专利名称：模塑成型的导光结构及包含该模塑成型的导光结构的按键结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种导光结构，特别是涉及一种使用于薄型化按键结构的导光结构。
背景技术：
电子产品例如移动电话(Cell Phone)、个人数字助理器(Personal Digital Assistant, PDA)等通常会设有按键键盘，为了使用上的方便或美观，需要光源以提供其足够的光。为达成此效果，都会利用一导光板将发光元件的光传导到特定部分。现有的使用上视型(top-view)光源，使光线由导光板(light guide plate,LGP) 或导光薄膜(light guide film, LGF)的下方往上传导至按键表面，但这样形成的按键结构的厚度相对上大多较厚。为了因应现今薄型化及小型化的趋势，需减少厚度，目前大多使用侧光型发光二极管(side-view light-emitting diode, side-view LED)，使光线从侧边进入导光板，然而，光源与导光板因光能传递的距离不同，使得光在分布上易有不均勻的问题。因此，例如图1所示的导光板2，其具有一基板4，在基板4上具有多个导光部6，导光部 6的分布密度是由疏至密，以改善光分布不均的问题，基板4的前端一侧则设置有二个LED 8。另外，现有的导光结构与按键的按压功能未结合一体，例如导光结构与凸体(plunger) 是分别制作，而在按键组装时再进行组合，使得制造上较为繁琐。因此，仍需要一种新颖的导光结构，以能便利的制造厚度相对较小的按键结构。
实用新型内容本实用新型的一目的在于提供一种模塑成型的导光结构及包括该导光结构的按键结构，其结构的尺寸小，且制作便利。为达上述目的，本实用新型提供一种模塑成型的导光结构，其包括有一导光层 (light guide layer)、一聚光结构及一微结构区。聚光结构位于导光层上，用以聚集一光源发出的光线至导光层，以使导光层传导光线，聚光结构是与导光层共模塑而形成。微结构区位于导光层上，用以反射或折射由导光层传导过来的光线，以使光线射出，微结构区是与导光层共模塑而形成。依据本实用新型的按键结构，其包括有一基板、一设置于基板上的如上述的模塑成型的导光结构、一位于聚光结构的一侧、一下方或一侧下方的光源、及一位于导光层的第二面的上方的键顶结构。本实用新型的优点在于，本实用新型因应薄型化按键结构，将导光、聚光及反射结构经由将导光层、聚光结构与微结构区进行共模塑而结合，使上视型或侧光型发光二极管结构均能达到均光性能。再有，还使导光特征及按压功能结合为一体，因此，可使按键厚度更薄而且制造更便利。
图1为现有的导光板结构示意图；图2为本实用新型的一具体实施例的立体示意图；图3为图2的放大图；图4为本实用新型的一具体实施例的截面示意图；图5至图8分别为本实用新型的按键结构的若干具体实施例的截面示意图；图9为制造依据本实用新型的按键结构的一具体实施例的流程图。主要元件符号说明2导光板4基板6导光部8LED10导光层11镂空部12,40 聚光结构 13a垂直面13b斜曲面14微结构区16凸体18、19 反射层20遮光层22透光区24间隙物26基板28导电弹片 30弹片薄膜32,38 光源34、36 键顶结构101、102、103 步骤
具体实施方式
