KR101759851B1 - 터치 패널, 터치 입력 장치 및 전자 기기 - Google Patents

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다이낑 고오교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 온도 변화에 의한 초전 노이즈의 영향을 잘 받지 않는 터치 패널을 제공하는 것을 과제로 한다. 당해 과제의 해결 출원으로서, 본 발명은 터치 패널 (2) 을 제공한다. 터치 패널 (2) 은, 제 1 초전체 (26) 및 제 2 초전체 (27) 를 구비하고, 제 1 초전체 (26) 및/또는 제 2 초전체 (27) 에 대한 가압력을 검출 가능하다. 제 1 초전체 (26) 의 상면 및 제 2 초전체 (27) 의 하면은, 온도 상승시에 정전하가 발생하고, 온도 저하시에 부전하가 발생하는 면이고, 제 1 초전체 (26) 의 하면 및 제 2 초전체 (27) 의 상면은, 온도 상승시에 부전하가 발생하고, 온도 저하시에 정전하가 발생하는 면이다. 제 1 초전체 (26) 의 일방면에 배치되는 전극과 제 2 초전체 (27) 의 일방면에 배치되는 전극이 전기적으로 접속되고, 제 1 초전체 (26) 의 타방면에 배치되는 전극과 제 2 초전체 (27) 의 타방면에 배치되는 전극이 전기적으로 접속되어 있다.

Description

터치 패널, 터치 입력 장치 및 전자 기기{TOUCH PANEL, TOUCH INPUT DEVICE, AND ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은, 압전체를 갖는 터치 패널에 관한 것이다.
종래부터, 압전체를 갖는 터치 패널이 제안되어 있다. 압전체를 가압하면, 압전체는, 가압시의 변형의 시간적 변위에 따른 전압을 발생한다. 특허문헌 1 에서는, 이 성질을 이용하여, 압전체를 갖는 터치 패널에 있어서, 터치 위치뿐만 아니라, 터치 패널에 대한 가압력 (즉, 가압의 강약) 도 검출 가능한 기술이 개시되어 있다. 또한, 압전체로서 초전체를 사용한 경우, 초전체는 압전 상수가 비교적 높기 때문에, 가압력의 검출 감도를 높일 수 있다.
일본 공개특허공보 2006-163619호
그러나, 초전체를 사용한 터치 패널에서는, 초전체에 온도 변화가 발생하면, 초전 효과에 의한 전압이 발생하고, 이것이 노이즈 출력 (초전 노이즈) 이 된다. 그 때문에, 환경 온도의 변화에 의해 터치 패널이 오작동할 우려가 있다.
본 발명은, 상기 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 온도 변화에 의한 초전 노이즈의 영향을 잘 받지 않는 터치 패널의 제공을 목적으로 한다.
본 발명에 관련된 터치 패널은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 시트상의 제 1 및 제 2 초전체를 구비하고, 상기 제 1 초전체 및/또는 상기 제 2 초전체에 대한 가압력을 검출 가능한 터치 패널로서, 상기 제 1 초전체의 일방면 및 상기 제 2 초전체의 타방면은, 온도 상승시에 제 1 극성의 전하가 발생하고, 온도 저하시에 상기 제 1 극성과는 반대의 제 2 극성의 전하가 발생하는 면이고, 상기 제 1 초전체의 타방면 및 상기 제 2 초전체의 일방면은, 온도 상승시에 상기 제 2 극성의 전하가 발생하고, 온도 저하시에 상기 제 1 극성의 전하가 발생하는 면이고, 상기 제 1 초전체의 일방면에 배치되는 전극과 상기 제 2 초전체의 일방면에 배치되는 전극이 전기적으로 접속되고, 상기 제 1 초전체의 타방면에 배치되는 전극과 상기 제 2 초전체의 타방면에 배치되는 전극이 전기적으로 접속되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성에 의하면, 온도 상승시에, 제 1 초전체의 일방면에 발생한 제 1 극성의 전하와 제 2 초전체의 일방면에 발생한 제 2 극성의 전하가 적어도 일부 상쇄됨과 함께, 제 1 초전체의 타방면에 발생한 제 2 극성의 전하와 제 2 초전체의 타방면에 발생한 제 1 극성의 전하가 적어도 일부 상쇄된다. 또한, 온도 저하시에는, 제 1 초전체의 일방면에 발생한 제 2 극성의 전하와 제 2 초전체의 일방면에 발생한 제 1 극성의 전하가 적어도 일부 상쇄됨과 함께, 제 1 초전체의 타방면에 발생한 제 1 극성의 전하와 제 2 초전체의 타방면에 발생한 제 2 극성의 전하가 적어도 일부 상쇄된다. 그 때문에, 온도 상승시 및 온도 저하시의 어느 것에 있어서도, 제 1 초전체의 일방면에 배치되는 제 1 전극 및 제 2 초전체의 일방면에 배치되는 전극과, 제 1 초전체의 타방면에 배치되는 전극 및 제 2 초전체의 타방면에 배치되는 전극 사이의 전위차가, 제 1 및 제 2 초전체의 양면의 전위차에 비하여 작아져, 제 1 및 제 2 초전체가 발생하는 초전 노이즈를 억제할 수 있다. 따라서, 온도 변화에 의한 초전 노이즈의 영향을 잘 받지 않게 할 수 있다.
또한, 본 발명에 관련된 터치 패널은, 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 시트상의 제 1 및 제 2 초전체를 구비하고, 상기 제 1 초전체 및/또는 상기 제 2 초전체에 대한 가압력을 검출 가능한 터치 패널로서, 상기 제 1 초전체의 일방면 및 상기 제 2 초전체의 일방면은, 온도 상승시에 제 1 극성의 전하가 발생하고, 온도 저하시에 상기 제 1 극성과는 반대의 제 2 극성의 전하가 발생하는 면이고, 상기 제 1 초전체의 타방면 및 상기 제 2 초전체의 타방면은, 온도 상승시에 상기 제 2 극성의 전하가 발생하고, 온도 저하시에 상기 제 1 극성의 전하가 발생하는 면이고, 상기 제 1 초전체의 일방면 및 상기 제 2 초전체의 일방면에 전극이 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 구성에 의하면, 온도 변화시에, 제 1 초전체의 초전 전압과 제 2 초전체의 초전 전압이 적어도 일부 상쇄되기 때문에, 제 1 초전체의 일방면과 제 2 초전체의 일방면 사이의 전위차가, 제 1 및 제 2 초전체의 양면의 전위차에 비하여 작아져, 제 1 및 제 2 초전체가 발생하는 초전 노이즈를 억제할 수 있다. 따라서, 온도 변화에 의한 초전 노이즈의 영향을 잘 받지 않게 할 수 있다.
또한, 상기 터치 패널에 있어서, 상기 제 1 초전체의 타방면에 배치되는 전극과 상기 제 2 초전체의 타방면에 배치되는 전극이 전기적으로 접속되어 있어도 된다.
또한, 상기 터치 패널에 있어서, 상기 제 1 초전체의 타방면 및 상기 제 2 초전체의 타방면이 대향하도록 상기 제 1 초전체와 상기 제 2 초전체는 적층되어 있고, 상기 제 1 초전체의 타방면과 상기 제 2 초전체의 타방면 사이에 점착제층 또는 접착제층이 형성되어도 된다.
또한, 상기 터치 패널에 있어서, 상기 제 1 초전체와 상기 제 2 초전체는 병렬로 배치되어도 된다.
또한, 상기 터치 패널에 있어서, 서로 이웃하는 1 쌍의 상기 제 1 초전체와 상기 제 2 초전체로 이루어지는 초전체쌍을 복수 구비해도 된다.
또한, 상기 터치 패널에 있어서, 상기 제 1 초전체와 상기 제 2 초전체는 적층되어도 된다.
또한, 상기 터치 패널에 있어서, 상기 제 1 초전체와 상기 제 2 초전체는 형상이 동일한 것이 바람직하다.
또한, 상기 터치 패널에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 초전체는, 유기 압전 필름이어도 된다.
또한, 상기 터치 패널에 있어서, 상기 유기 압전 필름은, 불화비닐리덴계 필름이어도 된다.
또한, 상기 터치 패널에 있어서, 상기 유기 압전 필름은, 불화비닐리덴/테트라플루오로에틸렌 공중합체 필름이어도 된다.
또한, 본 발명에 관련된 터치 입력 장치는, 본 발명에 관련된 터치 패널과, 상기 터치 패널이 출력하는 신호에 기초하여, 상기 터치 패널에 대한 가압력을 검출하는 압력 검출부를 구비한다.
또한, 본 발명에 관련된 터치 패널, 또는, 본 발명에 관련된 터치 입력 장치를 구비한 전자 기기도, 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
본 발명에 의하면, 온도 변화에 의한 초전 노이즈의 영향을 잘 받지 않는 터치 패널을 제공할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 터치 입력 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2 는 터치 패널의 단면도이다.
도 3 은 제 1 초전체와 제 2 초전체의 전기적인 접속 관계를 나타내는 도면이다.
도 4 는 제 1 초전체 및 제 2 초전체의 평면도이다.
도 5(a) 및 (b) 는 각각, 온도 상승시 및 온도 저하시에 있어서의, 제 1 초전체 및 제 2 초전체의 분극 상태를 나타내는 도면이다.
도 6 은 제 2 초전체에 대한 가압시에 있어서의, 제 2 초전체의 분극 상태를 나타내는 도면이다.
도 7 은 본 발명의 실시형태 1 의 변형예를 나타내는 것으로, 제 1 초전체와 제 2 초전체로 이루어지는 초전체쌍을 복수 형성한 구성을 나타내는 도면이다.
도 8 은 터치 패널의 압전 소자 구조체의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 9 는 온도 상승시에 있어서의, 제 1 초전체 및 제 2 초전체의 분극 상태를 나타내는 도면이다.
도 10 은 온도 저하시에 있어서의, 제 1 초전체 및 제 2 초전체의 분극 상태를 나타내는 도면이다.
도 11 은 가압시에 있어서의, 제 1 초전체 및 제 2 초전체의 분극 상태를 나타내는 도면이다.
도 12 는 본 발명의 실시형태 2 에 관련된 압전 소자 구조체의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 13(a) 및 (b) 는 각각, 온도 상승시 및 온도 저하시에 있어서의, 제 1 초전체 및 제 2 초전체의 분극 상태를 나타내는 도면이다.
도 14 는 제 2 초전체에 대한 가압시에 있어서의, 제 2 초전체의 분극 상태를 나타내는 도면이다.
도 15 는 본 발명의 실시형태 2 의 변형예에 관련된 압전 소자 구조체의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 16 은 온도 상승시에 있어서의, 제 1 초전체 및 제 2 초전체의 분극 상태를 나타내는 도면이다.
도 17 은 온도 저하시에 있어서의, 제 1 초전체 및 제 2 초전체의 분극 상태를 나타내는 도면이다.
도 18 은 가압시에 있어서의, 제 1 초전체 및 제 2 초전체의 분극 상태를 나타내는 도면이다.
