CN111599623B - 按键结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种按键结构，包括底板、键帽、升降机构、薄膜开关层及背光模块。底板具有透光孔。升降机构枢接底板与键帽。薄膜开关层具有反射结构，反射结构的位置对应透光孔。背光模块包括光源及反射层。光源用以朝向反射结构发射光线。反射层环绕光源配置且用以将自反射结构反射的光线反射至薄膜开关层。

Description

按键结构
技术领域
本发明是有关于一种结构，且特别是有关于一种按键结构。
背景技术
现有的发光按键结构包含光源及键帽，光源发出光线朝向键帽，并从键帽出光，以照亮键帽的字符。然而，光源的体积很小，且光源与键帽之间的距离也很小，导致光源的发光只能照射字符的局部，而无法均匀地照射字符。因此，本领域业者认为有必要研究一新的按键结构以改善前述现有问题。
发明内容
本发明有关于一种按键结构，可改善前述现有问题。
本发明一实施例提出一种按键结构。按键结构包括一底板、一键帽、一升降机构、一薄膜开关层及一背光模块。底板具有一透光孔。升降机构枢接底板与键帽。薄膜开关层具有一反射结构，反射结构的位置对应透光孔。背光模块包括一电路层、一光源及一反射层。光源设置于电路层且光源朝向反射结构发射一光线。反射层环绕光源配置且用以将自反射结构反射的光线反射至薄膜开关层。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附图式详细说明如下。
附图说明
图1绘示依照本发明一实施例的按键结构的局部剖面图。
图2绘示图1的底板及薄膜开关层的俯视图。
图3绘示依照本发明另一实施例的按键结构的局部剖面图。
图4绘示依照本发明另一实施例的按键结构的局部剖面图。
图5绘示依照本发明另一实施例的按键结构的局部剖面图。
图6A绘示依照本发明另一实施例的按键结构的局部剖面图。
图6B绘示依照本发明另一实施例的按键结构的局部剖面图。
图7绘示依照本发明另一实施例的按键结构的局部剖面图。
图8A～8E绘示依照本发明数个实施例的按键结构的局部剖面图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
请参照图1及2，图1绘示依照本发明一实施例的按键结构100的局部剖面图，而图2绘示图1的底板110及薄膜开关层140的俯视图。按键结构100包括底板110、至少一键帽120、至少一升降机构130、弹性体135、薄膜开关层140及背光模块150。按键结构100例如是可选择性连接于电子装置(如电脑、家电等)的键盘，或整合于笔记型电脑的键盘，然本发明实施例不受此限。
底板110具有至少一透光孔110a。升降机构130枢接底板110与键帽120。薄膜开关层140具有至少一反射结构141，反射结构141的位置对应透光孔110a。背光模块150包括至少一光源151、反射层152及电路层153。光源151设置于电路层153，且光源151朝向反射结构141发射一光线L1，反射层152环绕光源151配置，且用以将自反射结构141反射的光线L1反射至薄膜开关层140。
在本实施例中，光源例如是发光二极管(Light Emitting Diode,LED)、次毫米发光二极管(Mini LED)、微型发光二极管(Micro LED)、有机发光二极管(Organic LightEmitting Diode,OLED)或其他具有发光功能的发光元件，本发明并不以此为限。
如图1所示，按键结构100包括一个按键单元。在一个按键单元中，一个升降机构130枢接一个键帽120与底板110，且至少一光源151对应至少一透光孔110a配置。虽然本实施例的按键结构100系以一个按键单元为例说明，然在另一实施例中，按键结构100可包含数个按键单元。其次，在本实施例中，是以光源151的数量是两个为例进行说明，但在其他实施态样中，也可使用其他数量的光源151，例如是一个或是超过两个。于此，光源151是于键帽120的正投影范围内，且光源151与弹性体135沿正投影方向上不重叠。此处的正投影方向指的是沿键帽120的升降方向。
藉由反射结构141的设计，光源151所发出的光线L1可于反射结构141与背光模块150之间进行多次反射或漫射后穿透薄膜开关层140而至键帽120。如此，可增加从薄膜开关层140射出的光线L1的发射角A1。
