【技術(shù)領域】
本發(fā)明涉及觸控領域,尤其涉及一種壓力感測模組、觸控裝置及oled顯示裝置。
背景技術(shù):
電子設備搭載壓力感測模組已經(jīng)成為了一種趨勢,壓力感測模組包括多個壓感單元,當壓感單元感應到來自用戶觸控操作所產(chǎn)生的壓力時,會產(chǎn)生一定的形變從而引起壓感單元之輸出電信號發(fā)生變化,偵測該電性號的大小可以計算獲得壓感單元所受到的壓力大小。通過對壓力大小的偵測可設計出匹配于不同壓力值下的電子設備功能,譬如不同力度下同一觸控點可匹配多種功能,如此,可進一步豐富電子產(chǎn)品的功能,給用戶帶來新的體驗。
壓力感測模組通常包括一基板和設置在基板上的多個相互獨立的壓感單元,每個壓感單元包含四個阻值相同的壓感電阻構(gòu)成的惠斯通電橋,通過惠斯通電橋?qū)毫Υ笮∵M行偵測,即相當于基板上設置有多個壓感單元,每個壓感單元是相互獨立的惠斯通電橋。由于每一次的壓力偵測至少需要用到一個惠斯通電橋,而每一個惠斯通電橋均需要用到四個壓感電阻,單位尺寸內(nèi)可設置壓感單元數(shù)量較少,這導致單次壓力偵測中的可偵測信號量小,壓力偵測的解析度低,壓力偵測方式單一。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了克服現(xiàn)有壓力感測模組單次壓力偵測中的可偵測信號量小,解析度低的問題,本發(fā)明中提供了一種壓力感測模組、觸控裝置及oled顯示裝置。
為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種壓力感測模組,所述壓力感測模組至少包括:一基板及一形成于所述基板之表面的力感測層,所述力感測層包括多個壓感電阻,所述壓感電阻矩陣式排布于所述基板的表面,每四個壓感電阻構(gòu)成一惠斯通電橋以偵測壓力大小,不同惠斯通電橋之間壓感電阻共用。
優(yōu)選地,每一壓感電阻在不同的時序中與相鄰的壓感電阻進行不同的組合以構(gòu)成至少兩個不同的惠斯通電橋。
優(yōu)選地,任一壓感電阻之延伸方向不同于與之相鄰的壓感電阻的延伸方向。
優(yōu)選地,任一壓感電阻之延伸方向和與之相鄰的壓感電阻的延伸方向垂直。
優(yōu)選地,構(gòu)成惠斯通電橋的四個壓感電阻相鄰且呈矩形分布。
優(yōu)選地,進一步包括一信號處理模塊,所述壓感電阻兩端均分別通過獨立的走線連接到信號處理模塊。
優(yōu)選地,信號處理模塊通過走線為壓感電阻提供電信號,任意四個壓感電阻構(gòu)成惠斯通電橋以偵測壓力大小。
優(yōu)選地,所述多個壓感電阻界定為多個矩陣式排布于所述基板之表面的壓感電阻組,每一壓感電阻組包括兩個在第二方向上相鄰的所述壓感電阻,第一方向上任意相鄰的兩壓感電阻組構(gòu)成一惠斯通電橋以偵測壓力大小,第一方向和第二方向中的其中一者為壓感電阻矩陣式排布的橫向排布方向,另一者為縱向排布方向。
優(yōu)選地,每一壓感電阻組均包括的兩壓感電阻為第一壓感電阻和第二壓感電阻,第一壓感電阻和第二壓感電阻均具有相對的第一端和第二端,第一壓感電阻之第一端和第二壓感電阻之第一端連接并在該端形成一輸出端,第一壓感電阻的第二端連接第一走線,第二壓感電阻的第二端連接第二走線,多個壓感電阻組之第一壓感電阻的第一走線共線,多個壓感電阻組之第二壓感電阻的第二走線相互獨立,第一方向上任意相鄰的兩壓感電阻組構(gòu)成惠斯通電橋時,所述兩壓感電阻組的輸出端構(gòu)成所述惠斯通電橋的輸出端。
優(yōu)選地,進一步包括一信號處理模塊,所述信號處理模塊為所述壓感電阻組提供電信號以使第一走線連接至vdd,第二走線連接至gnd;或第一走線連接至gnd,第二走線連接至vdd。
優(yōu)選地,每一壓感電阻組均包括的兩壓感電阻為第一壓感電阻和第二壓感電阻,第一壓感電阻和第二壓感電阻均具有相對的第一端和第二端,第一壓感電阻之第一端和第二壓感電阻之第一端連接并在該端形成一輸出端,第一壓感電阻的第二端連接第一走線,第二壓感電阻的第二端連接第二走線,多個壓感電阻組之第一壓感電阻的第一走線相互獨立,多個壓感電阻組之第二壓感電阻的第二走線相互獨立,第一方向上任意相鄰的兩壓感電阻組構(gòu)成惠斯通電橋時,所述兩壓感電阻組的輸出端構(gòu)成所述惠斯通電橋的輸出端。
