KR20110075708A - 스크린 디바이스 및 개인휴대단말기 - Google Patents

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KR20110075708A
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김성우
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삼성전기주식회사
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Abstract

본 발명에 따른 스크린 디바이스는 일면에 개구부가 형성되는 외부 케이스에 배치되는 윈도우부; 상기 윈도우부를 통해 영상을 제공하도록 화상을 표시하는 화상 표시부; 및 상기 화상 표시부의 일면에 밀착되도록 배치되며, 상기 화상 표시부와 접촉되는 면에 압력 센서가 전체적으로 형성되는 모듈부를 포함하고, 상기 윈도우부에 가해지는 압력을 감지하여 압력 신호를 생성하기 위한 압력 센서부;를 포함할 수 있다.

Description

스크린 디바이스 및 개인휴대단말기{Screen device and personal portable device}
본 발명은 스크린 디바이스 및 개인휴대단말기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압력 센서부를 포함하는 스크린 디바이스, 그 스크린 디바이스를 포함하는 개인휴대단말기에 관한 것이다.
최근 전자제품을 간편하게 사용하려는 사용자의 요구에 따라 전자 제품을 터치하여 입력하는 터치 방식 등의 스크린 디바이스 사용이 보편화되고 있다.
현재, 스크린 디바이스는 전자기기에 대한 지식이 없어도 스크린 만을 사용하여 대화식 방법으로 전자기기를 조작할 수 있는 일종의 터치 입력 장치를 많이 사용하고 있다. 즉, 전자기기의 스크린에 직접 손으로 살짝 눌러줌으로써 기존의 키 패드나 버튼 등을 대신할 수 있는 최첨단 기술이다.
이때, 이러한 터치 방식의 스크린 디바이스는 공간 절약이 가능하고 조작성 향상과 간편성을 이룰 수 있고, 사양변경이 간편하며 이용자 인식이 높다는 점 이외에도 IT 기기와의 연동성이 용이하다는 많은 장점이 있다.
이와 같은 장점으로 인해 산업, 교통, 서비스, 의료, 모바일 등 다양한 분야 에서 폭 넓게 이용되고 있다.
일반적으로, 스크린 디바이스는 사용자의 터치에 의한 피드백 효과를 전달하면서 동시에 키 입력도 가능하도록 제조되어야 한다. 그러나, 이러한 터치방식의 스크린 디바이스는 많은 기능을 동시에 수행하도록 키 입력하는 방법에 한계가 있으며, 이러한 점을 개선해야 할 기술들이 요구되고 있다.
본 발명은 상술된 종래 기술의 문제를 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 사용자가 스크린을 가압하는 것을 감지하여 키 입력을 가능하게 하는 스크린 디바이스, 그 스크린 디바이스를 포함하는 개인휴대단말기을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 스크린 디바이스는 일면에 개구부가 형성되는 외부 케이스에 배치되는 윈도우부; 상기 윈도우부를 통해 영상을 제공하도록 화상을 표시하는 화상 표시부; 및 상기 화상 표시부의 일면에 밀착되도록 배치되며, 상기 화상 표시부와 접촉되는 면에 압력 센서가 전체적으로 형성되는 모듈부를 포함하고, 상기 윈도우부에 가해지는 압력을 감지하여 압력 신호를 생성하기 위한 압력 센서부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 스크린 디바이스는 상기 윈도우부와 상기 화상 표시부 사이에 개재되거나 상기 화상 표시부의 저면에 위치하도록 배치되며, 상기 윈도우부가 터치되는 것을 감지하여 터치 신호를 생성하기 위한 터치 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 스크린 디바이스의 상기 압력 센서부는 상기 모듈부의 전면에 인쇄되는 압력 잉크층 및, 상기 압력 잉크층의 저면에 인쇄되는 카본층을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 스크린 디바이스의 상기 압력 센서부는 상기 모듈부에 인쇄되는 하부 카본층, 상기 하부 카본층의 상부에 인쇄되는 압력 잉크층 및, 상기 압력 잉크층의 상부에 인쇄되는 상부 카본층을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 스크린 디바이스의 상기 압력 잉크층은 폴리머와 메탈의 혼합물의 재질을 사용하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 스크린 디바이스의 상기 압력 