JP6624279B2

JP6624279B2 - 入力素子及び入力装置

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Publication number: JP6624279B2
Application number: JP2018505286A
Authority: JP
Inventors: 荒海　麻由佳; 麻由佳荒海; 夕子有住; 牧人中島; 恵北村; 菅原　智明; 智明菅原; 近藤　玄章; 玄章近藤; 崇尋今井; 名取　潤一郎; 潤一郎名取; 秀之宮澤; 瑞樹小田切
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2016-03-14
Filing date: 2017-01-16
Publication date: 2019-12-25
Anticipated expiration: 2037-01-16
Also published as: EP3432127A4; US11010004B2; EP3432127B1; KR20180108836A; CN108780370B; EP3432127A1; KR102154136B1; CN108780370A; US20190089353A1; JPWO2017159023A1; WO2017159023A1

Description

本発明は、入力素子及び入力装置に関する。

パーソナルコンピュータやタブレット型表示装置、スマートフォン等の電子機器に入力する入力素子として、指やペン等によるタッチ（接触）で位置検出を行う入力素子が知られている。

例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）で形成された基材を一対の導電層で挟み、押圧箇所から発生した電流を検知して位置と圧力とを検知する技術が提案されている（例えば特許文献１）。

しかしながら、ＰＶＤＦを用いた入力素子では、ＰＶＤＦの圧電効果により電圧を発生させるにはある程度強い力での押し込み操作が必要である。このため、指先タッチによる軽やかな操作性が得られず、いわゆる二度押し操作等の面倒さが生じることが少なからずあった。

本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、軽やかな操作性で確実に入力できる入力素子の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の入力素子は、互いに対向する第１及び第２の電極と、第１及び第２の電極間に配置され、シロキサンを含有するゴムまたはゴム組成物で形成された中間層と、を備えている。

本発明によれば、軽やかな操作性で確実に入力できる入力素子を提供できる。

本発明の第１の実施形態に係る入力素子の構成を示す概要断面図である。表面改質処理、及び不活性化処理を行った中間層（シリコーンゴム）のＸＰＳ測定結果を示す特性図である。図２で測定した中間層のＳｉ２ｐ結合エネルギーの厚み方向の変化を示すグラフである。未処理の中間層（シリコーンゴム）のＸＰＳ測定結果を示す特性図である。図４で測定した中間層のＳｉ２ｐ結合エネルギーの厚み方向の変化を示すグラフである。表面改質処理、及び不活性化処理を行った中間層を有する素子の特性を説明するための断面模式図である。第２の実施形態における入力装置を示す概要断面図である。第２の実施形態における入力装置の表示素子の詳細断面図である。入力装置の分解斜視図である。入力装置の制御構成図である。変形例に係る入力装置の分解斜視図である。同入力装置の制御構成図である。本発明の入力素子を用いたタッチパネルの構成を示す概要断面図である。本発明の入力素子を用いたタッチパッドの構成を示す概要断面図である。スペーサを有する入力素子の概要断面図であって、実施形態の入力素子を示す図である。スペーサを有する入力素子の概要断面図であって、比較例の入力素子を示す図である。外付けタイプのタッチパネルの概要断面図であって、入力素子を表示素子の表面側（操作面側）に配置した例の図である。外付けタイプのタッチパネルの概要断面図であって、入力素子を表示素子の背面側に配置した例の図である。外付けタイプではないタッチパネルの概要断面図であって、スペーサを有する例の図である。外付けタイプではないタッチパネルの概要断面図であって、スペーサを有しない例の図である。感度の評価実験における入力素子の構成を示す断面図である。入力素子の感度の評価構成を示すブロック図である。評価機としてのタッキング試験機による入力素子へのプローブの押し付け構成を示す断面図である。信号出力開始時間の比較実験における実験データのグラフである。図２０における信号出力開始部位の拡大図である。ヤング率と信号出力開始時間との相関を示すグラフである。本発明の第３の実施形態に係る入力素子の構成を示す概要断面図である。第３の実施形態に係る入力素子の変形例の第１の例を示す概要断面図である。第３の実施形態に係る入力素子の変形例の第２の例を示す概要断面図である。第３の実施形態に係る入力素子の変形例の第３の例を示す概要断面図である。第３の実施形態に係る入力素子の変形例の第４の例を示す概要断面図である。第３の実施形態に係る入力素子の他の変形例の第１の例を示す概要断面図である。第３の実施形態に係る入力素子の他の変形例の第２の例を示す概要断面図である。第３の実施形態に係る入力素子の他の変形例の第３の例を示す概要断面図である。第３の実施形態に係る入力素子の他の変形例の第４の例を示す概要断面図である。高温負荷評価用の入力素子の構成を示す断面図である。高温負荷評価用の入力素子の検出感度の評価構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。図１乃至図６に第１の実施形態を示す。
『概要』
図１は、本実施形態に係る入力素子の模式的断面である。入力素子１は、互いに対向する第１の電極２及び第２の電極３と、第１及び第２の電極２，３間に配置され、シロキサンを含有するゴムまたはゴム組成物で形成された中間層４とを有している。

『詳細』
［第１の電極、及び第２の電極］
第１の電極２、及び第２の電極３としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、中でも、タッチに伴って変形できるものが好ましい。
第１の電極２、及び第２の電極３の材質としては、例えば、金属、炭素系導電材料、導電性ゴム組成物、導電性高分子、酸化物などが挙げられる。

金属としては、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、ステンレス、タンタル、ニッケル、リン青銅などが挙げられる。炭素系導電材料としては、例えば、カーボンナノチューブ、炭素繊維、黒鉛などが挙げられる。導電性ゴム組成物としては、例えば、導電性フィラーと、ゴムとを含有する組成物などが挙げられる。導電性高分子としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリピロール、ポリアニリンなどが挙げられる。酸化物としては、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム・酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛などが挙げられる。

導電性フィラーとしては、例えば、炭素材料（例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、黒鉛、炭素繊維、カーボンファイバー（ＣＦ）、カーボンナノファイバー（ＣＮＦ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、グラフェンなど）、金属フィラー（金、銀、白金、銅、アルミニウム、ニッケルなど）、導電性高分子材料（ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、及びポリパラフェニレンビニレンのいずれかの誘導体、又は、これら誘導体にアニオン若しくはカチオンに代表されるドーパントを添加したものなど）、イオン液体などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム、変性シリコーンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、多硫化ゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、フロロシリコーンゴム、天然ゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ポリイソブチレン、変成シリコーンなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

素子に透明性が要求される場合は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム・酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）などの透明電極を選択することが好ましい。
第１の電極２の材質、及び第２の電極３の材質は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
第１の電極２のパターン、及び第２の電極３のパターンは、一様であってもよいし、分割されていてもよい。電極が分割されている場合は、線状パターン、格子状パターン、ダイヤモンド状パターンなどを複数配置することが好ましい（特許文献２の図７〜９参照）。

電極配置としては、面内一方向に沿って延びる線状のパターンが複数配列しており、第１の電極パターン方向は、第２の電極パターンの方向とは非平行になっている状態が好ましい。特にこれらが直交するのがより好ましい。
線状パターンの幅は、実用上の現実性から、０．５ｍｍ〜２０ｍｍが好ましく、１ｍｍ〜１０ｍｍがより好ましい。幅が１ｍｍより狭いと、ペン先のような細い物での入力においても複数の電極が反応することになり不必要な信号処理を増やしてしまい非効率である。
一方、１０ｍｍを越えると、指先のタッチや移動による入力に対する滑らかな追従が難しく、入力の位置精度が低下する。

第１の電極２、及び第２の電極３の形成方法としては、蒸着、スパッタ、メッキ、箔の張り合わせ、スクリーン印刷、ブレード塗布などが適用可能である。
第１及び第２の電極２，３の平均厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、導電性及び変形追従性の点から、０．０１μｍ〜２００μｍが好ましく、０．１μｍ〜５０μｍがより好ましい。平均厚みが、０．０１μｍ以上であると、機械的強度が適正であり、導電性が向上する。また、平均厚みが、２００μｍ以下であると、素子が変形可能であり、押圧操作した位置情報及び／又は押圧情報を高感度で高精度に検出できる。

［中間層］
中間層４は、可撓性を有することが好ましい。
中間層４においては、以下の条件（１）及び条件（２）の少なくともいずれかを満たすことが好ましい。
条件（１）：中間層４の面に対して直交する方向から中間層４が加圧された際に、中間層４における第１の電極２側（一方側）の変形量と、中間層４における第２の電極３側（他方側）の変形量とが、異なる。
条件（２）：中間層４の第１の電極２側における１０μｍ押し込み時のユニバーサル硬度（Ｈ１）と、中間層４の第２の電極３側における１０μｍ押し込み時のユニバーサル硬度（Ｈ２）とが、異なる。

中間層４においては、以上のように、両面での変形量、又は硬度が異なることにより、大きな電気信号を得ることができる。ここで、電気信号とは、電圧、電流を意味する。
本発明において、変形量とは、以下の条件で中間層４を押し付けた際の、圧子の最大押し込み深さである。

｛測定条件｝
測定機：フィッシャー社製、超微小硬度計ＷＩＮ−ＨＵＤ
圧子：対面角度１３６°の四角錐ダイヤモンド圧子
初期荷重：０．０２ｍＮ
最大荷重：１ｍＮ
初期荷重から最大荷重までの荷重増加時間：１０秒間

ユニバーサル硬度は、以下の方法により求められる。
｛測定条件｝
測定機：フィッシャー社製、超微小硬度計ＷＩＮ−ＨＵＤ
圧子：対面角度１３６°の四角錐ダイヤモンド圧子
押し込み深さ：１０μｍ
初期荷重：０．０２ｍＮ
最大荷重：１００ｍＮ
初期荷重から最大荷重までの荷重増加時間：５０秒間

ユニバーサル硬度（Ｈ１）と、ユニバーサル硬度（Ｈ２）との比（Ｈ１／Ｈ２）としては、１．０１以上が好ましく、１．０７以上がより好ましく、１．１３以上が特に好ましい。比（Ｈ１／Ｈ２）の上限値としては、特に制限はなく、例えば、使用状態において要求される可撓性の程度、使用状態における負荷等により適宜選択されるが、１．７０以下が好ましい。ここで、Ｈ１は、相対的に硬い面のユニバーサル硬度であり、Ｈ２は、相対的に柔らかい面のユニバーサル硬度である。

中間層４の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ゴム、ゴム組成物などが挙げられる。ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム、変性シリコーンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、多硫化ゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、フロロシリコーンゴム、天然ゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ポリイソブチレン、変成シリコーンなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、シリコーンゴムは大きな電気信号を得られるため好ましい。また、高温に曝された場合でも検出感度が低下しにくいため好ましい。

シリコーンゴムとしては、シロキサン結合を有するゴムであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。シリコーンゴムとしては、例えば、ジメチルシリコーンゴム、メチルフェニルシリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、変性シリコーンゴム（例えば、アクリル変性、アルキッド変性、エステル変性、エポキシ変性）などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
ゴム組成物としては、例えば、フィラーとゴムとを含有する組成物などが挙げられる。これらの中でも、シリコーンゴムを含有するシリコーンゴム組成物は大きな電気信号を得られるため好ましい。また、高温に曝された場合でも検出感度が低下しにくいため好ましい。

