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図面 (7)

課題

タッチ位置の誤検出を抑制することができる圧電積層体を提供すること。

解決手段

圧電積層体1は、圧電層3と、圧電層3の上側に配置される第1電極層4と、圧電層3の下側に配置される第2電極層5とを備え、第1電極層4が、複数の独立した第1電極部7を有しており、圧電層3が、複数の第1電極部7に対応して、複数の独立した圧電部6を有している。

概要

背景

従来から、タッチパネル機能を備える画像表示装置に、圧電体を利用したタッチパネル用フィルムを用いることが知られている。このようなタッチパネル用フィルムは、画面タッチされる位置の検出に加えて、タッチされる圧力の強さに応じた検出を可能としている。具体的には、タッチパネル画面の所定の箇所を指で軽くタッチすることにより、タッチ箇所の認識(所定ボタンの選択など)を実行させ、続いて、その箇所を指で力強くタッチすることにより、別の指令(決定など)を実行させることができる。

特許文献1には、ポリフッ化ビニリデン−四フッ化エチレン共重合体を含有する圧電体層と、圧電体層の一方の表面上に設けられた第1の電極と、圧電体層の他方の表面上に設けられた第2の電極とを含むタッチパネルが記載されている。特許文献1のタッチパネルでは、図1に示されるように、X軸方向に細長く延びる複数の第1電極と、Y軸方向に細長く延びる複数の第2電極とが、それぞれ、圧電層の一方面および他方面に配置されている。

概要

タッチ位置の誤検出を抑制することができる圧電積層体を提供すること。圧電積層体1は、圧電層3と、圧電層3の上側に配置される第1電極層4と、圧電層3の下側に配置される第2電極層5とを備え、第1電極層4が、複数の独立した第1電極部7を有しており、圧電層3が、複数の第1電極部7に対応して、複数の独立した圧電部6を有している。

目的

本発明は、タッチ位置の誤検出を抑制することができる圧電積層体を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

圧電層と、前記圧電層の厚み方向一方側に配置される第1電極層と、前記圧電層の厚み方向他方側に配置される第2電極層とを備え、前記第1電極層が、複数の独立した第1電極部を有しており、前記圧電層が、前記複数の第1電極部に対応して、複数の独立した圧電部を有していることを特徴とする、圧電積層体

請求項2

前記圧電層と前記第2電極層との間に配置される基材フィルムをさらに備えることを特徴とする、請求項1に記載の圧電積層体。

請求項3

前記第2電極層は、前記複数の第1電極部に対応して、複数の独立した第2電極部を有していることを特徴とする、請求項1または2に記載の圧電積層体。

請求項4

前記第1電極部は、厚み方向に投影したときに、前記圧電部と一致するか、または、前記圧電部に含まれることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の圧電積層体。

請求項5

前記第1電極層および前記第2電極層が、透明電極層であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の圧電積層体。

請求項6

前記圧電層が、樹脂層であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の圧電積層体。

請求項7

前記樹脂層が、フッ素樹脂を含有することを特徴とする、請求項6に記載の圧電積層体。

請求項8

前記フッ素樹脂が、フッ化ビニリデン系樹脂であることを特徴とする、請求項7に記載の圧電積層体。

請求項9

前記フッ化ビニリデン系樹脂が、ポリフッ化ビニリデンであるか、または、フッ化ビニリデンと、トリフルオロエチレンおよびクロロトリフルオロエチレンのうちの少なくとも1種との共重合体であることを特徴とする、請求項8に記載の圧電積層体。

請求項10

前記フッ化ビニリデン系樹脂が、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体であり、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとのモル比が、全体を100として、(50〜85):(50〜15)であることを特徴とする、請求項9に記載の圧電積層体。

請求項11

前記フッ化ビニリデン系樹脂が、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体であり、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとクロロトリフルオロエチレンとのモル比が、全体を100として、(63〜65):(27〜29):(6〜10)であることを特徴とする、請求項9に記載の圧電積層体。

技術分野

0001

本発明は、圧電積層体に関する。

背景技術

0002

従来から、タッチパネル機能を備える画像表示装置に、圧電体を利用したタッチパネル用フィルムを用いることが知られている。このようなタッチパネル用フィルムは、画面タッチされる位置の検出に加えて、タッチされる圧力の強さに応じた検出を可能としている。具体的には、タッチパネル画面の所定の箇所を指で軽くタッチすることにより、タッチ箇所の認識(所定ボタンの選択など)を実行させ、続いて、その箇所を指で力強くタッチすることにより、別の指令(決定など)を実行させることができる。

