KR101443292B1 - 디지타이저용 자기장 차폐시트 및 이를 구비한 휴대 단말기 - Google Patents

디지타이저용 자기장 차폐시트 및 이를 구비한 휴대 단말기 Download PDF

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Abstract

본 발명의 자기장 차폐시트는 디지타이저 후면에 배치되는 메인 자기장 차폐시트와, 상기 메인 자기장 차폐시트의 4면 가장자리 중 적어도 한 면에 부착되어 마그네슘 프레임에 의해 디지타이저에 영향을 미치는 것을 방지하는 서브 자기장 차폐시트를 포함하고, 상기 메인 자기장 차폐시트는 다수의 조각으로 형성되는 차폐층과, 상기 차폐층의 일면에 접착되는 커버층과, 상기 차폐층의 타면에 접착되는 양면 테이프로 구성되어, 휴대 단말기 내부에 장착되는 부품에서 발생되는 자기장은 메인 자기장 차폐시트에서 차폐하고, 서브 자기장 차폐시트가 마그네슘 프레임에 의해 디지타이저에 영향을 미치는 것을 방지하여 디지타이저 성능을 향상시킨다.

Description

디지타이저용 자기장 차폐시트 및 이를 구비한 휴대 단말기{Magnetic Shielding Sheet for Digitizer and Portable Terminal having the Same}
본 발명은 지자기 센서에 미치는 영향을 최소화하면서도 휴대 단말기에 디지타이저 기능을 구현할 때 휴대 단말기에 내장되는 각종 부품으로부터 발생하는 자기장을 차폐함과 동시에 전자펜의 감도 향상을 도모할 수 있는 디지타이저용 자기장 차폐시트 및 이를 구비한 휴대 단말기기에 관한 것이다.
최근 들어 디지타이저 기능을 탑재한 스마트폰과 같은 휴대 단말기기가 출시되어 인기를 끌고 있다. 상기 전자펜을 이용한 디지타이저는 약 0.7mm 두께의 선을 그릴 수 있어 3-4mm 두께로 인식하는 정전 용량식 터치패널보다 정교하기 때문에 세밀한 작업이 용이하게 이루어질 수 있다.
이러한 디지타이저 기능은 스마트폰과 같은 소형 휴대 단말기뿐만 아니라 대형 디스플레이를 채용하고 있는 대화면 태블릿(tablet) PC 등에도 적용되고 있다.
전자기 유도현상을 이용한 디지타이저 기능을 휴대 단말기에서 사용하기 위해서는 휴대 단말기기 본체의 각종 부품으로부터 발생하는 전자기장을 차폐하기 위한 자기장 차폐시트가 디지타이저 패널과 메인회로기판 사이에 삽입되어 사용되고 있다.
종래의 리본을 이용한 전자파 차폐재는 한국 등록특허공보 10-0460297(2004년 11월 26일)에 개시된 바와 같이, Ni-Fe-Mo, Fe-Si 및 뮤메탈 중에서 선택되는 비투자율이 1000 이상인 어느 하나의 금속 또는 합금으로 구성되고, 두께는 1㎛에서 900㎛ 이하이며, 폭은 1㎜에서 90㎜의 범위인 금속 리본과, 상기 금속 리본의 적어도 일면에 형성된 점착층을 포함한다.
이러한 종래의 전자파 차폐재는 금속 리본이 평판 형태일 경우 금속 리본의 측면을 따라 외부로부터 자기장이 인가될 때 금속 리본의 평면을 따라 통과하여 자기장이 입력된 금속 리본의 반대측으로 발산이 이루어지게 된다.
그리고, 휴대 단말기에 전자펜 기능이 추가될 경우 단말기 본체에 디지타이저 패널이 장착되고, 이 경우 단말기 본체에 내장된 각종 부품에서 발생되는 자기장에 의해 디지타이저 기능에 영향을 미치는 것을 방지하고자 자기장 차폐시트가 구비된다.
단말기 본체에는 단말기 본체의 전체 강도를 보강하고 각종 부품을 지지하기 위한 프레임이 설치되는데, 현재 무게가 가볍고 강도가 강한 마그네슘 프레임이 주로 사용되고 있다.
하지만, 마그네슘 프레임을 사용할 경우 마그네슘 프레임의 마그네슘 재질에 의해 디지타이저가 영향을 받게 되어 디지타이저 기능이 저하되는 문제가 있다.
