力感测架构的制作方法

本公开整体涉及感测抵靠表面所施加的力，更具体地讲涉及通过电容变化来感测力。

背景技术：

触摸设备通常用于识别用户触摸设备的位置，包括移动、手势等。作为一个示例，触摸设备可向计算系统提供关于用户与图形用户界面(gui)交互(诸如指向元素、重新定向或重新定位那些元素、编辑或键入)以及与其他gui特征交互的信息。作为另一示例，触摸设备可向计算系统提供适用于用户与应用程序进行交互的信息，诸如与动画、照片、图片、幻灯片演示、声音、文本、其他视听元素等的输入或操纵相关的信息。

然而，一般来说，触摸输入被视为二进制输入。触摸要么存在并被感测，要么不存在。触摸输入的力可向设备提供另一输入信息源。例如，设备对施加力低的触摸与施加力高的触摸可有不同的响应。力感测设备可基于经受力的部件的变形量来确定所施加的力的大小或值。

在力输入被施加到触摸屏(诸如用户触摸以进行选择或者与显示器上显示的对象或应用程序交互的多点触摸触摸屏)的设备中，由显示器产生的噪声可干扰触摸屏的操作。在一些情况下，显示噪声可电耦合至触摸屏并且干扰触摸屏的操作。这种显示噪声还可电耦合至力感测设备。显示噪声的量值可远大于力信号的量值，使得难以从显示噪声中辨别力信号。

技术实现要素：

一种电子设备，包括：用户输入表面，其限定电子设备的外表面；第一电容传感器，其包括在其间具有气隙的第一对感测元件，并且被配置为确定用户输入表面上的导致气隙塌缩的第一施加力大小；以及在第一电容传感器下方的第二电容传感器，其包括在其间具有可变形元件的第二对感测元件，并且被配置为确定在用户输入表面上的导致可变形元件变形的第二施加力大小。

第一对感测元件包括共享感测元件和与共享感测元件分离设置并电容耦合到共享感测元件的第一驱动元件。第二对感测元件包括共享感测元件和与共享感测元件分离设置并电容耦合到共享感测元件的第二驱动元件。共享感测元件可设置在第一驱动元件和第二驱动元件之间。共享感测元件可包括感测区域阵列。

电子设备还可包括耦接到第一驱动元件的显示元件。电子设备还可包括基部结构，其中显示元件被配置为相对于基部结构弯曲，可变形元件耦接到基部结构，并且气隙定位在可变形元件和显示元件之间。共享感测元件可耦接到可变形元件。

电子设备还可包括显示层，该显示层包括定位在用户输入表面下方的显示元件和定位在显示元件下方的后置偏光器。电子设备还可包括在后置偏光器的背表面上方形成的导电材料片，以在后置偏光器的背表面上产生导电表面，以及沿着导电材料片的至少一个边缘形成导电边界。导电边界可定位在显示层的用户可视区域之外。导电材料片可包括银纳米线。

用于电子设备的电容式力传感器包括：第一驱动层，相对于第一驱动层定位的第二驱动层，第一驱动层和第二驱动层之间的共享感测层，第一驱动层和共享感测层之间的第一间隔层，以及共享感测层和第二驱动层之间的第二间隔层。

第一间隔层可包括气隙。电容式力传感器还可包括限定气隙的一对相对的表面，以及被配置为防止相对的表面之间粘附的抗粘附层。气隙可具有约1.0mm或更小的厚度。第二间隔层可包括可变形材料。第二间隔层可包括从基部层延伸的可变形突起阵列。

电容式力传感器还可包括感测电路，其操作性地耦接到第一驱动层、第二驱动层和共享感测层，并且被配置为确定导致第一间隔层厚度变化的第一施加力大小以及导致第二间隔层厚度变化的第二施加力大小。

第一驱动层可包括：绝缘衬底；在绝缘衬底的背表面上方形成的导电材料片，以在绝缘衬底的背表面上产生导电表面；以及沿着导电材料片的至少一个边缘形成的导电边界。导电边界可包括沿着导电材料片的边缘延伸的连续导电边界。导电边界可包括沿着导电材料片的相应边缘形成的一个或多个导电条。

电子设备可包括：限定电子设备的用户输入表面的盖，在电子设备的内部空间内耦接到盖的第一感测元件，耦接到盖并且延伸到电子设备的内部空间中的框架构件，耦接到该框架构件的第二感测元件，以及耦接到基部结构并且与感测层分离设置的第三感测元件。

框架构件可限定开口，并且第三感测元件可以通过开口与第二感测元件电容耦合。

第一感测元件可包括覆盖基本上整个衬底表面的连续透明导电材料层。第二感测元件可包括多个感测区域，并且连续透明导电材料层可与多个感测区域中的多个感测区域重叠。

第三感测元件可包括多个驱动区域，并且每个驱动区域可与多个感测区域中的多个感测区域重叠。第一感测元件还可包括电耦合到连续透明导电材料层的连接元件，并且电子设备还可包括被配置为向第一感测元件提供电信号的感测电路以及将感测电路电耦合到连接元件的连接器段。

电子设备可包括：定位在覆盖层下方的绝缘衬底；在绝缘衬底的背表面上方形成的导电材料片，以在绝缘衬底的背表面上产生导电表面；沿着导电材料片的至少一个边缘形成的导电边界，以及定位在绝缘衬底下方的电极层，其中导电材料片和电极层一起形成力敏结构，该力敏结构被配置为检测覆盖层上的力输入。

电子设备还可包括耦接到导电材料片的驱动电路，以及耦接到电极层的感测电路。电极层可包括电极阵列。导电边界可包括沿着导电材料片的边缘延伸的连续导电边界。导电边界可包括沿着导电材料片的相应边缘形成的一个或多个导电条。

一种电子设备包括显示层，该显示层包括：定位在覆盖层下方的显示元件和定位在显示元件下方的后置偏光器；在后置偏光器的背表面上方形成的导电材料片，以在后置偏光器的背表面上产生导电表面；沿着导电材料片的至少一个边缘形成的导电边界；以及定位在显示层下方的第一电极层。导电材料片和第一电极层一起可形成力敏结构，其被配置为检测覆盖层上的力输入。

电子设备还可包括定位在覆盖层和前置偏光器之间的触敏层。电子设备还可包括定位在触敏层和前置偏光器之间的导电层。导电边界可包括沿着导电材料片的边缘延伸的连续导电边界。导电边界可包括沿着导电材料片的相应边缘形成的一个或多个导电条。

力敏结构可包括第一力敏结构，力输入可具有第一力大小，并且电子设备还可包括第二力敏结构，该第二力敏结构包括定位在第一电极层下方并与第一电极层间隔开的第二电极层。第二力敏结构可被配置为检测覆盖层上的第二力大小，其中第二力大小大于第一力大小。导电边界可定位在显示层的用户可视区域之外。

电子设备还可包括耦接到导电材料片的驱动电路，以及耦接到第一电极层的感测电路。第一电极层可包括电极阵列。导电材料片可包括银纳米线。

在膜衬底表面上形成导电边界的方法可包括：将多个掩模施加到膜衬底表面，每个掩模限定膜衬底表面上将被相应导电边界围绕的区域；在膜衬底和掩模的表面上方形成导电材料；从膜衬底表面上移除各个掩模，以产生导电边界；以及单切导电边界，以产生膜衬底的各个部分，每个部分包括相应的导电边界。该方法还可包括在单切导电边界之前在膜表面上形成保护层。

在薄膜衬底和掩模的表面上方形成导电材料可包括在薄膜衬底和掩模的表面上方毯式沉积导电材料。膜衬底可包括偏光器膜，在该偏光器膜的表面上形成有导电材料片。偏光器膜可附接到电子设备中的显示元件。

电子设备可包括：限定电子设备外表面的用户输入表面；第一电容式感测元件；电容耦合到第一电容式感测元件的第二电容式感测元件；在第一电容式感测元件和第二电容式感测元件之间的第一间隔层；在第一电容式感测元件和第二电容式感测元件之间并且具有与第一间隔层不同的成分的第二间隔层；以及耦接到第一电容式感测元件和第二电容式感测元件的感测电路，该感测电路被配置为确定用户输入表面上的所施加的力的大小。第一间隔层可被配置为在所施加的力低于力阈值时塌缩，并且第二间隔层可被配置为在所施加的力高于力阈值时塌缩。

当所施加的力低于力阈值时，外表面可相对于力基本上线性地挠曲；并且当所施加的力高于力阈值时，外表面可相对于力基本上非线性地挠曲。感测电路可基于第一间隔层是否完全塌缩来使用不同的力-挠曲相关性来确定所施加的力的大小。

第一间隔层可以是气隙，并且第二间隔层可包括可变形元件。可变形元件可包括从基部层延伸的可变形突起阵列。电子设备还可包括被配置为检测第一间隔层是否完全塌缩的传感器。

用于电子设备的力感测设备包括叠层，该叠层包括第一电容式感测元件、叠层下方的结构，并且包括电容耦合到第一电容式感测元件的第二电容式感测元件、在叠层和结构之间的气隙，以及接触传感器。叠层可被配置为响应于施加到电子设备的用户输入表面的力而相对于结构移动，从而引起气隙的厚度变化，第一电容式感测元件和第二电容式感测元件可被配置为提供对应于气隙厚度变化的电容测量，并且接触传感器可被配置为检测由气隙完全塌缩导致的叠层和结构之间的接触。力感测设备还可包括在第一电容式感测元件和第二电容式感测元件之间的可变形元件。

接触传感器可包括感测区域和导电元件，导电元件被配置为在叠层通过气隙接触结构时接触感测区域。力感测设备还可包括气隙的第一侧上的可变形元件，其中导电元件设置在可变形元件上，并且感测区域设置在气隙的与第一侧相对的第二侧上。可变形元件可包括从基部层延伸的突起，并且导电元件可耦接到突起。

接触传感器可包括气隙的第一侧上的电容感测区域以及在气隙的与第一侧相对的第二侧上并且与电容感测区域电容耦合的介电元件。电容感测区域可与第一电容式感测元件集成，并且介电元件耦接到可变形元件。

用于电子设备的传感器部件可包括基部、包括从基部延伸的可变形材料的多个突起，以及设置在突起的自由端处的多个感测元件。感测元件可至少部分地嵌入突起中。感测元件可涂覆在突起上。感测元件可包括导电材料。感测元件可包括电介质材料。基部和多个突起可以是单一部件。传感器部件还可包括不包括任何感测元件的至少一个附加突起。

附图说明

通过以下结合附图的具体实施方式，本公开将易于理解，其中类似的附图标号指示类似的结构元件，并且其中：

图1示出并入力感测设备的示例性计算设备。

图2示出并入力感测设备的另一示例性计算设备。

图3a至图3e示出了沿着图1中的线a-a观察的图1所示设备的局部剖视图。

图4示出了图1所示设备的力与挠曲的关系曲线。

图5示出了沿图1中的线a-a观察的示例性力感测设备的剖视图。

图6示出了图5所示力感测设备的力与挠曲的关系曲线。

图7示出了图5所示力感测设备的感测元件的分解图。

图8示出了沿图7中的线c-c观察的图7所示感测元件的局部剖视图。

图9示出了图5所示力感测设备的感测元件。

图10a至图10b示出了图5所示力感测设备的另一感测元件的实施方案。

图11示出了图5所示力感测设备的又一感测元件。

图12示出了沿图1中的线a-a观察的另一示例性力感测设备的剖视图。

图13示出了图12所示力感测设备的力与挠曲的关系曲线。

图14示出了沿图1中的线a-a观察的又一示例性力感测设备的剖视图。

图15示出了图14所示力感测设备的力与挠曲的关系曲线。

图16示出了沿图1中的线a-a观察的又一示例性力感测设备的剖视图。

图17示出了图16所示力感测设备的力与挠曲的关系曲线。

图18a至图18b示出了图17所示力感测设备的放大剖视图。

图19示出了可变形元件的透视图。

图20示出了感测元件的透视图。

图21a至图21b示出了示例性接触传感器的剖视图。

图22a至图22b示出了另一示例性接触传感器的剖视图。

图23a至图23b示出了沿着图1中的线a-a观察的图1所示设备的局部剖视图，其示出了集成有力感测系统的实施方案。

图24示出了图23a至图23b所示力感测系统的力与挠曲的关系曲线。

图25示出了图23a至图23b所示力感测系统的传感器。

图26示出了沿图1中的线b-b观察的图1所示电子设备的示例性实施方案的剖视图。

图27描绘了图26中所示偏光器上的导电边界的第一示例性布置。

图28描绘了图26中所示偏光器上的导电边界的第二示例性布置。

图29描绘了图26中所示偏光器上的导电边界的第三示例性布置。

图30示出了电子设备的示例性部件。

图31示出了用于确定施加于用户输入表面的力的大小的示例性过程。

图32示出了用于在偏光器表面上制造导电边界的示例性过程。

图33a至图33b示出了将掩模施加到膜表面的情形。

图34a至图34b示出了在膜和掩模上形成导电材料的情形。

图35a至图35b示出了从膜上移除掩模的情形。

图36a至图36b示出了在膜和导电材料上形成保护层的情形。

图37a至图37b示出了生产各自被导电边界围绕的膜的各个部分的情形。

图38示出了用于确定导电边界的几何形状的第一示例性技术。

图39示出了用于确定导电边界的几何形状的第一示例性技术。

图40示出了用于确定导电边界的几何形状的第一示例性技术。

附图中使用的交叉影线或阴影通常提供用于阐明相邻元件之间的边界，并且还有利于附图的易读性。因此，有无交叉影线或阴影都不表示或指示对特定材料、材料属性、元件比例、元件尺度、类似图示元件的共同性或附图所示任何元件的任何其他特性、性质或属性的任何偏好或要求。

具体实施方式

现在将详细参考在附图中示出的代表性实施方案。应当理解，以下描述并非旨在将实施方案限制于一个优选实施方案。相反，其旨在涵盖可被包括在由所附权利要求限定的所述实施方案的实质和范围内的另选的替代方案、修改和等同物。

本公开涉及可结合到各种电子或计算设备中的力感测设备，诸如但不限于计算机、智能电话、平板电脑、触控板、可穿戴设备、小形状因数设备等。力感测设备可用于检测输入表面上的一个或多个用户力输入，然后处理器(或处理单元)可将感测的输入与力测量相关联，并将那些输入提供给计算设备。在一些实施方案中，力感测设备可用于确定对触控板、触摸屏显示器或另一输入表面的力输入。

设备可被配置为以各种方式响应或使用力输入。例如，设备可被配置为显示用户可通过触摸触摸屏表面来与之交互的示能表示。示能表示可包括应用程序图标、虚拟按钮、可选区域、文本输入区域、虚拟键等。触摸屏可能够检测触摸事件的发生和位置。通过结合诸如本文公开的力传感器，该设备可不仅能够检测触摸的发生和位置，而且能够检测所施加的输入的力大小。然后，设备可根据所施加的力的大小采取不同的动作。例如，如果用户使用低于阈值的力输入来触摸应用程序图标，则设备可打开应用程序。如果用户使用高于阈值的力触摸应用程序图标，则设备可打开包含与应用程序相关的附加示能表示的弹出菜单。作为另一示例，力传感器可用于确定与所施加的力相关联的重量，使得设备可充当标度。还预期用于力输入的其他应用。

