CN106775104A - 压感触控显示器及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及计算机输入设备技术领域，公开了一种压感触控显示器及电子设备。本发明实施例中，压感触控显示器包括：框体、显示模组以及电容压力感测层；电容压力感测层内嵌在显示模组内；框体包括金属底壁及与金属底壁相连的侧壁；显示模组固定在侧壁的内表面，且与金属底壁之间具有绝缘缓冲层。本发明还公开了一种电子设备。本发明通过将电容压力感测层内嵌于显示模组，从而降低了整机装配误差，且结构稳定性好，提高了整机稳定性与可靠性，适于批量生产。

Description

压感触控显示器及电子设备
技术领域
本发明实施例涉及计算机输入设备技术领域，特别涉及压感触控显示器与电子设备。
背景技术
目前在智能手机、电子书、平板电脑等电子设备中多采用触控显示屏，比较常见的是电容式触控屏，电容式触控屏是将压力感应技术应用于触控显示屏，从而使消费类电子产品提供了新的人机交互模式。
在现有技术中，采用电容式触控屏的电子设备的显示模组的结构组成如图1、图2及图3所示，显示模组一般包括：玻璃盖板101、触控屏102、显示屏103、压力感应层104以及背光层107，另外，由于组装工艺不同，一般还存在着空气间隙层106，其中，压力感应层104一般堆叠设计在整机前壳中框105上。
然而，在实现本发明过程中，发明人发现在现有技术中，显示屏103与压力感应层104都是分离设计的两个独立的部件，从而导致如下技术问题：
(1)电子设备显示屏模组的结构强度和结构稳定性相对较低，当电子设备跌落或者受到撞击时，显示屏103与压力感应层104之间的结构容易发生改变，从而影响触控屏的正常使用；而且，显示屏103与压力感应层104的分离设计在一定程度上也会增加整机装配误差；
(2)现有技术中压力感应层104堆叠在中框105上，提高了对中框105的设计要求，中框105需尽可能平整且避免挖孔，从而限制了整机的结构设计，而且难以批量生产。
发明内容
本发明实施方式的目的在于提供一种压感触控显示器及电子设备，通过将电容压力感测层内嵌于显示模组，从而降低了整机装配误差，且结构稳定性好，提高了整机稳定性与可靠性，适于批量生产。
为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种压感触控显示器，包括：框体、显示模组以及电容压力感测层；电容压力感测层内嵌在显示模组内；框体包括金属底壁及与金属底壁相连的侧壁；显示模组固定在侧壁的内表面，且与金属底壁之间具有绝缘缓冲层。
本发明的实施方式还提供了一种电子设备，包括：壳体、透明盖板以及第一实施方式中的压感触控显示器；压感触控显示器固定在壳体内；透明盖板固定在壳体上，且与压感触控显示器中的显示模组紧密贴合。
本发明实施方式相对于现有技术而言，将电容压力感应层嵌入显示模组内，一定程度上降低了电容压力感应层与显示模组分开组装时产生的整机装配误差，且结构稳定性好，进一步提高了整机稳定性与可靠性，适于批量生产，同时，由于压力感应层无需直接设置在金属底壁上，一定程度上避免了对整机结构设计产生的限制；由于显示模组与金属底壁之间具有绝缘缓冲层，以为形成检测电容提供了预设距离，使得触控显示器能够在现有触控功能基础上集成了压力检测功能；且在本实施例中，电容压力感应层与显示模组可以共用一个处理芯片，无需增加额外经济成本。
另外，显示模组包括液晶显示LCD单元与背光单元；电容压力感测层设置在LCD单元中的彩色滤光层与下玻璃基板之间，即，显示模组为LCD显示模组，本实施例提供了电容压力感测层内嵌于LCD显示模组的一种实现方式。
另外，LCD单元还包括胶框，且胶框的内表面延伸出凸台；LCD单元的边缘区域通过遮光胶层固定在凸台的上表面；背光单元具有中间背光部与由中间背光部延伸出来的边缘固定部，边缘固定部固定在凸台的下表面，且中间背光部对应于LCD单元的中间区域。本实施例中，凸台直接由胶框的内表面延伸出来，形成方式非常简单；LCD单元与背光单元依次层叠设置，且分别通过边缘区域与边缘固定部固定于凸台的上表面与下表面，固定方式简单、方便。
