專利名稱：觸摸屏裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢測(cè)物體如手指或筆與觸摸屏裝置的接觸的觸摸屏裝置，特別涉及通過(guò)利用激勵(lì)元件和接收元件檢測(cè)聲表面波(SAW)的衰減和截止來(lái)檢測(cè)物體的接觸位置的觸摸屏裝置，其中在壓電體上形成電極來(lái)構(gòu)成激勵(lì)元件和接收元件。
背景技術(shù)：
隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、主要是個(gè)人計(jì)算機(jī)的廣泛使用，已經(jīng)采用通過(guò)用物體如手指或筆點(diǎn)擊在其上由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)顯示信息的顯示裝置的顯示屏的位置來(lái)輸入新信息或向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供各種指令的裝置。為了通過(guò)觸摸法對(duì)在個(gè)人計(jì)算機(jī)等的顯示裝置的顯示屏上顯示的信息進(jìn)行輸入操作，必須高度精確地檢測(cè)顯示屏上的接觸位置(點(diǎn)擊位置)。
用于檢測(cè)物體如手指和筆的接觸位置的觸摸屏裝置的公知例子是采用電阻膜的裝置和采用超聲波的裝置。前一種采用電阻膜的裝置檢測(cè)由物體對(duì)電阻膜的接觸產(chǎn)生的電阻膜的電阻的變化，這種裝置的優(yōu)點(diǎn)是功耗低，但是其響應(yīng)時(shí)間、檢測(cè)性能和耐久性方面有問(wèn)題。
相比之下，在采用超聲波的裝置中，例如通過(guò)在非壓電基板上傳播聲表面波，并檢測(cè)由物體如手指和筆與非壓電基板的接觸產(chǎn)生的聲表面波的衰減來(lái)檢測(cè)物體的接觸位置。有人已經(jīng)研制了一種觸摸屏裝置，該裝置采用梳狀電極(IDT交叉指?jìng)鞲衅?作為激勵(lì)和接收聲表面波的傳感器，其中梳狀電極可以采用光刻技術(shù)一并制造。在這種觸摸屏裝置中，使用在薄膜狀的壓電體上形成梳狀電極而構(gòu)成的元件作為激勵(lì)聲表面波的激勵(lì)元件和接收所傳播的聲表面波的接收元件。
圖1是表示采用梳狀電極的這種現(xiàn)有的觸摸屏裝置的結(jié)構(gòu)圖。在圖1中，標(biāo)號(hào)61表示矩形的非壓電基板。在非壓電基板61的X方向和Y方向的每個(gè)方向的一端，在壓電體上形成并構(gòu)成梳狀電極用于激勵(lì)聲表面波的多個(gè)激勵(lì)元件62各排列成行。而且，在非壓電基板61的X方向和Y方向的每個(gè)方向的另一端，在壓電薄膜上形成并構(gòu)成梳狀電極用于接收聲表面波的多個(gè)接收元件63各排列成行。
在這種觸摸屏裝置中，周期信號(hào)輸入到激勵(lì)元件62中，以激勵(lì)聲表面波在非壓電基板61上傳播，然后所傳播的聲表面波被接收元件63接收。之后，在物體如手指和筆與非壓電基板61上的聲表面波的傳播路徑接觸時(shí)，聲表面波衰減。相應(yīng)地，可以通過(guò)檢測(cè)在接收元件63上的接收信號(hào)的大小是否衰減來(lái)檢測(cè)有無(wú)物體接觸及其接觸位置。
在具有這種結(jié)構(gòu)的觸摸屏裝置中，由于梳狀電極的開(kāi)口長(zhǎng)度決定其分辨能力，因此最好采用小的開(kāi)口長(zhǎng)度。然而，開(kāi)口長(zhǎng)度與聲表面波的波長(zhǎng)有關(guān)，在開(kāi)口窄的情況下，衍射效應(yīng)急劇增加并且難以識(shí)別傳播聲表面波的路徑。于是，為了提高檢測(cè)位置的分辨能力，本發(fā)明人等提出了一種觸摸屏裝置，其中激勵(lì)元件和接收元件設(shè)置成能在非壓電基板的傾斜方向傳播聲表面波。
圖2是表示這種觸摸屏裝置的例子(以下稱為現(xiàn)有例)的結(jié)構(gòu)圖。在圖2中，標(biāo)號(hào)71表示矩形的非壓電基板，中央部位由點(diǎn)劃線包圍的部分是能檢測(cè)到接觸位置的檢測(cè)區(qū)71a。
