力传感器模块和包括力传感器模块的显示设备的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年5月28日提交至韩国知识产权局的第10-2018-0060443号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用以其整体并入本文。

本公开涉及力传感器模块和包括力传感器模块的显示设备。

背景技术：

向用户提供图像的电子设备(诸如智能电话、平板pc、数字相机、笔记本计算机、导航系统和智能电视)包括用于显示图像的显示设备。显示设备包括各种输入设备以及生成和显示图像的显示面板。

最近，识别触摸输入的触摸面板已经被广泛应用于显示设备，主要用于智能电话和平板pc中。由于触摸方法的便捷性，触摸面板正在替代诸如小键盘的现有物理输入设备。

力传感器感测施加至传感器的力，且主要使用压电元件作为力传感器。使用压电元件测量力的方法之一是：通过读取通过力产生的、压电元件的电压来测量力的量。然而，如果恒定的力持续地施加至压电元件，则因为没有感知到所施加的力的进一步改变而使得压电元件的电压变得接近于零。因此，持续的力测量可能是不容易的。

技术实现要素：

本公开的方面提供了包括具有改善的力感测灵敏度的力传感器模块的显示设备。本公开的方面还提供了具有改善的力感测灵敏度的力传感器模块。然而，本公开的方面不限于本文阐述的那些。通过参考以下给出的本公开的详细描述，本公开的以上及其他方面对于本公开所属领域普通技术人员将变得更加明显。

显示设备的实施方式包括显示面板和力传感器模块，其中，力传感器模块与显示面板重叠并且包括电路板和力传感器，其中力传感器部分地附接至电路板并且包括附接部分和非附接部分，其中附接部分具有面向电路板且附接至电路板的表面，非附接部分具有与电路板间隔开的表面。

力传感器模块还可包括在附接部分处位于力传感器和电路板之间的附接层。

附接层可以是电连接层。

力传感器可通过附接层电连接至电路板。

附接层可沿着面向电路板的表面的边缘定位。

力传感器还可包括配置为由交流(ac)电力驱动的压电元件。

ac电力可具有谐振频率、反谐振频率或处于相邻的谐振频率与反谐振频率之间的频率。

显示设备的实施方式包括显示面板和力传感器模块，其中，力传感器模块与显示面板重叠并且包括力传感器和在厚度方向上与力传感器重叠的基座。

力传感器模块还可包括电路板，其中，力传感器至少部分地附接至电路板，电路板位于力传感器和基座之间。

显示设备还可包括支承件，其中，支承件围绕力传感器的侧表面且与力传感器间隔开。

力传感器可包括附接部分和非附接部分，其中，在附接部分中力传感器的面向电路板的表面附接至电路板，以及非附接部分与电路板间隔开。

力传感器模块还可包括第一电路板、第二电路板和连接布线，其中，第一电路板限定供力传感器插入其中的孔，力传感器至少部分地附接至第二电路板，以及连接布线将第一电路板和第二电路板电连接。

力传感器模块还可包括位于第一电路板和第二电路板之间并且围绕力传感器的粘合层。

力传感器模块还可包括电路板，其中，力传感器至少部分地附接至电路板，其中力传感器位于电路板和基座之间。

力传感器模块的实施方式包括电路板和力传感器，其中，力传感器部分地附接至电路板并且包括附接部分和非附接部分，其中，在附接部分中力传感器的面向电路板的表面附接至电路板，以及非附接部分与电路板间隔开。

