KR20100062539A - 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치 및 그 설치 방법 - Google Patents

휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치 및 그 설치 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 휴대용 단말기의 알에프아이디(Radio Frequency Identification; RFID) 안테나 장치는, 디스플레이 장치가 설치되는 하우징; 상기 하우징에 부착되어 상기 디스플레이 장치를 보호함과 아울러, 일부분을 통해 상기 디스플레이 장치로부터 출력되는 화면을 투과시키는 윈도우; 및 상기 윈도우 상에 배치되는 안테나 패턴을 포함하고, 상기 안테나 패턴은 화면이 투과되는 부분의 둘레를 따라, 또는 화면이 투과되는 부분의 일측에 형성된다. 상기와 같이 구성된 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치는 배터리 팩의 구조를 단순화하고 제조를 용이하게 함으로써 제조 비용을 절감하는데 기여하며, 비접촉식 카드 기능을 구현하면서도 배터리 팩 커버 등을 금속성 재질로 제작하는 것을 가능하게 함으로써 단말기의 외관을 고급화하는데 기여할 수 있다.
단말기, 알에프아이디 안테나, SIM, 윈도우

Description

휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치 및 그 설치 방법 {RADIO FREQUENCY IDENTIFICATION ANTENNA APPARATUS FOR PORTABLE TERMINAL AND INSTALLING METHOD THEREOF}
본 발명은 휴대용 단말기에 관한 것으로서, 특히, 휴대용 단말기를 이용한 비접촉식 결제 시스템 등에 이용되는 알에프아이디(Radio Frequency Identification; RFID) 기능을 제공하기 위한 안테나 장치에 관한 것이다.
통상적으로, 휴대용 단말기라 함은 사용자가 휴대하고 다니면서, 이동통신 서비스를 이용할 수 있게 하는 기기를 의미하는 것으로서, 휴대용 단말기를 통한 이동통신 서비스는 남녀노소에 걸쳐 보편화되고 있다.
또한, 무선통신 기술과 전자통신 기술의 발달로 인하여 음성 통화나 단순 메시지 전송에서부터 동영상 파일 전송이나 화상 통화와 같은 대용량, 고속 전송이 요구되는 무선 통신이 가능해짐에 따라, 휴대용 단말기를 이용한 서비스 영역은 다양한 분야로 확대되고 있다. 예를 들면, 앞서 언급한 바와 같이, 단순한 음성 통화나 단순 메시지 전송 서비스 영역에서, 휴대용 단말기를 이용한 이동통신 서비스는 화상통화 영역으로 그 시장을 확대하고 있으며, 동영상 콘텐츠나 인터넷을 통한 메 일 확인 및 송신 또한 가능해지고 있다.
한편, 휴대용 단말기에는 가입자 인증모듈(subscriber identification moudle; SIM)을 이용한 사용자 식별 카드의 기능이 탑재되고 있는데, 이러한 식별 카드에는 점차 비접촉식 카드 등의 기능이 탑재되고 있다. 이러한 비접촉식 카드는 리더기가 설치된 업소나 대중 교통 이용시 신용카드 결제 기능을 제공하게 된다. 또한, 기업체나 공공기관에서는 이러한 비접촉식 카드를 이용한 출입 통제나 자료의 반입/반출 통제와 같은 보안 시스템을 갖추게 되는데, 이러한 보안 시스템에서도 휴대용 단말기의 비접촉식 카드 기능이 활용될 수 있다.
비접촉식 카드 기능은 리더기와 휴대용 단말기 또는 비접촉식 카드와의 무선 통신을 통해 이루어진다. 즉, 비접촉식 카드 기능을 가지는 휴대용 단말기나 비접촉식 카드는 리더기와의 무선 통신을 위한 알에프아이디 안테나 장치를 구비하는 것이다. 휴대용 단말기는 휴대성 등을 고려하여 소형, 경량화가 필수적으로 요구되며, 비접촉식 카드 또한 지갑 등에 수납하기 용이해야 하기 때문에, 휴대용 단말기 등에 설치하기 위한 알에프아이디 안테나 장치의 설계 요건은 까다로울 수 밖에 없다. 또한 알에프아이디 안테나 장치를 설계함에 있어서, 휴대용 단말기의 경우에는, 휴대성을 고려함과 동시에, 그 자체로서 무선 통신 기능을 수행하기 때문에, 무선 통신 안테나, 내부 회로 장치와 같이 고주파를 발생시키는 요소들과의 간섭 등을 고려해야만 한다.
