CN105138183B - 一种具有压力检测功能的电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子设备，该电子设备包括：相对设置的显示模组以及主板；所述显示模组与所述主板之间具有设定厚度的空气间隙；设置在所述显示模组与所述主板之间的压力检测组件；其中，所述压力检测组件与所述主板或是所述显示模组之间形成压力检测电容。所述电子设备在所述显示模组以及所述主板的空气间隙之间集成所述压力检测组件，不增加所述电子设备的厚度。复用所述显示模组或是所述主板形成所述压力检测电容，降低了压力检测的成本。

Description

一种具有压力检测功能的电子设备

技术领域

本发明涉及压力检测技术领域，更具体的说，涉及一种具有压力检测功能的电子设备。

背景技术

现在移动通信电子设备被广泛的应用于人们的日常生活以及工作当中，为人们的日常生活以及工作带来了巨大的便利，成为当今人们不可或缺的重要工具。

随着移动通信的发展，用户对移动通信电子设备，如手机，平板等，要求越来越高，因此压力感应功能成为进一步提高用户体验的措施。实现压力检测后，可以利用压力维度的信息进行终端相关应用功能的开发。

现有的压力检测实现方案主要是基于压力传感器，需要在手机等电子设备边缘放置多个压力传感器，当施加压力时，压力传感器的材料性质会发生改变，从而检测压力的变化。但是，在电子设备内设置压力传感器的实施方式成本高，且导致电子设备厚度增加。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种具有压力检测功能的电子设备，可以实现压力检测功能，且不增加电子设备厚度，成本低。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种具有压力检测功能的电子设备，该电子设备包括：

相对设置的显示模组以及主板；所述显示模组与所述主板之间具有设定厚度的空气间隙；

设置在所述显示模组与所述主板之间的压力检测组件；

其中，所述压力检测组件与所述主板或是所述显示模组之间形成压力检测电容。

优选的，在上述电子设备中，所述压力检测组件设置在所述显示模组朝向所述主板的一侧表面；

所述压力检测组件的厚度小于所述空气间隙的厚度，所述压力检测组件与所述主板之间形成所述压力检测电容。

优选的，在上述电子设备中，所述压力检测组件设置在所述主板朝向所述显示模组的一侧表面；

所述压力检测组件的厚度小于所述空气间隙的厚度，所述压力检测组件与所述显示模组之间形成所述压力检测电容。

优选的，在上述电子设备中，所述压力检测组件包括依次铺设的贴合层、衬底以及压力检测电极层；

所述贴合层用于将所述压力检测组件贴合在所述显示模组的表面，或是所述主板的表面。

优选的，在上述电子设备中，所述压力检测电极层包括：多个压力检测电极；所述压力检测电极呈阵列分布。

优选的，在上述电子设备中，所述压力检测电极层包括：多个压力检测电极；

所述衬底为矩形，所述衬底的四角区域分别设置有一个所述压力检测电极；

所述衬底的中心区域设置有多个阵列排布的所述压力检测电极。

优选的，在上述电子设备中，所述压力检测组件还包括：设置在所述压力检测电极层背离所述衬底一侧表面的绝缘保护层。

优选的，在上述电子设备中，所述压力检测电极为银电极、ITO电极或是铜电极。

优选的，在上述电子设备中，所述压力检测组件还包括：位于所述贴合层与所述衬底之间的平坦化层。

优选的，在上述电子设备中，所述平坦化层为导电层。

优选的，在上述电子设备中，至少部分所述压力检测组件位于所述显示模组对应的可视区。

优选的，在上述电子设备中，所述显示模组为LCD模组或AMOLED模组。

通过上述描述可知，本发明提供的电子设备包括：相对设置的显示模组以及主板；所述显示模组与所述主板之间具有设定厚度的空气间隙；设置在所述显示模组与所述主板之间的压力检测组件；其中，所述压力检测组件与所述主板或是所述显示模组之间形成压力检测电容。所述电子设备在所述显示模组以及所述主板的空气间隙之间集成所述压力检测组件，不增加所述电子设备的厚度。复用所述显示模组或是所述主板形成所述压力检测电容，降低了压力检测的成本。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为常规电子设备实现压力检测的原理示意图；

