CN106293281B - 触控显示装置及压力触控单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压力触控单元及采用该压力触控单元的触控显示装置。压力触控单元包括柔性电路板以及设置在柔性电路板上的压电薄膜传感器，其中柔性电路板包括依次设置的第一基层、第一线路层、胶粘层、第二线路层和第二基层，胶粘层上设置孔洞并露出部分的第一线路层和第二线路层；压电薄膜传感器包括压电薄膜和分别位于压电薄膜两侧的上导电胶和下导电胶，压电薄膜传感器设置在孔洞处，且上导电胶与第一线路层粘合作为压电薄膜传感器的上电极，下导电胶与第二线路层粘合作为压电薄膜传感器的下电极。将压电薄膜传感器集成设置在柔性电路板上，可简化压电薄膜传感器的排线设计，同时利于压力触控单元在触控显示装置中的组装。

Description

触控显示装置及压力触控单元

技术领域

本发明属于触控显示领域，涉及一种触控显示装置，特别是涉及一种具有压力传感功效的触控显示装置。

背景技术

目前，具有触控功能的手机、平板电脑、电视等电子产品越来越多地采用电容式触控方案。然而，电容式触控屏亦存在诸多缺陷，例如当较大面积的手掌或导体靠近电容式触控屏而不是触摸时会引起电容式触控屏的误判；在潮湿的环境中或电容式触控屏表面存在水滴、污渍时，也会引起电容式触控屏的误操作或操作不灵敏；此外，不能采用带手套的手或持不导电的物体进行正常操作电容式触控屏。

针对电容式触控屏表面潮湿或存污渍时会引起电容式触控屏的误操作问题，目前尚未出现令人满意的方案能够予以解决。有部分厂商通过提高电容式触控屏的灵敏度等方式改善带手套时的触控操作效果，但这种方案会使当不带手套操作时电容式触控屏过于灵敏而产生误操作，另外这种方案也不能解决不导电物体的触控操作。还有部分厂商通过结合使用压力传感器的触控方案，但是存在组装制造困难、成本高等缺陷。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种压力触控单元及采用该压力触控单元的触控显示装置。

一种压力触控单元，包括柔性电路板以及设置在柔性电路板上的压电薄膜传感器，其中：

所述柔性电路板包括依次设置的第一基层、第一线路层、胶粘层、第二线路层和第二基层，所述胶粘层上设置孔洞并露出部分的第一线路层和第二线路层；

所述压电薄膜传感器包括压电薄膜和分别位于压电薄膜两侧的上导电胶和下导电胶，所述压电薄膜传感器设置在柔性电路板的所述孔洞处，且所述上导电胶与第一线路层粘合，所述上导电胶作为压电薄膜传感器的上电极，所述下导电胶与第二线路层粘合，所述下导电胶作为压电薄膜传感器的下电极。

上述压力触控单元将压电薄膜传感器集成设置在柔性电路板上，可简化压力传感器的排线设计，同时利于压力触控单元在触控显示装置中的组装。再者，通过导电胶作为压电薄膜传感器的电极，可以减小压电薄膜传感器的厚度，从而使具有该压力触控单元的触控显示装置的厚度也可减小。

在其中一个实施例中，柔性电路板的接口端在第二基层的外侧还形成一补强板。

在其中一个实施例中，所述第一线路层为整面的导电层以作为电磁屏蔽层，所述胶粘层上设置通孔，使第一线路层与第二线路层中的部分线路连接，第一线路层的所述部分线路用于接地。

在其中一个实施例中，所述第二线路层作为压电薄膜传感器的电荷信号传输层，所述第二线路层在柔性电路板的接口端引出信号触角，所述第一线路层与第二线路层中的部分线路连接后在柔性电路板的接口端引出接地触角，所述信号触角与接地触角位于同一平面。

一种触控显示装置，包括上述任意一种压力触控单元。

在其中一个实施例中，还包括机壳，所述机壳导电并接地处理，所述压力触控单元的柔性电路板的第二基层通过粘胶与机壳粘接。

在其中一个实施例中，还包括电容触控单元，所述压力触控单元的柔性电路板的第一基层贴合在电容触控单元的一侧。

在其中一个实施例中，还包括保护盖板，所述压力触控单元的柔性电路板的第一基层贴合在保护盖板的一侧。

在其中一个实施例中，还包括显示模组，所述压力触控单元的柔性电路板的第一基层贴合在显示模组的一侧。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的触控显示装置的结构示意图；

