KR100753632B1 - 키패드용 백라이트 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 휴대폰, PDA, 키보드 등의 명령입력장치인 키패드에 사용되는 백라이트 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 키패드를 슬림화하기 위해 광원소자인 LED가 측면에 배치되어 있는 투광층을 구비하고, LED에서 발산되는 빛의 전달효율을 높이기 위해 반사층을 구비하되, 투광층으로는 투광율이 우수한 실리콘재질을 사용하고, 반사층으로는 PC필름 또는 PET필름을 사용하여 플렉서블한 실리콘층의 작업성을 높인 키패드용 백라이트 유닛에 관한 것이다.

본 발명의 키패드용 백라이트 유닛은 명령입력을 위한 다수의 문자입력부를 갖는 커버시트의 후방에 배치되고, 일측면에 배치되어 있는 LED로부터 입사되는 빛을 투광시켜 타측면으로 전파시키는 투광층:과 상기 투광층 후방에 배치되어 있고, 상기 LED가 발산하는 빛이 상기 투광층의 일측면에서 타측면으로 전달되는 과정에서 투광층의 후면을 벗어나는 빛이 투광층으로 되돌아가도록 반사시키는 제1반사층;을 포함하여 이루어진 키패드용 백라이트 유닛에 있어서, 상기 투광층은 실리콘재질로 이루어지고, 그 두께는 50~400um 중 어느 하나이고, 상기 제1은 PC필름 또는 PET필름이고, 그 두께는 50~400um 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 투광층의 전방에 배치되어 있고, 상기 LED가 발산하는 빛이 상기 투광층의 일측면에서 타측면으로 전달되는 과정에서 투광층의 전면을 벗어나는 빛이 투광층으로 되돌아가도록 반사시키는 제2반사층;을 더 포함할 수 있고, 상기 제1반사층에는 상기 투광층에 입사된 빛이 상기 커버시트의 문자입력부에 집중되어 전달되도록 하는 요철패턴이 다수 형성되어 있는 것을 특징으로 하고, 상기 투광층으로서 실리콘층은 상기 제1반사층으로서 PC필름 또는 PET필름의 전면에 액상의 실리콘을 일정두께로 도포하여 형성됨으로서, 상기 실리콘층과 상기 PC필름 또는 PET필름은 일체화된 것을 특징으로 한다.

휴대폰, 키패드, 백라이트, 투광층, 반사층, 요철패턴, 실리콘, PET, PC

Description

키패드용 백라이트 유닛{BACK-LIGHT UNIT FOR KEYPAD}

도 1 은 본 발명의 백라이트 유닛이 사용된 휴대폰 키패드의 분해단면도.

도 2 는 본 발명에 따른 백라이트 유닛의 요부단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 커버시트 11 : 문자입력부

20 : 투광층 30 : 제1반사층

31 : 요철패턴 40 : 제2반사층

50 : 돔시트 60 : PCB

70 : LED

본 발명은 휴대폰, PDA, 키보드 등의 명령입력장치인 키패드에 사용되는 백라이트 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 키패드를 슬림화하기 위해 광원소자 인 LED가 측면에 배치되어 있는 투광층를 구비하고, LED에서 발산되는 빛의 전달효율을 높이기 위해 반사층를 구비하되, 투광층으로는 투광율이 우수한 실리콘재질을 사용하고, 반사층으로는 PC필름 또는 PET필름을 사용하여 플렉서블한 실리콘층의 작업성을 높인 키패드용 백라이트 유닛에 관한 것이다.

일반적으로 휴대폰, PDA, 키보드 등의 명령입력장치인 키패드에는 사용자가 야간이나 조명이 어두운 장소에서도 사용할 수 있도록 백라이트장치가 구비된다.

초기의 키패드용 백라이트장치는 커버시트의 후방에 다수개의 LED를 배치하여, LED가 커버시트의 문자입력부 각각을 조사하는 방식으로 되어 있다. 이 방식은 다수의 LED를 사용하게 됨으로서 비용과 전력소비가 크고, 무엇보다 LED를 배치하기 위한 공간이 필요하므로 키패드의 두께를 줄이는데 한계가 있어 최근의 슬림화 경향에 맞지 않는다.

