CN101150020A - 发光片状模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发光片状模块，包括覆盖多个按键开关的光导片，至少一个LED以及电路板，所述至少一个LED配置在所述光导片的至少一个端部上，所述电路板配置在其上配置有LED的所述光导片的所述端部上。当发光片状模块被安装在开关板上时，它能够适应各式各样的按键开关，并且以高亮度的发射光照明所述按键开关。

Description

发光片状模块

相关申请的交叉引用

本申请基于并要求以下各日本专利申请的优先权：2006年8月3日申请的No.2006-211545，以及2007年5月6日申请的No.2007-55535，其全部公开内容作为引用包含于此。

技术领域

本发明涉及一种设置在各种电子仪器的操作面板中、并且具有照明功能的发光片状模块。

背景技术

如图13所示，片状开关10被用作设置在各种如移动电话、移动信息终端等等的电子仪器中的键输入部件。片状开关10通过提供包括发光二极管元件6的多个光源完成其照明功能，每个发光二极管元件6设置在每个按键开关8附近。

图14示意了片状开关1，包括发光元件6和平板状光导板5(仅供参考，参见日本专利申请公开No.2004-69751；图9)。片状开关1包括提供有布线图的电路板2、布置在电路板2上的固定触点3、配置在电路板2上覆盖每个固定触点3的用作触觉弹簧的丘状触点4、配置在电路板2上方的光导板5、发光二极管6(以下称为发光二极管或LED)以及键顶7，发光二极管6是构造为照明光导板5的一个侧面的发光二极管元件或包括至少一个发光二极管元件的封装件，键顶7每个均在另一侧包括延长的下端部，配置为贯穿光导板5并且按压每个丘状触点4。从LED 6出射并且在光导板5中引导的光，最后照明每个键顶7的下端部，然后光照明整个键顶7。

一种经过进一步压薄同时保持照明功能的适合于满足近来的电子仪器薄化趋势的片状开关也是已知的，(仅供参考，参见日本专利申请公开No.2004-69751，图6)。如图15所示，片状开关11包括提供有固定触点13和丘状触点14的电路板12，覆盖丘状触点14和电路板13上面的区域的光导板15，以及提供在光导板5上方的键顶17，其中每个丘状触点14配置在电路板12上以覆盖每个固定触点13。每个键顶17对应每个丘状触点14。在片状开关11中，从配置在电路板12一端的LED 16出射的光被引导入光导板15，以提供光发射给整个光导板15，并且从下方照明键顶17。

然而，上述传统的片状开关面临以下问题。

即，在如图13所示的片状开关10中，LED 6靠近键式开关8配置，随着键式开关8的数量增加，LED 6的数量必须增加。结果，出现功率消耗增加以及片状开关10尺寸变大的问题。

在如图14所示的片状开关1中，因为光通过光导板5被引导至键顶7，LED的数量减少，但是为了将从LED 6出射的光有效并且无漏损地引导至光导板5，必须使用具有一定厚度的光导板5。光导板5厚度的增加导致整个片状开关1厚度的增加。

在如图15所示的片状开关11中，因为从LED 16出射的光进入光导板15的一侧表面来照明整个光导板15，有一个问题即键顶在远离LED 16的位置的亮度减少，并且遍及整个光导板15的亮度变化是显著的。

由于光导板15仅仅安置于电路板12之上，光导板15和片状开关之间容易存在空隙，另外，甚至在LED和光导板15之间也容易存在空隙。

相应地，如果这样的空隙存在于光导板15周围，有一个问题即光可能从空隙泄漏，以致通过键顶17的光量不足并且存在片状开关的亮度变化。

另外，由于包括具有光导板和对应于键式开关的LED的照明装置的每个上述片状开关10和11被集成，不可能只利用照明装置的功能。因此，问题在于，片状开关不可能灵活地适应具有不同结构的键式开关或开关板等等的结构的各种设备。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种能适应安装在开关板上的各种形状键式开关的发光片状模块。

