KR20130085201A

KR20130085201A - 이동 단말기

Info

Publication number: KR20130085201A
Application number: KR1020120006187A
Authority: KR
Inventors: 곽행철; 김성혁; 이시형
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2012-01-19
Filing date: 2012-01-19
Publication date: 2013-07-29

Abstract

본 발명은 접촉 터치신호 및 근접 터치신호를 감지할 수 있는 터치스크린을 구비하는 이동 단말기에 관한 것으로서, 표시영역에 형성되고 접촉 터치신호를 감지하는 제 1전극부와, 표시영역 및/또는 비표시영역에 형성되고 근접 터치신호를 감지하는 제 2전극부와, 비표시영역에 마련되고 제 2전극부의 하측에 배치되는 도료층, 도료층을 관통하여 제 2전극부와 전극배선을 상호 접속시키는 전극배선을 포함하며, 도료층이 제 2전극부의 근접 터치 감지작용을 간섭하지 않도록 제 2전극부의 하측에 배치됨으로써 근접 터치신호의 측정거리가 증가될 수 있다.

Description

이동 단말기{mobile/portable terminal}

본 발명은 접촉 터치신호 및 근접 터치신호를 감지할 수 있는 터치스크린을 구비하는 이동 단말기에 관한 것이다.

단말기는 이동 가능 여부에 따라 이동 단말기(mobile/portable terminal) 및 고정 단말기(stationary terminal)으로 나뉠 수 있다. 다시 이동 단말기는 사용자의 직접 휴대 가능 여부에 따라 휴대(형) 단말기(handheld terminal) 및 거치형 단말기(vehicle mount terminal)로 나뉠 수 있다.

이와 같은 단말기(terminal)는 기능이 다양화됨에 따라 예를 들어, 사진이나 동영상의 촬영, 음악이나 동영상 파일의 재생, 게임, 방송의 수신 등의 복합적인 기능들을 갖춘 멀티미디어 기기(Multimedia player) 형태로 구현되고 있다.

또한, 멀티미티어 기능 이외에도 터치 센서, 조광 센서, 근접 센서 등의 다양한 센서를 활용됨으로써 단말기의 활용도가 커지고 있는데, 특히 단말기의 검출하는 물체의 유무를 판다하는 근접 센서의 활용도가 높아지고 있다.

단말기에 사용되는 근접 센서는 적외선 근접 센서(IR)가 가장 일반적으로 사용되고 있는데, 적외선 근접 센서의 경우에는 단말기의 일측에 편중되도록 설치되어 단말기의 전체영역을 고르게 커버할 수 없고 측정거리가 짧다.

이에 해결 방안으로 정전용량식 근접 센서가 고려될 수 있는데, 정전용량식 근접 센서가 단말기의 베젤영역에 배치되는 경우에는 윈도우 글라스에 도포된 도료에 의하여 센서의 감지작용이 방해를 받아 측정거리가 짧아진다.

본 발명은 근접 터치신호를 감지하는 정전용량식 근접 센서의 근접 터치신호의 감지작용이 베젤영역에 도포된 도료에 의해 간섭받는 것을 방지하여, 측정거리가 증가된 정전용량식 근접 센서를 구비하는 이동 단말기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일예와 관련된 이동 단말기는 중앙부의 표시영역과 표시영역의 외각에 배치되는 비표시영역으로 나뉘는 터치스크린 및 터치스크린으로부터 터치신호를 전달받아 터치 위치를 판단하는 제어부를 포함하여 이루어지며, 터치스크린은 터치스크린의 상측에 배치되어, 터치스크린을 외부로부터 보호하는 보호부재, 표시영역에 마련되어 접촉 터치신호를 감지하는 제 1전극부, 표시영역 및/또는 비표시영역에 마련되어 근접 터치신호를 감지하는 제 2전극부, 비표시영역에 마련되고 제 2전극부의 하측에 배치되며, 제 2전극부의 일부를 노출시키는 홈부가 마련되는 유색의 도료층, 홈부에 삽입되어 제 2전극부와 접속되는 전도성 물질 및 그리고 도료층의 하측에 배치되어 전도성 물질과 접속되며, 제 2전극부가 감지한 상기 근접 터치신호를 제어부에 전달하는 전극배선을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 제 1전극부 및 제 2전극부는 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO), AZO(Al-doped Zno), 탄소나노튜브(CNT) 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 제2전극부는 자기 커패시턴스(self-capacitance)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 제 1전극부와 제 2전극부는 동일한 레이어 상에 마련되는 것을 특징으로 한다.

