CN107565950B - 触控开关及电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种触控开关，包括层叠设置的盖板、信号接收元件和信号发送元件，所述盖板远离所述信号接收元件的表面形成有接触区域，所述信号发送元件用于发射超声波，所述信号接收元件用于接收所述超声波，所述触控开关还包括印刷电路板和导电体，所述印刷电路板设于所述信号发送元件远离所述信号接收元件的一侧，所述信号发送元件包括第一电极层和第二电极层，所述第一电极层和第二电极层均与所述印刷电路板电连接，所述信号接收元件包括第三电极层和第四电极层，所述第三电极层通过所述导电体与所述印刷电路板电连接。上述触控开关的盖板和信号接收元件和信号发送元件之间的介质层厚度小，灵敏度较高。

Description

触控开关及电子装置

技术领域

本发明涉及触控元件技术领域，特别是涉及触控开关及电子装置。

背景技术

电子装置如智能手机的开关按键或Home键通常包含声波式触控开关，使用者通过触摸该声波式触控开关以开启电子装置或返回主页面。声波式触控开关包括盖板、信号接收单元和信号发送单元，当手指按压盖板上的接触区域时，信号发送单元发送的声波信号部分被手指吸收，部分反射至信号接收单元，信号接收单元接收反射回来的声波信号并转换为电信号，从而获得触控信息。现有的声波式触控开关的信号接收单元和信号发送单元与盖板之间设置有的介质层厚度较大，使得声波信号发送和接收的过程中，穿过上述介质层时部分被反射回原介质，导致声波信号强度减小，声波式触控开关的灵敏度降低。

发明内容

基于此，有必要针对信号接收单元和信号发送单元与盖板之间设置有的介质层厚度较大，触控开关灵敏度低的问题，提供一种触控开关。

一种触控开关，包括层叠设置的盖板、信号接收元件和信号发送元件，所述盖板远离所述信号接收元件的表面形成有接触区域，所述信号发送元件用于发射超声波，所述信号接收元件用于接收所述超声波，所述触控开关还包括印刷电路板和导电体，所述印刷电路板设于所述信号发送元件远离所述信号接收元件的一侧，所述信号发送元件包括第一电极层和第二电极层，所述第一电极层和第二电极层均与所述印刷电路板电连接，所述信号接收元件包括第三电极层和第四电极层，所述第三电极层通过所述导电体与所述印刷电路板电连接。

上述触控开关，印刷电路板一端设置于信号发送元件下方，导电体的设置使得印刷电路板的另一端无需弯折至信号接收元件上方与之连接，从而避免印刷电路板遮挡在盖板和信号发送元件及信号接收元件之间，减少盖板与信号发送元件和信号接收元件之间的介质层厚度，防止超声波信号在传递过程中被遮挡而使得超声波信号强度减弱，从而提高触控开关的灵敏度。此外，印刷电路板只需与信号接收元件连接，无需与信号发送元件连接，减少一次烘烤过程，简化了触控开关的制造工艺。

在其中一个实施例中，所述信号接收元件还包括第一压电层，所述第一压电层设于所述第三电极层和所述第四电极层之间，所述第三电极层包括与所述第一压电层相接触的第一表面、及邻接于所述第一表面的第二表面，所述导电体与所述第二表面的接触面积为S，所述第二表面的面积为A，S/A大于或等于1/3。

