专利名称：具有柔性光导的薄型背光灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有柔性光导的薄型背光灯。
技术背景键区背光照明正在用于许多电子设备中，这些电子设备例如移动电话 和个人数字助理。尽管目前的键区背光照明技术使得对各个键的目视识别 得以增强，但目前的键区背光照明技术对于使用这些技术的设备的尺寸和 功能有不利影响。图1图示了传统背光照明系统IO的剖视图，该背光照明系统10使用 了顶部发射发光二极管(LED) 12。具体地说，LED12是广角、顶部发射 的组件式LED (component LED) 12。 LED 12对硬的光导板14进行照 明。LED 12和光导板14设置在壳体内，壳体具有顶板16和底板]8。通 常，光导板14被冲有孔，使得键区柱塞(plunger) 22可以穿过光导板14 延伸。键区柱塞22连接到低光学等级材料的柱塞层20。当用户按压键区 上的按钮(未示出)时，柱塞层20和键区柱塞22向壳体内的开关24传递 这种触感接触。 一种开关24是本领域公知的金属穹顶式。但是，这种传 统的背光照明系统10有个缺点，即由于LED 12造成的显著的热点(hot spot)而造成亮度均匀性较差。另外，顶部发射LED的厚度范围在0.35到 0.60mm之间，从而增大了背光照明系统的厚度。图2图示了使用侧面发射(side-emitting) LED 32的传统背光照明系 统30的剖视图。这种背光照明系统30包括与图l所示并已在上面说明的 背光照明系统中相同的部件。具体地说，背光照明系统30包括硬的光导 板14、具有顶板16和底板18的壳体、柱塞层20、键区柱塞22和开关 24。这种背光照明系统30的光导板14由侧面发射LED 32照明。但是， 这种传统背光照明系统30也具有由光导板14中容纳键区柱塞22的孔34
的热点的缺点。孑L 34造成了局部热点并降低了光导板的亮度均匀性。孔 34还降低了键区按钮的触感。
第三种传统背光照明系统(未示出)使用电致发光(el)照明。m.
照明系统响应于经过电致发光材料的电流而发射光。但是，el背光照明 系统中的整流器电路会产生噪声，噪声对背光照明设备中的其他电子电路 有不利影响。
考虑到这些，需要一种背光照明方案来克服与传统背光照明技术有关 的热点、厚度、噪声问题。
发明内容
本发明公开了一种背光照明装置。背光照明装置的一种实施例包括柔 性光导、光源和壳体。光源设置成与柔性光导的传输界面邻近以照明柔性 光导。壳体至少部分地容纳柔性光导和光源。通过壳体可见柔性光导的表 面区域。通过使用柔性光导对设备进行背光照明，与传统设备相比减小了 设备的尺寸。或者，该设备还可以容纳额外的部件。还可以获得其他优 点。
本发明还公开了一种用于背光照明的方法。该方法的一种实施例包括 提供柔性光导；提供光源来照明柔性光导；以及将柔性光导和光源设置在 背光照明设备的壳体内，其中通过壳体可见柔性光导的表面区域。该方法 的某些实施例还包括给柔性光导的可见表面区域涂敷微透镜涂层或带图突 透镜涂层、在柔性光导的至少一个边缘上设置反射层、或者在柔性光导的 可见表面区域与壳体的开口之间设置弥散材料。该方法的某些实施例还包 括在柔性光导上大体上位于可见表面区域处设置柱塞，以将来自触感接触 的压力传递到设在壳体内的开关。
本发明还公开了对设备进行背光照明的装置的另一种实施例。该装贾 的一种实施例包括用于在柔性光导的侧面传输界面处对柔性光导进行照明 的装置、以及在柔性光导内提供照明均匀性的装置。
根据下面的详细说明并结合附图可以明白本发明的其他方面和优点， 附图以示例方式图示了本发明的原理。
图1图示了使用顶部发射发光二极管的传统背光照明系统的剖视图。
图2图示了使用侧面发射发光二极管的传统背光照明系统的剖视图。
图3图示了使用柔性光导的背光照明系统的一种实施例。
图4图示了微透镜涂层组件的一种实施例。
图5图示了带图案透镜涂层组件的一种实施例。
图6图示了使用柔性光导的背光照明系统一种实施例的剖视图。 图7图示了使用柔性光导的背光照明系统另一种实施例的剖视图。 图8是可以与背光照明系统的柔性光导结合使用的背光照明方法的处 理流程图。