종래의 알에프아이디 안테나 장치는 가요성 인쇄회로 형태로 제작되어 배터리 팩에 부착되며, 배터리 팩이 휴대용 단말기에 장착된 때 배터리 팩에 부착된 알 에프아이디 안테나 장치는 휴대용 단말기에 비접촉식 카드 기능을 제공할 수 있게 된다.
그러나 휴대용 단말기의 비접촉식 카드 기능을 위하여, 배터리 팩에 설치된 알에프아이디 안테나 장치는 개별 배터리 팩에 모두 설치되어야 하기 때문에, 제조 비용을 가중시키는 문제점이 있다. 즉, 사용자가 여분의 배터리 팩을 가지게 된다면, 실제로 단말기에 장착되지 않은 배터리 팩에도 안테나 알에프아이디 안테나 장치가 불필요하게 설치되어 있으므로, 배터리 팩 제조 비용이 증가되는 것이다.
더욱이, 알에프아이디 안테나 장치가 배터리 팩에 장착된 경우, 배터리 팩에는 전원 공급을 위한 단자 뿐만 아니라, 안테나 장치의 급전/접지를 위한 단자를 추가로 설치해야 하기 때문에, 배터리 팩 접속을 위한 단자 및 회로의 구성이 복잡해지는 단점이 있다.
또한, 배터리 팩에 알에프아이디 안테나 장치를 설치한 경우, 안테나 장치를 단말기의 외측으로 향하게 배치하게 되는데, 이때, 알에프아이디 안테나 장치의 무선 통신을 위해서는 배터리 팩 커버나 배터리 팩 하우징은 불가피하게 합성수지 재질로 제작되어야만 한다. 그러나 이는 단말기 디자인의 고급화를 위해 금속성 재질로 단말기의 외관을 금속성 재질로 제작하는 최근의 추세에 역행하는 결과를 초래하고 있다.
이에, 본 발명은 휴대용 단말기에 비접촉식 카드 기능을 제공하면서도 저렴하게 제조할 수 있는 알에프아이디 안테나 장치 및 그 설치 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 배터리 팩의 접속 단자 및 회로의 구성을 단순화해 배터리 팩의 제조를 용이하게 할 수 있는 알에프아이디 안테나 장치 및 그 설치 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 휴대용 단말기의 외관을 고급화하는데 기여할 수 있는 알에프아이디 안테나 장치 및 그 설치 방법을 제공하고자 한다.
따라서 본 발명에 따른 휴대용 단말기의 알에프아이디(Radio Frequency Identification; RFID) 안테나 장치는,
디스플레이 장치가 설치되는 하우징;
상기 하우징에 부착되어 상기 디스플레이 장치를 보호함과 아울러, 일부분을 통해 상기 디스플레이 장치로부터 출력되는 화면을 투과시키는 윈도우; 및
상기 윈도우 상에 배치되는 안테나 패턴을 포함하고,
상기 안테나 패턴은 화면이 투과되는 부분의 둘레를 따라, 또는 화면이 투과되는 부분의 일측에 형성된다.
상기 알에프 아이디 안테나 장치는, 상기 안테나 패턴과 하우징 사이, 또는 상기 안테나 패턴과 윈도우 사이에 배치되는 전파 흡수체를 더 구비할 수 있으며, 상기 안테나 패턴은 루프 안테나 형상으로 인쇄됨이 바람직하다.
아울러, 상기 안테나 패턴의 일단에는 접촉 단자가 제공되고, 상기 단말기에 수용되는 회로 기판에 전도성 고무 재질의 접점 돌기들이 형성되어, 상기 접촉 단자에 접속된다.
상기 알에프아이디 안테나 장치는 상기 하우징과 윈도우 사이에 개재되는 외관 장식용 데코레이션 패드를 더 구비할 수 있다. 이때, 상기 안테나 패턴은 상기 데코레이션 패드의 내측면에 형성됨이 바람직하다. 또 한편으로는, 상기 알에프 아이디 안테나 장치는, 상기 데코레이션 패드의 내측면에 부착되는 베이스 필름을 더 구비할 수 있으며, 상기 안테나 패턴은 전자 잉크로 상기 베이스 필름에 인쇄된 방사 패턴으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 알에프아이디 안테나 장치는, 상기 윈도우의 일면에 부착되는 터치 스크린 판넬을 더 구비할 수 있으며, 상기 터치 스크린 판넬은 적어도 1매의 투명 전도성 필름(Indium-Tin Oxide film; ITO film)을 구비하며, 상기 안테나 패턴은 전자 잉크로 상기 투명 전도성 필름 상에 인쇄된 방사 패턴으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 투명 전도성 필름에는 전파 흡수체가 적층되어 상기 투명 전도성 필름과 안테나 패턴 사이에 개재될 수 있다.