在其中一个实施例中，所述触控开关还包括绝缘粘接层，所述绝缘粘接层设于所述盖板和所述信号接收元件之间，以将所述盖板连接在所述信号接收元件上。

在其中一个实施例中，所述绝缘粘接层的厚度范围为10微米～150微米。

在其中一个实施例中，所述导电体的材质为导电浆料或导电胶。

在其中一个实施例中，所述导电体的厚度不低于70微米。

在其中一个实施例中，所述触控开关还包括绝缘体，所述绝缘体用于所述第一压电层、所述第四电极层、及所述信号发送元件与所述导电体之间的电性绝缘。

在其中一个实施例中，所述绝缘体的厚度不低于10微米。

在其中一个实施例中，所述绝缘体的材质为聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂或硅胶。

一种电子装置，包括所述的触控开关。

附图说明

图1为本发明一实施例的触控开关的剖面结构示意图；

图2为另一实施例中触控开关的剖面结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1，该触控开关100用于感测触摸操作，其包括盖板10、信号接收元件20和信号发送元件30，盖板10、信号接收元件20和信号发送元件30依次层叠设置，盖板10上设有接触区域111，信号发送元件30用于发射超声波，信号接收元件20用于接收超声波。在一实施例中，当用户按压接触区域111时，由于信号发送元件30所发出的超声波穿过盖板10而被用户手指吸收掉一部分，因此被反射至信号接收元件20的超声波相比用户按压前会比较弱，这种信号接收元件20所接收到的超声波强弱的变化表征着该触控开关100的状态发生改变，继而生成相应的触摸信号，实现开关控制。

信号发送元件30包括第一电极层31、第二压电层32和第二电极层33，在一实施例中，第二电极层33呈L形包裹于第二压电层32的上表面和侧面，第一电极层31位于第二压电层32的下表面，第一电极层31和第二电极层33相互绝缘，外部控制电路对第一电极层31和第二电极层33施加电压，使得第二压电层32在电压的作用下振动而发出超声波信号。信号接收元件20包括第三电极层21、第一压电层22和第四电极层23，在一实施例中，第三电极层21呈L形包裹第一压电层22的下表面和侧面，第四电极层23位于第一压电层22的上表面，第三电极层21和第四电极层23相互绝缘，被盖板10反射回的超声波使得第一压电层22发生振动，而产生电压信号，该电压信号被传递至外部检测电路。在一实施例中，第一压电层22和第二压电层32的材质为聚偏氟乙烯或锆钛酸铅压电陶瓷。

进一步地，触控开关还包括设于信号发送元件30和信号接收元件20之间的基板70，该基板70的材质可为环氧树脂或聚甲基丙烯酸甲酯。

盖板10包括相对设置的第一表面11和第二表面12，其中第二表面12与信号接收元件20粘接，第一表面11形成有接触区域111，在一实施例中，该接触区域111为智能手机的Home键对应位置处。盖板10与信号接收元件20之间设有绝缘粘接层13，使得信号接收元件20与盖板10相互粘接，同时起到绝缘的作用。绝缘粘接层13的厚度范围为10微米～150微米，若绝缘粘接层13的厚度小于10微米，超过了盖板10的表面粗糙度，当盖板10具有导电性时，盖板10与第一压电层22导通，导致触控开关100失效；而若绝缘粘接层13的厚度过大，使得超声波信号通过绝缘粘接层13时衰减幅度较大，降低触控元件100的灵敏度乃至失效。

触控开关100还包括印刷电路板40和导电体50，导电体50与印刷电路板40电连接，印刷电路板40设于信号发送元件30远离信号接收元件20的一侧，印刷电路板40上印刷有控制电路，第一电极层31和第二电极层33分别与印刷电路板40电连接，从而与控制电路接通，该控制电路对第一电极层31和第二电极层33施加电压，使得第二压电层33在电压的作用下振动而发出超声波信号。导电体50远离印刷电路板40的一端连接于第三电极层21，以将第三电极层21与印刷电路板40上的检测电路接通。信号接收元件20与信号发送元件30从上至下层叠设置，印刷电路板40一端设置于信号发送元件30下方，导电体50的设置使得印刷电路板40的另一端无需弯折至信号接收元件20上方与之连接，从而避免印刷电路板40遮挡在盖板10和信号发送元件30及信号接收元件20之间，减少盖板10与信号发送元件30和信号接收元件20之间的介质层厚度，防止超声波信号在传递过程中被遮挡而使得超声波信号强度减弱，从而提高触控开关100的灵敏度。此外，印刷电路板40只需与信号接收元件20连接，无需与信号发送元件30连接，减少一次烘烤过程，简化了触控开关100的制造工艺。

在一实施例中，第三电极层21为信号接收元件20的正极，第四电极层23为信号接收元件20的负极，正极接入印刷电路板40上的检测电路，负极接地，同时上述检测电路也接地。在一实施例中，印刷电路板40为软性印刷电路板。

