KR20130007768A

KR20130007768A - 스타일러스 펜 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20130007768A
Application number: KR1020110068292A
Authority: KR
Inventors: 김동식; 이윤
Original assignee: 김동식; 이윤
Priority date: 2011-07-11
Filing date: 2011-07-11
Publication date: 2013-01-21
Also published as: KR101275240B1

Abstract

본 발명은 통신 단말기 관련 응용기술에 개시한다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 스타일러스 펜 및 그 제조방법 통신 단말기에 기설치된 다수의 콘텐츠를 선택하고, 다수의 콘텐츠 중 선택된 하나에 대한 동작 수행이 터치를 통해 시행되게끔 지시함으로써, 통신 단말기의 터치 패널부 상에 나타나는 각종 아이콘을 선택할 경우에 발생될 수 있는 인식 오류를 최소화시켜 원치 않는 콘텐츠가 구동되는 것을 사전에 방지한다.
또한, 본 발명은 탄소나노튜브가 함유된 팬 팁을 스타일러스 펜에 적용함으로써, 스타일러스 펜과 통신 단말기의 터치 패널부 간 수직접촉 하중에 따른 경도를 최대한 감소시켜 터치 패널부를 사용하는 사용자의 터치 감도를 더욱 향상시키게 하며, 터치 패널부 상에 나타나는 각종 아이콘을 필요에 따라 여러 번 반복 선택하더라도 터치 패널부와 직접적으로 맞닿는 보호캡의 마모율을 최소화시킨다.
또한, 본 발명은 펜 팁의 경도와 보호캡의 도전율을 최적화시켜 스타일러스 펜과 터치 패널부 간의 인식율을 높이고, 다수의 아이콘 선택시 이에 따른 다수의 콘텐츠가 쉽고 빠르고 정확하게 디스플레이되게끔 하여 사용자의 구매율을 향상시켜 기업 이익 창출 및 산업 발전에 이바지한다.

Description

스타일러스 펜 및 그 제조방법{Stylus Pen and Manufacture Method of the Same}

본 발명은 통신 단말기 관련 응용기술에 관한 것으로, 특히 통신 단말기에 기설치된 다수의 콘텐츠를 선택하고, 다수의 콘텐츠 중 선택된 하나에 대한 동작 수행이 터치를 통해 시행되게끔 지시하는 스타일러스 펜 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 스타일러스 펜으로서 터치스크린 상에 일정한 압력을 가하여 터치스크린이 인식하게 되는 압력식(또는 감압식) 스타일러스 펜과 정전기를 이용하는 정전용량 방식의 스타일러스 펜이 사용된다. 이러한 스타일러스 펜은 휴대 단말기에 내장되는 내장형 방식과 휴대 단말기로부터 분리시켜 사용하는 외장형 방식으로 분류된다.

최근에 웹패드(web pad) 등의 휴대용 단말기에서 새로운 입력방식으로 터치스크린이 사용되고 있다. 터치스크린 입력방식은 사용자가 터치스크린 상에 나타내는 각종 아이콘을 직접 그 화면부위를 누름에 따라 원하는 동작이나 프로그램이 실행되므로 매우 편리하다. 이때, 웹패드 등은 간편하게 휴대할 수 있도록 소형 사이즈로 제작되므로 그 스크린 또한 작아서 손가락으로 아이콘을 조작하기가 힘들다.

이로 인해, 터치스크린 입력방식에서는 터치펜(touch pen)을 사용하게 된다.

한편, 터치스크린(일 예로서 LCD가 사용됨)의 유리면에는 스타일러스 펜과의 접촉시에 스타일러스 펜 팁으로 인하여 유리면에 스크래치 또는 찍힘 등이 발생되지 않도록 보호필름이 부착된다. 이때 스타일러스 펜의 끝단부에 구비되는 플라스틱재의 펜 팁(pen tip)의 형상을 구 형상으로 형성하여 터치스크린의 보호필름과의 접촉면적을 최소화하도록 하고 있다.

전술한 펜 팁으로서 사용되는 전도성 실리콘재에 도장처리할 경우, 터치스크린에 펜 팁을 반복적으로 접촉시켜 사용할 경우 마찰으로 인해 도장막이 쉽게 벗겨진다. 이로 인해 터치스크린에 잔류되는 카본이 손 또는 의복 등에 묻어 오염되므로 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 현재 스마트폰 및 스마트 테블릿 PC용 정전용량 터치펜은 대부분이 전도성 고무를 이용하는데, 이 전도성 고무는 실리곤에 카본을 첨가해서 제작하며, 저가인 카본의 특성상 실리콘과 결합하였을 때 탄성 경도(약 70 정도)가 높아 딱딱하다. 이로 인해, 스마트폰을 소지한 사용자가 스마트폰을 터치할 시 스마트폰을 터치하는 힘이 쓸데없이 과도하게 들어가 스마트폰의 인식 능력을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 스마트폰의 수명을 단축케 하는 문제점이 있다.

