JP6252680B2 - タッチパネル - Google Patents

タッチパネル Download PDF

Info

Publication number
JP6252680B2
JP6252680B2 JP2016531223A JP2016531223A JP6252680B2 JP 6252680 B2 JP6252680 B2 JP 6252680B2 JP 2016531223 A JP2016531223 A JP 2016531223A JP 2016531223 A JP2016531223 A JP 2016531223A JP 6252680 B2 JP6252680 B2 JP 6252680B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
main surface
piezoelectric film
piezoelectric
electrode
detection sub
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016531223A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2016002459A1 (ja
Inventor
正道 安藤
正道 安藤
森　健一
健一 森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Publication of JPWO2016002459A1 publication Critical patent/JPWO2016002459A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6252680B2 publication Critical patent/JP6252680B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/04—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising rubber as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B25/08—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising rubber as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/12—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising natural rubber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B25/00—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
    • B32B25/20—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber comprising silicone rubber
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08—Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
    • B32B27/283—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42 comprising polysiloxanes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • B32B27/308—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers comprising acrylic (co)polymers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/36—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/36—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters
    • B32B27/365—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyesters comprising polycarbonates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0445—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2250/00—Layers arrangement
    • B32B2250/44—Number of layers variable across the laminate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/20—Properties of the layers or laminate having particular electrical or magnetic properties, e.g. piezoelectric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/40—Properties of the layers or laminate having particular optical properties
    • B32B2307/412—Transparent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50—Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/514—Oriented
    • B32B2307/516—Oriented mono-axially
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/704—Crystalline
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/732—Dimensional properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • B32B2457/20—Displays, e.g. liquid crystal displays, plasma displays
    • B32B2457/208—Touch screens
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04103—Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04105—Pressure sensors for measuring the pressure or force exerted on the touch surface without providing the touch position
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04106—Multi-sensing digitiser, i.e. digitiser using at least two different sensing technologies simultaneously or alternatively, e.g. for detecting pen and finger, for saving power or for improving position detection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Description

