JPWO2018056165A1 - 圧電センサ、タッチ式入力装置 - Google Patents

圧電センサ、タッチ式入力装置 Download PDF

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Abstract

表示装置(10)は、筐体(11)、操作板(12)、圧電センサ(13)、制御部(20)および表示部(30)を備える。圧電センサ(13)は、圧電フィルム(21)、OCA23、複数の第1電極(24,)複数の第1配線(124)、複数の第2電極(25)、第2配線(125)、基板(26,)基板(27)、及び受信回路(19)を備える。圧電センサ(13)は、操作板(12)の操作面(101)とは逆側の面に貼付されている。複数の第1配線(124)は、第1面(21A)を正面視したとき、圧電フィルム(21)又は複数の第2電極(25)のいずれかと重なり、且つ圧電フィルム(21)及び複数の第2電極(25)の両方と重ならない領域(124A)を有する。領域(124A)は、第1面(21A)を正面視したとき、各第2電極(25)の間に設けられている。

Description

本発明は、圧電フィルムを備える圧電センサ、及びこの圧電センサを備えるタッチ式入力装置に関する。
近年、圧電フィルムを備える圧電センサが各種考案されている。例えば、特許文献1は、ポリ乳酸からなる圧電フィルムを備える圧電センサを開示している。圧電フィルムは、第1面及び第2面を有する。圧電センサはさらに、第1面に形成された4つの分割電極と、4つの分割電極に接続する4つの配線と、第2面に形成された平板電極とを備える。
以上の構成において特許文献1の圧電センサは、押圧されたとき、それぞれの分割電極で発生する電圧をそれぞれの配線から検出する。そして、特許文献1の圧電センサは、検出された電圧に基づいて押圧情報を出力することができる。
国際公開2010/143528号
しかしながら、特許文献1の圧電センサにおいて4つの配線は、圧電フィルム及び平板電極の両方に重なっている。そのため、4つの配線における、圧電フィルム及び平板電極の両方と重なっている所定領域で、圧電フィルムからの電圧が発生する。すなわち、特許文献1の圧電センサは、4つの分割電極と4つの配線の所定領域とによって発生する電圧を検出する。
したがって、従来の圧電センサ及び従来のタッチ式入力装置は、発生する電圧を複数の分割電極で正確に検出するという点において改善の余地がある。
本発明の目的は、発生する電圧を複数の分割電極で正確に検出することができる圧電センサ及びタッチ式入力装置を提供することにある。
本発明の圧電センサは、第1面及び第2面を有する圧電フィルムと、第1面に対向する複数の第1電極と、第2面に対向する第2電極と、複数の第1電極に接続する複数の第1配線と、を備える。そして、複数の第1配線は、第1面を正面視したとき、圧電フィルム又は第2電極のいずれかと重なり、且つ圧電フィルム及び第2電極の両方と重ならない領域を有する。すなわち、複数の第1配線は、第1面を正面視したとき、圧電フィルム又は第2電極のいずれかと重なったとしても、圧電フィルム及び第2電極の両方と重ならないよう配置されている。
この構成における本発明の圧電センサでは、押圧されたとき、圧電フィルムに生じた電荷により第1電極(分割電極)に電荷が誘起され、第1電極24に電圧が発生する。一方、上記領域には、圧電フィルムに生じた電荷による電荷の誘起は生じない。
したがって、本発明の圧電センサは、複数の分割電極に発生する電圧を複数の第1配線から正確に検出することができる。
本発明のタッチ式入力装置は、本発明の圧電センサを備える。
したがって、本発明のタッチ式入力装置は、本発明の圧電センサと同様の効果を奏する。
本発明の圧電センサは、発生する電圧を複数の分割電極で正確に検出することができる。本発明のタッチ式入力装置は、発生する電圧を複数の分割電極で正確に検出することができる。
本発明の第1実施形態に係る表示装置10の平面図である。 図1に示すS−S線における断面図である。 図1に示す圧電センサ13の平面図である。 図3に示すA−A線における断面図である。 図3に示すC−C線における断面図である。 図1に示す表示装置のブロック図である。 ユーザによって押圧されたタッチパネル100の断面図である。 図1に示す圧電センサ13の比較例に係る圧電センサ813の平面図である。 図8に示す圧電センサ813の中央が押圧されたときに各第1電極24に発生する電圧値を示す図である。 図3に示す圧電センサ13の中央が押圧されたときに各第1電極24に発生する電圧値を示す図である。 本発明の第2実施形態に係る表示装置に備えられる圧電センサ213の平面図である。 図11に示すE−E線における断面図である。 本発明の第3実施形態に係る表示装置に備えられる圧電センサ313の平面図である。 図13に示すG−G線における断面図である。 図15は、本発明の第4の実施形態に係る表示装置に備えられる圧電センサ413の平面図である。 図16は、図15に示すH−H線における断面図である。 図17は、圧電センサ413が備える第2電極425およびシールド電極部431,432,433の平面図である。