상기 알에프아이디 안테나 장치가 상기 터치 스크린 판넬을 구비하는 경우, 상기 터치 스크린 판넬은 상기 윈도우의 외측면에 부착될 수 있다.
또한, 상기 알에프아이디 안테나 장치는, 상기 윈도우의 내측면에 인쇄되는 외관 장식용 데코레이션 인쇄층을 더 구비할 수 있으며,
이때, 상기 안테나 패턴은 전자 잉크로 상기 데코레이션 인쇄층에 인쇄되는 방사 패턴으로 구성되거나, 상기 데코레이션 인쇄층의 내측면에 부착되는 베이스 필름에 전자 잉크로 인쇄된 방사 패턴으로 구성될 수 있다.
이러한 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치를 설치하는 방법은,
상기 단말기의 디스플레이 장치를 덮는 윈도우를 제작하는 윈도우 제작 단계;
전자 잉크로 상기 윈도우의 일면 상에 방사 패턴을 인쇄하여 안테나 패턴을 형성하는 패턴 형성 단계; 및
상기 안테나 패턴이 형성된 상기 윈도우의 일면을 코팅하는 라미네이팅(laminating) 단계를 포함한다.
상기와 같은 설치 방법에 있어서는, 상기 라미네이팅 단계 전에 상기 윈도우의 일면에서 적어도 상기 안테나 패턴이 형성된 부분을 전파 흡수체로 도포하는 차폐 단계를 더 포함할 수 있다.
상기한 알에프아이디 안테나 장치의 설치 방법은, 상기 차폐 단계 후 상기 윈도우 및 전자 잉크를 소성/경화시키는 열처리 단계를 더 포함할 수 있는데, 상기 윈도우가 유리(glass) 재질로 제작된다면, 소성/경화는 450도 이상 500도 이하의 온도 범위에서 이루어지며, 상기 윈도우는 폴리카보네이트(poly carbonate) 또는 아크릴(acrylic)과 같은 합성수지 재질로 제작된 경우에는 100도 이상 150도 이하의 온도 범위에서 열처리 단계가 진행됨이 바람직하다.
이때, 상기 휴대용 단말기의 디스플레이 장치가 터치 스크린 판넬을 포함한다면, 상기 패턴 형성 단계에서 형성되는 안테나 패턴은 상기 투명 전도성 필름에 형성될 수 있다.
또한, 상기한 알에프아이디 안테나 장치의 설치 방법은 상기 윈도우의 일면에 외관 장식용 데코레이션 인쇄층을 형성하는 외관 장식 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 안테나 패턴은 상기 데코레이션 인쇄층에 인쇄될 수 있다.
상기와 같이 구성된 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치는 디스플레이 장치의 윈도우에 설치됨으로써, 종래의 배터리 팩에 장착된 구조와 비교할 때, 개별 배터리 팩에 설치될 필요가 없으므로, 제조 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다. 또한, 배터리 팩의 단자 구조를 단순화하고, 전자 잉크로 인쇄함으로서 제조 비용 절감뿐만 아니라 제조가 용이한 장점이 있다.
또한, 배터리 팩에 알에프아이디 안테나 장치가 설치된 경우, 배터리 팩의 커버 또는 하우징을 금속성 재질로 제작할 수 없지만, 본 발명에서와 같이 디스플레이 장치의 윈도우에 안테나 장치를 설치함으로써, 배터리 팩 커버 또는 하우징의 외관을 고급화하는데 기여하게 되었다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 알에프아이디 안테나 장치를 구비하는 휴대용 단말기(100)를 나타내는 분리 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 휴대용 단말기(100)를 나타내는 단면도이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 알에프아이디 안테나 장치를 구비하는 휴대용 단말기(100)는 본체를 이루는 하우징(101)과 윈도우(103) 사이에 상기 알에프아이디 안테나 장치(이하, 'RFID 안테나 장치'라 칭함)가 배치된다. 구체적으로, 상기 RFID 안테나 장치는 상기 하우징(101)과 윈도우(103) 사이에 개재되는 데코레이션 패드(102)에 설치된다.
상기 단말기(100)는 그 일면의 대부분에 디스플레이 장치(111)가 설치된 구성이며, 그 상단부와 하단부에는 각각 수화부(113)와 송화부(114)가 설치되어 있다. 아울러, 상기 디스플레이 장치(111)의 하측에는 통화 시작/종료와 메뉴 호출에 이용되는 키(117) 등이 설치되어 있다.
