KR100673043B1 - 키패드 제조 방법 - Google Patents

Abstract

키패드 제조 방법에 대한 것이다. 금속 키 및 이엘 소자를 형성하는 단계; 상기 금속 키 하부에 상기 이엘 소자를 위치시키고, 상기 이엘 소자의 발광면과 상기 금속키의 배면 사이에 상부 실리콘층을 형성하는 단계; 및 상기 금속키가 부착된 이엘 소자의 배면에 하부 실리콘층을 형성하는 단계를 포함하는 키패드 제조방법을 제공한다.

키패드, 금속키, 실리콘, 이엘 소자

Description

키패드 제조 방법{Fabricating method of key pad}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이엘 소자를 나타낸 평면도,

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이엘 소자의 제조방법을 나타낸 단면도들,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속 키를 나타낸 평면도,

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 키패드의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 설명 *

100 : 이엘 소자, 200 : 금속 키

205, 305 : 프라이머층, 303, 310 : 실리콘층

300 : 틀, 9; 지지판

본 발명은 휴대 단말기에 사용되는 키패드의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 금속 키를 적용한 키패드의 제조방법에 대한 것이다.

키패드(key pad)란 휴대 단말기 부품의 하나로써 번호나 기능키를 입력시키 는 기능을 수행하여 단말기를 작동하게 하는 장치를 말한다. 상기 키패드는 주요 구성요소로 키와 패드로 이루어져 있고, 상기 키와 패드의 특징에 따라 키패드의 특징이 결정된다.

종래의 휴대 단말기에 사용되는 키패드는 별도의 성형 공정들을 통하여 제조된 패드(pad) 및 사출을 통하여 키 형상을 형성한 후 스프레이 방식으로 문자나 숫자를 형성하고 UV코팅과 같은 표면처리를 수행함으로써 만들어진 키를 접착제로 서로 접착시킴으로써 제조된다. 상기의 키패드는 일반적으로 인쇄된 회로기판 상에 위치하는 발광다이오드(LED)를 백라이트로 사용하게 된다. 상기의 발광다이오드를 백라이트로 적용한 키패드는 점광원인 발광다이오드의 특성으로 인해, 상기 발광다이오드와 상대적으로 떨어진 위치에는 어두워 보이는 불균일한 명암을 가지게 되어 문자의 시인성이 떨어지는 문제가 있다.

따라서, 상기의 문제를 해결하기 위해 평면광원인 이엘 소자를 적용한 키패드가 개발되고 있다. 상기 이엘 소자를 적용한 키패드는 다음과 같은 방법으로 제조된다. 먼저, 사출금형을 제작하여 합성수지를 사출하여 키를 제작한 후 상기 사출된 키를 스프레이나 UV코팅을 수행한 후가공을 통하여 외관을 가공한다. 그리고, 이엘 소자를 제작 및 성형하여 이엘 소자를 포함하도록 패드를 형성한다. 다음으로, 조립 지그를 제작한 후 각 키를 패드에 부착함으로써 키패드가 완성된다. 상기 키패드는 합성수지를 사용하여 사출을 통하여 키를 제조하기 때문에 키의 두께가 1.5mm ~ 2.0mm로 두꺼워 점점 박형을 추구하는 휴대폰의 추세에 부응하는데 한계가 있다. 또한, 상기 키의 종류에 따라 합성수지의 종류도 달라지게 되므로, 상기 키 의 종류에 따라 사출금형을 별도로 각각 제작하여야 하고, 이에 따라 비용이 증가되고 제작기간이 긴 문제가 있다.

상기의 문제들을 해결하기 위해, 키의 두께가 얇고 다수의 합성수지 키의 제작이 필요 없고 키와 하우징이 일체화 된 일체형의 키패드에 대해 한국특허 제 20-2004-0032788호에 "이엘 램프가 내장된 메탈 일체형 키패드"라는 제목으로 이영규 등에 의해 개시된 바 있다. 그러나 상기의 방법은 이엘 소자와 금속 키 간의 접착 공정 및 실리콘 성형 공정이 복잡하여 제조과정 중 다수의 불량이 발생할 수 있다. 또한, 상기 접착 공정 시 사용되는 접착제 및 양면 테이프로 인해 클릭감이 감소되는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 접착 공정 및 성형 공정을 감소시킨 금속키를 적용한 일체형 이엘 키패드 제조방법을 제공하는 것에 목적이 있다.

