(57)【要約】【課題】  タッチ圧を高い精度で検出することのできるフィルム状感圧センサとこれを用いたタッチパッド、タッチ入力機能付き保護パネル及び電子機器を提供する。【解決手段】  フィルム状感圧センサの背面周縁部に枠状の接着層が設置されてなる接着層付きフィルム状感圧センサであって、  前記フィルム状感圧センサが、矩形状の圧電フィルムと、前記圧電フィルムの背面に部分的に形成された検出電極と、前記圧電フィルムの前面に前記検出電極と重複するように形成された基準電位電極とを備え、  前記出電極が、前記接着層の内側境界に跨って存在する第一枠状領域と当該第一枠状領域の内側に隣接する全領域とに連続して形成されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルム状感圧センサの背面周縁部に枠状の接着層が設置されてなる接着層付きフィルム状感圧センサであって、
前記フィルム状感圧センサが、矩形状の圧電フィルムと、前記圧電フィルムの背面に部分的に形成された検出電極と、前記圧電フィルムの前面に前記検出電極と重複するように形成された基準電位電極とを備え、
前記出電極が、前記接着層の内側境界に跨って存在する第一枠状領域と当該第一枠状領域の内側に隣接する全領域とに連続して形成されていることを特徴とする接着層付きフィルム状感圧センサ。
【請求項２】
フィルム状感圧センサの背面周縁部に枠状の接着層が設置されてなる接着層付きフィルム状感圧センサであって、
前記フィルム状感圧センサが、矩形状の圧電フィルムと、前記圧電フィルムの背面に部分的に形成された検出電極と、前記圧電フィルムの前面に前記検出電極と重複するように形成された基準電位電極とを備え、
前記検出電極が、前記接着層の内側境界に跨って存在する第一枠状領域に形成されていることを特徴とする接着層付きフィルム状感圧センサ。
【請求項３】
フィルム状感圧センサの背面周縁部に枠状の接着層が設置されてなる接着層付きフィルム状感圧センサであって、
前記フィルム状感圧センサが、矩形状の圧電フィルムと、前記圧電フィルムの背面に部分的に形成された検出電極と、前記圧電フィルムの前面に前記検出電極と重複するように形成された基準電位電極とを備え、
前記検出電極が、前記接着層の内側境界に跨って存在する第一枠状領域の外側に隣接し、前記接着層の内側周縁部に位置する第二枠状領域に形成されていることを特徴とする接着層付きフィルム状感圧センサ。
【請求項４】
フィルム状感圧センサの背面周縁部に枠状の接着層が設置されてなる接着層付きフィルム状感圧センサであって、
前記フィルム状感圧センサが、矩形状の圧電フィルムと、前記圧電フィルムの背面に部分的に形成された検出電極と、前記圧電フィルムの前面に前記検出電極と重複するように形成された基準電位電極とを備え、
前記検出電極が、前記接着層の内側境界に跨って存在する第一枠状領域と当該第一枠状領域の内側に隣接する全領域とに連続して形成され、さらに前記第一枠状領域の外側に隣接し、前記接着層の内側周縁部に位置する第二枠状領域にも独立して形成されていることを特徴とする接着層付きフィルム状感圧センサ。
【請求項５】
フィルム状感圧センサの背面周縁部に枠状の接着層が設置されてなる接着層付きフィルム状感圧センサであって、
前記フィルム状感圧センサが、矩形状の圧電フィルムと、前記圧電フィルムの背面に部分的に形成された検出電極と、前記圧電フィルムの前面に前記検出電極と重複するように形成された基準電位電極とを備え、
前記検出電極が、前記接着層の内側境界に跨って存在する第一枠状領域に形成され、さらに当該第一枠状領域の外側に隣接し、前記接着層の内側周縁部に位置する第二枠状領域にも独立して形成されていることを特徴とする接着層付きフィルム状感圧センサ。
【請求項６】
前記第一枠状領域に形成された検出電極と前記第二枠状領域に形成された検出電極とが、略同一幅である請求項５記載の接着層付きフィルム状感圧センサ。
【請求項７】
前記圧電フィルムが、前記第一枠状領域の内側に矩形状の開口部を有する請求項２、３、５又は６のいずれかに記載の接着層付きフィルム状感圧センサ。
【請求項８】
前記検出電極を前記圧電フィルムの前面に、前記基準電位電極を前記圧電フィルムの背面に入れ替えて形成した請求項１〜７のいずれかに記載の接着層付きフィルム状感圧センサ。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の接着層付きフィルム状感圧センサと、
タッチ入力面を有し全面的に不透明なタッチパネルとを備え、
当該タッチパネルと前記接着層付きフィルム状感圧センサとが別部材として積層されていることを特徴とするタッチパッド。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれかに記載され、かつ前記圧電フィルム、前記検出電極及び前記基準電位電極が透明である接着層付きフィルム状感圧センサと、
タッチ入力面及び額縁状の装飾柄を有するタッチパネルとを備え、
当該タッチパネルと前記接着層付きフィルム状感圧センサとが別部材として積層されていることを特徴とするタッチ入力機能付き保護パネル。
【請求項１１】
請求項１〜８のいずれかに記載され、かつ前記圧電フィルム、前記検出電極及び前記基準電位電極が透明である接着層付きフィルム状感圧センサと、
タッチ入力面及び額縁状の装飾柄を有するタッチパネルとを備え、
当該タッチパネルを構成する位置検出用電極２層のうち一方を、前記圧電フィルムの前面に形成された電極が兼ねていることを特徴とするタッチ入力機能付き保護パネル。
【請求項１２】
表示装置と、
前記表示装置を覆う請求項１０又は請求項１１のいずれかに記載のタッチ入力機能付き保護パネルと、