優(yōu)選地,進一步包括一信號處理模塊,所述信號處理模塊為第一走線和第二走線提供電信號以使第一走線和第二走線之一者連接至vdd,另一者連接至gnd。
本發(fā)明提供一種觸控裝置,包括一用于偵測觸控位置的觸控電極層,所述觸控裝置進一步包括一如上所述的壓力感測模組,所述壓力感測模組設置在觸控電極層一側(cè)。
本發(fā)明提供一種oled顯示裝置,包括一oled層及如上所述的壓力感測模組,所述壓力感測模組設置在oled層一側(cè)。
優(yōu)選地,所述壓力感測模組設置在oled層表面。
優(yōu)選地,所述oled層與壓力感測模組之間設置有一屏蔽層及絕緣層,所述絕緣層設置在屏蔽層與壓力感測模組之間。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,壓力感測模組采用惠斯通電橋進行壓力偵測,由于壓感電阻之間可以自由組合,不同的惠斯通電橋之間壓感電阻共用,這極大地提高了單位尺寸內(nèi)的惠斯通電橋的數(shù)量,單次壓力偵測中的可偵測信號量大大提升,提高了壓力偵測的解析度,使得壓力偵測方式靈活多變。單位尺寸內(nèi)惠斯通電橋數(shù)量的增加使得壓力偵測的精確度更高。由于力感測層中任一壓感電阻之延伸方向不同于與之相鄰的壓感電阻的延伸方向,構(gòu)成惠斯通電橋的其中兩個壓感電阻具有不同于另外兩個壓感電阻的延伸方向,且具有相同延伸方向的壓感電阻不相鄰,這使得惠斯通電橋的輸出實現(xiàn)最大化,進一步提升了壓力感測模組的壓力偵測的靈敏度。
【附圖說明】
圖1a-3b為不同電阻的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4a為本發(fā)明第一實施例壓力感測模組的層狀結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4b為本發(fā)明第一實施例壓力感測模組之力感測層上的壓感電阻排布的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5為本發(fā)明第一實施例壓力感測模組之力感測層的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6a-6d分別為本發(fā)明第一實施例壓力感測模組之力感測層在第m、n、k、l個工作時序中構(gòu)成惠斯通電橋的壓感電阻選擇示意圖。
圖7a為本發(fā)明第一實施例壓力感測模組中惠斯通電橋的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7b為圖7a中惠斯通電橋的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8a為本發(fā)明第二實施例壓力感測模組的層狀結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8b為本發(fā)明第二實施例壓力感測模組之力感測層上的壓感電阻排布的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9為本發(fā)明第二實施例中壓感電阻組的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖10為本發(fā)明第二實施例壓力感測模組之力感測層的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖11a為本發(fā)明第二實施例壓力感測模組之力感測層在第z個工作時序中構(gòu)成惠斯通電橋的壓感電阻選擇示意圖。
