有机发光部件在电子装置的键盘中的集成 【发明领域】
本发明大体上涉及一种可用于便携式电子装置中的键区或键盘，更具体地涉及一种可与这种键区或键盘一起使用的键区。发明背景
在便携式电子装置如移动电话、通信器、个人数字助理(PDA)、便携式通信装置等中，通常采用键盘来在用户和装置之间提供用户接口(UI)。一般来说，键盘包括多个字母数字键区和/或功能按键，以便允许用户选择一项功能或将一个值输入到装置中。当环境照明不足时，键区或按键必须被照亮，以便用户能正确地选择按键。
在包括有键区和下方电路板的传统的可照亮键盘中，在电路板的表面上安装了一些离散性发光装置(LED)，以便为上方的键区提供照明。或者，可采用光波导或光导管来将光从电路板上的一个或多个光源中引导到键区的附近。传统上说，如上所述安装在电路板上的所有LED同时接通或断开。因此，和光波导一样，无法选择性地控制用于照亮键区的LED。此外，表面安装的LED体积较大，它们的功率消耗通常也较高。由于它们较庞大且功率消耗较高，因此这些表面安装的LED不是用于小型便携式电子装置的最佳选择。
在移动电话、通信器和任何其它便携式通信装置中，通常设有信息显示面板如LCD面板来为用户提供信息。通常来说，采用一个或多个软键来引导用户对装置进行操作。软键具有显示于显示面板的指定区域处的功能，以及与指定区域相邻且位于显示面板之外的相关键区。用户可采用此相关键区来选择软键的功能。例如，在诺基亚移动电话中通常采用两个软键来帮助用户操作移动电话。当移动电话接通时，这两个软键的初始功能在它们相应的指定区域处显示为“菜单”和“姓名”。通过用相关键区来选择“菜单”功能，这两个软键地显示功能将变成“选择”和“退出”。“选择”和“退出”功能是对用户的“请求”，要求用户选择关于此移动电话使用的下一动作。这样，就为用户提供了在给定时刻根据软键的显示功能来操作装置的引导。然而，这种类型的软键具有如下所述的几个缺点。由于软键的功能显示于显示面板内的指定区域处，因此软键的使用显著地减少了显示面板上用于显示其它信息的可得区域。因此，出于实际应用的原因，软键的数目被限制为只有几个。另外已经发现，一些用户会被显示于显示面板的指定区域处的“请求”弄糊涂，并且通常无法将这些请求与相关键区联系起来。这种心理上的障碍是传统软键的真正问题。
希望能提供一种按键，其中照明光源较小并具有较低的功率消耗，而且可以选择性地控制按键的照明，同时这也是有利的。此外，被照亮的按键区域可包括字母、数字、文本和/或图形以指示按键的功能，从而可以在一些便携式电子装置中采用这些按键来代替软键。发明概要
本发明的第一方面是一种可用于键区或键盘中的发光按键。所述发光按键包括：
衬底；
具有第一侧面和相对的第二侧面的第一电极层，其中第一电极层的第一侧面设置在衬底上；
具有第一侧面和相对的第二侧面的有机发光层，其中有机发光层的第一侧面设置在第一电极层的第二侧面上；
具有第一侧面和相对的第二侧面的第二电极层，其中第二电极层的第一侧面设置在有机发光层的第二侧面上；和
设置第二电极的第二侧面上的气体密封层，其在密封层和第二电极层的第二侧面之间形成了凹腔，以容纳至少一种气体物质以保护发光层，其中第一和第二电极层可操作地与电源相连以激发有机发光层。
气体物质最好是氮气或氩气，或者其组合物。
第一电极层最好是透明的。
有机发光层最好包括单个像素，从而可在有机发光层被激发时产生光，按键还包括设置在衬底上的掩蔽层，其具有清晰区域和不透明区域以形成图形或符号，允许由单个像素所产生的光从图形或符号中穿过。
或者，有机发光层可以包括多个可单独寻址的发光部分，第一和第二电极层包括多个电极，用于选择性地激发发光部分以形成一个或多个字母、符号或数字。
或者，有机发光层可以包括多个可单独寻址的发光部分，按键还包括设置在衬底上的掩蔽层，掩蔽层具有清晰区域和不透明区域以形成多个符号，允许由一个或多个发光部分所产生的光从一个或多个符号中穿过，其中符号可包括一个或多个字母和数字。
本发明的第二方面是一种生产用于电子装置的键盘中的发光按键的方法。此方法包括步骤：
提供衬底；
在衬底上设置第一电极层；
在第一电极层上设置有机发光层；
在有机发光层上设置第二电极层；
在第二电极上设置气体密封层，从而在密封层和第二电极层之间形成了凹腔；和
在凹腔中设置至少一种气体物质以保护发光层，其中第一和第二电极层与电源电连接以激发有机发光层。
有机发光层最好包括多个发光部分，第一和第二电极层最好包括多个用于选择性地激发发光部分的电极。
