(57)【要約】【課題】耐久性に優れた透明圧電センサと、これをキーパットとして複数個備えた透明入力装置を提供する。【解決手段】本発明の透明圧電センサは、対向する一対の透明基板３、３’間に、圧電性を有する透明感圧層１と、当該透明感圧層１を介して対向配置される一対の透明導電膜層２、２’とが形成されている。本発明の透明入力装置は、この透明圧電センサを単独のキーとして複数個備えている。透明導電膜層２、２’は、従来のように変形する必要がないので、耐久性に優れた透明圧電センサおよび透明入力装置を提供できる。また、透明導電膜層２、２’は外部から圧力が加えられても接触することはないので、接触による傷も防止できる。さらに、透明導電膜層２’’を形成すれば、外部からの不要な雑音の混入を確実に防止できる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の透明基板間に、
圧電性を有する透明感圧層と、
当該透明感圧層を介して対向配置される一対の透明導電膜層とが形成されていることを特徴とする透明圧電センサ。
【請求項２】
上記感圧層は、窒化アルミニウムまたは酸化亜鉛であることを特徴とする請求項１に記載の透明圧電センサ。
【請求項３】
上記感圧層の厚さは、１μｍ〜１０μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の透明圧電センサ。
【請求項４】
上記一対の透明基板の一方における上記透明導電膜が形成される面とは反対側の面に、さらに透明導電膜層が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の透明圧電センサ。
【請求項５】
一対の透明基板のそれぞれに透明導電膜層を形成する工程と、
当該透明基板の一方に形成された透明導電膜層を覆うように、圧電性を有する透明感圧層を形成する工程と、
当該透明感圧層と、当該透明感圧層が形成されていない透明基板に形成された透明導電膜層とを接着させる工程とを含んでいることを特徴とする透明圧電センサの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の透明圧電センサを複数個備えていることを特徴とする入力装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明圧電センサおよびそれを備えた入力装置に関し、より詳細には透明感圧層が対向する透明導電膜（透明電極）間に形成された透明圧電センサおよびそれが複数個配置された透明入力装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、透明入力装置は、抵抗膜方式（例えば、特許文献１）、静電容量方式（例えば、特許文献２）、アナログ容量方式、超音波表面弾性波方式（例えば、特許文献３）、赤外線走査方式（例えば、特許文献４）などが利用されている（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００３】
抵抗膜方式の透明入力装置は、一対の対向する基板、すなわち、入力パネル表面のトップシート（上部基板）と、それに対向する下部基板とから構成されている。また、それぞれの基板の内側は、透明導電膜がコーティングされており、透明導電膜同士は、所定の間隔離れて対向している。すなわち、透明導電膜同士は接触していない。
【０００４】
一方、静電容量方式やアナログ容量方式の透明入力装置は、抵抗膜方式の透明入力装置と同様に、透明導電膜がコーティングされた入力パネルに、指が接触すると、静電容量が変化することを原理とし、接触位置を検出する。
【０００５】
また、超音波弾性波方式や赤外線走査方式の透明入力装置は、透明パネル上を表面弾性波や赤外線で走査することにより、接触位置を検出する。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−２４２７５９号公報（公開日１９９３年９月２１日）
【０００７】
【特許文献２】
特開平５−３２４２０３号公報（公開日１９９３年１２月７日）
【０００８】
【特許文献３】
特開２００２−１８２８４２号公報（公開日２００２年６月２８日）
【０００９】
【特許文献４】
特開平１１−４５１５５号公報（公開日１９９９年２月１６日）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