この発明は、操作者による操作面への押圧操作を検出するタッチパネルに関する。
従来、操作者が指等で平面状の操作面をタッチすることで、当該タッチ位置とタッチ時の押し込み量（押圧力）とを同時に検出するタッチパネルが提案されている。
例えば、特許文献１には、圧電性フィルムの互いに対向する第１主面側または第２主面側の少なくともいずれか一方に静電容量検出用電極を配置するとともに、この圧電性フィルムの第１主面側および第２主面側に圧電電圧検出用電極を配置することによって、タッチ位置と押し込み量とを同時に検出する薄型のタッチパネルが記載されている。操作面は、第１主面側である。
また、特許文献２には、誘電体フィルムの互いに対向する第１主面側および第２主面側に静電容量検出用電極を配置するとともに、圧電性フィルムの互いに対向する第３主面側および第４主面側に圧電電圧検出用電極を配置し、第２主面と第３主面とを対向させて誘電体フィルムと圧電性フィルムとを重ねることによって、タッチ位置と押し込み量とを同時に検出する薄型のタッチパネルが記載されている。操作面は、第１主面側である。
特許文献１、および２では、一軸延伸されたＬ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）で形成した圧電性フィルムを用いている。この圧電性フィルム（ＰＬＬＡフィルム）は、分子の配向方向（延伸方向）に対して４５度の方向に圧縮、伸長の力を加えるとフィルムの膜厚方向に電圧を生じる。
国際公開第２０１３／０２１８３５号のパンフレット 国際公開第２０１４／０４５８４７号のパンフレット
しかしながら、圧電性フィルム（ＰＬＬＡフィルム）は、延伸方向に対して４５度の方向である一方の方向（ここでは、縦方向と言う。）に引っ張った時と、延伸方向に対して４５度の方向である他方の方向（ここでは、横方向と言う。）に引っ張った時と、では発生する電荷の符号が逆転する。縦方向と、横方向とは直交する。このため、操作者の押圧位置が、圧電性フィルムの主面の中心であった場合等に、この圧電性フィルムの縦方向における歪の大きさと、横方向における歪の大きさとが略等しくなることがある。圧電性フィルムの縦方向における歪の大きさと、横方向における歪の大きさとが略等しくなると、圧電性フィルムで発生した電荷がキャンセルされるので、圧電性フィルムの歪みに応じた電圧を検出することできない。したがって、圧電性フィルムの縦方向における歪の大きさと、横方向における歪の大きさとが略等しくなる押圧位置では、押圧力の検出が適正に行えなかった。
特に、圧電性フィルムの主面が正方形や円形である場合、押圧位置が、以下に示す第１直線上や第２直線上であると、圧電性フィルムの縦方向における歪の大きさと、横方向における歪の大きさとが略等しくなる。すなわち、押圧位置が第１直線上や第２直線上である場合、押圧の検出が適正に行えない。
第１直線は、圧電性フィルムの延伸方向に平行な直線であって、且つこの圧電性フィルムの主面を２等分する直線である。
第２直線は、圧電性フィルムの延伸方向に直交する直線であって、且つこの圧電性フィルムの主面を２等分する直線である。
この発明の目的は、操作者による操作面の押圧検知が適正に行えるタッチパネルを提供することにある。
この発明のタッチパネルは、上記目的を達するために以下のように構成している。
このタッチパネルは、操作入力用部材と、押圧力検出センサと、粘着層と、を備えている。操作入力用部材は、互いに対向する第１主面と第２主面を備え、第１主面が操作面であり、操作面の押圧により歪みが生じる板部材である。この操作入力用部材は、例えばガラスやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の平板によって形成することで、十分な透過性を得ることができる。
押圧力検出センサは、互いに対向する第３主面と第４主面を備えた平膜状の圧電性フィルムの両主面のそれぞれに（第３主面側、および第４主面側に）、圧電性フィルムの歪み量に応じた圧電電圧を検出する圧電電圧検出用電極を配置している。例えば、圧電性フィルムは、少なくとも一軸方向に延伸されたポリ乳酸である。
粘着層は、操作入力用部材の第２主面と、圧電性フィルムの第３主面との間に形成され、操作入力用部材の第２主面と、圧電性フィルムの第３主面とを対向させて、操作入力用部材と押圧力検出センサとを貼り合せる。また、この粘着層は、圧電性フィルムの第３主面に対向する面が複数の領域に分割され、弾性率が異なる２つの領域の組み合わせが少なくとも１つある。すなわち、粘着層の弾性率は、操作入力用部材の第２主面、および圧電性フィルムの第３主面に対向する面において、均一に形成されていない。
操作入力用部材の操作面が押圧された押圧力は、粘着層を介して圧電性フィルムに伝達される。すなわち、圧電性フィルムの主面の歪み量は、粘着層の弾性率の分布に応じて変化する。これにより、操作入力用部材の操作面上における押圧位置に影響されることなく、圧電性フィルムが主面上の直交する２方向において歪み量が等しくなるのを回避することができる。したがって、操作者による操作面の押圧検知が適正に行える。
また、粘着層は、弾性率の分布を圧電性フィルムの延伸方向に平行な直線であって、且つ圧電性フィルムの第３主面に対向する面を２等分する直線を対称軸とする線対称でない分布にすることで、圧電性フィルムが主面上の直交する２方向において歪み量が等しくなるのを一層確実に回避することができる。
また、粘着層における弾性率が異なる隣接する２つの領域の境界線を直線でなく、曲線にしてもよい。このようにすれば、粘着層における弾性率が異なる隣接する２つの領域の境界線の視認性を低下させられる。したがって、操作者に与える違和感を抑えられる。
また、粘着層は、分割した領域毎に、その領域の弾性率が第１弾性率、または第２弾性率のどちらか一方にしてもよい。すなわち、粘着層の弾性率は、操作入力用部材の第２主面、および圧電性フィルムの第３主面に対向する面において、２種類の弾性率の領域の組み合わせにより均一でない構成としてもよい。この場合、圧電フィルムに発生する電荷分布による電荷の相殺をより少なくするため、弾性率が大きい部分と弾性率が小さい部分との比を２倍以上にするのが好ましい。
また、粘着層は、紫外線の照射量や、熱線の照射量や、放射線の照射量や、マイクロ波の照射量により弾性率が変化する性質の粘着剤で形成することができる。
紫外線照射に関しては、粘着剤に用いられる高分子の分子量を低下させることで弾性率を低下させることができる。また、熱線照射に関しては、熱硬化性の樹脂、例えばエポキシ系の樹脂を含有していれば、熱によって硬化するので弾性率を高めることができる。なお、熱硬化に関しては、マイクロ波の照射による誘電加熱を利用すればさらに高速で弾性率を高めることができる。放射線の照射に関しては、放射線架橋効果により分子が再結合して分子量が大きくなり弾性率を高めることができる。これは、例えば、放射線架橋効果のあるトリアリルイソシアネートを含有させることによりこのようなことが可能となる。粘着剤は基材となるエラストマーに粘着付与剤、架橋剤、軟化剤等を加えることによって得られる。粘着剤の種類としては、天然ゴムを利用したゴム系粘着剤、アクリルポリマーを利用したアクリル系粘着剤、シリコーンゴムとシリコーンレジンを所定の比率で合成したシリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤がある。タッチパネルに利用される高透明性接着剤には主としてアクリル系粘着剤やシリコーン系粘着剤が用いられる。
この発明によれば、操作者による操作面の押圧検知が適正に行える。
タッチパネルを備える入力操作端末の外観を示す概略図である。 図１に示すＡ−Ａ方向の断面図である。 タッチパネルの平面図および側面図である。 タッチパネルの主機能部を示す平面図である。 図３に示すＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図、Ｃ−Ｃ断面図、Ｄ−Ｄ断面図である。 この例にかかるタッチパネルの圧電性フィルムの第３主面側の平面図である。 この例にかかるタッチパネルの圧電性フィルムの第４主面側の平面図である。 この例にかかるタッチパネルにおける粘着層の弾性率の分布を示す図である 図９（Ａ）、（Ｂ）は、この例にかかるタッチパネルの押圧検知動作を説明する図である。 図１０（Ａ）、（Ｂ）は、圧電性フィルムにおいて発生する電位分布のシミュレーション結果を示す図である。 図１１（Ａ）、（Ｂ）は、圧電性フィルムにおいて発生する電位分布の計算結果を示す図である。 タッチパネルにおける押圧位置を示す図である。 別の例にかかるタッチパネルにおける粘着層の弾性率の分布を示す図である。 図１４（Ａ）、（Ｂ）は、別の例にかかるタッチパネルにおける粘着層の弾性率の分布を示す図である。 別の例にかかるタッチパネルにおける粘着層の弾性率の分布を示す図である。 タッチパネルの第１の変形例を示す側面図および平面図である。 タッチパネルの第２の変形例を示す側面図および平面図である。
以下、この発明の実施形態であるタッチパネルについて説明する。図１は、この例にかかるタッチパネルを備える入力操作端末の外観を示す概略図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ方向の断面図である。この例にかかる入力操作端末１は、タッチパネル２と、表示器３と、制御基板４とが筐体５内に取り付けられた構成である。筐体５は、図１に示すように、ほぼ直方体形状である。筐体５は、図１における上面に、矩形状の開口面を有する形状である。この例では、この開口面は、略正方形である。
タッチパネル２は、後述する第１主面が筐体５の上面に形成されている矩形状の開口面を塞ぐように取り付けられている。すなわち、第１主面は、筐体５の開口面を通して露出している。また、筐体５内には、表示器３が取り付けられている。この表示器３は、表示面を筐体５上面に形成されている開口面に対向させて取り付けている。すなわち、表示器３は、表示面を筐体５上面に形成されている開口面を塞ぐタッチパネル２の主面に対向させて取り付けている。表示器３の表示面は、筐体５上面の開口面とほぼ同じ大きさである（縦、および横の長さがほぼ同じである。）。表示器３は、表示面の中心と、筐体５上面の開口面の中心とが一致するように、筐体５に取り付けている。操作者は、筐体５上面の開口面を塞ぐタッチパネル２を通して、表示器３の表示面を見ることができる。さらに、筐体５内には、制御基板４が取り付けられている。この制御基板４には、表示器３の表示面に表示する画像を制御する表示制御回路、操作者の入力操作を検知する入力操作検知回路、検知した操作者の入力操作に応じた処理を実行する処理回路等が形成されている。
ここで、タッチパネル２について詳細に説明する。図３は、タッチパネルの平面図および側面図である。この例にかかるタッチパネル２は、主機能部２０と、板部材２１と、粘着層２２とを備える。
板部材２１は、互いに対向する第１主面と第２主面を備える。板部材２１は、透過性がよく、ある程度の剛性を有する材料からなる。板部材２１は、例えば、ガラスやポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリルの平板によって形成されている。この板部材２１が、この発明で言う操作入力用部材に相当する。板部材２１の第１主面は、図１において、筐体５上面の開口面を通して外側に露出している面である。この第１主面が、この発明で言う操作面に相当する。
粘着層２２は、板部材２１の第２主面と、主機能部２０の一方の主面（後述する圧電性フィルム２００の第３主面側に位置し、この第３主面に対向する主面）と、の間に位置し、板部材２１の第２主面と、主機能部２０の一方の主面と、を対向させて貼り合わせている。主機能部２０の他方の主面（後述する圧電性フィルム２００の第４主面側に位置し、この第４主面に対向する主面）は、表示器３の表示画面に対向している。以下、主機能部２０の一方（圧電性フィルム２００の第３主面側）の主面を第５主面と言い、主機能部２０の他方（圧電性フィルム２００の第４主面側）の主面を第６主面と言う。主機能部２０の第５主面と、第６主面とは互いに対向している。また、後述するように、圧電性フィルム２００の第３主面と、第４主面とは、互いに対向している。粘着層２２は、主機能部２０の第５主面のほぼ全面にわたって、略均一な厚さで形成されている。
この主機能部２０が、この発明で言う押圧力検出センサに相当する構成を有する。
ここで、主機能部２０について説明する。図４は、この例にかかるタッチパネルの主機能部を示す平面図である。図５は、図４に示すＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図、Ｃ−Ｃ断面図、Ｄ−Ｄ断面図である。図６は、この例にかかるタッチパネルの主機能部の第３主面の平面図である。図７は、この例にかかるタッチパネルの主機能部の第４主面の平面図である。
なお、図６、図７は、第５主面側から、圧電性フィルム２００の第３主面２００ＳＴ、第４主面２００ＳＢを見た図である。また、図４、図５、図６、図７の電極パターンは一例であり、第１静電容量検出用サブ電極、第２静電容量検出用サブ電極、第１圧電電圧検出用サブ電極および第２圧電電圧検出用サブ電極の配設個数はこれに限るものではなく、タッチパネル２の仕様に応じて、これらの個数は適宜決定される。また、この例では静電容量検出用の電極と、押圧検出用の電極を同じ層に配置した複合電極構造のタッチパネルの例を示したが、静電容量検知用の電極と、押圧検出用の電極とを完全に分離して別の層に形成してもよい。この場合、静電容量検知用の電極は別のフィルム、例えばＰＥＴやシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）に形成して貼り付けるか、或いは板部材２１に直接形成されていてもよい。圧電性フィルム２００に対する電極は、圧電性フィルム２００の両主面に直接形成されていてもよいし、ＰＥＴやＣＯＰに電極を形成したものを粘着剤で貼り合わせるようにした構造の物でもよい。上述した各々の構造において粘着層２２は１層とは限らず複数層用いられることとなる。
主機能部２０は、圧電性フィルム２００、保護層３００、４００、後述するパターンで形成された圧電電圧検出用電極および静電容量検出用電極を備える。上述の第５主面は、保護層３００における第３主面２００ＳＴに対向する主面であって、この第３主面２００ＳＴに対して遠い方の主面（図５における上側の主面）である。また、上述の第６主面は、保護層４００における第４主面２００ＳＢに対向する主面であって、この第４主面２００ＳＢに対して遠い方の主面（図５における下側の主面）である。
圧電性フィルム２００は、互いに対向する第３主面２００ＳＴと第４主面２００ＳＢを備える矩形状の平膜からなる。圧電性フィルム２００は、一軸延伸されたＬ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）によって形成されている。
ＰＬＬＡは、キラル高分子であり、その主鎖が螺旋構造を有する。ＰＬＬＡは、一軸延伸され、分子が配向すると、圧電性を有する。一軸延伸されたＰＬＬＡの圧電定数は、種々の高分子が有する圧電定数の中でも非常に高い部類に属する。
なお延伸倍率は３〜８倍程度が好適である。延伸後に熱処理を施すことにより、ポリ乳酸の延びきり鎖結晶の結晶化が促進され圧電定数が向上する。尚、二軸延伸した場合はそれぞれの軸の延伸倍率を異ならせることによって一軸延伸と同様の効果を得ることができる。例えば、ある方向をＸ軸としてその方向に８倍、その軸に直交するＹ軸方向に２倍の延伸を施した場合、圧電定数に関してはおよそＸ軸方向に４倍の一軸延伸を施した場合と同等の効果が得られる。単純に一軸延伸したフィルムは延伸軸方向に沿って裂け易いため、前述したような二軸延伸を行うことにより幾分強度を増すことができる。