현재 시판중인 대부분의 고무를 이용한 정전식 터치펜은 내부에 중공을 적용하여 접촉하중을 낮추는 작업을 하고 있으나, 이는 재료비가 절감되는 측면은 고려될 순 있으나 그에 따른 생산비용이 과다하게 투입되어야만 실시 가능한 문제점이 있다.

본 발명의 스타일러스 펜 및 그 제조방법은 앞서 본 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 제 1 목적은 통신 단말기의 터치 패널부 상에 나타나는 각종 아이콘을 선택할 경우에 발생될 수 있는 인식 오류를 최소화시켜 원치 않는 콘텐츠가 구동되는 것을 사전에 방지하기 위함이다.

또한, 본 발명의 제 2 목적은 탄소나노튜브가 함유된 팬 팁을 스타일러스 펜에 적용함으로써, 스타일러스 펜과 통신 단말기의 터치 패널부 간 수직접촉 하중에 따른 경도를 최대한 감소시켜 터치 패널부를 사용하는 사용자의 터치 감도를 더욱 향상시키게 하기 위함이다.

또한, 본 발명의 제 3 목적은 터치 패널부 상에 나타나는 각종 아이콘을 필요에 따라 여러 번 반복 선택하더라도 터치 패널부와 직접적으로 맞닿는 보호캡의 마모율을 최소화시키기 위함이다.

또한, 본 발명의 제 4 목적은 펜 팁의 경도와 보호캡의 도전율을 최적화시켜 스타일러스 펜과 터치 패널부 간의 인식율을 높이고, 다수의 아이콘 선택시 이에 따른 다수의 콘텐츠가 쉽고 빠르고 정확하게 디스플레이되게끔 하여 사용자의 구매율을 향상시켜 기업 이익 창출 및 산업 발전에 이바지하기 위함이다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명은 다음과 같은 구성을 포함한다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 스타일러스 펜은, 통신 단말기에 기설치된 다수의 콘텐츠를 선택하고, 상기 다수의 콘텐츠 중 선택된 하나에 대한 동작 수행이 터치를 통해 시행되게끔 지시하는 것으로, 스틱형 펜 몸체의 일면과 맞닿아 연결된 후, 상기 스틱형 펜 몸체의 양쪽 지지 측면과 결탁되어 상기 펜 몸체와 합체되는 포인터; 상기 포인터의 일면과 결합되며, 상기 스틱형 펜 몸체의 양쪽 지지측면에 의해 고정되는 펜 팁; 및 상기 펜 팁의 볼록면 상부에 덮혀 씌워져 상기 펜 팁의 볼록면 상부를 감싸 보호하는 보호캡을 포함하며, 상기 펜 팁은 실리콘, 탄소나노튜브, 경화재 및 RTV 오일을 고루 섞은 후 상기 RTV 오일이 증발되게 설정된 기준시간 동안 건조시켜 경도 7 내지 10 N/㎜을 갖도록 형성되며, 상기 보호캡은 도전성 섬유재로 분류되는 PET 필름, CNT 섬유재, UV 코팅재, 우레탄 코팅재 및 이들이 혼합된 합성 재질 중 선택된 하나를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

스타일러스 펜의 제조방법은 통신 단말기에 기설치된 다수의 콘텐츠를 선택하고, 상기 다수의 콘텐츠 중 선택된 하나에 대한 동작 수행이 터치를 통해 시행되게끔 지시하는 제조방법으로, 도전성 섬유재의 양쪽면에 니켈, 구리, 니켈이 침전도금 방식에 의해 순차적으로 적층됨에 따라, 보호캡이 형성되는 단계; 상기 보호캡이 기준비된 펜 팁 제작 금형틀에 올려진 후 일정 압력을 인가받아 상기 펜 팁 제작 금형틀과 일치하는 모양틀로 성형되는 단계; 상기 보호캡의 내면이 기준비된 접착제에 의해 칠해진 후 25 내지 35분 동안 건조되는 단계; 및 전도성 액상이 상기 건조를 마친 보호캡 내면 상부에 주입된 후 일정시간 동안 응고됨에 따라, 상기 보호캡과 접착된 원통 모양의 펜 팁이 형성되는 단계를 포함하며, 상기 펜 팁은 실리콘, 탄소나노튜브, 경화재 및 RTV 오일을 고루 섞은 후 상기 RTV 오일이 증발되게 설정된 기준시간 동안 건조시켜 경도 7 내지 10 N/㎜을 갖도록 형성되며, 상기 도전성 섬유재는 PET 필름, CNT 섬유재, UV 코팅재, 우레탄 코팅재 및 이들이 혼합된 합성 재질 중 선택된 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 스타일러스 펜 및 그 제조방법은 통신 단말기의 터치 패널부 상에 나타나는 각종 아이콘을 선택할 경우에 발생될 수 있는 인식 오류를 최소화시켜 원치 않는 콘텐츠가 구동되는 것을 사전에 방지하는 제 1 효과를 준다.

