TWI846292B - 發光觸控板 - Google Patents

Abstract

一種發光觸控板，包含電路板、複數個發光元件、遮光板及蓋板。發光元件在第一方向具有第一高度。遮光板具有複數間隔區，間隔區分別對應於發光元件。發光元件分別容置於間隔區中，各間隔區的二間隔壁之間在第二方向上具有第一寬度。各間隔壁在第一方向具有第二高度，第二高度大於第一高度，其中第二方向與第一方向呈正交。蓋板具有透光區，發光元件發出的光線穿過透光區，於蓋板遠離遮光板的頂面上形成出光亮區，其中出光亮區在第二方向上的第二寬度關聯於第二高度及第一寬度。

Description

發光觸控板

本發明涉及電子領域，尤其涉及一種發光觸控板。

隨著筆記型電腦等電子裝置的輕薄化，部分機械式輸入的功能以觸控板來取代，例如數字鍵等。傳統的發光觸控板通常為單層或雙層的發光結構，圖案設置於導光板上，側邊的發光元件發光後，發光觸控板上呈現出對應的圖案。

然而，隨著欲應用的功能越來越多，欲顯示n種圖形，則需設計n層導光板，這使得整體的厚度提升，不利於整體電子裝置或設備的元件配置。

為了解決上述的問題，在一些實施例中，提供一種發光觸控板。發光觸控板包含電路板、複數個發光元件、遮光板以及蓋板。發光元件以二維排列於電路板上，各發光元件在第一方向具有第一高度。遮光板設置在電路板上方，遮光板具有複數間隔區，間隔區分別對應於發光元件。發光元件分別容置於間隔區中，各間隔區的二間隔壁之間在第二方向上具有第一寬度。各間隔壁在第一方向具有第二高度，第二高度大於第一高度，其中第二方向與第一方向呈正交。蓋板設置在遮光板上方。蓋板具有透光區，發光元件發出的光線穿過透光區，於蓋板遠離遮光板的頂面上形成出光亮區，其中出光亮區在第二方向上的第二寬度關聯於第二高度及第一寬度。

在一些實施例中，各發光元件具有發光角度，發光元件的投射高度定義如方程式(一)，第二高度與第一高度的高度差大於投射高度，出光亮區在第二方向上的第二寬度等於第一寬度。方程式(一)： ，Hc為投射高度、W1為第一寬度、θ為發光角度。

在一些實施例中，各發光元件具有發光角度，發光元件的投射高度定義如方程式(一)，蓋板在第一方向具有厚度，第二高度與第一高度的高度差大於投射高度與厚度的差值，且第二高度與第一高度的高度差小於投射高度，出光亮區在第二方向上的第二寬度大於第一寬度。方程式(一)： ，Hc為投射高度、W1為第一寬度、θ為發光角度。

在一些實施例中，各發光元件具有發光角度，發光元件的一投射高度定義如方程式(一)，蓋板在第一方向具有厚度，第二高度與第一高度的高度差小於投射高度與厚度的差值，出光亮區在第二方向上的第二寬度小於第一寬度，方程式(一)： ，Hc為投射高度、W1為第一寬度、θ為發光角度。

在一些實施例中，各間隔壁上設置有反光元件。

在一些實施例中，蓋板包含透光蓋板及半透光層，半透光層設置於透光蓋板上。

更詳細地，在一些實施例中，蓋板更設置有複數個遮光元件，遮光元件之間定義複數個出光區，出光區分別對應間隔區。進一步地，在一些實施例中，發光觸控板更包含一擴散片，擴散片位在遮光板上，且位於遮光板與遮光元件之間。

更詳細地，在一些實施例中，發光觸控板更包含擴散片，擴散片位在遮光板上，且位於遮光板及半透光層之間。

在一些實施例中，蓋板為半透光聚酯薄膜片。

更詳細地，在一些實施例中，蓋板更設置有複數個遮光元件，遮光元件之間定義複數個出光區，出光區分別對應間隔區。進一步地，在一些實施例中，發光觸控板更包含擴散片，擴散片位在設置在遮光板上，且位於遮光板與遮光元件之間。

更詳細地，發光觸控板更包含擴散片，擴散片位在遮光板上，且位於遮光板與蓋板之間。

在一些實施例中，發光觸控板更包含感測電極層及控制單元。感測電極層與發光元件共同設置於電路板的第一表面，且感測電極層定義出複數個觸控感應區。電路板上定義有複數個發光元件區，用以設置發光元件，且各發光元件區鄰近但間隔於觸控感應區之一。控制單元設置在電路板相對於第一表面的第二表面，控制單元電性連接感測電極層及發光元件，用以根據感測電極層的感測，控制發光元件的發光狀態及發光順序。

