KR100807884B1 - 키 패드 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 키 패드 어셈블리는, 탄성 층 및 상기 탄성 층 상에 배치된 적어도 하나의 키 버튼을 갖는 키 패드와; 상기 탄성 층의 하부에 위치하고, 상기 키 버튼에 대응되는 일 부분에 반사 패턴이 형성된 도파로와; 상기 키 버튼에 대응되는 적어도 하나의 스위치가 형성되고 상기 도파로의 하부에 위치된 스위치 기판을 포함한다.
휴대용 단말기, 키 패드, 도파로

Description

키 패드 어셈블리{KEY-PAD ASSEMBLY}
도 1은 종래 키 패드 어셈블리의 단면 구조를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 키 패드 어셈블리의 구조를 나타내는 도면,
도 3은 도 2에 도시된 도파로의 일 부분을 확대한 도면,
도 4는 도 2에 도시된 도파로가 스위치 기판 상에 배열된 상태를 도시한 평면도,
도 5와 도 6은 도 2에 도시된 도파로가 키 패드의 하부에 배열된 각각의 실시 예를 도시한 도면,
도 7 내지 도 9는 도 2에 도시된 스위치 기판 상에 도파로가 배열된 각각의 실시 예를 도시한 도면.
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본 발명은 휴대용 단말기에 구비되는 키 패드 어셈블리(key-pad assembly)에 관한 발명으로서, 조명 수단을 포함하는 키 패드 어셈블리(Key-pad assembly)에 관 한 발명이다.
종래의 휴대용 단말기 등에 사용되는 키 패드 어셈블리는 판 형상을 갖는 탄성 층(elastic layer) 및 탄성 층의 제1 면 상에 형성되어 각각 그 표면에 문자 등이 인쇄된 복수의 키 버튼(Key button)으로 이루어진 키 패드와, 상기 각 키 버튼의 눌림에 의해 전기적 접점을 형성해서 키 버튼의 눌림을 전기적 신호로 변형시킬 수 있는 다수의 스위치가 집적된 스위치 기판를 포함하는 구조가 일반적이다.
휴대용 단말기는 어두운 곳에서도 키 패드를 사용할 수 있도록 하기 위해서 발광 가능한 조명 수단을 포함한다. 상술한 조명 수단은 복수의 발광 다이오드(Light emitting diode)들을 PCB 기판 상에 배열한 구조 또는 무기 전기 발광체(Electro Luminescence)를 탄성 패드(Pad) 내에 삽입한 구조로 사용되고 있다.
도 1은 종래 다수의 발광 다이오드를 포함하는 키 패드 어셈블리(100)를 나타내는 단면도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 키 패드 어셈블리(100)는 스위치 기판(120)과, 복수의 발광 다이오드들(122)과, 키 패드(110)를 포함한다.
상기 키 패드(110)는 판 형상의 탄성 층(111)과, 상기 탄성 층(111)의 제1 면 상에 형성되며 각각 그 상면에 문자 등이 인쇄된 복수의 키 버튼들(112)과, 상기 제1 면의 반대편에 위치하는 상기 탄성 층(111)의 제2 면 상에 형성된 복수의 돌기들(111a)을 포함한다. 상기 각 키 버튼(112)과 해당 돌기(111a)는 수직 정렬된다.
상기 스위치 기판(120)은 판 형상의 인쇄회로기판(Printed circuit board;120a)와, 상기 키 패드(110)에 대향 하도록 상기 인쇄회로기판(120a) 상면 상에 형성된 복수의 스위치들(121)을 구비한다. 상기 각 스위치(121)는 도전성 접촉 부재(Contact member)와 상기 접촉 부재를 완전히 덮는 도전성 돔(doom)으로 구성될 수 있다. 상기 발광 다이오드들(122)은 상기 인쇄회로기판(120a)의 상면 상에 탑재된다.
상기 스위치들(121)의 작동을 위해서 상기 각 발광 다이오드(122)는 해당 키 버튼(112)과 수직 정렬될 수 없다. 즉, 상기 발광 다이오드들(122)이 상기 스위치들(121)의 사이에 위치됨으로써 상기 각 키 버튼(112)으로 광이 사각으로 조명되므로, 상기 각 키 버튼(112)의 조명이 불균일하고 어두운 문제가 있다.
상술한 문제를 해결하기 위해서, 무기 전기 발광체(Elector Luminescence)를 탄성 층 내에 삽입된 키 패드를 포함하는 키 패드 어셈블리가 제안되고 있으나, 무기 전기 발광체를 사용하기 위해서는 별도의 AC 전원을 사용해야 한다. 즉, 무기 전기 발광체를 포함하는 키 패드 어셈블리는 AC를 DC로 변환시키기 위한 별도의 인버터(Inverter)를 더 포함해야 하고, 그로 인해서 부피 및 제작 비용이 증가하게 되고, AC 변환으로 인한 노이즈가 발생하는 등의 많은 문제가 있다.
