聚甲基丙締酸甲醋polymethylmethac巧late)及其任意兩 者的復(fù)合物等材料。
[0090] 第一貼合層221及第二貼合層222可W選用OCA(光學(xué)透明膠,化ticalClear A化esive)或LOCA(液態(tài)光學(xué)透明膠,LiquidOpticalClearA化esive)。
[0091] 在另外的實(shí)施例中,支撐層25可進(jìn)一步為顯示層,顯示層可包括液晶顯示器 化CD)元件、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)元件、電致發(fā)光顯示器巧LD)等。
[0092] 請(qǐng)參閱圖2B,當(dāng)手指按壓蓋板24時(shí),手指按壓所產(chǎn)生的力由上至下逐層傳遞至支 撐層25。在手指按壓過程中,應(yīng)變與組成壓力感測(cè)輸入裝置20內(nèi)各層的厚度、材料有關(guān)。 在本實(shí)用新型的其中一個(gè)實(shí)施例中,壓力感測(cè)輸入裝置20的厚度為約950ym,手指按壓壓 力感測(cè)輸入裝置20后,W壓力感測(cè)輸入裝置20的上表面表示為厚度的零點(diǎn),并自上而下對(duì) 壓力感測(cè)輸入裝置20的應(yīng)變進(jìn)行測(cè)量,將壓力感測(cè)輸入裝置20的厚度及其對(duì)應(yīng)的應(yīng)變量 進(jìn)行了對(duì)比,并繪制獲得如圖2C中所示的應(yīng)變巧IasticStrain)-厚度關(guān)系圖。
[0093] 其中,應(yīng)變量-厚度關(guān)系圖是與壓力感測(cè)輸入裝置20的整體層疊結(jié)構(gòu)密切相關(guān) 的,在本實(shí)施例中,壓力感測(cè)輸入裝置20包括蓋板24、第一貼合層221,壓力感測(cè)輸入模塊 21,第二貼合層222及支撐層25,上述任一層的厚度、楊氏模量等參數(shù)的變化,都會(huì)對(duì)應(yīng)變 量-厚度關(guān)系圖中曲線的形態(tài)造成影響,因此,如圖2C中所示的應(yīng)變量-厚度關(guān)系圖僅表 示在特定條件下類似結(jié)構(gòu)的大致走勢(shì)圖。
[0094] 壓力感測(cè)輸入裝置20中包括至少一個(gè)中性面(圖未示),中性面為物體在受力作 用下形變?yōu)榱愕钠矫?,在中性面的?yīng)變?yōu)榱?,即?yīng)變值為零。如圖2C中Z處所示,Z處所指 向的壓力感測(cè)輸入裝置20對(duì)應(yīng)層厚度的應(yīng)變值均為零,Z處對(duì)應(yīng)的壓力感測(cè)輸入裝置20 的五個(gè)中性面分別位于蓋板24、第一貼合層221、壓力感測(cè)輸入模塊21、第二貼合層222及 支撐層25內(nèi)。壓力感測(cè)輸入裝置20內(nèi)W中性面為分界面,應(yīng)變值可分為正應(yīng)變及負(fù)應(yīng)變 (此處及W下的正應(yīng)變、負(fù)應(yīng)變分別表示其形變狀態(tài)為拉伸、壓縮)。
[0095] 結(jié)合圖2B與圖2C可知,當(dāng)手指按壓時(shí),所對(duì)應(yīng)的壓力感測(cè)輸入裝置20上表面(蓋 板24的上表面)的應(yīng)變?yōu)?. 7225e-5;
[0096] 在蓋板24內(nèi),應(yīng)變逐漸增加,并由負(fù)應(yīng)變-零應(yīng)變-正應(yīng)變變化;
[0097]I處所對(duì)應(yīng)的應(yīng)變值為蓋板24與第一貼合層221接合面的應(yīng)變值,該接合面的應(yīng) 變達(dá)到最高值1. 6478e-5;