前記タッチ入力機能付き保護パネルの外側からの嵌め込みを許容する段差を有するように凹入形成され、その底面に、前記表示装置のための凹部又は開口部、及び前記タッチ入力機能付き保護パネルの周縁部を支持する枠状の支持部を有する筐体とを備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接着層付きフィルム状感圧センサとこれを用いたタッチパッド、タッチ入力機能付き保護パネル及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォン、タブレット型多機能端末（図１４参照）等のタッチ入力機能付き電子機器１００の普及が著しい。これらのタッチ入力機能付き電子機器は、操作者が液晶ディスプレイ等の表示装置の表示画面に表示された画像を参照しながら表示画像に指やペンなどで触れ、あるいは指を近づけることで、直感的に分かりやすく情報の入力ができるものである。
【０００３】
図１５は、タッチ入力機能付き電子機器１００について、タッチ入力面付近の一般な構造を示した断面図である。図１５に示すように、タッチ入力機能付き電子機器１００は、表示装置１０１と、額縁状の装飾柄１０２ａを有して前記表示装置１０１を覆うタッチ入力機能付き保護パネル１０２と、前記タッチ入力機能付き保護パネル１０２の外側からの嵌め込みを許容する段差を有するように凹入形成され（パネル嵌め込み部１０５）、その底面に、前記表示装置１０１のための凹部１０５ａ、及び前記タッチ入力機能付き保護パネル１０２の周縁部を支持する枠状の支持部１０５ｂを有する筐体１０３と、を備えている。
【０００４】
上記したタッチ入力機能付き保護パネル１０２は、表示装置１０１の表示画面を保護するととともに、タッチ入力を可能とするものであり、従来、操作者がタッチした位置座標を検出するタッチパネルが用いられている。スマートフォン、タブレット型多機能端末用途ではマルチタッチ（２点以上の多点検出）ができる静電容量方式のタッチパネルが主流であるが、他用途のタッチ入力機能付き電子機器では抵抗膜方式等、他方式のタッチパネルも利用される。また、図１５に示すように、タッチ入力機能付き保護パネル１０２は、筐体１０３に外側からの嵌め込むため、都合が悪い部分（タッチパネル配線部分および表示装置の配線部分等）を視認されないように隠蔽する額縁状の装飾柄１０２ａを有し（図１４参照）、さらに背面周縁部に備えた枠状の両面テープ（接着層）８によって前記筐体１０３の前記支持部１０５ｂにしっかりと固定されている。
【０００５】
しかし、上記のタッチ入力機能付き保護パネル１０２は、操作者がタッチした位置座標を検出するだけであり、操作者がタッチした押圧力を検出することはできない。
【０００６】
そこで、額縁状の装飾柄を有するタッチパネルの背面に、操作者がタッチした押圧力を検出するフィルム状感圧センサを全面的に貼着してタッチ入力機能付き保護パネルとすることが考えられる。このフィルム状感圧センサとしては、特許文献１に開示されているように、対向する一対の透明基板板間に、圧電性を有する透明感圧層を矩形状の圧電フィルムと、前記圧電フィルムの前面に全面的に形成された透明な基準電位電極と、前記圧電フィルムの背面に全面的に形成された透明な検出電極とを備えたものが良く知られている（特許文献１参照）。なお、フィルム状感圧センサを構成に加えた場合、タッチ入力機能付き保護パネルを固定するための枠状の両面テープ（接着層）は、フィルム状感圧センサの背面周縁部に設けられることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１２５５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、圧電効果を利用するフィルム状感圧センサは非常にインピーダンスの高いセンサであるため、ノイズに弱かったり、感度が小さかったりする。その結果、タッチ圧の検出精度が低いという問題があった。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、上記問題点を解消し、タッチ圧を高い精度で検出することのできるフィルム状感圧センサとこれを用いたタッチパッド、タッチ入力機能付き保護パネル及び電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、本課題を解決するにあたり、フィルム状感圧センサが電子機器に組み込まれた状態において、押圧時に圧電フィルムに発生する電荷について検討した。
【００１１】
具体的には、圧電フィルムを基準電位電極と検出電極とで挟んだ構成のフィルム状感圧センサを樹脂板の裏面全面に貼り付け、この周囲のみを両面テープ（接着層）で筐体に固定した状態である。この状態で樹脂板の上面から指で押したときには、圧電フィルムにかかる応力分布により、圧電フィルムから発生する電荷にも分布を生ずる。
【００１２】
図１３は、フィルム状感圧センサを貼った樹脂板が押下されて、撓んでいる様子を示すものである。フィルム状感圧センサに使用する圧電フィルムは厚み方向へ分極してあり、厚み方向の応力に対しての電圧を出力する。以下に説明するように、各位置に生じる厚み方向の応力にも差がでる。
【００１３】
まず、（１)、（７）で示す両面テープ（接着層）中央及び外側領域は、それ他の領域に比べて殆ど撓みがなく、若干の圧縮があるだけである。両面テープ（接着層）の内側端に近づいた（２)、（６）で示す領域は上に凸になるように撓んでおり、圧電フィルムには厚み方向に膨張されるような応力が働く。逆に、（４）で示す両面テープ（接着層）から離れた部分は、下に凸になるように撓んでおり、圧電フィルムには厚み方向に圧縮されるような応力が働く。そして、（３)、（５）で示す両面テープ（接着層）の内側境界付近は、一番応力が集中しやすく、圧電フィルムを圧縮されるような応力が働く。
【００１４】
このことから、場所によって感度に違いが現れる。また、圧電フィルムが圧縮するか膨張するかで押したときの出力値が正負逆になる（以後、押したときに（３)、（５）で出力する電圧を“正出力”、当該正出力とは逆の符号の電圧を“逆出力”と呼ぶことにする）。
【００１５】
