KR20160061759A - 근거리통신 및 무선충전용 복합 자성시트 - Google Patents

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Abstract

제1자성시트, 및 상기 제1자성시트의 외측을 둘러싸며 2개 이상의 조각으로 구성된 제2자성시트를 포함하는 복합 자성시트는 근거리통신과 무선충전에 모두 우수한 성능을 나타내면서도 양산성 및 생산효율이 우수하여, 휴대폰, 태블릿 PC 등의 휴대 단말기기에 유용하게 활용될 수 있다.

Description

근거리통신 및 무선충전용 복합 자성시트{HYBRID MAGNET SHEET FOR NEAR FIELD COMMUNICATION AND WIRELESS CHARGING}
본 발명은 근거리통신(NFC)과 무선충전(WPC)에 동시에 활용될 수 있는 복합 자성시트에 관한 것이다.
최근 휴대폰, 태블릿 PC, 노트북 PC 등의 모바일 기기에 근거리통신(NFC; near field communication) 기능과 무선충전 기능 등의 다양한 기능이 채용되고 있다.
근거리통신은 전자태그(RFID)의 하나로 13.56 MHz 주파수 대역을 사용하는 비접촉식 근거리 무선통신 모듈로 10 cm의 가까운 거리에서 단말기 간 데이터를 전송하는 기술을 말한다. NFC는 모바일 결제뿐만 아니라 파일 전송방식으로 슈퍼마켓이나 일반 상점에서 물품 정보나 방문객을 위한 여행 정보 전송, 교통, 출입통제 잠금 장치, 명함 등에 광범위하게 사용된다.
또한, 최근에는 자기진공 방식 또는 전자기 유도 방식의 휴대폰 무선 충전 기능이 개발되어 스마트폰에 채용되고 있다. 전자기 유도 방식의 경우 수 kHz에서 20 MHz 사이의 주파수가 사용되는데, NFC의 13.56 MHz와 주파수가 혼용되는 문제 및 고주파 대역으로 갈수록 교류 전자기파에 대한 인체유해성 문제가 커지므로 무선충전기능은 100 kHz ~ 6 MHz 이하에서 구현되는 추세이다.
이처럼, 근거리통신과 무선충전 기능을 갖춘 기기의 경우 근거리통신과 무선충전에 사용되는 주파수가 다르기 때문에, 단일 자성시트를 사용하는 경우 두 가지 안테나 특성을 동시에 만족할 수 없으므로, 서로 다른 특성을 갖는 2종의 자성시트가 필요하다.
이와 관련하여, 대한민국 공개특허공보 제2013-50633호는 고투자율의 메인 자성시트로서 주파수 의존도가 낮은 자성시트와 주파수 의존도가 높은 자성시트를 적층시킨 다층 자성시트를 개시하고 있다. 또한, 대한민국 공개특허공보 제2013-60995호는 투자율이 서로 다른 2개의 시트를 포함하는 복합 자성시트 유닛을 개시하고 있다. 상기 복합 자성시트는 NFC용 페라이트 시트가 WPC용 자성시트를 감싸는 구조를 갖는데, NFC용 페라이트 시트가 도너츠 모양의 평면 형상을 가지기 때문에, 효과적인 양산이 어려운 단점이 있다. 또한, 이와 같은 종래의 복합 자성시트는 소성 이전의 그린 시트(green sheet) 상태 또는 소성 후의 소결 시트(sintered sheet) 상태에서 가공 후 배치시키는 공정이 필요하여 공정성 및 경제성에 문제가 있다.
대한민국 공개특허공보 제2013-50633호 (주식회사 아모센스) 2013.05.16. 대한민국 공개특허공보 제2013-60995호 (엘지이노텍 주식회사) 2013.06.10.
따라서, 본 발명은 목적은 양산성 및 생산 효율이 우수한, 근거리통신 및 무선충전용 복합 자성시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 복합 자성시트를 포함하는 휴대 단말기기를 제공하는 것이다.
상기 목적에 따라, 본 발명은 제1자성시트; 및 상기 제1자성시트의 외측을 둘러싸며 2개 이상의 조각으로 구성된 제2자성시트를 포함하는, 복합 자성시트를 제공한다.
상기 다른 목적에 따라, 본 발명은 상기 복합 자성시트; 및 상기 복합 자성시트의 일 표면에 접착된 무선충전용 안테나 및 근거리통신용 안테나를 포함하는, 휴대 단말기기를 제공한다.
