KR100804550B1 - 키패드 어셈블리 - Google Patents

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KR100804550B1 KR1020060101639A KR20060101639A KR100804550B1 KR 100804550 B1 KR100804550 B1 KR 100804550B1 KR 1020060101639 A KR1020060101639 A KR 1020060101639A KR 20060101639 A KR20060101639 A KR 20060101639A KR 100804550 B1 KR100804550 B1 KR 100804550B1
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Abstract

본 발명은 각종 전자 기기의 데이터 입력 수단으로 적용되는 키패드 어셈블리에 관한 것으로서, 적어도 하나의 메탈돔이 대응 위치에 설치되는 메인 보드와, 상기 메인 보드의 상부에 설치되어 상기 메탈돔을 가압함과 동시에 모드 전환에 따라 터치 패드로 사용되는 키패드를 포함함되 상기 키패드는 대응 문자/숫자가 각인된 다수의 키탑을 갖는 키탑층과, 상기 키탑층의 하측에 적층되는 일정 소재의 터치 패드층 및 상기 터치 패드의 하측에 적층되며, 저부의 상기 메탈돔과 상응하는 위치에 돌출 형성되는 돌기를 갖는 베이스층를 포함하여, 별도의 터치 패드층이 키패드와 일원화되기 때문에 에어갭의 발생이 없어 터치 감도가 향상되어 기기의 오동작 가능성을 배제시켰으며, 단말기의 부피를 감소시켜 기기의 슬림화에 기여할 수 있다.
Figure 112006075352473-pat00001
단말기, 터치패드, 메탈돔, EL쉬트, 정전용량, 키패드, 슬림

Description

키패드 어셈블리{KEY PAD ASSEMBLY}
도 1은 본 발명에 따른 키패드 어셈블리가 적용되는 휴대용 단말기의 사시도;
도 2는 본 발명에 따른 키패드 어셈블리의 요부 사시도;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 키패드 어셈블리의 요부 단면도;
도 4는 본 발명에 따른 도 3의 키패드의 평면도;
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 키패드 어셈블리의 요부 단면도; 및
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 키패드 어셈블리의 요부 단면도.
본 발명은 각종 전자 기기에서 데이터 입력 수단으로 사용되는 키패드 어셈블리에 관한 것으로서, 특히 기계식 메탈돔(metal dome)과 정정 용량식 터치 패드(touch pad)를 동시에 사용하면서 그 부피는 최소화할 수 있도록 구성되는 키패드 어셈블리에 관한 것이다.
통상적으로, 각종 전자 기기, 특히 휴대용 전자기기는 데이터 입력 수단으로써 다수의 대응 키탑(key top)을 갖는 키패드 어셈블리(keypad assembly)를 포함한다. 상술한 키패드 어셈블리는 문자 또는 숫자를 입력하거나 해당 기능을 수행함으로써 사용자에게 편의성을 제공하고 있다.
한편, 최근 출시되는 전자 제품들은 사용자의 욕구에 부응하기 위하여 그 기능이 점점 다양해지면서 점차 경박 단소화되어가는 추세로 변모하고 있다. 따라서, 상기 기기들은 크기 및 두께가 점점 얇아지는 슬림 타입(slim type)으로 변모해가고 있는바, 상술한 키패드 어셈블리 역시 이에 대응하도록 동일한 기능 또는 보다 우수한 기능을 구현하면서 그 두께 및 크기를 점차 줄여가고 있는 실정이다. 특히, 진보 속도가 매우 가파른 휴대용 단말기의 경우 키패드 어셈블리의 개선은 상당히 중요한 문제로 대두되고 있다.
상술한 키패드 어셈블리의 기계식 메탈돔 구조로는 인쇄회로기판(PCB; Printed Circuit Board) 또는 가요성 인쇄회로(FPCB; Flexible Printed Circuit Board)의 다수의 대응 접점 상부에 메탈돔이 부착되며, 그 상부에 대응 접점 돌기를 구비한 일정 두께의 실리콘 키패드 러버가 적층되고, 그 상부에 키패드 쉬트 또는 대응 키버튼이 부착되는 구성을 갖는다.
또한, 정전 용량식 터치 패드는 가요성 인쇄회로의 상부에 대응 전극을 갖는 필름들을 교차시켜 일련의 좌표를 형성하고, 각 대응 전극 사이에 유전체를 개재시켜 사용자의 손으로 해당 부분을 터치하게 되면 정전 용량의 변화를 감지하여 대응 데이터 입력이 가능하도록 구성된다.
