CN106598347A - 力感测装置及oled显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种力感测装置,包括一力感测层,所述力感测层的至少一侧设置有热处理层,所述热处理层的导热系数大于等于200。本发明还提供一种OLED显示装置,包括OLED层以及CPU组件,进一步所述OLED层与CPU组件之间设置有如上所述的力感测装置。力感测装置及OLED显示装置之力感测层的至少一侧设置有热处理层,经过热处理层的热量分布相对均匀,可有效降低力感测层上的温度梯度,降低按压力侦测过程产生的温度噪声,提升压力侦测精度。
Description
【技术领域】
本发明涉及触控领域,尤其涉及一种力感测装置及OLED显示装置。
【背景技术】
电子设备搭载力感测装置已经成为了一种趋势,力感测装置包括多个压感单元,当压感单元感应到来自用户触控操作所产生的压力时,会产生一定的形变从而引起压感单元之输出电信号发生变化,侦测该电性号的大小可以计算获得压感单元所受到的压力大小。通过对压力大小的侦测可设计出匹配于不同压力值下的电子设备功能,譬如不同力度下同一触控点可匹配多种功能,如此,可进一步丰富电子产品的功能,给用户带来新的体验。
力感测装置通常采用压电或压阻材料制成,由于其材料性质的限制,力感测装置在使用过程中不可避免地受到环境温度的影响而产生温度噪声,例如常用按压物体—手指,电子设备CPU组件等等产生的热量导致压感单元输出信号大小发生变化,从而引起压力侦测不够精准,用户控操作所产生的实际压力难以被精确侦测到。因此,解决力感测装置因温度产生的温度噪声问题成为了提升压力侦测精度的关键。
【发明内容】
本发明提供一种力感测装置及OLED显示装置。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种力感测装置,包括一力感测层,所述力感测层的至少一侧设置有热处理层,所述热处理层的导热系数大于等于200。
优选地,垂直于所述热处理层所在平面的方向为Z方向,所述热处理层在Z方向上的导热系数小于所述热处理层所在其平面的方向上的导热系数。
优选地,所述热处理层在Z方向上的导热系数至少小于所述热处理层所在其平面的方向上的导热系数的0.25倍。
优选地,所述热处理层为石墨片或石墨烯片或铜片。
优选地,所述热处理层接地以兼作为信号屏蔽层。
优选地,所述力感测层的单侧或双侧设置有一层或多层热处理层。
优选地,所述力感测装置进一步包括一基板和一贴合层,所述力感测层设置在所述基板上,所述热处理层通过所述贴合层设置在所述基板之远离力感测层的表面或所述力感测层之远离基板的表面。
优选地,所述力感测装置进一步包括一基板和一贴合层以及一保护层,所述力感测层设置在所述基板上,所述保护层覆盖所述力感测层之远离基板的表面,所述热处理层通过所述贴合层设置在所述保护层之远离基板的表面。
优选地,所述力感测装置进一步包括一基板和一第一贴合层和一第二贴合层,所述热处理层包括第一热处理层和第二热处理层,所述力感测层设置在所述基板上,所述第一热处理层通过所述第一贴合层贴合于在所述力感测层之远离基板的表面,所述第二热处理层通过所述第二贴合层贴合于所述基板之远离力感测层的表面。
优选地,所述力感测层包括多个压感单元,所述每一压感单元包括多个次压感单元,所述次压感单元之间形成差分输出。
优选地,所述每一压感单元包括四个阻值相同的电阻,四个所述电阻构成一个惠斯通电桥,其中两个不相邻的所述电阻的图案形状具有相同的第一延伸方向,另外两个不相邻的所述电阻的图案形状具有相同的第二延伸方向,第一延伸方向与第二延伸方向不一致。
优选地,具有第一延伸方向的电阻图案形状平面旋转90°后的图案形状与具有第二延伸方向的电阻图案形状相同或镜像对称。
本发明还提供一种OLED显示装置,包括OLED层以及CPU组件,进一步所述OLED层与CPU组件之间设置有如上所述的力感测装置。
优选地,所述OLED显示装置板进一步包括一触控面板,所述OLED层位于所述触控面板与所述力感测装置之间。