力感测设备可包括输入表面、一个或多个感测层(例如，电容式感测元件、驱动层、感测层等)、一个或多个间隔层(例如，气隙、可变形元件)以及衬底或支撑层。输入表面为用户提供接合表面，例如触控板或显示器覆盖玻璃的外表面。力感测设备可与电子设备的其他部件例如触摸屏、显示器等结合。在这种情况下，力感测设备的部件例如一个或多个感测层可与其他层诸如覆盖玻璃、滤波器、触摸感测层，背光部件、显示元件(例如，液晶显示组件)等交替。

施加到力感测设备的输入表面的用户输入可使力感测设备的一个或多个层在所施加的力的方向上挠曲，使得间隔层(例如，气隙)塌缩。这种挠曲改变力感测设备的部件之间的距离，例如两个互补感测层之间的距离，其可由力感测设备检测并且与特定施加力相关。当间隔层已经完全塌缩(例如，限定间隙的相对侧的部件已经彼此接触)时，施加到输入表面的更多力将不会导致力感测设备的层之间的距离发生另外的显着变化。也就是说，力感测设备已经达到其可检测的力的最大值。

本文所述的力感测设备包括对所施加的力产生渐进变形响应的第一间隔层(例如气隙)和第二间隔层(例如可变形元件)。例如，气隙和可变形元件可设置在第一感测层和第二感测层之间，使得所施加的力首先导致气隙塌缩，并且一旦气隙完全塌缩，则使可变形元件压缩或以其他方式变形。随着所施加的力增加，可变形元件进一步压缩，可变形元件施加的抗所施加力的反作用力逐渐增大。因此，相比于在没有可变形元件的类似力感测设备中将可能感测到的，具有可变形元件和气隙的力感测设备对给定挠曲度可能够感测更大的力。

本文所述的力感测设备还可包括指示何时限定气隙的相邻层彼此接触(例如，气隙已完全塌缩时)的接触传感器。这种接触传感器可用于向处理器或感测电路指示力感测设备是在气隙力状态还是可变形元件力状态下操作，这可改善力感测设备的质量和/或准确度。

气隙、可变形元件和接触传感器可用于间隔层、感测层、接触传感器等的数量和布置各不相同的各种不同的力感测架构中。本文描述了这种架构的示例。

图1至图2示出了可结合本文所述的力感测设备的示例性电子设备。例如，图1示出了可结合本文所述的力感测设备的电子设备100(例如，移动计算设备)。电子设备100可包括外壳104和显示器102。显示器102可在用户可视区域108中向用户提供视觉输出。显示器102可使用任何合适的技术来实现，包括但不限于使用液晶显示器(lcd)元件、发光二极管(led)元件、有机发光显示器(oled)元件、有机电致发光(oel)元件等等的多点触摸感测触摸屏。在一些实施方案中，显示器102可用作允许用户与移动计算设备100交互的输入设备。例如，该显示器可以是多点触摸触摸屏led显示器。

设备100还可包括i/o设备106。i/o设备106可采用主页按钮的形式，其可以是机械按钮、软按钮(例如，物理上不移动但仍然接受输入的按钮)、显示器上的图标或图像等。此外，在一些实施方案中，i/o设备106可集成为电子设备的盖110和/或外壳104的一部分。设备100还可包括其他类型的i/o设备，诸如麦克风、扬声器、相机、生物识别传感器以及一个或多个端口，诸如网络通信端口和/或电源线端口。

盖110可定位在设备100的前表面(或前表面的一部分)上方。盖110的至少一部分可用作接收触摸和/或力输入的输入表面。盖110可由任何合适的材料形成，诸如玻璃、塑料、蓝宝石或它们的组合。在一个实施方案中，盖110覆盖显示器102和i/o设备106。触摸和力输入可由盖110的覆盖显示器102的部分以及盖110的覆盖i/o设备106的部分接收。

在另一实施方案中，盖110覆盖显示器102，但不覆盖i/o设备106。触摸和力输入可由盖110的覆盖显示器102的部分接收。在一些实施方案中，i/o设备106可设置在形成在盖110中的开口或孔中。该孔可延伸穿过外壳104，i/o设备106的一个或多个部件可定位在外壳104中。

力感测设备可被配置为检测显示器102上的力输入。力感测设备还可被配置为检测外壳104的一部分上的力输入，例如外壳104的背面或侧面，或围绕显示器102的边框部分。除了力感测设备之外，显示器102还可包括一个或多个触摸传感器，诸如多点触摸电容式栅格等。在这些实施方案中，显示器102可检测力输入以及位置或触摸输入。虽然图1中的设备100被实现为平板电脑(例如，移动计算设备)，但这仅仅是可包括本文所述的力感测设备的一种示例性设备。可包括本文所述的力感测设备的其他设备的示例包括其他移动计算设备、可穿戴电子设备(例如手表)、移动电话、膝上型电脑或台式计算机、计算机外围设备(例如，向计算机提供输入的触控板)等等。

图2示出了包括触控板206(或其他输入表面)、显示器202和壳体204的膝上型电脑200。壳体204可围绕触控板206和/或显示器202的一部分延伸。力感测设备可被配置为检测触控板206、显示器202或两者上的力输入。

在另一示例(未示出)中，力感测设备可结合到触控板中，该触控板可连接到计算机，但是该力感测设备容纳在单独的壳体或外壳中。例如，包括力感测设备的独立触控板可被配置为连接到计算机，作为类似于鼠标或轨迹球的外围输入设备。

图3a是沿图1中的线a-a观察的设备100的剖视图，其示出了可向设备100提供显示、触摸感测和力感测功能的组件300，或者该组件可与其他部件集成以提供此类功能。例如，图5、图12、图14、图16、图23a和图26示出了可与组件300或类似于组件300的组件集成的力感测结构和/或设备的示例。

设备100包括耦接到外壳104并限定设备100的外表面的盖303。盖303可以是单层或者它可包括多个层，并且可由任何合适的材料形成或包括任何合适的材料，诸如玻璃、经处理的玻璃、塑料、金刚石、蓝宝石、陶瓷、疏油涂层、疏水涂层，等等。设备100还可包括为了清楚起见从图3a中省略的其他内部部件，包括电路板、相机、传感器、天线、处理器、触觉元件、扬声器等。

盖303可经由对接构件305耦接到外壳104。图3b是图3a中所示的区域317的放大视图，更详细地示出了盖303和外壳104之间的接合。

对接构件305可以是或可包括将盖303固定到凸部307或外壳104的其他特征的粘合剂。例如，对接构件305可以是压敏粘合剂(psa)、热敏粘合剂(hsa)、环氧树脂或其他粘结剂。对接构件305可以是柔性的或刚性的。在对接构件305是柔性的情况下，其可帮助保护盖303(其可包括玻璃或其他可破碎材料)免受由于震动和冲击造成的损坏。此外，如本文参考图23a至图25所讨论的，对接构件305可包括感测元件或与感测元件协作，该感测元件与适当的处理电路一起可检测对接构件305的变形程度。然后可使用检测到的对接构件305的变形程度来确定信息，诸如施加到盖303的力的大小。

参考图3a，组件300包括上部叠层304，其可包括显示器的一个或多个层或部件，包括液晶矩阵、发光二极管(led)、光导、滤光器(例如，偏振滤光器)、漫射器、电极、屏蔽层(例如，氧化铟锡层)等。上部叠层304可例如利用psa、hsa等耦接到盖303。上部叠层304还可包括用于检测盖303上的触摸输入的存在和/或位置的感测元件，包括例如电容式感测元件、电阻式感测元件等。

组件300还包括下部叠层308，其可通过气隙306在下部叠层308的至少一部分上与上部叠层304分开。分开上部叠层304和下部叠层308的空气间隙306可以是约25微米至约100微米厚，但是其他尺寸也是可能的。气隙306可响应于在盖303上施加的力而帮助防止下部叠层308中的部件变形，这可能在显示器102上引起不期望的光学伪影。例如，下部叠层308可包括光源、光导、漫射器或其他光学部件，如果刚性地耦接到上部叠层304，则当力施加到盖303时，光学部件可挠曲。通过气隙306将这些元件与上部叠层304分开，可减少不期望的变形。

下部叠层308可包括支承下部叠层308的其他部件并且将下部叠层308耦接到上部叠层304的框架构件309。例如，框架构件309可相对于上部叠层304和/或盖303以间隔开的构造支承下部叠层308的部件(包括光源、光导、漫射器、感测元件等)。

框架构件309可耦接到上部叠层304和/或盖303，并且可延伸到电子设备的内部空间中。框架构件309可通过接合构件311耦接到上部叠层304和/或盖303，该接合构件可以是或包括粘合剂或其他粘结剂。框架构件309可由任何适当的材料形成或包括任何适当的材料，诸如金属、塑料等。如本文所述，组件300可包括用于感测施加在盖303上的力的感测元件。此类感测元件可依赖于与其他感测元件电磁相互作用的能力，以便确定所施加的力。例如，电容式感测层可能需要电容耦合到电容式驱动层，以便检测感测层和驱动层之间的距离变化。因此，框架构件309可在框架构件309的中心部分中限定开口。该开口可减少或消除传感元件之间的固体层的干扰、屏蔽或其他负面影响。如图所示，由电介质材料(或不屏蔽或以其他方式干扰感测层和驱动层的任何其他材料)形成的加强构件312设置在该开口中。在一些实施方案中，可从框架构件309中省略加强构件312，并且该开口可保持为未填充。

在框架构件309限定开口以促进或改善感测元件之间的电相互作用、电容相互作用和/或电磁相互作用的情况下，该开口可基本上与显示器102的显示区域和/或触摸感应区域重合。因此，感测元件能够向显示器102的基本上整个显示区域和/或触摸感应区域提供力(或其他)感测功能。

下部叠层308可包括显示器的一个或多个层或部件。例如，下部叠层308可包括具有一个或多个led、荧光灯等的光源313。光源313可发出光到包括一个或多个光学部件的光学叠层315中，该光学部件包括但不限于反射器、漫射器、偏振器、光导(例如，光导膜)和透镜(例如，菲涅尔透镜)。图3a至图3b所示的照明配置仅仅是示例性的，并且下部叠层308可包括除了图3a至图3b所示的照明配置之外的照明配置。

上部叠层304和下部叠层308在上面被描述为包括显示元件。在组件300不提供显示功能的应用中，诸如在组件300是触控板206的一部分或耦接到该触控板的应用中，上部叠层304和下部叠层308可包括如上所述的不同的部件和/或层，或者可被省略或用其他部件替换。

在下部叠层308下方是第一间隔层诸如气隙310，以及第二间隔层，诸如可变形元件314。气隙310可以是约0.5mm至约1.0mm厚，但是其他尺寸也是可能的。

第一间隔层和第二间隔层被配置为响应于施加的力而改变厚度。例如，当力施加到盖303时，气隙310的厚度(例如，限定气隙的相对的表面之间的距离)可减小。类似地，可变形元件314的厚度可随着力施加到盖303而减小。

可变形元件314可包括任何适当的材料，诸如有机硅、聚氨酯泡沫、橡胶、凝胶等。此外，可变形元件314可具有任何适当的结构，诸如多个柔性或可变形突起(如图所示)，其可形成为柱、梁、棱锥、带有侧壁的通道、锥体、波形突起、隆起块等。可变形元件314还可以或替代地包括打开或闭合单元，诸如海绵或泡沫。可变形元件314还可具有基本上均匀的无孔组合物。再如，可变形元件314可包括多个离散的可变形材料，诸如点、垫等。

然而，第一间隔层和第二间隔层的前述材料和构造仅仅是示例，并且第一间隔层和第二间隔层可由任何适当的材料或它们的组合形成。例如，气隙310可由第一泡沫材料代替，并且可变形元件314可包括具有与第一泡沫材料不同的密度、厚度、成分或弹簧常数的第二泡沫材料。又如，第一间隔层和第二间隔层可基本上相同，并且可包括相同的材料或由相同的材料形成。

可变形元件314可耦接到或邻近基部结构或基部层316。基部结构316可以是专用于组件300的衬底或支承层，或者其可以是电子设备的另一部件，诸如电池、外壳或壳体的一部分、电路板或任何其他部件。

图3c至图3e示出了组件300对上部叠层304上的输入力302的物理响应的进展。如上所述，输入力302可对应于用手指、触笔或其他对象接触电子设备(诸如盖303)的用户输入表面的用户。输入力302可通过盖303传输到上部叠层304的表面。

图3c示出了在输入力302施加到上部叠层304之前由图3a中的区域301表示的组件300的部分。图3d示出了在力输入已经使得上部叠层304足够挠曲或弯曲从而使气隙306完全塌缩之后的组件300。具体地讲，上部叠层304已朝下部叠层308弯曲，使得上部叠层304在至少一个位置与下部叠层308接触。上部叠层304的刚度和空气间隙306的尺寸可确定使得上部叠层304与下部叠层308接触的力的大小。在某些情况下，甚至来自用户的轻微触摸也是足够的(例如，用户不会认为在盖上“按压”的触摸)。

图3e示出了在力输入已经使得下部叠层308充分挠曲从而完全塌缩气隙310，因此使下部叠层308与可变形元件314接触并且至少部分地使该可变形元件变形之后的组件300。

如本文所用，术语“塌缩”可指层的部分塌缩(例如，对应于材料或任何位置处的气隙的厚度的任何减小)，或层的完全塌缩(例如，对应于限定在任何点处彼此接触的气隙或达到可变形材料的最大变形的相对的表面)。

图4是示出了组件300的用户输入表面(例如，盖303)如何响应于图3c至图3e中的力输入而挠曲的示例性力与挠曲的关系曲线。具体地讲，随着力从零增加到一个力阈值(例如，对应于点402)，挠曲沿着第一轮廓406增加。在某些情况下，第一轮廓406对应于组件300的挠曲，直到组件300中的所有气隙(例如，气隙306和气隙310)完全塌缩。随着力增大超过力阈值(例如，点402)并且可变形元件314压缩，挠曲沿着从点402延伸到点404的第二轮廓408增加。因此，力阈值对应于从气隙的塌缩恰好到可变形元件变形的过渡的力的大小。

第一段曲线406可以是基本线性的，使得力的渐进增大在第一段曲线406中的任何点处产生盖303基本上相同的渐进增加的变形。相比之下，第二轮廓408可以是非线性的，并且随着力的增大可以是平稳的。例如，在第二轮廓408开始处的力的渐进增大导致的盖303的变形量可大于在第二轮廓408的端部处的力的相同渐进增大导致的变形量。然而，这些轮廓仅仅是示例性的，并且本文所述的力感测设备可具有任何其他力与挠曲的关系曲线或轮廓。

