KR20070095658A

KR20070095658A - 키 패드와 그를 이용한 키 패드 어셈블리

Info

Publication number: KR20070095658A
Application number: KR1020060026136A
Authority: KR
Inventors: 이주훈; 정선태
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2006-03-22
Filing date: 2006-03-22
Publication date: 2007-10-01
Also published as: KR100770850B1

Abstract

본 발명에 따른 키 버튼을 포함하는 키 패드는 광을 생성하는 광원과, 상기 키 버튼의 하부에 위치하고, 상기 광원의 출사면에 대면하는 측면으로부터 연장된 제1 영역과 상기 제1 영역으로부터 연장되며 상기 제1 영역보다 얇은 두께를 갖는 제2 영역을 구비한 도파로를 포함한다.

도파로, 돔 스위치, 키 패드

Description

키 패드와 그를 이용한 키 패드 어셈블리{KEY PAD AND KEY PAD ASSEMBLY USING THE SAME}

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 키 패드를 포함하는 키 패드 어셈블리의 구성을 도시한 도면,

도 2a는 도 1에 도시된 키 패드의 상부 상태를 도시한 도면,

도 2b는 도 2a의 A~B 사이의 단면을 도시한 도면,

도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 키 패드 어셈블리를 도시한 도면,

본 발명은 키 패드 및 키 패드 어셈블리에 관한 발명으로서 특히 도파로를 배면 조명에 이용하는 키 패드 및 키 패드 어셈블리에 관한 발명이다.

근래의 디지털 기기 및 휴대용 무선 통신 단말기는 사용자가 정보를 입력할 수 있도록 키 패드 어셈블리를 더 포함하고 있으며, 상술한 키 패드 어셈블리는 그 표면에 문자 또는 숫자 등이 인쇄된 적어도 하나의 키 버튼으로 이루어진 키 패드 및 상기 각 키 버튼의 눌림에 의해 전기적 접점을 형성해서 키 버튼의 눌림을 전기 신호로 변환시키기 위한 적어도 하나의 스위치가 집적된 스위치 보드를 포함한다.

통상 키 패드와 스위치 보드의 사이에는 사용자에 의해 눌려진 키 버튼을 원 상태로 복원시키고, 키 버튼이 눌려질 때 사용자가 양호한 촉감을 느낄 수 있도록 하기 위한 탄성 층이 삽입될 수 있다. 키 패드는 사용자가 어두운 곳에서도 사용할 수 있도록 하기 위한 배면 광학 수단들을 포함하며, 상술한 배면 조명을 위한 수단으로는 다수의 발광 다이오드들이 사용되고 있다.

발광 다이오드들을 사용할 경우는 균일한 배면 조명을 제공하기 위해서 다수를 사용해야된다. 즉, 상호 기 설정된 간격 이격된 발광 다이오드들을 키 패드의 하부에 위치시키는 구조로 사용되고 있다. 또한, 통상의 키 패드 어셈블리는 소형의 휴대 장치에 사용되므로 얇은 두께의 키 패드와 전력 소모가 적은 구조를 요구하고 있다.

그러나, 종래의 키 패드는 균일한 세기의 배면 조명을 제공하기 위해서는 보다 많은 수의 발광 다이오드들을 사용해야되는 문제가 있다. 발광 다이오드는 많은 수를 필요로 하므로 전력 소모가 커지고, 얇은 두께의 키 패드 어셈블리를 제공하는 데 있어서 제약 요인이 되는 문제가 있다. 즉, 발광 다이오드 자체의 두께로 인해서 키 패드 어셈블리의 두께를 얇게 제조하는 데 제약을 받는다.

또한, 배면 조명은 균일한 세기로 전면에 걸쳐서 키 패드 어셈블리에 제공되어야 하는 반면에, 발광 다이오드들에서 생성된 광이 중첩되는 부분과, 중첩되지 않은 부분의 광량 차이가 크게 되므로 균일한 세기의 배면 조명의 제공이 용이하지 않다.

