KR20060119292A - 키 패드와 그를 이용한 키 패드 어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 키 패드는 그 내부로 광을 진행시키며 서로 다른 재질의 지지부와 탄성부로 이루어진 도광판과, 상기 도광판의 제1 면 상에 형성된 적어도 하나의 키 버튼과, 상기 제1 면의 반대편에 위치된 상기 도광판의 제2 면 상에 국부적으로 형성되며, 상기 도광판 내로 진행하는 광을 상기 키 버튼 측으로 반사시키는 적어도 하나의 반사 패턴을 포함하며, 상기 탄성부는 상기 키 버튼의 하부에 위치된다.
키 패드, 도광판, 탄성 층

Description

키 패드와 그를 이용한 키 패드 어셈블리{KEY-PAD AND KEY-PAD ASSEMBLY USING THE SAME}
도 1은 종래 기술에 따른 키 패드 어셈블리를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 키 패드 어셈블리를 나타내는 도면,
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 키 패드 어셈블리를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 키 패드 어셈블리를 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 키 패드 어셈블리를 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 키 패드 어셈블리를 나타내는 도면.
본 발명은 휴대용 단말기에 구비되는 키 패드 및 키 패드 어셈블리(key-pad assembly)에 관한 발명으로서, 조명 수단을 포함하는 키 패드 및 키 패드 어셈블리(Key-pad assembly)에 관한 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 등 이 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 보드를 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 고무 재질이며 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)과, 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 DC를 AC로 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 LED와 같은 발광 소자의 수를 최소화시키고도 키 버튼의 백라이트용 광을 균일한 휘도로 조사할 수 있고, 전력 소모를 최소화시킬 수 있는 키 패드를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명에 따른 키 패드는,
그 내부로 광을 진행시키며 서로 다른 재질의 지지부와 탄성부로 이루어진 도광판과;
상기 도광판의 제1 면 상에 형성된 적어도 하나의 키 버튼과;
상기 제1 면의 반대편에 위치된 상기 도광판의 제2 면 상에 국부적으로 형성되며, 상기 도광판 내로 진행하는 광을 상기 키 버튼 측으로 반사시키는 적어도 하나의 반사 패턴을 포함하며,
상기 탄성부는 상기 키 버튼의 하부에 위치된다.
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 발명의 제1 실시 예에 따른 키 패드 어셈블리(200)를 나타내는 도면이다. 본 실시 예에 따른 키 패드 어셈블리(200)는 키 패드(210)와, 스위치 기판(220)을 포함한다.
상기 키 패드(210)는 제1 및 제2 면을 갖는 도광판(230)과 상기 도광판(230)의 제1 면 상에 형성되는 적어도 하나의 키 버튼(211)과, 상기 도광판(230)의 제2 면에 국부적으로 형성된 적어도 하나의 반사 패턴(213a, 213b)을 포함한다.
상기 도광판(230)은 지지부(212)와 탄성부(213)를 포함하며, 상기 제2 면에 적어도 하나의 돌기(214)가 형성되고 상기 제1 면 상에 상기 키 버튼(211)이 형성된다. 상기 도광판(230)은 그 내부로 입사된 광을 진행시키며, 상기 반사 패턴(213a, 213b)은 진행하는 광 중 일부를 상기 키 버튼(211)으로 반사시킨다. 또한, 상기 도광판(230)은 제1 및 제2 면이 평행한 평판 형태로서, 전체 도광판(230) 내 에서 전반사 임계각이 일정하게 유지되게 됨으로써 광의 손실 발생을 최소화시킬 수 있다.
상기 지지부(212)는 광투명도가 높은 폴리카보네이트(polycarbonate) 또는 아크릴계 수지(acryl-based resin)를 사출 성형하여 제작되며, 상기 지지부(212)는 탄성 변형율 및 탄성 복원력이 작고 경도가 높아서 키 버튼을 누를 때의 양호한 클릭감을 확보하기 어려우며, 어느 한 키 버튼을 눌렀을 때 인접한 키 버튼이 동시에 작동하거나(키 버튼들간의 간섭 현상) 반복적인 작동시 영구 변형이 발생하기 쉽다.