상기 디스플레이 장치(111)는 상기 하우징(101)에 부착되는 상기 윈도우(103)에 의해 덮어지며, 상기 윈도우(103)는 폴리카보네이트, 아크릴과 같은 투명한 합성수지나 유리(glass) 재질로 제작되어, 상기 디스플레이 장치(111)에 의해 출력되는 화면을 투과시키게 된다. 다만, 상기 윈도우(103)의 일부분은 양면 테이프(129; 도 2에 도시됨) 등을 통해 상기 하우징(101)에 부착됨은 자명하다.
상기 RFID 안테나 장치는 상기 윈도우(103) 상에 부착되되, 화면이 투과되는 부분을 둘러싸게 위치되거나, 화면이 투과되는 부분의 일측에 위치된다. 본 실시 예에서, 상기 RFID 안테나 장치는 상기 윈도우(103) 상에서 화면이 투과되는 부분의 일측에 위치되며, 상기 키(117)를 둘러싸게 설치된다.
한편, 상기 윈도우(103)의 내측면에 부착된 상기 데코레이션 패드(102)는 상기 윈도우(103)와 하우징(101)이 부착되는 부분을 은폐하면서, 장식효과를 제공하게 된다. 구체적으로, 상기 데코레이션 패드(102)는 상기 단말기(100)의 외관 디자인에 따라 다양한 색상으로 도색되며, 제품 브랜드, 통신 회사 로고 등을 인쇄할 수 있다.
이때, 본 실시 예에서 상기 데코레이션 패드(102)는 상기 윈도우(103)와는 별도로 제작된 부품으로 도시되고 있지만, 상기 윈도우(103)의 내측면에 도료 또는 잉크로 도포된 인쇄층으로 이루어질 수 있음에 유의한다.
또한, 상기 RFID 안테나 장치는 상기 윈도우(103)의 내측면에 직접 부착되는 형태로 설치될 수 있지만, 상기 데코레이션 패드(102)를 통해 상기 윈도우(103)에 부착됨으로써 외부에 노출되지 않게 은폐됨이 바람직할 것이다.
도 2를 참조하면, 상기 RFID 안테나 장치는 상기 윈도우(103)의 내측면에 적층된 형태의 안테나 패턴(123), 전파 흡수체(125) 및 커버층(127)을 포함한다. 상기 안테나 패턴(123)은 상기 데코레이션 패드(102)의 몸체(121)에 전자 잉크로 인쇄된 방사패턴이며, 상기 안테나 패턴(123)이 인쇄된 후 상기 전파 흡수체(125)를 도포하는 것이 바람직하다. 이는 상기 안테나 패턴(123)으로부터 발생된 고주파가 상기 단말기(100)의 회로 장치들에 미치는 영향을 차단하거나, 반대로 상기 단말기(100)의 회로 장치들에 의해 발생될 수 있는 고주파의 영향으로부터 상기 RFID 안테나 장치를 보호하기 위함이다. 상기 안테나 패턴(123)과 상기 단말기(100)의 회로 장치들 간에 고주파 간섭이 미미하다면, 상기 전파 흡수체(125)를 반드시 도포할 필요는 없다.
통상적으로 비접촉식 카드 시스템에서 리더기와 비접촉식 카드와의 송수신 거리는 적어도 25mm 이상을 요구하고 있는데, 상기와 같은 RFID 안테나 장치에서 상기 전파 흡수체(125)를 형성하였을 때, 30~33mm 이격 거리에서도 리더기와의 송수신이 가능함이 확인되었다.
상기 커버층(127)은 상기 안테나 패턴(123), 전파 흡수체(125)를 보호함과 아울러 상기 단말기(100)의 하우징(101)에 부착시키는데 이용된다. 예를 들어, 상기 커버층(127)은 양면 테이프로 이루어져, 상기 전파 흡수체(125)를 상기 하우징(101)에 부착시키는데 이용될 수 있다.
이하에서는 도 3a 내지 도 3f를 참조하여 상기 RFID 안테나 장치의 설치 과정을 살펴보기로 한다.
도 3a는 상기 데코레이션 패드 몸체(121)에 상기 안테나 패턴(123)을 형성한 모습을 도시하고 있다. 앞서 언급한 바와 같이, 본 실시 예에서, 상기 데코레이션 패드(102)는 상기 윈도우(103)와는 별도로 제작된 부품 형태로 예시되고 있지만, 상기 윈도우(103)의 내측면이 도포되는 인쇄층일 수 있음에 유의한다. 상기 안테나 패턴(123)은 전자 잉크로 상기 데코레이션 패드(102)에 인쇄되거나 공지된 증착 공정을 통해 형성될 수 있다.
