TWI826186B - 窄角度發光結構及應用其的發光鍵盤 - Google Patents

Abstract

本發明公開一種窄角度發光結構及應用其的發光鍵盤，窄角度發光結構包括至少一發光單元、一透光層以及一側牆。所述透光層覆蓋至少一所述發光單元，所述側牆圍繞至少一所述發光單元與所述透光層，所述側牆與至少一所述發光單元呈實質共平面設置，且所述側牆含有一黑色物質。因此，所述窄角度發光結構的發光角度為60°至90°，可以產生特殊應用所需的窄角度發光效果，且可以滿足小型化的設計要求。

Description

窄角度發光結構及應用其的發光鍵盤

本發明涉及一種發光結構，特別是涉及一種窄角度發光結構及應用其的發光鍵盤。

發光二極體(Light Emitting Diode，LED)具有許多優點，因此應用層面相當廣泛。目前，在日常生活中已經可以看到各式各樣的採用LED光源的產品。

為了達到廣角度發光或窄角度發光的效果，現有的使LED光源會在LED的發光路徑上設置光學結構如導光結構、反光結構、透鏡結構等。然而，這類的LED光源通常會需要基板或支架來提供封裝所需的空間，不僅不利於整體結構的尺寸縮小，而且無法滿足產品小型化的設計要求。

本發明的目的在於提供一種窄角度發光結構，以解決上述先前技術中存在的問題。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是提供一種窄角度發光結構，其包括至少一發光單元、一透光層以及一側牆。所述透光層覆蓋至少一所述發光單元，所述側牆圍繞至少一所述發光單元與所述透光層，所述側牆與至少一所述發光單元呈實質共平面設置，且所述側牆含有一黑色物質。所述窄角度發光結構的發光角度為60°至90°。

在本發明的實施例中，所述側牆包括一外牆部及多個內牆部，且多個所述內牆部在所述外牆部的內部分隔出多個互不連通的區域。至少一發光單元的數量為多個且分別設置於多個所述區域內，且兩個相鄰的所述發光單元之間存在一個所述內牆部並通過其相互隔開。所述透光層包括多個獨立存在的透光部，且多個所述透光部分別設置於多個所述區域內，以覆蓋各自對應的所述發光單元。

在本發明的實施例中，所述側牆的高度為0.25 mm至0.37 mm，所述窄角度發光結構的發光角度與所述側牆的高度呈反相關關係。

在本發明的實施例中，當所述側牆的高度為0.25 mm時，所述窄角度發光結構的發光角度為70°至90°。並且，當所述側牆的高度為0.37 mm時，所述窄角度發光結構的發光角度為60°至80°。

在本發明的實施例中，至少一所述發光單元經配置以發出一照明光束，且所述側牆相對於所述照明光束的透光率小於5%。

在本發明的實施例中，所述透光層為一透明層，且所述透明層的折射率為1.37至1.56。

在本發明的實施例中，所述側牆也與所述透光層呈實質共平面設置。

在本發明的實施例中，所述透光層與所述側牆之間不存在空氣間隙，所述透光層具有遠離至少一所述發光單元的一出光面，且所述出光面與所述側牆的一頂面平齊。

在本發明的實施例中，至少一所述發光單元與所述側牆的距離在40 μm以內。

在本發明的實施例中，至少一所述發光單元經配置以發出可見光或紅外光，所述可見光的波長介於450奈米至650奈米之間，所述紅外光的波長介於760奈米至1000奈米之間。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的另外一技術方案是提供一種發光鍵盤，其包括多個按鍵組件以及多個具有上述結構特徵的窄角度發光結構。多個所述按鍵組件各包括一鍵帽，且所述鍵帽具有至少一字符區。多個所述窄角度發光結構分別設置於多個所述按鍵組件的下方。

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的窄角度發光結構，其能通過包括“所述側牆圍繞至少一所述發光單元與所述透光層，且與至少一所述發光單元呈實質共平面設置”以及“所述側牆含有一黑色物質”的技術特徵組合的技術方案，以產生特殊應用所需的窄角度發光效果而不必依靠其它光學結構如透鏡結構，特別是發光角度可以控制在60°至90°的範圍內，並同時滿足小型化的設計要求（整體尺寸可在1 mm以下）。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關“窄角度發光結構及應用其的發光鍵盤”的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不背離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

