JP6098730B2 - タッチパネル、タッチ入力装置および電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、圧電体を有するタッチパネルに関する。

従来より、圧電体を有するタッチパネルが提案されている。圧電体を押圧すると、圧電体は、押圧時のひずみの時間的変位に応じた電圧を発生する。特許文献１では、この性質を利用して、圧電体を有するタッチパネルにおいて、タッチ位置だけでなく、タッチパネルへの押圧力（すなわち、押圧の強弱）も検出可能な技術が開示されている。また、圧電体として焦電体を用いた場合、焦電体は圧電定数が比較的高いので、押圧力の検出感度を高めることができる。

特開２００６−１６３６１９号公報

しかし、焦電体を用いたタッチパネルでは、焦電体に温度変化が生じると、焦電効果による電圧が発生し、これがノイズ出力（焦電ノイズ）となる。そのため、環境温度の変化によってタッチパネルが誤作動するおそれがある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、温度変化による焦電ノイズの影響を受けにくいタッチパネルの提供を目的とする。

本発明に係るタッチパネルは、上記課題を解決するためになされたものであり、シート状の第１および第２の焦電体を備え、前記第１の焦電体及び／又は前記第２の焦電体への押圧力を検出可能なタッチパネルであって、前記第１の焦電体の一方面および前記第２の焦電体の他方面は、温度上昇時に第１の極性の電荷が生じ、温度低下時に前記第１の極性とは逆の第２の極性の電荷が生じる面であり、前記第１の焦電体の他方面および前記第２の焦電体の一方面は、温度上昇時に前記第２の極性の電荷が生じ、温度低下時に前記第１の極性の電荷が生じる面であり、前記第１の焦電体の一方面に配置される電極と前記第２の焦電体の一方面に配置される電極とが電気的に接続され、前記第１の焦電体の他方面に配置される電極と前記第２の焦電体の他方面に配置される電極とが電気的に接続されていることを特徴とする。

このような構成によれば、温度上昇時に、第１の焦電体の一方面に生じた第１の極性の電荷と第２の焦電体の一方面に生じた第２の極性の電荷とが少なくとも一部相殺されるとともに、第１の焦電体の他方面に生じた第２の極性の電荷と第２の焦電体の他方面に生じた第１の極性の電荷とが少なくとも一部相殺される。また、温度低下時には、第１の焦電体の一方面に生じた第２の極性の電荷と第２の焦電体の一方面に生じた第１の極性の電荷とが、少なくとも一部相殺されるとともに、第１の焦電体の他方面に生じた第１の極性の電荷と第２の焦電体の他方面に生じた第２の極性の電荷とが、少なくとも一部相殺される。そのため、温度上昇時および温度低下時のいずれにおいても、第１の焦電体の一方面に配置される第１の電極および第２の焦電体の一方面に配置される電極と、第１の焦電体の他方面に配置される電極および第２の焦電体の他方面に配置される電極との間の電位差が、第１および第２の焦電体の両面の電位差に比べ小さくなり、第１および第２の焦電体が発生する焦電ノイズを抑えることができる。よって、温度変化による焦電ノイズの影響を受けにくくすることができる。

また、本発明に係るタッチパネルは、上記課題を解決するためになされたものであり、シート状の第１および第２の焦電体を備え、前記第１の焦電体及び／又は前記第２の焦電体への押圧力を検出可能なタッチパネルであって、前記第１の焦電体の一方面および前記第２の焦電体の一方面は、温度上昇時に第１の極性の電荷が生じ、温度低下時に前記第１の極性とは逆の第２の極性の電荷が生じる面であり、前記第１の焦電体の他方面および前記第２の焦電体の他方面は、温度上昇時に前記第２の極性の電荷が生じ、温度低下時に前記第１の極性の電荷が生じる面であり、前記第１の焦電体の一方面および前記第２の焦電体の一方面に電極が配置されていることを特徴とする。

このような構成によれば、温度変化時に、第１の焦電体の焦電電圧と第２の焦電体の焦電電圧とが少なくとも一部相殺されるため、第１の焦電体の一方面と第２の焦電体の一方面との間の電位差が、第１および第２の焦電体の両面の電位差に比べ小さくなり、第１および第２の焦電体が発生する焦電ノイズを抑えることができる。よって、温度変化による焦電ノイズの影響を受けにくくすることができる。

また、上記タッチパネルにおいて、前記第１の焦電体の他方面に配置される電極と前記第２の焦電体の他方面に配置される電極とが電気的に接続されていてもよい。

また、上記タッチパネルにおいて、前記第１の焦電体の他方面および前記第２の焦電体の他方面が対向するように前記第１の焦電体と前記第２の焦電体とは積層されており、前記第１の焦電体の他方面と前記第２の焦電体の他方面との間に粘着剤又は接着剤層が設けられてもよい。

また、上記タッチパネルにおいて、前記第１の焦電体と前記第２の焦電体とは並列に配置されてもよい。

また、上記タッチパネルにおいて、互いに隣り合う１対の前記第１の焦電体と前記第２の焦電体とからなる焦電体対を複数備えてもよい。

また、上記タッチパネルにおいて、前記第１の焦電体と前記第２の焦電体とは積層されてもよい。

また、上記タッチパネルにおいて、前記第１の焦電体と前記第２の焦電体とは形状が同一であることが好ましい。

また、上記タッチパネルにおいて、前記第１および第２の焦電体は、有機圧電フィルムであってもよい。

また、上記タッチパネルにおいて、前記有機圧電フィルムは、フッ化ビニリデン系フィルムであってもよい。

また、上記タッチパネルにおいて、前記有機圧電フィルムは、フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン共重合体フィルムであってもよい。

また、本発明に係るタッチ入力装置は、本発明に係るタッチパネルと、前記タッチパネルが出力する信号に基づいて、前記タッチパネルへの押圧力を検出する圧力検出部と、を備える。

また、本発明に係るタッチパネル、又は、本発明に係るタッチ入力装置を備えた電子機器も、本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明によれば、温度変化による焦電ノイズの影響を受けにくいタッチパネルを提供することができる。

本発明の実施形態１に係るタッチ入力装置の構成を示すブロック図である。 タッチパネルの断面図である。 第１の焦電体と第２の焦電体との電気的な接続関係を示す図である。 第１の焦電体および第２の焦電体の平面図である。 （ａ）および（ｂ）はそれぞれ、温度上昇時および温度低下時における、第１の焦電体および第２の焦電体の分極状態を示す図である。 第２の焦電体への押圧時における、第２の焦電体の分極状態を示す図である。 本発明の実施形態１の変形例を示すものであり、第１の焦電体と第２の焦電体とからなる焦電体対を複数設けた構成を示す図である。 タッチパネルの圧電素子構造体の変形例を示す断面図である。 温度上昇時における、第１の焦電体および第２の焦電体の分極状態を示す図である。 温度低下時における、第１の焦電体および第２の焦電体の分極状態を示す図である。 押圧時における、第１の焦電体および第２の焦電体の分極状態を示す図である。 本発明の実施形態２に係る圧電素子構造体の構成を示す断面図である。 （ａ）および（ｂ）はそれぞれ、温度上昇時および温度低下時における、第１の焦電体および第２の焦電体の分極状態を示す図である。 第２の焦電体への押圧時における、第２の焦電体の分極状態を示す図である。 本発明の実施形態２の変形例に係る圧電素子構造体の構成を示す断面図である。 温度上昇時における、第１の焦電体および第２の焦電体の分極状態を示す図である。 温度低下時における、第１の焦電体および第２の焦電体の分極状態を示す図である。 押圧時における、第１の焦電体および第２の焦電体の分極状態を示す図である。 本発明の実施形態３に係る圧電素子構造体の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態３の変形例に係る圧電素子構造体の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態３の他の変形例に係る圧電素子構造体の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態３のさらに他の変形例に係る圧電素子構造体の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態３のさらに他の変形例に係る圧電素子構造体の構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。

〔実施形態１〕
図１は、本発明の実施形態１に係るタッチ入力装置１の構成を示すブロック図である。タッチ入力装置１は、タッチパネル２と、タッチパネル２の出力信号を処理する信号処理部３とを有しており、携帯電話（例、スマートフォン）、携帯情報端末（ＰＤＡ）、タブレットＰＣ、デジタイザ、タッチパッド、ＡＴＭ、自動券売機、及びカーナビゲーションシステムなどの電子機器に組み込まれている。

タッチパネル２は、タッチ位置およびタッチ操作時の押圧力を検出可能に構成されている。信号処理部３は、タッチパネル２におけるタッチ位置を検出する位置検出部４と、タッチパネル２に対する押圧力を検出する圧力検出部５とを備える。タッチパネル２のＸ座標を示す信号ＳＸ及びＹ座標を示す信号ＳＹが位置検出部４に入力される。また、タッチパネル２は、焦電体を備えており、焦電体が発生する電圧信号ＳＶが信号処理部３に入力されているようになっている。圧力検出部５は、電圧信号ＳＶに基づきタッチパネル２に対する押圧力を検出する。これにより、タッチパネル２へのタッチの有無だけでなく、例えば指又はタッチペンの筆圧（writing pressure）などを検知することができる。

