压电力感测阵列制造技术

一种触摸感测系统可包含压力及力感测装置，所述压力及力感测装置能够感测施加至压电感测阵列的动压或动态力。在此类实施方案中，可在施加及改变所述力的某一时间周期期间检测(及任选地记录)施加的力。所述力感测装置可具有足够高的分辨率以充当指纹传感器。所述触摸感测系统可包含能够进行指纹感测的一或多个额外组件，如超声波发射器，所述超声波发射器允许所述装置变为能够将手指(或另一对象)的细节成像的超声换能器。所述力感测装置还可能够充当超声波接收器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】优先权请求本申请案主张2013年11月4日申请的题为“PIEZOELECTRICFORCESENSINGARRAY”的美国专利申请案第14/071,320号的优先权，所述申请案特此以引用的方式并入。
本专利技术大体上涉及触摸感测系统。
技术介绍
触摸感测系统的基本功能是将触摸面板附近或触摸面板上的一或多个手指、笔或其它对象的所检测到的存在转换为位置信息。此类位置信息可用作移动电话、计算机或另一此类装置上的进一步动作的输入。当前使用不同类型的触摸感测系统。一些基于电阻率或电容的所检测到的变化，基于声学表面声波响应、红外光束的中断等。目前，最广泛使用的触摸感测技术为投射电容法，其中导电体(如手指、导电触笔等)的存在感测为一对电极之间的局部电容的变化。在一些实施方案中，所述对电极可为显示装置的一部分。举例来说，所述电极可在实质上透明的衬底盖片(“玻璃盖片”)或实质上透明的显示衬底(“显示玻璃”)的内表面上。可能需要具有较先前公开的触摸感测系统的那些以及不需要自导电对象的触摸的一者具有较高灵敏度、稳定性及/或更好能效的触摸感测系统。
技术实现思路
本专利技术的系统、方法及装置各自具有若干创新方面，其中没有单个方面单独负责本文所揭示的所需要的属性。本专利技术中描述的标的物的一个创新方面可实施于包含触摸感测系统的设备中。所述触摸感测系统可包含力感测装置。所述力感测装置可包含衬底、安置在所述衬底上的传感器像素电路的阵列以及压电薄膜层的离散元件。压电薄膜层的每一离散元件可对应单独的传感器像素电路。所述力感测装置可包含多个像素输入电极。每一像素输入电极可被配置成用于建立压电层的离散元件的第一侧与传感器像素电路中的一者之间的电连接。所述力感测装置可包含接收器偏压电极，所述接收器偏压电极被配置成用于建立与压电层的离散元件的第二侧的电连接。在一些实施方案中，所述力感测装置可包含控制系统，所述控制系统能够自传感器像素电路中的一或多者接收信号及能够确定施加力的对象的位置。所述信号可对应于施加至压电薄膜层的一或多个离散元件的力。在一些实施方案中，所述力感测装置可具有足够高的分辨率以充当指纹传感器。在一些实施方案中，每一传感器像素电路可包含电荷放大器，所述电荷放大器能够放大自所述像素输入电极接收的电荷。根据一些此类实施方案，每一传感器像素电路还可包含峰值检测电路，所述峰值检测电路能够寄存由外加力产生的最大量的电荷。每一传感器像素电路还可包含复位装置，所述复位装置能够清除来自峰值检测电路的累积电荷。触摸感测系统还可包含超声波发射器。在一些此类实施方案中，控制系统可能够使触摸感测系统以超声波成像模式或力感测模式操作。在一些实例中，控制系统可能够在使触摸感测系统以力感测模式操作时将超声波发射器维持在“关闭”状态。触摸感测系统可包含存储器系统。控制系统可能够在将超声波发射器维持在“关闭”状态时捕获指纹图像及将指纹图像数据存储于存储器系统中。在一些实施方案中，控制系统可能够至少部分地基于对应于指纹图像数据的指纹数据控制至一或多个装置的存取。此类指纹数据可包含对应于指纹细节特征点的类型、位置及/或间距的数据。在一些实例中，当触摸感测系统以超声波成像模式操作时，力感测装置可能够充当超声波接收器。在一些实施方案中，控制系统可能够检测经由力感测装置接收的触摸或轻击及响应于所述触摸或轻击接通超声波发射器。在一些实施方案中，所述衬底可为薄膜晶体管(TFT)衬底。所述传感器像素电路可包含TFT传感器像素电路。在一些实施方案中，移动显示装置可包含触摸感测系统。控制系统能够检测经由力感测装置接收的触摸或轻击及响应于所述触摸或轻击激活移动显示装置的至少一个特征。举例来说，控制系统可能够在不活动的周期期间使移动显示装置以睡眠模式操作，检测经由力感测装置接收的触摸或轻击以及响应于所述触摸或轻击将移动显示装置从睡眠模式唤醒。本专利技术中描述的标的物的其它创新方面可实施于一种方法中，所述方法可涉及从触摸感测系统的力感测装置接收用户触摸或轻击的指示。所述方法可涉及至少部分地基于所述触摸或轻击使触摸感测系统以超声波成像模式操作。在一些实施方案中，所述接收过程可涉及当超声波发射器断开时自超声波接收器接收所述指示。所述操作过程可涉及接通超声波发射器。本专利技术中描述的标的物的其它创新方面可实施于触摸感测系统中，所述触摸感测系统包含超声波接收器。所述超声波接收器可包含压电薄膜层和传感器像素电路的阵列。所述触摸感测系统可包含超声波发射器和控制系统。