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CN111480297A - 具有内部载体片的电容触摸面板单元 - Google Patents

具有内部载体片的电容触摸面板单元 Download PDF

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CN111480297A
CN111480297A CN201780095164.9A CN201780095164A CN111480297A CN 111480297 A CN111480297 A CN 111480297A CN 201780095164 A CN201780095164 A CN 201780095164A CN 111480297 A CN111480297 A CN 111480297A
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M·沃兹尼亚卡
M·特卡奇克
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Merritt Automotive Electronic Systems Co ltd
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Abstract

本发明涉及一种控制系统的电容触摸面板单元(1)，包括：盖(2)，其标记有至少一个外部激活区域(21)；刚性支撑件(4)，其设置在盖(2)下方预定距离处并设置有电接口以将所述单元与控制系统的其它组件连接；至少一个导电电容区域(383)，在其内侧紧挨所述盖，在所述激活区域(21)下方并与所述支撑件(4)的所述电接口电连接。为了提供成本高效且制造和组装简单的触摸面板单元，其包括载体片(3)，该载体片(3)涂覆有导电图案(38)并具有至少一条折叠线(A)，所述折叠线(A)限定设置在所述折叠线(A)的一侧的前段(31)以及设置在所述折叠线(A)的另一侧的后段(32)，其中，在所述前段(31)，所述图案(38)包括电容区域(383)，并且在所述后段(32)，图案(38)包括与所述电容区域(383)连接的至少一个连接焊盘(381)，并且其中，在所述载体片(3)沿着所述至少一条折叠线(A)折叠并且电容触摸面板单元(1)被组装的同时，所述连接焊盘(381)易于与所述支撑件(4)的所述电接口的连接焊盘(41)连接。