센서부는 입력 패턴이 복수개의 갈래로 연장되도록 형성되는 입력 단자 및, 출력 패턴이 상기 입력 패턴 사이로 연장되도록 형성되는 출력 단자를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 개인휴대단말기는 내부에 수용 공간이 마련되는 본체; 상기 본체의 전면에 조립되며, 전면에 개구부가 형성되는 외부 케이스; 상기 외부 케이스에 일면이 노출되도록 배치되는 윈도우부; 상기 수용 공간에 장착되며, 상기 윈도우부를 통해 영상을 제공하도록 화상을 표시하는 화상 표시부; 및 상기 화상 표시부의 일면에 밀착되도록 배치되어 압력 센서가 일면에 전체적으로 형성되는 모듈부를 포함하고, 상기 윈도우부에 가해지는 압력을 감지하여 압력 신호를 생성하기 위한 압력 센서부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 개인휴대단말기는 상기 윈도우부와 상기 화상 표시부 사이에 개재되거나 상기 화상 표시부의 저면에 위치하도록 배치되며, 상기 윈도우부가 터치되는 것을 감지하여 터치 신호를 생성하기 위한 터치 센서부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 개인휴대단말기의 상기 압력 센서부는 상기 모듈부의 전면에 인쇄되는 압력 잉크층 및, 상기 압력 잉크층의 저면에 인쇄되는 카본층을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 개인휴대단말기의 상기 압력 센서부는 상기 모듈부에 인쇄되는 하부 카본층, 상기 하부 카본층의 상부에 인쇄되는 압력 잉크층 및, 상기 압력 잉크층의 상부에 인쇄되는 상부 카본층을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 개인휴대단말기의 상기 압력 잉크층은 폴리머와 메탈의 혼합물의 재질을 사용하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 개인휴대단말기의 상기 압력 센서부는 입력 패턴이 복수개의 갈래로 연장되도록 형성되는 입력 단자 및, 출력 패턴이 상기 입력 패턴 사이로 연장되도록 형성되는 출력 단자를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 스크린 디바이스 및 개인휴대단말기는 모듈부의 일면에 압력 잉크가 전체적으로 도포되는 압력 센서부를 포함하므로 사용자가 윈도우부를 누르는 힘을 감지하여 압력 신호를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명은 모듈부가 화상 표시부의 하부에 위치하므로 불투명한 재질로 제조될 수 있으며, 이에 따라 모듈부의 일면에 전체적으로 압력 잉크층이 도포되므로 사용자가 윈도우부를 누르는 힘을 전체적으로 직접 감지할 수 있어 보다 정 확하게 압력 신호를 생성할 수 있다.
본 발명에 따른 스크린 디바이스 및 개인휴대단말기에 관하여 도 1 내지 도 7을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일 또는 유사한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일 또는 유사한 참조부호를 사용하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 개인휴대단말기를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 도 1의 개인휴대단말기를 설명하기 위한 개략적인 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 개인휴대단말기는 본체(10), 외부 케이스(20) 및 스크린 디바이스(100)를 포함할 수 있다.
본체(10)는 개인휴대단말기의 외부 케이스(20)와 장착되어 내부의 수용 공간 을 제공하며, 상기 내부 수용 공간에는 통신이나 여러 전자 기능을 위한 전자 부품들이 장착될 수 있다.
본체(10)의 측면에는 키 버튼부가 장착될 수 있으며, 이러한 키 버튼부는 키 음 조절이나 홀드 등의 키 입력을 위해서 사용될 수 있다.
외부 케이스(20)는 본체(10)의 전면에 장착될 수 있으며, 외부 케이스(20)의 전면에는 개방부(22)가 형성되어 스크린 디바이스(100) 중 윈도우부(110)가 외부로 노출되도록 장착될 수 있다.
여기서, 개인휴대단말기란 휴대폰, PDA 등과 같이 휴대가 가능하고 이동통신망이나 위성 통신망을 통해 데이터 통신이 가능하며, 정지화상이나 동영상 등 각종 영상 정보를 수신할 수 있는 이동성 있는 일체의 단말기를 의미한다.
그리고, 스크린 디바이스(100)는 윈도우부(110), 화상 표시부(120) 및 압력 센서부(130)를 포함할 수 있다.