図２は、タッチパネル２の断面図である。図２に示すように、タッチパネル２は、タッチパネル構造体２Ａおよび圧電素子構造体２Ｂを備える。タッチパネル構造体２Ａは、タッチパネル２におけるタッチ位置を示す信号を出力するものであり、圧電素子構造体２Ｂは、タッチパネル２への押圧力を示す信号を出力するものである。

タッチパネル構造体２Ａは、例えば、２つの透明電極Ｅ１・Ｅ２、保護膜２１、シール材２２、スペーサ２３および保護膜２４を備えている。透明電極Ｅ１と透明電極Ｅ２とは、スペーサ２３を介して互いに向い合っている。また、透明電極Ｅ１は保護膜２１によって覆われ、透明電極Ｅ２は保護膜２４によって覆われている。透明電極Ｅ１およびＥ２は、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）電極又は酸化スズ電極であることができる。なお、タッチパネル構造体２Ａは、タッチ位置を検出するように構成されていればよく、抵抗膜方式、静電容量方式等、あらゆる方式のものを用いることができる。

透明電極Ｅ１、Ｅ２には、図示しない駆動回路から電圧が印加されており、タッチパネル２に対してタッチ操作が行われた場合、透明電極Ｅ１と透明電極Ｅ２とが部分的に接触する。これにより、タッチパネル構造体２Ａは、タッチ位置を示す位置信号ＳＸ、ＳＹを信号処理部３に出力する。図１に示す位置検出部４は、位置信号ＳＸ、ＳＹに基づいて、タッチパネル２におけるタッチ位置を検出することができる。

圧電素子構造体２Ｂは、上部導電層２５、第１の焦電体２６、第２の焦電体２７および下部導電層２８を備える。第１の焦電体２６および第２の焦電体２７は、圧電性および焦電性を有する透明圧電体である。第１の焦電体２６および第２の焦電体２７が圧電性を有していることにより、圧電素子構造体２Ｂを備えるタッチパネル２は、第１の焦電体２６及び／又は第２の焦電体２７への押圧力を検出可能である。第１の焦電体２６および第２の焦電体２７は、無機圧電膜又は有機圧電フィルムであることができる。無機圧電膜の例としては、ＬｉＮｂＯ_３圧電膜、ＬｉＴａＯ_３圧電膜、ＫＮｂＯ_３圧電膜、ＺｎＯ圧電膜、ＡｌＮ圧電膜、ＰＺＴ（ＰｂＺｒＯ_３−ＰｂＴｉＯ_３系固溶体系材料）圧電膜等が挙げられる。

前記「有機圧電フィルム」は、有機物である重合体から形成されるフィルム（重合体フィルム）である。当該「有機圧電フィルム」は、当該重合体以外の成分を含有してもよい。当該「有機圧電フィルム」は、当該重合体からなるフィルム、及び当該重合体中に無機物が分散されているフィルムを包含する。いうまでもないが、有機圧電フィルムは分極処理されたものが用いられる。

本発明の圧電フィルムにおける当該重合体の含有量は、好ましくは、８０質量％以上、より好ましくは８５質量％以上、更に好ましくは９０質量％である。当該含有量の上限は特に制限されず、例えば、１００質量％であってもよいし、９９質量％であってもよい。

前記「有機圧電フィルム」としては、例えば、奇数鎖ナイロン圧電フィルム、及びフッ化ビニリデン系重合体等が挙げられる。

当該重合体は、好ましくは、フッ化ビニリデン系重合体である。

本発明の圧電フィルムは、好ましくは分極化フッ化ビニリデン系重合体フィルムからなる。

本明細書中、「フッ化ビニリデン系重合体フィルム」の例としては、フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン共重合体フィルム、フッ化ビニリデン／トリフロオロエチレン共重合体フィルム、及びポリフッ化ビニリデンフィルムが挙げられる。

前記フッ化ビニリデン系重合体フィルムは、好ましくはフッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン共重合体フィルムである。

当該「フッ化ビニリデン系重合体フィルム」は、樹脂フィルムに通常用いられる添加剤を含有してもよい。

当該「フッ化ビニリデン系重合体フィルム」は、フッ化ビニリデン系重合体から構成されるフィルムであり、フッ化ビニリデン系重合体を含有する。

当該「フッ化ビニリデン系重合体」の例としては、
（１）フッ化ビニリデンと、これと共重合可能な１種以上のモノマーと、の共重合体；及び
（２）ポリフッ化ビニリデン
が挙げられる 当該「（１）フッ化ビニリデンと、これと共重合可能な１種以上のモノマーと、の共重合体」における「これと共重合可能なモノマー」の例としては、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン、及びフッ化ビニルが挙げられる。

当該「これと共重合可能な１種以上のモノマー」又はそのうちの１種は、好ましくはテトラフルオロエチレンである。

当該「フッ化ビニリデン系重合体」の好ましい例としては、フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン共重合体が挙げられる。

当該「フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン共重合体」は、本発明に関する性質が著しく損なわれない限りにおいて、フッ化ビニリデン及びテトラフルオロエチレン以外のモノマーに由来する繰り返し単位を含有してもよい。

前記「（１）フッ化ビニリデンと、これと共重合可能な１種以上のモノマーと、の共重合体」は、フッ化ビニリデンに由来する繰り返し単位を５０モル％以上（好ましくは６０モル％以上）含有する。

前記「フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン共重合体」における（テトラフルオロエチレンに由来する繰り返し単位）／（フッ化ビニリデンに由来する繰り返し単位）のモル比は、好ましくは５／９５〜３６／６４の範囲内、より好ましくは１５／８５〜２５／７５の範囲内、更に好ましくは１８／８２〜２２／７８の範囲内である。

前記「フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン共重合体」は、本発明に関する性質が著しく損なわれない限りにおいて、フッ化ビニリデン及びテトラフルオロエチレン以外のモノマーに由来する繰り返し単位を含有してもよい。通常、このような繰り返し単位の含有率は、１０モル％以下である。このようなモノマーは、フッ化ビニリデンモノマー、テトラフルオロエチレンモノマーと共重合可能なものである限り限定されないが、その例としては、（１）フルオロモノマー（例、ビニルフルオリド（ＶＦ）、トリフルオロエチレン（ＴｒＦＥ）、ヘキサフルオロプロペン（ＨＦＰ）、１−クロロ−１−フルオロ−エチレン（１，１−ＣＦＥ）、１−クロロ−２−フルオロ−エチレン（１，２−ＣＦＥ）、１−クロロ−２，２−ジフルオロエチレン（ＣＤＦＥ）、クロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）、トリフルオロビニルモノマー、１，１，２−トリフルオロブテン−４−ブロモ−１−ブテン、１，１，２−トリフルオロブテン−４−シラン−１−ブテン、ペルフルオロアルキルビニルエーテル、ペルフルオロメチルビニルエーテル（ＰＭＶＥ）、ペルフルオロプロピルビニルエーテル（ＰＰＶＥ）、ペルフルオロアクリラート、２，２，２−トリフルオロエチルアクリラート、２−（ペルフルオロヘキシル）エチルアクリラート）；並びに
（２）炭化水素系モノマー（例、エチレン、プロピレン、無水マレイン酸、ビニルエーテル、ビニルエステル、アリルグリシジルエーテル、アクリル酸系モノマー、メタクリル酸系モノマー、酢酸ビニルが挙げられる。

本発明の有機圧電フィルムは、全光線透過率が９０％以上である。

本発明の有機圧電フィルムの全光線透過率は、好ましくは９２％以上、より好ましくは９５％以上である。当該全光線透過率の上限は限定されないが、本発明の有機圧電フィルムの全光線透過率は、通常９９％以下である。

本明細書中、「全光線透過率」は、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に基づき、ヘイズガードＩＩ（製品名）（東洋精機製作所）又はその同等品を使用した光透過性試験によって得られる。

本発明の有機圧電フィルムの全ヘイズ値は、３．０％以下であることが好ましい。

本発明の有機圧電フィルムの全ヘイズ値は、より好ましくは２．０％以下、更に好ましくは１．５％以下、特に好ましくは１．０％以下である。当該全ヘイズ値は低いほど好ましく、その下限は限定されないが、本発明の有機圧電フィルムの全ヘイズ値は、通常０．２％以上である。

本明細書中、「全ヘイズ値」（total haze）は、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に準拠し、ヘイズガードＩＩ（製品名）（東洋精機製作所）又はその同等品を使用したヘイズ（ＨＡＺＥ、濁度）試験によって得られる。

