本公開整體涉及感測抵靠表面所施加的力，更具體地講涉及通過電容變化來感測力。

背景技術(shù)：

觸摸設(shè)備通常用于識別用戶觸摸設(shè)備的位置，包括移動、手勢等。作為一個示例，觸摸設(shè)備可向計(jì)算系統(tǒng)提供關(guān)于用戶與圖形用戶界面(gui)交互(諸如指向元素、重新定向或重新定位那些元素、編輯或鍵入)以及與其他gui特征交互的信息。作為另一示例，觸摸設(shè)備可向計(jì)算系統(tǒng)提供適用于用戶與應(yīng)用程序進(jìn)行交互的信息，諸如與動畫、照片、圖片、幻燈片演示、聲音、文本、其他視聽元素等的輸入或操縱相關(guān)的信息。

然而，一般來說，觸摸輸入被視為二進(jìn)制輸入。觸摸要么存在并被感測，要么不存在。觸摸輸入的力可向設(shè)備提供另一輸入信息源。例如，設(shè)備對施加力低的觸摸與施加力高的觸摸可有不同的響應(yīng)。力感測設(shè)備可基于經(jīng)受力的部件的變形量來確定所施加的力的大小或值。

在力輸入被施加到觸摸屏(諸如用戶觸摸以進(jìn)行選擇或者與顯示器上顯示的對象或應(yīng)用程序交互的多點(diǎn)觸摸觸摸屏)的設(shè)備中，由顯示器產(chǎn)生的噪聲可干擾觸摸屏的操作。在一些情況下，顯示噪聲可電耦合至觸摸屏并且干擾觸摸屏的操作。這種顯示噪聲還可電耦合至力感測設(shè)備。顯示噪聲的量值可遠(yuǎn)大于力信號的量值，使得難以從顯示噪聲中辨別力信號。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一種電子設(shè)備，包括：用戶輸入表面，其限定電子設(shè)備的外表面；第一電容傳感器，其包括在其間具有氣隙的第一對感測元件，并且被配置為確定用戶輸入表面上的導(dǎo)致氣隙塌縮的第一施加力大??；以及在第一電容傳感器下方的第二電容傳感器，其包括在其間具有可變形元件的第二對感測元件，并且被配置為確定在用戶輸入表面上的導(dǎo)致可變形元件變形的第二施加力大小。

第一對感測元件包括共享感測元件和與共享感測元件分離設(shè)置并電容耦合到共享感測元件的第一驅(qū)動元件。第二對感測元件包括共享感測元件和與共享感測元件分離設(shè)置并電容耦合到共享感測元件的第二驅(qū)動元件。共享感測元件可設(shè)置在第一驅(qū)動元件和第二驅(qū)動元件之間。共享感測元件可包括感測區(qū)域陣列。

電子設(shè)備還可包括耦接到第一驅(qū)動元件的顯示元件。電子設(shè)備還可包括基部結(jié)構(gòu)，其中顯示元件被配置為相對于基部結(jié)構(gòu)彎曲，可變形元件耦接到基部結(jié)構(gòu)，并且氣隙定位在可變形元件和顯示元件之間。共享感測元件可耦接到可變形元件。

電子設(shè)備還可包括顯示層，該顯示層包括定位在用戶輸入表面下方的顯示元件和定位在顯示元件下方的后置偏光器。電子設(shè)備還可包括在后置偏光器的背表面上方形成的導(dǎo)電材料片，以在后置偏光器的背表面上產(chǎn)生導(dǎo)電表面，以及沿著導(dǎo)電材料片的至少一個邊緣形成導(dǎo)電邊界。導(dǎo)電邊界可定位在顯示層的用戶可視區(qū)域之外。導(dǎo)電材料片可包括銀納米線。

用于電子設(shè)備的電容式力傳感器包括：第一驅(qū)動層，相對于第一驅(qū)動層定位的第二驅(qū)動層，第一驅(qū)動層和第二驅(qū)動層之間的共享感測層，第一驅(qū)動層和共享感測層之間的第一間隔層，以及共享感測層和第二驅(qū)動層之間的第二間隔層。

第一間隔層可包括氣隙。電容式力傳感器還可包括限定氣隙的一對相對的表面，以及被配置為防止相對的表面之間粘附的抗粘附層。氣隙可具有約1.0mm或更小的厚度。第二間隔層可包括可變形材料。第二間隔層可包括從基部層延伸的可變形突起陣列。

電容式力傳感器還可包括感測電路，其操作性地耦接到第一驅(qū)動層、第二驅(qū)動層和共享感測層，并且被配置為確定導(dǎo)致第一間隔層厚度變化的第一施加力大小以及導(dǎo)致第二間隔層厚度變化的第二施加力大小。

第一驅(qū)動層可包括：絕緣襯底；在絕緣襯底的背表面上方形成的導(dǎo)電材料片，以在絕緣襯底的背表面上產(chǎn)生導(dǎo)電表面；以及沿著導(dǎo)電材料片的至少一個邊緣形成的導(dǎo)電邊界。導(dǎo)電邊界可包括沿著導(dǎo)電材料片的邊緣延伸的連續(xù)導(dǎo)電邊界。導(dǎo)電邊界可包括沿著導(dǎo)電材料片的相應(yīng)邊緣形成的一個或多個導(dǎo)電條。

電子設(shè)備可包括：限定電子設(shè)備的用戶輸入表面的蓋，在電子設(shè)備的內(nèi)部空間內(nèi)耦接到蓋的第一感測元件，耦接到蓋并且延伸到電子設(shè)備的內(nèi)部空間中的框架構(gòu)件，耦接到該框架構(gòu)件的第二感測元件，以及耦接到基部結(jié)構(gòu)并且與感測層分離設(shè)置的第三感測元件。

框架構(gòu)件可限定開口，并且第三感測元件可以通過開口與第二感測元件電容耦合。

第一感測元件可包括覆蓋基本上整個襯底表面的連續(xù)透明導(dǎo)電材料層。第二感測元件可包括多個感測區(qū)域，并且連續(xù)透明導(dǎo)電材料層可與多個感測區(qū)域中的多個感測區(qū)域重疊。

第三感測元件可包括多個驅(qū)動區(qū)域，并且每個驅(qū)動區(qū)域可與多個感測區(qū)域中的多個感測區(qū)域重疊。第一感測元件還可包括電耦合到連續(xù)透明導(dǎo)電材料層的連接元件，并且電子設(shè)備還可包括被配置為向第一感測元件提供電信號的感測電路以及將感測電路電耦合到連接元件的連接器段。

電子設(shè)備可包括：定位在覆蓋層下方的絕緣襯底；在絕緣襯底的背表面上方形成的導(dǎo)電材料片，以在絕緣襯底的背表面上產(chǎn)生導(dǎo)電表面；沿著導(dǎo)電材料片的至少一個邊緣形成的導(dǎo)電邊界，以及定位在絕緣襯底下方的電極層，其中導(dǎo)電材料片和電極層一起形成力敏結(jié)構(gòu)，該力敏結(jié)構(gòu)被配置為檢測覆蓋層上的力輸入。

電子設(shè)備還可包括耦接到導(dǎo)電材料片的驅(qū)動電路，以及耦接到電極層的感測電路。電極層可包括電極陣列。導(dǎo)電邊界可包括沿著導(dǎo)電材料片的邊緣延伸的連續(xù)導(dǎo)電邊界。導(dǎo)電邊界可包括沿著導(dǎo)電材料片的相應(yīng)邊緣形成的一個或多個導(dǎo)電條。

一種電子設(shè)備包括顯示層，該顯示層包括：定位在覆蓋層下方的顯示元件和定位在顯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導(dǎo)電材料片，以在后置偏光器的背表面上產(chǎn)生導(dǎo)電表面；沿著導(dǎo)電材料片的至少一個邊緣形成的導(dǎo)電邊界；以及定位在顯示層下方的第一電極層。導(dǎo)電材料片和第一電極層一起可形成力敏結(jié)構(gòu)，其被配置為檢測覆蓋層上的力輸入。

電子設(shè)備還可包括定位在覆蓋層和前置偏光器之間的觸敏層。電子設(shè)備還可包括定位在觸敏層和前置偏光器之間的導(dǎo)電層。導(dǎo)電邊界可包括沿著導(dǎo)電材料片的邊緣延伸的連續(xù)導(dǎo)電邊界。導(dǎo)電邊界可包括沿著導(dǎo)電材料片的相應(yīng)邊緣形成的一個或多個導(dǎo)電條。

力敏結(jié)構(gòu)可包括第一力敏結(jié)構(gòu)，力輸入可具有第一力大小，并且電子設(shè)備還可包括第二力敏結(jié)構(gòu)，該第二力敏結(jié)構(gòu)包括定位在第一電極層下方并與第一電極層間隔開的第二電極層。第二力敏結(jié)構(gòu)可被配置為檢測覆蓋層上的第二力大小，其中第二力大小大于第一力大小。導(dǎo)電邊界可定位在顯示層的用戶可視區(qū)域之外。

電子設(shè)備還可包括耦接到導(dǎo)電材料片的驅(qū)動電路，以及耦接到第一電極層的感測電路。第一電極層可包括電極陣列。導(dǎo)電材料片可包括銀納米線。

在膜襯底表面上形成導(dǎo)電邊界的方法可包括：將多個掩模施加到膜襯底表面，每個掩模限定膜襯底表面上將被相應(yīng)導(dǎo)電邊界圍繞的區(qū)域；在膜襯底和掩模的表面上方形成導(dǎo)電材料；從膜襯底表面上移除各個掩模，以產(chǎn)生導(dǎo)電邊界；以及單切導(dǎo)電邊界，以產(chǎn)生膜襯底的各個部分，每個部分包括相應(yīng)的導(dǎo)電邊界。該方法還可包括在單切導(dǎo)電邊界之前在膜表面上形成保護(hù)層。

在薄膜襯底和掩模的表面上方形成導(dǎo)電材料可包括在薄膜襯底和掩模的表面上方毯式沉積導(dǎo)電材料。膜襯底可包括偏光器膜，在該偏光器膜的表面上形成有導(dǎo)電材料片。偏光器膜可附接到電子設(shè)備中的顯示元件。

電子設(shè)備可包括：限定電子設(shè)備外表面的用戶輸入表面；第一電容式感測元件；電容耦合到第一電容式感測元件的第二電容式感測元件；在第一電容式感測元件和第二電容式感測元件之間的第一間隔層；在第一電容式感測元件和第二電容式感測元件之間并且具有與第一間隔層不同的成分的第二間隔層；以及耦接到第一電容式感測元件和第二電容式感測元件的感測電路，該感測電路被配置為確定用戶輸入表面上的所施加的力的大小。第一間隔層可被配置為在所施加的力低于力閾值時塌縮，并且第二間隔層可被配置為在所施加的力高于力閾值時塌縮。

當(dāng)所施加的力低于力閾值時，外表面可相對于力基本上線性地?fù)锨?；并且?dāng)所施加的力高于力閾值時，外表面可相對于力基本上非線性地?fù)锨?。感測電路可基于第一間隔層是否完全塌縮來使用不同的力-撓曲相關(guān)性來確定所施加的力的大小。

第一間隔層可以是氣隙，并且第二間隔層可包括可變形元件?？勺冃卧砂◤幕繉友由斓目勺冃瓮黄痍嚵?。電子設(shè)備還可包括被配置為檢測第一間隔層是否完全塌縮的傳感器。

用于電子設(shè)備的力感測設(shè)備包括疊層，該疊層包括第一電容式感測元件、疊層下方的結(jié)構(gòu)，并且包括電容耦合到第一電容式感測元件的第二電容式感測元件、在疊層和結(jié)構(gòu)之間的氣隙，以及接觸傳感器。疊層可被配置為響應(yīng)于施加到電子設(shè)備的用戶輸入表面的力而相對于結(jié)構(gòu)移動，從而引起氣隙的厚度變化，第一電容式感測元件和第二電容式感測元件可被配置為提供對應(yīng)于氣隙厚度變化的電容測量，并且接觸傳感器可被配置為檢測由氣隙完全塌縮導(dǎo)致的疊層和結(jié)構(gòu)之間的接觸。力感測設(shè)備還可包括在第一電容式感測元件和第二電容式感測元件之間的可變形元件。

接觸傳感器可包括感測區(qū)域和導(dǎo)電元件，導(dǎo)電元件被配置為在疊層通過氣隙接觸結(jié)構(gòu)時接觸感測區(qū)域。力感測設(shè)備還可包括氣隙的第一側(cè)上的可變形元件，其中導(dǎo)電元件設(shè)置在可變形元件上，并且感測區(qū)域設(shè)置在氣隙的與第一側(cè)相對的第二側(cè)上?？勺冃卧砂◤幕繉友由斓耐黄穑⑶覍?dǎo)電元件可耦接到突起。

接觸傳感器可包括氣隙的第一側(cè)上的電容感測區(qū)域以及在氣隙的與第一側(cè)相對的第二側(cè)上并且與電容感測區(qū)域電容耦合的介電元件。電容感測區(qū)域可與第一電容式感測元件集成，并且介電元件耦接到可變形元件。

用于電子設(shè)備的傳感器部件可包括基部、包括從基部延伸的可變形材料的多個突起，以及設(shè)置在突起的自由端處的多個感測元件。感測元件可至少部分地嵌入突起中。感測元件可涂覆在突起上。感測元件可包括導(dǎo)電材料。感測元件可包括電介質(zhì)材料?；亢投鄠€突起可以是單一部件。傳感器部件還可包括不包括任何感測元件的至少一個附加突起。

附圖說明

通過以下結(jié)合附圖的具體實(shí)施方式，本公開將易于理解，其中類似的附圖標(biāo)號指示類似的結(jié)構(gòu)元件，并且其中：

圖1示出并入力感測設(shè)備的示例性計(jì)算設(shè)備。

圖2示出并入力感測設(shè)備的另一示例性計(jì)算設(shè)備。

圖3a至圖3e示出了沿著圖1中的線a-a觀察的圖1所示設(shè)備的局部剖視圖。

圖4示出了圖1所示設(shè)備的力與撓曲的關(guān)系曲線。

圖5示出了沿圖1中的線a-a觀察的示例性力感測設(shè)備的剖視圖。

圖6示出了圖5所示力感測設(shè)備的力與撓曲的關(guān)系曲線。

圖7示出了圖5所示力感測設(shè)備的感測元件的分解圖。

圖8示出了沿圖7中的線c-c觀察的圖7所示感測元件的局部剖視圖。

圖9示出了圖5所示力感測設(shè)備的感測元件。

圖10a至圖10b示出了圖5所示力感測設(shè)備的另一感測元件的實(shí)施方案。

圖11示出了圖5所示力感測設(shè)備的又一感測元件。

圖12示出了沿圖1中的線a-a觀察的另一示例性力感測設(shè)備的剖視圖。

圖13示出了圖12所示力感測設(shè)備的力與撓曲的關(guān)系曲線。

圖14示出了沿圖1中的線a-a觀察的又一示例性力感測設(shè)備的剖視圖。

圖15示出了圖14所示力感測設(shè)備的力與撓曲的關(guān)系曲線。

圖16示出了沿圖1中的線a-a觀察的又一示例性力感測設(shè)備的剖視圖。

圖17示出了圖16所示力感測設(shè)備的力與撓曲的關(guān)系曲線。

圖18a至圖18b示出了圖17所示力感測設(shè)備的放大剖視圖。

圖19示出了可變形元件的透視圖。

圖20示出了感測元件的透視圖。

圖21a至圖21b示出了示例性接觸傳感器的剖視圖。

圖22a至圖22b示出了另一示例性接觸傳感器的剖視圖。

圖23a至圖23b示出了沿著圖1中的線a-a觀察的圖1所示設(shè)備的局部剖視圖，其示出了集成有力感測系統(tǒng)的實(shí)施方案。

圖24示出了圖23a至圖23b所示力感測系統(tǒng)的力與撓曲的關(guān)系曲線。

圖25示出了圖23a至圖23b所示力感測系統(tǒng)的傳感器。

圖26示出了沿圖1中的線b-b觀察的圖1所示電子設(shè)備的示例性實(shí)施方案的剖視圖。

圖27描繪了圖26中所示偏光器上的導(dǎo)電邊界的第一示例性布置。

圖28描繪了圖26中所示偏光器上的導(dǎo)電邊界的第二示例性布置。

圖29描繪了圖26中所示偏光器上的導(dǎo)電邊界的第三示例性布置。

圖30示出了電子設(shè)備的示例性部件。

圖31示出了用于確定施加于用戶輸入表面的力的大小的示例性過程。

圖32示出了用于在偏光器表面上制造導(dǎo)電邊界的示例性過程。

圖33a至圖33b示出了將掩模施加到膜表面的情形。

圖34a至圖34b示出了在膜和掩模上形成導(dǎo)電材料的情形。

圖35a至圖35b示出了從膜上移除掩模的情形。

圖36a至圖36b示出了在膜和導(dǎo)電材料上形成保護(hù)層的情形。

圖37a至圖37b示出了生產(chǎn)各自被導(dǎo)電邊界圍繞的膜的各個部分的情形。

圖38示出了用于確定導(dǎo)電邊界的幾何形狀的第一示例性技術(shù)。

圖39示出了用于確定導(dǎo)電邊界的幾何形狀的第一示例性技術(shù)。

圖40示出了用于確定導(dǎo)電邊界的幾何形狀的第一示例性技術(shù)。

附圖中使用的交叉影線或陰影通常提供用于闡明相鄰元件之間的邊界，并且還有利于附圖的易讀性。因此，有無交叉影線或陰影都不表示或指示對特定材料、材料屬性、元件比例、元件尺度、類似圖示元件的共同性或附圖所示任何元件的任何其他特性、性質(zhì)或?qū)傩缘娜魏纹没蛞蟆?/p>

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)參考在附圖中示出的代表性實(shí)施方案。應(yīng)當(dāng)理解，以下描述并非旨在將實(shí)施方案限制于一個優(yōu)選實(shí)施方案。相反，其旨在涵蓋可被包括在由所附權(quán)利要求限定的所述實(shí)施方案的實(shí)質(zhì)和范圍內(nèi)的另選的替代方案、修改和等同物。

本公開涉及可結(jié)合到各種電子或計(jì)算設(shè)備中的力感測設(shè)備，諸如但不限于計(jì)算機(jī)、智能電話、平板電腦、觸控板、可穿戴設(shè)備、小形狀因數(shù)設(shè)備等。力感測設(shè)備可用于檢測輸入表面上的一個或多個用戶力輸入，然后處理器(或處理單元)可將感測的輸入與力測量相關(guān)聯(lián)，并將那些輸入提供給計(jì)算設(shè)備。在一些實(shí)施方案中，力感測設(shè)備可用于確定對觸控板、觸摸屏顯示器或另一輸入表面的力輸入。