따라서, 상기 탄성부(213)는 해당 키 버튼(211)의 하부에 위치됨으로써 키 버튼(211)의 클릭감을 향상시키고, 키 버튼들(211)간의 간섭 현상을 억제하고, 반복적인 작동에도 영구 변형이 발생하지 않도록 낮은 경도, 높은 탄성 변형률, 높은 탄성 복원력 및 높은 광투명도를 갖는 고투명 고무 재질로 형성될 수 있다. 바람직하게는 상기 탄성부(213)는 폴리우레탄(polyurethane), 실리콘(silicone) 등의 재질로 형성될 수 있다. 그 외에도 상기 탄성부(213)는 탄성 중합체(elastomer)의 재질로 형성될 수 있다.
상기 스위치 기판(220)은 인쇄회로기판(222)과, 돔 시트(dome sheet, 221)를 포함한다. 상기 인쇄회로기판(222)은 그 상면에 형성된 복수의 도전성 접촉 부재들(223)을 구비하며, 상기 각 접촉 부재(223)는 해당 돔(221a)과 함께 스위치(223, 221a)를 구성한다. 또한, 상기 스위치(223, 221a)는 해당 돌기(214)와 수직 정렬된다.
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 키 패드 어셈블리를 나타내는 도면이다. 본 실시 예에 따른 키 패드 어셈블리(300)는 적어도 하나의 키 버튼(311)을 포함하는 키 패드(310)와, 상기 키 패드(310)의 하부에 위치되며 적어도 하나의 스위치가 형성된 스위치 기판(320)을 포함한다.
상기 키 패드(310)는 그 내부로 광을 진행시키며 서로 다른 재질의 지지부(331)와 탄성부(332)로 이루어진 도광판(330)과, 적어도 하나의 키 버튼(311)과, 상기 도광판(330) 내로 진행하는 광을 상기 키 버튼(311) 측으로 반사시키는 적어도 하나의 반사 패턴(312)을 포함한다.
상기 도광판(330)은 제1 및 제2 면(333, 334)을 갖는 판 형상으로서, 그 내부로 결합된 광을 진행시킨다. 상기 도광판(330)은 사각판 등 임의의 형상을 가질 수 있으며, 상기 도광판(330)의 내부로 결합된 광은 상기 도광판(330)과 외부의 경계면에서 전반사(total reflection)에 의해 상기 도광판(330)의 내부로 진행된다. 상술한 광은 상기 도광판(330)의 측면으로부터 입력될 수 있으며, LED 등이 광을 생성하기 위한 광원으로서 사용될 수 있다.
또한, 상기 도광판(330)은 상기 제1 면(333)과 제2 면(334)이 평행하게 형성됨으로써 전체 도광판(330) 내에서 전반사 임계각이 일정하게 유지되고, 그로 인해 광의 손실 발생을 최소화시킬 수 있다. 다만, 상기 도광판(330)의 돔 형태의 스위치에 대면하는 부분이 경사지게 형성됨으로써 임계각 변화로 인한 광 손실이 발생하지만 돔 스위치를 포함한 전체 키 패드(310)의 두께를 줄일 수 있다. 상기 제2 면(334)의 스위치에 접하는 부분의 경사각이 클수록 전반사 임계각을 넘는 빛이 많 아져서 손실이 커지게 되므로, 상기 제2 면(334)의 스위치에 접하는 부분의 경사각은 10도 이하로 유지시키는 것이 바람직하다.
상기 탄성부(332)는 상기 키 버튼(311)에 대응되는 적어도 하나의 돌기(335)들이 형성된다. 상기 돌기들(335)은 상기 도광판(330)과 동일한 또는 다른 재질로 일체로 형성되거나, 별도로 형성한 후 접착제를 이용하여 상기 도광판(330)의 제1 면(333) 상에 부착될 수 있다. 상기 각 돌기(335)는 원뿔대, 사다리꼴 육면체 등의 임의의 형상을 가질 수 있다. 상기 각 돌기(335)는 해당 키 버튼(311)과 수직 정렬된다.
