專利名稱：鍵區(qū)以及鍵區(qū)組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于便攜式裝置的鍵區(qū)組件，更具體地講，涉及一種利 用導(dǎo)光層和電子紙的^t區(qū)組件。
背景技術(shù)：
隨著各種便攜式裝置被投放入市場(chǎng)，便攜性將成為重要的問(wèn)題。而且，隨著將多個(gè)便攜式裝置集中為一個(gè)的數(shù)字會(huì)聚(digital convergence)技術(shù)的 發(fā)展，各種功能被集成到便攜式無(wú)線終端中。例如，具有集成在其中的MP3 播放器、數(shù)字相機(jī)和游戲機(jī)的許多便攜式無(wú)線終端已經(jīng)投放到市場(chǎng)中。當(dāng)各 種裝置被集成到便攜式無(wú)線終端中時(shí)，很難將每個(gè)裝置獨(dú)有的輸入鍵結(jié)合到 便攜式無(wú)線終端的鍵區(qū)組件中。鍵區(qū)組件的鍵頂?shù)臄?shù)量受到限制，同時(shí)還存 在將被輸入的各種符號(hào)，例如，韓語(yǔ)字母、英語(yǔ)字母、數(shù)字和特殊符號(hào)。雖 然已經(jīng)通過(guò)在每個(gè)鍵頂上表示多個(gè)符號(hào)或者利用軟件解決了這種問(wèn)題，但是 這種方案由于較低的可見(jiàn)度而使用戶感到不方便。為了解決這個(gè)問(wèn)題，已經(jīng)公開(kāi)了 一種利用電子紙的鍵區(qū)組件。 在由Huinan J.Yu發(fā)明并^皮授權(quán)的題為"Keypad with Illumination Structure"的第7,053,799號(hào)專利所公開(kāi)的鍵區(qū)組件中，電子紙被介于具有執(zhí) 行按鈕(actuator button)的透明鍵區(qū)和多個(gè)電《建(switch )之間。利用設(shè)置在 殼體和透明鍵區(qū)之間的發(fā)光裝置，電子紙通過(guò)透明鍵區(qū)被照亮，從而顯示了 在電子紙上的符號(hào)圖案。但是，使用電子紙的傳統(tǒng)的鍵區(qū)組件具有以下的問(wèn)題。 第一，發(fā)光裝置設(shè)置在殼體和透明鍵區(qū)之間，難以防止光的泄漏。具體 地講，當(dāng)在透明鍵區(qū)上印刷印記時(shí)，入射到電子紙的光的亮度嚴(yán)重衰減，導(dǎo) 致較低的可見(jiàn)度。第二，當(dāng)用戶按下執(zhí)行按鈕時(shí)，電子紙的變形部分直接按壓對(duì)應(yīng)的電鍵， 使點(diǎn)擊的感覺(jué)較差。第三，用于均勻并明亮地照射電子紙的大量的發(fā)光裝置增加了功率消耗和制造成本。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一方面在于解決至少上述問(wèn)題和/或缺點(diǎn)。因此，本發(fā)明的一方 面在于提供一種具有有效照亮結(jié)構(gòu)和改善的可見(jiàn)度的鍵區(qū)以及鍵區(qū)組件。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種鍵區(qū)，該鍵區(qū)包括導(dǎo)光層，光在所 述導(dǎo)光層中傳播；電子紙，由從導(dǎo)光層照射的光照亮，并且通過(guò)所述光的反 射顯示至少一個(gè)符號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種鍵區(qū)組件。該4建區(qū)組件包括導(dǎo)光 層，光在所述導(dǎo)光層中傳播；電子紙，由從導(dǎo)光層照射的光照亮，并且通過(guò) 所述光的反射顯示至少一個(gè)符號(hào)；電鍵板，設(shè)置在電子紙之下并且具有至少 一個(gè)電鍵。


通過(guò)下面參照附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的示例性實(shí)施例的上述和其 它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的鍵區(qū)組件的透視圖； 圖2是圖1中示出的鍵區(qū)組件的一部分的剖視圖；圖3是示出圖2中示出的光提取圖案(light extracting pattern )的功能的視圖；圖4是示出另一種布置的光提取圖案的視圖；圖5是圖1中示出的電子紙的部分切開(kāi)的一見(jiàn)圖；圖6A和圖6B是顯示應(yīng)用光耦合部件的示例的^L圖；圖7A至圖7C是解釋利用有源矩陣驅(qū)動(dòng)的電子紙的視圖；圖8示出了根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施例的觸摸鍵區(qū)；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明第三示例性實(shí)施例的觸摸鍵區(qū)；圖10示出了根據(jù)本發(fā)明第四示例性實(shí)施例的觸摸鍵區(qū)。在整個(gè)附圖中，相同的標(biāo)號(hào)將被理解為指示相同的元件、特征和結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