0003

特許文献1には、ポリフッ化ビニリデン−四フッ化エチレン共重合体を含有する圧電体層と、圧電体層の一方の表面上に設けられた第1の電極と、圧電体層の他方の表面上に設けられた第2の電極とを含むタッチパネルが記載されている。特許文献1のタッチパネルでは、図1に示されるように、X軸方向に細長く延びる複数の第1電極と、Y軸方向に細長く延びる複数の第2電極とが、それぞれ、圧電層の一方面および他方面に配置されている。

先行技術

0004

特開2010−26938号公報

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、特許文献1のタッチパネルでは、タッチした箇所に対応する圧電体層部分に電圧が生じて、その圧電体層部分に対応する第1電極および第2電極に電流が流れるため、その電流を計測することによって、タッチ位置を検出している。

0006

しかしながら、圧電体層は、面方向に連続した一枚のシートから構成されているため、圧電体層中のタッチした箇所以外にも電圧が伝わってしまい、予期しない箇所でも電流が流れる。すなわち、複数の箇所や広範囲の箇所の電極から電流が計測される。その結果、タッチ位置を誤って検出する不具合が生じる。

0007

本発明は、タッチ位置の誤検出を抑制することができる圧電積層体を提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

本発明[1]は、圧電層と、前記圧電層の厚み方向一方側に配置される第1電極層と、前記圧電層の厚み方向他方側に配置される第2電極層とを備え、前記第1電極層が、複数の独立した第1電極部を有しており、前記圧電層が、前記複数の第1電極部に対応して、複数の独立した圧電部を有している、圧電積層体を含んでいる。

0009

この圧電積層体によれば、複数の圧電部が、複数の第1電極部に対応しながら、隣接する圧電部と独立して存在している。よって、タッチ(押圧)を検知した圧電部は、他の独立した圧電部に対して、影響を及ぼさず、タッチを検知した圧電部以外に電圧が発生しない。したがって、タッチを検知した圧電部から発生する電流のみを検知することができる。その結果、タッチ位置の誤検出を抑制できる。

0010

本発明[2]は、前記圧電層と前記第2電極層との間に配置される基材フィルムをさらに備える。

0011

この圧電積層体によれば、基材フィルムを備えるため、機械的強度が増加している。よって、耐久性に優れる。

0012

本発明[3]は、前記第2電極層は、前記複数の第1電極部に対応して、複数の独立した第2電極部を有している、[1]または[2]に記載の圧電積層体を含んでいる。

0013

この圧電積層体によれば、複数の第1電極部に対応して、複数の第2電極部を有しているため、複数の圧電部のそれぞれに対応して、第1電極部および第2電極部が配置されている。したがって、複数の圧電部は、第2電極部を共有しないため、一つの圧電部が形成する回路が、隣接する他の圧電部を形成する回路の影響を抑制することができる。その結果、ノイズ低減を低減することができ、タッチ位置の誤検出をより確実に抑制することができる。

0014

本発明[4]は、前記第1電極部は、厚み方向に投影したときに、前記圧電部と一致するか、または、前記圧電部に含まれる、[1]〜[3]のいずれか一項に記載の圧電積層体を含んでいる。

0015

この圧電積層体によれば、第1電極部が、厚み方向に投影したときに、圧電部の全てに含まれるため、第1電極部と第2電極部との厚み方向中間に、電荷が蓄えられ易い空気層(空間)が存在しない。したがって、その中間において、圧電層以外の不要な電荷の発生を抑制できるため、ノイズを抑制することができる。そのため、タッチ位置の誤検出をより確実に抑制することができる。

0016

本発明[5]は、前記第1電極層および前記第2電極層が、透明電極層である、[1]〜[4]のいずれか一項に記載の圧電積層体を含んでいる。

0017

この圧電積層体によれば、第1電極部および第2電極部の視認を抑制することができる。そのため、タッチパネル用途に好適に用いることができる。

0018

本発明[6]は、前記圧電層が、樹脂層である、[1]〜[5]のいずれか一項に記載の圧電積層体を含んでいる。

0019

この圧電積層体によれば、圧電層の可撓性および成膜性が良好であるため、圧電積層体をロールトゥロールなどで容易に製造することができる。したがって、生産性に優れる。

0020

本発明[7]は、前記樹脂層が、フッ素樹脂を含有する、[6]に記載の圧電積層体を含んでいる。

0021

この圧電積層体によれば、耐久性および耐熱性に優れる。

0022

本発明[8]は、前記フッ素樹脂が、フッ化ビニリデン系樹脂である、[7]に記載の圧電積層体を含んでいる。

0023

この圧電積層体によれば、透明性、圧電性能および成膜性に優れる。そのため、タッチパネル用途に好適に用いることができる。

0024

本発明[9]は、前記フッ化ビニリデン系樹脂が、ポリフッ化ビニリデンであるか、または、フッ化ビニリデンと、トリフルオロエチレンおよびクロロトリフルオロエチレンのうちの少なくとも1種との共重合体である、[8]に記載の圧電積層体を含んでいる。