《第1の実施形態》
以下、本発明の第1実施形態に係る表示装置について図面を用いて説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る表示装置10の平面図である。図2は、図1に示すS−S線における断面図である。図3は、図1に示す圧電センサ13の平面図である。図4は、図3に示すA−A線における断面図である。図5は、図3に示すC−C線における断面図である。図6は、図1に示す表示装置10のブロック図である。
表示装置10は、箱状の筐体11、矩形状の操作板12、圧電センサ13、制御部20および表示部30を備える。表示装置10は、例えばスマートホン、タブレット等である。操作板12及び圧電センサ13は、タッチパネル100を構成する。
なお、表示装置10は、タッチ式入力装置の一例に相当する。
筐体11は、枠状の側面および矩形状の底面から構成され、矩形状の開口部を有する。筐体11の開口部を塞ぐように操作板12が筐体11に当接する。操作板12は、ユーザがタッチ操作を行う操作面101を有する。操作板12の材料は例えばガラスである。
制御部20は、筐体11の内底面に配置され、圧電センサ13に電気的に接続されている。表示部30は、液晶パネル、偏光板、バックライトを備える。表示部30は、制御部20に電気的に接続されている。
なお、以下では、操作板12の操作面101の長手方向をX方向と称し、操作板12の操作面101の短手方向をY方向と称し、操作板12の厚み方向をZ方向と称することがある。
図3〜図6に示すように、圧電センサ13は、圧電フィルム21、OCA(Optically Clear Adhesive)23、複数の第1電極24,複数の第1配線124、複数の第2電極25、第2配線125、基板26,基板27、及び受信回路19を備える。OCA23は、透明な粘着剤である。圧電センサ13は、操作板12の操作面101とは逆側の面に貼付されている。
複数の第1電極24及び複数の第1配線124は、圧電フィルム21に対向する基板26の面に形成されている。複数の第1電極24は例えばITOを主成分とする導体膜からなる。基板26の材料は、PET樹脂、ポリイミド樹脂等である。本実施形態において複数の第1電極24の数は9つである。複数の第1電極24は、例えば圧電フィルム21に生じた電荷(電圧)を検出用するための電極である。
複数の第2電極25及び第2配線125は、圧電フィルム21に対向する基板27の面に形成されている。複数の第2電極254は例えばITOを主成分とする導体膜からなる。基板27の材料は、PET樹脂、ポリイミド樹脂等である。本実施形態において複数の第2電極25の数は3つである。複数の第2電極25は、例えばグランド導体、または圧電フィルム21に生じた電荷(電圧)を検出するための電極である。
また、圧電フィルム21は、第1面21Aおよび第2面21Bを有する。複数の第1電極24は、OCA23を介して圧電フィルム21の第1面21Aと対向している。
一方、複数の第2電極25は、OCA23を介して圧電フィルム21の第2面21Bと対向している。複数の第1配線124は、複数の第1電極24に接続している。複数の第1電極24は、複数の第1配線124を介して受信回路19に電気的に接続されている。複数の第2配線125は、複数の第2電極25に接続している。複数の第2電極25は、第2配線125を介して受信回路19に電気的に接続されている。
図3、図5に示すように、複数の第1配線124は、第1面21Aを正面視したとき、圧電フィルム21又は複数の第2電極25のいずれかと重なり、且つ圧電フィルム21及び複数の第2電極25の両方と重ならない領域124Aを有する。領域124Aは、第1面21Aを正面視したとき、各第2電極25の間に設けられている。すなわち、複数の第1配線124は、第1面21Aを正面視したとき、圧電フィルム21又は複数の第2電極25のいずれかと重なったとしても、圧電フィルム21及び複数の第2電極25の両方と重ならないよう配置されている。
ここで、圧電フィルム21の材料は、PLLA(L型ポリ乳酸)である。PLLAは、キラル高分子であり、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、高分子中で非常に高い部類に属する。また、圧電フィルム21の材料は、ポーリング処理を行ったPVDF等の圧電フィルムであってもよい。
