TW202110092A - 鍵盤 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種鍵盤，包括複數按鍵、支撐板以及薄膜開關電路。薄膜開關電路包括第一板體、第二板體、第三板體以及複數二極體晶粒。第一板體具有複數第一接點，第二板體包括複數第一開孔以及複數第二開孔，而第三板體具有複數第三接點。複數二極體晶粒設置於第一板體上而被容納於第二開孔內，且電性連接於複數第一接點以及複數第二接點，以限制經過複數第一接點以及複數第二接點之電流的方向，而避免鬼鍵發生。

Description

鍵盤

本發明係關於一種鍵盤，尤其係關於包含有薄膜開關電路之鍵盤。

常見的電腦週邊輸入裝置包括滑鼠、鍵盤以及軌跡球等，其中鍵盤可直接鍵入文字以及符號予電腦，因此相當受到使用者以及輸入裝置廠商之重視。其中，較為常見的是一種包含有剪刀式連接元件的鍵盤。

接下來說明包含有剪刀式連接元件之鍵盤的架構。請參閱圖1，其為習知鍵盤之結構剖面示意圖。習知鍵盤1包括複數按鍵10、薄膜開關電路11以及支撐板12，而每一按鍵10包括按鍵帽101、剪刀式連接元件102以及彈性元件103。按鍵10中，按鍵帽101顯露於習知鍵盤1之外而可被使用者觸壓，剪刀式連接元件102用以連接按鍵帽101以及支撐板12，而彈性元件103穿過剪刀式連接元件102且分別與按鍵帽101以及薄膜開關電路11接觸。支撐板12位於薄膜開關電路11之下方，其可承載按 鍵帽101、剪刀式連接元件102、彈性元件103以及薄膜開關電路11於其上。

薄膜開關電路11包括上線路板111、分隔層112以及下線路板113，上線路板111具有複數上接點1111，分隔層112位於上線路板111之下方，且具有對應於複數上接點1111之複數分隔層開孔1121。而下線路板113位於分隔層112之下方，其具有對應於複數上接點1112之複數下接點1131，其與複數上接點1111形成複數按鍵開關114。另一方面，每個彈性元件103係設置於薄膜開關電路11上且對應於一個按鍵開關114。

接下來說明習知鍵盤1之按鍵10被使用者觸壓之運作情形。圖1中，當使用者觸壓按鍵帽101時，按鍵帽101受力而推抵剪刀式連接元件102使其運動，故按鍵帽101可相對於支撐板12往下移動且觸壓相對應的彈性元件103。此時，彈性元件103發生形變且觸壓薄膜開關電路11以觸發薄膜開關電路11之按鍵開關114，使得薄膜開關電路11輸出相對應之按鍵訊號。而當使用者停止觸壓按鍵帽101時，按鍵帽101不再受力而停止觸壓彈性元件103，使得彈性元件103因應其彈性而恢復原狀，同時提供往上的彈性恢復力，按鍵帽101因此而被推回被觸壓之前的位置。上述為習知鍵盤之結構以及運作情形。

其中，鍵盤的主要設計方式是將複數按鍵排成矩陣形式(Keyboard Matrix)，定義為鍵盤矩陣。當使用者觸壓按鍵帽時，藉由鍵盤控制器(Keyboard Controller)依照行(Column)與列(Row)的資訊，而可出被使用者觸壓按鍵帽之按鍵資訊，以並輸出相對應的按鍵訊號。鍵盤矩陣中每個行與列的交錯點對應於一個按鍵開關，當按鍵帽被觸發時，鍵盤控制器會進行行列的掃描，以查詢是哪個按鍵帽被觸壓。舉例來說，鍵盤控制器會依序掃描鍵盤矩陣的每一行，若當鍵盤控制器掃描至某一行時，亦於某一 列接收到相應的訊號，鍵盤控制器即可根據所接收到的行列資訊而判斷是哪一個按鍵帽被觸壓。