优选地,所述OLED显示装置板进一步包括一侦测触控位置的触控电极层,所述触控电极层内嵌于OLED层。
与现有技术相比,力感测装置及OLED显示装置之力感测层的至少一侧设置有热处理层,经过热处理层的热量分布相对均匀,可有效降低力感测层上的温度梯度,降低按压力侦测过程产生的温度噪声,提升压力侦测精度。
【附图说明】
图1为本发明第一实施例力感测装置的剖面结构示意图。
图2A为本发明第一实施例力感测装置中的压感单元的电路结构示意图。
图2B为本发明第一实施例力感测装置中的压感单元的图案形状示意图。
图2C为本发明第一实施例力感测装置中的电阻之延伸方向的解析示意图。
图2D为图2B中压感单元的图案形状变形示意图。
图2E为图2B中压感单元的图案形状另一变形示意图。
图3为本发明第二实施例力感测装置的剖面结构示意图。
图4为本发明第三实施例力感测装置的剖面结构示意图。
图5为本发明第四实施例力感测装置的剖面结构示意图。
图6为本发明第五实施例力感测装置的剖面结构示意图。
图7为本发明第六实施例OLED显示装置的剖面结构示意图。
图8为本发明第七实施例OLED显示装置的剖面结构示意图。
图9为本发明第八实施例OLED显示装置的剖面结构示意图。
图10为OLED显示装置的显示面的平面结构示意图。
图11为现有OLED显示装置与本发明中OLED显示装置在不同测试条件下的压力变化对比图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的,技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施实例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参阅图1,本发明第一实施例力感测装置10包括一基板11,在基板11的上表面(本发明中所涉及的上、下、左右等方位词仅为指定视图中相对位置,可以理解当指定视图平面旋转180°,方位词“上”即为“下”)设置有一力感测层13,力感测层13以基板11为承载层,其包括有多个压感单元131。基板11的下表面设置有一热处理层17,该热处理层17为片材状。优选该热处理层17紧靠基板11的下表面设置。
基板11可以是柔性基板或刚性基板,具体可以为玻璃、蓝宝石、聚酰亚胺(PI)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚对苯二甲酸乙二酯(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。
热处理层17具有良好的热传递功能,且经过热处理层17后的热量的分布相对均匀,可以理解,如热量传递至热处理层17后,热量迅速在热处理层17的所在平面内均匀分布,以使与热处理层17靠近的元器件接收到的热量是均匀的。优选地,热处理层17设置在力感测层13靠近热源的一侧。优选地,热处理层17的导热系数大于等于200,进一步优选大于等于1000。优选地,热处理层17在至少两个不同方向上具有不同的导热系数。界定垂直于热处理层17所在平面的方向为Z方向,优选地,热处理层17在Z方向上的导热系数大于垂直于Z方向上的导热系数。由于热处理层17在Z方向上的导热系数低,导热性能较差,在Z方向上的热传导被抑制;而在垂直于Z方向上的导热性能较好,热量在垂直于Z方向上的平面内能够较好地传导,即热量在热处理层17所在平面内均匀分布,以使与热处理层17靠近的元器件接收到的热量均匀。优选热处理层17在Z方向上的导热系数至少小于热处理层17在垂直于Z方向上的导热系数的0.25倍,进一步优选小于热处理层17在垂直于Z方向上的导热系数的0.1倍。具体地,优选热处理层17在Z方向上的导热系数小于等于50,在垂直于Z方向上的导热系数大于等于200。进一步优选,热处理层17在Z方向上的导热系数小于等于10,在垂直于Z方向上的导热系数大于等于300。更优选地,热处理层17在Z方向上的导热系数小于等于8,在垂直于Z方向上的导热系数大于等于800。热处理层17材料优选为石墨烯片,或石墨片或铜片,最佳优选为石墨烯片。优选热处理层17的厚度为0.1-1mm,进一步优选0.4-0.6mm。
