KR100766337B1 - 발광 키패드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회로기판 하부에 광원을 위치시키고, 상기 광원으로부터 방출되는 광이 도광필름 내로 입사되기 위해 굴곡부를 갖는 도광필름을 사용하여, EL 시트의 문제점을 피하고 직접조명 방식에 비해 현저히 슬림화를 실현함과 동시에 적은 수의 광원을 사용하여도 반사층의 도입으로 휘도가 높으며 적어도 한면에 소정 패턴을 형성하여 면광원과 같은 균일한 발광면을 제공하는 것이 가능하며, 특히 빛샘현상을 방지하는 것이 가능한 발광 키패드를 제공한다.

도광필름, 발광 키패드, 휘도, 슬림형

Description

발광 키패드{Light Emitting Keypad}

도 1은 종래의 직접조명 방식의 LED 발광 키패드의 단면도,

도 2는 종래의 EL 방식 발광 키패드의 단면도,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 발광 키패드의 단면도,

도 4a 및 4b는 본 발명의 발광 키패드에 사용되는 도광필름의 일례로서, 반사층이 형성된 도광필름의 단면도,

도 5a 및 5b는 본 발명의 발광 키패드에 사용되는 도광필름의 일례로서, 패턴에 관한 단면도,

도 6a 내지 6c는 본 발명의 발광 키패드에 사용되는 도광필름의 일례로서, 패턴에 관한 평면도,

도 7은 본 발명의 또다른 일실시예에 따른 발광 키패드의 단면도이다.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

10: 도광필름 11: 굴곡부

12: 반사층 13: 패턴

14: 양면 테이프 15: 돌기

20: 회로기판 21: 메탈돔

22: 접점단자 30: 광원

본 발명은 발광 키패드에 관한 것이다.

일반적으로, 발광 키패드는 휴대폰과 같은 통신기기에 적용되어 신호 발생이나 여러 가지 부가 기능을 수행하기 위한 스위치 장치로 사용되는데, 야간이나 어두운 장소에서 숫자나 문자 등의 키를 식별하는 기능을 구비하며, 최근 휴대 단말기의 박형화가 가속됨에 따라 초박형 발광 키패드가 개발되어 적용되고 있다.

도 1은 종래 직접조명 방식의 LED 키패드 단면도로서, 인쇄회로기판(100), 돔(102), 직접 조명용 LED(103), 및 키패드(104)로 구성된다. 상기 인쇄회로기판(100)은 소정의 접점단자(101)를 구비하는 데, 상기 인쇄회로기판의 전면에는 상기 돔 및 직접조명용 LED가 복수개 설치된다. 그리고, 상기 돔 및 직접 조명용 LED의 전방으로는 상면에 숫자나 문자가 인쇄되어 있고 하면에는 돌기(105)를 구비한 키패드가 설치된다.

이러한 직접 조명 방식의 LED 키패드는 인쇄회로기판의 전면에 설치된 직접 조명용 LED가 발광하여 키패드를 비추게 된다. 즉, 사용자에 의해 키패드가 눌러지게 되면 키패드의 돌기에 의해 돔과 인쇄회로기판의 접점단자가 연결됨으로써 소정의 전기신호를 발생하고, 이렇게 발생된 전기신호에 의해 LED가 발광하여 점광원 형태로 키패드를 직접 비추는 것이다.

그런데, 상술한 직접 조명 방식의 LED 키패드는 LED 특성상 박형으로의 제작이 불가능하여 키패드가 상대적으로 두껍게 제작된다. 또한, LED 발광에 따른 전력 소모량이 많아서 배터리의 사용시간을 단축시킬 수 있다. 또한, LED의 배치 위치에 따라 발광 균일도가 불균일하여 설계상의 어려움이 따르게 된다.

도 2는 상기의 문제점을 보완하기 위한 종래의 EL 방식 발광 키패드의 단면도로서, 키탑(110), EL 메탈 돔 시트(120) 및 인쇄회로기판(130)으로 구성되며, 상기 EL 메탈 돔 시트(120)는 EL 시트(121), 메탈 돔(123), 및 베이스 테이프(122)로 구성되어 초박막화, 낮은 소비전력을 실현하게 된다.