Description

具有内部载体片的电容触摸面板单元
本发明涉及一种控制系统的电容触摸面板单元，包括：盖，其标记有至少一个外部激活区域；刚性支撑件，其设置在盖下方预定距离处并设置有电接口以将所述单元与控制系统的其它组件连接；至少一个导电电容区域，在其内侧紧挨所述盖，在所述激活区域下方并与所述支撑件的所述电接口电连接。
背景技术
这种类型的电容触摸面板经常在汽车工业中用作控制车辆的各种组件和子系统的面板。它们通常形成紧凑的预组装单元，这些单元在车辆组装线处被机械固定到车辆仪表板并电气固定到车辆布线。为此，支撑件通常具有印刷电路板的形式，其设置有允许将这种预组装单元与适当的带槽插座电连接的边缘，而电容区域通常被压印在位于盖正下方的柔性箔上。
公布US2015268756公开了一种多区域微丝结构，该结构包括基板和微丝层，其分别具有第一和第二不同且分离的区域以及第一和第二层边缘。第二层边缘不同于第一层边缘并且第二区域大于第一区域。一个或更多个第一微丝电极和一个或更多个第一连接焊盘设置在第一区域中的微丝层中。一个或更多个第二微丝电极和一个或更多个第二连接焊盘设置在第二区域中的微丝层中。各个微丝电极包括一个或更多个电连接的微丝。各个第一或第二连接焊盘与第一或第二层边缘相邻设置并分别电连接到对应第一或第二微丝电极。在一个实施方式中，基板和微丝层在间隔区域中折叠以使得基板在第一区域和第二区域之间。在此实施方式中，通过沿着切割线切割来切除折叠的间隔部分。
公布US2017139511公开了一种触摸传感器，其包括具有多个传感器电极的传感器片、从传感器电极延伸的线以及用于连接到基板的连接部分。传感器片形成有：主体部分，其中形成有传感器电极；以及尾部，其从主体部分突出并且包括端子。保护层层叠在尾部的至少一部分上。传感器片已永久地弯曲的折叠部分形成在层叠有保护层的尾部中。
因此，本发明的目的在于提供一种成本高效并且制造和组装简单的电容触摸面板单元。
发明内容
根据本发明的开始时提及的那种类型的电容触摸面板单元的特征在于包括载体片，该载体片涂覆有导电图案并具有至少一条折叠线，所述折叠线限定设置在所述折叠线的一侧的前段以及设置在所述折叠线的另一侧的后段，其中，在所述前段，所述图案包括电容区域，并且在所述后段，图案包括与所述电容区域连接的至少一个连接焊盘，并且其中，在所述载体片沿着所述至少一条折叠线折叠并且电容触摸面板单元被组装的同时，所述连接焊盘易于与所述支撑件的所述电接口的连接焊盘连接。
由于连接焊盘在预张紧状态下与刚性支撑件协作而无需附加连接器，所以本发明使独特零件的数量最小化，因此降低了成本。组装也是简单的线性过程，因为特定组件被一个接一个组装，而无需使用传统易出错的插入(箔)连接器。
优选地，所述导电图案在移印、激光印刷、油墨印刷、喷印或丝网印刷处理中利用导电油墨、涂料或漆涂覆。
优选地，所述载体片为弹性体，并且优选至少部分地透明。
这种弹性体载体片可方便且成本高效地由橡胶或硅制造，同时透明度允许将背光传送到激活区域。
优选地，所述载体片的厚度基本上对应于所述盖与所述支撑件之间的距离的一半。
优选地，所述载体片的所述前段和所述后段在所述折叠线的区域中利用至少一个折叠桥连接。
优选地，在这种情况下，所述折叠桥的厚度比所述载体片的所述前段和所述后段的厚度窄。
优选地，所述刚性支撑件具有固定到所述盖的印刷电路板的形式。
优选地，所述导电图案还包括保护图案。
优选地，所述载体片的所述前段和所述后段设置有至少一个背光开口，并且所述刚性支撑件设置有设置在所述折叠的载体片的所述背光开口中的至少一个光源，所述光源优选为发光二极管的形式。
优选地，在这种情况下，所述至少一个背光开口由透镜、光阑和/或滤光器层覆盖。
优选地，所述载体片的所述前段和所述后段设置有在所述载体片沿着所述至少一条折叠线折叠的同时彼此匹配的突起和凹陷。
优选地，所述载体片的所述前段和/或所述后段至少部分地设置有周向密封凸缘。
这种类型的凸缘方便定位支撑层和盖，并且提供额外的防水和防尘。
附图说明
下面将结合附图描述和说明本发明，附图中：
图1是根据本发明的电容触摸面板的示意性透视分解俯视图(图1a)和仰视图(图1b)；
图2示出处于展开状态的弹性支撑层并且分别是外视图(图2a)、侧视图(图2b)、内视图(图2c)和仰视图(图2d)；
图3示出处于折叠状态的弹性支撑层并且分别是正视图(图3a)、侧视图(图3b)、后视图(图3c)和仰视图(图3d)；
图4是展开(图4a)和折叠(图4b)状态下的弹性支撑层的示意性透视图；
图5是电容触摸面板的另一实施方式的示意性横截面图。
具体实施方式
根据本发明的电容触摸面板单元1和1a的所呈现的实施方式可用于控制汽车的各种组件和子系统。
如图1所示，面板单元1包括塑料盖2、弹性体载体片3以及印刷电路板形式的刚性支撑件4。盖2在其外侧标记有示意性示出的激活区域21，其可用于由车辆的驾驶者或乘客触摸以便打开和关闭或改变车辆的子系统的功能(例如，车辆设置、导航、通信等)。由于激活区域21仅用于区分盖2的可被触摸(激活)的区域，所以它们可利用常规涂料涂漆、蚀刻、压花、投影、背光、照明、或以现有技术已知的方式标记。
板4通过在盖2的安装孔22内螺纹连接的若干安装螺钉24(参见图5)来固定到盖，使得板4与盖的内表面23之间的距离T(参见图5)保持相同。由弹性体片成形的弹性体载体片3设置在板4与盖2之间的该空间中，如下面将说明的。
如图2至图4所示，弹性体载体片3具有基本上恒定的厚度t，并且包括两个基本上矩形的平行段：前段31和后段32，其通过从段31和32的较长侧突出的两个折叠桥33沿着折叠线A彼此连接。
所呈现的实施方式的前段31包括两个开口34以用于接纳螺纹连接到盖2的安装孔22中的安装螺钉24。前段31还包括两个固定销35，这两个固定销35成形为在其内侧垂直于其表面突出并且被配置为与成形为后段32内的凹陷部分的两个固定槽36协作。此外，片3包括在前段31和后段32中设置成两列的四对背光通过开口37。销35、槽36和开口37的功能将在下面说明。
片3的外侧已在移印(也称为移印印刷)处理中涂覆有导电涂料以形成印刷图案38。在前段31处，图案38包括各自围绕对应背光开口37的四个环形电容区域383以及设置在电容区域383之间的空间中的接地保护图案384。在后段32处，图案38包括五个基本上共线的连接焊盘381，其中，各个连接焊盘381通过穿过折叠桥33的连接轨道382与载体片3的前段31处涂覆的保护图案384或四个电容区域383之一连接。在所呈现的实施方式中，与两个最上面的(相对于附图)电容区域383和保护图案384对应的三条轨道382被引导穿过顶部折叠桥33，而剩余被引导穿过底部折叠桥33。
