WO2020216305A1 - 一种具有力传感器的感应层及其触控装置 - Google Patents
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Abstract
一种具有力传感器的感应层及其触控装置,所述感应层包括透明上基板和透明下基板,所述透明上基板与所述透明下基板之间存在空隙,在所述空隙中设有多条第一感应线和多条第一驱动线,在所述空隙中还设有一个或多个力传感器,所述空隙是密封的,容纳有透明流体,通过新的触控结构设计和布线方法,实现位置触控和力传感功能。透明流体不仅使感应层具有更佳的光学表现,减小反射,增强透射,另外在触控输入时为用户提供独有的质感体验,在触控输入的过程中有利于感应层迅速恢复原状,实现快速重复输入,减小有关部件在使用中的损耗。本设计巧妙地将位置触控和力传感集于感应层中,有效减小装置所占空间。
Description
交叉引用
本申请要求2019年4月23日递交的中国发明专利申请No.201910326514.9以及2019年4月23日递交的中国发明专利申请No.201910326512.X的利益和优先权,其全部内容通过引用并入本文。
本申请涉及一种触控用的感应层,更具体地说,涉及一种具有力传感功能的感应层,本申请还涉及具有所述感应层的触控装置。
为了实现3D触控,透过传统触控装置中的感应阵列和驱动阵列感测接近物件,例如感测用户手指或触控笔在平面上的位置,并通过力传感器感测垂直于面板的方向的压力,从而实现3D触控感测。这不仅能感应用户输入的位置,还能感应力度,为输入的多样性提供多一个维度。
现有许多具有力感应功能的触控屏或笔记本电脑上的触控板,都设有力传感器来感测触控的输入命令的力度。这些力传感器通常设于装置的底部或外围。用户通过用手指按压进行输入,传感器会感测装置的变形或应力的改变,从而测量出力度大小。这些力度信息可用于不同方面,例如提升用户的输入体验,在同一介面位置如果以不同的力度输入可得出不同的反馈等。
一般力传感器包括不同类型,比如电容式、电感式、电阻式、磁性、光学、声波等形式的力传感器。现有具有力传感器的设计大多占用较多空间,而且在测量力的过程中需要靠固态部件的形变来实现,这可能会使有关部件在频密或用力的使用中永久变形,甚至损坏。一些现有技术中,比如当力传感器安装于接近装置的底部或中间部分,要使力传递到力传感器需要装置前部分产生形变,而这些装置前部分的部件往往不适合受弯曲挤压,所以长期的触控使用会给部 件带来不良影响甚至损耗。因此,亟需一种在接收输入后快速恢复形变,同时占用体积更小,并且具高透光度的3D感应结构。
发明内容
为解决上述问题,本申请的目的是提供一种触控用的感应层。根据本申请的一些实施例,所述感应层包括透明上基板和透明下基板,所述透明上基板与所述透明下基板之间存在空隙,在所述空隙中设有一个或多个力传感器。
在一些实施例中,在所述空隙中还设有多条第一感应线和多条第一驱动线。
在另一些实施例中,所述空隙包括第一空隙和第二空隙,所述多条第一感应线和多条第一驱动线与所述一个或多个力传感器分别设于不同的所述空隙中(例如第一空隙或第二空隙中)。
根据本申请实施例的一个方面,所述感应层包括透明上基板和透明下基板,所述透明上基板与所述透明下基板之间存在空隙,在所述空隙中设有多条第一感应线和多条第一驱动线,在所述空隙中还设有一个或多个力传感器,所述空隙是密封的,容纳有透明流体。
根据本申请的一些实施例,所述透明上基板与所述透明下基板之间设有密封件,所述透明流体容纳于由所述透明上基板、所述透明下基板及所述密封件限定的空间之中。
根据本申请的一些实施例,所述感应层设置为:在所述透明上基板受压下,使得所述透明上基板的受压区域向下凹陷,所述透明上基板的受压区域与所述透明下基板的距离随之减小;当压力抽回/消除时,使得所述透明上基板的受压区域与所述透明下基板之间的距离返回原值。
根据本申请的一些实施例,所述力传感器为电容式力传感器,所述感应层设置为:在所述透明上基板受外力时,所述透明上基板的受压区域与所述透明下基板之间的距离随之减小,使得所述力传感器产生信号。
根据本申请的一些实施例,所述力传感器包括第二感应线、第二驱动线和接地电极。
根据本申请的一些实施例,所述第二感应线与所述第二驱动线位于同一平面上,其中所述第二感应线为一条或多条具有指状结构的感应线段,所述第二驱动 线为一条或多条具有指状结构的驱动线段,所述感应线段与所述驱动线段呈平行布置。
根据本申请的一些实施例,所述感应层包括多条信号线和多条接地线,所述多条信号线和所述多条接地线设置成分别与所述多条第一感应线平行或与所述多条第一驱动线平行,所述多条信号线中的每一条信号线与一个或多个所述力传感器的第二感应线和第二驱动线连接,所述多条接地线中的每一条接地线与一个或多个所述力传感器的接地电极连接。
根据本申请的一些实施例,所述多条第一感应线包括多条支线段,所述多条第一驱动线的各自的支线段数量相同并且相邻第一驱动线的支线段相互对齐。
根据本申请的一些实施例,所述多条第一感应线和所述多条第一驱动线分别设于所述透明上基板和所述透明下基板的相对面的表面上,或者所述多条第一感应线组成的感应线阵列和所述多条驱动线组成的驱动线阵列分别设于所述上基板或透明下基板相对面中的表面上,并且所述感应线阵列和所述驱动线阵列互相正交并绝缘。
根据本申请的一些实施例,所述感应层还包括多个间隔件,所述间隔件的上部与所述透明上基板的下表面连接,所述间隔件的下部与所述透明下基板的上表面连接;在受压的情况下,所述间隔件同时沿垂直方向压缩,直到所述透明上基板与所述透明下基板之间的距离减至最小;当外力抽回/消除时,所述透明流体和所述间隔件的反抗力大于外力,所述间隔件恢复至原有的位置和状态,使得所述透明上基板的受压区域与所述透明下基板之间的距离恢复原值。
根据本申请的一些实施例,所述触控装置包括感应层、显示面板、背光源和框架。
根据本申请实施例的另一个方面,所述感应层包括透明上基板、透明下基板,所述透明上基板和所述透明下基板各自包括中间部和边缘部,所述透明上基板的中间部和所述透明下基板的中间部是重叠的并且所述透明上基板的中间部和所述透明下基板的中间部之间存在第一空隙,所述透明上基板的边缘部和所述透明下基板的边缘部是重叠的并且所述透明上基板的边缘部和所述透明下基板的边缘部之间存在第二空隙,在所述第一空隙中设有第一感应线阵列和第一驱 动线阵列,在所述第二空隙之间设有一个或多个力传感器,所述第一空隙和/或所述第二空隙是独立密封的,容纳有透明流体。
根据本申请的一些实施例,所述力传感器为电容式力传感器,所述感应层设置成在所述透明上基板和所述透明下基板的中间部受到外力时,所述透明上基板的边缘部和所述透明下基板的边缘部之间的距离减小,使得所述力传感器产生信号。
根据本申请的一些实施例,所述力传感器包括第二感应线、第二驱动线和接地电极。
