KR100744954B1 - 측면발광을 이용한 전기전자제품의 버튼장치 및 그제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 돔구조의 접촉신호 감지부가 일체로 형성된 판형의 하판; 상기 하판 측면의 소정부위에 장착되어, 후광(Back Light)을 발생하는 적어도 하나의 발광소자 패키지; 및 상기 접촉신호 감지부와 대응되어 접촉될 수 있도록 하는 버튼부가 일체로 구비된 상판을 포함하고, 여기서 상기 상판은 상기 발생된 빛을 전달하기 위한 도광판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기전자제품의 버튼장치와 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 측면 발광을 이용한 전자제품의 버튼장치 및 제조방법을 제공하면, 키패드의 버튼부를 용이하게 제조하고 적은수의 LED 소자를 가지고 고효율의 키패드 발광을 재현 할 수 있게 되어, 저가의 공정단가와 저가의 원부자재 가격으로 원가절감의 효과와 함께, 고품질의 전자제품의 버튼장치를 제공할 수 있게 된다.

접촉신호 감지부, 발광소자 패키지, 도광판, 도광패턴, 버튼, 엑츄에이터, UV 경화형 에폭시, 몰딩

Description

측면발광을 이용한 전기전자제품의 버튼장치 및 그 제조방법{BUTTON DEVICE OF ELECTRONIIC GOODS OF USING SIDE LED EMITTING AND METHOD THEREOF}

도 1a는 일반적인 휴대폰을 보연주는 사시도이며,

도 1b는 도 1a의 선 b-b에 따른 단면도로서 백라이팅 상태를 보여주는 단면도이고,

도 2는 종래기술에 따른 휴대폰용 돔 스위치 조립체가 적용된 핸드폰에서의 백라이팅 상태를 보여주는 확대 단면도이고,

도 3은 종래기술에 따른 휴대폰용 돔 스위치 조립체가 적용된 다른 하나의 핸드폰에서의 백라이팅 상태를 보여주는 확대 단면도이고,

도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 종래기술에 따른 휴대폰용 키패드 조립체의 평면도를 예시한 도면,

도 5는 본 발명에 따른 측면발광을 이용한 전기전자제품의 버튼장치의 평면도를 예시한 도면,

도 6은 본 발명에 따른 측면발광을 이용한 전기전자제품의 버튼장치의 구조를 예시한 도면,

도 7a 내지 도 7c는 도광판상에 형성된 도광패턴의 다양한 예를 도시한 도면이고,

도 8a는 도광판 일면에 도광패턴(Lighting guide pattern)을 형성하는 방법을 예시한 도면,

도 8b는 본 발명에 따른 전기전자제품 버튼장치의 엑츄에이터(120)를 형성하는 공정을 예시한 도면,

도 8c는 도 8b에 도시된 바와 같은 공정으로 형성된 엑츄에이터(actuator) 내부에 몰딩작업을 하는 공정을 예시한 도면,

도 8d는 도 8c에서 엑츄에이터 내부에 몰딩된 UV 경화형 에폭시를 자외선(UV)을 조사하여 경화하는 공정을 도시한 도면,

도 8e는 도 8d에서 버튼부가 형성된 도광판으로 이루어진 상판(110)의 저면에 부 단차보강 지지대를 형성한 것을 도시한 도면,

도 8f는 본 발명에 따른 전기전자제품의 버튼장치의 외형대로 도광판으로 이루어진 상판(110)을 제품 타발 공정을 통하여 외형을 찍어내는 공정을 도시한 도면,

도 8g는 본 발명에 따른 전기전자제품 버튼장치의 상판 및 하판을 부착하는 공정을 도시한 도면,

도 8h는 도 8g의 공정에 의하여 상판 및 하판이 부착된 모듈 측면에 발광소자를 장착하는 공정을 예시한 도면,

도 9는 도 8a 내지 도 8h에 나타난 제조공정에 대응되는 전기전자제품 버튼장치의 제조방법의 흐름도를 예시한 도면이다.

[도면의 주요 부분에 대한 설명]

12 : 하판, 13: 접촉신호 감지부, 32: 발광소자 패키지 , 42 : 키패드

100: 도광판, 103: 로울러, 120: 엑츄에이터, 131: 밀대(SQUEEGEE)

135: UV 경화형 에폭시 수지, 170: 주 단차보강 지지대

본 발명은 전기전자제품의 버튼장치 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기전자제품의 버튼 장치에 있어서, 측면발광을 통하여 적은 수의 발광소자로 효율적으로 키패드 후광발광(Back Lighting)을 효율적으로 할 수 있고, 저가의 공정으로 고 품질의 버튼스위치를 제조할 수 있는 전기전자제품의 버튼장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 휴대폰 또는 핸드폰 등 전기전자제품에는 각각 다양한 기능을 행하는 다수의 키가 구비되어 있으며, 이들 각각의 키는 키패드에 의해 상호 일체로 형성되어 있다. 물론 각각의 키는 다소 외측으로 돌출되어 있어 사용자 또는 통화자가 필요한 키를 선택하여 누름으로써 통신을 행하거나 필요한 정보를 획득할 수 있는 것이다.

