ＥＬ 메탈 돔 키패드{EL Metal Dome Keypad}
본 고안은 통신기기의 신호발생용 스위치 장치인 키패드에 관한 것으로서, 특히 발광원으로 EL을 사용하되 배면발광 기능과 스위치 기능을 복합한 형태의 EL메탈 돔 키패드에 관한 것이다. 일반적으로, 키패드는 휴대폰이나 리모콘 등의 전자통신기기에 사용되는 신호발생용 스위치 장치로서, 야간이나 어두운 장소 등에서 숫자나 문자 등의 키를 식별하여 사용하기 위해서는 별도의 발광기능을 구비해야 한다. 도 1a 는 발광기능을 구비한 일반적인 키패드의 단면도이고, 도 1b 는 키패드가 전자통신기기에 체결된 상태의 분해도이다. 도면을 참조하면, 이러한 키패드는 프런트 케이스(110)와, 프런트 케이스(110)에 체결되며 별도의 돌기(121)를 구비한 키탑(120), 키탑(120)의 배면에 배치된 발광수단(130), 및 발광수단(130)의 배면에 배치되며 별도의 고정접점단자(141)를 구비한 인쇄회로기판(140) 등으로 이루어진다. 이러한 구성의 키패드에서 발광이 이루어지는 과정을 살펴보면, 특정의 조건하에서 키탑(120)의 돌기(121)를 누르게 되면 발광수단(130)의 특정부위와 인쇄회로기판(140)의 고정접점단자(141)가 접촉되고 스위치 작용에 의해 인쇄회로기판(140)으로부터 발광수단(130)으로 전원이 인가됨으로써 발광수단(130)이 발광하고 발광된 빛이 발광수단(130)의 전면에 위치한 키탑(120)을 통해 외부로 조사된다. 한편, 발광기능을 구비한 키패드의 종류를 살펴보면, LED 키패드, EL 키패드, 및 EL 돔 시트 키패드 등을 들 수 있다. 먼저, 상기의 LED 키패드는 배면발광원으로 LED(Light Emitting Diode)를 사용하는데 LED가 인쇄회로기판(140)의 전면에 부착되어 키탑(120)의 돌기(121)가 눌러질 때 LED가 발광하여 키탑(120)을 비추게 된다. 그런데, 이러한 LED 키패드는 발광된 빛이 LED의 전면에 위치한 키탑(120)으로 균일하게 전달되지 못함으로써 프런트 케이스(110)의 외부로 돌출된 키에 인쇄된 숫자나 문자의 시인성이 저하되고 빛의 균일성이 떨어지는 문제점이 있다. 많은 수의 LED를 사용하여 이러한 문제점을 해결할 수는 있으나 제품 원가가 상승하고 LED를 부착하기 위한 별도의 공간이 추가적으로 필요함으로써 제품을 소형화하거나 경량화한 형태로 제작할 수 없는 문제점이 발생한다. 또한, 상기의 EL 키패드는 LED 대신에 EL을 배면발광원으로 사용하여 키탑(120)에 EL 시트를 삽입한 형태로서 상술한 LED 키패드의 일부 문제점을 해결할 수 있다. 그런데, 이러한 EL 키패드는 키탑(120)에 EL 시트를 삽입하는 공정이 추가적으로 필요하고 키탑(120)의 구조가 복잡해짐으로써 불량률이 증가할 수 있으며 제품 원가가 상승하는 문제점이 있다. 또한, 상기의 EL 돔 시트 키패드는 인쇄회로기판(140) 전면에 EL 시트를 부착하고 EL 시트를 보호하기 위한 탑 테이프가 EL 시트 전면에 부착된 형태로서 상술한 EL 키패드의 일부 문제점을 해결할 수 있다. 그러나, 이러한 EL 돔 시트 키패드는 EL 자체적으로 발생되는 고유 잡음으로 인해 안정성이 떨어지고 탑 테이프의 두께로 인한 편차관리의 어려움으로 스위치 기능이 원활하게 이루어지지 못하며 방사기능과 정전기 방전(ESD:Electro Static Discharge)에 의한 영향을 받음으로써 제품 성능에 심각한 문제를 초래할 수 있다.
