压力感测模组、压力触控感测系统的制作方法

本发明涉及压力感测领域，尤其涉及一种压力感测模组、压力触控感测系统。

背景技术：

在现有的智能触控面板受到按压时，按压点处周围的至少一个压感单元将受到按压作用力。所述压感单元因受按压而引起变形、偏转或剪切等应变性反应，从而导致至少一个压感单元的电性能发生改变，特别的，当所述压感单元由一压阻材料以一导线的形式弯折而成时，在按压后致使相应区域的所述压感单元的体积发生变化，进而影响所述压感单元的阻值。

现有的压感单元一般采用的材料为压阻材料，普通的材料在受压后，由于手指按压作用会引起温度传递，压感单元的温度也随时变化，因此会引起所述压感单元电阻值的变化，由温度变化引起的电阻值变化会导致手指按压所产生的电阻值变化检测不准确，从而大大降低了压力感测的准确度。

为了改善温度引起的噪声问题，目前市场上的压力感测模组通常采用较为复杂的多层结构，在原有压感单元下设置一层参考电极层，利用参考电极以及压感单元构成电桥，用于温度补偿。但多层结构需经过多道工序，制作过程繁琐，增加了压力感测模组的厚度，且多层的结构容易出现电桥的单一电阻受热的状况，降低了压感模组信噪比以及感测精度。

技术实现要素：

为了克服现有压力感测模组结构复杂、制程繁琐的问题，本发明中提供了一种结构简单、高感测精度的压力感测模组、压力触控感测系统。

为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：一压力感测模组，所述压力感测模组至少包括：一基板及一感测层，所述感测层形成于所述基板的表面上，所述感测层包括至少一个压感单元，所述压感单元包括四个阻值相同的电阻，四个所述电阻构成一个惠斯通电桥，其中两个所述电阻的图案形状具有相同的延伸方向且不相邻。

优选地，所述图案形状具有相同延伸方向的两个所述电阻呈对角分布。

优选地，所述图案形状具有相同延伸方向的两个所述电阻界定为第一组电阻，另外两个所述电阻界定为第二组电阻，所述第一组电阻与所述第二组电阻的图案形状的延伸方向不同。

优选地，所述第一组电阻与所述第二组电阻的图案形状的延伸方向相互垂直。

优选地，所述电阻的图案形状在第一方向上的总投影长度大于所述电阻的图案形状在第二方向上的总投影长度。

优选地，所述第一组电阻包括第一电阻以及第二电阻，所述第二组电阻包括第三电阻以及第四电阻，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻、所述第四电阻分别由一金属线形成，并且所述金属线的两端分别设有一节点。

优选地，所述第一电阻包括第一节点以及第二节点，所述第二电阻包含第三节点以及第四节点，所述第三电阻包含第五节点以及第六节点，所述第四电阻包含第七节点以及第八节点；所述压力感测模组包括一结合区。

优选地，所述第一节点及所述第五节点在所述结合区内电连接形成第一输入端口；所述第二节点及所述第三节点在所述结合区内电连接形成第一输出端；所述第四节点及所述第八节点在所述结合区内电连接形成第二输入端；所述第六节点及所述第七节点在所述结合区内电连接形成第二输出端。

优选地，所述第一节点与所述第五节点通过图案形状电性连接形成所述第一输入端口；所述第二节点与所述第三节点通过图案形状电性连接形成所述第一输出端口；所述第四节点与所述第八节点通过图案形状电性连接形成所述第二输入端口；所述第六节点与所述第七节点通过图案形状电性连接形成所述第二输出端口；其中，所述第一输出端口、第二输出端口、第一输入端口以及第二输入端口均独立引线至所述结合区。

优选地，所述第一节点与所述第五节点独立引线至一结合区，并在所述结合区内电连接形成所述第一输入端口；所述第二节点与所述第三节点之间通过图案形状电连接形成所述第一输出端口；所述第四节点与所述第八节点独立引线至一结合区，并在所述结合区内电连接形成所述第二输入端口；所述第六节点与所述第七节点之间通过图案形状电连接形成所述第二输出端口；其中，所述第一输出端口以及所述第二输出端口独立引线至所述结合区。

优选地，所述感测层的长宽比不同。

优选地，四个所述电阻相邻设置，两个相邻设置的所述电阻之间的距离为1mm-10mm。

优选地，所述基板的表面上每平方厘米设置至少一个压感单元。

优选地，对所述压感单元进行分时扫描，以使所述压感单元在第一时序时用于为所述压力感测模组提供手指按压的压力感测，所述压感单元在第二时序时用于为所述压力感测模组提供手指按压的位置感测。

为解决上述技术问题，本发明提供又一技术方案如下：一种压力触控感测系统，所述压力触控感测系统至少包括：一基板及一感测层，其形成于所述基板的表面上，所述感测层包括至少一个压感单元及至少一触控感测单元，所述压感单元包括四个阻值相同的电阻，四个所述电阻构成一个惠斯通电桥，其中两个所述电阻的图案形状具有相同的延伸方向且不相邻；所述触控感测单元设置在四个所述电阻之间。

优选地，所述触控感测单元的图案形状与四个所述电阻的图案形状互补。

优选地，所述图案形状具有相同延伸方向的两个所述电阻呈对角分布。

优选地，所述图案形状具有相同延伸方向的两个所述电阻界定为第一组电阻，另外两个所述电阻界定为第二组电阻，所述第一组电阻与所述第二组电阻的图案形状的延伸方向相互垂直。

优选地，所述第一组电阻包括第一电阻以及第二电阻，所述第二组电阻包括第三电阻以及第四电阻，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻、所述第四电阻由一金属线形成，并且所述金属线的两端分别设有一节点。

优选地，所述第一电阻包括第一节点以及第二节点，所述第二电阻包括第三节点以及第四节点，所述第三电阻包括第五节点以及第六节点，所述第四电阻包括第七节点以及第八节点；所述压力感测模组包括一结合区。