한편, 대부분의 핸드폰 또는 휴대폰의 키패드는 투명 또는 은색의 폴리우레탄, 실리콘, PET, P.C 등의 재료가 이용되고 있다. 또한, 도 1a 및 1b에 도시된 바 와 같이, 대부분의 휴대폰(1) 또는 핸드폰은 야간 또는 외부 광원이 제공되지 않는 곳에서도 키를 정확히 식별하여 조작할 수 있도록 복수의 키(2a)가 구비된 키패드(2)의 저면, 보다 상세하게는 인쇄회로기판(3)에는 엘이디와 같은 다수의 발광소자(4)가 설치되어 있다.

또한, 인쇄회로기판(3)의 표면에는 실제로 그 인쇄 회로기판에 구비된 소정의 부분을 가압하기 위해 각각의 키(2a)에 상응하는 복수의 메탈 돔스위치(5a)를 구비한 돔 스위치 조립체(5)는 돔 스위치 패널이 부착되어 있다. 이 같은 구성에 따라 휴대폰을 오픈 하거나 키(2a)를 조작하는 경우 발광소자(4)로부터 빛이 발광되어 백 라이팅(back lighting)효과에 의해 키(2a)에 인쇄된 숫자 또는 문자 등을 인식할 수 있는 것이다.

즉, 회로기판(3)에 설치된 발광소자(4)로부터 발광되는 광이 화살표와 같이 각각의 키(2)의 저면 또는 그 주변으로 공급되어 그 키(2)에 색인된 문자 또는 숫자를 식별할 수 있는 것이다.

그러나 이와 같은 종래의 휴대폰 또는 핸드폰은 다소의 문제점이 초래되고 있는 것으로 나타났다. 먼저, 종래의 휴대폰의 경우에는 발광소자의 한정적인 순수발광영역에 의해서만 백라이팅이 제공되므로 키패드의 각각의 키 전체에 충분하고 균일한 광을 제공할 수 없어 각각의 키를 효과적으로 인식할 수 없는 문제점이 있다.

이에 따라 충분한 백라이팅을 위해 필수적으로 다수의 발광소자를 설치해야 하므로, 전력의 소모가 과도해져 배터리의 사용수명이 단축되는 문제점이 있다. 또 한, 다수의 발광소자를 설치해야 하므로 제조공정이 복잡하고, 구조가 복잡해지며, 설치공간을 확보해야 함은 물론제조비용이 증가되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 보완하기 위해 LED 소자를 줄이는 대신, 돔 스위치 구조체의 상면과 돌출 부위를 제외한 키패드 저면에 반사 및 광학 필름을 형성하여, LED 소자로부터 발광된 빛을 수집하여 키패드 부위로 빛을 집중 시킴으로써, 적은 수의 LED 소자로 고휴율 키패드 발광을 할 수 있는 방법이 제안 되었다.

도 3에 도시된 바와 같이, 구성된 돔 스위치 조립체(10)는 인쇄 회로기판(30)에 부착된다. 인쇄 회로기판(30)에는 복수의 엘이디와 같은 발광소자(32)가 설치된다.

이러한 돔 스위치 조립체(10)를 적용하는 경우에는 필름(16)의 반사효과 또는 확산효과에 의해 발광소자(32)의 개수를 줄일 수 있음은 물론 그 설치 위치도 인쇄 회로기판(30)의 중앙에 한정하여 설치하여도 충분한 백라이팅 효과를 제공 받을 수 있다.

보다 상세히 설명하면, 인쇄 회로기판(30)에 부착된 돔 스위치 조립체(10)는 키패드(40)의 하부에 배치된다. 이와 같이 배치되는 돔 스위치 조립체(10)의 각각의 돔 스위치(20)는 그것에 대응하게 키패드(40)에 구비된 각각의 키(42)의 보스(44)에 의해 접촉 또는 가압 가능하게 배치된다.

이 같은 배치에 따라, 인쇄 회로기판(30)에 설치된 각각의 발광소자(

32)로부터 발광되는 광은 필름(16)의 광반사 또는 광확산 기능에 의해 돔 스위치 조립체(10)와 키패드(40)사이 전체로 반사 또는 확산되어 투명한 각각의 키(42)를 통해 외부로 발산됨으로써 사용자가 각각의 키를 명확히 인식하여 조작할 수 있는 것이다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 광 반사 또는 광확산 기능을 더 효과적으로 달성하기 위해 키패드(40)의 저면에 반사필름(50)이 구비되는 것이 바람직하다. 이 반사필름(50)은 돔 스위치 조립체(10)를 구성하는 필름(16)과 동일하거나 유사한 필름으로 형성 되는 것이 바람직하지만, 프리즘 패널과 같은 광 확산 필름으로 형성될 수 도 있다.

