CN205353971U - 压力感测输入装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型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中包括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纳米银线薄膜形成。

Description

压力感测输入装置

【技术领域】

本实用新型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】

消费者产品，例如，移动电话、移动导航系统、移动游戏设备以及移动媒体播放器等，正在寻找新的输入方法。现今通常使用的触控装置是一种通过触摸方式接收输入信号的感应装置。理想的触控装置不仅能够感应触摸位置，而且还能感应触摸压力，这种压力感测为触摸输入提供了一个额外的自由度，并能适应不同的输入方法，如手写笔，手指，以及戴着手套的手指等。因此，同时实现压力和位置的触摸感应技术应运而生，并得到了业界的广泛关注。该技术是利用氧化铟锡(简称为ITO)材料通过黄光工艺制程进行制备的。然而，由于黄光工艺制程复杂、设备成本高，同时，ITO材料脆性大，且铟是一种昂贵的稀有金属，在大自然的存储量比较小，其价格比较昂贵，氧化铟锡作为触控装置的检测电极在很大程度上提升了制造成本，致使该种触控装置的整体制造成本高，其在一定程度上抑制了产业的发展。此外，采用ITO薄膜作为触控的导电膜也存在如下的问题：(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，仅发生单层形变，电阻变化率较小，压力感测的精度较差。

综上所述，寻找一种新的方案能够解决ITO所存在的价格昂贵，工艺复杂，抗损性能差等缺点成为业界的努力方向。

【实用新型内容】

为克服现有输入装置中存在的ITO脆性大，价格昂贵，工艺复杂，抗损性能差等的缺点，本实用新型提供了一种压力感测输入装置。

本实用新型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：第一基板；第一导电层，设置于该第一基板，所述第一导电层包括复数个第一压力感测电极，所述第一压力感测电极由纳米银线薄膜形成，该第一压力感测电极用于侦测施加第一导电层上压力的大小；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，所述纳米银线薄膜包括纳米银线和基质，当纳米银线薄膜受到触压时，该纳米银线薄膜发生形变，且所述纳米银线搭接点增多，电阻变化率增大。

优选地，所述纳米银线薄膜包括暗色添加剂颗粒，该暗色添加剂颗粒的粒径为20nm-800nm。

优选地，所述第一导电层的厚度为10nm-5μm,其透光率至少为90％，其雾度小于3％，其方阻小于150ohm/sq，其折射率为1.3-2.5。

优选地，所述第一压力感测电极为曲线状、折线状、绕线式放射状、绕线式螺旋状中的任一种或多种。

优选地，所述第一压力感测电极的应变计因子大于0.5。

优选地，所述第一压力感测电极能实现多点压力侦测。

优选地，所述压力输入装置进一步包括复数个第一触控感应电极，所述第一导电层包括第一压力感测配置区和第一触控感应配置区，所述第一触控感应电极位于所述第一触控感应配置区，所述第一压力感测电极位于所述第一压力感测配置区，其中所述第一压力感测配置区与第一触控感应配置区面积互补。

优选地，所述第一压力感测电极与至少部分所述第一触控感应电极在同一制程中形成，该第一压力感测电极与该第一触控感应电极于基板的同一平面上。

优选地，所述第一压力感测电极的线宽为所述第一触控感应电极的线宽的0.5-0.8倍。

优选地，所述第一压力感测配置区设于所述第一触控感测配置区的第一触控感测电极之间或设于所述第一触控感测配置区的周围。

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个第二触控感应电极和/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应电极用于检测多点触控。

优选地，所述压力输入装置还包括至少一光学匹配层，该光学匹配层的折射率为1.1-1.6，所述光学匹配层位于所述第一导电层和第一基板之间。

优选地，所述第一基板为一保护盖板，用以作为第一导电层的保护外盖，所述保护盖板具有第一表面及相对设置的第二表面，所述第一表面供使用者施加一触压动作。

与现有技术相比，本实用新型中的压力感测输入装置的第一导电层由纳米银线薄膜形成，其具有价格低，当受到压力作用时电阻变化大，且挠性好等优点。另外，当压力感测输入装置的第一导电层由纳米银线薄膜形成时，其可以采用简单的涂布工艺来代替传统ITO黄光工艺，其简化了触控面板的制作工艺的同时，设备成本降低，大大降低了成本和提高了效率。

