本實用新型涉及觸控顯示領(lǐng)域，具體的，涉及壓力感應(yīng)組件及觸控顯示裝置。

背景技術(shù)：

壓力傳感器是在諸多領(lǐng)域都是很常用的傳感器。壓力傳感器按照材料可以分為基于壓電材料的壓電傳感器，以及基于壓阻材料的壓阻傳感器。由壓電陶瓷、壓電晶體、壓電駐極體及有機壓電薄膜等為敏感元件制作而成的壓電傳感器在承受壓力時在材料表面產(chǎn)生可轉(zhuǎn)移的電荷，電荷經(jīng)過檢測設(shè)備時的電壓可以直接反應(yīng)壓力的大小。以合金敏感柵、半導(dǎo)體等材料為敏感元件的壓阻傳感器在受壓時產(chǎn)生形變，形變造成敏感元件的電阻發(fā)生變化，通過惠斯通電橋檢測敏感原件電阻的變化就可以檢測出施加在壓敏傳感器上的壓力大小。

近些年來，基于微觀電子通道結(jié)構(gòu)變化的壓阻敏感材料越發(fā)成熟，基于此類壓敏材料的壓力敏感電阻(通常叫做FSR)也得到了廣泛的開發(fā)與應(yīng)用。此類器件一般由基材、電極導(dǎo)線、壓力敏感材料與必要的空氣間隔層構(gòu)成。

但是，各種傳感器也有各自的缺點。壓電式傳感器的工作原理決定其只適于動態(tài)量測量。力作用在壓電傳感器上產(chǎn)生的微弱電荷會由自身泄漏掉。通常的壓阻式傳感器需要與被測體粘結(jié)，粘結(jié)選材以及過程對傳感器都有著很大的影響。而且進行多點檢測的時候需要增加大量的橋電路，不利于集成化。現(xiàn)有的FSR幾乎都有空氣間隔層，限制了其在對透過率高的顯示等領(lǐng)域的應(yīng)用。極少數(shù)沒有空氣間隔層的也需要在壓敏材料的兩面制作電極，影響產(chǎn)品的輕薄化。而且施壓方向與壓力敏感材料電阻變化的方向相同，也限制了FSR在特定領(lǐng)域的應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本實用新型的一個目的在于提出一種結(jié)構(gòu)簡潔、高透過率、或低厚度的壓力感應(yīng)器件。

在本實用新型的一個方面，本實用新型提供了一種壓力感應(yīng)器件。根據(jù)本實用新型的實施例，該壓力感應(yīng)器件包括：基材；電極，所述電極位于所述基材一側(cè)；壓力敏感層，所述壓力敏感層覆蓋所述電極，所述壓力敏感層包括絕緣基體和分散于所述絕緣基體中的導(dǎo)電顆粒；所述導(dǎo)電顆粒包括長距離傳輸電子顆粒、短距離傳輸電子顆粒和長短距離傳輸電子顆粒中的至少一種。

可選的，所述長距離傳輸電子顆粒的長徑比為1：50-1：1000000；所述短距離傳輸電子顆粒的長徑比小于1：50；所述長短距離傳輸電子顆粒的長徑比為1：50-1：1000000，且所述長短距離傳輸電子顆粒上具有凸起部，所述凸起部的長徑比小于1：50。

可選的，所述導(dǎo)電顆粒為選自金屬導(dǎo)電材料、金屬氧化物半導(dǎo)電材料、無機導(dǎo)電材料和高分子導(dǎo)電材料中的至少一種。

可選的，所述金屬導(dǎo)電材料為選自銀、銅、鎳、鋁、鐵、鈷，鋅、金、鉑，釕、鈀及其合金中的至少一種，所述金屬氧化物半導(dǎo)電材料為選自氧化鋅、氧化鎵、氧化銅、氧化銦錫、氧化銦鋅、三氧化二砷、鋁摻雜的氧化鋅以及復(fù)合金屬氧化物中的至少一種；所述無機導(dǎo)電材料為選自碳納米管、富勒烯、炭黑、石墨烯中的至少一種；所述高分子導(dǎo)電材料為結(jié)構(gòu)型高分子材料，所述結(jié)構(gòu)型高分子材料為選自聚乙炔、聚苯乙炔、聚噻吩、聚對亞苯、聚苯胺、聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞菁類化合物、D-A型共軛聚合物中的至少一種。

