压力感应传感器、触摸显示屏组件和电子装置的制作方法

本实用新型涉及压力感应领域，特别涉及一种压力感应传感器、触摸显示屏组件和电子装置。

背景技术：

在相关技术中，触摸显示领域的压力感应方案多数以Z轴方向的形变来检测压力，但是，这种以Z轴方向的形变来检测压力会对触摸显示屏进行直接挤压，长时间应用可能会影响触摸显示屏显示。

技术实现要素：

本实用新型的实施方式提供了一种压力感应传感器、触摸显示屏组件和电子装置。

本实用新型实施方式的压力感应传感器，用于触摸显示屏组件，所述压力感应传感器包括：

基材，所述基材包括上表面和下表面，所述基材开设有贯穿所述上表面和所述下表面且间隔的第一导电孔和第二导电孔；

第一导电层，所述第一导电层设置在所述上表面，所述第一导电层包括第一应变感应器组，所述第一应变感应器组包括串联的第一应变感应器和第二应变感应器，所述第一应变感应器和所述第二应变感应器串联形成位于所述上表面的第一节点；和

第二导电层，所述第二导电层设置在所述下表面，所述第二导电层包括第二应变感应器组，所述第二应变感应器组包括串联的第三应变感应器和第四应变感应器，所述第三应变感应器和所述第四应变感应器串联形成位于所述下表面的第二节点；

所述第一应变感应器、所述第二应变感应器、所述第三应变感应器和所述第四应变感应器的敏感栅方向彼此垂直，所述第一应变感应器与所述第四应变感应器通过所述第一导电孔串联并形成第三节点，所述第二应变感应器与所述第三应变感应器通过所述第二导电孔串联并形成第四节点，所述第一应变感应器、所述第二应变感应器、所述第三应变感应器和所述第四应变感应器连接构成惠斯通电桥式压力感应单元。

本实用新型实施方式的压力感应传感器，由四个应变感应器构成的惠斯通电桥式压力感应单元，可以应用于XY平面内形变的压力检测。将压力感应传感器应用于触摸显示屏组件时，检测触摸显示屏XY平面内的压力变化。在触摸显示屏受到压力时，不会对触摸显示屏直接挤压，从而避免影响触摸显示屏的显示。

在某些实施方式中，所述第一应变感应器、所述第二应变感应器、所述第三应变感应器和所述第四应变感应器的阻值范围均为120欧姆至50M欧姆。

如此，应变感应器的阻值范围变化大，可以根据需求选择较优的阻值范围。

在某些实施方式中，所述第一应变感应器、所述第二应变感应器、所述第三应变感应器和所述第四应变感应器中的至少一个呈迂回折弯结构。

如此，保证应变感应器既具有一定的电阻值，又不会显得太长。

在某些实施方式中，所述第一应变感应器和所述第四应变感应器在空间上重叠，所述第二应变感应器和所述第三应变感应器在空间上重叠。

如此，第一应变感应器组设置在基材的上表面，第二应变感应器组设置在基材的下表面，两个应变感应器组在空间上重叠，减少空间占用。

在某些实施方式中，所述第一节点在所述基材上的正投影和所述第二节点在所述基材上的正投影至少部分地重叠。

如此，第一节点和第二节点在空间上至少部分地重叠，提高基材的空间利用率。

在某些实施方式中，所述压力感应单元的数量是多个，所述多个压力感应单元在所述基材上呈阵列式排列。

如此，多个压力感应单元用于检测作用在触摸显示屏的压力大小，可以按照实际需求设置压力感应单元的个数。

在某些实施方式中，所述压力感应单元的面积大小为20mm²至25cm²。

如此，压力感应单元的面积大小为20mm²至25cm²，可以根据需求制作面积大小合适的压力感应单元。

在某些实施方式中，所述压力感应传感器包括连接所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点和所述第四节点的引线，所述引线从所述第一节点、所述第二节点、所述第三节点和所述第四节点经所述基材的一侧边延伸至所述基材的另一侧边，所述一侧边与所述另一侧边为所述基材的相邻侧。

如此，引线连接四个节点和柔性电路板构建惠斯通电桥检测电路。引线设置在基材侧边可以减少触摸显示屏屏幕形变对引线阻值的影响，以避免引线阻值变化大引起压力检测不准确。

在某些实施方式中，所述引线分别设置在所述上表面和所述下表面。

如此，引线连接四个节点和柔性电路板构建惠斯通电桥检测电路。当触摸显示屏受到压力时，惠斯通电桥检测电路检测应变感应器的电阻变化以检测压力变化。

本实用新型实施方式的触摸显示屏组件，包括：

上述任一实施方式所述的压力感应传感器；和

触摸显示屏，所述触摸显示屏与所述压力感应传感器层叠设置。

本实用新型实施方式的触摸显示屏组件中，压力感应传感器可以检测触摸显示屏XY平面内的压力变化。在触摸显示屏受到压力时，不会对触摸显示屏直接挤压，从而避免影响触摸显示屏的显示。

