專利名稱：一種電熒光背部照亮設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及輸入設(shè)備，例如袖珍鍵盤和鍵盤以及顯示器等，特別涉及采用了電熒光聚合物的背部照亮的袖珍鍵盤、鍵盤和顯示器。
背部照亮輸入設(shè)備，例如袖珍鍵盤、鍵盤和顯示器是眾所周知的，這些設(shè)備都典型地包括通過帶有操作鍵的小墊或板傳輸或在其下傳輸?shù)墓庠矗拖笤诖蜃謾C(jī)或十鍵袖珍鍵盤(ten-keypad)上所見到的，給按鍵提供視覺對比。這種背部照亮輸入設(shè)備的應(yīng)用包括在持續(xù)的弱光環(huán)境(例如航空交通控制臺、潛艇)中的使用和能在夜間或室內(nèi)使用的設(shè)備(例如蜂窩電話)。
以前的工藝中，背部照亮輸入設(shè)備大致包括兩種袖珍鍵盤按鍵用導(dǎo)光材料制成的設(shè)備和采用導(dǎo)管或?qū)Р蹖⒐鈴墓庠磦鞯桨存I的設(shè)備。在前一種中，按鍵和下面的小墊或板是典型地依模制成的單個(gè)部件，被放置在光源之上或其附近。在后一種例子中，用導(dǎo)管或?qū)Р蹖⒐鈴墓庠磦鞯桨存I，纖維等制成的導(dǎo)管對傳輸光的大小有嚴(yán)格的控制。背部照亮顯示器包括傳統(tǒng)的發(fā)光二極管(LED)顯示器、液晶顯示器(LCD)等。
然而，不考慮構(gòu)造的類型，以前工藝中的光源都是典型的與按鍵或顯示器表面隔開的，需要額外存放光源的空間和將光從光源傳到按鍵或顯示器表面的機(jī)構(gòu)。這種分離也要求一個(gè)相對強(qiáng)的光源，以便即使在光從光源傳出時(shí)存在損失時(shí)，按鍵和(或)顯示器表面仍可充分地被從背部照亮。較強(qiáng)的光源典型上要求有額外的空間，增加的功率要求和產(chǎn)生過量的熱量，和所有對這種設(shè)備的設(shè)計(jì)選擇的不利影響。需要對以前工藝設(shè)備中使用的傳統(tǒng)的光源進(jìn)行評估(例如替代或保留這種光源)提出了另外的設(shè)計(jì)限制。
因此，一種背部照亮的輸入設(shè)備，例如袖珍鍵盤或鍵盤，其具有一個(gè)與按鍵緊密聯(lián)系的光源，采用了相對低功率的電源，也不要求特別的空間和(或)設(shè)計(jì)限制，因而是可取的。以前工藝中的背部照亮的袖珍鍵盤、鍵盤和顯示器沒有指出背部照亮設(shè)備具有一個(gè)與按鍵或顯示器表面緊密聯(lián)系的光源，使用的是相對較少的空間和功率，用導(dǎo)管或?qū)Р蹖⒐鈴墓庠磦鬏數(shù)桨存I或顯示器表面的情況是可行的。
本發(fā)明包括一個(gè)電熒光背部照亮的設(shè)備，例如袖珍鍵盤、鍵盤或顯示器，使用了一個(gè)或多個(gè)發(fā)光聚合物(LEP)作為從背部照亮按鍵或顯示器表面的光源，這樣可有效地消除以前工藝中對相對較大和昂貴的空間和能量的要求。
本發(fā)明的電熒光背部照亮設(shè)備包括一個(gè)透明或半透明的鍵盤，袖珍鍵盤或顯示器表面覆蓋有一層或多層適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料或在一層或多層導(dǎo)電材料間夾有LEP材料，導(dǎo)電層粘附在袖珍鍵盤或顯示器表面的邊緣，一直到一個(gè)低電壓電源。
對導(dǎo)電層的蝕刻相互垂直，形成“電線”，通過這些“電線”電流在此層中導(dǎo)通。在導(dǎo)電層中“電線”交叉的地點(diǎn)形成電路，產(chǎn)生導(dǎo)電層中的發(fā)光點(diǎn)。在這些發(fā)光點(diǎn)，LEP材料受到激發(fā)而發(fā)光。在可見光范圍內(nèi)表現(xiàn)出不同顏色的聚合物被單獨(dú)使用或聯(lián)合使用以產(chǎn)生許多種顏色。