优选地，所述第一节点及所述第五节点在所述结合区内电连接形成第一输入端口；所述第二节点及所述第三节点在所述结合区内电连接形成第一输出端；所述第四节点及所述第八节点在所述结合区内电连接形成第二输入端；所述第六节点及所述第七节点在所述结合区内电连接形成第二输出端。

优选地，所述第一节点与所述第五节点独立引线至一结合区，并在所述结合区内电连接形成所述第一输入端口；所述第二节点与所述第三节点之间通过图案形状电连接形成所述第一输出端口；所述第四节点与所述第八节点独立引线至一结合区，并在所述结合区内电连接形成所述第二输入端口；所述第六节点与所述第七节点之间通过图案形状电连接形成所述第二输出端口；其中，所述第一输出端口以及所述第二输出端口独立引线至所述结合区。

优选地，所述感测层的长宽比不同。

优选地，四个所述电阻相邻设置，两个相邻设置的所述电阻之间的距离为1mm-10mm。

优选地，对所述感测层进行分时扫描，在第一时序，扫描所述压感单元用于为所述压力感测模组提供手指按压的压力感测，在第二时序，所述触控感测单元为发射电极，所述压感单元为接收电极，所述触控感测单元与所述压感单元共同用于为所述压力感测模组提供手指按压的位置感测。

优选地，所述压力触控感测系统包括至少一选择芯片及与所述选择芯片相匹配的压力感测电路、触控感测电路，在第一时序时，选择芯片导通所述压感单元与所述压力感测电路，在第二时序时，选择芯片使所述压感单元、所述触控感测单元与所述触控感测电路导通。

与现有技术相比，本发明所提供的压力感测模组、压力触控感测系统具有以下的优点：

所述压力感测模组具有一形成于所述基板表面上的感测层，所述感测层包括至少一个压感单元，所述压感单元包括四个阻值相同的电阻，四个所述电阻构成一个惠斯通电桥，其中，两个所述电阻的图案形状具有相同的延伸方向且不相邻设置。采用本发明所提供的压力感测模组，可有效解决现有的压力感测元件在受到环境(如温度)的影响而产生的按压力作用力大小信号感测的差异，而使按压作用力大小信号感测失真的问题。在本发明中采用设置单面电桥的方式，即可解决温度与其他噪声的问题，单面电桥的制备工艺更为简单、成本更低。本发明所提供的压力感测模组还具有结构简单且感测精度高的优点。

所述压力触控感测系统，其包括在一基板上形成的感测层，所述感测层包括至少一个压感单元及至少一触控感测单元，所述压感单元包括四个阻值相同的电阻,所述触控感测单元设置在四个所述电阻之间。通过在同一表面上所述压感单元与所述触控感测单元，可采用单面设置电极，可消除温度等因素对手指按压感测的影响，以实现高精准度与灵敏度的压力触控与位置触控感测。

【附图说明】

图1是本发明提供的智能显示屏幕中压力感测模组的结构示意图。

图2是图1中所示压力感测模组受到手指按压作用之后发生形变的结构示意图。

图3是本发明第一实施例提供的压力感测模组中单个电桥的电路示意图。

图4是本发明第一实施例提供的压力感测模组中等臂电桥的等效电路图。

图5A是本发明第一实施例的第一具体实施方式中提供的压力感测模组中电桥所包括的四个电阻图案形状及其引线的结构示意图。

图5B是图5A中所述电阻R₁总投影长度示意图。

图6是图5A中所示四个电阻图案形状及其引线的第二具体实施方式的结构示意图。

图7是图5A中所示四个电阻图案形状及其引线的第三具体实施方式的结构示意图。

图8是图5A中所示四个电阻图案形状及其引线的第四具体实施方式的结构示意图。

图9是图5A中所示四个电阻图案形状及其引线的第五具体实施方式的结构示意图。

图10是图5A中所示四个电阻图案形状及其引线的第六具体实施方式的结构示意图。

图11是本发明第一实施例第一变形实施例中提供的单个电桥的电路连接关系示意图。

图12是多个如图11中所示电桥的电路连接关系示意图。

图13是本发明第一实施例第二变形实施例中提供的单个电桥的电路连接关系示意图。

图14是多个图13中所示电桥的电路连接关系示意图。

图15是本发明第一实施例第三变形实施例中提供的单个电桥的电路连接关系示意图。

图16是本发明第一实施例中感测层表面上压感单元的分布示意图。

图17是图16中所示压力感测模组中感测层在受到按压作用后感测层尺寸-应变量的变化曲线示意图。

图18是本发明第二实施例提供的压力触控感测系统中单个电桥的电路连接关系示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为解决上述的技术问题，本发明的第一实施例提供一压力感测模组10，如图1及图2中所示，其包括一基板11及形成于基板11的表面之上的感测层12，(本发明中，上下位置词仅用于限定指定视图上的相对位置)。所述感测层12上包括复数个压感单元121。用手指按压压力感测模组10，由于受到压力的作用，压感单元121的体积发生变化，进而影响所述压感单元121的阻值。

一并参阅图3及图4中所示，每个压感单元121为一独立设置的电桥111，所述电桥111可由四个电阻组成。四个所述电阻的阻值相同。四个电阻分别为电阻R₁、电阻R₂、电阻R₃及电阻R₄。其中，电阻R₁、电阻R₂串联及电阻R₃、电阻R₄串联后，两个串行电路再并联连接并构成一个惠斯通电桥。进一步地，在电阻R₁与电阻R₃之间接入第一电源端，在电阻R₂与电阻R₄之间接入接地连接。如图3中所示，所述电桥111的C端与A端接入放大器109中后进行信号输出，放大器109可连接电源正极及电源负极。

