TWI628686B - 發光鍵盤及其發光按鍵 - Google Patents

Abstract

發光鍵盤包含底板、設置於底板下方之光源電路層、設置於底板上方之複數鍵帽、複數發光元件及彼此分開的複數光學擴散部。相鄰兩個鍵帽間隔著鍵帽間隙，且各鍵帽可相對於底板移動並具有透光區及實質垂直向下投影的鍵帽投影空間。各發光元件具有上發光面。相鄰的兩個光學擴散部間具有擴散部間隙，且各光學擴散部覆蓋於複數發光元件其中之一且延伸到對應透光區正下方。各光學擴散部具有面積大於上發光面的擴散上表面。複數發光元件的上發光面提供光能至對應的光學擴散部，且各光學擴散部使光能擴散以自對應的透光區射出。

Description

發光鍵盤及其發光按鍵

本發明一般係關於一種發光鍵盤及其發光按鍵，具體而言，本發明係關於一種加強發光均勻性並避免發光按鍵間光交互影響的發光鍵盤及其發光按鍵。

鍵盤為電子產品(尤其是電腦)非常重要的輸入裝置，且鍵盤的發展與使用者的便利性有著相當密切的關係。為了在昏暗的環境中能順利的操作鍵盤，發光鍵盤逐漸成為消費者的首要選擇。然而，當按鍵使用上發光式發光二極體作為光源時，因其發光面積明顯小於鍵帽的字元透光區，通常使得字元透光區的發光均勻性不佳，影響視覺效果。

因此，如何提升發光按鍵的發光均勻性為發光鍵盤的設計重點之一。

本發明之一目的在於提供一種發光鍵盤，其具有光學擴散設計，以加強上發光式發光二極體的發光均勻性，進而提升按鍵字元的亮度均勻性。

本發明之另一目的在於提供一種發光鍵盤，其具有對應各按鍵的光學擴散機制，以使光線集中於對應按鍵，進而避免按鍵間光能交互 影響。

於一實施例，本發明提供一種發光鍵盤，其包含底板、光源電路層、複數鍵帽、複數發光元件及複數個彼此分開的光學擴散部。底板沿著一平面延伸，且平面平行於X軸和Y軸；光源電路層設置於底板下方；複數鍵帽設置於底板上方，各鍵帽具有透光區，且各鍵帽可相對於底板沿著Z軸方向移動，各鍵帽實質垂直向下投影而具有鍵帽投影空間，相鄰兩個鍵帽間隔著鍵帽間隙，X軸、Y軸和Z軸互相垂直；複數發光元件設置於光源電路層且位於各鍵帽投影空間內，各發光元件具有上發光面，上發光面實質平行該平面，上發光面具有第一面積；相鄰的兩個光學擴散部間會間隔有擴散部間隙，每個光學擴散部覆蓋於複數發光元件其中之一，各光學擴散部沿著該平面方向延伸到各鍵帽之透光區的正下方，各光學擴散部具有擴散上表面，擴散上表面具有第二面積，第二面積大於第一面積，其中複數發光元件的上發光面提供光能至對應的光學擴散部，且各光學擴散部使光能自第一面積大小擴散到第二面積大小，再向上自正上方對應的鍵帽之透光區射出；其中複數個光學擴散部彼此分開，使光能進入對應的光學擴散部後，需要經過擴散部間隙衰減才能傳遞到相鄰的光學擴散部。

於一實施例，複數光學擴散部係實質遍布於各鍵帽投影空間平行於底板之水平範圍且未超過相鄰之鍵帽間隙。

於一實施例，複數光學擴散部係為複數光學帽蓋或複數光學膠部。

於一實施例，各光學擴散部貼覆於對應的上發光面之最大厚度係大於對應的發光元件於上發光面之法線方向之厚度。

於一實施例，發光鍵盤更包含複數間隔部，其中複數間隔部分別設置於各擴散部間隙中，以防止相鄰的鍵帽投影空間之間的光學干擾。

於一實施例，發光鍵盤更包含連接部，其中連接部連接複數光學擴散部以構成導光片，導光片具有複數光萃取單元設置於複數光學擴散部且連接部不具有任何光萃取單元，使光能不會自連接部向上射出。

於一實施例，各光學擴散部包含發光元件導光區及週邊導光區，發光元件導光區係位於上發光面正上方且週邊導光區係鄰接發光元件導光區及連接部，且發光元件導光區之光萃取單元之密度小於週邊導光區之光萃取單元之密度。

於一實施例，發光鍵盤更包含遮罩層，其中遮罩層係設置於該複數光學擴散部上方，以局部遮擋光能。

於一實施例，發光鍵盤更包含間隔層，其中間隔層設置於遮罩層及光源電路層之間，間隔層具有複數間隔層開口以分別對應複數鍵帽，且各間隔層開口係供容置對應相同鍵帽的發光元件及光學擴散部。

