KR20140102302A - 전자 장치의 용량식 디스플레이 스크린 패널용의 프론트 부재 - Google Patents

Abstract

전자 장치의 용량성 디스플레이 스크린 패널에 사용가능한 프론트 부재는 스크린에 결합되거나 전자 장치의 스크린을 둘러싼 케이싱의 일부분에 결합되는 고정 엘리먼트, 및 상기 디스플레이 스크린으로부터 간격 거리를 두고 상기 고정 엘리먼트에 장착되는 투명한 포일형 표면을 포함한다. 포일형 표면(3)은 탄성 재료로 형성된다. 외부의 힘(F)이 디스플레이 스크린(1)의 방향을 향해 그 한곳으로 인가될 때, 포일형 표면은 영구적 변형이 없이 상기 간격 거리(h) 내에서 깔대기 형상 연장부(6)를 형성하도록 신장된다. 포일형 표면은 적어도 특정 범위까지 전기적인 전도성을 가진다.

Description

전자 장치의 용량식 디스플레이 스크린 패널용의 프론트 부재{FRONT MEMBER FOR CAPACITIVE DISPLAY SCREEN PANEL OF ELECTRONIC DEVICES}

본 발명은, 전자 장치의 스크린 근방의 케이스 부분에 결합되는 고정 부재와 디스플레이 스크린으로부터 소정의 간격을 두고 고정 엘리먼트 상에 장착된 얇고 투명한 포일형 표면을 포함하는, 전자 장치의 용량식(capacitive) 디스플레이 스크린 패널용에 적용가능한 프론트 부재에 관한 것이다.

디스플레이 스크린 패널은 구동 전자회로, 상부 보호 시트(upper protecting sheet) 등과 함께 디스플레이 스크린을 포함한다.

현재 사용중인 용량식 터치 스크린의 동작(operation)은 비용량식 장치의 수단(예를 들면 손톱)과 상이한 것으로 알려져 있다. 이는 상대적으로 작은 이동 전화의 디스플레이 스크린의 경우 문제를 일으킬 수 있는데, 카메라, 비디오 카메라, GPS 장치와 같은 다른 전자 장치의 경우에서도 동일한 문제가 일어날 수도 있다.

일부 해결책에서 스타일러스(stylus)로 불리는 특별한 포인터가 스크린 터치를 위해 이용되지만 이는 잃어버리기 쉽고 손상되기 쉽다.

공개특허공보 US 2009/036176호에는 이동식 전자 장치와 접속되는 사용자 인터페이스를 위한 입력 장치가 개시되어 있다. 입력 장치는 디스플레이 디바이스, 디스플레이 디바이스를 오버라잉(overlying)하는 용량식 터치 센서, 디스플레이 디바이스를 언더라잉(underlying) 또는 오버라잉(overlying)하는 압력-감지 레이어를 포함한다. 그러나 이러한 레이어 구조는 센스 및 디스플레이 기능이 서로에 대해 공간적으로 대응해야하며 오버라잉 레이어들 사이의 정밀한 위치정렬(alignment)를 요구한다. 따라서 이 기술은 실질적으로 제조에 있어서 제한적이며 현존하는 장치들에 대한 액세사리로 이용될 수 없다. 또한 충분한 해상력의 압력-감지 레이어는 매우 고가이다.

본 발명의 목적은 전술한 문제점을 해결할 수 있는 액세사리 디바이스를 제공하는데 있다.

본 발명의 주된 요지는 탄력적으로 늘어나는 추가적인 프론트 부재를 용량식 디스플레이 스크린 패널 앞에 배치하여 어떤 종류의 수단에 의해 외부력이 가해질 때 그 전도성 용량식 터치 감지가 유효해 진다. 이를 위해 전용의 수단, 예를 들면 그 자체적으로 전도성인 수단을 사용할 필요는 없다. 정밀한 터치 감지는 사용자가 그 손톱을 사용하더라도 얻어질 수 있다.

본 발명에 따른 프론트 부재에는 신장가능하고 영구적인 변형이 없이, 힘이 포일형 표면의 한 곳에 디스플레이 스크린의 방향을 향해 인가될 때, 이격 거리 내에서 깔대기 형상을 형성할 수 있는 재료로 이루어진 포일형 탄성 표면이 제공며, 이 포일형 표면은 적어도 특정 범위에서 전도성을 가진다.

본 발명에 따르면 용량성 터치 스크린이 사용자가 그 손톱 또는 장갑을 사용하더라도 터치를 안정적으로 감지할 수 있다.