进一步如图4所示，在无按压力作用时，所述电桥111处于平衡状态。当受到按压力作用时，被按压位置附近的一个或多个电桥111发生形变而造成阻值改变，惠斯通电桥平衡被打破而导致输出电势差信号U₀(如图4中所示U_AC)必定发生变化，不同的压力对应不同阻值的改变，相应也会产生不同的电势差信号，故，通过对惠斯通电桥的电势差信号U₀进行计算及处理即可以得出相应的压力值。

其中，电阻R₁两端压降可表示为：

$U_{AB}=I_1{R}_1=\frac{R_1}{R_1+R_2}{U}_{BD}---\left(1\right)$

电阻R₃两端压降可表示为：

$U_{BC}=\frac{R_3}{R_3+R_4}{U}_{BD}---\left(2\right)$

电桥输出的电压U₀可表示为：

$U_0=U_{AB}-U_{BC}=\frac{R_1{R}_4-R_2{R}_3}{(R_1+R_2)(R_3+R_4)}{U}_{BD}---\left(3\right)$

由式(3)中可知，当R₁R₄＝R₂R₃时，则所述电桥111输出电压U₀等于0，则电桥111处于平衡状态。

进一步地，假设处于平衡状态的电桥111各桥壁电阻的变化量为△R₁、△R₂、△R₃及△R₄，则电桥111的输出电压U₀可进一步表示为：

$U_0=U_{AB}-U_{BC}=\frac{(R_1+{\mathrm{\ΔR}}_1)(R_4+{\mathrm{\ΔR}}_4)-(R_2+{\mathrm{\ΔR}}_2)(R_3+{\mathrm{\ΔR}}_3)}{(R_1+{\mathrm{\ΔR}}_1+R_2+{\mathrm{\ΔR}}_2+)(R_3+{\mathrm{\ΔR}}_3+R_4+{\mathrm{\ΔR}}_4)}{U}_{BD}---\left(4\right)$

若将平衡条件R₁R₄＝R₂R₃代入上述式(4)中，并进一步考虑△R远远小于R以略去高阶微量，则电桥的输出电压为：

$U_0=U_{BD}\frac{R_1{R}_2}{{(R_1+R_2)}^2}(\frac{{\mathrm{\ΔR}}_1}{R_1}-\frac{{\mathrm{\ΔR}}_2}{R_2}-\frac{{\mathrm{\ΔR}}_3}{R_3}+\frac{{\mathrm{\ΔR}}_4}{R_4})---\left(5\right)$

在本发明中，电桥111之电阻的电阻值相等，即R₁＝R₂＝R₃＝R₄＝R，因此，上述式(5)还可进一步表示为：

$U_0=\frac{U_{BD}}{4}(\frac{{\mathrm{\ΔR}}_1}{R_1}-\frac{{\mathrm{\ΔR}}_2}{R_2}-\frac{{\mathrm{\ΔR}}_3}{R_3}+\frac{{\mathrm{\ΔR}}_4}{R_4})---\left(6\right)$

更进一步地，若电桥111中四个电阻(电阻R₁、电阻R₂、电阻R₃及电阻R₄)均为应变片，且其灵敏度K均相同，

手指按压所述感测层12后，手指按压作用所产生的电阻变化量与对应电阻的初始电阻值之比与所述电阻受到按压作用后的应变量关系如下：

ΔR/R＝Kε (7)

结合上述式(6)与式(7)，则电桥111输出压力U₀可进一步表示为：

$U_0=\frac{U_{BD}K}{4}({\mathrm{\ϵ}}_1-{\mathrm{\ϵ}}_2-{\mathrm{\ϵ}}_3+{\mathrm{\ϵ}}_4)---\left(8\right)$

从上述式(8)中可知，所述电桥111的输出电压U₀与四个电阻的应变量相关。为了使上述式(8)进一步简化，则在所述电桥111中包含两个图案形状具有相同的延伸方向的电阻。

具体地，在本发明第一实施例的第一具体实施方式中，如图5A中所示，电阻R₁与电阻R₄、电阻R₂与电阻R₃中图案形状具有相同的延伸方向，从而使所述电桥111具有与延伸方向一致的X方向应变及Y方向应变。此处及以下所述的延伸方向是指所述电阻的图案形状在一方向上的总投影长度大于所述电阻的图案形状在其他方向上的总投影长度，则该方向即为所述电阻的图案形状的延伸方向。

具体地，以图5A中所示电阻R₁为例，其总投影长度可分为电阻的图案形状沿X方向总投影长度d及沿Y方向总投影长度h，其中，沿X方向或沿Y方向将所述电阻图案形状分为多段，如图5B中所示，所述沿X方向的总投影长度d等于线段d₁、线段d₂、线段d₃、线段d₄、线段d₅及线段d₆之和，所述沿Y方向的总投影长度h等于线段h₁、线段h₂、线段h₃、线段h₄及线段h₅之和。从图5B中可知，沿X方向的总投影长度d大于沿Y方向的总投影长度h，因此，所述电阻R₁沿X方向的总投影长度d所在的方向即为所述电阻R₁的延伸方向P。

按照上述的方法，可分别获得所述电阻R₂、电阻R₃及电阻R₄对应的延伸方向，具体步骤在此不再赘述。

在本发明中，所述图案形状具有相同延伸方向的两个所述电阻为不相邻设置。即所述电阻R₁及电阻R₄的延伸方向均为沿X方向的总投影长度d所在的方向，且电阻R₁及电阻R₄并不相邻设置。所述电阻R₂及所述电阻R₃的延伸方向均为沿Y方向的总投影长度h所在的方向，且所述电阻R₂及所述电阻R₃并不相邻设置。其中，本发明此处及以下所述的两个电阻为不相邻设置可理解为两个所述电阻沿X方向或沿Y方向上不相邻设置。

更进一步地，所述图案形状具有相同延伸方向的两个所述电阻呈对角分布，即具体地，所述电阻R₁与电阻R₄为对角设置的两个所述电阻；所述电阻R₂与所述电阻R₃为对角设置的两个所述电阻。