최근에는, 상술한 바와 같은 메탈돔 구조와 터치 패드 구조를 동시에 사용할 수 있는 구성이 출시되고 있는데, 예를 들어, 상기 메탈돔 구조의 상부에 터치 패드의 구조를 적층 시키는 형태로 구성되어, 사용자의 키입력 모드에 따라 상기 메탈돔 구조 또는 터치 패드 구조를 사용할 수 있게 하였다.
그러나 상술한 바와 같은 구조는 메탈돔 구조가 인쇄회로기판상에 적층되고, 그 상부에 정전용량식 터치 패드가 적층되며, 그 상부에 키패드가 순차적으로 적층되는 방식으로써, 키패드 어셈블리의 전체 두께가 증가하고, 키패드와 터치 패드간의 에어갭(air gap)으로 인한 터치 감도가 현저히 저하될 뿐만 아니라 기기의 오동작을 유발시키는 문제점이 발생하게 되었다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 터치 패드를 키패드와 일체화시켜 에어갭 발생을 미연에 방지함으로써 터치 감도를 현저히 향상시킬 수 있도록 구현되는 키패드 어셈블리를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 별도의 터치 패드를 개별적으로 적층하지 않고 키패드에 일체로 형성시킴으로써 조립성 향상을 도모할 수 있도록 구현되는 키패드 어셈블리를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 터치 패드의 구조를 EL쉬트(Electro-luminescence sheet)에 적용시키고, 키패드와 일체화시켜 적용함으로써 기기의 슬림화에 기여할 수 있도록 구현되는 키패드 어셈블리를 제공하는데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 각종 전자 기기의 데이터 입력 수단으로 적용되는 키패드 어셈블리에 있어서, 적어도 하나의 메탈돔이 대응 위치에 설치되는 메인 보드와, 상기 메인 보드의 상부에 설치되어 상기 메탈돔을 가압함과 동시에 모드 전환에 따라 터치 패드로 사용되는 키패드를 포함함되 상기 키패드는 대응 문자/숫자가 각인된 다수의 키탑을 갖는 키탑층과, 상기 키탑층의 하측에 적층되는 일정 소재의 터치 패드층 및 상기 터치 패드의 하측에 적층되며, 저부의 상기 메탈돔과 상응하는 위치에 돌출 형성되는 돌기를 갖는 베이스층를 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 종래와 같이 별도의 터치 패드용 FPC(Flexible Printed Circuit)가 필요하지 않다. 따라서, 터치 패드와 최상부의 키패드간의 에어갭이 발생하지 않을 것이며, 결과적으로 조립성 역시 향상될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 키패드에 터치 패드를 일체화시킴으로써 상술한 종래 기술을 문제점을 해결하고자 하였다. 바람직하게도, 상기 터치 패드는 상기 키패드의 중간에 개재시킴으로써 터치 감도를 향상시키도록 하였다.
본 발명에 따르면, 터치 패드는 키패드층에 적용되는 정전 용량식 EL쉬트를 사용한다. 상기 EL쉬트는 도전층과 비도전층이 교번하여 적층 인쇄되는 방식으로 형성되고, 상기 도전층들에 일정 전압을 인가하여 전압차에 의한 빛에너지를 발광하는 방식이다. 따라서, 상기 도전층들을 기존의 터치 패드에서 사용하듯이 상, 하 부 전극으로 사용하고, 해당 정전 용량이 발생하도록 적절한 전압을 인가하게 되면, 터치 패드로써 기능을 하게 될 것이다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 상술한 EL 쉬트를 이용하여 해당 터치 패드용 패턴을 인쇄할 수 있는데, 공간이 허여된다면 터치용 바둑판식 구성 또는 드래그용 격자 방식 구성을 선택적으로 사용하거나, 겸용으로 사용하여 데이터 입력 사양을 더욱 향상시킬 수 있을 것이다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 사용자의 시인성 확보를 위해 소정의 발광 수단이 키패드 어셈블리에 적용된다. 상기 발광 수단으로는 인쇄회로기판상에 설치되는 다수의 발광 다이오드 또는 상기 키패드에 추가로 적층되는 발광용 EL 쉬트를 사용할 수 있을 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 하기와 같다. 그러나 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 휴대용 단말기를 도시하고 이에 적용되는 키패드 어셈블리에 대하여 설명하였으나, 데이터 입력 수단을 갖는 각종 전자 기기에 적용 가능함을 자명하다.