所述控制系统可能够在超声波发射器装置断开时自超声波接收器的传感器像素电路中的一或多者接收信号。所述信号可对应于施加至压电薄膜层的力。所述控制系统可能够响应于所述信号接通超声波发射器装置。所述控制装置可能够确定对应于由接收装置接收的多个信号的一或多个对象的位置或运动。在一些实施方案中，移动显示装置可包含触摸感测系统。在一些此类实施方案中，控制系统可能够在不活动的周期期间使移动显示装置以睡眠模式操作，且可能够响应于所述信号将移动显示装置从睡眠模式唤醒。在附图及以下描述中阐述本说明书中描述的标的物的一或多个实施方案的细节。其它特征、方面和优点将从描述、图式及权利要求书变得显而易见。应注意，以下各图的相对尺寸可能未按比例绘制。附图说明在附图及以下描述中阐述本说明书中描述的标的物的一或多个实施方案的细节。其它特征、方面和优点将从所述描述、图式和所附权利要求书而变得显而易见。应注意，以下各图的相对尺寸可能未按比例绘制。各个图式中的相同参考标号及名称指示相同元件。图1A为触摸感测系统的一个实例的框图。图1B和1C为图1A中所示的触摸感测系统的实例的示意性表示，具有单个传感器像素的所示的额外细节。图2为概述从力感测装置接收用户输入及根据所述用户输入将超声波发射器打开或关闭的过程的实例的流程图。图3A至3C提供图2中概述的过程的实例。图4A展示触摸感测系统的分解视图的实例。图4B展示触摸感测系统的替代实例的分解视图。图5描绘触摸感测系统的传感器像素电路的4×4像素阵列。图6展示触摸感测系统的高级框图的实例。图7A及7B展示说明包含如本文所述的触摸感测系统的显示装置的系统框图的实例。具体实施方式以下描述是针对出于描述本专利技术的创新方面的目的的某些实施方案。然而，所属领域的技术人员将容易认识到，可以许多不同方式应用本文中的教示。所描述的实施方案本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种触摸感测系统，其包含力感测装置，所述力感测装置包括：衬底；传感器像素电路的阵列，其安置在所述衬底上；压电薄膜层的离散元件，每一离散元件对应单独的传感器像素电路；多个像素输入电极，每一像素输入电极被配置成用于建立所述压电层的离散元件的第一侧与所述传感器像素电路中的一者之间的电连接；接收器偏压电极，其被配置成用于建立与所述压电层的离散元件的第二侧的电连接；以及控制系统，其能够：自所述传感器像素电路中的一或多者接收信号，所述信号对应于施加至所述压电薄膜层的一或多个离散元件的力；以及确定施加所述力的对象的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.04 US 14/071,3201.一种触摸感测系统，其包含力感测装置，所述力感测装置包括：
衬底；
传感器像素电路的阵列，其安置在所述衬底上；
压电薄膜层的离散元件，每一离散元件对应单独的传感器像素电路；
多个像素输入电极，每一像素输入电极被配置成用于建立所述压电层的离散元件
的第一侧与所述传感器像素电路中的一者之间的电连接；
接收器偏压电极，其被配置成用于建立与所述压电层的离散元件的第二侧的电连
接；以及
控制系统，其能够：
自所述传感器像素电路中的一或多者接收信号，所述信号对应于施加至所述压
电薄膜层的一或多个离散元件的力；以及
确定施加所述力的对象的位置。
2.根据权利要求1所述的触摸感测系统，其中每一传感器像素电路进一步包括：
电荷放大器，其能够放大自所述像素输入电极接收的电荷。
3.根据权利要求1所述的触摸感测系统，其中每一传感器像素电路进一步包括：
峰值检测电路，其能够寄存由所述施加的力产生的最大量的电荷。
4.根据权利要求3所述的触摸感测系统，其中每一传感器像素电路进一步包括：
复位装置，其能够清除来自所述峰值检测电路的累积电荷。
5.根据权利要求1所述的触摸感测系统，其中所述力感测装置具有足够高的分辨率以
充当指纹传感器。
6.根据权利要求1所述的触摸感测系统，其进一步包括：
超声波发射器，其中所述控制系统能够以超声波成像模式或力感测模式操作所述
触摸感测系统。
7.根据权利要求6所述的触摸感测系统，其中所述控制系统能够在使所述触摸感测系
统以力感测模式操作时将所述超声波发射器维持在“关闭”状态。
8.根据权利要求7所述的触摸感测系统，其进一步包含存储器系统，其中所述控制系
统能够在将所述超声波发射器维持在“关闭”状态时捕获指纹图像及将指纹图像
数据存储于所述存储器系统中。
9.根据权利要求8所述的触摸感测系统，其中所述控制系统能够至少部分地基于所述
指纹图像数据控制对一或多个装置的存取。
10.根据权利要求6所述的触摸感测系统，其中当所述触摸感测系统以所述超声波成像
模式...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰克·C·基钦斯，约翰·K·施耐德，史蒂芬·M·哥杰维克，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US