KR20050105779A - 플렉시블 ｅｌ 돔시트 및 이를 이용한 플렉시블 ｅｌ돔시트 키패드 - Google Patents

플렉시블 ｅｌ 돔시트 및 이를 이용한 플렉시블 ｅｌ돔시트 키패드 Download PDF

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Abstract

플렉시블 EL 돔시트 및 이를 이용한 플렉시블 EL 돔시트 키패드에 관하여 개시한다. 본 발명에 따른 플렉시블 EL 돔시트는, 5∼50㎛ 두께의 폴리머 절연층을 기판으로 사용하여 두께가 50∼150㎛이며, 키패턴들이 형성된 플렉시블 EL 시트와; 키패턴들 각각과 대응되도록 EL 시트에 접착되되, 키패턴이 자신의 볼록면 상에 위치되도록 EL 시트에 접착되는 메탈돔 또는 폴리돔을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 플렉시블 EL 시트와 메탈돔 또는 폴리돔을 사용함으로써 종래보다 유연성이 우수하여 내구성이 향상되므로 EL 시트 등의 손상이 방지되고 실리콘 몰딩을 위한 별도의 공정이 필요없게 되며 키패드의 클릭감이 향상되고, 연성회로기판의 전원인가부와 플렉시블 EL 시트의 전기적인 연결은 콘택패드 단자구조를 이용하므로 별도의 컨넥터가 필요없게 되어 FPC 연결 공정이 필요없다.

Description

플렉시블 ＥＬ 돔시트 및 이를 이용한 플렉시블 ＥＬ 돔시트 키패드{Flexible EL dome sheet and flexible EL dome sheet keypad using the same}
본 발명은 플렉시블 EL 돔시트 및 이를 이용한 플렉시블 EL 돔시트 키패드에 관한 것으로, 특히 유연성이 뛰어난 플렉시블 EL 시트와 메탈돔 또는 폴리돔을 이용한 플렉시블 EL 돔시트 및 이를 이용한 플렉시블 EL 돔시트 키패드에 관한 것이다.
핸드폰의 키패드, 멤브레인 스위치 등에 사용되는 기존의 돔시트(Dome sheet)는, 돔리테이너(Dome retainer) 필름에 다수의 금속 또는 폴리돔이 일정한 위치에 부착된 형태로 제조된다.
전계발광 소자(Electro Luminescence, 이하에서 EL이라 한다.) 돔시트는 돔스위치와 EL을 일체화된 것으로서, 인쇄회로기판과 연결되도록 인쇄회로기판과 키패드 사이에 위치되어, LED와 같은 별도의 광원이 없이도 키패드에 조명을 할 수 있는 것을 말한다.
종래의 EL 돔시트에 사용되는 EL은 베이스 필름으로 ITO 필름을 사용한다. 따라서, 두께가 200㎛ 이상으로 두꺼워서 ITO 필름이 접히거나 휘어지면 ITO 표면이 손상되어 발광이 제대로 되지 않으며, 유연성(flexibility)이 떨어지게 된다.
그리고, 키패드로 활용되기 위해서는 각각의 키패턴을 제외한 나머지 부분을 커팅해서 얇게 해야 되므로 커팅 공정이 소요되고, 실리콘 몰딩을 위한 고온 고압에서의 성형가공이 필요하며, 전원 인가를 위한 단자부에 컨넥터를 만들어주기 위한 의 FPC 연결 공정이 필요하다. 이와 같이 부수적인 공정들이 소요되므로 생산성이 떨어지고, 공정의 난이도가 상당히 높아서 많은 불량이 발생되고 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 유연성이 뛰어나며, 간단하며 용이한 공정으로 생산성을 향상시킬 수 있는 플렉시블 EL 돔시트 및 이를 이용한 플렉시블 EL 돔시트 키패드를 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 플렉시블 EL 돔시트는: 5∼50㎛ 두께의 폴리머 절연층과, 상기 폴리머 절연층 상부에 형성되는 도전층과, 상기 도전층 상부에 형성되는 유전층과, 상기 유전층 상부에 형성되는 형광층과, 상기 형광층 상부에 형성되는 투명도전층과, 상기 투명도전층 상부에 형성되는 폴리머 보호막층을 포함하여 이루어지되 두께가 50∼150㎛이며, 키패턴들이 형성된 플렉시블 EL 시트와; 상기 키패턴들 각각과 대응되도록 상기 EL 시트에 접착되되, 상기 키패턴이 자신의 볼록면 상에 위치되도록 상기 EL 시트에 접착되는 메탈돔 또는 폴리돔을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 메탈돔 또는 폴리돔은 양면 테이프를 이용하여 상기 플렉시블 EL 시트에 접착되는 것을 특징으로 한다. 