提供在說(shuō)明書中限定的內(nèi)容，例如具體的構(gòu)造和元件，在于幫助理解本發(fā)明的示例性實(shí)施例。因此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本 發(fā)明的范圍和精神的情況下，在此可以對(duì)實(shí)施例進(jìn)行各種修改和改變。而且， 為了簡(jiǎn)明和清楚起見(jiàn)，省略了對(duì)公知功能和構(gòu)造的描述。圖1是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的鍵區(qū)組件100的透視圖，圖2是圖1中示出的鍵區(qū)組件100的一部分的剖視圖。鍵區(qū)組件100可以安裝在便攜 式無(wú)線終端中，并且包括被設(shè)置成彼此面對(duì)的電鍵板160和鍵區(qū)110、第二 印刷電路板(PCB) 200以及至少一個(gè)發(fā)光裝置210。鍵區(qū)110包括上彈性層150、導(dǎo)光層140、電子紙130以及下彈性層120。 上彈性層150可以釆用各種形式，例如，方形板，并且包括多個(gè)在其頂 表面上的鍵頂155。上彈性層150具有彈性，從而鍵頂155在被用戶按下之 后可返回其初始位置。因此，上彈性層150在變形之后返回其初始形式，并 且由于上彈性層150自身的恢復(fù)力，上彈性層150在^l頂155的^喿作之后使 鍵頂155返回其初始位置。為了防止光的泄漏，上彈性層150的沒(méi)有設(shè)置鍵 頂155的頂表面被便攜式無(wú)線終端的殼體190覆蓋?；蛘?，為了防止光的泄 漏，可以在上彈性層150的沒(méi)有設(shè)置鍵頂155的頂表面上印刷黑色印記。為 了保持上彈性層150與導(dǎo)光層140之間的空氣層，上彈性層150在與導(dǎo)光層 140隔開(kāi)的同時(shí)被固定。例如，上彈性層150的邊緣可以利用粘合劑結(jié)合到 導(dǎo)光層140的邊緣。通過(guò)這樣做，粘合劑防止了光從導(dǎo)光層140的中間部分 泄漏。光通過(guò)反射在導(dǎo)光層140與空氣層之間邊界中傳播。但是，因?yàn)樵趯?dǎo) 光層140與粘合劑之間的邊界不滿足全反射條件，所以還會(huì)出現(xiàn)光泄漏。由 于在照亮電子紙130之后剩余的一部分光到達(dá)導(dǎo)光層140的邊^(qū)^,所以希望 使導(dǎo)光層140的邊緣結(jié)合到上彈性層150的邊緣上。如果上彈性層150的布 置了鍵頂155的中間部分被結(jié)合到導(dǎo)光層140的頂表面上，則空氣層就不能 設(shè)置在導(dǎo)光層140與上彈性層150之間。因?yàn)檫@種原因，上彈性層150的表 面最好具有不會(huì)被結(jié)合到導(dǎo)光層140的頂表面的特性。為此，上彈性層150 的底表面可以被處理得使其變得粗糙，或者可以用防粘劑進(jìn)行涂覆以具有光 滑性。上彈性層150可以由具有低剛性、高彈性應(yīng)變、高彈性恢復(fù)力以及高 透光性的高透明橡膠材料制成，并且最好是由聚亞安酯或者硅樹(shù)脂制成。與本發(fā)明的當(dāng)前示例性實(shí)施例不同，如果上彈性層150的大部分緊密地 接觸導(dǎo)光層140的頂表面或者結(jié)合到導(dǎo)光層140的頂表面上，則上彈性層150 或者粘合劑的折射率會(huì)低于導(dǎo)光層140的折射率。在與上述條件相同的條件下，導(dǎo)光層140可緊密地接觸電子紙130的頂表面或者被結(jié)合到電子紙130 的頂表面。多個(gè)鍵頂155被布置在上彈性層150的頂表面上，并且每個(gè)4建頂155可 利用粘合劑被結(jié)合到上彈性層150的頂表面，或者利用注模成型與上彈性層 150形成為一件。每個(gè)鍵頂155可以由與上彈性層150的材料相同的材料制 成，或者由聚碳酸酯或者丙烯基樹(shù)脂Ucryl-group resin)制成。雖然每個(gè)鍵 頂155在本發(fā)明的當(dāng)前示例性實(shí)施例中呈方形塊，但是其可以呈其它形狀， 像圓柱形或者橢圓柱形。鍵頂155還可以直接結(jié)合到導(dǎo)光層140的頂表面上， 而不需要上彈性層150。與本發(fā)明的當(dāng)前示例性實(shí)施例不同，上彈性層150可由不具有鍵頂?shù)谋?的透明膜代替。在這種情況下，可以在透明膜的頂表面上利用彩色或者黑/白 印記來(lái)規(guī)定用戶的輸入位置。例如，可以在透明膜的頂表面上形成網(wǎng)格型圖 案，即，形成由水平直線和豎直直線相互垂直地交叉而形成的圖案。在這種 情況下，透明膜的頂表面被分成在其上沒(méi)有黑/白印記的顯示部分和在其上具 有黑/白印記的非顯示部分?；蛘?，可通過(guò)電子紙130規(guī)定用戶的輸入位置。 在這種情況下，為了利用電子紙130實(shí)現(xiàn)更柔性的顯示，僅在透明膜的頂表 面上印有輪廓線，而透明膜的除了印刷的輪廓線之外的頂表面的大部分可保 持透明。這種設(shè)計(jì)對(duì)于不具有顯示功能的普通鍵區(qū)是不適用的，但是可有效 地應(yīng)用到具有顯示功能的鍵區(qū)上，正如本發(fā)明所建議的那樣。與本發(fā)明的當(dāng)前示例性實(shí)施例不同，通過(guò)將導(dǎo)光層140用作上彈性層 150,可以不需要上彈性層150。