KR20170065986A - 터치 스크린 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프레임과, 프레임의 내측에 마련된 터치 스크린 패널과, 프레임과 터치 스크린 패널 사이에 마련된 압전 진동 부재를 포함하며, 압전 진동 부재는 터치 스크린 패널의 수평 방향으로 진동하는 터치 스크린 장치를 제시한다.

Description

터치 스크린 장치{Touch screen apparatus}
본 발명은 터치 스크린 장치에 관한 것으로, 특히 촉각 피드백(haptic feedback)이 가능한 터치 스크린 장치에 관한 것이다.
자동차 내의 각종 정보 전달 및 AV(Audio Video) 시스템을 위해 액정 표시 장치(liquid crystal display; LCD)의 보급이 일반화되고 있다. 또한, 운전자와의 편리한 인터페이스(interface)를 위해서 LCD에 터치 스크린(touch screen)을 적용하고 있다. 터치 스크린은 손가락이나 터치 펜을 이용해서 스크린을 직접 건드리면 접촉이 일어난 부분을 인지해서 명령이 실행되거나 또는 커서의 위치를 이동하도록 설계되어 있다.
또한, 진동 발생 장치가 터치 스크린에 적용되어 사용자의 터치 입력에 대한 피드백 진동을 사용자가 즉각적으로 인지할 수 있도록 한다. 즉, 터치 스크린 장치에 구비되는 진동 발생 장치는 사용자의 터치에 진동으로서 반응하는 촉각 피드백(haptic feedback) 수단으로서 이용될 수 있다. 촉각 피드백이란 물체를 만질 때 사용자의 핑커팁(손가락 끝 또는 스타일러스 펜)으로 느낄 수 있는 촉각적 감각을 말한다. 촉각 피드백 수단은 가상의 물체(예를 들어, 터치 스크린의 버튼 표시)를 사람이 만졌을 때 실제의 물체(실제의 버튼)를 만지는 것과 같은 응답성으로 동적 특성(버튼을 누를 때 손가락으로 전달되는 진동, 촉감과 동작음 등)을 재생할 수 있는 것이 가장 이상적이라 할 수 있다. 따라서, 진동 발생 장치는 사람이 촉각을 통해 진동을 인지할 수 있는 충분한 진동력을 제공할 필요가 있다.
이러한 터치 스크린 장치에 적용되는 진동 발생 장치는 진동 모터, 리니어 모터 등을 이용할 수 있다. 따라서, 촉각 피드백을 위한 터치 스크린 장치는 투명성을 갖는 터치 스크린 패널이 화상을 표시하는 LCD 등의 화상 표시 장치에 밀착되게 배치되고, 사용자가 터치 스크린 패널을 통하여 화상 표시 장치에서 표시되는 화상을 보면서 터치 스크린 패널을 압박 조작하는 경우 진동 모터 또는 리니어 모터에 의해 터치 스크린 패널에 진동을 발생하여 사용자에게 전달될 수 있도록 한다. 여기서, 진동 발생 장치는 터치 스크린 패널의 내측에 마련된 보드에 장착되어 터치 스크린 패널로 덮여지게 된다. 따라서, 진동 발생 장치에 의한 진동력이 터치 스크린 패널에 대해 상하 방향으로 전달되기 때문에 사용자의 손가락으로 전달되는 진동력이 약한 문제가 있다. 또한, 터치 스크린 패널의 진동이 상하 방향으로 발생하기 때문에 터치 스크린 패널 상에서 진동력이 약한 데드 존(dead zone)이 생겨 위치별 진동 편차가 발생하는 문제가 있다. 즉, 진동 발생 장치로부터 멀어질수록 진동력이 약해져 위치별 진동 편차가 발생된다.
한편, 진동 발생 장치로서 압전 진동 장치를 이용할 수 있다. 압전 진동 장치는 보드 상면의 결합 홈에 진동판을 결합하고, 터치 스크린 패널에 직접적으로 부착하여 터치 스크린 패널의 상하 방향으로 진동하게 된다. 그런데, 이러한 종래의 방식은 터치 스크린 패널 전체에 대한 진동력이 균일하지 못한 문제가 있다. 또한, 터치 스크린 패널의 면적이 줄어들고 그에 반하여 보드 상에 집적되는 모듈의 수가 증가하는 추세에서 압전 진동 장치의 실장 공간이 줄어들기 때문에 압전 진동 장치의 사이즈 및 수가 적어지고 그에 따라 진동력이 작을 수 있다. 또한, 압전 진동 장치가 터치 스크린 패널에 직접 부착되어 수직으로 진동하기 때문에 촉감의 불쾌감을 증대시킬 수 있다.
한국특허공개 제2014-0133658호
본 발명은 사용자에게 전달되는 진동력을 크게 하고 터치 스크린 패널 전체에 균일한 진동력을 제공할 수 있는 압전 진동 장치를 구비한 터치 스크린 장치를 제공한다.
본 발명은 터치 스크린 패널의 수평 방향으로 진동력을 제공하여 진동력을 크게 할 수 있고 균일한 진동력을 제공할 수 있는 압전 진동 장치를 구비한 터치 스크린 장치를 제공한다.
본 발명의 일 형태에 따른 터치 스크린 장치는 프레임; 상기 프레임의 내측에 마련된 터치 스크린 패널; 및 상기 프레임과 상기 터치 스크린 패널 사이에 마련된 압전 진동 부재를 포함하며, 상기 압전 진동 부재는 상기 터치 스크린 패널의 수평 방향으로 진동한다.
상기 프레임은 적어도 상부가 개방되고 측면이 폐쇄된 형태를 가지며 내측면에 단턱부가 형성된다.
상기 프레임은 상기 단턱부 상측의 내측면에 상기 압전 진동 부재를 수용하기 위해 형성된 홈을 더 포함한다.
상기 터치 스크린 패널은 가장자리가 다른 영역보다 두껍게 마련되며, 상기 가장자리가 상기 단턱부와 소정 간격 이격된다.
상기 단턱부와 상기 터치 스크린 패널의 가장자리 하측 사이의 적어도 일부 영역에 마련된 접착제를 더 포함한다.
상기 단턱부의 외측으로부터 상측으로 연장된 연장부를 더 포함하고, 상기 연장부의 측면에 상기 압전 진동 부재가 마련된다.
상기 프레임과 상기 터치 스크린 패널 사이에 마련된 스프링을 포함하는 쿠션재를 더 포함한다.
상기 압전 진동 부재는 적어도 일 영역에 홀이 형성된 진동판, 압전 소자 및 댐퍼를 포함하며, 상기 진동판이 상기 프레임에 고정되고 상기 댐퍼가 상기 터치 스크린 패널에 접촉된다.