【附图说明】

图1是本实用新型纳米银线薄膜的截面结构示意图。

图2是本实用新型纳米银线薄膜的平面示意图。

图3是本实用新型纳米银线薄膜的触控原理内部结构示意图。

图4A是本实用新型压力感测输入装置第一实施例的结构示意图。

图4B是图4A中导电层的正视示意图。

图5是本实用新型压力感测输入装置第二实施例的导电图案平面示意图。

图6是本实用新型压力感测输入装置第三实施例的剖面结构示意图。

图7是本实用新型压力感测输入装置第四实施例的剖面结构示意图。

图8A是本实用新型压力感测输入装置第五实施例的结构示意图。

图8B是图8A的沿B-B方向的剖面结构示意图。

图9是本实用新型压力感测输入装置第六实施例的立体爆炸结构示意图。

图10A是本实用新型压力感测输入装置第七实施例的立体爆炸结构示意图。

图10B是图10A中第一导电层局部的平面结构示意图。

图11A是本实用新型压力感测输入装置第八实施例的结构示意图。

图11B是图11A中Ⅰ处放大示意图。

图12A是本实用新型压力感测输入装置第九实施例的结构示意图。

图12B是图12A的又一变形实施例的结构示意图。

图13A是本实用新型第十实施例压力感测输入装置制造方法流程图。

图13B是本实用新型第十实施例中蚀刻程度示意图。

【具体实施方式】

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。

请参阅图1与图2，系纳米银线薄膜结构110的剖切结构示意图，在第一基板1107上设有纳米银线薄膜1105，该纳米银线薄膜1105包括嵌入在基质1103中的多根纳米银线1101，纳米银线1101排布在基质1103中相互搭接形成导电网络。所述基质1103是指含纳米银线1101的溶液在经过涂布等方法设置在第一基板1107上，经过加热烘干使得易挥发的物质挥发后，留在第一基板1107上的非纳米银线1101物质。纳米银线1101散布或嵌入其中，形成导电网络，部分纳米银线1101从基质1103材料中突出。纳米银线1101依靠基质1103形成纳米银线薄膜1105，基质1103可以保护纳米银线1101免受腐蚀、磨损等外界环境的影响。

其中，纳米银线1101(silvernanowires，简称SNW)的线长为10μm-300μm，优选20μm-100μm，最好其长度为20μm-50μm，纳米银线1001的线径(或线宽)小于500nm或小于200nm，100nm，优选为小于50nm，且其长宽比(线长与线径之比)大于10，优选大于50，更优选大于100，大于400，大于500。此外，纳米银线1101还可为其他导电金属纳米线表面及非导电纳米线表面镀银的物质。采用纳米银线薄膜1105形成电极结构具有以下的优点：纳米银线薄膜1105相较于ITO的价格低，工艺简单，且挠性好，可耐受弯折等优点，此外，当受到压力作用时其电阻变化率大，能够用于压力感测输入装置的压力电极，且能够取得较好的效果。所述第一基板1107一般为透明绝缘材料，本实用新型此处及下文所述的基板可包括但不受限于:2D或3D基板，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(polyethyleneterephthalate，聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PC(polycarbonate，聚碳酸酯聚碳酸酯)、PES(polyethyleneglycolsuccinate，聚丁二酸乙二醇酯)、PMMA(polymethylmethacrylate，聚甲基丙烯酸甲酯)、PVC(Polyvinylchloride，聚氯乙烯)、PP(Polypropylene，聚丙烯)及其任意两者的复合物等材料。所述透明基板还可为偏光片或滤光片基板。

请参阅图3，系本实用新型纳米银线压力感测输入装置的结构原理图，但并不以此为限。当使用者用手指触压之后，将致使纳米银线薄膜1105产生微小形变，相对应的触压区的纳米银线薄膜1105线长将发生变化(因被按压)，进而影响纳米银线薄膜1105的等效阻值。此外，由于纳米银线薄膜1105由纳米银线1101制备而成，在按压时，纳米银线薄膜1105除了有物理形变，在形成纳米银线薄膜1105的纳米银线1101之间还可由于压力的作用，彼此之间距离靠近，使纳米银线1101之间的空间位置发生变化，搭接点增多，从而导致电阻的变化，该电阻变化量通过压力感测芯片(图未示)测出，以实现对所述压力大小的检测。因此，当触压的力道不同时，纳米银线薄膜1105将产生不同的阻值变化。如果触压的力道较大，则纳米银线薄膜1105的阻值具有较大的变化量；相反地，如果触压的力道较小，则纳米银线薄膜1105的阻值具有较小的变化量。因此，藉由测量纳米银线薄膜1105的阻值变化量，便可判断出触压的力道。

由于纳米银线薄膜1105通常由相同材料制作而成，纳米银线薄膜1105的材料选择应考虑的一个重要参数，即材料的应变计因子(GageFactor；GF)。材料的应变计因子(GageFactor；GF)如下计算方式所示：

GF＝(ΔR/R)/(ΔL/L)；

其中，R为导电材料在未被触压时的等效阻值，ΔR为导电材料被触压后的阻值变化量，L为导电材料未被触压时的线长，ΔL为导电材料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，导电材料的应变计因子GF系大于0.5，用以提供较佳的灵敏度。