이에 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 발광원으로 EL을 사용하되 배면발광 기능과 스위치 기능을 복합화한 일체형으로 스위치 기능을 원활하게 수행하면서 안정적으로 동작할 수 있는 EL 메탈 돔 키패드를 제공하는데 그 목적이 있다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 EL 메탈 돔 키패드는, 프런트 케이스, 상기 프런트 케이스에 체결되며 돌기를 구비한 키탑, 상기 키탑의 배면에 배치된 발광수단, 및 상기 발광수단의 배면에 배치되며 고정접점단자를 구비한 인쇄회로기판 등으로 구성되어 상기 키탑의 돌기로 인쇄회로기판의 고정접점단자를 누르면 발광수단이 발광하는 키패드에 있어서, 상기 발광수단이, 전원 인가시 자체 발광하는 EL 시트; 및 상기 EL 시트의 배면에 부착되되 돔과 돔을 인쇄회로기판에 장착하기 위한 베이스 테이프로 이루어져 상기 키탑 조작시 돔이 인쇄회로기판의 고정접점단자에 접촉되어 전기신호를 발생하여 인쇄회로기판으로부터 EL 시트에 전원이 인가되도록 스위칭하는 메탈 돔 시트로 구성된 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 EL 시트는 전면보호시트, 컬러필터층, 투명전극막층, 발광층, 유전층, 발광전극막층, 및 배면보호시트가 적층되어 이루어질 수 있으며, 아울러 자체적으로 발생되는 고유 잡음을 최소화하기 위해 상기 발광전극막층과 배면보호시트 사이에 절연층과 배면전극층이 추가적으로 적층되어 이루어질 수도 있다. 또한, 상기 메탈 돔 시트는 상기 베이스 테이프 전면에 전자파 간섭을 차단하기 위한 인쇄층이 추가로 부착될 수 있으며, 아울러 상기 전자파간섭 차단용 인쇄층과 베이스 테이프 사이에 인쇄층 보호용 탑 테이프가 추가적으로 부착될 수도 있다. 한편, 상기 EL 시트는 적어도 도전성 양면테이프, FPC, 및 와이어 중 어느 하나의 전원인가용 연결수단을 통해 상기 인쇄회로기판에 연결될 수 있는데, 상기 EL 시트의 전면에 전자파 간섭을 차단하기 위한 인쇄층이 추가로 부착되는 것이 바람직하다.
도 1a 는 발광기능을 구비한 일반적인 키패드의 단면도, 도 1b 는 키패드가 전자통신기기에 체결된 상태의 분해도, 도 2 는 본 고안에 따른 EL 메탈 돔 키패드의 단면도, 도 3a 는 본 고안에 따른 2P 구조 EL 시트의 단면도, 도 3b 는 본 고안에 따른 3P 구조 EL 시트의 단면도, 도 4a 는 본 고안에 따라 전자파 차단용 인쇄층이 부착된 메탈 돔 시트의 단면도, 도 4b 는 본 고안에 따라 인쇄용 보호용 탑 테이프가 부착된 메탈 돔 시트의 단면도, 도 5 는 본 고안에 따라 EL 시트와 인쇄회로기판이 연결된 상태를 나타낸 단면도, 도 6 은 본 고안에 따라 내부단자처리된 EL 시트 배면도이다. *도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 110 : 프런트 케이스 120 : 키탑 121 : 돌기 130 : 발광수단 140 : 인쇄회로기판 141 : 고정접점단자 210 : 프런트 케이스 220 : 키탑 221 : 돌기 230 : EL 메탈 돔 시트 240 : EL 시트 240-1 : 접속단자 241 : 전면보호시트 242 : 컬러필터층 243 : 투명전극막층 244 : 발광층 245 : 유전층 246 : 발광전극막층 247 : 절연층 248 : 배면전극층 249 : 배면보호시트 250 : 메탈 돔 시트 251 : 베이스 테이프 252 : 돔 253 : 탑 테이프 254 : 인쇄층 260 : 인쇄회로기판 261 : 고정접점단자 270 : 전원인가용 연결수단 280 : 인쇄층
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명하고자 한다. 도 2 는 본 고안에 따른 EL 메탈 돔 키패드의 단면도로서, 도면에서 "210"은 프런트 케이스, "220"은 키탑, "230"은 EL(Electro Luminescence) 메탈 돔 시트, 그리고, "260"은 인쇄회로기판을 각각 나타낸다. 본 고안의 핵심적인 요소인 EL 메탈 돔 시트(230)는 배면발광 기능을 수행하는 EL 시트(240)와 스위치 기능을 수행하는 메탈 돔 시트(250)가 일체화되어 구성된다. 여기서의 EL 시트(240)와 메탈 돔 시트(250)는 양면 접착제 등으로 접착될 수 있다. 상기의 메탈 돔 시트(250)는 돔(Dome:252)과 이러한 돔(Dome:252)을 인쇄회로기판(260)에 장착하기 위한 베이스 테이프(Base Tape:251)로 구성되는데 돔(252)과 인쇄회로기판(260)의 고정접점단자(261) 사이에서 발생될 수 있는 편차를 최소화함으로써 스위치 기능을 향상시킬 수 있다. 