如同前述實施例所述，直接將發光元件及遮光板組設於電路板上，發光觸控板以直下式的方式出光，透過發光元件直接顯示視覺圖案，而無須導光板的結構。如此，能大幅減少發光觸控板的厚度，透過發光元件可獨立受控制，可以依據控制信號產生不同的發光狀態及發光順序，而可以提供更廣泛的輸入功能。

應當理解的是，元件被稱為「設置」於另一元件時，可以表示元件是直接位在另一元件上，或者也可以存在中間元件，透過中間元件連接元件與另一元件。相反地，當元件被稱為「直接設置在另一元件上」或「直接設置到另一元件」時，可以理解的是，此時明確定義了不存在中間元件。

另外，術語「第一」、「第二」、「第三」這些術語僅用於將一個元件、部件、區域、層或部分與另一個元件、部件、區域、層或部分區分開，而非表示其必然的先後順序。此外，諸如「下」和「上」的相對術語可在本文中用於描述一個元件與另一元件的關係，應當理解，相對術語旨在包括除了圖中所示的方位之外的裝置的不同方位。例如，如果一個附圖中的裝置翻轉，則被描述為在其他元件的「下」側的元件將被定向在其他元件的「上」 側。此僅表示相對的方位關係，而非絕對的方位關係。

圖1係發光觸控板一實施例的爆炸圖。如圖1所示，發光觸控板1包含電路板10、複數個發光元件20、遮光板30以及蓋板40。發光元件20以二維排列於電路板10上。遮光板30設置在電路板10上方，遮光板30具有複數間隔區31，間隔區31分別對應於發光元件20，發光元件20分別容置於間隔區31中。蓋板40設置在遮光板30上方。在此，發光元件20，可以為mini LED，或是Micro LED。

圖2至圖4係發光觸控板第一至第三實施例的局部發光狀態示意圖。如圖2至圖4所示，在此，為了表示發光的狀態，僅以單一發光元件20及間隔區31來方便說明。另外，以一點鍊線表現發光元件20主要的光路徑，在此僅作為示例說明，而非用以限制。發光元件20在第一方向D1具有第一高度H1。各間隔區31的二間隔壁311之間在第二方向D2上具有第一寬度W1。各間隔壁311在第一方向D1具有第二高度H2，第二高度H2大於第一高度H1，其中第二方向D2與第一方向D1呈正交。蓋板40具有透光區40A，發光元件20發出的光線穿過透光區40A，於蓋板40遠離遮光板30的頂面上形成出光亮區40B，其中出光亮區40B在第二方向D2上的第二寬度W2關聯於第二高度H2及第一寬度W1。

更詳細地，如圖2所示，定義各發光元件20具有發光角度θ，發光元件20的投射高度Hc定義如方程式(一)，第一實施例中，在第二高度H2與第一高度H1的高度差大於投射高度Hc，即(H2-H1)＞Hc條件下，出光亮區40B在第二方向D2上的第二寬度W2等於第一寬度W1。方程式(一)： ，Hc為投射高度、W1為第一寬度、θ為發光角度。

如圖3所示，第二實施例中，蓋板40在第一方向D1具有厚度H3，第二高度H2與第一高度H1的高度差大於投射高度Hc與厚度H3的差值，且第二高度H2與第一高度H1的高度差小於投射高度Hc，即(Hc-H3)＜(H2-H1)＜Hc的條件下。出光亮區40B在第二方向D2上的第二寬度W2大於第一寬度W1。

如圖4所示，第三實施例中，第二高度H2與第一高度H1的高度差小於投射高度Hc與厚度H3的差值，即(H2-H1)＜(Hc-H3)的條件下，出光亮區40B在第二方向D2上的第二寬度W2小於第一寬度W1。

圖5至圖10係發光觸控板第四至第九實施例的局部剖面圖。如圖5所示，第四實施例的蓋板40包含透光蓋板41及半透光層43，半透光層43設置於透光蓋板41上，並朝向發光元件20。在一些實施例中，半透光層43是塗佈在透光蓋板41的半透光油墨。

更詳細地，各間隔壁311上設置有反光元件313。反光元件313可以為反光塗層、反光片、或反光膜。反光元件313可以將發光元件20發射到間隔壁311的光線集中到透光區40A，而增加了整體的發光效率。

