(57)【要約】【課題】弾性部材の疲労劣化を抑制し、かつ精度良く印加圧力を感知可能な感圧素子を提供する。【解決手段】本開示の感圧素子は、基板と、基板と離れて対向する電極支持部材と、基板と電極支持部材との間に設けられた導電性の弾性部材と、弾性部材と対向する電極支持部材の表面に設けられた電極部と、を備える。電極支持部材が押圧力を受けることによって電極部と接触して変形する弾性部材の表面の部分に、複数の不連続部が形成されている。【選択図】図１
2015197298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板と離れて対向する電極支持部材と、
前記基板と前記電極支持部材との間に設けられた導電性の弾性部材と、
前記弾性部材と対向する前記電極支持部材の表面に設けられた電極部と、
を備え、
前記電極支持部材が押圧力を受けることによって前記電極部と接触して変形する前記弾性部材の表面の部分に、複数の不連続部が形成されている、感圧素子。
【請求項２】
前記不連続部は、ライン状に形成されている、請求項１に記載の感圧素子。
【請求項３】
前記ライン状の不連続部は、スリット又は溝である、請求項２に記載の感圧素子。
【請求項４】
前記複数の不連続部は、規則的に形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の感圧素子。
【請求項５】
前記複数の不連続部は、メッシュ状に形成されている、請求項４に記載の感圧素子。
【請求項６】
前記電極部と接触して変形する前記弾性部材の表面の部分は、前記複数の不連続部を有する複数の第１の領域と、表面が連続している複数の第２の領域と、を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の感圧素子。
【請求項７】
前記複数の不連続部は、少なくとも前記電極部のエッジに対向する部分に形成される、請求項１〜６のいずれか一項に記載の感圧素子。
【請求項８】
前記複数の不連続部は、前記電極部と対向する部分に形成され、前記弾性部材と前記電極部との対向方向に見た場合に、前記電極部を含むように形成される、請求項７に記載の感圧素子。
【請求項９】
前記複数の不連続部は、前記電極部と対向する部分に形成され、前記弾性部材と前記電極部との対向方向に見た場合に、前記電極部を囲うように環状に形成されている、請求項７に記載の感圧素子。
【請求項１０】
前記基板は、可撓性を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の感圧素子。
【請求項１１】
前記基板、前記弾性部材、前記電極部、および前記電極支持部材が、可視光領域の光に対して透明である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の感圧素子。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の感圧素子と、
前記感圧素子に設けられ、押圧された前記感圧素子の押圧位置を検出するセンサと、
を備える、タッチパネル。
【請求項１３】
基板を準備する工程と、
前記基板上に、導電性の弾性部材を形成する工程と、
前記弾性部材の表面に複数の不連続部を形成する工程と、
前記弾性部材を介して、前記基板と対向するように、電極部を設けた電極支持部材を載置する工程と、
を含む、感圧素子の製造方法。
【請求項１４】
前記複数の不連続部を形成する工程は、
前記基板上に導電性を有する弾性部材を形成した後、前記弾性部材の表面に刃を入れて、前記複数の不連続部を形成する、請求項１３に記載の感圧素子の製造方法。
【請求項１５】
前記複数の不連続部を形成する工程は、
液状のポリマー樹脂に導電性フィラーを複合させた複合材料を前記基板上に塗布し、
前記複合材料の表面に、前記複数の不連続部を形成するための版を押し付け、
前記版を押し付けた前記複合材料を硬化する、請求項１３に記載の感圧素子の製造方法。
【請求項１６】
請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の感圧素子の製造方法により得られた感圧素子を設け、
前記感圧素子に、押圧された前記感圧素子の押圧位置を検出するセンサ設ける、タッチパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、感圧素子およびその製造方法に関する。又、本開示は、当該感圧素子を備えたタッチパネルおよびその製造方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンやカーナビゲーションシステム等の各種電子機器の高機能化や多様化が急速に図られている。これに伴い、電子機器の構成要素の１つである感圧素子は、確実に操作可能であることが求められている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１の感圧素子は、基板と、基板に間隔を空けて対向する感圧導電シートと、基板と感圧導電シートとの間に位置するように該基板上に設けられて銀、カーボン、銅などから作成された複数の電極と、を有する。電極は、リード線等を介して電子機器の回路に接続されている。感圧導電シートは、電極と接触する弾性の導電体層と、導電体層中に分散された数十〜数百μｍのウレタン又はガラスなどの粒子と、有する。電極と対向する導電体層の表面は、導電体層中に分散された複数の粒子によって不規則な凹凸形状を備える。
【０００４】
特許文献１の感圧素子では、感圧導電シートが押圧されると、感圧導電シートの導電体層の凹凸形状の表面が、基板上に設けられた複数の電極に接触し、それにより複数の電極が導電体層を介して電気的に接続される。さらに、感圧導電シートへの押圧力を増大させると、導電体層が変形して該導電体層と電極の接触面積が増加し、電極間の電気抵抗値が低下する。この電気抵抗値の変化に基づいて、特許文献１の感圧素子は、感圧導電シートに作用する押圧力を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−３１１２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した特許文献１の構成においては、基板上に設けられた電極が弾性の導電体層の表面に繰返し接触することによって、導電体層が疲労劣化する可能性がある。その結果、感圧素子の耐久性が低くなる場合がある。
【０００７】
そこで、本開示は、タッチパネル等に使用される感圧素子において、耐久性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一態様である感圧素子は、
基板と、
前記基板と離れて対向する電極支持部材と、
前記基板と前記電極支持部材との間に設けられた導電性の弾性部材と、
前記弾性部材と対向する前記電極支持部材の表面に設けられた電極部と、
を備え、
前記電極支持部材が押圧力を受けることによって前記電極部と接触して変形する前記弾性部材の表面の部分に、複数の不連続部が形成されている。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、タッチパネル等に使用される感圧素子において、耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本開示に係る実施の形態１の感圧素子の概略断面図である。
【図２】本開示に係る実施の形態１の感圧素子の押圧された状態を示した概略断面図である。
【図３】本開示に係る実施の形態１の感圧素子の押圧された状態を示した概略断面図である。
【図４】本開示に係る実施の形態１の感圧素子における複数の不連続部が形成されている部分を示した概略平面図である。
【図５】本開示に係る実施の形態１の感圧素子において、基板上に電極層が設けられている状態を示した概略断面図である。
【図６】本開示に係る実施の形態１の感圧素子における不連続部の形状の例を示した概略断面図である。
【図７】本開示に係る実施の形態１の感圧素子における不連続部の形状の例を示した概略断面図である。
【図８】本開示に係る実施の形態１の感圧素子における不連続部の形状の例を示した概略断面図である。
【図９】本開示に係る実施の形態１の感圧素子における不連続部の形状の例を示した概略断面図である。
【図１０】本開示に係る実施の形態１の感圧素子において、規則的に形成された複数の不連続部の例を示した概略図である。
【図１１】本開示に係る実施の形態１の感圧素子において、規則的に形成された複数の不連続部の例を示した概略図である。
【図１２】本開示に係る実施の形態１の感圧素子において、規則的に形成された複数の不連続部の例を示した概略図である。
【図１３】本開示に係る実施の形態１の感圧素子において、規則的に形成された複数の不連続部の例を示した概略図である。
【図１４】本開示に係る実施の形態１の感圧素子において、規則的に形成された複数の不連続部の例を示した概略図である。
【図１５】本開示に係る実施の形態１の感圧素子において、規則的に形成された複数の不連続部の例を示した概略図である。