鍵盤矩陣中可形成的最小矩陣單位係由四個按鍵所組成，四個按鍵中按下任何一個按鍵時都能順利輸出相對應的按鍵訊號。任意觸壓兩個按鍵時，鍵盤控制器也能依據行列資訊而判斷出哪些按鍵被觸發。但當同時觸壓任三個按鍵時，鍵盤矩陣會傳輸兩個行資訊與兩個列資訊至鍵盤控制器，由於兩行與兩列共可形成四個按鍵，因此鍵盤控制器無法僅依靠行列資訊而推算出四個按鍵中是哪三個按鍵被觸壓。其中，於此狀況下被誤判為導通的第四個按鍵，即稱為鬼鍵(Ghost Key)。

為了防止鬼鍵發生，一般常見的作法有二：第一作法為，於相對應的按鍵開關附近設置二極體，其可使薄膜開關電路中之電流僅可以單一方向流通，而可避免因鬼鍵所產生的誤判。然而，於每一按鍵開關附近設置二極體之作法具有以下缺點：第一，二極體之成本高，此作法將導致鍵盤之成本上升。第二，於薄膜開關電路上設置複數二極體，會增加薄膜開關電路之厚度，而不利於鍵盤之體積輕薄化。

至於第二作法，則是不設置鍵盤矩陣於鍵盤中，而是每一按鍵之輸出線路分別連接於鍵盤內之微處理器。此種做法會造成輸出線路之數量過多而難以配置。例如：鍵盤包含有144個按鍵，此作法即會有144條輸出線路，故製造廠難以安排大量的輸出電路之配置。

因此，需要一種可防鬼鍵之鍵盤，且可解決鍵盤厚度過大的問題。

本發明之目的在於提供一種可改善鍵盤厚度過大之具有防鬼鍵功能之鍵盤。

於一較佳實施例中，本發明提供一種鍵盤，包括至少一按鍵以及一薄膜開關電路。該至少一按鍵顯露於該鍵盤之外，該薄膜開關電路位於該至少一按鍵之下方，用以被該至少一按鍵觸壓而產生至少一按鍵訊號，該薄膜開關電路包括一第一板體、一第二板體、一第三板體以及至少一二極體晶粒。該第一板體位於該至少一按鍵之下方，且具有至少一第一接點。該第二板體位於該第一板體之下方，且具有至少一第一接點。該第二板體位於該第一板體之下方，且具有至少一第一開孔。該第三板體位於該第二板體之下方，且包括至少一第二接點以及至少一第二開孔；其中，該至少一第一接點、該至少一第一開孔以及該至少一第二接點形成該至少一按鍵開關。該至少一二極體晶粒設置於該第一板體上且電性連接於該至少一第一接點以及該至少一第二接點，用以限制經過該至少一按鍵開關之一電流之方向，而避免鬼鍵發生。

於一較佳實施例中，本發明亦提供一種鍵盤，包括至少一按鍵以及一薄膜開關電路。該至少一按鍵顯露於該鍵盤之外，該薄膜開關電路位於該至少一按鍵之下方，用以被該至少一按鍵觸壓而產生至少一按鍵訊號，該薄膜開關電路包括一第一板體、一第二板體、一第三板體以及至少一二極體晶粒。該第一板體位於該至少一按鍵之下方，且具有至少一第一接點。該第二板體位於該第一板體之下方，且具有至少一第一接點。該第二板體位於該第一板體之下方，且具有至少一第一開孔。該第三板體位於該第二板體之下方，且包括至少一第二接點以及至少一第二開孔；其中，該至少一第一接點、該至少一第一開孔以及該至少一第二接點形成該至少一按鍵開關。該至少一二極體晶粒設置於該第三板體上且電性連接於該至 少一第一接點以及該至少一第二接點，用以限制經過該至少一按鍵開關之一電流之方向，而避免鬼鍵發生。

簡言之，本發明鍵盤中之薄膜開關電路包含有體積微小的複數二極體晶粒，以取代傳統的二極體，而具有防鬼鍵功能。其中，由於二極體晶粒之體積微小，故不會增加鍵盤之厚度，以改善習知技術的問題。再者，本發明中之二極體晶粒尤其適合應用於發光鍵盤，當發光鍵盤內之發光模組產生光束時，由於複數二極體晶粒之體積微小而其寬度約與薄膜開關電路之導電線路相近，故所產生的光束被複數二極體晶粒遮蔽的機率較低，而可產生較佳的發光效率。

