(57)【要約】【課題】静電センサと圧電センサを兼備するタッチパネルにおいて不都合になるパネルが厚くなる点、光学特性が変わる点と製造コストが上がる点である。【解決手段】圧電体３１を使用する力測定と、静電容量方式の位置検出を備えたタッチパネル４０である。力測定は圧電体３１を間に挿んで配置された一対の電極１３、１２を使用する。位置検出は、一の電極１１と、他の電極１２を使用する。圧電体の上面側に１以上の上面電極１６を設け、圧電体の下面側に１以上の下面電極１７を設けている。力測定に使用する一対の電極のうち一の電極は下面電極であり、位置検出に使用する二の電極のうち少なくとも一の電極は上面電極である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電体を使用する力測定と、静電容量方式で投影型の位置検出を備えたタッチパネルにおいて、
力測定は板状の圧電体を間に挿んで配置された一対の電極を使用するものであり、一対の電極のそれぞれは導電体から構成されていて、圧電体の板状面がＸＹ平面に平行な面であり、圧電体と一対の電極の積層方向が上下方向であり、
位置検出は、ＸＹ平面上の一の方向に平行に配置された一群の導電体からなる一の電極と、ＸＹ平面上で前記一の方向と交差する方向に平行に配置された一群の他の導電体からなる他の電極を使用するものであり、
前記圧電体の上面側に１以上の上面電極を設け、前記上面電極を構成する導電体は、少なくともその一部分がＸＹ平面に平行な面である同一平面を形成していて、
前記圧電体の下面側に１以上の下面電極を設け、前記下面電極を構成する導電体は、少なくともその一部分がＸＹ平面に平行な面である同一平面を形成していて、
力測定に使用する一対の電極のうち一の電極は前記下面電極であり、
位置検出に使用する二の電極のうち少なくとも一の電極は前記上面電極であることを特徴とするタッチパネル。
【請求項２】
前記タッチパネルは金属製の枠を包含していて前記圧電体の下に前記枠が位置付けられているタッチパネルであって、
前記力測定に使用する一対の電極は測定電極と接地電極であり、
前記下面電極は前記枠であり、前記下面電極は単一の電極であり、かつ、前記下面電極は前記接地電極であることを特徴とする請求項１に記載したタッチパネル。
【請求項３】
前記タッチパネルは表示装置の表示面に載置して用いられるタッチパネルであり、前記表示装置は表示面から出射される可視光が直線偏光であり、
前記圧電体は位相差板であって前記圧電体である位相差板の遅相軸が、前記直線偏光の振動面に対して２０度から７０度の角度で配置して使用される請求項１又は２いずれかに記載したタッチパネル。
【請求項４】
前記タッチパネルは表示装置の表示面に載置して用いられるタッチパネルであり、前記表示装置は表示面から出射される可視光が直線偏光であり、
前記圧電体は位相差板であって前記圧電体のリタデーション値が１１０ｎｍ以上１７０ｎｍ以下である請求項１乃至３いずれかに記載したタッチパネル。
【請求項５】
前記タッチパネルは表示装置の表示面に載置して用いられるタッチパネルであり、前記表示装置は表示面から出射される可視光が直線偏光であり、
前記圧電体は位相差板であって前記圧電体のリタデーション値が８００ｎｍ以上３０，０００ｎｍ以下である請求項１乃至３いずれかに記載したタッチパネル。
【請求項６】
前記タッチパネルは表示装置を包含していて前記圧電体の下に前記表示装置が位置付けられているタッチパネルであって、
前記力測定に使用する一対の電極は測定電極と接地電極であり、
前記表示装置は、表示装置を構成する表示構成電極を含んでいて、
前記下面電極として前記表示構成電極を使用し、前記下面電極は単一の電極であり、かつ、前記下面電極は前記接地電極であることを特徴とする請求項１に記載したタッチパネル。
【請求項７】
請求項６に記載したタッチパネルであって、
前記表示装置は表示面から出射される可視光が直線偏光であり、
前記圧電体は位相差板であって、
前記圧電体である位相差板の遅相軸が、前記直線偏光の振動面に対して２０度から７０度の角度で配置された請求項６に記載したタッチパネル。
【請求項８】
請求項６又は７いずれかに記載したタッチパネルであって、
前記表示装置は表示面から出射される可視光が直線偏光であり、
前記圧電体は位相差板であって前記圧電体のリタデーション値が１１０ｎｍ以上１７０ｎｍ以下である請求項６又は７いずれかに記載したタッチパネル。
【請求項９】
請求項６又は７いずれかに記載したタッチパネルであって、
前記表示装置は表示面から出射される可視光が直線偏光であり、
前記圧電体は位相差板であって前記圧電体のリタデーション値が８００ｎｍ以上３０，０００ｎｍ以下である請求項６又は７いずれかに記載したタッチパネル。
【請求項１０】
位置検出に使用する前記一の電極を構成する一群の導電体は第一導電体であり、前記他の電極を構成する一群の他の導電体は第二導電体であり、
前記力測定に使用する一対の電極は測定電極と接地電極であり、
測定電極は一群の導電体である第三導電体から構成されていて、
前記上面電極と前記下面電極を一のＸＹ平面である仮想平面に投影した図である電極投影図上で、
第三導電体は第一導電体と平行に配置されていて、
第一導電体と第二導電体の交差領域を位置交差領域とし、
位置交差領域と第三導電体が離隔している請求項１に記載したタッチパネル。
【請求項１１】
第三導電体は広幅部と狭幅部が交互に連続していて、前記電極投影図上で、前記狭幅部が第二導電体と交差することを特徴とする請求項１０に記載したタッチパネル。
【請求項１２】
前記接地電極は位置検出に使用する前記一の電極又は前記他の電極と共通である請求項１、１０乃至１１いずれかに記載したタッチパネル。
【請求項１３】
前記接地電極は位置検出に使用する前記一の電極又は前記他の電極と共通であって、
前記一の電極を構成する第一導電体は広幅部と狭幅部が交互に連続していて、前記電極投影図上で、第一導電体の広幅部が第三導電体の広幅部と重畳することを特徴とする請求項１２に記載したタッチパネル。
【請求項１４】
一群の第四導電体からなる前記接地電極を有し、
第四導電体は広幅部と狭幅部が交互に連続していて、
前記電極投影図上で、第三導電体と第四導電体が互いの広幅部を重畳している請求項１、１０乃至１１いずれに記載したタッチパネル。
【請求項１５】
前記圧電体は局部的に圧電性を有する部材であり、前記圧電体に第三導電体が被さる前記圧電体の局部領域のみが圧電性を有する請求項１、１０乃至１２いずれかに記載したタッチパネル。
【請求項１６】
前記圧電体は局部的に圧電性を有する部材であり、前記圧電体に、第三導電体と第四導電体の重畳部分が被さる前記圧電体の局部領域のみが圧電性を有する請求項１４に記載したタッチパネル。
【請求項１７】
前記上面電極として、位置検出用の前記一の電極と位置検出用の前記他の電極を設け、
前記下面電極として、力測定用の測定電極を設けた請求項１、１０乃至１３、１５いずれかに記載したタッチパネル。
【請求項１８】
前記上面電極として、位置検出用の前記一の電極、位置検出用の前記他の電極及び力測定用の接地電極を設け、
前記下面電極として、力測定用の測定電極を設けた請求項１、１０乃至１１、１４、１６いずれかに記載したタッチパネル。
【請求項１９】
前記上面電極として、位置検出用の前記一の電極である受電電極と力測定用の測定電極を設け、
前記下面電極として、位置検出用の前記他の電極である送電電極を設けた請求項１、１０乃至１３、１５いずれかに記載したタッチパネル。
【請求項２０】
前記上面電極として、位置検出用の前記一の電極である受電電極を設け、
前記下面電極として、位置検出用の前記他の電極である送電電極及び力測定用の測定電極を設けた請求項１、１０乃至１３、１５いずれかに記載したタッチパネル。