設(shè)備可被配置為以各種方式響應(yīng)或使用力輸入。例如，設(shè)備可被配置為顯示用戶可通過觸摸觸摸屏表面來與之交互的示能表示。示能表示可包括應(yīng)用程序圖標(biāo)、虛擬按鈕、可選區(qū)域、文本輸入?yún)^(qū)域、虛擬鍵等。觸摸屏可能夠檢測觸摸事件的發(fā)生和位置。通過結(jié)合諸如本文公開的力傳感器，該設(shè)備可不僅能夠檢測觸摸的發(fā)生和位置，而且能夠檢測所施加的輸入的力大小。然后，設(shè)備可根據(jù)所施加的力的大小采取不同的動作。例如，如果用戶使用低于閾值的力輸入來觸摸應(yīng)用程序圖標(biāo)，則設(shè)備可打開應(yīng)用程序。如果用戶使用高于閾值的力觸摸應(yīng)用程序圖標(biāo)，則設(shè)備可打開包含與應(yīng)用程序相關(guān)的附加示能表示的彈出菜單。作為另一示例，力傳感器可用于確定與所施加的力相關(guān)聯(lián)的重量，使得設(shè)備可充當(dāng)標(biāo)度。還預(yù)期用于力輸入的其他應(yīng)用。

力感測設(shè)備可包括輸入表面、一個或多個感測層(例如，電容式感測元件、驅(qū)動層、感測層等)、一個或多個間隔層(例如，氣隙、可變形元件)以及襯底或支撐層。輸入表面為用戶提供接合表面，例如觸控板或顯示器覆蓋玻璃的外表面。力感測設(shè)備可與電子設(shè)備的其他部件例如觸摸屏、顯示器等結(jié)合。在這種情況下，力感測設(shè)備的部件例如一個或多個感測層可與其他層諸如覆蓋玻璃、濾波器、觸摸感測層，背光部件、顯示元件(例如，液晶顯示組件)等交替。

施加到力感測設(shè)備的輸入表面的用戶輸入可使力感測設(shè)備的一個或多個層在所施加的力的方向上撓曲，使得間隔層(例如，氣隙)塌縮。這種撓曲改變力感測設(shè)備的部件之間的距離，例如兩個互補(bǔ)感測層之間的距離，其可由力感測設(shè)備檢測并且與特定施加力相關(guān)。當(dāng)間隔層已經(jīng)完全塌縮(例如，限定間隙的相對側(cè)的部件已經(jīng)彼此接觸)時，施加到輸入表面的更多力將不會導(dǎo)致力感測設(shè)備的層之間的距離發(fā)生另外的顯著變化。也就是說，力感測設(shè)備已經(jīng)達(dá)到其可檢測的力的最大值。

本文所述的力感測設(shè)備包括對所施加的力產(chǎn)生漸進(jìn)變形響應(yīng)的第一間隔層(例如氣隙)和第二間隔層(例如可變形元件)。例如，氣隙和可變形元件可設(shè)置在第一感測層和第二感測層之間，使得所施加的力首先導(dǎo)致氣隙塌縮，并且一旦氣隙完全塌縮，則使可變形元件壓縮或以其他方式變形。隨著所施加的力增加，可變形元件進(jìn)一步壓縮，可變形元件施加的抗所施加力的反作用力逐漸增大。因此，相比于在沒有可變形元件的類似力感測設(shè)備中將可能感測到的，具有可變形元件和氣隙的力感測設(shè)備對給定撓曲度可能夠感測更大的力。

本文所述的力感測設(shè)備還可包括指示何時限定氣隙的相鄰層彼此接觸(例如，氣隙已完全塌縮時)的接觸傳感器。這種接觸傳感器可用于向處理器或感測電路指示力感測設(shè)備是在氣隙力狀態(tài)還是可變形元件力狀態(tài)下操作，這可改善力感測設(shè)備的質(zhì)量和/或準(zhǔn)確度。

氣隙、可變形元件和接觸傳感器可用于間隔層、感測層、接觸傳感器等的數(shù)量和布置各不相同的各種不同的力感測架構(gòu)中。本文描述了這種架構(gòu)的示例。

圖1至圖2示出了可結(jié)合本文所述的力感測設(shè)備的示例性電子設(shè)備。例如，圖1示出了可結(jié)合本文所述的力感測設(shè)備的電子設(shè)備100(例如，移動計(jì)算設(shè)備)。電子設(shè)備100可包括外殼104和顯示器102。顯示器102可在用戶可視區(qū)域108中向用戶提供視覺輸出。顯示器102可使用任何合適的技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，包括但不限于使用液晶顯示器(lcd)元件、發(fā)光二極管(led)元件、有機(jī)發(fā)光顯示器(oled)元件、有機(jī)電致發(fā)光(oel)元件等等的多點(diǎn)觸摸感測觸摸屏。在一些實(shí)施方案中，顯示器102可用作允許用戶與移動計(jì)算設(shè)備100交互的輸入設(shè)備。例如，該顯示器可以是多點(diǎn)觸摸觸摸屏led顯示器。

設(shè)備100還可包括i/o設(shè)備106。i/o設(shè)備106可采用主頁按鈕的形式，其可以是機(jī)械按鈕、軟按鈕(例如，物理上不移動但仍然接受輸入的按鈕)、顯示器上的圖標(biāo)或圖像等。此外，在一些實(shí)施方案中，i/o設(shè)備106可集成為電子設(shè)備的蓋110和/或外殼104的一部分。設(shè)備100還可包括其他類型的i/o設(shè)備，諸如麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、相機(jī)、生物識別傳感器以及一個或多個端口，諸如網(wǎng)絡(luò)通信端口和/或電源線端口。

蓋110可定位在設(shè)備100的前表面(或前表面的一部分)上方。蓋110的至少一部分可用作接收觸摸和/或力輸入的輸入表面。蓋110可由任何合適的材料形成，諸如玻璃、塑料、藍(lán)寶石或它們的組合。在一個實(shí)施方案中，蓋110覆蓋顯示器102和i/o設(shè)備106。觸摸和力輸入可由蓋110的覆蓋顯示器102的部分以及蓋110的覆蓋i/o設(shè)備106的部分接收。

在另一實(shí)施方案中，蓋110覆蓋顯示器102，但不覆蓋i/o設(shè)備106。觸摸和力輸入可由蓋110的覆蓋顯示器102的部分接收。在一些實(shí)施方案中，i/o設(shè)備106可設(shè)置在形成在蓋110中的開口或孔中。該孔可延伸穿過外殼104，i/o設(shè)備106的一個或多個部件可定位在外殼104中。

力感測設(shè)備可被配置為檢測顯示器102上的力輸入。力感測設(shè)備還可被配置為檢測外殼104的一部分上的力輸入，例如外殼104的背面或側(cè)面，或圍繞顯示器102的邊框部分。除了力感測設(shè)備之外，顯示器102還可包括一個或多個觸摸傳感器，諸如多點(diǎn)觸摸電容式柵格等。在這些實(shí)施方案中，顯示器102可檢測力輸入以及位置或觸摸輸入。雖然圖1中的設(shè)備100被實(shí)現(xiàn)為平板電腦(例如，移動計(jì)算設(shè)備)，但這僅僅是可包括本文所述的力感測設(shè)備的一種示例性設(shè)備。可包括本文所述的力感測設(shè)備的其他設(shè)備的示例包括其他移動計(jì)算設(shè)備、可穿戴電子設(shè)備(例如手表)、移動電話、膝上型電腦或臺式計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備(例如，向計(jì)算機(jī)提供輸入的觸控板)等等。

圖2示出了包括觸控板206(或其他輸入表面)、顯示器202和殼體204的膝上型電腦200。殼體204可圍繞觸控板206和/或顯示器202的一部分延伸。力感測設(shè)備可被配置為檢測觸控板206、顯示器202或兩者上的力輸入。

在另一示例(未示出)中，力感測設(shè)備可結(jié)合到觸控板中，該觸控板可連接到計(jì)算機(jī)，但是該力感測設(shè)備容納在單獨(dú)的殼體或外殼中。例如，包括力感測設(shè)備的獨(dú)立觸控板可被配置為連接到計(jì)算機(jī)，作為類似于鼠標(biāo)或軌跡球的外圍輸入設(shè)備。

圖3a是沿圖1中的線a-a觀察的設(shè)備100的剖視圖，其示出了可向設(shè)備100提供顯示、觸摸感測和力感測功能的組件300，或者該組件可與其他部件集成以提供此類功能。例如，圖5、圖12、圖14、圖16、圖23a和圖26示出了可與組件300或類似于組件300的組件集成的力感測結(jié)構(gòu)和/或設(shè)備的示例。

設(shè)備100包括耦接到外殼104并限定設(shè)備100的外表面的蓋303。蓋303可以是單層或者它可包括多個層，并且可由任何合適的材料形成或包括任何合適的材料，諸如玻璃、經(jīng)處理的玻璃、塑料、金剛石、藍(lán)寶石、陶瓷、疏油涂層、疏水涂層，等等。設(shè)備100還可包括為了清楚起見從圖3a中省略的其他內(nèi)部部件，包括電路板、相機(jī)、傳感器、天線、處理器、觸覺元件、揚(yáng)聲器等。

蓋303可經(jīng)由對接構(gòu)件305耦接到外殼104。圖3b是圖3a中所示的區(qū)域317的放大視圖，更詳細(xì)地示出了蓋303和外殼104之間的接合。

對接構(gòu)件305可以是或可包括將蓋303固定到凸部307或外殼104的其他特征的粘合劑。例如，對接構(gòu)件305可以是壓敏粘合劑(psa)、熱敏粘合劑(hsa)、環(huán)氧樹脂或其他粘結(jié)劑。對接構(gòu)件305可以是柔性的或剛性的。在對接構(gòu)件305是柔性的情況下，其可幫助保護(hù)蓋303(其可包括玻璃或其他可破碎材料)免受由于震動和沖擊造成的損壞。此外，如本文參考圖23a至圖25所討論的，對接構(gòu)件305可包括感測元件或與感測元件協(xié)作，該感測元件與適當(dāng)?shù)奶幚黼娐芬黄鹂蓹z測對接構(gòu)件305的變形程度。然后可使用檢測到的對接構(gòu)件305的變形程度來確定信息，諸如施加到蓋303的力的大小。

參考圖3a，組件300包括上部疊層304，其可包括顯示器的一個或多個層或部件，包括液晶矩陣、發(fā)光二極管(led)、光導(dǎo)、濾光器(例如，偏振濾光器)、漫射器、電極、屏蔽層(例如，氧化銦錫層)等。上部疊層304可例如利用psa、hsa等耦接到蓋303。上部疊層304還可包括用于檢測蓋303上的觸摸輸入的存在和/或位置的感測元件，包括例如電容式感測元件、電阻式感測元件等。

組件300還包括下部疊層308，其可通過氣隙306在下部疊層308的至少一部分上與上部疊層304分開。分開上部疊層304和下部疊層308的空氣間隙306可以是約25微米至約100微米厚，但是其他尺寸也是可能的。氣隙306可響應(yīng)于在蓋303上施加的力而幫助防止下部疊層308中的部件變形，這可能在顯示器102上引起不期望的光學(xué)偽影。例如，下部疊層308可包括光源、光導(dǎo)、漫射器或其他光學(xué)部件，如果剛性地耦接到上部疊層304，則當(dāng)力施加到蓋303時，光學(xué)部件可撓曲。通過氣隙306將這些元件與上部疊層304分開，可減少不期望的變形。

下部疊層308可包括支承下部疊層308的其他部件并且將下部疊層308耦接到上部疊層304的框架構(gòu)件309。例如，框架構(gòu)件309可相對于上部疊層304和/或蓋303以間隔開的構(gòu)造支承下部疊層308的部件(包括光源、光導(dǎo)、漫射器、感測元件等)。

框架構(gòu)件309可耦接到上部疊層304和/或蓋303，并且可延伸到電子設(shè)備的內(nèi)部空間中?？蚣軜?gòu)件309可通過接合構(gòu)件311耦接到上部疊層304和/或蓋303，該接合構(gòu)件可以是或包括粘合劑或其他粘結(jié)劑?？蚣軜?gòu)件309可由任何適當(dāng)?shù)牟牧闲纬苫虬ㄈ魏芜m當(dāng)?shù)牟牧?，諸如金屬、塑料等。如本文所述，組件300可包括用于感測施加在蓋303上的力的感測元件。此類感測元件可依賴于與其他感測元件電磁相互作用的能力，以便確定所施加的力。例如，電容式感測層可能需要電容耦合到電容式驅(qū)動層，以便檢測感測層和驅(qū)動層之間的距離變化。因此，框架構(gòu)件309可在框架構(gòu)件309的中心部分中限定開口。該開口可減少或消除傳感元件之間的固體層的干擾、屏蔽或其他負(fù)面影響。如圖所示，由電介質(zhì)材料(或不屏蔽或以其他方式干擾感測層和驅(qū)動層的任何其他材料)形成的加強(qiáng)構(gòu)件312設(shè)置在該開口中。在一些實(shí)施方案中，可從框架構(gòu)件309中省略加強(qiáng)構(gòu)件312，并且該開口可保持為未填充。

在框架構(gòu)件309限定開口以促進(jìn)或改善感測元件之間的電相互作用、電容相互作用和/或電磁相互作用的情況下，該開口可基本上與顯示器102的顯示區(qū)域和/或觸摸感應(yīng)區(qū)域重合。因此，感測元件能夠向顯示器102的基本上整個顯示區(qū)域和/或觸摸感應(yīng)區(qū)域提供力(或其他)感測功能。

下部疊層308可包括顯示器的一個或多個層或部件。例如，下部疊層308可包括具有一個或多個led、熒光燈等的光源313。光源313可發(fā)出光到包括一個或多個光學(xué)部件的光學(xué)疊層315中，該光學(xué)部件包括但不限于反射器、漫射器、偏振器、光導(dǎo)(例如，光導(dǎo)膜)和透鏡(例如，菲涅爾透鏡)。圖3a至圖3b所示的照明配置僅僅是示例性的，并且下部疊層308可包括除了圖3a至圖3b所示的照明配置之外的照明配置。

上部疊層304和下部疊層308在上面被描述為包括顯示元件。在組件300不提供顯示功能的應(yīng)用中，諸如在組件300是觸控板206的一部分或耦接到該觸控板的應(yīng)用中，上部疊層304和下部疊層308可包括如上所述的不同的部件和/或?qū)?，或者可被省略或用其他部件替換。

在下部疊層308下方是第一間隔層諸如氣隙310，以及第二間隔層，諸如可變形元件314。氣隙310可以是約0.5mm至約1.0mm厚，但是其他尺寸也是可能的。

第一間隔層和第二間隔層被配置為響應(yīng)于施加的力而改變厚度。例如，當(dāng)力施加到蓋303時，氣隙310的厚度(例如，限定氣隙的相對的表面之間的距離)可減小。類似地，可變形元件314的厚度可隨著力施加到蓋303而減小。

可變形元件314可包括任何適當(dāng)?shù)牟牧希T如有機(jī)硅、聚氨酯泡沫、橡膠、凝膠等。此外，可變形元件314可具有任何適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)，諸如多個柔性或可變形突起(如圖所示)，其可形成為柱、梁、棱錐、帶有側(cè)壁的通道、錐體、波形突起、隆起塊等?？勺冃卧?14還可以或替代地包括打開或閉合單元，諸如海綿或泡沫。可變形元件314還可具有基本上均勻的無孔組合物。再如，可變形元件314可包括多個離散的可變形材料，諸如點(diǎn)、墊等。

然而，第一間隔層和第二間隔層的前述材料和構(gòu)造僅僅是示例，并且第一間隔層和第二間隔層可由任何適當(dāng)?shù)牟牧匣蛩鼈兊慕M合形成。例如，氣隙310可由第一泡沫材料代替，并且可變形元件314可包括具有與第一泡沫材料不同的密度、厚度、成分或彈簧常數(shù)的第二泡沫材料。又如，第一間隔層和第二間隔層可基本上相同，并且可包括相同的材料或由相同的材料形成。

可變形元件314可耦接到或鄰近基部結(jié)構(gòu)或基部層316。基部結(jié)構(gòu)316可以是專用于組件300的襯底或支承層，或者其可以是電子設(shè)備的另一部件，諸如電池、外殼或殼體的一部分、電路板或任何其他部件。

圖3c至圖3e示出了組件300對上部疊層304上的輸入力302的物理響應(yīng)的進(jìn)展。如上所述，輸入力302可對應(yīng)于用手指、觸筆或其他對象接觸電子設(shè)備(諸如蓋303)的用戶輸入表面的用戶。輸入力302可通過蓋303傳輸?shù)缴喜刊B層304的表面。

圖3c示出了在輸入力302施加到上部疊層304之前由圖3a中的區(qū)域301表示的組件300的部分。圖3d示出了在力輸入已經(jīng)使得上部疊層304足夠撓曲或彎曲從而使氣隙306完全塌縮之后的組件300。具體地講，上部疊層304已朝下部疊層308彎曲，使得上部疊層304在至少一個位置與下部疊層308接觸。上部疊層304的剛度和空氣間隙306的尺寸可確定使得上部疊層304與下部疊層308接觸的力的大小。在某些情況下，甚至來自用戶的輕微觸摸也是足夠的(例如，用戶不會認(rèn)為在蓋上“按壓”的觸摸)。

圖3e示出了在力輸入已經(jīng)使得下部疊層308充分撓曲從而完全塌縮氣隙310，因此使下部疊層308與可變形元件314接觸并且至少部分地使該可變形元件變形之后的組件300。

如本文所用，術(shù)語“塌縮”可指層的部分塌縮(例如，對應(yīng)于材料或任何位置處的氣隙的厚度的任何減小)，或?qū)拥耐耆s(例如，對應(yīng)于限定在任何點(diǎn)處彼此接觸的氣隙或達(dá)到可變形材料的最大變形的相對的表面)。

圖4是示出了組件300的用戶輸入表面(例如，蓋303)如何響應(yīng)于圖3c至圖3e中的力輸入而撓曲的示例性力與撓曲的關(guān)系曲線。具體地講，隨著力從零增加到一個力閾值(例如，對應(yīng)于點(diǎn)402)，撓曲沿著第一輪廓406增加。在某些情況下，第一輪廓406對應(yīng)于組件300的撓曲，直到組件300中的所有氣隙(例如，氣隙306和氣隙310)完全塌縮。隨著力增大超過力閾值(例如，點(diǎn)402)并且可變形元件314壓縮，撓曲沿著從點(diǎn)402延伸到點(diǎn)404的第二輪廓408增加。因此，力閾值對應(yīng)于從氣隙的塌縮恰好到可變形元件變形的過渡的力的大小。

第一段曲線406可以是基本線性的，使得力的漸進(jìn)增大在第一段曲線406中的任何點(diǎn)處產(chǎn)生蓋303基本上相同的漸進(jìn)增加的變形。相比之下，第二輪廓408可以是非線性的，并且隨著力的增大可以是平穩(wěn)的。例如，在第二輪廓408開始處的力的漸進(jìn)增大導(dǎo)致的蓋303的變形量可大于在第二輪廓408的端部處的力的相同漸進(jìn)增大導(dǎo)致的變形量。然而，這些輪廓僅僅是示例性的，并且本文所述的力感測設(shè)備可具有任何其他力與撓曲的關(guān)系曲線或輪廓。

