KR100799676B1 - 도파로 시트를 구비한 휴대용 키패드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스위치기능을 위한 고정된 접점을 가지며 상부에 광원으로 사용되는 LED가 배치된 인쇄회로기판과, 인쇄회로기판의 상부에 위치하며 스위치기능을 할 수 있는 메탈 돔이 부착되어 있는 돔 시트와, 돔 시트의 상부에 위치하며 인쇄회로기판의 상부에 배치된 LED에서 발생되는 빛을 전달하기 위한 도파로 시트 및 도파로 시트 상부에 위치하며 숫자 및 문자를 표시할 수 있는 키를 가지고 인쇄회로기판의 접점과 돔 시트의 메탈 돔에 대응하는 돌기가 형성되며 도파로 시트를 통해 전달된 빛을 투과시키는 키 탑으로 이루어진 것으로서, 돔 시트의 메탈 돔에 접하는 도파로 시트의 저면이 레이저 가공 또는 금형 가공되어 인쇄회로기판 상부에 배치된 LED로부터 전달되는 빛의 진행방향을 바꿔 키 탑에 투과시키기 위한 발광부가 형성되어 있으므로 인쇄회로기판의 LED에서 발생되는 빛이 키 탑의 전면까지 전달되어 키 탑에 형성된 문자나 숫자를 인식할 수 있는 구조이다.

인쇄회로기판, 돔 시트, 도파로 시트, 키 탑, LED, 메탈 돔.

Description

도파로 시트를 구비한 휴대용 키패드{portable keypad having beam waveguide sheet}

도1은 본 발명에 의한 도파로 시트를 구비한 휴대용 키패드의 단면도이다.

도2는 본 발명에 의한 도파로 시트를 구비한 휴대용 키패드의 분해사시도이다.

도3은 레이저 가공에 의해 도파로 시트에 형성된 발광부를 보인 단면도이다.

도4는 금형 가공에 의해 도파로 시트에 형성된 발광부를 보인 단면도이다.

도5는 종래의 LED 키패드의 단면구조를 보인 것이다.

도6은 종래의 EL 키패드의 단면구조를 보인 것이다.

도7은 도파로 시트의 빛 전달경로를 보인 도면이다.
도8은 본 발명에서 빛을 산란시키기 위한 금형 가공한 도파로 시트의 끝단을 보인 단면도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 키 탑 2 : 돔 시트
3 : 메탈 돔 4 : 인쇄회로기판
5 : 도파로 시트 6, 110 : LED
7 : 발광부 8 : 돌기
9 : 입사된 빛 10 : 굴절된 빛
14 : 끝단 15 : 클래드층

16 : 코어 20 : 금형가공

본 발명은 도파로 시트를 구비한 휴대용 키패드에 관한 것이다. 특히 본 발명은 휴대폰 등에 사용되는 키패드에서 LED와 도파로 시트를 사용하여 백라이트를 제공함으로써 키패드의 슬림화가 가능하고 소비전력의 을 줄일 수 있도록 하는 도파로 시트를 구비한 휴대용 키패드에 관한 것이다.

도5는 종래의 LED 키패드의 단면구조를 보인 것이다.

도5에서 인쇄회로기판(4)의 전면부에 LED(110)를 SMT 가공하여 결합하고, 메탈 돔(3)을 포함한 돔 시트(2)를 인쇄회로기판(4) 전면에 부착한다.

이와 같이 LED(110)와 돔 시트(2)가 부착된 인쇄회로기판(4)을 문자나 숫자가 각인되어 있는 키 탑(1)과 결합하여 메탈 돔(3) 스위치의 동작으로 발생한 전기신호로 LED(110)가 발광하면 그 빛이 키 탑(1) 상부에 각인된 문자를 인지할 수 있게 한다.

이와 같이 LED(110)를 백라이트로 사용하는 키패드의 경우 광원으로 사용되어지는 LED(110)에서 발광되는 빛이 전면부에 위치한 키 탑(1)으로 균일하게 전달되지 못하여 외부에서 조사하면 빛의 균일성이 떨어져서 외부로 돌출된 키에 인쇄된 문자나 숫자의 시인성이 떨어지는 단점이 있다.

또한 LED(110)를 광원으로 사용하는 경우 인쇄회로기판(4)에 LED(110)를 결합하기 위한 별도의 공간이 필요하고, 저항을 비롯하여 LED 구동을 위한 기타 부자재가 필요하며, 이 모든 부자재들을 인쇄회로기판(4)에 부착시키기 위한 가공공정이 추가로 요구되어 지며, 부자재들의 공간이 추가로 요구되어 소형화에 문제가 된다. 그리고 키패드의 균일한 빛을 위하여 사용되는 LED(110)의 수가 증가함에 따라 사용 전력량도 비례해서 증가하므로 휴대용 기기를 장기간 사용할 수 없다.

