(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧手段が接触して圧力が加えられる接触面を有する被加圧部材と、
前記被加圧部材に対向して配置され、２５℃において変位法で測定した圧電定数ｄ１４が１ｐｍ／Ｖ以上である高分子圧電材料を含む圧電部材と、
を備え、
前記被加圧部材の断面２次モーメントＩｂ及びヤング率Ｅｂの積ＩＥｂが１０ＧＰａ・ｍｍ４〜１０６ＧＰａ・ｍｍ４の範囲にあり、前記積ＩＥｂと前記圧電部材の断面２次モーメントＩａ及びヤング率Ｅａの積ＩＥａとの比ＩＥｂ／ＩＥａが１０４〜１０９の範囲にある、押圧検出装置であって、
前記高分子圧電材料が、重量平均分子量が５万〜１００万である光学活性を有する、下記式（１）で表される繰り返し単位を含む主鎖を有するポリ乳酸系高分子であるヘリカルキラル高分子を含み、ＤＳＣ法で得られる結晶化度が２０％〜８０％であり、かつ、マイクロ波透過型分子配向計で測定される基準厚さを５０μｍとしたときの規格化分子配向ＭＯＲｃと前記結晶化度との積が４０〜７００である、押圧検出装置。
【化１】
0005985744.tif 000009
【請求項２】
前記積ＩＥａが１０−５ＧＰａ・ｍｍ４〜１０−１ＧＰａ・ｍｍ４の範囲にある、請求項１に記載の押圧検出装置。
【請求項３】
前記比ＩＥｂ／ＩＥａが１０５〜１０８の範囲にある、請求項１または請求項２に記載の押圧検出装置。
【請求項４】
前記接触面から加えられる圧力に対して前記被加圧部材を支持する支持手段と、
前記接触面から前記被加圧部材を介して加えられる圧力に対して前記圧電部材を支持する支持手段と、
をさらに備える、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の押圧検出装置。
【請求項５】
前記接触面から圧力が加えられる方向と、前記高分子圧電材料の分子配向方向とが交差する、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の押圧検出装置。
【請求項６】
前記被加圧部材の厚さが０．２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲にある、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の押圧検出装置。
【請求項７】
前記被加圧部材のヤング率Ｅｂが１ＧＰａ〜２００ＧＰａである、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の押圧検出装置。
【請求項８】
前記圧電部材の前記被加圧部材側とは反対側に、ヤング率が０．１ＧＰａ以下の緩和部をさらに備える、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の押圧検出装置。
【請求項９】
前記高分子圧電材料の可視光線に対する内部ヘイズが１０％以下である、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の押圧検出装置。
【請求項１０】
前記ＭＯＲｃが３．５〜１５．０である、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の押圧検出装置。
【請求項１１】
前記ヘリカルキラル高分子は、光学純度が９５．００％ｅｅ以上である、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の押圧検出装置。
【請求項１２】
前記高分子圧電材料中における前記ヘリカルキラル高分子の含有量が８０質量％以上である、請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の押圧検出装置。
【請求項１３】
前記高分子圧電材料が、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群から選ばれる１種類以上の官能基を有する重量平均分子量が２００〜６００００の安定化剤をさらに含み、前記ヘリカルキラル高分子１００質量部に対して前記安定化剤が０．０１質量部〜１０質量部含まれる、請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載の押圧検出装置。
【請求項１４】
前記安定化剤として、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群から選ばれる官能基を１分子内に１つ有する安定化剤を含む、請求項１３に記載の押圧検出装置。
【請求項１５】
請求項１〜請求項１４のいずれか１項に記載の押圧検出装置と、表示装置と、を有する、タッチパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押圧検出装置及びタッチパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電材料としては、従来、セラミックス材料であるＰＺＴ（ＰＢＺｒＯ３−ＰｂＴｉＯ３系固溶体）が多く用いられてきたが、ＰＺＴは、鉛を含有することから、環境負荷が低く、また柔軟性に富む高分子圧電材料が用いられるようになってきている。
現在知られている高分子圧電材料は、主に以下の２種類に大別される。すなわち、ナイロン１１、ポリフッ化ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリ尿素などに代表されるポーリング型高分子と、ポリフッ化ビニリデン（β型）（ＰＶＤＦ）と、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体（Ｐ（ＶＤＦ−ＴｒＦＥ））（７５／２５）などに代表される強誘電性高分子との２種類である。【０００３】
近年、上記の高分子圧電材料以外に、ポリペプチドやポリ乳酸等の光学活性を有する高分子を用いることが着目されている。ポリ乳酸系高分子は、機械的な延伸操作のみで圧電性が発現することが知られている。
光学活性を有する高分子の中でも、ポリ乳酸のような高分子結晶の圧電性は、螺旋軸方向に存在するＣ＝Ｏ結合の永久双極子に起因するとされている。特にポリ乳酸は、主鎖に対する側鎖の体積分率が小さく、体積あたりの永久双極子の割合が大きく、ヘリカルキラリティをもつ高分子の中でも理想的な高分子といえる。
延伸処理のみで圧電性を発現するポリ乳酸は、ポーリング処理が不要で、圧電率は数年にわたり減少しにくいことが知られている。【０００４】
ポリ乳酸系高分子を高分子圧電材料として用いた装置として、例えば、ポリ乳酸から作製した圧電シートを備えたタッチパネルが提案されている（例えば、国際公開第２０１０／１４３５２８号パンフレット、国際公開第２０１１／１２５４０８号パンフレット、国際公開第２０１２／０４９９６９号パンフレット、及び国際公開第２０１１／１３８９０３号パンフレット参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、高分子圧電材料を用いた検出感度が高い押圧検出装置及びタッチパネルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、以下の発明が提供される。
＜１＞  加圧手段が接触して圧力が加えられる接触面を有する被加圧部材と、
前記被加圧部材に対向して配置され、２５℃において変位法で測定した圧電定数ｄ１４が１ｐｍ／Ｖ以上である高分子圧電材料を含む圧電部材と、
を備え、
前記被加圧部材の断面２次モーメントＩｂ及びヤング率Ｅｂの積ＩＥｂが１０ＧＰａ・ｍｍ４〜１０６ＧＰａ・ｍｍ４の範囲にあり、前記積ＩＥｂと前記圧電部材の断面２次モーメントＩａ及びヤング率Ｅａの積ＩＥａとの比ＩＥｂ／ＩＥａが１０４〜１０９の範囲にある、押圧検出装置であって、
前記高分子圧電材料が、重量平均分子量が５万〜１００万である光学活性を有する、後述の式（１）で表される繰り返し単位を含む主鎖を有するポリ乳酸系高分子であるヘリカルキラル高分子を含み、ＤＳＣ法で得られる結晶化度が２０％〜８０％であり、かつ、マイクロ波透過型分子配向計で測定される基準厚さを５０μｍとしたときの規格化分子配向ＭＯＲｃと前記結晶化度との積が４０〜７００である、押圧検出装置。
＜２＞  前記積ＩＥａが１０−５ＧＰａ・ｍｍ４〜１０−１ＧＰａ・ｍｍ４の範囲にある、＜１＞に記載の押圧検出装置。
＜３＞  前記比ＩＥｂ／ＩＥａが１０５〜１０８の範囲にある、＜１＞または＜２＞に記載の押圧検出装置。
＜４＞  前記接触面から加えられる圧力に対して前記被加圧部材を支持する支持手段と、
前記接触面から前記被加圧部材を介して加えられる圧力に対して前記圧電部材を支持する支持手段と、
をさらに備える、＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の押圧検出装置。
＜５＞  前記接触面から圧力が加えられる方向と、前記高分子圧電材料の分子配向方向とが交差する、＜１＞〜＜４＞のいずれか１項に記載の押圧検出装置。
＜６＞  前記被加圧部材の厚さが０．２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲にある、＜１＞〜＜５＞のいずれか１項に記載の押圧検出装置。
＜７＞  前記被加圧部材のヤング率Ｅｂが１ＧＰａ〜２００ＧＰａである、＜１＞〜＜６＞のいずれか１項に記載の押圧検出装置。
＜８＞  前記圧電部材の前記被加圧部材側とは反対側に、ヤング率が０．１ＧＰａ以下の緩和部をさらに有する、＜１＞〜＜７＞のいずれか１項に記載の押圧検出装置。
＜９＞  前記高分子圧電材料の可視光線に対する内部ヘイズが１０％以下である、＜１＞〜＜８＞のいずれか１項に記載の押圧検出装置。
＜１０＞  前記ＭＯＲｃが３．５〜１５．０である、＜１＞〜＜９＞のいずれか１項に記載の押圧検出装置。
【０００７】
【化１】
0005985744.tif 000002
【０００８】
＜１１＞  前記ヘリカルキラル高分子は、光学純度が９５．００％ｅｅ以上である、＜１＞〜＜１０＞のいずれか１項に記載の押圧検出装置。
＜１２＞  前記高分子圧電材料中における前記ヘリカルキラル高分子の含有量が８０質量％以上である、＜１＞〜＜１１＞のいずれか１項に記載の押圧検出装置。
＜１３＞  前記高分子圧電材料が、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群から選ばれる１種類以上の官能基を有する重量平均分子量が２００〜６００００の安定化剤をさらに含み、前記ヘリカルキラル高分子１００質量部に対して前記安定化剤が０．０１質量部〜１０質量部含まれる、＜１＞〜＜１２＞のいずれか１項に記載の押圧検出装置。
＜１４＞  前記安定化剤として、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群から選ばれる官能基を１分子内に１つ有する安定化剤を含む、＜１３＞に記載の押圧検出装置。
