柔性壓電鍵盤及其製作方法

2023-06-19 14:10:26

柔性壓電鍵盤及其製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種柔性壓電鍵盤，包括從上向下依次設置的上柔性面板、上電極、壓電薄膜和下電極和下柔性背板，所述上電極和下電極由引線引出，與外處理器相連接，該柔性壓電鍵盤是一種新型的壓電式鍵盤結構，採用壓電性能高的壓電複合材料作為力敏元件，靈敏度高，響應速度快；耐衝擊性好，經久耐用，機械能與電能的轉換是永久性的，觸碰按鍵就會產生電信號，而且不會產生疲勞破壞，使用壽命長；製作工藝簡單、成本低廉，良品率高；結構簡單，超薄、質輕，佔用空間小，可攜式攜帶，通過有線或者無線的方式跟平板電腦、智慧型手機相連接，鍵盤式輸入更加快捷和方便，可用於移動辦公，有很大的市場前景。
【專利說明】柔性壓電鍵盤及其製作方法
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種鍵盤，特別涉及一種柔性壓電鍵盤及其製作方法。
【背景技術】[0003]現在遙控器、手機、電腦鍵盤等家用和個人數碼產品中常用的鍵盤多為機械式剛性鍵盤，由若干個獨立的鍵盤按鈕組合而成，按鍵與鍵基板可拆卸，每個按鍵由彈性元件支撐，主要靠滑動移動來推動機械觸點的離合，同時通過電性檢測其響應狀態。長期使用彈性塊會失去彈性，鍵盤按鈕會失靈；按鍵之間有縫隙，防水防層性能差，機械故障多，使用壽命低。而在此基礎上進行改進的一般柔性鍵盤，如專利CN2643463Y在塑料電路板上設計帶空腔的塑性囊體，使得按鍵具有一定柔性，從外觀結構上有所改進，但沒有從根本上解決上述問題。而專利CN102622089A，CN102622090A, CN102622091A所述的柔性鍵盤，採用碳納米管層作為導電層，通過檢測上下導電層的電接觸點電壓變化識別按鍵信號，碳納米管的製備工藝複雜，成本昂貴；而且該種鍵盤的製作中上下電極層之間是分散的點狀隔離物，絕緣性差，上下易導通引起鍵盤失靈。此外，還有新型的壓電薄膜按鍵專利報導，專利CN202889319U採用的力敏元件為鐵電駐極體有機薄膜，製備工藝複雜難控制；而且有多層結構(支撐層，封裝層等)，結構複雜，靈敏度差。專利CN203193599U採用金屬面板作為觸板，質地硬，觸感差；金屬面板剛性強，需要很大的力觸碰金屬面板，反應速度慢，靈敏性差。而本專利所採取的壓電柔性鍵盤可避免上述問題。
[0004]
【發明內容】