於一實施例，間隔層係雙面膠層。

於一實施例，發光鍵盤更包含複數彈性元件，其中複數彈性元件設置於底板上且分別位於各鍵帽投影空間中，各發光元件係位於對應的彈性元件之正下方。

於另一實施例，本發明提供一種發光鍵盤，其包含底板、光源電路層、第一鍵帽、第二鍵帽、第一發光元件、第二發光元件、第一光學擴散部及第二光學擴散部。底板沿著一平面延伸，該平面平行於X軸和Y軸；光源電路層設置於底板下方；第一鍵帽設置於底板上方，第一鍵帽具 有第一透光區，第一鍵帽可相對於底板沿著Z軸方向移動，第一鍵帽實質垂直向下投影而具有第一鍵帽投影空間，X軸、Y軸和Z軸互相垂直；第二鍵帽設置於底板上方，第二鍵帽具有第二透光區，第二鍵帽可相對於底板沿著Z軸方向移動，第二鍵帽實質垂直向下投影而具有第二鍵帽投影空間，第一鍵帽與第二鍵帽間隔著鍵帽間隙；第一發光元件設置於光源電路層且位於第一鍵帽投影空間內，第一發光元件具有第一上發光面，第一上發光面具有第一面積；第二發光元件設置於光源電路層且位於第二鍵帽投影空間內，第二發光元件具有第二上發光面，第二上發光面具有第三面積；第一光學擴散部覆蓋於第一發光元件，第一光學擴散部沿著該平面方向延伸到第一透光區的正下方，第一光學擴散部具有第一擴散上表面，第一擴散上表面具有第二面積，第二面積大於第一面積；第二光學擴散部覆蓋於第二發光元件，第二光學擴散部沿著該平面方向延伸到第二透光區的正下方，第二光學擴散部具有第二擴散上表面，第二擴散上表面具有第四面積，第四面積大於第三面積；其中第一光學擴散部與第二光學擴散部彼此分開，且間隔有擴散部間隙；其中第一發光元件提供光能至第一光學擴散部，且第一光學擴散部使光能自第一面積大小擴散到第二面積大小，再向上自正上方對應的第一透光區射出；其中第二發光元件提供光能至第二光學擴散部，且第二光學擴散部使光能自第三面積大小擴散到第四面積大小，再向上自正上方對應的第二透光區射出；其中第一發光元件所提供光能進入第一光學擴散部後，需要經過擴散部間隙衰減後才能傳遞到相鄰的第二光學擴散部。

於另一實施例，本發明提供一種發光鍵盤，其包含底板、光 源電路層、複數鍵帽、複數發光元件、光學擴散膠層及遮罩層。底板沿著一平面延伸，該平面平行於X軸和Y軸；光源電路層設置於底板下方；複數鍵帽設置於底板上方，各鍵帽具有透光區，且各鍵帽可相對於底板沿著Z軸方向移動，各鍵帽實質垂直向下投影而具有鍵帽投影空間，相鄰兩個鍵帽間隔著鍵帽間隙，X軸、Y軸和Z軸互相垂直；複數發光元件設置於光源電路層且位於各鍵帽投影空間內，各發光元件具有上發光面，該上發光面實質平行該平面；光學擴散膠層塗覆於光源電路層上且覆蓋複數發光元件，光學擴散膠層沿著該平面方向延伸到各鍵帽之透光區的正下方；遮罩層設置於光學擴散膠層上方，其中複數發光元件的上發光面提供光能以通過光學擴散膠層的擴散自正上方對應的鍵帽的透光區射出，且遮罩層局部遮擋光能以避免光能進入鍵帽間隙。

於另一實施例，本發明提供一種發光按鍵，其包含底板、光源電路層、鍵帽、發光元件及光學擴散部。光源電路層設置於底板下方；鍵帽設置於底板上方，鍵帽具有透光區，且鍵帽可相對於底板移動，鍵帽實質垂直向下投影而具有鍵帽投影空間；發光元件設置於光源電路層且位於鍵帽投影空間內；光學擴散部覆蓋於發光元件，且實質遍布於鍵帽投影空間平行於底板之水平範圍，其中發光元件提供光能至光學擴散部，且光學擴散部藉由折射、反射使光能擴散於鍵帽投影空間，以自鍵帽之透光區射出。

於一實施例，發光元件具有上發光面，且光學擴散部貼覆於上發光面之最大厚度係大於發光元件於上發光面之法線方向之厚度。

於一實施例，光學擴散部係為導光片，該導光片包含導光 區，導光區係位於鍵帽投影空間內且具有複數光萃取單元，導光區包含發光元件導光區及週邊導光區，發光元件具有上發光面，發光元件導光區係位於上發光面正上方且週邊導光區係鄰接發光元件導光區，發光元件導光區之光萃取單元之密度小於週邊導光區之光萃取單元之密度。