圖11b為本發(fā)明第二實施例壓力感測模組中惠斯通電橋的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖12為本發(fā)明第二實施例壓力感測模組之力感測層在第t個工作時序中構(gòu)成惠斯通電橋的壓感電阻選擇示意圖。
圖13a為本發(fā)明第二實施例壓力感測模組之力感測層的電路變形結(jié)構(gòu)示意圖。
圖13b為圖13a中力感測層之壓感電阻構(gòu)成惠斯通電橋的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖14a為本發(fā)明第二實施例壓力感測模組之力感測層的電路又一變形結(jié)構(gòu)示意圖。
圖14b為圖14a中力感測層之壓感電阻構(gòu)成惠斯通電橋的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
圖15為本發(fā)明第三實施例觸控裝置的層狀結(jié)構(gòu)示意圖。
圖16為本發(fā)明第四實施例oled顯示裝置的層狀結(jié)構(gòu)示意圖。
圖17為本發(fā)明第五實施例oled顯示裝置的層狀結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
為了使本發(fā)明的目的,技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實施實例,對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
關于壓感電阻的延伸方向界定如下:壓感電阻之電極圖案在某一方向上的總投影長度大于任意其他方向上的總投影長度時,認為所述的某一方向即為壓感電阻的延伸方向。優(yōu)選地,壓感電阻在其延伸方向上的投影長度至少為壓感電阻在其他方向上投影長度的5倍以上。具有延伸方向的壓感電阻在受到壓力時,壓感電阻在其延伸方向上的應變遠遠大于其他方向發(fā)生的應變,因此,可認為壓感電阻發(fā)生的應變近似等于延伸方向上的應變。
請參閱圖1a,圖1a中所示的壓感電阻記為壓感電阻r,其電極圖案的最大總投影長度包括在x方向總投影長度d及在y方向上總投影長度h,x方向垂直于y方向。壓感電阻r沿x方向或沿y方向?qū)⑺鰤焊须娮鑢電極圖案分為多段,沿x方向上的總投影長度d等于線段d1、線段d2、線段d3、線段d4、線段d5及線段d6之和,沿y方向上總投影長度h等于線段h1、線段h2、線段h3、線段h4及線段h5之和。從圖1a可知,沿x方向上的總投影長度d大于沿y方向上總投影長度h。同理于上述分析,壓感電阻r電極圖案在x方向上的總投影長度大于其在任何其他方向上的總投影長度。因此,壓感電阻r的延伸方向為x方向。優(yōu)選地,壓感電阻r電極圖案在x方向上的總投影長度大于其在y方向上的總投影長度的5倍。壓感電阻r在其延伸方向上的應變遠遠大于其他方向發(fā)生的應變,因此,可認為壓感電阻r發(fā)生的應變近似等于延伸方向上的應變。
請參閱圖1b,圖1b中所示的壓感電阻記為壓感電阻r’,壓感電阻r’為圖1a中壓感電阻r的順時針旋轉(zhuǎn)90°所得,同理于對圖1a中壓感電阻r的分析,壓感電阻r’的延伸方向為y方向。壓感電阻r’發(fā)生的應變近似等于其在y方向上的應變。
具有延伸方向的壓感電阻之電極圖案不限于圖1a和圖1b中所示的圖案形狀。如圖2a中壓感電阻ra的電極圖案為橢圓繞線狀,該橢圓繞線狀的電極圖案沿橢圓長軸方向總投影長度最大,其長軸平行于x方向,因此,壓感電阻ra的延伸方向為x方向。將圖2a中壓感電阻ra順時針旋轉(zhuǎn)90°獲得圖2b中的壓感電阻ra’,壓感電阻ra’的延伸方向為y方向。如圖3a和3b中壓感電阻rb和壓感電阻rb’的電極圖案均為“柵欄”形折線狀,所述壓感電阻rb的延伸方向為x方向,所述壓感電阻rb’的延伸方向為y方向。具有延伸方向的壓感電阻之電極圖案還可以是其他圖案形狀,如波浪形,鋸齒形等等,圖1a-3b所提供的壓感電阻之電極圖案及其變形均適用于本發(fā)明中所采用的壓感電阻。