由于氧氣和潮濕對LEP材料的性能有不利影響，按鍵或顯示器表面用透明或半透明的覆蓋物密封起來隔開氧氣和潮濕。覆蓋物密封的間斷處允許導(dǎo)電體與電源相連。
使用與按鍵或顯示器表面緊密聯(lián)系的光源(LEP)有利于設(shè)計(jì)出減少空間限制的背部照亮的袖珍鍵盤、鍵盤或顯示器。此外，在獲得可與LED和LCD技術(shù)相比的照亮程度上，LEP具有低的電壓和產(chǎn)生很少的熱量。
通過參照如下的對相關(guān)附圖的詳細(xì)說明，將會對本發(fā)明的方法和設(shè)備有一個(gè)更全面的理解。


圖1是本發(fā)明的電熒光背部照亮袖珍鍵盤的一個(gè)實(shí)施例的頂部示意圖。
圖2是本發(fā)明的電熒光背部照亮袖珍鍵盤的一個(gè)實(shí)施例的按鍵的橫截面的側(cè)視圖。
圖3是本發(fā)明的電熒光背部照亮袖珍鍵盤的底部示意圖，用以說明在導(dǎo)電層中形成的電流交匯的凹陷部。
圖4是以不同方式與本發(fā)明的LEP層相結(jié)合的傳統(tǒng)顯示器的部分橫截面的一系列側(cè)視圖。
圖1是本發(fā)明的電熒光背部照亮袖珍鍵盤10的一個(gè)實(shí)施例的頂部示意圖。這個(gè)電熒光背部照亮袖珍鍵盤10包括一個(gè)基片材料20，帶有許多按鍵30的一個(gè)袖珍鍵盤25和電路觸點(diǎn)35(圖2)。電路觸點(diǎn)35與袖珍鍵盤25的每個(gè)按鍵相連，導(dǎo)通按鍵30被按下后的電路。
在首選的實(shí)施例中，按鍵30被做在袖珍鍵盤25內(nèi)，用一種透明或半透明的材料制成。這種袖珍鍵盤25可通過熱塑或此工藝中知道的其它技術(shù)預(yù)制。盡管在首選實(shí)施例中按鍵30被?；谛湔滏I盤25內(nèi)，但須注意到按鍵30也可采用相同的或其它合適的材料另外單獨(dú)制成，然后再與袖珍鍵盤25相連接?；牧峡梢允侨魏魏线m的材料，例如玻璃纖維、尼龍、聚碳酸脂、氟鹵化碳(fluoro-halo carbon)，或相類似的材料。
如圖2所示，在基片材料20和袖珍基片25之間是一個(gè)夾在一起始導(dǎo)電層50和另一導(dǎo)電層60之間的發(fā)光聚合物(LEP)層40。任何合適的LEP都可用在LEP層40中。這種合適的聚合物的例子可從美國紐約Mamaroneck電子材料公司和英國白金漢郡Amersham國際專利產(chǎn)品目錄通報(bào)上獲得。
起始導(dǎo)電層50位于LEP層40之下和含有接頭70的邊緣。接頭70連接起始導(dǎo)電層50和電源(未畫出)。起始導(dǎo)電層50由任何合適的導(dǎo)電材料構(gòu)成，最好由鋁(Al)構(gòu)成。起始導(dǎo)電層50蝕刻(圖1中虛線)形成起始導(dǎo)槽90，沿著起始導(dǎo)電層50的表面作用好似“電線”(即它們可導(dǎo)電)，起始導(dǎo)槽90如圖2的紙平面所示布置。
另一導(dǎo)電層60位于LEP層40之上，與起始導(dǎo)電層50一樣，也包括一個(gè)接頭80(圖1)，其邊緣連接另一導(dǎo)電層60和電源(未畫出)。另一導(dǎo)電層60也可由任何合適的導(dǎo)電材料構(gòu)成，最好由銦錫氧化物(ITO)構(gòu)成。
與起始導(dǎo)電層50一樣，另一導(dǎo)電層60也沿其表面蝕刻形成表面上的另一導(dǎo)槽100(“電線”)。另一導(dǎo)電層60的另一導(dǎo)槽100沿著與起始導(dǎo)電層50上蝕刻的起始導(dǎo)槽90的方向相垂直的方向進(jìn)行蝕刻。換句話說，兩個(gè)導(dǎo)電層的蝕刻導(dǎo)槽由于方向互相垂直，當(dāng)從頂部或底部看時(shí)形成一個(gè)方陣。如圖2所示，另一導(dǎo)槽100在指向紙平面的方向。起始導(dǎo)槽和另一導(dǎo)槽最好用激光蝕刻，但也可用任何合適的方法制成，如果可行的話，比如立體石板印刷或物理掩模。
