触摸面板、触摸输入装置和电子设备的制造方法_3

文档序号:9848240阅读:来源:国知局
配置的电极Ed2电连接。此外,电极Ecl和电极Ec2分别对应于图8所示的上部导电层25和下部导电层28。另外,电极Edl对应于中间导电层29的第一热电体36—侧的部分,电极Ed2对应于中间导电层29的第二热电体37—侧的部分。另外,如图9和图10所示,第一热电体36和第二热电体37配置为:第一热电体36的上表面36a(—个面)和第二热电体37的上表面37a(另一个面)是在温度上升时产生正电荷(第一极性的电荷)、在温度下降时产生负电荷(第二极性的电荷)的面,第一热电体36的下表面36b(另一个面)和第二热电体37的下表面37b(—个面)是在温度上升时产生负电荷、在温度下降时产生正电荷的面。
[0104]在温度上升时,如图9所示,在第一热电体36的上表面36a和第二热电体37的上表面37a产生正电荷,在第一热电体36的下表面36b和第二热电体37的下表面37b产生负电荷。如上所述,第一热电体36与第二热电体37因相同的温度变化而产生的极化电荷量大致相等,因此第一热电体36的上表面36a的电荷(即电极Ecl的电荷)与第二热电体37的下表面37b的电荷(即电极Ec2的电荷)抵消,并且第一热电体36的下表面36b的电荷(即电极EdI的电荷)与第二热电体37的上表面37a的电荷(即电极Ed2的电荷)抵消。由此,能够减少压力检测部5检测出的热电噪声。
[0105]另外,在温度下降时,如图10所示,在第一热电体36的上表面36a和第二热电体37的上表面37a产生负电荷,在第一热电体36的下表面36b和第二热电体37的下表面37b产生正电荷。因此,与温度上升时同样,第一热电体36的上表面36a的电荷与第二热电体37的下表面37b的电荷抵消,并且第一热电体36的下表面36b的电荷与第二热电体37的上表面37a的电荷抵消。
[0106]如上所述,压电元件结构体2Ba构成为在环境温度变化的情况下能够消除第一热电体36和第二热电体37因热电效应而产生的热电噪声。由此,具备压电元件结构体2Ba的触摸面板2能够减少温度变化引起的热电噪声的影响。
[0107]此外,对触摸面板2进行了触摸操作的情况下,如图11所示,对第一热电体36作压缩力用,对第二热电体37作用拉伸力。因此,在第一热电体36的上表面36a和第二热电体37的下表面27b产生正电荷,在第一热电体36的下表面36b和第二热电体37的上表面37a产生负电荷。由此,在电位Vc与电位Vd之间产生电位差,电位差Vc-Vd被作为电压信号输入至压力检测部5。压力检测部5能够基于该电压信号检测对触摸面板2的按压力。
[0108]这里,温度变化引起的第一热电体36和第二热电体37的热电噪声如上所述被减少,因此能够根据电位差Vc-Vd基本正确地检测对第一热电体36和第二热电体37的按压力。这样,触摸面板2在环境温度变化的情况下也能够减少热电噪声的影响,因此能够正确地检测对第一热电体36和第二热电体37的按压力。
[0109]如上所述,本实施方式的触摸面板构成为能够消除第一热电体和第二热电体产生的热电噪声,因此能够减少温度变化引起的热电噪声的影响。
[0110]此外,图2所示的压电元件结构体2B中,图3、图5和图6所示的电极Eal和电极Ea2由I个导电层(上部导电层25)构成,电极Ebl和电极Eb2由I个导电层(下部导电层28)构成,但也可以使电极Eal、Ea2、Ebl、Eb2分别由I个导电层构成。同样,图8所示的压电元件结构体2Ba中,图9和图10所示的电极Edl和电极Ed2由I个导电层(中间导电层29)构成,但也可以使电极Edl、Ed2分别由I个导电层构成。