图2为图1所示触控显示装置的截面结构示意图；

图3和图4为本发明不同实施例提供的触控显示装置的截面结构示意图；

图5为本发明一实施例提供的压力触控单元的结构示意图；

图6为图5所示压力触控单元的截面结构示意图；

图6A与图6相似，示出了另一实施例提供的压力触控单元的截面结构；

图7为本发明一实施例提供的压电薄膜传感器的结构示意图；

图8为本发明一实施例提供的用于整合压电薄膜传感器的柔性电路板的结构示意图；

图9和图10为图8中所示柔性电路板的接口端的截面图和正面图；

图11为本发明一实施例提供的制作用于整合压电薄膜传感器的柔性电路板的流程图；

图12为本发明另一实施例提供的压力触控单元的截面结构示意图；

图13和图14为图12所示压力触控单元中的柔性电路板于接口端处的截面图和正面图；

图15为应用图12提供的压力触控单元的触控显示装置的截面结构示意图；

图16为本发明另一实施例提供的压力触控单元的截面结构示意图；

图17和图18为图16所示压力触控单元中的柔性电路板于接口端处的截面图和正面图；

图19为应用图16提供的压力触控单元的触控显示装置的截面结构示意图；

图20为本发明另一实施例提供的压力触控单元的截面结构示意图；

图21和图22为图20所示压力触控单元中的柔性电路板于接口端处的截面图和正面图；

图23为应用图20提供的压力触控单元的触控显示装置的截面结构示意图；

图24和图25为本发明另一实施例提供的触控显示装置的不同视角的结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明一实施例提供的一种触控显示装置包括保护盖板10、电容触控单元20、压力触控单元30和显示单元40。用户对该触控显示装置进行操作时，可以通过电容触控单元20判断触控点的位置信息，同时，通过压力触控单元30判断触控点所施加的压力信息，然后利用该压力信息实现特定的功能。

保护盖板10可以是强化玻璃盖板、塑料盖板、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)盖板等。

电容触控单元20包括电容传感器21、与电容传感器21连接的柔性电路板22以及电容触控芯片(图未示)。电容传感器21包括多个驱动电极和感应电极，这两种触控电极(图未示)可以分布于同一基材(图未示)，或分别分布于两个不同的基材，该两种触控电极可以形成在保护盖板10的内侧面而使得保护盖板10兼具电容传感器的功能。也可以形成在贴合于保护盖板10的绝缘基材的表面。电容传感器21还包括与触控电极电导通的引导电极(图未示，例如银浆)，引导电极将触控电极引出至一处，并通过异方性导电胶(ACF)与柔性电路板22绑定。电容触控芯片可以设置于电容触控单元20的柔性电路板22上，也可以设置于触控显示装置的主板上，例如当该触控显示装置为手机时，可以将电容触控单元20的电容触控芯片整合设置在手机的主板上。

电容触控单元20可以通过电容耦合的方式检测获得多个触控点的精确位置信息。

压力触控单元30包括柔性电路板32，设置在柔性电路板32上的三个或三个以上的压力传感器31，以及控制芯片(图未示)。压力传感器31可以是压电薄膜传感器、电阻式力传感器、电容式力传感器或金属应变计等类型的力传感器。

本实施例中，压力触控单元30位于电容触控单元20远离保护盖板10的一侧。换言之，本实施例中，该触控显示装置中的保护盖板10、电容触控单元20、压力触控单元30和显示单元40依次设置。

如图3中所示，在一些实施例中，压力触控单元30也可位于显示单元40远离电容触控单元20的一侧，显示单元40则位于电容触控单元20远离保护盖板10的一侧。该实施例中，该触控显示装置中的保护盖板10、电容触控单元20、显示单元40和压力触控单元30依次设置。

如图4中所示，在一些实施例中，压力触控单元30也可以直接处于保护盖板10的一侧。该实施例中，该触控显示装置中的保护盖板10、压力触控单元30、电容触控单元20和显示单元40依次设置。

压力传感器31可分布在压力触控单元30的角落处。如图1中所示，压力传感器31为四个，分别设置在柔性电路板32的四个端点处，该压力传感器31分布在触控显示装置的四个角落。

压力触控单元30的控制芯片可整合设置在该触控显示装置的主板上，或设置在柔性电路板32上，并与柔性电路板32达成电性连接。

本发明将压力传感器31结合设置在柔性电路板32上，柔性电路板32上的线路将压力传感器31与外部控制芯片电气导通，采用这种方式可以提高压力触控单元30的集成度，便于后续的组装。

