(57)【要約】  圧電センサは、一軸方向に延伸された圧電シートと、前記圧電シートに発生する電荷を検出する電極と、前記圧電シートの少なくとも一方側に積層され、前記一軸方向に対して交差する遅相軸を有し、前記圧電シートが一軸方向に延伸されることにより生じる位相差を光学的に補償する光学補償層と、を備えている。
2017010495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一軸方向に延伸された圧電シートと、
前記圧電シートに発生する電荷を検出する電極と、
前記圧電シートの少なくとも一方側に配置され、前記一軸方向に対して交差する遅相軸を有し、前記圧電シートが一軸方向に延伸されることにより生じる位相差を光学的に補償する光学補償層と、
を備える圧電センサ。
【請求項２】
前記光学補償層のリタデーション値は、前記圧電シートのリタデーション値に対して４０％〜−３０％の範囲内である請求項１に記載の圧電センサ。
【請求項３】
前記光学補償層のリタデーション値は、圧電シートのリタデーション値に対して±３０％の範囲内である請求項１に記載の圧電センサ。
【請求項４】
前記遅相軸は、前記一軸方向に直交する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の圧電センサ。
【請求項５】
前記圧電シートは、ポリ乳酸を含む請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の圧電センサ。
【請求項６】
前記電極は、電極用フィルムに形成され、
当該電極用フィルムが、前記光学補償層となっている請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の圧電センサ。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の圧電センサと、
操作面と、
を備えたタッチパネル。
【請求項８】
請求項７に記載のタッチパネルと、
前記操作面に対する押圧操作により、前記圧電センサに発生する電荷を検出する検出部と、
を備えたタッチ式入力装置。
【請求項９】
請求項７に記載のタッチパネルと、
表示パネルと、
を備えた表示装置であって、
前記表示パネルは、前記操作面側に出射する光を制御することで表示画像を形成し、
前記表示パネルよりも前記操作面側に配置された表偏光板を備えた表示装置。
【請求項１０】
前記光学補償層の反対側に前記圧電フィルムを挟むように第２光学補償層が配置され、
前記第２光学補償層は、前記表偏光板の偏光方向と４５度となる遅相軸を有する請求項９に記載の表示装置。
【請求項１１】
一軸方向に延伸された圧電シートと、
前記圧電シートに発生する電荷を検出する電極と、
前記圧電シートの少なくとも一方側に配置され、前記一軸方向に対して交差する遅相軸を有し、前記圧電シートのリタデーション値に対して±３０％の範囲内であるリタデーション値を有する光学補償層と、を備える圧電センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電センサ、当該圧電センサを備えたタッチパネル、タッチ式入力装置、および表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、操作面（最外面）に表面偏光板が配置された表示パネルが開示されている。特許文献１の表示パネルは、表面偏光板の操作面と反対側の面に、タッチパネルが配置されている。また、タッチパネルのうち、表面偏光板と反対側には、液晶をはさみ込んだ一対のガラスからなる液晶パネルが配置されている。【０００３】
一方、特許文献２には、一軸延伸された圧電シートを用いて押圧検出を行う表示装置が開示されている。【０００４】
しかし、圧電シートは、一軸延伸されることにより複屈折性が生じる。したがって、例えば偏光サングラスを掛けて表示画像を見ると、圧電シートの位相差により光強度の波長特性が変化し、画像の色味が変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２３０６５７号公報
【特許文献２】特開２０１５−０９５６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
光学特性は、例えば、表示パネルの表偏光板の偏光方向と、圧電シートの一軸延伸方向と、を平行または直交にすることで、圧電シートの位相差の影響を無くすことができる。【０００７】