【図１６】本開示に係る実施の形態１の感圧素子において、電極部に接触されて変形する弾性部材の表面の部分において、複数の不連続部が規則的に形成されている領域の配置パターンの例を示した概略図である。
【図１７】本開示に係る実施の形態１の感圧素子において、電極部に接触されて変形する弾性部材の表面の部分において、複数の不連続部が規則的に形成されている領域の配置パターンの例を示した概略図である。
【図１８】本開示に係る実施の形態１の感圧素子において、電極部に接触されて変形する弾性部材の表面の部分において、複数の不連続部が規則的に形成されている領域の配置パターンの例を示した概略図である。
【図１９】本開示に係る実施の形態１の感圧素子が押圧された場合の電気抵抗特性の変化を示した概略図である。
【図２０】本開示に係る実施の形態１の感圧素子と比較例の感圧素子との電気抵抗特性の比較を示した概略図である。
【図２１】本開示に係る実施の形態１の感圧素子の構成要素である電極部の形状の例を示した概略平面図である。
【図２２】本開示に係る実施の形態１の感圧素子の構成要素である電極部の形状の例を示した概略平面図である。
【図２３】本開示に係る実施の形態１の感圧素子の構成要素である電極部の形状の例を示した概略平面図である。
【図２４】本開示に係る実施の形態１の感圧素子の構成要素である電極部の形状の例を示した概略平面図である。
【図２５】本開示に係る実施の形態１の感圧素子の構成要素である電極部の形状の例を示した概略平面図である。
【図２６】本開示に係る実施の形態２の感圧素子の押圧された状態を示した概略断面図である。
【図２７】本開示に係る実施の形態２の感圧素子における複数の不連続部が形成されている部分を示した概略平面図である。
【図２８】本開示に係る実施の形態３の感圧素子の押圧された状態を示した概略断面図である。
【図２９】本開示に係る実施の形態３の感圧素子における複数の不連続部が形成されている部分を示した概略平面図である。
【図３０】本開示に係る実施の形態４の感圧素子の押圧された状態を示した概略断面図である。
【図３１】本開示に係る実施の形態４の感圧素子における複数の不連続部が形成されている部分を示した概略平面図である。
【図３２】本開示に係る実施の形態５の感圧素子の押圧された状態を示した概略断面図である。
【図３３】本開示に係る実施の形態５の感圧素子における複数の不連続部が形成されている部分を示した概略平面図である。
【図３４】本開示に係る実施の形態６の感圧素子の押圧された状態を示した概略断面図である。
【図３５】本開示に係る実施の形態６の感圧素子における複数の不連続部が形成されている部分を示した概略平面図である。
【図３６】本開示に係る実施の形態７のタッチパネルの概略断面図である。
【図３７Ａ】本開示に係る実施の形態８の感圧素子の製造方法の工程を示した概略図である。
【図３７Ｂ】本開示に係る実施の形態８の感圧素子の製造方法の工程を示した概略図である。
【図３７Ｃ】本開示に係る実施の形態８の感圧素子の製造方法の工程を示した概略図である。
【図３７Ｄ】本開示に係る実施の形態８の感圧素子の製造方法の工程を示した概略図である。
【図３７Ｅ】本開示に係る実施の形態８の感圧素子の製造方法の工程を示した概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本開示の第１の態様に係る感圧素子は、
基板と、
前記基板と離れて対向する電極支持部材と、
前記基板と前記電極支持部材との間に設けられた導電性の弾性部材と、
前記弾性部材と対向する前記電極支持部材の表面に設けられた電極部と、
を備え、
前記電極支持部材が押圧力を受けることによって前記電極部と接触して変形する前記弾性部材の表面の部分に、複数の不連続部が形成されている。
【００１２】
このような構成によれば、電極支持部材に設けられた電極部が弾性部材に接触することによって生じる弾性部材内の局所的な応力集中を抑制することが可能である。したがって、本開示の感圧素子は、弾性部材の劣化を抑制することができる。即ち、本開示の感圧素子では、耐久性を向上させることができる。
【００１３】
本開示の第２の態様に係る感圧素子においては、前記第１の態様における前記不連続部は、ライン状に形成されている。
【００１４】
このような構成によれば、弾性部材の表面に、複数のライン状の不連続部を形成し、電極部が弾性部材の表面に接触することによって生じる弾性部材内の局所的な応力集中を抑制することができる。
【００１５】
本開示の第３の態様に係る感圧素子においては、前記第２の態様における前記ライン状の不連続部は、スリット又は溝である。
【００１６】
このような構成によれば、電極部が弾性部材に接触することによって生じる弾性部材内の局所的な応力集中の抑制効果を向上させることができる。
【００１７】
本開示の第４の態様に係る感圧素子においては、前記第１〜３のいずれかの一態様における前記複数の不連続部は、規則的に形成されている。
【００１８】
このような構成によれば、電極部が弾性部材の表面に接触することにより生じる弾性部材内の局所的な応力集中を、複数の不連続部のそれぞれに分散することができる。そのため、本開示の感圧素子では、弾性部材の劣化を抑制することができる。
【００１９】
本開示の第５の態様に係る感圧素子においては、前記第４の態様における前記複数の不連続部は、メッシュ状に形成されている。
【００２０】
このような構成によれば、押圧による電極部と弾性部材との接触面積が増大するため、電極間の電気抵抗値の変化のばらつきを抑制することができる。
【００２１】
本開示の第６の態様に係る感圧素子においては、前記第１〜５のいずれかの一態様における前記電極部と接触して変形する部分は、前記複数の不連続部を有する複数の第１の領域と、表面が連続している複数の第２の領域と、を含む。
【００２２】
このような構成によれば、第１の領域と第２の領域との割合を調整することによって、押圧力に対する電極間の電気抵抗値の変化量（抵抗値の低下の傾き）を調整することができる。
【００２３】
本開示の第７の態様に係る感圧素子においては、前記第１〜６のいずれかの一態様における前記複数の不連続部は、少なくとも前記電極部のエッジに対向する部分に形成されている。
【００２４】
このような構成によれば、電極支持部材に設けられた電極部が弾性部材に接触することによって生じる弾性部材内の局所的な応力集中を確実に抑制することが可能である。したがって、本開示の感圧素子は、弾性部材の劣化を抑制することができる。
【００２５】
本開示の第８の態様に係る感圧素子においては、前記第７の態様における前記複数の不連続部は、前記電極部と対向する部分に形成され、前記弾性部材と前記電極部との対向方向に見た場合に、前記電極部を含むように形成される。
【００２６】
このような構成によれば、電極部と弾性部材が接触することによって生じる弾性部材内の局所的な応力集中を抑制することができる。また、本開示の感圧素子は、感圧素子の透明性を向上させることができる。
【００２７】
本開示の第９の態様に係る感圧素子においては、前記第７の態様における前記複数の不連続部は、前記電極部と対向する部分に形成され、前記弾性部材と前記電極部との対向方向に見た場合に、前記電極部を囲うように環状に形成されている。
【００２８】
このような構成によれば、応力集中が生じやすい電極部の周囲に複数の不連続部を形成しているため、弾性部材内の局所的な応力集中を抑制しやすくなる。その結果、本開示の感圧素子では、弾性部材の疲労劣化を抑制することができる。また、本開示の感圧素子は、感圧素子の透明性を向上させることができる。
【００２９】
本開示の第１０の態様に係る感圧素子においては、前記第１〜９のいずれかの一態様における前記基板が可撓性を有している。
【００３０】
このような構成によれば、基板を三次元構造のデバイスに設けることが可能となる。
【００３１】
本開示の第１１の態様に係る感圧素子においては、前記第１〜１０のいずれかの一態様における前記基板、前記弾性部材、前記電極部、および前記電極支持部材が、可視光領域の光に対して透明である。
【００３２】
このような構成によれば、例えば、タッチパネルディスプレイなどのデバイスに使用した場合に、ユーザーの可視性を一層向上させることができる。すなわち、当該デバイスに対するユーザーの利便性の向上を一層図ることができる。
【００３３】
本開示の第１２の態様に係るタッチパネルは、前記第１〜１１のいずれかの一態様における感圧素子と、
前記感圧素子に設けられ、押圧された前記感圧素子の押圧位置を検出するセンサと、
を備える。
【００３４】
このような構成によれば、本開示のタッチパネルは、押圧位置及び押圧力を精度良く感知することができる。
【００３５】
本開示の第１３の態様に係る感圧素子の製造方法は、基板を準備する工程と、
前記基板上に、導電性の弾性部材を形成する工程と、
前記弾性部材の表面に複数の不連続部を形成する工程と、
前記弾性部材を介して、前記基板と対向するように、電極部を設けた電極支持部材を載置する工程と、
を含む。
【００３６】