此方法最好还包括在衬底上设置掩蔽层的步骤，其中掩蔽层具有清晰区域和不透明区域以形成图形，从而允许在激发有机发光层时由有机发光层所产生的光从图形中穿过。
通过结合附图1a到7来阅读下述介绍，可以清楚本发明。附图简介
图1a是显示了根据本发明的发光按键的优选实施例的图示。
图1b显示了本发明另一实施例的图示。
图2a是显示了发光层实际上为单个像素或部分的图示。
图2b是显示了实际上包括可被选择性地激发的两个部分的按键的图示。
图2c是显示了实际上包括可被选择性地激发且设置成矩阵的多个部分的按键的图示。
图3a是显示了实际上包括可被选择性地激发以形成数字的多个部分的按键的图示。
图3b是显示了实际上包括可被选择性地激发以形成字母数字符号的多个部分的按键的图示。
图4是显示了包括有用于促动电子装置中的接触开关的机械连接结构的按键的图示。
图5是显示了将按键集成到电路板上的图示。
图6a是显示了使用集成按键来定义通信装置的一些功能的图示。
图6b是显示了使用集成按键来改变通信装置的一些功能的图示。
图7是显示了根据本发明的生产发光按键的方法的流程图。实施发明的最佳方式
图1a显示了可用于便携式电子装置的具有多个发光按键20的集成键区10。键区10包括可由塑料膜或任何其它合适材料形成的衬底30。衬底30最好具有适当的柔性，以允许用户按下按键20来选择一项功能或向电子装置中输入一个值。顶层具有掩蔽层32，以便为各按键20提供图标或标记34(见图2a-2b)。如所示，顶层30具有多个用于形成按键20的凹腔31。按键20最好被透明或半透明的塑料填充物36或任何其它适当的材料如玻璃、金属和陶瓷部分地填满，以便增强各个按键20的机械强度。为了使按键20可发光，透明顶电极层38、发光层40和底电极层42一起形成了各按键20的发光源43(见图2a-2c)。顶电极层38可直接沉积在填充物36上，之后再设置发光层40和底电极层42。或者，将包括顶电极层38、发光层40和底电极层42在内的一个或多个部件以固态的形式引入到凹腔31中。发光源43可以是如图2a所示的单个像素，也可以是如图2b，2c，3a和3b所示的多个部分。发光层40最好由一种或多种有机材料制成。有机材料可以是分子的，它们可通过真空蒸发或升华直接地沉积到按键的内部。有机材料也可以是聚合的，通常称为发光聚合物(LEP)，它们可采用喷墨印刷机或类似的机器印刷在按键20的凹腔31中。基于有机发光材料的装置也称为有机发光装置(OLED)，它与由无机材料制成的常规LED相反。或者，发光层可由丝网印刷的电致发光(EL)像素或其它离散性发光装置制成。发光层40最好用密封材料44密封，只有发光层40的电接头暴露在密封之外。如有必要还可设置延伸电极46，其使顶电极38电暴露在密封材料44之外，以便进行电连接。在密封材料44和发光层40之间最好设有间隙45，用于在其中填充一种或多种保护性气体，例如氮气(N2)和氩气(Ar)。应当注意到，可以制造出与顶层30分开的且包括电极38，42，46和发光层40在内的发光源43，并将此照明源固定在凹腔31中。如图1a所示，键区10还包括电连接器50，52，用于为发光源43提供电能以激发发光层40。发光按键20最好可单独地寻址，使得它们能被选择性地照亮。
图1b显示了本发明的另一实施例，其中衬底上未设有凹腔。如图所示，衬底30’基本上是平的。因此，可以在衬底30’上直接设置包括顶电极层38、有机发光层40和底电极层42在内的发光源43而无须设置填充物36，之后再设置密封层44。
图2a到2c显示了发光按键的不同结构。如图2a所示，发光源43基本上包括用于大致地照亮按键20的整个表面(见图1a和1b)的单个发光像素。在这种情况下最好设置有掩蔽层32，其包括清晰区域和不透明区域，以形成用于作为标记34的文本、图标或符号的清晰图形。如图2a所示，标记34为字母“a”。
如图2b所示，顶透明电极层38包括两个顶透明电极38a和38b，发光层43’实际上包括两个发光像素或部分：一个由顶透明电极层38a形成，一个由电极层38b形成。顶电极38a，38b可被选择性地控制，使得可激发处于下方的一个或两个像素，从而照亮按键表面的一个或多个部分。在这种情况下，照明源上方的标记34具有一个或多个图标或符号34a，34b。例如，当底电极42和顶电极38a供应电能以激发发光层40时，标记34的图标“HI”被照亮。类似地，当底电极42和顶电极38b供应电能以激发发光层40时，标记34的图标“LO”被照亮。
