TWM547130U - 具防水功能之可調校式鍵盤及其發光模組 - Google Patents

Description

具防水功能之可調校式鍵盤及其發光模組

本創作係提供一種具防水功能之可調校式鍵盤及其發光模組，尤指電路板上為設有複數發光元件及控制電路之脈寬調變控制晶片，並於電路板上結合有一透光隔絕膜，以包覆於發光元件與脈寬調變控制晶片形成一密封狀態，藉此可加強整體防水之效果。

按，現今電子科技與資訊產業的快速發展，使各種電子產品皆朝向輕、薄、短、小且功能強大的趨勢發展，如電腦、筆記型電腦、行動上網裝置(MID)、智慧型手機、平板電腦等，已成為現代人在日常生活或工作上所不可或缺的電子產品，而使用者與電子產品之間大多是使用滑鼠、鍵盤等輸入裝置來溝通，其中又以鍵盤最為方便作文字、數字或指令的輸入操作，並提昇實用的功能。

再者，為了在光線不足的環境下能使人眼清楚的看到每個按鍵上的符號，便有業者在鍵盤中導入導光板及光源技術，並發展出具背光模組之發光鍵盤，使背光模組所產生之光線可投射到每個鍵帽的背面處形成背光效果，讓使用者可看清楚鍵帽上的字元符號，以方便操作使用，而目前市面上之發光鍵盤包括有背光模組及按鍵模組，其中該背光模組為具有一導光板，並於導光板一側處設有光源，且光源之發光二極體為面向 導光板投射出光線使導光板均勻的發光，又導光板下表面設有可將導光板下表面所射出光線反射回導光板上之反光片，並於導光板上表面設有對應於按鍵模組處之遮光片，便可將導光板導引射出的光線穿過遮光片之透光部後，再入射至按鍵模組對應之鍵帽上形成背光。

由於發光鍵盤使用至今已經好幾十年，使發光鍵盤的技術已經十分成熟，而在發光鍵盤內部結構非常簡化的情況下，除非是研發出一全新的結構，並隨著製程技術的提升而生產出具有超細線路、更為薄型化及材質輕量化的電路板，否則要對發光鍵盤結構作出十分巨大的改變是很困難的，所以在大致結構無法改變時，一般都是在發光鍵盤細部結構作改變以確實減少整體之總厚度，更能滿足發光鍵盤相關產品輕、薄、短、小之設計需求，且組裝工序及元件製造成本亦需加入考慮，始可符合發光鍵盤實際上之運用。

惟目前鍵盤設計在有限的空間下將愈來愈趨向於薄型化，使鍵盤內部空間亦趨於窄小，此種背光模組之總厚度為導光板加上發光單元及反光片之堆疊厚度，造成整體厚度將會受到本身結構上之限制而無法更加有效降低，因此便有業者研發出將複數LED晶粒利用印刷製程的方式製作在導電層表面上，並經固化後使其電性連接於導電層上形成一發光主要構層，並將發光層設置於按鍵模組的底板與鍵帽之間，此種層狀結構設計可省略導光板及反光片堆疊厚度，使總厚度相對減少，亦不需在反光片上開設許多可供發光二極體伸入並朝導光板投射光線之通孔，便可簡化整體結構及降低製造之成本，但於實際製造的過程中，由於複數LED晶粒分佈的密度不易控制，造成複數LED晶粒通電產生的光線投射至鍵帽 上之亮度無法保持一致且不均勻，並會產生有光點閃爍或出現星空現象，進而影響到發光鍵盤整體之視覺效果。

另外，為了避免因飲料、水、灰塵或污物等經由各個按鍵間之微小空隙進入至鍵盤內部，造成薄膜電路板上佈設之電子元件、線路等運作時可能產生短路、損壞或功能失效等，一般係在鍵盤底部的基板上設置有多個導流孔，並於薄膜電路板表面上塗佈有一防水膠層，即可透過防水膠層防止飲料、水或水氣等液體侵入鍵盤內部或接觸到薄膜電路板，並通過導流孔排出至鍵盤外部，以確保防潑水之功能，惟該防水膠層在長久使用下，便會因液體的侵蝕或膠體材質老化的緣故，依然無法達到全面性的防水效果，導致飲料、水或水氣等液體仍會侵入鍵盤內部，並造成其薄膜電路板上之電子元件、薄膜開關、線路等產生短路或損壞，即為有待從事於此行業者所亟欲重新設計之關鍵所在。

