JP4642158B2 - 押圧検出機能を有するタッチパネル及び当該タッチパネル用感圧センサ - Google Patents

Description

本発明は、面に加わった外力のうち、当該面に垂直な方向成分の圧力を測定する押圧検出機能を有するタッチパネル及び当該タッチパネル用感圧センサに関する。

従来、ある面に加わった外力の圧力（押圧力ともいう）を測定する押圧検出機能を有するものとして感圧センサが知られている。この感圧センサとしては、例えば、特許文献１（特開２００２−４８６５８号公報）に記載されているような構成のセンサが知られている。特許文献１のセンサは、電極、感圧インク層の順に積層して形成されたプラスチックフィルム同士を、互いの感圧インク部材を向かい合わせ、表裏面に接着層を有する絶縁層を介して組み合わせたものである。また、特許文献１のセンサは、感圧インク層の表面に凹凸を設けているため、上下の感圧インク層間に一定距離の空隙が形成され、無加圧時に上下の感圧インク層が密着することを防止する構造となっている。

前記構造を有する特許文献１のセンサにおいては、上部フィルムに押圧力が加わったとき、上部フィルムが撓むことによって圧力が加えられている部分に対応する上部フィルムの電極が感圧インク層を介して下部フィルムの電極に接触する。これにより、両電極が導通状態となる。特許文献１のセンサは、この両電極の導通状態と、感圧インク層に加わる圧力に応じた抵抗値の変動とを検出することにより、上部フィルムに加わった圧力を測定することができる。この特許文献１のセンサを例えば車両用シートの内部に取り付けると、当該シートに乗員が座っているか否かを判断するとともに、圧力分布から乗員の体格を判断することができる。

特開２００２−４８６５８号公報

近年、タッチパネルを有する電子機器、特に、携帯電話機若しくはゲーム機などの携帯型電子機器においては、例えば決定ボタンに代わるものとして、タッチパネルに押圧検出機能を付加することが求められている。携帯型電子機器は、一般に、筐体内に位置する表示装置の表示部を、タッチパネルを通じて視認できるように構成されている。特許文献１のセンサは、上部及び下部フィルムの表面の大部分に電極及び感圧インク層を配置するように構成されているため、透過率（視認性）が低い。このため、特許文献１のセンサをそのまま取り付けたタッチパネルを電子機器に搭載した場合には、表示装置の表示部の視認性が悪くなる。

また、通常、上部及び下部フィルムは、僅かながらもひずみを有するため、感圧インク層の表面を均一な高さにすることは困難である。すなわち、感圧インク層の表面には不規則な凹凸部分がある。このため、上部フィルムに対して同じ圧力を加えた場合でも、その圧力を加える位置によって、又は製品毎に、上部フィルム側の感圧インク層と下部フィルム側の感圧インク層との接触面積が異なることになる。このため、検出される抵抗値が一定せずにばらつく。従って、圧力の測定精度が低いという課題がある。特に、上部フィルムに加える圧力が小さくなる程、圧力の測定精度の低下は顕著である。

従って、本発明の目的は、前記課題を解決することにあって、電子機器に搭載されても表示装置の表示部の視認性の低下を抑えることができるとともに、圧力の測定精度を向上させることができる押圧検出機能を有するタッチパネル及び当該タッチパネル用感圧センサを提供することにある。

本発明は、前記技術的課題を解決するために、以下の構成の押圧検出機能を有するタッチパネル及び当該タッチパネル用感圧センサを提供する。

本発明の第１態様によれば、押圧検出機能を有するタッチパネルであって、
第１基板と、
前記第１基板と対向配置された第２基板と、
前記第１基板の前記第２基板との対向面又は前記第２基板の前記第１基板との対向面のいずれか一面、又は両面に分かれて配置された一対の電極と、
前記第１基板の前記第２基板との対向面又は前記第２基板の前記第１基板との対向面に前記一対の電極の少なくとも一方の電極とは隙間を空けて配置され、加えられた押圧力により電気特性が変化する導電性の感圧インク部材と、
前記第１基板と前記第２基板との対向領域に配置され、粘着性を有して前記第１基板と前記第２基板とを接着するとともに、前記感圧インク部材と前記一対の電極の少なくとも一方の電極との前記隙間を保持する隙間保持部材と、
を備えるタッチパネル用感圧センサを備え、
前記一対の電極は、前記第１又は第２基板の縁部に沿って枠状に配置され、
前記感圧インク部材は、前記第１又第２基板の縁部に沿って点在し、前記第１基板の厚み方向に外力が加わることにより前記第１又は第２基板が変形したとき、前記感圧インク部材が前記一対の電極の両方に接触して両者を導通させる、押圧検出機能を有するタッチパネルを提供する。

ここで、「感圧インク部材」は、２以上の部材に分割されて構成されてもよい。例えば「感圧インク部材」が２つの部材で構成される場合、前記第１又は第２基板が変形したときにそれら２つの部材が互いに接触して一体化したものが、前記一対の電極の両方に接触して両者を導通させることができればよい。

本発明の第２態様によれば、前記隙間保持部材は、芯材の両面に粘着剤を形成した両面粘着テープである、第１態様に記載の押圧検出機能を有するタッチパネルを提供する。

本発明の第３態様によれば、前記感圧インク部材は、前記第１基板又は第２基板の複数のコーナー部にドット状に設けられている、第１又は２態様に記載の押圧検出機能を有するタッチパネルを提供する。

本発明の第４態様によれば、前記第１基板及び前記第２基板は、外形が矩形に形成され、
前記感圧インク部材は、前記第１基板又は第２基板の一対の長辺の縁部のみに沿って破線状に設けられている、第１又は２態様に記載の押圧検出機能を有するタッチパネルを提供する。

本発明の第５態様によれば、前記感圧インク部材は、９．７５ｍｍ以上２５．７５ｍｍ以下の配置ピッチで配置されている、第１〜４態様のいずれか１つに記載の押圧検出機能を有するタッチパネルを提供する。

本発明の第６態様によれば、前記第１基板と前記第２基板と前記隙間保持部材とは、それぞれ枠状に形成されている、第１〜５態様のいずれか１つに記載の押圧検出機能を有するタッチパネルを提供する。

本発明の第７態様によれば、前記第１基板及び第２基板は、透明な材料で平板状に構成され、前記一対の電極が設けられていない部分に透明窓部分が形成されている、第１〜５態様のいずれか１つに記載の押圧検出機能を有するタッチパネルを提供する。

本発明の第８態様によれば、前記透明窓部分を包含するように前記第１基板又は第２基板上に透明電磁シールド部材が配置されている、第７態様に記載の押圧検出機能を有するタッチパネルを提供する。

本発明の第９態様によれば、前記第２基板は、前記第１基板との対向面の前記透明窓部分に一方向にストライプ状に形成された透明電極を備える、第７態様に記載の押圧検出機能を有するタッチパネルを提供する。

本発明の第１０態様によれば、前記第２基板の前記一対の電極が設けられていない側の面上に、粘着剤を介して第３基板が積層され、
前記第３基板は、透明な材料で平板状に構成され、前記第２基板との対向面の前記透明窓部分に対応する領域に、前記一方向と交差する方向にストライプ状に形成された透明電極を備える、第９態様に記載の押圧検出機能を有するタッチパネルを提供する。

本発明の第１１態様によれば、さらに、前記第１基板又は第２基板の少なくとも一方の前記一対の電極が設けられていない側の面に積層配置された支持部材を備える、第１〜１０態様のいずれか１つに記載の押圧検出機能を有するタッチパネルを提供する。

本発明の第１２態様によれば、前記支持部材は、前記感圧センサが設けられている位置の裏面側に設けられている、第１１態様に記載の押圧検出機能を有するタッチパネルを提供する。

本発明の第１３態様によれば、前記一対の電極の一方は、前記第１基板上に配置され、
前記一対の電極の他方は、前記第２基板上に配置され、
前記感圧インク部材は、前記一対の電極の一方又は他方の複数箇所を被覆するように設けられている、第１〜１２態様のいずれか１つに記載の押圧検出機能を有するタッチパネルを提供する。

本発明の第１４態様によれば、前記一対の電極は、前記感圧インク部材又は前記隙間保持部材のいずれかに被覆されている、第１３態様に記載の押圧検出機能を有するタッチパネルを提供する。

本発明の第１５態様によれば、前記一対の電極は、前記第１基板上に互いに隙間を空けて配置され、
前記感圧インク部材は、前記第２基板上に配置されている、第１〜１２態様のいずれか１つに記載の押圧検出機能を有するタッチパネルを提供する。