由于从薄膜开关层140射出的光线L1的发射角A1增大，即使数个光源151之间的间隔较大，仍可增加从键帽120射出的光线L1的光分布均匀度及/或增加对键帽120的照射面积。此外，如图1及2所示，光源151具有发光面151u。即使光源151的发光面151u的发光面积R1(发光面积R1绘示于图2)甚小，由于从薄膜开关层140射出的光线L1的发射角A1增大，仍可增加从键帽120射出的光线L1的光分布均匀度及/或照射键帽的范围。在一实施例中，反射结构141的分布面积R2(分布面积R2绘示于图2)与发光面151u的发光面积R1的比例可介于约50％～约200％之间，然亦可愈大或愈小。
此外，发光面151u至反射结构141之间具有一距离H1。即使距离H1很小，藉由光线L1于反射结构141的多次反射或漫射，仍可有效增加从薄膜开关层140射出的光线L1的发射角A1。
此外，薄膜开关层140更包括透射部分142，透射部分142位于反射结构141与透光孔110a的侧壁之间。如图1及2所示，底板110的透光孔110a具有一开口面积R3(开口面积R3绘示于图2)，开口面积R3大于反射结构141的分布面积R2，使透光孔110a的开口涵盖透射部分142。如此，自光源151发出的光线L1可经由透射部分142穿透薄膜开关层140，而入射至键帽120。在一实施例中，透光孔110a的开口面积R3与反射结构141的分布面积R2的比例大于但不包含100％，例如是介于100％(不含端点值)～400％(可含端点值)之间，然亦可更大。如此，可确保经由透射部分142照射键帽120的光线L1的光量系足够的。
如图1所示，在本实施例中，底板110包含至少一枢接部111，其枢接于升降机构130。底板110的材质例如是金属或碳纤，而枢接部111的材质例如是金属或塑料。
如图1所示，键帽120包括本体121及遮光层122，于此是以本体121为透光材质为例。遮光层122涂布于本体121的表面，其具有至少一透光部122a。从薄膜开关层140射出的光线L1可从透光部122a射出(即，照亮透光部122a)。透光部122a具有一图案，例如是数字图案、字母图案、单字图案、数学符号或其组合。
如图1所示，升降机构130例如是剪刀脚机构，其可相对底板110的枢接部111上下升降，以带动键帽120随之上下升降。图1所示的Z方向例如是键帽120的升降方向，而XY平面例如是垂直于Z方向。
如图1所示，弹性体135位于键帽120与薄膜开关层140之间。当按键结构100从自由状态(如图1)变换至按压状态时，弹性体135形变而储存弹性位能。当释放处于按压状态的按键结构100时，弹性体135释放弹性位能而驱使按键结构100回复至自由状态。当按键结构100处于按压状态，弹性体135触发薄膜开关层140的一电路开关(未绘示)，一与按键结构100电性连接的处理器(未绘示)可据以执行一对应功能。在一实施例中，弹性体135的材料例如是橡胶。
如图1所示，薄膜开关层140包括第一层140A、间隔层140B及第二层140C，其中间隔层140B配置于第一层140A与第二层140C之间，且第一层140A比第二层140C更靠近背光模块150。在本实施例中，第一层140A的下表面140b具有反射结构141。由于反射结构141整合于既有的薄膜开关层140，因此几乎不会增加按键结构100的整体厚度。
在本实施例中，反射结构141整合于第一层140A。以制程来说，反射结构141可采用例如是射出成形及/或压印技术形成于第一层140A，然后形成有反射结构141的第一层140A再与间隔层140B及第二层140C组成薄膜开关层140。以材料来说，第一层140A、间隔层140B及/或第二层140C例如由聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA)、聚乙烯对苯二甲酸酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚丙稀(Polypropylene，PP)、环烯烃聚合物(Cyclo Olefin Polymer，COP)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚苯乙烯(Polystyrene,PS)、聚甲基丙烯酸甲酯－苯乙烯(MS)或其它合适材料制成。以尺寸来说，相较于未形成有反射结构141的第一层140A的厚度，形成有反射结构141的第一层140A的厚度T1较厚。此外，第一层140A的厚度T1大于第二层140C的厚度T3及间隔层140B的厚度T2。