以下将以压力传感器31选用压电薄膜传感器为例，对该压力触控单元30的具体结构及设置作进一步说明。

如图5和图6所示，一实施例中，压力触控单元30包括压电薄膜传感器310、柔性电路板32、控制芯片。控制芯片可包含运算放大器33、单片机(含A/D转换器，图未示)等元器件。

根据压力触控单元30的具体设置位置，可通过双面胶、水胶或泡棉胶与触控显示装置的机壳(图未示)、保护盖板10、电容触控单元20或显示单元40贴合。

为降低压力触控单元30的成本，提高柔性电路板32的利用率，其集成压电薄膜传感器310的柔性电路板32可以为一个整体，或者如图5中所示，包括两个或多个柔性电路板32，多个柔性电路板32之间可通过连接结构320例如是零插入力(Zero Insertion Force，ZIF)插接结构或板对板(Board To Board，BTB)按扣结构达成连接。

如图6所示为柔性电路板32与压电薄膜传感器310连接处的截面示意图。该压电薄膜传感器310包括压电薄膜311和分别位于压电薄膜311两侧的上电极312和下电极313。

柔性电路板32包括两层双面金属覆板以及用于粘合两层双面金属覆板的粘胶。具体地，柔性电路板32由上至下依次包括第一基层321、第一线路层322、第一封装层323、第二线路层324、胶粘层325、第三线路层326、第二封装层327、第四线路层328和第二基层329。其中第一基层321、第一封装层323、第二封装层327和第二基层329的材料可以为聚酰亚胺或聚酯PET。第一线路层322、第二线路层324、第三线路层326、第四线路层328可以为铜层。

其中，第一封装层323、第二封装层327、胶粘层325上设置相应的通道，使得第一线路层322、第四线路层328和第二线路层324上的部分线路导通，并接地处理。

胶粘层325的相应位置设置孔洞320并露出部分的第二线路层324和第三线路层326。压电薄膜传感器310设置在该孔洞320内，且压电薄膜传感器310的上电极312通过导电胶330与第二线路层324导通，下电极313通过另一导电胶330与第三线路层326导通。

当压电薄膜传感器310集成设置于该柔性电路板32中时，柔性电路板32中的第一线路层322和第四线路层328充当了压电薄膜传感器310的屏蔽层，由于屏蔽层的接地处理，不会使外界电场和磁场影响压电薄膜传感器310的电荷信号。

运算放大器33(包括电荷一级和电压二级放大电路，图未示)和单片机可以集成设置在柔性电路板32上，也可设置于触控显示装置的主板上。图5所示实施例中，运算放大器33集成设置在柔性电路板32上，并靠近柔性电路板32的接口端。单片机设置在触控显示装置的主板上。

当压电薄膜传感器310的压电薄膜311受力时，其上下表面会产生感应电荷，通过上下电极312、313进行电荷信号传输，并通过导电胶330，以及柔性电路板32中的第二线路层324和第三线路层326将电荷信号传输至运算放大器33。经运算放大器33放大的信号传输至单片机进行模数转换变为数字信号，建立触摸压力与信号的对应关系。

当用户用手指或其它导体对触摸显示装置进行触摸操作时，由于用户与触摸显示装置的电容触控单元20之间产生耦合电容，电容触控单元20的电容会发生改变，依据电容触控的基本原理，可以检测、获得触摸点的准确位置信息。同时，由于触摸显示装置的保护盖板10也受力，该力传导到压力触控单元30，压力触控单元30可以检测到各个压力传感器31所处位置的分力信息，根据选取的压力传感器31的类型不同，该信息可以是电压变化信息、电容变化信息、电阻变化信息等。根据各个压力传感器31所获得的压力信息，可以实现特定的功能。例如，在一实施方式中，根据四个信号的大小以及压力传感器31所处的位置可以准确获取触摸点的位置信息。当电容触控单元20和压力触控单元30都获取相关信息时，以电容触控单元20的检测为准。当电容触控单元20未检出信号，而压力触控单元30检测出信号时，以压力触控单元30获取的触控信息为准。即触控显示装置优先响应电容触控单元20的检测信号。需要指出的是，利用获得的压力信息来判断触控点的位置仅仅是所述压力触控单元30的一种应用，在其他实施方式中，利用获得的压力信息还可以实现其他功能，比如在某些应用中的操作可以直接设定对压力大小的反馈。

