이 패널의 상면에 근접한 외부 객체에 반사된 후 상기 적어도 하나의 투과 영역을 투과한 투과광을 집광하는 광경로 변경 부재; 및 상기 후면 패널의 아래에 배치되고, 상기 광경로 변경 부재를 통과한 상기 투과광을 획득할 수 있는 지문 센서를 포함할 수 있다.
상기 광경로 변경 부재는, 상기 디스플레이 패널과 제 1 거리 이격되고, 상기 생체 센서와 상기 제 1 거리를 초과하는 제 2 거리만큼 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제 1 거리는, 상기 투과광의 회절에 의한 간섭이 지정된 크기 미만이 되도록 설정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 전자 장치는 상기 디스플레이 패널과 상기 후면 패널의 사이에 배치되어, 상기 홀을 제외한 영역에 대한 상기 투과광의 입사 또는 반사를 차단하는 제 1 광차단층을 더 포함하고, 상기 광경로 변경 부재는, 상기 투과광을 집광하기 위한 적어도 하나의 홀; 및 상기 적어도 하나의 홀을 제외한 영역에 코팅되고, 상기 투과광의 입사 또는 반사를 차단하는 제 2 광차단층을 포함하고, 상기 제 1 광차단층은, 상기 제 2 광차단층과 임계차이 미만의 굴절률을 가질 수 있다.
상기 후면 패널은, 상기 디스플레이 패널의 아래에 배치되는 제 1 홀을 포함하는 제 1 보호층; 및 상기 제 1 보호층의 아래에 배치되는 제 2 홀을 포함하는 제 2 보호층을 포함하고, 상기 제 2 홀의 크기는 상기 제 1 홀의 크기를 초과하고, 상기 광경로 변경 부재는, 제 1 접착 부재를 이용하여 상기 제 1 보호층에 고정되고, 상기 지문 센서는, 제 2 접착 부재를 이용하여 상기 제 2 보호층에 고정될 수 있다.
도 15은, 다양한 실시예들에 따른, 네트워크 환경(1500) 내의 지문 센서를 포함하는 전자 장치(1501)의 블럭도이다. 도 15을 참조하면, 네트워크 환경(1500)에서 전자 장치(1501)(예: 도 5a의 50)는 제 1 네트워크(1598)(예: 근거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(1502)와 통신하거나, 또는 제 2 네트워크(1599)(예: 원거리 무선 통신)를 통하여 전자 장치(1504) 또는 서버(1508)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1501)는 서버(1508)를 통하여 전자 장치(1504)와 통신할 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1501)는 프로세서(1520)(예: 도 12의 523), 메모리(1530), 입력 장치(1550), 음향 출력 장치(1555), 표시 장치(1560)(예: 도 12의 520), 오디오 모듈(1570), 센서 모듈(1576), 인터페이스(1577), 햅틱 모듈(1579), 카메라 모듈(1580), 전력 관리 모듈(1588), 배터리(1589), 통신 모듈(1590), 가입자 식별 모듈(1596), 및 안테나 모듈(1597)을 포함할 수 있다. 어떤 실시예에서는, 전자 장치(1501)에는, 이 구성요소들 중 적어도 하나(예: 표시 장치(1560) 또는 카메라 모듈(1580))가 생략되거나 다른 구성 요소가 추가될 수 있다. 어떤 실시예에서는, 예를 들면, 표시 장치(1560)(예: 디스플레이)에 임베디드된 센서 모듈(1576)(예: 도 12의 560)(예: 지문 센서, 홍채 센서, 또는 조도 센서)의 경우와 같이, 일부의 구성요소들이 통합되어 구현될 수 있다.
