CN106325583B

CN106325583B - 压力感测输入装置

Info

Publication number: CN106325583B
Application number: CN201510404913.4A
Authority: CN
Inventors: 陈风; 何加友; 陈艺琴
Original assignee: TPK Touch Solutions Xiamen Inc
Current assignee: TPK Touch Solutions Xiamen Inc
Priority date: 2015-07-10
Filing date: 2015-07-10
Publication date: 2023-10-10
Anticipated expiration: 2035-07-10
Also published as: TWI605368B; TWM528518U; CN106325583A; TW201702840A

Abstract

本发明涉及压力感测技术领域，特别涉及一种压力感测输入装置。该压力感测输入装置包含一第一基板及一第一导电层，该第一导电层具有第一压力感测电极，该第一压力感测电极用于侦测施加导电层上压力的大小，所述第一压力感测电极由金属网格形成，所述金属网格由纳米级金属颗粒构成。该导电层上还包括第一触控感测电极。

Description

压力感测输入装置

【技术领域】

本发明涉及压力感测技术领域，特别涉及一种压力输入装置。

【背景技术】

透明导电膜现已广泛应用于平板显示、光伏元件及触控面板和电磁屏蔽等领域。其中ITO(Indium Tin Oxide，掺锡氧化铟)薄膜是其中常用的导电膜之一，但是随着发展，新的产品对导电膜的触压精准度及灵敏度的提出了更高的要求，在透明导电膜上由ITO形成的电极存在如下的问题：(1)随着电阻及应用尺寸变大，电极间的电流传输速度变慢，从而导致相应速度(指接触指尖到检测出该位置的时间)变慢；(2)由ITO形成的导电膜在被施加压力时，仅形变量较小，电阻变化不大，压力感测的精度较差；(3)随着感测电极的长度不断增加，而线宽也不断减小，现有ITO形成的感测电极的电阻变大造成触压信号失真；(4)ITO成本高昂，制造程序复杂。针对ITO存在的问题，寻找具有优良性能的ITO替代材料，成为业界努力的方向。

【发明内容】

为克服现有整合式触控输入装置及采用ITO材料作为导电材料存在的问题，本发明提供了一种具有压力感应检测功能的压力感测输入装置。

本发明解决技术问题的技术方案是提供一种压力感测输入装置，包括：一第一基板；一第一导电层，包括复数条第一压力感测电极，设置于该第一基板的表面，用以感测压力大小，所述第一压力感测电极由金属网格形成；压力感测芯片，与所述第一压力感测电极电连接，所述压力感测芯片通过检测所述第一压力感测电极在受到压力后产生的电阻变化量实现对所述压力大小的检测。

优选地，所述金属网格由纳米级金属颗粒构成，所述纳米级金属颗粒在受到压力后相互挤压导致所述金属网格电阻发生变化。

优选地，所述金属网格的线宽为1μm-10μm。

优选地，所述第一压力感测电极呈放射状、曲线弯折状或螺旋状。

优选地，所述第一压力感测电极包括靠近所述第一基板下部与远离所述第一基板的上部，所述下部的线径小于所述上部的线径。

优选地，所述第一导电层进一步包括一第一压力感测配置区和一与第一压力感测配置区面积互补的第一触控感测配置区，所述复数条第一压力感测电极设置于所述第一压力感测配置区，所述第一触控感测配置区内设有复数条第一触控感测电极，所述第一触控感测电极用于检测多点触控。

优选地，所述第一触控感测电极之间交错互补并通过连接绝缘块桥接，所述第一压力感测电极设置于所述第一触控感测电极之间间隔区域。

优选地，所述第一触控感测电极由金属网格形成，所述金属网格的线宽为1μm-10μm；所述金属网格由纳米级金属颗粒构成。

优选地，所述第一压力感测电极的线宽小于第一触控感测电极的线宽。

优选地，所述第一触控感测电极进一步包括间隔设置的第一方向触控感测电极及第二方向触控感测电极，所述第一压力感测电极设置于第一方向触控感测电极及第二方向触控感测电极之间。

优选地，所述压力感测输入装置进一步包括第二基板及第二导电层，所述第二导电层设于所述第二基板表面，该第二导电层包括复数条第二触控感测电极和/或第二压力感测电极；所述第一触控感测电极与第二触控感测电极用于检测多点触控。

优选地，所述压力感测输入装置进一步包括一保护盖板，所述保护盖板具有第一表面即相对设置的第二表面，所述第一表面供使用者施加以触压动作，所述第二表面靠近所述第一基板。

优选地，所述第一基板为一保护盖板，所述保护盖板具有第一表面即相对设置的第二表面，所述第一表面供使用者施加以触压动作。

优选地，所述压力感测电极的应变计因子大于0.5。

优选地，所述压力感测电极能实现多点压力侦测。

与现有技术相比，首先，本发明中提供了一种压力感测输入装置，所述的压力感测输入装置包括由金属网格形成的复数条压力感测电极，其中，所述金属网格由纳米级金属颗粒构成，其在受到压力后相互挤压导致所述金属网格电阻发生变化。与现有技术中采用ITO材料制备感应电极相比，本发明中的金属网格在受到压力时能够产生更大的形变。在本发明中，当使用者施加一触压动作，作用力传递到第一导电层后，导电层中的各对应压力感测电极产生相应动作，金属网格相应发生物理形变，此外，由于构成压力感测电极的金属网格由纳米级金属颗粒形成，纳米级金属颗粒在受力过程中，纳米级金属颗粒与颗粒之间也会带来微观空间位置的变化，与物理形变共同作用，带来更为显著的电阻值变化，由压力感测输入装置中的压力感测芯片对信号进行处理，从而计算获得触压动作的位置及触压的力量大小，并进一步实现不同的触压力量可实现的不同的功能操作。