在這種情況下，鍵頂155可以直接結(jié)合到導(dǎo) 光層140的頂表面上，為了去除對(duì)鍵頂155的需要，用于規(guī)定用戶輸入位置 的印記可以形成在導(dǎo)光層140的頂表面上，或者可僅將輪廓線印刷在導(dǎo)光層 140的頂表面上而不使用鍵頂155。導(dǎo)光層140使鍵頂155在被用戶按下之后 返回其初始位置。例如，導(dǎo)光層140可以由兩個(gè)表面都用相對(duì)低的折射率的 材料涂覆的導(dǎo)光膜制成，以引導(dǎo)光而不管外部環(huán)境的變化，并且如上所述導(dǎo) 光層140被涂覆的頂表面在其上可以具有印記。如上所述構(gòu)造的鍵區(qū)的厚度 可以明顯小于傳統(tǒng)的鍵區(qū)的厚度。導(dǎo)光層140可以具有各種形狀，例如，方一反形。導(dǎo)光層14(H皮定位成使 其頂表面面對(duì)上彈性層150的底表面，并引導(dǎo)耦合到其內(nèi)側(cè)的光。被耦合的 光穿過(guò)導(dǎo)光層140的第一側(cè)表面到達(dá)第二側(cè)表面，該第二側(cè)表面在第一側(cè)表面的相對(duì)側(cè)。導(dǎo)光層140的第一側(cè)表面是從外部入射的光被耦合到其上的側(cè)表面。被耦合到導(dǎo)光層140的內(nèi)側(cè)的光通過(guò)在導(dǎo)光層140與導(dǎo)光層140外部 的空氣層之間的邊界中的全反射傳播到導(dǎo)光層140的內(nèi)側(cè)。因?yàn)閷?dǎo)光層140 的彈性，所以導(dǎo)光層140在通過(guò)按壓鍵頂155而變形之后恢復(fù)到其初始形式。 導(dǎo)光層140可由具有高彈性應(yīng)變、高彈性恢復(fù)力、高透光性的材;阡制成，最 好由聚碳酸酯、聚亞安酯、硅樹(shù)脂或者聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA)制成。導(dǎo)光層140具有多個(gè)光提取圖案145 (見(jiàn)圖2),所迷光提取圖案145提 取傳播到導(dǎo)光層140中的光的一部分使其朝著導(dǎo)光層140的外部傳播，以使 被提取的這部分光入射到電子紙130中。光提取圖案145形成在導(dǎo)光層140 的頂表面上。光提取圖案145朝著電子紙130反射入射光。在導(dǎo)光層140的 頂表面上，每個(gè)光提取圖案145可以由至少一種V形物質(zhì)形成，即，所述至 少 一種V形物質(zhì)可以是與其縱向垂直的橫截面呈類似V形狀的多個(gè)凹槽或者 突起-凹陷，或者可以是形狀類似錐體的多個(gè)凹槽或者突起-凹陷。當(dāng)每個(gè)光提 取圖案145由V形的物質(zhì)實(shí)現(xiàn)時(shí)，V形物質(zhì)可以從導(dǎo)光層140的第一側(cè)表面 延伸到處于第一側(cè)表面的相對(duì)側(cè)的第二側(cè)表面。V形物質(zhì)可以呈鋸齒狀，或 者可以呈根據(jù)任意設(shè)計(jì)的數(shù)值從鋸齒狀稍微變形而獲得的形狀。如果需要，每個(gè)光提取圖案145可以按照各種形狀由雕刻凹槽形成，或 者由導(dǎo)光層140的頂表面上的多個(gè)浮雕突形成起。例如，每個(gè)光提取圖案145 可以由多個(gè)凹槽或者多個(gè)突起形成，所述多個(gè)凹槽或者多個(gè)突起的每個(gè)可以 呈各種形狀，例如半圓形或者三棱錐形或者其組合。如果需要，光提取圖案由于導(dǎo)光層140內(nèi)的光在從鄰近發(fā)光裝置210的第一側(cè)表面朝著第二側(cè) 表面?zhèn)鞑r(shí)衰減，所以鍵區(qū)110上的亮度分布可以具有沿著從導(dǎo)光層140的 第一側(cè)表面到導(dǎo)光層140的第二側(cè)表面218的方向逐漸減小的特點(diǎn)。為了解 決亮度不均勻的問(wèn)題，基于相同的圖案大小，光提取圖案145可以被構(gòu)造成 使得光提取圖案145的密度沿著從導(dǎo)光層140的第 一側(cè)表面到第二側(cè)表面218 的方向逐漸增加。可以通過(guò)改變光提取圖案145的數(shù)量或者光提取圖案145 的大小來(lái)改變光提取圖案145的密度。光提取圖案145的密度可以被定義為 每單位面積上光提取圖案145所占據(jù)的面積?；蛘?，光提取圖案145可以被 構(gòu)造成使得光提取圖案145的大小沿著從導(dǎo)光層140的第一側(cè)表面到第二側(cè) 表面218的方向增加。當(dāng)光提取圖案145由V形物質(zhì)實(shí)現(xiàn)時(shí)，光提取圖案145的密度可以被定義為V形物質(zhì)的頂點(diǎn)的間隔。在這種情況下，當(dāng)頂點(diǎn)間隔減小時(shí)，光提取圖案145的密度增加，從而穿過(guò)導(dǎo)光層140的底表面的有效反 射光與入射光的比率增加。另一方面，當(dāng)頂點(diǎn)間隔增加時(shí)，密度減小，從而 有效反射光與入射光的比率減小。圖3是用于解釋圖2中示出的光提取圖案145的功能的視圖。如圖3所 示，為了與鍵頂155對(duì)應(yīng)，每個(gè)光提取圖案145基本垂直地設(shè)置在對(duì)應(yīng)的鍵 頂155之下。