力感测面板及使用其的电子装置的制作方法

文档序号:11690851阅读:187来源:国知局
力感测面板及使用其的电子装置的制造方法

本公开内容涉及一种力感测面板及使用其的电子装置,且更具体地说,涉及一种具有力触摸功能的电子装置。



背景技术:

触摸屏装置是一种在电子装置中允许用户通过显示装置的屏幕接触而不用额外的输入装置来输入信息的输入装置。触摸屏装置一般用作诸如电视、笔记本电脑和显示器之类的各种产品以及诸如电子笔记本、电子书(e-book)、pmp(便携式多媒体播放器)、导航仪、umpc(超级移动pc)、移动电话、智能电话、智能手表、平板pc(平板个人电脑)、腕表电话和移动通讯终端之类的便携式电子装置的输入装置。

一般而言,触摸屏装置可大致上划分为根据电阻值的变化来感测触摸位置的电阻型和根据电容的变化来感测触摸位置的电容型。近来,电容型触摸屏装置因简化的制造方法和良好的灵敏度这些优点而获得极大关注。

随着近来用户界面环境的创建,诸如需要对于力触摸的触摸信息的应用,已开发和研究了具有用于感测触摸力的力触摸功能的电容型电子装置。

现有技术的力感测面板被提供用来根据用户在盖窗(coverwindow)上的力触摸来感测触摸力。现有技术的力感测面板包括弹性构件以及彼此面对的第一电极和第二电极,所述弹性构件插入于所述第一电极与所述第二电极之间。在所述力感测面板的情形中,第一电极与第二电极之间形成的电容根据用户在盖窗上的力触摸导致的所述弹性构件的形状变化而变化。因此,与所述力感测面板连接的触摸驱动电路基于第一电极与第二电极之间形成的电容的变化来感测用户的触摸力。

当将现有技术的力感测面板应用于诸如智能手表之类的小型电子装置时,所述电子装置可包括具有收纳空间的壳体、用于覆盖所述壳体的上侧的盖窗、附接至所述盖窗的显示模块、以及设置在所述显示模块和所述壳体之间的力感测面板。

然而,由于现有技术的力感测面板具有小面积的单个整体电极结构,因此由于在垂直方向上针对触摸力的相对较小的变化,导致最小感测压力较高,并且其仅能实现单一触摸力。



技术实现要素:

在所附独立权利要求中限定了发明的各个方面。

提供了一种基本上克服了由于现有技术的限制和缺点而导致的一个或多个问题的力感测面板及使用其的电子装置。

提供了一种通过电阻型力触摸感测方法而能够具有较低值的最小感测压力的力感测面板及使用其的电子装置。

在下面的描述中将部分列出在此公开的实施方式的附加优点和特征,这些优点和特征的一部分根据下面的描述对于所属领域普通技术人员将变得显而易见或者可通过在此公开的实施方式的实践领会到。通过说明书、权利要求书以及附图中具体指出的结构可实现和获得在此公开的实施方式的这些目的和其他优点。

为了实现这些和其他优点并根据在此宽泛描述的实施方式的目的,提供了一种电子装置,所述电子装置可包括具有力传感器构件的力感测面板,所述力传感器构件的形状根据施加至盖窗的触摸压力而变化,从而将制备在同一平面上且平行设置的第一电极和第二电极电性连接。

在一个实施方式中,电子装置可包括:具有收纳空间的壳体;收纳在所述壳体的所述收纳空间中的显示模块;用于覆盖所述收纳空间的盖窗;和力感测面板,所述力感测面板被所述壳体支撑,用于感测与施加至所述盖窗的触摸压力对应的触摸力,其中所述力感测面板包括:电极部,所述电极部具有设置在一平面中并且平行布置的第一电极和第二电极;和力传感器构件,所述力传感器构件布置成基于所述触摸压力而改变形状,并且所述力传感器构件与所述电极部重叠,从而当所述触摸压力施加至所述盖窗时,将所述第一电极和所述第二电极电连接。

在另一个实施方式中,用于电子装置的力感测面板可包括:电极部,所述电极部具有设置在一平面中并且平行布置的第一电极和第二电极;和力传感器构件,所述力传感器构件布置成基于触摸压力而改变形状,并且所述力传感器构件与所述电极部重叠,从而当所述触摸压力施加至所述电子装置的盖窗时,将所述第一电极和所述第二电极电连接。

应当理解,实施方式的前述一般性描述和下面的详细描述都是示例性的和解释性的,意在对要求保护的本发明提供进一步的解释。

附图说明

被包括来给本公开内容提供进一步理解并且并入本申请组成本申请一部分的附图图解了各个实施方式,并与说明书一起用于解释本公开内容的原理。在附图中:

图1图解了根据一个实施方式的电子装置;

图2是沿着图1的线i-i’的截面图;

图3是图解根据一个实施方式的力感测面板的平面图;

图4是沿着图3的线ii-ii’的截面图;

图5是图解图3中所示的力感测面板的分解斜视图;

图6图解了利用图4中所示的力感测面板的触摸力感测方法;

图7是沿着图1的线i-i’的另一截面图;

图8图解了根据一个实施方式的时钟装置;

图9是图解图8中所示的力感测面板的平面图;

图10是沿着图9的线iii-iii’的截面图;

图11是图解图9中所示的力感测面板的分解斜视图;

图12图解了根据一个实施方式的绝缘体图案;

图13图解了利用图10中所示的力感测面板的触摸力感测方法;