한국 등록특허공보 10-0460297(2004년 11월 26일)
따라서, 본 발명의 목적은 마그네슘 프레임에 의해 디지타이저가 영향을 받는 것을 차단할 수 있는 자기장 차폐시트 및 이를 구비한 휴대 단말기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 Fe계 비정질 합금의 리본을 열처리할 때 임계온도 이상의 온도로 과열처리하여 시트의 투자율을 최적의 투자율로 낮춤에 따라 디지타이저의 감도를 향상시키면서 지자기 센서에 영향을 미치지 않으며, 단말기 본체의 각종 부품으로부터 발생하는 전자기장을 차폐하는 자기장 차폐시트 및 이를 구비한 휴대 단말기를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 자기장 차폐시트는 디지타이저 후면에 배치되는 메인 자기장 차폐시트와, 상기 메인 자기장 차폐시트의 4면 가장자리 중 적어도 한 면에 부착되어 마그네슘 프레임에 의해 디지타이저에 영향을 미치는 것을 방지하는 서브 자기장 차폐시트를 포함하고, 상기 메인 자기장 차폐시트는 다수의 조각으로 형성되는 차폐층과, 상기 차폐층의 일면에 접착되는 커버층과, 상기 차폐층의 타면에 접착되는 양면 테이프를 포함한다.
본 발명의 서브 자기장 차폐시트는 일정 폭을 갖는 띠 형태로 형성되어 메인 자기장 차폐시트의 가장자리에 부착되고 상기 메인 자기장 차폐시트와 동일한 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 휴대 단말기는 케이스와, 케이스의 전면에 배치되는 디스플레이 패널과, 상기 디스플레이 패널의 후면에 배치되는 디지타이저 패널과, 상기 디지타이저 패널의 후면에 배치되는 자기장 차폐시트와, 상기 케이스 내부에 장착되는 마그네슘 프레임을 포함하고, 상기 자기장 차폐시트는 디지타이저 후면에 배치되는 메인 자기장 차폐시트와, 상기 메인 자기장 차폐시트의 4면 가장자리 중 적어도 한 면에 부착되어 마그네슘 프레임에 의해 디지타이저에 영향을 미치는 것을 방지하는 서브 자기장 차폐시트를 포함하며, 상기 메인 자기장 차폐시트는 다수의 조각으로 형성되는 차폐층과, 상기 차폐층의 일면에 접착되는 커버층과, 상기 차폐층의 타면에 접착되는 양면 테이프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 자기장 차폐시트는 디스타이저의 후면에 부착되는 메인 자기장 차폐시트의 가장자리 중 적어도 한 면에 서브 자기장 차폐시트를 설치하여 메인 자기장 차폐시트가 단말기 본체에 내장된 부품에서 발생되는 전자파를 차폐하고, 서브 자기장 차폐시트가 마그네슘 프레임에 의해 디지타이저가 영향을 받는 것을 차단하여 디지타이저 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 자기장 차폐시트는 Fe계 비정질 합금의 리본을 열처리할 때 임계온도 이상의 온도로 과열처리하여 시트의 투자율을 최적의 투자율로 낮춤에 따라 디지타이저의 감도를 향상시키면서 지자기 센서에 영향을 미치지 않으며, 단말기 본체의 각종 부품으로부터 발생하는 전자기장을 차폐할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대 단말기의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐시트의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐시트의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐시트의 일부 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 자기장 차폐시트에 서브 자기장 차폐시트가 적층된 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대 단말기의 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 휴대 단말기는 케이스(100,110)와, 케이스(100,110) 내부 공간에 배치되고 각종 회로부품들이 실장되는 메인 PCB(미도시)와, 정보를 시각적으로 표시하는 디스플레이 패널(120)과, 전자펜 기능을 수행하는 디지타이저 패널(130)과, 디지타이저 패널(130)의 후면에 배치되어 케이스(100,110) 내부에 장착되는 각종 부품에서 발생되는 자기장을 차폐하여 디지타이저가 전자파에 의해 영향받을 것을 방지하는 자기장 차폐시트(300)와, 케이스(100,110) 내부에 실장되는 각종 부품을 고정시키고 케이스의 강도를 보강하는 프레임(150)을 포함한다.
케이스(100,110)는 투명창(102)이 구비되는 전방 케이스(100)와, 전방 케이스(100)와 결합되고 배터리 커버 역할을 하는 후방 케이스(110)를 포함한다.
디스플레이 패널(120)은 사용자의 터치에 의해 정보를 입력하는 터치 스크린으로 구비될 수 있다.
