CN106775042A - 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，所述压力检测组件包括：第一电极以及第二电极；所述第一电极与所述第二电极形成互电容压力检测电容节点，所述互电容压力检测电容节点用于感应所述电子设备的压力。所述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。

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，所述压力检测组件包括：第一电极以及第二电极；所述第一电极与所述第二电极形成至少一个互电容压力检测电容节点，所述互电容压力检测电容节点用于感应所述电子设备的压力。

优选的，在上述电子设备中，还包括：完全填充所述间隙或是部分填充所述间隙的绝缘的可形变材料层。

优选的，在上述电子设备中，所述第一电极与所述第二电极中的一者位于所述显示模组朝向所述主板的一侧表面，另一者位于所述主板朝向所述显示模组的一侧表面；且所述可形变材料层位于所述第一电极与所述第二电极之间。

优选的，在上述电子设备中，所述第一电极与所述第二电极中的一者为面电极，另一者包括多个子电极。

优选的，在上述电子设备中，所述多个子电极呈阵列排布；

或，所述多个子电极位于一矩形区域，其中4个子电极分别位于所述矩形区域的四个顶角区域，其他子电极位成阵列排布，且位于所述矩形区域的中心区域。

优选的，在上述电子设备中，所述子电极的边缘具有锯齿结构。

优选的，在上述电子设备中，所述第一电极和/或所述第二电极为金属网格状。

优选的，在上述电子设备中，所述第一电极包括：多个平行设置，且沿第一方向延伸的条形电极；所述第二电极包括多个平行设置，且沿第二方向延伸的条形电极；

其中，所述第一方向垂直于所述第二方向。

优选的，在上述电子设备中，所述第一电极与所述第二电极同时位于所述显示模组朝向所述主板的一侧表面，且所述可形变材料层位于所述导电层与所述主板之间；

或，所述第一电极与所述第二电极同时位于所述主板朝向所述显示模组的一侧表面，且所述可形变材料层位于所述导电层与所述显示模组之间。

优选的，在上述电子设备中，所述第一电极包括多个平行设置，且沿第三方向延伸的第一电极单元；

所述第二电极包括多个平行设置，且沿第三方向延伸的第二电极单元；

所述第一电极单元与所述第二电极单元一一相对设置，且相对设置的第一电极单元与第二电极单元为相互交错的梳齿结构，且二者绝缘；

所述第二电极单元包括多个绝缘的子梳齿电极，同一所述第二电极单元的子梳齿电极沿所述第三方向排布。

优选的，在上述电子设备中，其特征在于，还包括：设置在所述显示模组与所述压力检测组件之间的第一静电屏蔽层和/或设置在所述主板与所述压力检测组件之间的第二静电屏蔽层。

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，所述压力检测组件包括：第一电极以及第二电极；所述第一电极与所述第二电极形成互电容压力检测电容节点，所述互电容压力检测电容节点用于感应所述电子设备的压力。

可见，所述电子设备在显示模组与主板之间的缝隙设置压力检测组件，不会增加电子设备的厚度。同时，所述电子设备通过第一电极以及第二电极之间的互电容压力检测电容节点进行压力检测，对压力形变更为敏感，提高了压力检测的灵敏度。另外，所述电子设备只需通过镀膜刻蚀工艺形成设定图案的第一电极以及第二电极即可实现压力检测，无需压力传感器，制作成本低。

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2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3为本申请实施例提供的一种压力检测模组的电极图案的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种压力检测模组的电极图案的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的又一种压力检测模组的电极图案的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的又一种压力检测模组的电极图案的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的又一种压力检测模组的电极图案的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种第一模组的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种第二模组的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的一种压力检测模组的结构示意图。

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13，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，所述压力检测组件包括：第一电极以及第二电极。所述第一电极与所述第二电极形成互电容压力检测电容节点，所述互电容压力检测电容节点用于感应所述电子设备的压力。通过检测所述互电容压力检测电容节点的互电容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，所述压力检测组件包括：第一电极以及第二电极；所述第一电极与所述第二电极形成至少一个互电容压力检测电容节点，所述互电容压力检测电容节点用于感应所述电子设备的压力。