另外，显示模组为有源矩阵有机发光二极体面板AMOLED；电容压力感测层设置在AMOLED中的下玻璃基板的下表面，即，显示模组为AMOLED显示模组，本实施例提供了电容压力感应层内嵌于AMOLED显示模组的一种具体实现方式。
另外，绝缘缓冲层为空气层，以便于电容压力感应层与金属底壁之间形成预设距离，直接以空气层作为绝缘缓冲层，稳定性更好，且成本较低。
另外，侧壁为由金属底壁延伸出来的金属侧壁；或者，侧壁为与金属底壁注塑成型的塑胶侧壁；本实施例提供了侧壁的两种实现方式，既可以是金属材质，也可以是绝缘塑胶材质，且形成方式非常简单。
另外，透明盖板通过光学透明胶层与显示模组紧密贴合，本实施例中，通过使用光学透明胶层可以使显示模组与透明盖板之间固定的更加牢靠；然不限于此，于其他实施方式中，如果透明盖板与显示模组的制备工艺足够精确时，也可以不使用光学透明胶层，直接将透明盖板与显示模组压合在一起。
另外，电子设备为手机，壳体为前壳。
另外，前壳包括注塑钢板；电子设备还包括导电层，且导电层设置在金属底壁与注塑钢板之间。金属底壁通过导电层导通注塑钢板实现前壳接地。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是根据现有技术的电容式触控屏显示模组的剖面示意图；
图2是根据现有技术的电容式触控屏显示模组的剖面示意图；
图3是根据现有技术的电容式触控屏显示模组的剖面示意图；
图4是根据本发明第一实施方式的压感触控显示器的剖面示意图；
图5是根据本发明第二实施方式的压感触控显示器的剖面示意图；
图6是根据本发明第三实施方式的压感触控显示器的剖面示意图；
图7是根据本发明第四实施方式的电子设备的剖面示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。
本发明的第一实施方式涉及一种压感触控显示器，如图4所示，压感触控显示器包括：框体1、显示模组2以及电容压力感测层3。
具体而言，电容压力感测层3内嵌在显示模组2内。本实施例中，电子设备的触控功能与压力检测功能均能够通过电容压力感测层3实现；而且，这种内嵌式的结构设计并不会增加额外的经济成本，于实际中，电容压力感测层3可以与显示模组2共用一个协处理芯片。
框体1包括金属底壁11及与金属底壁11相连的侧壁12。显示模组2固定在侧壁12的内表面，且与金属底壁11之间具有绝缘缓冲层4；由于压力感应层3无需直接设置在金属底壁11上，因此一定程度上避免了对整机结构设计产生的限制。
较佳的，绝缘缓冲层4为空气层，以便于电容压力感应层3与金属底壁11之间形成预设距离，以形成检测电容，进一步计算出压力值，预设距离至少应该为绝缘缓冲层4的高度，本实施例中绝缘缓冲层4的高度优选为0.1mm至0.2mm之间，然并不局限于此范围；通过设置绝缘缓冲层4，还可以为显示模组2受到按压力时产生形变留有一定的空间，防止显示模组2与金属底壁11之间相互挤压而导致显示模组2的显示问题；而且，直接以空气层作为绝缘缓冲层4，稳定性更好，且成本较低，然不限于此，于其他实施方式中，绝缘缓冲层4还可以是导电泡棉，或者其他具有弹性的绝缘材质。
较佳的，侧壁12为由金属底壁11延伸出来的金属侧壁；或者，侧壁12为与金属底壁11注塑成型的塑胶侧壁。本实施例提供了侧壁的两种实现方式，既可以是导电金属材质，也可以是绝缘塑胶材质，且形成方式非常简单。
下面对本实施例中的电子设备如何实现压感触控功能做具体说明。
电子设备的触控功能是基于互电容原理实现的：手指触摸触控显示器表面(并未施加压力)时，手指与电容压力感测层3之间形成耦合电容，手指会带走电容压力感测层3的部分电荷，导致电容压力感测层3的电容发生变化，从而得到识别触摸位置的平面二维坐标(x，y)，从而实现触控功能；