1‧‧‧發光鍵盤

10‧‧‧按鍵模組

100、100a、100b‧‧‧發光按鍵

110a、110b‧‧‧鍵帽

116a、116b‧‧‧透光區

120‧‧‧底板

122a、122b、124a、124b‧‧‧連結機構

128a、128b‧‧‧透光孔

130a、130b‧‧‧升降機構

132‧‧‧第一支架

134‧‧‧第二支架

140‧‧‧開關電路層

142a、142b、144a、144b‧‧‧通孔

148a、148b‧‧‧開關單元

150‧‧‧光源電路層

160a、160b‧‧‧回復單元

170a、170b‧‧‧光學擴散部

172a、172b‧‧‧擴散上表面

180a、180b‧‧‧發光元件

182a、182b‧‧‧上發光面

200‧‧‧框架

202‧‧‧網格結構

204‧‧‧框架開孔

210‧‧‧間隔部

220‧‧‧遮罩層

30‧‧‧發光單元

300‧‧‧光源電路層

310‧‧‧發光元件

320‧‧‧光學擴散部

330‧‧‧間隔層

332‧‧‧間隔層開口

340‧‧‧遮罩層

342‧‧‧透光部

344‧‧‧遮光部

410‧‧‧光學擴散膠層

510‧‧‧導光片

512a、512b‧‧‧光學擴散部

514‧‧‧連接部

516‧‧‧光萃取單元

517‧‧‧發光元件導光區

518‧‧‧週邊導光區

G1‧‧‧鍵帽間隙

G2‧‧‧擴散部間隙

S1、S2‧‧‧鍵帽投影空間

圖1為本發明一實施例之發光鍵盤之示意圖。

圖2A及圖2B分別為本發明一實施例之發光鍵盤之爆炸圖及截面示意圖。

圖2C為圖2B之局部放大示意圖。

圖3A及圖3B為圖2A之變化實施例之截面示意圖。

圖4A至圖4C為本發明一實施例之發光鍵盤之發光單元之爆炸圖、上視圖及截面示意圖。

圖5A及圖5B分別為本發明另一實施例之發光鍵盤之爆炸圖及截面示意圖。

圖6A及圖6B分別為本發明一實施例之發光鍵盤之爆炸圖及截面示意圖。

圖6C為圖6B之局部放大示意圖。

圖7為圖6A之變化實施例之截面示意圖。

本發明提供一種發光鍵盤及其發光按鍵，尤其是一種具有上發光式發光元件及光學擴散設計，以加強發光均勻性並避免發光按鍵間光 能交互影響的發光鍵盤及其發光按鍵。具體而言，本發明之發光鍵盤可為任何具有發光按鍵的獨立鍵盤裝置或整合於電子產品的發光鍵盤(例如行動裝置、平板電腦等配備之按鍵或鍵盤等)，但不以此為限。於後以電腦鍵盤為例，參考圖式詳細說明本發明實施例之發光鍵盤及其發光按鍵之細節。

如圖1所示，本發明的發光鍵盤1包含複數發光按鍵100，其中複數發光按鍵100可整合成按鍵模組10以利於組裝製造。具體而言，複數發光按鍵100的電路層及底板等較佳係整合成單一部件，例如複數發光按鍵100的按鍵開關可設計在同一電路層上，或共用同一底板，以簡化發光鍵盤1的製造及組裝。發光鍵盤1更可包含框架200，其中框架200可具有網格結構202與複數個框架開孔204。複數框架開孔204係分別對應複數個發光按鍵100，以界定出複數個發光按鍵100，使得各發光按鍵100之鍵帽位於複數個框架開孔204其中之一。網格結構202係位於相鄰框架開孔204之間，且分隔相鄰的發光按鍵100。於後雖以兩個相鄰的發光按鍵100a、100b說明發光鍵盤之設計，但不以此為限。

如圖2A及圖2B所示，於一實施例，發光鍵盤包含底板120、光源電路層150、複數鍵帽(例如第一鍵帽110a及第二鍵帽110b)、複數發光元件(例如第一發光元件180a及第二發光元件180b)及複數光學擴散部(例如第一光學擴散部170a及第二光學擴散部170b)。再者，發光鍵盤可更包含開關電路層140、複數升降機構(例如第一升降機構130a及第二升降機構130b)及複數回復單元(例如第一回復單元160a及第二回復單元160b)。

具體而言，底板120設置於鍵帽110a、110b下方，且沿著一平面延伸，該平面平行於X軸和Y軸。亦即，底板120沿X Y平面延伸。再者， 底板120具有複數透光孔128a、128b，供發光元件180a、180b之光能通過對應的透光孔128a、128b以自對應的透光區116a、116b射出。升降機構130a、130b的兩端分別可活動地連接鍵帽110a、110b及底板120，以支撐鍵帽110a、110b相對於底板120移動。亦即，升降機構130a、130b可分別支撐鍵帽110a、110b相對於底板120沿著Z軸方向移動，其中X軸、Y軸和Z軸互相垂直。升降機構130a、130b可為包含第一支架132及第二支架134樞接的剪刀式升降機構，但不以此為限。底板120具有連結機構122a、124a、122b、124b(例如向上彎折的卡勾)，以耦接升降機構130a、130b之下端。對應地，鍵帽110a、110b具有耦接機構(例如軸孔、滑槽)，以耦接升降機構130a、130b之上端。換言之，升降機構130a、130b分別設置於鍵帽110a、110b下方，且鍵帽110a、110b之耦接機構分別可轉動及可滑動地耦接對應升降機構130a、130b的第一支架132及第二支架134之上端，而底板120之連結機構122a、124a、122b、124b係分別可滑動及可轉動地耦接對應升降機構130a、130b的第一支架132及第二支架134之下端，以支撐鍵帽110a、110b相對於底板120移動。

回復單元160a、160b分別提供鍵帽110a、110b被按壓後回復到按壓前位置的回復力。依據設計需求，回復單元160a、160b可實施為彈性元件(例如彈簧或彈性體)或磁性單元，以使得鍵帽110a、110b可藉由彈力或磁力回復到按壓前的位置。於此實施例，回復單元160a、160b係以彈性元件(如彈性體)進行說明，且設置於底板120及對應鍵帽110a、110b之間。於其他實施例(未繪示)，回復單元可實施為磁性單元，以藉由磁吸力或磁斥力使得鍵帽回復到按壓前的位置。舉例而言，可藉由分別設置於鍵帽110a、110b及底板120的一對極性相斥的磁性組件取代彈性體，以藉由磁斥力使得 鍵帽110a、110b回復到按壓前的位置。於另一實施例(未繪示)，可藉由分別設置於框架200及鍵帽110a、110b的一對極性相吸的磁性組件取代彈性體，以藉由磁吸力使得鍵帽回復到按壓前的位置。在此需注意，藉由磁性單元作為回復單元以提供回復力時，磁性單元的設置位置可依據實際需求變化，且可與按鍵的其他元件配合或整合，以達到提供回復力的作用，不以實施例所示為限。在此需注意，於圖2B中，為清楚說明本發明，並未繪示出回復單元160a、160b。