如图1所示，光源151配置且电性连接于电路层153上。在本实施例中，反射层152是设置于电路层153上，反射层152不仅能够用于将来自反射结构141的光线L1反射至薄膜开关层140，还可以用于保护电路层153上的线路(未绘示)。其次，反射层152不会覆盖或遮蔽光源151的发光面151u，从而使得发光面151u所发出的光线L1不会受到反射层152的遮蔽，而能入射至反射结构141。此外，反射层152例如是白色油墨。在一实施例中，反射层152可以是另外形成的反射片，其具有至少一开孔152a。在反射层152形成后，再配置在电路层153上，并使光源151位于反射层152的开孔152a。在实施例中，电路层153例如是电路板。如图2所示，一组反射结构141与光源151位于一个透光孔110a内。然于另一实施例中，数个透光孔110a的至少一些可各配置有至少一组反射结构141与光源151。此外，一组反射结构141与光源151可位于对应的透光孔110a内的任意位置。只要能获得预期的发光效果(如，可照亮透光部122a及/或均匀化从透光部122a的出光)，本发明实施例不限定反射结构141与光源151的组数及/或反射结构141与光源151于透光孔110a的位置。
如图2所示，反射结构141由至少一反射部1411所组成。如图1及2所示，反射部1411例如是突起部，二相邻的突起部之间形成一凹部，数个突起部及数个凹部形成一凹凸结构。以形状来说，各反射部1411的外轮廓面例如是由曲面组成，其中曲面例如是圆球面的一部分、圆柱面的一部分、椭圆球面的一部分或椭圆柱面的一部分。或者，反射部1411的外轮廓面例如是由平面组成，其中平面例如是多面体的表面的一部分，其中的多面体例如是多角锥体、多角柱体或其它几何型态的多面体。在其它实施例中，反射部1411的外轮廓面例如是由曲面、平面或其组合所组成。只要能够反射光线即可，本发明实施例不限定反射部1411的外轮廓面的几何型态。此外，如图2所示，本发明实施例的数个反射部1411系以彼此连接为例说明，然于另一实施例中，数个反射部1411的至少二者可彼此分离配置。
如图2所示，本发明实施例的反射部1411系以点状分布为例说明，然于另一实施例中，反射部1411例如是长条形，其可沿直线、曲线或其组合线的方向延伸。
请参照图3，其绘示依照本发明另一实施例的按键结构100’的局部剖面图。按键结构100’包括底板110、至少一键帽120、至少一升降机构130(未绘示)、薄膜开关层140’及背光模块150。薄膜开关层140’包括反射结构141’、第一层140A、间隔层140B及第二层140C。反射结构141’由至少一反射部1411’所组成。本发明实施例的按键结构100’具有与前述按键结构100相同或相似的结构，不同处在于，本发明实施例的薄膜开关层140’的反射部1411’的外轮廓面例如是三角锥面或三角柱体面。
请参照图4，其绘示依照本发明另一实施例的按键结构200的局部剖面图。按键结构200包括底板110、至少一键帽120、至少一升降机构130(未绘示)、薄膜开关层240及背光模块150。薄膜开关层240包括反射结构141、第一层240A、间隔层240B及第二层140C。本发明实施例的按键结构200具有与前述按键结构100相同或相似的结构，不同处在于，本发明实施例的薄膜开关层240的反射结构141形成于间隔层240B。此外，在另一实施例中，按键结构200的反射结构141可以前述反射结构141’取代。
如图4所示，在本实施例中，间隔层240B的下表面240b具有反射结构141。此外，第一层240A具有至少一第一开孔240a，其露出形成于间隔层240B的反射结构141，以允许光线L1通过第一开孔240a入射至反射结构141。由于反射结构141整合于既有的薄膜开关层240，因此几乎不会增加按键结构200的整体厚度。反射结构141整合于间隔层240B，反射结构141形成于间隔层240B的制程方法类似或同于前述反射结构141形成于第一层140A的制程方法，于此不再赘述。
