CN103780239A - 压电驻极体薄膜按键 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种压电驻极体薄膜按键，其特征在于：采用压电驻极体薄膜作为按键的力敏元件，在所述压电驻极体薄膜上设定若干按键区域，并在所述压电驻极体薄膜上下表面与按键区域垂直面位置上，分别覆盖与按键区域一一对应的上表面电极和下表面电极，然后在所述上表面电极的外层再覆盖一面层，所述下表面电极黏贴在按键基层上，所述面层和上表面电极之间，以及下表面电极和基层之间都分别设有上表面封装层和下表面封装层，下表面封装层与基层之间设有一屏蔽层。本发明不仅具有高灵敏度、稳定性强，而且还具备轻柔可自由弯曲，能够识别按键力度大小、滑动控制等功能。

Description

压电驻极体薄膜按键
技术领域
本发明涉及键盘按键技术领域，特别涉及一种压电驻极体薄膜按键。
背景技术
本文中所述的按键，主要是指用来控制一个电路是否有电信号产生或者电信号流向和大小的按键；最常见的按键形式即为开关。
目前，传统的按键主要有：硅胶按键、薄膜按键、电容按键和PVDF压电薄膜按键；这些按键在生活中有着广泛的应用，以下对其分别进行介绍。
硅胶按键是主要以硅胶为原材料制作的按键，其具有良好的手感舒适度和低廉的价格等优势，因此在计算机、遥控器、手机和电脑键盘等传统的数码产品中得到广泛的应用。然而，却还存在寿命短（30万次）、体积大、结构复杂等缺点，因而，在现代新型的数码产品中其地位逐渐被替代。
薄膜按键是利用上下电路板的触点闭合实现开关功能的。薄膜按键具有体积小、重量轻、功能全面、外观新颖等一系列优点，且顺应了机电产品向多功能、小型化、密集化、智能化方向发展的要求，在智能仪器、电子衡器、办公自动化、医疗设备、家用电器等众多民用电子产品中得到了广泛应用。但薄膜按键需要的按键力度比较大，并且在按键时需要位移，而反复位移变化，会使得按键产生疲劳破坏。另外，长期的使用按键触点间接触电阻会产生变化，影响了按键的稳定性。
电容按键是一对相邻电极在电极之间有很小的电容，当一个导体（如手指）接近两个电极时在电极与导体之间会产生一个耦合电容，检测该耦合电容的变化即可判断开关。电容触摸是一种感应式按键，具有不怕磨损、不受温湿度影响、防水保护和成本低廉等优点。已广泛应用于手机、VCD、DVD、电磁炉、油烟机、热水器、洗衣机、微波炉、咖啡机、电冰箱、MP3、MP4、DPF数码相框和笔记本等电子产品上。但电容按键对制作工艺和环境的要求很高，且易受外界干扰；电容按键采用主动式驱动，功耗大，不利于节能；其只能采用手指（且不能湿手）等导体触控；此外，电容按键作为滑动控制时，必须采用专有的滑条，造成空间浪费。
中国实用新型专利200920038727、200920038728、200920038729介绍了一种新型压电薄膜按键其具有防水、抗干扰性强等优点。但是上述专利中采用的是PVDF压电薄膜，其灵敏度（压电电荷系数d33约为25pC/N）低，且成本贵成为其应用受限的主要原因。另外，上述专利采用讲压电薄膜与FPC引出线分离的方式，不仅结构复杂，而且增加了工艺成本。
发明内容
本发明的目的是：提出一种压电驻极体薄膜按键，其不仅具有高灵敏度、稳定性强，而且还具备轻柔可自由弯曲，能够识别按键力度大小、滑动控制等功能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种压电驻极体薄膜按键，其特征在于：采用压电驻极体薄膜作为按键的力敏元件，所述压电驻极体薄膜为一含有微型孔洞结构的有机薄膜，且微型孔洞结构内部存储有永久电荷，在所述压电驻极体薄膜上设定若干按键区域，并在所述压电驻极体薄膜上下表面与按键区域垂直面位置上，分别覆盖与按键区域一一对应的上表面电极和下表面电极，然后在所述上表面电极的外层再覆盖一面层，所述下表面电极黏贴在按键基层上，所述面层和上表面电极之间，以及下表面电极和基层之间都分别设有上表面封装层和下表面封装层，下表面封装层与基层之间设有一下表面屏蔽层，所述下表面屏蔽层的规格与所述下表面电极的规格相适应。