しかし、圧電センサの製造ばらつき、表示パネルの製造ばらつき、または圧電センサと表示パネルの組立ばらつき、等により、表示パネルの表偏光板の偏光方向と、圧電シートの延伸方向と、が平行または直交の状態からずれる場合がある。また、押圧検出に最適な圧電シートの延伸方向と表示パネルの表偏光板の偏光方向は必ずしも平行または直交の状態であるとは限らず、表示パネルの表偏光板の偏光方向と、圧電シートの延伸方向と、が平行または直交の状態からずれると、偏光サングラスを掛けて表示画像を見た時に、画像の色味が変化する。【０００８】
そこで、本発明は、表示パネルの表偏光板の偏光方向と、圧電シートの延伸方向と、が平行または直交の状態からずれていても、偏光サングラスを掛けて表示画像を見た時に、画像の色味の変化を抑制することができる圧電センサ、タッチパネル、タッチ式入力装置、および表示装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の圧電センサは、一軸方向に延伸された圧電シートと、前記圧電シートに発生する電荷を検出する電極と、前記圧電シートの少なくとも一方側に積層され、前記一軸方向に対して交差する遅相軸を有し、前記圧電シートが一軸方向に延伸されることにより生じる位相差を光学的に補償する光学補償層と、を備えている。【００１０】
このように、圧電センサは、圧電シートの上面または下面に光学補償層を備えている。光学補償層は、遅相軸が圧電シートの延伸方向と交差していることにより、光学補償層における位相差と、圧電シートの位相差と、が相殺される。これにより、表示パネルの表偏光板の偏光方向と、圧電性フィルムの延伸方向と、が平行または直交の状態からずれていても、偏光サングラスを掛けて表示画像を見た時に、画像の色味の変化を抑制することができる。【００１１】
なお、圧電シートは、ＰＶＤＦであってもよいが、表示装置に用いるためには、透明性の高いキラル高分子を用いることが好ましい。より好ましくは、一軸延伸されたポリ乳酸（ＰＬＡ）、さらにはＬ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）であることが好ましい。【００１２】
なお、電極は、電極用フィルムに形成され、当該電極用フィルムが、前記光学補償層となっていることにより、新たな層を設けることなく、光学補償層を形成することができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、表示パネルの表偏光板の偏光方向と、圧電性フィルムの延伸方向と、が平行または直交の状態からずれていても、偏光サングラスを掛けて表示画像を見た時に、画像の色味の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】表示装置の外観斜視図である。
【図２】表示装置の側面断面図である。
【図３】表示装置のブロック図である。
【図４】遅相軸の関係を示す図である。
【図５】図５（Ａ）、図５（Ｂ）、図５（Ｃ）および図５（Ｄ）は、光学補償の原理を説明する図である。
【図６】各波長における透過光強度を表した図である。
【図７】図７（Ａ）は、最適なリタデーションに対して画像の色味の変化を評価した結果を示す図であり、図７（Ｂ）は、各波長における透過光強度を表した図である。
【図８】変形例１に係る表示装置の側面断面図である。
【図９】変形例２に係る表示装置の側面断面図である。
【図１０】遅相軸の関係を示す図である。
【図１１】光学補償の原理を説明する図である。
【図１２】変形例３に係る表示装置の側面断面図である。
【図１３】遅相軸の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の圧電センサを備えた表示装置について説明する。
【００１６】
図１の外観斜視図に示すように、表示装置１は、外観上、直方体形状の筐体５０と、筐体５０の上面の開口部に配置された平面状の表面パネル４０と、を備えている。表面パネル４０は、利用者が指やペン等を用いてタッチ操作を行う操作面として機能する。
【００１７】
なお、本実施形態では、筐体５０の幅方向（横方向）をＸ方向とし、長さ方向（縦方向）をＹ方向とし、厚み方向をＺ方向とする。
【００１８】
図２に示すように、筐体５０の内部には、筐体５０の開口部（表面パネル４０）側から順にＺ方向に沿って、圧電センサ１１および表示パネル３０が配置されている。表面パネル４０および圧電センサ１１によりタッチパネルが構成される。
【００１９】
圧電センサ１１および表示パネル３０は、平板状であり、それぞれ筐体５０の開口部（表面パネル４０）と対面するように、筐体５０の内部に配置されている。
【００２０】
