一种触摸屏装置，包括矩形基板以及用于激励声表面波的激励元件和用于接收声表面波的接收元件；所述激励元件和所述接收元件各设置在所述基板的周边部分上； 其中声表面波在所述基板上的所述激励元件和所述接收元件之间传播，并根据所述接收元件的接收结果检测物体与所述基板接触的位置； 其中所述激励元件和所述接收元件各包括膜状压电体、形成在所述压电体的一个表面上的梳状电极和形成在所述压电体的另一表面上的板状电极。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于检测物体如手指或笔与触摸屏装置的接触的触摸屏装置，特别涉及通过利用激励元件和接收元件检测声表面波(SAW)的衰减和截止来检测物体的接触位置的触摸屏装置，其中在压电体上形成电极来构成激励元件和接收元件。
技术介绍
随着计算机系统、主要是个人计算机的广泛使用，已经采用通过用物体如手指或笔点击在其上由计算机系统显示信息的显示装置的显示屏的位置来输入新信息或向计算机系统提供各种指令的装置。为了通过触摸法对在个人计算机等的显示装置的显示屏上显示的信息进行输入操作，必须高度精确地检测显示屏上的接触位置(点击位置)。用于检测物体如手指和笔的接触位置的触摸屏装置的公知例子是采用电阻膜的装置和采用超声波的装置。前一种采用电阻膜的装置检测由物体对电阻膜的接触产生的电阻膜的电阻的变化，这种装置的优点是功耗低，但是其响应时间、检测性能和耐久性方面有问题。相比之下，在采用超声波的装置中，例如通过在非压电基板上传播声表面波，并检测由物体如手指和笔与非压电基板的接触产生的声表面波的衰减来检测物体的接触位置。有人已经研制了一种触摸屏装置，该装置采用梳状电极(IDT交叉指传感器)作为激励和接收声表面波的传感器，其中梳状电极可以采用光刻技术一并制造。在这种触摸屏装置中，使用在薄膜状的压电体上形成梳状电极而构成的元件作为激励声表面波的激励元件和接收所传播的声表面波的接收元件。图1是表示采用梳状电极的这种现有的触摸屏装置的结构图。在图1中，标号61表示矩形的非压电基板。在非压电基板61的X方向和Y方向的每个方向的一端，在压电体上形成并构成梳状电极用于激励声表面波的多个激励元件62各排列成行。而且，在非压电基板61的X方向和Y方向的每个方向的另一端，在压电薄膜上形成并构成梳状电极用于接收声表面波的多个接收元件63各排列成行。在这种触摸屏装置中，周期信号输入到激励元件62中，以激励声表面波在非压电基板61上传播，然后所传播的声表面波被接收元件63接收。之后，在物体如手指和笔与非压电基板61上的声表面波的传播路径接触时，声表面波衰减。相应地，可以通过检测在接收元件63上的接收信号的大小是否衰减来检测有无物体接触及其接触位置。在具有这种结构的触摸屏装置中，由于梳状电极的开口长度决定其分辨能力，因此最好采用小的开口长度。然而，开口长度与声表面波的波长有关，在开口窄的情况下，衍射效应急剧增加并且难以识别传播声表面波的路径。于是，为了提高检测位置的分辨能力，本专利技术人等提出了一种触摸屏装置，其中激励元件和接收元件设置成能在非压电基板的倾斜方向传播声表面波。图2是表示这种触摸屏装置的例子(以下称为现有例)的结构图。在图2中，标号71表示矩形的非压电基板，中央部位由点划线包围的部分是能检测到接触位置的检测区71a。在检测区71a外部的框架区71b即非压电基板71的周边部分中，激励元件72设置在框架区71b的上边侧和下边侧，而接收元件73设置在其左边侧和右边侧。图3是激励元件72或接收元件73的部分剖面图，并且激励元件72或接收元件73是通过在薄膜状压电体74上形成梳状电极75而构成的。这个梳状电极75包括相面对的总线电极77和从总线电极77延伸出来并在中间转折和弯曲的多个电极指78。按照这种结构，形成从相面对的总线电极77的面对方向起在两个方向倾斜的多个电极指78的条，由此来实现同时激励两个方向的声表面波和同时接收来自两个方向的声表面波。此外，在框架区71b中，设置有用于将总线电极77连接到外部电路(如振荡电路和接收电平检测电路)的外围引线79。