作为优选方案，所述下表面电极由若干相互独立的导电电极组成，且所述导电电极各自通过不同的导线引出；所述上表面电极由与下表面电极的导电电极数目相适应的若干导电电极串联而成，然后由一根导线引出。
作为优选方案，所述下表面电极由若干组纵向排列的导电电极组构成，且每个导电电极组又由若干横向排列的导电电极串联而成，且每个导电电极组分别由一根导线引出；所述上表面电极由若干组横向排列的导电电极组构成，且每个导电电极组又由若干纵向排列的导电电极串联而成，且每个导电电极组分别由一根导线引出，所述上表面电极的导电电极组的数量与所述下表面电极每个导电电极组的导电电极的数量相适应，所述上表面电极的每个导电电极组中的导电电极的数量与所述下表面电极的导电电极组的数量相适应。
作为优选方案，所述上表面电极由一整片导电电极组成，并由导线引出，且所述上表面电极的覆盖区域≥下表面电极的覆盖区域。
作为优选方案，所述上下表面封装层都为一有机薄膜。
作为优选方案，所述上表面封装层与面层之间还设有一上表面屏蔽层，所述上表面屏蔽层的规格与所述上表面电极的规格相适应。
作为优选方案，所述屏蔽层的规格与所述上表面电极的规格相适应，且采用整面金属层或金属网格。
作为优选方案，所述面层采用有机薄膜或显示屏，所述有机薄膜采用PET薄膜、PVC薄膜或PC薄膜，所述显示屏采用OLED显示屏或E－link显示屏，所述基层采用金属、塑料、PCB板、木板或玻璃材料制成，且所述基层材料的硬度≥面层材料的硬度。
本发明的有益效果是：本发明相对于传统按键具备以下优势：
1、超薄美观：厚度仅为0.2mm，体积小、重量轻；
2、柔韧度更强：可以自由弯曲，能够很方便的在曲面仪表仪器和衣物上使用。
3、能识别按键力度大小：增加按键的三维力度上的控制，用多力度按键代替多个按键，从而减少按键数量。
4、能实现滑动控制功能：不需要制作单独的电容滑条，在现有的按键基础上直接实现，更加节省空间，且比电容按键更加节省功耗。
5、使用寿命长：压电驻极体薄膜按键在工作时，不需要垂直面上的位移，从而不会造成疲劳破坏，大大增加了其使用寿命。
附图说明
图1是压电驻极体薄膜按键结构一示意图；
图2是下表面电极规格一示意图；
图3是下表面电极规格二示意图；
图4是上表面电极规格一示意图；
图5是上表面电极规格二示意图；
图6是上表面电极规格三示意图；
图7是屏蔽层结构示意图；
图8是压电驻极体薄膜按键结构二示意图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：结合图1，压电驻极体薄膜按键，包括压电驻极体薄膜1、附在压电驻极体薄膜1上表面的上表面电极2、附在压电驻极体薄膜1下表面的下表面电极3、封装在上表面电极2和下表面电极3外层的上表面封装层4和下表面封装层5、位于上表面封装层上面的面层6、位于下表面封装层5下面的下表面屏蔽层7和基层8。
所述压电驻极体薄膜1为一含有微型孔洞结构的有机薄膜，且微型孔洞结构内部存储有永久电荷。
所述下表面电极3，如图2所示，由3个相互独立的导电电极31组成，且所述导电电极各自通过导线32引出。
所述上表面电极2,如图4所示，由3个横向排列的导电电极21串联而成，然后由一根导线22引出。
采用真空镀膜工艺在下表面封装层外覆盖金属导电层作为屏蔽层，用于增加按键组件的抗电磁干扰能力，所述屏蔽层7采用金属网格或整面金属层，如图7所示。
下表面屏蔽层7下方通过双面胶黏贴在所述基层8上面。
所述面层6采用有机薄膜或显示屏，所述有机薄膜采用PET薄膜、PVC薄膜或PC薄膜，所述显示屏采用OLED显示屏或E－link显示屏。
所述基层8采用金属、塑料或玻璃等坚硬材料制成。
