TW201721387A - 觸控螢幕裝置 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種觸控螢幕裝置，所述觸控螢幕裝置包括：框架；觸控螢幕面板，設置於所述框架內；以及壓電振動構件，設置於所述框架與所述觸控螢幕面板之間，其中所述壓電振動構件在所述觸控螢幕的水平方向上振動。

Description

觸控螢幕裝置

本發明是有關於一種觸控螢幕裝置，且更具體而言，是有關於一種其中可能存在觸覺反饋（haptic feedback）的觸控螢幕裝置。

液晶顯示器（liquid crystal display，LCD）通常一直用於各種資訊的傳輸及影音（AV）系統。另外，觸控螢幕已被應用至液晶顯示器以方便與驅動器介接。觸控螢幕被設計成使得當藉由使用手指或觸控筆觸摸螢幕時，在偵測到發生觸摸的部分或游標（cursor）移動的位置之後能執行指令。

此外，振動產生設備被應用至觸控螢幕且藉此，使得使用者能夠瞬時地感測針對使用者的觸摸輸入的反饋振動。亦即，設置於觸控螢幕裝置中的振動產生裝置可被用作藉由振動而對使用者的觸摸作出觸覺反饋的手段。觸覺反饋指代當使用者觸摸物體時可經由使用者的指尖（指尖或尖筆（stylus pen））感測到的觸覺感覺（haptic sense）。在某個人觸摸虛擬物體（例如，觸控螢幕中的按鈕標誌）時可以與在觸摸真實物體（真實按鈕）的情形中的反應性相似的反應性來恢復動態特性（在藉由手指、操作聲音等按動按鈕時傳遞至手指的振動及觸覺感覺）的觸覺反饋手段可被稱為最理想的。因此，振動產生裝置需要提供足以使人經由觸覺感覺感測振動的振動力。

振動馬達、線性馬達等可被用作應用至觸控螢幕裝置的振動產生裝置。因此，在用於觸覺反饋的觸控螢幕裝置中，透明的觸控螢幕面板被安置成與用於顯示影像的影像顯示裝置（例如液晶顯示器）緊密接觸，且當使用者在經由觸控螢幕面板觀看顯示於影像顯示裝置上的影像的同時按壓觸控螢幕面板時，振動可藉由振動馬達或線性馬達而產生於觸控螢幕面板中並傳遞至使用者。此處，所述振動產生裝置安裝於設置於觸控螢幕面板內並被觸控螢幕面板覆蓋的板（board）上。因此，由於因所述振動產生裝置而產生的振動力在相對於觸控螢幕面板而言的上下（up-down）方向上傳遞，因此存在傳遞至使用者的手指的振動力微弱的問題。另外，由於觸控螢幕面板的振動是在上下方向上產生，因此在觸控螢幕面板上產生具有微弱振動力的死區（dead zone），且存在對於觸控螢幕面板上的每一位置均會產生振動偏差的問題。亦即，距振動產生裝置的位置越遠，所述位置處的振動力便越微弱，且在每一位置處產生振動偏差。

與此同時，壓電（piezoelectric）振動裝置可用作振動產生裝置。在壓電振動裝置中，振動板（vibration plate）耦合至位於板的上表面中的耦合凹槽，且所述振動板直接貼合至觸控螢幕面板以藉此在觸控螢幕面板的上下方向上振動。然而，在相關技術中該種方法具有的問題在於振動力在整個觸控螢幕面板上並不均勻。此外，由於因在整合於板中的模組的數目增大的同時觸控螢幕面板的面積減小的趨勢而使壓電振動裝置的安裝空間減小，因此壓電振動裝置的大小及數目減小，且因此振動可能為微弱的。另外，由於壓電振動裝置直接貼合至觸控螢幕面板並在垂直方向上振動，因此，可增大不合意的觸覺感覺。 [先前技術文件] （專利文件1）第2014-0133658號韓國專利申請公開案

本發明提供一種能夠增大傳遞至使用者的振動力並設置有能夠在整個觸控螢幕面板上提供均勻振動力的壓電振動裝置的觸控螢幕裝置。

本發明亦提供一種能夠藉由在觸控螢幕面板的水平方向上提供振動力而增大振動力並設置有能夠提供均勻振動力的壓電振動裝置的觸控螢幕裝置。

根據示例性實施例，一種觸控螢幕裝置包括：框架；觸控螢幕面板，設置於所述框架內；以及壓電振動構件，設置於所述框架與所述觸控螢幕面板之間，其中所述壓電振動構件在所述觸控螢幕的水平方向上振動。