在整个说明书中，相似的标号可以用来表示相似的元件。
具体实施例方式
图3图示了使用柔性光导106的背光照明系统100的一种实施例。所 示背光照明系统100是许多不同类型电子设备的代表，这些电子设备使用 了背光照明键区、背光照明按钮或其他背光照明部件，或者可能从这些部 件中受益。 一种示例性电子设备是具有背光照明按钮的移动电话。另一种 示例性电子设备是具有背光照明键区的个人数字助理(PDA)。其他类型 的电子设备也可以采用本申请中所述的柔性光导106。
所示的背光照明系统100包括光源102，以来照明柔性光导106。在 一种实施例中，光源102包括多个发光二极管(LED) 104。 LED1(M可以 是表面安装技术(SMT)的LED或其他类型的LED。或者，光源102可 以是除了LED 104之外的其他类型光源。在所示的实施例中，LED 104设 置成与柔性光导106的传播界面108邻近。来自LED 104的光传播到光导 106中以照明一个或多个背光照明部件110 (例如键区或其他按钮)。为 了增强按钮110的背光照明，可以给柔性光导106涂敷微透镜涂层或带图 案透镜(pattern-lens)涂层。微透镜涂层和带图案透镜涂层的其他细节将 参考图4和图5来示出和说明。
在一种实施例中，用弹性体(elastomer)材料(例如超薄弹性体)来 制造柔性光导106。例如，可以用聚氨酯来制造柔性光导106。但足也可 以用其他柔性材料与弹性体材料相结合或代替弹性体材料。另外，可以用 高光学等级材料来制造柔性光导106，也可以用低光学等级材料来制造。 对于传送光，高光学等级材料比低光学等级材料的损耗低。另外，柔性光 导106的光学传送质量可能影响光的均匀性和亮度。在另一种实施例中， 可以用防水的或抗水的材料或涂层来制造柔性光导106。例如，可以用来 制造柔性光导106的一种防水材料是碳氟化合物(fluorocarbon)。在使用 防水或抗水材料的情况下，柔性光导106可以为背光照明系统100提供结 构上和环境上的保护。
在另一种实施例中，反射层112可以与柔性光导106连接或与其一体 集成。例如，可以用粘合剂材料将反射层112涂敷到柔性光导106的一个 或多个表面。在另一种示例中，反射层112可以与涂敷到柔性光导106的 粘合剂一体集成。在另一种实施例中，反射层112可以与柔性光导106的 弹性体一体集成。尽管所示反射层112位于柔性光导106的外边缘，但足 其他实施例可以在柔性光导106的更多或更少表面上包括反射层。例如， 反射层可以涂敷到柔性光导的前表面(除了按钮外)。
图4图示了微透镜涂层组件120的一种实施例。所示的微透镜涂层组 件120包括柔性光导106。在一种实施例中，柔性光导106包括被嵌入的 弥散(diffusion)颗粒122，以便在光经过柔性光导106传播时使光弥散。 或者，也可以设置独立于柔性光导106的单独弥散层。微透镜124连接到 柔性光导106。在一种实施例中，可以用涂面树脂(coating resin)将微透 镜124连接到柔性光导106。涂面树脂126可以包括反射性颜料128，以 使与微透镜124和柔性光导106有关的光传播增强。
图5图示了带图案透镜涂层130的一种实施例。术语"带图案透镜涂 层130"可以表示用来给单独按钮110或其他部件划分界限的微透镜组件 120图案。另外，术语"带图案透镜涂层130"还可以表示局部微透镜组 件120和布置在柔性光导106上的部件的整体图案。所示的带图案透镜涂 层130包括六组局部微透镜组件120。在某些实施例中，不同组的微透镜