開關電路層140設置於底板120上方，且開關電路層140具有複數通孔142a、144a、142b、144b及複數開關單元148a、148b。複數通孔142a、144a、142b、144b係對應底板120的之連結機構122a、124a、122b、124b，以容許連結機構122a、124a、122b、124b穿過對應的通孔142a、144a、142b、144b連接升降機構130a、130b的下端。複數鍵帽110a、110b設置於開關電路層140上方且分別對應複數開關單元148a、148b。各鍵帽110a、110b可相對於底板120移動以觸發對應的開關單元148a、148b。具體言，開關電路層140較佳為薄膜開關電路層，且具有彼此相鄰的第一開關單元148a及第二開關單元148b，其中開關單元148a、148b較佳實施為開關電路。第一鍵帽110a設置於第一開關單元148a上方，且第一鍵帽110a可藉由第一升降機構130a的支撐而相對於底板120移動，如此第一鍵帽110a可觸發第一開關單元148a。第二鍵帽110b設置於第二開關單元148b上方，且第二鍵帽110b可藉由第二升降機構130b的支撐而相對於底板120移動，如此第二鍵帽110b可觸發第二開關單元148b。

各鍵帽110a、110b具有透光區116a、116b，且各鍵帽110a、 110b實質垂直向下投影而具有鍵帽投影空間S1、S2，相鄰兩個鍵帽110a、110b間隔著鍵帽間隙G1。具體而言，第一鍵帽110a具有第一透光區116a，且第一鍵帽110a實質垂直投影而定義出第一鍵帽投影空間S1。第二鍵帽110b具有第二透光區116b，且第二鍵帽110b實質垂直投影而定義出第二鍵帽投影空間S2，其中鍵帽投影空間S1、S2較佳為分別自各鍵帽110a、110b外緣垂直向下朝底板120投影所定義出的空間。第一鍵帽110a和第二鍵帽110b間隔著的鍵帽間隙G1係指鍵帽110a、110b相鄰外緣之間的距離。

光源電路層150設置於底板120下方，光源電路層150上設置有複數個發光元件180a、180b。舉例而言，光源電路層150較佳實施為薄膜電路層，且具有可獨立連接各發光元件180a、180b的光源電路，而發光元件180a、180b較佳實施為上發光式發光二極體，且每個發光元件180a、180b可發射單一顏色或不同顏色的光能。再者，發光鍵盤更包含控制單元，透過連接至各發光元件180a、180b的光源電路，控制單元可以分別控制複數發光元件180a、180b。如此可因應使用需求，使得發光元件180a、180b發出相同顏色或不同顏色的光能，或發出具有相同或不同強度的光能，以達到發光鍵盤整體發光或局部發光的背光效果。

各發光元件180a、180b較佳係位於各鍵帽投影空間S1、S2內且各發光元件180a、180b具有上發光面182a、182b。舉例而言，第一發光元件180a設置於光源電路層150且電連接對應的光源電路，並位於第一鍵帽投影空間S1內，且較佳位於作為第一回復單元160a的彈性元件的正下方。第一發光元件180a具有第一上發光面182a，且第一上發光面182a具有第一面積。第二發光元件180b設置於光源電路層150且電連接對應的光源電路，並 位於第二鍵帽投影空間S2內，且較佳位於作為第二回復單元160b的彈性元件的正下方。第二發光元件180b具有第二上發光面182b，且第二上發光面182b具有第三面積。於此實施例，第一上發光面182a及第二上發光面182b實質平行於XY平面，且較佳具有實質相等的面積，即第一面積等於第三面積，但不以此為限。依據各按鍵尺寸(例如鍵帽的大小)，第一上發光面182a及第二上發光面182b可具有不同的面積。

複數光學擴散部170a、170b彼此分開地設置，且相鄰的光學擴散部170a、170b間會間隔擴散部間隙G2。每個光學擴散部170a、170b覆蓋於複數發光元件180a、180b其中之一。各光學擴散部170a、170b沿著XY平面方向延伸到對應鍵帽110a、110b之透光區116a、116b的正下方。亦即，透光區116a、116b在XY平面的投影較佳落在對應光學擴散部170a、170b在XY平面的投影範圍內。各光學擴散部170a、170b具有擴散上表面172a、172b，且擴散上表面172a、172b大於上發光面182a、182b。具體而言，第一光學擴散部170a覆蓋於第一發光元件180a，且第一光學擴散部170a沿著XY平面方向延伸到第一透光區116a的正下方。第一光學擴散部170a具有第一擴散上表面172a，第一擴散上表面172a具有第二面積，且第一擴散上表面172a的面積大於第一上發光面182a的面積，即第二面積大於第一面積。第二光學擴散部170b覆蓋於第二發光元件180b，且第二光學擴散部170b沿著XY平面方向延伸到第二透光區116b的正下方。第二光學擴散部170b具有第二擴散上表面172b，第二擴散上表面172b具有第四面積，且第二擴散上表面172b的面積大於第二上發光面182b的面積，即第四面積大於第三面積。在此需注意，於此所述的「面積」一般是指於XY平面的投影區域的面積，亦即上 發光面182a、182b或光學擴散部170a、170b平行於XY平面延伸的區域面積。

於一實施例，複數光學擴散部170a、170b係實質遍布於對應鍵帽投影空間S1、S2平行於底板120之水平範圍(即鍵帽投影空間S1、S2於XY平面的範圍)且未超過相鄰之鍵帽間隙G1。換言之，擴散部間隙G2較佳實質等於或大於鍵帽間隙G1，而可將光能分別均勻擴散至對應的鍵帽投影空間S1、S2且避免與相鄰鍵帽投影空間S1、S2中的光能交互影響，但不以此為限。具體而言，複數光學擴散部170a、170b較佳實質位於對應鍵帽投影空間S1、S2之中，且不排除略為超出鍵帽投影空間S1、S2，只要超出鍵帽投影空間S1、S2的部分光學擴散部170a、170b不會對相鄰鍵帽投影空間S1、S2造成可視覺察覺的光學干擾。

