CN102479014A - 柔性电路板及应用该柔性电路板的触摸设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柔性电路板，其包括一柔性基板，接收驱动信号的第一布线网络，以及传递感应电信号的第二布线网络，该第一布线网络设置在该柔性基板一表面，该第二布线网络设置在该柔性基板另一表面并与该第一布线网络相对，该第一布线网络与第二布线网络之间形成多个电容耦合节点。本发明还涉及一种应用该柔性电路板的触摸设备。

Description

柔性电路板及应用该柔性电路板的触摸设备

技术领域

本发明涉及一种柔性电路板，尤其涉及一种应用于触摸设备的柔性电路板及应用该柔性电路板的触摸设备。

背景技术

近年来，伴随着移动电话、触摸导航系统、集成式电脑显示器及互动电视等各种电子设备的高性能化和多样化的发展，在显示屏的显示面安装透光性的触摸屏的电子设备逐渐增加。电子设备的使用者通过触摸屏，一边对位于触摸屏背面的液晶显示屏的显示内容进行视觉确认，一边利用手指或笔等方式按压触摸屏来进行操作。由此，可以操作使用该显示屏的电子设备的各种功能。

然而，在应用中经常需要使该电子设备实现某些与触摸控制相关的附加功能，例如在手机或其他电子设备的触摸屏边缘设置一些功能键。虽然这些功能键也可以通过在显示屏上显示相应图形并通过触摸屏进行控制实现，然而这些功能键的大小及形状往往随手机或其他电子设备的形状不同而发生改变。为配合不同形状的手机或其他电子设备改变触摸屏的形状必然造成生产成本的增加。

有鉴于此，确有必要提供一种柔性电路板及应用该柔性电路板的触摸设备，在该触摸设备中该柔性电路板与触摸屏配合实现所述附加的触摸控制功能。

发明内容

一种柔性电路板，其包括一柔性基板，接收驱动信号的第一布线网络，以及传递感应电信号的第二布线网络，该第一布线网络设置在该柔性基板一表面，该第二布线网络设置在该柔性基板另一表面并与该第一布线网络相对，该第一布线网络与第二布线网络之间形成多个电容耦合节点。

一种触摸设备，其包括多点电容式触摸屏，及上述柔性电路板，该触摸屏与该柔性电路板连接。

与现有技术相比较，所述柔性电路板可与触摸屏配合实现附加的触摸控制功能，且该柔性电路板的形状及尺寸可根据需要设计，对于不同形状手机或其他电子设备，无需改变触摸屏的形状及尺寸，只需对该柔性电路板的设计进行相应调整即可。

附图说明

图1是本发明实施例柔性电路板具有第一导电网络表面的俯视图。

图2是本发明实施例柔性电路板具有第二导电网络表面的俯视图。

图3是本发明实施例柔性电路板的局部放大图。

图4是本发明另一实施例柔性电路板的局部放大图。

图5是本发明另一实施例柔性电路板具有第二导电网络表面的俯视图。

图6是本发明实施例触摸设备的俯视示意图。

图7是本发明实施例触摸设备中的触摸屏的爆破图。

图8是本发明实施例触摸设备的连接关系示意图。

主要元件符号说明

柔性电路板            100

功能区                102

结合区                104

柔性基板              110

第一布线网络          120

第一引出布线          130

第一端子              140

第二布线网络          150

第二布线子网络        152

第二引出布线          160

第二端子              170

第一导电布线          180

第二导电布线          182

电容耦合节点          190

触摸屏                200

透明绝缘基板          210

第一透明导电层        220

驱动电极              230

驱动引出布线          232

第二透明导电层        240

感测电极              250

感测引出布线          252

引线                  254

透明保护膜            260

触摸设备              300

控制器                310

驱动电路              320

感测电路              330

具体实施方式

以下将结合附图详细说明本发明的柔性电路板及应用该柔性电路板的触摸设备。

请参阅图1及图2并结合图3，本发明实施例提供一种柔性电路板100，该柔性电路板100具有功能区102及结合区104。该功能区102具有多个电容耦合节点190，从而侦测发生在该功能区102的触摸动作，该结合区104位于该柔性电路板100边缘，该柔性电路板100通过该结合区104可与一触摸屏(图未示)机械及电性连接。