[0098] 在第一貼合層221內(nèi),應(yīng)變逐漸下降,其變化趨勢(shì)為正應(yīng)變-零應(yīng)變-負(fù)應(yīng)變;
[0099]II處所對(duì)應(yīng)的應(yīng)變值為第一貼合層221與壓力感測(cè)輸入模塊21的接合面的應(yīng)變 值,該接合面的應(yīng)變?yōu)樨?fù)方向應(yīng)變且接近于零;
[0100] 在壓力感測(cè)輸入模塊21內(nèi),應(yīng)變逐步增大,并達(dá)到一定值(約5e-5)后,應(yīng)變大小 不隨著厚度的增大而增大;
[0101] III處所對(duì)應(yīng)的應(yīng)變值為壓力感測(cè)輸入模塊21與第二貼合層23的接合面的應(yīng)變 值,該接合面相應(yīng)的應(yīng)變?yōu)榧s5e-5;
[0102] 在第二貼合層222內(nèi),應(yīng)變逐漸下降,其變化趨勢(shì)為正應(yīng)變-零應(yīng)變-負(fù)應(yīng)變;
[0103] IV處所對(duì)應(yīng)的應(yīng)變值為第二貼合層222與支撐層25的接合面的應(yīng)變值,該接合面 相應(yīng)的應(yīng)變?yōu)榧s-9. 7e-6 ;
[0104] 在支撐層25內(nèi),應(yīng)變逐漸上升,其變化趨勢(shì)為負(fù)應(yīng)變-零應(yīng)變-正應(yīng)變。
[0105] 可見,壓力感測(cè)輸入裝置20中,在第一貼合層22與蓋板24及與壓力感測(cè)輸入模 塊21的接合處,第二貼合層23與壓力感測(cè)輸入模塊21及與支撐層25的接合處,應(yīng)變的變 化趨勢(shì)均發(fā)生轉(zhuǎn)變,使應(yīng)變由正向負(fù)變化或由負(fù)向正變化,可見,第一貼合層22與第二貼 合層23的設(shè)置,使壓力感測(cè)輸入裝置20的應(yīng)變下降,由于第一貼合層22、第二貼合層23與 壓力感測(cè)輸入模塊21接合,因此,第一貼合層22與第二貼合層23對(duì)壓力感測(cè)輸入模塊21 應(yīng)變減少的影響越小,可使壓力感測(cè)輸入模塊21的應(yīng)變值越大。
[0106] 一一對(duì)應(yīng)設(shè)置在基板基板201上下表面的若干個(gè)第一壓感單元211與第二壓感單 元212的受到按壓力前后的應(yīng)變差異越大,則其相應(yīng)的電阻值差異越大,從而獲得對(duì)按壓 力度大小靈敏度較優(yōu)的壓力感測(cè)輸入裝置20。
[0107] 在實(shí)際應(yīng)用層面,壓力感測(cè)輸入裝置20的前述五層結(jié)構(gòu)中,因第一貼合層221、第 二貼合層222與第一壓感單元211及第二壓感單元層212接合,第一壓感單元211及第二 壓感單元層212設(shè)置在基板201的上下表面,且第一貼合層221、第二貼合層222及基板201 的材料的可選擇性最多,因而在本實(shí)用新型中僅主要對(duì)運(yùn)=者的材料選擇情況予W介紹。 [010引請(qǐng)參閱圖3A,本實(shí)用新型第二實(shí)施例所提供的壓力感測(cè)輸入裝置20的第一變形 中,基板201的楊氏模量Ei為73. 3GPa,基板201的厚度優(yōu)選為100ym。貼合層22 (其包括 第一貼合層221和/或第二貼合層222)的厚度為50ym,貼合層22的楊氏模量Ez的范圍 為100-3000MPa,基板201的楊氏模量Ei比貼合層的楊氏模量Ez大至少一個(gè)數(shù)量級(jí)W上, 即Ei/E2〉10 ;在本變形實(shí)施例中:
[0109] Ei/E2〉=24. 4;