상기 안테나 패턴(123)은 소용돌이 형태로 연장된 루프 안테나 형상을 가지게 되며, 그 양단에 급전단과 접지단을 제공받게 된다. 이때, 상기 안테나 패턴(123)의 일단은 상기 데코레이션 패드(102)의 가장자리에 인접하게 위치되어 있지만, 타단은 상기 안테나 패턴(123)의 중앙부에 인접하게 위치되어 있으므로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 급전 또는 접지를 위해서는 필요에 따라 연장선(123a)을 배치해야 한다.
이때, 상기 연장선(123a)이 상기 안테나 패턴(123)의 타단을 제외한 다른 부분에 접촉되지 않도록, 상기 연장선(123a)을 형성하기 전에 절연층으로 상기 안테나 패턴(123)이 형성된 부분을 도포함이 바람직하다. 절연층이 도포된 후에는 절연층에 비아 홀(via hole)을 형성하여 상기 연장선(123a)이 상기 안테나 패턴(123)의 타단에 연결될 수 있는 경로를 확보하게 된다. 도 3b는 이러한 연장선(123a)이 형성된 모습을 도시하고 있으나, 상기 안테나 패턴(123)이 형성된 모습을 도시하기 위해 상기 절연층은 도시되지 않고 있음에 유의한다.
도 3c는 상기 안테나 패턴(123)의 일단과 상기 연장선(123a)의 단부에 각각 접촉 단자(123b)를 형성한 모습을 도시하고 있다. 이때, 상기 안테나 패턴(123)의 일단에 위치된 접촉 단자(123b)가 상대 부품, 구체적으로 하기에서 설명될 접점 돌기(119a)들과 연결될 수 있는 경로를 확보하기 위한 비아 홀이 형성되어야 함은 자명하다.
상기 안테나 패턴(123)의 설계 형상, 상기 접촉 단자(123b)와 접점 돌기(119a) 등의 배치 위치에 따라 상기 연결선(123a), 절연층(125), 비아 홀 등은 설치될 필요가 없을 수 있다. 구체적으로, 상기 접점 돌기(119a)를 배치함에 있어서, 상기 안테나 패턴(123)의 중앙부에 위치되고 있는 타단에 상응하는 위치에 배치함으로써, 상기 접점 돌기(119a)들 중 하나가 상기 안테나 패턴(123)의 타단에 직접 접촉할 수 있는 것이다. 따라서 상기 연결선(123a), 절연층(125), 비아 홀은 도 2에서 생략되고 있음에 유의한다.
도 3d는 상기 전파 흡수체(125)를 도포한 모습이 도시되고 있다. 상기 전파 흡수체(125)를 도포하더라도, 도 3e에 도시된 바와 같이, 상기 전파 흡수체(125)의 일부를 제거하여 상기 접촉 단자(123b)들을 노출시켜야 함에 유의한다. 상기 전파 흡수체(125) 또한 전자 잉크로 인쇄될 수 있다.
도 3f는 상기 단말기(100)에 수용되는 회로 기판(119)에 상기 접점 돌기(119a)들이 형성되어 상기 안테나 패턴(123)에 접속되는 구조를 도시하고 있다. 즉, 상기 하우징(101)에 수용되는 회로 기판(110)에는 전도성 고무 재질로 제작된 상기 접점 돌기(119a)들이 배치되어 있으며, 상기 데코레이션 패드(102)가 상기 하우징(101)에 부착됨과 동시에 상기 접점 돌기(119a)들은 상기 접촉 단자(123b)들과 직접 접촉된다. 이로써, 상기 안테나 패턴(123)에 급전과 접지가 제공된다.
한편, 상기에서 예시한 바와 다르게, 상기 윈도우(103)에 데코레이션 인쇄층을 직접 형성하는 경우, 상기 안테나 패턴(123)은 상기 윈도우(103)에 직접 인쇄된다. 이때, 상기 데코레이션 인쇄층이 상기 윈도우(103)와 안테나 패턴(123) 사이에 개재됨으로써, 상기 안테나 패턴(123)을 은폐시킬 수 있다. 상기 윈도우(103)는 투명한 합성수지나 유리 재질로 제작될 수 있음은 앞서 언급한 바 있는데, 이러한 합성수지나 유리 재질은 그 강도를 향상시키기 위하여 열처리 과정을 통해 소성/경화된다. 아울러, 전자 잉크로 인쇄되는 상기 안테나 패턴(123)이나 전파 흡수체(125) 또한 열처리를 통해 경화된다.