본 발명의 복합 자성시트는 근거리통신과 무선충전에 모두 우수한 성능을 나타내면서도 양산성 및 생산효율이 우수하여, 휴대폰, 태블릿 PC 등의 휴대 단말기기에 유용하게 활용될 수 있다.
도 1a는 본 발명의 복합 자성시트의 제1구현예의 평면도이고, 도 1b 또는 도1c는 이의 단면도이며, 도 1d는 시트로부터 제2자성시트의 조각을 제조하기 위한 시트의 절단선을 나타낸 것이다.
도 2a는 본 발명의 복합 자성시트의 제2구현예의 평면도이고, 도 2b 또는 도2c는 이의 단면도이며, 도 2d는 시트로부터 제2자성시트의 조각을 제조하기 위한 시트의 절단선을 나타낸 것이다.
도 3a는 본 발명의 복합 자성시트의 제3구현예의 평면도이고, 도 3b 또는 도3c는 이의 단면도이며, 도 3d는 시트로부터 제2자성시트의 조각을 제조하기 위한 시트의 절단선을 나타낸 것이다.
도 4a는 본 발명의 복합 자성시트의 제4구현예의 평면도이고, 도 4b는 시트로부터 제2자성시트의 조각을 제조하기 위한 시트의 절단선을 나타낸 것이다.
도 5a는 본 발명의 복합 자성시트의 제5구현예의 평면도이고, 도 5b는 시트로부터 제2자성시트의 조각을 제조하기 위한 시트의 절단선을 나타낸 것이다.
도 6a는 본 발명의 복합 자성시트의 제6구현예의 평면도이고, 도 6b는 시트로부터 제2자성시트의 조각을 제조하기 위한 시트의 절단선을 나타낸 것이다.
본 발명은 제1자성시트; 및 상기 제1자성시트의 외측을 둘러싸며 2개 이상의 조각으로 구성된 제2자성시트를 포함하는, 복합 자성시트를 제공한다.
상기 제1자성시트는 다각형 또는 원형, 바람직하게는 사각형, 더욱 바람직하게는 정사각형일 수 있다.
또한, 상기 제2자성시트는 제1자성시트의 외측을 둘러싸는 다각형 또는 원형, 바람직하게는 사각형, 더욱 바람직하게는 정사각형일 수 있다. 상기 제2자성시트는 2개 이상의 조각, 바람직하게는 2조각, 3조각 또는 4조각, 가장 바람직하게는 2조각 또는 4조각으로 구성될 수 있다. 상기 제2자성시트의 조각들은 생산의 용이성을 위해 가능한 동일한 형태인 것이 바람직하다.
상기 제1자성시트 및 제2자성시트는 동일 평면 상에 위치할 수 있고, 상기 제2자성시트는 제1자성시트와 맞닿아 제1자성시트를 둘러싸거나, 제1자성시트와 중첩되어 제1자성시트를 둘러쌀 수 있다. 또한, 제2자성시트의 각 조각은 서로 맞닿아 있거나, 서로 일부가 중첩될 수 있다.
본 발명의 제1구현예에 따르면, 상기 복합 자성시트는 도 1a의 평면도에 나타난 구조를 가질 수 있다. 도 1a를 참조하면, 제1자성시트(210)가 중앙에 배치되고, 2개의 조각으로 구성된 제2자성시트(221, 222)가 상기 제1자성시트의 외측을 둘러싼다. 도 1a에서 제1자성시트(210) 및 제2자성시트(221, 222)는 모두 사각형 형태이나, 다각형 또는 원형의 형태를 가질 수도 있다. 상기 제1자성시트(210)와 2개의 조각의 제2자성시트(221, 222)는 서로 맞닿아 있거나, 일부가 중첩될 수 있다. 또한, 제2자성시트의 2개의 조각(221, 222)은 서로 맞닿아 있거나, 일부가 중첩될 수 있다. 즉, 도 1a의 절개선을 기준으로 절단시 제2자성시트의 2개의 조각(221, 222)은 도 1b에 나타난 형태를 갖거나, 도 1c에 나타난 형태를 가질 수 있다. 특히, 상기 제2자성시트의 2개의 조각(221, 222)은 서로 일부가 중첩되는 경우, 투자율 손실을 막을 수 있다. 한편, 상기 제2자성시트의 2개의 조각(221, 222)은 하나의 시트로부터 도 1d에 나타난 형태로 조각을 절단함으로써 얻어질 수 있다. 종래의 하나의 시트 형태인 제2자성시트는 상기 도너츠 형태의 시트를 직접 생산하거나 하나의 시트를 절단하여 상기 도너츠 형태의 시트를 생산하게 되어, 이 경우 생산성이 떨어지며 절단시 버려지는 조각이 발생하는 문제가 있으나, 본 발명에 따른 제2자성시트의 조각은 버려지는 부분을 최소화함으로써 양산성 및 생산효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제2구현예에 따르면, 상기 복합 자성시트는 도 2a의 평면도에 나타난 구조를 가질 수 있다. 