如圖1和圖3所示，在起始導(dǎo)電層50的起始導(dǎo)槽90與另一導(dǎo)電層60的另一導(dǎo)槽100交叉(比如交疊)的地方，形成一個(gè)發(fā)光點(diǎn)(P)。在這個(gè)發(fā)光點(diǎn)P處，由光源向起始導(dǎo)電層50和另一導(dǎo)電層60提供的電流激發(fā)LEP層40發(fā)出光亮。這些點(diǎn)P的區(qū)域提供了一個(gè)一致的光亮區(qū)從背部照亮袖珍鍵盤25的按鍵30。沿LEP層40的點(diǎn)P數(shù)越多，產(chǎn)生的光亮區(qū)越一致。
更重要的是，如圖3所示，起始導(dǎo)電層50的起始導(dǎo)槽90必須與袖珍鍵盤25的電觸頭35相配合。如前所述，這些電觸頭35與下面系統(tǒng)的電子線路相導(dǎo)通(比如電話、計(jì)算器)，以識別一個(gè)被按下的按鍵30。這樣，例如當(dāng)數(shù)字2鍵30被按下時(shí)，與數(shù)字2鍵30相連的電路觸頭35就與下面系統(tǒng)的電子線路相連的連接點(diǎn)相接觸，以識別數(shù)字2鍵30被按下時(shí)的這個(gè)鍵30。相應(yīng)地，起始導(dǎo)槽90蝕刻時(shí)必須避開電路觸頭35，在基片材料20的底表面形成凹坑110。凹坑110使起始導(dǎo)槽90橫穿基片材料20的表面導(dǎo)電，以激發(fā)LEP層40提供光亮，也使電路觸頭35恰當(dāng)?shù)毓ぷ?，以識別袖珍鍵盤25上被擊打的按鍵。
盡管如上所述的起始導(dǎo)電層50和另一導(dǎo)電層60分別由Al和ITO構(gòu)成，必須注意到任何合適的導(dǎo)電材料(比如有恰當(dāng)?shù)慕殡姵?shù))都可被使用，如果是可取的話。最好起始導(dǎo)電層50是透明的或半透明的，另一導(dǎo)電層60本質(zhì)上具有反射性，以便引導(dǎo)光線向上穿過袖珍鍵盤或顯示器。
在首選實(shí)施例中，不同層(起始導(dǎo)電層50,LEP層40和另一導(dǎo)電層60)從袖珍鍵盤25的底部表面起印制屏蔽在彼此的上部。在另一實(shí)施例中，這些層采用已知工藝中知道的真空沉積技術(shù)制成。此外，盡管首選實(shí)施例描述和說明了一個(gè)起始導(dǎo)電層50，一個(gè)LEP層40(典型上包括兩個(gè)LEP層)和一個(gè)另一導(dǎo)電層60，應(yīng)注意到任何數(shù)量的這些層中的每一種層，或它們的聯(lián)合都是可被使用的，如果是可取的話。例如，應(yīng)注意到兩個(gè)或更多層的LEP材料，與所連接的導(dǎo)電層相配合一起使用以獲得不同顏色的發(fā)出光。
參照圖2，一個(gè)透明或半透明的覆蓋物120將袖珍鍵盤25的外表面和基片材料20密封起來，這樣這些被密封的層不會暴露到潮濕和氧氣中。這些因素會對LEP材料的性能產(chǎn)生不利影響。接頭70和80以及電路觸頭35在它們的邊緣處都被密封，以便在這些部件和外部的導(dǎo)電部件比如電源之間實(shí)現(xiàn)電接觸時(shí)仍能使這些層被保護(hù)。