フィラーとしては、例えば、有機フィラー、無機フィラー、有機無機複合フィラーなどが挙げられる。有機フィラーとしては、有機化合物であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。有機フィラーとしては、例えば、アクリル微粒子、ポリスチレン微粒子、メラミン微粒子、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂微粒子、シリコーンパウダー（シリコーンレジンパウダー、シリコーンゴムパウダー、シリコーン複合パウダー）、ゴム粉末、木粉、パルプ、デンプンなどが挙げられる。無機フィラーとしては、無機化合物であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
無機フィラーとしては、例えば、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、ケイ酸塩、窒化物、炭素類、金属、又はその他の化合物などが挙げられる。

酸化物としては、例えば、シリカ、珪藻土、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化鉄、酸化マグネシウムなどが挙げられる。
水酸化物としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどが挙げられる。
炭酸塩としては、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、ハイドロタルサイトなどが挙げられる。
硫酸塩としては、例えば、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどが挙げられる。
ケイ酸塩としては、例えば、ケイ酸カルシウム（ウォラストナイト、ゾノトライト）、ケイ酸ジルコン、カオリン、タルク、マイカ、ゼオライト、パーライト、ベントナイト、モンモロナイト、セリサイト、活性白土、ガラス、中空ガラスビーズなどが挙げられる。

窒化物としては、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素などが挙げられる。
炭素類としては、例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、黒鉛、炭素繊維、カーボンファイバー、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ、フラーレン（誘導体を含む）、グラフェンなどが挙げられる。
金属としては、例えば、金、銀、白金、銅、鉄、アルミニウム、ニッケルなどが挙げられる。
その他の化合物としては、例えば、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸ジルコン酸鉛、炭化ケイ素、硫化モリブテン、などが挙げられる。なお、無機フィラーは、表面処理をしていてもよい。

有機無機複合フィラーとしては、有機化合物と無機化合物とを分子レベルで組み合わせた化合物であれば特に制限されずに用いることができる。
有機無機複合フィラーとしては、例えば、シリカ・アクリル複合微粒子、シルセスキオキサンなどが挙げられる。
フィラーの平均粒径は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．０１μｍ〜３０μｍが好ましく、０．１μｍ〜１０μｍがより好ましい。平均粒径が、０．０１μｍ以上であると、電気信号が大きくなることがある。また、平均粒径が、３０μｍ以下であると、中間層４が変形可能であり、押圧操作した位置情報及び／又は押圧情報を高感度で高精度に検出できる。

平均粒径は、公知の粒度分布測定装置、例えば、マイクロトラックＨＲＡ（日機装株式会社製）などを用いて、公知の方法に従って測定することができる。
フィラーの含有量は、ゴム１００質量部に対して、０．１質量部〜１００質量部が好ましく、１質量部〜５０質量部がより好ましい。含有量が、０．１質量部以上であると、電気信号が大きくなることがある。また、含有量が、１００質量部以下であると、中間層４が変形可能であり、押圧操作した位置情報及び／又は押圧情報を高感度で高精度に検出できる。

その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば添加剤などが挙げられる。その他の成分の含有量は、本発明の目的を損なわない程度で適宜選定することができる。
添加剤としては、例えば、架橋剤、反応制御剤、充填剤、補強剤、老化防止剤、導電性制御剤、着色剤、可塑剤、加工助剤、難燃剤、紫外線吸収剤、粘着付与剤、チクソ性付与剤などが挙げられる。
中間層４を構成する材料の調製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、ゴム組成物の調製方法としては、ゴム及びフィラー、更に必要に応じてその他の成分を混合し、混錬分散することにより調製することができる。

中間層４の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、ゴム組成物の薄膜の形成方法としては、ゴム組成物を、基材上にブレード塗装、ダイ塗装、ディップ塗装などで塗布し、その後、熱や電子線などで硬化する方法が挙げられる。

中間層４の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、変形追従性の点から、１μｍ〜５００μｍが好ましく、２０μｍ〜２００μｍがより好ましい。平均厚みが、好ましい範囲内であると、成膜性が確保でき、かつ変形を阻害することもないため、押圧操作した位置情報及び／又は押圧情報を高感度で高精度に検出できる。
中間層４は、絶縁性であることが好ましい。絶縁性としては、１０^８Ωｃｍ以上の体積抵抗率を持つことが好ましく、１０^１０Ωｃｍ以上の体積抵抗率を持つことがより好ましい。中間層４は、複層構造であってもよい。

（表面改質処理、及び不活性化処理）
中間層４において、両面での変形量、又は硬度を異ならせる方法としては、例えば、表面改質処理、不活性化処理などが挙げられる。これらの処理は、両方を行ってもよいし、片方のみを行ってもよい。

＜表面改質処理＞
表面改質処理としては、例えば、プラズマ処理、コロナ放電処理、電子線照射処理、紫外線照射処理、オゾン処理、放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、中性子線）照射処理などが挙げられる。これらの処理の中でも、処理スピードの点から、プラズマ処理、コロナ放電処理、電子線照射処理が好ましいが、ある程度の照射エネルギーを有し、材料を改質しうるものであれば、これらに限定されない。

《プラズマ処理》
プラズマ処理の場合、プラズマ発生装置としては、例えば、平行平板型、容量結合型、誘導結合型のほか、大気圧プラズマ装置でも可能である。耐久性の観点から、減圧プラズマ処理が好ましい。
プラズマ処理における反応圧力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．０５Ｐａ〜１００Ｐａが好ましく、１Ｐａ〜２０Ｐａがより好ましい。
プラズマ処理における反応雰囲気としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、不活性ガス、希ガス、酸素などのガスが有効であるが、効果の持続性においてアルゴンが好ましい。

その際、酸素分圧を５，０００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。反応雰囲気における酸素分圧が、５，０００ｐｐｍ以下であると、オゾンの発生を抑制でき、オゾン処理装置の使用を控えることができる。
プラズマ処理における照射電力量は、（出力×照射時間）により規定される。照射電力量としては、５Ｗｈ〜２００Ｗｈが好ましく、１０Ｗｈ〜５０Ｗｈがより好ましい。照射電力量が、好ましい範囲内であると、中間層４に電気信号を発生させる機能を付与でき、かつ照射過剰により耐久性を低下させることもない。

《コロナ放電処理》
コロナ放電処理における印加エネルギー（積算エネルギー）としては、６Ｊ／ｃｍ^２〜３００Ｊ／ｃｍ^２が好ましく、１２Ｊ／ｃｍ^２〜６０Ｊ／ｃｍ^２がより好ましい。印加エネルギーが、好ましい範囲内であると、中間層４に電気信号を発生させる機能を付与でき、かつ照射過剰により耐久性を低下させることもない。

《電子線照射処理》
電子線照射処理における照射量としては、１ｋＧｙ以上が好ましく、３００ｋＧｙ〜１０ＭＧｙがより好ましい。照射量が、好ましい範囲内であると、中間層４に電気信号を発生させる機能を付与でき、かつ照射過剰により耐久性を低下させることもない。
電子線照射処理における反応雰囲気としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、アルゴン、ネオン、ヘリウム、窒素等の不活性ガスを充填し酸素分圧を５，０００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。反応雰囲気における酸素分圧が、５，０００ｐｐｍ以下であると、オゾンの発生を抑制でき、オゾン処理装置の使用を控えることができる。

《紫外線照射処理》
紫外線照射処理における紫外線としては、波長３６５ｎｍ以下で２００ｎｍ以上が好ましく、波長３２０ｎｍ以下で２４０ｎｍ以上がより好ましい。
紫外線照射処理における積算光量としては、５Ｊ／ｃｍ^２〜５００Ｊ／ｃｍ^２が好ましく、５０Ｊ／ｃｍ^２〜４００Ｊ／ｃｍ^２がより好ましい。積算光量が、好ましい範囲内であると、中間層４に電気信号を発生させる機能を付与でき、かつ照射過剰により耐久性を低下させることもない。

紫外線照射処理における反応雰囲気としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、アルゴン、ネオン、ヘリウム、窒素等の不活性ガスを充填し酸素分圧を５，０００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。反応雰囲気における酸素分圧が、５，０００ｐｐｍ以下であると、オゾンの発生を抑制でき、オゾン処理装置の使用を控えることができる。

従来技術として、プラズマ処理、コロナ放電処理、紫外線照射処理、電子線照射処理などにより励起又は酸化させることで活性基を形成し、層間接着力を高めることが提案されている。しかし、その技術は、層間への適用に限定され、最表面への適用はむしろ離型性を低下させるため好ましくないことがわかっている。また、反応を酸素リッチな状態下で行い、効果的に反応活性基（水酸基）を導入している。そのため、そのような従来技術は、本発明の表面改質処理とは本質が異なる。

本発明の表面改質処理は、酸素が少なく減圧された反応環境による処理（例えば、プラズマ処理）のため、表面の再架橋及び結合を促し、例えば、「結合エネルギーの高いＳｉ−Ｏ結合の増加」に起因して耐久性が向上する。
さらに加えて「架橋密度向上による緻密化」に起因して離型性が向上すると考えられる。なお、本発明においても一部活性基は形成されてしまうが、後述するカップリング剤や風乾処理にて、活性基を不活性化させている。

＜不活性化処理＞
中間層４の表面は、各種材料を用いて、適宜不活性化処理が施されてもよい。
不活性化処理としては、中間層４の表面を不活性化させる処理であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、不活性化剤を中間層４の表面に付与する処理が挙げられる。不活性化とは、中間層４の表面を、化学反応を起こしにくい性質に変化させることを意味する。この変化は、プラズマ処理、コロナ放電処理、紫外線照射処理、電子線照射処理などによる励起又は酸化によって発生した活性基（例えば、−ＯＨなど）を不活性化剤と反応させて、中間層４の表面の活性度を下げることで得られる。

不活性化剤としては、例えば、非晶質樹脂、カップリング剤などが挙げられる。非晶質樹脂としては、例えば、主鎖にパーフルオロポリエーテル構造を有する樹脂などが挙げられる。
カップリング剤としては、例えば、金属アルコキシド、金属アルコキシドを含む溶液などが挙げられる。

金属アルコキシドとしては、例えば、下記一般式（１）で表される化合物や、重合度２〜１０程度のそれらの部分加水分解重縮合物又はそれらの混合物などが挙げられる。
Ｒ^１ _{（４−ｎ）}Ｓｉ（ＯＲ^２）_ｎ・・・一般式（１）
ただし、一般式（１）中、Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ独立に、炭素数１〜１０の直鎖状又は分枝状のアルキル基、アルキルポリエーテル鎖、及びアリール基のいずれかを表す。ｎは、２〜４の整数を表す。

