專(zhuān)利名稱(chēng)：聲波式觸摸檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超聲波式觸摸控制板等用于以聲波方式檢測(cè)觸摸位置的聲波式觸摸檢測(cè)裝置或觸摸式坐標(biāo)輸入裝置，及用于它的基板。
在聲波式觸摸控制板中使用種種換能器(特別是楔形換能器)，從而直接結(jié)合壓電振子與觸摸基板之間。所謂換能器是從某種形態(tài)向另一種形態(tài)變換能量的一個(gè)或一系列物理的要素，是也包含聲波的模態(tài)間的變換或電能與聲能之間的變換的元件。典型的壓電式換能器由表面上具有導(dǎo)電體的棱柱形壓電振子來(lái)形成，通過(guò)與基板表面的元件(例如楔形材料)接觸的金屬電極，或壓電元件表面向基板表面的配置，從而以聲波方式與基板表面結(jié)合。此外，向壓電振子的電氣信號(hào)的供給和從壓電振子的激振信號(hào)的接收是用配線于面板周?chē)碾娎|來(lái)進(jìn)行。
前述楔形換能器在聲波傾斜地入射不同介質(zhì)的邊界面時(shí)，利用聲波折射現(xiàn)象，楔形換能器在基板上激起表面波或板波。典型的楔形換能器由粘貼于一個(gè)側(cè)面的壓電振子，和其斜邊與基板(例如玻璃等)粘接的塑料的楔形物來(lái)構(gòu)成，壓電振子經(jīng)由楔形材料與主體波相結(jié)合。主體波以臨界角也就是“楔形的角度”折射并沿玻璃的平面方向傳播，表面波以前述臨界角折射并作為主體波傳播。因而，楔形換能器可以用于瑞利(Rayleigh)波或樂(lè)甫(Love)波等表面波，和蘭姆(Lamb)波等板波的發(fā)送和接收雙方。
與此相反，壓電振子的直接結(jié)合或邊緣換能器一般來(lái)說(shuō)直接激起在基板表面上具有多的能量的聲波。邊緣換能器因?yàn)榕c板波相結(jié)合，故被最自然地使用著。為了開(kāi)發(fā)與瑞利波相結(jié)合的邊緣換能器，進(jìn)行了一些研究。雖然這種邊緣換能器是小型的，但是暴露的壓電換能器是未設(shè)防的。
在觸摸控制板的表面上，楔形換能器所在的部分必然比面板的表面高出。此外，在顯示器由一般的陰極射線管那樣的曲面面板來(lái)形成時(shí)，能夠配置楔形換能器的空間存在于曲面面板與覆蓋此一曲面面板的周?chē)耐饪蛑g。但是，在顯示器由液晶顯示器或等離子體顯示器等純平面板來(lái)形成時(shí)，在由外框所覆蓋的面板表面的周?chē)校姘迮c外框之間沒(méi)有間隙，因此，沒(méi)有配置楔形換能器用的空間。因而，如果使用楔形換能器，則無(wú)法使超聲波式觸摸控制板充分適應(yīng)純平面板。進(jìn)而，能夠運(yùn)用的顯示器和外框結(jié)構(gòu)大大受到制約。特別是，如果在利用瑞利波(Rayleigh波)的聲音觸摸傳感器中使用楔形換能器，則使機(jī)械上的設(shè)計(jì)復(fù)雜化，存在著限制選擇的危險(xiǎn)。
在把超聲波彈性表面波式觸摸控制板應(yīng)用于LCD的場(chǎng)合，與壓電振子的電氣信號(hào)的發(fā)送接收中所使用的電纜成為問(wèn)題。楔形換能器基本上配置在基板的表面?zhèn)?。因此，電纜也有必要配線于表面?zhèn)?，有必要在反射陣列的外?cè)設(shè)置電纜用空間。此外，電纜配線作業(yè)難以機(jī)械化，相當(dāng)一部分要用手工作業(yè)來(lái)進(jìn)行。這對(duì)于生產(chǎn)率提高成為一大障礙。此外，在壓電振子與電纜的接合部容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，成為焊錫脫落或壓電振子破裂的原因。這樣一來(lái)，楔形換能器對(duì)液晶顯示器(LCD)是不對(duì)路的。
特開(kāi)平10-240443號(hào)公報(bào)中為了解決上述課題而公開(kāi)了格柵換能器。此一格柵換能器把壓電振子粘貼在玻璃基板的背面或設(shè)在端面與背面之間的第3面上而在基板內(nèi)部激起主體波，此一主體波被設(shè)在表面上的衍射柵進(jìn)行模態(tài)變換，借此激起以彈性表面波為代表的把能量集中于表面的波。此一換能器因?yàn)闆](méi)有楔形的必要，故可以使表面的凸凹幾乎為零。此外，因?yàn)榭梢园褖弘娬褡釉O(shè)置于背面故連帶著節(jié)省空間。但是，起因于電纜配線，從而不能提高生產(chǎn)率，不能消除機(jī)械上的脆弱性。
