KR200442595Y1 - 휴대폰용 키패드 겸용 도파로 시트 및 이 시트를 가진 키패드-인쇄회로기판 조립체 - Google Patents

휴대폰용 키패드 겸용 도파로 시트 및 이 시트를 가진 키패드-인쇄회로기판 조립체 Download PDF

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Abstract

본 고안은 휴대폰용 키패드 겸용 도파로 시트 및 이를 이용한 키패드-인쇄회로기판 조립체를 개시한다.
본 고안에서는 도파로 시트가 키패드의 역할을 하도록 일 부분 상부에 문자나 숫자가 형성되며, 하부에는 엑츄에이터가 형성되는 것도 가능하다.
인쇄회로기판에 광원으로 사용할 수 있는 측면 발광(Side View) LED를 위치시키고, 메탈 돔의 접점부가 인쇄회로기판의 스위치부에 접촉하여 전기 신호를 발생시키면, 측면 발광 LED에서 발생된 빛이 도파로 시트의 면으로 전달되고, 메탈돔 시트 상부에 위치한 도파로 시트의 가공부위를 통하여 측면 발광 LED에서 발생한 빛이 도파로 시트의 상부로 전달된다. 이런 방식으로 전달된 빛은 키패드 상부로 전달되어 문자나 숫자를 사용자가 인식할 수 있도록 하며, 도파로 시트를 가공하여 키패드를 대체하는 역할을 하여, 스위치의 동작시 안정성의 확보 및 전체 키패드의 두께를 줄일 수 있도록 하는 구조를 이루게 된다.