该柔性电路板100包括电绝缘的柔性基板110、第一布线网络120、第一引出布线130、第一端子140、第二布线网络150、第二引出布线160及第二端子170。该第一布线网络120形成在该柔性基板110一面，该第二布线网络150形成在该柔性基板110另一面。该第一布线网络120通过该第一引出布线130与该第一端子140电连接，用于接收驱动信号。该第二布线网络150通过该第二引出布线160与该第二端子170电连接，用于传递感应电信号。该第一布线网络120与第二布线网络150通过该柔性基板110色缘并空间交叉，从而形成所述多个电容耦合节点190。相对于该第一布线网络120，该第二布线网络150更靠近使用者，从而传递由触摸引起的感应电信号。

具体地，该柔性基板110的材料可以选自塑料或树脂，厚度为10微米至70微米，优选为20微米。该柔性基板110的形状与尺寸不限，可依照手机或其他电子设备需要的功能键的尺寸及形状设计。该第一布线网络120、第一引出布线130、第一端子140、第二布线网络150、第二引出布线160及第二端子170通过印刷或镀膜刻蚀等方式形成，材料为导电性较好的金属，如金、银或铜。本实施例中，该第一布线网络120、第一引出布线130、第一端子140、第二布线网络150、第二引出布线160及第二端子170均为印刷在柔性基板110表面的金属线。其中，该第一布线网络120及第二布线网络150分别形成在该柔性基板110相对的两个表面，从而空间交叉，形成所述电容耦合节点190，而该第一端子140及第二端子170可根据与触摸屏的结合需要，形成在该柔性基板110相同或不同的表面，该第一引出布线130及第二引出布线160可通过在柔性基板110穿孔的方式从一个表面延伸至另一表面。

该第一布线网络120设置在该柔性电路板100的功能区102，包括多条相互交叉并连接的第一导电布线180，且该第一布线网络120的所有第一导电布线180均相互导通。该第一端子140设置在该柔性电路板100的结合区104，该第一引出布线130一端与该第一布线网络120机械及电性连接，另一端与该第一端子140机械及电性连接。当该柔性电路板100与触摸屏结合时，该第一端子140与触摸设备的控制芯片中的驱动电路电连接，用于向该第一布线网络120输入来自该驱动电路320的驱动信号。

该第二布线网络150设置在该柔性电路板100的功能区102，具有与该第一布线网络120基本对应的形状，并设置在该柔性基板110与该第一布线网络120相异的表面。该第二端子170设置在该柔性电路板100的结合区104，该第二引出布线160一端与该第二布线网络150机械及电性连接，另一端与该第二端子170机械及电性连接。当该柔性电路板100与触摸屏结合时，该第二端子170与触摸设备的控制芯片中的感测电路电连接，用于感测该多个电容耦合节点190的电容变化。

该第二布线网络150可包括一个或多个第二布线子网络152。当该第二布线网络150包括多个第二布线子网络152时，该多个第二布线子网络152可拼合形成与所述第一布线网络120基本对应的形状。该多个第二布线子网络152之间相互间隔绝缘，并分别通过多条第二引出布线160与多个第二端子170一一对应的分别电连接。

该每个第二布线子网络152具有多条相互交叉并连接的第二导电布线182，且该同一第二布线子网络152的所有第二导电布线182均相互导通。该第二布线子网络152的第二导电布线182与该第一布线网络120的第一导电布线180具有不同的方向，从而使该第二布线子网络152的第二导电布线182与该第一布线网络120的第一导电布线180通过该柔性基板110绝缘并空间交叉，从而形成所述多个电容耦合节点190。如图3所示，该第一导电布线180呈田字形排列，该第二导电布线182呈“×”字形排列。

可以理解，该第二布线子网络152的第二导电布线182与该第一布线网络120的第一导电布线180的排列方式、数量、线宽及间距不限于图3所示，只要使该第二导电布线182与第一导电布线180形成空间交叉即可。请参阅图4，例如，该第一导电布线180均沿一个方向相互平行排列，该第二导电布线182均沿另一方向相互平行排列，该第一导电布线180与该第二导电布线182以45度角交叉。

请参阅图5，该每个第二布线子网络152具有一定面积和形状，对应手机或其他电子设备需要的功能键的面积和形状。该多个第二布线子网络152排列方式不限，可排成一行、以阵列方式设置或以其他方式设置。该多个第二布线子网络152可拼合成与该第一布线网络120基本对应的形状，也可仅设置在该柔性基板110表面的局部位置，只要该第二布线子网络152与该第一布线网络120的局部对应，使该第二布线子网络152的第二导电布线182与该第一布线网络120的第一导电布线180空间交叉形成多个电容耦合节点190即可。如图2所示，本实施例中，该多个第二布线子网络152排成一行，并拼合成与该第一布线网络120基本对应的形状，从而使该第二布线网络150整体与该第一布线网络120对应。

