压力感测输入装置的制造方法
【专利说明】压力感测输入装置 【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及压力感测领域，尤其涉及一种压力感测输入装置。 【【背景技术】】
[0002] 随着近年来触控输入技术不断更新，平面触控面板已经成为输入设备的首选产 品。近期来，一种带来全新触控体验的压力感测装置在触控输入设备领域引发了一股热潮， 这种压力感测装置可以通过侦测按压后压力感测单元的阻值变化大小，而判定按压力度的 大小，其可以单独应用于仅需侦测压力大小的触控输入设备领域，还可以与传统平面触控 面板结合而兼顾二维坐标和三维触压力度的检测。
[0003] 但是由于压力感测电极材料的限制，现有的材料中不可避免地会受到受环境温度 影响，例如常用按压物体一手指的温度的影响，产生一定阻值的变化，而由温度变化所带 来的阻值变化极大地影响了压力感测电极对按压力度大小的检测，甚至还可能存在因温度 产生的阻值变化远大于因按压力度大小而产生的阻值变化量，而导致压力阻值变化检测不 精准甚至无法检测。 【【实用新型内容】】
[0004] 本实用新型中提供了一种具有温度补偿功能的压力感测输入装置。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案：一压力感测输入装置，包括：一 盖板；一支撑层；及一压力感测输入模块，设置于所述盖板与所述支撑层之间，所述压力感 测输入模块包括一基板及分别设置在该基板上下表面的一第一压感层、一第二压感层，所 述第一压感层包括至少一个第一压感单元，所述第二压感层包括至少一个第二压感单元， 所述第一压感单元与所述第二压感单元一一对应设置且材料相同；所述盖板与所述压力感 测输入模块之间以第一贴合层相接合，所述压力感测输入模块与所述支撑层之间以第二贴 合层相接合。
[0006] 优选地，所述第一贴合层、第二贴合层的杨氏模量为100_3000MPa。
[0007] 优选地，所述第一贴合层、第二贴合层的厚度为25-125μm。
[0008] 优选地，所述基板的厚度为50-450μm。
[0009] 优选地，第一压感单元与第二压感单元图案形状的面积为25mm2至225mm2。
[0010] 优选地，所述至少一第一压感单元与其对应设置的第二压感单元构成惠斯通电桥 的其中两个电阻，其用于检测一按压力度大小，同时补偿所述压力感测输入模块由于温度 引起的电阻值变化。
[0011] 优选地，所述压力感测输入模块进一步包括第一参考电阻和第二参考电阻，与所 述至少一个第一压感单元及对应设置的第二压感单元构成惠斯通电桥。
[0012] 优选地，所述构成惠斯通电桥的方式为所述第一压感单元与所述第一参考电阻串 联，所述对应设置的第二压感单元与所述第二参考电阻串联。
[0013] 优选地，所述构成惠斯通电桥的方式为所述第一压感单元与所述对应设置的第 二压感单元串联，所述第一参考电阻与所述第二参考电阻串联。
[0014] 优选地，所述第一压感单元呈阵列设置于所述基板上表面，则所述压力感测输入 模块可同时检测三维信号。
[0015] 优选地，所述压力感测输入装置在受按压形变后整体具有至少一个中性面，该中 性面的应变为0。
[0016] 优选地，所述至少一个中性面的其中之一位于所述基板内，即所述第一压感单元 的应变为负应变，所述第二压感单元的应变为正应变。
[0017] 优选地，所述位于基板内的中性面为所述压力感测输入装置的唯一中性面，且位 于所述基板的力学中心面。
[0018] 优选地，所述至少一个中性面的任意之一均不位于所述基板内，即所述第一压感 单元的应变与所述第二压感单元的应变同为负应变或正应变。
[0019] 优选地，所述第一压感单元与所述第二压感单元均由一压阻材料以一导线的形式 弯折而成。
[0020] 优选地，所述第一压感单元和/或所述第二压感单元的图案设计为朝一方向的总 投影长度最大，该方向为所述第一压感单元和/或所述第二压感单元的a方向，所述第一压 感单元与所述第二压感单元的图案朝一方向的总投影长度最小，该方向为b方向，其中，所 述a方向与所述b方向垂直。
[0021] 优选地，所述第一压感单元与所述第二压感单元的图案形状包括椭圆绕线状、折 线状、曲线状、等长多段串联线状、不等长多段串联线状或回字型线状的一种或其组合。