도 1은 본 발명에 따른 키패드 어셈블리가 적용되는 휴대용 단말기의 사시도로써, 슬라이드 타입 단말기를 도시하였다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말기(100)는 메인 바디(110)와 상기 메인 바디(110)에서 단말기(100)의 길이 방향으로 개폐 동작을 수행하는 슬라이드 바디(120)를 포함한다. 상기 슬라이드 바디(120)에는 디스플레이 장치(121)가 설치되며, 상기 디스플레이 장치(121)의 상부에는 스피커 장치(122)가 수화부로써 설치된다. 상기 메인 바디(110)에는 본 발명에 따른 키패드 어셈블리(10)가 설치되며, 상기 키패드 어셈블리(10)의 하측으로 마이크 장치(111)가 설치되어 역시 단말기(100)의 송화부로써 동작한다.
본 발명에 따르면, 상기 키패드 어셈블리(10)는 사용자의 모드 전환에 따라 단말기 제어부의 제어를 받아 기계식 메탈돔 방식으로 사용하거나, 터치 패드 방식으로 사용할 수 있도록 구성된다. 따라서, 사용자는 기호에 맞게 터치 패드 또는 가압식 메탈돔 방식으로 사용할 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 키패드 어셈블리의 요부 사시도로써, 키패드(20)와, 상기 키패드(20)가 설치되는 메인 보드(30)를 포함한다. 상기 메인 보드(30)는 가요성 인쇄회로(FPC; Flexible Printed Circuit)이거나 일반 하드 타입(hard type) 인쇄회로기판(PCB; Printed Circuit Board)일 수 있다.
상기 키패드(20)는 상부에 대응 문자/숫자에 따라 상방향으로 돌출된 키탑(21)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 메인 보드(30)에는 상기 돌출된 키탑(21)과 상응한 위치에 메탈돔(31)이 설치되어, 상기 키탑(21)을 클릭함으로써 기계식 메탈돔의 스위칭 동작을 수행할 수 있을 것이다. 역시, 상기 메인 보드(30)의 상기 메탈돔 주변에는 발광 다이오드(LED)(32)가 각각 설치되어, 상기 키탑(21)에 조명을 제공함으로써 사용자에게 키버튼의 시인성을 향상시켜줄 수 있다. 미도시되었으나, 상기 발광 다이오드(32)는 2~4개소가 메인 보드 양 테두리에 설치되고, 소정의 도 파 수단이 추가로 설치됨으로써 상기 키탑(21)에 조명을 제공할 수 있다. 상기 도파 수단으로는 상기 키패드(30)와 메인 보드(30) 사이에 개재되는 도파 필름 등이 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 키패드 어셈블리의 요부 단면도로써, 단말기(100)의 내부에 메인 보드(30)가 설치된다. 상기 메인 보드(30)의 상부에는 본 발명에 따른 키패드(20)가 적층되며, 단말기 케이스 프레임(112)에 의해 지지받도록 설치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 메인 보드(30)에는 다수의 메탈돔(31)이 상기 키패드(20)의 키탑(21)과 대응되는 위치에 설치된다. 역시, 상기 메탈돔(31)의 주변에는 발광 다이오드(32)가 SMD(Surface Mounted Device) 타입으로 실장될 수 있다.
그후, 키패드(20)가 메인 보드(30)의 상부에 적층되는데, 상기 키패드(20)는 키탑(21)을 포함하는 키탑층(22)과, 그 하부에 적층되는 터치 패드층(24) 및 그 하부에 순차적으로 적층되는 베이스층(23)을 포함한다. 공히, 상기 키탑층(22), 터치 패드층(24), 베이스층(23)은 소정의 접착제에 의해 본딩되는 방식으로 고정되어 하나의 키패드(20)로써 동작할 것이다. 역시, 상기 키탑층(22)은 사용자가 손가락으로 눌렀을 때, 터치감을 향상시키기 위하여 경질의 재질을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 키탑층(22)은 PET(PolyEthylene Terephthalate resin) 또는 PEN(PolyEthylene Naphthalate resin)재질로 형성될 수 있을 것이다. 상기 베이스층(23)은 그 저부에 돌출 형성되어 하측에 대응 위치되는 메탈돔(31)을 가압하기 위한 돌기(231)가 형성되는 바, 연질의 재질이 터치감의 확보에 도움이 될 것이다. 따라서, 상기 베이스층(23)은 폴리우레탄 또는 실리콘 재질로 형성될 수 있다. 더욱 바람직하게도, 상기 베이스층(23)은 그 하측에 설치되는 발광 다이오드(32)의 광을 상기 키탑까지 도파시키기 유리하도록 투명 또는 반투명 재질로 형성할 수 있다.
