CN107340085A - 触控显示模组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种触控显示模组，上述压力传感组件包括保护盖板、触控显示面板和压力传感组件，压力传感组件包括位于保护盖板与触控显示面板之间的应变传感器；应变传感器呈网格状，形成在保护盖板上，应变传感器的网格的线宽小于等于6微米。在承受用户按压时，通过检测应变传感器的电阻变化实现检测触控显示模组的变形，从而实现压力检测。应变传感器越靠近的保护盖板，形变程度越高，灵敏度越高。由于应变传感器呈网格状，小于等于6微米的线宽超出了人眼识别的范围，可以在视觉上达到透明的效果。因此，应变传感器可以直接形成在保护盖板上，可以完全体现保护盖板因受力产生的弯曲变形，能够使触控显示模组具有更高的压力检测灵敏度。

Description

触控显示模组

技术领域

本发明涉及显示装置的技术领域，特别是涉及一种触控显示模组。

背景技术

应变传感器可以应用于触摸屏，以实现压力感应功能。应变传感器的感应材料一般为非透明材料金属合金，传统的金属应变传感器通常的线宽较宽，容易形成视觉可视效果，因此只能组装在显示器件的背面。

然而，触摸屏在承受用户按压时，应变传感器随着放置位置越远离保护盖板，其形变会被保护盖板下方的柔性膜层减缓，影响应变传感器的灵敏度。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够具有更高灵敏度的触控显示模组。

一种触控显示模组，包括：

保护盖板；以及

触控显示面板，与所述保护盖板层叠设置；

压力传感组件，所述压力传感组件包括应变传感器，所述应变传感器位于所述保护盖板与所述触控显示面板之间；所述应变传感器呈网格状，形成在所述保护盖板上，所述应变传感器的网格的线宽小于等于6微米。

上述触控显示模组，在承受用户按压时，通过检测应变传感器的电阻变化实现检测触控显示模组的变形，从而实现压力检测。应变传感器越靠近的保护盖板，形变程度越高，灵敏度越高。由于应变传感器呈网格状，小于等于6微米的线宽超出了人眼识别的范围，可以在视觉上达到透明的效果。因此，应变传感器可以直接形成在保护盖板上，进而提高灵敏度。而且，由于保护盖板相对于传统迭构中的有机膜材具有更高的刚性，直接处于保护盖板内侧的压力传感组件，可以完全体现保护盖板因受力产生的弯曲变形，因此，能够使触控显示模组具有更高的压力检测灵敏度。

在其中一个实施例中，所述应变传感器通过在所述保护盖板的表面镀金属合金类应变感应材料并蚀刻形成。方便精密加工，且形成的网格连续性好，有利于保障检测的可靠性

在其中一个实施例中，所述应变传感器通过局部断开网格形成用于感应压力的敏感栅。因此，方便加工，成本较低。

在其中一个实施例中，断开的距离大于等于10微米。断开处可以有效绝缘。

在其中一个实施例中，断开的距离范围为10微米至30微米。因此，断开的距离可以较小，使得整体视觉上无差异，有利于实现更好的视觉效果。

在其中一个实施例中，所述压力传感组件还包括视觉辅助结构，所述视觉辅助结构呈网格状，形成在所述保护盖板上；所述视觉辅助结构与所述应变传感器共面，所述应变传感器和所述视觉辅助结构形成的整体能够覆盖所述触控显示面板的可视区。因此，可以避免产生视觉差异，具有较好的视觉效果。

在其中一个实施例中，所述视觉辅助结构的网格开设有断开口。因此，可以降低对视觉辅助结构下方的触控显示面板中的电容传感器造成干扰。

在其中一个实施例中，所述应变传感器和所述视觉辅助结构的表面呈深色。避免颜色显眼，能够改善视觉效果。

在其中一个实施例中，所述应变传感器和所述视觉辅助结构的表面电镀有深色镀层。通过深色镀层使得表面呈深色，便于加工。

在其中一个实施例中，所述深色镀层的材料为锡镍合金。锡镍合金的电导率比应变传感器和视觉辅助结构的应变材料高，以减小对应变传感器的电阻值的影响。

在其中一个实施例中，所述应变传感器的网格的材料为康铜、铜镍合金、镍铬铝合金、铁镍铝合金和铂金中的一种或多种。上述材料需要具有形变后电阻值变化大的特点，利用感应压力变化。