本文所描述的系統(tǒng)和方法(包括下面描述的力感測設(shè)備500,700,900和1100)有利于檢測力感測設(shè)備是根據(jù)第一輪廓406操作，使得只有氣隙被塌縮，還是根據(jù)第二輪廓408操作，使得可變形元件正在經(jīng)歷變形。通過檢測不同的輪廓，可提供準(zhǔn)確的力的測量。

雖然圖3a至圖4涉及設(shè)備100的組件300，但是組件300的部件、結(jié)構(gòu)和操作原理還可應(yīng)用于其他設(shè)備，諸如設(shè)備200的顯示器202或觸控板206(或任何其他適當(dāng)?shù)脑O(shè)備)。在不存在顯示器(諸如觸控板206)的情況下，組件300的一些部件可被省略、替換或重新布置。例如，上部疊層304和下部疊層308可包括除顯示元件之外的部件，或者可將其省略或用間隔件或其他部件替換。

圖5是可結(jié)合在電子設(shè)備(例如，設(shè)備100、設(shè)備200)中的示例性力感測設(shè)備500的局部剖視圖，其描繪了與圖3a中的區(qū)域301類似的區(qū)域。為了清楚起見，省略了蓋303和外殼104。

力感測設(shè)備500包括類似于上部疊層304的上部疊層504，其可包括顯示器的一個或多個層或部件，包括液晶矩陣、發(fā)光二極管(led)、光導(dǎo)、濾光器(例如，偏振濾光器)、漫射器、電極等。上部疊層504可被配置為響應(yīng)于力感測設(shè)備500上施加的力而彎曲或能夠彎曲。

第一感測元件505耦接到上部疊層504(例如，耦接到蓋303，或耦接到耦接到蓋303的部件諸如濾光器)，并且處于電子設(shè)備的內(nèi)部空間內(nèi)。第一感測元件505可以是被配置為與另一個電容式感測元件電容耦合的電容式感測元件。例如，第一感測元件505可以是驅(qū)動層，其電容耦合到有利于使用互電容檢測感測層和驅(qū)動層之間的距離的感測層(例如，下面的第二感測元件512)。又如，第一感測元件505可以是感測層而不是驅(qū)動層。再如，第一感測元件505可被配置為電容耦合到接地層，以有利于使用自電容檢測其自身與接地層之間的距離。再如，第一感測元件505可以是電容耦合到單獨(dú)的感測層的接地層。

在當(dāng)前描述的示例中，感測元件被描述為用于電容感測的元件。然而，替代電容傳感器或者除了電容傳感器之外，可使用其他類型的傳感器(和傳感器部件)。實(shí)際上，可使用能夠檢測部件之間的距離或絕對距離的變化或者以其他方式檢測力的其他類型的傳感器或感測技術(shù)。例如，可使用電感式傳感器、光學(xué)傳感器、聲波或超聲波傳感器或磁性傳感器。此外，傳感器的部件可如本文所示集成在力傳感器中(例如，其中感測元件通過包括氣隙、可變形層、其他部件等的一個或多個層彼此分離設(shè)置)，或者它們可通過適合于該類型的傳感器的任何其他方式集成(例如，光學(xué)傳感器可包括一個或多個發(fā)光器來代替感測層)。

第一感測元件505可通過任何適當(dāng)?shù)姆绞?諸如，使用壓敏粘合劑(psa)、熱敏粘合劑(hsa)等)耦接到上部疊層504。還可將第一感測元件505在上部疊層504上圖案化，諸如利用物理氣相沉積、電子束蒸發(fā)、濺射沉積或任何其他適當(dāng)?shù)募夹g(shù)。第一感測元件505可由設(shè)置在襯底上的任何適當(dāng)?shù)牟牧闲纬?，或者包括任何適當(dāng)?shù)牟牧希T如氧化銦錫(ito)。

下部疊層508可設(shè)置在第一感測元件505下方，并且通過氣隙506與第一感測元件505分開。類似于氣隙306，氣隙506可具有任何適當(dāng)?shù)暮穸?，諸如約25微米至約100微米。

下部疊層508可包括任何適當(dāng)?shù)牟考驅(qū)樱T如上面關(guān)于下部疊層308所描述的那些(例如，led、光學(xué)疊層、背光源、反射器或光導(dǎo))，并且可耦接到上部疊層504和/或外殼104，如相對于圖3a的下部疊層308所描述的那樣(例如，經(jīng)由框架構(gòu)件309)。在力感測設(shè)備500不包括顯示器或不提供顯示功能的實(shí)施方案中，下部疊層508(以及上部疊層504)可包括不同的部件或者可以被省略。

下部疊層508可耦接到框架構(gòu)件和/或由框架構(gòu)件支承，該框架構(gòu)件可類似于圖3a中的框架構(gòu)件309。該框架構(gòu)件可包括類似于圖3a中的加強(qiáng)構(gòu)件312的加強(qiáng)構(gòu)件509。加強(qiáng)構(gòu)件509可由電介質(zhì)材料形成或者包括電介質(zhì)材料，以促進(jìn)或改善感測元件之間(例如，在第一感測元件505和第二感測元件512之間)的電相互作用、電容相互作用和/或電磁相互作用。

框架構(gòu)件，特別是加強(qiáng)構(gòu)件509可相對于上部疊層、基部結(jié)構(gòu)516、可變形元件514或電子設(shè)備的其他部件，以間隔開的構(gòu)造支承下部疊層508。圖5示出了耦接到可變形元件514的第二感測元件512。然而，在某些情況下，第二感測元件512可耦接到下部疊層508。在這種情況下，第二感測元件512可耦接到框架構(gòu)件，諸如耦接到加強(qiáng)構(gòu)件509或下部疊層508的部件。

氣隙510將下部疊層508與第二感測元件512分開。氣隙510可具有任何適當(dāng)?shù)暮穸龋T如約0.5mm至1.0mm。

第二感測元件512可以是用于電容傳感器的感測層，并且可電容耦合到第一感測元件505。第二感測元件512可包括離散的電容感測區(qū)域的陣列，其有利于檢測上部疊層504上的力輸入的位置(和/或大小)。第二感測元件512可由任何適當(dāng)?shù)牟牧闲纬苫虬ㄈ魏芜m當(dāng)?shù)牟牧?，諸如設(shè)置在襯底上的ito跡線。第二感測元件512可耦接到可變形元件514、加強(qiáng)構(gòu)件509(或者框架構(gòu)件或下部疊層508的其他部件)或電子設(shè)備的內(nèi)部空間中的任何其他部件或結(jié)構(gòu)，使得第二感測元件512位于第一感測元件505和第三感測元件515(下面討論)之間。

可選的抗粘附層511可設(shè)置在限定氣隙510的一側(cè)的表面上，以防止氣隙的相對側(cè)在它們彼此接觸時暫時或永久性地粘貼在一起。因此，在將施加的力從用戶輸入表面移除時，力感測設(shè)備500的部件能夠返回到或接近其初始取向?？拐掣綄?11可由任何適當(dāng)?shù)牟牧闲纬苫虬ㄈ魏芜m當(dāng)?shù)牟牧希⑶铱删哂腥魏芜m當(dāng)?shù)男螤罨蚪Y(jié)構(gòu)。例如，抗粘附層511可包括柱、突起、通道或其他結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)允許氣流從其中通過，從而減少或防止氣隙510完全塌縮時在氣隙510的表面之間形成密封區(qū)域。在沒有抗粘附層511的情況下，這種密封區(qū)域可導(dǎo)致負(fù)壓區(qū)域，這些負(fù)壓區(qū)域可起到類似于防止氣隙510的側(cè)面分開的“吸盤”的作用?？拐掣綄?11可防止由其他機(jī)構(gòu)或力(諸如范得瓦爾力、靜電力等)引起的粘附。

力感測設(shè)備500包括在第二感測元件512和第三感測元件515之間的可變形元件514。類似于可變形元件314，可變形元件514可包括任何適當(dāng)?shù)牟牧?諸如，有機(jī)硅、聚氨酯泡沫、橡膠、凝膠等)，并且可具有任何合適的結(jié)構(gòu)，諸如多個柔性柱(如圖所示)、梁，棱錐、錐體、波形突起、打開或閉合單元等。如上所述，可變形元件514可相對于所施加的力非線性撓曲。

在圖5中，可變形元件514被示出為在氣隙510下方，并且位于第二感測元件512和第三感測元件515之間。然而，氣隙510和可變形元件514的相對位置可交換。例如，可變形元件514可耦接到下部疊層508。

設(shè)置在可變形元件514和基部結(jié)構(gòu)516之間的第三感測元件515可以是用于電容傳感器的驅(qū)動層，并且可電容耦合到第二感測元件512。例如，第二感測元件512可以是感測層，并且第三感測元件515可以是驅(qū)動層，從而形成跨可變形元件514的電容傳感器。

基部結(jié)構(gòu)516可以是力感測設(shè)備的框架、托架或支撐結(jié)構(gòu)。在某些情況下，基部結(jié)構(gòu)516是位于用戶輸入表面下方的電子設(shè)備的部件，諸如電路板、電池、外殼或殼體的內(nèi)壁等。響應(yīng)于施加的力，基部結(jié)構(gòu)516可比其上方的部件更加堅(jiān)硬或者更耐受撓曲。因此，一旦氣隙510已被完全塌縮，則附加的力可主要使可變形元件514變形，而不是使基部結(jié)構(gòu)516撓曲。

第一感測元件505、第二感測元件512和第三感測元件515可形成兩個電容傳感器。例如，如上所述，第一感測元件505和第三感測元件515可各自充當(dāng)不同的驅(qū)動層，并且第二感測元件512可以是感測層，其電容耦合到第一感測元件505和第三感測元件515(并且感測至該第一感測元件和該第三感測元件的距離變化)。

在第二感測元件512是共享感測層的情況下，其可包括用于檢測至第一感測元件505的距離的第一組傳感器，以及用于檢測至第三感測元件515的距離的第二組傳感器。第二感測元件512還可以或替代地使用相同的傳感器來檢測至第一感測元件505和第三感測元件515的距離。在后一種情況下，第一感測元件505和第三感測元件515可使用不同的電信號驅(qū)動，從而允許第二感測元件512(和/或耦接到第二感測元件512的感測電路)區(qū)分由氣隙510的尺寸變化引起的電容變化和由可變形元件514的尺寸變化引起的電容變化。在另一個實(shí)施方案(未示出)中，第二感測元件512可由兩個離散感測元件替換，每個感測元件分別充當(dāng)?shù)谝桓袦y元件505和第三感測元件515中的感測層。

圖6是示例性力與撓曲的關(guān)系曲線，其示出了圖5中的力感測設(shè)備500響應(yīng)于(直接或間接地)施加到上部疊層504的力輸入如何撓曲。該力響應(yīng)類似于圖4中所示的力響應(yīng)，具有從點(diǎn)401到點(diǎn)402的第一輪廓(對應(yīng)于氣隙506和氣隙510的塌縮)，以及從點(diǎn)402到點(diǎn)404的第二輪廓(對應(yīng)于可變形元件514的變形)。

如上所述，力感測設(shè)備500具有兩個電容傳感器：由第一感測元件505和第二感測元件512形成的第一電容傳感器518，以及由第二感測元件512和第三感測元件515形成的第二電容傳感器519。第一電容傳感器518跨氣隙506和氣隙510，并且第二電容傳感器519跨可變形元件514。因此，第一電容傳感器518定位在力感測設(shè)備500內(nèi)，以檢測上部疊層504沿圖6中的線602的變形，并且第二電容傳感器519定位在力感測設(shè)備500內(nèi)，以檢測上部疊層504沿圖6中的線604的變形。通過使用一個傳感器檢測氣隙的變形，并且使用另一個不同的傳感器檢測可變形元件的變形，感測電路可根據(jù)不同的力和撓曲的相關(guān)性來處理信號。例如，可根據(jù)點(diǎn)401和點(diǎn)402之間基本線性的輪廓，將來自第一電容傳感器518的撓曲與施加的力的大小相關(guān)聯(lián)，并且可根據(jù)點(diǎn)402和點(diǎn)404之間的非線性輪廓，將來自第二電容傳感器519的撓曲與所施加的力的大小相關(guān)聯(lián)。圖6中所示的線性和非線性輪廓僅僅是示例，并且力感測設(shè)備的變形可遵循或呈現(xiàn)不同的輪廓。

感測電路可通過任何適當(dāng)?shù)姆绞綉?yīng)用力和撓曲的相關(guān)性。例如，可在數(shù)學(xué)函數(shù)中實(shí)現(xiàn)力和撓曲的相關(guān)性，這些數(shù)學(xué)函數(shù)針對特定的確定撓曲量輸出特定的力值(特定的確定撓曲量繼而可基于測量或檢測到的電容值或任何其他電測量或值確定)。又如，可使用查找表來實(shí)現(xiàn)力和撓曲的相關(guān)性，其中特定的撓曲值與特定的力值相關(guān)。其他技術(shù)也是可能的，并且這些示例不限制可用于從測量或檢測到的電性質(zhì)(例如，電容、電阻、電流、信號等)產(chǎn)生力值的數(shù)學(xué)或編程技術(shù)。

圖7是圖5的力感測設(shè)備500的感測元件505,512和515的分解圖，其示出了在力感測設(shè)備500的具體實(shí)施中的感測元件的示例性配置，其中該感測設(shè)備使用電容感測來檢測感測元件之間的距離的變化。圖7省略了力感測設(shè)備500的部件和其中配置有該力感測設(shè)備的電子設(shè)備。例如，圖7省略了在第二感測元件512和第三感測元件515之間示出的可變形元件514。此外，為了清楚起見，圖7省略了感測元件505,512,515的一些細(xì)節(jié)，諸如用于將感測元件(或其部分)耦接到其他電路的導(dǎo)電跡線或引線。

如上所述，在力感測設(shè)備500中，第一感測元件505和第三感測元件515可以是用于電容感測方案的驅(qū)動層，并且第二感測元件512可以是感測層。在操作中，第一感測元件505和第三感測元件515(也稱為驅(qū)動層505,515)可由電信號激勵，諸如基本正弦信號、方形信號或邊緣信號(例如，從第一電壓到第二電壓基本上瞬時轉(zhuǎn)變)，或任何其他適當(dāng)?shù)男盘??？蛇x擇信號屬性(諸如頻率、電壓或振幅)，以避免對設(shè)備的其他電子電路(諸如顯示電路、處理器、天線等)的干擾或?qū)⒏蓴_降到最低。因?yàn)榈诙袦y元件512(也稱為感測層)電容耦合到驅(qū)動層，因此可在感測層中感應(yīng)(或以其他方式由感測層檢測)對應(yīng)的電信號。對于施加到驅(qū)動層的給定電信號，感測層中的感應(yīng)電信號可根據(jù)驅(qū)動層和感測層之間的距離而不同。因此，力感測設(shè)備500(或相關(guān)聯(lián)的感測電路)可通過分析感測層中感應(yīng)的信號來確定感測層和驅(qū)動層之間的距離。

第一驅(qū)動層505可包括耦接到或以其他方式施加到襯底的導(dǎo)電材料。例如，第一驅(qū)動層505可包括ito層、納米線(例如，金屬納米線，包括銀納米線或金納米線)或任何其他適當(dāng)?shù)牟牧?。如圖5所示，驅(qū)動層505設(shè)置在顯示器102的光路中(例如，其位于下部疊層508上方，產(chǎn)生用于照亮顯示器102的光)。因此，該導(dǎo)電材料可以是基本透明的。即使使用基本透明的材料，如果該材料以規(guī)則圖案(諸如以網(wǎng)格或列)布置，其可在顯示器102上可見。因此，第一驅(qū)動層505的導(dǎo)電材料可基本上均勻地分布(例如，作為層、片、涂層或其他連續(xù)元件)在第一驅(qū)動層505上，而不是以規(guī)則圖案布置。在某些情況下，導(dǎo)電材料可以是覆蓋或延伸在第一驅(qū)動層505的襯底的整個表面上(或基本上整個表面，諸如襯底表面積的約80％或更多)的連續(xù)層。導(dǎo)電材料層可被配置為使得其中結(jié)合力感測設(shè)備500的顯示器的邊界內(nèi)不存在層的邊界或邊緣。

第一驅(qū)動層505還可包括電連接到導(dǎo)電材料并且有助于將電材料耦接到其他電子部件或電路的連接元件706。連接元件706可由任何材料形成或包括任何材料，諸如銀、銅、鎳釩或任何其他合適的材料。連接元件706可沿第一驅(qū)動層505的外部形成連續(xù)的框架(如圖所示)，或者其可由不連續(xù)或不同的段形成。在某些情況下，連接元件706不形成框架，而例如可以是沿第一驅(qū)動層505的一側(cè)的帶。其他配置也是可能的。本文中相對于圖26至圖29和圖32至圖40討論連接元件706，諸如形成在驅(qū)動層505(或任何其他導(dǎo)電襯底、層、涂層等)邊緣上的導(dǎo)電帶。

感測層512可包括由導(dǎo)電材料形成(或包括導(dǎo)電材料)，并且以基本上規(guī)則的圖案(諸如網(wǎng)格)布置的感測區(qū)域702。感測區(qū)域702可由任何適當(dāng)?shù)牟牧闲纬苫虬ㄈ魏芜m當(dāng)?shù)牟牧?，諸如ito、金屬納米線等。

每個感測區(qū)域702可充當(dāng)離散區(qū)域或像素狀區(qū)域，該區(qū)域可用于確定第一驅(qū)動層505和該特定感測區(qū)域之間的距離。通過分析所有感測區(qū)域702，力感測設(shè)備500可檢測在蓋303上施加的力的大小。此外，相比于使用單個均勻感測層的情況，如圖所示像素化感測層512可允許力感測設(shè)備500以更高的準(zhǔn)確度檢測力。例如，如果使用單個感測層，則可能難以或不可能分辨在蓋303的邊緣附近施加的大的力與在蓋303的中心附近施加的小的力之間的差異。通過使用像素化感測層512，力感測設(shè)備500可考慮到蓋303的不同區(qū)域之間的剛度差。使用像素化感測層512還可允許力感測設(shè)備500確定所施加的力的位置，檢測多點(diǎn)觸摸輸入(例如，對應(yīng)于施加到蓋303的多個手指或觸筆)等。

第二驅(qū)動層515可包括多個驅(qū)動區(qū)域704。類似于第一驅(qū)動層505和感測層512的感測區(qū)域702，驅(qū)動區(qū)域704可由任何適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料形成或包括任何適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電材料，例如ito、金屬納米線等。

驅(qū)動區(qū)域704可按任何適當(dāng)?shù)膱D案或取向布置，并且可具有任何適當(dāng)?shù)某叽?。例如，?qū)動區(qū)域704可以是導(dǎo)電材料的多個基本矩形的區(qū)域，并且可基本上與感測層512中的感測區(qū)域702的列對準(zhǔn)，如相對于圖2所示和描述。因此，驅(qū)動區(qū)域704可各自重疊感測層512的感測區(qū)域702中的多個感測區(qū)域。