프로세서(1520)는, 예를 들면, 소프트웨어(예: 프로그램(1540))를 구동하여 프로세서(1520)에 연결된 전자 장치(1501)의 적어도 하나의 다른 구성요소(예: 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소)을 제어할 수 있고, 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 프로세서(1520)는 다른 구성요소(예: 센서 모듈(1576) 또는 통신 모듈(1590))로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리(1532)에 로드하여 처리하고, 결과 데이터를 비휘발성 메모리(1534)에 저장할 수 있다. 일실시예에 따르면, 프로세서(1520)는 메인 프로세서(1521)(예: 중앙 처리 장치 또는 어플리케이션 프로세서), 및 이와는 독립적으로 운영되고, 추가적으로 또는 대체적으로, 메인 프로세서(1521)보다 저전력을 사용하거나, 또는 지정된 기능에 특화된 보조 프로세서(1523)(예: 그래픽 처리 장치, 이미지 시그널 프로세서, 센서 허브 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서)를 포함할 수 있다. 여기서, 보조 프로세서(1523)는 메인 프로세서(1521)와 별개로 또는 임베디드되어 운영될 수 있다.
이런 경우, 보조 프로세서(1523)는, 예를 들면, 메인 프로세서(1521)가 인액티브(예: 슬립) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1521)를 대신하여, 또는 메인 프로세서(1521)가 액티브(예: 어플리케이션 수행) 상태에 있는 동안 메인 프로세서(1521)와 함께, 전자 장치(1501)의 구성요소들 중 적어도 하나의 구성요소(예: 표시 장치(1560), 센서 모듈(1576), 또는 통신 모듈(1590))와 관련된 기능 또는 상태들의 적어도 일부를 제어할 수 있다. 일실시예에 따르면, 보조 프로세서(1523)(예: 이미지 시그널 프로세서 또는 커뮤니케이션 프로세서)는 기능적으로 관련 있는 다른 구성 요소(예: 카메라 모듈(1580) 또는 통신 모듈(1590))의 일부 구성 요소로서 구현될 수 있다. 메모리(1530)는, 전자 장치(1501)의 적어도 하나의 구성요소(예: 프로세서(1520) 또는 센서모듈(1576))에 의해 사용되는 다양한 데이터, 예를 들어, 소프트웨어(예: 프로그램(1540)) 및, 이와 관련된 명령에 대한 입력 데이터 또는 출력 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(1530)는, 휘발성 메모리(1532) 또는 비휘발성 메모리(1534)를 포함할 수 있다.
프로그램(1540)은 메모리(1530)에 저장되는 소프트웨어로서, 예를 들면, 운영 체제(1542), 미들 웨어(1544) 또는 어플리케이션(1546)을 포함할 수 있다.
입력 장치(1550)는, 전자 장치(1501)의 구성요소(예: 프로세서(1520))에 사용될 명령 또는 데이터를 전자 장치(1501)의 외부(예: 사용자)로부터 수신하기 위한 장치로서, 예를 들면, 마이크, 마우스, 또는 키보드를 포함할 수 있다.
음향 출력 장치(1555)는 음향 신호를 전자 장치(1501)의 외부로 출력하기 위한 장치로서, 예를 들면, 멀티미디어 재생 또는 녹음 재생과 같이 일반적인 용도로 사용되는 스피커와 전화 수신 전용으로 사용되는 리시버를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 리시버는 스피커와 일체 또는 별도로 형성될 수 있다.
표시 장치(1560)는 전자 장치(1501)의 사용자에게 정보를 시각적으로 제공하기 위한 장치로서, 예를 들면, 디스플레이, 홀로그램 장치, 또는 프로젝터 및 해당 장치를 제어하기 위한 제어 회로를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 표시 장치(1560)는 터치 회로(touch circuitry) 또는 터치에 대한 압력의 세기를 측정할 수 있는 압력 센서를 포함할 수 있다.
오디오 모듈(1570)은 소리와 전기 신호를 쌍방향으로 변환시킬 수 있다. 일실시예에 따르면, 오디오 모듈(1570)은, 입력 장치(1550)를 통해 소리를 획득하거나, 음향 출력 장치(1555), 또는 전자 장치(1501)와 유선 또는 무선으로 연결된 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1502)(예: 스피커 또는 헤드폰))를 통해 소리를 출력할 수 있다.