力感测层13之压感单元131采用压电材料或压阻材料等响应于按压力而改变电性输出的材料制作而成,优选采用压阻材料。力感测层13可以是单层,也可以是多层,本实施例中仅以单层的力感测层13为例来进行说明。
热处理层17设置在力感测层13的一侧,由于热处理层17具有均匀热量的特性,因此,可以使每一压感单元131各部分的温度趋于一致。材料及温度相同的条件下,温度噪声会趋于一致,如此,我们可以配置压感单元131输出差分信号以将温度噪声进行消除,或在程式设计部分利用程式计算把对应温度下所产生的温度噪声去除。本发明中优选配置压感单元131输出差分信号以将温度噪声进行消除。为了获得差分信号,可以配置每一压感单元131包括多个相同的次压感单元,至少两个次压感单元之间温度噪声进行抵消以消除温度噪声带来的影响,具体地,可以配置为多个次压感单元配置为分压电路,也可以配置为四个次压感单元构成惠斯通电桥或适当个次压感单元构成分压电路等等。本实施例中以配置四个次压感单元构成惠斯通电桥为例来进行说明。
请参阅图2A,每个压感单元131包括四个次压感单元131’,次压感单元131’对应阻值相同的电阻R1、电阻R2、电阻R3及电阻R4。该四个电阻电性连接成电桥,具体为电阻R1和电阻R2串联,电阻R3和电阻R4串联,两个串行电路再并联连接并构成惠斯通电桥。进一步地,在电阻R1与电阻R3的电性连接点B及电阻R4及电阻R2的电性连接点D之间加载一电源VEX。电阻R1与电阻R2的电性连接点A及电阻R3与电阻R4的电性连接点C之间形成输出电压U0,电压U0对应按压力值。
其中,电阻R1两端压降可表示为:
电阻R3两端压降可表示为:
电桥输出的电压U0可表示为
在本发明中,R1=R2=R3=R4,将该条件代入式(3),并代带入后所产生的高阶微量忽略以对式(3)进行简化得到:
按压作用所产生的电阻变化量与对应电阻的初始电阻值之比与所述电阻受到按压作用后的应变量关系如下:
ΔR/R=Kε (5)
其中K为电阻的压阻系数。
结合上述式(4)与式(5),则U0可进一步表示为:
其中K为电阻的压阻系数,UBD为加载在电性连接点B、D之间的电源VEX大小,ε1,ε2,ε3及ε4一一对应于电阻R1、电阻R2、电阻R3及电阻R4的应变量。
通常,我们希望U0输出越大越好,本实施例中,为了获得最大的U0输出值,优选地,压电单元131电极图案如图2B所示。电阻R1、电阻R2、电阻R3及电阻R4均呈方波状,电阻R1和电阻R4形状图案均沿第一方向(X方向)延伸,电阻R2和电阻R3形状图案均沿第二方向(Y方向)延伸,第一方向与第二方向不同。电阻R1、电阻R2、电阻R3及电阻R4通过结合区1311连接形成惠斯通电桥。
关于电阻的延伸方向界定如下:请参阅图2C,图2C中所示的电阻记为电阻r,其总投影长度包括在第一方向上总投影长度d及在第二方向上总投影长度h。其中,沿第一方向或沿第二方向将所述电阻图案形状分为多段,沿第一方向上的总投影长度d等于线段d1、线段d2、线段d3、线段d4、线段d5及线段d6之和,沿第二方向上总投影长度h等于线段h1、线段h2、线段h3、线段h4及线段h5之和。从图2C可知,沿第一方向上的总投影长度d大于沿第二方向上总投影长度h。因此,电阻r的电极图案形状的延伸方向为第一方向。优选地,电阻r在第一方向上的投影长度大于电阻r在第二方向上的投影长度的5倍。电阻r在其延伸方向上的应变远远大于其他方向发生的应变,因此,可认为电阻r发生的应变近似等于延伸方向上的应变。
由于所述电阻R1、电阻R2、电阻R3及电阻R4中的阻值相同,电阻R1和电阻R4形状图案延伸方向一致,电阻R2和电阻R3形状图案延伸方向一致,在四个电阻R1、电阻R2、电阻R3及电阻R4受到的手指按压作用力及温度变化所产生的阻值变化相同的情况下,电阻R1和电阻R4的应变可以认定一致,电阻R2和电阻R3的应变可以认定一致。即电阻R1、电阻R2、电阻R3及电阻R4受到手指按压后产生的应变量之间关系可表示为:ε1=ε4=εx,ε2=ε3=εy,因此,上述式(6)可进一步转化为:
εx为电阻R1或电阻R4在第一方向上发生的应变,εy为电阻R1或电阻R4在第二方向上发生的应变。
从式(2)中可知,当εx和εy的差值越大,U0的输出值越大,压力侦测的灵明度越好。因此,优选第一方向与第二方向垂直。
请参阅图2D中所示,作为压感单元131的另一种变形:电桥111b包括四个电阻R1b、电阻R2b、电阻R3b及电阻R4b,该四个电阻的图案形状为椭圆绕线状,该椭圆绕线状的图案形状沿椭圆长轴方向总投影长度最大,则该方向为该图案形状的延伸方向。其中,所述电阻R1b与所述电阻R4b的图案形状的延伸方向与第一方向平行,所述电阻R2b与所述电阻R3b的图案形状的延伸方向与第二方向平行。
本变形实施例中沿第一方向延伸的电阻R1b或电阻R4b的图案形状平面旋转90°后的图案形状与沿第二方向延伸的电阻R2b或电阻R3b的图案形状相同,如此可以保障惠斯特电桥的稳定性的同时可以简化工艺制程。作为一种变形,第一方向延伸的电阻R1b或电阻R4b的图案形状平面旋转90°后的图案形状与沿第二方向延伸的电阻R2b或电阻R3b的图案形状镜像对称。
如图2E中所示,作为压感单元131的另一种变形:所述电桥111c包括四个电阻R1c、电阻R2c、电阻R3c及电阻R4c,该四个电阻的图案形状为“栅栏”形折线状,例如可以为“三横一竖”结构,其中,所述电阻R1c与所述电阻R4c的图案形状的延伸方向与第一方向平行,所述电阻R2c与所述电阻R3c的图案形状的延伸方向与第二方向平行。
压感单元131中次压感单元131’的具体形状不做限定,其还可以是波浪形,锯齿形等等。优选,具有第一延伸方向的电阻图案形状平面旋转90°后的图案形状与具有第二延伸方向的电阻图案形状相同或镜像对称。
与现有技术相比,力感测装置10之力感测层13一侧设置有热处理层17,经过热处理层17的热量分布相对均匀,可有效降低力感测层13上的温度梯度,降低按压力侦测过程产生的温度噪声,提升压力侦测精度。
请参阅图3,本发明第二实施例力感测装置10a与第一实施例力感测装置10类似,其同样包括基板11a,设置在基板11a上的力感测层13a以及设置在基板11a下方的热处理层17a,力感测层13a包括有多个压感单元131a。本实施例中的力感测装置10a与第一实施例中力感测装置10的不同之处仅在于:力感测装置10a之基板11a与热处理层17a之间通过增设的贴合层15a贴合。基板11a与热处理层17a之间的贴合优选为全贴合。贴合层15a为具有粘性的材料,
优选为绝缘光学胶。热处理层17a设置在力感测层13a一侧,具体地,热处理层17a通过贴合层15a固定于基板11a一侧,热处理层17a,基板11a及力感测层13a之间的结合更加紧密,压感单元131a之间的温度梯度进一步减少。
第一实施例中力感测装置10中关于力感测层13的设置,基材11及热处理层17a材料尺寸等参数等的选择等均适应于本实施例。
请参阅图4,本发明第三实施例力感测装置10b与第一实施例力感测装置10类似,其同样包括热处理层17b,基板11b以及设置在基板11b上的力感测层13b,该力感测层13b包括有多个压感单元131b。本实施例中的力感测装置10b与第一实施例中力感测装置10的不同之处仅在于:热处理层17b设置在力感测层13b的上方,且力感测层13b通过增设的贴合层15b与热处理层17b贴合,贴合方式优选为全贴合。
贴合层15b优选采用绝缘的粘性材料制作,优选为绝缘光学胶。热处理层17b为导电材料时,贴合层15b电性绝缘热处理层17b与力感测层13b。优选贴合层15b的厚度为0.1-1mm,进一步优选为0.4-0.8mm。
热处理层17b设置在力感测层13b一侧,具体地,热处理层17b通过贴合层15b贴合于力感测层13b一侧,热处理层17b,基板11b及力感测层13b之间的结合紧密,压感单元131b之间的温度梯度减少。