不活性化処理は、例えば、ゴムなどの中間層前駆体に表面改質処理を行った後に、中間層前駆体の表面に不活性化剤を塗布又はディッピング等により含浸させることによって行うことができる。
中間層前駆体としてシリコーンゴムを用いた場合は、表面改質処理を行った後に、空気中に静置して風乾することにより、失活させてもよい。

中間層４の厚み方向における酸素濃度のプロファイルは、極大値を有することが好ましい。中間層４の厚み方向における炭素濃度のプロファイルは、極小値を有することが好ましい。
中間層４において、酸素濃度のプロファイルが極大値を示す位置と、炭素濃度のプロファイルが極小値を示す位置とは、一致することがより好ましい。
酸素濃度のプロファイル、及び炭素濃度のプロファイルは、Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）によって求めることができる。
測定方法は、例えば、以下の方法が挙げられる。

｛測定方法｝
測定装置：Ｕｌｖａｃ−ＰＨＩＱｕａｎｔｅｒａＳＸＭ、アルバック・ファイ株式会社製
測定光源：Ａｌ（ｍｏｎｏ）
測定出力：１００μｍφ、２５．１Ｗ
測定領域：５００μｍ×３００μｍ
パスエネルギー：５５ｅＶ（ｎａｒｒｏｗｓｃａｎ）
エネルギーｓｔｅｐ：０．１ｅＶ（ｎａｒｒｏｗｓｃａｎ）
相対感度係数：ＰＨＩの相対感度係数を使用
スパッタ源：Ｃ６０クラスターイオン
ＩｏｎＧｕｎ出力：１０ｋＶ、１０ｎＡ
ＲａｓｔｅｒＣｏｎｔｒｏｌ：（Ｘ＝０．５，Ｙ＝２．０）ｍｍ
スパッタレート：０．９ｎｍ／ｍｉｎ（ＳｉＯ_２換算）
ＸＰＳでは、光電子効果により飛び出す電子を捕捉することにより、測定対象物中の原子の存在濃度比や結合状態を知ることができる。

シリコーンゴムは、シロキサン結合を有し、主成分がＳｉ、Ｏ、及びＣである。そのため、中間層４において、その材質としてシリコーンゴムを用いた場合、ＸＰＳのワイドスキャンスペクトルを測定し、各元素の相対ピーク強度比から、表層から内部に存在する各原子の深さ方向の存在濃度比を求めることができる。その一例を図２に示す。ここで、各原子はＳｉ、Ｏ、及びＣであり、存在濃度比は（ａｔｏｍｉｃ％）である。
図２は、シリコーンゴムを用い、更に表面改質処理（プラズマ処理）及び不活性化処理を行って得られた中間層４のサンプルである。図２において、横軸は表面から内部方向への分析深さであり、縦軸は存在濃度比である。

更に、シリコーンゴムの場合、Ｓｉの２ｐ軌道の電子が飛び出すエネルギーを測定することにより、ケイ素に結合している元素及び結合状態を知ることができる。そこで、Ｓｉの結合状態を示すＳｉ２ｐ軌道におけるナロースキャンスペクトルからピーク分離を行い、化学結合状態を求めた。
その結果を図３に示す。図３の測定対象は、図２の測定に用いたサンプルである。図３において、横軸は結合エネルギーであり、縦軸は強度比である。また、下から上に向かっては深さ方向での測定スペクトルを示している。
一般に、ピークシフトの量は結合状態に依存することが知られており、本件に関するシリコーンゴムの場合、Ｓｉ２ｐ軌道において高エネルギー側にピークがシフトするということは、Ｓｉに結合している酸素の数が増えていることを示す。

これによれば、シリコーンゴムにおいて、表面改質処理及び不活性化処理を行うと、表層から内部に向かって酸素が多くなり極大値を持ち、また炭素が減少し極小値を持つ。さらに深さ方向に分析をすすめると酸素が減少して炭素が増加し、ほぼ未処理のシリコーンゴムと同等の原子存在濃度となる。
さらに図２のαの位置で検出された酸素の極大値は、Ｓｉ２ｐ結合エネルギーシフトが高エネルギー側にシフトすることと一致（図３のαの位置）しており、酸素増加がＳｉに結合した酸素の数に起因することが示されている。

未処理のシリコーンゴムについて同様の分析をした結果を、図４及び図５に示す。
図４には、図２にみられたような酸素濃度の極大値、及び炭素濃度の極小値は見られない。更に、図５より、Ｓｉ２ｐ結合エネルギーシフトが高エネルギー側にシフトする様子もみられないことから、Ｓｉに結合した酸素の数も変化していないことが確認された。

以上のように、カップリング剤等の不活性化剤を中間層４の表面に塗布又はディッピングして浸透させることにより、不活性化剤が中間層４に染み込んでいく。カップリング剤が、一般式（１）で表される化合物などの場合、中間層４においては、シロキサンが濃度分布をもって存在するようになり、この分布はシロキサンに含まれる酸素原子が深さ方向に極大値を有するような分布となる。
結果として、中間層４は、３つ〜４つの酸素原子と結合したケイ素原子を有するシロキサンを含有することとなる。

なお、不活性化処理の方法としては、ディッピング工法に限らない。例えば、シロキサンに含まれる酸素原子が、中間層４の深さ方向（厚み方向）に極大値を有するような分布を実現できればよく、プラズマＣＶＤ、ＰＶＤ、スパッタリング、真空蒸着、燃焼化学気相蒸着などの方法でもよい。

中間層４は、静置状態において初期表面電位を持つ必要はない。なお、静置状態における初期表面電位は、以下の測定条件で測定できる。ここで、初期表面電位を持たないとは、下記測定条件で測定した際に、±１０Ｖ以下を意味する。

｛測定条件｝
前処理：温度３０℃相対湿度４０％雰囲気に２４ｈ静置後、除電を６０ｓｅｃ（Ｋｅｙｅｎｃｅ製のＳＪ−Ｆ３００を使用）
装置：ＴｒｅｃｋＭｏｄｅｌ３４４
測定プローブ：６０００Ｂ−７Ｃ
測定距離：２ｍｍ
測定スポット径：直径１０ｍｍ

本実施形態の素子においては、摩擦帯電に似たメカニズムでの帯電と、内部電荷留保による表面電位差の発生とが、中間層４の両面の硬度差に基づく変形量の差に起因して静電容量の偏りを生み出すことにより、電荷が移動して電気信号が発生すると推測される。
素子は、中間層４と、第１及び第２の電極２，３の少なくとも一方は、互いに接着されていないことが好ましい。更には、中間層４と、第１の電極２及び第２の電極３の少なくともいずれかとの間に空間を有することが好ましい。そうすることにより、摩擦ないし剥離帯電の機会が増え、電気信号を大きくすることができる。
空間を設ける方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、中間層４と、第１の電極２及び第２の電極３の少なくともいずれかとの間にスペーサを配置する方法などが挙げられる。

スペーサとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。スペーサの材質としては、例えば、高分子材料、無機材料、有機無機複合材料、ゴム、金属、導電性高分子材料、導電性ゴム組成物などが挙げられる。

高分子材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム、変性シリコーンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、多硫化ゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、フロロシリコーンゴム、天然ゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ポリイソブチレン、変成シリコーンなどが挙げられる。
無機材料としては、シリカ、酸化亜鉛、酸化チタン、水酸化アルミニウム等が挙げられる。高分子材料と無機材料との複合材料を用いても良い。

金属としては、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、ステンレス、タンタル、ニッケル、リン青銅などが挙げられる。導電性高分子材料としては、例えば、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリアニリンなどが挙げられる。導電性ゴム組成物としては、例えば、導電性フィラーとゴムとを含有する組成物などが挙げられる。
導電性フィラーとしては、例えば、炭素材料（例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、黒鉛、炭素繊維、カーボンファイバー、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ、グラフェンなど）、金属（例えば、金、銀、白金、銅、鉄、アルミニウム、ニッケルなど）、導電性高分子材料（例えば、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、及びポリパラフェニレンビニレンのいずれかの誘導体、又は、これら誘導体にアニオン若しくはカチオンに代表されるドーパントを添加したものなど）、イオン液体などが挙げられる。

ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム、変性シリコーンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、多硫化ゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、フロロシリコーンゴム、天然ゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ポリイソブチレン、変成シリコーンなどが挙げられる。
スペーサの形態としては、例えばシート、フィルム、メッシュ、ドットなどが挙げられる。ドットの形状は例えば、球状、円柱状、角柱状などを用いる事ができる。スペーサの形状、大きさ、設置場所などは、素子の構造に応じて選択する。初期状態では中間層４、と第１の電極２と第２の電極３の少なくともいずれかとの間に空間を有し、押圧が加わったときに中間層４が撓むあるいはスペーサが中間層４にめり込むことによって電極と中間層４が局所的に接触する状態を実現できるような、形状、大きさ、設置場所などを設定する。

図６に示すように、第１の電極２をａ、中間層４をｂ、第２の電極３をｃと表示すると、中間層ｂの第１の電極ａ側に上記表面改質処理又は不活性化処理を行った場合、中間層ｂの第１の電極ａ側が第２の電極ｃ側よりも硬くなる。従って、ユニバーサル硬度についてＨ１＞Ｈ２となる。
これにより、同じ変形付与力である加圧力Ｆが第１の電極ａ側と第２の電極ｃ側に作用した場合、中間層ｂの第１の電極ａ側の変形の度合いが、第２の電極ｃ側よりも小さくなる。

図７Ａ乃至図１３に基づいて、上記入力素子１を用いた入力装置（第２の実施形態）を説明する。
図７Ａに示すように、入力装置５は、入力素子１と、表示素子６と、入力操作面側（視認面側）である第１の電極２の上面を覆う保護層７と、中間層４が押圧されることで発生する電気信号を処理する信号処理部８（図８参照）とを備えている。
表示素子６は、図７Ｂに示すように、液晶９と、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１０と、一対の基板１１と、一対の偏光板１２とを有している。
入力素子１と表示素子６との一体構成は、タッチパネル（タッチスクリーン）としてなる。

図８に示すように、入力素子１の第１の電極２は、第１の方向（Ｘ方向）に沿ってストライプ状に配列した複数の電極２ｘからなる。第２の電極３は第１の方向と直交する第２の方向（Ｙ方向）に沿ってストライプ状に配列した複数の電極３ｙからなる。
第１の電極２、第２の電極３、中間層４は、中間層４の厚み方向（Ｚ方向）の両側を第１の電極２と第２の電極３とで挟むように積層されている。
第１の電極２の各電極２ｘは配線１３を介して、第２の電極３の各電極３ｙは配線１４を介して、それぞれ信号処理部８に電気的に接続されている。

図９に示すように、信号処理部８は、押圧位置を検出する位置検出部８Ａと、押圧力を検出する圧力検出部８Ｂとを有している。
押圧により中間層４から発せられる電気信号は、押圧位置に応じた部位の電極を通って信号処理部８に入力される。信号が発生した第１の電極２と第２の電極３との組み合わせによるマトリクス状の位置座標から、位置検出部８Ａにおいて押圧位置が検出（特定）される。同時に、信号波形の電圧値から、圧力検出部８Ｂにおいて押圧力の大きさが検出される。
押圧力の検出においては、発生した電圧信号のピーク値を利用してもよく、電圧の時間積分値を利用してもよい。想定する用途によって適切な処理をすることが望ましい。