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。
PLLAの延伸方向121に3軸をとり、3軸方向に垂直な方向に1軸および2軸をとると、PLLAにはd14の圧電定数(ずりの圧電定数)が存在する。1軸方向が厚み方向となり、3軸方向(延伸方向121)に対して45°の角度をなす方向が長手方向となるように、ストライプ状の圧電フィルム21が切り出される。これにより、圧電フィルム21が長手方向に伸縮すると、圧電フィルム21は厚み方向に分極する。
次に、圧電センサ13が押圧を検知する場面について説明する。
図7は、ユーザによって押圧されたタッチパネル100の断面図である。
なお、図7では、操作板12及び圧電センサ13が撓む様子を説明するため、これらの撓みを強調して示している。図7中の白抜き矢印は、ユーザが押圧する方向を示している。
操作板12の周縁は、筐体11に固定されている。そのため、図7に示すように、操作板12がユーザによって押圧されると、操作板12は押圧された方向に凸となるように撓む。圧電センサ13も、押圧された方向に凸となるように撓む。
そのため、圧電センサ13は長手方向(Y方向)に伸びる(歪む)。すなわち圧電センサ13を構成する圧電フィルム21が長手方向に伸びる。そのため、圧電効果により圧電フィルム21は厚み方向に分極する。
圧電フィルム21の両面に発生した電荷により、複数の第1電極24及び複数の第2電極25に電荷が誘起される。複数の第1電極24及び複数の第2電極25に発生する電荷は、複数の第1配線124及び第2配線125を介して受信回路19へ出力される。
図6に戻り、受信回路19は、複数の第1電極24及び複数の第2電極25からの出力に基づく信号を押圧検知信号として生成し、制御部20へ出力する。具体的には受信回路19は、複数の第1電極24及び複数の第2電極25からの出力の、インピーダンス及び振幅レベル等を制御部20で扱いやすい条件に変換する。
制御部20は、受信回路19の出力に対して積分処理を行う。具体的には、制御部20は、受信回路19の出力電圧と基準電圧との差分が閾値を超えるか否かを判定する。差分が閾値を超えたとき、制御部20は、ユーザによって操作が行われたと判定する。
そして、制御部20は、差分が閾値を超えた区間について、受信回路19の出力電圧と基準電圧との差分を積分する。これにより、制御部20は、荷重に対応する積分値を求める。
制御部20は、積分値に基づいて、操作入力内容を認識する。制御部20は例えば、認識した操作入力内容に基づく画像データを生成し、表示部30へ出力する。表示部30は、画像データに基づいて画像を操作面101に表示する。
以上の構成において、図3、図5に示すように、複数の第1配線124は、第1面21Aを正面視したとき、圧電フィルム21又は複数の第2電極25のいずれかと重なったとしても、圧電フィルム21及び複数の第2電極25の両方と重ならないよう配置されている。
そのため、圧電センサ13では、押圧されたとき、圧電フィルム21に生じた電荷により第1電極24に電荷が誘起され、第1電極24に電圧が発生する。一方、領域124Aには、圧電フィルム21に生じた電荷による電荷の誘起は生じない。
したがって、圧電センサ13は、複数の第1電極24に発生する電圧を、複数の第1配線124から正確に検出することができる。
次に、図1に示す圧電センサ13と圧電センサ13の比較例に係る圧電センサ813とを比較する。まず、圧電センサ813の構成について説明する。
図8は、図1に示す圧電センサ13の比較例に係る圧電センサ813の平面図である。圧電センサ813は、複数の第1配線124が、第1面21Aを正面視したとき、圧電フィルム21及び複数の第2電極825の両方と重なる領域824Aを有する点で第1実施形態の圧電センサ13と相違する。すなわち、複数の第1配線124は、第1面21Aを正面視したとき、圧電フィルム21及び複数の第2電極25の両方と重なるよう配置されている。その他の構成については同じであるため、説明を省略する。
次に、図1に示す圧電センサ13の電圧値と図8に示す圧電センサ813の電圧値とを比較する。
図9は、図8に示す圧電センサ813の中央が所定の力で押圧されたときに9つの第1電極24に発生する電圧値を示す図である。図10は、図3に示す圧電センサ13の中央が所定の力で押圧されたときに9つの第1電極24に発生する電圧値を示す図である。
なお、図9に示す9つの電圧値は、図8に示す9つの第1電極24に対応している。同様に、図10に示す9つの電圧値は、図3に示す9つの第1電極24に対応している。