根据本申请的一些实施例,所述第二感应线与所述第二驱动线位于同一平面上,其中所述第二感应线是一条或多条具有指状结构的感应线段,所述第二驱动线是一条或多条具有指状结构的驱动线段,所述感应线段与所述驱动线段呈平行布置。
根据本申请的一些实施例,所述透明上基板的中间部与所述透明下基板的中间部之间设有密封件,所述透明上基板的中间部、所述透明下基板的中间部及所述密封件容纳有透明流体。
根据本申请的一些实施例,所述感应层下方设有一个或多个垫片。
根据本申请的一些实施例,所述透明上基板的中间部与所述透明下基板的中间部之间设有密封件,所述透明上基板的中间部、所述透明下基板的中间部及所述密封件容纳有透明流体。
根据本申请的一些实施例,所述感应层设置成在所述透明上基板的中间部受外力时,所述透明上基板和透明下基板的边缘部之间的距离随而减小;当压力抽回/消除时,所述透明上基板的边缘部和所述透明下基板的边缘部之间的距离恢复原值。
根据本申请的一些实施例,所述感应层还包括多个间隔件,所述间隔件的上部与透明上基板的下表面连接,而所述间隔件的下部与所述透明下基板的上表面连接,在受压的情况下,所述间隔件同时沿纵向方向压缩,所述透明上基板与所述透明下基板之间的距离减小;随后当外力抽回/消除时,所述透明流体、所述密封件和所述间隔件的反抗力大于外力,所述密封件与所述间隔件返回原 来位置和状态,使得所述透明上基板与所述透明下基板之间的距离恢复原值。
根据本申请的一些实施例,所述第一感应线和所述第一驱动线分别设于与所述透明上基板的中间部或所述透明下基板的中间部相对的表面上,或者所述第一感应线和所述第一驱动线同时设于与所述透明上基板或所述透明下基板相对的表面中的一个上,同时,所述第一感应线和所述第一驱动线互相正交并绝缘。
根据本申请的一些实施例,所述触控装置包括感应层、显示面板、背光源和框架。
发明概述
问题的解决方案
发明的有益效果
对附图的简要说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术申请,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申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a为根据本申请的一种实施方式的感应层的一种结构示意图;
图1b为根据本申请的一种实施方式的感应层的一种结构示意图;
图1c为根据本申请的一种实施方式的感应层的一种受力示意图;
图2a为根据本申请的一种实施方式的力传感器的结构示意图;
图2b为根据本申请的一种实施方式的力传感器的受力状态示意图;
图3a为根据本申请的一种实施方式的设有间隔件的感应层示意图;
图3b为根据本申请的一种实施方式的设有间隔件的感应层受力状态下示意图;
图3c为根据本申请的一种实施方式的多个间隔件和力传感器组成阵列的示意图;
图3d为根据本申请的一种实施方式的另一种受力情况下的多个间隔件和力传感器组成阵列的示意图;
图3e为根据本申请的一种实施方式的阵列的信号线和接地线的连接示意图;
图3f为根据本申请的一种实施方式的阵列的另一种信号线和接地线的连接示意图;
图4a为本申请感应线布线的另一种实施例;
图4b为本申请不同支线段距离的感应线布线的另一种实施例;
图5a为根据本申请的另一种实施方式的感应层的一种结构示意图;
图5b为根据本申请的另一种实施方式的感应层的一种受力示意图;
图6为根据本申请的另一种实施方式的设有多个间隔件阵列的示意图;
图7a为根据本申请的另一种实施方式的感应层的俯视结构图;
图7b为图6a中的感应层沿aa方向的剖面图;
图8a为根据本申请实施例的感应层未受力状态下各组件的距离示意图;
图8b为根据本申请实施例的感应层受力状态下各组件的距离示意图;
图9为根据本申请实施例的一个力传感器的结构示意图;以及
图10为本申请根据本申请实施例的具有感应层的触控装置的示意图。
其中,图中各附图标记:
20-感应层;21-透明上基板;21a-透明上基板中间部;21b-透明上基板边缘部;22-透明下基板;22a-透明下基板中间部;22b-透明下基板边缘部;23-空隙;23a-第一空隙;23b-第二空隙;30-显示面板;40-背光源;50-框架;60-密封件;71-第一感应线;72-第一驱动线;80-力传感器;80a-力传感器a;80b-力传感器b;80c-力传感器c;81-第二感应线;82-第二驱动线;83-接地电极;84-信号线;84a-感应信号线;84b-驱动信号线;85-接地线;90-间隔件;90a-间隔件a;100-触控装置;180-力传感器;181-感应线段;181a-感应线段指条;182-驱动线段;182a-驱动线段指条。
发明实施例
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
本申请的主题涉及的是一种具有力传感器80的感应结构,所述感应结构可安装在电子装置中并呈感应层20形式。根据所述电子装置的用途不同,所述电子装置除了感应层20外,还设有盖板和外框,也有一些电子装置还设有显示屏或其他部件。感应层20可实现触控屏的触控感应功能,例如感应层20可设置为电容式,设有数据线阵列和扫描线阵列,用于感测用户相对于感应层作出的输入指令的位置。所述感应层20还设有力传感器80,可以感测到用户在触控输入时的力度,特别是纵向上的力度,配合位置感测的功能,实现3D感测。
根据本申请的一些实施例,所述感应层20包括透明上基板21和透明下基板22,所述透明上基板21与所述透明下基板22之间存在空隙(23/23a,23b),在所述空隙中设有一个或多个力传感器80。在一些实施例中,在所述空隙(23/23a)中还设有多条第一感应线和多条第一驱动线。在另一些实施例中,所述空隙包括第一空隙(23a)和第二空隙(23b),所述多条第一感应线71和多条第一驱动线72与所述一个或多个力传感器80设于不同的所述空隙中(例如第一空隙23a或第二空隙23b中)。
在第一种实施方式中,感应层20具有透明基板,包括透明上基板21和透明下基板22,透明上基板21与透明下基板22之间存在空隙23。透明基板可由玻璃或其他适合的透明物料制成,为扁平的结构。所述空隙23为密封式结构,用于容纳透明流体。感应层20的结构设置成具有高透光率,使其不会对背光的通过有太大影响。设计中可以让透明流体填满空隙,在未受压时透明上基板与透明下基板之间存在一定的预设距离。在本申请的一些情况下,构成透明上基板21和透明下基板22的材料一般使用刚性材料,但在某些情况下,例如当基板的厚度较薄,在按压下会有一定程度的弯曲变形,而所用物料例如玻璃在按压情况下有一定的复原能力,在这情况下所述基板也展示了一定的柔性特质,这柔性特质可基于基板材料本身,也可基于基板的厚度。另外,使用合适的密封件对透明上基板21与透明下基板22之间的空隙进行密封,例如将密封件60设置在透明上 基板21与透明下基板22之间的边缘位置,防止透明流体流出。在本申请的多个实施例中,密封件60由一件或多件部件构成,这些部件可以是刚性部件,也可以具有弹性,或一部分部件为刚性,另一部分部件是弹性部件,即至少一部分由弹性材料制成,允许在受压情况下变形,并能在压力移除后恢复原状。在透明上基板21与透明下基板22之间的距离为固定的情况下,密封件60优选为刚性且具有良好的密封功能的部件。透明流体可以是适用的流体或液晶体,并且是透光且非导电的,其他可使用的透明流体也可使用油或液态胶水。