图14图解了根据一个实施方式的时钟装置。

具体实施方式

现在将详细描述示例性实施方式,附图中图解了这些实施方式的例子。尽可能地在整个附图中使用相同的参考标记表示相同或相似的部件。

本说明书中公开的术语应当如下理解。

单数的术语在上下文没有特殊定义的时候,应理解为既包括单数也包括多数的表达。诸如“第一”和“第二”之类的术语仅是用于区分一个要素与其他要素。因而,权利要求书的范围不受这些术语限制。此外,应当理解,诸如“包括”或“具有”之类的术语不排除一个或多个特征、数量、步骤、操作、要素、部件或它们组合的存在或可能性。应当理解,术语“至少一个”包括与任何一个项目相关的所有组合。例如,“第一要素、第二要素和第三要素中的至少一个”可包括选自第一要素、第二要素和第三要素中的两个或更多个要素的所有组合以及第一要素、第二要素和第三要素的每一个。此外,如果提到第一要素位于第二要素“上或上方”,则应当理解,第一要素和第二要素可彼此接触,或者在第一要素和第二要素之间可插入第三要素。术语“制备”和“提供”可用来指代“设置”、“位于”或“形成”的含义。例如,术语“在……上制备”、“在……中制备”或“在……上提供”可用来指代“设置在……上”、“位于……上”、“形成在……中”或“形成在……上”的含义;术语“在……之间制备”可用来指代“设置在……之间”、“位于……之间”或“形成在……之间”的含义;术语“沿……制备”可用来指代“沿……设置”、“沿……定位”或“沿……形成”的含义。

下文中,将参照附图详细描述根据实施方式的电子装置。尽可能在整个附图中使用相同的参考标记表示相同或相似的部件。此外,在下面的描述中,如果对关于本公开内容已知的要素或功能的详细描述被确定为会不必要地使本发明的主题模糊不清,则将省略该详细描述。

图1图解了根据一个实施方式的电子装置。图2是沿着图1的线i-i’的截面图。

参照图1和图2,根据一个实施方式的电子装置可包括壳体110、盖窗120、显示模块130和力感测面板140。

壳体110将显示模块130和力感测面板140收纳在其中。为此,壳体110包括限定收纳空间的底表面111和侧壁113,收纳空间的上表面是开放的。壳体110的侧壁113可包括用于支撑盖窗120的阶梯部115,其中所述阶梯部115可沿着上方内部侧面制备或制备在上方内部侧面中。壳体110的底表面111可具有四边形或圆形。

盖窗120可具有与壳体110的底表面111的形状对应的四边形或圆形。用于覆盖壳体110的收纳空间的盖窗120设置在壳体110的侧壁113中。也就是说,盖窗120被制备在壳体110中的阶梯部115支撑。盖窗120支撑被收纳在壳体110中的显示模块130并且保护显示模块130。根据一个示例的盖窗120可由钢化玻璃、透明塑料或透明膜形成。根据一个示例,盖窗120可包括蓝宝石玻璃和金刚玻璃(gorillaglass)中的至少任意一种。根据另一示例,盖窗120可包括pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、pc(聚碳酸酯)、pes(聚醚砜)、pen(聚萘二甲酸乙二醇酯)和pnb(聚降冰片烯)中的任意一种。考虑到刮擦和透明性,盖窗120可优选包括钢化玻璃。

盖窗120可移动地被壳体110支撑。为此,盖窗120的后边缘可被制备于壳体110的阶梯部115中冲击吸收构件121支撑。冲击吸收构件121制备于壳体110的阶梯部115中,使得盖窗120根据用户的触摸压力在上下方向(z)上移动。根据一个示例的冲击吸收构件121可包括冲击吸收垫或双面胶泡沫垫。

收纳在壳体110的收纳空间中的显示模块130显示图像。此外,显示模块130感测与用户在盖窗120上的触摸对应的触摸位置。显示模块130可具有与壳体110的底表面111的形状对应的四边形或圆形。

根据一个示例的显示模块130可包括显示面板131、位置感测面板133和偏振膜135。

显示面板131是用于通过有机发光层的发光而显示图像的有机发光显示面板。显示面板131可包括基板131a、背板131b和封装层131c。

基板131a可由柔性材料形成。例如,基板131a可以是pi(聚酰亚胺)膜,但不限于该材料。基板131a可包括像素阵列(未示出)和焊盘部(未示出)。

像素阵列制备于基板131a上,其中所述像素阵列包括在通过多条栅极线和多条数据线的交叉而界定出的每一像素区域中设置的多个像素。每个像素可包括与栅极线和数据线连接的开关晶体管、被提供来自开关晶体管的数据信号的驱动晶体管、以及通过从驱动晶体管提供的数据电流来发光的有机发光装置。所述有机发光装置可包括与驱动晶体管连接的阳极、制备在阳极上的有机发光层、以及制备在有机发光层上的阴极。堤图案界定出每个像素。

焊盘部制备于基板131a的一侧处并且与制备在像素阵列中的每条信号线连接。焊盘部与驱动电路160连接,其中焊盘部将从驱动电路160提供的信号传送至像素阵列。

背板131b将基板131a维持在平面状态。根据一个示例的背板131b可包括透明塑料材料,例如,pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)材料。背板131b通过使用光学胶(opticaladhesive)(未示出)的层压工艺而贴附到基板131a的后表面,由此维持基板131a的平面状态。

封装层131c制备在基板131a上,封装层131c用于覆盖除焊盘部之外的像素阵列。封装层131c保护有机发光装置免受氧气或湿气的影响。

位置感测面板133设置在封装层131c上。位置感测面板133可具有用于感测用户触摸位置的附加型(add-on-type)触摸面板结构。例如,位置感测面板133可具有互电容型或自电容型的电极结构。

偏振膜135贴附至位置感测面板133的整个上表面。偏振膜135防止外部光的反射,从而提高显示面板131的可视性。选择性地,偏振膜135可设置在盖窗120与位置感测面板133之间,但并不限于这种结构。例如,偏振膜135可设置在位置感测面板133与显示面板131之间。

显示模块130通过利用透明粘结构件(未示出)而与盖窗120的后表面连接并且被盖窗120支撑。也就是说,显示模块130通过利用透明粘结构件(未示出)而与盖窗120的后表面连接,由此显示模块130悬挂于盖窗120的后表面上且同时与壳体110的底表面111间隔开。在该情形中,所述透明粘结构件可包括oca(光学透明胶)或ocr(光学透明树脂)。