本发明创新性地采用金属网格制备压力感测电极，有效将金属网格的电阻特性及纳米级金属颗粒的受压后微观空间位置的变化特点相结合，从而获得一种具有高灵敏度及精准度压力感测的压力感测输入装置，这样的设计可以极大的提高用户使用产品的体验度和满意度。

本发明中由金属网格构成的压力感测电极中靠近基板的压力感测电极下部的线径小于远离基板的压力感测电极的上部的线径，且所述压力感测电极的横截面的形状可为半弧形、倒三角形、梯形等，这样的设置有利于应力集中，以使压力感测电极在“触”和“压”过程中的电阻值的变化更为显著。

在本发明所提供的由金属网格构成的压力感测输入装置中，在一个导电层上可同时形成金属网格图案化的压力感测电极及触控感测电极，从而在一个导电层中实现压力检测及触控位置检测的功能。其中，压力感测电极可以根据手指按压压力感测触控屏，造成压力感测电极发生微观形变而造成阻值的变化，然后与触控感测电极共同作用，通过压力感测芯片侦测该阻值变化大小从而可以准确判定按压力度的大小，可以兼顾二维坐标和三维触压力度的精准检测。

本发明所提供由金属网格构成的压力感测输入装置中可包括两层及以上的导电层，所述导电层可包括压力感测电极与触控感测电极中的至少一种。所述的压力感测输入装置还可进一步包括保护层和/或光学匹配层和/或保护盖板，从而可以根据需求获得性能更佳的压力感测输入装置。其中，当压力感测电极与触控感测电极在同一层压力感测输入装置时，相较于传统的压力感测外贴在触控屏的结构，本发明所提供的压力感测输入装置的厚度更小，成本更低。而且在整合的时候，压力感测电极与触控感测电极分别位于面积互补的压力感测配置区域触控感测配置区，从而可实现在降低压力感测输入装置厚度的同时降低其可视性的效果。

本发明所提供的压力感测输入装置中所述金属网格压力感测电极的线宽小于触控感测电极的线宽，在单位面积内，压力感测电极的线长大于触控感测电极的线长，可进一步使施加的作用力集中，从而使金属网格压力感测电极获得更大的形变，从而提高触控位置与压力感测的精准度和灵敏度。

【附图说明】

图1A是本发明压力感测输入装置第一实施例的立体爆炸结构示意图。

图1B是图1A所示压力感测输入装置的导电层的正视示意图。

图1C是图1A中沿A-A方向的剖面结构示意图。

图1D是图1C的又一变形实施例的剖面结构示意图。

图1E是图1C的又一变形实施例的剖面结构示意图。

图2是本发明压力感测输入装置第二实施例导电层的正视示意图。

图3A是本发明压力感测输入装置第三实施例的立体爆炸结构示意图。

图3B是图3A所示压力感测输入装置的导电层的正视示意图。

图4A是本发明压力感测输入装置第四实施例的截面结构示意图。

图4B是图4A的又一变形实施例的截面结构示意图。

图4C是图4A的又一变形实施例的截面结构示意图。

图5是本发明压力感测输入装置第五实施例的立体爆炸结构示意图。

图6A是本发明压力感测输入装置第六实施例的立体爆炸结构示意图。

图6B是图6A中导电层局部的平面结构示意图。

图7A是本发明压力感测输入装置第七实施例的平面结构示意图。

图7B是图7A中Ⅰ处放大示意图。

图8A是本发明压力感测输入装置第八实施例的结构示意图。

图8B是图8A的又一变形实施例的结构示意图。

图9是本发明第九实施例压力感测输入装置的制造方法流程图。

图10A是图9所述步骤S2的制造方法流程图。

图10B是图10A步骤S211的截面结构示意图。

图10C是图10A步骤S212的截面结构示意图。

图10D是图10A步骤S213的截面结构示意图。

图11A是步骤S211的又一变形实施例的截面结构示意图。

图11B是步骤S212的又一变形实施例的截面结构示意图。

图11C是步骤S213的又一变形实施例的的截面结构示意图。

图12是本发明第十实施例压力感测输入装置的制造方法流程图。

【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。

金属网格(Metal Mesh，简称MM)系属于一种由银或铜原子，或银的氧化物，以印刷方式形成网格状图案的导电材料。

金属网格由纳米级金属颗粒构成，所述纳米级金属颗粒在受到压力后相互挤压，使构成金属网格的纳米级金属颗粒之间微观空间位置发生变化，从而导致所述的金属网格电阻发生变化。

所述的纳米级金属颗粒包括但不受限于：如导电银墨水、纳米银颗粒、银或铜金属及其氧化物等材料。其中，以导电银墨水为例，其粒径范围为1-15nm，更优为2-10nm。

本发明构成压力感测电极的金属网格的作用原理如下，但并不以此为限：当使用者用手指触压之后，将致使构成压力感测电极的金属网格中的纳米级金属颗粒之间产生微小形变，相对应的压力感测配置区的线长将发生变化(因被按压)，进而影响压力感测电极的等效阻值。在按压时，构成压力感测电极的金属网格除了有物理形变，在形成金属网格的纳米级金属颗粒之间还可由于压力的作用，彼此之间距离靠近，使纳米级金属颗粒之前的空间位置发生变化，从而导致电阻的变化。因此，当触压的力道不同时，由纳米级金属颗粒构成的金属网格将产生不同的阻值变化。如果触压的力道较大，则由金属网格形成的压力感测电极的阻值具有较大的变化量；相反地，如果触压的力道较小，则由金属网格形成的压力感测电极的阻值具有较小的变化量。因此，藉由测量由金属网格形成的压力感测电极的阻值变化量，便可判断出触压的力道。

由于压力感测电极通常由相同材料制作而成，压力感测电极的材料选择应考虑的一个重要参数，即材料的应变计因子(Gage Factor；GF)。材料的应变计因子(Gage Factor；GF)如下计算方式所示：