通常情况下，压电薄膜传感器310也要在上下电极外侧再设置封装层、屏蔽层及基层。由于柔性电路板32中会采用线路层(例如图6中的第一线路层322第四线路层328)作为屏蔽层，当压电薄膜传感器310与柔性电路板32集成时，压电薄膜传感器310中的屏蔽层则可以被柔性电路板32的屏蔽层替代。

图6A为图6所述实施例的进一步结构简化实施例，即取消图6中的压电薄膜311的上电极312和下电极313，而是直接将压电薄膜311粘贴至上双面导电胶330与下双面导电胶330之间。如图6A所示，上、下导电胶330直接作为压电薄膜311的上下电极，进一步简化压力触控单元。

以下再结合图7至图11说明上述压力触控单元30的制作方法。

如图7所示，压电薄膜传感器310包括压电薄膜311、分别位于压电薄膜311两侧的上电极312和下电极313，以及分别位于上电极312和下电极313外侧的上离型膜314和下离型膜315。

压电薄膜311的材料包括无机压电薄膜材料、有机压电薄膜材料，其中无机压电薄膜材料可以为氧化锌薄膜、掺铝氧化锌薄膜、锆钛酸铅镧陶瓷(PLZT)压电薄膜及其它压电陶瓷材料，有机压电薄膜可以为聚偏二氟乙烯(PVDF)、多孔聚丙烯压电薄膜、聚乳酸压电薄膜等其它聚酯类压电薄膜。其中压电薄膜非常薄，厚度为0.05-2μm。

该压电薄膜传感器310的具体制备步骤为：提供一压电薄膜；通过蒸发式镀膜、磁控溅射式镀膜、喷涂等镀膜工艺在压电薄膜的两侧表面镀上电极；用模切模具或其它方式获得圆形、方形或其它固定形状的、带有上下电极的压电薄膜元件；在上下电极表面覆上离型膜。如此形成图7中所示的压电薄膜传感器310。在上述制备步骤中，可以先在上下电极表面覆上离型膜，再进行模切的步骤。

如图8所示，柔性电路板32由上至下依次包括第一基层321、第一线路层322、第一封装层323、第二线路层324、胶粘层325、第三线路层326、第二封装层327、第四线路层328和第二基层329。其中用于设置压电薄膜传感器310的位置处，也即胶粘层325的相应位置设置孔洞320并露出部分的第二线路层324和第三线路层326。压电薄膜传感器310未设置在柔性电路板32上之前，该孔洞320处设置导电胶330与第二线路层324导通，以及另一导电胶330与第三线路层326导通。两个导电胶330之间设置离型膜331。

其中，第一封装层323、第二封装层327和胶粘层325上设置相应的通道，使得第一线路层322、第四线路层328和第二线路层324上的部分线路导通，并在应用至触控显示装置中后接地处理。

如图9和图10所示，为柔性电路板32的接口端的截面图和正面图。在接口端处，柔性电路板32上的连接各个压电薄膜传感器310的上电极312的第二线路层324通过相应的通道引导至与第三线路层326同一平面上，形成多个信号触角333，因该柔性电路板32上集成设置四个压电薄膜传感器310，因此具有四个信号触角333。另外，第一线路层322、第四线路层328和第二线路层324上的部分线路导通并延伸形成接地触角334，用于接地处理。接地触角334和信号触角333均处于同一平面，从而可以便与外部的连接器进行连接。

在一些实施例中，柔性电路板32的接口端在第二基层329的外侧还形成一补强板332。补强板332用于加强接口端处的物理强度，方便与外部的连接器进行连接。补强板332可由聚酰亚胺(PI)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等材质形成。

参考图11，一实施例的柔性电路板32的详细制备步骤如下：准备基材，并在基材上钻孔，然后进行沉铜和镀铜，贴覆干膜，对铜层曝光显影蚀刻，剥膜制备含有电极图案的第二线路层；同前述步骤在另一基材上制备含有电极图案的第三线路层；对第二线路层和第三线路层进行叠层层压保护；利用粘胶将两个基材(对应为两个封装层)部分粘连，其中第二路线层与第三路线层的电极图案为正对面平行正对放置；对粘连的两个基材进行钻出接地的通孔，并进行整面沉镀铜，即形成第一线路层和第四线路层，此时第一线路层、第四线路层和第二线路层的部分线路已经导通；在第一线路层和第四线路层的表面粘覆PI材料或PET材料进行层压作业，以形成第一基层和第二基层；在第二基层的外侧再形成由PI或PET构成的补强板；最后冲裁，并在用于放置压电薄膜传感器的位置处(也即两个基材未粘连的部分)贴上带离型膜的上下双面导电胶，获得如图8所示结构的柔性电路板。制得的柔性电路板再进行包装的步骤。