作为一种变形,所述贴合层15b可以替换为一绝缘层,该绝缘层起绝缘作用,绝缘层叠设在力感测层13b与热处理层17b之间。
作为一种变形,力感测层13b一侧的热处理层17b为多层,多层热处理层17b之间贴合或紧靠叠设。
第一实施例中力感测装置10中关于力感测层13的设置,基材11及热处理层17材料尺寸等参数等的选择等均适应于本实施例。
请参阅图5,本发明第四实施例力感测装置10c与第三实施例力感测装置10b类似,其同样包括基板11c以及设置在基板11c上的力感测层13c,该力感测层13c包括有多个压感单元131c。热处理层17c以及贴合层15c设置在力感测层13c上方。本实施例中的力感测装置10c与第三实施例中力感测装置10b的不同之处仅在于:所述力感测层13c上一体成型有一保护层14c,该保护层14c覆盖力感测层13c远离基板11c的表面以对力感测层13c形成保护,防止压感单元131c氧化,被破坏等。热处理层17c通过贴合层15c贴合于保护层14c远离基板11c的表面,贴合方式均优选为全贴合。
保护层14c不仅可以保护力感测层13c,还电性隔离了热处理层17c和力感测层13c,其优选采用软质绝缘柔性材料制作,如PEEK(polyetheretherketone,聚醚醚酮),PI(Polyimide,聚酰亚胺),PET(polyethylene terephthalate,聚对苯二甲酸乙二醇酯),PC(聚碳酸酯聚碳酸酯),PES(聚丁二酸乙二醇酯,PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯,polymethylmethacrylate)及其任意两者或多者的复合物等材料。
保护层14c和贴合层15c均可以起到绝缘作用,因此,贴合层15c的厚度可以降低,优选贴合层15c厚度可以是0.01-0.2mm。
第一实施例中力感测装置10中关于力感测层13的设置,基材11及热处理层17材料尺寸等参数等的选择等均适应于本实施例。
请参阅图6,本发明第五实施例力感测装置10d与第二实施例力感测装置10a类似,本实施例中的力感测装置10d在第二实施例中力感测装置10a的基础上增设有一热处理层和贴合层,因此,力感测装置10d从上至下依次包括第一热处理层17d,第一贴合层15d,包括多个压感单元131d的力感测层13d,基板11d,第二贴合层15d’以及第二热处理层17d’,基板11d作为力感测层13d的承载层,第一热处理层17d通过第一贴合层15d贴合于力感测层13d的上表面,第二热处理层17d’通过第二贴合层15d’贴合于基板11d的下表面,贴合方式优选为全贴合。
第一贴合层15d采用绝缘粘性材料制成。第二贴合层15d’采用粘性材料制成,优选采用绝缘粘性材料制成。第一贴合层15d和第二贴合层15d’使得热处理层(包括第一热处理层17d和第二热处理层17d’)与力感测层13d之间的结合更加紧密。
力感测层13d的两侧均设置有热处理层,热处理层使得来自力感测层13d上下两个表面上的热量分布相对均匀,力感测层13d上的温度梯度进一步减少。
作为一种变形,所述第二贴合层15d’可去除,第二热处理层17d’直接紧靠基板11d下表面叠设。作为又一种变形,所述第一贴合层15d替换为绝缘层,该绝缘层叠设在力感测层13d与第一热处理层17d之间。
作为一种变形,力感测层13d的两侧的热处理层可以有多层。
第一实施例中力感测装置10中关于力感测层13的设置,基材11及热处理层17材料尺寸等参数等的选择等均适应于本实施例。
请参阅图7,本发明第六实施例OLED显示装置20从上至下依次包括盖板22,OLED层24,力感测装置20s以及CPU组件26。
盖板22的上表面为用户触控操作面,用户在进行触控操作时,其下方设置力感测装置20s,力感测装置20s感测触控操作对应的按压力度。OLED层和力感测装置20s电性连接于CPU组件26,CPU组件26控制OLED显示装置20的运作。