また、ＰＬＬＡは、延伸等による分子の配向処理で圧電性を生じ、ＰＶＤＦ等の他のポリマーや圧電セラミックスのように、ポーリング処理を行う必要がない。すなわち、強誘電体に属さないＰＬＬＡの圧電性は、ＰＶＤＦやＰＺＴ等の強誘電体のようにイオンの分極によって発現するものではなく、分子の特徴的な構造である螺旋構造に由来するものである。このため、ＰＬＬＡには、他の強誘電性の圧電体で生じる焦電性が生じない。さらに、ＰＶＤＦ等は経時的に圧電定数の変動が見られ、場合によっては圧電定数が著しく低下する場合があるが、ＰＬＬＡの圧電定数は経時的に極めて安定している。
また、ＰＬＬＡは比誘電率が約２．５と非常に低いため、ｄを圧電定数とし、εＴを誘電率とすると、圧電出力定数（＝圧電ｇ定数、ｇ＝ｄ／εＴ）が大きな値となる。
ここで、誘電率ε３３ Ｔ＝１３×ε０、圧電定数ｄ３１＝２５ｐＣ／ＮのＰＶＤＦの圧電ｇ定数は、上述の式から、ｇ３１＝０．２１７２Ｖｍ／Ｎとなる。一方、圧電定数ｄ１４＝１０ｐＣ／ＮであるＰＬＬＡの圧電ｇ定数をｇ３１に換算して求めると、ｄ１４＝２×ｄ３１であるので、ｄ３１＝５ｐＣ／Ｎとなり、圧電ｇ定数は、ｇ３１＝０．２２５８Ｖｍ／Ｎとなる。したがって、圧電定数ｄ１４＝１０ｐＣ／ＮのＰＬＬＡで、ＰＶＤＦと同様の押し込み量の検出感度を十分に得ることができる。
さらに、ＰＬＬＡは、上述のように、高い圧電定数が得られる一般的な強誘電体とは異なり、誘電率が低い。したがって、第３主面２００ＳＴ側に形成された電極と、第４主面２００ＳＢ側に形成された電極間での電界閉じ込め効果が低い。これにより、外部から指等の誘電体が接近、接触すれば、静電容量が変化しやすい。すなわち、静電容量の変化に対する検出感度も高い。
このような特性を有するＰＬＬＡからなる圧電性フィルム２００の第３主面２００ＳＴには、静電容量検出用電極を構成する複数の第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａ〜２１１Ｆと、圧電電圧検出用電極を構成する複数の第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ａ〜２１３Ｌが図４、図６に示すようなパターンで形成されている。これら複数の第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａ〜２１１Ｆと、複数の第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ａ〜２１３Ｌは、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ポリチオフェンを主成分とする有機電極、ポリアニリンを主成分とする有機電極、銀ナノワイヤを用いた電極、カーボンナノチューブを用いた電極のいずれかを用いるのが好適である。これらの材料を用いることで、透光性の高い電極パターンを形成できる。これらの材料は蒸着やスパッタ、あるいはメッキ等により形成される。尚、透明性が必要とされない場合には蒸着やスパッタ、あるいはメッキなどにより形成された上記の材料以外の金属系の電極や銀ペーストにより形成された電極を用いることもできる。
複数の第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａ〜２１１Ｆは、互いに同じ形状からなる。具体的に、例えば、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａは、複数の幅広部２１１と複数の幅狭部２１２と一対の端部用の幅広部２１３を備える。各幅広部２１１は、正方形からなる。幅広部２１１は、必ずしも正方形である必要はなく、ひし形、平行四辺形などであってもよく、検知ＩＣが求める任意の形状とすることができる。幅狭部２１２は幅に対して長さの長い矩形状からなる。端部用の幅広部２１３は、略二等辺三角形からなる。複数の幅広部２１１と複数の幅狭部２１２は、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａの延びる方向に沿って、交互に並ぶように接続されている。この際、各幅広部２１１は、正方形の対角線と幅狭部２１２に対する接続方向とが平行になるように、幅狭部２１２に接続される。さらに、各幅広部２１１は、当該対角線を形成する一対の頂角で、幅狭部２１２に接続される。
第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａの延びる方向の両端には、端部用の幅広部２１３が備えられている。複数の幅広部２１１と複数の幅狭部２１２とからなる連続の電極パターンの両端は、幅狭部２１２によって端部用の幅広部２１３へ接続されている。この際、端部用の幅広部２１３は、二等辺三角形の頂角で幅狭部２１２に接続されている。
複数の第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａ〜２１１Ｆは、圧電性フィルム２００の第３主面２００ＳＴにおける第１方向に沿って延びるように形成されている。複数の第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａ〜２１１Ｆは、第３主面２００ＳＴにおける前記第１方向と直交する第２方向に沿って、所定間隔をおいて形成されている。この際、複数の第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａ〜２１１Ｆは、それぞれの幅広部２１１が第１方向に沿った同じ位置となるように、言い換えれば、それぞれに幅広部２１１が第２方向に沿って配列されるように、形成されている。
ここで、第１方向と第２方向は、圧電性フィルム２００の一軸延伸方向２１０に対して略４５°の角度を成す方向に設定されている。略４５°とは、例えば４５°±１０°程度を含む角度をいう。これらの角度は、変位センサの用途に基づき、曲げの検知精度など全体の設計に応じて、適宜決定されるべき設計事項である。
複数の第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ａ〜２１３Ｌは、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａ〜２１１Ｆの外形形状に沿う形状で、当該第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａ〜２１１Ｆから離間して形成されている。
具体的には、第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ａは、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａにおける第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｂと反対側の外径形状に沿って、当該第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａから離間して形成されている。
第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ｂは、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａにおける第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｂ側の外径形状に沿って、当該第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａから離間して形成されている。第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ｃは、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｂにおける第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａ側の外径形状に沿って、当該第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｂから離間して形成されている。第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ｂ、２１３Ｃは、第１静電容量検出用サブ電極の幅広部２１１および端部の幅広部２１３の角部付近で互いに接続している。
第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ｄは、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｂにおける第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｃ側の外径形状に沿って、当該第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｂから離間して形成されている。第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ｅは、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｃにおける第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｂ側の外径形状に沿って、当該第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｃから離間して形成されている。第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ｄ、２１３Ｅは、第１静電容量検出用サブ電極の幅広部２１１および端部の幅広部２１３の角部付近で互いに接続している。
第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ｆは、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｃにおける第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｄ側の外径形状に沿って、当該第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｃから離間して形成されている。第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ｇは、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｄにおける第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｃ側の外径形状に沿って、当該第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｄから離間して形成されている。第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ｆ、２１３Ｇは、第１静電容量検出用サブ電極の幅広部２１１および端部の幅広部２１３の角部付近で互いに接続している。
第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ｈは、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｄにおける第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｅ側の外径形状に沿って、当該第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｄから離間して形成されている。第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ｉは、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｅにおける第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｄ側の外径形状に沿って、当該第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｅから離間して形成されている。第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ｈ、２１３Ｉは、第１静電容量検出用サブ電極の幅広部２１１および端部の幅広部２１３の角部付近で互いに接続している。
第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ｊは、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｅにおける第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｆ側の外径形状に沿って、当該第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｅから離間して形成されている。第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ｋは、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｆにおける第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｅ側の外径形状に沿って、当該第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｆから離間して形成されている。第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ｊ、２１３Ｋは、第１静電容量検出用サブ電極の幅広部２１１および端部の幅広部２１３の角部付近で互いに接続している。
第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ｌは、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｆにおける第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｅと反対側の外径形状に沿って、当該第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｆから離間して形成されている。
第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ａ〜２１３Ｌは、引き回し電極２１４によってまとめられており、外部回路へ接続されている。第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａ〜２１１Ｆは、それぞれ個別に引き回し電極２１２Ａ〜２１２Ｆに接続され、当該引き回し電極２１２Ａ〜２１２Ｆを介して外部回路へ接続される。これら引き回し電極２１２Ａ〜２１２Ｆ、２１４は、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａ〜２１１Ｆと第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ａ〜２１３Ｌの形成領域よりも外側に形成されている。さらに、引き回し電極２１２Ａ〜２１２Ｆは第１方向の一方端に形成され、引き回し電極２１４は第１方向の他方端に形成されている。