本発明の有機圧電フィルムの内部ヘイズ値は、１．２％以下であることが好ましい。

本発明の有機圧電フィルムの内部ヘイズ値は、より好ましくは１．０％以下、更に好ましくは０．９％以下、特に好ましくは０．８％以下である。当該内部ヘイズ値は低いほど好ましく、その下限は限定されないが、本発明の有機圧電フィルムの内部ヘイズ値は、通常０．１％以上である。

本明細書中、「内部ヘイズ値」（inner haze）は、前記全ヘイズ値の測定方法において、ガラス製セルの中に水を入れて、その中にフィルムを挿入し、ヘイズ値を測定することにより、得られる。

本発明の有機圧電フィルムの外部ヘイズ値は、好ましくは１．５％以下、より好ましくは１．２％以下、更に好ましくは１．０％以下である。当該外部ヘイズ値は低いほど好ましく、その下限は限定されないが、本発明の有機圧電フィルムの外部ヘイズ値は、通常０．１％以上である。

本明細書中、「外部ヘイズ値」（outer haze）は、フィルムの全ヘイズ値から内部へイズ値を差し引くことで算出される。

本発明の有機圧電フィルムの厚さは、通常３〜１００μｍの範囲内、好ましくは６〜５０μｍの範囲内、より好ましくは９〜４０μｍの範囲内、更に好ましくは１０〜３０μｍの範囲内である。

上部導電層２５および下部導電層２８は、透明電極Ｅ１、Ｅ２と同様、例えば、ＩＴＯ電極又は酸化スズ電極であることができる。上部導電層２５および下部導電層２８は、図１に示す圧力検出部５に接続されている。

第１の焦電体２６および第２の焦電体２７は、上部導電層２５と下部導電層２８との間で並列に配置されており、第１の焦電体２６と第２の焦電体２７との間に、若干の隙間が設けられている。これにより、図３に示すように、第１の焦電体２６の上面２６ａ（一方面）に配置される電極Ｅａ１と第２の焦電体２７の上面２７ａ（一方面）に配置される電極Ｅａ２とが電気的に接続され、第１の焦電体２６の下面２６ｂ（他方面）に配置される電極Ｅｂ１と第２の焦電体２７の下面２７ｂ（他方面）に配置される電極Ｅｂ２とが電気的に接続される。なお、電極Ｅａ１は、図２に示す上部導電層２５の第１の焦電体２６上の部分に対応し、電極Ｅａ２は、上部導電層２５の第２の焦電体２７上の部分に対応する。また、電極Ｅｂ１は、下部導電層２８の第１の焦電体２６上の部分対応し、電極Ｅｂ２は、下部導電層２８の第２の焦電体２７上の部分に対応する。第１の焦電体２６の上面２６ａおよび第２の焦電体２７の上面２７ａの電位をＶａ、第１の焦電体２６の下面２６ｂおよび第２の焦電体２７の下面２７ｂの電位をＶｂとすると、圧電素子構造体２Ｂは、これらの電位差Ｖａ−Ｖｂを電圧信号として圧力検出部５に出力する。圧力検出部５は、この電圧信号に基づいて、タッチパネル２への押圧力を検出する。なお、圧電素子構造体２Ｂは、電流信号を出力する構成としてもよい。

図４に示すように、第１の焦電体２６および第２の焦電体２７は、互いに同一の平面視形状を有している。第１の焦電体２６および第２の焦電体２７の平面視形状は特に限定されないが、平面視矩形のシート状に形成されていることが好ましい。第１の焦電体２６および第２の焦電体２７の面積は、上部導電層２５および下部導電層２８の面積の約１／２である。また、第１の焦電体２６と第２の焦電体２７とは、焦電性が近似するほど、同一の温度変化によって生じる分極電荷量も近似する。本実施形態では、第１の焦電体２６と第２の焦電体２７とは、同一の温度変化によって生じる分極電荷量がほぼ等しい。

さらに、圧電素子構造体２Ｂは、環境温度が変化した場合に、焦電効果によって第１の焦電体２６および第２の焦電体２７に発生する焦電ノイズをキャンセル可能に構成されている。具体的には、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、第１の焦電体２６の上面２６ａ（一方面）および第２の焦電体２７の下面２７ｂ（他方面）は、温度上昇時に正電荷（第１の極性の電荷）が生じ、温度低下時に負電荷（第２の極性の電荷）が生じる面であり、第１の焦電体２６の下面２６ｂ（他方面）および第２の焦電体２７の上面２７ａ（一方面）は、温度上昇時に負電荷が生じ、温度低下時に正電荷が生じる面となるように、第１の焦電体２６および第２の焦電体２７が配置されている。

温度上昇時においては、図５（ａ）に示すように、第１の焦電体２６の上面２６ａおよび第２の焦電体２７の下面２７ｂに正電荷が生じ、第１の焦電体２６の下面２６ｂおよび第２の焦電体２７の上面２７ａに負電荷が生じる。上述のように、第１の焦電体２６と第２の焦電体２７とは、同一の温度変化によって生じる分極電荷量がほぼ等しいため、電極Ｅａ１の電荷と電極Ｅａ２の電荷とが相殺されるとともに、電極Ｅｂ１の電荷と電極Ｅｂ２の電荷とが相殺される。よって、圧力検出部５が検出する焦電ノイズを低減できる。

また、温度低下時においては、図５（ｂ）に示すように、第１の焦電体２６の上面２６ａおよび第２の焦電体２７の下面２７ｂに負電荷が生じ、第１の焦電体２６の下面２６ｂおよび第２の焦電体２７の上面２７ａに正電荷が生じる。そのため、温度上昇時と同様、第１の焦電体２６の上面２６ａの電荷と第２の焦電体２７の上面２７ａの電荷とが相殺されるとともに、第１の焦電体２６の下面２６ｂの電荷と第２の焦電体２７の下面２７ｂの電荷とが相殺される。

このように、本実施形態に係るタッチパネル２は、温度変化による焦電ノイズの影響を低減できる。

なお、タッチパネル２に対するタッチ操作を行った場合には、図６に示すように、タッチ位置に対応する第１の焦電体２６又は第２の焦電体２７（図６では第２の焦電体２７）に圧電効果による起電力が生じる。これにより、電位差Ｖａ−Ｖｂが圧力検出部５に電圧信号として入力され、圧力検出部５は、この電圧信号に基づいてタッチパネル２への押圧力を検出することができる。ここで、温度変化による第１の焦電体２６及び第２の焦電体２７の焦電ノイズは、上述のように低減されるため、電位差Ｖａ−Ｖｂによって、第１の焦電体２６又は第２の焦電体２７への押圧力がほぼ正確に検出される。このように、タッチパネル２は、環境温度が変化した場合であっても焦電ノイズの影響を低減できるので、第１の焦電体２６又は第２の焦電体２７への押圧力を正確に検出することができる。

なお、上記の実施形態では、１つのタッチパネル２に第１の焦電体２６と第２の焦電体２７を１つずつ配置していたが、図７に示すように、１つのタッチパネル２が、互いに隣り合う１対の第１の焦電体２６と第２の焦電体２７とからなる焦電体対３０を複数備える構成としてもよい。各焦電体対３０において、第１の焦電体２６と第２の焦電体２７とは、図３に示すように接続されている。焦電体対３０の個数及び大きさは特に限定されないが、焦電体対３０の大きさは、人指の大きさと同等又はそれより小さいことが好ましい。なお図７では、便宜上、第２の焦電体２７をグレーで示している。また、各第１の焦電体２６と各第２の焦電体２７との間には、若干の隙間が設けられている。

上記の構成では、例えばタッチパネル２に人指等の発熱体が近づくこと又は触れることにより、タッチパネル２の一部に温度変化が生じても、各焦電体対３０ごとに、温度変化による焦電ノイズの影響をキャンセルすることができる。よって、焦電ノイズへの耐性をさらに高めることができる。

上記の実施形態では、２つの焦電体を並列に配置していたが、２つの焦電体を積層してもよい。以下では、２つの焦電体を積層した形態について説明する。なお、以下では、既に説明した部材と同一の部材については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

図８は、図２に示す圧電素子構造体２Ｂの変形例に係る圧電素子構造体２Ｂａの構成を示す断面図である。圧電素子構造体２Ｂａは、上部導電層２５、下部導電層２８、中間導電層２９、第１の焦電体３６および第２の焦電体３７を備えており、上部導電層２５、第１の焦電体３６、中間導電層２９、第２の焦電体３７、下部導電層２８の順に積層されている。第１の焦電体３６および第２の焦電体３７は、圧電性および焦電性を有する透明圧電体であり、図２に示す第１の焦電体２６および第２の焦電体２７と同一の材料で形成することができる。第１の焦電体３６および第２の焦電体３７が圧電性を有していることにより、圧電素子構造体２Ｂａを備えるタッチパネル２は、第１の焦電体３６及び第２の焦電体３７への押圧力を検出可能である。また、中間導電層２９は、上部導電層２５および下部導電層２８と同様、ＩＴＯ電極又は酸化スズ電極であることができる。上部導電層２５および下部導電層２８の電位をＶｃ、中間導電層２９の電位をＶｄとすると、圧電素子構造体２Ｂａは、これらの電位差Ｖｃ−Ｖｄを電圧信号として、図１に示す圧力検出部５に出力する。なお、圧電素子構造体２Ｂａは、電流信号を出力する構成としてもよい。