载体片3在组装之前使用图2d所示的折叠支架5沿着折叠线A折叠，以形成具有厚度T(前段31或后段32的厚度t之和)的紧凑组件，如图3所示。
为了方便折叠操作，折叠桥33的厚度比载体片3在其前段31和后段32区域中的厚度t窄。在折叠之后，固定销35被接纳在固定槽36中，从而预张紧折叠的载体片3。
通过使连接焊盘381紧挨板4处设置的连接焊盘41，折叠的载体片3被固定在盖2与印刷电路板4之间。
在所呈现的实施方式中，印刷电路板4设置有与盖2的激活区域21对应的四个发光二极管42。各个二极管42被设置在折叠的载体片3的背光开口37中，允许光穿过开口37以用于对盖2的内表面23以及激活区域21进行照明。
车辆的驾驶者或乘客触摸盖2影响电场，其电容可容易地测量。保护图案384允许消除寄生电容，特别是在盖2的特定激活区域21之间的区域中。
背光开口37可由透镜371覆盖，如图5所示的面板1a的实施方式中所示。这里，透镜371成形于前段31中，并且如示意性示出的，扩展LED 42所生成的光锥，从而增加激活区域21的照明。显然，可为各个背光开口37单独地配置这种透镜层。此外，在面板1a的此实施方式中，后段32设置有密封凸缘321，从而方便定位PCB 4。
显然，本发明的电容触摸面板单元可包括超过一个载体片3并且各个载体片可设置有超过一条折叠线A，从而限定多个前段31和多个后段32。
此外，所述前段31和后段32不必在折叠的载体片3的内侧彼此紧挨，而且可通过一些附加层分离，特别是背光开口37区域中的透镜层。
另外，支撑件4的连接焊盘41可设置有可选的突起，从而增加导电性。
因此，本发明的这些和其它实施方式仅是示例性的。附图未必按比例，一些特征可能被夸大或最小化。然而，这些和其它因素不应被视为限制本发明的精神，本发明的预期保护范围在所附权利要求中指示。
标号列表
1.电容触摸面板单元
2.盖
21.激活区域
22.安装孔
23.内表面
24.安装螺钉
3.弹性体载体片
31.前段
32.后段
321.密封凸缘
33.折叠桥
34.安装开口
35.固定销
36.固定槽
37.背光开口
371.透镜层
38.印刷图案
381.连接焊盘
382.连接轨道
383.电容区域
384.保护图案
4.刚性支撑件(印刷电路板)
41.连接焊盘
42.光源(LED)
5.折叠支架
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种控制系统的电容触摸面板单元(1)，该电容触摸面板单元包括：盖(2)，该盖(2)标记有至少一个外部激活区域(21)；刚性支撑件(4)，该刚性支撑件(4)设置在所述盖(2)下方预定距离处并设置有电接口以将所述单元与所述控制系统的其它组件连接；至少一个导电电容区域(383)，所述至少一个导电电容区域(383)在所述盖的内侧紧挨所述盖，在所述激活区域(21)下方并与所述支撑件(4)的所述电接口电连接，其特征在于，该电容触摸面板单元(1)包括载体片(3)，该载体片(3)涂覆有导电图案(38)并且具有至少一条折叠线(A)，所述至少一条折叠线(A)限定设置在所述折叠线(A)的一侧的前段(31)以及设置在所述折叠线(A)的另一侧的后段(32)，其中
在所述前段(31)，所述图案(38)包括所述电容区域(383)，并且在所述后段(32)，所述图案(38)包括与所述电容区域(383)连接的至少一个连接焊盘(381)，并且其中
在所述载体片(3)沿着所述至少一条折叠线(A)折叠并且所述电容触摸面板单元(1)被组装的同时，所述连接焊盘(381)易于与所述支撑件(4)的所述电接口的连接焊盘(41)连接，其中
所述载体片(3)的所述前段(31)和所述后段(32)设置有至少一个背光开口(37)，并且所述刚性支撑件(4)设置有设置在折叠的所述载体片(3)的所述背光开口(37)中的至少一个光源(42)，所述光源(42)优选为发光二极管(LED)的形式。
2.根据权利要求1所述的触摸面板，其特征在于，所述导电图案(38)在移印、激光印刷、油墨印刷、喷印或丝网印刷处理中利用导电油墨、涂料或漆涂覆。
3.根据权利要求1或2所述的触摸面板，其特征在于，所述载体片(3)为弹性体。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的触摸面板，其特征在于，所述载体片(3)至少部分地透明。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的触摸面板，其特征在于，所述载体片(3)的厚度(t)基本上对应于所述盖(2)与所述支撑件(4)之间的距离(T)的一半。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的触摸面板，其特征在于，所述载体片(3)的所述前段(31)和所述后段(32)在所述折叠线(A)的区域中利用至少一个折叠桥(33)连接。
7.根据权利要求6所述的触摸面板，其特征在于，所述折叠桥(33)的厚度比所述载体片(3)的所述前段(31)和所述后段(32)的厚度(t)窄。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的触摸面板，其特征在于，所述刚性支撑件(4)具有固定到所述盖(2)的印刷电路板的形式。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的触摸面板，其特征在于，所述导电图案(38)还包括保护图案(384)。
10.根据权利要求1所述的触摸面板，其特征在于，所述至少一个背光开口(37)由透镜(371)、光阑和/或滤光器层覆盖。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的触摸面板，其特征在于，所述载体片(3)的所述前段(31)和所述后段(32)设置有在所述载体片(3)沿着所述至少一条折叠线(A)折叠的同时彼此匹配的突起(35)和凹陷(36)。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的触摸面板，其特征在于，所述载体片(3)的所述前段(31)和/或所述后段(32)至少部分地设置有周向密封凸缘(321)。