즉, 탑 테이프를 별도로 부착하지 않고 베이스 테이프(251)와 돔(252)의 단순한 구성을 통해 상술한 종래의 EL 돔 시트 키패드 구조에서 발생되었던 편차를 줄이면서 돔(252)의 클릭감을 향상시킴으로써 스위치 기능을 향상시킬 수 있다. 이 때, 메탈 돔 시트(250)의 베이스 테이프(251)는 양면 접착제 등을 통해 배면에 위치한 인쇄회로기판(260)에 접착될 수 있다. 한편, 메탈 돔 시트(250)는 키탑(220)이 눌러지면 돔(252)이 인쇄회로기판(260)의 고정접점단자(261)에 접촉되어 전기신호를 발생하여 상기 인쇄회로기판(260)으로부터 EL 시트(240)에 전원이 인가되도록 스위칭한다. 즉, 키탑(220)의 조작에 따라 메탈 돔 시트(250)의 돔(252)과 인쇄회로기판(260)의 고정접점단자(261)가 접촉되거나 분리되면서 스위칭 기능을 수행한다. EL 시트(240)는 메탈 돔 시트(250)의 스위칭 작용으로 전원이 인가되면 자체적으로 발광하여 전면에 위치한 키탑(220)을 비춘다. 도 3a 는 본 고안에 따른 2P 구조 EL 시트의 단면도로서, 전면보호시트(241), 컬러필터층(242), 투명전극막층(243), 발광층(244), 유전층(245), 발광전극막층(246), 및 배면보호시트(249)가 순차적으로 적층되어 이루어진다. 만약, 인쇄회로기판(260)으로부터 이러한 구조의 EL 시트에 전원이 인가되면 발광층(244)이 균일하게 면발광하게 된다. 2P 구조 EL 시트는 널리 알려진 공지된 기술이므로 여기서의 구체적인 설명은 생략하기로 한다. 도 3b 는 본 고안에 따른 3P 구조 EL 시트의 단면도로서, 2P 구조 EL 시트의 발광전극막층(246)과 배면보호시트(249) 사이에 절연층(247)과 배면전극층(248)이 추가적으로 적층되어 이루어지는데 2P 구조 EL 시트 구조에서 발생될 수 있는 떨림 등의 노이즈 현상을 개선할 수 있다. 즉, 절연층(247)과 배면전극층(248)을 이용하여 투명전극막층(243)과 발광전극막층(246) 사이의 전하차에 의한 인력이나 척력 등으로 발생될 수 있는 노이즈 발생을 최소화할 수 있다. 도 4a 는 본 고안에 따라 전자파 차단용 인쇄층이 부착된 메탈 돔 시트의 단면도로서, 도 2 에 도시된 베이스 테이프(251)와 돔(252)로 이루어진 기본적인 메탈 돔 시트(250) 구조의 베이스 테이프(251) 전면에 전자파간섭(EMI:Electro Magnetic Interference)을 차단하기 위한 인쇄층(254)이 추가적으로 부착된 형태를나타낸다. 이러한 구성의 메탈 돔 시트를 적용하면 EMI를 근본적으로 차단시킴으로써 안정적으로 동작할 수 있는 EL 메탈 돔 키패드를 구현할 수 있다. 도 4b 는 본 고안에 따라 인쇄용 보호용 탑 테이프가 부착된 메탈 돔 시트의 단면도로서, 도 4b 에 도시된 전자파간섭 차단용 인쇄층(254), 베이스 테이프(251), 및 돔(252)으로 이루어진 메탈 돔 시트(250) 구조의 전자파간섭 차단용 인쇄층(254)과 베이스 테이프(251) 사이에 전자파간섭 차단용 인쇄층(254)을 보호하기 위한 탑 테이프(253)가 추가적으로 부착된 형태를 나타낸다. 이렇게 구성된 메탈 돔 시트를 적용하면 EMI를 차단시키는 인쇄층(254)을 보호함으로써 보다 더 안정적으로 동작할 수 있는 EL 메탈 돔 키패드를 구현할 수 있다. 도 5 는 본 고안에 따라 EL 시트와 인쇄회로기판이 연결된 상태를 나타낸 단면도로서, EL 시트(240)가 전원을 인가할 수 있는 별도의 연결수단(270)을 통해 인쇄회로기판(260)에 연결된 상태를 나타낸다. 여기서의 연결수단(270)은 도전성 양면테이프나 FPC(Flexible Printed Circuit), 혹은 와이어 등이 사용될 수 있다. 그런데, 도 5 에 도시된 바와 같이 연결수단(270)이 위치하는 EL 시트(240)의 전면에 전자파간섭을 차단하기 위한 인쇄층(280)을 추가적으로 부착하여 방사기능이나 ESD의 영향을 최소화하는 것이 바람직하다. 도 6 은 본 고안에 따라 내부단자처리된 EL 시트 배면도로서, EL 시트(240) 내부 배면부의 출력단자 그라운드 및 다기능 단자에 실버 등과 같이 전도성을 지닌성분으로 만들어진 점착제가 도포되어 접속단자(240-1)가 형성된 상태를 나타낸다. 따라서, 이렇게 형성된 접속단자(240-1)에 도전성 양면테이프를 별도의 커넥터 없이 직접 부착하여 편리하게 접속시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, EL 메탈 돔 키패드는 EL 자체적으로 발생되는 고유 잡음을 최소화하고 스위치의 편차관리를 개선하며 방사기능과 ESD에 의한 영향을 최소화함으로써 안정적으로 동작할 수 있다. |