当所述电子设备受压力形变时，会导致所述互电容压力检测电容节点的互电容的变化，进而可以通过所述互电容的变化检测所述压力值。所述电子设备在显示模组与主板之间的缝隙设置压力检测组件，不会增加电子设备的厚度。同时，所述电子设备通过第一电极以及第二电极之间的互电容压力检测电容节点进行压力检测，对压力形变更为敏感，提高了压力检测的灵敏度。另外，所述电子设备只需通过镀膜刻蚀工艺形成设定图案的第一电极以及第二电极即可实现压力检测，无需压力传感器，制作成本低。

在本申请实施例中，所述第一电极与所述第二电极中的一者为驱动电极，另一者为感应电极。

可选的，所述电子设备还包括：完全填充所述间隙或是部分填充所述间隙的绝缘的可形变材料层。所述可形变材料层作为介质层，能够增大所述互电容，提高压力检测的精度。当所述可形变材料层完全填充所述间隙时，由于其具有较好的弹性，不影响间隙安装，同时可以其他填充防震的功能。

可形变材料也可根据电极图案进行部分填充，即只在电极下方填充介质层。所述可形变材料层优先为类泡棉介质层，类泡棉材料具有较好的绝缘性，可以避免短路，同时具有较大的介电常数，能够有效的提高互电容，提高压力检测精度，且具有较好的弹性恢复性能，具有较长的使用寿命。

一种实施方式中，所述第一电极与所述第二电极位于不同的导电层；且所述可形变材料层位于所述第一电极与所述第二电极之间。可以设置上述第一电极与所述第二电极中的一者位于所述显示模组朝向所述主板的一侧表面，另一者位于所述主板朝向所述显示模组的一侧表面。此时所述电子设备可以如图2所示。

参考图2，图2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2所示电子设备中，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。压力检测组件24包括：第一电极以241及第二电极242；所述第一电极241与所述第二电极242形成至少一个互电容压力检测电容节点，所述互电容压力检测电容节点用于感应所述电子设备的压力。

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2所示实施方式中，间隙23内设置有所述可形变材料层。

在图2所示实施方式中，第一电极以241设置在所述显示模组21朝向所述主板22一侧的表面，所述第二电极242设置在所述主板22朝向所述显示模组21一侧的表面。在其他实施方式中，还可以是所述第二电极242设置在所述显示模组21朝向所述主板22一侧的表面，所述第一电极以241设置在所述主板22朝向所述显示模组21一侧的表面。

当所述第一电极与所述第二电极位于不同的导电层时，可以设置所述第一电极与所述第二电极中的一者为面电极，另一者包括多个子电极。面电极与多个子电极垂直相对设置，形成多个互电容压力检测电容节点。此时，所述压力检测模组的电极图案可以如图3-图5所示。需要说明的，所述电极图案包括但不限于图3与图5所示实施方式。

参考图3，图3为本申请实施例提供的一种压力检测模组的电极图案的结构示意图，此时，面电极32与多个子电极33均设置在电子设备的显示区31。所述面电极32与所述多个子电极33垂直相对设置。在图3所示实施方式中，所述多个子电极33呈阵列排布。该实施方式中，多个子电极33均匀分布，均匀分布的电极排列有助于提高压力的线性度，即用同样的压力在上面移动的时候压力数据的均匀性。

参考图4，图4为本申请实施例提供的另一种压力检测模组的电极图案的结构示意图，此时，面电极42与多个子电极43均设置在电子设备的显示区41。所述面电极42与所述多个子电极43垂直相对设置。在图4所示实施方式中，所述多个子电极43位于一矩形区域，其中4个子电极分别位于所述矩形区域的四个顶角区域，其他子电极位成阵列排布，且位于所述矩形区域的中心区域。该实施方式中，利用较少的节点数目实现整面的压力感应，通道采集重要的边缘部分和中间部分形变导致的电容变化量数据，再利用算法来算出不同地方按压下去的压力。