如圖6所示，同時參見圖5，第五實施例主要是在蓋板40的結構上有所不同，蓋板40更設置有複數個遮光元件45，半透光層43位於透光蓋板41與遮光元件45之間。遮光元件45之間定義複數個出光區40C，出光區40C大致與透光蓋板41的透光區40A相同，且分別對應間隔區31。透過遮光元件45，可以避免不同的發光元件20產生混光，也可使得光線圖案的輪廓更加明顯。

如圖7所示，同時參見圖5，第六實施例的發光觸控板1更包含擴散片50，擴散片50位在遮光板30上，且位於遮光板30及半透光層43之間。類似地，如圖8所示，同時參見圖6，第七實施例的發光觸控板1更包含擴散片50，擴散片50位在遮光板30上，且位於遮光板30與遮光元件45之間。擴散片50更能使得光線均勻化，進一步優化視覺效果。

如圖9所示，第八實施例的蓋板40為半透光聚酯薄膜片42，如此，可以達到可撓性效果更佳、厚度更薄的功效。進一步還可以設置擴散片50，來達到勻光的效果。如圖10所示，同時參考圖9、圖6，可以進一步地在半透光聚酯薄膜片42上更設置遮光元件45。

在此，前述的各種實施例，如第一至第三實施例的高度調配，可以與第四至第九實施例的元件配置相互組合，以配合各種發光觸控板1所需的光路設計，來達到所需的視覺配置。

圖11係發光觸控板一實施例的俯視圖。圖12係圖11區域A的局部放大圖。如圖11及圖12所示，發光觸控板1更包含感測電極層60。感測電極層60與發光元件20共同設置於電路板10的第一表面11。感測電極層60定義出複數個觸控感應區60A。電路板10上定義有複數個發光元件區10A，用以設置發光元件20，且各發光元件區10A鄰近但間隔於觸控感應區60A之一。換言之，感測電極層60的觸控感應區60A鄰近於發光元件區10A，用以對接近發光元件20產生的電容變化進行感測，對此，感測電極層60的電路布局需對鄰近的發光元件20讓位出發光元件區10A，來配置發光元件20。

圖13係發光觸控板一實施例的仰視圖。如圖13所示，同時參照圖11及圖12，發光觸控板1更包含控制單元70。控制單元70設置在電路板10相對於第一表面11的第二表面13，控制單元70電性連接感測電極層60及發光元件20，用以根據感測電極層60的感測，控制發光元件20的發光狀態及發光順序，來達到不同的視覺效果及觸控的反饋。

綜上所述，透過直接將發光元件20及遮光板30組設於電路板10上，發光觸控板1以直下式的方式出光，直接透過發光元件20來呈現視覺圖案，無須導光板的結構，大幅減少發光觸控板1的厚度。發光元件20可以依據控制信號產生不同的發光狀態、發光順序，呈現不同的視覺圖案，更能提供更廣泛的輸入功能。

雖然本發明的技術內容已經以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神所作些許之更動與潤飾，皆應涵蓋於本發明的範疇內，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1:發光觸控板 10:電路板 10A:發光元件區 11:第一表面 13:第二表面 20:發光元件 30:遮光板 31:間隔區 311:間隔壁 313:反光元件 40:蓋板 40A:透光區 40B:出光亮區 40C:出光區 41:透光蓋板 42:半透光聚酯薄膜片 43:半透光層 45:遮光元件 50:擴散片 60:感測電極層 60A:觸控感應區 70:控制單元 D1:第一方向 D2:第二方向 H1:第一高度 H2:第二高度 H3:厚度 Hc:投射高度 W1:第一寬度 W2:第二寬度 θ:發光角度

圖1係發光觸控板一實施例的爆炸圖。 圖2至圖4係發光觸控板第一至第三實施例的局部發光狀態示意圖。 圖5至圖10係發光觸控板第四至第九實施例的局部剖面圖。 圖11係發光觸控板一實施例的俯視圖。 圖12係圖11區域A的局部放大圖。 圖13係發光觸控板一實施例的仰視圖。

1:發光觸控板

10:電路板

20:發光元件

30:遮光板

31:間隔區

40:蓋板

Claims (12)

