[0002] 本发明涉及一种力传感器，更具体地，涉及一种用于感测剪切力的力传感器。

[0003] 向用户提供图像的电子装置(诸如智能电话、平板个人计算机(PC)、数码相机、膝上型计算机、导航装置和智能电视机)包括用于显示图像的显示装置。这样的显示装置包括用于产生并显示图像的显示面板和各种输入装置。

[0004] 识别触摸输入的触摸面板被广泛地用作智能电话或平板PC的显示装置。由于其便利性，触摸面板被越来越多地用作诸如键盘的现有物理输入装置的替代品。

[0005] 力传感器可以被用于采用触摸面板的显示装置上。通常，力传感器检测在显示装置的厚度方向上施加的力。虽然用户界面(UI)可以仅利用在显示面板的厚度方向上的输入来实施，但为了实现更多样化和逼真的UI，将在各个方向上施加的力识别为单独的输入会是有用的。

[0036] 将在下文中参照附图更充分地描述本发明的示例性实施例。然而，发明构思可以以许多不同的形式来实施，而不应被解释为局限于这里所阐述的实施例。在整个说明书中，同样的附图标记可以表示同样的元件。

[0037] 如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种/者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。

[0038] 将理解的是，当元件或层被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时，该元件或层可以直接在所述另一元件或层上、直接连接到或直接结合到所述另一元件或层，或者可以存在中间元件或中间层。

[0039] 在附图中，为了便于解释，可以在尺寸上夸大或缩小组件。

[0040] 根据本发明的示例性实施例的力传感器包括第一电极、第二电极和至少一个力感测层。第一电极和第二电极可以彼此分离。第一电极和第二电极中的一个可以是驱动电极，而另一个可以是感测电极。第一电极和第二电极可以不彼此直接接触。在某一状态下(例如，当力传感器被按压时)，第一电极和第二电极可以彼此更靠近，并且力感测层在第一电极与第二电极之间。当发生这种情况时，力感测层的一个表面与第一电极接触，力感测层的另一表面与第二电极接触，使得电流可以通过力感测层在第一电极与第二电极之间流动。

[0041] 图1示出了根据本发明的示例性实施例的力传感器的剖视图。图1的(a)示出了当力传感器1未被按压时的力传感器1；图1的(b)示出了当力传感器1在厚度方向Z1和Z2上被按压时的力传感器1；图1的(c)示出了当力传感器1在厚度方向Z1和Z2上并在水平方向X1和X2上被按压时的力传感器1。

[0042] 参照图1的(a)，力传感器1包括彼此面对的第一传感器元件10和第二传感器元件20。第一传感器元件10和第二传感器元件20中的每个可以是但不限于膜、片、板、面板或堆叠层。

[0043] 第一传感器元件10和第二传感器元件20可以在厚度方向Z1和Z2上彼此间隔开。支撑件30可以设置在第一传感器元件10与第二传感器元件20之间以在第一传感器元件10与第二传感器元件20之间保持间距。支撑件30可以设置在第一传感器元件10和第二传感器元件20的侧部上。当从上方观看时，支撑件30可以沿着第一传感器元件10和第二传感器元件20的边缘设置。稍后将参照图25至图27来描述支撑件的各种布局和形状。

[0044] 第一传感器元件10包括第一基底11、设置在第一基底11上的第一突起12、设置在第一突起12上的第一电极13以及设置在第一电极13上的第一力感测层14。第二传感器元件20包括第二基底21、设置在第二基底21上的第二突起22以及设置在第二突起22上的第二电极23。

[0045] 第一基底11和第二基底21彼此面对。在下面的描述中，基底11和21彼此面对的表面可以被称为第一表面，而基底11和21的背对的表面可以被称为第二表面。第一突起12设置在第一基底11的第一表面上，第二突起22设置在第二基底21的第一表面上。

[0046] 如附图中所示，力或压力可以通过第二基底21的第二表面输入到力传感器1。然而，将理解的是，本发明不局限于此。力或压力可以通过第一基底11的第二表面来输入，或者通过第一基底11的第二表面以及第二基底21的第二表面来输入。

[0047] 第一基底11和第二基底21中的每个可以包括诸如聚乙烯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚砜、聚丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚(降冰片烯)和聚酯的材料。根据本发明的示例性实施例，第一基底11和第二基底21中的每个可以形成为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜或聚酰亚胺膜。然而，将理解的是，本发明不局限于此。第一基底11和第二基底21中的每个可以由玻璃、石英等制成，或者可以由诸如有机绝缘层或无机绝缘层的绝缘层制成。

[0048] 第一突起12被设置为使得其在第一厚度方向Z1上从第一基底11突出。第一突起12可以在第一厚度方向Z1上从第一基底11的第一表面突出。第一厚度方向Z1由指向第二基底21的箭头表示。

[0049] 第二突起22被设置为使得其在第二厚度方向Z2上从第二基底21突出。第二突起22可以在第二厚度方向Z2上从第二基底21的第一表面突出。第二厚度方向Z2由指向第一基底11的箭头表示。

[0050] 第一突起12和第二突起22可以由绝缘材料制成。第一突起12和第二突起22可以由有机材料或无机材料制成。例如，第一突起12和第二突起22可以由聚丙烯酸树脂、聚丙烯酸酯树脂、聚酰亚胺树脂等制成，或者可以由硅树脂化合物制成。

[0051] 在本发明的示例性实施例中，第一突起12和第二突起22可以由具有弹性的材料制成。当第一突起12和第二突起22具有一定的弹性时，它们可以吸收一些外部施加的力(诸如剪切力或者在厚度方向Z1和Z2上的力)以防止损坏力传感器1的元件。此外，第一突起12和第二突起22中的每个可以在力引起变形之后恢复到其原始形状。

[0052] 第一突起12和第二突起22可以具有但不局限于圆顶形状、金字塔状方柱形形状、圆柱形形状等。在附图中，第一突起12和第二突起22具有圆顶形状。

[0053] 根据本发明的示例性实施例，第一突起12和第二突起22的宽度(例如，下端的直径)可以在100μm至500μm的范围内。第一突起12和第二突起22中的每个的高度可以在100μm至500μm的范围内。

[0054] 第一突起12和第二突起22可以具有基本相同的形状和尺寸。

[0055] 第一突起12和第二突起22可以被设置为使得它们在厚度方向Z1和Z2上彼此至少部分地不叠置。换言之，当从上方观看时，第一突起12和第二突起22可以交错。交错的第一突起12和第二突起22形成一对突起。虽然图1示出了仅一对突起，但可以设置有两对或更多对突起。

[0056] 第一突起12的中心12c可以在水平方向X1和X2(即，线性方向X1和X2)上与第二突起22的中心22c间隔开一定的距离p。例如，第一突起12的中心12c可以在第一线性方向X1上与第二突起22的中心22c间隔开，第二突起22的中心22c可以在与第一线性方向X1相反的第二线性方向X2上与第一突起12的中心12c间隔开。

