説明

フレキシブルELドームシート及びこれを用いたフレキシブルELドームシートキーパッド

本発明に係るフレキシブルELドームシートは、5〜50μm厚さのポリマー絶縁層を基板として用いて厚さが50〜150μmであり、各キーパターンが形成されたフレキシブルELシートと、ELシートに接着されるメタルドームまたはポリドームと、を含んで構成されることを特徴とする。本発明によると、フレキシブルELシート、メタルドームまたはポリドームを使用することで、柔軟性及び耐久性に優れており、シリコンモールディングのための別途の工程が必要でない。さらに、キーパッドのクリック感が向上し、軟性回路基板の電源印加部とフレキシブルELシートとの電気的な連結は、コンタクトパッド端子構造を用いて行われるので、別途のコネクターが必要でなくなり、FPC連結工程が必要でない。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フレキシブルELドームシート及びこれを用いたフレキシブルELドームシートキーパッドに関するもので、特に、柔軟性に優れたフレキシブルELシート、メタルドームまたはポリドームを用いたフレキシブルELドームシート、及びこれを用いたフレキシブルELドームシートキーパッドに関するものである。
【背景技術】
【0002】
携帯電話のキーパッド、メンブレインスイッチなどに用いられる既存のドームシート(Dome sheet)は、ドームリテーナ(Dome retainer)フィルムに、多数の金属またはポリドームが所定位置に付着された形態で製造される。
電界発光素子(Electro Luminescence、以下、ELという)ドームシートは、ドームスイッチとELシートとを一体化したもので、印刷回路基板に連結されるように印刷回路基板とキーパッドとの間に位置し、LEDなどの別途の光源なしにもキーパッドを照明することができる。
【0003】
従来のELドームシートに用いられるELは、ベースフィルムとしてITOフィルムを用いる。したがって、ELの厚さが200μm以上に厚くてITOフィルムが折られるか曲がると、ITO表面の損傷によって発光が適切に行われず、ELの柔軟性(flexibility)が劣るようになる。
そして、ELの柔軟性を相当高めキーパッドとして活用するためには、それぞれのキーパターンを除いた残りの部分をカッティングして薄くすべきであり、カッティング工程が要される。したがって、シリコンモールディングのための高温高圧での成形加工が必要であり、電源印加のための端子部にコネクターを設けるためのFPC連結工程が必要である。このように付加的な工程が要されるので、生産性の低下、非常に高い工程難易度などによって多くの不良が発生している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明が解決しようとする技術的課題は、柔軟性に優れており、簡単かつ容易な工程で生産性を向上できるフレキシブルELドームシート及びこれを用いたフレキシブルELドームシートキーパッドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記の技術的課題を達成するための本発明に係るフレキシブルELドームシートは、5〜50μm厚さのポリマー絶縁層と、該ポリマー絶縁層の上部に形成される導電層と、該導電層の上部に形成される誘電層と、該誘電層の上部に形成される蛍光層と、該蛍光層の上部に形成される透明導電層と、該透明導電層の上部に形成されるポリマー保護膜層と、を含んで構成され、厚さが50〜150μmであり、各キーパターンが形成されたフレキシブルELシートと;前記各キーパターンとそれぞれ対応するように前記ELシートに接着され、前記キーパターンが自身の凸面上に位置するように前記ELシートに接着されるメタルドームまたはポリドームと、を含んで構成されることを特徴とする。
【0006】
このとき、前記メタルドームまたはポリドームは、両面テープを用いて前記フレキシブルELシートに接着されることを特徴とする。また、前記メタルドームまたはポリドームは、接着剤を用いて前記フレキシブルELシートに接着されることを特徴とする。