在一些较优的实施例中，所述一压感单元121(即电桥111)中的两个具有相同延伸方向的所述电阻界定为第一组电阻，另外两个所述电阻界定为第二组电阻，所述第一组电阻与所述第二组电阻的图案形状的延伸方向不同。即，所述第一组电阻包括所述电阻R₁与所述电阻R₄，第二组电阻包括所述电阻R₂与所述电阻R₃。

更优选地，其中，第一组电阻与第二组电阻的图案形状的延伸方向相互垂直，即所述电阻R₁、所述电阻R₄与所述电阻R₂、所述电阻R₃的图案形状的延伸方向相互垂直。具体地，所述电阻R₁、所述电阻R₄的图案形状在第一方向上的总投影长度均大于所述电阻R₁、所述电阻R₄的图案形状在第二方向上的总投影长度，而所述电阻R₂、所述电阻R₃在第二方向上的总投影长度均大于所述电阻R₂、所述电阻R₃的图案形状在第一方向上的总投影长度，所述第一方向与第二方向垂直设置。

在本实施例中，仅以所述感测层12中的其中一个压感单元121(即所述电桥111)以说明电阻的具体布局及结构关系。在实际应用层面，所述感测层12中可包括一种或几种具有不同电阻图案形状或分布方式的压感单元121。

在本实施例中，每一所述电阻(所述电阻R₁、所述电阻R₂、所述电阻R₃及所述电阻R₄)分别由一金属线形成，并且所述金属线的两端分别设有一节点。

其中，所述电阻R₁界定为第一电阻，所述电阻R₂界定为第二电阻，所述电阻R₃界定为第三电阻，所述电阻R₄界定为第四电阻。其中，两个节点之间界定一个电阻，如图5A中所示，所述电阻R₁包括第一节点O₁及第二节点O₂，所述电阻R₂包括第三节点O₃及第四节点O₄，所述电阻R₃包括第五节点O₅及第六节点O₆，所述电阻R₄包括第七节点O₇及第八节点O₈。

为了使所述电阻R₁、所述电阻R₂、所述电阻R₃及所述电阻R₄之间形成一个惠斯通电桥并实现电性连接，在本实施例中，如图5A中所示，所述压力感测模组10进一步包括一结合区191，所述电阻R₁-电阻R₄均独立引线至所述结合区191。所述结合区191用于实现所述压力感测模组10的电信号输入与输出。具体地，上述八个节点分别引线至所述结合区191，并在所述结合区191实现电连接。

具体地，所述第一节点O₁及所述第五节点O₅在所述结合区191内电连接形成第一输入端口(即图3及图4中的B端)；

所述第二节点O₂及所述第三节点O₃在所述结合区191内电连接形成第一输出端(即图3及图4中的A端)；

所述第四节点O₄及所述第八节点O₈在所述结合区191内电连接形成第二输入端(即图3及图4中的D端)；

所述第六节点O₆及所述第七节点O₇在所述结合区191内电连接形成第二输出端(即图3及图4中的C端)。

更进一步地，在本发明一些较优的实施例中，所述金属线的材质包括但不受限于铜、银、铝、金等中的任一种或几种的组合，所述金属线包括受到手指按压后电阻变化主要由体积变化引起的材料，即可感应所述电桥111受到手指按压力作用后沿第一方向及第二方向的应变。

具体地，结合图1及图5A，所述第一方向对应为X方向，所述第二方向对应为Y方向。所述第一压感单元121(即所述电桥111)中四个电阻呈阵列排布且全部通过刻蚀方式在所述基板11之上形成,在单一一个电桥111中，其中一个对角设置的两电阻(即电阻R₁及电阻R₄)采用以第一方向(X方向)作为延伸方向的梳齿线状，另一对角设置的两电阻(即电阻R₂及电阻R₃)采用以第二方向(Y方向)作为延伸方向的梳齿线状。采用这样的设计方式可使所述电桥111沿X方向及沿Y方向梳齿线状的按压力感应的阻值变化不一样，从而提高所述电桥111的电压输出值。由于电桥111中四个电阻距离较近，受热程度及受力程度基本接近，因此，不容易出现单一电阻受热或受力不均的状况。

进一步地，如图5A中所示，所述梳齿线状的电阻之间的距离过大，则会使温度对四个电阻的影响不一致，因此导致由温度引起的应变不相同，因此，由温度引起的输出电压U₀不为零，影响电桥的平衡。而如所述梳齿线状的电阻之间的距离过小，则会对手指按压后按压力大小所引起的变化信号信噪比造成影响。因此，为了获得更优的感测效果，在本发明中，电阻R₁-电阻R₄中两个相邻设置的电阻的图案形状之间的距离均保持在1mm-10mm左右，较优地所述梳齿线状的电阻之间的距离保持在3mm-7mm或4mm-5.5mm，最优地为5mm。

在本具体实施方式中，由于所述电桥111的电阻R₁、电阻R₂、电阻R₃及电阻R₄中的阻值相同，且假设四个所述电阻受到的手指按压作用力及温度变化所产生的阻值变化也相同，依据式(7)△R/R＝Kε(K为灵敏度)，可知电阻R₁、电阻R₂、电阻R₃及电阻R₄受到手指按压后产生的应变量之间关系可表示为：ε₁＝ε₄＝ε_x，而ε₂＝ε₃＝ε_y，因此，上述式(8)可进一步转化为：

$U_0=\frac{U_{BD}K}{4}({\mathrm{\ϵ}}_x-{\mathrm{\ϵ}}_y-{\mathrm{\ϵ}}_y+{\mathrm{\ϵ}}_x)=\frac{U_{BD}K}{2}({\mathrm{\ϵ}}_x-{\mathrm{\ϵ}}_y)---\left(9\right)$

由上述式(9)中可知，上述电压U_BD可通过测量获得，K为与金属线材质相关的电阻灵敏度，所述电桥111在受到按压作用后X方向的应变表示为ε_x，所述电桥111在受到按压作用后X方向的应变表示为ε_y，应变的大小可根据电阻应变片测量获得。