Description

휴대폰용 키패드 겸용 도파로 시트 및 이 시트를 가진 키패드-인쇄회로기판 조립체{light guide sheet for keypad of cellular phone and Key PCB assembly having the same}
본 고안은 휴대폰의 키패드-인쇄회로기판 조립체(Key PCB Ass'y) 및 이 조립체에 사용되는 키패드(keypad)에 관한 것이다.
최근 들어 제작 판매되고 있는 휴대폰은 점차 슬림화, 다기능화 되어가면서 그만큼 휴대폰의 제작 시 여러 제한이 가해지고 있다. 이러한 휴대폰의 입력키(key)를 어두운 곳에서도 인식할 수 있게 하는 키패드용 발광장치로서 종래에는 LED(Light emitting diode) 및 EL(electroluminescence) 시트가 사용되어 왔으나, 새롭게 도파로 시트(light guide sheet)를 사용하여 발광장치를 구성하는 방식이 개발되어 사용되고 있다.
도 1은 도파로 시트 내에서의 빛 전파에 대하여 도시한 단면도이다.
도파로 시트(20)는 LED에서 방출된 빛이 도파로 시트(20)의 평면과 수직한 측면에 진입하게 되면 도파로 시트(20)의 내부에서 진행하다가 공기와 도파로 시트 간의 경계면에서 투과되거나 반사된다. 이때, 공기와 도파로 시트(20)는 매질이 다르므로, 도파로 시트 경계면(140)에서 경계를 통과하여 투과되는 빛은 굴절을 일으키고 경계에서 반사되는 빛은 입사각과 반사각이 동일하게 된다. 이때, 도파로 시트(20)의 평면과 수직한 측면을 통해 도파로 시트 내부로 입사(투과)된 상태에서 그 투과광(100,110,120)이 그 수직한 측면의 법선과 이루는 각, 환산하면, 그 투과광이 도파로 시트 경계면(140)과 이루는 각이 가령, 60도 이하(도1에서는 110,120)인 상태에서는 투과광은 도파로 시트 경계면(140)에서 전반사를 일으켜서 도파로 시트(20) 내부로 계속 전파되고, 가령, 60도 이상인 빛(도1에서는 100)은 다시 도파로 시트 외부로 방출된다. 즉, 빛의 진행상에 도파로 시트 상하 경계면 자체가 평행하다면 측면을 통해 도파로 시트의 내부로 진입한 빛은 그 경로가 이루는 직선이 상하 경계면과 이루는 각도가 일정각 이하가 되면 입사된 측면으로부터 그 반대쪽 측면인 도파로 시트의 끝단(150)까지 전반사를 일으키면서 내부 손실이 거의 없이 전달될 수 있다.
도 2는 도파로 시트의 가공부를 설명하기 위한 단면도이다.
도파로 시트(20)의 특성을 사용하여 발광을 원하는 도파로 시트 부위의 하단을 가공하여 홈(160)을 형성하면 홈(160)은 측면 발광(Side View) LED(10)를 통하여 방출된 빛(170) 가운데 도파로 시트(20)의 일 측면(130)을 통해 투입되어 도파로 시트(20)를 통해 전파되는 빛의 일부를 도파로 시트(20) 상방으로 방출되도록 한다. 도파로 시트(20)의 내부로 전파되는 빛이 가공을 통해 형성한 홈(160)의 표면에 닿게 되면 이 경계면에서의 빛의 반사방향은 평면 형태의 다른 도파로 시트 경계면에서 반사된 빛의 방향과 전혀 다르게 되어 다음에 만나는 도파로 시트 경계면에서 전반사를 일으키지 못하고 경계면을 통과하여 위쪽으로 도파로 시트 밖으로 나가는 방출광(180)을 이루게 된다.
도 3은 종래의 도파로 시트를 사용한 키패드-인쇄회로기판 조립체의 측단면도를 도시한 것이다.
이런 구성에서 키패드 조명이 작용하는 과정을 살펴보면, 먼저, 키패드(240)의 상부에서 가해진 힘이 액추에이터(actuator: 200)로 전달되고, 액추에이터(200)는 메탈 돔(210)를 동작시켜 전기신호가 발생한다. 전기신호에 의해 인쇄회로기판(230)의 일 측단에 부착된 측면 발광(Side View) LED(10)가 동작을 하고, 측면 발광 LED(10)에서 발생한 빛은 돔 시트(220)위에 부착된 도파로 시트(20)를 통하여 키패드(keypad)의 전면으로 퍼지게 된다. 돔 시트(220)의 위에 위치한 도파로 시트(20)의 하단부에 위치하며 홈 등이 형성되는 가공부(30)를 통하여 측방으로 진행되는 빛이 문자 및 숫자가 각인되어 있는 키패드(240)를 통해 휴대폰 사용자에게 전달되어 키패드의 숫자 및 문자를 인식할 수 있다.
이러한 키패드-인쇄회로기판 조립체 구조는 도파로 시트를 사용하여 기존의 LED 방식의 키패드나 EL 방식의 키패드보다 저 전력, 고효율의 제품을 생산할 수 있는 장점이 있으나, 도파로 시트를 통하여 측방으로 전파되는 빛이 도파로 시트의 하단부의 가공부(30)를 통하여 위쪽으로 방향을 바꾸어 진행하면서 키패드(240)라는 가공된 부자재를 한번 더 통과해야만 휴대폰 사용자가 입력키의 문자 및 숫자를 인식할 수 있는 구조다. 따라서, 도파로 시트와 키패드(key pad) 간의 결합공정에 대한 정렬 검사가 필요할 뿐 아니라, 도파로 시트와 키패드에 해당하는 만큼의 두께를 포함하게 되는 단점을 지닌다.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로 휴대폰 키패드의 제작 시 기존에 사용되는 도파로 시트를 가공하여 그 자체가 키패드의 역할을 수행할 수 있도록 하여, 전체 결합 시 제품의 슬림화에 기여하고, 작업 공정을 간단하게 하기 위한 도파로 시트 구조 및 이를 채택한 키패드-인쇄회로기판 조립체를 제안한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 키패드-인쇄회로기판 조립체(Key PCB Ass'y) 혹은 그 일종인 키패드-연성인쇄회로기판(Key FPCB Ass'y)와 이들에 사용되는 도파로 시트에 있어서, 도파로 시트 자체를 키패드로 사용할 목적으로 도파로 시트의 적어도 일 부위에서 상부에 가공을 하여 숫자나 문자를 표시하는 상부가공부를 형성하고, 상부가공부가 형성된 도파로 시트 위로 코팅층을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 고안의 도파로 시트에서 클릭되는 부위, 즉, 숫자나 문자 등이 표시되는 개별 입력키 부위에는 클릭시 안정도를 높이기 위한 목적으로 하방으로 돌출되도록 형성된 액추에이터(actuator)가 더 구비될 수 있다.
본 고안의 키패드-인쇄회로기판 조립체나 이를 위한 도파로 시트를 이용하면, 도파로 시트 자체가 키패드의 역할을 겸하게 하여 키패드를 얇게 형성할 수 있으므로 휴대폰의 슬림화가 용이하며, 소비전력의 증가 없이 키패드 조명의 밝기를 증가시킬 수 있다.
즉, 본 고안에서는 별도의 키패드 없이 도파로 시트 가공을 통해 도파로 시트가 키패드의 역할까지 수행하므로 키패드-인쇄회로기판 조립체를 형성하는 공정을 간단히 할 수 있고, 키패드의 전체 두께를 슬림화하여 이를 사용하는 휴대폰의 슬림화가 용이하게 되며, 도파로 시트에서 전달된 빛이 별도의 키탑을 거치지 않고 사용자에게 수용되므로 그만큼의 빛 손실을 적게 하여 키패드의 밝기도 증가시킬 수 있다.
도 4는 본 고안에 따른 키패드 인쇄회로기판 조립체의 일 실시예에서 상부에 가공이 된 도파로 시트를 키패드로 사용하는 기본적인 형태를 나타내고 있다.
본 도면의 키패드 인쇄회로기판 조립체는 측면 발광 (Side View) LED(10)를 포함하는 인쇄회로기판(230), 인쇄회로기판의 스위치부에 접촉되어 전기신호를 발생시키는 메탈 돔(210)이 부착되어 있는 돔 시트(220), LED의 광을 키패드 전체로 전달하며 키패드의 개개의 입력 키의 숫자 및 글자를 표시하기 위해 상부에 헤어라인 가공이 이루어져 있는 키패드 겸용 도파로 시트(60)를 구비하고, 이들이 결합되어 이루어진다.
인쇄 회로기판(230)의 일 측단에는 측면 발광 LED(10)가 위치하고 있다. 메탈 돔(210)의 동작으로 측면 발광 (Side View) LED(10)가 측면 발광을 하면 그 빛은 도파로 시트(20)의 측면을 통하여 도파로 시트(20) 전체로 전파된다. 도파로 시트(20)의 하단부에는 빛의 진행방향을 변경하기 위한 홈 가공 등 표면 가공이 이루어진 가공부(30)가 있고, 이러한 가공부(30)에서 도파로 시트 평면을 따라 전파되는 빛은 도파로 시트(20)의 상부로 방향이 바뀐다.
도파로 시트(20)의 위에 숫자나 문자를 나타날 수 있도록 하는 가공이 이루어져 상부가공부(40)가 형성된다. 상부가공부(40)에 의해 개별 입력키가 구분되어 도파로 시트(20)는 별도의 키패드 없이 자체가 키패드의 역할을 수행할 수 있다. 또한 상부가공부(40)가 형성된 상태에서 도파로 시트의 위로 코팅층(50)을 형성하여 상부가공부(40)가 손상되는 것을 방지하고, 개별 입력키 클릭시의 안정도를 높인다. 이로써 도파로 시트(20)를 이용한 휴대폰용 키패드 겸용 도파로 시트(60)가 형성된다.
도 5는 본 고안에 따른 키패드 겸용 도파로 시트(60)의 일 실시예에 대한 단면도를 도시하였다.
본 실시예에서 키패드 겸용 도파로 시트(60)는 빛을 전파하는 도파로 시트(20)와, 그 상부에 숫자 및 문자가 표시되어있는 상부가공부(40), 또한 여러 가지 색을 표현할 수 있는 코팅층(50)으로 구성된다. 또한 메탈돔의 상부에 위치하는 부위에는 액추에이터(actuator:70)를 위치시켜 개별 입력키 클릭시의 클릭감 및 정확도를 높일 수 있다.
도 1은 기존의 도파로 시트에서 빛이 도파로 시트의 평면을 따라 측방으로 전파되는 원리를 설명하기 위한 단면도,
도 2는 기존 도파로 시트의 홈이 형성된 가공부에서 빛이 상방으로 방출되는 것을 설명하기 위한 단면도,
도 3는 기존의 도파로 시트를 사용한 키패드-인쇄회로기판 조립체를 나타내는 단면도,
도 4는 본 고안에 따른 키패드-인쇄회로기판 조립체를 나타내는 단면도,
도 5는 본 고안에 따른 도파로 시트의 일 부분을 상세히 나타내는 단면도이다.