图3所示实施方式中，子电极33为正方形，图4所示实施方式中，子电极43为长方形。具体的，本申请实施例中，所述子电极的形状为正多边形、或长方形、或三角形、或圆形、或椭圆形。

可选的，所述子电极的边缘还可以具有锯齿结构，如图5所示。多个子电极51设置在电子设备的显示区52，子电极51呈阵列排布，子电极边缘设置有锯齿结构。

第一电极和/或第二电极还可以为网格状，以降低驱动芯片的负载。此时，所述第一电极与所述第二电极在不同层相对设置。

当所述第一电极与所述第二电极位于不同的导电层时，如图6所示，还可以设置所述第一电极包括：多个平行设置，且沿第一方向X延伸的条形电极62；所述第二电极包括多个平行设置，且沿第二方向Y延伸的条形电极63。其中，所述第一方向X垂直于所述第二方向Y。第一电极与第二电极垂直相对设置，垂直交叉的条形电极62与条形电极63之间形成多个互电容压力检测电容节点。

在其他实施方式中，还可以设置所述第一电极与所述第二电极位于同一导电层。此时，所述第一电极与所述第二电极同时位于所述显示模组朝向所述主板的一侧表面，且所述可形变材料层位于所述导电层与所述主板之间；或，所述第一电极与所述第二电极同时位于所述主板朝向所述显示模组的一侧表面，且所述可形变材料层位于所述导电层与所述显示模组之间。

所述第一电极与所述第二电极位于同一导电层时，所述压力检测模组的电极图案可以如图7所示，第一电极包括多个平行设置，且沿第三方向Z延伸的第一电极单元72；所述第二电极包括多个平行设置，且沿第三方向Z延伸的第二电极单元73；所述第一电极单元72与所述第二电极单元73一一相对设置，且相对设置的第一电极单元72与第二电极单元73为相互交错的梳齿结构，且二者绝缘；所述第二电极单元73包括多个绝缘的子梳齿电极，同一所述第二电极单元的子梳齿电极沿所述第三方向Z排布。相对设置的第一电极单元72与第二电极单元73形成多个互电容压力检测电容节点，用于压力检测，压力检测的精确度高。

为了防止电极干扰，还包括：设置在所述显示模组与所述压力检测组件之间的第一静电屏蔽层和/或设置在所述主板与所述压力检测组件之间的第二静电屏蔽层。所述第一静电屏蔽层可以防止显示模组一侧电磁信号对所述压力检测组件的电磁干扰，所述第二静电屏蔽层可以防止主板一侧电磁信号对所述压力检测组件的电磁干扰，保证压力检测的准确性。

在本申请实施例所述电子设备中，所述第一电极或第二电极可以为银电极、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。

所述第一电极或第二电极的数目可以根据电子设备的规格尺寸进行调整，第一电极或第二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。通过设置第一电极或第二电极的位置分布实现多指压力检测。

本申请实施例所述电子设备中，由于第一电极与第二电极层具有多个互电容压力检测电容节点，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互电容进行压力检测，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互电容压力检测电容节点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。

当所述第一电极与所述第二电极位于不同的导电层时，所述电子设备还包括：设置在所述第一电极朝向所述第二电极一侧的表面的第一绝缘保护层和/设置在所述第二电极朝向所述第一电极一侧的表面的第二绝缘保护层。所述第一绝缘保护层用于避免所述第一电极磨损，所述第二绝缘保护层用于避免所述第二电极磨损。

当所述第一电极与所述第二电极位于不同的导电层时，在本申请实施例所述电子设备中，所述第一电极可以直接形成在所述显示模组表面或是所述主板表面。还可以单独制备包括所述第一电极的第一模组后，将第一模组贴合在所述显示模组表面或是所述主板表面。

当所述第一电极与所述第二电极位于不同的导电层时，所述第二电极可以直接形成在所述显示模组表面或是所述主板表面。还可以单独制备包括所述第二电极的第二模组后，将第二模组后贴合在所述显示模组表面或是所述主板表面。