本文所描述的系统和方法(包括下面描述的力感测设备500,700,900和1100)有利于检测力感测设备是根据第一轮廓406操作，使得只有气隙被塌缩，还是根据第二轮廓408操作，使得可变形元件正在经历变形。通过检测不同的轮廓，可提供准确的力的测量。

虽然图3a至图4涉及设备100的组件300，但是组件300的部件、结构和操作原理还可应用于其他设备，诸如设备200的显示器202或触控板206(或任何其他适当的设备)。在不存在显示器(诸如触控板206)的情况下，组件300的一些部件可被省略、替换或重新布置。例如，上部叠层304和下部叠层308可包括除显示元件之外的部件，或者可将其省略或用间隔件或其他部件替换。

图5是可结合在电子设备(例如，设备100、设备200)中的示例性力感测设备500的局部剖视图，其描绘了与图3a中的区域301类似的区域。为了清楚起见，省略了盖303和外壳104。

力感测设备500包括类似于上部叠层304的上部叠层504，其可包括显示器的一个或多个层或部件，包括液晶矩阵、发光二极管(led)、光导、滤光器(例如，偏振滤光器)、漫射器、电极等。上部叠层504可被配置为响应于力感测设备500上施加的力而弯曲或能够弯曲。

第一感测元件505耦接到上部叠层504(例如，耦接到盖303，或耦接到耦接到盖303的部件诸如滤光器)，并且处于电子设备的内部空间内。第一感测元件505可以是被配置为与另一个电容式感测元件电容耦合的电容式感测元件。例如，第一感测元件505可以是驱动层，其电容耦合到有利于使用互电容检测感测层和驱动层之间的距离的感测层(例如，下面的第二感测元件512)。又如，第一感测元件505可以是感测层而不是驱动层。再如，第一感测元件505可被配置为电容耦合到接地层，以有利于使用自电容检测其自身与接地层之间的距离。再如，第一感测元件505可以是电容耦合到单独的感测层的接地层。

在当前描述的示例中，感测元件被描述为用于电容感测的元件。然而，替代电容传感器或者除了电容传感器之外，可使用其他类型的传感器(和传感器部件)。实际上，可使用能够检测部件之间的距离或绝对距离的变化或者以其他方式检测力的其他类型的传感器或感测技术。例如，可使用电感式传感器、光学传感器、声波或超声波传感器或磁性传感器。此外，传感器的部件可如本文所示集成在力传感器中(例如，其中感测元件通过包括气隙、可变形层、其他部件等的一个或多个层彼此分离设置)，或者它们可通过适合于该类型的传感器的任何其他方式集成(例如，光学传感器可包括一个或多个发光器来代替感测层)。

第一感测元件505可通过任何适当的方式(诸如，使用压敏粘合剂(psa)、热敏粘合剂(hsa)等)耦接到上部叠层504。还可将第一感测元件505在上部叠层504上图案化，诸如利用物理气相沉积、电子束蒸发、溅射沉积或任何其他适当的技术。第一感测元件505可由设置在衬底上的任何适当的材料形成，或者包括任何适当的材料，诸如氧化铟锡(ito)。

下部叠层508可设置在第一感测元件505下方，并且通过气隙506与第一感测元件505分开。类似于气隙306，气隙506可具有任何适当的厚度，诸如约25微米至约100微米。

下部叠层508可包括任何适当的部件或层，诸如上面关于下部叠层308所描述的那些(例如，led、光学叠层、背光源、反射器或光导)，并且可耦接到上部叠层504和/或外壳104，如相对于图3a的下部叠层308所描述的那样(例如，经由框架构件309)。在力感测设备500不包括显示器或不提供显示功能的实施方案中，下部叠层508(以及上部叠层504)可包括不同的部件或者可以被省略。

下部叠层508可耦接到框架构件和/或由框架构件支承，该框架构件可类似于图3a中的框架构件309。该框架构件可包括类似于图3a中的加强构件312的加强构件509。加强构件509可由电介质材料形成或者包括电介质材料，以促进或改善感测元件之间(例如，在第一感测元件505和第二感测元件512之间)的电相互作用、电容相互作用和/或电磁相互作用。

框架构件，特别是加强构件509可相对于上部叠层、基部结构516、可变形元件514或电子设备的其他部件，以间隔开的构造支承下部叠层508。图5示出了耦接到可变形元件514的第二感测元件512。然而，在某些情况下，第二感测元件512可耦接到下部叠层508。在这种情况下，第二感测元件512可耦接到框架构件，诸如耦接到加强构件509或下部叠层508的部件。

气隙510将下部叠层508与第二感测元件512分开。气隙510可具有任何适当的厚度，诸如约0.5mm至1.0mm。

第二感测元件512可以是用于电容传感器的感测层，并且可电容耦合到第一感测元件505。第二感测元件512可包括离散的电容感测区域的阵列，其有利于检测上部叠层504上的力输入的位置(和/或大小)。第二感测元件512可由任何适当的材料形成或包括任何适当的材料，诸如设置在衬底上的ito迹线。第二感测元件512可耦接到可变形元件514、加强构件509(或者框架构件或下部叠层508的其他部件)或电子设备的内部空间中的任何其他部件或结构，使得第二感测元件512位于第一感测元件505和第三感测元件515(下面讨论)之间。

可选的抗粘附层511可设置在限定气隙510的一侧的表面上，以防止气隙的相对侧在它们彼此接触时暂时或永久性地粘贴在一起。因此，在将施加的力从用户输入表面移除时，力感测设备500的部件能够返回到或接近其初始取向。抗粘附层511可由任何适当的材料形成或包括任何适当的材料，并且可具有任何适当的形状或结构。例如，抗粘附层511可包括柱、突起、通道或其他结构，这些结构允许气流从其中通过，从而减少或防止气隙510完全塌缩时在气隙510的表面之间形成密封区域。在没有抗粘附层511的情况下，这种密封区域可导致负压区域，这些负压区域可起到类似于防止气隙510的侧面分开的“吸盘”的作用。抗粘附层511可防止由其他机构或力(诸如范得瓦尔力、静电力等)引起的粘附。

力感测设备500包括在第二感测元件512和第三感测元件515之间的可变形元件514。类似于可变形元件314，可变形元件514可包括任何适当的材料(诸如，有机硅、聚氨酯泡沫、橡胶、凝胶等)，并且可具有任何合适的结构，诸如多个柔性柱(如图所示)、梁，棱锥、锥体、波形突起、打开或闭合单元等。如上所述，可变形元件514可相对于所施加的力非线性挠曲。

在图5中，可变形元件514被示出为在气隙510下方，并且位于第二感测元件512和第三感测元件515之间。然而，气隙510和可变形元件514的相对位置可交换。例如，可变形元件514可耦接到下部叠层508。

设置在可变形元件514和基部结构516之间的第三感测元件515可以是用于电容传感器的驱动层，并且可电容耦合到第二感测元件512。例如，第二感测元件512可以是感测层，并且第三感测元件515可以是驱动层，从而形成跨可变形元件514的电容传感器。

基部结构516可以是力感测设备的框架、托架或支撑结构。在某些情况下，基部结构516是位于用户输入表面下方的电子设备的部件，诸如电路板、电池、外壳或壳体的内壁等。响应于施加的力，基部结构516可比其上方的部件更加坚硬或者更耐受挠曲。因此，一旦气隙510已被完全塌缩，则附加的力可主要使可变形元件514变形，而不是使基部结构516挠曲。

第一感测元件505、第二感测元件512和第三感测元件515可形成两个电容传感器。例如，如上所述，第一感测元件505和第三感测元件515可各自充当不同的驱动层，并且第二感测元件512可以是感测层，其电容耦合到第一感测元件505和第三感测元件515(并且感测至该第一感测元件和该第三感测元件的距离变化)。

在第二感测元件512是共享感测层的情况下，其可包括用于检测至第一感测元件505的距离的第一组传感器，以及用于检测至第三感测元件515的距离的第二组传感器。第二感测元件512还可以或替代地使用相同的传感器来检测至第一感测元件505和第三感测元件515的距离。在后一种情况下，第一感测元件505和第三感测元件515可使用不同的电信号驱动，从而允许第二感测元件512(和/或耦接到第二感测元件512的感测电路)区分由气隙510的尺寸变化引起的电容变化和由可变形元件514的尺寸变化引起的电容变化。在另一个实施方案(未示出)中，第二感测元件512可由两个离散感测元件替换，每个感测元件分别充当第一感测元件505和第三感测元件515中的感测层。

图6是示例性力与挠曲的关系曲线，其示出了图5中的力感测设备500响应于(直接或间接地)施加到上部叠层504的力输入如何挠曲。该力响应类似于图4中所示的力响应，具有从点401到点402的第一轮廓(对应于气隙506和气隙510的塌缩)，以及从点402到点404的第二轮廓(对应于可变形元件514的变形)。

如上所述，力感测设备500具有两个电容传感器：由第一感测元件505和第二感测元件512形成的第一电容传感器518，以及由第二感测元件512和第三感测元件515形成的第二电容传感器519。第一电容传感器518跨气隙506和气隙510，并且第二电容传感器519跨可变形元件514。因此，第一电容传感器518定位在力感测设备500内，以检测上部叠层504沿图6中的线602的变形，并且第二电容传感器519定位在力感测设备500内，以检测上部叠层504沿图6中的线604的变形。通过使用一个传感器检测气隙的变形，并且使用另一个不同的传感器检测可变形元件的变形，感测电路可根据不同的力和挠曲的相关性来处理信号。例如，可根据点401和点402之间基本线性的轮廓，将来自第一电容传感器518的挠曲与施加的力的大小相关联，并且可根据点402和点404之间的非线性轮廓，将来自第二电容传感器519的挠曲与所施加的力的大小相关联。图6中所示的线性和非线性轮廓仅仅是示例，并且力感测设备的变形可遵循或呈现不同的轮廓。

感测电路可通过任何适当的方式应用力和挠曲的相关性。例如，可在数学函数中实现力和挠曲的相关性，这些数学函数针对特定的确定挠曲量输出特定的力值(特定的确定挠曲量继而可基于测量或检测到的电容值或任何其他电测量或值确定)。又如，可使用查找表来实现力和挠曲的相关性，其中特定的挠曲值与特定的力值相关。其他技术也是可能的，并且这些示例不限制可用于从测量或检测到的电性质(例如，电容、电阻、电流、信号等)产生力值的数学或编程技术。

图7是图5的力感测设备500的感测元件505,512和515的分解图，其示出了在力感测设备500的具体实施中的感测元件的示例性配置，其中该感测设备使用电容感测来检测感测元件之间的距离的变化。图7省略了力感测设备500的部件和其中配置有该力感测设备的电子设备。例如，图7省略了在第二感测元件512和第三感测元件515之间示出的可变形元件514。此外，为了清楚起见，图7省略了感测元件505,512,515的一些细节，诸如用于将感测元件(或其部分)耦接到其他电路的导电迹线或引线。

如上所述，在力感测设备500中，第一感测元件505和第三感测元件515可以是用于电容感测方案的驱动层，并且第二感测元件512可以是感测层。在操作中，第一感测元件505和第三感测元件515(也称为驱动层505,515)可由电信号激励，诸如基本正弦信号、方形信号或边缘信号(例如，从第一电压到第二电压基本上瞬时转变)，或任何其他适当的信号。可选择信号属性(诸如频率、电压或振幅)，以避免对设备的其他电子电路(诸如显示电路、处理器、天线等)的干扰或将干扰降到最低。因为第二感测元件512(也称为感测层)电容耦合到驱动层，因此可在感测层中感应(或以其他方式由感测层检测)对应的电信号。对于施加到驱动层的给定电信号，感测层中的感应电信号可根据驱动层和感测层之间的距离而不同。因此，力感测设备500(或相关联的感测电路)可通过分析感测层中感应的信号来确定感测层和驱动层之间的距离。

第一驱动层505可包括耦接到或以其他方式施加到衬底的导电材料。例如，第一驱动层505可包括ito层、纳米线(例如，金属纳米线，包括银纳米线或金纳米线)或任何其他适当的材料。如图5所示，驱动层505设置在显示器102的光路中(例如，其位于下部叠层508上方，产生用于照亮显示器102的光)。因此，该导电材料可以是基本透明的。即使使用基本透明的材料，如果该材料以规则图案(诸如以网格或列)布置，其可在显示器102上可见。因此，第一驱动层505的导电材料可基本上均匀地分布(例如，作为层、片、涂层或其他连续元件)在第一驱动层505上，而不是以规则图案布置。在某些情况下，导电材料可以是覆盖或延伸在第一驱动层505的衬底的整个表面上(或基本上整个表面，诸如衬底表面积的约80％或更多)的连续层。导电材料层可被配置为使得其中结合力感测设备500的显示器的边界内不存在层的边界或边缘。

第一驱动层505还可包括电连接到导电材料并且有助于将电材料耦接到其他电子部件或电路的连接元件706。连接元件706可由任何材料形成或包括任何材料，诸如银、铜、镍钒或任何其他合适的材料。连接元件706可沿第一驱动层505的外部形成连续的框架(如图所示)，或者其可由不连续或不同的段形成。在某些情况下，连接元件706不形成框架，而例如可以是沿第一驱动层505的一侧的带。其他配置也是可能的。本文中相对于图26至图29和图32至图40讨论连接元件706，诸如形成在驱动层505(或任何其他导电衬底、层、涂层等)边缘上的导电带。

感测层512可包括由导电材料形成(或包括导电材料)，并且以基本上规则的图案(诸如网格)布置的感测区域702。感测区域702可由任何适当的材料形成或包括任何适当的材料，诸如ito、金属纳米线等。

每个感测区域702可充当离散区域或像素状区域，该区域可用于确定第一驱动层505和该特定感测区域之间的距离。通过分析所有感测区域702，力感测设备500可检测在盖303上施加的力的大小。此外，相比于使用单个均匀感测层的情况，如图所示像素化感测层512可允许力感测设备500以更高的准确度检测力。例如，如果使用单个感测层，则可能难以或不可能分辨在盖303的边缘附近施加的大的力与在盖303的中心附近施加的小的力之间的差异。通过使用像素化感测层512，力感测设备500可考虑到盖303的不同区域之间的刚度差。使用像素化感测层512还可允许力感测设备500确定所施加的力的位置，检测多点触摸输入(例如，对应于施加到盖303的多个手指或触笔)等。

第二驱动层515可包括多个驱动区域704。类似于第一驱动层505和感测层512的感测区域702，驱动区域704可由任何适当的导电材料形成或包括任何适当的导电材料，例如ito、金属纳米线等。

驱动区域704可按任何适当的图案或取向布置，并且可具有任何适当的尺寸。例如，驱动区域704可以是导电材料的多个基本矩形的区域，并且可基本上与感测层512中的感测区域702的列对准，如相对于图2所示和描述。因此，驱动区域704可各自重叠感测层512的感测区域702中的多个感测区域。