圧電センサ813では、図9に示すように9つの電圧値が上下左右対称に分布していないことが明らかとなった。この理由は、圧電フィルム21及び複数の第2電極25の両方と重なっている領域824Aで、圧電フィルム21からの電圧が発生するためであると考えられる。そのため、圧電センサ813では、押圧された中央からずれた位置を押圧位置として検出してしまう可能性があり、精度を高めるためには電圧の補正が必要となる。また、配線電極の重なる面積が大きな上中央と上右部で大きな値が出ていることから、配線電極の影響が出ていることがわかる。
これに対して圧電センサ13では、図10に示すように9つの電圧値が上下左右対称に分布していることが明らかとなった。この理由は、複数の第1配線124が、圧電フィルム21及び複数の第2電極25の両方と重なっている領域824Aを有しないためであると考えられる。そのため、圧電センサ13は、押圧された中央を押圧位置として正確に検出することができる。
したがって、圧電センサ13は、複数の第1電極24に発生する電圧を複数の第1配線124から正確に検出することができる。
《第2の実施形態》
以下、本発明の第2実施形態に係る表示装置について説明する。
図11は、本発明の第2実施形態に係る表示装置に備えられる圧電センサ213の平面図である。図12は、図11に示すE−E線における断面図である。
圧電センサ213は、複数の第1配線124が、第1面21Aを正面視したとき、圧電フィルム21又は第2電極225のいずれかと重なり、且つ圧電フィルム21及び第2電極225の両方と重ならない領域224Aを有する点で第1実施形態の圧電センサ13と相違する。第2電極225は、第1面21Aを正面視したとき、圧電フィルム21より広い。領域224Aは、第1面21Aを正面視したとき、圧電フィルム21より外側に位置し、第2電極225と重なる。その他の構成については同じであるため、説明を省略する。
以上の構成において、図11、図12に示すように、複数の第1配線124は、第1面21Aを正面視したとき、圧電フィルム21又は第2電極225のいずれかと重なったとしても、圧電フィルム21及び第2電極225の両方と重ならないよう配置されている。
そのため、圧電センサ213では、押圧されたとき、圧電フィルム21に生じた電荷により第1電極24に電荷が誘起され、第1電極24に電圧が発生する。一方、領域224Aには、圧電フィルム21に生じた電荷による電荷の誘起は生じない。
したがって、圧電センサ213は、複数の第1電極24に発生する電圧を、複数の第1配線124から正確に検出することができる。
また、第2電極225は平板電極であるため、パターニングする必要がない。そのため、圧電センサ213の製造コストを低減できる。
なお、後述の図13、図14に示す圧電センサ313と同様に、圧電フィルム221は孔部222を有し、複数の第1配線124は、第1面21Aを正面視したとき、孔部222から露出する(孔部22に重なる)領域224Bを有することが好ましい。この構成では、複数の第1配線124の全てが圧電フィルム21及び第2電極225の両方と重ならない。そのため、この構成では圧電センサ213は、複数の第1電極24に発生する電圧を複数の第1配線124からより正確に検出することができる。
《第3の実施形態》
以下、本発明の第3実施形態に係る表示装置について説明する。
図13は、本発明の第3実施形態に係る表示装置に備えられる圧電センサ313の平面図である。図14は、図13に示すG−G線における断面図である。
圧電センサ313は、複数の第1配線124が、第1面321Aを正面視したとき、圧電フィルム321又は第2電極325のいずれかと重なり、且つ圧電フィルム321及び第2電極325の両方と重ならない領域324A,324Bを有する点で第1実施形態の圧電センサ13と相違する。第2電極325は、第1面321Aを正面視したとき、圧電フィルム321より広い。本実施形態において複数の第1電極24の数は12である。領域324Aは、第1面321Aを正面視したとき、圧電フィルム321より外側に位置し、第2電極325と重なる。さらに、圧電フィルム321には孔部322が形成されており、領域324Bは、第1面321Aを正面視したとき、孔部322から露出している(孔部322に重なっている)。その他の構成については同じであるため、説明を省略する。
以上の構成において、図13、図14に示すように、複数の第1配線124は、第1面321Aを正面視したとき、圧電フィルム321又は第2電極325のいずれかと重なったとしても、圧電フィルム321及び第2電極325の両方と重ならないよう配置されている。