如图2所示的立体分解图、图3的局部放大图及图4的截面示意图所示，依据本实用新型的一具体实施例的模塑成型的导光结构包括有一导光层10、一聚光结构12及一微结构区14。导光层10可为一具有导光性的薄膜、薄片、或薄板，例如PC材质导光板或导光膜，可为例如一平板状。在本实用新型中称「导光层」，意欲涵盖导光板及导光薄膜。聚光结构12位于导光层10上，用以聚集一光源发出的光线至导光层10，以使导光层10传导此光线。可将光源发出的光线聚集于导光层10的聚光构造均可做为本实用新型的聚光结构。例如，请参阅图3显示的一具体实施例的放大图，聚光结构12包括一垂直面13a及一斜曲面 13b，垂直面13a的一端位于导光层10上，斜曲面13b的一端与垂直面13a的另一端相接， 斜曲面13b的另一端以斜曲方式延伸至导光层10上。斜曲面可为例如微向外曲凸的斜面。 垂直面可做为来自光源的光线的射入面，若光线到达斜曲面，可将光线反射进入导光层。光源可为例如发光二极管。在制作模具等相关考量下，可进一步使聚光结构的角为倒角。聚光结构可包括例如一第一聚光结构与一第二聚光结构的二者或一者，其均可包括如上述的垂直面及斜曲面，当聚光结构包括第一聚光结构与第二聚光结构二者时，二者分开并以各该垂直面相向。但聚光结构不限于分为两部分，也可围绕而为一个环，垂直面向着环心。此可依所需而定。微结构区14位于导光层10上，用以反射或折射由导光层10传导过来的光线，以使光线自模塑成型的导光结构射出。微结构区14可为任何可反射或折射光线的微小结构， 例如具有多个微小的圆球、半球体、菱状结构、角锥、或不规则的粗糙面等类似者。[0030]聚光结构12与微结构区14可与导光层10 —起经由一共模塑制作工艺而形成， 即，一个共模塑的步骤中即完成此二者的成型以及与导光层10的结合。聚光结构12与微结构区14的材料为光学材料，其受功能及制作工艺方法的限定，而较佳选用能达到整体结构导光目的且可与导光层10共模塑而成形的模塑材料，例如透光性光可固化性树脂( 例如紫外线可固化性树脂)或透光性热可固化性树脂(例如热可固化性硅橡胶)，而生成透光性光固化树脂(例如紫外线固化树脂)或透光性热固化树脂(例如热固化硅橡胶(silicone rubber))0依据本实用新型的模塑成型的导光结构可良好的应用于例如按键结构中，而视所需另包括有凸体(或称凸柱或触动器(plunger))的结构。如图2至图4中所示的凸体16， 其也可与聚光结构与微结构区使用相同模塑材料一起与导光层共模塑而形成。又如图2所示，在按键结构中，较佳更包括有一反射层18，以于按键使用时反射光线，使光线更集中于射出区，增加出光强度。仍又如图2所示，在按键结构中，较佳更包括有一遮光层20，以于按键结构中遮住不需透光的区域，在遮光层20中设有透光区22以供光线射出。透光区22则对应凸体16、微结构区14的位置。另外，可设置一间隙物24，以维持按键结构中导光结构与基板之间的空间。间隙物24也可与导光层10经由共模塑而形成。又在图2及图4中，在聚光结构12的第一聚光结构与第二聚光结构的二者之间的导光层10的一部分，可进一步予以移除，即，镂空，而为镂空部11。如此可提供更好的聚光性。图5至图8显示依据本实用新型的模塑成型的导光结构应用于按键结构中的若干具体实施例。如图5所示，依据本实用新型的一具体实施例的按键结构包括有一基板26、 一设置于基板26上的如上述的模塑成型的导光结构、一位于聚光结构12的一下方的光源 32、及一位于导光层10的上方的键顶结构34。在一具体实施例中，按键结构的键顶结构可包括有例如至少一键形部，其具有透光区，以供该光线射出。现有的按键图案层也涵括于本实用新型所称的键顶结构中。图案可为例如文字、符号或图形，依所需而定，可利用例如印刷或镀膜而达成。键形部位于微结构区上方，如此可接受由微结构区反射或折射出的光线。在键顶结构34与模塑成型的导光结构之间，可设置如上述的反射层18及遮光层20之一或二者。并可设置一凸体16，如上述， 其可位于微结构区14中，与导光层10共模塑而形成。而在基板26上，可设置一导电弹片 28 (例如金属弹片)，位于凸体16下方的基板26上，可经由例如一弹片薄膜30以固定于基板26上。另可设置一反射层19于基板26上方，以将射往基板26的光线反射至模塑成型的导光结构。基板26则可包括一印刷电路板，而具有印刷电路。