複數發光元件180a、180b的上發光面182a、182b提供光能至對應的光學擴散部170a、170b，且各光學擴散部170a、170b使光能自第一面積大小擴散到第二面積大小，再向上通過底板的透光孔128a、128b而自正上方對應的鍵帽110a、110b之透光區116a、116b射出。具體而言，第一發光元件180a提供光能至第一光學擴散部170a，且第一光學擴散部170a使光能自第一面積大小擴散到第二面積大小，再向上自正上方對應的第一透光區116a射出。第二發光元件180b提供光能至第二光學擴散部170b，第二光學擴散部170b使光能自第三面積大小擴散到第四面積大小，再向上自正上方對應的第二透光區116b射出。換言之，光學擴散部170a、170b係使得光能自上發光面182a、182b的相對小面積擴散至對應透光區116a、116b的相對大面積，以增進光能自透光區116a、116b射出的均勻性。再者，由於複數個光學擴散部170a、170b彼此分開，使光能進入對應的光學擴散部170a、170b 後，需要經過擴散部間隙G2衰減才能傳遞到相鄰的光學擴散部170b、170a。例如第一發光元件180a所提供光能進入第一光學擴散部170a後，需要經過擴散部間隙G2衰減後才能傳遞到相鄰的第二光學擴散部170b；或者是第二發光元件180b所提供光能進入第二光學擴散部170b後，需要經過擴散部間隙G2衰減後才能傳遞到相鄰的第一光學擴散部170a。藉此，可降低發光元件180a發射的光能行進至相鄰鍵帽投影空間S2的可能性；反之，亦可降低發光元件180b發射的光能行進至相鄰鍵帽投影空間S1的可能性。

具體而言，複數光學擴散部170a、170b可實施為分開設置的複數光學膠部或複數光學帽蓋，但不以此為限。舉例而言，於一實施例，發光元件180a、180b設置於光源電路層150後，可使用點膠程序將光學膠分別覆蓋於各發光元件180a、180b，以作為對應的光學擴散部170a、170b。於另一實施例，可依據鍵帽投影空間S1、S2平行於XY平面的面積大小及發光元件180a、180b的尺寸，預先以光學材料製作對應尺寸的光學帽蓋，再於發光元件180a、180b設置於光源電路層150後，將光學帽蓋貼覆至對應的發光元件180a、180b，以作為對應的光學擴散部170a、170b。光學擴散部170a、170b可為藉由折射、反射使光能擴散的任何適當材料製成。再者，光學擴散部170a、170b覆蓋於對於發光元件180a、180b時，光學擴散部170a、170b的底面較佳緊密貼附在對應發光元件180a、180b的上發光面182a、182b及側表面。於一實施例，如圖2C所示，以光學擴散部170a為例，光學擴散部170a貼覆於對應的上發光面182a之最大厚度d1係大於對應的發光元件180a於上發光面182a之法線方向之厚度d2，以達到較佳的擴散效果。換言之，當各光學擴散部170a、170b覆蓋於對應的發光元件180a、180b後，光學擴散部 170a、170b及對應的發光元件180a、180b的最大疊合厚度係大於或等於發光元件180a、180b的2倍厚度。

如圖3A所示，於一實施例，發光鍵盤更包含複數間隔部210，其中複數間隔部210設置於擴散部間隙G2中，以防止相鄰的複數鍵帽投影空間S1、S2之間的光學干擾。舉例而言，複數間隔部210可由阻光材料所形成，且設置於相鄰光學擴散部170a、170b之間，以阻擋發光元件180a經光學擴散部170a擴散之光能進入鍵帽投影空間S2，亦阻擋發光元件180b經光學擴散部170b擴散之光能進入鍵帽投影空間S1。

如圖3B所示，於一實施例，發光鍵盤更包含遮罩層220，其中遮罩層220係設置於複數光學擴散部170a、170b上方，以局部遮擋光能。遮罩層220具有遮光圖案以選擇性局部阻擋光線或讓光線通過。具體而言，遮罩層220為可透光的光學膜片且膜片上具有圖案設計，用以遮蔽鍵盤裝置不需要光線的部分。舉例而言，遮罩層220可具有對應複數按鍵矩形外週緣的矩形環圖案，使得相鄰按鍵間的空隙(例如鍵帽間隙G1)被遮罩擋住而降低該部分漏光強度，而對應複數按鍵透光區116a、116b的位置，則遮罩層220保持透明而可容許光線通過，以使光線可自鍵帽110a、110b之透光區116a、116b射出。

在此需注意，於前述實施例中，複數間隔部210可獨立地設置於光學擴散部170a、170b之間，但不以此為限。於其他實施例，複數間隔部210可整合為單一間隔層，以簡化組裝程序及製造成本。於後說明包含單一間隔層所組成的發光單元。如圖4A至圖4C所示，發光單元30包含光源電路層300、複數發光元件310、複數光學擴散部320、間隔層330及遮罩層 340，其中複數發光元件310設置於光源電路層300且分別電連接光源電路層300之對應光源電路；複數光學擴散部320藉由例如點膠、黏著等方式彼此分開設置於光源電路層300，且各光學擴散部320較佳貼覆對應複數發光元件310其中之一的上發光面，例如可參考上述圖2A實施例之光學擴散部170a、170b的相關說明。類似於前述實施例之遮罩層220，遮罩層340可具有對應複數按鍵配置的遮光圖案(例如透光部342對應鍵帽中央透光區，而遮光部344對應鍵帽矩形外周緣)，使得相鄰按鍵之間的空隙被遮罩住不讓光線通過，而對應複數按鍵透光區的位置可容許光線通過。間隔層330設置於遮罩層340及光源電路層150之間，且間隔層330具有複數間隔層開口332以分別容置對應相同鍵帽的光學擴散部320及發光元件310。