压电薄膜传感器310与柔性电路板32的集成步骤为：将图8所示的柔性电路板32中的离型膜331连带离型膜331上的结构(包括导电胶330、第二线路层324、第一封装层323、第一线路层322和第一基层321)撕起一部分，将图7所示的压电薄膜传感器310中的下离型膜315撕去，并使露出的压电薄膜311与柔性电路板32中的位于离型膜331下方的导电胶330粘合；然后分别撕去压电薄膜传感器310中的上离型膜314和柔性电路板32中的离型膜331，将压电薄膜311与柔性电路板32中的另一导电胶330粘合。

当压电薄膜传感器310集成至柔性电路板32中时，柔性电路板32中的第一线路层322和第四线路层328充当了屏蔽层，由于屏蔽层的接地处理，不会使外界电场影响压电薄膜传感器310的电荷信号。

将压力传感器与柔性电路板集成的方式，能够解决使用多个压力传感器时排线复杂、安装不便等问题，而且还能应用于曲面或多表面物体的力的检测。同时采用双面导电胶以胶粘的方式，可在较低温度下，快速、便捷地实现压电传感元件与柔性电路板的集成。

在一些实施例中，本发明提供的压力触控单元中的压电薄膜传感器，其压电薄膜两侧的上下电极还可以采用双面导电胶材料，双面导电胶材料除作为压电薄膜与柔性电路板的连接材料外，还作为压电薄膜的电极材料。

虽然压电薄膜受力后会在其表面产生感应电荷，但是压电薄膜的表面不导电，因此需要导电的材料将其表面的感应电荷信号传输出去。双面导电胶除将压电薄膜与柔性电路板粘连外，还将压电薄膜表面产生的感应电荷信号通过柔性电路板中的线路层进行传输。双面导电胶的面积与压电薄膜的表面积相同，或略小于压电薄膜的表面积(即双面导电胶存在一定的内缩)。

另一方面，本发明提供的触控显示装置，其压力触控单元贴合于导电的基材上，利用基材的导电性和接地属性，可以减免压电薄膜传感器中为了抵抗电磁屏蔽而设置的屏蔽层，由此减小压力触控单元的厚度，进而减小触控显示装置的整体厚度。例如该压力触控单元可以通过双面导电胶贴合于手机、平板电脑的机壳中框上，或者带有金属壳的、或表面带有导电层的显示单元上，将导电层作为压电薄膜传感器的电磁屏蔽层。

该压力触控单元通过设置的多个压电薄膜传感器可以检测施加在压电薄膜传感器所处位置的力的大小信息。同时，该压力触控单元通过柔性电路板可以将两个或多个压电薄膜传感器作集成化处理，使其具有同时检测多个力的大小信息的功效，同时简化多个压电薄膜传感器的排线复杂程度以及组装的繁冗程度。

一实施例中，压力触控单元中的柔性电路板可以为两层线路层结构，其中一层线路层作为电磁屏蔽层，另一层线路层作为压电薄膜传感器的信号层。如图12所示，是一种将压电薄膜传感器510集成到柔性电路板52上的压力触控单元50的截面结构示意。

该柔性电路板52由上至下依次包括第一基层521、第一线路层522、胶粘层523、第二线路层524和第二基层525。第一基层521、第二基层525可以为聚酰亚胺或聚酯PET等材料制成，第一线路层522和第二线路层524可以为铜层或其它金属/合金材料构成。胶粘层523的相应位置设置孔洞520并露出部分的第一线路层522和第二线路层524。该孔洞520用于容置压电薄膜传感器510。

压电薄膜传感器510包括压电薄膜511以及分别位于压电薄膜511两侧的上导电胶512和下导电胶513。上导电胶512与第一线路层522粘合，下导电胶513与第二线路层524粘合，上导电胶512和下导电胶513作为压电薄膜传感器510的两个电极，同时还作为与柔性电路板52的连接件，并将压电薄膜传感器510产生的感应电荷信号传输至柔性电路板52的线路层中。在图12所示的结构中，第一线路层522可以作为电磁屏蔽层，为整面的导电层，并在胶粘层523的合适位置处设置通孔，使第一线路层522与第二线路层524中的部分线路连接，并通过所述部分线路接地。