또는, 상기 메탈돔 또는 폴리돔은 접착제를 이용하여 상기 플렉시블 EL 시트에 접착되는 것을 특징으로 한다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 플렉시블 EL 돔시트 키패드는: 상기의 플렉시블 EL 돔시트와 연성회로기판과 러버 키패드를 포함하여 이루어지되,
상기 연성회로기판은: 상기 플렉시블 EL 돔시트의 상기 플렉시블 EL 시트와 연결되어 상기 플렉시블 EL 시트에 전원을 인가하는 전원인가부와; 상기 메탈돔 또는 폴리돔과 일대일 대응되는 접점과, 상기 접점과 상기 메탈돔 또는 폴리돔이 접촉되면 상기 플렉시블 EL 시트에 전원을 인가하도록 상기 전원인가부에 신호를 보내는 신호출력회로를 포함하여 이루어지며 적어도 상기 메탈돔 또는 폴리돔의 개수만큼 형성된 단위회로가 포함되며,
상기 러버 키패드는: 상기 플렉시블 EL 돔시트에 형성된 상기 키패턴들과 대응되도록 키들이 패터닝되어 있으며, 상기 플렉시블 EL 돔시트에 있어서 상기 메탈돔 또는 폴리돔이 접착된 면의 반대면에 위치되도록 설치되는 것을
특징으로 한다.
이 때, 상기 플렉시블 EL 시트와 상기 연성회로기판의 상기 전원인가부는 콘택패드를 이용하여 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 플렉시블 EL 시트를 설명하기 위한 개략도이다.
도 1을 참조하면, 플렉시블 EL 시트(110)는 5∼50㎛ 두께의 폴리머 절연층과, 폴리머 절연층 상부에 형성되는 3∼15㎛ 두께의 도전층과, 도전층 상부에 형성되는 1∼3㎛ 두께의 제1 전계 폴리머층과, 제1 전계 폴리머층 상부에 형성되는 3∼25㎛ 두께의 유전층과, 유전층 상부에 형성되는 1∼3㎛ 두께의 제2 전계 폴리머층과, 제2 전계 폴리머층 상부에 형성되는 30∼50㎛ 두께의 형광층과, 형광층 상부에 형성되는 1∼3㎛ 두께의 보강층과, 보강층 상부에 형성되는 10㎛ 미만의 두께를 갖는 투명도전층과, 투명도전층 상부에 형성되는 5∼50㎛ 두께의 폴리머 보호막층으로 이루어져, 전체 두께가 50∼150㎛인 것을 특징으로 한다. 상기의 각각의 층은 1회 또는 수회의 스크린 인쇄로 형성된다. 이 때, 제1 전계 폴리머층과 제2 전계 폴리머층 및 보강층은 플렉시블 EL 시트의 전기 광학적 특성을 향상시키기 위한 것으로 반드시 필요한 것은 아니며, 생략할 수 있다.
폴리머 절연층용 물질은 경화된 이후 각종 솔벤트에 반응하지 않으며, 방습 특성이 우수한 물질을 사용해야 한다. 폴리머 절연층의 물질로는, 예를 들어 적외선(IR) 또는 자외선(UV)을 조사하여 경화되는 폴리머를 사용할 수 있다. 도전층은 도전성 분말과 바인더의 혼합물. 도전성 유기 폴리머, 또는 도전성 분말과 도전성 유기 폴리머의 혼합물로 이루어진다. 도전성 분말로는, 예를 들어, 은으로 코팅된 구리 분말, 또는 카본 분말, 또는 은 분말이 사용된다. 도전성 유기 폴리머로는, 예를 들어 3,4- ethylenedioxythiophene(PEDOT:PSS), polyethylenethioxythiophene(PEDOT:PSS)과 같은 물질을 사용할 수 있다. 제1 전계 폴리머층은 시아노에틸 플루란(Cyanoethyl pullulan) 또는 플로로레진(Fluororesin)과 같이 유전상수가 큰 물질을 사용한다. 유전층은 유전체 분말과 바인더로 이루어진다. 유전체 분말로는 BaTiO3와 같은 고유전 상수를 갖는 유전체 분말을 사용하며, 그 크기는 0.1∼10㎛ 이다. 유전층에 사용되는 바인더로는 시아노에틸 플루란(Cyanoethyl pullulan) 또는 플로로레진 (Fluororesin)과 같이 유전상수가 큰 폴리머를 사용한다. 