CN108780370A - 输入元件和输入装置 - Google Patents

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Abstract

一种输入元件，包括：彼此面对的第一电极和第二电极；中间层，其设置在第一电极和第二电极之间并由含有硅氧烷的橡胶或橡胶组合物制成。中间层由含有硅氧烷的橡胶或橡胶组合物制成，该硅氧烷具有结合到三至四个氧原子的硅原子。中间层具有一浓度分布，其中当氧从中间层的厚度方向的一侧向另一侧增加并且具有最大值时，碳从其一侧向另一侧减小并且具有最小值。

Description

输入元件和输入装置
技术领域
本发明涉及一种输入元件和一种输入装置。
背景技术
用于输入到诸如个人计算机、平板显示装置或智能电话的电子设备的已知输入元件包括检测由手指或笔等进行的触摸(接触)的位置的输入元件。
例如，已经提出了一种技术(例如，专利文献1)，其采用由聚偏二氟乙烯(PVDF)形成并插置在一对导电层之间的基材，从而通过检测由力所施加的位置产生的电流来检测位置和按压力。
发明内容
技术问题
然而，在采用PVDF的输入元件中，需要以足够大的力执行按压操作，以便产生具有PVDF的压电效应的电压。因此，这种输入元件在被手指操作时不提供光可操作性，并且经常由于例如执行所谓的两次按压操作的必要性而导致不便。
本发明是鉴于这样的不便而实现，其目的在于提供一种允许利用光可操作性的可靠输入的输入元件。
问题的解决方案
本发明的有益效果
根据本发明，输入元件允许利用光的可靠输入。
附图说明
图1是示出根据本发明第一实施例的输入元件的配置的示意性剖视图；
图2是表示施加了表面改性处理和去活化处理的中间层(由硅橡胶制成)的X射线光电子能谱(XPS)测量的结果的特性图；
图3是表示图2的测量中的Si2p结合能如何在中间层的厚度方向上变化的图；
图4是表示未施加处理的中间层(硅橡胶)的XPS测量的结果的特性图；
图5是表示图4的测量中的Si2p结合能如何在中间层的厚度方向上变化的图；
图6是用于说明包括已施加表面改性处理和去活化处理的中间层的元件的特性的剖面示意图；
图7A是示出第二实施例中的输入装置的配置的示意性剖视图；
图7B是第二实施例中的输入装置的显示元件的详细剖视图；
图8是输入装置的分解透视图；
图9是输入设备的控制配置图；
图10是根据修改的输入装置的分解透视图；
图11是输入设备的控制配置图；
图12是示出包括根据本发明的输入元件的触摸面板的配置的示意性剖视图；
图13是示出包括根据本发明的输入元件的触摸板的配置的示意性剖视图；
图14A是包括间隔物的输入元件的示意性剖视图，并且是示出作为实施例的输入元件的视图；
图14B是包括间隔物的输入元件的示意性剖视图，并且示出了作为比较示例的输入元件；
图15A是外部触摸面板的示意性剖视图，并且示出了输入元件面向显示元件的前表面侧(操作表面侧)设置的示例；
图15B是外部触摸面板的示意性剖视图，并且示出了输入元件面向显示元件的后表面侧设置的示例；
图16A是非外部触摸面板的示意性剖视图，并且示出了包括间隔物的示例；
图16B是非外部触摸面板的示意性剖视图，并且示出了不包括间隔物的示例；
图17是示出灵敏度评估实验中的输入元件的配置的剖视图；
图18是示出输入元件的灵敏度的评估的配置的框图；
图19是示出作为评估装备的粘性测试仪所采用的配置的剖视图，所述粘性测试仪用于利用探头按压输入元件；
图20是在比较信号输出启动所花费的时间的实验中的实验数据的曲线图；
图21是包括在图20中启动信号输出的时间的部分的放大图；
图22是表示杨氏模量与信号输出启动所花费时间之间的相关性的曲线图；
图23是示出根据本发明第三实施例的输入元件的配置的示意性剖视图；
图24A是示出根据第三实施例的输入元件的修改的第一示例的示意性剖视图；
图24B是示出根据第三实施例的输入元件的修改的第二示例的示意性剖视图；
图24C是示出根据第三实施例的输入元件的修改的第三示例的示意性剖视图；
图24D是示出根据第三实施例的输入元件的修改的第四示例的示意性剖视图；
图25A是示出根据第三实施例的输入元件的另一修改的第一示例的示意性剖视图；
图25B是示出根据第三实施例的输入元件的另一修改的第二示例的示意性剖视图；
图25C是示出根据第三实施例的输入元件的另一修改的第三示例的示意性剖视图；
图25D是示出根据第三实施例的输入元件的另一修改的第四示例的示意性剖视图；
图26是示出用于高温负载评估的输入元件的配置的剖视图；
图27是示出用于高温负载评估的输入元件的检测灵敏度的评估的配置的框图。
具体实施方式
下面参考附图描述本发明的实施例。图1至图6示出了第一实施例。
概述
图1是示出该实施例中的输入元件的配置的示意性剖视图。输入元件1包括：彼此面对的第一电极2和第二电极3；中间层4设置在第一和第二电极2和3之间并由橡胶或橡胶组合物制成，该橡胶或橡胶组合物含有硅氧烷。
细节
第一电极和第二电极
第一电极2和第二电极3不特别限于特定配置，并且可以根据目的适当地选择任何期望的配置。然而，特别优选的是可以响应于触摸而变形的配置。
用于第一电极2和第二电极3的材料的示例包括金属，碳基导电材料，导电橡胶组合物，导电聚合物和氧化物。
金属的示例包括金，银，铜，铝，不锈钢，钽，镍和磷青铜。碳基导电材料的示例包括碳纳米管，碳质纤维和石墨。导电橡胶组合物的示例包括含有导电填料和橡胶的组合物。导电聚合物的示例包括聚乙烯二氧噻吩(PEDOT)，聚吡咯和聚苯胺。氧化物的示例包括氧化铟锡(ITO)，氧化铟-氧化锌(IZO)和氧化锌。
导电填料的示例包括碳材料(例如，科琴黑，乙炔黑，石墨，碳质纤维，碳纤维(CF)，碳纳米纤维(CNF)，碳纳米管(CNT)或石墨烯)，金属填料(例如金，银，铂，铜，铝或镍)，导电聚合物材料(聚噻吩，聚乙炔，聚苯胺，聚吡咯，聚对苯撑和聚对亚苯基亚乙烯基中的任何一种的衍生物，或通过添加掺杂剂到衍生物所得到的材料，掺杂剂的代表性示例包括阴离子和阳离子)和离子溶液。这些材料中的一种可以单独使用，或者可以组合使用其两种以上。
橡胶的示例包括硅橡胶，改性硅橡胶，丙烯酸橡胶，氯丁橡胶，聚硫橡胶，聚氨酯橡胶，丁基橡胶，氟硅橡胶，天然橡胶，乙丙橡胶，丁腈橡胶，氟橡胶，异戊二烯橡胶，丁二烯橡胶，苯乙烯-丁二烯橡胶，丙烯腈-丁二烯橡胶，乙烯-丙烯-二烯橡胶，氯磺化聚乙烯橡胶，聚异丁烯和改性有机硅。这些材料中的一种可以单独使用，或者可以组合使用其两种以上。
对于需要透明的元件，优选选择均由ITO，IZO，氧化锌或PEDOT制成的透明电极。
第一电极2和第二电极3可以由相同的材料制成或者可以由不同的材料制成。
第一电极2和第二电极3可以以相同的图案形成，或者可以以不同的图案形成。对于被分割的电极，优选地布置诸如线性图案、栅格状图案或类金刚石图案的多个图案(参见专利文献2中的图7至图9)。
电极的优选布置包括在每个电极中的一个平面内沿一个方向延伸的多个线性图案，其中第一电极的图案的方向不平行于第二电极的图案的方向。特别优选这些方向彼此垂直。
考虑到实际实施，每个线性图案的宽度优选为0.5mm至20mm，更优选为1mm至10mm。其窄于1mm的宽度使两个或更多个电极甚至对由诸如笔尖的精细物品进行的输入作出反应，这增加了不必要的信号处理。
相反，其大于10mm的宽度使得难以平滑地跟随通过指尖的触摸或移动而进行的输入，这降低了输入位置的精确度。
用于形成第一电极2和第二电极3中的每一个的适用方法包括气相沉积，溅射，电镀，箔结合，丝网印刷和刮刀涂布。
第一和第二电极2和3中的每一个的平均厚度没有特别限制并且可以根据目的适当地选择。然而，考虑到导电性和变形跟随性，其平均厚度优选为0.01μm至200μm，更优选0.1μm至50μm。当平均厚度大于或等于0.01μm时，确保了足够的机械强度，并且获得了更高的导电性。当平均厚度小于或等于200μm时，元件是可变形的，因此可以高灵敏度和高精度地检测以下中的至少一个：关于已经执行了用按压力的操作的位置的信息；有关按压力的信息。
中间层
中间层4优选具有柔性。
中间层4优选满足以下条件(1)和条件(2)中的至少一个。
条件(1)：当从垂直于中间层4的平面的方向向中间层4施加力时，中间层4的面对第一电极2的一部分(一侧)和中间层4的面对第二电极3的另一部分(另一侧)具有不同的变形量。
条件(2)：在中间层4的面向第一电极2的一部分中的压痕深度为10μm的通用硬度(H1)与在中间层4的面向第二电极3的一部分中的压痕深度为10μm的通用硬度(H2)不同。
在中间层4中可以获得大的电信号，因为其相应的相对侧因此具有不同的变形量或不同的硬度水平。如这里所使用的，电信号指的是电压或电流。
在本发明中，变形量是指在下列条件下压头推挤中间层4时压头的最大压痕深度。
测量条件
测量仪器由Fischer制造的显微硬度测试仪WIN-HUD
压头：方形金字塔形钻石压头，其面角为136度
初始负载：0.02mN
最大负载：1mN
负载从初始负载增加到最大负载的时间：10秒
通用硬度可以通过以下方式找到。
测量条件
测量仪器由Fischer制造的显微硬度测试仪WIN-HUD
压头：方形金字塔形钻石压头，其面角为136度
压痕深度10μm
初始负载：0.02mN
最大负载100mN
负载从初始增加到最大的时间：50秒
通用硬度(H1)与通用硬度(H2)的比率(H1/H2)优选为1.01或更高，更优选为1.07或更高，特别优选为1.13或更高。比率(H1/H2)的上限值没有特别限制，并且可以根据诸如对应使用状态所要求的柔性程度和在对应使用状态中施加的负载等因素适当地选择。但是，其上限值优选为1.70或更小。这里，H1是相对硬表面的通用硬度，而H2是相对柔表面的通用硬度。
用于中间层4的材料没有特别限制并且可以根据目的适当地选择，并且材料的示例包括橡胶和橡胶组合物。橡胶的示例包括硅橡胶，改性硅橡胶，丙烯酸橡胶，氯丁橡胶，聚硫橡胶，聚氨酯橡胶，丁基橡胶，氟硅橡胶，天然橡胶，乙丙橡胶，丁腈橡胶，氟橡胶，异戊二烯橡胶，丁二烯橡胶，苯乙烯-丁二烯橡胶，丙烯腈-丁二烯橡胶，乙烯-丙烯-二烯橡胶，氯磺化聚乙烯橡胶，聚异丁烯和改性有机硅。这些材料中的一种可以单独使用，或者可以组合使用其两种以上。在这些材料中，硅橡胶是优选的，因为可以从中获得大的电信号。硅橡胶是优选的，也因为即使当橡胶暴露于高温时检测灵敏度也不太可能降低。
硅橡胶没有特别限制，除了它具有硅氧烷键。硅橡胶可根据目的适当选择。硅橡胶的示例包括二甲基硅橡胶，甲基苯基硅橡胶，氟硅橡胶，改性硅橡胶(通过例如丙烯酸改性，醇酸改性，酯改性或环氧改性获得)。这些材料中的一种可以单独使用，或者可以组合使用其两种以上。