图13和图14分别示出了该柔性电路板52于接口端处的截面和正面视图。第一线路层522与第二线路层524中的部分线路连接后，在柔性电路板52的接口端引出接地触角534。此外，当柔性电路板52集成多个压电薄膜传感器510时，多个压电薄膜传感器510的电荷信号传输均发生在第二线路层524中，并在柔性电路板52的接口端分别引出一信号触角533。图14中示出了四个信号触角533，该柔性电路板52上集成了四个压电薄膜传感器510。在一些实施例中，柔性电路板52的接口端在第二基层525的外侧还形成一补强板532。补强板532用于加强接口端处的物理强度，方便与外部的连接器进行连接。补强板532可由聚酰亚胺(PI)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等材质形成。

图15为该压力触控单元50应用至一触控显示装置中的结构示意。该压力触控单元50的一个侧面(例如图15中的下表面)通过粘胶例如光学胶OCA、水胶等贴合于触控显示装置的机壳90表面，导电的接地处理的机壳90起到了电磁屏蔽的作用；同时，该压力触控单元50的另一个侧面(例如图15中的上表面)贴合于电容触控单元20的一侧，电容触控单元20可以是包括in-cell和on-cell结构在内的各种电容触控解决方案。当然在一些实施例中，该压力触控单元50的另一个侧面也可以贴合于保护盖板的一侧，或者是贴合于显示模组的一侧。

在另外一些实施例中，压力触控单元中的柔性电路板可以仅具有一层线路层，并在线路层两侧分别形成第一基层和第二基层。由于该柔性电路板的线路层仅作为用于传输压电薄膜传感器产生的电荷信号的信号传输层，因此该压力触控单元应用于贴合在其两侧均导电并接地处理的触控显示装置中，利用触控显示装置的导电结构实现电磁屏蔽作用。该种方案省去了压电薄膜传感器中的电磁屏蔽层，因此具有较小的厚度。

具体如图16中所示，压力触控单元60中的柔性电路板62由上至下依次包括第一基层621、第一线路层622和第二基层623。第一基层621、第二基层623可以为聚酰亚胺或聚酯PET等材料制成，第一线路层622可以为铜层或其它金属/合金材料构成。第二基层623的相应位置设置孔洞620并露出部分的第一线路层622。该孔洞620用于容置压电薄膜传感器610。

压电薄膜传感器610包括压电薄膜611以及分别位于压电薄膜611两侧的上导电胶612和下导电胶613。上导电胶612与第一线路层622粘合。下导电胶613用于与触控显示装置中的相应结构粘合。上导电胶612和下导电胶613作为压电薄膜传感器610的两个电极。

图17和图18分别示出了该柔性电路板62于接口端处的截面和正面视图。第一线路层622在柔性电路板62的接口端引出信号触角633。由于该第一线路层622仅作为信号传输，不起电磁屏蔽作用，因此没有相应的线路引出接地触角。当柔性电路板56集成多个压电薄膜传感器610时，多个压电薄膜传感器610的电荷信号传输均发生在第一线路层622中。图18中示出了五个信号触角633，该柔性电路板62上集成了五个压电薄膜传感器610。在一些实施例中，柔性电路板62的接口端在第二基层623的外侧还形成一补强板632。补强板632用于加强接口端处的物理强度，方便与外部的连接器进行连接。补强板632可由聚酰亚胺(PI)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等材质形成。

图19为该压力触控单元60应用至一触控显示装置中的结构示意。该压力触控单元60的一侧(例如图19中的下表面)贴合于触控显示装置的机壳90表面，导电的接地处理的机壳90起到了电磁屏蔽的作用；同时，该压力触控单元60的另一个侧面(例如图19中的上表面)利用粘胶41例如光学胶OCA、水胶等贴合于带金属框的显示单元40的一侧。利用机壳90以及显示单元40的接地属性实现屏蔽周围电磁环境对压电薄膜传感器610以及柔性电路板62中的第一线路层622中的电荷信号的干扰。进一步地，机壳90与柔性电路板62的第二基层623之间可设置胶粘层91例如是泡棉胶、双面胶等对柔性电路板62和机壳90之间进行固定。