此外，作為關(guān)于格柵換能器的其他問(wèn)題有壓電振子的電極結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性引起的成本提高。在利用格柵換能器的位置檢測(cè)裝置中，其結(jié)構(gòu)上有必要把聲波換能器(壓電振子)直接粘接于玻璃基板。因此，在壓電陶瓷等壓電基板的兩個(gè)面上分別形成電極的平行電極式壓電振子中，除了在與玻璃基板的粘接面一側(cè)與壓電振子一方的電極的連接困難外，與位于玻璃基板的對(duì)峙側(cè)的壓電振子另一方的電極的電氣連接更加困難。
因此，在備有格柵換能器的觸摸控制板(或觸摸傳感器)中，把在壓電基板一方的面上形成的電極經(jīng)由側(cè)壁回彎到另一方的面?zhèn)壬斐?，在壓電基板另一方的面上使兩個(gè)電極對(duì)著配置，借此確保與電極的連接性。但是，具有這種電極結(jié)構(gòu)的壓電振子隨著制造工序數(shù)的增加，成本上升。進(jìn)而，對(duì)玻璃基板背面的配線，特別是因?yàn)楣靶位蚯€形基板的背面成為凹面，故對(duì)玻璃基板背面的配線作業(yè)性大大降低。
因而，本發(fā)明的目的在于提供一種對(duì)在兩面上有電極(引出電極)的換能器(特別是壓電振子)以高可靠性配線的聲波式觸摸檢測(cè)裝置或觸摸式坐標(biāo)輸入裝置，以及用于它的基板。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種聲波換能器即使是在壓電基板的兩面上有電極的平行電極型壓電振子，也可以可靠而高效地配線，可以抑制厚度的增加的聲波式觸摸檢測(cè)裝置或觸摸式坐標(biāo)輸入裝置，以及用于它的基板。
本發(fā)明的又一個(gè)目的在于提供一種即使把換能器配置在基板的背面，也可以以高可靠性可靠而高效地配線的聲波式觸摸檢測(cè)裝置或觸摸式坐標(biāo)輸入裝置，以及用于它的基板。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的在于提供一種在基板或面板上實(shí)際上沒(méi)有電纜配線的聲波式觸摸檢測(cè)裝置或觸摸式坐標(biāo)輸入裝置，以及用于它的基板。
也就是說(shuō)，本發(fā)明的聲波式觸摸檢測(cè)裝置具有下述的構(gòu)成。
(a)具有表面的基板，(b)與作為沿著與前述表面交叉的軸通過(guò)前述基板傳播的主體波的第1波相結(jié)合用的聲波換能器，(c)向前述聲波換能器供給電力用的平面配線，(d)把前述聲波換能器和平面配線連接起來(lái)用的連接器，(e)把具有在前述表面處有多的能量的變換波的模態(tài)，且沿著與前述表面平行的軸傳播的第2波與前述第1波結(jié)合起來(lái)用的衍射聲波模態(tài)結(jié)合器，以及(f)檢測(cè)前述第2波的能量的擾動(dòng)用的機(jī)構(gòu)。
此外，本發(fā)明的觸摸式坐標(biāo)輸入裝置備有具有聲波能夠傳播的表面的傳播介質(zhì)，沿對(duì)此一傳播介質(zhì)的前述表面的交叉方向傳播主體波用的主體波生成機(jī)構(gòu)，向此一主體波生成機(jī)構(gòu)供給電力用的平面配線，把前述主體波生成機(jī)構(gòu)和平面配線連接起來(lái)用的連接器，把前述主體波變換成聲波在前述傳播介質(zhì)的表面?zhèn)鞑ビ玫穆暡ㄉ蓹C(jī)構(gòu)，以及檢測(cè)來(lái)自此一聲波生成機(jī)構(gòu)的聲波在表面上的散射用的檢測(cè)機(jī)構(gòu)。
在這種裝置中，配線電連接到壓電振子，用前述配線(或印制配線)和連接器來(lái)構(gòu)成聲波觸摸屏幕用的換能器系統(tǒng)中使用的向壓電振子的電力供給系統(tǒng)。也就是說(shuō)，如果用本發(fā)明，則向壓電振子的電力或電氣信號(hào)經(jīng)由連接器靠面板(特別是面板背面)的配線(轉(zhuǎn)印印刷的配線等)來(lái)供給。前述聲波換能器可以由壓電振子來(lái)構(gòu)成，前述配線可以用導(dǎo)電性糊劑來(lái)形成。例如，把導(dǎo)電性糊劑印刷或涂布成規(guī)定的圖案，干燥后，通過(guò)燒制可以形成配線。配線可以直接印刷在基板上，也可以通過(guò)轉(zhuǎn)印印刷來(lái)形成。在本發(fā)明中，因?yàn)榕渚€是平面形，故可以在基板的表面和背面的任何一方上配線。前述連接器(連接單元)的形狀未特別限制，也可以由具有對(duì)應(yīng)于聲波換能器的厚度的臺(tái)階的導(dǎo)體來(lái)形成。更具體地說(shuō)，在聲波換能器由壓電基板和在此一壓電基板的兩面上備有電極部的壓電振子來(lái)構(gòu)成的場(chǎng)合，平面配線可以由能夠與壓電振子一方的電極部線接觸或面接觸的第1配線部，和與此一第1配線部隔開(kāi)并絕緣的第2配線部來(lái)構(gòu)成，連接器可以形成為能夠連接壓電振子另一方的電極和前述第2配線部的形態(tài)。