請參閱圖4a,本發(fā)明第一實施例壓力感測模組10包括一基板11,在基板11的上表面(本發(fā)明中所涉及的上、下、左右等方位詞僅為指定視圖中相對位置,可以理解當指定視圖平面旋轉(zhuǎn)180°,方位詞“上”即為“下”)形成有一力感測層13,力感測層13以基板11為承載層。
基板11可以是柔性基板或剛性基板,具體可以為玻璃、藍寶石、聚酰亞胺(pi)、聚丙烯(pp)、聚苯乙烯(ps)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(abs)、聚對苯二甲酸乙二酯(pet)、聚氯乙烯(pvc)、聚碳酸酯(pc)、聚乙烯(pe)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚四氟乙烯(ptfe)等。
請參閱圖4b,力感測層13包括多個阻值相同的壓感電阻(131a及131b),所述壓感電阻矩陣式排布于基板11的上表面。矩陣式排布的橫向方向界定為第一方向,矩陣式排布的縱向方向界定為第二方向,第一方向與第二方向垂直。任一壓感電阻和與之相鄰的壓感電阻的延伸方向不一致,可以理解,第一方向上或第二方向上任意相鄰的兩壓感電阻的延伸方向不一致。本發(fā)明中優(yōu)選多個壓感電阻采用了兩種不同的壓感電阻,其中一種為具有第一延伸方向的壓感電阻131a,另一種為具有第二延伸方向的壓感電阻131b。具有第一延伸方向的壓感電阻131a和具有第二延伸方向的壓感電阻131b阻值相同。在第一方向上和第二方向上與具有第一延伸方向的壓感電阻131a相鄰的壓感電阻131b之延伸方向為第二延伸方向。以圖4b中的第2行第2個的壓感電阻131a為例來說,界定該壓感電阻131a的延伸方向為第一方向,在第一方向和第二方向上與該壓感電阻131a相鄰的壓感電阻131b之延伸方向均為第二方向。
請參閱圖5,圖5為力感測層13的電路結(jié)構(gòu)示意圖。壓力感測模組10進一步包括一信號處理模塊15,壓感電阻的兩端均通過不同的走線133連接到信號處理模塊15,信號處理模塊15給壓感電阻提供不同的電信號以使任意四個壓感電阻構(gòu)成惠斯通電橋,同時,信號處理模塊15獲取惠斯通電橋的輸出信號以偵測壓力大小。
請參閱6a-6d,以壓力感測模組10的第m、n、k、l(m、n、k、l為正整數(shù)且互不相等)工作時序為例來進行說明。如圖6a所示,壓力感測模組10的第m個時序中,信號處理模塊15給第一行第一、二個壓感電阻及第二行第一、二個壓感電阻提供電信號以使該四個壓感電阻構(gòu)成惠斯通電橋130a。當有壓力作用于惠斯通電橋130a所在的區(qū)域時,惠斯通電橋130a保持平衡,輸出信號為0。當有壓力作用于惠斯通電橋130a所在的區(qū)域時,該惠斯通電橋130a中的一個或多個壓感電阻發(fā)生應變,惠斯通電橋130a平衡狀態(tài)被打破,惠斯通電橋130a輸出的電信號即對應于施加在該區(qū)域的壓力大小。
如圖6b所示,壓力感測模組10的第n個時序中,信號處理模塊15給第一行第二、三個壓感電阻及第二行第二、三個壓感電阻提供電信號以使該四個壓感電阻構(gòu)成惠斯通電橋130b,如此,在第m個時序和第n個時序中,第一行第二個壓感電阻及第二行第二個壓感電阻實現(xiàn)了共用,即惠斯通電橋131a和惠斯通電橋131b之間實現(xiàn)了壓感電阻共用。
如圖6c所示,壓力感測模組10的第k個時序中,信號處理模塊15給第二行第一、二個壓感電阻及第三行第一、二個壓感電阻提供電信號以使該四個壓感電阻構(gòu)成惠斯通電橋130c,如此,在第m個時序和第k個時序中,第二行第一、二個壓感電阻實現(xiàn)了共用,即惠斯通電橋131a和惠斯通電橋131c之間實現(xiàn)了壓感電阻共用。在第n個時序和第k個時序中,第二行第二個壓感電阻實現(xiàn)了共用,即惠斯通電橋131b和惠斯通電橋131c之間實現(xiàn)了壓感電阻共用。