【請求項２１】
前記上面電極として、位置検出用の前記一の電極である受電電極と力測定用の測定電極を設け、
前記下面電極として、位置検出用の前記他の電極である送電電極と力測定用の接地電極を設けた請求項１、１０乃至１１、１４、１６いずれかに記載したタッチパネル。
【請求項２２】
前記上面電極として、位置検出用の前記一の電極である受電電極と力測定用の接地電極を設け、
前記下面電極として位置検出用の前記他の電極である送電電極と力測定用の測定電極を設けた請求項１、１０乃至１１、１４、１６いずれかに記載したタッチパネル。
【請求項２３】
タッチパネルと表示装置からなる電子機器において、
請求項１、２、１０乃至１９いずれかに記載したタッチパネルであって、前記圧電体の直下に、接着剤を介して又は直接に前記下面電極が位置付けられているタッチパネルを、前記表示装置の表示面に載置した電子機器。
【請求項２４】
タッチパネルと表示装置からなる電子機器において、
請求項４に記載したタッチパネルであって、前記圧電体の直下に、接着剤を介して又は直接に前記下面電極が位置付けられているタッチパネルを、前記表示装置の表示面に載置している電子機器。
【請求項２５】
タッチパネルと表示装置からなる電子機器において、
請求項５に記載したタッチパネルであって、前記圧電体の直下に、接着剤を介して又は直接に前記下面電極が位置付けられているタッチパネルを、前記表示装置の表示面に載置している電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電体を使用する力測定と静電容量方式の位置検出を備えたタッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
タッチパネルにあって静電センサは入力位置を検出する。圧電センサは押圧力を測定する。
【０００３】
従来、静電センサと圧電センサを兼備し、位置検出と力測定を行うタッチパネルが知られている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。これら従来のタッチパネルは圧電センサの上面又は下面に静電センサが重ねられている。２種のセンサを単に重ね合わせただけでは、タッチパネルが厚くなり、透明性などの光学特性が変わり、製造コストも上がる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２２１７２０号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０８４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする問題点は、静電センサと圧電センサを兼備するタッチパネルにおいて不都合になるパネルが厚くなる点、光学特性が変わる点と製造コストが上がる点である。
【０００６】
本発明のその他の課題は、本発明の説明により明らかになる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一の態様にかかるタッチパネルは、圧電体を使用する力測定と、静電容量方式で投影型の位置検出を備えたタッチパネルにおいて、
力測定は板状の圧電体を間に挿んで配置された一対の電極を使用するものであり、一対の電極のそれぞれは導電体から構成されていて、圧電体の板状面がＸＹ平面に平行な面であり、圧電体と一対の電極の積層方向が上下方向であり、
位置検出は、ＸＹ平面上の一の方向に平行に配置された一群の導電体からなる一の電極と、ＸＹ平面上で前記一の方向と交差する方向に平行に配置された一群の他の導電体からなる他の電極を使用するものであり、
前記圧電体の上面側に１以上の上面電極を設け、前記上面電極を構成する導電体は、少なくともその一部分がＸＹ平面に平行な面である同一平面を形成していて、
前記圧電体の下面側に１以上の下面電極を設け、前記下面電極を構成する導電体は、少なくともその一部分がＸＹ平面に平行な面である同一平面を形成していて、
力測定に使用する一対の電極のうち一の電極は前記下面電極であり、
位置検出に使用する二の電極のうち少なくとも一の電極は前記上面電極であることを特徴とする。
【０００８】
本発明にあって、一群の導電体は単一の個体であってもよく、複数の個体であってもよい。上面電極に包含される電極数は１でも、２でも、３でもよい。下面電極に包含される電極数は１でも、２でも、３でもよい。また、単一のタッチパネルにあって、上面電極に包含される電極数と下面電極に包含される電極数の和は、３又は４のいずれかである。
【０００９】
本発明にあって、力測定とはタッチパネルが指、スタイラスペンなどで押圧された場合の押圧力である力の測定をいう。位置検出とはタッチパネルが指、スタイラスペンなどで押圧された場合の、タッチパネル上の押圧位置の検知をいう。また、本発明においてタッチパネルは通常、透明である。透明は光透過性を有することを意味し、より具体的には、ＡＳＴＭ  Ｄ１００３に記載の方法で測定した全光線透過率が４０％以上であることを意味する。さらに、タッチパネルは不透明の場合もある。
【００１０】
本発明の好ましい第一実施態様にかかるタッチパネルは、
本発明にかかる前記タッチパネルが、金属製の枠を包含していて前記圧電体の下に前記枠が位置付けられているタッチパネルであって、
前記力測定に使用する一対の電極は測定電極と接地電極であり、
前記下面電極は前記枠であり、前記下面電極は単一の電極であり、かつ、前記下面電極は前記接地電極であってもよい。
【００１１】
第一実施態様にかかるタッチパネルは、タッチパネルを筐体などに取付けるための枠を接地電極として利用するものである。当該枠は、従来から、通常タッチパネルに取付けられている。第一実施態様にかかるタッチパネルは、下面電極としての専用部品が不必要だから、光学特性をより一層保持できるタッチパネルとなる等の利点を有する。
【００１２】
本発明の好ましい第二実施態様にかかるタッチパネルは、
表示装置の表示面に載置して用いられるタッチパネルであって、前記表示装置は表示面から出射される可視光が直線偏光である。同時に、前記タッチパネルを構成する前記圧電体は位相差板であり、前記圧電体である位相差板の遅相軸が、前記直線偏光の振動面に対して２０度から７０度の角度で配置されて使用されてもよい。そして、前記圧電体のリタデーション値が、
(1)１１０ｎｍ以上１７０ｎｍ以下、または
(2)８００ｎｍ以上３０，０００ｎｍ以下のいずれかであってもよい。
【００１３】
一般に、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のように、表示面から直線偏光が出射される表示装置を、偏光サングラスを着用して観察すると、表示面から出射される光の振動軸と偏光サングラスの吸収軸が合致した場合に表示面が見えなくなる現象（ブラックアウト）が生じる。
【００１４】
従来、ブラックアウトを除去するために、表示装置の前面に１／４位相差板を配置し、光の偏光状態を変えている（例えば特開平６−２５８６３３号公報）。
【００１５】
本発明の好ましい第二実施態様にかかるタッチパネルの用途は、表示装置の表示面に載置して用いるものである。当該タッチパネルは圧電体に位相差板の性質を付与したものである。圧電体は力測定手段として働くと同時に、表示装置から出射される可視光の変更状態を変える手段として働く。
【００１６】
本好ましい実施態様では、位相差板の遅相軸と直線偏光の振動面が一定の角度をなす配置とされるので、直線偏光の偏光状態を適切に変化させうる。位相差板の遅相軸と直線偏光の振動面がなす角度は、両者が交差して作る二の角のうちで角度数値が小さい方を指す。直線偏光の振動面は、通常は、表示装置の光路中に位置する偏光手段のなかで、観察位置に最も近い位置にある偏光手段の吸収軸と直交する関係にある。