또한, 상기 지지부(331)와 탄성부(332)는 굴절률 차를 최소화시키기 위해서 별도의 불순물을 첨가함으로써 두 소재 사이의 경계면에서 굴절률 차로 인한 광의 손실 발생을 억제할 수 있다. 상기 도광판(330)은 탄성부(332)에 대응되는 위치에 홀이 형성된 지지부(331)를 사출 성형(Injection mold)한 후, 홀에 실리콘 등을 사출 성형 또는 인서트 사출해서 탄성부(332)를 형성할 수 있다. 그 외에도 홀에 탄성부(332)가 채워지도록 성형할 수 있으며, 공정의 편의성과 접착력 강화를 위해서 지지부 전체를 탄성 중합체 등으로 둘러싸도록 성형할 수도 있다.
상기 복수의 키 버튼(311)은 상기 제1 면(333)의 탄성부(332) 상에 형성되며, 각각 그 상면에 문자, 숫자 등이 인쇄된다. 상기 키 버튼들(311)은 상기 도광판(330)과 동일한 또는 다른 재질로 일체(one-piece) 형성되거나, 폴리카보네이트 또는 아크릴계 수지 등의 재질로 형성된 후 접착제를 이용하여 상기 도광판(330)의 제1 면(333) 상에 부착될 수 있다.
상기 반사 패턴(312)은 상기 제1 면(333)의 반대편에 위치된 상기 도광판(330)의 제2 면(334) 상에 국부적으로 형성되며, 상기 도광판(330) 내로 진행하는 광을 상기 키 버튼(311) 측으로 반사시킨다. 상기 반사 패턴(312) 외에도 상기 탄성부(332)에 산란제를 첨가함으로써, 그 내부로 결합된 광의 일부를 키 버튼(311)으로 반사시키는 등의 방법이 사용될 수 있다. 또한, 상기 반사 패턴(312)은 광원과 가까운 부분은 소하게 형성하고, 광원에서 먼 부분은 상대적으로 밀하게 형성함으로써 전체적으로 균일한 휘도의 광을 키 버튼(311)으로 반사시킬 수 있다.
상기 스위치 기판(320)은 인쇄회로기판(321)과, 돔 시트(dome sheet, 323)를 포함한다. 상기 인쇄회로기판(321)은 그 상면에 형성된 복수의 도전성 접촉 부재들(322)을 구비하며, 상기 각 접촉 부재(322)는 해당 돔과 함께 스위치(323a, 322)를 구성하며, 상기 스위치(323a, 322)는 해당 돌기(335)와 수직 정렬된다.
상기 돔 시트(323)는 상기 인쇄회로기판(321)의 상면에 안착되고, 반구 형상을 갖는 복수의 도전성 돔들(323a)을 구비하며, 상기 각 돔(323a)은 해당 접촉 부재(322)를 완전히 덮는다.
사용자가 어느 한 키 버튼(311)을 누르면, 상기 키 버튼(311)의 아래에 위치하는 상기 탄성부(332)의 부분이 상기 스위치 기판(320)측으로 변형되며, 해당 돔(323a)을 누르게 된다. 상기 눌려진 돔(323a)은 해당 접촉 부재(322)와 전기적 접촉을 이루게 된다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 키 패드 어셈블리를 나타내는 도면이다. 본 실시 예에 따른 키 패드 어셈블리(400)는 적어도 하나의 키 버튼(411)을 포 함하는 키 패드(410)와, 상기 키 패드(410)의 하부에 위치되며 적어도 하나의 스위치(433, 431a)가 형성된 스위치 기판(430)을 포함한다.
상기 키 패드(410)는 그 내부로 광을 진행시키며 서로 다른 재질의 지지부(421)와 탄성부(422)로 이루어진 도광판(420)과, 적어도 하나의 키 버튼(411)과, 상기 도광판(420) 내로 진행하는 광을 상기 키 버튼(411) 측으로 반사시키는 적어도 하나의 반사 패턴(423)을 포함한다.