도 19 는 본 발명의 실시형태 3 에 관련된 압전 소자 구조체의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 20 은 본 발명의 실시형태 3 의 변형예에 관련된 압전 소자 구조체의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 21 은 본 발명의 실시형태 3 의 다른 변형예에 관련된 압전 소자 구조체의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 22 는 본 발명의 실시형태 3 의 또 다른 변형예에 관련된 압전 소자 구조체의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 23 은 본 발명의 실시형태 3 의 또 다른 변형예에 관련된 압전 소자 구조체의 구성을 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
[실시형태 1]
도 1 은, 본 발명의 실시형태 1 에 관련된 터치 입력 장치 (1) 의 구성을 나타내는 블록도이다. 터치 입력 장치 (1) 는, 터치 패널 (2) 과, 터치 패널 (2) 의 출력 신호를 처리하는 신호 처리부 (3) 를 가지고 있고, 휴대 전화 (예, 스마트폰), 휴대 정보 단말 (PDA), 태블릿 PC, 디지타이저, 터치 패드, ATM, 자동 매표기, 및 카 내비게이션 시스템 등의 전자 기기에 내장되어 있다.
터치 패널 (2) 은, 터치 위치 및 터치 조작시의 가압력을 검출 가능하도록 구성되어 있다. 신호 처리부 (3) 는, 터치 패널 (2) 에 있어서의 터치 위치를 검출하는 위치 검출부 (4) 와, 터치 패널 (2) 에 대한 가압력을 검출하는 압력 검출부 (5) 를 구비한다. 터치 패널 (2) 의 X 좌표를 나타내는 신호 (SX) 및 Y 좌표를 나타내는 신호 (SY) 가 위치 검출부 (4) 에 입력된다. 또한, 터치 패널 (2) 은, 초전체를 구비하고 있고, 초전체가 발생하는 전압 신호 (SV) 가 신호 처리부 (3) 에 입력되어 있도록 되어 있다. 압력 검출부 (5) 는, 전압 신호 (SV) 에 기초하여 터치 패널 (2) 에 대한 가압력을 검출한다. 이에 의해, 터치 패널 (2) 에 대한 터치의 유무뿐만 아니라, 예를 들어 손가락 또는 터치 펜의 필압 (writing pressure) 등을 검지할 수 있다.
도 2 는, 터치 패널 (2) 의 단면도이다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 터치 패널 (2) 은, 터치 패널 구조체 (2A) 및 압전 소자 구조체 (2B) 를 구비한다. 터치 패널 구조체 (2A) 는, 터치 패널 (2) 에 있어서의 터치 위치를 나타내는 신호를 출력하는 것이고, 압전 소자 구조체 (2B) 는, 터치 패널 (2) 에 대한 가압력을 나타내는 신호를 출력하는 것이다.
터치 패널 구조체 (2A) 는, 예를 들어, 2 개의 투명 전극 (E1·E2), 보호막 (21), 시일재 (22), 스페이서 (23) 및 보호막 (24) 을 구비하고 있다. 투명 전극 (E1) 과 투명 전극 (E2) 은, 스페이서 (23) 를 개재하여 서로 마주보고 있다. 또한, 투명 전극 (E1) 은 보호막 (21) 에 의해 덮이고, 투명 전극 (E2) 은 보호막 (24) 에 의해 덮여 있다. 투명 전극 (E1 및 E2) 은, 예를 들어, ITO (산화인듐·주석) 전극 또는 산화주석 전극일 수 있다. 또한, 터치 패널 구조체 (2A) 는, 터치 위치를 검출하도록 구성되어 있으면 되고, 저항막 방식, 정전 용량 방식 등, 모든 방식의 것을 사용할 수 있다.
투명 전극 (E1, E2) 에는, 도시하지 않은 구동 회로로부터 전압이 인가되어 있고, 터치 패널 (2) 에 대하여 터치 조작이 실시된 경우, 투명 전극 (E1) 과 투명 전극 (E2) 이 부분적으로 접촉한다. 이에 의해, 터치 패널 구조체 (2A) 는, 터치 위치를 나타내는 위치 신호 (SX, SY) 를 신호 처리부 (3) 에 출력한다. 도 1 에 나타내는 위치 검출부 (4) 는, 위치 신호 (SX, SY) 에 기초하여, 터치 패널 (2) 에 있어서의 터치 위치를 검출할 수 있다.
압전 소자 구조체 (2B) 는, 상부 도전층 (25), 제 1 초전체 (26), 제 2 초전체 (27) 및 하부 도전층 (28) 을 구비한다. 제 1 초전체 (26) 및 제 2 초전체 (27) 는, 압전성 및 초전성을 갖는 투명 압전체이다. 제 1 초전체 (26) 및 제 2 초전체 (27) 가 압전성을 가지고 있음으로써, 압전 소자 구조체 (2B) 를 구비하는 터치 패널 (2) 은, 제 1 초전체 (26) 및/또는 제 2 초전체 (27) 에 대한 가압력을 검출 가능하다. 제 1 초전체 (26) 및 제 2 초전체 (27) 는, 무기 압전막 또는 유기 압전 필름일 수 있다. 무기 압전막의 예로는, LiNbO3 압전막, LiTaO3 압전막, KNbO3 압전막, ZnO 압전막, AlN 압전막, PZT (PbZrO3-PbTiO3 계 고용체계 재료) 압전막 등을 들 수 있다.
상기 「유기 압전 필름」 은, 유기물인 중합체로부터 형성되는 필름 (중합체 필름) 이다. 당해 「유기 압전 필름」 은, 당해 중합체 이외의 성분을 함유해도 된다. 당해 「유기 압전 필름」 은, 당해 중합체로 이루어지는 필름, 및 당해 중합체 중에 무기물이 분산되어 있는 필름을 포함한다. 말할 필요도 없지만, 유기 압전 필름은 분극 처리된 것이 사용된다.
본 발명의 압전 필름에 있어서의 당해 중합체의 함유량은, 바람직하게는, 80 질량％ 이상, 보다 바람직하게는 85 질량％ 이상, 더욱 바람직하게는 90 질량％ 이다. 당해 함유량의 상한은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 100 질량％ 여도 되고, 99 질량％ 여도 된다.
상기 「유기 압전 필름」 으로는, 예를 들어, 홀수 사슬 나일론 압전 필름, 및 불화비닐리덴계 중합체 등을 들 수 있다.
당해 중합체는, 바람직하게는, 불화비닐리덴계 중합체이다.
본 발명의 압전 필름은, 바람직하게는 분극화 불화비닐리덴계 중합체 필름으로 이루어진다.
본 명세서 중, 「불화비닐리덴계 중합체 필름」 의 예로는, 불화비닐리덴/테트라플루오로에틸렌 공중합체 필름, 불화비닐리덴/트리플루오로에틸렌 공중합체 필름, 및 폴리불화비닐리덴 필름을 들 수 있다.
상기 불화비닐리덴계 중합체 필름은, 바람직하게는 불화비닐리덴/테트라플루오로에틸렌 공중합체 필름이다.
당해 「불화비닐리덴계 중합체 필름」 은, 수지 필름에 통상적으로 사용되는 첨가제를 함유해도 된다.
당해 「불화비닐리덴계 중합체 필름」 은, 불화비닐리덴계 중합체로 구성되는 필름으로, 불화비닐리덴계 중합체를 함유한다.
당해 「불화비닐리덴계 중합체」 의 예로는,
(1) 불화비닐리덴과, 이것과 공중합 가능한 1 종 이상의 모노머의 공중합체 ; 및
(2) 폴리불화비닐리덴
을 들 수 있다. 당해 「(1) 불화비닐리덴과, 이것과 공중합 가능한 1 종 이상의 모노머의 공중합체」 에 있어서의 「이것과 공중합 가능한 모노머」 의 예로는, 트리플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 및 불화비닐을 들 수 있다.
당해 「이것과 공중합 가능한 1 종 이상의 모노머」 또는 그 중의 1 종은, 바람직하게는 테트라플루오로에틸렌이다.
당해 「불화비닐리덴계 중합체」 의 바람직한 예로는, 불화비닐리덴/테트라플루오로에틸렌 공중합체를 들 수 있다.
당해 「불화비닐리덴/테트라플루오로에틸렌 공중합체」 는, 본 발명에 관한 성질이 현저하게 손상되지 않는 한에 있어서, 불화비닐리덴 및 테트라플루오로에틸렌 이외의 모노머에서 유래하는 반복 단위를 함유해도 된다.
상기 「(1) 불화비닐리덴과, 이것과 공중합 가능한 1 종 이상의 모노머의 공중합체」 는, 불화비닐리덴에서 유래하는 반복 단위를 50 몰％ 이상 (바람직하게는 60 몰％ 이상) 함유한다.
상기 「불화비닐리덴/테트라플루오로에틸렌 공중합체」 에 있어서의 (테트라플루오로에틸렌에서 유래하는 반복 단위)/(불화비닐리덴에서 유래하는 반복 단위) 의 몰비는, 바람직하게는 5/95 ∼ 36/64 의 범위 내, 보다 바람직하게는 15/85 ∼ 25/75 의 범위 내, 더욱 바람직하게는 18/82 ∼ 22/78 의 범위 내이다.
상기 「불화비닐리덴/테트라플루오로에틸렌 공중합체」 는, 본 발명에 관한 성질이 현저하게 손상되지 않는 한에 있어서, 불화비닐리덴 및 테트라플루오로에틸렌 이외의 모노머에서 유래하는 반복 단위를 함유해도 된다. 통상적으로, 이와 같은 반복 단위의 함유율은, 10 몰％ 이하이다. 이와 같은 모노머는, 불화비닐리덴 모노머, 테트라플루오로에틸렌 모노머와 공중합 가능한 것인 한 한정되지 않지만, 그 예로는, (1) 플루오로 모노머 (예, 비닐플루오리드 (VF), 트리플루오로에틸렌 (TrFE), 헥사플루오로프로펜 (HFP), 1-클로로-1-플루오로-에틸렌 (1,1-CFE), 1-클로로-2-플루오로-에틸렌 (1,2-CFE), 1-클로로-2,2-디플루오로에틸렌 (CDFE), 클로로트리플루오로에틸렌 (CTFE), 트리플루오로비닐 모노머, 1,1,2-트리플루오로부텐-4-브로모-1-부텐, 1,1,2-트리플루오로부텐-4-실란-1-부텐, 퍼플루오로알킬비닐에테르, 퍼플루오로메틸비닐에테르 (PMVE), 퍼플루오로프로필비닐에테르 (PPVE), 퍼플루오로아크릴레이트, 2,2,2-트리플루오로에틸아크릴레이트, 2-(퍼플루오로헥실)에틸아크릴레이트) ; 그리고
(2) 탄화수소계 모노머 (예, 에틸렌, 프로필렌, 무수 말레산, 비닐에테르, 비닐에스테르, 알릴글리시딜에테르, 아크릴산계 모노머, 메타크릴산계 모노머, 아세트산비닐) 을 들 수 있다.
본 발명의 유기 압전 필름은, 전광선 투과율이 90 ％ 이상이다.
본 발명의 유기 압전 필름의 전광선 투과율은, 바람직하게는 92 ％ 이상, 보다 바람직하게는 95 ％ 이상이다. 당해 전광선 투과율의 상한은 한정되지 않지만, 본 발명의 유기 압전 필름의 전광선 투과율은, 통상적으로 99 ％ 이하이다.
본 명세서 중, 「전광선 투과율」 은, ASTM D1003 에 기초하여, 헤이즈가드 II (제품명) (도요 정기 제작소) 또는 그 동등품을 사용한 광 투과성 시험에 의해 얻어진다.