【００１７】
圧電体のリタデーション値を(1)１１０ｎｍ以上１７０ｎｍ以下の範囲にすれば、可視光の光が円偏光または楕円偏光に偏光されるので、ブラックアウトの問題は回避される。また、圧電体のリタデーション値を(2)８００ｎｍ以上３０，０００ｎｍ以下の範囲にすれば、可視光の光は、自然光に近い状態に変換されて圧電体から出射される。その結果、偏光サングラスをかけて表示部材を観察しても、色味の変化を伴わないで表示部材を観察できる。
【００１８】
どちらの場合も、圧電体を通過した表示装置の出射光にブラックアウトは生じない。つまり、このタッチパネルは一定の表示装置と共に使用すれば、ブラックアウト除去のための専用の位相差板を設けなくてすむという特有の効果がある。
【００１９】
圧電体に位相差板として性質を付与するには、例えば、フィルム状態の圧電体を一軸延伸すればよい。通常、一軸延伸の操作を加えた後に、分極操作用の電圧を負荷する分極操作を行う。
【００２０】
表示面から出射される可視光が直線偏光である表示装置は、出射光の光路途中に偏光板や偏光フィルムなどの偏光手段を備えた表示装置である。表示面から出射される可視光が直線偏光である表示装置として、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）が挙げられる。
【００２１】
本発明の好ましい第三実施態様にかかるタッチパネルは、
本発明にかかる前記タッチパネルが表示装置を包含していて前記圧電体の下に前記表示装置が位置付けられているタッチパネルであって、
前記力測定に使用する一対の電極は測定電極と接地電極であり、
前記表示装置は、表示装置を構成する表示構成電極を含んでいて、
前記下面電極として前記表示構成電極を使用し、前記下面電極は単一の電極であり、かつ、前記下面電極は前記接地電極であってもよい。
【００２２】
第三実施態様にかかるタッチパネルは、ＬＣＤ等の表示装置を包含しているタッチパネルであって、当該表示装置に本来含まれている表示構成電極をタッチパネル用の接地電極として、兼用するものである。このような表示構成電極として、例えば、ＶＡ駆動方式ＬＣＤにおけるＣＯＭ電極、ＩＰＳ駆動方式ＬＣＤにおけるチャージ防止電極を挙げることができる。当該表示構成電極は、従来から、通常ＬＣＤに含まれている。第二実施態様にかかるタッチパネルは、下面電極としての専用部品が不必要だから、光学特性をより一層保持できるタッチパネルとなる等の利点を有する。
【００２３】
本発明の第三実施態様にかかる表示装置を含むタッチパネルを実施するにあたっては、
前記表示装置が一定の表示装置であり、前記圧電体である位相差板の遅相軸が、前記直線偏光の振動面に対して２０度から７０度の角度で配置されてもよく、また、圧電体が一定のリタデーション値を持つ位相差板であってもよい。この好ましい副たる実施態様にかかる表示装置を含むタッチパネルは、上記第二実施態様にかかるタッチパネルを表示装置に載置した電子機器と同一の効果を奏する。
【００２４】
本発明の好ましい第四実施態様にかかるタッチパネルは、
位置検出に使用する前記一の電極を構成する一群の導電体は第一導電体であり、前記他の電極を構成する一群の他の導電体は第二導電体であり、
前記力測定に使用する一対の電極は測定電極と接地電極であり、
測定電極は一群の導電体である第三導電体から構成されていて、
前記上面電極と前記下面電極を一のＸＹ平面である仮想平面に投影した図である電極投影図上で、
第三導電体は第一導電体と平行に配置されていて、
第一導電体と第二導電体の交差領域を位置交差領域とし、
位置交差領域と第三導電体が離隔していてもよい。
【００２５】
第四実施態様にかかるタッチパネルは、位置交差領域と第三導電体が離隔している。すなわち、位置交差領域に、圧測定にかかる測定電極が覆いかぶさることなきようにして、静電センサである位置検出感度の維持を図っている。
【００２６】
第一導電体は受電電極を構成してもよく、送電電極を構成してもよい。
【００２７】
本発明の好ましい第五実施態様にかかるタッチパネルは、
第三導電体は広幅部と狭幅部が交互に連続していて、前記電極投影図上で、前記狭幅部が第二導電体と交差するものであってもよい。
【００２８】
第五実施態様にかかるタッチパネルは、力測定にかかる測定電極の面積を広くしているので、力測定感度が上がる利点を有する。
【００２９】
本発明の好ましい第六実施態様にかかるタッチパネルは、
前記接地電極が位置検出に使用する前記一の電極又は前記他の電極と共通であってもよい。すなわち、位置検出に使用する２の電極のなかでいずれかの電極を接地電極と兼用するものである。当該兼用される電極は、圧測定を行う時間は接地され、位置検出を行う時間は位置検出回路に接続される。
【００３０】
第六実施態様にかかるタッチパネルは、電極の数が減少するので、電極作成にかかる各種コストが減少し、また、透明性など光学特性を維持できるという利点を有する。
【００３１】
本発明の好ましい第七実施態様にかかるタッチパネルは、
前記接地電極が、位置検出に使用する前記一の電極又は前記他の電極と共通であって、
前記一の電極を構成する第一導電体は広幅部と狭幅部が交互に連続していて、前記電極投影図上で、第一導電体の広幅部が第三導電体の広幅部と重畳するものであってもよい。
【００３２】
本発明の好ましい第七実施態様にかかるタッチパネルは、第四実施態様にかかるタッチパネルの特徴と第五実施態様にかかるタッチパネルの特徴を兼ね備えるものであるから、圧測定感度が上がる利点と、電極作成にかかる各種コストが減少し、また、透明性など光学特性を維持できるという利点を有する。
【００３３】
本発明の好ましい第八実施態様にかかるタッチパネルは、
一群の第四導電体からなる前記接地電極を有し、
第四導電体は広幅部と狭幅部が交互に連続していて、
前記電極投影図上で、第三導電体と第四導電体が互いの広幅部を重畳していてもよい。
【００３４】
第八実施態様にかかるタッチパネルは、その他の特徴に加えて前記電極投影図上で第三導電体と第四導電体が互いの広幅部を重畳しているから、圧測定に関与する電極の面積をより一層増加させていて、かつ、圧電体の局部的な挟み込みがより一層確実となることに起因して圧電体の電気変化をより一層高感度に測定できる利点がある。
【００３５】
本発明の好ましい第九実施態様にかかるタッチパネルは、
前記圧電体は局部的に圧電性を有する部材であり、前記圧電体に第三導電体が被さる前記圧電体の局部領域のみが圧電性を有するものであってもよい。
【００３６】
第九実施態様にかかるタッチパネルは、押圧により圧電体に発生する電気が位置検出を妨害することがないので、位置検出の精度維持、感度向上の利点がある。
【００３７】
本発明の好ましい第十実施態様にかかるタッチパネルは、
前記圧電体は局部的に圧電性を有する部材であり、前記圧電体に、第三導電体と第四導電体の重畳部分が被さる前記圧電体の局部領域のみが圧電性を有するものであってもよい。
【００３８】
第十実施態様にかかるタッチパネルは、押圧により圧電体に発生する電気が位置検出を妨害することなく、より一層、位置検出の精度維持、感度向上の利点がある。
【００３９】
本発明のその他の好ましい実施態様にかかるタッチパネルは、前記上面電極と前記下面電極の組合せが、図６として図示する表に記載した組合せであってもよい。
【００４０】
本発明のその他の好ましい実施態様にかかるタッチパネルは、前記上面電極と前記下面電極の好ましい配置組合せを持つものである。
【００４１】
本発明の他の態様にかかる電子機器は、
タッチパネルと表示装置からなる電子機器において、