[0111]此外,本实施方式中,优选第一热电体与第二热电体因相同的温度变化而产生的极化电荷量相等。由此,在温度变化时,在第一热电体的一个面产生的电荷与在第二热电体的一个面产生的电荷大致完全抵消,并且在第一热电体的另一个面产生的电荷与在第二热电体的另一个面产生的电荷大致完全抵消,因此能够大致消除第一热电体的一个面和第二热电体的一个面与第一热电体的另一个面和第二热电体的另一个面之间的电位差。由此,能够大致完全地消除热电噪声。
[0112]此外,在实用上,第一热电体与第二热电体因相同的温度变化而产生的极化电荷量也可以有若干差异。此时,在温度变化时,在第一热电体的一个面产生的正电荷与在第二热电体的一个面产生的负电荷部分抵消,并且在第一热电体的另一个面产生的负电荷与在第二热电体的另一个面产生的正电荷部分抵消,因此,与第一热电体和第二热电体的两面的电位差相比,第一热电体的一个面和第二热电体的一个面与第一热电体的另一个面和第二热电体的另一个面之间的电位差(Va-Vb或Vc-Vd)变小。由此,虽然不能完全消除热电噪声,但与现有结构相比,能够抑制热电噪声的影响。另外,第一热电体与第二热电体形状也可以不同。
[0113]另外,优选第一热电体和第二热电体具有同等水平的压电常数d33。另外,该第一热电体和第二热电体具有的同等水平的压电常数d33越低,则能够越大地减少因热电性产生的电信号,故而优选。具体而言,该第一热电体和第二热电体具有的压电常数d33都优选为25pC/N以下,更优选为20pC/N以下,进一步优选为8pC/N以下。
[0114]另外,为了在消除热电噪声的同时充分得到因压电性产生的电信号(即压电信号)(换而言之,为了不消除压电性),优选使第一热电体和第二热电体的膜厚具有差异。具体而言,优选使第一热电体和第二热电体的膜厚的比为I.I倍以上,进一步优选为I.5倍以上,由此能够提高压电信号。
[0115]本发明的触摸面板2中,压力检测部5进行的按压力检测是通过经检测电路读取电压值或电流值来进行的,这根据检测电路是电压模式还是电荷模式而不同。在该检测中,能够采用以下任一种:
[0116](I)直接读取由膜产生的电压或电荷,或者
[0117](2)用检测电路对电荷或电压放大并读取。
[0118]该检测中噪声成为问题的情况下,能够采用以下等方法:
[0119](I)屏蔽作为噪声原因的电磁波而除去噪声,和/或
[0120](2)由于一般而言噪声比信号小,因此截去一定值以下的电荷或电压。
[0121]本发明的触摸面板2的情况下,存在噪声源加上热电信号的情况,作为其降噪方法能够进行上述(2)的截去的设定。为了更积极地消除热电信号,能够采用以下等方法:
[0122](I)作为第一热电体和第二热电体,采用使极化方向相反的2片膜对置的双压电晶片结构;
[0123](2)作为第一热电体和第二热电体,通过使用压电常数d33低的膜,减小热电信号;和/或
[0124](3)通过组装发出与第一热电体和第二热电体的热电信号同等的热电信号的热电元件来消除热电信号。
[0125]上述检测中,可以读取微分信号,也可以读取积分信号。本发明的触摸面板2中,压电信号和热电信号作为对于按压力或热的微分信号发生,为了正确地取得相对于按压力的等级,优选按积分信号读取。按积分信号读取的情况下,积分时间能够任意地设定,优选设定为Iys?lOmin、更优选为Ims?Imin之间。
[0126][实施方式2]
[0127]在上述实施方式中,说明了使在2个热电体的温度上升时产生不同极性的电荷的面配置的电极之间电连接的结构。以下,说明通过构成为从在2个热电体的温度上升时产生同一极性的电荷的面配置的电极输出电压信号来消除热电噪声的结构。此外,对于与在实施方式I中已说明的部件相同的部件,使用相同的符号,省略详细说明。