또한, 본 발명은 탄소나노튜브가 함유된 팬 팁을 스타일러스 펜에 적용함으로써, 스타일러스 펜과 통신 단말기의 터치 패널부 간 수직접촉 하중에 따른 경도를 최대한 감소시켜 터치 패널부를 사용하는 사용자의 터치 감도를 더욱 향상시키는 제 2 효과를 준다.

또한, 본 발명은 터치 패널부 상에 나타나는 각종 아이콘을 필요에 따라 여러 번 반복 선택하더라도 터치 패널부와 직접적으로 맞닿는 보호캡의 마모율을 최소화시키는 제 3 효과를 준다.

또한, 본 발명은 펜 팁의 경도와 보호캡의 도전율을 최적화시켜 스타일러스 펜과 터치 패널부 간의 인식율을 높이고, 다수의 아이콘 선택시 이에 따른 다수의 콘텐츠가 쉽고 빠르고 정확하게 디스플레이되게끔 하여 사용자의 구매율을 향상시켜 기업 이익 창출 및 산업 발전에 이바지하는 제 4 효과를 준다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스타일러스 펜을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스타일러스 펜을 구체적으로 도시한 상세 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보호캡의 단위 섬유 두께를 자세히 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 펜 팁과 터치 패널부 간 수직하중시, 펜 팁의 표면접촉 면적변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 펜 팁의 내마모율을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스타일러스 펜의 제조방법을 나타낸 순서도이다.

[실시예]

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스타일러스 펜을 도시한 도면이다.

도 1를 참조하면, 스타일러스 펜(1000)은 통신 단말기에 기설치된 다수의 콘텐츠를 선택하고, 다수의 콘텐츠 중 선택된 하나에 대한 동작 수행이 터치를 통해 시행되게끔 지시하는 펜으로, 스틱형 펜 몸체(100), 포인터(200), 포인터 상부와 결탁된 요홈(210), 펜 팁(300), 보호캡(400), 뚜껑(500) 및 뚜껑 상부와 연결된 고정끈(510)을 포함한다.

포인터(200)는 도 2(a)에서 보여지는 바와 같이, 스틱형 펜 몸체(100)의 일면과 맞닿아 연결된 후, 스틱형 펜 몸체(100)의 양쪽 지지 측면과 결탁되어 스틱형 펜 몸체(100)와 합체됨에 의해 하기 펜 팁(300))이 탄성력을 초과하여 형상 변형되는 것을 방지하는 역할을 한다.

여기서, 포인터(200)는 백동, 황동, 청동, 두랄루민, 니크롬, 스텐레스강, 알루미늄 및 이들이 혼합된 합금재 중 선택된 하나로 가공되는데, 빠른 생산성을 위해선 도전성 플라스틱재로도 성형 가능하다.

포인터(200) 상부에 형성된 요홈(210)은 하기 펜 팁(300)의 개구부에 대응되게 형성되어 포인터(200)로부터 하기 펜 팁(300)의 이탈을 방지하는 역할을 하는 것으로, 여러 형태의 돌기 모양 혹은 막대 모양으로 제작되어 포인터(200) 상부와 부착된다.

다시 말해, 요홈(210)은 펜 팁(300)의 개구부에 형성된 환형의 걸림턱과 결탁됨에 따라 포인터(200)와 펜 팁(300) 간의 연결을 고정시켜 준다.

도 2(b)에서 보여지는 요홈(210)은 둥근 막대 형태로 제작된 것으로 포인터(200) 상부와 펜 팁(300) 간의 이탈이 발생되지 않게끔 펜 팁(300) 내 마련된 일정 공간 내부에 삽입되어 꽂도록 설계된 결합 수단이라 하겠다.

또한, 도 2(c)에서 보여지는 요홈(210)은 둥근 막대와 양쪽 말단에 두개의 돌기를 각각 마련한 것으로 포인터(200) 상부와 펜 팁(300) 간의 이탈이 발생되지 않게끔 펜 팁(300) 내 마련된 일정 공간 내부에 삽입되어 꽂도록 설계된 다른 형태의 결합 수단이라 하겠다.

펜 팁(300)은 포인터(200)의 일면과 결합되며, 스틱형 펜 몸체(100)의 양쪽 지지 측면에 의해 고정되는 것으로, 실리콘, 탄소나노튜브, 경화재 및 RTV 오일을 고루 섞은 후 RTV 오일이 증발되게 설정된 기준시간 동안 건조시켜 경도 7 내지 10 N/㎜을 갖도록 형성된다.