이러한 EL 방식 메탈 돔 키패드의 기능을 살펴보면, 사용자에 의해 키탑(110)이 눌러지면 키탑(110)의 후면에 위치한 돌기(111)에 의해 메탈 돔(123)과 인쇄회로기판(130)의 고정접점단자(131)가 접촉되어 스위칭되어 작동된다.

그러나, 상기 종래의 EL 방식 발광 키패드는 돌기(111)에 의해 EL 시트(121)가 지속적으로 가압, 충격되어 EL 시트가 손상, 파손의 위험이 높으며, 따라서 EL의 신뢰성에 큰 문제점을 발생시키고 키패드의 클릭감 저하를 야기시키는 문제점이 있다. 또한, EL시트의 특성상 LED보다 수명이 짧고, LCD 모듈에 노이즈를 일으키며, 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다. 또한, LED 키패드의 제작시보다 제작 비용이 상승하는 문제점이 있다.

한편, 광원이 기판 상부에 위치하게 될 경우, 빛샘현상이 발생하는 문제점이 있어 이에 대한 해결이 요구된다.

상기의 문제점을 해결하기 위해 간접조명 방식으로 LED 광원을 마련하고 빛을 키패드로 균일하게 공급하기 위해 광전송 특성이 우수한 광파이버를 설치하는 것을 고려해 볼 수 있으나, 이는 기본적으로 실리콘 재질로서 슬림화가 어렵고, 현실적으로 적용하기 어려운 문제점이 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, EL 방식의 키패드의 문제점을 해결하기 위해 EL 시트의 도입을 제하고 직접조명 방식에 비해 현저히 슬림화를 실현함과 동시에 적은 수의 광원을 사용하여도 반사층의 도입으로 휘도가 높으며 적어도 한면에 소정 패턴을 형성하여 면광원과 같은 균일한 발광면을 제공하는 것이 가능한 발광 키패드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 빛샘현상을 방지하기 위해 회로기판의 하부에 광원을 마련하고 도광필 름으로 광을 가이드하여 방출하는 발광 키패드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

키판 하부에 형성된 도광필름; 및 상기 도광필름의 하부에 위치되고, 돔스위치가 구비된 회로기판; 상기 회로기판의 하부에 위치되는 광원;을 포함하여 이루어지고, 상기 도광필름은 상기 광원으로부터 방출되는 광이 도광필름 내로 입사되기 위해 굴곡부를 갖는 발광 키패드를 제공한다.

또한, 상기 도광필름의 후면에는 상기 돔스위치를 가압하기 위하여 상기 돔스위치와 대응되도록 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 발광 키패드를 제공한다.

또한, 상기 도광필름의 후면에는 반사층이 형성되고, 상기 도광필름은 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 재질로서, 유연성과 탄성을 갖는 것을 특징으로 하는 발광 키패드를 제공한다.

또한, 상기 반사층은 은(Ag), 이산화티탄(TiO₂), 산화아연(ZnO), 황산바륨(BaSO₄), 유화아연(ZnS), 연백(Lead White), 및 산화안티몬(Sb₂O₃)로 이루어지는 군에서 하나 이상 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 키패드를 제공한다.

또한, 상기 도광필름의 전면 및 후면 중에서 적어도 한 면은 빛이 균일하게 키패드에 공급되도록 광원으로부터 멀어짐에 따라 밀도가 증가되는 형태로 패턴이 형성되거나, 키패드의 소정영역에 빛이 집중적으로 공급되도록 상기 도광필름의 특정 영역에 패턴이 집중되어 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 키패드를 제공한다.

또한, 상기 패턴은 핫 스탬핑, 사출성형, 마이크로 브라스트, 레이저 중 어느 하나의 가공 방법에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 발광 키패드를 제공한다.

또한, 상기 패턴은 광산란제가 함유된 잉크를 도광필름에 실크 프린팅하여 형성된 것을 특징으로 하는 발광 키패드를 제공한다.