力传感器模块还可包括在附接部分处位于力传感器和电路板之间的附接层。

附接层可以是用于将力传感器电连接至电路板的电连接层。

附接层可沿着力传感器的面向电路板的表面的边缘定位。

力传感器模块还可包括与力传感器重叠的基座，其中电路板位于力传感器和基座之间。

力传感器模块还可包括支承件，其中，支承件围绕力传感器的侧表面并且与力传感器间隔开。

附图说明

结合附图，通过实施方式的以下描述，这些和/或其他方面将变得明显和更容易理解，在附图中：

图1是根据实施方式的显示设备的分解立体图；

图2是根据实施方式的显示设备的剖视图；

图3是根据实施方式的力传感器模块的操作电路图；

图4a是根据实施方式的力传感器的侧视图，以及图4b是图4a的力传感器的平面图；

图5是示出根据实施方式的压电元件的阻抗变化的图形；

图6是用于解释力传感器的阻抗变化的实验设计图，例如示出力传感器的各种示例整体地或部分地附接至电路板的情况的平面图；

图7和图8是示出根据各实施方式的附接部分的图案形状的平面图；

图9示出根据实施方式在谐振频率和反谐振频率处压电元件的振动位移；

图10示出在图9的每个模式中附接部分的位置；

图11是示出根据实施方式的附接部分的图案形状的平面图；

图12是根据实施方式的显示设备的剖视图；

图13是根据实施方式的力传感器和支承件的平面图；

图14是根据实施方式的力传感器和支承件的平面图；

图15是根据实施方式的显示设备的剖视图；

图16是根据实施方式的显示设备的剖视图；以及

图17是示出根据实施方式相对于施加至力传感器的力的电压变化的图形。

具体实施方式

通过参考实施方式的以下详细描述和附图，能够更容易理解发明构思的特征和实现发明构思的特征的方法。在下文中，将参考附图更详细地描述实施方式。然而，所描述的实施方式可以以各种不同的形式来实现，并且不应解释为仅局限于本文所示出的实施方式。更确切地说，这些实施方式作为示例被提供，使得本公开将是透彻和完整的，并且将向本领域技术人员充分地传达本发明构思的方面和特征。因此，可能不会描述本领域普通技术人员用于透彻地理解本发明构思的方面和特征所不必要的过程、元件和方法。除非另行提及，否则相同的附图标记在所有附图和所记载的描述中表示相同的元件，且因此将不重复其描述。此外，为了使描述清楚，可能没有示出与实施方式的描述不相关的部件。在附图中，为了清楚起见，可能放大了元件、层和区域的相对尺寸。

本文参考作为实施方式和/或中间结构的示意图的剖视图来描述了各实施方式。这样，可设想到由于例如制造技术和/或公差引起的根据图示形状的变形。此外，出于描述根据本公开的构思的实施方式的目的，本文公开的特定结构或功能描述仅是说明性的。因此，本文公开的实施方式不应解释为局限于区域的特定所示形状，而是包括由例如制造引起的形状偏差。例如，示为矩形的植入区域通常将具有圆化或弯曲特征，和/或在其边缘处具有植入浓度的梯度而不是从植入区域到非植入区域的二元变化。同样地，通过植入形成的掩埋区域可能在掩埋区域和通过其进行植入的表面之间的区域中导致一些植入。因此，附图中所示的区域本质上是示意性的，并且其形状并非旨在示出设备的区域的实际形状并且并非旨在进行限制。另外，如本领域技术人员将意识到的那样，在均不脱离本发明的精神或范围的情况下，所描述的实施方式可以以各种不同的方式进行修改。

在以下描述中，出于解释的目的，阐述了诸多特定细节以供透彻理解各实施方式。然而，显而易见的是，各实施方式可在没有这些特定细节的情况下或者在具有一个或多个等同布置的情况下实施。在其他情况中，为了避免不必要地混淆各实施方式，以框图形式示出了公知的结构和设备。

应理解，虽然术语“第一”、“第二”、“第三”等可在本文中用于描述各种元件、部件、区域、层和/或截面，但是这些元件、部件、区域、层和/或截面不应受这些术语限制。这些术语用于将一个元件、部件、区域、层或截面与另一元件、部件、区域、层或截面区分开。因此，在没有背离本发明的精神和范围的情况下，下面描述的第一元件、部件、区域、层或截面可被称为第二元件、部件、区域、层或截面。

为了易于说明，诸如“下面”、“下方”、“下部”、“下”、“之下”、“上方”、“上部”等空间相对术语可在本文中用于描述如附图中所示的一个元件或特征相对于另外的元件或特征的关系。应理解，除了附图中所绘制的定向之外，空间相对术语还旨在涵盖设备在使用或操作中的不同定向。例如，如果附图中的设备翻转，则描述为在其他元件或特征“下方”或“下面”或“之下”的元件则将定向成在所述其他元件或特征“上方”。因此，示例性术语“下方”和“之下”可涵盖上方和下方两种定向。设备可另行定向(例如，旋转90度或者处于其他定向)并且本文使用的空间相对描述语应相应地进行解释。类似地，当第一部件被描述为布置在第二部件“上”时，这表示第一部件布置在第二部件的上侧或下侧处，而不限于以重力方向为基准的其上侧。

应理解，当元件、层、区域或组件被称为在另一元件、层、区域或组件上、连接至或联接至另一元件、层、区域或组件时，它可直接地在该另一元件、层、区域或组件上、连接至或联接至该另一元件、层、区域或组件，或者可存在一个或多个中间元件、层、区域或组件。然而，“直接地连接/直接地联接”表示一个组件在没有中间组件的情况下直接地连接或联接至另一组件。另一方面，描述组件之间的关系的其他表述，诸如“之间”、“紧接于之间”或“邻近”以及“紧邻”可类似地解释。此外，还应理解，当元件或层被称为在两个元件或层之间时，它可以是该两个元件或层之间仅有的元件或层，或者还可存在一个或多个介于中间的元件或层。

本文使用的术语仅是出于描述具体实施方式的目的，而并非旨在限制本公开。除非上下文清楚地另行指出，否则如本文所使用的那样，单数形式“一”和“一个”旨在还包括复数形式。还应理解，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“具有(have)”、“具有(having)”、“包括(includes)”以及“包括(including)”当在该说明书中使用时指明存在所阐述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或添加一个或多个其他的特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。如本文所使用的那样，术语“和/或”包括相关所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。