故，新型創作人有鑑於上述習用之問題與缺失，乃搜集相關資料經由多方的評估及考量，並利用從事於此行業之多年研發經驗不斷的試作與修改，始有此種可加強防止水氣或液體進入產品內部，並確保電路板正常的運作及可降低發光模組整體厚度之具防水功能之可調校式鍵盤及其發光模組新型誕生。

本創作之主要目的乃在於電路板上表面設有對應於鍵盤的一按鍵組件之複數發光元件及控制電路之一脈寬調變控制晶片，並由脈寬調變控制晶片與該些發光元件電性連接，且該控制電路可根據脈寬調變控制晶片控制脈寬調變訊號百分比各別控制該些發光元件之亮度，而電路板 上表面則結合有一透光隔絕膜，並於透光隔絕膜上一體成型有向上突起之複數凸包，便可藉由凸包分別包覆定位於發光元件與脈寬調變控制晶片外部形成一密封狀態，並與外界的水氣或液體隔絕，以避免進入產品內部產生短路或損壞，藉此可加強防水之效果，並確保電路板正常的運作而延長產品壽命，且該透光隔絕膜亦可降低發光模組整體之厚度，並搭配應用於鍵盤上使其更為薄型化。

本創作之次要目的乃在於該透光隔絕膜可更包含一接地金屬層，該接地金屬層係通過印刷、蝕刻或鍍層製程加工方式成型在複數凸包周圍表面上，並通過金屬引線或搭接等方式與鍵盤上之金屬構件或系統形成共同接地迴路，便可藉由接地金屬層將電路板周圍產生之電磁干擾，以及人體接觸、累積在鍵盤中之靜電放電導引傳輸至接地迴路進行釋放，並具有電磁屏蔽與靜電防護之效果，以避免發光元件或其他電子元件受到過度電性應力所造成之擊穿損壞或故障，進而確保電路板正常工作和訊號傳輸的穩定性及可靠度。

本創作之另一目的乃在於該發光模組為可應用於鍵盤上，當使用者按壓鍵帽下壓彈性元件時，可觸發電路板之開關或薄膜電路板之薄膜開關形成電性導通，並由控制電路根據脈寬調變控制晶片控制脈寬調變訊號百分比以時序開關各別控制對應該鍵帽之發光元件，讓每一鍵帽不致因單位面積內之發光元件分佈的密度不同造成發光亮度無法保持一致，並提供一致的亮度輸出，進而達到提升發光均勻度之效果。

1‧‧‧電路板

10‧‧‧控制電路

11‧‧‧發光元件

12‧‧‧脈寬調變控制晶片

13‧‧‧開關

131‧‧‧第一導電部

132‧‧‧第二導電部

2‧‧‧透光隔絕膜

21‧‧‧凸包

22‧‧‧黏著層

23‧‧‧接地金屬層

24‧‧‧通孔

3‧‧‧按鍵組件

31‧‧‧底板

311‧‧‧破孔

312‧‧‧槽孔

32‧‧‧鍵帽

33‧‧‧連接組件

34‧‧‧彈性元件

340‧‧‧本體

341‧‧‧導電體

342‧‧‧薄膜層

343‧‧‧開孔

344‧‧‧穿孔

35‧‧‧薄膜電路板

351‧‧‧薄膜開關

第一圖 係為本創作第一較佳實施例發光模組之立體外觀圖。

第二圖 係為本創作第一較佳實施例發光模組之立體分解圖。

第三圖 係為本創作第一較佳實施例發光模組之側視剖面圖。

第四圖 係為本創作第二較佳實施例發光模組之側視剖面圖。

第五圖 係為本創作第三較佳實施例發光模組之側視剖面圖。

第六圖 係為本創作第四較佳實施例之立體分解圖。

第七圖 係為本創作第四較佳實施例於按壓前之側視剖面圖。

第八圖 係為本創作第四較佳實施例於按壓後之側視剖面圖。

第九圖 係為本創作第五較佳實施例之側視剖面圖。

第十圖 係為本創作第六較佳實施例之側視剖面圖。

為達成上述目的及功效，本創作所採用之技術手段及其構造，茲繪圖就本創作之較佳實施例詳加說明其構造與功能如下，俾利完全瞭解。

請參閱第一、二、三、四、五圖所示，係分別為本創作第一較佳實施例發光模組之立體外觀圖、立體分解圖、側視剖面圖、第二較佳實施例發光模組之側視剖面圖及第三較佳實施例發光模組之側視剖面圖，由圖中可清楚看出，本創作之具防水功能之可調校式鍵盤發光模組包括電路板1及透光隔絕膜2，其中：