请参阅图4A-4B，本实用新型压力感测输入装置第一实施例提供了一种压力感测输入装置10，该压力感测输入装置包括一第一基板11，设置于所述第一基板11表面的一第一导电层13及压力感测芯片14。其中，该导电层包括复数个第一压力感测电极131，该压力感测芯片14与该第一压力感测电极131电连接。所述第一基板11还可以包括以M×N等间距矩阵排布的复数个第一压力感测电极131，此处列举少量的第一压力感测电极131示意。

所述第一压力感测电极131用以感测压力大小，所述第一压力感测电极131由纳米银线薄膜形成。所述纳米银线薄膜包括纳米银线和基质，当纳米银线薄膜受到触压时，该纳米银线薄膜发生形变，且所述纳米银线搭接点增多，电阻变化率增大。所述第一压力感测电极的应变计因子大于0.5。

所述压力感测芯片14通过检测所述第一压力感测电极131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14与所述第一压力感测电极131之间通过多条第一电极连接线132连接。所述第一电极连接线132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14还可包括惠斯通电桥电路141，所述惠斯通电桥电路141对第一压力感测电极131的电阻值的改变进行信号放大处理，进而使得所述压力感测芯片14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。

所述第一导电层13的方阻小于150ohm/sq，其折射率为1.3-2.5，更优为1.35-1.8，其厚度约为10nm-5μm，优选为20nm-3μm，更优为50nm-200nm。

所述第一导电层13的透光率或清晰度可由以下参数定量的限定：透光率和雾度。透光率是指通过介质传输的入射光的百分比，所述第一导电层13的透光率至少为80％，还可为90％，甚至可以高达95％-97％。雾度是光漫射的指数，雾度是指入射光中分离出来并在传输的过程中散射的光的数量百分比，雾度是指由于第一导电层13中的纳米银线表面光漫射造成的云雾状或混浊的外观。屏幕的雾度问题会导致在室外场景光线照射的情况下，屏幕反射光强烈，严重的时候会使得用户看不清屏幕。在本实用新型的实施例中雾度不会超过3％，甚至可以达到不超过1.5％。

优选，所述第一压力感测电极131为细长的线体状，其线宽为3-500μm，优选为3-100μm。

在本实施例中，该第一压力感测电极131的横截面为矩形，所述第一压力感测电极131被触压后的阻值变化量ΔR的变化主要依赖于所述第一压力感测电极131被触压后的线长变化量ΔL。在另外的实施例中，当所述第一压力感测电极131做成具有较小长宽比的方形，椭圆形及其他不规则图形的时候，ΔR的变化将主要依赖于所述第一压力感测电极131的形变量，而不仅仅单一的依赖于ΔL。

在另外的实施例变形中，所述第一基板11可为保护盖板(图未示)，用以作为第一导电层13的保护外盖，所述保护盖板(图未示)具有第一表面(图未示)及相对设置的第二表面(图未示)，该第一导电层13设于所述保护盖板(图未示)的第二表面(图未示)，而第一表面(图未示)则供使用者施加一触压动作。

请参阅图5，本实用新型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。所述压力感测输入装置20还包括压力感测芯片(图未示)。

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搭配有一压力感测电极信号线203，该压力感测电极信号线203包括一发送线2031及一接收线2032，发送线2031搭接到所述第一压力感测电极202的其中一端部，接收线2032搭接到所述第一压力感测电极202的另一端部，且发送线2031和接收线2032连接至压力感测芯片(图未示)。压力感测芯片(图未示)内可设置有前述的惠斯通电桥电路(图未示)，发送线2301、第一压力感测电极202、接收线2302与压力感测芯片(图未示)形成一可以检测所述第一压力感测电极202受压时产生阻值变化的结构。

所述压力感测电极信号线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6，本实用新型压力感测输入装置第三实施例提供了一种压力感测输入装置40，其与第一和第二实施例的区别在于该压力感测输入装置40还包含一保护层403，故，省略这两个实施例中某些元件的阐述。该压力感测输入装置40包括一第一导电层401、一支撑第一导电层401的第一基板402及至少一保护层403，该保护层403设置在第一导电层401上。该保护层403用于保护第一导电层401，防止第一导电层401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，同时也有利于保持第一导电层401的平整性，提高其使用寿命。

所述保护层403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。

此外，在一些变形的实施例中，保护层403还能具有光学作用，可通过选用具有光学效果的材料作为保护层403，或者在保护层403的材料中掺入光学粒子，以期降低纳米银线的光线反射，降低其可视性，提高透光率。