如本文所使用的那样，术语“基本”、“约”、“近似”及相似术语用作近似术语而不用作程度术语，并且旨在解释本领域普通技术人员将意识到的、所测量的或所计算的值中的固有偏差。如本文所使用的那样，“约”或“近似”包括所阐述值以及在特定值的、如由本领域普通技术人员考虑到正在进行的测量以及与特定量的测量关联的误差(即，测量系统的局限性)所确定的可接受偏差范围内的平均值。例如，“约”可表示在一个或多个标准偏差内，或者在所阐述值的±30％、20％、10％、5％内。此外，当描述本公开的实施方式时，“可”的使用表示“本公开的一个或多个实施方式”。如本文所使用的那样，术语“使用(use)”、“使用(using)”和“使用(used)”可分别与术语“使用(utilize)”、“使用(utilizing)”和“使用(utilized)”同义地考虑。另外，术语“示例性”旨在表示示例或例示。

当某一实施方式可不同地实现时，可与所描述的顺序不同地执行特定过程顺序。例如，两个连续描述的过程可基本上同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序来执行。

另外，本文所公开和/或记载的任何数值范围旨在包括包含于所记载的范围内的具有相同数值精度的全部子范围。例如，“1.0至10.0”的范围旨在包括所记载的最小值1.0和所记载的最大值10.0之间(且包含本数)的全部子范围，即，具有等于或大于1.0的最小值以及等于或小于10.0的最大值，例如，2.4至7.6。本文记载的任何最大数值极限旨在包括包含于其中的全部较小数值极限，且本说明书中记载的任何最小数值极限旨在包括包含于其中的全部更大数值极限。因此，申请人保留修改本说明书(包括权利要求书)的权利，以明确地记载包含于本文明确记载的范围内的任何子范围。

根据本文描述的本公开的实施方式的电子或电气设备和/或任何其他相关设备或组件可利用任何合适的硬件、固件(例如，专用集成电路)、软件或者软件、固件和硬件的组合来实现。例如，这些设备的各种组件可形成在一个集成电路(ic)芯片上或分开的ic芯片上。此外，这些设备的各种组件可在柔性印刷电路膜、带载封装(tcp)、印刷电路板(pcb)上实现，或者形成在一个衬底上。此外，这些设备的各种组件可以是在执行计算机程序指令并且与用于执行本文描述的各种功能的其他系统组件交互的一个或多个计算设备中的一个或多个处理器上运行的进程或线程。计算机程序指令存储在可利用标准存储设备(诸如随机存取存储器(ram))在计算设备中实现的存储器中。计算机程序指令还可存储在诸如cd-rom、闪速驱动等其他非暂时性计算机可读介质中。另外，本领域技术人员应意识到，在没有脱离本公开的实施方式的精神和范围的情况下，各计算设备的功能可组合或集成到单个计算设备中，或者特定计算设备的功能可分布到一个或多个其他计算设备。

除非另行限定，否则本文使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明构思所属领域的普通技术人员之一通常所理解的含义相同的含义。还应理解，术语，诸如常用词典中所定义的那些，应解释为具有与其在相关领域和/或本说明书的语境中的含义相一致的含义，并且不应在理想化或过于正式的意义上进行解释，除非本文明确地限定成这样。

图1是根据实施方式的显示设备1的分解立体图。图2是根据实施方式的显示设备1的剖视图。

参考图1和图2，显示设备1包括显示面板30、位于显示面板30上方的窗10以及位于显示面板30下方的力传感器模块1000。显示设备1还可包括位于显示面板30和窗10之间的触摸构件20、在显示面板30下方的盖面板40以及用于容纳上述构件的支架50。在实施方式中，力传感器模块1000可位于盖面板40下方。然而，力传感器模块1000还可位于盖面板40的侧部上或位于盖面板40的侧部处。

除非另行限定，否则如本文所使用的在厚度方向上的术语“上方”和“上表面”表示显示面板30的显示表面侧；且如本文所使用的在厚度方向上的术语“下方”和“下表面”表示显示面板30的与显示表面侧相对的一侧。此外，在平面方向上，术语“上方(上)”、“下方(下)”、“左”和“右”表示当置于适当位置的显示表面从上方被观察的方向。

显示面板30是用于显示画面的面板，并且可以是例如有机发光显示面板。在以下实施方式中，将作为示例描述应用有机发光显示面板作为显示面板30的情况。然而，还可应用其他类型的显示面板，诸如液晶显示面板和电泳显示面板。显示柔性电路板可联接至显示面板30。

显示面板30包括位于衬底上的多个有机发光元件。衬底可以是由玻璃、石英等制成的刚性衬底，或者可以是由聚酰亚胺或其他聚合物树脂制成的柔性衬底。当应用聚酰亚胺衬底作为衬底时，显示面板30可弯曲或曲化、折叠或卷曲。虽然在附图中显示面板30被弯曲，但是本公开不限于该情况。

触摸构件20位于显示面板30上。触摸构件20可为刚性面板类型、柔性面板类型或膜类型。触摸构件20可具有与显示面板30的尺寸基本相同的尺寸，并且可与显示面板30重叠。排除显示面板30的弯曲短侧之外，触摸构件20的侧表面可以(但并非一定)在所有侧与显示面板30的侧表面向齐。显示面板30和触摸构件20可通过诸如光学透明粘合物(oca)或光学透明树脂(ocr)的透明粘接层粘接在一起。触摸柔性电路板可联接至触摸构件20。