在一种实施例中,所述感应层20通过透明上基板21、透明下基板22和密封件60限定一个空隙,透明流体填满所述空隙。所述感应层20还设有用于触控位置的多条第一感应线71、多条第一驱动线72以及多个力传感器80,所述多个力传感器80用于感测施加到感应层20的外力,特别是从上方落于透明上基板21的垂直压力。所述多个力传感器80设置成在垂直方向上不与第一感应线71和第一驱动线72重叠,这样的设置使所述多个力传感器80以及第一感应线71和第一驱动线72能独立进行感测工作,不会相互干扰,另外也使布线方便,并且减小感应层20在垂直方向上的厚度。所述空隙23存在透明流体,有助于控制按压时透明上基板21的变形程度,还有助于透明上基板21在压力消除后快速恢复原状。
图1a示出了本申请所述的一种感应层20的结构,感应层20包括透明上基板21、透明下基板22。透明上基板21与透明下基板22之间存在空隙23。透明上基板21与透明下基板22之间存在连接部件,连接部件分别连接透明上基板21和透明下基板22,可由一个或多个部件组成。在本实施例中,连接部件为封密件60。图1a中示出了封密件60设置在透明上基板21与透明下基板22之间的边缘部分,即围绕着透明上基板21和透明下基板22的边缘,靠着两块基板21、22相对的内表面的边缘设置。封密件60紧密连接于透明上基板21和透明下基板22,使空隙23基本实现与外部隔绝。图1a中的密封件60是一个整体部件,但也可以采用具有多个紧密连接部件的密封件。感应层20还设有透明流体,所述透明流体存在于透明上基板21与透明下基板22之间,即存在于空隙23中。透明上基板21和透明下基板22加上密封件60容纳透明流体,使其不会对外流失。
在空隙中还设有多条第一感应线71和多条第一驱动线72(即感应线阵列和驱动 线阵列)。图中的第一感应线71设于透明上基板21相对于透明下基板22的表面上(即透明上基板21的内表面上),并且第一驱动线72设于透明下基板22相对于透明上基板21的表面上(即透明下基板22的内表面上)。多条第一感应线71之间彼此平行,多条第一驱动线72之间彼此平行,第一感应线71与第一驱动线72相互正交,图1a中的第一感应线71的截面不与其他部件的截面位于同一平面。但本申请不限于此种布线方法。第一感应线71与第一驱动线72可以通过常规的方式实现2D位置触控感测功能,在此不作详细阐释。
图1b为图1a所述的感应层20,图中还示出了感应层20设有多个力传感器80,设于透明上基板21的内表面和/或透明下基板22的内表面上,位于所述空隙23中。在此图例中,力传感器80为电容式传感器,所述力传感器80包括第二感应线81、第二驱动线82(图未示出详细结构)及接地电极83。第二感应线81和第二驱动线82位于透明下基板22的内表面上,接地电极83位于透明上基板的内表面上。在垂直方向上大致重叠的第二感应线81、第二驱动线82及接地电极83形成一个力传感器80。图中只示出了两个力传感器80,但应该理解的是这并不是限定力传感器80的数量,而是方便展示力传感器80的排列布置。可见多个力传感器80的第二感应线81和第二驱动线82布置在第一驱动线72之间,与第一驱动线72安置在同一内表面上,多个力传感器80的接地电极83布置在感应线71之间。接地电极83通过接地线85接地,多个力传感器80被设置成能够检测压力,特别是检测来自外部的压力,例如是从透明上基板21上面的方向而来的外部压力,外力可以来自用户的手指或其他触控输入工具。力传感器80可连接于处理器,处理器存储了与信号强度变化相应的压力数据。通过所检测的信号可得出相应的压力强度。如图1c所示,外部压力P落在透明上基板21上的某一区域,使所述透明上基板21的受压区域向下凹陷,所述透明上基板21的受压区与所述透明下基板22的距离因而减小,例如在未受压时力传感器80的接地电极83与透明下基板22之间的距离为D1,在受压后受压区域的接地电极83与透明下基板22之间的距离减小为D2。
图2a和图2b示出了图1a中其中一个力传感器80的结构,包括第二感应线81、第二驱动线82及接地电极83,其中第二感应线81和第二驱动线82可以包括一条或 多条感应线和驱动线。为方便展示,图中只示出力传感器80及附近部件的一部分,并且省去了位于不同截面的第一感应线71。图中的第二感应线81和第二驱动线82设置于透明下基板22上,并且彼此平行、交替布置。当向第二驱动线82供电时,第二感应线81与第二驱动线82之间产生耦合电容C,使第二感应线81产生信号,耦合电容C的大小与第二感应线81信号的大小相关联。在未受压时,如图2a所示,接地电极83与第二感应线81和第二驱动线82之间的距离为D1,第二感应线81与第二驱动线82之间的耦合电容C没有延伸到接地电极83,所以接地电极83没有对耦合电容C造成影响。在受压时,例如图2b所示,外部压力P落在透明上基板21上的某一区域上,使所述透明上基板21的受压区域向下凹陷,所述透明上基板21的受压区与所述透明下基板22的距离因而减小,受压区域的接地电极83与透明下基板22之间的距离减小为D2。接地电极83进入了耦合电容C的范围,由于接地电极83接地,因而减小了耦合电容C的数值,使第二感应线81产生的信号减小。这种设计使接地电极83与第二感应线81和第二驱动线82之间的距离与所受压力有关联,因此有关信号变化也反映了施加到感应层的压力大小,由此实现力传感功能。在常态下(即未受压的情况下),透明流体填满空隙23,表示在空隙23基本上没有空间。在受压的情况下,使所述透明上基板21的受压区域向下凹陷使透明流体受压,产生反抗外力方向的力。随后当外力抽回/消除时,透明流体的反抗力大于外力,透明流体将透明上基板21的凹陷的受压区域推回原来位置,使接地电极83与第二感应线81和第二驱动线82之间的距离返回原值。虽然透明上基板21本身在受压变形后有一定的复原能力,但加上透明流体的推力,可使透明上基板更快在受压后变回原本形状,并减小物料在长期受压变形下因缺少反方向的承托力所造成的永久变形和损耗。另外,透明流体填满了空隙23,使得无论在常态或受压情况都不会留下空间,加强了光学表现。