抵抗膜方式の透明入力装置の場合、外部からの圧力がトップシートに接触すると、間隔のあった透明導電膜同士が接触し、その接触位置が透明導電膜の電圧勾配から計算され、接触位置が検出される。このため、抵抗膜方式の透明入力装置では、トップシートが外部からの圧力の接触によって変形する必要がある。その結果、抵抗膜方式の透明入力装置は、透明導電膜同士の接触による傷の発生や、透明導電膜が変形しなければならないため耐久性の向上に問題がある。
【００１１】
一方、静電容量方式やアナログ容量方式の透明入力装置は、静電容量の変化により接触位置を検出する。このため、当然電磁的な雑音（ノイズ）が発生すると誤作動を起こす可能性があるという問題点を有している。
【００１２】
さらに、超音波弾性波方式や赤外線走査方式の透明入力装置は、構成が複雑になりやすく、また、同時多点接触には対応が困難であるという問題点を有している。
【００１３】
そこで、本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、圧電性を有する透明な感圧材料を用いることにより、従来に比べて耐久性や耐雑音性に優れた透明圧電センサおよびそれを備えた透明入力装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、透明な電極上に圧電材料からなる透明な薄膜を形成する方法について種々研究を重ねた結果、圧電性セラミックスを単結晶状に成長させて薄膜を形成することにより、上記の目的を達成し得ることを見出し、かかる知見に基づいて本発明を完成させるに至った。
【００１５】
すなわち、本発明にかかる透明圧電センサは、透明導電膜を電極とし、その電極上に透明な圧電性セラミックスの単結晶薄膜を形成させ、その表面にさらに透明な導電膜を付設し、二層の導電膜間に検出手段を介して電気回路を形成してなる透明圧電センサと、それを複数個備えた透明入力装置を提供するものである。
【００１６】
本発明にかかる透明圧電センサは、上記の課題を解決するために、対向する一対の透明基板間に、圧電性を有する透明感圧層と、当該透明感圧層を介して対向配置される一対の透明導電膜層とが形成されていることを特徴としている。
【００１７】
換言すれば、本発明の透明圧電センサは、透明導電膜が形成された一対の基板における透明導電膜間に、圧電性を有する感圧層が形成されている。
【００１８】
上記の構成によれば、外部から基板に圧力が加えられると、その圧力が基板を介して圧電性を有する感圧層に作用する。その結果、感圧層には電荷が生じる。この電荷は、一対の透明導電膜からなる透明電極により検出される。すなわち、透明電極により、感圧層に生じた電荷を検出し、その検出信号を外部に出力できる。
【００１９】
従来の抵抗膜方式の透明圧電センサは、透明導電膜と、透明導電膜との間は空間であり、透明導電膜同士は所定の間隔離れて配置されている。そして外部から基板に圧力が加えられると、透明導電膜が変形し、透明導電膜同士が接触することにより、外部からの圧力を検出していた。このため、透明導電膜の接触による傷の発生や透明導電膜の耐久性に問題が生じていた。
【００２０】
これに対して、本発明の透明圧電センサは、感圧層を介して一対の透明導電膜が対向配置されている。そして外部から基板に圧力が加えられると、感圧層に電荷が発生し、その電荷を透明導電膜により検出することにより、外部からの圧力を検出する。したがって、透明導電膜同士が接触する必要がないので、接触による傷の発生を防止することができる。さらに、透明導電膜が変形する必要がないため、従来よりも耐久性に優れた透明圧電センサを提供することができる。
【００２１】
本発明の透明圧電センサにおいて、上記感圧層は、窒化アルミニウムまたは酸化亜鉛であることが好ましい。
【００２２】
窒化アルミニウムまたは酸化亜鉛は、圧電性薄膜の中でも機械的強度が比較的に高い。したがって、より耐久性に優れた透明圧電センサを提供することができる。
【００２３】
本発明の透明圧電センサにおいて、上記感圧層の厚さは、１μｍ〜１０μｍであることが好ましい。
【００２４】
感圧層が薄すぎると、透明導電膜間の絶縁性を維持できず絶縁不良が生じやすい。また、感圧層が厚すぎると、感圧層を形成するのに要する時間が長くなる。しかし、感圧層の厚さを１μｍ〜１０μｍとすれば、透明導電膜間の絶縁性を維持することができ、かつ、感圧層の形成に要する時間も長くならない。
【００２５】
本発明にかかる透明圧電センサにおいて、上記一対の透明基板の一方における上記透明導電膜層が形成される面とは反対側の面に、さらに透明導電膜層が形成されていてもよい。
【００２６】