在檢測(cè)區(qū)71a外部的框架區(qū)71b即非壓電基板71的周邊部分中，激勵(lì)元件72設(shè)置在框架區(qū)71b的上邊側(cè)和下邊側(cè)，而接收元件73設(shè)置在其左邊側(cè)和右邊側(cè)。圖3是激勵(lì)元件72或接收元件73的部分剖面圖，并且激勵(lì)元件72或接收元件73是通過(guò)在薄膜狀壓電體74上形成梳狀電極75而構(gòu)成的。這個(gè)梳狀電極75包括相面對(duì)的總線電極77和從總線電極77延伸出來(lái)并在中間轉(zhuǎn)折和彎曲的多個(gè)電極指78。按照這種結(jié)構(gòu)，形成從相面對(duì)的總線電極77的面對(duì)方向起在兩個(gè)方向傾斜的多個(gè)電極指78的條，由此來(lái)實(shí)現(xiàn)同時(shí)激勵(lì)兩個(gè)方向的聲表面波和同時(shí)接收來(lái)自兩個(gè)方向的聲表面波。此外，在框架區(qū)71b中，設(shè)置有用于將總線電極77連接到外部電路(如振蕩電路和接收電平檢測(cè)電路)的外圍引線79。
在這種結(jié)構(gòu)中，激勵(lì)元件72在兩個(gè)方向激勵(lì)聲表面波，并且所激勵(lì)的聲表面波沿非壓電基板71的兩個(gè)對(duì)角方向傳播，然后被接收元件73接收。根據(jù)接收到的結(jié)果，用與圖1中所示現(xiàn)有例相同的方式檢測(cè)有否物體接觸及其接觸位置。
在觸摸屏裝置中，由于檢測(cè)區(qū)外側(cè)設(shè)置激勵(lì)元件、接收元件、外圍引線等的框架區(qū)是不能檢測(cè)物體的接觸位置的區(qū)域，因此要把這種框架區(qū)的面積作小。在上述現(xiàn)有例中，由于是不同極性的電極指交互存在的圖案(見(jiàn)圖3)，所以必須為每個(gè)極性設(shè)置總線電極。因而，除了激勵(lì)/接收區(qū)(形成電極指的區(qū)域)的寬度之外，每邊必須具有兩條總線電極的寬度，所以使框架區(qū)的面積增大。
此外，即使在安置激勵(lì)元件的一邊和安置接收元件的一邊之間的邊界區(qū)(四個(gè)角部)，也需要用于總線電極的寬度。因此，在對(duì)角方向傳播的聲表面波變?nèi)醯膮^(qū)域(靠近由圖2中的陰影所示的對(duì)角線的部分)變寬，觸摸屏裝置的檢測(cè)精度可能會(huì)下降。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供能使框架區(qū)窄小同時(shí)又能提高電極、外圍引線等的設(shè)計(jì)自由度的觸摸屏裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供能提高檢測(cè)接觸位置的分辨能力的觸摸屏裝置。
本發(fā)明的又一目的是提供能減小外圍引線的電阻的觸摸屏裝置。
按照第一方案的觸摸屏裝置包括在矩形基板的周邊部分上用于激勵(lì)聲表面波的激勵(lì)元件和用于接收聲表面波的接收元件；該裝置在基板上的激勵(lì)元件和接收元件之間傳播聲表面波，并根據(jù)在接收元件處的接收結(jié)果檢測(cè)物體與基板接觸的位置，其中激勵(lì)元件和接收元件各包括膜狀壓電體、形成在壓電體的一個(gè)表面上的梳狀電極以及形成在壓電體的另一個(gè)表面上的板狀電極。
在第一方案的觸摸屏裝置中，激勵(lì)元件和接收元件都是在壓電體的一個(gè)表面上形成包括相同極性的多個(gè)延伸電極指的梳狀電極而不是包括彎折設(shè)置的不同極性的電極指的梳狀電極，并在壓電體的另一表面上形成具有不同于梳狀電極的極性的板狀電極。這樣，在本發(fā)明中，只需要一條總線電極的寬度，并且與其中由于在相同面上存在不同極性的電極而需要用于每邊的兩條總線電極寬度的現(xiàn)有例相比，框架區(qū)可更窄小。而且，由于不需要在相同面上設(shè)置不同極性的電極，因此可以提高設(shè)計(jì)的自由度。
按照第二方案的觸摸屏裝置以第一方案為基礎(chǔ)，其中形成一對(duì)的激勵(lì)元件和接收元件設(shè)置在基板的對(duì)角方向的周邊部分上，以便在基板的對(duì)角方向傳播聲表面波。
在第二方案的觸摸屏裝置中，形成一對(duì)的激勵(lì)元件和接收元件設(shè)置在基板的對(duì)角方向的周邊部分上，并且聲表面波在基板的對(duì)角方向傳播。因此，與其中聲表面波在一邊方向傳播的結(jié)構(gòu)相比，提高了檢測(cè)接觸位置的分辨能力。
按照第三方案的觸摸屏裝置以第二方案為基礎(chǔ)，其中梳狀電極具有在其中間彎折的電極指，激勵(lì)元件同時(shí)在兩個(gè)方向激勵(lì)聲表面波，并且接收元件同時(shí)接收來(lái)自兩個(gè)方向的聲表面波。