図２に示す圧電素子構造体２Ｂと異なり、圧電素子構造体２Ｂａでは、第１の焦電体３６および第２の焦電体３７が中間導電層２９を介して積層されたバイモルフ構造となっており、第１の焦電体３６および第２の焦電体３７の面積は、上部導電層２５、下部導電層２８および中間導電層２９の面積と等しい。なお、図２に示す圧電素子構造体２Ｂと同様、第１の焦電体３６と第２の焦電体３７とは、焦電性がほぼ同一であり、同一の温度変化によって生じる分極電荷量がほぼ等しい。

上部導電層２５、下部導電層２８および中間導電層２９によって、図９に示すように、第１の焦電体３６の上面３６ａ（一方面）に配置される電極Ｅｃ１と第２の焦電体３７の下面３７ｂ（一方面）に配置される電極Ｅｃ２とが電気的に接続され、第１の焦電体３６の下面３６ｂ（他方面）に配置される電極Ｅｄ１と第２の焦電体３７の上面３７ａ（他方面）に配置される電極Ｅｄ２とが電気的に接続される。なお、電極Ｅｃ１および電極Ｅｃ２はそれぞれ、図８に示す上部導電層２５および下部導電層２８に対応する。また、電極Ｅｄ１は、中間導電層２９の第１の焦電体３６側の部分に対応し、電極Ｅｄ２は、中間導電層２９の第２の焦電体３７側の部分に対応する。さらに、図９および図１０に示すように、第１の焦電体３６の上面３６ａ（一方面）および第２の焦電体３７の上面３７ａ（他方面）は、温度上昇時に正電荷（第１の極性の電荷）が生じ、温度低下時に負電荷（第２の極性の電荷）が生じる面であり、第１の焦電体３６の下面３６ｂ（他方面）および第２の焦電体３７の下面３７ｂ（一方面）は、温度上昇時に負電荷が生じ、温度低下時に正電荷が生じる面となるように、第１の焦電体３６および第２の焦電体３７が配置されている。

温度上昇時においては、図９に示すように、第１の焦電体３６の上面３６ａおよび第２の焦電体３７の上面３７ａに正電荷が生じ、第１の焦電体３６の下面３６ｂおよび第２の焦電体３７の下面３７ｂに負電荷が生じる。上述のように、第１の焦電体３６と第２の焦電体３７とは、同一の温度変化によって生じる分極電荷量がほぼ等しいため、第１の焦電体３６の上面３６ａの電荷（すなわち電極Ｅｃ１の電荷）と第２の焦電体３７の下面３７ｂの電荷（すなわち電極Ｅｃ２の電荷）とが相殺されるとともに、第１の焦電体３６の下面３６ｂの電荷（すなわち電極Ｅｄ１の電荷）と第２の焦電体３７の上面３７ａの電荷（すなわち電極Ｅｄ２の電荷）とが相殺される。よって、圧力検出部５が検出する焦電ノイズを低減できる。

また、温度低下時においては、図１０に示すように、第１の焦電体３６の上面３６ａおよび第２の焦電体３７の上面３７ａに負電荷が生じ、第１の焦電体３６の下面３６ｂおよび第２の焦電体３７の下面３７ｂに正電荷が生じる。そのため、温度上昇時と同様、第１の焦電体３６の上面３６ａの電荷と第２の焦電体３７の下面３７ｂの電荷とが相殺されるとともに、第１の焦電体３６の下面３６ｂの電荷と第２の焦電体３７の上面３７ａの電荷とが相殺される。

以上のように、圧電素子構造体２Ｂａは、環境温度が変化した場合に、焦電効果によって第１の焦電体３６および第２の焦電体３７が発生する焦電ノイズをキャンセル可能に構成されている。よって、圧電素子構造体２Ｂａを備えたタッチパネル２は、温度変化による焦電ノイズの影響を低減することができる。

なお、タッチパネル２に対するタッチ操作を行った場合には、図１１に示すように、第１の焦電体３６に圧縮力が作用し、第２の焦電体３７に引張力が作用する。そのため、第１の焦電体３６の上面３６ａおよび第２の焦電体３７の下面２７ｂに正電荷が生じ、第１の焦電体３６の下面３６ｂおよび第２の焦電体３７の上面３７ａに負電荷が生じる。これにより、電位Ｖｃと電位Ｖｄとの間に電位差が生じ、電位差Ｖｃ−Ｖｄが圧力検出部５に電圧信号として入力される。圧力検出部５は、この電圧信号に基づいてタッチパネル２への押圧力を検出することができる。

ここで、温度変化による第１の焦電体３６及び第２の焦電体３７の焦電ノイズは、上述のように低減されるため、電位差Ｖｃ−Ｖｄによって、第１の焦電体３６及び第２の焦電体３７への押圧力がほぼ正確に検出される。このように、タッチパネル２は、環境温度が変化した場合であっても焦電ノイズの影響を低減できるので、第１の焦電体３６及び第２の焦電体３７への押圧力を正確に検出することができる。

以上のように、本実施形態に係るタッチパネルは、第１の焦電体および第２の焦電体が発生する焦電ノイズをキャンセル可能に構成されているので、温度変化による焦電ノイズの影響を低減できる。

なお、図２に示す圧電素子構造体２Ｂでは、図３、図５および図６に示す電極Ｅａ１と電極Ｅａ２とが１つの導電層（上部導電層２５）で構成され、電極Ｅｂ１と電極Ｅｂ２とが１つの導電層（下部導電層２８）で構成されているが、電極Ｅａ１、Ｅａ２、Ｅｂ１、Ｅｂ２のそれぞれを１つの導電層で構成してもよい。同様に、図８に示す圧電素子構造体２Ｂａでは、図９および図１０に示す電極Ｅｄ１と電極Ｅｄ２とが１つの導電層（中間導電層２９）で構成されているが、電極Ｅｄ１、Ｅｄ２のそれぞれを１つの導電層で構成してもよい。

なお、本実施形態では、第１の焦電体と第２の焦電体とは、同一の温度変化によって生じる分極電荷量が等しいことが望ましい。これにより、温度が変化したときに、第１の焦電体の一方面に生じた電荷と第２の焦電体の一方面に生じた電荷とがほぼ完全に相殺されるとともに、第１の焦電体の他方面に生じた電荷と第２の焦電体の他方面に生じた電荷とがほぼ完全に相殺されるため、第１の焦電体の一方面および第２の焦電体の一方面と、第１の焦電体の他方面および第２の焦電体の他方面との間の電位差を殆どなくすことができる。よって、焦電ノイズをほぼ完全にキャンセルすることができる。

なお、実用上は、第１の焦電体と第２の焦電体とは、同一の温度変化によって生じる分極電荷量が多少異なってもよい。この場合、温度変化時に、第１の焦電体の一方面に生じた正電荷と第２の焦電体の一方面に生じた負電荷とが一部相殺されるとともに、第１の焦電体の他方面に生じた負電荷と第２の焦電体の他方面に生じた正電荷とが一部相殺されるため、第１の焦電体の一方面および第２の焦電体の一方面と、第１の焦電体の他方面および第２の焦電体の他方面との間の電位差（Ｖａ−Ｖｂ又はＶｃ−Ｖｄ）が、第１および第２の焦電体の両面の電位差に比べ小さくなる。よって、焦電ノイズは完全にはキャンセルされないが、従来構成に比べ、焦電ノイズの影響を抑えることは可能である。また、第１の焦電体と第２の焦電体とは、形状が異なってもよい。

また、第１の焦電体、及び第２の焦電体は、同等レベルの圧電定数ｄ３３を有することが好ましい。更に、当該第１及第２の焦電体が有する同等レベルの圧電定数ｄ３３は、より低いほうが、より高度に焦電性による電気信号を低減できるので、好ましい。具体的には、当該第１及第２の焦電体が有する圧電定数ｄ３３は、ともに、好ましくは２５ｐC/N以下、より好ましくは２０ｐC/N以下、更に好ましくは８ｐC/N以下である。

また、焦電ノイズをキャンセルしながら、十分に圧電性による電気信号（すなわち、圧電信号）を得るためには（言い換えれば、圧電性をキャンセルしないためには）、第１の焦電体、及び第２の焦電体の膜厚に差をつけることが好ましい。具体的には第１の焦電体、及び第２の焦電体の膜厚の比を好ましくは１．１倍以上、さらに好ましくは１．５倍以上にすることで、圧電信号を高くできる。

本発明のタッチパネル２において、圧力検出部５による押圧力の検出は検出回路を通した電圧値又は電流値の読み取りによって行われ、これは検出電気回路が電圧モードかチャージモードかによって異なる。当該検出においては、
（１）フィルムから発生した電圧又はチャージをそのまま読み取ること、或いは
（２）検出回路でチャージ又は電圧を増幅して読み取ること、
のいずれかを採用できる。

