使用压电元件的按钮装置的制作方法

本申请要求2015年7月30日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请2015-0107915号的优先权，该申请的全部内容通过引用包含于此。

技术领域

本发明涉及按钮装置，尤其涉及使用压电元件的按钮装置。

背景技术：

近来，作为移动电话、游戏、家用电器等的使用者接口、电梯按钮或者建筑物的开关，使用压电元件的按钮已经受到关注。

压电元件是指利用压电效应的元件，其中当施加外力或触摸时发生电的极化并且产生电位差，另一方面，当施加电压时，产生变形或应力。

使用压电元件的按钮不仅可以作为输入单元感测外力并产生电信号，而且还可以对压电元件施加电信号以产生振动，从而为使用者提供反馈。

尽管具有上述优点，但是由于不容易制造使用压电元件的薄按钮，所以使用压电元件的按钮未被广泛使用。此外，使用压电元件的按钮需要将压电元件的振动有效传递给使用者的结构。

技术实现要素：

因此，本发明的一方面是提供一种使用压电元件的按钮装置，该按钮装置容易制造为薄型，适于移动电话等便携产品使用，并且能够将压电元件的振动有效传递给使用者。

本发明的其它方面一部分在以下说明中给出，一部分从该说明变得显而易见，或者可以通过实践本发明而了解。

根据本发明的一方面，一种使用压电元件的按钮装置包括：所述压电元件，其包括压电体和板，所述压电体的一个表面上形成有第一外部电极和第二外部电极，所述板的一个表面装配到所述压电体的另一个表面；支撑板，其设置在所述压电体的所述一个表面上；盖，其设置在所述板的另一个表面上；第一间隔物，其设置在所述板的所述一个表面的边缘部和所述支撑板之间，以提供所述压电元件由于施加到所述盖的外力而可在其中变形的空间；第二间隔物，其设置在所述板的所述另一个表面的边缘部的至少一部分和所述盖之间，以在所述板和所述盖之间提供分离空间；以及点，其设置在所述分离空间中，以将所述外力传递到所述压电元件或者将所述压电元件的振动传递到所述盖。

所述按钮装置可进一步包括在所述板和所述第二间隔物之间的黏合剂以及在所述第二间隔和所述盖之间的黏合剂。

所述第二间隔物可以是双面黏合带。

所述分离空间可以是空的。

所述分离空间可以填充有软材料。

所述第二间隔物可以沿着所述边缘部形成。

在所述边缘部的多个位置处间隔开地形成有多个所述第二间隔物。

所述压电体可以是叠堆型压电体。

所述压电体的长度与所述板的长度比可以是55％以上。

附图说明

本发明的上述和/或其它方面将从以下结合附图对实施例的描述而变得明显并且更容易理解，其中：

图1A是根据本发明的一个实施例的使用压电元件的按钮装置的侧视图；

图1B是示出当外力施加于图1A的按钮装置时变形的压电元件的例子的视图；

图2示出根据本发明的一个实施例的叠堆型压电体的侧视图和俯视图；

图3是根据本发明的一个实施例的第二间隔物的俯视图，其中示出了板、第二间隔物和点；以及

图4是根据本发明的另一个实施例的第二间隔物的俯视图，其中示出了板、第二间隔物和点。

具体实施方式

下面参照附图详细描述本发明的示例性实施例。在以下说明及附图中，相同的附图标记表示相同的元件并且省略其重复说明。在描述本发明时，如果确定对公知的功能或部件的详细描述会模糊本发明的要点，则省略这种详细描述。

图1A是根据本发明的一个实施例的使用压电元件10的按钮装置的侧视图。图1B是示出当外力或触摸F施加于图1A的按钮装置时变形的压电元件10的例子的视图。

根据本发明的一个实施例的按钮装置包括压电元件10、支撑板20、盖30、第一间隔物40、第二间隔物50和点60。

支撑板20支撑设置于其上的第一间隔物40、压电元件10、第二间隔物50和盖30。可以例如使用钢化玻璃、环氧树脂等来制造支撑板20。

压电元件10包括压电体12和板13。压电体12包括形成在一个表面(图1B中的下表面)上的第一外部电极11a和第二外部电极11b。压电体12装配到板13的一个表面。压电体12和板13可以通过黏合剂14装配在一起。

可以使用具有优良压电性能的材料如晶体、电气石(tourmaline)、锆钛酸铅(lead zirconium titanate,PZT)、罗谢尔盐(Rochelle salt)、钛酸钡、磷酸二氢铵(monoammonium phosphate)、酒石酸乙二胺(ethylenediamine tartrate)等来制造压电体12。压电体12可以是一个表面上形成有第一外部电极11a和第二外部电极11b的叠堆型压电体。下面将参照图2描述压电体12的详细例子。

板13是普通金属材料，并且例如可以是不锈材料并且具有比压电体12大的面积。压电体12的长度与板13的长度比可以是55％以上。例如，当板13的直径是10mm时，压电体12的直径可以是大约5.5mm至大约10mm。

支撑板20设置在压电体12的一个表面上(图1中的下表面)。第一间隔物40设置在板13的一个表面的边缘部，即装配有压电体12的区域的外侧的边缘，和支撑板20之间。为了提供压电体10可以在其中变形的空间S1，第一间隔物40具有比压电体12的厚度大的厚度，更具体来说，第一间隔物40具有比压电体12和下面描述的柔性电路板70的叠层大的厚度。