また、圧電性フィルム２００の第４主面２００ＳＢ側には、静電容量検出用電極を構成する複数の第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａ、２２１Ｂ、２２１Ｃ、２２１Ｄ、２２１Ｅ、２２１Ｆと、圧電電圧検出用電極を構成する複数の第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ａ、２２３Ｂ、２２３Ｃ、２２３Ｄ、２２３Ｅ、２２３Ｆ、２２３Ｇ、２２３Ｈ、２２２３Ｉ、２２３Ｊ、２２３Ｋ、２２３Ｌが図４、図７に示すようなパターンで形成されている。これら複数の第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａ〜２２１Ｆと第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ａ〜２２３Ｌも、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ポリチオフェンを主成分とする有機電極、ポリアニリンを主成分とする有機電極、銀ナノワイヤを用いた電極、カーボンナノチューブを用いた電極のいずれかを用いるのが好適である。これらの材料を用いることで、透光性の高い電極パターンを形成できる。尚、透明性が必要とされない場合には銀ペーストにより形成された電極や、蒸着やスパッタ、あるいはメッキなどにより形成された金属系の電極を用いることもできる。
複数の第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａ〜２２１Ｆは、同じ形状からなる。具体的に、例えば、第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａは、複数の幅広部２２１と複数の幅狭部２２２と一対の端部用の幅広部２２３を備える。各幅広部２２１は、正方形からなる。幅広部２２１は必ずしも正方形である必要はなく、ひし形、平行四辺形などであっても良く、検知ＩＣが求める任意の形状とすることができる。幅狭部２２２は幅に対して長さの長い矩形状からなる。端部用の幅広部２２３は、略二等辺三角形からなる。複数の幅広部２２１と複数の幅狭部２２２は、第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａの延びる方向に沿って、交互に並ぶように接続されている。この際、各幅広部２２１は、正方形の対角線と幅狭部２２２に対する接続方向とが平行になるように、幅狭部２２２に接続される。さらに、各幅広部２２１は、当該対角線を形成する一対の頂角で、幅狭部２２２に接続される。
第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａの延びる方向の両端には、端部用の幅広部２２３が備えられている。複数の幅広部２２１と複数の幅狭部２２２とからなる連続の電極パターンの両端は、幅狭部２２２によって端部用の幅広部２２３へ接続されている。この際、端部用の幅広部２２３は、二等辺三角形の頂角で幅狭部２２２に接続されている。
複数の第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａ〜２２１Ｆは、圧電性フィルム２００の第４主面２００ＳＢにおける第２方向に沿って延びるように形成されている。複数の第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａ〜２２１Ｆは、第４主面２００ＳＢにおける前記第２方向と直交する第１方向に沿って、所定間隔をおいて形成されている。この際、複数の第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａ〜２２１Ｆは、それぞれの幅広部２２１が第２方向に沿った同じ位置となるように、言い換えれば、それぞれに幅広部２２１が第１方向に沿って配列されるように、形成されている。
また、複数の第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａ〜２２１Ｆは、それぞれの幅広部２２３が圧電性フィルム２００を介して第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａ〜２１１Ｆの幅広部２１１と対向しないように、形成されている。言い換えれば、第３主面２００ＳＴ側から見て、複数の第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａ〜２２１Ｆを構成する各幅広部２２３が、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａ〜２１１Ｆを構成する各幅広部２１１に重ならないように、第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａ〜２２１Ｆは形成されている。さらに別の表現をすれば、複数の第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａ〜２１１Ｆおよび複数の第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａ〜２２１Ｆは、幅狭部２１２、２２２の部分でのみ圧電性フィルム２００を介して対向している。
さらには、第３主面２００ＳＴ側から見て、複数の第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａ〜２２１Ｆを構成する各幅広部２２１と、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａ〜２１１Ｆを構成する各幅広部２１１との間に所定の幅の隙間ができるように、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａ〜２１１Ｆおよび第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａ〜２２１Ｆは形成されている。そして、この隙間の幅は、上述の第３主面２００ＳＴに形成される第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ａ〜２１３Ｋが、第３主面２００ＳＴ側から見て隙間内に収まるように、設定されている。
複数の第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ａ〜２２３Ｌは、第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａ〜２２１Ｆの外径形状に沿う形状で、当該第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａ〜２２１Ｆから離間して形成されている。
具体的には、第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ａは、第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａにおける第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｂと反対側の外径形状に沿って、当該第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａから離間して形成されている。
第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ｂは、第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａにおける第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｂ側の外径形状に沿って、当該第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａから離間して形成されている。第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ｃは、第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｂにおける第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａ側の外径形状に沿って、当該第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｂから離間して形成されている。第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ｂ、２２３Ｃは、第２静電容量検出用サブ電極の幅広部２２１および端部の幅広部２２３の角部付近で互いに接続している。
第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ｄは、第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｂにおける第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｃ側の外径形状に沿って、当該第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｂから離間して形成されている。第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ｅは、第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｃにおける第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｂ側の外径形状に沿って、当該第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｃから離間して形成されている。第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ｄ、２２３Ｅは、第２静電容量検出用サブ電極の幅広部２２１および端部の幅広部２２３の角部付近で互いに接続している。
第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ｆは、第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｃにおける第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｄ側の外径形状に沿って、当該第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｃから離間して形成されている。第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ｇは、第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｄにおける第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｃ側の外径形状に沿って、当該第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｄから離間して形成されている。第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ｆ、２２３Ｇは、第２静電容量検出用サブ電極の幅広部２２１および端部の幅広部２２３の角部付近で互いに接続している。
第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ｈは、第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｄにおける第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｅ側の外径形状に沿って、当該第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｄから離間して形成されている。第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ｉは、第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｅにおける第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｄ側の外径形状に沿って、当該第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｅから離間して形成されている。第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ｈ、２２３Ｉは、第２静電容量検出用サブ電極の幅広部２２１および端部の幅広部２２３の角部付近で互いに接続している。
第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ｊは、第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｅにおける第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｆ側の外径形状に沿って、当該第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｅから離間して形成されている。第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ｋは、第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｆにおける第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｅ側の外径形状に沿って、当該第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｆから離間して形成されている。第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ｊ、２２３Ｋは、第２静電容量検出用サブ電極の幅広部２２１および端部の幅広部２２３の角部付近で互いに接続している。
第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ｌは、第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｆにおける第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｅと反対側の外径形状に沿って、当該第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｆから離間して形成されている。
そして、第４主面２００ＳＢ側に形成された第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ａ〜２２３Ｌと第３主面２００ＳＴ側に形成された第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ａ〜２１３Ｋは、幅広部２２１、２２３と幅広部２１１、２１３との間に生じる第３主面２００ＳＴ側から見た隙間において、略全長に亘り、圧電性フィルム２００を介して、互いに対向するように形成されている。
例えば、図４に示すように、第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ａは、第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａの端部用の幅広部２２３と第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａの端部用の幅広部２１３との間において、第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ａに対向する。また、第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ａは、第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａの幅広部２２１と第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａ、２１１Ｂの端部用の幅広部２１３との間において、それぞれ第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ｂ、２１３Ｃに対向する。