所述框架可具有具有至少開口的上部及閉合的側表面的形狀，其中在所述框架的內側表面上可形成有台階狀端部。

所述框架可在所述台階狀端部上方所述框架的內側表面中更包括凹槽，所述凹槽被形成用於容納所述壓電振動構件。

所述觸控螢幕面板可被設置成具有較其其他區厚的邊緣，其中所述邊緣可與所述台階狀端部間隔開預定距離。

所述觸控螢幕裝置可更包括設置於所述台階狀端部與所述觸控螢幕面板的所述邊緣的下側之間的至少某些區中的黏合劑。

所述觸控螢幕裝置可更包括自所述台階狀端部的外側向上延伸的延伸部，其中所述壓電振動構件可設置於所述延伸部的側表面上。

所述觸控螢幕裝置可更包括緩衝構件，所述緩衝構件包括設置於所述框架與所述觸控螢幕面板之間的彈簧。

所述壓電振動構件可包括：振動板，具有至少一個其中形成有孔的區；壓電元件，以及阻尼器，其中所述振動板可固定至所述框架，且所述阻尼器可接觸所述觸控螢幕面板。

所述觸控螢幕裝置可更包括形成於所述壓電振動構件的至少一部分上的防水層。

所述振動板可藉由螺釘、黏合劑或耦合銷（coupling pin）中的至少一者固定至所述框架。

所述觸控螢幕裝置可更包括容納所述壓電振動構件的殼體。

所述觸控螢幕裝置可更包括設置於所述殼體的一個表面上的撓性印刷電路板（flexible printed circuit board，FPCB）。

所述觸控螢幕裝置可更包括與所述殼體內的所述壓電振動構件接觸的重量構件。

根據示例性實施例，觸控螢幕裝置被設置成在框架的內側表面上具有壓電振動構件且所述壓電振動構件被設置成與觸控螢幕面板的側表面接觸。所述壓電振動構件在相對於所述觸控螢幕面板的平面表面為水平的方向上振動，且因此，振動力在所述觸控螢幕面板的水平方向上傳遞。因此，相較於先前技術中在垂直方向上的振動，振動力可增大，且所述觸控螢幕面板中的所有區可接收到均勻的振動力。

此外，由於所述壓電振動構件設置於框架的內側表面上，因此空間利用較先前技術中的空間利用受到較少的限制。另外，由於振動是在觸控螢幕面板的側表面上的水平方向上產生，因此會較少的產生不合意的觸覺感覺，且由於所述觸控螢幕面板的邊緣被形成為大的厚度且藉此，壓電振動構件可接觸所述觸控螢幕面板的整個側表面，且所述振動力可增大。

在下文中，將參照附圖更詳細地闡述各實施例。然而，本發明可以不同的形式實施且不應視為僅限於本文中提出的各實施例。確切而言，提供該些實施例是為了使此揭露內容將透徹及完整且將向熟習此項技術者充分地傳達本發明的範圍。

圖1是根據示例性實施例的觸控螢幕裝置的分解立體圖，圖2是經組裝的立體圖，且圖3是經組裝的剖視圖。另外，圖4是在觸控螢幕裝置中使用的壓電振動構件的立體圖。此處，圖3所示的（a）及圖3所示的（b）是分別沿圖2所示的線A-A’及B-B’截取的剖視圖。

參照圖1至圖3，根據示例性實施例的觸控螢幕裝置可包括：提供預定空間的框架100；設置於框架100中的上側處的觸控螢幕面板200；以及設置於框架100的內側表面上的預定區中的壓電振動構件300，所述壓電振動構件300接觸觸控螢幕面板200以藉此經由觸控螢幕面板200提供振動力。此處，壓電振動構件300的其中一個表面被固定至框架100的內側表面上的預定區且另一表面面對所述一個表面並接觸觸控螢幕面板200的側表面，且壓電振動構件300向觸控螢幕面板200提供水平方向上（亦即，觸控螢幕面板200的平面方向上）的振動。亦即，壓電振動構件300設置於框架100的內側表面與觸控螢幕面板200的外表面之間並在觸控螢幕面板200的平面方向上產生振動。此種觸控螢幕裝置可被應用至例如平板電腦（tablet）或智慧型電話等行動電子裝置，且亦可安裝於車輛（vehicle）內。舉例而言，所述觸控螢幕裝置可根據車輛的內部設計而安裝於中控儀錶盤（center fascia）上，且在示例性實施例中，闡述了其中將觸控螢幕裝置應用至車輛的情形。