上記の技術的課題を達成するための本発明に係るフレキシブルELドームシートキーパッドは、前記フレキシブルELドームシート、軟性回路基板及びラバーキーパッドを含んで構成され、前記軟性回路基板は、前記フレキシブルELドームシートの前記フレキシブルELシートに連結され、前記フレキシブルELシートに電源を印加する電源印加部と;前記メタルドームまたはポリドームと一対一に対応する接点、該接点と前記メタルドームまたはポリドームが接触したとき、前記フレキシブルELシートに電源を印加するように前記電源印加部に信号を送る信号出力回路を含んで構成され、少なくとも前記メタルドームまたはポリドームの個数だけ形成された単位回路と、を含んでおり、前記ラバーキーパッドは、前記フレキシブルELドームシートに形成された前記各キーパターンに対応するように各キーがパターニングされており、前記フレキシブルELドームシートにおいて、前記メタルドームまたはポリドームが接着された面の反対面に位置するように設置されることを特徴とする。
このとき、前記フレキシブルELシート及び前記軟性回路基板の前記電源印加部は、コンタクトパッドを用いて電気的に連結されることが好ましい。
【発明の効果】
【0007】
上述した本発明によると、厚さが約100μmのフレキシブルELシートと、弾性力の良いメタルドームまたはポリドームを使用することで、本発明に係るフレキシブルELドームシートキーパッドは、従来に比べて柔軟性に優れている。そのため、本発明に係るフレキシブルELドームシートキーパッドを数十万回使用するときも、物理的及び電気的に優れた耐久性を有し、ELシートなどの損傷が防止されるので、シリコンモールディングのための別途の工程が必要でなくなり、キーパッドのクリック感が向上する。
さらに、軟性回路基板の電源印加部とフレキシブルELシートとの電気的な連結のためにコンタクトパッド端子を用いるので、電気的な連結のための別途のコネクターが必要でなくなり、FPC連結工程が必要でない。
【発明を実施するための最良の形態】
【0008】
以下、添付の図面に基づいて、本発明の好ましい実施の形態に対して説明する。
図1は、フレキシブルELシートを説明するための概略図である。
図1に示すように、フレキシブルELシート110は、5〜50μm厚さのポリマー絶縁層と、ポリマー絶縁層の上部に形成される3〜15μm厚さの導電層と、導電層の上部に形成される1〜3μm厚さの第1電界ポリマー層と、第1電界ポリマー層の上部に形成される3〜25μm厚さの誘電層と、誘電層の上部に形成される1〜3μm厚さの第2電界ポリマー層と、第2電界ポリマー層の上部に形成される30〜50μm厚さの蛍光層と、蛍光層の上部に形成される1〜3μm厚さの補強層と、補強層の上部に形成される10μm未満の厚さを有する透明導電層と、透明導電層の上部に形成される5〜50μm厚さのポリマー保護膜層とからなり、全体の厚さが50〜150μmであることを特徴とする。上記の各層は、1回または数回のスクリーン印刷で形成される。このとき、第1電界ポリマー層、第2電界ポリマー層及び補強層は、フレキシブルELシートの電気光学的特性を向上させるためのもので、必ず必要なものではなく、省略可能である。
【0009】
ポリマー絶縁層用物質は、硬化後に各種のソルベントに反応せず、防湿特性に優れた物質を使用しなければならない。ポリマー絶縁層の物質としては、例えば、赤外線(IR)または紫外線(UV)を照射して硬化されるポリマーを使用することができる。導電層は、導電性粉末とバインダーとの混合物、導電性有機ポリマー、または、導電性粉末と導電性有機ポリマーとの混合物からなる。導電性粉末としては、例えば、銀でコーティングされた銅粉末、カーボン粉末または銀粉末が用いられる。導電性有機ポリマーとしては、例えば、3,4-エチレンジオキシチオフェン(PEDOT:PSS)、ポリエチレンチオキシチオフェン(PEDOT:PSS)などの物質を使用することができる。第1電界ポリマー層としては、シアノエチルプルラン(Cyanoethyl pullulan)またはフッ素樹脂(Fluororesin)などの誘電常数の大きい物質を用いる。誘電層は、誘電体粉末及びバインダーからなる。誘電体粉末としては、BaTiOなどの高誘電常数を有する誘電体粉末を使用し、その大きさは0.1〜10μmである。誘電層に用いられるバインダーとしては、シアノエチルプルランまたはフッ素樹脂などの誘電常数の大きいポリマーを用いる。