如图5所示，光源32设置于基板26上且位于聚光结构12的一下方以提供光线至聚光结构12，此实施例中，聚光结构12包括有第一聚光结构及第二聚光结构。第一聚光结构与第二聚光结构之间具有足够的空间(或称为变形量的空间)，以容纳按键受按压时 (即，凸体16被按压至导电弹片28时)与聚光结构12相向运动而重叠的光源32，避免互相撞击。而当导光层10具有如上述的镂空部11时，容许光源32上升的空间更加充裕，因此，按键结构整体厚度的设计可更薄。又如图5所示，光源32设置于基板26上，当聚光结构12仅为单一第一聚光结构或单一第二聚光结构时，光源32即可位于此聚光结构的一侧下方。[0037]上述光源32为一上视型光源的情形，自上表面射出的光线，由聚光结构12的垂直面射入，将光线聚集于导光层10以导光。而，图6显示光源38位于聚光结构40的一侧的一具体实施例。光源38为一侧光型光源，自一侧射出的光线，由聚光结构40的垂直面射入，将光线聚集于导光层10以导光。 图7显示如图5的使用上视型光源32的具体实施例，但键顶结构36可包括有例如一触控式面板及一按键图样层。按键图样层提供所欲的按键图案，位于触控式面板与导光层10之间。按键图样层包括有透光区，可供光线射出。透光区较佳位于微结构区14上方。另一态样是，键顶结构可包括有一触控式面板及一液晶显示面板。液晶显示面板位于触控式面板与导光层之间，以提供按键图样。如此，可不需凸体16的设置；而基板26上可无导电弹片、弹片薄膜、印刷电路等设置，但仍可设置一反射层19。图8也显示一使用如上述的包括触控式面板的键顶结构36的按键结构的一具体实施例，但使用侧光型的光源38的情形。依据本实用新型的导光结构的一具体实施例的制法可如图9的流程图所示。首先，进行步骤101及102提供一导光层及提供一模塑材料；然后进行步骤103将导光层与模塑材料进行一共模塑制作工艺，以使模塑材料于导光层上形成一聚光结构及一微结构区。 更详言之，将模塑材料充填于一具有所欲的聚光结构与微结构区形状的模穴的模具中，与一导光层压合，经由照光(例如照射紫外线)或加热以使模穴中的模塑材料固化，而使聚光结构与微结构区成型并同时与导光层紧密结合。可视需要进一步使模塑品进行干燥(使用照射紫外线固化成型时，往往需要干燥步骤)。然后移除模具，获得模塑成型的导光结构。其中，在需要凸体的设置时，可在形成聚光结构及微结构区的同时，也使用模塑材料在导光层上(与聚光结构及微结构区同一面)形成一凸体结构。另可于导光层的另一面上设置一反射层或遮光层，或二者均设置。可利用例如印刷或镀膜方式形成反射层或遮光层。又可利用一载板以承载模塑成型的导光结构，在后续进行按键等应用组装时再移除此载板。而在按键式的按键结构中，可进一步于导光层的聚光结构之侧设置一电路板模 ±夬，电路板模块包括一印刷电路、一光源装置、一导电性弹片、及一弹片薄膜，以及其他所欲的部件。在制造依据本实用新型的导光结构的一具体实施例时，可进一步包括一冲切制作工艺，以将导光层的位于聚光结构旁的一部分移除，形成镂空部。再者，在制造上，可在一大片导光层上进行多个聚光结构、微结构区及/或凸体的共模塑，获得多个模塑成型的导光结构，再冲切外形，获得单一分离的模塑成型的导光结构，极为便利。而镂空部的冲切，则可与形成导光结构的外形的冲切制作工艺结合为一个冲切制作工艺，以便利导光结构的制作。
权利要求1.一种模塑成型的导光结构，其特征在于，该导光结构包括有导光层；聚光结构，位于该导光层上，用以聚集一光源发出的光线至该导光层，以使该导光层传导该光线，该聚光结构与该导光层共模塑而形成；及微结构区，位于该导光层上，用以反射或折射由该导光层传导过来的该光线，以使该光线射出，该微结构区与该导光层共模塑而形成。
2.如权利要求1所述的模塑成型的导光结构，其特征在于，该聚光结构包括一垂直面及一斜曲面，该垂直面的一端位于该导光层上，该斜曲面的一端与该垂直面的另一端相接， 该斜曲面的另一端以斜曲方式延伸至该导光层上。