类似于第一驱动层505，驱动区域704可利用电信号(例如，基本上正弦或边缘信号)来激励，该电信号在感测层512的感测区域702中感应对应的信号(或者其能够以其他方式由感测层512检测)。由于单个感测层512用于检测其自身与两个不同的驱动层505,515之间的距离，因此力感测设备500需要区分来自第一驱动层505和第二驱动层515的信号。因此，来自第一驱动层505和第二驱动层515的信号可具有不同的频率、幅度、相位或其他属性，使得它们在感测层512中感应的信号彼此间可区分。更具体地讲，施加到第一驱动层505的信号可具有第一频率，并且施加到第二驱动层515的信号可具有不同于第一频率的第二频率。另选地或除此之外，可在不同时间激励(例如，用边缘信号)第一驱动层505和第二驱动层515，使得在感测层512中感应的信号可归因于两个驱动层中不同的驱动层。例如，感测电路可交替激励第一驱动层505和第二驱动层515。可使用这些(或其他)技术，使得能够独立于第二驱动层515和感测层512之间的距离来检测第一驱动层505和感测层512之间的距离。

驱动区域704可彼此电隔离，或者可彼此电耦合。在驱动区域704彼此电耦合的实施方案中，所有驱动区域704可由单个信号同时激励。

另选地，在驱动区域704被电隔离的情况下，可将它们彼此独立地驱动或激励。当不是一次分析所有感测区域702时，这可能是有用的。更具体地讲，与力感测设备500相关联的电路可周期性地轮询感测区域702的子集。因此，驱动区域704可对应于感测区域702的轮询组，并且可在对相应的感测区域702的组进行轮询的同时向驱动区域704提供信号。当使用循环轮询技术时，这可有助于减少力感测设备500的功率消耗，因为在对应的感测区域702未被轮询时不是所有的驱动区域704都通电励。

如图7所示，驱动层505,515和感测层512可以是不同的层或部件，或者它们可结合到其他层或部件中。例如，第一驱动层505可以是涂覆、施加或以其他方式结合到作为上部叠层304(图3a)的一部分的偏振滤光片的导电材料。实际上，感测层和驱动层中的任何感测层和驱动层的导电材料可结合在其所结合的电子设备的另一个部件或层上。另选地，感测层和驱动层可独立形成，诸如通过在衬底诸如柔性电路材料(例如，聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮或透明导电聚酯)上施加导电材料，然后将衬底结合到电子设备。

图8是沿图7中的线c-c观察的第一驱动层505、第二驱动层515和感测层512的局部剖视图，其示出了力感测设备500的感测区域702和驱动区域704的相对尺寸和位置。第一驱动层505包括衬底802、导电层804和连接元件706。衬底802可以是任何适当的材料或部件，诸如柔性电路材料、偏振滤光器或电子设备或显示器叠层的任何其他材料或部件。导电层804可以是ito、金属或导电纳米线层或如上所述的任何其他合适的材料。导电层804可以是与多个感测区域702重叠的连续片(例如，具有单个展开的导电材料，而不是分段或像素化的配置)。连接元件706可以是导电材料，诸如铜、银、镍钒等。

感测层512可包括衬底806和感测区域702，所述衬底可以是任何适当的材料或部件，诸如柔性电路材料。如上所述，感测区域702可由任何适当的材料形成或包括任何适当的材料，包括ito、导电纳米线等。

第二驱动层515可包括衬底808和驱动区域704，所述衬底可以是任何适当的材料或部件，诸如柔性电路材料。驱动区域704和感测层512的感测区域702相对于彼此可具有合适的尺寸和位置，使得感测区域702将驱动区域704与干扰源诸如第一驱动层505屏蔽。例如，驱动区域704的宽度可与感测区域702的宽度基本相同或窄于感测区域702，并且可与感测区域702垂直对准(其中的位置术语相对于图8中的层的取向)。这样，感测区域702的导电材料可基本上将驱动区域704与第一驱动层505或感测层512上方的其他潜在干扰源屏蔽。驱动区域704的某些部分可不被感测区域702直接覆盖。然而，基本矩形的驱动区域704的未屏蔽区域明显小于第二驱动层515是单个连续导电材料片时存在的未屏蔽区域，诸如第一驱动层505上的未屏蔽区域。

图8示出了在它们各自的衬底表面上方延伸的感测区域702和驱动区域704。然而，这仅仅是一个示例性配置。实际上，感测区域702和驱动区域704可基本上与其相应的衬底齐平或凹陷。

图9示出了带有感测区域702的示例性分布的感测层512。图9还示出了可将感测区域702电耦合到其他电子部件或电路的导电路径902。导电路径902可以是任何适当的材料，并且可通过任何适当的方式形成。例如，它们可由利用光刻技术施加的ito形成。还预期其他材料和技术。在感测区域702被独立地轮询以向特定显示位置(如图9所示)提供唯一力值的实施方案中，每个感测区域702可连接到唯一的导电路径902。在多个感测区域702被轮询或监视为单个单元的实施方案中，那些感测区域702可共享或连接到通用导电路径902(未示出)。图9中所示的感测区域702和导电路径902的图案仅仅是适当配置的一个示例，并且还可预期其他配置，其中包括感测区域702和导电路径902的数量和布置。

图10a示出第一驱动层505，示出了经由连接元件706(例如，围绕第一驱动层505的导电带或边界)到第一驱动层505的导电层804的电连接的示例性配置。具体地讲，图10a示出了紧邻连接元件706的一对连接器段1002。每个连接器段1002可由电导体形成或包括电导体，该电导体电连接到信号发生器或其他电子电路。例如，连接器段1002可由其上设置有金属或导电材料(例如，铜、金、ito)的柔性电路材料形成。在某些情况下，连接器段1002可基本上完全由导电材料形成，诸如在连接器段1002是铜、银或任何其他金属或导电材料的带的情况中。

导电接合材料1004可沉积在连接器段1002和连接元件706的一部分上方，使得在连接器段1002和连接元件706之间形成电连接。导电材料可以是任何适当的材料，诸如银、金、铜、导电粘合剂等。

如上所述，连接元件706电连接到导电层804。因此，驱动信号可从连接器段1002施加到导电层804。在某些情况下，更多或更少的连接器段1002可用于将电路电耦合到导电层804，或者连接器段1002可定位在围绕驱动层505的不同位置处，诸如定位在沿驱动层505的相对边缘。

图10b示出第一驱动层505，示出了到第一驱动层505的导电层804的电连接的另一示例性配置。如图所示，第一驱动层505不包括连接元件706。在该示例中，连接器段1006经由导电粘合剂1008连接到导电层804，而不是经由连接元件706(如图10a所示)连接到导电层804。与连接器段1002(图10a)类似，连接器段1006可由电连接到信号发生器或其他电子电路的电导体形成或包括该电导体。连接器段1006可经由导电粘合剂1008电耦合和物理耦合到导电层804，所述导电粘合剂可设置在连接器段1006和导电层804的重叠部分之间。图10b示出了其中两个连接器段1006耦接到第一驱动层505的相对侧的示例性实施方案。还可预期其他配置，包括连接器段1006的不同数量、尺寸、形状和耦接位置。例如，在某些情况下，仅使用一个连接器段1006。在其他情况下，四个连接器段1006围绕第一驱动层505布置(例如，在第一驱动层505的每一侧上具有一个连接器段1006)。

图11示出了带有驱动区域704的示例性分布的第二驱动层515。图11还示出了可将驱动区域704电耦合到其他电子部件或电路的导电路径1102。导电路径1102可以是任何适当的材料，并且可通过任何适当的方式形成。例如，它们可由利用光刻技术施加的ito形成。还预期其他材料和技术。在驱动区域704被独立驱动或激励的实施方案中，如上文相对于图8所讨论的，每个驱动区域704可连接到唯一的导电路径1102。在多个驱动区域704被一起驱动或激励(例如，信号同时施加到多个驱动区域704)的实施方案中，那些驱动区域704可共享或连接到通用导电路径(未示出)。图11中所示的驱动区域704和导电路径1102的图案仅仅是合适的配置的一个示例，并且也可预期其他配置，包括驱动区域704和导电路径1102的数量和布置。

图12是可结合在电子设备(例如，设备100、设备200)中的示例性力感测设备1200的局部剖视图，其描绘了与图3a中的区域301类似的区域。为了清楚起见，省略了盖303和外壳104。虽然力感测设备1200类似于力感测设备500，但是力感测设备1200在电子设备内具有不同数量和布置的感测元件，如本文所述。

力感测设备1200包括类似于上部叠层304的上部叠层1204，其可包括显示器的一个或多个层或部件，包括液晶矩阵、发光二极管(led)、光导、滤光器(例如，偏振滤光器)、漫射器、电极等。上部叠层1204可被配置为响应于力感测设备1200上施加的力而弯曲或能够弯曲。

下部叠层1208可设置在上部叠层1204下方，并且通过气隙1206与上部叠层1204分开。下部叠层1208可包括框架构件1207(类似于框架构件309)、光学叠层1213(类似于上述光学叠层315)和任何其他适当的部件诸如光源。如相对于组件300所述，气隙1206可具有任何适当的厚度，诸如25微米至100微米。在力感测设备1200不包括显示器或不提供显示功能的实施方案中，下部叠层1208(以及上部叠层1204)可包括不同的部件或者可被省略。

第一感测元件1209耦接到下部叠层1208。第一感测元件1209可以是被配置为与另一个电容式感测元件电容耦合的电容式感测元件。例如，第一感测元件1209可以是驱动层，其电容耦合到有利于使用互电容检测感测层和驱动层之间的距离的感测层(例如，下面描述的第二感测元件1215)。又如，第一感测元件1209可以是感测层而不是驱动层。再如，第一感测元件1209可被配置为电容耦合到接地层，并且有利于使用自电容检测其自身与接地层之间的距离。再如，第一感测元件1209可以是电容耦合到感测层的接地层。

第一感测元件1209可由任何适当的材料形成或包括任何适当的材料(诸如设置在柔性衬底上的ito迹线)，并且可通过任何适当的方式(诸如使用psa或hsa)耦接到下部叠层1208，或直接图案化到下部叠层1208上。由于第一感测元件1209在下部叠层1208下方，因此下部叠层1208的框架构件1207可由导电材料(诸如金属)形成。更具体地讲，由于框架构件1207不在第一感测元件1209和第二感测元件1215(下面讨论)之间，因此框架构件1207可不屏蔽或不以其他方式干扰第一感测元件1209和第二感测元件1215之间的电容耦合。因此，更多的材料可适用于框架构件1207，并且框架构件1207可限定连续的层或面板，而不是在其中具有开口来避免不可取的屏蔽或干扰。

气隙1210和可变形元件1214可设置在第一感测元件1209和第二感测元件1215之间。气隙1210和可变形元件1214对应于气隙510和可变形元件514，并且可具有类似的组成、结构、尺寸和功能。

第二感测元件1215可电容耦合到第一感测元件1209，并且这些部件可一起形成跨气隙1210和可变形元件1214的电容传感器1218，以检测这些层的变形。根据电容传感器1218的操作原理和/或第一感测元件1209的配置，第二感测元件1215可以是感测层、驱动层或接地层。

第二感测元件1215可耦接到基部结构1216，该基部结构可以是框架、托架、电路板、电池、外壳或壳体的内壁等，如上面相对于图5的基部结构516所述。

图13是示例性力与挠曲的关系曲线，其示出了图12中的力感测设备1200响应于(直接或间接地)施加到上部叠层1204的力输入如何挠曲。该力响应类似于图4中所示的力响应，具有从点401延伸到点402的第一轮廓(对应于气隙1206和气隙1210的塌缩)，以及从点402延伸到点404的第二轮廓(对应于可变形元件1214的变形)。

如上所述，力感测设备1200具有由第一感测元件1209和第二感测元件1215形成的一个电容传感器1218。第一感测元件1209和第二感测元件1215跨气隙1210和可变形元件1214，但是不跨气隙1206。因此，电容传感器1218不检测使得气隙1206塌缩的上部叠层1204的挠曲(对应于图13中的线1302)，而是检测使得气隙1210塌缩并且使得可变形元件1214变形的挠曲(对应于图13中的线1304)。因此，气隙1206的塌缩与气隙1210的塌缩分离，并且使用力感测设备1200的电容传感器1218检测的力对应于塌缩气隙1210所需的力。

由于电容传感器1218跨气隙1210和可变形元件1214，因此耦接到第一感测元件1209和第二感测元件1215的感测电路可被配置为通过算法确定气隙1210完全塌缩的时间。例如，当施加力时，感测电路可监测变形的变化率(例如，力与挠曲曲线的斜率)。如果斜率满足第一条件(例如，其恒定或者其低于阈值)，则感测电路可确定仅空气间隙1210正在被塌缩或已经被塌缩，并且可应用第一力和挠曲的相关性。如果斜率满足第二条件(例如，其正在增大或者高于阈值)，则感测电路可确定气隙1210已被完全塌缩，并且可变形元件1214将要变形或已经至少部分地变形。在后一种情况下，感测电路可应用第二力和挠曲的相关性来确定所施加的力的值。

图14是可结合在电子设备(例如，设备100、设备200)中的示例性力感测设备1400的局部剖视图，其描绘了与图3a中的区域301类似的区域。在该示例中，力感测设备1400与力感测设备1200相同，不同之处在于，第一感测元件1209耦接到上部叠层1204，使得由第一感测元件1209和第二感测元件1215形成的电容感测器1402跨空气间隙1206和空气间隙1210两者。因此，如图15中的力和挠曲的关系曲线所示，电容传感器1402检测上部叠层1204从点401到点404(对应于线1502)的挠曲。此外，如本文所述，感测电路可被配置为通过算法确定气隙1210和可选地气隙1206已经完全塌缩的时间，以便应用适当的力和挠曲的相关性。

然而，在图12中，框架构件1207不在第一感测元件1209和第二感测元件1215之间，在图14中，框架构件1207位于第一感测元件1209和第二感测元件1215之间。因此，框架构件1207可由电介质材料形成或者可具有其中布置电介质材料的开口，使得框架构件1207不遮蔽或不以其他方式干扰感测元件1209,1215。

图16是可结合在电子设备(例如，设备100、设备200)中的示例性力感测设备1600的局部剖视图，其描绘了与图3a中的区域301类似的区域。在该示例中，力感测设备1600包括上部叠层1604(对应于上部叠层1204)、第一感测元件1605(对应于第一感测元件1209)、气隙1606(对应于气隙1206)、下部叠层1608(对应于下部叠层1208)、可变形元件1610、气隙1615、第二感测元件1614和基部结构1620(对应于基部结构1216)。下部叠层1608可包括光学叠层1617，以及支承光学叠层1617并将下部叠层1608耦接到上部叠层1604的框架构件1607。由于框架构件1607位于第一感测元件1605和第二感测元件1614之间(类似于图5中的力感测设备500中的配置)，因此框架构件1607可由电介质材料形成或包括电介质材料，诸如设置在框架构件1607中的开口中的电介质材料。