이와 같은 휴대 단말기는 휴대용이기 때문에 무게가 가벼우면서 강도가 강해야된다. 이를 위해 프레임(150)은 가벼우면서 강도가 강한 마그네슘 프레임이 사용된다.
자기장 차폐시트(300)는 도 2에 도시된 바와 같이, 디지타이저 패널(130)의 후면에 부착되어 휴대 단말기 내부에 설치되는 각종 부품에서 발생되는 자기장이 디지타이저 패널에 영향을 미치는 것을 차단하는 메인 자기장 차폐시트(310)와, 메인 자기장 차폐시트(310)의 4 면 가장자리 중 적어도 한 면에 부착되어 마그네슘 프레임(150)이 디지타이저 패널(130)에 영향을 미치는 것을 방지하는 서브 자기장 차폐시트(320)를 포함한다.
메인 자기장 차폐시트(310)에는 휴대 단말기에 내장되는 부품에서 발생되는 열을 방열시키는 방열시트(400)가 부착된다.
마그네슘 프레임의 경우 무게가 가볍고 강도가 강하기 때문에 휴대 단말기의 프레임으로 주로 사용되고 있다. 하지만, 마그네슘 프레임은 주요 재질이 마그네슘이기 때문에 디지타이저에 영향을 미치게 되어 디지타이저 성능이 저하되는 문제가 있다.
본 실시예에서는 이러한 마그네슘 프레임에 의한 디지타이저의 영향을 방지하기 위해 메인 자기장 차폐시트(310)의 4 면 가장자리 중 적어도 일 면에 서브 자기장 차폐시트(320)를 부착한다.
여기에서, 서브 자기장 차폐시트(320)는 일정 폭을 갖는 띠 형태로 형성되어 메인 자기장 차폐시트(310)의 가장자리에 부착되며, 메인 자기장 차폐시트(310)와 동일한 구조를 갖는다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐시트의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 자기장 차폐시트의 확대 단면도이다.
자기장 차폐시트(300)는 차폐층(10)과, 차폐층(10)의 일면에 접착되는 커버층(20)과, 차폐층(10)의 타면에 접착되는 양면 테이프(40)를 포함한다.
그리고, 차폐층(10)이 다층 구조인 경우 차폐층들 사이에는 다수의 차폐층들 사이를 접착하기 위한 접착층이 구비된다. 여기에서, 접착층은 양면 테이프가 사용될 수 있다.
차폐층(10)은 Fe계 비정질 합금, Co계 비정질 합금, 나노 결정립 합금 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
Fe계 비정질 합금은, 예를 들어, Fe-Si-B 합금을 사용할 수 있으며, Fe가 70-90atomic%, Si 및 B의 합이 10-30atomic%인 것이 바람직하다. Fe를 비롯한 금속의 함유량이 높을수록 포화자속밀도가 높아지지만 Fe 원소의 함유량이 과다할 경우 비정질을 형성하기 어려우므로, 본 발명에서는 Fe의 함량이 70-90atomic%인 것이 바람직하다. 또한, Si 및 B의 합이 10-30atomic%의 범위일 때 함금의 비정질 형성능이 가장 우수하다. 이러한 기본 조성에 부식을 방지시키기 위해 Cr, Co 등 내부식성 원소를20 atomic% 이내로 첨가할 수도 있고, 다른 특성을 부여하도록 필요에 따라 다른 금속 원소를 소량 포함할 수 있다.
상기 Fe-Si-B 합금은 예를 들어, 결정화 온도가 508℃이고, 큐리온도(Tc)가 399℃인 것을 사용할 수 있다. 그러나, 이러한 결정화 온도는 Si 및 B의 함량이나, 3원계 합금 성분 이외에 첨가되는 다른 금속 원소 및 그의 함량에 따라 변동될 수 있다.
본 발명은 Fe계 비정질 합금으로서 필요에 따라 Fe-Si-B-Co계 합금을 사용할 수 있다. 한편, 상기 박판 자성시트(2)는 Fe계 나노 결정립 자성 합금으로 이루어진 박판의 리본을 사용할 수 있다.
차폐층(10)은 15 ~ 35㎛의 두께를 갖는 것을 사용할 수 있다. 이 경우, 차폐층(10)의 열처리 후의 핸들링 공정을 고려하면 차폐층(10)의 두께는 25 ~ 30㎛로 설정되는 것이 바람직하다. 차폐층(10)의 두께가 얇을수록 열처리 후 핸들링시에 약간의 충격에도 차폐층(10)의 깨짐 현상이 발생할 수 있다.