第2電界ポリマー層150は、高誘電常数のポリマーからなる。高誘電常数のポリマーとしては、シアノエチルプルランまたはフッ素樹脂などを使用することができる。蛍光層は、蛍光体粉末及びバインダーからなる。蛍光体粉末は、ZnSなどのII〜IV族化合物を使用する。蛍光層に用いられるバインダーは、蛍光体粉末より高い誘電常数を有することが好ましい。このような高誘電常数のバインダーとしては、シアノエチルプルランまたはフッ素樹脂などを使用することができる。補強層は、誘電常数の高いポリマーを使用したり、または、大きさが0.1〜10μmであるBaTiO粉末と誘電常数の高いポリマーとを混合して使用する。誘電常数の高いポリマーとしては、シアノエチルプルランまたはフッ素樹脂などがあり、素子の発光色相を変化させるために、ローダミンなどの蛍光染料または蛍光顔料を蛍光層バインダーに混合することができる。透明導電層は、ITO粉末とバインダーとの混合物、スパッタリング方法で形成されたITO薄膜層、伝導性有機ポリマー、または、伝導性有機ポリマーとITOとの混合物質からなる。伝導性有機ポリマーとしては、例えば、3,4-エチレンジオキシチオフェン(PEDOT:PSS)、ポリエチレンチオキシチオフェン(PEDOT:PSS)などの物質を使用することができる。
【0010】
上述したフレキシブルELシート110は、従来技術で一般的に用いられる75〜200μm以上の厚さを有するITO基板の代りに、5〜50μm厚さのポリマー絶縁層を使用することで、従来のEL素子の厚さより最大約1/4に薄くなるので、素子の柔軟性を充分に確保できるようになる。
フレキシブルELドームシートは、キーパターンが形成されたフレキシブルELシートと、フレキシブルELシートに接着されるメタルドームまたはポリドームからなる。このとき、フレキシブルELシートに接着されるメタルドームまたはポリドームは、キーパターンがメタルドームの凸面上に位置するように両面テープまたは接着剤を用いて接着される。以下、メタルドームまたはポリドームをメタルドームと通称する。
【0011】
したがって、本発明の実施形態に係るフレキシブルELドームシートは、従来のように、ドームリテーナフィルムに金属またはポリドームを付着させる必要がない。また、ELシート自体の厚さが従来より薄いため、別途のカッティング工程が必要でなく、簡単に両面テープまたは接着剤を用いてELシートとメタルドームとを接着させるので、全体的な工程が簡単になるだけでなく、厚さが薄くて充分な柔軟性を確保できる。
図2及び図3は、本発明の実施形態に係るフレキシブルELドームシートキーパッドを説明するための概略図で、図4は、コンタクトパッド端子を通してフレキシブルELシートと軟性回路基板とが結合された状態を示す概略図で、図5及び図6は、図2乃至図4のフレキシブルELドームシートキーパッドの作動を説明するための概略図である。
【0012】
図2乃至図4に示すように、本発明の実施形態に係るフレキシブルELドームシートキーパッドは、上述した両面テープ400によって接着されたフレキシブルELシート110及びメタルドーム120からなるフレキシブルELドームシートと、軟性回路基板200と、ラバーキーパッド300と、コンタクトパッド端子500とを含んで構成される。フレキシブルELドームシートの構造に関しては既に説明したので、本実施形態では、それに対する説明を省略する。
軟性回路基板300は、複数個の単位回路210及び電源印加部220からなる。
電源印加部220は、後述するコンタクトパッド端子500によってフレキシブルELシートに連結され、各単位回路210に含まれる後述する信号出力回路212から信号を受けてフレキシブルELシート110に電源を印加する。
【0013】
単位回路210は、メタルドーム120と一対一に対応する接点211と、メタルドーム120と接点211との接触可否によってフレキシブルELシート110に電源を印加するように、電源印加部220に信号を送る信号出力回路212とを含んで構成される。単位回路210の個数は、メタルドーム120の個数、すなわち、キーパターン111の個数またはそれ以上である。すなわち、キーが不透明で発光機能を持たなくてもよい場合もあるので、単位回路の個数がキーパターン111の個数以上であることもある。