组件120可以分布得比微透镜组件120的其他组更密集或更稀疏。另外，各个按钮IIO的带图案透镜涂层130可以包括以均匀间隔图案、随机间隔 图案方式或其他方式分布的微透镜组件120。一种示例性微透镜涂层120和带图案透镜涂层130由日本Shizuoka的 Toyo Condenser Co.， LTD.制造。在一种实施例中，微透镜涂层120和带图 案透镜涂层130涂敷到柔性光导106的下侧，以便柔性光导106中的光均 匀分布。在另一种实施例中，微透镜涂层120以局部方式位于各个按钮 110位置。在另一种实施例中，根据光源102的LED 104设置的位置，微 透镜涂层120具有随着强度分布不同而变化的分布。图6图示了使用柔性光导106的背光照明系统140 —种实施例的剖视 图。所示的背光照明系统140包括光源102 (例如多个LED 104)。光源 102设置成邻近柔性光导106，以通过柔性光导106的传输界面108照明柔 性光导106。柔性光导106设置在壳体中，壳体具有背板142和前板 144。术语"背"和"前"以非限定性的方式使用，仅仅表示柔性光导106 的按钮侧(前)和非按钮侧(背)。因此使用术语"背"和"前"并不表 示暗示或要求在制造、使用背光照明系统140或对其进行其他处理的过程 中背光照明系统140有任何具体方向。在一种实施例中，光源102安装在 壳体的背板142上。在所示的背光照明系统140中，柔性光导106包括一个或多个集成柱 塞146。集成柱塞146也称为键区柱塞146。在一种实施例中，集成柱塞 146与柔性光导106 —体形成。例如可以通过向柔性光导106的弹性体添 加特定硬度的材料来制造集成柱塞146。特定硬度材料的一种示例是过氧 化物交联剂。在一种实施例中，可以在将微透镜涂层120和带图案透镜涂 层130涂敷到柔性光导106之后，将所述特定硬度材料添加到柔性光导 106的弹性体。集成柱塞146从柔性光导106突出以接触相应的开关148。 在一种实施例中，开关148是本领域公知类型的金属穹顶。或者，开关 148也可以是其他类型的开关。在一种实施例中，柔性光导106还在传播界面108附近包括变尖段 (tapered section)或部分150。变尖段150便于增强从光源102到柔性光
导106的光耦合。特别是，变尖段150可以使用全内反射来限制或消除柔
性光导106的光损失。由此，可以使按钮110的亮度提高或最大化。
图7图示了使用柔性光导106的背光照明系统160另一种实施例的剖 视图。所示的背光照明系统160大体上类似于图6的背光照明系统140。 但是，图7的背光照明系统160包括介于柔性光导106与前板144之间的 弥散层162。弥散层162便于来自柔性光导106的光弥散。弥散层162还 有助于提高光输出到前板144的均匀性。另外，弥散层162可以将例如开 关148的部件遮掩在弥散层162下方，使得不能穿过弥散层162看到它 们。
图8是背光照明方法200的处理流程图，该方法可以与背光照明系统 100的柔性光导106结合使用。类似地，也可以将背光照明方法200与其 他背光照明系统(例如背光照明系统140和160)结合使用。在方框 202，提供弹性体光导。弹性体光导是一种类型的柔性光导106。在另外的 实施例中，可以提供其他类型的柔性光导106。
在方框204，提供LED 104来照明弹性体光导。或者，也可以使用其 他类型的光源102来照明柔性光导106。在方框206，将弹性体光导和 LED 104设置在背光照明设备中。作为一种示例，柔性光导106和光源 102设置在背光照明系统140中。
尽管这种(或这些)方法的操作在这里以具体顺序来表示和说明，但 是每种方法的操作次序可以更改，从而可以以相反次序执行某些操作，或 者将某些操作至少部分地与其他操作同时执行。在另一种实施例中，可以 以间歇的和/或交替的方式来实施不同操作的指令或子操作。
本申请中说明的实施例与传统的背光照明系统相比具有--项或多项优 点。但是，这些实施例中某些可能具有其他优点，或者并不具有本申请中 所述的全部优点。某些实施例产生了良好的光均匀性，使柔性光导06中 不存在热点。某些实施例使用不产生噪声(例如来自整流器电路的噪声) 的光源102。某些实施例便于通过使用较薄的柔性光导106来减小电子设 备的厚度。例如，柔性光导106可以是约为2毫米(mm)，柱塞高度可 以是约2mm，使得背板142与前板144之间的总距离约为4mm。其他实
施例可以比这个示例更薄或不如它薄。某些实施例利用集成柱塞146以便
与相应的开关148接触。某些实施例利用的柔性光导106还为电子设备作 为防水或抗水阻挡物。
尽管已经说明和图示了本发明的具体实施例，但是本发明不限于所述 和所示的具体形式和布置。本发明的范围应当由权利要求及其等同物来限 定。