なお、図４に示すように、第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ａの他の箇所も同様に、第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ｄ〜２１３Ｌに対向し、他の第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ｂ〜２２３Ｌも、それぞれ第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ａ〜２１３Ｌに対向する。
第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ａ〜２２３Ｌは、引き回し電極２２４によってまとめられており、外部回路へ接続されている。第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａ〜２２１Ｆは、それぞれ個別に引き回し電極２２２Ａ〜２２２Ｆに接続され、当該引き回し電極２２２Ａ〜２２２Ｆを介して外部回路へ接続される。これら引き回し電極２２２Ａ〜２２２Ｆ、２２４は、第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａ〜２２１Ｆと第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ａ〜２２３Ｌの形成領域よりも外側に形成されている。さらに、引き回し電極２２２Ａ〜２２２Ｆは第２方向の一方端に形成され、引き回し電極２２４は第２方向の他方端に形成されている。
このように第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａ〜２１１Ｆ、第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ａ〜２１３Ｌ、第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａ〜２２１Ｆおよび第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ａ〜２２３Ｌが形成された圧電性フィルム２００により、タッチパネル２の主機能部２０が構成される。
主機能部２０における圧電性フィルム２００の第３主面２００ＳＴ側には、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａ〜２１１Ｆおよび第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ａ〜２１３Ｌの電極パターン形成領域の全面を覆うように、保護層３００が配設されている。保護層３００は、絶縁性を有し、透光性を有する材料によって形成されている。なお、透光性が必要とされない場合には、絶縁性を有していれば特に材料は限定されない。
主機能部２０における圧電性フィルム２００の第４主面２００ＳＢ側には、第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａ〜２２１Ｆおよび第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ａ〜２２３Ｌの電極パターン形成領域の全面を覆うように、保護層４００が配設されている。保護層４００も、保護層３００と同様に、絶縁性を有し、透光性を有する材料によって形成されている。なお、透光性が必要とされない場合には、絶縁性を有していれば特に材料は限定されない。
また、保護層３００、４００は、ＰＥＴ、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等を用いればよく、圧電性フィルム２００の湾曲を阻害しない形状（厚み等）で形成するとよい。
ここで、板部材２１の第２主面と、主機能部２０における圧電性フィルム２００の第３主面側と、の間に位置し、板部材２１の第２主面と、主機能部２０の第５主面と、を対向させて貼り合わせている粘着層２２について説明する。この例では、粘着層２２は、図８に示すように、３つの領域２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃに分割されている。３つの領域２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃは、第２の方向に並んでいる。すなわち、３つの領域２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃが並んでいる方向は、圧電性フィルム２００の延伸方向２１０に対してほぼ４５度である。粘着層２２は、主機能部２０の第５主面側のほぼ全面にわたって、略均一な厚さで形成されている。この例では、領域２２Ｂを挟んで両側に位置する領域２２Ａ、２２Ｃの弾性率は略同じである。領域２２Ｂの弾性率は、領域２２Ａ、２２Ｃの弾性率に比べて高い。言い換えれば、領域２２Ａ、２２Ｃの弾性率は、領域２２Ｂの弾性率に比べて低い。
このタッチパネル２における、タッチ位置および押し込み量の検出について説明する。静電容量検出用の引き回し電極２１２Ａ〜２１２Ｆ、２２２Ａ〜２２２Ｆは静電容量検出回路に接続されている。圧電電圧検出用の引き回し電極２１４、２２４は、圧電電圧検出回路に接続されている。なお、静電容量検出回路、および圧電電圧検出回路は、制御基板４に形成されている。
まず、タッチ位置は、次のような原理で検出される。なお、本実施形態の構成では、所謂、投影型で相互キャパシタンス方式によるタッチ位置の検出概念を用いており、詳細な検出概念の説明は省略する。したがって、以下では、タッチ位置の検出概念を概略的に説明する。
第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａ〜２１１Ｆと、第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａ〜２２１Ｆとの間には、引き回し電極２１２Ａ〜２１２Ｆ、引き回し電極２２２Ａ〜２２２Ｆを介して駆動信号が印加される。
このような状態において、操作者が指で板部材２１の任意の位置（タッチ位置）をタッチすると、当該タッチ位置での電界の一部が指側に誘導される。これにより、タッチ位置では、指によるタッチを行っていない時に対して、静電容量が変化する。したがって、このような静電容量の変化を静電容量検出回路で検出することで、指によるタッチを検出することができる。
ここで、上述のように、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａ〜２１１Ｆが第１方向に延びる形状で第２方向に沿って所定間隔で配設され、第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａ〜２２１Ｆが第２方向に延びる形状で第１方向に沿って所定間隔で配設されていることから、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａ〜２１１Ｆと第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａ〜２２１Ｆが圧電性フィルム２００を介して対向する位置、言い換えれば電界を生じて検出用の電流を流す位置は、当該対向位置を構成する第１静電容量検出用サブ電極と第２静電容量検出用サブ電極との組合せから二次元座標で検出できる。例えば、操作者が、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｃと第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｄの対向位置付近をタッチした場合、当該対向位置付近では、電界が変化し、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ｃから第２静電容量検出用サブ電極２２１Ｄを介して流れる電流が変化する。この際、他の対向箇所では電界が変化しないので、電流も変化しない。このような原理を用いることで、タッチ位置を検出することができる。
さらに、本実施形態の第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａ〜２１１Ｆおよび第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａ〜２２１Ｆは、操作面である板部材２１の第１主面に直交する方向に沿って見て、幅狭部２１２、２２２で対向し、幅広部２１１、２２１では重なり合わないように配設されていることで、第１静電容量検出用サブ電極２１１Ａ〜２１１Ｆおよび第２静電容量検出用サブ電極２２１Ａ〜２２１Ｆの両方に対して、指のタッチによる電界変化が生じやすくなる。これにより、タッチの検出感度を向上させることができる。
また、この例では、圧電性フィルム２００がＰＬＬＡであることから、静電容量を形成する誘電率が低く、外部からの影響を受けやすい。これにより、指のタッチによる電界変化が、より生じやすく、タッチの検出感度をさらに向上させることができる。
次に、押し込み量の検出概念について説明する。図９は、この例にかかるタッチパネルの押し込み量検出機能を説明するための図である。
タッチパネル２は、図９（Ａ）に示すように、押込力がかかっていない状態では、板部材２１は屈曲しておらず、主機能部２０（圧電性フィルム２００）に応力が係っていないため、電荷は生じない。
図９（Ｂ）に示すように、板部材２１の表面を指５１０で押すと、太矢印５２０に示すような押圧力が板部材２１に加わる。この場合、板部材２１は、主機能部２０の配設面側へ膨らむように湾曲する。これにより、主機能部２０の圧電性フィルム２００は第１方向に略沿って伸延され、太矢印５３０に示すような引っ張り応力が発生する。この応力により、圧電性フィルム２００は、第３主面２００ＳＴと第４主面２００ＳＢとに分極する。
ここで、上述のように、第３主面２００ＳＴに第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ａ〜２１３Ｌが形成され、第４主面２００ＳＢに第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ａ〜２２３Ｌが形成されていることで、第１圧電電圧検出用サブ電極２１３Ａ〜２１３Ｌと第２圧電電圧検出用サブ電極２２３Ａ〜２２３Ｌとの間に電位差が生じる。したがって、この電位差、すなわち圧電電圧を検出することで、指による押圧、言い換えれば指のタッチによる押し込みを検出することができる。
さらに、ＰＬＬＡでは、押し込み量に応じてフィルムが引き伸ばされることにより検出電圧（圧電電圧）が線形で変化する。したがって、圧電電圧検出回路によって検出電圧値を計測することで押し込み量を検出することもできる。すなわち、操作者が操作面を軽くタッチしたか、強く押し込んだかを、正確に検出することができる。なお、圧電性フィルム２００による検出電圧は、通常、応力の生じた瞬間に生じ、圧電効果による電荷の漏洩とともに、急速に検出電圧値も低下してしまう。しかしながら、押し込み量の検出回路に大きな入力インピーダンスを有する検出回路を用いる、もしくは積分回路を用いれば、検出電圧値を所定時間維持することができる。これにより、より確実に検出電圧値を計測し、押し込み量を検出することができる。上記の大きな入力インピーダンスを有する検出回路や積分回路の代わりにソフト的に信号を積分することにより同様な効果を得ることも可能である。
以上のように、本実施形態の構成を用いれば、１枚の圧電性フィルム２００の対向する両面に静電容量検出用電極および圧電電圧検出用電極を形成するだけで、タッチ位置と押し込み量（押圧力）を同時に検出することができる。さらに、透光性の高いタッチパネルを実現することができる。
さらに、圧電性フィルム２００の材料としてＰＬＬＡを用いることにより、焦電性による影響を受けない。したがって、検出時、検出位置の温度に依存することなく、押し込み量のみに応じた検出電圧を得ることができる。すなわち、より正確に押し込み量を検出することができる。また、ＰＬＬＡはポリマーであり、柔軟性を有するので、圧電セラミックスのように、大きな変位で破損することがない。したがって、変位量が大きくても、当該変位量を確実に検出することができる。
ここで、粘着層２２の弾性率を均一にせず、領域２２Ｂと、領域２２Ａ、２２Ｃと、で異ならせたことによる効果について説明する。ここでは、圧電性フィルム２００の第３主面、および第４主面が正方形であるとして説明する。また、圧電性フィルム２００の延伸方向は一方の対角線方向であり、領域２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃの並び方向は、圧電性フィルム２００の延伸方向に対して４５度の方向である。
なお、圧電性フィルム２００の弾性率は均一である。
圧電性フィルム２００は、粘着層２２の弾性率が全面にわたって略均一である場合、押圧位置が対角線上の位置である場合、発生する正の電荷量と、負の電荷量とが略均一になる。これは、押圧位置を中心とする圧電性フィルム２００の縦方向の歪と、押圧位置を中心とする圧電性フィルム２００の横方向の歪とが略一致するためである。この場合、圧電性フィルム２００の歪によって生じた電荷は、キャンセルされることになり、押圧力を検出することができない。
一方、図８に示したように、粘着層２２の弾性率を均一にせず、領域２２Ｂと、領域２２Ａ、２２Ｃと、で異ならせた場合、圧電性フィルム２００は、粘着層２２を介して板部材２１の歪みが伝わる。したがって、粘着層２２の弾性率を均一にしないことで、実質的に圧電性フィルム２００の弾性率を均一でない状態にできる。このため、押圧位置が圧電性フィルム２００の対角線上の位置である場合においても、押圧位置を中心とする圧電性フィルム２００の縦方向の歪み量と、押圧位置を中心とする圧電性フィルム２００の横方向の歪み量とが略一致するのを回避できる。したがって、押圧位置が対角線上の位置である場合においても、圧電性フィルム２００の歪によって生じた電荷がキャンセルされてしまうのを防止でき、押圧力の検出が適正に行える。具体的には、粘着層２２における弾性率の分布を、圧電性フィルム２００の延伸方向に平行な直線（上記の例では、圧電性フィルム２００の一方の対角線）であって、且つ圧電性フィルム２００の第３主面に対向する面を２等分する直線を対称軸とする線対称でない分布にすることで、圧電性フィルム２００の歪によって生じた電荷がキャンセルされてしまうのを防止できる。
また、タッチパネル２が、ＰＥＴやＣＯＰに電極を形成したものを、圧電性フィルム２００の両主面に粘着剤で貼り合わせる上述した構造であり、複数の粘着層が圧電フィルム２００と板部材２１との間に用いられている場合には、板部材２１と主機能部２０の接着において用いられる粘着層２２に対してこの処置を行うことが最も好適である。なお、圧電フィルム２００と板部材２１との間に存在するどの粘着層に関してもこの処置は有効であり、同様の処置を複数の粘着層に亘って行うことで効果を大きくすることができる。
