JP2007536702A

JP2007536702A - フレキシブルｅｌドームシート及びこれを用いたフレキシブルｅｌドームシートキーパッド

Info

Publication number: JP2007536702A
Application number: JP2007511270A
Authority: JP
Inventors: ヒュクシン，ドン; ヒュクバエ，クワン
Original assignee: エルコリアコーポレイション
Priority date: 2004-05-03
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2007-12-13
Also published as: CN1951153A; KR20050105779A; US20070221488A1; EP1743507A4; EP1743507A1; WO2005125283A1; KR100563970B1; US7411143B2; CN100525557C

Abstract

本発明に係るフレキシブルＥＬドームシートは、５〜５０μm厚さのポリマー絶縁層を基板として用いて厚さが５０〜１５０μmであり、各キーパターンが形成されたフレキシブルＥＬシートと、ＥＬシートに接着されるメタルドームまたはポリドームと、を含んで構成されることを特徴とする。本発明によると、フレキシブルＥＬシート、メタルドームまたはポリドームを使用することで、柔軟性及び耐久性に優れており、シリコンモールディングのための別途の工程が必要でない。さらに、キーパッドのクリック感が向上し、軟性回路基板の電源印加部とフレキシブルＥＬシートとの電気的な連結は、コンタクトパッド端子構造を用いて行われるので、別途のコネクターが必要でなくなり、ＦＰＣ連結工程が必要でない。

Description

本発明は、フレキシブルＥＬドームシート及びこれを用いたフレキシブルＥＬドームシートキーパッドに関するもので、特に、柔軟性に優れたフレキシブルＥＬシート、メタルドームまたはポリドームを用いたフレキシブルＥＬドームシート、及びこれを用いたフレキシブルＥＬドームシートキーパッドに関するものである。

携帯電話のキーパッド、メンブレインスイッチなどに用いられる既存のドームシート（Ｄｏｍｅｓｈｅｅｔ）は、ドームリテーナ（Ｄｏｍｅｒｅｔａｉｎｅｒ）フィルムに、多数の金属またはポリドームが所定位置に付着された形態で製造される。
電界発光素子（ＥｌｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ、以下、ＥＬという）ドームシートは、ドームスイッチとＥＬシートとを一体化したもので、印刷回路基板に連結されるように印刷回路基板とキーパッドとの間に位置し、ＬＥＤなどの別途の光源なしにもキーパッドを照明することができる。

従来のＥＬドームシートに用いられるＥＬは、ベースフィルムとしてＩＴＯフィルムを用いる。したがって、ＥＬの厚さが２００μm以上に厚くてＩＴＯフィルムが折られるか曲がると、ＩＴＯ表面の損傷によって発光が適切に行われず、ＥＬの柔軟性（ｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙ）が劣るようになる。
そして、ＥＬの柔軟性を相当高めキーパッドとして活用するためには、それぞれのキーパターンを除いた残りの部分をカッティングして薄くすべきであり、カッティング工程が要される。したがって、シリコンモールディングのための高温高圧での成形加工が必要であり、電源印加のための端子部にコネクターを設けるためのＦＰＣ連結工程が必要である。このように付加的な工程が要されるので、生産性の低下、非常に高い工程難易度などによって多くの不良が発生している。

本発明が解決しようとする技術的課題は、柔軟性に優れており、簡単かつ容易な工程で生産性を向上できるフレキシブルＥＬドームシート及びこれを用いたフレキシブルＥＬドームシートキーパッドを提供することにある。

上記の技術的課題を達成するための本発明に係るフレキシブルＥＬドームシートは、５〜５０μm厚さのポリマー絶縁層と、該ポリマー絶縁層の上部に形成される導電層と、該導電層の上部に形成される誘電層と、該誘電層の上部に形成される蛍光層と、該蛍光層の上部に形成される透明導電層と、該透明導電層の上部に形成されるポリマー保護膜層と、を含んで構成され、厚さが５０〜１５０μmであり、各キーパターンが形成されたフレキシブルＥＬシートと；前記各キーパターンとそれぞれ対応するように前記ＥＬシートに接着され、前記キーパターンが自身の凸面上に位置するように前記ＥＬシートに接着されるメタルドームまたはポリドームと、を含んで構成されることを特徴とする。