このような構成によれば、電極支持部材に設けられた電極部が弾性部材に接触することにより生じる弾性部材内の局所的な応力集中を抑制し、弾性部材の疲労劣化を抑制する感圧素子を製造することができる。
【００３７】
本開示の第１４の態様に係る感圧素子の製造方法においては、前記第１３の態様における前記複数の不連続部を形成する工程は、
前記基板上に導電性を有する弾性部材を形成した後、前記弾性部材の表面に刃を入れて、前記複数の不連続部を形成する。
【００３８】
このような構成によれば、複数の不連続部を弾性部材の表面に形成することができる。
【００３９】
本開示の第１５の態様に係る感圧素子の製造方法においては、前記第１３の態様における前記複数の不連続部を形成する工程は、
液状のポリマー樹脂に導電性フィラーを複合させた複合材料を前記基板上に塗布し、
前記複合材料の表面に、前記複数の不連続部を形成するための版を押し付け、
前記版を押し付けた前記複合材料を硬化する。
【００４０】
このような構成によれば、様々な形状の複数の不連続部を弾性部材の表面に形成することができる。
【００４１】
本開示の第１６の態様に係るタッチパネルの製造方法は、請求項１３〜１５のいずれか一項に記載の感圧素子の製造方法により得られた感圧素子を設け、
前記感圧素子に、押圧された前記感圧素子の押圧位置を検出するセンサ設ける。
【００４２】
このような構成によれば、押圧位置及び押圧力を精度良く感知可能なタッチパネルを製造することができる。
【００４３】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面においては、同一又は相当部分には、同一の符号を付している。また、重複する説明は省略する。
【００４４】
（本開示に係る一形態を得るに至った経緯）
本開示の感圧素子を説明する前に、電極部間の電気抵抗値の変化から押圧力を感知する比較例の感圧素子を説明する。比較例の感圧素子では、電極支持部材に設けられた電極部を、導電性を有する弾性部材に接触させることによって生じる電極間の電気抵抗値の変化を検出することで、押圧力を感知している。
【００４５】
しかしながら、比較例の感圧素子では、電極部を弾性部材に接触させるため、電極部と接触して変形する弾性部材の部分に局所的に応力集中が生じ、亀裂が発生しやすい。また、亀裂が発生した部分に電極部が繰り返し接触すると、亀裂の先端部に応力集中が生じ、亀裂が進展する。このように、比較例の感圧素子では、電極部と接触して変形する弾性部材の部分に局所的に応力集中が生じることによって、弾性部材が疲労劣化する可能性がある。
【００４６】
そこで、本発明者らは、本開示の感圧素子において、押圧によって電極部と接触して変形する弾性部材の表面の部分に、複数の不連続部を形成することを考えた。即ち、本発明者らは、複数の不連続部それぞれに比較的小さい応力を意図的に集中させることによって、弾性部材の破壊（亀裂）の原因になる比較的大きい応力が局所的に（例えば、意図しない一箇所に）集中することを抑制することを考えた。本開示の感圧素子によれば、弾性部材内に生じる局所的な応力集中を複数の不連続部に分散し、弾性部材の疲労劣化を抑制することができる。以下、実施の形態を挙げ、本開示についてより詳細に説明する。
【００４７】
（実施の形態１）
本開示に係る実施形態１の感圧素子について説明する。
【００４８】
図１は、本開示に係る実施の形態１の感圧素子の概略断面図である。図２は、感圧素子の押圧された状態を示す概略断面図である。図３は、感圧素子の押圧された状態を示す概略断面図である。図４は、本開示に係る実施の形態１の感圧素子における複数の不連続部の部分を示す概略平面図である。
【００４９】
図１に示すように、実施の形態１の感圧素子１は、基板２と、基板２と離れて対向する電極支持部材５と、基板２と電極支持部材５との間に設けられた導電性の弾性部材３と、弾性部材３と対向する電極支持部材５の表面に設けられた電極部４と、を備える。弾性部材３の表面には、押圧によって電極部４と接触して変形する部分に、複数の不連続部７が形成されている。
【００５０】
具体的には、図１に示すように、基板２上に弾性部材３とスペーサ６が設けられている。スペーサ６は、基板２の周縁上に設けられている。電極支持部材５は、弾性部材３を介して、基板２に対向するようにスペーサ６に設けられている。弾性部材３と対向する電極支持部材５の表面には、複数の電極部４が設けられている。複数の電極部４と対向する弾性部材３の表面全体には、複数の不連続部７が形成されている。図２に示すように、電極支持部材５を押圧方向Ｐへ押圧すると、電極支持部材５が弾性変形し、電極部４ａ、４ｂが弾性部材３の表面に接触する。さらに、その押圧力が増加すると、図３に示すように、電極部４と接触している弾性部材３の表面が変形する。このとき、弾性部材３の表面に形成された複数の不連続部７が、電極部４の接触によって生じる応力集中を分散する。
【００５１】
実施の形態１の感圧素子１の構成部品について具体的に説明する。
【００５２】
＜基板＞
基板２は、可撓性を有していてもよい。例えば、図２に示すように電極支持部材５を押圧方向Ｐへ押圧した状態において、押圧方向に沿って基板２が凸部形状を成すように歪曲するものを指す。基板２が可撓性を有することで、基板２を三次元構造のデバイスにも設けることが可能となる。例えば、基板２は、特に限定されるものではないが、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド等から構成されるプラスチックで作られてもよい。基板２の厚さは、例えば、感圧素子の耐久性および薄型化を考慮して、２５〜５００μｍである。基板２は、透明な材料で作られていてもよい。
【００５３】
＜弾性部材＞
弾性部材３は、基板２上に設けられている。弾性部材３は、導電性を有する材料で作られている。弾性部材３は、例えば、樹脂と導電性フィラーとから形成される。樹脂は、弾性特性を有したものから形成される。樹脂は、例えば、ウレタン樹脂、ポリジメチルポリシロキサン（ＰＤＭＳ）等のシリコーン系樹脂、スチレン系樹脂等が挙げられるが、これらに限定するものではない。また、導電性フィラーは、導電性を有していれば、金属、非金属に限定するものではないが、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃ、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２であってもよい。図３に示すように、電極支持部材５を押圧方向Ｐへ押圧した状態において、押圧した部分に対応する弾性部材３の形状は、その弾性特性に起因して一様に変形する。この時、弾性部材３がその高さが減じられるように変形した際、内在する導電性フィラーが相互に接触し、それによって弾性部材３が電気的に導通可能となる。内在する導電性フィラーが相互に接触すると、導電性フィラー同士の接点が変化する。それ故、弾性部材３の導電性も変化するので、後述する電極部４ａとその対の電極部４ｂとの間の抵抗値の変化を、押圧力によりコントロールすることができる。弾性部材３の弾性率は、弾性部材３が感圧素子１を使用する際の通常の押圧力約１Ｎ〜１０Ｎの間で徐々に変形するような値であればよい。例えば、弾性部材３の弾性率は、約６００〜１５００ｋｇｆ／ｃｍ２であってもよい。なお、弾性部材３は、基板２と電極支持部材５との間に位置していればよく、必ずしも弾性部材３が基板２と電極支持部材５に接していることを要さない。弾性部材３は、透明な材料で作られていてもよい。
【００５４】
図１〜図４に示すように、電極部４と対向する弾性部材３の表面には、複数の不連続部７が形成されている。複数の不連続部７は、押圧により電極部４が弾性部材３に接触して変形する部分に局所的に生じる応力集中を抑制する。複数の不連続部７の詳細については、後述する。
【００５５】
＜電極支持部材＞
電極支持部材５は、基板２の周縁上に設けられたスペ−サ６に支持されている。スペーサ６は、例えば、ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂により形成されている。電極支持部材５も、基板２と同様に可撓性を有している。例えば、電極支持部材５は、図２及び図３に示すように、押圧方向Ｐへ押圧されると、凸状に変形し、押圧を受けなくなると、元の形状に戻るものである。また、電極支持部材５の下面には、複数の電極部４が設けられている。電極支持部材５の下面とは、弾性部材３と対向する電極支持部材５の表面である。電極支持部材５は、透明な材料で作られていてもよい。
【００５６】
＜電極部＞
電極部４は、電極支持部材５の下面に複数設けられている。図１に示すように、４つの電極部４は、間隔を有して設けられている。なお、本開示に係る実施の形態１の感圧素子１の電極構成は、これに限定されない。例えば、基板２上に電極層を設けてもよい。図５は、基板２上に電極層８を設けた構成を示す。図５に示すように、実施の形態１の感圧素子１は、基板２上に、電極部４とは別の電極層８を設けてもよい。電極部４の形状については、様々な形状を有することができる。電極部４の形状については、後述する。
【００５７】
＜複数の不連続部＞