板13和第一间隔物40可以通过黏合剂装配在一起，并且第一间隔物40和支撑板20也可以通过黏合剂装配在一起。根据实施例，支撑板20和第一间隔物40可以形成为一体。

当压电体12和板13的形状例如是圆形时，第一间隔物40可以允许空间S1具有圆形形状。除了圆形以外，压电体12和板13的形状还可以是其它形状，例如三角形或四边形。在此情况下，第一间隔物40可以允许空间S1也具有三角形形状或者四边形形状。

盖30设置在板13的另一个表面上(图1中的上表面)。

第二间隔物50设置在板13的另一个表面的边缘部的至少一部分和盖30之间，从而在板13和盖30之间形成分离空间S2。板13和第二间隔物50可以通过黏合剂51装配在一起，并且第二间隔物50和盖30也可以通过黏合剂52装配在一起。根据实施例，第二间隔物50可以体现为具有预定厚度的双面黏合带，并且该双面黏合带的一个表面装配到板13，另一个表面装配到盖30。当第二间隔物50体现为双面黏合带时，可以省略图1中所示的黏合剂51和52。

点60设置在分离空间S2中与基于压电元件10的中心的特定区域相对应的部位。点60可以由硬化材料形成。尽管图中未示出，板13和点60以及点60和盖30可以通过黏合剂彼此装配到一起。

点60可以将施加到盖30的外力传递到压电元件10，并且可以将接收到电信号然后振动的压电元件10的振动传递到盖30。

当通过手指等对盖30施加外力F时，如图1B中所示，压电元件10在空间S1中变形。相应地，测量在第一外部电极11a和第二外部电极11b检测到的电压，从而检测到外力或触摸F。

另一方面，当对压电元件10的第一外部电极11a和第二外部电极11b施加电信号并且压电元件10发生振动时，例如，用手指接触盖30的用户可以通过感受该振动来接收反馈。

压电元件10的振动不仅可以使压电元件10变形为向下突起，即，朝向支撑板20突起，而且还可以使压电元件10变形为向上突起，即，朝向图1B中的盖30突起。由于第一间隔物40提供的空间S1，压电元件10可以变形为向下突起。另外，第二间隔物50提供的分离空间S2可以允许压电元件10更容易向上突起。当没有第二间隔物50，板13的上表面与盖30完全贴合时，盖30妨碍压电元件10向上突起变形。

如上所述，在本发明的该实施例中，第二间隔物50提供分离空间S2，以允许压电元件10的振动顺畅地进行，从而有效地将压电元件10的振动传递给使用者。

分离空间S2可以是空的。然而，根据实施例，分离空间S2可以填充有软材料，例如，硅胶。当分离空间S2填充有软材料时，可以不彻底妨碍压电元件10向上突起变形。

此外，根据本发明的一个实施例的按钮装置可以包括柔性电路板70，柔性电路板70包括连接到第一外部电极11a和第二外部电极11b的导线图案(未示出)，以测量在第一外部电极11a和第二外部电极11b检测到的电压或者对第一外部电极11a和第二外部电极11b施加电信号。

柔性电路板70可以测量在第一外部电极11a和第二外部电极11b检测到的电压，或者可以连接到对第一外部电极11a和第二外部电极11b施加电信号的电路装置(未示出)。

根据实施例，导线可以代替柔性电路板70连接到第一外部电极11a和第二外部电极11b，并且测量在第一外部电极11a和第二外部电极11b检测到的电压。

图2示出根据本发明的一个实施例的叠堆型压电体12的侧视图和俯视图。

根据该实施例的叠堆型压电体12包括形成在其一个表面上的第一外部电极11a和第二外部电极11b、叠堆在其中的多个压电层15以及设置在压电层15之间并且在叠堆方向上彼此错开，具有相互不同极性的第一内部电极16a和第二内部电极16b。第一外部电极11a和第二外部电极11b以及第一内部电极16a和第二内部电极16b分别使用第一导电通孔17a和第二导电通孔17b电连接。

图3是根据本发明的一个实施例的第二间隔物50_1的俯视图，其中示出了板13、第二间隔物50_1和点60。

参考图3，可以沿着板13的表面的边缘部形成根据本实施例的第二间隔物50_1。图3示出作为例子的圆板13。相应地，第二间隔物50_1可以具有圆形形状。当板13的形状例如是三角形或四边形而不是圆形时，间隔物50_1可以是三角形环状或者四边形环状。

图4是根据本发明的另一个实施例的第二间隔物50_2的俯视图，其中示出了板13、第二间隔物50_2和点60。

参考图4，根据本发明的第二间隔物50_2形成在板13的表面的边缘部的多个位置处。例如，如该图中所示，第二间隔物50_2可以间隔开地形成在板13的表面的边缘部的三个位置处。间隔开地形成的第二间隔物50_2可以沿着边缘以相同的间隔形成三个或更多个，并且例如可以形成四个、五个等等。在图4中，作为例子，各第二间隔物50_2具有四边形形状。然而，各第二间隔物50_2可以具有各种形状，例如三角形、圆形、扇形形状等。

从以上描述可以看出，根据本发明的一个实施例的使用压电元件的按钮装置容易制造为薄型，适于移动电话等便携产品使用并且能够有效地将压电元件的振动传递给使用者。

尽管已经示出并描述了本公开的几个实施例，但是本领域的技术人员将会理解，在不偏离本发明的原则和精神的情况下可以对这些实施例进行变更，本发明的范围由所附权利要求及其等同方案限定。