本発明にかかるタッチパネルであって、前記圧電体の直下に、接着剤を介して又は直接に前記下面電極が位置付けられているタッチパネルを、前記表示装置の表示面に載置したものである。
【００４２】
本発明の他の態様にかかる電子機器は、本発明にかかるタッチパネルの好適な利用・適用機器を示している。
【００４３】
本発明の好ましい実施態様にかかる電子機器は、
前記表示装置が一定の表示装置であり、圧電体が一定のリタデーション値を持つ位相差板であって、前記圧電体である位相差板の遅相軸が、前記直線偏光の振動面に対して一定の角度で配置されていてもよい。
【００４４】
本好ましい実施態様にかかる電子機器は、上記第二実施態様にかかるタッチパネルを表示装置に載置した電子機器と同一の効果を奏する。当該効果はまた、好ましい副たる実施態様にかかる表示装置を含むタッチパネルの効果と同一である。
【００４５】
以上説明した本発明、本発明の好ましい実施態様、これらに含まれる構成要素は可能な限り組み合わせて実施することができる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明にかかるタッチパネルは力測定と位置検出を備えたものであり、その他の発明特定事項に加えて、圧電体の上面側に、部分的に同一平面を形成する一以上の上面電極を設け、圧電体の下面側に、部分的に同一平面を形成する一以上の下面電極を設け、力測定に使用する一対の電極のうち一の電極は下面電極であり、位置検出に使用する二の電極のうち少なくとも一の電極は上面電極であるから、パネルは薄くなり、光学特性が維持され、製造コストが低廉化する利点を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１はタッチパネルの説明図である。
【図２】図２は上面電極、下面電極と電極投影図の説明図である。
【図３】図３はタッチパネルと表示装置からなる電子機器の断面説明図である。
【図４】図４は被組込み対象物の構成品を電極に使用するタッチパネルの説明図であり、図４（ａ）は枠を包含するタッチパネルの断面説明図であり、図４（ｂ）は表示装置を包含するタッチパネルの断面説明図である。
【図５】図５は表示装置と一体となった一体型タッチパネルにおける下面電極組込み位置を説明する断面説明図である。
【図６】図６は電極の配置組合せを示す表である。
【図７】図７は電極パターンの一例を示す説明図である。
【図８】図８は電極パターンの他の一例を示す説明図である。
【図９】図９は電極パターンのその他の一例を示す説明図である。
【図１０】図１０は電極形成態様を説明するタッチパネルの断面説明図である。
【図１１】図１１は位置検出と力測定回路の一例を示す回路説明図である。
【図１２】図１２は位置検出と力測定回路の他の一例を示す回路説明図である。
【図１３】図１３はＬＣＤ６００とタッチパネルからなる電子機器４６１の説明図である。
【図１４】図１４はＯＬＥＤ７０とタッチパネルからなる電子機器４６２の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、図面を参照して本発明の実施例にかかるタッチパネルと電子機器をさらに説明する。本明細書において参照する各図は、本発明の理解を容易にするため、一部の構成要素を誇張して表すなど模式的に表しているものがある。このため、構成要素間の寸法や比率などは実物と異なっている場合がある。また、本発明の実施例に記載した部材や部分の寸法、材質、形状、その相対位置などは、とくに特定的な記載のない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。
【００４９】
図１はタッチパネル４０の説明図であり、図１（ａ）はタッチパネル４０の断面図、図１（ｂ）は上面電極１６の平面図、図１（ｃ）は圧電体３１の平面図、図１（ｄ）は下面電極１７の平面図である。図２は上面電極１６、下面電極１７と電極投影図２０の説明図であり、図２（ａ）は上面電極１６の平面図である。図２（ｂ）は上面電極１６の断面図であって、その切断面は（ａ）中に矢印Ｏ、Ｐで示している。図２（ｃ）は上面電極１６の断面図であって、その切断面は（ａ）中に矢印Ｑ、Ｒで示している。図２（ｄ）は下面電極１７の平面図である。図２（ｅ）は電極投影図２０である。
【００５０】
タッチパネル４０は圧電体３１を使用する力測定と静電容量方式の位置検出機能を備えている。位置検出は交差して配置された２種の電極を用いる投影型である。力測定は圧電体３１の上面に配置された電極と下面に配置された電極を一対として用いて行う。
【００５１】
圧電体３１は板状であり、その厚さは１μｍ〜２００μｍである。圧電体３１を構成する材料としては、セラミック圧電材料、フッ化物重合体、またはその共重合体、さらには、キラリティーを有する高分子材料などが挙げられる。セラミック圧電材料としては、チタン酸バリウム、チタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、タングステン酸ナトリウム、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、ニオブ酸ナトリウム、チタン酸ビスマスなどが挙げられる。フッ化物重合体、またはその共重合体としては、ポリフッ化ビニリデン、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−トリフルオロエチレン共重合体が挙げられる。キラリティーを有する高分子材料としては、Ｌ型ポリ乳酸や、Ｒ型ポリ乳酸などが挙げられる。
【００５２】
本願発明と本明細書、図面にあって、圧電体４０の板状面と平行な面をＸＹ平面と呼ぶ。Ｘ軸とＹ軸の方向は任意に定めることができるが、便宜上、図１（ｃ）中に示した破線矢印５１の方向をＸ軸方向、破線矢印５２の方向をＹ軸方向とする。
【００５３】
圧電体３１の上面に上面電極１６が設けられ、下面に下面電極１７が設けられている。上面電極１６、圧電体３１と下面電極１７の積層方向を上下方向と呼ぶ。図１（ａ）中に破線矢印５３で上方向を示している。
【００５４】
支持フィルム３２１の下面側に一群の第一導電体１ａ、１ｂ、１ｃと一群の第三導電体３ａ、３ｂ、３ｃが形成されている。一群の第一導電体は、受電電極（Ｒｘ）１１を構成している。一群の第三導電体は、測定電極（Ｓｘ）１３を構成している。一群の第一導電体の支持フィルムに接触している面（以下導電体が支持フィルムなどの支持体に接触している面を「支持底面」と呼ぶ）１０１と一群の第三導電体の支持底面１０３は同一平面上に在る。当該平面はＸＹ平面とほぼ平行な面である。
【００５５】
受電電極（Ｒｘ）１１を構成する第一導電体１は、短冊形状であり、その長手方向はＹ軸５２に平行に配置されている。
【００５６】
支持フィルム３２２の上面側に一群の第二導電体２ａ、２ｂ、２ｃが形成されている。一群の第二導電体は、送電電極（Ｔｘ）１２を構成している。送電電極（Ｔｘ）を構成する第二導電体２は短冊形状であり、その長手方向はＸ軸５１にほぼ平行に配置されている。第一導電体１と第二導電体を単一のＸＹ平面に投影すると、両者は交差する。すなわち、受電電極（Ｒｘ）１１と送電電極（Ｔｘ）１２は交差してマトリックスを形成している。ここで両者の交差角度（二本の直線が交差して作る二の角度のうち角度数値が小さい角度）は、通常、０度を超える値から９０度以下であり、好ましくは６０度以上９０度以下、より好ましくは８５度以上９０度以下、最も好ましくは９０度である。
【００５７】
圧電体３１の上面側に配置される電極を上面電極１６と呼ぶ。圧電体３１の下面側に配置される電極を下面電極１７と呼ぶ。図１に図示したタッチパネル４０にあって、上面電極１６は２種存在し、受電電極（Ｒｘ）１１と測定電極（Ｓｘ）１３である。下面電極１７は１種存在し、送電電極（Ｔｘ）１２である。