電極部４と対向する弾性部材３の表面には、複数の不連続部７が形成されている。実施の形態１では、図４に示すように、電極部４と対向する弾性部材３の表面全体に複数の不連続部７が形成されている。しかしながら、複数の不連続部７は、電極支持部材５が押圧力を受けて、電極部４が弾性部材３に接触することによって生じる弾性部材３の表面の変形部分に形成されていればよい。「弾性部材３の表面の変形部分」とは、電極部４の弾性部材３への接触を原因として変位する、電極部４と対向する弾性部材３の表面の部分を意味する。したがって、「表面の変形部分」は、電極部４に接触される表面の部分と、その部分近傍であって電極部４に接触されない表面の部分と、を含んでいる。言い換えると、「弾性部材３の表面の変形部分」は、少なくとも電極部４のエッジに対向する弾性部材３の表面を含んでいる。なお、電極部４のエッジとは、弾性部材３と対向する電極部４の面の輪郭を意味する。
【００５８】
弾性部材３の不連続部７は、電極部４と対向する弾性部材３の表面（表層）を断ち切る、例えば、ライン状の部分である。ライン状の不連続部について、図６〜９を用いて説明する。図６〜９は、不連続部７の延在方向と直交する該不連続部の断面形状の例を示している。例えば、図６に示すように、不連続部７の断面形状はスリット状７aであってもよい。あるいは、不連続部７の断面形状は、図７〜９に示すように、Ｖ字状溝７ｂ、矩形状溝７ｃ、又はＵ字状溝７ｄであってもよい。応力集中の抑制効果に関しては、スリット状７ａ、Ｖ字状溝７ｂ、矩形状溝７ｃ、Ｕ字状溝７ｄの順に高くなる。なお、図６〜９に示す不連続部７の形状は、例示として挙げたものであって、これらに限定されない。
【００５９】
複数の不連続部７はまた、規則的に形成されている。「規則的に形成されている」とは、意図的に作成された所定の形状の不連続部７が複数形成されていることを意味する。所定の形状の不連続部７とは、例えば、同じ幅、同じ長さ、同じ深さの寸法のライン等である。弾性部材３の表面には、複数の不連続部７として、例えば、直線状、曲線状、メッシュ状などの複数のラインが等間隔に形成されている。規則的に形成された複数の不連続部７の例について、図１０〜１５を用いて説明する。図１０〜１５は、規則的に形成された複数の不連続部の例を示す。例えば、図１０〜１２に示すように、縦方向、横方向、又は斜め方向の直線状の複数のラインが等間隔にそれぞれ平行に形成されていてもよい。図１３に示すように、直線状の複数のラインが、メッシュ状に形成されていてもよい。メッシュ状とは、例えば、格子状、網目状等の複数の方向から直線状のラインが組み合わされた形状である。図１４に示すように、複数のラインが、同心円状に等間隔に形成されていてもよい。また、規則的に形成されている複数の不連続部７は、図１５に示すドット状に形成されていてもよい。ドット状とは、複数の円柱が等間隔に並べて突設された形状である。なお、図１０〜１５に示す規則的に形成された複数の不連続部７は、例示として挙げたものであって、これらに限定されない。例えば、複数のラインが、楕円状、矩形状などの曲線状に等間隔で形成されていてもよい。また、複数のラインは、等間隔に形成されていなくてもよく、ランダムに形成されていてもよい。
【００６０】
このような複数の不連続部７によれば、電極部４と弾性部材３と接触することによって弾性部材３内に生じる応力集中を複数の不連続部７のそれぞれに分散することができる。したがって、実施の形態１の感圧素子１では、電極部４が弾性部材３に接触して変形する弾性部材３の部分に、局所的に応力集中が生じることを抑制し、亀裂の発生及び進展を抑制することができる。このため、実施の形態１の感圧素子１では、複数の不連続部７によって、弾性部材３の疲労劣化を抑制することができる。特に、複数の不連続部７は、メッシュ状に形成した場合、電極部４と弾性部材３との接触面積を増大させることができる。その結果、電極間の電気抵抗のばらつきを低減させることができる。
【００６１】
なお、複数の不連続部７は、電極部４に接触されて変形する弾性部材３の表面の部分全体に形成されていてもよく、部分的に形成されていてもよい。例えば、電極部４に接触されて変形する弾性部材３の表面の部分は、複数の不連続部７が形成されている複数の第１の領域と、不連続部７が形成されていない、即ち表面が連続している複数の第２の領域と、を含んでいてもよい。図１６〜１８は、電極部に接触されて変形する弾性部材の表面の部分において、複数の不連続部が規則的に形成されている領域の配置パターンの例を示す。図１６に示すように、弾性部材３の表面では、複数の不連続部７が、隙間無く敷き詰められていてもよい。図１７及び図１８に示すように、弾性部材３の表面では、複数の不連続部７が形成されている複数の第１の領域８ａと、表面が連続している複数の第２の領域８ｂと、が形成されていてもよい。例えば、図１７に示すように、第１の領域８ａと第２の領域８ｂとが交互に形成されていてもよい。又は、図１８に示すように、第１の領域８ａと第２の領域８ｂとがランダムに形成されていてもよい。なお、図１６〜１８に示す複数の不連続部７が形成されている領域の例は、例示として挙げたものであって、これらに限定されない。
【００６２】
弾性部材３の表面の変形部分に含まれて、電極部４と接触する部分における第１の領域８ａと第２の領域８ｂの割合を調整することによって電極支持部材５に作用する押圧力の変化に対する複数の電極部４間の電気抵抗値の変化を所望に調整することができる。具体的には、第１の領域８ａの割合を増大させると、電極部４ａ、４ｂが弾性部材３に沈み込みやすくなる。電極部４ａ、４ｂが弾性部材３に沈み込みやすくなると、電極部４ａ、４ｂと弾性部材３との接触面積が押圧力に対して徐々に増大するようになる。このため、実施の形態１では、第１の領域８ａと第２の領域８ｂとの割合を調整することで、電極部４ａ、４ｂ間の電気抵抗値を連続的に緩やかに低下させることができる。即ち、実施の形態１では、第１の領域８ａと第２の領域８ｂとの割合を調整し、押圧力に対する電極４ａ、４ｂ間の電気抵抗値の変化量（抵抗値の低下の傾き）を調整することができる。その結果、電極部４ａ、４ｂ間の抵抗値の連続的な低下量から電極支持部材５の押圧力の値を精度良く検出することができる。
【００６３】
［電気抵抗特性］
次に、実施の形態１の感圧素子１の電気抵抗特性について説明する。
図１９は、本開示に係る実施の形態１の感圧素子が押圧された場合の電気抵抗特性の変化を示した概略図である。図１９は、押圧していない定常時の状態から、押圧して弾性部材３を変形させた状態の電極部４ａ、４ｂ間の電気抵抗値の変化を示している。縦軸は抵抗値を示し、横軸は押圧力を示している。図１９中の押圧力Ｆ１は、電極４ａ、４ｂが弾性部材３に接触しているが弾性部材３が変形していない状態（図２に示す状態）の押圧力を示す。図１９中の押圧力Ｆ２は、弾性部材３が変形している状態（図３に示す状態）の押圧力を示す。
【００６４】
図１９に示すように、実施の形態１の感圧素子１の抵抗値は、押圧力の増大に伴い、緩やかに連続して低下する。図１９中の押圧力Ｆ１においては、図２に示すように、電極部４ａ、４ｂが複数の不連続部７を有する導電性の弾性部材３の表面に接触している。このため、弾性部材３を介して電極部４ａと４ｂとが導通し、抵抗値がＲ１まで緩やかに低下する。図１９中の押圧力Ｆ２においては、図３に示すように、電極部４ａ、４ｂが弾性部材３に徐々に沈みながら、弾性部材３を変形させる。そのため、電極部４ａ、４ｂと弾性部材３との接触面積が徐々に増大する。電極部４と弾性部材３との接触面積が徐々に増加すると、弾性部材３の導電性フィラー同士の接点が徐々に増加する。このため、電極部４ａ、４ｂ間の電気抵抗値の低下の傾きが緩やかになる。その結果、抵抗値がＲ１からＲ２まで緩やかに低下する。
【００６５】
このように、実施の形態１の感圧素子１では、電極支持部材５の押圧力が増大するにつれて、電極部４ａと４ｂとが複数の不連続部７を有する弾性部材３に徐々に沈んでいく。その結果、電極部４ａ、４ｂと弾性部材３との接触面積が徐々に増大し、電極４ａ、４ｂ間の電気抵抗値が連続的に緩やかに低下する。実施の形態１の感圧素子１では、抵抗値を押圧力に応じて連続的に緩やかに変化させることができるため、電極支持部材５に対する押圧力の値を精度良く算出することができる。
【００６６】
図２０は、実施の形態１の感圧素子と比較例の感圧素子との電気抵抗特性の比較を示した図である。図２０中のＡ１は、実施の形態１の感圧素子１の抵抗値を示し、Ｂ１は、比較例の感圧素子の抵抗値を示す。図２０に示すように、実施の形態１の感圧素子１（Ａ１）では、抵抗値の低下の傾きが緩やかになっている。これに対し、比較例の感圧素子（Ｂ１）では、抵抗値の低下の傾きが急峻となっている。
【００６７】
図２０に示すように、実施の形態１の感圧素子１では、弾性部材３の変形部分の表面の複数の不連続部７によって、押圧力に対する電極部間の電気抵抗値が連続的に緩やかに変化する。このため、実施の形態１では、感圧素子として使用し得る圧力範囲を広く取ることが可能となる。一方、弾性部材の表面に複数の不連続部を有さない比較例の感圧素子では、電極部と弾性部材とが接触した時点で、電極部と弾性部材との接触面積が急速に増大する。このため、抵抗値が急速に低下する。その後、さらに押圧力が増大しても電極部と弾性部材との接触面積の増加量は小さいため、電気抵抗値の変化も小さくなる。このため、比較例の感圧素子では、電気抵抗値の低下の傾きが急峻となり、感圧素子として使用し得る圧力範囲が狭い。