센서 모듈(1576)은 전자 장치(1501)의 내부의 작동 상태(예: 전력 또는 온도), 또는 외부의 환경 상태에 대응하는 전기 신호 또는 데이터 값을 생성할 수 있다. 센서 모듈(1576)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(1577)는 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1502))와 유선 또는 무선으로 연결할 수 있는 지정된 프로토콜을 지원할 수 있다. 일실시예에 따르면, 인터페이스(1577)는 HDMI(high definition multimedia interface), USB(universal serial bus) 인터페이스, SD카드 인터페이스, 또는 오디오 인터페이스를 포함할 수 있다.
연결 단자(1578)는 전자 장치(1501)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1502))를 물리적으로 연결시킬 수 있는 커넥터, 예를 들면, HDMI 커넥터, USB 커넥터, SD 카드 커넥터, 또는 오디오 커넥터(예: 헤드폰 커넥터)를 포함할 수 있다.
햅틱 모듈(1579)은 전기적 신호를 사용자가 촉각 또는 운동 감각을 통해서 인지할 수 있는 기계적인 자극(예: 진동 또는 움직임) 또는 전기적인 자극으로 변환할 수 있다. 햅틱 모듈(1579)은, 예를 들면, 모터, 압전 소자, 또는 전기 자극 장치를 포함할 수 있다.
카메라 모듈(1580)은 정지 영상 및 동영상을 촬영할 수 있다. 일실시예에 따르면, 카메라 모듈(1580)은 하나 이상의 렌즈, 이미지 센서, 이미지 시그널 프로세서, 또는 플래시를 포함할 수 있다.
전력 관리 모듈(1588)은 전자 장치(1501)에 공급되는 전력을 관리하기 위한 모듈로서, 예를 들면, PMIC(power management integrated circuit)의 적어도 일부로서 구성될 수 있다.
배터리(1589)는 전자 장치(1501)의 적어도 하나의 구성 요소에 전력을 공급하기 위한 장치로서, 예를 들면, 재충전 불가능한 1차 전지, 재충전 가능한 2차 전지 또는 연료 전지를 포함할 수 있다.
통신 모듈(1590)은 전자 장치(1501)와 외부 전자 장치(예: 전자 장치(1502), 전자 장치(1504), 또는 서버(1508))간의 유선 또는 무선 통신 채널의 수립, 및 수립된 통신 채널을 통한 통신 수행을 지원할 수 있다. 통신 모듈(1590)은 프로세서(1520)(예: 어플리케이션 프로세서)와 독립적으로 운영되는, 유선 통신 또는 무선 통신을 지원하는 하나 이상의 커뮤니케이션 프로세서를 포함할 수 있다. 일실시예에 따르면, 통신 모듈(1590)은 무선 통신 모듈(1592)(예: 셀룰러 통신 모듈, 근거리 무선 통신 모듈, 또는 GNSS(global navigation satellite system) 통신 모듈) 또는 유선 통신 모듈(1594)(예: LAN(local area network) 통신 모듈, 또는 전력선 통신 모듈)을 포함하고, 그 중 해당하는 통신 모듈을 이용하여 제 1 네트워크(1598)(예: 블루투스, WiFi direct 또는 IrDA(infrared data association) 같은 근거리 통신 네트워크) 또는 제 2 네트워크(1599)(예: 셀룰러 네트워크, 인터넷, 또는 컴퓨터 네트워크(예: LAN 또는 WAN)와 같은 원거리 통신 네트워크)를 통하여 외부 전자 장치와 통신할 수 있다. 상술한 여러 종류의 통신 모듈(1590)은 하나의 칩으로 구현되거나 또는 각각 별도의 칩으로 구현될 수 있다.
일실시예에 따르면, 무선 통신 모듈(1592)은 가입자 식별 모듈(1596)에 저장된 사용자 정보를 이용하여 통신 네트워크 내에서 전자 장치(1501)를 구별 및 인증할 수 있다.