본 발명의 유기 압전 필름의 전체 헤이즈치는, 3.0 ％ 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 유기 압전 필름의 전체 헤이즈치는, 보다 바람직하게는 2.0 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 1.5 ％ 이하, 특히 바람직하게는 1.0 ％ 이하이다. 당해 전체 헤이즈치는 낮을 수록 바람직하고, 그 하한은 한정되지 않지만, 본 발명의 유기 압전 필름의 전체 헤이즈치는, 통상적으로 0.2 ％ 이상이다.
본 명세서 중, 「전체 헤이즈치」 (total haze) 는, ASTM D1003 에 준거하여, 헤이즈가드 II (제품명) (도요 정기 제작소) 또는 그 동등품을 사용한 헤이즈 (HAZE, 탁도) 시험에 의해 얻어진다.
본 발명의 유기 압전 필름의 내부 헤이즈치는, 1.2 ％ 이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 유기 압전 필름의 내부 헤이즈치는, 보다 바람직하게는 1.0 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 0.9 ％ 이하, 특히 바람직하게는 0.8 ％ 이하이다. 당해 내부 헤이즈치는 낮을 수록 바람직하고, 그 하한은 한정되지 않지만, 본 발명의 유기 압전 필름의 내부 헤이즈치는, 통상적으로 0.1 ％ 이상이다.
본 명세서 중, 「내부 헤이즈치」 (inner haze) 는, 상기 전체 헤이즈치의 측정 방법에 있어서, 유리제 셀 안에 물을 넣고, 그 안에 필름을 삽입하고, 헤이즈치를 측정함으로써, 얻어진다.
본 발명의 유기 압전 필름의 외부 헤이즈치는, 바람직하게는 1.5 ％ 이하, 보다 바람직하게는 1.2 ％ 이하, 더욱 바람직하게는 1.0 ％ 이하이다. 당해 외부 헤이즈치는 낮을 수록 바람직하고, 그 하한은 한정되지 않지만, 본 발명의 유기 압전 필름의 외부 헤이즈치는, 통상적으로 0.1 ％ 이상이다.
본 명세서 중, 「외부 헤이즈치」 (outer haze) 는, 필름의 전체 헤이즈치로부터 내부 헤이즈치를 뺌으로써 산출된다.
본 발명의 유기 압전 필름의 두께는, 통상적으로 3 ∼ 100 ㎛ 의 범위 내, 바람직하게는 6 ∼ 50 ㎛ 의 범위 내, 보다 바람직하게는 9 ∼ 40 ㎛ 의 범위 내, 더욱 바람직하게는 10 ∼ 30 ㎛ 의 범위 내이다.
상부 도전층 (25) 및 하부 도전층 (28) 은, 투명 전극 (E1, E2) 과 마찬가지로, 예를 들어, ITO 전극 또는 산화주석 전극일 수 있다. 상부 도전층 (25) 및 하부 도전층 (28) 은, 도 1 에 나타내는 압력 검출부 (5) 에 접속되어 있다.
제 1 초전체 (26) 및 제 2 초전체 (27) 는, 상부 도전층 (25) 과 하부 도전층 (28) 사이에서 병렬로 배치되어 있고, 제 1 초전체 (26) 와 제 2 초전체 (27) 사이에, 약간의 간극이 형성되어 있다. 이에 의해, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 제 1 초전체 (26) 의 상면 (26a) (일방면) 에 배치되는 전극 (Ea1) 과 제 2 초전체 (27) 의 상면 (27a) (일방면) 에 배치되는 전극 (Ea2) 이 전기적으로 접속되고, 제 1 초전체 (26) 의 하면 (26b) (타방면) 에 배치되는 전극 (Eb1) 과 제 2 초전체 (27) 의 하면 (27b) (타방면) 에 배치되는 전극 (Eb2) 이 전기적으로 접속된다. 또한, 전극 (Ea1) 은, 도 2 에 나타내는 상부 도전층 (25) 의 제 1 초전체 (26) 상의 부분에 대응하고, 전극 (Ea2) 은, 상부 도전층 (25) 의 제 2 초전체 (27) 상의 부분에 대응한다. 또한, 전극 (Eb1) 은, 하부 도전층 (28) 의 제 1 초전체 (26) 상의 부분에 대응하고, 전극 (Eb2) 은, 하부 도전층 (28) 의 제 2 초전체 (27) 상의 부분에 대응한다. 제 1 초전체 (26) 의 상면 (26a) 및 제 2 초전체 (27) 의 상면 (27a) 의 전위를 Va, 제 1 초전체 (26) 의 하면 (26b) 및 제 2 초전체 (27) 의 하면 (27b) 의 전위를 Vb 라고 하면, 압전 소자 구조체 (2B) 는, 이들의 전위차 Va - Vb 를 전압 신호로서 압력 검출부 (5) 에 출력한다. 압력 검출부 (5) 는, 이 전압 신호에 기초하여, 터치 패널 (2) 에 대한 가압력을 검출한다. 또한, 압전 소자 구조체 (2B) 는, 전류 신호를 출력하는 구성으로 해도 된다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 제 1 초전체 (26) 및 제 2 초전체 (27) 는, 서로 동일한 평면에서 본 형상을 가지고 있다. 제 1 초전체 (26) 및 제 2 초전체 (27) 의 평면에서 본 형상은 특별히 한정되지 않지만, 평면에서 보았을 때 사각형의 시트상으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 제 1 초전체 (26) 및 제 2 초전체 (27) 의 면적은, 상부 도전층 (25) 및 하부 도전층 (28) 의 면적의 약 1/2 이다. 또한, 제 1 초전체 (26) 와 제 2 초전체 (27) 는, 초전성이 근사할수록, 동일한 온도 변화에 의해 발생하는 분극 전하량도 근사한다. 본 실시형태에서는, 제 1 초전체 (26) 와 제 2 초전체 (27) 는, 동일한 온도 변화에 의해 발생하는 분극 전하량이 대략 동등하다.
또한, 압전 소자 구조체 (2B) 는, 환경 온도가 변화한 경우에, 초전 효과에 의해 제 1 초전체 (26) 및 제 2 초전체 (27) 에 발생하는 초전 노이즈를 캔슬 가능하게 구성되어 있다. 구체적으로는, 도 5(a) 및 (b) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 초전체 (26) 의 상면 (26a) (일방면) 및 제 2 초전체 (27) 의 하면 (27b) (타방면) 은, 온도 상승시에 정전하 (제 1 극성의 전하) 가 발생하고, 온도 저하시에 부전하 (제 2 극성의 전하) 가 발생하는 면이고, 제 1 초전체 (26) 의 하면 (26b) (타방면) 및 제 2 초전체 (27) 의 상면 (27a) (일방면) 은, 온도 상승시에 부전하가 발생하고, 온도 저하시에 정전하가 발생하는 면이 되도록, 제 1 초전체 (26) 및 제 2 초전체 (27) 가 배치되어 있다.
온도 상승시에 있어서는, 도 5(a) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 초전체 (26) 의 상면 (26a) 및 제 2 초전체 (27) 의 하면 (27b) 에 정전하가 발생하고, 제 1 초전체 (26) 의 하면 (26b) 및 제 2 초전체 (27) 의 상면 (27a) 에 부전하가 발생한다. 상기 서술한 바와 같이, 제 1 초전체 (26) 와 제 2 초전체 (27) 는, 동일한 온도 변화에 의해 발생하는 분극 전하량이 대략 동등하기 때문에, 전극 (Ea1) 의 전하와 전극 (Ea2) 의 전하가 상쇄됨과 함께, 전극 (Eb1) 의 전하와 전극 (Eb2) 의 전하가 상쇄된다. 따라서, 압력 검출부 (5) 가 검출하는 초전 노이즈를 저감시킬 수 있다.
또한, 온도 저하시에 있어서는, 도 5(b) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 초전체 (26) 의 상면 (26a) 및 제 2 초전체 (27) 의 하면 (27b) 에 부전하가 발생하고, 제 1 초전체 (26) 의 하면 (26b) 및 제 2 초전체 (27) 의 상면 (27a) 에 정전하가 발생한다. 그 때문에, 온도 상승시와 마찬가지로, 제 1 초전체 (26) 의 상면 (26a) 의 전하와 제 2 초전체 (27) 의 상면 (27a) 의 전하가 상쇄됨과 함께, 제 1 초전체 (26) 의 하면 (26b) 의 전하와 제 2 초전체 (27) 의 하면 (27b) 의 전하가 상쇄된다.
이와 같이, 본 실시형태에 관련된 터치 패널 (2) 은, 온도 변화에 의한 초전 노이즈의 영향을 저감시킬 수 있다.
또한, 터치 패널 (2) 에 대한 터치 조작을 실시한 경우에는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 터치 위치에 대응하는 제 1 초전체 (26) 또는 제 2 초전체 (27) (도 6 에서는 제 2 초전체 (27)) 에 압전 효과에 의한 기전력이 발생한다. 이에 의해, 전위차 Va - Vb 가 압력 검출부 (5) 에 전압 신호로서 입력되고, 압력 검출부 (5) 는, 이 전압 신호에 기초하여 터치 패널 (2) 에 대한 가압력을 검출할 수 있다. 여기서, 온도 변화에 의한 제 1 초전체 (26) 및 제 2 초전체 (27) 의 초전 노이즈는, 상기 서술한 바와 같이 저감되기 때문에, 전위차 Va - Vb 에 의해, 제 1 초전체 (26) 또는 제 2 초전체 (27) 에 대한 가압력이 대략 정확하게 검출된다. 이와 같이, 터치 패널 (2) 은, 환경 온도가 변화한 경우에도 초전 노이즈의 영향을 저감시킬 수 있기 때문에, 제 1 초전체 (26) 또는 제 2 초전체 (27) 에 대한 가압력을 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 상기의 실시형태에서는, 1 개의 터치 패널 (2) 에 제 1 초전체 (26) 와 제 2 초전체 (27) 를 1 개씩 배치하고 있었지만, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 1 개의 터치 패널 (2) 이, 서로 이웃하는 1 쌍의 제 1 초전체 (26) 와 제 2 초전체 (27) 로 이루어지는 초전체쌍 (30) 을 복수 구비하는 구성으로 해도 된다. 각 초전체쌍 (30) 에 있어서, 제 1 초전체 (26) 와 제 2 초전체 (27) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이 접속되어 있다. 초전체쌍 (30) 의 개수 및 크기는 특별히 한정되지 않지만, 초전체쌍 (30) 의 크기는, 사람 손가락의 크기와 동등 또는 그것보다 작은 것이 바람직하다. 또한 도 7 에서는, 편의상, 제 2 초전체 (27) 를 그레이로 나타내고 있다. 또한, 각 제 1 초전체 (26) 와 각 제 2 초전체 (27) 사이에는, 약간의 간극이 형성되어 있다.
상기의 구성에서는, 예를 들어 터치 패널 (2) 에 사람 손가락 등의 발열체가 가까워지는 것 또는 접하는 것에 의해, 터치 패널 (2) 의 일부에 온도 변화가 발생해도, 각 초전체쌍 (30) 마다, 온도 변화에 의한 초전 노이즈의 영향을 캔슬할 수 있다. 따라서, 초전 노이즈에 대한 내성을 더욱 높일 수 있다.