[0057] 将注意的是，如果第一突起12在水平方向X1和X2上与第二突起22间隔太远，则第一突起12和第二突起22不会通过剪切力而彼此紧密接触。因此，距离p处于预定范围内。例如，第一突起12的中心12c与第二突起22的中心22c之间在第一线性方向X1上的距离p可以小于第一突起12的宽度与第二突起22的宽度之和。

[0058] 第一突起12的中心12c和第二突起22的中心22c可以分别指第一突起12在宽度方向上的中心和第二突起22在宽度方向上的中心。第一突起12和第二突起22可以分别在它们的中心12c和22c处具有最大的突起高度。

[0059] 图1的(a)示出了第一突起12和第二突起22在厚度方向Z1和Z2上彼此完全不叠置的示例。

[0060] 第一突起12和第二突起22的由箭头X1指示的侧(例如，图1中的右侧)可以是“第一侧”，由箭头X2指示的背对的侧(例如，图1中的左侧)可以是“第二侧”。如果第一突起12完全不与第二突起22叠置，则第一突起12的位于第二侧上的侧表面12b不与第二突起22叠置，并且第二突起22的位于第一侧上的侧表面22a不与第一突起12叠置。术语“位于第一侧上的侧表面”和“位于第二侧上的侧表面”可以指在相应方向上的最外的侧表面，例如，圆顶状突起的下端附近的侧表面。位于第一突起12的第二侧上的侧表面12b与位于第二突起22的第一侧上的侧表面22a之间的水平距离d可以小于第一突起12(或第二突起22)的宽度，并且可以等于或小于第一突起12(或第二突起22)的宽度的一半。在附图中，第一突起12在第一侧上具有侧表面12a，第二突起22在第二侧上具有侧表面22b。第一突起12的位于第一侧上的侧表面12a与位于第二侧上的侧表面12b背对。第二突起22的位于第二侧上的侧表面22b与位于第一侧上的侧表面22a背对。

[0061] 第一电极13设置在第一突起12上。第一电极13覆盖第一突起12并且从第一突起12的一侧延伸到第一基底11的其上未设置有第一突起12的第一表面。第一电极13不设置在第一基底11的第一表面上的包括面对第二突起22的中心22c的区域的区域中。未设置有第一电极13的区域为第一开口区域OP1。在第一开口区域OP1中，第一基底11的第一表面被暴露而没有被第一电极13覆盖。第一开口区域OP1同与其面对的第二突起22的中心22c叠置。此外，第一开口区域OP1可以与整个第二突起22叠置。第一开口区域OP1的宽度可以等于或大于第二突起22的宽度。根据本发明的示例性实施例，第一开口区域OP1的宽度可以是第二突起22的宽度的一倍至四倍(例如，大约两倍)。

[0062] 第二电极23设置在第二突起22上。第二电极23覆盖第二突起22，并且从第二突起22的侧表面延伸到第二基底21的其上未设置有第二突起22的第一表面。第二电极23不设置在第二基底21的第一表面上的包括面对第一突起12的中心12c的区域的区域中。未设置有第二电极23的区域为第二开口区域OP2。在第二开口区域OP2中，第二基底21的第一表面被暴露而没有被第二电极23覆盖。第二开口区域OP2同与其面对的第一突起12的中心12c叠置。此外，第二开口区域OP2可以与整个第一突起12叠置。第二开口区域OP2的宽度可以等于或大于第一突起12的宽度。根据本发明的示例性实施例，第二开口区域OP2的宽度可以是第一突起12的宽度的一倍至四倍(例如，大约两倍)。

[0063] 当从上方观看时，第一开口区域OP1和第二开口区域OP2中的每个可以具有圆形形状、椭圆形形状、矩形形状等以及各种其它形状。当第一开口区域OP1和第二开口区域OP2在一个方向上具有伸长的形状时，长度方向可以与上述线性方向X1和X2相同。

[0064] 第一开口区域OP1的位于第一突起12的第二侧上的部分与第二开口区域OP2的位于第二突起22的第一侧上的部分可以在厚度方向Z1和Z2上叠置。

[0065] 第一电极13和第二电极23中的每个可以包括诸如银(Ag)和铜(Cu)的导电材料。第一电极13和第二电极23可以例如通过丝网印刷形成。在本发明的一些示例性实施例中，第一电极13和第二电极23可以由诸如ITO和IZO的透明的导电氧化层或者诸如纳米线、碳纳米管和导电聚合物的透明的导电材料制成。

[0066] 第一电极13和第二电极23的厚度可以是但不局限于2μm至8μm，或者为大约4μm。

[0067] 第一力感测层14设置在第一电极13上。第一力感测层14可以具有与第一电极13的图案形状基本相同的图案形状。第一基底11的第一表面可以在第一开口区域OP1中被暴露而没有被第一力感测层14覆盖。

[0068] 第一力感测层14可以包括压敏材料。压敏材料可以包括诸如镍、铝、锡或铜的金属纳米颗粒或者碳纳米颗粒。压敏材料可以以颗粒的形式分散在聚合物树脂中。然而，将理解的是，本发明不局限于此。

[0069] 第一力感测层14可以比第一电极13厚。第一力感测层14的厚度可以在4μm至12μm的范围内，例如为大约8μm。

[0070] 图2是示出根据本发明的示例性实施例的第一力感测层的电阻对力的曲线图。

[0071] 参照图2，随着施加到第一力感测层14的力增大，电阻减小。通过使用该特性，能够感测是否施加了力以及施加的力的大小。

[0072] 例如，假设驱动电压施加到第一电极13并感测在第二电极23中流动的电流量或电压。如图1的(a)中所示，当力传感器1未被按压时，由于第一电极13和第二电极23彼此间隔开，所以没有电流从第一电极13流到第二电极23。换言之，它们彼此电断开。

[0073] 如图1的(b)中所示，如果从第二基底21的第二表面沿第二厚度方向Z2施加力，则第一基底11与第二基底21之间的距离减小。在这种情况下，设置在第一电极13的位于第一突起12上的部分上的第一力感测层14与第二基底21的经由第二开口区域OP2暴露的第一表面接触。此外，第二电极23的位于第二突起22上的部分可以与第一基底11的经由第一开口区域OP1暴露的第一表面接触。随着第二厚度方向Z2上的力增大，传递到第一力感测层14的力可以增大，同时第一力感测层14的电阻可以减小。由于第一力感测层14在第二开口区域OP2中与第二基底21的第一表面接触，但与第二电极23电断开，所以即使例如向第一电极13施加驱动电压，也没有电流在第二电极23中流动。

[0074] 如图1的(c)中所示，当同时施加第二厚度方向Z2上的力以及作为水平方向的第一线性方向X1上的力(例如，剪切力)时，第二突起22例如向下移动并横向移动。如果施加等于或大于阈值的力(例如，剪切力)，则位于第二突起22上的第二电极23与设置在位于第一突起12上的第一电极13上的第一力感测层14接触。当剪切力相对弱并且传递到第一力感测层14的力小时，第一力感测层14的电阻高，使得电流几乎不流到第二电极23。另一方面，当剪切力强且施加到第一力感测层14的力增大时，第一力感测层14的电阻低，使得电流从第一电极13通过第一力感测层14流到第二电极23。因此，能够通过检查由第二电极23感测到的电流量或电压来确定在第一线性方向X1上是否存在剪切力，如果存在剪切力，则能够感测该剪切力的大小。