上記の構成によれば、上記一対の透明基板のうちの一方には、さらに透明導電膜層が形成されている。すなわち、一方の透明基板は、透明導電膜層により挟持されていることになる。
【００２７】
例えば、感圧層を介して対向配置される一対の透明導電膜のうち、一方の透明導電膜を常にゼロ電位に維持し、もう一方の透明導電膜により感圧層に発生した電荷を検出する場合、外部から不要な雑音（ノイズ）が発生すると、そのノイズが当該電荷を検出する透明導電膜によって検出されてしまう可能性がある。その結果、透明圧電センサが誤動作する虞がある。
【００２８】
しかしながら、本発明の透明圧電センサによれば、感圧層の電荷を検出する透明導電膜層が形成される透明基板の当該透明導電膜層とは反対側の面に、さらに透明導電膜層を形成されている。これにより、新たに形成した透明導電膜層を常にゼロ電位に維持すれば、外部からノイズが発生したとしても、そのノイズは当該透明導電膜層により検出される。
【００２９】
したがって、本発明の透明圧電センサによれば、外部からのノイズが、感圧層の電荷を検出する透明導電膜層に達することはない。これにより、外部からのノイズを検出されるのを確実に防止できるので、誤動作も防止できる。
【００３０】
本発明にかかる透明圧電センサの製造方法は、上記の課題を解決するために、一対の透明基板のそれぞれに透明導電膜層を形成する工程と、当該透明基板の一方に形成された透明導電膜層を覆うように、圧電性を有する透明感圧層を形成する工程と、当該透明感圧層と、当該透明感圧層が形成されていない透明基板に形成された透明導電膜層とを接着させる工程とを含んでいることを特徴としている。
【００３１】
上記の構成によれば、圧電性を有する透明感圧層を介して対向する透明導電膜が形成された透明圧電センサが製造される。この透明圧電センサは、感圧層を介して一対の透明導電膜が対向配置されている。そして外部から基板に圧力が加えられると、感圧層に電荷が発生し、その電荷を透明導電膜により検出することにより、外部からの圧力を検出する。
【００３２】
したがって、透明導電膜同士が接触する必要がないので、接触による傷の発生を防止することができる透明圧電センサを提供することができる。さらに、透明導電膜が変形する必要がないため、従来よりも耐久性に優れた透明圧電センサを提供することができる。
【００３３】
本発明にかかる入力装置は、上記の課題を解決するために、前述した本発明にかかる透明圧電センサを複数個備えていることを特徴としている。
【００３４】
すなわち、上記入力装置は、本発明の透明圧電センサをキーパットとして複数個備えた透明な入力装置である。
【００３５】
前述のように、本発明の透明圧電センサは、従来のように透明導電膜層同士が接触することがないので、接触による傷を防止することができ、耐久性にも優れている。したがって、本発明の透明圧電センサを備えている入力装置も同様の効果の入力装置を提供できる。また、外部からの圧力を感圧層により検出するので、簡素な構成で圧力が加えられた位置を検出できる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態について、図１ないし図４に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３７】
本発明にかかる透明圧電センサは、対向する透明導電膜と、当該透明導電膜間に形成された圧電性を有する透明感圧層とからなる積層電極が、一対の対向する透明基板上に積層一体化されており、全体として透明な圧電センサである。
【００３８】
まず、本実施形態の透明圧電センサの構成について説明する。
【００３９】
図１は、本実施形態にかかる透明圧電センサの構造を示す断面図である。図１に示されるように、本実施形態の透明圧電センサは、透明感圧層１と、透明導電膜層２、２’、２’’と、透明絶縁基板３、３’と、電気回路４と、検出手段５とから構成されている。
【００４０】
透明感圧層１は、圧力によってその表面に電荷が発生する圧電材料からなるものである。透明感圧層１の素材（圧電材料）としては、圧電性を有し、透明導電膜２、２’間を絶縁できれば特に限定されるものではない。例えば、水晶、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、などの圧電結晶材料；ＰｂＺｒＯ３とＰｂＴｉＯ３の固溶体を母体とするＰｂＺｒＯ３−ＰｂＴｉＯ３系材料（いわゆるＰＺＴ系材料などの圧電セラミックス材料；窒化アルミニウム、酸化亜鉛などの圧電薄膜材料；ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニルなどの高分子圧電材料；などを挙げることができる。これらのうち、圧電薄膜材料が好ましく、窒化アルミニウムおよび酸化亜鉛がより好ましい。窒化アルミニウムおよび酸化亜鉛は、機械的強度が比較的強いため、透明感圧層１として特に好ましい。