力感测面板140包括力传感器,所述力传感器用于感测与施加至盖窗120的触摸压力对应的触摸力,其中力感测面板140被壳体110支撑。力感测面板140可具有与壳体110的底表面111的形状对应的四边形或圆形。例如,力感测面板140包括电阻型力传感器,所述电阻型力传感器的电阻值通过根据施加至盖窗120的触摸压力导致的显示模块130的形状变化而改变。力感测面板140包括电阻型力传感器来替代根据显示模块130与壳体110之间的距离变化而变化的电容型力传感器,由此力感测面板140具有较低值的最小感测压力。

此外,根据一个实施方式的电子装置可进一步包括后盖150、驱动电路160和电源部170。

后盖150与壳体110的后表面连接,从而覆盖壳体110的后表面。后盖150包括系统收纳中空部(或“孔”、或“腔”)。

驱动电路160被收纳在制备于后盖150中的系统收纳中空部中,并且驱动电路160通过信号传输构件(未示出)与显示模块130、位置感测面板133和力感测面板140连接。在该情形中,所述信号传输构件可通过制备在壳体110的底表面111中的通孔(未示出)将显示模块130、位置感测面板133和力感测面板140与驱动电路160连接。

驱动电路160产生用于显示图像的像素驱动信号和数据信号,并且将所产生的像素驱动信号和数据信号提供至制备在显示模块130中的每个像素,从而在显示模块130上显示图像。此外,驱动电路160通过位置感测面板133根据用户的触摸来感测触摸位置,并且执行与所感测的触摸位置对应的应用程序。驱动电路160通过力感测面板140根据用户的触摸压力来感测触摸力,并且执行与所感测的触摸力或对应于触摸位置的触摸力对应的应用程序。

电源部170被收纳在制备于后盖150中的系统收纳中空部中,其中电源部170提供用于驱动电子装置所需的驱动电力。例如,电源部170可包括可充电电池。

图3是图解根据一个实施方式的力感测面板的平面图,图4是沿着图3的线ii-ii’的截面图,图5是图解图3中所示的力感测面板的分解斜视图。

参照图3至图5,根据一个实施方式的力感测面板140可包括电极部141和力传感器构件143。根据一个实施方式的力感测面板140与显示模块130,即制备在显示模块130中的背板131b的后表面连接,由此根据一个实施方式的力感测面板140容易感测显示模块130根据用户的触摸压力而改变的形状。

根据一个示例的电极部141可包括平行地制备在同一平面上的第一电极141-1和第二电极141-2。在该情形中,第一电极141-1和第二电极141-2彼此不直接连接而是平行的。

根据一个示例的力传感器构件143与电极部141重叠,并且力传感器构件143根据触摸压力形状发生变化,从而将第一电极141-1与第二电极141-2彼此电连接。也就是说,力传感器构件143根据用户的力触摸形成力传感器,即第一电极141-1与第二电极141-2之间的电阻。力传感器的电阻值根据触摸压力(或接触负载),基于力传感器构件143与第一电极141-1和第二电极141-2的每一个之间的接触面积而变化,从而感测用户的力触摸。根据一个示例的力传感器构件143可由基于压阻(piezo-resistive)的材料或者基于qtc(量子隧道效应复合物)、eap(电活性聚合物)和压克力中的任意一种的压敏粘结材料、以及基于橡胶的溶剂形成。在该情形中,压敏粘结材料的电阻根据面积而变化。在基于压阻的材料的情形中,如果外部压力施加至硅半导体晶体,则产生传导能量,电荷传输至导带,由此可通过电阻率的变化具有压阻效应。

根据一个示例的电极部141制备在第一基板140a中,力传感器构件143制备在第二基板140b中,并且通过间隔件142在电极部141和力传感器构件143之间提供预定的空气间隙(ag)。

根据一个示例的第一基板140a支撑电极部141,并且第一基板140a由透明材料或不透明材料形成。例如,第一基板140a可包括pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)材料。第一基板140a可具有与壳体110的底表面111的形状对应的四边形或圆形。虽然第一基板140a可具有圆形或四边形,但为了便于解释,在下面的描述中将假定第一基板140a具有圆形。

根据一个示例的第二基板140b设置在第一基板140a上,其中第二基板140b支撑力传感器构件143。第二基板140b由透明材料或不透明材料形成。例如,第二基板140b可由与第一基板140a相同的材料形成,并且第二基板140b可具有与第一基板140a相同的形状。第二基板140b通过利用透明粘结构件与显示模块130,即制备在显示模块130中的背板131b的后表面连接。

根据一个示例的间隔件142制备在第一基板140a与第二基板140b之间,由此力传感器构件143和电极部141通过间隔件142彼此间隔开。根据一个示例的间隔件142设置在第一基板140a的前边缘与第二基板140b的后边缘之间,由此可使力传感器构件143和电极部141彼此间隔开。根据另一个示例的间隔件142可设置在第一基板140a的前边缘与力传感器构件143的后边缘之间,由此可使力传感器构件143和电极部141彼此间隔开。因此,如果未施加触摸压力,则力传感器构件143和电极部141通过间隔件142彼此间隔开,在力传感器构件143与电极部141之间具有空气间隙(ag)。

根据一个示例的力传感器构件143制备在与第一基板140a的前表面面对的第二基板140b的整个后表面中,或者制备在除第二基板140b的后边缘之外的第二基板140b的其余部分中,由此力传感器构件143设置在电极部141上方。力传感器构件143可具有与壳体110的底表面111的形状对应的四边形或圆形。虽然力传感器构件143可具有圆形或四边形,但为了便于解释,在下面的描述中将假定力传感器构件143具有圆形。

根据一个示例的第一电极141-1和第二电极141-2设置在第一基板140a的同一平面上且同时保持平行,其中根据一个示例的第一电极141-1和第二电极141-2的每一个包括曲线形状和直线形状中的至少一个。作为一种可能性,第一电极141-1和第二电极141-2各自包括直线形元件和曲线形元件中的至少一个。在该情形中,力传感器的电阻根据力传感器构件143与电极部141之间的接触面积而变化。因此,平行的第一电极141-1和第二电极141-2的每一个可具有z字图案的直线形状或不均匀的曲线形状,以便增加与力传感器构件143的接触面积。