橡胶组合物的示例包括含有填料和橡胶的组合物。在这些材料中，含有硅橡胶的硅橡胶组合物是优选的，因为可以从中获得大的电信号。硅橡胶组合物是优选的，也因为即使当组合物暴露于高温时检测灵敏度也不太可能降低。
填料的示例包括有机填料，无机填料和有机-无机复合填料。有机填料没有特别限制，除了它由有机化合物制成。有机填料可根据目的适当选择。有机填料的示例包括丙烯酸类微粒，聚苯乙烯微粒，三聚氰胺微粒，聚四氟乙烯的氟树脂微粒，硅酮粉末(硅树脂粉末，硅橡胶粉末或硅氧烷复合粉末)，橡胶粉末，木粉末，纸浆和淀粉。无机填料没有特别限制，除了它由无机化合物制成。无机填料可根据目的适当选择。
无机填料的示例包括氧化物，氢氧化物，碳酸盐，硫酸盐，硅酸盐，氮化物，碳，金属和其他化合物。
氧化物的示例包括二氧化硅，硅藻土，氧化铝，氧化锌，氧化钛，氧化铁和氧化镁。
氢氧化物的示例包括氢氧化铝，氢氧化钙和氢氧化镁。
碳酸盐的示例包括碳酸钙，碳酸镁，碳酸钡和水滑石。
硫酸盐的示例包括硫酸铝，硫酸钙和硫酸钡。
硅酸盐的示例包括硅酸钙(硅灰石或硬硅钙石)，硅酸锆，高岭土，滑石，云母，沸石，珠光体，膨润土，蒙脱石，绢云母，活性土，玻璃和中空玻璃珠。
氮化物的示例包括氮化铝，氮化硅和氮化硼。
碳的示例包括科琴黑，乙炔黑，石墨，碳质纤维，碳纤维，碳纳米纤维，碳纳米管，富勒烯(或其衍生物)和石墨烯。
金属的示例包括金，银，铂，铜，铁，铝和镍。其他化合物的示例包括钛酸钾，钛酸钡，钛酸锶，锆钛酸铅，碳化硅和硫化钼。无机填料可以进行表面处理。
可以使用的有机-无机复合填料没有特别限制，除了它是通过在分子水平上组合有机化合物和无机化合物获得的化合物。
有机-无机复合填料的示例包括二氧化硅-丙烯酸复合细颗粒和倍半硅氧烷。
填料的平均粒径没有特别限制，可根据目的适当选择。但是，其平均粒径优选为0.01μm至30μm，更优选为0.1μm至10μm。当平均粒径为0.01μm或更大时，具有大电信号的可能性高于其他情况。当平均粒径为30μm时，中间层4是可变形的，因此可以高灵敏度和高精度地检测以下中的至少一个：关于已经执行了利用按压力的操作的位置的信息；有关按压力的信息。
平均粒径可以根据公知的方法并使用诸如Microtrack HRA(由Nikkiso Co.，Ltd制造)的公知的粒度分布测量仪器测量。
相对于100质量份的橡胶，填料的量优选为0.1质量份至100质量份，更优选为1质量份至50质量份。当填料的量为0.1质量份或更大时，具有大电信号的可能性高于其他情况。当填料的量为100质量份或更小时，中间层4是可变形的，因此可以高灵敏度和高精度地检测以下中的至少一个：关于已经执行了利用按压力的操作的位置的信息；有关按压力的信息。
其他组分没有特别限制并且可以根据目的适当选择，并且其示例包括添加剂。可以在适当的程度上选择其他组分的量，使得不损害本发明的目的。
添加剂的示例包括交联剂，反应控制剂，填充剂，增强剂，防老化剂，电导率控制剂，着色剂，增塑剂，加工助剂，紫外线吸收剂，增粘剂和触变性-赋予剂(thixotropy-imparting agent)。
制备用于中间层4的材料的方法没有特别限制并且可以根据目的适当地选择。例如，制备橡胶组合物的适用方法是在需要时将橡胶、填料和其它组分混合在一起并捏合和分散混合物。
形成中间层4的方法没有特别限制，可以根据目的适当选择。例如，形成橡胶组合物薄膜的适用方法是通过刮刀涂布、模具涂布和浸渍涂布将橡胶组合物施加在基板上，并用热或电子束硬化橡胶组合物。
中间层4的平均厚度没有特别限制，可以根据目的适当选择。然而，考虑到变形跟随性，其平均厚度优选为1μm至500μm，更优选20μm至200μm。当平均厚度在优选范围内时，确保成膜性，并且不干扰变形。因此，可以高灵敏度和高精度地检测以下中的至少一个：关于已经执行了利用按压力的操作的位置的信息；有关按压力的信息。
中间层4优选是绝缘的。中间层4优选为为绝缘的，其体积电阻率为108Ωcm或更高，更优选为绝缘的，其体积电阻率为1010Ωcm或更高。中间层4可以具有多层结构。
(表面改性处理和去活化处理)
在中间层4中的相对侧之间实现变形量或硬度水平的方法的示例包括表面改性处理和去活化处理。可以应用这些处理中的一种或两种。
<表面改性处理>
表面改性处理的示例包括等离子体处理，电晕放电处理，电子束照射处理，紫外线照射处理，臭氧处理和辐射(X射线，α射线，β射线，γ射线，或中子)辐照处理。在处理速度方面，虽然等离子体处理，电晕放电处理和电子束照射处理比上述处理中的其他处理更优选，但是表面改性处理不限于这些处理，当其是能够以足够大的辐照能量改性材料的处理。
等离子处理
在等离子体处理的情况下，等离子体发生器的示例包括平行板型发生器，电容耦合型发生器和电感耦合型发生器，并且大气压等离子体发生器也是适用的。低压等离子体处理对于耐久性是优选的。
等离子体处理的反应压力没有特别限制，可以根据目的适当选择。但是，反应压力优选为0.05Pa至100Pa，更优选为1Pa至20Pa。
用于等离子体处理的反应氛围没有特别限制并且可以根据目的适当地选择，并且其有效示例包括气体，例如惰性气体、稀有气体和氧气。然而，考虑到效果的连续性，反应氛围优选为氩气。
然后，反应氛围的氧分压优选设定为5,000ppm或更低。当反应氛围的氧分压为5,000ppm或更低时，可以抑制臭氧的产生，并且可以避免使用臭氧处理装置。
等离子体处理中的辐照功率量由“输出辐照时间”定义。辐照功率量优选为5Wh至200Wh，更优选为10Wh至50Wh。当辐照功率量在优选范围内时，中间层4可以被设置为有产生电信号的能力，并且可以防止导致耐久性降低的过度辐照。
电晕放电处理
电晕放电处理中所施加的能量(累积能量)优选为6J/cm2至300J/cm2，更优选为12J/cm2至60J/cm2。当所施加的能量在优选范围内时，中间层4可以设置为具有产生电信号的能力，并且可以防止导致耐久性降低的过度辐照。
电子束辐照处理
电子束照射处理中的辐照优选为1kGy或更大，更优选为300kGy至10MGy。当辐照量在优选范围内时，中间层4可以被设置为有产生电信号的能力，并且可以防止导致耐久性降低的过度辐照。
电子束辐照处理的反应氛围没有特别限制，可以根据目的适当选择。但是，反应氛围最好用氩气、氖气、氦气或氮气等惰性气体填充，并且氧分压最好为5000ppm或更低。当反应氛围的氧分压为5,000ppm或更低时，可以抑制臭氧的产生，并且可以避免使用臭氧处理装置。
紫外辐照处理
用于紫外辐照处理的紫外线优选具有365nm或更低和200nm或更高的波长，更优选具有320nm或更低至240nm或更高的波长。
紫外辐照处理中的累积光量优选为5J/cm2至500J/cm2，更优选为50J/cm2至400J/cm2。当累积光量在优选范围内时，中间层4可以被设置为有产生电信号的能力，并且可以防止导致耐久性降低的过度辐照。
紫外辐照处理的反应氛围没有特别限制，可以根据目的适当选择。但是，反应氛围最好用氩气、氖气、氦气或氮气等惰性气体填充，氧分压为5,000ppm或更低。当反应氛围的氧分压为5,000ppm或更低时，可以抑制臭氧的产生，并且可以避免使用臭氧处理装置。
已经提出了一种常规技术，其通过由等离子体处理、电晕放电处理、紫外辐照处理、电子束辐照处理等引起的激发或氧化形成活性基团来增强层之间的粘合。然而，该技术的应用范围限于层之间的粘合，因为已知将其施加到最外表面会降低可剥离性。另外，该技术包括在富氧条件下引起反应以有效地引入反应活性基团(羟基)。由于这些原因，这种常规技术与本发明中应用的表面改性处理基本不同。应用于本发明中的表面改性处理是在脱氧和减压的反应环境中应用的处理(例如，等离子体处理)，因此有助于在表面中的再交联和结合，从而改善耐久性，例如，由于“高结合能的Si-O键数量的增加”。此外，认为由于“通过增加的交联密度的致密化”而提高了剥离性。注意，虽然在本发明中也形成一些活性基团，但活性基团通过偶联剂或通过下述空气干燥处理而去活化。
<去活化处理>
使用各种材料的去活化处理可以适当地施加到中间层4的表面。
去活化处理没有特别限制，除了它是用于使中间层4的表面去活化的处理。可以根据目的适当地选择处理，并且其示例包括将去活化剂应用于中间层4的表面的处理。去活化意味着改变中间层4的表面的特性，使得表面可以不易发生化学反应。通过使由等离子体处理、电晕放电处理、紫外辐照处理或电子束辐照处理等引起的激发或氧化产生的活性基团(例如“-OH”基团)与钝化剂反应而降低中间层4表面的活性程度，来实现这种变化。
钝化剂的示例包括无定形树脂和偶联剂。无定形树脂的示例包括在主链中具有全氟聚醚结构的树脂。
偶联剂的示例包括金属醇盐和含有金属醇盐的溶液。
金属醇盐的示例包括由下面给出的通式(1)表示的化合物、这些化合物的任何部分水解的缩聚物、和这些化合物的混合物，部分水解的缩聚物各自具有约2-10的聚合度。
R1 (4-n)Si(OR2)n 通式(1)
在通式(1)中，R1和R2各自独立地表示碳数1至10的直链或支链烷基、烷基聚醚链和芳基，而n表示2至4的整数。
例如，可以以这样的方式应用去活化处理使得：在对由橡胶等制成的中间层的前体施加表面改性处理之后，通过使中间层的前体涂布有钝化剂或浸入在钝化剂中而利用钝化剂浸渍中间层的前体。
当硅橡胶用作中间层的前体时，可以通过在空气中静置并在施加表面改性处理后风干来使前体去活化。
中间层4中的氧浓度在其厚度方向上的分布(profile)优选地具有最大值。中间层4中的碳浓度在其厚度方向上的分布优选地具有最小值。
在中间层4中，氧浓度的分布指示最大值的位置和碳浓度分布指示最小值的位置优选是相同的。
通过XPS可以获得氧浓度的分布和碳浓度的分布。
其测量方法的示例包括以下方法。
{测量方法}
测量装置：由ULVAC-PHI，Inc.制造的Ulvac-PHI QuanteraSXM
测量光源：Al(mono)
测量输出：和25.1W
测量范围：500μm×300μm
路径能量：55eV(窄扫描)
能量步进：0.1eV(窄扫描)
相对灵敏度系数：来自PHI的相对灵敏度系数
溅射源：C60簇离子
离子枪输出：10kV，10nA
光栅控制：(X＝0.5，Y＝2.0)mm
溅射率：0.9nm/min(以SiO2换算)
在XPS中，通过捕获由光电效应释放的电子，可以发现测量样品中存在的原子浓度的比率和原子的键合状态。
硅橡胶具有硅氧烷键并含有硅(Si)、氧(O)和碳(C)作为主要元素。因此，当使用硅橡胶作为中间层4的材料时，可以测量XPS的宽扫描光谱，并且基于各元素的相对峰强度的比率，可以沿着从表面层向内方向上发现的原子的深度方向获得各元素的原子浓度。其示例在图2中示出。在该示例中，元素是Si、O和C，并且各自的原子浓度以原子％表示。