框架100中具有預定空間，且觸控螢幕面板200設置於框架100的內側上部中。框架100可被設置成具有開口的上部及下部以及閉合的側表面的形狀。此外，框架100可被設置成具有開口的上部以及閉合的下表面及側表面的形狀。框架100可安裝於車輛的中控儀錶盤中的預定區上。亦即，框架100可具有其中框架100的側表面接觸車輛的中控儀錶盤、框架100中容納有或安裝有用於運作音訊、導航等的預定組件以及框架100的上部上設置有觸控螢幕面板200的形狀。當然，當被應用至例如平板電腦、智慧型電話等電子裝置時，框架100可被設置成電子裝置的形狀，且預定組件可容納於框架100內。框架100具有近似矩形框架形狀且可根據所應用的產品作出各種修改。舉例而言，如在圖1中所示，框架100可包括第一側表面111、在上下方向上彼此面對的第二側表面112以及分別設置於第一側表面111與第二側表面112的兩個邊緣之間以彼此面對的第三表面113與第四表面114。此處，第二側表面112的長度可較第一側表面111的長度小，且因此，第三表面113及第四表面114可與第一側表面111形成銳角（acute angle）且可與第二側表面112形成鈍角（dull angle）。當然，此種形狀可根據其中應用有框架100的產品的形狀而作出各種修改。舉例而言，框架100的形狀可根據車輛中的中控儀錶盤的結構或欲安裝至所述中控儀錶盤上的形狀而作出各種修改。與此同時，至少一個壓電振動構件300可固定至至少一個區（例如，固定至第一側表面111內側及第二側表面112內側），且壓電振動構件300所固定至的區可被形成為較其餘區的厚度小的厚度。亦即，壓電振動構件300可被容置於設置於第一側表面111及第二側表面112的預定區中的固定凹槽中。另外，在框架100的內側表面上的預定區中，可設置有自框架100的側表面向內延伸的台階狀端部110。亦即，台階狀端部110可被形成為自框架100的內側表面朝框架100內突出預定寬度。形成有台階狀端部110的位置可根據觸控螢幕面板200的厚度來確定。亦即，當觸控螢幕面板200在台階狀端部110上被定位成與台階狀端部110間隔開預定距離時，觸控螢幕面板200的上表面可與框架100的上表面共面。台階狀端部110可被形成於例如具有框架100的高度的近似1/10高度至近似1/5高度的位置處。台階狀端部110可被設置成藉由黏合劑（圖中未示出）支撐觸控螢幕面板200的邊緣。亦即，觸控螢幕面板200可藉由台階狀端部110利用黏合劑等進行貼合來支撐，而非直接接觸台階狀端部110。所述黏合劑可被設置於台階狀端部110與觸控螢幕面板200之間的至少某些部分中。亦即，所述黏合劑可被設置於台階狀端部110與觸控螢幕面板200之間的所有區中或亦可設置於至少兩個區中。當然，台階狀端部110與觸控螢幕面板200可彼此間隔開預定距離而在其之間不設置有黏合劑。亦即，觸控螢幕面板200亦可與台階狀端部110向上間隔開預定距離。如此一來，當台階狀端部110與觸控螢幕面板200維持預定距離時，來自壓電構件300的振動力可得到更強的傳送。另外，可移除在其中設置有壓電振動構件300的區中的台階狀端部110的至少一部分。舉例而言，當壓電振動構件300的大小較觸控螢幕面板200的厚度大時，可自其中設置有壓電振動構件300的區移除台階狀端部110。此外，當壓電振動構件300的大小與觸控螢幕面板200的厚度相等或較觸控螢幕面板200的厚度小時，可部分地移除台階狀端部110。可經由台階狀端部110的被移除的區來連接用於驅動壓電振動構件300的訊號線。

觸控螢幕面板200設置於框架100內且亦容許使用者觸摸觸控螢幕面板200的表面。此處，觸控螢幕面板200可不直接接觸框架100。亦即，觸控螢幕面板200可不直接接觸框架100，乃因觸控螢幕面板200被設置成與框架100間隔開，或者在觸控螢幕200與框架100之間設置有黏合劑等。觸控螢幕面板200可被設置成具有透明的及可熔的材料。因此，觸控螢幕面板200被安置成與例如顯示影像的液晶顯示器等顯示器（圖中未示出）緊密接觸，且藉此容許使用者在經由觸控螢幕面板200觀看在顯示器上顯示的影像的同時操作對應的電子裝置。亦即，觸控螢幕面板200是自電子裝置接收壓力的部分以及通常經由使用者的手指或專用筆自外界接收訊號輸入的外表面。另外，可在觸控螢幕面板200下面在框架100內設置有顯示器、偵測對在顯示器上顯示的導航或音訊的操作選單的按動的感測器（圖中未示出）、覆蓋所述感測器的保護膜（圖中未示出）以及控制所述顯示器以使得導航或音訊的操作選單顯示於顯示器上並因應於由所述感測器偵測到的訊號而操作所述導航或所述音訊的控制器（圖中未示出）。亦即，導航或音訊的操作選單藉由所述控制器而顯示於顯示器上。當觸摸在顯示器上顯示的操作選單時，所述感測器偵測所述觸摸並向控制器傳送訊號，且所述控制器可基於所述訊號來控制導航或音訊的運作。此處，當感測器偵測觸摸時，所述控制器亦驅動壓電振動構件300以藉此振動觸控螢幕面板200，且因此使用者可偵測到所述振動。與此同時，容納於觸控螢幕面板200下面的框架100內的上述設備是廣泛用於諸多領域中的眾所習知的技術，且將不再對其予以贅述。此外，觸控螢幕面板200可被設置成具有框架100的內側的形狀且框架100與觸控螢幕面板200之間的距離在所有區中可為相同的。此處，壓電振動構件300的厚度可與框架100與觸控螢幕面板200之間的距離相等。亦即，當壓電振動構件300具有與框架100與觸控螢幕面板200之間的距離相等的厚度時，觸控螢幕面板200可具有較框架100內的面積小的面積，以在所有區中具有距框架100的內側表面相同的距離。然而，其中在框架100與觸控螢幕面板200之間設置有壓電振動構件300的區距框架100的距離可較其他區距框架100的距離大。亦即，當壓電振動構件300具有較框架100與觸控螢幕面板200之間的距離大的厚度時，在接觸觸控螢幕面板200的壓電振動構件300的區中形成有預定的凹槽，且壓電振動構件300可容納於所述凹槽中。此外，觸控螢幕面板200可具有較其其他區厚的邊緣。亦即，觸控螢幕面板200設置有突出部210，突出部210具有與框架100的台階狀端部110對應的向下延伸區。突出部210可自觸控螢幕面板200的邊緣向下突出且藉此面對台階狀端部110，且突出部210的寬度可與台階狀端部110的寬度相等。當然，突出部210的寬度可較台階狀端部110的寬度大或者較台階狀端部110的寬度小，且當突出部210的寬度較台階狀端部110的寬度大時，觸控區減小。因此，突出部210的寬度有利地較台階狀端部110的寬度小或與台階狀端部110的寬度相等。突出部210與台階狀端部110可彼此向上地間隔開，且可在突出部210與台階狀端部110之間的至少某些區中設置有例如雙面膠帶（double-sided tape）等黏合劑，且因此，觸控螢幕面板200可經由所述黏合劑固定至框架100上。