此外,如图3a所示,感应层20还包括多个间隔件90。间隔件90可由能在压力下变形的材料制成。多个间隔件90设置在感应线71之间及驱动线72之间,可以以不同图案分布,也可以平均分布。间隔件90的上部分与透明上基板21的下表面连接,而间隔件90的下部分与透明下基板22的上表面连接。多个间隔件90在垂直方向上,不与力传感器80、第一感应线71和第一驱动线72重叠。间隔件90呈 柱形,其在垂直方向上的横截面呈圆形、正方形或其他形状。图3a中主要示出了透明上基板21、透明下基板22、第一驱动线72、力传感器80(第二感应线81,第二驱动线82,接地电极83)和接地线85的截面,所述截面位于同一平面。而图中也示出了第一感应线71和间隔件90,但两者于上述截面不是位于同一平面,即根据图中所示的第一感应线71位于所述截面后方,而间隔件90位于所述第一感应线71后方,各部件的相对位置在图3c-3e的俯视图可清楚示出。
在压力下,如图3b所示,外力P落在透明上基板21的某一区域,该受压区域向下凹陷,所述透明上基板21的受压区与所述透明下基板22的距离因而减小,受压区域的接地电极83与透明下基板22之间的距离由D1减小为D2。接地电极83进入了耦合电容C的范围,由于接地电极83接地,因而减小了耦合电容C的数值,使第二感应线81产生的信号减小。在受压区域中的间隔件90在压力下在垂直方向上被压缩,直到所述透明上基板21与所述透明下基板22之间的距离减至最小,并产生反抗外力方向的力。当外力抽回/消除时,透明流体与受压间隔件90将透明上基板21推回原本位置和状态,使得所述透明上基板的受压区域与所述透明下基板之间的距离返回原值。间隔件90可在常态下(未施加压力时)与密封件60一同限定透明上基板21与透明下基板22之间的距离。对比没有间隔件90的实施例,间隔件90在受压时承受了封密件60和透明流体的部分压力。因此,可通过设置间隔件90的密度和材料等来调节感应层20对外力的反应。例如当间隔件90在基板上布置的密度越高,则需要更高的外力才能使感应层20得到相同幅度的变形。
参考图3c,每四个间隔件90包围一个力传感器80。在压力下透明上基板21的受压区域向下弯曲,透明流体及多个间隔件90都受压。假设压力是落在透明上基板21上的某个区域,例如图中所示,压力落在区域A中。区域A是由四个间隔件90所限定,位置X为受力点所在。在这情况下,在压力刚施加时,由于区域A中透明上基板21与透明下基板22之间的距离减小程度最大,受压区域A中的力传感器a80a的信号变化也较其他位置的力传感器80大,力传感器a80a形成有效的力感测信号。另外,间隔件90可虽然为弹性材料,但其刚性可比空隙23中全是透明流体的情况高,阻隔了一部分的压力延伸到区域A的附近位置,使这些附近位置的 透明上基板21与透明下基板22之间的距离变化较没有间隔件90的情况下小,避免周围的力传感器c80c感测到有效信号。准确的有效力感测也可透过为力传感器80的信号预先设定阈值而实现,例如力传感器80因受力而产生的电压/电流信号要超过某个值,才会被处理器视为是有效的压力输入。在另一种设计中,附近的力传感器80仍会因受到属附近区域的压力输入而产生讯号,例如在图中,一个压力施加在区域A中的位置X,位置区域C的力传感器c80c都因该压力而产生信号,但由于这些力传感器c80c不是正面受压,相应受压区域之中的耦合电容变化较小,所以信号不会超过阈值,而位于区域A的力传感器a80a则正面受压,因此其产生的信号超过阈值,构成有效感测。又在另一个实施例中,当施加在区域A中的压力较大,使得无论力传感器a80a或力传感器c80c的力因超过阈值而构成有效感测。由于在力传感器a80a的信号变化值较高,处理器可设定成能够分辨正确的压力位置和压力值。将力传感器a80a信号变化值视为主要值,在列入计算中时占有较高的权重,并将力传感器c80c列为参考值,在列入计中时占有较低的权重。考虑区域C中的力传感器c80c数据的好处是,可以通过这些数据更准确知道压力的位置,并且能补偿力传感器a80a感测到的信号的误差。处理器还可以根据感应层本身的触控功能对施压位置提供参考。
在另一种情况下,例如如图3d所示,压力落在区域B中,位置Y为受力点所在,为一个间隔件90的正上方。在这情况下,在压力刚施加时,由于区域b中透明上基板21与透明下基板22之间的距离减小程度最大,受压区域b中的多个力传感器b80b的信号变化也较其他位置的力传感器80大,力传感器b80b形成有效的力感测信号。由于受压位置Y比图3c中的受压位置X距离最近的力传感器80较远,力传感器b80b所产生的信号变化较图3c的力传感器a80a小。为了感测到有效的力输入,一个方法是为了避免因信号变化量太小,将有效力输入的信号变化阈值降低至可以感测到图3c和图3d情况下的力输入强度。另一个方法是,在感测力输入时不单参考独立力传感器80的信号变化,也同时考虑多个传感器的信号变化。优选地考虑受力位置附近的多个力传感器80的信号变化。在图3d中,考虑受压位置Y附近的4个力传感器b80b的信号变化。例如单一力传感器b80b已超过阈值的话,处理器会视该输入为有效的压力输入。如果力传感器b80b中的每一个 的信号变化也不超过阈值的话,则考虑全部力传感器b80b的信号变化及其他相关参数计算,得出整体的信号变化值,然后考虑该整体的信号变化值是否超过阈值,以决定是为该压力输入是否为有效输入。有关参数例如包括受力位置与力传感器b80b的距离,距离越近的力传感器b80b在计算整体的信号变化值时对该力传感器b80b所给的权重则越高。有关位置距离信息可透过第一感应线和第一驱动线的位置感测功能而获得。此外,间隔件a90a阻隔了一部分的压力延伸到区域b的附近位置,使这些附近位置的透明上基板21与透明下基板22之间的距离变化较没有间隔件a90a的情况下小,避免周围的力传感器c80c感测到有效信号。
如图3e所示,所述感应层20还包括多条信号线84和多条接地线85,所述多条信号线84的每一条分别与一个或多个力传感器80连接,具体来说与力传感器80的第二感应线81和第二驱动线82连接,并通过多条信号线84将第二感应线81和第二驱动线82连接于电源和处理器。每条信号线84包括感应信号线84a和驱动信号线84b。多条接地线85与一个或多个力传感器80连接,具体来说与力传感器80的接地电极83连接,通过接地线85使接地电极83接地。从上方看,每条信号线84均与第一驱动线72平行,并位于两条第一驱动线72之间,信号线84均与第一感应线81平行,并位于两条第一感应线之间。在设计中将接地线85和第一感应线71放在同一层,另外将信号线84与第一驱动线72放在另一层,有助减小线路之间的干扰。图3f示出力传感器80、信号线84、接地线85的另一种布置方式,其中力传感器80的分布密度较低,而且不是正方对称的,而信号线84和接地线85也相应于力传感器80布置。