在本發(fā)明中，還包括用來(lái)在前述裝置中使用的基板。此一基板在聲波式檢測(cè)裝置中被利用，且具有下述構(gòu)成和表面。(a)在基板中與具有與前述表面交叉的傳播軸的主體波相結(jié)合的聲波換能器；(b)作為向此一聲波換能器供給電力用的配線，印刷在前述基板的背面的配線；(c)把前述聲波換能器和配線連接起來(lái)用的連接器；(d)在前述表面附近形成，把主體波的聲波能量變換成沿著平行于前述表面的軸傳播的波用的衍射聲波模態(tài)結(jié)合結(jié)構(gòu)；以及(e)與擾動(dòng)的位置相對(duì)應(yīng)地檢測(cè)所變換的聲波能量用的機(jī)構(gòu)。
在本發(fā)明中因?yàn)榕渚€是平面配線，故可以消除起因于電纜的機(jī)械上的脆弱，以高可靠性進(jìn)行電氣信號(hào)的授受是可能的。此外，因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)印刷或涂布等來(lái)配線，故自動(dòng)化是容易的，可以提高生產(chǎn)率。進(jìn)而，如果利用轉(zhuǎn)印印刷，則印刷對(duì)象物的形狀的選擇幅度很寬，在拱形面板或球面型面板上也能夠配線。
再者，本說(shuō)明書(shū)中所謂“平面配線”是指像印制配線等那樣實(shí)質(zhì)上形成為平面形的形態(tài)，而且能夠通過(guò)線接觸或面接觸與聲波換能器(或壓電振子)電氣上連接的配線。
再者，由于在本聲波觸摸屏幕中利用高頻交流電流，所以在金屬電極與印制配線和從此一配線伸出的連接片之間如果是比較薄的絕緣體，則絕緣體緊湊地發(fā)揮功能，信號(hào)的授受成為可能。因此，前述“電連接”并不意味著一定靠導(dǎo)電體來(lái)連接。
圖2是

圖1中所示的裝置的概略剖視圖。
圖3是表示圖1中所示的裝置的平面配線部與聲波換能器的連接形態(tài)的概略透視圖。
圖4是表示本發(fā)明的裝置的接收波形的概略圖。
圖1是表示本發(fā)明的裝置之一例的概略透視圖，圖2是圖1中所示的裝置的概略剖視圖，圖3是表示圖1中所示的裝置的平面配線部與聲波換能器的連接形態(tài)的概略透視圖。
前述能夠靠聲音來(lái)檢測(cè)觸摸位置的裝置(觸摸式坐標(biāo)輸入裝置)備有作為具有聲波(表面波或板波)能夠傳播的表面的傳播介質(zhì)的基板1，安裝于此一基板的底面(或背面)且由壓電振子來(lái)構(gòu)成的聲波換能器3、4，以及在前述基板1的底面上形成，向前述聲波換能器3、4供給電力或電氣信號(hào)用的平面配線7。再者，在前述基板1的表面上有對(duì)X軸和Y軸方向左右對(duì)稱(chēng)的顯示區(qū)(圖像顯示區(qū))2。
為了減小裝置的厚度和重量，前述聲波換能器3、4不是楔形換能器，而由板狀壓電振子來(lái)構(gòu)成。也就是說(shuō)，如圖3中所示，聲波換能器3、4由壓電陶瓷等壓電基板5，和在此一基板上形成的電極6來(lái)構(gòu)成，前述電極6由在壓電基板5一方面的面上形成的第1電極(引出電極)6a，和在壓電基板5另一方的面上形成的第2電極(引出電極)6b來(lái)構(gòu)成。再者，在板狀壓電振子中，在壓電基板5的兩面上所形成的電極6a、6b的至少一部分經(jīng)由壓電基板5的厚度形成對(duì)峙的對(duì)峙電極。
聲波換能器3、4由分別安裝在基板1背面的X軸和Y軸起點(diǎn)區(qū)(在本例子中，X軸和Y軸的底部角部)上的發(fā)送換能器3a、3b，和分別安裝在基板背面的X軸和Y軸終點(diǎn)區(qū)(在本例子中X軸和Y軸的底部角部)上的一對(duì)接收換能器4a、4b來(lái)構(gòu)成。發(fā)送換能器3a、3b作為使主體波(也可以是縱波模態(tài)或橫波模態(tài))沿交叉方向?qū)ψ鳛閭鞑ソ橘|(zhì)的基板的表面(正面)傳播用的主體波發(fā)生機(jī)構(gòu)發(fā)揮功能，接收換能器4a、4b作為沿交叉方向從基板1的表面(正面)接收在基板中傳播的主體波用的主體波接收機(jī)構(gòu)發(fā)揮功能。也就是說(shuō)，聲波換能器3、4與沿著與前述基板1的表面交叉的軸通過(guò)前述基板1而傳播的主體波(第1波)，換言之具有與前述表面交叉的傳播軸的主體波相結(jié)合。