在其中一个实施例中，所述应变传感器的网格的相邻网格线的夹角范围为20°至70°。在敏感栅宽度相同的情况下，若夹角小于20°，夹角过小，网格在角平分线方向上的分量较小，电阻较小，电流量较大，产生的热量过大，不利于散热，温度升高可能影响压力检测的准确性。若夹角大于70°，夹角过大，网格在角平分线方向上的分量较大，电阻较大，阻值越大电流越小，产生的热量越少，有利于降低温度的影响，但是阻值越大需要的驱动电压越大，会增加能耗。

在其中一个实施例中，所述应变传感器的网格在第一方向的分量的长度与在第二方向的分量的长度之比的范围为5.7至1.4；所述第一方向与所述应变传感器的敏感栅的延伸方向一致，所述第二方向与所述第一方向垂直。在敏感栅宽度相同的情况下，若在第一方向的分量的长度与在第二方向的分量的长度之比大于5.7，第一方向的分量过大，电阻较小，电流量较大，产生的热量过大，不利于散热，温度升高可能影响压力检测的准确性。若在第一方向的分量的长度与在第二方向的分量的长度之比小于1.4，第一方向的分量过小，电阻较大，阻值越大电流越小，产生的热量越少，有利于降低温度的影响，但是阻值越大需要的驱动电压越大，会增加能耗。在其中一个实施例中，所述应变传感器的网格的线宽范围为1微米至6微米；在此线宽范围内，连接的可靠性不会受到影响。若网格的线宽小于1微米，网格容易断，造成电阻变化，影响检测结果。若网格的线宽大于6微米，容易产生可视效果。所述应变传感器的网格的边长范围为200微米至800微米。若网格的边长小于200微米，网格过密，影响透光性能。若网格的边长大于800微米，网格过疏，阻值较小，由于工艺影响阻值较难精准控制，同时功耗也较大。。在其中一个实施例中，所述触控显示模组的可视区呈矩形，所述可视区包括主体区、角落区和边缘区，所述主体区位于所述矩形的长边所在方向上的中部；所述角落区位于所述矩形的四角处，所述边缘区靠近所述矩形的短边；

所述应变传感器的数量多个；位于所述主体区的所述应变传感器的敏感栅的延伸方向与所述矩形的长边垂直；位于所述边缘区的所述应变传感器的敏感栅的延伸方向与所述矩形的长边平行；位于所述角落区的所述应变传感器的敏感栅的延伸方向与所述矩形的长边的夹角大于0°小于90°。

上述触控显示模组，触控显示模组在承受用户按压时，通过检测应变传感器的电阻变化实现检测触控显示模组的变形，从而实现压力检测。应变传感器越靠近的保护盖板，形变程度越高，灵敏度越高。由于应变传感器呈网格状，小于等于6微米的线宽超出了人眼识别的范围，可以在视觉上达到透明的效果。因此，应变传感器可以设置在更靠近的保护盖板的位置，能够使触控显示模组具有更高的压力检测灵敏度。

在其中一个实施例中，所述压力传感组件还包括两个第一电阻和一个第二电阻，两个所述第一电阻的阻值相同，所述第二电阻的阻值与所述应变传感器的阻值相同，两个所述第一电阻、一个所述第二电阻和所述应变传感器用于形成对称的惠斯通桥电路。对称的惠斯通桥电路可以解决温度对应变感应单元的阻值的影响的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为一实施例中触控显示模组的示意图；