如圖4(a)所示，LEP夾層130(比如包含LEP的導(dǎo)體層)可被包含在一個(gè)具有一個(gè)顯示器140，一個(gè)顯示器支架150，一個(gè)PC板160和一個(gè)蓋子170的電子設(shè)備中。LEP夾層130直接使用在PC板160上。采用這種應(yīng)用方法，PC板160對LEP夾層130的一側(cè)提供了密封保護(hù)，以免暴露到氧氣和(或)潮濕中。LEP夾層130最好包裹在一種不透氧氣和潮濕的材料中，以保護(hù)LEP材料。在圖4(b)中，說明了應(yīng)用LEP夾層130作為一個(gè)支架單獨(dú)的部件。支架180加接到PC板160,LEP夾層130被用于支架180，這樣LEP夾層130直接位于顯示器140之下，并為所說的顯示器140提供背部照明。盡管這里支架180對LEP夾層130提供了部分保護(hù)，以免其暴露于潮濕和(或)氧氣中，LEP夾層130最好被包裹起來，以得到完全保護(hù)不受外部有害因素?fù)p害。在圖4(c)中，LEP夾層130被直接用于一個(gè)與PC板160相連接的彎曲膜190(flex film)。這里L(fēng)EP夾層130被密封在彎曲膜190內(nèi)，以免暴露到氧氣和(或)潮濕中，并被放置在顯示器140和袖珍鍵盤200之下。用這種方法，單個(gè)LEP夾層130為兩個(gè)設(shè)備提供了背部照明，減少了光源的數(shù)量和所要求的整個(gè)尺寸。
許多其它的應(yīng)用和應(yīng)用方法，對那些在此工藝中有熟練技能的人是顯而易見的。此外，LEP夾層可容易地與其它技術(shù)相結(jié)合，包括沒有限制的觸摸屏技術(shù)，如果這是可取的話。
盡管本發(fā)明設(shè)備的首選實(shí)施例在附圖中和上面的詳細(xì)描述中得到說明，應(yīng)知道本發(fā)明并不限于所說明的實(shí)施例，而且能做出許多重新組合、修正和替換而不背離下面權(quán)利要求中所提出和定義的本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1.一個(gè)與一具有電子部件的主系統(tǒng)一起使用的電熒光袖珍鍵盤，包括一個(gè)基片材料，一個(gè)具有至少一個(gè)鍵的袖珍鍵盤，至少一層發(fā)光聚合物材料，一個(gè)與電源相連并位于發(fā)光聚合物材料層下表面的第一導(dǎo)電材料層，一個(gè)與電源相連并位于發(fā)光聚合物材料層上表面的第二導(dǎo)電材料層，所說的第一導(dǎo)電材料層和所述第二電材料層在預(yù)定點(diǎn)處對發(fā)光聚合物材料層提供電流，引起所說的發(fā)光聚合物材料層在此預(yù)定點(diǎn)處發(fā)光。
2.如權(quán)利要求1所述的電熒光袖珍鍵盤，其中第一導(dǎo)電層沿其表面在第一方向上蝕刻形成第一組導(dǎo)槽，第二導(dǎo)電層沿其表面在與所說的等一方向相垂直的方向上蝕刻形成第二組導(dǎo)槽，所說的第一組導(dǎo)槽和第二組導(dǎo)槽能夠沿所說導(dǎo)槽導(dǎo)電。
3.如權(quán)利要求2所述的電熒光袖珍鍵盤，其中發(fā)光聚合物材料在此發(fā)光的預(yù)定點(diǎn)由發(fā)光聚合物材料層上的沿發(fā)光聚合物材料層下表面的第一組導(dǎo)槽與沿發(fā)光聚合物材料層上表面的第二組導(dǎo)槽相交匯的地方確定。
4.如權(quán)利要求1所述的電熒光袖珍鍵盤，其基片材料由塑料、玻璃纖維、尼龍、聚碳酸脂或氟鹵化碳組成的一些物質(zhì)中選取。
5.如權(quán)利要求1所述的電熒光袖珍鍵盤，其袖珍鍵盤由一透明或半透明材料構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1所述的電熒光袖珍鍵盤，其中第一導(dǎo)電層材料由鋁構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求1所述的電熒光袖珍鍵盤，其第二導(dǎo)電層材料由銦錫氧化物構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1所述的電熒光袖珍鍵盤，其發(fā)光聚合物材料層、第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層用印制屏蔽技術(shù)制成。