【００５８】
力測定に使用する電極は一対の電極である。一対の電極は圧電体３１の上面側に一の電極を配置し、圧電体３１の下面側に他の電極を配置する。つまり一対の電極は圧電体３１を間に挿んで配置される。タッチパネル４０にあっては、測定電極（Ｓｘ）１３が上面側に配置された一の電極である。他の電極は下面側に配置された送電電極（Ｔｘ）１２を接地して、当該電極を接地電極（ＧＮＤ）として使用する。ここにおいて、力測定に使用する一対の電極のうち接地電極は、下面電極である送電電極１２である。
【００５９】
位置検出に使用する電極は、受電電極（Ｒｘ）１１と送電電極（Ｔｘ）１２である。送電電極（Ｔｘ）は接地から切断され、送信信号電圧が印荷される。ここにおいて位置検出に使用する二の電極のうち少なくとも一の電極は、上面電極である受電電極１１である。
【００６０】
図２を参照しつつ他の電極配置、組合せを持つ、上面電極、下面電極と電極投影状態を説明する。
【００６１】
図２（ａ）に図示した上面電極１６は受電電極（Ｒｘ）１１と送電電極（Ｔｘ）１２を有する。受電電極（Ｒｘ）１１は支持フィルム３２３上に形成された一群の第一導電体１ａ、１ｂ、１ｃから構成される。第一導電体１ａ、１ｂ、１ｃは短冊形状であり、その長手方向はＹ軸に平行に配置されている。送電電極（Ｔｘ）１２は同一の支持フィルム３２３上に形成された一群の第二導電体２ａ、２ｂ、２ｃから構成される。第二導電体２ａ、２ｂ、２ｃは短冊形状であり、その長手方向はＸ軸にほぼ平行に配置されている。
【００６２】
第一導電体１と第二導電体２の交差点には絶縁体３４が挿まれている。図２（ａ）、（ｂ）を参照して、支持フィルム３２３の上に第二導電体２が形成され、第二導電体の一部分の上に絶縁体３４が被せられ、絶縁体３４を介在して第一導電体１が交差する方向に形成されている。
【００６３】
第一導電体１は絶縁体３４に接触している部分と支持底面１０１が長手方向に交互に連続している。第一導電体１の支持底面１０１と第二導電体２の支持底面１０２は同一平面上にある。当該平面は支持フィルム３２３の表面である。また当該平面はＸＹ平面と平行な面である。
【００６４】
図２（ｄ）に図示した下面電極１７は、測定電極（Ｓｘ）を有する。測定電極（Ｓｘ）１３は支持フィルム３２４上に形成された一群の第三導電電極３ａ、３ｂ、３ｃから構成される。第三導電電極３ａ、３ｂ、３ｃは短冊形状であり、その長手方向はＹ軸に平行に配置されている。
【００６５】
図２（ｅ）は上面電極１６と下面電極１７を単一の仮想平面に投影した電極投影図２０を示している。当該仮想平面はＸＹ平面に平行な面である。
【００６６】
電極投影図２０にあって、第一導電体１ｂ、１ｃは第三導電体３ａ、３ｂ、３ｃと平行に配置されている。
【００６７】
また電極投影図２０にあって、第一導電体１と第二導電体２の交差領域を位置交差領域２１と名付けている。位置交差領域２１に挿まれている絶縁体３４は図示を省略している。位置交差領域２１と第三導電体３は離隔している。このように配置すれば、静電容量測定方式による位置検出の感度が維持されるので好ましい。
【００６８】
図２に図示した下面電極１７において、第三導電体３はその長手方向をＸ軸方向に配置してもよい。
【００６９】
さらに力測定用接地電極を付け加える場合を説明する。力測定用接地電極は第四導電体により構成される。電極投影図にあって、位置交差領域２１は第三導電体３と離隔することに加えて、位置交差領域２１は第四導電体４と離隔する配置にすることが好ましい。このように電極を配置することにより力測定用接地電極を付け加えても位置検出の感度が維持される。
【００７０】
タッチパネル４０は、表示装置の表面に取付けて使用される。図３は、タッチパネル４０と表示装置６０からなる電子機器４６の断面説明図である。タッチパネル４０は圧電体３１の上面に上面電極１６を配置し、圧電体３１の下面に下面電極１７を有している。圧電体３１と下面電極１７は接着剤により貼着している場合がある。すなわち圧電体３１の直下に接着剤を介して下面電極１７が位置付けられている。
【００７１】
また、圧電体３１と下面電極１７は、例えば、フレーム等によって圧着されている場合もある。すなわち圧電体３１の直下に直接下面電極１７が位置付けられている。
【００７２】
タッチパネル４０の上面に、例えばガラス製の表面部材３３が配置されている。
【００７３】
表示装置６０はＬＣＤ（液晶ディスプレイ）の例を図示している。表示装置６０は上偏光板６１、上ガラス６３と下ガラス６５の間に封入された液晶６４、下偏光板６２を有する。上偏光板６１の上面が表示面であり、当該表示面にタッチパネル４０が載置されている。
【００７４】
表示装置６０はＬＣＤに限定されず公知の表示装置を使用できる。公知の表示装置として、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）を挙げることができる。
【００７５】
電子機器４６は、携帯電話機、デジタルカメラ、券売機、金融機関のＡＴＭ等に使用することができる。
【００７６】
以上説明した電子機器４６は、いわゆる外付け型タッチパネルに相当するものである。
【００７７】
タッチパネルの下面電極は、タッチパネルを構成する専用部品のみならず、被組込み対象物の構成品を使用することもできる。
【００７８】
力測定の感度を上げるために、タッチパネル４０と表示装置６０の間に複数の突起物（バンプ）を配置してもよい。バンプを形成すれば、指でタッチパネルを押下したときにタッチパネルがより大きく撓むため、力検出の感度が向上する。
【００７９】
また、タッチパネル４０と表示装置６０のいずれか少なくとも一方にはＡＲ処理が施されていてもよい。さらには、タッチパネル４０と表示装置６０の間にＡＲ処理が施されたフィルムなどが配置されていてもよい。ＡＲ処理とは、基材の表面にシリカやフッ化物からなる無機薄膜や、フッ素樹脂等からなる有機薄膜を形成したり、基材の表面にナノ〜サブミクロンオーダの凹凸を形成したりする処理のことである。上記のような処理を施すと、タッチパネルの表面反射やディスプレイの表面反射を抑えることができる。
【００８０】
図４は被組込み対象物の構成品を電極に使用するタッチパネルの説明図であり、図４（ａ）は枠を包含するタッチパネルの断面説明図であり、図４（ｂ）は表示装置を包含するタッチパネルの断面説明図である。
【００８１】
図４（ａ）を参照して、枠を包含したタッチパネル４１は圧電体３１の上面側に上面電極１６、表面部材３３を有する。タッチパネル４１は、タッチパネル４１を筐体等に取付けるための枠４４を有する。枠４４は圧電体３１の下面側に位置付けられている。
【００８２】
枠４４の平面形状は額縁状である。すなわち、中央部分は貫通している。枠４４は金属製であり、通常はステンレス鋼の板である。
【００８３】
タッチパネル４１は枠４４を下面電極として使用する。当該枠４４にかかる下面電極１７は電極種が一種であり、接地電極（ＧＮＤ）である。上面電極１６は３種の電極種を有する。すなわち、位置検出に使用する一の電極、他の電極と力測定用の測定電極である。
【００８４】
枠を包含したタッチパネル４１は表示装置の表示面に載置して、電子機器として使用される。タッチパネル４１は圧電体３１の直下に、接着剤や粘着剤を介して又は直接に枠４４である下面電極１７が位置付けられている。
【００８５】
図４（ｂ）を参照して、表示装置を包含したタッチパネル４２は圧電体３１の上面側に上面電極１６、表面部材３３を有する。圧電体３１は表示装置６０の上に載置されている。
【００８６】