并且，本发明的另一个目的是提供一种当发光片状模块设置在开关板中时，能与键式开关保持紧密接触、并且能提供高亮度的键式开关光发射的发光片状模块。

根据本发明的一个实施例，根据本发明的实施例的发光片状模块包括覆盖多个键式开关的光导片，至少一个发光二极管元件或者作为包含和光导片的至少一个端部接触的至少一个发光二极管元件的封装件的发光二极管(以下称为发光二极管，LED)，以及电路板，所述电路板被配置为在其上固定有所述发光二极管，并且与发光二极管被设置其上的、所述光导片的所述端部相接触。

所述光导片包括覆盖按键开关的光导部件以及凸起部分，所述凸起部分与所述光导部件整体形成，并且被配置为覆盖LED。

光导片的凸起部分被形成为平滑升高并具有平滑的倾斜面，并且从LED出射的光沿着倾斜面径向地导入光导部件。

丘状触点配置在光导片的预定位置并且与光导片粘合，以面对配置在电路板上的预定固定触点。在一个示例中，光导片上提供有突出部并且丘状触点被固定到突出部上。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的发光片状模块的透视图。

图2是沿着图1的发光片状模块的A-A线的剖视图。

图3是组装有图1中的发光片状模块的操作面板的剖视图。

图4是示出了固定到图1中的发光片状模块上的丘状触点的剖视图。

图5是示出了包含于提供在光导片下表面上的凸起部分中的丘状触点的剖视图。

图6是根据本发明第二实施例的发光片状模块的透视图。

图7是包括丘状触点和用于保持丘状触点的可移动片的发光片状模块的透视图。

图8是沿图7中的发光片状模块的B-B线的剖视图。

图9是组装有图7中的发光片状模块的操作面板的剖视图。

图10是包括提供在光导片下表面上的突出部的发光片状模块的剖视图。

图11是组装有图10中的发光片状模块的操作面板的剖视图。

图12是包括被固定到提供在光导片下表面上的突出部上的丘状触点的发光片状模块的剖视图。

图13是其中配置有多个光源的传统片状开关的平面图。

图14是包括多个光源和光导板的另一个传统片状开关的剖视图。

图15是又一个传统片状开关，其中多个光源配置为面对光导板的一侧。

具体实施方式

本发明的优选实施例将参考下面的附图来详细地说明。

说明根据本发明第一实施例的发光片状模块。

根据本发明第一实施例的发光片状模块示于图1和2。发光片状模块21是薄的长方形的光导片22，包括作为发射面的上表面、与上表面相对的下表面和其上安装有至少一个发光二极管元件或作为包含至少一个发光二极管元件的封装件的发光二极管(以下称为发光二极管，LED)。

LED 23被配置为在光导片22的一个端部，与光导片的下表面接触。LED板24具有沿长方形的光导片22的短侧延伸的伸长的形状。

光导片22包括透明或半透明的薄片，其由具有良好光导性能的材料，诸如丙烯酸树脂、硅树脂、聚碳酸酯树脂、聚对苯二甲酸二乙醇酯树脂等等制成。

光导片22包括在其下粘合有LED板24的片状端部22b以及从片状端部22b以一个平坦的状态延伸的光导部件22a。光导部件22a设计成覆盖键式开关32，如图1至3所示。

在示于图1的第一实施例中，多个键式开关被提供于开关板31上。

虽然对光导片22的厚度没有特别的限制，考虑到光导部件22a的光导向效率和与键式开关32所期望的紧密接触，它优选地设置在0.05mm至0.3mm范围内，大约0.1mm的厚度是尤其合意的。片状端部22b的进一步说明将在随后提供。

在第一实施例中，LED 23在其一侧具有一个发射面23a，即它是侧面发光型的。LED 23设置在LED板24上以便发射面23a配置成面对光导部件22a。LED 23的上表面与片状端部22b的下表面接触并被其覆盖(见图2)。

LED板24被形成为沿着光导片22短侧延伸的横向延长构件，并且LED 23被安装在LED板24的基本中心部分上。LED板24例如由柔性的薄电路板组成。提供在LED板24下表面上的是粘合表面25(见图2)，其将被粘合到开关板31的上表面(见图3)。应该注意到LED 23的电路图形(未示出)，连接电路图形与外部板(未示出)等等的连接器(未示出)也可以提供在LED板24上。