안테나 모듈(1597)은 신호 또는 전력을 외부로 송신하거나 외부로부터 수신하기 위한 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다. 일시예에 따르면, 통신 모듈(1590)(예: 무선 통신 모듈(1592))은 통신 방식에 적합한 안테나를 통하여 신호를 외부 전자 장치로 송신하거나, 외부 전자 장치로부터 수신할 수 있다.
상기 구성요소들 중 일부 구성요소들은 주변 기기들간 통신 방식(예: 버스, GPIO(general purpose input/output), SPI(serial peripheral interface), 또는 MIPI(mobile industry processor interface))를 통해 서로 연결되어 신호(예: 명령 또는 데이터)를 상호간에 교환할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 명령 또는 데이터는 제 2 네트워크(1599)에 연결된 서버(1508)를 통해서 전자 장치(1501)와 외부의 전자 장치(1504)간에 송신 또는 수신될 수 있다. 전자 장치(1502, 1504) 각각은 전자 장치(1501)와 동일한 또는 다른 종류의 장치일 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1501)에서 실행되는 동작들의 전부 또는 일부는 다른 하나 또는 복수의 외부 전자 장치에서 실행될 수 있다. 일실시예에 따르면, 전자 장치(1501)가 어떤 기능이나 서비스를 자동으로 또는 요청에 의하여 수행해야 할 경우에, 전자 장치(1501)는 기능 또는 서비스를 자체적으로 실행시키는 대신에 또는 추가적으로, 그와 연관된 적어도 일부 기능을 외부 전자 장치에게 요청할 수 있다. 상기 요청을 수신한 외부 전자 장치는 요청된 기능 또는 추가 기능을 실행하고, 그 결과를 전자 장치(1501)로 전달할 수 있다. 전자 장치(1501)는 수신된 결과를 그대로 또는 추가적으로 처리하여 요청된 기능이나 서비스를 제공할 수 있다. 이를 위하여, 예를 들면, 클라우드 컴퓨팅, 분산 컴퓨팅, 또는 클라이언트-서버 컴퓨팅 기술이 이용될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어 "모듈"은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구성된 유닛을 포함하며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로 등의 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)으로 구성될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)(예: 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체(machine-readable storage media)(예: 내장 메모리(1536) 또는 외장 메모리(1538))에 저장된 명령어를 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램(1540))로 구현될 수 있다. 기기는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 전자 장치(예: 전자 장치(1501))를 포함할 수 있다. 상기 명령이 프로세서(예: 프로세서(1520))에 의해 실행될 경우, 프로세서가 직접, 또는 상기 프로세서의 제어하에 다른 구성요소들을 이용하여 상기 명령에 해당하는 기능을 수행할 수 있다. 명령은 컴파일러 또는 인터프리터에 의해 생성 또는 실행되는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
일시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 온라인으로 배포될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따른 구성 요소(예: 모듈 또는 프로그램) 각각은 단수 또는 복수의 개체로 구성될 수 있으며, 전술한 해당 서브 구성 요소들 중 일부 서브 구성 요소가 생략되거나, 또는 다른 서브 구성 요소가 다양한 실시예에 더 포함될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 일부 구성 요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 개체로 통합되어, 통합되기 이전의 각각의 해당 구성 요소에 의해 수행되는 기능을 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따른, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적, 병렬적, 반복적 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 적어도 일부 동작이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 다른 동작이 추가될 수 있다. 따라서, 본 문서의 범위는, 본 문서의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 전자 장치에 있어서,
    투명 부재;