또한, 상기 패턴의 밀도는 패턴의 거리조정 및 패턴의 크기조정 중 적어도 하나의 방법에 의하여 조절되는 것을 특징으로 하는 발광 키패드를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 발광 키패드의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 키판(본 기술분야에서 잘 알려져 있으므로 도시되지 않았고, 설명을 생략함) 하부에 형성된 도광필름(10), 상기 도광필름(10)의 하부에 위치되고, 돔스위치(21, 22)가 구비된 회로기판(20), 상기 회로기판(20)의 하부에 위치되는 광원(30)을 포함하여 이루어지고, 상기 도광필름(10)은 상기 광원(30)으로부터 방출되는 광이 도광필름 내로 입사되기 위해 굴곡부(11)를 갖는 것을 특징으로 한다. 상기에 나열된 구성 이외에도 필요에 따라 다른 구성을 추가할 수 있으며, 모두 본 발명에 포함된다.

본 발명에 따른 발광 키패드는 광원(30)을 회로기판(20) 하부에 위치시키고 방출광을 굴곡부(11)가 구비된 도광필름(10)을 통하여 외부로 방출시킴으로써 빛샘효과를 방지할 수 있게 된다. 또한, 직접조명 방식에 비해 현저히 슬림화를 실현함과 동시에 적은 수의 광원을 사용하여도 도광필름 및 반사층의 도입으로 휘도가 높으며 적어도 한면에 소정 패턴을 형성하여 면광원과 같은 균일한 발광면을 제공하는 것이 가능하게 된다.

상기 도광필름(10)의 재질은 도광성이 우수하고 성형이 용이함과 동시에 유연성과 탄성력을 구비하여 정확한 스위칭과 우수한 클릭감을 제공할 수 있는 재료가 좋다. 이러한 특성을 만족할 수 있는 재질로 실험을 거듭한 결과 폴리카보네이트(PC)와 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)가 가장 좋은 것으로 도출되었다. 특히 폴리카보네이트(PC) 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)의 경우에는 유연성이 뛰어나 키패드의 특정 버튼을 가압했을 때 그 특정 영역만 굴곡이 일어나게 되어 특정 버튼만 스위칭되게 되며, 또한 탄성 재질이어서 클릭감이 좋고 가압을 해제했을 때 다시 원상태로 복귀될 수 있게 된다.

상기 굴곡부(11)는 제한되지 않으나 도광필름(10)과 일체로 구성되는 것이 바람직하다. 또한 굴곡부(11)의 끝단은 광원(30)과 마주보게 되어 광원에서 방출된 광을 도광필름내로 입광시키게 된다.

상기 회로기판(20)은 특별한 제한은 없으나, 상기 인쇄회로기판(PCB)일 수 있으며 메탈돔(21)과 접점단자(22)로 이루어진 돔 스위치를 구비한다. 따라서, 사용자에 의해 발광 키패드의 키판이 눌러지게 되면 가압에 의해 도광필름(10)의 가압영역이 탄성변형되어 인쇄회로기판(20)의 해당 메탈돔(21)을 가압하게 되고 이에 따라 메탈돔(21)이 접점단자(22)에 접촉되어 스위칭된다.

상기 광원(30)은 특별한 제한은 없으나, LED가 가장 바람직하다. 손쉽게 칼라를 구현할 수 있으며 제조단가가 저렴하여 좋다. 광원은 도광필름의 굴곡부 일측단과 마주보게 위치되어 측광원이 되며 방출되는 광이 도광필름에 의해 면광으로 바뀌게 된다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 발광 키패드에 사용되는 도광필름(10)의 일례를 도시한 도이다. 도시된 바와 같이, 상기 도광필름(10)의 후면에는 키패드의 발광면의 휘도를 향상시키기 위해 반사층(12)을 형성하는 것을 특징으로 한다. 도광필 름의 후면을 통하여 빛이 방출, 소멸되는 것을 방지하기 위함이다. 특히 반사층을 도광필름의 후면에 형성함과 동시에 도광필름의 후면에 후술할 패턴을 형성할 경우 후면의 패턴에 의해 빛이 산란되고 반사층에 의해 도광필름의 전면으로 빛이 방출되어 더욱 균일한 발광면을 얻을 수 있게 된다.