도 1은 이동 전화에 배치될 수 있는 프레임을 포함하는 외부 프론트 부재를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 휴지(rest) 상태에서의 프론트 부재의 단면도를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 동작 상태에서의 프론톤 부재의 단면도를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 프론트 부재의 다른 이용가능한 실시예의 부분을 도시한 도면으로서 포일형 표면이 탄력적인 금속 메쉬로 형성된 것을 도시한 도면.

도 1에 도시한 실시예에서, 전자 장치(4)는 용량식 디스플레이 스크린(1)을 가진 이동 전화기이다. 본 발명에 따른 프론트 부재는 포일형 표면(3)이 고정되는 프레임(2)을 포함한다. 프레임(2)이 이동 전화에 프론트 부재로서 배치될 때 프레임은 장치(4)의 디스플레이 스크린(1)을 전체적으로 둘러싼다. 바람직하게 프레임(2)은 디스플레이 스크린(1)의 각각의 사이드의 에지를 오버랩한다. 이러한 방식으로 그들 사이에 특정한 이격 거리가 제공된다. 장치(4)의 디스플레이 스크린(1)이 이를 둘러싸는 케이스(5)의 일부분과 동일레벨이라면 이격 거리는 프레임(2)의 높이에 대응한다. 그러나, 케이스의 일부분이 디스플레이 스크린(1) 위로 돌출되면 이격 거리는 그에 대응하여 더 커지게 된다.

프레임(2)은 공지된 몇몇 방식으로, 바람직하게는 적당하게 프로파일된 스냅(snaps) 방식, 접착 방식(gluing) 등과 같은 수단에 의해, 케이스(5)의 일부분에 결합될 수 있다.

포일형 표면(3)은 몇몇의 방식으로 구현될 수 있다. 포일형 표면은 적어도 특정 범위에 대해 전도성이 있는 투명하고 탄성 플라스틱 재료(transparent resilient plastic material)로 형성된다. 이는 예글 들면 박막 금속 증착(evaporation) 또는 스퍼터링(supttering) 수단과 같이 박막 금속 레이어를 적용하는 것에 의해 얻어질 수 있다. 이런 방식에서 플라스틱 재료의 탄성력(resilience)은 용량 특성(capacitive feature)이 보장되도록 요구된 전도성을 만족하는 제한을 변경해서는 안된다. 이를 위해서, 전도성의 측정과 그에 따른 결과적인 2차원 저항(two-dimensional resistivity)은 적어도 10k ohm보다 작게 설정되어야 하며, 바람직하게는 3k ohm, 보다 바람직하게는 0.5k ohm 보다 작게 설정되어야 한다. 바람직한 실시예에서, 금속 레이어는 포일형 표면(3)의 아래쪽 즉 장치(4)에 대면하는 쪽에 인가된다.

플라스틱 포일의 재료는, 제조 중에 포일의 기본적인 플라스틱 재료에 일부 추가물을 혼합하는 것에 의해 자체적으로 전도성을 가질 수 있다.

도 2는 프론트 부재의 예시적인 실시예를 나타낸 단면도이다. 포일형 표면(3)은 프레임(2)에 밀착고정(tightened)되고, 프론트 부재는 휴지(rest) 상태에 있다. 이 실시예에서 디스플레이 스크린(1)과 포일형 표면(3) 사이의 간격은 케이스(5)의 일부분에 고정된 프레임(2)의 두께(h)에 대응한다. 두께(h)는 바람직한 실시예에서 대략 1-4mm 사이에 있다. 도시된 도면에서 케이스(5)의 일부분은 상징적으로 도시된다.

도 3에서 동작 움직임을 나타내는 동일한 단면도이다. 탄성의 량(measure)은 클 필요는 없다. 이는 외부력 F가 포일형 표면(3)에 인가될 때 판정되며 영구적인 변형을 일으키지 않으며 깔대기-형상 연장부(6)만 형성된다. 깔대기 형상 연장부(6)에 있어서, 포일형 표면이 날카로운 팁(tip)으로 터치되지 않으면, 유사 평면(quasi-flat surface)이 깔대기 형상 연장부의 중앙에 형성되며, 전자기계 내에 동일한 변화가 유도되고, 결과적으로 디스플레이 스크린(1)이 손가락 끝으로 터치될 때와 같이 용량 변화되고, 이는 포인트를 마킹하는데 있어 충분한다.

특정 실시예에서, 프레임(2)과 케이스(5)의 일부분은 통합된 유닛(integral unit)으로 형성될 수 있다. 이 경우, 이 해결책에 적합한 케이스를 구비한 장치(4)가 제조될 수 있다. 이 구조는 밀봉되고, 탄성력은 내부 밀봉된 공기로 인해 더욱 향상되고, 비가압부가 올라가고 결과적으로 감지 장치 내에서의 커패시티-맵이 보다 대조된다.