図１３に示すように、両面テープ（接着層）で固定した付近に電圧の変化量が顕著と考えられる。（１)、（７）で示す両面テープ（接着層）中央及び外側領域は、感度が低い状態であり、両面テープ（接着層）の内側端に近づくと（２)、（６）で示す逆出力の領域となる。（３)、（５）で示す両面テープ（接着層）の内側境界付近は正出力であり、強い感度を示す。（４）で示す両面テープ（接着層）から離れた部分は、押圧点を極大とする分布となると考えられる。
【００１６】
本発明は、このように、周囲を固定されたフィルム状感圧センサの押圧時に、フィルム状感圧センサに働く応力が場所によって異なることを利用したものであり、以下の通りである。
【００１７】
すなわち、本発明の第１態様は、フィルム状感圧センサの背面周縁部に枠状の接着層が設置されてなる接着層付きフィルム状感圧センサであって、
前記フィルム状感圧センサが、矩形状の圧電フィルムと、前記圧電フィルムの背面に部分的に形成された検出電極と、前記圧電フィルムの前面に前記検出電極と重複するように形成された基準電位電極とを備え、
前記出電極が、前記接着層の内側境界に跨って存在する第一枠状領域（前記（３）、（５）に相当）と当該第一枠状領域の内側に隣接する全領域（前記（４）に相当）とに連続して形成されているものである。
【００１８】
当該第１態様では、全面に検出電極を形成する場合と比べて前記（２）、（６）の領域を含んでいないので、前記（２）、（６）の領域の逆出力が感度に悪影響を与えることを回避できる。なお、本明細書において、接着層の内側境界に跨って存在する第一枠状領域に電極が形成される場合、当該電極は、必ずしも接着層の内側境界に跨っているわけではない。すなわち、電極の内側境界又は外側境界が接着層の内側境界に一致していてもよい。
【００１９】
また、本発明の第２態様は、フィルム状感圧センサの背面周縁部に枠状の接着層が設置されてなる接着層付きフィルム状感圧センサであって、
前記フィルム状感圧センサが、矩形状の圧電フィルムと、前記圧電フィルムの背面に部分的に形成された検出電極と、前記圧電フィルムの前面に前記検出電極と重複するように形成された基準電位電極とを備え、
前記検出電極が、前記接着層の内側境界に跨って存在する第一枠状領域（前記（３）、（５）に相当）に形成されているものである。
【００２０】
当該第２態様では、第１態様と比べて前記（４）の領域を含んでいないのでその分だけ感度は落ちるが、電極面積が減るため、ノイズの影響は第１態様よりも受けにくくなる。また、前記検出電極が、前記（４）の領域に形成されていないので、第１態様と比べて視認性も向上する。
【００２１】
また、本発明の第３態様は、フィルム状感圧センサの背面周縁部に枠状の接着層が設置されてなる接着層付きフィルム状感圧センサであって、
前記フィルム状感圧センサが、矩形状の圧電フィルムと、前記圧電フィルムの背面に部分的に形成された検出電極と、前記圧電フィルムの前面に前記検出電極と重複するように形成された基準電位電極とを備え、
前記検出電極が、前記接着層の内側境界に跨って存在する第一枠状領域の外側に隣接し、前記接着層の内側周縁部に位置する第二枠状領域（前記（２）、（６）に相当）に形成されているものである。
【００２２】
当該第３態様では、第１態様とは逆に前記（２）、（６）の領域の逆出力だけを検出するので、その他の領域の正出力が感度に悪影響を与えることを回避できる。また、電極面積が減るため、第２態様と同様にノイズの影響は受けにくくなる。さらに、また、前記検出電極が、前記（３）、（４）、（５）の領域に形成いないので、第２態様と比べても視認性も向上する。
【００２３】
また、本発明の第４態様は、フィルム状感圧センサの背面周縁部に枠状の接着層が設置されてなる接着層付きフィルム状感圧センサであって、
前記フィルム状感圧センサが、矩形状の圧電フィルムと、前記圧電フィルムの背面に部分的に形成された検出電極と、前記圧電フィルムの前面に前記検出電極と重複するように形成された基準電位電極とを備え、
前記検出電極が、前記接着層の内側境界に跨って存在する第一枠状領域（前記（３）、（５）に相当）と当該第一枠状領域の内側に隣接する全領域（前記（４）に相当）とに連続して形成され、さらに前記第一枠状領域の外側に隣接し、前記接着層の内側周縁部に位置する第二枠状領域（前記（２）、（６）に相当）にも独立して形成されているものである。
【００２４】
当該第４態様では、前記（２）、（６）の領域のみ逆出力であるため、前記（２）、（６）の領域の出力と前記（３）、（４）、（５）の領域の出力とを差動(＝引き算)で検出することで、より高い感度を得ることができる。
【００２５】
また、本発明の第５態様は、フィルム状感圧センサの背面周縁部に枠状の接着層が設置されてなる接着層付きフィルム状感圧センサであって、
前記フィルム状感圧センサが、矩形状の圧電フィルムと、前記圧電フィルムの背面に部分的に形成された検出電極と、前記圧電フィルムの前面に前記検出電極と重複するように形成された基準電位電極とを備え、
前記検出電極が、前記接着層の内側境界に跨って存在する第一枠状領域（前記（３）、（５）に相当）に形成され、さらに当該第一枠状領域の外側に隣接し、前記接着層の内側周縁部に位置する第二枠状領域（前記（２）、（６）に相当）にも独立して形成されているものである。
【００２６】
当該第５態様では、検出電極が、第４態様と比べて前記（４）の領域を含んでいないので感度は落ちるが、電極面積が減るため、ノイズの影響は受けにくくなる。また、前記検出電極が、前記（４）の領域に形成されていないので、第４態様と比べて視認性も向上する。
【００２７】
また、本発明の第６態様は、第５態様において、前記第一枠状領域に形成された検出電極と前記第二枠状領域に形成された検出電極とが、略同一幅であるものである。
【００２８】
当該第６態様では、二つの検出電極の幅が略同一幅であるので、その電極付近に温度変化があったときに焦電性により発生する電荷はどちらも同じ量が検出される。一方、押圧時に圧電性により発生する電荷は二つの検出電極で互いに逆の出力として検出される。つまり、二つの検出電極間の差分を測定すれば、焦電性による出力はキャンセルできる。