壓電振動構件300固定至框架100的內側表面及觸控螢幕面板200的外側表面。壓電振動構件300可被設置成多個，例如，兩個壓電振動構件300可被設置成在框架100的第一側表面111上彼此間隔開，且兩個壓電振動構件300可被設置成在框架100的第二側表面112上彼此間隔開，第二側表面112面對第一側表面111。如圖4中所示，壓電振動構件300可包括壓電元件310、振動板320及阻尼器330。亦即，振動板320、壓電元件310及阻尼器330自框架100的內側表面而設置，進而使得振動板320可接觸並固定至框架100的內側表面且可經由阻尼器330接觸觸控螢幕面板200。此處，振動板320可藉由使用螺釘而緊固至框架100的內側表面或可藉由使用黏合劑而貼合至框架100的內側表面。即使在由強烈振動或碰撞造成衝擊或由高溫造成熱衝擊的情況下，振動板320亦可藉由形成於其中的緊固孔321而牢固地固定並藉由使用螺釘而緊固。此外，振動板320可藉由耦合銷（coupling pin）而耦合至框架100的內側表面。舉例而言，凹槽形成於框架100的預定區中，突出部設置於振動板320的與所述凹槽對應的預定區中。因此，振動板320的突出部插入框架100的凹槽中，以藉此緊固至所述凹槽。此處，在振動板320的突出的端中形成具有較大寬度的區，且可藉此防止在突出部插入所述凹槽中之後振動板320鬆開。與此同時，振動板320設置於觸控螢幕面板200的側面上，且阻尼器330可設置於觸控螢幕面板200與振動板320之間。在此種情形中，壓電元件310可藉由使用黏合劑而貼合至框架100的內側表面或可被固定成使得壓電元件310的至少一個區藉由螺釘而緊固。壓電振動構件300可在相對於框架100的內側表面為水平的方向（亦即，在觸控螢幕面板200的平面的方向上）上施加振動，且可藉此提供大的振動力。亦即，當壓電振動構件300垂直地接觸觸控螢幕面板200的表面（例如，接觸台階狀端部110）時，在與觸控螢幕面板200的表面垂直的方向上提供振動力。在此種情形中，由於局部地施加振動力，因此距壓電振動構件300越遠，所傳送的振動力便越小，且傳送至觸控螢幕面板200的中心部分的振動力最小。然而，在示例性實施例中，由於壓電振動構件300在觸控螢幕面板200的平面的水平方向上施加振動力，因此觸控螢幕面板200的所有區且具體而言，即使距壓電振動構件300的距離最遠的區亦可接收到強烈的振動力。

壓電振動構件300包括壓電元件310及振動板320，且藉此藉由其中因所施加電壓而產生彎折應力的逆壓電效應（inverse piezoelectric effect）來產生振動。亦即，壓電元件310根據所施加的電壓而在觸控螢幕面板200的平面的方向上執行延伸及收縮運動，且振動板320將所述運動轉變成彎折變形以藉此產生振動。壓電元件310包括基板及壓電層，在所述壓電層的至少一個表面上形成有基板。舉例而言，壓電元件310可被形成為其中壓電層形成於所述基板的兩個表面上的雙壓電晶片（bimorph）型且亦可形成為其中壓電層形成於所述基板的一個表面上的單壓電晶片（unimorph）型。所述壓電層可被形成為使至少一個層層疊，且多個壓電層可有利地層疊。此外，可分別在所述壓電層的上部及下部中形成電極。此外，為了增大位移及振動力並達成低電壓驅動，可對多個壓電層進行層疊且所述多個壓電層亦形成為單壓電晶片型。此處，可藉由利用例如Pb、Zr或Ti（PZT）、Na、K及Nb（NKN）、Bi、Na及Ti（BNT）系材料等壓電材料來形成所述壓電層。另外，可藉由使用例如金屬、塑膠等材料來形成所述基板，所述材料具有能夠在維持其中壓電層進行層疊的結構的同時而產生振動的性質。與此同時，可在所述基板的至少一個端部上設置電極端子。壓電元件310藉由使用黏合劑等而貼合至振動板320的一個表面。此處，壓電元件310可貼合至振動板320的中心部分，進而使得振動板320的兩側保持相同的長度。此外，壓電元件310可貼合至振動板320的一個表面，亦可貼合至振動板320的另一表面，且亦可貼合至振動板320的上表面及下表面二者。亦即，在本實施例的說明中，壓電元件310貼合至振動板320的一個表面，但壓電元件310亦可貼合至振動板320的另一表面，且亦可貼合至振動板320的一個表面和另一表面。此處，壓電元件310及振動板320除貼合之外亦可藉由各種方法而固定。舉例而言，振動板320與壓電元件310藉由使用黏合劑而黏住，且振動板320的側表面與壓電元件310的側表面藉由使用貼合劑而貼合，藉此振動板320與壓電元件310亦可固定。與此同時，可藉由使用金屬、塑膠等來製造振動板320，且可使用其中層疊有不同種類的材料的雙重結構。舉例而言，振動板320可由例如不銹鋼或鐵與鎳的合金（63.5Fe、36Ni及0.5Mn）等合金形成。此外，振動板320可具有近似1.97×10⁴ 千克/平方釐米至0.72×10⁶ 千克/平方釐米的彈性模量。壓電元件310及振動板320可被製造成近似矩形板形狀。亦即，壓電元件310及振動板320可分別被製造成具有預定長度、寬度及厚度且具有彼此面對的一個表面與另一表面的形狀。舉例而言，振動板320可被設置成近似10毫米（mm）至近似80毫米的長度及近似0.05毫米至近似0.5毫米的厚度。另外，壓電元件310可被製造成長度較振動板320短。在壓電振動構件300中，振動板320的一個表面貼合至壓電元件310的一個表面，且振動板320的另一表面耦合至框架100的內側表面。另外，當壓電元件310貼合至振動板320的另一表面時，壓電元件310可與框架100耦合。此外，除貼合有壓電元件310的區之外，振動板320可具有彎曲地形成的預定區。亦即，位於貼合有壓電元件310的區的外側處的振動板320可具有預定曲率，舉例而言，可具有向下彎折且接著再次向上彎折的形狀。另外，在所述彎曲區外可再次形成平坦區，且所述平坦區可接觸框架100的內側表面。換言之，振動板320可被製造成使接觸壓電元件310的第一區及接觸框架100的第二區設置成板形狀，且彎曲的第三區設置於第一區與第二區之間。當然，振動板320可被製造成使振動板320的所有區具有相同的形狀，亦即，製造成板形狀。亦即，振動板320可被製造成平坦的板形狀，且振動板320的邊緣可接觸框架100。阻尼器330設置於壓電振動構件300與觸控螢幕面板200之間。阻尼器330可固定至壓電振動構件300且可不貼合至觸控螢幕面板200。然而，為了穩定地支撐觸控螢幕面板200，阻尼器330亦可貼合至觸控螢幕面板200。為了將阻尼器330貼合至壓電振動構件300及觸控螢幕面板200，可使用例如雙面膠帶等黏合劑，且此時，例如雙面膠帶等黏合劑可被設置成近似0.05毫米至近似1.0毫米的厚度。當然，阻尼器330可由例如橡膠或矽酮（silicone）等黏合劑材料形成且可藉此自身貼合至壓電振動構件300及觸控螢幕面板200。可使用聚胺基甲酸酯（polyurethane）、聚碳酸酯（polycarbonate）、橡膠、矽酮、PORON等來提供阻尼器330。當產品跌落或受到衝擊時，可藉由如上所述設置阻尼器330而防止對所述產品造成損壞。另外，藉由集中壓電振動構件300的振動，振動力可無損耗的進行傳送。