根据一个示例的第一电极141-1可包括第一线图案141-1a和多个第一分支图案141-1b。

根据一个示例的第一线图案141-1a沿第一基板140a的一侧制备。也就是说,相对于第一基板140a的中心线来说,第一线图案141-1a可具有在中心线的一侧制备的半圆形或开环形状。

根据一个示例的多个第一分支图案141-1b从第一线图案141-1a伸出,其中所述多个第一分支图案141-1b平行设置,使得可增加第一电极141-1的电极面积,由此提高力感测过程中的灵敏度。也就是说,多个第一分支图案141-1b以固定间隔设置,并且多个第一分支图案141-1b从第一线图案141-1a伸出到第一基板140a的另一侧。由于第一基板140a具有圆形,因此多个第一分支图案141-1b具有彼此不同的长度。

根据一个示例的第二电极141-2可包括第二线图案141-2a和多个第二分支图案141-2b。

根据一个示例的第二线图案141-2a沿第一基板140a的另一侧设置。也就是说,相对于第一基板140a的中心线来说,第二线图案141-2a可具有在中心线的另一侧制备的半圆形或开环形状。此外,相对于第一基板140a的中心线来说,第二线图案141-2a可在不与第一线图案141-1a电连接的范围内与第一线图案141-1a是对称的。

根据一个示例的多个第二分支图案141-2b从第二线图案141-2a伸出,其中所述第二分支图案141-2b平行设置,使得可增加第二电极141-2的电极面积,由此提高力感测过程中的灵敏度。也就是说,多个第二分支图案141-2b以固定间隔设置,并且多个第二分支图案141-2b从第二线图案141-2a伸出到第一基板140a的一侧。由于第一基板140a具有圆形,因此多个第二分支图案141-2b具有彼此不同的长度。

多个第二分支图案141-2b的每一个设置在多个第一分支图案141-1b的每一个之间,由此多个第二分支图案141-2b和多个第一分支图案141-1b设置在同一平面上,并且多个第二分支图案141-2b的每一个与多个第一分支图案141-1b的每一个交替。因此,在第一电极141-1与第二电极141-2之间制备出空气间隙(ag),空气间隙(ag)增加了力传感器构件143的形状变化的空间,从而提高力感测效率。因此,力传感器构件143通过空气间隙(ag)可针对较小触摸压力而具有较大变化。

第一电极141-1和第二电极141-2的任何一个用作被从驱动电路160提供力触摸驱动信号的力驱动电极(tx),而另一个用作在驱动电路160中感测触摸力的力感测电极(rx)。因此,驱动电路160产生力触摸驱动信号,将所产生的力触摸驱动信号提供至力驱动电极(tx),通过力感测电极(rx)感测力传感器中的电阻值变化,且并基于所感测的电阻值变化产生触摸力数据。此时,所述力触摸驱动信号可包括ac(交流)驱动波形、dc(直流)驱动电压或地电压。考虑到电路结构或功耗,所述力触摸驱动信号可选自ac驱动波形、dc驱动电压和地电压。在该情形中,ac驱动波形可包括脉冲波、正弦波、衰减的正弦波、方波、矩形波、锯齿波、三角波或者阶梯波。

详细来说,如图6所示,根据一个示例的驱动电路160产生力触摸驱动信号(ftds),并将所产生的力触摸驱动信号(ftds)提供至力驱动电极(tx)。在该情形中,当力传感器构件143根据用户的力触摸而与力驱动电极(tx)和力感测电极(rx)物理接触时,形成自力驱动电极(tx)、力传感器构件143和力感测电极(rx)的电流路径,使得在力传感器构件143中形成力电阻(rm),由此根据提供至力驱动电极(tx)的力触摸驱动信号(ftds)的电流经由电阻(rm)流到力感测电极(rx)。因此,驱动电路160通过利用感测部(未示出)感测与经由力传感器构件143中形成的电阻(rm)而流到力感测电极(rx)的电流对应的电压,通过基于感测的电压对力传感器构件143中形成的电阻(rm)的电阻变化进行建模的力水平算法来计算触摸力水平,并且执行链接到所计算的触摸力水平的应用程序,例如,解锁应用程序或快捷应用程序。

选择性地,图3至图6示出了电极部141制备在第一基板140a中,力传感器构件143制备在第二基板140b中,但并不限于这种结构。例如,电极部141可制备在第二基板140b中,力传感器构件143可制备在第一基板140a中。在该情形中,电极部141可根据触摸压力随第二基板140b的形状变化而变形或被损坏。

在根据一个实施方式的电子装置中,根据用户的触摸压力,显示模块130的形状发生变化,通过根据力传感器构件143与制备在同一平面上的第一电极141-1和第二电极141-2之间的接触面积导致的电阻变化来感测力触摸,使得可通过电阻型的力触摸感测来实现具有较低值的最小感测压力,从而提高力触摸的灵敏度。

另外,根据一个实施方式的电子装置可进一步包括旋转轴171、翼部173(或“指针”)、轴驱动器175和前透明盖179,如图7所示。

旋转轴171、翼部173和轴驱动器175构成设置在电子装置中的时钟装置。

根据一个示例的旋转轴171垂直地穿透壳体110的底表面111、力感测面板140、显示模块130和盖窗120。在该情形中,壳体110的底表面111、力感测面板140、显示模块130和盖窗120的每一个都包括制备在其中心的穿透孔(ph)。作为一种可能性,旋转轴171垂直于下述中的一个或多个:壳体110的底表面111、力感测面板140、显示模块130、盖窗120、以及包含第一电极141-1和第二电极141-2的平面。

根据一个示例的旋转轴171旋转地插入穿透孔(ph)中并且设置成与垂直轴方向(z)平行。旋转轴171的一端设置在后盖150的系统收纳空间中,旋转轴171的另一端设置在盖窗120上方。为此,盖窗120进一步包括前中空部(或“孔”或“腔”)120s,前中空部120s从除盖窗120的上边缘之外的其余部分凹入地设置,以使旋转轴171的另一端设置在盖窗120上方。前中空部120s可具有与显示模块130的尺寸对应的尺寸。