可選的，所述壓力感應(yīng)器件不包括間隔層。

根據(jù)本實用新型的實施例，所述絕緣基體為選自樹脂、硅膠、亞克力膠中的至少一種。

可選的，在所述壓力敏感層中，相鄰所述導(dǎo)電顆粒之間的距離滿足下列條件之一：1)直接接觸；2)在壓力測量范圍內(nèi)符合量子遂穿距離。

可選的，對所述壓力感應(yīng)器件施加壓力時，所述壓力敏感層在垂直于壓力方向的平面內(nèi)電阻發(fā)生變化。

可選的，所述壓力敏感層通過噴涂、絲印、壓力或熱壓方式形成在所述基材上。

在本實用新型的另一方面，本實用新型提供了一種觸摸顯示裝置。根據(jù)本實用新型的實施例，該觸摸顯示裝置包括前面所述的壓力感應(yīng)器件，所述壓力感應(yīng)器件位于顯示區(qū)內(nèi)。

根據(jù)本實用新型實施例的壓力感應(yīng)器件，電極設(shè)置于壓力敏感層的同一側(cè)，不需要在壓力敏感層的兩側(cè)制作電極，能夠有效降低壓力感應(yīng)器件的厚度，符合產(chǎn)品輕薄化趨勢，而且，本實用新型的壓力感應(yīng)器件沒有空氣間隔層，透過率不受負面影響，可以應(yīng)用于對透過率要求較高的顯示領(lǐng)域，且施壓方向與壓力敏感層電阻變化方向不同，不會限制其在特定領(lǐng)域的應(yīng)用。另外，壓力敏感層中的長距離傳輸電子顆粒與長短距離傳輸電子顆粒能夠使得電子從一個電極向另一個電極方向輸送，以及使電子在不同導(dǎo)電顆粒之間傳輸，短距離傳輸電子顆粒能夠增加電子在不同導(dǎo)電顆粒之間傳輸?shù)膸茁?，提高壓力感?yīng)器件的靈敏度。

附圖說明

圖1是根據(jù)本實用新型一個實施例的壓力感應(yīng)器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是根據(jù)本實用新型另一個實施例的壓力感應(yīng)器件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是根據(jù)本實用新型實施例的壓力敏感層中具有長距離傳輸電子顆粒時，施壓前后壓力敏感層中電子流通情況示意圖，其中，圖3A為施壓前壓力敏感層中電子流通情況示意圖，圖3B為施壓后壓力敏感層中電子流通情況示意圖。

圖4是根據(jù)本實用新型實施例的壓力敏感層中具有長距離傳輸電子顆粒和短距離傳輸電子顆粒時，施壓前后壓力敏感層中電子流通情況示意圖，其中，圖4A為施壓前壓力敏感層中電子流通情況示意圖，圖4B為施壓后壓力敏感層中電子流通情況示意圖。

圖5是根據(jù)本實用新型實施例的壓力敏感層中具有含有凸點的長短距離傳輸電子顆粒時，施壓前后壓力敏感層中電子流通情況示意圖，其中，圖5A為施壓前壓力敏感層中電子流通情況示意圖，圖5B為施壓后壓力敏感層中電子流通情況示意圖。

圖6是根據(jù)本實用新型實施例的壓力敏感層中具有含有節(jié)點的長短距離傳輸電子顆粒時，施壓前后壓力敏感層中電子流通情況示意圖，其中，圖6A為施壓前壓力敏感層中電子流通情況示意圖，圖6B為施壓后壓力敏感層中電子流通情況示意圖。

附圖標記：

10：基材

20：壓力敏感層

30：電極

40：保護層

21：長距離傳輸電子顆粒

22：短距離傳輸電子顆粒

23：長短距離傳輸電子顆粒

231：凸起部

具體實施方式

下面詳細描述本實用新型的實施例。下面描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。實施例中未注明具體技術(shù)或條件的，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說明書進行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。

在本實用新型的一個方面，本實用新型提供了一種壓力感應(yīng)器件。根據(jù)本實用新型的實施例，參照圖1，該壓力感應(yīng)器件包括：基材10；壓力敏感層20；以及電極30。其中，電極30位于基材10一側(cè)，壓力敏感層20覆蓋電極30，壓力敏感層20包括絕緣基體和分散于所述絕緣基體中的導(dǎo)電顆粒；其中，導(dǎo)電顆粒包括長距離傳輸電子顆粒、短距離傳輸電子顆粒和長短距離傳輸電子顆粒中的至少一種。

根據(jù)本實用新型的實施例，基材10的材質(zhì)可以是絕緣基材，包括但不限于是玻璃，PET，PEN，PI，PC，酚醛樹脂，環(huán)氧樹脂等材料；也可以是表面具有絕緣鍍層/涂層/保護層的導(dǎo)體基材，包括但不限于是具有二氧化硅/氮化硅鍍層的不銹鋼板，PI保護的銅箔等。