즉, 사용자가 휴대폰을 사용하기 위해 휴대폰의 커버를 개방하거나 키를 가압한 경우 인쇄 회로기판(30)에 설치된 각각의 발광소자(32)에 전원이 공급되어 3차원적으로 발광되는 광 중 키패드(40)를 향하는 광 중 일부는 그것의 각각 의 키(42)에 광을 제공하며, 나머지 일부는 그것의 하부에 구비된 반사필름(50)에 반사된다.

이와 같이 반사된 광은 돔 스위치 조립체(10)의 필름(16)을 향하고 이 광은 다시 키패드(40)의 반사필름(50)을 향해 반사되어 주변의 다른 키(42)에 광을 제공한다.

발광소자(32)로부터 발광되는 광은 돔 스위치 조립체(10)와 키패드(40)사이에서 그것들에 제공된 필름(16)과 반사필름(50)에 의해 연속 반복적으로 반사 및 확산되어 키패드(40)에 구비된 각각의 키(42)에 균일한 광을 제공할 수 있게 된다.

도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 종래기술에 따른 휴대폰용 키패드 조립체의 평면도를 예시한 도면이다.

도 4에서 도시된 바와 같이, LED 소자(32)들은 각각의 키패드(42) 사이에서 간접조명 방식으로 키패드 발광을 하는 것을 알 수 있다. 즉, 돔구조의 조립체의 상면 및 키패드 저면에 반사필름을 형성하여, 광효율을 높인다 하더라도 키패드 숫자에 대응하는 LED 소자의 수를 많이 감소 시킬 수 없고, 반사필름 형성 등과 설치 및 장착이 여전히 복잡하다는 단점이 있다.

즉, 이러한 장치 및 방법도 다수의 LED를 필요로 하고, LED 칩을 인쇄회로 기판에 탑재하는 과정이 역시 복잡하고, 반사필름을 형성하는 공정 또한 복잡하여, 저가의 공정으로 양산하기에는 문제점이 여전히 존재한다. 뿐만 아니라, 키패드의 키 즉, 버튼을 금형 등으로 제작해야 함으로 인하여, 원부자재 가공비 및 제작 단가가 비싸다는 문제점이 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 측면 발광을 이용한 전자제품의 버튼장치 및 제조방법을 제공하면, 키패드의 버튼부를 용이하게 제조하고 적은수의 LED 소자를 가지고 고효율의 키패드 발광을 재현 할 수 있게 되어, 저가의 공정단가와 저가의 원부자재 가격으로 원가절감의 효과와 함께, 고품질의 전자제품의 버튼장치를 제공할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 제1 특징으로서, 전자제품 버튼장치는 다수의 돔구조의 접촉신호 감지부가 일체로 형성된 판형의 하판; 상기 하판 측면의 소정부위에 장착되어, 후광(Back Light)을 발생하는 적어도 하나의 발광소자 패키지; 및 상기 접촉신 호 감지부와 대응되어 접촉될 수 있도록 하는 버튼부가 일체로 구비된 상판을 포함하고, 여기서 상기 상판은 상기 발생된 빛을 전달하기 위한 도광판으로 이루어진다.

여기서, 상기 발광소자 패키지는 하나 이상의 색상의 빛을 발광할 수 있는 것이 바람직하고, 상기 도광판은 상기 발광소자로부터 수집된 빛의 일부를 외부로 방출하기 위해 상기 도광판 일면이 패터닝 된 것이 바람직하며, 상기 도광판의 패터닝은 상기 발광소자 패키지와 근접한 패턴의 간격은 넓게 하고, 상기 발광소자 패키지와 상대적으로 먼 패턴의 간격은 조밀하게 하는 것이 역시 바람직하다.

또한, 바람직하게는 상기 도광판의 재질이 폴리카보네이트(PolyCarbonate : PC)로 형성된 것일 수 있고, 본 발명의 버튼장치는 무선통신단말기에 사용되는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명에 따른 제2 특징으로서, 전기전자제품 버튼장치의 제조방법은 돔 구조의 접촉신호 감지부가 일체로 구비된 하판을 형성하는 단계; 도광패턴(Light Guide Pattern : LGP)이 형성된 도광판상에 상기 접촉감지부와 대응되는 버튼부가 일체로 구비된 상판을 형성하는 단계; 상기 상판과 하판을 부착하는 단계; 및 상기 부착된 상판 및 하판 측면에 상기 버튼부에 조명될 수 있도록 하는 발광소자 패키지를 장착하는 단계를 포함한다.