そのため、圧電センサ313では、押圧されたとき、圧電フィルム321に生じた電荷により第1電極24に電荷が誘起され、第1電極24に電圧が発生する。一方、領域324A,324Bには、圧電フィルム321に生じた電荷による電荷の誘起は生じない。
したがって、圧電センサ313は、複数の第1電極24に発生する電圧を、複数の第1配線124から正確に検出することができる。
また、第2電極325は平板電極であるため、パターニングする必要がない。そのため、圧電センサ313の製造コストを低減できる。
《第4の実施形態》
以下、本発明の第4の実施形態に係る表示装置について説明する。
図15は、本発明の第4の実施形態に係る表示装置に備えられる圧電センサ413の平面図である。図16は、図15に示すH−H線における断面図である。図17は、圧電センサ413が備える第2電極425およびシールド電極部431,432,433の平面図である。図17では、構造を分かりやすくするため、シールド電極部431,432,433をドットパターンで示している。
圧電センサ413は、第2電極425およびシールド電極部431,432,433を備える点で、第1の実施形態の圧電センサ13と異なる。その他の構成については同じであるため、説明を省略する。
第2電極425は、矩形の平板電極である。第2電極425の形状は、第1の実施形態で説明した第2電極25と略同じである。
シールド電極部431,432,433は、開口と導体部とを有する、第2電極425よりも導体密度が小さな部分である。具体的には、シールド電極部431は、複数の矩形状の開口411と導体部とを有する、メッシュ状である。シールド電極部432は、複数の矩形状の開口412と導体部とを有する、メッシュ状である。シールド電極部433は、複数の矩形状の開口413と導体部とを有する、メッシュ状である。
シールド電極部431,432,433の導体部は、第2電極425に接続されている。開口411,412,413は、それぞれ周囲を導体部で囲まれた貫通孔である。シールド電極部431,432,433の導体部は、例えばITOを主成分とする導体膜からなる。
図15に示すように、複数の第1配線124は、第1面21Aを正面視したとき、シールド電極部431,432,433に重なるように配置されている。すなわち、複数の第1配線124は、シールド電極部431,432,433の導体部に重なる部分と、複数の開口411,412,413から露出する部分(複数の開口411,412,413に重なる部分)とを有する。
以上の構成により、第1配線124に対する外部からのノイズが、シールド電極部431,432,433で遮蔽されるため、圧電センサ413を外部ノイズの多い環境下に配置した場合でも、複数の第1配線124に対する外部ノイズの影響を抑制できる。したがって、この構成により、複数の第1電極24からの出力に基づく信号のSN比は向上する。
また、シールド電極部431,432,433はメッシュ状であり、第2電極425よりも導体密度が小さい。そのため、複数の第1配線124が、第1面21Aを正面視したとき、圧電フィルム21及びシールド電極部の両方に重なっている場合でも、複数の第1配線124には、圧電フィルム21に生じた電荷による電荷の誘起が生じ難い。すなわち、複数の第1配線124には、圧電フィルム21に生じた電荷に起因する、電圧は生じ難い。
したがって、圧電センサ413は、複数の第1電極24に発生する電圧を、複数の第1配線124から正確に検出することができる。
なお、第1面21Aを正面視したときの、複数の第1配線124とシールド電極部431,432,433の導体部とが重なる部分の面積は、より小さい方が好ましい。例えば、第1面21Aを正面視したときの、複数の第1配線124とシールド電極部431,432,433の導体部とが重なる部分の面積は、第1電極24の面積の5%以下(より好ましくは、1%以下。)であることが好ましい。この構成によれば、複数の第1配線124が、第1面21Aを正面視したとき、シールド電極部の導体部および圧電フィルム21の両方に重なっている場合でも、複数の第1電極24に発生する電圧の、検出精度に対する影響は殆どない(検出精度に対する影響を極めて小さい)。
また、シールド電極部がメッシュ状である場合には、例えば、第1面21Aを正面視したときに、シールド電極部の導体部のうち少なくとも複数の第1配線124に重なる部分の線幅が、複数の第1配線124の線幅以下であることが好ましい。この構成によれば、複数の第1配線124が、第1面21Aを正面視したとき、シールド電極部の導体部および圧電フィルム21の両方に重なっている場合でも、複数の第1電極24に発生する電圧の、検出精度に対する影響は殆どない(検出精度に対する影響を極めて小さい)。
