用于实现3D触控的自感式力传感器模块的制作方法

本发明涉及一种力传感器模块，更详细而言，涉及一种通过利用随着传感目标和线圈之间的距离变化而可变的电感来感测所施加的力的程度，并且通过此能够实现显示屏的3d触控的用于实现3d触控的自感式力传感器模块。

背景技术：

一般而言，智能手机、mp3等便携式电子设备或冰箱、洗衣机、空调等家电具备有显示各种开动状态或利用通过触摸的输入而控制设备的显示屏。

尤其，近来开发出在折叠或弯曲时也可以实现相同图像质量的柔性显示器并用于各种电子设备中，举例最具代表性的是amoled(amoled:activematrixorganiclightemittingdiode，有源矩阵有机发光二极体)显示屏和tft-lcd(thinfilmtransistor-liquidcrystaldisplay，薄膜晶体管-液晶显示器)。

与通过背光发光的lcd不同，amoled是一种自身发光的显示器，并且也被称为能动型有机发光二极体。

另外，tft-lcd是指通过将有源元件tft(薄膜晶体管)添加于在lcd的每个像素来独立地驱动每个像素的lcd。

上述的利用显示屏的电子设备通常使用触摸屏上的x轴和y轴坐标来感测进行触摸的触摸屏的点位，然而，最近正在开发简单地感测不是触摸的触摸的强度(施加于触摸屏的z轴的力的大小)并以不同于现有的方式构成用户界面的技术。

作为一个实施例，参照苹果公司的3d触控，不仅简单地点按或拖动手指，而且还利用压力传感器将触控强度差别化的技术应用于iphone和applewatch，从而构建新的用户界面。

然而，在感测触摸显示屏的强度方面，现有的使用压力传感器的方式在实际生活中用户触摸显示屏的强度的差异不大，因此充分掌握灵敏度差异且实现自己想要的功能的方面存在局限性。

据此，为了实现3d触控而需要一种以更高灵敏度测量施加于触摸屏的z轴的力的大小的技术。

技术实现要素：

技术问题

本发明是为了解决现有技术的问题而发明的，其目的在于，利用通过随着分别形成于双层fpcb上的线圈之间的距离变化而可变的电感来感测所施加于显示屏的力的程度，并且通过此能够实现显示屏3d触控的用于实现3d触控。

本发明要解决的课题不限于在上面所提及的课题，本发明所属领域的技术人员从本发明的描述中可以清楚地理解未提及的其他技术课题。

技术方案

根据为了解决上述现有技术问题的本发明，提供一种用于实现3d触控的自感式力传感器模块，其特征在于，包括传感目标(sensingtarget)；位于所述传感目标的下部，并且由彼此的一侧面接触的上层fpcb(flexibleprintedcircuitboard)及下层fpcb构成，在每个所述上层fpcb和下层fpcb的另一侧面上形成至少一个线圈(coil)的双层fpcb；以及设置于所述传感目标和双层fpcb之间以使传感目标和双层fpcb可以彼此间隔开的支撑件(supporter)，从而随着通过施加于所述传感目标的力而变化的传感目标和线圈之间的距离而电感(inductance)可变化。

在本发明中，优选地，所述传感目标由ito(indiumtinoxide，氧化铟锡)或金属薄膜(metalfilm)而构成。

在本发明中，优选地，所述线圈以螺旋形图案(spiralpattern)形成，并且形成于所述上层fpcb和下层fpcb上的每个线圈以彼此相同方向的螺旋形图案而形成。

在本发明中，交流电ac施加于所述线圈，从而涡电流(eddycurrent)产生于传感目标。

在本发明中，用于实现3d触控的自感式力传感器模块设置于amoled(activematrixorganiclightemittingdiode，有源矩阵有机发光二极体)屏或柔性amoled屏下部，从而可以应用于amoled显示屏以实现3d触控。

用于实现3d触控的自感式力传感器模块设置于背光源导光板(backlightlightguide)下部，从而应用于tft-lcd(thinfilmtransistor-liquidcrystaldisplay，薄膜晶体管-液晶显示器)屏，由此可以实现3d触控。