9.如權(quán)利要求1所述的電熒光袖珍鍵盤，其發(fā)光聚合物材料層、第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層用真空沉積技術(shù)制成。
10.如權(quán)利要求1所述的電熒光袖珍鍵盤，其至少有一層發(fā)光聚合物材料更進(jìn)一步地包括有一層覆蓋材料，用以密封至少一層發(fā)光聚合物材料使之不暴露于潮濕和氧氣中。
11.如權(quán)利要求2所述的電熒光袖珍鍵盤，其導(dǎo)槽蝕刻時(shí)避免斷開至少一個(gè)鍵與主系統(tǒng)的電子部件之間的電接觸。
12.如權(quán)利要求1所述的電熒光袖珍鍵盤，其主系統(tǒng)是一個(gè)個(gè)人通信設(shè)備。
13.如權(quán)利要求12所述的電熒光袖珍鍵盤，其個(gè)人通信設(shè)備是一種蜂窩電話。
14.與主系統(tǒng)一起使用的電熒光顯示器，所說的主系統(tǒng)包括電子部件，所說的電熒光顯示器包括一個(gè)基片材料；一個(gè)顯示器表面；至少一個(gè)發(fā)光聚合物(LEP)層；與一電源相連并位于至少一個(gè)LEP層下表面的一個(gè)第一導(dǎo)電材料(ECM)層，所說的第一ECM層包括在其表面沿第一方向蝕刻的第一組導(dǎo)槽，所說的第一組導(dǎo)槽能沿其長度方向?qū)щ?；與此電源相連并位于至少一個(gè)LEP層上表面的第二ECM層，所說的第二ECM層包括沿與第一方向相垂直的方向蝕刻的第二組導(dǎo)槽，所說的第二組導(dǎo)槽能沿其長度方向?qū)щ?；所說的第一組導(dǎo)槽和所述第二組導(dǎo)槽在大量的預(yù)定點(diǎn)處沿LEP層相交叉；所說的第一ECM層和第二ECM層向至少一個(gè)LEP層表面的預(yù)定點(diǎn)處提供電流，引起所說至少一個(gè)LEP層在預(yù)定點(diǎn)處發(fā)光。
15.如權(quán)利要求14所述的電熒光顯示器，其中第一ECM層由鋁構(gòu)成。
16.如權(quán)利要求14所述的電熒光顯示器，其中第二ECM層由銦錫氧化物構(gòu)成。
17.如權(quán)利要求14所述的電熒光顯示器，其中第一ECM層由具有高介電常數(shù)的材料構(gòu)成。
18.如權(quán)利要求14所述的電熒光顯示器，其中第二ECM層由具有低介電常數(shù)的材料構(gòu)成。
19.如權(quán)利要求14所述的電熒光顯示器，其主系統(tǒng)是一種蜂窩電話。
20.如權(quán)利要求14所述的電熒光顯示器，其顯示器表面由一種透明或半透明材料構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明是一種使用發(fā)光聚合物(LEP)的電熒光背部照亮設(shè)備。一個(gè)LEP材料(40)的夾層和兩個(gè)導(dǎo)電材料(130)被用來為袖珍鍵盤或顯示器提供背部照亮。導(dǎo)電層(50,60)被蝕刻制成導(dǎo)槽(100),用以向LEP材料(40)提供電流和激發(fā)LEP材料(40)在預(yù)定點(diǎn)處產(chǎn)生發(fā)光。蝕刻槽被指向現(xiàn)有的電觸頭(35)附近,有利于潛在的(underlying)主系統(tǒng),例如蜂窩電話的正常運(yùn)行。
文檔編號H04M1/22GK1236479SQ9719948
公開日1999年11月24日 申請日期1997年11月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月13日
發(fā)明者J·庫貝斯, J·A·史密斯 申請人:艾利森公司