【００４１】
透明感圧層１の厚さ（層圧）は、後述の透明導電膜層２、２’を絶縁できれば特に限定されるものではなく、必要に応じて適宜変更することができる。しかし、透明感圧層１が窒化アルミニウムまたは酸化亜鉛である場合の層圧は、１μｍ〜１０μｍが好適である。その理由は、１μｍ未満では絶縁不良が発生しやすく、１０μｍよりも大きいと透明感圧層１の形成時間が長くなってしまうためである。
【００４２】
透明導電膜層２、２’は、透明感圧層１への加圧により生じた電荷を検出するためのものである。また、透明導電膜層２’’は、後述のように外部からの雑音（ノイズ）の検出を防止するためのものである。
【００４３】
透明導電膜層２、２’、２’’の材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、白金（Ｐｔ）、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）などの金属の他、銀−ニッケル（Ａｇ−Ｎｉ）などの合金などが挙げられる。
【００４４】
また、透明導電膜層２、２’、２’’は、そのそれぞれが同じ素材である必要はなく、透明感圧層１との相性や用途に応じて異なる素材を選択することもできる。
【００４５】
透明絶縁基板３、３’の材料としては、例えば、ガラスなどの無機材料、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイドなどの樹脂フィルムが挙げられる。なお、透明絶縁基材３、３’は、そのそれぞれが同じ素材である必要はなく、透明導電膜層２、２’との相性や用途に応じて異なる素材を選択することもできる。
【００４６】
このように、本実施形態の透明圧電センサは、対向する一対の透明絶縁基板３、３’間に、圧電性を有する透明感圧層１と、当該透明感圧層１を介して対向配置される一対の透明導電膜層２、２’とが形成されており、さらに、透明絶縁基板３上の透明導電膜層２が形成される面とは反対側の面に、透明導電膜層２’’が形成されている。なお、図１の透明圧電センサにおいて、透明導電膜層２’’は、形成しなくてもよいが、外部からの不要な雑音の混入を確実に防止するためには透明導電膜層２’’を形成することが好ましい。
【００４７】
また、図１の透明圧電センサでは、透明導電膜層２’および２’’を電気回路４により電気的に接続し、電気回路を介して検出手段５に接続している。また、透明導電膜層２’および２’’常に一定の電位（すなわちゼロ電位）が維持されるものとする。また、透明導電膜層２は電気回路４を介して検出手段５に接続され、透明感圧層１に発生した電荷を検出するものとする。
【００４８】
検出手段５は、例えば、電荷増幅器や電圧増幅器を介した電圧計などの表示装置や、それらの増幅器の出力電圧を、ＡＤ変換装置を介してコンピュータへ取り込む装置などが挙げられる。
【００４９】
次に、図１に示される透明圧電センサに圧力が加えられた場合の作用について説明する。なお、以下の説明では、外部からの圧力が、透明絶縁基板３’側から加えられるものとする。
【００５０】
前述した構成からなる図１の透明圧電センサに、透明絶縁基板３’側から物体が接触して圧力が加えられると、透明絶縁基板３’を介して透明感圧層１に圧力が作用する。この圧力により、圧電体である透明感圧層１に電荷が発生する。その結果、透明導電膜層２には透明感圧層１に発生した電荷と同じ電位が発生する。また、透明導電膜層２’および２’’は、透明感圧層１に電荷が発生するか否かにかかわらず、常にゼロ電位が維持される。すなわち、透明導電膜層２と、電気的に導体によって接続された透明導電膜２’および２’’とには電位差が発生する。この電位差は、電気回路４を介して接続された検出手段５により検出される。
【００５１】
また、図１の透明圧電センサでは、透明導電膜層２’’が形成されているので、外部から不要な雑音（ノイズ）が発生した場合であっても、そのノイズは透明導電膜層２’および２’’によって遮蔽される。すなわち、透明導電膜層２は、透明導電膜層２’’により外部から遮蔽されている。これにより、外部からのノイズを検出することなく透明感圧層１に発生する電荷のみを検出できる。
【００５２】