电子设备的压力感测功能是基于自电容原理实现：电容压力感测层3通电后产生初始电势；用户未按压触控显示器表面时，绝缘缓冲层4不产生形变，电容压力感测层3与金属底壁11之间的距离为D0，此时垂直于电子设备平面的z轴坐标值为0，此时电容压力感测层3与金属底壁11之间的初始电容为C0，
C0＝εS/D0(ε为常数，与两个极板间的介质相关，S为极板面积)；
当手指用一定压力按压触控显示器表面时，绝缘缓冲层4产生形变，电容压力感测层3与金属底壁11之间的距离变小，变为D1，产生检测电容C1，
C1＝εS/D1(ε为常数，与两个极板间的介质相关，S为极板面积)；
根据C0与C1之间的差值，可以计算出压力值F，其中，k为常数：
F＝(C1-C0)/k；
根据压力值可以进一步得出z方向坐标，因此，可输出触控显示器表面被按压处的三维坐标(x1，y1，z)，其中，x1＝x，y1＝y，此时电子设备则根据不同的压力值执行不同压力值所对应的应用程序。
本实施方式提供的压感触控显示器相对于现有技术，将电容压力感应层嵌入显示模组内，一定程度上降低了电容压力感应层与显示模组分开组装时产生的整机装配误差，且结构稳定性好，适于批量生产，由于显示模组与金属底壁之间具有绝缘缓冲层，为形成检测电容提供了预设距离，从而在现有触控功能基础上集成了压力检测功能。
本发明第二实施方式涉及一种压感触控显示器，本实施方式是对第一实施方式的细化，主要细化之处在于：如图5所示，本实施例中，显示模组2的类型为LCD显示模组，提供了电容压力感测层3内嵌在LCD显示模组内的一种具体实现方式。
具体而言：显示模组2包括液晶显示LCD单元与背光单元26；液晶显示LCD单元实际上包括上偏光片25、上玻璃基板24、彩色滤光层21、下玻璃基板22以及下偏光片23；本实施例中，电容压力感测层3设置在LCD单元中的彩色滤光层21与下玻璃基板22之间，由此可以看出，电容压力感测层3是内嵌于显示模组2内的；然不限于此，于其他实施方式中，电容压力感测层3还可以设置在上玻璃基板24的上表面(即在上玻璃基板24与上偏光片25之间)。
本实施例中，LCD单元还包括胶框5，且胶框5的内表面延伸出凸台51，LCD单元与背光单元分别固定于凸台51的上表面与下表面。具体而言：胶框5设置在侧壁12的内表面；图5示出了胶框5为L形的具体实现方式，然不限于此，可以根据不同电子设备的设计要求进行调整，本实施例以胶框5的数目为两个举例说明：LCD单元的边缘区域通过遮光胶层6固定在凸台51的上表面，遮光胶层6既起到固定LCD单元的作用，还具有密封作用，能够有效防止背光单元26发出的光线从缝隙中透过；实际上的，LCD单元通过下偏光片23固定在凸台51的上表面。
背光单元26具有中间背光部261与由中间背光部261延伸出来的边缘固定部262，边缘固定部262固定在凸台51的下表面，且中间背光部261对应于LCD单元的中间区域。
本实施例提供的压感触控显示器与第一实施方式相比，提供了电容压力感测层内嵌在LCD显示模组内的一种具体实现方式。
本发明的第三实施方式涉及一种压感触控显示器。本实施方式是对第一实施方式的细化，主要细化之处在于：如图6所示，在本实施方式中，显示模组2的类型为AMOLED显示模组，提供了电容压力感测层3内嵌在AMOLED显示模组内的具体实现方式。
本实施例中，显示模组2为有源矩阵有机发光二极体面板AMOLED。AMOLED显示模组实际上包括上玻璃基板27、TFT电极层28以及下玻璃基板29，其中，TFT电极层28排布制作在下玻璃基板29的上表面。本实施例中，电容压力感测层设置在AMOLED中的下玻璃基板29的下表面。
本实施例提供的压感触控显示器与第一实施方式相比，提供了电容压力感测层内嵌在AMOLED显示模组内的一种具体实现方式。
本发明的第四实施方式涉及一种电子设备，如图7所示，电子设备包括：壳体7、透明盖板8以及第一至第三任一实施方式中的压感触控显示器。
如图7所示为包括本发明第二实施方式中压感触控显示器的电子设备；然不限于此，本实施例中的电子设备可以包括本发明第一至第三任一实施方式中的压感触控显示器。