図１０（Ａ）は、板部材２１の全辺が筺体に固定されている状態で、この板部材２１の中央に押圧力を加えた時、粘着層２２の弾性率を略全面にわたって均一にした場合における圧電性フィルム２００に発生する電位分布を有限要素法によってシミュレーションした結果を示す図である。また、図１０（Ｂ）は、板部材２１の全辺が筺体に固定されている状態で、この板部材２１の中央に押圧力を加えた時、粘着層２２の弾性率を図８に示したように領域で異ならせた場合における圧電性フィルム２００に発生する電位分布を有限要素法によってシミュレーションした結果を示す図である。図１０は、押圧位置を板部材２１の第１主面の中心（圧電性フィルム２００の中心）としたシミュレーションである。なお、有限要素法シミュレーションでは電極を形成せずに計算を行い、圧電方程式等から物質表面の電位が計算される。各計算要素の電位は内部の分極を根拠とする電場と関連づけられるため、この電位の分布は電荷の分布とほぼ一致する。
図１０（Ａ）で示したように、粘着層２２の弾性率が均等であるときは、正の電位レベルと負の電位レベルが等しく、さらに、それぞれの領域の面積も等しくなっている。圧電性フィルム２００の主面に電極が形成されていると、この発生電圧に応じた電荷が電極上に現れるが、電極面内で、正の電荷と負の電荷がほぼ等量で発生することとなり、電荷はほぼ完全に相殺されてしまう。つまり、検出される電位はほぼ０となり、押圧検知の信号を得ることができない。一方で、図１０（Ｂ）で示したように、粘着層２２の弾性率に異なる領域があるときは、歪みの縦成分と横成分のバランスが崩れ、正の電位レベルが大きくなるとともに、負の電位レベルが小さくなり、その結果、前述したような電荷の相殺が起こらない。よって、押圧検知の信号を得ることができる。
図１１(Ａ)は、図１０（Ａ）に示した粘着層２２の弾性率が均等であるときにおける圧電性フィルム２００で発生する、図１２に示す９点の押圧位置別の電圧の計算結果である。図１１(Ｂ)は粘着層２２の弾性率が図８に示すパターンであるときにおける圧電性フィルム２００で発生する、図１２に示す９点の押圧位置別の電圧の計算結果である。図１１（Ａ）に示すように、粘着層２２の弾性率が均等であるときは、上述したように、押圧位置が圧電性フィルム２００の対角線上にあるとき、圧電性フィルム２００の歪によって生じた電荷がキャンセルされ、出力が得られない位置がある。また、出力が得られている位置でもその極性が反転している押圧位置（図１１、図１２に示すＡ−２や、Ｃ−２）もある。一方で、この例のように、弾性率の異なる領域が粘着層２２にあるときは、全ての押圧位置で圧電性フィルム２００の歪によって生じた電荷がキャンセルされることなく、十分な出力が得られている。さらに、全ての押圧位置で出力の極性の反転も生じていない。したがって、押圧位置に関係なく、押圧力の検出が適正に行える。
また、図８に示したように、粘着層２２の弾性率を領域２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃで異ならせる方法としては、例えば、以下に示す（１）〜（３）の方法がある。
（１）粘着剤の弾性率が異なる透明な両面テープ（ＯＣＡ）を２種類用意する。粘着剤の弾性率が低い方の両面テープを領域２２Ａ、および領域２２Ｃの形状にカットする。また、粘着剤の弾性率が高い方の両面テープを領域２２Ｂの形状にカットする。カットした粘着剤の弾性率が低い方の両面テープを、主機能部２０の第５主面の領域２２Ａ、および領域２２Ｃに対応する位置に貼り付けるとともに、カットした粘着剤の弾性率が高い方の両面テープを、主機能部２０の第５主面の領域２２Ｂに対応する位置に貼り付ける。これらの両面テープは、重ならないように主機能部２０の第５主面に貼り付ける。すなわち、カットした粘着剤の弾性率が異なる２種類の両面テープを主機能部２０の第５主面にパッチワークのように貼りつける。そして、主機能部２０の第５主面に対して、板部材２１の第２主面を合わせるように貼り付ける。この場合、主機能部２０の第５主面にパッチワークのように貼りつけた、粘着剤の弾性率が異なる２種類の両面テープが、粘着層２２を形成する。
（２）また、（１）では、粘着剤の弾性率が異なる透明な両面テープを２種類用意するとしたが、粘着剤に含まれる芯材の割合が異なる両面テープを２種類用意してもよい。粘着剤に含まれる芯材の割合が高い方の両面テープが、上記（１）における粘着剤の弾性率が高い方の両面テープに相当し、粘着剤に含まれる芯材の割合が低い方の両面テープが、上記（１）における粘着剤の弾性率が低い方の両面テープに相当する。また、この場合、粘着剤に含まれる芯材の割合が低い方の両面テープについては、粘着剤に芯材を含まないものであってもよい（すなわち、粘着剤に含まれる芯材の割合が０であってもよい。）。
粘着剤に含まれる芯材の割合が低い方の両面テープを領域２２Ａ、および領域２２Ｃの形状にカットする。また、粘着剤に含まれる芯材の割合が高い方の両面テープを領域２２Ｂの形状にカットする。カットした粘着剤に含まれる芯材の割合が低い方の両面テープを、主機能部２０の第５主面の領域２２Ａ、および領域２２Ｃに対応する位置に貼り付けるとともに、カットした粘着剤に含まれる芯材の割合が高い方の両面テープを、主機能部２０の第５主面の領域２２Ｂに対応する位置に貼り付ける。これらの両面テープは、重ならないように主機能部２０の第５主面に貼り付ける。すなわち、カットした粘着剤に含まれる芯材の割合が異なる２種類の両面テープを主機能部２０の第５主面にパッチワークのように貼りつける。そして、主機能部２０の第５主面に対して、板部材２１の第２主面を合わせるように貼り付ける。この場合も、主機能部２０の第５主面にパッチワークのように貼りつけた、粘着剤の弾性率が異なる２種類の両面テープが、粘着層２２を形成する。
（３）紫外線、熱線、放射線、マイクロ波等の光線の照射量により、硬化もしくは軟化する粘着剤を用意する。
紫外線照射に関しては、粘着剤に用いられる高分子の分子量を低下させることで弾性率を低下させることができる。また、熱線照射に関しては、熱硬化性の樹脂、例えばエポキシ系の樹脂を含有していれば、熱によって硬化するので弾性率を高めることができる。なお、熱硬化に関しては、マイクロ波の照射による誘電加熱を利用すればさらに高速で弾性率を高めることができる。放射線の照射に関しては、放射線架橋効果により分子が再結合して分子量が大きくなり弾性率を高めることができる。これは、例えば、放射線架橋効果のあるトリアリルイソシアネートを含有させることによりこのようなことが可能となる。 粘着剤は基材となるエラストマーに粘着付与剤、架橋剤、軟化剤等を加えることによって得られる。粘着剤の種類としては、天然ゴムを利用したゴム系粘着剤、アクリルポリマーを利用したアクリル系粘着剤、シリコーンゴムとシリコーンレジンを所定の比率で合成したシリコーン系粘着剤、ウレタン系粘着剤がある。タッチパネルに利用される高透明性接着剤には主としてアクリル系粘着剤やシリコーン系粘着剤が用いられる。
用意した粘着剤を、主機能部２０の第５主面全面において略均一な厚さになるように塗布し、主機能部２０の第５主面に対して、板部材２１の第２主面を合わせるように貼り付ける。板部材２１の第１主面上において、領域２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃに合わせてマスキングを行う等して、各領域２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃに対する紫外線、熱線、放射線、マイクロ波等の光線の照射量を調整する。主機能部２０の第５主面に塗布した粘着剤が、光線の照射により硬化する粘着剤であれば、領域２２Ｂに対する光線の照射量を、領域２２Ａ、２２Ｃに対して照射する光線の照射量よりも大きくする。反対に、主機能部２０の第５主面に塗布した粘着剤が、光線の照射により軟化する粘着剤であれば、領域２２Ａ、２２Ｃに対する光線の照射量を、領域２２Ｂに対して照射する光線の照射量よりも大きくする。紫外線、熱線、放射線、マイクロ波等の光線は、板部材２１の第１主面側から照射する。この場合、主機能部２０の第５主面全面に塗布した粘着材が、粘着層２２を形成する。
また、粘着層２２は、弾性率が異なる３種類以上の粘着材によって形成してもよい。但し、この場合も、粘着層２２における弾性率の分布は、圧電性フィルム２００の延伸方向２１０に平行な直線であって、且つ圧電性フィルム２００の第３主面に対向する面を２等分する直線を対称軸とする線対称でない分布に形成される。
また、図１３に示すように、粘着層２２を２本の対角線によって４つの領域２２Ａ〜２２Ｄに分割し、領域２２Ａ、２２Ｃと、領域２２Ｂ、２２Ｄとで弾性率を異ならせてもよい（領域２２Ａと領域２２Ｃとは同じ弾性率であり、領域２２Ｂと領域２２Ｄとは同じ弾性率である。）。この図１３に示す例も、粘着層２２における弾性率の分布は、圧電性フィルム２００の延伸方向２１０に平行な直線であって、且つ圧電性フィルム２００の第３主面に対向する面を２等分する直線を対称軸とする線対称でない分布に形成されている。
また、上記の例では、圧電性フィルム２００は、第３主面、および第４主面が正方形であるとしたが、図１４（Ａ）に示すような長方形であってもよいし、図１４（Ｂ）に示す円形であってもよい。図１４は、粘着層２２を３つの領域２２Ａ〜２２Ｃに分割した例である。この場合も、粘着層２２の弾性率は、圧電性フィルム２００の延伸方向２１０に平行な直線であって、且つ圧電性フィルム２００の第３主面に対向する面を２等分する直線を対称軸とする線対称でない分布に形成されている。
なお、圧電フィルム２００に発生する電荷分布による電荷の相殺をより少なくするためには、弾性率の差が極力大きい方が好適である。発明者らの検討によれば弾性率が大きい部分と弾性率が小さい部分との比は、２倍以上あることが好ましい。
また、粘着層２２における弾性率が異なる領域の境界線を直線ではなく、例えば図１５に示すような曲線にしてもよい。このようにすれば、弾性率が異なる領域の境界線の視認性を低下させることができ、操作者に対して違和感を与えるのを抑えられる。
また、弾性率を異ならせて分割する領域の数は、上述した３つ、または４つに限らず、２つ以上であれば、いくつであってもよい。
また、上記の説明では、タッチパネル２の主機能部２０の構成を上述した特許文献１に記載された構成としたが、上述の特許文献２に記載された構成としてもよいし、その他の構成としてもよい。
例えば、静電容量検出用電極については必ずしも設ける必要はなく、少なくとも圧電性フィルムおよび圧電電圧検出用電極が設けられていればよい。また、例えば、主機能部２０は、図１６や図１７に示すような構成であってもよい。
図１６（Ａ）は、第１の変形例に係るタッチパネルの主機能部７０の側面図である。主機能部７０は、圧電性フィルム７００、誘電体フィルム７０１、保護層８００、９００、静電容量検出用サブ電極７１１，７１２、および圧電電圧検出用サブ電極７２１，７２２を備える。図１６（Ｂ）は、誘電体フィルム７０１を操作面側から見た平面図である。図１６（Ｃ）は、圧電性フィルム７００を操作面側から見た（または誘電体フィルム７０１を操作面側とは反対側から見た）平面図である。図１６（Ｄ）は、保護層９００を操作面側から見た平面図である。
圧電性フィルム７００は、一軸延伸されたＬ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）によって形成されている。誘電体フィルム８００は、任意の誘電体材料、好ましくは高い透光性を有し、電界閉じ込め効果が低い誘電体材料によって形成されている。第１静電容量検出用サブ電極７１１は、誘電体フィルム８００における圧電性フィルム７００側とは反対側の主面に複数形成されている。第２静電容量検出用サブ電極７１２は、誘電体フィルム８００における圧電性フィルム７００側の主面、または、圧電性フィルム７００の誘電体フィルム８００側の主面（第３主面）に複数形成されている。第１圧電電圧検出用サブ電極７２１は、第２静電容量検出用サブ電極７１２と同様、誘電体フィルム８００における圧電性フィルム７００側の主面、または、圧電性フィルム７００の誘電体フィルム８００側の主面（第３主面）に複数形成されている。第２圧電電圧検出用サブ電極７２２は、圧電性フィルム７００の誘電体フィルム８００側とは反対側の主面（第４主面）に形成されている。第２静電容量検出用サブ電極７１２および第１圧電電圧検出用サブ電極７２１は、先の実施形態における圧電性フィルムの第５主面と同様の電極パターン、すなわち、それぞれ第２方向に延び、交互に第１方向に並ぶ電極パターンとして構成されている。第１静電容量検出用サブ電極７１１は、先の実施形態における圧電性フィルムの第４主面の電極パターンから第１圧電電圧検出用サブ電極を除いた電極パターンとして、すなわち第１方向に延び、第２方向に並ぶ複数の電極パターンとして構成されている。第２圧電電圧検出用サブ電極７２２は、圧電性フィルム７００の第４主面の略全面を覆うように、矩形状のパターンで形成されている。
このようにタッチパネルの主機能部７０は、静電容量検出用サブ電極７１１，７１２を圧電性フィルム７００ではなく、誘電体フィルム７０１に付設するようにしてもよい。このようにすると、圧電電圧検出用サブ電極７２１，７２２を設ける際の制約、すなわち、静電容量検出用サブ電極７１１，７１２に与える影響が少ない位置および形状とするという制約が緩和されるので、圧電電圧検出用サブ電極７２１，７２２の対向面積を増すことなどができる。圧電電圧検出用サブ電極７２１，７２２の対向面積を増せば、押圧力の検出感度を高くすることができる。
なお、この場合には、圧電性フィルム７００と誘電体フィルム７０１とを貼り合わせる必要があるために、圧電性フィルム７００と誘電体フィルム７０１との貼り合わせに、前述した弾性率の分布を非対象にした粘着剤の接続態様を用いることもできる。ただし、主機能部７０と板部材とが前述した接続態様で貼り合わせられている場合には、圧電性フィルム７００と誘電体フィルム７０１との貼り合わせを他の接続態様とすることもできる。逆に圧電性フィルム７００と誘電体フィルム７０１とが前述した接続態様で貼り合わせられている場合には、主機能部７０と板部材との貼り合わせを他の接続態様とすることもできる。このような場合には、板部材と誘電体フィルムとが操作入力用部材を構成することになる。
図１７（Ａ）は、第２の変形例に係るタッチパネルの主機能部７１の側面図である。主機能部７１は、圧電性フィルム７００、誘電体フィルム７０１、保護層８００、９００、静電容量検出用サブ電極７１１，７１２、および圧電電圧検出用サブ電極７２１，７２３を備える。図１７（Ｂ）は、誘電体フィルム７０１を操作面側から見た平面図である。図１７（Ｃ）は、圧電性フィルム７００を操作面側から見た（または誘電体フィルム７０１を操作面側とは反対側から見た）平面図である。図１７（Ｄ）は、保護層９００を操作面側から見た平面図である。
主機能部７１は、圧電電圧検出用サブ電極７２３を除いて、第１の変形例に係る構成と同じである。圧電電圧検出用サブ電極７２３は、対向する圧電電圧検出用サブ電極７２１と同じ電極パターンで構成されている。すなわち、第２方向に延び、第１方向に並んで構成されている。
このようにタッチパネルの主機能部７１を構成することにより、圧電電圧検出用サブ電極７２１，７２２を、静電容量検出用電極７１１，７１２と殆ど対向しないようにすることができる。これにより、圧電電圧検出用サブ電極７２１，７２２と、静電容量検出用電極７１１，７１２との間に生じる不要な電界結合を抑制することができる。すると、静電容量検出用電極７１１，７１２の駆動信号が、圧電電圧検出用サブ電極７２１，７２２に伝わって圧電電圧のノイズとなることを防ぐことができ、押圧力の検出感度を更に高めることができる。
このように、本発明のタッチパネルの具体的な構成は、特許請求の範囲に該当する範囲で、任意の構成とすることができる。
１…入力操作端末
２…タッチパネル
３…表示器
４…制御基板
５…筐体
２０…主機能部
２１…板部材
２２…粘着層
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、２２Ｄ…領域
２００…圧電性フィルム
２００ＳＴ…第３主面
２００ＳＢ…第４主面
２１１Ａ〜２１１Ｌ…第１静電容量検出用サブ電極
２１３Ａ〜２１３Ｌ…第１圧電電圧検出用サブ電極
２２１Ａ〜２２１Ｌ…第２静電容量検出用サブ電極
２２３Ａ〜２２３Ｌ…第２圧電電圧検出用サブ電極
３００、４００…保護層