このとき、前記メタルドームまたはポリドームは、両面テープを用いて前記フレキシブルＥＬシートに接着されることを特徴とする。また、前記メタルドームまたはポリドームは、接着剤を用いて前記フレキシブルＥＬシートに接着されることを特徴とする。
上記の技術的課題を達成するための本発明に係るフレキシブルＥＬドームシートキーパッドは、前記フレキシブルＥＬドームシート、軟性回路基板及びラバーキーパッドを含んで構成され、前記軟性回路基板は、前記フレキシブルＥＬドームシートの前記フレキシブルＥＬシートに連結され、前記フレキシブルＥＬシートに電源を印加する電源印加部と；前記メタルドームまたはポリドームと一対一に対応する接点、該接点と前記メタルドームまたはポリドームが接触したとき、前記フレキシブルＥＬシートに電源を印加するように前記電源印加部に信号を送る信号出力回路を含んで構成され、少なくとも前記メタルドームまたはポリドームの個数だけ形成された単位回路と、を含んでおり、前記ラバーキーパッドは、前記フレキシブルＥＬドームシートに形成された前記各キーパターンに対応するように各キーがパターニングされており、前記フレキシブルＥＬドームシートにおいて、前記メタルドームまたはポリドームが接着された面の反対面に位置するように設置されることを特徴とする。
このとき、前記フレキシブルＥＬシート及び前記軟性回路基板の前記電源印加部は、コンタクトパッドを用いて電気的に連結されることが好ましい。

上述した本発明によると、厚さが約１００μmのフレキシブルＥＬシートと、弾性力の良いメタルドームまたはポリドームを使用することで、本発明に係るフレキシブルＥＬドームシートキーパッドは、従来に比べて柔軟性に優れている。そのため、本発明に係るフレキシブルＥＬドームシートキーパッドを数十万回使用するときも、物理的及び電気的に優れた耐久性を有し、ＥＬシートなどの損傷が防止されるので、シリコンモールディングのための別途の工程が必要でなくなり、キーパッドのクリック感が向上する。
さらに、軟性回路基板の電源印加部とフレキシブルＥＬシートとの電気的な連結のためにコンタクトパッド端子を用いるので、電気的な連結のための別途のコネクターが必要でなくなり、ＦＰＣ連結工程が必要でない。

以下、添付の図面に基づいて、本発明の好ましい実施の形態に対して説明する。
図１は、フレキシブルＥＬシートを説明するための概略図である。
図１に示すように、フレキシブルＥＬシート１１０は、５〜５０μm厚さのポリマー絶縁層と、ポリマー絶縁層の上部に形成される３〜１５μm厚さの導電層と、導電層の上部に形成される１〜３μm厚さの第１電界ポリマー層と、第１電界ポリマー層の上部に形成される３〜２５μm厚さの誘電層と、誘電層の上部に形成される１〜３μm厚さの第２電界ポリマー層と、第２電界ポリマー層の上部に形成される３０〜５０μm厚さの蛍光層と、蛍光層の上部に形成される１〜３μm厚さの補強層と、補強層の上部に形成される１０μm未満の厚さを有する透明導電層と、透明導電層の上部に形成される５〜５０μm厚さのポリマー保護膜層とからなり、全体の厚さが５０〜１５０μmであることを特徴とする。上記の各層は、１回または数回のスクリーン印刷で形成される。このとき、第１電界ポリマー層、第２電界ポリマー層及び補強層は、フレキシブルＥＬシートの電気光学的特性を向上させるためのもので、必ず必要なものではなく、省略可能である。