제2 전계 폴리머층(150)은 고유전 상수의 폴리머로 이루어진다. 고유전 상수의 폴리머로는 시아노에틸 플루란(Cyanoethyl pullulan) 또는 플로로레진 (Fluororesin)등을 사용할 수 있다. 형광층은 형광체 분말과 바인더로 이루어진다. 형광체 분말은 ZnS와 같이 Ⅱ∼Ⅳ 족 화합물을 사용한다. 형광층에 사용되는 바인더는 형광체 분말보다 높은 유전상수를 갖는 것이 바람직하다. 이러한 고유전 상수의 바인더로는 시아노에틸 플루란(Cyanoethyl pullulan) 또는 플로로레진(Fluororesin) 등을 사용할 수 있다. 보강층은 유전상수가 높은 폴리머를 사용하거나, 또는 크기가 0.1∼10㎛ 인 BaTiO3 분말을 유전상수가 높은 폴리머와 혼합하여 사용한다. 유전상수가 높은 폴리머로는 시아노에틸 플루란(Cyanoethyl pullulan) 또는 플로로레진 (Fluororesin) 등이 있으며, 소자의 발광 색상을 변화시키기 위하여 로다민과 같은 형광 염료 또는 형광 안료를 형광층 바인더에 혼합할 수 있다. 투명도전층은 ITO 분말과 바인더로 이루어지거나, 스퍼터링(sputtering)방법을 이용하여 ITO 박막층을 형성하거나, 전도성 유기 폴리머로 이루어지거나, 또는 전도성 유기 폴리머와 ITO와 혼합한 물질로 이루어 질 수 있다. 전도성 유기 폴리머란, 예를 들어 3,4-ethylenedioxythiophene(PEDOT:PSS), polyethylenethioxythiophene(PEDOT:PSS)과 같은 물질을 사용할 수 있다.
상술한 플렉시블 EL 시트(110)는, 종래에 일반적으로 사용되는 75∼200㎛ 이상 두께의 ITO 기판 대신에 5∼50㎛ 두께의 폴리머 절연층을 사용함으로써 종래 EL 소자의 두께보다 최대 약 1/4 정도로 얇아지므로, 소자의 유연성이 충분히 확보되게 된다.
플렉시블 EL 돔시트는 키패턴들이 형성되어 있는 플렉시블 EL 시트와, 플렉시블 EL 시트에 접착되는 메탈돔 또는 폴리돔으로 이루어진다. 이 때, 플렉시블 EL 시트에 접착되는 메탈돔 또는 폴리돔은 키패턴이 메탈돔의 볼록면 상에 위치되도록 양면 테이프 또는 접착제를 이용하여 접착된다. 이하에서, 메탈돔 또는 폴리돔을 메탈돔으로 통칭한다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 EL 돔시트는, 종래와 같이 돔리테이너 필름에 금속 또는 폴리돔을 부착시킬 필요가 없고, EL 시트 자체의 두께가 종래보다 얇기 때문에 별도의 커팅 공정이 필요없으며, 간단하게 양면 테이프 또는 접착제를 이용하여 EL 시트와 메탈돔을 접착시키므로 전체적인 공정이 간단할 뿐만 아니라, 두께가 얇아서 충분한 유연성이 확보된다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 EL 돔시트 키패드를 설명하기 위한 개략도들이고, 도 2c는 콘택패드 단자를 통하여 플렉시블 EL 시트와 연성회로기판이 결합된 상태를 나타낸 개략도이며, 도 3a 및 도 3b는 도 2a 내지 도 2c에 따른 플렉시블 EL 돔시트 키패드의 작동을 설명하기 위한 개략도들이다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 상술한 양면 테이프(400)에 의하여 접착된 플렉시블 EL 시트(110) 및 메탈돔(120)으로 이루어진 플렉시블 EL 돔시트와, 연성회로기판(200)과, 러버 키패드(300)와, 콘택패드(contact pad) 단자(500)를 포함하여 이루어진다. 플렉시블 EL 돔시트에 대해서는 상술하였으므로 본 실시예에서는 그에 대한 설명을 생략한다.
연성회로기판(300)은 복수 개의 단위회로(210)와 전원인가부(220)로 이루어진다.
전원인가부(220)는 후술하는 콘택패드 단자(500)에 의하여 플렉시블 EL 시트에 연결되며, 각각의 단위회로(210)에 포함되는 후술하는 신호출력회로(212)로부터 신호를 입력받아 플렉시블 EL 시트(110)에 전원을 인가해 준다.