＜１５＞  ＜１＞〜＜１４＞のいずれか１項に記載の押圧検出装置と、表示装置とを有する、タッチパネル。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高分子圧電材料を用いた検出感度が高い押圧検出装置及びタッチパネルが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る押圧検出装置の一例について厚さ方向の断面を概略的に示す断面図である。
【図２】図１に示す押圧検出装置の接触面の反対側を概略的に示す平面図である。
【図３】実施例において、発生電荷密度の測定に用いた回路構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜押圧検出装置＞
本発明の一実施形態に係る押圧検出装置は、加圧手段が接触して圧力が加えられる接触面を有する被加圧部材と、前記被加圧部材に対向して配置され、高分子圧電材料を含む圧電部材と、を備え、前記被加圧部材の断面２次モーメントＩｂ及びヤング率Ｅｂの積ＩＥｂと、前記圧電部材の断面２次モーメントＩａ及びヤング率Ｅａの積ＩＥａとの比ＩＥｂ／ＩＥａが１０２〜１０１０の範囲にある。
【００１２】
本発明者らは、被加圧部材の断面２次モーメントＩｂ及びヤング率Ｅｂの積ＩＥｂと、圧電部材の断面２次モーメントＩａ及びヤング率Ｅａの積ＩＥａとの比ＩＥｂ／ＩＥａが好ましくは１０２〜１０１０の範囲にあることで、単位たわみ量当たりの発生電荷密度が高く、すなわち、被加圧部材の接触面に加えられた圧力を高い感度で検出することができることを見出した。ＩＥｂ／ＩＥａは、より高い検出感度を有する観点から、１０３以上が好ましく、１０４以上がより好ましく、１０５以上が特に好ましい。同様に、より検出感度を有する観点から、ＩＥｂ／ＩＥａは、１０９以下が好ましく、１０８以下がより好ましく、１０７以下が更に好ましい。
ＩＥｂ／ＩＥａは、１０４〜１０９が好ましく、１０４〜１０８がより好ましく、１０５〜１０８が特に好ましい。
なお、本実施形態において、圧電部材は被加圧部材の少なくとも一部分に対して対向していればよい。また、本実施形態において、加圧手段と、被加圧部材の加圧手段が接触する部分と、圧電部材とが、一直線上に配置されていてもよいし、一直線上に配置されていなくてもよい。
【００１３】
〔断面２次モーメント〕
断面２次モーメントは、曲げモーメントに対する物体の変形のしにくさを表した量である。
本実施形態の押圧検出装置を構成する、被加圧部材の断面２次モーメント（Ｉｂ）、及び、圧電部材の各断面２次モーメント（Ｉａ）は、それぞれ、以下のようにして求められる。
部材（被加圧部材及び圧電部材）が矩形平板状の部材である場合、この部材は、その断面が矩形断面である梁とみなされる。この場合、断面２次モーメントＩは、部材の幅ｂ及び部材の厚みｈに基づき、下記式（ａ）によって一般的に算出される。
Ｉ＝（ｂ×ｈ３）／１２    ・・・  式（ａ）
但し、部材（例えば、後述の被加圧部材（基材）６）が支持手段（例えば、後述の支持枠５）によって支持されることにより、加えられる圧力に対して部材の幅のうちの一部（以下「固定端間隔」ともいう；例えば、後述の支持枠５の内周よりも内側の部分）のみが変形する場合には、その部材の断面２次モーメントは、固定端間隔×（部材の厚さの３乗）／１２によって算出される。
【００１４】
被加圧部材又は圧電部材の断面が短矩断面でない場合も、短矩断面として計算され、断面２次モーメントは、固定端間隔×（部材の厚さの３乗）／１２によって算出される。
【００１５】
断面２次モーメントが大きいほど撓みにくい。圧電部材より被加圧部材の方が撓みやすいと接触面に加えられた圧力Ｆが圧電部材に効率的に伝播しにくい。一方、被加圧部材が撓まなすぎても、圧電部材に力が効率的に伝播しにくい。
【００１６】
〔ヤング率〕
ヤング率（Young's modulus、縦弾性係数）は、弾性範囲で単位ひずみあたり、どれだけ応力が必要かの値を決める定数である。
本実施形態の押圧検出装置を構成する被加圧部材及び圧電部材の各ヤング率（Ｅｂ、Ｅａ）は、以下のようにして求められる。
圧電部材のヤング率Ｅａ（縦弾性係数）や、樹脂からなる被加圧部材のヤング率Ｅｂ（縦弾性係数）は、ＪＩＳ  Ｋ７１２７に準拠した引張試験方法により、ＪＩＳ  Ｋ６２５１の規定されるダンベル状１号形の試験片を用いて計測する。ヤング率は、本試験片および本試験方法により得られた応力ひずみ線図における弾性域（の線形部）の傾きとして求める。ガラスのような脆性材料からなる被加圧部材のヤング率は、ＪＩＳ  Ｒ１６０２に準拠する静的弾性率測定方法により求める。
【００１７】
以下、本実施形態の押圧検出装置についてより具体的に説明する。
図１は、本実施形態に係る押圧検出装置の一例について厚さ方向の断面を概略的に示す断面図であり、図２は、図１に示す押圧検出装置の接触面の反対側（支持枠側）を示す概略平面図である。
【００１８】
本実施形態の一例に係る押圧検出装置１０は、加圧手段８が接触して圧力が加えられる接触面６Ａを有する基材（被加圧部材）６と、基材６に対向して配置された圧電部材７と、を備えている。圧電部材７は、ポリ乳酸（ＰＬＡ：polylactic acid）フィルム（高分子圧電材料）４と、ＰＬＡフィルム４の両面に設けられた電極層（第１電極層２、第２電極層３）と、から構成されている。
この一例では、さらに、第１電極層２及び第２電極層３には、それぞれ、引出電極として導電性粘着層付きの銅箔テープ２２、２３が貼り付けられている。
【００１９】
基材６の接触面６Ａとは反対側の面の縁部には、接触面６Ａから加えられる圧力に対して基材６を支持する支持手段としての支持枠５が設けられている。支持枠５は、例えば、両面テープ、接着剤、粘着剤などによって基材６に貼り付けられる。
なお、この一例では、支持枠５が基材６の面の縁部に設けられているが、本実施形態はこの態様には限定されず、支持枠５が圧電部材７の面の縁部に設けられていてもよい。例えば、基材６のサイズと圧電部材７のサイズとが近い場合（同サイズである場合を含む）や、基材６のサイズよりも圧電部材７のサイズが大きい場合には、支持枠５は圧電部材７の縁部に設けられていてもよい。要するに、支持枠５は、接触面６Ａから加えられる圧力に対して基材６を支持できるように設けられていればよい。
また、本実施形態において、接触面から加えられる圧力に対して被加圧部材を支持する支持手段は、支持枠であることには制限されず、上記圧力に対して被加圧部材を（好ましくは２点以上で）支持する手段であればよい。
【００２０】
また、圧電部材７において、ＰＬＡフィルム４の第１電極層２側は、両面テープ１を介して基材６に貼り付けられている。両面テープ１は圧電部材７を基材６に支持する支持手段として機能し、接触面６Ａから基材６を介して加えられる圧力に対して圧電部材７を基材６上に支持する。このように基材６が支持枠５によって支持され、かつ、圧電部材７が両面テープ１を介して基材６に支持されることで、接触面６Ａから圧力が加えられたときに基材６と圧電部材７が共に撓む。これにより、圧電部材７中のＰＬＡフィルム４において、基材６を介して圧力が加えられた位置に電荷が発生する。
なお、圧電部材７を基材６に支持する支持手段としては、両面テープに代えて、接着剤、粘着剤などのその他の支持手段を用いることもできる。
【００２１】
本実施形態の押圧検出装置は、圧電部材７の主面全体が被加圧部材６の主面と両面テープ等を介して接している態様が好ましいが、圧電部材７は少なくとも２箇所で支えられている態様でもよい。具体的には、圧力Ｆに対して圧電部材７を支える点（以下、「支点ａ」と記す）が被加圧部材６との間に２箇所以上設けられていれば、圧電部材７と被加圧部材６との間に隙間があってもよい。
なお、圧電部材７の支点ａが被加圧部材６上に設けられているとは、被加圧部材６に加えられた圧力Ｆが支点аを通じて圧電部材７に伝播する態様であれば、被加圧部材６と圧電部材７が直接接触している必要はなく、圧力Ｆを伝播する部材が圧電部材７と被加圧部材６との間に介在してもよい。
【００２２】
ここで、圧電部材７の支点ａは、圧力Ｆが接触面６Ａに加えられた場合、圧電部材７の最大変位に対して変位が１０％以下であることが好ましい。なお、支点ａは圧力Ｆの方向以外の方向へは自由に変位してもよい。例えば、加圧方向と直交する方向であり、かつ圧電部材７の主面と平行方向に支点ａがスライドしてもよい。
【００２３】
本実施形態に係る押圧検出装置は、接触面６Ａに加えられた圧力により被加圧部材６と圧電部材７が変位するには、変位するための隙間か、変位を吸収できる部分が設けられているのが好ましい。具体的には、本実施形態に係る押圧検出装置は、圧電部材７の被加圧部材６側とは反対側に、ヤング率が０．１ＧＰａ以下の緩和部をさらに有することが好ましい。図１及び図２に示す押圧検出装置１０では、緩和部として圧電部材７の背面に空洞１１が設けられている。かかる空洞１１を有することで基材６の接触面６Ａに圧力が加わったときに、圧力が加えられた位置を中心として圧力の強さに応じて基材６とともに圧電部材７（詳細には、圧電部材７に含まれるＰＬＡフィルム４）が変位し、これにより電荷を発生させることができる。なお、圧電部材７の背面に緩和部として緩衝材を設けてもよい。
【００２４】
−被加圧部材−
本実施形態における被加圧部材（例えば上記被加圧部材６）は、操作者の指などの加圧手段（例えば上記加圧手段８）が接触して圧力が加えられる接触面（例えば上記接触面６Ａ）を有する。
なお、加圧手段の例としては、操作者の指以外にも、ペン状部材（例えばタッチペン）、棒状部材等の加圧用部材も挙げられる。
【００２５】
本実施形態における被加圧部材は、ガラスなどの無機材料、樹脂（アクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、等）などの有機材料（好ましくは樹脂）など、材質は特に限定されない。
また、被加圧部材としては、無機材料層及び有機材料層とが積層され一体化した形態の被加圧部材や、樹脂材料層中に無機材料を分散した形態の被加圧部材を用いることもできる。
また、本実施形態の押圧検出装置を表示装置の視認側に重ねてタッチパネルを作製する場合は、表示装置の視認性を高めるため、被加圧部材としては、透明性が高い材料を用いることが好ましい。
【００２６】
接触面６Ａは、操作者の指などの加圧手段８が接触する面である。接触面６Ａは、単独の層として形成された被加圧部材６の表面であってもよいし、被加圧部材６を複数の材料で構成して最表面の層が接触面６Ａを形成してもよい。例えば、被加圧部材６の表面に電極が配置されていてもよく、耐傷性を高めるためハードコート層が形成されていてもよい。また、被加圧部材６は内部に一部空隙があってもよい。
【００２７】
いずれの構成にせよ、被加圧部材６全体としての断面２次モーメントＩｂ及びヤング率Ｅｂの積ＩＥｂを求めて、圧電部材７の断面２次モーメントＩａ及びヤング率Ｅａの積ＩＥａとの比ＩＥｂ／ＩＥａが１０２〜１０１０の範囲にあればよい。ＩＥｂ／ＩＥａの好ましい範囲は前述のとおりである。