[0110] 貼合層22的楊氏模量相較于基板201的楊氏模量非常小,可見,貼合層22與基板 201的特性相差較大,設(shè)置在基板201上的第一壓感單元211與第二壓感單元212的應(yīng)變大 小更易于體現(xiàn)基板201的變化,其應(yīng)變呈增大趨勢(shì),因此,可W獲得更大的應(yīng)變差A(yù)e。第 一壓感單元211與第二壓感單元212之間的應(yīng)變差A(yù)e隨著貼合層22的楊氏模量的下降 而上升,其中,當(dāng)貼合層22的楊氏模量為lOO-lOOOMI^時(shí),應(yīng)變差A(yù)e隨著貼合層22的楊 氏模量的降低而顯著增加。
[0111] 經(jīng)過多次研究,得出結(jié)論如下:基板22的楊氏模量為一固定值且至少大于貼合層 22的楊氏模量至少一個(gè)數(shù)量級(jí)時(shí),應(yīng)變差A(yù)e與貼合層22的楊氏模量呈負(fù)相關(guān)。
[011引在另外的實(shí)施例中,Ei/Ez的值更優(yōu)為大于或等于100。
[0113] 請(qǐng)參閱圖3B,本實(shí)用新型第二實(shí)施例所提供的壓力感測(cè)輸入裝置20的第二變形 例,其與上述第一變形實(shí)施例相比的區(qū)別在于基板201的楊氏模量?jī)H為eOOOMPa,當(dāng)貼合層 22的楊氏模量為1000-3000MPa時(shí),基板201的楊氏模量Ei與貼合層22的楊氏模量E2的 比值為2-6,Ei/Ez值小于10。設(shè)置在基板201上的第一壓感單元211與第二壓感單元212 的應(yīng)變大小與貼合層22及基板201均相關(guān),由于貼合層22的楊氏模量與基板201的楊氏 模量相差較小,當(dāng)貼合層22與基板201的性能(如彈性性能)相仿,第一壓感單元211與 第二壓感單元212之間應(yīng)變差變化無規(guī)律,可見,當(dāng)基板201的楊氏模量Ei為較小值,且其 與貼合層22的楊氏模量Ez的比值小于10時(shí),貼合層22的楊氏模量對(duì)增加應(yīng)變差A(yù)e的 作用不顯著。
[0114] 請(qǐng)參閱圖3C,本實(shí)用新型第二實(shí)施例所提供的壓力感測(cè)輸入裝置20的第=變形 例,其與上述第一變形實(shí)施例相比的區(qū)別在于貼合層22的厚度范圍為25-125ym時(shí),第一 壓感單元211與第二壓感單元212的應(yīng)變差A(yù)e與貼合層22的厚度的變化大小成反比。 由于貼合層22會(huì)使第一壓感單元211及與其對(duì)應(yīng)設(shè)置的第二壓感單元層212的應(yīng)變值變 小,因此,貼合層22越薄,其對(duì)第一壓感單元211與第二壓感單元212的影響變小,從而可 使應(yīng)變差A(yù)e越大,但是貼合層22的厚度變化對(duì)應(yīng)變差A(yù)e的影響遠(yuǎn)小于貼合層22的 楊氏模量對(duì)應(yīng)變差A(yù)e的影響。當(dāng)貼合層22厚度范圍小于25ym時(shí),由于貼合層22厚度 過薄,將無法起到將貼合的作用,使壓力感測(cè)輸入裝置20內(nèi)各層結(jié)構(gòu)之間接合不緊密,而 降低壓力感測(cè)輸入裝置20的產(chǎn)品質(zhì)量;而當(dāng)貼合層22的厚度范圍大于125ym時(shí),由于貼 合層22的厚度過大,使得壓力感測(cè)輸入裝置20在受到按壓作用力時(shí),第一壓感單元211及 與其對(duì)應(yīng)設(shè)置的第二壓感單元層212的應(yīng)變值均變小,由于兩者數(shù)值變小,兩者的差值(即 應(yīng)變差A(yù)O也會(huì)相應(yīng)變小。
