(57)【要約】【課題】従来に比べて光透過性およびヘイズを改善した圧電センサおよびその圧電センサを用いたディスプレイを提供する。【解決手段】本発明の圧電センサ１０、１１は、ディスプレイ１２の表示面に配置されるものである。圧電センサ１０、１１は、圧電性を有する圧電フィルム１５、圧電フィルム１５の一面および他面に形成された透明電極１６、１７、一方の透明電極１６、１７における圧電フィルム１５の反対面に形成された透明充填層１８を備える。圧電フィルム１５は、基材フィルム１３に圧電性を有するコーティング層１４を積層したフィルム状のものである。圧電フィルム１５として圧電性を有する単体フィルムを使用しても良い。【選択図】図１
2017215319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスプレイの前面に配置される圧電センサであって、
圧電性を有する圧電フィルムと、
前記圧電フィルムの少なくとも一面側に直接的または間接的に配置された透明電極と、
前記透明電極とディスプレイの間を満たす透明充填層と、
を備えた圧電センサ。
【請求項２】
前記透明充填層の屈折率が、前記透明電極の屈折率とディスプレイの屈折率の間の屈折率である請求項１の圧電センサ。
【請求項３】
前記透明充填層が接着剤または樹脂である請求項１または２に記載の圧電センサ。
【請求項４】
前記圧電性を有する圧電フィルムが、基材フィルムに圧電性を有するコーティン層が蓄積されたことを特徴とし、圧電性を有するコーティング層にフッ素系樹脂を含む請求項１から３のいずれかに記載の圧電センサ。
【請求項５】
前記圧電性を有する圧電フィルムが、フッ素系樹脂を含む単体フィルムであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の圧電センサ。
【請求項６】
前記フッ素系樹脂がフッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロチレンのうちの２種類以上の共重合体またはフッ化ビニリデンの重合体である請求項４から５に記載の圧電センサ。
【請求項７】
前記圧電フィルムの基材フィルムとコーティング層の間または圧電フィルムと透明電極の間の少なくとも１つの間に、屈折率調整層を有する請求項１から６のいずれかに記載の圧電センサ
【請求項８】
前記コーティング層の厚みが０．５〜１０μｍ、屈折率調整層の厚みが８０〜１６０ｎｍ、透明電極の厚みが２０ｎｍ以上である請求項７の圧電センサ。
【請求項９】
前記コーティング層の屈折率が１．４０〜１．５０、屈折率調整層の屈折率が１．５０〜１．７０、透明電極の屈折率が１．９０〜２．１０である請求項７または８の圧電センサ。
【請求項１０】
前記圧電フィルムの基材フィルムとコーティング層の間、または基材フィルムにおけるコーティング層の反対側の面のどちらか一方にアンカーコート層を有する請求項４に記載の圧電センサ。
【請求項１１】
前記圧電性を有する単体フィルムのどちらか一方の面にアンカーコート層を有する請求項５に記載の圧電センサ。
【請求項１２】
前記圧電フィルムにおけるディスプレイの反対側にタッチパネルを配置した請求項１から１１のいずれかに記載の圧電センサ。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれかに記載の圧電センサを備えたディスプレイであって、圧電センサとディスプレイの間が前記透明充填層で満たされたことを特徴とするディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押圧を検出する圧電センサおよびその圧電センサを用いたディスプレイに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器のディスプレイの前面にタッチパネルが取り付けられ、電子機器の操作に使用されている。タッチパネルは位置座標の検出だけであるが、感圧センサを追加することで押圧力も検出できる。たとえば、下記の特許文献１に押圧力も検出できるタッチパネルが開示されている。
【０００３】
特許文献１のタッチパネルは、フィルム状の圧電センサの端部を接着剤でディスプレイに接着している。フィルム状の圧電センサとディスプレイの間は空間になっている。フィルム状の圧電センサを押圧すると、押圧した部分がディスプレイに向けて撓み、押圧した部分がのびる。このフィルム状の圧電センサの形状変化によって発生する信号の強度により、押圧力を検出している。
【０００４】