【００２９】
また、本発明の第７態様は、第２、第３、第５又は第６態様のいずれかにおいて、前記圧電フィルムが、前記第一枠状領域の内側に矩形状の開口部を有するものである。
【００３０】
当該第７態様では、圧電フィルムが開口部を有するので、フィルム状感圧センサを表示装置の上に配置したときでも表示画面を圧電フィルムが覆わず、視認性が向上する。
【００３１】
また、本発明の第８態様は、第１態様〜第７態様態様において、前記検出電極を前記圧電フィルムの前面に、前記基準電位電極を前記圧電フィルムの背面に入れ替えて形成したものである。
【００３２】
当該第８態様では、前記検出電極と前記基準電位電極の上下位置関係を入れ変えても、第１態様〜第７態様の接着層付きフィルム状感圧センサのそれぞれの効果を同様に有する。
【００３３】
また、本発明の第９態様は、第１態様〜第８態様のいずれかに記載の接着層付きフィルム状感圧センサと、タッチ入力面を有し全面的に不透明なタッチパネルとを備え、当該タッチパネルと前記接着層付きフィルム状感圧センサとが別部材として積層されているタッチパッドである。
【００３４】
当該第９態様では、操作者がタッチした位置座標のみならず押圧力も検出することができ、
第１態様〜第７態様の接着層付きフィルム状感圧センサのそれぞれの効果に起因する効果を有する。
【００３５】
また、本発明の第１０態様は、第１態様〜第８態様のいずれかであり、かつ前記圧電フィルム、前記検出電極及び前記基準電位電極が透明である接着層付きフィルム状感圧センサと、タッチ入力面及び額縁状の装飾柄を有するタッチパネルとを備え、当該タッチパネルと前記接着層付きフィルム状感圧センサとが別部材として積層されているタッチ入力機能付き保護パネルである。
【００３６】
当該第１０態様では、操作者がタッチした位置座標のみならず押圧力も検出することができ、
第１態様〜第７態様の接着層付きフィルム状感圧センサのそれぞれの効果に起因する効果を有する。
【００３７】
また、本発明の第１１態様は、第１態様〜第８態様のいずれかであり、かつ前記圧電フィルム、前記検出電極及び前記基準電位電極が透明である接着層付きフィルム状感圧センサと、タッチ入力面及び額縁状の装飾柄を有するタッチパネルとを備え、当該タッチパネルを構成する位置検出用電極２層のうち一方を、前記圧電フィルムの前面に形成された電極が兼ねているタッチ入力機能付き保護パネルである。
【００３８】
当該第１１態様では、操作者がタッチした位置座標のみならず押圧力も検出することができ、
第１態様〜第７態様の接着層付きフィルム状感圧センサのそれぞれの効果に起因する効果を有する。また、第９態様と比べて電極を兼用する分、工数や厚みの減少が図れる。
【００３９】
また、本発明の第１２態様は、表示装置と、前記表示装置を覆う第１０態様又は第１１態様のいずれかのタッチ入力機能付き保護パネルと、前記タッチ入力機能付き保護パネルの外側からの嵌め込みを許容する段差を有するように凹入形成され、その底面に、前記表示装置のための凹部又は開口部、及び前記タッチ入力機能付き保護パネルの周縁部を支持する枠状の支持部を有する筐体とを備えた電子機器である。
【００４０】
当該第１２態様では、第１態様〜第８態様の接着層付きフィルム状感圧センサのそれぞれの効果に起因する効果を有する。
【発明の効果】
【００４１】
本発明は、上記したようにフィルム状感圧センサが、筐体に固定するための枠状の接着層と関連づけられた、特定の検出電極パターンを有する構成をとることによって、ノイズの影響は受けにくくなったり、感度がよくなったりするので、操作者がタッチした押圧力を高い精度で検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の第１実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサにおける検出電極の形成位置を示す説明図である。
【図２】本発明の第１実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサの断面図である。
【図３】位置座標と押圧力の両方を検出するタッチ入力機能付き保護パネルを示す断面図である。
【図４】タッチパネルの一例を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサにおける検出電極の形成位置を示す説明図である。
【図６】本発明の第２実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサの断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサにおける検出電極の形成位置を示す説明図である。
【図８】本発明の第３実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサの断面図である。
【図９】本発明の第４実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサにおける検出電極の形成位置を示す説明図である。
【図１０】本発明の第４実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサの断面図である。
【図１１】本発明の第５実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサにおける検出電極の形成位置を示す説明図である。
【図１２】本発明の第５実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサの断面図である。
【図１３】フィルム状感圧センサが電子機器に組み込まれた状態において、押圧時の各位置での撓み方及び電圧の変化量を示す図である。
【図１４】一般的なタッチ入力機能付き電子機器の例を示す図である。