또한, 도료층은 실크 스크린 인쇄방식으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 전도성 물질은 도료층과 동일한 색상을 가지는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.

또한, 전도성 물질은 유색의 전도성 고분자(PEDOT)인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.

본 발명의 적어도 하나의 일실시예와 관련된 도료층을 제 2전극부의 하측에 배치함으로써, 도료층이 제 2전극부와 이동 단말기의 외부 사이에 배치됨에 따라 제 2전극부의 근접 터치 감지작용이 간섭받는 것을 방지하여 근접 터치신호의 측정거리가 증가될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 블록 구성도(block diagram).
도 2a는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 전면 사시도.
도 2b는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 후면 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기를 구성하는 터치스크린의 정면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기에서 제 2전극부가 형성된 상태를 나타내는 사시도.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기를 구성하는 터치스크린의 단면도.
도 5a는 터치스크린의 도료층에 마련된 홈부에 전도성 물질을 삽입하는 방법을 설명하는 단면도.
도 5b는 터치스크린의 도료층에 마련된 홈부에 전도성 물질이 삽입된 상태를 나타내는 단면도.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기의 블록 구성도(block diagram)이다.

상기 이동 단말기(100)는 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(160), 인터페이스부(170), 제어부(180) 및 전원 공급부(190) 등을 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 이동 단말기가 구현될 수도 있다.

이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.

무선 통신부(110)는 이동 단말기(100)와 무선 통신 시스템 사이 또는 이동 단말기(100)와 이동 단말기(100)가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신부(110)는 방송 수신 모듈(111), 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114) 및 위치정보 모듈(115) 등을 포함할 수 있다.

방송 수신 모듈(111)은 방송 채널을 통하여 외부의 방송 관리 서버로부터 방송 신호 및/또는 방송 관련된 정보를 수신한다.

상기 방송 채널은 위성 채널, 지상파 채널을 포함할 수 있다. 상기 방송 관리 서버는, 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 생성하여 송신하는 서버 또는 기 생성된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보를 제공받아 단말기에 송신하는 서버를 의미할 수 있다. 상기 방송 신호는, TV 방송 신호, 라디오 방송 신호, 데이터 방송 신호를 포함할 뿐만 아니라, TV 방송 신호 또는 라디오 방송 신호에 데이터 방송 신호가 결합한 형태의 방송 신호도 포함할 수 있다.

상기 방송 관련 정보는, 방송 채널, 방송 프로그램 또는 방송 서비스 제공자에 관련한 정보를 의미할 수 있다. 상기 방송 관련 정보는, 이동통신망을 통하여도 제공될 수 있다. 이러한 경우에는 상기 이동통신 모듈(112)에 의해 수신될 수 있다.

상기 방송 관련 정보는 다양한 형태로 존재할 수 있다. 예를 들어, DMB(Digital Multimedia Broadcasting)의 EPG(Electronic Program Guide) 또는 DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld)의 ESG(Electronic Service Guide) 등의 형태로 존재할 수 있다.

상기 방송 수신 모듈(111)은, 예를 들어, DMB-T(Digital Multimedia Broadcasting-Terrestrial), DMB-S(Digital Multimedia Broadcasting-Satellite), MediaFLO(Media Forward Link Only), DVB-H(Digital Video Broadcast-Handheld), ISDB-T(Integrated Services Digital Broadcast-Terrestrial) 등의 디지털 방송 시스템을 이용하여 디지털 방송 신호를 수신할 수 있다. 물론, 상기 방송 수신 모듈(111)은, 상술한 디지털 방송 시스템뿐만 아니라 다른 방송 시스템에 적합하도록 구성될 수도 있다.

방송 수신 모듈(111)을 통해 수신된 방송 신호 및/또는 방송 관련 정보는 메모리(160)에 저장될 수 있다.

이동통신 모듈(112)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 단말, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. 상기 무선 신호는, 음성 호 신호, 화상 통화 호 신호 또는 문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다.

무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 이동 단말기(100)에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다.

근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.

위치정보 모듈(115)은 이동 단말기의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Position System) 모듈이 있다.