しかし、特許文献１のタッチパネルは、フィルム状の圧電センサとディスプレイの間の空間によって光透過性とヘイズが悪化する恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１３４４５２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、従来に比べて光透過性およびヘイズを改善した圧電センサおよびその圧電センサを用いたディスプレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ディスプレイの前面に配置される圧電センサである。圧電センサは、基材フィルムに圧電性を有するコーティング層が積層された圧電フィルムまたは圧電性を有する単体フィルムと、前記圧電フィルムの少なくとも一面側に直接的または間接的に配置された透明電極と、前記透明電極とディスプレイの間を満たす透明充填層とを備える。
【０００８】
前記透明充填層の屈折率は、前記透明電極の屈折率とディスプレイの屈折率の間の屈折率である。
【０００９】
前記透明充填層は接着剤または樹脂である。
【００１０】
前記圧電性を有するコーティング層、圧電性を有する単体フィルムはフッ素系樹脂を含む。
【００１１】
前記フッ素系樹脂はフッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロチレンのうちの２種類以上の共重合体またはフッ化ビニリデンの重合体である。
【００１２】
前記圧電フィルムの基材フィルムとコーティング層の間または圧電フィルムと透明電極の間の少なくとも１つの間に、または、前記圧電性を有する単体フィルムのどちらか一方に屈折率調整層を有する。また、前記圧電フィルムの基材フィルムとコーティング層の間、または基材フィルムにおけるコーティング層の反対側の面のどちらか一方に、または前記圧電性を有する単体フィルムのどちらか一方に、アンカーコート層を有する。
【００１３】
前記コーティング層の厚みが０．５〜１０μｍ、屈折率調整層の厚みが８０〜１６０ｎｍ、透明電極の厚みが２０ｎｍ以上である。また、前記コーティング層の屈折率が１．４０〜１．５０、屈折率調整層の屈折率が１．５０〜１．７０、透明電極の屈折率が１．９０〜２．１０である。
【００１４】
前記圧電フィルムにおけるディスプレイの反対側にタッチパネルを配置しても良い。
【００１５】
本発明のディスプレイは、上記圧電センサを備えており、圧電センサとディスプレイの間が前記透明充填層で満たされている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の圧電センサは、ディスプレイに対向する面の全体を覆うように透明充填層を設けている。そのため、従来のようにディスプレイとの間に空気層を備えたフィルム状の圧電センサと違い、全光線透過率やヘイズなどの光学特性を低下させにくい。透明電極、透明充填層およびディスプレイの屈折率が徐々に変化するようになっており、光の反射・散乱が少なく、光学特性を低下させにくい。
【００１７】
本発明のディスプレイは、上記の圧電センサを備えており、ディスプレイと圧電センサの境界に空気層は無く、透明充填層が充填されている。そのため、ディスプレイを視認したときの全光線透過率やヘイズなどの光学特性を低下させにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の圧電センサの構成を模式的に示す図である。
【図２】本発明の一方の透明電極を間接的に配置した圧電センサの他の構成を模式的に示す図である。
【図３】本発明の一方の透明電極を間接的に配置した圧電センサの他の構成を模式的に示す図である。
【図４】本発明の両方の透明電極を間接的に配置した圧電センサの他の構成を模式的に示す図である。
【図５】本発明の圧電センサの他の構成を模式的に示す図である。
【図６】本発明の圧電センサの他の構成を模式的に示す図である。
【図７】本発明の圧電センサの他の構成を模式的に示す図である。
【図８】本発明の圧電性を有する単体フィルムを使用した圧電センサの構成を模式的に示す図である。
【図９】図１の圧電センサに屈折率調整層を備えた構成を模式的に示す図である。
【図１０】実施例３〜９をおこなった構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の圧電センサおよびディスプレイについて図面を使用して説明する。
【００２０】
図１（ａ）、（ｂ）に示す本発明の圧電センサ１０、１１は、ディスプレイ１２の表示面に配置されるものである。圧電センサ１０、１１は、圧電性を有する圧電フィルム１５、圧電フィルム１５の一面および他面に形成された透明電極１６、１７、一方の透明電極１７における圧電フィルム１５の反対面に形成された透明充填層１８を備える。
【００２１】
圧電フィルム１５は、基材フィルム１３に圧電性を有するコーティング層１４を積層したフィルム状のものである。
【００２２】
[基材フィルム]