LED 23的位置，以及在使用多个LED的情况下，LED 23的数量和排列，根据光导部件22a的形状和大小以及键式开关32的排数量和列数量适宜地设置。例如，如果发光片状模块形成为在其上配置有移动电话的数字键或功能键等等的长方形的片，一个LED可能配置在LED板24的中心部分，如图1所示，或者多个LED可能沿着配置在光导片62的一个端部下并沿该端部横向延伸的LED板64的纵向以规则的间隔配置，如图7所示。

如图7所示，如果使用三个LED 63，包括发射红光的红色LED、发射蓝光的蓝色LED以及发射绿光的绿色LED，各种颜色的光可以从光导部件62a出射。

并且，如果单个LED如图1所示配置，彩色发光型LED可能被用于该单个的LED。彩色发光型LED可能由诸如白色、蓝色等等的单一颜色LED或者红色、蓝色和绿色LED元件整体形成的单元组成。

接下来，覆盖LED 23的上表面的光导片22的片状端部22b将得到详细地描述。

光导片的片状端部包括在其上表面上的凸起部分26。凸起部分26构造为平滑地连接到光导部件22a，并且形成为基本圆形的凸起部分，通过其下表面覆盖LED 23。LED 23配置在圆形凸起部分的中心部分之下。因此，从LED 23的发射面23a出射的光沿凸起部分26的倾斜面径向地传播，并且引导至光导部件22a的方向，如同图1箭头所示。

如图2所示，可以提供光导片的凹面部分26a以在凸起部分26下无任何空隙地容纳LED 23。在LED 23被安装于LED板24上之后，光导片22的下表面被配置于LED板24上，使得与之紧密接触或通过透明胶粘剂固定至其上，以便LED 23包含于提供在光导片下表面的凹面部分26a内。另外，在本实施例中，具有凸起或丘状形状底面的凹面部分26b被提供于凸起部分26的顶端部分。通过提供凹面部分26b，从LED 23向上引导的光被在凹面部分26b上反射以有效地导向光导部件22a。

由此，在光导片22的片状端部上提供凸起部分26导致从LED 23的发射面23a径向出射的光被有效地并自然传播地导向光导部件22a。结果，有可能以高亮度并且无变化地照明配置在光导部件22a之下的多个键式开关。可以实现对LED 23能量消耗的节约。

多个按压部分35被提供在光导部件22a的上表面上，如图1所示。

每个按压部分35对应于覆盖多个键式开关32的每一个的的丘状接触33的光导部件22a的一部分，如图3和4所示。通过将发光片状模块21放置在开关板31上，集成发光片状模块21与开关板31，以便丘状触点33配置为覆盖提供在开关板31上的对应固定触点34上方的区域。可选择地，丘状触点33可以被预先安装在对应于上表面的按压部分35的光导片22的下表面上。在发光片状模块21上以这种方式提供丘状触点33使得在开关板31上固定发光片状模块21更加方便。

如果在光导片22的下表面上形成凸出的凹面部分以匹配丘状触点33上表面的形状，则可以在凹面部分稳定地安装丘状触点33。在光导部件22a中提供凹面部分使得当发光片状模块21配置在开关板31上时，光导部件22a可以严密地无任何空隙地适合于键式开关32。此外，提供凹面部分使得当丘状触点33被预先提供于光导片22上时，丘状触点33产生稳固的支撑力。

发光片状模块21例如可以形成为移动电话的操作面板的片状开关。

在此情况下，发光片状模块21被与操作面板在形状和大小上基本相似的方式形成。多个的固定触点34被提供以对应于配置有数字键、字母键及其它功能键的位置。每个丘状触点33由丘状触觉弹簧形成，其在中心部分基本呈平面，由薄金属材料制成以实现适合的按键感觉，并配置为覆盖固定触点34。构造为提高反射系数的反射镜状抛光层被提供在丘状触点33的上表面上。相应地，从安装在LED板24上的LED中通过光导片22引导的光被有效地反射。