前述平面配線7如圖3中所示，通過(guò)在前述基板1的背面上印制配線而形成，前述配線7由對(duì)前述聲波換能器(或壓電換能器)3、4的第1電極6a線狀或平面狀延伸而連接的第1配線部7a，和與此一第1配線部隔開(kāi)以絕緣狀態(tài)線狀或平面狀延伸，且對(duì)第2電極6b連接用的第2配線部7b來(lái)構(gòu)成。再者，在圖示的例子中第1配線部7a和第2配線部7b幾乎平行地以電氣上相互絕緣狀態(tài)延伸，第1配線部7a通過(guò)與壓電基板5的第1電極6a(也就是基板1一側(cè)的電極)面接觸來(lái)連接。
而且，壓電基板5的第2電極6b經(jīng)由由導(dǎo)體所形成的連接器(連接單元或連接片)8與第2配線部7b連接。此一連接器8形成為具有與前述聲波換能器(壓電振子)的厚度相對(duì)應(yīng)的臺(tái)階的彎曲形狀，連接器8能夠以橋狀的形態(tài)把電極6b與第2配線部7b連接起來(lái)。連接器8一方的端部能夠與前述壓電基板5另一方的電極6b接觸(特別是面接觸)，連接器8另一方的端部能夠跨越鄰接前述第1配線部7a的絕緣部而與前述第2配線部7b面接觸。此外，為了抑制厚度增加，前述連接器8是把板狀或帶狀導(dǎo)電體彎曲而形成。
主體波(第1波)從前述聲波換能器3、4的激振換能器3a、3b通過(guò)基板1向表面(正面)的模態(tài)變換部位(擾動(dòng)區(qū)或激振區(qū))發(fā)射，到達(dá)模態(tài)變換部位的主體波靠設(shè)在前述模態(tài)變換部位的X軸和Y軸聲模態(tài)結(jié)合器(衍射聲波換能器)9a、9b變換成聲波(表面波或板波)，特別是表面聲波(第2波)。此一表面聲波具有在基板表面處有多的能量的變換波的模態(tài)。也就是說(shuō)，聲模態(tài)結(jié)合器(衍射聲波換能器)9a、9b作為聲波發(fā)生機(jī)構(gòu)發(fā)揮功能，把前述主體波(第1波)與沿著平行于基板1的表面的軸在基板表面附近傳播的表面波(第2波)結(jié)合起來(lái)，能夠使聲波的模態(tài)在主體波與表面波間相互變換。在本例子中，聲模態(tài)結(jié)合器(衍射聲波換能器)9a、9b由衍射聲波模態(tài)結(jié)合器(或格柵換能器)，也就是衍射柵來(lái)構(gòu)成。
在前述基板1表面的第1兩側(cè)部上，分別對(duì)峙地設(shè)置沿X軸方向延伸的X軸反射機(jī)構(gòu)11a、11b，在基板1表面的第2兩側(cè)部上，分別對(duì)峙地設(shè)置沿Y軸方向延伸的Y軸反射機(jī)構(gòu)12a、12b。各反射機(jī)構(gòu)由以大約45°角度對(duì)表面聲波的行進(jìn)方向傾斜的陣列群組成的反射陣列來(lái)構(gòu)成，表面聲波的一部分能夠透過(guò)反射陣列的陣列。因此，靠聲模態(tài)結(jié)合器9a、9b所變換的表面聲波(表面波或板波，特別是表面彈性波)在基板1的表面上分別靠第1X軸反射機(jī)構(gòu)(反射陣列)11a和第1Y軸反射機(jī)構(gòu)(反射陣列)12a沿Y軸和X軸方向反射，橫跨基板1的表面的整個(gè)顯示區(qū)2傳播。
沿Y軸和X軸方向所反射的表面聲波分別靠第2X軸反射機(jī)構(gòu)(反射陣列)11b和第2Y軸反射機(jī)構(gòu)(反射陣列)12b沿X軸和Y軸方向反射，指向模態(tài)變換部位(接收區(qū)或擾動(dòng)區(qū))的X軸和Y軸聲模態(tài)結(jié)合器10a、10b。聲模態(tài)結(jié)合器10a、10b與前述聲模態(tài)結(jié)合器9a、9b同樣地構(gòu)成，把表面聲波變換成主體波。所變換的主體波與前述同樣地靠由壓電振子所構(gòu)成的聲波換能器(X軸和Y軸接收換能器)4a、4b所接收，變換成電氣信號(hào)。
X軸和Y軸接收換能器4a、4b與前述壓電振子的電極6a、6b和平面配線7a、7b和連接器8同樣地，與在基板1的背面所形成的平面配線(未畫(huà)出)電連接起來(lái)，來(lái)自接收換能器4a、4b的信號(hào)通過(guò)平面配線送到檢測(cè)機(jī)構(gòu)。