그 외에도 도파로를 포함하는 키 패드 및 키 패드 어셈블리가 제안되고 있으나 도파로로 광을 결합시킬 때 손실이 크게 발생하는 등의 문제가 있다.

본 발명은 얇은 두께로도 입사되는 광량을 효과적으로 증가시키고, 균일한 세기의 배면 조명이 가능한 키 패드 및 키 패드 어셈블리를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명의 제1 측면에 따른 키 버튼을 포함하는 키 패드에 있어서,

광을 생성하는 광원과;

상기 키 버튼의 하부에 위치하고, 상기 광원에서 생성된 광이 입사되는 측면으로부터 연장된 제1 영역과 상기 제1 영역으로부터 연장되며 상기 제1 영역보다 얇은 두께를 갖는 제2 영역을 구비한 도파로를 포함한다.

본 발명의 제2 측면에 따른 키 패드 어셈블리는,

광을 생성하기 위한 광원과;

적어도 하나의 키 버튼 및 상기 키 버튼이 안착된 키 탑 층과;

상기 각 키 버튼에 대응되는 적어도 하나의 돔이 형성된 돔 스위치 패드를 구비한 스위치 기판과;

상기 스위치 기판 및 키 탑 층의 사이에 위치되며, 상기 광원에서 생성된 광이 입사되는 측면으로부터 연장된 제1 영역과 상기 제1 영역으로부터 연장되며 상기 제1 영역보다 얇은 두께를 갖는 제2 영역을 구비한 도파로를 포함한다.

본 발명의 제3 측면에 따른 키 패드 어셈블리는,

적어도 하나의 키 버튼과;

상기 각 키 버튼을 조명하기 위한 광을 생성하는 광원과;

상기 각 키 버튼에 대응되는 적어도 하나의 돔이 형성된 돔 스위치 패드를 갖는 스위치 기판과;

상기 스위치 기판 및 키 버튼의 사이에 위치되며 상기 광원에 대면하는 측면으로부터 연장된 제1 영역과, 상기 제1 영역으로부터 연장되며 상기 제1 영역보다 얇은 두께를 갖는 제2 영역을 구비하는 도파로를 포함하며,

상기 제1 영역은 상기 광원에 대면하는 측면으로부터 상기 제2 영역 측으로 두께가 얇아지게 형성된다.

이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능, 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 키 패드를 포함하는 키 패드 어셈블리의 구성을 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 본 실시 예에 따른 키 패드 어셈블리(100)는 광을 생성하기 위한 광원(120)과, 키 패드(110)와, 돔 스위치 패드(131) 및 인쇄 회로 기판(132)으로 구성된 스위치 기판(130)을 포함한다.

상기 키 패드(110)는 적어도 하나의 키 버튼(111) 및 상기 키 버튼(111)이 안착된 키 탑 층(112)과, 상기 스위치 기판(130)과 상기 키 탑 층(Key-Top layer;112)의 사이에 위치된 도파로(113)을 포함한다. 상기 광원(120)은 발광 다이오드(LED)가 사용될 수 있으며, 상기 도파로(113)의 측면에 발광면이 대면하게 위치됨으로써 상기 도파로(113)의 측면으로 광을 입사시킬 수 있다. 또한, 상기 광원(120)은 하나 이상 다수가 사용될 수 있다.

상기 도파로(113)는 상기 광원(120)에서 생성된 광이 입사되는 측면으로부터 연장된 제1 영역(113a)과, 상기 제1 영역(113a)으로부터 연장되며 상기 제1 영역(113a)보다 얇은 두께를 갖는 제2 영역(113b)을 구비한다. 상기 도파로(113)는 광학적으로 투과율이 높은 재질의 실리콘, 폴리우레탄, 폴리카보네이트 또는 고 투명성 고무 재질이 사용될 수 있다. 상기 도파로(113)의 광원이 위치되지 않은 측면에는 반사율이 높은 층을 형성해서, 상기 도파로(113) 내부에 입사된 광이 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다. 상기 도파로(213) 편평한 형태의 도광판 또는 다수의 광섬유들이 나란이 배열된 광섬유 어레이(optical fiber array)가 사용될 수 있으며, 도광판의 경우는 압출 성형 등에 의해 평판 형태로 형성될 수 있다.