즉, 터치 패널부와 계속적으로 접촉하는 펜 팁(300)은 실리콘, 탄소나노튜브, 경화재 및 RTV 오일로 내부 구성된 비도전성 탄성체로 성형된 까닭에 자체 탄성력에 의해 본래 형상으로 복원이 용이하다 할 것이다.

다시 말해, 펜 팁(300)의 터치 혹은 드레그가 터치 패널부와 반복적으로 일어난다 하더라도 펜 팁(300)의 형상이 자체 탄성력으로 인해 변형되거나 틀어질 우려가 없기 때문에 초기상태을 그대로 유지함으로 사용자에게 그만큼의 편리성을 제공한다.

펜 팁은 0.1 내지 0.15 ㎏의 무게, 4*

내지 6*

Ωcm의 표면저항 및 5.5 내지 6.5 ㎜의 높이를 갖으며, 전체 100 중량%에 대하여 67.3 내지 75.7 중량%의 실리콘, 1.7 내지 2.4 중량%의 탄소나노튜브, 7.6 내지 10.1 중량%의 경화재 및 15 내지 20.2 중량%의 RTV 오일이 고루 배반하여 형성된다.

보호캡(400)은 펜 팁(300)의 볼록면 상부에 덮혀 씌워져 펜 팁(300)의 볼록면 상부를 감싸 보호하는 것으로, 도전성 섬유재로 분류되는 PET 필름, CNT 섬유재, UV 코팅재, 우레탄 코팅재 및 이들이 혼합된 합성 재질 중 선택된 하나로 형성된다.

보호캡(400)의 단위 섬유(410)는 도 3에서 보여지는 바와 같이, 0.02 내지 0.5㎜ 두께로 형성된다, 만약, 보호캡(400)의 단위 섬유(410) 두께가 0.02㎜보다 작을 경우에는 너무 얇게되어 제작성이 떨어지고 터치 패널부에 대해 접촉시 쉽게 파손되며, 보호캡(400)의 두께가 0.5㎜보다 클 경우에는 터치 패널부에 대한 펜 팁(300)의 작동이 원활하지 못하게 된다.

일 예로, 보호캡(400)의 단위 섬유(410)가 도 3(a)와 같이, 침전도금 방식에 의해 0.02 mm 두께로 제작될 경우, 보호캡(400)의 단위 섬유(410)는 0.0178 mm 두께를 갖는 도전성 섬유재를 기준으로 도전성 섬유재 일면에 0.0002 mm 니켈, 0.0007 mm 구리, 0.0002 mm 니켈이 순차적으로 적층되고, 동시에 도전성 섬유재 다른 일면에 0.0002 mm 니켈, 0.0007 mm 구리, 0.0002 mm 니켈이 순차적으로 적층된다.

여기서, 보호캡(400)의 단위 섬유(410) 제작시 구리 대용으로 주석, 코발트, 금 및 은 중 선택된 하나가 사용 용이하며, 니켈 대용으로 주석으로도 사용 용이함에 유의한다.

또한, 보호캡(400)의 최외곽층에 형성된 니켈 상위에 0.002 내지 0.008mm의 수용성 폴리우레탄이 별도로 형성될 수 있는데, 이 물질을 형성시키는 이유는 니켈 성분이 인체에 알레르기를 일으킬 수 있을 만한 유해 성분이기 때문에 친환경적인 스타일러스 펜(1000)을 제조하기 위해선 무해성 물질인 수용성 폴리우레탄을 양쪽 최외곽층에 코팅 처리하는 것이 필요하다 할 것이다.

다른 일예로, 보호캡(400)의 단위 섬유(410)가 침전도금 방식에 의해 0.18 mm 두께로 제작될 경우, 보호캡(400)의 단위 섬유(410)는 0.1602 mm 두께를 갖는 도전성 섬유재를 기준으로 도전성 섬유재 일면에 0.0018 mm 니켈, 0.0063 mm 구리, 0.0018 mm 니켈이 순차적으로 적층되고, 동시에 도전성 섬유재 다른 일면에 00.0018 mm 니켈, 0.0063 mm 구리, 0.0018 mm 니켈이 순차적으로 적층된다.

상기 일예와 마찬가지로, 보호캡(400)의 단위 섬유(410) 제작시 구리 대용으로 주석, 코발트, 금 및 은 중 선택된 하나가 사용 용이하며, 니켈 대용으로 주석으로도 사용 용이함에 유의한다.