[0075] 与示出的示例相反的是，当在第二线性方向X2上施加力时，第一突起12的中心12c与第二突起22的中心22c之间的距离p增大。因此，第一电极13和第二电极23不利用位于第一电极13与第二电极23之间的第一力感测层14来彼此接触，使得将不在第二电极23处检测到感测电流。为了感测在第二线性方向X2上的剪切力，可以在水平方向X1和X2上颠倒第一突起12和第二突起22的位置。下面将参照图11详细描述如何通过重新布置第一突起12和第二突起22来检测并感测各个方向上的剪切力的示例。

[0076] 图3示出了根据本发明的另一示例性实施例的力传感器的剖视图。图3的(a)示出了当力传感器1_1未被按压时的力传感器1_1；图3的(b)示出了当力传感器1_1在厚度方向Z1和Z2上被按压时的力传感器1_1；图3的(c)示出了当力传感器1_1在厚度方向Z1和Z2上以及在水平方向X1和X2上被按压时的力传感器1_1。

[0077] 图3的(a)示出了第一突起12和第二突起22在厚度方向Z1和Z2上彼此部分地叠置的示例。

[0078] 参照图3的(a)，当力传感器1_1未被按压时，第一突起12和第二突起22彼此部分地叠置。

[0079] 例如，位于第一突起12的第二侧上的侧表面12b与第二突起22叠置，位于第二突起22的第一侧上的侧表面22a与第一突起12叠置。第二突起22的与第一突起12的侧表面12b叠置的部分可以(在第一线性方向X1上)从第二突起22的中心22c延伸到第二突起22的第一侧。第一突起12的与第二突起22的侧表面22a叠置的部分可以(在第二线性方向X2上)从第一突起12的中心12c延伸到第一突起12的第二侧。第一突起12和第二突起22彼此叠置的部分在水平方向上的宽度可以小于第一突起12(或第二突起22)的宽度的一半。在本发明的示例性实施例中，第二突起22的侧表面22a和第一突起12的侧表面12b在厚度方向Z1和Z2上叠置，并且可以彼此对齐。

[0080] 如图3的(b)中所示，如果从第二基底21的第二表面沿第二厚度方向Z2施加力，则第一基底11与第二基底21之间的距离减小。在这种情况下，设置在第一电极13的位于第一突起12上的部分上的第一力感测层14与第二基底21的经由第二开口区域OP2暴露的第一表面接触，第二电极23的位于第二突起22上的部分可以与第一基底11的经由第一开口区域OP1暴露的第一表面接触。当发生这种情况时，第二电极23的设置在第二突起22的第一侧上的部分(例如，从中心22c沿第一线性方向X1延伸的部分)可以与第一力感测层14的设置在位于第一突起12的第二侧上的第一电极13上的部分(例如，从中心12c沿第二线性方向X2延伸的部分)接触。然而，由于第一力感测层14的所述部分和第二电极23的所述部分以一倾斜角彼此接触，因此第一力感测层14未接收足够的力，因此，第一力感测层14的电阻高。因此，没有电流或少量电流流到第二电极23。

[0081] 在图3的(b)中，当第一基底11和第二基底21彼此靠近时，如果即使在已经按压了彼此叠置的第一突起12和第二突起22之后仍沿厚度方向Z2进一步按压力传感器1_1，则第二基底21的第二突起22会朝向第二突起22的第二侧移动。因此，如图3的(b)中所示，第二基底21会相对于第一基底11稍微向左移动。

[0082] 如图3的(c)中所示，当同时施加第二厚度方向Z2上的力和作为水平方向的第一线性方向X1上的力(例如，剪切力)时，第二突起22例如向下移动。然后，位于第二突起22上的第二电极23与设置在位于第一突起12上的第一电极13上的第一力感测层14紧密接触。随着剪切力增大，施加到第一力感测层14的力增大，因此，第一力感测层14的电阻减小，使得电流可以从第一电极13通过第一力感测层14流向第二电极23。在图3的(c)中示出的状态下流到第二电极23的电流量或电压与在图3的(b)中示出的状态下流到第二电极23的电流量或电压不同。因此，能够通过检查电流量或电压来确定是否施加有剪切力，如果施加有剪切力，则能够感测该剪切力的大小。

[0083] 图4示出了根据本发明的又一示例性实施例的力传感器的剖视图。图4的(a)示出了当力传感器1_2未被按压时的力传感器1_2，图4的(b)示出了当力传感器1_2在水平方向X1和X2上被按压时的力传感器1_2。图4示出了当力传感器1_2未被按压时第一基底11与第二基底21之间的间距在厚度方向Z1和Z2上已经变窄的示例。

[0084] 参照图4的(a)，当力传感器1_2未被按压时，设置在位于第一突起12上的第一电极13上的第一力感测层14与第二基底21的通过第二开口区域OP2暴露的第一表面接触。此外，位于第二突起22上的第二电极23与第一基底11的通过第一开口区域OP1暴露的第一表面接触。设置在第二突起22的第一侧上的第二电极23可以与设置在位于第一突起12的第二侧上的第一电极13上的第一力感测层14接触。然而，由于第一力感测层14与第二电极23以一倾斜角彼此接触，因此第一力感测层14未接收足够的力，因此，第一力感测层14的电阻高，所以没有电流或少量电流流到第二电极23。

[0085] 如图4的(b)中所示，当在作为水平方向的第一线性方向X1上施加力(例如，剪切力)时，第二突起22沿一个方向移动，例如向右移动。然后，位于第二突起22上的第二电极23与设置在位于第一突起12上的第一电极13上的第一力感测层14紧密接触。随着剪切力增大，施加到第一力感测层14的力增大，因此，第一力感测层14的电阻减小，使得电流可以从第一电极13通过第一力感测层14流向第二电极23。因此，能够确定是否施加有剪切力，如果施加有剪切力，则能够感测该剪切力的大小。

[0086] 在下文中，将描述根据本发明的示例性实施例的各种力传感器。

[0087] 图5是根据本发明的又一示例性实施例的力传感器的剖视图。

[0088] 除了第二传感器元件20_3也包括力感测层之外，根据图5中示出的示例性实施例的力传感器1_3与图1中示出的力传感器1基本相同。

[0089] 例如，第二力感测层24设置在力传感器1_3的第二传感器元件20_3的第二电极23上。第二力感测层24可以具有与第二电极23的图案形状基本相同的图案形状。第二基底21的第一表面可以在第二开口区域OP2中被暴露而没有被第二力感测层24覆盖。

