CN206039480U - 电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了电子设备，该电子设备包括触控屏及用以支撑触控屏的中框，该触控屏包括：保护盖板；及压力感应层，该压力感应层与中框之间设置有可压缩间隙，压力感应层耦接至中框并与中框之间形成压力感应电容，压力感应层包括基板、驱动电极和感应电极，基板位于保护盖板下方，驱动电极和感应电极位于基板的同一侧面上。通过手指、触屏笔或其它对象等对保护盖板施加压力后，会引起压力感应层的变形，从而使得压力感应层和中框之间的压力感应电容值发生变化，通过对压力感应电容的检测，可以确定施加压力的大小、位置等信息。

Description

电子设备

技术领域

本实用新型涉及触控显示领域，具体地，涉及电子设备。

背景技术

触摸屏因具有易操作性、直观性和灵活性等优点，已成为诸如平板电脑和智能手机、超级笔记本电脑等电子设备的基本部件。触摸屏根据不同的触控原理可分为电阻触摸屏、电容触摸屏、红外触摸屏和表面声波(SAW)触摸屏等四种主要类型。其中电容触摸屏具有多点触控的功能，反应时间快、使用寿命长和光透过率较高，用户使用体验优越，同时随着工艺的逐步成熟，良品率得到显著提高，电容屏价格日益降低，目前已成为中小尺寸信息终端触控交互采用的主要技术。

但是目前电子设备上电容触摸屏仅感知屏体所在平面(X，Y轴二维空间)的触摸位置，难以支持垂直于屏体平面(Z轴)的触摸参数感知。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种具有三维多点式压力感应触控屏的电子设备。

本实用新型提供了一种电子设备。根据本实用新型的实施例，该电子设备包括触控屏及用以支撑所述触控屏的中框，其中，所述触控屏包括：保护盖板及压力感应层，所述压力感应层与所述中框之间设置有可压缩间隙，所述压力感应层耦接至所述中框并与所述中框之间形成压力感应电容，所述压力感应层包括基板、驱动电极和感应电极，所述基板位于所述保护盖板下方，所述驱动电极和感应电极位于所述基板的同一侧面上。该电子设备中的触控屏不仅能够感应屏体所在平面的触摸位置，同时可以感应垂直于屏体平面的触摸压力的大小，且灵敏度较高。

可选的，所述驱动电极与所述感应电极之间形成第一压力感应电容、所述驱动电极与所述中框之间形成第二压力感应电容、所述感应电极与所述中框之间形成第三压力感应电容。

可选的，所述驱动电极和感应电极呈梳状结构并相互嵌合设置。

可选的，所述驱动电极和感应电极通过丝网印刷、电镀或蚀刻的方式形成。

可选的，所述基板上设置有凹槽，导电材料填充于所述凹槽中形成所述驱动电极和感应电极。

可选的，所述可压缩间隙的厚度为0.05-0.5毫米。

可选的，所述触控屏还包括位于所述保护盖板及所述中框之间的显示单元，所述压力感应层设置于下列位置之一：

(1)所述保护盖板与所述显示单元之间；

(2)所述显示单元的内部；

(3)所述显示单元与所述中框之间。

可选的，所述触控屏还包括位于所述显示单元与所述中框之间的背光模组，所述压力感应层位于下列位置之一：

(a)所述显示单元与所述背光模组之间；

(b)所述背光模组内部；

(c)所述背光模组与所述中框之间。

可选的，该触控屏进一步包括：设置于所述基板相对所述压力感应层一侧的屏蔽层。

可选的，所述基板的厚度在10-150μm。

上述电子设备中的压力感应层能够与中框之间形成压力感应电容，当按压时，该压力感应电容值发生变化，从而测量出压力的大小，实现了触摸屏对压力的感测。

附图说明

图1显示了根据本实用新型实施例的电子设备的结构示意图。

图2A-图2C显示了根据本实用新型实施例的触控屏的中压力感应层的结构示意图，其中，图2B为图2A中沿A-A线的剖视图，图2C为图2A中沿B-B线的剖视图。

图3A-图3C显示了根据本实用新型实施例的触控屏中压力感应层的结构示意图。

图4A-图4B显示了根据本实用新型实施例的触控屏中压力感应层的结构示意图。

图5显示了根据本实用新型实施例的触控屏中压力感应层与中框的工作原理示意图。

图6A-图6C显示了根据本实用新型实施例的电子设备的结构示意图。

图7A-图7C显示了根据本实用新型实施例的电子设备的结构示意图。

图8显示了根据本实用新型实施例的驱动电极、感应电极、基板及屏蔽层的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本实用新型的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