本発明の第１６態様によれば、第１基板と、
前記第１基板と対向配置された第２基板と、
前記第１基板の前記第２基板との対向面又は前記第２基板の前記第１基板との対向面のいずれか一面、又は両面に分かれて配置された一対の電極と、
前記第１基板の前記第２基板との対向面又は前記第２基板の前記第１基板との対向面に前記一対の電極の少なくとも一方の電極とは隙間を空けて配置され、加えられた押圧力により電気特性が変化する導電性の感圧インク部材と、
前記第１基板と前記第２基板との対向領域に配置され、粘着性を有して前記第１基板と前記第２基板とを接着するとともに、前記感圧インク部材と前記一対の電極の少なくとも一方の電極との前記隙間を保持する隙間保持部材と、
を備えるタッチパネル用感圧センサであって、
前記一対の電極は、前記第１又は第２基板の縁部に沿って枠状に配置され、
前記感圧インク部材は、前記第１又第２基板の縁部に沿って点在し、前記第１基板の厚み方向に外力が加わることにより前記第１又は第２基板が変形したとき、前記感圧インク部材が前記一対の電極の両方に接触して両者を導通させる、タッチパネル用感圧センサを提供する。

本発明にかかる押圧検出機能を有するタッチパネル及び当該タッチパネル用感圧センサによれば、前記一対の電極が前記第１又は第２基板の縁部に沿って枠状に配置されているので、当該枠で囲まれた内側部分の透過率は低下しない。従って、電子機器に搭載されても表示装置の表示部を枠の内側に配置することで、当該表示部の視認性の低下を抑えることができる。また、前記感圧インク部材は、前記第１又第２基板の縁部に沿って点在しているので、第１基板に対して同じ圧力を加えた場合において前記感圧インク部材が前記一対の電極の両方に接触する面積のバラツキが抑えられる。従って、圧力の測定精度を向上させることができる。

本発明のこれらと他の目的と特徴は、添付された図面についての好ましい実施の形態に関連した次の記述から明らかになる。この図面においては、
図１は、本発明の第１実施形態にかかるタッチ入力デバイスを搭載する携帯電話機の斜視図であり、 図２は、図１のＡ１−Ａ１線の断面図であり、 図３は、本発明の第１実施形態にかかるタッチ入力デバイスの斜視図であり、 図４は、Ｘ座標検出用透明フィルムの平面図であり、 図５は、Ｙ座標検出用透明フィルムの平面図であり、 図６は、シールド用透明フィルムの平面図であり、 図７は、本発明の第１実施形態にかかるタッチ入力デバイスが備える感圧センサの平面図であり、 図８は、図７のＡ２−Ａ２線の断面図であり、 図９は、図７に示す感圧センサの分解斜視図であり、 図１０は、隙間保持部材の断面図であり、 図１１は、図２に示すタッチ入力デバイスに押圧力が加えられた状態を模式的に示す断面図であり、 図１２は、本発明の第１実施形態にかかるタッチ入力デバイスが備える感圧センサの第１変形例を示す断面図であり、 図１３は、本発明の第１実施形態にかかるタッチ入力デバイスが備える感圧センサの第２変形例を示す断面図であり、 図１４は、本発明の第１実施形態にかかるタッチ入力デバイスが備える感圧センサの第３変形例を示す断面図であり、 図１５は、図１４の第３変形例に係る感圧センサに厚み方向の押圧力が加わった状態を示す断面図であり、 図１６は、本発明の第２実施形態にかかるタッチ入力デバイスが備える感圧センサの平面図であり、 図１７は、図１６のＡ３−Ａ３線の断面図であり、 図１８は、図１６に示す感圧センサの分解斜視図であり、 図１９は、本発明の第３実施形態にかかるタッチ入力デバイスが備える感圧センサの平面図であり、 図２０は、図１９のＡ４−Ａ４線の断面図であり、 図２１は、本発明の第４実施形態にかかるタッチ入力デバイスが備える感圧センサの平面図であり、 図２２は、図２１のＡ５−Ａ５線の断面図であり、 図２３は、本発明の第５実施形態にかかるタッチ入力デバイスの断面図であり、 図２４は、本発明の第５実施形態にかかるタッチ入力デバイスが備える上部フィルムの平面図であり、 図２５は、本発明の第６実施形態にかかるタッチ入力デバイスの断面図であり、 図２６は、本発明の第６実施形態にかかるタッチ入力デバイスが備える上部電極フィルムの平面図であり、 図２７は、本発明の第７実施形態にかかるタッチ入力デバイスの断面図であり、 図２８は、本発明の第８実施形態にかかるタッチ入力デバイスの断面図であり、 図２９は、図２８に示すタッチ入力デバイスに押圧力が加えられた状態を模式的に示す断面図であり、 図３０は、本発明の第９実施形態にかかるタッチ入力デバイスにおける、感圧インク部材の配置を模式的に示す平面図であり、 図３１は、本発明の第９実施形態にかかるタッチ入力デバイスにおける、隙間保持部材の構成を模式的に示す平面図であり、 図３２は、図３２に示す隙間保持部材の貫通孔に図３１に示す感圧インク部材が嵌り込んだ状態を模式的に示す拡大平面図であり、 図３３は、感圧インク部材の配置ピッチを変えて作成した３つのサンプルにおける抵抗値と押圧力との関係を示すグラフであり、 図３４は、図３０に示す感圧インク部材の配置の変形例を模式的に示す平面図であり、 図３５は、本発明の実施例にかかるサンプルにおける感圧インク部材の配置を示す平面図であり、 図３６は、比較例にかかるサンプルにおける感圧インク部材の配置を示す平面図であり、 図３７は、本発明の実施例にかかる３つのサンプルにおける抵抗値と押圧力との関係を示すグラフであり、 図３８は、比較例にかかる３つのサンプルにおける抵抗値と押圧力との関係を示すグラフであり、 図３９は、本発明の第２実施例にかかる３つのサンプルにおける抵抗値と押圧力との関係を示すグラフである。

本発明の記述を続ける前に、添付図面において同じ部品については同じ参照符号を付している。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

《第１実施形態》
本発明の第１実施形態にかかる押圧検出機能を有するタッチパネルは、タッチパネル本体と感圧センサとを一体に構成し、タッチパネル本体での位置検出に加えて感圧センサによって押圧力の強さを検出することができるように構成したものである。以下、この押圧検出機能を有するタッチパネルをタッチ入力デバイスという。本第１実施形態にかかるタッチ入力デバイスは、例えば、電子機器、特に携帯電話機若しくはゲーム機などの携帯型電子機器のディスプレイのタッチ入力デバイスとして好適に機能する。本第１実施形態では、タッチ入力デバイスが携帯電話機に搭載される例を説明する。

図１は、本第１実施形態にかかるタッチ入力デバイスを搭載する携帯電話機の斜視図であり、図２は、図１のＡ１−Ａ１線の断面図である。図３は、タッチ入力デバイスの斜視図である。

図１及び図２に示すように、携帯電話機１は、前面に矩形の表示窓２Ａが形成された合成樹脂製の直方体形状の筐体２と、液晶若しくは有機ＥＬなどの矩形の表示部３Ａを有し且つ筐体２内に内蔵された表示装置３と、表示窓２Ａに嵌め込まれたタッチ入力デバイス４と、筐体２の前面に配置された複数の入力キー５とを備えている。

筐体２の表示窓２Ａは、タッチ入力デバイス４の嵌め込みを許容するため、段差を有するように形成されている。表示窓２Ａの底面には、表示装置３の表示部３Ａが視認できるように矩形の開口部２ａが形成されている。タッチ入力デバイス４は、開口部２ａの周囲の矩形枠状部分２ｂ上に配置されて、開口部２ａを塞ぐ。

なお、表示窓２Ａの形状若しくは大きさは、タッチ入力デバイス４の形状若しくは大きさに応じて種々の変更が可能である。表示窓２Ａの段差は、タッチ入力デバイス４の厚みなどに応じて種々の変更が可能である。表示窓２Ａの開口部２ａの形状若しくは大きさは、表示部３Ａの形状若しくは大きさなどに応じて種々の変更が可能である。ここでは一例として、表示窓２Ａ、開口部２ａ、表示部３Ａ、及びタッチ入力デバイス４の形状を矩形とし、筐体２の表面とタッチ入力デバイス４の表面との高さが同じになるように、表示窓２Ａの段差を設定している。

タッチ入力デバイス４は、図３に示すように、透明窓部分４Ａと、透明窓部分４Ａの周囲に配置された矩形枠状の加飾領域４Ｂとを有している。タッチ入力デバイス４が携帯電話機の筐体２の表示窓２Ａに配置された場合には、透明窓部分４Ａから表示装置３の表示部３Ａを視認することができる。