このように、本実施形態の透明圧電センサは、外部から透明基板３’に圧力が加えられると、透明感圧層１に電荷が発生し、その電荷を透明導電膜層２により検出している。したがって、透明導電膜２および２’同士が接触する必要がないので、接触による傷の発生を防止することができる。さらに、透明導電膜２および２’が変形する必要がないため、従来よりも耐久性に優れている。また、透明導電膜層２’’が形成されているので、外部からの不要な雑音の混入を確実に防止できる。
【００５３】
図１に示される透明圧電センサは、例えば、以下に示す（１）〜（３）の工程により製造することができる。
（１）透明絶縁基板３および３’のそれぞれに透明導電膜層２および２’を形成する工程と、
（２）透明絶縁基板３および３’の一方（例えば、透明絶縁基板３）に形成された透明導電膜層２を覆うように、圧電性を有する透明感圧層１を形成する工程と、
（３）感圧層１と、（２）の工程で感圧層１を形成していない透明絶縁基板３’に形成した透明導電膜層２’とを接着させる工程。
【００５４】
上記工程（１）において、外部からの不要な雑音の混入を確実に防止するためには透明導電膜層２’’を形成する工程をさらに設けてもよい。
【００５５】
また、上記工程（１）において、透明導電膜層２、２’、２’’は、例えば、印刷、薄膜処理、スパッタ、蒸着、イオンプレーティング、接着などの公知の方法から任意に選択して形成することができ、形成方法は特に限定されるものではない。
【００５６】
上記工程（２）により形成される透明感圧層１は、例えば、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法などの公知の方法から任意に選択して形成することができ、形成方法は特に限定されるものではない。
【００５７】
上記工程（３）における接着は、例えば、後述の実施例のように、シアノアクリレートを基材とする接着剤によって貼り付けることができるが、接着方法は、特に限定されるものではない。
【００５８】
このように、（１）〜（３）の簡単な工程により、従来よりも耐久性や耐雑音性に優れた透明圧電センサを製造することができる。なお、後述する本発明の透明圧電センサを複数個備えた入力装置も、同様の工程により形成することができる。
【００５９】
次に、本発明の透明圧電センサの利用方法の一例について説明する。前述した本発明の透明圧電センサは、単独で用いた場合タッチキーとして動作するが、この透明圧電センサを複数個用いるとキーパッド（入力装置）として利用することができる。
【００６０】
図２は、その実施形態の一例を裏側（外部からの圧力が加わる面とは反対側の基板側）から示したものである。図１の透明圧電センサでは、透明絶縁基板３側から示したものである。なお、図２では、図１における感圧層１、透明導電膜２’’、および透明絶縁基板３、３’の記載を省略している。また、以下の説明では、外部からの圧力が接触する面（パネル面）側（図１では透明絶縁基板３’側）を「上部」、その反対側を「下部」とする。また、これに伴い、透明導電膜層２、２’、２’’を、それぞれ上部から順に、上部の透明導電膜層２’、中間の透明導電膜層２、下部の透明導電膜層２’’と区別して記載する。
【００６１】
図２に示されるタッチパネルは、以下のようにして形成される。まず、下部の透明絶縁基板３の１つの面全体に、下部の透明導電膜層２’’を形成する。次に、透明絶縁基板３の下部透明導電膜層２’’が形成された面と反対の面に、中間の透明導電膜２を形成する。続いて、中間の透明導電膜層２の上面全体に透明感圧層１、上部の透明導電膜２’、透明絶縁基板３の順に、各層を形成する。上部の透明導電膜層２’および下部の透明導電膜層２’’は、リード線などの導体により電気的に接続され、常にゼロ電位とする。中間の透明導電膜２は、キーパッドとして必要なキーの個数分、分割して形成し、各々の中間の透明導電膜２から出力用の端子６が外部に接続される。なお、上部の透明絶縁基板３’は、キーごとに分割して形成してもよいし、分割せず１枚の絶縁基板に一体形成してもよい。一体形成した場合、各キー間にクローストークが発生する可能性があるが、キーを押した時の圧力分布により、各キーの出力が異なるので、出力値や遅延時間によって各キーの出力を区別することができる。
【００６２】
なお、中間の透明導電膜層２の形状は、図２に示されるようなマトリクス状でもよいし、図３に示されるような同心円状としてもよい。マトリクス状とすれば、通常のキーボードのようにして使用することができる。一方、同心円状とすれば、円形パネルにおいて中心からの距離に応じた接触情報を簡単に取得できる。したがって、例えば、電子式ドラムの打面に用いると、スティックの接触位置を特定することが可能になり、それにより発生音の音声を変化させることができる。