请参阅图7，本实用新型压力感测输入装置第四实施例提供了一种压力感测输入装置50，其与第一、第二和第三实施例的区别在于该压力感测输入装置50还包含一光学匹配层503，故，省略这三个实施例中某些元件的阐述。该压力感测输入装置40包括第一导电层501、一支撑第一导电层501的第一基板502及至少一光学匹配层503，该光学匹配层503设置在第一基板502下表面，与设置在第一基板502上表面的第一导电层501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503为一层低折射率的光学膜，其可以降低纳米银线的反射，降低压力感测电极图案的可视性。所述低折射率为折射率小于1.6，优选的为1.1-1.6之间，如折射率为1.1，1.25，1.32，1.38，1.46，1.50或1.52。

在另外的变形实施例中，所述光学匹配层503的位置不受限制，可以放置在压力感测输入装置50中的任意位置。

请参阅图8A-8B，本实用新型压力感测输入装置第五实施例提供了一种压力感测输入装置60，其包括由上至下依次设置的保护盖板603、第一导电层601及第一基板602。其中，所述第一基板602用于支撑第一导电层601。

所述第一导电层601包括一压力感测配置区605和一与第一压力感测配置区605面积互补的第一触控感应配置区604，所述复数个第一压力感测电极6012设置于所述第一压力感测配置区605内，所述第一触控感应配置区604内设有复数个第一触控感应电极6011。

具体地，在所述第一导电层601形成的以M×N阵列排布的第一触控感应电极6011及设置于相邻第一触控感应电极6011之间的第一压力感测电极6012，此处以示意方式仅列举少量的第一触控感应电极6011及第一压力感测电极6012，在实际产品中，第一压力感测电极6012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。

其中，所述第一触控感应电极6011为菱形。优选，所述第一压力感测电极6012为细长的线条状，其线宽为3-500μm，优选为3-100μm。在本实施例中，所述第一触控感应电极6011的线宽优选大于第一压力感测电极6012，其中，更优的，所述第一压力感测电极6012的线宽为所述第一触控感应电极6011的线宽的0.5-0.8倍，且在第一基板602的单位面积内，所述第一压力感测电极6012的线长大于所述第一触控感应电极6011的线长。

本实施例中所提供的压力感测输入装置60可使在触压过程中，使所述第一压力感测电极6012的形变更大，从而使电阻值变化更为显著，提高第一导电层601对压力感测的灵敏度。

在另外的变形实施例中，该第一压力感测电极6012图形与第一触控感应电极6011图形还可为其它类型的互补关联设计。

在另外的实施例中，所述第一压力感测电极6012能实现多点压力侦测。

在另外的实施例中，该第一触控感应电极6012为纳米银线薄膜形成，其通过与由纳米银线薄膜形成的第一压力感测电极6011在同一制程中形成，减少了制程的工序，降低成本。

请参阅图9，本实用新型第六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包括保护盖板71、第一基板73、第二基板76及分别形成在第一基板73和第二基板76上的第一导电层72和第二导电层75，保护盖板71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72位于保护盖板71和第一基板73之间。第一导电层72包括第一压力感测电极721和第一触控感应电极722，该第一压力感测电极721由纳米银线薄膜形成，第二导电层75包括间隔均匀设置的第二触控感应电极751。当使用者施加一触压动作给保护盖板71，作用力传递到保护盖板71之下的第一导电层72中第一压力感测电极721，引起该第一压力感测电极721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，影响了第一触控感应电极722和第二触控感应电极751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72对应第一压力感测电极721和第一触控感应电极722，以及第二导电层75中对应的第二触控感应电极751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。

第一触控感应电极722、第二触控感应电极751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，该第一触控感应电极722也为纳米银线薄膜形成，其通过与由纳米银线薄膜形成的第一压力感测电极721在同一制程中形成，因而，减少了制程的工序，降低成本。

请参阅图10A-10B，本实用新型压力感测输入装置第七实施例与第一实施例的区别在于：在本实施例中压力感测输入装置80的第一导电层803包括第一触控感应电极8031及第一压力感测电极8021，所述第一触控感应电极8031可进一步包括交错互补间隔设置的第一方向触控感应电极8013及第二方向触控感应电极8014。第一导电层803还包括第一触控感应配置区804及第一压力感测配置区805。第一方向触控感应电极8013和第二方向触控感应电极8014形成在第一触控感应配置区804，第一压力感测电极8021形成在第一压力感测配置区805。