키패드의 슬림화 경향에 따라 최근에는 유기발광판인 LE시트를 백라이트장치로 사용하고 있다. 상기 EL시트는 고가이고, 전기적인 간섭이 발생하고, 내구성이 취약한 문제를 갖고 있다.

위와 같이 커버시트 후방에 다수개의 LED를 배치시키거나, EL시트를 이용하는 백라이트장치의 문제점을 해결하기 위해, LED가 측면에 배치되어 있는 도광판을 백라이트장치로 이용하는 종래기술로 등록특허 제639954호 '유연성을 가지는 입력장치 키 후면조광용 백라이트 장치' 등록실용 제425513호 '도광판을 이용한 휴대폰 키패드 발광조립체'가 개시되었다.

상기 종래기술은 도광판과, 상기 도광판의 측면에 배치되는 LED로 구성되고, LED의 빛이 커버시트의 각 문자입력부에 집중적으로 전달되도록 도광판에는 다수의 요철패턴이 형성되어 있다.

LED의 빛이 도광판의 일측면으로 입사되어 도광판의 타측면으로 확산되어 전달되는 과정에서 빛의 일부는 도광판의 표면을 벗어나 소실되게 된다. 빛이 소실되면 그만큼 커버시트의 문자입력부를 조사하는 빛의 휘도가 낮아지고, 이를 보충하기 위해서는 LED는 더 많은 양의 빛을 발산하여야 하므로 에너지의 소비가 증가한다. 따라서 도광판을 벗어나는 빛을 다시 도광판으로 되돌려 보내 빛의 소실을 줄일 수 있는 수단이 필요한데, 상기 종래기술에는 이러한 수단이 구비되어 있지 않다.

또한, 도광판은 사용자가 커버시트의 문자입력부를 누름에 연동되어 눌려짐으로서 PCB의 돔스위치를 가압할 수 있도록 연성의 재질로 이루어지는데, 특히 사용자의 클릭감이 뛰어난 실리콘 재질이 주로 사용된다.

실리콘재질의 도광판은 매우 플렉서블(flexible)하고, 탄성이 높기 때문에 원하는 형상의 요철패턴을 형성하기가 쉽지 않다. 즉, 요철패턴은 대응요철패턴을 갖는 장비로 도광판의 일면을 가압하여 형성하거나, 날카로운 공구를 이용하여 도광판의 표면을 긁어 스크래치(scratch)를 만들어 형성하게 되는데, 실리콘재질의 특성상 초기 형성된 요철패턴이 변형되어 빛을 원하는 방향으로 집중적으로 전달하지 못하게 된다.

실리콘 도광판에 형성되는 요철패턴이 변형되지 않도록 하기 위해, 현재 사용되는 요철패턴 형성방법은 도광판의 표면을 레이저로 식각함으로서 요철패턴을 형성하는 것이다. 이 방식은 고가의 레이저장비가 사용되고, 도광판의 표면을 레이저로 식각하는 공정이 추가되어 키패드의 제조다가를 상승시키게 된다.

그리고 실리콘재질의 도광판은 매우 플렉서블하여 작업자가 도광판을 커버시트 및 돔시트와 결합시키는 작업에 많은 시간과 노고가 수반된다. 즉, 작업성이 떨어지는 문제점을 갖는다.

본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 키패드의 슬림화를 위해 LED가 일측면에 배치된 투광층을 구비하고, 광원인 LED가 발하는 빛이 투광층의 일측면에서 타측면으로 전달되는 과정에서 소실되는 것을 최소화하기 위하여 투광층의 후면 또는 전후면에 반사층을 구비하고,

투광층은 빛의 전파효율과 클릭감이 뛰어난 실리콘재질로 하고, 반사층은 플렉서블한 실리콘필름의 작업성을 증진시키기 위해 PC필름 또는 PET필름으로 하되, 실리콘층과 PC필름 또는 PET필름이 일체화 되도록 결합시키고,

요철패턴의 형성이 간단하게 이루어지고 변형되지 않도록 요철패턴을 반사층인 PC필름 또는 PET필름에 형성시킨 키패드용 백라이트 유닛을 제공함을 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 키패드용 백라이트 유닛은