該電路板1上表面為設有複數發光元件11及控制電路10之一脈寬調變(Pluse Width Modulation，簡稱為PWM)控制晶片12，該些每一發光元件11係一發光二極體(L ED)之晶粒，並由該脈寬調變控制晶片12通過該控制電路10之線路層分別與該些發光元件11電性連接，該脈寬調變控制晶片12具有一脈寬調變設定值，而脈寬調變控制晶片12可通過控制電路10根據脈寬調變設定值控制每一通道輸出至發光元件11的脈寬調變訊號百分比，並由脈寬調變訊號以時序開或關之重複脈衝序列各別控制電流通過每一發光元件11獨立發光之亮度。

該透光隔絕膜2為一單層透光絕緣材質之薄膜，該薄膜係一聚酯薄膜(Mylar，麥拉片)、聚碳酸酯(PC)、聚苯二甲酸乙二醇酯(PET)或其他具有透光絕緣及可撓性之材質所製成，並於透光隔絕膜2上一體成型有向上突起之複數凸包21。

在本實施例中，透光隔絕膜2係通過模具壓製的方式使其平整狀之薄膜上預先成型有向上突起之複數凸包21，並於透光隔絕膜2下表面設有一黏著層22，該黏著層22係一感壓膠，但於實際應用時，亦可為熱熔膠、環氧樹酯(EPOXY)、光硬化樹酯(如UV膠)或其他適當的材質，並不以此為限，且黏著層22係在複數凸包21下方之開口周圍表面上通過塗佈、印刷等加工方式所成型，再於黏著層22上亦可進一步貼附有一離型膜，當透光隔絕膜2設置於電路板1上時，係先將離型膜予以撕離，並使複數凸包21下方開口處分別對應於發光元件11與脈寬調變控制晶片12位置，再將透光隔絕膜2下壓，即可通過該黏著層22結合於電路板1上表面，同時使複數凸包21分別包覆定位於發光元件11與脈寬調變控制晶片12外部形成一密封狀態，並與外界環境中的水氣或液體等形成隔絕，以加強電路板1防水之效果。

再者，請參閱如第五圖所示，該透光隔絕膜2更包含一接地金屬層23，該接地金屬層23係一銅(如銅箔)，但於實際應用時，亦可為錫、金或銀材質，並不以此為限，而接地金屬層23係通過印刷、蝕刻或鍍層製程加工方式成型在複數凸包21周圍表面上，以構成一銅箔層或金屬網之態樣，並通過金屬引線(如銅或鋁等)、搭接(如銅架)或焊接(如焊料或導電膠等)方式與預設鍵盤上之金屬構件或系統形成共同接地迴路，便可藉由接地金屬層23將電路板1周圍所產生之電磁干擾(EMI)，以及人體接觸、累積在預設鍵盤中之靜電放電(ESD)導引傳輸至接地迴路進行釋放，並具有電磁屏蔽與靜電防護之效果，以避免因發光元件11或其他電子元件(如電容、電晶體等)受到過度電性應力所造成之擊穿損壞或故障，並加強系統接地之功能，進而確保電路板1正常工作和訊號傳輸的穩定性及可靠度。

請搭配參閱第六、七、八、九圖所示，係分別為本創作第四較佳實施例之立體分解圖、按壓前之側視剖面圖、按壓後之側視剖面圖及第五較佳實施例之側視剖面圖，由圖中可清楚看出，本創作廣義的實施態樣還提供一種具防水功能之可調校式鍵盤，在此所述之具防水功能之可調校式鍵盤應用的電子裝置包含但不限於筆記型電腦、可拆卸的鍵盤或桌上型電腦使用的鍵盤等，該可調校式鍵盤除了包括上述之電路板1及透光隔絕膜2，更包括一按鍵組件3，該按鍵組件3包含一底板31、一鍵帽32及一連接組件33，並於該電路板1上表面對應該鍵帽32處設有一開關13，且該開關13所具之第一導電部131及第二導電部132分別為控制電路10之線路層以銅箔所形成相互錯位之電極接點，而透光隔 絕膜2對應該開關13處則設有一通孔24，該通孔24係通過模具沖製的方式所成型。

在本實施例中，該底板31下表面係抵貼於該透光隔絕膜2上表面，並對應該些發光元件11與該開關13處分別設有至少一破孔311及一槽孔312，該鍵帽32係對應該些發光元件11與該開關13處並通過該連接組件33設置於該底板31上，該連接組件33更包含設置於該開關13與該鍵帽32間之一彈性元件34，以供使用者按壓或放開該鍵帽32時可相對於該底板31作向上或向下運動。