그리고, 차폐층(10)이 플레이크 처리되어 다수의 조각으로 형성되는데, 이때 다수의 조각(12,14)의 크기는 수백 ㎛ ~ 1mm 로 형성되는 것이 바람직하다.
커버층(20)은 차폐층(10)의 일면에 부착되는 제1접착층(24)과, 제1접착층에 형성되어 차폐층(10)을 보호하는 커버 필름(22)을 포함한다.
커버 필름(22)은 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름으로 형성되는 것이 바람직하고, PET 필름 이외에 두께가 얇고 차폐층(10)을 보호할 수 있는 것이면 어떠한 재질도 사용이 가능하다.
제1접착층(24)은 열을 가하면서 가압하면 변형이 가능한 열가소성 접착제가 사용될 수 있고, 상온에서 가압하면 변형이 가능한 접착제도 사용이 가능하다.
그리고, 제1접착층(24)은 커버 필름(22)을 차폐층(10)의 일면에 부착할 수 있는 접착력을 유지하고 제1접착층(24)의 일부 접착제가 다수의 조각들(12,14) 사이의 틈새(60)에 채워져야 되므로, 제1접착층(24)의 두께는 차폐층(10)의 두께 대비 50% 이상으로 형성되는 것이 바람직하다.
일 예로, 커버필름(22)과 제1접착층(24)의 두께는 10~100㎛ 범위인 것을 사용할 수 있고, 바람직하게는 30㎛의 두께를 갖는 것이 좋다.
양면 테이프(40)는 기재(42)와, 기재(42)의 일면에 형성되고 차폐층(10)의 타면에 접착되는 제2접착층(44)과, 기재(42)의 타면에 형성되고 자기장 차폐시트를 전자기장 차폐를 위한 부품에 부착되는 제3접착층(46)을 포함한다.
그리고, 제3접착층(46)에는 제3접착층(46)을 보호하고, 자기장 차폐시트를 부착할 때 분리하는 이형 필름(50)이 부착된다.
기재(42)는 양면 테이프가 충분한 강도를 가질 수 있도록 지지해줄 수 있는 PET(Polyethylene Terephthalate) 필름이 사용될 수 있고, 제2접착층(44)과 제3접착층(46)은 제1접착층(24)과 마찬가지로 상온 이상의 열을 가한 후 가압하면 변형되는 열가소성 접착제나 상온에서 가압하면 변형이 가능한 접착제가 사용될 수 있다.
여기에서, 양면 테이프(40)의 두께는 10㎛~100㎛ 범위인 것을 사용할 수 있고, 바람직하게는 30㎛의 두께를 갖는 것이 좋다.
제2접착층(44)은 상온 또는 열을 가하면서 가압하면 제2접착층(44)의 일부가 다수의 조각들(12,14) 사이의 틈새(60)에 채워져서 접착막(62)을 형성한다.
따라서, 제2접착층(44)은 양면 테이프(40)를 차폐층(10)의 타면에 부착할 수 있는 접착력을 유지하고, 제2접착층(44)의 일부 접착제가 다수의 조각들(12,14) 사이의 틈새(60)에 채워져야 되므로, 제2접착층(44)의 두께는 차폐층(10)의 두께 대비 50% 이상으로 형성되는 것이 바람직하다.
접착막(62)은 자기장 차폐시트의 양면을 상온 또는 열을 가하면서 가압하면 제1접착층(22)의 일부가 틈새(60)로 유입되고, 제2접착층(44)도 마찬가지로 틈새(60)로 유입되어 틈새(60)로 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있는 구조를 갖는다.