为了有足够的空间布设第一压力感测电极8021，第一触控感应电极803在基板上所占的空间要相对缩小。第一方向触控感应电极8013和第二方向触控感应电极8014分别包括多个沿第二方向延伸的第一方向触控感应电极凸出部80131和第二方向触控感应电极凸出部80141，第一方向触控感应电极8013及第二方向触控感应电极8014彼此交叉互补，第一方向触控感应电极凸出部80131和第二方向触控感应电极凸出部80141间隔设置，形成交错互补的图形，设置在第一压力感测配置区805中的第一压力感测电极8021曲线弯折状设置在第一方向触控感应电极8013和第二方向触控感应电极8014交叉互补后形成的相应的间隙中，第一压力感测电极8021与第一方向触控感应电极8013、第二方向触控感应电极8014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8021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8021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应电极8013和第二方向触控感应电极8014的线宽适度缩小并且控制第一压力感测电极8021的线宽小于第一方向触控感应电极8013和第二方向触控感应电极8014的线宽，优选第一压力感测电极8021的线宽为第一方向触控感应电极8013或第二方向触控感应电极8014的线宽0.5-0.8倍。第一方向触控感应电极凸出部80131和第二方向触控感应电极凸出部80141的数量形状及其分布不限。

第一电极连接线8015分别从使第一压力感测电极8021两端引出，连接到压力感测芯片(图未示)，第一电极连接线8015的材料不局限为ITO，还可以为银、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802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803)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应电极8031(包括第一方向触控感测电极8013及第二方向触控感应电极8014)和第一压力感测电极8021的制作，大大简化了制程，降低了成本。

请参阅图11A-11B，本实用新型压力感测输入装置第八实施例提供了一种压力感测输入装置90，该压力感测输入装置90包括第一基板91及设置在第一基板91上的第一导电层92，所述第一导电层92包括第一触控感应电极902、第一压力感测电极903及第一绝缘结构925，该第一触控感应电极902包括第一方向触控感应电极921与第二方向触控感应电极923，第一压力感测电极903包括第一方向压力感测电极922与第二方向压力感测电极924。其中，该第一方向触控感应电极921位于该第一绝缘结构925相对应的两侧，且该第一方向触控感应电极921为交错分布；该第一方向压力感测电极922位于该第一绝缘结构925相对应的两侧，且该第一方向压力感测电极922为交错分布；该第二方向触控感应电极923位于该第一绝缘结构925相对应的两侧，且第二方向触控感应电极923为交错分布；第二方向压力感测电极924位于该第一绝缘结构925相对应的两侧，且该第二方向压力感测电极924为交错分布。

具体来说，本实施例中第一方向触控感应电极921的第一触控感应导接段9211与第一方向压力感测电极922的第一连接段9221相互连接，且第二方向触控感应电极923的第二触控感应导接段9231与第二方向压力感测电极924的第二连接段9241相互连接，即第一方向触控感应电极921与第一方向压力感测电极922之间以及第二方向触控感应电极923与第二方向压力感测电极924之间不必维持电性绝缘，使用同一条导线电性导通。在部分实施方式中，第一连接段9221与第一触控感应导接段9211可为非一体式结构的两条导线分别进行导通，第二连接段9241与第二触控感应导接段9231为非一体式结构的两条导线分别进行导通，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903和第一触控感应电极902不一定是交错排布，也可将相应第一压力感测电极903和第一触控感应电极902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实用新型范围。

在本实施例中，在第一基板91的第一导电层92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903与第一触控感应电极902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应时信号的相互影响，从而保证压力值感测与触控感应的精准度。

请参阅图12A，本实用新型压力感测输入装置第九实施例提供了一种压力感测输入装置100，该纳米银线压力感测输入装置100为结合了具有第一压力感测电极1011的压力感测输入装置100的单层架桥结构，其中，该所述压力感测输入装置100将第一压力感测电极1011设计成与单层架桥结构中的电极共面。所述第一导电层1010包括第一触控感应配置区102及第一压力感测配置区103。所述第一触控感应电极1012设置在所述第一触控感应配置区102内，相邻第一触控感应电极1012之间交错互补且存在一定间距，所述第一压力感测电极1011设置在第一触控感应电极1012之间的第一压力感测配置区103。所述第一压力感测配置区103设于所述第一触控感测配置区102的第一触控感测电极1012之间。所述第一压力感测电极1011可为一定线宽的不规则线条，所述第一压力感测电极1011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1011的压力感测输入装置100包括第一基板101及设置在所述第一基板101上的第一导电层1010，该第一导电层1010包括若干个等间距排布的第一触控感应电极1012及设置在第一触控感应电极1012之间的第一压力感测电极1011。所述第一压力感测电极1011可为一个或以上。更进一步地，所述第一压力感测电极1011可设置在第一触控感应电极1012之间的第一压力感测配置区103。其中，该第一触控感应电极1012可分为第一方向触控感应电极1013及第二方向触控感应电极1014，该第一方向触控感应电极1013与第二方向触控感应电极1014之间的重叠的区域通过连接绝缘块1015绝缘。所述第一触控感应电极1012与第一压力感测电极1011之间互不接触，可以防止压力感测输入装置在执行压力触控感应时信号的相互影响，避免干扰，从而保证压力值感测与触控感应的精准度。