도 2a를 참조하면, 제1자성시트(210)가 중앙에 배치되고, 2개의 조각으로 구성된 제2자성시트(221, 222)가 상기 제1자성시트의 외측을 둘러싼다. 도 2a에서 제1자성시트(210) 및 제2자성시트(221, 222)는 모두 사각형 형태이나, 다각형 또는 원형의 형태를 가질 수도 있다. 상기 제1자성시트(210)와 2개의 조각의 제2자성시트(221, 222)는 서로 맞닿아 있거나, 일부가 중첩될 수 있다. 또한, 제2자성시트의 2개의 조각(221, 222)은 서로 맞닿아 있거나, 일부가 중첩될 수 있다. 즉, 도 2a의 절개선을 기준으로 절단시 제2자성시트의 2개의 조각(221, 222)은 도 2b에 나타난 형태를 갖거나, 도 2c에 나타난 형태를 가질 수 있다. 특히, 상기 제2자성시트의 2개의 조각(221, 222)은 서로 일부가 중첩되는 경우, 투자율 손실을 막을 수 있다.
한편, 상기 제2자성시트의 2조각(221, 222)은 하나의 시트로부터 도 2d에 나타난 형태로 조각을 절단함으로써 얻어질 수 있다. 종래의 하나의 시트 형태인 제2자성시트는 상기 도너츠 형태의 시트를 직접 생산하거나 하나의 시트를 절단하여 상기 도너츠 형태의 시트를 생산하게 되어, 이 경우 생산성이 떨어지며 절단시 버려지는 조각이 발생하는 문제가 있으나, 본 발명에 따른 제2자성시트의 조각은 버려지는 부분을 최소화함으로써 양산성 및 생산효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제3구현예에 따르면, 상기 복합 자성시트는 도 3a의 평면도에 나타난 구조를 가질 수 있다. 도 3a를 참조하면, 제1자성시트(210)가 중앙에 배치되고, 2개의 조각으로 구성된 제2자성시트(221, 222)가 상기 제1자성시트의 외측을 둘러싼다. 도 3a에서 제1자성시트(210) 및 제2자성시트(221, 222)는 모두 사각형 형태이나, 다각형 또는 원형의 형태를 가질 수도 있다. 상기 제1자성시트(210)와 2개의 조각의 제2자성시트(221, 222)는 서로 맞닿아 있거나, 일부가 중첩될 수 있다. 또한, 제2자성시트의 2개의 조각(221, 222)은 서로 맞닿아 있거나, 일부가 중첩될 수 있다. 즉, 도 3a의 절개선을 기준으로 절단시 제2자성시트의 2개의 조각(221, 222)은 도 3b에 나타난 형태를 갖거나, 도 3c에 나타난 형태를 가질 수 있다. 특히, 상기 제2자성시트의 2개의 조각(221, 222)은 서로 일부가 중첩되는 경우, 투자율 손실을 막을 수 있다.
한편, 상기 제2자성시트의 2개의 조각(221, 222)은 하나의 시트로부터 도 3d에 나타난 형태로 조각을 절단함으로써 얻어질 수 있다. 종래의 하나의 시트 형태인 제2자성시트는 상기 도너츠 형태의 시트를 직접 생산하거나 하나의 시트를 절단하여 상기 도너츠 형태의 시트를 생산하게 되어, 이 경우 생산성이 떨어지며 절단시 버려지는 조각이 발생하는 문제가 있으나, 본 발명에 따른 제2자성시트의 조각은 버려지는 부분을 최소화함으로써 양산성 및 생산효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제4구현예에 따르면, 상기 복합 자성시트는 도 4a의 평면도에 나타난 구조를 가질 수 있다. 도 4a를 참조하면, 제1자성시트(210)가 중앙에 배치되고, 4개의 조각으로 구성된 제2자성시트(221, 222, 223, 224)가 상기 제1자성시트의 외측을 둘러싼다. 도 4a에서 제1자성시트(210) 및 제2자성시트(221, 222, 223, 224)는 모두 사각형 형태이나, 다각형 또는 원형의 형태를 가질 수도 있다. 상기 제1자성시트(210)와 4개의 조각의 제2자성시트(221, 222, 223, 224)는 서로 맞닿아 있거나, 일부가 중첩될 수 있다. 또한, 제2자성시트의 4개의 조각(221, 222, 223, 224)은 서로 맞닿아 있거나, 일부가 중첩될 수 있다. 특히, 상기 제2자성시트의 4개의 조각(221, 222, 223, 224)은 서로 일부가 중첩되는 경우, 투자율 손실을 막을 수 있다.