또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 접착층 및 성형층의 감소로 키패드의 두께를 얇게 함으로써 클릭감을 향상시키는 키패드의 제조방법을 제공하는 것에 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은 금속 키 및 이엘 소자를 형성하는 단계; 상기 금속 키 하부에 상기 이엘 소자를 위치시키고, 상기 이엘 소자의 발광면과 상기 금속 키의 배면 사이에 상부 실리콘층을 형성하는 단계; 및 상기 금속키가 부착된 이엘소자의 배면에 하부 실리콘층을 형성하는 단계를 포함하는 키패 드 제조방법을 제공한다.

상기 상부 실리콘층을 형성하는 것은 상기 이엘 소자의 발광면과 상기 금속 키의 배면 사이에 실리콘을 주입하고 가압함으로써 형성하는 것일 수 있으며, 또한 상기 상부 실리콘층을 형성하는 단계는 상기 이엘 소자의 배면에 지지판을 부착하는 것을 포함할 수 있다. 나아가서, 상기 지지판은 점착성을 가지는 것일 수 있으며, 50 ㎛이상의 두께를 가지는 것일 수 있다.

상기 이엘 소자를 형성하는 것은 70 내지 120㎛의 두께를 가지도록 형성하는 것일 수 있으며, 또한 상기 이엘 소자를 형성하는 것은 투명절연기판, 투명전극층, 발광층, 절연층, 배면전극층, 보호층의 순서로 적층하여 형성하는 것일 수 있다. 나아가서, 상기 배면전극층과 보호층 사이에 노이즈 방지층을 형성하는 것을 더욱 포함할 수 있다.

상기 금속키를 형성한 후 상부 실리콘층을 형성하기 전에 상기 금속키의 배면에 프라이머층을 형성하는 것을 포함할 수 있으며, 나아가서, 상기 금속키를 형성하는 것은 키와 하우징이 일체화 된 일체형으로 형성하는 것일 수 있고, 또한, 0.1 내지 0.3mm의 두께로 형성하는 것일 수 있다.

상기 금속키를 형성한 후 상기 상부 실리콘층을 형성하기 전에 상기 금속키의 전면에 내열성 테이프를 부착하는 것을 더욱 포함할 수 있고, 또한, 상기 이엘 소자의 배면에 하부 실리콘층을 성형하기 전에, 상기 이엘 소자의 배면에 프라이머층을 형성하는 것을 더욱 포함할 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설 명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 층 및 영역의 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

먼저, 키패드의 백라이트로 사용되는 이엘 소자를 형성한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이엘 소자를 나타낸 평면도이다.

도면을 참조하면, 상기 이엘 소자(100)는 발광영역(2)과 비발광 영역(1)을 구비한다. 상기 발광영역(2)은 키패드의 키의 발광 영역과 대응되도록 형성되고, 외부에서 인가되는 전기적 신호에 따라 빛을 발생하게 된다. 상기 이엘 소자(100)는 투명절연기판, 투명전극층, 발광층, 절연층, 배면전극층, 보호층의 순서로 적층함으로써 형성된다. 또한, 키패드에서 발생하는 노이즈를 감소시키기 위해, 상기 배면전극층과 보호층 사이에 노이즈 방지층을 형성하는 것을 더욱 포함할 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 이엘 소자의 제조방법을 나타낸 단면도들로써 도 1의 I-I'의 절단선을 따라 취해진 단면도이다. 상기의 도면들을 인용하여 이엘 소자의 제조방법을 하기와 같이 상세히 설명한다.

도 2a를 참조하면, 제 1 절연 기판(10) 상에 제 1 실리콘층(20)을 형성한다. 예를 들면, 상기 절연기판(10)은 피이티(PET ; polyethylene terephthalate) 필름을 사용하여 형성할 수 있다. 상기 제 1 실리콘층(20) 상에 절연물질을 이용하여 투명보호층(30)을 형성함으로써, 상기 제 1 실리콘층(20)과 상기 투명보호층(30)으 로 이루어지는 제 2 절연기판(33)을 형성한다. 상기 제 2 절연기판(33)은 기존의 통상적인 이엘 소자의 절연기판인 PET 필름보다 더욱 유연성이 있는 재질로 인쇄공정을 통하여 이루어지므로, 이엘 소자의 유연성을 향상시켜 키패드의 클릭감을 더욱 향상시킬 수 있다.

상기 투명보호층(30)과 상기 제 1 실리콘층(20)과의 밀착력은 상기 제 1 실리콘층(20)과 상기 제 1 절연기판(10)과의 밀착력보다 큰 것이 바람직하다. 이는 이후 공정에 수행되는 상기 제 1 절연기판(10)의 제거 시에 상기 제 1 실리콘층(20)이 상기 투명보호층(30)의 하부면 상에 잔류하도록 하기 위함이다.