도6은 EL 돔 시트 키패드의 단면구조를 보인 것이다.
도6의 EL 돔 시트 키패드는 메탈 돔(3)이 부착된 돔 시트(2) 상부에 면 발광을 하는 EL 시트(120)와 상기의 부자재들이 어셈블리 되어 있는 EL 돔 시트를 부착하는 인쇄회로기판(4)과 EL 돔 시트와 접촉하여 전기신호를 발생하기 위한 돌기(8)를 포함한 키 탑(1)으로 구성되어 있다.
상기의 EL 키패드는 종래의 LED를 이용한 키패드보다 얇고 가벼우며 EL 시트(120)의 배면에 점착제가 도포되어 있어 별도의 조치가 없이도 돔 시트(2)의 부착된 상태로 인쇄회로기판에 완전히 밀착되어 있는 장점이 있으나, EL 시트(120)를 주광원으로 사용하여 EL 시트의 단점인 노이즈, 흑점 발생, 습기에 약함, LED에 비해 짧은 수명, 저온 무동작 등에 노출되어 있다. 또한 휴대용 기기들의 성능이 점차 발달하여 여러 장치가 복합적으로 구성되고, 소형화되어 EL을 구동하기 위한 회로의 구성에도 어려움이 있다.

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상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 도파로 시트를 이용하여 휴대용 키패드를 제작함으로써 밝기를 증가시키고 안정성을 유지하며 작업공정을 간소화할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 도파로 시트를 구비한 휴대용 키패드는, 스위치기능을 위한 고정된 접점을 가지며 상부에 광원으로 사용되는 LED가 배치된 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판의 상부에 위치하며 상기 스위치기능을 할 수 있는 메탈 돔이 부착되어 있는 돔 시트; 상기 돔 시트의 상부에 위치하며 상기 인쇄회로기판의 상부에 배치된 LED에서 발생되는 빛을 전달하기 위한 도파로 시트; 및 상기 도파로 시트 상부에 위치하며 숫자 및 문자를 표시할 수 있는 키를 가지고 상기 인쇄회로기판의 접점과 상기 돔 시트의 메탈 돔에 대응하는 돌기가 형성되며 상기 도파로 시트를 통해 전달된 빛을 투과시키는 키 탑;으로 이루어진 것으로서, 상기 돔 시트의 메탈 돔에 접하는 상기 도파로 시트의 저면이 레이저 가공 또는 금형 가공되어 상기 인쇄회로기판 상부에 배치된 LED로부터 전달되는 빛의 진행방향을 바꿔 상기 키 탑에 투과시키기 위한 발광부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 발광부는 레이저 가공 또는 금형 가공에 의해 상기 도파로 시트 하단부의 클래드층이 제거되어 빛의 진행방향을 바꿀 수 있다.