類似于第一驅(qū)動層505，驅(qū)動區(qū)域704可利用電信號(例如，基本上正弦或邊緣信號)來激勵，該電信號在感測層512的感測區(qū)域702中感應(yīng)對應(yīng)的信號(或者其能夠以其他方式由感測層512檢測)。由于單個感測層512用于檢測其自身與兩個不同的驅(qū)動層505,515之間的距離，因此力感測設(shè)備500需要區(qū)分來自第一驅(qū)動層505和第二驅(qū)動層515的信號。因此，來自第一驅(qū)動層505和第二驅(qū)動層515的信號可具有不同的頻率、幅度、相位或其他屬性，使得它們在感測層512中感應(yīng)的信號彼此間可區(qū)分。更具體地講，施加到第一驅(qū)動層505的信號可具有第一頻率，并且施加到第二驅(qū)動層515的信號可具有不同于第一頻率的第二頻率。另選地或除此之外，可在不同時間激勵(例如，用邊緣信號)第一驅(qū)動層505和第二驅(qū)動層515，使得在感測層512中感應(yīng)的信號可歸因于兩個驅(qū)動層中不同的驅(qū)動層。例如，感測電路可交替激勵第一驅(qū)動層505和第二驅(qū)動層515?？墒褂眠@些(或其他)技術(shù)，使得能夠獨(dú)立于第二驅(qū)動層515和感測層512之間的距離來檢測第一驅(qū)動層505和感測層512之間的距離。

驅(qū)動區(qū)域704可彼此電隔離，或者可彼此電耦合。在驅(qū)動區(qū)域704彼此電耦合的實(shí)施方案中，所有驅(qū)動區(qū)域704可由單個信號同時激勵。

另選地，在驅(qū)動區(qū)域704被電隔離的情況下，可將它們彼此獨(dú)立地驅(qū)動或激勵。當(dāng)不是一次分析所有感測區(qū)域702時，這可能是有用的。更具體地講，與力感測設(shè)備500相關(guān)聯(lián)的電路可周期性地輪詢感測區(qū)域702的子集。因此，驅(qū)動區(qū)域704可對應(yīng)于感測區(qū)域702的輪詢組，并且可在對相應(yīng)的感測區(qū)域702的組進(jìn)行輪詢的同時向驅(qū)動區(qū)域704提供信號。當(dāng)使用循環(huán)輪詢技術(shù)時，這可有助于減少力感測設(shè)備500的功率消耗，因?yàn)樵趯?yīng)的感測區(qū)域702未被輪詢時不是所有的驅(qū)動區(qū)域704都通電勵。

如圖7所示，驅(qū)動層505,515和感測層512可以是不同的層或部件，或者它們可結(jié)合到其他層或部件中。例如，第一驅(qū)動層505可以是涂覆、施加或以其他方式結(jié)合到作為上部疊層304(圖3a)的一部分的偏振濾光片的導(dǎo)電材料。實(shí)際上，感測層和驅(qū)動層中的任何感測層和驅(qū)動層的導(dǎo)電材料可結(jié)合在其所結(jié)合的電子設(shè)備的另一個部件或?qū)由?。另選地，感測層和驅(qū)動層可獨(dú)立形成，諸如通過在襯底諸如柔性電路材料(例如，聚酰亞胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮或透明導(dǎo)電聚酯)上施加導(dǎo)電材料，然后將襯底結(jié)合到電子設(shè)備。

圖8是沿圖7中的線c-c觀察的第一驅(qū)動層505、第二驅(qū)動層515和感測層512的局部剖視圖，其示出了力感測設(shè)備500的感測區(qū)域702和驅(qū)動區(qū)域704的相對尺寸和位置。第一驅(qū)動層505包括襯底802、導(dǎo)電層804和連接元件706。襯底802可以是任何適當(dāng)?shù)牟牧匣虿考?，諸如柔性電路材料、偏振濾光器或電子設(shè)備或顯示器疊層的任何其他材料或部件。導(dǎo)電層804可以是ito、金屬或?qū)щ娂{米線層或如上所述的任何其他合適的材料。導(dǎo)電層804可以是與多個感測區(qū)域702重疊的連續(xù)片(例如，具有單個展開的導(dǎo)電材料，而不是分段或像素化的配置)。連接元件706可以是導(dǎo)電材料，諸如銅、銀、鎳釩等。

感測層512可包括襯底806和感測區(qū)域702，所述襯底可以是任何適當(dāng)?shù)牟牧匣虿考?，諸如柔性電路材料。如上所述，感測區(qū)域702可由任何適當(dāng)?shù)牟牧闲纬苫虬ㄈ魏芜m當(dāng)?shù)牟牧?，包括ito、導(dǎo)電納米線等。

第二驅(qū)動層515可包括襯底808和驅(qū)動區(qū)域704，所述襯底可以是任何適當(dāng)?shù)牟牧匣虿考?，諸如柔性電路材料。驅(qū)動區(qū)域704和感測層512的感測區(qū)域702相對于彼此可具有合適的尺寸和位置，使得感測區(qū)域702將驅(qū)動區(qū)域704與干擾源諸如第一驅(qū)動層505屏蔽。例如，驅(qū)動區(qū)域704的寬度可與感測區(qū)域702的寬度基本相同或窄于感測區(qū)域702，并且可與感測區(qū)域702垂直對準(zhǔn)(其中的位置術(shù)語相對于圖8中的層的取向)。這樣，感測區(qū)域702的導(dǎo)電材料可基本上將驅(qū)動區(qū)域704與第一驅(qū)動層505或感測層512上方的其他潛在干擾源屏蔽。驅(qū)動區(qū)域704的某些部分可不被感測區(qū)域702直接覆蓋。然而，基本矩形的驅(qū)動區(qū)域704的未屏蔽區(qū)域明顯小于第二驅(qū)動層515是單個連續(xù)導(dǎo)電材料片時存在的未屏蔽區(qū)域，諸如第一驅(qū)動層505上的未屏蔽區(qū)域。

圖8示出了在它們各自的襯底表面上方延伸的感測區(qū)域702和驅(qū)動區(qū)域704。然而，這僅僅是一個示例性配置。實(shí)際上，感測區(qū)域702和驅(qū)動區(qū)域704可基本上與其相應(yīng)的襯底齊平或凹陷。

圖9示出了帶有感測區(qū)域702的示例性分布的感測層512。圖9還示出了可將感測區(qū)域702電耦合到其他電子部件或電路的導(dǎo)電路徑902。導(dǎo)電路徑902可以是任何適當(dāng)?shù)牟牧?，并且可通過任何適當(dāng)?shù)姆绞叫纬伞＠纾鼈兛捎衫霉饪碳夹g(shù)施加的ito形成。還預(yù)期其他材料和技術(shù)。在感測區(qū)域702被獨(dú)立地輪詢以向特定顯示位置(如圖9所示)提供唯一力值的實(shí)施方案中，每個感測區(qū)域702可連接到唯一的導(dǎo)電路徑902。在多個感測區(qū)域702被輪詢或監(jiān)視為單個單元的實(shí)施方案中，那些感測區(qū)域702可共享或連接到通用導(dǎo)電路徑902(未示出)。圖9中所示的感測區(qū)域702和導(dǎo)電路徑902的圖案僅僅是適當(dāng)配置的一個示例，并且還可預(yù)期其他配置，其中包括感測區(qū)域702和導(dǎo)電路徑902的數(shù)量和布置。

圖10a示出第一驅(qū)動層505，示出了經(jīng)由連接元件706(例如，圍繞第一驅(qū)動層505的導(dǎo)電帶或邊界)到第一驅(qū)動層505的導(dǎo)電層804的電連接的示例性配置。具體地講，圖10a示出了緊鄰連接元件706的一對連接器段1002。每個連接器段1002可由電導(dǎo)體形成或包括電導(dǎo)體，該電導(dǎo)體電連接到信號發(fā)生器或其他電子電路。例如，連接器段1002可由其上設(shè)置有金屬或?qū)щ姴牧?例如，銅、金、ito)的柔性電路材料形成。在某些情況下，連接器段1002可基本上完全由導(dǎo)電材料形成，諸如在連接器段1002是銅、銀或任何其他金屬或?qū)щ姴牧系膸У那闆r中。

導(dǎo)電接合材料1004可沉積在連接器段1002和連接元件706的一部分上方，使得在連接器段1002和連接元件706之間形成電連接。導(dǎo)電材料可以是任何適當(dāng)?shù)牟牧?，諸如銀、金、銅、導(dǎo)電粘合劑等。

如上所述，連接元件706電連接到導(dǎo)電層804。因此，驅(qū)動信號可從連接器段1002施加到導(dǎo)電層804。在某些情況下，更多或更少的連接器段1002可用于將電路電耦合到導(dǎo)電層804，或者連接器段1002可定位在圍繞驅(qū)動層505的不同位置處，諸如定位在沿驅(qū)動層505的相對邊緣。

圖10b示出第一驅(qū)動層505，示出了到第一驅(qū)動層505的導(dǎo)電層804的電連接的另一示例性配置。如圖所示，第一驅(qū)動層505不包括連接元件706。在該示例中，連接器段1006經(jīng)由導(dǎo)電粘合劑1008連接到導(dǎo)電層804，而不是經(jīng)由連接元件706(如圖10a所示)連接到導(dǎo)電層804。與連接器段1002(圖10a)類似，連接器段1006可由電連接到信號發(fā)生器或其他電子電路的電導(dǎo)體形成或包括該電導(dǎo)體。連接器段1006可經(jīng)由導(dǎo)電粘合劑1008電耦合和物理耦合到導(dǎo)電層804，所述導(dǎo)電粘合劑可設(shè)置在連接器段1006和導(dǎo)電層804的重疊部分之間。圖10b示出了其中兩個連接器段1006耦接到第一驅(qū)動層505的相對側(cè)的示例性實(shí)施方案。還可預(yù)期其他配置，包括連接器段1006的不同數(shù)量、尺寸、形狀和耦接位置。例如，在某些情況下，僅使用一個連接器段1006。在其他情況下，四個連接器段1006圍繞第一驅(qū)動層505布置(例如，在第一驅(qū)動層505的每一側(cè)上具有一個連接器段1006)。

圖11示出了帶有驅(qū)動區(qū)域704的示例性分布的第二驅(qū)動層515。圖11還示出了可將驅(qū)動區(qū)域704電耦合到其他電子部件或電路的導(dǎo)電路徑1102。導(dǎo)電路徑1102可以是任何適當(dāng)?shù)牟牧?，并且可通過任何適當(dāng)?shù)姆绞叫纬?。例如，它們可由利用光刻技術(shù)施加的ito形成。還預(yù)期其他材料和技術(shù)。在驅(qū)動區(qū)域704被獨(dú)立驅(qū)動或激勵的實(shí)施方案中，如上文相對于圖8所討論的，每個驅(qū)動區(qū)域704可連接到唯一的導(dǎo)電路徑1102。在多個驅(qū)動區(qū)域704被一起驅(qū)動或激勵(例如，信號同時施加到多個驅(qū)動區(qū)域704)的實(shí)施方案中，那些驅(qū)動區(qū)域704可共享或連接到通用導(dǎo)電路徑(未示出)。圖11中所示的驅(qū)動區(qū)域704和導(dǎo)電路徑1102的圖案僅僅是合適的配置的一個示例，并且也可預(yù)期其他配置，包括驅(qū)動區(qū)域704和導(dǎo)電路徑1102的數(shù)量和布置。

圖12是可結(jié)合在電子設(shè)備(例如，設(shè)備100、設(shè)備200)中的示例性力感測設(shè)備1200的局部剖視圖，其描繪了與圖3a中的區(qū)域301類似的區(qū)域。為了清楚起見，省略了蓋303和外殼104。雖然力感測設(shè)備1200類似于力感測設(shè)備500，但是力感測設(shè)備1200在電子設(shè)備內(nèi)具有不同數(shù)量和布置的感測元件，如本文所述。

力感測設(shè)備1200包括類似于上部疊層304的上部疊層1204，其可包括顯示器的一個或多個層或部件，包括液晶矩陣、發(fā)光二極管(led)、光導(dǎo)、濾光器(例如，偏振濾光器)、漫射器、電極等。上部疊層1204可被配置為響應(yīng)于力感測設(shè)備1200上施加的力而彎曲或能夠彎曲。

下部疊層1208可設(shè)置在上部疊層1204下方，并且通過氣隙1206與上部疊層1204分開。下部疊層1208可包括框架構(gòu)件1207(類似于框架構(gòu)件309)、光學(xué)疊層1213(類似于上述光學(xué)疊層315)和任何其他適當(dāng)?shù)牟考T如光源。如相對于組件300所述，氣隙1206可具有任何適當(dāng)?shù)暮穸龋T如25微米至100微米。在力感測設(shè)備1200不包括顯示器或不提供顯示功能的實(shí)施方案中，下部疊層1208(以及上部疊層1204)可包括不同的部件或者可被省略。

第一感測元件1209耦接到下部疊層1208。第一感測元件1209可以是被配置為與另一個電容式感測元件電容耦合的電容式感測元件。例如，第一感測元件1209可以是驅(qū)動層，其電容耦合到有利于使用互電容檢測感測層和驅(qū)動層之間的距離的感測層(例如，下面描述的第二感測元件1215)。又如，第一感測元件1209可以是感測層而不是驅(qū)動層。再如，第一感測元件1209可被配置為電容耦合到接地層，并且有利于使用自電容檢測其自身與接地層之間的距離。再如，第一感測元件1209可以是電容耦合到感測層的接地層。

第一感測元件1209可由任何適當(dāng)?shù)牟牧闲纬苫虬ㄈ魏芜m當(dāng)?shù)牟牧?諸如設(shè)置在柔性襯底上的ito跡線)，并且可通過任何適當(dāng)?shù)姆绞?諸如使用psa或hsa)耦接到下部疊層1208，或直接圖案化到下部疊層1208上。由于第一感測元件1209在下部疊層1208下方，因此下部疊層1208的框架構(gòu)件1207可由導(dǎo)電材料(諸如金屬)形成。更具體地講，由于框架構(gòu)件1207不在第一感測元件1209和第二感測元件1215(下面討論)之間，因此框架構(gòu)件1207可不屏蔽或不以其他方式干擾第一感測元件1209和第二感測元件1215之間的電容耦合。因此，更多的材料可適用于框架構(gòu)件1207，并且框架構(gòu)件1207可限定連續(xù)的層或面板，而不是在其中具有開口來避免不可取的屏蔽或干擾。

氣隙1210和可變形元件1214可設(shè)置在第一感測元件1209和第二感測元件1215之間。氣隙1210和可變形元件1214對應(yīng)于氣隙510和可變形元件514，并且可具有類似的組成、結(jié)構(gòu)、尺寸和功能。

第二感測元件1215可電容耦合到第一感測元件1209，并且這些部件可一起形成跨氣隙1210和可變形元件1214的電容傳感器1218，以檢測這些層的變形。根據(jù)電容傳感器1218的操作原理和/或第一感測元件1209的配置，第二感測元件1215可以是感測層、驅(qū)動層或接地層。

第二感測元件1215可耦接到基部結(jié)構(gòu)1216，該基部結(jié)構(gòu)可以是框架、托架、電路板、電池、外殼或殼體的內(nèi)壁等，如上面相對于圖5的基部結(jié)構(gòu)516所述。

圖13是示例性力與撓曲的關(guān)系曲線，其示出了圖12中的力感測設(shè)備1200響應(yīng)于(直接或間接地)施加到上部疊層1204的力輸入如何撓曲。該力響應(yīng)類似于圖4中所示的力響應(yīng)，具有從點(diǎn)401延伸到點(diǎn)402的第一輪廓(對應(yīng)于氣隙1206和氣隙1210的塌縮)，以及從點(diǎn)402延伸到點(diǎn)404的第二輪廓(對應(yīng)于可變形元件1214的變形)。

如上所述，力感測設(shè)備1200具有由第一感測元件1209和第二感測元件1215形成的一個電容傳感器1218。第一感測元件1209和第二感測元件1215跨氣隙1210和可變形元件1214，但是不跨氣隙1206。因此，電容傳感器1218不檢測使得氣隙1206塌縮的上部疊層1204的撓曲(對應(yīng)于圖13中的線1302)，而是檢測使得氣隙1210塌縮并且使得可變形元件1214變形的撓曲(對應(yīng)于圖13中的線1304)。因此，氣隙1206的塌縮與氣隙1210的塌縮分離，并且使用力感測設(shè)備1200的電容傳感器1218檢測的力對應(yīng)于塌縮氣隙1210所需的力。

由于電容傳感器1218跨氣隙1210和可變形元件1214，因此耦接到第一感測元件1209和第二感測元件1215的感測電路可被配置為通過算法確定氣隙1210完全塌縮的時間。例如，當(dāng)施加力時，感測電路可監(jiān)測變形的變化率(例如，力與撓曲曲線的斜率)。如果斜率滿足第一條件(例如，其恒定或者其低于閾值)，則感測電路可確定僅空氣間隙1210正在被塌縮或已經(jīng)被塌縮，并且可應(yīng)用第一力和撓曲的相關(guān)性。如果斜率滿足第二條件(例如，其正在增大或者高于閾值)，則感測電路可確定氣隙1210已被完全塌縮，并且可變形元件1214將要變形或已經(jīng)至少部分地變形。在后一種情況下，感測電路可應(yīng)用第二力和撓曲的相關(guān)性來確定所施加的力的值。

圖14是可結(jié)合在電子設(shè)備(例如，設(shè)備100、設(shè)備200)中的示例性力感測設(shè)備1400的局部剖視圖，其描繪了與圖3a中的區(qū)域301類似的區(qū)域。在該示例中，力感測設(shè)備1400與力感測設(shè)備1200相同，不同之處在于，第一感測元件1209耦接到上部疊層1204，使得由第一感測元件1209和第二感測元件1215形成的電容感測器1402跨空氣間隙1206和空氣間隙1210兩者。因此，如圖15中的力和撓曲的關(guān)系曲線所示，電容傳感器1402檢測上部疊層1204從點(diǎn)401到點(diǎn)404(對應(yīng)于線1502)的撓曲。此外，如本文所述，感測電路可被配置為通過算法確定氣隙1210和可選地氣隙1206已經(jīng)完全塌縮的時間，以便應(yīng)用適當(dāng)?shù)牧蛽锨南嚓P(guān)性。

然而，在圖12中，框架構(gòu)件1207不在第一感測元件1209和第二感測元件1215之間，在圖14中，框架構(gòu)件1207位于第一感測元件1209和第二感測元件1215之間。因此，框架構(gòu)件1207可由電介質(zhì)材料形成或者可具有其中布置電介質(zhì)材料的開口，使得框架構(gòu)件1207不遮蔽或不以其他方式干擾感測元件1209,1215。