상기의 실시형태에서는, 2 개의 초전체를 병렬로 배치하고 있었지만, 2 개의 초전체를 적층해도 된다. 이하에서는, 2 개의 초전체를 적층한 형태에 대하여 설명한다. 또한, 이하에서는, 이미 설명한 부재와 동일한 부재에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명을 생략한다.
도 8 은, 도 2 에 나타내는 압전 소자 구조체 (2B) 의 변형예에 관련된 압전 소자 구조체 (2Ba) 의 구성을 나타내는 단면도이다. 압전 소자 구조체 (2Ba) 는, 상부 도전층 (25), 하부 도전층 (28), 중간 도전층 (29), 제 1 초전체 (36) 및 제 2 초전체 (37) 를 구비하고 있고, 상부 도전층 (25), 제 1 초전체 (36), 중간 도전층 (29), 제 2 초전체 (37), 하부 도전층 (28) 의 순서로 적층되어 있다. 제 1 초전체 (36) 및 제 2 초전체 (37) 는, 압전성 및 초전성을 갖는 투명 압전체이고, 도 2 에 나타내는 제 1 초전체 (26) 및 제 2 초전체 (27) 와 동일한 재료로 형성할 수 있다. 제 1 초전체 (36) 및 제 2 초전체 (37) 가 압전성을 가지고 있음으로써, 압전 소자 구조체 (2Ba) 를 구비하는 터치 패널 (2) 은, 제 1 초전체 (36) 및 제 2 초전체 (37) 에 대한 가압력을 검출 가능하다. 또한, 중간 도전층 (29) 은, 상부 도전층 (25) 및 하부 도전층 (28) 과 마찬가지로, ITO 전극 또는 산화주석 전극일 수 있다. 상부 도전층 (25) 및 하부 도전층 (28) 의 전위를 Vc, 중간 도전층 (29) 의 전위를 Vd 라고 하면, 압전 소자 구조체 (2Ba) 는, 이들의 전위차 Vc - Vd 를 전압 신호로서, 도 1 에 나타내는 압력 검출부 (5) 에 출력한다. 또한, 압전 소자 구조체 (2Ba) 는, 전류 신호를 출력하는 구성으로 해도 된다.
도 2 에 나타내는 압전 소자 구조체 (2B) 와 달리, 압전 소자 구조체 (2Ba) 에서는, 제 1 초전체 (36) 및 제 2 초전체 (37) 가 중간 도전층 (29) 을 개재하여 적층된 바이모르프 구조로 되어 있고, 제 1 초전체 (36) 및 제 2 초전체 (37) 의 면적은, 상부 도전층 (25), 하부 도전층 (28) 및 중간 도전층 (29) 의 면적과 동등하다. 또한, 도 2 에 나타내는 압전 소자 구조체 (2B) 와 마찬가지로, 제 1 초전체 (36) 와 제 2 초전체 (37) 는, 초전성이 대략 동일하고, 동일한 온도 변화에 의해 발생하는 분극 전하량이 대략 동등하다.
상부 도전층 (25), 하부 도전층 (28) 및 중간 도전층 (29) 에 의해, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 제 1 초전체 (36) 의 상면 (36a) (일방면) 에 배치되는 전극 (Ec1) 과 제 2 초전체 (37) 의 하면 (37b) (일방면) 에 배치되는 전극 (Ec2) 이 전기적으로 접속되고, 제 1 초전체 (36) 의 하면 (36b) (타방면) 에 배치되는 전극 (Ed1) 과 제 2 초전체 (37) 의 상면 (37a) (타방면) 에 배치되는 전극 (Ed2) 이 전기적으로 접속된다. 또한, 전극 (Ec1) 및 전극 (Ec2) 은 각각, 도 8 에 나타내는 상부 도전층 (25) 및 하부 도전층 (28) 에 대응한다. 또한, 전극 (Ed1) 은, 중간 도전층 (29) 의 제 1 초전체 (36) 측의 부분에 대응하고, 전극 (Ed2) 은, 중간 도전층 (29) 의 제 2 초전체 (37) 측의 부분에 대응한다. 또한, 도 9 및 도 10 에 나타내는 바와 같이, 제 1 초전체 (36) 의 상면 (36a) (일방면) 및 제 2 초전체 (37) 의 상면 (37a) (타방면) 은, 온도 상승시에 정전하 (제 1 극성의 전하) 가 발생하고, 온도 저하시에 부전하 (제 2 극성의 전하) 가 발생하는 면이고, 제 1 초전체 (36) 의 하면 (36b) (타방면) 및 제 2 초전체 (37) 의 하면 (37b) (일방면) 은, 온도 상승시에 부전하가 발생하고, 온도 저하시에 정전하가 발생하는 면이 되도록, 제 1 초전체 (36) 및 제 2 초전체 (37) 가 배치되어 있다.
온도 상승시에 있어서는, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 제 1 초전체 (36) 의 상면 (36a) 및 제 2 초전체 (37) 의 상면 (37a) 에 정전하가 발생하고, 제 1 초전체 (36) 의 하면 (36b) 및 제 2 초전체 (37) 의 하면 (37b) 에 부전하가 발생한다. 상기 서술한 바와 같이, 제 1 초전체 (36) 와 제 2 초전체 (37) 는, 동일한 온도 변화에 의해 발생하는 분극 전하량이 대략 동등하기 때문에, 제 1 초전체 (36) 의 상면 (36a) 의 전하 (즉, 전극 (Ec1) 의 전하) 와 제 2 초전체 (37) 의 하면 (37b) 의 전하 (즉, 전극 (Ec2) 의 전하) 가 상쇄됨과 함께, 제 1 초전체 (36) 의 하면 (36b) 의 전하 (즉, 전극 (Ed1) 의 전하) 와 제 2 초전체 (37) 의 상면 (37a) 의 전하 (즉, 전극 (Ed2) 의 전하) 가 상쇄된다. 따라서, 압력 검출부 (5) 가 검출하는 초전 노이즈를 저감시킬 수 있다.
또한, 온도 저하시에 있어서는, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 제 1 초전체 (36) 의 상면 (36a) 및 제 2 초전체 (37) 의 상면 (37a) 에 부전하가 발생하고, 제 1 초전체 (36) 의 하면 (36b) 및 제 2 초전체 (37) 의 하면 (37b) 에 정전하가 발생한다. 그 때문에, 온도 상승시와 마찬가지로, 제 1 초전체 (36) 의 상면 (36a) 의 전하와 제 2 초전체 (37) 의 하면 (37b) 의 전하가 상쇄됨과 함께, 제 1 초전체 (36) 의 하면 (36b) 의 전하와 제 2 초전체 (37) 의 상면 (37a) 의 전하가 상쇄된다.
이상과 같이, 압전 소자 구조체 (2Ba) 는, 환경 온도가 변화한 경우에, 초전 효과에 의해 제 1 초전체 (36) 및 제 2 초전체 (37) 가 발생하는 초전 노이즈를 캔슬 가능하게 구성되어 있다. 따라서, 압전 소자 구조체 (2Ba) 를 구비한 터치 패널 (2) 은, 온도 변화에 의한 초전 노이즈의 영향을 저감시킬 수 있다.
또한, 터치 패널 (2) 에 대한 터치 조작을 실시한 경우에는, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 제 1 초전체 (36) 에 압축력이 작용하고, 제 2 초전체 (37) 에 인장력이 작용한다. 그 때문에, 제 1 초전체 (36) 의 상면 (36a) 및 제 2 초전체 (37) 의 하면 (37b) 에 정전하가 발생하고, 제 1 초전체 (36) 의 하면 (36b) 및 제 2 초전체 (37) 의 상면 (37a) 에 부전하가 발생한다. 이에 의해, 전위 (Vc) 와 전위 (Vd) 사이에 전위차가 발생하고, 전위차 Vc - Vd 가 압력 검출부 (5) 에 전압 신호로서 입력된다. 압력 검출부 (5) 는, 이 전압 신호에 기초하여 터치 패널 (2) 에 대한 가압력을 검출할 수 있다.
여기서, 온도 변화에 의한 제 1 초전체 (36) 및 제 2 초전체 (37) 의 초전 노이즈는, 상기 서술한 바와 같이 저감되기 때문에, 전위차 Vc - Vd 에 의해, 제 1 초전체 (36) 및 제 2 초전체 (37) 에 대한 가압력이 대략 정확하게 검출된다. 이와 같이, 터치 패널 (2) 은, 환경 온도가 변화한 경우에도 초전 노이즈의 영향을 저감시킬 수 있기 때문에, 제 1 초전체 (36) 및 제 2 초전체 (37) 에 대한 가압력을 정확하게 검출할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시형태에 관련된 터치 패널은, 제 1 초전체 및 제 2 초전체가 발생하는 초전 노이즈를 캔슬 가능하게 구성되어 있기 때문에, 온도 변화에 의한 초전 노이즈의 영향을 저감시킬 수 있다.
또한, 도 2 에 나타내는 압전 소자 구조체 (2B) 에서는, 도 3, 도 5 및 도 6 에 나타내는 전극 (Ea1) 과 전극 (Ea2) 이 1 개의 도전층 (상부 도전층 (25)) 으로 구성되고, 전극 (Eb1) 과 전극 (Eb2) 이 1 개의 도전층 (하부 도전층 (28)) 으로 구성되어 있지만, 전극 (Ea1, Ea2, Eb1, Eb2) 의 각각을 1 개의 도전층으로 구성해도 된다. 동일하게, 도 8 에 나타내는 압전 소자 구조체 (2Ba) 에서는, 도 9 및 도 10 에 나타내는 전극 (Ed1) 과 전극 (Ed2) 이 1 개의 도전층 (중간 도전층 (29)) 으로 구성되어 있지만, 전극 (Ed1, Ed2) 의 각각을 1 개의 도전층으로 구성해도 된다.
또한, 본 실시형태에서는, 제 1 초전체와 제 2 초전체는, 동일한 온도 변화에 의해 발생하는 분극 전하량이 동등한 것이 바람직하다. 이에 의해, 온도가 변화했을 때에, 제 1 초전체의 일방면에 발생한 전하와 제 2 초전체의 일방면에 발생한 전하가 대략 완전하게 상쇄됨과 함께, 제 1 초전체의 타방면에 발생한 전하와 제 2 초전체의 타방면에 발생한 전하가 대략 완전하게 상쇄되기 때문에, 제 1 초전체의 일방면 및 제 2 초전체의 일방면과, 제 1 초전체의 타방면 및 제 2 초전체의 타방면 사이의 전위차를 대부분 없앨 수 있다. 따라서, 초전 노이즈를 대략 완전하게 캔슬할 수 있다.
또한, 실용상은, 제 1 초전체와 제 2 초전체는, 동일한 온도 변화에 의해 발생하는 분극 전하량이 다소 상이해도 된다. 이 경우, 온도 변화시에, 제 1 초전체의 일방면에 발생한 정전하와 제 2 초전체의 일방면에 발생한 부전하가 일부 상쇄됨과 함께, 제 1 초전체의 타방면에 발생한 부전하와 제 2 초전체의 타방면에 발생한 정전하가 일부 상쇄되기 때문에, 제 1 초전체의 일방면 및 제 2 초전체의 일방면과, 제 1 초전체의 타방면 및 제 2 초전체의 타방면 사이의 전위차 (Va - Vb 또는 Vc - Vd) 가, 제 1 및 제 2 초전체의 양면의 전위차에 비하여 작아진다. 따라서, 초전 노이즈는 완전하게는 캔슬되지 않지만, 종래 구성에 비하여, 초전 노이즈의 영향을 억제하는 것은 가능하다. 또한, 제 1 초전체와 제 2 초전체는, 형상이 상이해도 된다.