상기 압전 진동 부재의 적어도 일부에 형성된 방수층을 더 포함한다.
상기 진동판은 나사, 접착제, 결합핀의 적어도 하나에 의해 상기 프레임에 고정된다.
상기 압전 진동 부재를 수용하는 케이스를 더 구비한다.
상기 케이스의 일면에 마련된 FPCB를 더 포함한다.
상기 케이스 내측에서 상기 압전 진동 부재와 접촉되는 웨이트 부재를 더 구비한다.
본 발명의 실시 예들에 따른 터치 스크린 장치는 프레임의 내측면에 압전 진동 부재가 마련되고 터치 스크린 패널의 측면이 압전 진동 부재와 접촉되도록 마련한다. 압전 진동 부재가 터치 스크린 패널의 평면에 대해 수평 방향으로 진동하고 그에 따라 터치 스크린 패널의 수평 방향으로 진동력이 제공된다. 따라서, 터치 스크린 패널에 대해 수직 방향으로 진동하는 종래에 비해 진동력을 크게 할 수 있고, 터치 스크린 패널의 모든 영역에서 균일한 진동력을 제공받을 수 있다.
또한, 압전 진동 부재를 프레임의 내측면에 마련함으로써 보드 상에 실장하는 종래에 비해 공간 활용이 제한적이지 않다. 그리고, 터치 스크린 패널의 측면에서 수평 방향으로 진동이 발생되기 때문에 불쾌감을 주는 촉감이 적게 발생되며, 터치 스크린 패널의 가장자리를 두껍게 형성하여 압전 진동 부재가 터치 스크린 패널의 측면 전체에 접촉 가능하여 진동력을 크게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 스크린 장치의 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 스크린 장치의 결합 사시도.
도 3은 도 2의 A-A 라인 및 B-B 라인을 따라 절취한 상태의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 스크린 장치에 적용되는 압전 진동 부재의 개략도.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 다른 실시 예들에 따른 터치 스크린 장치의 단면도.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 터치 스크린 장치에 적용되는 압전 진동 모듈의 분해 사시도 및 평면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한 다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 스크린 장치의 분해 사시도이고, 도 2는 결합 사시도이며, 도 3은 결합 단면도이다. 또한, 도 4는 터치 스크린 장치에 이용되는 압전 진동 부재의 사시도이다. 여기서, 도 3(a) 및 도 3(b)는 각각 도 2의 A-A 라인 및 B-B 라인을 따라 절취한 상태의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 스크린 장치는 소정의 공간을 마련하는 프레임(100)와, 프레임(100) 내의 상측에 마련되는 터치 스크린 패널(200)과, 프레임(100)의 내측면 소정 영역에 마련되고 터치 스크린 패널(200)과 접촉되어 터치 스크린 패널(200)을 통해 진동력을 제공하는 압전 진동 부재(300)를 포함할 수 있다. 여기서, 압전 진동 부재(300)는 일면이 프레임(100) 내측면의 소정 영역에 고정되고, 일면과 대향되는 타면은 터치 스크린 패널(200)의 측면과 접촉되며, 터치 스크린 패널(200)에 수평 방향, 즉 터치 스크린 패널(200)의 평면 방향으로 진동을 제공한다. 즉, 압전 진동 부재(300)는 프레임(100)의 내측면과 터치 스크린 패널(200)의 외측면 사이에 마련되며 터치 스크린 패널(200)의 평면 방향으로 진동을 발생시킨다. 이러한 터치 스크린 장치는 태블릿, 스마트폰 등의 이동형 전자 기기에 적용될 수도 있고, 자동차 내부에 장착될 수도 있다. 예를 들어, 터치 스크린 장치는 자동차 내부 디자인에 따라 센터페시아에 장착될 수 있는데, 본 발명의 실시 예는 터치 스크린 장치가 자동차에 적용되는 경우를 설명한다.
프레임(100)은 내부에 소정의 공간이 마련되고, 내측 상부로는 터치 스크린 패널(200)이 마련된다. 이러한 프레임(100)은 상부 및 하부가 개방되고 측면이 폐쇄된 형태로 마련될 수 있다. 또한, 프레임(100)은 상부가 개방되고 하부 및 측면이 페쇄된 형태로 마련될 수 있다. 이러한 프레임(100)은 자동차 내의 센터페시아의 소정 영역에 장착될 수 있다. 즉, 프레임(100)은 측면이 자동차의 센터페시아에 접촉되고 오디오, 내비게이션 등의 작동을 위한 소정의 부품이 내부에 수용 또는 장착되며, 상부에는 터치 스크린 패널(200)이 마련될 수 있는 형태를 가질 수 있다. 물론, 태블릿, 스마트폰 등의 전자기기에 적용되는 경우 프레임(100)은 이러한 전자기기의 형상으로 마련될 수 있고, 내측으로 소정의 부품이 수용될 수 있다. 이러한 프레임(100)은 대략 사각형의 틀 형태를 가지며, 적용되는 제품에 따라 다양하게 변형 가능하다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 상하 방향으로 서로 대향되는 제 1 측면(111) 및 제 2 측면(112)과, 제 1 및 제 2 측면(111, 112)의 두 가장자리 사이에 서로 대향되도록 마련된 제 3 및 제 4 측면(113, 114)을 포함할 수 있다. 여기서, 제 2 측면(112)의 길이는 제 1 측면(111)의 길이보다 짧고 그에 따라 제 3 및 제 4 측면(113, 114)이 제 1 측면(111)과는 예각을 이루고 제 2 측면(112)과는 둔각을 이루도록 마련될 수 있다. 물론, 이러한 형상은 프레임(100)이 적용되는 제품의 형상에 따라 다양하게 변형할 수 있다. 예를 들어, 자동차 내의 센터페시아의 구조, 센터페시아에 장착하고자 하는 형태 등에 따라 프레임(100)의 형상을 다양하게 변형할 수 있다. 한편, 적어도 하나의 압전 진동 부재(300)가 프레임(100)의 적어도 일 영역, 예를 들어 제 1 및 제 2 측면(111, 112)의 내측에 고정될 수 있는데, 압전 진동 부재(300)가 고정되는 영역은 나머지 영역에 비해 얇게 형성될 수 있다. 즉, 압전 진동 부재(300)는 제 1 및 제 2 측면(111, 112)의 소정 영역에 마련된 고정홈 내에 수용될 수 있다. 