단위회로(210)는 메탈돔(120)과 일대일 대응되는 접점(211)과, 메탈돔(120)과 접점(211)의 접촉여부에 따라 플렉시블 EL 시트(110)에 전원을 인가하도록 전원인가부(220)에 신호를 보내는 신호출력회로(212)를 포함하여 이루어진다. 단위회로(210)의 개수는 메탈돔(120)의 개수, 즉 키패턴(111)의 개수만큼 또는 그 이상이다. 단위회로는 키가 불투명하여 발광 기능을 가지지 않아도 되는 경우도 있기 때문에 키패턴보다 많을 수 있기 때문이다.
러버 키패드(300)는 플렉시블 EL 시트(110)에 형성된 키패턴(111)들과 대응되도록 키(310)들이 패터닝되어 있으며, 플렉시블 EL 돔시트에 있어서 메탈돔(120)이 접착된 면의 반대면에 위치되도록 설치된다.
콘택패드 단자(500)는 플렉시블 EL 시트(110)의 발광면 반대편에 형성된다. 콘택패드 단자(500)를 이용하여 플렉시블 EL 시트(110)와 연성회로기판(200)의 전원공급부(220)를 전기적으로 연결시킴으로써, 전기적 연결을 위한 별도의 컨넥터가 필요 없으므로 FPC 연결 공정이 필요 없게 되는 장점이 있다. 이 때, 경우에 따라서는 전기적 연결의 신뢰성을 향상시키기 위하여 플렉시블 EL 시트에 여러 세트의 콘택패드 단자를 형성할 수도 있다.
도 2a 내지 도 2c와 결부하여 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 사용자가 러버 키패드(300)에 패터닝된 어느 하나의 키(310)를 누르면 그 키(310)와 대응되는 메탈돔(120)이 눌려지게 된다. 그러면, 그 메탈돔(120)과 대응되는 연성회로기판(200)의 단위회로(210)에 포함된 접점(211)과 그 메탈돔(120)이 접촉되게 되며, 그 접점(211)을 구성요소로서 포함하는 단위회로(210)의 신호출력회로(212)에서는 전원인가부(220)로 전원을 인가하라는 신호를 출력하게 된다. 따라서, 전원인가부(220)에서는 콘택패드 단자(500)를 통해 플렉시블 EL 시트(110)에 전원을 인가하게 되고, 플렉시블 EL 시트(110)의 모든 키패턴(111)에서 발광하게 된다.
그리고, 사용자가 러버 키패드(300)에서 손을 떼면 메탈돔(120)의 복원력에 의하여 메탈돔(120)은 복원되어 원래의 상태로 복귀하게 된다.
이와 같이, 두께가 100㎛ 내외의 플렉시블 EL 시트를 사용하고, 탄성력이 좋은 메탈돔을 사용함으로써 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 EL 돔시트 키패드를 누르는 데 힘이 들지않으므로 클릭감이 좋아진다. 그리고, 종래보다 유연성이 우수하여 수십만회 사용시에도 물리적, 전기적으로 우수한 내구성을 지니게 되어 EL 시트 등의 손상이 방지되므로, 실리콘 몰딩을 위한 별도의 공정이 필요없게 된다.
이하에서, 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 EL 돔시트 키패드의 제조방법에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 EL 돔시트 키패드의 제조방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.
먼저, 베이스 필름(10) 상에 플렉시블 EL 시트(110)를 형성한다. 베이스 필름(10)은 형성된 플렉시블 EL 시트(110)가 얇기때문에 취급의 용이성을 위하여 별도로 마련된 것으로, 굳이 사용하지 않아도 좋다. 그리고, 플렉시블 EL 시트(110)에 메탈돔(120)이나 연성회로기판(200) 등의 정렬을 위한 가이드홀(20)을 형성한다.
다음에, 플렉시블 EL 시트(110)의 일면에 양면 테이프(400)를 접착시킨다.
그 다음에, 미리 마련된 돔지그(30)를 이용하여 플렉시블 EL 시트(110)에 형성된 키패턴과 대응되도록 각각의 메탈돔(120)을 양면 테이프(400)가 발라진 플렉시블 EL 시트(110)에 접착시킨다.
이어서, 연성회로기판(200)에 형성된 접점들과 메탈돔(120)들이 일대일 대응되도록 상기 단계까지의 결과물을 연성회로기판(200)에 장착한다. 그리고, 베이스 필름(10)을 제거한 후에, 러버 키패드(300)에 형성된 키(310)들이 플렉시블 EL 시트(110)에 형성된 키패턴들과 일대일 대응되면서 플렉시블 EL 시트(110)에 있어서 메탈돔(120)이 접착된 면의 반대면에 위치되도록 러버 키패드(300)를 설치함으로써 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 EL 돔시트 키패드가 완성된다. 이 때, 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 EL 돔시트 키패드에 필요한 전기적인 연결은 콘택패드 단자의 결합 방식을 이용하여 공정의 용이성을 따져 실시하여주면 족하다.