한편, 상기 제2자성시트의 4개의 조각(221, 222, 223, 224)은 하나의 시트로부터 도 4b에 나타난 형태로 조각을 절단함으로써 얻어질 수 있다. 종래의 하나의 시트 형태인 제2자성시트는 상기 도너츠 형태의 시트를 직접 생산하거나 하나의 시트를 절단하여 상기 도너츠 형태의 시트를 생산하게 되어, 이 경우 생산성이 떨어지며 절단시 버려지는 조각이 발생하는 문제가 있으나, 본 발명에 따른 제2자성시트의 조각은 버려지는 부분을 최소화함으로써 양산성 및 생산효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제5구현예에 따르면, 상기 복합 자성시트는 도 5a의 평면도에 나타난 구조를 가질 수 있다. 도 5a를 참조하면, 제1자성시트(210)가 중앙에 배치되고, 4개의 조각으로 구성된 제2자성시트(221, 222, 223, 224)가 상기 제1자성시트의 외측을 둘러싼다. 도 5a에서 제1자성시트(210) 및 제2자성시트(221, 222, 223, 224)는 모두 사각형 형태이나, 다각형 또는 원형의 형태를 가질 수도 있다. 상기 제1자성시트(210)와 4개의 조각의 제2자성시트(221, 222, 223, 224)는 서로 맞닿아 있거나, 일부가 중첩될 수 있다. 또한, 제2자성시트의 4개의 조각(221, 222, 223, 224)은 서로 맞닿아 있거나, 일부가 중첩될 수 있다. 특히, 상기 제2자성시트의 4개의 조각(221, 222, 223, 224)은 서로 일부가 중첩되는 경우, 투자율 손실을 막을 수 있다.
한편, 상기 제2자성시트의 4개의 조각(221, 222, 223, 224)은 하나의 시트로부터 도 5b에 나타난 형태로 조각을 절단함으로써 얻어질 수 있다. 종래의 하나의 시트 형태인 제2자성시트는 상기 도너츠 형태의 시트를 직접 생산하거나 하나의 시트를 절단하여 상기 도너츠 형태의 시트를 생산하게 되어, 이 경우 생산성이 떨어지며 절단시 버려지는 조각이 발생하는 문제가 있으나, 본 발명에 따른 제2자성시트의 조각은 버려지는 부분을 최소화함으로써 양산성 및 생산효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 제6구현예에 따르면, 상기 복합 자성시트는 도 6a의 평면도에 나타난 구조를 가질 수 있다. 도 6a를 참조하면, 제1자성시트(210)가 중앙에 배치되고, 4개의 조각으로 구성된 제2자성시트(221, 222, 223, 224)가 상기 제1자성시트의 외측을 둘러싼다. 도 6a에서 제1자성시트(210) 및 제2자성시트(221, 222, 223, 224)는 모두 사각형 형태이나, 다각형 또는 원형의 형태를 가질 수도 있다. 상기 제1자성시트(210)와 4개의 조각의 제2자성시트(221, 222, 223, 224)는 서로 맞닿아 있거나, 일부가 중첩될 수 있다. 또한, 제2자성시트의 4개의 조각(221, 222, 223, 224)은 서로 맞닿아 있거나, 일부가 중첩될 수 있다. 특히, 상기 제2자성시트의 4개의 조각(221, 222, 223, 224)은 서로 일부가 중첩되는 경우, 투자율 손실을 막을 수 있다.