图2涉及通过使用硅橡胶并对其施加表面改性处理(等离子体处理)和去活化处理而获得的中间层4的样品。在图2中，横轴表示进行分析的深度，其在从表面向内侧的方向上分布，纵轴表示原子浓度。
此外，在硅橡胶的情况下，释放Si的2p轨道中的电子的能量的测量可以提供关于与硅结合的元素是什么以及元素与其结合的状态的知识。由于这个原因，化学结合状态是通过Si2p轨道中窄扫描光谱的峰分离来确定的，这表明Si的结合状态。
图3示出了结果。用于图3中的测量的样品是用于图2中的测量的样品。在图3中，横轴表示结合能，纵轴表示强度比。在其中描绘了在不同深度处的测量光谱，其中在较高位置处描绘了更深处的光谱。
通常已知峰值移位的量取决于结合状态。在硅橡胶的当前情况下，Si2p轨道中峰值向高能侧的移位意味着与Si结合的氧原子数增加。
这表明，对硅橡胶施加表面改性处理和去活化处理使得氧从表面层在向内的方向上增加到具有最大值并使碳在相同方向上减小到具有最小值。在较深位置的分析表明，氧气减少而碳增加，并且表面，其原子浓度与几乎未处理的硅橡胶中的原子浓度相同。
此外，在图2中的α位置处检测到的最大值与Si2p结合能向高能量的移位(在图3中的α的位置处)一致，这表明氧的增加可归因于结合到Si的氧原子数的增加。
通过对未施加处理的硅橡胶进行相同分析获得的结果示于图4和图5中。
与图2不同，图4没有氧浓度的最大值，也没有碳浓度的最小值。此外，图5没有表明Si2p结合能量移位朝向向高能量侧移位，从而证实结合到Si的氧原子数没有变化。
因此，诸如偶联剂的钝化剂，通过利用中间层4的表面涂布有钝化剂或浸入钝化剂中而允许钝化剂渗透到中间层4中，而穿透到中间层4中。当偶联剂是诸如由通式(1)表示的化合物的化合物时，硅氧烷在中间层4中出现到具有浓度分布的程度，并且该浓度分布似乎是使得包含在硅氧烷中的氧原子沿深度方向具有最大值的分布。
结果，中间层4含有硅氧烷，硅氧烷具有结合到三至四个氧原子的硅原子。
用于去活化处理的方法不限于浸渍工艺。例如，能够使硅氧烷中含有的氧原子处于沿中间层4的深度方向(厚度方向)具有最大值的分布的任何方法都是适用的。该方法的示例包括诸如等离子体化学气相沉积(CVD)，物理气相沉积(PVD)，溅射，真空气相沉积和燃烧化学气相沉积的方法。
中间层4在静置时不需要具有初始表面电位。可以在以下测量条件下测量该层在静置时具有的初始表面电位。这里，不具有初始表面电位意味着当在以下测量条件下测量时电势处于±10V或在±10V之内。
测量条件
预处理：将样品在温度为30℃、相对湿度为40％的氛围中放置24小时后，在其上进行电荷中和60秒(使用Keyence公司制造的SJ-F300)。
设备：Treck Model344
测量探头：6000B-7C
测量距离：2毫米
测量点直径：直径10毫米
据推测，在根据本实施例的元件中，因为通过类似于摩擦充电的机制进行充电，当电荷移动时生成电信号，并且由于基于中间层4的相对表面处的硬度之差的变形量之间的差异，由于内部电荷保持引起的表面电位差的生成产生偏置电容。
在该元件中，中间层4优选不与第一和第二电极2和3中的至少一个结合。此外，中间层4优选地在中间层4与第一电极2和第二电极3中的至少一个之间具有空间。这有利于摩擦充电或磨损充电的发生，从而可以放大电信号。
提供空间的方法没有特别限制，可以根据目的适当选择。该方法的示例包括其中在中间层4与第一电极2和第二电极3中的至少一个之间设置间隔物的方法。
间隔物没有特别限制，可根据目的适当选择。用于间隔物的材料的示例包括聚合物材料，无机材料，有机-无机复合材料，橡胶，金属，导电聚合物材料和导电橡胶组合物。
聚合物材料的示例包括聚乙烯，聚丙烯，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚氯乙烯，聚酰亚胺树脂，氟树脂和丙烯酸树脂。橡胶的示例包括硅橡胶，改性硅橡胶，丙烯酸橡胶，氯丁橡胶，聚硫橡胶，聚氨酯橡胶，丁基橡胶，氟硅橡胶，天然橡胶，乙丙橡胶，丁腈橡胶，氟橡胶，异戊二烯橡胶，丁二烯橡胶，苯乙烯-丁二烯橡胶，丙烯腈-丁二烯橡胶，乙烯-丙烯-二烯橡胶，氯磺化聚乙烯橡胶，聚异丁烯和改性有机硅。
无机材料的示例包括二氧化硅，氧化锌，氧化钛和氢氧化铝。可以使用聚合物材料和无机材料的复合材料。
金属的示例包括金，银，铜，铝，不锈钢，钽，镍和磷青铜。导电聚合物材料的示例包括聚噻吩，聚乙炔和聚苯胺。导电橡胶组合物的示例包括含有导电填料和橡胶的组合物。
导电填料的示例包括碳材料(例如，科琴黑，乙炔黑，石墨，碳质纤维，CF，CNF，CNT或石墨烯)，金属(例如金，银，铂，铜，铁，铝或镍)，导电聚合物材料(例如，聚噻吩，聚乙炔，聚苯胺，聚吡咯，聚对苯撑和聚对亚苯基亚乙烯基中的任何一种的衍生物，或通过添加掺杂剂到衍生物所得到的材料，掺杂剂的代表性示例包括阴离子和阳离子)和离子溶液。
橡胶的示例包括硅橡胶，改性硅橡胶，丙烯酸橡胶，氯丁橡胶，聚硫橡胶，聚氨酯橡胶，丁基橡胶，氟硅橡胶，天然橡胶，乙丙橡胶，丁腈橡胶，氟橡胶，异戊二烯橡胶，丁二烯橡胶，苯乙烯-丁二烯橡胶，丙烯腈-丁二烯橡胶，乙烯-丙烯-二烯橡胶，氯磺化聚乙烯橡胶，聚异丁烯和改性有机硅。
间隔物的形式的示例包括片，膜，网和点。点的形状的示例包括圆形，圆柱形和矩形柱形。根据元件的结构选择隔离物的形状，尺寸和布置位置等。
设定其形状、尺寸、布置位置等，使得在初始状态下，在中间层4与第一电极2和第二电极3中的至少一个之间可以存在空间，并且使得，在施加按压力时，利用中间层4翘曲或间隔物按压并使中间层4凹陷而实现使中间层4与至少一个电极局部接触的状态。
如图6所示，第一电极2表示为a，中间层4表示为b，第二电极3表示为c，表面改性处理或去活化处理于中间层b的第一电极a侧的施加使得中间层b的第一电极a侧比其第二电极c侧更硬。因此，其通用硬度值具有表示为H1>H2的关系。
因此，当作为相同变形力的压力F作用在第一电极a侧和第二电极c侧时，中间层b的第一电极a侧的变形程度小于中间层b的第二电极c侧的变形程度。
基于图7A至图13，描述了包括上述输入元件1的输入装置(第二实施例)。
如图7A所示，输入装置5包括：输入元件1；显示元件6；覆盖第一电极2的面对输入操作表面(视觉接触表面)的上表面的保护层7；和处理响应于中间层4的按压处理产生的电信号的信号处理器8(参见图8)。
显示元件6包括液晶9，薄膜晶体管(TFT)10，一对基板11和一对偏振板12，如图7B所示。
输入元件1和显示元件6的集成配置构成触摸面板(触摸屏)。
如图8所示，输入元件1的第一电极2由沿第一方向(X方向)排列成条状的多个电极2x形成。第二电极3由在垂直于第一方向的第二方向(Y方向)上排列成条状的多个电极3y形成。
第一电极2、第二电极3和中间层4以这样的方式堆叠：中间层4插置于第一电极2和第二电极3之间，其中中间层4的在厚度方向(Z方向)的相应的相对表面面向第一电极2和第二电极3。
第一电极2的每个电极2x和第二电极3的每个电极3y分别经由布线13和布线14电连接到信号处理器8。
如图9所示，信号处理器8包括：位置检测器8A，其检测按压位置；以及检测按压力的按压力检测器8B。
响应于按压从中间层4发射的电信号通过与要输入到信号处理器8的按压的位置对应的电极。位置检测器8A基于在矩阵中排列的坐标中与产生电信号的位置对应的坐标来检测(指定)按压的位置，该坐标由第一电极2和第二电极3的组合确定。同时，按压力检测器8B基于信号波形的电压值检测压力的大小。
为了检测按压力，可以使用由此产生的电压信号的峰值，或者可以使用电压的时间积分。期望执行根据假设目的的适当的处理。
图10和图11示出了输入装置5的修改。
如图10所示，接地电极15x在X方向上与第一电极2的电极2x交替，并且用于力测量的力测量电极16y在Y方向上排列。
用于检测力的电极和用于检测位置的电极分开设置并接地，这使得能够获得更准确的信号电压值。
与图8所示的配置的情况一样，位置检测器8A基于在矩阵中布置的坐标中与通过按压力产生电信号的位置对应的坐标来检测(指定)按压力的位置，该坐标由第一和第二电极2和3的组合确定。
如图11所示，力测量电极16y经由未示出的电阻器连接到电容器17和电压检测器18。接地电极15x接地。通过按压力在中间层4中产生并由力测量电极16y检测的电荷被测量为来自电容器17的电压信号。
通过测量获得的电压值是表示按压力的值，并且在施加力的同时继续保持在电容器17中。因此，可以检测静压。上述方式使得能够由单个中间层4获得按压位置的值和按压力的值并检测静压。
提供防止重复输入操作的保护层7的材料没有特别限制，并且可以根据目的适当地选择。保护层7的示例包括由丙烯酸树脂，聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂，聚碳酸酯树脂，聚丙烯树脂，聚酰胺树脂，聚酰亚胺树脂和玻璃板制成的保护层。可以在保护层7的表面上形成抗反射层，抗划痕或防污硬涂层等。
用于显示元件6的基板11的材料没有特别限制并且可以根据目的适当地选择。基板11的示例包括由丙烯酸树脂，聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂，聚碳酸酯树脂，聚酰胺树脂，聚酰亚胺树脂和玻璃板制成的基板。
在其中根据本发明的输入元件在放置在显示元件顶部上的同时被用作触摸面板的显示元件没有特别限制，并且可以根据目的适当地选择。显示元件的示例包括液晶显示器，有机EL显示器，等离子显示器和电子纸。
与显示元件组合的方式不受特别限制，除了必须采用能够从根据本发明的输入元件获取与按压力对应的信号的结构。如图12所示，可以适当地使用通过将输入元件1堆叠在传统上已知的显示元件19上而获得的所谓的外部触摸面板(输入装置)作为基本实施例，该显示元件19具有插置于偏振板12之间的液晶9。
如图13所示，可以通过使根据本发明的输入元件1被绝缘盖板20覆盖，而构成用作独立位置输入元件(指示装置)的触摸板21。在图13中，附图标记22表示绝缘层。
当输入装置用作触摸板时，装配有与其组合使用的显示元件的电子装置不受特别限制，并且电子装置示例包括伴随笔记本大小的个人计算机的触摸板，伴随绘图和图形装置的图形板，以及伴随游戏机等的输入控制器。
以下主要描述基于图14A至16B的输入元件，每个输入元件都包括间隔物。
如图14A所示，输入元件1'包括在第一电极2和中间层4之间的间隔物23，第一电极2面向中间层4的表面改性侧。注意，第一和第二电极2和3中的每一个可以具有如上所述的条状形状或者可以是平面的。