具體而言，間隔層開口332較佳係大於遮罩層340之透光部342，使得遮罩層340之遮光部344可覆蓋於光學擴散部320的外緣或光學擴散部320間的擴散部間隙G2，以阻擋光學擴散部320進入擴散部間隙的向上行進光能。遮罩層340之透光部342的大小及形狀較佳對應光學擴散部320，以容許光學擴散部320之擴散上表面發出的光能通過對應透光部342進入對應的鍵帽投影空間，進而自對應鍵帽之透光區射出。再者，如圖4C所示，遮罩層340之透光部342的大小亦可略小於光學擴散部320，使得遮光部344覆蓋於光學擴散部320的外緣，以防止光學擴散部320之擴散上表面發出的光能進入對應的鍵帽投影空間。間隔層330較佳為雙面膠層，尤其是深色雙面膠層，藉此可有效吸收光學擴散部320擴散後的水平方向行進光能，並可黏著遮罩層340及光源電路層150，以簡化發光單元30的組裝程序。當發光單元30與前述的按鍵單元組合成按鍵模組10時，發光單元30可藉由黏著、 卡合、鎖固等方式固定於底板120下方。藉由間隔層330的本體結構係延伸進入擴散部間隙G2中，可限制光學擴散部320擴散後的光能僅在對應間隔層開口322中行進，而無法行進到相鄰鍵帽下方。

在此需注意，可在間隔層330設置於光源電路層150上後，利用間隔層開口322界定光學擴散部320的範圍，而無須額外輔助即可方便地使複數光學擴散部320形成於適當的位置，但不以此為限。

再者，配合遮罩層220的應用，前述分開的複數光學擴散部170a、170b可整合成單一光學擴散膠層，以在簡化製造程序的情況下亦能達到防止相鄰按鍵的光學交互影響。於一實施例，如圖5A及圖5B所示，發光鍵盤包含底板120、光源電路層150、複數鍵帽110a、110b、複數發光元件180a、180b、光學擴散膠層410及遮罩層220，其中底板120、光源電路層150、複數鍵帽110a、110b、複數發光元件180a、180b及遮罩層220具有類似於上述圖2A及圖3B實施例的結構細節與作用關係，於此不再贅述。於本實施例中，光學擴散膠層410塗覆於光源電路層150上且覆蓋複數發光元件180a、180b。光學擴散膠層410沿著XY平面方向延伸到各鍵帽110a、110b之透光區116a、116b的正下方。遮罩層220設置於光學擴散膠層410上方，複數發光元件180a、180b的上發光面182a、182b提供光能以通過光學擴散膠層410的擴散自正上方對應鍵帽110a、110b的透光區116a、116b射出，且遮罩層220局部遮擋光能以避免光能進入鍵帽間隙G1。

具體而言，發光元件180a、180b設置於光源電路層150後，可使用塗膠程序將光學膠全面塗覆在光源電路層150上並覆蓋各發光元件180a、180b，以使得光學擴散膠層410對應各發光元件180a、180b的部分作 為對應的光學擴散部，以簡化製造程序。遮罩層220係設置於光學擴散膠層410上方，以局部遮擋光能。遮罩層220具有遮光圖案以選擇性局部阻擋光線或讓光線通過，使得光學擴散膠層410對應鍵帽間隙G1部分射出的光能被遮罩擋住，以降低該部分漏光強度；而對應複數按鍵透光區116a、116b的位置，則遮罩層220保持透明而可容許光線通過，以使光線可自鍵帽110a、110b之透光區116a、116b射出，以限制光能僅在對應鍵帽投影空間S1、S2行進，進而避免相鄰按鍵間的光學干擾。

此外，光學擴散部不限於上述的光學膠部或光學帽蓋，於其他實施例，亦可使用具有特定光萃取單元的導光片提供光學擴散的功能。於另一實施例，如圖6A及圖6B所示，導光片510包含複數光學擴散部512a、512b(即導光區)及連接部514。換言之，複數光學擴散部512a、512b可藉由連接部514連接構成導光片510。導光片510具有複數光萃取單元516(參見圖6C的局部放大圖)設置於複數光學擴散部512a、512b，而連接部514不設置任何光萃取單元，使光能不會自連接部514向上射出。具體而言，光萃取單元516係設置在導光片510對應各鍵帽投影空間S1、S2的區域，以使導光片510對應各鍵帽投影空間S1、S2的區域作為光學擴散部512a、512b，進而可使發光元件180a、180b的上發光面182a、182b的光能自小面積擴散至大面積後從對應鍵帽110a、110b的透光區116a、116b射出。導光片510對應各鍵帽間隙G1的區域則不設置任何光萃取單元，以作為連接部514，進而可使發光元件180a、180b的上發光面182a、182b的光能不會自連接部514射出，進而減少進入鍵帽間隙G1的光能，從而有效避免相鄰按鍵間的光學干擾。