根据一个示例的翼部173根据旋转轴171的旋转而在盖窗120上方旋转。也就是说,翼部173设置在制备于盖窗120中的前中空部120s中,由此翼部173与旋转轴171的另一端可旋转地连接,并且根据旋转轴171的旋转而旋转。例如,翼部173可包括时钟的时针、时钟的分针和时钟的秒针。

轴驱动器175设置在后盖150的系统收纳空间中。轴驱动器175使旋转轴171旋转。例如,轴驱动器175可包括使翼部随时间的推移而旋转的齿轮驱动器、以及用于驱动所述齿轮驱动器的弹簧或旋转电机。

根据一个示例的前透明盖179与盖窗120的前表面连接,以覆盖翼部173。例如,前透明盖179可由与盖窗120的材料相同的材料形成。

根据一个实施方式的电子装置在显示模块130上显示图像,并且同时通过使用时钟装置向用户提供时间模拟信息。

图8是沿着图1的线i-i’的另一截面图。图9是图解图8中所示的力感测面板的平面图。图10是沿着图9的线iii-iii’的截面图。图11是图解图9中所示的力感测面板的分解斜视图。图8至图11示出了通过改变图2至图6中所示的力感测面板的结构而获得的电子装置。因此,将仅详细描述力感测面板,并将省略对相同部件的详细描述。

参照图8至图11,力感测面板240设置在显示模块130的外周。也就是说,围绕显示模块130的力感测面板240设置在盖窗120的边缘与壳体110的侧壁113之间,由此通过根据用户在盖窗120上的触摸压力产生的电阻变化,力感测面板240用作力传感器。更详细地说,力感测面板240为具有中心孔240s的环形,并且力感测面板240设置在盖窗120的边缘与制备在壳体110的侧壁113中的阶梯部115之间。

根据一个示例的力感测面板240可包括电极部241和力传感器构件243。

根据一个示例的电极部241可包括平行地制备在同一表面上的第一电极241-1和第二电极241-2。在该情形中,第一电极241-1和第二电极241-2彼此不直接连接而是平行的。

电极部241制备在第一基板240a中,力传感器构件243制备在第二基板240b中,并且电极部241和力传感器构件243通过间隔件242彼此间隔开,在电极部241与力传感器构件243之间具有空气间隙(ag)。

第一基板240a支撑电极部241。第一基板240a可由透明材料或不透明材料形成。例如,第一基板240a可包括pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)材料。第一基板240a可具有与盖窗120的边缘重叠或与制备在壳体110的侧壁113中的阶梯部115重叠的圆环形或四边形环形。下文中,假定第一基板240a具有圆环形。

第二基板240b设置在第一基板240a上。第二基板240b支撑力传感器构件243。第二基板240b可由透明材料或不透明材料形成。例如,第二基板240b可由与第一基板240a相同的材料形成。第二基板240b可具有与第一基板240a相同的环形。

根据一个示例的第一电极241-1和第二电极241-2设置在第一基板240a的同一平面上且同时保持平行,其中根据一个示例的第一电极241-1和第二电极241-2的每一个包括曲线形状和直线形状中的至少一个。作为一种可能性,第一电极241-1和第二电极241-2各自包括直线形元件和曲线形元件中的至少一个。在该情形中,力传感器的电阻根据力传感器构件243与电极部241之间的接触面积而变化。因此,平行的第一电极241-1和第二电极241-2的每一个可为具有z字图案的直线形状或不均匀的曲线形状。

根据一个示例的第一电极241-1可包括第一线图案241-1a和n个第一电极图案组241-1g(在此,“n”为2或更大的整数)。

根据一个示例的第一线图案241-1a设置成连接n个第一电极图案组241-1g,其中第一线图案241-1a沿第一基板240a的一侧制备。在该情形中,第一基板240a的一侧可以是第一基板240a的外侧。第一线图案241-1a可具有部分断开的圆形或开环形状。

n个第一电极图案组241-1g可制备在第一基板240a中,同时n个第一电极图案组241-1g相对于第一基板240a的中心线来说是对称的,并且n个第一电极图案组241-1g可与第一线图案241-1a连接。例如,当“n”为2时,两个第一电极图案组241-1g彼此间隔开并且相对于第一基板240a的中心线来说彼此垂直地、水平地或对角线地对称。根据另一示例,当“n”为4时,四个第一电极图案组241-1g彼此间隔开并且相对于第一基板240a的中心线来说垂直地或水平地对称。由于n个第一电极图案组241-1g以固定间隔设置,因此各个第一电极图案组241-1g根据相应位置的触摸压力而具有不同的电阻变化,使得力感测水平被明确地分类,从而提高感测效率。

根据一个示例的n个第一电极图案组241-1g可包括多个第一分支图案241-1b。

由于彼此间隔开的多个第一分支图案241-1b从第一线图案241-1a伸出,因此第一电极241-1的电极面积增加,从而提高力感测过程的灵敏度。也就是说,多个第一分支图案241-1b的每一个从第一线图案241-1a伸出到第二电极241-2或伸出到第一基板240a的另一侧。由于第一基板240a具有圆环形状,因此多个第一分支图案241-1b在不与第二电极241-2电连接的范围内具有彼此不同的长度。

根据一个示例的第二电极241-2可包括第二线图案241-2a和n个第二电极图案组241-2g。

根据一个示例的第二线图案241-2a设置成连接n个第二电极图案组241-2g,其中第二线图案241-2a沿第一基板240a的另一侧制备,并且与第一线图案241-1a间隔开且同时保持平行。在该情形中,第一基板240a的另一侧可以是第一基板240a的内侧。第二线图案241-2a可具有部分断开的圆形或开环形状。

n个第二电极图案组241-2g可制备在第一基板240a中,且同时n个第二电极图案组241-2g相对于第一基板240a的中心线来说是对称的,并且n个第二电极图案组241-2g可与第二线图案241-2a连接。在此,n个第二电极图案组241-2g的每一个设置在与n个第一电极图案组241-1g的每一个相同的位置处,并且n个第二电极图案组241-2g的每一个与n个第一电极图案组241-1g的每一个电性分离。由于n个第二电极图案组241-2g以固定间隔设置,因此各个第二电极图案组241-2g根据相应位置的触摸压力具有不同的电阻变化,使得力感测水平被明确地分类,从而提高感测效率。