可见，通过上述式(9)计算获得的所述电桥111的输出电压U₀与所述电桥111受到手指按压后的所受到的X方向的应变ε_x及Y方向的应变ε_y之间差的绝对值相关。

在本发明一些较优的实施例中，为了使所述电桥111受到手指按压作用后X方向的应变ε_x及Y方向的应变ε_y的数值差异较大，可进一步设置使所述感测层12的长宽比不同，即所述感测层12沿X方向的长度与沿Y方向的长度不相同。

如图6中所示，提供一本发明第一实施例的第二具体实施方式，该第二具体实施方式与第一具体实施方式的区别在于：所述电桥111b包括四个电阻R_1b、电阻R_2b、电阻R_3b及电阻R_4b，该电阻R_1b-电阻R_4b的图案形状为椭圆绕线状，该椭圆绕线状的图案形状沿椭圆长轴方向总投影长度最大，则该方向为该图案形状的延伸方向。其中，所述电阻R_1b与所述电阻R_4b的图案形状的延伸方向与X方向平行，所述电阻R_2b与所述电阻R_3b的图案形状的延伸方向与Y方向平行。

如图7中所示，提供一本发明第一实施例的第三具体实施方式，该第三具体实施方式与第二具体实施方式的区别在于：所述电桥111c包括四个电阻R_1c、电阻R_2c、电阻R_3c及电阻R_4c，该电阻R_1c-电阻R_4c的图案形状为“栅栏”形折线状，例如可以为“三横一竖”结构，其中，所述电阻R_1c与所述电阻R_4c的图案形状的延伸方向与X方向平行，所述电阻R_2c与所述电阻R_3c的图案形状的延伸方向与Y方向平行。

如图8中所示，提供一本发明第一实施例的第四具体实施方式，该第四具体实施方式与第二具体实施方式的区别在于：所述电桥111d包括四个电阻R_1d、电阻R_2d、电阻R_3d及电阻R_4d，该电阻R_1d-电阻R_4d的图案形状为曲线状，其中，所述电阻R_1d与所述电阻R_4d的图案形状的延伸方向与X方向平行，所述电阻R_2d与所述电阻R_3d的图案形状的延伸方向与Y方向平行。

如图9中所示，提供本发明第一实施例的第五具体实施方式，该第五具体实施方式与第二具体实施方式的区别在于：所述电桥111e包括四个电阻R_1e、电阻R_2e、电阻R_3e及电阻R_4e，该电阻R_1e-电阻R_4e的图案形状为非等长折线状，具体地，所述非等长折线状以第一方向上的金属线段为主，且在第一方向上各金属线段之间长度变化趋势为由长变短再变长。其中，所述电阻R_1e与所述电阻R_4e的图案形状的延伸方向与X方向平行，所述电阻R_2e与所述电阻R_3e的图案形状的延伸方向与Y方向平行。

在上述第一具体实施方式至第五具体实施方式中，四个所述电阻均可独立引线至所述结合区191，并可在所述结合区191内形成相应的输出端与输入端。

更进一步地，在本实施例的第六具体实施方式中，如图10中所示，电桥111f包括阻值相同的四个电阻R_1f、电阻R_2f、电阻R_3f及电阻R_4f，所述四个电阻R_1f、电阻R_2f、电阻R_3f及电阻R_4f平行排布并独立引线至一结合区191f。在另外的一些变形实施方式中，为了适用于不同压力感测环境，所述电阻R_1f-电阻R_4f还可采用其他排布方式进行排列，在此不做限定。

在本发明另外的一些实施例中，在保证电阻R₁-电阻R₄的阻值相同的情况下，所述电阻R₁-电阻R₄的图案形状可为相同或不同。上述具体实施方式仅为示例，不作为本发明的限定。

为了构成可用于触控输入的压力感测模组，需要在本发明第一实施例中所提供的压力感测模组中加入选择芯片等元器件。

请参阅图11及图12，本发明第一实施例中的第一变形实施例中，提供一种压力感测模组的实际应用，在第一变形实施例中，所述压力感测模组在一基板(图未示)的表面上阵列排布有复数个电桥211a，所述电桥211a包括四个电阻，其分别为电阻R_1a＇、电阻R_2a＇、电阻R_3a＇及电阻R_4a＇。所述第一变形实施例与上述第一实施例的区别在于：其中，结合区212可进一步与一选择芯片213连接，所述选择芯片213进一步包括一选择开关(图未示)，所述选择开关分别连接一压力感测电路214及一触控感测电路215。在本实施例中，为了实现压力与触控感测，较优地，采用分时扫描的方式进行扫描，具体地：

当扫描时段为压力感测(即第一时序)时，所述选择芯片213中的选择开关切换导通于所述压力感测电路214，使所述电阻R_1a＇、电阻R_2a＇、电阻R_3a＇及电阻R_4a＇与所述压力感测电路214导通，手指按压后，由于所述电阻R_1a＇、电阻R_2a＇、电阻R_3a＇及电阻R_4a＇体积发生变化，从而引起应变及电阻值变化，依据应变量大小从而感应手指按压作用力的大小。

而当扫描时段为触控感测(即第二时序)时，所述选择芯片213中的所述选择开关(图未示)偏向所述触控感测电路215，使所述电阻R_1a＇、电阻R_2a＇、电阻R_3a＇及电阻R_4a＇与所述触控感测电路215导通，以自电容感测方式感测手指按压位置。

在本变形实施例中，每个所述电桥211a中的电阻R_1a＇-电阻R_4a＇均由双线引出，这样的设置有利于降低线阻。在本实施例中，以自电容原理进行感测，可使电阻R_1a＇-电阻R_4a＇独立工作，且不会相互影响。

为了使所述压力感测模组的感测效果更好，在本变形实施例中，多个电桥211a的排布如图12中所示，多个电桥211a呈阵列分布，且只设于基板的其中一个表面上，通过这样的设计及采用分时扫描的方式，还可进一步实现多点压力触控感测。