由于包括间隔物23，中间层4的一部分和第一电极2的一部分彼此不连接，这便于摩擦充电或磨损充电的发生，从而使得可以放大电信号(输出电压)，如上所述。
图14B示出了稍后描述的比较示例的配置，其中包括代替中间层4的PVDF 24。
图15A示出了设置有包括间隔物的输入元件1'的外部触摸面板。图15B是其中面向显示元件6的输入操作表面侧设置输入元件1'的示例。
从后面将要描述的示例中可以明显看出，根据本发明的输入元件对按压力非常灵敏，因此，可以替代地设置为面向显示元件6的与其另一侧相对的一侧，按压力施加到该另一侧，如图15B所示。这允许在设计设置有输入元件的电子设备时增强灵活性。
图16A示出了非外部触摸面板，图16B示出了不包括间隔物的非外部触摸面板的配置。
图23示出了本发明的第三实施例。
如图23所示，根据该实施例的输入元件101包括：彼此面对的第一电极102和第二电极103；和中间层104，该中间层4设置在第一和第二电极102和103之间，并由含有硅氧烷的橡胶或含有硅氧烷的橡胶组合物制成。输入元件101还包括在中间层104和第二电极103之间的耐热层105。中间层104仅在其面向第一电极102的一侧(相对侧中的一侧)具有浓度分布。中间层104还具有其另一侧，并且面向该侧的第二电极3通过在其之间的耐热层15热结合在一起，该耐热层105具有用作结合层的能力。
即使在暴露于高温时，图23中所示的输入元件101也不太可能降低其检测灵敏度。该配置使得输入元件受环境条件的限制较少，从而使得能够提供有助于增强诸如智能电话的电子设备的可用性的输入元件。
耐热层
对于耐热层105，优选具有粘合性的材料，特别优选在加热时变为带粘性的材料。在加热时变为带粘性的耐热层105的示例包括不只一些示例，该些示例是耐热的并且适合用于需要在高温环境中高度可靠的元件中。与紫外(UV)固化不同，加热粘合处理对需要结合在一起的构件的颜色没有限制，并且允许任何颜色的元件的材料结合在一起。另外，在制造元件的过程中允许加热压力粘合，从而使构件牢固地结合在一起。
期望地，中间层104的没有浓度分布的一侧，换言之，没有施加表面改性处理的一侧，以及面向该侧的第二电极103在没有未对准的情况下结合在一起。这是因为在未结合状态下发生由于不匹配相位引起的信号偏移导致的输出降低的问题。
用于兼作结合层的耐热层105的材料的示例包括热固性材料和热塑性材料。
热固性材料的示例包括丙烯酸树脂基，环氧树脂基，聚氨酯树脂基，硅氧烷基，改性硅氧烷基和酚醛树脂基材料。热塑性材料的实例包括乙烯乙酸乙烯酯树脂基，聚酰胺树脂基，热塑性聚氨酯树脂基和热塑性聚酯树脂基材料。这些材料中的一种可以单独使用，或者可以组合使用其两种以上。
期望地，耐热层105由具有与中间层104的热特性相同或等同的热特性的材料制成。注意，“相同或等同的热特性”意味着热膨胀系数接近，这意味着，在使用输入元件101的温度范围内，由于温度的变化所导致的耐热层105和中间层104之间的体积增加的差异落入设计范围内。采用这种配置是因为它可以防止可归因于诸如边界分离和不匹配相位的因素的上述不便，诸如边界分离和不匹配相位的因素是因为热膨胀系数的差异而由环境变化引起的。该实施例采用硅氧烷作为中间层104，这使得期望在材料特性方面对硅氧烷具有高亲和力的硅氧烷基或改性硅氧烷基材料也用于耐热层105。
耐热层105的平均厚度没有特别限制，并且可以根据目的适当选择。然而，考虑到变形跟随性，其平均厚度优选为1μm至500μm，更优选10μm至300μm。当平均厚度在优选范围内时，确保粘合性，并且不干扰变形。因此，可以高灵敏度和高精度地检测以下中的至少一个：关于已经执行了利用按压力的操作的位置的信息；有关按压力的信息。
在电极和中间层之间包括耐热层105的情况下，耐热层105优选具有导电性。耐热层105优选具有导电性，使得其体积电阻率小于或等于103Ωcm。
耐热层105可以设置在需要被结合的构件的整个表面，或者可以设置在其各个表面的一部分上。
注意，可以使用具有耐热性的粘合带作为耐热层105。
图24A至图24D示出了包括耐热层105的输入元件101的修改的示例。
在根据该修改的第一示例的图24A所示的输入元件101中，第一电极102和中间层104的相应表面通过其间的耐热层105完全结合在一起，并且中间层104和第二电极103的相应表面通过其间的耐热层105完全结合在一起。
在根据该修改的第二示例的图24B所示的输入元件101中，第一电极102和中间层104的相应表面通过其间的耐热层105部分地结合在一起，并且中间层104和第二电极103的相应表面通过其间的耐热层105完全结合在一起。
在根据该修改的第三示例的图24C所示的输入元件101中，第一电极102和中间层104的相应表面通过其间的耐热层105部分地结合在一起，并且中间层104和第二电极103的相应表面通过其间的耐热层105部分地结合在一起。
在根据修改的第四示例的图24D所示的输入元件101中，保护层106的覆盖第一电极102的上表面的相应表面、第一电极102的相应表面和中间层104的相应的表面通过其间的耐热层105被全部或部分地结合在一起，中间层104和第二电极103的相应表面通过其间的耐热层105完全结合在一起。
图24A至图24D所示的每个输入元件101使构成元件的构件的相应表面通过其间的耐热层105全部或部分地结合在一起，所述输入元件101从而具有即使暴露在极高温度(例如150℃)下时也不太可能使其检测灵敏度降低的结构。
在图24A至图24D所示的每个输入元件101中，中间层104的一部分和第一和第二电极中的至少一个的一部分彼此不连结，这有利于摩擦充电和磨损充电的发生，从而可以放大电信号(输出电压)，如上所述。注意，第一和第二电极中的每一个可以具有条纹状形状或者可以是平面的。
图25A至图25D示出了包括耐热层105的输入元件101的另一修改(包括间隔物的类型)的示例。
根据该另一修改的第一示例的图25A所示的输入元件101包括在第一电极102与中间层104之间的间隔物107，第一电极102面向中间层104的表面改性侧。
根据该另一修改的第二示例的图25B中所示的输入元件101具有通过这样的方式修改图25A中的配置而获得的配置，该方式使得第一电极102和每个间隔物107通过其间的耐热层105结合在一起。
根据该另一修改的第三示例的图25C所示的输入元件101具有通过进一步修改而获得的配置，该进一步修改使得中间层104和每个间隔物107通过其间的耐热层105结合在一起。
根据该另一修改的第四示例的图25D所示的输入元件101具有通过进一步修改而获得的配置，该进一步修改使得在第一电极102的背离中间层104的一侧，第一电极102和保护层106通过其间的耐热层105结合在一起，并且保护层106和隔离物107中的每一个都通过其间的耐热层105结合在一起。
由于包括间隔物107，中间层104的一部分和第一电极102的一部分彼此不结合，这便于摩擦充电或磨损充电的发生，从而使得可以进一步放大如上所述，电信号(输出电压)。构成元件的构件的相应表面通过其间的耐热层105部分地结合在一起，从而具有即使在元件暴露于极高温度时也不太可能使其检测灵敏度降低的结构。注意，第一和第二电极中的每一个可以具有条纹状形状或者可以是平面的。
根据本发明的输入元件101可以以与上述输入元件1和1'相同的方式用于根据本发明的输入装置5。
示例
(示例1)
<输入元件的制造>
通过以下步骤制造具有图14A所示剖面结构的输入元件。
制备两个实验基板，每个基板包括：切割成40mm×40mm大小的PET基板；；在PET基板上以条形状形状形成的ITO电极，其具有L/S(线/间距)＝8mm/2mm。制备用作间隔物并且直径为10μm的球形二氧化硅颗粒。制备通过将球形二氧化硅颗粒分散在异丙醇中而获得的间隔物喷涂溶液；通过旋涂机将溶液喷涂到基板的一个(第一基板)的电极安装表面上并干燥该溶液以形成间隔物。
以这样的方式形成厚度为100μm的中间层的前体，该方式使得在将硅橡胶(由Momentive Performance Materials Japan LLC制造的TSE3033)施加到PET膜上之后，将PET膜在120℃热固化30分钟。此外，对中间层的前体施加表面改性处理和去活化处理，然后除去PET膜，从而获得中间层。
(表面改性处理)
作为表面改性处理，在以下条件下施加等离子体处理(处理条件：由YamatoScientific Co.，Ltd.制造的PR-500；输出功率为100W；处理时长为三分钟；含有99.999％氩的反应氛围；反应压力为10Pa)。
(去活化处理)
在表面改性处理之后，以10mm/min的拉速(pulling speed)通过浸渍工艺将含有0.1％氟化碳化合物(由Daikin Industries，Ltd.制造的OPTOOL DSX)并具有全氟己烷作为稀释剂的溶液施加到中间层前体的处理过的表面上。此后，以使得前体在相对湿度为90％和温度为60℃的环境中放置30分钟或更长时间、然后在50℃下干燥10分钟的方式施加去活化处理。
将中间层粘贴到另一个基板(第二基板)上。第一和第二基板上的每个电极连接到引出电极。
然后将两个基板放置在彼此的顶部上，其中第一基板的电极安装表面和第二基板上的中间层彼此面对，并且其中相应电极的条纹的方向(纵向方向)垂直于彼此，并且两个基板通过以粘合剂的方式结合在一起而固定到彼此，从而制成如示例1的输入元件。
<评估>
评估与施加到制造的输入元件的按压力对应的输出信号。当将具有5mm厚度的硅酮海绵(由Sunpolymer Co.，Ltd.制造，型号为Si200)附接到直径为10mm的圆柱形金属探头的尖端并且在其中心对应于第一和第二电极的交叉点的位置处被按压时，记录输出电压，其中负载从50gf，到100gf，到200gf，并且到400gf变化。取10个测量值的平均作为输出电压。表1提供了结果。
表格1
[示例中测量的输出电压值(V)列表]
如表1清楚地表明，根据本发明的输入元件每次进行测量时都具有以高再现性检测的电压信号，并且即使在施加50gf的按压负载时也确认具有1.4V的输出。
(比较示例1)
<输入元件的制备>
以与示例1的输入元件相同的方式制造作为比较示例1的输入元件，除了在示例1的输入元件中，以PVDF(由Tokyo Sensor Co.，Ltd.制造并且具有110μm的厚度)替换中间层。即，制造具有图14B所示的剖面结构的输入元件。
<评估>
对于作为比较示例1制造的输入元件，以与相对于示例1相同的方式评估输出电压。表1提供了结果。