與此同時，壓電振動構件300可更具有在壓電振動構件300的至少一部分中形成的防水層（圖中未示出）。可藉由使用例如聚對二甲苯（parylene）等防水材料對所述防水層進行塗佈。聚對二甲苯可在壓電板310貼合於振動板320上的同時形成於壓電板310的上表面及側表面上以及振動板320的被壓電板310暴露出的上表面及側表面上。亦即，聚對二甲苯可形成於壓電板310的及振動板320的上表面及側表面上。另外，聚對二甲苯可在壓電板310貼合於振動板320上的同時形成於壓電板310的上表面及側表面上以及振動板320的上表面、側表面及下表面上。亦即，聚對二甲苯可形成於壓電板310的上表面、側表面及下表面上以及振動板320的上表面、側表面及下表面上。由於聚對二甲苯形成於壓電板310的及振動板320的至少一個表面上，因此可防止水份穿透至壓電振動構件300中及壓電振動構件300發生氧化。此外，藉由增大振動板320的硬度亦可提高回應速度。另外，可根據聚對二甲苯的塗佈厚度調節共振頻率（resonant frequency）。當然，聚對二甲苯可僅施用至壓電板310上、可施用至壓電板310的上表面、側表面及下表面上以及可施用至例如撓性印刷電路板等電源線上以藉由連接至壓電板310而向壓電板310供應電源。由於聚對二甲苯形成於壓電板310上，因此可防止水份穿透至壓電板310，且可防止壓電板310發生氧化。此外，可藉由調節聚對二甲苯的形成厚度來調節共振頻率。此種聚對二甲苯可根據壓電板310或振動板320的材料及特性而以不同的厚度施用，且可被形成為較壓電板310或振動板320的厚度小的厚度，例如，被形成為近似0.1微米（μm）至近似10微米的厚度。為了如上所述以聚對二甲苯進行塗佈，例如，首先在汽化器（vaporizer）中將聚對二甲苯加熱以汽化成朦朧狀態，其次接著將聚對二甲苯加熱至熱分解成單體狀態，然後使聚對二甲苯冷卻以轉變成聚合物狀態，且可因此將聚對二甲苯施用至壓電振動構件300的至少一個表面上。與此同時，亦可將例如聚對二甲苯等防水層形成於壓電振動構件300的阻尼器330上。

另外，儘管圖中未示出，但壓電振動構件300亦可容納於預定殼體中。舉例而言，提供C形殼體，接著壓電元件310容納於所述殼體內，且接著，可將振動板320固定至所述殼體的開口區。亦即，壓電元件310可容納於所述C形殼體中，且振動板320可覆蓋所述殼體的所述開口區。此處，在振動板320中，阻尼器330可設置於上面未貼合有壓電元件310的另一表面上。所述殼體可由例如鋁或塑膠等金屬材料形成，且撓性印刷電路板可貼合於一個表面上。亦即，所述撓性印刷電路板可貼合於面對被振動板320覆蓋的一個表面的表面上。如此一來，由於所述殼體被設置成容納壓電振動板300的至少一部分，因此所述殼體可保護壓電振動板300及撓性印刷電路板端子。