在一个实施例中,所述第二感应线与所述第二驱动线位于同一平面上,其中所述第二感应线是一条或多条具有指状结构的感应线段,所述第二驱动线是一条或多条具有指状结构的驱动线段,所述感应线段与所述驱动线段平行布置。在一种设计中,如图9中所示,所述第二感应线是一条具有指状结构的感应线段,所述第二驱动线是一条具有指状结构的驱动线段,所述感应线段与所述驱动线段平行设置。感应线段181的指状结构设置成向所述驱动线段182延伸,所述指状结构具有多个感应线段指条181a,优选地垂直于感应线段181。驱动线段182的指状结构设置成向所述感应线段181延伸,所述指状结构具有多个驱动线段指条 182a,优选地垂直于驱动线段182。作为一个设计案例,一个力传感器80在基板上所占面积约为1mm
2,例如所述力传感器80从上方看为正方形状,边长可为0.8mm-1.3mm,优选为1mm此时面积为L1与L2的乘积约为1mm
2,。指状结构的指条数目为4至8个,而感应线段指条181a的宽度L3为20-50μm,驱动线段指条182a的宽度L4为150-250μm,相邻指条之间的距离L5为20至50μm。
图4a示出了感应层布线的另一个实施例,图中的布线方法与图3e和图3f所示的相似,但进一步示出了一些优选的设计特征。图中示出了多条第一感应线71和多条第一驱动线72,多条第一感应线71与多条第一驱动线72位于不同的层,并相互平行,且相互正交。在这个例子中,多条第一驱动线72与力传感器80位置同一平面,即是在透明下基板22的内表面上,多条第一感应线71位于透明上基板21的内表面上。多条第一驱动线72各自设有垂直于其长度方向的多条支线段。多条第一驱动线72的主线各自将其所述多条支线段对分,使每条第一驱动线72形成梯形形状。优选地,多条第一驱动线72各自的支线段数量相同并且第一驱动线72的支线段逐一对齐,相邻的支线段相隔一段距离。这样如图中所示,多条第一驱动线72横向设置时,多条相邻的支线段从上方向看形成一条条垂直的分段直线。支线段与其第一驱动线72的主线由同一材料制成,为一个整体,彼此电连接。图4a中,同一条第一驱动线72上支线段之间的距离相同。作为例子,从上方看,所述感应层20设置成第一感应线71设于两个支线段之间,两条第一感应线71之间设有两个支线段。这种设计有助加强第一感应线71与第一驱动线72之间的电容,增加感测灵敏度。多个力传感器80分别设于多条第一驱动线72之间的空隙,优选地位于两条相邻的第一驱动线72的四个支线段所包围的区域的中间位置。感应层20还包括多条信号线84和多条接地线85,每条信号线84包括感应信号线84a和驱动信号线84b。多条信号线84和多条接地线85与多条第一感应线71平行或与多条第一驱动线72平行设置。图中多条信号线84与多条第一驱动线72平行,以及多条接地线85与多条第一感应线71平行。信号线84连接相应的力传感器80,尤其是连接第二感应线81和第二驱动线82,并经过多对对齐的支线段在两条第一驱动线72之间延伸至外部电路。接地线85连接相应的力传感器80,尤其是连接接地电极83。力传感器80设在没有第一感应线71的那一行空白区 域,接地线85可沿那一空白列延伸至外部。
图4b示出了感应层布线的另一个实施例,与图4a不同的是,同一条第一驱动线72的支线段之间的距离是不同的。支线段之间具有第一距离d1或第二距离d2,在第一驱动线72的长度方向上,具有第一距离d1或第二距离d2的空白区域交替地形成。从上方看,第一感应线71位于相距距离d1的支线段之间,并且可选地在力传感器80位于相距距离d2的支线段之间,其中距离d1大于d2。宽度为d2的空白区域中所相应的支线段的角被移除,留下较大的空白区域容纳力传感器80。
在这种实施方式中,在这通过新的触控结构设计和布线方法,实现位置触控和力传感功能。透明流体不仅使感应层具有更佳的光学表现,减小反射,增强透射,另外在触控输入时为用户提供独有的质感体验,在触控输入的过程中有利于感应层迅速恢复原状,实现快速重复输入,减小有关部件在使用中的损耗。本设计巧妙将位置触控和力传感集于感应层中,有效减小装置所占空间,使用此种设计的布线方法,使有关概念得以实现。本申请的感应层还可以将带有力传感功能部件设置在电子装置的正上方,而不像许多现有技术一般将力传感装置设于电子装置的底部或外围。这一方面避免力传感装置设于电子装置底部时在力输入进程中不需要位于力传感装置上方的其他部件形变来将压力传递到力传感装置,另一方面,避免在力传感装置设于电子装置的外围时占用额外空间。
在第二种实施方式中,感应层20具有透明基板,包括透明上基板21和透明下基板22,透明基板可由玻璃或透明塑料制成,是基本上扁平的结构。所述透明上基板21和透明下基板22各自包括中间部和边缘部,所述透明上基板21与透明下基板22之间存在一个或多个空隙。在所述其中一个空隙中设有第一感应线阵列和第一驱动线阵列,在另一个空隙设有一个或多个力传感器80,至少一个所述空隙是密封的,容纳透明流体。感应层20的结构设置成高透光率,不会对背光的通过有太大影响。在设计中可以让透明流体填满至少一个所述空隙,在未受压时透明上基板21与透明下基板22之间存在一段预设距离。在本申请的一些情况下,构成透明上基板21和透明下基板22的材料一般是刚性的,但在一些情况 下,例如当基板的厚度较小,使基板较薄,在按压下会有一定程度的弯曲变形,而所用物料例如玻璃在按压情况下有一定的复原能力,在这情况下,所述基板也展示了一定的柔性特质,这柔性可基于基板材料本身,也可是基于基板的厚度。另外可使用合适的密封件60对透明上基板中间部21a与透明下基板中间部22a空隙或缘部之间的空隙进行密封,例如将密封件60设置在透明上基板中间部21a与透明下基板中间部22a之间的边缘位置,防止流体或液晶体流出。在本申请的多个实施例中,密封件60由一件或多件部件构成,这些部件可以是刚性或具有弹性,或者一部分部件是刚性的,另一部分部件是弹性的,即至少一部分由弹性材料制成,允许在受压情况下变形,并能在压力移除后还回原状。在透明上基板21与透明下基板22之间的距离为固定的情况下,密封件60优选为刚性的,且具有良好的密封功能。透明流体可以是适用的流体或液晶体,并且是透光的且非导电的,其他可能的透明流体也可能是油或液态胶水。