通過(guò)全反射在導(dǎo)光層140中傳播的光入射到光提取圖案145中， 在導(dǎo)光層140的內(nèi)側(cè)，通過(guò)光提取圖案145反射或者散射到電子紙130上的 大部分光不滿足全反射條件。在這種情況下，所述光在穿過(guò)導(dǎo)光層140的底 表面之后朝著導(dǎo)光層140照射。被照射的光通過(guò)電子紙130被反射，然后在 穿過(guò)導(dǎo)光層140和上彈性層150之后照射到導(dǎo)光層140的外部。沒(méi)有被光提 取圖案145反射或者散射而傳播的一部分光或者被光提取圖案145反射或者 散射的一部分光在滿足全反射條件的情況下可以在導(dǎo)光層140中繼續(xù)傳播。如果需要，每個(gè)光提取圖案145可以圍繞其對(duì)應(yīng)的鍵頂155的外周設(shè)置， 以對(duì)應(yīng)于^fc頂155。圖4是用于解釋另一種布置的光提取圖案145a的視圖。每個(gè)光提取圖案 145a被設(shè)置成圍繞其對(duì)應(yīng)的鍵頂155的外周以與鍵頂155對(duì)應(yīng)，并且被實(shí)現(xiàn) 為反射或者散射圖案。通過(guò)全反射在導(dǎo)光層140a中傳播的光入射到光提取圖 案145a并且朝著對(duì)應(yīng)的鍵頂155被反射。但是，就像當(dāng)入射角小于臨界角時(shí) 一樣，通過(guò)光提取圖案145a反射或者散射到電子紙130上的一部分光不滿足 全反射條件，從而光在穿過(guò)導(dǎo)光層140a的底表面之后朝著導(dǎo)光層140a的外 部照射。被照射光通過(guò)電子紙130被反射，然后在穿過(guò)導(dǎo)光層140a和上彈性 層150之后被照射到導(dǎo)光層140a的外部。沒(méi)有被光提取圖案145 a反射或者 散射而傳播的一部分光或者被反射或者散射的一部分光在滿足全反射條件的 情況下可以在導(dǎo)光層140a中繼續(xù)傳播。圖5是圖1中示出的電子紙130被部分切開(kāi)的視圖。電子紙130被設(shè)置成其頂表面面對(duì)導(dǎo)光層140的底表面。電子紙130通 過(guò)從導(dǎo)光層140照射的光被照亮，并且通過(guò)光的反射顯示出多個(gè)符號(hào)。所述 符號(hào)可以包括，例如，韓語(yǔ)字母、英語(yǔ)字母、數(shù)字、特殊符號(hào)和圖標(biāo)(舉例 來(lái)說(shuō)，時(shí)鐘形的圖標(biāo)或者電話狀的圖標(biāo))。通過(guò)電子紙130顯示的每個(gè)符號(hào)通 過(guò)其對(duì)應(yīng)的鍵頂155被示出。電子紙130包括依次布置的下電極層132、墨水層134以及可透過(guò)可見(jiàn)光的上電極層136。電子紙130包括基于——對(duì)應(yīng) 與鍵頂155對(duì)應(yīng)的多個(gè)顯示區(qū)域138，并且每個(gè)顯示區(qū)域138顯示至少一個(gè) 符號(hào)，例如"L"和"C"。為了顯示符號(hào)，上電極層132具有基于一一對(duì)應(yīng) 與顯示區(qū)域138對(duì)應(yīng)的多個(gè)電極圖案133,并且每個(gè)電極圖案133包括多個(gè) 段。每個(gè)電極圖案133具有與通過(guò)該電極圖案133將要被顯示的符號(hào)的形狀 相同的形狀。對(duì)電極圖案133的每段施加電壓。如圖5所示的形狀像"C"的 電極圖案133由三段構(gòu)成，并通過(guò)基于段的電壓供給顯示符號(hào)"C"或者"L"。 一方面，每個(gè)電極圖案133可以由單種顏料構(gòu)成。當(dāng)電壓被施加到下電極層 132時(shí)，墨水層134根據(jù)施加的電場(chǎng)通過(guò)顆粒的運(yùn)動(dòng)顯示彩色或者黑/白符號(hào)， 即，電泳現(xiàn)象。例如，通過(guò)在上電極和下電極之間設(shè)置填充含有黑顆粒和白 顆粒的透明液體的微膠嚢并對(duì)每個(gè)微膠嚢施加電場(chǎng)，E-Ink公司的電泳電子紙 顯示了黑/白圖案。白顆粒被充有正(+ )電，黑顆粒被充有負(fù)(-)電，從 而它們根據(jù)施加的電場(chǎng)沿著相反的方向運(yùn)動(dòng)。通過(guò)利用用于墨水層134的彩 色顆粒代替黑/白顆粒沉積在墨水層134上的濾色片，或者使用用于發(fā)光裝置 210的紅/綠/藍(lán)(RGB) LED或者利用發(fā)光二極管(LED),根據(jù)本發(fā)明的電 子紙130可以顯示黑/白符號(hào)或者彩色符號(hào)。上電極層136可以用作接地端。 下電極層132可以為柔性印刷電路板(FPCB)。下彈性層120(返回圖2)被設(shè)置成使其頂表面面對(duì)電子紙130的底表面， 并且緊密地接觸或者結(jié)合到電子紙130的底表面，并且下彈性層120的形狀 與電子紙130的形狀大體上類似。下彈性層120具有彈性，支撐電子紙130, 并且使電子紙130在變形之后恢復(fù)到其初始形式。下彈性層120的彈性是自 恢復(fù)力，從而可以在變形之后恢復(fù)到其初始形式。下彈性層120可以由與上 彈性層150的材料相同或者不同的材料制成。多個(gè)突起125 (圖2)被設(shè)置在下彈性層120的底表面上。