如表1清楚地表明，当施加小的按压力(50gf和100gf)时，不能检测到输出电压。另外，发现该元件即使在被施加大的按压力时也具有较低的输出电压值，因此该元件具有比根据本发明的输入元件低的按压力的灵敏度。换句话说，该元件具有高检测限电压值。
(示例2)
<输入元件的制备>
以与示例1的输入元件相同的方式制造作为示例2的输入元件，除了在作为示例1的输入元件中，在第一基板的电极安装表面上没有设置间隔物。
即，制造具有图1所示的剖面结构的输入元件。
<评估>
对于作为示例2制造的输入元件，以与相对于示例1相同的方式评估输出电压。表1提供了结果。
发现该元件具有比包括间隔物的输入元件更低的输出电压，但是具有比包括PVDF的比较示例1更高按压力的灵敏度。换句话说，通过在电极和中间层之间设置间隙或者使电极和中间层不彼此结合，输入元件可以促进摩擦充电或磨损充电的发生并因此提供大的电信号。
(示例3)
<输入元件的制备>
通过以下步骤制造具有图14A所示剖面结构的元件。
制备两个实验基板，每个基板包括：切割成40mm×40mm大小的PET基板；在PET基板上以条形状形状形成的ITO电极，其具有L/S＝8mm/2mm。制备用作间隔物并且直径为10μm的球形二氧化硅颗粒。制备通过将球形二氧化硅颗粒分散在异丙醇中而获得的间隔物喷涂溶液；通过旋涂机将溶液喷涂到基板的一个(第一基板)的电极安装表面上并干燥该溶液以形成间隔物。
以这样的方式形成厚度为50μm的中间层的前体，该方式使得在将硅橡胶(由Momentive Performance Materials Japan LLC制造的TSE3033)施加到另一基板的表面之后，将该基板在120℃热固化30分钟。此外，对中间层的前体施加表面改性处理，从而获得中间层。
(表面改性处理)
作为表面改性处理，在以下条件下(处理条件：施加电压为100V；累积能量为60J/cm2；和空气的反应氛围)进行电晕放电处理。
第一和第二基板上的每个电极连接到引出电极。
然后将两个基板放置在彼此的顶部上，其中第一基板的电极安装表面和第二基板上的中间层彼此面对，并且其中相应电极的条纹的方向(纵向方向)垂直于彼此，并且两个基板通过以粘合剂的方式结合在一起而固定到彼此，从而制成如示例3的输入元件。
<评估>
对于作为示例3制造的输入元件，以与相对于示例1相同的方式评估输出电压。表1提供了结果。
虽然在中间层的厚度和所施加的处理方面与示例1有所不同，但发现该输入元件相较于比较示例1和示例2(其不包括间隔物)具有对按压力更高的灵敏度。
(第四示例)
<输入元件的制备>
通过以下步骤制造具有图14A所示剖面结构的元件。
制备两个实验基板，每个基板包括：切割成40mm×40mm大小的PET基板；以具有L/S＝8mm/2mm的条状形状形成在PET基板上的ITO电极。将膜间隔物(由Toray Industries，Inc.制造的U34具有50μm的厚度)形成为具有L/S＝1mm/9mm的条状形状并将其固定在基板中的一个(第一基板)的电极安装表面上。
以这样的方式形成厚度为100μm的中间层的前体，使得在将硅橡胶组合物施加到另一个基板(第二基板)的表面之后，将基板在100℃下热固化30分钟，硅橡胶组合物由100质量份硅橡胶(Momentive Performance Materials Japan LLC制造的TSE3033)和20质量份二氧化硅(由Nippon Aerosil Co.，Ltd.制造的R972)制成。此外，对中间层的前体进行表面改性处理，从而获得中间层。
(表面改性处理)
作为表面改性处理，在以下条件下施加UV照射处理(处理条件：由Vilber Lourmat制造的VL-215.C；波长为254nm；累积光量为300J/cm2；以及氧气分压为5,000ppm或更低的氮的反应氛围。
第一和第二基板上的每个电极连接到引出电极。
然后将两个基板放置在彼此的顶部上，其中第一基板的电极安装表面和第二基板上的中间层彼此面对，并且其中相应电极的条纹的方向(纵向方向)垂直于彼此，并且两个基板通过以粘合剂的方式结合在一起而固定到彼此，从而制成如示例4的输入元件。
<评估>
对于作为示例4制造的输入元件，以与相对于示例1相同的方式评估输出电压。表1提供了结果。
虽然在中间层的厚度和所施加的处理方面与示例1有所不同，但发现该输入元件相较于比较示例1和示例2(其不包括间隔物)具有对按压力更高的灵敏度。
(示例5)
<输入元件的制备>
通过以下步骤制造具有图14A所示剖面结构的元件。
制备两个实验基板，每个基板包括：切割成40mm×40mm大小的PET基板；以具有L/S＝8mm/2mm的条状形状形成在PET基板上的ITO电极。将膜间隔物(由Toray Industries，Inc.制造的U34具有50μm的厚度)形成为具有L/S＝1mm/9mm的条状形状并将其固定在基板中的一个(第一基板)的电极安装表面上。
以这样的方式形成厚度为100μm的中间层的前体，使得在将硅橡胶组合物施加到另一个基板(第二基板)的表面，然后将硅橡胶组合物在120℃下热固化30分钟，硅橡胶组合物由100质量份硅橡胶(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造的KE-1935)和50质量份钛酸钡(由Sigma-Aldrich Corporation制造的208108)制成。此外，对中间层的前体进行表面改性处理，从而获得中间层。
(表面改性处理)
作为表面改性处理，在以下条件下应用电子束照射处理(处理条件：由HamamatsuPhotonics K.K.制造的线性照射型低能电子束照射源；照射量为1MGy；以及氧分压为5,000ppm或更低的氮气反应氛围)。
第一和第二基板上的每个电极连接到引出电极。
然后将两个基板放置在彼此的顶部上，其中第一基板的电极安装表面和第二基板上的中间层彼此面对，并且其中相应电极的条纹的方向(纵向方向)垂直于彼此，并且两个基板通过以粘合剂的方式结合在一起而固定到彼此，从而制成如示例5的输入元件。
<评估>
对于作为示例5制造的输入元件，以与相对于示例1相同的方式评估输出电压。
表1提供了结果。
虽然在间隔物、施加的处理和用于中间层的硅橡胶方面与实施例1有所不同，但发现该输入元件对按压力的敏感性高于比较例1和示例2，该示例2不包括间隔物。
(第六示例)
<输入元件的制备>
通过以下步骤制造具有图14A所示剖面结构的元件。
制备两个实验基板，每个基板包括：切割成40mm×40mm大小的PET基板；在PET基板上以条形状形状形成的ITO电极，其具有L/S＝8mm/2mm。制备用作间隔物并且直径为10μm的球形二氧化硅颗粒。制备通过将球形二氧化硅颗粒分散在异丙醇中而获得的间隔物喷涂溶液；通过旋涂机将溶液喷涂到基板的一个(第一基板)的电极安装表面上并干燥该溶液以形成间隔物。
以这样的方式形成厚度为150μm的中间层的前体，使得在将橡胶组合物施加到PET膜的表面，然后将橡胶组合物在120℃下热固化30分钟，硅橡胶组合物由氟硅橡胶(Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.制造的X36-420U)和30质量份钛酸钡(Sigma-AldrichCorporation制造的208108)制成。此外，对中间层的前体进行表面改性处理和去活化处理，然后除去PET膜，从而获得中间层。
(表面改性处理)
作为表面改性处理，在以下条件下施加等离子体处理(处理条件：由YamatoScientific Co.，Ltd.制造的PR-500；输出功率为100W；处理时长为三分钟；含有99.999％氩的反应氛围；反应压力为10Pa)。
(去活化处理)
在表面改性处理之后，以10mm/min的拉速(withdrawings speed)通过浸渍工艺将含有0.1％氟化碳化合物(由Daikin Industries，Ltd.制造的OPTOOL DSX)并具有全氟己烷作为稀释剂的溶液施加到中间层前体的处理过的表面上。此后，以使得前体在相对湿度为90％和温度为60℃的环境中放置30分钟或更长时间、然后在50℃下干燥10分钟的方式施加去活化处理。
将中间层粘贴到另一个基板(第二基板)上。第一和第二基板上的每个电极连接到引出电极。
然后将两个基板放置在彼此的顶部上，其中第一基板的电极安装表面和第二基板上的中间层彼此面对，并且其中相应电极的条纹的方向(纵向方向)垂直于彼此，并且两个基板通过以粘合剂的方式结合在一起而固定到彼此，从而制成如示例6的输入元件。
<评估>
对于作为示例6制造的输入元件，以与相对于示例1相同的方式评估输出电压。表1提供了结果。
虽然在中间层的材料方面与示例1有所不同，但发现该输入元件对按压力的敏感性高于比较例1。
(示例7)
<输入元件的制备>
制备两个聚碳酸酯基基板，其被切割为60mm×60mm的尺寸，每个聚碳酸酯基板都具有以具有L/S＝6mm/2mm的条状形状形成在其上的银电极。在此后进行的步骤中，以相对于示例5相同的方式制造输入元件，并用聚氯乙烯(PVC)完全涂覆输入元件，从而获得触摸板。
<评估>
将制造的输入元件连接到实验装置并进行测试，以看看输入元件是否将按压力识别为弱、中和强，其对应于通过将0gf到300gf的力划分到100-gf的范围中所获得的三个阶段。制备直径为5mm的圆柱形金属探头，其尖端具有附着于其上的5mm厚的硅酮海绵(Sunpolymer Co.，Ltd.的产品，其产品编号为Si200)。通过用于实验装置的计算机程序以0至300g之间随机设定的载荷按压元件的中心，并评估来自触摸板的输入。作为1,000次实验的结果，输入元件有利地将按压力确定为弱、中或强，误差率小于1％。
(示例8)
<具有输入元件的显示装置的制造>
制备切割成尺寸为50mm×85mm的两个聚碳酸酯基板，每个聚碳酸酯基板具有以具有L/S＝6mm/2mm条状形状形成在其上的ITO，其中在基板中的一个上的条状形状在沿该基板的长侧的方向上排列，其中在另一个基板上的条状形状在沿该基板的短侧的方向上排列。
在此后进行的过程中，以与示例1相同的方式制造输入元件。
将上述输入元件堆叠在不具有触摸面板的5英寸液晶面板模块上，从而获得具有输入元件的液晶显示元件。也就是说，获得了图15A所示的输入装置的配置。
<评估>
将制造的显示元件电连接到实验装置，并以与示例7相同的方式评估。
结果，输入元件有利地将按压力确定为弱、中或强，误差率小于1％。
(示例9)
<具有输入元件的显示装置的制造>
制备切割成尺寸为50mm×85mm的两个聚碳酸酯基板，每个聚碳酸酯基板具有以具有L/S＝6mm/2mm条状形状形成在其上的ITO，其中在基板中的一个上的条状形状在沿该基板的长侧的方向上排列，其中在另一个基板上的条状形状在沿该基板的短侧的方向上排列。在此后进行的过程中，以与示例5相同的方式制造输入元件。