在本實施例中，該彈性元件34上設有一導電體321，該彈性元件34更包含拱頂狀之一本體340及可供該本體340設置於其上之一薄膜層342，該導電體341可用印刷加工方式將其印於該薄膜層342下表面，且導電體341可為一導電銀膠、導電塗料或碳膜(如石墨)，但於實際應用時，並不以此為限，該本體340與該薄膜層342亦可直接一體成型，並於該本體340下方相鄰於該薄膜層342處形成有一開孔343(如第九圖所示)，且該本體320內部對應於該開孔343處設有該導電體341。

此外，該薄膜層342在該本體340周圍處設有複數穿孔344，並使薄膜層342設置於底板31上表面，而連接組件33係穿過穿孔344處而設置於底板31上，該連接組件33包含一內框架及與該內框架相互樞接之一外框架，並由該內框架與該外框架一端安裝於該底板31對應之卡勾上、另一端安裝於該鍵帽32底面上，當該鍵帽32下壓該彈性元件34時，其本體340便會抵持於薄膜層342上使其導 電體341穿過該底板31之槽孔312處，或者是導電體341直接穿過該槽孔312處。

再者，當使用者向下按壓於該鍵帽32時，鍵帽32便會帶動連接組件33而相對於底板31作向下運動，並由鍵帽32下壓彈性元件34使其導電體341穿過底板31之槽孔312及透光隔絕膜2之通孔24處後，便可對應接觸於開關13之第一導電部131及第二導電部132形成電性導通狀態，以觸發開關12使控制電路10之控制模組可產生對應於該鍵帽32字元符號之一控制訊號輸出；若是使用者放開於該鍵帽32時，該彈性元件34便會復位而向上推頂於鍵帽32底面處，並連帶將連接組件33可相對於底板31作向上運動，且彈性元件34之導電體341脫離開關12之第一導電部121與第二導電部122形成電性斷開狀態，便可完成按鍵組件3之單一按壓行程。

當該鍵帽32下壓該彈性元件34觸發該開關13形成電性導通時，可由控制電路10根據脈寬調變控制晶片21控制脈寬調變訊號百分比各別控制每一發光元件11之亮度，並使發光元件11面向該鍵帽32投射出的光線可通過底板31之破孔311及彈性元件34之穿孔344處，再入射至具有透光性之鍵帽32處穿出後形成背光，從而可實現鍵盤發光之功能，此種脈寬調變控制晶片12可控制脈寬調變訊號百分比以時序開關各別控制對應鍵帽32之複數發光元件11，使每一發光元件11獨立發光亮度可以被控制的，讓每一鍵帽32不致因單位面積內之發光元件11分佈的密度不同造成發光亮度無法保持一致，並提供一致的亮度輸出，且該發光元件11可選擇設置於對應該底板31既有之破孔3 11內而不會受到空間架構的限制，也可適度的調整發光元件11配合鍵帽32設置的數量，進而達到提升發光均勻度之效果。

在本實施例中，電路板1上為佈設有複數發光元件11，不但可以省略習知背光模組之導光板及反光片堆疊的厚度，並在減少習知背光模組層數的情況下，即可簡化整體結構與佔用的體積，且組裝構件減少時亦可以有效縮短組裝工序及降低製造之成本，此種透光隔絕膜2緊密結合於電路板1上，並包覆定位於發光元件11、脈寬調變控制晶片12外部形成密封狀態，可有效防止水氣或液體等進入產品內部之效果，以避免電路板1之電子元件、線路等產生短路或損壞，藉此確保電路板1正常的運作而延長產品使用壽命，由於透光隔絕膜2厚度範圍係介於12μm~250μm之間，可有效降低發光模組整體之厚度，並搭配應用於鍵盤使其總厚度相對減少且更為薄型化。

請同時參閱第十圖所示，係為本創作第六較佳實施例之側視剖面圖，由圖中可清楚看出，本創作具防水功能之可調校式鍵盤之按鍵組件3更包含一薄膜電路板35，該薄膜電路板35係設置於該底板31與該鍵帽32之間，但於實際應用時，並不以此為限，亦可將該薄膜電路板35設置該底板31下方處並抵貼於該透光隔絕膜2上表面，且該薄膜電路板35內部上層與下層的線路層或同一層的線路層設有一薄膜開關351之二電極接點，又該薄膜電路板35與對應的該鍵帽32之間設有一彈性元件34，即可省略電路板1上之開關13，以及該彈性元件34之導電體341，當使用者按壓於鍵帽32下壓彈性元件34時，可由彈性元件34觸碰於薄膜電路板35，使其薄膜開關351之二電極接點彼此 接觸形成電性導通狀態，以觸發薄膜開關351使控制電路10之控制模組產生對應於該鍵帽32字元符號之一控制訊號輸出。