1. 一種發光觸控板，包含：一電路板；複數個發光元件，二維排列於該電路板上，各該發光元件在一第一方向具有一第一高度；一遮光板，設置在該電路板上方，該遮光板具有複數間隔區，該等間隔區分別對應於該等發光元件，該等發光元件分別容置於該等間隔區中，各該間隔區的二間隔壁之間在一第二方向上具有一第一寬度，各該間隔壁在該第一方向具有一第二高度，該第二高度大於該第一高度，其中該第二方向與該第一方向呈正交；以及一蓋板，設置在該遮光板上方，該蓋板具有一透光區，該等發光元件發出的光線穿過該透光區，於該蓋板遠離該遮光板的一頂面上形成一出光亮區，其中該出光亮區在該第二方向上的一第二寬度關聯於該第二高度及該第一寬度，其中該蓋板包含一透光蓋板及一半透光層，該半透光層設置於該透光蓋板上。
2. 如請求項1所述之發光觸控板，其中各該發光元件具有一發光角度，該發光元件的一投射高度定義如方程式(一)，該第二高度與該第一高度的高度差大於該投射高度，該出光亮區在該第二方向上的該第二寬度等於該第一寬度，

   

   其中Hc為該投射高度、W1為該第一寬度、θ為該發光角度。
3. 如請求項1所述之發光觸控板，其中各該發光元件具有一發光角度，該發光元件的一投射高度定義如方程式(一)，該蓋板在該第一方向具有一厚度，該第二高度與該第一高度的高度差大於該投射高度與該厚度的差值，且該第二高度與該第一高度的高度差小於該投射高度，該出光亮區在該第二方向上的該第二寬度大於該第一寬度，

   

   其中Hc為該投射高度、W1為該第一寬度、θ為該發光角度。
4. 如請求項1所述之發光觸控板，其中各該發光元件具有一發光角度，該發光元件的一投射高度定義如方程式(一)，該蓋板在該第一方向具有一厚度，該第二高度與該第一高度的高度差小於該投射高度與該厚度的差值，該出光亮區在該第二方向上的該第二寬度小於該第一寬度，

   

   其中Hc為該投射高度、W1為該第一寬度、θ為該發光角度。
5. 如請求項1所述之發光觸控板，其中各該間隔壁上設置有一反光元件。
6. 如請求項1所述之發光觸控板，其中該蓋板更設置有複數個遮光元件，該等遮光元件之間定義複數個出光區，該等出光區分別對應該等間隔區。
7. 如請求項6所述之發光觸控板，更包含一擴散片，該擴散片位在該遮光板上，且位於該遮光板與該等遮光元件之間。
8. 如請求項1所述之發光觸控板，更包含一擴散片，該擴散 片位在該遮光板上，且位於該遮光板及該半透光層之間。
9. 如請求項1所述之發光觸控板，更包含：一感測電極層，與該等發光元件共同設置於該電路板的一第一表面，且該等感測電極層定義出複數個觸控感應區，而該電路板上定義有複數個發光元件區，該等發光元件區用以設置該等發光元件，且各該發光元件區鄰近但間隔於該等觸控感應區之一；以及一控制單元，設置在該電路板相對於該第一表面的一第二表面，該控制單元電性連接該感測電極層及該等發光元件，用以根據該感測電極層的感測，控制該等發光元件的發光狀態及發光順序。
10. 一種發光觸控板，包含：一電路板；複數個發光元件，二維排列於該電路板上，各該發光元件在一第一方向具有一第一高度；一遮光板，設置在該電路板上方，該遮光板具有複數間隔區，該等間隔區分別對應於該等發光元件，該等發光元件分別容置於該等間隔區中，各該間隔區的二間隔壁之間在一第二方向上具有一第一寬度，各該間隔壁在該第一方向具有一第二高度，該第二高度大於該第一高度，其中該第二方向與該第一方向呈正交；以及一蓋板，設置在該遮光板上方，該蓋板具有一透光區，該等發光元件發出的光線穿過該透光區，於該蓋板遠離該遮光板的一頂面上形成一出光亮區，其中該出光亮區在該第二方向上的一第二寬度關聯於該第二高度及該第一寬度，其中該蓋板包含一半透光聚酯薄膜片及複數個遮光元件，該 等遮光元件之間定義複數個出光區，該等出光區分別對應該等間隔區。
11. 如請求項10所述之發光觸控板，更包含一擴散片，該擴散片位在該遮光板上，且位於該遮光板與該等遮光元件之間。
12. 如請求項10所述之發光觸控板，更包含一擴散片，該擴散片位在該遮光板上，且位於該遮光板與該蓋板之間。

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