如圖6d所示,壓力感測模組10的第l個時序中,信號處理模塊15給第二行第二、三個壓感電阻及第三行第二、三個壓感電阻提供電信號以使該四個壓感電阻構(gòu)成惠斯通電橋130d,如此,在第m個時序和第l個時序中,第二行第二個壓感電阻實現(xiàn)了共用,即惠斯通電橋131a和惠斯通電橋131d之間實現(xiàn)了壓感電阻共用。在第n個時序和第l個時序中,第二行第二、三個壓感電阻實現(xiàn)了共用,即惠斯通電橋131b和惠斯通電橋131d之間實現(xiàn)了壓感電阻共用。在第k個時序和第l個時序中,第二行第二個、第三行第二個壓感電阻實現(xiàn)了共用,即惠斯通電橋131c和惠斯通電橋131d之間實現(xiàn)了壓感電阻共用。
信號處理模塊15可以給任意四個壓感電阻提供電信號以使其構(gòu)成惠斯通電橋來偵測壓力,為了使壓力偵測靈敏度更高,本發(fā)明中優(yōu)選地構(gòu)成惠斯通電橋的壓感電阻相鄰且呈矩形分布。
請參閱圖7a和7b,在力感測層13中選取相鄰且呈矩形分布的四個壓感電阻構(gòu)成如圖7a中所示的惠斯通電橋,其中兩個互不相鄰的壓感電阻為具有第一延伸方向的壓感電阻131a,另外兩個互不相鄰的壓感電阻為具有第二延伸方向的壓感電阻131b。該惠斯通電橋的四個壓感電阻對應阻值相同的壓感電阻r1、壓感電阻r2、壓感電阻r3及壓感電阻r4,其中壓感電阻r1和壓感電阻r4電極圖案相同,具有第一延伸方向;壓感電阻r2和壓感電阻r3電極圖案相同,具有第二延伸方向;第一延伸方向不同于第二延伸方向。該四個壓感電阻電性連接成惠斯通電橋,具體為壓感電阻r1和壓感電阻r2串聯(lián),壓感電阻r3和壓感電阻r4串聯(lián),兩個串行電路再并聯(lián)連接并構(gòu)成惠斯通電橋。進一步地,在壓感電阻r1與壓感電阻r3的電性連接點b及壓感電阻r4及壓感電阻r2的電性連接點d之間加載一電源vex。壓感電阻r1與壓感電阻r2的電性連接點a及壓感電阻r3與壓感電阻r4的電性連接點c之間形成輸出電壓u0,電壓u0對應按壓力值。
其中,壓感電阻r1兩端壓降可表示為:
壓感電阻r3兩端壓降可表示為:
電橋輸出的電壓u0可表示為
在本發(fā)明中,r1=r2=r3=r4,將該條件代入式(3),并代帶入后所產(chǎn)生的高階微量忽略以對式(3)進行簡化得到:
按壓作用所產(chǎn)生的壓感電阻變化量與對應壓感電阻的初始壓感電阻值之比與所述壓感電阻受到按壓作用后的應變量關系如下:
△r/r=kε(5)
其中k為壓感電阻的壓阻系數(shù)。
結(jié)合上述式(4)與式(5),則u0可進一步表示為:
其中k為壓感電阻的壓阻系數(shù),ubd為加載在電性連接點b、d之間的電源vex大小,ε1,ε2,ε3及ε4一一對應于壓感電阻r1、壓感電阻r2、壓感電阻r3及壓感電阻r4的應變量。
由于所述壓感電阻r1、壓感電阻r2、壓感電阻r3及壓感電阻r4中的阻值相同,壓感電阻r1和壓感電阻r4的電極圖案相同,延伸方向一致;壓感電阻r2和壓感電阻r3的電極圖案相同,延伸方向一致,在四個壓感電阻r1、壓感電阻r2、壓感電阻r3及壓感電阻r4受到的手指按壓作用力及溫度變化所產(chǎn)生的阻值變化相同的情況下,壓感電阻r1和壓感電阻r4的應變可以認定一致,壓感電阻r2和壓感電阻r3的應變可以認定一致。即壓感電阻r1、壓感電阻r2、壓感電阻r3及壓感電阻r4受到手指按壓后產(chǎn)生的應變量之間關系可表示為:ε1=ε4=εx,ε2=ε3=εy,因此,上述式(6)可進一步轉(zhuǎn)化為:
εx為壓感電阻r1或壓感電阻r4發(fā)生的應變,由于壓感電阻r1或壓感電阻r4的具有第一延伸方向,故,εx即可以認為是壓感電阻r1或壓感電阻r4在第一方向上發(fā)生的應變。同理,εy為壓感電阻r2或壓感電阻r3在第二方向上發(fā)生的應變。