根据一个示例的n个第二电极图案组241-2g可包括多个第二分支图案241-2b。

由于彼此间隔开的多个第二分支图案241-2b从第二线图案241-2a伸出,因此第二电极241-2的电极面积增加,从而提高力感测过程的灵敏度。也就是说,多个第二分支图案241-2b的每一个从第二线图案241-2a伸出到第一电极241-1或伸出到第一基板240a的一侧。由于第一基板240a具有圆环形状,因此多个第二分支图案241-2b在不与第一电极241-1,即多个第一分支图案241-1b电连接的范围内具有彼此不同的长度。

多个第二分支图案241-2b的每一个制备在多个第一分支图案241-1b的每一个之间,由此多个第二分支图案241-2b和多个第一分支图案241-1b设置在同一平面上,并且多个第二分支图案241-2b的每一个与多个第一分支图案241-1b的每一个交替。因此,在第一电极241-1与第二电极241-2之间制备出空气间隙(ag),空气间隙(ag)增加了力传感器构件243的变化的空间,从而提高力感测效率。因此,力传感器构件243通过空气间隙(ag)可针对较小触摸压力而具有较大变化。

间隔件242制备在第一基板240a与第二基板240b之间,由此力传感器构件243和电极部241通过间隔件242彼此间隔开。

根据一个示例的间隔件242可包括制备在n个第一电极图案组241-1g的每一个之间的n个粘合剂图案242a。

通过n个粘合剂图案242a的每一个,彼此面对的第一基板240a和第二基板240b彼此接合。为了在不干扰力传感器构件243与电极部241之间的电接触的情况下在电极部241和力传感器构件243之间形成空气间隙(ag),n个粘合剂图案242a的每一个制备在n个第一电极图案组241-1g的每一个之间。为此,n个粘合剂图案242a的每一个具有比电极部241的厚度(或高度)大的厚度。另外,根据一个示例的间隔件242可进一步包括沿着第一基板240a的两侧制备并且连接在n个粘合剂图案242a的每一个之间的线粘合剂图案242a1,以便密封第一基板240a与第二基板240b之间的空间。

如图12所示,根据一个示例的间隔件242可进一步包括n个绝缘体图案242b,其中n个绝缘体图案242b的每一个可设置在n个第一电极图案组241-1g的每一个之间。

根据一个示例的n个绝缘体图案242b的每一个制备在第一基板240a与第二基板240b之间。通过n个绝缘体图案242b的每一个,n个第一电极图案组241-1g的每一个与n个第二电极图案组241-2g的每一个电绝缘,使得可防止噪声流入电极,由此使感测效率的降低最小。n个绝缘体图案242b的每一个的厚度可与电极部241的厚度(或高度)相同或更大。在该情形中,电极部241和力传感器构件243通过n个绝缘体图案242b的每一个彼此间隔开。

再次参照图8至图11,力传感器构件243与电极部241重叠,并且力传感器构件243根据触摸压力而发生形状变化,从而使第一电极241-1与第二电极241-2彼此电连接。根据一个示例的力传感器构件243被制备成与n个第一电极图案组241-1g和n个第二电极图案组241-2g的每一个重叠的图案。也就是说,根据一个示例的力传感器构件243被构图在n个粘合剂图案242a的每一个之间。如上所述,力传感器构件243的形状通过根据用户的触摸力产生的触摸压力而在空气间隙(ag)中发生变化,由此力传感器构件243与第一电极241-1和第二电极241-2接触,从而形成力传感器,即第一电极241-1与第二电极241-2之间的电阻。

第一电极241-1和第二电极241-2的任何一个用作被从驱动电路160提供力触摸驱动信号的力驱动电极(tx),而另一个用作在驱动电路160中感测触摸力的力感测电极(rx)。因此,驱动电路160产生力触摸驱动信号,将所产生的力触摸驱动信号提供至力驱动电极(tx),通过力感测电极(rx)感测力传感器中的电阻值变化,并且基于所感测的电阻值变化产生触摸力数据。

更详细地说,如图13所示,驱动电路160产生力触摸驱动信号(ftds),并将所产生的力触摸驱动信号(ftds)提供至力驱动电极(tx)。在该情形中,当力传感器构件243根据用户的力触摸而与力驱动电极(tx)和力感测电极(rx)物理接触时,形成自力驱动电极(tx)、力传感器构件243和力感测电极(rx)的电流路径,使得在力传感器构件243中形成力电阻(rm),由此根据提供至力驱动电极(tx)的力触摸驱动信号(ftds)的电流经由电阻(rm)流到力感测电极(rx)。因此,驱动电路160通过利用感测部(未示出)感测与经由力传感器构件243中形成的电阻(rm)而流到力感测电极(rx)的电流对应的电压,通过基于感测的电压对力传感器构件243中形成的电阻(rm)的电阻变化进行建模的力水平算法来计算触摸力水平,并且执行链接到所计算的触摸力水平的应用程序,例如,解锁应用程序或快捷应用程序。

另外,被用作力感测电极(rx)的n个第二电极图案组241-2g的每一个可通过第二线图案241-2a与驱动电路160连接。在该情形中,驱动电路160通过n个第二电极图案组241-2g的每一个单独地感测触摸力,使得可感测多个力触摸,以计算力触摸位置和每个位置的触摸力,并还执行与所计算的力触摸位置和每个位置的触摸力对应的各种应用程序。

在图9至图13所示的电子装置中,根据用户的触摸压力,盖窗120的形状发生变化,通过根据力传感器构件143与制备在同一平面上的第一电极141-1和第二电极141-2之间的接触面积导致的电阻变化来感测力触摸,使得可通过电阻型的力触摸感测实现具有较低值的最小感测压力,从而提高对触摸力感测的灵敏度。由于用户的触摸力是通过环形的力感测面板240根据盖窗120中的触摸压力而感测的,因此可以实现对触摸力的良好的灵敏度。