本実施形態では、複数の開口411の数が11、複数の開口412の数が22、複数の開口413の数が22であるが、これに限るものではない。実施の際、複数の開口411,412,413の数はその他の数でもよい。また、複数の開口411,412,413の形状は矩形状に限るものではなく、その他の形状(例えば、円形、楕円形、L字等)でもよい。
また、本実施形態では、複数の開口411,412,413が、周囲を導体部で囲まれた貫通孔であるが、これに限るものではない。開口は、例えば導体部の周縁から内部に向かって延伸する切り欠き(スリット)であってもよい。
《その他の実施形態》
なお、前記各実施形態ではタッチ式入力装置として表示装置10で説明したが、これに限るものではない。実施の際、表示部を備えないタッチ式入力装置(例えばタッチパッド)に本発明を適用してもよい。
また、前記各実施形態では圧電センサ13,213,313,413の各層は、透明な粘着剤であるOCA23で接合されているが、これに限るものではない。実施の際、圧電センサ13の各層は、接着剤で接合されていてもよい。
また、前記各実施形態では複数の第1電極24の数は9又は12であるが、これに限るものではない。実施の際、複数の第1電極24の数はその他の数でもよい。
最後に、前記実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲は、特許請求の範囲と均等の範囲とを含む。
10…表示装置
11…筐体
12…操作板
13、213、313、413…圧電センサ
19…受信回路
20…制御部
21、221、321…圧電フィルム
21A、321A…第1面
21B…第2面
23…OCA
24…第1電極
25、225、325、425…第2電極
26、27…基板
30…表示部
100…タッチパネル
101…操作面
121…延伸方向
124…第1配線
124A、224A、224B、324A,324B…領域
125…第2配線
222、322…圧電フィルムの孔部
411、412、413…開口
431、432、433…シールド電極部
824A…領域

Claims (5)

  1. 第1面及び第2面を有する圧電フィルムと、
    前記第1面に対向する複数の第1電極と、
    前記第2面に対向する第2電極と、
    前記複数の第1電極に接続する複数の第1配線と、
    を備え、
    前記複数の第1配線は、前記第1面を正面視したとき、前記圧電フィルム又は前記第2電極のいずれかと重なり、且つ前記圧電フィルム及び前記第2電極の両方と重ならない領域を有する、圧電センサ。
  2. 前記第2電極の数は複数であり、
    前記領域は、前記第1面を正面視したとき、各第2電極の間に設けられている、請求項1に記載の圧電センサ。
  3. 前記第2電極は、前記第1面を正面視したとき、前記圧電フィルムより広く、
    前記領域は、前記第1面を正面視したとき、前記圧電フィルムより外側に位置し、前記第2電極と重なる、請求項1又は請求項2に記載の圧電センサ。
  4. 前記圧電フィルムには、孔部が形成されており、
    前記領域は、前記第1面を正面視したとき、前記孔部から露出している、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の圧電センサ。
  5. 請求項1乃至4のいずれか1項に記載の圧電センサを備える、タッチ式入力装置。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110164340B (zh) * 2018-12-06 2021-01-26 京东方科技集团股份有限公司 补偿装置、显示屏、显示装置和补偿方法
FR3143260A1 (fr) * 2022-12-09 2024-06-14 Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives Dispositif piezoelectrique comprenant une matrice d’electrodes

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000337979A (ja) * 1999-05-27 2000-12-08 Tokai Rubber Ind Ltd 分布センサ
WO2004086493A1 (ja) * 2003-03-25 2004-10-07 Fujitsu Limited 電子部品搭載基板の製造方法
JP4667471B2 (ja) * 2007-01-18 2011-04-13 日東電工株式会社 透明導電性フィルム、その製造方法及びそれを備えたタッチパネル