また、タッチ入力デバイス４は、タッチ入力デバイス４の入力面に対するタッチ操作に基づいて、その操作位置となる平面座標（ＸＹ座標）を検出するタッチパネル本体１０と、入力面と直交する方向（Ｚ方向）に加えられた押圧力の強さを検出する感圧センサ２０とを備えている。

まず、タッチパネル本体１０の構成について説明する。
タッチパネル本体１０は、例えば抵抗膜方式若しくは静電容量方式のタッチパネルである。ここでは、タッチパネル本体１０として静電容量方式のタッチパネルを用いる例を説明する。タッチパネル本体１０は、入力面となる透明支持基板１１と、加飾フィルム１２と、Ｘ座標検出用透明フィルム１３と、透明粘着層１４と、Ｙ座標検出用透明フィルム１５と、透明粘着層１６と、シールド用透明フィルム１７と、透明粘着層１８と、ハードコートフィルム１９とを順に積層して構成されている。

透明支持基板１１は、透視性、剛性、及び加工性に優れた材料、例えば、ガラス、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂、若しくは、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂などで構成されている。透明支持基板１１の下面には、透明粘着剤（図示せず）により、加飾フィルム１２が貼着されている。

加飾フィルム１２は、加飾フィルム用透明フィルムの周囲表面に矩形枠状にインクを塗布することにより形成されている。タッチ入力デバイス４の矩形の加飾領域４Ｂは、前記インクを塗布した部分である矩形枠状の加飾部１２ａにより形成され、加飾部１２ａが設けられていない矩形の部分１２ｂがタッチ入力デバイス４の透明窓部分４Ａとなる。

加飾部１２ａを構成するインクとしては、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、セルロースエステル系樹脂、若しくは、アルキド樹脂などの樹脂をバインダーとし、適切な色の顔料又は染料を着色剤として含有する着色インクを用いるとよい。また、加飾部１２ａは、塗布に代えて印刷により形成されてもよい。印刷により加飾部１２ａを形成する場合、オフセット印刷法、グラビア印刷法、若しくは、スクリーン印刷法などの通常の印刷法を利用することができる。

加飾フィルム１２の下面には、透明粘着剤（図示せず）により、Ｘ座標検出用透明フィルム１３が貼着されている。Ｘ座標検出用透明フィルム１３の下面には、例えば、図４に示すように一方向にストライプ状に配置された上部透明電極１３ａと、バスバー若しくは引き回し線等の外部と通電するための所定のパターンの引き回し回路１３ｂとが形成されている。また、Ｘ座標検出用透明フィルム１３の下面には、上部透明電極１３ａと引き回し回路１３ｂとを被覆するように透明粘着層１４が配置され、当該透明粘着層１４によりＹ座標検出用透明フィルム１５が貼着されている。透明粘着層１４は、例えば、糊、接着剤、又は両面粘着テープである。

Ｙ座標検出用透明フィルム１５の下面には、図５に示すように上部透明電極１３ａと交差（例えば直交）する方向にストライプ状に配置された下部透明電極１５ａと、バスバー若しくは引き回し線等の外部と通電するための所定のパターンの引き回し回路１５ｂとが形成されている。また、Ｙ座標検出用透明フィルム１５の下面には、下部透明電極１５ａと引き回し回路１５ｂとを被覆するように透明粘着層１６が配置され、当該透明粘着層１６によりシールド用透明フィルム１７が貼着されている。透明粘着層１６は、例えば、糊、接着剤、又は両面粘着テープである。

シールド用透明フィルム１７の下面には、図６に示すように、矩形のシールド用透明電極１７ａと、筐体２（グランド）に接続するための所定のパターンの引き回し回路１７ｂが形成されている。シールド用透明電極１７ａは、表示装置３の表示部３Ａよりも大きく形成され、タッチ入力デバイス４の厚み方向から見たときに表示部３Ａを包含できる位置に配置されている。これにより、シールド用透明電極１７ａは、表示装置３から発生する妨害電磁波（交流のノイズ）を遮蔽する、いわゆる電磁シールドの役割を果たす。また、シールド用透明フィルム１７の下面には、シールド用透明電極１７ａと引き回し回路１７ｂとを被覆するように透明粘着層１８が配置され、当該透明粘着層１８によりハードコートフィルム１９が貼着されている。透明粘着層１８は、例えば、糊、接着剤、又は両面粘着テープである。ハードコートフィルム１９は、製造時に透明粘着層１８の表面に傷が付かないように保護する部材である。

Ｘ座標検出用透明フィルム１３とＹ座標検出用透明フィルム１５とシールド用透明フィルム１７とは、それぞれ、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、若しくは、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂などで構成されている。ハードコートフィルム１９は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂若しくはポリイミドなどで構成されている。

各透明電極１３ａ，１５ａ，１７ａと各引き回し回路１３ｂ，１５ｂ，１７ｂとは、それぞれ、透明導電膜より構成されている。透明導電膜の材料としては、酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化カドミウム、若しくはＩＴＯ等の金属酸化物、又は、導電性ポリマーの薄膜が一例として挙げられる。各透明電極１３ａ，１５ａ，１７ａと各引き回し回路１３ｂ，１５ｂ，１７ｂの形成方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング、イオンプレーティング、ＣＶＤ法、若しくは、ロールコーター法などを用いて各透明フィルム１３，１５，１７の全面に導電性被膜を形成した後、不要な部分をエッチング除去する方法がある。前記エッチングは、電極として残したい部分にフォトリソ法又はスクリーン法などによりレジストを形成した後、塩酸などのエッチング液に浸漬することにより行うことができる。また、前記エッチングは、前記レジストの形成後、エッチング液を噴射してレジストが形成されていない部分の導電性被膜を除去し、その後、溶剤に浸漬することによりレジストを膨潤又は溶解させて除去することにより行うこともできる。また、前記各透明電極１３ａ，１５ａ，１７ａと各引き回し回路１３ｂ，１５ｂ，１７ｂの形成は、レーザーにより行うこともできる。

次に、感圧センサ２０の構成について説明する。
図７は、本第１実施形態にかかる感圧センサ２０の平面図であり、図８は、図７のＡ２−Ａ２線の断面図である。図９は、図７に示す感圧センサ２０の分解斜視図である。

感圧センサ２０は、タッチパネル本体１０のハードコートフィルム１９の下面に、例えば糊、接着剤、若しくは、両面粘着テープなどの粘着剤３０によって貼着されている。感圧センサ２０は、タッチパネル本体１０の上方から見たときに加飾部１２ａに隠蔽されるように矩形枠状に形成されている。従って、感圧センサ２０を構成する各部材は、透明な材質で構成されることに限定されず、有色の材質で構成されていてもよい。なお、ここでは、感圧センサ２０の外形が矩形であるとして説明するが、本発明はこれに限定されず、その他の形状、例えば円形であってもよい。

感圧センサ２０は、第２基板の一例である矩形枠状の上部フィルム２１と、上部フィルム２１と対向配置された第１基板の一例である矩形枠状の下部フィルム２２とを備えている。感圧センサ２０は、下部フィルム２２が表示窓２Ａの矩形枠状部分２ｂ上に、例えば粘着剤（図示せず）により貼着されることで表示窓２Ａに取り付けられる。上部及び下部フィルム２１，２２の厚み寸法は、例えば２５μｍ〜１００μｍに設定されている。

上部及び下部フィルム２１，２２の材質としては、フレキシブル基板に使用可能な材質、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、アクリル系樹脂、若しくは、ＡＮ樹脂などの汎用樹脂を用いることができる。また、上部及び下部フィルム２１，２２の材質としては、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、若しくは、超高分子量ポリエチレン樹脂などの汎用エンジニアリング樹脂、又は、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリフェニレンオキシド系樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリエステル樹脂、若しくは、ポリアリル系耐熱樹脂などのスーパーエンジニアリング樹脂を用いることもできる。

上部フィルム２１の下部フィルム２２との対向面には、上部電極２１ａが矩形枠状に配置されている。下部フィルム２２の上部フィルム２１との対向面には、下部電極２２ａが上部電極２１ａと対向するように矩形枠状に配置されている。ここでは、上部電極２１ａと下部電極２２ａとで一対の電極が構成されている。上部及び下部電極２１ａ，２２ａの厚み寸法は、例えば、１０μｍ〜２０μｍに設定されている。