如上所述，在根據示例性實施例的觸控螢幕裝置中，壓電振動構件300設置於框架100的內側表面上，進而使得觸控螢幕面板200的側表面接觸壓電振動構件300。因此，壓電振動構件300在相對於觸控螢幕面板200的平面為水平的方向上振動，且藉此在觸控螢幕面板200的水平方向上提供振動力。因此，相較於在先前技術中在垂直於觸控螢幕面板的方向上的振動，振動力可增大，且觸控螢幕面板中的所有區可接收到均勻的振動力。

此外，由於壓電振動構件300設置於框架100的內側表面上，因此空間利用較先前技術中的空間利用受到較少的限制。另外，由於振動是在觸控螢幕面板200的側表面上的水平方向上產生，因此會較少地產生不合意的觸感。此外，觸控螢幕面板200的邊緣被形成為大的厚度且壓電振動構件300可藉此接觸觸控螢幕面板200的整個側表面。因此，振動力可增大。

圖5至圖7是根據各種示例性實施例的觸控螢幕裝置的剖視圖。

參照圖5，在根據第二示例性實施例的觸控螢幕裝置中，延伸部120被設置成自台階狀端部110的內側向上延伸，且壓電振動構件300可固定於延伸部120的內側表面上。延伸部120可被設置成較觸控螢幕面板200的邊緣的厚度小的高度，且在延伸部120的上表面與觸控螢幕面板200之間可維持預定距離。此處，觸控螢幕面板200的邊緣可被設置於框架100與延伸部120之間的區中，且例如彈簧400等緩衝構件可被設置於框架100與觸控螢幕面板200之間。亦即，例如彈簧400等緩衝構件可被設置於框架100與觸控螢幕面板200之間，且壓電振動構件300可被設置於觸控螢幕面板200與延伸部120之間。例如彈簧400等緩衝構件可在框架100與觸控螢幕面板200之間延伸，以藉此固定框架100及觸控螢幕面板200。此外，觸控螢幕面板200與台階狀端部110可彼此間隔開預定距離，且黏合劑（圖中未示出）可設置於觸控螢幕面板200與台階狀端部110之間的至少某些區中。在根據第二示例性實施例的觸控螢幕裝置中，壓電振動構件300在觸控螢幕面板200的水平方向上提供振動力，且因此，觸控螢幕面板200在其平面方向上振動。

參照圖6，在根據第三示例性實施例的觸控螢幕裝置中，觸控螢幕面板200的邊緣的預定寬度被形成為較在向上及向下方向上的其他區的預定寬度大。亦即，所述邊緣被形成為具有較向上及向下方向上的其他區的厚度大的厚度。因此，觸控螢幕面板200的觸控區被形成為較觸控螢幕面板200的邊緣低。此處，所述邊緣的寬度可被形成為與框架100的台階狀端部的寬度相等，且所述邊緣的上表面可與框架100的上表面共面。

參照圖7，根據第三示例性實施例的觸控螢幕裝置包括壓電振動模組500。亦即，壓電振動模組500設置於框架100與觸控螢幕面板200之間。如圖8中所示，壓電振動模組500可包括：下部殼體510及上部殼體520，耦合於一起以在其中提供預定空間；壓電振動構件300，設置於下部殼體510與上部殼體520之間的內側空間中；以及重量構件530，設置於下部殼體510與上部殼體520之間的內側空間中且耦合至壓電振動構件300的一部分以藉此放大壓電振動構件300的振動。將利用圖8及圖9更詳細地闡述壓電振動模組500的構型。此外，觸控螢幕面板200可被設置成使觸控螢幕面板200的所有區具有相同的厚度。亦即，在第一示例性實施例至第三示例性實施例中，邊緣被設置成具有較其他區大的厚度，但在第四示例性實施例中，觸控螢幕面板200可被設置成在觸控螢幕面板200的所有區中具有相同的厚度。當然，亦在第四示例性實施例中，觸控螢幕面板200的邊緣亦可具有較觸控螢幕面板200的其他區大的厚度。

將利用圖8及圖9對壓電振動模組500闡述如下。壓電振動模組500可包括：下部殼體510及上部殼體520；壓電振動構件300，設置於下部殼體510與上部殼體520之間的內側空間中；以及重量構件530，設置於下部殼體510與上部殼體520之間的內側空間中且耦合至壓電振動構件300的一部分。

下部殼體510設置於壓電振動模組500下面，下部殼體510耦合至上部殼體520以藉此在其中提供預定空間，且下部殼體510形成壓電振動模組500的外部形狀。下部殼體510可被設置成其中例如在長度方向上彼此面對的兩側是長的，且在垂直於長度方向的寬度方向上彼此面對的兩側是短的形狀，進而使得沿壓電振動構件300及重量構件530的形狀設置內側空間。下部殼體510可包括：平面表面部511，自壓電振動構件300間隔開預定距離且可藉此覆蓋壓電振動構件300的下側；以及四個側表面部512，自平面表面部511的邊緣向上延伸。與此同時，可進一步形成水平部513，水平部513在自平面表面部511的短側的邊緣延伸的側表面部512之上朝與平面表面部511面對的外部延伸。亦即，下部殼體510的平面表面部511被設置成具有較重量構件530的長度短的長度，且在自平面表面部511的短側的邊緣延伸的側表面部512之上朝與平面表面部511面對的外部延伸的水平部513可被進一步形成為與重量構件530的長度相等或較重量構件530的長度大的長度。另外，在預定區中（亦即，在平面表面部511的外側中）形成其中插入有振動板320的孔514。孔514可被形成為與振動板320的一個區的厚度相等的直徑，以接觸振動板320的一個區。