第一感测元件1605和第二感测元件1614形成跨气隙1606和气隙1615的电容传感器1619。因此，类似于力感测设备1400，电容传感器1619检测对应于气隙1606,1615的塌缩以及可变形元件1610的变形。因此，如图17中的力和挠曲的关系曲线所示，电容传感器1619检测上部叠层1604对应于线1702的从点401到点404的挠曲。

力感测设备1600还包括被配置为检测上部叠层和下部叠层之间的接触的接触传感器。如图16所示，接触传感器与可变形元件1610和第二感测元件1614集成。例如，可变形元件1610可包括从可变形元件1610的基部部分延伸的突起1611。突起1611可包括感测元件1612，该感测元件被配置为在气隙1615已经完全塌缩并且可变形元件1610接触第二感测元件1614时被感测或以其他方式由接触感测区域(例如，本文所讨论的接触感测区域1616)检测。如图16所示，感测元件1612设置在突起1611的自由端。

感测元件1612可由任何适当的材料形成，并且可具有任何适当的尺寸和形状。可基于接触传感器的操作原理来选择这些属性以及感测元件1612的任何其他属性。例如，如果接触感测区域1616是电容传感器，则感测元件1612可以是导电材料和/或电介质材料。合适的电介质材料可具有大于约3.9的介电常数(或相对电容率)(例如，高k电介质材料)。在接触感测区域1616是连续性传感器的情况下，感测元件1612可以是导电材料，诸如碳、金属等。

感测元件1612可通过任何适当的方式结合到可变形元件1610中。例如，感测元件1612可与可变形元件1610共同成型。在另一个示例中，感测元件1612可沉积在可变形元件1610上。例如，可在突起1611的自由端上沉积一层或多层金属(或任何其他合适的材料)。再如，可变形元件1610可由本身被配置为由对应的接触感测区域1616感测的材料形成，因此可不使用离散感测元件1612。例如，该材料可以是有机硅或具有嵌入其中的导电颗粒(诸如碳)的其他弹性体。还可预期用于将该材料与可变形元件1610结合的其他材料和技术。

力感测设备1600的接触传感器还包括接触感测区域1616，该接触感测区域被配置为检测感测元件1612，以确定气隙1615已经完全塌缩并且可变形元件1610已经开始被压缩的时间。接触感测区域1616可被配置为以任何适当的方式检测感测元件1612。例如，接触感测区域1616可包括电容式感测部件，该电容式感测部件被配置为检测由感测元件1612接近接触感测区域1616而引起的电容变化。又如，接触感测区域1616可包括电开关，该电开关被配置为在导电感测元件1612接触电开关时检测闭合电路。

接触感测区域1616可与第二感测元件1614集成。例如，用于接触传感器的接触感测区域1616和用于电容式力传感器1619的感测区域可被图案化或以其他方式结合在同一衬底上。又如，接触感测区域1616可设置在第二感测元件1614的顶部上。例如，包括电触点、电容式感测部件等的接触感测区域1616可被放置在第二感测元件1614的顶部，并且可选地粘附到该第二感测元件。

类似于图14中的力感测设备1400，力感测设备1600形成跨气隙1615和可变形元件1610的电容传感器1619，因此电容传感器1619呈现从点401延伸到点404(对应于线1702)的力响应曲线(图17所示)。然而，当力感测设备1600在第一力轮廓(例如，从点401到点402)或第二力轮廓(例如，从点402到点404)操作时，电容传感器1619可不提供离散的指示。力感测设备1600的接触传感器提供该指示，从而允许感测电路应用适当的力和挠曲的相关性。例如，在气隙1615完全塌缩和接触传感器指示接触事件(对应于图17中的点1704)之前，该感测电路可应用对应于气隙1615塌缩的第一力和挠曲的相关性(从点401到点402)。在气隙1615完全塌缩之后，如由来自接触传感器的信号(在点1704处)所检测和指示的，感测电路可应用对应于可变形元件1610压缩的第二力和挠曲的相关性(例如，从点402到点404)。

图16示出了一个实施方案，其中第一感测元件1605设置在上部叠层1604上，并且因此在第一感测元件1605和第二感测元件1614之间的空间包括气隙1606，其他配置也是可能的。例如，第一感测元件1605可设置在气隙1606的相对侧上的下部叠层1608上，或者其可设置在下部叠层1608和可变形元件1610之间。无论第一感测元件1605和第二感测元件1614在力感测设备1600中的何处，气隙、可变形元件和接触传感器可设置在它们之间。此外，图16示出了定位在下部叠层1608上的可变形元件1610，其中突起1611朝向基部结构1620延伸，并且示出了定位在基部结构1620上的接触感测区域1616。在其他实施方案中，这些部件的相对位置可被交换，使得可变形元件1610定位在基部结构1620上，其中突起1611朝向下部叠层1608延伸，并且感测区域1616定位在下部叠层1608上。应当理解，这种修改可至少相对于可变形元件1610和接触感测区域1616的操作产生等效的结果。

图18a是图16中的区域1800的放大视图，其示出了可形成图16中的接触传感器的突起1611、感测元件1612和接触感测区域1616的示例性配置。第二感测元件1614可包括感测区域1810(诸如，电容耦合到接地层或驱动层的电容板或引线)，以及接触感测区域1616。图18a中的接触感测区域1616包括引线1802,1804,1806和1808。该引线可以是任何适当的材料(诸如，导电材料(例如，金属、碳、ito)迹线、导线、板、垫等)，并且可耦接到适当的电路，用于检测与感测元件1612的接触或与该感测元件的接近程度。例如，该引线可以是有利于检测由于感测元件1612与该引线接触或接近引起的电容变化的电容元件。又如，该引线可以是有利于检测两个或更多个触点之间的闭合电路的电触点。

图18b示出了在气隙1615已经完全塌缩并且可变形元件1610与第二感测元件1614接触时的图16中的区域1800。如图所示，感测元件1612和引线1802,1804,1806和1808之间的接近或接触导致通过对应的引线对1802,1804,1806和1808的检测。图18a至图18b示出了四个引线，但这仅仅是示例，并且可使用更多或更少的引线。此外，接触感测区域1616、感测元件1612和引线1802,1804,1806和1808的相对尺寸仅仅是示例性的，并且可基于各种因素和考虑对其进行选择。例如，接触感测区域1616可足够大以适应可变形元件1610和接触感测区域1616之间的未对准。因此，即使突起1611和接触感测区域1616的中心没有完全对齐，但接触传感器仍将有效地检测气隙1615完全塌缩的时间。

图19示出了可变形元件1610或其一部分的示例。可变形元件1610包括从基部表面1900延伸的突起1611的阵列。突起1611可与基部表面1900一体地形成。例如，可变形元件1610可成型(例如，注塑成型)为基本上均匀的组成的一体的单一部件。如上所述，感测元件1612可与可变形元件1610共同成型，或者它们可在可变形元件1610形成之后被施加(例如，粘附、涂覆或沉积)到或施加在突起1611上。在任一种情况下，感测元件1612可至少部分地嵌入突起1611中。还预期了用于将感测元件1612固定到突起1611的其他技术。应当理解，突起1611用于说明性目的，并且未必相对于基部表面1900或图中所示的任何其他部件的尺寸按比例绘制。

图20示出了第二感测元件1614或其一部分的示例，其包括感测区域1810(由平面正方形指示)和接触感测区域1616(由交叉影线正方形指示)，并且可与图19中所示的可变形元件1610结合使用。感测区域1810和接触感测区域1616两者可在同一衬底2000(例如，柔性电路材料)上形成，并且可包括导电迹线，诸如金属、碳、ito等。

在图19和图20所示的示例中，每个突起1611包括感测元件1612，并且对应于第二感测元件1614上的接触感测区域1616。然而，某些情况并非如此，因为确定提供合适的耐压缩性的突起1611的量、布置和分布的考虑可不同于驱动接触感测区域的量、布置和分布的考虑。例如，在一些具体实施中，一些突起1611不对应于接触感测区域1616。在这种情况下，不对应于接触感测区域1616的突起1611可省略感测元件1612，但是可形成或成形为确保所有突起1611具有基本相同的高度。另选地，所有突起1611可包括感测元件1612，而不论它们是否都对应于接触感测区域1616。这样可确保所有突起具有相同的高度，并且基本上同时接触相对的表面。

图21a是示例性接触传感器2100的剖视图，其示出了与图18a至图18b中所示的部分类似的部分。虽然由图18a至图18b中所示的突起1611和接触感测区域1616形成的接触传感器将感测部件和经感测部件放置在气隙1615的相对侧上，但是接触传感器2100被配置为使得感测部件和经感测部件都能够设置在气隙的一侧。

接触传感器2100包括可变形突起2102，该可变形突起可由任何适当的可变形材料形成，诸如有机硅、聚氨酯泡沫、橡胶、凝胶等。感测元件2104可与突起2102接合。例如，感测元件2104可放置在腔2106或突起2102的其他内部区域内。感测元件2104还可嵌入突起2102的材料中(例如，经由共同成型或嵌件成型)。与感测元件1612类似，感测元件2104可由任何适当的材料形成或包括任何适当的材料，诸如电介质材料和/或导电材料。

接触传感器2100还包括在相邻层2108中的引线2110。相邻层2108可以是感测元件(诸如感测元件1614)，其中或其上结合了引线2110。另选地，相邻层2108可专用于容纳引线2110。类似于图18a至图18b中的引线1802,1804,1806和1808，引线2110可被配置为充当电容元件(例如，电容耦合到感测元件2104并检测其接近程度的电容板)、连续性传感器的触点等。此外，引线2110可由任何适当的材料形成或包括任何适当的材料，诸如导电材料(例如，金属、碳、ito)迹线、导线、板、垫等。引线2110可耦接到用于检测与感测元件2104的接触或接近程度的适当的电路。

在接触传感器2100是电容传感器的情况下，引线2110和感测元件2104之间的物理接触可能没有必要检测突起2102和另一个部件之间的接触。相反，当突起2102接触另一个部件(例如，因为相邻的气隙已经完全塌缩)时，引线2110连同相关联的电路可检测感测元件2104和引线2110之间的距离的变化，从而触发接触传感器2100。在这种情况下，腔2106可填充有可变形材料(诸如有机硅)，从而封装感测元件2104。

图21b示出了突起2102已经由层2112变形之后的接触传感器2100，所述层形成其中已经设置有突起2102的气隙的相对侧。如图所示，感测元件2104已经与引线2110接触，从而触发接触传感器2100。然而，实际上感测元件2104可不必接触引线2110，以便触发接触传感器2100。例如，在引线2110被配置为电容传感器(或能够检测其自身与另一对象之间的距离变化的任何其他类型的传感器)的情况下，接触传感器2100可由感测元件2104和引线2110之间的距离的任何可检测的变化触发，其中距离的任何可检测的变化由层2112变形或以其他方式接触突起2102而引起。

图22a是示例性接触传感器2200的剖视图，其示出了类似于图18a至图18b中所示的部分。虽然由图18a至图18b中所示的突起1611和接触感测区域1616形成的接触传感器将感测部件和经感测部件放置在气隙1615的相对侧上，但是接触传感器2200被配置为使得感测部件和经感测部件都能够设置在气隙的一侧。

接触传感器2200包括可变形突起2202，该可变形突起可由任何适当的可变形材料形成，诸如有机硅、聚氨酯泡沫、橡胶、凝胶等。感测元件2204可设置在突起2202上。例如，材料可例如通过涂覆、沉积(例如，物理气相沉积或化学气相沉积)或任何其他适当的机制设置在突起2202的至少一部分上。接触传感器2200还包括在接近突起2202的层2206中的引线2208。

引线2208可被配置为充当电容耦合到感测元件2204的电容元件，从而感测从引线2208到感测元件2204的距离的变化。因此，感测元件2204可由导电材料、电介质材料(例如，高k电介质材料)或可电容耦合到引线2208并由该引线感测的任何其他适当材料形成，或包括这些材料。

图22b示出了突起2202已经由层2210变形之后的接触传感器2200，所述层形成其中设置有突起2202的气隙的相对侧。如图所示，感测元件2204已经更接近引线2208，从而触发接触传感器2200。

接触传感器2100,2200可代替相对于图18a至图20描述的接触传感器或与其结合使用。突起1611和感测区域1616一起形成接触传感器以检测与可变形元件1610的接触，代替该突起和该感测区域，可变形元件1610可包括用于相同或相似功能的多个接触传感器2100或2200

本文所述的接触感测系统可应用在力感测设备的任何层或部件之间。例如，虽然图16描绘了检测气隙1615何时已经塌缩的接触传感器，但是接触传感器还可以或替代地被配置为在气隙1606已经塌缩时检测接触。在某些情况下，力感测设备的叠层中的多个气隙可包括接触传感器。通过以这种方式提供附加的接触传感器，电子设备可确定哪些层已经被挠曲或正在被挠曲，并且因此可应用针对正在被挠曲的一个或多个特定层定制的力和挠曲的相关性。通过为多个层中的每一层提供不同的力和挠曲的相关性，可高度准确地确定施加到表面的力的大小。

当可变形元件处于未变形状态时，描述于上述每个示例中的可变形元件可在不同区域中具有不同的厚度和/或不同的突起高度。例如，力感测设备的基部结构和/或上部叠层或下部叠层(或力感测设备的任何其他层)可不具有均匀平坦的表面。因此，为了跨气隙提供相对恒定的气隙尺寸，可变形元件可在不同区域具有不同的厚度。例如，在一些区域中，突起可能较大以在层或叠层(例如，下部叠层308)和基部结构(例如，基部结构或基部层316)之间占较大的距离。

在某些情况下，输入表面可不跨整个输入表面区域均匀挠曲。例如，在盖303的边缘附近(例如，靠近外壳104和子盖303之间的接合部)施加的力可导致的盖303(以及因此上叠层304和下叠层308)的挠曲，小于施加在盖303中心的相同大小的力导致的挠曲。因此，可变形元件在期望较小变形(例如，围绕盖303的边缘或周边)的区域中可更厚，使得可变形元件不论力在输入表面上施加的位置，在基本上相同大小的力的施加下开始压缩。

图23a是沿图1中的线a-a观察的设备100的实施方案的剖视图，其示出了可向设备100提供显示、触摸感测和/或力感测功能的组件2300，或者该组件可与其他部件集成以提供这样的功能。如图23a所示，设备100包括组件2300中的力感测系统，其类似于上文相对于图5至图22所述的传感器，以及定位在外壳104和盖303之间的传感器2302(图23b)。传感器2302与组件2300中的感测元件结合工作，以确定盖303的挠曲量，从而确定施加到该盖的力的大小。