더 나아가, 상기 도광판은 폴리카보네이트(Polycarbonate :PC)로 형성된 것이 바람직하고, 상기 도광패턴은 상기 발광소자 패키지와 근접한 패턴의 간격은 넓게 하고, 상기 발광소자 패키지와 상대적으로 먼 패턴의 간격은 조밀하게 하는 것 이 역시 바람직하다.

한편, 바람직하게는 상기 버튼부를 형성하는 방법은 상기 접촉감지부에 대응되어 접촉될 수 있도록 하는 엑츄에이터(Actuator)를 형성하는 단계;상기 엑츄에이터(Actuator) 내부에 UV 경화형 에폭시를 몰딩하는 단계; 및 상기 몰딩된 UV 경화형 에폭시를 경화하는 단계를 포함하는 것일 수 있다. 여기서, 상기 몰딩하는 단계는 디스펜싱법 또는 실크스크린 방식을 이용하는 것이 역시 바람직하다.

더하여, 상기 접착하는 단계는 일정두께의 투명한 지지대 상기 상판 측면에 부착하여, 상기 지지대가 부착된 상판 및 하판을 접착제로 부착하는 것이 바람직하다.

이하에서, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 백색발광소자의 제조방법의 바람직한 실시예에 관하여 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 측면발광을 이용한 전기전자제품의 버튼장치의 평면도를 예시한 도면이다.

도 5에 도시된 바와같이 키패드(42) 사이에서 LED 소자(32)에 의한 간접조명 방식이 아닌, 측면에 위치한 소수의 LED 소자(32)로부터 발생된 빛을 도광판(45)에 의해 면광원으로 작용하여, 키패드 위치에 적절히 후광발광(Back Lighting) 하도록 하는 장치를 구성한다.

도 6은 본 발명에 따른 측면발광을 이용한 전기전자제품의 버튼장치의 구조를 예시한 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명은 다수의 돔구조의 접촉신 호 감지부(13)가 일체로 형성된 판형의 하판(12), 이 하판 측면의 소정부위에 장착되어, 후광(Back Light)을 발생하는 적어도 하나의 발광소자 패키지(32)와 이 발광소자 패키지로부터 발생된 빛을 전달하기 위한 도광판(45)으로 이루어지고, 이 도광판(45)상에 접촉신호 감지부(13)와 대응되어 접촉될 수 있도록 하는 버튼부(42,44)가 일체로 형성된 상판(45)을 포함한다.

이처럼, 발광소자 패키지(32)가 키패드 외곽 측면에 장착되고, 이 발광소자 패키지(32)로부터 발생된 빛이 상판(45) 및 하판(12) 사이에 포획되는 빛과 도광판(45) 내부에 수집된 빛이 키패드 또는 버튼부(42)에 후광발광(Back Lighting) 됨으로써, 버튼부(42) 사이 또는 버튼부(42)에 투명하게 인쇄된 기호, 문자등을 명확히 인식하게 할 수 있게 된다.

종래의 전기전자제품의 키패드에서 후광발광은 도 4에서 도시된 바와같이 키패드 사이에서 간접 조명하는 방식으로서, 많은 수의 LED 소자를 필요로 하기 때문에 많은 전력이 소비되게 되고, 이것은 휴대폰의 경우에 배터리 수명의 문제로 연결된다. 뿐만 아니라, 이렇게 많은 수의 LED 소자를 장착하는 공정 자체도 복잡하고, 그 단가 또한 고가라는 문제점이 있다.

그래서 본 발명에서 제안한 측면발광, 즉 발광소자 패키지를 키패드 외곽 측면에 위치하여 발광시키고, 그 발광된 빛을 도광판과 도광패턴을 통하여 키패드에 적절히 후광발광 시킴으로써, 소수의 LED 소자를 가지고도 효율적인 후광발광(Back Lighting) 효과를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 LED 장착 또한 쉽고 그 공정 단가가 저가라는 장점이 있다.

그리고 측면에 위치한 발광소자 패키지로부터 발생된 빛은 상판 및 하판 사이에서 수집되어 내부에 포획된 빛은 다시 도광판 상부로 조명되어, 역시 키패드 후광발광(Back Lighting)을 하게 된다.

도 7a 내지 도 7c는 도광판상에 형성된 도광패턴의 다양한 예를 도시한 도면이다. 측면에 위치한 발광소자로부터 수집된 빛을 면광원으로서, 키패드에 후광발광을 하기 위해서는 도광판 내부에서 전반사에 의해 포획된 빛을 난 반사 시키기 위하여 패터닝을 형성해야 하는데, 이 패턴은 키패드의 위치에 따라 다양한 형태로 형성할 수 있다.