図１０及び図１１に、入力装置５の変形例を示す。
図１０に示すように、第１の電極２の電極２ｘと交互に接地電極１５ｘがＸ方向に配置され、圧力測定に使用する圧力測定電極１６ｙがＹ方向に配置されている。
圧力を検知する電極と位置を検知する電極とを別々にし、接地することで信号電圧の値をより正確に取得することができる。
図８に示した構成の場合と同様に、押圧により電気信号が発生した第１と第２の電極２，３の組合せによるマトリクス状の位置座標から、位置検出部８Ａにおいて押圧位置が検出される。

図１１に示すように、圧力測定電極１６ｙは不図示の抵抗を介してキャパシタ１７と電圧検出器１８とに接続されている。接地電極１５ｘは接地されている。押圧により中間層４に生じ、圧力測定電極１６ｙで検出される電荷は、キャパシタ１７の電圧信号として測定される。
この測定電圧値は押圧力を示す値であり、圧力がかかり続けている間はキャパシタ１７に保持されているので、静圧を検知することができる。このようにして押圧位置と押圧力それぞれの値を単一の中間層４から取得するとともに静圧を検知することができる。

繰り返される入力操作に対する保護を担う保護層７の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。保護層７としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリプリピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ガラス板などが挙げられる。保護層７の表面には反射防止膜、傷や汚れ防止のハードコート層などが形成されていてもよい。
表示素子６の基板１１の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。基板１１としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ガラス板などが挙げられる。

本発明の入力素子を表示素子の表示部分に重ねてタッチパネルとして使用する場合、表示素子としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。表示素子としては、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ、電子ペーパーなどが挙げられる。
表示素子との組合せ方法としては、本発明の入力素子から押圧信号をとれる構造であれば特に制限は無い。基本的な実施形態としては、図１２に示すように、液晶９を偏光板１２で挟んだ従来既知の表示素子１９の上に入力素子１を積層した、いわゆる外付けタイプのタッチパネル（入力装置）として好適に使うことができる。

図１３に示すように、本発明の入力素子１を、絶縁性のカバーシート２０で覆うことにより、独立した位置入力素子（ポインティングデバイス）としてのタッチパッド２１を構成することができる。図１３において、符号２２は絶縁層を示している。
タッチパッドとして使用する場合は、組み合わせる表示素子付き電子デバイスとしては特に制限は無く、ノート型のパーソナルコンピュータに付属のタッチパッドをはじめ、描画・作図装置に付属のペンタブレット、ゲーム機器類に付属の入力コントローラー等に用いることができる。

図１４Ａ乃至１６Ｂに基づいてスペーサを有する入力素子等について説明する。
図１４Ａに示すように、入力素子１’は、中間層４の表面改質処理がなされた側に対向する第１の電極２と中間層４との間にスペーサ２３を有している。なお、第１及び第２の電極２，３の形状は上記のようにストライプ状でも面でもよい。
スペーサ２３を設けることにより、中間層４と第１の電極２とは互いに接合されていない部分を有することとなり、上記のように摩擦ないし剥離帯電の機会が増えて電気信号（出力電圧）を大きくすることができる。
図１４Ｂは、後述する比較例の構成を示すもので、中間層４に代えてＰＶＤＦ２４を設けている。

図１５Ａは、スペーサを有する入力素子１’を備えた外付けタイプのタッチパネルを示している。図１５Ｂは入力素子１’が表示素子６の入力操作面側に設けられている例である。
本発明の入力素子は、後述する実施例から明らかなように、押圧に対する感度が高いため、図１５Ｂに示すように、押圧する側からみて表示素子６の背面側に配置することもできる。これにより、入力素子を備えた電子機器の設計の自由度を向上させることができる。
図１６Ａは外付けタイプではないタッチパネルを示しており、図１６Ｂはそのタイプにおいてスペーサを有しない構成を示している。

図２３に本発明の第３の実施形態を示す。
図２３に示すように、本実施形態に係る入力素子１０１は、互いに対向する第１の電極１０２及び第２の電極１０３と、第１及び第２の電極１０２，１０３間に配置され、シロキサンを含有するゴムまたはゴム組成物で形成された中間層１０４とを有しており、更に、中間層１０４と第２の電極１０３との間に耐熱層１０５を有している。中間層１０４は濃度プロファイルを第１の電極１０２側（一方側）のみに有し、他方側とこれに対向する第２の電極１０３との間が接着層としての機能を有する耐熱層１０５を介して加熱接着されている。
図２３に示す入力素子１０１は、高温に曝された場合でも検出感度が低下しにくい。これにより、環境条件の制約を緩和してスマートフォン等の電子機器の使用性の向上に寄与する入力素子を提供できる。

［耐熱層］
耐熱層１０５としては、接着性を有するものが好ましく、特に加熱により接着可能になるものが好ましい。加熱により接着可能になる耐熱層１０５は耐熱性が高いものが多く、高温環境において高い信頼性が要求される素子に適している。加熱接着方式は、ＵＶ（紫外線）硬化のように、接着したい部材の色の制約を受けないため、素子の部材の色によらずに接着可能である。また、素子の製造工程において加熱圧着できるため、部材同士を強固に接着できる。

中間層１０４の濃度プロファイルを有しない側、換言すれば、表面改質処理がなされていない側とこれに対向する第２の電極１０３との間は位置ずれしないように接着した方が望ましい。非接着状態では、位相ずれによる信号相殺に起因する出力低下の問題が生じるからである。

接着層を兼ねる耐熱層１０５の材質としては、例えば、熱硬化性材料、熱可塑性材料などが挙げられる。
熱硬化性材料としては、例えば、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系、ウレタン樹脂系、シリコーン系、変成シリコーン系、フェノール樹脂系などが挙げられる。熱可塑性材料としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル樹脂系、ポリアミド樹脂系、熱可塑性ポリウレタン樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。

耐熱層１０５は、中間層１０４と熱特性が同一又は同等の材料で形成されるのが望ましい。なお、『熱特性が同一又は同等』とは、熱膨張率が近しいことを示し、入力素子１０１の使用される動作温度の範囲内において、耐熱層１０５と中間層１０４との間で温度変化により生じる体積の変化の差が設計の範囲内に収まることを示す。かかる構成により、環境変化による熱膨張率の違いに基づく界面剥離や位相ずれによる上記問題を抑制できるからである。本実施形態では中間層１０４としてシリコーンを用いているので、耐熱層１０５も材質特性上親和性の高いシリコーン系、変成シリコーン系が望ましい。

耐熱層１０５の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、変形追従性の点から、１μｍ〜５００μｍが好ましく、１０μｍ〜３００μｍがより好ましい。平均厚みが、好ましい範囲内であると、接着性が確保でき、かつ変形を阻害することもないため、押圧操作した位置情報及び／又は押圧情報を高感度で高精度に検出できる。
耐熱層１０５が電極と中間層との間に設けられる場合、耐熱層１０５は導電性であることが好ましい。導電性としては、１０^３Ω・ｃｍ以下の体積抵抗率を持つことが好ましい。
耐熱層１０５は、接着したい部材同士の間の全面に設けられてもよいし、一部に設けられてもよい。
なお、耐熱層１０５としては、耐熱性を有するものであれば粘着テープも使用できる。

図２４Ａ〜図２４Ｄに、耐熱層１０５を有する入力素子１０１の変形例を示す。
図２４Ａに示す変形例の第１の例に係る入力素子１０１は、第１の電極１０２と中間層１０４とが耐熱層１０５を介して全面が接着されており、且つ、中間層１０４と第２の電極１０３とが耐熱層１０５を介して全面が接着されている。
図２４Ｂに示す変形例の第２の例に係る入力素子１０１は、第１の電極１０２と中間層１０４とが耐熱層１０５を介してその一部が接着されており、且つ、中間層１０４と第２の電極１０３とが耐熱層１０５を介して全面が接着されている。
図２４Ｃに示す変形例の第３の例に係る入力素子１０１は、第１の電極１０２と中間層１０４とが耐熱層１０５を介してその一部が接着されており、且つ、中間層１０４と第２の電極１０３とが耐熱層１０５を介してその一部が接着されている。
図２４Ｄに示す変形例の第４の例に係る入力素子１０１は、第１の電極１０２の上面を覆う保護層１０６と第１の電極１０２と中間層１０４とが耐熱層１０５を介して全面またはその一部が接着されており、且つ、中間層１０４と第２の電極１０３とが耐熱層１０５を介して全面が接着されている。

図２４Ａ〜図２４Ｄに示す入力素子１０１は、素子を構成する部材同士が耐熱層１０５を介して全面またはその一部が接着されていることにより、極端な高温（例えば１５０℃）に曝された場合でも検出感度が低下しにくい構成となっている。
また、図２４Ａ〜図２４Ｄに示す入力素子１０１は、中間層１０４と第１及び第２の電極の少なくとも一方とは互いに接着されていない部分を有することとなり、上記のように摩擦ないし剥離帯電の機会が増えて電気信号（出力電圧）を大きくすることができる。なお、第１及び第２の電極の形状はストライプ状でも面でもよい。

図２５Ａ〜図２５Ｄに、耐熱層１０５を有する入力素子１０１の他の変形例（スペーサを有するタイプ）を示す。
図２５Ａに示す他の変形例の第１の例に係る入力素子１０１は、中間層１０４の表面改質処理がなされた側に対向する第１の電極１０２と中間層１０４との間にスペーサ１０７を有している。
図２５Ｂに示す他の変形例の第２の例に係る入力素子１０１は、図２５Ａの構成において、第１の電極１０２とスペーサ１０７との間を耐熱層１０５で接着した構成となっている。
図２５Ｃに示す他の変形例の第３の例に係る入力素子１０１は、さらに、スペーサ１０７と中間層１０４との間を耐熱層１０５で接着した構成となっている。
図２５Ｄに示す他の変形例の第４の例に係る入力素子１０１は、第１の電極１０２の中間層１０４と反対側において、第１の電極１０２及びスペーサ１０７と保護層１０６との間を耐熱層１０５で接着した構成となっている。

スペーサ１０７を設けることにより、中間層１０４と第１の電極１０２とは互いに接着されていない部分を有することとなり、上記のように摩擦ないし剥離帯電の機会が増えて電気信号（出力電圧）を更に大きくすることができる。また、素子を構成する部材同士が耐熱層１０５を介してその一部が接着されていることにより、極端な高温に曝された場合でも検出感度が低下しにくい構成となっている。なお、第１及び第２の電極の形状はストライプ状でも面でもよい。