1、2、3‧‧‧鍵盤

10、20、30‧‧‧按鍵

11、21、31‧‧‧薄膜開關電路

12、22、32‧‧‧支撐板

23、114‧‧‧按鍵開關

101、201、301‧‧‧按鍵帽

102、202、302‧‧‧剪刀式連接元件

103、203、303‧‧‧彈性元件

111‧‧‧上線路板

112‧‧‧分隔層

113‧‧‧下線路板

1111‧‧‧上接點

1121‧‧‧分隔層開孔

1131‧‧‧下接點

211、311‧‧‧第一板體

212、312‧‧‧第二板體

213、313‧‧‧第三板體

214、314‧‧‧二極體晶粒

2111、3111‧‧‧第一接點

2121、3121‧‧‧第一開孔

2122、3122‧‧‧第二開孔

2131、3131‧‧‧第二接點

圖1係習知按鍵結構之剖面側視示意圖。

圖2係本發明鍵盤於第一較佳實施例中之局部結構剖面示意圖。

圖3係本發明鍵盤於第二較佳實施例中之局部結構剖面示意圖。

鑑於習知技術所造成的困擾，本發明提供一種可解決習知技術問題之鍵盤。本發明之實施例將藉由下文配合相關圖式進一步加以解說。於圖式中，基於簡化與方便標示，形狀與尺寸可能經過誇大表示。可 以理解的是，未特別顯示於圖式中或描述於說明書中之元件，為所屬技術領域中具有通常技術者所知之形態。本領域中具有通常技術者可依據本發明之內容而進行多種之改變與修改。

首先說明本發明鍵盤的結構，請參閱圖2，其為本發明鍵盤於第一較佳實施例中之局部結構剖面示意圖。本發明鍵盤2包括複數按鍵帽20、薄膜開關電路21以及支撐板22。複數按鍵20顯露於鍵盤2之上表面且分別連接於支撐板22，其可被使用者觸壓而相對於支撐板22移動，每一按鍵20包括按鍵帽201、剪刀式連接元件202以及彈性元件203。按鍵帽201顯露於鍵盤2之上表面，以供使用者觸壓。剪刀式連接元件202位於支撐板22與相對應的按鍵帽201之間，其功能為連接支撐板22以及按鍵帽201並使按鍵帽201相對於支撐板22上下移動。彈性元件203位於相對應的按鍵帽201之下方且穿過相對應的剪刀式連接元件202，以提供彈性力予按鍵帽201，使按鍵帽201往上移動而復位。

薄膜開關電路21位於支撐板22與複數按鍵20之間，其功能為可被按鍵20觸壓而產生相對應之按鍵訊號。支撐板22設置於薄膜開關電路21的下方，其可承載複數按鍵20以及薄膜開關電路21於其上。由圖3可看出支撐板22具有對應於按鍵20之複數卡勾(未標示於圖中)，其功能為與相對應的剪刀式連接元件202連接，以固定按鍵帽201於支撐板22上。於本較佳實施例中，鍵盤2係為筆記型電腦用之鍵盤，且剪刀式連接元件202係為隨按鍵帽201之移動而擺動的剪刀式連接元件，亦即俗稱的剪刀腳，而彈性元件203係為橡膠彈性體，其僅為例示，而非以此為限。於另一較佳實施例中，複數按鍵帽亦可利用桌上型電腦用之火山口型連接結構而作動之，除此之外，更可採用磁力方式控制按鍵帽之上下移動。

接下來說明薄膜開關電路21之詳細結構，請再次參閱圖2， 薄膜開關電路21包括第一板體211、第二板體212、第三板體213以及複數二極體晶粒214，第一板體211位於複數按鍵20之彈性元件203的下方，且其具有複數第一接點2111。其中，複數第一接點2111之間係藉由第一導電線路(為了精簡圖面，故未顯示第一導電線路於圖2中)而互相連接。第二板體212位於第一板體211之下方，且包括複數第一開孔2121以及複數第二開孔2122，每一第一開孔2121係對應於一個第一接點2111，而每一第二開孔2122則對應於一個二極體晶粒214。