또 다른 일예로, 보호캡(400)의 단위 섬유(410)가 침전도금 방식에 의해 0.5 mm 두께로 제작될 경우, 보호캡(400)의 단위 섬유(410)는 0.445 mm 두께를 갖는 도전성 섬유재를 기준으로 도전성 섬유재 일면에 0.005 mm 니켈, 0.0175 mm 구리, 0.005 mm 니켈이 순차적으로 적층되고, 동시에 도전성 섬유재 다른 일면에 0.005 mm 니켈, 0.0175 mm 구리, 0.005 mm 니켈이 순차적으로 적층된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 펜 팁과 터치 패널부 간 수직하중시, 펜 팁의 표면접촉 면적변화를 나타낸 그래프이다.

즉, 도 4에서 알 수 있듯이, 6 mm 직경으로 제작된 펜 팁을 포함하는 스타일러스 펜이 통신 단말기의 터치 패널부와 수직으로 맞닿게 된 후, 5g에서부터 60g 범주 내 무게를 갖는 물체들이 번갈아가며 스타일러스 펜 상부에 인가될 경우를 측정한 결과, 터치 패널부와 맞닿은 펜 팁의 표면적은 3.5 내지 8.8 ㎜의 범위로 변화됨을 알 수 있다 하겠다.

다시 말해, 5g의 무게를 갖는 물체가 터치 패널부와 맞닿아 있는 스타일러스 펜 상부에 수직하중으로 인가된 경우에, 본 발명의 펜 팁은 인체의 표면저항(1*10^-6Ωcm)과 거의 비슷한 표면저항(1*10^-6Ωcm)이 나타나도록 탄소나노튜브(CNT: Carbon Nano Tube)를 함유시켜 제작한 까닭에 3.5mm의 표면접촉 면적을 갖으나, 종래의 탄소가 포함된 펜 팁은 본 발명에서의 탄소나노튜브가 포함된 펜 팁보다 1.6mm 차이를 보이는 1.9mm의 표면접촉 면적을 나타냄을 알 수 있다.

또한, 10g의 무게를 갖는 물체가 터치 패널부와 맞닿아 있는 스타일러스 펜 상부에 수직하중으로 인가된 경우에, 본 발명의 펜 팁은 상기 동일한 이유로 4.2mm의 표면접촉 면적을 갖으나, 종래의 탄소가 포함된 펜 팁은 본 발명에서의 탄소나노튜브가 포함된 펜 팁보다 2.0mm 차이를 보이는 2.2mm의 표면접촉 면적을 나타냄을 알 수 있다.

동일 방식으로, 15g, 20g, 25g, 30g, 35g, 40g, 45g, 50g, 55g 및 60g의 무게를 갖는 물체들이 번갈아 가며 스타일러스 펜 상부에 수직하중으로 인가된 경우에, 본 발명의 탄소나노튜브가 포함된 펜 팁은 종래의 탄소가 포함된 펜 팁보다 많게는 2.6mm 차이의 표면접촉 면적변화가 있음을 비추어 보더라도 탄소나노튜브를 포함시켜 제작한 본 발명의 펜 팁은 종래의 탄소를 포함시켜 제작한 종래의 펜 팁보다 표면접촉 면적변화율 측면에서 뛰어나다라고 말할 수 있을 것이며, 이를 통해 통신 단말기의 터치 패널부 터치시 터치 감도가 종래의 펜 팁보다 더욱 향상되었음을 알 수 있다 하겠다.

여기서, 종래의 펜 팁은 탄소를 포함시켜 제작한 것으로 70 N/㎜의 경도를 갖는다 하였으나, 본 발명의 펜 팁은 탄소나노튜브를 포함시켜 제작한 결과, 7 내지 10 N/㎜의 경도가 나타남에 유의한다.

도 5는 펜 팁이 통신 단말기의 터치 패널부에서 5만회 내지 16만회에 걸친 왕복 횟수로 드레그했을 때 펜 팁의 수율(수명)을 보여주는 그래프이다.

즉, 도 5에서 알 수 있듯이, 펜 팁을 포함하는 스타일러스 펜이 통신 단말기의 터치 패널부와 수직으로 맞닿게 된 후, 스타일러스 펜이 5만 내지 16만 회에 걸쳐 드래그될 시, 터치 패널부와 맞닿은 펜 팁의 마모율은 100%를 기준으로 드래그되는 횟수가 5만 내지 13만 회 전까지 0.1% 미만이고 13만에서부터 16만 회에 도달하는 시점에 이르면 0.2 내지 0.4% 밖에 하락하지 않음을 알 수 있다.

좀 더 구체적으로, 본 발명의 탄소나노튜브가 포함된 펜 팁(300, 6 ㎜ 직경으로 제작된 것을 일예로 삼음)은 왕복으로 13만회이상 드레그한 경우 비로소 마모율이 100%에서 하락하는 것을 볼 수 있으며, 왕복으로 16만회에 가깝게 드래그한 경우이더라도 마모율이 99.6%로 약 0.4% 정도밖에 떨어지는 않은 것을 볼 수 있다.