【図１５】タッチ入力機能付き電子機器のタッチ入力面付近の一般な構造を示した断面図である。
【図１６】第２実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサの変化例を示す説明図である。
【図１７】第２実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサの変化例を示す断面図である。
【図１８】第３実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサの変化例を示す説明図である。
【図１９】第３実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサの変化例を示す断面図である。
【図２０】第５実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサの変化例を示す説明図である。
【図２１】第５実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサの変化例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
以下、本発明の各実施形態について図面を参照して説明する。
【００４４】
[第１実施形態] 
＜接着層付きフィルム状感圧センサ＞
まず、本実施形態の接着層付きフィルム状感圧センサ９の構成について説明する。
【００４５】
図１は、本発明の第１実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサにおける検出電極の形成位置を示す説明図である。図２は、本発明の第１実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサの断面図である。
第１実施形態の接着層付きフィルム状感圧センサ９は、図１及び図２に示すように、フィルム状感圧センサ１の背面周縁部に枠状の接着層８が設置されてなるものであって、前記フィルム状感圧センサ１が、矩形状の透明な圧電フィルム２と、前記圧電フィルム２の前面に全面的に形成された透明な基準電位電極３と、前記圧電フィルム２の背面に部分的に形成された透明な検出電極４とを備えている。
【００４６】
圧電フィルム２は、圧電性および透明性を有するものであれば、特に限定されないが、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フィルム、フッ化ビニリデン−三フッ化エチレン共重合体を含有するフィルム、およびポリフッ化ビニリデンを含有するフィルム等が挙げられる。これらのフィルムは、圧電性向上の観点から、延伸処理してもよい。ここで、延伸は、一軸方向の３〜１０倍延伸が好ましい。当該延伸処理は、慣用の方法によって行えばよい。また、その圧電性および透明性を害さない範囲で添加剤を含有してもよい。
【００４７】
上記のフッ化ビニリデン− 四フッ化エチレン共重合体を含有するフィルム、フッ化ビニリデン−三フッ化エチレン共重合体を含有するフィルム、およびポリフッ化ビニリデンを含有するフィルム等に圧電性を付与するには、分極処理を行えばよい。当該分極処理は、コロナ放電処理、または慣用の方法によって行うことができる。例えば、フィルムの両面から金属電極等で挟み込み、３０〜４００ＭＶ／ｍの直流電界、０．１秒〜６０分間の印加を実施する。
【００４８】
また、圧電フィルム２の厚さは、通常、１〜２００μｍである。とくに、透明性の観点から好ましくは５０μｍ以下であり、押圧力の検出感度の観点から好ましくは２０μｍ〜１００μｍである。圧電フィルム２は、単一層であってもよく、複数の層からなってもよい。
【００４９】
基準電位電極３としては、透明性を有するものであればよく、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウム・スズ）および酸化スズ等の無機材料、チオフェン系導電性ポリマー、ポリアニリンおよびポリピロール等の導電性ポリマーを用いることができる。
【００５０】
また、基準電位電極３は、圧電フィルム２に直接形成してもよいが、別途、ポリエチレンテレフタレートシート等の透明樹脂フィルム５上に形成してＰＳＡ（感圧型接着剤）等にて圧電フィルム２に貼り合わせるのが好ましい。
【００５１】
検出電極４としては、基準電位電極３と同様の材料を用いることができる。また、検出電極４を部分的に形成するには、全面形成後にフォトリソグラフィーやレーザー加工にて不要な部分を除去する方法のほか、印刷法により直接パターン形成する方法等が挙げられる。
【００５２】
また、検出電極４も、基準電位電極３と同様に、別途、ポリエチレンテレフタレートシート等の透明樹脂フィルム６上に形成してＰＳＡ等にて圧電フィルム２に貼り合わせるのが好ましい。
【００５３】
接着層８は、フィルム状感圧センサ１を電子機器１００の筐体１０３に固定するためのものであり、フィルム状感圧センサ１の背面周縁部に枠状に設置される。なお、本明細書において、枠状の接着層８は完全に閉じているものに限定されない。例えば、スマートフォン等のように表示画面近くにスピーカー等を備える場合、当該スピーカー等の配置箇所において枠状の接着層８が断絶していても構わない。接着層８としては、両面テープ、接着剤等を用いることができる。
【００５４】
第１実施形態において、検出電極４は、接着層８の内側境界に跨って存在する第一枠状領域５０（断面図中（３）、（５）の領域）と当該第一枠状領域５０の内側に隣接する全領域６０（断面図中（４）の領域）とに連続して形成されているものである。
【００５５】
本第１形態では、全面に検出電極を形成する場合と比べて第一枠状領域５０（断面図中（３）、（５）の領域）の外側に隣接し、接着層８の内側周縁部に位置する第二枠状領域７０（断面図中（２）、（６）の領域）を含んでいないので、第二枠状領域７０の逆出力が感度に悪影響を与えることを回避できる。したがって、操作者がタッチした押圧力を高い精度で検出することができる。