圖16是可結(jié)合在電子設(shè)備(例如，設(shè)備100、設(shè)備200)中的示例性力感測設(shè)備1600的局部剖視圖，其描繪了與圖3a中的區(qū)域301類似的區(qū)域。在該示例中，力感測設(shè)備1600包括上部疊層1604(對應(yīng)于上部疊層1204)、第一感測元件1605(對應(yīng)于第一感測元件1209)、氣隙1606(對應(yīng)于氣隙1206)、下部疊層1608(對應(yīng)于下部疊層1208)、可變形元件1610、氣隙1615、第二感測元件1614和基部結(jié)構(gòu)1620(對應(yīng)于基部結(jié)構(gòu)1216)。下部疊層1608可包括光學(xué)疊層1617，以及支承光學(xué)疊層1617并將下部疊層1608耦接到上部疊層1604的框架構(gòu)件1607。由于框架構(gòu)件1607位于第一感測元件1605和第二感測元件1614之間(類似于圖5中的力感測設(shè)備500中的配置)，因此框架構(gòu)件1607可由電介質(zhì)材料形成或包括電介質(zhì)材料，諸如設(shè)置在框架構(gòu)件1607中的開口中的電介質(zhì)材料。

第一感測元件1605和第二感測元件1614形成跨氣隙1606和氣隙1615的電容傳感器1619。因此，類似于力感測設(shè)備1400，電容傳感器1619檢測對應(yīng)于氣隙1606,1615的塌縮以及可變形元件1610的變形。因此，如圖17中的力和撓曲的關(guān)系曲線所示，電容傳感器1619檢測上部疊層1604對應(yīng)于線1702的從點(diǎn)401到點(diǎn)404的撓曲。

力感測設(shè)備1600還包括被配置為檢測上部疊層和下部疊層之間的接觸的接觸傳感器。如圖16所示，接觸傳感器與可變形元件1610和第二感測元件1614集成。例如，可變形元件1610可包括從可變形元件1610的基部部分延伸的突起1611。突起1611可包括感測元件1612，該感測元件被配置為在氣隙1615已經(jīng)完全塌縮并且可變形元件1610接觸第二感測元件1614時被感測或以其他方式由接觸感測區(qū)域(例如，本文所討論的接觸感測區(qū)域1616)檢測。如圖16所示，感測元件1612設(shè)置在突起1611的自由端。

感測元件1612可由任何適當(dāng)?shù)牟牧闲纬?，并且可具有任何適當(dāng)?shù)某叽绾托螤睢？苫诮佑|傳感器的操作原理來選擇這些屬性以及感測元件1612的任何其他屬性。例如，如果接觸感測區(qū)域1616是電容傳感器，則感測元件1612可以是導(dǎo)電材料和/或電介質(zhì)材料。合適的電介質(zhì)材料可具有大于約3.9的介電常數(shù)(或相對電容率)(例如，高k電介質(zhì)材料)。在接觸感測區(qū)域1616是連續(xù)性傳感器的情況下，感測元件1612可以是導(dǎo)電材料，諸如碳、金屬等。

感測元件1612可通過任何適當(dāng)?shù)姆绞浇Y(jié)合到可變形元件1610中。例如，感測元件1612可與可變形元件1610共同成型。在另一個示例中，感測元件1612可沉積在可變形元件1610上。例如，可在突起1611的自由端上沉積一層或多層金屬(或任何其他合適的材料)。再如，可變形元件1610可由本身被配置為由對應(yīng)的接觸感測區(qū)域1616感測的材料形成，因此可不使用離散感測元件1612。例如，該材料可以是有機(jī)硅或具有嵌入其中的導(dǎo)電顆粒(諸如碳)的其他彈性體。還可預(yù)期用于將該材料與可變形元件1610結(jié)合的其他材料和技術(shù)。

力感測設(shè)備1600的接觸傳感器還包括接觸感測區(qū)域1616，該接觸感測區(qū)域被配置為檢測感測元件1612，以確定氣隙1615已經(jīng)完全塌縮并且可變形元件1610已經(jīng)開始被壓縮的時間。接觸感測區(qū)域1616可被配置為以任何適當(dāng)?shù)姆绞綑z測感測元件1612。例如，接觸感測區(qū)域1616可包括電容式感測部件，該電容式感測部件被配置為檢測由感測元件1612接近接觸感測區(qū)域1616而引起的電容變化。又如，接觸感測區(qū)域1616可包括電開關(guān)，該電開關(guān)被配置為在導(dǎo)電感測元件1612接觸電開關(guān)時檢測閉合電路。

接觸感測區(qū)域1616可與第二感測元件1614集成。例如，用于接觸傳感器的接觸感測區(qū)域1616和用于電容式力傳感器1619的感測區(qū)域可被圖案化或以其他方式結(jié)合在同一襯底上。又如，接觸感測區(qū)域1616可設(shè)置在第二感測元件1614的頂部上。例如，包括電觸點(diǎn)、電容式感測部件等的接觸感測區(qū)域1616可被放置在第二感測元件1614的頂部，并且可選地粘附到該第二感測元件。

類似于圖14中的力感測設(shè)備1400，力感測設(shè)備1600形成跨氣隙1615和可變形元件1610的電容傳感器1619，因此電容傳感器1619呈現(xiàn)從點(diǎn)401延伸到點(diǎn)404(對應(yīng)于線1702)的力響應(yīng)曲線(圖17所示)。然而，當(dāng)力感測設(shè)備1600在第一力輪廓(例如，從點(diǎn)401到點(diǎn)402)或第二力輪廓(例如，從點(diǎn)402到點(diǎn)404)操作時，電容傳感器1619可不提供離散的指示。力感測設(shè)備1600的接觸傳感器提供該指示，從而允許感測電路應(yīng)用適當(dāng)?shù)牧蛽锨南嚓P(guān)性。例如，在氣隙1615完全塌縮和接觸傳感器指示接觸事件(對應(yīng)于圖17中的點(diǎn)1704)之前，該感測電路可應(yīng)用對應(yīng)于氣隙1615塌縮的第一力和撓曲的相關(guān)性(從點(diǎn)401到點(diǎn)402)。在氣隙1615完全塌縮之后，如由來自接觸傳感器的信號(在點(diǎn)1704處)所檢測和指示的，感測電路可應(yīng)用對應(yīng)于可變形元件1610壓縮的第二力和撓曲的相關(guān)性(例如，從點(diǎn)402到點(diǎn)404)。

圖16示出了一個實(shí)施方案，其中第一感測元件1605設(shè)置在上部疊層1604上，并且因此在第一感測元件1605和第二感測元件1614之間的空間包括氣隙1606，其他配置也是可能的。例如，第一感測元件1605可設(shè)置在氣隙1606的相對側(cè)上的下部疊層1608上，或者其可設(shè)置在下部疊層1608和可變形元件1610之間。無論第一感測元件1605和第二感測元件1614在力感測設(shè)備1600中的何處，氣隙、可變形元件和接觸傳感器可設(shè)置在它們之間。此外，圖16示出了定位在下部疊層1608上的可變形元件1610，其中突起1611朝向基部結(jié)構(gòu)1620延伸，并且示出了定位在基部結(jié)構(gòu)1620上的接觸感測區(qū)域1616。在其他實(shí)施方案中，這些部件的相對位置可被交換，使得可變形元件1610定位在基部結(jié)構(gòu)1620上，其中突起1611朝向下部疊層1608延伸，并且感測區(qū)域1616定位在下部疊層1608上。應(yīng)當(dāng)理解，這種修改可至少相對于可變形元件1610和接觸感測區(qū)域1616的操作產(chǎn)生等效的結(jié)果。

圖18a是圖16中的區(qū)域1800的放大視圖，其示出了可形成圖16中的接觸傳感器的突起1611、感測元件1612和接觸感測區(qū)域1616的示例性配置。第二感測元件1614可包括感測區(qū)域1810(諸如，電容耦合到接地層或驅(qū)動層的電容板或引線)，以及接觸感測區(qū)域1616。圖18a中的接觸感測區(qū)域1616包括引線1802,1804,1806和1808。該引線可以是任何適當(dāng)?shù)牟牧?諸如，導(dǎo)電材料(例如，金屬、碳、ito)跡線、導(dǎo)線、板、墊等)，并且可耦接到適當(dāng)?shù)碾娐?，用于檢測與感測元件1612的接觸或與該感測元件的接近程度。例如，該引線可以是有利于檢測由于感測元件1612與該引線接觸或接近引起的電容變化的電容元件。又如，該引線可以是有利于檢測兩個或更多個觸點(diǎn)之間的閉合電路的電觸點(diǎn)。

圖18b示出了在氣隙1615已經(jīng)完全塌縮并且可變形元件1610與第二感測元件1614接觸時的圖16中的區(qū)域1800。如圖所示，感測元件1612和引線1802,1804,1806和1808之間的接近或接觸導(dǎo)致通過對應(yīng)的引線對1802,1804,1806和1808的檢測。圖18a至圖18b示出了四個引線，但這僅僅是示例，并且可使用更多或更少的引線。此外，接觸感測區(qū)域1616、感測元件1612和引線1802,1804,1806和1808的相對尺寸僅僅是示例性的，并且可基于各種因素和考慮對其進(jìn)行選擇。例如，接觸感測區(qū)域1616可足夠大以適應(yīng)可變形元件1610和接觸感測區(qū)域1616之間的未對準(zhǔn)。因此，即使突起1611和接觸感測區(qū)域1616的中心沒有完全對齊，但接觸傳感器仍將有效地檢測氣隙1615完全塌縮的時間。

圖19示出了可變形元件1610或其一部分的示例?？勺冃卧?610包括從基部表面1900延伸的突起1611的陣列。突起1611可與基部表面1900一體地形成。例如，可變形元件1610可成型(例如，注塑成型)為基本上均勻的組成的一體的單一部件。如上所述，感測元件1612可與可變形元件1610共同成型，或者它們可在可變形元件1610形成之后被施加(例如，粘附、涂覆或沉積)到或施加在突起1611上。在任一種情況下，感測元件1612可至少部分地嵌入突起1611中。還預(yù)期了用于將感測元件1612固定到突起1611的其他技術(shù)。應(yīng)當(dāng)理解，突起1611用于說明性目的，并且未必相對于基部表面1900或圖中所示的任何其他部件的尺寸按比例繪制。

圖20示出了第二感測元件1614或其一部分的示例，其包括感測區(qū)域1810(由平面正方形指示)和接觸感測區(qū)域1616(由交叉影線正方形指示)，并且可與圖19中所示的可變形元件1610結(jié)合使用。感測區(qū)域1810和接觸感測區(qū)域1616兩者可在同一襯底2000(例如，柔性電路材料)上形成，并且可包括導(dǎo)電跡線，諸如金屬、碳、ito等。

在圖19和圖20所示的示例中，每個突起1611包括感測元件1612，并且對應(yīng)于第二感測元件1614上的接觸感測區(qū)域1616。然而，某些情況并非如此，因?yàn)榇_定提供合適的耐壓縮性的突起1611的量、布置和分布的考慮可不同于驅(qū)動接觸感測區(qū)域的量、布置和分布的考慮。例如，在一些具體實(shí)施中，一些突起1611不對應(yīng)于接觸感測區(qū)域1616。在這種情況下，不對應(yīng)于接觸感測區(qū)域1616的突起1611可省略感測元件1612，但是可形成或成形為確保所有突起1611具有基本相同的高度。另選地，所有突起1611可包括感測元件1612，而不論它們是否都對應(yīng)于接觸感測區(qū)域1616。這樣可確保所有突起具有相同的高度，并且基本上同時接觸相對的表面。

圖21a是示例性接觸傳感器2100的剖視圖，其示出了與圖18a至圖18b中所示的部分類似的部分。雖然由圖18a至圖18b中所示的突起1611和接觸感測區(qū)域1616形成的接觸傳感器將感測部件和經(jīng)感測部件放置在氣隙1615的相對側(cè)上，但是接觸傳感器2100被配置為使得感測部件和經(jīng)感測部件都能夠設(shè)置在氣隙的一側(cè)。

接觸傳感器2100包括可變形突起2102，該可變形突起可由任何適當(dāng)?shù)目勺冃尾牧闲纬?，諸如有機(jī)硅、聚氨酯泡沫、橡膠、凝膠等。感測元件2104可與突起2102接合。例如，感測元件2104可放置在腔2106或突起2102的其他內(nèi)部區(qū)域內(nèi)。感測元件2104還可嵌入突起2102的材料中(例如，經(jīng)由共同成型或嵌件成型)。與感測元件1612類似，感測元件2104可由任何適當(dāng)?shù)牟牧闲纬苫虬ㄈ魏芜m當(dāng)?shù)牟牧?，諸如電介質(zhì)材料和/或?qū)щ姴牧稀?/p>

接觸傳感器2100還包括在相鄰層2108中的引線2110。相鄰層2108可以是感測元件(諸如感測元件1614)，其中或其上結(jié)合了引線2110。另選地，相鄰層2108可專用于容納引線2110。類似于圖18a至圖18b中的引線1802,1804,1806和1808，引線2110可被配置為充當(dāng)電容元件(例如，電容耦合到感測元件2104并檢測其接近程度的電容板)、連續(xù)性傳感器的觸點(diǎn)等。此外，引線2110可由任何適當(dāng)?shù)牟牧闲纬苫虬ㄈ魏芜m當(dāng)?shù)牟牧?，諸如導(dǎo)電材料(例如，金屬、碳、ito)跡線、導(dǎo)線、板、墊等。引線2110可耦接到用于檢測與感測元件2104的接觸或接近程度的適當(dāng)?shù)碾娐贰?/p>

在接觸傳感器2100是電容傳感器的情況下，引線2110和感測元件2104之間的物理接觸可能沒有必要檢測突起2102和另一個部件之間的接觸。相反，當(dāng)突起2102接觸另一個部件(例如，因?yàn)橄噜彽臍庀兑呀?jīng)完全塌縮)時，引線2110連同相關(guān)聯(lián)的電路可檢測感測元件2104和引線2110之間的距離的變化，從而觸發(fā)接觸傳感器2100。在這種情況下，腔2106可填充有可變形材料(諸如有機(jī)硅)，從而封裝感測元件2104。

圖21b示出了突起2102已經(jīng)由層2112變形之后的接觸傳感器2100，所述層形成其中已經(jīng)設(shè)置有突起2102的氣隙的相對側(cè)。如圖所示，感測元件2104已經(jīng)與引線2110接觸，從而觸發(fā)接觸傳感器2100。然而，實(shí)際上感測元件2104可不必接觸引線2110，以便觸發(fā)接觸傳感器2100。例如，在引線2110被配置為電容傳感器(或能夠檢測其自身與另一對象之間的距離變化的任何其他類型的傳感器)的情況下，接觸傳感器2100可由感測元件2104和引線2110之間的距離的任何可檢測的變化觸發(fā)，其中距離的任何可檢測的變化由層2112變形或以其他方式接觸突起2102而引起。

圖22a是示例性接觸傳感器2200的剖視圖，其示出了類似于圖18a至圖18b中所示的部分。雖然由圖18a至圖18b中所示的突起1611和接觸感測區(qū)域1616形成的接觸傳感器將感測部件和經(jīng)感測部件放置在氣隙1615的相對側(cè)上，但是接觸傳感器2200被配置為使得感測部件和經(jīng)感測部件都能夠設(shè)置在氣隙的一側(cè)。

接觸傳感器2200包括可變形突起2202，該可變形突起可由任何適當(dāng)?shù)目勺冃尾牧闲纬?，諸如有機(jī)硅、聚氨酯泡沫、橡膠、凝膠等。感測元件2204可設(shè)置在突起2202上。例如，材料可例如通過涂覆、沉積(例如，物理氣相沉積或化學(xué)氣相沉積)或任何其他適當(dāng)?shù)臋C(jī)制設(shè)置在突起2202的至少一部分上。接觸傳感器2200還包括在接近突起2202的層2206中的引線2208。

引線2208可被配置為充當(dāng)電容耦合到感測元件2204的電容元件，從而感測從引線2208到感測元件2204的距離的變化。因此，感測元件2204可由導(dǎo)電材料、電介質(zhì)材料(例如，高k電介質(zhì)材料)或可電容耦合到引線2208并由該引線感測的任何其他適當(dāng)材料形成，或包括這些材料。

圖22b示出了突起2202已經(jīng)由層2210變形之后的接觸傳感器2200，所述層形成其中設(shè)置有突起2202的氣隙的相對側(cè)。如圖所示，感測元件2204已經(jīng)更接近引線2208，從而觸發(fā)接觸傳感器2200。

接觸傳感器2100,2200可代替相對于圖18a至圖20描述的接觸傳感器或與其結(jié)合使用。突起1611和感測區(qū)域1616一起形成接觸傳感器以檢測與可變形元件1610的接觸，代替該突起和該感測區(qū)域，可變形元件1610可包括用于相同或相似功能的多個接觸傳感器2100或2200

本文所述的接觸感測系統(tǒng)可應(yīng)用在力感測設(shè)備的任何層或部件之間。例如，雖然圖16描繪了檢測氣隙1615何時已經(jīng)塌縮的接觸傳感器，但是接觸傳感器還可以或替代地被配置為在氣隙1606已經(jīng)塌縮時檢測接觸。在某些情況下，力感測設(shè)備的疊層中的多個氣隙可包括接觸傳感器。通過以這種方式提供附加的接觸傳感器，電子設(shè)備可確定哪些層已經(jīng)被撓曲或正在被撓曲，并且因此可應(yīng)用針對正在被撓曲的一個或多個特定層定制的力和撓曲的相關(guān)性。通過為多個層中的每一層提供不同的力和撓曲的相關(guān)性，可高度準(zhǔn)確地確定施加到表面的力的大小。

當(dāng)可變形元件處于未變形狀態(tài)時，描述于上述每個示例中的可變形元件可在不同區(qū)域中具有不同的厚度和/或不同的突起高度。例如，力感測設(shè)備的基部結(jié)構(gòu)和/或上部疊層或下部疊層(或力感測設(shè)備的任何其他層)可不具有均勻平坦的表面。因此，為了跨氣隙提供相對恒定的氣隙尺寸，可變形元件可在不同區(qū)域具有不同的厚度。例如，在一些區(qū)域中，突起可能較大以在層或疊層(例如，下部疊層308)和基部結(jié)構(gòu)(例如，基部結(jié)構(gòu)或基部層316)之間占較大的距離。

在某些情況下，輸入表面可不跨整個輸入表面區(qū)域均勻撓曲。例如，在蓋303的邊緣附近(例如，靠近外殼104和子蓋303之間的接合部)施加的力可導(dǎo)致的蓋303(以及因此上疊層304和下疊層308)的撓曲，小于施加在蓋303中心的相同大小的力導(dǎo)致的撓曲。因此，可變形元件在期望較小變形(例如，圍繞蓋303的邊緣或周邊)的區(qū)域中可更厚，使得可變形元件不論力在輸入表面上施加的位置，在基本上相同大小的力的施加下開始壓縮。

圖23a是沿圖1中的線a-a觀察的設(shè)備100的實(shí)施方案的剖視圖，其示出了可向設(shè)備100提供顯示、觸摸感測和/或力感測功能的組件2300，或者該組件可與其他部件集成以提供這樣的功能。如圖23a所示，設(shè)備100包括組件2300中的力感測系統(tǒng)，其類似于上文相對于圖5至圖22所述的傳感器，以及定位在外殼104和蓋303之間的傳感器2302(圖23b)。傳感器2302與組件2300中的感測元件結(jié)合工作，以確定蓋303的撓曲量，從而確定施加到該蓋的力的大小。