從式(6)中可知,當εx和εy的差值越大,u0的輸出值越大,壓力偵測的靈明度越好。由于任一壓感電阻和與之相鄰的壓感電阻的延伸方向不一致,故,任意選擇相鄰且呈矩形分布的四個壓感電阻構(gòu)成惠斯通電橋均可以保證壓感電阻r1和壓感電阻r4具有相同的第一延伸方向;壓感電阻r2和壓感電阻r3具有相同的第二延伸方向,第一延伸方向和第二延伸方向不同即可保證獲得較大的u0輸出值。
優(yōu)選第一方向與第二方向垂直,u0輸出值實現(xiàn)最大化。進一步優(yōu)選,具有第一延伸方向的電阻圖案形狀平面旋轉(zhuǎn)90°后的圖案形狀與具有第二延伸方向的電阻圖案形狀相同或鏡像對稱。如此可以保障惠斯特電橋的穩(wěn)定性的同時可以簡化工藝制程。
可以理解,第一方向和第二方向是相對而言,兩者名稱可以互換。
請參閱圖8a,本發(fā)明第二實施例壓力感測模組20包括一基板21,在基板21的上表面(本發(fā)明中所涉及的上、下、左右等方位詞僅為指定視圖中相對位置,可以理解當指定視圖平面旋轉(zhuǎn)180°,方位詞“上”即為“下”)形成有一力感測層23,力感測層23以基板21為承載層?;?1與第一實施例中的基板11一致。
請參閱圖8b,力感測層23包括多個阻值相同的壓感電阻(231a及231b),所述壓感電阻矩陣式排布于基板21的上表面。矩陣式排布的橫向方向界定為第一方向,矩陣式排布的縱向方向界定為第二方向,第一方向與第二方向垂直。任一壓感電阻和與之相鄰的壓感電阻的延伸方向不一致,可以理解,第一方向上或第二方向上任意相鄰的兩壓感電阻的延伸方向不一致。本發(fā)明中優(yōu)選多個壓感電阻采用了兩種不同的壓感電阻,其中一種為具有第一延伸方向的壓感電阻231a,另一種為具有第二延伸方向的壓感電阻231b。具有第一延伸方向的壓感電阻231a和具有第二延伸方向的壓感電阻231b阻值相同。在第一方向上和第二方向上與具有第一延伸方向的壓感電阻231a相鄰的壓感電阻231b之延伸方向為第二方向。
請一并參閱圖8b和圖9,所述多個壓感電阻界定為多個矩陣式排布于所述基板21之表面的壓感電阻組239,第一方向上任意相鄰的兩壓感電阻組239構(gòu)成一惠斯通電橋以偵測壓力大小,即相鄰且呈矩形分布的四個壓感電阻構(gòu)成惠斯通電橋以偵測壓力大小。優(yōu)選地,每一壓感電阻組239包括兩個在第二方向上相鄰的第一壓感電阻ra和第二壓感電阻rb,第一壓感電阻ra具有相對的第一端a和第二端b,第二壓感電阻rb具有相對的第一端c和第二端d,第一壓感電阻ra之第一端a和第二壓感電阻rb之第一端c連接并在該端形成一輸出端o,當兩壓感電阻組239構(gòu)成惠斯通電橋時,兩壓感電阻組239中的輸出端o構(gòu)成了惠斯通電橋的輸出端。第一壓感電阻ra之第二端b連接第一走線233a,第二壓感電阻rb之第二端d連接第二走線233b,第一走線233a和第二走線233b中的其中一者接vdd,另一者接gnd,vdd和gnd為電源vex的正負極??梢岳斫猓谝粔焊须娮鑢a可以是具有第一延伸方向的壓感電阻231a或具有第二延伸方向的壓感電阻231b,第二壓感電阻rb可以是具有第一延伸方向的壓感電阻231a或具有第二延伸方向的壓感電阻231b。本發(fā)明中優(yōu)選第一壓感電阻ra和第二壓感電阻rb延伸方向不同,優(yōu)選所述兩者的延伸方向垂直。
請參閱圖10,優(yōu)選地,多個壓感電阻組239的第一走線233a共線連到一信號處理模塊25,多個壓感電阻組239的第二走線233b均相互獨立連至信號處理模塊25。多個壓感電阻組239的輸出端o也連接至信號處理模塊25。信號處理模塊25給壓感電阻提供不同的電信號以使第一方向上任意相鄰的兩個壓感電阻組239構(gòu)成惠斯通電橋,同時,信號處理模塊25獲取惠斯通電橋的輸出信號以偵測壓力大小。