또한, 도시되지 않았으나, 상기 굴곡부에는 후면 뿐만아니라 전면에도 반사층을 형성하여 굴곡부에서 광이 손실되지 않도록 하는 것이 좋다.

상기 반사층(12)은 빛을 반사시킬 수 있는 재질이라면 제한되지 않고 선택될 수 있으며, 백색안료 등이 사용될 수 있으며 단독으로 또는 페이스트 타입으로 사용될 수 있다. 바람직하기로는 은(Ag), 이산화티탄(TiO₂), 산화아연(ZnO), 황산바륨(BaSO₄), 유화아연(ZnS), 연백(Lead White) 및 산화안티몬(Sb₂O₃) 중에서 하나이상 선택되어 사용되는 것이 좋다.

상기 반사층의 형성방법은 증착법에 의해 도광필름의 후면에 반사층을 형성할 수도 있으며, 코팅법, 프린팅법 등을 이용할 수도 있다. 상기 증착법, 코팅법, 프린팅법은 잘 알려져 있으므로 자세한 설명은 생략한다.

보다 바람직하기로는 도 4b에 도시된 바와 같이 시트(Sheet) 형태로 제조된 상기 반사층(12)을 양면 테이프(14)를 이용하여 도광필름(10)의 후면에 부착하는 것이 공정의 간편함을 위해 좋다.

도 5a 및 5b는 본 발명의 발광 키패드에 사용되는 도광필름(10)의 패턴(13)의 일례를 도시한 도이다. 도시된 바와 같이, 상기 도광필름(10)의 전면 및 후면 중에서 적어도 한 면은 빛이 균일하게 키패드에 공급되도록 패턴(13)이 형성된 것을 특징으로 한다. 도광필름에 오목하게 패턴이 형성된 것만 도시되었으나 이에 한정되지 않으며 볼록하게 형성된 것도 본 발명에 포함된다. 상기 패턴에 의해 빛이 굴절, 산란되어 키패드로 빛이 방출되게 되며 균일한 발광면을 얻을 수 있게 된다. 상기 도광필름의 굴곡부에는 패턴이 형성되지 않는 것이 바람직하다.

도 6a 내지 6c는 본 발명의 발광 키패드에 사용되는 도광필름(10)의 패턴(13)의 또다른 일례를 도시한 도로서, 굴곡부(11)를 전개한 전개 평면도이다. 도시된 바와 같이, 패턴을 광원(30)으로부터 멀어짐에 따라 밀도가 증가되는 형태로 형성하는 것이 균일한 발광면을 제공하기 위해 바람직하다. 즉, 광원으로부터 멀어질수록 광원의 공급량이 감소하므로 패턴의 밀도를 증가시켜 빛이 보다 많이 산란되도록 하여 보다 균일한 발광면을 얻을 수 있다. 도시된 바와 같이 패턴의 거리조정 즉, 패턴간의 간격을 조절하여 패턴의 밀도를 조절할 수도 있으며(도 6a), 패턴의 크기를 조절하여 패턴의 밀도를 조절할 수도 있다(도 6b). 한편, 균일한 발광면이 아닌 특정 영역(예를 들면 키패드의 문자영역)에 보다 많은 발광을 제공하기 위해 특정 영역에 패턴을 밀집시켜 집중적인 발광면을 제공할 수도 있다(도 6c).

상기 패턴(13)의 모양은 특별히 제한되지 않으며, 도광필름의 표면을 가공하거나 인쇄된 형태이면 본 발명에 포함된다. 패턴의 형성방법은 제한되지 않으나 바람직하기로는 패턴된 금형을 가열하고 도광필름을 압착하여 도광필름에 패턴을 전사하는 핫 스탬핑법, 사출성형, 마이크로 브라스트, 레이저 중 어느 하나의 가공 방법에 의해 형성되는 것이 좋다. 또한, 광산란제가 함유된 잉크를 도광필름에 실크 프린팅하여 패턴을 형성할 수도 있다.