또한, 프레임(100)의 내측면의 소정 영역에는 측면으로부터 내측으로 연장된 단턱부(110)가 마련될 수 있다. 즉, 프레임(100)의 내측면으로부터 내측으로 소정 폭으로 돌출되어 단턱부(110)가 형성될 수 있다. 단턱부(110)는 터치 스크린 패널(200)의 두께에 따라 형성 위치가 결정될 수 있다. 즉, 터치 스크린 패널(200)이 단턱부(110)와 소정 간격 이격되어 그 상에 위치할 때 터치 스크린 패널(200)의 상부 표면이 프레임(100)의 상부면과 동일 평면을 이룰 수 있다. 단턱부(110)는 예를 들어 프레임(100) 높이의 1/10 내지 1/5 정도의 위치에 형성될 수 있다. 이러한 단턱부(110)는 터치 스크린 패널(200)의 가장자리를 접착제(미도시) 등을 매개로 지지하기 위해 마련될 수 있다. 즉, 터치 스크린 패널(200)은 단턱부(110)와 직접 접촉되지 않고 접착제 등에 의해 접착되어 단턱부(110)에 지지될 수 있다. 접착제는 단턱부(110)와 터치 스크린 패널(200) 사이의 적어도 일부 영역에 마련될 수 있다. 즉, 접착제는 단턱부(110)와 터치 스크린 패널(200) 사이의 전 영역에 마련될 수도 있고, 소정 간격을 두고 적어도 둘 이상 마련될 수도 있다. 물론, 단턱부(110)와 터치 스크린 패널(200)은 그 사이에 접착제가 마련되지 않고 소정 간격 이격될 수도 있다. 즉, 단턱부(110) 상에 터치 스크린 패널(200)이 소정 간격을 유지하며 떠 있을 수도 있다. 이렇게 단턱부(110)와 터치 스크린 패널(200)이 소정 간격을 유지할 경우 압전 진동 부재(300)로부터의 진동력이 더 크게 전달될 수 있다. 또한, 압전 진동 부재(300)가 마련되는 영역의 단턱부(110)는 적어도 일부가 제거될 수 있다. 예를 들어, 압전 진동 부재(300)의 사이즈가 터치 스크린 패널(200)의 두께보다 클 경우 압전 진동 부재(300)가 마련되는 영역에는 단턱(110)이 제거될 수 있다. 또한, 압전 진동 부재(300)의 사이즈가 터치 스크린 패널(200)의 두께와 동일하거나 작을 경우에도 단턱(110)의 일부가 제거될 수 있다. 단턱부(110)의 제거된 영역을 통해 압전 진동 부재(300)를 구동하기 위한 신호 라인이 연결될 수 있다.
터치 스크린 패널(200)은 프레임(100)의 내측에 마련되어 사용자가 표면을 터치할 수도 있도록 한다. 이때, 터치 스크린 패널(200)은 프레임(100)에 직접적으로 접촉되지 않을 수 있다. 즉, 터치 스크린 패널(200)은 프레임(100)과 이격되어 마련되거나, 프레임(100)과의 사이에 접착제 등이 마련되어 직접 접촉되지 않을 수 있다. 이러한 터치 스크린 패널(200)은 투명성 및 가용성 재질로 마련될 수 있다. 따라서, 화상을 표시하는 LCD 등의 디스플레이(미도시)에 밀착 배치되어 사용자가 이를 통하여 디스플레이에 표시되는 화상을 보면서 해당 전자기기의 조작을 수행할 수 있도록 한다. 즉, 터치 스크린 패널(200)은 전자기기의 압력을 받는 부분으로, 일반적으로 사용자의 손가락 또는 전용 펜을 통해 외부로부터 입력되는 신호를 수신하는 외부면이다. 또한, 터치 스크린 패널(200) 하측의 프레임(100) 내측에는 디스플레이, 디스플레이에 표시되는 네비게이션 또는 오디오용 조작 메뉴의 누름을 감지하는 센서(미도시), 센서를 커버하는 보호 필름(미도시) 및 디스플레이에 네비게이션 또는 오디오용 작동 메뉴가 나타나도록 제어하고 센서에 의해 감지되는 신호에 따라 네비게이션 또는 오디오를 작동시키는 콘트롤러(미도시)가 마련될 수 있다. 즉, 콘트롤러에 의해 네비게이션 또는 오디오용 조작 메뉴가 디스플레이에 표시되고, 디스플레이에 표시된 조작 메뉴를 터치하면 센서가 이를 감지하여 콘트롤러에 신호를 전달하고, 콘트롤러는 이를 바탕으로 네비게이션 또는 오디오의 작동을 제어할 수 있다. 여기서, 센서가 터치를 감지하면 콘트롤러는 이와 동시에 압전 진동 부재(300)를 구동시켜 터치 스크린 패널(200)을 진동시켜 사용자가 진동을 감지할 수 있다. 한편, 터치 스크린 패널(200) 하측의 프레임(100) 내측에 수용되는 상기 장치들은 많은 분야에서 널리 사용되고 있는 공지된 기술로서, 그에 따른 자세한 설명은 생략한다. 또한, 터치 스크린 패널(200)은 프레임(100) 내측의 형상으로 마련되고 그 사이의 간격이 모든 영역에서 동일할 수 있다. 이때, 압전 진동 부재(300)의 두께는 프레임(100)과 터치 스크린 패널(200) 사이의 간격과 동일할 수 있다. 즉, 압전 진동 부재(300)가 프레임(100)과 터치 스크린 패널(200)의 간격과 동일한 두께를 가질 경우 프레임(100)의 내측면과 모든 영역에서 동일 폭을 갖도록 터치 스크린 패널(200)이 프레임(100)의 내측 면적보다 작은 면적을 가질 수 있다. 그러나, 프레임(100)과 터치 스크린 패널(200) 사이의 압전 진동 부재(300)가 마련되는 영역은 다른 영역에 비해 프레임(100)과의 간격이 더 넓을 수 있다. 즉, 압전 진동 부재(300)가 프레임(100)과 터치 스크린 패널(200)의 간격보다 큰 두께를 가질 경우 터치 스크린 패널(200)의 압전 진동 부재(300)와 접촉되는 영역은 소정의 홈이 형성되고 홈 내에 압전 진동 부재(300)가 수용될 수 있다. 또한, 터치 스크린 패널(200)은 가장자리가 다른 영역에 비해 두꺼울 수 있다. 즉, 터치 스크린 패널(200)은 프레임(100)의 단턱부(110)에 대응되는 영역이 하측으로 연장된 돌출부(210)가 마련된다. 돌출부(210)는 터치 스크린 패널(200)의 가장자리에서 하측으로 돌출되어 단턱부(110)와 대면할 수 있고, 돌출부(210)의 너비는 단턱부(110)의 너비와 동일할 수 있다. 물론, 돌출부(210)의 너비는 단턱부(110)의 너비보다 크거나 작을 수 있는데, 돌출부(210)의 너비가 단턱부(110)의 너비보다 크면 터치 영역이 줄어들므로 돌출부(210)의 너비는 단턱부(110)의 너비보다 같거나 작은 것이 바람직하다. 이러한 돌출부(210)와 단턱부(110)는 소정 간격 이격되어 떠 있을 수 있고, 이들 사이의 적어도 일부 영역에 양면 테이프 등의 접착제가 마련되어 터치 스크린 패널(200)을 프레임(100) 상에 고정시킬 수도 있다.