종래의 탄소가 포함된 펜 팁은 11만회이상 드레그한 경우 100%에서 98.6% 정도로 급격하게 하락하였다가, 16만회에 왔을 땐 94.1%로 100% 기준으로 약 5.9% 정도까지 떨어졌음을 알 수 있고 본 발명의 펜 팁(300)과는 상대적으로 약 5.5% 정도의 차이가 남을 알 수 있다.

이를 통해, 본 발명의 탄소나노튜브가 포함된 펜 팁(300)은 종래의 탄소가 포함된 펜 팁보다 마모율면에서도 우수하다는 것을 알 수 있고, 적어도 12만회 정도 터치 패널부를 드레그하더라도 본 상태를 그대로 유지하고 있음을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 탄소나노튜브가 포함된 펜 팁(300)은 적어도 12만번이상 터치 패널수를 드레그하더라도 성능에 지장을 줄 만큼 수명에 대한 심각한 문제는 확률적으로 없음을 판단해 볼 수 있다.

이어서, 뚜껑(500)은 펜 팁(300) 및 보호캡(400)을 보호하도록 착탈 용이한 것으로, 보호캡(400) 상부에서부터 포인터(200) 일부면까지 덮여 씌워져 외력에 의해 발생될 충격으로부터 보호캡(400) 뿐만 아니라 펜 팁(300) 및 포인터(200)까지 보호해 주는 역할을 한다.

뚜껑(500)은 스타일러스 펜(1000)의 미사용시 보호캡(400) 및 펜 팁(300)에 존재할 먼지 등의 이물질 또는 충격 등으로부터 스타일러스 펜(1000) 자체를 보호할 수 있도록 스틱형 펜 몸체(100)와 결탁되어 맞춰 고정된다.

뚜껑(500) 상부에 연결된 고정끈(510)은 뚜껑(500)과 통신 단말기 간을 서로 이어줌으로써, 스타일러스 펜(1000)이 통신 단말기 주변으로부터 분실되는 것을 사전에 막아주는 역할을 한다.

포괄적인 설명으로, 스타일러스 펜(1000)은 웹 패드 등의 터치 패널부를 터치할 경우 스틱형 펜 몸체(100)로부터 뚜껑(500)을 분리한 후, 스틱형 펜 몸체(100)를 파지한 상태에서 펜 팁(300)을 터치 패널부에 기형성된 해당 아이콘을 터치한다.

이때, 스타일러스 펜(1000)은 펜 팁(300)에 씌워진 박막 형태의 보호캡(400)에 의해 터치 패널부와 맞닿는 펜 팁(300)의 마찰력을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 펜 팁(300)의 마모율을 최대한으로 줄일 수 있음에 따른 수율(수명) 및 터치 패널부와의 접촉성을 향상시킬 수 있다.

더불어, 스타일러스 펜(1000)은 주 구성요소인 펜 팁(300)과 펜 팁(300)을 보호하는 보호캡(400)을 포함하는 간단한 구조로 형성됨으로 원가비용 및 제작비용 역시 절감시킬 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 스타일러스 펜의 제조방법을 나타낸 순서도이다.

스타일러스 펜의 제조방법은 통신 단말기에 기설치된 다수의 콘텐츠를 선택하고, 다수의 콘텐츠 중 선택된 하나에 대한 동작 수행이 터치를 통해 시행되게끔 지시하는 제조방법이다.

먼저, 도전성 섬유재 양쪽면에 니켈, 구리, 니켈이 침전도금 방식에 의해 순차적으로 적층됨에 따라, 도전성 섬유재인 보호캡이 형성된다(S10, S20).

보호캡 제작시 구리 대체재로, 주석, 코발트, 금 및 은 중 선택된 하나로 대용될 수 있다.

보호캡이 기준비된 펜 팁 제작 금형틀에 올려진 후(S30), 초당 25 내지 35 kgN/㎠로 설정된 일정 압력(혹은 외력)을 인가받아 펜 팁 제작 금형틀과 일치하는 모양틀로 성형된다(S40, S50).

보호캡의 내면이 기준비된 접착제에 의해 칠해진 후 25 내지 35분 동안 건조된다(S60, S70).

여기서, 접착제는 전체 100 중량%에 대하여 54 내지 73 중량%의 실록산, 25 내지 32 중량%의 규산, 1 내지 7 중량%의 프로판올, 1 내지 7 중량%의 벤젠이 고루 혼합되어 생성된 물질임에 유의한다.

전도성 액상이 건조를 마친 보호캡 내면 상부에 주입된 후(S80), 일정시간 동안 응고됨에 따라 보호캡과 접착된 원통 모양의 펜 팁이 형성된다(S90, S100).