[0090] 与第一力感测层14一样，第二力感测层24可以包括压敏材料。第二力感测层24可以执行与第一力感测层14的功能相同的功能。

[0091] 根据图5中示出的示例性实施例，当第二突起22由于剪切力而朝向第一突起12移动时，设置在位于第二突起22上的第二电极23上的第二力感测层24与设置在位于第一突起12上的第一电极13上的第一力感测层14彼此接触。第一力感测层14和第二力感测层24的电阻根据传递到它们的力的大小而改变。当第一力感测层14和第二力感测层24的电阻减小时，电流可以从第一电极13通过第一力感测层14和第二力感测层24流到第二电极23。因此，能够通过检查由第二电极23感测到的电流量或电压来确定在第一线性方向X1上是否存在剪切力，如果存在剪切力，则能够感测该剪切力的大小。

[0092] 图6是根据本发明的又一示例性实施例的力传感器的剖视图。

[0093] 除了第一电极13_4、第一力感测层14_4和第二电极23_4被形成为没有第一开口区域和第二开口区域之外，根据图6中示出的示例性实施例的力传感器1_4与图1中示出的力传感器1基本相同。此外，绝缘层15和25分别设置在第一开口区域OP1(见图1)和第二开口区域OP2(见图1)的位置处。

[0094] 例如，第一传感器元件10_4的第一电极13_4覆盖第一突起12，并且从第一突起12的两侧延伸到第一基底11的未设置有第一突起12的第一表面。第一电极13_4延伸到面对第二突起22的中心22c的区域。第一电极13_4可以覆盖第一基底11的整个第一表面。第一力感测层14_4设置在第一电极13_4上。第一力感测层14_4可以覆盖第一电极13_4的整个表面。根据本实施例，第一电极13_4和第一力感测层14_4设置在面对第二突起22的中心22c的区域中，因此，不会设置诸如在图1中示出的一个的第一开口区域OP1。

[0095] 第二传感器元件20_4的第二电极23_4覆盖第二突起22，并且从第二突起22的侧表面延伸到第二基底21的其上未设置有第二突起22的第一表面。第二电极23_4延伸到面对第一突起12的中心12c的区域。第二电极23_4可以覆盖第二基底21的整个第一表面。根据本实施例，第二电极23_4设置在面对第一突起12的中心12c的区域中，因此，可以不形成诸如在图1中示出的一个的第二开口区域OP2。

[0096] 第一绝缘层15可以设置在第一力感测层14_4上，第二绝缘层25可以设置在第二电极23_4上。

[0097] 第一绝缘层15设置在位于第一力感测层14_4上的包括面对第二突起22的中心22c的区域的区域中。第一绝缘层15被设置为使得设置在位于第一突起12上的第一电极13_4上的第一力感测层14_4被至少部分地暴露。当从上方观看时，第一绝缘层15的形状可以与图1中的第一开口区域OP1的形状基本相同。

[0098] 第二绝缘层25设置在位于第二电极23_4上的包括面对第一突起12的中心12c的区域的区域中。第二绝缘层25被设置为使得位于第二突起22上的第二电极23_4被至少部分地暴露。当从上方观看时，第二绝缘层25的形状可以与图1中的第二开口区域OP2的形状基本相同。

[0099] 根据本实施例，当第一基底11与第二基底21之间的距离通过在厚度方向Z1和Z2上按压而减小时，设置在位于第一突起12上的第一电极13_4上的第一力感测层14_4的表面可以与第二绝缘层25接触。此外，位于第二突起22上的第二电极23_4可以与第一绝缘层15接触。因此，当在厚度方向Z1和Z2上接收到力时，可以通过第一绝缘层15和第二绝缘层25有效地阻挡从第一电极13_4到第二电极23_4的电流流动。结果，可以防止感测剪切力中的噪声。另一方面，当在作为水平方向的第一线性方向X1上接收到力时，第一力感测层14_4可以与第二电极23_4直接接触，使得电流可以流动。因此，能够确定是否存在剪切力并感测该剪切力的大小。

[0100] 图7是根据本发明的又一示例性实施例的力传感器的剖视图。

[0101] 除了第一电极13_5和第一力感测层14_5被图案化为使得第一突起12被暴露，第二电极23_5被图案化为使得第二突起22被暴露之外，根据图7中示出的示例性实施例的力传感器1_5与图1中示出的力传感器1基本相同。

[0102] 例如，第一传感器元件10_5包括使第一突起12的中心12c暴露的第一突起开口部分EX1，第二传感器元件20_5包括使第二突起22的中心22c暴露的第二突起开口部分EX2。第一突起开口部分EX1和第二突起开口部分EX2使第一突起12的中心12c和第二突起22的中心22c暴露，但不暴露它们的外围部分(即，侧部)。

[0103] 因此，当力传感器1_5在厚度方向Z1和Z2上接收到力时，即使第一突起12的中心12c的暴露的顶部与第二基底21的第一表面接触，并且第二突起22的中心22c的暴露的顶部与第一基底11的第一表面接触，也可以完全阻挡从第一电极13_5到第二电极23_5的电流流动。这是因为在接触区域处没有电极。另一方面，当在作为水平方向的第一线性方向X1上接收到力时，第一力感测层14_5可以与第二电极23_5接触，使得电流可以流动。因此，能够确定是否存在剪切力并感测该剪切力的大小。

[0104] 图8是根据本发明的又一示例性实施例的力传感器的剖视图。

[0105] 除了第一绝缘图案16和第二绝缘图案26分别设置在第一力感测层14上和第二电极23上之外，根据图8中示出的示例性实施例的力传感器1_6与图1中示出的力传感器1基本相同，其中，第一力感测层14设置在第一突起12上，第二电极23设置在第二突起22上。

[0106] 例如，第一绝缘图案16设置在第一传感器元件10_6的第一力感测层14上，第二绝缘图案26设置在第二传感器元件20_6的第二电极23上。第一绝缘图案16与第一突起12的中心12c叠置，但不与第一突起12的外围部分叠置；因此，位于第一突起12的外围部分上的第一力感测层14被暴露。第二绝缘图案26与第二突起22的中心22c叠置，但不与第二突起22的外围部分叠置；因此，位于第二突起22的外围部分上的第二电极23被暴露。当从上方观看时，第一绝缘图案16和第二绝缘图案26可以具有与图7的第一突起开口部分EX1和第二突起开口部分EX2的形状基本相同的形状。

[0107] 根据本实施例，当力传感器1_6在厚度方向Z1和Z2上接收到力时，位于第一突起12的中心12c上的第一绝缘图案16与第二基底21的第一表面接触，位于第二突起22的中心22c上的第二绝缘图案26与第一基底11的第一表面接触，结果，可以完全地阻挡从第一电极13到第二电极23的电流流动。这是因为在接触区域处没有电极，因此，通过绝缘图案16和26来实现绝缘。另一方面，当在作为水平方向的第一线性方向X1上接收到力时，第一力感测层14可以与第二电极23接触，使得电流可以流动。因此，能够确定是否存在剪切力并感测该剪切力的大小。

[0108] 图9是根据本发明的又一示例性实施例的力传感器的剖视图。

[0109] 除了第一突起部分12_7p一体地形成在覆盖第一基底11的第一表面的第一主体部分12_7s上，第二突起部分22_7p一体地形成在覆盖第二基底21的第一表面的第二主体部分22_7s上之外，根据图9中示出的示例性实施例的力传感器1_7与图1中示出的力传感器1基本相同。