압전 진동 부재(300)는 프레임(100)의 내측면에 고정되고, 터치 스크린 패널(200)의 외측면에 접촉된다. 압전 진동 부재(300)는 복수 마련될 수 있는데, 예를 들어, 프레임(100)의 제 1 측면(111)에 서로 이격되어 두개 마련되고, 이와 대향되는 제 2 측면(112)에 서로 이격되어 두개 마련될 수 있다. 이러한 압전 진동 부재(300)는 도 4에 도시된 바와 같이 압전 소자(310), 진동판(320) 및 댐퍼(320)를 포함할 수 있다. 즉, 프레임(100)의 내측면으로부터 진동판(320), 압전 소자(310) 및 댐퍼(320)가 마련되어 진동판(320)이 프레임(100)의 내측면에 접촉 고정되고, 댐퍼(330)를 통해 터치 스크린 패널(200)과 접촉될 수 있다. 이때, 진동판(320)은 프레임(100)의 내측면에 나사를 이용하여 체결되거나 접착제를 이용하여 접착될 수 있다. 그런데, 진동판(320)은 체결 구멍(321)이 형성되어 나사를 이용하여 체결됨으로써 큰 진동이나 충돌로 인한 충격 또는 고온으로 인한 열충격에도 견고하게 고정될 수 있다. 또한, 진동판(320)는 결합 핀에 의해 프레임(100)의 내측면에 결합될 수 있다. 예를 들어, 프레임(100)의 소정 영역에 홈이 형성되고 이에 대응되는 진동판(320)의 소정 영역에 돌출부가 마련되어 진동판(320)의 돌출부가 프레임(100)의 홈에 삽입되어 체결될 수 있다. 이때, 진동판(320)의 돌출부 말단에는 폭이 넓은 영역이 형성되어 돌출부가 홈에 삽입된 후 진동판(320)이 이탈되지 않도록 할 수 있다. 한편, 진동판(320)이 터치 스크린 패널(200) 측에 마련되고, 터치 스크린 패널(200)과 진동판(320) 사이에 댐퍼(330)가 마련될 수도 있다. 이 경우 압전 소자(310)는 프레임(100)의 내측면에 접착제를 이용하여 접착되거나, 적어도 일 영역이 나사체결되어 고정될 수도 있다. 이러한 압전 진동 부재(300)는 프레임(100)의 내측면으로부터 수평 방향, 즉 터치 스크린 패널(200)의 평면 방향으로 진동을 인가할 수 있고, 그에 따라 진동력을 크게 제공할 수 있다. 즉, 압전 진동 부재(300)가 터치 스크린 패널(200)의 평면과 수직 방향으로 접촉, 예를 들어 단턱부(110) 상에 접촉되면 터치 스크린 패널(200)의 평면에 수직 방향으로 진동력을 제공하는데, 이 경우 국부적으로 진동력이 인가되므로 압전 진동 부재(300)로부터 멀어질수록 진동력이 적게 전달되고 터치 스크린 패널(200)의 중앙부에는 가장 작은 진동력이 전달된다. 그러나, 본 발명은 압전 진동 부재(300)가 터치 스크린 패널(200)의 평면과 수평 방향으로 진동력을 인가하므로 터치 스크린 패널(200)의 전 영역, 특히 압전 진동 부재(300)와 가장 먼 거리에서도 높은 진동력을 제공받을 수 있다.
압전 진동 부재(300)는 압전 소자(310)와, 진동판(320)을 포함하여 전압 인가에 따라 굽힘 응력이 발생하는 역압전 효과에 의해 진동을 발생시킨다. 즉, 압전 소자(310)는 인가되는 전압에 따라 터치 스크린 패널(200)의 평면 방향으로 신축 운동을 하고, 진동판(320)은 이를 굽힘 변형으로 변형하여 진동을 발생시킨다. 압전 소자(310)는 기판과, 기판이 적어도 일면에 형성된 압전층을 포함한다. 예를 들어, 압전 소자(310)는 기판의 양면에 압전층이 형성된 바이모프 타입으로 형성될 수도 있고, 기판의 일면에 압전층이 형성된 유니모프 타입으로 형성될 수도 있다. 압전층은 적어도 일층이 적층 형성될 수 있으며, 바람직하게는 복수의 압전층이 적층 형성될 수 있다. 또한, 압전층의 상부 및 하부에는 각각 전극층이 형성될 수 있다. 그런데, 변위와 진동력을 증가시키고, 저전압 구동을 가능하게 하기 위해 압전층을 복수로 적층하고 유니모프 타입으로 형성할 수도 있다. 여기서, 압전층은 예를 들어 PZT(Pb, Zr, Ti), NKN(Na, K, Nb), BNT(Bi, Na, Ti) 계열의 압전 물질을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 기판은 압전층이 적층된 구조를 유지하면서 진동이 발생할 수 있는 특성을 갖는 물질을 이용할 수 있는데, 예를 들어 금속, 플라스틱 등을 이용할 수 있다. 한편, 기판의 적어도 일 단부에는 구동 전압이 인가되는 전극 단자가 마련될 수 있다. 이러한 압전 소자(310)는 접착제 등을 이용하여 진동판(320)의 일면에 접착된다. 이때, 진동판(320)의 양측이 동일 길이로 잔류하도록 압전 소자(310)는 진동판(320)의 중앙부에 접착될 수 있다. 또한, 압전 소자(310)는 진동판(320)의 일면에 접착될 수 있고, 이와 대향되는 진동판(320)의 타면에 접착될 수도 있으며, 진동판(320)의 상하 양면에 접착될 수도 있다. 즉, 본 실시 예의 설명에는 압전 소자(310)가 진동판(320)의 일면에 접착되었으나, 압전 소자(310)는 진동판(320)의 타면에 접착될 수도 있고, 진동판(320)의 일면 및 타면에 접착될 수도 있다. 여기서, 압전 소자(310)와 진동판(320)은 접착 이외에 다양한 방법으로 고정될 수 있다. 예를 들어, 진동판(320)과 압전 소자(310)를 점착제를 이용하여 점착하고, 진동판(320)과 압전 소자(310)의 측면을 접착제 등을 이용하여 접착함으로써 고정할 수도 있다. 한편, 진동판(320)은 금속, 플라스틱 등을 이용하여 제작할 수 있고, 서로 다른 이종의 소재를 적층하여 적어도 2중 구조를 이용할 수 있다. 