根據(jù)本實用新型的實施例，電極30位于基材10一側(cè)。所述的電極30可以是在絕緣基材10上噴涂或絲印而成，此時電極材料可以是納米銀絲墨水，石墨烯墨水，碳納米管墨水，PEDOT墨水，以及銀漿等導(dǎo)電材料；所述的電極30也可以通過處理在絕緣基材10上的導(dǎo)電涂層而成，導(dǎo)電涂層可以是通過蒸鍍，濺鍍，噴涂，絲印等方式覆蓋在絕緣基材10的表面；電極30的形成可以是通過蝕刻，鐳射等方式形成的；電極材料可以是ITO，IZO，納米銀絲，石墨烯，碳納米管，PEDOT，鍍銅，鍍銀等導(dǎo)電材料。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，電極的設(shè)置方式和形狀并不僅限于圖1所示出的情況，電極可以為多個，電極的形狀可以為條狀、塊狀或其他規(guī)則或不規(guī)則形狀。

根據(jù)本實用新型的實施例，壓力敏感層20可以由量子隧道復(fù)合材料形成，其包括絕緣基體和分散于絕緣基體中的導(dǎo)電顆粒。一些實施例中，壓力敏感層20通過將液態(tài)的聚合物/導(dǎo)電顆粒混合物經(jīng)由噴涂，絲印等方式覆蓋在電極30上之后經(jīng)過固化得到。另一些實施例中，也可以是將包含有粘性的聚合物和導(dǎo)電顆粒的混合物獨自固化成膜后得到壓力敏感層20，然后經(jīng)由壓力、熱壓等方式直接貼合在電極30表面得到壓力感應(yīng)器件。

根據(jù)本實用新型的實施例，絕緣基體的具體材質(zhì)不受特別限制，只要為絕緣材料即可。在實用新型的一些實施例中，絕緣基體可以為選自樹脂、硅膠、亞克力膠中的至少一種。

根據(jù)本實用新型的實施例，導(dǎo)電顆粒的尺寸通常為微米級或納米級。一些實施例中，導(dǎo)電顆粒可以為納米/微米球、納米/微米刺、納米/微米花、納米/微米多面體等。具體地，導(dǎo)電顆?？梢园ㄩL距離傳輸電子顆粒、短距離傳輸電子顆粒和長短距離傳輸電子顆粒中的至少一種，其中，長距離傳輸電子顆粒的長徑比為1：50-1：1000000，其具體形狀不受特別限制，包括但不限于線型、棒型、絲型或片型中的至少一種；短距離傳輸電子顆粒的長徑比小于1：50，其形狀包括但不限于球形、多面體、刺形、花形中的至少一種；長短距離傳輸電子顆粒的長徑比的范圍為1：50-1：1000000，且長短距離傳輸電子顆粒上具有長徑比小于1：50的凸起部，長短距離傳輸電子顆粒的形狀包括但不限于線型、棒型、絲型或片型中的至少一種，凸起部的形狀包括但不限于為枝狀、角狀、球狀、刺狀、棒狀中的至少一種。

在本實用新型的一些實施例中，導(dǎo)電顆?？梢杂砷L短距離傳輸電子顆粒構(gòu)成；也可以是由長距離傳輸電子顆粒與短距離傳輸電子顆?；旌隙?；也可以是長短距離傳輸電子顆粒與短距離傳輸電子顆粒或長距離傳輸電子顆?；旌隙?。其中，長距離傳輸電子顆粒以及長短距離傳輸電子顆粒的作用在于將電子從一個電極向另一個電極方向輸送，并兼具使電子在不同導(dǎo)電顆粒之間傳輸?shù)淖饔?。短距離傳輸電子顆粒的作用在于增加電子在不同導(dǎo)電顆粒之間傳輸?shù)膸茁剩岣邆鞲衅鞯撵`敏度。

需要說明的是，本文中所使用的描述方式“長距離傳輸電子顆?！笔侵妇哂虚L距離傳輸電子能力的導(dǎo)電顆粒，類似的，“短距離傳輸電子顆?！笔侵妇哂卸叹嚯x傳輸電子能力的導(dǎo)電顆粒，“長短距離傳輸電子顆?！笔侵竿瑫r具有長距離傳輸電子能力和短距離傳輸電子能力的導(dǎo)電顆粒。

根據(jù)本實用新型的實施例，導(dǎo)電顆粒的具體材質(zhì)不受特別限制，可以為選自金屬導(dǎo)電材料、金屬氧化物半導(dǎo)電材料、無機導(dǎo)電材料和高分子導(dǎo)電材料中的至少一種。