该第一布线网络120的第一导电布线180及该第二布线网络150的第二导电布线182的宽度为5微米至10微米，该第一引出布线130及该第二引出布线160的宽度为1微米至5微米。该第一布线网络120的第一导电布线180与该第二布线网络150的第二导电布线182的数量及延伸方向不限，但应形成空间交叉，从而形成电容耦合节点190。

工作时，该第一布线网络120接收来自控制芯片的驱动信号，在该多个电容耦合节点190处形成电容，用户手指或其他工具对该柔性电路板100的功能区进行触摸时使电容耦合节点190处的电容发生变化。该控制芯片通过该第二布线子网络152监测该电容的变化，从而判断该触摸动作的位置。

可以理解，将柔性基板110两面形成网络状的第一布线网络120及第二布线网络150，可尽量减小该第一布线网络120及第二布线网络150的重叠面积，从而减小该柔性电路板100的单位面积电容。由于制造该柔性电路板100所采用的柔性基板110往往具有较薄的厚度，因此该柔性电路板100单位面积电容往往较大。然而，当将该柔性电路板100与触摸屏配合使用时，触摸屏单位面积电容则往往很小，两者差异较大使控制芯片无法准确的对触摸位置进行感测。因此，可以通过交叉设置该第一导电布线180及第二导电布线182，减小该柔性电路板100的单位面积电容，与配合使用的触摸屏的单位面积电容相匹配。优选地，该柔性电路板100的单位面积电容与该触摸屏的单位面积电容之间的差异小于40％。更为优选地，该柔性电路板100的单位面积电容等于该触摸屏的单位面积电容。

请参阅图6并结合图7，本发明实施例提供一种触摸设备300，其包括多点电容式触摸屏200以及与该触摸屏200连接的所述柔性电路板100。

具体地，该多点电容式触摸屏200包括透明绝缘基板210、第一透明导电层220、多个驱动电极230、第二透明导电层240及多个感测电极250。该第一透明导电层220及驱动电极230形成在该透明绝缘基板210一表面，该第二透明导电层240及感测电极250形成在该透明绝缘基板210另一表面。相对于第一透明导电层220，该第二透明导电层240更靠近使用者，从而传递由触摸引起的感应电信号。该第一透明导电层220与第二透明导电层240具有基本相等的形状及面积，并相对设置。该第一透明导电层220及第二透明导电层240均为导电异向层。具体地，该第一透明导电层220在第一方向(如x方向)的电导率远大于其他方向(如y方向)的电导率，该第二透明导电层240在第二方向(如y方向)的电导率远大于其他方向(如x方向)的电导率。在该第一透明导电层220沿第二方向(如y方向)的边上间隔设置该多个驱动电极230，并与该第一透明导电层220电连接。在该第二透明导电层240沿第一方向(如x方向)的边上间隔设置该多个感测电极250，并与该第二透明导电层240电连接。该第一方向与第二方向为不同方向，优选地，该第一方向与第二方向垂直。该触摸屏200可进一步包括两个透明保护膜260，分别覆盖该透明绝缘基板210的两个表面，保护设置在该透明绝缘基板210及透明保护膜260之间的第一透明导电层220、驱动电极230、第二透明导电层240及感测电极250。当该触摸屏200安装在电子设备，如手机中时，该两个透明保护膜260也可去除。

如图6所示，该驱动电极230可全部设置在该第一透明导电层220沿第二方向(如y方向)的同一边上。另外，该驱动电极230也可分别设置在该第一透明导电层220沿第二方向(如y方向)的两边上，且在y方向的位置不同。

该驱动电极230及感测电极250的材料为导电性较好的金属，如金、银或铜。该透明绝缘基板210的厚度可以为1毫米至1厘米。该第一透明导电层220及第二透明导电层240可以是透明的定向碳纳米管膜或图案化氧化铟锡层。该透明绝缘基板210的材料可以是硬性或柔性材料，如玻璃、石英、金刚石、塑料或树脂。该透明保护膜260的材料可以为塑料或树脂。