또한, 제 1 초전체, 및 제 2 초전체는, 동등 레벨의 압전 정수 (d33) 를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 당해 제 1 및 제 2 초전체가 갖는 동등 레벨의 압전 정수 (d33) 는, 보다 낮은 편이, 보다 고도로 초전성에 의한 전기 신호를 저감시킬 수 있기 때문에, 바람직하다. 구체적으로는, 당해 제 1 및 제 2 초전체가 갖는 압전 정수 (d33) 는, 모두, 바람직하게는 25 pC/N 이하, 보다 바람직하게는 20 pC/N 이하, 더욱 바람직하게는 8 pC/N 이하이다.
또한, 초전 노이즈를 캔슬하면서, 충분히 압전성에 의한 전기 신호 (즉, 압전 신호) 를 얻기 위해서는 (다시 말하면, 압전성을 캔슬하지 않기 위해서는), 제 1 초전체, 및 제 2 초전체의 막두께에 차를 부여하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 제 1 초전체, 및 제 2 초전체의 막두께의 비를 바람직하게는 1.1 배 이상, 더욱 바람직하게는 1.5 배 이상으로 함으로써, 압전 신호를 높게 할 수 있다.
본 발명의 터치 패널 (2) 에 있어서, 압력 검출부 (5) 에 의한 가압력의 검출은 검출 회로를 통과한 전압치 또는 전류치의 판독에 의해 실시되고, 이것은 검출 전기 회로가 전압 모드인지 차지 모드인지에 따라 상이하다. 당해 검출에 있어서는,
(1) 필름으로부터 발생한 전압 또는 차지를 그대로 판독하는 것, 혹은
(2) 검출 회로로 차지 또는 전압을 증폭하여 판독하는 것,
의 어느 것을 채용할 수 있다.
당해 검출에 있어서 노이즈가 문제가 되는 경우에는,
(1) 노이즈의 원인이 되는 전자파를 실드하여 노이즈를 제거하는 것, 및/또는
(2) 일반적으로 노이즈는 신호보다 작기 때문에, 일정치 이하의 차지 또는 전압을 커트 오프하는 것,
등의 수법을 채용할 수 있다.
본 발명의 터치 패널 (2) 의 경우, 노이즈원에 초전 신호가 가해지는 경우가 있는데, 그 커트 방법으로서 상기 (2) 의 커트 오프의 설정을 실시할 수 있다. 더욱 적극적으로 초전 신호를 캔슬하기 위해서는,
(1) 제 1 초전체, 및 제 2 초전체로서, 폴링의 방향이 서로 반대인 2 장의 필름을 대향시킨 바이모르프 구조를 채용하는 것,
(2) 제 1 초전체, 및 제 2 초전체로서, 압전 정수 (d33) 가 낮은 필름을 사용함으로써, 초전 신호를 작게 하는 것, 및/또는
(3) 제 1 초전체, 및 제 2 초전체의 초전 신호와 동등한 초전 신호를 내는 초전 소자를 내장하여 초전 신호를 캔슬하는 것
등의 수법을 채용할 수 있다.
상기 검출에 있어서는, 미분 신호를 판독해도 되고, 적분 신호를 판독해도 된다. 본 발명의 터치 패널 (2) 에서는, 압전 신호, 및 초전 신호는, 압력, 또는 열에 대한 미분 신호로서 발생하지만, 정확하게 압력에 대한 계조를 취하기 위해서는 적분 신호로서 판독하는 것이 바람직하다. 적분 신호로서 판독하는 경우, 적분의 시간은 임의로 설정할 수 있지만, 1 ㎲ ∼ 10 min, 바람직하게는 1 ㎳ ∼ 1 min 사이로 설정하는 것이 바람직하다.
[실시형태 2]
상기의 실시형태에서는, 2 개의 초전체의, 온도 상승시에 상이한 극성의 전하가 발생하는 면에 배치되는 전극끼리를 전기적으로 접속하는 구성에 대하여 설명하였다. 이하에서는, 2 개의 초전체의, 온도 상승시에 동일 극성의 전하가 발생하는 면에 배치되는 전극으로부터 전압 신호를 출력하도록 구성함으로써, 초전 노이즈를 캔슬하는 구성에 대하여 설명한다. 또한, 실시형태 1 에 있어서 이미 설명한 부재와 동일한 부재에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명을 생략한다.
도 12 는, 실시형태 2 에 관련된 압전 소자 구조체 (2Bb) 의 구성을 나타내는 단면도이다. 압전 소자 구조체 (2Bb) 는, 도 2 에 나타내는 터치 패널 (2) 의 압전 소자 구조체 (2B) 의 일 변형예이다. 압전 소자 구조체 (2Ba) 는, 2 개의 상부 도전층 (25a·25b), 하부 도전층 (28), 제 1 초전체 (46) 및 제 2 초전체 (47) 를 구비하고 있다. 제 1 초전체 (46) 및 제 2 초전체 (47) 는, 하부 도전층 (28) 상에 병렬로 적층되어 있다. 상부 도전층 (25a) 은, 제 1 초전체 (46) 의 상면 (46a) (일방면) 상에 적층되어 있고, 상부 도전층 (25b) 은, 제 2 초전체 (47) 의 상면 (47a) (일방면) 상에 적층되어 있다. 제 1 초전체 (46) 및 제 2 초전체 (47) 는, 압전성 및 초전성을 갖는 투명 압전체이고, 도 2 에 나타내는 제 1 초전체 (26) 및 제 2 초전체 (27) 와 동일한 재료로 형성할 수 있다. 제 1 초전체 (46) 및 제 2 초전체 (47) 가 압전성을 가지고 있음으로써, 압전 소자 구조체 (2Bb) 를 구비하는 터치 패널 (2) 은, 제 1 초전체 (46) 또는 제 2 초전체 (47) 에 대한 가압력을 검출 가능하다. 상부 도전층 (25a) 의 전위, 즉, 제 1 초전체 (46) 의 상면 (46a) 의 전위를 Ve, 상부 도전층 (25b) 의 전위, 즉, 제 2 초전체 (47) 의 상면 (47a) 의 전위를 Vf 라고 하면, 압전 소자 구조체 (2Bb) 는, 이들의 전위차 Ve - Vf 를 전압 신호로서, 도 1 에 나타내는 압력 검출부 (5) 에 출력한다.
다시 말하면, 도 13(a) 및 (b) 에 나타내는 바와 같이, 터치 패널 (2) 은, 제 1 초전체 (46) 의 상면 (46a) (일방면) 에 배치되는 전극 (Ee1), 및 제 2 초전체 (47) 의 상면 (47a) (일방면) 에 배치되는 전극 (Ef1) 으로부터 전압 신호를 출력한다. 또한, 전극 (Ee1, Ef1) 은 각각, 도 12 에 나타내는 상부 도전층 (25a, 25b) 에 대응한다. 또한, 압전 소자 구조체 (2Bb) 는, 전류 신호를 출력하는 구성으로 해도 된다.
또한, 하부 도전층 (28) 에 의해, 제 1 초전체 (46) 의 하면 (46b) (타방면) 에 배치되는 전극 (Ee2) 과 제 2 초전체 (47) 의 하면 (47b) (타방면) 에 배치되는 전극 (Ef2) 이 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 전극 (Ee2) 은, 하부 도전층 (28) 의 제 1 초전체 (46) 상의 부분에 대응하고, 전극 (Ef2) 은, 하부 도전층 (28) 의 제 2 초전체 (47) 상의 부분에 대응한다.
또한, 도 13(a) 및 (b) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 초전체 (46) 의 상면 (46a) (일방면) 및 제 2 초전체 (47) 의 상면 (47a) (일방면) 은, 온도 상승시에 정전하 (제 1 극성의 전하) 가 발생하고, 온도 저하시에 부전하 (제 2 극성의 전하) 가 발생하는 면이고, 제 1 초전체 (46) 의 하면 (46b) (타방면) 및 제 2 초전체 (47) 의 하면 (47b) (타방면) 은, 온도 상승시에 부전하가 발생하고, 온도 저하시에 정전하가 발생하는 면이 되도록, 제 1 초전체 (46) 및 제 2 초전체 (47) 가 배치되어 있다. 또한, 제 1 초전체 (46) 의 하면 (46b) 과 제 2 초전체 (47) 의 하면 (47b) 이 전기적으로 접속되어 있다.
온도 상승시에 있어서는, 도 13(a) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 초전체 (46) 의 상면 (46a) 및 제 2 초전체 (47) 의 상면 (47a) 에 정전하가 발생하고, 제 1 초전체 (46) 의 하면 (46b) 및 제 2 초전체 (47) 의 하면 (47b) 에 부전하가 발생한다. 여기서, 제 1 초전체 (46) 와 제 2 초전체 (47) 는, 동일한 온도 변화에 의해 발생하는 초전 전압 (초전체의 일방면과 타방면의 전위차) 이 대략 동등하다. 그 때문에, 제 1 초전체 (46) 의 상면 (46a) 의 전위 (즉, 전극 (Ee1) 의 전위 (Ve)) 와 제 2 초전체 (47) 의 하면 (47b) 의 전위 (즉, 전극 (Ef1) 의 전위 (Vf)) 가 대략 동등해진다. 따라서, 압력 검출부 (5) 가 검출하는 초전 노이즈를 저감시킬 수 있다.
또한, 온도 저하시에 있어서는, 도 13(b) 에 나타내는 바와 같이, 제 1 초전체 (46) 의 상면 (46a) 및 제 2 초전체 (47) 의 상면 (47a) 에 부전하가 발생하고, 제 1 초전체 (46) 의 하면 (46b) 및 제 2 초전체 (47) 의 하면 (47b) 에 정전하가 발생한다. 이 경우에도, 온도 상승시와 마찬가지로, 전극 (Ee1) 의 전위 (Ve) 와 전극 (Ef1) 의 전위 (Vf) 가 대략 동등해진다. 따라서, 압력 검출부 (5) 가 검출하는 초전 노이즈를 저감시킬 수 있다.
또한, 터치 패널 (2) 에 대한 터치 조작을 실시한 경우에는, 도 14 에 나타내는 바와 같이, 터치 위치에 대응하는 제 1 초전체 (46) 또는 제 2 초전체 (47) (도 14 에서는 제 2 초전체 (47)) 에 압전 효과에 의한 기전력이 발생한다. 이에 의해, 전위차 Ve - Vf 가 압력 검출부 (5) 에 전압 신호로서 입력되고, 압력 검출부 (5) 는, 이 전압 신호에 기초하여 터치 패널 (2) 에 대한 가압력을 검출할 수 있다. 여기서, 온도 변화에 의한 제 1 초전체 (46) 및 제 2 초전체 (47) 의 초전 노이즈는, 상기 서술한 바와 같이 저감되기 때문에, 전위차 Ve - Vf 에 의해, 제 1 초전체 (46) 또는 제 2 초전체 (47) 에 대한 가압력이 대략 정확하게 검출된다. 이와 같이, 터치 패널 (2) 은, 환경 온도가 변화한 경우에도 초전 노이즈의 영향을 저감시킬 수 있기 때문에, 제 1 초전체 (46) 또는 제 2 초전체 (47) 에 대한 가압력을 정확하게 검출할 수 있다.