在本实施例中，所述第一触控感应电极1012与第一压力感测电极1011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1011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101的同一第一导电层1010上同时实现触控感应与压力感测，且可在一次印刷中同时完成第一触控感应电极1012和第一压力感测电极1011的制作，从而简化制程，降低制作成本。

如图12B中所示，本实用新型压力感测输入装置第九实施例的又一变形实施例中，提供一种压力感测输入装置100’，其与所述第一压力感测输入装置100的区别在于：第一导电层1010上第一压力感测配置区103设于所述第一触控感测配置区102的周围，具体为所述第一基板101上所述第一触控感测配置区102的周围的透明区域。

第一压力感测配置区103内设置的第一压力感测电极1021与第一触控感应配置区102内设置的第一触控感应电极1012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1021的数量、形状、分布不受限制。

请参阅13A-13B，本实用新型第十实施例提供了一种压力感测输入装置的制造方法，该制造方法用于制造本实用新型第五实施例压力感测输入装置60，该制造方法可以包括以下步骤：

S1：提供一第一基板602；

S2：在第一基板602的其中一表面上涂布纳米银线薄膜形成一第一导电层601；及

S3：在该纳米银线薄膜上形成第一压力感测电极6012及第一触控感应电极6011图案。

上述方法中还可包括步骤S4：及提供一透明绝缘的保护盖板603于其上。

上述步骤S1中，第一基板602为整个压力感测输入装置60提供支撑；其中，所述第一基板602的水滴角的角度为0°-30°，更优选的小于0°-10°。

上述步骤S2-S3可采用蚀刻方法，系在第一基板602上涂布纳米银线溶液后蚀刻获得所需的电极图案，具体包括步骤S211，在第一基板602的其中一表面上涂布纳米银线薄膜；及步骤S212将所述纳米银线薄膜蚀刻形成第一压力感测电极与第一触控感应电极图案。

在步骤S211中，包括在步骤S1中提供的第一基板602上涂覆纳米银线薄膜，形成整面导通的第一导电层601。

其中，该纳米银线薄膜中的纳米银线的线长为10μm-300μm，优选20μm-100μm，最好其长度20μm-50μm，纳米银线801的线径小于500nm或小于200nm，100nm，优选为小于50nm，且其长宽比大于100，优选大于400，更优选大于500。其中，疏水溶剂比重为10％-20％之间。

此外，在第一基板602上形成第一导电层601的纳米银线薄膜中都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纳米银线薄膜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％。所述暗色添加剂颗粒的加入，能够大大降低纳米银线的可视性，大大提高了产品的外观。

上述涂布的具体方法具体包括但不受限于：喷墨涂布工艺、撒播涂布工艺、凹版印刷涂布工艺、凸版印刷涂布工艺、柔印涂布工艺、纳米压印涂布工艺、丝网印刷涂布工艺、刮刀涂布工艺、狭缝式挤压涂布工艺(Slotdiecoating)、旋转涂布工艺、棒状涂布工艺、滚筒涂布工艺、线棒涂布工艺或浸渍涂布工艺。

其中，以狭缝式挤压涂布工艺为例，具体步骤为在操作涂布时会采用设备将纳米银线悬浮溶液放置在第一基板602上，附着有纳米银线悬浮溶液的加注辊向顺时针方向旋转，设备的第一端按照一个方向不停的涂布到第二端后，再做回程运动，从第二端朝着第一端不停的运动。采用狭缝式挤压涂布并往复涂布的方式，使得纳米银线悬浮溶液均匀和完整地涂覆在基板上。如有需要，狭缝式挤压涂布可以与第一端和第二端的连线呈一定的设计角度(15°-85°)进行往复涂布。采用狭缝式挤压涂布工艺进行涂布操作，可进一步提高纳米银线悬浮溶液在第一基板602上涂布的精度和均匀性。

在步骤S212中，包括对形成的第一导电层601上的纳米银线薄膜进行蚀刻处理形成预期的第一压力感测配置区605及第一触控感应配置区604，其中，所述蚀刻是指利用光刻胶膜(掩膜)的覆盖和保护作用，以化学反应或物理作用的方法去除没有覆有光刻胶膜(掩膜)保护的区域，完成图形转移的目的。在本实用新型中是采用蚀刻在已形成的第一导电层601上区分出的第一触控感应配置区604与第一压力感测配置区605。蚀刻的方法包括：DES(Developing、Etching、Stripping，显影、蚀刻及剥膜)蚀刻、湿法蚀刻、氧化蚀刻、镭射蚀刻或电弧高频感应蚀刻等。

其中，DES蚀刻包括显影、蚀刻及剥膜三大部分；显影是指将未曝光的部分溶解，曝光部分保留；蚀刻是指将裸露的部分蚀刻掉，从而获得所需的图形；剥膜是将图形上的干膜溶解并冲洗干净。