上部及び下部電極２１ａ，２２ａの材料としては、金、銀、銅、若しくはニッケルなどの金属、あるいはカーボンなどの導電性を有するペーストを用いることができる。これらの形成方法としては、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、若しくはフレキソ印刷などの印刷法、フォトレジスト法などが挙げられる。また、上部及び下部電極２１ａ，２２ａは、銅若しくは金などの金属箔を貼り付けて形成することもできる。さらに、上部及び下部電極２１ａ，２２ａは、銅などの金属をメッキしたＦＰＣ（フレキシブル回路基板）の上にレジストで電極パターンを形成し、レジストで保護されていない部分の金属箔をエッチング処理することによって形成することもできる。

上部フィルム２１の４つのコーナー部１２１には、上部電極２１ａを被覆するようにドット状の上部感圧インク部材２３ａが配置されている。下部フィルム２２の４つのコーナー部１２２には、下部電極２２ａを被覆し且つ上部感圧インク部材２３ａと対向するようにドット状の下部感圧インク部材２３ｂが配置されている。上部又は下部感圧インク部材２３ａ，２３ｂの厚み寸法（上部フィルム２１又は下部フィルム２２からの高さ）は、上部又は下部電極２１ａ，２２ａの厚み寸法よりも大きく、例えば１５μｍ〜３５μｍに設定されている。上部又は下部感圧インク部材２３ａ，２３ｂのドット形状は、特に限定されるものではなく、円形、矩形、三角形などの形状であってもよい。ここでは一例として、上部又は下部感圧インク部材２３ａ，２３ｂは円形であるものとして説明する。

上部及び下部感圧インク部材２３ａ，２３ｂを構成する組成物は、外力に応じて電気抵抗値などの電気特性が変化する導電性の素材で構成されている。より具体的には、上部及び下部感圧インク部材２３ａ，２３ｂは、圧力の印加に伴って、前記組成物の内部に多数含まれる導電性の粒子である感圧粒子間であって、近接している複数の感圧粒子間で、直接的な接触の有無とは関係なく、トンネル電流が流れて、絶縁状態から通電状態に変化するものである。前記組成物として、例えば、英国のダーリントン（Dａｒｌｉｎｇｔｏｎ）のペラテック社（Ｐｅｒａｔｅｃｈ ＬＴＤ）から商品名「ＱＴＣ」で入手可能な量子トンネル現象複合材料（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）を用いることができる。上部感圧インク部材２３ａ及び下部感圧インク部材２３ｂは、塗布により上部フィルム２１及び下部フィルム２２に配置することができる。上部及び下部感圧インク部材２３ａ，２３ｂの塗布方法としては、それぞれ、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、又はフレキソ印刷などの印刷法を用いることができる。

上部フィルム２１と下部フィルム２２との対向領域には、矩形枠状の隙間保持部材２４が配置されている。隙間保持部材２４は、粘着性を有して上部フィルム２１と下部フィルム２２とを接着するとともに、上部感圧インク部材２３ａと下部感圧インク部材２３ｂとの各対向面間に隙間３１を保持するための絶縁性部材である。隙間保持部材２４は、例えば、図１０に示すように、ポリエチレンテレフタレートフィルムなどの芯材２４Ａの両面にアクリル系の接着糊などの粘着剤２４Ｂを形成した両面粘着テープである。隙間保持部材２４の厚みは、例えば、５０〜１００μｍに設定されている。

隙間保持部材２４の４つのコーナー部には、図９に示すように、それぞれ円形の貫通穴２４ａが設けられている。各貫通穴２４ａは、円形の上部及び下部感圧インク部材２３ａ，２３ｂよりも直径が大きく形成されている。例えば、貫通穴２４ａの直径は３ｍｍであり、上部及び下部感圧インク部材２３ａ，２３ｂの直径は２ｍｍであり、矩形枠状の上部及び下部電極２１ａ，２２ａの幅は１ｍｍである。これにより、隙間保持部材２４と感圧インク部材２３ａ，２３ｂとが接触しないようになっている。また、隙間保持部材２４は、貫通穴２４ａ以外の部分では上部及び下部電極２１ａ，２２ａを被覆するので、各貫通穴２４ａに対応する部分以外で両電極２１ａ，２２ａが通電することを防止することができる。

また、上部及び下部電極２１ａ，２２ａは、コネクタ２５に接続されている。コネクタ２５は、携帯電話機１に内蔵された押圧力検出部６に接続されている。

前記構成の感圧センサ２０は、図２に示すように、通常時（無加圧時）は、隙間保持部材２４によって上部感圧インク部材２３ａと下部感圧インク部材２３ｂとが互いに接触しない状態となっている。この状態で、感圧センサ２０上に設けられたタッチパネル本体１０のタッチ入力面に押圧力Ｐが加えられた場合、当該押圧力Ｐにより、図１１に示すように、上部又は下部フィルム２１，２２が撓むなどして変形する。これにより、少なくとも押圧力Ｐが加えられた部分に最も近い上部及び下部感圧インク部材２３ａ，２３ｂが互いに接触し、上部電極２１ａと下部電極２２ａとの間に電流が流れる。この電流を押圧力検出部６で検出することにより、押圧力Ｐを検出することができる。

また、押圧力Ｐが大きくなると、上部及び下部感圧インク部材２３ａ，２３ｂに加えられる外力が増大することにより、上部及び下部感圧インク部材２３ａ，２３ｂの電気抵抗値が小さくなる。これにより、上部電極２１ａと下部電極２２ａとの間に流れる電流が増大する。この電流の変化を押圧力検出部６で電圧値に変換して検出することによって、上部又は下部感圧インク部材２３ａ，２３ｂに加えられる外力を押圧力検出部６で検出することができ、押圧力Ｐを検出することができる。

以上、本発明の第１実施形態にかかるタッチ入力デバイス４によれば、上部及び下部電極２１ａ，２２ａが枠状に配置されているので、当該枠で囲まれた内側部分の透過率は低下しない。従って、携帯電話機１に搭載されても表示装置３の表示部３Ａを枠の内側に配置することで、当該表示部３Ａの視認性の低下を抑えることができる。また、感圧インク部材２３ａ，２３ｂは、上部及び下部フィルム２１，２２の各コーナー部１２１，１２２に点在しているので、上部フィルム２１に対して同じ押圧力を加えた場合において上部又は下部感圧インク部材２３ａ，２３ｂが上部又は下部電極２１ａ，２２ａの両方に接触する面積のバラツキを抑えることができる。従って、圧力の測定精度を向上させることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。例えば、前記第１実施形態では、上部及び下部電極２１ａ，２２ａの両方を上部及び下部感圧インク部材２３ａ，２３ｂで被覆するようにしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、図１２に示すように、上部電極２１ａを上部感圧インク部材２３ａで被覆する一方、下部電極２２ａを下部感圧インク部材２３ｂで被覆しないようにしてもよい。すなわち、上部及び下部電極２１ａ，２２ａの少なくともいずれか一方を感圧インク部材で被覆するようにすればよい。この場合、上部電極２１ａと下部電極２２ａとの間には、１つの感圧インク部材しか配置されないことになるので、２つの感圧インク部材を配置するときよりも圧力の測定精度が高くなる。なお、前記第１実施形態のように、上部及び下部電極２１ａ，２２ａの両方を上部及び下部感圧インク部材２３ａ，２３ｂで被覆するようにした場合には、上部及び下部電極２１ａ，２２ａが貫通穴２４ａの空間内で露出する部分を少なくすることができる。これにより、上部及び下部電極２１ａ，２２ａの腐食などの不具合を抑えることができる。

また、前記第１実施形態では、隙間保持部材２４の各貫通穴２４ａの直径を、上部及び下部感圧インク部材２３ａ，２３ｂの直径よりも大きく形成したが、図１３に示すように、上部及び下部感圧インク部材２３ａ，２３ｂよりも小さく形成してもよい。すなわち、隙間保持部材２４が上部及び下部感圧インク部材２３ａ，２３ｂの周囲に隙間無く接触するように構成してもよい。これにより、上部及び下部電極２１ａ，２２ａが上部及び下部感圧インク部材２３ａ，２３ｂ、又は隙間保持部材２４のいずれにも覆われていない部分を無くすことができる。すなわち、貫通穴２４ａの空間内に上部及び下部電極２１ａ，２２ａが露出することを防ぐことができる。これにより、上部及び下部電極２１ａ，２２ａの腐食などの不具合をなくすことができる。