筐体５０の底面と表示パネル３０との間には、回路基板（不図示）が配置されている。当該回路基板には、図３に示す検出部２０を構成する回路モジュールが設けられている。
【００２１】
図３に示すように、検出部２０には、圧電センサ１１および処理部２２が接続される。処理部２２には、検出部２０、プログラム記憶部２３、および表示パネル３０が接続される。
【００２２】
表示装置１は、タッチ式入力装置４５および処理装置４７からなる。圧電センサ１１および検出部２０は、タッチ式入力装置４５を構成する。処理部２２、プログラム記憶部２３、および表示パネル３０は、処理装置４７を構成する。
【００２３】
処理部２２は、ＣＰＵを含み、処理装置４７を統括的に制御する。すなわち、処理部２２は、プログラム記憶部２３に記憶されている動作用プログラムを読み出して各種処理を行う。例えば、処理部２２は、表示パネル３０を制御して画像を表示させるとともに、検出部２０から入力された検出信号に応じて操作入力内容を決定し、表示されている画像を変更する。
【００２４】
圧電センサ１１は、操作面である表面パネル４０に対する押圧操作に応じた電荷を発生する。検出部２０は、圧電センサ１１で発生した電荷を検出し、検出信号として処理部２２に出力する。
【００２５】
表示パネル３０は、例えば液晶表示素子からなる。この例では、図２に示すように、表示パネル３０は、表偏光板３０１、液晶パネル３０２、裏偏光板３０３、およびバックライト３０４を備えている。
【００２６】
表偏光板３０１および裏偏光板３０３は、液晶パネル３０２を挟むように配置されている。バックライト３０４は、裏偏光板３０３を挟んで、液晶パネル３０２と反対側に配置されている。また、図４に示すように、表偏光板３０１の偏光方向Ｌ３はＸ軸に対して７５°、裏偏光板３０３の偏光方向Ｌ４は１６５°である。
【００２７】
バックライト３０４から出力された光は、裏偏光板３０３で偏光され、液晶パネル３０２を経て表偏光板３０１に達する。液晶パネル３０２は、処理部２２の制御に応じて画素毎に表偏光板３０２を通過する光量を変化させる。表偏光板３０２から出力された光は、圧電センサ１１を経て表面パネル４０に出力される。これにより、表面パネル４０に各種画像が表示される。
【００２８】
圧電センサ１１は、表面側から順に、第１電極用フィルム１１１、第１電極１１２、圧電シート１１３、第２電極１１４、および第２電極用フィルム１１５を備えている。第１電極１１２および第２電極１１４は、圧電シート１１３の主面の略全面を覆うように配置されている。
【００２９】
第１電極１１２および第２電極１１４は、透明性を有する材料からなり、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ポリチオフェンを主成分とする材料を用いる。第１電極１１２および第２電極１１４は、それぞれ第１電極用フィルム１１１および第２電極用フィルム１１５主面に、蒸着等により予め形成されている。
【００３０】
圧電シート１１３は、一方の主面（表面側の主面）が表面パネル４０に貼り付けられている。圧電シート１１３は、利用者が表面パネル４０を押圧することで法線方向に撓み、電荷を発生する。圧電シート１１３は、ＰＶＤＦ等の材料を用いることが可能であるが、透明性の高いキラル高分子を用いることが好ましい。より好ましくは、圧電シート１１３には、一軸延伸されたポリ乳酸（ＰＬＡ）、さらにはＬ型ポリ乳酸（ＰＬＬＡ）であることが好ましい。
【００３１】
キラル高分子は、主鎖が螺旋構造を有し、一軸延伸されて分子が配向すると、圧電性を有する。そして、一軸延伸されたキラル高分子が発生する電荷量は、表面パネル４０が法線方向へ変位する変位量によって一意的に決定される。
【００３２】
一軸延伸されたＰＬＬＡの圧電定数は、高分子中で非常に高い部類に属する。すなわち、押圧操作を高感度に検出し、押圧量に応じた変形検出信号を高精度に出力することができる。
【００３３】
また、キラル高分子は、延伸等による分子の配向処理で圧電性が生じるため、ポーリング処理を行う必要がない。特に、ポリ乳酸は、焦電性がないため、操作面に近い位置に圧電センサを配置し、利用者の指等の熱が伝わる場合であっても、検出される電荷量が変化することがない。さらに、ＰＬＬＡの圧電定数は経時的に変動することがなく、極めて安定している。
【００３４】
本実施形態では、図４に示すように、圧電シート１１３は、Ｘ方向およびＹ方向に対して、一軸延伸方向Ｌ１が略４５°の角度を成すように配置されている。このような配置を行うことで、より高感度に押圧操作を検出できる。
【００３５】