发光源43”也可实际上制成为像素或部分的矩阵，如图2c所示。为了照亮像素矩阵，图2c简化地显示了可被一组四个顶电极38’和一组四个底电极42’选择性地激发的4×4像素矩阵。发光部件40中的各个像素可由控制电路(未示出)通过电极38’和42’来寻址。在这种情况下，可以通过选择性地激发像素来形成一个符号或图标，掩蔽层32可只具有一个用于形成按键表面区域的窗口34c，如图2c所示。
发光源也可制成为分段式的显示。如图3a所示，发光源43a实际上包括七个部分471，472，...，477，其可单独地寻址以被选择性地激发而形成数字。或者，发光源43b具有十六个部分481，482，...，496，其可单独地寻址以被选择性地激发而形成字母、数字或单个数学符号，如图3b所示。
如图2b和2c所示的像素组或如图3a和3b所示的部分组可无源地寻址(无源矩阵寻址)或有源地寻址(有源矩阵寻址)。
在各发光层43具有足够多数量的像素时，可对相同按键20编程以显示不同的文本或图形，如图6a和6b所示。这些矩阵型发光源或分段型发光源可容易地将电子装置从一种操作模式变化到另一种操作模式而无须改变键盘。例如，相同的电子装置可用作移动电话、PDA或复杂的计算器。此外，矩阵或分段式发光源允许用户对电子装置的每个按键进行编程，以显示各个按键在特定情况下的功能。
图4是键盘5的截面示意图，键盘5包括设置在电路板100上方的集成键区10。通常，各按键20允许用户通过电路板100上的开关110来选择一项功能或输入一个值。如图4所示，在按键20上设有多个开关促动销22，允许用户选择性地促动开关110。图4所示的开关110是接触开关，其上设有机械部件。然而也可以使用触敏开关。在这种情况下，可以在按键20上或其附近设置一个或多个电容/电导元件(未示出)，从而允许用户以与触摸屏相似的方式来促动开关。机械和触敏开关在本领域内均众所周知。
可将如图1a所示的各个发光按键20集成在柔性或刚性电路板120上，如图5所示。各个发光按键20的核心部件包括衬底30的一部分、透明顶电极层38、发光层40、底电极层42和密封层44(见图1a)。为了给发光层40提供电能，最好将电连接器50，52和所需的电路130设置在电路板120上。此外，电路板120还可包括显示装置如LCD显示面板140。
图6a和6b显示了具有多个发光按键20并用作通信装置160的一部分的集成键区13。如图6a和6b所示，集成键区13包括多个发光按键20a-20h。可以采用如图2c所示的多个像素，或者如图3a和3b所示的多个部分来形成发光按键20a-20h的图标，使得可以改变图标以显示与按键20a-20h相关的不同功能。例如，通信装置160可如图6a所示地在“浏览器”模式下操作，或者如图6b所示地在“电话”模式下操作。例如，当在“浏览器”模式下操作装置时，可采用显示面板162来显示网页。因此，可对发光按键20a-20h上的图标进行编程，以显示多个与浏览器相关的功能，例如“主页”、“搜索”、“收藏”等。然而当在“电话”模式下操作装置时，可采用显示面板162来显示与电话有关的信息，并可对发光按键20a-20h上的图标进行编程，以显示多个与移动电话相关的功能，例如“菜单”、“确定”等。而且，还设有被编程以显示“WWW”功能的发光按键20d，允许用户将装置从“电话”模式切换回“浏览器”模式，以便快速访问因特网。
图7显示了用于生产发光按键20的一种优选方法200。如图7所示，在步骤210中提供衬底，在步骤220中在衬底上设置第一电极。在步骤230中在第一电极上设置有机发光层。可通过真空蒸发或升华来在第一电极上沉积有机发光层，然而也可通过喷墨印刷机或丝网印刷机来印刷有机发光层。为了激发有机发光层，在步骤240中在有机发光层上设置第二电极。在步骤250中在第二电极上设置气体密封层，并在气体密封层和第二电极层之间留出间隙，使得可在步骤260中将一种或多种气体物质引入到间隙中，以便保护有机发光层。最好在步骤215中在发光按键上设置掩蔽层。掩蔽层可设置在衬底的任一侧。
这样，本发明已经根据集成按键和按键功能的一些实施例进行了公开。按键中的发光源可包括单一像素、两个或三个像素，或者设置成矩阵的大量像素。按键中的发光源也可包括多个部分，其可被选择性地激发以形成字母、数字或符号。按键可被集成到基本上平的键盘或带有凹腔的键盘中。按键的选择性照亮可帮助引导用户对电子装置进行操作。通过将发光部件集成到按键上，键区的照明变得能更节约能源。
虽然在上文中结合优选实施例对本发明进行了介绍，然而本领域的技术人员可以理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可以在形式和细节上对本发明进行上述和各种其它的变化、省略和改进。