また、図１４に示すように、下部フィルム２２の下部電極２２ａが設けられていない側の面（裏面）に、支持部材としてバンプ２６を積層配置してもよい。ここで、バンプ２６の高さ寸法は、例えば５μｍ〜１０００μｍ、より特定的には５０μｍ〜２００μｍ（下部フィルム２２に接着するための接着層の厚みを含む）である。これにより、図１５に示すように、感圧センサ２０に厚み方向の押圧力が加わったとき、下部フィルム２２の感圧インク部材２３ｂの部分を下方から支持し、加わった押圧力を分散させることなく、下部フィルム２２の変形に利用される力として確実に伝達することができる。これにより、圧力の測定精度を向上させることができる。

なお、バンプ２６は、例えば１ｋｇの力でタッチパネル本体１０を押圧したときに変形しない程度の剛性を有していることが好ましい。バンプ２６は、絶縁部材であっても、導電部材であってもよい。バンプ２６は、例えば、熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂、ポリエチレンフォーム若しくはウレタンフォームなどの発泡体などで構成することができる。バンプ２６の幅寸法は、０．１ｍｍ以上であることが好ましい。バンプの幅寸法が０．１ｍｍ未満である場合、下部フィルム２２を十分に変形させることができないおそれがある。また、バンプ２６の幅寸法は、感圧センサ２０の幅寸法以下であることが好ましい。バンプ２６の幅寸法が感圧センサ２０の幅寸法よりも大きい場合、バンプ２６が感圧センサ２０以外の部分に接触して、圧力の測定精度が低下するおそれがある。

また、バンプ２６は、感圧インク部材２３ｂが設けられている位置の裏面側（直下）に配置されていることが好ましい。これにより、上部及び下部感圧インク部材２３ａ，２３ｂを互いに、より確実に接触させることができ、圧力の測定精度をより向上させることができる。なお、図１５に示すように、隙間保持部材２４と上部又は下部感圧インク部材２３ａ，２３ｂとが接触していない（隙間３２がある）方が、下部フィルム２２が変形しやすく、圧力の測定精度を向上させることができる。

なお、前記支持部材は、バンプ２６に限定されるものではなく、圧縮性の高い部材であればよい。また、バンプ２６のような半球形状の部材の方が、押圧力を伝達するのに効果的である。また、前記では、下部フィルム２２の裏面に支持部材を設けたが、上部フィルム２１の裏面（上面）に設けられてもよい。また、支持部材を形成する上部又は下部フィルム２１，２２は、可撓性を有することが好ましい。

また、前記第１実施形態では、上部又は下部感圧インク部材２３ａ，２３ｂを第１又は下部フィルム２１，２２の各コーナー部１２１，１２２に配置したが、本発明はこれに限定されない。上部又は下部感圧インク部材２３ａ，２３ｂは、上部又は下部フィルム２１，２２の縁部に沿って点在するように配置されていればよい。

また、前記第１実施形態では、加飾フィルム１２を備えるようにしたが、加飾フィルム１２を備えなくてもよい。

《第２実施形態》
図１６は、本発明の第２実施形態にかかるタッチ入力デバイスが備える感圧センサ２０Ａの平面図であり、図１７は、図１６のＡ３−Ａ３線の断面図である。図１８は、図１６に示す感圧センサ２０Aの分解斜視図である。本第２実施形態にかかるタッチ入力デバイスが、前記第１実施形態にかかるタッチ入力デバイスと異なる点は、上部電極２１ａに代えて、下部フィルム２２に下部電極２２ａに並列して矩形枠状の下部電極２２ｂを配置する点である。すなわち、所定間隔をあけて一対の矩形枠状の電極を下部フィルム２２に配置し、内側の矩形枠状の電極は前記第１実施形態の下部電極２２ａに相当し、外側の矩形枠状の電極を前記第１実施形態の上部電極２１ａに相当するものとしている。よって、ここでは、下部フィルム２２上に形成された第１下部電極２２ａと第２下部電極２２ｂとで、一対の電極が構成されている。

本第２実施形態にかかるタッチ入力デバイスによれば、感圧センサ２０Ａの厚み方向に押圧力が加わったとき、上部フィルム２１のコーナー部１２１に配置された４つの上部感圧インク部材２３ａのうちの少なくとも１つが第１下部電極２２ａと第２下部電極２２ｂの両方に接触して両者を導通させる。これにより、感圧インク部材２３ａに加えられる外力を検出することができ、タッチ入力面への押圧力を検出することができる。

《第３実施形態》
図１９は、本発明の第３実施形態にかかるタッチ入力デバイスが備える感圧センサ２０Ｂの平面図であり、図２０は、図１９のＡ４−Ａ４線の断面図である。本第３実施形態にかかるタッチ入力デバイスが、前記第１実施形態にかかるタッチ入力デバイスと異なる点は、矩形枠状の上部及び下部フィルム２１，２２に代えて、矩形シート状の上部及び下部フィルム２１Ａ，２２Ａを備えている点である。また、本第３実施形態にかかるタッチ入力デバイスにおいて、上部及び下部フィルム２１Ａ，２２Ａと隙間保持部材２４とは、透明な材質で構成している。

本第３実施形態にかかるタッチ入力デバイスによれば、上部及び下部電極２１ａ，２２ａは矩形枠状に配置されているので、当該矩形枠で囲まれた内側部分の透過率は低下しない。また、上部及び下部フィルム２１Ａ，２２Ａと隙間保持部材２４とは、透明な材質で構成されているので、透過率の低下を抑えることができる。従って、携帯電話機１に搭載されても、表示装置３の表示部３Ａの視認性の低下を抑えることができる。

《第４実施形態》
図２１は、本発明の第４実施形態にかかるタッチ入力デバイスが備える感圧センサ２０Ｃの平面図であり、図２２は、図２１のＡ５−Ａ５線の断面図である。本第４実施形態にかかるタッチ入力デバイスが、前記第３実施形態にかかるタッチ入力デバイスと異なる点は、下部フィルム２２Ａと隙間保持部材２４との間に透明電磁シールド部材の一例としてのシールド用透明電極２２ｃを設けている点である。このシールド用透明電極２２ｃは、前記第１実施形態にて前述したシールド用透明電極１７ａと同様の形状、大きさ、材質で構成され、引き回し回路１７ｂと同様の引き回し回路（図示せず）と接続されている。

本第４実施形態にかかるタッチ入力デバイスによれば、シールド用透明電極２２ｃを備えることで、タッチパネル１０にはシールド用透明電極１７ａを設ける必要がなくなる。これにより、タッチ入力デバイスの全体としては、上部及び下部電極２１ａ，２２ａの内側部分の透過率は低下しない。従って、携帯電話機１に搭載されても、表示装置３の表示部３Ａの視認性の低下を抑えることができる。

《第５実施形態》
図２３は、本発明の第５実施形態にかかるタッチ入力デバイスの断面図である。本第５実施形態にかかるタッチ入力デバイスが、前記第３実施形態にかかるタッチ入力デバイスと異なる点は、上部フィルム２１Ａと隙間保持部材２４との間にシールド用透明電極２１ｂを設けるとともに、下部フィルム２２Ａをハードコートフィルム１９と同様の材質で構成し、シールド用透明フィルム１７、透明粘着層１８、及びハードコートフィルム１９を設けていない点である。すなわち、上部フィルム２１Ａがシールド用透明フィルム１７の機能を備え、下部フィルム２２Ａがハードコートフィルム１９の機能を備えるようにしている。

図２４は、本発明の第５実施形態にかかるタッチ入力デバイスが備える上部フィルム２１Ａの平面図である。シールド用透明電極２１ｂは、前記第１実施形態にて前述したシールド用透明電極１７ａと同様の形状、大きさ、材質で構成され、引き回し回路１７ｂと同様して形成された引き回し回路２１ｃと接続されている。なお、引き回し回路２１ｃと上部電極２１ａとは、例えば両者の間に絶縁部材が配置されるなどして、互いに接触しないようになっている。

本第５実施形態にかかるタッチ入力デバイスによれば、シールド用透明フィルム１７、透明粘着層１８、及びハードコートフィルム１９を設けていないので、前記第３実施形態にかかるタッチ入力デバイスよりも透明窓部分４Ａの透過率を向上させることができる。また、コストダウン及び製造工程の効率化を図ることができる。さらに、タッチパネル本体の厚みが薄くなるため、感圧センサの感度を向上させることができる。