상술한 터치 패드층(24)은 공지의 EL쉬트(Electro-Luminescence sheet)를 사용할 수 있다. EL 쉬트는 도전층과 비도전층이 교번하여 적층되고, 상기 도전층들에 일정 전압을 인가하여 전압차에 의해 빛 에너지를 발산하는 구성을 갖는다. 따라서, 상기 비도전층을 사이에 두고 상, 하부 도전층에 인가되는 전압을 조절하여 상기 상, 하부 도전층을 기존 터치 패드의 구성인 상, 하부 전극으로 사용함으로써 터치패드로써 이용이 가능하다. 바람직하게도, 상기 상, 하부 도전층에 인가되는 전압에 의해 발생하는 정전 용량을 20~30pF으로 조절할 수 있을 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 도 3의 키패드의 평면도로써, 키패드(20)의 상측 적소에 컨넥터(26)가 설치되어 있으며, 상기 터치용 EL쉬트의 전극 패턴이 상기 컨넥터(26)에 모두 전기적으로 연결되는 구성을 갖는다. 상기 컨넥터(26)는 상기 메인 보드(30)에 전기적으로 접속될 것이다. 역시, 상기 베이스층(23) 하측에 설치된 발광 다이오드(32)의 빛을 키탑(21)까지 도파시키기 위하여 상기 터치용 EL쉬트(23)의 키탑 근처는 패턴을 형성하지 않는다. 도시된 바와 같이, 돌기(231) 근처에 원형으로 패턴을 형성시키지 않는 도파 부분(25)을 가지되, 중공형 동심원을 갖는 형태로 형성하는 것이 바람직하다.
더욱이, 상기 터치용 El쉬트(23)에 형성되는 상, 하부 전극 패턴은 터치 식(touch type) 입력을 위한 격자 형태 또는 드래그식(drag type) 입력을 위한 바둑판 형태로 형성할 수 있을 것이다.
따라서, 사용자는 단말기의 소정의 모드 전환 버튼을 사용하여 터치 모드 또는 메탈돔 모드를 선택하면, 제어부는 해당 모드에 따라 입력되는 동작에 부응하는 스위칭 동작을 수행할 수 있을 것이다. 예를 들어, 메탈돔 모드를 선택하면, 사용자는 해당 키탑을 눌러 메탈돔을 가압하여 스위칭 동작을 수행할 것이며, 터치 모드이면, 상기 키탑에 사용자의 손가락을 닿게 하는 동작만으로 키액션이 수행될 수 있을 것이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 키패드 어셈블리(40)의 요부 단면도로써, 발광 수단으로써 발광 다이오드를 배재시키고 발광용 EL쉬트(56)를 사용하였다. 상기 발광용 EL쉬트(56)는 도시된 바와 같이, 키탑층(52)과 돌기(531)를 포함하는 베이스층(53)의 사이에 개재되어 적층될 수 있다. 역시 상기 발광용 EL쉬트(56)는 터치용 EL쉬트(54)와의 상호 간섭을 회피하기 위하여 그 중간에 차단 필름(55)이 개재된다. 상기 차단 필름(55)은 상기 터치용 EL쉬트(54)와 발광용 EL쉬트(56)간의 상호 간섭을 회피하기 위하여 공지의 어떤 필름을 사용하여도 무방할 것이다. 그러나, 상기 발광용 EL 쉬트(56)의 광을 키탑층(52)까지 도파시키기 위하여 상기 차단 필름(55)은 반투명 또는 투명 재질로 채택하는 것이 바람직하다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 키패드 어셈블리(60)의 요부 단면도로써, 역시 발광 수단으로써 발광 다이오드를 배재시키고 발광용 EL쉬트(76)를 사용하였다. 상기 발광용 EL쉬트(76)는 도시된 바와 같이, 소정의 돌기(731)를 포함하 는 베이스층(73)의 하부에 적층되는 방식으로 설치되었다. 역시 상기 발광용 EL쉬트(76)는 상기 터치용 EL쉬트(74)와의 상호 간섭을 회피하기 위하여 상기 베이스층(73)과의 사이에 차단 필름(75)이 개재된다. 상기 차단 필름(75)은 상기 터치용 EL쉬트(74)와 발광용 EL쉬트(76)간의 상호 간섭을 회피하기 위하여 공지의 어떤 필름을 사용하여도 무방할 것이다. 역시, 상기 발광용 EL 쉬트의 광을 키탑층(72)까지 도파시키기 위하여 상기 차단 필름(75)은 반투명 또는 투명 재질로 채택하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게도, 상기 차단 필름(75)과 발광용 EL쉬트(76)는 소정의 개구(77)가 형성되고, 상기 베이스층(73)의 돌기(731)가 상기 개구(77)에 관통되는 방식으로 설치할 수 있을 것이다.