如圖6C的局部放大圖所示，光萃取單元516可為網點三維結 構(例如凸圓形微透鏡)，且可藉由衍射有效地控制光能的方向，但不以此為限。光萃取單元516可依據實際應用具有各種形狀及尺寸，例如1.0微米至200微米。於一實施例，光萃取單元516較佳係於導光片510製作過程中壓印於導光板片表面。導光片510的材料可為例如聚碳酸酯(polycarbonate)、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)或其他合宜的材料。發光元件180a、180b提供的光能經由光學擴散部512a、512b的擴散進入對應鍵帽投影空間S1、S2，再經由例如彈性體之回復單元160a、160b的霧化效果，使得亮度更為均勻。於一實施例，如圖6C所示，以光學擴散部512a為例，光學擴散部512a包含發光元件導光區517及週邊導光區518。發光元件導光區517係位於對應發光元件180a的上發光面182a的正上方，而週邊導光區518係鄰接發光元件導光區517及連接部514。發光元件導光區517之光萃取單元516之密度小於週邊導光區518之光萃取單元516之密度，藉此可將上發光面182a發出的光能更均勻地通過光學擴散部512a，以自對應透光區116a、116b射出。具體而言，導光片510於光學擴散部512a、512b之光萃取單元516可設計為越接近上發光面182a、182b的區域，因為光能較強所以光萃取單元516的密度可以較小，光折射角度較小更集中，而越遠離上發光面182a、182b的區域，因為光能相對較弱所以光萃取單元516的密度可以較大使光折射角度更大。藉此，可使得發光元件180a、180b提供的光能更均勻地擴散。

再者，如圖7之局部放大圖所示，圖6B的實施例亦可配合遮罩層220的應用，以進一步防止按鍵間的交互光學干擾。舉例而言，遮罩層220之遮光部可覆蓋於光學擴散部512a、512b的外緣或光學擴散部512a、512b間的擴散部間隙G2，以阻擋光學擴散部512a、512b進入擴散部間隙G2的向 上行進光能。遮罩層220之透光部的大小及形狀較佳對應光學擴散部512a、512b，以容許光學擴散部512a、512b之擴散上表面發出的光能通過對應透光部進入對應的鍵帽投影空間，進而自對應鍵帽之透光區116a、116b射出。

相較於習知技術，本發明之發光鍵盤藉由光學擴散部加強上發光式發光二極體的發光均勻性，進而提升按鍵字元的亮度均勻性。再者，本發明之發光鍵盤具有對應各按鍵的光學擴散機制，以使光線集中於對應按鍵，進而避免按鍵間光能交互影響。

本發明已由上述實施例加以描述，然而上述實施例僅為例示目的而非用於限制。熟此技藝者當知在不悖離本發明精神下，於此特別說明的實施例可有例示實施例的其他修改。因此，本發明範疇亦涵蓋此類修改且僅由所附申請專利範圍限制。

Claims (17)