본 발명은 각 키를 통해서 균일한 휘도의 광을 조사할 수 있는 휴대용 단말기에 사용 가능한 키 패드 어셈블리를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 제1 측면에 따른 키 패드 어셈블리는, 탄성 층 및 상기 탄성 층 상에 배치된 적어도 하나의 키 버튼을 갖는 키 패드와; 상기 탄성 층의 하부에 위 치하고, 상기 키 버튼에 대응되는 일 부분에 반사 패턴이 형성된 도파로와; 상기 키 버튼에 대응되는 적어도 하나의 스위치가 형성되고 상기 도파로의 하부에 위치된 스위치 기판을 포함한다.
또한, 본 발명의 제2 측면에 따라, 그 상면 상에 적어도 하나의 스위치를 구비하는 스위치 기판과, 그 하면 상에 적어도 하나의 압압 돌기를 갖는 탄성 층과 상기 스위치의 위에 위치하도록 상기 탄성 층의 상면 상에 배치된 적어도 하나의 키 버튼을 구비하는 키 패드를 포함하는 키 패드 어셈블리는, 상기 탄성 층의 하부에 위치하고, 상기 키 버튼에 대응되는 일 부분에 반사 패턴이 형성된 도파로를 더 포함한다.
이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능, 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 2는 본 발명에 따른 키 패드 어셈블리(Key-pad assembly)의 구조를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 키 패드 어셈블리(200)의 일 부분을 확대한 도면이며, 도 4는 도 2에 도시된 스위치 기판(230) 상에 도파로(220)가 배열된 상태를 도시한 도면이다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 키 패드 어셈블리(200)는 키 패드(210)와, 도파로(220)와, 적어도 하나의 스위치들(231a, 233)이 형성되고 상기 도파로(220)의 제2 면(222)의 하부에 위치된 스위치 기판(230)과, 적어도 하 나의 광원들(241, 242)을 포함한다.
상기 키 패드(210)는 탄성 층(211)과, 상기 탄성 층(211) 상에 형성된 적어도 하나의 키 버튼(212)을 포함한다.
상기 탄성 층(211)은 판 형태로서, 적어도 하나의 키 버튼(212) 및 압압 돌기(211a)가 그 두께 방향으로 수직 하게 형성된다. 상기 키 버튼(212)은 상기 탄성 층(211)의 상면에 형성되고, 상기 압압 돌기(211a)는 상기 도파로(220)의 제1 면(221)에 대면하게 형성된다. 상기 탄성 층(211)은 눌려진 상기 키 버튼(212)을 눌려지기 이전의 원 상태로 복원시킬 수 있도록, 러버(rubber) 또는 실리콘(silicon)과 같이 탄성력이 우수한 재질을 사용할 수 있다.
즉, 상기 탄성 층(211)은 상기 키 버튼(212)을 통해서 사용자에 의해 가해지는 압력을 상기 스위치 기판(230)에 전달하고, 상기 키 버튼(212)을 눌려지기 이전의 원 상태로 복원시키기 위한 탄성을 제공함으로써 사용자가 스위치의 접점 여부를 인식할 수 있다.
상기 복수의 키 버튼(212)은 그 상면에 문자 또는 숫자 등이 인쇄된다. 상기 키 버튼(212)은 상기 탄성 층(211)과 동일한 또는 다른 재질로 일체로 형성되거나, 폴리카보네이트 또는 아크릴계 수지 등의 재질로 형성된 후 상기 탄성 층(211) 상에 부착될 수 있다. 상기 키 버튼(212)은 필요에 따라서 원, 타원, 사각 등 임의의 형상을 가질 수 있다.
상기 복수의 압압 돌기(211a)는 상기 키 버튼(212)이 형성된 탄성 층(211)의 상면에 반대되는 하면에 형성된다. 상기 압압 돌기(211a)는 상기 탄성 층(211)과 일체로 형성되거나, 별도로 제작된 후 상기 탄성 층(211)에 접착제 등에 의해 부착될 수 있다.
상기 도파로(220)는 상기 탄성 층(211)의 하부에 대면하는 제1 면(221) 및 상기 키 버튼(212)에 대응되는 일 부분에 반사 패턴(222a)이 형성된 제2 면(222; 상기 도파로의 내측에 형성)으로 이루어지며, 일 측면에 결합된 상기 광원(241, 242)에서 생성된 광을 그 내부로 진행시킨다. 상기 도파로(220)는 폴리카보네이트 또는 아크릴계 수지를 사출 성형해서 형성된 도광판 또는 다수의 광섬유들을 배열한 후 자외선 경화제 등에 의해 바인딩(binding)된 적어도 하나의 리본 광섬유 등이 사용될 수 있다.