GF＝(ΔR/R)/(ΔL/L)；

其中，R为压力感测电极在未被触压时的等效阻值，ΔR为压力感测电极被触压后的阻值变化量，L为压力感测电极未被触压时的线长，ΔL为压力感测电极被触压后的线长变化量。在一实施例中，为了更好的侦测ΔR的大小，压力感测电极的应变计因子GF系大于0.5，用以提供较佳的灵敏度。

请参阅图1A-1B，本发明压力感测输入装置第一实施例提供了一种金属网格压力感测输入装置10，该压力感测输入装置包括一第一基板101，设置于所述第一基板101表面的一第一导电层103及压力感测芯片104。其中，该第一导电层103表面包括复数条第一压力感测电极1031，所述第一压力感测电极1031为M×N等间距矩阵排布。该压力感测芯片104与所述第一压力感测电极1031电连接。

所述第一压力感测电极1031用以感测压力大小，所述第一压力感测电极1031由金属网格形成。所述金属网格由纳米级金属颗粒构成，所述纳米级金属颗粒在受到压力后相互挤压导致所述金属网格电阻发生变化。所述金属网格的线宽为1μm-10μm。所述压力感测芯片104通过检测所述第一压力感测电极1031在受到压力后产生的电阻变化量实现对所述压力大小的检测。

所述压力感测芯片104与所述第一压力感测电极1031之间通过多条第一电极连接线1032连接，各第一压力感测电极1031之间通过第一电极连接线1032构成回路。

所述第一电极连接线1032的材料不局限为ITO，还可以为透明的纳米银线，纳米铜线，石墨烯，聚苯胺，PEDOT:PSS透明导电高分子材料，碳纳米管，石墨烯等。

在一些实施例中，所述压力感测芯片104还可包括惠斯通电桥电路1041，所述惠斯通电桥电路1041对第一压力感测电极1031的电阻值的改变进行信号处理，进而使得所述压力感测芯片104可以更加精确的检测出外接压力的大小，从而进行后续不同的控制信号输出。

在一些实施例中，所述第一压力感测电极1031也可直接设置于第一基板101的表面。

请参阅图1C-1E，本发明压力感测输入装置第一实施例中所述第一压力感测电极1031包括靠近所述第一基板101的下部1012及远离所述第一基板101的上部1011，其中，所述下部1012的线径小于所述上部1011的线径。所述第一压力感测电极1031的横截面的形状可具体为梯形、半弧形、倒三角形或不规则形状等。

所述第一压力感测电极1031的高度为1μm-8μm、更优为2μm-6μm，其线宽为1μm-7μm、更优为1μm-6μm、更进一步优选为1μm-5μm。

请参阅图2，本发明金属网格压力感测输入装置第二实施例中提供了一种压力感测输入装置20，其包括第一导电层201。该第一导电层201包括以M×N阵列排布的第一压力感测电极202，此处以示意方式仅列举少量的第一压力感测电极202，在实际产品中，第一压力感测电极202亦可为以半径为R(R为大于0的正数)的圆周或矩阵阵列排布，也可以为上述两种方式的结合或其他不规则排布方式，所述第一导电层201还包括压力感测芯片204。

其中，所述第一压力感测电极202为绕线式放射状，且具有两个端口。所述的每一第一压力感测电极202搭配有第二电极连接线203，第二电极连接线203包括一发送线2031及一接收线2032，发送线2031搭接到第一压力感测电极202的其中一端部，接收线2032搭接到第一压力感测电极202的另一端部，且发送线2031和接收线2032同时导通连接至所述压力感测芯片204。所述压力感测芯片204内设置有前述的惠斯通电桥电路2041，发送线2301、第一压力感测电极202、接收线2302与惠斯通电桥电路2041形成一可以检测第一压力感测电极202阻值变化的导电回路。

所述第二电极连接线203的材料可包括但不受限于：ITO、IZO等金属氧化物类材料，纳米银线，纳米铜线，石墨烯，聚苯胺或其他导电高分子材料之任意一种或其组合。

请参阅图3A-3B，本发明金属网格压力感测输入装置第三实施例中提供了一种压力感测输入装置30，该压力感测输入装置30包括一第一基板31，一第一导电层32及压力触控感测芯片34。

所述第一导电层32包括一压力感测配置区321和一与压力感测配置区321面积互补的第一触控感测配置区322，所述复数条第一压力感测电极3211设置于所述压力感测区配置区321，所述第一触控感测配置区区322内设有复数条第一触控感测电极3221。

具体地，所述第一导电层32的第一压力感测电极3211为弹簧状曲线造型，第一压力感测电极3211与第一触控感测电极3221不接触，避免电信号的干扰，弹簧状曲线造型的第一压力感测电极3211分布可以大大提高其感应外界压力及形变能力，进而提高精确度，为了取得足够的空间布设第一压力感测电极3211，生产过程中可以将第一触控感测电极3221的线宽适度缩小，进而为第一压力感测电极3211的布设提供空间，并且控制第一压力感测电极3211的线宽小于第一触控感测电极3221，从而能够取得较大的形变，产生较大的电阻变化，使得第一压力感测电极3211达到较好的感应压力的效果。

所述第一触控感测电极3221可用于检测多点触控。

所述第一触控感测电极3221由金属网格形成，所述金属网格的线宽为1μm-10μm。其中，所述金属网格也是由纳米级金属颗粒构成。

所述压力触控感测芯片34还可进一步包括惠斯通电桥电路341。

请参阅图4A，本发明金属网格压力感测输入装置第四实施例中提供了一种压力感测输入装置40，该压力感测输入装置40包括一第一导电层41、一支撑该第一导电层41的第一基板42及至少一保护层43，该第一导电层41上设有第一压力感测电极411及第一触控感测电极412。该保护层43设置在第一导电层41上。该保护层43用于保护第一导电层41，防止第一导电层41表面氧化、腐蚀等直接暴露在外所产生的一系列损坏而导致导电性降低的问题，有利于保持第一导电层41的平整性，提高其使用寿命。