【００６８】
実施の形態１の感圧素子１によれば、電極部４間の電気抵抗値の低下の傾きを緩やかにすることで、比較例の感圧素子と比べて、電極支持部材５の押圧力を精度良く感知することができる。また、実施の形態１の感圧素子１は、感圧素子として使用し得る圧力範囲を広く取ることが可能とである。
【００６９】
＜電極部の形状＞
次に、電極部４の形状について説明する。図２１〜図２５は、本開示に係る実施の形態１の感圧素子１の構成要素である電極部４の形状を示した概略平面図である。ある態様では、図２１に示すように、電極部４が電極支持部材５の面全体にわたって形成されてもよい。図２１に示す電極部４を使用する場合、図５に示すように、基板２の上に電極層８を備えてもよい。なお、電極部４には、電気取り出し部２３が設けられている。しかしながら、これに限定されることなく、他の態様も取り得る。別の態様では、図２２に示すように、電極部４は、複数規則的に並べて形成されてもよい。この時、各電極部４に電気取り出し部２３が設けられている。この態様では、押圧により電極部４と弾性部材３との接触点が変化した際、複数形成されている電極部４のそれぞれの抵抗値変化を読み取ることができる。そのため、押圧力と同時に押圧した平面方向の位置も検出が可能となる。また、図５に示すように、基板２上に電極層８を備えた電極構成においては、複数の電極部４のそれぞれの間の抵抗変化だけではなく、基板２上に形成された電極層８と電極部４との間の抵抗値の変化も読み取ることができる。そのため、押圧した平面方向の位置だけでなく押圧力も検出可能となる。即ち、弾性部材３の下に電極層８を形成し、電極部４と電極層８の間の抵抗値変化を読み取ることでも、押圧力を検出することが可能である。
【００７０】
複数形成されている電極部４同士の間の電気抵抗値の変化を読み取る場合には、図２３〜２５に示すように、外周固定接点と中央固定接点を形成した電極パターンにすることで、電極部４と弾性部材３との間の局所的な接触不良を相殺することができる。それ故、安定して抵抗値変化を読み取ることができる。図２３では、略円形状の中央固定接点と、この外周に、略リング状又は略馬蹄形状の外周固定接点を形成している。図２４では外周固定接点内に略半円形状の中央固定接点を２つ設けている。これにより、外周固定接点と一方の中央固定接点、および外周固定接点と他方の中央固定接点の２つの抵抗値を出力する構成とすることができる。さらに、図２５に示すように、略円弧状の二つの外周固定接点内に、二つの中央固定接点を互いに噛み合うような櫛歯状に形成すれば、電極支持部材５と基板２との間に多少のずれが生じた場合でも、安定した抵抗値変化を得ることができる。図２１〜２３に示す態様においても、各電極部４に電気取り出し部２３が設けられている。
【００７１】
以上のように、実施の形態１の感圧素子１では、電極部４が弾性部材３と接触し、弾性部材３の変形する表面の部分に複数の不連続部７を形成した構成を有している。このような構成によって、電極部４と弾性部材３とが繰り返し接触することにより生じる局所的な応力集中を抑制することができる。このため、実施の形態１の感圧素子１では、弾性部材３の疲労劣化を抑制し、素子としての寿命の劣化を抑制することができる。また、実施の形態１の感圧素子１では、複数の不連続部７によって、電極支持部材５に押圧力が加わると、電極部４と導電性の弾性部材３との接触面積を徐々に増加させることができる。このため、実施の形態１の感圧素子１では、電極部間の抵抗値の低下を緩やかにすることが可能となる。その結果、実施の形態１の感圧素子１では、電極支持部材５の押圧力を精度良く感知することができる。また、実施の形態１の感圧素子１では、感圧素子として使用でき得る圧力範囲を比較例の感圧素子と比べて広く取ることができる。
【００７２】
（実施の形態２）
本開示に係る実施の形態２の感圧素子について図面を参照しながら説明する。実施の形態２において、実施の形態１と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７３】
図２６は、本開示に係る実施の形態２の感圧素子の押圧された状態を示した概略断面図である。図２７は、本開示に係る実施の形態２の感圧素子における複数の不連続部が形成されている部分を示した概略平面図である。
【００７４】
実施の形態２において、実施の形態１と異なるところは、複数の不連続部７が、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合に、電極部４の輪郭を含むように、電極部４と対向する弾性部材３の表面の部分に形成されている点である。
【００７５】
図２６及び図２７に示すように、実施の形態２の感圧素子１ａでは、複数の不連続部７が、電極部４と対向する弾性部材３の表面の部分に形成されている。複数の不連続部７は、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合、電極部４の輪郭を含むように、弾性部材３の表面に形成されている。例えば、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合、複数の不連続部７で形成される部分は、電極部４の輪郭に相似な輪郭を有し、かつ電極部４の形状より大きく形成される。相似な輪郭とは、例えば、電極部４の外周に沿った輪郭を意味する。電極部４の形状より大きい部分とは、例えば、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合に電極部４の外周から５ｍｍ以下の範囲で大きい部分を指す。具体的には、複数の不連続部７は、電極部４の真下の弾性部材３の部分と、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合に、電極部４の外周から５ｍｍ以下で大きい範囲の部分と、に形成されている。
【００７６】
このように、実施の形態２の感圧素子１ａでは、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合に、電極部４の輪郭を含むように、電極部４と対向する弾性部材３の表面の部分に形成されている。このため、実施の形態２の感圧素子１ａでは、弾性部材３の表面全体に複数の不連続部７を形成した場合と比べて、感圧素子の透明性を向上させることができる。また、実施の形態２の感圧素子１ａでは、電極部４と弾性部材３が接触することによって生じる弾性部材３内の局所的な応力集中を抑制することができるため、弾性部材３の疲労劣化を抑制することができる。また、実施の形態２の感圧素子１ａでは、複数の不連続部７によって、電極部４と弾性部材３との接触面積を徐々に増大させることができるため、電極部４間の電気抵抗値の変化を緩やかにすることが可能となる。
【００７７】
なお、実施の形態２の感圧素子１ａでは、複数の不連続部７は、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合に、電極部４の外周から５ｍｍ以下の範囲で形成されているが、これに限定されない。
【００７８】
（実施の形態３）
本開示に係る実施の形態３の感圧素子について図面を参照しながら説明する。実施の形態３において、実施の形態１〜２と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７９】
図２８は、本開示に係る実施の形態３の感圧素子の押圧された状態を示した概略断面図である。図２９は、本開示に係る実施の形態３の感圧素子における複数の不連続部が形成されている部分を示した概略平面図である。
【００８０】
実施の形態３において、実施の形態１〜２と異なるところは、複数の不連続部７が、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合、電極部４を囲むように環状に形成されている点である。
【００８１】
図２８及び図２９に示すように、実施の形態３の感圧素子１ｂでは、複数の不連続部７は、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合、電極部４の輪郭に沿って環状に形成されている。例えば、複数の不連続部７で形成される部分は、電極部４の外縁の形状に相似な形状を、内縁の形状として有している。具体的には、複数の不連続部７は、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合に、電極部４の外周に沿って形成され、電極部４の外周から、例えば、５ｍｍ以下の範囲で形成されているが、電極部４の直下の弾性部材３の部分には形成されていない。
【００８２】