在本发明中，优选地，可变的所述电感可以通过联动的电子设备感测。在本发明中，所述电子设备可以包括电感式传感器、分压电阻、比较部和控制部而构成。

发明效果

利用通过随着传感目标和线圈之间的距离变化而可变的电感来感测施加于触摸屏的力的程度，从而具有实现显示屏3d触控的效果。

另外,本发明具有通过在各层线圈形成的两个层的fpcb构成的双层fpcb具有更高的灵敏度来实现3d触控的效果。

此外，本发明具有将本发明容易地应用于amoled显示屏和tft-lcd屏以实现3d触控的效果。

附图说明

图1是将根据本发明的一实施例的用于实现3d触控的自感式力传感器模块分解而投影的平面图；

图2是将形成于根据本发明的一实施例的双层fpcb上的螺旋形图案线圈投影的平面图；

图3是根据本发明的一实施例的用于实现3d触控的自感式力传感器模块的剖面图；

图4a是将在向根据本发明的一实施例的触摸屏的z轴方向未施加力时的传感目标的平面和用于实现3d触控的自感式力传感器模块的剖面显示的示意图；

图4b是在将向根据本发明的一实施例的触摸屏的z轴方向施加力时的传感目标的平面和用于实现3d触控的自感式力传感器模块的剖面显示的示意图；

图5a是将在向根据本发明的一实施例的amoled显示屏的z轴方向未施加力时的剖面显示的示意图；

图5b是将向根据本发明的一实施例的amoled显示屏的z轴方向施加力时的剖面显示的示意图；

图6a是将在向根据本发明的一实施例的tft-lcd屏的z轴方向未施加力时的剖面显示的示意图；

图6b是将在向根据本发明的一实施例的tft-lcd屏的z轴方向施加力时的剖面显示的示意图。

最优实施方式

包括传感目标(sensingtarget)；位于所述传感目标的下部，并且由彼此的一侧面接触的上层fpcb(flexibleprintedcircuitboard)及下层fpcb构成，在每个所述上层fpcb和下层fpcb的另一侧面上形成至少一个线圈(coil)的双层fpcb；以及设置于所述传感目标和双层fpcb之间以使传感目标和双层fpcb可以彼此间隔开的支撑件(supporter)，从而随着通过施加于所述传感目标的力而变化的传感目标和线圈之间的距离而电感(inductance)可变化。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的优选实施例。在具体说明本发明之前，在本说明书及权利要求书中使用的术语或单词不应限于普通或字典含义而被解释，应该解释为发明人为了以最优的方法说明自己的发明本着适当地定义术语概念的原则,以符合本发明的技术宗旨的意义和概念加以解释。据此，在本说明书中描述的实施例与附图中图示的构成仅仅是本发明的最优实施例，不代表本发明的所有技术宗旨，因此应该理解为在提交本申请时，可以有各种等同物和变形例来代替它们。

在本说明书中所使用的术语用于说明特定实施例，因此并不是为了限定本发明。如本说明书所述，单数形式若不是明确指出文脉上的不同情况，则可以包括复数形式。

本发明提供一种用于实现3d触控的自感式力传感器模块，其特征在于，随着按压显示屏的力的程度变化的2双层fpcb的线圈距离决定电感，并且通过与其联动的电子设备感测电感的增大或减小导出显示屏的按压力的程度，从而最终实现显示板的3d触控，本发明包括彼此的一侧面接触的第1上层fpcb(flexibleprintedcircuitboard，柔性印制电路板)及第1下层fpcb构成，并且在每个所述第1上层fpcb和第1下层fpcb的另一侧上形成一个以上的线圈(coil)的第1双层fpcb；位于所述第1双层fpcb的下部，并且由彼此的一侧面接触的第2上层fpcb和第2下层fpcb构成，而且在所述第2上层fpcb和第2下层fpcb的每个另一侧面形成与形成于所述第1双层fpcb的线圈的数量相同的线圈数的第2双层fpcb；以及设置于所述第1双层fpcb和第2双层fpcb之间以使第1双层fpcb和第2双层fpcb可以彼此间隔开的支撑件(supporter)，从而随着通过施加于所述第1双层fpcb的力而变化的第1双层fpcb上的线圈和第2双层fpcb上线圈的之间的距离而电感(inductance)可变化。