图5a示出了本申请所述的一种感应层20的结构,感应层20包括透明上基板21和透明下基板22。透明上基板21与透明下基板22分别包括各自的透明上基板中间部21a、透明下基板中间部22a和透明上基板边缘部21b、透明下基板边缘部22b。所述透明上基板中间部21a,和透明下基板中间部22a是重叠的并且两者之间存在第一空隙23a,所述透明上基板边缘部21b,和透明下基板边缘部22b是重叠的并且两者之间存在第二空隙23b。透明上基板的中间部21a与透明下基板的中间部22a之间存在连接部件,连接部件分别连接透明上基板21和透明下基板22,可由一个或多个部件组成。在本实施例中,连接部件为封密件60。图5a中示出了封密件60设置在透明上基板的中间部21a与透明下基板的中间部22a之间的周边,即围绕着透明上基板的中间部21a和透明下基板的中间部22a设置、靠着透明上基板21、透明下基板22的中间部相对的内表面的边缘设置。封密件60紧密连接于透明上基板21和透明下基板22,使所述第一空隙23a与外部隔绝。图5a中的密封件60是一整个部件,但也可以采用具有多个紧密连接部件的密封件。感应层20还设有透明流体,所述透明流体存在于透明上基板的中间部21a与透明下基板的中间部22a之间,即存在于第一空隙23a中。透明上基板的中间部21a和透明下基板的中间部22a加上密封件60容纳透明流体,使其不会对外流失。优选地,所述透明流体 是非导电的。
如图5a所示,所述透明上基板的边缘部21b和透明下基板的边缘部22b分别设于所述透明上基板中间部21a和透明下基板中间部22a的外侧。图中的透明上基板中间部21a、透明上基板边缘部21b以及透明下基板中间部22a、透明下基板边缘部22b以侧面相互接合。优选地,透明上基板中间部21a及透明上基板边缘部21b属于一个整体部件,而透明下基板中间部22a及透明下基板边缘部22b也属于一个整体部件(例如透明上基板的中间部21a和透明上基板的边缘部21b为一块玻璃基板,透明下基板的中间部22a和透明下基板的边缘部22b为另一块玻璃基板)。在第一空隙23a中还设有多条第一感应线71和多条第一驱动线72(即感应线阵列和驱动线阵列)。图中的第一感应线71设于透明上基板21的中间部相对于透明下基板22的表面上(即透明上基板的中间部21a的内表面上),并且第一驱动线72设于透明下基板22的中间部相对于透明上基板21的表面上(即透明下基板的中间部22a的内表面上)。多条第一感应线71之间彼此平行,多条第一驱动线72之间彼此平行,第一感应线71与第一驱动线72相互正交。但本申请不限于只有这种布线方法。第一感应线71与第一驱动线72可以通过常规的方式实现2D位置触控感测功能,在此不作详细阐释。
感应层20还包括多个间隔件90。间隔件90使用能在压力下变形的材料制成。多个间隔件90设置在第一感应线71之间及第一驱动线72之间,可以以不同图案分布,也可以平均分布。如图5a、5b所示,间隔件90的上部分与透明上基板21的下表面连接,而间隔件90的下部分与透明下基板22的上表面连接。多个间隔件90在垂直方向上,不与力传感器80、第一感应线71和第一驱动线72重叠。间隔件90呈柱形,其在垂直方向上的横截面呈图形、正方形或其他形状。图中主要示出了透明上基板21、透明下基板22、第一感应线71、第一驱动线72和力传感器80(感应线阵列81,驱动线阵列82,接地电极83)的截面,所述截面位于同一平面。而图中也示出了间隔件90,但间隔件90与上述截面不位于同一平面,即间隔件90位于所述第一感应线71后方,各部件的相对位置可被清楚地示出在图6的俯视图中。
感应层20还设有多个力传感器80,设于透明上基板21和透明下基板22的边缘部 之间。图5a中示出了一种电容式力传感器80,力传感器80位于第二空隙23b中,所述力传感器80包括感应线阵列81、驱动线阵列82及接地电极83。感应线阵列81、驱动线阵列82可设于同一个透明基板的边缘部的内表面,例如在图所示,设于透明下基板的边缘部22b的内表面上,而接地电极83设于与感应线阵列81和驱动线阵列82相对的透明上基板边缘部21b的内表面,例如:如图所示,设于透明上基板的边缘部21b的内表面。在所述力传感器80启动通电时,感应线阵列81与驱动线阵列82之间产生耦合电容,另一方面接地电极83接地,当接地电极83与感应线阵列81和驱动线阵列82之间的距离减小时,接地电极83与感应线阵列81和驱动线阵列82之间的电容耦合产生影响,使所述耦合电容减小。因此通过检测所述耦合电容的变化量则可得知接地电极83与感应线和驱动线之间的距离的变化,从而得知导致所述距离变化的外部压力大小。力传感器80可连接于处理器,处理器存储了与信号强度变化相应的压力数据。通过所检测的信号可得出相应的压力强度。
图5b示出在受压下的感应层20的示意图。外力将压力传递到透明上基板21,特别是施加到透明上基板的中间部21a,外力例如可以来自用户的手指或其他触控输入工具。在压力作用下,透明上基板下向弯曲,使透明上基板21与透明下基板22的距离随而减小。因此,在接地电极83与感应线阵列81和驱动线阵列82之间的距离也随之减小,使感应线阵列81与驱动线阵列82之间的耦合电容减小,从耦合电容的变化量可计算出所述外力的大小,特别是纵向方向压力的大小。感应层的整体弯曲变化可通过适当设置间隔件90和密封件60而实现,例如减小间隔件90的密度,并使用弹性材料制成间隔件90和/或密封件60。优选地,间隔件90以弹性材料制成,可在受压下压缩,而密封件60优选为刚性,在压力上不会被压缩。以上情况描述了透明上基板21受压下的弯曲情况,没有提到透明下基板22,在一些设计中,可视为透明下基板22相对于透明上基板21是固定的,在另一设计中,感应层20可设置成透明下基板22在受压力下也随而向下弯曲,通过在感应层下方设置适当的部件调整透明下基板22的弯曲幅度,使力传感器可更有效感测压力,这在下文会更详细说明。另外透明上基板21除了会整体向下弯曲,其受压区域也会为向下凹陷,附图中未示出此特征。
间隔件90可在常态下(未施加压力时)与密封件60一同限定透明上基板21与透明下基板22之间的距离。在受压的情况下,间隔件90同时沿纵向方向压缩。在一定压力下,间隔件90变形压缩直到透明上基板21与透明下基板22之间的距离减至最小,在这时候,透明流体和间隔件90的对抗外力的力与外力达到平衡。随后当外力抽回/消除时,透明流体和间隔件90的反抗力大于外力,间隔件90会返回原来位置和状态,使得透明上基板21与透明下基板22之间的距离返回原值。因此在外力消失时,间隔件90以及透明流体会将透明上基板21推回原本位置。可通过设置间隔件90的密度和材料等来调节感应层20对外力的反应。例如当间隔件90在基板上布置的密度越高,则需要更高的外力才能使感应层20得到相同幅度的变形。图6从感应层20顶部观察,示出了图5a和图5b的实施例中的感应层20的内部结构。图中作为例子示出了间隔件90的布置。在驱动线之间与感应线之间设置有多个间隔件90,其中各个间隔件90之间相隔两条感应线或相隔两条驱动线,使每四个间隔件90形成呈正方形的布置。而位于感应层边缘的间隔件90设于与边缘相隔一条驱动线或一条感应线的位置。还可以以其他合适方式布置间隔件90。应理解的是在实际操作上,间隔件90之间相应的感应线或驱动线可以是其他数目,间隔件90相隔的感应线和驱动线也可以是不一样的,可按需要以不同密度形成其他分布图案。