3.如权利要求1所述的模塑成型的导光结构，其特征在于，该聚光结构包括第一聚光结构与第二聚光结构，各包括一垂直面及一斜曲面，各该垂直面的一端位于该导光层上，各该斜曲面的一端与各该垂直面的另一端相接，各该斜曲面的另一端以斜曲方式延伸至该导光层上，该第一聚光结构与该第二聚光结构分开及以各该垂直面相向。
4.一种按键结构，包括有基板；模塑成型的导光结构，设置于该基板上方；光源；以及键顶结构，其特征在于，该模塑成型的导光结构包括有导光层，其具有第一面及第二面，该第一面面向该基板；聚光结构，位于该导光层的该第一面上，用以聚集光线至该导光层，以使该导光层传导该光线，该聚光结构与该导光层共模塑而形成；及微结构区，位于该导光层的该第一面上，用以反射或折射由该导光层传导过来的该光线，以使该光线射出，该微结构区与该导光层共模塑而形成；其中该光源位于该聚光结构的一侧、一下方或一侧下方，以对该聚光结构提供光线，该键顶结构位于该导光层的该第二面的上方。
5.如权利要求4所述的按键结构，其特征在于，该按键结构进一步包括反射层，其位于该导光层的该第二面上。
6.如权利要求4所述的按键结构，其特征在于，该按键结构进一步包括反射层，其位于该基板上。
7.如权利要求4至6中的任一项所述的按键结构，其特征在于，该按键结构进一步包括遮光层，其位于该导光层的该第二面与该键帽结构之间。
8.如权利要求4所述的按键结构，其特征在于，该聚光结构包括一垂直面及一斜曲面， 该垂直面的一端位于该导光层上，该斜曲面的一端与该垂直面的另一端相接，该斜曲面的另一端以斜曲方式延伸至该导光层上，及该光源位于该聚光结构的该垂直面的一侧。
9.如权利要求4所述的按键结构，其特征在于，该聚光结构包括一垂直面及一斜曲面， 该垂直面的一端位于该导光层上，该斜曲面的一端与该垂直面的另一端相接，该斜曲面的另一端以斜曲方式延伸至该导光层上，及该光源位于该聚光结构的该垂直面的一侧下方。
10.如权利要求4所述的按键结构，其特征在于，该聚光结构包括第一聚光结构与第二聚光结构，各包括一垂直面及一斜曲面，该垂直面的一端位于该导光层上，该斜曲面的一端与该垂直面的另一端相接，该斜曲面的另一端以斜曲方式延伸至该导光层上，该第一聚光结构与该第二聚光结构分开及以该多个垂直面相向，及该光源位于该聚光结构的下方，并于任一该二垂直面的一侧下方。
11.如权利要求9或10所述的按键结构，其特征在于，该导光层的位于该光源正上方的一部是镂空。
12.如权利要求4所述的按键结构，其特征在于，该键顶结构包括有至少一键形部，其具有透光区，以供该光线射出，该键形部位于该微结构区上方，及该按键结构进一步包括凸体，位于该微结构区中，与该导光层共模塑而形成；及金属弹片，位于该凸体下方的该基板上；其中，该基板包括一印刷电路板。
13.如权利要求4所述的按键结构，其特征在于，该键顶结构包括触控式面板；及按键图样层，位于该触控式面板与该导光层之间，该按键图样层包括有一透光区，以供该光线射出，该透光区位于该微结构区上方。
14.如权利要求4所述的按键结构，其特征在于，该键顶结构包括触控式面板；及液晶显示面板，位于该触控式面板与该导光层之间，以提供按键图样。
专利摘要本实用新型公开一种模塑成型的导光结构及包含其的按键结构，导光结构包括有一导光层、一聚光结构及一微结构区。聚光结构位于导光层上，用以聚集一光源发出的光线至导光层，以使导光层传导光线。微结构区位于导光层上，用以反射或折射由导光层传导过来的光线，以使光线射出，聚光结构及微结构区与导光层共模塑而形成。也揭示一种包含此种导光结构的按键结构。
文档编号G02B5/04GK201955485SQ20102069236
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者庄胜雄, 许光华 申请人:毅嘉科技股份有限公司