[0110] 例如，第一传感器元件10_7包括第一突起层12_7，第一突起层12_7包括第一主体部分12_7s和在第一厚度方向Z1上从第一主体部分12_7s的表面突出的第一突起部分12_7p。第二传感器元件20_7包括第二突起层22_7，第二突起层22_7包括第二主体部分22_7s和在第二厚度方向Z2上从第二主体部分22_7s的表面突出的第二突起部分22_7p。第一主体部分12_7s可以覆盖第一基底11的整个第一表面，第二主体部分22_7s可以覆盖第二基底21的整个第一表面。第一突起部分12_7p和第二突起部分22_7p分别对应于图1的第一突起12和第二突起22。

[0111] 根据本实施例的力传感器1_7可以以与上面参照图1描述的方式相同的方式被用于确定是否存在剪切力并感测该剪切力的大小。

[0112] 图10是根据本发明的又一示例性实施例的力传感器的剖视图。

[0113] 根据图10的示例性实施例，第一传感器元件10_8的第一突起12_8和第二传感器元件20_8的第二突起22_8可以具有梯形剖面。

[0114] 例如，第一突起12_8和第二突起22_8可以具有沿突出方向变得更窄的金字塔状方柱形形状。然而，将理解的是，本发明不局限于此。第一突起12_8和第二突起22_8可以具有其它多边形柱形形状或圆柱形形状。第一突起12_8和第二突起22_8的侧倾角可以但不局限于彼此相等。

[0115] 根据本实施例，当力传感器1_8接收到剪切力时，位于第一突起12_8的第二侧上的第一力感测层14与位于第二突起22_8的第一侧上的第二电极23之间的接触区域变得比图1的力传感器1的接触区域大。因此，从第一电极13流到第二电极23的电流量增大，从而允许更精确的感测。

[0116] 在下文中，将详细描述根据本发明的示例性实施例的上述力传感器。

[0117] 图11是示出了当从上方观看时根据本发明的示例性实施例的力传感器的布局的平面图。

[0118] 参照图11，力传感器包括在第一延伸方向上延伸的多个第一电极130和在第二延伸方向上延伸的多个第二电极230。在图11中，第一延伸方向指横向方向(例如，从左到右)，第二延伸方向指纵向方向(例如，在平面图中，从顶部到底部(或向上/向下))，使得第一延伸方向和第二延伸方向彼此交叉。

[0119] 力传感器包括多个感测单元SR。感测单元SR以矩阵布置。在以矩阵布置的感测单元SR的阵列中，行延伸方向(例如，水平方向)和列延伸方向(例如，竖直方向)中的每个的节距可以在2mm至8mm的范围内。在本发明的示例性实施例中，感测单元SR的阵列的水平方向和竖直方向中的每个的节距可以为大约4mm。

[0120] 感测单元SR中的每个包括多个子感测区域SR1、SR2、SR3和SR4。例如，感测单元SR中的每个可以包括第一子感测区域SR1、第二子感测区域SR2、第三子感测区域SR3和第四子感测区域SR4。子感测区域SR1、SR2、SR3和SR4可以分别位于第一电极130和第二电极230的交叉部处。在每个感测单元SR中，子感测区域SR1、SR2、SR3和SR4可以被设置为彼此相邻。例如，位于单个感测单元SR中的子感测区域SR1、SR2、SR3和SR4可以以2×2的矩阵布置。

[0121] 例如，假设第一子感测区域SR1形成在第m第一电极130与第n第二电极230之间的交叉部处。那么，与第一子感测区域SR1的右侧相邻的第二子感测区域SR2可以形在第m第一电极130与第(n+1)第二电极230之间的交叉部处。与第一子感测区域SR1的下侧相邻的第三子感测区域SR3可以形在第(m+1)第一电极130与第n第二电极230之间的交叉部处。与第二子感测区域SR2的下侧相邻且与第三子感测区域SR3的右侧相邻的第四子感测区域SR4可以形在第(m+1)第一电极130与第(n+1)第二电极230之间的交叉部处。

[0122] 子感测区域SR1、SR2、SR3和SR4可以感测不同方向上的剪切力。例如，第一子感测区域SR1可以感测向右的剪切力，第二子感测区域SR2可以感测向左的剪切力，第三子感测区域SR3可以感测向下的剪切力，第四子感测区域SR4可以感测向上的剪切力。然而，将理解的是，本发明不局限于此。由子感测区域SR1、SR2、SR3和SR4中的每个感测的剪切力的方向可以进行各种修改。

[0123] 子感测区域SR1、SR2、SR3和SR4中的每个的行延伸方向(例如，水平方向)和列延伸方向(例如，竖直方向)中的每个方向的节距可以在1mm至4mm的范围内。在本发明的其中感测单元SR的阵列的水平方向和竖直方向上的节距为大约4mm的示例性实施例中，子感测区域SR1、SR2、SR3和SR4中的每个的节距可以为大约2mm或更小(例如，大约为80％至90％)。

[0124] 图12是根据本发明的示例性实施例的图11的多个感测单元中的一个感测单元的放大图。图13是示出根据本发明的示例性实施例的图12的第一传感器元件的布局的平面图。图14是示出根据本发明的示例性实施例的图12的第二传感器元件的布局的平面图。图15是根据本发明的示例性实施例的沿图12中示出的线XV-XV'截取的剖视图。

[0125] 参照图12至图15，第一传感器元件包括第一基底110以及堆叠在第一基底110上的第一突起120、第一电极130和第一力感测层140。第二传感器元件包括第二基底210以及堆叠在第二基底210上的第二突起220和第二电极230。

[0126] 第一突起120和第二突起220形成一对突起。在图12中，第一突起120被设置为在第一子感测区域SR1中与第二突起220的右侧相邻，第一突起120被设置为在第二子感测区域SR2中与第二突起220的左侧相邻，第一突起120被设置为在第三子感测区域SR3中与第二突起220的下侧相邻，第一突起120被设置为在第四子感测区域SR4中与第二突起220的上侧相邻。

[0127] 第一子感测区域SR1、第二子感测区域SR2、第三子感测区域SR3和第四子感测区域SR4中的每个可以包括多对突起。虽然所述多对突起以4×4的矩阵布置在第一子感测区域SR1、第二子感测区域SR2、第三子感测区域SR3和第四子感测区域SR4中的每个中，但所述多对突起的数量以及它们的布置不局限于此。

[0128] 第一传感器元件可以包括多个第一开口区域OP1，第一电极130和第一力感测层140中的每个未设置在所述多个第一开口区域OP1中，从而使第一基底110的第一表面暴露。
第二传感器元件可以包括多个第二开口区域OP2，第二电极230未设置在所述多个第二开口区域OP2中，从而使第二基底210的第一表面暴露。第一开口区域OP1中的每个可以与第二传感器元件的面对第一开口区域OP1的第二突起220相关，第二开口区域OP2中的每个可以与第一传感器元件的面对第二开口区域OP2的第一突起120相关。当第一突起120和第二突起
220的数量为16时，第一开口区域OP1的数量和第二开口区域OP2的数量可以是16。当从上方(即，沿厚度方向Z1和/或Z2)观看时，第一开口区域OP1和第二开口区域OP2的形状可以是但不局限于圆形、椭圆形、矩形、具有圆角的矩形等。