湿法蚀刻是指采用化学溶液腐蚀物无胶保护的膜，并生成可溶于水的副产物，其具体可分为涂覆光刻胶、蚀刻剂浸泡、清洗、剥膜等过程。

氧化蚀刻是指将预想的导电区域遮蔽，置于湿气富氧和H2S环境中，将非导电区域的纳米银线氧化成非导电金属氧化物。

镭射蚀刻是指采用激光镭射将非导电区域纳米银线镭射掉，从而形成非导电区域。

电弧高频感应蚀刻是指采用高频电弧轰击非导电区域的纳米银线，使该区域的纳米银线气化从而形成非导电区域。

更进一步地，如图13B中所示，图案蚀刻可分为完全蚀刻或非完全蚀刻。其中，完全蚀刻是指将导电区域之外的其他导电材料完全去除，此蚀刻方法会导致蚀刻区域与非蚀刻区域色差较明显。而非完全蚀刻为将导电区域与非导电区域之间区域部分去除。从而使导电区域与非导电区域断开，但是不去除非导电区域的导电材料。非完全蚀刻与完全蚀刻相比较，可使蚀刻区电极与非蚀刻区电极色差较小，产品的外观效果较好。

在上述步骤S2-S3还可以采用压印法，系在第一基板602上涂布形成透明绝缘层(图未示)，后再于透明绝缘层上压印形成图案化凹槽(图未示)，并在该图案化凹槽(图未示)中填充纳米银线溶液，获得所需的电极图案。

压印法首先需提供相应网格图案的模具(图未示)，其中，该网格图案中网格单元的形状为正三边形、正方形、菱形、矩形、平行四边形或曲边四边形、正六边形、多边形、不规则形状等，其具体的实施步骤如下：

步骤S221，在步骤S1中提供的第一基板602上形成透明绝缘层。在第一基板602上形成一透明绝缘层(图未示)。该透明绝缘层(图未示)的厚度为大于等于第一导电层601的厚度，即大于等于10nm-50μm，优选为大于等于20nm-10μm，更优为大于等于50nm-200nm。

步骤S222，在透明绝缘层(图未示)上制作出与模具(图未示)中网格图案相应的图案化凹槽(图未示)。

步骤S223，在所形成的图案化凹槽(图中未示)中填充纳米银线溶液。

步骤S224，固化图案化凹槽(图中未示)内的纳米银线溶液，获得由纳米银线薄膜形成的第一导电层601。

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)表面多余的纳米银线，只保留图案化凹槽(图未示)中的纳米银线，从而形成第一导电层601；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。

上述压印法将传统导电膜的面状的分布形式变为线状的分布形式，有助于增长感应电极，尤其是第一压力感测电极的线长，从而增加第一压力感测电极及第一触控感应电极的感应灵敏度。

采用本实施例中所述的制造方法制备获得的压力感测输入装置60中第一导电层601的透光率至少为80％，甚至可以高达91％-92％。此外，由于加入了暗色物质添加剂颗粒，可以有效减少纳米银线压力感测输入装置60中纳米银线的光线反射，降低其可视性。

与现有技术相比，第一，本实用新型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复数个由纳米银线薄膜形成的压力感测电极，其中，所述纳米银线薄膜由纳米银线和基质构成，其在受到压力后相互挤压导致所述纳米银线电阻发生变化。与现有技术中采用ITO材料制备感应电极相比，ITO材料仅能实现单层形变。而在本实用新型中，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，纳米银线相应发生物理形变，此外，由于构成压力感测电极的纳米银线薄膜由基质和嵌入或散布其中的纳米银线形成，其中，纳米银线的线长为10μm-300μm，其线径(或线宽)小于500nm，且其线长与线径之比大于10，在按压本实用新型所提供的压力感测输入装置的过程中，相对应的纳米银线的压力感测电极在发生物理形变之外，由于按压力的作用，其微观纳米银线之间的空间位置也会改变。具体地，在按压时，纳米银线之间由于压力的作用，彼此之间距离靠近，使纳米银线之间的空间位置发生变化，纳米银线搭接点增多，从而导致电阻的变化。

纳米级银线之间的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，相较于采用其它材料制备而成的压力感测电极，本实用新型所提供的纳米银线感应电极具有更好的触压灵敏度。

第二，本实用新型提供的纳米银线压力感测膜中具有共面设置的压力感测电极及触控感应电极，在一个纳米银线压力感测膜中可以同时实现压力检测及触控位置检测的功能。兼顾二维坐标和三维触压力度的精准检测，从而提高压力触控产品的用户使用满意度。