本实用新型提供了一种电子设备。根据本实用新型的实施例，参照图1，该电子设备包括：触控屏100及用以支撑所述触控屏的中框200，其中，所述触控屏100包括：保护盖板10，及压力感应层20，其中，压力感应层20与中框200之间设置有可压缩间隙50，压力感应层20耦接至中框200并与中框200之间形成压力感应电容。在该电子设备中，通过手指、触屏笔或其它等对保护盖板10施加压力后，会引起压力感应层20的变形，从而使得压力感应层20和中框200之间以及驱动电极和感应电极之间的压力感应电容值发生变化，通过对压力感应电容的检测，可以确定施加的压力信息，例如施加压力的大小、位置等。

根据本实用新型的实施例，保护盖板10的具体材质不受特别限制，可以为本领域常规的保护盖板，例如包括但不限于玻璃、蓝宝石、陶瓷等。

根据本实用新型的实施例，参照图2A-图2C，压力感应层20包括基板21、驱动电极Tx和感应电极Rx，基板21位于保护盖板10下方，驱动电极Tx和感应电极Rx位于基板21的同一侧面上。由此，驱动电极Tx和感应电极Rx可以设置于同一膜层中，有利于减小触控屏的厚度，符合轻薄化的发展趋势。根据本实用新型的实施例，压力感应层20的厚度可以为0.01-0.03毫米之间。由此，既能够保证较好的感应效果，也不会过厚，而导致压力感应触控屏的厚度增大或材料的浪费。

根据本实用新型的实施例，基板21的具体材质不受特别限制，本领域技术人员可以灵活选择。在一些实施例中，基材可以为PET、PC等透明有机薄膜材料，也可以为非透明的柔性材料，如柔性印刷电路板等。

根据本实用新型的实施例，驱动电极和感应电极在基板上的设置方式不受特别限制。一些实施例中，驱动电极和感应电极可以通过丝网印刷、电镀或蚀刻的方式直接形成在基板的一个表面上。例如，可以直接在基板21上镀导电层，然后通过蚀刻等方式形成驱动电极和感应电极。另一些实施例中，也可以预先在基板21上形成凹槽，然后在凹槽中填充导电材料形成驱动电极和感应电极。由此，有利于减小触控屏的厚度。

根据本实用新型的实施例，形成驱动电极和感应电极的具体材质不受特别限制，本领域技术人员可以根据需要灵活选择。在本实用新型的一些实施例中，驱动电极和感应电极可以各自独立地由氧化铟锡(ITO)、金属网格(metal mesh)、纳米银丝导电膜、石墨烯金属层(如Cu、Ag镀层，或者是金属有机浆料，如银浆、铜浆等)形成，还可以由柔性线路板(FPCB)形成。由此，压力感应层20导通效果较好，具有良好的压力响应性。

根据本实用新型的实施例，驱动电极和感应电极的具体形状不受特别限制，只有能够有效感知触摸相关信息即可。在本实用新型的一些实施例中，参照图3A-图3C，驱动电极和感应电极呈梳状结构并相互嵌合设置。由此，能够设置于同一膜层，有利于减小触控屏的厚度，并且具有良好的压力响应性。驱动电极Tx和感应电极Rx的数量不受特别限制，可以各自独立地为一个或多个。例如，图2A示出了驱动电极Tx和感应电极Rx均为一个的结构示意图，图3A-图3C分别示出了驱动电极为两个(Tx1和Tx2)、感应电极Rx为一个的结构示意图、驱动电极Tx为一个、感应电极为两个(Rx1和Rx2)的结构示意图、以及驱动电极为两个(Tx1和Tx2)、感应电极为两个(Rx1和Rx2)的结构示意图。本领域技术人员可以理解，上述情形仅是示例性的说明本实用新型的压力感应层的结构，并不能视为是对本实用新型的限制，在其它一些实施例中，驱动电极Tx和感应电极Rx可以为各自独立的为3个、4个多其它数量等。

