本申請要求2015年7月30日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請2015-0107915號的優(yōu)先權(quán)，該申請的全部內(nèi)容通過引用包含于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及按鈕裝置，尤其涉及使用壓電元件的按鈕裝置。

背景技術(shù)：

近來，作為移動電話、游戲、家用電器等的使用者接口、電梯按鈕或者建筑物的開關(guān)，使用壓電元件的按鈕已經(jīng)受到關(guān)注。

壓電元件是指利用壓電效應(yīng)的元件，其中當(dāng)施加外力或觸摸時發(fā)生電的極化并且產(chǎn)生電位差，另一方面，當(dāng)施加電壓時，產(chǎn)生變形或應(yīng)力。

使用壓電元件的按鈕不僅可以作為輸入單元感測外力并產(chǎn)生電信號，而且還可以對壓電元件施加電信號以產(chǎn)生振動，從而為使用者提供反饋。

盡管具有上述優(yōu)點，但是由于不容易制造使用壓電元件的薄按鈕，所以使用壓電元件的按鈕未被廣泛使用。此外，使用壓電元件的按鈕需要將壓電元件的振動有效傳遞給使用者的結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的一方面是提供一種使用壓電元件的按鈕裝置，該按鈕裝置容易制造為薄型，適于移動電話等便攜產(chǎn)品使用，并且能夠?qū)弘娫恼駝佑行鬟f給使用者。

本發(fā)明的其它方面一部分在以下說明中給出，一部分從該說明變得顯而易見，或者可以通過實踐本發(fā)明而了解。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種使用壓電元件的按鈕裝置包括：所述壓電元件，其包括壓電體和板，所述壓電體的一個表面上形成有第一外部電極和第二外部電極，所述板的一個表面裝配到所述壓電體的另一個表面；支撐板，其設(shè)置在所述壓電體的所述一個表面上；蓋，其設(shè)置在所述板的另一個表面上；第一間隔物，其設(shè)置在所述板的所述一個表面的邊緣部和所述支撐板之間，以提供所述壓電元件由于施加到所述蓋的外力而可在其中變形的空間；第二間隔物，其設(shè)置在所述板的所述另一個表面的邊緣部的至少一部分和所述蓋之間，以在所述板和所述蓋之間提供分離空間；以及點，其設(shè)置在所述分離空間中，以將所述外力傳遞到所述壓電元件或者將所述壓電元件的振動傳遞到所述蓋。

所述按鈕裝置可進(jìn)一步包括在所述板和所述第二間隔物之間的黏合劑以及在所述第二間隔和所述蓋之間的黏合劑。

所述第二間隔物可以是雙面黏合帶。

所述分離空間可以是空的。

所述分離空間可以填充有軟材料。

所述第二間隔物可以沿著所述邊緣部形成。

在所述邊緣部的多個位置處間隔開地形成有多個所述第二間隔物。

所述壓電體可以是疊堆型壓電體。

所述壓電體的長度與所述板的長度比可以是55％以上。

附圖說明

本發(fā)明的上述和/或其它方面將從以下結(jié)合附圖對實施例的描述而變得明顯并且更容易理解，其中：

圖1A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的使用壓電元件的按鈕裝置的側(cè)視圖；

圖1B是示出當(dāng)外力施加于圖1A的按鈕裝置時變形的壓電元件的例子的視圖；

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的疊堆型壓電體的側(cè)視圖和俯視圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的第二間隔物的俯視圖，其中示出了板、第二間隔物和點；以及

圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的第二間隔物的俯視圖，其中示出了板、第二間隔物和點。

具體實施方式

下面參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實施例。在以下說明及附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件并且省略其重復(fù)說明。在描述本發(fā)明時，如果確定對公知的功能或部件的詳細(xì)描述會模糊本發(fā)明的要點，則省略這種詳細(xì)描述。

圖1A是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的使用壓電元件10的按鈕裝置的側(cè)視圖。圖1B是示出當(dāng)外力或觸摸F施加于圖1A的按鈕裝置時變形的壓電元件10的例子的視圖。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的按鈕裝置包括壓電元件10、支撐板20、蓋30、第一間隔物40、第二間隔物50和點60。