なお、延伸倍率は３〜８倍程度が好適である。延伸後に熱処理を施すことにより、ポリ乳酸の延びきり鎖結晶の結晶化が促進され圧電定数が向上する。また、二軸延伸した場合はそれぞれの軸の延伸倍率を異ならせることによって一軸延伸と同様の効果を得ることが出来る。例えば、ある方向をＸ軸としてＸ軸方向に８倍、Ｘ軸に直交するＹ軸方向に２倍の延伸を施した場合、圧電定数に関してはおよそＸ軸方向に４倍の一軸延伸を施した場合とほぼ同等の効果が得られる。単純に一軸延伸したフィルムは延伸軸方向に沿って裂け易いため、前述したような二軸延伸を行うことにより幾分強度を増すことができる。
【００３６】
第１電極用フィルム１１１は、本発明の光学補償層の一例である。第１電極用フィルム１１１は、面内位相差を有する。図４に示すように、第１電極用フィルム１１１の遅相軸Ｌ２は、圧電シート１１３の延伸方向と直交している。これにより、第１電極用フィルム１１１における位相差と、圧電シート１１３の位相差と、が相殺される。
【００３７】
図５は、光学補償原理を説明する図である。まず、図５（Ａ）に示すように、圧電シート１１３の延伸方向Ｌ１は、Ｘ軸に対して４５°である。したがって、圧電シート１１３の面内位相差を示す屈折率楕円体Ｐの長軸は、Ｘ軸に対して４５°となる。また、圧電シート１１３のリタデーションＲｅは、通常光線に対する屈折率ｎｏおよび異常光線に対する屈折率ｎｅにより、Ｒｅ＝（ｎｅ−ｎｏ）×ｄで表される。ここで、例えば、屈折率ｎｏが１．４５であり、屈折率ｎｅが１．４７であり、圧電シート１１３の厚みｄ＝５０μｍとすると、圧電シート１１３のリタデーションＲｅは、１０００ｎｍとなる。
【００３８】
一方、図５（Ｂ）に示すように、第１電極用フィルム１１１の遅相軸Ｌ２は、圧電シート１１３の延伸方向Ｌ１と直交となるように配置されている。したがって、屈折率楕円体Ｅの長軸は、Ｘ軸に対して１３５°となる。第１電極用フィルム１１１のリタデーションＲｅは、例えば通常光線に対する屈折率Ｎｏが１．７であり、異常光線に対する屈折率Ｎｅが１．７２５であり、厚みＤ＝４０μｍとすると、Ｒｅ＝（Ｎｅ−Ｎｏ）×Ｄにより、１０００ｎｍとなる。
【００３９】
したがって、図５（Ｃ）に示すように、圧電シート１１３と第１電極用フィルム１１１とを重ね合わせると、屈折率楕円体Ｐと屈折率楕円体Ｅが互いに相殺するように合成されたものと等価となる。よって、圧電シート１１３および第１電極用フィルム１１１は、等方的な屈折率球Ｓを持つ媒体と等価なものとなり、光に対して位相差を与えなくなる。
【００４０】
次に、図５（Ｄ）を参照して、光の偏光状態の変化について説明する。図５（Ｄ）は、表偏光板３０１から出た光が圧電シート１１３および第１電極用フィルム１１１を通過するときの偏光状態の軌跡をポアンカレ球上で示した図である。
【００４１】
図５（Ｄ）において、表偏光板３０１から出た光の偏光状態は、ポアンカレ球のＳ１軸上のＰ０に位置する。ここで、光の偏光状態は、圧電シート１１３を通過するとき、Ａ１（３０°×２）を回転軸として、圧電シート１１３のリタデーションＲｅに基づいて軌跡Ｒ１に沿って回転する。Ａ１の回転軸を決める３０°は、光線の進行方向から見たＬ１とＬ３の成す角である。これにより、光の偏光状態は、ポアンカレ球上のＰ１の位置に到達する。
【００４２】
次に、第１電極用フィルム１１１を通過するとき、光の偏光状態は、Ａ２（１２０°×２）を軸として回転する。Ａ２の回転軸を決める１２０°は、光線の進行方向から見たＬ２とＬ３の成す角である。このとき、回転軸Ａ１と回転軸Ａ２とは、１８０度のずれがあり、かつ第１電極用フィルム１１１のリタデーションＲｅは、圧電シート１１３のリタデーションＲｅに等しい。したがって、光の偏光状態は、偏光状態Ｐ１の位置から軌跡Ｒ１を逆戻りするように回転する。したがって、第１電極用フィルム１１１を通過した後の偏光状態Ｐ２は、偏光状態Ｐ０と同じ位置となる。
【００４３】
表偏光板３０１の偏光方向は、理想的には圧電シート１１３の延伸方向に対して直交または平行となることが好ましい。しかし、表偏光板３０１の偏光方向Ｌ３および裏偏光板３０３の偏光方向Ｌ４は、圧電センサ１１の製造ばらつき、表示パネル３０の製造ばらつき、または圧電センサ１１と表示パネル３０の組立ばらつき、等により、ずれる場合がある。また、押圧検出に最適な圧電シートの延伸方向と表示パネルの表偏光板の偏光方向は必ずしも平行または直交の状態であるとは限らず、例えば、図４に示すように、表偏光板３０１の偏光方向Ｌ３がＸ軸に対して７５°となり、圧電シートの延伸方向と直交または平行とならない場合がある。この場合、光が圧電シート１１３を通過するとき、偏光状態Ｐ１の位置にずれ、光の波長によっては軌跡Ｒ１上のＰ１とは異なる位置に変化する。しかし、本実施形態の圧電センサ１１は、光が第１電極用フィルム１１１を通過するとき、偏光状態Ｐ０の位置から偏光状態Ｐ１の位置に回転したときとは逆方向に回転し、かつ回転量が波長によって同一となるため、波長に依存しない広帯域な光学補償が可能になる。