根据本实用新型的实施例，参照图4A和图4B，驱动电极和感应电极可以覆盖压力感应层20的全部区域，也可以覆盖压力感应层20的部分区域，均可以实现良好的压力响应性，且压力感应灵敏度较高。本领域技术人员可以理解，驱动电极和感应电极的分布方式并不限于图4A-图4B所示的方式，可以根据需要灵活设置。例如，在另外一些实施例中，驱动电极和感应电极可以分布在压力感应层20的四角、四条边的中点、四周的边缘、中间等。

根据本实用新型的实施例，压力感应层20用于检测施加于保护盖板10的压力的相关信息，如施加压力的位置、施加压力的大小等。具体而言，参照图5，根据本实用新型实施例的电子设备感知压力的工作原理如下：驱动电极Tx和感应电极Rx之间形成第一压力感应电容C1、驱动电极Tx与中框200之间形成第二压力感应电容C2、感应电极Rx与中框200之间形成第三压力感应电容C3。当在保护盖板10上施加触摸操作时，压力感应层20发生形变，使得驱动电极Tx、感应电极Rx和中框200相互之间的位置发生变化，使得上述第一压力感应电容C1、第二压力感应电容C2和第三压力感应电容C3容值发生变化。因此，可以建立上述电容变化信息与触控屏的受力信息的相互关系数据库。在实际应用中，所述电子设备中还包括存储器和处理器，存储器中存储有在触控屏中的不同位置进行不同的力值触摸下，触控屏中检测力的各个电容变化信息，处理器用于对比触控屏检测获得的电容变化信息与所预存储的电容变化信息，从而判断触控屏的触摸信息。其中触摸信息包括触摸的力的大小，也可以包括触摸力的位置。

根据本实用新型的实施例，参照图6A-图6C，上述触控屏100可以进一步包括设置于保护盖板10与中框200之间的显示单元30。具体地，显示单元30的具体种类不受特别限制，例如包括但不限于液晶显示器(LCD)，如IPS、TFT、TN等方式的显示屏幕，也可以为有机发光显示模组(OLED)。

根据本实用新型的实施例，参照图6A-图6C，压力感应层20的设置位置不受特别限制。在本实用新型的实施例中，压力感应层20可以设置于下列位置之一：(1)保护盖板10和显示单元30之间(图6A)；(2)显示单元30的内部(图6B)；(3)显示单元30和中框200之间(图6C)。一些实施例中，压力感应层20设置于上述位置(1)或(3)，为了简化制程，可以将压力感应层20集成设置于保护盖板10的下表面，显示单元30的上表面、显示单元30的下表面、或者中框200的上表面。由此，步骤简单，易于操作。另一些实施例中，压力感应层20设置于上述位置(2)。具体而言，当显示单元20为液晶显示模组时，压力感应层20可以设置在LCD的上偏光片的下表面、下偏光片的上表面、对对向基板的表面、阵列基板的表面等。一些实施例中，为了简化步骤，或使得触控屏轻薄化，可以采用触控屏的原有部件作为压力感应层20，而不需要额外增加压力感应层20，例如，可以采用显示单元30中LCD的公共电极层、屏蔽导电层等作为压力感应层20。当显示单元30为OLED时，压力感应层可以设置于OLED的层叠结构之间。

根据本实用新型的实施例，参照图7A-图7C，触控屏还可以包括位于显示单元30与中框200之间的背光模组40。通常，背光模组包括光学膜片叠层和用以支撑光学膜片叠层的保护外壳。此时，压力感应层20可以位于下列位置之一：(a)显示单元30与背光模组40之间(图7A)；(b)背光模组40内部(图7B)；(c)背光模组40与中框200之间(图7C)。具体而言，一些实施例中，可以将压力感应层20集成设置在显示单元30下表面、背光模组40上表面或背光模组40下表面；也可以设置于背光模组40的相连两个光学膜片之间、光学膜片叠层与保护外壳之间等位置。

根据本实用新型的实施例，需要说明的是，本实用新型中对压力感应层20的透光率没有特别限制，可以为不透明、半透明或透明的，但当压力感应层20位于显示单元30或背光模组40的上方或其内部时，要求压力感应层20为透明的，以保证电子设备的正常显示效果。