윈도우부(110)는 외부 케이스(20)의 개방부(22)에 위치하도록 배치되며, 투명한 필름이나 기판 등으로 형성될 수 있다.
이때, 윈도우부(110)의 양단에는 스피커 및 카메라 모듈이 장착되도록 개구가 형성되는 것도 가능하다. 그러나, 윈도우부(110)는 이에 한정되지 않으며, 전체적으로 투명한 재질로 형성될 수도 있다.
화상 표시부(120)는 윈도우부(110)의 저면에 배치되며, 개인휴대단말기의 전면에 제공하도록 빛을 발광하게 된다. 이때, 화상 표시부(140)는 LCD(liquid Crystal Display), PDP(plasma display panel), EL(Electrolumine scenece) 중에서 하나를 선택적으로 사용할 수 있다.
그리고, 윈도우부(110) 및 화상 표시부(120)는 샤시(미도시)에 실장되어 개인휴대단말기의 본체에 장착될 수 있는 것이다.
압력 센서부(130)는 화상 표시부(120)의 저면에 개재되어 윈도우부(110)의 터치 시에 압력을 감지하는 기능을 수행하게 된다.
따라서, 화상 표시부(120)의 저면에 위치하는 압력 센서부(130)는 불투명한 재질로 형성될 수 있으며, 전체적으로 압력 센서가 형성되는 것이 가능하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 디바이스의 압력 센서부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3을 참조하면, 압력 센서부(130)는 화상 표시부(120)의 크기에 대응되도록 형성되는 모듈부(132), 모듈부(132)의 일면에 전체적으로 인쇄되는 압력 잉크층(134) 및, 압력 잉크층(134)의 저면에 전체적으로 인쇄되는 카본층(136)을 포함할 수 있다.
여기서, 압력 잉크층(134)은 폴리머에 메탈이 포함되는 잉크 형태의 재질이며, 예를 들어 양자 터널링 혼합물(QTC:Quantum Tunneling Composite)이 대표적일 수 있고, 압력의 세기에 비례하여 도체가 되어서 전기적인 신호가 통하는 구성이다.
따라서, 압력 센서부(130)의 양단부에 전기적인 배선을 장착하게 되면 압력 센서부(130)에서 전기가 통하는지를 쉽게 확인할 수 있으며, 이러한 과정을 통해서 전기적인 신호를 생성하는 것이다.
또한, 이러한 압력 잉크층(134)은 액체 상태로 형성되므로 모듈부(132)의 일면에 쉽게 인쇄되어 보다 용이하게 제조된다.
그리고, 압력 센서부(130)는 윈도우부(110) 및 화상 표시부(120)의 크기와 대응되도록 제조될 수 있으므로 개별적인 생산이 가능하며, 개인휴대단말기를 조립할 때에도 압력 센서부(130)를 이용하면 그 조립이 간단하게 할 수 있다는 효과가 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 스크린 디바이스 및 개인휴대단말기는 사용자가 윈도우부(110)를 누를 때에 압력 센서부(130)에서 전기적인 신호가 생성되므로 압력 신호를 생성할 수 있다.
또한, 본 실시예는 모듈부(132)의 일면에 압력 잉크층(134)이 전체적으로 도포되는 압력 센서부(130)를 포함하므로 사용자가 윈도우부(110)의 어디를 누르든지에 상관없이 그 지점에서 힘을 감지할 수 있어 보다 효율적으로 압력 신호를 생성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크린 디바이스를 설명하기 위한 개략적인 분해 사시도이다.
도 4를 참조하면, 스크린 디바이스(200)는 윈도우부(210), 화상 표시부(220), 압력 센서부(230) 및 터치 센서부(240)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서 윈도우부(210) 및 화상 표시부(220)는 실질적으로 앞선 실시예와 그 구성이 동일하므로 그 구체적인 설명은 생략할 수 있다.
터치 센서부(240)는 윈도우부(210)와 화상 표시부(220)의 사이에 개재될 수 있으며, 윈도우부(210)에서 발생되는 사용자의 터치를 감지하여 터치 신호를 생성할 수 있는 것이다. 그러나, 터치 센서부(240)는 윈도우부(210) 및 화상 표시부(220) 사이에 배치되는 것에 한정되지 않으며 화상 표시부(220)의 저면에 배치되도록 형성될 수 있다.