このように、実施の形態３の感圧素子１ｂでは、複数の不連続部７が、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合、電極部４と対向する弾性部材３の部分を囲むように環状に形成されている。このため、実施の形態３の感圧素子１ｂでは、弾性部材３の表面全体に複数の不連続部７を形成した場合と比べて、感圧素子の透明性を向上させることができる。また、実施の形態３の感圧素子１ｂでは、応力集中が生じやすい、即ち電極部４の接触により変形する弾性部材３の表面の部分に複数の不連続部７を形成しているため、弾性部材３内の局所的な応力集中を抑制することができる。このため、実施の形態３の感圧素子１ｂでは、弾性部材３の疲労劣化を抑制することができる。また、実施の形態３の感圧素子１ｂにおいても、複数の不連続部７によって、電極部４と弾性部材３との接触面積を徐々に増大させることができるため、電気抵抗値の変化を緩やかにすることが可能となる。
【００８３】
なお、実施の形態３の感圧素子１ｂでは、複数の不連続部７は、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合に、電極部４の外周から５ｍｍ以下の範囲で形成されているが、５ｍｍ以下の範囲に限定されない。
【００８４】
（実施の形態４）
本開示に係る実施の形態４の感圧素子について図面を参照しながら説明する。実施の形態４において、実施の形態１〜３と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８５】
図３０は、本開示に係る実施の形態４の感圧素子の押圧された状態を示した概略断面図である。図３１は、本開示に係る実施の形態４の感圧素子の複数の不連続部が形成されている部分を示した概略平面図である。
【００８６】
実施の形態４において、実施の形態１〜３と異なるところは、複数の不連続部７が、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合に、複数の電極部４を含むように、複数の電極部４と対向する弾性部材３の表面の部分に形成されている点である。
【００８７】
図３０及び図３１に示すように、実施の形態４の感圧素子１ｃでは、複数の不連続部７が、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合に、対となる２つの電極部４ａ、４ｂを含むように形成されている。例えば、複数の不連続部７は、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合に、対となる電極部４ａ、４ｂの外周を繋げて形成される領域を含むように形成される。具体的には、複数の不連続部７は、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合に、電極部４ａ、４ｂを含む輪郭で作られる領域の真下の弾性部材３の部分と、電極部４ａ、４ｂの外周から５ｍｍ以下の範囲の部分と、に形成される。
【００８８】
このように、実施の形態４の感圧素子１ｃでは、電極支持部材５が押圧された状態において、対となる２つの電極部４ａ、４ｂが接触する弾性部材３の表面の部分の全面に形成されている。このため、実施の形態４の感圧素子１ｃでは、それぞれの電極部４毎に複数の不連続部７を形成した場合に比べて、押圧時の弾性部材３の厚み方向の収縮が均一となり、弾性部材３の耐劣化性を向上させることができる。また、実施の形態４の感圧素子１ｃにおいても、電極部４ａ、４ｂ間の電気抵抗値の変化を緩やかにすることが可能となる。さらに、実施の形態４の感圧素子１ｃにおいても、感圧素子の透明性を向上させることができる。
【００８９】
なお、実施の形態４の感圧素子１ｃでは、複数の不連続部７は、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合に、電極部４ａ、４ｂの外周から５ｍｍ以下の範囲で形成されているが、５ｍｍ以下の範囲に限定されない。
【００９０】
（実施の形態５）
本開示に係る実施の形態５の感圧素子について図面を参照しながら説明する。実施の形態５において、実施の形態１〜４と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９１】
図３２は、本開示に係る実施の形態５の感圧素子の押圧された状態を示した概略断面図である。図３３は、本開示に係る実施の形態５の感圧素子における複数の不連続部が形成されている部分を示した概略平面図である。
【００９２】
実施の形態５において、実施の形態１〜４と異なるところは、複数の不連続部７が、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合に、複数の電極部４を囲うように環状に形成されている点である。
【００９３】
図３２及び図３３に示すように、実施の形態５の感圧素子１ｄでは、複数の不連続部７が、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合に、弾性部材３の表面に、対となる２つの電極部４ａ、４ｂを囲うように環状に形成されている。具体的には、複数の不連続部７は、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合に、電極部４ａ、４ｂを含む輪郭で作られる領域の真下の部分に形成されず、電極部４ａ、４ｂの外周から５ｍｍ以下の範囲を囲う環状の部分に形成されている。
【００９４】
このように、実施の形態５の感圧素子１ｄでは、複数の不連続部７が、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合に、複数の電極部４ａ、４ｂを囲うように環状に形成されている。このため、実施の形態５の感圧素子１ｄでは、電極部４が接触する弾性部材３の部分の外周のみに複数の不連続部７が形成されるため、押圧時の弾性部材３の厚み方向の収縮により、電極部４同士の接触の恐れを抑制することができる。電極部４間が狭い場合、導電性の不連続部７が、押圧により電極部４間の隙間に入り込み、ショートする可能性がある。したがって、電極部４同士が接触しやすい狭ピッチ部を避けて、複数の電極部４の外周のみに不連続部７を形成することによって、電極部４同士がショートすることを抑制することができる。また、実施の形態５の感圧素子１ｄにおいても、電極部４間の電気抵抗値の変化を緩やかにすることが可能となる。さらに、実施の形態５の感圧素子１ｄにおいても、感圧素子の透明性を向上させることができる。
【００９５】
なお、実施の形態５の感圧素子１ｄでは、複数の不連続部７は、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合に、電極部４ａ、４ｂの外周から５ｍｍ以下の範囲で形成されているが、これに限定されない。
【００９６】
（実施の形態６）
本開示に係る実施の形態６の感圧素子について図面を参照しながら説明する。実施の形態６において、実施の形態１〜５と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９７】
図３４は、本開示に係る実施の形態６の感圧素子の押圧された状態を示した概略断面図である。図３５は、本開示に係る実施の形態６の感圧素子における複数の不連続部が形成されている部分を示した概略平面図である。
【００９８】
実施の形態６の感圧素子１ｅにおいて、複数の不連続部７が、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合に、複数の電極部４を囲うように環状に形成されている点は、実施の形態５と同様である。実施の形態６において、実施の形態５と異なるところは、弾性部材３の表面の複数の電極部４と対向する複数の部分間に、さらに複数の不連続部７が形成されている点である。以下、実施の形態５と同様の部分は説明を省略する。
【００９９】
図３４及び図３５に示すように、実施の形態６の感圧素子１ｅでは、複数の不連続部７が、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合に、対となる２つの電極部４ａ、４ｂを囲うように環状に形成されている。また、複数の不連続部７は、弾性部材３の表面において、対となる２つの電極部４ａ、４ｂと対向する部分間にも形成されている。実施の形態６では、図３５に示すように、電極部４と弾性部材３とが対向する方向から見た場合、複数の不連続部７が、電極部４ａと４ｂの外周を囲う部分と、電極部４ａと４ｂとの間の部分と、に形成されている。なお、実施の形態６において、複数の不連続部７は、電極部４の直下の弾性部材３の表面には、形成されていない。
【０１００】
このように、実施の形態６の感圧素子１ｅでは、複数の不連続部７が、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合に、複数の電極部４ａ、４ｂを囲うように環状に形成されるとともに、複数の電極部４の対向する部分間にも形成されている。このため、実施の形態６の感圧素子１ｅでは、押圧される電極部４の周辺の弾性部材３の表面の部分に複数の不連続部７が形成されることにより、押圧時の弾性部材３の厚み方向の収縮が均一となる。その結果、実施の形態６の感圧素子１ｅでは、弾性部材３の耐劣化性を向上させることができる。