力感测装置20s与第二实施例中力感测装置10a结构,材料参数等保持完全一致。同样的,力感测装置20s包括设置有多个压感单元231的力感测层23,力感测层23设置在基板21的一个表面,其另一表面通过贴合层25与热处理层27贴合。力感测层23位于OLED层24和基板21之间。
最为一种选择,热处理层27为导电材质时,热处理层27接地,热处理层27作为屏蔽层使用以屏蔽来自CPU组件26的干扰信号。该实施方式适用于本发明中的其他实施例。
可以理解,本实施例中力感测装置20s可以替换为本发明中其他实施例及变形实施例中所揭示的力感测装置。
CPU组件26为OLED显示装置20的控制中心,其在运作过程中容易产生点热源,热量经过设置在其上方的热处理层27后,热量在热处理层27上分布相对均匀,如此,设置在热处理层27上方的力感测层23受热均匀,温度梯度降减少低,降低按压力侦测过程产生的温度噪声,提升压力侦测精度。可以理解,热处理层27并非只是处理来自CPU组件26的热量,其他任意方向传递过来的热量均能够被热处理层27处理以获得热量均匀分布的特性。
请参阅图8,本发明第七实施例OLED显示装置20a从上至下依次包括盖板22a,OLED层24a,力感测装置20s’以及CPU组件26a。力感测装置20s’与第二实施例中力感测装置10a结构,材料参数等保持完全一致。同样的,力感测装置20s’包括设置有多个压感单元231a的力感测层23a,力感测层23a设置在基板21a的一个表面,其另一表面通过贴合层25a与热处理层27a贴合。本实施例与第六实施例OLED显示装置20的不同之处仅在于:力感测装置20s’的安装方式不一样,在第六实施例中,力感测层23位于OLED层24和基板21之间,本实施中,力感测装置20s’相当于在平面内旋转了180°进行了安装,因此,力感测层23位于CPU组件26a和基板21之间,热处理层27a设置在OLED层24a与盖板22a之间。
可以理解,力感测装置20s’可以替换为本发明中其他实施例及变形实施例中所揭示的力感测装置,且力感测装置可以旋转180°进行两种不同方式的安装。
请参阅图9,本发明第八实施例OLED显示装置30从上至下依次包括盖板32,触控感测层38,OLED层34,力感测装置30s以及CPU组件36。力感测装置30s与第二实施例中力感测装置10a结构,材料参数等保持完全一致。同样的,力感测装置30s包括设置有多个压感单元331的力感测层33,力感测层33设置在基板31的一个表面,其另一表面通过贴合层35与热处理层37贴合。力感测层33位于OLED层34和基板31之间。
本实施例与第六实施例的不同之仅在于在所述盖板32与OLED层34之间增设了触控感测层38,触控感测层38用户感测用户触控位置。界定触控感测层38及盖板32为触控面板,该触控面板可以是OGS触控面板、GFF触控面板、GF触控面板或G2F触控面板,即触控面板为外挂式结构,作为一种变形,其也可以是内嵌式结构,即触控感测层内嵌于OLED层中。
可以理解,力感测装置30s可以替换为本发明中其他实施例及变形实施例中所揭示的力感测装置,且力感测装置可以旋转180°进行两种不同方式的安装。
与现有技术相比,OLED显示装置30之力感测层33的一侧设置有热处理层37,热处理层37将吸收的热量均匀化以使得力感测层33上的温度梯度减小,降低按压力侦测过程产生的温度噪声,提升压力侦测精度。
本发明中提供相同尺寸的特制OLED显示装置与本发明中所提供的OLED显示装置(具体为本发明第八实施例中所揭示的OLED显示装置)在不同的温度条件下进行测试。特制的OLED显示装置与本发明中所提供的OLED显示装置的不同之处在于其未设置热处理层,其他配置保持一致。
测试一:
请参阅图10,以OLED显示装置之显示区域的左下角为原点O建立X,Y坐标系,显示区域尺寸为100mm*60mm,界定显示区域的中心位置为O’点,O’点坐标为(30mm,50mm),在O’点进行触控操作以进行该测试。
图11为特制的OLED显示装置与本发明中所提供的OLED显示装置在不同的条件下的测试对比图,该对比图中以OLED显示装置X方向的位置作为横轴,以力感测层上压感单元侦测到的压力值为纵轴。