支撐板20支撐設(shè)置于其上的第一間隔物40、壓電元件10、第二間隔物50和蓋30?？梢岳缡褂娩摶Ａ?、環(huán)氧樹脂等來制造支撐板20。

壓電元件10包括壓電體12和板13。壓電體12包括形成在一個表面(圖1B中的下表面)上的第一外部電極11a和第二外部電極11b。壓電體12裝配到板13的一個表面。壓電體12和板13可以通過黏合劑14裝配在一起。

可以使用具有優(yōu)良壓電性能的材料如晶體、電氣石(tourmaline)、鋯鈦酸鉛(lead zirconium titanate,PZT)、羅謝爾鹽(Rochelle salt)、鈦酸鋇、磷酸二氫銨(monoammonium phosphate)、酒石酸乙二胺(ethylenediamine tartrate)等來制造壓電體12。壓電體12可以是一個表面上形成有第一外部電極11a和第二外部電極11b的疊堆型壓電體。下面將參照圖2描述壓電體12的詳細(xì)例子。

板13是普通金屬材料，并且例如可以是不銹材料并且具有比壓電體12大的面積。壓電體12的長度與板13的長度比可以是55％以上。例如，當(dāng)板13的直徑是10mm時，壓電體12的直徑可以是大約5.5mm至大約10mm。

支撐板20設(shè)置在壓電體12的一個表面上(圖1中的下表面)。第一間隔物40設(shè)置在板13的一個表面的邊緣部，即裝配有壓電體12的區(qū)域的外側(cè)的邊緣，和支撐板20之間。為了提供壓電體10可以在其中變形的空間S1，第一間隔物40具有比壓電體12的厚度大的厚度，更具體來說，第一間隔物40具有比壓電體12和下面描述的柔性電路板70的疊層大的厚度。

板13和第一間隔物40可以通過黏合劑裝配在一起，并且第一間隔物40和支撐板20也可以通過黏合劑裝配在一起。根據(jù)實施例，支撐板20和第一間隔物40可以形成為一體。

當(dāng)壓電體12和板13的形狀例如是圓形時，第一間隔物40可以允許空間S1具有圓形形狀。除了圓形以外，壓電體12和板13的形狀還可以是其它形狀，例如三角形或四邊形。在此情況下，第一間隔物40可以允許空間S1也具有三角形形狀或者四邊形形狀。

蓋30設(shè)置在板13的另一個表面上(圖1中的上表面)。

第二間隔物50設(shè)置在板13的另一個表面的邊緣部的至少一部分和蓋30之間，從而在板13和蓋30之間形成分離空間S2。板13和第二間隔物50可以通過黏合劑51裝配在一起，并且第二間隔物50和蓋30也可以通過黏合劑52裝配在一起。根據(jù)實施例，第二間隔物50可以體現(xiàn)為具有預(yù)定厚度的雙面黏合帶，并且該雙面黏合帶的一個表面裝配到板13，另一個表面裝配到蓋30。當(dāng)?shù)诙g隔物50體現(xiàn)為雙面黏合帶時，可以省略圖1中所示的黏合劑51和52。

點60設(shè)置在分離空間S2中與基于壓電元件10的中心的特定區(qū)域相對應(yīng)的部位。點60可以由硬化材料形成。盡管圖中未示出，板13和點60以及點60和蓋30可以通過黏合劑彼此裝配到一起。

點60可以將施加到蓋30的外力傳遞到壓電元件10，并且可以將接收到電信號然后振動的壓電元件10的振動傳遞到蓋30。

當(dāng)通過手指等對蓋30施加外力F時，如圖1B中所示，壓電元件10在空間S1中變形。相應(yīng)地，測量在第一外部電極11a和第二外部電極11b檢測到的電壓，從而檢測到外力或觸摸F。