以尺寸来说，相较于未形成有反射结构141之间隔层240B的厚度，形成有反射结构141的间隔层240B的厚度T2较厚。此外，间隔层240B的厚度T2大于第一层240A的厚度T1及第二层140C的厚度T3。
请参照图5，其绘示依照本发明另一实施例的按键结构300的局部剖面图。按键结构300包括底板110、至少一键帽120、至少一升降机构130(未绘示)、薄膜开关层340及背光模块150。薄膜开关层340包括反射结构141、第一层240A、间隔层340B及第二层340C。本发明实施例的按键结构300具有与前述按键结构100相同或相似的结构，不同处在于，本发明实施例的薄膜开关层340的反射结构141形成于第二层340C。此外，在另一实施例中，按键结构300的反射结构141可以前述反射结构141’取代。
如图5所示，在本实施例中，第二层340C的下表面340b具有反射结构141。此外，第一层240A具有至少一第一开孔240a，间隔层340B具有至少一第二开孔340a，第一开孔240及第二开孔340a露出形成于第二层340C的反射结构141，以允许光线L1通过第一开孔240a及第二开孔340a入射至反射结构141。由于反射结构141整合于既有的薄膜开关层340，因此几乎不会增加按键结构300的整体厚度。反射结构141整合于第二层340C，反射结构141形成于第二层340C的制程方法类似或同于前述反射结构141形成于第一层140A的制程方法，于此不再赘述。
以尺寸来说，相较于未形成有反射结构141的第二层340C的厚度，形成有反射结构141的第二层340C的厚度T3较厚。此外，第二层340C的厚度T3大于第一层240A的厚度T1及间隔层340B的厚度T2。
请参照图6A，其绘示依照本发明另一实施例的按键结构400的局部剖面图。按键结构400包括底板110、至少一键帽120、至少一升降机构130(未绘示)、薄膜开关层140及背光模块450。本发明实施例的按键结构400具有与前述按键结构100相同或相似的技术特征，不同处在于，背光模块450的结构不同于按键结构100的背光模块150。
背光模块450包括至少一光源151、反射层152、保护层453及电路层153。保护层453设置于光源151及电路层453上，在本实施例中，保护层453是透光材质，并覆盖光源151与反射层152。藉由上述的配置，从光源151的发光面151u发出的光线L1将可穿透保护层453，并藉由反射结构141及反射层152而产生类似前述多次反射或漫射的光学效果。在一实施例中，保护层453可以是另外形成的完整保护片(即，无开孔)。在保护层453形成后，再配置于反射层152及光源151上。
请参照图6B，其绘示依照本发明另一实施例的按键结构400’的局部剖面图。按键结构400’包括底板110、至少一键帽120、至少一升降机构130(未绘示)、薄膜开关层140及背光模块450’。本发明实施例的按键结构400’具有与前述按键结构400相同或相似的技术特征，不同处在于，背光模块450’的结构不同于按键结构400的背光模块450。
在本实施例中，按键结构400’的背光模块450’的保护层453是先设置于电路层153上，并覆盖光源151，反射层152再设置于保护层453上。
请参照图7，其绘示依照本发明另一实施例的按键结构500的局部剖面图。按键结构500包括底板110、至少一键帽120、至少一升降机构130、薄膜开关层140及背光模块150。本发明实施例的按键结构500具有与前述按键结构100相同或相似的技术特征，不同处在于，按键结构500的光源151与反射结构141位于弹性体135的下方，如正下方。在本实施例中，光源151与反射结构141沿Z方向完全受到弹性体135的覆盖，然另一实施例中，光源151与反射结构141可沿XY平面的方向与弹性体135部分错开。
请参照图8A，其绘示依照本发明另一实施例的按键结构600的局部剖面图。按键结构600包括底板110、至少一键帽120、至少一升降机构130、薄膜开关层640及背光模块650。本发明实施例的按键结构600具有与前述按键结构100相同或相似的技术特征，不同处在于，薄膜开关层640的结构与前述薄膜开关层140相异且背光模块650更包含缓冲层654。