所述保护层43的材料可采用高分子材料及氧化物，其具体包括但不限于：聚乙炔、聚苯胺、聚芳撑、聚噻吩、石墨烯、并五苯、聚苯撑乙炔(PPE)、聚对苯撑乙烯(PPV)、聚(3,4-亚乙基二氧吩)(PEDOT)、聚苯乙烯磺酸(PSS)、聚(3-己基噻吩)(P3HT)、聚(3-辛基噻吩)(P3OT)、聚(芳醚砜)、聚(C-61-丁酸-甲酯)(PCBM)、聚[2-甲氧基-5-(2’-乙基-己氧基)-1,4-苯撑乙烯撑](MEH-PPV)、氮化硅、二氧化硅、类光阻剂等物质或它们的任意组合。

请参阅图4B，本发明金属网格压力感测输入装置第四实施例提供的又一种压力感测输入装置40’,该压力感测输入装置40’包括一第一导电层41、一支撑第一导电层41的第一基板42及至少一光学匹配层44。该第一导电层41上设有第一压力感测电极411及第一触控感测电极412。该光学匹配层44设置在第一基板42下表面，与设置在第一基板42上表面的第一导电层41相对应设置(此处及后述的“上”或“下”为相对位置，并非绝对定义，同时可以理解为上表面颠倒时也即成为下表面)。

该光学匹配层44为一层低折射率的光学膜，其可以降低纳米级金属颗粒的反射。所述低折射率为折射率小于1.6，优选为1.1-1.6，如1.1，1.25，1.32，1.38，1.46，1.50，1.52。

在另外的变形实施例中，所述光学匹配层44的位置不受限制，可以放置在压力感测输入装置40’中的任意位置。

请参阅图4C，本发明金属网格压力感测输入装置第四实施例提供的又一种压力感测输入装置40”,该压力感测输入装置40”包括一第一导电层41、一支撑第一导电层41的第一基板42及一保护盖板45，该第一导电层41上设有第一压力感测电极411及第一触控感测电极412。所述保护盖板45设置在第一导电层41上，用于保护第一导电层41上的第一压力感测电极411及第一触控感测电极412。

所述保护盖板45还可以添加于本实施例中任一种压力感测输入装置40或压力感测输入装置40’中，还可进一步设置于本发明第一至第三实施例中任一压力感测输入装置中。

其中，在本实施例中，该第一触控感测电极412的高度为1μm-6μm，优选为2μm-5μm，其线宽为1μm-12μm，更优选为1μm-10μm。

请参阅图5，本发明金属网格压力感测输入装置第五实施例提供一种压力感测输入装置50，该压力感测输入装置50包括保护盖板51、第一基板53、第二基板56及分别形成在第一基板53和第二基板56上的第一导电层52和第二导电层55，保护盖板51具有一第一表面和一第二表面，且第一表面和第二表面相对设置，第一表面供使用者给于按压动作。第一导电层52位于保护盖板51和第一基板53之间。第一导电层52包括第一压力感测电极521和第一触控感测电极522，该第一压力感测电极521由金属网格形成，第二导电层55包括间隔均匀设置的第二触控感测电极551。当使用者施加一触压动作给保护盖板51，作用力传递到保护盖板51之下的第一导电层52中第一压力感测电极521，引起该第一压力感测电极521的形变，从而引起电阻变化，该电阻变化通过压力感测芯片(图未示)处理从而确定压力的大小。此外，当使用者的手指靠近时，影响了第一触控感测电极522和第二触控感测电极551之间的电容耦合，从而通过相应芯片处理可检测出手指触摸的相应位置。综上所述，通过第一导电层52对应第一压力感测电极521和第一触控感测电极522，以及第二导电层55中对应的第二触控感测电极551感测出触压动作的位置及触压的力量，可利用不同的触压力量实现不同的功能操作，这样的设计可以极大的提高用户使用产品的体验度和满意度。

第一触控感测电极522、第二触控感测电极551的材料可以为氧化铟锡(ITO)，还可以为纳米银线，纳米铜线，石墨烯，聚苯胺，PEDOT(聚噻吩的衍生物聚乙撑二氧噻吩):PSS(聚苯乙烯磺酸钠)透明导电高分子材料，碳纳米管，石墨烯等。

在另外的实施例中，该第一触控感测电极522也为由金属网格形成，其通过与由金属网格形成的第一压力感测电极521在同一制程中形成，因而，减少了制程的工序，降低成本。

在另外的实施例中，所述的第二导电层55上还可同时设置第二压力感测电极(图未示)及第二触控感测电极551，也可以单独设置第二压力感测电极(图未示)。在另外的实施例中，所述第一压力感测电极521及第二压力感测电极(图未示)能实现多点压力侦测。

请参阅图6A-6B，本发明金属网格压力感测输入装置第六实施例与第三实施例的区别在于：在本实施例中压力感测输入装置60的第一导电层603包括第一触控感测电极6031及第一压力感测电极6021，所述第一触控感测电极6031可进一步包括交错互补间隔设置的第一方向触控感测电极6013及第二方向触控感测电极6014。第一导电层603还包括第一触控感测配置区604及第一压力感测配置区605。第一方向触控感测电极6013和第二方向触控感测电极6014形成在第一触控感测配置区604，第一压力感测电极6021形成在第一压力感测配置区605。

为了有足够的空间布设第一压力感测电极6021，第一触控感测电极6031(即第一方向触控感测电极6013和第二方向触控感测电极6014)在第一基板602上所占的空间要相对缩小。

