一种具有压力检测功能的电子设备以及驱动方法与流程

本发明涉及压力检测技术领域，更具体的说，涉及一种具有压力检测功能的电子设备以及驱动方法。

背景技术：

现在移动通信电子设备被广泛的应用于人们的日常生活以及工作当中，为人们的日常生活以及工作带来了巨大的便利，成为当今人们不可或缺的重要工具。

随着移动通信的发展，用户对移动通信电子设备，如手机，平板等，要求越来越高，因此压力感应功能成为进一步提高用户体验的措施。实现压力检测后，可以利用压力维度的信息进行终端相关应用功能的开发。

现有的压力检测实现方案主要是基于压力传感器，需要在手机等电子设备边缘放置多个压力传感器，当施加压力时，压力传感器的材料性质会发生改变，从而检测压力的变化。但是，在电子设备内设置压力传感器的实施方式成本高，且导致电子设备厚度增加。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种具有压力检测功能的电子设备以及驱动方法，通过公共电极层实现压力检测功能，电子设备的厚度较薄，且制作成本较低。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种具有压力检测功能的电子设备，该电子设备包括：

相对设置的显示模组以及背光模组；所述显示模组包括预设电极图案的公共电极层；

设置在所述背光模组背离所述显示模组一侧的设备中框；

其中，所述电子设备的驱动周期包括：显示时序段以及压力检测时序段；所述显示时序段与所述压力检测时序段不交叠；所述公共电极层与所述背光模组或是所述设备中框形成压力检测电容，所述压力检测电容用于检测所述电子设备受到的压力；

当所述电子设备处于压力检测时序段时，所述公共电极层接收压力检测扫描信号，用于压力检测；当所述电子设备处于显示时序段时，所述公共电极层的所有电极图案导通，公共电极层接收公共电压信号，用于图像显示。

优选的，在上述电子设备中，还包括：触控检测电极，所述触控检测电极设置于所述显示模组内或设置于所述显示模组背离背光模组的一侧；

所述触控检测电极用于接收触控检测的触控扫描信号。

优选的，在上述电子设备中，所述驱动周期还包括：触控检测时序段；所述触控检测时序段与所述压力检测时序段不交叠；

其中，所述触控检测电极在所述触控时序段时用于接收所述触控扫描信号，在所述压力检测时序段时用于接收用于对公共电极层进行电磁屏蔽的电压信号。

优选的，在上述电子设备中，还包括：设置在所述显示模组背离所述背光模组一侧的盖板；

其中，所述触控检测电极设置在所述盖板与所述显示模组之间。

优选的，在上述电子设备中，所述显示模组包括：

相对设置的彩膜基板以及阵列基板；所述阵列基板位于所述背光模组与所述彩膜基板之间；

填充在所述彩膜基板与所述阵列基板之间的液晶层；所述公共电极层设置在所述彩膜基板的表面或阵列基板的表面；

设置在所述彩膜基板背离所述背光模组一侧的第一偏光片；

设置在所述阵列基板朝向所述背光模组一侧的第二偏光片。

优选的，在上述电子设备中，还包括：第一驱动芯片以及第二驱动芯片；所述第一驱动芯片与所述公共电极连接；所述第二驱动芯片与所述公共电极以及所述触控检测电极连接；

所述第一驱动芯片用于在所述显示时序段时驱动所述公共电极层进行图像显示；

所述第二驱动芯片用于在所述显示时序段驱动所述触控检测电极进行触控检测，且用于在所述压力检测时序段驱动所述公共电极层进行压力检测。

优选的，在上述电子设备中，所述公共电极层包括多个阵列排布的子电极。

优选的，在上述电子设备中，所述公共电极层包括多个平行等间隔分布的条形子电极。

本发明还提供了一种电子设备的驱动方法，所述电子设备包括：相对设置的显示模组以及背光模组；所述显示模组包括预设电极图案的公共电极层；设置在所述背光模组背离所述显示模组一侧的设备中框；其中，所述电子设备具有显示时序段以及压力检测时序段；所述公共电极层与所述背光模组或是所述设备中框形成压力检测电容，所述压力检测电容用于检测所述电子设备受到的压力；

所述驱动方法包括：在压力检测时序段为公共电极层提供压力检测扫描信号，进行压力检测，在显示时序段，将公共电极层的所有电极图案导通且为公共电极层提供公共电压信号，进行图像显示。