该定向碳纳米管膜中的碳纳米管基本沿相同方向定向排列，从而使碳纳米管膜在该方向上具有远大于其他方向的电导率。该定向碳纳米管膜可通过从一碳纳米管阵列中拉取形成。所述从碳纳米管阵列中拉取形成的碳纳米管膜中大多数碳纳米管的整体延伸方向基本朝同一方向且平行于该碳纳米管膜的表面。并且，所述碳纳米管膜中基本朝同一方向延伸的大多数碳纳米管中每一碳纳米管与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连，从而使该碳纳米管膜能够实现自支撑。当采用该定向的碳纳米管膜作为所述第一透明导电层220，可使该碳纳米管膜沿x方向铺设，从而使该大多数碳纳米管基本沿x方向延伸，使该第一透明导电层220在x方向具有最大的电导率。当采用该定向的碳纳米管膜作为所述第二透明导电层240时，可使该碳纳米管膜沿y方向铺设，从而使该大多数碳纳米管基本沿y方向延伸，使该第二透明导电层240在y方向具有最大的电导率。该从碳纳米管阵列中拉取获得的碳纳米管膜具有较好的透明度。

该图案化的氧化铟锡层可由多个间隔且基本平行的氧化铟锡条带组成，从而使该氧化铟锡层在该条带延伸的方向具有最大的电导率。当采用该图案化的氧化铟锡层作为所述第一透明导电层220，该氧化铟锡条带延伸方向基本平行于x方向。当采用该图案化的氧化铟锡层作为所述第二透明导电层240，该氧化铟锡条带延伸方向基本平行于Y方向。

本实施例中，该第一透明导电层220为定向碳纳米管膜，该碳纳米管膜中的碳纳米管基本沿x方向延伸。该碳纳米管膜与沿y方向间隔排列设置在该碳纳米管膜一边的多个驱动电极电连接。该第二透明导电层240为多个相互平行且间隔的氧化铟锡条带。该氧化铟锡条带平行于y方向，并分别与对应数量的感测电极250电连接。每个氧化铟锡条带可以由氧化铟锡线的图案组成。

请一并参阅图8，进一步地，该触摸设备300可包括控制芯片，该控制芯片通过柔性电路板100与该触摸屏200机械及电性连接。该控制芯片包括驱动电路320、感测电路330及控制该驱动电路320及感测电路330的控制器310。该触摸屏200可进一步包括多条驱动引出布线232及多条感测引出布线252。该多个驱动电极230分别通过该多条驱动引出布线232与所述控制芯片的驱动电路320电连接。该驱动电路320逐一或同时输入同样的脉冲波形或其它波形的电信号到各个驱动电极230。该多个感测电极250分别通过该多条感测引出布线252与所述控制芯片的感测电路330电连接，从而读取各个感测电极250的感应电信号。该控制器310根据所读取的感应电信号判断触碰点的位置。具体地，该驱动引出布线232与所述驱动电极230可以设置在该透明绝缘基板210的同一表面，该感测引出布线252与所述扫描电极可以设置在该透明绝缘基板210的同一表面，该驱动引出布线232及感测引出布线252分别延伸至该透明绝缘基板210的边缘，通过柔性电路板100与所述控制芯片电连接。

该柔性电路板100通过该结合区104与该触摸屏200机械连接，并通过设置在该结合区104的第一端子140及第二端子170与该控制芯片电连接，具体地，该第一端子140与该控制芯片的驱动电路320电连接，该驱动电路320输入与触摸屏200同样的脉冲波形或其它波形的电信号到该第一端子140。该第二端子170与该控制芯片的感测电路330电连接，从而读取各个第二端子170的感应电信号。换句话说，该第一端子140在此作为柔性电路板100的驱动电极230，该第二端子170在此作为柔性电路板100的感测电极250。该第二端子170可单独连接至该感测电路330，或通过该第二透明导电层240连接至该感测电路330。具体地，当该第二端子170通过该第二透明导电层240连接至该感测电路330时，可从该第二透明导电层240与该感测电极250相对的一边引出引线254连接至该第二端子170。该引线254的引出位置与该感测电极250在第二方向上位置对应。

在如图6所示的实施例中，该第一端子140及第二端子170可全部设置在该柔性基板110相同的表面，且该表面可通过结合区104与该触摸屏200的透明绝缘基板210具有感测电极250的表面贴合固定，且该柔性电路板100设置在该第二透明导电层240远离该感测电极250的一侧。该感测电极250设置在该第二透明导电层240一端的边上，该第二透明导电层240的另一边与该感测电极250对应的位置通过引线254与该第二端子170电连接，从而使该第二端子170与该感测电极250对应的设置在该第二透明导电层240的两端。该第一端子140通过引线与该驱动电极230一并连接至该驱动电路320。当该驱动电路320依次驱动该驱动电极230后，进一步驱动该第一端子140，当该感测电路330读取各个第二端子170的感应电信号时，该第二布线子网络152的电容变化也能够通过该第二端子170传递至该感测电路330，从而实现对该柔性电路板100触摸位置的感测。当该触摸屏200包括所述透明保护膜260时，该透明保护膜260可在覆盖该第二透明导电层240的同时一并覆盖该柔性电路板100的结合区104。