测试A:
被测对象:特制的OLED显示装置
测试条件:常温的环境下,在O’点施加200单位力;
测试分析:曲线a1、a2为沿特制的OLED显示装置X方向上的压感单元所侦测到的压力值。其中a1为压感单元中具有第一延伸方向的电阻所侦测到压力值,a2为压感单元中具有第二延伸方向的电阻所侦测到压力值。从曲线走势可看出,特制的OLED显示装置从按压位置处到远离该按压位置处的压感单元所侦测到的压力值逐渐减小。
测试B:
被测对象:特制的OLED显示装置
测试条件:恒定温度65℃,未施加按压力;
测试分析:曲线a3、a4为沿特制的OLED显示装置X方向上的压感单元所侦测到的压力值。其中a3为压感单元中具有第一延伸方向的电阻所侦测到压力值,a4为压感单元中具有第二延伸方向的电阻所侦测到压力值。从曲线走势可看出曲线a3、a4接近横轴,即恒温条件下,压感单元输出几乎为0,也就是压感单元在恒温条件下,温度噪声几乎为0。
测试C:
被测对象:特制的OLED显示装置
测试条件:温度梯度为22℃-65℃,未施加按压力;
测试分析:曲线a5、a6为沿特制的OLED显示装置X方向上的压感单元所侦测到的压力值。其中a5为压感单元中具有第一延伸方向的电阻所侦测到压力值,a6为压感单元中具有第二延伸方向的电阻所侦测到压力值。从曲线走势可看出虽然无按压力作用于特制的OLED显示装置,但压感单元中具有第一延伸方向的电阻和具有第二延伸方向的电阻所侦测到压力值甚至高于曲线a1,a2中对应的施加200单位力时所侦测到的压力值,即当温度梯度较大时,压感单元所产生了温度噪声非常大,以至于引起较大的压力侦测误差。
测试D:
被测对象:本发明所提供的OLED显示装置,该OLED显示装置中的热处理层采用石墨烯(石墨烯在热处理层所在平面的导热系数大于等于1000)制作;
测试条件:温度梯度为22℃-65℃,未施加按压力;
测试分析:曲线a7、a8为沿本发明所提供的OLED显示装置X方向上的压感单元所侦测到的压力值。其中a7为压感单元中具有第一延伸方向的电阻所侦测到压力值,a8为压感单元中具有第二延伸方向的电阻所侦测到压力值。从曲线走势可看出曲线a7、a8接近横轴。在增加热处理层的条件下,即使温度梯度较大,压感单元输出几乎为0,也就是压感单元在温度梯度较大的条件下,温度噪声几乎为0。即石墨烯材质制作的热处理层的设置使得压感单元产生的温度噪声降低,压力侦测精度得到了提升。
测试E:
被测对象:本发明所提供的OLED显示装置,该OLED显示装置中的热处理层采用石墨片(石墨片在热处理层所在平面的导热系数大于等于200)制作;
测试条件:温度梯度为22℃-65℃,未施加按压力;
测试分析:曲线a9、a10为沿本发明所提供的OLED显示装置X方向上的压感单元所侦测到的压力值。其中a9为压感单元中具有第一延伸方向的电阻所侦测到压力值,a10为压感单元中具有第二延伸方向的电阻所侦测到压力值。从曲线走势可看出曲线a9、a10接近横轴。在增加热处理层的条件下,即使温度梯度较大,压感单元输出几乎为0,也就是压感单元在温度梯度较大的条件下,温度噪声几乎为0。即石墨片材质的热处理层的设置使得压感单元产生的温度噪声降低,压力侦测精度得到了提升。
测试F:
被测对象:本发明所提供的OLED显示装置,该OLED显示装置中的热处理层采用铁片制作,该导热片在热处理层所在平面的导热系数约为70;
测试条件:温度梯度为22℃-65℃,未施加按压力;
测试分析:曲线a11、a12为沿本发明所提供的OLED显示装置X方向上的压感单元所侦测到的压力值。其中a11为压感单元中具有第一延伸方向的电阻所侦测到压力值,a12为压感单元中具有第二延伸方向的电阻所侦测到压力值。从曲线走势可看出具有第一延伸方向的电阻所侦测到压力值约200单位力,具有第二延伸方向的电阻所侦测到压力值约100单位力。即温度梯度为22℃-65℃下,压感单元仍然产生了温度噪声。但与测试C相比可知,热处理层的设置在一定程度上抑制了温度噪声的产生。与测试D、E相比可知,热处理层在使用石墨烯材质制作时,抑制了温度噪声的产生效果最佳。