상기 윈도우(103)가 합성수지로 제작된 경우, 상기 안테나 패턴(123) 및 전파 흡수체(125) 형성 후, 100도 이상 150도 이하의 온도 범위에서 열처리를 실시하여 상기 윈도우(103) 및 전자 잉크를 소성/경화시키게 된다. 상기 윈도우(103)가 유리 재질로 제작된 경우, 이러한 열처리는 450도 이상 500도 이하의 온도 범위에서 이루어진다.
도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시 예에 따른 RFID 안테나 장치를 구비하는 휴대용 단말기(200)를 나타내는 분리 사시도이다. 도 4에 도시된 휴대용 단말기(200)는 터치 스크린 판넬(204)을 구비하는 구성으로서, 사용자는 디스플레이 장치에서 구현되는 가상의 키패드를 조작하며, 상기 터치 스크린 판넬(204)은 사용자가 조작한 지점을 인지하여 해당 지점에 구현된 키의 신호 값을 발생시키게 된다.
본 실시 예에서, 윈도우(203)와 데코레이션 패드(202)가 하우징(201)에 부착되는 구성은 선행 실시 예와 유사하여 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 더 참조하면, 상기 터치 스크린 판넬(204)은 사용자가 접촉하는 압력을 감지하여 해당 지점에 구현된 키의 신호 값을 발생시키는 구성으로서, 서로 대면하는 한 쌍의 투명 전도성 필름(Indium-Tin Oxide film; ITO film)(2441, 243)들을 양면 테이프를 이용하여 서로 부착시키되, 투명 전도성 필름(241, 243)들 사이에는 다수의 도트 스페이서(dot spacer)(245)들이 배치되어 상기 투명 전도성 필름(241, 243)들 사이의 간격을 일정하게 유지시키게 된다.
본 발명의 바람직한 제2 실시 예에 따른 RFID 안테나 장치는 상기 터치 스크린 판넬(204)의 투명 전도성 필름들 중 상기 윈도우(103)에 직접 부착되는 투명 전도성 필름(241)에 설치된다. 도 5와 도 6에는 상기 RFID 안테나 장치가 상기 투명 전도성 필름(241)에 부착되는 구성이 예시되고 있고, 도 7에는 상기 투명 전도성 필름(241)에 인쇄되는 구성이 예시되고 있다. 상기 RFID 안테나 장치를 제외한면, 도 7에 도시되는 터치 스크린 판넬(204)는 도 5에 도시된 구성과 동일하여, 그 참조번호를 생략하거나 동일하게 부여하였음에 유의한다.
도 5와 도 6을 참조하면, 상기 RFID 안테나 장치는 베이스 필름(225) 일면에 안테나 패턴(223)을 인쇄하고, 그 배면에는 전파 흡수체(227)가 도포된다. 앞서 언급한 바와 같이, 상기 안테나 패턴(223)과 전파 흡수체(227)는 전자 잉크 등을 이 용하여 상기 베이스 필름(225)에 인쇄될 수 있다. 상기와 같이 구성된 RFID 안테나 장치는 양면 테이프(229)에 의해 상기 투명 전도성 필름(241)에 부착된다. 한편, 상기 투명 전도성 필름(241)은 사용자가 가하는 압력의 변화에 따라 그 조작 위치 등을 감지하기 위한 회로 패턴 등이 인쇄되어 있는데, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 전파 흡수체(227)는 상기 단말기(100)에 수용된 회로 장치들과의 고주파 간섭을 차단함과 아울러, 상기 터치 스크린 판넬(204)과 상기 RFID 안테나 장치 상호 간의 고주파 간섭을 차단하게 된다.
도 7은 도 4에 도시된 휴대용 단말기의 RFID 안테나 장치를 변형한 다른 예를 도시한 것으로서, 상기 터치 스크린 판넬(204)의 하측에 배치된 투명 전도성 필름(241)에 전파 흡수체(225b)와 안테나 패턴(225a)을 순차적으로 적층한 예를 도시하고 있다. 상기 전파 흡수체(225b)와 안테나 패턴(225a)은 상기 투명 전도성 필름(241)에 순차적으로 형성되는데, 이는 본 발명의 바람직한 제1 실시 예를 통해 언급된 과정 중 안테나 패턴(123)과 전파 흡수체(125)를 형성하는 방법을 이용하여 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 즉, 전자 잉크 등을 이용하여 상기 전파 흡수체(225b)와 안테나 패턴(225a)을 인쇄할 수 있는 것이다. 다만, 본 실시 예의 전파 흡수체(225b)와 안테나 패턴(225a) 형성 과정이 선행 실시 예와 다른 점이 있다면, 선행 실시 예는 안테나 패턴(123)을 먼저 형성한 후 전파 흡수체(125)를 형성한 반면, 본 실시 예는 전파 흡수체(225b)를 먼저 형성한 구성에 있을 것이다.