表示装置６０の表示面付近に下面電極１７が在る。下面電極１７は表示制御に関わる電極と併用できる。すなわち、表示装置６０がＶＡ（Vertical Alignment）駆動方式のＬＣＤの場合に、下面電極１７はＣＯＭ電極（共通電極）と併用できる。表示装置６０がＩＰＳ（In-Place-Switching）駆動方式のＬＣＤの場合に、下面電極１７はチャージ防止電極と併用できる。
【００８７】
タッチパネル４２は、タッチパネルにおける下面電極を持たず、表示構成電極４５を下面電極として使用する。タッチパネル４２にあって、下面電極は電極種が一種であり、接地電極（ＧＮＤ）である。タッチパネル４２が圧測定を行う時間に、表示構成電極は接地され、接地電極（ＧＮＤ）の役割を担う。
【００８８】
上面電極１６は３種の電極種を有する。すなわち、位置検出に使用する一の電極、他の電極と力測定用の測定電極である。
【００８９】
本発明にかかるタッチパネルにおける下面電極は、タッチパネルと表示装置が一体となった一体型タッチパネルの場合には、表示装置に内蔵されてもよい。図５は表示装置と一体となった一体型タッチパネルにおける下面電極組込み位置を説明する断面説明図である。
【００９０】
一体型タッチパネルは圧電体３１の上側に上面電極１６、表面部材３３を有する。タッチパネル用電極内蔵表示装置５９はＬＣＤの場合を図示している。ＬＣＤであるタッチパネル用電極内蔵表示装置５９は、上ガラス６３と下ガラス６５の間に液晶６４を封止している。上ガラス６３の上に上偏光板６１を配置し、下ガラス６５の下に下偏光板６２を配置している。
【００９１】
上偏光板６１と下偏光板６２は複数のフィルムを積層したものである。
【００９２】
タッチパネル用電極内蔵表示装置５９の中に、下面電極を組込み可能な位置を７個の矢印（矢印８１、矢印８２・・・矢印８７）で示している。
【００９３】
上偏光板６１は複数のフィルムを積層したものであるから、矢印８１、矢印８２、矢印８３で示したフィルム間に下面電極を挟むことができる。矢印８４で示す組込み位置は上ガラス６３の上側表面であり、矢印８５で示す組込み位置は上ガラス６３の下側表面である。矢印８６で示す組込み位置は下ガラス６５の上側表面であり、矢印８７で示す組込み位置は下ガラス６５の下側表面である。
【００９４】
下面電極は支持フィルムの片面に形成し、フィルム（矢印８１、８２、８３の場合）やガラス（矢印８４、８５、８６、８７の場合）に接着、挟持等して固定すればよい。また、上偏光板６１、上ガラス又は下ガラスの表面に直接下面電極を形成してもよい。
【００９５】
図６に示した電極の配置組合せを説明する。ここでは電極の名称を記号で表す。
【００９６】
Ｔｘは位置検出用の送電電極、Ｒｘは位置検出用の受電電極、Ｓｘは力測定用の測定電極、ＧＮＤは力測定用の接地電極を示している。Ａ１〜Ａ６はここに説明する配置組合せの名称である。また上面電極として２種又は３種の電極を配置する場合と下面電極として２種の電極を配置する場合であって、種類の異なる電極を構成する導電体が交差する場合には、図２（ａ）（ｂ）を参照して説明したように交差部分に絶縁体を配置して導電体間の電気絶縁を図ればよい。
【００９７】
Ａ１は上面電極としてＲｘ、Ｔｘ、下面電極としてＳｘを配置する。力測定用の電極対はＲｘ−Ｓｘ又はＴｘ−Ｓｘである。力測定を行う時、Ｓｘの相手側となる電極（Ｒｘ又はＴｘ）は接地する。
【００９８】
Ａ２は上面電極としてＲｘ、Ｔｘ、ＧＮＤ、下面電極としてＳｘを配置する。力測定用の電極対はＧＮＤ−Ｓｘである。
【００９９】
Ａ３は上面電極としてＲｘ、Ｓｘ、下面電極としてＴｘを配置する。力測定用の電極対はＳｘ−Ｔｘである。力測定を行う時、Ｔｘは接地する。
【０１００】
Ａ４は上面電極としてＲｘ、下面電極としてＴｘ、Ｓｘを配置する。力測定用の電極対はＲｘ−Ｓｘである。力測定を行う時、Ｒｘは接地する。
【０１０１】
Ａ５は上面電極としてＲｘ、Ｓｘ、下面電極としてＴｘ、ＧＮＤを配置する。力測定用の電極対はＳｘ−ＧＮＤである。
【０１０２】
Ａ６は上面電極としてＲｘ、ＧＮＤ、下面電極としてＴｘ，Ｓｘを配置する。力測定用の電極対はＧＮＤ−Ｓｘである。
【０１０３】
Ａ７は上面電極としてＲｘ、Ｔｘ、Ｓｘ、下面電極としてＧＮＤを配置する。力測定用の電極対はＳｘ−ＧＮＤである。
【０１０４】
Ａ１〜Ａ７いずれの組合せにあっても位置測定用の電極はＴｘとＲｘである。
【０１０５】
図７は配置組合せＡ５にかかる電極パターンの一例である。図７（ａ）は上面電極１６の説明図であり、図７（ｂ）は下面電極１７の説明図であり、図７（ｃ）は電極投影図２０である。
【０１０６】
上面電極１６は受電電極（Ｒｘ）１１と測定電極（Ｓｘ）１３からなる。受電電極（Ｒｘ）１１は第一導電体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄから構成される。第一導電体は上方向から見て線形状であり、その長手方向がＹ軸に平行に配置されている。測定電極（Ｓｘ）１３は第三導電体３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄから構成される。第三導電体は上方向から見て線形状であり、その長手方向がＹ軸に平行に配置されている。
【０１０７】
下面電極１７は送電電極（Ｔｘ）１２と接地電極（ＧＮＤ）１４からなる。送電電極（Ｒｘ）１２は第二導電体２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆから構成される。第二導電体は上方向から見て線形状であり、その長手方向がＸ軸に平行に配置されている。接地電極（ＧＮＤ）１４は第四導電体４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆから構成される。第四導電体は上方向から見て線形状であり、その長手方向がＹ軸に平行に配置されている。
【０１０８】
図７（ｃ）は電極投影図２０である。電極投影図上で受電電極（Ｒｘ）と送電電極（Ｔｘ）が交差して、位置交差領域２１を形成している。また測定電極（Ｓｘ）と接地電極（ＧＮＤ）が交差している。第三導電体３は位置交差領域２１と離隔している。第四導電体４は位置交差領域２１と離隔している。
【０１０９】
図８は配置組合せＡ３にかかる電極パターンの一例である。図８（ａ）は上面電極１６の説明図であり、図８（ｂ）は下面電極１７の説明図であり、図８（ｃ）は電極投影図２０である。
【０１１０】
上面電極１６は受電電極（Ｒｘ）１１と測定電極（Ｓｘ）１３からなる。受電電極（Ｒｘ）１１は第一導電体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄから構成される。第一導電体は上方向から見て線形状であり、その長手方向をＹ軸に平行に配置されている。
【０１１１】
測定電極（Ｓｘ）１３は第三導電体３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄから構成される。第三導電体は上方向から見て広幅部１１３と狭幅部１２３を有し、広幅部１１３と狭幅部１２３が交互に連続している。第三導電体は上方向から見てＹ軸方向に延在している。すなわち第三導電体の長手方向はＹ軸方向であり、短手方向（幅方向）はＸ軸方向である。
【０１１２】
広幅部１１３は第三導電体の幅（短手方向距離）が長い部分であり、狭幅部１２３はその幅が短い部分である。広幅部１１３の形状に制限はなく、いかなる形状であってもよい。本実施例において広幅部の形状は概略菱形である。他の形状として正方形、長方形、六角形、八角形、円形、楕円形を例示できる。
【０１１３】
下面電極１７は送電電極（Ｔｘ）１２からなる。送電電極（Ｔｘ）１２は第二導電体２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆから構成される。第二導電体は上方向から見て広幅部１１２と狭幅部１２２を有し、広幅部１１２と狭幅部１２２が交互に連続している。第四導電体は上方向から見てＸ軸方向に延在している。