명령입력을 위한 다수의 문자입력부를 갖는 커버시트의 후방에 배치되고, 일측면에 배치되어 있는 LED로부터 입사되는 빛을 투광시켜 타측면으로 전파시키는 투광층:과

상기 투광층 후방에 배치되어 있고, 상기 LED가 발산하는 빛이 상기 투광층의 일측면에서 타측면으로 전달되는 과정에서 투광층의 후면을 벗어나는 빛이 투광층으로 되돌아가도록 반사시키는 제1반사층;을 포함하여 이루어진 키패드용 백라이트 유닛에 있어서,

상기 투광층은 실리콘재질로 이루어지고, 그 두께는 50~400um 중 어느 하나이고,

상기 제1은 PC필름 또는 PET필름이고, 그 두께는 50~400um 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 투광층의 전방에 배치되어 있고, 상기 LED가 발산하는 빛이 상기 투광층의 일측면에서 타측면으로 전달되는 과정에서 투광층의 전면을 벗어나는 빛이 투광층으로 되돌아가도록 반사시키는 제2반사층;을 더 포함할 수 있고,

상기 제1반사층에는 상기 투광층에 입사된 빛이 상기 커버시트의 문자입력부에 집중되어 전달되도록 하는 요철패턴이 다수 형성되어 있는 것을 특징으로 하고,

상기 투광층으로서 실리콘층은 상기 제1반사층으로서 PC필름 또는 PET필름의 전면에 액상의 실리콘을 일정두께로 도포하여 형성됨으로서, 상기 실리콘층과 상기 PC필름 또는 PET필름은 일체화된 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

도1은 본 발명의 백라이트 유닛이 사용된 휴대폰 키패드의 일례에 따른 분해다면도이고, 도2는 도1에 도시되어 있는 백라이트 유닛의 A부분을 확대한 요부단면도이다.

도1에서 보는 바와 같이 휴대폰 키패드는 사용자의 명령입력을 위한 다수의 문자입력부(11)를 갖는 커버시트(10)와, PCB(60)의 접점스위치를 접촉가압하여 온오프시키는 다수의 메탈돔(51)이 형성되어 있는 돔시트(50)와, 상기 커버시트(10)와 돔시트(50) 사이에 배치되고 상기 커버시트(10)의 문자입력부(11)를 비추기 위한 백라이트 유닛이 적층결합되어 이루어진다.

상기 커버시트(10)는 일반적으로 금속재질인 SUS 또는 합성수지인 PET로 이루어지고, 사용자의 명령입력을 위한 숫자나 문자가 새겨져 있는 문자입력부(11)는 빛이 투광될 수 있게 되어 있다. 그리고 문자입력부(11)에 대향된 커버시트(10)의 후면에는 돔시트(50)의 메탈돔(51)을 가압하기 위한 보스(13)가 형성되어 있다. 상기 커버시트(10)는 종래기술에 따라 다양한 형태와 소재로 구현될 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상기 돔시트(50)는 통상 금속재질로 이루어지고, 커버시트(10)의 문자입력부(11)를 사용자가 누름에 의해 PCB(60)의 접점스위치를 가압접촉시키기 위해 다수의 메탈돔(51)이 형성되어 있다. 상기 돔시트(50) 역시 종래기술에 따라 다양한 형태와 소재로 구현될 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상기 백라이트 유닛은 투광층(20)와, 반사층(30,40), 그리고 투광층(20) 일측면에 배치되는 광원으로서 LED(70)로 구성된다.

상기 LED(70)는 PCB(60)에 실장되어 상기 투광층(20)의 일측면에 배치되고, 상기 투광층(20)은 상기 LED(70)로부터 일측면에 입사되는 빛을 균일하게 확산시키고 투광시켜 타측면으로 전파한다. 그리고 일측면에서 타측면으로 전파되는 빛 중 요철패턴(31)에서 반사된 빛을 전방에 배치되어 있는 상기 커버시트(10)의 문자입력부(11)로 집중되도록 한다.

상기 투광층(20)은 LED(70)의 빛을 효율적으로 투광시키기 위해 투명한 재질로 이루어지고, 커버시트(10) 문자입력부(11)의 누름에 의해 눌려지도록 연성의 재질로 이루어진다.