触摸构件20可被省略或者可设置在显示面板30内部。在这种情况中，显示面板30可包括触摸电极部分。

窗10位于显示面板30上方。作为盖板，窗10在厚度方向上与显示面板30和/或触摸构件20重叠，以保护位于窗10下方的构件的同时透射从显示面板30发射的光。窗10可由玻璃或透明塑料制成。

盖面板40位于显示面板30下方。盖面板40可在厚度方向上与显示面板30重叠。盖面板40可附接至显示面板30的下表面。

盖面板40可执行散热功能、电磁波屏蔽功能、防图案检测功能、接地功能、缓冲功能、强度增强功能和/或数字化功能。盖面板40可包括具有以上功能中的至少一种的功能层。功能层可设置成各种形式，诸如，层、膜层、膜、片、板和面板。盖面板40可包括一个功能层或多个功能层。例如，盖面板40可包括从顶部至底部相继地堆叠的缓冲片、石墨片和铜片。

力传感器模块1000位于盖面板40下方。力传感器模块1000包括电路板200和位于电路板200上的至少一个力传感器100。一个力传感器100或多个力传感器100可位于电路板200的边缘(或多个边缘)上，但是本公开不限于该情况。力传感器模块1000将在稍后详细描述。

支架50位于力传感器模块1000下方。支架50可以是用于容纳其他组件的存储容器或保护容器。例如，支架50可容纳窗10、触摸构件20、显示面板30、盖面板40和力传感器模块1000。

支架50可包括底部部分51和从底部部分51的侧部延伸的侧壁52。支架50的底部部分51面向力传感器模块1000的电路板200。电路板200可通过诸如粘合层(例如，力敏粘合层等)的粘接层附接至支架50的底部部分51。

支架50的侧壁52面向触摸构件20、显示面板30、盖面板40和力传感器模块1000各自的侧表面。支架50的侧壁52的上端可面向窗10。窗10可利用防水带附接至支架50。

图3是根据实施方式的力传感器模块1000的电路图。

力传感器模块1000的力传感器100可以是谐振式力传感器、压电式力传感器、应变计力传感器或电容式力传感器。在本实施方式中，将作为示例描述压电式力传感器。

力传感器模块1000的力传感器100可以是压电元件。力传感器100部分地附接至电路板200，且因此在附接部分中电连接至电路板200。力传感器100通过从电路板200接收电力104来进行操作。

力传感器100可包括第一电极101、第二电极103和位于第一电极101和第二电极103之间的压电层102。第一电极101和第二电极103在厚度方向上彼此隔开并且彼此面对，且压电层102位于第一电极101和第二电极103之间。

力传感器100的第一电极101从电路板200接收电力104，且第二电极103连接至电阻器rs和放大器105。

电力104是交流(ac)电力，诸如正弦波或方型波。因此，因为施加至力传感器100的电压持续地改变，所以如同力作用在力传感器100上那样，在力传感器100中发生机械振动。当向振动的力传感器100施加力时，该力会影响振动由此改变力传感器100的阻抗。因此，即使当恒定的力持续地施加至力传感器100时，也可通过感测力传感器100的阻抗变化来测量力。

根据实施方式的测量力传感器100的阻抗的方法包括测量流经力传感器100的电流。例如，可通过识别施加至与第二电极103连接的电阻器rs的电压来感测力传感器100的阻抗变化。

例如，如果施加至电阻器rs的电压大，则可解释为力传感器100的阻抗小。如果施加至电阻器rs的电压小，则可解释为力传感器100的阻抗大。因此，这样的差异(力传感器100的阻抗变化)可用于测量是否已经施加力以及测量力的大小。如下面将参考图5描述的那样，可在力传感器100的谐振频率和反谐振频率之间的范围内测量力传感器100的阻抗变化。

压电层102形成为在第一电极101和第二电极103之间的某一厚度(例如，预定厚度)。例如，压电层102可形成为约10μm约1000μm的厚度。压电层102还可根据应用有力传感器100的电子设备的尺寸而形成为各种厚度。

压电层102可利用聚合物和具有一定厚度(例如，预定厚度)的大致四边形板状压电体来形成。压电体可利用基于pb-zr-ti(pzt)-、na-k-nb(nkn)-或bi-na-ti(bnt)-的压电材料来形成。例如，压电体可包括钛酸钡、钛酸铅、锆钛酸铅、铌酸钾、铌酸锂、钽酸锂、钨酸钠、氧化锌、铌酸钾钠、铁酸铋、铌酸钠、钛酸铋等。例如，压电体可由氟化物聚合物或氟化物聚合物的共聚物制成。

压电层102还可通过堆叠多个压电层来形成，在所述压电层中的每一个中压电板布置(例如，以预定间隔布置)在薄聚合物层上。

聚合物可包括但不限于环氧树脂、聚酰亚胺和液晶聚合物(lcp)中的一种或多种。聚合物可由热固性树脂制成。热固性树脂的示例包括酚醛环氧树脂、酚醛型环氧树脂、bpa型环氧树脂、bpf型环氧树脂、氢化bpa环氧树脂、二聚酸改性环氧树脂、氨基甲酸酯改性环氧树脂、橡胶改性环氧树脂以及dcpd型环氧树脂。