Claims (10)

  1. 互いに対向する第１主面と第２主面を備え、前記第１主面が操作面であり、前記操作面の押圧により歪みが生じる操作入力用部材と、
    互いに対向する第３主面と第４主面を備えた平膜状の圧電性フィルムの前記第３主面側、および前記第４主面側に、前記圧電性フィルムの歪み量に応じた圧電電圧を検出する圧電電圧検出用電極が配置された押圧力検出センサと、
    前記操作入力用部材の第２主面と、前記圧電性フィルムの前記第３主面との間に形成され、前記操作入力用部材の第２主面と、前記圧電性フィルムの前記第３主面とを対向させて、前記操作入力用部材と前記押圧力検出センサとを貼り合せるため全面に配置した粘着剤層と、を備え、
    前記粘着剤層は、前記圧電性フィルムの前記第３主面に対向する面が複数の領域に分割され、弾性率が異なる２つの領域の組み合わせが少なくとも１つあり、
    前記粘着剤層は、紫外線の照射量により弾性率が変化する性質の粘着剤で形成され、
    前記粘着剤層に照射される光線は、前記操作入力用部材の前記第１主面側から照射される、
    タッチパネル。
  2. 互いに対向する第１主面と第２主面を備え、前記第１主面が操作面であり、前記操作面の押圧により歪みが生じる操作入力用部材と、
    互いに対向する第３主面と第４主面を備えた平膜状の圧電性フィルムの前記第３主面側、および前記第４主面側に、前記圧電性フィルムの歪み量に応じた圧電電圧を検出する圧電電圧検出用電極が配置された押圧力検出センサと、
    前記操作入力用部材の第２主面と、前記圧電性フィルムの前記第３主面との間に形成され、前記操作入力用部材の第２主面と、前記圧電性フィルムの前記第３主面とを対向させて、前記操作入力用部材と前記押圧力検出センサとを貼り合せるため全面に配置した粘着剤層と、を備え、
    前記粘着剤層は、前記圧電性フィルムの前記第３主面に対向する面が複数の領域に分割され、弾性率が異なる２つの領域の組み合わせが少なくとも１つあり、
    前記粘着剤層は、熱線の照射量により弾性率が変化する性質の粘着剤で形成されている、タッチパネル。
  3. 互いに対向する第１主面と第２主面を備え、前記第１主面が操作面であり、前記操作面の押圧により歪みが生じる操作入力用部材と、
    互いに対向する第３主面と第４主面を備えた平膜状の圧電性フィルムの前記第３主面側、および前記第４主面側に、前記圧電性フィルムの歪み量に応じた圧電電圧を検出する圧電電圧検出用電極が配置された押圧力検出センサと、
    前記操作入力用部材の第２主面と、前記圧電性フィルムの前記第３主面との間に形成され、前記操作入力用部材の第２主面と、前記圧電性フィルムの前記第３主面とを対向させて、前記操作入力用部材と前記押圧力検出センサとを貼り合せるため全面に配置した粘着剤層と、を備え、
    前記粘着剤層は、前記圧電性フィルムの前記第３主面に対向する面が複数の領域に分割され、弾性率が異なる２つの領域の組み合わせが少なくとも１つあり、
    前記粘着剤層は、放射線の照射量により弾性率が変化する性質の粘着剤で形成され、
    前記粘着剤層に照射される光線は、前記操作入力用部材の前記第１主面側から照射される、
    タッチパネル。
  4. 互いに対向する第１主面と第２主面を備え、前記第１主面が操作面であり、前記操作面の押圧により歪みが生じる操作入力用部材と、
    互いに対向する第３主面と第４主面を備えた平膜状の圧電性フィルムの前記第３主面側、および前記第４主面側に、前記圧電性フィルムの歪み量に応じた圧電電圧を検出する圧電電圧検出用電極が配置された押圧力検出センサと、
    前記操作入力用部材の第２主面と、前記圧電性フィルムの前記第３主面との間に形成され、前記操作入力用部材の第２主面と、前記圧電性フィルムの前記第３主面とを対向させて、前記操作入力用部材と前記押圧力検出センサとを貼り合せるため全面に配置した粘着剤層と、を備え、
    前記粘着剤層は、前記圧電性フィルムの前記第３主面に対向する面が複数の領域に分割され、弾性率が異なる２つの領域の組み合わせが少なくとも１つあり、
    前記粘着剤層は、マイクロ波の照射量により弾性率が変化する性質の粘着剤で形成され、
    前記粘着剤層に照射される光線は、前記操作入力用部材の前記第１主面側から照射される、
    タッチパネル。
  5. 前記粘着剤層に照射される光線は、前記操作入力用部材の前記第１主面側から照射される、請求項２に記載のタッチパネル。
  6. 前記圧電性フィルムは、少なくとも一軸方向に延伸されたポリ乳酸である、
    請求項１〜５のいずれかに記載のタッチパネル。
  7. 前記粘着剤層は、弾性率の分布が前記圧電性フィルムの延伸方向に平行な直線であって、且つ前記圧電性フィルムの前記第３主面に対向する面を２等分する直線を対称軸とする線対称でない、
    請求項６に記載のタッチパネル。
  8. 前記粘着剤層は、弾性率が異なる隣接する２つの領域の境界線が直線でない、
    請求項１〜７のいずれかに記載のタッチパネル。
  9. 前記粘着剤層は、分割した領域毎に、その領域の弾性率が第１弾性率、または第２弾性率のどちらか一方である、
    請求項１〜８のいずれかに記載のタッチパネル。
  10. 前記第１弾性率と前記第２弾性率の比率が２倍以上である、
    請求項９に記載のタッチパネル。
JP2016531223A 2014-07-02 2015-06-11 タッチパネル Active JP6252680B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014136714 2014-07-02
JP2014136714 2014-07-02
PCT/JP2015/066810 WO2016002459A1 (ja) 2014-07-02 2015-06-11 タッチパネル