ラバーキーパッド300には、フレキシブルELシート110に形成された各キーパターン111に対応するように各キー310がパターニングされている。また、ラバーキーパッド300は、フレキシブルELドームシートにおいて、メタルドーム120が接着された面の反対面に位置するように設置される。
【0014】
コンタクトパッド端子500は、フレキシブルELシート110の発光面の反対側に形成される。コンタクトパッド端子500を用いてフレキシブルELシート110と軟性回路基板200の電源供給部220とを電気的に連結させることで、電気的な連結のための別途のコネクターが必要でないので、FPC連結工程が必要でなくなるという長所がある。このとき、場合によっては、電気的な連結の信頼性を向上させるために、フレキシブルELシートに複数セットのコンタクトパッド端子を形成することもできる。
【0015】
図2乃至図4と関連した図5及び図6に示すように、使用者がラバーキーパッド300にパターニングされた何れか一つのキー310を押すと、そのキー310に対応するメタルドーム120が押される。その後、そのメタルドーム120に対応する軟性回路基板200の単位回路210に含まれた接点211とメタルドーム120とが接触し、その接点211を構成要素として含む単位回路210の信号出力回路212では、電源印加部220に電源を印加することを指示する信号を出力する。したがって、電源印加部220では、コンタクトパッド端子500を通してフレキシブルELシート110に電源を印加し、フレキシブルELシート110の全てのキーパターン111で発光するようになる。
【0016】
その後、使用者がラバーキーパッド300から手を離すと、メタルドーム120の復元力によって、メタルドーム120が元の状態に復帰するようになる。
上記のように、厚さが約100μmのフレキシブルELシートを使用し、弾性力の良いメタルドームを使用することで、本発明の実施形態に係るフレキシブルELドームシートキーパッドを容易に押すことができ、クリック感が良好になる。そして、従来よりも柔軟性に優れており、本発明の実施形態に係るフレキシブルELドームシートキーパッドを数十万回使用するときも、物理的及び電気的に優れた耐久性を有し、ELシートなどの損傷が防止されるので、シリコンモールディングのための別途の工程が必要でなくなる。
以下、本発明の実施形態に係るフレキシブルELドームシートキーパッドの製造方法に対して説明する。
【0017】
図7は、本発明の実施形態に係るフレキシブルELドームシートキーパッドの製造方法を説明するための工程フローチャートである。
まず、ベースフィルム10上にフレキシブルELシート110を形成する。ベースフィルム10は、形成されたフレキシブルELシート110が薄いため、そのフレキシブルELシート110を容易に取り扱うために別途に設けられたもので、必ず使用する必要はない。そして、フレキシブルELシート110には、メタルドーム120や軟性回路基板200などを整列するためのガイドホール20を形成する。
次に、フレキシブルELシート110の一面に両面テープ400を接着させる。
次に、予め設けられたドームジグ30を用いて、フレキシブルELシート110に形成された各キーパターンに対応するように、各メタルドーム120を両面テープ400が貼り付けられたフレキシブルELシート110に接着させる。
【0018】
次いで、軟性回路基板200に形成された接点及びメタルドーム120が一対一に対応するように、上記の段階までの結果物を軟性回路基板200に装着する。そして、ベースフィルム10を除去した後、ラバーキーパッド300に形成された各キー310がフレキシブルELシート110に形成された各キーパターンと一対一に対応しながら、フレキシブルELシート110においてメタルドーム120が接着された面の反対面に位置するようにラバーキーパッド300を設置することで、本発明の実施形態に係るフレキシブルELドームシートキーパッドが完成される。このとき、本発明の実施形態に係るフレキシブルELドームシートキーパッドに必要な電気的な連結は、コンタクトパッド端子の結合方式を用いて行われる。
【0019】
本発明は、上記の実施形態によって限定されるものではなく、本発明の技術的範囲内で当分野で通常の知識を有する者によって多様な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【図1】フレキシブルELシートを説明するための概略図である。