在实施方式中，聚合物可由可压缩且可恢复的材料制成。例如，聚合物可由以上材料之中可压缩且可恢复的材料制成。替代以上材料中提及的聚合物，压电体还可与可压缩且可恢复的材料混合。例如，可使用硅、橡胶、凝胶、佛尔酮、氨基甲酸酯等。

图4a是根据实施方式的力传感器100的侧视图，以及图4b是图4a的力传感器100的平面图。

参考图4a和图4b，力传感器模块1000还可包括用于将力传感器100附接至电路板200的附接层300。附接层300形成在力传感器100的下表面的一部分上，并且暴露力传感器100的下表面的其他部分。在力传感器100的下表面中，通过附接层300附接至电路板200的部分的面积可小于不附接至电路板200的部分的面积。

例如，附接层300的面积可小于力传感器100的下表面的面积。因此，力传感器100的面向电路板200的表面的仅总面积的一部分可附接至电路板200。力传感器100的不附接至电路板200的下表面可与电路板200间隔开以面向电路板200。

力传感器100可通过热粘接、摩擦附接、超声附接、电附接或焊接而附接至电路板200，或者可通过插置于力传感器100和电路板200之间的各向异性导电膜(acf)或压敏粘合物(psa)被附接。下面将作为示例描述力传感器100通过热粘接附接至电路板200的情况，但是本公开不限于该情况。在以下实施方式中，附接层300表示热粘接部分。

附接层300可由能够将电路板200和力传感器100电连接的材料制成。因此，力传感器100可从电路板200接收电力。

力传感器100可划分成附接部分301和非附接部分302，其中，在附接部分301处力传感器100通过附接层300附接至电路板200，在非附接部分302处力传感器100面向电路板200且其间没有附接层300。在实施方式中，附接部分301可位于力传感器100的中心处，且非附接部分302可围绕附接部分301。

因为如上所述力传感器100的仅一部分附接至电路板200，所以当向力传感器模块1000施加力时，力传感器100的阻抗变化可更大。现在将参考图5对此进行描述。

图5是示出根据实施方式的力传感器的阻抗变化的图形。

图5中所示的图形的x轴表示电力(例如，图3中的电力104)的频率[hz]，以及y轴表示力传感器的阻抗[ω]。图5示出当力传感器的整体(例如，整个表面)附接至电路板以及当力传感器的仅一部分附接至电路板时，在施加力的状态/未施加力的状态下相对于频率的阻抗。

在图5中，谐振频率是在改变电力的频率的情况下所测量的力传感器100的阻抗在阻抗快速减小的区段中达到谷值点的频率，以及反谐振频率是在阻抗快速增大的区段中阻抗达到峰值点的频率。

参考图5，力传感器的阻抗在谐振频率处最小，并且在反谐振频率处最大。此外，在谐振频率和反谐振频率之间力传感器的阻抗变化大。因此，通过使用具有在谐振频率至反谐振频率的范围内的频率的电力，可提高力的测量的灵敏度。

具体地，因为阻抗变化在谐振频率处和在反谐振频率处最大，所以可使用与谐振频率或反谐振频率邻近的频率作为电力频率，由此最大化力的感测。换言之，可采用谐振频率±α或反谐振频率±β作为最合适的电力频率。

应注意，谐振频率和反谐振频率可不如附图中所示那样设置成仅一对，而是还可设置成多对。

参考在使用谐振频率作为电力频率的电力被供应至力传感器时获得的图5的图形，在力传感器部分地附接至电路板的情况下施加力时的阻抗154与未施加力时的阻抗151之间的差异相对大于在力传感器整体地附接至电路板的情况下施加力时的阻抗153与未施加力时的阻抗152之间的差异。换言之，与力传感器整体地附接时相比，力传感器部分地附接时的阻抗变化更大。这里，阻抗变化表示在具有处于谐振频率和反谐振频率之间的特定频率的电压被施加至力传感器的情况下，在相同的状态下(例如，在整体附接状态下或在部分附接状态下)，施加力时与未施加力时之间的阻抗之差。

以上现象的发生原因理解为：力传感器的振动被阻碍的程度根据力传感器的附接部分的面积而改变。换言之，力传感器根据施加至力传感器的电力的频率而振动。这里，如果力传感器强力地联接至电路板，则力传感器的振动被阻碍或被抑制。因此，由于施加力而引起的振动变化率减小。另一方面，如果力传感器的一部分不联接至电路板，则由于低的振动阻碍率而使得在未施加力时力传感器可充分振动，且由于施加力所引起的振动变化率可相对更大。因此，与力传感器被整体附接时相比，在力传感器部分地附接的情况下，未施加力时和施加力时之间的阻抗差更大。因此，当力传感器被部分地附接时，可提高力传感器的灵敏度。