本实用新型实施方式的电子装置，包括壳体和上述实施方式所述的触摸显示屏组件，所述触摸显示屏组件设置在所述壳体。

本实用新型实施方式的电子装置中，触摸显示屏组件包括压力感应传感器和触摸显示屏。压力感应传感器可以检测触摸显示屏XY平面内的压力变化。在触摸显示屏受到压力时，不会对触摸显示屏直接挤压，从而避免影响触摸显示屏的显示。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型实施方式的压力感应传感器的结构示意图；

图2是本实用新型另一实施方式的压力感应传感器的结构示意图；

图3是本实用新型实施方式的基材的结构示意图；

图4是本实用新型实施方式的第一应变感应器组的结构示意图；

图5是本实用新型实施方式的第二应变感应器组的结构示意图；

图6是本实用新型实施方式的惠斯通电桥式应变感应单元的结构示意图；

图7是本实用新型实施方式的惠斯通电桥式应变感应单元的简化结构示意图；

图8是本实用新型实施方式的第一应变感应器组与第二应变感应器组的连接示意图；

图9是本实用新型实施方式的触摸显示屏组件的结构示意图。

主要元件符号说明：

压力感应传感器10、基材12、上表面14、下表面16、第一导电孔18、导电物质19、第二导电孔20、第一导电层22、第一应变感应器组24、第一应变感应器26、第二应变感应器28、第一节点30、第二导电层32、第二应变感应器组34、第三应变感应器36、第四应变感应器38、第二节点40、第三节点42、第四节点44、压力感应单元46、引线48、触摸显示屏组件100、触摸显示屏20。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其它工艺的应用和/或其它材料的使用。

请参阅图1-图9，本实用新型实施方式的压力感应传感器10，用于触摸显示屏组件100。压力感应传感器10包括基材12、第一导电层22和第二导电层32。

基材12包括上表面14和下表面16。基材12开设有贯穿上表面14和下表面16且间隔的第一导电孔18和第二导电孔20。

第一导电层22设置在上表面14。第一导电层22包括第一应变感应器组24。第一应变感应器组24包括串联的第一应变感应器26和第二应变感应器28。第一应变感应器26和第二应变感应器28串联形成位于上表面14的第一节点30。

第二导电层32设置在下表面16。第二导电层32包括第二应变感应器组34。第二应变感应器组34包括串联的第三应变感应器36和第四应变感应器38。第三应变感应器36和第四应变感应器38串联形成位于下表面16的第二节点40。

第一应变感应器26、第二应变感应器28、第三应变感应器36和第四应变感应器38的敏感栅方向彼此垂直。第一应变感应器26与第四应变感应器38通过第一导电孔18串联并形成第三节点42。第二应变感应器28与第三应变感应器36通过第二导电孔20串联并形成第四节点44。第一应变感应器26、第二应变感应器28、第三应变感应器36和第四应变感应器38连接构成惠斯通电桥式压力感应单元46。

本实用新型实施方式的压力感应传感器10，由四个应变感应器构成的惠斯通电桥式压力感应单元46，可以应用于XY平面内形变的压力检测。将压力感应传感器10应用于触摸显示屏组件100时，检测触摸显示屏20XY平面内的压力变化。在触摸显示屏20受到压力时，不会对触摸显示屏20直接挤压，从而避免影响触摸显示屏20的显示。

可以理解，触摸显示领域的压力感应方案多数以Z轴方向的形变来检测压力，通常需要在触摸显示屏的下方设有支撑部件，压力感应传感器位于屏幕和支撑部件之间。当手指按压屏幕时，挤压压力感应传感器的压力是屏幕和支撑部件两者之间受到的压力，实际上是屏幕两侧受到挤压。因此以Z轴方向的形变来检测压力会对触摸显示屏进行直接挤压，长时间应用可能会影响触摸显示屏的显示。而本实用新型实施方式的压力感应传感器10以XY平面内的形变来检测压力，可无需在触摸显示屏20的下方设置支撑部件。当手指按压屏幕时，屏幕只有一侧受到挤压，另一侧不会受到挤压。因此，可以防止屏幕被挤压损坏而影响触摸显示屏20的显示。