組件2300包括上部疊層304和下部疊層308、氣隙306、氣隙310以及可變形元件314，所有這些在上面相對于圖3a至圖3e進(jìn)行了描述。組件2300還包括定位在可變形元件314的第一側(cè)(例如，上方)上的第一感測元件2304，以及定位在可變形元件314的第二側(cè)(例如，下方)上的第二感測元件2306。第一感測元件2304和第二感測元件2306一起可被稱為力傳感器。

第一感測元件2304和第二感測元件2306可類似于本文所述的感測元件中的任一個感測元件。例如，第一感測元件2304可以是電容驅(qū)動層，并且第二感測元件2306可以是電容耦合到該驅(qū)動層的電容式感測層。第一感測元件2304和第二感測元件2306以及相關(guān)聯(lián)的電路可檢測可變形元件314的變形量或撓曲量，并因此確定施加到蓋303的力的大小。雖然組件2300示出了定位在可變形元件314相對側(cè)上的第一感測元件2304和第二感測元件2306，但是其他配置也是可能的。例如，第一感測元件2304可設(shè)置在框架構(gòu)件309的底部上、上部疊層上(或上部疊層中)等。在某些情況下，本文所述的任何力感測設(shè)備，諸如相對于圖5、圖12、圖14或圖16所示和所述的那些力感測設(shè)備，可用于組件2300。

除了組件2300中的力傳感器之外，設(shè)備100可包括設(shè)置在外殼104和蓋303之間的傳感器2302。傳感器2302可包括柔性材料，該柔性材料可響應(yīng)于在蓋303上施加的力而撓曲或變形。傳感器2302以及相關(guān)聯(lián)的感測電路能夠響應(yīng)于施加的力來檢測蓋303的撓曲量，并且結(jié)合組件2300中的感測元件2304,2306來確定施加到蓋303的力的大小。

圖23b示出了圖23a中的區(qū)域2308的分解圖，示出了傳感器2302的細(xì)節(jié)。傳感器2302可定位在外殼104的凸部307和蓋303的一部分之間，使得當(dāng)力施加到蓋303時，傳感器2302在凸部307和蓋303的該部分之間被按壓，從而使傳感器2302變形。圖23b中的凸部307和蓋303的幾何形狀僅僅是示例性的，并且外殼104和蓋303的不同示例可具有與圖23b所示的形狀、幾何形狀和/或特征不同的形狀、幾何形狀和/或特征。

傳感器2302包括可變形部分2310?？勺冃尾糠?310可由任何合適的材料形成或包括任何合適的材料，諸如有機(jī)硅、聚氨酯泡沫、橡膠、凝膠、彈性體等。在某些情況下，可變形部分2310可具有粘合屬性，使得傳感器2302將蓋303保持到外殼104。

傳感器2302還包括第一感測元件2312和第二感測元件2314。第一感測元件2312和第二感測元件2314可定位在可變形部分2310的相對側(cè)上(例如，如圖23b所示的頂部和底部)。第一感測元件2312和第二感測元件2314可形成電容傳感器，在這種情況下，第一感測元件2312或第二感測元件2314中的一個可以是電容式驅(qū)動層，而另一個可以是電容式感測層。如本文所討論的，電容傳感器可檢測可變形部分2310的變形量，并因此有利于檢測施加的力的大小。在某些情況下，傳感器2302可以是電阻傳感器(或任何其他適當(dāng)?shù)膫鞲衅?，在這種情況下，第一感測元件2312和第二感測元件2314可被省略或用其他部件代替。

當(dāng)力施加到蓋303時，傳感器2302的可變形部分2310可撓曲或變形，使得第一感測元件2312和第二感測元件2314更加靠近。第一感測元件2312和第二感測元件2314以及相關(guān)聯(lián)的電路可確定變形量，并將其與施加到蓋303的力的大小關(guān)聯(lián)起來。然而，當(dāng)施加的力達(dá)到一定大小時，可變形部分2310可達(dá)到最大的變形，在這種情況下，較大的施加力可不會導(dǎo)致可變形部分2310的進(jìn)一步變形。然而，在某些情況下，期望檢測大于該值的施加的力。因此，傳感器2302和組件2300中的感測元件可感測施加的力的不同范圍。

例如，傳感器2302可被配置為確定從沒有施加的力跨至導(dǎo)致圖23a中的氣隙306和310的塌縮的力的大小的力。直到該點(diǎn)，組件2300(由第一感測元件2304和第二感測元件2306形成)中的傳感器可不檢測任何力，因?yàn)橄虏刊B層308還沒有與可變形元件314接觸。一旦下部疊層308接觸可變形元件314，便可通過組件2300中的感測元件2304,2306確定增加的力的大小。

第一感測元件2312和第二感測元件2314可由任何適當(dāng)?shù)牟牧闲纬苫虬ㄈ魏芜m當(dāng)?shù)牟牧?，例如金屬、ito等。此外，第一感測元件2312和第二感測元件2314可通過任何適當(dāng)?shù)姆绞綉?yīng)用于可變形部分2310或以其他方式與其結(jié)合。例如，第一感測元件2312和第二感測元件2314可以是或可包括嵌入、定位在可變形部分2310上或以其他方式與其集成的導(dǎo)電片(例如，銅、銀或金)。又如，第一感測元件2312和第二感測元件2314可以是沉積在可變形部分2310上的ito。

在某些情況下，第一感測元件2312和第二感測元件2314中的任一者或兩者可不與可變形材料2310集成，而可以是單獨(dú)的部件。例如，第一感測元件2312和/或第二感測元件2314可以是具有設(shè)置在其上的導(dǎo)電材料(例如，柔性電路材料)的材料層。這些層可位于可變形部分2310和蓋303之間，和/或位于可變形部分2310和外殼104之間，并且可鍵合或以其他方式粘附到那些部件。又如，可將第一感測元件2312和/或第二感測元件2314直接在蓋303和/或外殼104上圖案化。例如，當(dāng)設(shè)備100處于其組裝配置時，ito、導(dǎo)電納米線或任何其他合適的材料可直接在蓋303和外殼104的彼此相對的部分上形成。可使用上述示例的任何組合來將第一感測元件2312和/或第二感測元件2314集成到設(shè)備100。

圖24是示例性力和撓曲的關(guān)系曲線，其示出了圖23a所示設(shè)備的蓋303響應(yīng)于施加到其上的力的輸入如何撓曲。該力響應(yīng)類似于圖4中所示的力響應(yīng)，具有從點(diǎn)401到點(diǎn)402的第一輪廓(對應(yīng)于氣隙306和氣隙310的塌縮)，以及從點(diǎn)402到點(diǎn)404的第二輪廓(對應(yīng)于可變形元件314的變形)。傳感器2302可檢測氣隙306,310的變形(如圖24中的線2402如所指出的那樣)，而組件2300中的力傳感器檢測可變形元件314的變形(如線2404所指出的那樣)。雖然線2402,2404被示出為不重疊，但并非總是如此。例如，傳感器2302可繼續(xù)撓曲，并因此即使在氣隙306,310已經(jīng)塌縮之后還提供有意義的有關(guān)力的信息。在這種情況下，與傳感器相關(guān)聯(lián)的感測電路可處理來自兩個傳感器的信息以確定施加的力的大小。

圖25示出了通過設(shè)備的蓋303觀察的傳感器2302的一部分。傳感器2302的所示部分對應(yīng)于傳感器2302的拐角部分。傳感器2302包括各自電耦合在一起(例如，經(jīng)由導(dǎo)體2503)的第一驅(qū)動區(qū)域2502，以及各自電耦合在一起(例如，經(jīng)由導(dǎo)體2505)的第二驅(qū)動區(qū)域2504。第一驅(qū)動區(qū)域2502和第二驅(qū)動區(qū)域2504可一起形成圖23b所示的第二感測元件2314，并且可使用信號驅(qū)動或激勵。如圖所示，第一驅(qū)動區(qū)域2502和第二驅(qū)動區(qū)域2504以交替的交叉圖案示出，但這僅僅是第一驅(qū)動區(qū)域2502和第二驅(qū)動區(qū)域2504的一個示例性配置。

傳感器2302還包括感測區(qū)域2506。感測區(qū)域2506電容耦合到驅(qū)動區(qū)域2502,2504，并且可連接到檢測和分析由驅(qū)動區(qū)域2502,2504在感測區(qū)域2506中感應(yīng)的信號的電路。每個感測區(qū)域2506可與一個第一驅(qū)動區(qū)域2502和一個第二驅(qū)動區(qū)域2504重疊。由于驅(qū)動區(qū)域可在不同時間和/或用不同信號(例如，具有不同頻率的信號)驅(qū)動，因此單個感測區(qū)域可提供兩個不同的電容測量，每個電容測量對應(yīng)于沿傳感器2302的不同位置。這樣，傳感器2302被像素化，從而允許力的測量更加精確，并且用于檢測施加在蓋303上的力的位置。

圖26是沿圖1中的線a-a觀察的設(shè)備100的實(shí)施方案的剖視圖，其示出了位于蓋110下方的顯示器疊層2600。力和/或觸摸感測系統(tǒng)或其部件可以與顯示器疊層2600結(jié)合，促進(jìn)設(shè)備100上的觸摸和力輸入檢測。如本文所述，設(shè)備100可包括可促進(jìn)設(shè)備100上的力和/或觸摸輸入感測的導(dǎo)電片(例如，圖5中的第一驅(qū)動層505)。

顯示器疊層2600可包括位于蓋110和顯示層2604之間的觸摸傳感器2602。觸摸傳感器2602可包括傳感器，其中每個傳感器都被配置為在蓋110上檢測用戶輸入(例如，觸摸和/或力輸入)以及用戶輸入的位置?？梢允褂萌魏魏线m的觸摸傳感器2602。例如，在一個實(shí)施方案中，觸摸傳感器2602由定位在兩個電極層之間的電介質(zhì)襯底形成。電極層可以由任何合適的光學(xué)透明材料制成。例如，在一個實(shí)施方案中，電極層由氧化銦錫(ito)制成。其他合適的材料包括但不限于納米線或納米線網(wǎng)、透明導(dǎo)電膜(例如，聚合物膜)、碳納米管和超薄金屬膜。

觸摸傳感器2602中的每個電極層可包括一個或多個電極。一層中的電極在至少一個方向上(例如，垂直地)與另一電極層中的相應(yīng)電極對準(zhǔn)，形成一個或多個電容傳感器。通過一個或多個電容傳感器的電容的變化來檢測用戶輸入以及用戶輸入的位置。如稍后將更詳細(xì)地描述的，驅(qū)動和感測電路2632耦接到電極層并且被配置為從每個電容傳感器接收表示每個電容傳感器的電容的輸出信號。

觸摸傳感器2602中的電極層中的一者或兩者可實(shí)現(xiàn)圖案化。例如，在一個實(shí)施方案中，一個電極層被圖案化成沿著第一軸定位的條(例如，行)，另一個電極層被圖案化成沿著與第一軸橫交的第二軸定位的條(例如，列)。電容傳感器形成在兩個電極層中的條的交叉處。用戶輸入和用戶輸入的位置可基于一個或多個電容傳感器的電容(或電容的變化)來確定。

顯示層2604可包括前置偏光器2606、附接到前置偏光器2606的背表面的顯示元件2608，以及附接到顯示元件2608的背表面的后置偏光器2610。可以使用任何合適的顯示元件2608。示例性顯示元件2608包括但不限于lcd元件、led元件、oled元件或oel元件。在例示的實(shí)施方案中，顯示元件2608是lcd元件。

在一些情況下，由顯示元件2608產(chǎn)生的噪聲信號可與觸摸傳感器2602電耦合。此耦合可對觸摸傳感器2602對用戶輸入的檢測造成不利影響。為了減少或消除因與觸摸傳感器2602耦合而造成的顯示噪聲，導(dǎo)電層2612可位于觸摸傳感器2602與前置偏光器2606之間。導(dǎo)電層2612可由任何合適的光學(xué)透明材料制成。例如，在一個實(shí)施方案中，導(dǎo)電層2612由ito制成。

導(dǎo)電材料片2614形成或涂覆在后置偏光器2610的背表面上方。導(dǎo)電材料片2614可以由任何合適的導(dǎo)電材料制成。例如，在一個實(shí)施方案中，導(dǎo)電材料片2614由銀納米線膜制成。

后置偏光器2610可由電絕緣材料制成。導(dǎo)電材料片2614使得后置偏光器2610的背表面能夠用作導(dǎo)電表面。如下面將更詳細(xì)地描述的，后置偏光器2610的導(dǎo)電表面用于傳輸用于包括導(dǎo)電表面的力傳感器的驅(qū)動信號。

附接到后置偏光器2610的背表面的是導(dǎo)電邊界2616(其在結(jié)構(gòu)、材料、功能等方面可以與圖7、圖10a中的連接元件706相同或相似)。導(dǎo)電邊界2616沿著后置偏光器2610的周邊或邊緣的至少一部分定位。如將結(jié)合圖27到圖29更詳細(xì)地描述的，導(dǎo)電邊界2616可以是圍繞整個周邊延伸的連續(xù)邊界，或者導(dǎo)電邊界2616可以包括一個或多個離散導(dǎo)電條，而且每個導(dǎo)電條沿后置偏光器2610的周邊的相應(yīng)部分定位。

在例示的實(shí)施方案中，顯示器疊層2600延伸跨越顯示器102的用戶可視區(qū)域108(圖1)并且進(jìn)入不對應(yīng)于來自顯示器102的可視輸出的非可視區(qū)域2618?；蛘撸谝恍?shí)施方案中，僅顯示器疊層2600中的層的子集延伸到非可視區(qū)域2618中。例如，顯示層2604的部分可以延伸到非可視區(qū)域2618中，而顯示器疊層2600中的其他層不延伸到非可視區(qū)域2618中。

在一些實(shí)施方案中，導(dǎo)電邊界2616可以定位在位于非可視區(qū)域2618中的后置偏光器2610的部分上，這允許導(dǎo)電邊界2616用任何合適的一種或多種材料(例如，不透明或透明材料)形成。例如，導(dǎo)電邊界2616可由金屬或金屬合金(例如銅、鋁、鉬和鎳釩)形成。其他實(shí)施方案可以在用戶可視區(qū)域108內(nèi)形成導(dǎo)電邊界2616的至少一部分。在此類實(shí)施方案中，位于用戶可視區(qū)域108中的導(dǎo)電邊界2616的至少一部分，可由諸如ito的光學(xué)透明材料形成。

在例示的實(shí)施方案中，背光單元2620位于后置偏光器2610和導(dǎo)電邊界2616的下方。顯示層2604與背光單元2620一起用于在顯示器102上輸出圖像。在一些具體實(shí)施中，可省略背光單元2620。

第一電極層2622定位在背光單元2620下方并附接到背光單元2620。在一些具體實(shí)施中，第一電極層2622表示電極陣列(例如，兩個或更多個電極)。在其他具體實(shí)施中，第一電極層2622是單個電極。第一電極層2622可以用任何合適的導(dǎo)電材料(不透明或透明材料)形成，例如金屬或金屬合金。示例性金屬和金屬合金包括但不限于銅、鋁、鈦、鉭、鎳、鉻、鋯、鉬鈮和鎳釩。

在后置偏光器2610的背表面上的導(dǎo)電材料片2614和第一電極層2622一起形成力傳感器。力傳感器可以用于檢測施加到蓋110的力的量值或大小。當(dāng)?shù)谝浑姌O層2622被實(shí)現(xiàn)為電極陣列時，導(dǎo)電材料片2614和第一電極層2622形成電容傳感器陣列。每個電容傳感器都包括由導(dǎo)電材料片2614和第一電極層2622中的相應(yīng)電極形成的電極。當(dāng)用戶輸入施加到蓋110上時，蓋110發(fā)生撓曲，并且至少一個電容傳感器中的電極之間的距離發(fā)生變化，這種變化會導(dǎo)致該電容傳感器的電容發(fā)生變化。例如，在例示的實(shí)施方案中，間隙2623基于施加到蓋110的用戶輸入而變化，反過來導(dǎo)致至少一個電容傳感器的電容發(fā)生變化。

在一些實(shí)施方案中，第一電極層2622可用于檢測蓋110上的一個或多個觸摸。在此類實(shí)施方案中，可以省略觸摸感測層2602，因?yàn)榈谝浑姌O層2622具有雙重功能，可用于檢測觸摸和力輸入。

設(shè)備100還可包括支撐結(jié)構(gòu)2624(其在結(jié)構(gòu)、材料、功能等方面可與上述框架構(gòu)件309,1207相同或相似)。在例示的實(shí)施方案中，支撐結(jié)構(gòu)2624由導(dǎo)電材料(例如，金屬)制成，但是其他實(shí)施方案可以用不同材料(例如塑料，陶瓷或復(fù)合材料)形成支撐結(jié)構(gòu)2624。在例示的實(shí)施方案中，支撐結(jié)構(gòu)2624沿著顯示器疊層2600的長度和寬度延伸，不過這不是必需的。在其他實(shí)施方案中，支撐結(jié)構(gòu)2624可以具有任意形狀和/或尺寸。例如，支撐結(jié)構(gòu)2624可具有一個開口，該開口中可以設(shè)置一個加強(qiáng)構(gòu)件(如結(jié)合圖3a中的框架構(gòu)件309和加強(qiáng)構(gòu)件312所述的)。

在例示的實(shí)施方案中，支撐結(jié)構(gòu)2624具有u形橫截面并且附接到蓋110，使得支撐結(jié)構(gòu)2624懸掛在蓋110上。在其他實(shí)施方案中，支撐結(jié)構(gòu)2624可連接到除蓋110之外的部件。例如，支撐結(jié)構(gòu)2624可以附接到設(shè)備100的外殼(例如，圖1中的外殼104)或外殼中的框架或其他支撐部件。

在一些實(shí)施方案中，支撐結(jié)構(gòu)2624可以被構(gòu)造并附接到蓋110，從而在支撐結(jié)構(gòu)2624和第一電極層2622之間限定間隙2626。間隙2626允許顯示器疊層2600響應(yīng)于在蓋110上施加的力而彎曲或移動。在一些實(shí)施方案中，第一電極層2622可附接到支撐結(jié)構(gòu)2624，而不是背光單元2620。

設(shè)備100還可包括電池2628。電池2628向設(shè)備100的各種部件提供電力。如圖26所示，第二電極層2630可以設(shè)置在電池2628的頂表面上。在一些實(shí)施方案中，施加到蓋110的力的大小可足以導(dǎo)致顯示器疊層2600發(fā)生撓曲，使得后置偏光器2610與第一電極層2622接觸。當(dāng)顯示器疊層2600撓曲到后置偏光器2610與背光單元2620(或者如果不存在背光單元2620，則為第一電極層2622)接觸的點(diǎn)時，由力傳感器檢測的力的大小達(dá)到最大水平(例如，第一力大小)。力傳感器無法檢測大小超過最大水平的力。顯示器疊層2600到后置偏光器2610與背光單元2620或第一電極層2622接觸的點(diǎn)的撓曲，可對應(yīng)于圖4中的力與撓曲的關(guān)系曲線的第一輪廓406。例如，由包括第一電極層2622和導(dǎo)電材料2614的力傳感器檢測到的力的最大水平可以對應(yīng)于圖4中的點(diǎn)402。