【０１０１】
なお、上記の実施の形態１〜６では、複数の不連続部７が形成される部分の例について説明したが、これらに限定されない。複数の不連続部７は、少なくとも電極部４のエッジに対向する部分を含むように、形成されていればよい。
【０１０２】
以上のように、実施の形態１〜６の感圧素子では、弾性部材３の疲労劣化を抑制することができる。その結果、本開示の感圧素子では、耐久性を向上させることができる。さらに、本開示の感圧素子では、押圧力に対する電極部４間の電気抵抗値の低下を緩やかにすることができるため、押圧力を精度良く検出することができる。
【０１０３】
また、上記いずれの実施の形態１〜６に関して、本開示の感圧素子１の構成要素である基板２、導電性を有する弾性部材３、および電極部４、導電性フィラーが可視光領域において透明であってもよい。例えば。基板２は、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等から構成されてもよい。導電性を有する弾性部材３、透明性が高く、柔らかいウレタン樹脂、シリコーン系樹脂、スチレン系樹脂、ポリメタクリル酸メチル等のアクリル系樹脂で作られてもよい。電極部４は、Ｉｎ２Ｏ３やＺｎＯ、ＳｎＯ２等の透明半導体材料から構成されてもよい。電極部４は、直径数十ｎｍのナノワイヤー状のＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃ等の粒子を電極支持部材５上に塗布して形成されてよい。また、電極部４は、幅数百ｎｍ〜数百μｍのラインでＡｇやＣｕ等から構成される数μｍ〜数十μｍ程度のメッシュパターンにより、形成してもよい。
【０１０４】
（実施の形態７）
本開示に係る実施の形態７のタッチパネルについて図面を参照しながら説明する。実施の形態７において、実施の形態１〜６と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１０５】
図３６は、本開示に係る実施の形態７のタッチパネルの概略断面図である。
【０１０６】
実施の形態７のタッチパネルは、実施の形態１の感圧素子１と、感圧素子１に設けられ、押圧された感圧素子１の押圧位置を検出するセンサ１９と、を備える
【０１０７】
図３６に示すように、実施の形態７のタッチパネル１８は、平面方向の押圧位置のみを検出するセンサ１９、およびカバーフィルム２２を介してセンサ１９に設けられた実施の形態１の感圧素子１を有して成る。このセンサ１９は、基材２０と、基材２０上に設けられた透明導電膜２１と、から構成される構造体を押圧方向に２つ重ねた複合構造体である。平面方向の押圧位置を検出する方式は、例えば、静電容量方式であってもよい。
【０１０８】
実施の形態１の感圧素子１は、可視光領域において透明である材料から構成されている。そのため、実施の形態１の感圧素子１を備えたタッチパネル１８は、ユーザーの可視性を一層向上させることができる。すなわち、タッチパネル１８などのデバイス（例えば、タッチパネルディスプレイなど）に対するユーザーの利便性の向上を一層図ることができる。以上により、実施の形態７のタッチパネル１８は、平面方向の押圧位置および押圧力を検出することができる。
【０１０９】
なお、実施の形態７のタッチパネル１８は、実施の形態１の感圧素子１を有する構成について説明したが、これに限定されない。例えば、実施の形態７のタッチパネル１８は、実施の形態２〜６のいずれかの感圧素子を有する構成であってもよい。
【０１１０】
（実施の形態８）
本開示に係る実施の形態８においては、実施の形態１の感圧素子の製造方法について説明する。実施の形態２〜６の感圧スイッチの製造方法も基本的に実施の形態１の感圧素子と同様の工程を含むものである。なお、実施の形態８において、実施の形態１〜７と同様の構成については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１１１】
図３７Ａ〜３７Ｅは、実施の形態８の感圧素子の製造方法の概略工程を示したものである。
【０１１２】
＜基板２の準備工程＞
図３７Ａに示すように、基板２を準備する。この基板２は、可撓性を有し、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド等から構成されるプラスチックを指す。
【０１１３】
＜弾性部材３の形成工程＞
図３７Ｂに示すように、基板２上に、ウレタン樹脂、シリコーン系樹脂、又はスチレン系樹脂等の液状のポリマー樹脂原料に導電性フィラーを複合させた複合材料を塗布し、硬化させる。導電性フィラーは、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃ、ＺｎＯ、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２等から構成される群から選択される。なお、弾性部材３は、基板２上で形成される工程について説明したが、これに限定されない。例えば、弾性部材３を基板２の外で形成した後、基板２上に設けてもよい。
【０１１４】
＜複数の不連続部７の形成工程＞
弾性部材３の形成工程において、基板２上に塗布した複合材料に、複数の不連続部７の形状を有した版を押し付ける。版を押し付けた後、複合材料を硬化させる。このように、複合材料に複数の不連続部７の形状を転写して硬化させることにより、図３７Ｃに示すように、複数の不連続部７を表面に有する導電性の弾性部材３を形成することができる。当然のことながら、複数の不連続部７は、複合材料の硬化後に刃や版、レーザー、パンチャーなどによる加工、フォトリソエッチング、又は現像・剥離技術によって成してもよい。フォトリソエッチングの場合においても、エッチング液の濃度や流量を制御することで、弾性部材３の表面に所望の形状の複数の不連続部７を形成することが可能である。
【０１１５】
＜スペーサ６の形成工程＞
図３７Ｄに示すように、ポリエステル樹脂やエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂からなるスペーサ６を基板２の周縁上に形成する。
【０１１６】
＜電極部４の形成工程＞
可撓性を有したプラスチック等から構成される電極支持部材５に、複数の電極部４を離隔して設ける。プラスチックとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリイミド等が挙げられる。電極部４は、導電性粒子を分散させたインクを電極支持部材５に塗布して形成してもよい。導電性粒子を分散させたインクとは、具体的には、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃ、ＺｎＯ、およびＩｎ２Ｏ３、ＳｎＯ２等から構成される群から選択される導電性粒子を分散させたインクを意味する。導電性粒子を分散させたインクを塗布する場合、バインダー樹脂と有機溶剤を混合分散したペーストを塗布し、印刷してもよい。これにより、バインダー樹脂が導電性粒子を相互に結着する結着剤としての機能を果たし、電極支持部材５の耐久性を向上させることができる。
【０１１７】
また、塗布するインクの粘度を適切に調整することで、電極支持部材５上に電極部４を均一に形成することができる。なお、バインダー樹脂としては、例えば、エチルセルロース系樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。又、有機溶剤としては、例えば、ターピネオール、ブチルカルビトールアセテート等が挙げられる。
【０１１８】
また、無電解めっきにより電極部４を形成してもよい。無電解めっきとは、外部直流電源を用いずに水溶液中に添加した還元剤の酸化反応に伴い、供給される電子により金属薄膜、すなわち電極部４を形成する技術である。無電解めっきでは、電気めっきと異なり浴中を電流が流れない。それ故、導電体のみならず電極支持部材５を構成するプラスチック等の非導電体にも還元剤の酸化反応を促す触媒を付与することにより、めっき可能となる。触媒としては、特に限定されるものではないが、例えば、Ｐｄ等を用いる。その後、所望の金属元素の入っためっき液に基板２ごと浸漬することにより、触媒上に金属膜が形成され、電極部４となる。
【０１１９】
また、めっき液の組成比、濃度、温度等を調整することで、所望の耐久性を有する電極部４を形成することができる。これにより、電極支持部材５を繰り返し押圧したとしても、弾性部材３と電極部４との間にせん断力が働きにくく弾性部材３の劣化を抑制することができる。電極部４の形成方法は、上述の導電性粒子を分散させたインクや無電解めっきにより形成する方法に限定されない。これらの方法以外に、ゾルゲル法により電極部４を形成してもよい。ゾルゲル法とは、金属アルコキシドや金属塩の加水分解・重縮合反応を利用して高分子固体を得る液相合成法を言う。
【０１２０】
また、スパッタリングや蒸着等によっても電極部４を形成してもよい。
【０１２１】
＜電極支持部材５の載置工程＞