예를 들어, 진동판(320)은 스테인레스, 철과 니켈의 합금(63.5Fe, 36Ni, 0.5Mn)의 합금 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 진동판(320)은 1.97×104∼0.72×106㎏/㎠의 탄성 계수를 가질 수 있다. 이러한 압전 소자(310) 및 진동판(320)은 대략 직사각형의 판 형상으로 제작된다. 즉, 압전 소자(310) 및 진동판(320)은 각각 소정의 길이, 너비 및 두께를 가지고, 서로 대향되는 일면 및 타면을 갖는 형상으로 제작된다. 예를 들어, 진동판(320)은 10㎜∼80㎜의 길이와 0.05㎜∼0.5㎜의 두께로 마련될 수 있다. 또한, 압전 소자(310)는 진동판(320)보다 짧은 길이로 제작될 수 있다. 이러한 압전 진동 부재(300)는 진동판(320)의 일면이 압전 소자(310)의 일면과 접착되고, 진동판(320)의 타면이 프레임(100)의 내측면과 결합된다. 또한, 압전 소자(310)가 진동판(320)의 타면에 접착되는 경우 압전 소자(310)와 프레임(100)이 결합될 수도 있다. 또한, 진동판(320)은 압전 소자(310)와 접착된 영역 이외의 소정 영역이 굴곡지게 형성될 수도 있다. 즉, 압전 소자(310)와 접착된 영역 외측의 진동판(320)은 소정의 굴곡, 예를 들어 하측으로 구부러진 후 다시 상측으로 구부러진 형상을 가질 수 있다. 또한, 굴곡 영역의 외측으로 다시 평탄하게 형성되고, 이 영역이 프레임(100)의 내측면에 접촉될 수 있다. 다시 말하면, 진동판(320)은 압전 소자(310)와 접촉되는 제 1 영역 및 프레임(100)과 접촉되는 제 2 영역은 평판 형상으로 마련되고, 제 1 및 제 2 영역 사이에는 굴곡진 제 3 영역이 마련되어 제작될 수 있다. 물론, 진동판(320)은 모든 영역이 동일 형상, 즉 판 형상으로 제작될 수 있다. 즉, 진동판(320)은 평탄한 판 형상으로 제작되고, 가장자리가 프레임(100)에 접촉될 수도 있다. 댐퍼(damper)(330)는 압전 진동 부재(300)와 터치 스크린 패널(200) 사이에 마련된다. 댐퍼(330)는 압전 진동 부재(300)에 고정되고 터치 스트린 패널(200)에 접착되지 않을 수 있다. 그러나, 터치 스크린 패널(200)의 안정적인 지지를 위해 댐퍼(330)는 터치 스크린 패널(200)에도 접착될 수 있다. 댐퍼(330)를 압전 진동 부재(300) 및 터치 스크린 패널(300)에 접착하기 위해 양면 테이프 등의 접착제를 이용할 수 있고, 이때 양면 테이프 등의 접착제는 0.05㎜∼1.0㎜의 두께로 마련될 수 있다. 물론, 댐퍼(330)를 고무, 실리콘 등의 접착 물질로 형성함으로써 그 자체가 압전 진동 부재(300) 및 터치 스크린 패널(200)와 접착될 수 있다. 이러한 댐퍼(330)는 폴리우레탄, 폴리카보네이트, 고무, 실리콘, 포론(PORON) 등으로 마련될 수 있다. 이렇게 댐퍼(330)를 마련함으로써 제품의 낙하 또는 충격 시 제품의 손상을 방지할 수 있다. 또한, 압전 진동 부재(300)의 진동을 집중시켜 손실없이 진동력을 전달시킬 수 있다.
한편, 압전 진동 부재(300)는 적어도 일부에 방수층(미도시)이 더 형성될 수 있다. 방수층은 파릴렌(parylene) 등의 방수 재료를 이용하여 코팅될 수 있다. 파릴렌은 압전판(310)가 진동판(320) 상에 접합된 상태에서 압전판(310)의 상면 및 측면과 압전판(310)에 의해 노출된 진동판(320)의 상면 및 측면에 형성될 수 있다. 즉, 파릴렌은 압전판(310) 및 진동판(320)의 상면 및 측면에 형성될 수 있다. 또한, 파릴렌은 압전판(310)이 진동판(320) 상에 접합된 상태에서 압전판(310)의 상면 및 측면과 진동판(320)의 상면, 측면 및 하면에 형성될 수 있다. 즉, 파릴렌은 압전판(310) 및 진동판(320)의 상면, 측면 및 하면에 형성될 수 있다. 이렇게 파릴렌이 압전판(310) 및 진동판(320)의 적어도 일면에 형성됨으로써 압전 진동 부재(300)로의 습기 침투를 방지할 수 있고 산화를 방지할 수 있다. 또한, 진동판(320)의 경도 증가에 의한 응답 속도를 향상시킬 수도 있다. 그리고, 파릴렌의 코팅 두께에 따라 공진 주파수를 조절할 수 있다. 물론, 파릴렌은 압전판(310)에만 코팅될 수도 있는데, 압전판(310)의 상면, 측면 및 하면에 코팅될 수 있고, 압전판(310)와 연결되어 압전판(310)에 전원을 공급하기 위한 FPCB 등의 전원 라인에 코팅될 수도 있다. 파릴렌이 압전판(310)에 형성됨으로써 압전판의 수분 침투를 방지할 수 있고 산화를 방지할 수 있다. 또한, 형성 두께를 조절함으로써 공진 주파수를 조절할 수 있다. 이러한 파릴렌은 압전판(310) 또는 진동판(320)의 재질과 특성에 따라 두께를 다르게 하여 코팅될 수 있는데, 압전판(310) 또는 진동판(320)의 두께보다 얇게 형성될 수 있으며, 예를 들어 0.1㎛∼10㎛의 두께로 형성될 수 있다. 이렇게 파릴렌을 코팅하기 위해 예를 들어 파릴렌을 기화기(Vaporizer)에서 1차 가열하여 기화시켜 다이머(dimer) 상태로 만든 후 2차 가열하여 모노머(Monomer) 상태로 열분해시키고, 파릴렌을 냉각시키면 파릴렌은 모노머 상태에서 폴리머 상태로 변환되어 압전 진동 부재(300)의 적어도 일면 상에 코팅될 수 있다. 한편, 파릴렌 등의 방수층은 압전 진동 부재(300)의 댐퍼(330) 상에도 형성될 수도 있다.