根据实施方式，力传感器的附接至电路板的部分的面积可减小以增大力传感器的阻抗变化，由此提高力传感器的灵敏度。

图6是用于解释力传感器的阻抗变化的实验设计图，例如示出力传感器的各种示例整体或部分地附接至电路板的情况的平面图。

参考图6，为了将力传感器100整体附接至电路板的第一情况“情况i”与力传感器100部分地附接至电路板的第二情况“情况ii”进行比较，多个力传感器100附接至电路板上的相同的位置a和b。之后，在每个位置a或b处向力传感器100施加力之前和之后测量根据频率的电压，以比较整体附接的情况i和部分附接的情况ii，

所测量的电压是施加至与图3的力传感器连接的电阻器rs的电压。力传感器的阻抗越大，则穿过电阻器rs的电压变得越小，且力传感器的阻抗越小，则穿过电阻器rs的电压变得越大。此外，施加力之前的初始电压和施加力时的电压之间的差异越大(电压变化越大)，则力传感器的阻抗变化越大(即，力传感器具有更高的灵敏度)。

对于位于位置a处的力传感器，在谐振点处，施加力之前的初始电压和施加力时的电压之间的改变在整体附接的情况i中是约80mv而在部分附接的情况ii中是约90mv。因此，可以看出，与在整体附接的情况i中相比，在部分附接的情况ii中电压变化更大。换言之，可以看出，与在整体附接的情况i中谐振点处的力传感器的灵敏度相比，在部分附接的情况ii中谐振点处的力传感器的灵敏度高出约12％。

反谐振点处的力传感器的灵敏度也在部分附接的情况ii中相比于在整体热附接的情况i中更高。例如，在谐振点和反谐振点二者处，位置a处的力传感器的灵敏度均高出约6％，且位置b处的力传感器的灵敏度均高出约8％。

因此，根据实施方式，如图4a和图4b中所示的那样，用于将力传感器100附接至电路板200的附接层300可仅形成在力传感器100的一部分上，而不形成在其整个表面上，由此提高对力的灵敏度。

图7和图8是示出根据各实施方式的附接部分301的图案形状的平面图。图7和图8示出附接部分301的图案形状不限于图4a和图4b中所示的形状，而是可以进行各种修改。

在图7的a中，附接部分301沿着力传感器的边缘形成。附接部分301可定位至力传感器的边缘。附接部分301的宽度可为(但不限于)恒定的。

附接部分301还可形成为如图7的b中所示的内边缘的形状，或者可如图7的c中所示形成在力传感器的粘接表面的两端处。

如图7的d和e中所示，附接部分301可形成为四边形岛形状以将力传感器附接至电路板。

附接部分301还可如图7的f至j中所示那样形成为圆形状或椭圆形状，而不是棱角形状。例如，附接部分301可仅形成在力传感器的边缘部分中且在中央处保留圆形(参见图7的f)，可仅形成在中央处的圆形部分中(图7的h)，或者可沿着在力传感器的粘接表面内侧的圆形边沿(例如，作为环形圆或椭圆形状)定位(参见图7的g)。

此外，可通过如图7的k和l中所示的附接部分301形成或限定多个四边形或多个圆形。

图8示出附接部分301可定位成条纹形状。

换言之，如图8的a至h中所示，附接部分301可形成为跨经力传感器的粘接表面的单个条纹的形状，以将力传感器附接至电路板。条纹的长度可以(但不限于)等于粘接表面的长度或宽度，或者甚至等于粘接表面的对角线长度。条纹还可具有各种宽度。

条纹状附接部分301可形成为平行于力传感器的水平或竖直表面，但是还可如图8的g和h中所示那样对角地形成。

可替代地，附接部分301可如图8的i至l中所示那样形成为多个条纹的形状，或者可如图8的m至p中所示那样形成为多个条纹彼此交叉的形状。

如图8的qt中所示，附接部分301还可仅形成在排除条纹形状之外的区域中(例如，附接部分301可限定一个或多个条纹形状)。在这种情况中，力传感器的不附接至电路板的部分可以是条纹形状。

如上所述，附接部分301可形成为各种图案，并且不限于图7和图8中所示的形状。

在以上描述的实施方式中，压电元件的整体具有矩形形状。然而，压电元件还可具有各种形状，诸如，椭圆形状、圆形状和多边形形状。

图9示出根据实施方式的在谐振频率和反谐振频率处压电元件的振动位移。图10示出在图9的每个模式中附接部分301的位置。

如上所述，当ac电压施加至力传感器时，力传感器的表面会振动。这里，力传感器的表面可根据频率以不同的形式振动。如上所述可存在多个谐振频率和多个反谐振频率，且图9和图10中所示的每个频率f1、f2或f3可为谐振频率和反谐振频率中的任一个。

如根据图9中所示的模拟结果显而易见的那样，当具有不同谐振或反谐振频率的电压施加至力传感器时，力传感器的表面振动的形式可根据频率而变化。

在图9中，暗区是力传感器振动相对强的区域，且亮区是力传感器振动不那么强的区域。换言之，亮区是力传感器的振动位移最小的区域。

图10中所示的附接部分301的位置与图9中力传感器的振动位移减小或最小化的区域对应。换言之，力传感器仅在力传感器的根据频率的振动位移被限制或最小化的部分中附接至电路板。