将5英寸的液晶面板模块堆叠在上述输入元件上，从而获得具有输入元件的液晶显示元件。也就是说，获得了图15B所示的输入装置的配置。
<评估>
将制造的显示元件电连接到实验装置，并以与示例7相同的方式评估。结果，输入元件有利地将按压力确定为弱、中或强，误差率小于1％。
将制造的输入装置连接到实验装置并进行测试，以看看输入装置是否将按压力识别为弱、中和强，其对应于通过将0gf到510gf的力划分到170-gf的范围中所获得的三个阶段。制备直径为5mm的圆柱形金属探头，其尖端具有附着于其上的5mm厚的硅酮海绵(Sunpolymer Co.，Ltd.的产品，其产品编号为Si200)。通过用于实验装置的计算机程序以0至510g之间随机设定的载荷按压元件的中心，并评估来自触摸板的输入。作为1,000次实验的结果，输入元件有利地将按压力确定为弱、中或强，误差率小于1％。
检测灵敏度
除了比较输出电压的大小之外，还进行了考虑到对按压力的灵敏度(检测速度)的比较实验。
图17示出了用于比较实验的输入元件25的配置。这是图1所示的输入元件1的外表面覆盖有保护盖26的配置。比较例提供有具有代替中间层4的PVDF的配置。
通过使用粘性测试仪将探头抵着元件按压并比较检测力的施加所花费的时间来进行比较评估。
所采用的评估方法总结为对每个输入元件执行以下三个过程，从而获取数据。
(1)将输入元件粘贴到粘性测试仪34的台36上，并通过电荷放大器38将输入元件连接到示波器40，如图18所示。
(2)将海绵44附接到探头42的尖端并进行粘性测试，如图19所示。
(3)重复三次记录示波器40上显示的电压波形，以使用因此记录的三个波形的平均数据作为获取的波形。
表2提供了比较输入元件的规范；表3提供了评估中使用的海绵的规格；表4提供了电荷放大器的设置；表5提供了示波器的设置；表6提供了粘性测试仪的评估条件。
如表2所示，虽然PVDF的杨氏模量为2GPa，但根据该实施例的输入元件中的中间层4的杨氏模量为0.01GPa。
表格2
表格3
表格4
表格5
表格6
如图19所示，通过在输入元件的上表面上设置由铝制成的带46来防止由于不需要的电荷而产生噪声。这同样适用于包括PVDF并用作比较对象的输入元件的测量。
比较结果在图20和图21中示出，图21放大了图20的一部分。在根据本实施例的包括由橡胶组合物制成的中间层4的输入元件的情况下，在附接到探头42的海绵44与输入元件接触之后约0.01秒(10毫秒)，电压信号的输出开始。
相反，在包括PVDF的输入元件的情况下，之后约0.04秒(40毫秒)输出开始。也就是说，该输入元件具有比根据本实施例的输入元件长约0.03秒(30毫秒)的延迟。
输入元件的灵敏度中具有如此大的延迟的原因在于，因为如上所述,PVDF具有较大的杨氏模量值并且比中间层4更硬，所以需要更多时间来开始输出电压信号。
如上所述，海绵44附接到探头42的尖端，以证明根据本发明的输入元件即使在被柔软对象触摸时也是高度敏感的，换句话说，输入元件允许轻触操作的可靠输入。
这里，输出电压信号开始所花费的时间的原点被设定为由安装到粘性测试仪34的探头42的基部端的力传感器检测的时间。
图22是绘制了对根据实施例的中间层4和PVDF测量的杨氏模量与开始输出信号所花费的时间之间的相关性的图表。确认了中间层的杨氏模量和开始输出信号所花费的时间具有线性相关性。
这里，作为中间层4的杨氏模量，在上述橡胶组合物和其测量条件的详细描述中,使用测量仪器(由Fischer制造的显微硬度测试仪WIN-HUD)测量硬度后通过将在10μm的深度处的硬度转换而获得的值用于测量硬度。
如上所述，采用根据本发明的输入元件的配置降低了触摸力(接触力)的检测的下限。也就是说，该配置允许检测用手指进行的轻微按压操作，从而可以消除由于例如执行所谓的两次按压操作的必要性而导致的不便，从而实现舒适和直观的操作。这允许提供可以长时间使用而不会疲劳的输入元件。
采用PVDF等的常规输入元件响应于按压力而提供相对小的输出，并且通常被配置为执行信号放大。根据本发明的输入元件提供大输出并且不需要放大，从而能够通过更简单的过程实现功能。
近年来，随着输入到诸如智能电话的上述电子设备的信息的多样化，已经提出了不仅检测位置信息而且检测接触力(按压力)的大小的技术。
输入位置和按压力的能力可以增强可操作性，例如，通过允许使用多个命令、允许输入字符或绘画等，该多个命令依靠于触摸相同位置有多强或多弱，该字符或绘画的输入利用反映写入压力。
在这种情况下，虽然需要明显区分(强或弱)按压力的差异，但采用PVDF的输入元件对按压力的灵敏度较低，因此不能通过区分按压力差异来令人满意地提供增强的可操作性和功能性。
如上述灵敏度实验清楚地表明，根据本发明的输入元件具有小的检测极限，因此能够明显区分按压力的差异。也就是说，与包括如图20和图21中所示的PVDF的示例的情况相比，输出开始所花费的时间更少意味着对按压力的灵敏度范围更大，并且对于更不模糊的多阶段检测具有精确度的余量。该特征得到示例7至9的结果。
另外，根据本发明的输入元件还具有高负载耐久性，从而能够检测从弱力到强力的宽范围。这允许提供这样的输入元件，该输入元件能够多级确定力是多强或是多弱并且具有高处理能力。
当在具有显示元件的堆叠中使用时，由于其高灵敏度，根据本发明的输入元件不一定需要设置为(在操作接收侧的)最外层，从而在输入元件的配置方面提供增强的灵活性。此外，用于本发明的材料具有耐热性，从而在加工温度方面提供增强的灵活性。
(示例10)
<输入元件的制造>
通过以下步骤制造具有图26所示剖面结构的输入元件108。注意，用于高温负载评估的该输入元件108被设计为包括输入元件101和盖板109，其中输入元件101具有图25B所示的截面构造并且输入元件101的外表面覆盖有盖板109。也就是说，整个输入元件108与盖板109一起封装。
以这样的方式形成厚度为100μm的中间层的前体，使得硅橡胶(由Shin-EtsuChemical Co.，Ltd.制造的KE-1935)施加到PET膜的表面，然后将硅橡胶在120℃下热固化30分钟。此外，对中间层的前体施加表面改性处理和去活化处理，然后除去PET膜，从而获得中间层。
(表面改性处理)
作为表面改性处理，在以下条件下施加等离子体处理(处理条件：由YamatoScientific Co.，Ltd.制造的PR-500；输出功率为100W；处理时长为三分钟；含有99.999％氩的反应氛围；反应压力为10Pa)。
(去活化处理)
在表面改性处理之后，以10mm/min的拉速通过浸渍工艺将含有0.1％氟化碳化合物(由Daikin Industries，Ltd.制造的OPTOOL DSX)并具有全氟己烷作为稀释剂的溶液施加到中间层前体的处理过的表面上。此后，以使得前体在相对湿度为90％和温度为60℃的环境中放置30分钟或更长时间、然后在50℃下干燥10分钟的方式施加去活化处理。
随后，制备两个对象，每个对象包括：切割成40mm×40mm大小的PET基板；以具有L/S＝8mm/2mm的条状形状形成在其上的ITO电极。
使用双面胶带(由Taiyo Wire Cloth Co.，Ltd.制造的TRAN-SIL NT-1001)将膜间隔物(由Toray Industries，Inc.制造的U34厚度为50μm)固定在一个基板(第一基板)的电极安装表面上，以便膜间隔物具有L/S＝1mm/9mm的条状形状。
将导电双面胶带(由Taiyo Wire Cloth Co.，Ltd.制造的CHO-FOIL CCD，厚度为112μm)和中间层依次放置并粘贴在第二基板的电极安装的表面上。
第一和第二基板上的每个电极连接到引出电极。
然后将两个基板放置在彼此的顶部上，其中第一基板的电极安装表面和第二基板上的中间层彼此面对，并且其中相应电极的条纹的方向(纵向方向)垂直于彼此，并且两个基板通过以双面胶带(由Taiyo Wire Cloth Co.，Ltd.制造的TRAN-SIL NT-1001)的方式结合在一起而固定到彼此，从而制成如示例10的输入元件。
<评估>
评估所制造的输入元件对按压力的检测灵敏度。评估通过以下过程进行。表7提供了结果。在表7中名为输入元件的列中，“图26/图25B”表示具有图25B所示的截面结构的输入元件如图26所示地被封装。
如实示例15所提供的输入元件的截面构造如图23所示。
如示例16和示例17提供的输入元件的截面构造如图25A所示。
如示例18提供的输入元件的截面构造如图24B所示。
如示例19所提供的输入元件的截面构造如图1所示，并且具有通过封装根据本发明的不包括耐热层的基本构造中的一个而获得的构造。
如表7清楚地表明，发现在没有施加任何高温负载的情况下，如示例10的输入元件具有比比较例2更高的检测灵敏度。
(评估程序)
(1)将用于高温负载评估的输入元件108固定到测量仪器110的台111上并将输入元件108连接到示波器112，如图27所示。
(2)将海绵114附接到探头113的尖端，并将该海绵114按压到海绵114的中心与第一和第二电极的交叉点重合的位置。
(3)重复记录示波器112上显示的输出电压五次，以使用来自五次测量的输出电压值的平均。
(4)获得该平均对后面将描述的比较例2的输出电压的倍增因子并确定检测灵敏度的等级。
{测量输出电压的条件}
测量仪器：固定模拟器FSR-1000(由Rhesca Co.，Ltd.制造)
测量模式：负载控制
按压速度：5mm/sec
按压负载：300gf
按压滞留持续时间：1sec
拉速：5mm/sec
探头直径:直径10毫米
海绵：硅树脂海绵，硬度为15，直径为10mm，厚度为5mm
示波器：WaveAce1001(由LeCroy制造)
{检测灵敏度评估标准}
等级A：输出电压是比较例2的输出电压的5倍或更多倍
等级B：输出电压是比较例2的三倍或更多倍
等级C：输出电压高于或等于比较例2的输出电压
等级D：输出电压低于比较例2的输出电压
示例11
<输入元件的制造>
以与示例10的输入元件相同的方式制造作为示例11的输入元件，除了在作为示例10的输入元件中，将高温负载施加到中间层。即，制造具有图26/图25B所示的截面结构的输入元件。
(高温负载)
以这样的方式施加高温负载，使得中间层在培养箱(由Yamato Scientific Co.，Ltd.制造的DN410H)中在150℃的温度保持24小时。此后，将中间层在24℃和40RH％的条件下静置24小时。
<评估>