0025

この圧電積層体によれば、圧電層のヘイズ値が小さく、全光線透過率が高いため、圧電積層体の透明性に優れる。

0026

本発明[10]は、前記フッ化ビニリデン系樹脂が、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体であり、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとのモル比が、全体を100として、(50〜85):(50〜15)である、[9]に記載の圧電積層体を含んでいる。

0027

この圧電積層体によれば、圧電層のヘイズ値が小さく、全光線透過率が高いため、圧電積層体の透明性に優れる。

0028

本発明[10]は、前記フッ化ビニリデン系樹脂が、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体であり、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとクロロトリフルオロエチレンとのモル比が、全体を100として、(63〜65):(27〜29):(6〜10)である、[9]に記載の圧電積層体を含んでいる。

0029

この圧電積層体によれば、圧電層のヘイズ値が小さく、全光線透過率が高いため、圧電積層体の透明性に優れる。

発明の効果

0030

本発明の圧電体積層体によれば、タッチ位置の誤検出を抑制することができる。

図面の簡単な説明

0031

図1A〜図1Bは、本発明の圧電積層体の一実施形態を示し、図1Aは、断面図(図1BのA−A断面図)、図1Bは、平面図を示す。
図2は、図1に示す圧電積層体を備える圧力センサー概略構成図を示す。
図3A〜図3Bは、本発明の圧電積層体の変形例を示し、図3Aは、第1電極部が、平面視において、圧電部に含まれる形態図3Bは、圧電部が、平面視において、第1電極部に含まれる形態を示す。
図4は、本発明の圧電積層体の変形例(第2電極層が、1つの第2電極部のみを備える形態)を示す。
図5は、本発明の圧電積層体の変形例(基材フィルムを備えない形態)を示す。
図6は、本発明の圧電積層体の変形例(第2電極層が1つの第2電極部のみを備え、かつ、圧電積層体が基材フィルムを備えない形態)を示す。

実施例

0032

本発明の実施形態について、図を参照しながら以下に説明する。図1Aにおいて、紙面上下方向は、上下方向(厚み方向、第1方向)であって、紙面上側が、上側(厚み方向一方側、第1方向一方側)、紙面下側が、下側(厚み方向他方側、第1方向他方側)である。また、図1Aにおいて、紙面左右方向は、左右方向(第1方向に直交する第2方向)であり、紙面左側が左側(第2方向一方側)、紙面右側が右側(第2方向他方側)である。また、図1Aにおいて、紙厚方向は、前後方向(第1方向および第2方向に直交する第3方向)であり、紙面手前側が前側(第3方向一方側)、紙面奥側が後側(第3方向他方側)である。具体的には、各図の方向矢印準拠する。

0033

<一実施形態>
図1A〜図1Bは、本発明の圧電積層体の一実施形態を示す。図1A〜図1Bに示す圧電積層体1は、基材フィルム2と、基材フィルム2の上側(厚み方向一方側)に配置される圧電層3と、圧電層3の上側に配置される第1電極層4と、基材フィルム2の下側(厚み方向他方側)に配置される第2電極層5とを備える。具体的には、圧電積層体1は、第2電極層5と、基材フィルム2と、圧電層3と、第1電極層4とをこの順に備える。好ましくは、圧電積層体1は、第2電極層5、基材フィルム2、圧電層3および第1電極層4のみからなる。以下、各層を詳述する。

0034

(基材フィルム)
基材フィルム2は、圧電積層体1の機械強度を確保する基材である。基材フィルム2は、圧電層3、第1電極層4および第2電極層5を支持している。

0035

基材フィルム2は、フィルム形状を有しており、平面視において、圧電積層体1の外形をなしている。基材フィルム2は、面方向(前後方向および左右方向)に連続した一枚のフィルムから構成されている。

0036

基材フィルム2は、好ましくは、透明性を有する高分子フィルムである。高分子フィルムの材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレートポリエチレンナフタレートなどのポリエステル樹脂、例えば、ポリメタクリレートなどの(メタアクリル樹脂(アクリル樹脂および/またはメタクリル樹脂)、例えば、ポリエチレンポリプロピレンシクロオレフィンポリマーCOP)などのオレフィン樹脂、例えば、ポリカーボネート樹脂ポリエーテルスルフォン樹脂ポリアリレート樹脂メラミン樹脂ポリアミド樹脂ポリイミド樹脂セルロース樹脂ポリスチレン樹脂ノルボルネン樹脂などが挙げられる。高分子フィルムは、単独使用または2種以上併用することができる。