【００２８】
被加圧部材６の厚みは、検出信号の歪みを抑制する観点から、０．２ｍｍ〜２０ｍｍの範囲にあることが好ましく、０．３ｍｍ〜１０ｍｍであることがより好ましい。
【００２９】
本実施形態における被加圧部材（例えば上記被加圧部材６）のヤング率Ｅｂは、押厚により発生した歪を、圧電部材の歪に効率的に伝達させる観点から、２００ＧＰａ以下の範囲にあることが好ましい。本実施形態における被加圧部材のヤング率Ｅｂは、１ＧＰａ〜２００ＧＰａの範囲にあることが好ましく、３ＧＰａ〜１００ＧＰａの範囲にあることが特に好ましい。
【００３０】
また、本実施形態における被加圧部材の断面２次モーメントＩｂは、接触面に加えられた圧力を圧電部材により効率的に伝播させる観点から、１０−１ｍｍ４〜１０７ｍｍ４が好ましく、１０−１ｍｍ４〜１０６ｍｍ４がより好ましく、１０−１ｍｍ４〜１０５ｍｍ４がより好ましい。
また、本実施形態におけるＩＥｂは、接触面に加えられた圧力を圧電部材により効率的に伝播させる観点から、１０ＧＰａ・ｍｍ４〜１０８ＧＰａ・ｍｍ４が好ましく、１０ＧＰａ・ｍｍ４〜１０７ＧＰａ・ｍｍ４がより好ましく、１０ＧＰａ・ｍｍ４〜１０６ＧＰａ・ｍｍ４が更に好ましく、１０２ＧＰａ・ｍｍ４〜１０５ＧＰａ・ｍｍ４が特に好ましい。
【００３１】
また、本実施形態における圧電部材（例えば上記圧電部材７）のヤング率Ｅａは、発生電荷密度と強度とのバランスの観点から、１ＧＰａ〜１０ＧＰａが好ましく、１ＧＰａ〜５ＧＰａがより好ましく、２ＧＰａ〜４ＧＰａが特に好ましい。
また、本実施形態における圧電部材の断面２次モーメントＩａは、発生電荷密度と強度とのバランスの観点から、１０−７ｍｍ４〜１０−１ｍｍ４が好ましく、１０−６ｍｍ４〜１０−２ｍｍ４がより好ましく、１０−５ｍｍ４〜１０−３ｍｍ４が特に好ましい。
また、本実施形態におけるＩＥａは、発生電荷密度と強度とのバランスの観点から、１０−６ＧＰａ・ｍｍ４〜１ＧＰａ・ｍｍ４が好ましく、１０−５ＧＰａ・ｍｍ４〜１０−１ＧＰａ・ｍｍ４がより好ましく、１０−４ＧＰａ・ｍｍ４〜１０−２ＧＰａ・ｍｍ４が好ましい。
【００３２】
本実施形態において、被加圧部材（図１中では被加圧部材６）と圧電部材（図１中では圧電部材７）は、図１に示すように両面テープ１と第１電極層２を介して密着していてもよいし、被加圧部材と圧電部材との間に空隙（隙間）を設けて配置されていてもよい。被加圧部材と圧電部材との間に空隙がある場合は、圧力が加えられる方向の空隙の大きさは０．１ｍｍ以下であることが好ましい。これは指などの加圧手段（図１中では加圧手段８）によって被加圧部材に撓み（変位）が生じた際に、被加圧部材が圧電部材と接触することで、被加圧部材の撓みが圧電部材に伝播し、圧電部材（詳細には、圧電部材に含まれる高分子圧電材料）により電荷が発生しやすくなるからである。
【００３３】
−圧電部材−
本実施形態における圧電部材（例えば上記圧電部材７）は、被加圧部材（例えば上記被加圧部材６）に対向して配置されており、高分子圧電材料（例えば上記ＰＬＡフィルム４）を含む。
本実施形態における高分子圧電材料としては、例えば、２５℃において変位法で測定した圧電定数ｄ１４が１ｐｍ／Ｖ以上である高分子圧電材料を用いることができる。
【００３４】
〔圧電定数〕
ここで、「圧電定数ｄ１４」とは、圧電率のテンソルの一つであり、延伸した材料の延伸軸方向に、ずり応力を印加したとき、ずり応力の方向に生じた分極の程度から求める。具体的には、単位ずり応力あたりの発生電荷密度をｄ１４と定義する。圧電定数ｄ１４の数値が大きいほど圧電性が高いことを表す。本願において単に『圧電定数』と称するときは、「圧電定数ｄ１４」を指す。
【００３５】
また、複素圧電率ｄ１４は、「ｄ１４＝ｄ１４’―ｉｄ１４’’」として算出され、「ｄ１４’」と「ｉｄ１４’’」は東洋精機製作所社製「レオログラフソリッドＳ−１型」より得られる。「ｄ１４’」は、複素圧電率の実数部を表し、「ｉｄ１４’’」は、複素圧電率の虚数部を表し、ｄ１４’（複素圧電率の実数部）は本実施形態における圧電定数ｄ１４に相当する。尚、複素圧電率の実数部が高いほど圧電性に優れることを示す。圧電定数ｄ１4には変位法で測定されるもの（単位：ｐｍ／Ｖ）と、共振法により測定されるもの（単位：ｐＣ／Ｎ）とがある。
【００３６】
〔圧電定数（変位法）〕
本実施形態において、高分子圧電材料の圧電定数（変位法）は、例えば次のようにして変位法により測定される値をいう。
【００３７】
高分子圧電材料を、延伸方向（ＭＤ方向）に４０ｍｍ、延伸方向に直交する方向（ＴＤ方向）に４０ｍｍでそれぞれカットして、矩形の試験片を作製する。次に、（株）昭和真空製ＳＩＰ−６００の試験台に、得られた試験片をセットし、Ａｌの蒸着厚が５０ｎｍとなるように、試験片の一方の面にＡｌを蒸着する。次いで、試験片の他方の面を、同様に蒸着して、試験片の両面にＡｌを被覆し、Ａｌの導電層を形成する。
【００３８】
両面にＡｌの導電層が形成された４０ｍｍ×４０ｍｍの試験片を、高分子圧電材料の延伸方向（ＭＤ方向）に対して４５°なす方向に３２ｍｍ、４５°なす方向に直交する方向に５ｍｍにカットして、３２ｍｍ×５ｍｍの矩形のフィルムを切り出す。これを、圧電定数測定用サンプルとする。
【００３９】
得られたサンプルに、１０Ｈｚ、３００Ｖｐｐの正弦波の交流電圧を印加したときの、フィルムの変位の最大値と最小値の差分距離を、キーエンス社製レーザ分光干渉型変位計ＳＩ−１０００により計測した。計測した変位量（ｍｐ−ｐ）を、フィルムの基準長３０ｍｍで割った値を歪量とし、この歪量をフィルムに印加した電界強度（（印加電圧（Ｖ））／（フィルム厚））で割った値に２を乗じた値を圧電定数ｄ１４とする。
【００４０】
圧電定数は高ければ高いほど、高分子圧電材料に印加される電圧に対する前記材料の変位、逆に高分子圧電材料に印加される力に対し発生する電圧が大きくなり、高分子圧電材料としては有用である。具体的には、２５℃における変位法で測定した圧電定数ｄ１４は通常、１ｐｍ／Ｖ以上であり、４ｐｍ／Ｖ以上が好ましく、６ｐｍ／Ｖ以上がより好ましく、８ｐｍ／Ｖ以上が特に好ましい。また圧電定数ｄ１４の上限は特に限定されないが、後述する透明性などのバランスの観点からは、ヘリカルキラル高分子を用いた圧電材料では５０ｐｍ／Ｖ以下が好ましく、３０ｐｍ／Ｖ以下がより好ましい場合がある。
【００４１】
本実施形態では、接触面から圧力が加えられる方向（例えば、図１中の方向２０）と、高分子圧電材料（例えば、図１中のＰＬＡフィルム４）の分子配向方向（例えば、図２中の分子配向方向９）と、が交差することが好ましい。
接触面から圧力が加えられる方向と、高分子圧電材料の分子配向方向とが交差していることで、被加圧部材の接触面から圧電部材の厚さ方向に加えられた圧力によって、被加圧部材が撓むことにより、圧電部材に引張力が働いてこの圧電部材が歪むので、高分子圧電材料に電荷が発生しやすい。
【００４２】
また、本実施形態における高分子圧電材料は、好ましくは、重量平均分子量が５万〜１００万である光学活性を有するヘリカルキラル高分子［以下、適宜、「光学活性高分子（Ａ）」と称する］を含み、ＤＳＣ法で得られる結晶化度が２０％〜８０％であり、かつ、マイクロ波透過型分子配向計で測定される基準厚さを５０μｍとしたときの規格化分子配向ＭＯＲｃと前記結晶化度との積が４０〜７００である。
【００４３】
光学活性を有するヘリカルキラル高分子（以下、「光学活性高分子」ともいう）とは、分子構造が螺旋構造である分子光学活性を有する高分子をいう。
光学活性を有するヘリカルキラル高分子としては、例えば、ポリペプチド、セルロース誘導体、ポリ乳酸系樹脂、ポリプロピレンオキシド、ポリ（β―ヒドロキシ酪酸）等を挙げることができる。
前記ポリペプチドとしては、例えば、ポリ（グルタル酸γ−ベンジル）、ポリ（グルタル酸γ−メチル）等が挙げられる。
前記セルロース誘導体としては、例えば、酢酸セルロース、シアノエチルセルロース等が挙げられる。
【００４４】
本実施形態における光学活性高分子（Ａ）は、高分子圧電材料の圧電性を向上する観点から、光学純度が９５．００％ｅｅ以上であることが好ましく、９６．００％ｅｅ以上であることがより好ましく、９９．００％ｅｅ以上であることがさらに好ましく、９９．９９％ｅｅ以上であることがさらにより好ましい。望ましくは１００．００％ｅｅである。光学活性高分子（Ａ）の光学純度を上記範囲とすることで、圧電性を発現する高分子結晶のパッキング性が高くなり、その結果、圧電性が高くなるものと考えられる。
【００４５】
本実施形態において、光学活性高分子（Ａ）の光学純度は、下記式にて算出した値である。
光学純度（％ｅｅ）＝１００×｜Ｌ体量−Ｄ体量｜／（Ｌ体量＋Ｄ体量）
すなわち、『「光学活性高分子のＬ体の量〔質量％〕と光学活性高分子（Ａ）のＤ体の量〔質量％〕との量差（絶対値）」を「光学活性高分子のＬ体の量〔質量％〕と光学活性高分子のＤ体の量〔質量％〕との合計量」で割った（除した）数値』に、『１００』をかけた（乗じた）値を、光学純度とする。
【００４６】
なお、光学活性高分子のＬ体の量〔質量％〕と光学活性高分子のＤ体の量〔質量％〕は、高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いた方法により得られる値を用いる。
【００４７】
以上の光学活性高分子（Ａ）の中でも、光学純度を上げ、圧電性を向上させる観点から、下記式（１）で表される繰り返し単位を含む主鎖を有する化合物が好ましい。
【００４８】
【化２】
0005985744.tif 000003
【００４９】
前記式（１）で表される繰り返し単位を主鎖とする化合物としては、ポリ乳酸系高分子が挙げられる。中でも、ポリ乳酸が好ましく、Ｌ−乳酸のホモポリマー（ＰＬＬＡ）またはＤ−乳酸のホモポリマー（ＰＤＬＡ）が最も好ましい。なお、本実施形態における前記ポリ乳酸系高分子とは、「ポリ乳酸（Ｌ−乳酸及びＤ−乳酸から選ばれるモノマー由来の繰り返し単位のみからなる高分子化合物）」、「Ｌ−乳酸またはＤ−乳酸と、該Ｌ−乳酸またはＤ−乳酸と共重合可能な化合物とのコポリマー」、又は、両者の混合物をいう。
【００５０】
前記「ポリ乳酸」は、乳酸がエステル結合によって重合し、長く繋がった高分子であり、ラクチドを経由するラクチド法と、溶媒中で乳酸を減圧下加熱し、水を取り除きながら重合させる直接重合法などによって製造できることが知られている。前記「ポリ乳酸」としては、Ｌ−乳酸のホモポリマー、Ｄ−乳酸のホモポリマー、Ｌ−乳酸およびＤ−乳酸の少なくとも一方の重合体を含むブロックコポリマー、及び、Ｌ−乳酸およびＤ−乳酸の少なくとも一方の重合体を含むグラフトコポリマーが挙げられる。
【００５１】