组件2300包括上部叠层304和下部叠层308、气隙306、气隙310以及可变形元件314，所有这些在上面相对于图3a至图3e进行了描述。组件2300还包括定位在可变形元件314的第一侧(例如，上方)上的第一感测元件2304，以及定位在可变形元件314的第二侧(例如，下方)上的第二感测元件2306。第一感测元件2304和第二感测元件2306一起可被称为力传感器。

第一感测元件2304和第二感测元件2306可类似于本文所述的感测元件中的任一个感测元件。例如，第一感测元件2304可以是电容驱动层，并且第二感测元件2306可以是电容耦合到该驱动层的电容式感测层。第一感测元件2304和第二感测元件2306以及相关联的电路可检测可变形元件314的变形量或挠曲量，并因此确定施加到盖303的力的大小。虽然组件2300示出了定位在可变形元件314相对侧上的第一感测元件2304和第二感测元件2306，但是其他配置也是可能的。例如，第一感测元件2304可设置在框架构件309的底部上、上部叠层上(或上部叠层中)等。在某些情况下，本文所述的任何力感测设备，诸如相对于图5、图12、图14或图16所示和所述的那些力感测设备，可用于组件2300。

除了组件2300中的力传感器之外，设备100可包括设置在外壳104和盖303之间的传感器2302。传感器2302可包括柔性材料，该柔性材料可响应于在盖303上施加的力而挠曲或变形。传感器2302以及相关联的感测电路能够响应于施加的力来检测盖303的挠曲量，并且结合组件2300中的感测元件2304,2306来确定施加到盖303的力的大小。

图23b示出了图23a中的区域2308的分解图，示出了传感器2302的细节。传感器2302可定位在外壳104的凸部307和盖303的一部分之间，使得当力施加到盖303时，传感器2302在凸部307和盖303的该部分之间被按压，从而使传感器2302变形。图23b中的凸部307和盖303的几何形状仅仅是示例性的，并且外壳104和盖303的不同示例可具有与图23b所示的形状、几何形状和/或特征不同的形状、几何形状和/或特征。

传感器2302包括可变形部分2310。可变形部分2310可由任何合适的材料形成或包括任何合适的材料，诸如有机硅、聚氨酯泡沫、橡胶、凝胶、弹性体等。在某些情况下，可变形部分2310可具有粘合属性，使得传感器2302将盖303保持到外壳104。

传感器2302还包括第一感测元件2312和第二感测元件2314。第一感测元件2312和第二感测元件2314可定位在可变形部分2310的相对侧上(例如，如图23b所示的顶部和底部)。第一感测元件2312和第二感测元件2314可形成电容传感器，在这种情况下，第一感测元件2312或第二感测元件2314中的一个可以是电容式驱动层，而另一个可以是电容式感测层。如本文所讨论的，电容传感器可检测可变形部分2310的变形量，并因此有利于检测施加的力的大小。在某些情况下，传感器2302可以是电阻传感器(或任何其他适当的传感器)，在这种情况下，第一感测元件2312和第二感测元件2314可被省略或用其他部件代替。

当力施加到盖303时，传感器2302的可变形部分2310可挠曲或变形，使得第一感测元件2312和第二感测元件2314更加靠近。第一感测元件2312和第二感测元件2314以及相关联的电路可确定变形量，并将其与施加到盖303的力的大小关联起来。然而，当施加的力达到一定大小时，可变形部分2310可达到最大的变形，在这种情况下，较大的施加力可不会导致可变形部分2310的进一步变形。然而，在某些情况下，期望检测大于该值的施加的力。因此，传感器2302和组件2300中的感测元件可感测施加的力的不同范围。

例如，传感器2302可被配置为确定从没有施加的力跨至导致图23a中的气隙306和310的塌缩的力的大小的力。直到该点，组件2300(由第一感测元件2304和第二感测元件2306形成)中的传感器可不检测任何力，因为下部叠层308还没有与可变形元件314接触。一旦下部叠层308接触可变形元件314，便可通过组件2300中的感测元件2304,2306确定增加的力的大小。

第一感测元件2312和第二感测元件2314可由任何适当的材料形成或包括任何适当的材料，例如金属、ito等。此外，第一感测元件2312和第二感测元件2314可通过任何适当的方式应用于可变形部分2310或以其他方式与其结合。例如，第一感测元件2312和第二感测元件2314可以是或可包括嵌入、定位在可变形部分2310上或以其他方式与其集成的导电片(例如，铜、银或金)。又如，第一感测元件2312和第二感测元件2314可以是沉积在可变形部分2310上的ito。

在某些情况下，第一感测元件2312和第二感测元件2314中的任一者或两者可不与可变形材料2310集成，而可以是单独的部件。例如，第一感测元件2312和/或第二感测元件2314可以是具有设置在其上的导电材料(例如，柔性电路材料)的材料层。这些层可位于可变形部分2310和盖303之间，和/或位于可变形部分2310和外壳104之间，并且可键合或以其他方式粘附到那些部件。又如，可将第一感测元件2312和/或第二感测元件2314直接在盖303和/或外壳104上图案化。例如，当设备100处于其组装配置时，ito、导电纳米线或任何其他合适的材料可直接在盖303和外壳104的彼此相对的部分上形成。可使用上述示例的任何组合来将第一感测元件2312和/或第二感测元件2314集成到设备100。

图24是示例性力和挠曲的关系曲线，其示出了图23a所示设备的盖303响应于施加到其上的力的输入如何挠曲。该力响应类似于图4中所示的力响应，具有从点401到点402的第一轮廓(对应于气隙306和气隙310的塌缩)，以及从点402到点404的第二轮廓(对应于可变形元件314的变形)。传感器2302可检测气隙306,310的变形(如图24中的线2402如所指出的那样)，而组件2300中的力传感器检测可变形元件314的变形(如线2404所指出的那样)。虽然线2402,2404被示出为不重叠，但并非总是如此。例如，传感器2302可继续挠曲，并因此即使在气隙306,310已经塌缩之后还提供有意义的有关力的信息。在这种情况下，与传感器相关联的感测电路可处理来自两个传感器的信息以确定施加的力的大小。

图25示出了通过设备的盖303观察的传感器2302的一部分。传感器2302的所示部分对应于传感器2302的拐角部分。传感器2302包括各自电耦合在一起(例如，经由导体2503)的第一驱动区域2502，以及各自电耦合在一起(例如，经由导体2505)的第二驱动区域2504。第一驱动区域2502和第二驱动区域2504可一起形成图23b所示的第二感测元件2314，并且可使用信号驱动或激励。如图所示，第一驱动区域2502和第二驱动区域2504以交替的交叉图案示出，但这仅仅是第一驱动区域2502和第二驱动区域2504的一个示例性配置。

传感器2302还包括感测区域2506。感测区域2506电容耦合到驱动区域2502,2504，并且可连接到检测和分析由驱动区域2502,2504在感测区域2506中感应的信号的电路。每个感测区域2506可与一个第一驱动区域2502和一个第二驱动区域2504重叠。由于驱动区域可在不同时间和/或用不同信号(例如，具有不同频率的信号)驱动，因此单个感测区域可提供两个不同的电容测量，每个电容测量对应于沿传感器2302的不同位置。这样，传感器2302被像素化，从而允许力的测量更加精确，并且用于检测施加在盖303上的力的位置。

图26是沿图1中的线a-a观察的设备100的实施方案的剖视图，其示出了位于盖110下方的显示器叠层2600。力和/或触摸感测系统或其部件可以与显示器叠层2600结合，促进设备100上的触摸和力输入检测。如本文所述，设备100可包括可促进设备100上的力和/或触摸输入感测的导电片(例如，图5中的第一驱动层505)。

显示器叠层2600可包括位于盖110和显示层2604之间的触摸传感器2602。触摸传感器2602可包括传感器，其中每个传感器都被配置为在盖110上检测用户输入(例如，触摸和/或力输入)以及用户输入的位置。可以使用任何合适的触摸传感器2602。例如，在一个实施方案中，触摸传感器2602由定位在两个电极层之间的电介质衬底形成。电极层可以由任何合适的光学透明材料制成。例如，在一个实施方案中，电极层由氧化铟锡(ito)制成。其他合适的材料包括但不限于纳米线或纳米线网、透明导电膜(例如，聚合物膜)、碳纳米管和超薄金属膜。

触摸传感器2602中的每个电极层可包括一个或多个电极。一层中的电极在至少一个方向上(例如，垂直地)与另一电极层中的相应电极对准，形成一个或多个电容传感器。通过一个或多个电容传感器的电容的变化来检测用户输入以及用户输入的位置。如稍后将更详细地描述的，驱动和感测电路2632耦接到电极层并且被配置为从每个电容传感器接收表示每个电容传感器的电容的输出信号。

触摸传感器2602中的电极层中的一者或两者可实现图案化。例如，在一个实施方案中，一个电极层被图案化成沿着第一轴定位的条(例如，行)，另一个电极层被图案化成沿着与第一轴横交的第二轴定位的条(例如，列)。电容传感器形成在两个电极层中的条的交叉处。用户输入和用户输入的位置可基于一个或多个电容传感器的电容(或电容的变化)来确定。

显示层2604可包括前置偏光器2606、附接到前置偏光器2606的背表面的显示元件2608，以及附接到显示元件2608的背表面的后置偏光器2610。可以使用任何合适的显示元件2608。示例性显示元件2608包括但不限于lcd元件、led元件、oled元件或oel元件。在例示的实施方案中，显示元件2608是lcd元件。

在一些情况下，由显示元件2608产生的噪声信号可与触摸传感器2602电耦合。此耦合可对触摸传感器2602对用户输入的检测造成不利影响。为了减少或消除因与触摸传感器2602耦合而造成的显示噪声，导电层2612可位于触摸传感器2602与前置偏光器2606之间。导电层2612可由任何合适的光学透明材料制成。例如，在一个实施方案中，导电层2612由ito制成。

导电材料片2614形成或涂覆在后置偏光器2610的背表面上方。导电材料片2614可以由任何合适的导电材料制成。例如，在一个实施方案中，导电材料片2614由银纳米线膜制成。

后置偏光器2610可由电绝缘材料制成。导电材料片2614使得后置偏光器2610的背表面能够用作导电表面。如下面将更详细地描述的，后置偏光器2610的导电表面用于传输用于包括导电表面的力传感器的驱动信号。

附接到后置偏光器2610的背表面的是导电边界2616(其在结构、材料、功能等方面可以与图7、图10a中的连接元件706相同或相似)。导电边界2616沿着后置偏光器2610的周边或边缘的至少一部分定位。如将结合图27到图29更详细地描述的，导电边界2616可以是围绕整个周边延伸的连续边界，或者导电边界2616可以包括一个或多个离散导电条，而且每个导电条沿后置偏光器2610的周边的相应部分定位。

在例示的实施方案中，显示器叠层2600延伸跨越显示器102的用户可视区域108(图1)并且进入不对应于来自显示器102的可视输出的非可视区域2618。或者，在一些实施方案中，仅显示器叠层2600中的层的子集延伸到非可视区域2618中。例如，显示层2604的部分可以延伸到非可视区域2618中，而显示器叠层2600中的其他层不延伸到非可视区域2618中。

在一些实施方案中，导电边界2616可以定位在位于非可视区域2618中的后置偏光器2610的部分上，这允许导电边界2616用任何合适的一种或多种材料(例如，不透明或透明材料)形成。例如，导电边界2616可由金属或金属合金(例如铜、铝、钼和镍钒)形成。其他实施方案可以在用户可视区域108内形成导电边界2616的至少一部分。在此类实施方案中，位于用户可视区域108中的导电边界2616的至少一部分，可由诸如ito的光学透明材料形成。

在例示的实施方案中，背光单元2620位于后置偏光器2610和导电边界2616的下方。显示层2604与背光单元2620一起用于在显示器102上输出图像。在一些具体实施中，可省略背光单元2620。

第一电极层2622定位在背光单元2620下方并附接到背光单元2620。在一些具体实施中，第一电极层2622表示电极阵列(例如，两个或更多个电极)。在其他具体实施中，第一电极层2622是单个电极。第一电极层2622可以用任何合适的导电材料(不透明或透明材料)形成，例如金属或金属合金。示例性金属和金属合金包括但不限于铜、铝、钛、钽、镍、铬、锆、钼铌和镍钒。

在后置偏光器2610的背表面上的导电材料片2614和第一电极层2622一起形成力传感器。力传感器可以用于检测施加到盖110的力的量值或大小。当第一电极层2622被实现为电极阵列时，导电材料片2614和第一电极层2622形成电容传感器阵列。每个电容传感器都包括由导电材料片2614和第一电极层2622中的相应电极形成的电极。当用户输入施加到盖110上时，盖110发生挠曲，并且至少一个电容传感器中的电极之间的距离发生变化，这种变化会导致该电容传感器的电容发生变化。例如，在例示的实施方案中，间隙2623基于施加到盖110的用户输入而变化，反过来导致至少一个电容传感器的电容发生变化。

在一些实施方案中，第一电极层2622可用于检测盖110上的一个或多个触摸。在此类实施方案中，可以省略触摸感测层2602，因为第一电极层2622具有双重功能，可用于检测触摸和力输入。

设备100还可包括支撑结构2624(其在结构、材料、功能等方面可与上述框架构件309,1207相同或相似)。在例示的实施方案中，支撑结构2624由导电材料(例如，金属)制成，但是其他实施方案可以用不同材料(例如塑料，陶瓷或复合材料)形成支撑结构2624。在例示的实施方案中，支撑结构2624沿着显示器叠层2600的长度和宽度延伸，不过这不是必需的。在其他实施方案中，支撑结构2624可以具有任意形状和/或尺寸。例如，支撑结构2624可具有一个开口，该开口中可以设置一个加强构件(如结合图3a中的框架构件309和加强构件312所述的)。

在例示的实施方案中，支撑结构2624具有u形横截面并且附接到盖110，使得支撑结构2624悬挂在盖110上。在其他实施方案中，支撑结构2624可连接到除盖110之外的部件。例如，支撑结构2624可以附接到设备100的外壳(例如，图1中的外壳104)或外壳中的框架或其他支撑部件。

在一些实施方案中，支撑结构2624可以被构造并附接到盖110，从而在支撑结构2624和第一电极层2622之间限定间隙2626。间隙2626允许显示器叠层2600响应于在盖110上施加的力而弯曲或移动。在一些实施方案中，第一电极层2622可附接到支撑结构2624，而不是背光单元2620。

设备100还可包括电池2628。电池2628向设备100的各种部件提供电力。如图26所示，第二电极层2630可以设置在电池2628的顶表面上。在一些实施方案中，施加到盖110的力的大小可足以导致显示器叠层2600发生挠曲，使得后置偏光器2610与第一电极层2622接触。当显示器叠层2600挠曲到后置偏光器2610与背光单元2620(或者如果不存在背光单元2620，则为第一电极层2622)接触的点时，由力传感器检测的力的大小达到最大水平(例如，第一力大小)。力传感器无法检测大小超过最大水平的力。显示器叠层2600到后置偏光器2610与背光单元2620或第一电极层2622接触的点的挠曲，可对应于图4中的力与挠曲的关系曲线的第一轮廓406。例如，由包括第一电极层2622和导电材料2614的力传感器检测到的力的最大水平可以对应于图4中的点402。