在第三方案的接觸屏裝置中，在兩個(gè)方向的聲表面波由一個(gè)激勵(lì)元件激勵(lì)，并且在兩個(gè)方向的聲表面波由一個(gè)接收元件接收。因此，可以有效地激勵(lì)聲表面波和接收聲表面波。
按照第四方案的觸摸屏裝置以第一至第三方案的任一方案為基礎(chǔ)，還包括連接到梳狀電極或板狀電極的布線，其中導(dǎo)電材料重疊在該布線上。
在第四方案的觸摸屏裝置中，導(dǎo)電材料如銀膏重疊在外圍引線上。因而，外圍引線的厚度增加了，并且降低了引線電阻。
按照第五方案的觸摸屏裝置以第一至第三方案的任一方案為基礎(chǔ)，還包括連接到梳狀電極的第一布線和連接到板狀電極的第二布線，其中第一布線設(shè)置在壓電體的一個(gè)表面上，第二布線設(shè)置在壓電體的另一表面上。
在第五方案的觸摸屏裝置中，來(lái)自梳狀電極的第一外圍引線設(shè)置在壓電體的一個(gè)表面上，來(lái)自板狀電極的第二外圍引線設(shè)置在壓電體的另一表面上。因此，與其中所有外圍引線都設(shè)置在壓電體的一個(gè)表面上的結(jié)構(gòu)相比，可以使框架區(qū)更窄小。而且，也提高了外圍引線的設(shè)計(jì)自由度。
按照第六方案的觸摸屏裝置以第一至第五方案的任一方案為基礎(chǔ)，其中激勵(lì)元件的板狀電極和接收元件的板狀電極形為一個(gè)電極。
在第六方案的觸摸屏裝置中，所有激勵(lì)元件和接收元件共用一個(gè)板狀電極。因此可使框架區(qū)進(jìn)一步窄小。
根據(jù)第七方案的觸摸屏裝置是以第二至第五方案的任一方案為基礎(chǔ)，其中激勵(lì)元件和/或接收元件跨越基板的角部延伸到相鄰邊的邊緣。
在第七方案的觸摸屏裝置中，跨越基板的角部到相鄰邊的邊緣上形成聲表面波激勵(lì)區(qū)和/或接收區(qū)。因此可以防止聲表面波在對(duì)角線附近變?nèi)酢?br> 按照第八方案的觸摸屏裝置包括在矩形基板的周邊部分上用于激勵(lì)聲表面波的激勵(lì)元件和用于接收聲表面波的接收元件，該裝置在基板上的激勵(lì)元件和接收元件之間傳播聲表面波，并根據(jù)接收元件的接收結(jié)果檢測(cè)物體與基板接觸的位置，其中激勵(lì)元件和接收元件各包括膜狀壓電體、形成在壓電體的一個(gè)表面上的格柵狀電極以及形成在壓電體的另一個(gè)表面上的板狀電極。
在第八方案的觸摸屏裝置中，激勵(lì)元件和接收元件各通過(guò)在壓電體的一個(gè)表面上形成具有一個(gè)極性的格柵狀電極和在壓電體的另一表面上形成具有另一極性的板狀電極而構(gòu)成。因此，與第一方案相同，只需要一條總線電極的寬度，并且與現(xiàn)有例相比可使框架區(qū)更窄小。而且，由于不需要在同一面上設(shè)置不同極性的電極，因此可以提高設(shè)計(jì)的自由度。此外，由于這種觸摸屏采用格柵狀電極，因此與采用梳狀電極的結(jié)構(gòu)相比可以增大開(kāi)口寬度和提高檢測(cè)精度。
通過(guò)下面結(jié)合附圖的詳細(xì)說(shuō)明將使本發(fā)明的上述和其他目的更明顯。


圖1是現(xiàn)有觸摸屏裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2是現(xiàn)有觸摸屏裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖3是現(xiàn)有激勵(lì)元件或接收元件的局部剖面圖；圖4是按照第一實(shí)施例的觸摸屏裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖5是本發(fā)明的激勵(lì)元件或接收元件的局部剖面圖；圖6是按照第二實(shí)施例的觸摸屏裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖7是按照第三實(shí)施例的觸摸屏裝置的局部結(jié)構(gòu)圖；
圖8是按照第四實(shí)施例的觸摸屏裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖9是按照第五實(shí)施例的觸摸屏裝置的局部結(jié)構(gòu)圖；和圖10是按照第六實(shí)施例的觸摸屏裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照表示本發(fā)明的一些實(shí)施例的附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。