为了对此进行帮助说明，图1是将根据本发明的一实施例的用于实现3d触控的自感式力传感器模块分解而投影的平面图；图2是将形成于根据本发明的一实施例的双层fpcb上的螺旋形图案线圈投影的平面图；图3是根据本发明的一实施例的用于实现3d触控的自感式力传感器模块的剖面图。

在下文中，将参考附图描述本发明的每个构成。

首先，本发明的所述传感目标10作为具有导电性的膜或薄膜等的构成位于用于本发明的3d触控实现的自感式力传感器模块100的最上部。

如下所述，所述传感目标10的特征在于，其紧贴于amoled(activematrixorganiclightemittingdiode，有源矩阵有机发光二极体)屏或柔性amoled屏下部而配置且可以应用于amoled显示屏，并且紧贴于背光源导光板的下部而配置且可以应用于tft-lcd屏。

这种所述传感目标10可以由ito(indiumtinoxide，氧化铟锡)或金属薄膜(metalfilm)构成，但所述ito是具有导电性的透明导电膜，是指由作为铟和氧化锡的化合物的in2o3,sno2构成的膜，并且所述金属薄膜如文字所示就是指由金属制成的薄膜形状的材质。

另外，双层fpcb20位于所述传感目标(sensingtarget)10的下部，但所述双层fpcb20，其特征在于，包括上层fpcb21和下层fpcb22，并且上层fpcb21和下层fpcb22彼此的一侧面接触的同时在另一侧面形成一个以上的线圈23。

如图2所示，所述线圈23可以由螺旋形图案(spiralpattern)形成，但若将蓝色螺旋形图案的线圈看作是形成于第1上层fpcb11或第2上层fpcb21的线圈，则黄色螺旋形图案的线圈相当于形成在第1下层fpcb12或第2下层fpcb22的线圈，并且如图所示，形成于所述第1下层fpcb的线圈或第2下层fpcb的线圈具有以相同方向的螺旋形状而形成的特征。

构成为交流电ac流动于这种所述线圈23，但假设所述交流电流入于蓝色螺旋形图案的线圈之后向黄色螺旋形图案的线圈流出，由平面看时，就可以看出形成实际交流电流动的方向形成为相同。

相反的情况也相同，即使交流电流入于黄色螺旋形图案的线圈23之后向蓝色螺旋形图案的线圈流出，在平面图中交流电的方向是相同的。

随着交流电施加于螺旋形图案的所述线圈23在传感目标10产生涡电流(eddycurrent)，因此下面将参考图4a和4b对此进行描述。

另外，本发明还包括设置于传感目标和双层fpcb之间的支撑件30，以使所述传感目标10和双层fpcb20可以保持彼此隔开的状态。

参照显示平面的图3，则可以更容易地理解本发明的结构，并且所述支撑件30即使传感目标10受力向下被按压，只要具有不直接接触双层fpcb或所述双层fpcb20上的线圈23的程度的尺寸就足够。

图4a是将在向根据本发明的一实施例的触摸屏的z轴方向未施加力时的传感目标的平面和用于实现3d触控的自感式力传感器模块的剖面显示的示意图；图4b是在将向根据本发明的一实施例的触摸屏的z轴方向施加力时的传感目标的平面和用于实现3d触控的自感式力传感器模块的剖面显示的示意图。

首先，参照图4b可以确认因为向触摸屏的z轴方向未施加力所以传感目标10保持在平坦的状态，并且此时参照a可以看出，交流电施加于双层fpcb20的螺旋形图案的线圈23的同时，在所述传感目标上产生涡电流。

如图4a所示，当在保持平衡状态的同时，如图4b所示，向触摸屏的z轴方向施加力时，如b传感目标10的力施加到的部分向下弯曲，这使传感目标和线圈23之间的距离变得接近以增加传感目标上的涡电流，据此相对磁场减小，从而导致线圈的有效电感减小。