图2a为本申请实施例提供的一种具有压力检测功能的电子设备的结构示意图；

图2b为图2a所示电子设备形变后的结构示意图；

图2c为图2a所示电子设备压力检测的等效电路图；

图3a为本申请实施例提供的另一种具有压力检测功能的电子设备的结构示意图；

图3b为图3a所示电子设备形变后的结构示意图；

图3c为图3a所示电子设备压力检测的等效电路图；

图4为本申请实施例提供的一种压力检测组件的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种压力检测电极层的电极结构示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种压力检测电极层的电极结构示意图；

图7为本申请实施例提供的又一种压力检测电极层的电极结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参考图1，图1为常规电子设备实现压力检测的原理示意图，需要在第一基板11以及第二基板12之间设置多个压力传感器，以实现压力检测功能。正如背景技术中所述，图1所示实施方式在电子设备内设置压力传感器的实施方式成本高，且导致电子设备厚度增加。

发明人研究发现，具有触控显示功能的电子设备中，电子设备需要设置主板以及后盖。主板结构一功能是用于支撑一侧的显示模组，另一个功能是用于容纳安装另一侧的电池、控制电路等元件。后盖用于容纳显示模组以及主板，并构成电子设备的外壳。考虑到电子设备的可靠性、稳定性以及组装公差，显示模组与主板之间需要预留空气间隙。

本申请实施例提供了一种具有压力检测功能的电子设备，在该电子设备自身间隙中设置压力检测组件，同时复用电子设备自身的结构件与所述压力检测组件形成压力检测电容，通过所述压力检测电容的变化即可获取施加在所述电子设备上的压力值。

本申请实施例所述电子设备包括：相对设置的显示模组以及主板；所述显示模组与所述主板之间具有设定厚度的空气间隙；设置在所述显示模组与所述主板之间的压力检测组件。其中，所述压力检测组件与所述主板或是所述显示模组之间形成压力检测电容。

当所述电子设备受压力形变时，会导致所述压力检测电容的变化，进而可以通过所述压力检测电容的变化检测所述压力值。所述电子设备的结构可以如图2a-图2c所示。

参考图2a-图2c，图2a为本申请实施例提供的一种具有压力检测功能的电子设备的结构示意图，图2b为图2a所示电子设备形变后的结构示意图，图2c为图2a所示电子设备压力检测的等效电路图。

该电子设备包括：相对设置的显示模组21以及主板22；所述显示模组21与所述主板22之间具有设定厚度的空气间隙23；设置在所述显示模组21与所述主板22之间的压力检测组件24。

所述电子设备还包括设置在所述显示模组21背离所述主板22一侧表面的盖板25以及设置在所述主板22背离所述显示模组21一侧表面的后盖26。

在图2a所示实施方式中，所述压力检测组件24设置在所述主板22朝向所述显示模组21的一侧表面。所述压力检测组件24的厚度小于所述空气间隙23的厚度，所述压力检测组件24与所述显示模组21之间形成所述压力检测电容。由于所述压力检测组件24的厚度小于所述空气间隙23的厚度，因此所述压力检测组件24与所述显示模组21之间具有电容间隙，形成所述压力检测电容。

如图2b所示，当所述电子设备被按压时，所述显示模组21由于压力发生形变，从而导致所述压力检测组件24与所述显示模组21之间的电容间隙宽度发生改变，从而导致所述压力检测组件24与所述显示模组21之间的压力检测电容的大小发生改变。所述电容值的改变与所述压力的大小匹配，通过检测所述电容值的变化可以获取所述压力的大小，实现压力检测。

本申请实施例所述电子设备的结构还可以如图3a-图3c所示。

参考图3a-图3c，图3a为本申请实施例提供的另一种具有压力检测功能的电子设备的结构示意图，图3b为图3a所示电子设备形变后的结构示意图，图3c为图3a所示电子设备压力检测的等效电路图。

该电子设备包括：相对设置的显示模组31以及主板32；所述显示模组31与所述主板32之间具有设定厚度的空气间隙33；设置在所述显示模组31与所述主板32之间的压力检测组件34。

所述电子设备还包括设置在所述显示模组31背离所述主板32一侧表面的盖板35以及设置在所述主板32背离所述显示模组31一侧表面的后盖36。

在图3a所示实施方式中，所述压力检测组件34设置在所述显示模组31朝向所述主板31的一侧表面。

所述压力检测组件34的厚度小于所述空气间隙33的厚度，所述压力检测组件34与所述主板32之间形成所述压力检测电容。由于所述压力检测组件34的厚度小于所述空气间隙33的厚度，因此所述压力检测组件34与所述主板32之间具有电容间隙，形成所述压力检测电容。