在此類實(shí)施方案中，第二電極層2630(與第一電極層2622或其他部件結(jié)合)可以形成第二力傳感器，該第二力傳感器通過關(guān)聯(lián)第一電極層2622和第二電極層2630之間的撓曲的大小來檢測超過第一力大小的力(例如，第二力大小)。例如，在一些實(shí)施方案中，第二電極層2630可以用于測量第一電極層2622和第二電極層2630之間的電容的變化?；蛘?，第二電極層2630可用于檢測支撐結(jié)構(gòu)2624的背表面2627與第二電極層2630之間的電容的變化。第一電極層2622和第二電極層2630之間(或者支撐結(jié)構(gòu)的背表面2627和第二電極層2630之間)的撓曲，可對應(yīng)于圖4中的第二輪廓408。

如前所述，驅(qū)動和感測電路2632耦接到觸摸傳感器2602。驅(qū)動和感測電路2632可定位在設(shè)備100中的任何合適的位置。驅(qū)動和感測電路2632被配置為向觸摸傳感器2602提供驅(qū)動信號并且從觸摸傳感器2602接收輸出信號。例如，當(dāng)觸摸傳感器2602包括電容傳感器陣列時，驅(qū)動和感測電路2632耦接到每個電容傳感器并且被配置為感測或測量每個電容傳感器的電容。處理設(shè)備可耦接到驅(qū)動和感測電路2632，并且被配置為接收表示每個電容傳感器的測量電容的信號。處理設(shè)備可以被配置為將測量電容關(guān)聯(lián)到一定的力大小。

類似地，驅(qū)動電路2634耦接到導(dǎo)電材料片2614并且被配置為向后置偏光器2610的背表面(例如，向?qū)щ姴牧掀?614)提供驅(qū)動信號。在一些實(shí)施方案中，驅(qū)動電路2634耦接到導(dǎo)電邊界2616。

感測電路2636耦接到第一電極層2622并且被配置為從第一電極層2622接收一個或多個輸出信號。例如，當(dāng)?shù)谝涣鞲衅靼娙輦鞲衅麝嚵袝r，驅(qū)動電路2634和感測電路2636耦接到每個電容傳感器并且被配置為感測或測量每個電容傳感器的電容。處理設(shè)備可耦接到驅(qū)動電路2634和感測電路2636并且被配置為接收表示每個電容傳感器的測量電容的輸出信號。處理設(shè)備可以被配置為將測量電容關(guān)聯(lián)到一定的力大小。與驅(qū)動和感測電路2632類似，驅(qū)動電路2634和感測電路2636可位于設(shè)備100中的任何合適的位置。

在后置偏光器2610的背表面上(例如，在導(dǎo)電材料片2614上)傳輸?shù)尿?qū)動信號可以與顯示元件2608(例如，tft層)產(chǎn)生的噪聲解耦，因?yàn)楦綦x后置偏光器2610可以將導(dǎo)電材料片2614與顯示元件2608物理分離。另外，導(dǎo)電邊界2616可減小后置偏光器2610和導(dǎo)電材料片2614之間的接觸電阻，并且可以降低導(dǎo)電材料片2614的薄層電阻。減小接觸電阻和/或薄層電阻可以增加對由顯示元件2608產(chǎn)生的顯示噪聲的抑制。

關(guān)于第二電極層2630，驅(qū)動電路2638耦接到第二電極層2630，并且被配置為向第二電極層2630提供驅(qū)動信號。驅(qū)動電路2638可以位于電子設(shè)備100中的任何合適的位置。在一些實(shí)施方案中，感測電路2636可被配置為從第一電極層2622接收一個或多個輸出信號。耦接到感測電路2636的處理設(shè)備可以被配置為接收輸出信號并將測量的電容關(guān)聯(lián)到一定的力大小。

圖27到圖29示出了圖26中所示的偏光器2610上的導(dǎo)電邊界的示例性布置。如圖27所示，導(dǎo)電邊界可以包括形成在涂覆在偏光器2700上的導(dǎo)電材料片2710上方的四個離散導(dǎo)電條2702,2704,2706,2708。每個導(dǎo)電條2702,2704,2706,2708都沿著偏光器2700的相應(yīng)邊緣形成。盡管圖27示出了四個導(dǎo)電條，但是其他實(shí)施方案不限于這種布置。其他實(shí)施方案可以包括一個或多個導(dǎo)電條。圖27到圖29中所示的實(shí)施方案可代表圖26中的偏光器2610上的導(dǎo)電材料2614和導(dǎo)電邊界2616的實(shí)施方案。

在一些實(shí)施方案中，導(dǎo)電材料片2710可由一個方向的導(dǎo)電性比另一個方向更強(qiáng)的各向異性材料形成。在此類實(shí)施方案中，離散的一個或多個導(dǎo)電條2702,2704,2706,2708可以更有效地減小導(dǎo)電材料片2710的薄層和/或接觸電阻。

圖28示出了位于偏光器2800上的導(dǎo)電材料片2804上的離散l形導(dǎo)電條2802。在例示的實(shí)施方案中，導(dǎo)電條2802沿著偏光器2800的兩個邊緣形成。其他實(shí)施方案可以包括兩個“l(fā)”形導(dǎo)電條，布置成沿著偏光器2800的每個邊緣定位一個導(dǎo)電條。

圖29示出了沿著偏光器2900的整個邊緣定位的連續(xù)導(dǎo)電邊界2902。在一些情況下，相比一個或多個導(dǎo)電條，連續(xù)導(dǎo)電邊界2902可更有效地降低導(dǎo)電材料片2904的薄層導(dǎo)電率和/或接觸電阻率。導(dǎo)電條2702,2704,2706,2708和/或?qū)щ娺吔?802,2902，可形成上文結(jié)合圖7和圖10a所述的連接元件706。

盡管圖26到圖29中所示的實(shí)施方案是結(jié)合電子設(shè)備中的顯示器疊層來描述的，但是其他實(shí)施方案不限于顯示器。力傳感器可以形成在任何合適的蓋下方，如電子設(shè)備的外殼(例如，圖1中的外殼104，圖2中的觸控板206)的下方。絕緣襯底可定位在蓋下方。導(dǎo)電材料片形成在絕緣襯底的背表面上方，在絕緣襯底的背表面上產(chǎn)生導(dǎo)電表面。換句話說，導(dǎo)電材料片將絕緣襯底的背表面變成了導(dǎo)電表面。導(dǎo)電邊界沿著導(dǎo)電材料片的至少一個邊緣形成，并且電極層定位在絕緣襯底下方。絕緣襯底的導(dǎo)電表面和電極層一起形成力傳感器，被配置為檢測蓋上輸入的力。

盡管在前面的討論中，結(jié)合各種示例描述了力感測設(shè)備和接觸傳感器。然而，這些示例并非旨在限制所描述的特定元件、層或部件。例如，本文描述為分離和/或不同的部件(例如力感測設(shè)備的層)可以被組合起來，而本文描述為組合或集成的部件也可以被分開。此外，在不脫離本公開的實(shí)質(zhì)的情況下，可以替換、添加或移除一些部件。例如，如上所述，如果力感測設(shè)備沒有與顯示設(shè)備集成，也不是顯示設(shè)備的一部分，則可從力感測設(shè)備中省略顯示結(jié)構(gòu)。此外，本文所述的任何單獨(dú)的層或結(jié)構(gòu)可包括一個或多個子層。例如，蓋可包括多個子層，如玻璃、涂層、粘合劑、濾光器等。又如，本文所述的力感測設(shè)備和接觸傳感器的層或部件中的任一個可用粘合劑、鍵合層等與鄰近的層或結(jié)構(gòu)固定到一起，不過如本文所述，此類粘合劑和鍵合層不是必需的。

圖30示出了根據(jù)本文所述的實(shí)施方案的電子設(shè)備的示例性部件。圖30中示出的示意圖可對應(yīng)于圖1和圖2中所示出的設(shè)備的部件，以及實(shí)際上可并入本文所述的力感測設(shè)備的任何設(shè)備。

如圖30所示，設(shè)備3000包括操作性地連接到計(jì)算機(jī)存儲器3004和/或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)3006的處理單元3002。處理單元3002可經(jīng)由電子總線或橋操作性地連接到存儲器3004和計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)3006部件。處理單元3002可包括被配置為響應(yīng)于計(jì)算機(jī)可讀指令執(zhí)行操作的一個或多個計(jì)算機(jī)處理器或微控制器。處理單元3002可包括設(shè)備的中央處理單元(cpu)。除此之外或另選地，處理單元3002可包括設(shè)備內(nèi)的其他處理器，包括專用集成芯片(asic)和其他微控制器設(shè)備。

存儲器3004可包括多種類型的非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，包括例如讀取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、可擦除可編程存儲器(例如eprom和eeprom)或閃存存儲器。存儲器3004被配置為存儲計(jì)算機(jī)可讀指令、傳感器值和其他持久性軟件元素。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)3006還包括多種類型的非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，包括例如硬盤驅(qū)動器存儲設(shè)備、固態(tài)存儲設(shè)備、便攜式磁性存儲設(shè)備或其他類似設(shè)備。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)3006還可被配置為存儲計(jì)算機(jī)可讀指令、傳感器值、力和撓曲的相關(guān)性和其他持久性軟件元素。

在該示例中，處理單元3002可操作為讀取存儲于存儲器3004和/或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)3006中的計(jì)算機(jī)可讀指令。計(jì)算機(jī)可讀指令可使處理單元3002適于執(zhí)行上文結(jié)合圖1到圖25描述的或下文結(jié)合圖31中的示例性處理描述的操作或功能。特別地，處理單元3002、存儲器3004和/或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)3006可被配置為與下文所述的力傳感器3022協(xié)作，基于用戶輸入表面的撓曲是塌縮了力傳感器中的氣隙，還是壓縮了可變形元件，通過應(yīng)用不同的力和撓曲相關(guān)性來確定施加到用戶輸入表面的力的大小。計(jì)算機(jī)可讀指令可作為計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品、軟件應(yīng)用程序等來提供。

如圖30所示，設(shè)備3000還包括顯示器3008。顯示器3008可包括液晶顯示器(lcd)、有機(jī)發(fā)光二極管(oled)顯示器、led顯示器等。如果顯示器3008為lcd，則顯示器3008還可包括可受控以提供可變顯示器亮度水平的背光部件。如果顯示器3008是oled或led型顯示器，則可通過修改提供給顯示元件的電信號來控制顯示器3008的亮度。顯示器3008可對應(yīng)于上述的上部和/或下部疊層。

設(shè)備3000還可包括被配置為向設(shè)備3000的部件提供電力的電池3009。電池3009可包括連接在一起來實(shí)現(xiàn)電力的內(nèi)部供應(yīng)的一個或多個蓄電單元。電池3009可以操作性地耦接到電源管理電路，該電源管理電路被配置為向設(shè)備3000內(nèi)的各個部件或部件組提供適當(dāng)?shù)碾妷汉凸β始?。電?009可被配置為經(jīng)由電源管理電路從外部源(例如ac電源插座)接收電力。電池3009可存儲接收到的電力，使得設(shè)備3000可在不連接到外部電源的情況下工作更長時間，所延長的時長可以是幾小時到幾天。

在一些實(shí)施方案中，設(shè)備3000包括一個或多個輸入設(shè)備3010。輸入設(shè)備3010被配置為接收用戶輸入。輸入設(shè)備3010可包括例如按鈕、觸控按鈕、鍵盤、小鍵盤等。在一些實(shí)施方案中，輸入設(shè)備3010可提供專用或主要功能，包括例如電源按鈕、音量按鈕、主頁按鈕、滾輪和相機(jī)按鈕。通常，觸摸傳感器(例如，觸摸屏)或力傳感器也可被歸類為輸入設(shè)備。然而，為了該例示性示例的目的，觸摸傳感器3020和力傳感器3022被描繪為設(shè)備3000內(nèi)的不同部件。

設(shè)備3000還可包括觸摸傳感器3020(例如，圖26中的觸摸傳感器2602)，該觸摸傳感器被配置為確定在設(shè)備3000的觸敏表面上的觸摸的位置。觸摸傳感器3020可包括根據(jù)互電容或自電容方案操作的電極或節(jié)點(diǎn)的電容陣列。如本文所述，觸摸傳感器3020可與顯示器疊層的一個或多個層或力感測設(shè)備集成，以提供觸摸屏的觸摸感測功能。觸摸傳感器3020的電容陣列可與上述力感測設(shè)備集成，提供力感測功能的電容式感測元件除外。

設(shè)備3000還可包括力傳感器3022，其被配置為接收和/或檢測施加到設(shè)備3000的用戶輸入表面的力輸入。力傳感器3022可對應(yīng)于本文所述的力感測設(shè)備或力傳感器中的任一個，并且可包括或耦接到電容式感測元件，電容式感測元件有助于檢測力傳感器的部件的相對位置的變化(例如，力輸入引起的撓曲)。

如本文所述，力傳感器3022可包括接觸傳感器，其被配置為在氣隙已經(jīng)被力輸入完全塌縮時發(fā)出信號。包括接觸傳感器的力傳感器3022可操作性地耦接到處理單元3002，處理單元3002可以處理來自力傳感器3022的信號，確定在用戶輸入表面上施加的力的大小，如上所述。

設(shè)備3000還可包括可用于檢測設(shè)備3000的環(huán)境狀況、取向、位置或一些其他方面的一個或多個傳感器3024。可包括在設(shè)備3000中的示例性傳感器3024，包括但不限于一個或多個加速度計(jì)、陀螺儀、傾斜計(jì)、測角計(jì)或磁力計(jì)。傳感器3024還可包括一個或多個接近傳感器，例如磁霍爾效應(yīng)傳感器、電感傳感器、電容傳感器、連續(xù)性傳感器等等。

傳感器3024還可廣義地定義為包括無線定位設(shè)備，其中包括但不限于全球定位系統(tǒng)(gps)電路、wi-fi電路、蜂窩通信電路等等。設(shè)備3000還可包括一個或多個光學(xué)傳感器，其中包括但不限于光電檢測器、光電傳感器、圖像傳感器、紅外傳感器等等。雖然在圖30中相機(jī)3026被示為單獨(dú)的元件，但是傳感器3024的廣義定義還可包括具有或不具有伴隨光源或閃光燈的相機(jī)3026。傳感器3024還可包括一個或多個聲學(xué)元件，諸如單獨(dú)使用或與揚(yáng)聲器元件結(jié)合使用的麥克風(fēng)。傳感器還可包括溫度傳感器、氣壓計(jì)、壓力傳感器、高度計(jì)、濕度傳感器或其他類似的環(huán)境傳感器。

設(shè)備3000還可包括被配置為捕獲數(shù)字圖像或其他光學(xué)數(shù)據(jù)的相機(jī)3026。相機(jī)3026可包括電荷耦合器件、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(cmos)器件，或被配置為將光轉(zhuǎn)換成電信號的其他器件。相機(jī)3026還可包括一個或多個光源，例如頻閃閃光燈、閃光燈或其他發(fā)光設(shè)備。如上所述，相機(jī)3026通?？杀粴w類為用于檢測設(shè)備3000附近的光學(xué)狀況和/或物體的傳感器。然而，相機(jī)3026還可用于創(chuàng)建可以以諸如jpg、gif、tiff、png、原始圖像文件或其他類似文件類型的電子格式存儲的照片寫實(shí)圖像。

設(shè)備3000還可包括被配置為從外部或單獨(dú)的設(shè)備發(fā)送和/或接收信號或電通信的通信端口3028。通信端口3028可被配置為經(jīng)由電纜、適配器或其他類型的電連接器耦接到外部設(shè)備。在一些實(shí)施方案中，通信端口3028可用于將設(shè)備3000耦接到諸如智能殼、智能蓋、智能支架、鍵盤或被配置為發(fā)送和/或接收電信號的其他設(shè)備的附件。

設(shè)備3000可使用任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)或算法來確定施加到用戶輸入表面的力的大小。例如，設(shè)備3000可使用來自力感測設(shè)備的數(shù)據(jù)、讀數(shù)或其他信息，然后應(yīng)用數(shù)學(xué)公式或查詢模型或查找表，基于來自力感測設(shè)備的信息確定所施加的力的大小。更具體地，用于確定施加到包括力感測設(shè)備的結(jié)構(gòu)的力的大小的一個示例性技術(shù)，包括查詢將傳感器值(例如，檢測到的電容值)與特定的已知力關(guān)聯(lián)在一起的查找表或其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。查找表可在校準(zhǔn)過程中填寫，在校準(zhǔn)過程中將已知的力施加到用戶輸入表面上的各個位置。對于每個位置，可將傳感器的每個像素或感測區(qū)域的所得傳感器值(可被稱為校準(zhǔn)值)存儲在查找表(或其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu))中。因此，對于每個用戶輸入位置，當(dāng)傳感器經(jīng)受到已知力的作用時，在查找表中存在表示傳感器的所有像素或感測區(qū)域的傳感器值的一組校準(zhǔn)值。在一些情況下，每個位置存在多組校準(zhǔn)值，例如與不同的已知量值的力相關(guān)聯(lián)的值。

要確定在正常操作期間施加到用戶輸入表面的力的大小，需要(例如，利用觸摸傳感器3020)確定輸入表面上的觸摸事件的位置，并且將該位置的校準(zhǔn)值與所檢測到的傳感器值結(jié)合使用來確定實(shí)際施加的力。舉例來說，如果與給定位置處的觸摸事件相對應(yīng)的檢測到的傳感器值，大約是與該位置處的觸摸事件相關(guān)聯(lián)的校準(zhǔn)值的三倍，則設(shè)備3000可確定所施加的力大約是校準(zhǔn)力的三倍。

用于確定所施加的力的大小的另一種技術(shù)，包括確定施加到傳感器的每個像素或感測區(qū)域的力的大小，然后加上來自每個像素或感測區(qū)域的力，來確定施加到該傳感器的力的總大小。在使用該技術(shù)的情況下，可結(jié)合使用兩個感測元件之間的距離變化，以及兩個感測元件之間的材料的已知剛度，來確定施加到相應(yīng)像素或區(qū)域的力。舉具體示例來說，可變形元件(例如，圖5中的可變形元件514)可位于電容式感測元件之間。電容式感測元件可對應(yīng)于圖5中的第二感測元件512和第三感測元件515，這兩個元件可分別是電容式感測層和驅(qū)動層。電容式感測元件還可對應(yīng)于圖26中的第一電極層2622和導(dǎo)電材料2614。設(shè)備3000可通過測量電容式感測元件之間的電容值來確定由施加到可變形元件的力導(dǎo)致的感測元件之間的距離(或距離變化)?？梢詫⒕嚯x變化與可變形元件的剛度(例如，將材料的預(yù)期撓曲或變形與給定力相關(guān)聯(lián)的常數(shù))相乘來確定與檢測到的距離變化相對應(yīng)的力的大小。如上所述，第二感測元件512和第三感測元件515可限定多個不同的像素或感測區(qū)域(例如，圖7中的區(qū)域702)。因此，可利用前述技術(shù)確定施加到每個單獨(dú)的像素或感測區(qū)域的力，并且將這些力合起來(例如，相加)來確定施加到用戶輸入表面和/或傳感器的力的總大小。