도 1을 참조하면, A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(121)와 마이크(122) 등이 포함될 수 있다. 카메라(121)는 화상 통화모드 또는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있다.

카메라(121)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(160)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. 카메라(121)는 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.

마이크(122)는 통화모드 또는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 통화 모드인 경우 이동통신 모듈(112)을 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(122)에는 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.

사용자 입력부(130)는 사용자가 단말기의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(130)는 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다.

센싱부(140)는 이동 단말기(100)의 개폐 상태, 이동 단말기(100)의 위치, 사용자 접촉 유무, 이동 단말기의 방위, 이동 단말기의 가속/감속 등과 같이 이동 단말기(100)의 현 상태를 감지하여 이동 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다. 예를 들어 이동 단말기(100)가 슬라이드 폰 형태인 경우 슬라이드 폰의 개폐 여부를 센싱할 수 있다. 또한, 전원 공급부(190)의 전원 공급 여부, 인터페이스부(170)의 외부 기기 결합 여부 등을 센싱할 수도 있다. 한편, 상기 센싱부(140)는 근접 센서(141)를 포함할 수 있다.

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부(151), 음향 출력 모듈(152), 알람부(153), 및 햅틱 모듈(154) 등이 포함될 수 있다.

디스플레이부(151)는 이동 단말기(100)에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. 예를 들어, 이동 단말기가 통화 모드인 경우 통화와 관련된 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 표시한다. 이동 단말기(100)가 화상 통화 모드 또는 촬영 모드인 경우에는 촬영 또는/및 수신된 영상 또는 UI, GUI를 표시한다.

디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparant OLED) 등이 있다. 디스플레이부(151)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여, 사용자는 단말기 바디의 디스플레이부(151)가 차지하는 영역을 통해 단말기 바디의 후방에 위치한 사물을 볼 수 있다.

이동 단말기(100)의 구현 형태에 따라 디스플레이부(151)이 2개 이상 존재할 수 있다. 예를 들어, 이동 단말기(100)에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다.

디스플레이부(151)와 터치 동작을 감지하는 센서(이하, '터치 센서'라 함)가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함)에, 디스플레이부(151)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다.

터치 센서는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는 터치 되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다.

터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.

도 1을 참조하면, 상기 터치스크린에 의해 감싸지는 이동 단말기의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 근접 센서(141)가 배치될 수 있다. 상기 근접 센서는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 근접 센서는 접촉식 센서보다는 그 수명이 길며 그 활용도 또한 높다.

상기 근접 센서의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 상기 터치스크린이 정전식인 경우에는 상기 포인터의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 포인터의 근접을 검출하도록 구성된다. 이 경우 상기 터치 스크린(터치 센서)은 근접 센서로 분류될 수도 있다.

이하에서는 설명의 편의를 위해, 상기 터치스크린 상에 포인터가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 포인터가 상기 터치스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 칭하고, 상기 터치스크린 상에 포인터가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 칭한다. 상기 터치스크린 상에서 포인터로 근접 터치가 되는 위치라 함은, 상기 포인터가 근접 터치될 때 상기 포인터가 상기 터치스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다.

상기 근접 센서는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지한다. 상기 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 정보는 터치 스크린상에 출력될 수 있다.

음향 출력 모듈(152)은 호신호 수신, 통화모드 또는 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(160)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(152)은 이동 단말기(100)에서 수행되는 기능(예를 들어, 호신호 수신음, 메시지 수신음 등)과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력 모듈(152)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.

알람부(153)는 이동 단말기(100)의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. 이동 단말기에서 발생 되는 이벤트의 예로는 호 신호 수신, 메시지 수신, 키 신호 입력, 터치 입력 등이 있다. 알람부(153)는 비디오 신호나 오디오 신호 이외에 다른 형태, 예를 들어 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수도 있다. 상기 비디오 신호나 오디오 신호는 디스플레이부(151)나 음성 출력 모듈(152)을 통해서도 출력될 수 있어서, 그들(151,152)은 알람부(153)의 일부로 분류될 수도 있다.

햅틱 모듈(haptic module)(154)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(154)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 있다. 햅택 모듈(154)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 제어가능하다. 예를 들어, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다.

햅틱 모듈(154)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(eletrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다.

햅틱 모듈(154)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과의 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(154)은 휴대 단말기(100)의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.