[0005]為了克服上述缺陷，本發明提供了一種柔性的可彎曲、超薄、防水、製備工藝簡單、靈敏性好的壓電式按鍵鍵盤。
[0006]本發明為了解決其技術問題所採用的技術方案是:一種柔性壓電鍵盤，包括從上向下依次設置的上柔性面板、上電極、壓電薄膜和下電極和下柔性背板，所述上電極和下電極由引線引出，與外處理器相連接。
[0007]作為本發明的進一步改進，所述上電極為若干單獨的電極組成，每個電極由引線引出；所述下電極為全電極，或全部串聯起來通過引線引出的獨立的電極組成。
[0008]作為本發明的進一步改進，所述上電極為若干組橫向連接的單獨的電極組成，每組電極由引線引出；所述下電極為若干組縱向連接的單獨的電極組成，每組電極由引線引出，單獨的電極可以適當減少電極層的面積，降低生產成本。
[0009]作為本發明的進一步改進，所述壓電薄膜為有機無機壓電複合材料。
[0010]作為本發明的進一步改進，所述電極及電極引線為金屬材料或其他導電材料。
[0011]作為本發明的進一步改進，所述上柔性面板和下柔性背板為平板形或凸指形，且上柔性面板和下柔性背板為皮革、樹脂、塑料、橡膠片或其他柔性材料，則更加手的觸感。
[0012]一種柔性壓電鍵盤的製作方法，將下電極印刷到下柔性背板上，壓電薄膜印刷到下電極上，上電極印刷到壓電薄膜上，上柔性面板粘接到上電極上。
[0013]另一種柔性壓電鍵盤的製作方法，將上電極和下電極複合在壓電薄膜的上下表面後，再將壓電薄膜複合體膠合或壓制在上柔性面板和下柔性背板之間。
[0014]上述柔性壓電鍵盤的製作方法中，所述上電極和下電極通過印刷、磁控濺射、化學沉降等方法複合在壓電薄膜上下表面。
[0015]本發明的有益效果是:
1、該柔性壓電鍵盤是一種新型的壓電式鍵盤結構，採用壓電性能高的壓電複合材料作為力敏元件，靈敏度高，響應速度快；
2、耐衝擊性好，經久耐用，機械能與電能的轉換是永久性的，觸碰按鍵就會產生電信號，而且不會產生疲勞破壞，使用壽命長；
3、製作工藝簡單、成本低廉，良品率高；
4、結構簡單，超薄、質輕，佔用空間小，可攜式攜帶，通過有線或者無線的方式跟平板電腦、智慧型手機相連接，鍵盤式輸入更加快捷和方便，可用於移動辦公，有很大的市場前景。
[0016]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為第一種柔性壓電鍵盤截面示意圖；
圖2為第二種柔性壓電鍵盤截面示意圖；
圖3為實施例1中的上電極結構示意圖；
圖4為實施例1中的下電極示意圖之一；
圖5為實施例1中的下電極示意圖之二；
圖6為實施例2中的上電極示意圖；
圖7為實施例2中的下電極示意圖；
圖8為圖6和圖7中A部分複合後的局部結構示意圖。
[0018]
【具體實施方式】
[0019]為了加深對本發明的理解，下面將結合實施例和附圖對本發明作進一步詳述，該實施例僅用於解釋本發明，並不構成對本發明保護範圍的限定。
[0020]實施例1:如圖1或2所示的一種柔性壓電鍵盤，包括壓電薄膜1，上電極2和下電極3，上柔性面板4和下柔性背板5，壓電薄膜I置於上電極2和下電極3之間，上下電極由引線引出，與外處理器相連接，其製作方法採用厚膜印刷工藝，將下電極3印刷到下柔性背板5上，壓電薄膜I印刷到下電極31上，上電極2印刷到壓電薄膜I上，上柔性面板4粘接到上電極21上。
[0021]壓電薄膜是壓電複合材料，由有鉛/無鉛壓電陶瓷和高分子材料(如PVDF等)複合構成，厚度為幾微米至幾千微米，是一個片式整體結構，上電極如圖3所示，是分隔電極，若干個相互獨立的電極21經由線引22引出；下電極如圖4所示，是全電極；或者如圖5所示，通過引線32全部串聯起來，可減少電極層面積。電極及電極引線通過刻蝕、印刷、磁控濺射、化學沉降等方法製備，與外處理器相連接；上面板、下背板可為平板式(圖1)，也可為凸指形(圖2)，增加手的觸感，其材質可為皮革、樹脂、塑料、橡膠或其他柔性材料。當按鍵收到外界作用力時，會產生機械形變，由於正壓電效應，壓電元件表面電極會產生電荷，再通過引線反饋給外處理器，並對信號進行處理輸出，通過有線/無線連接方式跟外部主機設備相連接。
[0022]實施例2:本發明的另一種實施方式，結構與實施例1相似，不同之處在於:
壓電薄膜上電極如圖6所示，是由若干組縱向排列的導電電極21組成，每個導電電極組由一個引線22引出；下電極如圖7所示，是若干組橫向排列的導電電極31組成，每個導電電極組由一個引線32引出。此種引線連接方式更簡單，一個單獨的電極對應於一組上下引線，如圖8所示。且採用膠合工藝，將上電極21和下電極31複合在壓電薄膜I的上下表面，再將壓電薄膜複合體膠合或壓制在上柔性面板4和下柔性背板5之間。
【權利要求】
1.一種柔性壓電鍵盤，其特徵在於:包括從上向下依次設置的上柔性面板(4)、上電極(2)、壓電薄膜⑴和下電極(3)和下柔性背板(5)，所述上電極⑵和下電極(3)由引線引出，與外處理器相連接。
2.根據權利要求1所述的柔性壓電鍵盤，其特徵在於:所述上電極(2)為若干單獨的電極(21)組成，每個電極由引線(22)引出；所述下電極(3)為全電極，或全部串聯起來通過引線(32)引出的獨立的電極(31)組成。
3.根據權利要求1所述的柔性壓電鍵盤，其特徵在於:所述上電極(2)為若干組縱向連接的單獨的電極(21)組成，每組電極(21)由引線(22)引出；所述下電極(3)為若干組橫向連接的單獨的電極(31)組成，每組電極(31)由引線(32)引出。
4.根據權利要求1所述的柔性壓電鍵盤，其特徵在於:所述壓電薄膜(I)為有機無機壓電複合材料。
5.根據權利要求1-3中任意一項所述的柔性壓電鍵盤，其特徵在於:所述電極及電極引線為金屬材料或其他導電材料。
6.根據權利要求1所述的柔性壓電鍵盤，其特徵在於:所述上柔性面板(4)和下柔性背板(5)為平板形或凸指形，且上柔性面板⑷和下柔性背板(5)為皮革、樹脂、塑料、橡膠片或其他柔性材料。
7.—種如權利要求1所述的柔性壓電鍵盤的製作方法，其特徵在於:將下電極(3)印刷到下柔性背板(5)上，壓電薄膜(I)印刷到下電極(3)上，上電極⑵印刷到壓電薄膜(I)上，上柔性面板⑷粘接到上電極⑵上。
8.—種如權利要求1所述的柔性壓電鍵盤的製作方法，其特徵在於:將上電極(2)和下電極(3)複合在壓電薄膜(I)的上下表面後，再將壓電薄膜複合體膠合或壓制在上柔性面板⑷和下柔性背板(5)之間。
9.根據權利要求8所述的一種柔性壓電鍵盤的製作方法，其特徵在於:所述上電極(2)和下電極(3)通過印刷、磁控濺射、化學沉降等方法複合在壓電薄膜上下表面。
【文檔編號】G06F3/02GK103472926SQ201310467430
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年10月10日 優先權日:2013年10月10日
【發明者】唐志蘭, 潘鐵政 申請人:崑山攀特電陶科技有限公司