ポリマー絶縁層用物質は、硬化後に各種のソルベントに反応せず、防湿特性に優れた物質を使用しなければならない。ポリマー絶縁層の物質としては、例えば、赤外線（ＩＲ）または紫外線（ＵＶ）を照射して硬化されるポリマーを使用することができる。導電層は、導電性粉末とバインダーとの混合物、導電性有機ポリマー、または、導電性粉末と導電性有機ポリマーとの混合物からなる。導電性粉末としては、例えば、銀でコーティングされた銅粉末、カーボン粉末または銀粉末が用いられる。導電性有機ポリマーとしては、例えば、３，４-エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、ポリエチレンチオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）などの物質を使用することができる。第１電界ポリマー層としては、シアノエチルプルラン（Ｃｙａｎｏｅｔｈｙｌｐｕｌｌｕｌａｎ）またはフッ素樹脂（Ｆｌｕｏｒｏｒｅｓｉｎ）などの誘電常数の大きい物質を用いる。誘電層は、誘電体粉末及びバインダーからなる。誘電体粉末としては、ＢａＴｉＯ_３などの高誘電常数を有する誘電体粉末を使用し、その大きさは０．１〜１０μmである。誘電層に用いられるバインダーとしては、シアノエチルプルランまたはフッ素樹脂などの誘電常数の大きいポリマーを用いる。第２電界ポリマー層１５０は、高誘電常数のポリマーからなる。高誘電常数のポリマーとしては、シアノエチルプルランまたはフッ素樹脂などを使用することができる。蛍光層は、蛍光体粉末及びバインダーからなる。蛍光体粉末は、ＺｎＳなどのII〜IV族化合物を使用する。蛍光層に用いられるバインダーは、蛍光体粉末より高い誘電常数を有することが好ましい。このような高誘電常数のバインダーとしては、シアノエチルプルランまたはフッ素樹脂などを使用することができる。補強層は、誘電常数の高いポリマーを使用したり、または、大きさが０．１〜１０μmであるＢａＴｉＯ_３粉末と誘電常数の高いポリマーとを混合して使用する。誘電常数の高いポリマーとしては、シアノエチルプルランまたはフッ素樹脂などがあり、素子の発光色相を変化させるために、ローダミンなどの蛍光染料または蛍光顔料を蛍光層バインダーに混合することができる。透明導電層は、ＩＴＯ粉末とバインダーとの混合物、スパッタリング方法で形成されたＩＴＯ薄膜層、伝導性有機ポリマー、または、伝導性有機ポリマーとＩＴＯとの混合物質からなる。伝導性有機ポリマーとしては、例えば、３，４-エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、ポリエチレンチオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）などの物質を使用することができる。

上述したフレキシブルＥＬシート１１０は、従来技術で一般的に用いられる７５〜２００μm以上の厚さを有するＩＴＯ基板の代りに、５〜５０μm厚さのポリマー絶縁層を使用することで、従来のＥＬ素子の厚さより最大約１／４に薄くなるので、素子の柔軟性を充分に確保できるようになる。
フレキシブルＥＬドームシートは、キーパターンが形成されたフレキシブルＥＬシートと、フレキシブルＥＬシートに接着されるメタルドームまたはポリドームからなる。このとき、フレキシブルＥＬシートに接着されるメタルドームまたはポリドームは、キーパターンがメタルドームの凸面上に位置するように両面テープまたは接着剤を用いて接着される。以下、メタルドームまたはポリドームをメタルドームと通称する。

したがって、本発明の実施形態に係るフレキシブルＥＬドームシートは、従来のように、ドームリテーナフィルムに金属またはポリドームを付着させる必要がない。また、ＥＬシート自体の厚さが従来より薄いため、別途のカッティング工程が必要でなく、簡単に両面テープまたは接着剤を用いてＥＬシートとメタルドームとを接着させるので、全体的な工程が簡単になるだけでなく、厚さが薄くて充分な柔軟性を確保できる。
図２及び図３は、本発明の実施形態に係るフレキシブルＥＬドームシートキーパッドを説明するための概略図で、図４は、コンタクトパッド端子を通してフレキシブルＥＬシートと軟性回路基板とが結合された状態を示す概略図で、図５及び図６は、図２乃至図４のフレキシブルＥＬドームシートキーパッドの作動を説明するための概略図である。

図２乃至図４に示すように、本発明の実施形態に係るフレキシブルＥＬドームシートキーパッドは、上述した両面テープ４００によって接着されたフレキシブルＥＬシート１１０及びメタルドーム１２０からなるフレキシブルＥＬドームシートと、軟性回路基板２００と、ラバーキーパッド３００と、コンタクトパッド端子５００とを含んで構成される。フレキシブルＥＬドームシートの構造に関しては既に説明したので、本実施形態では、それに対する説明を省略する。
軟性回路基板３００は、複数個の単位回路２１０及び電源印加部２２０からなる。
電源印加部２２０は、後述するコンタクトパッド端子５００によってフレキシブルＥＬシートに連結され、各単位回路２１０に含まれる後述する信号出力回路２１２から信号を受けてフレキシブルＥＬシート１１０に電源を印加する。