상기 반사 패턴(222a)은 상기 압압 돌기(211a)에 대응되는 상기 제2 면(222) 상의 일 부분에 형성될 수 있으며, 상기 도파로(220) 내부로 진행하는 광의 일부를 난 반사시켜서 상기 키 버튼(212)을 조명하게 된다. 상기 반사 패턴(222a)은 스크래치(scratch) 또는 인쇄 등에 의해서 형성될 수 있다. 즉, 상기 반사 패턴(222a)은 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 상기 탄성 층(211)의 하부에 위치되며, 상기 키 버튼(212)에 대응되는 상기 도파로(220)의 일부분에 경사지게 형성될 수 있다. 상기 반사 패턴(222a)은 상기 도파로(220) 내부로 진행하는 광의 일부를 난 반사시켜서 상기 키 버튼(212)을 조명하며, 경사각은 상기 도광판 내부로 진행하는 광이 상기 키 버튼 측으로 반사되도록 결정될 수 있다. 또한, 상기 반사 패턴(222a)은 상기 도파로(220)의 내측에 형성될 수 있다.
상기 적어도 하나의 광원(241, 242)은 상기 스위치 기판(230)의 가장 자리에 부착되며, 상기 적어도 하나의 광원(241, 242)은 상기 도파로(220)의 측면과 그 발광 면이 대향 되도록 상기 스위치 기판(230) 상에 탑재된다. 상기 광원(241, 242)에서 출사된 광은 상기 도파로(220)의 측면을 통해 상기 도파로(220)의 내부로 결합 된다. 상기 광원(241, 242)은 통상의 발광 다이오드를 사용할 수 있다.
도 4에 도시된 상기 도파로(220)는 중심에 일자로 배열된 제1 리본 광섬유(220a)와, 상기 제1 리본 광섬유(220a)의 둘레를 둘러싸는 제2 리본 광섬유(220b)를 포함한다. 상기 제1 리본 광섬유(220a)는 일 끝단이 이 분할되어 상기 광원(241, 242)으로 분리 결합되고, 상기 제2 리본 광섬유(220b)의 양 끝단은 해당 광원(241, 242) 각각에 연결된다.
상기 스위치 기판(230)은 그 상면에 상기 도파로(220)가 안착되며, 상기 도파로(220)가 안착되는 위치를 가이드(guide)하고 상기 도파로(220)를 지지하기 위 한 복수의 지지 돌기들(250)이 그 상면에 돌출되게 형성된다. 상기 스위치 기판(230)은 인쇄 회로기판(232)과 돔 시트(Doom sheet; 231)를 포함한다.
상기 인쇄 회로기판(232)은 그 상면에 복수의 도전성 접촉 부재들(233)이 형성되고, 상기 각 접촉 부재(233)는 해당 돔(231a)과 함께 스위치(233, 231a)를 구성한다. 또한, 상기 스위치(233, 231a)는 해당 압압 돌기(211a)와 수직 정렬된다. 상기 인쇄 회로기판(232)은 연성 인쇄 회로 기판(flexible PCB: FPCB)을 사용할 수 있다.
상기 돔 시트(231)는 상기 인쇄 회로기판(232)의 상면에 안착되고, 반구 형상을 갖는 복수의 도전성 돔들(231a)을 구비하며, 상기 각 돔(231a)은 해당 접촉 부재(233)를 완전히 덮는다.
사용자가 어느 한 키 버튼(212)을 누르면 해당 키 버튼(212)의 아래에 위치된 탄성 층(211)의 압압 돌기(211a)가 상기 도파로(220)를 통해서 해당 돔(231a)을 누르게 되고, 눌려진 돔(231a)은 해당 접촉 부재(233)와 전기적 접점을 형성한다. 또한, 상기 돔(231a)은 가해지는 압력의 해제 시 초기 형상으로 복원될 수 있다.
도 5와 도 6은 도 2에 도시된 키 패드 하부에 도파로 배열된 실시 예들을 나타내는 도면들이다. 도 5는 키 패드(211')의 하부에 배열된 도파로(220')를 도시한 도면으로서, 상기 도파로(220')가 해당 압압 돌기(211a')의 하부에 배열된 상태를 나타낸다.
도 6은 키 패드(211")의 하부에 배열된 도파로(220")를 도시한 도면으로서, 상기 도파로(220")가 해당 압압 돌기(211a")의 하부 둘레에 배열된 상태를 나타낸다.