상기 투명보호층(30)은 이엘 소자의 보호를 위해 외부의 기체 및 수분에 대해 저항성이 있는 물질로 이루어진 것이 바람직하다.

상기 제 2 절연기판(33) 상에 전도성 잉크를 인쇄한 후 건조함으로써 투명 전극층(40)을 형성한다. 상기 투명 전극층(40) 상에 발광물질을 인쇄하고 건조시킴으로써 발광층(50)을 형성한다. 그리고, 상기 발광층(50) 상부에 유전율이 높은 절연물질을 인쇄한 후 건조시킴으로써 절연층(60)을 형성하고, 그 상부에 배면 전극층(70)을 형성한다. 상기 배면 전극층의 형태 및 면적에 따라 상기 이엘 소자의 발광영역(도 1의 2)이 형성되고, 상기 이엘 소자는 상기 투명 전극층(40)을 향한 방향으로 빛이 발광된다.

이 후 상기 발광층(50), 절연층(60), 배면 전극층(70)을 모두 감싸도록 배면 보호층(80)을 형성한다. 이때, 상기 배면 보호층(80)을 형성하기 전에, 상기 배면 전극층(70)의 상부에 노이즈 방지층(75)을 형성할 수 있다. 즉, 상기 배면보호층 (80)을 형성한 후 전기적 보호를 위해 제 2 절연막(72)를 형성하고, 상기 제 2 절연막(72) 상부에 노이즈 방지층(75)을 형성한다. 상기 노이즈 방지층(75)은 상기 이엘 소자의 구동 시 노이즈가 발생하여, 휴대 단말기의 내부 회로 또는 표시장치의 구동에 문제를 일으키거나 사용자에게 불쾌감을 주는 것을 방지하기 위해 형성할 수 있다.

도 2b를 참조하면, 상기 배면 보호층(80)을 형성한 후, 제 2 절연기판(33) 하부에 위치하는 제 1 절연기판(도 2a의 10)을 제거한다.

상기 이엘 소자를 형성하는 것은 70 내지 120㎛의 두께(t1)를 가지도록 형성하는 것일 수 있다. 상기 이엘 소자가 70㎛ 미만의 두께를 가지면 상기 절연층(60)의 두께가 얇아져 전기적으로 불안정할 수 있으며, 외력에 대해 쉽게 손상받을 수 있고, 120㎛ 초과의 두께를 가지면 클릭감을 감소시킬 수 있으므로 상기의 두께를 가지는 것이 바람직하다.

따라서, 상기와 같이 이엘 소자의 제조 시 PET 필름과 같은 기판을 사용하지 않기 때문에, 두께는 줄어들고 유연성은 보다 향상될 수 있다. 따라서, 두꺼운 이엘 소자의 경우 클릭감 향상을 위해 적용하는 추가적인 컷팅 공정이나 홈 형성 공정이 필요 없으므로, 비용은 절감됨과 동시에 클릭감은 우수한 이엘 소자를 제조할 수 있다.

다음으로, 금속키를 형성한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 금속키를 나타낸 평면도이다.

도면을 참조하면, 상기 금속 키(200)는 각각 키들의 클릭을 위한 홈(6)들과 문자 및 숫자의 형상들은 물론, 키 영역(5)을 포함한다. 즉, 상기 금속 키(200)는 키패드와 하우징을 일체형으로 형성할 수 있다. 따라서, 각각의 키의 사출 공정이 필요 없으므로 사출 금형제작 및 공정에 대한 비용이 절감될 수 있고, 각각의 키의 조립을 위한 공정도 필요 없으므로, 공정 시간이 단축될 수 있다. 상기 금속 키(200)를 형성하는 것은 각각의 키 영역에 문자를 가공하는 것을 포함할 수 있다.

상기 도 1의 이엘 소자와 상기 도 3의 금속키를 이용하여 하기와 같은 방법으로 키패드를 형성한다.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 키패드의 제조방법을 나타낸 단면도들로써, 도 3의 Ⅱ-Ⅱ'의 절단선을 따라 취해진 단면을 나타낸 것이다.