在此类实施方案中，第二电极层2630(与第一电极层2622或其他部件结合)可以形成第二力传感器，该第二力传感器通过关联第一电极层2622和第二电极层2630之间的挠曲的大小来检测超过第一力大小的力(例如，第二力大小)。例如，在一些实施方案中，第二电极层2630可以用于测量第一电极层2622和第二电极层2630之间的电容的变化。或者，第二电极层2630可用于检测支撑结构2624的背表面2627与第二电极层2630之间的电容的变化。第一电极层2622和第二电极层2630之间(或者支撑结构的背表面2627和第二电极层2630之间)的挠曲，可对应于图4中的第二轮廓408。

如前所述，驱动和感测电路2632耦接到触摸传感器2602。驱动和感测电路2632可定位在设备100中的任何合适的位置。驱动和感测电路2632被配置为向触摸传感器2602提供驱动信号并且从触摸传感器2602接收输出信号。例如，当触摸传感器2602包括电容传感器阵列时，驱动和感测电路2632耦接到每个电容传感器并且被配置为感测或测量每个电容传感器的电容。处理设备可耦接到驱动和感测电路2632，并且被配置为接收表示每个电容传感器的测量电容的信号。处理设备可以被配置为将测量电容关联到一定的力大小。

类似地，驱动电路2634耦接到导电材料片2614并且被配置为向后置偏光器2610的背表面(例如，向导电材料片2614)提供驱动信号。在一些实施方案中，驱动电路2634耦接到导电边界2616。

感测电路2636耦接到第一电极层2622并且被配置为从第一电极层2622接收一个或多个输出信号。例如，当第一力传感器包括电容传感器阵列时，驱动电路2634和感测电路2636耦接到每个电容传感器并且被配置为感测或测量每个电容传感器的电容。处理设备可耦接到驱动电路2634和感测电路2636并且被配置为接收表示每个电容传感器的测量电容的输出信号。处理设备可以被配置为将测量电容关联到一定的力大小。与驱动和感测电路2632类似，驱动电路2634和感测电路2636可位于设备100中的任何合适的位置。

在后置偏光器2610的背表面上(例如，在导电材料片2614上)传输的驱动信号可以与显示元件2608(例如，tft层)产生的噪声解耦，因为隔离后置偏光器2610可以将导电材料片2614与显示元件2608物理分离。另外，导电边界2616可减小后置偏光器2610和导电材料片2614之间的接触电阻，并且可以降低导电材料片2614的薄层电阻。减小接触电阻和/或薄层电阻可以增加对由显示元件2608产生的显示噪声的抑制。

关于第二电极层2630，驱动电路2638耦接到第二电极层2630，并且被配置为向第二电极层2630提供驱动信号。驱动电路2638可以位于电子设备100中的任何合适的位置。在一些实施方案中，感测电路2636可被配置为从第一电极层2622接收一个或多个输出信号。耦接到感测电路2636的处理设备可以被配置为接收输出信号并将测量的电容关联到一定的力大小。

图27到图29示出了图26中所示的偏光器2610上的导电边界的示例性布置。如图27所示，导电边界可以包括形成在涂覆在偏光器2700上的导电材料片2710上方的四个离散导电条2702,2704,2706,2708。每个导电条2702,2704,2706,2708都沿着偏光器2700的相应边缘形成。尽管图27示出了四个导电条，但是其他实施方案不限于这种布置。其他实施方案可以包括一个或多个导电条。图27到图29中所示的实施方案可代表图26中的偏光器2610上的导电材料2614和导电边界2616的实施方案。

在一些实施方案中，导电材料片2710可由一个方向的导电性比另一个方向更强的各向异性材料形成。在此类实施方案中，离散的一个或多个导电条2702,2704,2706,2708可以更有效地减小导电材料片2710的薄层和/或接触电阻。

图28示出了位于偏光器2800上的导电材料片2804上的离散l形导电条2802。在例示的实施方案中，导电条2802沿着偏光器2800的两个边缘形成。其他实施方案可以包括两个“l”形导电条，布置成沿着偏光器2800的每个边缘定位一个导电条。

图29示出了沿着偏光器2900的整个边缘定位的连续导电边界2902。在一些情况下，相比一个或多个导电条，连续导电边界2902可更有效地降低导电材料片2904的薄层导电率和/或接触电阻率。导电条2702,2704,2706,2708和/或导电边界2802,2902，可形成上文结合图7和图10a所述的连接元件706。

尽管图26到图29中所示的实施方案是结合电子设备中的显示器叠层来描述的，但是其他实施方案不限于显示器。力传感器可以形成在任何合适的盖下方，如电子设备的外壳(例如，图1中的外壳104，图2中的触控板206)的下方。绝缘衬底可定位在盖下方。导电材料片形成在绝缘衬底的背表面上方，在绝缘衬底的背表面上产生导电表面。换句话说，导电材料片将绝缘衬底的背表面变成了导电表面。导电边界沿着导电材料片的至少一个边缘形成，并且电极层定位在绝缘衬底下方。绝缘衬底的导电表面和电极层一起形成力传感器，被配置为检测盖上输入的力。

尽管在前面的讨论中，结合各种示例描述了力感测设备和接触传感器。然而，这些示例并非旨在限制所描述的特定元件、层或部件。例如，本文描述为分离和/或不同的部件(例如力感测设备的层)可以被组合起来，而本文描述为组合或集成的部件也可以被分开。此外，在不脱离本公开的实质的情况下，可以替换、添加或移除一些部件。例如，如上所述，如果力感测设备没有与显示设备集成，也不是显示设备的一部分，则可从力感测设备中省略显示结构。此外，本文所述的任何单独的层或结构可包括一个或多个子层。例如，盖可包括多个子层，如玻璃、涂层、粘合剂、滤光器等。又如，本文所述的力感测设备和接触传感器的层或部件中的任一个可用粘合剂、键合层等与邻近的层或结构固定到一起，不过如本文所述，此类粘合剂和键合层不是必需的。

图30示出了根据本文所述的实施方案的电子设备的示例性部件。图30中示出的示意图可对应于图1和图2中所示出的设备的部件，以及实际上可并入本文所述的力感测设备的任何设备。

如图30所示，设备3000包括操作性地连接到计算机存储器3004和/或计算机可读介质3006的处理单元3002。处理单元3002可经由电子总线或桥操作性地连接到存储器3004和计算机可读介质3006部件。处理单元3002可包括被配置为响应于计算机可读指令执行操作的一个或多个计算机处理器或微控制器。处理单元3002可包括设备的中央处理单元(cpu)。除此之外或另选地，处理单元3002可包括设备内的其他处理器，包括专用集成芯片(asic)和其他微控制器设备。

存储器3004可包括多种类型的非暂态计算机可读存储介质，包括例如读取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦除可编程存储器(例如eprom和eeprom)或闪存存储器。存储器3004被配置为存储计算机可读指令、传感器值和其他持久性软件元素。计算机可读介质3006还包括多种类型的非暂态计算机可读存储介质，包括例如硬盘驱动器存储设备、固态存储设备、便携式磁性存储设备或其他类似设备。计算机可读介质3006还可被配置为存储计算机可读指令、传感器值、力和挠曲的相关性和其他持久性软件元素。

在该示例中，处理单元3002可操作为读取存储于存储器3004和/或计算机可读介质3006中的计算机可读指令。计算机可读指令可使处理单元3002适于执行上文结合图1到图25描述的或下文结合图31中的示例性处理描述的操作或功能。特别地，处理单元3002、存储器3004和/或计算机可读介质3006可被配置为与下文所述的力传感器3022协作，基于用户输入表面的挠曲是塌缩了力传感器中的气隙，还是压缩了可变形元件，通过应用不同的力和挠曲相关性来确定施加到用户输入表面的力的大小。计算机可读指令可作为计算机程序产品、软件应用程序等来提供。

如图30所示，设备3000还包括显示器3008。显示器3008可包括液晶显示器(lcd)、有机发光二极管(oled)显示器、led显示器等。如果显示器3008为lcd，则显示器3008还可包括可受控以提供可变显示器亮度水平的背光部件。如果显示器3008是oled或led型显示器，则可通过修改提供给显示元件的电信号来控制显示器3008的亮度。显示器3008可对应于上述的上部和/或下部叠层。

设备3000还可包括被配置为向设备3000的部件提供电力的电池3009。电池3009可包括连接在一起来实现电力的内部供应的一个或多个蓄电单元。电池3009可以操作性地耦接到电源管理电路，该电源管理电路被配置为向设备3000内的各个部件或部件组提供适当的电压和功率级。电池3009可被配置为经由电源管理电路从外部源(例如ac电源插座)接收电力。电池3009可存储接收到的电力，使得设备3000可在不连接到外部电源的情况下工作更长时间，所延长的时长可以是几小时到几天。

在一些实施方案中，设备3000包括一个或多个输入设备3010。输入设备3010被配置为接收用户输入。输入设备3010可包括例如按钮、触控按钮、键盘、小键盘等。在一些实施方案中，输入设备3010可提供专用或主要功能，包括例如电源按钮、音量按钮、主页按钮、滚轮和相机按钮。通常，触摸传感器(例如，触摸屏)或力传感器也可被归类为输入设备。然而，为了该例示性示例的目的，触摸传感器3020和力传感器3022被描绘为设备3000内的不同部件。

设备3000还可包括触摸传感器3020(例如，图26中的触摸传感器2602)，该触摸传感器被配置为确定在设备3000的触敏表面上的触摸的位置。触摸传感器3020可包括根据互电容或自电容方案操作的电极或节点的电容阵列。如本文所述，触摸传感器3020可与显示器叠层的一个或多个层或力感测设备集成，以提供触摸屏的触摸感测功能。触摸传感器3020的电容阵列可与上述力感测设备集成，提供力感测功能的电容式感测元件除外。

设备3000还可包括力传感器3022，其被配置为接收和/或检测施加到设备3000的用户输入表面的力输入。力传感器3022可对应于本文所述的力感测设备或力传感器中的任一个，并且可包括或耦接到电容式感测元件，电容式感测元件有助于检测力传感器的部件的相对位置的变化(例如，力输入引起的挠曲)。

如本文所述，力传感器3022可包括接触传感器，其被配置为在气隙已经被力输入完全塌缩时发出信号。包括接触传感器的力传感器3022可操作性地耦接到处理单元3002，处理单元3002可以处理来自力传感器3022的信号，确定在用户输入表面上施加的力的大小，如上所述。

设备3000还可包括可用于检测设备3000的环境状况、取向、位置或一些其他方面的一个或多个传感器3024。可包括在设备3000中的示例性传感器3024，包括但不限于一个或多个加速度计、陀螺仪、倾斜计、测角计或磁力计。传感器3024还可包括一个或多个接近传感器，例如磁霍尔效应传感器、电感传感器、电容传感器、连续性传感器等等。

传感器3024还可广义地定义为包括无线定位设备，其中包括但不限于全球定位系统(gps)电路、wi-fi电路、蜂窝通信电路等等。设备3000还可包括一个或多个光学传感器，其中包括但不限于光电检测器、光电传感器、图像传感器、红外传感器等等。虽然在图30中相机3026被示为单独的元件，但是传感器3024的广义定义还可包括具有或不具有伴随光源或闪光灯的相机3026。传感器3024还可包括一个或多个声学元件，诸如单独使用或与扬声器元件结合使用的麦克风。传感器还可包括温度传感器、气压计、压力传感器、高度计、湿度传感器或其他类似的环境传感器。

设备3000还可包括被配置为捕获数字图像或其他光学数据的相机3026。相机3026可包括电荷耦合器件、互补金属氧化物半导体(cmos)器件，或被配置为将光转换成电信号的其他器件。相机3026还可包括一个或多个光源，例如频闪闪光灯、闪光灯或其他发光设备。如上所述，相机3026通常可被归类为用于检测设备3000附近的光学状况和/或物体的传感器。然而，相机3026还可用于创建可以以诸如jpg、gif、tiff、png、原始图像文件或其他类似文件类型的电子格式存储的照片写实图像。

设备3000还可包括被配置为从外部或单独的设备发送和/或接收信号或电通信的通信端口3028。通信端口3028可被配置为经由电缆、适配器或其他类型的电连接器耦接到外部设备。在一些实施方案中，通信端口3028可用于将设备3000耦接到诸如智能壳、智能盖、智能支架、键盘或被配置为发送和/或接收电信号的其他设备的附件。

设备3000可使用任何适当的技术或算法来确定施加到用户输入表面的力的大小。例如，设备3000可使用来自力感测设备的数据、读数或其他信息，然后应用数学公式或查询模型或查找表，基于来自力感测设备的信息确定所施加的力的大小。更具体地，用于确定施加到包括力感测设备的结构的力的大小的一个示例性技术，包括查询将传感器值(例如，检测到的电容值)与特定的已知力关联在一起的查找表或其他数据结构。查找表可在校准过程中填写，在校准过程中将已知的力施加到用户输入表面上的各个位置。对于每个位置，可将传感器的每个像素或感测区域的所得传感器值(可被称为校准值)存储在查找表(或其他数据结构)中。因此，对于每个用户输入位置，当传感器经受到已知力的作用时，在查找表中存在表示传感器的所有像素或感测区域的传感器值的一组校准值。在一些情况下，每个位置存在多组校准值，例如与不同的已知量值的力相关联的值。

要确定在正常操作期间施加到用户输入表面的力的大小，需要(例如，利用触摸传感器3020)确定输入表面上的触摸事件的位置，并且将该位置的校准值与所检测到的传感器值结合使用来确定实际施加的力。举例来说，如果与给定位置处的触摸事件相对应的检测到的传感器值，大约是与该位置处的触摸事件相关联的校准值的三倍，则设备3000可确定所施加的力大约是校准力的三倍。

用于确定所施加的力的大小的另一种技术，包括确定施加到传感器的每个像素或感测区域的力的大小，然后加上来自每个像素或感测区域的力，来确定施加到该传感器的力的总大小。在使用该技术的情况下，可结合使用两个感测元件之间的距离变化，以及两个感测元件之间的材料的已知刚度，来确定施加到相应像素或区域的力。举具体示例来说，可变形元件(例如，图5中的可变形元件514)可位于电容式感测元件之间。电容式感测元件可对应于图5中的第二感测元件512和第三感测元件515，这两个元件可分别是电容式感测层和驱动层。电容式感测元件还可对应于图26中的第一电极层2622和导电材料2614。设备3000可通过测量电容式感测元件之间的电容值来确定由施加到可变形元件的力导致的感测元件之间的距离(或距离变化)。可以将距离变化与可变形元件的刚度(例如，将材料的预期挠曲或变形与给定力相关联的常数)相乘来确定与检测到的距离变化相对应的力的大小。如上所述，第二感测元件512和第三感测元件515可限定多个不同的像素或感测区域(例如，图7中的区域702)。因此，可利用前述技术确定施加到每个单独的像素或感测区域的力，并且将这些力合起来(例如，相加)来确定施加到用户输入表面和/或传感器的力的总大小。