[0128]图12是表示实施方式2的压电元件结构体2Bb的结构的截面图。压电元件结构体2Bb是图2所示的触摸面板2的压电元件结构体2B的一个变形例。压电元件结构体2Ba具备2个上部导电层25a、25b、下部导电层28、第一热电体46和第二热电体47。第一热电体46和第二热电体47在下部导电层28上并列地叠层。上部导电层25a在第一热电体46的上表面46a(一个面)上叠层,上部导电层25b在第二热电体47的上表面47a(—个面)上叠层。第一热电体46和第二热电体47是具有压电性和热电性的透明压电体,能够用与图2所示的第一热电体26和第二热电体27相同的材料形成。由于第一热电体46和第二热电体47具有压电性,因此具备压电元件结构体2Bb的触摸面板2能够检测对第一热电体46或第二热电体47的按压力。设上部导电层25a的电位、即第一热电体46的上表面46a的电位为Ve、上部导电层25b的电位、即第二热电体47的上表面47a的电位为Vf时,压电元件结构体2Bb将其电位差Ve-Vf作为电压信号对图1所示的压力检测部5输出。
[〇129]换而言之,如图13(a)和(b)所不,触摸面板2从在第一热电体46的上表面46a (—个面)配置的电极Eel和在第二热电体47的上表面47a(—个面)配置的电极Efl输出电压信号。此外,电极Eel、EΠ分别对应于图12所示的上部导电层25a、25b。另外,压电元件结构体2Bb也可以采用输出电流信号的结构。
[0130]另外,通过下部导电层28,在第一热电体46的下表面46b(另一个面)配置的电极Ee2与在第二热电体47的下表面47b(另一个面)配置的电极Ef2电连接。此外,电极Ee2对应于下部导电层28的第一热电体46上的部分,电极Ef2对应于下部导电层28的第二热电体47上的部分。
[0131]另外,如图13(a)和(b)所示,第一热电体46和第二热电体47配置为:第一热电体46的上表面46a(—个面)和第二热电体47的上表面47a(—个面)是在温度上升时产生正电荷(第一极性的电荷)、在温度下降时产生负电荷(第二极性的电荷)的面,第一热电体46的下表面46b(另一个面)和第二热电体47的下表面47b(另一个面)是在温度上升时产生负电荷、在温度下降时产生正电荷的面。另外,第一热电体46的下表面46b与第二热电体47的下表面47b电连接。
[0132]在温度上升时,如图13(a)所示,在第一热电体46的上表面46a和第二热电体47的上表面47a产生正电荷,在第一热电体46的下表面46b和第二热电体47的下表面47b产生负电荷。这里,第一热电体46与第二热电体47因相同的温度变化而产生的热电电压(热电体的一个面与另一个面的电位差)大致相等。因此,第一热电体46的上表面46a的电位(即电极Ee I的电位Ve)与第二热电体47的下表面47b的电位(即电极Ef I的电位Vf)大致相等。由此,能够减少压力检测部5检测出的热电噪声。
[〇133]另外,在温度下降时,如图13(b)所不,在第一热电体46的上表面46a和第二热电体47的上表面47a产生负电荷,在第一热电体46的下表面46b和第二热电体47的下表面47b产生正电荷。此时,也与温度上升时同样,电极Eel的电位Ve与电极Efl的电位Vf大致相等。由此,能够减少压力检测部5检测出的热电噪声。
[0134]此外,对触摸面板2进行了触摸操作的情况下,如图14所示,在与触摸位置对应的第一热电体46或第二热电体47(图14中为第二热电体47)中因压电效应而产生电动势。因此,电位差Ve-Vf被作为电压信号输入至压力检测部5,压力检测部5能够基于该电压信号检测对触摸面板2的按压力。这里,温度变化引起的第一热电体46和第二热电体47的热电噪声如上所述被减少,因此能够根据电位差Ve-Vf基本正确地检测对第一热电体46或第二热电体47的按压力。这样,触摸面板2在环境温度变化的情况下也能够减少热电噪声的影响,因此能够正确地检测对第一热电体46或第二热电体47的按压力。
[0135]压电元件结构体2Bb中,并列地配置2个热电体,但也可以使2个热电体叠层。
[0136]图15是表示实施方式2的变形例的压电元件结构体2Bc的结构的截面图。压电元件结构体
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