이러한 투명하고 연성인 투광층(20)의 소재로 실리콘, 우레탄, PET 등이 사용되는데,

본 발명에서는 사용자의 클릭감이 뛰어나고, 문자입력부(11)의 누름에 의해 눌려져 굴곡이 발생하여도 입사된 빛을 일측면에서 타측면으로 투광시켜 전파하는 효율이 뛰어난 실리콘을 사용하였다.

상기 반사층은 상기 투광층(20)의 후면에 배치되는 제1반사층(30)과 전면에 배치되는 제2반사층(40)으로 구성된다. 여기서 제2반사층(40)은 임의적인 구성요소이다.

상기 반사층(30,40)은 LED(70)로부터 투광층(20)의 일측면에 입사된 빛이 투광층(20)의 타측면으로 확산되어 전달되는 과정에서 투광층(20)의 전,후면을 벗어나는 빛을 투광층(20)로 반사시켜 되돌려 보냄으로서 빛의 손실을 방지하기 위하여 상기 투광층(20)의 굴절률과 다른 굴절률을 갖는 재질을 사용하고,

상기 투광층(20)과 같이 투명하고 연성을 갖는 재질을 사용하여 문자입력부(11)의 누름에 의해 눌려진다.

이러한 투광층(20)의 재질로는 실리콘(투광층의 실리콘과는 굴절률이 다르다.), 우레탄, PC, PET 등 다양한 합성수지가 이용될 수 있다.

반사층은 작업성을 증진시키기 위하여 약간의 경성을 갖는 것이 바람직하며, 본 발명이 적용된 백라이트 유닛에는 주로 PET필름 또는 PC필름을 사용하였는바, 이하에서는 PC필름으로 설명한다.

PC필름의 반사층(30,40)은 연성을 갖지만 자중에 의해 휘어지지 않을 정도의 경성을 갖는다. 이에 반해 실리콘재질의 투광층(20)은 연성이 매우 강하여 자중에 의해 휘어진다.

따라서 연성이 강한(flexible) 투광층(20)인 실리콘층의 양측면을 손으로 파지하여 커버시트(10)와 돔시트(50) 사이에 정확히 배치하고 이들을 적층결합하는 작업이 쉽지 않다. 그러나 PC필름의 반사층(30,40)이 결합된 실리콘재질의 투광층(20)은 PC필름에 의해 지지되어 자중에 의해 휘어지지 않으므로 커버시트(10) 및 돔시트(50)와 적층결합시키는 작업이 한결 쉬워지게 된다.

그리고 상기 투광층(10)으로서 실리콘층은 클릭감과, 일측면에서 타측면으로 전파되는 빛의 양을 고려하여 50~400um의 두께를 갖고,

상기 제1반사층(30)으로서 PC필름은 플렉서블한 실리콘층을 지지하여 작업성을 증진시키되 클릭감이 저감되지 않도록 50~400um의 두께를 갖는다. 보다 바람직한 상기 실리콘층 및 제1반사층의 두께는 75~125um이다.

그리고 투광층(10)과 반사층(30,40)의 결합은 접착제를 이용하여 이들을 상호 적층결합시킬 수 있으나, 이럴 경우 이들의 접착면에 경계면이 형성되어 빛이 일측면에서 타측면으로 투광되어 전파되는 효율이 떨어지고, 사후에 이들이 상호 분리될 가능성이 있고, 투광층(10)인 실리콘층과 반사층(30)인 PC필름을 매끄럽게 접착시키기는 작업이 쉽지 않다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 실리콘층과 PC필름이 일체화된 하나의 필름이 되도록 하였다.

실리콘층과 PC필름이 일체화되어 하나의 필름과 같이 되도록 하기 위해, PC필름 표면에 액상의 실리콘을 일정두께로 도포하고, 도포된 액상의 실리콘을 그대로 굳혀 실리콘층을 형성하였다.

이때 PC필름 표면에 액상의 실리콘 도포는 분사장치를 이용해 행해질 수 있고, 금형 바닥에 PC필름을 넣은 후 액상의 실리콘을 금형에 주입함으로서 행해질 수도 있다.