메모리(160)는 제어부(180)의 동작을 위한 프로그램을 저장할 수 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 폰북, 메시지, 정지영상, 동영상 등)을 임시 저장할 수도 있다. 상기 메모리(160)는 상기 터치스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.

메모리(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 이동 단말기(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(160)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.

인터페이스부(170)는 이동 단말기(100)에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(170)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 이동 단말기(100) 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 이동 단말기(100) 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 인터페이스부(170)에 포함될 수 있다.

식별 모듈은 이동 단말기(100)의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(User Identify Module, UIM), 가입자 인증 모듈(Subscriber Identify Module, SIM), 범용 사용자 인증 모듈(Universal Subscriber Identity Module, USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 포트를 통하여 단말기(100)와 연결될 수 있다.

상기 인터페이스부는 이동단말기(100)가 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 이동단말기(100)에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 이동단말기로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 이동단말기가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수도 있다.

제어부(controller, 180)는 통상적으로 이동 단말기의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어 음성 통화, 데이터 통신, 화상 통화 등을 위한 관련된 제어 및 처리를 수행한다. 제어부(180)는 멀티 미디어 재생을 위한 멀티미디어 모듈(181)을 구비할 수도 있다. 멀티미디어 모듈(181)은 제어부(180) 내에 구현될 수도 있고, 제어부(180)와 별도로 구현될 수도 있다.

상기 제어부(180)는 상기 터치스크린 상에서 행해지는 필기 입력 또는 그림 그리기 입력을 각각 문자 및 이미지로 인식할 수 있는 패턴 인식 처리를 행할 수 있다.

전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.

여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 그러한 실시예들이 제어부(180)에 의해 구현될 수 있다.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 절차나 기능과 같은 실시예들은 적어도 하나의 기능 또는 작동을 수행하게 하는 별개의 소프트웨어 모듈과 함께 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리(160)에 저장되고, 제어부(180)에 의해 실행될 수 있다.

도 2a는 본 발명과 관련된 이동 단말기 또는 휴대 단말기의 일 예를 전면에서 바라본 사시도이다.

개시된 휴대 단말기(100)는 바 형태의 단말기 바디를 구비하고 있다. 다만, 본 발명은 여기에 한정되지 않고, 2 이상의 바디들이 상대 이동 가능하게 결합되는 슬라이드 타입, 폴더 타입, 스윙 타입, 스위블 타입 등 다양한 구조에 적용이 가능하다.

바디는 외관을 이루는 케이스(케이싱, 하우징, 커버 등)를 포함한다. 본 실시예에서, 케이스는 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)로 구분될 수 있다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102)의 사이에 형성된 공간에는 각종 전자부품들이 내장된다. 프론트 케이스(101)와 리어 케이스(102) 사이에는 적어도 하나의 중간 케이스가 추가로 배치될 수도 있다.

케이스들은 합성수지를 사출하여 형성되거나 금속 재질, 예를 들어 스테인레스 스틸(STS) 또는 티타늄(Ti) 등과 같은 금속 재질을 갖도록 형성될 수도 있다.

단말기 바디, 주로 프론트 케이스(101)에는 디스플레이부(151), 음향출력부(152), 카메라(121), 사용자 입력부(130/131,132), 마이크(122), 인터페이스(170) 등이 배치될 수 있다.

디스플레이부(151)는 프론트 케이스(101)의 주면의 대부분을 차지한다. 디스플레이부(151)의 양단부 중 일 단부에 인접한 영역에는 음향출력부(151)와 카메라(121)가 배치되고, 다른 단부에 인접한 영역에는 사용자 입력부(131)와 마이크(122)가 배치된다. 사용자 입력부(132)와 인터페이스(170) 등은 프론트 케이스(101) 및 리어 케이스(102)의 측면들에 배치될 수 있다.

사용자 입력부(130)는 휴대 단말기(100)의 동작을 제어하기 위한 명령을 입력받기 위해 조작되는 것으로서, 복수의 조작 유닛들(131,132)을 포함할 수 있다. 조작 유닛들(131,132)은 조작부(manipulating portion)로도 통칭 될 수 있으며, 사용자가 촉각 적인 느낌을 가면서 조작하게 되는 방식(tactile manner)이라면 어떤 방식이든 채용될 수 있다.