优选的，在驱动方法中，所述电子设备还包括：触控检测电极；

所述驱动方法还包括：

在所述压力检测时序段，为所述触控检测电极输入用于对公共电极层进行电磁屏蔽的电压信号；在所述显示时序段，为所述触控检测电极输入用于进行触控检测的触控扫描信号。

通过上述描述可知，本发明提供的电子设备包括：相对设置的显示模组以及背光模组；所述显示模组包括预设电极图案的公共电极层；设置在所述背光模组背离所述显示模组一侧的设备中框；其中，所述电子设备的驱动周期包括：显示时序段以及压力检测时序段；所述显示时序段与所述压力检测时序段不交叠；所述公共电极层与所述背光模组或是所述设备中框形成压力检测电容，所述压力检测电容用于检测所述电子设备受到的压力；当所述电子设备处于压力检测时序段时，所述公共电极层接收压力检测扫描信号，用 于压力检测；当所述电子设备处于显示时序段时，所述公共电极层接收公共电压信号，用于图像显示。

可见，所述电子设备通过公共电极层与背光模组或是设备中框形成压力检测电容，通过分时驱动公共电极层实现图像显示以及压力检测，无需单独增加用于压力检测的传感器，只需要采用电子设备已有的部件即可实现压力检测，制作成本低，且厚度较薄。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种具有压力检测功能的电子设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的另一种具有压力检测功能的电子设备的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的又一种具有压力检测功能的电子设备的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的又一种具有压力检测功能的电子设备的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种公共电极层的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种公共电极层的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的又一种公共电极层的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的又一种公共电极层的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种电子设备的驱动方法的流程示意图；

图10为本申请实施例提供的另一种电子设备的驱动方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

正如背景技术中所述，现有的压力检测实现方案主要是基于压力传感器，需要在手机等电子设备边缘放置多个压力传感器，当施加压力时，压力传感器的材料性质会发生改变，从而检测压力的变化。但是，在电子设备内设置压力传感器的实施方式成本高，且导致电子设备厚度增加。

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种具有压力检测功能的电子设备，该电子设备包括：

相对设置的显示模组以及背光模组；所述显示模组包括预设电极图案的公共电极层；

设置在所述背光模组背离所述显示模组一侧的设备中框；

其中，所述电子设备的驱动周期包括：显示时序段以及压力检测时序段；所述显示时序段与所述压力检测时序段不交叠；所述公共电极层与所述背光模组或是所述设备中框形成压力检测电容，所述压力检测电容用于检测所述电子设备受到的压力；

当所述电子设备处于压力检测时序段时，所述公共电极层接收压力检测扫描信号，用于压力检测；当所述电子设备处于显示时序段时，所述公共电极层的所有电极图案导通，公共电极层接收公共电压信号，用于图像显示。

本申请实施例所述电子设备通过公共电极层与背光模组或是设备中框形成压力检测电容，通过分时驱动公共电极层实现图像显示以及压力检测，无需单独增加用于压力检测的传感器，只需要采用电子设备已有的部件即可实现压力检测，制作成本低，且厚度较薄。

为了使本发明实施例提供的技术方案更加清楚，下面结合附图对上述方案进行详细描述。

参考图1，图1为本申请实施例提供的一种具有压力检测功能的电子设备的结构示意图，图1中a图表示所述电子设备不受压力时的状态，图1中b图表示所述电子设备受到压力f时的状态。

所述电子设备包括：相对设置的显示模组以及背光模组10；所述显示模组包括预设电极图案的公共电极层14；设置在所述背光模组背10离所述显示模组一侧的设备中框。需要说明的是，图1中未示出所述设备中框。该实施例中，公共电极层14与背光模组10形成压力加测电容，所述压力检测电容用于检测所述电子设备收到的压力f。所述电子设备受到压力f按压时，会使得公共电极层14发生形变，根据平行板电容器的公式：c＝ξs/4πkd(d为构成电容器的两平行板之间的距离)可知，公共电极层14与背光模组10之间会根据两者之间距离的变化而发生压力检测电容的变化，在进行压力检测时，通过检测表征压力检测电容的电学参数即可测得压力值。

所述电子设备的驱动周期包括：显示时序段以及压力检测时序段。所述显示时序段与所述压力检测时序段不交叠，二者分时进行，以使得压力检测与图像显示不同时进行。当所述电子设备处于压力检测时序段时，所述公共电极层接收压力检测扫描信号，因公共电极设有预设图案，所以公共电极即可构成压力感测电极用于压力检测；当所述电子设备处于显示时序段时，所述公共电极层接收公共电压信号，公共电极的所有图案导通构成等势面用于图像显示。所述电子设备通过公共电极层既可以实现压力检测，又可以实现图像显示。