또한, 도시되지 않았지만, 압전 진동 부재(300)가 소정의 케이스 내에 수용될 수도 있다. 예를 들어, "ㄷ"자 형태의 케이스가 마련되고, 케이스 내측으로 답전 소자(310)가 수용되며, 진동판(320)이 케이스의 개방된 영역에 고정될 수 있다. 즉, 압전 소자(310)가 "ㄷ"자 형태의 케이스 내에 수용되고 진동판(320)이 케이스의 개방된 영역을 덮을 수 있다. 이때, 댐퍼(330)는 진동판(320)의 압전 소자(310)가 부착되지 않은 타면에 마련될 수 있다. 이러한 케이스는 알루미늄 등의 금속 재질 또는 플라스틱으로 제작될 수 있으며, 일면에 FPCB가 부착될 수 있다. 즉, 진동판(320)이 덮힌 일면과 대향되는 면에 FPCB가 부착될 수 있다. 이렇게 케이스가 압전 진동 부재(300)의 적어도 일부를 수용하도록 마련됨으로써 압전 진동 부재(300)를 보호할 수 있고, FPCB 단자를 보호할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 터치 스크린 장치는 프레임(100)의 내측면에 압전 진동 부재(300)가 마련되고 터치 스크린 패널(200)의 측면이 압전 진동 부재(300)와 접촉되도록 마련한다. 따라서, 압전 진동 부재(300)가 터치 스크린 패널(200)의 평면에 대해 수평 방향으로 진동하고 그에 따라 터치 스크린 패널(200)의 수평 방향으로 진동력이 제공된다. 결국, 터치 스크린 패널에 대해 수직 방향으로 진동하는 종래에 비해 진동력을 크게 할 수 있고, 터치 스크린 패널의 모든 영역에서 균일한 진동력을 제공받을 수 있다.
또한, 압전 진동 부재(300)를 프레임(100)의 내측면에 마련함으로써 보드 상에 실장하는 종래에 비해 공간 활용이 제한적이지 않다. 그리고, 터치 스크린 패널(200)의 측면에서 수평 방향으로 진동이 발생되기 때문에 불쾌감을 주는 촉감이 적게 발생된다. 그리고, 터치 스크린 패널(200)의 가장자리를 두껍게 형성하여 압전 진동 부재(300)가 터치 스크린 패널(200)의 측면 전체에 접촉 가능하여 진동력을 크게 할 수 있다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 터치 스크린 장치의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 터치 스크린 장치는 프레임(100)의 내측에 마련된 단턱부(110)의 내측으로부터 상측으로 연장부(120)가 마련되고 연장부(120)의 내측면에 압전 진동 부재(300)가 고정될 수 있다. 연장부(120)는 터치 스크린 패널(200)의 가장자리의 두께보다 낮은 높이로 마련되어 연장부(120)의 상면과 터치 스크린 패널(200) 사이는 소정의 간격을 유지할 수 있다. 이때, 터치 스크린 패널(200)의 가장자리는 프레임(100)과 연장부(120) 사이의 영역에 마련될 수 있고, 프레임(100)과 터치 스크린 패널(200) 사이에는 스프링(400) 등의 쿠션재가 마련될 수 있다. 즉, 터치 스크린 패널(200)과 프레임(100) 사이에 스프링(400) 등의 쿠션재가 마련되고, 터치 스크린 패널(200)과 연장부(120) 사이에 압전 진동 부재(300)가 마련될 수 있다. 스프링(400) 등의 쿠션재가 프레임(100)과 터치 스크린 패널(200) 사이에서 팽창하여 프레임(100)과 터치 스크린 패널(200)을 고정시킬 수 있다. 또한, 터치 스크린 패널(200)과 단턱부(110)는 소정 간격 이격되고, 그 사이의 적어도 일 영역에 접착제(미도시)가 마련될 수 있다. 이러한 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 터치 스크린 장치는 압전 진동 부재(300)가 터치 스크린 패널(200)의 평면 방향으로 진동력을 제공하고 그에 따라 터치 스크린 패널(200)은 평면 방향으로 진동하게 된다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 터치 스크린 장치는 터치 스크린 패널(200)의 가장자리의 소정 폭이 다른 영역에 비해 상측 및 하측으로 두껍게 형성된다. 즉, 가장자리가 다른 영역보다 상측 및 하측으로 소정 두께로 두껍게 형성된다. 따라서, 터치 스크린 패널(200)이 터치 영역은 가장자리에 비해 낮게 형성된다. 이때, 가장자리의 폭은 프레임(100)의 단턱부(110)의 폭과 동일하게 형성될 수 있고 가장자리의 상부면은 프레임(100)의 상부면과 동일 평면을 이룰 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 터치 스크린 장치는 압전 진동 모듈(500)을 포함한다. 즉, 프레임(100)과 터치 스크린 패널(200) 사이에 압전 진동 모듈(500)이 마련된다. 이러한 압전 진동 모듈(500)은 도 8에 도시된 바와 내부에 소정 공간이 마련되도록 결합되는 하부 및 상부 케이스(510, 520)와, 하부 및 상부 케이스(510, 520) 사이의 내부 공간에 마련되어 진동을 발생시키는 압전 진동 부재(300)와, 하부 및 상부 케이스(510, 520) 사이의 내부 공간에 마련되고 압전 진동 부재(300)의 일부분에 결합되어 압전 진동 부재(300)의 진동을 증폭시키는 웨이트(weight) 부재(530)를 포함할 수 있다. 이러한 압전 진동 모듈(500)의 구성은 도 8 및 도 9를 이용하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 또한, 터치 스크린 패널(200)은 모든 영역이 동일 두께로 마련될 수 있다. 즉, 본 발명의 제 1 내지 제 3 실시 예는 가장자리가 다른 영역에 비해 두껍게 마련되지만, 본 발명의 제 4 실시 예는 터치 스크린 패널(200)이 모든 영역에서 동일 두께로 마련될 수 있다. 물론, 본 발명의 제 4 실시 예 또한 터치 스크린 패널(200)의 가장자리가 다른 영역에 비해 두꺼울 수도 있다.