在这种结构中，激励元件72在两个方向激励声表面波，并且所激励的声表面波沿非压电基板71的两个对角方向传播，然后被接收元件73接收。根据接收到的结果，用与图1中所示现有例相同的方式检测有否物体接触及其接触位置。在触摸屏装置中，由于检测区外侧设置激励元件、接收元件、外围引线等的框架区是不能检测物体的接触位置的区域，因此要把这种框架区的面积作小。在上述现有例中，由于是不同极性的电极指交互存在的图案(见图3)，所以必须为每个极性设置总线电极。因而，除了激励/接收区(形成电极指的区域)的宽度之外，每边必须具有两条总线电极的宽度，所以使框架区的面积增大。此外，即使在安置激励元件的一边和安置接收元件的一边之间的边界区(四个角部)，也需要用于总线电极的宽度。因此，在对角方向传播的声表面波变弱的区域(靠近由图2中的阴影所示的对角线的部分)变宽，触摸屏装置的检测精度可能会下降。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术的目的是提供能使框架区窄小同时又能提高电极、外围引线等的设计自由度的触摸屏装置。本专利技术的另一目的是提供能提高检测接触位置的分辨能力的触摸屏装置。本专利技术的又一目的是提供能减小外围引线的电阻的触摸屏装置。按照第一方案的触摸屏装置包括在矩形基板的周边部分上用于激励声表面波的激励元件和用于接收声表面波的接收元件；该装置在基板上的激励元件和接收元件之间传播声表面波，并根据在接收元件处的接收结果检测物体与基板接触的位置，其中激励元件和接收元件各包括膜状压电体、形成在压电体的一个表面上的梳状电极以及形成在压电体的另一个表面上的板状电极。在第一方案的触摸屏装置中，激励元件和接收元件都是在压电体的一个表面上形成包括相同极性的多个延伸电极指的梳状电极而不是包括弯折设置的不同极性的电极指的梳状电极，并在压电体的另一表面上形成具有不同于梳状电极的极性的板状电极。这样，在本专利技术中，只需要一条总线电极的宽度，并且与其中由于在相同面上存在不同极性的电极而需要用于每边的两条总线电极宽度的现有例相比，框架区可更窄小。而且，由于不需要在相同面上设置不同极性的电极，因此可以提高设计的自由度。按照第二方案的触摸屏装置以第一方案为基础，其中形成一对的激励元件和接收元件设置在基板的对角方向的周边部分上，以便在基板的对角方向传播声表面波。在第二方案的触摸屏装置中，形成一对的激励元件和接收元件设置在基板的对角方向的周边部分上，并且声表面波在基板的对角方向传播。因此，与其中声表面波在一边方向传播的结构相比，提高了检测接触位置的分辨能力。按照第三方案的触摸屏装置以第二方案为基础，其中梳状电极具有在其中间弯折的电极指，激励元件同时在两个方向激励声表面波，并且接收元件同时接收来自两个方向的声表面波。在第三方案的接触屏装置中，在两个方向的声表面波由一个激励元件激励，并且在两个方向的声表面波由一个接收元件接收。因此，可以有效地激励声表面波和接收声表面波。按照第四方案的触摸屏装置以第一至第三方案的任一方案为基础，还包括连接到梳状电极或板状电极的布线，其中导电材料重叠在该布线上。在第四方案的触摸屏装置中，导电材料如银膏重叠在外围引线上。因而，外围引线的厚度增加了，并且降低了引线电阻。按照第五方案的触摸屏装置以第一至第三方案的任一方案为基础，还包括连接到梳状电极的第一布线和连接到板状电极的第二布线，其中第一布线设置在压电体的一个表面上，第二布线设置在压电体的另一表面上。在第五方案的触摸屏装置中，来自梳状电极的第一外围引线设置在压电体的一个表面上，来自板状电极的第二外围引线设置在压电体的另一表面上。因此，与其中所有外围引线都设置在压电体的一个表面上的结构相比，可以使框本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：胜木隆史，中沢文彦，佐野聡，高桥勇治，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：
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