(第一實(shí)施例)圖4表示按照本發(fā)明第一實(shí)施例的觸摸屏裝置的結(jié)構(gòu)。在圖4中，標(biāo)號(hào)1表示例如由玻璃材料和能傳播聲表面波的材料構(gòu)成的矩形非壓電基板，由點(diǎn)劃線包圍的中心部分是能檢測(cè)接觸位置的檢測(cè)區(qū)1a。
在檢測(cè)區(qū)1a外部的框架區(qū)1b即非壓電基板1的周邊部分中，在框架區(qū)1b的上邊和下邊設(shè)置用于同時(shí)在兩個(gè)方向激勵(lì)聲表面波的激勵(lì)元件2，在其左邊和右邊設(shè)置同時(shí)接收來(lái)自兩個(gè)方向的聲表面波的接收元件3。
這些激勵(lì)元件2和接收元件3具有相同的結(jié)構(gòu)。圖5是激勵(lì)元件2和接收元件3的局部剖面圖。激勵(lì)元件2或接收元件3是通過(guò)在由例如AlN或ZnO制成的薄膜形式的壓電體4的一個(gè)表面(前表面)上形成梳狀電極5并在壓電體的另一表面(后表面)上形成板狀電極(整片電極)6而構(gòu)成的。如圖4所示，前表面上的梳狀電極5包括一條總線電極7和從總線電極7延伸并在中間部分彎折而成V形的多個(gè)電極指8。注意到，在圖4中，板狀電極6以虛線示出，并且壓電體4的設(shè)置范圍用點(diǎn)劃線示出。
這些梳狀電極5和板狀電極6連接到外部電路(振蕩電路、接收電平檢測(cè)電路等)，并且通常使用柔性電纜來(lái)進(jìn)行該連接。因而，如圖4所示，來(lái)自每個(gè)梳狀電極5(總線電極7)和每個(gè)板狀電極6的外圍引線9設(shè)置在框架區(qū)1b中，以便在觸摸屏裝置的一個(gè)位置處將它們連接到柔性電纜。
在這種結(jié)構(gòu)中，在梳狀電極5和板狀電極6之間加上周期信號(hào)，激勵(lì)元件2就同時(shí)在兩個(gè)方向激勵(lì)起聲表面波，并且所激勵(lì)的聲表面波在非壓電基板1的兩個(gè)對(duì)角方向傳播并被接收元件3接收。更具體地說(shuō)，來(lái)自上邊激勵(lì)元件2的聲表面波沿左下傾斜方向和右下傾斜方向傳播，然后被左邊和右邊接收元件3接收，而來(lái)自下邊激勵(lì)元件2的聲表面波沿左上傾斜方向和右上傾斜方向傳播，然后被左邊和右邊接收元件3接收。
這里，在物體如手指和筆與非壓電基板1上的聲表面波傳播路徑接觸時(shí)，聲表面波衰減。因此，通過(guò)檢測(cè)兩個(gè)接收元件3上的接收信號(hào)的大小是否衰減，就可以檢測(cè)到有否物體接觸及其接觸位置。
在本發(fā)明中，激勵(lì)元件2和接收元件3各通過(guò)在壓電體的前表面上形成包括相同極性的多個(gè)延伸電極指8的梳狀電極5和在壓電體4的后表面上形成具有不同于電極指8的極性的板狀電極6而構(gòu)成(見(jiàn)圖5)。這樣，在本發(fā)明中，只需要一條總線電極7的寬度，并且框架區(qū)1b可以比現(xiàn)有例的窄，在該現(xiàn)有例子中，由于在相同平面中存在不同極性的電極，因此每邊需要兩條總線電極77的寬度。而且，由于不需要在相同平面內(nèi)設(shè)置不同極性的電極，因此可以自由設(shè)計(jì)。
此外，在使用相同激勵(lì)頻率時(shí)，在現(xiàn)有例中，電極指78的寬度為聲表面波波長(zhǎng)的1/4。而在本發(fā)明中，電極指8的寬度可以是聲表面波波長(zhǎng)的1/2。這樣，可以放寬在制造電極時(shí)所需要的構(gòu)圖精度，并且與現(xiàn)有例相比該電極指更容易制造。結(jié)果，采用如移去法和導(dǎo)電材料絲網(wǎng)印刷法等方法可以以低成本制造電極。
此外，在本發(fā)明中，由于在設(shè)置激勵(lì)元件2的一邊和設(shè)置接收元件3的一邊之間的每個(gè)邊界區(qū)域(四個(gè)角部)中不需要用于總線電極的寬度，因此聲表面波在對(duì)角方向減弱的區(qū)域(由圖4中的陰影所示的對(duì)角線附近的部分)變得比現(xiàn)有例(見(jiàn)圖2)的窄，由此可以提高檢測(cè)精度。