【００４４】
図６は、各波長における透過光強度を表した図である。同図に示すグラフの縦軸の「透過光強度」は、表偏光板３０１の偏光方向Ｌ３に対する偏光方向が４５°ずれた偏光サングラスの透過光強度を示し、かつ圧電シート１１３の延伸方向Ｌ１と、表偏光板３０１の偏光方向Ｌ３が一致しているときの透過光強度に対する比を表すものである。
【００４５】
図中の破線は、表偏光板３０１の偏光方向Ｌ３がＸ軸に対して７５°である場合に、第１電極用フィルム１１１に面内位相差がない場合（すなわち光学的に補償されない場合）の透過光強度である。このように、光学的に補償されていない場合、透過光強度は、波長によって大きく変化し、画像の色味が変化してしまう。
【００４６】
一方、図中の実線は、表偏光板３０１の偏光方向Ｌ３がＸ軸に対して７５°である場合に、第１電極用フィルム１１１で圧電シート１１３の位相差が相殺される（すなわち光学的に補償される）場合の透過光強度である。この場合、各波長での透過光強度の変化が少なくなり、画像の色味の変化は抑制される。
【００４７】
なお、上述の例では、第１電極用フィルム１１１の遅相軸Ｌ２が圧電シート１１３の延伸方向Ｌ１と直交し、かつリタデーションが同一である例を示したが、第２電極用フィルム１１５の遅相軸と圧電シート１１３の延伸方向Ｌ１と直交し、かつリタデーションが同一である態様であってもよい。すなわち、第１電極用フィルム１１１または第２電極用フィルム１１５の少なくともいずれか一方が圧電シート１１３の面内位相差を補償する態様であればよい。あるいは、第１電極用フィルム１１１および第２電極用フィルム１１５とは別の誘電体シートを設けて、当該誘電体シートが、圧電シート１１３の面内位相差を補償する態様であってもよい。
【００４８】
また、第１電極用フィルム１１１または第２電極用フィルム１１５の遅相軸は、圧電シート１１３の延伸方向に対して正確に直交していることは必須ではなく、±５°のずれは許容範囲である。また、リタデーションの値も、同一である必要はない。
【００４９】
例えば、図７（Ａ）に示すように、最適なリタデーションに対して、第１電極用フィルムまたは第２電極用フィルムのリタデーションが±３０％以内であれば、偏光サングラスを掛けて表示画像を見た時の色味の変化は実用上問題がない。なお、最適なリタデーションに対して、第１電極用フィルムまたは第２電極用フィルムのリタデーションが＋４０％となると、図７（Ｂ）に示すように、緑色の波長に対して青の波長および赤の波長の強度が大きくなる。この場合、強度比の変化は少ないものの、緑色は、視感度が高いため色味の変化が観測されてしまう。逆に、最適なリタデーションに対して第１電極用フィルムまたは第２電極用フィルムのリタデーションが−４０％となると、青の波長に対して赤の波長の強度が著しく大きくなるため、色味の変化が強く観測されてしまう。したがって、第１電極用フィルムまたは第２電極用フィルムのリタデーションは最適なリタデーションに対して＋４０％〜−３０％であればよく、より好ましくは±３０％以内であればよい。
【００５０】
次に、図８は、変形例１に係る表示装置１Ａの側面断面図である。図２と共通する構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５１】
表示装置１Ａは、表示装置１の構成に加えて、静電容量センサ７０を備えている。静電容量センサ７０は、圧電センサ１１よりも表面パネル４０側に配置されている。すなわち、各構成部は、筐体５０の開口部（表面パネル４０）側から順にＺ方向に沿って、静電容量センサ７０、圧電センサ１１、および表示パネル３０の順で配置される。
【００５２】
静電容量センサ７０は、平板状であり、筐体５０の開口部（表面パネル４０）と平行になるように、筐体５０の内部に配置されている。
【００５３】
静電容量センサ７０は、第１静電容量検出用電極７０１、平板状の絶縁性基板７０２、および第２静電容量検出用電極７０３を備えている。絶縁性基板７０２は、透明性を有する材料からなり、例えばＰＭＭＡ（アクリル樹脂）からなる。絶縁性基板７０２の表面側の主面には、第１静電容量検出用電極７０１が形成され、裏面側の主面には、第２静電容量検出用電極７０３が配置されている。
【００５４】
第１静電容量検出用電極７０１および第２静電容量検出用電極７０３は、全て透明性を有する材料からなり、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ポリチオフェンを主成分とする材料を用いる。