第三板體213位於第二板體212之下方，且具有複數第二接點2131，每一第二接點2131係對應於一個第一接點2111以及一個第一開孔2121。其中，複數第二接點2131之間係藉由第二導電線路(為了精簡圖面，故未顯示第二導電線路於圖2中)而互相連接。複數二極體晶粒214設置於第一板體211之下表面上，且分別伸入相對應的第二開孔2122內，藉此，複數二極體晶粒214可被設置於薄膜開關電路21內部。其中，複數二極體晶粒214分別藉由連接於第一導電線路以及第二導電線路，以分別電性連接於相對應的第一接點2111以及第二接點2131。薄膜開關電路21中，一個第一接點2111、一個第一開孔2121以及一個第二接點2131可形成一個按鍵開關23，而藉由複數二極體晶粒214之設置，可限制薄膜開關電路21中經過按鍵開關的電流僅可以單一方向流通，以避免鬼鍵發生。至於藉由限制電流方向而防止鬼鍵發生之原理以及運作情形係如熟知本技藝人士所公知，故不再贅述。

需特別說明的是，二極體晶粒214係由晶圓切割而成裸晶結構，亦即，未經過封裝製程的二極體。於本較佳實施例中，複數二極體晶粒214之厚度約為0.08~0.1毫米。由於複數二極體晶粒214之體積微小，故必須藉由巨量轉移技術而設置於第一板體211之下表面上。

此外，本發明更提供與上述不同作法之第二較佳實施例。請參閱圖3，其為本發明鍵盤於第二較佳實施例中之局部結構剖面示意圖。本發明鍵盤3包括複數按鍵帽30、薄膜開關電路31以及支撐板32，且每一按鍵30包括按鍵帽301、剪刀式連接元件302以及彈性元件303，而薄膜開關電路31包括第一板體311、第二板體312、第三板體313以及複數二極體晶粒314。鍵盤3之各元件的結構以及功能大致上與前述較佳實施例之鍵盤2相同，且相同之處不再贅述，而該兩者的不同之處在於，複數二極體晶粒314之設置位置之結構不同。

圖3之薄膜開關電路31中，第一板體311位於複數按鍵30之彈性元件303的下方，且其具有複數第一接點3111。第二板體312位於第一板體311之下方，且包括複數第一開孔3121以及複數第二開孔3122，每一第一開孔3121係對應於一個第一接點3111，而每一第二開孔3122則對應於一個二極體晶粒314。第三板體313位於第二板體312之下方，且具有複數第二接點3131，每一第二接點3131係對應於一個第一接點3111以及一個第一開孔3121。

複數二極體晶粒214設置於第三板體313之上表面上，且分別伸入相對應的第二開孔3122內，藉此，複數二極體晶粒314可被設置於薄膜開關電路31內部。其中，複數二極體晶粒314分別電性連接於相對應的第一接點3111以及第二接點3131。因此可看出，本較佳實施例之複數二極體晶粒214係設置於第三板體313上，而與前述較佳實施例中設置於第一板體211之作法不同，但其運作情形則與前述較佳實施例相同。

根據上述可知，本發明鍵盤中之薄膜開關電路包含有體積微小的複數二極體晶粒，以取代傳統的二極體，而具有防鬼鍵功能。其中，由於二極體晶粒之體積微小，故不會增加鍵盤之厚度，以改善習知技術的 問題。再者，本發明中之二極體晶粒尤其適合應用於發光鍵盤，當發光鍵盤內之發光模組產生光束時，由於複數二極體晶粒之體積微小而其寬度約與薄膜開關電路之導電線路相近，故所產生的光束被複數二極體晶粒遮蔽的機率較低，而可產生較佳的發光效率。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之申請專利範圍，因此凡其它未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含於本案之申請專利範圍內。