例如，当施加图9的具有频率f1的电压时，其中力传感器的振动位移大的区域呈位于力传感器的两端处的半圆形状，且其中力传感器的振动位移被限制或最小化的区域是排除半圆形之外的部分并且呈沙漏/水漏的形状。因此，在图10的频率f1处，附接部分301可形成为具有比中间部更宽的上部和下部的柱式形状。

如图10中所示，电路板仅附接至力传感器的其中力传感器的振动位移小的区域，这样可以通过减少或最小化对力传感器的振动动作的影响来提高或最大化力传感器的灵敏度。如果电路板附接至其中力传感器的振动位移相对大的区域，则力传感器的振动动作可能被阻碍。因此，施加力的状态和初始状态之间的阻抗变化可能会小。

就此而言，根据实施方式，附接部分301可形成在其中力传感器的振动位移相对小的区域中，以增大或最大化力传感器的阻抗变化，由此提高力传感器的灵敏度。

图11是示出根据实施方式的附接部分的图案形状的平面图。

图11中所示的附接部分301具有在各种频率处最大化力传感器的灵敏度的图案。换言之，能够在图9和图10中所示的各种谐振频率和反谐振频率中的全部频率处提高或最大化力传感器的灵敏度的形状与图10的频率f1至f3处附接部分301的形状的共同交叉区域对应。因此，如果力传感器以图11中所示的附接部分301的形状附接至电路板，则即便在电力以各种频率被供应时其也是适用的。

图12是根据实施方式的显示设备2的剖视图。

除了力传感器模块2000的配置之外，根据图12的实施方式的显示设备2与根据图2的实施方式的显示设备1基本相同。因此，将省略显示设备2的冗余描述，并且现将在主要集中于与先前实施方式的不同之处的情况下描述当前实施方式。

参考图12，根据当前实施方式的力传感器模块2000与根据图2的实施方式的力传感器模块1000的不同之处在于：除了力传感器100以及与力传感器100附接的电路板200之外，还包括沿着力传感器100的周界定位并且与力传感器100间隔开的支承件400，以及还包括在厚度方向上与力传感器100重叠且位于电路板200下方的基座500。

力传感器模块2000可通过粘合层41附接并固定至盖面板40的下表面。粘合层41可由绝缘材料(例如，电绝缘材料)制成。因此，力传感器模块2000不与位于粘合层41上的显示面板30和盖面板40电连接。

力传感器模块2000的支承件400定位成围绕力传感器100的侧表面。支承件400可围绕力传感器100的侧表面。支承件400包括或限定开放部分，且力传感器100可位于该开放部分中。支承件400的开放部分的内壁可与力传感器100间隔开。支承件400的高度可与力传感器100的高度和附接层300的厚度的总和基本相同。

力传感器模块2000的附接层300的下表面和力传感器模块2000的支承件400的下表面可位于电路板200的平面上。支承件400可增大位于电路板200上的力传感器100的表面积，由此执行平坦化力传感器模块2000的功能。如果力传感器100位于盖面板40和电路板200之间而没有支承件400，则力传感器100将可能由于小的粘合面积而容易从盖面板40和电路板200脱离。然而，因为在当前实施方式中围绕力传感器100而定位的支承件400还附接至盖面板40和电路板200，所以能够避免力传感器100的脱离。支承件400的上表面可与粘合层41接触。

支承件400可由柔软的材料制成。支承件400可由具有比力传感器100的硬度低的硬度的材料制成。因此，当力传感器100从窗10和/或电路板200接收力时，所接收的力可集中在力传感器100上而不会分散到支承件400。

基座500可位于电路板200下方。基座500可在厚度方向上与力传感器100重叠。基座500可具有但不限于柱形状。基座500可位于电路板200和支架50之间。基座500可由具有弹性的延展性材料制成。

当力传感器100由于力而被按压时，基座500可用于增大从支架50接收的力f2(例如，因为基座500在平面图中具有比支承件400的面积更小的面积)。换言之，传递至力传感器100的力可通过从窗10传递的力f1和从基座500传递的力f2而翻倍或增大。

因此，由于存在基座500时传递至力传感器100的力比没有基座500时更大，所以在施加力时能够有效地抑制力传感器100的振动。如果在施加力时力传感器100的振动被有效地抑制(例如，相反地在未施加力时不被抑制)，则由于能够在以上描述的谐振频率和反谐振频率处增大或最大化力传感器100的阻抗变化，因此能够提高力传感器100的灵敏度。

此外，基座500还可用于吸收整个显示设备2上的冲击。

虽然在图中附接层300形成在力传感器100的整个下表面上，但是如图4a的实施方式中那样其可替代地仅形成在力传感器100的下表面的一部分上，由此将力传感器100划分成附接部分301和非附接部分302。