实施例2：本发明的另一种实施方式，整体层状结构与实施例1相同，不同之处在于：
所述下表面电极3，如图3所示，由两组纵向排列的导电电极组构成，且每个导电电极组又由3个横向排列的导电电极31串联而成，且每个导电电极组分别由一根导线32引出。
所述上表面电极2，如图5所示，由3组横向排列的导电电极组构成，且每个导电电极组又由两个纵向排列的导电电极21串联而成，且每个导电电极组分别由一根导线22引出。
实施例3：本发明的另一种实施方式，是在实施例1或实施例2的基础上，将上表面电极2结构修改为由一整片导电电极21组成，并由导线22引出，且所述上表面电极2的覆盖区域≥下表面电极3的覆盖区域，如图6所示。
实施例4：本发明的另一种实施方式，是在实施例1、实施例2或实施例3的基础上，在所述上表面封装层4与面层6之间添加一上表面屏蔽层9，如图8所示。
以上所述的利用较佳的实施例详细说明本发明，而非限制本发明的范围。本领域技术人员可通过阅读本发明后，做出细微的改变和调整，仍将不失为本发明的要义所在，亦不脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种压电驻极体薄膜按键，其特征在于：采用压电驻极体薄膜作为按键的力敏元件，所述压电驻极体薄膜为一含有微型孔洞结构的有机薄膜，且微型孔洞结构内部存储有永久电荷，在所述压电驻极体薄膜上设定若干按键区域，并在所述压电驻极体薄膜上下表面与按键区域垂直面位置上，分别覆盖与按键区域一一对应的上表面电极和下表面电极，然后在所述上表面电极的外层再覆盖一面层，所述下表面电极黏贴在按键基层上，所述面层和上表面电极之间，以及下表面电极和基层之间都分别设有上表面封装层和下表面封装层，下表面封装层与基层之间设有一下表面屏蔽层，所述下表面屏蔽层的规格与所述下表面电极的规格相适应。
2.如权利要求1所述的压电驻极体薄膜按键，其特征在于：所述下表面电极由若干相互独立的导电电极组成，且所述导电电极各自通过不同的导线引出。
3.如权利要求2所述的压电驻极体薄膜按键，其特征在于：所述上表面电极由与下表面电极的导电电极数目相适应的若干导电电极串联而成，然后由一根导线引出。
4.如权利要求1所述的压电驻极体薄膜按键，其特征在于：所述下表面电极由若干组纵向排列的导电电极组构成，且每个导电电极组又由若干横向排列的导电电极串联而成，且每个导电电极组分别由一根导线引出。
5.如权利要求4所述的压电驻极体薄膜按键，其特征在于：所述上表面电极由若干组横向排列的导电电极组构成，且每个导电电极组又由若干纵向排列的导电电极串联而成，且每个导电电极组分别由一根导线引出，所述上表面电极的导电电极组的数量与所述下表面电极每个导电电极组的导电电极的数量相适应，所述上表面电极的每个导电电极组中的导电电极的数量与所述下表面电极的导电电极组的数量相适应。
6.如权利要求2或4所述的压电驻极体薄膜按键，其特征在于：所述上表面电极由一整片导电电极组成，并由导线引出，且所述上表面电极的覆盖区域≥下表面电极的覆盖区域。
7.如权利要求1所述的压电驻极体薄膜按键，其特征在于：所述上下表面封装层都为一有机薄膜。
8.如权利要求1所述的压电驻极体薄膜按键，其特征在于：所述上表面封装层与面层之间还设有一上表面屏蔽层，所述上表面屏蔽层的规格与所述上表面电极的规格相适应。
9.如权利要求8所述的压电驻极体薄膜按键，其特征在于：所述上下表面屏蔽层都采用整面金属层或金属网格。
10.如权利要求1所述的压电驻极体薄膜按键，其特征在于：所述面层采用有机薄膜或显示屏，所述有机薄膜采用PET薄膜、PVC薄膜或PC薄膜，所述显示屏采用OLED显示屏或E－link显示屏，所述基层采用金属、塑料、PCB板、木板或玻璃材料制成，且所述基层材料的硬度≥面层材料的硬度。
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