【００６３】
このような、本発明の入力装置は、本発明の透明圧電センサを備えているので、従来のように透明導電膜層同士が接触することがない。これにより、透明導電膜層同士の接触による傷を防止することができる。さらに、透明導電膜が変形する必要がないので耐久性にも優れている。
【００６４】
なお、本発明の透明圧電センサは、圧電性を有する透明な感圧層を、対向する透明な導電膜間に形成して透明な基板上に積層一体化し、全体として透明であるということもできる。
【００６５】
これによれば、透明導電膜同士が接触する必要がないので、接触による傷の発生を防止することができる。さらに、透明導電膜が変形する必要がないため、従来よりも耐久性に優れた透明圧電センサを提供することができる。
【００６６】
また、本発明の透明圧電センサは、圧電性を有する透明感圧層の両端に、透明導電膜層を形成し、それが一対の透明基板間に形成されているものであってもよい。すなわち、一対の透明基板が、透明感圧層と、その両端の透明導電膜とに接していてもよい。
【００６７】
また、本発明の透明圧電センサは、一対の対向する基板のそれぞれに透明導電膜層が形成された透明圧電センサにおいて、上記透明導電膜層の間に、圧電性を有する透明感圧層が形成されている構成であってもよい。
【００６８】
これによれば、透明基板に圧力が加えられると、その圧力が透明感圧層に作用し、透明感圧層に電荷が発生する。この電荷を透明感圧層の両端に形成された透明導電膜によって検出することにより、外部から加えられた圧力を検出できる。したがって、透明導電膜同士が接触する必要がないので、接触による傷の発生を防止することができる。さらに、透明導電膜が変形する必要がないため、従来よりも耐久性に優れた透明圧電センサを提供することができる。
【００６９】
本発明にかかる透明圧電センサの製造方法は、透明導電膜層が形成された一対の基板に、当該透明導電膜同士が感圧層を介して隣接するように圧電性を有する感圧層を形成する工程を含むものであってもよい。
【００７０】
上記の構成によれば、圧電性を有する透明感圧層を介して対向する透明導電膜が形成された透明圧電センサが製造される。換言すれば、感圧層を介して一対の透明導電膜が対向配置された透明圧電センサが製造される。この透明圧電センサは、透明導電膜同士が接触する必要がないので、接触による傷の発生を防止することができる。さらに、透明導電膜が変形する必要がないため、従来よりも耐久性に優れた透明圧電センサを提供することができる。
【００７１】
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。
【００７２】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明する。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
【００７３】
〔実施例１〕
ガラス基板の一方の面にＩＴＯが被覆されたＩＴＯ付きガラス基板を、透明基板および透明導電膜層とした。このＩＴＯ付きガラス基板の厚さは１ｍｍとした。次に、このＩＴＯ付きガラス基板のＩＴＯ上に、透明感圧層として１μｍの窒化アルミニウム薄膜をスパッタリング法により形成した。
【００７４】
続いて、別のＩＴＯ付きガラス基板を用意し、このＩＴＯ層と、上記窒化アルミニウム薄膜からなる透明感圧層とを、シアノアクリレートを基材とする接着剤によって貼り付けた。
【００７５】
すなわち、本実施例の透明圧電センサの各層は、ガラス基板（透明絶縁基板層）、ＩＴＯ（透明導電膜層）、窒化アルミニウム（透明感圧層）、ＩＴＯ（透明導電膜層）、ガラス基板（透明絶縁基板層）の順に、形成されている。
【００７６】
ここで、透明電極が対向して透明センサとして動作する部分（すなわち、１対のＩＴＯ層と、ＩＴＯ層に挟持された窒化アルミニウムとからなる３層）の長さおよび幅は、共に１５ｍｍであった。
【００７７】
また、それぞれのＩＴＯ層（透明導電膜層）には、導線を取り付け、電荷増幅器を介してシンクロスコープに接続することにより、透明圧電センサを作製した。図５は、作製した透明圧電センサを用紙の上に置いたものである。このように、作製した透明圧電センサのセンサ部分から用紙の文字を確認できる。つまり、この透明圧電センサは確実に透明である。
【００７８】