(第二實(shí)施例)圖6表示按照本發(fā)明第二實(shí)施例的觸摸屏裝置的結(jié)構(gòu)。在圖6中，與圖4中相同的標(biāo)號(hào)表示相同或相似的部件。
在第二實(shí)施例中，為了減小在布線部分的電阻，在外圍引線9上重疊導(dǎo)電材料10(由圖6中的陰影所示的部分)。更具體地說(shuō)，在預(yù)先制成的外圍引線9上涂敷銀膏?；蛘撸梢酝ㄟ^(guò)絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電材料10而直接形成外圍引線9。由于其它結(jié)構(gòu)和操作與上述第一實(shí)施例相同，因此這里不再說(shuō)明。
在觸摸屏裝置中，為了將激勵(lì)元件2和接收元件3的每個(gè)電極連接到外部電路，必須從每個(gè)梳狀電極5和板狀電極6引出來(lái)外圍引線9。此時(shí)，外圍引線9的電阻可能影響檢測(cè)特性，這取決于屏尺寸。因此最好降低外圍引線9的電阻，作為降低電阻的方法，有增加外圍引線9的寬度的方法以及增加外圍引線9的厚度的方法。按照前種方法，在外圍引線9的寬度增加時(shí)，框架區(qū)1b的寬度也增加。這與框架區(qū)1b的縮窄相沖突。因此，在第二實(shí)施例中，通過(guò)在外圍引線9上重疊導(dǎo)電材料10而增加外圍引線9的厚度來(lái)實(shí)現(xiàn)電阻的減小，由此防止由于外圍引線9的電阻而對(duì)檢測(cè)精度造成不良影響。
(第三實(shí)施例)圖7是按照本發(fā)明第三實(shí)施例的觸摸屏裝置的局部結(jié)構(gòu)圖。在圖7中，帶有與圖4中相同標(biāo)號(hào)的部件表示相同或相似的部件。
在第三實(shí)施例中，不僅電極結(jié)構(gòu)而且外圍引線9也分開(kāi)設(shè)置在壓電體4的兩表面上。換言之，從梳狀電極5引出的外圍引線9和從板狀電極6引出的外圍引線9分開(kāi)設(shè)置在壓電體4的前表面和后表面上。在圖7所示的例子中，從上邊激勵(lì)元件2的梳狀電極5(總線電極7)引出的外圍引線9(9a)設(shè)置在壓電體4的一個(gè)表面(前表面)上，從同一上邊激勵(lì)元件2的板狀電極6引出的外圍引線9(9b)設(shè)置在壓電體4的另一表面(后表面)上。由于其它結(jié)構(gòu)和操作與上述第一實(shí)施例的相同，因此不再進(jìn)行說(shuō)明。
這樣，由于外圍引線9分開(kāi)設(shè)置壓電體4的上面和下面，與所有外圍引線9都設(shè)置在壓電體4的一個(gè)表面上的結(jié)構(gòu)相比，可以減少外圍引線9的條的數(shù)量，由此實(shí)現(xiàn)了縮得更窄的框架區(qū)1b。而且，外圍引線9的設(shè)計(jì)自由度也提高了。
(第四實(shí)施例)圖8是按照本發(fā)明第四實(shí)施例的觸摸屏裝置的結(jié)構(gòu)圖。在圖8中，帶有與圖4中相同標(biāo)號(hào)的部件表示相同或相似的部件。
在第四實(shí)施例中，公共板狀電極6用于所有激勵(lì)元件2和接收元件3。換言之，各個(gè)激勵(lì)元件2和接收元件3的板狀電極6由形成在壓電體4的后表面上的一片整片電極構(gòu)成。由于其它結(jié)構(gòu)和操作與上述第一實(shí)施例的相同，因此這里不再說(shuō)明。
在能實(shí)現(xiàn)足夠大的S/N比的觸摸屏裝置中，通過(guò)采用上述結(jié)構(gòu)的板狀電極6，就能夠只有一條從板狀電極(整片電極)引出來(lái)的外圍引線9。因此，可以減少外圍引線9的總數(shù)，并能使框架區(qū)1b進(jìn)一步縮窄。而且，還提高了從梳狀電極5引出的外圍引線9的設(shè)計(jì)自由度。
(第五實(shí)施例)圖9是按照本發(fā)明第五實(shí)施例的觸摸屏裝置的局部結(jié)構(gòu)圖。在圖9中，帶有與圖4中相同標(biāo)號(hào)的部件表示相同或相似的部件。
在第五實(shí)施例中，激勵(lì)元件2的梳狀電極5的電極指8越過(guò)相鄰邊之間的邊界，以便產(chǎn)生延伸到相鄰邊的聲表面波激勵(lì)區(qū)。更具體地說(shuō)，在圖9所示的例子中，在上邊激勵(lì)元件2中，形成用于激勵(lì)沿對(duì)角線附近的右下傾斜方向傳播的聲表面波的電極指8(8a)，以使電極指8(8a)從總線電極7延伸穿過(guò)邊界區(qū)并到達(dá)左邊。由于其它結(jié)構(gòu)和操作與上述第一實(shí)施例的相同，因此不再進(jìn)行說(shuō)明。