当該検出においてノイズが問題になる場合は、
（１）ノイズの原因となる電磁波をシールドしノイズを除去すること、及び／又は
（２）一般的にノイズは信号より小さいので、一定値以下のチャージ又は電圧をカットオフすること、
等の手法を採用できる。

本発明のタッチパネル２の場合、ノイズ源に焦電信号が加わる場合があるが、そのカット方法として前記（２）のカットオフの設定を行うことができる。更に積極的に焦電信号をキャンセルするためには、
（１）第１の焦電体、及び第２の焦電体として、ポーリングの向きが互いに逆の２枚のフィルムを対向させたバイモルフ構造を採用すること、
（２）第１の焦電体、及び第２の焦電体として、圧電定数ｄ３３が低いフィルムを用いることにより、焦電信号を小さくすること、及び／又は
（３）第１の焦電体、及び第２の焦電体の焦電信号と同等の焦電信号を出す焦電素子を組み込んで焦電信号をキャンセルすること
等の手法を採用できる。

前記検出においては、微分信号を読み取ってもよいし、積分信号を読み取ってもよい。本発明のタッチパネル２では、圧電信号、及び焦電信号は、圧力、又は熱に対する微分信号として発生するが、正確に圧力に対する階調をとるためには積分信号として読み取ることが好ましい。積分信号として読み取る場合、積分の時間は任意に設定できるが、１μｓ〜１０ｍｉｎ、好ましくは１ｍｓ〜１ｍｉｎの間に設定することが望ましい。

〔実施形態２〕
上記の実施形態では、２つの焦電体の、温度上昇時に異なる極性の電荷が生じる面に配置される電極同士を電気的に接続する構成について説明した。以下では、２つの焦電体の、温度上昇時に同一極性の電荷が生じる面に配置される電極から電圧信号を出力するように構成することにより、焦電ノイズをキャンセルする構成について説明する。なお、実施形態１において既に説明した部材と同一の部材については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

図１２は、実施形態２に係る圧電素子構造体２Ｂｂの構成を示す断面図である。圧電素子構造体２Ｂｂは、図２に示すタッチパネル２の圧電素子構造体２Ｂの一変形例である。圧電素子構造体２Ｂａは、２つの上部導電層２５ａ・２５ｂ、下部導電層２８、第１の焦電体４６および第２の焦電体４７を備えている。第１の焦電体４６および第２の焦電体４７は、下部導電層２８上に並列に積層されている。上部導電層２５ａは、第１の焦電体４６の上面４６ａ（一方面）上に積層されており、上部導電層２５ｂは、第２の焦電体４７の上面４７ａ（一方面）上に積層されている。第１の焦電体４６および第２の焦電体４７は、圧電性および焦電性を有する透明圧電体であり、図２に示す第１の焦電体２６および第２の焦電体２７と同一の材料で形成することができる。第１の焦電体４６および第２の焦電体４７が圧電性を有していることにより、圧電素子構造体２Ｂｂを備えるタッチパネル２は、第１の焦電体４６又は第２の焦電体４７への押圧力を検出可能である。上部導電層２５ａの電位、すなわち第１の焦電体４６の上面４６ａの電位をＶｅ、上部導電層２５ｂの電位、すなわち第２の焦電体４７の上面４７ａの電位をＶｆとすると、圧電素子構造体２Ｂｂは、これらの電位差Ｖｅ−Ｖｆを電圧信号として、図１に示す圧力検出部５に出力する。

言い換えると、図１３（ａ）および（ｂ）に示すように、タッチパネル２は、第１の焦電体４６の上面４６ａ（一方面）に配置される電極Ｅｅ１、および第２の焦電体４７の上面４７ａ（一方面）に配置される電極Ｅｆ１から電圧信号を出力する。なお、電極Ｅｅ１，Ｅｆ１はそれぞれ、図１２に示す上部導電層２５ａ，２５ｂに対応する。また、圧電素子構造体２Ｂｂは、電流信号を出力する構成としてもよい。

また、下部導電層２８によって、第１の焦電体４６の下面４６ｂ（他方面）に配置される電極Ｅｅ２と第２の焦電体４７の下面４７ｂ（他方面）に配置される電極Ｅｆ２とが電気的に接続されている。なお、電極Ｅｅ２は、下部導電層２８の第１の焦電体４６上の部分に対応し、電極Ｅｆ２は、下部導電層２８の第２の焦電体４７上の部分に対応する。

さらに、図１３（ａ）および（ｂ）に示すように、第１の焦電体４６の上面４６ａ（一方面）および第２の焦電体４７の上面４７ａ（一方面）は、温度上昇時に正電荷（第１の極性の電荷）が生じ、温度低下時に負電荷（第２の極性の電荷）が生じる面であり、第１の焦電体４６の下面４６ｂ（他方面）および第２の焦電体４７の下面４７ｂ（他方面）は、温度上昇時に負電荷が生じ、温度低下時に正電荷が生じる面となるように、第１の焦電体４６および第２の焦電体４７が配置されている。また、第１の焦電体４６の下面４６ｂと第２の焦電体４７の下面４７ｂとが電気的に接続されている。

温度上昇時においては、図１３（ａ）に示すように、第１の焦電体４６の上面４６ａおよび第２の焦電体４７の上面４７ａに正電荷が生じ、第１の焦電体４６の下面４６ｂおよび第２の焦電体４７の下面４７ｂに負電荷が生じる。ここで、第１の焦電体４６と第２の焦電体４７とは、同一の温度変化によって生じる焦電電圧（焦電体の一方面と他方面との電位差）がほぼ等しい。そのため、第１の焦電体４６の上面４６ａの電位（すなわち電極Ｅｅ１の電位Ｖｅ）と第２の焦電体４７の下面４７ｂの電位（すなわち電極Ｅｆ１の電位Ｖｆ）とがほぼ等しくなる。よって、圧力検出部５が検出する焦電ノイズを低減できる。

また、温度低下時においては、図１３（ｂ）に示すように、第１の焦電体４６の上面４６ａおよび第２の焦電体４７の上面４７ａに負電荷が生じ、第１の焦電体４６の下面４６ｂおよび第２の焦電体４７の下面４７ｂに正電荷が生じる。この場合も、温度上昇時と同様、電極Ｅｅ１の電位Ｖｅと電極Ｅｆ１の電位Ｖｆとがほぼ等しくなる。よって、圧力検出部５が検出する焦電ノイズを低減できる。

なお、タッチパネル２に対するタッチ操作を行った場合には、図１４に示すように、タッチ位置に対応する第１の焦電体４６又は第２の焦電体４７（図１４では第２の焦電体４７）に圧電効果による起電力が生じる。これにより、電位差Ｖｅ−Ｖｆが圧力検出部５に電圧信号として入力され、圧力検出部５は、この電圧信号に基づいてタッチパネル２への押圧力を検出することができる。ここで、温度変化による第１の焦電体４６及び第２の焦電体４７の焦電ノイズは、上述のように低減されるため、電位差Ｖｅ−Ｖｆによって、第１の焦電体４６又は第２の焦電体４７への押圧力がほぼ正確に検出される。このように、タッチパネル２は、環境温度が変化した場合であっても焦電ノイズの影響を低減できるので、第１の焦電体４６又は第２の焦電体４７への押圧力を正確に検出することができる。

圧電素子構造体２Ｂｂでは、２つの焦電体を並列に配置していたが、２つの焦電体を積層してもよい。

図１５は、実施形態２の変形例に係る圧電素子構造体２Ｂｃの構成を示す断面図である。圧電素子構造体２Ｂｃは、図２に示すタッチパネル２の圧電素子構造体２Ｂの一変形例である。圧電素子構造体２Ｂｃは、上部導電層２５、下部導電層２８、中間導電層２９、第１の焦電体５６および第２の焦電体５７を備えており、上部導電層２５、第１の焦電体５６、中間導電層２９、第２の焦電体５７、下部導電層２８の順に積層されている。第１の焦電体５６および第２の焦電体５７は、圧電性および焦電性を有する透明圧電体であり、図２に示す第１の焦電体２６および第２の焦電体２７と同一の材料で形成することができる。第１の焦電体５６および第２の焦電体５７が圧電性を有していることにより、圧電素子構造体２Ｂｃを備えるタッチパネル２は、第１の焦電体５６及び／又は第２の焦電体５７への押圧力を検出可能である。上部導電層２５の電位、すなわち第１の焦電体５６の上面５６ａ（一方面）の電位をＶｇ、下部導電層２８の電位、すなわち第２の焦電体５７の下面５７ｂ（一方面）の電位をＶｈとすると、圧電素子構造体２Ｂｃは、これらの電位差Ｖｇ−Ｖｈを電圧信号として、図１に示す圧力検出部５に出力する。言い換えると、図１６に示すように、タッチパネル２は、第１の焦電体５６の上面５６ａ（一方面）に配置される電極Ｅｇ１、および第２の焦電体５７の下面５７ｂ（一方面）に配置される電極Ｅｈ１から電圧信号を出力する。なお、電極Ｅｇ１および電極Ｅｈ１はそれぞれ、図１５に示す上部導電層２５および下部導電層２８に対応する。また、圧電素子構造体２Ｂｃは、電流信号を出力する構成としてもよい。