所述突起125 可以由與下彈性層120的材料相同或者不同的材料制成，或者可以由聚碳酸 酯或者丙烯基樹(shù)脂制成，然后被結(jié)合到下彈性層120的底表面上。每個(gè)突起 125可以呈任意形狀，例如截錐形或者梯形六面體或者它們的組合。每個(gè)突 起125垂直地設(shè)置在其對(duì)應(yīng)的4囊頂155之下以與4定頂155對(duì)應(yīng)。每個(gè)突起125 的大小和形狀可以基于被包括在電鍵板160中的圓頂185的大小來(lái)設(shè)置。例 如，當(dāng)圓頂185是具有5mm的半徑或者寬度的半圓形時(shí)，突起125可具有 2mm的寬度和0.2-0.3mm的厚度。電4定板160(見(jiàn)圖2)包括第一PCB 170和圓頂片180。第一PCB 170包括在其頂表面上的多個(gè)導(dǎo)電接觸構(gòu)件175，并且每個(gè)導(dǎo) 電接觸構(gòu)件175由具有對(duì)應(yīng)的圓頂185的電鍵165構(gòu)成。電鍵165垂直地設(shè) 置在其對(duì)應(yīng)的鍵頂155之下，以與鍵頂155對(duì)應(yīng)。圓頂片180結(jié)合到第一PCB 170的頂表面上，并且包括形狀像半圓形的 多個(gè)導(dǎo)電圓頂185。每個(gè)導(dǎo)電圓頂185完全蓋住對(duì)應(yīng)的接觸構(gòu)件175。當(dāng)用戶按下鍵頂155中的一個(gè)時(shí)，在被按下的鍵頂155之下的鍵區(qū)110 的一部分朝著電鍵板160變形，從而包括在變形部分中的對(duì)應(yīng)的突起125按 下對(duì)應(yīng)的圓頂185。被按下的圓頂185然后電接觸對(duì)應(yīng)的接觸構(gòu)件175,導(dǎo)致 電鍵處于"接通"狀態(tài)。當(dāng)突起125由橡膠制成時(shí)，突起125的表面是粘性 的，從而圓頂185可能結(jié)合到突起125。因此，圓頂185的表面可以被處理 成粗糙的或者可以用防粘劑進(jìn)行涂覆以具有光滑性。與本發(fā)明的當(dāng)前示例性 實(shí)施例不同，突起125可以結(jié)合到圓頂185上，而不是形成在下彈性層120 中。第二PCB 200 (見(jiàn)圖1)被結(jié)合到導(dǎo)光層140的底表面的邊緣部分。至 少一個(gè)發(fā)光裝置210被安裝在第二PCB 200的頂表面上，其安裝方式為導(dǎo)光 層140的第一側(cè)表面面對(duì)發(fā)光裝置210的發(fā)光表面。從發(fā)光裝置210照射的 光通過(guò)導(dǎo)光層140的第一側(cè)表面被耦合到導(dǎo)光層140。第二PCB 200可以為 普通的FPCB,并且發(fā)光裝置210可以是普通的LED。一方面，導(dǎo)光層140的一側(cè)的邊緣部分可以按照楔形延伸到第一PCB 170 的頂表面，不需要第二PCB 200。在這種情況下，發(fā)光裝置210被安裝到第 一PCB 170的頂表面上?；蛘?，導(dǎo)光層140的一側(cè)的邊緣部分可以彎曲以延伸到第一PCB 170的 頂表面上，不需要第二PCB 200。在這種情況下，發(fā)光裝置210被安裝到第 一PCB 170的頂表面上。如圖1所示的鍵區(qū)組件100還可包括光耦合部件，通過(guò)在發(fā)光裝置210 和導(dǎo)光層140之間的光傳播路徑上設(shè)置該光耦合部件來(lái)提高光耦合效率。圖6A和圖6B是顯示了其中應(yīng)用光耦合部件的示例的視圖。參照?qǐng)D6A， 透鏡條220被設(shè)置作為光耦合部件。透鏡條220包括基底222和多個(gè)微透鏡 224，該基底222具有面對(duì)導(dǎo)光層140的第一側(cè)表面的前表面，并且可以呈各 種形狀，例如方形平板狀，所述多個(gè)微透鏡224從基底22的前表面凸出地突起。多個(gè)微透鏡224彼此具有相同的大小、形狀和視角，透鏡條220可以通 過(guò)在玻璃上執(zhí)行注模被制造，或者通過(guò)將多個(gè)微透鏡結(jié)合到玻璃平板上而制 成。每個(gè)微透鏡224的凸出的透鏡表面可以是球形或者非球形。發(fā)光裝置210 被設(shè)置成使得其發(fā)光表面面對(duì)基底222的兩個(gè)側(cè)表面，并且從發(fā)光裝置210 發(fā)射的光通過(guò)基底222對(duì)應(yīng)的側(cè)表面被耦合到基底222中。被耦合到基底222 中的光通過(guò)微透鏡224被照射到透鏡條220的外部，并且一皮照射到透鏡條220 外部的光通過(guò)導(dǎo)光層140的第一側(cè)表面被耦合到導(dǎo)光層140中。
參照?qǐng)D6B,透鏡230被設(shè)置作為光耦合部件。每個(gè)透鏡230介于發(fā)光裝 置210的發(fā)光表面與導(dǎo)光層140的第一側(cè)表面之間，并且將從發(fā)光裝置210 入射的光通過(guò)導(dǎo)光層140的第一側(cè)表面耦合到導(dǎo)光層140中。
雖然到目前為止已經(jīng)描述了使用段驅(qū)動(dòng)的電子紙130，但是如圖1所示 的鍵區(qū)組件IOO可以包括利用有源矩陣驅(qū)動(dòng)的電子紙來(lái)代替電子紙130。