请再参阅图1和图2，第一应变感应器组24和第二应变感应器组34的数量相同且为多个，也即是说第一导电层22包括多个第一应变感应器组24，第二导电层32包括多个第二应变感应器组34。多个第一应变感应器组24和第二应变感应器组34可以构成多个惠斯通电桥式压力感应单元46。多个可以理解为两个或以上。

请再参阅图4-图6，第一应变感应器26、第二应变感应器28、第三应变感应器36和第四应变感应器38的敏感栅方向彼此垂直可以理解为第一应变感应器26和第二应变感应器28的敏感栅方向互相垂直，第三应变感应器36和第四应变感应器38的敏感栅方向互相垂直，同时第一应变感应器26和第四应变感应器38敏感栅方向互相垂直，第二应变感应器28和第三应变感应器36的敏感栅方向互相垂直。

请再参阅图3、图6和图7，基材12开设有贯穿上表面14和下表面16且间隔的第一导电孔18和第二导电孔20。第一导电孔18和第二导电孔20的数量相同且为多个。第一导电孔18和第二导电孔20的数量与第一应变感应器组24和第二应变感应器组34的数量一致。第一应变感应器26和第二应变感应器28串联形成第一节点30。第三应变感应器36和第四应变感应器38串联形成第二节点40。第一应变感应器26与第四应变感应器38通过第一导电孔18串联并形成第三节点42。第二应变感应器28与第三应变感应器36通过第二导电孔20串联并形成第四节点44。也就是说，在本实施方式中，第三节点42形成于第一导电孔18处，第四节点44形成于第二导电孔20处。第一应变感应器26、第二应变感应器28、第三应变感应器36和第四应变感应器38连接构成惠斯通电桥式压力感应单元46。

请再参阅图8，基材12开设有贯穿上表面14和下表面16且间隔的第一导电孔18和第二导电孔20。在第一导电孔18和第二导电孔20填充导电物质19使第一应变感应器26与第四应变感应器38通过第一导电孔18串联并形成第三节点42，第二应变感应器28与第三应变感应器36通过第二导电孔20串联并形成第四节点44。

在某些实施方式中，第一应变感应器26、第二应变感应器28、第三应变感应器36和第四应变感应器38的阻值范围均为120欧姆至50M欧姆。

如此，应变感应器的阻值范围变化大，可以根据需求选择较优的阻值范围。较佳地，在本实用新型的实施方式中，应变感应器的阻值范围为1K欧姆至500K欧姆。

在某些实施方式中，请参阅图4和图5，第一应变感应器26、第二应变感应器28、第三应变感应器36和第四应变感应器38中的至少一个呈迂回折弯结构。

如此，保证应变感应器既具有一定的电阻值，又不会显得太长。

具体地，应变感应器具有一定的电阻值，长度较长，将应变感应器设置成迂回折弯结构，可以使应变感应器较好地设置在基材12上。

在某些实施方式中，请参阅图6，第一应变感应器26和第四应变感应器38在空间上重叠，第二应变感应器28和第三应变感应器36在空间上重叠。

如此，第一应变感应器组24设置在基材12的上表面14，第二应变感应器组34设置在基材12的下表面16，两个应变感应器组在空间上重叠，减少空间占用。

在某些实施方式中，请参阅图6，第一节点30在基材12上的正投影和第二节点40在基材12上的正投影至少部分地重叠。

如此，第一节点30和第二节点40在空间上至少部分地重叠，提高基材12的空间利用率。较佳地，第一节点30在基材12上的正投影和第二节点40在基材12上的正投影完全地重叠。

在某些实施方式中，请参阅图1和图2，压力感应单元46的数量是多个。多个压力感应单元46在基材12上呈阵列式排列。

如此，多个压力感应单元46用于检测作用在触摸显示屏20的压力大小，可以按照实际需求设置压力感应单元46的个数。

可以理解，多个为两个或以上。在图1和图2的示例中，设置了6个压力感应单元46，但实际上可以按照需求设置压力感应单元46的个数。

在某些实施方式中，压力感应单元46的面积大小为20mm²至25cm²。

如此，压力感应单元46的面积大小为20mm²至25cm²，可以根据需求制作面积大小合适的压力感应单元46。

可以理解，在本实用新型的实施方式中，能制作的压力感应单元46的最大面积为25cm²、最小面积为20mm²。也即是说，压力感应单元46的面积大小可以为20mm²、25cm²或20mm²至25cm²之间的任意数值。