また、中間導電層２９によって、第１の焦電体５６の下面５６ｂ（他方面）に配置される電極Ｅｇ２と第２の焦電体５７の上面５７ａ（他方面）に配置される電極Ｅｈ２とが電気的に接続されている。なお、電極Ｅｇ２は、中間導電層２９の第１の焦電体５６側の部分に対応し、電極Ｅｈ２は、中間導電層２９の第２の焦電体５７側の部分に対応する。

さらに、図１６および図１７に示すように、第１の焦電体５６の上面５６ａ（一方面）および第２の焦電体５７の下面５７ｂ（一方面）は、温度上昇時に正電荷（第１の極性の電荷）が生じ、温度低下時に負電荷（第２の極性の電荷）が生じる面であり、第１の焦電体５６の下面５６ｂ（他方面）および第２の焦電体５７の上面５７ａ（他方面）は、温度上昇時に負電荷（第２の極性の電荷）が生じ、温度低下時に正電荷が生じる面となるように、第１の焦電体５６および第２の焦電体５７が配置されている。また、第１の焦電体５６の下面５６ｂに配置される電極と第２の焦電体５７の上面５７ａに配置される電極とが電気的に接続されている。

温度低下時においては、図１６に示すように、第１の焦電体５６の上面５６ａおよび第２の焦電体５７の下面５７ｂに正電荷が生じ、第１の焦電体５６の下面５６ｂおよび第２の焦電体５７の上面５７ａに負電荷が生じる。ここで、第１の焦電体５６と第２の焦電体５７とは、同一の温度変化によって生じる焦電電圧がほぼ等しい。そのため、第１の焦電体５６の上面５６ａと下面５６ｂとの電位差は、第２の焦電体５７の上面５７ａと下面５７ｂとの電位差とほぼ等しくなる。また、電極Ｅｇ２と電極Ｅｈ２とが電気的に接続されていることにより、第１の焦電体５６の下面５６ｂと第２の焦電体５７の上面５７ａとが等電位であるため、第１の焦電体５６の上面５６ａの電位（すなわち電極Ｅｇ１の電位Ｖｇ）と第２の焦電体５７の下面５７ｂの電位（すなわち電極Ｅｈ１の電位Ｖｈ）とがほぼ等しくなる。よって、圧力検出部５が検出する焦電ノイズを低減できる。

また、温度低下時においては、図１７に示すように、第１の焦電体５６の上面５６ａおよび第２の焦電体５７の下面５７ｂに負電荷が生じ、第１の焦電体５６の下面５６ｂおよび第２の焦電体５７の上面５７ａに正電荷が生じる。この場合も、温度上昇時と同様、電極Ｅｇ１の電位Ｖｇと電極Ｅｈ１の電位Ｖｈとがほぼ等しくなる。よって、圧力検出部５が検出する焦電ノイズを低減できる。

なお、タッチパネル２に対するタッチ操作を行った場合には、図１８に示すように、第１の焦電体５６と第２の焦電体５７とは、同一方向に分極して、電極Ｅｇ１と電極Ｅｈ１との間に電位差が生じる。これにより、電位差Ｖｇ−Ｖｈが圧力検出部５に電圧信号として入力され、圧力検出部５は、この電圧信号に基づいてタッチパネル２への押圧力を検出することができる。ここで、温度変化による第１の焦電体５６及び第２の焦電体５７の焦電ノイズは、上述のように低減されるため、電位差Ｖｇ−Ｖｈは、第１の焦電体５６及び第２の焦電体５７への主に押圧力に対応する。このように、タッチパネル２は、環境温度が変化した場合であっても焦電ノイズの影響を低減できるので、第１の焦電体５６及び第２の焦電体５７への押圧力を正確に検出することができる。

また、本実施形態では、第１の焦電体と第２の焦電体とは、同一の温度変化によって生じる焦電電圧が等しいことが望ましい。これにより、温度変化時に、第１の焦電体の焦電電圧と第２の焦電体の焦電電圧とがほぼ完全に相殺されるため、第１の焦電体の一方面と第２の焦電体の一方面との間の電位差を殆どなくすことができる。よって、焦電ノイズをほぼ完全にキャンセルすることができる。

なお、実用上は、第１の焦電体と第２の焦電体とは、同一の温度変化によって生じる焦電電圧が多少異なってもよい。この場合、温度変化時に、第１の焦電体の焦電電圧と第２の焦電体の焦電電圧とが一部相殺されるため、第１の焦電体の一方面と第２の焦電体の一方面との間の電位差（Ｖｅ−Ｖｆ又はＶｇ−Ｖｈ）が、第１および第２の焦電体の両面の電位差に比べ小さくなる。よって、焦電ノイズは完全にはキャンセルされないが、従来構成に比べ、焦電ノイズの影響を抑えることは可能である。また、第１の焦電体と第２の焦電体とは、形状が異なってもよい。

また、第１の焦電体、及び第２の焦電体は、同等レベルの圧電定数ｄ３３を有することが好ましい。更に、当該第１及第２の焦電体が有する同等レベルの圧電定数ｄ３３は、より低いほうが、より高度に焦電性による電気信号を低減できるので、好ましい。具体的には、当該第１及第２の焦電体が有する圧電定数ｄ３３は、ともに、好ましくは２５ｐC/N以下、より好ましくは２０ｐC/N以下、更に好ましくは８ｐC/N以下である。

また、焦電ノイズをキャンセルしながら、十分に圧電信号を得るためには、第１の焦電体、及び第２の焦電体の膜厚に差をつけることが好ましい。具体的には第１の焦電体、及び第２の焦電体の膜厚の比を好ましくは１．１倍以上、さらに好ましくは１．５倍以上にすることで、圧電信号を高くできる。

〔実施形態３〕
上記の実施形態１および２では、焦電体と電極（導電層）とが直接積層されていたが、本実施形態では、焦電体と電極との間に粘着剤又は接着剤層を設けた構成について説明する。なお、実施形態１および２において既に説明した部材と同一の部材については、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

図１９は、実施形態３に係る圧電素子構造体２Ｂ’の構成を示す断面図である。圧電素子構造体２Ｂ’は、図２に示すタッチパネル２の圧電素子構造体２Ｂの他の変形例である。圧電素子構造体２Ｂ’は、圧電素子構造体２Ｂａと同様、上部導電層２５、第１の焦電体２６、第２の焦電体２７および下部導電層２８を備えている。さらに、圧電素子構造体２Ｂ’は、４つの粘着剤又は接着剤層Ｆａ１，Ｆａ２，Ｆｂ１，Ｆｂ２および２つの保護層３１，３２を備えている。粘着剤又は接着剤層Ｆａ１，Ｆａ２，Ｆｂ１，Ｆｂ２はそれぞれ、上部導電層２５と第１の焦電体２６との間、下部導電層２８と第１の焦電体２６との間、上部導電層２５と第２の焦電体２７との間、および下部導電層２８と第２の焦電体２７との間に設けられている。言い換えると、粘着剤又は接着剤層Ｆａ１，Ｆａ２，Ｆｂ１，Ｆｂ２はそれぞれ、第１の焦電体２６の一方面（上面）と当該一方面（上面）に配置された電極との間、第１の焦電体２６の他方面（下面）と当該他方面（下面）に配置された電極との間、第２の焦電体２７の一方面（上面）と当該一方面（上面）に配置された電極との間、および、第２の焦電体２７の他方面（下面）と当該他方面（下面）に配置された電極との間に設けられている。

粘着剤又は接着剤層Ｆａ１，Ｆａ２，Ｆｂ１，Ｆｂ２としては、透明であり焦電体と導電層とを接着できるものであれば特に限定されず、均一な層であっても、不均一な層であってもよい。粘着剤又は接着剤層Ｆａ１，Ｆａ２，Ｆｂ１，Ｆｂ２は、好ましくは例えば、アクリル系両面粘着シートがよく、基材層を有していてもよい。すなわち、当該粘着剤又は接着剤層は、例えば、（１）粘着剤又は接着剤から構成される層、（２）基材層、及び（３）粘着剤又は接着剤から構成される層からなる複層構造を有することができる。当該基材層は、透明なフィルムであればよく、好ましくは、例えば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリパラフェニレンスルフィド、又はポリアミドイミドのフィルムであることができる。

保護層３１は、上部導電層２５の第１の焦電体２６および第２の焦電体２７と反対側の面に設けられ、保護層３２は、下部導電層２８の第１の焦電体２６および第２の焦電体２７と反対側の面に設けられている。保護層３１，３２の例としては、ポリイミド、ポリエチレンテレフタラート、ポリブチレンテレフタラート、ポリカーボネート、ポリパラフェニレンスルフィド、ポリアミドイミド等の可撓性を有する樹脂シート等が挙げられる。