薄膜开关层640包括第一层140A、间隔层140B、第二层140C及反射结构641及642。间隔层140B配置于第一层140A与第二层140C之间，且第一层140A比第二层140C更靠近背光模块650。在本实施例中，反射结构641及642位于第一层140A与第二层140C之间。例如，反射结构641形成于第二层140C的下表面，而反射结构642形成于第一层140A的上表面。如图8A所示，从光源151发出的光线L1可通过反射层152、反射结构641及/或642多次反射或漫射，以有效增加从薄膜开关层140射出的光线L1的发射角A1，使从键帽120的出光更均匀。
此外，在一实施例中，反射结构641及/或642可整合于薄膜开关层640中的导电层，如整合于至少一走线(trace)及/或至少一接垫(pad)中。例如，反射结构641及/或642是薄膜开关层640的导电层的一部分，然本发明实施例不受此限。导电层的二接垫可形成于第一层140A的上表面及第二层140C的下表面，且二接垫相对。当二接垫受到弹性体135的触发而导通时，一导通信号(未绘示)通过接垫及走线传输至一处理器(未绘示)。在本实施例中，反射结构641及/或642与光源151沿键帽120(未绘示)的升降方向完全不重叠，然本发明实施例不受此限。
如图8A所示，背光模块650包括至少一光源151、反射层152、保护层453、电路层153及缓冲层654。反射层152配置于电路层153上。缓冲层654配置在反射层152上，以垫高保护层453的高度，使保护层453可位于光源151上方。缓冲层654可吸收光源151周遭的元件(如，薄膜开关层640、底板110等)对光源151的撞击能量，避免光源151受到损坏。此外，在实施例中，缓冲层654可由透光材质形成，使光线L1可穿透保护层453及缓冲层654而入射至反射层152，再自反射层152反射回键帽120。
此外，缓冲层654环绕光源151。在一实施例中，缓冲层654可以是另外形成的缓冲片，其具有至少一开孔654a。在缓冲层654形成后，再配置于反射层152上，并使光源151位于缓冲层654的开孔654a。
请参照图8B，其绘示依照本发明另一实施例的按键结构700的局部剖面图。按键结构700包括底板110、至少一键帽120、至少一升降机构130、薄膜开关层640及背光模块750。本发明实施例的按键结构700具有与前述按键结构600相同或相似的技术特征，不同处在于，背光模块750的结构与前述背光模块650相异。如图8B所示，相较于背光模块650，背光模块750的缓冲层654与反射层152的位置对调，即，缓冲层654配置于电路层153。在本实施例中，缓冲层654可由不透光材质(如，黑色油墨)形成，以吸收光线L1。或者，缓冲层654可由透光材质形成，其顶面可配置有反射材质。或者，反射层152可预先配置在缓冲层654上，然后再一起配置于电路层153上。
请参照图8C，其绘示依照本发明另一实施例的按键结构800的局部剖面图。按键结构800包括底板110、至少一键帽120、至少一升降机构130(未绘示)、薄膜开关层640及背光模块850。本发明实施例的按键结构800具有与前述按键结构700相同或相似的技术特征，不同处在于，背光模块850与背光模块750不同。如图8C所示，相较于背光模块750，背光模块850的反射层152与保护层453的位置对调。在本实施例中，缓冲层654可由不透光材质(如，黑色油墨)形成，以吸收光线L1。
请参照图8D，其绘示依照本发明另一实施例的按键结构900的局部剖面图。按键结构900包括底板110、至少一键帽120、至少一升降机构130(未绘示)、薄膜开关层940及背光模块950。本发明实施例的按键结构900具有与前述按键结构600相同或相似的技术特征，不同处在于，按键结构900的背光模块950与背光模块650相异且薄膜开关层940与薄膜开关层640相异。如图8D所示，相较于薄膜开关层640，薄膜开关层940的反射结构641及642位于底板110的透光孔110a的中间位置。相较于背光模块650，背光模块950的光源151与反射结构641及642沿键帽120(未绘示)的升降方向完全不重叠，且背光模块950的缓冲层654与保护层453的位置对调，即缓冲层654配置于保护层453与底板110之间。在本实施例中，缓冲层654可由透光材质或不透光材质形成。