在沒有另行定義的情況下，本文中所使用的術語具有與本領域技術人員的通常理解相同的含義。各實施例中所涉及的材料，如無特別說明則為市售或根據現有技術製得的材料。各實施例中所涉及的工藝方法，如無特別說明則為本領域慣常使用的工藝方法。

[第一實施例]

請參閱圖1至圖3及圖5，其顯示根據本發明第一實施例的窄角度發光結構1。如上述圖式所示，本發明的窄角度發光結構1是採用無基板或支架的封裝設計，其包括至少一發光單元11、一透光層12以及一側牆13。透光層12覆蓋至少一發光單元11，側牆13圍繞至少一發光單元11與透光層12，側牆13與至少一發光單元11呈實質共平面設置，即側牆13與至少一發光單元11處於同一平面上且沿著該平面具有微米以內的尺寸差異，且側牆13含有一黑色物質。因此，本發明的窄角度發光結構1不必依靠其它光學結構如透鏡結構，就可以將發光角度控制在60°至90°的範圍內，從而產生特殊應用所需的窄角度發光效果，例如產生一直上式窄角度光場。此外，本發明的窄角度發光結構1可以滿足小型化的設計要求，整體高度可在0.37 mm以下。

在本發明中，側牆13的高度為0.25 mm至0.37 mm。當側牆13的高度為0.25 mm時，窄角度發光結構1的發光角度在70°至90°的範圍內；當側牆13的高度為0.37 mm時，窄角度發光結構1的發光角度在60°至80°的範圍內。

進一步地說，本發明的窄角度發光結構1可為一晶片級封裝(Chip Scale Package, CSP)結構，其中透光層12與側牆13呈實質共平面設置，即透光層12與側牆13處於同一平面上且沿著該平面具有微米以內的尺寸差異，且透光層12與側牆13之間不存在空氣間隙。較佳地，透光層12具有遠離至少一發光單元11的一出光面120，且出光面120與側牆13的一頂面130平齊。另外，至少一發光單元11具有一底端111、一頂端112及連接於底端111與頂端112之間的一外周圍113，其中頂端112與外周圍113被透光層12所覆蓋，而底端111外露於透光層12，且底端111可設有至少一導電墊(圖中未顯示)。

在本實施例中，至少一發光單元11與側牆13的距離在40 μm以內，且至少一發光單元11可經配置以發出可見光或紅外光，可見光的波長可介於450奈米至650奈米之間，紅外光的波長可介於760奈米至1000奈米之間。

在本實施例中，發光單元11的數量可為一個，如圖1所示；或者，發光單元11的數量可為多個且呈線性間隔排列，如圖3及圖5所示。較佳地多個發光單元11可包括一紅色發光單元11a、一綠色發光單元11b及一藍色發光單元11c，以達到廣色域的效果。紅色發光單元11a的發光波長可為605奈米至650奈米，綠色發光單元11b的發光波長可為510奈米至545奈米，藍色發光單元11c的發光波長可為450奈米至485奈米。然而，以上所述只是可行的實施方式，而非用以限制本發明。

實際應用時，紅色發光單元11a可為一紅色發光二極體，或者，紅色發光單元11a可包括一藍色發光二極體及一設置於藍色發光二極體上的波長轉換層；波長轉換層可含有紅色螢光粉、紅色量子點或其組合，用以吸收藍光並產生所需波長的紅光。綠色發光單元11b可為一綠色發光二極體，或者，綠色發光單元11b可包括一藍色發光二極體及一設置於藍色發光二極體上的波長轉換層；波長轉換層可含有綠色螢光粉、綠色量子點或其組合，用以吸收藍光並產生所需波長的綠光。上述紅色發光二極體、綠色發光二極體與藍色發光二極體可根據需求選用次毫米發光二極體（Mini LED）、微米發光二極體（Micro LED）或有機發光二極體（OLED）。然而，本發明不以上述所舉的例子為限。