粘着剤又は接着剤層Ｆａ１，Ｆａ２，Ｆｂ１，Ｆｂ２は、絶縁性を有していてもよい。このような場合であっても、焦電ノイズの影響を低減できるので、第１の焦電体２６又は第２の焦電体２７への押圧力を正確に検出可能である。

なお、粘着剤又は接着剤層の数はこれに限定されず、上部導電層２５と第１の焦電体２６との間、下部導電層２８と第１の焦電体２６との間、上部導電層２５と第２の焦電体２７との間、および下部導電層２８と第２の焦電体２７との間の少なくともいずれかの箇所に粘着剤又は接着剤層を設けた構成であってもよい。すなわち、粘着剤又は接着剤層Ｆａ１，Ｆａ２，Ｆｂ１，Ｆｂ２の少なくともいずれかを省略してもよい。

図２０は、図８に示す圧電素子構造体２Ｂａの変形例に係る圧電素子構造体２Ｂａ’の構成を示す断面図である。圧電素子構造体２Ｂａ’は、圧電素子構造体２Ｂａと同様、上部導電層２５、下部導電層２８、中間導電層２９、第１の焦電体３６および第２の焦電体３７を備えている。さらに、圧電素子構造体２Ｂａ’は、４つの粘着剤又は接着剤層Ｆｃ１，Ｆｃ２，Ｆｄ１，Ｆｄ２および２つの保護層３１，３２を備えている。粘着剤又は接着剤層Ｆｃ１，Ｆｃ２，Ｆｄ１，Ｆｄ２はそれぞれ、上部導電層２５と第１の焦電体３６との間、第２の焦電体３７と下部導電層２８との間、第１の焦電体３６と中間導電層２９との間、および中間導電層２９と第２の焦電体３７との間に設けられている。言い換えると、粘着剤又は接着剤層Ｆｃ１，Ｆｃ２，Ｆｄ１，Ｆｄ２はそれぞれ、第１の焦電体３６の一方面（上面）と当該一方面（上面）に配置された電極との間、第２の焦電体３７の一方面（下面）と当該一方面（下面）に配置された電極との間、第１の焦電体３６の他方面（下面）と当該他方面（下面）に配置された電極との間、および、第２の焦電体３７の他方面（上面）と当該他方面（上面）に配置された電極との間に設けられている。

粘着剤又は接着剤層Ｆｃ１，Ｆｃ２，Ｆｄ１，Ｆｄ２は、上述の粘着剤又は接着剤層Ｆａ１，Ｆａ２，Ｆｂ１，Ｆｂ２と同じ材料で形成することができる。また、保護層３１，３２は、図１９に示す保護層３１，３２と同じ材料で形成することができる。

粘着剤又は接着剤層Ｆｃ１，Ｆｃ２，Ｆｄ１，Ｆｄ２は、絶縁性を有していてもよい。このような場合であっても、焦電ノイズの影響を低減できるので、第１の焦電体３６及び第２の焦電体３７への押圧力を正確に検出可能である。

なお、粘着剤又は接着剤層の数はこれに限定されず、粘着剤又は接着剤層Ｆｃ１，Ｆｃ２，Ｆｄ１，Ｆｄ２の少なくともいずれかを省略してもよい。

図２１は、図１２に示す圧電素子構造体２Ｂｂの変形例に係る圧電素子構造体２Ｂｂ’の構成を示す断面図である。圧電素子構造体２Ｂｂ’は、圧電素子構造体２Ｂｂと同様、２つの上部導電層２５ａ・２５ｂ、第１の焦電体４６および第２の焦電体４７を備え、さらに、圧電素子構造体２Ｂｂ’は、３つの粘着剤又は接着剤層Ｆｅ１，Ｆｅ２，Ｆｆ１を備えている。粘着剤又は接着剤層Ｆｅ１，Ｆｆ１はそれぞれ、上部導電層２５ａと第１の焦電体４６との間、および上部導電層２５ａと第２の焦電体４７との間に設けられている。言い換えると、粘着剤又は接着剤層Ｆｅ１，Ｆｆ１はそれぞれ、第１の焦電体４６の一方面（上面）と当該一方面（上面）に配置された電極との間、および第２の焦電体の一方面（上面）と当該一方面（上面）に配置された電極との間に設けられている。また、粘着剤又は接着剤層Ｆｅ２は、第１の焦電体４６および第２の焦電体４７の下部に設けられている。すなわち、圧電素子構造体２Ｂｂ’は、図１２に示す圧電素子構造体２Ｂｂにおいて、粘着剤又は接着剤層Ｆｅ１，Ｆｆ１を更に備え、下部導電層２８に代わりに粘着剤又は接着剤層Ｆｅ２を備えた構成である。粘着剤又は接着剤層Ｆｅ１，Ｆｅ２，Ｆｆ１は、上述の粘着剤又は接着剤層Ｆａ１，Ｆａ２，Ｆｂ１，Ｆｂ２と同じ材料で形成することができる。

また、上部導電層２５ａ，２５ｂの上に上部導電層２５ａ，２５ｂを保護する保護層を設けてもよい。当該保護層は、図１９に示す保護層３１，３２と同じ材料で形成することができる。

粘着剤又は接着剤層Ｆｅ１，Ｆｅ２，Ｆｆ１は、絶縁性を有していてもよい。このような場合であっても、焦電ノイズの影響を低減できるので、第１の焦電体４６又は第２の焦電体４７への押圧力を正確に検出可能である。

なお、粘着剤又は接着剤層の数はこれに限定されず、粘着剤又は接着剤層Ｆｅ１，Ｆｅ２，Ｆｆ１の少なくともいずれかを省略してもよい。

図２２は、図１５に示す圧電素子構造体２Ｂｃの変形例に係る圧電素子構造体２Ｂｃ’の構成を示す断面図である。圧電素子構造体２Ｂｃ’は、圧電素子構造体２Ｂｃと同様、上部導電層２５、下部導電層２８、中間導電層２９、第１の焦電体５６および第２の焦電体５７を備えている。さらに、圧電素子構造体２Ｂｃ’は、４つの粘着剤又は接着剤層Ｆｇ１，Ｆｇ２，Ｆｈ１，Ｆｈ２および２つの保護層３１，３２を備えている。粘着剤又は接着剤層Ｆｇ１，Ｆｇ２，Ｆｈ１，Ｆｈ２はそれぞれ、上部導電層２５と第１の焦電体５６との間、第１の焦電体５６と中間導電層２９との間、中間導電層２９と第２の焦電体５７との間、および第２の焦電体５７と下部導電層２８との間に設けられている。言い換えると、粘着剤又は接着剤層Ｆｇ１，Ｆｇ２，Ｆｈ１，Ｆｈ２はそれぞれ、第１の焦電体５６の一方面（上面）と当該一方面（上面）に配置された電極との間、第１の焦電体５６の他方面（下面）と当該他方面（下面）に配置された電極との間、第２の焦電体の一方面（下面）と当該一方面（下面）に配置された電極との間、および第２の焦電体の他方面（上面）と当該他方面（上面）に配置された電極との間に設けられている。

粘着剤又は接着剤層Ｆｇ１，Ｆｇ２，Ｆｈ１，Ｆｈ２は、上述の粘着剤又は接着剤層Ｆａ１，Ｆａ２，Ｆｂ１，Ｆｂ２と同じ材料で形成することができる。また、保護層３１，３２は、図１９に示す保護層３１，３２と同じ材料で形成することができる。

粘着剤又は接着剤層Ｆｇ１，Ｆｇ２，Ｆｈ１，Ｆｈ２は、絶縁性を有していてもよい。このような場合であっても、焦電ノイズの影響を低減できるので、第１の焦電体５６及び第２の焦電体５７への押圧力を正確に検出可能である。

なお、粘着剤又は接着剤層の数はこれに限定されず、粘着剤又は接着剤層Ｆｇ１，Ｆｇ２，Ｆｈ１，Ｆｈ２の少なくともいずれかを省略してもよい。

図２３は、圧電素子構造体２Ｂｃ’の更なる変形例である圧電素子構造体２Ｂｃ”の構成を示す断面図である。圧電素子構造体２Ｂｃ”は、圧電素子構造体２Ｂｃ’において、中間導電層２９および粘着剤又は接着剤層Ｆｇ２，Ｆｈ２の代わりに粘着剤又は接着剤層Ｆｉを設けたものである。すなわち、圧電素子構造体２Ｂｃ”は、第１の焦電体５６の他方面（下面）および第２の焦電体５７の他方面（上面）が対向するように第１の焦電体５６と第２の焦電体５７とが積層されており、第１の焦電体５６の他方面（下面）と第２の焦電体５７の他方面（上面）との間に粘着剤又は接着剤層Ｆｉが設けられている構成である。この場合、第１の焦電体５６の他方面と第２の焦電体５７の他方面とが絶縁される。このような構成であっても、焦電ノイズの影響を低減できるので、第１の焦電体５６及び第２の焦電体５７への押圧力を正確に検出可能である。