而且，利用通過(guò)圖像顯示區(qū)2的觸摸產(chǎn)生的接收信號(hào)的干擾或散射分量與時(shí)間序列的接收信息的衰減信息相對(duì)應(yīng)這一點(diǎn)，來(lái)自聲波生成機(jī)構(gòu)的表面聲波(第2波)在基板表面處的能量的擾動(dòng)(進(jìn)而與觸摸位置相對(duì)應(yīng)的擾動(dòng)位置)可以通過(guò)靠控制器的檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行信號(hào)處理而分析或解析來(lái)自接收換能器4a、4b的信號(hào)來(lái)進(jìn)行。
前述接收聲波換能器(壓電振子等)4a、4b的平面配線與控制器的電氣連接也可以用電纜來(lái)進(jìn)行。但是，為了改善電纜的脆弱性，最好是用能夠?qū)逭澈系碾娎|(例如可熱封性電纜)，抑制電纜從基板游離。
這種聲波式觸摸檢測(cè)裝置(或單元)即使是在備有前述表面和元件的基板上，在兩面上形成電極(引出電極)的聲波換能器，也可以通過(guò)利用連接器電氣上可靠地連接聲波換能器的電極與配線部。此外，因?yàn)榭科矫媾渚€來(lái)連接，故可以防止連接部處的應(yīng)力集中，消除起因于電纜的機(jī)械上的脆弱性，通過(guò)平面配線可以以高可靠性來(lái)進(jìn)行與聲波換能器的電氣信號(hào)的授受。此外，通過(guò)使平面配線和聲波換能器和厚度薄的連接器組合起來(lái)，可以大幅度減小配線部的厚度，并且因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)印刷或涂布等來(lái)配線，故容易自動(dòng)化，可以提高生產(chǎn)率。進(jìn)而，如果利用轉(zhuǎn)印印刷，則不僅印刷對(duì)象的形狀的選擇幅度加寬，而且在拱形面板的背面或球面型面板上也能夠配線。因此，可以大大減小裝置的厚度和重量，可以很好地運(yùn)用于液晶顯示器(LCD)、等離子體顯示器等。
再者，前述配線只要在基板的規(guī)定部位上根據(jù)聲波換能器(壓電振子等)的電極形狀來(lái)形成就可以了，可以形成能夠通過(guò)線接觸或面接觸與聲波換能器(壓電振子等)電氣上連接的種種圖案。
前述配線雖然也可以通過(guò)種種電路形成方法，例如利用導(dǎo)電膜形成手段(蒸氣沉積、濺射等)、光刻、蝕刻等的平版印刷技術(shù)來(lái)形成，但是為了簡(jiǎn)便而效率高地進(jìn)行配線，宜利用導(dǎo)電性糊劑，例如包含銀、鋁、銅、導(dǎo)電性碳黑等的糊劑。為了提高配線的可靠性，最好的導(dǎo)電性糊劑是可以通過(guò)燒制以高的粘合力形成導(dǎo)電性圖案的導(dǎo)電性糊劑。
配線可以對(duì)基板直接形成，也可以間接地形成。例如，平面配線可以通過(guò)印刷或涂布(包括用繪跡器或筆記等的劃線)導(dǎo)電性糊劑來(lái)形成。在最佳形態(tài)中，把電力或電氣信號(hào)送到聲波換能器用的配線是印制配線，也就是通過(guò)印刷來(lái)配線。特別是，在用印刷技術(shù)(絲網(wǎng)印刷等)來(lái)印刷前述格柵換能器或反射陣列等，進(jìn)行干燥后，通過(guò)燒制來(lái)形成的場(chǎng)合，前述配線也可以通過(guò)把燒結(jié)性導(dǎo)電性糊劑印刷或涂布成規(guī)定的圖案后，進(jìn)行干燥、燒制來(lái)形成。導(dǎo)電性糊劑可以用絲網(wǎng)印刷等方法印刷成規(guī)定的圖案。
在基板的背面進(jìn)行平面配線的場(chǎng)合，雖然也可以直接印刷在基板的背面，但是對(duì)于彎曲的基板的背面則宜通過(guò)轉(zhuǎn)印印刷等間接地進(jìn)行配線。轉(zhuǎn)印印刷是，例如，可以通過(guò)在用導(dǎo)電性糊劑在轉(zhuǎn)印媒體上形成規(guī)定的圖案后，轉(zhuǎn)印到基板的背面的種種方法來(lái)進(jìn)行。例如，在通過(guò)燒制來(lái)進(jìn)行配線的場(chǎng)合，在基膜上形成規(guī)定的導(dǎo)電性圖案，使基膜或?qū)щ娦詧D案粘合于基板的背面，進(jìn)行加熱燒制，通過(guò)使基膜消失可以形成配線圖案。
再者，燒制可以在惰性氣體的氣氛中進(jìn)行，在利用前述用基膜的轉(zhuǎn)印印刷的場(chǎng)合，也可以在含有氧氣的氣氛中進(jìn)行。燒制溫度例如可以根據(jù)基板的材料從300℃以上但不足基板材料的融點(diǎn)或熱變形溫度的溫度中選擇，通常300～1200℃，最好是從400～1000℃左右的范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)剡x擇。