この透明圧電センサに、電動式加圧器によって周波数１Ｈｚの方形波状の圧力を印加して、センサの応答を調べた。その結果、図４に示されるように、透明圧電センサに約４０Ｐａの圧力を印加した状態と、圧力を開放した状態に応じて発生電荷が変化した。
【００７９】
【発明の効果】
以上のように、本発明にかかる透明圧電センサは、対向する一対の透明基板間に、圧電性を有する透明感圧層と、当該透明感圧層を介して対向配置される一対の透明導電膜層とが形成されていることを特徴としている。
【００８０】
本発明の透明圧電センサは、感圧層を介して一対の透明導電膜が対向配置されている。そして外部から基板に圧力が加えられると、感圧層に電荷が発生し、その電荷を透明導電膜により検出することにより、外部からの圧力を検出する。したがって、透明導電膜同士が接触する必要がないので、接触による傷の発生を防止することができるという効果を奏する。さらに、透明導電膜が変形する必要がないため、従来よりも耐久性に優れた透明圧電センサを提供することができるという効果を奏する。
【００８１】
本発明の透明圧電センサにおいて、上記感圧層は、窒化アルミニウムまたは酸化亜鉛であることが好ましい。
【００８２】
窒化アルミニウムまたは酸化亜鉛は、圧電性薄膜の中でも機械的強度が比較的に高い。したがって、より耐久性に優れた透明圧電センサを提供することができるという効果を奏する。
【００８３】
本発明の透明圧電センサにおいて、上記感圧層の厚さは、１μｍ〜１０μｍであることが好ましい。
【００８４】
感圧層の厚さを１μｍ〜１０μｍとすれば、透明導電膜間の絶縁性を維持することができ、かつ、感圧層の形成に要する時間も長くならないという効果を奏する。
【００８５】
本発明の透明圧電センサにおいて、上記一対の透明基板の一方における上記透明導電膜層が形成される面とは反対側の面に、さらに透明導電膜層が形成されていてもよい。
【００８６】
それゆえ、外部からのノイズが、感圧層の電荷を検出する透明導電膜層に達することはない。これにより、外部からのノイズを検出されるのを確実に防止できるので、誤動作も防止できるという効果を奏する。
【００８７】
また、本発明にかかる透明圧電センサの製造方法は、一対の透明基板のそれぞれに透明導電膜層を形成する工程と、当該透明基板の一方に形成された透明導電膜層を覆うように、圧電性を有する透明感圧層を形成する工程と、当該透明感圧層と、当該透明感圧層が形成されていない透明基板に形成された透明導電膜層とを接着させる工程とを含んでいることを特徴としている。
【００８８】
それゆえ、透明導電膜同士が接触する必要がないので、接触による傷の発生を防止することができる透明圧電センサを提供することができるという効果を奏する。さらに、透明導電膜が変形する必要がないため、従来よりも耐久性に優れた透明圧電センサを提供することができるという効果を奏する。
【００８９】
また、本発明にかかる入力装置は、上記の課題を解決するために、前述した本発明にかかる透明圧電センサを複数個備えていることを特徴としている。すなわち、上記入力装置は、本発明の透明圧電センサをキーパットとして複数個備えた透明な入力装置である。
【００９０】
前述のように、本発明の透明圧電センサは、従来のように透明導電膜層同士が接触することがないので、接触による傷を防止することができ、耐久性にも優れている。したがって、本発明の透明圧電センサを備えている入力装置も同様の効果の入力装置を提供できるという効果を奏する。また、外部からの圧力を感圧層により検出するので、簡素な構成で圧力が加えられた位置を検出できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態にかかる透明圧電センサの断面図である。
【図２】本発明の実施の一形態にかかる透明圧電センサを用いた透明入力装置の斜視図である。
【図３】本発明の実施の一形態にかかる透明圧電センサを用いた同心円状の透明導電膜層を有する透明入力装置の斜視図である。
【図４】実施例１の透明圧電センサの応答曲線グラフである。
【図５】実施例１の透明圧電センサを示した図である。
【符号の説明】
１　　　　透明感圧層
２、２’、２’’　透明導電膜層
３、３’　透明絶縁基板（透明基板）
４　　電気回路
５　　検出手段
６　　端子
【図１】
2004125571.tif 000003
【図２】
2004125571.tif 000004
【図３】
2004125571.tif 000005
【図４】
2004125571.tif 000006
【図５】
2004125571.tif 000007