압전 소자 구조체 (2Bb) 에서는, 2 개의 초전체를 병렬로 배치하고 있었지만, 2 개의 초전체를 적층해도 된다.
도 15 는, 실시형태 2 의 변형예에 관련된 압전 소자 구조체 (2Bc) 의 구성을 나타내는 단면도이다. 압전 소자 구조체 (2Bc) 는, 도 2 에 나타내는 터치 패널 (2) 의 압전 소자 구조체 (2B) 의 일 변형예이다. 압전 소자 구조체 (2Bc) 는, 상부 도전층 (25), 하부 도전층 (28), 중간 도전층 (29), 제 1 초전체 (56) 및 제 2 초전체 (57) 를 구비하고 있고, 상부 도전층 (25), 제 1 초전체 (56), 중간 도전층 (29), 제 2 초전체 (57), 하부 도전층 (28) 의 순서로 적층되어 있다. 제 1 초전체 (56) 및 제 2 초전체 (57) 는, 압전성 및 초전성을 갖는 투명 압전체이고, 도 2 에 나타내는 제 1 초전체 (26) 및 제 2 초전체 (27) 와 동일한 재료로 형성할 수 있다. 제 1 초전체 (56) 및 제 2 초전체 (57) 가 압전성을 가지고 있음으로써, 압전 소자 구조체 (2Bc) 를 구비하는 터치 패널 (2) 은, 제 1 초전체 (56) 및/또는 제 2 초전체 (57) 에 대한 가압력을 검출 가능하다. 상부 도전층 (25) 의 전위, 즉, 제 1 초전체 (56) 의 상면 (56a) (일방면) 의 전위를 Vg, 하부 도전층 (28) 의 전위, 즉, 제 2 초전체 (57) 의 하면 (57b) (일방면) 의 전위를 Vh 라고 하면, 압전 소자 구조체 (2Bc) 는, 이들의 전위차 Vg - Vh 를 전압 신호로서, 도 1 에 나타내는 압력 검출부 (5) 에 출력한다. 다시 말하면, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 터치 패널 (2) 은, 제 1 초전체 (56) 의 상면 (56a) (일방면) 에 배치되는 전극 (Eg1), 및 제 2 초전체 (57) 의 하면 (57b) (일방면) 에 배치되는 전극 (Eh1) 으로부터 전압 신호를 출력한다. 또한, 전극 (Eg1) 및 전극 (Eh1) 은 각각, 도 15 에 나타내는 상부 도전층 (25) 및 하부 도전층 (28) 에 대응한다. 또한, 압전 소자 구조체 (2Bc) 는, 전류 신호를 출력하는 구성으로 해도 된다.
또한, 중간 도전층 (29) 에 의해, 제 1 초전체 (56) 의 하면 (56b) (타방면) 에 배치되는 전극 (Eg2) 과 제 2 초전체 (57) 의 상면 (57a) (타방면) 에 배치되는 전극 (Eh2) 이 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 전극 (Eg2) 은, 중간 도전층 (29) 의 제 1 초전체 (56) 측의 부분에 대응하고, 전극 (Eh2) 은, 중간 도전층 (29) 의 제 2 초전체 (57) 측의 부분에 대응한다.
또한, 도 16 및 도 17 에 나타내는 바와 같이, 제 1 초전체 (56) 의 상면 (56a) (일방면) 및 제 2 초전체 (57) 의 하면 (57b) (일방면) 은, 온도 상승시에 정전하 (제 1 극성의 전하) 가 발생하고, 온도 저하시에 부전하 (제 2 극성의 전하) 가 발생하는 면이고, 제 1 초전체 (56) 의 하면 (56b) (타방면) 및 제 2 초전체 (57) 의 상면 (57a) (타방면) 은, 온도 상승시에 부전하 (제 2 극성의 전하) 가 발생하고, 온도 저하시에 정전하가 발생하는 면이 되도록, 제 1 초전체 (56) 및 제 2 초전체 (57) 가 배치되어 있다. 또한, 제 1 초전체 (56) 의 하면 (56b) 에 배치되는 전극과 제 2 초전체 (57) 의 상면 (57a) 에 배치되는 전극이 전기적으로 접속되어 있다.
온도 저하시에 있어서는, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 제 1 초전체 (56) 의 상면 (56a) 및 제 2 초전체 (57) 의 하면 (57b) 에 정전하가 발생하고, 제 1 초전체 (56) 의 하면 (56b) 및 제 2 초전체 (57) 의 상면 (57a) 에 부전하가 발생한다. 여기서, 제 1 초전체 (56) 와 제 2 초전체 (57) 는, 동일한 온도 변화에 의해 발생하는 초전 전압이 대략 동등하다. 그 때문에, 제 1 초전체 (56) 의 상면 (56a) 과 하면 (56b) 의 전위차는, 제 2 초전체 (57) 의 상면 (57a) 과 하면 (57b) 의 전위차와 대략 동등해진다. 또한, 전극 (Eg2) 과 전극 (Eh2) 이 전기적으로 접속되어 있음으로써, 제 1 초전체 (56) 의 하면 (56b) 과 제 2 초전체 (57) 의 상면 (57a) 이 등전위이기 때문에, 제 1 초전체 (56) 의 상면 (56a) 의 전위 (즉, 전극 (Eg1) 의 전위 (Vg)) 와 제 2 초전체 (57) 의 하면 (57b) 의 전위 (즉, 전극 (Eh1) 의 전위 (Vh)) 가 대략 동등해진다. 따라서, 압력 검출부 (5) 가 검출하는 초전 노이즈를 저감시킬 수 있다.
또한, 온도 저하시에 있어서는, 도 17 에 나타내는 바와 같이, 제 1 초전체 (56) 의 상면 (56a) 및 제 2 초전체 (57) 의 하면 (57b) 에 부전하가 발생하고, 제 1 초전체 (56) 의 하면 (56b) 및 제 2 초전체 (57) 의 상면 (57a) 에 정전하가 발생한다. 이 경우에도, 온도 상승시와 마찬가지로, 전극 (Eg1) 의 전위 (Vg) 와 전극 (Eh1) 의 전위 (Vh) 가 대략 동등해진다. 따라서, 압력 검출부 (5) 가 검출하는 초전 노이즈를 저감시킬 수 있다.
또한, 터치 패널 (2) 에 대한 터치 조작을 실시한 경우에는, 도 18 에 나타내는 바와 같이, 제 1 초전체 (56) 와 제 2 초전체 (57) 는, 동일 방향으로 분극하고, 전극 (Eg1) 과 전극 (Eh1) 사이에 전위차가 발생한다. 이에 의해, 전위차 Vg - Vh 가 압력 검출부 (5) 에 전압 신호로서 입력되고, 압력 검출부 (5) 는, 이 전압 신호에 기초하여 터치 패널 (2) 에 대한 가압력을 검출할 수 있다. 여기서, 온도 변화에 의한 제 1 초전체 (56) 및 제 2 초전체 (57) 의 초전 노이즈는, 상기 서술한 바와 같이 저감되기 때문에, 전위차 Vg - Vh 는, 제 1 초전체 (56) 및 제 2 초전체 (57) 에 대한 주로 가압력에 대응한다. 이와 같이, 터치 패널 (2) 은, 환경 온도가 변화한 경우에도 초전 노이즈의 영향을 저감시킬 수 있기 때문에, 제 1 초전체 (56) 및 제 2 초전체 (57) 에 대한 가압력을 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 제 1 초전체와 제 2 초전체는, 동일한 온도 변화에 의해 발생하는 초전 전압이 동등한 것이 바람직하다. 이에 의해, 온도 변화시에, 제 1 초전체의 초전 전압과 제 2 초전체의 초전 전압이 대략 완전하게 상쇄되기 때문에, 제 1 초전체의 일방면과 제 2 초전체의 일방면 사이의 전위차를 대부분 없앨 수 있다. 따라서, 초전 노이즈를 대략 완전하게 캔슬할 수 있다.
또한, 실용상은, 제 1 초전체와 제 2 초전체는, 동일한 온도 변화에 의해 발생하는 초전 전압이 다소 상이해도 된다. 이 경우, 온도 변화시에, 제 1 초전체의 초전 전압과 제 2 초전체의 초전 전압이 일부 상쇄되기 때문에, 제 1 초전체의 일방면과 제 2 초전체의 일방면 사이의 전위차 (Ve - Vf 또는 Vg - Vh) 가, 제 1 및 제 2 초전체의 양면의 전위차에 비하여 작아진다. 따라서, 초전 노이즈는 완전하게는 캔슬되지 않지만, 종래 구성에 비하여, 초전 노이즈의 영향을 억제하는 것은 가능하다. 또한, 제 1 초전체와 제 2 초전체는, 형상이 상이해도 된다.
또한, 제 1 초전체, 및 제 2 초전체는, 동등 레벨의 압전 정수 (d33) 를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 당해 제 1 및 제 2 초전체가 갖는 동등 레벨의 압전 정수 (d33) 는, 보다 낮은 편이, 보다 고도로 초전성에 의한 전기 신호를 저감시킬 수 있기 때문에, 바람직하다. 구체적으로는, 당해 제 1 및 제 2 초전체가 갖는 압전 정수 (d33) 는, 모두, 바람직하게는 25 pC/N 이하, 보다 바람직하게는 20 pC/N 이하, 더욱 바람직하게는 8 pC/N 이하이다.
또한, 초전 노이즈를 캔슬하면서, 충분히 압전 신호를 얻기 위해서는, 제 1 초전체, 및 제 2 초전체의 막두께에 차를 부여하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 제 1 초전체, 및 제 2 초전체의 막두께의 비를 바람직하게는 1.1 배 이상, 더욱 바람직하게는 1.5 배 이상으로 함으로써, 압전 신호를 높게 할 수 있다.
[실시형태 3]
상기의 실시형태 1 및 2 에서는, 초전체와 전극 (도전층) 이 직접 적층되어 있었지만, 본 실시형태에서는, 초전체와 전극 사이에 점착제층 또는 접착제층을 형성한 구성에 대하여 설명한다. 또한, 실시형태 1 및 2 에 있어서 이미 설명한 부재와 동일한 부재에 대해서는, 동일한 부호를 부여하고, 상세한 설명을 생략한다.
도 19 는, 실시형태 3 에 관련된 압전 소자 구조체 (2B') 의 구성을 나타내는 단면도이다. 압전 소자 구조체 (2B') 는, 도 2 에 나타내는 터치 패널 (2) 의 압전 소자 구조체 (2B) 의 다른 변형예이다. 압전 소자 구조체 (2B') 는, 압전 소자 구조체 (2Ba) 와 마찬가지로, 상부 도전층 (25), 제 1 초전체 (26), 제 2 초전체 (27) 및 하부 도전층 (28) 을 구비하고 있다. 또한, 압전 소자 구조체 (2B') 는, 4 개의 점착제층 또는 접착제층 (Fa1, Fa2, Fb1, Fb2) 및 2 개의 보호층 (31, 32) 을 구비하고 있다. 점착제층 또는 접착제층 (Fa1, Fa2, Fb1, Fb2) 은 각각, 상부 도전층 (25) 과 제 1 초전체 (26) 사이, 하부 도전층 (28) 과 제 1 초전체 (26) 사이, 상부 도전층 (25) 과 제 2 초전체 (27) 사이, 및 하부 도전층 (28) 과 제 2 초전체 (27) 사이에 형성되어 있다. 다시 말하면, 점착제층 또는 접착제층 (Fa1, Fa2, Fb1, Fb2) 은 각각, 제 1 초전체 (26) 의 일방면 (상면) 과 당해 일방면 (상면) 에 배치된 전극 사이, 제 1 초전체 (26) 의 타방면 (하면) 과 당해 타방면 (하면) 에 배치된 전극 사이, 제 2 초전체 (27) 의 일방면 (상면) 과 당해 일방면 (상면) 에 배치된 전극 사이, 및, 제 2 초전체 (27) 의 타방면 (하면) 과 당해 타방면 (하면) 에 배치된 전극 사이에 형성되어 있다.