图7a中示出了所述感应层的一个例子,其中所述感应层20包括透明上、下基板中间部和边缘部。所述感应层20的透明上、下基板边缘部之间设有多个力传感器80。可以理解为,从感应层20的上方观察,透明上基板中间部21a、透明下基板中间部22a和透明上基板边缘部21b、透明下基板边缘部22b是透明上基板21和透明下基板22的一部分,所述两个中间部的重叠范围大致限定了触控区或者覆盖了触控区,所述触控区用以接受指令输入,例如用户用手指按在此区域中以输入指令。另一方面,如将所述感应层安装置显示屏上,所述两个中间部也同时设置成大致与显示区重叠或者覆盖了显示区。在另一些设计中,所述两个中间部的重叠范围同时包括了在显示区/触控区(以中间部中的虚线范围限定)以及显示区/触控区四周的布线区,如图中所示。而所述两个边缘部的重叠范围大致限定了力传感区,所述力传感区用来放置力传感器和相关装置,以实现力传感功 能。在这个例子中,力传感区具有两个部分,分别设在所述中间部的左右两侧,每一侧的区域中设有两个力传感器80,因此共有四个力传感器80。所述多个力传感器80的电线从各自的力传感器80延伸至布线区中,与位于中间部之间的多条第一感应线71和多条第一驱动线72一同在所述布线区中排列,并与处理器或电路板连接。
图7b为图7a中沿着虚线aa的截面图。可见,所述透明上基板中间部21a、透明下基板中间部22a是重叠的并且其之间存在第一空隙23a,所述透明上基板边缘部21b,透明下基板边缘部22b是重叠的并且其之间存在第二空隙23b,第二空隙23b具有两个部分,分别在所述第一空隙23a的左右侧。为简化附图方便说明,图中省略了右侧空隙中的其中一个力传感器80,只示出了左侧其中一个力传感器80,所述力传感器80设置在左侧的第二空隙23b中,设于透明上基板21和透明下基板22的边缘部之间。所述力传感器80可以是一种电容式力传感器,包括第二感应线81、第二驱动线82及接地电极83,其中所述接地电极83设在所述透明上基板的边缘部21b相对于所述透明下基板22的内表面或在透明下基板的边缘部22b相对于所述透明上基板21的内表面,而所述感应线阵列81和所述驱动线阵列82设在与所述接地电极83所在的透明基板相对的另一个透明基板的相对于所述接地电极的内表面。例如在图中,感应线阵列81、驱动线阵列82可设于透明下基板的边缘部22b的内表面,而接地电极83设于透明上基板的边缘部21b的内表面,与感应线阵列81和驱动线阵列82相对。在所述力传感器启动通电时,感应线阵列81与驱动线阵列82之间产生耦合电容,另一方面接地电极83接地,当接地电极83与感应线阵列81和驱动线阵列82之间的距离减小时,接地电极83对感应线阵列81与驱动线阵列82之间的电容耦合产生影响,使耦合电容减小。因此通过检测所述耦合电容的变化量则可得知接地电极83与感应线阵列81和驱动线阵列82之间的距离的变化,从而得知导致所述距离变化的外部压力大小。力传感器80可连接于处理器,处理器存储了与信号强度变化相应的压力数据,通过所检测的信号可得出相应的压力强度。所述感应层20下方还包括一个或多个垫片,所述一个或多个垫片与所述感应层20贴合,具体来说是与所述感应层20的透明下基板22的底部贴合。所述垫片在上方的感应层受压下承托所述感应层。在 图中示出了两类垫片,包括设于透明上、下基板中间部下方的第一垫片以及设于透明上、下基板边缘部下方的第二垫片,其中所述第一垫片具有较高的压缩比,而所述第二垫片由具较高刚性的材料构成并具有较厚,因此具有较低的压缩比。在受压的情况下,特别是来自透明上基板中间部上方的压力,透明上、下基板的中间部下移抵靠于第一垫片,第一垫片被压缩,而透明上、下基板边缘部下移抵靠于第二垫片被压缩,第二垫片被压缩的幅度比第一垫片的小,使得感应层20的中间部分向下弯曲幅度较边缘部分大,特别是透明下基板中间部22a的向下弯曲幅度较透明下基板边缘部22b大,使两个边缘部之间的距离减小,接地电极83对感应线阵列81与驱动线阵列82之间的电容耦合产生影响,使耦合电容减小,产生力传感信号。当压力消除时,感应层20在垫片的反作用力下回复原本形状和位置。优选地,透明下基板的中间部22a向下弯曲的幅度小于或等于透明上基板的中间部21a的弯曲幅度。所述第一垫片如果覆盖整个中间部下方,则最好使用透明的弹性物料,如果仅设于中间部下方的边缘位置,则无此限制。
在所述感应层20受压下,例如用户用手指按压在透明上基板的中间部21a上,透明上基板21与透明下基板22的距离随而减小。因此,在接地电极83与感应线和驱动线之间的距离也随之减小,使感应线阵列81与驱动线阵列82之间的耦合电容减小。图8a所示,在未受压时,感应线与驱动线之间存在预定的耦合电容,在接地电极83与感应线阵列81和驱动线阵列82之间也有预设的距离,例如大约为10-20μm。经运算校算后,触控信号值为0。图8b所示,在受压下,在接地电极83与感应线阵列81和驱动线阵列82之间的距离减小,例如减至5-10μm,使感应线与驱动线之间的耦合电容减小。经运算后,触控信号值大于零,可根据感测到的触控信号大小计算出所受压力大小。另外可设定预设阈值,使得所受压力超过特定数值后才计算并反馈有关压力数据,并经处理器将有关数据用于反馈或启动电子装置的其他功能。
根据本申请的一个优选实施例,如图9示出了从上方观察的任一力传感器180的一部分,具体来说图中展示了一种感应线和驱动线的设计。在该设计中,任一力传感器180除了有一对平行设置的感应线段181和驱动线段182,感应线段181 设有向所述驱动线段182延伸的指状结构,优选地所述指状结构垂直于感应线段181,而驱动线段182设有向所述驱动线段181延伸的指状结构,优选地所述指状结构垂直于驱动线段182。如图中所示,感应线段181的指状结构和驱动线段182的指状结构在同一个平面上彼此向相反方向且平行延伸,相互交错且不会彼此电直接。考虑到力传感器的整体大小及电容感测的优化,所述力传感器的边长L1,L2(只计算含有感应线段或驱动线段的长度)大约为3至6mm,而指状结构的指条数目为4至8个,而感应线指条181a的宽度L3为20-50μm,驱动线指条182a的宽度L4为150-250μm,相邻指条之间的距离L5为20至50μm。
在这一种实施方式中,通过新的触控结构设计和布线方法,实现位置触控和力传感功能。透明流体不仅使感应层具有更佳的光学表现,减小反射,增强透射,另外在触控输入时为用户提供独有的质感体验,在触控输入的过程中有利于感应层迅速恢复原状,实现快速重复输入,减小有关部件在使用中的损耗。本设计巧妙将位置触控和力传感集于感应层中,有效减小装置所占空间,使用此种设计的布线方法,使有关概念得以实现。本申请的感应层还可以将带有力传感功能部件设置在电子装置的正上方,而不像许多现有技术一般将力传感装置设于电子装置的底部。这避免了力传感装置设于电子装置底部时在力输入进程中需要位于力传感装置上方的其他部件形变来将压力传递到力传感装置的缺点。