在一实施例中，第三电极层21包括相邻接的第一表面211和第二表面212，其中第一表面211与第一压电层22贴合，第二表面212与导电体50相连接，第二表面212与导电体50的接触面积为S，第二表面的总面积为A，S/A大于或等于1/3，使得导电体50的阻抗较小，保证超声波信号的强度足够大而能够被检测到。请参阅图2，在另一实施例中，导电体50可完全覆盖第二表面212，并与绝缘粘接层13部分相接，但导电体50不能完全覆盖绝缘粘接层13而与盖板10相接，当盖板10具有导电性时，盖板10与第三电极层21导通，导致触控开关100失效。在一实施例中，导电体50的材质可为导电浆料或导电胶。为保证导电体50的导电性，导电体50的厚度不低于70微米，同时为降低成本，导电体50的厚度不宜超过170微米，以降低构成导电体50的导电浆料或导电胶的用量。

在一实施例中，触控开关100还包括设于第一压电层22、第四电极层23、信号发射元件30与导电体50之间的绝缘体60，防止导电体50与信号发射元件30以及信号接收元件20除第三电极层21之外的结构相接，提高触控开关100的合格率。具体的，绝缘体60的材质可为聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂或硅胶，绝缘体60的厚度为10～150微米，为保证绝缘体60的绝缘性能，绝缘体60的厚度不低于10微米，而为降低成本，控制构成绝缘体60的材质的用量，绝缘体60的厚度应控制在150微米以下。

一种电子装置，包括上述触控开关100，该电子装置为电脑、电视或手机，但不限于此。在一实施例中，该电子装置为智能手机，包括显示屏和设于显示屏底部的Home键，Home键即为本发明触控开关100，其上表面形成有接触区域111，当用户手指按压接触区域111时，信号发送元件30发出的超声波部分穿过盖板10而被用户手指吸收，部分被反射至信号接收元件20，信号接收元件20将该信号传递至检测电路，检测电路将该信号与用户未按压接触区域111时的超声波信号进行对比分析，进而获得触摸信号，并将触摸信号传递至智能手机的控制模组，控制模组控制显示屏打开并显示主页，用户可进行下部操作。由于该触控开关100的设置，只有用户进行操作时，电子装置的显示屏才会打开，大大降低能耗，延长电子装置的待机时间。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种触控开关，包括层叠设置的盖板、信号接收元件和信号发送元件，所述盖板远离所述信号接收元件的表面形成有接触区域，所述信号发送元件用于发射超声波，所述信号接收元件用于接收所述超声波，其特征在于，所述触控开关还包括印刷电路板和导电体，所述印刷电路板设于所述信号发送元件远离所述信号接收元件的一侧，所述信号发送元件包括第一电极层和第二电极层，所述第一电极层和第二电极层均与所述印刷电路板电连接，所述信号接收元件包括第三电极层、第一压电层和第四电极层，所述第一压电层设于所述第三电极层和所述第四电极层之间，所述第三电极层包括与所述第一压电层相接触的第一表面、邻接于所述第一表面的第二表面；所述导电体的一端连接于所述第二表面并与所述盖板间隔，所述导电体远离所述第三电极层的一端连接于所述印刷电路板，以使所述第三电极层通过所述导电体与所述印刷电路板电连接。

2.根据权利要求1所述的触控开关，其特征在于，所述导电体与所述第二表面的接触面积为S，所述第二表面的面积为A，S/A大于或等于1/3。

3.根据权利要求2所述的触控开关，其特征在于，所述触控开关还包括绝缘粘接层，所述绝缘粘接层设于所述盖板和所述信号接收元件之间，以将所述盖板连接在所述信号接收元件上。

4.根据权利要求3所述的触控开关，其特征在于，所述绝缘粘接层的厚度范围为10微米～150微米。

5.根据权利要求1所述的触控开关，其特征在于，所述导电体的材质为导电浆料或导电胶。

6.根据权利要求5所述的触控开关，其特征在于，所述导电体的厚度不低于70微米。

7.根据权利要求1所述的触控开关，其特征在于，所述触控开关还包括绝缘体，所述绝缘体用于所述第一压电层、所述第四电极层及所述信号发送元件与所述导电体之间的电性绝缘。

8.根据权利要求7所述的触控开关，其特征在于，所述绝缘体的厚度不低于10微米。

9.根据权利要求7所述的触控开关，其特征在于，所述绝缘体的材质为聚甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂或硅胶。

10.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的触控开关。

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