本発明の入力素子１０１は、上記した入力素子１及び入力素子１’と同様に、本発明の入力装置５に用いることができる。

［実施例］
（実施例１）
＜入力素子の作製＞
図１４Ａに示す断面構成を有する入力素子を、以下の手順で作製した。

試験用基板として、４０ｍｍ×４０ｍｍに切り出したＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）基板上に、Ｌ／Ｓ（幅／間隔）＝８ｍｍ／２ｍｍのストライプ状にＩＴＯ電極を形成したものを二枚準備した。スペーサとして、直径１０μｍの球状シリカを準備した。イソプロピルアルコール中に球状シリカを分散させたスペーサ散布液を用意し、基板の一方（第１の基板）の電極面にスピンコート機によりスペーサを散布し、乾燥させた。
ＰＥＴフィルム上に、シリコーンゴム（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、ＴＳＥ３０３３）を塗布し、１２０℃で３０分間加熱硬化させて、厚み１００μｍの中間層前駆体を形成した。更に、上記中間層前駆体に表面改質処理及び不活性化処理を施して、ＰＥＴフィルムから剥がし、中間層を得た。

（表面改質処理）
表面改質処理として、以下の条件でプラズマ処理（処理条件；ヤマト科学株式会社製、ＰＲ−５００、出力１００Ｗ、処理時間３分間、反応雰囲気：アルゴン９９．９９９％、反応圧力１０Ｐａ）を施した。

（不活性化処理）
表面改質処理後、中間層前駆体の処理面に、フッ素系炭素化合物（ダイキン工業株式会社製、オプツールＤＳＸ）をパーフルオロヘキサンで希釈した０．１％溶液を、引き上げ速度１０ｍｍ／ｍｉｎのディッピング工法にて塗布した。その後、相対湿度９０％、温度６０℃の環境で３０分間以上保持し、５０℃で１０分間乾燥させて、不活性化処理を施した。

もう一方の基板（第２の基板）上に、中間層を貼り付けた。第１および第２の基板にある各電極それぞれを引き出し電極に接続した。
二枚の基板を、第１の基板の電極面と第２の基板上の中間層が対向し、かつ電極のストライプ方向（長手方向）が直交するように重ね合わせ、接着剤で貼り合せて固定することで実施例１の入力素子を作製した。

＜評価＞
作製した入力素子の押圧力に対する出力信号を評価した。直径１０ｍｍの円柱状金属プローブの先端に厚み５ｍｍのシリコーンスポンジ（サンポリマー製、型番Ｓｉ２００）を取り付け、これを第１及び第２の電極の交点と中心が一致する位置に押し付けて、荷重を５０ｇｆ、１００ｇｆ、２００ｇｆ、４００ｇｆに変化させた各条件で出力電圧を記録した。出力電圧は１０回測定した平均値を取った。結果を表１に示す。

表１から明らかなように、本発明の入力素子では全測定において再現性良く電圧信号が検出され、５０ｇｆの押し付け荷重においても１．４Ｖの出力を確認できた。

（比較例１）
＜入力素子の作製＞
実施例１の入力素子において、中間層をＰＶＤＦ（東京センサ株式会社製、厚み１１０μｍ）に変えたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１の入力素子を作製した。すなわち、図１４Ｂに示す断面構成を有する入力素子とした。

＜評価＞
作製した比較例１の入力素子について、実施例１と同様にして、出力電圧を評価した。結果を表１に示す。
表１から明らかなように、押圧力が小さい段階（５０ｇｆ、１００ｇｆ）では出力電圧を検出することはできなかった。また、押圧力が大きくなっても本発明の入力素子に比べて出力電圧値が低く、押圧力に対する感度が低いことがわかる。換言すれば、検出限界電圧値が高いといえる。

（実施例２）
＜入力素子の作製＞
実施例１の入力素子において、第１の基板にある電極面にスペーサを設けなかったこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２の入力素子を作製した。すなわち、図１に示す断面構成を有する入力素子とした。

＜評価＞
作製した実施例２の入力素子について、実施例１と同様にして、出力電圧を評価した。結果を表１に示す。
スペーサを有する入力素子に比べて出力電圧が低いが、ＰＶＤＦを用いた比較例１に比べて押圧力に対する感度が高いことがわかる。換言すれば、電極と中間層との間に隙間を設け、あるいは非接着状態とすることにより、摩擦ないし剥離帯電を増加させ、大きな電気信号を得ることができる。

（実施例３）
＜入力素子の作製＞
図１４Ａに示す断面構成を有する素子を、以下の手順で作製した。

試験用基板として、４０ｍｍ×４０ｍｍに切り出したＰＥＴ基板上に、Ｌ／Ｓ＝８ｍｍ／２ｍｍのストライプ状にＩＴＯ電極を形成したものを二枚準備した。スペーサとして、直径１０μｍの球状シリカを準備した。イソプロピルアルコール中に球状シリカを分散させたスペーサ散布液を用意し、基板の一方（第１の基板）の電極面にスピンコート機によりスペーサを散布し、乾燥させた。
もう一方の基板（第２の基板）上に、シリコーンゴム（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、ＴＳＥ３０３３）を塗布し、１２０℃で３０分間加熱硬化させて、厚み５０μｍの中間層前駆体を形成した。更に、上記中間層前駆体に表面改質処理を施して、中間層を得た。

（表面改質処理）
表面改質処理として、以下の条件でコロナ放電処理（処理条件；印加電圧１００Ｖ、積算エネルギー：６０Ｊ／ｃｍ^２、反応雰囲気：空気）を施した。
第１及び第２の基板にある各電極それぞれを引き出し電極に接続した。
二枚の基板を、第１の基板の電極面と第２の基板上の中間層が対向し、かつ電極のストライプ方向（長手方向）が直交するように重ね合わせ、接着剤で貼り合せ固定することで実施例３の入力素子を作製した。

＜評価＞
作製した実施例３の入力素子について、実施例１と同様にして、出力電圧を評価した。結果を表１に示す。
実施例１とは中間層の厚み、処理内容が異なるが、比較例１やスペーサのない実施例２よりも押圧力に対する感度が高いことがわかる。

（実施例４）
＜入力素子の作製＞
図１４Ａに示す断面構成を有する素子を、以下の手順で作製した。

試験用基板として、４０ｍｍ×４０ｍｍに切り出したＰＥＴ基板上に、Ｌ／Ｓ＝８ｍｍ／２ｍｍのストライプ状にＩＴＯ電極を形成したものを二枚準備した。基板の一方（第１の基板）の電極面に、フィルムスペーサ（東レ株式会社製、Ｕ３４ルミラー＃５０、厚み５０μｍ）をＬ／Ｓ＝１ｍｍ／９ｍｍのストライプ状に接着剤で固定した。
もう一方の基板（第２の基板）上に、シリコーンゴム（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、ＴＳＥ３０３３）１００質量部、及びシリカ（日本アエロジル株式会社製、Ｒ９７２）２０質量部とからなるシリコーンゴム組成物を塗布し、１２０℃で３０分間加熱硬化させて、厚み１００μｍの中間層前駆体を形成した。更に、上記中間層前駆体に表面改質処理を施して、中間層を得た。

（表面改質処理）
表面改質処理として、以下の条件でＵＶ照射処理（処理条件；ヴィルバー・ルーマット社製、ＶＬ−２１５．Ｃ、波長２５４ｎｍ、積算光量３００Ｊ／ｃｍ^２、反応雰囲気：窒素、酸素分圧５，０００ｐｐｍ以下）を施した。
第１及び第２の基板にある各電極それぞれを引き出し電極に接続した。
二枚の基板を、第１の基板の電極面と第２の基板上の中間層が対向し、かつ電極のストライプ方向（長手方向）が直交するように重ね合わせ、接着剤で貼り合せ固定することで実施例４の入力素子を作製した。

＜評価＞
作製した実施例４の入力素子について、実施例１と同様にして、出力電圧を評価した。結果を表１に示す。
実施例１とはスペーサ、処理内容が異なるが、比較例１やスペーサのない実施例２よりも押圧力に対する感度が高いことがわかる。

（実施例５）
＜入力素子の作製＞
図１４Ａに示す断面構成を有する素子を、以下の手順で作製した。

試験用基板として、４０ｍｍ×４０ｍｍに切り出したＰＥＴ基板上に、Ｌ／Ｓ＝８ｍｍ／２ｍｍのストライプ状にＩＴＯ電極を形成したものを二枚準備した。基板の一方（第１の基板）の電極面に、フィルムスペーサ（東レ株式会社製、Ｕ３４ルミラー＃５０、厚み５０μｍ）をＬ／Ｓ＝１ｍｍ／９ｍｍのストライプ状に接着剤で固定した。
もう一方の基板（第２の基板）上に、シリコーンゴム（信越化学工業株式会社製、ＫＥ−１９３５）１００質量部、及びチタン酸バリウム（ＡＬＤＲＩＣＨ社製、２０８１０８）５０質量部とからなるシリコーンゴム組成物を塗布し、１２０℃で３０分間加熱硬化させて、厚み１００μｍの中間層前駆体を形成した。更に、上記中間層前駆体に表面改質処理を施して、中間層を得た。

（表面改質処理）
表面改質処理として、以下の条件で電子線照射処理（処理条件；浜松ホトニクス株式会社製、ライン照射型低エネルギー電子線照射源、照射量１ＭＧｙ、反応雰囲気：窒素、酸素分圧５０００ｐｐｍ以下）を施した。
第１及び第２の基板にある各電極それぞれを引き出し電極に接続した。
二枚の基板を、第１の基板の電極面と第２の基板上の中間層が対向し、かつ電極のストライプ方向（長手方向）が直交するように重ね合わせ、接着剤で貼り合せ固定することで実施例５の入力素子を作製した。

＜評価＞
作製した実施例５の入力素子について、実施例１と同様にして、出力電圧を評価した。
結果を表１に示す。
実施例１とはスペーサ、処理内容、中間層のシリコーンゴムが異なるが、比較例１やスペーサのない実施例２よりも押圧力に対する感度が高いことがわかる。

（実施例６）
＜入力素子の作製＞
図１４Ａに示す断面構成を有する素子を、以下の手順で作製した。

試験用基板として、４０ｍｍ×４０ｍｍに切り出したＰＥＴ基板上に、Ｌ／Ｓ＝８ｍｍ／２ｍｍのストライプ状にＩＴＯ電極を形成したものを二枚準備した。スペーサとして、直径１０μｍの球状シリカを準備した。イソプロピルアルコール中に球状シリカを分散させたスペーサ散布液を用意し、基板の一方（第１の基板）の電極面にスピンコート機によりスペーサを散布し、乾燥させた。
ＰＥＴフィルム上に、フロロシリコーンゴム（信越化学工業株式会社製、Ｘ３６−４２０Ｕ）、及びチタン酸バリウム（ＡＬＤＲＩＣＨ社製、２０８１０８）３０質量部とからなるゴム組成物を塗布し、１２０℃で３０分間加熱硬化させて、厚み１５０μｍの中間層前駆体を形成した。更に、上記中間層前駆体に表面改質処理及び不活性化処理を施して、ＰＥＴフィルムから剥がし、中間層を得た。