权利要求
1.一种背光照明装置，包括柔性光导；光源，设置成与所述柔性光导的传输界面邻近以照明所述柔性光导；以及壳体，至少部分地容纳所述柔性光导和所述光源，其中，通过所述壳体可见所述柔性光导的表面区域。
2. 根据权利要求1所述的背光照明装置，还包括微透镜涂层，所述微 透镜涂层在与所述表面区域相应的位置处涂敷到所述柔性光导。
3. 根据权利要求1所述的背光照明装置，还包括带图案透镜涂层，所 述带图案透镜涂层在与所述表面区域相应的位置处涂敷到所述柔性光导。
4. 根据权利要求1所述的背光照明装置，还包括反射层，所述反射层 设置在所述柔性光导的至少一个边缘上，其中，所述至少一个边缘是除了 所述柔性光导的所述传输界面之外的边缘。
5. 根据权利要求1所述的背光照明装置，还包括弥散材料，所述弥散 材料设置在所述柔性光导的可见的所述表面区域与所述壳体的开口之间。
6. 根据权利要求1所述的背光照明装置，其中，所述柔性光导包括高光学等级弹性体光导，并且所述光源包括侧面发射发光二极管；以及柱塞，将触感接触造成的压力传递到设置在所述壳体中的开关，所述 触感接触大体上在所述柔性光导的可见的所述表面区域处。
7. 根据权利要求1所述的背光照明装置，其中，所述柔性光导包括变 尖段，以限制从所述光源到所述柔性光导的光损耗。
8. 根据权利要求1所述的背光照明装置，其中，所述背光照明装贾包 括键盘、键区、触摸板、移动电话、个人数字助理或遥控器。
9. 一种用于背光照明的方法，包括 提供柔性光导；提供光源以照明所述柔性光导；和 将所述柔性光导和所述光源设置在背光照明设备的壳体内，其中，通 过所述壳体可见所述柔性光导的表面区域。
10. 根据权利要求9所述的方法，还包括在与所述表面区域相应的位 置处给所述柔性光导涂敷微透镜涂层。
11. 根据权利要求9所述的方法，还包括在与所述表面区域相应的位置处给所述柔性光导涂敷带图案透镜涂层。
12. 根据权利要求9所述的方法，还包括从所述光源经过所述柔性光 导的传输界面传输光以对可见的所述表面区域进行背光照明。
13. 根据权利要求12所述的方法，还包括在所述柔性光导的除了所述 传输界面之外的至少一个边缘上设置反射层，以将来自所述柔性光导的光 反射回所述柔性光导中。
14. 根据权利要求9所述的方法，在所述柔性光导的可见的所述表面 区域与所述壳体的开口之间设置弥散材料。
15. 根据权利要求9所述的方法，还包括在所述柔性光导上大体上位 于可见的所述表面区域处设置柱塞，以将触感接触造成的压力传递到设在 所述壳体中的开关。
16. 根据权利要求9所述的方法，其中，所述柔性光导包括弹性体光 导，所述弹性体光导具有变尖段以限制从所述光源到所述柔性光导的光损 耗；所述光源包括侧面发射、表面安装技术的发光二极管。
17. —种对设备进行背光照明的装置，所述装置包括 柔性光导；用于在所述柔性光导的侧面传输界面处对所述柔性光导进行照明的装 置；以及用于在所述柔性光导中提供照明均匀性的装置。
18. 根据权利要求17所述的装置，还包括用于将来自所述柔性光导的 光反射回所述柔性光导的装置。
19. 根据权利要求17所述的装置，还包括用于使所述柔性光导与用于照明所述柔性光导的所述装置之间的光耦合增强的装置。
20. 根据权利要求17所述的装置，其中，所述柔性光导包括用于将来 自所述柔性光导的表面区域的触感接触传递到所述设备内的开关的装置。
全文摘要
本发明公开了一种对设备进行背光照明的背光照明方法和装置。该背光照明装置包括柔性光导、光源和壳体。光源设置成与柔性光导的传输界面邻近以照明柔性光导。壳体至少部分地容纳柔性光导和光源。通过壳体可见柔性光导的表面区域。通过使用柔性光导对设备进行背光照明，与传统设备相比减小了设备的尺寸。或者，该设备还可以容纳额外的部件。还可以获得其他优点。
文档编号F21V15/02GK101113810SQ20071012329
公开日2008年1月30日 申请日期2007年7月23日 优先权日2006年7月24日
发明者尼傅淳, 李璇达, 郭春源 申请人:安华高科技Ecbu Ip(新加坡)私人有限公司