請參閱11a和圖11b,以壓力感測模組20的第z、t(z、t為正整數(shù)且不相等)工作時序為例來進行說明。如圖11a所示,壓力感測模組20的第z個時序中,信號處理模塊25給壓感電阻組239第一行第一、二個壓感電阻組239提供電信號以使四個壓感電阻構(gòu)成如圖11b所示的惠斯通電橋230a。信號處理模塊25給兩個第一壓感電阻ra的第一走線233a提供電信號使其連接到vdd,即兩個第一壓感電阻ra之第二端b共線并連接到vdd,信號處理模塊25給分別獨立的第二壓感電阻rb之第二走線233b提供電信號使其連接到gnd,信號處理模塊25采集兩輸出端o的輸出信號,即采集惠斯通電橋的輸出端u0。當無壓力作用于惠斯通電橋230a所在的區(qū)域時,惠斯通電橋230a保持平衡,輸出信號u0為0。當有壓力作用于惠斯通電橋230a所在的區(qū)域時,該惠斯通電橋230a中的一個或多個壓感電阻發(fā)生應變,惠斯通電橋230a平衡狀態(tài)被打破,惠斯通電橋230a輸出的電信號即對應于施加在該區(qū)域的壓力大小。
請參閱圖12,壓力感測模組20的第t個時序中,信號處理模塊25給第一行第二、三個壓感電阻組239提供電信號以使該四個壓感電阻構(gòu)成惠斯通電橋230b,如此,在第z個時序和第t個時序中,第一行第二個壓感電阻組239實現(xiàn)了共用,即惠斯通電橋230a和惠斯通電橋230b之間實現(xiàn)了壓感電阻共用,且在壓力偵測中,優(yōu)選加載在第一走線233a和第二走線233b上的信號無需改變,僅需改變信號處理模塊25所選擇的輸出端o,這樣在保證提高壓力信號偵測量的同時,大大地降低了壓力感測模組20的信號處理負荷。
作為一種變形,信號處理模塊25給兩個壓感電阻組239中的第一壓感電阻ra之第一走線233a提供電信號使其連接到gnd,第二壓感電阻rb之第二走線233b連接到vdd。該種變形也可以理解為相鄰兩壓感電阻組239之間的電性連接關系進行了改變,如圖13a和13b所示,多個壓感電阻組239’的第二走線233b’共線并連到一信號處理模塊25’,多個壓感電阻組239’的第一走線233a’均相互獨立連至信號處理模塊25’。多個壓感電阻組239’的輸出端o’也連接至信號處理模塊25’。信號處理模塊25’給壓感電阻提供不同的電信號以使第一方向上任意相鄰的兩個壓感電阻組239’構(gòu)成惠斯通電橋。具體地,信號處理模塊25’給兩個壓感電阻組239’中的第一壓感電阻ra’之第一走線233a’提供電信號使其連接到vdd,信號處理模塊25’給共線的第二壓感電阻rb’之第二走線233b’提供電信號使其連接到gnd,即第二壓感電阻rb’的第二走線233b’共線并連接到gnd,信號處理模塊25’采集兩輸出端o’的輸出信號,即采集惠斯通電橋的輸出端u0’。同樣地,在第二方向上相鄰的兩個壓感電阻組239’可以隨意組合偵測壓力信號。
作為又一種變形,如圖14a和14b所示,多個壓感電阻組239”的第一走線233a”均相互獨立連至信號處理模塊25”,第二走線233b”均相互獨立連至信號處理模塊25”。多個壓感電阻組239”的輸出端o”也連接至信號處理模塊25”。信號處理模塊25”給壓感電阻提供不同的電信號以使第一方向上任意相鄰的兩個壓感電阻組239”構(gòu)成惠斯通電橋。具體地,信號處理模塊25”給兩個壓感電阻組239”中的第一壓感電阻ra”之第二端b提供電信號使其連接到vdd,信號處理模塊25”給第二壓感電阻rb”之第二走線233b”提供電信號使其連接到gnd,信號處理模塊25”采集兩輸出端o”的輸出信號,即采集惠斯通電橋的輸出端u0”。作為另一種選擇,信號處理模塊25”可以給第一壓感電阻ra”之第一走線233a”提供電信號使其連接到gnd,第二壓感電阻rb”之第二走線233b”之第二端d提供電信號使其連接到vdd,兩輸出端o”為惠斯通電橋的輸出信號。作為又一種選擇,兩輸出端o”分別連接到vdd和gnd,兩第一壓感電阻ra”之第一走線233a”共線以及第二壓感電阻rb”之第二走線233b”共線并在該兩者間形成惠斯通電橋的輸出端。同樣地,在第一方向上相鄰的兩個壓感電阻組239可以隨意組合偵測壓力信號。
本發(fā)明中,第一方向和第二方向中的其中一者為壓感電阻矩陣式排布的橫向排布方向,另一者為縱向排布方向,橫向排布方向和縱向排布方向是相對而言的,可以理解,橫向排布方向和縱向排布方向可以進行互換。