도 2a는 도 1에 도시된 키 패드의 상부 상태를 도시한 도면이고, 도 2b는 도 2a의 A~B 사이의 단면을 도시한 도면이다. 본 실시 예는 상기 도파로(113)의 제2 영역(113b)을 상기 제1 영역(113a)보다 얇게 형성하고, 상기 각 제2 영역(113b)에 해당 돔(Dome;131a)이 삽입되도록 상기 도파로(113)를 상기 스위치 기판(130) 상에 배치할 수 있다. 또한, 각 돔(131a)이 상기 제2 영역(113b)의 수직 하방으로 삽입됨으로써 상기 도파로(113)가 차지하는 전체 키 패드(110)에서의 두께는 종래와 동 일할 수 있다. 즉, 본 실시 예는 상기 키 패드(110) 두께를 증가시키지 않고도 상기 도파로(113) 내부로 결합되는 광량을 효과적으로 증가시킬 수 있다. 즉, 상기 도파로(113)는 상기 제2 영역(113b)이 상기 제1 영역(113a)보다 얇은 두께로서, 상기 제2 영역(113b)의 둘레가 상기 제1 영역(113a)에 의해 둘러 싸여지는 형태로 형성될 수 있다. 상기 제2 영역(113b)은 상기 스위치 기판(130)에 대면하는 일면에 양각 또는 음각에 의한 반사 패턴들(114)이 형성된다. 상기 반사 패턴들(114)은 상기 도파로(113)의 내부로 전반사 진행하는 광 중 일부를 해당 키 버튼(111) 측으로 반사시킨다. 상기 제2 영역(113b)는 상기 돔 스위치 패드(131) 상에 형성된 각 돔(131a)이 삽입된다.

상기 반사 패턴(114)에 의해 상기 키 버튼(111) 측으로 난반사된 광의 대부분은 전반사 조건을 충족시키지 못하므로(입사 각이 임계각보다 작은 경우) 상기 키 버튼(111)을 투과하여 외부로 출사된다. 즉, 상기 반사 패턴(114)은 입사된 광을 임의 방향으로 난반사 시킴으로써 상기 키 버튼(111) 측으로 균일한 조명을 제공할 수 있다. 상기 반사 패턴(114)은 스크래치(scratch), 인쇄 등에 의해 형성될 수 있다. 또한, 상기 반사 패턴(114)에 의해 난반사 되지 않고 상기 도파로(113) 내부를 진행하는 광과, 난 반사된 광 중 일부는 전반사 조건을 충족시키면서 상기 도파로(113)의 내부를 계속 진행해서 일부는 다른 키 버튼(111)을 조명한다.

상기 키 탑 층(112)은 폴리카보네이트 또는 폴리우레탄 및 고무 재질 등의 우수한 탄성을 갖는 재질로 형성될 수 있으며, 상기 도파로(113)에 대면하는 면에는 수직 하방으로 상기 제2 영역(113b)에 대응되는 부분에 형성된 압압 돌기(112a) 를 포함한다. 상기 키 버튼(111)은 그 상면에 숫자 또는 문자 등이 인쇄되며, 폴리카보네이트 또는 아크릴계 수지 등의 재질로 형성된 후 상기 도파로(113) 상에 부착될 수 있다. 또한, 상기 키 버튼(111)은 필요에 따라서 원, 타원, 사각 등 임의의 형상을 가질 수 있다.

상기 스위치 기판(130)은 인쇄 회로 기판(Printed circuit board; 132) 상에 적어도 하나의 도전성 돔(Dome;131a)이 형성된 돔 스위치 패드(131)가 접합 되며, 상기 돔의 눌림을 의해 인쇄 회로 기판(132)과의 전기적 접점을 형성할 수 있다. 상기 인쇄 회로 기판(132) 상에는 스위치를 형성하기 위한 도전성 접촉 부재(contact member)이 형성될 수 있으며, 상기 돔 스위치 패드(131)는 상기 각 접촉 부재에 일대일 대응되며 접촉 부재를 완전히 덮을 수 있는 적어도 하나의 돔이 형성된다. 즉, 사용자가 해당 키 버튼(111)을 누르면, 상기 키 버튼(111)의 하부에 위치된 압압 돌기(112a)가 해당 돔을 누르고, 눌려진 돔(131a)은 그 하부의 접촉 부재와 전기적 접촉을 이루게 된다.