[0022] 优选地，所述第一压感单元所述对应设置的第二压感单元的形状不相同。
[0023] 优选地，所述第一压感单元的a方向与第一压感单元所在区域的最大应变方向 的夹角呈角度a1，所述第二压感单元的a方向与第二压感单元所在区域的最大应变方 向的夹角呈角度a2;当应变为一正应变、一负应变时，角度a1与角度a2的角度范围为 0° -45° ;或当应变同为负应变时，角度al为0° -45°，角度a2为45° -90° ;或当应变 同为正应变时，角度al为45° -90°，角度a2为0° -45°。
[0024] 优选地，当应变为一正应变、一负应变时，角度a 1与角度a2的角度范围为 0° -45° ;或当应变同为负应变时，角度al为0°，角度a2为90° ;或当应变同为正应变 时，角度al为90°，角度a2为0°。
[0025] 优选地，当应变同为负应变时，所述第一压感单元与所述第二压感单元的图案形 状的关系表不为：
[0026] L±JL±b>LTa/LTb
[0027] 其中，L±a表示为第一压感单元的朝a方向的总投影长度，L± b表示为第一压感单 元的朝b方向的总投影长度，LTa表示为第二压感单元的朝a方向的总投影长度，LTb表示 为第二压感单元的朝b方向的总投影长度。
[0028] 优选地，当应变同为正应变时，所述第一压感单元与所述第二压感单元的图案形 状的关系表不为：
[0029] L±JL±b<LTa/LTb
[0030] 其中，L±a表示为第一压感单元的朝a方向的总投影长度，L±b表示为第一压感单 元的朝b方向的总投影长度，LTa表示为第二压感单元的朝a方向的总投影长度，LTb表示 为第二压感单元的朝b方向的总投影长度。
[0031] 优选地，所述第一压感单元与所述第二压感单元均由一金属网格形成，所述金属 网格由细金属线以网格图案的形式形成。
[0032] 优选地，所述金属网格为有方向性的金属网格，所述金属网格的网格图案为朝一 方向的细金属线的总投影长度最大，该方向为所述网格图案的c方向，所述网格图案朝一 方向的细金属线的总投影最小，该方向为e方向，其中，所述c方向与所述e方向垂直。
[0033] 优选地，所述网格图案具有一长轴方向，该长轴方向与所述网格图案的c方向。
[0034] 优选地，所述第一压感单元的金属网格的网格图案与所述第二压感单元的金属网 格的网格图案及其长轴方向均不相同。
[0035] 优选地，所述第一压感单元的网格图案的c方向与其所在区域的最大应变方向的 夹角呈角度dl，所述第二压感单元的网格图案的c方向与其所在区域的最大应变方向的夹 角呈角度d2 ;当应变为一正应变、一负应变时，所述角度dl与所述角度d2的角度范围为 0° -45° ;或当应变同为负应变时，角度dl为0° -45°，角度d2为45° -90° ;或当应变 同为正应变时，角度dl为45° -90°，角度d2为0° -45°。
[0036] 优选地，当应变为一正应变、一负应变时，所述角度dl与所述角度d2的角度范围 为0°;或当应变同为负应变时，角度dl为0°，角度d2为90°;或当应变同为正应变时， 角度dl为90°，角度d2为0°。
[0037] 优选地，当应变同为负应变时，所述第一压感单元的金属网格及形成所述第二压 感单元的金属网格的网格图案，具体如下：
[0038] Lcl/Lel<Lc2/Le2
[0039] 其中，W表示为形成第一压感单元的金属网格的网格图案朝所述c方向的细金属 线的总投影长度，L表示为形成第一压感单元的金属网格的网格图案朝所述e方向的细金 属线的总投影长度，表示为形成第一压感单元的金属网格的网格图案朝所述c方向的细 金属线的总投影长度，U2表示为形成第一压感单元的金属网格的网格图案朝所述e方向的 细金属线的总投影长度。
[0040] 优选地，当应变同为正应变时，所述第一压感单元的金属网格及形成所述第二压 感单元的金属网格的网格图案，具体如下：
[0041] Lcl/Lel>Lc2/Le2
[0042] 其中，W表示为形成第一压感单元的金属网格的网格图案朝所述c方向的细金属 线的总投影长度，L表示为形成第一压感单元的金属网格的网格图案朝所述e方向的细金 属线的总投影长度，表示为形成第一压感单元的金属网格的网格图案朝所述c方向的细 金属线的总投影长度，U2表示为形成第一压感单元的金属网格的网格图案朝所述e方向的 细金属线的总投影长度。