接下来，将参考图3说明具有上述结构的发光片状模块21照明的操作方式。

从母板等等通过设置在LED板24上的连接器(未示出)提供的电流被施加于LED 23。从LED 23的发射面23a出射的光被导入在片状端部22b的凸起部分26径向向外加宽的光导部件22a。导入光导部件22a的光通过其中配置有丘状触点33的键式开关32被引导向光导部件22a的另一个侧面。

另外，通过光在丘状触点上反射的反射效应，光导部件22a的每个丘状触点33的上部被显著地、明亮地照明。以这种方法，因为光导片22被严密地适合于各丘状触点23的上外部形状而无任何空隙，则从LED 23出射的光可以以高亮度且无变化地照明对应于按压部分的光导片22的部分。在光导部件22a与丘状触点33紧密接触的每个部分，可以对光导部件22a的上表面进行镜面处理，或者可以在光导部件22a的整个上表面进行镜面处理，或可以局部地或整个地在光导部件22a上进行精细凹面和凸面处理，任何模式处理等等，并因此可能由于光散射效应提高光导部件22a的反光度或亮度。

应该注意到丘状触点33不局限于金属触觉弹簧，而且，例如一种通过压纹处理而形成触觉弹簧的弹性丘状树脂质的片状体可以用于各个丘状触点。

在此情况下，各丘状触点可以随同用于与固定触点34导电的电极提供在下表面上，并且随同通过用于反射的涂敷或沉积金属膜而形成的，或通过包含精细金属粒子或玻璃粒子的涂覆材料形成的反射表面提供在前表面上。通过用上述结构形成各丘状触点33的反射面，与整个地由金属触觉弹簧形成的丘状触点相比较，可以实现更柔软的按键触感。

作为一种在光导片22中，尤其是上述的每个丘状触点33中有效引导光的方法，一种光反射构件或者光散射表面可提供在光导片22的下表面或者正面上。例如，通过在光导片22的下表面上提供一种包括白色型或者银型涂料的光反射构件，导入的光可以很容易集中地照明丘状触点33，而不被开关板31吸收。

另外，通过在光导片22的上表面上提供大量的凹面和凸状的光散射部件，可以从光导片22向按压部分35发射光，同时通过光散射部件散射光。当形成光导片22并执行图案处理等形成光散射部件时，光散射部件可以通过利用模具容易地形成。

应该注意的是，发光片状模块21可以直接用于键操作，并且按压部分35可以在覆盖丘状触点33的光导片22上，例如通过打印显示多种开关操作的字符、符号等等形成。此外，应当注意到，丘状触点33上方的区域可以通过在除了每个丘状触点33对应部分之外的光导片22的表面，涂覆具有遮光特性的涂料来明亮地照明。一种具有用于每个丘状触点33对应部分的孔的薄的遮光罩构件来代替施加涂覆涂料。

发光片状模块21被置于提供在开关板31上的按键开关32上，如图3所示。键操作部分被提供在发光片状模块21上方，藉此能够组装操作板41。

应当注意到，键操作部分包括表面片45，在表面片45上预定位置处提供有多个厚的键顶44，并且在表面片45的下表面上配置有胶片43。

胶片43包含一薄片，其大小大体和开关板31一样，并且具有至少与键顶44相应的透明或半透明部分。另外，如图3所示，向下的并且纤细的伸出的凸状部分43a被提供在与每个键顶44的中心部分相应的胶片的部分上，胶片43被配置在发光片状模块21的上表面上，以便凸状部分43a与光导片22的按压部分35接触。为了在发光片状模块21上稳定地配置胶片43，用于水平调整的隔离物(未示出)可以提供在胶片43和发光片状模块21之间。

表面片45构成电子仪器操作板的显示面，发光片状模块21被安置于其中，并且通常由柔软的诸如橡胶等等的树脂类材料形成。表面片45被配置成覆盖胶片43上方的区域，并且在与下方配置的丘状触点33相应的部分提供有厚的键顶44。每个键顶44具有透光性能并且具有印刷或压印在其表面上的多种字符、符号等等。应当注意到，表面片45在除了键顶44之外的部分可以有遮光性能。因此，通过在每个具有遮光性能的各部分的背面上提供诸如金属薄膜的反射材料，可以改善光导片22之内的光导作用。