另一方面，當(dāng)對壓電元件10的第一外部電極11a和第二外部電極11b施加電信號并且壓電元件10發(fā)生振動時，例如，用手指接觸蓋30的用戶可以通過感受該振動來接收反饋。

壓電元件10的振動不僅可以使壓電元件10變形為向下突起，即，朝向支撐板20突起，而且還可以使壓電元件10變形為向上突起，即，朝向圖1B中的蓋30突起。由于第一間隔物40提供的空間S1，壓電元件10可以變形為向下突起。另外，第二間隔物50提供的分離空間S2可以允許壓電元件10更容易向上突起。當(dāng)沒有第二間隔物50，板13的上表面與蓋30完全貼合時，蓋30妨礙壓電元件10向上突起變形。

如上所述，在本發(fā)明的該實施例中，第二間隔物50提供分離空間S2，以允許壓電元件10的振動順暢地進(jìn)行，從而有效地將壓電元件10的振動傳遞給使用者。

分離空間S2可以是空的。然而，根據(jù)實施例，分離空間S2可以填充有軟材料，例如，硅膠。當(dāng)分離空間S2填充有軟材料時，可以不徹底妨礙壓電元件10向上突起變形。

此外，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的按鈕裝置可以包括柔性電路板70，柔性電路板70包括連接到第一外部電極11a和第二外部電極11b的導(dǎo)線圖案(未示出)，以測量在第一外部電極11a和第二外部電極11b檢測到的電壓或者對第一外部電極11a和第二外部電極11b施加電信號。

柔性電路板70可以測量在第一外部電極11a和第二外部電極11b檢測到的電壓，或者可以連接到對第一外部電極11a和第二外部電極11b施加電信號的電路裝置(未示出)。

根據(jù)實施例，導(dǎo)線可以代替柔性電路板70連接到第一外部電極11a和第二外部電極11b，并且測量在第一外部電極11a和第二外部電極11b檢測到的電壓。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的疊堆型壓電體12的側(cè)視圖和俯視圖。

根據(jù)該實施例的疊堆型壓電體12包括形成在其一個表面上的第一外部電極11a和第二外部電極11b、疊堆在其中的多個壓電層15以及設(shè)置在壓電層15之間并且在疊堆方向上彼此錯開，具有相互不同極性的第一內(nèi)部電極16a和第二內(nèi)部電極16b。第一外部電極11a和第二外部電極11b以及第一內(nèi)部電極16a和第二內(nèi)部電極16b分別使用第一導(dǎo)電通孔17a和第二導(dǎo)電通孔17b電連接。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的第二間隔物50_1的俯視圖，其中示出了板13、第二間隔物50_1和點60。

參考圖3，可以沿著板13的表面的邊緣部形成根據(jù)本實施例的第二間隔物50_1。圖3示出作為例子的圓板13。相應(yīng)地，第二間隔物50_1可以具有圓形形狀。當(dāng)板13的形狀例如是三角形或四邊形而不是圓形時，間隔物50_1可以是三角形環(huán)狀或者四邊形環(huán)狀。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的第二間隔物50_2的俯視圖，其中示出了板13、第二間隔物50_2和點60。

參考圖4，根據(jù)本發(fā)明的第二間隔物50_2形成在板13的表面的邊緣部的多個位置處。例如，如該圖中所示，第二間隔物50_2可以間隔開地形成在板13的表面的邊緣部的三個位置處。間隔開地形成的第二間隔物50_2可以沿著邊緣以相同的間隔形成三個或更多個，并且例如可以形成四個、五個等等。在圖4中，作為例子，各第二間隔物50_2具有四邊形形狀。然而，各第二間隔物50_2可以具有各種形狀，例如三角形、圓形、扇形形狀等。

從以上描述可以看出，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的使用壓電元件的按鈕裝置容易制造為薄型，適于移動電話等便攜產(chǎn)品使用并且能夠有效地將壓電元件的振動傳遞給使用者。

盡管已經(jīng)示出并描述了本公開的幾個實施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會理解，在不偏離本發(fā)明的原則和精神的情況下可以對這些實施例進(jìn)行變更，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同方案限定。