第一方向触控感测电极6013和第二方向触控感测电极6014分别包括多个沿第二方向延伸的第一方向触控感测电极凸出部60131和第二方向触控感测电极凸出部60141，第一方向触控感测电极6013及第二方向触控感测电极6014彼此交叉互补，第一方向触控感测电极凸出部60131和第二方向触控感测电极凸出部60141间隔设置，形成交错互补的图形，设置在压力感测配置区605中的第一压力感测电极6021曲线弯折状设置在第一方向触控感测电极6013和第二方向触控感测电极6014交叉互补后形成的相应的间隙中，第一压力感测电极6021与第一方向触控感测电极6013、第二方向触控感测电极6014不接触，从而可以有效避免电信号的干扰，而曲线造型分布的第一压力感测电极6021可以大大提高其感应外界压力及形变能力，进而提高其感测的精确度，为了取得足够的空间布设第一压力感测电极6021及取得较大的电阻变化，生产过程中可以将第一方向触控感测电极6013和第二方向触控感测电极6014的线宽适度缩小并且控制第一压力感测电极6021的线宽小于第一方向触控感测电极6013和第二方向触控感测电极6014的线宽，优选第一压力感测电极6021的线宽为第一方向触控感测电极6013或第二方向触控感测电极6014的线宽0.5-0.8倍。第一方向触控感测电极凸出部60131和第二方向触控感测电极凸出部60141的数量形状及其分布不限。

第一电极连接线6015分别从使第一压力感测电极6021两端引出，连接到压力感测芯片(图未示)，第一电极连接线6015的材料不局限为ITO，还可以为银颗粒、纳米银、IZO(ZnO:In)、AZO(ZnO:Al)、GZO(ZnO:Ga)、IGZO(In:Ga:Zn)、纳米铜线、石墨烯、聚苯胺、PEDOT/PSS透明导电高分子材料/碳纳米管/石墨烯等，此时第一基板602至少两边可以做成无边框设计，得到无边框触控输入装置。

在本实施例中，可实现在同一层导电层(如第一导电层603)上实现触控位置与压力的同时感测，且可在一次印刷中同时完成第一触控感测电极6031(包括第一方向触控感测电极6013及第二方向触控感测电极6014)和第一压力感测电极6021的制作，大大简化了制程，降低了成本。

请参阅图7A-7B，本发明第七实施例提供了一种压力感测输入装置70，该压力感测输入装置70包括一第一基板71及设置在第一基板71上的第一导电层72，所述第一导电层72包括第一触控感测电极702、第一压力感测电极703及第一绝缘结构725，该第一触控感测电极702包括第一方向触控感测电极721与第二方向触控感测电极723，第一压力感测电极703包括第一方向压力感测电极722与第二方向压力感测电极724，。其中，该第一方向触控感测电极721可分为第一部分及第二部分，第一部分及第二部分位于该第一绝缘结构725相对应的两侧，且该第一方向触控感测电极721为交错分布；该第一方向压力感测电极722可分为第一部分及第二部分，第一部分及第二部分分别位于该第一绝缘结构725相对应的两侧，且该第一方向压力感测电极722为交错分布；该第二方向触控感测电极723可分为第一部分及第二部分，第一部分及第二部分位于该第一绝缘结构725相对应的两侧，且第二方向触控感测电极723为交错分布；第二方向压力感测电极724可分为第一部分及第二部分，第一部分及第二部分位于该第一绝缘结构725相对应的两侧，且该第二方向压力感测电极724为交错分布。

具体来说，本实施例中第一方向触控感测电极721的第一触控感测导接段7211与第一方向压力感测电极722的第一连接段7221相互连接，且第二方向触控感测电极723的第二触控感测导接段7231与第二方向压力感测电极724的第二连接段7241相互连接，即第一方向触控感测电极721与第一方向压力感测电极722之间以及第二方向触控感测电极723与第二方向压力感测电极724之间不必维持电性绝缘。在部分实施方式中，第一连接段7221与第一触控感测导接段7211可为一体式结构，第二连接段7241与第二触控感测导接段7231为一体式结构，但其实施方式不以此为限。

当然，在其他实施例中，第一压力感测电极703和第一触控感测电极702不一定是交错排布，也可将相应第一压力感测电极703和第一触控感测电极702呈对称的方式设置，并不以此为限，任何位置的变化均属于本发明范围。

在其他实施例中，所述该压力感测输入装置70还可包括第二导电层(图未示)，该第二导电层上设有如本实施例中所述第一导电层72中一致的第二压力感测电极(图未示)及第二触控感测电极(图未示)。

在本实施例中，造第一基板71的第一导电层72上实现触控感应与压力感测，一方面，可以节省制备的材料，使得压力感测输入装置整体的厚度得以减薄，另一方面，第一压力感测电极703与第一触控感测电极702在同一平面上，还可以防止压力感测输入装置在执行压力触控感测时相互影响，从而保证压力值感测与触控感应的精准度。

请参阅图8A，本发明第八实施例提供了一种压力感测输入装置80，该纳米银线压力感测输入装置80为结合了具有第一压力感测电极811的压力感测输入装置80的单层架桥结构，其中，该所述压力感测输入装置80将第一压力感测电极811设计成与单层架桥结构中的电极共面。所述第一导电层810包括第一触控感测配置区82及第一压力感测配置区83。所述第一触控感测电极812设置在所述第一触控感测配置区82内，相邻第一触控感测电极812之间交错互补且存在一定间距，所述第一压力感测电极811设置在第一触控感测电极812之间的第一压力感测配置区83，所述第一压力感测电极811可为一定线宽的不规则线条，所述第一压力感测电极811不限定于折线，其还可以是曲线等。