对于作为示例11制造的输入元件，以与相对于示例10相同的方式评估对于按压力的检测灵敏度。表7提供了结果。
如表7清楚地表明，示例11中的中间层在施加高温负载后灵敏度降低，但具有比比较例2更高的检测灵敏度，从而发现示例11中的中间层具有足够的耐热性。
即，作为比较例2的输入元件在高温负载后的检测灵敏度降低高达80％，而作为示例11的输入元件的降低幅度略小于30％。这表示充分容忍环境的变化的能力，以及有助于增强诸如智能手机的电子设备的可操作性的能力，环境中的变化诸如车辆内的温度升高(保持A或B的等级)。
(示例12)
<输入元件的制造>
以与作为示例10的输入元件的相同的方式制造作为示例12的输入元件，除了在作为示例10的输入元件中，第二基板的电极安装表面和中间层通过使用导电粘合剂(由ThreeBond Co.，Ltd.制造的TB3303B，厚度为50μm，结合条件为150℃并持续1小时)被热结合在一起。即，制造具有图26/图25B所示的截面结构的输入元件。
<评估>
对于作为示例12制造的输入元件，以与相对于示例10相同的方式评估对于按压力的检测灵敏度。表7提供了结果。
如表7清楚地表明，示例12中的中间层在高温负载后灵敏度降低，但具有比比较例2更高的检测灵敏度，从而发现示例12中的中间层具有足够的耐热性。因此，在制造输入元件的过程中允许加热粘合。由于在制造输入元件的过程中允许加热粘合，不仅可以增强导致高可靠性的制造精度，而且可以防止可归因于由于制造后的不匹配相位导致的信号偏移的问题，例如输出劣化。
(示例13)
<输入元件的制造>
通过将高温负载施加到作为示例10的输入元件，将输入元件制造为示例13。
(高温负载)
以这样的方式施加高温负载，使得输入元件在培养箱(由Yamato ScientificCo.，Ltd.制造的DN410H)中在150℃的温度保持一小时。此后，将输入元件在24℃和40RH％的条件下静置一小时。
<评估>
对于作为示例13制造的输入元件，以与相对于示例10相同的方式评估对于按压力的检测灵敏度。表7提供了结果。
如表7清楚地表明，示例13中的输入元件在高温负载后灵敏度降低，但具有比比较例2更高的检测灵敏度，从而发现示例13中的中间层具有足够的耐热性。因此，根据本发明的输入元件可以在高温环境下使用。
(示例14)
<输入元件的制造>
通过将高温负载施加到作为示例12的输入元件，将输入元件制造为示例14。
(高温负载)
以这样的方式施加高温负载，使得输入元件在培养箱(由Yamato ScientificCo.，Ltd.制造的DN410H)中在150℃的温度保持一小时。此后，将输入元件在24℃和40RH％的条件下静置一小时。
<评估>
对于作为示例14制造的输入元件，以与相对于示例10相同的方式评估对于按压力的检测灵敏度。表7提供了结果。
如表7清楚地表明，作为示例14中的输入元件即使在高温负载后仍保持其高检测灵敏度，从而发现示例14中的输入元件具有足够的耐热性。因此，根据本发明的输入元件可以在高温环境下使用。
示例15
<输入元件的制造>
以与示例12的输入元件相同的方式制造作为示例15的输入元件，除了在作为示例12的输入元件中，在第一基板的电极安装表面上没有设置粘附层和任何间隔物。即，制造具有图26/图23所示的截面结构的输入元件。此外，向输入元件施加高温负载。
(高温负载)
以这样的方式施加高温负载，使得输入元件在培养箱(由Yamato ScientificCo.，Ltd.制造的DN410H)中在150℃的温度保持一小时。此后，将输入元件在24℃和40RH％的条件下静置一小时。
<评估>
对于作为示例15制造的输入元件，以与相对于示例10相同的方式评估对于按压力的检测灵敏度。表7提供了结果。
如表7清楚地表明的，作为示例15的输入元件具有比包括间隔物的输入元件更低的检测灵敏度，但发现具有比比较例2更高的检测灵敏度。换句话说，通过在电极和中间层之间设置间隙或者使电极和中间层不彼此结合，输入元件可以促进摩擦充电或磨损充电的发生并因此提供大的电信号。
对于作为电极15的输入元件，如表7清楚表明的，在中间层和电极热结合在一起之后加热封装的输入元件。也就是说，在提高其制造精度之后，输入元件暴露于高温负载。该输入元件的输出电压倍率为4，其值低于其他示例的值，但仍具有高检测灵敏度，其值是不包括耐热层的情况(示例19)的两倍高。
示例16
<输入元件的制造>
通过以下步骤制造具有图26所示剖面结构的输入元件108。注意，用于高温负载评估的该输入元件108被设计为包括输入元件101和盖板109，其中输入元件101具有图25A所示的截面构造并且输入元件101的外表面覆盖有盖板109。
以这样的方式形成厚度为100μm的中间层的前体，使得在将硅橡胶组合物施加到PET膜的表面之后，将基板在100℃下热固化30分钟，硅橡胶组合物由100质量份硅橡胶(Momentive Performance Materials Japan LLC制造的TSE3033)和10质量份二氧化硅(由Nippon Aerosil Co.，Ltd.制造的R972)制成。此外，对中间层的前体进行表面改性处理，然后除去PET膜，从而获得中间层。
(表面改性处理)
作为表面改性处理，在以下条件下(处理条件：施加电压为100V；累积能量为60J/cm2；和空气的反应氛围)进行电晕放电处理。
随后，制备两个对象，每个对象包括：切割成40mm×40mm大小的PET基板；以具有L/S＝8mm/2mm的条状形状形成在其上的ITO电极。
通过使用旋涂机将间隔物喷雾溶液喷射到第一基板的电极安装表面上，该间隔物喷雾溶液是通过将用作间隔物并且直径为10μm的球形二氧化硅颗粒分散在异丙醇中而获得的。然后，干燥间隔物喷雾溶液，从而在第一基板的电极安装表面上形成间隔物。
将导电粘合剂(由ThreeBond Co.，Ltd.制造TB3303B，厚度为50μm)和中间层依次堆叠在第二基板的电极安装表面上并在150℃下热结合在一起1小时。
第一和第二基板上的每个电极连接到引出电极。
然后将两个基板放置在彼此的顶部上，其中第一基板的电极安装表面和第二基板上的中间层彼此面对，并且其中相应电极的条纹的方向(纵向方向)垂直于彼此，并且两个基板通过以双面胶带(由Taiyo Wire Cloth Co.，Ltd.制造的TRAN-SIL NT-1001)的方式结合在一起而固定到彼此，从而制成如示例16的输入元件。此外，向输入元件施加高温负载。
(高温负载)
以这样的方式施加高温负载，使得输入元件在培养箱(由Yamato ScientificCo.，Ltd.制造的DN410H)中在150℃的温度保持一小时。此后，将输入元件在24℃和40RH％的条件下静置一小时。
<评估>
对于作为示例16制造的输入元件，以与相对于示例10相同的方式评估对于按压力的检测灵敏度。表7提供了结果。
如表7清楚地表明的那样，发现作为示例16的输入元件即使在高温负载之后也具有高检测灵敏度。
示例17
<输入元件的制造>
通过以下步骤制造具有图26所示剖面结构的输入元件108。注意，用于高温负载评估的该输入元件108被设计为包括输入元件101和盖板109，其中输入元件101具有图25A所示的截面构造并且输入元件101的外表面覆盖有盖板109。
以这样的方式形成厚度为100μm的中间层的前体，使得在将硅橡胶组合物施加到PET膜的表面，然后将橡胶组合物在120℃下热固化30分钟，硅橡胶组合物由氟硅橡胶(Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.制造的X36-420U)和30质量份钛酸钡(Sigma-AldrichCorporation制造的208108)制成。此外，对中间层的前体进行表面改性处理，然后除去PET膜，从而获得中间层。
(表面改性处理)
作为表面改性处理，在以下条件下施加UV照射处理(处理条件：由Vilber Lourmat制造的VL-215.C；波长为254nm；累积光量为300J/cm2；以及氧气分压为5,000ppm或更低的氮的反应氛围。
随后，制备两个对象，每个对象包括：切割成40mm×40mm大小的PET基板；以具有L/S＝8mm/2mm的条状形状形成在其上的ITO电极。
通过使用旋涂机将间隔物喷雾溶液喷射到第一基板的电极安装表面上，该间隔物喷雾溶液是通过将用作间隔物并且直径为10μm的球形二氧化硅颗粒分散在异丙醇中而获得的。然后，干燥间隔物喷雾溶液，从而在第一基板的电极安装表面上形成间隔物。
将导电粘合剂(由ThreeBond Co.，Ltd.制造TB3303B，厚度为50μm)和中间层依次堆叠在第二基板的电极安装表面上并在150℃下热结合在一起1小时。
第一和第二基板上的每个电极连接到引出电极。
然后将两个基板放置在彼此的顶部上，其中第一基板的电极安装表面和第二基板上的中间层彼此面对，并且其中相应电极的条纹的方向(纵向方向)垂直于彼此，并且两个基板通过以双面胶带(由Taiyo Wire Cloth Co.，Ltd.制造的TRAN-SIL NT-1001)的方式结合在一起而固定到彼此，从而制成如示例17的输入元件。此外，向输入元件施加高温负载。
(高温负载)
以这样的方式施加高温负载，使得输入元件在培养箱(由Yamato ScientificCo.，Ltd.制造的DN410H)中在150℃的温度保持一小时。此后，将输入元件在24℃和40RH％的条件下静置一小时。
<评估>
对于作为示例17制造的输入元件，以与相对于示例10相同的方式评估对于按压力的检测灵敏度。表7提供了结果。
如表7清楚地表明的那样，发现作为示例17的输入元件即使在高温负载之后也具有高检测灵敏度。
示例18
<输入元件的制造>
通过以下步骤制造具有图26所示剖面结构的输入元件108。注意，用于高温负载评估的该输入元件108被设计为包括输入元件101和盖板109，其中输入元件101具有图24B所示的截面构造并且输入元件101的外表面覆盖有盖板109。
以这样的方式形成厚度为100μm的中间层的前体，使得在将橡胶组合物施加到PET膜的表面，然后将橡胶组合物在120℃下热固化30分钟，硅橡胶组合物由硅橡胶(Shin-EtsuChemical Co.，Ltd.制造的KE-1935)和50质量份钛酸钡(Sigma-Aldrich Corporation制造的208108)制成。此外，对中间层的前体进行表面改性处理，然后除去PET膜，从而获得中间层。
(表面改性处理)
作为表面改性处理，在以下条件下应用电子束照射处理(处理条件：由HamamatsuPhotonics K.K.制造的线性照射型低能电子束照射源；照射量为1MGy；以及氧分压为5,000ppm或更低的氮气反应氛围)。