0037

透明性、耐熱性、機械的強度などの観点から、好ましくは、ポリエステル樹脂が挙げられ、より好ましくは、PETが挙げられる。

0038

基材フィルム2の厚みは、機械的強度、耐擦傷性、タッチパネル用フィルムとした際の打点特性などの観点から、例えば、2μm以上、好ましくは、20μm以上であり、また、例えば、300μm以下、好ましくは、150μm以下である。

0039

なお、基材フィルム2の上面および/または下面には、必要に応じて、接着剤層などが設けられていてもよい。

0040

(圧電層)
圧電層3は、圧電積層体1に圧力が印加された際に、電圧を生じさせるための層である。

0041

圧電層3は、フィルム形状を有しており、基材フィルム2の上側に、基材フィルム2の上面と接触するように、配置されている。より具体的には、圧電層3は、基材フィルム2と第1電極層4との間に、基材フィルム2の上面および第1電極層4の下面と接触するように、配置されている。

0042

圧電層3は、複数の圧電部6と、複数の配線下部11とを備えている。

0043

複数の圧電部6は、互いに独立しており、平面視略中央部において、前後方向および左右方向に互いに間隔を隔てて、整列配置されている。複数の圧電部6は、後述する第1電極部7と対応するように、配置されている。具体的には、複数の圧電部6は、複数の第1電極部7と1対1対応するように配置されている。すなわち、圧電部6の数は、第1電極部7の数と同数であり、各圧電部6は、各第1電極部7の下側に配置されている。

0044

圧電部6は、それぞれ、平面視略矩形状正方形状)を有しており、互いに同一のパターン(平面視における形状および大きさ)となるように形成されている。圧電部6のパターンは、第1電極部7のパターンと同一である。すなわち、厚み方向に投影したときに、圧電部6は、第1電極部7と一致する。

0045

複数の配線下部11は、後述する複数の第1配線部12を支持するために、複数の第1配線部12に対応して配置されている。配線下部11は、一端が圧電部6の端縁に接続し、途中が基材フィルム2の側端部(左端部または右端部)に位置し、その他端が基材フィルム2の前端縁に位置するように、配置されている。配線下部11のパターンは、第1配線部12と同一のパターンである。

0046

圧電層3を形成する材料としては、例えば、有機圧電材料無機圧電材料が挙げられる。これらの材料は、単独使用または2種以上併用することができる。

0047

有機圧電材料としては、例えば、フッ素樹脂、ポリ乳酸ポリ尿素などが挙げられ、耐熱性、耐久性の観点から、好ましくは、フッ素樹脂が挙げられる。

0048

フッ素樹脂としては、透明性、圧電性能、成膜性の観点から、好ましくは、フッ化ビニリデン系樹脂が挙げられる。

0049

フッ化ビニリデン系樹脂は、フッ化ビニリデンを含有するモノマー重合体であり、具体的には、フッ化ビニリデンの単独重合体(ポリフッ化ビニリデン)、フッ化ビニリデンと他のモノマーとの共重合体が挙げられる。

0050

他のモノマーとしては、例えば、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンヘキサフルオロプロピレンヘキサフルオロプロピレンオキシドパーフルオロプロピルビニルエーテルなどが挙げられる。他のモノマーは、単独使用または2種以上併用することができる。好ましくは、トリフルオロエチレンおよびクロロトリフルオロエチレンの少なくとも1種が挙げられる。

0051

共重合体としては、具体的には、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレンオキシド共重合体、フッ化ビニリデン−パーフルオロプロピルビニルエーテル共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体などが挙げられる。

0052

好ましくは、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体が挙げられ、より好ましくは、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体が挙げられる。これらのフッ化ビニリデン系樹脂を用いることにより、圧電層3のヘイズ値を小さくし、かつ、全光線透過率を高くできるため、圧電積層体1の透明性が優れる。

0053

具体的には、フッ化ビニリデン系樹脂が、共重合体である場合、フッ化ビニリデンの含有モル比は、例えば、40モル%以上、好ましくは、50%モル以上であり、また、例えば、95モル%以下、好ましくは、85モル%以下である。

0054

フッ化ビニリデン系樹脂が、フッ化ビニリデン−とトリフルオロエチレン共重合体である場合、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとのモル比は、全体を100として、例えば、(40〜95):(60〜5)であり、好ましくは、(50〜85):(50〜15)である。