在发光片状模块21中，从LED 23发射的光被引导至光导片22每个角落。引导至每个丘状触点33的光在丘状触点33光亮的金属表面上被向上反射。在丘状触点33上反射的光进入键顶44并且通过胶片43，使得键顶44的上表面或操作表面被明亮地照明。

如上所述，因为光导片22与丘状触点33的表面紧密地接触，引导至丘状触点33上方区域的光没有外漏，并且大量光可以在丘状触点上向键顶44的方向被反射，因而允许键顶以高亮度被照明。

图6示出了根据本发明第二实施例的发光片状模块51。

在第二实施例中，发光片状模块51包括具有光导部件52a的光导片52，以及分别配置在光导片52相对片末端部分52b和52c的多个LED 53。发光片状模块在光导部件52a的面积大，或者需要获得高亮度的情况下是合适的。LED53设置在一对LED板54a和54b上，并且每个LED板54a和54b配置在光导片的各短边，被光导片52的片末端部分52b和52c覆盖。一种构架可以由该对LED板54a、54b和连接该对LED板的连接构件54c形成，以防止光导部分52a，即连接构件54c被配置在光导部件52a之外。在第二实施例中，三个LED 53分别排列在配置在光导片52两短边上的LED板54a和54b上，以增强光导部件的亮度，如图6所示，然而LED 53的数量可以依照光导部件52a的尺寸或者需要的发射亮度来适当变化。

应当注意到，因为对应于LED 53的布置提供的凸起部分56以及覆盖每个LED 53的位置具有与第一实施例中凸起部分26类似的结构，进一步的详细说明从略。

按照第二实施例的发光片状模块51使得其可能在光导部件52a相对的末端部分增加发射强度，以及在光导部件的中心部分也获得足够的发射强度，因为在光导片52相对的片末端部分的LED 53被排列为越过光导部件52a彼此面对。因此，这种发光片状模块在具有大形状的按键开关或者大量按键开关被安置在开关板中的情况下是适合的。

图7和8示意了一种发光片状模块61，其包括具有光导部件62a的光导片62、丘状触点67和用于保持丘状触点67的保护片66，其中每个丘状触点67由金属触觉弹簧形成。如图9所示，每个丘状触点67通过粘着剂粘附于光导片62的下表面，并且配置在对应于配置在开关板31上的固定接点34的位置上，其中发光片状模块61被安装在开关板31上。

保护片66粘附于粘附有丘状触点67的光导部件62a的下表面以及LED板64的粘合表面65的下表面。保护片66面对丘状触点67的表面形成为可除去的粘合表面。在发光片状模块61的生产过程期间，保护片66的粘合表面被粘附于粘合表面65。保护片66的提供便于发光片状模块61的装运(shipment)和长期存储。

当粘附保护片66的发光片状模块61被组装在开关板31中时，保护片66从光导片62除去，并且LED板64、丘状触点67与开关板31上的固定触点对准，并在此后通过LED板64的粘合表面65粘附于开关板31，如图9所示。

图10示出了一种包括突出部68的发光片状模块71，每个突出部68被提供于图2中所示的光导片22的背面的预定位置。例如每个突出部68由在光导片22的下表面通过丝网印刷或喷墨印刷，涂覆透光树脂类材料而形成，并提供于与对应的按键开关32的大体中心部分接触的位置。在图解的实施例中，突出部68以半球形从光导片的下表面凸出，并且突出部68的末端设置为配置在与按键开关32的大体中心部分对应的位置。

突出部68可以通过所谓的罐烧法形成，其中透光树脂类材料被形成作为光导片22下表面上的涂层。此外，突出部68可以通过将背部有粘性的(adhesive-backed)树脂模制品附着至光导片的下表面形成，该树脂模制品具有预先按照突出部68的形状形成的突起，或者通过在光导片22的下表面上转印(transferring)片状突出部而形成。

通过提供突出部68，按键开关32在每个丘状接触上的按压点被精确固定，致使得到改善后的按击感觉和高准确度的开关。每个突出部68的直径或者厚度按照对应的按键开关32的尺寸设置。例如，如果按键开关32的直径是4mm至5mm，优选地设置突出部68的直径为在1.5mm至2.5mm范围之内，而突出部的厚度在75μm至250μm范围之内。