圖7A至圖7C是用于解釋利用有源矩陣驅(qū)動(dòng)的電子紙300的視圖。圖 7A是電子紙300的剖視圖，圖7B示出了用于電子紙300的驅(qū)動(dòng)裝置，圖7C 是下電極層的電路圖。電子紙300包括依次布置的下電極層310、墨水層320 和可透過(guò)可見(jiàn)光的上電極層330。電子紙300包括多個(gè)像素340，所述像素 340的每個(gè)顯示單個(gè)點(diǎn)。利用點(diǎn)的組合，可以顯示任意符號(hào)。由電子紙300 顯示的每個(gè)符號(hào)通過(guò)對(duì)應(yīng)的鍵頂被示出。為此，下電極層310基于——對(duì)應(yīng) 具有與像素340對(duì)應(yīng)的多個(gè)像素電極314,并且像素電極314的每個(gè)通過(guò)對(duì) 應(yīng)的薄膜晶體管(TFT) 312連接到對(duì)應(yīng)的掃描線415和對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)線425。 每個(gè)TFT 312具有連沖妄到掃描線415的柵極G、連接到數(shù)據(jù)線425的漏極D 以及連接到像素電極314的源極S。掃描驅(qū)動(dòng)器410在控制器430的控制下 相繼地為掃描線415提供地址信號(hào)，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器420在控制器430的控制下 為數(shù)據(jù)線425提供數(shù)據(jù)信號(hào)。每個(gè)TFT312用作接通/斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，并且當(dāng)信號(hào) 被提供到連接到TFT 312的數(shù)據(jù)線425和掃描線415 二者時(shí)，TFT 312被接 通。當(dāng)TFT312被接通時(shí)，電壓被施加到對(duì)應(yīng)的像素電極314。墨水層320 根據(jù)施加的電場(chǎng)通過(guò)顆粒的運(yùn)動(dòng)顯示彩色或者黑/白符號(hào)。上電極層330用作 接地端。
雖然在本發(fā)明的第一示例性實(shí)施例中通過(guò)按下型電鍵驅(qū)動(dòng)來(lái)感測(cè)用戶的 輸入，但是利用觸:溪傳感器的觸摸鍵區(qū)將被用作將在以下進(jìn)行描述的示例性 實(shí)施例中的示例。觸摸鍵區(qū)的每個(gè)包括如圖1所示的電子紙130和導(dǎo)光層140,所以將不對(duì)它們進(jìn)行描述。還應(yīng)該理解，每個(gè)觸^莫4建區(qū)可包括如圖7A所示的電子紙300。圖8示出了根據(jù)本發(fā)明第二示例性實(shí)施例的觸摸鍵區(qū)500的剖視圖。鍵 區(qū)500是阻抗感測(cè)型(resistance sensing type )觸摸鍵區(qū)，并且包括圖1中所 示的導(dǎo)光層140和電子紙130以及觸摸傳感器510。觸摸傳感器510可具有各種形狀，例如方板形。觸摸傳感器510被設(shè)置 成使其底表面面對(duì)導(dǎo)光層140的頂表面，并且觸摸傳感器510大體上對(duì)可見(jiàn) 光是透明的。觸摸傳感器510包括依次放置的基底520、下導(dǎo)電層530、多個(gè) 隔離物540、上導(dǎo)電層550和保護(hù)層560?；?20被設(shè)置成使其底表面面對(duì) 導(dǎo)光層140的頂表面，并且可由玻璃或者丙烯醛基(acryl)形成。下導(dǎo)電層 530被放置在基底520上。多個(gè)隔離物540被放置在下導(dǎo)電層530上，以通 過(guò)介于下導(dǎo)電層530與上導(dǎo)電層550之間來(lái)執(zhí)行絕緣功能。多個(gè)隔離物540 以相同的間隔均勻地放置在下導(dǎo)電層530的頂表面上。上導(dǎo)電層550被放置 在下導(dǎo)電層530上。下導(dǎo)電層530和上導(dǎo)電層550的每個(gè)可以由氧化銦錫UTO)形成。保護(hù)層560放置在上導(dǎo)電層550上，用于保護(hù)上導(dǎo)電層550 使其免受由于用戶的輸入部件(例如，用戶的手指或者觸摸筆)接觸而被損 壞。保護(hù)層560可以由聚對(duì)苯二曱酸乙二醇酯(PET)形成。當(dāng)用戶按下觸 摸傳感器500的頂表面的一點(diǎn)時(shí)，上導(dǎo)電層550的對(duì)應(yīng)部分朝著下導(dǎo)電層530 變形，從而變形部分電接觸下導(dǎo)電層530。特定電壓被施加到下導(dǎo)電層530 和上導(dǎo)電層550之間，并且在下導(dǎo)電層530和上導(dǎo)電層550之間的接觸位置 產(chǎn)生電勢(shì)差。所以，用戶的輸入位置可以通過(guò)感測(cè)產(chǎn)生電勢(shì)差的位置被識(shí)別。 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明第三示例性實(shí)施例的觸摸鍵區(qū)600的剖視圖。鍵 區(qū)600是靜電容量感測(cè)型觸摸鍵區(qū)，并且包括圖1中所示的導(dǎo)光層140和電 子紙130以及觸摸傳感器610。觸摸傳感器610可以呈各種形狀，例如方板形。