本發(fā)明中,第一壓感電阻和第二壓感電阻的命名是相對而言的,可以理解,第一壓感電阻和第二壓感電阻的命名可以互換。
本發(fā)明第一實施中壓感電阻與信號處理模塊的電性連接結(jié)構(gòu)適用于第二實施例。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,壓力感測模組采用惠斯通電橋進行壓力偵測,由于壓感電阻之間可以自由組合,不同的惠斯通電橋之間壓感電阻共用,這極大地提高了單位尺寸內(nèi)的惠斯通電橋的數(shù)量,單次壓力偵測中的可偵測信號量大大提升,提高了壓力偵測的解析度,使得壓力偵測方式靈活多變。單位尺寸內(nèi)惠斯通電橋數(shù)量的增加使得壓力偵測的精確度更高。由于力感測層中任一壓感電阻之延伸方向不同于與之相鄰的壓感電阻的延伸方向,構(gòu)成惠斯通電橋的其中兩個個壓感電阻具有不同于另外兩個壓感電阻的延伸方向,且具有相同延伸方向的壓感電阻不相鄰,這使得惠斯通電橋的u0輸出實現(xiàn)最大化,進一步提升了壓力感測模組的壓力偵測的靈敏度。
請參閱圖15,本發(fā)明第三實施例提供一種觸控裝置30,該觸控裝置30包括蓋板31,一觸控電極層32以及上述實施例所揭示的壓力感測模組33,用于偵測用戶觸控位置的觸控電極層32設置在蓋板31與壓力感測模組33之間。作為一種變形,所述壓力感測模組33可以設置在蓋板31與觸控電極層32之間。即所述壓力感測模組33既可以設置在觸控電極層32靠近蓋板31的一側(cè),也可以設置在遠離蓋板31的一側(cè)。
請參閱圖16,本發(fā)明第四實施例oled顯示裝置40從上至下依次包括蓋板41,oled層45以及上述實施例所揭示的壓力感測模組49。優(yōu)選地,蓋板41和oled層45通過粘膠層43貼合。oled層45為顯示層,其表面均為玻璃材質(zhì),壓力感測模組49設置在oled層45之表面,即以oled層45之表面作為壓力感測模組49的承載層。
蓋板41的上表面為用戶觸控操作面,用戶在進行觸控操作時,其下方設置壓力感測模組49感測觸控操作對應的按壓力度。
作為一種變形,所述壓力感測模組49可以設置在oled層45靠近蓋板41的表面。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實施例所提供的oled顯示裝置40之壓力感測模組49以oled層45之表面作為承載層,無需為壓力感測模組49設置單獨的承載層,有效降低了oled顯示裝置40的厚度,也避免了另行設置承載層,承載層容易產(chǎn)生熱膨脹等導致壓力偵測噪聲大的缺點。
請參閱圖17,本發(fā)明第五實施例oled顯示裝置50從上至下依次包括蓋板51,oled層55、屏蔽層56、絕緣層57以及上述實施例所揭示的壓力感測模組59。優(yōu)選地,蓋板51和oled層55通過粘膠層53貼合。oled層55與壓力感測模組59之間設置有屏蔽層56以降低oled層55對壓力感測模組59所帶來的信號干擾。優(yōu)選地,屏蔽層56為金屬層,進一步優(yōu)選為銅層或石墨烯層。絕緣層57設置在屏蔽層56和壓力感測模組59之間,避免壓力感測模組59與屏蔽層56電性導通導致短路。
作為一種變形,所述壓力感測模組59可以設置在oled層55靠近蓋板51的一側(cè),相應地,絕緣層57還是設置在壓力感測模組59和屏蔽層56之間。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實施例所提供的oled顯示裝置50之壓力感測模組59與oled層55之間設置有屏蔽層56以降低oled層55對壓力感測模組59所帶來的信號干擾,進一步保障了壓力感測模組59的偵測精度。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的原則之內(nèi)所作的任何修改,等同替換和改進等均應包含本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。