【０１１４】
図８（ｃ）に示した電極投影図２０を参照して、第三導電体３は第二導電体２と交差している。第三導電体３の狭幅部１２３が第二導電体との重畳部分となる。当該重畳の態様により、力測定電極の実効面積を大きくして力測定の測定感度を増大すると共に、位置交差領域と測定電極（すなわち第三導電体）との距離を長く保持して位置検出の感度低下を防止できる。
【０１１５】
図８に示す電極パターンでは接地電極を兼ねる送電電極（すなわち第二導電体）も広幅部１１２と狭幅部１２２を有し、狭幅部１２２で第一導電体と交差している。これにより、力測定の測定感度の一層の増大と位置検出の感度の低下をより一層防止している。
【０１１６】
又、広幅部１１３と狭幅部１２３を有する第三導電体と交わる一群の導電体が構成体となる電極は、送電電極（Ｔｘ）に限られず、受電電極（Ｒｘ）であってもよい。
【０１１７】
図９は配置組合せＡ５にかかる電極パターンの一例である。図９（ａ）は上面電極１６の説明図であり、図９（ｂ）は下面電極１７の説明図であり、図９（ｃ）は電極投影図２０である。
【０１１８】
上面電極１６は受電電極（Ｒｘ）１１と測定電極（Ｓｘ）１３からなる。受電電極（Ｒｘ）１１は第一導電体１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄから構成される。第一導電体１は上方向から見て線形状であり、その長手方向をＹ軸に平行に配置されている。
【０１１９】
測定電極（Ｓｘ）は第三導電体３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄから構成される。第三導電体３は上方向から見て、広幅部１１３と狭幅部１２３を有し、広幅部１１３と狭幅部１２３が交互に連続している。
【０１２０】
下面電極１７は送電電極（Ｔｘ）１２と接地電極（ＧＮＤ）１４からなる。送電電極（Ｔｘ）１２は第二導電体２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ、２ｆから構成される。第二導電体２は上方向から見て線形状であり、その長手方向をＸ軸に平行に配置されている。
【０１２１】
接地電極（ＧＮＤ）１４は第四導電体４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇから構成される。第四導電体４は上方向から見て広幅部１１４と狭幅部１２４を有し、広幅部１１４と狭幅部１２４が交互に連続している。
【０１２２】
図９（ｃ）に図示した電極投影図２０にあって、第三導電体３の広幅部１１３と第四導電体４の広幅部１１４が重畳している。この電極形状、配置態様で力測定にかかる電極対の実効面積が広くなり、圧電体の押圧応答電力を広面積で測定することができるので、力測定の感度が向上する。
【０１２３】
また、位置交差領域とその周辺部に、第三導電体３は配置されないようにして位置交差領域と第三導電体３との離隔状態を維持できる。同様に位置交差領域と第四導電体４との離隔状態を維持できる。これにより位置検出の検出感度維持を図っている。
【０１２４】
次に圧電体３１の圧電性を有する領域について説明する。圧電性を有する領域について述べる場合は、板状の圧電体３１を上方向から見た平面に関して述べるものである。
【０１２５】
本発明において圧電体３１は平面の全領域に圧電性を有していてもよい。又、圧電体３１は平面の一部領域にのみ局部的に圧電性を有するものであってもよい。
【０１２６】
局部的に圧電性を有する場合には、圧電体に測定電極（Ｓｘ）（すなわち第三導電体）が被さる局部領域にのみ圧電性を有することが好ましい。
【０１２７】
また、タッチパネルに測定電極（Ｓｘ）と独立の接地電極（ＧＮＤ）を設ける場合には、電極投影図にあって第三導電体と第四導電体が重畳する部分が圧電体に重なる局部領域にのみ圧電性を有することが好ましい。
【０１２８】
上記した局部領域にのみ圧電性を有する圧電体を組込んだタッチパネルは押圧により圧電体に発生する電気が位置検出を妨害せず、位置検出の精度維持、感度維持につながる。
【０１２９】
上記した局部領域にのみ圧電性を有する圧電体は、例えば以下の方法で製造できる。分極操作を行っていない圧電体に上面電極と下面電極を貼り合せる。力測定を行う電極対に分極操作用の電圧を負荷して分極操作を行う。
【０１３０】
次に上面電極と下面電極の電極形成態様について説明する。
【０１３１】
図１０はタッチパネルの断面説明図であり、（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は各々異なる電極形成態様により製造したタッチパネルを示している。個々の図にあって上下に間隔のある部分は（例えば図１０（ａ）にあって表面部材３３と上面電極１６の間隙）接着剤（例えば感圧接着剤）で貼着されている部分である。
【０１３２】
図１０（ａ）に図示したタッチパネルは圧電体３１の一方表面に上面電極１６を形成し、他方表面に下面電極１７を形成したものである。電極形成は例えばスパッタリングで行ってもよく、印刷してもよい。さらには、銅などからなる金属箔を接着剤で貼り合わせてもよいし、メッキ法により形成してもよい。上面電極１６の上に表面部材３３が重ねられている。表面部材３３としては、例えば、ソーダガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス等の各種ガラス材料や、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等の各種樹脂材料で構成されたものを用いることができる。
【０１３３】
図１０（ｂ）に図示したタッチパネルは一の支持フィルム３２６の一方表面に上面電極１６を形成し、別の支持フィルム３２５の一方表面に下面電極１７を形成している。そして下から順に、下面電極１７付の支持フィルム３２５、圧電体３１、上面電極１６付の支持フィルム３２６と表面部材３３を重ねたものである。
【０１３４】
図１０（ｃ）に図示したタッチパネルは、表面部材３３の一方表面に上面電極１６を形成したものである。表面部材３３がガラスの場合には、いわゆる on glass sensor 技術
で上面電極１６を形成できる。下面電極１７は支持フィルム３２７の一方表面に形成している。そして、下から順に、下面電極１７付の支持フィルム３２７、圧電体３１、上面電極１６付表面部材３３を重ねたものである。
【０１３５】
図１０（ｄ）に図示したタッチパネルは、上面電極１６を圧電体３１に形成し、下面電極１７を支持フィルム３２７に形成している。そして、下から順に、下面電極１７付支持フィルム３２７、上面電極１６付圧電体３１と表面部材３３を重ねている。
【０１３６】
図１０（ａ）〜（ｄ）を用いて説明したタッチパネルにあって、積層状態の固定は接着剤を用いるとよい。
【０１３７】
次にタッチパネルの位置検出方法と力測定方法を説明する。
【０１３８】
図１１は力測定に使用する測定電極（Ｓｘ）と接地電極（ＧＮＤ）を備え、位置検出に使用する受電電極（Ｒｘ）と送電電極（Ｔｘ）を備えるタッチパネルの回路説明図である。
【０１３９】
送電電極（Ｔｘ）１２と受電電極（Ｒｘ）１１はマトリックス検出回路３７に接続される。マトリックス検出回路３７は公知の静電容量方式の投影型の検出回路でありタッチパネル上の押圧位置が検出される。測定電極（Ｓｘ）１３はチャージアンプ３５に接続される。接地電極（ＧＮＤ）１４は接地される。
【０１４０】
押圧により圧電体に生じＳｘで検出される電荷は、チャージアンプ３５で電圧の値として測定される。当該測定電圧値は押圧力を示す値である。
【０１４１】