第三，本实用新型所提供的纳米银线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应电极中的至少一种。其中，将压力感测电极与触控感应电极(包括第一触控感应电极及第二触控感应电极)整合在同一个压力感测输入装置中，相较于传统的将压力感测层与触控屏叠加的结构，具有更薄的厚度及更佳的透光率等优点。此外，本实用新型所提供的压力感测输入装置中压力感测电极与触控感应电极采用互补不重叠的形状设计，在降低压力感测输入装置厚度的同时亦提高压力感测输入装置下设置的显示模组的可视性的效果。所述的压力感测输入装置中还可进一步包括保护层或光学匹配层，从而可以根据需求获得性能更佳的压力感测膜及压力触控。

第四，本实用新型中还提供了一种具有由纳米银线形成的压力感测电极的纳米银线压力感测输入装置的制造方法，可实现在同一基板上同时制备压力感测电极及触控感应电极，可以大大简化制程，降低制作的成本。本实用新型中用于制造压力感测输入装置的纳米银线溶液中加入粒径大小为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，可以有效减少纳米银线压力感测输入装置中纳米银线的光线反射，降低其可视性。

其中，本实用新型所提供的纳米银线压力感测输入装置的制造方法中的其中一种方法采用直接在透明绝缘层上成形图案，且该透明绝缘层可根据需要从基板上取下或保留其上。区别于现有技术中必须将导电微图案成型在基板上的特征。如此对于基板的材料特性要求就大大降低，不管是柔性基板还是刚性基板，只需在透明绝缘层上转印出图案化的凹槽后，涂刷纳米银线溶液，然后固化即可形成所需导电微图案。由此来看，对于基板的材料特性要求大大降低。

更进一步地，本实用新型所提供的纳米银线压力感测输入装置的制造方法还可以采用蚀刻方式制备导电层，所述蚀刻可分为完全蚀刻与非完全蚀刻，完全蚀刻是指将导电图形之外的其他导电材料完全去除，此蚀刻方法会导致蚀刻区域与非蚀刻区域色差较明显。而非完全蚀刻指将该区域蚀刻成与电极结构区域隔离的区域，从而使导电图形与非导电区域之间不接触，但是不去除非导电区域的导电材料。非完全蚀刻与完全蚀刻相比较，可使蚀刻区电极与非蚀刻区电极色差较小，产品的外观效果较好。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型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实用新型的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种压力感测输入装置，包括：

第一基板；

第一导电层，设置于该第一基板，所述第一导电层包括复数个第一压力感测电极，所述第一压力感测电极由纳米银线薄膜形成，该第一压力感测电极用于侦测施加第一导电层上压力的大小；

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。

2.如权利要求1所述的压力感测输入装置，其特征在于：所述纳米银线薄膜包括纳米银线和基质，当纳米银线薄膜受到触压时，该纳米银线薄膜发生形变，且所述纳米银线搭接点增多，电阻变化率增大。

3.如权利要求2所述的压力感测输入装置，其特征在于：所述纳米银线薄膜包括暗色添加剂颗粒，该暗色添加剂颗粒的粒径为20nm-800nm。

4.如权利要求1所述的压力感测输入装置，其特征在于：所述第一导电层的厚度为10nm-5μm,其透光率至少为90％，其雾度小于3％，其方阻小于150ohm/sq，其折射率为1.3-2.5。

5.如权利要求1所述的压力感测输入装置，其特征在于：所述第一压力感测电极为曲线状、折线状、绕线式放射状、绕线式螺旋状中的任一种或多种。

6.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的应变计因子大于0.5。

7.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能实现多点压力侦测。

8.如权利要求1所述的压力感测输入装置，其特征在于：进一步包括复数个第一触控感应电极，所述第一导电层包括第一压力感测配置区和第一触控感应配置区，所述第一触控感应电极位于所述第一触控感应配置区，所述第一压力感测电极位于所述第一压力感测配置区，其中所述第一压力感测配置区与第一触控感应配置区面积互补。

9.如权利要求8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与至少部分所述第一触控感应电极在同一制程中形成，该第一压力感测电极与该第一触控感应电极于基板的同一平面上。

10.如权利要求8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为所述第一触控感应电极的线宽的0.5-0.8倍。

11.如权利要求8所述的压力感测输入装置，其特征在于：所述第一压力感测配置区设于所述第一触控感测配置区的第一触控感测电极之间或设于所述第一触控感测配置区的周围。

12.如权利要求8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。

13.如权利要求8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个第二触控感应电极和/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应电极用于检测多点触控。

14.如权利要求1-13中任一项所述的压力感测输入装置，其特征在于：还包括至少一光学匹配层，该光学匹配层的折射率为1.1-1.6，所述光学匹配层位于所述第一导电层和第一基板之间。

15.如权利要求14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，用以作为第一导电层的保护外盖，所述保护盖板具有第一表面及相对设置的第二表面，所述第一表面供使用者施加一触压动作。