参考图8，图8为本申请实施例提供的一种第一模组的结构示意图，包括：第一贴合胶81、第一静电屏蔽层82、第一基材83、第一电极84以及第一绝缘保护层。

参考图9，图9为本申请实施例提供的一种第二模组的结构示意图，包括：第二贴合胶91、第二静电屏蔽层92、第二基材93、第二电极94以及第二绝缘保护层。

当所述第一电极与所述第二电极位于同一导电层时，所述压力检测模组的一个表面与所述显示模组表面或是所述主板表面接触，另一个表面设置有绝缘保护层，用于避免所述压力检测模组中第一电极与第二电极磨损。

当所述第一电极与所述第二电极位于同一导电层时，所述压力检测模组可以直接形成在所述显示模组表面或是所述主板表面，还可以单独制作所述压力检测模组后，通过贴合胶贴合在所述显示模组表面或是所述主板表面。

当所述第一电极与所述第二电极位于同一导电层时，如果单独制备所述压力检测模组，所述压力检测模组的结构如图10所示，该压力检测模组包括：贴合胶101、基材102、导电层103以及绝缘保护层104。其中，导电层104包括第一电极以及第二电极。为了防止电磁干扰，还可以在贴合胶101与基材102之间设置以静电屏蔽层。

通过上述描述可知，本申请实施例所述电子设备在显示模组与主板之间的缝隙设置压力检测组件，不会增加电子设备的厚度。同时，所述电子设备通过第一电极以及第二电极之间的互电容压力检测电容节点进行压力检测，对压力形变更为敏感，提高了压力检测的灵敏度。另外，所述电子设备只需通过镀膜刻蚀工艺形成设定图案的第一电极以及第二电极即可实现压力检测，无需压力传感器，制作成本低。

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 (11)

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，所述压力检测组件包括：第一电极以及第二电极；所述第一电极与所述第二电极形成互电容压力检测电容节点，所述互电容压力检测电容节点用于感应所述电子设备的压力。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，还包括：完全填充所述间隙或是部分填充所述间隙的绝缘的可形变材料层。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述第一电极与所述第二电极中的一者位于所述显示模组朝向所述主板的一侧表面，另一者位于所述主板朝向所述显示模组的一侧表面；且所述可形变材料层位于所述第一电极与所述第二电极之间。

4.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述第一电极与所述第二电极中的一者为面电极，另一者包括多个子电极。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述多个子电极呈阵列排布；

或，所述多个子电极位于一矩形区域，其中4个子电极分别位于所述矩形区域的四个顶角区域，其他子电极位成阵列排布，且位于所述矩形区域的中心区域。

6.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述子电极的边缘具有锯齿结构。

7.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述第一电极和/或所述第二电极为金属网格状。

8.根据权利要求3所述的电子设备，其特征在于，所述第一电极包括：多个平行设置，且沿第一方向延伸的条形电极；所述第二电极包括多个平行设置，且沿第二方向延伸的条形电极；

其中，所述第一方向垂直于所述第二方向。

9.根据权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述第一电极与所述第二电极同时位于所述显示模组朝向所述主板的一侧表面，且所述可形变材料层位于所述导电层与所述主板之间；

或，所述第一电极与所述第二电极同时位于所述主板朝向所述显示模组的一侧表面，且所述可形变材料层位于所述导电层与所述显示模组之间。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述第一电极包括多个平行设置，且沿第三方向延伸的第一电极单元；

所述第二电极包括多个平行设置，且沿第三方向延伸的第二电极单元；

所述第一电极单元与所述第二电极单元一一相对设置，且相对设置的第一电极单元与第二电极单元为相互交错的梳齿结构，且二者绝缘；

所述第二电极单元包括多个绝缘的子梳齿电极，同一所述第二电极单元的子梳齿电极沿所述第三方向排布。

11.根据权利要求1-10任一项所述的电子设备，其特征在于，还包括：设置在所述显示模组与所述压力检测组件之间的第一静电屏蔽层和/或设置在所述主板与所述压力检测组件之间的第二静电屏蔽层。