도 4는 전술한 본 발명에 따른 프론트 부재의 실시예의 확대도를 나타낸다. 격자형 금속 메쉬(7)는 탄성의 포일형 표면(3)으로서 사용되며 파형 금속 와이어(undulated metal wires)로 짜여지고 투명하다. 이러한 방식으로 종래의 전도성 레이어에 제공된 포일과 동일한 신뢰성 있는 터치 감지가 보장된다.

다른 이용가능한 것으로, 포일형 표면(3)을 형성하기 위해 투명한 탄성 포일을 사용할 수 있지만, 전도성 레이어는 금속 메쉬(7)로 대체된다. 이 경우 탄성력은 포일과 금속 메쉬(7)에 의해 동등하게 보장된다. 바람직하게, 금속 메쉬(7)는 포일의 아래, 즉 디스플레이 스크린(1)의 위에 배치된다. 포일과 금속 메쉬(7)는 서로 고정될 필요는 없고, 그들 각각이 프레임(2)에 고정된다면 충분하다. 다른 이용한 실시예에서, 멀티 레이어 구조가 사용될 수 있으며 금속 메쉬(7)가 두개의 포일 레이어 사이에 협지된다.

전술한 본 발명의 설명에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였지만, 다양한 변형과 변경이 본 발명의 범위 내에서 이루어질 수 있다. 예를 들면, 포일의 플라스틱 재료는 PE, 아크릴, 비닐 아세테이트등일 수 있고, 재료의 구조는 동종(homogeneous)의 우븐(woven) 등일 수 있다. 포일형 표면(3)은 신장성(stretch) 또는 연장성(elongation)에 대해 이질성(inhomogenous)일 수 있다. 즉 그 신장 비율이 그 전체 표면에 거쳐 동일하지 않을 수 있다. 가요성의 프레임(flexible frame) 그 자체가 연장성에 있어서의 역할을 수행(play)할 수 있다. 이는 부착될 장치의 전자회로에 접속될 수도 있다.

본 발명의 이점은 용량성 터치 스크린이 사용자가 그 손톱 또는 장갑을 사용하더라도 터치를 안정적으로 센싱할 수 있다.

Claims (10)

1. 스크린에 결합되거나 전자 장치의 스크린을 둘러싼 케이싱의 일부분에 결합되는 고정 엘리먼트, 및 상기 디스플레이 스크린으로부터 간격 거리를 두고 상기 고정 엘리먼트에 장착되는 투명한 포일형 표면을 포함하는, 전자 장치의 용량성 디스플레이 스크린 패널에 사용가능한 프론트 부재에 있어서,
   상기 투명한 포일형 표면(3)은, 힘(F)이 디스플레이 스크린(1)의 방향을 향해 그 한곳으로 인가될 때, 영구적 변형이 없이 상기 간격 거리(h) 내에서 깔대기 형상 연장부(6)를 형성하도록 신장되는 탄성 물질로 이루어지고, 적어도 특정 범위까지 전기적인 전도성을 가진 것을 특징으로 하는 프론트 부재.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 투명한 포일형 표면(3)은 금속 레이어가 인가되는 플라스틱 포일을 포함하는 것을 특징으로 하는 프론트 부재.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 금속 레이어는 상기 디스플레이 스크린(1)에 대면하는 포일형 표면의 한쪽에 인가되는 것을 특징으로 하는 프론트 부재.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 포일형 표면(3)의 재료는 그 자체로 전도성을 가진 동종(homogeneous)의 탄성 플라스틱 재료인 것을 특징으로 하는 프론트 부재.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 포일형 표면(3)은 탄성 금속 메쉬(7)인 것을 특징으로 하는 프론트 부재.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   2차원 저항력(two-dimensional resistivity)은 10k ohm 보다 작은 것을 특징으로 하는 프론트 부재.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 고정 엘리먼트는 프레임(2)이고, 상기 포일형 표면(3)은 프레임 위에 밀착고정(tighten)되는 것을 특징으로 하는 프론트 부재.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 프레임은 탈부착가능한 방식으로 상기 전자 장치(4)의 디스플레이 스크린을 둘러싸는 케이스(5)의 일부분에 기계적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 프론트 부재.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 프레임(2)과 상기 전자 장치(4)의 디스플레이 스크린을 둘러싸는 케이스(5)의 일부분은 통합된 유닛으로 형성되는 프론트 부재.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 포일형 표면(3)은 서로에 대해 배치된 포일과 탄성 금속 메쉬(7)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프론트 부재.
    

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