なお、粘着剤又は接着剤層の数はこれに限定されず、粘着剤又は接着剤層Ｆｇ１，Ｆｈ１，Ｆｉの少なくともいずれかを省略してもよい。

〔付記事項〕
本発明におけるタッチパネルは、焦電体を有するものであれば、抵抗膜方式、静電容量方式等、あらゆる方式のタッチパネルを用いることができる。

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる形態も本発明の技術的範囲に含まれる。例えば、上記の実施形態では、タッチパネルにおけるタッチ位置を検出可能なタッチ入力装置について説明したが、本発明はこれに限定されない。タッチパネルへの押圧力は検出するが、タッチ位置は検出しないタッチセンサ等も、本発明の技術的範囲に含まれる。当該タッチセンサは、電子機器（例、衝突センサー、ロボット掃除機）に用いることができる。

また、上記の実施形態では、第１の焦電体および第２の焦電体がそれぞれ１つずつ設けられていたが、第１の焦電体および第２の焦電体の少なくとも一方を、複数の焦電体によって構成してもよい。

また、上記の実施形態では、タッチ位置と押圧力とを異なる構造体（タッチパネル構造体、圧電素子構造体）によって検出していたが、それらを１つの構造体によって検出してもよい。例えば、Ｘ方向に延びる複数の電極とＹ方向に延びる複数の電極との間に、焦電ノイズが低減可能に構成された第１の焦電体と第２の焦電体との積層体（例えば図８、図１５）を挟み込んでもよい。具体的には、特開２０１０−０２６９３８号公報に開示されたタッチパネル１００において、圧電体層３を、本願の実施形態における第１の焦電体と第２の焦電体との積層体に置き換えてもよい。

本発明のタッチパネルを指等で押圧すると、シート状の第１および第２の焦電体のひずみの時間的変化に応じた電気信号を得ることができるので、当該タッチパネルを用いれば、押圧の有無、速度、大きさ（強弱）、又はこれらの変化、或いはこれらの組み合わせを決定できる。ここで、押圧の大きさ（すなわち、静圧）は、前記電気信号の積分値を用いて決定できる。

本発明のタッチパネルによれば、焦電性による電気信号が低減されて、圧電性による電気信号を選択的に得ることが可能である。

本発明のタッチパネルは、電子機器（例、携帯電話（例、スマートフォン）、携帯情報端末（ＰＤＡ）、タブレットＰＣ、ＡＴＭ、自動券売機、及びデジタイザ、タッチパッド、カーナビゲーションシステム、ＦＡ（ファクトリー・オートメーション）機器等のタッチパネルディスプレイ（タッチパネルモニター））に用いることができる。当該電子機器は、タッチ位置、タッチ圧又はその両方に基づく操作及び動作（例、ペイントソフトにおいて、筆圧に応じてスクリーンに表示される線の太さを変える等の操作）が可能である。

１ タッチ入力装置
２ タッチパネル
２Ａ タッチパネル構造体
２Ｂ 圧電素子構造体
２Ｂ’ 圧電素子構造体
２Ｂａ 圧電素子構造体
２Ｂａ’ 圧電素子構造体
２Ｂｂ 圧電素子構造体
２Ｂｂ’ 圧電素子構造体
２Ｂｃ 圧電素子構造体
２Ｂｃ’ 圧電素子構造体
２Ｂｃ” 圧電素子構造体
３ 信号処理部
４ 位置検出部
５ 圧力検出部
２１ 保護膜
２２ シール材
２３ スペーサ
２４ 保護膜
２５ 上部導電層
２５ａ 上部導電層
２５ｂ 上部導電層
２６ 第１の焦電体
２６ａ 上面（一方面）
２６ｂ 下面（他方面）
２７ 第２の焦電体
２７ａ 上面（一方面）
２７ｂ 下面（他方面）
２８ 下部導電層
２９ 中間導電層
３６ 第１の焦電体
３６ａ 上面（一方面）
３６ｂ 下面（他方面）
３７ 第２の焦電体
３７ａ 上面（他方面）
３７ｂ 下面（一方面）
４６ 第１の焦電体
４６ａ 上面（一方面）
４６ｂ 下面（他方面）
４７ 第２の焦電体
４７ａ 上面（一方面）
４７ｂ 下面（他方面）
５６ 第１の焦電体
５６ａ 上面（一方面）
５６ｂ 下面（他方面）
５７ 第２の焦電体
５７ａ 上面（他方面）
５７ｂ 下面（一方面）
Ｅａ１，Ｅａ２，Ｅｂ１，Ｅｂ２，Ｅｃ１，Ｅｃ２，Ｅｄ１，Ｅｄ２ 電極
Ｅｅ１，Ｅｅ２，Ｅｆ１，Ｅｆ２，Ｅｇ１，Ｅｇ２，Ｅｈ１，Ｅｈ２ 電極
Ｆａ１，Ｆａ２，Ｆｂ１，Ｆｂ２，Ｆｃ１，Ｆｃ２，Ｆｄ１，Ｆｄ２ 粘着剤又は接着剤層
Ｆｅ１，Ｆｅ２，Ｆｆ１，Ｆｇ１，Ｆｇ２，Ｆｈ１，Ｆｈ２，Ｆｉ 粘着剤又は接着剤層

Claims (11)

1. シート状の第１および第２の焦電体を備え、前記第１の焦電体及び／又は前記第２の焦電体への押圧力を検出可能なタッチパネルであって、
   前記第１の焦電体の一方面および前記第２の焦電体の他方面は、温度上昇時に第１の極性の電荷が生じ、温度低下時に前記第１の極性とは逆の第２の極性の電荷が生じる面であり、
   前記第１の焦電体の他方面および前記第２の焦電体の一方面は、温度上昇時に前記第２の極性の電荷が生じ、温度低下時に前記第１の極性の電荷が生じる面であり、
   前記第１の焦電体の一方面に配置される電極と前記第２の焦電体の一方面に配置される電極とが電気的に接続され、
   前記第１の焦電体の他方面に配置される電極と前記第２の焦電体の他方面に配置される電極とが電気的に接続され、
   前記第１の焦電体の他方面および前記第２の焦電体の他方面が対向するように前記第１の焦電体と前記第２の焦電体とは積層されており、
   タッチ操作が行われた際に、前記第１の焦電体と前記第２の焦電体とに圧電効果による起電力が生じるタッチパネル。
2. シート状の第１および第２の焦電体を備え、前記第１の焦電体及び／又は前記第２の焦電体への押圧力を検出可能なタッチパネルであって、
   前記第１の焦電体の一方面および前記第２の焦電体の一方面は、温度上昇時に第１の極性の電荷が生じ、温度低下時に前記第１の極性とは逆の第２の極性の電荷が生じる面であり、
   前記第１の焦電体の他方面および前記第２の焦電体の他方面は、温度上昇時に前記第２の極性の電荷が生じ、温度低下時に前記第１の極性の電荷が生じる面であり、
   前記第１の焦電体の一方面および前記第２の焦電体の一方面に電極が配置され、
   前記第１の焦電体の他方面および前記第２の焦電体の他方面が対向するように前記第１の焦電体と前記第２の焦電体とは積層されており、
   タッチ操作が行われた際に、前記第１の焦電体と前記第２の焦電体とに圧電効果による起電力が生じるタッチパネル。
3. 前記第１の焦電体の他方面に配置される電極と前記第２の焦電体の他方面に配置される電極とが電気的に接続されている、請求項２に記載のタッチパネル。
4. 前記第１の焦電体の他方面と前記第２の焦電体の他方面との間に粘着剤又は接着剤層が設けられている、請求項２に記載のタッチパネル。
5. 前記第１の焦電体の他方面および前記第２の焦電体の他方面に電極が配置され、
   前記第１の焦電体の他方面と当該他方面に配置された電極との間や、前記第２の焦電体の他方面と当該他方面に配置された電極との間に、粘着剤又は接着剤槽が設けられている、請求項４に記載のタッチパネル。
6. 前記第１の焦電体と前記第２の焦電体とは形状が同一である、請求項１〜５のいずれかに記載のタッチパネル。
7. 前記第１および第２の焦電体は、有機圧電フィルムである、請求項１〜６のいずれかに記載のタッチパネル。
8. 前記有機圧電フィルムは、フッ化ビニリデン系フィルムである、請求項７に記載のタッチパネル。
9. 前記有機圧電フィルムは、フッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン共重合体フィルムである、請求項７に記載のタッチパネル。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載のタッチパネルと、
    前記タッチパネルが出力する信号に基づいて、前記タッチパネルへの押圧力を検出する圧力検出部と、を備えるタッチ入力装置。
11. 請求項１〜９のいずれかに記載のタッチパネル、又は、請求項１０に記載のタッチ入力装置を備えた電子機器。

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