単位回路２１０は、メタルドーム１２０と一対一に対応する接点２１１と、メタルドーム１２０と接点２１１との接触可否によってフレキシブルＥＬシート１１０に電源を印加するように、電源印加部２２０に信号を送る信号出力回路２１２とを含んで構成される。単位回路２１０の個数は、メタルドーム１２０の個数、すなわち、キーパターン１１１の個数またはそれ以上である。すなわち、キーが不透明で発光機能を持たなくてもよい場合もあるので、単位回路の個数がキーパターン１１１の個数以上であることもある。
ラバーキーパッド３００には、フレキシブルＥＬシート１１０に形成された各キーパターン１１１に対応するように各キー３１０がパターニングされている。また、ラバーキーパッド３００は、フレキシブルＥＬドームシートにおいて、メタルドーム１２０が接着された面の反対面に位置するように設置される。

コンタクトパッド端子５００は、フレキシブルＥＬシート１１０の発光面の反対側に形成される。コンタクトパッド端子５００を用いてフレキシブルＥＬシート１１０と軟性回路基板２００の電源供給部２２０とを電気的に連結させることで、電気的な連結のための別途のコネクターが必要でないので、ＦＰＣ連結工程が必要でなくなるという長所がある。このとき、場合によっては、電気的な連結の信頼性を向上させるために、フレキシブルＥＬシートに複数セットのコンタクトパッド端子を形成することもできる。

図２乃至図４と関連した図５及び図６に示すように、使用者がラバーキーパッド３００にパターニングされた何れか一つのキー３１０を押すと、そのキー３１０に対応するメタルドーム１２０が押される。その後、そのメタルドーム１２０に対応する軟性回路基板２００の単位回路２１０に含まれた接点２１１とメタルドーム１２０とが接触し、その接点２１１を構成要素として含む単位回路２１０の信号出力回路２１２では、電源印加部２２０に電源を印加することを指示する信号を出力する。したがって、電源印加部２２０では、コンタクトパッド端子５００を通してフレキシブルＥＬシート１１０に電源を印加し、フレキシブルＥＬシート１１０の全てのキーパターン１１１で発光するようになる。

その後、使用者がラバーキーパッド３００から手を離すと、メタルドーム１２０の復元力によって、メタルドーム１２０が元の状態に復帰するようになる。
上記のように、厚さが約１００μmのフレキシブルＥＬシートを使用し、弾性力の良いメタルドームを使用することで、本発明の実施形態に係るフレキシブルＥＬドームシートキーパッドを容易に押すことができ、クリック感が良好になる。そして、従来よりも柔軟性に優れており、本発明の実施形態に係るフレキシブルＥＬドームシートキーパッドを数十万回使用するときも、物理的及び電気的に優れた耐久性を有し、ＥＬシートなどの損傷が防止されるので、シリコンモールディングのための別途の工程が必要でなくなる。
以下、本発明の実施形態に係るフレキシブルＥＬドームシートキーパッドの製造方法に対して説明する。

図７は、本発明の実施形態に係るフレキシブルＥＬドームシートキーパッドの製造方法を説明するための工程フローチャートである。
まず、ベースフィルム１０上にフレキシブルＥＬシート１１０を形成する。ベースフィルム１０は、形成されたフレキシブルＥＬシート１１０が薄いため、そのフレキシブルＥＬシート１１０を容易に取り扱うために別途に設けられたもので、必ず使用する必要はない。そして、フレキシブルＥＬシート１１０には、メタルドーム１２０や軟性回路基板２００などを整列するためのガイドホール２０を形成する。
次に、フレキシブルＥＬシート１１０の一面に両面テープ４００を接着させる。
次に、予め設けられたドームジグ３０を用いて、フレキシブルＥＬシート１１０に形成された各キーパターンに対応するように、各メタルドーム１２０を両面テープ４００が貼り付けられたフレキシブルＥＬシート１１０に接着させる。