0055

フッ化ビニリデン系樹脂が、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体である場合、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとクロロトリフルオロエチレンとのモル比は、全体を100として、例えば、(50〜80):(15〜35):(1〜15)であり、好ましくは、(63〜65):(27〜29):(6〜10)である。

0056

無機圧電材料としては、例えば、チタン酸バリウムチタン酸ジルコン酸鉛PZT)、酸化亜鉛ニオブ酸ナトリウムカリウムビスマスフェライト石英などが挙げられる。

0057

好ましくは、圧電層3は、有機圧電材料からなる樹脂層である。圧電層3を樹脂層とすることにより、圧電層3を、有機圧電材料を含有するコーティング液を用いた塗布法などによって、基材フィルム2上に容易にかつ確実に成膜することが可能となる。また、圧電層3は、樹脂層であるため、可撓性に優れる。したがって、ロールトゥロールなどの工業的に有利な方法で、圧電層3(ひいては、圧電積層体1)を製造することが容易となり、生産性に優れる。

0058

圧電層3の厚みは、例えば、0.5μm以上、好ましくは、1μm以上であり、また、例えば、100μm以下、好ましくは、20μm以下、より好ましくは、10μm以下、さらに好ましくは、5μm以下である。圧電層3の厚みを上記範囲とすることにより、光学特性(ヘイズ値、全光線透過率)および圧電性能を良好にすることができる。

0059

(第1電極層)
第1電極層4は、電圧が生じた圧電層3から電流を取り出すための層である。

0060

第1電極層4は、圧電積層体1の最上層であって、フィルム形状を有している。具体的には、第1電極層4は、圧電層3の上側に、圧電層3の上面と接触するように、配置されている。

0061

第1電極層4は、複数の第1電極部7と、複数の第1配線部12とを備えている。

0062

複数の第1電極部7は、互いに独立しており、平面視略中央部において、前後方向および左右方向に互いに間隔を隔てて、整列配置されている。複数の第1電極部7は、上記したように、複数の圧電部6と対応するように、配置されている。第1電極部7は、それぞれ、平面視略矩形状(正方形状)を有しており、互いに同一のパターンとなるように形成されている。第1電極部7のパターンは、圧電部6のパターンと同一である。

0063

複数の第1配線部12は、一端が第1電極部7の端縁に接続し、途中が基材フィルム2の側端部(左端部または右端部)に位置し、その他端が基材フィルム2の前端縁に位置するように、配置されている。

0064

第1電極層4を構成する材料としては導電性であればよく、例えば、銅、銀、金、ニッケルなどの金属材料、例えば、透明導電材料が挙げられる。

0065

タッチパネル用途などの観点から、好ましくは、透明導電材料が挙げられる。透明導電材料としては、例えば、導電性無機酸化物導電性ポリマーなどが挙げられる。

0066

導電性無機酸化物としては、例えば、インジウムスズ複合酸化物(ITO)、インジウム亜鉛複合酸化物(IZO)、インジウムガリウム亜鉛複合酸化物(IGZO)などのインジウム含有酸化物、例えば、アンチモン−スズ複合酸化物(ATO)などのアンチモン含有酸化物などが挙げられる。

0067

導電性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェンポリピロールポリアニリンなどが挙げられる。

0068

好ましくは、導電性無機酸化物が挙げられ、より好ましくは、インジウム含有酸化物が挙げられ、さらに好ましくは、ITOが挙げられる。これにより、第1電極層4を透明電極層とすることができ、かつ、その透明性、導電性および耐久性が優れる。

0069

第1電極層4の材料としてITOを用いる場合、酸化スズ(SnO2)含有量は、酸化スズおよび酸化インジウム(In2O3)の合計量に対して、例えば、0.5質量%以上、好ましくは、3質量%以上であり、また、例えば、15質量%以下、好ましくは、13質量%以下である。

0070

「ITO」は、少なくともインジウム(In)とスズ(Sn)とを含む複合酸化物であればよく、これら以外の追加成分を含むこともできる。追加成分としては、例えば、In、Sn以外の金属元素が挙げられ、具体的には、Zn、Ga、Sb、Ti、Si、Zr、Mg、Al、Au、Ag、Cu、Pd、W、Fe、Pb、Ni、Nb、Cr、Gaなどが挙げられる。

0071

第1電極層4は、結晶質および非晶質のいずれであってもよい。第1電極層4は、好ましくは、結晶質からなり、より具体的には、結晶質ITO層である。これにより、第1電極層4の透明性および導電性をより一層良好にすることができる。