【００５６】
＜タッチ入力機能付き保護パネル＞
次に、上記接着層付きフィルム状感圧センサ９を用いたタッチ入力機能付き保護パネル１０２の構成について説明する。
【００５７】
タッチ入力機能付き保護パネル１０２は、図３に示すように、上記した接着層付きフィルム状感圧センサ９と、当該接着層付きフィルム状感圧センサ９の前面にＰＳＡ７により全面的に貼着され、額縁状の装飾柄を有するタッチパネル１１２とを備えている。
【００５８】
タッチパネル１１２は、操作者がタッチした位置座標を検出するものであり、方式は特に限定されない。例えば、抵抗膜方式又は静電容量方式のタッチパネルを用いることができる。ここでは、タッチパネル１１２として静電容量方式のタッチパネルを用いる例を説明する。静電容量方式のタッチパネル１１２は、例えば、入力面となる保護パネル本体１１３と、Ｘ座標検出用電極１１４ａが形成されたＸ座標検出用透明フィルム１１４と、Ｙ座標検出用電極１１４ａが形成されたＹ座標検出用透明フィルム１１５を順に積層し、ＰＳＡ７により貼り合わせたものである（図４参照）。
【００５９】
保護パネル本体１１３は、透視性、剛性、及び加工性に優れた材料、例えば、保護パネル本体の材質としては、例えば、ガラス板、ポリカーボネート系，ポリアミド系，ポリエーテルケトン系などのエンジニアリングプラスチック、アクリル系，ポリエチレンテレフタレート系，ポリブチレンテレフタレート系などのプラスチック板などを用いることができる。保護パネル本体１１３の背面には、額縁状の装飾柄１０２ａを有する加飾層１１３ａがインクを塗布することにより形成されている。なお、装飾柄１０２ａが設けられていない部分１０２ｂが透明窓部分となる。
【００６０】
加飾層１１３ａを構成するインクとしては、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、セルロースエステル系樹脂、アルキド樹脂などの樹脂をバインダーとし、適切な色の顔料又は染料を着色剤として含有する着色インクを用いるとよい。また、加飾層１１３ａは、塗布に代えて印刷により形成されてもよい。印刷により加飾層１１３ａ形成する場合、オフセット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷などの通常の印刷法を利用することができる。
【００６１】
＜電子機器＞
次に、上記タッチ入力機能付き保護パネル１０２を組み込んだ電子機器１００のタッチ入力面付近の構造について説明する。
【００６２】
図１５に示す電子機器１００は、表示装置１０１と、額縁状の装飾柄１０２ａを有して表示装置１０１を覆うタッチ入力機能付き保護パネル１０２と、前記タッチ入力機能付き保護パネル１０２の外側からの嵌め込みを許容する段差を有するように凹入形成され（パネル嵌め込み部１０５）、その底面に、前記表示装置１０１のための凹部１０５ａ、及び前記タッチ入力機能付き保護パネル１０２の周縁部を支持する枠状の支持部１０５ｂを有する筐体１０３とを備えている。
【００６３】
表示装置１０１は、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ、電子ペーパー等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）を用いることができる。
【００６４】
筐体１０３のパネル嵌め込み部１０５は、前記タッチ入力機能付き保護パネル１０２の外側からの嵌め込みを許容するため、段差を有するように凹入形成されている。パネル嵌め込み部１０５の底面には表示装置１０１を収納する凹部１０５ａを有し、当該凹部１０５ａの周囲の枠状の支持部１０５ｂ上で支持される前記タッチ入力機能付き保護パネル１０２によって、表示装置１０１を収納した凹部１０５ａを塞ぐ。なお、凹部１０５ａでなく、表示装置１０１の表示部が視認できる開口部でもよい。
【００６５】
筐体１０３は、合成樹脂製でもよし、アルミニウム等の金属製でもよい。また、前記る凹部１０５ａの底面のみ金属板で構成する等、合成樹脂と金属の複合品であってもよい。
【００６６】
以上、本発明の第１実施形態について説明したが、本発明は第１実施形態に限定されない。例えば、以下に説明する第２〜５実施形態が可能である。なお、第２〜５実施形態中、第１実施形態における符号と同じ符号を有する部材は、第１実施形態における部材と同様であり、その説明を省略する。
【００６７】
[第２実施形態] 
＜接着層付きフィルム状感圧センサ＞
図５は、本発明の第２実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサにおける検出電極の形成位置を示す説明図である。図６は、本発明の第２実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサの断面図である。
第２実施形態の接着層付きフィルム状感圧センサ９１は、図５及び図６に示すように、フィルム状感圧センサ１１の背面周縁部に枠状の接着層８が設置されてなるものであって、フィルム状感圧センサ１１が、矩形状の透明な圧電フィルム２と、圧電フィルム２の前面に全面的に形成された透明な基準電位電極３と、圧電フィルム２の背面に部分的に形成された透明な検出電極４１とを備えている。
【００６８】
第２実施形態における検出電極４１は、接着層８の内側境界に跨って存在する第一枠状領域５０のみに相当）に形成されているものである。
【００６９】
本第２実施形態では、第１実施形態と比べて第一枠状領域５０の内側に隣接する全領域６０（断面図中（４）の領域）を含んでいないのでその分だけ感度は落ちるが、電極面積が減るため、ノイズの影響は第１実施形態よりも受けにくくなる。また、検出電極４１が、前記領域６０（断面図中（４）の領域）に形成されていないので、第１実施形態と比べて視認性も向上する。
【００７０】