在本实施例中，具有第一压力感测电极811的压力感测输入装置80包括第一基板81及设置在所述第一基板81上的第一导电层810，该第一导电层810包括若干个等间距排布的第一触控感测电极812及设置在第一触控感测电极812之间的第一压力感测电极811。所述第一压力感测电极811可为一个或以上。更进一步地，所述第一压力感测电极811可设置在第一触控感测电极812之间的第一压力感测配置区83。其中，该第一触控感测电极812可分为第一方向触控感测电极813及第二方向触控感测电极814，该第一方向触控感测电极813与第二方向触控感测电极814之间通过连接绝缘块815桥接。所述第一触控感测电极812与第一压力感测电极811之间互不接触，可以避免干扰。

在本实施例中，第一触控感测电极812与第一压力感测电极811排布形成一个均匀分布的电极图形。在按压的时候，第一压力感测电极811除了有物理形变，纳米银线之间也会因为压力彼此靠近，从而导致电阻发生变化，这样的设计可以有效提高触压动作所带来的电阻值变化的显著程度。

此外，在本实施例中，在同一第一基板81的同一第一导电层810上同时实现触控感测与压力感测，且可在一次印刷中同时完成第一触控感测电极812和第一压力感测电极811的制作，从而简化制程，降低制作成本。

如图8B中所示，本发明压力感测输入装置第八实施例的又一变形实施例中，提供一种压力感测输入装置80’，其与所述压力感测输入装置80的区别在于：第一导电层810上第一压力感测配置区83分布在的第一触控感测配置区82的四周，第一压力感测配置区83内设置的第一压力感测电极821与第一触控感测配置区82内设置的第一触控感测电极812之间互不接触且形状互补。

在另外的变形实施例中，所述第一压力感测电极821的数量、形状、分布不受限制。

请参阅图9，本发明第九实施例提供了一种压力感测输入装置的制造方法，以下所涉及的标识符号请参开本发明第三实施例图3A-3B，其具体包括以下的步骤：

步骤S1：提供第一基板31；及

步骤S2：在第一基板31的其中一表面上形成具有复数条压力感测电极3211的第一导电层32；

所述压力感测电极3211由金属网格形成。

其中，所述步骤S2进一步包括在所述第一导电层32上形成面积互补的第一压力感测配置区321及第一触控感测配置区3222，所述压力感测电极3211设于所述第一压力感测配置区321中，所述第一触控感测配置区322内设有复数条第一触控感测电极3221。

采用本发明第九实施例中所述的方法可以实现在同一层上制备获得第一压力感测电极3211及第一触控感测电极3221。

在上述的步骤S1中，第一基板31为整个压力感测输入装置30提供支撑，其中，所述第一基板31的水滴角的角度为0°-30°，更优选的小于0°-10°。

上述的第一基板31可包括但不受限于:刚性基板，如玻璃，强化玻璃，蓝宝石玻璃等；也可以是柔性基板，如PEEK(polyetheretherketone，聚醚醚酮)、PI(Polyimide，聚酰亚胺)、PET(polyethylene terephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PC(polycarbonate，聚碳酸酯聚碳酸酯)、PES(polyethyleneglycol succinate，聚丁二酸乙二醇酯)、PMMA(polymethylmethacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)、PVC(Polyvinyl chloride，聚氯乙烯)、PP(Polyproy lene，聚丙烯)及其任意两者的复合物等材料。其中，所述第一基板31还可为偏光片或滤光片基板。

步骤S2可以采用压印法做成，如图10A-10D，其包括：

步骤S211，在第一基板1002上形成压印胶层1001；

步骤S212，在压印胶层1001上制作出相应的图案化凹槽1003；

步骤S213，在上述图案化凹槽1003中填充导电材料；及

步骤S214，固化上述图案化凹槽1003内的导电材料。

如图10B所示，步骤S211即于第一基板1002的上表面或下表面涂布压印胶，从而形成压印胶层(此处及后述的“上”或“下”为相对位置，并非绝对定义，同时可以理解为上表面颠倒时也即成为下表面)。该压印胶可包括但不受限于无溶剂的紫外固化亚克力树脂、紫外固化丙烯酸酯类胶及聚碳酸酯。该压印胶层1001的厚度为2μm-25μm，更优为3μm-20μm。

如图10C所示，步骤S212，即在压印胶层1001上制作出相应的图案化凹槽1003。该图案化凹槽1003的深度应小于压印胶层1001的厚度。该图案化凹槽1003的宽度为500nm-10μm，更优为1μm-10μm。该图案化凹槽1003的深度为2μm-11μm，更优为2μm-5μm。该图案化凹槽1003的深度/宽度的比值为0.5-2。

该图案化凹槽1003中还包括压力感测电极网格图案凹槽1004及触控感测电极网格图案凹槽1005，为了使压力感测电极1006获得更大的形变量，其中，压力感测电极网格图案凹槽1004的深度大于触控感测电极网格图案凹槽1005的深度，压力感测电极网格图案凹槽1004的深度为2μm-6μm，线宽为1μm-7μm、更优为1μm-6μm、更进一步优选为1μm-5μm，触控感测电极网格图案凹槽1005的深度为1μm-5μm，线宽为2μm-10μm、更优为2μm-6μm。

如图10D所示，步骤S213，即在上述图案化凹槽1003中填充导电材料，具体为形成图案化的若干个压力感测电极1006，及图案化相互连通的若干个触控感测电极1007。导电材料均匀填设于图案化凹槽1003的底部并相互连通。

所述导电材料中还可加入暗色物质添加剂颗粒。其中，所述暗色物质添加剂颗粒可包括亚微米级(粒度直径为100nm-1μm)的碳粉、铁粉、氧化铁或氧化铜中的至少一种或几种的组合。所述暗色添加剂颗粒的粒径为20nm-800nm，其粒径还可进一步优选为40nm-600nm，更优为50nm-500nm。所述暗色添加剂颗粒占导电材料的重量百分比的范围为5％-40％，其范围优选为10％-35％，更优选为10％-30％。