如图1所示，所述电子设备还包括：设置在所述公共电极层14背离所述背光模组10一侧的触控检测电极17。所述触控检测电极17用于进行触控检测的触控扫描信号。图1所述实施方式中，所述触控检测电极17设置于显示模组内，即在所述显示模组内集成所述触控检测电极17。

可选的，所述驱动周期还包括：触控检测时序段；所述触控检测时序段与所述压力检测时序段不交叠。其中，所述触控检测电极17在所述触控时序段时用于接收所述触控扫描信号，在所述压力检测时序段时用于接收用于对公共电极层进行电磁屏蔽的电压信号。

在所述触控检测时序段，通过所述触控检测电极17，可以使得所述电子设备具有触控检测功能。同时，在所述压力检测时序段，通过为所述触控检测电极17接收用于进行电磁屏蔽的电压信号，可以避免触控检测电极17背离所述公共电极层14一侧的电磁信号对所述公共电极层的干扰，保证压力检测的准确性。这样，无需单独制备电磁屏蔽层，通过触控检测电极可以同时 电磁屏蔽以及触控检测的作用，不会增加电子设备的厚度，同时制作成本较低。

在图1所示实施方式中，所述电子设备还包括：设置在所述显示模组背离所述背光模组10一侧的盖板100。其中，所述触控检测电极17设置在所述盖板100与所述显示模组之间。所述盖板100用于保护显示模组以及触控检测电极17，防止它们收到外力而损坏。本实施例为触控屏领域常见的on-cell结构。

如图1所示，所述显示模组具体包括：相对设置的彩膜基板16以及阵列基板13；填充在彩膜基板16于阵列基板13之间的液晶层15；设置在所述彩膜基板16背离所述背光模组10一侧的第一偏光片18；设置在所述阵列基板13朝向所述背光模组10一侧的第二偏光片12。盖板100通过贴合胶19固定在第一偏光片18背离液晶层15一侧的表面。其中，所述公共电极层可设置在所述彩膜基板的表面或阵列基板的表面，图1所示了所述公共电极层14设置在所述阵列基板13的表面的实施方式。触控检测电极17设置在第一偏光片18与所述彩膜基板16之间。

所述显示模组可以为液晶显示模组，也可以为oled显示模组。本申请实施例中以液晶显示模组为例进行说明。

请参考图1，所述触控检测电极层17设置在所述第一偏光片18与所述彩膜基板16之间。所述阵列基板13位于所述背光模组10与所述彩膜基板16之间；所述阵列基板13朝向所述液晶层15的一侧设置有所述公共电极层14。显示模组与背光模组10之间具有安装间隙11，以防止由于部件尺寸误差导致的安装不匹配问题。本实施例中，公共电极层14与背光模组10形成压力检测电容，具体的是与背光模组10的背光铁壳形成压力检测电容。为了提高压力检测的精确度，所述间隙11可以填充可形变材料。所述可形变材料可以为泡棉等。所述可形变材料优先为电介质材料，用于增大压力检测电容。

参考图2，图2为本申请实施例提供的另一种具有压力检测功能的电子设备的结构示意图，图2中c图表示所述电子设备不受压力时的状态，图2中d图表示所述电子设备受到压力f时的状态。

图2所示电子设备中，包括：盖板200、触控检测电极27、显示模组、背光模组20以及设备中框201。显示模组包括：第一偏光片28、彩膜基板26、液 晶层25、公共电极层24、阵列基板23以及第二偏光片22。触控检测电极设置在第一偏光片28与彩膜基板26之间。盖板200通过贴合胶29固定在第一偏光片28背离液晶层25一侧的表面。背光模组20与设备中框201之间具有间隙21，用于避免由于部件尺寸误差导致的安装不匹配问题。

图2，所示实施方式中，所述公共电极层24与设备中框201形成压力检测电容。所述电子设备收到压力f按压时，会使得公共电极层24发生形变，进而导致公共电极层24与设备中框201之间的压力检测电容发生变化，在进行压力检测时，通过检测表征压力检测电容的电学参数即可测得压力值。

同样，为了提高压力检测的精确度，所述间隙21可以填充可形变材料。所述可形变材料可以为泡棉等。所述可形变材料为电介质材料，用于增大压力检测电容。

在图1以及图2所示实施方式中，均是将触控检测电极集成在显示模组的彩膜基板上方，构成on-cell触控屏。图2所示实施方式与图1所示实施方式不同在于，图1是公共电极层与带有导电层的背光模组形成压力检测电容，所述导电层可为集成于背光模组的铁壳。图2所示实施方式是公共电极层与带有导电层的设备中框形成压力检测电容，所述导电层可为集成于设备中框的铁壳。二者进行图像显示、触控检测以及压力检测的原理相同。带导电层的背光模组相比不带导电层的背光模组组合设备中框而言，结构上有更轻薄的优势。

