力感测装置制造方法及图纸

力感测装置301包括感测阵列(102)，感测阵列包括具有多个导电行(103)的第一导电层和具有多个导电列(104)的第二导电层。多个导电行和多个导电列被布置成限定多个交叉点。力感测装置还包括覆盖第一导电层的电活性层，并且在每个交叉点处包括压敏元件(105、106、107、108)。力集中结构307位于第二导电层上的每个交叉点处。交叉点处。交叉点处。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】力感测装置
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年08月10日提交的英国专利申请GB2012390.7的优先权，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本申请涉及一种力感测装置及制造力感测装置的方法。

技术介绍

[0004]多点触摸矩阵传感器在本领域中是已知的，其通常包括导电层的布置，导电层具有限定了交叉点的多个行和多个列。
[0005]申请人已经开发了矩阵传感器，在行和列的交叉点处包括感测元件，以提供额外的压力灵敏度。然而，在使用中，当用户施加力时，该力的一部分被传递到感测元件之间的区域，导致降低了输入力的压力，并减少了来自传感器的信号。
[0006]在许多应用中，矩阵传感器集成在电子设备的顶面的下方。用户通过顶层(例如显示模块或轨迹板)来传递力。该顶层用于将施加的力分散到矩阵传感器的更大区域，并且可以激活施加力位置的正下方和侧面的多个感测元件。力被分散到感测元件(从而产生信号)和感测元件之间的区域(不产生信号)。
[0007]因此，最好仅将力引导至感测元件，而不是感测元件之间的区域。