请参照图8E，其绘示依照本发明另一实施例的按键结构1000的局部剖面图。按键结构1000包括底板110、至少一键帽120、至少一升降机构130(未绘示)、薄膜开关层940及背光模块1050。本发明实施例的按键结构1000具有与前述按键结构900相同或相似的技术特征，不同处在于，光源151与反射结构641及642沿键帽120(未绘示)的升降方向部分重叠，且背光模块950的缓冲层654与保护层453的位置对调。在本实施例中，缓冲层654可由透光材质或不透光材质形成。
综上，本发明实施例的按键结构包含反射结构，反射结构整合于薄膜开关层。反射结构可多次反射或漫射背光模块所发出的光线，以扩大从薄膜开关层射出的光线的发射角，进而增加从键帽射出的光线的光分布均匀度及/或扩大照射键帽的范围。
综上所述，虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (12)

1.一种按键结构，其特征在于，包括：
一底板，具有一透光孔；
一键帽；
一升降机构，枢接该底板与该键帽；
一薄膜开关层，具有一反射结构，该反射结构的位置对应该透光孔；以及
一背光模块，包括：
一电路层；
一光源，设置于该电路层并对应该透光孔配置，且该光源正对朝向该反射结构发射一光线；及
一反射层，环绕该光源配置，且用以将自该反射结构反射的光线反射至该薄膜开关层；
其中，该透光孔与该光源沿该升降机构的一升降方向重叠；
该薄膜开关层包括：
一第一层；
一第二层；以及
一间隔层，配置于该第一层与该第二层之间；
其中，该第一层比该第二层更靠近该光源，该反射结构形成于该第二层，且该薄膜开关层具有一开孔，该开孔从该第一层延伸至该该反射结构，以露出该反射结构。
2.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该透光孔具有一开口面积，该反射结构具有一分布面积，该开口面积大于该分布面积。
3.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该光源具有一发光面积，该反射结构具有一分布面积，该分布面积大于该发光面积。
4.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该反射结构与该光源沿该键帽的升降方向不重叠。
5.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该反射结构与该光源沿该键帽的升降方向部分重叠。
6.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该反射结构包括多个反射部，该些反射部的至少二者彼此连接。
7.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该反射结构包括多个反射部，该些反射部的至少二者彼此分离配置。
8.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该反射结构包括多个反射部，相邻二该反射部之间形成一凹部，该些反射部及该些凹部形成一凹凸结构。
9.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该背光模块还包括：
一保护层，设置于该光源及该电路层上，且该反射层设置于该保护层或该电路层。
10.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该按键结构更包括：
一缓冲层，设置于该电路层并环绕该光源；
其中，该缓冲层的顶面具有反射材质。
11.如权利要求9所述的按键结构，其特征在于，该按键结构更包括：
一缓冲层，设置于该保护层与该底板之间。
12.如权利要求1所述的按键结构，其特征在于，该光源位于该键帽沿一升降方向的投影范围内。
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