【００５５】
静電容量センサ７０は、第１静電容量検出用電極７０１および第２静電容量検出用電極７０３で検出される静電容量の変化により、タッチ操作の有無およびタッチ位置を検出する。
【００５６】
そして、圧電センサ１１の第１電極用フィルム１１１および静電容量センサ７０の第２静電容量検出用電極７０３は、同じ面上に配置されている。すなわち、第１電極用フィルム１１１には、第１電極１１２および第２静電容量検出用電極７０３が、交互に並行するように設けられている。このように、変形例１に係る表示装置１Ａは、静電容量センサの電極の一部と、圧電センサの電極の一部とを同一のフィルム上に設けることにより、フィルムの総数を減らすことができる。
【００５７】
次に、図９は、変形例２に係る表示装置１Ｂの側面断面図である。図１０は、変形例２に係る表示装置１Ｂの遅相軸の関係を示す図である。
【００５８】
変形例２に係る表示装置１Ｂは、図９に示す構成上では、図２に示した表示装置１と同じである。しかし、表示装置１Ｂでは、第１電極用フィルム１１１は、面内位相差があり、かつ第１電極用フィルム１１１の遅相軸Ｌ２は、表偏光板３０１の偏光方向Ｌ３に対して略４５°となっている。また、第１電極用フィルム１１１のリタデーションは光の波長λに対してλ／４となっている。また、表示装置１Ｂの第２電極用フィルム１１５は、面内位相差があり、かつ第２電極用フィルム１１５の遅相軸Ｌ５は、圧電シート１１３の延伸方向Ｌ１に対して略９０°となっている。
【００５９】
図１１を参照して、光の偏光状態の変化について説明する。図１１のポアンカレ球に示すように、表偏光板３０１から出た光の偏光状態は、Ｐ０に位置する。ここで、第２電極用フィルム１１５を通過するときの偏光状態は、Ａ１（１２０°×２）を回転軸として、第２電極用フィルム１１５のリタデーションに基づいて軌跡Ｒ２に沿って回転し、Ｐ１の位置に到達する。Ａ１の回転軸を決める１２０°は、光線の進行方向から見たＬ３とＬ５の成す角である。次に、圧電シート１１３を通過するときの偏光状態は、Ａ２（３０°×２）を軸として圧電シート１１３のリタデーションに基づいて回転する。Ａ２の回転軸を決める３０°は、光線の進行方向から見たＬ３とＬ１の成す角である。このとき、第２電極用フィルム１１５のリタデーションと、圧電シート１１３のリタデーションが等しいため、Ｐ１から軌跡Ｒ２を逆戻りするように回転する。したがって、圧電シート１１３を通過した後の偏光状態Ｐ２は、Ｐ０と同じ位置となる。
【００６０】
さらに、第１電極用フィルム１１１を通過するときの偏光状態は、Ａ３（４５°×２）を回転軸として、第１電極用フィルム１１１のリタデーションに基づき軌跡Ｒ３に沿って回転し、Ｐ３の位置に到達する。Ａ３の回転軸を決める４５°は、光線の進行方向から見たＬ３とＬ２の成す角である。
【００６１】
位置Ｐ３は、ポアンカレ球におけるＳ３軸上に存在する。したがって、第１電極用フィルム１１１を通過した光は、円偏光状態になる。そのため、表偏光板３０１の偏光方向と偏光サングラスの偏光方向が直交した場合でもブラックアウトすることなく光が透過し、画像を視認することができる。
【００６２】
次に、図１２は、変形例３に係る表示装置１Ｃの側面断面図である。図２と共通する構成については同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６３】
表示装置１Ｃは、表示装置１の構成に加えて、一軸方向に延伸された光学補償用圧電シート１１３Ｂと、第３電極１１７と、をさらに備えている。この場合、表示装置１の第１電極用フィルム１１１は、面内位相差を有していない。光学補償用圧電シート１１３Ｂは、第１電極用フィルム１１１よりも表示パネル３０側に配置されている。
【００６４】
第３電極１１７も、透明性を有する材料からなり、例えば酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ポリチオフェンを主成分とする材料を用いる。第３電極１１７は、第２電極用フィルム１１５主面に、蒸着等により予め形成されている。
【００６５】
変形例３では、第２電極１１４は、グランド電極として機能する。第１電極１１２は、圧電シート１１３の検知用電極として機能する。第３電極１１７は、光学補償用圧電シート１１３Ｂの検知用電極として機能する。
【００６６】
変形例３では、図１３に示すように、圧電シート１１３は、Ｘ方向およびＹ方向に対して、一軸延伸方向Ｌ１が略４５°の角度を成すように配置されている。
【００６７】