[0129] 在第一子感测区域SR1中，第一开口区域OP1被形成为与第一突起120的左侧相邻以与相应的第二突起220(例如，该对中的第二突起220)叠置。形成为同特定的第一突起120的左侧相邻的第一开口区域OP1可以不与同所述特定的第一突起120的左侧相邻的另一第一突起120叠置。换言之，第一突起120的右侧表面可以与第一开口区域OP1间隔开。

[0130] 在第二子感测区域SR2中，第一开口区域OP1被形成为与第一突起120的右侧相邻以与相应的第二突起220(例如，该对中的第二突起220)叠置。形成为同特定的第一突起120的右侧相邻的第一开口区域OP1可以不与同所述特定的第一突起120的右侧相邻的另一第一突起120叠置。换言之，第一突起120左侧表面可以与第一开口区域OP1间隔开。

[0131] 在第三子感测区域SR3中，当从顶部(即，沿厚度方向Z1和/或Z2)观看时，第一开口区域OP1被形成为与第一突起120的上侧相邻以与相应的第二突起220(例如，该对中的第二突起220)叠置。形成为同特定的第一突起120的上侧相邻的第一开口区域OP1可以不与同所述特定的第一突起120的上侧相邻的另一第一突起120叠置。换言之，第一突起120的下侧表面可以与形成为同第一突起120的上侧相邻的第一开口区域OP1间隔开。

[0132] 在第四子感测区域SR4中，当从顶部观看时，第一开口区域OP1被形成为与第一突起120的下侧相邻以与相应的第二突起220(例如，该对中的第二突起220)叠置。形成为同特定的第一突起120的下侧相邻的第一开口区域OP1可以不与同所述特定的第一突起120的下侧相邻的另一第一突起120叠置。换言之，第一突起120的上侧表面可以与形成为同第一突起120的下侧相邻的第一开口区域OP1间隔开。

[0133] 在第一子感测区域SR1、第二子感测区域SR2、第三子感测区域SR3和第四子感测区域SR4中的每个中，第一开口区域OP1的宽度(例如，在横向方向上的宽度)等于或大于面对第一开口区域OP1的第二突起220的宽度。例如，第一开口区域OP1的宽度(例如，在第一子感测区域SR1和第二子感测区域SR2中在横向方向上的宽度以及在第三子感测区域SR3和第四子感测区域SR4中在竖直方向上的宽度)可以是面对第一开口区域OP1的第二突起220的宽度的一倍至四倍。例如，第一开口区域OP1的宽度可以是面对第一开口区域OP1的第二突起220的宽度的大约两倍。

[0134] 图16是用于示出根据本发明的示例性实施例的用于通过力传感器感测剪切力以及利用信息的方法的流程图。

[0135] 参照图16，当发生产生剪切力的触摸事件(步骤S1)时，确定在第一子感测区域SR1、第二子感测区域SR2、第三子感测区域SR3和第四子感测区域SR4中是否存在信号变化(步骤S2)。通过这样做，能够确定在平面中产生的剪切力的方向(步骤S3)，并且可以基于信号的变化量来确定剪切力的强度(步骤S4)。一旦确定剪切力的方向和强度，就可以对用户界面(UI)执行对应的操作(步骤S5)。

[0136] 将参照图17至图20详细描述确定产生剪切力的触摸事件的方向和强度的过程。

[0137] 图17是示出根据本发明的示例性实施例的当接收到向右的剪切力时检测感测信号的方法的平面图。图18是示出根据本发明的示例性实施例的当接收到向左的剪切力时检测感测信号的方法的平面图。图19是示出根据本发明的示例性实施例的当接收到向下的剪切力时检测感测信号的方法的平面图。图20是示出根据本发明的示例性实施例的当接收到向上的剪切力时检测感测信号的方法的平面图。

[0138] 首先，当如图17的平面图中示出的朝向右侧施加剪切力时，第二基底210被推向右侧，使得每对中的第一突起120和第二突起220的相对位置关系改变。

[0139] 在第一子感测区域SR1中，每对中的第二突起220朝向第一突起120移动，使得位于第二突起220上的第二电极230与第一力感测层140接触。结果，可以施加水平方向上的力。另一方面，在第二子感测区域SR2中，第二突起220远离第一突起120移动。在第三子感测区域SR3和第四子感测区域SR4中，在基本上保持第一突起120与第二突起220之间的在竖直方向上的距离的同时，第二突起220相对于第一突起120的位置改变。结果，第一突起120和第二突起220未被按压。

[0140] 因此，当向第一子感测区域SR1的第一电极130(例如，图17中的上行中的电极)施加特定电平的驱动电压时，电流流到第一子感测区域SR1的第二电极230(例如，图17中的左列中的电极)。也向与第一子感测区域SR1共享第一电极130的第二子感测区域SR2施加特定电平的驱动电压。然而，在第二子感测区域SR2中，第一电极130不电连接到第二电极230。因此，没有电流流到第二子感测区域SR2的第二电极230(例如，图17中的右列中的电极)。

[0141] 另一方面，左列中的电极(第二电极230)被设置为穿过第一子感测区域SR1和第三子感测区域SR3。换言之，第一子感测区域SR1和第三子感测区域SR3共享同一个第二电极230。因此，确定在左列中的电极中流动的电流源自于哪个子感测区域是有用的。通过在向上行中的电极(第一电极130)施加高电平的驱动电压的同时向不属于第一子感测区域SR1的另一第一电极130(例如，图17中的下行中的电极)施加0V的驱动电压，能够确定在左列中的电极中流动的电流源自于第一子感测区域SR1。结果，能够确定在感测单元SR中朝向右侧产生剪切力。此外，能够基于在第一子感测区域SR1中的第二电极230(例如，图17中的左列中的电极)中流动的电流量来确定剪切力的大小。

[0142] 当如图18的平面图中示出的朝向左侧施加剪切力时，第二基底210被推向左侧，使得每对中的第一突起120和第二突起220的相对位置关系改变。

[0143] 在第二子感测区域SR2中，每对中的第二突起220朝向第一突起120移动，使得位于第二突起220上的第二电极230与第一力感测层140接触。结果，可以施加水平方向上的力。另一方面，在第一子感测区域SR1中，第二突起220远离第一突起120移动。在第三子感测区域SR3和第四子感测区域SR4中，在基本上保持第一突起120与第二突起220之间的在竖直方向上的距离的同时，第二突起220相对于第一突起120的位置改变。结果，第一突起120和第二突起220未被按压。