0072

第1電極層4の材料が結晶質であることは、例えば、第1電極層4がITO層である場合は、20℃の塩酸(濃度5質量%)に15分間浸漬した後、水洗・乾燥し、15mm程度の間の端子間抵抗を測定することで判断できる。具体的は、塩酸(20℃、濃度:5質量%)への浸漬・水洗・乾燥後に、15mm間の端子間抵抗が10kΩ以下である場合、ITO層が結晶質であるものとする。

0073

第1電極層4の厚みは、例えば、10nm以上、好ましくは、15nm以上であり、また、例えば、100nm以下、好ましくは、50nm以下である。

0074

(第2電極層)
第2電極層5は、第1電極層4と対をなし、電圧が生じた圧電層3から電流を取り出すための層である。

0075

第2電極層5は、圧電積層体1の最下層であって、フィルム形状を有している。具体的には、第2電極層5は、基材フィルム2の下側に、基材フィルム2の下面と接触するように、配置されている。

0076

第2電極層5は、複数の第2電極部8と、複数の第2配線部13とを備えている。

0077

複数の第2電極部8は、互いに独立しており、底面視略中央部において、前後方向および左右方向に互いに間隔を隔てて、整列配置されている。複数の第2電極部8は、複数の圧電部6と対応するように、配置されている。具体的には、複数の第2電極部8は、複数の圧電部6と1対1対応するように配置されている。すなわち、複数の第2電極部8の数は、圧電部6の数と同数であり、各第2電極部8は、各圧電部6の下側に、基材フィルム2を介して配置されている。

0078

第2電極部8は、それぞれ、平面視略矩形状(正方形状)を有しており、互いに同一のパターンとなるように形成されている。第2電極部8のパターンは、圧電部6および第1電極部7のパターンと同一である。すなわち、厚み方向に投影したときに、第2電極部8は、圧電部6および第1電極部7と一致する。

0079

複数の第2配線部13は、一端が第2電極部8の端縁に接続し、途中が基材フィルム2の側端部(左端部または右端部)に位置し、その他端が基材フィルム2の前端縁に位置するように、配置されている。

0080

第2電極層5を構成する材料は、第1電極層4と同様の材料が挙げられる。好ましくは、透明導電材料が挙げられ、より好ましくは、導電性無機酸化物が挙げられ、さらに好ましくは、ITOが挙げられ、最も好ましくは、結晶ITOが挙げられる。これにより、第2電極層5を透明電極層とすることができ、かつ、その透明性、導電性および耐久性が優れる。

0081

第2電極層5の厚みは、例えば、10nm以上、好ましくは、15nm以上であり、また、例えば、100nm以下、好ましくは、50nm以下である。

0082

2.圧電積層体の製造方法
圧電積層体1の製造方法は、例えば、第2電極層5、基材フィルム2、圧電層3および第1電極層4を備える非パターン積層体を用意する用意工程と、第1電極層4、圧電層3および第2電極層5をパターニングするパターニング工程とを備える。

0083

用意工程では、非パターン積層体を用意する。

0084

まず、基材フィルム2を用意し、基材フィルム2の上面全面に圧電層3を形成する。

0085

圧電層3の形成方法としては、例えば、塗布法、転写法などの湿式法、例えば、真空蒸着法スパッタリング法イオンプレーティング法などの乾式法が挙げられる。好ましくは、生産効率生産設備などの観点から、湿式法が挙げられる。

0086

塗布法では、例えば、圧電材料溶媒とを含有するコーティング液を基材フィルム2の上面に塗布し、次いで、コーティング液を乾燥する。

0087

転写法では、例えば、圧電材料からなる公知または市販の圧電シートを、接着剤などを介して、基材フィルム2の上面に貼り合わせる。

0088

次いで、乾式法により、圧電層3の上面に第1電極層4を、基材フィルム2の下面に第2電極層5を形成する。

0089

乾式法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などが挙げられる。好ましくは、スパッタリング法が挙げられる。この方法により、薄膜の透明電極層を確実に形成することができる。

0090

次いで、第1電極層4および第2電極層5を構成する材料がITOなどの非晶質体である場合は、必要に応じて、加熱工程を実施する。これにより、非晶質体を結晶化することができる。

0091

このようにして、第2電極層5、基材フィルム2、圧電層3および第1電極層4を備える非パターン積層体が得られる。なお、この非パターン積層体における各層は、パターニングされていない。すなわち、各層は、一つの連続するシートから構成されている。

0092

パターニング工程では、非パターン積層体をパターニングする。

0093

例えば、非パターン積層体の上面および下面を、所望のパターンのマスクを用いて被覆し、続いて、マスクから露出する上面および下面をそれぞれエッチングする。エッチングは、ドライエッチングおよびウェットエッチングのいずれであってもよい。