在其他实施方式中，还可以将触控检测电极设置在盖板与显示模组之间，此时，电子设备可以采用如图3与图4所示的out-cell触控屏结构。

参考图3，图3为本申请实施例提供的又一种具有压力检测功能的电子设备的结构示意图，图3中e图表示所述电子设备不受压力时的状态，图3中f图表示所述电子设备受到压力f时的状态。图3所示实施方式与图1所示实施方式不同在于，图3所示实施方中，将触控检测电极17设置在显示模组与盖板100之间，即设置于所述显示模组背离所述背光模组的一侧。此时，触控检测电极17与盖板100通过贴合胶32粘结固定，与第一偏光片18通过贴合胶31粘结固定。图3与图1所示实施方式相同，公共电极层均是与带有导电层的背光模组形成压力检测电容。

参考图4，图4为本申请实施例提供的又一种具有压力检测功能的电子设 备的结构示意图，图4中h图表示所述电子设备不受压力时的状态，图4中i图表示所述电子设备受到压力f时的状态。图4所示实施方式与图2所示实施方式不同在于，图4所示实施方中，将触控检测电极27设置在显示模组与盖板200之间。此时，触控检测电极27与盖板200通过贴合胶42粘结固定，与第一偏光片28通过贴合胶41粘结固定。图4与图2所示实施方式相同，公共电极层均是与带有导电层的设备中框形成压力检测电容。

可选的，本申请实施例所述电子设备包括：第一驱动芯片以及第二驱动芯片；所述第一驱动芯片与所述公共电极连接；所述第二驱动芯片与所述公共电极以及所述触控检测电极连接。所述电子设备具有显示时序段以及压力检测时序段；所述第一驱动芯片用于在所述显示时序段时驱动所述公共电极层进行图像显示；所述第二驱动芯片用于在所述显示时序段和/或所述压力检测时序段时驱动所述触控检测电极进行触控检测，且用于在所述压力检测时序段驱动所述公共电极层进行压力检测。复用触控检测信号进行压力检测，无需单独再设置芯片，降低了制作成本。

为了更精确的测量电子设备受到的压力值，预设图案的公共电极层具体可包括：子电极，以便于准确的确定压力作用位置以及压力值。子电极的个数以及形状可以根据面板结构设置，通过多个子电极实现多指压力检测。子电极的形状可以为正方形、矩形、三角形或是圆形等图案结构，子电极数目可以根据实际调整，子电极分布可以为均匀等分，也可以为边缘的子电极大，中间的子电极小的方式分布。子电极可以为横向排列的条形电极，也可以为纵向排列的条形电极。根据子电极的感应量和分布，可以进行多点压力的检测。

当所述公共电极层包括多个子电极时，公共电极层的结构可以如图5-图8所示。需要说明的是，所述公共电极层的结构包括但不局限于图5-图8所示结构。

参考图5，图5为本申请实施例提供的一种公共电极层的结构示意图，该公共电极层包括：多个阵列排布的子电极51。在该实施方式中，各个子电极51的形状以及面积相同。

参考图6，图6为本申请实施例提供的另一种公共电极层的结构示意图，该公共电极层包括：多个阵列排布的子电极61。该实施方式中，子电极的形 状不完全相同。

参考图7，图7为本申请实施例提供的又一种公共电极层的结构示意图，该公共电极层包括：多个平行等间隔分布的条形子电极71。该实施方式中，子电极的形状以及面积相同。

参考图8，图8为本申请实施例提供的又一种公共电极层的结构示意图，该公共电极层包括：多个平行等间隔分布的条形子电极81。该实施方式中，子电极的形状以及面积相同。与图7所示实施方式不同在于子电极的延伸方向不同。

本申请实施例所述电子设备还可以为in-cell结构触摸屏，即将触控检测电极设置于彩膜基板和/或阵列基板。

本申请实施例所述电子设备将通过预设图案实现将公共电极层分为多个子电极，从而形成多个压力检测通道，一个子电极对应一个压力检测通道，各个自电极均与驱动芯片连接。在压力检测时序段，通过公共电极层实现压力检测。这样，不会增加电子设备的结构的复杂度以及制作成本。同时，通过分时驱动实现图像显示以及压力检测，驱动方式简单，同时可以通过触控检测电极对公共电极层进行电磁屏蔽，保证压力检测的准确度以及图像显示质量。而且所述电子设备直接复用现有液晶显示屏的公共电极进行压力检测，便于与现有液晶显示屏进行模块化集成，便于量产。