なお、検出電極４１としては、第１実施形態と同様の材料を用いることができるが、タッチパネル１１２が有する額縁状の装飾柄１０２ａで隠蔽されるため、不透明な材料でも構わない。例えば、アルミニウムや銅、銀、金などの蒸着やスパッタリング、もしくはめっきによって形成することが可能であり、タッチパネル１を安価に提供することができる。
【００７１】
＜タッチ入力機能付き保護パネル及び電子機器＞ 
フィルム状感圧センサの検出電極パターンを除き、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００７２】
[第３実施形態] 
＜接着層付きフィルム状感圧センサ＞
図７は、本発明の第３実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサにおける検出電極の形成位置を示す説明図である。図８は、本発明の第３実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサの断面図である。
第３実施形態の接着層付きフィルム状感圧センサ９２は、図７及び図８に示すように、フィルム状感圧センサ１２の背面周縁部に枠状の接着層８が設置されてなるものであって、フィルム状感圧センサ１２が、矩形状の透明な圧電フィルム２と、圧電フィルム２の前面に全面的に形成された透明な基準電位電極３と、圧電フィルム２の背面に部分的に形成された透明な検出電極４２とを備えている。
【００７３】
第３実施形態における検出電極４２は、接着層８の内側境界に跨って存在する第一枠状領域５０（断面図中（３）、（５）の領域）の外側に隣接し、接着層８の内側周縁部に位置する第二枠状領域７０（断面図中（２）、（６）の領域）のみに形成されているものである。
【００７４】
本第３実施形態では、第１実施形態とは逆に第二枠状領域７０（断面図中（２）、（６）の領域）の逆出力だけを検出するので、その他の領域の正出力が感度に悪影響を与えることを回避できる。また、電極面積が減るため、第２実施形態と同様にノイズの影響は受けにくくなる。さらに前記領域５０（断面図中（３）、（５）の領域）及び６０（断面図中（４）の領域）に形成されていないので、第２実施形態と比べても視認性も向上する。
【００７５】
なお、検出電極４２としては、第１実施形態と同様の材料を用いることができるが、タッチパネル１１２が有する額縁状の装飾柄１０２ａで隠蔽されるため、第２実施形態と同様の不透明な材料でも構わない。
【００７６】
＜タッチ入力機能付き保護パネル及び電子機器＞ 
フィルム状感圧センサの検出電極パターンを除き、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００７７】
[第４実施形態] 
＜接着層付きフィルム状感圧センサ＞ 
図９は、本発明の第４実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサにおける検出電極の形成位置を示す説明図である。図１０は、本発明の第４実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサの断面図である。
第３実施形態の接着層付きフィルム状感圧センサ９３は、図９及び図１０に示すように、フィルム状感圧センサ１３の背面周縁部に枠状の接着層８が設置されてなるものであって、フィルム状感圧センサ１３が、矩形状の透明な圧電フィルム２と、圧電フィルム２の前面に全面的に形成された透明な基準電位電極３と、圧電フィルム２の背面に部分的に形成された透明な検出電極４３とを備えている。
【００７８】
第４実施形態における検出電極４３は、接着層８の内側境界に跨って存在する第一枠状領域５０（断面図中（３）、（５）の領域）と当該第一枠状領域５０の内側に隣接する全領域６０（断面図中（４）の領域）とに連続して形成され、さらに第一枠状領域５０の外側に隣接し、接着層８の内側周縁部に位置する第二枠状領域７０（断面図中（２）、（６）の領域）にも独立して形成されているものである。
【００７９】
本第４実施形態では、第二枠状領域７０（断面図中（２）、（６）の領域）のみ逆出力であるため、第二枠状領域７０の領域の出力とその内側領域５０及び６０（断面図中（３）、（４）、（５）の領域）の出力とを差動(＝引き算)で検出することで、より高い感度を得ることができる。
【００８０】
＜タッチ入力機能付き保護パネル及び電子機器＞ 
フィルム状感圧センサの検出電極パターンを除き、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００８１】
[第５実施形態] 
＜接着層付きフィルム状感圧センサ＞ 
図１１は、本発明の第５実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサにおける検出電極の形成位置を示す説明図である。図１２は、本発明の第５実施形態に用いる接着層付きフィルム状感圧センサの断面図である。
第５実施形態の接着層付きフィルム状感圧センサ９４は、図１１及び図１２に示すように、フィルム状感圧センサ１４の背面周縁部に枠状の接着層８が設置されてなるものであって、フィルム状感圧センサ１４が、矩形状の透明な圧電フィルム２と、圧電フィルム２の前面に全面的に形成された透明な基準電位電極３と、圧電フィルム２の背面に部分的に形成された透明な検出電極４４とを備えている。
【００８２】
第５実施形態における検出電極４４は、検出電極４４が、接着層８の内側境界に跨って存在する第一枠状領域５０（断面図中（３）、（５）の領域）に形成され、さらに当該第一枠状領域５０の外側に隣接し、接着層８の内側周縁部に位置する第二枠状領域７０（断面図中（２）、（６）の領域）にも独立して形成されているものである。
【００８３】