Claims (13)

1.一种控制系统的电容触摸面板单元(1)，该电容触摸面板单元包括：盖(2)，该盖(2)标记有至少一个外部激活区域(21)；刚性支撑件(4)，该刚性支撑件(4)设置在所述盖(2)下方预定距离处并设置有电接口以将所述单元与所述控制系统的其它组件连接；至少一个导电电容区域(383)，所述至少一个导电电容区域(383)在所述盖的内侧紧挨所述盖，在所述激活区域(21)下方并与所述支撑件(4)的所述电接口电连接，其特征在于，该电容触摸面板单元(1)包括载体片(3)，该载体片(3)涂覆有导电图案(38)并且具有至少一条折叠线(A)，所述至少一条折叠线(A)限定设置在所述折叠线(A)的一侧的前段(31)以及设置在所述折叠线(A)的另一侧的后段(32)，其中
在所述前段(31)，所述图案(38)包括所述电容区域(383)，并且在所述后段(32)，所述图案(38)包括与所述电容区域(383)连接的至少一个连接焊盘(381)，并且其中
在所述载体片(3)沿着所述至少一条折叠线(A)折叠并且所述电容触摸面板单元(1)被组装的同时，所述连接焊盘(381)易于与所述支撑件(4)的所述电接口的连接焊盘(41)连接。
2.根据权利要求1所述的触摸面板，其特征在于，所述导电图案(38)在移印、激光印刷、油墨印刷、喷印或丝网印刷处理中利用导电油墨、涂料或漆涂覆。
3.根据权利要求1或2所述的触摸面板，其特征在于，所述载体片(3)为弹性体。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的触摸面板，其特征在于，所述载体片(3)至少部分地透明。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的触摸面板，其特征在于，所述载体片(3)的厚度(t)基本上对应于所述盖(2)与所述支撑件(4)之间的距离(T)的一半。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的触摸面板，其特征在于，所述载体片(3)的所述前段(31)和所述后段(32)在所述折叠线(A)的区域中利用至少一个折叠桥(33)连接。
7.根据权利要求6所述的触摸面板，其特征在于，所述折叠桥(33)的厚度比所述载体片(3)的所述前段(31)和所述后段(32)的厚度(t)窄。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的触摸面板，其特征在于，所述刚性支撑件(4)具有固定到所述盖(2)的印刷电路板的形式。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的触摸面板，其特征在于，所述导电图案(38)还包括保护图案(384)。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的触摸面板，其特征在于，所述载体片(3)的所述前段(31)和所述后段(32)设置有至少一个背光开口(37)，并且所述刚性支撑件(4)设置有设置在折叠的所述载体片(3)的所述背光开口(37)中的至少一个光源(42)，所述光源(42)优选为发光二极管(LED)的形式。
11.根据权利要求10所述的触摸面板，其特征在于，所述至少一个背光开口(37)由透镜(371)、光阑和/或滤光器层覆盖。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的触摸面板，其特征在于，所述载体片(3)的所述前段(31)和所述后段(32)设置有在所述载体片(3)沿着所述至少一条折叠线(A)折叠的同时彼此匹配的突起(35)和凹陷(36)。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的触摸面板，其特征在于，所述载体片(3)的所述前段(31)和/或所述后段(32)至少部分地设置有周向密封凸缘(321)。
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