0094

これにより、第2電極層5がパターニングされて、複数の第2電極部8および複数の第2配線部13が形成される。第1電極層4がパターニングされ、複数の第1電極部7および複数の第1配線部12が形成される。圧電層3がパターニングされ、複数の圧電部6および複数の配線下部11が形成される。

0095

この際、非パターン積層体の上面において、圧電層3および第1電極層4を一括してエッチングしてもよく、第1電極層4をエッチングした後に、圧電層3をエッチングしてもよい。

0096

また、この製造方法では、各層を、例えば、ロールトゥロール方式で、基材フィルム2に対して設けることができ、または、これらの層の一部または全部をバッチ方式枚葉方式)で設けることもできる。

0097

圧電積層体1の厚みは、例えば、3μm以上、好ましくは、20μm以上であり、また、例えば、500μm以下、好ましくは、300μm以下である。

0098

この圧電積層体1は、圧力センサー10の一部品として好適に用いることができる。

0099

圧力センサー10は、図2に示すように、圧電積層体1と、複数の電圧計14と、集積回路(図示せず)とを備えている。

0100

複数の電圧計14は、複数の圧電部6に対応して、第1配線部12または第2配線部13の途中に設けられている。なお、圧力センサー10において、第2配線部13は、接地されている。

0101

この圧電積層体1を備えた圧力センサー10は、例えば、タッチパネル用フィルムとして好適に使用できる。

0102

作用効果
圧電積層体1は、圧電層3と、圧電層3の上側に配置される第1電極層4と、圧電層3の下側に配置される第2電極層5とを備えている。また、第1電極層4が、複数の独立した第1電極部7を有しており、圧電層3が、複数の第1電極部7に対応して、複数の独立した圧電部6を有している。

0103

すなわち、複数の圧電部6が、複数の第1電極部7に対応しながら、隣接する圧電部6と独立して存在しているため、一の圧電部6に発生する電圧は、他の隣接する独立した圧電部6に伝導しない。よって、タッチを検知した圧電部6は、他の独立した圧電部6に対して、電圧の発生の影響を及ぼさず、タッチを検知した圧電部6以外に電圧が発生しない。したがって、タッチを検知した圧電部6から発生した電流のみを、その上面に配置される第1電極部7を通じて、検知することができる。その結果、タッチの誤検出を抑制できる。

0104

また、圧電積層体1は、圧電層3と第2電極層5との間に配置される基材フィルム2をさらに備える。

0105

このため、圧電積層体1の機械的強度が増加しており、耐久性に優れる。

0106

また、圧電積層体1では、第2電極層5は、複数の独立した第1電極部7に対応して、複数の独立した第2電極部8を有している。

0107

このため、圧電積層体1は、各圧電部6に対して、それぞれ第1電極部7および第2電極部8を備える。したがって、各圧電部6に対応して、一つの独立した回路を形成することができるため、隣接する圧電部6に対する影響を抑制することができる。よって、ノイズ低減を低減することができ、タッチ位置の誤検出をより確実に抑制することができる。

0108

また、圧電積層体1では、第1電極部7は、厚み方向に投影したときに、圧電部6と一致する。

0109

この圧電積層体1によれば、各第1電極部7全体が、各圧電部6全体の上側に配置されているため、第1電極部7と基材フィルム2との上下方向中間に、電荷が蓄えられ易い空気層(後述する図3Bの符号15を参照)が存在しない。したがって、その中間において不要な電荷の発生を抑制でき、すなわち、圧電部6以外に発生する不要な電荷を排除できるため、ノイズを抑制することができる。よって、タッチ位置の誤検出をより確実に抑制することができる。

0110

<変形例>
次に、一実施形態の変形例を示す。なお、以降の各図において、上記と同様の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。

0111

(1)図1Aに示す実施形態では、第1電極部7は、厚み方向に投影したときに、圧電部6と一致しているが、例えば、図3Aに示すように、第1電極部7は、厚み方向に投影したときに、圧電部6に含まれていてもよい。

0112

換言すれば、第1電極部7のパターンは、圧電部6および第2電極部8のパターンよりも小さい。具体的には、第1電極部7の周端縁は、圧電部6の周端縁よりも内側に位置する。

0113

図3Aに示す実施形態も、図1Aに示す実施形態と同様の作用効果を奏する。

0114

(2)図1Aに示す実施形態では、第1電極部7が、厚み方向に投影したときに、圧電部6と一致しているが、例えば、図3Bに示すように、圧電部6が、厚み方向に投影したときに、第1電極部7に含まれていてもよい。

0115

換言すれば、圧電部6のパターンは、第1電極部7および第2電極部8のパターンよりも小さい。具体的には、圧電部6の周端縁は、第1電極部7の周端縁よりも内側に位置する。