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2016002459A1 JPWO2016002459A1 (ja) 2017-04-27
JP6252680B2 true JP6252680B2 (ja) 2017-12-27

Family

ID=55019008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016531223A Active JP6252680B2 (ja) 2014-07-02 2015-06-11 タッチパネル

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10120518B2 (ja)
JP (1) JP6252680B2 (ja)
CN (1) CN106489119B (ja)
WO (1) WO2016002459A1 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107110723B (zh) * 2014-12-17 2019-08-20 株式会社村田制作所 按压检测装置
CN107688405B (zh) * 2016-08-05 2020-06-16 华为技术有限公司 触摸压力感测装置及电子产品
KR102636735B1 (ko) * 2016-09-20 2024-02-15 삼성디스플레이 주식회사 표시장치
GB201617171D0 (en) 2016-10-10 2016-11-23 Universitetet I Troms� - Norges Arktiske Universitet Piezoelectric films
JP6693602B2 (ja) 2017-10-20 2020-05-13 株式会社村田製作所 押圧検知センサ及び電子機器
CN111434124B (zh) * 2017-12-07 2022-06-28 索尼公司 显示面板及显示设备
JP2019125083A (ja) * 2018-01-15 2019-07-25 日東電工株式会社 タッチセンサ
CN108304093B (zh) * 2018-01-30 2021-01-29 合肥京东方显示光源有限公司 一种触控面板及其制作方法、触控显示装置
JP7268477B2 (ja) * 2019-05-20 2023-05-08 Tdk株式会社 音響デバイス
CN113342204B (zh) * 2021-06-11 2024-02-27 瀚瑞微电子科技(深圳)有限公司 触控系统调适方法、装置、设备、存储介质及程序产品
JP7429213B2 (ja) * 2021-09-28 2024-02-07 シャープディスプレイテクノロジー株式会社 静電容量式タッチパネル及び表示装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05179205A (ja) 1991-11-07 1993-07-20 Kansai Paint Co Ltd 電子線硬化型接着剤、これを用いたポリエステルフイルム貼り合わせ金属板及びその製造方法
JPH05179206A (ja) * 1991-12-27 1993-07-20 Nitto Denko Corp 光硬化型粘着シ―ト類の接着剥離方法
DE19743014A1 (de) 1997-09-29 1999-04-01 Basf Ag Verfahren zur Vernetzung von strahlungsvernetzbaren Haftklebstoffschichten
JP2002313121A (ja) * 2001-04-16 2002-10-25 Nitto Denko Corp タッチパネル付照明装置及び反射型液晶表示装置
JP4055378B2 (ja) * 2001-07-06 2008-03-05 松下電器産業株式会社 タッチパネルスイッチ
JP4646131B2 (ja) * 2003-02-03 2011-03-09 株式会社ブリヂストン 透明導電性フィルム、透明導電板及びタッチパネル
US7405246B2 (en) 2005-04-05 2008-07-29 Momentive Performance Materials Inc. Cure system, adhesive system, electronic device
JP2010030201A (ja) * 2008-07-30 2010-02-12 Toppan Printing Co Ltd 針状体製造方法、針状体および針状体複製版
JP5355515B2 (ja) 2010-05-06 2013-11-27 株式会社村田製作所 タッチパネル、ならびにタッチ式入力装置およびその制御方法
KR101167418B1 (ko) * 2010-09-20 2012-07-19 삼성전기주식회사 저항막식 터치스크린
EP2743804B1 (en) 2011-08-11 2018-11-14 Murata Manufacturing Co., Ltd. Touch panel
JP5720851B2 (ja) * 2012-04-27 2015-05-20 株式会社村田製作所 操作入力装置および情報表示装置
CN104641331B (zh) 2012-09-20 2017-03-08 株式会社村田制作所 触摸面板

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2016002459A1 (ja) 2017-04-27
US20170097704A1 (en) 2017-04-06
CN106489119A (zh) 2017-03-08
CN106489119B (zh) 2020-02-18
WO2016002459A1 (ja) 2016-01-07
US10120518B2 (en) 2018-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6252680B2 (ja) タッチパネル
JP5780303B2 (ja) タッチパネル
JP5871111B1 (ja) タッチパネルおよび電子機器
JP5689523B1 (ja) 圧力検出器を備えたタッチパネル
JP5783346B1 (ja) タッチセンサ
JP5874739B2 (ja) タッチ式操作入力装置
JP5733432B2 (ja) タッチ式入力端末
JP6103148B2 (ja) 入力端末
TW201543015A (zh) 壓力檢測裝置
ES2762226T3 (es) Panel táctil, dispositivo de entrada táctil y dispositivo electrónico
JP6104721B2 (ja) 圧電センサおよび圧力検出装置
JP6128283B2 (ja) 入力端末
JP6418335B2 (ja) タッチパネル、タッチ式入力装置
JP2017198573A (ja) 圧力検出装置
CN109791081B (zh) 压电传感器、触摸式输入装置
JP6780424B2 (ja) 押圧力検知センサおよび電子機器
JP6132076B2 (ja) 押圧検知タッチパネルおよび表示装置
US20190235686A1 (en) Pressure sensor and display device
KR20130090081A (ko) 터치패널센서
JP2014238269A (ja) 圧電センサ

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20161222

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20161222

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20161222

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20170202

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170207

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170407

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170704

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170825

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171031

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171113

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6252680

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150