《第６実施形態》
図２５は、本発明の第６実施形態にかかるタッチ入力デバイスの断面図である。本第６実施形態にかかるタッチ入力デバイスが、前記第４実施形態にかかるタッチ入力デバイスと異なる点は、上部フィルム２２Ａと隙間保持部材２４との間に下部透明電極２２ｃを設けるとともに、下部フィルム２２Ａをハードコートフィルム１９と同様の材質で構成し、Ｙ座標検出用透明フィルム１５、透明粘着層１６、シールド用透明フィルム１７、透明粘着層１８、及びハードコートフィルム１９を設けていない点である。すなわち、上部及び下部フィルム２１Ａ，２２Ａが、Ｙ座標検出用透明フィルム１５、シールド用透明フィルム１７、及びハードコートフィルム１９の機能を備えるようにしている。なお、ここでは、Ｘ座標検出用透明フィルム１３が第３基板の一例となる。

図２６は、本発明の第６実施形態にかかるタッチ入力デバイスが備える上部フィルム２１Ａの平面図である。下部透明電極２１ｄは、前記第１実施形態にて前述した下部透明電極１５ａと同様の形状、大きさ、材質で構成され、引き回し回路１５ｂと同様にして形成された引き回し回路２１ｅと接続されている。なお、引き回し回路２１ｅと上部電極２１ａとは、例えば両者の間に絶縁部材が配置されるなどして、互いに接触しないようになっている。

本第６実施形態にかかるタッチ入力デバイスによれば、Ｙ座標検出用透明フィルム１５、透明粘着層１６、シールド用透明フィルム１７、透明粘着層１８、及びハードコートフィルム１９を設けていないので、前記第４実施形態にかかるタッチ入力デバイスよりも透明窓部分４Ａの透過率を向上させることができる。また、コストダウン及び製造工程の効率化を図ることができる。さらに、タッチパネル本体の厚みが薄くなるため、感圧センサの感度を向上させることができる。

《第７実施形態》
前記各実施形態では、平面座標を検出するのに２枚のフィルムにそれぞれ電極を形成したタッチパネルについて説明したが、例えばＹ座標が決まればＸ座標も決まるような簡易な構成の場合には、１枚のフィルムに電極を形成することで平面座標を検出することができる。このため、本発明の第７実施形態にかかるタッチ入力デバイスは以下のように構成されている。

図２７は、本発明の第７実施形態にかかるタッチ入力デバイスの断面図である。本第７実施形態にかかるタッチ入力デバイスが、前記第６実施形態にかかるタッチ入力デバイスと異なる点は、Ｘ座標検出用透明フィルム１３及び透明粘着層１４を設けていない点である。

本第７実施形態にかかるタッチ入力デバイスによれば、Ｘ座標検出用透明フィルム１３及び透明粘着層１４を設けていないので、前記第６実施形態にかかるタッチ入力デバイスよりも透明窓部分４Ａの透過率を向上させることができる。また、コストダウン及び製造工程のさらなる効率化を図ることができる。さらに、タッチパネル本体の厚みが薄くなるため、感圧センサの感度を向上させることができる。

《第８実施形態》
図２８は、本発明の第８実施形態にかかるタッチ入力デバイスの断面図である。本第８実施形態にかかるタッチ入力デバイスが、前記第３実施形態にかかるタッチ入力デバイスと異なる点は、静電容量方式のタッチパネル本体１０に代えて、抵抗膜方式のタッチパネル本体４０を備えている点である。タッチパネル本体４０と感圧センサ２０Bとは、透明粘着層３０A（例えば厚み５０μｍ）により貼着されている。

タッチパネル本体４０は、透明なハードコートフィルム４１と、加飾フィルム４２と、上部電極フィルム４３と、下部電極フィルム４４とを順に積層して構成されている。

ハードコートフィルム４１は、タッチ入力デバイスの入力面となる透明なフィルム部材である。ハードコートフィルム４１の材質としては、透視性に優れ、表面耐擦性に優れる材質を用いることが好ましい。このような材質としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、アクリル系樹脂、若しくは、ＡＮ樹脂などの汎用樹脂が一例として挙げられる。また、ハードコートフィルム４１の材質として、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、若しくは、超高分子量ポリエチレン樹脂などの汎用エンジニアリング樹脂、又は、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリフェニレンオキシド系樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリエステル樹脂、若しくは、ポリアリル系耐熱樹脂などのスーパーエンジニアリング樹脂を用いることもできる。

ハードコートフィルム４１は、透明であればよく、無色透明、有色透明を問わない。ハードコートフィルム４１の下面には、透明粘着剤（図示せず）により、加飾フィルム４２が貼着されている。

加飾フィルム４２は、加飾フィルム用透明フィルムの周囲表面に矩形枠状にインクを塗布することにより形成されている。矩形の加飾領域４Ｂ（図３参照）は、前記インクを塗布した部分である矩形枠状の加飾部４２ａにより形成され、加飾部４２ａが設けられていない矩形の部分４２ｂが透明窓部分４Ａ（図３参照）となる。

加飾部４２ａを構成するインクとしては、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、セルロースエステル系樹脂、若しくは、アルキド樹脂などの樹脂をバインダーとし、適切な色の顔料又は染料を着色剤として含有する着色インクを用いるとよい。また、加飾部４２ａは、塗布に代えて印刷により形成されてもよい。印刷により加飾部１２ａを形成する場合、オフセット印刷法、グラビア印刷法、若しくは、スクリーン印刷法などの通常の印刷法を利用することができる。

また、加飾部４２ａは、金属薄膜層、あるいは印刷層と金属薄膜層との組み合わせにより構成されてもよい。金属薄膜層は、加飾部４２ａとして金属光沢を表現するためのものであり、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、若しくは、鍍金法などにより形成することができる。この場合、表現したい金属光沢色に応じて、アルミニウム、ニッケル、金、白金、クロム、鉄、銅、スズ、インジウム、銀、チタニウム、鉛、若しくは、亜鉛などの金属、又は、これらの金属の合金、又は、これらの金属の化合物を使用すればよい。金属薄膜層は、通常は、部分的に形成する。また、金属薄膜層を設ける場合、他の層との密着性を向上させるために、前アンカー層若しくは後アンカー層を設けてもよい。

ハードコートフィルム４１と加飾部４２ａの模様を適宜組み合わせることにより、タッチ入力デバイス４の加飾領域４Ａの模様を種々のデザインとすることができる。例えば、ハードコートフィルム４１を有色透明とし、金属光沢を有する金属部材で加飾部４２ａを構成すると、タッチ入力デバイス４の加飾領域４Ａは、有色の金属光沢を有するチント色にすることができる。加飾フィルム４２の下面には、透明粘着剤（図示せず）により、上部電極フィルム４３が貼着されている。

上部電極フィルム４３は、電極支持フィルム４３ｂを備えている。電極支持フィルム４３ｂの下面には、上部透明電極４３ａと、バスバー若しくは引き回し線等の外部と通電するための所定のパターンの引き回し回路（図示せず）とが形成されている。上部電極フィルム４３の周囲下面は、矩形枠状の粘着層４５により下部電極フィルム４４の周囲上面と貼着されている。上部電極フィルム４３と下部電極フィルム４４との間には、粘着層４５に囲まれた空間が形成されている。粘着層４５は、例えば、糊、接着剤、又は両面粘着テープである。

下部電極フィルム４４は、電極支持フィルム４４ｂを備えている。電極支持フィルム４４の下面には、ストライプ状に配置された下部透明電極４４ａと、バスバー若しくは引き回し線等の外部と通電するための所定のパターンの引き回し回路（図示せず）とが形成されている。下部電極フィルム４４の上部電極フィルム４４との対向面には、複数のスペーサ４４ｃが設けられている。これらのスペーサ４４ｃにより、上部透明電極４３ａと下部透明電極４４ａとが誤接触することが防止されている。これらのスペーサ４４ｃは、例えば、透明な光硬化型樹脂をフォトプロセス若しくは印刷法により微細なドット状にすることで形成することができる。

電極支持シート４３ｂ及び４４ｂの材質としては、透視性に優れた材料を用いることが好ましい。このような材質としては、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、アクリル系樹脂、若しくは、ＡＮ樹脂などの汎用樹脂が一例として挙げられる。また、電極支持シート４３ｂ及び４４ｂの材質として、ポリフェニレンオキシド・ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、若しくは、超高分子量ポリエチレン樹脂などの汎用エンジニアリング樹脂、又は、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリフェニレンオキシド系樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリエステル樹脂、若しくは、ポリアリル系耐熱樹脂などのスーパーエンジニアリング樹脂を用いることもできる。