另外,图9至图13中所示的电子装置可进一步包括旋转轴271、翼部(或“指针”)273、轴驱动器275和前透明盖279,如图14所示。旋转轴271、翼部273和轴驱动器275构成设置在电子装置中的时钟装置。

根据一个示例的旋转轴271垂直地穿透壳体110的底表面111、显示模块130和盖窗120。在该情形中,壳体110的底表面111、显示模块130和盖窗120的每一个都包括设置在其中心的穿透孔(ph)。作为一种可能性,旋转轴271垂直于下述中的一个或多个:壳体110的底表面111、显示模块130、盖窗120以及包含第一电极241-1和第二电极241-2的平面。

根据一个示例的旋转轴271旋转地插入穿透孔(ph)中,并且设置成与垂直轴方向(z)平行。旋转轴271的一端设置在后盖150的系统收纳空间中,旋转轴271的另一端设置在盖窗120上方。为此,盖窗120进一步包括前中空部(或“孔”或“腔”)120s,前中空部120s从除盖窗120的上边缘之外的其余部分凹入地设置,以使旋转轴271的另一端设置在盖窗120上方。前中空部120s可具有与显示模块130的尺寸对应的尺寸。

根据一个示例的翼部273根据旋转轴271的旋转而在盖窗120上方旋转。也就是说,翼部273设置在制备于盖窗120中的前中空部120s中,由此翼部273与旋转轴271的另一端可旋转地连接,并且根据旋转轴271的旋转而旋转。例如,翼部273可包括时钟的时针、时钟的分针和时钟的秒针。

轴驱动器275设置在后盖150的系统收纳空间中。轴驱动器275使旋转轴271旋转。例如,轴驱动器275可包括使翼部随时间的推移而旋转的齿轮驱动器、以及用于驱动所述齿轮驱动器的弹簧或旋转电机。

根据一个示例的前透明盖279与盖窗120的前表面连接,以覆盖翼部273。例如,前透明盖279可由与盖窗120的材料相同的材料形成。

图9至图14中所示的电子装置在显示模块130上显示图像,并且同时通过使用时钟装置向用户提供时间模拟信息。

另外,图1示例性地示出了诸如智能手表或腕表电话之类的电子装置,但并非必须。根据本公开内容的电子装置可应用于诸如电子笔记本、电子书、pmp(便携式多媒体播放器)、导航仪、umpc(超级移动pc)、移动电话、平板pc(平板个人电脑)、可穿戴装置和移动通讯终端之类的移动装置;诸如电视、笔记本、显示器、照相机和摄像机之类的具有显示器的家用电器;或汽车上的仪表板。此外,根据本公开内容的电子装置可应用于具有触摸力面板以及利用有机发光显示模块或液晶显示模块来显示图像的显示模块的所有电子装置。

根据本公开内容,通过利用电阻型力传感器替代电容型力传感器根据用户的触摸压力来感测力触摸,使得降低最小感测压力,从而提高对力触摸的灵敏度。

此外,可以在显示模块上显示图像,并通过利用时钟装置向用户提供时间模拟信息。

在不背离本公开内容的范围的情况下,可对在此披露的实施方式进行各种修改和变化,这对于所属领域技术人员来说是显而易见的。因而,本公开内容意在涵盖落入所附权利要求书范围及其等同范围内的修改和变化。

在如下编号款项的列表中阐述本公开内容的示例。

1.一种电子装置,包括:

具有收纳空间的壳体;

收纳在所述壳体的所述收纳空间中的显示模块;

用于覆盖所述收纳空间的盖窗;和

力感测面板,所述力感测面板被所述壳体支撑,用于感测与施加至所述盖窗的触摸压力对应的触摸力,

其中所述力感测面板包括:

电极部,所述电极部具有设置在同一平面上且平行布置的第一电极和第二电极;和

力传感器构件,所述力传感器构件基于所述触摸压力而改变形状,并所述力传感器构件与所述电极部重叠,用于将所述第一电极和所述第二电极彼此电连接。

2.根据款项1所述的电子装置,其中所述力感测面板包括:

具有所述电极部的第一基板;

具有所述力传感器构件的第二基板,其中所述第二基板设置在所述第一基板上方;和

制备在所述第一基板与所述第二基板之间的间隔件,其中所述力传感器构件和所述电极部通过所述间隔件彼此间隔开。

3.根据款项1或2所述的电子装置,其中所述第一电极和所述第二电极具有直线形状和曲线形状中的至少一个。

4.根据款项1至3中任一项所述的电子装置,

其中所述第一电极包括沿所述第一基板的一侧制备的第一线图案和从所述第一线图案伸出的多个第一分支图案,并且

其中所述第二电极包括沿所述第一基板的另一侧制备的第二线图案和从所述第二线图案伸出的多个第二分支图案。

5.根据款项4所述的电子装置,其中所述多个第一分支图案的每一个和所述多个第二分支图案的每一个设置在同一平面上,并且所述多个第一分支图案的每一个与所述多个第二分支图案的每一个交替。

6.根据款项1至5中任一项所述的电子装置,其中所述壳体包括用于制备所述收纳空间的底表面和侧壁,所述盖窗支撑所述显示模块,并且所述力感测面板设置在所述壳体的所述底表面与所述显示模块之间。

7.根据款项1至6中任一项所述的电子装置,其中所述显示模块包括:

与所述力感测面板连接的显示面板;和

设置在所述盖窗和所述显示面板之间的位置感测面板。

8.根据款项6所述的电子装置,进一步包括:

旋转轴,所述旋转轴垂直地穿透所述壳体的所述底表面、所述力感测面板、所述显示模块和所述盖窗;

翼部,所述翼部根据所述旋转轴的旋转而在所述盖窗上方旋转;

轴驱动器,所述轴驱动器用于使所述旋转轴旋转,所述轴驱动器设置在所述壳体的后表面中;