步骤S214，即固化图案化凹槽内的导电材料，形成导电网格图案。采用紫外光固化导电材料，紫外光固化的波长优选为400nm。

在某些情况下(如溢胶、平整度不佳等)，还可选择进行抛光工艺。去除透明绝缘层(图未示)表面多余的导电材料，只保留图案化凹槽(图未示)中的导电材料，从而形成第一导电层1008；该抛光工艺可以采用机械抛光、化学电解或化学腐蚀中的任意一种或其组合。

请参阅图11A-11C，系步骤S2的一变形方案，即在第一基板1002的上表面与下表面上同时涂布形成压印胶层1001，对压印胶层1001进行压印形成图案化凹槽1003，在上述图案化凹槽1003中填充导电材料后，在第一基板1002的上表面与下表面的压印胶层1001中形成多个由导电材料(如金属)制成的细线(金属细线)构成的网格而形成了相互连通的若干个压力感测电极1006及图案化相互连通的若干个第一触控感测电极1007。

请参阅图12，本发明第十实施例提供了又一种压力感测输入装置的制造方法，其与本发明第九实施例的不同之处在于，步骤S2’中可具体包括以下步骤：

S221，在第一基板1002的上下表面形成感光性银盐乳剂层；

S222，对感光性银盐乳剂层中感光材料进行曝光处理；及

S223，对曝光后的感光材料进行显影处理。

在步骤S221中，制作长条的感光材料，在第一基板1002的其中一表面形成第一感光性卤化银乳剂层(图未示)，而在第一基板1002的另一表面形成第二感光性卤化银乳剂层(图未示)。

其中，感光材料包括感光银盐和粘接剂，还包括溶剂和染料等添加剂。所述感光材料用于形成的感光性卤化银乳化剂层。

该感光材料中的感光银盐还可使用无机银盐，如氯化银、溴化银和碘化银及醋酸银等有机银盐。在本实施例中，优选为光传感器特性优良的卤化银。

其中，所述粘接剂包括但不限受限于如下材料：明胶、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、淀粉等多糖类、纤维素及其诱导体、聚环氧乙烷、聚乙烯胺、脱乙酰壳多糖、多熔素、聚丙烯酸、聚藻酸、透明质酸、羧基纤维素等。

所述第一感光性卤化银乳剂层(图未示)及第二感光性卤化银乳剂层(图未示)形成过程中所使用的溶剂没有特别限定，可以包括但不受限于：水、有机溶剂(如甲醇等醇类、丙酮等酮类、甲酰胺等酰胺类、二甲基亚砜等亚砜类、乙酸乙酯等酯类)、离子性液体及其任意组合的混合溶剂。上述溶剂的含有量，相对于第一感光性卤化银乳剂层(图未示)或第二感光性卤化银乳剂层(图未示)所含的卤化银盐、粘接剂等的合计的质量，所述溶剂的质量百分比范围为30-90％、优选为50-80％。

对于其它添加剂，没有特别限制，可以择优选择公知的添加剂使用。

在步骤S222中，对上述的在第一基板1002两个相对应的表面形成的第一感光性卤化银乳剂层(图未示)及第二感光性卤化银乳剂层(图未示)的感光材料进行曝光。

为了避免对感光材料从单侧进行曝光会影响另一单侧的图像形成，限制射向第一感光性卤化银乳剂层(图未示)的光向第二感光性卤化银乳剂层(图未示)背面的光透射(或射向第一感光性卤化银乳剂层(图未示)的光向第二感光性卤化银乳剂层(图未示)背面透射)，第一、第二感光性卤化银乳剂层(图未示)的厚度分别设定为1μm-4μm，更优为1μm-3μm，其上限值优选2.5μm。此外，由于卤化银自身可吸收光，通过将第一、第二感光性卤化银乳剂层(图未示)的涂敷银量规定为5-20g/m²，也可以限制上述的光透射问题。

进一步地，为了防止附着在薄膜(film)表面上的尘埃等带来的曝光妨碍所引起的图像缺陷问题出现，采用现有解决上述图像缺陷问题方法中，在薄膜上涂敷导电性物质的方法会残留金属氧化物，进而会损害最终制品的透明性且使制品不稳定，带来导电性高分子在保存方面的问题。而本实施例中通过调整感光性卤化银乳剂层中感光银盐(如卤化银)与粘接剂之间的比例，以减少薄膜表面对尘埃等小颗粒杂质的吸附力。其中，感光银盐(如卤化银)与粘接剂的体积比大于1:1、优选为大于2:1。

在步骤S223中，通过对曝光后的感光材料进行显影处理，从而在第一基板1002上制作得到导电网格图案。其中，对第一感光性卤化银乳剂层及第二感光性卤化银乳剂层的曝光时间及显影时间可根据光源的种类和显影液的种类等变化而变化，所以无法确定优选的数值范围，但可调整成显影率为100％的曝光时间及显影时间。

在本实施例中，在第一感光性卤化银乳剂层及第二感光性卤化银乳剂层之上还可设置保护层(图未示)，该保护层是指明胶、高分子聚合物这些粘接剂构成的层，可以有效防止擦伤，并改良力学特性。此外，在银盐乳剂层之下，例如可以设置下涂层。

在本实施例中，在第一感光性卤化银乳剂层(图未示)及第二感光性卤化银乳剂层(图未示)之上还可形成光学匹配层(图未示)，该光学匹配层(图未示)使其具有保护层的效果，又能够减少电极网格的光学反射。

与现有技术相比，首先，本发明中提供了一种压力感测输入装置，所述的压力感测输入装置包括由金属网格形成的复数条压力感测电极，其中，所述金属网格由纳米级金属颗粒构成，其在受到压力后相互挤压导致所述金属网格电阻发生变化。与现有技术中采用ITO材料制备感应电极相比，本发明中的金属网格在受到压力时能够产生更大的形变。而在本发明中，当使用者施加一触压动作，作用力传递到压力感测电极后，压力感测电极产生相应动作，金属网格相应发生物理形变，此外，由于构成压力感测电极的金属网格由纳米级金属颗粒形成，纳米级金属颗粒在受力过程中，纳米级金属颗粒与颗粒之间也会带来微观空间位置的变化，与物理形变共同作用，带来更为显著的电阻值变化，由压力感测输入装置中的压力感测芯片对信号进行处理，从而计算获得触压动作的位置及触压的力量大小，并进一步实现不同的触压力量可实现的不同的功能操作。