光学補償用圧電シート１１３Ｂは、本発明の光学補償層の一例である。光学補償用圧電シート１１３Ｂは、面内位相差を有する。図１３に示すように、光学補償用圧電シート１１３Ｂの一軸延伸方向Ｌ６は、圧電シート１１３の一軸延伸方向Ｌ１と直交している。これにより、光学補償用圧電シート１１３Ｂにおける位相差と、圧電シート１１３の位相差と、が相殺される。光学補償の原理は、第１実施形態と同様である。
【００６８】
このように、変形例３の構成は、光学補償用圧電シート１１３Ｂをさらに備えることで、押圧量に応じた変形検出信号が大きくなり、より押圧操作を高感度に検出することができる。また、変形例３において、圧電シート１１３と光学補償用圧電シート１１３Ｂとを同じ材料（例えばＰＬＬＡ）で構成すれば、光学補償のためのフィルムを別途製造する必要がなくなる。なお、光学補償用圧電シート１１３Ｂの一軸延伸方向L6は、圧電シート１１３の一軸延伸方向L1に対して正確に直交していることは必須ではなく、例えば±５°ずれたとしても、光学補償の機能は確保される。
【符号の説明】
【００６９】
１，１Ａ，１Ｂ…表示装置
１１…圧電センサ
２０…検出部
２２…処理部
２３…プログラム記憶部
３０…表示パネル
４０…表面パネル
４５…タッチ式入力装置
４７…処理装置
５０…筐体
７０…静電容量センサ
１１１…第１電極用フィルム
１１２…第１電極
１１３…圧電シート
１１３Ｂ…光学補償用圧電シート
１１４…第２電極
１１５…第２電極用フィルム
１１７…第３電極
３０１…表偏光板
３０２…液晶パネル
３０３…裏偏光板
３０４…バックライト
【図１】
2017010495.tif 000003
【図２】
2017010495.tif 000004
【図３】
2017010495.tif 000005
【図４】
2017010495.tif 000006
【図５】
2017010495.tif 000007
【図６】
2017010495.tif 000008
【図７】
2017010495.tif 000009
【図８】
2017010495.tif 000010
【図９】
2017010495.tif 000011
【図１０】
2017010495.tif 000012
【図１１】
2017010495.tif 000013
【図１２】
2017010495.tif 000014
【図１３】
2017010495.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月6日(2017.10.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一軸方向に延伸された圧電シートと、前記圧電シートに発生する電荷を検出する電極と、前記圧電シートの少なくとも一方側に配置され、前記一軸方向に対して交差する遅相軸を有し、前記圧電シートが一軸方向に延伸されることにより生じる位相差を光学的に補償する光学補償層と、を備える圧電センサと、
前記圧電センサの操作面側と逆の面に対面するように配置された表示パネルと、
を備える表示装置。
【請求項２】
前記表示パネルは、Ｘ軸及びＹ軸に平行な辺を持つ矩形の平板状であり、前記圧電センサの操作面側に配置された表偏光板をさらに備え、
前記表偏光板の偏光方向は、前記Ｘ軸又はＹ軸に対して平行であり
前記圧電シートの延伸方向は、前記Ｘ軸又はＹ軸に対して４５度となる傾きであり、
前記光学補償層のリタデーション値は、前記圧電シートのリタデーション値に対して４０％〜−３０％の範囲内である請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記光学補償層のリタデーション値は、圧電シートのリタデーション値に対して±３０％の範囲内である請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記遅相軸は、前記一軸方向に直交する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】
前記圧電シートは、ポリ乳酸を含む請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の表示装置。
【請求項６】
前記電極は、電極用フィルムに形成され、
当該電極用フィルムが、前記光学補償層となっている請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の表示装置。
【請求項７】
前記操作面を備えたタッチパネルをさらに備える請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の表示装置。