本第５実施形態では、第４実施形態と比べて第一枠状領域５０の内側に隣接する全領域６０（断面図中（４）の領域）を含んでいないのでその分だけ感度は落ちるが、電極面積が減るため、ノイズの影響は第１実施形態よりも受けにくくなる。また、検出電極４４が、前記領域６０（断面図中（４）の領域）に形成されていないので、第４実施形態と比べて視認性も向上する。また、二つの検出電極の幅が略同一幅である場合、焦電性による出力はキャンセルできる。
なお、検出電極４４としては、第１実施形態と同様の材料を用いることができるが、タッチパネル１１２が有する額縁状の装飾柄１０２ａで隠蔽されるため、第２実施形態と同様の不透明な材料でも構わない。
【００８４】
＜タッチ入力機能付き保護パネル及び電子機器＞ 
フィルム状感圧センサの検出電極パターンを除き、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００８５】
また、第１〜第５実施形態以外にも、下記のような変形例も可能である。
【００８６】
[変形例１] 
例えば、第１〜第５実施形態では、検出電極４，４１，４２，４３，４４を圧電フィルム２の背面に、基準電位電極３を圧電フィルム２の前面に形成しているが、これに限定されない。すなわち、検出電極４，４１，４２，４３，４４を圧電フィルム２の前面に、基準電位電極３を圧電フィルム２の背面に入れ替えて形成することができる。
【００８７】
[変形例２] 
また、第１〜第５実施形態では、基準電位電極３を全面的に形成しているが、これに限定されない。基準電位電極３は、検出電極４，４１，４２，４３，４４と重複するように形成されていればよい。ここで、重複とは、検出電極４，４１，４２，４３，４４と完全一致して覆っている場合だけでなく、検出電極４，４１，４２，４３，４４より小さい面積の場合や、逆に大きい面積の場合も含む。
【００８８】
[変形例３] 
また、第１〜第５実施形態では、接着層付きフィルム状感圧センサとタッチ入力面を有するタッチパネルとが別部材として積層されているが、これに限定されない。例えば、タッチパネルを構成する位置検出用電極２層のうち一方を、圧電フィルムの前面に形成された電極が兼ねていてもよい。
【００８９】
[変形例４] 
また、第１〜第５実施形態では、圧電フィルム２が第一枠状領域５０の内側全体に亘って存在するが、これに限定されない。例えば、第２実施形態のフィルム状感圧センサ１１において第一枠状領域５０の内側に任意の大きさで矩形状の開口部２ａを有していてもよい（図１６及び図１７参照）。また、第３実施形態のフィルム状感圧センサ１２において第一枠状領域５０の内側に任意の大きさで矩形状の開口部２ａを有していてもよい（図１８及び図１９参照）。また、第５実施形態のフィルム状感圧センサ１４において第一枠状領域５０の内側に任意の大きさで矩形状の開口部２ａを有していてもよい（図２０及び図２１参照）。これらの場合、表示装置の上に配置したときの視認性が向上する。
【００９０】
[変形例５] 
＜タッチパッド＞ 
また、第１〜第５実施形態では、接着層付きフィルム状感圧センサ１４を、額縁状の装飾柄を有するタッチパネル１１２を組み合わせてタッチ入力機能付き保護パネル１０２としているが、全面的に不透明なタッチパネルと組み合わせ、背後に表示装置を配置しないタッチパッドとしてもよい。なお、この場合、圧電フィルム２、検出電極４，４１，４２，４３，４４  及び基準電位電極３は、透明でなくてもよい。
【００９１】
本発明の技術内容および技術的特徴は上記のように開示したが、本発明が属する技術分野における当業者であれば、本発明の教示および開示に基づいて、本発明の技術的思想に違わない様々な置換および付加を行うことは可能である。したがって、本発明の保護範囲は実施例に開示するものに限定されることなく、本発明に違わない様々な置換および付加が含まれるものであるとともに、別紙の特許請求の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００９２】
１，１１，１２，１３，１４  フィルム状感圧センサ
２  圧電フィルム
２ａ  開口部
３  基準電位電極
４，４１，４２，４３，４４  検出電極
５，６  透明樹脂フィルム
７  ＰＳＡ
８  接着層
９，９１，９２，９３，９４  接着層付きフィルム状感圧センサ
５０  第一枠状領域
６０  第一枠状領域の内側に隣接する全領域
７０  第二枠状領域
１００  タッチ入力機能付き電子機器
１０１  表示装置
１０２  タッチ入力機能付き保護パネル
１０２ａ  額縁状の装飾柄
１０３  筐体
１０５  パネル嵌め込み部
１０５ａ  凹部
１０５ｂ  支持部
１１２  タッチパネル
１１３  保護パネル本体
１１３ａ  加飾層
１１４  Ｘ座標検出用透明フィルム
１１５  Ｙ座標検出用透明フィルム
【図１】
2014134452.tif 000003
【図２】
2014134452.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2014134452.tif 000007
【図６】
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【図７】
2014134452.tif 000009
【図８】
2014134452.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2014134452.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2014134452.tif 000016
【図１５】
2014134452.tif 000017
【図１６】
2014134452.tif 000018
【図１７】
2014134452.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
2014134452.tif 000021
【図２０】
2014134452.tif 000022
【図２１】
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