즉, 펜 팁이 7 내지 10 N/mm 경도을 나타내게끔 액체 상태에 있는 전도성 액상과 기마련된 경화재가 고루 섞여 액체 상태에서 고체 상태로 응고된다.

일 예로, 펜 팁은 전도성 액상에 경화재가 함유되어 제조되는데, 이 때 사용되는 전도성 액상은 전체 100 중량%에 대하여 67.3 내지 75.7 중량%의 실리콘, 1.7 내지 2.4 중량%의 탄소나노튜브, 7.6 내지 10.1 중량%의 경화재 및 15 내지 20.2 중량%의 RTV 오일이 기정해진 순서에 따라 고루 섞여 생성된다..

이 때 사용되는 경화재는 전체 100% 중량%에 대하여 60 내지 79 중량%의 폴리 디메틸실록산, 10 내지 15 중량%의 테트라프로필 오소실리케이트, 10 내지 15 중량%의 페닐쓰리메스옥실레인, 0.9 내지 9 중량%의 디메틸 틴 디-네오데실 이슬러, 0.1 내지 1 중량%의 메틸 알코올이 고루 섞여 생성된다.

다른 일예로, 13 내지 20 경도의 탄성력을 나타내는 펜 팁은 전체 100 중량%에 대하여 55 내지 65 중량%의 폴리 디메틸실록산, 34 내지 40 중량%의 수산기말단 디메틸실록산, 1 내지 5 중량%의 알파-히드로-오메가-히드록시-폴리글리콜이 기정해진 순서에 따라 고루 섞여 생성된 전도성 액상 및 전체 100% 중량%에 대하여 56 내지 66 중량%의 테트라 옥실 실리케이트, 17 내지 22 중량%의 디오틸틴 카복실레이트, 17 내지 22 중량%의 디앤옥틸틴도데크레이트가 고루 섞여 생성된 경화재에 의해 제조된다.

또 다른 일예로, 펜 팁은 전도성 액상에 경화재와 미혼합된 상태이더라도 섭씨온도 140 내지 160도를 18 내지 22분 동안 가열하게 되면 전도성 액상이 고체 상태로 응고되어 원하는 물질을 얻을 수도 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

1000 : 스타일러스 펜 100 : 스틱형 펜 몸체
200 : 포인터 210 : 요홈
300 : 펜 팁 400 : 보호캡
500 : 뚜껑 510 : 고정끈