由于触摸屏200透明绝缘基板210的厚度较大，使触摸屏200具有较小的单位面积电容。本发明实施例将该柔性电路板100的第一导电布线180及第二导电布线182空间交叉，通过减小第一导电布线180及第二导电布线182的重叠面积，减小柔性电路板100的单位面积电容，使该柔性电路板100的单位面积电容与触摸屏200的单位面积电容相匹配。因此，在感测时该控制芯片可以同时感测该触摸屏200及柔性电路板100的电容变化，从而实现对发生在触摸屏200及柔性电路板100的触摸动作同时进行感测，获得较为准确的触摸位置坐标。

本发明实施例将柔性电路板与触摸屏连接，使柔性电路板也具有感测触摸位置的功能，从而实现触摸设备所需的附加的触摸控制功能。并且该柔性电路板的形状及尺寸可根据需要设计，对于不同形状手机或其他电子设备，无需改变触摸屏的形状及尺寸，只需对该柔性电路板的设计进行相应调整即可。

另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (14)

1.一种柔性电路板，其包括一柔性基板，其特征在于，进一步包括：

接收驱动信号的第一布线网络，该第一布线网络设置在该柔性基板一表面；以及

传递感应电信号的第二布线网络，该第二布线网络设置在该柔性基板另一表面并与该第一布线网络相对，该第一布线网络与第二布线网络之间形成多个电容耦合节点。

2.如权利要求1所述的柔性电路板，其特征在于，进一步包括第一引出布线及第一端子，该第一布线网络通过该第一引出布线与该第一端子电连接。

3.如权利要求1所述的柔性电路板，其特征在于，进一步包括多条第二引出布线及多个第二端子，该第二布线网络进一步包括多个相互间隔绝缘的第二布线子网络，该多个第二布线子网络通过该多条第二引出布线与该多个第二端子一一对应的分别电连接。

4.如权利要求3所述的柔性电路板，其特征在于，该第一布线网络包括多条相互导通的第一导电布线，该第二布线子网络包括多条相互导通的第二导电布线，该第一导电布线与该第二导电布线空间交叉，形成所述多个电容耦合节点。

5.如权利要求3所述的柔性电路板，其特征在于，该多个第二布线子网络拼合形成与所述第一布线网络对应的形状。

6.如权利要求5所述的柔性电路板，其特征在于，该多个第二布线子网络排成一行或以阵列方式设置。

7.如权利要求3所述的柔性电路板，其特征在于，所述柔性电路板进一步包括与触摸屏结合的结合区及感测触摸动作的功能区，该第一布线网络及第二布线网络设置在该功能区，该第一端子及第二端子设置在该结合区。

8.如权利要求1所述的柔性电路板，其特征在于，该柔性基板的厚度为10微米至70微米。

9.一种触摸设备，其包括多点电容式触摸屏，其特征在于，进一步包括如权利要求1所述的柔性电路板，该触摸屏与该柔性电路板机械与电性连接。

10.如权利要求9所述的触摸设备，其特征在于，进一步包括控制芯片，该控制芯片包括驱动电路、感测电路及控制该驱动电路及感测电路的控制器，该驱动电路与第一布线网络电连接向该第一布线网络输入该驱动信号，该感测电路与第二布线网络电连接感测来自该第二布线网络的感应电信号。

11.如权利要求9所述的触摸设备，其特征在于，该触摸屏包括：

透明绝缘基板；

第一透明导电层，该第一透明导电层设置在该透明绝缘基板一表面，且在第一方向的电导率远大于其他方向的电导率；

多个驱动电极间隔设置在该第一透明导电层沿第二方向的边上，并与该第一透明导电层电连接；

第二透明导电层，该第二透明导电层设置在该透明绝缘基板另一表面，并与该第一透明导电层相对，且在第二方向的电导率远大于其他方向的电导率；以及

多个感测电极间隔设置在该第二透明导电层沿第一方向的边上，并与该第二透明导电层电连接。

12.如权利要求11所述的触摸设备，其特征在于，该柔性电路板的第二端子与该触摸屏的第二透明导电层远离该感测电极的一边通过引线电连接，该引线的引出位置与该感测电极在第二方向上位置对应。

13.如权利要求12所述的触摸设备，其特征在于，该柔性电路板设置在该触摸屏的第二透明导电层远离该感测电极的一侧。

14.如权利要求9所述的触摸设备，其特征在于，该柔性电路板的单位面积电容与该触摸屏的单位面积电容之间的差异小于40％。

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