CN219349489U - 一种曲面电子触控结构及曲面电子触控产品 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种曲面电子触控结构及曲面电子触控产品。所述曲面电子触控结构包括：曲面结构，具有外表面和与所述外表面相对的内表面，所述内表面处形成有电极材料层；柔性压力传感组件，形成在所述曲面结构的外表面，所述柔性压力传感组件包括形成在所述曲面结构的所述外表面的柔性电极和形成在所述柔性电极上的柔性压敏层，所述柔性电极与所述电极材料层电连接。本实用新型方案通过将柔性压力传感组件直接形成在曲面结构上，外界压力可以直接作用曲面结构的柔性压力传感组件上，避免中间传递结构带来的测量误差和装配误差，极大地降低了产品的装配难度。

Description

一种曲面电子触控结构及曲面电子触控产品

技术领域

本实用新型涉及电子触控技术领域，尤其涉及一种曲面电子触控结构及曲面电子触控产品。

背景技术

压力检测在工业生产、人机交互、碰撞预防等领域具有广阔的应用前景，目前压力检测的实现大多数是靠硅基或陶瓷基底的MEMS压力传感器。此类压力传感器由于敏感部件和其封装材料均为硬质材料，无法用于外壳为曲面的按压力测量的应用场景。而日常生活中大多数电子产品如蓝牙耳机、电子烟、扫地机器人等，其外壳均为曲面，在与人进行交互的过程中，手指的压力是十分重要的感知量，运用MEMS压力传感器因其无法感受手指的按压而无法测量出按压力度的大小。常用的薄膜按键开关或机械按键开关需要在壳体上开出与传感面积等大的通孔，且需要复杂的装配结构，不利于产品的防水防尘设计。

柔性压力传感器由于其压力感知灵敏，且整体可弯曲的优点被广泛用在电子产品触控领域。柔性压力传感器一般是将电极和压敏材料通过蒸镀或印刷的方式分别制备至一个柔性基底上，然而将这两个件再通过封装层贴合在一起，从而使得器件获得优良的可弯曲性能。

实用新型内容

本申请的发明人发现，现有技术中需要将压力传感器粘贴到曲面结构上，压力传感器本身会带有基底，再将其粘贴到曲面结构上，加上曲面结构的厚度，所以整体器件的厚度较厚，使得产品需要预留的空间增加，从而增大了产品的体积。其次，此类柔性压力传感器的安装大多数通过双面胶固定于外壳内侧，然后通过在压敏层的位置设置顶针或硅胶垫来保证传感器在受力后能有良好的形变，从而产生较大的信噪比，然而这种安装方式对于传感器与顶针的间距和位置公差有较高的要求，很大程度上增大了装配难度。并且，人体按压的力量通过产品外壳传递至传感器使其发生形变，这一过程压力与传感器并未直接接触，会导致压力的测量误差较大。

本实用新型的一个目的在于减小柔性压力传感器的厚度，避免产品通过中间传递结构带来的测量误差和装配误差。

本实用新型的一个进一步的目的在于提高产品组装效率。

特别地，本实用新型提供了一种具有曲面结构的曲面电子触控结构，包括：

曲面结构，具有外表面和与所述外表面相对的内表面，所述内表面处形成有电极材料层；

柔性压力传感组件，形成在所述曲面结构的外表面，所述柔性压力传感组件包括形成在所述曲面结构的所述外表面的柔性电极和形成在所述柔性电极上的柔性压敏层，所述柔性电极与所述电极材料层电连接。