제1 또는 제2조작 유닛들(131, 132)에 의하여 입력되는 내용은 다양하게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1 조작 유닛(131)은 시작, 종료, 스크롤 등과 같은 명령을 입력받고, 제2 조작 유닛(132)은 음향출력부(152)에서 출력되는 음향의 크기 조절 또는 디스플레이부(151)의 터치 인식 모드로의 전환 등과 같은 명령을 입력받을 수 있다.

도 2b은 도2a에 도시된 이동 단말기의 후면 사시도이다.

도 2b을 참조하면, 단말기 바디의 후면, 다시 말해서 리어 케이스(102)에는 카메라(121')가 추가로 장착될 수 있다. 카메라(121')는 카메라(121, 도 2a 참조)와 실질적으로 반대되는 촬영 방향을 가지며, 카메라(121)와 서로 다른 화소를 가지는 카메라일 수 있다.

예를 들어, 카메라(121)는 화상 통화 등의 경우에 사용자의 얼굴을 촬영하여 상대방에 전송함에 무리가 없도록 저 화소를 가지며, 카메라(121')는 일반적인 피사체를 촬영하고 바로 전송하지는 않는 경우가 많기에 고 화소를 가지는 것이 바람직하다. 카메라(121,121')는 회전 또는 팝업(pop-up) 가능하게 단말기 바디에 설치될 수도 있다.

카메라(121')에 인접하게는 플래쉬(123)와 거울(124)이 추가로 배치된다. 플래쉬(123)는 카메라(121')로 피사체를 촬영하는 경우에 피사체를 향해 빛을 비추게 된다. 거울(124)은 사용자가 카메라(121')를 이용하여 자신을 촬영(셀프 촬영)하고자 하는 경우에, 사용자 자신의 얼굴 등을 비춰볼 수 있게 한다.

단말기 바디의 후면에는 음향 출력부(152')가 추가로 배치될 수도 있다. 음향 출력부(152')는 음향 출력부(152, 도 2a 참조)와 함께 스테레오 기능을 구현할 수 있으며, 통화시 스피커폰 모드의 구현을 위하여 사용될 수도 있다.

단말기 바디의 측면에는 통화 등을 위한 안테나 외에 방송신호 수신용 안테나(124)가 추가적으로 배치될 수 있다. 방송수신모듈(111, 도 1 참조)의 일부를 이루는 안테나(124)는 단말기 바디에서 인출 가능하게 설치될 수 있다.

단말기 바디에는 휴대 단말기(100)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(190)가 장착된다. 전원공급부(190)는 단말기 바디에 내장되거나, 단말기 바디의 외부에서 직접 탈착될 수 있게 구성될 수 있다.

리어 케이스(102)에는 터치를 감지하기 위한 터치 패드(135)가 추가로 장착될 수 있다. 터치 패드(135) 또한 디스플레이부(151)와 마찬가지로 광 투과형으로 구성될 수 있다. 이 경우에, 디스플레이부(151)가 양면에서 시각 정보를 출력하도록 구성된다면, 터치 패드(135)를 통해서도 상기 시각 정보를 인지할 수 있게 된다. 상기 양면에 출력되는 정보는 상기 터치 패드(135)에 의해 모두 제어될 수도 있다. 이와 달리, 터치 패드(135)에는 디스플레이가 추가로 장착되어, 리어 케이스(102)에도 터치 스크린이 배치될 수도 있다.

터치 패드(135)는 프론트 케이스(101)의 디스플레이부(151)와 상호 관련되어 작동한다. 터치 패드(135)는 디스플레이부(151)의 후방에 평행하게 배치될 수 있다. 이러한 터치 패드(135)는 디스플레이부(151)와 동일하거나 작은 크기를 가질 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기를 구성하는 터치스크린의 정면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기에서 제 2전극부가 형성된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기를 구성하는 터치스크린의 단면도이다.

본 발명의 일 실시예와 관련된 이동 단말기(100)는 중앙부의 표시영역(A)과 표시영역(A)의 외각에 배치되는 비표시영역(B)으로 나뉘는 터치스크린(200) 및 터치스크린(200)으로부터 터치신호를 전달받아 터치 위치를 판단하는 제어부(180)를 포함하여 이루어진다.