図１２は力測定に使用する測定電極（Ｓｘ）を備え、位置検出に使用する受電電極（Ｒｘ）と送電電極（Ｔｘ）を備えるタッチパネルの回路説明図である。
【０１４２】
送電電極（Ｔｘ）１２と受電電極（Ｒｘ）１１はマトリックス検出回路３７に接続される。位置検出時にはスイッチ３６が開となり、送電電極（Ｔｘ）１２は接地から離れている。
【０１４３】
マトリックス検出回路３７による押圧位置検出は図８で説明したタッチパネルと同一である。
【０１４４】
測定電極（Ｓｘ）１３はチャージアンプ３５に接続される。力測定時にスイッチ３６が閉となり送電電極（Ｔｘ）１２が接地される。この状態で送電電極１２は接地電極の役割をはたす。チャージアンプ３５による電圧の測定は図８で説明したタッチパネルと同一である。
【０１４５】
続いて、圧電板に位相差板の性質を付与したタッチパネル、当該タッチパネルと表示装置からなる電子機器を説明する。
【０１４６】
図１３は電子機器４６１の説明図である。電子機器４６１はＬＣＤ６００とタッチパネルからなる。ＬＣＤ６００は表示装置である。タッチパネルは圧電体３１１を含むタッチパネルである。力測定に用いる電極、位置検出に用いる電極等は図示を省略している。
【０１４７】
ＬＣＤ６００は光源６８、下偏光板６２、液晶セル６７と上偏光板６１からなり、可視光である出射光９２を出射する。図中にＸ軸方向を破線矢印５１、Ｙ軸方向を破線矢印５２で示している。Ｚ軸方向は出射光９２の進行方向である。
【０１４８】
上偏光板６１の吸収軸６１１はＹ軸と平行である。出射光９２は直線偏光である。もし、出射光９２を、偏光サングラス９１を通して目９４で見たとするならば、なおかつ偏光サングラス９１をＸＹ平面内で回転させるならば、回転途中のある点で表示が見えなくなる（ブラックアウト）。
【０１４９】
電子機器４６１は、位相差板としての性質を兼ね備えた圧電体３１１を採用してブラックアウトを解消している。出射光９２の振動面はＸＺ平面に平行である。当該振動面を圧電体３１１の表面に投影した線分を振動線９２１で示している。出射光９２の振動面と圧電体３１１の遅相軸３１２（位相差板の光学軸とも呼ぶ）が作る角度は、振動線９２１と遅相軸３１２が作る角度と等しい。当該角度を角度３１３で示している。
【０１５０】
圧電体３１１の遅相軸３１２（位相差板の光学軸とも呼ぶ）と出射光９２の振動面が作る角度（角度３１３と等しい）は、通常２０度から７０度の角度、好ましくは３５度から５５度の角度に配置される。この角度に配置して、直線偏光の偏光状態を適切に変化させるためである。
【０１５１】
角度３１３は面と線が交差して作る角度のうちで、角度の数値が小さいほうを採用する。
【０１５２】
出射光９２は圧電体３１１を通過すると、円偏光、楕円偏光等の変換光９３に変換される。変換光９３は偏光サングラス９１を通して目９４で観察してもブラックアウトを生じない。
【０１５３】
圧電体に位相差板の性質を付与するには、圧電体をフィルム形状にして、当該フィルム状圧電体を一軸延伸すればよい。通常、一軸延伸の操作を加えた後に、分極操作用の電圧を負荷する分極操作を行う。
【０１５４】
圧電体３１１のリタデーション値は(1)１１０ｎｍ以上１７０ｎｍ以下、または(2)８００ｎｍ以上３０,０００ｎｍ以下のいずれかにする。当該値を(1)１１０ｎｍ以下１７０ｎｍ以下の範囲にすれば、可視光の波長領域中で特定波長の直線偏光の光が円偏光に変換され、その他の波長の同様の光が楕円偏光に変換される。また当該値を(2)８００ｎｍ以上３０,０００ｎｍ以下の範囲にすれば、可視光の波長領域中で複数の特定波長の直線偏光の光が円偏光に変換され、その他の波長の同様の光が楕円偏光に変換される。
【０１５５】
また圧電体３１１のリタデーション値は、出射光９２の波長λ（ラムダ）の（１／４＋Ｋ／２）倍の値（Ｋは０又は正の整数）であってもよい。
【０１５６】
図１４は電子機器４６２の説明図である。電子機器４６２はＯＬＥＤ７０とタッチパネルからなる。ＯＬＥＤ７０は表示装置である。タッチパネルは圧電体３１１を含むタッチパネルである。力測定に用いる電極、位置検出に用いる電極等は図示を省略している。
【０１５７】
ＯＬＥＤ７０は発光セル７７、偏光板７１からなり可視光である出射光９２を出射する。
【０１５８】
図中にＸ軸方向を破線矢印５１、Ｙ軸方向を破線矢印５２で示している。Ｚ軸方向は出射光９２の進行方向である。
【０１５９】
偏光板７１の吸収軸７１１はＹ軸と平行である。出射光９２は直線偏光であり、その振動面はＹ軸に平行である。圧電体３１１は位相差板としての性質を兼ね備えている。
【０１６０】
遅相軸３１２と出射光９２の振動面との角度３１３は電子機器４６１の場合と同一である。
【０１６１】
圧電体に位相差板としての性質を付与する方法、圧電体のリタデーション値の範囲、これらの効果も電子機器４６１で説明したことと同一である。
【０１６２】
上面電極１６と下面電極１７は公知の透明な導電材料で作られる。例えば、ＩＴＯ膜、ＴＺＯ膜などである。また、ＰＥＤＯＴのような導電性高分子を含有したインキや金属ナノファイバーが含有されたインキを用いて印刷して形成してもよい。さらに、タッチパネルに透明性が求められない場合は、金属箔、金属ペースト、カーボンペーストを用いて印刷形成してもよい。
【０１６３】
以上本発明にかかるタッチパネルの実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成例はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更などがあっても本発明に含まれる。
【符号の説明】
【０１６４】
１    第一導電体
２    第二導電体
３    第三導電体
４    第四導電体
１１    位置検出に用いる一の電極又は他の電極である受電電極（Ｒｘ）
１２    位置検出に用いる一の電極又は他の電極である送電電極（Ｔｘ）
１３    力測定に使用する一対の電極の一電極である測定電極（Ｓｘ）
１４    力測定に使用する一対の電極の一電極である接地電極（ＧＮＤ）
１６    上面電極
１７    下面電極
２０    電極投影図
２１    位置交差領域
３１    圧電体
３３    表面部材
３４    絶縁体
３５    チャージアンプ
３６    スイッチ
３７    マトリックス検出回路
４０    タッチパネル
４１    枠を包含したタッチパネル
４２    表示装置を包含したタッチパネル
４３    表示装置を包含し、タッチパネル用電極を組込んだタッチパネル
４４    枠
４５    表示構成電極
４６    電子機器
５１    Ｘ軸を示す矢印
５２    Ｙ軸を示す矢印
５３    上方向を示す矢印
５９    タッチパネル用電極内蔵表示装置
６０    表示装置
６１    上偏光板
６２    下偏光板
６３    上ガラス
６４    液晶
６５    下ガラス
６７    液晶セル
７０    ＯＬＥＤ
７１    偏光板
７７    発光セル
８１、８２、８３、８４、８５、８６、８７    下面電極組込み可能位置を示す矢印
９１    偏光サングラス
９２    出射光
９３    変換光
９４    観察位置である目
１０１、１０２、１０３    支持底面
１１２、１１３、１１４    広幅部
１２２、１２３、１２４    狭幅部
３１１    位相差板である圧電体
３１２    遅相軸
３１３    角度
４６１    電子機器
４６２    電子機器
６００    ＬＣＤ
６１１    吸収軸
７１１    吸収軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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