可选地，所述柔性电极的形状为图案化电极形状。

可选地，所述柔性电极的厚度选择为范围在1μm-25μm中任一值。

可选地，所述柔性压敏层为薄膜结构，且厚度为1μm-50μm中任一值。

可选地，所述曲面电子触控结构还包括：

电路板，形成在所述曲面结构的所述内表面或设置在所述曲面结构内，所述电路板与所述电极材料层电连接。

可选地，所述曲面结构包括至少一个通孔以及与所述至少一个通孔对应的且形成在所述通孔内的至少一个导电层，所述导电层形成为与所述电极材料层和所述柔性电极均电连接。

可选地，所述柔性压力传感组件还包括柔性保护层，所述柔性保护层形成在所述柔性压敏层上。

可选地，所述柔性压力传感组件的厚度为微米级别。

特别地，本实用新型还提供了一种曲面电子触控产品，包括前述的曲面电子触控结构。

可选地，所述曲面结构作为所述曲面电子触控结构的外壳或外壳的部分结构。

根据本实用新型的方案，通过将柔性压力传感组件直接形成在曲面结构上，外界压力可以直接作用曲面结构的柔性压力传感组件上，避免中间传递结构带来的测量误差和装配误差，极大地降低了产品的装配难度。并且，柔性压力传感组件是直接形成在曲面结构上的，该曲面结构可以是曲面电子触控结构的外壳或外壳的一部分，同时该曲面结构也可以看作是柔性压力传感器的基底，因此，本实用新型结构避免柔性基底和粘结剂的引入，从而减小了柔性压力传感器的厚度，为曲面产品的设计提供了更大的空间。

进一步地，通过在曲面结构上开设通孔，并在通孔内形成导电层，将电路板和柔性电极电连接，从而避免了复杂的走线，提高了产品的组装效率。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1示出了根据本实用新型一个实施例的曲面电子触控结构的示意性侧视图；

图2示出了根据本实用新型一个实施例的曲面电子触控结构的示意性结构分解图；

图3示出了根据本实用新型一个实施例的曲面电子触控结构在相同按压力度不同频率压力下的电阻变化曲线图；

图4示出了根据本实用新型一个实施例的曲面电子触控结构在碰撞监测上应用的装配图；

图5示出了根据本实用新型一个实施例的曲面电子触控结构在触控检测上应用的装配图；

图中：1-曲面结构，11-通孔，12-导电层，2-柔性电极，3-柔性压敏层，4-柔性保护层，5-电极材料层。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图式中仅显示与本申请中有关的结构而非按照实际实施时的结构数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各结构的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其结构布局型态也可能更为复杂。

另外，在以下描述中，提供具体细节是为了便于透彻理解实例。然而，所属领域的技术人员将理解，可在没有这些特定细节的情况下实践所述方面。

图1示出了根据本实用新型一个实施例的曲面电子触控结构的示意性侧视图。图2示出了根据本实用新型一个实施例的曲面电子触控结构的示意性结构分解图。如图1和图2所示，该曲面电子触控结构包括曲面结构1和柔性压力传感组件。该曲面结构1具有外表面和与外表面相对的内表面，该内表面处形成有电极材料层5。该柔性压力传感组件形成在曲面结构1上，柔性压力传感组件包括形成在曲面结构1上的柔性电极2和形成在柔性电极2上的柔性压敏层3，柔性电极2与电极材料层5电连接。

根据本实用新型的方案，通过将柔性压力传感组件直接形成在曲面结构1上，外界压力可以直接作用曲面结构1的柔性压力传感组件上，避免中间传递结构带来的测量误差和装配误差，极大地降低了产品的装配难度。

该柔性压力传感组件是直接形成在曲面结构1上的，该曲面结构1可以是曲面电子触控结构的外壳或外壳的一部分，同时该曲面结构1也可以看作是柔性压力传感器的基底，因此，本实用新型结构避免柔性基底和粘结剂的引入，从而减小了柔性压力传感器的厚度，为曲面产品的设计提供了更大的空间。

该柔性电极2的形状为图案化电极形状，例如插指形状，插指形状的插指宽度为例如可以为100μm、200μm、300μm、400μm或500μm，也可以为范围在100-500μm中任一其他值，插指形状的插指间隔可以为50μm、100μm、200μm、300μm、400μm或500μm，也可以为范围在50-500μm中任一其他值。该柔性电极2的形状也可以是任意贴合曲面结构1的形状。

柔性电极2的材料包括导电银浆、导电碳浆、导电聚合物的一种或多种。柔性电极2的材料是通过喷墨打印、掩膜喷涂、激光刻写方式中的一种形成图案化电极形状至曲面结构1的外表面。柔性电极2的厚度选择为1μm、5μm、10μm、15μm、20μm或25μm，也可以为范围在1μm-25μm中任一其他值。

该柔性压敏层3为薄膜结构，其厚度例如可以为1μm、5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、35μm、40μm、45μm或50μm，也可以为1μm-50μm中任一其他值。该柔性压敏层3的材料包括聚合物材料和导电纳米材料。该聚合物材料包括硅胶、聚氨酯、离子凝胶的一种或者几种。导电纳米材料包括碳纳米管、石墨烯、碳颗粒和导电金属粉末的一种或者几种。柔性压敏层3通过喷墨打印或者喷涂的方式涂覆至柔性电极2的上表面固化成膜。