图2为图1所示触控显示模组的应变传感器的分布示意图；

图3为图1所示触控显示模组的应变传感器的示意图；

图4为图3所示触控显示模组的应变传感器的A处局部放大示意图；

图5为图3所示触控显示模组的应变传感器的有效部分的示意图；

图6为图3所示触控显示模组的应变传感器的另一局部放大示意图；

图7为图1所示触控显示模组的压力传感组件的电路原理图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1所示，一实施方式的触控显示模组10包括保护盖板100、触控显示面板200和用于检测压力的压力传感组件300，触控显示模组10可以是移动终端的触控显示元件，上述移动终端可以是手机、平板电脑等。触控显示面板200与保护盖板100层叠设置。压力传感组件300包括应变传感器320，应变传感器320位于保护盖板100与触控显示面板200之间。应变传感器320呈网格状，形成在保护盖板100上，应变传感器320的网格的线宽小于等于6微米。在其中一个实施例中，应变传感器320通过在保护盖板100的表面镀金属合金类应变感应材料并蚀刻形成，方便精密加工，且形成的网格连续性好，有利于保障检测的可靠性。蚀刻工艺可以采用黄光蚀刻。

在承受用户按压时，通过检测应变传感器320的电阻变化实现检测触控显示模组10的变形，从而实现压力检测。应变传感器320越靠近的保护盖板100，形变程度越高，灵敏度越高。由于应变传感器320呈网格状，小于等于6微米的线宽超出了人眼识别的范围，可以在视觉上达到透明的效果。因此，应变传感器320可以直接形成在保护盖板100上，进而提高灵敏度。而且，由于保护盖板100相对于传统迭构中的有机膜材具有更高的刚性，直接处于保护盖板100内侧的压力传感组件300，可以完全体现保护盖板100因受力产生的弯曲变形，因此，能够使触控显示模组10具有更高的压力检测灵敏度。

在一实施例中，压力传感组件300还可以包括视觉辅助结构340，视觉辅助结构340呈网格状，形成在保护盖板100上。视觉辅助结构340与应变传感器320共面，应变传感器320和视觉辅助结构340形成的整体能够覆盖触控显示模组10的可视区。因此，可以避免产生视觉差异，具有较好的视觉效果。同时参见图2，图2为去除视觉辅助结构340和应变传感器320的引线线路的示意图。为了降低对视觉辅助结构340下方的触控显示面板200中的电容传感器造成干扰，在一实施例中，视觉辅助结构340的网格可以开设有断开口，进一步的，可以在视觉辅助结构340的全部或大部分网格上开设断开口，避免形成电路。

同时参见图3至图5，在一实施例中，应变传感器320也可以通过局部断开网格形成用于感应压力的敏感栅322。当然，在一实施例中，也可以通过局部断开网格形成应变传感器320的引线线路。通过在保护盖板100上局部断开网格的方式实现通断、形成线路，方便加工，成本较低。在一实施例中，应变传感器320的敏感栅322大致呈连续的S形，敏感栅322的两端伸出，作为引线端324。各应变感应器之间，由部分断开或连续的网格作为引线连接。

在一实施例中，应变传感器320的网格的线宽范围为1微米至6微米，在此线宽范围内，连接的可靠性不会受到影响。若网格的线宽小于1微米，网格容易断，造成电阻变化，影响检测结果，同时，也由于制作工艺的水平限制，由于线宽的精度的限制其阻值波动较大，不利于产品的稳定性。若网格的线宽大于6微米，容易产生可视效果。在一实施例中，应变传感器320的网格的边长范围为200微米至800微米。若网格的边长小于200微米，网格过密，影响透光性能。若网格的边长大于800微米，网格过疏，电流量较少，准确性较低。在一实施例中，在网格的断开处326，断开距离大于等于10微米，例如，10微米至800微米。断开距离大于等于10微米可以使断开处有效绝缘。再参见图5，进一步的，在一实施例中，为了实现更好的视觉效果，使得整体视觉上无差异，断开的距离可以较小，例如断开距离10微米至30微米。在一实施例中，网格可以为四边形，在其他实施例中，网格也可以是三角形、六边形等其他多边形，或者网格的格线可以是直线形，也可以是圆弧形等，再或者网格可以呈无规则形状。

同时参见图6，在一实施例中，应变传感器320的网格的相邻网格线328的夹角θ范围为20°至70°。在敏感栅宽度相同的情况下，若夹角小于20°，夹角过小，网格在角平分线方向上的分量较小，电阻较小，电流量较大，产生的热量过大，不利于散热，温度升高可能影响压力检测的准确性。若夹角大于70°，夹角过大，网格在角平分线方向上的分量较大，电阻较大，阻值越大电流越小，产生的热量越少，有利于降低温度的影响，但是阻值越大需要的驱动电压越大，会增加能耗。