如图13中所示，本发明第一实施例的第二变形实施例中，提供一种电桥211b，所述电桥211b包括电阻R_1b＇、电阻R_2b＇、电阻R_3b＇及电阻R_4b＇，所述电阻R_1b＇包括第一节点O_1b及第二节点O_2b，所述电阻R₂包括第三节点O_3b及第四节点O_4b，所述电阻R₃包括第五节点O_5b及第六节点O_6b，所述电阻R₄包括第七节点O_7b及第八节点O_8b。所述第二变形实施例与第一实施例的区别在于：

所述第一节点O_1b与所述第五节点O_5b通过图案形状电性连接形成所述第一输入端口(即图3中B端)；

所述第二节点O_2b与所述第三节点O_3b通过图案形状电性连接形成所述第一输出端口(即图3中A端)；

所述第四节点O_4b与所述第八节点O_8b通过图案形状电性连接形成所述第二输入端口(即图3中D端)；

所述第六节点O_6b与所述第七节点O_7b通过图案形状电性连接形成所述第二输出端口(即图3中C端)。

其中，所述第一输出端口、第二输出端口、第一输入端口以及第二输入端口均独立引线至一结合区212b，使所述电阻R_1a＇、所述电阻R_2a＇、所述电阻R_3a＇及所述电阻R_4a＇组成如图3及图4中所示的惠斯通电桥。

在本发明的一些实施例中，两个所述节点之间通过图案形状电性连接是指分别由一金属线形成的独立的两个所述电阻通过新增的金属线使形成电阻的金属线之间实现电性连接。

进一步地，采用如上述第一变形实施例中所述的分时扫描方式对所述电桥211b进行扫描，以自电容感测方式，手指按压后激发与其相邻的所述电桥211b与一接地端之间的一背景电容产生一位置感测信号。

在本变形实施例中，多个电桥211b的排布如图14中所示，多个电桥211b呈阵列分布，且只设于基板的其中一个表面上。

如图15中所示，本发明第一实施例的第三变形实施例中，提供一种电桥211c，所述电桥211c包括电阻R_1c＇、电阻R_2c＇、电阻R_3c＇及电阻R_4c＇，所述电阻R_1c＇包括第一节点O_1c及第二节点O_2c，所述电阻R_2c＇包括第三节点O_3c及第四节点O_4c，所述电阻R_3c＇包括第五节点O_5c及第六节点O_6c，所述电阻R_4c＇包括第七节点O_7c及第八节点O_8c。所述第三变形实施例与第一实施例的区别在于：

所述第一节点O_1c与所述第五节点O_5c独立引线至一结合区212c，并在所述结合区212c内电连接形成所述第一输入端口(即图3中所示B端口)；

所述第二节点O_2c与所述第三节点O_3c之间通过图案形状电连接形成所述第一输出端口(即图3中所示A端口)；

所述第四节点O_4c与所述第八节点O_8c独立引线至一结合区212c，并在所述结合区212c内电连接形成所述第二输入端口(即图3中所示D端口)；

所述第六节点O_6c与所述第七节点O_7c之间通过图案形状电连接形成所述第二输出端口(即图3中所示C端口)。

其中，所述第一输出端口以及所述第二输出端口独立引线至所述结合区212c。在本变形实施例中，多个电桥211c的排布可入图12及图14中所示。

进一步地，采用如上述第一变形实施例中所述的分时扫描方式对多个所述电桥211c进行扫描，以自电容感测方式，手指按压后激发与其相邻的所述电桥211c与一接地端之间的一背景电容产生一位置感测信号。

在本实施例的第一至第三变形实施例中，图12或图14中所示的电桥的排布方式及其数量仅为实例，在实际应用层面，其具体的排布方式及数量会依据实际需求做调整，在此不作为限定。

在本实施例中一些优选的变形实施例中，所述电桥211a(或电桥211b、电桥211c)的四个电阻与其对应结合区还可以如下的方式进行引线：增加一导电层(图未示)，并通过设置一绝缘层(图未示)来与四个所述电阻电性绝缘，进而在绝缘层对应节点的位置开设有通孔(图未示)，所述通孔内可填充导电材料，所述结合区212(或结合区212b、结合区212c)可通过填充于通孔的导电材料来与四个所述电阻实现电性连接。因此，采用上述设置通孔的方式，则无需在所述电桥211a(或电桥211b)之间走线，从而可一次降低各电桥211a(或电桥211b)之间的间隙，从而提高触摸屏的分辨率。

在本发明中，为了使所述压力感测模组10具有更优的压力感测效果，如图16中所示，设该压力感测模组中包括的所述感测层12的长宽不同，假设该压力感测模组包括所述感测层12的长宽比为2:1。可在所述感测层12的表面上每平方厘米设置至少一个压感单元121，在实际应用层面，所述感测层12的表面上每平方厘米设置的压感单元121的数量不受限制，以可实现较优的压力感测效果为基准。

在本发明一些优选的实施例中，所述感测层12的长宽比与所述感测层12中所述压感单元121的分布方式及其分布密度可依据所需制备的智能显示屏幕的尺寸大小而决定，在此不做特殊的限定。这样的设置，可避免所述感测层受到手指按压作用之后，所述压感单元121受到的不同方向的应力及引起的应变量相同，而导致手指按压前后的输出电压U₀无法得到有效计算的问题。

在一个较佳的实施方式中，以所述感测层12的长度方向上的中心线为X轴，以所述感测层12的宽度方向的一侧边为Y轴，以所述感测层12的长度方向上的中心线与所述侧边的交点为原点，确定一X-Y坐标轴体系。