前述連接器只要能把聲波換能器的至少一個(gè)電極(例如第1電極)與至少一個(gè)配線部(例如第1配線部)電氣上連接起來(lái)就可以了。通常，連接器一方的端部能對(duì)聲波換能器的電極電氣上連接，連接器另一方的端部能對(duì)配線部電氣上連接。此外，連接器通常具有與聲波換能器的厚度相對(duì)應(yīng)的臺(tái)階，此一臺(tái)階部如前所述不限于L字形，也可以是彎曲形狀、傾斜形狀等。連接器通常由板狀(平板狀)導(dǎo)電體，也就是導(dǎo)電板(例如銅板、鋁板等)來(lái)形成。
再者，在前述用多個(gè)聲波換能器的場(chǎng)合，聲波換能器的電極部與配線部的連接部用至少一個(gè)連接器電氣上連接起來(lái)就可以了，沒(méi)有必要在連接電極部與配線部用的所有連接部處都用連接器。例如，也可以在至少一個(gè)連接部處用前述連接器，在其他連接部處通過(guò)引線接合等把電極部與配線部電氣上連接起來(lái)。進(jìn)而，也可以在把聲波換能器的電極部與配線部連接起來(lái)時(shí)所用的一個(gè)連接部上用多個(gè)連接器，借此進(jìn)一步提高連接可靠性。
此外，如有必要，也可以作為聲波換能器把前述那種在壓電基板的兩個(gè)面上形成電極部的平行電極型換能器，和在壓電基板一方的面上對(duì)峙地形成電極部的換能器組合起來(lái)使用。在這種場(chǎng)合，用前述連接器把前者的平行電極型換能器的電極與配線部連接起來(lái)就可以了，關(guān)于后者的換能器的各電極部也可以不用前述連接器，而與各平面配線部連接。
關(guān)于前述傳播介質(zhì)的基板材料和結(jié)構(gòu)或形狀、聲波換能器、聲波模態(tài)結(jié)合器、反射機(jī)構(gòu)、檢測(cè)擾動(dòng)用的機(jī)構(gòu)等的細(xì)節(jié)，可以參照特開(kāi)平10-240443號(hào)公報(bào)。例如，作為聲波可以舉例示出瑞利波等超聲波表面彈性波，蘭姆波、樂(lè)甫波、振動(dòng)方向朝水平方向偏移的0階橫波(ZOHPS)、振動(dòng)方向朝水平方向偏移的高階橫波(HOHPS)等。
傳播介質(zhì)可以由玻璃、陶瓷、鋁、聚合物等來(lái)形成，也可以是不均質(zhì)的疊層體，傳播介質(zhì)的形狀未特別限定。傳播介質(zhì)可以是液晶顯示器或等離子體顯示器等純平面板基板，也可以是曲面面板。
聲波換能器可以由壓電振子或壓電換能器等發(fā)聲元件來(lái)構(gòu)成，壓電振子或壓電換能器的結(jié)構(gòu)，只要是在壓電基板的兩面上形成電極(引出電極)，不限定于前述實(shí)施例，可以利用具有種種的電極結(jié)構(gòu)的壓電振子。如美國(guó)專(zhuān)利第4,700,176號(hào)說(shuō)明書(shū)中所公開(kāi)的那樣，采用將表面聲波反射到反射陣列的對(duì)峙側(cè)的結(jié)構(gòu)，通過(guò)利用返回聲波路徑也可以減少聲波換能器的數(shù)目。
進(jìn)而，聲波換能器可以安裝在傳播介質(zhì)的適當(dāng)部位，例如，如前述圖中所示可以在基板的底面或底壁、基板的側(cè)面或側(cè)壁、在基板的下部側(cè)面或側(cè)壁上形成的傾斜面等上形成。即使是這種場(chǎng)合，也由于可以通過(guò)印刷或涂布來(lái)配線，所以可以大大減少斷線等的可能性。
聲波換能器的電極與平面配線的連接可以用慣用的方法，例如粘接劑(包含熱塑性樹(shù)脂、熱固化樹(shù)脂的粘接劑等)、導(dǎo)電性粘接劑、焊錫等來(lái)進(jìn)行。
此外，聲波模態(tài)結(jié)合器可以由格柵換能器，在一系列散射中心或散射要素、間隔中所形成的線性要素或柵，槽形散射要素等來(lái)構(gòu)成，可以是點(diǎn)狀、線狀等，也可以是能夠匯聚或聚焦表面聲波的圓弧狀等。把主體波與表面聲波相互變換，且朝規(guī)定方向衍射用的聲波模態(tài)結(jié)合器通常由沿對(duì)主體波的行進(jìn)方向正交的方向周期地平行延伸的多個(gè)線性柵(格柵)來(lái)構(gòu)成。