基于上述电子设备实施例，本申请实施例还提供了一种驱动方法，该驱动方法用于驱动上述实施例所述的电子设备，该驱动方法包括：

在压力检测时序段为公共电极层提供压力检测扫描信号，进行压力检测，在显示时序段，将公共电极层的所有电极图案导通且为公共电极层提供公共电压信号，进行图像显示。

当所述电子设备包括触控检测电极时，可以复用触控检测电极作为电磁屏蔽层。

此时，所述驱动方法还包括：在所述压力检测时序段，为所述触控检测电极输入用于对公共电极层进行电磁屏蔽的电压信号；在所述显示时序段，为所述触控检测电极输入用于进行触控检测的触控扫描信号。

具体的，本申请实施例所述电子设备中的显示模组为lcd。lcd包括多条栅极线。公共电极层通过vcom开关(公共电压开关)与lcdic(即上 述第一驱动芯片)以及touchic(即上述第二驱动芯片)连接，当vcom开关打向lcdic时，lcdic与公共电极层电连接，当vcom开关打向touchic时，touchic与公共电极层电连接。

采用上述驱动方法驱动所述电子设备时，可以扫描完所有栅极线后再进行压力检测通道的扫描。此时电子设备的扫描过程如图9所示，图9为本申请实施例提供的一种电子设备的驱动方法的流程示意图。

在图9所示驱动方法中，lcd一帧扫描开始后，通过对应的触发信号，使得vcom开关打向lcdic，开始lcd行扫描。此时所述lcdic为公共电极层提供公共电压信号。所述lcd行扫描为逐行扫完lcd的所有栅极线。

当lcd的行扫描完成后，完成lcd的显示驱动。然后，通过对应的触发信号，使得vcom开关打向touchic。此时，需要向touchic发送标识信息，使得touchic进入lcd扫描间歇区。当touchic进入lcd扫描间歇区后，touchic停止touchsensor(触控检测电极)扫描，并将touchsensor置地，即touchic为touchsensor提供进行电磁屏蔽的电压信号，再驱动压力检测通道的扫描，以防止touchsensor对公共电极层的电磁干扰，保证压力检测的准确性。在压力检测结束后，touchic启动touchsensor扫描，以实现触控检测。当touchsensor扫描完成后，lcd的一帧扫描过程完成，进入下一帧扫描。此处的lcd扫描间歇区具体为lcd帧扫描间歇区。

图9所示实施方式中，压力检测时序段处于两lcd行显示时序段之间。且触控检测时序段也处于两lcd行显示时序段之间。

采用上述驱动方法驱动所述电子设备时，还可以扫描完一行栅极线以后便进行压力检测通道的扫描。即lcd扫描间歇区具体为lcd行扫描间歇区。

此时电子设备的扫描过程如图10所示，图10为本申请实施例提供的另一种电子设备的驱动方法的流程示意图。

在图10所示驱动方法中，lcd一行扫描开始后，通过对应的触发信号，使得vcom开关打向lcdic，开始lcd行扫描。此时所述lcdic为公共电极层提供公共电压信号。所述lcd行扫描中扫描lcd的一条栅极线。

当完一次行扫描后，通过对应的触发信号，使得vcom开关打向touchic。此时，需要向touchic发送标识信息，使得touchic进入扫描间歇区。当touchic进入扫描间歇区后，touchic停止touchsensor(触控检测电极) 扫描，并将touchsensor置地，即touchic为touchsensor提供进行电磁屏蔽的电压信号，再驱动压力检测通道的扫描，以防止电磁信号对公共电极层的电磁干扰，保证压力检测的准确性。在压力检测结束后，touchic启动touchsensor扫描，以实现触控检测。当touchsensor扫描完成后，lcd的依次行扫描结束，进入下一行扫描。

图10所示实施方式中，压力检测时序段以及触控检测时序段均处于同一显示时序段的间歇中。

图9及图10提供的实施例，均由lcdic进行主控，即由lcdic通知触控及压力检测动作的开始。本案也可将系统主控权设置在touchic,由touchic发出停止lcd显示扫描的时序，touchic把触控检测电极输入电磁屏蔽的信号，同时启动压力检测的动作，输入压力检测信号，进行压力检测。压力检测结束后，通知lcdic重新启动显示扫描。

本技术方案也能用在amoled显示装置上。

通过上述描述可知，本申请实施例所述驱动方法通过分时驱动公共电极层，可以实现电子设备的压力检测功能，无需单独添加压力检测传感器，驱动方法简单，成本低。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。