在一些情况下，可确定每个感测区域的可变形元件的刚度(例如，刚度常数)。因此，可以将每个区域的距离测量值与区域特定的刚度常数相乘，这样可以提高每个像素或区域的力测量值的精度，并且因此可以提高力传感器的总体精度。每个像素或感测区域的刚度常数可以手动方式确定，例如对像素或感测区域所对应的可变形元件的每个区域施加已知的力，并且测量可变形元件发生挠曲的大小或距离。在一些情况下，可在施加不同的力的情况下进行多次测量来确定可变形材料的平均刚度常数或刚度分布。与对每个感测区域使用相同的刚度常数相比，这种方法可以提高传感器的精度，因为不同区域的刚度可能是不同的。

可利用前述技术中的任一种(例如，查询查找表或基于刚度常数计算力)来确定施加到本文所述的给定传感器或感测设备的力。在设备中包括多个传感器的实施方案中，可以为每个传感器使用不同的技术。例如，对于包括第一电容传感器518和第二电容传感器519(图5)的力感测设备500，可使用查找表来确定施加到第一电容传感器518的力，并且可使用基于刚度的力计算来确定施加到第二电容传感器519的力。又如，图23a到图23b中的设备包括位于外壳和盖之间的传感器2302，以及位于外壳内的传感器(例如，包括其间具有可变形元件314的第一感测元件2304和第二感测元件2306)。在这种情况下，可使用查找表来确定施加到传感器2303的力，并且可使用基于刚度的力计算来确定施加到外壳内的传感器的力(例如，第一感测元件2304和第二感测元件2306)。或者，也可对这两个传感器都使用查找表技术。

在使用两个或更多个传感器的情况下，可以将为每个传感器确定的力值合起来，生成表示施加到用户输入表面的力的单个值。例如，参考力感测设备500(图5)，第一电容传感器518和第二电容传感器519可响应于不同的施加力而发生挠曲。更具体地，(在第一感测元件505和第二感测元件512之间的)气隙506和510可响应于具有特定值的施加力而塌缩。由于气隙506,510位于第一感测元件505和第二感测元件512之间，因此可以利用由这些感测元件限定的第一电容传感器518来确定不超过特定值的力。然而，因为第一感测元件505和第二感测元件512之间的距离不能进一步减小，所以第一电容传感器518将不会检测到超过特定值的施加力的值。然而，第二电容传感器519可检测气隙506,510塌缩之后的力。因此，在第一电容传感器518和第二电容传感器519都产生力值的情况下，可以将这些值相加来确定施加到力感测设备500的力的总大小。可将相同或相似的过程与结合图26所述的力传感器一起使用，其中导电材料2614和第一电极层2622形成第一力传感器，并且第一电极层2622和第二电极层2630形成第二力传感器。

图31示出了用于确定施加在电子设备用户输入表面上的力的大小的示例型过程3100。过程3100可以在本文所讨论的任意示例性设备上实现。过程3100可用于例如确定电子设备应当响应于力输入而执行什么动作(如果有的话)，并且可以使用例如结合图30所述的处理单元和其他硬件元件来实现。过程3100可以用存储在电子设备存储器内的处理器可执行指令来实现。

在操作3102中，确定传感器信号是对应于第一间隔层(例如，如上所述的气隙)的变形，还是第二间隔层(例如，如上所述的可变形元件)的变形，或是两者的组合。例如，设备可监视传感器信号的变化率。如果传感器信号的变化率满足第一条件(例如，在特定变形范围内变化率是恒定的，或者变化率低于阈值)，则设备可确定气隙正在或已经塌陷。如果传感器信号的变化率满足第二条件(例如，在特定变形范围内变化率增大，或者变化率高于阈值)，则设备可确定气隙已经完全塌缩，并且可变形元件已经或即将被至少部分压缩。又如，设备可基于接触传感器(例如，结合图16和图18a到图22b所述的接触传感器)是否指示第一间隔层已完全塌缩来确定传感器信号是对应于第一间隔层的塌缩还是第二间隔层的塌缩。

在操作3104中，选择力和挠曲的相关性。如本文所述，可使用不同的力和挠曲的相关性来确定所施加的力的大小，具体视力传感器的挠曲是对应于第一间隔层(例如，气隙)的塌缩，还是第二间隔层(例如，可变形元件)的变形。因此，如果设备在操作3102中确定传感器信号对应于第一间隔层的变形，例如气隙的塌缩，则设备可在操作3104中选择第一力和挠曲的相关性。如果设备在操作3102中确定传感器信号对应于第二间隔层的变形，例如可变形元件的压缩，则设备可在操作3104中选择与第一力和挠曲的相关性不同的第二力和挠曲的相关性。

在设备包括跨越不同间隔层(例如图5中的第一电容传感器518和第二电容传感器519)的多个传感器的实施方案中，设备可选择并使用多个力和挠曲的相关性。例如，如果设备在操作3102中确定挠曲对应于第一间隔层和第二间隔层的至少部分塌缩，则设备可为每个传感器选择适当的力和挠曲的相关性。

在操作3106中，基于所选择的力和挠曲的相关性来确定所施加的力的大小。例如，设备使用查找表、基于刚度的力计算或实现所选择的力和挠曲的相关性的另一技术，将由传感器信号指示的挠曲大小与特定的施加力关联起来。在设备包括多个传感器的实施方案中，设备可将由每个传感器指示的挠曲大小与力值关联起来，然后加上来自每个传感器的力值，最终确定所施加的力的总大小。

基于所确定的所施加的力的大小，设备可执行(或不执行)某些动作。例如，如果所施加的力低于阈值，则设备可执行一个动作，而如果所施加的力高于阈值，则设备可执行另一动作。举例来说，如果力小于阈值，则设备可将光标移动到触摸事件的位置所对应的位置，而如果力高于阈值，则设备可注册光标的位置处的选择(例如，鼠标点击)。然而，这仅仅是一个示例，并且设备可基于所确定的所施加的力执行的可能动作的范围仅受到设备能力的限制。

如上所述，力传感器可使用具有导电边界的片或层。例如，如结合图7、图10a和图26到图29所描述的，导电片可用作电容式力感测系统的驱动层。导电边界可应用于或以其他方式包括在导电片中。图32示出了在片材表面上制造导电边界的方法的流程图，所述片材例如是结合图26到图29所描述的偏光器，或结合图5、图7和图10a中所描述的力感测元件505。图32将结合图33到图37描述。该方法结合卷对卷生产方法进行描述。尽管结合偏光器对该方法进行描述，但是该方法可用于在任何合适的膜或衬底上制作导电边界。此外，虽然结合形成连续导电边界(例如，参见图7、图29)来描述该方法，但是其实施方案并不限于这种类型的导电边界。

在其他实施方案中，可以使用其他制造过程在偏光器或衬底上制造导电边界。示例性制造过程包括但不限于物理或化学气相沉积、使用阴影掩模的丝网印刷或喷墨涂覆技术，以及膜掩模和光刻。

最初，如框3200所示，将掩模涂覆到膜的表面。在一个实施方案中，膜是包括在偏光器膜的表面上方形成或涂覆的导电材料片的偏光器膜。如前所述，偏光器膜将被附接(例如，层压)到显示元件的背表面，用作显示器的偏光器(例如，图26中的显示元件2608和后置偏光器2610)。

每个掩模都限定将被导电边界围绕或在导电边界内的区域。例如，掩模可定义显示器的用户可视区域(例如，用户可视区域108)。尽管被描绘为具有矩形形状，但是掩模可具有任何给定的形状和/或尺寸。

在一些实施方案中，每个掩模都可以是多个掩模中的一个掩模。例如，如果在膜衬底上形成多个导电条(例如，参见图27)，则掩模限定不包括导电条的区域。

图33a到图33b示出了将掩模涂覆到膜表面。如图33a所示，涂覆过程3300包括在卷对卷生产系统中将膜3302从第一辊3304移向第二辊3306。在图33a和图33b中，该移动以箭头3308示出。在一个实施方案中，第二辊3306包括图32所示方法制造的成品(例如，形成在偏光器膜表面上的导电边界的集合)。在另一个实施方案中，第二辊3306包括在膜表面上形成的掩模的集合(例如，框3200的成品)。

第三辊3310定位在第一辊3304和第二辊3306之间。第三辊3310包括在膜3302在第三辊3310下方移动时涂覆到膜3302上的掩模3312的集合。图33b示出了在第三辊3310将掩模3312涂覆到膜3302之后膜3302的俯视图。

现在参考图32中的框3202，在掩模上方和膜的表面上方形成导电材料。该导电材料是用于形成导电边界的材料。图34a到图34b示出了导电材料在膜和掩模上方的形成。形成过程3400包括将膜3302从第四辊3402移向第五辊3404(用箭头3406表示的移动)。在一个实施方案中，第四辊3402对应于第一辊3304，第五辊3404对应于第二辊3306。在此类实施方案中，第五辊3404包括形成在偏光器膜的表面上的导电边界的集合(例如，图32所示的方法的成品)。在其他实施方案中，第四辊3402包括框3200的成品。

在例示的实施方案中，具有掩模3312的膜3302进入沉积室3408，在沉积室3408中，喷嘴3410将导电材料3412沉积到膜3302和掩模3312上。沉积可以是毯式沉积，使得整个膜3302和掩模3312上都沉积有导电材料。图34b示出了在通过沉积室3408将导电材料3412沉积到膜3302和掩模3312上之后膜3302的俯视图。

现在参考图32中的框3204，在掩模和膜上方形成导电材料之后，从膜的表面移除掩模。图35a到图35b示出了从膜3302移除掩模3312。移除过程3500包括将膜3302从第六辊3502移向第七辊3504(用箭头3506表示的移动)。在一个实施方案中，第六辊3502对应于第一辊3304，第七辊3504对应于第二辊3306。在此类实施方案中，第七辊3504包括图32中所示的方法的成品。在其他实施方案中，第六辊3502包括框3202的成品。

第八辊3508定位在第六辊3502和第七辊3504之间。第八辊3508移除掩模3312，留下了仅包括膜3302的区域3514。导电材料设置在区域3514周围的区域上。图35b示出了在掩模3312被第八辊3508移除之后膜3302的俯视图。

可以使用任何合适的工艺来移除掩模3312。例如，在一个实施方案中，第八辊3508采用静电技术来移除掩模3312。

在一些实施方案中，成像系统(例如，相机)可定位在第三辊3508和第七辊3504之间的膜3302上方。可利用成像或自动光学检查系统在通过第八辊3508移除掩模之后检查膜是否存在缺陷。

现在参考图32中的框3206，在膜和导电材料的表面上方形成了保护层。图36a到图36b示出了在膜和导电材料上方的保护层的形成。形成过程3600包括将膜3302从第九辊3602移向第十辊3604(用箭头3606表示的移动)。在一个实施方案中，第九辊3602对应于第一辊3304，并且第十辊3604对应于第二辊3304。在此类实施方案中，第十辊3604包括图32所示的方法的成品。在其他实施方案中，第九辊3602包括框3204的成品。

第十一辊3608定位在第九辊3602和第十辊3604之间。第十一辊3608在膜3302和导电材料3412上方涂覆保护层3610。图36b示出了第十一辊3608涂覆保护层3610之后膜3302的俯视图。

现在参考图32中的框3208，切割(例如，单切)导电边界，产生由导电边界各自围绕的膜的各个部分。图37a到图37b示出了由导电边界围绕的膜的各个单独部分的产生。切割过程3700包括将膜3302从第十二辊3702移向第十三辊3704(用箭头3706表示的移动)。在一个实施方案中，第十二辊3702对应于第一辊3304，并且第十三辊3704对应于第二辊3306。在此类实施方案中，第十三辊3704包括图32所示的方法的成品。在其他实施方案中，第十二辊3702包括框3206的成品。

在例示的实施方案中，单切系统3708定位在第十二辊3702和第十三辊3704之间的膜3302上方。单切系统3708包括通过一个或多个对准相机3712对准的精密冲切刀具3710。

在一个实施方案中，精密冲切刀具3710使用区域3514(图35)的一个或多个角作为切割参照3714，以定位冲切图案3716。图37b示出了在冲切刀具3710切割各个部分之前膜3302以及切割参照3714和冲切图案3716的俯视图。图37b中还示出了两个单切的部分3718。每个单切的部分3718都包括由导电边界3722围绕的膜3720的一部分。如前所述，膜3720的这一部分包括在偏光器膜上方形成的导电材料片(例如，涂覆在图26中的后置偏光器2610上的导电材料片2614)。

参考图32中的框3210，每个单切的部分都可以附接到显示层。具体地，每个单切的部分都可以层压到显示层中的后置偏光器的背表面。

可以改变掩模(例如，图33b中的掩模3312)的几何形状和/或冲切图案(例如，图37b中的冲切图案3716)的几何形状来调节导电边界。图38到图40示出了用于确定导电边界的几何形状的示例性技术。如图38所示，冲切图案3800是位于使掩模3802居于冲切图案3800的中心的矩形形状。在执行单切过程之后，膜3806包括沿着膜3806的边缘延伸的连续的矩形导电边界3804。

如图39所示，冲切图案3900从掩模3902偏移，使得掩模3902的一个边缘在冲切图案3900的外部。在执行单切过程之后，膜3906包括u形导电边界3904。在例示的实施方案中，掩模3902的顶部边缘位于冲切图案3900的外部，因而产生沿着膜3906的两个侧边和底部边缘延伸的u形导电边界3904。然而，其他实施方案不限于这种表现。导电边界3804的形状和取向确定掩模3902的哪个边缘(或哪些边缘)位于冲切图案3900的外部。

图40示出了使掩模4002的四个边缘中的三个边缘位于冲切图案4000外部的冲切图案4000。在执行单切过程之后，膜4006包括沿着膜4006的一个边缘延伸的直线导电边界4004。在例示的实施方案中，仅掩模4002的底部边缘的一部分位于冲切图案4000内，因而产生沿着膜4006的底部边缘延伸的直线导电边界4004。然而，其他示例不限于这种配置。导电边界的形状和取向确定掩模4002的哪个边缘(或哪些边缘)位于冲切图案4000的外部。

出于解释的目的，前述描述使用特定命名来提供对所描述的实施方案的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，实践所述实施方案不需要这些具体细节。因此，出于说明和描述的目的呈现了对本文所述的具体实施方案的上述描述。它们并非旨在是穷举性的或将实施方案限制为所公开的精确形式。对于本领域的普通技术人员而言将显而易见的是，根据上述教导内容，许多修改和变型是可能的。此外，在本文中用于指代部件的位置时，术语“上方”和“下方”或其同义词不一定指代相对于外部参考物的绝对位置，而指的是部件在图中的相对位置。