柔性壓電鍵盤及其制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種柔性壓電鍵盤，包括從上向下依次設(shè)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(jié)構(gòu)，采用壓電性能高的壓電復(fù)合材料作為力敏元件，靈敏度高，響應(yīng)速度快；耐沖擊性好，經(jīng)久耐用，機(jī)械能與電能的轉(zhuǎn)換是永久性的，觸碰按鍵就會產(chǎn)生電信號，而且不會產(chǎn)生疲勞破壞，使用壽命長；制作工藝簡單、成本低廉，良品率高；結(jié)構(gòu)簡單，超薄、質(zhì)輕，占用空間小，便攜式攜帶，通過有線或者無線的方式跟平板電腦、智能手機(jī)相連接，鍵盤式輸入更加快捷和方便，可用于移動辦公，有很大的市場前景。
【專利說明】柔性壓電鍵盤及其制作方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種鍵盤，特別涉及一種柔性壓電鍵盤及其制作方法。
【背景技術(shù)】[0003]現(xiàn)在遙控器、手機(jī)、電腦鍵盤等家用和個人數(shù)碼產(chǎn)品中常用的鍵盤多為機(jī)械式剛性鍵盤，由若干個獨(dú)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(jī)械觸點(diǎn)的離合，同時通過電性檢測其響應(yīng)狀態(tài)。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(jī)械故障多，使用壽命低。而在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)的一般柔性鍵盤，如專利CN2643463Y在塑料電路板上設(shè)計(jì)帶空腔的塑性囊體，使得按鍵具有一定柔性，從外觀結(jié)構(gòu)上有所改進(jìn)，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，采用碳納米管層作為導(dǎo)電層，通過檢測上下導(dǎo)電層的電接觸點(diǎn)電壓變化識別按鍵信號，碳納米管的制備工藝復(fù)雜，成本昂貴；而且該種鍵盤的制作中上下電極層之間是分散的點(diǎn)狀隔離物，絕緣性差，上下易導(dǎo)通引起鍵盤失靈。此外，還有新型的壓電薄膜按鍵專利報(bào)道，專利CN202889319U采用的力敏元件為鐵電駐極體有機(jī)薄膜，制備工藝復(fù)雜難控制；而且有多層結(jié)構(gòu)(支撐層，封裝層等)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，靈敏度差。專利CN203193599U采用金屬面板作為觸板，質(zhì)地硬，觸感差；金屬面板剛性強(qiáng)，需要很大的力觸碰金屬面板，反應(yīng)速度慢，靈敏性差。而本專利所采取的壓電柔性鍵盤可避免上述問題。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種柔性的可彎曲、超薄、防水、制備工藝簡單、靈敏性好的壓電式按鍵鍵盤。
[0006]本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種柔性壓電鍵盤，包括從上向下依次設(shè)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(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上電極為若干單獨(dú)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(lián)起來通過引線引出的獨(dú)立的電極組成。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述上電極為若干組橫向連接的單獨(dú)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(dú)的電極組成，每組電極由引線引出，單獨(dú)的電極可以適當(dāng)減少電極層的面積，降低生產(chǎn)成本。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述壓電薄膜為有機(jī)無機(jī)壓電復(fù)合材料。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電極及電極引線為金屬材料或其他導(dǎo)電材料。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，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制作方法，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制作方法，將上電極和下電極復(fù)合在壓電薄膜的上下表面后，再將壓電薄膜復(fù)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制作方法中，所述上電極和下電極通過印刷、磁控濺射、化學(xué)沉降等方法復(fù)合在壓電薄膜上下表面。
[0015]本發(fā)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(jié)構(gòu)，采用壓電性能高的壓電復(fù)合材料作為力敏元件，靈敏度高，響應(yīng)速度快；
2、耐沖擊性好，經(jīng)久耐用，機(jī)械能與電能的轉(zhuǎn)換是永久性的，觸碰按鍵就會產(chǎn)生電信號，而且不會產(chǎn)生疲勞破壞，使用壽命長；
3、制作工藝簡單、成本低廉，良品率高；
4、結(jié)構(gòu)簡單，超薄、質(zhì)輕，占用空間小，便攜式攜帶，通過有線或者無線的方式跟平板電腦、智能手機(jī)相連接，鍵盤式輸入更加快捷和方便，可用于移動辦公，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(shí)施例1中的上電極結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為實(shí)施例1中的下電極示意圖之一；
圖5為實(shí)施例1中的下電極示意圖之二；
圖6為實(shí)施例2中的上電極示意圖；
圖7為實(shí)施例2中的下電極示意圖；
圖8為圖6和圖7中A部分復(fù)合后的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了加深對本發(fā)明的理解，下面將結(jié)合實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述，該實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
[0020]實(shí)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置于上電極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，其制作方法采用厚膜印刷工藝，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]壓電薄膜是壓電復(fù)合材料，由有鉛/無鉛壓電陶瓷和高分子材料(如PVDF等)復(fù)合構(gòu)成，厚度為幾微米至幾千微米，是一個片式整體結(jié)構(gòu)，上電極如圖3所示，是分隔電極，若干個相互獨(dú)立的電極21經(jīng)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(lián)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(xué)沉降等方法制備，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(zhì)可為皮革、樹脂、塑料、橡膠或其他柔性材料。當(dāng)按鍵收到外界作用力時，會產(chǎn)生機(jī)械形變，由于正壓電效應(yīng)，壓電元件表面電極會產(chǎn)生電荷，再通過引線反饋給外處理器，并對信號進(jìn)行處理輸出，通過有線/無線連接方式跟外部主機(jī)設(shè)備相連接。
[0022]實(shí)施例2:本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相似，不同之處在于:
壓電薄膜上電極如圖6所示，是由若干組縱向排列的導(dǎo)電電極21組成，每個導(dǎo)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(dǎo)電電極31組成，每個導(dǎo)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(dú)的電極對應(yīng)于一組上下引線，如圖8所示。且采用膠合工藝，將上電極21和下電極31復(fù)合在壓電薄膜I的上下表面，再將壓電薄膜復(fù)合體膠合或壓制在上柔性面板4和下柔性背板5之間。
【權(quán)利要求】
1.一種柔性壓電鍵盤，其特征在于:包括從上向下依次設(shè)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(jù)權(quán)利要求1所述的柔性壓電鍵盤，其特征在于:所述上電極(2)為若干單獨(dú)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(lián)起來通過引線(32)引出的獨(dú)立的電極(31)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性壓電鍵盤，其特征在于:所述上電極(2)為若干組縱向連接的單獨(dú)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(dú)的電極(31)組成，每組電極(31)由引線(32)引出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性壓電鍵盤，其特征在于:所述壓電薄膜(I)為有機(jī)無機(jī)壓電復(fù)合材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的柔性壓電鍵盤，其特征在于:所述電極及電極引線為金屬材料或其他導(dǎo)電材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性壓電鍵盤，其特征在于: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(quán)利要求1所述的柔性壓電鍵盤的制作方法，其特征在于: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(quán)利要求1所述的柔性壓電鍵盤的制作方法，其特征在于:將上電極(2)和下電極(3)復(fù)合在壓電薄膜(I)的上下表面后，再將壓電薄膜復(fù)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(jù)權(quán)利要求8所述的一種柔性壓電鍵盤的制作方法，其特征在于:所述上電極(2)和下電極(3)通過印刷、磁控濺射、化學(xué)沉降等方法復(fù)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(yōu)先權(quán)日:2013年10月10日
【發(fā)明者】唐志蘭, 潘鐵政 申請人:昆山攀特電陶科技有限公司