本实施例中电子设备以手机为例，壳体7为手机的前壳。前壳实际上包括注塑钢板；电子设备还包括导电层10，且导电层10设置在金属底壁11与注塑钢板之间，金属底壁11通过导电层10与壳体7接地；导电层10对金属底壁11还具有一定的支撑作用，有利于确保结构稳定性。
具体而言，压感触控显示器固定在壳体7内；透明盖板8固定在壳体7上，且与压感触控显示器中的显示模组2紧密贴合，即透明盖板8和显示模组2之间不能有空气间隙，防止按压力产生的物理形变不能有效传导到下一层，而影响检测电容的计算结果。
较佳的，透明盖板8可以为透明玻璃、或PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等绝缘透明材质，于实际中还可以在透明盖板8上印刷颜色油墨，可以对透明盖板8起到一定的保护作用，然本实施例对透明盖板8的材质不做任何限制。
本实施例提供的电子设备与现有技术相比，将电容压力感应层嵌入显示模组内，一定程度上降低了电容压力感应层与显示模组分开组装时产生的整机装配误差，且结构稳定性好，进一步提高了整机稳定性与可靠性，适于批量生产，同时，压力感应层也无需直接设置在金属底壁上，一定程度上避免了对整机结构设计产生的限制；由于显示模组与金属底壁之间具有绝缘缓冲层，为形成检测电容提供了预设距离，在现有触控功能基础上集成了压力检测功能；且在本实施例中，电容压力感应层与显示模组可以共用一个处理芯片，无需增加额外经济成本。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种压感触控显示器，其特征在于，包括：框体、显示模组以及电容压力感测层；
所述电容压力感测层内嵌在所述显示模组内；
所述框体包括金属底壁及与所述金属底壁相连的侧壁；
所述显示模组固定在所述侧壁的内表面，且与所述金属底壁之间具有绝缘缓冲层。
2.根据权利要求1所述的压感触控显示器，其特征在于，所述显示模组包括液晶显示LCD单元与背光单元；
所述电容压力感测层设置在所述LCD单元中的彩色滤光层与下玻璃基板之间。
3.根据权利要求2所述的压感触控显示器，其特征在于，所述LCD单元还包括胶框，且所述胶框的内表面延伸出凸台；
所述LCD单元的边缘区域通过遮光胶层固定在所述凸台的上表面；
所述背光单元具有中间背光部与由所述中间背光部延伸出来的边缘固定部，所述边缘固定部固定在所述凸台的下表面，且所述中间背光部对应于所述LCD单元的中间区域。
4.根据权利要求1项所述的压感触控显示器，其特征在于，所述显示模组为有源矩阵有机发光二极体面板AMOLED；
所述电容压力感测层设置在所述AMOLED中的下玻璃基板的下表面。
5.根据权利要求1项所述的压感触控显示器，其特征在于，所述绝缘缓冲层为空气层。
6.根据权利要求1项所述的压感触控显示器，其特征在于，所述侧壁为由所述金属底壁延伸出来的金属侧壁；
或者，所述侧壁为与所述金属底壁注塑成型的塑胶侧壁。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：壳体、透明盖板以及权利要求1至6中任一项所述的压感触控显示器；
所述压感触控显示器固定在所述壳体内；
所述透明盖板固定在所述壳体上，且与所述压感触控显示器中的所述显示模组紧密贴合。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述透明盖板通过光学透明胶层与所述显示模组紧密贴合。
9.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备为手机，所述壳体为前壳。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述前壳包括注塑钢板；
所述电子设备还包括导电层，且所述导电层设置在所述金属底壁与所述注塑钢板之间。
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