이때, 터치 센서부(240)는 정전 용량 방식과 저항 방식을 사용할 수 있으며 투명한 재질로 이뤄질 수 있는 것이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크린 디바이스에서 정전 용량 방식인 터치 센서부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 터치 센서부(240)는 필름, 플라스틱 또는 유리로 만들어진 기판(242)과, 기판 위에 증착된 투명전극(ITO Metal layer: 244)과, 투명 전극(244)의 위에 적층된 절연층(246)을 포함한다.
따라서, 투명전극(244) 위에 형성된 절연층(246)에 펜 또는 손가락이 접촉되면, 투명전극(244) 위에 X, Y 검출용 신호가 인가된 상태가 되고, 이에 따라 변화되는 정전용량의 크기를 계산하여 위치를 검출하게 된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크린 디바이스에서 저항 방식이 적 용된 터치 센서 모듈을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 6을 참조하면, 터치 센서 모듈(340)은 필름, 플라스틱 또는 유리로 구성된 상부기판(342)과 하부기판(343)과 상부기판(342)의 저면과 하부기판(343)의 상면에 각각 적층된 투명전극(344)들과 상기 투명전극(344)들 사이에 투명전극들이 서로 이격되게 설치된 도트 스페이서(346)를 포함할 수 있다.
따라서, 도트 스페이서(346)를 사이에 두고 설치된 투명전극들 위에 위치 검출을 위한 전기 신호를 인가하고, 손가락 또는 펜에 의해 상부 기판(342)을 눌렀을 때 투명전극(344)이 하부기판(343) 위의 투명전극(344)과 접촉되었을 때 하부 투명전극(343)에서 전기적 신호를 검출한다. 이때 검출된 전기적 신호의 크기를 이용하여 위치를 결정하게 된다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크린 디바이스에서 압력 센서부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 압력 센서부(230)는 모듈부(232)에 전체적으로 먼저 카본층(236)이 인쇄되어 형성되며, 상기 카본층(236)을 덮도록 압력 잉크층(234)이 인쇄되도록 형성될 수 있다.
그리고, 도 4에서 도시된 바와 같이, 압력 잉크층(234)의 표면에는 전극 패턴(238)이 마련될 수 있다. 이때, 전극 패턴(238)은 입력 패턴이 복수개의 갈래로 연장되는 입력 단자(239a) 및, 출력 패턴이 입력 패턴 사이 사이로 연장되도록 형성되는 출력 단자(239b)를 포함할 수 있다.
따라서, 전극 패턴(238)은 입력 단자(239a) 및 출력 단자(239b)가 서로 깍지 를 끼우는 듯한 형상으로 형성되는 데(interdigitate-type), 이러한 형상은 전극 패턴(238)과 압력 센서부(230) 사이의 접촉 면적을 증가시키므로 전극 패턴(238)의 전기적인 특성을 향상시키는 효과가 있다.
이때, 도 7에서 도시된 바와 같이, 입력 단자(239a)와 출력 단자(239b)는 서로 전기적으로 통전되지 않은 상태이며, 사용자가 누르는 힘(화살표)에 의해서 압력 센서부(130)와 전극 패턴(138)이 서로 접촉되는 순간에 압력 센서부(130)가 전기가 통전되도록 변하므로 서로 통전된다. 따라서, 이러한 원리에 의해서 키 신호를 개인휴대단말기에 입력하게 된다.
도 8을 참조하면, 압력 센서부(330)는 상기 모듈부에 인쇄되는 하부 카본층(336), 하부 카본층(336)의 상부에 인쇄되는 압력 잉크층(334) 및, 압력 잉크층(334)의 상부에 인쇄되는 상부 카본층(337)을 포함할 수 있다.
이때, 하부 카본층(336)에는 하부 전극(336a)가 형성되고, 상부 카본층(337)에는 상부 전극(337a)이 마련될 수 있는 것이다.