【図2】本発明の実施形態に係るフレキシブルELドームシートキーパッドを説明するための概略図である。
【図3】本発明の実施形態に係るフレキシブルELドームシートキーパッドを説明するための概略図である。
【図4】コンタクトパッド端子を通してフレキシブルELシートと軟性回路基板とが結合された状態を示す概略図である。
【図5】図2乃至図4のフレキシブルELドームシートキーパッドの作動を説明するための概略図である。
【図6】図2乃至図4のフレキシブルELドームシートキーパッドの作動を説明するための概略図である。
【図7】本発明の実施形態に係るフレキシブルELドームシートキーパッドの製造方法を説明するための工程フローチャートである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
5〜50μm厚さのポリマー絶縁層と、該ポリマー絶縁層の上部に形成される導電層と、該導電層の上部に形成される誘電層と、該誘電層の上部に形成される蛍光層と、該蛍光層の上部に形成される透明導電層と、該透明導電層の上部に形成されるポリマー保護膜層と、を含んで構成され、厚さが50〜150μmであり、各キーパターンが形成されたフレキシブルELシートと;
前記各キーパターンとそれぞれ対応するように前記ELシートに接着され、前記キーパターンが自身の凸面上に位置するように前記ELシートに接着されるメタルドームまたはポリドームと、を含んで構成されるフレキシブルELドームシート。
【請求項2】
前記導電層と前記誘電層との間には第1電界ポリマー層が、前記誘電層と前記蛍光層との間には第2電界ポリマー層が、前記蛍光層と前記透明導電層との間には補強層がそれぞれ介在されることを特徴とする請求項1に記載のフレキシブルELドームシート。
【請求項3】
前記メタルドームまたはポリドームは、両面テープを用いて前記フレキシブルELシートに接着されることを特徴とする請求項1に記載のフレキシブルELドームシート。
【請求項4】
前記メタルドームまたはポリドームは、接着剤を用いて前記フレキシブルELシートに接着されることを特徴とする請求項1に記載のフレキシブルELドームシート。
【請求項5】
請求項1乃至4のうち何れか1項によるフレキシブルELドームシート、軟性回路基板及びラバーキーパッドを含んで構成され、
前記軟性回路基板は、前記フレキシブルELドームシートの前記フレキシブルELシートに連結され、前記フレキシブルELシートに電源を印加する電源印加部と;前記メタルドームまたはポリドームと一対一に対応する接点、該接点と前記メタルドームまたはポリドームが接触したとき、前記フレキシブルELシートに電源を印加するように前記電源印加部に信号を送る信号出力回路を含んで構成され、少なくとも前記メタルドームまたはポリドームの個数だけ形成された単位回路と、を含んでおり、
前記ラバーキーパッドは、前記フレキシブルELドームシートに形成された前記各キーパターンに対応するように各キーがパターニングされており、前記フレキシブルELドームシートにおいて、前記メタルドームまたはポリドームが接着された面の反対面に位置するように設置されることを特徴とするフレキシブルELドームシートキーパッド。
【請求項6】
前記フレキシブルELシート及び前記軟性回路基板の前記電源印加部は、コンタクトパッドを用いて電気的に連結されることを特徴とする請求項5に記載のフレキシブルELドームシートキーパッド。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公表番号】特表2007−536702(P2007−536702A)
【公表日】平成19年12月13日(2007.12.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−511270(P2007−511270)
【出願日】平成17年3月14日(2005.3.14)
【国際出願番号】PCT/KR2005/000716
【国際公開番号】WO2005/125283
【国際公開日】平成17年12月29日(2005.12.29)
【出願人】(506365647)エル コリア コーポレイション (3)
【Fターム(参考)】