또한, 터치스크린(200)은 터치스크린(200)의 상측에 배치되어, 터치스크린(200)을 외부로부터 보호하는 보호부재(210), 표시영역(A)에 마련되어 접촉 터치신호를 감지하는 제 1전극부(220), 표시영역(A) 및/또는 비표시영역(B)에 마련되어 근접 터치신호를 감지하는 제 2전극부(230), 비표시영역에 마련되고 제 2전극부(230)의 하측에 배치되며, 제 2전극부(230)의 일부를 노출시키는 홈부(242)가 마련되는 유색의 도료층(240), 홈부(242)에 삽입되어 제 2전극부(230)와 접속되는 전도성 물질(250) 및 그리고 도료층(240)의 하측에 배치되어 전도성 물질(250)과 접속되며, 제 2전극부(230)가 감지한 상기 근접 터치신호를 제어부(180)에 전달하는 전극배선(232)을 포함한다.

터치스크린(200)은 사용자의 터치동작을 감지하는 센서가 디스플레이부(151)와 상호 레이어 구조를 이룸에 따라 디스플레이부(151)가 입력 장치로도 사용될 수 있게 하며, 보호부재(210), 제 1전극부(220) 및 제 2전극부(230)를 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 터치스크린(200)은 터치스크린(200)의 중앙부에 해당하며 디스플레이부(151)에서 출력된 영상정보가 표시되는 표시영역(A)과, 터치스크린(200)의 외곽에 배치되며 전면 케이스(101)의 베젤영역에 해당하는 비표시영역(B)으로 나눌 수 있다.

또한, 터치스크린(200)에서 감지된 터치신호는 제어부(180)로 전달되고, 제어부(180)는 전달된 터치신호를 통해 터치위치를 판단할 수 있다.

보호부재(210)는 터치스크린(200)의 상측에 배치되어 제 1전극부(220) 및 제 2전극부(230) 기타 터치스크린(200)의 다른 구성요소들을 보호하며, 예를 들어 투명한 재질을 가지는 강화유리, 플라스틱 등으로 이루어질 수 있다.

한편, 터치스크린(200)이 감지할 수 있는 터치 신호는, 터치스크린(200) 상의 특정 포인트에 접촉된 상태를 나타내는 접촉 터치신호와, 터치스크린(200) 상의 특정 포인트에 대하여 수직방향으로 이격된 위치를 나타내는 근접 터치신호로 나눌 수 있다.

이러한 접촉 터치신호 및 근접 터치신호를 감지하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기(100)에서 터치스크린(200)은 제 1전극부(220) 및 제 2전극부(230)를 포함할 수 있다.

제 1전극부(220)는 도 3에 도시된 바와 같이 터치스크린(200)의 표시영역(A)에 마련되며, 터치스크린(200)에 대한 접촉 터치신호를 감지하는 정전용량 방식의 터치 센서로서 사용될 수 있다.

제 1전극부(220)는 도 3에 도시된 바와 같이 보호 부재(210)의 배면에 단일 레이어를 가지도록 패터닝될 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 터치 기판에 제 1전극부(220)를 패터닝하여 G1, GFF 등 복수의 레이어를 가지는 터치스크린(200)을 구현할 수 있다.

또한, 제 1전극부(220)는 표시영역(A)에 마련되므로 투명한 재질을 가지는 전도체로 구성되어야 하는데, 예를 들어 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO), AZO(Al-doped Zno), 탄소나노튜브(CNT) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

이와 같이 터치스크린(200)에 제 1전극부(220)를 마련함으로써, 사용자의 손가락 등이 터치스크린(200)의 표면에 접촉될 시에 발생하는 정전용량의 변화를 통해 접촉 터치신호를 감지할 수 있다.

제 2전극부(230)는 터치스크린(200)의 비표시영역(B) 및/또는 표시영역(A)에 마련되며, 터치스크린(200)에 대한 근접 터치신호를 감지하는 정전용량 방식의 근접 센서로서 사용될 수 있다.

이동 단말기(100)에서는 근접 터치신호를 감지하기 위하여 일반적으로 적외선 근접 센서(IR)가 사용되는데, 적외선 근접 센서는 보통 전면 케이스(101) 베젤영역의 일측에 편중되어 설치된다. 이에 따라, 적외선 근접 센서가 단말기의 전체 영역을 고르게 커버할 수 없어 근접 센서의 측정거리가 짧아진다.

반면에, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기(100)에서는, 터치스크린(200) 상의 특정영역에 편중됨이 없이 표시영역(A) 및/또는 비표시영역(B)에 자유롭게 제 2전극부(230)를 형성하여 정전용량형 근접 센서를 구현할 수 있다.