在本发明所提供的由金属网格构成的压力感测输入装置中，在一个导电层(如第一导电层及第二导电层)上可同时形成金属网格图案化的压力感测电极及触控感测电极，从而在一个导电层(如第一导电层及第二导电层)中实现压力检测及触控位置检测的功能。其中，压力感测电极可以根据手指按压压力感测触控屏，造成压力感测电极发生微观形变而造成阻值的变化，然后与触控感测电极共同作用，通过压力感测芯片侦测该阻值变化大小从而可以准确判定按压力度的大小，可以兼顾二维坐标和三维触压力度的精准检测。

本发明所提供由金属网格构成的压力感测输入装置中可包括两层及以上的导电层，所述导电层可包括压力感测电极与触控感测电极中的至少一种。所述的压力感测输入装置还可进一步包括保护层和/或光学匹配层和/或保护盖板，从而可以根据需求获得性能更佳的压力感测输入装置。其中，当压力感测电极与触控感测电极在同一层压力感测输入装置时，相较于传统的压力感测外贴在触控屏的结构，压力感测输入装置的厚度更小，成本更低。而且在整合的时候，压力感测电极与触控感测电极分别位于面积互补的第一压力感测配置区域和第一触控感测配置区，从而可实现在降低压力感测输入装置厚度的同时降低其可视性的效果。

本发明所提供的压力感测输入装置中，所述金属网格压力感测电极的线宽小于触控感测电极的线宽，在单位面积内，压力感测电极的线长大于触控感测电极的线长，可进一步使施加的作用力集中，从而使金属网格压力感测电极获得更大的形变，从而提高触控位置与压力感测的精准度和灵敏度。

本发明中还提供了一种由金属网格构成的压力感测输入装置的制备方法，可实现在同一基板上同时制备压力感测电极及触控感测电极，从而大大简化制程，降低制作的成本。本发明中用于制造压力感测输入装置的金属网格的纳米级金属颗粒中可加入粒径大小为50nm-500nm的暗色物质添加剂颗粒，由于暗色物质添加剂颗粒加入，可以有效减少金属网格中纳米级金属颗粒的光线反射，降低其可视性。

以上所述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本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种压力感测输入装置，其特征在于，包括：

一第一基板；

一第一导电层，包括复数条第一压力感测电极，设置于该第一基板的表面，用以感测压力大小，所述第一压力感测电极由金属网格形成；

压力感测芯片，与所述第一压力感测电极电连接，所述压力感测芯片通过检测所述第一压力感测电极在受到压力后产生的电阻变化量实现对所述压力大小的检测，

所述金属网格由纳米级金属颗粒构成，所述纳米级金属颗粒在受到压力后相互挤压导致所述金属网格电阻发生变化，

所述纳米级金属颗粒包括粒径大小为50nm-500nm的暗色物质添加剂颗粒，

所述第一导电层进一步包括一第一压力感测配置区和一与第一压力感测配置区面积互补的第一触控感测配置区，所述复数条第一压力感测电极设置于所述第一压力感测配置区，所述第一触控感测配置区内设有复数条第一触控感测电极，所述第一触控感测电极用于检测多点触控。

2.如权利要求1所述的压力感测输入装置，其特征在于：所述金属网格的线宽为1μm-10μm。

3.如权利要求1所述的压力感测输入装置，其特征在于：所述第一压力感测电极呈放射状、曲线弯折状或螺旋状。

4.如权利要求1所述的压力感测输入装置，其特征在于：所述第一压力感测电极包括靠近所述第一基板下部与远离所述第一基板的上部，所述下部的线径小于所述上部的线径。

5.如权利要求1所述的压力感测输入装置，其特征在于：所述第一触控感测电极之间交错互补并通过连接绝缘块桥接，所述第一压力感测电极设置于所述第一触控感测电极之间间隔区域。

6.如权利要求1中所述的压力感测输入装置，其特征在于：所述第一触控感测电极由金属网格形成，所述金属网格的线宽为1μm-10μm；所述金属网格由纳米级金属颗粒构成。

7.如权利要求6所述的压力感测输入装置，其特征在于：所述第一压力感测电极的线宽小于第一触控感测电极的线宽。

8.如权利要求1所述的压力感测输入装置，其特征在于：所述第一触控感测电极进一步包括间隔设置的第一方向触控感测电极及第二方向触控感测电极，所述第一压力感测电极设置于第一方向触控感测电极及第二方向触控感测电极之间。

9.如权利要求1中所述的压力感测输入装置，其特征在于：进一步包括第二基板及第二导电层，所述第二导电层设于所述第二基板表面，该第二导电层包括复数条第二触控感测电极和/或第二压力感测电极；所述第一触控感测电极与第二触控感测电极用于检测多点触控。

10.如权利要求1所述的压力感测输入装置，其特征在于：进一步包括一保护盖板，所述保护盖板具有第一表面即相对设置的第二表面，所述第一表面供使用者施加以触压动作，所述第二表面靠近所述第一基板。

11.如权利要求1所述的压力感测输入装置，其特征在于：所述第一基板为一保护盖板，所述保护盖板具有第一表面即相对设置的第二表面，所述第一表面供使用者施加以触压动作。

12.如权利要求1-11中任一项所述的压力感测输入装置，其特征在于：所述压力感测电极的应变计因子大于0.5。

13.如权利要求12所述的压力感测输入装置，其特征在于：所述压力感测电极能实现多点压力侦测。