可以理解地，上述显示单元40也可以为非金属框的显示模组，而是在其表面镀一层导电层并接地处理。可以理解地，在其他实施例中，该压力触控单元60的另一个侧面可以与电容触控单元贴合，电容触控单元可以是各种类型的电容触控解决方案，还可以是电容触控与显示模组整合的电容触控显示模组。

如图20所示，本发明另一实施例提供的压力触控单元70所包含的压电薄膜传感器710包括压电薄膜711、分别位于压电薄膜711两侧的上电极712和下电极713。上电极712和下电极713均为导电胶。压电薄膜711两侧的双面导电胶不仅起压电薄膜上下电极的作用，还在与柔性电路板72以及与其它基材进行组装时起到粘连作用。上电极712、下电极713的表面积与压电薄膜711的表面积相同，或略小于压电薄膜711的表面积。

本发明另一实施例提供的压力触控单元70所包含的柔性电路板72，由上至下依次包括第一基层721、第一线路层722、第一封装层723、第二线路层724和第二基层725。封装层和基层可以由聚酰亚胺或聚酯PET等材料制成。第一线路层722、第二线路层724可以为铜层或者其它金属或合金的导电层。第一线路层722为整面的导电层，通过在第一封装层723的相应位置设置通道，使第一线路层722与第二线路层724中的部分线路导通，并接地处理，以起到电磁屏蔽的作用。第二线路层724为柔性电路板72的信号传输层，压电薄膜传感器710产生的电信号，通过第二线路层724传输到柔性电路板72的接口端。第二基层725上设置孔洞720用于容置压电薄膜传感器710。该孔洞720露出部分的第二线路层724以供压电薄膜传感器710的上电极712连接。

如图21和图22所示，为柔性电路板72的接口端的截面图和正面图。在接口端处，柔性电路板72上的连接各个压电薄膜传感器710的上电极712的第二线路层724引出多个信号触角733。另外，第一线路层722与第二线路层724中的部分线路导通并引出接地触角734用于接地处理。接地触角734和信号触角733位于同一平面，从而可以与外部的连接器进行连接。

压电薄膜传感器710产生的感应电荷通过上电极712传输到柔性电路板72中的第二线路层724；下电极713直接与触控显示装置的基材相连，为使压电薄膜传感器710能够实现抵抗电磁干扰，下电极713应与导电的接地基材相连以实现接地效果，因此下电极713可以粘接金属或合金材质的机壳，或者粘接带有金属框的显示单元，或者镀有金属等导电层并接地处理的显示单元。

在上述压力触控单元70中，将柔性电路板72中的第一线路层722和压电薄膜传感器710中的下电极713作为压电薄膜传感器710的接地屏蔽层，在有效降低该压力触控单元70受到电磁干扰的同时，减小了压力触控单元70的厚度。

本发明中的压电薄膜传感器710与柔性电路板72的集成可将多个压电薄膜传感器710同时组装到一个柔性电路板72中，各个压电薄膜传感器710产生的电荷信号通过第二线路层724传输到柔性电路板72的接口端。第一线路层722通过在第一封装层723上设置通道的方式引导至柔性电路板72的第二线路层724的部分线路中，因而最终连接各压电薄膜传感器710的上电极712的信号触角733以及用于接地的接地触角734在接口端处位于同一平面，从而实现与另外的连接器进行ZIF插接式或BTB按扣式连接。

在一些实施例中，柔性电路板32的接口端在第一基层721的外侧还形成一补强板732。补强板732用于加强接口端处的物理强度，方便与外部的连接器进行连接。补强板732可由聚酰亚胺(PI)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等材质形成。

以下结合图23说明上述压力触控单元70在触控显示装置中的集成步骤。图23示出了压力触控单元70中的压电薄膜传感器710借助下电极713与触控显示装置中的导电基材粘接。该导电基材可以是导电的机壳90，也可以是带有金属框的显示单元40，或者镀有导电层的显示单元40。其中柔性电路板72的第二基材725通过胶粘层91例如是泡棉胶、双面胶等和机壳90或显示单元40进行粘接固定。

上述压力触控单元70所包含的压电薄膜传感器710和柔性电路板72的集成方法可包括如下流程：

一、柔性电路板的制备，按照上文中述及的工艺制备含有两个线路层的柔性电路板。其中第一线路层和第二线路层通过在封装层中设置的通道，使得第一线路层与第二线路层中的部分线路导通，并在柔性电路板的接口端处引出接地触角用于接地。第二线路层则按照计划集成压电薄膜传感器的数量以及位置进行走线设计。其中第二基层的合适位置设置孔洞，以露出部分的第二线路层，该孔洞处用于安装压电薄膜传感器。