예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이 제 2전극부(230)를 비표시영역(B)의 일부영역에 편중되지 않도록 표시영역(A)의 둘레를 따라 형성할 수 있다. 이에 따라 제 2전극부(230)가 단말기(100)의 전체 영역을 고르게 커버할 수 있어 근접 터치신호의 측정거리가 증가될 수 있다.

한편, 도 5a에 도시된 바와 같이 제 2전극부(230)는 제 1전극부(210)와 동일 레이어 상에 배치될 수 있다. 이에 따라 제 2전극부(230)를 제 1전극부(210)와 동시에 패터닝할 수 있어, 터치스크린(200)의 제조 공정이 단순화되고 제조 비용이 절감될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 제 2전극부(230)를 제 1전극부(220)와 별도의 레이어 상에 형성할 수도 있다.

또한, 제 2전극부(230)를 자기 커패시턴스(self-capacitance)로 이루어짐으로써, 제 2전극부(230)를 상호 커패시턴스(mutual-capacitance)로 구성할 때 발생될 수 있는 전극간의 간섭을 방지할 수 있다. 그 결과, 근접 터치신호를 측정거리를 증가시킬 수 있으나 이에 한정되는 아니며, 상호 커패시턴스를 이용하여 제 2전극부(230)를 구성하는 것도 가능하다.

또한, 제 2전극부(230)는 표시영역(A)에 형성될 수 있는바 투명한 재질의 전도체로 구성되는 것이 바람직하다. 따라서, 제 2전극부(230)는 제 1전극부(220)와 동일하게 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO), AZO(Al-doped Zno), 탄소나노튜브(CNT) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.

이와 같이 터치스크린(200)에 제 2전극부(230)를 마련함으로써, 사용자의 손가락 등이 터치스크린(200)의 표면에 근접될 시에 발생하는 정전용량의 변화를 통해 근접 터치신호를 감지할 수 있다. 그 결과, 통화 중 화면 잠금 및 잠금 해제, 키 입력, 화면 넘김 등의 다양한 기능을 구현할 수 있다.

도료층(240)은 제 2전극부(230)의 하측에 배치되도록 비표시영역(B)에 유색의 도료를 도포하여 형성되며, 디스플레이부(151)에서 출력된 영상정보가 비표시영역(B)을 통해 외부로 새어나가는 것을 방지하고 다양한 색상의 이동 단말기(100)를 구현할 수 있게 한다.

일반적으로 터치스크린에 도료층을 형성하는 경우에는 터치스크린의 윈도우 글래스 배면에 도료를 직접 도포하여 형성한다. 그런데 이 경우에는 전극과 단말기의 외부 사이에 도료층이 위치하게 되어 도료층에 의해 전극의 정전용량 감지작용이 간섭을 받게 된다. 이에 따라, 근접 터치신호의 측정거리가 짧아지게 된다.

이를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 단말기(100)에서는 도 5a에 도시된 바와 같이 도료층(240)을 제 2전극부의 하측에 배치한다. 이에 따라 제 2전극부가 도료층의 간섭을 받지 않고 단말기의 외부와 직접 접촉될 수 있어, 근접 터치신호의 측정거리가 증가될 수 있다.

그런데 이와 같이 도료층(240)을 제 2전극부(230)의 하측에 배치하는 경우에는, 제 2전극부(230)가 도료층(240)에 덮히게 되어 제 2전극부(230)와 제어부(180)를 접속시키기가 어려워진다.

이를 해결하기 위하여, 도 5a에 도시된 바와 같이 도료층(240)에는 제 2전극부(230)의 일부를 노출시키는 홈부(242)가 마련된다. 이에 따라, 홈부(242) 사이로 노출된 제 2전극부(230)의 일부분을 통해 제 2전극부(230)를 제어부(180)와 접속시킬 수 있다.

한편, 제 2전극부(230)의 하측에 도료층(240)을 형성하는 방법으로는, 예를 들어 실크스크린 인쇄 방식이 이용될 수 있다. 실크스크린 인쇄 방식은 다양한 색상의 구현이 용이하므로, 그 결과 다양한 색상을 가진 이동 단말기(100)를 제조할 수 있다.

전도성 물질(250)은 도료층(240)의 홈부(242)에 삽입되어 접속되며, 후술할 전극 배선(232)과 제 2전극부(230)를 상호 접속시킨다.