도 7a에 도시된 바와 같이, 다양한 모양의 격자무늬 패턴을 형성할 수 있다. 즉, 좁고 균일한 패턴(71), 넓고 균일한 패턴(72), 점차적으로 좁은 패턴(73), 아주 조밀한 패턴(74), 키패드 부분만 조밀한 패턴(75) 등으로 형성할 수 있다.

도 7b에 도시된 바와 같이, 일정한 피치 패턴으로서, 가로로 균일한 패턴(76), 세로로 균일한 패턴(77), 대각선으로 균일한 패턴(78,79), 키패드 부분만 균일한 패턴 등을 형성할 수 잇다.

도 7c에 도시된 바와 같이, 도트(dot) 패턴으로서, 균일한 패턴(81), 키패드 부분만 균일판 패턴(82), 발광원과의 거리에 따른 균일도를 조절한 패턴(83) 등으로 형성하는 것도 가능하다.

이처럼 다양한 도광패턴을 통하여 키패드 부위에 효율적으로 후광발광 될 수 있도록 형성할 수 있는데, 측면에 위치한 발광소자 패키지로부터 발생된 빛에 의하여 키패드 부분에 후광발광 되는 것이기 때문에, 발광점 부위에 패턴 간격을 넓게 하여 밀집도를 낮추어 표면으로 발광되는 빛의 양을 적게하며, 광원의 발광점과 먼 위치에 있는 부위는 패턴 간격을 조밀하게 형성하여 밀집도를 높여 표면으로 발광되는 빛의 양을 많게 함으로써, 효율적인 키패드 후광발광(Back Lighting)을 하게 된다.

여기서 도광판은 재질이 폴리카보네이트(PolyCarbonate : PC)로 형성되는 것이 바람직한데, 폴리카보네이트는 투명하고 뛰어난 기계적 성질(특히 내충격성)ㅇ내열성ㅇ내한성ㅇ전기적 성질을 균형 있게 갖추고, 무독하고 자기소화성(自己消火性)도 있는 엔지니어링 플라스틱이다.

미국 아폴로계획에서 월면활동을 실시한 비행사의 우주모(宇宙帽)에도 사용되었다. 1956년 독일의 H.슈넬이 처음 합성한 것으로, 1958년 바이엘(Bayer AG)로부터 필름과 성형재료가 발매되었고, 미국 제너럴일렉트릭(Genereal Electric Company)을 비롯하여 각국에서 공업화된 소재이다.

또한, 폴리카보네이트는 기존에 많이 쓰이던 고순도 아크릴수지(PMMA)보다 가격은 다소 비싸지만 강도와 내열성이 좋은 것이 특징이다. 초슬림 휴대폰 생산을 위해 휴대폰 윈도의 두께가 기존의 절반 정도인 0.5T 정도로 줄어들고, 전체 모듈 두께 감소를 위해 각종 보호필름을 제거하면서 약해진 내충격성을 보강하기 위해 최근 사용이 늘고 있는 추세이고, 휴대폰 후광발광수단(Back Light Unit : BLU)을 지지하는 몰드프레임으로 강도가 높은 PC나 PC-액정폴리머(LCP) 얼로이(Alloy) 제품 등이 도입되고 있다.

그리고 LCD 대형화에 따라 증가하는 발열 문제 해결을 위해서도 내열성이 좋 은 PC가 유리하다고 평가되고 있어서, 디스플레이용 광학시트나 휴대폰 윈도 소재도 기존 PMMA나 메타스틸렌(MS)-PMMA의 다층 구조 위주에서 PC, 폴리스틸렌(PS) 등으로 다양해지고 있는 실정이다.

이처럼, 본 발명에서 제안한 측면발광을 이용하여 후광발광을 유도하는 전기전자제품의 버튼장치는 휴대폰과 같은 무선통신단말기에 사용되는 것이 더욱 바람직하다. 왜냐하면, 휴대폰의 슬림화로 인하여 공간의 협소함에 따른 LED 소자의 배열문제 및 다수의 LED 소자의 과다한 전력소비에 의한 배터리 수명이 짧아진다는 점 등에 비추어, 종래의 버튼장치에 비해 소수의 LED 소자를 가지고 용이하게 저가로 제작할 수 있다는 점 등에서 더욱 그러하다.

도 8a 내지 도 8h는 본 발명에 따른 전기전자제품 버튼장치 제조방법의 흐름을 예시한 도면이고, 도 9는 이에 대응되는 전기전자제품 버튼장치의 제조방법의 흐름도를 예시한 도면이다. 이하 도 9의 제조방법의 흐름도에 대응시켜 본 발명에 따른 전기전자제품 버튼장치의 제조공정을 설명하기로 한다.