各上部透明電極４３ａ及び下部透明電極４４ａは、透明導電膜により形成することができる。透明導電膜の材料としては、酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化カドミウム、若しくは、ＩＴＯ等の金属酸化物、又は、導電性ポリマーの薄膜が一例として挙げられる。上部透明電極４３ａ及び下部透明電極４４ａの形成方法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング、イオンプレーティング、ＣＶＤ法、若しくは、ロールコーター法などを用いて各電極支持フィルム４３ｂ，４４ｂの全面に導電性被膜を形成した後、不要な部分をエッチング除去する方法がある。前記エッチングは、電極として残したい部分にフォトリソ法又はスクリーン法などによりレジストを形成した後、塩酸などのエッチング液に浸漬することにより行うことができる。また、前記エッチングは、前記レジストの形成後、エッチング液を噴射してレジストが形成されていない部分の導電性被膜を除去し、その後、溶剤に浸漬することによりレジストを膨潤又は溶解させて除去することにより行うこともできる。また、各透明電極４３ａ，４４ａの形成は、レーザーにより行うこともできる。

なお、ここでは、各透明電極４３ａ，４４ａを電極支持フィルム４３ｂ，４４ｂの表面に直接設けたが、本発明はこれに限定されない。例えば、表面に透明電極が設けられた透明な樹脂フィルムを電極支持フィルム４３ｂ，４４ｂに貼り付けることによって形成するようにしてもよい。この場合、前記樹脂フィルムとしては、ポリカーボネート系、ポリアミド系、若しくは、ポリエーテルケトン系等のエンジニアリングプラスチック、又は、アクリル系、ポリエチレンテレフタレート系、若しくは、ポリブチレンテレフタレート系などの樹脂フィルムなどを用いることができる。

図２９は、前記構成を有する本発明の第８実施形態にかかるタッチ入力デバイスに押圧力Ｐが加えられた状態を模式的に示す断面図である。図２９に示すように、感圧センサ２０Ｂ上に設けられたタッチパネル本体４０のタッチ入力面に押圧力Ｐが加えられた場合、当該押圧力Ｐにより、上部又は下部フィルム２１Ａ，２２Ａが撓むなどして変形する。これにより、少なくとも押圧力Ｐが加えられた部分に最も近い上部及び下部感圧インク部材２３ａ，２３ｂが互いに接触して導通する。これにより、感圧インク部材２３ａに加えられる外力を検出することができ、押圧力Ｐを検出することができる。

《第９実施形態》
図３０は、本発明の第９実施形態にかかるタッチ入力デバイスにおける、感圧インク部材の配置を模式的に示す平面図である。本第９実施形態にかかるタッチ入力デバイスが、前記第８実施形態にかかるタッチ入力デバイスと異なる点は、感圧インク部材２３ａが矩形の上部フィルム２１Ａの一対の長辺の縁部のみに沿って破線状に設けられている点である。なお、本発明の第９実施形態において、感圧インク部材２３ｂは、下部フィルム２２Ａの感圧インク部材２３ａと対向する位置に設けられている。すなわち、感圧インク部材２３ｂも、矩形の下部フィルム２２Ａの一対の長辺の縁部のみに沿って破線状に設けられている。感圧インク部材２３ｂの配置は感圧インク部材２３ａの配置と同様であるので、説明は省略する。

図２９に示すように、タッチパネル本体４０に押圧力Ｐが加えられたとき、矩形の上部フィルム２１Ａは、主として長辺に平行な方向に撓み、短辺に平行な方向には撓みにくい。すなわち、上部フィルム２１Ａの短辺に沿って設けた感圧インク部材２３ａは、上部フィルム２１Ａの長辺に沿って設けた感圧インク部材２３ａに比べて、接触させにくく、押圧力Ｐの検出に寄与しにくい。

また、前記第１〜第８実施形態のように上部フィルム２１Ａの４つのコーナー部１２１に感圧インク部材２３ａを配置した場合、タッチパネル本体４０のサイズが大きくなると、互いに隣接する感圧インク部材２３ａ，２３ａ間の間隔が大きくなる。当該間隔が大きくなると、上部フィルム２１Ａの特に長辺の撓みが大きくなり、感圧インク部材２３ａが感圧インク部材２３ｂに接触する前に、上部フィルム２１Ａが下部フィルム２２Ａに接触しまうおそれがある。この場合、感圧センサ２０Ｂの圧力の測定精度が低下することになる。

これに対して、本第９実施形態においては、矩形の上部フィルム２１Ａの一対の長辺の縁部のみに沿って破線状に感圧インク部材２３ａを設けている。これにより、感圧センサ２０Ｂの圧力の測定精度の低下を抑えることができる。また、無駄な感圧インク部材２３ａを無くすことができる。

なお、隙間保持部材２４としては、図３１に示すように、感圧インク部材２３ａに対応する位置に貫通孔２４ａを備えた両面粘着テープを用いることが好ましい。この場合、図３２に示すように、両面粘着テープの貫通孔２４ａに感圧インク部材２３ａが嵌り込み、両者間の接触を可能にすることができる。また、上部フィルム２１Ａと下部フィルム２２Ａとの接着面積を広くすることができるので、強固な接着を実現することできる。なお、両面粘着テープを絶縁材料で構成することにより、貫通孔２４ａ以外の部分で上部電極２１ａと下部電極２２ａとが導通することを防止することができる。

なお、感圧インク部材２３ａの配置ピッチ（感圧インク部材２３ａの長さ＋互いに隣接する感圧インク部材２３ａ，２３ａの隙間長さ）が大き過ぎると、前述したように上部フィルム２１Ａの撓みが大きくなり過ぎて、感圧センサ２０Ｂの圧力の測定精度が低下するおそれがある。一方、感圧インク部材２３ａの配置ピッチが小さ過ぎると、個々の感圧インク部材２３ａに加わる圧力が小さくなり、感圧センサ２０Ｂの圧力の測定精度が低下するおそれがある。このため、感圧インク部材２３ａの配置ピッチは、１７．７５ｍｍ±８ｍｍ、すなわち９．７５ｍｍ以上２５．７５ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。図３３は、配置ピッチを変えて作成した３つのサンプルにおける抵抗値と押圧力との関係を示すグラフである。図３３に示されるように、感圧インク部材の配置ピッチを最適としたサンプルが最も良好なＦ（押圧力）−Ｒ（抵抗）特性を有している。なお、図３３において、最適ピッチとは１１ｍｍであり、大ピッチとは５０ｍｍであり、小ピッチとは５ｍｍである。

また、前記第９実施形態においては、上部フィルム２１Ａの一対の短辺の縁部には感圧インク部材２３ａを設けなかったが、勿論、当該短辺の縁部に沿って複数の感圧インク部材２３ａを設けてもよい。この場合、上部フィルム２１Ａの短辺の縁部における感圧インク部材２３ａは、上部フィルム２１Ａの長辺の縁部における感圧インク部材２３ａと同じ配置ピッチで配置されてもよい。また、図３４に示すように、上部フィルム２１Ａの短辺の縁部における感圧インク部材２３ａは、上部フィルム２１Ａの長辺の縁部における感圧インク部材２３ａの配置ピッチよりも大きい配置ピッチ（例えば、短辺の中央部分にのみ）で配置されてもよい。

（圧力の測定精度の評価試験）
次に、矩形枠状に配置した電極上に感圧インク部材を点在させて構成した感圧センサが、圧力の測定精度を向上させる効果を有することを確認するために行った試験結果ついて説明する。

ここでは、本発明の実施例として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム基材の上に銀電極を矩形枠状に配置し、当該銀電極上に、図３５に示すように感圧インク部材を点在配置し、その後、これをガラス基板に貼り付けて構成した３つのサンプルＳ１〜Ｓ３を作製した。また、この比較例として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム基材の上に銀電極を矩形枠状に配置し、当該銀電極上に、図３６に示すように感圧インク部材を矩形枠状に配置し、その後、これをガラス基板に貼り付けて構成した３つのサンプルＳ４〜Ｓ６を作製した。

銀電極は、長方形の枠状に形成し、短辺を４９ｍｍ、長辺を７６ｍｍ、幅を３ｍｍ、厚みを１２μｍとした。点在配置する感圧インク部材は、全て５．０ｍｍ×３．０ｍｍの長方形に形成した。また、短辺方向に互いに隣接する感圧インク部材の隙間Ｌ６は約４．６ｍｍとし、長辺方向に互いに隣接する感圧インク部材の隙間Ｌ７は、約５．１４ｍｍとした。なお、この場合、配置ピッチは、約１０．１４ｍｍ（＝５．０ｍｍ＋５．１４ｍｍ）となる。各感圧インク部材の厚みは、１０μｍとした。感圧インク部材には、英国のＰｅｒａｔｅｃｈ社製の商品名「ＱＴＣ」を使用した。