当手指按压所述感测层12上的按压处101时，选取经过该按压处101且与设定的X轴平行的一条直线102。在实际按压中，经过该直线102的所述压感单元121在X方向和Y方向上的应变不同。进一步以所述感测层12的长度大小为横坐标，以该直线102上设置的所述压感单元121在受到按压作用所产生的应变量为纵坐标，绘制手指按压后在该直线102上分布的多个所述压感单元121所受到的应变量随与按压位置距离远近的变化量。如图17中所示，其中，A线表示为设在直线102上的所述压感单元121的Y方向应变量，B线表示为设在直线102上的所述压感单元121的X方向应变量，C线表示为设在直线102上的所述压感单元121的X方向应变与Y方向应变量之差的绝对值。

从图17中可以看出，按压处101所在位置所产生的X方向及Y方向应变较大，随着所述压感单元121距离按压处101位置逐渐增大，所述压感单元121对应的X方向应变与Y方向应变逐渐变小。

如图17中所示，对于单个压感单元121中X方向应变与Y方向应变之差的绝对值，测量压感单元121对应的X方向应变与Y方向应变之差的绝对值的最大值，获得该最大值对应的输出电压U₀，该输出电压U₀的大小与按压压力成比例。从而达到感测压力大小的作用，且可消除温度因素对按压作用力大小进行感测的影响，以有效提高压力感测模组对按压作用力感测的灵敏度。

上述选取所述压感单元121的方式仅为示例，在实际应用层面，可选择多条直线，并对在不同直线上设置的所述压感单元121在X方向和Y方向上的应变量进行记录。在本发明一些较优的实施例中，在某一具有固定长宽比的所述压感层12中，可预先对不同按压位置处设置的压感单元121在受到手指按压后所产生的电阻值变化量进行记录并预存于一数据库中，从而可简化本发明所提供的压力感测模组进行压力触控感测的过程，提高感测速度及精准度，还可为多点触控感测提供一种快捷感测方案。

在本发明中，除了采用上述第一实施例中所提供的技术方案对手指按压的按压力大小及位置的检测，还可进一步在所述感测层12中引入触控感测单元，以实现压力与位置感测。

请继续参阅图18，本发明第二实施例提供一种压力触控感测系统，其包括一基板及一感测层，所述感测层形成于所述基板的表面上，所述感测层包括至少一个压感单元311d及至少一触控感测单元319，所述压感单元311d包括四个电阻，四个所述电阻分别为电阻R_1d＇、电阻R_2d＇、电阻R_3d＇及电阻R_4d＇，所述触控感测单元319设置在四个所述电阻之间。所述触控感测单元319的图案形状与四个所述电阻的图案形状互补。所述电阻R_1d＇、所述电阻R_2d＇、所述电阻R_3d＇、所述电阻R_4d＇及所述触控感测单元319均通过引线与一结合区318导通，所述结合区318进一步与一选择芯片317连接。

其中，将所述压感单元311d中的图案形状具有相同延伸方向的两个所述电阻界定为第一组电阻，所述第一电阻包括电阻R_1d＇及电阻R_4d＇，将另外两个所述电阻界定为第二组电阻，其中，所述第二电阻包括电阻R_2d＇及电阻R_3d＇。进一步地，所述电阻R_1d＇及所述电阻R_4d＇呈对角分布，所述电阻R_2d＇及所述电阻R_3d＇呈对角分布。

在本实施例中，所述第一组电阻与所述第二组电阻的图案形状的延伸方向不同。且更进一步地，第一组电阻与第二组电阻的图案形状的延伸方向相互垂直。

与本发明第一实施例中相同，在本实施例中，所述电阻的图案形状在第一方向上的总投影长度大于所述电阻的图案形状在第二方向上的总投影长度。

更进一步地，为了使所述压力触控感测系统具有更优的手指按压的压力感测及位置感测的效果，所述感测层的长宽比可设置为不同。

为了使四个所述电阻所受到的温度影响基本一致，从而使温度引出的输出电压为零，四个所述电阻更优地为相邻设置，且两个相邻设置的所述电阻之间的距离为1mm-10mm。

所述电阻R_1d＇、所述电阻R_2d＇、所述电阻R_3d＇及所述电阻R_4d＇之间的电性连接方式，具体为：

所述电阻R_1d＇包括第一节点O_1d及第二节点O_2d，所述电阻R_2d＇包括第三节点O_3d及第四节点O_4d，所述电阻R_3d＇包括第五节点O_5d及第六节点O_6d，所述电阻R_4d＇包括第七节点O_7d及第八节点O_8d。其中，

所述第一节点O_1d与所述第五节点O_5d独立引线至一结合区318，并在所述结合区318内电连接形成所述第一输入端口(即图3及图4中所示B端口)；

所述第二节点O_2d与所述第三节点O_3d之间通过图案形状电连接形成所述第一输出端口(即图3及图4中所示A端口)；

所述第四节点O_4d与所述第八节点O_8d独立引线至一结合区318，并在所述结合区318内电连接形成所述第二输入端口(即图3及图4中所示D端口)；

所述第六节点O_6d与所述第七节点O_7d之间通过图案形状电连接形成所述第二输出端口(即图3及图4中所示C端口)。

需要特别说明的是，在本实施例中，手指按压位置采用互电容式感测，所述触控感测单元319为接收电极(RX电极)，所述压感单元311d为发射电极(TX电极)。所述压感单元311d发射电极发出激励信号，所述触控感测单元319接收电极同时接收信号，感测所述压感单元311d发射电极与所述触控感测单元319接收电极之间的电容变化量，可以计算出触控点的坐标。在本发明另外的实施例中，所述触控感测单元319还可为发射电极(TX电极)，而所述压感单元311d可相应为接收电极(RX电极)。在本发明中，上述针对所述压感单元311d与所述触控感测单元319的限定仅为示例，不作为本发明的限定。

具体地，在本实施例中，采用分时扫描的方式，当扫描时段为压力感测(即第一时序)时，扫描所述电桥311d用于为所述压力感测模组提供手指按压的压力感测，具体地，选择芯片317切换导通于压力感测电路316，使所述压感单元311d与所述压力感测电路316导通，手指按压所述电桥311d，则所述压感单元311d的体积发生变化，从而引起应变及电阻值变化，依据应变量大小从而感应手指按压作用力的大小。