먼저, 돔 구조의 접촉신호 감지부가 일체로 형성된 하판을 제조하게 되는데, 일반적으로 전기전자제품에 내장되어 있는 인쇄회로기판에 부착되어 형성하고, 돔 구조의 접촉신호 감지부는 버튼장치의 키패드에 대응되는 각각의 키에 해당하여, 인쇄회로기판의 해당부분을 복귀 가능하게 접촉시키기 위한 다수의 탄성 메탈 돔 스위치가 설치된다.(도시하지 않음)(S100)

도 8a 내지 도 8f는 버튼부를 포함하는 상판을 형성하는 단계(S110)를 나타낸 공정의 일례를 도시한 도면이다.

도 8a는 도광판 일면에 도광패턴(Lighting guide pattern)을 형성하는 방법을 예시한 도면이다. 도광판으로 사용한 폴리카보네이트 원단(100)을 로울러(103)에 의해 펼치면서 패턴 금형(105,107)으로 이송시킨다. 이송된 원단(100)은 형성하고자 하는 패턴 금형판(105)과 금형 베이스(107) 사이에 놓고 가압하여 원하는 도광패턴을 형성하게 된다.

여기서 폴리카보네이트(PolyCarbonate : PC)는 상술한 바와 같이 투명하고 뛰어난 기계적 성질(특히 내충격성)ㅇ내열성ㅇ내한성ㅇ전기적 성질을 균형 있게 갖추고, 무독하고 자기소화성(自己消火性)도 있는 엔지니어링 플라스틱으로서 위와같은 금형에 의한 패턴형성을 하기가 편리하다는 장점이 있다.

그리고 위의 원단(100)을 금형에 의한 패턴을 형성하기 전에 로울러(103)에 의해 펴는 작업을 수행함으로써, 보다 안정적이고 빠른 공정으로 도광패턴을 형성 할 수 있게 된다.

도 8b는 본 발명에 따른 전기전자제품 버튼장치의 엑츄에이터(120)를 형성하는 공정을 예시한 도면이다. 도 8b를 참조하면, 도광패턴이 형성된 도광판상에 접촉신호 감지부에 대응되어 접촉될 수 있도록 버튼부의 엑츄에이터(Actuator)(120)를 형성하기 위하여, 먼저, 베이스판(BASE PLATE)(115)상에 도광패턴이 형성된 도광판(110)을 올려놓고, 그 상부에 다시 펀칭을 안정적으로 수행하기 위한 접촉신호 감지부에 대응되어 펀치구멍이 형성된 지지판(PUNCH CUIDE PLATE)(117)을 올려놓는다.

이처럼 베이스판(BASE PLATE)(115), 도광판(110) 및 지지판(PUNCH GUIDE PLATE)(117)이 차례로 놓여져 있는 상태에서, 지지판 (117)의 가이드(guide) 구멍을 따라 펀치판(PUNCH PIN PLATE)(113)으로 가압하게 되면 도광 패턴은 접촉신호 감지부와 대응 되는 위치에 함몰된 형태의 엑츄에이터(ACTUATOR)(120)가 형성되게 된다.

이러한 버튼부의 엑츄에이터(120)는 다양한 방법으로 형성할 수도 있으나, 도 8b에 도시된 공정처럼 빠르고 정확하게 저가의 공정으로 수행할 수 있는 펀칭(PUNCHING) 기법을 사용하는 것이 바람직하다.

도 8c는 도 8b에 도시된 바와 같은 공정으로 형성된 엑츄에이터(actuator)(120) 내부에 몰딩작업을 하는 공정을 예시한 도면이다. 도 8c를 참조하면, 스크린 인쇄방식을 예시한 것으로서, 도광판(110) 외곽을 둘러싸고 몰딩하려는 UV 경화형 에폭시 수지를 도포할 수 있도록 틀을 형성한 프레임(132) 내부에 UV 경화형 에폭시 수지(135)를 도포하며, 도포된 UV 경화형 에폭시 수지(135)를 밀대(SQUEEGEE)(131)로 밀어내어, 엑츄에이터(120) 내부에 UV 경화형 에폭시 수지를 몰딩(137)한다.

이 외에도 디스펜싱(dispensing)법 또는 포팅(potting)법 등으로 엑츄에이터 내부에 에폭시 수지를 몰딩하는 것도 가능하다.

또한, 엑츄에이터(120) 내부에 UV 경화형 에폭시 수지를 몰딩하는 것이 바람직한데, UV 경화형 에폭시(135)는 단시간에 경화가 됨으로 생산성을 향상시키고, 경화시 베이킹(baking)이 필요 없으므로 에너지 낭비가 적다. 또한 무용제형이므로 환경오염방지 및 1회 도장으로 후막도장이 가능하며, 열처리가 곤란한 물질에 응용이 가능할 뿐만 아니라, 액형이므로 취급하기가 용이하다는 장점이 있다.