도 8 및 도 9를 이용하여 압전 진동 모듈(500)을 설명하면 다음과 같다. 압전 진동 모듈(500)은 하부 및 상부 케이스(510, 520)와, 하부 및 상부 케이스(510, 520) 사이의 내부 공간에 마련된 압전 진동 부재(300)와, 하부 및 상부 케이스(510, 520) 사이의 내부 공간에 마련되고 압전 진동 부재(300)의 일부분에 결합된 웨이트(weight) 부재(530)를 포함할 수 있다.
하부 케이스(510)는 압전 진동 모듈(500)의 하측에 마련되어 상부 케이스(520)와 결합되어 내부에 소정 공간을 마련하고, 압전 진동 모듈(500)의 외형을 이룬다. 이러한 하부 케이스(510)는 압전 진동 부재(300) 및 웨이트 부재(530)의 형상을 따라 내부 공간이 마련될 수 있도록 예를 들어 길이 방향으로 서로 대향되는 두 변이 길고, 이와 직교하는 너비 방향으로 서로 대향되는 두 변이 짧은 형상으로 마련될 수 있다. 이러한 하부 케이스(510)는 압전 진동 부재(300)와 소정 간격 이격되어 압전 진동 부재(300)의 하측을 커버할 수 있는 평면부(511)와, 평면부(511)의 가장자리로부터 상측으로 연장된 네개의 측면부(512)를 포함할 수 있다. 한편, 평면부(511)의 단변 가장자리로부터 형성된 측면부(512)의 상측에는 평면부(511)와 대향되는 외측으로 연장된 수평부(513)가 더 형성될 수 있다. 즉, 하부 케이스(510)의 평면부(511)는 웨이트 부재(530)의 길이보다 짧게 마련되고, 평면부(511)의 단변 가장자리로부터 상측으로 연장 형성된 측면부(512)로부터 외측으로 웨이트 부재(530)의 길이와 같거나 이보다 길게 수평부(513)가 형성될 수 있다. 또한, 하부 케이스(510)의 소정 영역, 즉 평면부(511)의 외측에는 진동판(320)이 삽입되는 홀(514)이 형성된다. 홀(514)은 진동판(320)의 일 영역과 접촉될 수 있도록 진동판(320)의 일 영역의 굵기와 동일 직경으로 형성될 수 있다.
상부 케이스(520)는 하부 케이스(510)와 결합되어 내부에 소정의 공간이 마련된다. 상부 케이스(520)은 웨이트 부재(530) 상측에 마련되어 내부에 웨이트 부재(530)가 수용되고, 압전 진동 부재(300)의 적어도 일부가 수용된다. 즉, 웨이트 부재(530)는 상부 케이스(520)의 내부에 마련될 수 있고, 압전 진동 부재(300)는 하부 및 상부 케이스(510, 520) 사이의 공간에 마련될 수 있다. 이러한 상부 케이스(520)는 압전 진동 부재(300) 및 웨이트 부재(530)의 형상을 따라 내부 공간이 마련될 수 있도록 서로 대향되는 두 변이 길고, 이와 직교하는 방향으로 서로 대향되는 두 변이 짧은 형상으로 마련될 수 있다. 즉, 상부 케이스(520)는 평면부와, 평면부의 가장자리로부터 하부 케이스(510) 방향으로 연장된 네개의 측면부를 포함할 수 있는데, 평면부는 웨이트 부재(530)의 길이 방향을 따라 두 변이 길고, 웨이트 부재(540)의 너비 방향을 따라 두 변이 짧게 마련될 수 있다. 또한, 상부 케이스(520)의 측면부는 평면부의 가장자리의 모든 영역으로부터 하측으로 연장 형성될 수도 있고, 가장자리의 적어도 일부로부터 하측으로 연장 형성될 수도 있다. 즉, 측면부는 평면부의 가장자리로부터 부분적으로 연장 형성될 수 있다. 여기서, 상부 케이스(520)의 측면부는 하부 케이스(510)의 측면부(512)를 그 외측에서 감싸도록 마련될 수 있다. 즉, 내부에 압전 진동 부재(300) 및 웨이트 부재(540)를 수용하고 상부 케이스(520)의 측면부와 하부 프레임(510)의 측면부(512)가 결합되어 압전 진동 모듈(500)이 구현될 수 있다. 또한, 상부 케이스(520)는 그 내부에 웨이트 부재(530)를 수용할 수 있도록 측면부의 길이, 높이 및 너비가 웨이트 부재(530)의 길이, 높이 및 너비보다 크게 제작될 수 있다. 즉, 웨이트 부재(530)가 상부 케이스(520)의 내부 공간에서 상부 케이스(520)의 평면부 및 측면부와 소정 간격 이격되도록 상부 케이스(520)가 마련될 수 있다.
압전 진동 부재(300)는 압전 소자(310)와, 진동판(320)을 포함하고, 진동판(320)의 일면에 압전 소자(310)가 부착되고 진동판(320)의 타면이 웨이트 부재(530)와 접촉된다. 또한, 진동판(320)은 압전 소자(310)보다 길게 마련되고 진동판(320)의 가장자리는 하부 케이스(510)의 홀(514)에 삽입된다. 이러한 압전 진동 부재(300)의 압전 소자(310) 및 진동판(320)은 본 발명의 일 실시 예에서 설명된 것과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
웨이트 부재(530)는 소정의 길이와 너비, 그리고 두께를 갖는 대략 육면체의 형상을 갖는다. 이때, 너비 방향의 대향하는 두면은 두께 방향의 대향하는 두면보다 넓을 수 있다. 또한, 웨이트 부재(530)는 압전 진동 부재(300) 측으로 접촉부(531)가 형성되고, 접촉부(531)는 압전 진동 부재(300)와 접촉된다. 즉, 접촉부(531)는 압전 진동 부재(300)의 일면과 대면하는 웨이트 부재(530)의 두께 방향의 일면의 중앙부에 마련될 수 있으며, 그에 따라 압전 진동 부재(300)의 중앙부에 접촉될 수 있다. 여기서, 접촉부(531)가 마련되는 웨이트 부재(530)의 일면은 수평하게 마련되고 그 중앙부에 접촉부(531)가 돌출되어 마련될 수 있고, 웨이트 부재(530)의 일면이 가장자리로부터 중앙부로 소정 각도로 굴곡지게 형성되고 중앙부의 가장 높은 부분이 접촉부(531)가 되어 압전 진동 부재(300)와 접촉될 수 있다. 이때, 접촉부(531)와 압전 진동 부재(300)는 접착제 등에 따라 접착되어 고정될 수 있다. 따라서, 접촉부(531)가 압전 진동 부재(300)와 접촉되고, 웨이트 부재(530)의 나머지 영역은 압전 진동 부재(300)와 이격될 수 있다. 그런데, 접착제의 종류 및 그에 따른 특성에 따라 접착제를 두껍게 도포해야 할 수도 있는데, 접착제 도포 두께에 따라 압전 진동 부재(300)와 웨이트 부재(530)의 간격이 멀어지고, 그에 따라 압전 진동 모듈(500)의 두께가 증가할 수 있다. 따라서, 접착제가 도포되는 영역, 즉 접촉부(531)는 접착제의 도포 두께에 따라 내부로 움푹 파인 오목부가 형성될 수 있다. 한편, 접촉부(531)는 웨이트 부재(530)의 중앙부에 위치하지 않을 수도 있고 중앙부로부터 10% 이내에서 이동될 수 있다. 그에 따라 진동 주파수 및 변위를 조절할 수 있다. 