CN102819351A - 夹心型压电触摸屏 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夹心型压电触摸屏，包括基板和用于固定基板的外定位框，所述基板的背面依次设有上柔性薄膜、片式压电元件和下柔性薄膜，所述上柔性薄膜和下柔性薄膜表面含有阵列式薄膜导电电路，所述片式压电元件的上、下表面分别设有上电极和下电极，压电元件的压电性能较高（特别是目前普通含铅压电陶瓷性能比现有性能最好压电薄膜的性能高出十几倍），可是通过对屏幕作用很小的力，使屏幕产生很小的形变，实现输出较大的电信号。可以良好解决压电触摸屏灵敏度不够的问题，该本发明的夹心式压电触摸屏不但具有较高灵敏度，还具有很高的稳定性及可靠性，本压电触摸屏具有结构创新性、制造成本低及性能优异等特点。

Description

夹心型压电触摸屏

技术领域

本发明涉及触摸屏技术领域，特别涉及一种夹心型压电触摸屏。

背景技术

随着信息技术的发展，人机互交或物机互交方式也不只局限于鼠标、键盘、显示器等传统方式。更多方便、快捷、直观的方式正在影响着我们的生活，其中触摸屏作为最实用的新型人机互交或物机互交方式之一，在近20年来得到了迅速的发展，《可折叠、可柔性变形的压电触摸屏》（申请号：201110308151.X）专利中因所使用的压电薄膜的压电性能低，故需对屏幕作用较大的力，从而使屏幕产生较大的形变才会输出少量的电信号，如此该触摸屏的灵敏度会存在问题。

 

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种全新的压电触摸传感技术研制的夹心型压电触摸屏。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种夹心型压电触摸屏，包括基板和用于固定基板的外定位框，所述基板的背面依次设有上柔性薄膜、片式压电元件和下柔性薄膜，所述上柔性薄膜和下柔性薄膜表面含有阵列式薄膜导电电路，所述片式压电元件的上、下表面分别设有上电极和下电极。

作为本发明的进一步改进，所述片式压电元件外形为具有规则形状的圆形、圆环形、正方形或长方形。

作为本发明的进一步改进，所述片式压电元件为含铅压电陶瓷、或无铅压电陶瓷、或含铅压电陶瓷与有机物的复合材料、或无铅压电陶瓷与有机物的复合材料制成。

作为本发明的进一步改进，所述上柔性薄膜和下柔性薄膜为有机薄膜，且所述上柔性薄膜和下柔性薄膜上的阵列式薄膜导电电路为导电金属制成。

本发明的工作原理为：当基板正面受到作用力时，基板将发生弯曲形变（作用力的大小决定弯曲形变幅度的大小），该形变将迫使基板背部的压电元件相应地发生机械形变，由于正压电效应，压电元件表面电极上将产生电荷。通过对电荷产生位置和大小的检测来判断作用力位置和作用力大小，从而可以准确、快速的实现人机互交或物机互交能力。

本发明的有益效果是：

    与传统的电容屏及电阻屏相比，压电触摸屏有着如下几方面显著优势：

     1、非二进制响应：压电式触摸屏不仅可以感知触点的位置，还可以对该位置处作用力大小、作用力变化特征做出响应，极大地提高了人机互交或物机互交的效率。

2、对接触物体的材质及形状没有特殊要求：由于压电触摸屏基于正压电效应，无论用任何材质或任何形状的物体对屏幕进行作用，都可以做出响应；而并不像传统电容屏或电阻屏那样，要求接触体必须是非绝缘平面或尖硬物体。

3、良好的稳定性：由于片式压电元件具有稳定性高、重复性好及寿命长等特点，故可以大大提高触摸屏的稳定性。

4、低成本：压电触摸屏结构简单，极方便批量化制造，且各种部件材料都可以低成本生产。

而相对目前的压电式触摸屏，本发明中使用的压电元件的压电性能较高（特别是目前普通含铅压电陶瓷性能比现有性能最好压电薄膜的性能高出十几倍），可是通过对屏幕作用很小的力，使屏幕产生很小的形变，就可以实现输出较大的电信号。从而本专利可以良好解决压电触摸屏灵敏度不够的问题，该本发明的夹心式压电触摸屏不但具有较高灵敏度，还具有很高的稳定性及可靠性，本压电触摸屏具有结构创新性、制造成本低及性能优异等特点，故其极具市场竞争力，并极易形成批量生产化。

 

附图说明

图1为本发明的横截面示意图；

图2为图1的仰视图（隐去外定位框）；

图3为本发明的立体图（隐去外定位框）；

图4为图3的分解示意图（隐去外定位框）。

 

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

图1出示了本发明一种夹心型压电触摸屏的一种实施方式，包括基板1和用于固定基板1的外定位框2，所述基板1的背面依次设有上柔性薄膜3、片式压电元件4和下柔性薄膜5，所述上柔性薄膜3和下柔性薄膜5表面含有阵列式薄膜导电电路，所述片式压电元件4的上、下表面分别设有上电极和下电极。

上下柔性薄膜3（面含阵列式薄膜导电电路）材料为PET膜，尺寸为：50mm×60mm×0.07mm，其表面存在按4×4阵列排布16个Φ5.5mm×0.002mm铜膜；片式压电元件（含上下两面电极）4为PZT陶瓷片，尺寸为：Φ6.5mm×0.15mm，电极是：通过高温烧渗方法制备Φ5.8mm×0.003mm的纯银电极。片式压电元件（含上下两面电极）4所需数量为16片，片式压电元件（含上下两面电极）4通过双组份胶粘结在上、下柔性薄膜（面含阵列式薄膜导电电路）5之间，并粘结有片式压电元件（含上下两面电极）4的柔性薄膜通过双组份胶粘结在基板1背部，当所述基板1的正面受到作用力时，会在相应位置产生弯曲形变，从而迫使该位置处下方的压电元件发生相应的形变，由于正压电效应，压电元件上下表面电极上产生电荷，然后分别通过与之的柔性薄膜上的薄膜导电电路将电荷信号引出至外部测试电路中，并经过计算分析来判断作用力位置和作用力大小，从而可以准确、快速的实现人机互交或物机互交能力。

Claims (4)

1.一种夹心型压电触摸屏，包括基板(1)和用于固定基板(1)的外定位框(2)，其特征在于：所述基板(1)的背面依次设有上柔性薄膜(3)、片式压电元件(4)和下柔性薄膜(5)，所述上柔性薄膜(3)和下柔性薄膜(5)表面含有阵列式薄膜导电电路，所述片式压电元件(4)的上、下表面分别设有上电极和下电极。

2.根据权利要求1所述的夹心型压电触摸屏，其特征在于：所述片式压电元件(4)外形为具有规则形状的圆形、圆环形、正方形或长方形。

3.根据权利要求1所述的夹心型压电触摸屏，其特征在于：所述片式压电元件(4)为含铅压电陶瓷、或无铅压电陶瓷、或含铅压电陶瓷与有机物的复合材料、或无铅压电陶瓷与有机物的复合材料制成。

4.根据权利要求1所述的夹心型压电触摸屏，其特征在于：所述上柔性薄膜(3)和下柔性薄膜(5)为有机薄膜，且所述上柔性薄膜(3)和下柔性薄膜(5)上的阵列式薄膜导电电路为导电金属制成。

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