2‧‧‧鍵盤

20‧‧‧按鍵

21‧‧‧薄膜開關電路

22‧‧‧支撐板

23‧‧‧按鍵開關

201‧‧‧按鍵帽

202‧‧‧剪刀式連接元件

203‧‧‧彈性元件

211‧‧‧第一板體

212‧‧‧第二板體

213‧‧‧第三板體

214‧‧‧二極體晶粒

2111‧‧‧第一接點

2121‧‧‧第一開孔

2131‧‧‧第二接點

2122‧‧‧第二開孔

Claims (10)

1. 一種鍵盤，包括：至少一按鍵，顯露於該鍵盤之外；以及一薄膜開關電路，位於該至少一按鍵之下方，用以被該至少一按鍵觸壓而產生至少一按鍵訊號，該薄膜開關電路包括：一第一板體，位於該至少一按鍵之下方，且具有至少一第一接點；一第二板體，位於該第一板體之下方，且具有至少一第一開孔；一第三板體，位於該第二板體之下方，且包括至少一第二接點以及至少一第二開孔；其中，該至少一第一接點、該至少一第一開孔以及該至少一第二接點形成該至少一按鍵開關；以及至少一二極體晶粒，設置於該第一板體上且電性連接於該至少一第一接點以及該至少一第二接點，用以限制經過該至少一按鍵開關之一電流之方向，而避免鬼鍵發生。
2. 如申請專利範圍第1項所述之鍵盤，其中，該第二板體更包括至少一第二開孔，每一該第二開孔對應於一該二極體晶粒，用以容納該二極體晶粒於其中。
3. 如申請專利範圍第1項所述之鍵盤，其中，該至少一二極體晶粒係藉由巨量轉移技術而設置於該第一板體上。
4. 如申請專利範圍第1項所述之鍵盤，其中，該至少一二極體晶粒之厚度約為0.08~0.1毫米。
5. 如申請專利範圍第1項所述之鍵盤，更包括一支撐板，設置於該薄膜 開關電路之下方；其中，該至少一按鍵包括：一按鍵帽，顯露於該鍵盤之外；一剪刀式連接元件，位於該支撐板與該按鍵帽之間，用以連接該支撐板以及該按鍵帽並使該按鍵帽相對於該支撐板上下移動；以及一彈性元件，位於該按鍵帽與該薄膜開關電路之間，用以被該按鍵帽抵頂而觸壓該薄膜開關電路。
6. 一種鍵盤，包括：至少一按鍵，顯露於該鍵盤之外；以及一薄膜開關電路，位於該至少一按鍵之下方，用以被該至少一按鍵觸壓而產生至少一按鍵訊號，該薄膜開關電路包括：一第一板體，位於該至少一按鍵之下方，且具有至少一第一接點；一第二板體，位於該第一板體之下方，且包括至少一開孔；一第三板體，位於該第二板體之下方，且具有至少一第二接點以及至少一第二開孔；其中，該至少一第一接點、該至少一開孔以及該至少一第二接點形成該至少一按鍵開關；以及至少一二極體晶粒，設置於該第三板體上且電性連接於該至少一第一接點以及該至少一第二接點，用以限制經過該至少一按鍵開關之一電流之方向，而避免鬼鍵發生。
7. 如申請專利範圍第6項所述之鍵盤，其中，該第二板體更包括至少一第二開孔，每一該第二開孔對應於一該二極體晶粒，用以容納該二極體晶粒於其中。
8. 如申請專利範圍第6項所述之鍵盤，其中，該至少一二極體晶粒係藉 由巨量轉移技術而設置於該第三板體上。
9. 如申請專利範圍第6項所述之鍵盤，其中，該至少一二極體晶粒之厚度約為0.08~0.1毫米。
10. 如申請專利範圍第6項所述之鍵盤，更包括一支撐板，設置於該薄膜開關電路之下方；其中，該至少一按鍵包括：一按鍵帽，顯露於該鍵盤之外；一剪刀式連接元件，位於該支撐板與該按鍵帽之間，用以連接該支撐板以及該按鍵帽並使該按鍵帽相對於該支撐板上下移動；以及一彈性元件，位於該按鍵帽與該薄膜開關電路之間，用以被該按鍵帽抵頂而觸壓該薄膜開關電路。

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