한편, 상기 제2자성시트의 4개의 조각(221, 222, 223, 224)은 하나의 시트로부터 도 6b에 나타난 형태로 조각을 절단함으로써 얻어질 수 있다. 종래의 하나의 시트 형태인 제2자성시트는 상기 도너츠 형태의 시트를 직접 생산하거나 하나의 시트를 절단하여 상기 도너츠 형태의 시트를 생산하게 되어, 이 경우 생산성이 떨어지며 절단시 버려지는 조각이 발생하는 문제가 있으나, 본 발명에 따른 제2자성시트의 조각은 버려지는 부분을 최소화함으로써 양산성 및 생산효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 복합 자성시트에서, 상기 제1자성시트는 10 내지 1000, 바람직하게는 20 내지 50의 투자율을 갖고, 상기 제2자성시트는 10 내지 1000, 바람직하게는 100 내지 550의 투자율을 가질 수 있다. 상기 제1자성시트는 무선충전용(WPC) 자성시트이고, 상기 제2자성시트는 근거리통신(NFC)용 자성시트인 것이 바람직하다. 상기 제1자성시트는 Fe, Ni, Co, Mo, Cr, Si, Al 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 성분을 포함하는 금속계 자성 분말과 고분자의 복합재료로 이루어지거나, Fe, Ni, Mn, Zn, Co, Cu, Ca 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 성분을 포함하는 페라이트계 분말과 고분자의 복합재료로 이루어질 수 있다. 또한 Fe, Ni, Mn, Zn, Co, Cu, Ca 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 성분을 포함하는 페라이트계 소결체일 수 있다.
또한 상기 제2자성시트는 Fe, Ni, Mn, Zn, Co, Cu, Ca 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 성분을 포함하는 페라이트계 분말과 고분자의 복합재료이거나 페라이트계 소결체일 수 있다.
상기 제1자성시트는 1 내지 500 μm의 두께를 가지며, 상기 제2자성시트가 1 내지 500 μm의 두께를 가질 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 복합 자성시트는 제1자성시트 및 제2자성시트의 일면 또는 양면에 합지된 보호 필름을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 전술한 복합 자성시트; 및 상기 복합 자성시트의 일 표면에 접착된 무선충전용 안테나 및 근거리통신용 안테나를 포함하는, 휴대 단말기기를 제공한다.
210: 제1자성시트
221, 222, 223, 224: 제2자성시트

Claims (15)

  1. 제1자성시트; 및 상기 제1자성시트의 외측을 둘러싸며 2개 이상의 조각으로 구성된 제2자성시트를 포함하는, 복합 자성시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1자성시트가 다각형 또는 원형인, 복합 자성시트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1자성시트가 사각형인, 복합 자성시트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2자성시트가 2조각, 3조각 또는 4조각으로 구성된, 복합 자성시트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2자성시트의 각 조각이 서로 맞닿아 있는, 복합 자성시트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2자성시트의 각 조각이 서로 일부 중첩된, 복합 자성시트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1자성시트 및 제2자성시트가 동일 평면 상에 위치한, 복합 자성시트.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복합 자성시트가 도 1a, 도 2a, 도 3a, 도 4a, 도 5a 또는 도 6a에 나타난 구조를 갖는, 복합 자성시트.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1자성시트가 10 내지 1000의 투자율을 갖고, 상기 제2자성시트가 10 내지 1000의 투자율을 갖는, 복합 자성시트.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1자성시트가 무선충전용(WPC) 자성시트이고, 상기 제2자성시트가 근거리통신(NFC)용 자성시트인, 복합 자성시트.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1자성시트가 Fe, Ni, Co, Mo, Cr, Si, Al 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 성분을 포함하는 금속계 자성 분말과 고분자의 복합재료로 이루어진, 복합 자성시트.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1자성시트가 Fe, Ni, Mn, Zn, Co, Cu, Ca 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 성분을 포함하는 페라이트계 분말과 고분자의 복합재료로 이루어진, 복합 자시트.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2자성시트가 Fe, Ni, Mn, Zn, Co, Cu, Ca 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 성분을 포함하는 페라이트계 소결체인, 복합 자성시트.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 복합 자성시트가, 상기 제1자성시트 및 제2자성시트의 일면 또는 양면에 합지된 보호 필름을 추가로 포함하는, 복합 자성시트.
  15. 제 1 항 내지 제14항 중 어느 한 항의 복합 자성시트; 및 상기 복합 자성시트의 일 표면에 접착된 무선충전용 안테나 및 근거리통신용 안테나를 포함하는, 휴대 단말기기.
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