Claims

통신 단말기에 기설치된 다수의 콘텐츠를 선택하고, 상기 다수의 콘텐츠 중 선택된 하나에 대한 동작 수행이 터치를 통해 시행되게끔 지시하는 스타일러스 펜으로,
스틱형 펜 몸체의 일면과 맞닿아 연결된 후, 상기 스틱형 펜 몸체의 양쪽 지지 측면과 결탁되어 상기 펜 몸체와 합체되는 포인터;
상기 포인터의 일면과 결합되며, 상기 스틱형 펜 몸체의 양쪽 지지측면에 의해 고정되는 펜 팁; 및
상기 펜 팁의 볼록면 상부에 덮혀 씌워져 상기 펜 팁의 볼록면 상부를 감싸 보호하는 보호캡을 포함하며,
상기 펜 팁은 실리콘, 탄소나노튜브, 경화재 및 RTV 오일을 고루 섞은 후 상기 RTV 오일이 증발되게 설정된 기준시간 동안 건조시켜 경도 7 내지 10 N/㎜을 갖도록 형성되며,
상기 보호캡은 도전성 섬유재로 분류되는 PET 필름, CNT 섬유재, UV 코팅재, 우레탄 코팅재 및 이들이 혼합된 합성 재질 중 선택된 하나를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜.
제 1 항에 있어서, 상기 펜 팁은
0.1 내지 0.15 ㎏의 무게, 4*
내지 6*
Ωcm의 표면저항 및 5.5 내지 6.5 ㎜의 높이를 갖으며,
전체 100 중량%에 대하여 67.3 내지 75.7 중량%의 실리콘, 1.7 내지 2.4 중량%의 탄소나노튜브, 7.6 내지 10.1 중량%의 경화재 및 15 내지 20.2 중량%의 RTV 오일이 고루 배반하여 형성되는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜.
제 1 항 및 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
6 ㎜ 직경으로 제작된 상기 펜 팁을 포함하는 스타일러스 펜이 상기 통신 단말기의 터치 패널부와 수직으로 맞닿게 된 후, 5 내지 60g의 무게가 상기 스타일레스 펜 상부에 가해질 시, 상기 터치 패널부와 맞닿은 상기 펜 팁의 표면적은 3.5 내지 8.8 ㎜로 변화되는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜
제 3 항에 있어서,
6 ㎜ 직경으로 제작된 상기 펜 팁을 포함하는 스타일러스 펜이 상기 통신 단말기의 터치 패널부와 수직으로 맞닿게 된 후, 상기 스타일러스 펜이 5만 내지 16만 회에 걸쳐 드래그될 시, 상기 터치 패널부와 맞닿은 상기 펜 팁의 마모율은 100%를 기준으로 상기 드래그되는 횟수가 5만 내지 13만 회 전까지 0.1% 미만이고 13만에서부터 16만 회에 도달하는 시점에 이르면 0.2 내지 0.4% 하락하는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜
제 1 항에 있어서,
여러 형태의 돌기 모양 혹은 막대 모양으로 제작되어 상기 포인터 상부와 부착되며, 상기 펜 팁의 개구부에 형성된 환형의 걸림턱과 결탁됨에 따라 상기 포인터와 펜 팁 간의 연결을 고정시켜 주는 요홈; 및
상기 보호캡 상부에서부터 상기 포인터 일부면까지 덮여 씌워져 외력에 의해 발생될 충격으로부터 상기 보호캡 뿐만 아니라 상기 펜팁 및 포인터까지 보호해 주는 뚜껑을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜.
제 1 항에 있어서, 상기 포인터는,
백동, 황동, 청동, 두랄루민, 니크롬, 스텐레스강, 알루미늄 및 이들이 혼합된 합금재 중 선택된 하나로 가공되는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜.
제 1 항에 있어서, 상기 보호캡의 단위 섬유는,
0.02 내지 0.5 mm 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜.
통신 단말기에 기설치된 다수의 콘텐츠를 선택하고, 상기 다수의 콘텐츠 중 선택된 하나에 대한 동작 수행이 터치를 통해 시행되게끔 지시하는 스타일러스 펜의 제조방법으로,
도전성 섬유재의 양쪽면에 니켈, 구리, 니켈이 침전도금 방식에 의해 순차적으로 적층됨에 따라, 보호캡이 형성되는 단계;
상기 보호캡이 기준비된 펜 팁 제작 금형틀에 올려진 후 일정 압력을 인가받아 상기 펜 팁 제작 금형틀과 일치하는 모양틀로 성형되는 단계;
상기 보호캡의 내면이 기준비된 접착제에 의해 칠해진 후 25 내지 35분 동안 건조되는 단계; 및
전도성 액상이 상기 건조를 마친 보호캡 내면 상부에 주입된 후 일정시간 동안 응고됨에 따라, 상기 보호캡과 접착된 원통 모양의 펜 팁이 형성되는 단계를 포함하며,
상기 펜 팁은 실리콘, 탄소나노튜브, 경화재 및 RTV 오일을 고루 섞은 후 상기 RTV 오일이 증발되게 설정된 기준시간 동안 건조시켜 경도 7 내지 10 N/㎜을 갖도록 형성되며,
상기 도전성 섬유재는 PET 필름, CNT 섬유재, UV 코팅재, 우레탄 코팅재 및 이들이 혼합된 합성 재질 중 선택된 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜의 제조방법.
제 8 항에 있어서,
상기 구리 대체재로, 주석, 코발트, 금 및 은 중 선택된 하나가 상기 보호캡 제작시 대용되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜의 제조방법.
제 8 항에 있어서, 상기 전도성 액상은,
전체 100 중량%에 대하여 67.3 내지 75.7 중량%의 실리콘, 1.7 내지 2.4 중량%의 탄소나노튜브, 7.6 내지 10.1 중량%의 경화재 및 15 내지 20.2 중량%의 RTV 오일이 기정해진 순서에 따라 고루 섞여 생성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜의 제조방법.
제 10 항에 있어서,
상기 펜 팁이 7 내지 10 N/mm 경도가 형성되게끔 액체 상태에 있는 상기 전도성 액상이 상기 경화재로 인해 고체 상태로 응고됨에 있어서,
상기 경화재는 전체 100% 중량%에 대하여 60 내지 79 중량%의 폴리 디메틸실록산, 10 내지 15 중량%의 테트라프로필 오소실리케이트, 10 내지 15 중량%의 페닐쓰리메스옥실레인, 0.9 내지 9 중량%의 디메틸 틴 디-네오데실 이슬러, 0.1 내지 1 중량%의 메틸 알코올이 고루 섞여 생성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜의 제조방법.
제 8 항에 있어서, 상기 접착제는,
전체 100 중량%에 대하여 54 내지 73 중량%의 실록산, 25 내지 32 중량%의 규산, 1 내지 7 중량%의 프로판올 및 1 내지 7 중량%의 벤젠이 고루 혼합되어 생성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜의 제조방법.
제 8 항에 있어서, 상기 일정 압력은,
초당 25 내지 35 kgN/㎠로 설정된 외력으로 상기 보호캡에 인가되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스타일러스 펜의 제조방법.