沿對(duì)角方向傳播聲表面波的觸摸屏裝置中，聲表面波趨于在對(duì)角線附近(對(duì)角區(qū)域)變?nèi)?。因此，在第五?shí)施例中，在非壓電基板1的每個(gè)角部，形成激勵(lì)元件2的過(guò)量激勵(lì)電極指8(8a)，以便電極指8(8a)稍微延伸到相鄰接收元件3的區(qū)域中。因此與現(xiàn)有例和第一實(shí)施例相比，可以提高在對(duì)角線附近的聲表面波的大小。
雖然上述實(shí)施例說(shuō)明了激勵(lì)元件2的電極指8跨越邊界區(qū)而形成的例子，也可以在邊界區(qū)以外形成接收元件3的接收電極指8，以便增寬接收區(qū)域。
(第六實(shí)施例)圖10是按照本發(fā)明第六實(shí)施例的觸摸屏裝置的結(jié)構(gòu)圖。與其它實(shí)施例相同的非壓電基板1包括在中心部的檢測(cè)區(qū)1a以及在周邊的框架區(qū)1b。用于在兩個(gè)方向同時(shí)激勵(lì)聲表面波的激勵(lì)元件2設(shè)置在框架區(qū)1b的上邊和下邊，用于從兩個(gè)方向同時(shí)接收聲表面波的接收元件3設(shè)置在框架區(qū)1b的左邊和右邊。
這些激勵(lì)元件2和接收元件3具有相同的結(jié)構(gòu)，并且通過(guò)在例如由AlN或ZnO制成的薄膜狀壓電體4的一個(gè)表面(前表面)上形成格柵狀電極15，并在其另一表面(后表面)上形成板狀電極(整片電極)16，由此構(gòu)成激勵(lì)元件2和接收元件3。如圖10所示，前表面上的格柵狀電極15包括從一條總線電極7的多個(gè)部分在兩個(gè)方向延伸的電極指。用于將格柵狀電極15或板狀電極16連接到外部電路(如振蕩電路和接收電平檢測(cè)電路)的外圍引線9設(shè)置在框架區(qū)1b中。
在這種結(jié)構(gòu)中，與上述第一實(shí)施例相同，在格柵狀電極15和板狀電極16之間施加周期信號(hào)，來(lái)自上邊激勵(lì)元件2的聲表面波就沿左下傾斜方向和右下傾斜方向傳播，然后被左邊和右邊接收元件3接收，而來(lái)自下邊激勵(lì)元件2的聲表面波沿左上傾斜方向和右上傾斜方向傳播，然后被左邊和右邊接收元件3接收。因此可以根據(jù)兩個(gè)接收元件3接收到的結(jié)果檢測(cè)出有否物體接觸及其接觸位置。
在第六實(shí)施例中，由于格柵狀電極15形成在壓電體4的前表面上，板狀電極16形成在其后表面上，因此可以獲得與上述其它實(shí)施例相同的效果(窄框架區(qū)、自由設(shè)計(jì)等)。而且，與采用梳狀電極相比，格柵狀電極15的采用可以增加開(kāi)口寬并提高檢測(cè)精度。只在壓電體的一個(gè)表面上形成電極的現(xiàn)有例子無(wú)法實(shí)現(xiàn)采用格柵狀電極15的這種結(jié)構(gòu)，因此這種結(jié)構(gòu)對(duì)于在壓電體的兩個(gè)表面上形成電極的本發(fā)明來(lái)說(shuō)是唯一的。
當(dāng)然，可以將在第二至第五實(shí)施例中所述的技術(shù)應(yīng)用于采用格柵狀電極的第六實(shí)施例中。
在上述實(shí)施例中，在壓電體的前表面上形成梳狀電極或格柵狀電極，并且在壓電體的后表面上形成板狀電極。相反，當(dāng)然也可以在壓電體的前表面上形成板狀電極，在壓電體的后表面上形成梳狀電極或格柵狀電極。
此外，雖然上述實(shí)施例說(shuō)明了聲表面波沿非壓電體的對(duì)角方向傳播的例子，還可以將本發(fā)明應(yīng)用于如圖1中所示的聲表面波在非壓電體的側(cè)方向傳播的觸摸屏裝置中。
如上所述，在本發(fā)明的觸摸屏裝置中，由于每個(gè)激勵(lì)元件和接收元件都是通過(guò)在壓電體的一個(gè)表面上形成梳狀電極或格柵狀電極并在壓電體的另一表面上形成板狀電極而構(gòu)成的，因此可以減少總線電極的數(shù)量、使框架區(qū)變窄以及提高設(shè)計(jì)自由度。
而且，在本發(fā)明的觸摸屏裝置中，由于成對(duì)的激勵(lì)元件和接收元件設(shè)置在基板的相鄰邊上以便在基板的對(duì)角方向傳播聲表面波，因此可以提高接觸位置的檢測(cè)分辨能力。