如图3b所示，当所述电子设备被按压时，所述显示模组31由于压力发生形变，贴合在所述显示模组31表面的压力检测组件34也随所述显示模组31发生形变，从而导致所述压力检测组件34与所述主板32之间的电容间隙宽度发生改变，从而导致所述压力检测组件34与所述主板32之间的压力检测电容的大小发生改变。所述电容值的改变与所述压力的大小匹配，通过检测所述电容值的变化可以获取所述压力的大小，实现压力检测。

在具有显示模组的电子设备中，显示模组与主板之间具有固有的空隙间隙。本申请实施例所述电子设备利用该空气间隙设置所述压力检测组件，无需单独增加电子设备厚度即可实现压力检测。且复用电子设备的显示模组或是主板与所述压力检测组件形成压力检测电容以实现压力检测，降低了制作成本。

所述压力检测组件的结构可以如图4所示。

参考图4，图4为本申请实施例提供的一种压力检测组件的结构示意图，该压力检测组件包括依次铺设的贴合层45、衬底43、压力检测电极层42以及绝缘保护层41。

所述贴合层45用于将所述压力检测组件贴合在所述显示模组的表面，或是所述主板的表面。

所述衬底43可以为现常用的薄膜，如PET膜，成本较低。压力检测组件的制作工艺可以基于现有的触控电极制备工艺，如sensor film工艺，不会增加工艺的复杂度，成本低，制作简单。

当所述贴合层45贴合在所述显示模组表面时，所述压力检测电极层42与所述主板形成所述压力检测电容。当所述贴合层贴合在所述主板表时，所述压力检测电极层42与所述显示模组形成所述压力检测电容。

所述压力检测组件还包括：位于所述贴合层45与所述衬底43之间的平坦化层44。所述平坦化层44用于提供稳定的信号参考平面，同时保证所述衬底43的平坦性，便于在所述衬底43表面形成所述压力检测电极层42。

当所述贴合层45用于将所述压力检测组件贴合在所述显示模组的表面时，所述平坦化层44还可同时为导电层以发挥静电屏蔽功能。此时，所述压力检测电极层43与所述主板形成所述压力检测电容，所述平坦化层44一方面可以隔绝所述显示模组的电磁信号对检测所述压力检测电容中检测信号的干扰，另一方面，还可以隔绝检测所述压力检测电容时对所述显示模组中信号的干扰。可见所述平坦化层44可以保证压力检测的精确度同时避免压力检测信号对电子设备的干扰。

所述平坦化层44还可同时为导电层以发挥静电屏蔽功能。如包含有所述贴合层的压力检测组件贴合在所述主板表面时，所述压力检测电极层43与所述显示模组形成所述压力检测电容。所述平坦化层44复用为屏蔽层，用于隔绝主板系统的电磁信号对压力检测电容中检测信号的干扰，同时避免压力检测电容中的检测信号对主板系统的电磁干扰。当压力检测组件贴合在所述显示模组表面时，平坦化层44亦可复用为屏蔽层。

可选的，在本申请实施例中，设置至少部分所述压力检测组件位于所述显示模组对应的可视区。所述显示模组对应所述可视区的位置会发生较大幅度的形变，这样当对所述电子设备施加压力时，可以使得所述压力检测电容发生较大成都的改变，便于进行压力检测。同时使可视区也具备压力检测功能，丰富产品性能，提升用户体验。

所述压力检测电极层43包括：多个压力检测电极。所述压力检测电极层43的电极结构可以如图5-图7所示。所述压力检测电极层43的电极结构包括但不局限于图5-图7所示结构。

所述多个压力检测电极可以呈阵列分布或是非阵列分布。所述压力检测电极为正多边形、或长方形、或圆形、或椭圆形、或边缘设置有锯齿的正多边形、或边缘设置有锯齿的长方形、或边缘设置有锯齿的圆形、或边缘设置有锯齿的椭圆形。

参考图5，图5为本申请实施例提供的一种压力检测电极层的电极结构示意图，该实施方式中，多个压力检测电极51呈阵列分布在衬底52上。压力检测电极51为矩形。

参考图6，图6为本申请实施例提供的另一种压力检测电极层的电极结构示意图，该实施方式中，多个压力检测电极61呈阵列分布在衬底62上。压力检测电极61为矩形，且该矩形边缘设置有锯齿结构。