そして、各サンプルＳ１〜Ｓ６を、感圧インク部材の形成面側を下にして、試験台上に載置した後、各サンプルＳ１〜Ｓ６のガラス基板の中央部分Ｃ１，Ｃ２におもりを配置し、銀電極に電流を流して抵抗値を測定した。この動作をおもりの重さを変えて複数回繰り返し、感圧インク部材がガラス基板及びおもりから受ける押圧力に対する抵抗値を測定した。

図３７は、サンプルＳ１〜Ｓ３における抵抗値と押圧力との関係を示すグラフであり、図３８は、サンプルＳ４〜Ｓ６における抵抗値と押圧力との関係を示すグラフである。

感圧インク部材を矩形枠状に形成したサンプルＳ４〜Ｓ６では、図３８に示されるように、押圧力が小さくなる程、各サンプルの抵抗値にバラツキが生じた。この抵抗値のバラツキは、押圧力が３００ｇｆより小さいとき、特に顕著になっている。なお、押圧力が２５０ｇｆ未満の場合は、抵抗値を測定できなかった。

これに対して、感圧インク部材を点在配置したサンプルＳ１〜Ｓ３では、図３７に示されるように、押圧力が約１５０ｇｆ以上のとき、どのサンプルもほぼ同じ抵抗値を示した。
以上の試験結果より、矩形枠状に配置した電極上に感圧インク部材を点在させることによって圧力の測定精度を向上できることが確認された。

次に、前記第９実施形態のように、矩形枠状に配置した電極の一対の長辺上にのみ感圧インク部材を点在させて構成した感圧センサが、圧力の測定精度を向上させる効果を有することを確認するために行った試験結果ついて説明する。

ここでは、銀電極の一対の長辺上にのみ感圧インク部材を点在させるようにしたこと以外は前記サンプルＳ１〜Ｓ３と同様にして、３つのサンプルＳ７〜Ｓ９を作成した。

図３９は、サンプルＳ７〜Ｓ９における抵抗値と押圧力との関係を示すグラフである。
サンプルＳ７〜Ｓ９では、図３９に示されるように、押圧力が約１００ｇｆ以上のとき、どのサンプルもほぼ同じ抵抗値を示した。

以上の試験結果より、矩形枠状に配置した電極の一対の長辺上にのみ感圧インク部材を点在させることによって圧力の測定精度を向上できることが確認された。

なお、前記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

本発明にかかる感圧センサは、電子機器に搭載されても表示装置の表示部の視認性の低下を抑えることができるとともに、圧力の測定精度を向上させることができるので、ＰＤＡ、ハンディターミナルなどの携帯情報端末、コピー機、ファクシミリなどのＯＡ機器、スマートフォン、携帯電話機、携帯ゲーム機器、電子辞書、カーナビゲーションシステム、小型ＰＣ、若しくは各種家電品などの電子機器に有用である。

本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術に熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

２００８年１２月２５日に出願された日本国特許出願Ｎｏ．２００８−３３０２８４号及びＮｏ．２００８−３３０２８８号、並びに２００９年２月２７日に出願された日本国特許出願Ｎｏ．２００９−０４７００６号の明細書、図面、および特許請求の範囲の開示内容は、全体として参照されて本明細書の中に取り入れられるものである。

Claims (16)

1. 押圧検出機能を有するタッチパネルであって、
   第１基板と、
   前記第１基板と対向配置された第２基板と、
   前記第１基板の前記第２基板との対向面又は前記第２基板の前記第１基板との対向面のいずれか一面、又は両面に分かれて配置された一対の電極と、
   前記第１基板の前記第２基板との対向面又は前記第２基板の前記第１基板との対向面に前記一対の電極の少なくとも一方の電極とは隙間を空けて配置され、加えられた押圧力により電気特性が変化する導電性の感圧インク部材と、
   前記第１基板と前記第２基板との対向領域に配置され、粘着性を有して前記第１基板と前記第２基板とを接着するとともに、前記感圧インク部材と前記一対の電極の少なくとも一方の電極との前記隙間を保持する隙間保持部材と、
   を備えるタッチパネル用感圧センサを備え、
   前記一対の電極は、前記第１又は第２基板の縁部に沿って枠状に配置され、
   前記感圧インク部材は、前記第１又第２基板の縁部に沿って点在し、前記第１基板の厚み方向に外力が加わることにより前記第１又は第２基板が変形したとき、前記感圧インク部材が前記一対の電極の両方に接触して両者を導通させる、押圧検出機能を有するタッチパネル。
2. 前記隙間保持部材は、芯材の両面に粘着剤を形成した両面粘着テープである、請求項１に記載の押圧検出機能を有するタッチパネル。
3. 前記感圧インク部材は、前記第１基板又は第２基板の複数のコーナー部にドット状に設けられている、請求項１又は２に記載の押圧検出機能を有するタッチパネル。
4. 前記第１基板及び前記第２基板は、外形が矩形に形成され、
   前記感圧インク部材は、前記第１基板又は第２基板の一対の長辺の縁部のみに沿って破線状に設けられている、請求項１又は２に記載の押圧検出機能を有するタッチパネル。
5. 前記感圧インク部材は、９．７５ｍｍ以上２５．７５ｍｍ以下の配置ピッチで配置されている、請求項１又は２に記載の押圧検出機能を有するタッチパネル。
6. 前記第１基板と前記第２基板と前記隙間保持部材とは、それぞれ枠状に形成されている、請求項１又は２に記載の押圧検出機能を有するタッチパネル。
7. 前記第１基板及び第２基板は、透明な材料で平板状に構成され、前記一対の電極が設けられていない部分に透明窓部分が形成されている、請求項１又は２に記載の押圧検出機能を有するタッチパネル。
8. 前記透明窓部分を包含するように前記第１基板又は第２基板上に透明電磁シールド部材が配置されている、請求項７に記載の押圧検出機能を有するタッチパネル。
9. 前記第２基板は、前記第１基板との対向面の前記透明窓部分に一方向にストライプ状に形成された透明電極を備える、請求項７に記載の押圧検出機能を有するタッチパネル。
10. 前記第２基板の前記一対の電極が設けられていない側の面上に、粘着剤を介して第３基板が積層され、
    前記第３基板は、透明な材料で平板状に構成され、前記第２基板との対向面の前記透明窓部分に対応する領域に、前記一方向と交差する方向にストライプ状に形成された透明電極を備える、請求項９に記載の押圧検出機能を有するタッチパネル。
11. さらに、前記第１基板又は第２基板の少なくとも一方の前記一対の電極が設けられていない側の面に積層配置された支持部材を備える、請求項１又は２に記載の押圧検出機能を有するタッチパネル。
12. 前記支持部材は、前記感圧インク部材が設けられている位置の裏面側に設けられている、請求項１１に記載の押圧検出機能を有するタッチパネル。
13. 前記一対の電極の一方の電極は、前記第１基板上に配置され、
    前記一対の電極の他方の電極は、前記第２基板上に配置され、
    前記感圧インク部材は、前記一対の電極の一方又は他方の電極の複数箇所を被覆するように設けられている、請求項１又は２に記載の押圧検出機能を有するタッチパネル。
14. 前記一対の電極は、前記感圧インク部材又は前記隙間保持部材のいずれかに被覆されている、請求項１３に記載の押圧検出機能を有するタッチパネル。
15. 前記一対の電極は、前記第１基板上に互いに隙間を空けて配置され、
    前記感圧インク部材は、前記第２基板上に配置されている、請求項１又は２に記載の押圧検出機能を有するタッチパネル。
16. 第１基板と、
    前記第１基板と対向配置された第２基板と、
    前記第１基板の前記第２基板との対向面又は前記第２基板の前記第１基板との対向面のいずれか一面、又は両面に分かれて配置された一対の電極と、
    前記第１基板の前記第２基板との対向面又は前記第２基板の前記第１基板との対向面に前記一対の電極の少なくとも一方の電極とは隙間を空けて配置され、加えられた押圧力により電気特性が変化する導電性の感圧インク部材と、
    前記第１基板と前記第２基板との対向領域に配置され、粘着性を有して前記第１基板と前記第２基板とを接着するとともに、前記感圧インク部材と前記一対の電極の少なくとも一方の電極との前記隙間を保持する隙間保持部材と、
    を備えるタッチパネル用感圧センサであって、
    前記一対の電極は、前記第１又は第２基板の縁部に沿って枠状に配置され、
    前記感圧インク部材は、前記第１又第２基板の縁部に沿って点在し、前記第１基板の厚み方向に外力が加わることにより前記第１又は第２基板が変形したとき、前記感圧インク部材が前記一対の電極の両方に接触して両者を導通させる、タッチパネル用感圧センサ。

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