技术实现思路

[0008]根据本申请的第一方面，提供了一种力感测装置，包括：感测阵列，包括第一导电层和第二导电层；所述第一导电层包括多个导电行，所述第二导电层包括多个导电列，所述多个导电行和所述多个导电列被布置成限定多个交叉点；覆盖所述第一导电层的电活性层，所述电活性层包括在每个交叉点处的压敏元件；以及力集中结构，位于所述第二导电层上的每个交叉点处。
[0009]根据本申请的第二方面，提供了一种制造力感测装置的方法，包括以下步骤：印刷感测阵列，所述感测阵列具有包括多个导电行的第一导电层和包括多个导电列的第二导电层，所述多个导电行和所述多个导电列被布置成限定多个交叉点；在所述第一导电层上印刷电活性层，使得所述电活性层包括在每个交叉点处的压敏元件；以及在所述第二导电层上的每个交叉点处提供力集中结构。
[0010]本申请的实施方案将参照附图，仅以举例的方式进行描述。详细的实施例显示了本专利技术人已知的最佳模式，并为本申请提供了所要求的支持。然而，它们只是示例性的，不应该被用来解释或限制权利要求的范围。它们的目的是向本领域的技术人员提供教学。用"第一"和"第二"这样的序数短语区分的成分和过程不一定定义任何形式的顺序或等级。
附图说明
[0011]图1示出了包括根据本申请的感测阵列的力感测装置；
[0012]图2A和2B示出了感测阵列中交叉点的示例的横截面图；
[0013]图3示出了包括多个力集中结构的力感测装置的横截面图；
[0014]图4A、4B、4C和4D示出了根据本申请的力集中结构的示例性实施例；
[0015]图5示出了构造包括至少一个力集中结构的力感测装置的方法；
[0016]图6示出了构造包括至少一个力集中结构的力感测装置的另一种方法；
[0017]图7示出了当力被施加到力感测装置时，力感测装置中的力集中结构的效果；和
[0018]图8示出了根据本申请的力感测装置与覆盖层层压时的效果。
具体实施方式
[0019]图1
[0020]图1的示意性平面图中示出了根据本申请的示例性力感测装置101。
[0021]力感测装置101可以被结合到任何合适的电子设备中，例如，包括触摸屏的电子设备。力感测装置101包括感测阵列102，其对施加的力或施加的压力提供电响应。
[0022]感测阵列102包括多个导电行103和多个导电列104，它们被布置成限定多个交叉点。在每个交叉点处提供了压敏元件，例如压敏元件105、106、107和108。多个压敏元件被提供为作为阵列的一部分印刷的电活性层。
[0023]在该实施例中，多个导电行103被包括作为第一导电层，并且多个导电列被包括作为第二导电层。
[0024]每个压敏元件包括压敏材料，该压敏材料响应于施加的压力。在该实施例中，每个压敏元件包括量子隧穿材料。量子隧穿材料可以是申请人Peratech Holdco Limited以商标提供的类型，其在施加力或压力后电阻降低。以此方式，感测阵列可以被配置为响应于施加的压力提供二维位置数据和范围属性。
[0025]在替代实施例中，应当理解的是，可以使用在施加力或压力之后表现出电阻变化的替代压敏材料。
[0026]在该图示的示例中，感测阵列102包括十五个列和五个行。应当理解的是，行和列的数量是一个说明性示例，可以根据应用和客户要求使用任何合适数量的行和列。此外，虽然所示的示例描述了方形阵列，但是应当理解的是，可以使用其他替代的阵列形式，例如六边形阵列或类似阵列。
[0027]列连接器109从处理器接收驱动电压，行连接器110向处理器提供扫描电压。在不施加力或压力的情况下，感测阵列102的交叉点处的所有压敏元件保持不导电。然而，当向感测阵列102施加足够的压力时，这将激活至少一个压敏元件，以在输入驱动线和输出扫描线之间提供响应，从而允许根据需要计算二维位置数据和范围属性。
[0028]图2A和2B
[0029]图2A和2B示出了可用于感测阵列(如感测阵列102)的示例性压敏元件。
[0030]在该实施例中，压敏元件位于导电行和导电列的交叉点处。图2A和2B以示意图的形式示出了感测阵列的层的分离截面。因此，感测阵列包括第一衬底201，导电行202印刷在第一衬底201上，以形成导电电极。印刷在导电行202上的是电活性层，电活性层包括多个压
敏元件(如图所示压敏元件203)。压敏元件203可以包括如前所述的量子隧穿材料。
[0031]力感测装置包括第二衬底204，在该第二衬底上印刷相应的导电列205，以形成基本上垂直于导电行202的另一导电电极。
[0032]在导电电极205和电活性层之间的是气隙206，如图2A所示，该气隙206在外力未被施加到感测阵列的静止配置(rest configuration)中保持层之间的距离。
[0033]相比之下，图2B示出了压敏元件在配置中的响应，在该配置中，由箭头207指示的外力已经施加到感测阵列和所讨论的压敏元件上。
[0034]当力施加到衬底204上时，力207的第一分量208通过压敏元件203传递，从而提供响应。然而，另一个分量209被传递到压敏元件203周围的空间中的气隙206中，该空间可以被称为“死区”。
[0035]因此，当施加力时，导电层与电活性层接触。仅在与电活性层(即压敏元件)接触的地方产生信号，并且正是该信号用于计算电阻的变化。然而，在每个压敏元件和相应交叉点之间的空间中，传递到“死区”的压力不会产生信号，并且一些施加的力向外扩散，影响到计算的电阻。
[0036]当结合到电子设备中时，通常还存在覆盖层，这反过来会产生力分散效应，使得力分散在更大的区域上，从而导致总体压力的降低。
[0037]如果力在相邻交叉点处传播到相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种力感测装置，包括：感测阵列，包括第一导电层和第二导电层；所述第一导电层包括多个导电行，所述第二导电层包括多个导电列，所述多个导电行和所述多个导体列被布置成限定多个交叉点；覆盖所述第一导电层的电活性层，所述电活性层在每个交叉点处包括压敏元件；以及力集中结构，位于所述第二导电层上的每个交叉点处。2.根据权利要求1所述的力感测装置，其中所述力集中结构包括介电材料。3.根据权利要求1所述的力感测装置，其中所述力集中结构包括介电油墨。4.根据权利要求1至3中任一项所述的力感测装置，其中所述力集中结构包括多个层。5.根据权利要求1所述的力感测装置，其中所述力集中结构包括压印衬底。6.根据权利要求1至5中任一项所述的力传感装置，其中所述压敏元件包括量子隧穿材料。7.根据前述权利要求中任一项所述的力感测装置，还包括通过粘合剂层层压到所述力感测装置的覆盖层。8.根据权利要求7所述的力感测装置，其中所述粘合剂层包括粘合剂和所述粘合剂中的多个开口。9.根据权利要求8所述的力感测装置，还包括间隔层，所述间隔层包括多个间隔元件，其中所述多个开口与所述间隔元件对齐，以在所述覆盖层和所述力感测装置的支撑衬底之间形成气隙。10.根据权利要求1至8中任一项所述的力感测装置，还包括间隔层，所述间隔层包括多个间隔元件。11.根据前述权利要求中任一项所述的力感测装置，其中所述力集中结构提供了所述第一导电层...

【专利技术属性】
技术研发人员：莎拉，
申请(专利权)人：佩拉泰克控股有限公司，
类型：发明
国别省市：