参考图7，图7为本申请实施例提供的又一种压力检测电极层的电极结构示意图，该实施方式中，衬底72为矩形，所述衬底72的四角区域分别设置有一个所述压力检测电极71。所述压力检测电极71为矩形。所述衬底72的中心区域设置有多个阵列排布的所述压力检测电极71。

压力检测电极数目和排布方式可以根据实际调整，压力检测电极可均匀分布在压力检测组件上。也可在不同位置分布压力检测电极，从而在单点施加压力和多点施加压力情况下，压力感应电极的感应量大小和分布不同，根据压力感应电极的感应量和分布进行计算，可以实现区分多点施加压力与单点施加压力，并计算相应的压力数值和位置。

在本申请实施例所述电子设备中，所述压力检测电极可以为银电极、ITO电极或是铜电极。电子设备为手机或是平板电脑或是穿戴式设备。所述显示模组可以为LCD模组或AMOLED模组。

所述压力检测电极层中，所述压力检测电极的数目可以根据电子设备的规格尺寸进行调整，压力检测电极的分布方式可以为点阵式均匀分布，也可以根据电子设备规格尺寸进行对应调整。通过设置压力检测电极的位置分布实现多指压力检测。

所述电子设备中，压力检测组件由多层结构构成，整体厚度较小，可以设置在显示模组以及主板之间的空气间隙中，不增加电子设备的厚度。可以复用显示模组为参考地基板或是复用主板为参考地基板，形成压力检测电容，进而实现压力检测。

本申请实施例所述电子设备中，由于压力检测电极层具有多个压力检测电极，因此可以实现多点压力检测，可以同时识别两根手指不同力度的压力操作，将Force Touch技术进阶至多点时代。测试结果表明所述电子设备能够精准识别两根手指同时以不同的力度进行压力触控，如“一指轻点”加“一指按压”。由于所述电子设备中压力检测组件是根据该压力检测电极层与显示模组或是主板之间形成的压力检测电容进行压力检测，将电子设备作为压力检测电容信号源，通过检测压力检测组件中不同压力检测电极各自对应的压力检测电容实现不同压力位置压力以及大小的测量，实现了无压电薄膜的压力检测，相对于采用压电材料，降低了制成工艺成本以及工艺难度。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种具有压力检测功能的电子设备，其特征在于，包括：

相对设置的显示模组以及主板；所述显示模组与所述主板之间具有设定厚度的空气间隙；

设置在所述显示模组与所述主板之间的压力检测组件；

其中，所述压力检测组件与所述主板或是所述显示模组之间形成压力检测电容；

所述压力检测组件包括依次铺设的贴合层、衬底以及压力检测电极层；所述贴合层用于将所述压力检测组件贴合在所述显示模组的表面，或是所述主板的表面；所述压力检测组件还包括：位于所述贴合层与所述衬底之间的平坦化层；

所述平坦化层为导电层，所述平坦化层用于提供稳定的信号参考平面以及保证所述衬底的平坦性，所述平坦化层复用为屏蔽层；当所述压力检测组件与所述主板形成所述压力检测电容时，所述平坦化层用于屏蔽显示模组与所述压力检测电容之间的相互电磁干扰；当所述压力检测组件与所述显示模组形成所述压力检测电容时，所述平坦化层用于屏蔽所述主板与所述压力检测电容之间的相互电磁干扰。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述压力检测组件设置在所述显示模组朝向所述主板的一侧表面；

所述压力检测组件的厚度小于所述空气间隙的厚度，所述压力检测组件与所述主板之间形成所述压力检测电容。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述压力检测组件设置在所述主板朝向所述显示模组的一侧表面；

所述压力检测组件的厚度小于所述空气间隙的厚度，所述压力检测组件与所述显示模组之间形成所述压力检测电容。

4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述压力检测电极层包括：多个压力检测电极；所述压力检测电极呈阵列分布。

5.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述压力检测电极层包括：多个压力检测电极；

所述衬底为矩形，所述衬底的四角区域分别设置有一个所述压力检测电极；

所述衬底的中心区域设置有多个阵列排布的所述压力检测电极。

6.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述压力检测组件还包括：设置在所述压力检测电极层背离所述衬底一侧表面的绝缘保护层。

7.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述压力检测电极为银电极、ITO电极或是铜电极。

8.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，至少部分所述压力检测组件位于所述显示模组对应的可视区。

9.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述显示模组为LCD模组或AMOLED模组。