上部殼體520耦合至下部殼體510，以藉此在其中提供預定空間。上部殼體520設置於重量構件530之上且在其中容納重量構件530及在其中容納壓電振動構件300的至少一部分。亦即，重量構件530可設置於上部殼體520中，且壓電振動構件300可設置於下部殼體510與上部殼體520之間的空間中。上部殼體520可被設置成其中彼此面對的兩側是長的且在垂直於所述兩側的方向上彼此面對的兩側是短的形狀，進而使得沿壓電振動構件300及重量構件530的形狀提供內側空間。亦即，上部殼體520可包括平坦表面部及在朝向下部殼體510的方向上自所述平面表面部的邊緣延伸的四個側表面部，且所述平面表面部可具有在重量構件530的長度方向上的兩個長的側以及在重量構件530的寬度方向上的兩個短的側。另外，上部殼體520的側表面部亦可自所述平面表面部的邊緣的所有區向下延伸且亦可自所述邊緣的至少一部分向下延伸。亦即，所述側表面部可自所述平面表面部的邊緣部分地延伸。此處，上部殼體520的側表面部可被設置成自其外側環繞下部殼體510的側表面部512。亦即，壓電振動模組500可被達成為使壓電振動構件300及重量構件540容納於其中且上部殼體520的側表面部與下部框架510的側表面部512耦合。另外，上部殼體520可被製造成側表面部的長度、高度及寬度較重量構件530的長度、高度及寬度大，以在其中容納重量構件530。亦即，上部殼體520可被設置成使重量構件530可自上部殼體520的內側空間中的上部殼體520的平面表面部及側表面部間隔開預定距離。

壓電振動構件300包括壓電元件310及振動板320，壓電元件310貼合至振動板320的一個表面，且振動板320的另一表面接觸重量構件530。另外，振動板320被設置成具有較壓電元件310大的長度，且振動板320的邊緣插入於下部殼體510的孔514中。由於壓電振動構件300的壓電元件310及振動板320與示例性實施例中的壓電元件310及振動板320相同，因此將不再對其予以贅述。

重量構件530具有具有預定長度、寬度及厚度的近似六面體的形狀。此處，在寬度方向上彼此面對的兩個表面可較在厚度方向上彼此面對的兩個表面寬。另外，重量構件530具有在壓電振動構件300的側面中形成的接觸部531且接觸部531接觸壓電振動構件300。亦即，接觸部531可設置於在重量構件530的面對壓電振動構件300的一個表面的厚度方向上的一個表面的中心部分中，且可藉此接觸壓電振動構件300的中心部分。此處，其中水平地設置有接觸部531的重量構件530的一個表面，接觸部531被設置成自重量構件530的中心部分突出，且所述中心部分的最高部分充當接觸部531且可接觸壓電振動構件300。此處，接觸部531及壓電振動構件300可藉由使用黏合劑等進行貼合來固定。因此，接觸部531可接觸壓電振動構件300，且重量構件530的其餘區可自壓電振動構件300間隔開。所述黏合劑可根據所述黏合劑的類型及其特性而以大的厚度施用，且根據所述黏合劑的施用厚度，壓電振動構件300與重量構件530之間的距離可增大，且壓電振動模組500的厚度可藉此而增大。因此，其中施用有黏合劑的區（亦即，接觸部531）可具有根據所述黏合劑的施用厚度而向內凹陷的凹陷部。與此同時，接觸部531可不位於重量構件530的中心部分處且可自所述中心部分移動近似10%或少於10%。因此，振動頻率及位移可得到調節。在由於壓電振動構件300的振動而與壓電振動構件300一起振動的同時，如上所述耦合至壓電振動構件300的重量構件430將其重量施加至所述振動。如此一來，當重量構件530耦合至壓電振動構件300且重量構件530的重量得到承載時，振動體的重量因此而增大，且在振動力相較於其中壓電振動構件300單獨振動的情形而言得到加強的同時，共振頻率減小。特別地，在交流驅動電壓的特定頻率下，所述振動力得到最大限度地放大。另外，當使用重量構件530時，由於在壓電振動構件300中流動的電流小，因此耗電量可大大降低。與此同時，在重量構件530的長度方向上的兩端處形成延伸部532。延伸部532被形成為較主體小的厚度，例如，形成為近似主體的厚度的1/2的厚度。延伸部532可設置於下部殼體510的水平部513上，以不接觸下部殼體510的水平部513。

在表1中對實例與比較實例中的頻率及振動加速度的特性進行了比較。此處，所述振動加速度是由觸控螢幕面板在壓電振動構件接觸所述觸控螢幕模板時接收到的振動力的強度。在所述實例中，所述壓電振動構件在相對於所述觸控螢幕面板為水平的方向上振動，且在所述比較實例中，所述壓電振動構件在相對於所述觸控螢幕面板為垂直的方向上振動。亦即，在所述實例中，所述壓電振動構件設置於框架的內側表面與所述觸控螢幕面板的外側表面之間，且在所述比較實例中，所述壓電振動構件設置於所述觸控螢幕面板的下表面上。為了對所述實例與所述比較實例的特性進行比較，量測了位於所述觸控螢幕模板上的相同位置處的五個位置。此時，輸入電壓被設定為近似150伏特，施加了近似10秒的正弦波（sine wave），且頻率自近似100赫茲至近似300赫茲變化。