아울러, 상기 투명 전도성 필름(241)에 직접 안테나 패턴(225a)을 형성한 경 우에는 합성 수지 등을 코팅하는 라미네이팅 공정을 실시함으로써, 상기 터치 스크린 판넬(204)의 투명 전도성 필름(241, 243)뿐만 아니라 상기 안테나 패턴(225a)을 외부 환경으로부터 보호하는 피막(249)을 형성할 수 있다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제3 실시 예에 따른 RFID 안테나 장치를 구비하는 휴대용 단말기(300)를 나타내는 분리 사시도로서, 단말기의 하우징(301)과 윈도우(303) 사이에 개재되는 데코레이션 패드(302) 내측면에 RFID 안테나 장치의 안테나 패턴(323)을 형성한 예를 도시하고 있다.
본 실시 예는 디스플레이 장치(311)로부터 출력된 화면을 투과시키는 부분의 둘레를 따라 루프 안테나 형상의 안테나 패턴(323)을 배치하고, 이방성 도전필름(Anisotropic Conductive Film, ACF)(329)을 이용하여 급전 및 접지 경로를 제공한 예를 개시한다. 상기 RFID 안테나 장치는 상기 데코레이션 패드(302)의 내측면에 전자 잉크로 방사 패턴을 인쇄하거나, 선행 실시 예에서 언급한 바 있는 베이스 필름에 방사 패턴을 인쇄함으로써 형성될 수 있다.
이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
예를 들어, 도 5를 통해 개시된 베이스 필름 부착 구조의 RFID 안테나 장치와 같은 다른 실시 예에서는 언급하지 않았지만, 라미네이팅 공정을 통해 터치 스크린 판넬과 RFID 안테나 장치를 코팅하는 구성은 도 1 또는 도 8에 도시된 실시 예의 RFID 안테나 장치의 구조에도 적용할 수 있다.
또한, 안테나 패턴을 형성함에 있어서, 루프 안테나 형상의 패턴이 예시되고 있지만, 마이크로스트립라인을 이용한 방사 패턴으로 상기한 RFID 안테나 장치를 구성할 수도 있을 것이다.
아울러, 안테나 패턴을 회로 장치에 접속시키기 위한 구조에 대하여 구체적인 실시 예에서 언급되지는 않았지만, 동축 케이블, 가요성 인쇄회로나 일반 케이블 등을 납땜으로 연결하여 그 접속 구조를 제공할 수 있다. 다만, 단말기의 사양, 디자인, 안테나 동작 특성 등을 고려하여 이러한 접속 구조는 다양하게 변경, 선택될 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 제1 실시 예에 따른 알에프아이디 안테나 장치를 구비하는 휴대용 단말기를 나타내는 분리 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 휴대용 단말기를 나타내는 단면도,
도 3a 내지 도 3f는 도 1에 도시된 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치를 설치하는 과정을 순차적으로 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 바람직한 제2 실시 예에 따른 알에프아이디 안테나 장치를 구비하는 휴댕요 단말기를 나타내는 분리 사시도,
도 5는 도 4에 도시된 휴대용 단말기를 나타내는 단면도,
도 6은 도 5에 도시된 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치를 나타내는 분리 사시도,
도 7은 도 4에 도시된 휴대용 단말기의 다른 형태를 나타내는 단면도,
도 8은 본 발명의 바람직한 제3 실시 예에 따른 알에프아이디 안테나 장치를 구비하는 휴대용 단말기를 나타내는 분리 사시도.