따라서, 압력 센서부(330)는 다양한 구조로 형성될 수 있으며, 압력 잉크층(334)과 카본층(336)을 복수개의 층으로 배치시키는 것도 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 개인휴대단말기를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1의 개인휴대단말기를 설명하기 위한 개략적인 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크린 디바이스의 압력 센서부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크린 디바이스를 설명하기 위한 개략적인 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크린 디바이스에서 정전 용량 방식인 터치 센서부를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크린 디바이스에서 저항 방식이 적용된 터치 센서 모듈을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크린 디바이스에서 압력 센서부를 설명하기 위한 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10.... 본체 20....외부 케이스
100....스크린 디바이스 110....윈도우부
120....화상 표시부 130,230....압력 센서부
132,232....모듈부 134,234....압력 잉크층
136,236....카본층 238....전극 패턴
140,240....터치 센서부

Claims (11)

  1. 일면에 개구부가 형성되는 외부 케이스에 배치되는 윈도우부;
    상기 윈도우부를 통해 영상을 제공하도록 화상을 표시하는 화상 표시부; 및
    상기 화상 표시부의 일면에 밀착되도록 배치되며, 상기 화상 표시부와 접촉되는 면에 압력 센서가 전체적으로 형성되는 모듈부를 포함하고, 상기 윈도우부에 가해지는 압력을 감지하여 압력 신호를 생성하기 위한 압력 센서부;
    를 포함하는 스크린 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 윈도우부와 상기 화상 표시부 사이에 개재되거나 상기 화상 표시부의 저면에 위치하도록 배치되며, 상기 윈도우부가 터치되는 것을 감지하여 터치 신호를 생성하기 위한 터치 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 디바이스.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 압력 센서부는,
    상기 모듈부에 인쇄되는 카본층 및 상기 카본층 상부에 인쇄되는 압력 잉크 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 압력 센서부는,
    상기 모듈부에 인쇄되는 하부 카본층, 상기 하부 카본층의 상부에 인쇄되는 압력 잉크층 및, 상기 압력 잉크층의 상부에 인쇄되는 상부 카본층을 포함하는 것을 특징으로 하는 스크린 디바이스.
  5. 제3항 및 제4항에 있어서,
    상기 압력 잉크층은,
    폴리머와 메탈의 혼합물의 재질을 사용하는 것을 특징으로 하는 스크린 디바이스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 압력 센서부는,
    입력 패턴이 복수개의 갈래로 연장되도록 형성되는 입력 단자 및, 출력 패턴이 상기 입력 패턴 사이로 연장되도록 형성되는 출력 단자를 포함하는 것을 특징으 로 하는 스크린 디바이스.
  7. 내부에 수용 공간이 마련되는 본체;
    상기 본체의 전면에 조립되며, 전면에 개구부가 형성되는 외부 케이스;
    상기 외부 케이스에 일면이 노출되도록 배치되는 윈도우부;
    상기 수용 공간에 장착되며, 상기 윈도우부를 통해 영상을 제공하도록 화상을 표시하는 화상 표시부; 및
    상기 화상 표시부의 일면에 밀착되도록 배치되어 압력 센서가 일면에 전체적으로 형성되는 모듈부를 포함하고, 상기 윈도우부에 가해지는 압력을 감지하여 압력 신호를 생성하기 위한 압력 센서부;
    를 포함하는 개인휴대단말기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 윈도우부와 상기 화상 표시부 사이에 개재되거나 상기 화상 표시부의 저면에 위치하도록 배치되며, 상기 윈도우부가 터치되는 것을 감지하여 터치 신호를 생성하기 위한 터치 센서부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 개인휴대단말기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 압력 센서부는,
    상기 모듈부의 전면에 인쇄되는 압력 잉크층 및, 상기 압력 잉크층의 저면에 인쇄되는 카본층을 포함하는 것을 특징으로 하는 개인휴대단말기.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 압력 센서부는,
    상기 모듈부에 인쇄되는 하부 카본층, 상기 하부 카본층의 상부에 인쇄되는 압력 잉크층 및, 상기 압력 잉크층의 상부에 인쇄되는 상부 카본층을 포함하는 것을 특징으로 하는 개인휴대단말기.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 압력 센서부는,
    입력 패턴이 복수개의 갈래로 연장되도록 형성되는 입력 단자 및, 출력 패턴이 상기 입력 패턴 사이로 연장되도록 형성되는 출력 단자를 포함하는 것을 특징으로 하는 개인휴대단말기.
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