[0144] 通过在向第二子感测区域SR2中的第一电极130(例如，图18中的第一行(例如，上行)中的电极)施加特定电平的驱动电压的同时向不属于第二子感测区域SR2的另一第一电极130(例如，图18中的第二行(例如，下行)中的电极)施加0V的驱动电压，电流可以流到第二子感测区域SR2的第二电极230(图18中的第二列(例如，右列)中的电极)。在这种情况下，能够基于电流来确定在感测单元SR中朝向左侧产生剪切力。此外，可以基于电流量来确定剪切力的大小。

[0145] 当如图19的平面图中示出的朝向下侧施加剪切力时，第二基底210被推向下侧，使得每对中的第一突起120和第二突起220的相对位置关系改变。

[0146] 在第三子感测区域SR3中，每对中的第二突起220朝向第一突起120移动，使得位于第二突起220上的第二电极230与第一力感测层140接触。结果，可以施加竖直方向上的力。另一方面，在第四子感测区域SR4中，第二突起220远离第一突起120移动。在第一子感测区域SR1和第二子感测区域SR2中，在基本上保持第一突起120与第二突起220之间的在水平方向上的距离的同时，使第二突起220相对于第一突起120的位置改变。结果，第一突起120和第二突起220未被按压。

[0147] 通过在向第三子感测区域SR3中的第一电极130(例如，图19中的第二行(例如，下行)中的电极)施加特定电平的驱动电压的同时向不属于第三子感测区域SR3的另一第一电极130(例如，图19中的第一行(例如，上行)中的电极)施加0V的驱动电压，电流可以流到第三子感测区域SR3的第二电极230(例如，图19中的第一列(例如，左列)中的电极)。因此，能够基于电流来确定在感测单元SR中朝向下侧产生剪切力。此外，可以基于电流量来确定剪切力的大小。

[0148] 当如图20的平面图中示出的朝向上侧施加剪切力时，第二基底210被推向上侧，使得每对中的第一突起120和第二突起220的相对位置关系改变。

[0149] 在第四子感测区域SR4中，每对中的第二突起220朝向第一突起120移动，使得位于第二突起220上的第二电极230与第一力感测层140接触。结果，可以施加竖直方向上的力。另一方面，在第三子感测区域SR3中，第二突起220远离第一突起120移动。在第一子感测区域SR1和第二子感测区域SR2中，在基本上保持第一突起120与第二突起220之间的在水平方向上的距离的同时，第二突起220相对于第一突起120的位置改变。结果，第一突起120和第二突起220未被按压。

[0150] 通过在向第四子感测区域SR4中的第一电极130(例如，图20中的第二行(例如，下行)中的电极)施加特定电平的驱动电压的同时向不属于第四子感测区域SR4的另一第一电极130(例如，图20中的第一行(例如，上行)中的电极)施加0V的驱动电压，电流可以流到第四子感测区域SR4的第二电极230(例如，图20中的第二列(例如，右列)中的电极)。因此，能够基于电流来确定在感测单元SR中朝向上侧产生剪切力。此外，能够基于电流量来确定剪切力的大小。

[0151] 输入到力传感器的剪切力可以具有除向上、向下、向左和向右的方向之外的方向。在这种情况下，可以在两个或更多个子感测区域中检测感测电流。例如，当向力传感器施加向右上的剪切力时，剪切力可以被划分为向右的剪切力分量和向上的剪切力分量。因此，可以从感测向右的剪切力的第一子感测区域SR1以及从感测向上的剪切力的第四子感测区域SR4中的每个来检测感测电流。通过将从每个子感测区域检测到的剪切力表示为矢量并将这些矢量相加，可以计算实际剪切力的方向和大小。以这种方式，可以通过感测四个方向上的剪切力从子感测区域SR1、SR2、SR3和SR4测量360°的剪切力及其大小。

[0152] 图21是示出根据本发明的另一示例性实施例的力传感器的第一传感器元件的布局的平面图。图21的示例性实施例示出了与两个或更多个突起对相关的第一开口区域OP1可以彼此连接。

[0153] 参照图21，在第一传感器元件的第一子感测区域SR1和第二子感测区域SR2中，单个第一开口区域OP1'被形成为与在竖直方向上彼此相邻的多个第一突起120(例如，属于同一列的第一突起120)相邻。在第三子感测区域SR3和第四子感测区域SR4中，单个第一开口区域OP1'被形成为与在水平方向上彼此相邻的多个第一突起120(例如，属于同一行的第一突起120)相邻。第一开口区域OP1'可以具有在竖直方向或水平方向上延伸的形状。虽然在图21中未示出，但对于第二传感器元件，与两个或更多个突起对相关的第二开口区域OP2可以以与第一开口区域OP1'的方式相同的方式彼此连接。

[0154] 根据该示例性实施例，虽然单个第一开口区域OP1'在一个方向上延伸以形成为与多个第一突起120相邻，但第一电极130没有被第一开口区域OP1'断开，而是彼此连接。因此，能够以与参照图11描述的方式基本相同的方式检测剪切力。

[0155] 图22是示出根据本发明的又一示例性实施例的力传感器的布局的平面图。图23是根据本发明的示例性实施例的沿图22的线XXIII-XXIII'截取的剖视图。图22和图23中示出的实施例与图11中示出的实施例的不同之处在于图22和图23还包括用于感测厚度方向上的压力的压力感测区域。

[0156] 参照图22，附加的第一电极130可以设置在力传感器的第一子感测区域SR1和第二子感测区域SR2的第一电极130与第三子感测区域SR3和第四子感测区域SR4的第一电极130之间。此外，附加的第二电极230可以设置在力传感器的第一子感测区域SR1和第三子感测区域SR3的第二电极230与第二子感测区域SR2和第四子感测区域SR4的第二电极230之间。压力感测区域SR0可以位于附加的第一电极130与附加的第二电极230的交叉部处。换言之，除了第一子感测区域SR1、第二子感测区域SR2、第三子感测区域SR3和第四子感测区域SR4之外，感测单元SR还可以包括压力感测区域SR0。形成压力感测区域SR0的第一电极130和第二电极230的宽度可以小于形成子感测区域SR1、SR2、SR3和SR4的第一电极130和第二电极
230的宽度。然而，本发明不局限于此。

[0157] 参照图22和图23，在压力感测区域SR0中，第一传感器元件可以包括多个第一突起120，第二传感器元件可以包括多个第二突起220。与其它的子感测区域SR1、SR2、SR3和SR4不同的是，第一突起120可以面对第二突起220，使得在压力感测区域SR0中第一突起120的中心与第二突起220的中心对齐。然而，将理解的是，本发明不局限于此。例如，第一突起120和第二突起220可以在厚度方向上彼此叠置。

[0158] 在压力感测区域SR0中，第一传感器元件和第二传感器元件可以不包括开口区域。换言之，类似于图6中示出的示例性实施例，第一电极130和第一力感测层140被设置为覆盖第一基底110的第一表面的整个区域，第二电极230可以覆盖第二基底210的第一表面上的整个区域。