此外，在本發(fā)明的觸摸屏裝置中，由一個(gè)激勵(lì)元件在兩個(gè)方向同時(shí)激勵(lì)起聲表面波，然后來(lái)自兩個(gè)方向的聲表面波由一個(gè)接收元件同時(shí)接收。因此可以有效地激勵(lì)聲表面波和接收聲表面波。
此外，在本發(fā)明的觸摸屏裝置中，由于導(dǎo)電材料重疊在每個(gè)外圍引線上，因此可以減小外圍引線的電阻，防止電阻對(duì)檢測(cè)處理造成的不良影響，并實(shí)現(xiàn)了高檢測(cè)精度。
此外，在本發(fā)明的觸摸屏裝置中，從梳狀電極或格柵狀電極引出來(lái)的外圍引線設(shè)置在壓電體的一個(gè)表面上，從板狀電極引出來(lái)的外圍引線設(shè)置在壓電體的另一表面上。因此可以進(jìn)一步使框架區(qū)縮窄和提高外圍引線的設(shè)計(jì)自由度。
而且，在本發(fā)明的觸摸屏裝置中，由于公共板狀電極用于激勵(lì)元件和接收元件，因此可以減少外圍引線的數(shù)量和進(jìn)一步使框架區(qū)縮窄。
此外，在本發(fā)明的觸摸屏裝置中，由于跨越基板的角部(對(duì)角區(qū)域)并延伸到相鄰邊的邊緣來(lái)形成聲表面波激勵(lì)區(qū)和/或聲表面波接收區(qū)，因此可以防止聲表面波在對(duì)角線附近變?nèi)酢?br> 此外，在本發(fā)明的觸摸屏裝置中，由于采用格柵狀電極，與采用梳狀電極的結(jié)構(gòu)相比，可以增加開(kāi)口寬并提高檢測(cè)精度。
由于本發(fā)明可以按幾種形式來(lái)實(shí)施而并不背離其基本特征的宗旨，因此這些實(shí)施例都是說(shuō)明性的，并不局限于此。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書(shū)來(lái)限定而不限定于前面的描述，因此，凡落于權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)或等效范圍內(nèi)的所有變化均應(yīng)被權(quán)利要求書(shū)所覆蓋。
權(quán)利要求
1.一種觸摸屏裝置，包括矩形基板以及用于激勵(lì)聲表面波的激勵(lì)元件和用于接收聲表面波的接收元件；所述激勵(lì)元件和所述接收元件各設(shè)置在所述基板的周邊部分上；其中聲表面波在所述基板上的所述激勵(lì)元件和所述接收元件之間傳播，并根據(jù)所述接收元件的接收結(jié)果檢測(cè)物體與所述基板接觸的位置；其中所述激勵(lì)元件和所述接收元件各包括膜狀壓電體、形成在所述壓電體的一個(gè)表面上的梳狀電極和形成在所述壓電體的另一表面上的板狀電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的觸摸屏裝置，其特征在于形成一對(duì)的激勵(lì)元件和接收元件設(shè)置在所述基板的對(duì)角方向的周邊部分上，以便在所述基板的對(duì)角方向傳播聲表面波。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的觸摸屏裝置，其特征在于所述梳狀電極具有在其中間彎曲的電極指，所述激勵(lì)元件同時(shí)在兩個(gè)方向激勵(lì)聲表面波，并且所述接收元件同時(shí)接收來(lái)自兩個(gè)方向的聲表面波。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的觸摸屏裝置，其特征在于還包括連接到所述梳狀電極或所述板狀電極的布線；其中導(dǎo)電材料重疊在所述布線上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2的觸摸屏裝置，其特征在于還包括連接到所述梳狀電極或所述板狀電極的布線；其中導(dǎo)電材料重疊在所述布線上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的觸摸屏裝置，其特征在于還包括連接到所述梳狀電極或所述板狀電極的布線；其中導(dǎo)電材料重疊在所述布線上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的觸摸屏裝置，其特征在于還包括連接到所述梳狀電極的第一布線和連接到所述板狀電極的第二布線；其中所述第一布線設(shè)置在所述壓電體的一個(gè)表面上，所述第二布線設(shè)置在所述壓電體的另一表面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求2的觸摸屏裝置，其特征在于還包括連接到所述梳狀電極的第一布線和連接到所述板狀電極的第二布線；其中所述第一布線設(shè)置在所述壓電體的一個(gè)表面上，所述第二布線設(shè)置在所述壓電體的另一表面上。