상기 도파로(113)와 상기 스위치 기판(130) 사이에는 에어 갭 층(air gap;140)이 더 형성될 수 있다. 상기 에어 갭 층(140)은 상기 도파로(113)와 상기 스위치 기판(130)의 사이에 위치되며, 소광제를 인쇄함으로써 형성될 수 있다.

상술한 소광제는 상기 도파로(113)와 상기 스위치 기판(130) 사이에 울퉁불퉁한 에어 갭 층(140)을 형성하고, 상기 에어 갭 층(140)은 상기 도파로(113)의 경계 조건을 만족시키기 위한 경계 조건(전반사 조건)을 충족시킬 수 있다. 즉, 상기 에어 캡 층(140)은 상기 도파로(113)와 상기 스위치 기판(130)이 밀착되는 것을 방 지하고 그 사이에 굴절률 1인 대기가 삽입될 수 있도록 공간을 형성함으로써 상기 도파로(113)와 상기 스위치 기판(130) 사이의 경계에서 전반사 경계 조건을 안정적으로 충족시킬 수 있다. 상기 에어 갭 층(140)은 상기 스위치 기판(130) 상에 형성되거나, 상기 도파로(113)의 상기 스위치 기판(130)에 대면하는 일면에 형성될 수 있다.

본 발명의 제2 실시 예의 설명에 있어서, 제1 실시 예와 중복되는 동작 및 구성의 설명은 이하 생략한다. 도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 키 패드 어셈블리를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 실시 예에 따른 키 패드 어셈블리(200)는 광을 생성하기 위한 광원(220)과, 도파로(212)와 상기 도파로(212) 상에 위치된 적어도 하나의 키 버튼(211)을 구비한 키 패드(210)과, 상기 각 키 버튼(211)에 대응되는 적어도 하나의 돔(231a)이 형성된 돔 스위치 패드(231) 및 그 상부 면에 상기 돔 스위치 패드(231)가 안착된 인쇄 회로 기판(232)를 포함하는 스위치 기판(230)을 포함하며, 상기 도파로(212)는 상기 스위치 기판(230)에 대면하는 일면의 일부분에 형성된 압압 돌기(214)를 포함한다.

상기 키 버튼(211)은 상기 압압 돌기(214)와 함께 상기 도파로(212)와 일체로 형성되거나 별도로 성형된 후 상기 도파로(212) 보다 낮은 굴절률의 접착제 등에 의해 상기 도파로(212)에 부착될 수 있다.

본 실시 예에 따른 도파로(212)의 제1 영역(212a)은 상기 광원(220)에 대면한 측면으로부터 상기 제2 영역(212b)에 이르기까지 연장되며, 상기 도파로(212)의 측면으로부터 상기 제2 영역(212b)에 이르기까지 점차적으로 두께가 얇아지는 테이 퍼(taper) 구조로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 영역(212a)은 상기 압압 돌기(214)와 함께 상기 도파로(212)와 일체로 형성되거나, 별도로 형성된 후 상기 도파로(212)에 부착될 수 있다. 상기 도파로(212)는 폴리카보네이트, 아크릴 등의 재질로 성형된 얇은 필름(film) 형태로서, 높은 탄성 및 광학적 투과율이 높은 재질이 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 키 패드는 키 버튼에 대응되는 부분의 두께가 다른 부분의 두께보다 얇은 도파로를 포함함으로써, 도파로 내부로 결합되는 광량을 증가시키면서도 키 패드 및 키 패드 어셈블리 전체의 두께는 일정하게 유지시킬 수 있는 이점이 있다. 더욱이, 본 발명은 결합되는 광량의 증가로 인해서 사용되는 광원의 수를 최소화시킬 수 있고, 이는 전력 소모를 억제하고 제작 비용 및 공정을 감축시키는 요인이 될 수 있다.