【請求項８】
前記操作面に対する押圧操作により、前記圧電センサに発生する電荷を検出する検出部をさらに備える請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の表示装置。
【請求項９】
前記光学補償層の反対側に前記圧電シートを挟むように第２光学補償層が配置され、
前記第２光学補償層は、前記表偏光板の偏光方向と４５度となる遅相軸を有する請求項２に記載の表示装置。
【請求項１０】
一軸方向に延伸された圧電シートと、前記圧電シートに発生する電荷を検出する電極と、前記圧電シートの少なくとも一方側に配置され、前記一軸方向に対して交差する遅相軸を有し、前記圧電シートのリタデーション値に対して±３０％の範囲内であるリタデーション値を有する光学補償層と、を備える圧電センサと、
前記圧電センサの操作面側と逆の面に対面するように配置された表示パネルと、
を備える表示装置。
【手続補正書】
【提出日】平成30年1月11日(2018.1.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一軸方向に延伸された圧電シートと、前記圧電シートに発生する電荷を検出する電極と、前記圧電シートの少なくとも一方側に配置され、前記一軸方向に対して交差する遅相軸を有し、前記圧電シートが一軸方向に延伸されることにより生じる位相差を光学的に補償する光学補償層と、を備える圧電センサと、
前記圧電センサの操作面側と逆の面に対面するように配置され、前記圧電センサの操作面側に配置された表偏光板をさらに備えた表示パネルと、
を備え、
前記表偏光板の偏光方向は、前記圧電シートの延伸方向に対して平行又は直交ではない表示装置。
【請求項２】
前記表示パネルは、Ｘ軸及びＹ軸に平行な辺を持つ矩形の平板状であり、
前記表偏光板の偏光方向は、前記Ｘ軸又はＹ軸に対して平行であり
前記圧電シートの延伸方向は、前記Ｘ軸又はＹ軸に対して４５度となる傾きであり、
前記光学補償層のリタデーション値は、前記圧電シートのリタデーション値に対して４０％〜−３０％の範囲内である請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記光学補償層のリタデーション値は、圧電シートのリタデーション値に対して±３０％の範囲内である請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記遅相軸は、前記一軸方向に直交する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の表示装置。
【請求項５】
前記圧電シートは、ポリ乳酸を含む請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の表示装置。
【請求項６】
前記電極は、電極用フィルムに形成され、
当該電極用フィルムが、前記光学補償層となっている請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の表示装置。
【請求項７】
前記操作面を備えたタッチパネルをさらに備える請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の表示装置。
【請求項８】
前記操作面に対する押圧操作により、前記圧電センサに発生する電荷を検出する検出部をさらに備える請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の表示装置。
【請求項９】
前記光学補償層の反対側に前記圧電シートを挟むように第２光学補償層が配置され、
前記第２光学補償層は、前記表偏光板の偏光方向と４５度となる遅相軸を有する請求項２に記載の表示装置。
【請求項１０】
一軸方向に延伸された圧電シートと、前記圧電シートに発生する電荷を検出する電極と、前記圧電シートの少なくとも一方側に配置され、前記一軸方向に対して交差する遅相軸を有し、前記圧電シートのリタデーション値に対して±３０％の範囲内であるリタデーション値を有する光学補償層と、を備える圧電センサと、
前記圧電センサの操作面側と逆の面に対面するように配置され、前記圧電センサの操作面側に配置された表偏光板をさらに備えた表示パネルと、
を備え、
前記表偏光板の偏光方向は、前記圧電シートの延伸方向に対して平行又は直交ではない表示装置。
【国際調査報告】
2017010495.tif 000016
2017010495.tif 000017
2017010495.tif 000018
2017010495.tif 000019