根据本申请的一些实施例,可将所述感应层20应用在触控屏上。图10中示出了一种具有所述感应层20的触控装置100,所述触控装置100包括感应层20、显示面板30和背光源40。在这例子中,所述感应层20设在所述显示面板30前方,所述背光源40设在所述显示面板30后方。但可在其他实施例中将所述感应层20设在其他位置,例如在所述显示面板30与所述背光源40之间或者在所述背光源40后方。所述触控装置100还可包括框架50,所述框架设在所述触控装置100的外围,在后、上、下、左、右方包围所述触控装置100,而没有延伸到所述触控装置100的前方,以便用户从前方操作所述触控屏,并允许显光屏的光透出。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本申请的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化 、修改、替换和变型,本申请的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (19)
- 一种触控用的感应层,所述感应层包括透明上基板和透明下基板,所述透明上基板与所述透明下基板之间存在空隙,在所述空隙中设有多条第一感应线和多条第一驱动线,其中,在所述空隙中还设有一个或多个力传感器,所述空隙是密封的,并容纳有透明流体。
- 根据权利要求1所述的触控用的感应层,其中,所述感应层被设置为:在所述透明上基板受压下,所述透明上基板的受压区域向下凹陷,所述透明上基板的受压区域与所述透明下基板的距离随之减小;当压力抽回/消除时,所述透明上基板的受压区域与所述透明下基板之间的距离返回原值。
- 根据权利要求1所述的触控用的感应层,其中,所述力传感器为电容式力传感器,所述感应层被设置为:在所述透明上基板受外力时,使得所述透明上基板的受压区域与所述透明下基板之间的距离随之减小,以使得所述力传感器产生信号。
- 根据权利要求3所述的触控用的感应层,其中,所述力传感器包括第二感应线、第二驱动线和接地电极。
- 根据权利要求4所述的触控用的感应层,其中,所述第二感应线与所述第二驱动线位于同一平面上,其中,所述第二感应线为一条或多条具有指状结构的感应线段,所述第二驱动线为一条或多条具有指状结构的驱动线段,所述感应线段与所述驱动线段呈平行布置。
- 根据权利要求1所述的触控用的感应层,其中,所述感应层包括多条信号线和多条接地线,所述多条信号线和所述多条接地线设置成分别与所述多条第一感应线平行或与所述多条第一驱动线平行,所述多条信号线中的每一条信号线与一个或多个所述力传感器的第二感应线和第二驱动线连接,所述多条接地线中的每一条接地线与一个或多个所述力传感器的接地电极连接。
- 根据权利要求6所述的触控用的感应层,其中,所述多条第一感应线包括多条支线段,所述多条第一驱动线各自的支线段数量相同并且相邻第一驱动线的支线段相互对齐。
- 根据权利要求1-7中任一项所述的触控用的感应层,其中,所述多条第一感应线和所述多条第一驱动线分别设于所述透明上基板和所述透明下基板的相对面的表面上,或者所述多条第一感应线组成的感应线阵列和所述多条驱动线组成的驱动线阵列分别设于所述上基板或透明下基板的相对面的表面上,并且所述感应线阵列和所述驱动线阵列互相正交并绝缘。
- 根据权利要求1-7中任一项所述的触控用的感应层,其中,所述感应层还包括多个间隔件,所述间隔件的上部与所述透明上基板的下表面连接,所述间隔件的下部与所述透明下基板的上表面连接;在受压的情况下,所述间隔件同时沿垂直方向压缩,直到所述透明上基板与所述透明下基板之间的距离减至最小;当外力抽回/消除时,所述透明流体和所述间隔件的反抗力大于外力,所述间隔件恢复至原有的位置和状态,使得所述透明上基板的受压区域与所述透明下基板之间的距离恢复原值。
- 一种触控用的感应层,其中,所述感应层包括透明上基板、透明下基板,所述透明上基板和所述透明下基板各自包括中间部和边缘部,所述透明上基板的中间部和所述透明下基板的中间部是重叠的,并且所述透明上基板的中间部和所述透明下基板的中间部之间存在第一空隙,所述透明上基板的边缘部和所述透明下基板的边缘部是重叠的并且所述透明上基板的边缘部和所述透明下基板的边缘部之间存在第二空隙,在所述第一空隙中设有第一感应线阵列和第一驱动线阵列,在所述第二空隙之间设有一个或多个力传感器,所述第一空隙和/或所述第二空隙是独立密封的,并且容纳有透明流体。
- 根据权利要求10所述的感应层,其中,所述力传感器为电容式力 传感器,所述感应层设置成在所述透明上基板的中间部和所述透明下基板的中间部受到外力时,使得所述透明上基板的边缘部和所述透明下基板的边缘部之间的距离减小,以使得所述力传感器产生信号。
- 根据权利要求10所述的感应层,其中,所述力传感器包括第二感应线、第二驱动线和接地电极。
- 根据权利要求12所述的感应层,其中,所述第二感应线与所述第二驱动线位于同一平面上,其中所述第二感应线是一条或多条具有指状结构的感应线段,所述第二驱动线是一条或多条具有指状结构的驱动线段,所述感应线段与所述驱动线段呈平行布置。
- 根据权利要求10-13中任一项所述的感应层,其中,所述透明上基板的中间部与所述透明下基板的中间部之间设有密封件,所述透明上基板的中间部、所述透明下基板的中间部及所述密封件容纳有透明流体。
- 根据权利要求10-13中任一项所述的感应层,其中,所述感应层下方设有一个或多个垫片。
- 根据权利要求10所述的感应层,其中,所述感应层设置成在所述透明上基板的中间部受到外力时,使得所述透明上基板的边缘部和所述透明下基板的边缘部之间的距离随之减小;当压力抽回/消除时,使得所述透明上基板的边缘部和所述透明下基板的边缘部之间的距离恢复原值。
- 根据权利要求10所述的感应层,其中,所述感应层还包括多个间隔件,所述间隔件的上部与所述透明上基板的下表面连接,所述间隔件的下部与所述透明下基板的上表面连接,在受压的情况下,所述间隔件同时沿纵向方向压缩,所述透明上基板与所述透明下基板之间的距离减小;随后当外力抽回/消除时,所述透明流体、所述密封件和所述间隔件的反抗力大于外力,所述密封件与所述间隔件返回到原来位置和状态,使得所述透明上基板与所述透 明下基板之间的距离恢复原值。
- 根据权利要求10-13中任一项所述的感应层,其中,所述第一感应线和所述第一驱动线分别设于与所述透明上基板的中间部或所述透明下基板的中间部相对的表面上,或者所述第一感应线和所述第一驱动线同时设于与所述上基板或所述透明下基板相对的表面中的一个上,同时,所述第一感应线和所述第一驱动线互相正交并绝缘。
- 一种具有如权利要求1-18中任一项所述的触控用的感应层的触控装置,其中,所述触控装置包括感应层、显示面板、背光源和框架。
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