[0043] 优选地，所述网格图案包括至少一种网格单元，复数个所述网格单元排布形成所 述网格图案。
[0044] 优选地，所述支撑层为一显示层。
[0045] 与现有技术相比，本实用新型所提供的压力感测输入装置至少具有如下的优点：
[0046] 本实用新型提供了一种具有温度补偿功能的压力感测输入装置，该压力感测输入 装置采用惠斯通电桥对按压力值进行检测，其电路结构简单，控制精度高，还可通过调整压 力感测输入装置的基板及贴合层的杨氏模量及其厚度，即可增大基板上下表面的压感单元 的应变差异。
[0047] 进一步地，通过限定所述压力感测输入装置中压感单元的图案形状，使压感单元 具有长轴方向（a方向）及短轴方向（b方向）的总投影长度及所述长轴方向与压感单元所 在区域的最大应变方向的角度关系，进一步增大电阻值变化效果，进一步使第一压感层或 第二压感层对压力的响应更精准更灵敏。
[0048] 本实用新型提供的压力感测输入装置还提供了一种采用金属网格在触控装置内 制作压感单元的技术方案，并根据形成压感单元的金属网格的网格图案多样性进一步提高 了压力感应器的灵敏度。 【【附图说明】】
[0049] 图1A是本实用新型第一实施例压力感测输入模块中的层状结构示意图。
[0050] 图1B是图1A中压力信号侦测原理图。
[0051] 图1C是图1A中另一压力信号侦测原理图。
[0052] 图2A是本实用新型第二实施例压力感测输入装置的层状结构示意图。
[0053] 图2B是图2A中所示压力感测输入装置受到按压力后变形的结构示意图。
[0054] 图2C是图2B中所示压力感测输入装置受到按压力后的各层应变量的走势图。
[0055] 图3A是本实用新型第二实施例中第一压感单元与第二压感单元的应变差与贴合 层的杨氏模量的关系示意图。
[0056] 图3B是本实用新型第二实施例中第一压感单元与第二压感单元的应变差与贴合 层的杨氏模量的另一关系示意图。
[0057] 图3C是本实用新型第二实施例中第一压感单元与第二压感单元的应变差与贴合 层的厚度的关系示意图。
[0058] 图3D是本实用新型第二实施例中第一压感单元与第二压感单元的应变差与基板 的厚度的关系不意图。
[0059] 图4是本实用新型第四实施例压力感测输入装置的第一压感层的平面结构示意 图。
[0060] 图5A是本实用新型第四实施例压力感测输入装置的第一压感层及其按压区域的 平面示意图。
[0061] 图5B-5E是图5A中A-D处按压区域的应变示意图。
[0062] 图6A是图4中单个第一压感单元的平面结构示意图。
[0063] 图6B是图6A中的第一压感单元的a方向与b方向的长度及长轴方向的示意图。
[0064] 图6C-6G是图4中单个第一压感单元的变形实施方式结构示意图。
[0065]图7A-图7B是本实用新型第五实施例所示无方向性的金属网格材料的网格图案 示意图。
[0066]图7C-图7F是本实用新型第五实施例所示有方向性的金属网格材料的网格图案 示意图。
[0067]图8A是本实用新型第五实施例压力感测输入装置中第一压感层、基板、第二压感 层的剖面结构示意图。
[0068]图8B是图8A中所示结构的应变-厚度关系图。
[0069]图8C是图8A所示压力感测输入装置的第一压感层上第一压感单元所在区域的最 大应变方向。
[0070] 图8D是与图8A中所示第二压感层上与所述第一压感单元对应设置的第二压感单 元所在区域的最大应变方向。 【【具体实施方式】】
[0071] 为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 实例，对本实用新型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 释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0072] 请参阅图1A，本实用新型第一实施例中提供一压力感测输入模块10,其包括一基 板11及分别位于基板11上下（本实用新型中，上下位置词仅用于限定指定视图上的相对 位置）表面的第一压感层12与第二压感层13。第一压感层12上设置有至少一个第一压感 单元12