网格可以是四边相等的菱形，在一实施例中，应变传感器320的网格在第一方向的分量的长度与在第二方向的分量的长度之比的范围为5.7至1.4。第一方向与应变传感器320的敏感栅322的延伸方向一致，第二方向与第一方向垂直。在此范围内，应变传感器320的灵敏度可以更高。在敏感栅宽度相同的情况下，若在第一方向的分量的长度与在第二方向的分量的长度之比大于5.7，第一方向的分量过大，电阻较小，电流量较大，产生的热量过大，不利于散热，温度升高可能影响压力检测的准确性。若在第一方向的分量的长度与在第二方向的分量的长度之比小于1.4，第一方向的分量过小，电阻较大，阻值越大电流越小，产生的热量越少，有利于降低温度的影响，但是阻值越大需要的驱动电压越大，会增加能耗。

参见图7，压力传感组件300还包括两个第一电阻R1和一个第二电阻R2，两个第一电阻的阻值相同，第二电阻的阻值与应变传感器320的阻值相同，应变传感器320的阻值标记为Rx，两个第一电阻、一个第二电阻和应变传感器320用于形成对称的惠斯通桥电路，对称的惠斯通桥电路可以解决温度对应变感应单元的阻值的影响的问题。

再参见图2，在其一个实施例中，触控显示模组10的可视区呈矩形，可视区包括主体区220、角落区240和边缘区260，主体区220位于矩形的长边所在方向上的中部。角落区240位于矩形的四角处，边缘区260靠近矩形的短边。在一实施例中，矩形的短边长为Lx，角落区240可以为边长为1/4Lx的正方形。应变传感器320的数量多个。位于主体区220的应变传感器320的敏感栅322的延伸方向与矩形的长边垂直。位于边缘区260的应变传感器320的敏感栅322的延伸方向与矩形的长边平行。位于角落区240的应变传感器320的敏感栅322的延伸方向与矩形的长边的夹角大于0°小于90°。

按压触控显示模组10时，主体区220的主要拉伸方向与长边的方向相同，敏感栅322的延伸方向与矩形的长边垂直可以更加灵敏的实现该方向的拉力检测，提高主体区220压力检测的灵敏度。同理，边缘区260的主要拉伸方向与长边的方向垂直，敏感栅322的延伸方向与矩形的长边平行可以更加灵敏的实现该方向的拉力检测，提高边缘区260压力检测的灵敏度。角落区240的主要拉伸方向为斜向，延伸方向与矩形的长边的夹角大于0°小于90°，利于提高灵敏度。

进一步的，在一实施例中，位于主体区220的应变传感器320的网格在水平方向的分量的长度与在垂直方向的分量的长度之比的范围为5.7～1.4。位于边缘区260的应变传感器320的网格在垂直方向的分量的长度与在水平方向的分量的长度之比的范围为5.7～1.4。位于角落区240的应变传感器320的网格在垂直方向的分量的长度与在水平方向的分量的长度之比的范围为0.8～1.2。在上述范围内，应变传感器320的灵敏度较佳。

在其中一个实施例中，应变传感器320的网格的材料一般为金属，包括金属单质和金属合金。金属较容易加工，形变后电阻值容易变化。具体的，在一实施例中，应变传感器320的网格的材料可以是康铜、铜镍合金、镍铬铝合金、铁镍铝合金和铂金中的一种或多种。网格的材料需要具有形变后电阻值变化大的特点。为了保持整体的视角效果一直，在一实施例中，应变传感器320和视觉辅助结构340的材料相同。