前記「Ｌ−乳酸またはＤ−乳酸と共重合可能な化合物」としては、グリコール酸、ジメチルグリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、２−ヒドロキシプロパン酸、３−ヒドロキシプロパン酸、２−ヒドロキシ吉草酸、３−ヒドロキシ吉草酸、４−ヒドロキシ吉草酸、５−ヒドロキシ吉草酸、２−ヒドロキシカプロン酸、３−ヒドロキシカプロン酸、４−ヒドロキシカプロン酸、５−ヒドロキシカプロン酸、６−ヒドロキシカプロン酸、６−ヒドロキシメチルカプロン酸、マンデル酸等のヒドロキシカルボン酸、グリコリド、β−メチル−δ−バレロラクトン、γ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン等の環状エステル、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、テレフタル酸等の多価カルボン酸、及びこれらの無水物、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，９−ノナンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、テトラメチレングリコール、１，４−ヘキサンジメタノール等の多価アルコール、セルロース等の多糖類、及び、α−アミノ酸等のアミノカルボン酸等を挙げることができる。
【００５２】
前記「Ｌ−乳酸またはＤ−乳酸と、該Ｌ−乳酸またはＤ−乳酸と共重合可能な化合物とのコポリマー」としては、らせん結晶を生成可能なポリ乳酸シーケンスを有する、ブロックコポリマーまたはグラフトコポリマーが挙げられる。
【００５３】
また光学活性高分子（Ａ）中のコポリマー成分に由来する構造の濃度は２０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。例えば光学活性高分子（Ａ）がポリ乳酸系高分子の場合、前記ポリ乳酸系高分子中の乳酸に由来する構造と、乳酸と共重合可能な化合物（コポリマー成分）に由来する構造と、のモル数の合計に対して、前記コポリマー成分が２０ｍｏｌ％以下であることが好ましい。
【００５４】
前記ポリ乳酸系高分子は、例えば、特開昭５９−０９６１２３号公報、及び特開平７−０３３８６１号公報に記載されている乳酸を直接脱水縮合して得る方法や、米国特許２，６６８，１８２号及び４，０５７，３５７号等に記載されている乳酸の環状二量体であるラクチドを用いて開環重合させる方法などにより製造することができる。
【００５５】
さらに、前記の各製造方法により得られた光学活性高分子は、光学純度を９５．００％ｅｅ以上とするために、例えば、ポリ乳酸をラクチド法で製造する場合、晶析操作により光学純度を９５．００％ｅｅ以上の光学純度に向上させたラクチドを、重合することが好ましい。
【００５６】
本実施形態における高分子圧電材料に含有される光学活性高分子（Ａ）の含有量は、８０質量％以上が好ましい。
【００５７】
〔光学活性高分子（Ａ）の重量平均分子量〕
本実施形態における光学活性高分子（Ａ）は、重量平均分子量（Ｍｗ）が、５万〜１００万である。光学活性高分子（Ａ）の重量平均分子量の下限が５万以上であれば光学活性高分子を成型体としたときの機械的強度が十分となる。光学活性高分子の重量平均分子量の下限は、１０万以上であることが好ましく、２０万以上であることがさらに好ましい。一方、光学活性高分子（Ａ）の重量平均分子量の上限が１００万以下であると、光学活性高分子を成形すること（例えば、押出成型などによりフィルム形状などに成形すること）がより容易となる。重量平均分子量の上限は、８０万以下であることが好ましく、３０万以下であることがさらに好ましい。
【００５８】
また、前記光学活性高分子（Ａ）の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、高分子圧電材料の強度の観点から、１．１〜５であることが好ましく、１．２〜４であることがより好ましい。さらに１．４〜３であることが好ましい。
【００５９】
なお、光学活性高分子（Ａ）の重量平均分子量Ｍｗと、分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、ゲル浸透クロマトグラフ（ＧＰＣ）を用い、下記条件のＧＰＣ測定方法により、測定される。
−ＧＰＣ測定装置−
Ｗａｔｅｒｓ社製ＧＰＣ−１００
−カラム−
昭和電工社製、Ｓｈｏｄｅｘ  ＬＦ−８０４
−サンプルの調製−
光学活性高分子（Ａ）を４０℃で溶媒（例えば、クロロホルム）へ溶解させ、濃度１ｍｇ／ｍｌのサンプル溶液を準備する。
−測定条件−
サンプル溶液０．１ｍｌを溶媒〔クロロホルム〕、温度４０℃、１ｍｌ／分の流速でカラムに導入する。
【００６０】
カラムで分離されたサンプル溶液中のサンプル濃度を示差屈折計で測定する。ポリスチレン標準試料にてユニバーサル検量線を作成し、光学活性高分子（Ａ）の重量平均分子量（Ｍｗ）および分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）を算出する。
【００６１】
ポリ乳酸系高分子は、市販のポリ乳酸を用いてもよく、例えば、ＰＵＲＡＣ社製のＰＵＲＡＳＯＲＢ（ＰＤ、ＰＬ）、三井化学社製のＬＡＣＥＡ（Ｈ−１００、Ｈ−４００）等が挙げられる。光学活性高分子としてポリ乳酸系高分子を用いるときに、ポリ乳酸系高分子の重量平均分子量（Ｍｗ）を５万以上とするためには、ラクチド法、または直接重合法により光学活性高分子を製造することが好ましい。
【００６２】
〔安定化剤（Ｂ）〕
本実施形態における高分子圧電材料は、安定化剤として、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群より選ばれる１種類以上の官能基を有する重量平均分子量が２００〜６００００の化合物を含むことが好ましい。
この安定化剤（Ｂ）は、前記ヘリカルキラル高分子の加水分解反応（この加水分解反応は、例えば下記反応スキームにて進行するものと推定される）を抑制し、得られる圧電材料の耐湿熱性を改良するために用いられる。
【００６３】
【化３】
0005985744.tif 000004
【００６４】
上記ヘリカルキラル高分子の加水分解反応を抑制するために、水酸基及びカルボキシ基の両方と相互作用し得る官能基として、以下の構造を有する、カルボジイミド基、イソシアネート基、及びエポキシ基からなる少なくとも１種の官能基が挙げられ、中でも、効果の観点からカルボジイミド基が好ましい。
【００６５】
【化４】
0005985744.tif 000005
【００６６】
本実施形態に使用される安定化剤（Ｂ）の重量平均分子量は、２００〜６００００が好ましく、２００〜３００００がより好ましく、３００〜１８０００がさらに好ましい。分子量が前記範囲内ならば、安定化剤（Ｂ）の移動がしやすくなり、耐湿熱性改良効果を十分に得ることができると推測される。
【００６７】
安定化剤（Ｂ）は１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。安定化剤（Ｂ）の好ましい態様としては、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群より選ばれる１種類以上の官能基を有し、且つ、数平均分子量が２００〜９００の安定化剤（Ｂ１）と、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群より選ばれる１種類以上の官能基を１分子内に２以上有し、且つ、重量平均分子量が１０００〜６００００の安定化剤（Ｂ２）とを併用するという態様が挙げられる。なお、数平均分子量が２００〜９００の安定化剤（Ｂ１）の重量平均分子量は、大凡２００〜９００であり、安定化剤（Ｂ１）の数平均分子量と重量平均分子量とはほぼ同じ値となる。
【００６８】
ここで、安定化剤（Ｂ１）としては、具体的には、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ビス−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド、ヘキシルイソシアネート、オクタデシルイソシアネート、イソシアン酸３−（トリエトキシシリル）プロピル、Ｎ−グリシジルフタルイミド、オルソフェニルフェニルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、ｐ−ｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテル等が挙げられる。
また、安定化剤（Ｂ２）としては、具体的には、ポリ（４，４’−ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド）、ポリ（テトラメチルキシリレンカルボジイミド）、ポリ（Ｎ，Ｎ−ジメチルフェニルカルボジイミド）、ポリ（Ｎ，Ｎ’−ジ−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド）、ジフェニルメタンジイソシアネート系ポリイソシアネート、１ ，６−ヘキサメチレンジイソシアネート系ポリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート系ポリイソシアネート、イソホロンジイソシアネート系ポリイソシアネート、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ化ポリブタジエン等が挙げられる。
【００６９】
分子量が比較的小さい安定化剤（Ｂ１）と、多官能で比較的分子量の大きい安定化剤（Ｂ２）を含むことで、耐湿熱性が特に向上する。両者の添加量のバランスを考慮すれば、単官能で分子量が比較的小さい安定化剤（Ｂ１）を多く含むことが透明性向上の観点から好ましく、安定化剤（Ｂ１）１００質量部に対して、安定化剤（Ｂ２）が１０質量部〜１５０質量部の範囲であることが、透明性と耐湿熱性の両立という観点から好ましく、５０質量部〜１００質量部の範囲であることが、より好ましい。
【００７０】
また、安定化剤（Ｂ）が、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群から選ばれる官能基を１分子内に１つ有する安定化剤（Ｂ３）を含む態様も寸法安定性も向上させ得るという観点からは好ましい態様である。安定化剤（Ｂ３）はカルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群から選ばれる官能基を１分子内に１つしか有さないので、加水分解により生じた水酸基やカルボキシル基を有する光学活性高分子（Ａ）の部位が、安定化剤（Ｂ３）を間に挟んで架橋されにくくなる。このため、光学活性高分子（Ａ）の分子鎖が適度に柔軟に変位し、高分子圧電材料の内部応力が分散され、高分子圧電材料の寸法安定性が向上すると推測される。
【００７１】
カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群から選ばれる官能基を１分子内に１つ有する化合物の重量平均分子量としては、２００〜２０００が好ましく、２００〜１５００がより好ましく、３００〜９００がさらに好ましい。
カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群から選ばれる官能基を１分子内に１つ有する化合物の具体例としては、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ビス−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド、ヘキシルイソシアネート、オクタデシルイソシアネート、イソシアン酸３−（トリエトキシシリル）プロピル、Ｎ−グリシジルフタルイミド、オルソフェニルフェニルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、ｐ−ｔ−ブチルフェニルグリシジルエーテルが挙げられる。これらの中でも、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ビス−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミドが好ましく、ビス−２，６−ジイソプロピルフェニルカルボジイミドがさらに好ましい。
【００７２】
また安定化剤（Ｂ３）と、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群から選ばれる官能基を１分子内に２つ以上有する安定化剤（Ｂ４）（例えば前述の安定化剤（Ｂ２）が含まれる）を併用してもよい。安定化剤（Ｂ３）１００質量部に対して、カルボジイミド基、エポキシ基、及びイソシアネート基からなる群から選ばれる官能基を１分子内に２つ以上有する安定化剤（Ｂ４）が５質量部〜２００質量部の範囲であることが、透明性、耐湿熱性及び寸法安定性バランスという観点から好ましく、１０質量部〜１００質量部の範囲であることが、より好ましい。
【００７３】
〔安定化剤（Ｂ）の重量平均分子量及び数平均分子量〕
上記安定化剤（Ｂ）の数平均分子量（Ｍｎ）と重量平均分子量（Ｍｗ）は、いずれも、光学活性高分子（Ａ）について記載したゲル浸透クロマトグラフ（ＧＰＣ）を用いた測定方法により同様に測定される。なおＧＰＣ以外にもＧＣ−ＭＳ，ＦＡＢ−ＭＳ，ＥＳＩ−ＭＳ，ＴＯＦ−ＭＳなどの測定方法でも測定することができる。
【００７４】
安定化剤（Ｂ）の添加量は、光学活性高分子（Ａ）１００質量部に対して０．０１質量部〜１０質量部が好ましい。また、より高い信頼性を得るためには（具体的には後述する信頼性試験５００時間での信頼性）、添加量は０．７質量部以上がより好ましい。特に、安定化剤として脂肪族カルボジイミドを用いる場合は０．０１質量部〜２．８質量部含まれるのが透明性という観点からはさらに好ましい。添加量が上記の範囲になることで、本実施形態における高分子圧電材料の内部へイズを著しく損なうことなく、圧電材料の信頼性を高めることができる。
なお、上記添加量は、安定化剤（Ｂ）を２種以上併用する場合、それらの総量を示す。
一方、内部ヘイズを低くし、かつ圧電定数を高めるか又は維持するという観点からは、安定化剤（Ｂ）の添加量は、光学活性を有する光学活性高分子（Ａ）１００質量部に対して０．０１質量部〜１．２質量部が好ましく、０．０１質量部〜０．７質量部がさらに好ましく、０．０１質量部〜０．６質量部がさらにより好ましい。
【００７５】
〔その他の成分〕
本実施形態における高分子圧電材料は、本実施形態の効果を損なわない限度において、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレン樹脂やポリスチレン樹脂に代表される公知の樹脂や、シリカ、ヒドロキシアパタイト、モンモリロナイト等の無機フィラー、フタロシアニン等の公知の結晶核剤等他の成分を含有していてもよい。
【００７６】
−無機フィラー−
例えば、高分子圧電材料を、気泡等のボイドの発生を抑えた透明なフィルムとするために、高分子圧電材料中に、ヒドロキシアパタイト等の無機フィラーをナノ分散してもよい。但し、無機のフィラーをナノ分散させるためには、凝集塊の解砕に大きなエネルギーが必要であり、また、フィラーがナノ分散しない場合、フィルムの透明度が低下する場合がある。本実施形態における高分子圧電材料が無機フィラーを含有するとき、高分子圧電材料全質量に対する無機フィラーの含有量は、１質量％未満とすることが好ましい。なお、高分子圧電材料がヘリカルキラル高分子以外の成分を含む場合、ヘリカルキラル高分子以外の成分の含有量は、高分子圧電材料全質量中に対して、２０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以下であることがより好ましい。
【００７７】
−結晶促進剤（結晶核剤）−
結晶促進剤は、結晶化促進の効果が認められるものであれば、特に限定されないが、ヘリカルキラル高分子の結晶格子の面間隔に近い面間隔を持つ結晶構造を有する物質を選択することが望ましい。面間隔が近い物質ほど核剤としての効果が高いからである。例えば、ヘリカルキラル高分子としてポリ乳酸系高分子を用いた場合、有機系物質であるフェニルスルホン酸亜鉛、ポリリン酸メラミン、メラミンシアヌレート、フェニルホスホン酸亜鉛、フェニルホスホン酸カルシウム、フェニルホスホン酸マグネシウム、無機系物質のタルク、クレー等が挙げられる。それらのうちでも、最も面間隔がポリ乳酸の面間隔に類似し、良好な結晶形成促進効果が得られるフェニルホスホン酸亜鉛が好ましい。なお、使用する結晶促進剤は、市販されているものを用いることができる。具体的には例えば、フェニルホスホン酸亜鉛；エコプロモート（日産化学工業（株）製）等が挙げられる。
【００７８】
結晶核剤の含有量は、ヘリカルキラル高分子（例えば上記光学活性高分子（Ａ））１００質量部に対して通常０．０１質量部〜１．０質量部、好ましくは０．０１質量部〜０．５質量部、より良好な結晶促進効果とバイオマス度維持の観点から特に好ましくは０．０２質量部〜０．２質量部である。結晶核剤の上記含有量が、０．０１質量部未満では結晶促進の効果が十分でなく、１．０質量部を超えると結晶化の速度を制御しにくくなり、高分子圧電材料の透明性が低下する傾向にある。
【００７９】
なお、高分子圧電材料は、透明性の観点からは、光学活性高分子（Ａ）及び安定化剤（Ｂ）以外の成分を含まないことが好ましい。
【００８０】
〔その他の物性〕
本実施形態における高分子圧電材料は、高度に分子が配向している。この配向を表す指標として、「分子配向度ＭＯＲ」がある。分子配向度ＭＯＲ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｒａｔｉｏ）は、分子の配向の度合いを示す値であり、以下のようなマイクロ波測定法により測定される。すなわち、試料（フィルム）を、周知のマイクロ波分子配向度測定装置（マイクロ波透過型分子配向計ともいう）のマイクロ波共振導波管中に、マイクロ波の進行方向に前記試料面（フィルム面）が垂直になるように配置する。そして、振動方向が一方向に偏ったマイクロ波を試料に連続的に照射した状態で、試料をマイクロ波の進行方向と垂直な面内で０〜３６０°回転させて、試料を透過したマイクロ波強度を測定することにより分子配向度ＭＯＲを求める。
【００８１】
本実施形態における規格化分子配向ＭＯＲｃとは、基準厚さｔｃを５０μｍとしたときのＭＯＲ値であって、下記式により求めることができる。
ＭＯＲｃ＝（ｔｃ／ｔ）×（ＭＯＲ−１）＋１
（ｔｃ：補正したい基準厚さ、ｔ：試料厚さ）
規格化分子配向ＭＯＲｃは、公知の分子配向計、例えば王子計測機器株式会社製マイクロ波方式分子配向計ＭＯＡ−２０１２ＡやＭＯＡ−６０００等により、４ＧＨｚもしくは１２ＧＨｚ近傍の共振周波数で測定することができる。
【００８２】
規格化分子配向ＭＯＲｃは、後述の通り、主に一軸延伸フィルムの延伸前の加熱処理条件（加熱温度および加熱時間）や延伸条件（延伸温度および延伸速度）等によって制御されうる。
【００８３】
なお規格化分子配向ＭＯＲｃは、位相差量（レターデーション）をフィルムの厚さで除した複屈折率Δｎに変換することもできる。具体的には、レターデーションは大塚電子株式会社製ＲＥＴＳ１００を用いて測定することができる。またＭＯＲｃとΔｎとは大凡、直線的な比例関係にあり、かつΔｎが０の場合、ＭＯＲｃは１になる。
例えば、光学活性高分子（Ａ）がポリ乳酸系高分子で複屈折率Δｎを測定波長５５０ｎｍで測定した場合、規格化分子配向ＭＯＲｃの好ましい範囲の下限である２．０は、複屈折率Δｎ  ０．００５に変換できる。また高分子圧電材料の規格化分子配向ＭＯＲｃと結晶化度の積の好ましい範囲の下限である４０は、高分子圧電材料の複屈折率Δｎと結晶化度の積が０．１に変換することができる。
【００８４】
〔規格化分子配向ＭＯＲｃ〕
本実施形態における高分子圧電材料は、規格化分子配向ＭＯＲｃが３．５〜１５．０であることが好ましく、４．０〜１５．０であることがより好ましく、６．０〜１０．０であることがさらに好ましく、７〜１０．０であることがさらにより好ましい。規格化分子配向ＭＯＲｃが３．５〜１５．０の範囲にあれば、延伸方向に配列するポリ乳酸分子鎖が多く、その結果、配向結晶の生成する率が高くなり、高い圧電性を発現することが可能となる。
【００８５】
〔結晶化度〕
高分子圧電材料の結晶化度は、ＤＳＣ法によって求められるものであり、本実施形態における高分子圧電材料の結晶化度は２０％〜８０％であり、好ましくは２５％〜７０％、さらに好ましくは３０％〜５０％が好ましい。前記範囲に結晶化度があれば、高分子圧電材料の圧電性、透明性のバランスがよく、また高分子圧電材料を延伸するときに、白化や破断がおきにくく製造しやすい。
【００８６】
〔規格化分子配向ＭＯＲｃと結晶化度の積〕
高分子圧電材料の結晶化度と規格化分子配向ＭＯＲｃとの積は好ましくは４０〜７００、さらに好ましくは７５〜６８０、さらに好ましくは９０〜６６０、さらに好ましくは１２５〜６５０、さらに好ましくは１８０〜３５０である。高分子圧電材料の結晶化度と、規格化分子配向ＭＯＲｃとの積が４０〜７００の範囲にあれば、高分子圧電材料の圧電性と透明性とのバランスが良好であり、かつ寸法安定性も高く、後述する圧電素子として好適に用いることができる。
【００８７】
〔透明性（内部ヘイズ）〕
高分子圧電材料の透明性は、例えば、目視観察やヘイズ測定により評価することができる。本実施形態における高分子圧電材料のヘイズは、可視光線に対する内部ヘイズが１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましく、１％以下であることが特に好ましい。ここで、ヘイズは、厚さ０．０５ｍｍの高分子圧電材料に対して、ＪＩＳ−Ｋ７１０５に準拠して、ヘイズ測定機〔（有）東京電色製、ＴＣ−ＨＩＩＩ  ＤＰＫ〕を用いて２５℃で測定したときの値である。高分子圧電材料のヘイズは、低ければ低いほどよいが、圧電定数などとのバランスの観点からは、０．０１％〜１０％であることが好ましく、０．１％〜５％であることがより好ましく、０．１％〜１％であることが特に好ましい。なお本願でいう「ヘイズ」または「内部へイズ」とは、高分子圧電材料の内部へイズをいう。内部へイズとは、高分子圧電材料の外表面の形状によるヘイズを除外したヘイズである。