在一些情況下，可確定每個感測區(qū)域的可變形元件的剛度(例如，剛度常數(shù))。因此，可以將每個區(qū)域的距離測量值與區(qū)域特定的剛度常數(shù)相乘，這樣可以提高每個像素或區(qū)域的力測量值的精度，并且因此可以提高力傳感器的總體精度。每個像素或感測區(qū)域的剛度常數(shù)可以手動方式確定，例如對像素或感測區(qū)域所對應(yīng)的可變形元件的每個區(qū)域施加已知的力，并且測量可變形元件發(fā)生撓曲的大小或距離。在一些情況下，可在施加不同的力的情況下進(jìn)行多次測量來確定可變形材料的平均剛度常數(shù)或剛度分布。與對每個感測區(qū)域使用相同的剛度常數(shù)相比，這種方法可以提高傳感器的精度，因?yàn)椴煌瑓^(qū)域的剛度可能是不同的。

可利用前述技術(shù)中的任一種(例如，查詢查找表或基于剛度常數(shù)計(jì)算力)來確定施加到本文所述的給定傳感器或感測設(shè)備的力。在設(shè)備中包括多個傳感器的實(shí)施方案中，可以為每個傳感器使用不同的技術(shù)。例如，對于包括第一電容傳感器518和第二電容傳感器519(圖5)的力感測設(shè)備500，可使用查找表來確定施加到第一電容傳感器518的力，并且可使用基于剛度的力計(jì)算來確定施加到第二電容傳感器519的力。又如，圖23a到圖23b中的設(shè)備包括位于外殼和蓋之間的傳感器2302，以及位于外殼內(nèi)的傳感器(例如，包括其間具有可變形元件314的第一感測元件2304和第二感測元件2306)。在這種情況下，可使用查找表來確定施加到傳感器2303的力，并且可使用基于剛度的力計(jì)算來確定施加到外殼內(nèi)的傳感器的力(例如，第一感測元件2304和第二感測元件2306)?；蛘?，也可對這兩個傳感器都使用查找表技術(shù)。

在使用兩個或更多個傳感器的情況下，可以將為每個傳感器確定的力值合起來，生成表示施加到用戶輸入表面的力的單個值。例如，參考力感測設(shè)備500(圖5)，第一電容傳感器518和第二電容傳感器519可響應(yīng)于不同的施加力而發(fā)生撓曲。更具體地，(在第一感測元件505和第二感測元件512之間的)氣隙506和510可響應(yīng)于具有特定值的施加力而塌縮。由于氣隙506,510位于第一感測元件505和第二感測元件512之間，因此可以利用由這些感測元件限定的第一電容傳感器518來確定不超過特定值的力。然而，因?yàn)榈谝桓袦y元件505和第二感測元件512之間的距離不能進(jìn)一步減小，所以第一電容傳感器518將不會檢測到超過特定值的施加力的值。然而，第二電容傳感器519可檢測氣隙506,510塌縮之后的力。因此，在第一電容傳感器518和第二電容傳感器519都產(chǎn)生力值的情況下，可以將這些值相加來確定施加到力感測設(shè)備500的力的總大小?？蓪⑾嗤蛳嗨频倪^程與結(jié)合圖26所述的力傳感器一起使用，其中導(dǎo)電材料2614和第一電極層2622形成第一力傳感器，并且第一電極層2622和第二電極層2630形成第二力傳感器。

圖31示出了用于確定施加在電子設(shè)備用戶輸入表面上的力的大小的示例型過程3100。過程3100可以在本文所討論的任意示例性設(shè)備上實(shí)現(xiàn)。過程3100可用于例如確定電子設(shè)備應(yīng)當(dāng)響應(yīng)于力輸入而執(zhí)行什么動作(如果有的話)，并且可以使用例如結(jié)合圖30所述的處理單元和其他硬件元件來實(shí)現(xiàn)。過程3100可以用存儲在電子設(shè)備存儲器內(nèi)的處理器可執(zhí)行指令來實(shí)現(xiàn)。

在操作3102中，確定傳感器信號是對應(yīng)于第一間隔層(例如，如上所述的氣隙)的變形，還是第二間隔層(例如，如上所述的可變形元件)的變形，或是兩者的組合。例如，設(shè)備可監(jiān)視傳感器信號的變化率。如果傳感器信號的變化率滿足第一條件(例如，在特定變形范圍內(nèi)變化率是恒定的，或者變化率低于閾值)，則設(shè)備可確定氣隙正在或已經(jīng)塌陷。如果傳感器信號的變化率滿足第二條件(例如，在特定變形范圍內(nèi)變化率增大，或者變化率高于閾值)，則設(shè)備可確定氣隙已經(jīng)完全塌縮，并且可變形元件已經(jīng)或即將被至少部分壓縮。又如，設(shè)備可基于接觸傳感器(例如，結(jié)合圖16和圖18a到圖22b所述的接觸傳感器)是否指示第一間隔層已完全塌縮來確定傳感器信號是對應(yīng)于第一間隔層的塌縮還是第二間隔層的塌縮。

在操作3104中，選擇力和撓曲的相關(guān)性。如本文所述，可使用不同的力和撓曲的相關(guān)性來確定所施加的力的大小，具體視力傳感器的撓曲是對應(yīng)于第一間隔層(例如，氣隙)的塌縮，還是第二間隔層(例如，可變形元件)的變形。因此，如果設(shè)備在操作3102中確定傳感器信號對應(yīng)于第一間隔層的變形，例如氣隙的塌縮，則設(shè)備可在操作3104中選擇第一力和撓曲的相關(guān)性。如果設(shè)備在操作3102中確定傳感器信號對應(yīng)于第二間隔層的變形，例如可變形元件的壓縮，則設(shè)備可在操作3104中選擇與第一力和撓曲的相關(guān)性不同的第二力和撓曲的相關(guān)性。

在設(shè)備包括跨越不同間隔層(例如圖5中的第一電容傳感器518和第二電容傳感器519)的多個傳感器的實(shí)施方案中，設(shè)備可選擇并使用多個力和撓曲的相關(guān)性。例如，如果設(shè)備在操作3102中確定撓曲對應(yīng)于第一間隔層和第二間隔層的至少部分塌縮，則設(shè)備可為每個傳感器選擇適當(dāng)?shù)牧蛽锨南嚓P(guān)性。

在操作3106中，基于所選擇的力和撓曲的相關(guān)性來確定所施加的力的大小。例如，設(shè)備使用查找表、基于剛度的力計(jì)算或?qū)崿F(xiàn)所選擇的力和撓曲的相關(guān)性的另一技術(shù)，將由傳感器信號指示的撓曲大小與特定的施加力關(guān)聯(lián)起來。在設(shè)備包括多個傳感器的實(shí)施方案中，設(shè)備可將由每個傳感器指示的撓曲大小與力值關(guān)聯(lián)起來，然后加上來自每個傳感器的力值，最終確定所施加的力的總大小。

基于所確定的所施加的力的大小，設(shè)備可執(zhí)行(或不執(zhí)行)某些動作。例如，如果所施加的力低于閾值，則設(shè)備可執(zhí)行一個動作，而如果所施加的力高于閾值，則設(shè)備可執(zhí)行另一動作。舉例來說，如果力小于閾值，則設(shè)備可將光標(biāo)移動到觸摸事件的位置所對應(yīng)的位置，而如果力高于閾值，則設(shè)備可注冊光標(biāo)的位置處的選擇(例如，鼠標(biāo)點(diǎn)擊)。然而，這僅僅是一個示例，并且設(shè)備可基于所確定的所施加的力執(zhí)行的可能動作的范圍僅受到設(shè)備能力的限制。

如上所述，力傳感器可使用具有導(dǎo)電邊界的片或?qū)?。例如，如結(jié)合圖7、圖10a和圖26到圖29所描述的，導(dǎo)電片可用作電容式力感測系統(tǒng)的驅(qū)動層。導(dǎo)電邊界可應(yīng)用于或以其他方式包括在導(dǎo)電片中。圖32示出了在片材表面上制造導(dǎo)電邊界的方法的流程圖，所述片材例如是結(jié)合圖26到圖29所描述的偏光器，或結(jié)合圖5、圖7和圖10a中所描述的力感測元件505。圖32將結(jié)合圖33到圖37描述。該方法結(jié)合卷對卷生產(chǎn)方法進(jìn)行描述。盡管結(jié)合偏光器對該方法進(jìn)行描述，但是該方法可用于在任何合適的膜或襯底上制作導(dǎo)電邊界。此外，雖然結(jié)合形成連續(xù)導(dǎo)電邊界(例如，參見圖7、圖29)來描述該方法，但是其實(shí)施方案并不限于這種類型的導(dǎo)電邊界。

在其他實(shí)施方案中，可以使用其他制造過程在偏光器或襯底上制造導(dǎo)電邊界。示例性制造過程包括但不限于物理或化學(xué)氣相沉積、使用陰影掩模的絲網(wǎng)印刷或噴墨涂覆技術(shù)，以及膜掩模和光刻。

最初，如框3200所示，將掩模涂覆到膜的表面。在一個實(shí)施方案中，膜是包括在偏光器膜的表面上方形成或涂覆的導(dǎo)電材料片的偏光器膜。如前所述，偏光器膜將被附接(例如，層壓)到顯示元件的背表面，用作顯示器的偏光器(例如，圖26中的顯示元件2608和后置偏光器2610)。

每個掩模都限定將被導(dǎo)電邊界圍繞或在導(dǎo)電邊界內(nèi)的區(qū)域。例如，掩?？啥x顯示器的用戶可視區(qū)域(例如，用戶可視區(qū)域108)。盡管被描繪為具有矩形形狀，但是掩?？删哂腥魏谓o定的形狀和/或尺寸。

在一些實(shí)施方案中，每個掩模都可以是多個掩模中的一個掩模。例如，如果在膜襯底上形成多個導(dǎo)電條(例如，參見圖27)，則掩模限定不包括導(dǎo)電條的區(qū)域。

圖33a到圖33b示出了將掩模涂覆到膜表面。如圖33a所示，涂覆過程3300包括在卷對卷生產(chǎn)系統(tǒng)中將膜3302從第一輥3304移向第二輥3306。在圖33a和圖33b中，該移動以箭頭3308示出。在一個實(shí)施方案中，第二輥3306包括圖32所示方法制造的成品(例如，形成在偏光器膜表面上的導(dǎo)電邊界的集合)。在另一個實(shí)施方案中，第二輥3306包括在膜表面上形成的掩模的集合(例如，框3200的成品)。

第三輥3310定位在第一輥3304和第二輥3306之間。第三輥3310包括在膜3302在第三輥3310下方移動時涂覆到膜3302上的掩模3312的集合。圖33b示出了在第三輥3310將掩模3312涂覆到膜3302之后膜3302的俯視圖。

現(xiàn)在參考圖32中的框3202，在掩模上方和膜的表面上方形成導(dǎo)電材料。該導(dǎo)電材料是用于形成導(dǎo)電邊界的材料。圖34a到圖34b示出了導(dǎo)電材料在膜和掩模上方的形成。形成過程3400包括將膜3302從第四輥3402移向第五輥3404(用箭頭3406表示的移動)。在一個實(shí)施方案中，第四輥3402對應(yīng)于第一輥3304，第五輥3404對應(yīng)于第二輥3306。在此類實(shí)施方案中，第五輥3404包括形成在偏光器膜的表面上的導(dǎo)電邊界的集合(例如，圖32所示的方法的成品)。在其他實(shí)施方案中，第四輥3402包括框3200的成品。

在例示的實(shí)施方案中，具有掩模3312的膜3302進(jìn)入沉積室3408，在沉積室3408中，噴嘴3410將導(dǎo)電材料3412沉積到膜3302和掩模3312上。沉積可以是毯式沉積，使得整個膜3302和掩模3312上都沉積有導(dǎo)電材料。圖34b示出了在通過沉積室3408將導(dǎo)電材料3412沉積到膜3302和掩模3312上之后膜3302的俯視圖。

現(xiàn)在參考圖32中的框3204，在掩模和膜上方形成導(dǎo)電材料之后，從膜的表面移除掩模。圖35a到圖35b示出了從膜3302移除掩模3312。移除過程3500包括將膜3302從第六輥3502移向第七輥3504(用箭頭3506表示的移動)。在一個實(shí)施方案中，第六輥3502對應(yīng)于第一輥3304，第七輥3504對應(yīng)于第二輥3306。在此類實(shí)施方案中，第七輥3504包括圖32中所示的方法的成品。在其他實(shí)施方案中，第六輥3502包括框3202的成品。

第八輥3508定位在第六輥3502和第七輥3504之間。第八輥3508移除掩模3312，留下了僅包括膜3302的區(qū)域3514。導(dǎo)電材料設(shè)置在區(qū)域3514周圍的區(qū)域上。圖35b示出了在掩模3312被第八輥3508移除之后膜3302的俯視圖。

可以使用任何合適的工藝來移除掩模3312。例如，在一個實(shí)施方案中，第八輥3508采用靜電技術(shù)來移除掩模3312。

在一些實(shí)施方案中，成像系統(tǒng)(例如，相機(jī))可定位在第三輥3508和第七輥3504之間的膜3302上方?？衫贸上窕蜃詣庸鈱W(xué)檢查系統(tǒng)在通過第八輥3508移除掩模之后檢查膜是否存在缺陷。

現(xiàn)在參考圖32中的框3206，在膜和導(dǎo)電材料的表面上方形成了保護(hù)層。圖36a到圖36b示出了在膜和導(dǎo)電材料上方的保護(hù)層的形成。形成過程3600包括將膜3302從第九輥3602移向第十輥3604(用箭頭3606表示的移動)。在一個實(shí)施方案中，第九輥3602對應(yīng)于第一輥3304，并且第十輥3604對應(yīng)于第二輥3304。在此類實(shí)施方案中，第十輥3604包括圖32所示的方法的成品。在其他實(shí)施方案中，第九輥3602包括框3204的成品。

第十一輥3608定位在第九輥3602和第十輥3604之間。第十一輥3608在膜3302和導(dǎo)電材料3412上方涂覆保護(hù)層3610。圖36b示出了第十一輥3608涂覆保護(hù)層3610之后膜3302的俯視圖。

現(xiàn)在參考圖32中的框3208，切割(例如，單切)導(dǎo)電邊界，產(chǎn)生由導(dǎo)電邊界各自圍繞的膜的各個部分。圖37a到圖37b示出了由導(dǎo)電邊界圍繞的膜的各個單獨(dú)部分的產(chǎn)生。切割過程3700包括將膜3302從第十二輥3702移向第十三輥3704(用箭頭3706表示的移動)。在一個實(shí)施方案中，第十二輥3702對應(yīng)于第一輥3304，并且第十三輥3704對應(yīng)于第二輥3306。在此類實(shí)施方案中，第十三輥3704包括圖32所示的方法的成品。在其他實(shí)施方案中，第十二輥3702包括框3206的成品。

在例示的實(shí)施方案中，單切系統(tǒng)3708定位在第十二輥3702和第十三輥3704之間的膜3302上方。單切系統(tǒng)3708包括通過一個或多個對準(zhǔn)相機(jī)3712對準(zhǔn)的精密沖切刀具3710。

在一個實(shí)施方案中，精密沖切刀具3710使用區(qū)域3514(圖35)的一個或多個角作為切割參照3714，以定位沖切圖案3716。圖37b示出了在沖切刀具3710切割各個部分之前膜3302以及切割參照3714和沖切圖案3716的俯視圖。圖37b中還示出了兩個單切的部分3718。每個單切的部分3718都包括由導(dǎo)電邊界3722圍繞的膜3720的一部分。如前所述，膜3720的這一部分包括在偏光器膜上方形成的導(dǎo)電材料片(例如，涂覆在圖26中的后置偏光器2610上的導(dǎo)電材料片2614)。

參考圖32中的框3210，每個單切的部分都可以附接到顯示層。具體地，每個單切的部分都可以層壓到顯示層中的后置偏光器的背表面。

可以改變掩模(例如，圖33b中的掩模3312)的幾何形狀和/或沖切圖案(例如，圖37b中的沖切圖案3716)的幾何形狀來調(diào)節(jié)導(dǎo)電邊界。圖38到圖40示出了用于確定導(dǎo)電邊界的幾何形狀的示例性技術(shù)。如圖38所示，沖切圖案3800是位于使掩模3802居于沖切圖案3800的中心的矩形形狀。在執(zhí)行單切過程之后，膜3806包括沿著膜3806的邊緣延伸的連續(xù)的矩形導(dǎo)電邊界3804。

如圖39所示，沖切圖案3900從掩模3902偏移，使得掩模3902的一個邊緣在沖切圖案3900的外部。在執(zhí)行單切過程之后，膜3906包括u形導(dǎo)電邊界3904。在例示的實(shí)施方案中，掩模3902的頂部邊緣位于沖切圖案3900的外部，因而產(chǎn)生沿著膜3906的兩個側(cè)邊和底部邊緣延伸的u形導(dǎo)電邊界3904。然而，其他實(shí)施方案不限于這種表現(xiàn)。導(dǎo)電邊界3804的形狀和取向確定掩模3902的哪個邊緣(或哪些邊緣)位于沖切圖案3900的外部。

圖40示出了使掩模4002的四個邊緣中的三個邊緣位于沖切圖案4000外部的沖切圖案4000。在執(zhí)行單切過程之后，膜4006包括沿著膜4006的一個邊緣延伸的直線導(dǎo)電邊界4004。在例示的實(shí)施方案中，僅掩模4002的底部邊緣的一部分位于沖切圖案4000內(nèi)，因而產(chǎn)生沿著膜4006的底部邊緣延伸的直線導(dǎo)電邊界4004。然而，其他示例不限于這種配置。導(dǎo)電邊界的形狀和取向確定掩模4002的哪個邊緣(或哪些邊緣)位于沖切圖案4000的外部。

出于解釋的目的，前述描述使用特定命名來提供對所描述的實(shí)施方案的透徹理解。然而，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將顯而易見的是，實(shí)踐所述實(shí)施方案不需要這些具體細(xì)節(jié)。因此，出于說明和描述的目的呈現(xiàn)了對本文所述的具體實(shí)施方案的上述描述。它們并非旨在是窮舉性的或?qū)?shí)施方案限制為所公開的精確形式。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言將顯而易見的是，根據(jù)上述教導(dǎo)內(nèi)容，許多修改和變型是可能的。此外，在本文中用于指代部件的位置時，術(shù)語“上方”和“下方”或其同義詞不一定指代相對于外部參考物的絕對位置，而指的是部件在圖中的相對位置。