随后，制备两个对象，每个对象包括：切割成40mm×40mm大小的PET基板；以具有L/S＝8mm/2mm的条状形状形成在其上的ITO电极。
导电粘合剂(由Alpha Advanced Materials制造的STAYSTIK571，厚度为76μm)、中间层、粘合剂(由Alpha Advanced Materials制造的STAYSTIK472，厚度为76μm)以及第一基板的电极安装表面依次堆叠在第二基板的电极安装表面上，并在160℃下热结合在一起10分钟。注意，它们彼此堆叠，其中第一基板的电极安装表面和第二基板上的中间层彼此面对，并且相应电极的条带的方向(纵向方向)彼此垂直。
第一和第二基板上的每个电极连接到引出电极。
以如上所述的方式制造作为示例18的输入元件。此外，向输入元件施加高温负载。
(高温负载)
以这样的方式施加高温负载，使得输入元件在培养箱(由Yamato ScientificCo.，Ltd.制造的DN410H)中在150℃的温度保持一小时。此后，将输入元件在24℃和40RH％的条件下静置一小时。
<评估>
对于作为示例18制造的输入元件，以与相对于示例10相同的方式评估对于按压力的检测灵敏度。表7提供了结果。
如表7清楚地表明的那样，发现作为示例18的输入元件即使在高温负载之后也具有高检测灵敏度。
示例19
<输入元件的制造>
通过以下步骤制造具有图26所示剖面结构的输入元件108。注意，用于高温负载评估的该输入元件108被设计为包括输入元件101和盖板109，其中输入元件101具有图1所示的截面构造并且输入元件101的外表面覆盖有盖板109。也就是说，通过封装根据本发明的不包括耐热层的基本配置之一来获得该配置。
以这样的方式形成厚度为100μm的中间层的前体，使得硅橡胶(由Shin-EtsuChemical Co.，Ltd.制造的KE-1935)施加到PET膜的表面，然后将硅橡胶在120℃下热固化30分钟。此外，对中间层的前体施加表面改性处理和去活化处理，然后除去PET膜，从而获得中间层。
(表面改性处理)
作为表面改性处理，在以下条件下施加等离子体处理(处理条件：由YamatoScientific Co.，Ltd.制造的PR-500；输出功率为100W；处理时长为三分钟；含有99.999％氩的反应氛围；反应压力为10Pa)。
(去活化处理)
在表面改性处理之后，以10mm/min的拉速(pulling speed)通过浸渍工艺将含有0.1％氟化碳化合物(由Daikin Industries，Ltd.制造的OPTOOL DSX)并具有全氟己烷作为稀释剂的溶液施加到中间层前体的处理过的表面上。此后，以使得前体在相对湿度为90％和温度为60℃的环境中放置30分钟或更长时间、然后在50℃下干燥10分钟的方式施加去活化处理。
随后，制备两个对象，每个对象包括：切割成40mm×40mm大小的PET基板；以具有L/S＝8mm/2mm的条状形状形成在其上的ITO电极。
将中间层和第一基板的电极安装表面依次堆叠在第二基板的电极安装表面上，并通过双面胶带(Taiyo Wire Cloth Co.,Ltd.制造的TRAN-SIL NT-1001)固定。注意，它们彼此堆叠，其中第一基板的电极安装表面和第二基板上的中间层彼此面对，并且相应电极的条带的方向(纵向方向)彼此垂直。
第一和第二基板上的每个电极连接到引出电极。
以如上所述的方式制造作为示例19的输入元件。此外，向输入元件施加高温负载。
(高温负载)
以这样的方式施加高温负载，使得输入元件在培养箱(由Yamato ScientificCo.，Ltd.制造的DN410H)中在150℃的温度保持一小时。此后，将输入元件在24℃和40RH％的条件下静置一小时。
<评估>
对于作为示例19制造的输入元件，以与相对于示例10相同的方式评估对于按压力的检测灵敏度。表7提供了结果。
如表7清楚地表明的，与根据本发明实施例的各自包括耐热层的输入元件相比，即使在高温负载之后，发现作为示例19的输入元件的检测灵敏度也降低。然而，通过包括根据本发明的中间层，该输入元件仍具有比较例5的10倍的检测灵敏度。
(比较示例2)
<输入元件的制造>
以与示例10的输入元件相同的方式制造作为比较示例2的输入元件，除了在示例10的输入元件中，以PVDF(由Tokyo Sensor Co.，Ltd.制造并且具有110μm的厚度)替换中间层。即，制造具有图26/图25B所示的截面结构的输入元件。
<评估>
对于作为比较例2制造的输入元件，以与相对于示例10相同的方式评估对于按压力的检测灵敏度。表7提供了结果。
如表7清楚地表明的，当比较这些元件而没有施加任何高温负载时，发现作为示例2的输入元件具有比根据本发明的输入元件更低的检测灵敏度。
(比较示例3)
<输入元件的制造>
以与比较例2的输入元件相同的方式制造作为比较例3的输入元件，除了在作为比较例2的输入元件中，将高温负载施加到中间层。即，制造具有图26/图25B所示的截面结构的输入元件。
(高温负载)
以这样的方式施加高温负载，使得中间层在培养箱(由Yamato Scientific Co.，Ltd.制造的DN410H)中在150℃的温度保持24小时。此后，将中间层在24℃和40RH％的条件下静置24小时。
<评估>
对于作为比较例3制造的输入元件，以与相对于示例10相同的方式评估对于按压力的检测灵敏度。表7提供了结果。
如表7清楚地表明的那样，发现在高温负载之后，比较例3中的中间层的检测灵敏度显著降低。这表明不能容忍环境的变化(例如在烈日下车辆内部的温度升高)，以及在某些情况下变得不可操作的可能性。
(比较示例4)
<输入元件的制造>
以与作为比较例2的输入元件的相同的方式制造作为比较例4的输入元件，除了在作为比较例2的输入元件中，第二基板的电极安装表面和中间层通过使用导电粘合剂(由ThreeBond Co.，Ltd.制造的TB3303B，厚度为50μm，结合条件为150℃并持续1小时)被热结合在一起。即，制造具有图26/图25B所示的截面结构的输入元件。
<评估>
对于作为比较例4制造的输入元件，以与相对于示例10相同的方式评估对于按压力的检测灵敏度。表7提供了结果。
如表7清楚地表明的那样，发现在高温负载之后，比较例4中的中间层的检测灵敏度大致降低。
(比较示例5)
<输入元件的制造>
通过将高温负载施加到作为比较例2的输入元件，将输入元件制造为比较例5。
(高温负载)
以这样的方式施加高温负载，使得输入元件在培养箱(由Yamato ScientificCo.，Ltd.制造的DN410H)中在150℃的温度保持一小时。此后，将输入元件在24℃和40RH％的条件下静置一小时。
<评估>
对于作为比较例5制造的输入元件，以与相对于示例10相同的方式评估对于按压力的检测灵敏度。表7提供了结果。
如表7清楚地表明的那样，发现在高温负载之后，作为比较例5的输入元件的检测灵敏度显著降低。
表格7
表8提供了表7中的耐热层105所设置的位置及其材料的细节。
表8
如表8所示，示例13使中间层104和第二电极103通过其间的导电丙烯酸材料的双面胶带结合在一起，并且使整个输入元件被加热。
示例14使中间层104和第二电极103通过其间的热固性导电丙烯酸材料结合在一起，并使整个输入元件加热。
尽管施加较大的加热负载，但示例14具有示例13更高的输出电压倍增系数，较低的加热负载施加到示例13。对此的一个可能原因是，示例14中的中间层104的材料(硅树脂)和耐热层105的材料具有彼此相同或等同的热特性。
也就是说，这被认为是因为可以高精度地防止可归因于由于高温负载引起的由于热膨胀系数差异导致的诸如边界分离或不匹配相等因素的信号偏移或其他问题。
虽然上面已经描述了本发明的优选实施例，但是本发明不限于这些特定实施例，并且，除非在以上描述中另有限制，否则可以在不脱离本发明的情况下进行许多修改和改变
在本发明的实施例中描述的效果仅仅是本发明具有的最优选效果的示例，并且本发明的效果不限于在本发明的实施例中描述的效果。
附图标记列表
1,1'，101 输入元件
2,102 第一电极
3,103 第二电极
4,104 中间层
5 输入装置
6 显示元件
8 信号处理器
8A 位置检测器
8B 力探测器
23,107 间隔物
105 防热层
引用文献列表
专利文献
专利文献1：日本专利号4784041
专利文献2：日本专利申请公开号2014-186711

Claims (10)

1.一种输入元件，包括：
第一电极和第二电极，该第一电极和所述第二电极彼此面对；以及
中间层，该中间层设置在第一电极和第二电极之间并由橡胶或橡胶组合物制成，该橡胶或橡胶组合物含有硅氧烷。
2.根据权利要求1所述的输入元件，还包括：
耐热层，该耐热层设置在第一电极和第二电极中的至少一个与中间层之间或第一电极和第二电极中的至少一个的一侧上，所述一侧背向中间层。
3.根据权利要求2所述的输入元件，其中，
所述耐热层由热固性材料或热塑性材料制成，并且具有用作结合层的能力。
4.根据权利要求3所述的输入元件，其中，
所述耐热层由具有与中间层的热特性相同或等同的热特性的材料制成。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的输入元件，其中，
所述中间层由橡胶或橡胶组合物制成，该橡胶或橡胶组合物含有硅氧烷，该硅氧烷具有与三至四个氧原子结合的硅原子。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的输入元件，其中，
所述中间层具有这样的浓度分布，使得当氧从所述中间层的厚度方向的一侧向另一侧增加并且具有最大值时，碳从其一侧向另一侧减小并且具有最小值。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的输入元件，其中，
所述中间层的一部分和所述第一电极和第二电极中的至少一个的一部分不连接到彼此。
8.根据权利要求7所述的输入元件，还包括间隔物，该间隔物在中间层与第一电极和第二电极中的至少一个之间。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的输入元件，其中，
所述第一电极包括沿第一方向排列的多个电极，所述第二电极包括沿垂直于第一方向的第二方向排列的多个电极。
10.一种输入装置，包括：
根据权利要求1至9中任一项所述的输入元件；以及
信号处理器，该信号处理器被配置为处理由于按压中间层而产生的电信号。
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