図３７Ｅに示すように、複数の電極部４を有した電極支持部材５を、弾性部材３を介して、基板２と対向するようにスペーサ６に載置する。また、電極支持部材５は、電極部４の各々が弾性部材３に相互に対向するように載置される。
【０１２２】
上記の工程を踏むことにより、本開示に係る実施の形態１の感圧素子１を製造することができる。
【０１２３】
次に、本開示に係る実施の形態２〜６の感圧素子の製造方法について説明する。なお、実施の形態２〜６の感圧素子の製造方法は、実施の形態１の感圧素子の製造方法における複数の不連続部７の形成工程以外は、実施の形態１の感圧素子の製造方法と同じであるため、省略、簡略化するものとする。以下、実施の形態２〜６の感圧素子の製造方法における複数の不連続部７の形成工程について説明する。
【０１２４】
＜実施の形態２の感圧素子の製造方法＞
図３７Ｂに示すように、基板２上に液状のポリマー樹脂原料に導電性フィラーを複合させた複合材料を塗布する。次に、基板２上に塗布した複合材料に、複数の不連続部７の形状を有した版を押しつける。版を押し付けた後、複合材料を硬化させる。このように、導電性を有する弾性部材３の表面に複数の不連続部７の形状を転写することにより、図３７Ｃに示すように、基板２上に複数の不連続部７を形成した弾性部材３を形成することができる。実施の形態２の感圧素子１ａの製造方法では、弾性部材３の表面に、電極部４と弾性部材３とが対向する方向から見た場合に、電極部４の輪郭を含むように、複数の不連続部７を形成する。例えば、複数の不連続部７は、電極部４と弾性部材３とが対向する方向から見た場合に、電極部４の輪郭と相似し、電極部４の外周より５ｍｍ以下の範囲で大きく形成される。
【０１２５】
＜実施の形態３の感圧素子の製造方法＞
実施の形態３の感圧素子１ｂの製造方法では、弾性部材３の表面に、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合、電極部４を囲むように、複数の不連続部７を環状に形成する。例えば、複数の不連続部７は、電極部４と弾性部材３とが対向する方向から見た場合に、電極部４の外周に沿って、かつ電極部４の外周から５ｍｍ以下の範囲で大きく形成される。
【０１２６】
＜実施の形態４の感圧素子の製造方法＞
実施の形態４の感圧素子１ｃの製造方法では、弾性部材３の表面に、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合、複数の電極部４を含むように、複数の不連続部７を形成する。例えば、複数の不連続部７は、電極部４と弾性部材３とが対向する方向から見た場合に、電極部４ａと４ｂの外周を繋げて形成される領域を含み、かつ電極部４ａと４ｂの外周から５ｍｍ以下の範囲で大きく形成される。
【０１２７】
＜実施の形態５の感圧素子の製造方法＞
実施の形態５の感圧素子１ｄの製造方法では、弾性部材３の表面に、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合に、複数の電極部４を囲うように、複数の不連続部７を環状に形成する。例えば、複数の不連続部７は、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合に、複数の電極部４ａ、４ｂの外周から５ｍｍ以下の範囲を囲うように環状に形成される。
【０１２８】
＜実施の形態６の感圧素子の製造方法＞
実施の形態６の感圧素子１ｅの製造方法では、弾性部材３の表面に、電極部４と弾性部材３との対向方向に見た場合、複数の電極部４を囲うように、複数の不連続部７を環状に形成する。また、複数の電極部４の対向する部分間にも複数の不連続部７を形成する。
【０１２９】
当然のことながら、複数の不連続部７は、複合材料の硬化後に刃や版、レーザー、パンチャーによる加工、フォトリソエッチング、又は現像・剥離技術によって形成してもよい。フォトリソエッチングの場合においても、エッチング液の濃度や流量を制御することで、弾性部材３上に所望の形状の複数の不連続部７を形成することが可能である。
【０１３０】
次に、本開示に係る実施の形態７のタッチパネル１８の製造方法について説明する。
【０１３１】
＜平面方向の押圧位置のみを検出するセンサ１９の形成工程＞
基材２０上に透明導電膜２１を設けた構造体を形成する。次に、押圧方向にこの構造体を２つ連続して積み重ねた複合構造体を形成する。これにより、平面方向の押圧位置のみを検出するセンサ１９を形成することができる。平面方向の押圧位置の検出する方式は、静電容量方式であってもよい。
【０１３２】
＜カバーフィルム２２の載置工程＞
平面方向の押圧位置のみを検出するセンサ１９上に、カバーフィルム２２を設ける。
【０１３３】
＜本開示の感圧素子の載置工程＞
カバーフィルム２２上に、感圧素子１の製造方法により得られた実施の形態１の感圧素子１を設ける。
【０１３４】
以上により、平面方向の押圧位置のみを検出するセンサ１９、およびカバーフィルム２２を介してセンサ１９に設けられた実施の形態１の感圧素子１を有して成る、タッチパネル１８を製造することができる。
【０１３５】
以上、本開示の感圧素子およびその製造方法、並びに本開示の感圧素子を備えたタッチパネルおよびその製造方法について説明してきたが、本開示はこれに限定されることなく、下記の特許請求の範囲に規定される発明の範囲から逸脱することなく種々の変更が当業者によってなされると理解されよう。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本開示の感圧素子は、精度良く印加圧力を感知することができ、又電極支持部材を繰り返して押圧しても、導電性を有する弾性部材の劣化を抑制することができる。それ故、本開示の感圧素子は、カーナビやスマートフォン等のタッチパネルに有効に活用することができる。従って、これまで以上にユーザーのタッチパネルに対する利便性を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１３７】
１          感圧素子
２          基板
３          弾性部材
４          電極部
５          電極支持部材
６          スペーサ
７          不連続部
９          第１の領域
１０        第２の領域
１８        タッチパネル
１９        センサ
２０        基材
２１        透明導電膜
２２        カバーフィルム
２３        電気取り出し部
【図１】
2015197298.tif 000003
【図２】
2015197298.tif 000004
【図３】
2015197298.tif 000005
【図４】
2015197298.tif 000006
【図５】
2015197298.tif 000007
【図６】
2015197298.tif 000008
【図７】
2015197298.tif 000009
【図８】
2015197298.tif 000010
【図９】
2015197298.tif 000011
【図１０】
2015197298.tif 000012
【図１１】
2015197298.tif 000013
【図１２】
2015197298.tif 000014
【図１３】
2015197298.tif 000015
【図１４】
2015197298.tif 000016
【図１５】
2015197298.tif 000017
【図１６】
2015197298.tif 000018
【図１７】
2015197298.tif 000019
【図１８】
2015197298.tif 000020
【図１９】
2015197298.tif 000021
【図２０】
2015197298.tif 000022
【図２１】
2015197298.tif 000023
【図２２】
2015197298.tif 000024
【図２３】
2015197298.tif 000025
【図２４】
2015197298.tif 000026
【図２５】
2015197298.tif 000027
【図２６】
2015197298.tif 000028
【図２７】
2015197298.tif 000029
【図２８】
2015197298.tif 000030
【図２９】
2015197298.tif 000031
【図３０】
2015197298.tif 000032
【図３１】
2015197298.tif 000033
【図３２】
2015197298.tif 000034
【図３３】
2015197298.tif 000035
【図３４】
2015197298.tif 000036
【図３５】
2015197298.tif 000037
【図３６】
2015197298.tif 000038
【図３７Ａ】
2015197298.tif 000039
【図３７Ｂ】
2015197298.tif 000040
【図３７Ｃ】
2015197298.tif 000041
【図３７Ｄ】
2015197298.tif 000042
【図３７Ｅ】
2015197298.tif 000043