상기 도파로 시트의 끝단에 진공 증착방법에 의해 특수도료가 도포되어 빛이 차단된다.
상기 도파로 시트의 외곽부가 금형 가공되어 빛의 진행을 분산시킬 수 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 도파로 시트를 구비한 휴대용 키패드는 도1 및 도2에 도시한 바와 같이 측면 발광하는 LED(6)를 포함하는 인쇄회로기판(4), 인쇄회로기판(4)의 스위치부에 접촉하여 전기신호를 발생시키는 메탈 돔(3)이 부착되어 있는 돔 시트(2), LED의 광을 전달하기 위한 도파로 시트(5) 그리고 숫자나 문자를 표시하기 위한 키 탑(1)으로 구성된다.
인쇄회로기판(4)의 측면에는 LED(6)가 위치하고 있다. 상기의 LED(6)는 측면 발광을 하고, 메탈 돔(3)의 동작으로 LED(6)가 발광을 하면 그 광을 전달하기 위한 수단으로 도파로 시트(5)를 사용한다. 도파로 시트(5)는 투명하고 점착력이 있는 투명 시트에 부착되어 돔 시트(2)에 부착된다.
또한 메탈 돔 스위치부의 상부에 위치한 도파로 시트(5)에 도3 및 도4에서와 같이 레이저 가공이나 금형 가공에 의해 발광부(7)가 형성되어 있으므로 LED(6)로부터 도파로 시트(5)의 측면으로 수평지게 입사된 빛(9)은 굴절된 빛(10)으로 상부로 진행한다.
여기서 빛이 유출되는 것을 차단하기 위해 도파로 시트(5)의 끝단(14)을 가공하는 방법은 2가지가 있다.
첫 번째는 도파로 시트의 끝단에 빛을 차단할 수 있는 물질을 도포하여 LED(6)로부터 공급된 빛이 도파로 시트의 외곽부로 유출되는 것을 방지하는 방법이다. 두 번째는 도파로 시트의 외곽부에 금형을 통한 작업을 통하여 빛을 산란시켜 빛의 새어나감을 방지하는 방법이다.
이와 같이 상기의 도파로 시트(5)는 돔 시트(2)의 상부에 위치하여 LED(6)로부터 발광된 빛을 키패드의 상부로 전달하여 키 탑(1)에 각인되어 있는 문자 및 숫자를 인식할 수 있도록 한다.
도파로 시트(5)는 입사된 빛(9)이 도파로 시트(5) 내부의 코어(16)부에서 진행하다가 상단과 하단에 코팅되어 있는 클래드층(15)에 도달하게 되면 입사각이 60도 이하인 상태(18)(19)에서 전반사를 일으키는 구조이다. 즉, 빛의 진행상에 도파로 시트(5) 자체가 평행하므로 끝단(14)까지 전반사를 일으켜 빛의 손실이 거의 없이 전달이 가능하다.
이하에서는 입사된 빛(9)을 상부로 굴절시키기 위한 발광부(7)에 대해 설명한다.
도3은 도파로 시트(5)의 특성을 사용하여 발광을 원하는 도파로 시트(5) 부위의 하단을 레이저 가공하여 도파로 시트(5)의 상부로 빛을 굴절시키는 구조이다. 레이저가공에 의해 형성된 발광부는 반원형태를 지니며 반원의 외각부에서 도파로 시트(5)의 상부로 반사된 빛은 반사각이 60도가 넘으면서 도파로 시트(5)의 외곽으로 방출된다.
도4는 도파로 시트(5)의 하단부에 있는 반사층을 금형으로 외형을 변경(11)시키므로써 일정한 반사각으로 진행되던 빛의 각도가 변하게 되어 60도 이상의 입사각을 가지는 빛이 상부로 방출되도록 하여 발광부를 구성하는 구조이다.
도파로 시트(5)는 인쇄회로기판의 상부에 위치하여 빛의 진행방향을 바꾸어 스위치 부위의 발광을 할 목적으로 사용되는데 도파로 시트(5)에 입사된 빛이 외곽으로 세어나가면 제품의 구성상에 문제가 되어 외곽으로 새어나가는 빛의 차단이 필요하다.
새어나가는 빛을 차단하기 위한 두 가지 방법은 아래와 같다.
먼저, 도8에서와 같이 도파로 시트(8)를 진공증착성형의 방법으로 일정 수량을 압축하여 도파로 시트(5)의 끝단(14) 부위에 빛을 차단하기 위한 물질 즉, 특수도료를 도포하므로 도파로 시트(5)의 내부에 입사된 빛이 반대쪽의 끝단(14)까지 도달하여도 외부로 유출되지 않는다.
빛의 새어나감을 방지하기 위한 다른 하나의 방법은 도파로 시트(5)의 외곽부위에 간단한 금형가공(20)을 통하여 빛을 분산시킬 수 있도록 하는 경우 빛의 유출을 완전히 차단할 수는 없으나, 밖으로 방출되는 빛을 분산시켜 빛이 차단되었다고 느낄 수 있다.

따라서 본 발명에 의하면, LED나 EL 시트를 사용하는 기존의 키패드와는 달리 본 발명은 다른 광원을 사용하므로 키패드의 구조적인 개선으로 슬림화가 가능하고, LED의 수가 줄어들어 다양한 기능을 필요로 하는 휴대폰 등의 전원관리가 용이하다. 또한 본 발명은 EL 시트를 이용한 종래의 키패드와는 달리 EL 구동 회로부를 구비하지 않아도 되므로 회로구성이 간단하고 습기 및 압력에 강하여 관리가 쉽다.

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Claims (9)

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6. 스위치기능을 위한 고정된 접점을 가지며 상부에 광원으로 사용되는 LED가 배치된 인쇄회로기판;

   상기 인쇄회로기판의 상부에 위치하며 상기 스위치기능을 할 수 있는 메탈 돔이 부착되어 있는 돔 시트;

   상기 돔 시트의 상부에 위치하며 상기 인쇄회로기판의 상부에 배치된 LED에서 발생되는 빛을 전달하기 위한 도파로 시트; 및

   상기 도파로 시트 상부에 위치하며 숫자 및 문자를 표시할 수 있는 키를 가지고 상기 인쇄회로기판의 접점과 상기 돔 시트의 메탈 돔에 대응하는 돌기가 형성되며 상기 도파로 시트를 통해 전달된 빛을 투과시키는 키 탑;

   으로 이루어진 것으로서,

   상기 돔 시트의 메탈 돔에 접하는 상기 도파로 시트의 저면이 레이저 가공 또는 금형 가공되어 상기 인쇄회로기판 상부에 배치된 LED로부터 전달되는 빛의 진행방향을 바꿔 상기 키 탑에 투과시키기 위한 발광부가 형성되고,

   상기 도파로 시트의 끝단에 진공증착방법에 의해 특수도료가 도포되어 빛이 차단되는 것을 특징으로 하는 도파로 시트를 구비한 휴대용 키 패드.
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