在某些实施方式中，请参阅图1和图2，压力感应传感器10包括连接第一节点30、第二节点40、第三节点42和第四节点44的引线48，引线48从第一节点30、第二节点40、第三节点42和第四节点44经基材12的一侧边延伸至基材12的另一侧边，一侧边与另一侧边为基材12的相邻侧。

如此，引线48连接四个节点和柔性电路板构建惠斯通电桥检测电路。引线48设置在基材12侧边可以减少触摸显示屏20屏幕形变对引线48阻值的影响，以避免引线48阻值变化大引起压力检测不准确。

在本实用新型的示例中，基材12的平面形状是方型，基材12的左侧和右侧为相对侧，左侧和下侧、上侧为相邻侧，右侧和下侧、上侧为相邻侧。在本实用新型示例中，引线48从第一节点30、第二节点40、第三节点42和第四节点44经基材12的左侧和右侧延伸至基材12的下侧。引线48从基材12下侧引出连接柔性电路板。当然，引线48也可从第一节点30、第二节点40、第三节点42和第四节点44经基材12的左侧或右侧延伸至基材12的下侧。引线48也可以从基材12上侧引出连接柔性电路板，或者引线48从基材12上下两侧引出连接柔性电路板。如此，可以减少部分引线48的长度。

在本实用新型的实施方式中，一个方面是引线48在惠斯通电桥之外，尽管引线48的阻值也会发生变化，但是引线48阻值的变化对电路中电流的影响十分微小；另一个方面是将引线48直接引到最近的基材12侧边即基材12上对应屏幕最近的边缘的位置，并且采用比较粗的引线48，引线48的直径范围是第一应变感应器26、第二应变感应器28、第三应变感应器36和第四应变感应器38的敏感栅宽度的5-5000倍。对于触摸显示屏20的屏幕的压力感应，在按压屏幕时，屏幕中间的形变量要远大于屏幕边缘的形变。因此将引线48尽快引到基材12上对应屏幕最近的边缘的位置，并且在基材12上对应屏幕内部区域的位置采用更粗的引线48，(在基材12上对应屏幕边缘的位置边缘可以使用细一些的引线48)，能够进一步减少屏幕形变对引线48阻值的影响，以避免引线48阻值变化大引起压力检测不准确。

在某些实施方式中，引线48分别设置在基材12的上表面14和下表面16。

如此，引线48连接四个节点和柔性电路板构建惠斯通电桥检测电路。当触摸显示屏20受到压力时，惠斯通电桥检测电路检测应变感应器的电阻变化以检测压力变化。

具体地，引线48分别设置在基材12的上表面14和下表面16，即引线48分别设置在第一导电层22和第二导电层32。在本实用新型实施方式中，第一导电层22包括第一节点30、第三节点42和第四节点44，第二导电层32包括第二节点40、第三节点42和第四节点44，引线48和节点的连接方式有多种。请参阅图1，引线48连接在同一导电层内的三个节点和另一导电层的一个节点。当同一导电层内的三个节点为第一节点30、第三节点42、第四节点44时，另一导电层的一个节点为第二节点40。当同一导电层内的三个节点为第二节点40、第三节点42、第四节点44时，另一导电层的一个节点为第一节点30。请参阅图2，引线48连接在同一导电层内的两个节点和另一导电层的两个节点。当同一导电层内的两个节点为第一节点30、第三节点42时，另一导电层的两个节点为第二节点40、第四节点44。当同一导电层内的两个节点为第一节点30、第四节点44时，另一导电层的两个节点为第二节点40、第三节点42。

请参阅图9，本实用新型实施方式的触摸显示屏组件100，包括上述任一实施方式的压力感应传感器10和触摸显示屏20。触摸显示屏20与压力感应传感器10层叠设置。

请结合图9，本实用新型实施方式的触摸显示屏组件100中，压力感应传感器10可以检测触摸显示屏20XY平面内的压力变化。在触摸显示屏20受到压力时，不会对触摸显示屏20直接挤压，从而避免影响触摸显示屏20的显示。

在某些实施方式中，压力感应传感器10位于触摸显示屏20的下方，压力感应传感器10的尺寸小于或等于触摸显示屏20的尺寸。

本实用新型实施方式的电子装置，包括壳体和上述实施方式的触摸显示屏组件100，触摸显示屏组件100设置在壳体。

本实用新型实施方式的电子装置中，触摸显示屏组件100包括压力感应传感器10和触摸显示屏20。压力感应传感器10可以检测触摸显示屏20XY平面内的压力变化。在触摸显示屏20受到压力时，不会对触摸显示屏20直接挤压，从而避免影响触摸显示屏20的显示。

可以理解，电子装置可以为手机、平板电脑等具备触摸显示功能的电子终端。

在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。