测试二:
用吹风将特制的OLED显示装置与本发明中所提供的OLED显示装置从室温加热到95°,重复试验5次,现有的OLED显示装置与本实施例中所提供的OLED显示装置压力感测的输出变化如下:
表1特制的OLED显示装置与本发明中OLED显示装置受热后压力感测信号输出对比测试
从上表中可看出,在温度急剧变化的情况下,特制的OLED显示装置之压感单元的输出信号明显大于本发明中提供的OLED显示装置之压感单元输出信号。而本发明中提供的OLED显示装置的输出信号基本趋于稳定。可见,增设有热处理层的OLED显示装置之力感测层的温度噪声降低,压力侦测精度得到了提升。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的原则之内所作的任何修改,等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种力感测装置,其特征在于:包括一力感测层,所述力感测层的至少一侧设置有热处理层,所述热处理层的导热系数大于等于200。
2.如权利要求1所述力感测装置,其特征在于:垂直于所述热处理层所在平面的方向为Z方向,所述热处理层在Z方向上的导热系数小于所述热处理层所在其平面的方向上的导热系数。
3.如权利要求2所述力感测装置,其特征在于:所述热处理层在Z方向上的导热系数至少小于所述热处理层所在其平面的方向上的导热系数的0.25倍。
4.如权利要求1所述力感测装置,其特征在于:所述热处理层为石墨片或石墨烯片或铜片。
5.如权利要求4所述力感测装置,其特征在于:所述热处理层接地以兼作为信号屏蔽层。
6.如权利要求1所述力感测装置,其特征在于:所述力感测层的单侧或双侧设置有一层或多层热处理层。
7.如权利要求1所述力感测装置,其特征在于:所述力感测装置进一步包括一基板和一贴合层,所述力感测层设置在所述基板上,所述热处理层通过所述贴合层设置在所述基板之远离力感测层的表面或所述力感测层之远离基板的表面。
8.如权利要求1所述力感测装置,其特征在于:所述力感测装置进一步包括一基板和一贴合层以及一保护层,所述力感测层设置在所述基板上,所述保护层覆盖所述力感测层之远离基板的表面,所述热处理层通过所述贴合层设置在所述保护层之远离基板的表面。
9.如权利要求1所述力感测装置,其特征在于:所述力感测装置进一步包括一基板和一第一贴合层和一第二贴合层,所述热处理层包括第一热处理层和第二热处理层,所述力感测层设置在所述基板上,所述第一热处理层通过所述第一贴合层贴合于在所述力感测层之远离基板的表面,所述第二热处理层通过所述第二贴合层贴合于所述基板之远离力感测层的表面。
10.如权利要求1所述力感测装置,其特征在于:所述力感测层包括多个压感单元,所述每一压感单元包括多个次压感单元,所述次压感单元之间形成差分输出。
11.如权利要求10所述力感测装置,其特征在于:所述每一压感单元包括四个阻值相同的电阻,四个所述电阻构成一个惠斯通电桥,其中两个不相邻的所述电阻的图案形状具有相同的第一延伸方向,另外两个不相邻的所述电阻的图案形状具有相同的第二延伸方向,所述第一延伸方向与所述第二延伸方向不一致。
12.如权利要求11所述力感测装置,其特征在于:具有第一延伸方向的电阻图案形状平面旋转90°后的图案形状与具有第二延伸方向的电阻图案形状相同或镜像对称。
13.一种OLED显示装置,其特征在于:包括OLED层以及CPU组件,进一步所述OLED层与所述CPU组件之间设置有如权利要求1-12任一项所述的力感测装置。
14.如权利要求13所述OLED显示装置,其特征在于:所述OLED显示装置板进一步包括一触控面板,所述OLED层位于所述触控面板与所述力感测装置之间。
15.如权利要求13所述OLED显示装置,其特征在于:所述OLED显示装置板进一步包括一侦测触控位置的触控电极层,所述触控电极层内嵌于OLED层。
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