【００８８】
＜高分子圧電材料の製造方法＞
本実施形態における高分子圧電材料の原料は、既述のポリ乳酸系高分子などの光学活性高分子（Ａ）、必要に応じて、カルボジイミド化合物などの安定化剤（Ｂ）等の他の成分を混合して、混合物とすることにより得られる。混合物は溶融混練をしてもよい。具体的には、混合する光学活性高分子（Ａ）と必要に応じて用いられる他の成分とを、溶融混練機〔東洋精機社製、ラボプラストミル〕を用い、ミキサー回転数３０ｒｐｍ〜７０ｒｐｍ、１８０℃〜２５０℃の条件で、５分〜２０分間溶融混練することで、光学活性高分子（Ａ）と安定化剤（Ｂ）とのブレンド体、複数種のヘリカルキラル高分子のブレンド体、ヘリカルキラル高分子と無機フィラーなどの他の成分とのブレンド体等を得ることができる。
【００８９】
本実施形態における高分子圧電材料は、例えば、光学活性高分子（Ａ）と、必要に応じて安定化剤（Ｂ）とを含む非晶状態のシートを結晶化して予備結晶化シート（結晶化原反ともいう）を得る第一の工程と、前記予備結晶化シートを主として１軸方向に延伸する第二の工程と、を含む、製造方法によって製造されうる。
【００９０】
一般的に延伸時にフィルムにかける力を増やすことで、ヘリカルキラル高分子の配向が促進され圧電定数も大きくなり、結晶化が進み、結晶サイズが大きくなることでヘイズが大きくなる傾向にある。また内部応力の増加により寸法変形率も増加する傾向がある。単純にフィルムに力をかけた場合、球晶のように配向していない結晶が形成される。球晶のような配向が低い結晶は、ヘイズを上げるものの圧電定数の増加には寄与しにくい。よって、圧電定数が高く、ヘイズ及び寸法変形率が低いフィルムを形成するためには、圧電定数に寄与する配向結晶を、ヘイズを増大させない程度の微小サイズで効率よく形成する必要がある。
【００９１】
本実施形態における高分子圧電材料の製造方法においては、例えば延伸の前にシート内を予備結晶化させ微細な結晶を形成した後に延伸する。これにより、延伸時にフィルムにかけた力を微結晶と微結晶の間の結晶性が低い高分子部分に効率よくかけることができるようになり、ヘリカルキラル高分子を主な延伸方向に効率よく配向させることができる。具体的には、微結晶と微結晶の間の結晶性が低い高分子部分内に、微細な配向結晶が生成すると同時に、予備結晶化によって生成された球晶がくずれ、球晶を構成しているラメラ晶が、タイ分子鎖につながれた数珠繋ぎ状に延伸方向に配向することで、所望の値のＭＯＲｃを得ることができる。このため、圧電定数を大きく低下させることなく、ヘイズ及び寸法変形率の値が低いシートを得ることができる。
【００９２】
規格化分子配向ＭＯＲｃを制御するには、第一の工程の加熱処理時間および加熱処理温度になどによる結晶化原反の結晶化度の調整、および第二の工程の延伸速度および延伸温度の調整が重要である。前述のとおり、ヘリカルキラル高分子は、分子光学活性を有する高分子である。ヘリカルキラル高分子とカルボジライト化合物を含む非晶状態のシートは、市場から入手可能なものでもよく、押出成形などの公知のフィルム成形手段で作製されてもよい。非晶状態のシートは単層であっても、多層であっても構わない。
【００９３】
〔第一の工程（予備結晶化工程）〕
予備結晶化シートは、光学活性高分子（Ａ）と、必要に応じて安定化剤（Ｂ）とを含む非晶状態のシートを加熱処理して結晶化させることで得ることができる。また、押出成形法などで光学活性高分子（Ａ）と安定化剤（Ｂ）とを含む原料を、ヘリカルキラル高分子のガラス転移温度よりも高い温度に加熱しシート状に押出成形した後、キャスターで押し出されたシートを急冷することで、所定の結晶化度を有する予備結晶化シートを得ることもできる。
【００９４】
また１）予め結晶化した予備結晶化シートを、後述する延伸工程（第二の工程）に送り、延伸装置にセットして延伸してもよいし（オフラインによる加熱処理）、２）加熱処理により結晶化されていない非晶状態のシートを、延伸装置にセットして、延伸装置にて加熱して予備結晶化し、その後、連続して延伸工程（第二の工程）に送って、延伸してもよい（インラインによる加熱処理）。
【００９５】
非晶状態のヘリカルキラル高分子を含むシートを予備結晶化するための加熱温度Ｔは特に限定されないが、本製造方法で製造される高分子圧電材料の圧電性や透明性など高める点で、ヘリカルキラル高分子のガラス転移温度Ｔｇと以下の式の関係を満たし、結晶化度が３％〜７０％になるように設定されるのが好ましい。
Ｔｇ−４０℃≦Ｔ≦Ｔｇ＋４０℃
（Ｔｇは、前記ヘリカルキラル高分子のガラス転移温度を表す）
【００９６】
予備結晶化するための加熱時間またはシート状に押出成形するときに結晶化する場合の加熱時間は、所望の結晶化度を満たし、かつ延伸後（第二工程後）の高分子圧電材料の規格化分子配向ＭＯＲｃと延伸後の高分子圧電材料の結晶化度の積が好ましくは４０〜７００、さらに好ましくは１２５〜６５０、さらに好ましくは２５０〜３５０になるように調整されればよい。加熱時間が長くなると、延伸後の結晶化度も高くなり、延伸後の規格化分子配向ＭＯＲｃも高くなる。加熱時間が短くなると、延伸後の結晶化度も低くなり、延伸後の規格化分子配向ＭＯＲｃも低くなる傾向がある。
【００９７】
延伸前の予備結晶化シートの結晶化度が高くなると、シートが硬くなってより大きな延伸応力がシートにかかるので、前記シート中の結晶性が比較的低い部分も配向が強くなり、延伸後の規格化分子配向ＭＯＲｃも高くなる。逆に、延伸前の予備結晶化シートの結晶化度が低くなると、シートが柔らかくなって延伸応力がよりシートにかかりにくくなるので、前記シート中の結晶性が比較的低い部分も配向が弱くなり、延伸後の規格化分子配向ＭＯＲｃも低くなると考えられる。
【００９８】
加熱時間は、加熱温度、シートの厚み、シートを構成する樹脂の分子量、添加剤などの種類または量によって異なる。また、シートを結晶化させる実質的な加熱時間は、後述する延伸工程（第二工程）の前に行なってもよい予熱において、非晶状態のシートが結晶化する温度で予熱した場合、前記予熱時間と、予熱前の予備結晶化工程における加熱時間の和に相当する。
【００９９】
非晶状態のシートの加熱時間またはシート状に押出成形するときに結晶化する場合の加熱時間は、通常は５秒〜６０分であり、製造条件の安定化という観点からは１分〜３０分でもよい。例えば、ヘリカルキラル高分子としてポリ乳酸系高分子を含む非晶状態のシートを予備結晶化する場合は、２０℃〜１７０℃で、５秒〜６０分加熱することが好ましく、１分〜３０分でもよい。
【０１００】
延伸後のシートに効率的に圧電性、透明性、高寸法安定性を付与するには、延伸前の予備結晶化シートの結晶化度を調整することが重要である。すなわち、延伸により圧電性や寸法安定性が向上する理由は、延伸による応力が、球晶状態にあると推測される予備結晶化シート中の結晶性が比較的高い部分に集中し、球晶が破壊されつつ配向することで圧電性ｄ１４が向上する一方、球晶を介して延伸応力が結晶性の比較的低い部分にもかかり、配向を促し、圧電性ｄ１４を向上させるからと考えられるからである。
【０１０１】
延伸後のシートの結晶化度、または後述するアニール処理を行う場合はアニール処理後の結晶化度は、２０％〜８０％、好ましくは４０％〜７０％になるように設定される。そのため、予備結晶化シートの延伸直前の結晶化度は３％〜７０％、好ましくは１０％〜６０％、さらに好ましくは１５％〜５０％になるように設定される。
【０１０２】
予備結晶化シートの結晶化度は、延伸後の、本実施形態における高分子圧電材料の結晶化度の測定と同様に行なえばよい。
【０１０３】
予備結晶化シートの厚みは、第二の工程の延伸により得ようとする高分子圧電材料の厚みと延伸倍率によって主に決められるが、好ましくは５０μｍ〜１０００μｍであり、より好ましくは２００μｍ〜８００μｍ程度である。
【０１０４】
〔第二の工程（延伸工程）〕
第二の工程である、延伸工程における延伸方法は特に制限されず、１軸延伸、２軸延伸、後述する固相延伸などの種々の延伸方法を用いることができる。高分子圧電材料を延伸することにより、主面の面積が大きな高分子圧電材料を得ることができる。
【０１０５】
ここで、「主面」とは、高分子圧電材料の表面の中で、最も面積の大きい面をいう。本実施形態における高分子圧電材料は、主面を２つ以上有してもよい。例えば、高分子圧電材料が、１０ｍｍ×０．３ｍｍ四方の面Ａと、３ｍｍ×０．３ｍｍ四方の面Ｂと、１０ｍｍ×３ｍｍ四方の面Ｃとをそれぞれ２面ずつ有する板状体である場合、当該高分子圧電材料の主面は面Ｃであり、２つの主面を有する。
【０１０６】
本実施形態において、主面の面積が大きいとは、高分子圧電材料の主面の面積が５ｍｍ２以上であることをいう。また主面の面積が１０ｍｍ２以上であることが好ましい。
【０１０７】
高分子圧電材料を主に一方向に延伸することで、高分子圧電材料に含まれるポリ乳酸系高分子の分子鎖を、一方向に配向させ、かつ高密度に整列させることができ、より高い圧電性が得られると推測される。
【０１０８】
ここで、高分子圧電材料のガラス転移温度Ｔｇ〔℃〕および高分子圧電材料の融点Ｔｍ〔℃〕は、示差走査型熱量計（ＤＳＣ）を用い、高分子圧電材料に対して、昇温速度１０℃／分の条件で温度を上昇させたときの融解吸熱曲線から、曲線の屈曲点として得られるガラス転移温度（Ｔｇ）と、吸熱反応のピーク値として確認される温度（Ｔｍ）である。
【０１０９】
高分子圧電材料の延伸温度は、１軸延伸方法や２軸延伸方法等のように、引張力のみで高分子圧電材料を延伸する場合は、高分子圧電材料のガラス転移温度より１０℃〜２０℃程度高い温度範囲であることが好ましい。
【０１１０】
延伸処理における延伸倍率は、３倍〜３０倍が好ましく、４倍〜１５倍の範囲で延伸することがより好ましい。
【０１１１】
予備結晶化シートの延伸を行なうときは、延伸直前にシートを延伸しやすくするために予熱を行なってもよい。この予熱は、一般的には延伸前のシートを軟らかくし延伸しやすくするために行なわれるものであるため、前記延伸前のシートを結晶化してシートを硬くすることがない条件で行なわれるのが通常である。しかし、上述したように本実施形態においては、延伸前に予備結晶化を行なう場合があるため、前記予熱を、予備結晶化を兼ねて行なってもよい。具体的には、上述した予備結晶化工程における加熱温度や加熱処理時間に合わせて、予熱を通常行なわれる温度よりも高い温度や長い時間行なうことで、予熱と予備結晶化を兼ねることができる。
【０１１２】
〔アニール処理工程〕
圧電定数を向上させる観点から、延伸処理を施した後（前記第二の工程の後）の高分子圧電材料を、一定の熱処理（以下「アニール処理」とも称する）することが好ましい。なおアニール処理により主に結晶化する場合は、前述の予備結晶化工程で行う予備結晶化を省略できる場合がある。