后盖,所述后盖用于覆盖所述壳体的所述后表面;和

前透明盖,所述前透明盖与所述壳体的前表面连接,从而覆盖所述翼部。

9.根据款项3所述的电子装置,其中具有中空部的、环形的所述力感测面板设置在所述显示模块的外周。

10.根据款项9所述的电子装置,所述壳体包括用于制备所述收纳空间的底表面和侧壁,所述盖窗支撑所述显示模块,并且所述力感测面板设置在所述壳体的所述侧壁与所述盖窗的边缘之间以围绕所述显示模块。

11.根据款项10所述的电子装置,

其中所述第一电极包括n个第一电极图案组(在此,“n”为2或更大的整数)和用于连接所述n个第一电极图案组的第一线图案,所述n个第一电极图案组制备在所述第一基板中并且相对于所述第一基板的中心线来说对称地设置,并且

其中所述第二电极包括n个第二电极图案组和用于连接所述n个第二电极图案组的第二线图案,所述n个第二电极图案组与所述n个第一电极图案组平行地制备在所述第一基板中。

12.根据款项11所述的电子装置,

其中所述间隔件包括制备在所述n个第一电极图案组的每一个之间的n个粘合剂图案,并且

所述力传感器构件以与所述n个第一电极图案组和所述n个第二电极图案组的每一个重叠的图案进行设置。

13.根据款项11所述的电子装置,其中所述间隔件包括:

设置在所述n个第一电极图案组的每一个之间的n个绝缘体图案;和

与所述n个绝缘体图案重叠的n个粘合剂图案,

其中所述力传感器构件以与所述n个第一电极图案组和所述n个第二电极图案组的每一个重叠的图案进行设置。

14.根据款项12所述的电子装置,

其中所述n个第一电极图案组的每一个包括从所述第一线图案伸出的多个第一分支图案,其中所述多个第一分支图案彼此间隔开,并且

其中所述n个第二电极图案组的每一个包括从所述第二线图案伸出的多个第二分支图案,其中所述多个第二分支图案彼此间隔开。

15.根据款项14所述的电子装置,其中所述多个第一分支图案的每一个和所述多个第二分支图案的每一个设置在同一平面上,并且所述多个第一分支图案的每一个与所述多个第二分支图案的每一个交替。

16.根据款项9至15中任一项所述的电子装置,进一步包括:

旋转轴,所述旋转轴垂直地穿透所述壳体的所述底表面、所述显示模块和所述盖窗;

翼部,所述翼部根据所述旋转轴的旋转而在所述盖窗上方旋转;

轴驱动器,所述轴驱动器用于使所述旋转轴旋转,所述轴驱动器设置在所述壳体的后表面中;

后盖,所述后盖用于覆盖所述壳体的所述后表面;和

前透明盖,所述前透明盖与所述壳体的前表面连接,从而覆盖所述翼部。

17.一种用于电子装置的力感测面板,包括:

电极部,所述电极部具有设置在一平面中并且平行布置的第一电极和第二电极;和

力传感器构件,所述力传感器构件布置成基于触摸压力而改变形状,并且所述力传感器构件与所述电极部重叠,从而当所述触摸压力施加至所述电子装置的盖窗时,将所述第一电极和所述第二电极电连接。

18.根据款项17所述的力感测面板,其中所述力感测面板进一步包括:

第一基板,所述电极部设置在所述第一基板上;

第二基板,所述力传感器构件设置在所述第二基板上,其中所述第二基板设置在所述第一基板上方;和

设置在所述第一基板与所述第二基板之间的间隔件,其中所述力传感器构件和所述电极部通过所述间隔件彼此间隔开。

19.根据款项17或18所述的力感测面板,其中所述第一电极和所述第二电极中的至少一个包括曲线形元件。

20.根据款项17或18所述的力感测面板,

其中所述第一电极包括沿所述第一基板的一侧设置的第一线图案和从所述第一线图案伸出的多个第一分支图案,并且

其中所述第二电极包括沿所述第一基板的另一侧设置的第二线图案和从所述第二线图案伸出的多个第二分支图案。

21.根据款项20所述的力感测面板,其中所述多个第一分支图案的每一个和所述多个第二分支图案的每一个设置在所述平面上,并且所述多个第一分支图案的每一个与所述多个第二分支图案的每一个交替。

22.根据款项19所述的力感测面板,其中所述力感测面板具有环形。

23.根据款项22所述的力感测面板,

其中所述第一电极包括n个第一电极图案组和用于连接所述n个第一电极图案组的第一线图案,所述n个第一电极图案组设置在所述第一基板上并且相对于所述第一基板的中心线来说对称地设置,

其中所述第二电极包括n个第二电极图案组和用于连接所述n个第二电极图案组的第二线图案,所述n个第二电极图案组与所述n个第一电极图案组平行地设置在所述第一基板上,

其中n为大于或等于2的整数。

24.根据款项23所述的力感测面板,

其中所述间隔件包括设置在所述n个第一电极图案组的每一个之间的n个粘合剂图案,并且

所述力传感器构件以与所述n个第一电极图案组和所述n个第二电极图案组的每一个重叠的图案进行设置。

25.根据款项23所述的力感测面板,其中所述间隔件包括:

设置在所述n个第一电极图案组的每一个之间的n个绝缘体图案;和

与所述n个绝缘体图案重叠的n个粘合剂图案,

其中所述力传感器构件以与所述n个第一电极图案组和所述n个第二电极图案组的每一个重叠的图案进行设置。

26.根据款项24所述的力感测面板,

其中所述n个第一电极图案组的每一个包括从所述第一线图案伸出的多个第一分支图案,其中所述多个第一分支图案彼此间隔开,并且

其中所述n个第二电极图案组的每一个包括从所述第二线图案伸出的多个第二分支图案,其中所述多个第二分支图案彼此间隔开。

27.根据款项26所述的力感测面板,其中所述多个第一分支图案的每一个和所述多个第二分支图案的每一个设置在同一平面上,并且所述多个第一分支图案的每一个与所述多个第二分支图案的每一个交替。

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