構(gòu)成反射機(jī)構(gòu)的反射陣列是可以用玻璃等作為突起或凸部而形成的反射陣列元件的集合體(反射柵)來(lái)形成，也可以是形成為溝槽的反射陣列元件的集合體。反射陣列元件通常相互平行地形成。為了把聲波能量均等地送到接收換能器，可以隨著離開(kāi)激振換能器而減小反射陣列元件的間隔，也可以隨著離開(kāi)激振換能器而增加反射率。再者，由于前述觸摸檢測(cè)裝置(觸摸坐標(biāo)輸入裝置)設(shè)置在顯示器裝置的前部，所以通常為了避免反射陣列被看見(jiàn)，反射陣列設(shè)置在作為檢測(cè)區(qū)(或顯示區(qū))的外側(cè)的基板的周?chē)?，靠外框覆蓋而被保護(hù)。
本發(fā)明的裝置(或單元)或基板因?yàn)楸《p，故可以作為液晶顯示裝置、等離子體顯示裝置等薄型顯示裝置的純平面板或低曲率面板很好地利用。
在本發(fā)明中，因?yàn)槔闷矫媾渚€和連接器來(lái)進(jìn)行與換能器(特別是壓電振子)的電氣上的連接，故消除起因于電纜的機(jī)械上的脆弱性，可以以高可靠性對(duì)在兩面上有電極(引出電極)的換能器(特別是壓電振子)配線。此外，即使聲波換能器是在壓電基板的兩側(cè)面上有電極的平行電極型壓電振子，也可以可靠而高效地配線，并且可以抑制厚度的增加。進(jìn)而，即使把換能器配置在基板的背面也可以高效地配線，可以可靠地對(duì)換能器(特別是壓電振子)發(fā)送電氣信號(hào)。此外，由于可以利用印刷技術(shù)等來(lái)配線，所以容易自動(dòng)化，可以提高生產(chǎn)率。因此，可以提供實(shí)質(zhì)上在基板或面板上沒(méi)有電纜配線的裝置。
雖然下面基于實(shí)施例更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明，但是本發(fā)明不是由這些實(shí)施例來(lái)限定的。
第1實(shí)施例在鈉鈣玻璃基板的背面上，用銀糊劑作為油墨通過(guò)絲網(wǎng)印刷法印刷圖3中所示的圖案。印刷后，在120℃的烘箱中干燥10分鐘。
接著，如圖1中所示，用玻璃糊劑作為油墨通過(guò)絲網(wǎng)印刷法在基板的表面?zhèn)扔∷⒙暷B(tài)結(jié)合器(格柵換能器)和反射陣列，并干燥之。
然后，把玻璃基板與印刷圖案一起，在燒制溫度485℃～490℃、頂部保溫時(shí)間10分鐘下進(jìn)行燒制，得到平面配線的玻璃基板。再者，格柵換能器柵的高度為40μm，反射陣列元件的角度對(duì)X軸和Y軸為45°。
用熱固化性粘接劑在其兩面上具有電極的板狀壓電振子一方的電極6b上，把具有與前述壓電振子厚度相同的臺(tái)階的銅板(彎曲形狀的連接器)一方的端部粘合。此外，在所得到的玻璃基板當(dāng)中格柵換能器的對(duì)峙側(cè)把前述銅板另一方的端部粘合于平面配線部7b，并且使壓電振子另一方的面的電極6a粘合于平面配線部7a，制作圖3中所示結(jié)構(gòu)的觸摸控制面板。然后，用可熱封性電纜把配線部與觸摸控制面板的控制器(觸摸控制面板系統(tǒng)(有限公司)制)之間連接起來(lái)。這樣一來(lái)制作的觸摸控制面板的接收波形示于圖4?？闯鲎鴺?biāo)信號(hào)向包絡(luò)信號(hào)變換。面板認(rèn)知手指的觸摸。
第2實(shí)施例在固定于基板的聚丙烯膜上，用銀糊劑作為油墨通過(guò)絲網(wǎng)印刷法印刷圖3中所示的圖案。印刷后，在120℃的烘箱中干燥10分鐘。
接著，如圖1中所示，用玻璃糊劑作為油墨通過(guò)絲網(wǎng)印刷法在基板的表面?zhèn)扔∷⒙暷B(tài)結(jié)合器(格柵換能器)和反射陣列，并干燥之。
使聚丙烯膜粘合于玻璃基板的背面，放上印刷了規(guī)定的圖案的膜，把玻璃基板與印刷圖案一起，在燒制溫度485℃～490℃下進(jìn)行頂部保溫時(shí)間10分鐘燒制，得到平面配線的玻璃基板。燒制后去除膜的殘?jiān)?，?dǎo)電性糊劑的配線固定于玻璃。再者，格柵換能器柵的高度為40μm，反射陣列元件的角度對(duì)X軸和Y軸為45°。
然后，在所得到的玻璃基板當(dāng)中格柵換能器的對(duì)峙側(cè)，與第1實(shí)施例同樣地用由銅板所形成的連接器把壓電振子兩面的電極與平面配線部電氣上連接起來(lái)，制作圖3中所示結(jié)構(gòu)的觸摸控制面板。然后，用可熱封性電纜把配線部與觸摸控制面板的控制器(觸摸控制面板系統(tǒng)(有限公司)制)之間連接起來(lái)。這樣一來(lái)制作的觸摸控制面板呈現(xiàn)出與第1實(shí)施例同樣的接收波形，并且面板認(rèn)知手指的觸摸。
權(quán)利要求