【０１１３】
アニール処理の温度は、概ね８０℃〜１６０℃であることが好ましく、１００℃〜１５５℃あることがさらに好ましい。
【０１１４】
アニール処理の温度印加方法は、特に限定されないが、熱風ヒータや赤外線ヒータを用いて直接加熱する方法、加熱したシリコンオイルなど、加熱した液体に高分子圧電材料を浸漬して加熱する方法等が挙げられる。
【０１１５】
このとき、線膨張により高分子圧電材料が変形すると、実用上平坦なフィルムを得ることが困難になるため、高分子圧電材料に一定の引張応力（例えば、０．０１ＭＰａ〜１００Ｍｐａ）を印加し、高分子圧電材料がたるまないようにしながら温度を印加することが好ましい。
【０１１６】
アニール処理の温度印加時間は、１秒〜６０分であることが好ましく、１秒〜３００秒であることがより好ましく、１秒から６０秒の範囲で加熱することがさらに好ましい。６０分を超えてアニールをすると、高分子圧電材料のガラス転移温度より高い温度で、非晶部分の分子鎖から球晶が成長することにより配向度が低下する場合があり、その結果、圧電性や透明性が低下する場合がある。
【０１１７】
上記のようにしてアニール処理された高分子圧電材料は、アニール処理した後に急冷することが好ましい。アニール処理において、「急冷する」とは、アニール処理した高分子圧電材料を、アニール処理直後に、例えば氷水中等に浸漬して、少なくともガラス転移点Ｔｇ以下に冷やすことをいい、アニール処理と氷水中等への浸漬との間に他の処理が含まれないことをいう。
【０１１８】
急冷の方法は、水、氷水、エタノール、ドライアイスを入れたエタノールやメタノール、液体窒素などの冷媒に、アニール処理した高分子圧電材料を浸漬する方法や、蒸気圧の低い液体スプレーを吹き付け、蒸発潜熱により冷却したりする方法が挙げられる。連続的に高分子圧電材料を冷却するには、高分子圧電材料のガラス転移温度Ｔｇ以下の温度に管理された金属ロールと、高分子圧電材料とを接触させるなどして、急冷することが可能である。また、冷却の回数は、１回のみであっても、２回以上であってもよく、さらには、アニールと冷却とを交互に繰り返し行なうことも可能である。
【０１１９】
本実施形態における高分子圧電材料の製造方法は、光学活性高分子（Ａ）と前記安定化剤（Ｂ）を含むシートを主として１軸方向に延伸する工程と、アニール処理をする工程と、をこの順で含むものであってもよい。該延伸する工程及びアニール処理をする工程は、上述と同様の工程とすることができる。また、本製造方法においては、上述の予備結晶化工程を実施しなくともよい。
【０１２０】
また、本実施形態における圧電部材は、上述した高分子圧電材料に加え、電極を含むことが好ましい。
より好ましい態様の圧電部材は、上記圧電部材７のように、高分子圧電材料（例えば上記ＰＬＡフィルム４）が２つの主面を有し、当該主面に電極（例えば上記第１電極層２及び第２電極層３）が設けられた構成の圧電部材である。電極は、高分子圧電材料の少なくとも２つの面に備えられていればよい。
前記電極としては、特に制限されないが、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ−Ｐｄ合金、ＩＴＯ、ＺｎＯ、ＩＺＯ（登録商標）、導電性ポリマー等が用いられる。
【０１２１】
また、本実施形態における圧電部材は、高分子圧電材料と電極とを繰り返し重ねた構成の積層型の圧電部材であってもよい。
積層型の圧電部材の例としては、電極と高分子圧電材料とのユニットを繰り返し重ね、最後に電極で覆われていない高分子圧電材料の主面を電極で覆ったものが挙げられる。具体的にはユニットの繰り返しが２回のものは、電極、高分子圧電材料、電極、高分子圧電材料、電極をこの順で重ねた積層型の圧電部材である。積層型の圧電部材に用いられる高分子圧電材料はそのうち１層の高分子圧電材料が本実施形態における高分子圧電材料であればよく、その他の層は本実施形態における高分子圧電材料でなくてもよい。
また、積層圧電素子に複数の本実施形態における高分子圧電材料が含まれる場合は、ある層の本実施形態における高分子圧電材料に含まれる光学活性高分子（Ａ）の光学活性がＬ体ならば、他の層の高分子圧電材料に含まれる光学活性高分子（Ａ）はＬ体であってもＤ体であってもよい。高分子圧電材料の配置は圧電部材の用途に応じて適宜調整することができる。
【０１２２】
圧電部材において、例えば、Ｌ体の光学活性高分子（Ａ）を主たる成分として含む高分子圧電材料の第１の層が電極を介してＬ体の光学活性高分子（Ａ）を主たる成分として含む第２の高分子圧電材料と積層される場合は、第１の高分子圧電材料の一軸延伸方向（主たる延伸方向）を、第２の高分子圧電材料の一軸延伸方向（主たる延伸方向）と交差、好ましくは直交させると、第１の高分子圧電材料と第２の高分子圧電材料の変位の向きを揃えることができ、積層型の圧電部材全体としての圧電性が高まるので好ましい。
【０１２３】
一方、圧電部材において、Ｌ体の光学活性高分子（Ａ）を主たる成分として含む高分子圧電材料の第１の層が電極を介してＤ体の光学活性高分子（Ａ）を主たる成分として含む第２の高分子圧電材料と積層される場合は、第１の高分子圧電材料の一軸延伸方向（主たる延伸方向）を、第２の高分子圧電材料の一軸延伸方向（主たる延伸方向）と略平行となるように配置すると第１の高分子圧電材料と第２の高分子圧電材料の変位の向きを揃えることができ、積層型の圧電部材全体としての圧電性が高まるので好ましい。
【０１２４】
本実施形態の押圧検出装置は、表示装置と組み合わせてタッチパネルとして用いることができる。
即ち、本発明の一実施形態に係るタッチパネルは、本実施形態の押圧検出装置と、表示装置（例えば、液晶表示パネル、有機エレクトロルミネッセンス表示パネル、等）と、を備える。
上記タッチパネルにおいて、本実施形態の押圧検出装置と、表示装置と、の位置関係には特に制限はない。
例えば、上記タッチパネルにおいて、本実施形態の押圧検出装置は、表示装置を視認する側（以下、「視認側」ともいう）からみて、表示装置に重なる位置（好ましくは表示装置の視認側。以下同じ。）に配置されていてもよいし、表示装置に重ならない位置（例えば、表示装置に隣接する位置。以下同じ）に配置されていてもよいし、表示装置に重なる位置及び表示装置に重ならない位置の両方に配置されていてもよい。
また、上記タッチパネルにおいて、本実施形態の押圧検出装置は、表示装置１つに対し、１つのみ備えられていてもよいし、複数備えられていてもよい。
【０１２５】
上記タッチパネルにおいて、本実施形態の押圧検出装置が、視認側からみて表示装置に重なる位置に配置される場合、押圧検出装置の圧電部材に含まれ得る電極としては、透明性がある電極が好ましい。
上記タッチパネルにおいて、本実施形態の押圧検出装置が、視認側からみて表示装置に重なる位置に配置される場合、表示装置の視認性を高めるため、押圧検出装置に含まれる被加圧部材としては、透明性がある部材を用いることが好ましい。
電極及び被加圧部材について、「透明性がある」とは、具体的には、内部ヘイズが２０％以下（全光線透過率が８０％以上）であることをいう。
【０１２６】
本実施形態に係るタッチパネルの一例として、
表示装置と、
表示装置に対して視認側に配置された位置検出装置と、
視認側からみて該表示装置に重ならない位置に配置された感圧装置と、
を備え、
位置検出装置及び感圧装置の少なくとも一方が、本実施形態の押圧検出装置を含む形態が挙げられる。
【０１２７】
上記位置検出装置とは、指やタッチペンなどの位置入力手段が触れた位置を検出する装置を指す。ここでいう「位置」としては、表示装置の表示面に平行であり互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向についての位置と、表示装置の表示面に垂直なＺ軸方向についての位置と、が挙げられる。この「Ｚ軸方向についての位置」とは、位置入力手段によって押し込まれた深さを表す。この深さは、位置入力手段によって押し込まれた圧力（押圧）に対応する。本実施形態の押圧検出装置は、Ｚ軸方向についての位置を検出するための位置検出装置として好適である。この場合、位置入力手段が、本実施形態における加圧手段に対応する。
【０１２８】
上記感圧装置とは、視認側からみて表示装置とは重ならない位置に配置され、指などの加圧手段による押圧を検出する装置を指す。
感圧装置は、位置検出装置で検出された押圧を増幅又は減衰させるための装置とすることもできる。この場合、タッチパネルの操作者が、一方の手（又は指）によって位置検出装置に対して位置入力を行うと同時に、他方の手（又は指）によって感圧装置に圧を加え、位置検出装置によって検出された押圧を増幅又は減衰させることができる。
感圧装置は、表示装置１つに対し、２つ以上備えられることが好ましく、３つ以上備えられることがより好ましい。例えば、視認側からみた表示装置（表示面）の形状が矩形形状である場合、感圧装置は表示装置の４隅に隣接する４か所のうち、少なくとも３か所に備えられることが好ましい。本実施形態の押圧検出装置は、上記感圧装置の少なくとも１つとして好適である。
【０１２９】
上記一例に係るタッチパネルでは、本実施形態の押圧検出装置が、位置検出装置にのみ含まれていてもよいし、感圧装置にのみ含まれていてもよいし、両方に含まれていてもよい。
また、上記一例に係るタッチパネルにおいて、本実施形態の押圧検出装置が、位置検出装置及び感圧装置の両方に含まれる場合、位置検出装置に含まれる押圧検出装置の被加圧部材と、感圧装置に含まれる押圧検出装置の被加圧部材と、が共通する部材であってもよい。
両者が共通する部材である場合の具体的な態様としては、一つの被加圧部材（例えば、ガラス基板、樹脂基板、等）に対し、視認側からみて表示装置に重なる位置に第１の圧電部材を設け、視認側からみて表示装置に重ならない位置に第２の圧電部材を設けた態様が挙げられる。この態様において、第１の圧電部材及び第２の圧電部材は、それぞれ、１つのみ設けてもよいし、複数設けてもよい。
また、両者が共通する部材である場合の具体的な態様としては、一つの被加圧部材に対し、視認側からみて、表示装置に重なる位置から表示装置に重ならない位置にかけてまたがる圧電部材を設けた態様も挙げられる。
【０１３０】
以上、本発明の一実施形態（以下、「第１実施形態」ともいう）に係る押圧検出装置について説明したが、押圧検出装置としては、上記第１実施形態以外にも、以下の実施形態（以下、「第２実施形態」ともいう）に係る押圧検出装置も好適である。
第２実施形態に係る押圧検出装置は、加圧手段が接触して圧力が加えられる接触面を有する被加圧部材と、前記被加圧部材に対向して配置され、高分子圧電材料を含む圧電部材と、を備え、前記被加圧部材の断面２次モーメントＩｂ及びヤング率Ｅｂの積ＩＥｂが、１０ＧＰａ・ｍｍ４〜１０８ＧＰａ・ｍｍ４の範囲にある。
第２実施形態に係る押圧検出装置も、第１実施形態に係る押圧検出装置と同様に、表示装置と組み合わせてタッチパネルとして用いることができる。タッチパネルの好ましい態様は、第１実施形態に係る押圧検出装置を用いたタッチパネルの好ましい態様と同様である。