1. 一種發光鍵盤，包含：一底板，沿著一平面延伸，該平面平行於一X軸和一Y軸；一光源電路層，設置於該底板下方；複數鍵帽，設置於該底板上方，各該鍵帽具有一透光區，且各該鍵帽可相對於該底板沿著一Z軸方向移動，各該鍵帽實質垂直向下投影而具有一鍵帽投影空間，相鄰兩個鍵帽間隔著一鍵帽間隙，該X軸、該Y軸和該Z軸互相垂直，其中該底板對應各該鍵帽具有複數透光孔；複數發光元件，設置於該光源電路層且位於各該鍵帽投影空間內，各該發光元件具有一上發光面，該上發光面實質平行該平面，該上發光面具有一第一面積；以及複數個彼此分開的光學擴散部，相鄰的兩個光學擴散部間會間隔一擴散部間隙，每個光學擴散部覆蓋於該複數發光元件其中之一，各該光學擴散部沿著該平面方向延伸到各該鍵帽之該透光區及對應的該複數透光孔的正下方，各該光學擴散部具有一擴散上表面，該擴散上表面具有一第二面積，該第二面積大於該第一面積，其中該複數發光元件的上發光面提供光能至對應的該光學擴散部，且各該光學擴散部使該光能自該第一面積大小擴散到該第二面積大小，再向上自正上方對應的該複數透光孔朝該鍵帽之該透光區射出；其中該複數個光學擴散部彼此分開，使該光能進入對應的該光學擴散部後，需要經過該擴散部間隙衰減才能傳遞到相鄰的光學擴散部。
2. 如請求項1所述之發光鍵盤，其中該複數光學擴散部係實質遍布於各該鍵 帽投影空間平行於該底板之水平範圍且未超過相鄰之該鍵帽間隙。
3. 如請求項2所述之發光鍵盤，其中該複數透光孔至少其中之一位於對應的該鍵帽中心處正下方，且該複數透光孔至少其中之另一位於對應的該鍵帽非中心處正下方。
4. 如請求項1至3任一項所述之發光鍵盤，其中各該光學擴散部貼覆於對應的該上發光面之最大厚度係大於對應的該發光元件於該上發光面之法線方向之厚度。
5. 如請求項1所述之發光鍵盤，更包含複數間隔部，其中該複數間隔部分別設置於各該擴散部間隙中，以防止相鄰的該鍵帽投影空間之間的光學干擾。
6. 如請求項1所述之發光鍵盤，更包含一連接部，其中該連接部連接該複數光學擴散部以構成一導光片，該導光片具有複數光萃取單元設置於該複數光學擴散部且該連接部不具有任何光萃取單元，使該光能不會自該連接部向上射出。
7. 如請求項6所述之發光鍵盤，其中各該光學擴散部包含一發光元件導光區及一週邊導光區，該發光元件導光區係位於該上發光面正上方且該週邊導光區係鄰接該發光元件導光區及該連接部，且該發光元件導光區之該光萃取單元之密度小於該週邊導光區之該光萃取單元之密度。
8. 如請求項1所述之發光鍵盤，更包含一遮罩層，其中該遮罩層係設置於該複數光學擴散部上方，以局部遮擋該光能。
9. 如請求項8所述之發光鍵盤，更包含一間隔層，其中該間隔層設置於該遮罩層及該光源電路層之間，該間隔層具有複數間隔層開口以分別對應該複數鍵帽，且各該間隔層開口係供容置對應相同該鍵帽的該發光元件及該光 學擴散部。
10. 如請求項9所述之發光鍵盤，其中該間隔層係一雙面膠層。
11. 如請求項1所述之發光鍵盤，更包含複數彈性元件，其中該複數彈性元件設置於該底板上且分別位於各該鍵帽投影空間中，各該發光元件係位於對應的該彈性元件之正下方。
12. 一種發光按鍵，包含：一底板；一光源電路層，設置於該底板下方；一鍵帽，設置於該底板上方，該鍵帽具有一透光區，且該鍵帽可相對於該底板移動，該鍵帽實質垂直向下投影而具有一鍵帽投影空間，其中該底板對應該鍵帽具有複數透光孔；一發光元件，設置於該光源電路層且位於該鍵帽投影空間內；以及一光學擴散部，覆蓋於該發光元件，且實質遍布於該鍵帽投影空間平行於該底板之水平範圍且位於該複數透光孔的正下方，其中該發光元件提供光能至該光學擴散部，且該光學擴散部藉由折射、反射使該光能擴散於該鍵帽投影空間，以自該複數透光孔朝該鍵帽之該透光區射出。
13. 如請求項12所述之發光按鍵，其中該發光元件具有一上發光面，且該光學擴散部貼覆於該上發光面之最大厚度係大於該發光元件於該上發光面之法線方向之厚度。
14. 如請求項12所述之發光按鍵，其中該光學擴散部係為一導光片，該導光片包含一導光區，該導光區係位於該鍵帽投影空間內且具有複數光萃取單 元，該導光區包含一發光元件導光區及一週邊導光區，該發光元件具有一上發光面，該發光元件導光區係位於該上發光面正上方且該週邊導光區係鄰接該發光元件導光區，該發光元件導光區之該光萃取單元之密度小於該週邊導光區之該光萃取單元之密度。
15. 如請求項12所述之發光按鍵，更包含一遮罩層，其中該遮罩層係設置於該光學擴散部上方，以局部遮擋該光能。
16. 一種發光鍵盤，包含：一底板，沿著一平面延伸，該平面平行於一X軸和一Y軸，該底板具有複數第一透光孔及複數第二透光孔；一光源電路層，設置於該底板下方；一第一鍵帽，對應該複數第一透光孔設置於該底板上方，該第一鍵帽具有一第一透光區，該第一鍵帽可相對於該底板沿著一Z軸方向移動，該第一鍵帽實質垂直向下投影而具有一第一鍵帽投影空間，該X軸、該Y軸和該Z軸互相垂直；一第二鍵帽，對應該複數第二透光孔設置於該底板上方，該第二鍵帽具有一第二透光區，該第二鍵帽可相對於該底板沿著該Z軸方向移動，該第二鍵帽實質垂直向下投影而具有一第二鍵帽投影空間，該第一鍵帽與該第二鍵帽間隔著一鍵帽間隙；一第一發光元件，設置於該光源電路層且位於該第一鍵帽投影空間內，該第一發光元件具有一第一上發光面，該第一上發光面具有一第一面積；一第二發光元件，設置於該光源電路層且位於該第二鍵帽投影空間內， 該第二發光元件具有一第二上發光面，該第二上發光面具有一第三面積；一第一光學擴散部，該第一光學擴散部覆蓋於該第一發光元件，該第一光學擴散部沿著該平面方向延伸到該第一透光區及該複數第一透光孔的正下方，該第一光學擴散部具有一第一擴散上表面，該第一擴散上表面具有一第二面積，該第二面積大於該第一面積；以及一第二光學擴散部，該第二光學擴散部覆蓋於該第二發光元件，該第二光學擴散部沿著該平面方向延伸到該第二透光區及該複數第二透光孔的正下方，該第二光學擴散部具有一第二擴散上表面，該第二擴散上表面具有一第四面積，該第四面積大於該第三面積；其中該第一光學擴散部與該第二光學擴散部彼此分開，且間隔一擴散部間隙；其中該第一發光元件提供光能至該第一光學擴散部，且該第一光學擴散部使該光能自該第一面積大小擴散到該第二面積大小，再向上自正上方對應的該複數第一透光孔朝該第一透光區射出；其中該第二發光元件提供光能至該第二光學擴散部，且該第二光學擴散部使該光能自該第三面積大小擴散到該第四面積大小，再向上自正上方對應的該複數第二透光孔朝該第二透光區射出；其中該第一發光元件所提供光能進入該第一光學擴散部後，需要經過該擴散部間隙衰減後才能傳遞到相鄰的該第二光學擴散部。
17. 一種發光鍵盤，包含：一底板，沿著一平面延伸，該平面平行於一X軸和一Y軸； 一光源電路層，設置於該底板下方；複數鍵帽，設置於該底板上方，各該鍵帽具有一透光區，且各該鍵帽可相對於該底板沿著一Z軸方向移動，各該鍵帽實質垂直向下投影而具有一鍵帽投影空間，相鄰兩個鍵帽間隔著一鍵帽間隙，該X軸、該Y軸和該Z軸互相垂直，其中該底板對應各該鍵帽具有複數透光孔；複數發光元件，設置於該光源電路層且位於各該鍵帽投影空間內，各該發光元件具有一上發光面，該上發光面實質平行該平面；一光學擴散膠層，塗覆於該光源電路層上且覆蓋該複數發光元件，該光學擴散膠層沿著該平面方向延伸到各該鍵帽之該透光區及對應的該複數透光孔的正下方；以及一遮罩層，設置於該光學擴散膠層上方，其中，該複數發光元件的上發光面提供光能以通過該光學擴散膠層的擴散自正上方對應的該複數透光孔朝該鍵帽的透光區射出，且該遮罩層局部遮擋該光能以避免該光能進入該鍵帽間隙。