실리콘층과 PC필름을 일체화하는 또 다른 방법은 PC필름 위에 고상의 실리콘을 배치한 후에 프레스로 실리콘의 표면을 가압하는 것이다. 이때 PC필름과 실리콘 사이에는 프라이머가 개재될 수 있다.

투광층(20)에 입사된 빛이 커버시트(10)의 각 문자입력부(11)로 집중되어 전달되도록 하기 위한 요철패턴(31)이 제1반사층(30)에 다수 형성된다.

상기 요철패턴(31)은 상기 커버시트(10)의 각 문자입력부(11)에 대응하는 위치에 정해지 패턴에 따라 형성된다. LED(70)에 인접한 요철패턴(31)은 작고 낮게 형성되고, LED(70)에서 멀어질수록 요철패턴(31)은 크고 조밀하게 형성된다.

전술한 바와 같이 실리콘은 탄성 및 연성이 강하여 간편하게 요철패턴(31)을 형성시킬 수 있는 작업, 즉 대응요철패턴(31)을 갖는 장비로 실리콘층의 일면을 가압하여 형성하거나, 날카로운 공구를 이용하여 실리콘층의 표면을 긁어 스크래치(scratch)를 만들어 형성하는 작업에 의해서는 원하는 형상의 요철패턴(31)을 형성시키기 어렵다.

반면 PET필름이나 PC필름은 어느 정도 경성을 갖고 있어 위와 같은 작업에 의해 원하는 형상의 요철패턴(31)을 형성할 수 있고, 형성된 요철패턴(31)은 쉽게 변형되지 않는다.

따라서 본 발명에서는 요철패턴(31)을 실리콘재질의 투광층(20)에 형성시키지 아니하고,PC필름의 제1반사층(30)의 후면을 상기 요철패턴(31)에 대응하는 대응요철패턴(31)이 형성되어 있는 가압장치로 가압함으로서 형성시켰다.

상기한 바와 같이 본 발명은 광원이 일측면에 배치되어 있는 투광층을 사용함으로서 키패드를 슬림화하였고, 투광층의 후면 또는 전후면에 반사층을 구비함으로서 광원에서 투광층으로 입사되고 투광층의 반대측으로 전파되는 빛의 소실을 최소화함으로서 전력소비를 절감하였고,

실리콘필름의 투광층에 PC필름의 반사층을 결합시킴으로서 키패드의 작업성을 증진시켰고, 요철패턴을 PC필름의 반사층에 간편하고 형성함으로서 제조원가를 절감하였다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 형상과 구조를 갖는 키패드용 백라이트 유닛에 대해 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (4)

1. 명령입력을 위한 다수의 문자입력부를 갖는 커버시트의 후방에 배치되고, 일측면에 배치되어 있는 LED로부터 입사되는 빛을 투광시켜 타측면으로 전파시키는 투광층:과

   상기 투광층 후방에 배치되어 있고, 상기 LED가 발산하는 빛이 상기 투광층의 일측면에서 타측면으로 전달되는 과정에서 투광층의 후면을 벗어나는 빛이 투광층으로 되돌아가도록 반사시키는 제1반사층;을 포함하여 이루어진 키패드용 백라이트 유닛에 있어서,

   상기 투광층은 실리콘재질로 이루어지고, 그 두께는 50~400um 중 어느 하나이고,

   상기 제1반사층은 PC필름 또는 PET필름이고, 그 두께는 50~400um 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 키패드용 백라이트 유닛.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 투광층의 전방에 배치되어 있고, 상기 LED가 발산하는 빛이 상기 투광층의 일측면에서 타측면으로 전달되는 과정에서 투광층의 전면을 벗어나는 빛이 투광층으로 되돌아가도록 반사시키는 제2반사층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 키패드용 백라이트 유닛.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 제1반사층에는 상기 투광층에 입사된 빛이 상기 커버시트의 문자입력부에 집중되어 전달되도록 하는 요철패턴이 다수 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 키패드용 백라이트 유닛.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 투광층으로서 실리콘층은 상기 제1반사층으로서 PC필름 또는 PET필름의 전면에 실리콘을 일정두께로 도포하여 형성됨으로서,

   상기 실리콘층과 상기 PC필름 또는 PET필름은 일체화된 것을 특징으로 하는 키패드용 백라이트 유닛.

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