이와 같이, 접착막(62)이 조각들(12,14) 사이의 틈새(60)를 채우기 때문에 틈새(60)로 수분이 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다. 따라서, 차폐층(10)의 산화를 방지할 수 있어 차폐층(10)의 외관이 변형되거나 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 조각들(12,14) 사이의 틈새(60)를 채우기 위해 별도의 공정 및 별도의 접착제가 불필요하여 제조공정 및 비용을 절약할 수 있다. 즉, 자기장 차폐시트를 제조한 후 상온 또는 열을 가하면서 차폐시트의 양면을 가압하면 커버 필름(22)을 차폐층(10)의 일면에 부착하는 역할을 하는 제1접착층(24)의 일부가 틈새(60)로 유입되고, 자기장 차폐시트를 다른 부품에 부착하는 역할을 하는 양면 테이프(40)의 제2접착층(44)의 일부가 틈새(60)로 유입되어 접착막(62)을 형성하기 때문에 접착막을 형성하기 위한 별도의 접착제 및 공정이 불필요하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 자기장 차폐시트에 서브 자기장 차폐시트가 적층된 구조를 나타낸 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 서브 자기장 차폐시트(320)는 위에서 설명한 메인 자기장 차폐시트(310)의 구조와 동일하고, 메인 자기장 차폐시트(310)의 상면에 부착된다. 즉, 자기장 차폐시트(300)는 이형필름을 제거한 후 양면 테이프를 메인 자기장 차폐시트(310)의 가장자리에 부착하여 자기장 차폐시트가 이중으로 적층되는 구조를 갖는다.
이와 같이, 본 실시예에 따른 자기장 차폐시트(300)는 메인 자기장 차폐시트(310)가 휴대 단말기에 내장되는 부품에 발생되는 자기장을 차폐하고, 서브 자기장 차폐시트(320)가 마그네슘 프레임(150)이 디지타이저에 영향을 미치는 것을 차단하여 디지타이저의 성능을 향상시킨다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
10: 차폐층 12,14: 조각들
20: 커버층 24: 제1접착층
22: 커버 필름 40: 양면 테이프
42: 기재 44: 제2접착층
100: 전방 케이스 110: 후방 케이스
120: 디스플레이 패널 130:디지타이저 패널
150: 프레임 300: 자기장 차폐시트
310: 메인 자기장 차폐시트 320: 서브 자기장 차폐시트

Claims (6)

  1. 디지타이저 후면에 배치되며 디지타이저에 영향을 미치는 것을 방지하는 메인 자기장 차폐시트;
    상기 메인 자기장 차폐시트의 4면 가장자리 중 적어도 한 면에 이중으로 적층되어 마그네슘 프레임에 의해 디지타이저에 영향을 미치는 것을 방지하는 서브 자기장 차폐시트를 포함하고,
    상기 메인 자기장 차폐시트는 플레이크 처리되어 다수의 조각으로 형성되는 차폐층과, 상기 차폐층의 일면에 접착되는 커버층과, 상기 차폐층의 타면에 접착되는 양면 테이프를 포함하며,
    상기 차폐층은 Fe계 비정질 합금, Co계 비정질 합금, 나노 결정립 합금 중 어느 하나가 사용되고,
    상기 서브 자기장 차폐시트는 일정 폭을 갖는 띠 형태로 형성되어 상기 메인 자기장 차폐시트의 가장자리에 부착되고 상기 메인 자기장 차폐시트와 동일한 구조를 갖는 자기장 차폐시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커버층과 양면 테이프에 포함된 접착층의 일부가 상기 다수의 조각 사이의 틈새에 채워지는 것을 특징으로 하는 자기장 차폐시트.
  3. 삭제
  4. 케이스와, 케이스의 전면에 배치되는 디스플레이 패널과, 상기 디스플레이 패널의 후면에 배치되는 디지타이저 패널과, 상기 디지타이저 패널의 후면에 배치되는 자기장 차폐시트와, 상기 케이스 내부에 장착되는 마그네슘 프레임을 포함하고,
    상기 자기장 차폐시트는 디지타이저 후면에 배치되며 디지타이저에 영향을 미치는 것을 방지하는 메인 자기장 차폐시트;
    상기 메인 자기장 차폐시트의 4면 가장자리 중 적어도 한 면에 부착되어 마그네슘 프레임에 의해 디지타이저에 영향을 미치는 것을 방지하는 서브 자기장 차폐시트를 포함하며,
    상기 메인 자기장 차폐시트는 플레이크 처리되어 다수의 조각으로 형성되는 차폐층과, 상기 차폐층의 일면에 접착되는 커버층과, 상기 차폐층의 타면에 접착되는 양면 테이프를 포함하며,
    상기 차폐층은 Fe계 비정질 합금, Co계 비정질 합금, 나노 결정립 합금 중 어느 하나가 사용되고,
    상기 서브 자기장 차폐시트는 일정 폭을 갖는 띠 형태로 형성되어 상기 메인 자기장 차폐시트의 가장자리에 부착되고 상기 메인 자기장 차폐시트와 동일한 구조를 갖는 휴대 단말기.
  5. 삭제
  6. 삭제
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