이렇게 압전 진동 부재(300)와 결합되는 웨이트 부재(430)는 압전 진동 부재(300)의 진동에 의해 그와 함께 진동하면서 자신의 무게를 그 진동에 실어준다. 이렇게 압전 진동 부재(300)에 웨이트 부재(530)가 결합되어 웨이트 부재(530)의 무게가 실리면 진동체의 무게가 늘어난 결과가 되어 압전 진동 부재(300)가 단독으로 진동할 때에 비해 공진 주파수는 감소하는 대신에 반면 진동력은 강화된다. 특히, 교류 구동 전압의 특정 주파수에서는 진동력이 최대로 증폭된다. 또한, 웨이트 부재(530)를 이용할 경우 압전 진동 부재(300)에 흐르는 전류가 낮기 때문에 전력 소모량을 크게 줄일 수 있다. 한편, 웨이트 부재(530)의 길이 방향의 양 단부에는 연장부(532)가 형성된다. 연장부(532)는 본체보다 얇은 두께로 형성되는데, 예를 들어 본체 두께의 1/2의 두께로 형성된다. 이러한 연장부(532)는 하부 케이스(510)의 수평부(513)와 접촉되지 않도록 그 상에 마련될 수 있다.
본 발명의 실시 예와 비교 예의 주파수 및 진동 가속도 특성을 [표 1]에 비교하였다. 여기서, 진동 가속도는 터치 스크린 패널에 접촉될 때 전달받는 진동력의 세기이다. 본 발명의 실시 예는 압전 진동 부재가 터치 스크린 패널에 수평 방향으로 진동하고, 비교 예는 압전 진동 부재가 터치 스크린 패널에 수직 방향으로 진동한다. 즉, 본 발명의 실시 예는 프레임의 내측면과 터치 스크린 패널의 외측면 사이에 압전 진동 부재가 마련되고, 비교 예는 터치 스크린 패널의 하부면에 압전 진동 부재가 마련된다. 본 발명의 실시 예 및 비교 예의 특성을 비교하기 위해 터치 스크린 패널의 동일 위치의 5군데를 측정하였다. 이때, 입력 전압은 150V로 하였고, 사인파(sine wave)를 10초 동안 인가하였으며, 주파수를 100㎐∼300㎐로 변화시켰다.
Type
 특성
 position 평균
 산포값
1 2 3 4 5
비교 예
 주파수(㎐) 224 312 206 200 312 251 56.561
진동가속도(G) 1.839 2.073 3.384 1.147 0.801 1.849 1.000
실시 예
 주파수(㎐) 166 172 168 164 170 168 3.162
진동가속도(G) 3.546 3.744 4.3 3.801 4.081 3.899 0.290
진동가속도 변화율(%) 94 80 27 231 409 - -
[표 1]에 나타낸 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 진동 가속도가 비교 예에 비해 실시 예가 증가함을 알 수 있다. 즉, 비교 예에 비해 실시 예의 진동 가속도가 27% 내지 409% 정도 증가한다. 또한, 진동 가속도의 산포값, 즉 영역별 오차도 비교 예에 비해 실시 예가 낮음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예는 비교 예에 비해 진동력을 크게 전달받을 수 있고, 터치 스크린 패널의 전 영역에서 거의 균일한 진동력을 전달받을 수 있다.
본 발명은 상기에서 서술된 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 즉, 상기의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위는 본원의 특허 청구 범위에 의해서 이해되어야 한다.
100 : 프레임 200 : 터치 스크린 패널
300 : 압전 진동 부재 400 : 스프링
500 : 압전 진동 모듈

Claims (13)

  1. 프레임;
    상기 프레임의 내측에 마련된 터치 스크린 패널; 및
    상기 프레임과 상기 터치 스크린 패널 사이에 마련된 압전 진동 부재를 포함하며,
    상기 압전 진동 부재는 상기 터치 스크린 패널의 수평 방향으로 진동하는 터치 스크린 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 프레임은 적어도 상부가 개방되고 측면이 폐쇄된 형태를 가지며 내측면에 단턱부가 형성된 터치 스크린 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 프레임은 상기 단턱부 상측의 내측면에 상기 압전 진동 부재를 수용하기 위해 형성된 홈을 더 포함하는 터치 스크린 장치.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 터치 스크린 패널은 가장자리가 다른 영역보다 두껍게 마련되며, 상기 가장자리가 상기 단턱부와 소정 간격 이격되는 터치 스크린 장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 단턱부와 상기 터치 스크린 패널의 가장자리 하측 사이의 적어도 일부 영역에 마련된 접착제를 더 포함하는 터치 스크린 장치.
  6. 청구항 2에 있어서, 상기 단턱부의 외측으로부터 상측으로 연장된 연장부를 더 포함하고, 상기 연장부의 측면에 상기 압전 진동 부재가 마련된 터치 스크린 장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 프레임과 상기 터치 스크린 패널 사이에 마련된 스프링을 포함하는 쿠션재를 더 포함하는 터치 스크린 장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압전 진동 부재는 적어도 일 영역에 홀이 형성된 진동판, 압전 소자 및 댐퍼를 포함하며, 상기 진동판이 상기 프레임에 고정되고 상기 댐퍼가 상기 터치 스크린 패널에 접촉되는 터치 스크린 장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 압전 진동 부재의 적어도 일부에 형성된 방수층을 더 포함하는 터치 스크린 장치.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 진동판은 나사, 접착제, 결합핀의 적어도 하나에 의해 상기 프레임에 고정되는 터치 스크린 장치.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 압전 진동 부재를 수용하는 케이스를 더 구비하는 터치 스크린 장치.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 케이스의 일면에 마련된 FPCB를 더 포함하는 터치 스크린 장치.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 케이스 내측에서 상기 압전 진동 부재와 접촉되는 웨이트 부재를 더 구비하는 터치 스크린 장치.
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