상술한 바와 같이 도료층(240)에는 홈부(242)가 형성되므로, 홈부(242)와 대응되는 형상을 가지는 전도성 물질(250)을 홈부(242)에 삽입함으로써 제 2전극부와(230) 제어부(180)를 접속시킬수 있다.

여기서, 전도성 물질(250)은 도 5b에 도시된 바와 같이 도료층(240)과 동일 레이어 상에 배치되므로, 전도성 물질(240)이 도료층(230)과 서로 다른 색상을 가지는 경우에는 이동 단말기의 디자인을 손상시킬 수 있다.

이를 방지하기 위하여, 전도성 물질은 도료층(240)과 동일한 색상을 가질 수 있다. 이에 따라 도료층(240)과 동일한 색상을 가지면서도 제 2전극부(230)와 후술할 전극배선(232)을 상호 접속시킬 수 있는 CCL(Colore Conductive Layer)를 구현할 수 있다.

그 결과, 이동 단말기(100)의 디자인을 보호하면서도 도료층(240)을 제 2전극부(230)의 하측에 배치하는 것이 가능해져 근접 터치신호의 측정거리를 증가시킬 수 있다.

한편, 전도성 물질(250)로는 유색의 다양한 전도체가 사용될 수 있는데, 예를 들어 전도성 고분자(PEDOT)가 이용될 수 있다. 전도성 고분자의 경우에는 다양한 색상을 구현하기가 용이하므로, 다양한 색상의 가진 이동 단말기(100)를 제조할 수 있다.

전극배선(232)은 도 5b에 도시된 바와 같이 도료층(240)의 하측에 배치되어 전도성 물질(250)과 접속되며, 제 2전극부(230)가 감지한 근접 터치신호를 제어부(180)에 전달할 수 있다.

전극배선(232)으로는 다양한 재료가 사용될 수 있으며, 예를 들어 은(Ag), 구리(Cu) 등의 금속이 사용될 수 있다.

상기와 같이 설명된 이동 단말기(100)는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.

100 : 이동 단말기
180 : 제어부 200 : 터치스크린
210 : 보호부재 220 : 제 1전극부
230 : 제 2전극부 232 : 전극배선
240 : 도료층 250 : 전도성 물질
A : 표시영역 B : 비표시영역

Claims

중앙부의 표시영역과 상기 표시영역의 외각에 배치되는 비표시영역으로 나뉘는 터치스크린 및 상기 터치스크린으로부터 터치신호를 전달받아 터치 위치를 판단하는 제어부를 포함하여 이루어지며,
상기 터치스크린은,
상기 터치스크린의 상측에 배치되어, 상기 터치스크린을 외부로부터 보호하는 보호부재;
상기 표시영역에 마련되어 접촉 터치신호를 감지하는 제 1전극부;
상기 표시영역 및/또는 상기 비표시영역에 마련되어 근접 터치신호를 감지하는 제 2전극부;
상기 비표시영역에 마련되고 상기 제 2전극부의 하측에 배치되며, 상기 제 2전극부의 일부를 노출시키는 홈부가 마련되는 유색의 도료층;
상기 홈부에 삽입되어 상기 제 2전극부와 접속되는 전도성 물질; 및
그리고 상기 도료층의 하측에 배치되어 상기 전도성 물질과 접속되며, 상기 제 2전극부가 감지한 상기 근접 터치신호를 상기 제어부에 전달하는 전극배선;
을 포함하는 이동 단말기.
제 1항에 있어서,
상기 제 1전극부 및 상기 제 2전극부는 인듐-틴-옥사이드(ITO), 인듐-징크-옥사이드(IZO), AZO(Al-doped Zno), 탄소나노튜브(CNT) 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제 1항에 있어서,
상기 제2전극부는 자기 커패시턴스(self-capacitance)로 이루어진 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제 1항에 있어서,
상기 제 1전극부와 상기 제 2전극부는 동일한 레이어 상에 마련되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제 1항에 있어서,
상기 도료층은 실크 스크린 인쇄방식으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제 1항에 있어서,
상기 전도성 물질은 상기 도료층과 동일한 색상을 가지는 것을 특징으로 하는 이동 단말기.
제 1항에 있어서,
상기 전도성 물질은 유색의 전도성 고분자(PEDOT)인 것을 특징으로 하는 이동 단말기.