상기 도광판(420)은 서로 다른 재질의 지지부(421) 및 탄성부(422)와, 제1 및 제2 면을 갖는 판 형상으로서 그 내부로 결합된 광을 진행시킨다. 상기 키 버튼(411)은 상기 제1 면의 탄성부(422) 상에 형성되며, 상기 탄성부(422)는 상기 키 버튼(411)과의 사이에 돌기가 돌출되게 형성된다.
상기 반사 패턴(423)은 상기 제2 면의 탄성부(422)에 형성되며, 스크래치 또는 인쇄 등에 의해 형성될 수 있다. 도 4에 도시된 탄성부(422)의 측 단면은 상기 스위치 기판(430)에 접하는 일 부분이 기 설정된 기울기로 기울어진 직선형태를 갖도록 형성됨을 알 수 있다.
도 5는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 키 패드 어셈블리를 나타내는 도면이다. 본 실시 예에 따른 키 패드 어셈블리(500)는 키 패드(510)와, 스위치 기판(520)을 포함한다.
상기 키 패드(510)는 적어도 하나의 키 버튼(511)과, 그 내부로 광을 진행시키며 서로 다른 재질의 지지부(531) 및 탄성부(532)을 갖는 도광판(530)과, 상기 도광판(530)에 국부적으로 형성되며 상기 도광판(530) 내로 진행하는 광을 상기 키 버튼(511) 측으로 반사시키기 위한 적어도 하나의 반사 패턴(533)과, 상기 도광판(530)과 상기 키 버튼(511)의 사이에 위치된 탄성 층(512)을 포함한다.
상기 탄성 층(512)은 상기 탄성부(532)에 대향되게 형성된 돌기(513)를 더 포함한다. 상기 돌기(513)는 해당 키 버튼(511)의 클릭감을 향상시킨다.
상기 스위치 기판(520)은 인쇄회로기판(522)과, 돔 시트(dome sheet, 521)를 포함한다. 상기 인쇄회로기판(522)은 그 상면에 형성된 복수의 도전성 접촉 부재들(523)을 구비하며, 상기 각 접촉 부재(523)는 해당 돔(521a)과 함께 스위치(521a, 523)를 구성한다. 또한, 상기 스위치(521a, 523)는 해당 돌기(513)와 수직 정렬된다.
도 6은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 키 패드 어셈블리를 나타내는 도면이다. 본 실시 예에 따른 키 패드 어셈블리(600)는 적어도 하나의 키 버튼(611)을 포함하는 키패드(610)와, 스위치 기판(620)을 포함한다.
상기 키 패드(610)는 적어도 하나의 키 버튼(611)과, 그 내부로 광을 진행시키며 서로 다른 재질의 지지부(631) 및 탄성부(632)을 갖는 도광판(630)과, 상기 도광판(630)에 국부적으로 형성되며 상기 도광판(630) 내로 진행하는 광을 상기 키 버튼(611) 측으로 반사시키기 위한 적어도 하나의 반사 패턴(633)과, 상기 도광판(630)과 상기 키 버튼(611)의 사이에 위치된 탄성 층(612)을 포함한다.
상기 스위치 기판(620)은 인쇄회로기판(622)과, 돔 시트(dome sheet, 621)를 포함한다. 상기 인쇄회로기판(622)은 그 상면에 형성된 복수의 도전성 접촉 부재들(623)을 구비하며, 상기 각 접촉 부재(623)는 해당 돔(621a)과 함께 스위치(623, 621a)를 구성한다. 또한, 상기 스위치(623, 621a)는 해당 돌기(613)와 수직 정렬된다.
본 실시 예에 따른 탄성부(632)의 측 단면은 사다리꼴의 형상으로서, 상기 돔(621a)에 대면하는 일면에 상기 반사 패턴(633)이 형성된다.