根据本实用新型的实施例，参照图8，上述触控屏可以进一步包括：设置于基板21相对驱动电极和感应电极一侧的屏蔽层22。通过设置屏蔽层22，可以消除显示单元30的噪声信号对压力感应层20的信号干扰。根据本实用新型的实施例，形成屏蔽层22的具体材质不受特别限制，可以为ITO、金属网格、纳米银丝导电膜或者金属镀层等，屏蔽层22可以为整面结构，也可以为迹线形结构，其中迹线之间的间距可以小于1毫米。在本实用新型的具体示例中，屏蔽层22和驱动电极和感应电极可以由相同的材料形成，例如，可以采用双面镀ITO的薄膜，只需在其中的一面进行导电图案的制作，即可形成驱动电极和感应电极，未作处理的一面即为屏蔽层22。

在本实用新型的一些实施例中，可压缩间隙50可以为空气间隙，也可以由其它柔软的弹性材料填充，例如包括但不限于泡棉、多孔材料等。在本实用新型的实施例中，可压缩间隙50的厚度可以在0.05-0.5毫米之间，同一产品各不同位置之间的可压缩间隙50的厚度差异可以保持在0.02-0.2毫米之间，由此，能够保证良好的均一性，同时既可以为压力感应层提供可变性空间，又不会过厚而导致触控屏的厚度过大。根据本实用新型的实施例，可压缩间隙50的设置位置不受特别限制，只要在压力感应层20与中框200之间即可。本文附图中均以可压缩间隙50邻近中框200设置为例进行说明，但本领域技术人员可以理解可压缩间隙50的具体位置并不限于附图所示情形，只要位于压力感应层20与中框200之间，包括但不限于可以设置于显示单元30内部、背光模组40内部、或两者之间等位置。

根据本实用新型的实施例，根据结构设计需要，中框200上部分区域需要进行挖孔，使得中框200上具有挖孔结构，挖孔结构的存在会对挖孔所在位置与压力感应层20之间的压力感应电容会产生一定影响，为了准确的检测该位置的压力信息，需要通过算法软件对挖孔所在位置与压力感应层20之间的压力感应电容值进行补偿优化处理，以确保对压力的良好响应性及压力信息的检测准确性。

根据本实用新型的实施例，上述触控屏还可以进一步包括触摸感应单元，该触摸感应单元可以具有本领域常用的触摸屏结构，例如可以为外挂式(包括但不限于OGS、GF、GFF、GF2等)、on-cell、in-cell等方式的触摸屏结构。

根据本实用新型的实施例，所述电子设备的具体种类不受特别限制，可以为任何可以通过触摸等方式进行人机交互的电子设备，例如包括但不限于智能手机、平板电脑、超级笔记本电脑、台式计算机、电视机、游戏机、各种生活电器等。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种电子设备，包括触控屏及用以支撑所述触控屏的中框，其特征在于，所述触控屏包括：

保护盖板；及

压力感应层，所述压力感应层与所述中框之间设置有可压缩间隙，所述压力感应层耦接至所述中框并与所述中框之间形成压力感应电容，所述压力感应层包括基板、驱动电极和感应电极，所述基板位于所述保护盖板下方，所述驱动电极和感应电极位于所述基板的同一侧面上。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述驱动电极与所述感应电极之间形成第一压力感应电容、所述驱动电极与所述中框之间形成第二压力感应电容、所述感应电极与所述中框之间形成第三压力感应电容。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述驱动电极和感应电极呈梳状结构并相互嵌合设置。

4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述基板上设置有凹槽，导电材料填充于所述凹槽中形成所述驱动电极和感应电极。

5.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述可压缩间隙的厚度为0.05-0.5毫米。

6.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述触控屏还包括位于所述保护盖板及所述中框之间的显示单元，所述压力感应层设置于下列位置之一：

(1)所述保护盖板与所述显示单元之间；

(2)所述显示单元的内部；

(3)所述显示单元与所述中框之间。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于：所述触控屏还包括位于所述显示单元与所述中框之间的背光模组，所述压力感应层位于下列位置之一：

(a)所述显示单元与所述背光模组之间；

(b)所述背光模组内部；

(c)所述背光模组与所述中框之间。

8.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述触控屏进一步包括：

屏蔽层，所述屏蔽层设置于所述基板相对所述驱动电极和感应电极一侧的屏蔽层。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述基板的厚度为10-150μm。