0116

好ましくは、ノイズ抑制の観点から、図1Aおよび図3Aに示す実施形態が挙げられる。

0117

(3)図1Aに示す実施形態では、第2電極層5は、複数の第1電極部7に対応して、複数の第2電極部8を有しているが、例えば、図4に示すように、第2電極層5は、1つの第2電極部8から構成されていてもよい。

0118

図4に示す第2電極部8は、厚み方向に投影したときに、全ての圧電部6および全ての第1電極部7を含んでいる。すなわち、第2電極部8のパターンは、全ての圧電部6および第1電極部7のパターンよりも大きく、第2電極部8の周端縁は、外側に位置する圧電部6の外側端縁よりも外側に位置し、また、外側に位置する第1電極部7の外側端縁よりも外側に位置する。

0119

この場合、それぞれの圧電部6およびそれに対応する第1電極部7は、1つの第2電極部8を共有する。

0120

互いに隣接する圧電部6に対する影響を抑制し、ノイズの発生をより確実に抑制できる観点から、好ましくは、図1Aに示す実施形態が挙げられる。

0121

また、図4に示す実施形態では、第1電極部7は、厚み方向に投影したときに、圧電部6と一致しているが、例えば、図示しないが、第1電極部7は、厚み方向に投影したときに、圧電部6に含まれていてもよい。また、例えば、図示しないが、圧電部6が、厚み方向に投影したときに、第1電極部7に含まれていてもよい。

0122

好ましくは、ノイズ抑制の観点から、第1電極部7が、圧電部6と一致するか、圧電部6に含まれている。

0123

(4)図1Aに示す実施形態では、圧電積層体1は、基材フィルム2を備えているが、例えば、図5に示すように、圧電積層体1は、基材フィルム2を備えなくてもよい。

0124

すなわち、圧電積層体1は、圧電層3と、圧電層3の上側に配置される第1電極層4と、圧電層3の下側に配置される第2電極層5とを備える。具体的には、圧電積層体1は、第2電極層5と、圧電層3と、第1電極層4とをこの順に備える。

0125

図6に示す実施形態では、第2電極層5は、圧電層3の下側に、圧電層3の下面と接触するように、配置されている。

0126

好ましくは、機械的強度の観点から、図1Aに示す実施形態が挙げられる。

0127

また、図5に示す実施形態では、第1電極部7は、厚み方向に投影したときに、圧電部6と一致しているが、例えば、図示しないが、第1電極部7は、厚み方向に投影したときに、圧電部6に含まれていてもよい。また、例えば、図示しないが、圧電部6が、厚み方向に投影したときに、第1電極部7に含まれていてもよい。

0128

好ましくは、ノイズ抑制の観点から、第1電極部7が、圧電部6と一致するか、圧電部6に含まれている。

0129

(5)図1Aに示す実施形態では、第2電極層5は、複数の第1電極部7に対応して、複数の第2電極部8を有し、かつ、基材フィルム2を備えているが、例えば、図6に示すように、第2電極層5は、1つの第2電極部8から構成され、かつ、圧電積層体1は、基材フィルム2を備えなくてもよい。

0130

具体的な構成としては、上記(3)および上記(4)で説明した実施形態と同様である。

0131

好ましくは、互いに隣接する圧電部6に対する影響を抑制し、タッチ位置の誤検出をより確実に抑制できる観点、および、機械的強度を向上させる観点から、図1Aに示す実施形態が挙げられる。

0132

また、図6に示す実施形態では、第1電極部7は、厚み方向に投影したときに、圧電部6と一致しているが、例えば、図示しないが、第1電極部7は、厚み方向に投影したときに、圧電部6に含まれていてもよい。また、例えば、図示しないが、圧電部6が、厚み方向に投影したときに、第1電極部7に含まれていてもよい。

0133

好ましくは、ノイズ抑制の観点から、第1電極部7が、圧電部6と一致するか、圧電部6に含まれている。

0134

(6)図1Aに示す実施形態では、圧電部6、第1電極部7、および、第2電極部8は、それぞれ、平面視において、略矩形状に形成されているが、その形状は限定されず、例えば、図示しないが、六角形状、菱形状、円形状などに形成されていてもよい。

0135

また、複数の圧電部6のサイズは、互いに同一であるが、例えば、図示しないが、異なるサイズであってもよく、具体的には、中央部の圧電部6のサイズを大きくして、外縁部の圧電部6のサイズを小さくしてもよい。第1電極部7および第2電極部8についても同様である。

0136

1圧電積層体
2基材フィルム
3圧電層
4 第1電極層
5 第2電極層
6圧電部
7 第1電極部
8 第2電極部

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