    복수의 픽셀들 및 상기 복수의 픽셀들 사이에 광이 투과될 수 있는 적어도 하나의 투과 영역을 포함하고 상기 투명 부재 아래에 배치되는 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널 아래에 배치되고, 상기 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들 통해 출력되고 상기 투명 부재에 근접 또는 접촉한 외부 객체에 의해 반사된 후 상기 적어도 하나의 투과 영역을 투과한 광을 획득할 수 있는 생체 센서; 및
    상기 생체 센서와 상기 디스플레이 패널 사이에 상기 생체 센서와 일정 거리 이격되어 배치되고, 상기 적어도 하나의 투과 영역을 투과한 투과광의 적어도 일부에 대한 광학적인 경로를 변경할 수 있는 광경로 변경 부재를 포함하고,
    상기 광경로 변경 부재는 상기 디스플레이 패널과 제1 거리 이격되고, 상기 제1 거리는 상기 투과광의 회절에 의한 간섭이 지정된 크기 이하가 되도록 설정되며,
    상기 광경로 변경 부재는,
    상기 투과광을 집광하기 위한 적어도 하나의 홀; 및
    상기 적어도 하나의 홀을 제외한 영역에 코팅되고, 상기 투과광의 입사 또는 반사를 차단하는 제1 광차단층을 포함하는 전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광경로 변경 부재는,
    상기 생체 센서와 상기 제 1 거리를 초과하는 제 2 거리만큼 이격되어 배치되는 전자 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널과 상기 생체 센서 사이에 배치되고, 홀을 포함하는 후면 패널을 더 포함하고,
    상기 광경로 변경 부재는,
    상기 홀의 내부에 배치되는 전자 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널과 상기 후면 패널의 사이에 배치되어, 상기 홀을 제외한 영역에 대한 상기 투과광의 입사 또는 반사를 차단하는 제2 광차단층을 더 포함하고,
    상기 제2 광차단층은, 상기 제1 광차단층과 임계차이 미만의 굴절률을 갖는 전자 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 후면 패널은,
    상기 디스플레이 패널의 아래에 배치되는 제 1 홀을 포함하는 제 1 보호층; 및
    상기 제 1 보호층의 아래에 배치되는 제 2 홀을 포함하는 제 2 보호층을 포함하고,
    상기 제 2 홀의 크기는 상기 제 1 홀의 크기를 초과하고,
    상기 광경로 변경 부재는,
    제 1 접착 부재를 이용하여 상기 제 1 보호층에 고정되고,
    상기 생체 센서는,
    제 2 접착 부재를 이용하여 상기 제 2 보호층에 고정되는 전자 장치.
  7. ◈청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 4 항에 있어서,
    상기 홀 내부와 상기 광경로 변경 부재 사이에 배치되고, 상기 광경로 변경 부재의 굴절률 또는 상기 후면 패널의 굴절률과 임계차이 미만의 굴절률을 갖는 접착 부재;를 더 포함하는 전자 장치.
  8. ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 4 항에 있어서, 상기 광경로 변경 부재에서,
    상기 디스플레이 패널과 연접하는 면의 모서리는, 라운딩 처리되는 전자 장치.
  9. ◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 4 항에 있어서, 상기 홀은,
    상기 광경로 변경 부재의 배치 위치를 안내하는 가이드부;
    상기 광경로 변경 부재를 상기 홀의 내부에 접착하기 위한 접착 부재가 주입되는 주입부;를 포함하는 전자 장치.
  10. ◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 9 항에 있어서,
    상기 홀을 위에서 내려다 볼 때,
    상기 가이드부는,
    상기 광경로 변경 부재의 모서리 영역의 형상에 대응하도록 형성되고,
    상기 주입부는,
    상기 광경로 변경 부재의 측면으로부터 상기 측면의 외부를 향하여 지정된 폭만큼 연장된 전자 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 광경로 변경 부재는,
    상기 투과된 광을 상기 생체 센서를 향하는 방향으로 집광하기 위한 상기 적어도 하나의 홀을 포함하는 광학층을 포함하고,
    상기 제1 광차단층은 상기 광학층의 위에 배치되고, 상기 적어도 하나의 홀을 제외한 상기 광학층의 상면에 배치되어 상기 투과광의 입사 또는 반사를 차단하도록 설정된 전자 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 광경로 변경 부재는,
    제 1 화각을 갖는 제 1 광학층과 상기 제 1 화각 미만의 제 2 화각을 갖는 제 2 광학층을 포함하고,
    상기 제 1 광학층과 상기 제 2 광학층은 상호 이어지도록 형성되고,
    상기 제 1 광학층은, 상기 투과광을 집광하고,
    상기 제 2 광학층은, 상기 제 1 광학층을 통과한 상기 투과광을 집광하도록 형성된 전자 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 광경로 변경 부재는,
    적색 및 근적외선 대역의 광을 차단하는 필터층; 및
    상기 필터층의 아래에 배치되고, 상기 투과광을 상기 생체 센서를 향하는 방향으로 집광하기 위한 상기 적어도 하나의 홀을 포함하는 광학층
    을 포함하는 전자 장치.