据此，若联动的电子装置感测到变化的电感，则可以感测向触摸屏的z轴方向施加的力的程度。

例如，所述电子设备可以包括电感式传感器、分压电阻、比较部和控制部，并且可以通过比较部比较电感式传感器两端的电压和分压器两端的电压，而且可以通过控制部执行对特定操作的控制。

然而，上述电子设备的构成仅仅是一个实施例，显然，能够感测线圈23的有效电感变化与否和变化量的各种形状的电路的构成相当于本发明电子设备的构成。

用于实现具有上述结构的用于实现本发明3d触控的自感式力传感器模块100应用于amoled显示屏或tft-lcd屏两者以实现3d触控。

作为对此的内容，图5a是将在向根据本发明的一实施例的amoled显示屏的z轴方向未施加力时的剖面显示的示意图；5b是将向根据本发明的一实施例的amoled显示屏的z轴方向施加力时的剖面显示的示意图；图6a是将在向根据本发明的一实施例的tft-lcd屏的z轴方向未施加力时的剖面显示的示意图；图6b是将在向根据本发明的一实施例的tft-lcd屏的z轴方向施加力时的剖面显示的示意图。

首先，图5b显示所述用于实现3d触控的自感式力传感器模块100设置于amoled显示屏或柔性amoled显示屏下部且应用于amoled显示屏，并且on-cell电容式触摸模式和盖板玻璃(coverglass)依次设置于amoled显示屏或柔性amoled显示屏，在这种情况下，显示无任何力向z轴方向施加于amoled显示屏或柔性amoled显示屏的状态。

然后，如图5b所述，当力向z轴方向施加于amoled显示屏或柔性amoled显示屏时，以涡电流形成的状态紧贴于此而配置的传感目标10向下弯曲，并且这使传感目标与线圈23之间的距离减小且增加传感目标上的涡电流，其结果，减小相对磁场，由此最终降低线圈的有效电感。

换言之，与on-cell电容式触摸模式联动的电容式触摸传感器获得在触摸屏上形成的x坐标及y坐标，并且感测变化的电感的电子装置感测向z轴方向施加的力的程度(或触摸屏通过力向z轴方向移动的距离)，从而最终实现3d触控。

以相同的方式，图6a显示所述用于实现3d触控的自感式力传感器模块100设置于背光源导光板下部且应用于tft-lcd屏，并且tft-lcd屏、on-cell电容式触摸模式和盖板玻璃(coverglass)依次设置于所述背光源导光板，并且本附图显示无任何力向z轴方向施加于tft-lcd屏的状态。

然后，如图6b所示，当力量向z轴方向施加于tft-lcd屏时，以涡电流形成的状态紧贴于此而配置的传感目标10向下弯曲的同时减小传感目标与线圈23之间的距离，并且这增加传感目标上的涡电流，从而减小了相对磁场，由此最终降低线圈的有效电感。

如之前的amoled显示屏与tft-lcd屏或on-cell电容式触摸模式联动的电容式触摸传感器获得触摸屏上触摸形成的x坐标和y坐标的同时感测变化电感的电子设备感测向z轴方向施加的力的程度(或者触摸屏通过力向z轴方向移动的距离)，从而最终实现3d触控。

结果，本发明具有通过使用根据传感目标和线圈之间的距离变化而可变的电感来感测垂直施加于触摸屏的力的程度，从而最终实现显示屏3d触控。

另外,本发明利用由在各层形成一个以上线圈的两个层fpcb构成的2-层激光fpcb，从而具有以更高的灵敏度来实现3d触控的效果。

另外，本发明可以容易地应用于amoled显示屏和tft-lcd屏，从而具有商用化可能性和市场性高的优点。

以上，结合本发明的具体实施方式描述了本发明，但这只是举例说明而已，本发明不限于此。在本发明所属技术领域的一般技术人员在不超出本发明的范围的情况下，可以将所述的实施形式更改或变形，并且可以在本发明的技术宗旨和下面描述的专利请求范围的均等范围内进行各种修改和变形。