점착제층 또는 접착제층 (Fa1, Fa2, Fb1, Fb2) 으로는, 투명하고 초전체와 도전층을 접착할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고, 균일한 층이어도 되고, 불균일한 층이어도 된다. 점착제층 또는 접착제층 (Fa1, Fa2, Fb1, Fb2) 은, 바람직하게는 예를 들어, 아크릴계 양면 점착 시트가 바람직하고, 기재층을 가지고 있어도 된다. 즉, 당해 점착제층 또는 접착제층은, 예를 들어, (1) 점착제 또는 접착제로 구성되는 층, (2) 기재층, 및 (3) 점착제 또는 접착제로 구성되는 층으로 이루어지는 복층 구조를 가질 수 있다. 당해 기재층은, 투명한 필름이면 되고, 바람직하게는, 예를 들어, 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리파라페닐렌술파이드, 또는 폴리아미드이미드의 필름일 수 있다.
보호층 (31) 은, 상부 도전층 (25) 의 제 1 초전체 (26) 및 제 2 초전체 (27) 와 반대측의 면에 형성되고, 보호층 (32) 은, 하부 도전층 (28) 의 제 1 초전체 (26) 및 제 2 초전체 (27) 와 반대측의 면에 형성되어 있다. 보호층 (31, 32) 의 예로는, 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리파라페닐렌술파이드, 폴리아미드이미드 등의 가요성을 갖는 수지 시트 등을 들 수 있다.
점착제층 또는 접착제층 (Fa1, Fa2, Fb1, Fb2) 은, 절연성을 가지고 있어도 된다. 이와 같은 경우에도, 초전 노이즈의 영향을 저감시킬 수 있기 때문에, 제 1 초전체 (26) 또는 제 2 초전체 (27) 에 대한 가압력을 정확하게 검출 가능하다.
또한, 점착제층 또는 접착제층의 수는 이것에 한정되지 않고, 상부 도전층 (25) 과 제 1 초전체 (26) 사이, 하부 도전층 (28) 과 제 1 초전체 (26) 사이, 상부 도전층 (25) 과 제 2 초전체 (27) 사이, 및 하부 도전층 (28) 과 제 2 초전체 (27) 사이의 적어도 어느 지점에 점착제층 또는 접착제층을 형성한 구성이어도 된다. 즉, 점착제층 또는 접착제층 (Fa1, Fa2, Fb1, Fb2) 의 적어도 어느 것을 생략해도 된다.
도 20 은, 도 8 에 나타내는 압전 소자 구조체 (2Ba) 의 변형예에 관련된 압전 소자 구조체 (2Ba') 의 구성을 나타내는 단면도이다. 압전 소자 구조체 (2Ba') 는, 압전 소자 구조체 (2Ba) 와 마찬가지로, 상부 도전층 (25), 하부 도전층 (28), 중간 도전층 (29), 제 1 초전체 (36) 및 제 2 초전체 (37) 를 구비하고 있다. 또한, 압전 소자 구조체 (2Ba') 는, 4 개의 점착제층 또는 접착제층 (Fc1, Fc2, Fd1, Fd2) 및 2 개의 보호층 (31, 32) 을 구비하고 있다. 점착제층 또는 접착제층 (Fc1, Fc2, Fd1, Fd2) 은 각각, 상부 도전층 (25) 과 제 1 초전체 (36) 사이, 제 2 초전체 (37) 와 하부 도전층 (28) 사이, 제 1 초전체 (36) 와 중간 도전층 (29) 사이, 및 중간 도전층 (29) 과 제 2 초전체 (37) 사이에 형성되어 있다. 다시 말하면, 점착제층 또는 접착제층 (Fc1, Fc2, Fd1, Fd2) 은 각각, 제 1 초전체 (36) 의 일방면 (상면) 과 당해 일방면 (상면) 에 배치된 전극 사이, 제 2 초전체 (37) 의 일방면 (하면) 과 당해 일방면 (하면) 에 배치된 전극 사이, 제 1 초전체 (36) 의 타방면 (하면) 과 당해 타방면 (하면) 에 배치된 전극 사이, 및, 제 2 초전체 (37) 의 타방면 (상면) 과 당해 타방면 (상면) 에 배치된 전극 사이에 형성되어 있다.
점착제층 또는 접착제층 (Fc1, Fc2, Fd1, Fd2) 은, 상기 서술한 점착제층 또는 접착제층 (Fa1, Fa2, Fb1, Fb2) 과 동일한 재료로 형성할 수 있다. 또한, 보호층 (31, 32) 은, 도 19 에 나타내는 보호층 (31, 32) 과 동일한 재료로 형성할 수 있다.
점착제층 또는 접착제층 (Fc1, Fc2, Fd1, Fd2) 은, 절연성을 가지고 있어도 된다. 이와 같은 경우에도, 초전 노이즈의 영향을 저감시킬 수 있기 때문에, 제 1 초전체 (36) 및 제 2 초전체 (37) 에 대한 가압력을 정확하게 검출 가능하다.
또한, 점착제층 또는 접착제층의 수는 이것에 한정되지 않고, 점착제층 또는 접착제층 (Fc1, Fc2, Fd1, Fd2) 의 적어도 어느 것을 생략해도 된다.
도 21 은, 도 12 에 나타내는 압전 소자 구조체 (2Bb) 의 변형예에 관련된 압전 소자 구조체 (2Bb') 의 구성을 나타내는 단면도이다. 압전 소자 구조체 (2Bb') 는, 압전 소자 구조체 (2Bb) 와 마찬가지로, 2 개의 상부 도전층 (25a·25b), 제 1 초전체 (46) 및 제 2 초전체 (47) 를 구비하고, 또한, 압전 소자 구조체 (2Bb') 는, 3 개의 점착제층 또는 접착제층 (Fe1, Fe2, Ff1) 을 구비하고 있다. 점착제층 또는 접착제층 (Fe1, Ff1) 은 각각, 상부 도전층 (25a) 과 제 1 초전체 (46) 사이, 및 상부 도전층 (25a) 과 제 2 초전체 (47) 사이에 형성되어 있다. 다시 말하면, 점착제층 또는 접착제층 (Fe1, Ff1) 은 각각, 제 1 초전체 (46) 의 일방면 (상면) 과 당해 일방면 (상면) 에 배치된 전극 사이, 및 제 2 초전체의 일방면 (상면) 과 당해 일방면 (상면) 에 배치된 전극 사이에 형성되어 있다. 또한, 점착제층 또는 접착제층 (Fe2) 은, 제 1 초전체 (46) 및 제 2 초전체 (47) 의 하부에 형성되어 있다. 즉, 압전 소자 구조체 (2Bb') 는, 도 12 에 나타내는 압전 소자 구조체 (2Bb) 에 있어서, 점착제층 또는 접착제층 (Fe1, Ff1) 을 추가로 구비하고, 하부 도전층 (28) 대신에 점착제층 또는 접착제층 (Fe2) 을 구비한 구성이다. 점착제층 또는 접착제층 (Fe1, Fe2, Ff1) 은, 상기 서술한 점착제층 또는 접착제층 (Fa1, Fa2, Fb1, Fb2) 과 동일한 재료로 형성할 수 있다.
또한, 상부 도전층 (25a, 25b) 상에 상부 도전층 (25a, 25b) 을 보호하는 보호층을 형성해도 된다. 당해 보호층은, 도 19 에 나타내는 보호층 (31, 32) 과 동일한 재료로 형성할 수 있다.
점착제층 또는 접착제층 (Fe1, Fe2, Ff1) 은, 절연성을 가지고 있어도 된다. 이와 같은 경우에도, 초전 노이즈의 영향을 저감시킬 수 있기 때문에, 제 1 초전체 (46) 또는 제 2 초전체 (47) 에 대한 가압력을 정확하게 검출 가능하다.
또한, 점착제층 또는 접착제층의 수는 이것에 한정되지 않고, 점착제층 또는 접착제층 (Fe1, Fe2, Ff1) 의 적어도 어느 것을 생략해도 된다.
도 22 는, 도 15 에 나타내는 압전 소자 구조체 (2Bc) 의 변형예에 관련된 압전 소자 구조체 (2Bc') 의 구성을 나타내는 단면도이다. 압전 소자 구조체 (2Bc') 는, 압전 소자 구조체 (2Bc) 와 마찬가지로, 상부 도전층 (25), 하부 도전층 (28), 중간 도전층 (29), 제 1 초전체 (56) 및 제 2 초전체 (57) 를 구비하고 있다. 또한, 압전 소자 구조체 (2Bc') 는, 4 개의 점착제층 또는 접착제층 (Fg1, Fg2, Fh1, Fh2) 및 2 개의 보호층 (31, 32) 을 구비하고 있다. 점착제층 또는 접착제층 (Fg1, Fg2, Fh1, Fh2) 은 각각, 상부 도전층 (25) 과 제 1 초전체 (56) 사이, 제 1 초전체 (56) 와 중간 도전층 (29) 사이, 중간 도전층 (29) 과 제 2 초전체 (57) 사이, 및 제 2 초전체 (57) 와 하부 도전층 (28) 사이에 형성되어 있다. 다시 말하면, 점착제층 또는 접착제층 (Fg1, Fg2, Fh1, Fh2) 은 각각, 제 1 초전체 (56) 의 일방면 (상면) 과 당해 일방면 (상면) 에 배치된 전극 사이, 제 1 초전체 (56) 의 타방면 (하면) 과 당해 타방면 (하면) 에 배치된 전극 사이, 제 2 초전체의 일방면 (하면) 과 당해 일방면 (하면) 에 배치된 전극 사이, 및 제 2 초전체의 타방면 (상면) 과 당해 타방면 (상면) 에 배치된 전극 사이에 형성되어 있다.
점착제층 또는 접착제층 (Fg1, Fg2, Fh1, Fh2) 은, 상기 서술한 점착제층 또는 접착제층 (Fa1, Fa2, Fb1, Fb2) 과 동일한 재료로 형성할 수 있다. 또한, 보호층 (31, 32) 은, 도 19 에 나타내는 보호층 (31, 32) 과 동일한 재료로 형성할 수 있다.
점착제층 또는 접착제층 (Fg1, Fg2, Fh1, Fh2) 은, 절연성을 가지고 있어도 된다. 이와 같은 경우에도, 초전 노이즈의 영향을 저감시킬 수 있기 때문에, 제 1 초전체 (56) 및 제 2 초전체 (57) 에 대한 가압력을 정확하게 검출 가능하다.