在本實施例中，透光層12被設置為允許來自發光單元11的光線穿透的情況下，對發光單元11提供足夠的保護(保護發光單元11免受物理損傷)，並將發光單元11與外界隔離以降低周圍環境因素造成的負面影響。較佳地，透光層12為透明封裝材料如環氧樹脂(Epoxy)系統或矽氧烷樹脂(Silicone)系統所形成的一透明層，其折射率為1.37至1.56。側牆13為一黑色吸光體，其中黑色物質可為碳黑、奈米碳管或其組合，但不限於此。實際應用時，可通過調整黑色物質的含量比例使側牆13相對於發光單元11所發出的照明光束的透光率接近0%。較佳地，側牆13的高度為0.25 mm至0.37 mm，且側牆13相對於發光單元11所發出的照明光束的透光率小於5%。

在本實施例中，側牆13的高度可為0.25 mm、0.26 mm、0.27 mm、0.28 mm、0.29 mm、0.30 mm、0.31 mm、0.32 mm、0.33 mm、0.34 mm、0.35 mm、0.36 mm或0.37 mm。

請複參閱圖3及圖5，並配合圖4及圖6所示，發光單元11所發出的光線L1在透光層12內會沿著第一發光角度向外傳遞且會有一部分被側牆13所吸收，使得通過出光面120的光線L2會沿著第二發光角度發散出去；第一發光角度(發光單元11的發光角度)為120°至140°，第二發光角度(即本發明的窄角度發光結構1的發光角度)為60°至90°。值得說明的是，本發明的窄角度發光結構1的發光角度與側牆13的高度呈反相關關係，即本發明的窄角度發光結構1的發光角度隨著側牆13的高度增加而減少。

如圖3及圖4所示，當側牆13的高度H1為0.25 mm時，紅色發光單元11a、綠色發光單元11b與藍色發光單元11c的出射光線的配光曲線基本重合，其中以0%發光強度的點位為中心基點，左右兩側50%發光強度的角度分別為-45°和+45°角度，判定發光角度在90°以下。如圖5及圖6所示，當側牆13的高度H2為0.37 mm時，其中以0%發光強度的點位為中心基點，左右兩側50%發光強度的角度分別為-40°和+40°角度，判定發光角度為80°或略高於80°。

[第二實施例]

請參閱圖8及圖9，其顯示根據本發明第二實施例的窄角度發光結構1。本發明的窄角度發光結構1包括至少一發光單元11、一透光層12以及一側牆13。透光層12覆蓋至少一發光單元11，側牆13圍繞至少一發光單元11與透光層12，側牆13與至少一發光單元11呈實質共平面設置，且側牆13含有一黑色物質。

在本實施例中，發光單元11的數量可為多個且呈線性間隔排列。側牆13包括一外牆部131及多個內牆部132，且多個內牆部132在外牆部131的內部分隔出多個互不連通的區域A。多個發光單元11分別設置於多個區域A內，其中兩個相鄰的發光單元11之間存在一個內牆部132並通過其相互隔開一定距離。透光層12包括多個獨立存在的透光部121，且多個透光部121分別設置於多個區域A內，以覆蓋各自對應的發光單元11。

第一實施例中提到的相關技術細節在本實施例中依然有效，為了減少重複，這裡不再贅述。同樣地，本實施例中提到的相關技術細節也可以應用在第一實施例中。

[第三實施例]

請參閱圖10所示，本發明第三實施例提供一種發光鍵盤Z，其包括多個按鍵組件2以及多個如第一或第二實施例所述的窄角度發光結構1。多個按鍵組件2各包括一鍵帽21，其具有至少一字符區T，且多個窄角度發光結構1分別設置於多個按鍵組件2的下方。使用時，多個窄角度發光結構1可經配置以在一操作模式下發出可見光之照明光束，且多個窄角度發光結構1所發出的照明光束會分別穿過多個按鍵組件2的鍵帽21的至少一字符區T。

[實施例的有益效果]

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的窄角度發光結構，其能通過包括“所述側牆圍繞至少一所述發光單元與所述透光層，且與至少一所述發光單元呈實質共平面設置”以及“所述側牆含有一黑色物質”的技術特徵組合的技術方案，以產生特殊應用所需的窄角度發光效果而不必依靠其它光學結構如透鏡結構，特別是發光角度可以控制在60°至90°的範圍內，並同時滿足小型化的設計要求(整體尺寸可在1mm以下)。