是以，本創作主要針對電路板1上表面設有複數發光元件11及控制電路10之一脈寬調變控制晶片12，並由脈寬調變控制晶片12與該些發光元件11電性連接，且該控制電路10可根據脈寬調變控制晶片12控制脈寬調變訊號百分比各別控制該些發光元件11之亮度，而電路板1上表面則結合有一透光隔絕膜2，並於透光隔絕膜2上一體成型有複數凸包21，便可藉由凸包21分別包覆定位於發光元件11與脈寬調變控制晶片12外部形成密封狀態，並與水氣或液體隔絕，以避免進入產品內部產生短路或損壞，藉此可加強防水之效果，同時確保電路板1正常的運作而延長產品壽命。

上述詳細說明為針對本創作一種較佳之可行實施例說明而已，惟該實施例並非用以限定本創作之申請專利範圍，凡其他未脫離本創作所揭示之技藝精神下所完成之均等變化與修飾變更，均應包含於本創作所涵蓋之專利範圍中。

綜上所述，本創作上述之具防水功能之可調校式鍵盤及其發光模組於使用時為確實能達到其功效及目的，故本創作誠為一實用性優異之創作，實符合新型專利之申請要件，爰依法提出申請，盼 審委早日賜准本案，以保障新型創作人之辛苦創作，倘若 鈞局有任何稽疑，請不吝來函指示，新型創作人定當竭力配合，實感德便。

1‧‧‧電路板

11‧‧‧發光元件

2‧‧‧透光隔絕膜

21‧‧‧凸包

Claims (9)

1. 一種具防水功能之可調校式鍵盤發光模組，包括：一電路板，該電路板上表面設有對應於預設鍵盤的一按鍵組件之複數發光元件及控制電路之一脈寬調變控制晶片，該脈寬調變控制晶片與該些發光元件電性連接，該控制電路根據該脈寬調變控制晶片控制脈寬調變訊號百分比控制該些發光元件之亮度；及一透光隔絕膜，該透光隔絕膜下表面係結合於該電路板上表面，並於該透光隔絕膜上一體成型有向上突起之複數凸包，該凸包分別包覆定位於該發光元件與該脈寬調變控制晶片外部形成密封狀態。
2. 如申請專利範圍第1項所述之具防水功能之可調校式鍵盤發光模組，其中該透光隔絕膜係絕緣材質之一聚酯薄膜、一聚碳酸酯或一聚苯二甲酸乙二醇酯。
3. 如申請專利範圍第1項所述之具防水功能之可調校式鍵盤發光模組，其中該透光隔絕膜下表面設有一黏著層，且該黏著層係通過塗佈或印刷加工方式成型在該凸包下方的周圍表面上，該透光隔絕膜係通過該黏著層結合於該電路板上表面。
4. 如申請專利範圍第3項所述之具防水功能之可調校式鍵盤發光模組，其中該黏著層係一感壓膠、一熱熔膠、一環氧樹酯或一光硬化樹酯。
5. 如申請專利範圍第1項所述之具防水功能之可調校式鍵盤發光模組，其中該透光隔絕膜更包含一接地金屬層，該接地金屬層係通過印刷、蝕刻或鍍層製程加工方式成型在該凸包的周圍表面上，並通過金屬引線或搭接方式與預設鍵盤形成共同接地迴路。
6. 如申請專利範圍第5項所述之具防水功能之可調校式鍵盤發光模組，其中該接地金屬層係銅、錫、金或銀材質。
7. 一種具防水功能之可調校式鍵盤，包括如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之發光模組及該按鍵組件，其中：該按鍵組件係設置於該電路板上方處並包含一底板、一鍵帽及一連接組件，該底板下表面係抵貼於該透光隔絕膜上表面並對應該些發光元件與該鍵帽設有至少一破孔，該鍵帽係通過該連接組件設置於該底板上而相對於該底板作向上或向下運動，該些發光元件通過該破孔使該鍵帽發光。
8. 如申請專利範圍第7項所述之具防水功能之可調校式鍵盤，其中該電路板上表面對應該鍵帽設有一開關，並於該透光隔絕膜對應該開關設有一通孔，該按鍵組件更包含設置於該開關與該鍵帽間之一彈性元件，該彈性元件設有下壓時穿過該通孔而觸發該開關之一導電體。
9. 如申請專利範圍第7項所述之具防水功能之可調校式鍵盤，其中該按鍵組件更包含一薄膜電路板，該薄膜電路板設置於該底板與該鍵帽之間並設有對應該鍵帽之一薄膜開關，該薄膜開關與該鍵帽之間設有下壓時用以觸發該薄膜開關之一彈性元件。