또한, 점착제층 또는 접착제층의 수는 이것에 한정되지 않고, 점착제층 또는 접착제층 (Fg1, Fg2, Fh1, Fh2) 의 적어도 어느 것을 생략해도 된다.
도 23 은, 압전 소자 구조체 (2Bc') 의 추가적인 변형예인 압전 소자 구조체 (2Bc") 의 구성을 나타내는 단면도이다. 압전 소자 구조체 (2Bc") 는, 압전 소자 구조체 (2Bc') 에 있어서, 중간 도전층 (29) 및 점착제층 또는 접착제층 (Fg2, Fh2) 대신에 점착제층 또는 접착제층 (Fi) 을 형성한 것이다. 즉, 압전 소자 구조체 (2Bc") 는, 제 1 초전체 (56) 의 타방면 (하면) 및 제 2 초전체 (57) 의 타방면 (상면) 이 대향하도록 제 1 초전체 (56) 와 제 2 초전체 (57) 가 적층되어 있고, 제 1 초전체 (56) 의 타방면 (하면) 과 제 2 초전체 (57) 의 타방면 (상면) 사이에 점착제층 또는 접착제층 (Fi) 이 형성되어 있는 구성이다. 이 경우, 제 1 초전체 (56) 의 타방면과 제 2 초전체 (57) 의 타방면이 절연된다. 이와 같은 구성이어도, 초전 노이즈의 영향을 저감시킬 수 있기 때문에, 제 1 초전체 (56) 및 제 2 초전체 (57) 에 대한 가압력을 정확하게 검출 가능하다.
또한, 점착제층 또는 접착제층의 수는 이것에 한정되지 않고, 점착제층 또는 접착제층 (Fg1, Fh1, Fi) 의 적어도 어느 것을 생략해도 된다.
[부기 사항]
본 발명에 있어서의 터치 패널은, 초전체를 갖는 것이면, 저항막 방식, 정전 용량 방식 등, 모든 방식의 터치 패널을 사용할 수 있다.
본 발명은 상기의 실시형태에 한정되는 것이 아니고, 청구항에 나타낸 범위에서 다양한 변경이 가능하고, 실시형태에 개시된 기술적 수단을 적절히 조합하여 얻어지는 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다. 예를 들어, 상기의 실시형태에서는, 터치 패널에 있어서의 터치 위치를 검출 가능한 터치 입력 장치에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 터치 패널에 대한 가압력은 검출하지만, 터치 위치는 검출하지 않는 터치 센서 등도, 본 발명의 기술적 범위에 포함된다. 당해 터치 센서는, 전자 기기 (예, 충돌 센서, 로봇 청소기) 에 사용할 수 있다.
또한, 상기의 실시형태에서는, 제 1 초전체 및 제 2 초전체가 각각 1 개씩 형성되어 있었지만, 제 1 초전체 및 제 2 초전체의 적어도 일방을, 복수의 초전체에 의해 구성해도 된다.
또한, 상기의 실시형태에서는, 터치 위치와 가압력을 상이한 구조체 (터치 패널 구조체, 압전 소자 구조체) 에 의해 검출하고 있었지만, 그것들을 1 개의 구조체에 의해 검출해도 된다. 예를 들어, X 방향으로 연장되는 복수의 전극과 Y 방향으로 연장되는 복수의 전극 사이에, 초전 노이즈가 저감 가능하게 구성된 제 1 초전체와 제 2 초전체의 적층체 (예를 들어 도 8, 도 15) 를 사이에 두어도 된다. 구체적으로는, 일본 공개특허공보 2010-026938호에 개시된 터치 패널 (100) 에 있어서, 압전체층 (3) 을, 본원의 실시형태에 있어서의 제 1 초전체와 제 2 초전체의 적층체로 치환해도 된다.
본 발명의 터치 패널을 손가락 등으로 가압하면, 시트상의 제 1 및 제 2 초전체의 변형의 시간적 변화에 따른 전기 신호를 얻을 수 있기 때문에, 당해 터치 패널을 이용하면, 가압의 유무, 속도, 크기 (강약), 또는 이들의 변화, 혹은 이들의 조합을 결정할 수 있다. 여기서, 가압의 크기 (즉, 정압) 는, 상기 전기 신호의 적분치를 사용하여 결정할 수 있다.
본 발명의 터치 패널에 의하면, 초전성에 의한 전기 신호가 저감되어, 압전성에 의한 전기 신호를 선택적으로 얻는 것이 가능하다.
본 발명의 터치 패널은, 전자 기기 (예, 휴대 전화 (예, 스마트폰), 휴대 정보 단말 (PDA), 태블릿 PC, ATM, 자동 매표기, 및 디지타이저, 터치 패드, 카 내비게이션 시스템, FA (팩토리·오토메이션) 기기 등의 터치 패널 디스플레이 (터치 패널 모니터)) 에 사용할 수 있다. 당해 전자 기기는, 터치 위치, 터치압 또는 그 양방에 기초하는 조작 및 동작 (예, 페인트 소프트웨어에 있어서, 필압에 따라 스크린에 표시되는 선의 굵기를 바꾸는 등의 조작) 이 가능하다.
1 ; 터치 입력 장치
2 ; 터치 패널
2A ; 터치 패널 구조체
2B ; 압전 소자 구조체
2B' ; 압전 소자 구조체
2Ba ; 압전 소자 구조체
2Ba' ; 압전 소자 구조체
2Bb ; 압전 소자 구조체
2Bb' ; 압전 소자 구조체
2Bc ; 압전 소자 구조체
2Bc' ; 압전 소자 구조체
2Bc" ; 압전 소자 구조체
3 ; 신호 처리부
4 ; 위치 검출부
5 ; 압력 검출부
21 ; 보호막
22 ; 시일재
23 ; 스페이서
24 ; 보호막
25 ; 상부 도전층
25a ; 상부 도전층
25b ; 상부 도전층
26 ; 제 1 초전체
26a ; 상면 (일방면)
26b ; 하면 (타방면)
27 ; 제 2 초전체
27a ; 상면 (일방면)
27b ; 하면 (타방면)
28 ; 하부 도전층
29 ; 중간 도전층
36 ; 제 1 초전체
36a ; 상면 (일방면)
36b ; 하면 (타방면)
37 ; 제 2 초전체
37a ; 상면 (타방면)
37b ; 하면 (일방면)
46 ; 제 1 초전체
46a ; 상면 (일방면)
46b ; 하면 (타방면)
47 ; 제 2 초전체
47a ; 상면 (일방면)
47b ; 하면 (타방면)
56 ; 제 1 초전체
56a ; 상면 (일방면)
56b ; 하면 (타방면)
57 ; 제 2 초전체
57a ; 상면 (타방면)
57b ; 하면 (일방면)
Ea1, Ea2, Eb1, Eb2, Ec1, Ec2, Ed1, Ed2 ; 전극
Ee1, Ee2, Ef1, Ef2, Eg1, Eg2, Eh1, Eh2 ; 전극
Fa1, Fa2, Fb1, Fb2, Fc1, Fc2, Fd1, Fd2 ; 점착제층 또는 접착제층
Fe1, Fe2, Ff1, Fg1, Fg2, Fh1, Fh2, Fi ; 점착제층 또는 접착제층

Claims (13)

  1. 시트상의 제 1 초전체 및 제 2 초전체를 구비하고, 상기 제 1 초전체, 상기 제 2 초전체, 또는 상기 제 1 초전체와 상기 제 2 초전체에 대한 가압력을 검출 가능한 터치 패널로서,
    상기 제 1 초전체의 일방면 및 상기 제 2 초전체의 타방면은, 온도 상승시에 제 1 극성의 전하가 발생하고, 온도 저하시에 상기 제 1 극성과는 반대의 제 2 극성의 전하가 발생하는 면이고,
    상기 제 1 초전체의 타방면 및 상기 제 2 초전체의 일방면은, 온도 상승시에 상기 제 2 극성의 전하가 발생하고, 온도 저하시에 상기 제 1 극성의 전하가 발생하는 면이고,
    상기 제 1 초전체의 일방면에 배치되는 전극과 상기 제 2 초전체의 일방면에 배치되는 전극이 전기적으로 접속되고,
    상기 제 1 초전체의 타방면에 배치되는 전극과 상기 제 2 초전체의 타방면에 배치되는 전극이 전기적으로 접속되고,
    상기 제 1 초전체의 타방면 및 상기 제 2 초전체의 타방면이 대향하도록 상기 제 1 초전체와 상기 제 2 초전체는 적층되어 있고,
    터치 조작이 실시되었을 때에, 상기 제 1 초전체와 상기 제 2 초전체에 압전 효과에 의한 기전력이 발생하는, 터치 패널.
  2. 시트상의 제 1 초전체 및 제 2 초전체를 구비하고, 상기 제 1 초전체, 상기 제 2 초전체, 또는 상기 제 1 초전체와 상기 제 2 초전체에 대한 가압력을 검출 가능한 터치 패널로서,
    상기 제 1 초전체의 일방면 및 상기 제 2 초전체의 일방면은, 온도 상승시에 제 1 극성의 전하가 발생하고, 온도 저하시에 상기 제 1 극성과는 반대의 제 2 극성의 전하가 발생하는 면이고,
    상기 제 1 초전체의 타방면 및 상기 제 2 초전체의 타방면은, 온도 상승시에 상기 제 2 극성의 전하가 발생하고, 온도 저하시에 상기 제 1 극성의 전하가 발생하는 면이고,
    상기 제 1 초전체의 일방면 및 상기 제 2 초전체의 일방면에 전극이 배치되고,
    상기 제 1 초전체의 타방면 및 상기 제 2 초전체의 타방면이 대향하도록 상기 제 1 초전체와 상기 제 2 초전체는 적층되어 있고,
    터치 조작이 실시되었을 때에, 상기 제 1 초전체와 상기 제 2 초전체에 압전 효과에 의한 기전력이 발생하는, 터치 패널.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 초전체의 타방면에 배치되는 전극과 상기 제 2 초전체의 타방면에 배치되는 전극이 전기적으로 접속되어 있는, 터치 패널.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 초전체의 타방면과 상기 제 2 초전체의 타방면 사이에 점착제층 또는 접착제층이 형성되어 있는, 터치 패널.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 초전체의 타방면 및 상기 제 2 초전체의 타방면에 전극이 배치되고,
    상기 제 1 초전체의 타방면과 당해 타방면에 배치된 전극 사이나, 상기 제 2 초전체의 타방면과 당해 타방면에 배치된 전극 사이에, 점착제층 또는 접착제층이 형성되어 있는, 터치 패널.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 초전체와 상기 제 2 초전체는 형상이 동일한, 터치 패널.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 초전체 및 제 2 초전체는, 유기 압전 필름인, 터치 패널.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 유기 압전 필름은, 불화비닐리덴계 필름인, 터치 패널.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 유기 압전 필름은, 불화비닐리덴/테트라플루오로에틸렌 공중합체 필름인, 터치 패널.
  10. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 터치 패널과,
    상기 터치 패널이 출력하는 신호에 기초하여, 상기 터치 패널에 대한 가압력을 검출하는 압력 검출부를 구비하는, 터치 입력 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 터치 패널, 또는, 상기 터치 패널과, 상기 터치 패널이 출력하는 신호에 기초하여, 상기 터치 패널에 대한 가압력을 검출하는 압력 검출부를 구비하는 터치 입력 장치를 구비한, 전자 기기.
  12. 삭제
  13. 삭제
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