[0159] 当力传感器在第二厚度方向Z2上接收到力时，第二突起220靠近第一突起120，使得第一电极130、第一力感测层140和第二电极230可以彼此接触。因此，可以在压力感测区域SR0中感测感测电流，使得能够确定在厚度方向上是否存在力，并且如果存在这样的力，则能够感测其大小。

[0160] 图24是示出根据本发明的又一示例性实施例的力传感器的布局的平面图。图24中示出的示例性实施例示出了力传感器可以包括用于检测除向上、向下、向左和向右的方向之外的方向上的剪切力的子感测区域。

[0161] 除了感测单元SR包括压力感测区域SR0和八个子感测区域SR1、SR2、SR3、SR4、SR5、SR6、SR7和SR8之外，根据图24中示出的示例性实施例的力传感器与图22中示出的示例性实施例的力传感器基本相同。压力感测区域SR0和八个子感测区域SR1至SR8可以以3×3的矩阵布置。

[0162] 在单个感测单元SR中，可以设置有三个第一电极130和三个第二电极230。子感测区域SR1至SR8和压力感测区域SR0布置在第一电极130与第二电极230的交叉部处。

[0163] 根据本发明的示例性实施例，第一子感测区域SR1被构造为感测向右的剪切力，并且可以形成在第一行(例如，上行)中的第一电极130与第二列(例如，中间列)中的第二电极230的交叉部处。第二子感测区域SR2被构造为感测向左的剪切力，并且可以形成在第三行(例如，下行)中的第一电极130与第二列(例如，中间列)中的第二电极230的交叉部处。第三子感测区域SR3被构造为感测向下的剪切力，并且可以形成在第二行(例如，中间行)中的第一电极130与第一列(例如，左列)中的第二电极230的交叉部处。第四子感测区域SR4被构造为感测向上的剪切力，并且可以形成在第二行(例如，中间行)中的第一电极130与第三列(例如，右列)中的第二电极230的交叉部处。第五子感测区域SR5被构造为感测向右下的剪切力(例如，在向右的力与向下的力之间呈45°角的剪切力)，并且可以形成在第一行中的第一电极130与第三列中的第二电极230的交叉部处。第六子感测区域SR6被构造为感测向左下的剪切力，并且可以形成在第三行中的第一电极130与第三列中的第二电极230的交叉部处。第七子感测区域SR7被构造为感测向左上的剪切力，并且可以形成在第三行中的第一电极130与第一列中的第二电极230的交叉部处。第八子感测区域SR8被构造为感测向右上的剪切力，并且可以形成在第一行中的第一电极130与第一列中的第二电极230的交叉部处。
压力感测区域SR0被构造为感测厚度方向上的剪切力，并且可以形成在第二行中的第一电极130与第二列中的第二电极230的交叉部处。

[0164] 在子感测区域SR1至SR8中，第一突起120被设置为比相应的第二突起220靠近于将被检测的剪切力的方向。例如，在用于感测向右下的剪切力的第五子感测区域SR5中，第一突起120被设置为与相应的第二突起220的右下侧相邻。

[0165] 在压力感测区域SR0中，每对中的第一突起120和第二突起220可以彼此叠置，并且对的数量(例如，四)可以小于子感测区域SR1至SR8中的对的数量(例如，十六)。然而，将理解的是，本发明不局限于此。

[0166] 根据本实施例，力传感器除了包括用于检测向上、向下、向左和向右的剪切力的子感测区域之外还包括用于检测向右上、向右下、向左上和向左下的剪切力的子感测区域，使得能够更精确地检测剪切力的方向。

[0167] 在下文中，将描述力传感器的支撑件的各种形状和布局。图25至图27是示出根据本发明的各种示例性实施例的力传感器的布局的平面图。

[0168] 参照图25，第一传感器元件10和第二传感器元件20在厚度方向上彼此叠置，并且通过支撑件31而彼此结合。力传感器的支撑件31可以沿第一传感器元件10和第二传感器元件20的边缘设置。力传感器可以包括以矩阵布置的感测单元SR的阵列，支撑件31可以围绕感测单元SR的阵列。支撑件31可以不与感测单元SR叠置。支撑件31可以以连续线的形式设置，并且当从顶部(例如，上方)观看时可以具有闭合的曲线形状。

[0169] 图26中示出的实施例与图25中示出的实施例的不同之处在于力传感器的支撑件32以间断线的形式设置。如图26中所示，支撑件32沿第一传感器元件10和第二传感器元件
20的边缘设置，并且可以具有分离的岛状的拼接形状(或断裂形状)。

[0170] 根据图27中示出的示例性实施例，力传感器的支撑件33可以设置在感测单元SR的阵列内部。如图27中所示，多个支撑件33可以沿着多个感测单元SR的边界设置。支撑件33彼此分离，并且以规则的间距彼此间隔开。例如，支撑件33中的每个可以针对每个感测单元SR或针对若干个感测单元SR设置。支撑件33可以具有十字形状。支撑件33的水平长度可以等于支撑件33的竖直长度，支撑件33的所述两种长度可以小于感测单元SR的宽度。然而，将理解的是，本发明不局限于此。例如，支撑件33可以具有除十字形状之外的各种岛状形状。

[0171] 虽然在图27中未示出，但支撑件33也可以设置在子感测区域之间(见图11中的SR1、SR2、SR3和SR4)。图27中示出的示例性实施例可以与图25或图26的实施例结合。换言之，支撑件(31、32或33)除了设置在感测单元SR的阵列的内部之外还可以设置在第一传感器元件10和第二传感器元件20的边缘上。

[0172] 如上所述的力传感器可以应用于包括显示装置的各种电子装置。

[0173] 图28和图29是包括根据本发明的示例性实施例的力传感器的电子装置的视图。

[0174] 图28的(a)示出了力传感器301与智能电话401的显示屏叠置的示例。力传感器301识别剪切力，从而可以实现各种应用，例如，显示装置可以显示纸张被翻动的图像。

[0175] 图28的(b)示出了力传感器302设置在智能电话402的较长的边缘中的任一一侧处的示例。设置在两个较长侧的力传感器302可以用于接收触摸输入或代替物理按钮。

[0176] 图28的(c)示出了力传感器303设置在多面显示装置403的侧显示器处的示例。

[0177] 图29的(a)示出了力传感器304设置在智能手表404的侧部上以用作输入装置的示例。

[0178] 图29的(b)示出了力传感器305设置在头戴式显示装置405中的眼镜的中心处以用作头戴式显示装置405的控制键的示例。

[0179] 图29的(c)示出了力传感器306至少设置在游戏机或智能电话406的显示屏的一部分上以用于代替操纵杆的控制按钮的示例。

[0180] 图29的(d)示出了力传感器307包括在导航装置的显示装置或车辆407内部的中心面板中的示例。例如，力传感器307可以用作用于诸如空调和音频装置的各种装置的输入装置，所述输入装置位于车辆407的中心面板中。

[0181] 力传感器的应用不局限于附图中示出的应用，力传感器可以可适用于其它电子装置的各种类型的输入装置。

[0182] 虽然已经参照本发明的示例性实施例具体地示出并描述了本发明，但本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离本发明的如权利要求限定的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。