二、将双面导电胶分别贴合于压电薄膜的两个侧面；

三、将贴合有上下导电胶的压电薄膜贴合于柔性电路板的孔洞处，并使其中的一个导电胶与露出的第二线路层粘合固定；其中上述的步骤二和步骤三具体顺序可灵活调整，例如导电胶可以先贴合于柔性电路板的孔洞处与第二线路层粘合，再将压电薄膜贴覆于该导电胶上；

四、在柔性电路板的第二基层下表面贴上泡棉胶，其中柔性电路板上的压电薄膜传感器裸露在外面，未被泡棉胶覆盖；然后再将该压力触控单元贴合到导电的机壳或后盖表面接地处理的显示单元上，当泡棉胶的厚度略大于含两层导电胶的压电薄膜传感器的厚度时，可在机壳与压电薄膜传感器对接的位置设置一凸起结构；同时也可以通过增加压电薄膜传感器的厚度和减小泡棉胶的厚度，使压电薄膜传感器加上两层双面导电胶的厚度与泡棉胶的厚度相近，则机壳或显示单元不需要再另外设置凸起结构，便可与该压力触控单元进行贴合。

图24和图25示出了上述压力触控单元于一触控显示装置中的具体应用。该触控显示装置包括机壳90与保护盖板10，电容触控单元20、显示单元40和压力触控单元70设置在机壳与保护盖板10形成的容置腔内。压力触控单元70可设置在显示单元40和机壳90之间。其中，电容触控单元20可以是外挂式触控方案，亦可以是in-cell或on-cell结构方案，也即电容触控单元20与显示单元40集成设置。在一些实施例中，机壳90对应压力触控单元70的压电薄膜传感器710的位置设置有凸起92，以避免压力触控单元70中因采用胶粘层等结构带来的高度不一的问题影响到组装精度。为减少按压屏幕时凸起92对显示单元40的显示效果的影响，显示单元40优选采用带有金属框的显示模组。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种压力触控单元，其特征在于包括柔性电路板以及设置在柔性电路板上的三个以上的压电薄膜传感器，其中：

所述柔性电路板包括依次设置的第一基层、第一线路层、胶粘层、第二线路层和第二基层，所述胶粘层上设置孔洞并露出部分的第一线路层和第二线路层；

所述压电薄膜传感器包括压电薄膜和分别位于压电薄膜两侧的上导电胶和下导电胶，所述压电薄膜传感器设置在柔性电路板的所述孔洞处，且所述上导电胶与第一线路层粘合，所述上导电胶作为压电薄膜传感器的上电极，所述下导电胶与第二线路层粘合，所述下导电胶作为压电薄膜传感器的下电极。

2.根据权利要求1所述的压力触控单元，其特征在于，柔性电路板的接口端在第二基层的外侧还形成一补强板。

3.根据权利要求1所述的压力触控单元，其特征在于，所述第一线路层为整面的导电层以作为电磁屏蔽层，所述胶粘层上设置通孔，使第一线路层与第二线路层中的部分线路连接，第一线路层的所述部分线路用于接地。

4.根据权利要求3所述的压力触控单元，其特征在于，所述第二线路层作为压电薄膜传感器的电荷信号传输层，所述第二线路层在柔性电路板的接口端引出信号触角，所述第一线路层与第二线路层中的部分线路连接后在柔性电路板的接口端引出接地触角，所述信号触角与接地触角位于同一平面。

5.一种触控显示装置，包括权利要求1-4项中任意一项所述的压力触控单元。

6.根据权利要求5所述的触控显示装置，其特征在于，还包括机壳，所述机壳导电并接地处理，所述压力触控单元的柔性电路板的第二基层通过粘胶与机壳粘接。

7.根据权利要求6所述的触控显示装置，其特征在于，还包括电容触控单元，所述压力触控单元的柔性电路板的第一基层贴合在电容触控单元的一侧。

8.根据权利要求6所述的触控显示装置，其特征在于，还包括保护盖板，所述压力触控单元的柔性电路板的第一基层贴合在保护盖板的一侧。

9.根据权利要求8所述的触控显示装置，其特征在于，还包括显示模组，所述压力触控单元的柔性电路板的第一基层贴合在显示模组的一侧。