도 7 내지 도 9는 도 2에 도시된 스위치 기판 상에 도파로가 배열된 실시 예들을 도시한 도면들이다. 도 7은 스위치 기판(230') 상에 제1 내지 제3 리본 광섬유들(220a' ~ 220c')로 이루어진 도파로(220')가 배열된 상태를 도시한 도면으로서, 상기 스위치 기판(230') 상에는 상기 도파로(220')를 지지하기 위한 복수의 지지 돌기들(250')이 돌출되게 형성된다.
상기 제1 리본 광섬유(220a')는 폐 루프(loop)를 형성하며 양 끝단이 해당 광원(241')에 연결되고, 상기 제2 리본 광섬유(220b')는 폐 루프(loop)를 형성하며 양 끝단이 해당 광원(242')에 연결된다. 또한, 상기 제3 리본 광섬유(220c')는 상기 제1 및 제2 리본 광섬유(220a', 220b')의 둘레를 둘러싸며, 양 끝단이 각각 해당 광원(241', 242')에 연결된다.
도 8은 스위치 기판(230") 상에 제1 및 제2 리본 광섬유들(220a", 220b")로 이루어진 도파로(220")가 배열된 상태를 도시한 도면으로서, 상기 스위치 기판(230") 상에는 상기 도파로(220")를 지지하기 위한 복수의 지지 돌기들(250")이 돌출되게 형성된다.
상기 제1 리본 광섬유(220a")는 말굽 형태로서, 그 중심부에 배열된 일자 형태의 상기 제2 리본 광섬유(220b")를 둘러싸게 배열된다. 상기 제1 리본 광섬유(220a")의 양 끝단 각각은 해당 광원(241", 243")과 결합되고, 상기 제2 리본 광섬유(220b")는 일단이 해당 광원(242")에 연결된다.
도 9는 스위치 기판(230''') 상에 제1 및 제2 리본 광섬유(220a''', 220b''')로 이루어진 도파로(220''')가 배열된 상태를 도시한 도면으로서, 상기 스위치 기판(230''')은 그 상면에 상기 도파로(220''')를 지지하기 위한 복수의 지지 돌기들(250''')이 돌출되게 형성된다.
상기 제1 리본 광섬유(220a''')는 말굽 형태로서 그 일단은 광원(241''')과 결합되고, 상기 광원(241''')과 결합된 일단의 반대 측에 위치된 타단은 상기 제2 리본 광섬유(220b''')의 일단까지 연장된다. 즉, 상기 광원(241''')에서 생성된 광은 상기 제1 리본 광섬유(220a''')를 통해서 상기 제2 리본 광섬유(220b''')로 진행하게 된다.
본 발명은 도파로를 이용해서 광을 각 키로 전파시킴으로써 광의 손실 발생을 억제할 수 있고, 도파로를 통해 도파된 광이 키를 통해서 단말기의 외부로 직접 조사되는 이점이 있다.
더욱이, 본 발명은 도파로의 일단에 발광 다이오드를 위치시킴으로 키 패드 구성에 소요되는 발광 다이오드의 수를 최소화시킬 수 있다.

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  23. 키 패드 어셈블리에 있어서,
    그 하면 상에 적어도 하나의 압압 돌기를 갖는 탄성 층과 상기 탄성층의 상면 상에 배치된 적어도 하나의 키 버튼을 구비하는 키 패드와;
    상기 탄성층의 하부에 위치하고, 상기 압압 돌기에 눌려 변형되는 부분에 반사 패턴이 형성된 도광판과;
    상면에 위치된 돔 형태의 스위치와 연성의 인쇄회로 기판을 구비하며 상기 도광판의 하부에 위치된 스위치 기판을 포함하며,
    사용자의 누름에 따라서 상기 스위치 기판 측으로 변형된 상기 도광판의 부분이 상기 스위치의 전기 접점을 형성하고, 상기 반사 패턴은 상기 도광판의 내부로 결합된 광을 난 반사시킴을 특징으로 하는 키 패드 어셈블리.
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  30. 키 패드 어셈블리에 있어서,
    그 하면 상에 적어도 하나의 압압 돌기를 갖는 탄성층과 상기 탄성층의 상면 상에 배치된 적어도 하나의 키 버튼을 구비하는 키 패드와;
    상기 탄성층의 하부에 위치하고, 상기 압압 돌기에 눌려 변형되는 부분에 반사 패턴이 형성된 도광판과;
    상면에 위치된 돔 형태의 스위치를 구비하며, 상기 도광판의 하부에 위치된 스위치 기판을 포함하며,
    상기 도광판은 돔 형태의 상기 스위치에 대응되는 부분이 곡률을 갖도록 형성되어 사용자의 누름에 따라서 상기 스위치 기판 측으로 전기 접점을 형성하고, 상기 반사 패턴은 상기 도광판의 내부로 결합된 광을 난 반사시킴을 특징으로 하는 키 패드 어셈블리.
  31. 삭제
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