【０１３１】
本発明者らは、ＩＥｂが、１０ＧＰａ・ｍｍ４〜１０８ＧＰａ・ｍｍ４の範囲にあることで、上記第１実施形態と同様に、単位たわみ量当たりの発生電荷密度が高く、すなわち、被加圧部材の接触面に加えられた圧力を高い感度で検出することができることを見出した。
第２実施形態に係る押圧検出装置は、ＩＥｂ／ＩＥａが１０２〜１０１０の範囲にあることには限定されないが、ＩＥｂが１０ＧＰａ・ｍｍ４〜１０８ＧＰａ・ｍｍ４の範囲にあることが必要である。第２実施形態に係る押圧検出装置は、この点以外は第１実施形態に係る押圧検出装置と同様である。第２実施形態に係る押圧検出装置の好ましい態様も第１実施形態に係る押圧検出装置の好ましい形態と同様である。第２実施形態において、ＩＥｂは、１０ＧＰａ・ｍｍ４〜１０７ＧＰａ・ｍｍ４が好ましく、１０ＧＰａ・ｍｍ４〜１０６ＧＰａ・ｍｍ４がより好ましく、１０２ＧＰａ・ｍｍ４〜１０５ＧＰａ・ｍｍ４が特に好ましい。
【実施例】
【０１３２】
以下、本発明の実施形態を実施例により更に具体的に説明するが、本実施形態はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。【０１３３】
〔圧電シート（ポリ乳酸フィルム：ＰＬＡフィルム）の作製〕
三井化学（株）製ポリ乳酸系樹脂（登録商標  ＬＡＣＥＡ、Ｈ−４００（重量平均分子量Ｍｗ：２０万）１００質量部に対して、安定化剤（Ｂ）として下記構造を有する安定化剤Ｂ１−１を０．１質量部添加し、ドライブレンドして原料を作製した。【０１３４】
【化５】
0005985744.tif 000006
【０１３５】
作製した原料を押出成形機ホッパーに入れて、２２０℃〜２３０℃に加熱しながらＴダイから押し出し、５５℃のキャストロールに０．５分間接触させて、厚さ１５０μｍの予備結晶化シートを製膜した（予備結晶化工程）。予備結晶化シートの結晶化度を測定したところ５．６３％であった。
得られた予備結晶化シートを７０℃に加熱しながらロールツーロールで、延伸速度１６５０ｍｍ／分で延伸を開始し、３．３倍までＭＤ方向に一軸延伸した（延伸工程）。得られたフィルムの厚さは０．０５ｍｍであった。
その後、前記一軸延伸フィルムを、ロールツーロールで、１３０℃に加熱したロール上に６０秒間接触させアニール処理し、高分子圧電材料（ＰＬＡフィルム）を作製した（アニール処理工程）。【０１３６】
〔物性測定および評価〕
以上のようにして得られた高分子圧電材料について、重量平均分子量、融点（Ｔｍ）、結晶化度、内部ヘイズ、ＭＯＲｃ、圧電定数ｄ１４を測定した。結果を表１に示す。
具体的には、次のようにして測定した。【０１３７】
＜光学活性高分子の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）及び重量平均分子量＞
前述したＧＰＣ測定方法により、高分子圧電材料に含まれる樹脂（光学活性高分子）の分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）及び重量平均分子量（Ｍｗ）を算出した。
結果を表１に示した。【０１３８】
＜融点、結晶化度＞
高分子圧電材料を、１０ｍｇ正確に秤量し、示差走査型熱量計（パーキンエルマー社製ＤＳＣ−１）を用い、昇温速度５００℃／分の条件で１４０℃まで昇温し、さらに昇温速度１０℃／分の条件で２００℃まで昇温して融解曲線を得た。得られた融解曲線から融点Ｔｍ及び結晶化度を得た。【０１３９】
＜内部ヘイズ＞
本願でいう「内部へイズ」とは高分子圧電材料の内部へイズのことをいい、測定方法は一般的な方法で測定される。
具体的には、本実施例の高分子圧電材料の内部ヘイズ値は、下記測定条件下で下記装置を用いて、厚さ方向の光透過性を測定することにより、測定した。より詳細には、予めガラス板２枚の間に、シリコンオイル（信越化学工業株式会社製信越シリコーン（商標）、型番：ＫＦ９６−１００ＣＳ）のみを挟んでヘイズ（Ｈ２）を測定し、次にシリコンオイルで表面を均一に塗らした高分子圧電材料を、ガラス板２枚で挟んでヘイズ（Ｈ３）を測定し、下記式のようにこれらの差をとることで本実施例の高分子圧電材料の内部ヘイズ（Ｈ１）を得た。
内部ヘイズ（Ｈ１）＝ヘイズ（Ｈ３）−ヘイズ（Ｈ２）
上記ヘイズ（Ｈ２）及び上記ヘイズ（Ｈ３）は、下記測定条件下で下記装置を用いて、厚さ方向の光透過性を測定することにより測定した。
測定装置：東京電色社製、ＨＡＺＥ  ＭＥＴＥＲ  ＴＣ−ＨＩＩＩＤＰＫ
試料サイズ：幅３ｍｍ×長さ３０ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍ
測定条件：ＪＩＳ−Ｋ７１０５に準拠
測定温度：室温（２５℃）【０１４０】
＜規格化分子配向ＭＯＲｃ＞
規格化分子配向ＭＯＲｃは、王子計測機器株式会社製マイクロ波方式分子配向計ＭＯＡ−６０００により測定した。基準厚さｔｃは、５０μｍに設定した。【０１４１】
＜圧電定数ｄ１４（変位法）＞
前述した測定方法（変位法）により、高分子圧電材料の圧電定数ｄ１４を測定した。【０１４２】
【表１】
0005985744.tif 000007
【０１４３】
（実施例１）
前記作製した高分子圧電材料（ＰＬＡフィルム）から、幅５０ｍｍ、長さ９０ｍｍのＰＬＡフィルムを切り出し、切り出したＰＬＡフィルムの表裏にＡｌ蒸着電極層（厚さはいずれも５０ｎｍとした）を形成することにより、圧電部材を準備した。これらのＡｌ蒸着電極層は、前述した圧電定数（変位法）の測定におけるＡｌ蒸着層と同様に、（株）昭和真空製ＳＩＰ−６００を用いて形成した。
また、被加圧部材（基材）として、下記表２に示すサイズ（長さ×幅×厚さ）のタキロン（株）製の塩ビプレートを準備した。【０１４４】
＜断面２次モーメント＞
上記圧電部材の断面二次モーメント（Ｉａ）を、圧電部材の厚み及び幅に基づいて前述の式（ａ）に従って求めた。
また上記被加圧部材（基材）の断面二次モーメント（Ｉｂ）を、上記被加圧部材（基材）の厚み及び後述の幅方向の固定端間隔に基づいて、数式「Ｉｂ＝固定端間隔×（部材の厚さの３乗）／１２」に従って求めた。
ここでは、各部材の主面を水平に設置し、水平方向に軸を定義したときの値を断面２次モーメントとした。【０１４５】
＜ヤング率＞
上記圧電部材及び上記被加圧部材（基材）のヤング率（Ｅａ、Ｅｂ）を、それぞれ、ＪＩＳ  Ｋ７１２７に準拠した引張試験方法により、ＪＩＳ  Ｋ６２５１の規定されるダンベル状１号形の試験片を用いて計測した。上記圧電部材及び上記被加圧部材（基材）のヤング率は、それぞれ、本試験片および本試験方法により得られた応力ひずみ線図における弾性域（の線形部）の傾きとして求めた。【０１４６】
［押圧検出装置の作製］
上記圧電部材及び上記被加圧部材（基材）を用い、図１に示す押圧検出装置１０と同様の構成を有する押圧検出装置を作製した。
ここで、支持枠５としては、１３０ｍｍ×８０ｍｍ×厚さ６ｍｍサイズの四面体の中心部から１００ｍｍ×５４ｍｍ×厚さ６ｍｍサイズの四面体を切り抜いた四角枠状の、硬質塩化ビニル製部材を用いた。
また、被加圧部材（基材）６と支持枠５とを、それぞれの外周が重なるように配置し、両者を両面テープ（不図示）で貼り合せた。この例では、被加圧部材（基材）６の幅方向の固定端間隔は、５４ｍｍとなる。
また、圧電部材７と被加圧部材（基材）６とを、それぞれの中心が重なるように配置し（即ち、圧電部材７の中心と支持枠５の内周の中心とが重なるように配置し）、両者を両面テープ１で貼り合わせた。
また、圧電部材の両面のＡｌ蒸着電極層には、導電性粘着層付きの銅箔テープを貼り付けて電気的導通を図った。【０１４７】
＜発生電荷密度＞
上記銅箔テープに図３に示す回路に含まれる銅線をハンダ付けで接続することにより、上記押圧検出装置を図３に示す回路に接続した。
本回路では、圧電効果により発生した電荷を、回路内の１００ｎＦのコンデンサ１３に蓄電し、コンデンサ１３の両端電圧を、ＯＰアンプ１２からなるバッファーアンプを介して、ＡＤ変換装置１４で読み取る。読み取った電圧値に、回路内のコンデンサ１３の静電容量１００ｎＦを乗じた値が発生電荷量となる。さらに発生電荷を、Ａｌ蒸着電極の面積（４５ｃｍ２（＝５ｃｍ×９ｃｍ））で割った値が発生電荷密度となる。
以上により発生電荷密度を測定した。【０１４８】
＜単位たわみ量当たりの発生電荷密度＞
図１に示す加圧手段８としての押出棒は、エーアンドディ社製引張試験機テンシロンＲＴＧ１２５０のクロスヘッド部のロードセルに接続されている。
単位たわみ当たりの発生電荷密度の測定方法を説明する。
図１に示す加圧手段８（ここでは押出棒）を基材６の接触面６Ａの中央部に、接触面６Ａに垂直に接触させ、クロスヘッドスピード毎分５ｍｍで、基材６に押し圧を印加する。押し圧は、引張試験機のロードセルで計測され、押し圧力が、人間の指の押力に相当する５Ｎに達したら、クロスヘッドの進行方向を反転させて押し圧力を減じる。押し圧力が０Ｎに達したら、再度、クロスヘッドの進行方向を反転させる。押し圧力を増大させ５Ｎに達したら力を減じる。
このサイクルを１０サイクル行い、その際に発生した電荷量を、図３に示した回路を介して読み取る。また撓み量は、引張試験機の出力電圧をＡＤ変換器で読み取り、比例定数を用いて、撓み量に変換する。
発生電荷密度の（最大値−最小値）を、撓み量の（最大値−最小値）で割った値を単位撓み量当たりの発生電荷密度とした。【０１４９】
（実施例２〜５及び比較例１）
圧電部材及び被加圧部材（基材）を表２のように変更したこと以外は実施例１と同様にして押圧検出装置を作製し、評価を行った。
結果を下記表２に示す。【０１５０】
【表２】
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【０１５１】
（表２の説明）
・断面２次モーメントは、主面を水平に設置し、水平方向に軸を定義した時の値である。
・実施例１〜４では、基材として、タキロン（株）製の塩ビプレート（厚さは表２のとおり）を用いた。
・実施例５及び比較例１では、基材として、（株）光製の塩ビプレート「ユニサンデー」（厚さは表２のとおり）を用いた。
・「（数値ａ）Ｅ（数値ｂ）」の表記は、「（数値ａ）×１０（数値ｂ）」を表す。例えば、「５．２Ｅ−０４」との表記は、５．２×１０−４を表す。【０１５２】
表２に示すように、ＩＥｂ／ＩＥａが１０２〜１０１０の範囲で、単位たわみ量当たりの発生電荷密度が高いことが確認された。中でも、ＩＥｂ／ＩＥａが１０４〜１０９の範囲（その中でも、１０４〜１０８の範囲（特に１０５〜１０８の範囲））では、単位たわみ量当たりの発生電荷密度が特に高いことが確認された。【０１５３】
２０１３年５月１６日に出願された日本国特許出願２０１３−１０４３９８の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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