觸摸傳感器610被設(shè)置 成使其底表面面對(duì)導(dǎo)光層140的頂表面，并且觸摸傳感器610大體上對(duì)可見(jiàn) 光是透明的。觸摸傳感器610包括依次放置的下導(dǎo)電層630、基底620、上導(dǎo) 電層640、多個(gè)電極650和絕緣層660?；?20被方文置成使其底表面面向?qū)?光層140的頂表面，上導(dǎo)電層640和下導(dǎo)電層630分別被放置在基底620的 頂表面和底表面上。下導(dǎo)電層630和上導(dǎo)電層640的每個(gè)可以由氧化銦錫(ITO )形成。多個(gè)電極650被放置在上導(dǎo)電層640的邊緣，優(yōu)選地，被放置在上導(dǎo)電層640的四角。交流(AC)電壓被施加到電極650上，從而使電流 流入整個(gè)上導(dǎo)電層640。絕緣層660被放置在上導(dǎo)電層640上。當(dāng)用戶的輸 入部件接觸觸摸傳感器610的頂表面的一點(diǎn)時(shí)，電流的流動(dòng)從接觸位置發(fā)生 改變。所以，用戶的輸入位置可以通過(guò)感測(cè)電流流動(dòng)發(fā)生改變的位置而被識(shí)別。
圖10示出了根據(jù)本發(fā)明第四示例性實(shí)施例的觸摸鍵區(qū)700的剖視圖。鍵 區(qū)700是紅外光感測(cè)型觸摸^建區(qū)，并且包括如圖1所示的導(dǎo)光層140和電子 紙130以及觸摸傳感器710。
觸摸傳感器710大體上可具有各種形狀，例如方板形。觸摸傳感器710 被設(shè)置成使得其底表面面對(duì)導(dǎo)光層140的頂表面，并且大體上對(duì)可見(jiàn)光是透 明的。觸摸傳感器710包括基底720以及在基底720上的多個(gè)紅外光發(fā)生器 730和多個(gè)紅外光探測(cè)器740?；?20被設(shè)置成使其底表面面對(duì)導(dǎo)光層140 的頂表面，紅外光發(fā)生器730和紅外光探測(cè)器740安裝在基底720的頂表面 上?；?20可以是透明的PCB，紅外光發(fā)生器730可以是紅外光發(fā)光二極 管，紅外光探測(cè)器740可以是光電晶體管。放置紅外光發(fā)生器730以在基底 720的整個(gè)頂表面上形成紅外光柵格(grid )。例如，紅外光發(fā)生器730彼此 之間按照相同的間隔設(shè)置在基底720的左端和上端，紅外光探測(cè)器740彼此 之間按照相同的間隔設(shè)置在基底720的右端和下端，紅外光發(fā)生器730基于 ——對(duì)應(yīng)可以與紅外光探測(cè)器740對(duì)應(yīng)。當(dāng)用戶的輸入部件位于與觸摸傳感 器700的頂表面相鄰的特定點(diǎn)時(shí)，它阻擋了對(duì)應(yīng)的紅外光，并且使對(duì)應(yīng)的紅 外光探測(cè)器740的輸出消失。所以，可以通過(guò)感測(cè)紅外光探測(cè)器740的輸出 發(fā)生變化的位置來(lái)識(shí)別用戶的輸入位置。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的示例性實(shí)施例顯示和描述了根據(jù)本發(fā)明的鍵區(qū)和 鍵區(qū)組件，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的 情況下，可以對(duì)其進(jìn)行各種形式和細(xì)節(jié)上的改變。
例如，阻抗感測(cè)型觸摸4建區(qū)、靜電容量感測(cè)型觸摸4建區(qū)和紅外光感測(cè)型
建議的電子紙和導(dǎo)光層的組合構(gòu)造還可以應(yīng)用于超聲波感測(cè)型觸摸鍵區(qū)、利 用晶體振蕩器的鐵電型觸摸鍵區(qū)、利用拉力傳感器的拉力感測(cè)型觸摸鍵區(qū)、
利用產(chǎn)生電磁場(chǎng)信號(hào)的觸摸筆和電磁傳感器的電磁場(chǎng)感測(cè)型觸摸鍵區(qū)，其中， 超聲波感測(cè)型觸摸鍵區(qū)的結(jié)構(gòu)與本發(fā)明第四示例性實(shí)施例的觸摸鍵區(qū)的結(jié)構(gòu)類似。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)利用導(dǎo)光層照亮電子紙，可以防止光的泄 漏并且可以提高可見(jiàn)度。而且，從導(dǎo)光層照射的光直接入射到電子紙，從而 實(shí)現(xiàn)了有效地照明。另外，通過(guò)用于點(diǎn)擊操作的突起還可以改善點(diǎn)擊的感覺(jué)。 此外，通過(guò)包括導(dǎo)光層可以降低需要的發(fā)光裝置的數(shù)量、功率消耗和制造成本。
權(quán)利要求
1、一種鍵區(qū)，包括導(dǎo)光層，光在所述導(dǎo)光層中傳播，所述導(dǎo)光層包括光提取圖案；電子紙，由從導(dǎo)光層照射的光照亮，并且通過(guò)所述光的反射顯示至少一個(gè)符號(hào)。
2、 如權(quán)利要求l所述的鍵區(qū)，其中，電子紙包括 上電極層；下電極層，包括至少一個(gè)電極圖案；墨水層，介于上電極層和下電極層之間，并且根據(jù)施加的電場(chǎng)顯示符號(hào)。