상술한 본 발명에 의하면, 두께가 100㎛ 내외의 플렉시블 EL 시트와 탄성력이 좋은 메탈돔 또는 폴리돔을 사용함으로써 종래보다 유연성이 우수하여 수십만회 사용시에도 물리적, 전기적으로 우수한 내구성을 지니게 되어 EL 시트 등의 손상이 방지되므로, 실리콘 몰딩을 위한 별도의 공정이 필요없게 되며, 키패드의 클릭감이 향상된다.
나아가, 연성회로기판의 전원인가부와 플렉시블 EL 시트와의 전기적인 연결에 콘택패드 단자를 이용하므로 전기적 연결을 위한 별도의 컨넥터가 필요없게 되어 FPC 연결 공정이 필요없다.
본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.
도 1은 플렉시블 EL 시트를 설명하기 위한 개략도;
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 EL 돔시트 키패드를 설명하기 위한 개략도들;
도 2c는 콘택패드 단자를 통하여 플렉시블 EL 시트와 연성회로기판이 결합된 상태를 나타낸 개략도;
도 3a 및 도 3b는 도 2a 내지 도 2c에 따른 플렉시블 EL 돔시트 키패드의 작동을 설명하기 위한 개략도들; 및
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플렉시블 EL 돔시트 키패드의 제조방법을 설명하기 위한 공정 흐름도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 참조번호의 설명 >
110 : 플렉시블 EL 시트 111 : 플렉시블 EL 시트에 형성된 키패턴
120 : 메탈돔 200 : 연성회로기판
210 : 연성회로기판의 단위회로
211 : 접점 212 : 신호출력회로
220 : 전원인가부 300 : 러버 키패드
310 : 러버 키패드에 형성된 키
400 : 양면 테이프 500 : 콘택패드 단자

Claims (6)

  1. 5∼50㎛ 두께의 폴리머 절연층과, 상기 폴리머 절연층 상부에 형성되는 도전층과, 상기 도전층 상부에 형성되는 유전층과, 상기 유전층 상부에 형성되는 형광층과, 상기 형광층 상부에 형성되는 투명도전층과, 상기 투명도전층 상부에 형성되는 폴리머 보호막층을 포함하여 이루어지되 두께가 50∼150㎛이며, 키패턴들이 형성된 플렉시블 EL 시트와;
    상기 키패턴들 각각과 대응되도록 상기 EL 시트에 접착되되, 상기 키패턴이 자신의 볼록면 상에 위치되도록 상기 EL 시트에 접착되는 메탈돔 또는 폴리돔을 포함하여 이루어지는 플렉시블 EL 돔시트.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 도전층과 상기 유전층 사이에는 제1 전계 폴리머층이, 상기 유전층과 상기 형광층 사이에는 제2 전계 폴리머층이, 상기 형광층과 상기 투명도전층 사이에는 보강층이 각각 게재되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 EL 돔시트.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 메탈돔 또는 폴리돔은 양면 테이프를 이용하여 상기 플렉시블 EL 시트에 접착되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 EL 돔시트.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 메탈돔 또는 폴리돔은 접착제를 이용하여 상기 플렉시블 EL 시트에 접착되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 EL 돔시트.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 따른 플렉시블 EL 돔시트와 연성회로기판과 러버 키패드를 포함하여 이루어지되,
    상기 연성회로기판은: 상기 플렉시블 EL 돔시트의 상기 플렉시블 EL 시트와 연결되어 상기 플렉시블 EL 시트에 전원을 인가하는 전원인가부와; 상기 메탈돔 또는 폴리돔과 일대일 대응되는 접점과, 상기 접점과 상기 메탈돔 또는 폴리돔이 접촉되면 상기 플렉시블 EL 시트에 전원을 인가하도록 상기 전원인가부에 신호를 보내는 신호출력회로를 포함하여 이루어지며 적어도 상기 메탈돔 또는 폴리돔의 개수만큼 형성된 단위회로가 포함되며,
    상기 러버 키패드는: 상기 플렉시블 EL 돔시트에 형성된 상기 키패턴들과 대응되도록 키들이 패터닝되어 있으며, 상기 플렉시블 EL 돔시트에 있어서 상기 메탈돔 또는 폴리돔이 접착된 면의 반대면에 위치되도록 설치되는 것을
    특징으로 하는 플렉시블 EL 돔시트 키패드.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 플렉시블 EL 시트와 상기 연성회로기판의 상기 전원인가부는 콘택패드를 이용하여 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 EL 돔시트 키패드.
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