[表1]

如表1中所示，可發現，相較於比較實例而言，根據實例的振動加速度增大。亦即，相較於比較實例，所述實例中的振動加速度增加了近似27%至近似409%。另外，可發現，所述振動加速度的偏差（亦即，在所述實例中的每一區的誤差）較比較實例的偏差小。因此，在所述實例中，可接收到較所述比較實例中的振動力大的振動力且可在所述觸控螢幕面板的所有區中接收實質上均勻的振動力。

然而，本發明可以不同的形式實施且不應視為僅限於本文中提出的各實施例。確切而言，提供所述各實施例是為了使此揭露內容將透徹及完整，且將向熟習此項技術者充分地傳達本發明的範圍。此外，本發明僅由申請專利範圍的範圍來界定。

100‧‧‧框架
110‧‧‧台階狀端部
111‧‧‧第一側表面
112‧‧‧第二側表面
113‧‧‧第三表面
114‧‧‧第四表面
120‧‧‧延伸部
200‧‧‧觸控螢幕面板
210‧‧‧突出部
300‧‧‧壓電振動構件
310‧‧‧壓電元件/壓電板
320‧‧‧振動板
321‧‧‧緊固孔
330‧‧‧阻尼器
400‧‧‧彈簧
500‧‧‧壓電振動模組
510‧‧‧下部殼體
511‧‧‧平面表面部
512‧‧‧側表面部
513‧‧‧水平部
514‧‧‧孔
520‧‧‧上部殼體
530‧‧‧重量構件
531‧‧‧接觸部
532‧‧‧延伸部
A-A’、B-B’‧‧‧線

藉由結合附圖閱讀以下說明可更詳細地理解各示例性實施例，在附圖中： 圖1是根據示例性實施例的觸控螢幕裝置的分解立體圖。 圖2是根據示例性實施例的經組裝的觸控螢幕裝置的立體圖。 圖3是沿圖2所示的線A-A’及B-B’截取的剖視圖。 圖4是根據本發明實施例的應用至觸控螢幕裝置的壓電振動構件的示意圖。 圖5至圖7是根據其他示例性實施例的觸控螢幕裝置的剖視圖。 圖8及圖9是根據另一示例性實施例的應用至觸控螢幕裝置的壓電振動模組的分解立體圖及平面圖。

100‧‧‧框架

110‧‧‧台階狀端部

111‧‧‧第一側表面

112‧‧‧第二側表面

113‧‧‧第三表面

114‧‧‧第四表面

200‧‧‧觸控螢幕面板

300‧‧‧壓電振動構件

Claims (13)

1. 一種觸控螢幕裝置，包括： 框架； 觸控螢幕面板，設置於所述框架內；以及 壓電振動構件，設置於所述框架與所述觸控螢幕面板之間，其中 所述壓電振動構件在所述觸控螢幕的水平方向上振動。
2. 如申請專利範圍第1項所述的觸控螢幕裝置，其中 所述框架具有具有至少開口的上部及閉合的側表面的形狀，其中 在所述框架的內側表面上形成有台階狀端部。
3. 如申請專利範圍第2項所述的觸控螢幕裝置，其中所述框架更在所述台階狀端部上方所述框架的內側表面中包括凹槽，所述凹槽被形成用於容納所述壓電振動構件。
4. 如申請專利範圍第2項所述的觸控螢幕裝置，其中 所述觸控螢幕面板被設置成具有較其其他區厚的邊緣，其中 所述邊緣與所述台階狀端部間隔開預定距離。
5. 如申請專利範圍第4項所述的觸控螢幕裝置，更包括設置於所述台階狀端部與所述觸控螢幕面板的所述邊緣的下側之間的至少某些區中的黏合劑。
6. 如申請專利範圍第2項所述的觸控螢幕裝置，更包括自所述台階狀端部的所述外側向上延伸的延伸部，其中 所述壓電振動構件設置於所述延伸部的側表面上。
7. 如申請專利範圍第1項所述的觸控螢幕裝置，更包括緩衝構件，所述緩衝構件包括設置於所述框架與所述觸控螢幕面板之間的彈簧。
8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述的觸控螢幕裝置，其中所述壓電振動構件包括： 振動板，具有至少一個其中形成有孔的區； 壓電元件；以及 阻尼器，其中 所述振動板固定至所述框架，且所述阻尼器接觸所述觸控螢幕面板。
9. 如申請專利範圍第8項所述的觸控螢幕裝置，更包括形成於所述壓電振動構件的至少一部分上的防水層。
10. 如申請專利範圍第8項所述的觸控螢幕裝置，其中所述振動板藉由螺釘、黏合劑或耦合銷中的至少一者固定至所述框架。
11. 如申請專利範圍第1項所述的觸控螢幕裝置，更包括容納所述壓電振動構件的殼體。
12. 如申請專利範圍第11項所述的觸控螢幕裝置，更包括設置於所述殼體的一個表面上的撓性印刷電路板。
13. 如申請專利範圍第11項所述的觸控螢幕裝置，更包括與所述殼體內的所述壓電振動構件接觸的重量構件。