1.一種聲波式觸摸檢測(cè)裝置，具有下述的構(gòu)成(a)具有表面的基板，(b)用于結(jié)合沿著與前述表面交叉的軸并通過(guò)前述基板傳播的主體波即第1波的聲波換能器，(c)向前述聲波換能器供給電力用的平面配線，(d)用于連接前述聲波換能器和平面配線的連接器，(e)用于連接具有在前述表面處具有多的能量的變換波的模態(tài)，且沿著與前述表面平行的軸傳播的第2波，與前述第1波的衍射聲波模態(tài)結(jié)合器，以及(f)檢測(cè)前述第2波的能量的擾動(dòng)用的機(jī)構(gòu)。
2.一種觸摸式坐標(biāo)輸入裝置，備有具有聲波能夠傳播的表面的傳播介質(zhì)，沿相對(duì)此一傳播介質(zhì)的前述表面的交叉方向傳播主體波用的主體波生成機(jī)構(gòu)，向此一主體波生成機(jī)構(gòu)供給電力用的平面配線，用于連接前述主體波生成機(jī)構(gòu)和平面配線的連接器，把前述主體波變換成聲波并在前述傳播介質(zhì)的表面?zhèn)鞑ビ玫穆暡ㄉ蓹C(jī)構(gòu)，以及檢測(cè)來(lái)自此一聲波生成機(jī)構(gòu)的聲波在表面上的散射用的檢測(cè)機(jī)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中聲波換能器由壓電振子來(lái)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中配線是用導(dǎo)電性糊劑來(lái)形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的裝置，其中配線是通過(guò)轉(zhuǎn)印印刷來(lái)形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中配線是在基板的背面上形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中連接器由具有與聲波換能器的厚度相對(duì)應(yīng)的臺(tái)階的導(dǎo)體來(lái)形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中聲波換能器由壓電基板和在此一壓電基板的兩個(gè)面上備有電極部的壓電振子來(lái)構(gòu)成，平面配線由能夠與壓電振子一方的電極部線接觸或面接觸的第1配線部，和與此一第1配線部隔開(kāi)并絕緣的第2配線部來(lái)構(gòu)成，連接器以能夠連接壓電振子另一方的電極和前述第2配線部的形態(tài)來(lái)形成。
9.一種用于聲波式檢測(cè)裝置的基板，具有表面和下述構(gòu)成(a)在基板中與具有與前述表面交叉的傳播軸的主體波相結(jié)合的聲波換能器；(b)作為向此一聲波換能器供給電力用的配線，是印刷在前述基板的背面的配線；(c)用于連接前述聲波換能器和配線的連接器；(d)在前述表面附近形成，用于將主體波的聲波能量變換成沿著平行于前述表面的軸傳播的波的衍射聲波模態(tài)結(jié)合結(jié)構(gòu)；以及(e)與擾動(dòng)的位置相對(duì)應(yīng)地檢測(cè)所變換的聲波能量用的機(jī)構(gòu)。
全文摘要
提供一種即使用在兩個(gè)面上有電極的壓電振子也能可靠地對(duì)換能器發(fā)送電氣信號(hào)的觸摸式坐標(biāo)輸入裝置。本發(fā)明的裝置備有:朝基板(1)的表面(2)生成主體波(第1波)的聲波換能器(壓電振子)(3a)、(4a),用導(dǎo)電性糊劑通過(guò)轉(zhuǎn)印印刷等在基板(1)的背面上形成的,且把電力供給到前述壓電振子用的平面配線(7),用于連接此一平面配線與聲波換能器(3a)、(4a)的電極的連接器(8),使前述主體波與表面聲波(第2波)相互變換用的衍射聲波換能器(9a)～(10b),以及檢測(cè)前述基板表面處的第2波的干擾用的檢測(cè)機(jī)構(gòu)。如果把平面配線與連接器組合起來(lái)利用,則即使壓電振子在兩個(gè)面上有電極,也可以消除電纜配線的脆弱性。
文檔編號(hào)H04R17/00GK1365462SQ00810992
公開(kāi)日2002年8月21日 申請(qǐng)日期2000年6月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月30日
發(fā)明者蒲原茂樹(shù), 金田宏 申請(qǐng)人:塔基巴尼爾系統(tǒng)股份有限公司