以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

Z:發光鍵盤 1:窄角度發光結構 1’:初始發光結構 11:發光單元 11a:紅色發光單元 11b:綠色發光單元 11c:藍色發光單元 111:底端 112:頂端 113:外周圍 12:透光層 12’:初始透光層 120:出光面 121:透光部 13:側牆 13’:黑色材料 130:頂面 131:外牆部 132:內牆部 2:按鍵組件 21:鍵帽 A:區域 C:發光群組 H1、H2:高度 L1、L2:光線 S1:第一可移除式載體 S2:第二可移除式載體 T:字符區

圖1為本發明第一實施例的窄角度發光結構的其中一俯視示意圖。

圖2為本發明第一實施例的窄角度發光結構的另外一俯視示意圖。

圖3為本發明第一實施例的窄角度發光結構的其中一側視示意圖。

圖4為對應圖3所示窄角度發光結構的配光曲線圖。

圖5為本發明第一實施例的窄角度發光結構的另外一側視示意圖。

圖6為對應圖5所示窄角度發光結構的配光曲線圖。

圖7為本發明的窄角度發光結構的製造流程圖。

圖8為本發明第二實施例的窄角度發光結構的俯視示意圖。

圖9為本發明第二實施例的窄角度發光結構的側視示意圖。

圖10為應用本發明第一和第二的窄角度發光結構的發光鍵盤的示意圖。

1:窄角度發光結構

11:發光單元

11a:紅色發光單元

11b:綠色發光單元

11c:藍色發光單元

111:底端

112:頂端

113:外周圍

12:透光層

120:出光面

13:側牆

130:頂面

H1:高度

L1、L2:光線

Claims (10)

1. 一種窄角度發光結構，其包括：至少一發光單元；一透光層，所述透光層覆蓋至少一所述發光單元；以及一側牆，所述側牆圍繞至少一所述發光單元與所述透光層，且與至少一所述發光單元呈實質共平面設置，其中所述側牆含有一黑色物質；其中，所述窄角度發光結構的發光角度為60°至90°；其中，所述側牆包括一外牆部及多個內牆部，且多個所述內牆部在所述外牆部的內部分隔出多個互不連通的區域；至少一發光單元的數量為多個且分別設置於多個所述區域內，且兩個相鄰的所述發光單元之間存在一個所述內牆部並通過其相互隔開；所述透光層包括多個獨立存在的透光部，且多個所述透光部分別設置於多個所述區域內，以覆蓋各自對應的所述發光單元。
2. 如請求項1所述的窄角度發光結構，其中，所述側牆的高度為0.25mm至0.37mm，所述窄角度發光結構的發光角度與所述側牆的高度呈反相關關係。
3. 如請求項2所述的窄角度發光結構，其中，當所述側牆的高度為0.25mm時，所述窄角度發光結構的發光角度為70°至90°；當所述側牆的高度為0.37mm時，所述窄角度發光結構的發光角度為60°至80°。
4. 如請求項1所述的窄角度發光結構，其中，至少一所述發光單元經配置以發出一照明光束，且所述側牆相對於所述照明 光束的透光率小於5%。
5. 如請求項1所述的窄角度發光結構，其中，所述透光層為一透明層，且所述透明層的折射率為1.37至1.56。
6. 如請求項5所述的窄角度發光結構，其中，所述側牆也與所述透光層呈實質共平面設置。
7. 如請求項6所述的窄角度發光結構，其中，所述透光層與所述側牆之間不存在空氣間隙，所述透光層具有遠離至少一所述發光單元的一出光面，且所述出光面與所述側牆的一頂面平齊。
8. 如請求項1所述的窄角度發光結構，其中，至少一所述發光單元與所述側牆的距離在40μm以內。
9. 如請求項1所述的窄角度發光結構，其中，至少一所述發光單元經配置以發出可見光或紅外光，所述可見光的波長介於450奈米至650奈米之間，所述紅外光的波長介於760奈米至1000奈米之間。
10. 一種發光鍵盤，包括：多個按鍵組件，其各包括一鍵帽，且所述鍵帽具有至少一字符區；以及多個如請求項1所述的窄角度發光結構，其分別設置於多個所述按鍵組件的下方。

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