次いで、軟性回路基板２００に形成された接点及びメタルドーム１２０が一対一に対応するように、上記の段階までの結果物を軟性回路基板２００に装着する。そして、ベースフィルム１０を除去した後、ラバーキーパッド３００に形成された各キー３１０がフレキシブルＥＬシート１１０に形成された各キーパターンと一対一に対応しながら、フレキシブルＥＬシート１１０においてメタルドーム１２０が接着された面の反対面に位置するようにラバーキーパッド３００を設置することで、本発明の実施形態に係るフレキシブルＥＬドームシートキーパッドが完成される。このとき、本発明の実施形態に係るフレキシブルＥＬドームシートキーパッドに必要な電気的な連結は、コンタクトパッド端子の結合方式を用いて行われる。

本発明は、上記の実施形態によって限定されるものではなく、本発明の技術的範囲内で当分野で通常の知識を有する者によって多様な変形が可能である。

フレキシブルＥＬシートを説明するための概略図である。本発明の実施形態に係るフレキシブルＥＬドームシートキーパッドを説明するための概略図である。本発明の実施形態に係るフレキシブルＥＬドームシートキーパッドを説明するための概略図である。コンタクトパッド端子を通してフレキシブルＥＬシートと軟性回路基板とが結合された状態を示す概略図である。図２乃至図４のフレキシブルＥＬドームシートキーパッドの作動を説明するための概略図である。図２乃至図４のフレキシブルＥＬドームシートキーパッドの作動を説明するための概略図である。本発明の実施形態に係るフレキシブルＥＬドームシートキーパッドの製造方法を説明するための工程フローチャートである。

Claims

５〜５０μm厚さのポリマー絶縁層と、該ポリマー絶縁層の上部に形成される導電層と、該導電層の上部に形成される誘電層と、該誘電層の上部に形成される蛍光層と、該蛍光層の上部に形成される透明導電層と、該透明導電層の上部に形成されるポリマー保護膜層と、を含んで構成され、厚さが５０〜１５０μmであり、各キーパターンが形成されたフレキシブルＥＬシートと；
前記各キーパターンとそれぞれ対応するように前記ＥＬシートに接着され、前記キーパターンが自身の凸面上に位置するように前記ＥＬシートに接着されるメタルドームまたはポリドームと、を含んで構成されるフレキシブルＥＬドームシート。
前記導電層と前記誘電層との間には第１電界ポリマー層が、前記誘電層と前記蛍光層との間には第２電界ポリマー層が、前記蛍光層と前記透明導電層との間には補強層がそれぞれ介在されることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルＥＬドームシート。
前記メタルドームまたはポリドームは、両面テープを用いて前記フレキシブルＥＬシートに接着されることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルＥＬドームシート。
前記メタルドームまたはポリドームは、接着剤を用いて前記フレキシブルＥＬシートに接着されることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルＥＬドームシート。
請求項１乃至４のうち何れか１項によるフレキシブルＥＬドームシート、軟性回路基板及びラバーキーパッドを含んで構成され、
前記軟性回路基板は、前記フレキシブルＥＬドームシートの前記フレキシブルＥＬシートに連結され、前記フレキシブルＥＬシートに電源を印加する電源印加部と；前記メタルドームまたはポリドームと一対一に対応する接点、該接点と前記メタルドームまたはポリドームが接触したとき、前記フレキシブルＥＬシートに電源を印加するように前記電源印加部に信号を送る信号出力回路を含んで構成され、少なくとも前記メタルドームまたはポリドームの個数だけ形成された単位回路と、を含んでおり、
前記ラバーキーパッドは、前記フレキシブルＥＬドームシートに形成された前記各キーパターンに対応するように各キーがパターニングされており、前記フレキシブルＥＬドームシートにおいて、前記メタルドームまたはポリドームが接着された面の反対面に位置するように設置されることを特徴とするフレキシブルＥＬドームシートキーパッド。
前記フレキシブルＥＬシート及び前記軟性回路基板の前記電源印加部は、コンタクトパッドを用いて電気的に連結されることを特徴とする請求項５に記載のフレキシブルＥＬドームシートキーパッド。