而当扫描时段为触控感测(即第二时序)时，选择芯片317的开关切换导通于所述触控感测电路315，使所述压感单元311d、所述触控感测单元319分别与所述触控感测电路315导通。所述触控感测电路315提供一驱动信号至所述触控感测单元319，并感测所述压感单元311d与所述触控感测单元319之间的一电容所产生的一触控感测信号，依据该触控感测信号，即可获得手指按压的位置。

采用本实施例中所提供的所述触控感测单元319与所述电桥311d的分布方式，可使所述触控感测单元319与所述电桥311d紧密设置，从而对手指按压作用所产生的作用力做出更为灵敏的反应，提高压力触控感测的精准度。

在本实施例一些优选的实施方式中，所述电桥311d的电阻R_1d＇-电阻R_4d＇与所述结合区318的之间还可以如下的方式进行引线：增加一导电层(图未示)，并通过设置一绝缘层(图未示)来与所述电阻R_1d＇-所述电阻R_4d＇电性绝缘，进而在所述绝缘层对应节点的位置开设有通孔(图未示)，所述通孔内可填充导电材料，所述结合区318可通过填充于通孔的导电材料来与四个所述电阻电性连接。因此，采用上述设置通孔的方式，可无需在电桥311d之间走线，从而可降低各电桥311d之间的间隙，提高触摸屏的分辨率。

与现有技术相比，本发明所提供的压力感测模组、压力触控感测系统具有以下的有益效果：

(1)本发明所提供的压力感测模组具有一形成于所述基板的表面上的感测层，该感测层包括至少一个压感单元，所述压感单元包括四个阻值相同的电阻，四个所述电阻构成一个惠斯通电桥，其中两个所述电阻的图案形状具有相同的延伸方向，且所述图案形状具有相同的延伸方向的两个所述电阻不相邻设置。采用本发明所提供的压力感测模组，可有效解决现有的压力感测元件在受到环境(如温度因素)的影响而产生的按压力作用力大小信号感测的差异，而使按压作用力大小信号感测失真的问题。在本发明中采用设置单面电桥的方式，即可解决温度与其他噪声的问题，单面电桥的制备工艺更为简单、成本更低。本发明所提供的压力感测模组还具有结构简单且感测精度高的优点。

(2)在本发明中，为了使所述压感单元输出电压较大，则两个图案形状具有相同延伸方向的所述电阻呈对角分布，从而提高压力感测的精准度。此外，将图案形状具有相同延伸方向的两个所述电阻界定为第一组电阻，另外两个电阻则界定为第二组电阻，第一组电阻与第二组电阻的延伸方向相互垂直，从而可使同侧设置的电阻图案形状在受到手指按压作用力之后所产生的应力方向更为集中，从而获得更大的应变量(即X方向应变量ε_x与Y方向应变量ε_y)。

(3)在所述压力感测模组中，四个所述电阻分别由一金属线形成，在金属线的两端设置两个节点，在本发明中，四个所述电阻可分别引线至所述结合区，并在结合区内形成相应的输出端与输入端。四个所述电阻也可以通过图案形状形成相应的输出端与输入端后均独立引线至所述结合区。采用上述的设计可降低各个电阻之间的信噪比，提高压力感测信号的准确度。

(4)所述压力感测模组中，所述感测层的长宽不同，当所述压力感测模组受到手指按压作用之后，在长度方向及宽度方向可获得更明显的应力差异，从而可使单个所述压感单元可获得差异性更大的应变量，使通过上述式(9)计算获得的所述压感单元的输出电压更大。

(5)所述压力感测模组中压感单元在所述感测层上的分布方式，可使得所述手指按压所述压力感测模组后，每次按压都能获得有效的信号反馈，从而提高压力感测的灵敏度。

(6)在本发明所述提供的压力感测模组中，通过对所述压感单元进行分时扫描，以使所述压感单元在第一时序时用于为所述压力感测模组提供手指按压的压力感测，所述压感单元在第二时序时用于为所述压力感测模组提供手指按压的位置感测。从而通过采用不同的扫描方式，以单面设置电极实现手指按压位置的压力感测与位置感测。

(7)本发明进一步提供一种压力触控感测系统，其包括在一基板上形成的感测层，所述感测层包括至少一个压感单元及至少一触控感测单元，所述压感单元包括四个阻值相同的电阻,所述触控感测单元设置在四个所述电阻之间。通过在同一表面上所述压感单元与所述触控感测单元，可采用单面设置电极，即可消除温度等因素对手指按压感测的影响，以实现高精准度与灵敏度的压力触控与位置触控感测。

(8)所述触控感测单元的图案形状与四个所述电阻的图案形状互补，可使所述触控感测单元与四个所述电阻的结合更为紧密，从而进一步提升其三维触控感测的精准度。

(9)在本发明中，采用分时扫描方式对所述压感单元及所述触控感测单元分别进行扫描，其中，在第一时序，扫描所述压感单元用于提供手指按压的压力感测，在第二时序，将所述触控感测单元作为发射电极，将所述压感单元作为接收电极或将所述触控感测单元作为接收电极，将所述压感单元作为发射电极，在本发明中，所述触控感测单元与所述压感单元共同作用以为所述压力感测模组提供手指按压的位置感测。采用分时扫描方式，可进一步优化单面设置电极以实现压力触控与位置触控感测的信号获取，从而提高手指按压所述压力触控感测系统后按压力大小与位置感测的精准度。

(10)在本发明中，所述压力触控感测系统进一步包括一选择芯片，在第一时序，所述选择芯片可使所述压感单元与所述压力感测电路连接，在第二时序，所述选择芯片可分别使所述压感单元、所述触控感测单元与所述触控感测电路连接，从而可实现对分时扫描的有效控制，以提高压力触控感测的可控性。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含在本发明的保护范围之内。