본 발명은 점 광원에서 생성된 광을 도광판을 통해서 광을 진행시킴으로써 다수의 광원들을 포함하지 않고도 균일한 휘도의 광을 키 버튼을 통해 조사시킬 수 있으며, 소비 전력과 제조 비용을 최소화시킬 수 있다. 더욱이, 본 발명은 이중 재질의 도광판을 사용함으로써, 키 버튼의 압력이 국부적으로 전달됨으로 인접 키 버튼의 오동작 발생을 억제할 수 있다.

Claims (13)

  1. 키 패드에 있어서,
    그 내부로 광을 진행시키며 서로 다른 재질의 지지부와 탄성부로 이루어진 도광판과;
    상기 도광판의 제1 면 상에 형성된 적어도 하나의 키 버튼과;
    상기 제1 면의 반대편에 위치된 상기 도광판의 제2 면 상에 국부적으로 형성되며, 상기 도광판 내로 진행하는 광을 상기 키 버튼 측으로 반사시키는 적어도 하나의 반사 패턴을 포함하며,
    상기 탄성부는 상기 키 버튼의 하부에 위치됨을 특징으로 하는 키 패드.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 탄성부는 해당 키 버튼에 대면하는 돌기가 형성됨을 특징으로 하는 키 패드.
  3. 키 패드에 있어서,
    적어도 하나의 키 버튼과;
    그 내부로 광을 진행시키며 서로 다른 재질의 지지부 및 탄성부로 이루어지 고 상기 탄성부가 해당 키 버튼의 하부에 위치된 도광판과;
    상기 제1 면의 반대편에 위치된 상기 도광판의 제2 면 상에 국부적으로 형성되며, 상기 도광판 내로 진행하는 광을 상기 키 버튼 측으로 반사시키는 적어도 하나의 반사 패턴을 포함함을 특징으로 하는 키 패드.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 키 패드는,
    상기 키 버튼과 상기 도광판의 사이에 위치된 탄성 층을 더 포함하며, 상기 키 버튼은 상기 탄성 층 상에 형성됨을 특징으로 하는 키 패드.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 탄성 층은 상기 도광판에 대면하는 일면에 형성된 돌기를 더 포함하며, 상기 돌기는 상기 키 버튼의 하부에 위치됨을 특징으로 하는 키 패드.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 지지부는 PMMA 또는 폴리 카보네이트로 재질로 이루어짐을 특징으로 하는 키 패드.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 탄성부는 탄성 중합체 재질로 이루어짐을 특징으로 하는 키 패드.
  8. 키 패드 어셈블리에 있어서,
    그 내부로 광을 진행시키며 서로 다른 재질의 지지부 및 탄성부로 이루어진 도광판과, 상기 도광판의 제1 면 상에 위치된 적어도 하나의 키 버튼과, 제1 면의반대편에 위치된 상기 제2 면 상에 국부적으로 형성되며 상기 도광판 내로 진행하는 광을 상기 키 버튼 측으로 반사시키는 적어도 하나의 반사 패턴을 구비한 키 패드와;
    상기 키 패드와 대향하는 면 상에 배치된 적어도 하나의 스위치를 구비하는 기판을 포함함을 특징으로 하는 키 패드 어셈블리.
  9. 제8 항에 있어서, 상기 키패드는,
    상기 키 버튼과 상기 도광판의 사이에 위치된 탄성 층을 더 포함하며, 상기 탄성 층은 상기 탄성 부에 대면하는 일면에 적어도 하나의 압압 돌기가 형성됨을 특징으로 하는 키패드 어셈블리.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 탄성 부는 상기 기판에 대향하는 압압 돌기가 형성됨을 특징으로 하는 키패드 어셈블리.
  11. 제8 항에 있어서,
    상기 탄성 부는 상기 키 버튼에 대향하는 일면에 압압 돌기가 형성됨을 특징으로 하는 키패드 어셈블리.
  12. 제8 항에 있어서,
    상기 지지부는 PMMA, PC 또는 폴리에틸렌 수지 중 하나 또는 둘 이상이 조합된 재질로 이루어짐을 특징으로 하는 키 패드 어셈블리.
  13. 제8 항에 있어서,
    상기 탄성부는 탄성 중합체 재질로 이루어짐을 특징으로 하는 키 패드 어셈블리.
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