在一实施例中，应变传感器320和视觉辅助结构340的表面呈深色。由于有些网格材料的颜色比较显眼，为了改善视觉效果，可以对网格做黑化处理。应变传感器320和视觉辅助结构340表面的深色可以为黑色，也可以是其他呈现较暗的颜色。进一步的，在一实施例中，应变传感器320和视觉辅助结构340的表面电镀有深色镀层，通过深色镀层使得表面呈深色，便于加工。深色镀层一般为电导率比应变传感器320和视觉辅助结构340的应变材料高的材料，以减小对应变传感器的电阻值的影响，在一实施例中，深色镀层的材料可以是锡镍合金，在其他实施例中，也可以采用有机材料。当然，除了采用电镀的方式使应变传感器320和视觉辅助结构340的表面呈深色，在其他实施例中，也可以采用浸泡等方式实现应变传感器320和视觉辅助结构340的黑化。

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 (16)

1.一种触控显示模组，其特征在于，包括：

保护盖板；以及

触控显示面板，与所述保护盖板层叠设置；

压力传感组件，所述压力传感组件包括应变传感器，所述应变传感器位于所述保护盖板与所述触控显示面板之间；所述应变传感器呈网格状，形成在所述保护盖板上，所述应变传感器的网格的线宽小于等于6微米。

2.根据权利要求1所述的触控显示模组，其特征在于，所述应变传感器通过在所述保护盖板的表面镀金属合金类应变感应材料并蚀刻形成。

3.根据权利要求1所述的触控显示模组，其特征在于，所述应变传感器通过局部断开网格形成用于感应压力的敏感栅。

4.根据权利要求3所述的触控显示模组，其特征在于，断开的距离大于等于10微米。

5.根据权利要求4所述的触控显示模组，其特征在于，断开的距离范围为10微米至30微米。

6.根据权利要求1所述的触控显示模组，其特征在于，所述压力传感组件还包括视觉辅助结构，所述视觉辅助结构呈网格状，形成在所述保护盖板上；所述视觉辅助结构与所述应变传感器共面，所述应变传感器和所述视觉辅助结构形成的整体能够覆盖所述触控显示面板的可视区。

7.根据权利要求6所述的触控显示模组，其特征在于，所述视觉辅助结构的网格开设有断开口。

8.根据权利要求6所述的触控显示模组，其特征在于，所述应变传感器和所述视觉辅助结构的表面呈深色。

9.根据权利要求8所述的触控显示模组，其特征在于，所述应变传感器和所述视觉辅助结构的表面电镀有深色镀层。

10.根据权利要求9所述的触控显示模组，其特征在于，所述深色镀层的材料为锡镍合金。

11.根据权利要求1所述的触控显示模组，其特征在于，所述应变传感器的网格的材料为康铜、铜镍合金、镍铬铝合金、铁镍铝合金和铂金中的一种或多种。

12.根据权利要求1所述的触控显示模组，其特征在于，所述应变传感器的网格的相邻网格线的夹角范围为20°至70°。

13.根据权利要求1所述的触控显示模组，其特征在于，所述应变传感器的网格在第一方向的分量的长度与在第二方向的分量的长度之比的范围为5.7至1.4；所述第一方向与所述应变传感器的敏感栅的延伸方向一致，所述第二方向与所述第一方向垂直。

14.根据权利要求1所述的触控显示模组，其特征在于，所述应变传感器的网格的线宽范围为1微米至6微米；所述应变传感器的网格的边长范围为200微米至800微米。

15.根据权利要求1所述的触控显示模组，其特征在于，所述触控显示模组的可视区呈矩形，所述可视区包括主体区、角落区和边缘区，所述主体区位于所述矩形的长边所在方向上的中部；所述角落区位于所述矩形的四角处，所述边缘区靠近所述矩形的短边；

所述应变传感器的数量多个；位于所述主体区的所述应变传感器的敏感栅的延伸方向与所述矩形的长边垂直；位于所述边缘区的所述应变传感器的敏感栅的延伸方向与所述矩形的长边平行；位于所述角落区的所述应变传感器的敏感栅的延伸方向与所述矩形的长边的夹角大于0°小于90°。

16.根据权利要求1所述的触控显示模组，其特征在于，所述压力传感组件还包括两个第一电阻和一个第二电阻，两个所述第一电阻的阻值相同，所述第二电阻的阻值与所述应变传感器的阻值相同，两个所述第一电阻、一个所述第二电阻和所述应变传感器用于形成对称的惠斯通桥电路。