먼저 도 4a를 참조하면, 상기 금속 키(200)의 배면에 프라이머층(205)을 형성한다. 따라서, 이후에 형성될 실리콘 성형 시 상기 금속키와 실리콘과의 접착력을 향상시켜 줄 수 있다. 상기 금속 키(200)의 전면에는 내열성 테이프(7)를 부착할 수 있다. 이 후 진행될 공정에 대해 상기 금속 키(200)의 전면을 보호하기 위해 상기 내열성 테이프(7)를 부착하는 것이 바람직하다.

상기 금속 키(200)는 너무 얇으면 클릭 후 복원이 어렵고, 너무 두꺼우면 클릭감이 저하되며 후가공이 어려워지므로, 0.1 내지 0.3mm의 두께(t2)로 형성하는 것이 바람직하다.

도 4b를 참조하면, 상기 금속 키(200) 하부에 상기 이엘 소자(100)를 위치시키고, 상기 이엘 소자(100)의 발광면과 상기 금속 키(200)의 배면 사이에 실리콘(303)을 주입한 후 가압한다.

상기 가압을 하는 것은 프레스기를 이용하여 가압하는 것일 수 있다.

예를 들면, 상기 금속 키(200)의 크기에 대응되는 틀(300)을 준비한다. 상기 틀(300)은 금속성의 재질로 형성된 것일 수 있으며, 나아가서, 상기 틀(300)은 90 내지 120℃의 온도가 유지되는 것일 수 있다. 상기 특(300)의 온도가 90℃ 미만이면 실리콘(303)의 성형이 어려워지고, 120℃를 초과하면 성형 후 상기 실리콘(303)의 수축이 급격히 일어나 상기 이엘 소자(100)가 손상되거나 그로 인해 불량이 발생할 수 있으므로, 상기의 온도 범위에서 수행하는 것이 바람직하다.

상기 금속 키(200)의 전면, 즉 상기 내열성 테이프(7)의 전면이 상기 틀(300)의 내부 면에 닿도록 상기 틀(300) 내에 상기 금속 키(200)를 위치시킨다. 상기 금속 키(200)가 위치하는 틀(300)의 하부에 상기 이엘 소자(100)의 발광면이 상기 금속 키(200)의 배면과 대향하도록 상기 이엘 소자(100)를 위치시키고, 상기 이엘 소자(100)와 상기 금속 키(300) 사이에 실리콘(303)을 주입한 후 가압함으로써 제 3 실리콘(303)층을 성형한다.

따라서, 상기 제 3 실리콘층(303) 형성을 통하여 금속키의 절단부위를 실리콘으로 채워주어 절단부위의 이물잔류는 물론 금속키의 변형을 방지할 수 있으며 동시에 상기 금속 키(200)와 상기 이엘 소자(100)는 접착될 수 있다. 그러므로, 금속키(200)와 이엘 소자(100)간의 접착제 또는 양면 테이프를 부착하는 공정이 필요 없게 된다. 따라서, 두 가지 공정이 동시에 수행되므로 공정이 단순화되고 공정 비용이 절감되는 장점이 있으며, 양면 테이프 또는 접착제로 인한 클릭감의 저하 현상을 방지할 수 있다. 또한, 양면 테이프 또는 접착제의 두께를 감소시킬 수 있어 키패드의 두께를 감소시킬 수 있다.

이 때, 상기 이엘 소자(100)의 하부에는 지지판(9)이 위치할 수 있다. 상기 지지판(9)은 상기 프레스 가압 시 상기 이엘 소자(100)의 전면에 고른 압력을 가하도록 하여 상기 이엘 소자(100)의 손상을 방지하고, 제 3 실리콘층(303)과의 접착이 고르게 되도록 한다. 따라서, 종래의 실리콘 성형시 발생하던 이엘 소자(100)의 손상 문제를 해결할 수 있으며, 이엘 소자(100)가 고르게 금속 키(200)에 부착됨으로써 키 하부에 발광면이 고르게 분포되어 균일한 면광원으로써의 특성을 더욱 향상시킬 수 있다. 특히, 상기 이엘 소자(100)는 유연성 향상을 위해 극히 얇은 두께를 가지게 되므로, 상기 프레스 가압 시 손상될 위험성이 있으나, 상기 지지판(9)은 이를 방지해 줄 수 있는 장점이 있다.

상기 실리콘의 성형 시 안정되게 상기 이엘 소자(100)를 고정시키기 위하여 상기 지지판(9)은 50㎛ 이상의 두께를 가질 수 있으며, 나아가서, 상기 지지판(9)을 점착성 필름으로 사용하여 공정 중 상기 이엘 소자(100)를 효과적으로 고정시킬 수 있다.