9.根據(jù)權(quán)利要求3的觸摸屏裝置，其特征在于還包括連接到所述梳狀電極的第一布線和連接到所述板狀電極的第二布線；其中所述第一布線設(shè)置在所述壓電體的一個(gè)表面上，所述第二布線設(shè)置在所述壓電體的另一表面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的觸摸屏裝置，其特征在于所述激勵(lì)元件的所述板狀電極和所述接收元件的所述板狀電極形成為一個(gè)電極。
11.根據(jù)權(quán)利要求2的觸摸屏裝置，其特征在于所述激勵(lì)元件的所述板狀電極和所述接收元件的所述板狀電極形成為一個(gè)電極。
12.根據(jù)權(quán)利要求3的觸摸屏裝置，其特征在于所述激勵(lì)元件的所述板狀電極和所述接收元件的所述板狀電極形成為一個(gè)電極。
13.根據(jù)權(quán)利要求4的觸摸屏裝置，其特征在于所述激勵(lì)元件的所述板狀電極和所述接收元件的所述板狀電極形成為一個(gè)電極。
14.根據(jù)權(quán)利要求2的觸摸屏裝置，其特征在于所述激勵(lì)元件和/或接收元件跨越所述基板的角部延伸到相鄰邊的邊緣。
15.根據(jù)權(quán)利要求3的觸摸屏裝置，其特征在于所述激勵(lì)元件和/或接收元件跨越所述基板的角部延伸到相鄰邊的邊緣。
16.根據(jù)權(quán)利要求5的觸摸屏裝置，其特征在于所述激勵(lì)元件和/或接收元件跨越所述基板的角部延伸到相鄰邊的邊緣。
17.根據(jù)權(quán)利要求8的觸摸屏裝置，其特征在于所述激勵(lì)元件和/或接收元件跨越所述基板的角部延伸到相鄰邊的邊緣。
18.一種觸摸屏裝置，包括矩形基板以及用于激勵(lì)聲表面波的激勵(lì)元件和用于接收聲表面波的接收元件；所述激勵(lì)元件和所述接收元件各設(shè)置在所述基板的周邊部分上；其中聲表面波在所述基板上的所述激勵(lì)元件和所述接收元件之間傳播，并且根據(jù)所述接收元件的接收結(jié)果檢測(cè)物體與所述基板接觸的位置；其中所述激勵(lì)元件和所述接收元件各包括膜狀壓電體、形成在所述壓電體的一個(gè)表面上的格柵狀電極和形成在所述壓電體的另一表面上的板狀電極。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的觸摸屏裝置，其特征在于形成一對(duì)的激勵(lì)元件和接收元件設(shè)置在所述基板的對(duì)角方向的周邊部分上，以便沿所述基板的對(duì)角方向傳播聲表面波。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的觸摸屏裝置，其特征在于所述格柵狀電極具有在其中間彎曲的電極指，以便激勵(lì)元件同時(shí)在兩個(gè)方向激勵(lì)聲表面波，并且接收元件同時(shí)接收來(lái)自兩個(gè)方向的聲表面波。
全文摘要
一種觸摸屏裝置，在壓電體的前表面上形成梳狀電極和在后表面上形成板狀電極(整片電極)而構(gòu)成設(shè)置在其非壓電基板的框架區(qū)中的激勵(lì)元件和接收元件，梳狀電極由總線電極和從總線電極延伸的多個(gè)V形電極指構(gòu)成。設(shè)置有外圍引線以將梳狀電極(總線電極)和板狀電極連接到外部電路，在梳狀電極(總線電極)和板狀電極(所有梳狀電極的電極指具有相同的極性)之間加上周期信號(hào)時(shí)，來(lái)自位于上邊和下邊的激勵(lì)元件的聲表面波同時(shí)分別沿兩個(gè)方向傳播，所傳播的聲表面波分別由位于左邊和右邊的接收元件接收。
文檔編號(hào)G06F3/043GK1490713SQ0313665
公開(kāi)日2004年4月21日 申請(qǐng)日期2003年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月29日
發(fā)明者勝木隆史, 中沢文彥, 佐野聡, 高橋勇治, 彥, 治 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社