Claims (21)

  1. 휴대용 단말기의 알에프아이디(Radio Frequency Identification; RFID) 안테나 장치에 있어서,
    디스플레이 장치가 설치되는 하우징;
    상기 하우징에 부착되어 상기 디스플레이 장치를 보호함과 아울러, 일부분을 통해 상기 디스플레이 장치로부터 출력되는 화면을 투과시키는 윈도우; 및
    상기 윈도우 상에 배치되는 안테나 패턴을 포함하고,
    상기 안테나 패턴은 화면이 투과되는 부분의 둘레를 따라, 또는 화면이 투과되는 부분의 일측에 형성됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 안테나 패턴과 하우징 사이, 또는 상기 안테나 패턴과 윈도우 사이에 배치되는 전파 흡수체를 더 구비함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 안테나 패턴은 루프 안테나 형상으로 인쇄됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 안테나 패턴의 일단에는 접촉 단자가 제공됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 단말기에 수용되는 회로 기판에 전도성 고무 재질의 접점 돌기들이 형성되며, 상기 접촉 단자는 상기 접점 돌기들과 접속됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 하우징과 윈도우 사이에 개재되는 외관 장식용 데코레이션 패드를 더 구비하고,
    상기 안테나 패턴은 상기 데코레이션 패드의 내측면에 형성됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 데코레이션 패드의 내측면에 부착되는 베이스 필름을 더 구비하고,
    상기 안테나 패턴은 전자 잉크로 상기 베이스 필름에 인쇄된 방사 패턴임을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 윈도우의 일면에 부착되는 터치 스크린 판넬을 더 구비하고, 상기 터치 스크린 판넬은 적어도 1매의 투명 전도성 필름(Indium-Tin Oxide film; ITO film)을 구비하며,
    상기 안테나 패턴은 전자 잉크로 상기 투명 전도성 필름 상에 인쇄된 방사 패턴임을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 투명 전도성 필름에 적층되는 전파 흡수체를 더 구비하며, 상기 전파 흡수체는 상기 투명 전도성 필름과 안테나 패턴 사이에 개재됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 터치 스크린 판넬은 상기 윈도우의 외측면에 부착됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 윈도우의 내측면에 인쇄되는 외관 장식용 데코레이션 인쇄층을 더 구비하고,
    상기 안테나 패턴은 전자 잉크로 상기 데코레이션 인쇄층에 인쇄되는 방사 패턴임을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 윈도우는 유리(glass) 재질로 제작됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치.
  13. 제11 항에 있어서, 상기 데코레이션 인쇄층의 내측면에 부착되는 베이스 필름을 더 구비하고,
    상기 안테나 패턴은 전자 잉크로 상기 베이스 필름에 인쇄된 방사 패턴임을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치.
  14. 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치를 설치하는 방법에 있어서,
    상기 단말기의 디스플레이 장치를 덮는 윈도우를 제작하는 윈도우 제작 단계;
    전자 잉크로 상기 윈도우의 일면 상에 방사 패턴을 인쇄하여 안테나 패턴을 형성하는 패턴 형성 단계; 및
    상기 안테나 패턴이 형성된 상기 윈도우의 일면을 코팅하는 라미네이팅(laminating) 단계를 포함함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치 설치 방법.
  15. 제14 항에 있어서, 상기 라미네이팅 단계 전, 상기 윈도우의 일면에서 적어도 상기 안테나 패턴이 형성된 부분을 전파 흡수체로 도포하는 차폐 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치 설치 방법.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 윈도우는 유리(glass) 재질로 제작되며, 상기 차폐 단계 후, 450도 이상 500도 이하의 온도 범위에서 상기 윈도우 및 전자 잉크를 소성/경화시키는 열처리 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치 설치 방법.
  17. 제15 항에 있어서, 상기 윈도우는 폴리카보네이트(poly carbonate) 또는 아크릴(acrylic) 재질로 제작되며, 상기 차폐 단계 후, 100도 이상 150도 이하의 온도 범위에서 상기 윈도우 및 전자 잉크를 소성/경화시키는 열처리 단계를 더 포함 함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치 설치 방법.
  18. 제14 항에 있어서, 상기 디스플레이 장치는 터치 스크린 판넬을 포함하며,
    상기 패턴 형성 단계에서 형성되는 안테나 패턴은 상기 투명 전도성 필름에 형성됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치 설치 방법.
  19. 제18 항에 있어서, 상기 패턴 형성 단계는,
    상기 투명 전도성 필름에 전파 흡수체를 도포하는 단계; 및
    상기 전파 흡수체에 상기 안테나 패턴을 인쇄하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치 설치 방법.
  20. 제14 항에 있어서, 상기 윈도우의 일면에 외관 장식용 데코레이션 인쇄층을 형성하는 외관 장식 단계를 더 포함하고,
    상기 안테나 패턴은 상기 데코레이션 인쇄층에 인쇄됨을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치 설치 방법.
  21. 제20 항에 있어서, 상기 윈도우는 유리 재질로 제작되며, 상기 안테나 패턴을 인쇄한 후, 450도 이상 500도 이하의 온도 범위에서 상기 윈도우 및 전자 잉크를 소성/경화시키는 열처리 단계를 더 포함함을 특징으로 하는 휴대용 단말기의 알에프아이디 안테나 장치 설치 방법.
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