如图12所示，在丘状触点33被固定到发光片状模块71的突出部68的情况下，每个丘状触点33的中心部分配置为与突出部68的末端接触并且通过胶粘剂等等粘附。

应当注意到，即使在如图6至9所示的发光片状模块51和61中，通过提供突出部68与按键开关相应，一样可以实现最佳的按击感觉和高准确度的开关。

因为根据本发明的发光片状模块包括提供在光导片的一个端部和下表面上的LED，以及在其上安装LED的LED板，并且光导片表面除了提供LED板的部分之外被开放，形成在其它的开关板等上的按键开关可以被附着于光导片开放的表面。因此，可以使用任何材料或者形状的电路板用于开关板，例如，一种易变形的薄柔性板或者厚度恒定的硬的树脂板。此外，可以直接安装其中组装有按键开关的开关面板，而不被限于开关板。

虽然已经描述了本发明的优选实施例，但是本发明不限于这些实施例，并且对这些实施例可以进行多种修改和变化。

Claims (18)

1.一种发光片状模块，包括：

光导片，覆盖多个按键开关；

至少一个发光二极管，设置在所述光导片的至少一个端部上；以及

电路板，设置在所述光导片的设置有所述发光二极管的所述端部上，并配置为在所述电路板上安装所述发光二极管。

2.根据权利要求1的发光片状模块，

其中另一个电路板被提供在所述光导片的相对端部上，至少一个发光二极管被设置于所述另一个电路板上。

3.根据权利要求1的发光片状模块，

其中所述光导片包括配置为覆盖按键开关的光导部件以及凸起部分，所述凸起部分覆盖固定在所述电路板上的发光二极管，并与所述光导部件整体形成。

4.根据权利要求3的发光片状模块，

其中所述光导片的光导部件具有0.05mm至0.3mm的厚度。

5.根据权利要求3的发光片状模块，

其中所述凸起部分被形成为平滑地升高并具有平滑倾斜面，并且

其中从所述发光二极管发射的光被沿着所述倾斜面被径向引导入所述光导部件。

6.根据权利要求1的发光片状模块，

其中所述光导片由丙烯酸树脂、硅树脂、聚碳酸酯树脂肪、以及聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂中的任意一种制成。

7.根据权利要求1的发光片状模块，

其中所述键开关的丘状触点设置在所述光导片上的预定位置。

8.根据权利要求7的发光片状模块，

其中所述丘状触点被粘附到所述光导片的下表面。

9.根据权利要求7的发光片状模块，

其中所述丘状触点通过粘附到所述光导片的下表面的可移动的保护片被保持。

10.根据权利要求1的发光片状模块，

其中多个发光二极管被沿着所述电路板的宽度方向设置。

11.根据权利要求10的发光片状模块，

其中所述多个发光二极管至少包括发射红光的红色发光二极管元件、发射蓝光的蓝色发光二极管元件以及发射绿光的绿色发光二极管元件。

12.根据权利要求1的发光片状模块，

其中所述至少一个发光二极管包括配置为分别发射红光、蓝光和绿光的集成元件。

13.根据权利要求1的发光片状模块，

其中所述光导片包括设置在面对所述按键开关的位置处的多个突出部，

其中每个所述突出部的末端基本对应于相应按键开关的中心位置。

14.根据权利要求13的发光片状模块，

其中每个所述突出部被形成为以大体半球形从所述光导片伸出。

15.根据权利要求13的发光片状模块，

其中每个所述突出部通过在所述光导片的表面上印刷树脂类材料而形成。

16.根据权利要求13的发光片状模块，

其中每个所述突出部通过罐烧法形成，其中树脂类材料被形成在所述光导片的表面上。

17.根据权利要求13的发光片状模块，

其中每个所述突出部通过在所述光导片的表面上转印按照所述突出部的形状形成的树脂类材料而形成。

18.根据权利要求1的发光片状模块，进一步包括：

其上固定多个按键开关的开关板，

其中其上固定有所述发光二极管的所述电路板被配置在所述开关板的上表面上。

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