[0115] 請(qǐng)參閱圖3D,本實(shí)用新型第二實(shí)施例所提供的壓力感測(cè)輸入裝置20的第四變形 例,其與上述第一變形實(shí)施例相比的區(qū)別在于基板201的厚度范圍為50-450ym時(shí),第一壓 感單元211與第二壓感單元212的應(yīng)變差A(yù)e與基板201的厚度的變化大小成正比。由于 基板201的厚度越大,設(shè)置在基板201上下表面的第一壓感單元211與第二壓感單元212的 應(yīng)變差A(yù)e與基板201的應(yīng)變值正相關(guān),其厚度越大,基板201的應(yīng)變?cè)酱?,則應(yīng)變差A(yù)e 也越大。但是基板201太厚會(huì)影響基板201上下表面的第一壓感單元211與第二壓感單元 212之間的溫度補(bǔ)償效果及設(shè)備的整體厚度,因此,當(dāng)基板201的厚度范圍為50-450ym時(shí), 應(yīng)變差A(yù)e與基板201的厚度正相關(guān)。
[0116] 當(dāng)基板201的厚度小于50ym時(shí),由于壓力感測(cè)輸入裝置20過薄,使得設(shè)置在基 板201上下主表面的第一壓感單元211與第二壓感單元212之間的應(yīng)變差A(yù)e值較小,無 法有效感測(cè)按壓力度的大小;而當(dāng)基板的厚度大于450ym時(shí),不僅會(huì)使壓力感測(cè)輸入裝置 20的整體厚度尺寸過大,還會(huì)使得第一壓感單元211與第二壓感單元212之間的溫度變化 量不同,從而影響溫度補(bǔ)償?shù)男Ч?br>[0117] 本實(shí)用新型第=實(shí)施例提供了一種壓力感測(cè)輸入裝置,其與上述第二實(shí)施例的區(qū) 別在于在本實(shí)施例中可通過調(diào)整壓力感測(cè)輸入裝置各層結(jié)構(gòu)的厚度及其楊氏模量,從而使 壓力感測(cè)輸入裝置的整體結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)中性面的其中之一,是位于該基板的力學(xué)中性 面,其中,中性面為壓力感測(cè)輸入模塊內(nèi)應(yīng)變?yōu)榱愕钠矫妫绱?,設(shè)置在基板上下主表面的 第一壓感單元(圖未示)及第二壓感單元(圖未示)的應(yīng)變?yōu)橐徽回?fù),因此,在相同按壓 力作用下,第一壓感單元及第二壓感單元的應(yīng)變差A(yù)e將大于其應(yīng)變同為正或同為負(fù)的 情況,具有增大第一壓感單元及第二壓感單元的應(yīng)變差A(yù)e的優(yōu)點(diǎn)。
[0118] 更進(jìn)一步的,最佳方案是通過各層厚度與楊氏模量的設(shè)計(jì)使得整體結(jié)構(gòu)具有唯一 的中性面,且是位于該基板的力學(xué)中性面。即整體結(jié)構(gòu)的力學(xué)對(duì)稱中屯、位于該基板的力學(xué) 中性面,如此,可使在相同按壓力作用下,第一壓感單元及第二壓感單元的應(yīng)變差A(yù)e最 大的優(yōu)點(diǎn)。從而可W有效提高壓力感測(cè)輸入模塊的壓力感測(cè)靈敏度。
[0119] 壓力感測(cè)輸入模塊中各個(gè)第一壓感單元及與其一一對(duì)應(yīng)設(shè)置的第二壓感單元 (圖未示)的應(yīng)力差的大小除了與中性面的位置及基板、貼合層的厚度及楊氏模量有關(guān)之 夕F,還有第一壓感單元及第二壓感單元圖案形狀及排布方式有關(guān)。
[0120] 請(qǐng)參閱圖4,本實(shí)用新型第四實(shí)施例提供了一種壓力感測(cè)輸入模塊40,其與第一 實(shí)施例的區(qū)別在于第一壓感層42上設(shè)置有陣列分布的第一壓感單元421,圖4中僅W5 列X9行陣列的第一壓感單元421為例來進(jìn)行說明,其實(shí)際數(shù)量不作限制。因壓力感測(cè)輸入 模塊40為方形(非圓形),受其形狀的影響,使得第一壓感層42的平面上不同