그 이외에도 필요에 따라 UV 경화제가 혼합된 실리콘 수지를 사용하는 것도 역시 가능하다.

도 8d는 도 8c에서 엑츄에이터(120) 내부에 몰딩된 UV 경화형 에폭시를 자외선(UV)을 조사(140)하여 경화하는 공정을 도시한 도면이다. 도광판상에 접촉감지부와 대응되는 엑츄에이터(120) 내부에 몰딩된 UV 경화형 에폭시(137)를 자외선으로 조사(140)하여 경화하게 된다.

이렇게 엑츄에이터(120) 내부에 에폭시 수지(137)가 몰딩되어, UV 경화됨으로써, 종래 기술인 독립적인 고무버튼과 같은 버튼 클릭 촉감을 그대로 유지할 수 있게 된다.

종래의 버튼부는 엑추에이터 또는 버튼 키패드를 따로 금형을 만들어 제작해야 하는 불편함이 있으나, 본 발명에서 제안한 방법은 도광판 자체에 함몰된 모양의 엑츄에이터(120)를 형성하고, 그 내부에 에폭시 수지(137)를 몰딩하여 경화시킴으로써, 종래 기술에서와 같은 버튼 클릭 촉감을 유지하면서 단순하고 저가의 공정으로 버튼부를 구현할 수 있다는 큰 장점이 있다.

도 8e는 도 8d에서 버튼부가 형성된 도광판으로 이루어진 상판(110)의 저면에 접촉신호 감지부가 형성된 하판과의 일정한 간격을 유지하기 위한 부 단차보강 지지대(150)를 형성하는 도면이다. 이렇게 부 단차보강 지지대를 형성함으로써, 돔 구조의 접촉신호감지부와 버튼부의 엑츄에이터가 접촉될 때 안정적으로 지지대 역 할을 하게 된다.

도 8f는 제조하고자 하는 전기전자제품의 버튼장치의 외형대로 도광판으로 이루어진 상판(110)을 제품 타발 공정을 통하여 외형을 찍어내는 공정을 도시한 도면이다. 휴대폰의 경우와 같이 작은 크기의 외형을 빠른 속도로 양산 할 수 있는 장점이 있다.

도 8g는 도 8f에 도시된 타발 공정에 의하여 제조된 상판(110)에 다수의 접촉신호 감지부가 형성된 하판(12)과 일정 거리를 유지하고, 상판 및 하판이 안정되게 고정시켜 유동을 방지하도록 주 단차보강 지지대(170)를 상판(110) 및 하판(12) 테두리 일면 사이에 형성하고, 이 상판(110), 주 단차보강지지대(170) 및 하판(12)을 첩착제(175)를 통하여 부착하는 공정(S120)을 도시한 도면이다.

도 8h는 도 8g의 공정에 의하여 상판 및 하판이 부착된 모듈 측면에 발광소자를 장착하는 공정(S130)을 예시한 도면이다. 도 8h를 참조하면, 모듈의 측면에 위치하여, A 내지 H의 위치 등에 적어도 하나의 발광소자 패키지를 장착하는 것이 가능하고, 이러한 발광소자 패키지의 위치 선정은 도광패턴에 맞추어, A 내지 H 이외에도 고효율의 후광발광(Back Lighting)을 할 수 있는 가장 적절한 위치에 배열 할 수 있음은 물론이다.

또한, 도광판(110)으로 사용한 PC의 두께에 맞추어 일정한 두께의 PC 시트를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 두께의 비율은 발광소자 패키 지로부터 발생되는 빛을 도광판인 PC가 수집하기에 적절한 두께의 비율이다.

예를들어, 0.4T의 발광소자 패키지(200) 사용시 PC 시트(110)의 두께는 0.1T 내지 0.2T의 비율로 사용하는 것이 바람직하고, 0.6T의 발광소자 패키지(200) 사용시 PC 시트(110)의 두께는 0.2T 내지 0.4T를 사용하는 것이 바람직하며, 0.8T 발광소자 패키지(200) 사용시 PC 시트(110)의 두께는 0.4T 내지 0.5T를 사용하는 것이 역시 바람직하다.

이와 같이 도 8a 내지 도 8h의 공정과정을 통해 종래의 키패드 사이에 발광소자를 장착함으로써, 간접조명 방식으로 키패드 후광발광(Back lighting)을 유도했던 방법에 비해, 본 발명에서 제안한 측면에 위치한 소수의 발광소자에서 발생된 빛을 도광팬턴이 형성된 도광판에 의하여 면광원으로 전환하고, 상판 및 하판 사이에 수집된 빛의 후광발광을 유도함으로써, 소수의 LED 발광소자를 가지고도 높은 조도의 후광발광을 구현할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

그리고 종래의 버튼장치의 고무버튼에 형성되어 있던 엑츄에이터를 제거하여, 고무버튼을 금형으로 제작하였던 방식에서 도광판 자체에 일체로 형성함으로써, 단순하고 저가의 공정으로 종래의 버튼부의 클릭 감촉을 여전히 유지하는 양질의 버튼장치를 빠르게 제작할 수 있다는 장점이 있다.