결과적으로 본 발명에 따른 키 패드 및 키 패드 어셈블리는 조립이 용이하고, 안정적인 구조를 제공할 수 있다.

Claims

키 버튼을 포함하는 키 패드에 있어서,

광을 생성하는 광원과;

상기 키 버튼의 하부에 위치하고, 상기 광원에서 생성된 광이 입사되는 측면으로부터 연장된 제1 영역과 상기 제1 영역으로부터 연장되며 상기 제1 영역보다 얇은 두께를 갖는 제2 영역을 구비한 도파로를 포함함을 특징으로 하는 키 패드.
제1 항에 있어서,

상기 제1 영역은 그 두께가 제2 영역 측으로 인접할수록 얇아지는 테이퍼 형태임을 특징으로 하는 키 패드.
키 패드 어셈블리에 있어서,

광을 생성하기 위한 광원과;

적어도 하나의 키 버튼 및 상기 키 버튼이 안착된 키 탑 층과;

상기 각 키 버튼에 대응되는 적어도 하나의 돔이 형성된 돔 스위치 패드를 구비한 스위치 기판과;

상기 스위치 기판 및 키 탑 층의 사이에 위치되며, 상기 광원에서 생성된 광 이 입사되는 측면으로부터 연장된 제1 영역과 상기 제1 영역으로부터 연장되며 상기 제1 영역보다 얇은 두께를 갖는 제2 영역을 구비한 도파로를 포함함을 특징으로 하는 키 패드 어셈블리.
제3 항에 있어서, 상기 키 패드 어셈블리는,

상기 스위치 기판과 상기 도파로의 사이에 형성된 에어 갭 층을 더 포함함을 특징으로 하는 키 패드 어셈블리.
제3 항에 있어서, 상기 키 패드 어셈블리는,

상기 각 돔 스위치에 대면하는 상기 제2 영역의 일 면에 형성된 반사 패턴을 더 포함함을 특징으로 하는 키 패드 어셈블리.
제3 항에 있어서,

상기 키 탑 층은 상기 도파로에 대면하는 면의 일 부분에 형성된 적어도 하나의 돌기들을 포함함을 특징으로 하는 키 패드 어셈블리.
제3 항에 있어서,

상기 스위치 보드는 상기 각 돔이 해당 제2 영역에 삽입되도록 상기 도파로의 하부에 위치됨을 특징으로 하는 키 패드 어셈블리.
키 패드 어셈블리에 있어서,

적어도 하나의 키 버튼과;

상기 각 키 버튼을 조명하기 위한 광을 생성하는 광원과;

상기 각 키 버튼에 대응되는 적어도 하나의 돔이 형성된 돔 스위치 패드를 갖는 스위치 기판과;

상기 스위치 기판 및 키 버튼의 사이에 위치되며 상기 광원에 대면하는 측면으로부터 연장된 제1 영역과, 상기 제1 영역으로부터 연장되며 상기 제1 영역보다 얇은 두께를 갖는 제2 영역을 구비하는 도파로를 포함하며,

상기 제1 영역은 상기 광원에 대면하는 측면으로부터 상기 제2 영역 측으로 두께가 얇아지게 형성됨을 특징으로 하는 키 패드 어셈블리.
제8 항에 있어서,

상기 도파로는 광학적으로 투과율이 높은 재질의 실리콘, 폴리우레탄 및 폴리카보네이트 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 형성된 고 투명성 고무 재질 임을 특징으로 하는 키 패드 어셈블리.
제8 항에 있어서,

상기 도파로는 상기 스위치 기판에 대면하는 일면에 상기 키 버튼 및 돔에 대응되는 위치에 형성된 압압 돌기를 더 포함함을 특징으로 하는 키 패드 어셈블리.
제8 항에 있어서,

상기 도파로는 얇은 필름 형태임을 특징으로 하는 키 패드 어셈블리.