도 4c를 참조하면, 상기 제 3 실리콘층(303)의 성형 후 틀을 제거한다. 그리고, 상기 이엘 소자(100)의 배면에 부착되어 있는 지지판(9)을 제거한다.

도 4d를 참조하면, 상기 금속 키(200)가 부착된 상기 이엘 소자(100)의 배면에 제 4 실리콘층(310)을 성형한다. 상기 제 4 실리콘(310) 층을 성형하기 전에, 상기 이엘 소자(100)의 배면과 상기 제 4 실리콘층(310)의 접착력을 향상시키기 위해 프라이머층(305)을 형성하는 것을 더욱 포함할 수 있다.

그리고, 상기 이엘 소자(100)의 배면에 제 4 실리콘층(310)을 형성한 후 상기 금속 키(200)의 전면에 부착되어 있는 내열성 테이프를 제거함으로써 키패드가 완성된다.

본 발명에 따른 키패드의 제조방법은 상기 실리콘층 성형을 통하여 금속키의 절단부위를 실리콘으로 채워주어 절단부위의 이물잔류는 물론 금속키의 변형을 방지할 수 있으며 동시에 금속 키와 이엘 소자가 접착될 수 있다. 따라서, 두 가지 공정이 동시에 수행되므로 공정이 단순화되고, 그에 따라 공정 비용이 절감되어 생산성이 향상되는 장점이 있다.

또한, 금속키와 이엘 소자 간의 양면 테이프 또는 접착제를 사용하지 않고 하나의 실리콘층으로 부착함으로써 보다 강한 접착력을 가짐과 동시에 클릭감을 개선시킬 수 있고, 키패드의 두께를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 키패드의 제조방법은 일정한 가압이 수행되는 가압 수단 및 지지판을 설치함으로써, 종래의 실리콘 성형 시 발생하던 이엘 소자의 손상 문제를 해결할 수 있으며, 이엘 소자가 고르게 금속키에 부착됨으로써 균일한 두께의 실리콘층을 얻을 수 있다. 따라서, 발광원과 금속키 간의 거리를 일정하게 할 수 있어 균일한 휘도의 면광원으로써의 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.

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

Claims (15)

1. 금속 키 및 이엘 소자를 형성하는 단계;

   상기 이엘소자의 배면에 지지판을 부착하는 단계;

   상기 금속 키 하부에 상기 이엘 소자를 위치시키고, 상기 이엘 소자의 발광면과 상기 금속 키의 배면 사이에 상부 실리콘층을 형성하는 단계;

   상기 이엘소자 배면에 부착된 지지판을 제거하는 단계; 및

   상기 금속키가 부착된 이엘소자의 배면에 하부 실리콘층을 형성하는 단계를 포함하는 키패드 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 상부 실리콘층을 형성하는 것은 상기 이엘 소자의 발광면과 상기 금속 키의 배면 사이에 실리콘을 주입하고 가압함으로써 형성하는 것인 키패드 제조방법.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 지지판은 점착성을 가지는 것인 키패드 제조방법.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 이엘 소자를 형성하는 것은 70 내지 120㎛의 두께를 가지도록 형성하는 것인 키패드 제조방법.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 이엘 소자를 형성하는 것은 투명절연기판, 투명전극층, 발광층, 절연층, 배면전극층, 보호층의 순서로 적층하여 인쇄방법을 통하여 형성하는 것인 키패드 제조방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 배면전극층과 보호층 사이에 노이즈 방지층을 형성하는 것을 더욱 포함하는 키패드 제조방법.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 금속키를 형성한 후 상부 실리콘층을 형성하기 전에 상기 금속키의 배면에 프라이머층을 형성하는 것을 포함하는 키패드 제조방법.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 금속키를 형성하는 것은 키와 하우징을 일체형으로 형성하는 것인 키패드 제조방법.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 금속키를 형성하는 것은 0.1 내지 0.3mm의 두께로 형성하는 것인 키패드 제조방법.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 금속키를 형성한 후 상기 상부 실리콘층을 형성하기 전에 상기 금속키의 전면에 내열성 테이프를 부착하는 것을 더욱 포함하는 키패드 제조방법.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 이엘 소자의 배면에 하부 실리콘층을 형성한 후 상기 내열성 테이프를 제거하는 것을 더욱 포함하는 키패드 제조방법.
14. 제 1 항에 있어서,

    상기 하부 실리콘층을 성형하기 전에, 상기 이엘 소자의 배면에 프라이머층을 형성하는 것을 더욱 포함하는 키패드 제조방법.
15. 삭제

Images