도 7은 본 발명의 또다른 일실시예에 따른 발광 키패드의 단면도이다. 도시된 바와 같이, 상기 도광필름(10)의 후면에는 상기 돔스위치(21, 22)를 가압하기 위하여 상기 돔스위치와 대응되도록 돌기(15)가 형성된 것을 특징으로 한다. 상기 돌기의 형상 등은 제한되지 않으며, 돔스위치를 가압하기 위해 형성되는 돌기라면 모두 본 발명에 포함된다. 상기 돌기(15)를 구비함으로써, 보다 클릭감이 개선되고 적은 힘으로도 돔스위치를 스위칭할 수 있게 된다.

상기 돌기(15)의 재질은 제한되지 않으나 실리콘 또는 고분자 수지가 선택될 수 있으며 도광필름과 동일한 재질을 선택할 수 있다. 돌기(15)를 형성하는 방법으로는 도광필름에 직접 돌기를 형성할 수도 있으며 돌기가 형성된 배면층을 도광필름의 후면에 부착하여 형성할 수도 있다. 액상 실리콘 또는 필름 실리콘, 고분자 수지 등을 배면층 및/또는 돌기(15)에 상응하여 형성된 성형금형을 이용하여 100 ~150도에서 압착성형하여 형성하거나, 포토리소그라피의 방법으로, UV 경화용 또는 IR 경화용 잉크를 스크린 프린팅하여 형성한다.

상기 돌기는 도광필름의 하부에 위치되므로 도광필름 상부의 패턴이 돌기의 가압에 의해 변형되어 키패드의 신뢰성에 문제가 생길 여지를 제거할 수 있으므로 보다 바람직한 구성이다.

상기의 실시예는 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것이고, 본 발명을 한정하기 위함이 아니므로 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 가할 수 있는 변형, 수정, 생략 등은 특허청구범위에 의해 정해지는 본 발명의 권리범위에 포함된다.

상기의 특징적 구성으로 인해 다음과 같은 효과를 제공한다. 즉, 본 발명에 따른 발광키패드는 EL 시트의 문제점을 피하고 직접조명 방식에 비해 현저히 슬림화를 실현함과 동시에 적은 수의 광원을 사용하여도 반사층의 도입으로 휘도가 높으며 적어도 한면에 소정 패턴을 형성하여 면광원과 같은 균일한 발광면을 제공하는 것이 가능하며, 특히 회로기판의 하부에 광원을 마련하고 도광필름으로 광을 가이드하여 방출함으로써 빛샘현상을 방지하는 것이 가능하다.

Claims (7)

1. 키판 하부에 형성된 도광필름;

   상기 도광필름의 하부에 위치되고, 돔스위치가 구비된 회로기판; 및

   상기 회로기판의 하부에 위치되는 광원;을 포함하여 이루어지고,

   상기 도광필름은 상기 광원으로부터 방출되는 광이 도광필름 내로 입사되기 위해 굴곡부를 갖는 발광 키패드.
2. 제1항에 있어서, 상기 도광필름의 후면에는 상기 돔스위치를 가압하기 위하여 상기 돔스위치와 대응되도록 돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 발광 키패드.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 도광필름의 전면 및 후면 중에서 적어도 한 면은 빛이 균일하게 키패드에 공급되도록 광원으로부터 멀어짐에 따라 밀도가 증가되는 형태로 패턴이 형성되거나, 키패드의 소정영역에 빛이 집중적으로 공급되도록 상기 도광필름의 특정 영역에 패턴이 집중되어 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 키패드.
4. 제3항에 있어서, 상기 패턴은 핫 스탬핑, 사출성형, 마이크로 브라스트, 레이저 중 어느 하나의 가공 방법에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 발광 키패드.
5. 제3항에 있어서, 상기 패턴은 광산란제가 함유된 잉크를 도광필름에 실크 프린팅하여 형성된 것을 특징으로 하는 발광 키패드.
6. 제3항에 있어서, 상기 패턴의 밀도는 패턴의 거리조정 및 패턴의 크기조정 중 적어도 하나의 방법에 의하여 조절되는 것을 특징으로 하는 발광 키패드.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 도광필름의 굴곡부의 일면 또는 양면은 반사층이 형성된 것을 특징으로 하는 발광 키패드.

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