3、 如權(quán)利要求l所述的鍵區(qū)，其中，電子紙通過(guò)像素的組合顯示符號(hào)， 并且包括上電極層； 下電極層，包括掃描線，用于輸入地址信號(hào)； 數(shù)據(jù)線，用于輸入數(shù)據(jù)信號(hào)； 多個(gè)像素電極，基于——對(duì)應(yīng)與所述像素對(duì)應(yīng)； 多個(gè)薄膜晶體管，用于將所述像素電極的每個(gè)連接到對(duì)應(yīng)的掃描線 和對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)線；墨水層，介于上電極層和下電極層之間，并且根據(jù)施加的電場(chǎng)顯示符號(hào)。
4、 如權(quán)利要求l所述的鍵區(qū)，其中，所述光提取圖案使光被提取的部分 入射到電子紙。
5、 如權(quán)利要求l所述的鍵區(qū)，還包括設(shè)置在導(dǎo)光層上的至少一個(gè)鍵頂。
6、 如權(quán)利要求5所述的鍵區(qū)，還包括上彈性層，所述上彈性層具有在其 頂表面上的所述鍵頂，并且上彈性層在所述4t頂被操作之后使所述鍵頂恢復(fù) 到其初始位置。
7、 如權(quán)利要求5所述的鍵區(qū)，還包括設(shè)置在導(dǎo)光層之下的與所述鍵頂對(duì) 應(yīng)的至少一個(gè)突起。
8、 如權(quán)利要求7所述的鍵區(qū)，還包括下彈性層，所述下彈性層具有在其 底表面上的所述突起，并且下彈性層在所述突起被操作之后使所述突起恢復(fù) 到其初始位置。
9、 如權(quán)利要求l所述的鍵區(qū)，還包括觸摸傳感器，所述觸摸傳感器被設(shè) 置成使其底表面面對(duì)導(dǎo)光層的頂表面，并且感測(cè)用戶的輸入位置。
10、 一種鍵區(qū)組件，包括導(dǎo)光層，光在所述導(dǎo)光層中傳播，所述導(dǎo)光層包括光提取圖案； 電子紙，由從導(dǎo)光層照射的光照亮，并且通過(guò)所述光的反射顯示至少一 個(gè)符號(hào)；電鍵板，設(shè)置在電子紙之下并且具有至少一個(gè)電鍵。
11、 如權(quán)利要求IO所述的鍵區(qū)組件，其中，電子紙包括 上電極層；下電極層，包括至少一個(gè)電極圖案；墨水層，介于上電極層和下電極層之間，并且根據(jù)施加的電場(chǎng)顯示符號(hào)。
12、 如權(quán)利要求IO所述的鍵區(qū)組件，其中，電子紙通過(guò)像素的組合顯示 符號(hào)，并且包括上電極層； 下電極層，包括掃描線，用于輸入地址信號(hào)；數(shù)據(jù)線，用于輸入數(shù)據(jù)信號(hào)；多個(gè)像素電極，基于——對(duì)應(yīng)與所述像素對(duì)應(yīng)；多個(gè)薄膜晶體管，用于將所述像素電極的每個(gè)連接到對(duì)應(yīng)的掃描線和對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)線；墨水層，介于上電極層和下電極層之間，并且根據(jù)施加的電場(chǎng)顯示符號(hào)。
13、 如權(quán)利要求IO所述的鍵區(qū)組件，其中，所述光提取圖案使光被提取 的部分入射到電子紙。
14、 如權(quán)利要求IO所述的鍵區(qū)組件，還包括設(shè)置在導(dǎo)光層上的至少一個(gè)鍵頂。
15、 如權(quán)利要求14所述的鍵區(qū)組件，還包括上彈性層，所述上彈性層具 有在其頂表面上的所述鍵頂，并且上彈性層在所述鍵頂被操作之后使所述鍵 頂恢復(fù)到其初始位置。
16、 如權(quán)利要求14所述的鍵區(qū)組件，還包括設(shè)置在導(dǎo)光層之下的與所述 鍵頂對(duì)應(yīng)的至少 一 個(gè)突起。
17、 如權(quán)利要求16所述的鍵區(qū)組件，還包括下彈性層，所述下彈性層具有在其底表面上的所述突起，并且下彈性層在所述突起被操作之后使所述突 起恢復(fù)到其初始位置。
18、 如權(quán)利要求IO所述的鍵區(qū)組件，還包括用于使光耦合到導(dǎo)光層中的 至少一個(gè)發(fā)光裝置。
19、 如權(quán)利要求18所述的鍵區(qū)組件，還包括設(shè)置在發(fā)光裝置與導(dǎo)光層之 間的光傳播路徑中的光耦合部件。
20、 如權(quán)利要求l所述的鍵區(qū)，其中，光提取圖案的密度在所述光的傳 播方向上逐漸增加。
21、 如權(quán)利要求IO所述的鍵區(qū)組件，其中，光提取圖案的密度在所述光 的傳播方向上逐漸增加。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鍵區(qū)和鍵區(qū)組件。該鍵區(qū)包括導(dǎo)光層，光在所述導(dǎo)光層中傳播；電子紙，由從導(dǎo)光層照射的光照亮，并且通過(guò)所述光的反射顯示至少一個(gè)符號(hào)。
文檔編號(hào)H01H13/83GK101236849SQ200810009220
公開(kāi)日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2008年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月31日
發(fā)明者李周勛, 鄭善太 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社