Claims (4)

  1. 도파로 시트의 적어도 일 부위에 상기 도파로 시트의 평면을 따라 전파되는 빛의 방향을 위쪽으로 바꾸는 역할을 하는 가공부가 설치되고,
    상기 부위에 해당하는 상기 도파로 시트의 상부에는 표지를 나타내는 상부가공부가 설치되고,
    상기 상부가공부 위로 코팅층이 형성되어,
    상기 가공부에서 방향을 바꾼 빛이 상기 상부가공부의 표지의 시인성을 높이도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 키패드 겸용 도파로 시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 부위에서 하방으로 돌출되는 엑추에이터가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 키패드 겸용 도파로 시트.
  3. 측면으로 빛을 방출할 수 있도록 이루어지는 LED를 포함하며, 일 부분에 스위치 단자가 형성된 인쇄회로기판,
    상기 인쇄회로기판의 위에서 상기 스위치 단자에 결합되어 스위치 기능을 하는 돔 스위치를 가지는 돔 시트,
    상기 돔 시트 위에 평판형으로 설치되고, 상기 LED의 상기 측면에서 방출된 빛이 측면으로 들어올 수 있도록 위치하는 도파로 시트를 구비하는 휴대폰용 키패드-인쇄회로기판 조립체에 있어서,
    상기 도파로 시트에는,
    상기 일 부분에 대웅되는 부위에 상기 도파로 시트의 평면을 따라 전파되는 빛의 방향을 위쪽으로 바꾸는 역할을 하는 가공부가 설치되고, 상기 부위에 해당하는 상기 도파로 시트의 상부에 문자나 숫자를 표시하는 상부가공부가 설치되며, 상기 상부가공부 위로 코팅층이 형성되어, 키패드의 역할을 하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 키패드-인쇄회로기판 조립체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 부위에서 상기 도파로 시트에는 하방으로 돌출되는 엑추에이터가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 휴대폰용 키패드-인쇄회로기판 조립체.
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