具體而言，根據(jù)本實用新型的實施例，所述金屬導(dǎo)電材料可以為選自銀、銅、鎳、鋁、鐵、鈷，鋅、金、鉑，釕、鈀及其合金中的至少一種，所述金屬氧化物半導(dǎo)電材料可以為選自氧化鋅、氧化鎵、氧化銅、氧化銦錫、氧化銦鋅、三氧化二砷、鋁摻雜的氧化鋅以及復(fù)合金屬氧化物中的至少一種；所述無機導(dǎo)電材料可以為選自碳納米管、富勒烯、炭黑、石墨烯中的至少一種；所述高分子導(dǎo)電材料可以為結(jié)構(gòu)型高分子材料，所述結(jié)構(gòu)型高分子材料為選自聚乙炔、聚苯乙炔、聚噻吩、聚對亞苯、聚苯胺、聚吡咯、聚苯硫醚、聚酞菁類化合物、D-A型共軛聚合物中的至少一種。

根據(jù)本實用新型的實施例，在壓力敏感層中，相鄰所述導(dǎo)電顆粒之間的距離滿足下列條件之一：1)直接接觸；2)在壓力測量范圍內(nèi)符合量子遂穿距離。參照圖3-圖6，未施加壓力時，壓力敏感層20中直接接觸和符合量子遂穿距離的導(dǎo)電顆粒較少，宏觀表現(xiàn)為壓力敏感層的電阻較大，施加壓力后，壓力敏感層20中導(dǎo)電顆粒之間的距離較小，直接接觸和符合量子遂穿距離的導(dǎo)電顆粒數(shù)量增加，形成導(dǎo)通橋，電子流通通道增加，壓力敏感層電阻降低。因此，通過檢測相鄰電極之間的電阻變化，可以建立電阻變化信息與壓力感應(yīng)器件的受力信息的相互關(guān)系數(shù)據(jù)庫，進而實現(xiàn)對壓力信息的檢測，包括壓力施加的位置和大小等。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在壓力敏感層中，導(dǎo)電顆粒在三維空間內(nèi)分布，具體位置、數(shù)量不受特別限制，長短距離傳輸電子顆粒的凸起部也是在三維空間內(nèi)分布，數(shù)目和位置不限，且可多層分布，圖3-圖6為簡化的示意圖，目的是為說明本實用新型的壓力感應(yīng)器件檢測壓力信息的原理，不能視為對本實用新型的限制。

根據(jù)本實用新型的實施例，如圖3-圖6所述，對所述壓力感應(yīng)器件施加壓力時，施加壓力的方向垂直于壓力感應(yīng)器件，而相鄰電極之間的電阻變化方向平行于壓力感應(yīng)器件，也就是說，壓力敏感層的電阻變化方向垂直于施加壓力的方向。由此，不會限制壓力感應(yīng)器件在一些特殊領(lǐng)域的應(yīng)用。

根據(jù)本實用新型的實施例，參照圖2，該壓力感應(yīng)器件可以進一步包括保護層40，該保護層40可以為沒有粘性的樹脂等有機材料，此時保護層40可以有效保護壓力敏感層20不受破壞，保護層40也可以為具有粘性的膠材，如光學(xué)膠、亞克力膠等，此時保護層既能夠起到保護壓力感應(yīng)器件的作用，且可以用于將壓力感應(yīng)器件粘帖到其他物體上。

根據(jù)本實用新型的實施例，該壓力感應(yīng)器件不包括間隔層。由此，不會對壓力感應(yīng)器件的透過率產(chǎn)生負面影響，該壓力感應(yīng)器件適合應(yīng)用于對透過率要求較高的顯示領(lǐng)域。

根據(jù)本實用新型實施例的壓力感應(yīng)器件，電極設(shè)置于壓力敏感層的同一側(cè)，不需要在壓力敏感層的兩側(cè)制作電極，能夠有效降低壓力感應(yīng)器件的厚度，符合產(chǎn)品輕薄化趨勢，而且，本實用新型的壓力感應(yīng)器件沒有空氣間隔層，透過率不受負面影響，可以應(yīng)用于對透過率較高的顯示領(lǐng)域，且施壓方向與壓力敏感層電阻變化方向不同，不會限制其在特定領(lǐng)域的應(yīng)用。另外，壓力敏感層中的長距離傳輸電子顆粒與長短距離傳輸電子顆粒能夠使得電子從一個電極向另一個電極方向輸送，以及使電子在不同導(dǎo)電顆粒之間傳輸，短距離傳輸電子顆粒能夠增加電子在不同導(dǎo)電顆粒之間傳輸?shù)膸茁?，提高壓力感?yīng)器件的靈敏度。

在本實用新型的另一方面，本實用新型提供了一種觸摸顯示裝置。根據(jù)本實用新型的實施例，該觸摸顯示裝置包括前面所述的壓力感應(yīng)器件。該觸摸顯示裝置包括前面所述的壓力感應(yīng)器件的所有特征和優(yōu)點，在此不再一一贅述。

在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。