在一个实施例中，该柔性压力传感组件还包括柔性保护层4，该柔性保护层4形成在柔性压敏层3上。该柔性保护层4通过喷涂的方式涂覆至柔性压敏层3的上表面，起到保护作用。该柔性保护层4的厚度例如可以为1μm、5μm、10μm、15μm或20μm，也可以为1μm-20μm中任一其他值。该柔性保护层4的材料为橡胶、三防漆、绝缘漆和铁氟龙的一种或多种。

该曲面结构1为非导体材料，曲面电子触控结构的电路板形成在曲面结构1的内表面或内部，且与电极材料层5电连接。在一个实施例中，曲面结构1包括至少一个通孔11以及与至少一个通孔11对应的且形成在通孔11内的至少一个导电层12，导电层12形成为与电极材料层5和柔性电极2均电连接，该实施例中，柔性压力传感组件的电信号通过该电极材料层5传递至电路板，从而实现电信号的采集与识别。

该柔性压力传感组件的数量可以为一个或多个。柔性压力传感组件的数量为多个时，多个柔性压力传感组件布置成阵列式，形成阵列式柔性压力传感组件。该曲面电子触控结构可以看作是超薄柔性压力传感器。

图3示出了根据本实用新型一个实施例的曲面电子触控结构在相同按压力度不同频率压力下的电阻变化曲线图。如图3所示，传感器在0.5N的按压按压力度下电阻变化为160KΩ，具有明显的电阻变化，而且电阻数值变化不受按压频率影响，体现了本实用新型传感器的高灵敏度和快速响应速度。

特别地，本实用新型提供了一种曲面结构1触控产品，包括前述的曲面电子触控结构。该曲面电子触控结构的曲面结构1作为曲面电子触控产品的外壳或外壳的部分结构。

图4示出了根据本实用新型一个实施例的曲面电子触控结构在碰撞监测上应用的装配图。如图4所示，该曲面结构1触控产品可以为圆弧形扫地机器人的外壳。图5示出了根据本实用新型一个实施例的曲面电子触控结构在触控检测上应用的装配图。如图5所示，该曲面结构1触控产品可以为圆弧形蓝牙耳机的外壳。当曲面结构1上的柔性压力传感组件受到碰撞挤压后会产生一个较大的电阻变化信号，此电信号将由电路板采集，实现碰撞方位和力度的识别。

在柔性压力传感组件的数量为多个时，任意一个柔性压力传感组件受到碰撞挤压后均会产生一个较大的电阻变化信号，此电信号将由电路板采集。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型常用理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

1.一种曲面电子触控结构，其特征在于，包括：

曲面结构，具有外表面和与所述外表面相对的内表面，所述内表面处形成有电极材料层；

柔性压力传感组件，形成在所述曲面结构的外表面，所述柔性压力传感组件包括形成在所述曲面结构的所述外表面的柔性电极和形成在所述柔性电极上的柔性压敏层，所述柔性电极与所述电极材料层电连接。

2.根据权利要求1所述的曲面电子触控结构，其特征在于，所述柔性电极的形状为图案化电极形状。

3.根据权利要求1所述的曲面电子触控结构，其特征在于，所述柔性电极的厚度选择为范围在1μm-25μm中任一值。

4.根据权利要求1所述的曲面电子触控结构，其特征在于，所述柔性压敏层为薄膜结构，且厚度为1μm-50μm中任一值。

5.根据权利要求1所述的曲面电子触控结构，其特征在于，还包括：

电路板，形成在所述曲面结构的所述内表面或设置在所述曲面结构内，所述电路板与所述电极材料层电连接。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的曲面电子触控结构，其特征在于，所述曲面结构包括至少一个通孔以及与所述至少一个通孔对应的且形成在所述通孔内的至少一个导电层，所述导电层形成为与所述电极材料层和所述柔性电极均电连接。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的曲面电子触控结构，其特征在于，所述柔性压力传感组件还包括柔性保护层，所述柔性保护层形成在所述柔性压敏层上。

8.根据权利要求7所述的曲面电子触控结构，其特征在于，所述柔性压力传感组件的厚度为微米级别。

9.一种曲面电子触控产品，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的曲面电子触控结构。

10.根据权利要求9所述的曲面电子触控产品，其特征在于，所述曲面电子触控结构的曲面结构作为所述曲面电子触控产品的外壳或外壳的部分结构。

Images