JP5376180B2 (ja) 2009-06-11 2013-12-25 株式会社村田製作所 タッチ式入力装置
JP5216041B2 (ja) * 2010-04-07 2013-06-19 ダイキン工業株式会社 透明圧電シートをそれぞれ有するフレーム付透明圧電シート、タッチパネル、および電子装置
JP5813103B2 (ja) * 2010-06-11 2015-11-17 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 力測定を用いるタッチ位置センサ
EP2600228B1 (en) * 2010-07-29 2018-06-13 Kyocera Corporation Input device, display device and machine
JP2013101020A (ja) * 2011-11-08 2013-05-23 Seiko Epson Corp センサー素子、力検出装置およびロボット
WO2014017407A1 (ja) * 2012-07-26 2014-01-30 株式会社村田製作所 押圧力センサ
JP6311129B2 (ja) * 2013-04-24 2018-04-18 パナソニックIpマネジメント株式会社 タッチパネル
US10036734B2 (en) * 2013-06-03 2018-07-31 Snaptrack, Inc. Ultrasonic sensor with bonded piezoelectric layer
US9323393B2 (en) * 2013-06-03 2016-04-26 Qualcomm Incorporated Display with peripherally configured ultrasonic biometric sensor
KR101789905B1 (ko) * 2013-06-04 2017-10-25 니혼샤신 인사츠 가부시키가이샤 압전 센서 및 압력 검출 장치
US9864490B2 (en) * 2013-08-12 2018-01-09 Home Box Office, Inc. Coordinating user interface elements across screen spaces
KR102128394B1 (ko) * 2013-09-11 2020-07-01 삼성디스플레이 주식회사 터치 감지 표시 장치
CN105814420B (zh) * 2013-12-27 2018-02-09 株式会社村田制作所 压电传感器、触摸面板
JP6119615B2 (ja) * 2014-01-08 2017-04-26 三菱電機株式会社 半導体装置の製造方法
JP6234858B2 (ja) * 2014-03-24 2017-11-22 積水化学工業株式会社 圧電センサ
CN103900741B (zh) * 2014-03-25 2016-03-09 深圳市豪恩声学股份有限公司 可穿戴式智能测定系统及智能鞋
US9501167B2 (en) * 2014-10-22 2016-11-22 Synaptics Incorporated Scanned piezoelectric touch sensor device
CN104281328A (zh) * 2014-10-31 2015-01-14 合肥鑫晟光电科技有限公司 一种触摸屏和显示面板
CN108463700A (zh) * 2015-11-06 2018-08-28 摩达伊诺琴股份有限公司 压力传感器及具有所述压力传感器的复合元件及电子器件
US10282046B2 (en) * 2015-12-23 2019-05-07 Cambridge Touch Technologies Ltd. Pressure-sensitive touch panel
GB2544353B (en) * 2015-12-23 2018-02-21 Cambridge Touch Tech Ltd Pressure-sensitive touch panel
US10115885B2 (en) * 2016-06-02 2018-10-30 eLux, Inc. Fluidic assembly process using piezoelectric plates
US20180055369A1 (en) * 2016-08-31 2018-03-01 Qualcomm Incorporated Layered sensing including rf-acoustic imaging

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