（不活性化処理）
表面改質処理後、中間層前駆体の処理面に、フッ素系炭素化合物（ダイキン工業株式会社製、オプツールＤＳＸ）をパーフルオロヘキサンで希釈した０．１％溶液を、引き上げ速度１０ｍｍ／ｍｉｎのディッピング（Ｄｉｐ）工法にて塗布した。その後、相対湿度９０％温度６０℃の環境で３０分間以上保持後、５０℃で１０分間乾燥させて、不活性化処理を施した。

もう一方の基板（第２の基板）上に、中間層を貼り付けた。第１及び第２の基板にある各電極それぞれを引き出し電極に接続した。
二枚の基板を、第１の基板の電極面と第２の基板上の中間層が対向し、かつ電極のストライプ方向（長手方向）が直交するように重ね合わせ、接着剤で貼り合せ固定することで実施例６の入力素子を作製した。

＜評価＞
作製した実施例６の入力素子について、実施例１と同様にして、出力電圧を評価した。結果を表１に示す。
実施例１とは中間層の材質が異なるが、比較例１よりも押圧力に対する感度が高いことがわかる。

（実施例７）
＜入力素子の作製＞
６０ｍｍ×６０ｍｍに切り出したポリカーボネート基板上に、Ｌ／Ｓ＝６ｍｍ／２ｍｍのストライプ状に銀電極を形成したものを二枚準備した。以降の手順は実施例５と同様にして入力素子を作製し、全体をポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）で被覆することで、タッチパッドを得た。

＜評価＞
作製した入力素子を試験用装置に接続し、０ｇｆ〜３００ｇｆを１００ｇｆごとの３段階に分割し、それぞれ弱・中・強の押圧と認識するものとした。直径５ｍｍの円柱状プローブの先端に厚み５ｍｍのシリコーンスポンジ（サンポリマー製、型番Ｓｉ２００）を取り付けたものを用意した。試験装置のプログラムから、０〜３００ｇの間でランダムに設定される荷重で素子中央を押下し、タッチパッドからの入力を評価した。１，０００回の試験を行った結果、エラー率１％未満で押圧の弱・中・強を良好に識別した。

（実施例８）
＜入力素子付き表示装置の作製＞
５０ｍｍ×８５ｍｍに切り出したポリカーボネート基板を二枚切り出し、一枚は長辺方向、もう一枚は短辺方向にＬ／Ｓ＝６ｍｍ×２ｍｍのストライプ状にＩＴＯを形成した。以降の手順は実施例１と同様にして入力素子を作製した。
タッチパネルの付いていない５インチ液晶パネルモジュールに、上記の入力素子を積層し、入力素子付き液晶表示素子とした。すなわち、図１５Ａに示す入力装置の構成とした。

＜評価＞
作製した表示素子を試験用装置に電気的に接続して実施例７と同様に評価を行った結果、エラー率１％未満で押圧の弱・中・強を良好に識別した。

（実施例９）
＜入力素子付き表示装置の作製＞
５０ｍｍ×８５ｍｍに切り出したポリカーボネート基板を二枚切り出し、一枚は長辺方向、もう一枚は短辺方向にＬ／Ｓ＝６ｍｍ×２ｍｍのストライプ状にＩＴＯを形成した。以降の手順は実施例５と同様にして入力素子を作製した。
上記の入力素子の上に５インチ液晶パネルモジュールを積層し、入力素子付き液晶表示素子とした。すなわち、図１５Ｂに示す入力装置の構成とした。

作製した入力装置を試験用装置に接続し、０ｇｆ〜５１０ｇｆを１７０ｇｆごとの３段階に分割し、それぞれ弱・中・強の押圧と認識するものとした。直径５ｍｍの円柱状プローブの先端に厚み５ｍｍのシリコーンスポンジ（サンポリマー製、型番Ｓｉ２００）を取り付けたものを用意した。試験装置のプログラムから、０〜５１０ｇの間でランダムに設定される荷重で素子中央を押下し、タッチパッドからの入力を評価した。１，０００回の試験を行った結果、エラー率１％未満で押圧の弱・中・強を良好に識別した。

［検出感度］
上記出力電圧の大きさについての比較実験の他に、押圧に対する感度（検出速さ）の観点からの比較実験を行った。
比較実験に用いた入力素子２５の構成を図１７に示す。図１で示した入力素子１の外面を保護カバー２６で覆う構成である。比較例は、中間層４をＰＶＤＦに置き換える構成とした。
比較評価はタッキング試験機によりプローブを押し当て、その加圧を検知する時間を比較することで行った。
評価方法の概要としては、以下の３つの手順をそれぞれの入力素子で実施し、データを取得した。

（１）図１８に示すように、タッキング試験機３４のステージ３６上に入力素子を貼り付け、チャージアンプ３８を介してオシロスコープ４０に接続する。
（２）図１９に示すように、プローブ４２の先端にスポンジ４４を貼り付け、タッキングを行う。
（３）オシロスコープ４０に表示された電圧波形を記録し、３回繰り返した平均データを取得波形とする。

比較した入力素子の仕様を表２に、評価に用いたスポンジの仕様を表３に、チャージアンプの設定を表４に、オシロスコープの設定を表５に、タッキング試験機の評価条件を表６にそれぞれ示す。
表２に示すように、ＰＶＤＦのヤング率が２ＧＰａであるのに対し、本実施形態に係る入力素子の中間層４のヤング率は０．０１ＧＰａである。

図１９に示すように、入力素子の上面に、接地されたアルミニウム製のテープ４６を配置して不要な電荷によるノイズの発生を抑制した。比較対象のＰＶＤＦを用いた入力素子の測定においても同様とした。
比較結果を図２０及びその部分拡大図である図２１に示す。ゴム組成物からなる中間層４を有する本実施形態の入力素子では、電圧信号の出力が、プローブ４２に取り付けられたスポンジ４４が入力素子に接触してから約０．０１ｓｅｃ（１０ｍｓｅｃ）後に開始している。
これに対し、ＰＶＤＦを用いた入力素子では、約０．０４ｓｅｃ（４０ｍｓｅｃ）後に開始している。すなわち、本実施形態に係る入力素子に対して、約０．０３ｓｅｃ（３０ｍｓｅｃ）の遅延が生じている。
入力素子の感度において、この大きな遅延が生じる理由は、上記のようにＰＶＤＦは中間層４に比べてヤング率が大きく固いため、電圧信号の出力が開始する変形が生じるまで時間がかかるためである。

柔らかい物に接触しても本発明の入力素子の感度が高いこと、換言すれば軽やかなタッチ操作で確実に入力できることを実証するために、上記のようにプローブ４２の先端にスポンジ４４を取り付けた。

なお、電圧信号の出力開始時間の原点は、タッキング試験機３４のプローブ４２の根元に設置された圧力センサで検知された時間としている。
図２２は、本実施形態の中間層４とＰＶＤＦのヤング率を測定し、信号出力開始時間との相関をプロットした図である。中間層のヤング率と信号出力開始時間はリニアな相関を持つことが確認された。
なお、中間層４のヤング率は、上述のゴム組成物の詳細な記載において硬度を測定している測定機（フィッシャー社製、超微小硬度計ＷＩＮ−ＨＵＤ）、及び同測定条件を用い、１０μｍ深さの硬度より換算した値を用いている。

以上のように、本発明の入力素子の構成とすることで、タッチ圧（接触圧）の検出下限が小さくなる。すなわち、指先で軽く押した操作を検知できるので、いわゆる二度押し操作等の面倒さを排除でき、快適で直感的な操作を実現できる。これにより、長時間の使用でも疲れない入力素子を提供できる。
ＰＶＤＦ等を用いた従来の入力素子では、押圧力に対する出力が小さいので、信号増幅を行っている場合が多い。本発明の入力素子では出力が大きいので増幅が不要でより簡易な処理プロセスで機能を実現できる。

近年では、上述のスマートフォン等の電子機器に入力する情報の多様化に伴い、位置情報だけでなく接触圧（押圧力）の強さを検知する技術も提案されている。
位置と押圧力を入力できることで、例えば、同一箇所へのタッチでも押圧力の強弱で複数のコマンドを使い分けたり、文字や図を筆圧を反映させて入力する等が可能になり、操作性を向上させることができる。
この場合、押圧力の違い（強弱）をはっきりと区別できることが要求されるが、ＰＶＤＦを用いた入力素子では、押圧力に対する感度が低いため、押圧力の区別による操作性、機能性の向上は満足できる状況になかった。

本発明の入力素子では、上記の感度実験から明らかなように、検出下限が小さいため、押圧力の違いをはっきりと区別できる。すなわち、図２０及び図２１で示したＰＶＤＦに対する出力開始時間の速さは、押圧力に対する感度の幅が大きく、曖昧さの少ない多段階の検知精度についての余裕度を示している。この特性により実施例７〜９の結果がもたらされているともいえる。
また、本発明の入力素子は負荷耐久性も高いので、低圧力から高圧力まで広範囲で検知ができる。これにより、圧力の強弱を多段階で識別可能で処理機能の高い入力素子を提供できる。
表示素子と積層して使う場合、感度が高いので必ずしも本発明の入力素子を表示素子の最表層（操作側）に配置する必要はなく、素子構成の自由度が増す。また、本発明で用いる材料は耐熱性を有するので、プロセス温度の自由度が増す。

（実施例１０）
＜入力素子の作製＞
図２６に示す断面構成を有する高温負荷評価用の入力素子１０８を、以下の手順で作製した。なお、高温負荷評価用の入力素子１０８は、入力素子１０１とカバーシート１０９から構成されており、入力素子１０１の断面構成は図２５Ｂとし、入力素子１０１の外面はカバーシート１０９で覆われている構成とした。すなわち、評価対象の入力素子１０８は全てカバーシート１０９でパッケージングされている。

ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム上に、シリコーンゴム（信越化学工業株式会社製、ＫＥ−１９３５）を塗布し、１２０℃で３０分間加熱硬化させて、厚み１００μｍの中間層前駆体を形成した。更に、上記中間層前駆体に表面改質処理及び不活性化処理を施して、ＰＥＴフィルムから剥がし、中間層を得た。

次に、４０ｍｍ×４０ｍｍに切り出したＰＥＴ基板上に、Ｌ／Ｓ（幅／間隔）＝８ｍｍ／２ｍｍのストライプ状にＩＴＯ電極を形成したものを二枚準備した。
第１の基板の電極面に、フィルムスペーサ（東レ株式会社製、Ｕ３４ルミラー＃５０、厚み５０μｍ）をＬ／Ｓ＝１ｍｍ／９ｍｍのストライプ状になるように、両面テープ（太陽金網株式会社製、ＴＲＡＮ−ＳＩＬＮＴ−１００１、厚さ５０μｍ）で固定した。
第２の基板の電極面に、導電性両面テープ（太陽金網株式会社製、ＣＨＯ−ＦＯＩＬＣＣＤ、厚さ１１２μｍ）、中間層の順に重ねて貼り付けた。
第１および第２の基板にある各電極それぞれを引き出し電極に接続した。
二枚の基板を、第１の基板の電極面と第２の基板上の中間層が対向し、かつ電極のストライプ方向（長手方向）が直交するように重ね合わせ、両面テープ（太陽金網株式会社製、ＴＲＡＮ−ＳＩＬＮＴ−１００１、厚さ５０μｍ）で固定して、実施例１０の入力素子を作製した。