이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 측면 발광을 이용한 전자제품의 버튼장치 및 제조방법을 제공하면, 키패드의 버튼부를 용이하게 제조하고 적은수의 LED 소자를 가지고 고효율의 키패드 발광을 재현 할 수 있게 되어, 저가의 공정단가와 저가의 원부자재 가격으로 원가절감의 효과와 함께, 고품질의 전자제품의 버튼장치를 제공할 수 있게 된다.

Claims (13)

1. 다수의 돔구조의 접촉신호 감지부가 일체로 형성된 판형의 하판;

   상기 하판 측면의 소정부위에 장착되어, 하나 이상의 색상의 후광(Back Light)을 발생하는 적어도 하나의 발광소자 패키지; 및

   상기 접촉신호 감지부와 대응되어 접촉될 수 있도록 하는 버튼부가 일체로 구비된 상판을 포함하고,

   여기서 상기 상판은 상기 발생된 빛을 전달하기 위한 도광판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기전자제품의 버튼장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 도광판은 상기 발광소자로부터 수집된 빛의 일부를 외부로 방출하기 위해 상기 도광판 일면이 패터닝 된 것을 특징으로 하는 전기전자제품의 버튼장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 도광판의 패터닝은 상기 발광소자 패키지와 근접한 패턴의 간격은 넓게 하고, 상기 발광소자 패키지와 먼 패턴의 간격은 조밀하게 하는 것을 특징으로 하는 전기전자제품의 버튼장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 도광판의 재질이 폴리카보네이트(PolyCarbonate : PC)로 형성된 것을 특징으로 하는 전기전자제품의 버튼장치.
6. 제1항에 있어서,

   무선통신단말기에 사용되는 것을 특징으로 하는 전기전자제품의 버튼장치.
7. 전기전자제품 버튼장치의 제조방법에 있어서,

   돔 구조의 접촉신호 감지부가 일체로 구비된 하판을 형성하는 단계;

   도광패턴(Light Guide Pattern : LGP)이 형성된 도광판상에 상기 접촉신호 감지부와 대응되는 버튼부가 일체로 구비된 상판 을 형성하는 단계;

   상기 상판과 하판을 부착하는 단계; 및

   상기 부착된 상판 및 하판 사이의 측면으로 상기 버튼부에 하나 이상의 색상으로 후광 발광(Back lighting)될 수 있도록 하는 적어도 하나의 발광소자 패키지를 장착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 측면발광을 이용한 전기전자제품 버튼장치의 제조방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 도광판은 폴리카보네이트(Polycarbonate :PC)로 형성된 것을 특징으로 하는 측면발광을 이용한 전기전자제품 버튼장치의 제조방법.
9. 제7항에 있어서,

   상기 도광패턴은 상기 발광소자 패키지와 근접한 패턴의 간격은 넓게 하고, 상기 발광소자 패키지와 상대적으로 먼 패턴의 간격은 조밀하게 하는 것을 특징으로 하는 측면발광을 이용한 전기전자제품 버튼장치의 제조방법.
10. 제8항에 있어서,

    상기 폴리카보네이트(Polycarbonate)상에 형성된 도광패턴은 폴리카보네이트 원단을 롤러에 의해 펴는 단계 및, 소정 패턴이 설계된 금형을 가압하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기전자제품 버튼장치의 제조방법.
11. 제7항에 있어서,

    상기 버튼부를 형성하는 방법은 상기 접촉감지부에 대응되어 접촉될 수 있도록 하는 엑츄에이터(Actuator)를 형성하는 단계;

    상기 엑츄에이터(Actuator) 내부에 UV 경화형 에폭시를 몰딩하는 단계; 및

    상기 몰딩된 UV 경화형 에폭시를 경화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 측면발광을 이용한 전기전자제품 버튼장치의 제조방법.
12. 제10항에 있어서,

    상기 몰딩하는 단계는 스크린인쇄 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 측면발광을 이용한 전기전자제품 버튼장치의 제조방법.
13. 제7항에 있어서,

    상기 접착하는 단계는 투명한 단차보강 지지대 상기 상판 측면에 부착하여, 상기 지지대가 부착된 상판 및 하판을 접착제로 부착하는 것을 특징으로 하는 측면발광을 이용한 전기전자제품 버튼장치의 제조방법.

Images