  14. ◈청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 13 항에 있어서, 상기 필터층은,
    상기 광경로 변경 부재의 후면과 지정된 거리 이격되어 상기 적어도 하나의 홀이 형성되지 않는 상기 후면의 가장자리 영역에 고정되도록 형성된 전자 장치.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 광경로 변경 부재는,
    상기 투과광을 상기 생체 센서를 향하는 방향으로 집광하기 위한 상기 적어도 하나의 홀을 포함하는 광학층; 및
    상기 디스플레이 패널과 상기 광학층 사이에 배치되어, 상기 디스플레이 패널과 상기 광학층을 지정된 거리만큼 이격하는 버퍼층
    을 더 포함하는 전자 장치.
  16. 전자 장치에 있어서,
    복수의 픽셀들 및 상기 복수의 픽셀들 사이에 광이 투과될 수 있는 적어도 하나의 투과 영역을 포함하는 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널의 아래에 배치되고, 홀이 형성된 후면 패널;
    적어도 일부가 상기 홀의 내부에 배치되고, 상기 복수의 픽셀들 중 적어도 일부 픽셀들 통해 출력되어 상기 디스플레이 패널의 상면에 근접한 외부 객체에 반사된 후 상기 적어도 하나의 투과 영역을 투과한 투과광을 집광하는 광경로 변경 부재; 및
    상기 후면 패널의 아래에 배치되고, 상기 광경로 변경 부재를 통과한 상기 투과광을 획득할 수 있는 지문 센서
    를 포함하고,
    상기 광경로 변경 부재는 상기 디스플레이 패널과 제1 거리 이격되고, 상기 제1 거리는 상기 투과광의 회절에 의한 간섭이 지정된 크기 이하가 되도록 설정되며,
    상기 광경로 변경 부재는,
    상기 투과광을 집광하기 위한 적어도 하나의 홀; 및
    상기 적어도 하나의 홀을 제외한 영역에 코팅되고, 상기 투과광의 입사 또는 반사를 차단하는 제1 광차단층을 포함하는 전자 장치.
  17. ◈청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 16 항에 있어서, 상기 광경로 변경 부재는,
    상기 지문 센서와 상기 제 1 거리를 초과하는 제 2 거리만큼 이격되어 배치되는 전자 장치.
  18. 삭제
  19. ◈청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 16 항에 있어서,
    상기 디스플레이 패널과 상기 후면 패널의 사이에 배치되어, 상기 홀을 제외한 영역에 대한 상기 투과광의 입사 또는 반사를 차단하는 제2 광차단층을 더 포함하고,
    상기 제2 광차단층은, 상기 제1 광차단층과 임계차이 미만의 굴절률을 갖는 전자 장치.
  20. ◈청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제 16 항에 있어서,
    상기 후면 패널은,
    상기 디스플레이 패널의 아래에 배치되는 제 1 홀을 포함하는 제 1 보호층; 및
    상기 제 1 보호층의 아래에 배치되는 제 2 홀을 포함하는 제 2 보호층을 포함하고,
    상기 제 2 홀의 크기는 상기 제 1 홀의 크기를 초과하고,
    상기 광경로 변경 부재는,
    제 1 접착 부재를 이용하여 상기 제 1 보호층에 고정되고,
    상기 지문 센서는,
    제 2 접착 부재를 이용하여 상기 제 2 보호층에 고정되는 전자 장치.
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