＜評価＞
作製した入力素子の押圧に対する検出感度を評価した。評価は以下の手順で実施した。結果を表７に示す。表７の入力素子の欄における「図２６／図２５Ｂ」は、図２５Ｂの断面構成を有する入力素子が図２６に示すようにパッケージングされていることを示している。
実施例１５における入力素子の断面構成は図２３に示すものである。
実施例１６と実施例１７における入力素子の断面構成は図２５Ａに示すものである。
実施例１８における入力素子の断面構成は図２４Ｂに示すものである。
実施例１９における入力素子の断面構成は図１に示すものであり、耐熱層を有しない本発明の基本構成をパッケージングした構成を有している。

表７から明らかなように、実施例１０の入力素子は比較例２に比べて、高温負荷がかからない状態で検出感度が高いことがわかる。

（評価手順）
（１）図２７に示すように、高温負荷評価用の入力素子１０８を測定装置１１０のステージ１１１上に固定し、オシロスコープ１１２に接続する。
（２）プローブ１１３の先端にスポンジ１１４を取り付け、これを第１及び第２の電極の交点と中心が一致する位置に押し付ける。
（３）オシロスコープ１１２に表示された出力電圧を記録する。出力電圧は５回測定した平均値とする。
（４）後述する比較例２に対する出力電圧倍率を求め、検出感度をランク判定する。

｛出力電圧の測定条件｝
測定装置：定着シミュレータＦＳＲ−１０００（レスカ製）
測定パターン：荷重制御
押し付け速度：５ｍｍ／ｓｅｃ
押し付け荷重：３００ｇｆ
押し付け保持時間：１ｓｅｃ
引き上げ速度：５ｍｍ／ｓｅｃ
プローブ径：直径１０ｍｍ
スポンジ：シリコーンスポンジ、硬さ１５、直径１０ｍｍ、厚さ５ｍｍ
オシロスコープ：ＷａｖｅＡｃｅ１００１（ＬｅＣｒｏｙ製）

｛検出感度の判定基準｝
ランクＡ：比較例２に対して出力電圧が５倍以上
ランクＢ：比較例２に対して出力電圧が３倍以上
ランクＣ：比較例２に対して出力電圧が１倍以上
ランクＤ：比較例２に対して出力電圧が１倍未満

（実施例１１）
＜入力素子の作製＞
実施例１０の入力素子において、中間層に高温負荷を加えたこと以外は、実施例１０と同様にして、実施例１１の入力素子を作製した。すなわち、図２６／図２５Ｂに示す断面構成を有する入力素子とした。

（高温負荷）
中間層を温度１５０℃の恒温器（ヤマト科学株式会社製、ＤＮ４１０Ｈ）に２４時間保持して、高温負荷を加えた。その後、中間層を取り出して、２４℃、４０ＲＨ％の条件下で２４時間静置保管した。

＜評価＞
作製した実施例１１の入力素子について、実施例１０と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表７に示す。
表７から明らかなように、実施例１１の中間層は高温負荷後に検出感度が低下するものの、比較例２に比べて検出感度が高く、十分な耐熱性を有していることがわかる。
すなわち、比較例２の入力素子では高温負荷後に検出感度が８割も低下しているのに対し、実施例１１の入力素子では３割弱しか低下していない。このことは、炎天下での車中の温度上昇等の環境変動に十分に耐えることができ（ランクＡ、Ｂを維持）、スマートフォン等の電子機器の使用性の向上に寄与することを意味する。

（実施例１２）
＜入力素子の作製＞
実施例１０の入力素子において、第２の基板にある電極面と中間層とを導電性接着剤（スリーボンド製、ＴＢ３３０３Ｂ、厚さ５０μｍ、接着条件１５０℃で１時間）で加熱接着したこと以外は、実施例１０と同様にして、実施例１２の入力素子を作製した。すなわち、図２６／図２５Ｂに示す断面構成を有する入力素子とした。

＜評価＞
作製した実施例１２の入力素子について、実施例１０と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表７に示す。
表７から明らかなように、実施例１２の中間層は高温負荷後に検出感度が低下するものの、比較例２に比べて検出感度が高く、十分な耐熱性を有していることがわかる。これにより、入力素子の製造工程において、加熱接着を利用できる。製造段階で加熱接着できることにより、高信頼性につながる製造精度の向上を得ることができるとともに、製品化後の位相ずれによる信号相殺に起因する出力低下等の問題を抑制できる。

（実施例１３）
＜入力素子の作製＞
実施例１０の入力素子に高温負荷を加えて、実施例１３の入力素子とした。
（高温負荷）
入力素子を温度１５０℃の恒温器（ヤマト科学株式会社製、ＤＮ４１０Ｈ）に１時間保持して、高温負荷を加えた。その後、入力素子を取り出して、２４℃、４０ＲＨ％の条件下で１時間静置保管した。

＜評価＞
作製した実施例１３の入力素子について、実施例１０と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表７に示す。
表７から明らかなように、実施例１３の入力素子は高温負荷後に検出感度が低下するものの、比較例２に比べて検出感度が高く、十分な耐熱性を有していることがわかる。これにより、本発明の入力素子は高温環境においても使用できる。

（実施例１４）
＜入力素子の作製＞
実施例１２の入力素子に高温負荷を加えて、実施例１４の入力素子とした。
（高温負荷）
入力素子を温度１５０℃の恒温器（ヤマト科学株式会社製、ＤＮ４１０Ｈ）に１時間保持して、高温負荷を加えた。その後、入力素子を取り出して、２４℃、４０ＲＨ％の条件下で１時間静置保管した。

＜評価＞
作製した実施例１４の入力素子について、実施例１０と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表７に示す。
表７から明らかなように、実施例１４の入力素子は高温負荷後も高い検出感度を維持しており、十分な耐熱性を有していることがわかる。これにより、本発明の入力素子は高温環境においても使用できる。

（実施例１５）
＜入力素子の作製＞
実施例１２の入力素子において、第１の基板にある電極面に接着層とスペーサを設けなかったこと以外は、実施例１２と同様にして、実施例１５の入力素子を作製した。すなわち、図２６／図２３に示す断面構成を有する入力素子とした。更に、入力素子に高温負荷を加えた。

（高温負荷）
入力素子を温度１５０℃の恒温器（ヤマト科学株式会社製、ＤＮ４１０Ｈ）に１時間保持して、高温負荷を加えた。その後、入力素子を取り出して、２４℃、４０ＲＨ％の条件下で１時間静置保管した。

＜評価＞
作製した実施例１５の入力素子について、実施例１０と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表７に示す。
表７から明らかなように、実施例１５の入力素子はスペーサを有する入力素子に比べて検出感度が低いものの、比較例２に比べると検出感度は高いことがわかる。換言すれば、電極と中間層との間に隙間を設け、あるいは非接着状態とすることにより、摩擦ないし剥離帯電を増加させ、大きな電気信号を得ることができる。

実施例１５の入力素子は、表７から明らかなように、中間層と電極とを加熱接着した後にさらにパッケージング後の入力素子を加熱している。すなわち、製造精度を向上させた上で高温負荷に晒している。出力電圧倍率は４で他の実施例よりも低い値となっているが、耐熱層を有しない場合（実施例１９）と比べると、それでも検出感度は２倍と高い。

（実施例１６）
＜入力素子の作製＞
図２６に示す断面構成を有する高温負荷評価用の入力素子１０８を、以下の手順で作製した。なお、高温負荷評価用の入力素子１０８は、入力素子１０１とカバーシート１０９から構成されており、入力素子１０１の断面構成は図２５Ａとし、入力素子１０１の外面はカバーシート１０９で覆われている構成とした。
ＰＥＴフィルム上に、シリコーンゴム（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、ＴＳＥ３０３３）１００質量部、及びシリカ（日本アエロジル株式会社製、Ｒ９７２）１０質量部とからなるシリコーンゴム組成物を塗布し、１２０℃で３０分間加熱硬化させて、厚み１００μｍの中間層前駆体を形成した。更に、上記中間層前駆体に表面改質処理を施して、ＰＥＴフィルムから剥がし、中間層を得た。

（表面改質処理）
表面改質処理として、以下の条件でコロナ放電処理（処理条件；印加電圧１００Ｖ、積算エネルギー：６０Ｊ／ｃｍ^２、反応雰囲気：空気）を施した。
次に、４０ｍｍ×４０ｍｍに切り出したＰＥＴ基板上に、Ｌ／Ｓ＝８ｍｍ／２ｍｍのストライプ状にＩＴＯ電極を形成したものを二枚準備した。
第１の基板の電極面に、スペーサとして直径１０μｍの球状シリカをイソプロピルアルコール中に分散させたスペーサ散布液を、スピンコート機にて散布した。その後、乾燥させて、第１の基板の電極面にスペーサを設けた。

第２の基板の電極面に、導電性接着剤（スリーボンド製、ＴＢ３３０３Ｂ、厚さ５０μｍ）、中間層の順に重ね、１５０℃で１時間加熱接着した。
第１および第２の基板にある各電極それぞれを引き出し電極に接続した。
二枚の基板を、第１の基板の電極面と第２の基板上の中間層が対向し、かつ電極のストライプ方向（長手方向）が直交するように重ね合わせ、両面テープ（太陽金網株式会社製、ＴＲＡＮ−ＳＩＬＮＴ−１００１、厚さ５０μｍ）で固定して、実施例１６の入力素子を作製した。更に、入力素子に高温負荷を加えた。

＜評価＞
作製した実施例１６の入力素子について、実施例１０と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表７に示す。
表７から明らかなように、実施例１６の入力素子は高温負荷後も高い検出感度を示すことがわかる。

（実施例１７）
＜入力素子の作製＞
図２６に示す断面構成を有する高温負荷評価用の入力素子１０８を、以下の手順で作製した。なお、高温負荷評価用の入力素子１０８は、入力素子１０１とカバーシート１０９から構成されており、入力素子１０１の断面構成は図２５Ａとし、入力素子１０１の外面はカバーシート１０９で覆われている構成とした。
ＰＥＴフィルム上に、フロロシリコーンゴム（信越化学工業株式会社製、Ｘ３６−４２０Ｕ）、及びチタン酸バリウム（ＡＬＤＲＩＣＨ社製、２０８１０８）３０質量部とからなるシリコーンゴム組成物を塗布し、１２０℃で３０分間加熱硬化させて、厚み１００μｍの中間層前駆体を形成した。更に、上記中間層前駆体に表面改質処理を施して、ＰＥＴフィルムから剥がし、中間層を得た。

（表面改質処理）
表面改質処理として、以下の条件でＵＶ照射処理（処理条件；ヴィルバー・ルーマット社製、ＶＬ−２１５．Ｃ、波長２５４ｎｍ、積算光量３００Ｊ／ｃｍ^２、反応雰囲気：窒素、酸素分圧５，０００ｐｐｍ以下）を施した。
次に、４０ｍｍ×４０ｍｍに切り出したＰＥＴ基板上に、Ｌ／Ｓ＝８ｍｍ／２ｍｍのストライプ状にＩＴＯ電極を形成したものを二枚準備した。
第１の基板の電極面に、スペーサとして直径１０μｍの球状シリカをイソプロピルアルコール中に分散させたスペーサ散布液を、スピンコート機にて散布した。その後、乾燥させて、第１の基板の電極面にスペーサを設けた。