图13是根据实施方式的力传感器100和支承件400的平面图。

参考图13，在平面图中，支承件400可形成为围绕力传感器100的外表面的环形圈形状。如图13中所示，力传感器100的平面形状可以是四边形形状。然而，力传感器100的平面形状不限于四边形形状，且力传感器100还可具有各种平面形状，诸如圆形状和椭圆形状。

图14是根据实施方式的力传感器100和支承件400的平面图。参考图14，在平面图中，支承件400可形成为多个矩形。

参考图13和图14，支承件400可围绕力传感器100且支承件400和力传感器100之间具有空间。支承件400可以以用于增大力传感器模块2000或2001的表面积的形状围绕力传感器100而形成，并且可以是用于增大或最大化平坦化功能的结构。

当ac电力被供应至力传感器100时，力传感器100和支承件400之间的空间可防止力传感器100的振动被阻碍。

换言之，根据实施方式的力传感器模块2000和2001可构造为在未向力传感器100施加力时不阻碍力传感器100的振动，并且还可构造成在向力传感器100施加力时(例如，以合理程度尽可能多地)抑制力传感器100的振动，由此提高力传感器100的灵敏度。

图15是根据实施方式的显示设备3的剖视图。

根据图15的实施方式的显示设备3与根据图12的实施方式的显示设备2的不同之处在于：除了第一电路板200之外，力传感器模块2002还包括第二电路板310，并且力传感器模块2002包括第二粘合层42以替代支承件400。

例如，第二电路板310位于第一粘合层41下方，并且第二粘合层42和力传感器100位于第二电路板310下方。第一电路板200位于第二粘合层42下方。第一电路板200包括或限定孔，且力传感器100位于孔内部。类似于图12的支承件400，第二粘合层42围绕力传感器100。第二粘合层42的上表面粘接至第二电路板310，且第二粘合层42的下表面粘接至第一电路板200的上表面。

力传感器100的上表面通过附接层300电连接至第二电路板310。力传感器100的下表面可连接至基座500。

第一电路板200和第二电路板310可通过连接布线320彼此电连接。因此，力传感器100可通过附接层300、第二电路板310和连接布线320电连接至第一电路板200。因此，力传感器100可从第一电路板200接收驱动电力。

基座500的高度可对应于但不限于如图15中所示的第一电路板200和支架50的位置之间的距离。

在当前实施方式中，能够通过第二粘合层42和基座500来提高力传感器100的灵敏度。此外，因为力传感器100位于第一电路板200的孔内部，所以能够减小显示设备3的厚度。

图16是根据实施方式的显示设备4的剖视图。

根据图16的实施方式的显示设备4与根据图12的实施方式的显示设备2的不同之处在于力传感器模块2003的力传感器100和电路板200的堆叠顺序。

例如，电路板200可位于盖面板40下方，且附接层300、力传感器100和基座500可相继地位于电路板200下方。如图12和图15的实施方式中那样，由于力传感器100通过附接层300电连接至电路板200以及由于力传感器100的底部由基座500支承，因此能够提高力传感器100的灵敏度。相比于图12和图15中所示的力传感器模块2000和2002，图16中所示的力传感器模块2003可具有更少的组件，并且可在更简单的装配工序中进行制造。

在图16的显示设备4中，仅盖面板40位于电路板200和显示面板30之间。因此，包括弯曲部分的显示面板30可弯曲为具有更大的曲率。

图17是示出根据实施方式的相对于施加至力传感器的力的电压变化的图形。图17示出在与载重对应的力施加至具有包括基座500的力传感器模块的显示设备和具有不包括基座500的力传感器模块的显示设备中的每一个时的电压变化。

在图17中，x轴表示作为所施加的载重[g]的力，且y轴表示电压变化[mv]。

电压变化表示图2中所示的电阻器rs在谐振频率处施加力时的情况与未施加力时的情况之间的电压变化。换言之，电压变化表示在向力传感器施加力时力传感器的阻抗变化。

如根据图17显而易见的那样，在具有基座的结构中(由参考标号71指示)，随着载重(其为物理刺激)增加，电压变化展现出显著的线性特性。此外，相比于没有基座的结构(由参考标号72指示)，在具有基座的结构中观察到更大的电压变化。这里，大的电压变化表示由于施加力而引起的力传感器的相对大的阻抗变化，且因此表示对于力的相对大的灵敏度。

因此，从图17中可以看出，通过在力传感器模块中安装基座，能够进一步提高显示设备对于力的灵敏度。

因此，根据实施方式的力传感器能够具有改善的力感测灵敏度。此外，包括这种根据实施方式的力传感器的显示设备能够更精确地识别力的输入。

然而，实施方式的效果不限于本文阐述的效果。通过参考权利要求，对于实施方式所属领域的技术人员而言，实施方式的以上及其他效果将变得更加明显。

虽然已经参考本公开的示例性实施方式具体示出和描述了本公开，但是本领域普通技术人员应理解，在没有脱离如所附权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可在包括其功能等同项的情况下进行各种形式和细节上的改变。示例性实施方式应仅在描述性的意义上进行考虑，而并非出于限制的目的。