분명히, 청구항들의 범위내에 있으면서 이러한 실시예들을 변형할 수 있는 많은 방식들이 있다. 다시 말하면, 이하 청구항들의 범위를 벗어남 없이 본 발명을 실시할 수 있는 많은 다른 방식들이 있을 수 있는 것이다.
본 발명에 따른 키패드 어셈블리는 별도의 터치 패드층이 키패드와 일원화되기 때문에 에어갭의 발생이 없어 터치 감도가 향상되어 기기의 오동작 가능성을 배제시켰으며, 단말기의 부피를 감소시켜 기기의 슬림화에 기여할 수 있는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 각종 전자 기기의 데이터 입력 수단으로 적용되는 키패드 어셈블리에 있어서,
    적어도 하나의 메탈돔이 대응 위치에 설치되는 메인 보드;
    상기 메인 보드의 상부에 설치되어 상기 메탈돔을 가압함과 동시에 모드 전환에 따라 터치 패드로 사용되는 키패드를 포함함되,
    상기 키패드는,
    대응 문자/숫자가 각인된 다수의 키탑을 갖는 키탑층;
    상기 키탑층의 하측에 적층되며, 소정의 비도전층과 상기 비도전층의 상, 하부에 적층되어 소정의 전압이 인가되는 도전층을 포함하여 상기 상, 하부 도전층이 상, 하부 전극으로 동작하는 터치용 EL쉬트(Electro-luminescence sheet);
    상기 터치용 EL쉬트의 하측에 적층되며, 저부의 상기 메탈돔과 상응하는 위치에 돌출 형성되는 돌기를 갖는 베이스층; 및
    상기 키패드의 구성 요소들 중 어느 하나의 위치에 개재되어 상기 키탑에 조명을 제공하는 발광용 EL쉬트(Electro-luminescence sheet)를 포함함을 특징으로 하는 키패드 어셈블리.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 상, 하부 도전층에 인가되는 전압에 의해 20~30pF의 정전 용량이 발생되도록 함을 특징으로 하는 키패드 어셈블리.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 키탑은 PET(PolyEthylene Terephthalate resin) 또는 PEN(PolyEthylene Naphthalate resin)재질로 형성되며, 상기 베이스는 반투명 또는 투명 재질의 폴리우레탄 또는 실리콘 재질로 형성됨을 특징으로 하는 키패드 어셈블리.
  5. 삭제
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 발광용 EL쉬트는 상기 키탑에 조명을 제공하기 위하여 상기 베이스와 터치용 EL쉬트 사이에 소정의 차단 필름에 의해 상호 간섭이 배제되도록 적층됨을 특징으로 하는 키패드 어셈블리.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 발광용 EL쉬트는 상기 키탑에 조명을 제공하기 위하여 상기 베이스의 하측에 소정의 차단 필름이 개재되도록 적층됨을 특징을 하는 키패드 어셈블리.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 차단 필름과 발광용 EL쉬트는 소정의 관통구가 형성되어 상기 베이스의 돌기가 관통되는 방식으로 상기 베이스의 하측에 적층됨을 특징으로 하는 키패드 어셈블리.
  9. 제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광용 EL쉬트의 광을 상기 키탑까지 도파시키기 위하여 상기 터치용 EL쉬트의 키탑 근처에는 전극 패턴을 인쇄하지 않도록 함을 특징으로 하는 키패드 어셈블리.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 터치용 EL쉬트에 형성되는 상, 하부 전극 패턴은 터치식(touch type) 입력을 위한 격자 형태 또는 드래그식(drag type) 입력을 위한 바둑판 형태로 형성됨을 특징으로 하는 키패드 어셈블리.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 메인 보드는 가요성 인쇄회로(FPC) 또는 하드 타입 인쇄회로기판임을 특징으로 하는 키패드 어셈블리.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 키탑층, 터치용 EL쉬트, 베이스층, 차단 필름 및 발광용 EL쉬트는 접착제에 의해 상호 적층되도록 고정됨을 특징으로 하는 키패드 어셈블리.
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