第２の基板の電極面に、導電性接着剤（スリーボンド製、ＴＢ３３０３Ｂ、厚さ５０μｍ）、中間層の順に重ね、１５０℃で１時間加熱接着した。
第１および第２の基板にある各電極それぞれを引き出し電極に接続した。
二枚の基板を、第１の基板の電極面と第２の基板上の中間層が対向し、かつ電極のストライプ方向（長手方向）が直交するように重ね合わせ、両面テープ（太陽金網株式会社製、ＴＲＡＮ−ＳＩＬＮＴ−１００１、厚さ５０μｍ）で固定して、実施例１７の入力素子を作製した。更に、入力素子に高温負荷を加えた。

＜評価＞
作製した実施例１７の入力素子について、実施例１０と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表７に示す。
表７から明らかなように、実施例１７の入力素子は高温負荷後も高い検出感度を示すことがわかる。

（実施例１８）
＜入力素子の作製＞
図２６に示す断面構成を有する高温負荷評価用の入力素子１０８を、以下の手順で作製した。なお、高温負荷評価用の入力素子１０８は、入力素子１０１とカバーシート１０９から構成されており、入力素子１０１の断面構成は図２４Ｂとし、入力素子１０１の外面はカバーシート１０９で覆われている構成とした。
ＰＥＴフィルム上に、シリコーンゴム（信越化学工業株式会社製、ＫＥ−１９３５）、及びチタン酸バリウム（ＡＬＤＲＩＣＨ社製、２０８１０８）５０質量部とからなるシリコーンゴム組成物を塗布し、１２０℃で３０分間加熱硬化させて、厚み１００μｍの中間層前駆体を形成した。更に、上記中間層前駆体に表面改質処理を施して、ＰＥＴフィルムから剥がし、中間層を得た。

（表面改質処理）
表面改質処理として、以下の条件で電子線照射処理（処理条件；浜松ホトニクス株式会社製、ライン照射型低エネルギー電子線照射源、照射量１ＭＧｙ、反応雰囲気：窒素、酸素分圧５０００ｐｐｍ以下）を施した。
次に、４０ｍｍ×４０ｍｍに切り出したＰＥＴ基板上に、Ｌ／Ｓ＝８ｍｍ／２ｍｍのストライプ状にＩＴＯ電極を形成したものを２枚準備した。

第２の基板の電極面に、導電性接着剤（ＡｌｐｈａＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ製、ＳＴＡＹＳＴＩＫ５７１、厚さ７６μｍ）、中間層、接着剤（ＡｌｐｈａＡｄｖａｎｃｅｄＭａｔｅｒｉａｌｓ製、ＳＴＡＹＳＴＩＫ４７２、厚さ７６μｍ）、第１の基板の電極面の順に重ね、１６０℃で１０分間加熱接着した。なお、第１の基板の電極面と第２の基板上の中間層が対向し、かつ電極のストライプ方向（長手方向）が直交するように重ね合わせた。
第１および第２の基板にある各電極それぞれを引き出し電極に接続した。
上記のようにして、実施例１８の入力素子を作製した。更に、入力素子に高温負荷を加えた。

＜評価＞
作製した実施例１８の入力素子について、実施例１０と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表７に示す。
表７から明らかなように、実施例１８の入力素子は高温負荷後も高い検出感度を示すことがわかる。

（実施例１９）
＜入力素子の作製＞
図２６に示す断面構成を有する高温負荷評価用の入力素子１０８を、以下の手順で作製した。なお、高温負荷評価用の入力素子１０８は、入力素子１０１とカバーシート１０９から構成されており、入力素子１０１の断面構成は図１とし、入力素子１０１の外面はカバーシート１０９で覆われている構成とした。すなわち、図１で示した耐熱層を有しない本発明の基本構成をパッケージングしたものである。
ＰＥＴフィルム上に、シリコーンゴム（信越化学工業株式会社製、ＫＥ−１９３５）を塗布し、１２０℃で３０分間加熱硬化させて、厚み１００μｍの中間層前駆体を形成した。更に、上記中間層前駆体に表面改質処理及び不活性化処理を施して、ＰＥＴフィルムから剥がし、中間層を得た。

次に、４０ｍｍ×４０ｍｍに切り出したＰＥＴ基板上に、Ｌ／Ｓ＝８ｍｍ／２ｍｍのストライプ状にＩＴＯ電極を形成したものを二枚準備した。
第２の基板の電極面に、前記中間層、第１の基板の電極面の順に重ね、両面テープ（太陽金網株式会社製、ＴＲＡＮ−ＳＩＬＮＴ−１００１、厚さ５０μｍ）で固定した。なお、第１の基板の電極面と第２の基板上の中間層が対向し、かつ電極のストライプ方向（長手方向）が直交するように重ね合わせた。
第１および第２の基板にある各電極それぞれを引き出し電極に接続した。
上記のようにして、実施例１９の入力素子を作製した。更に、入力素子に高温負荷を加えた。

＜評価＞
作製した実施例１９の入力素子について、実施例１０と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表７に示す。

表７から明らかなように、実施例１９の入力素子は本発明の実施形態に係る耐熱層を有する入力素子に比べて、高温負荷後に検出感度が低下することがわかる。ただし、本発明の中間層を有するので、比較例５に比べるとそれでも検出感度は１０倍と高い。

（比較例２）
＜入力素子の作製＞
実施例１０の入力素子において、中間層をＰＶＤＦ（東京センサ株式会社製、厚み１１０μｍ）に変えたこと以外は、実施例１０と同様にして、比較例２の入力素子を作製した。すなわち、図２６／図２５Ｂに示す断面構成を有する入力素子とした。

＜評価＞
作製した比較例２の入力素子について、実施例１０と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表７に示す。
表７から明らかなように、比較例２の入力素子は高温負荷がかからない状態での比較においても本発明の入力素子に比べて検出感度が低いことがわかる。

（比較例３）
＜入力素子の作製＞
比較例２の入力素子において、中間層に高温負荷を加えたこと以外は、比較例２と同様にして、比較例３の入力素子を作製した。すなわち、図２６／図２５Ｂに示す断面構成を有する入力素子とした。

＜評価＞
作製した比較例３の入力素子について、実施例１０と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表７に示す。
表７から明らかなように、比較例３の中間層は高温負荷後に検出感度が著しく低下することがわかる。このことは、炎天下での車中の温度上昇等の環境変動に十分に耐えることができず、場合によっては使用不可となり得ることを意味する。

（比較例４）
＜入力素子の作製＞
比較例２の入力素子において、第２の基板にある電極面と中間層とを導電性接着剤（スリーボンド製、ＴＢ３３０３Ｂ、厚さ５０μｍ、接着条件１５０℃で１時間）で加熱接着したこと以外は、比較例２と同様にして、比較例４の入力素子を作製した。すなわち、図２６／図２５Ｂに示す断面構成を有する入力素子とした。

＜評価＞
作製した比較例４の入力素子について、実施例１０と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表７に示す。
表７から明らかなように、比較例４の中間層は高温負荷後に検出感度が著しく低下することがわかる。

（比較例５）
＜入力素子の作製＞
比較例２の入力素子に高温負荷を加えて、比較例５の入力素子とした。
（高温負荷）
入力素子を温度１５０℃の恒温器（ヤマト科学株式会社製、ＤＮ４１０Ｈ）に１時間保持して、高温負荷を加えた。その後、入力素子を取り出して、２４℃、４０ＲＨ％の条件下で１時間静置保管した。

＜評価＞
作製した比較例５の入力素子について、実施例１０と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表７に示す。
表７から明らかなように、比較例５の入力素子は高温負荷後に検出感度が著しく低下することがわかる。

表７の耐熱層１０５の配置位置及び材料の詳細を表８に示す。

表８に示すように、実施例１３では、中間層１０４と第２の電極１０３との間が導電性アクリル系の両面テープで接着されており、入力素子全体を加熱している。
実施例１４では、中間層１０４と第２の電極１０３との間が導電性シリコーン系の熱硬化性材料で加熱接着されており、入力素子全体を加熱している。
実施例１４では加熱負荷が多いにも拘わらず、加熱負荷の少ない実施例１３よりも出力電圧の倍率が高い。このことは、中間層１０４の材質（シリコーン）と、耐熱層１０５の材質とが実施例１４では熱特性が同一又は同等のものとなっていることも一因と考えられる。
すなわち、高温負荷による熱膨張率の違いに基づく界面剥離や位相ずれによる信号相殺等が高精度に抑制されるからであると考えられる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１、１’、１０１入力素子
２、１０２第１の電極
３、１０３第２の電極
４、１０４中間層
５入力装置
６表示素子
８信号処理部
８Ａ位置検出部
８Ｂ圧力検出部
２３、１０７スペーサ
１０５耐熱層

特許第４７８４０４１号公報特開２０１４−１８６７１１号公報

Claims

互いに対向する第１及び第２の電極と、
第１及び第２の電極間に配置され、シロキサンを含有し、絶縁性を有するゴムまたはゴム組成物で形成された中間層と、
を備え、
前記中間層は、その厚み方向の一方側から他方側へ向かって酸素が増加して極大値を持ち、且つ、前記一方側から他方側へ向かって炭素が減少して極小値を持つ濃度プロファイルを有する、
入力素子。
請求項１に記載の入力素子において、
第１及び第２の電極の少なくとも一方と前記中間層との間、あるいは第１及び第２の電極の少なくとも一方の前記中間層と反対側に配置される耐熱層とを備えている入力素子。
請求項２に記載の入力素子において、
前記耐熱層が熱硬化性材料または熱可塑性材料で形成され、接着層としての機能を有している入力素子。
請求項３に記載の入力素子において、
前記耐熱層は前記中間層と熱特性が同一又は同等の材料で形成されている入力素子。
請求項１乃至４の何れか１つに記載の入力素子において、
前記中間層は、３つ〜４つの酸素原子と結合したケイ素原子を有するシロキサンを含有するゴムまたはゴム組成物で形成されている入力素子。
請求項１乃至５の何れか１つに記載の入力素子において、
前記中間層と、第１及び第２の電極の少なくとも一方とは、互いに接合されていない部分を有する入力素子。
請求項６に記載の入力素子において、
前記中間層と、第１及び第２の電極の少なくとも一方との間にスペーサを有する入力素子。
請求項１乃至７の何れか１つに記載の入力素子において、
第１の電極は第１の方向に沿って配列した複数の電極からなり、第２の電極は第１の方向と直交する第２の方向に沿って配列した複数の電極からなる入力素子。
請求項１乃至８の何れか１つに記載の入力素子と、
前記中間層が押圧されることで発生する電気信号を処理する信号処理部と、
を備えた入力装置。