基材フィルム１３は、たとえばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリオレフィン、ポリシクロオレフィン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルフォン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリアミド、ポリスチレン、ポリノルボルネンなどの高分子フィルムが挙げられる。基材フィルム１３は透明性、耐熱性、および機械特性に優れるポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴフィルム）が好ましいが、これに限定されない。
【００２３】
基材フィルム１３の厚さは、好ましくは、１０μｍ以上、２００μｍ以下であるが、これに限定されることはない。ただし基材フィルム１３の厚さが１０μｍ未満であると取り扱いが困難になるおそれがある。また基材フィルム１３の厚さが２００μｍを超えると、圧電フィルムを巻き取ってロールにするのが難しくなるおそれがある。また基材フィルム１３の厚さが２００μｍを超えると、圧電フィルム１５をタッチパネルに実装したときに厚さが厚くなりすぎるおそれがある。
【００２４】
[圧電性を有するコーティング層]
圧電性を有するコーティング層１４は、基材フィルム１３の上に薄膜状にコーティングされたものである。圧電性を有するコーティング層１４は、コーティング後の膜が圧電性を有するものであれば、特に限定されない。圧電性を有するコーティング層１４は、ポーリング（分極処理）を行なわなくても圧電性を示すものが望ましいが、ポーリング後に圧電性を示すものでもよい。
【００２５】
圧電性を有するコーティング層１４は、例えば、コーティング層の材料を溶媒に溶解させて溶液とし、バーコーターやグラビアコーターなどの既知のコーティング装置によって基材フィルム１３の上に薄く一様にコーティングし、その後乾燥させて得られる。
【００２６】
図１（ａ）と（ｂ）に示すように、ディスプレイ１２に対する圧電フィルム１５の上下方向は限定されない。図１（ａ）は基材フィルム１３がディスプレイ１２の方にあり、図１（ｂ）は圧電性を有するコーティング層１４がディスプレイ１２の方にある。
【００２７】
［圧電性を有するコーティング層の材料］
圧電性を有するコーティング層１４の材料は、例えば、フッ素系樹脂を含む材料が好適に用いられる。フッ素系樹脂を含む材料を具体的に例示すると、フッ化ビニリデン成分含有ポリマーであるポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレンの共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン−クロロトリフルオロエチレンの共重合体、ヘキサフルオロプロピレン−ビニリデンフロライドの共重合体、パーフルオロビニルエーテル−ビニリデンフロライドの共重合体、テトラフルオロエチレン−ビニリデンフロライドの共重合体、ヘキサフルオロプロピレンオキシド−ビニリデンフロライドの共重合体、ヘキサフルオロプロピレンオキシド−テトラフルオロエチレン−ビニリデンフロライドの共重合体、ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン−ビニリデンフロライドの共重合体から選ぶことができる。そしてこれらのポリマーは単独でも混合体でも用いることができる。より好ましくは、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン−クロロトリフルオロエチレンの共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレンの共重合体、フッ化ビニリデンの重合体である。
【００２８】
フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレンの共重合体をコーティング層１４の材料として用いる場合、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンのモル比は全体を１００として、（７０〜７５）：（３０〜２５）が適切である。また、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン−クロロトリフルオロエチレンの共重合体をコーティング層１４の材料として用いる場合、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとクロロトリフルオロエチレンのモル比は全体を１００として、（６３〜６５）：（２７〜２９）：（１０〜６）が適切である。
【００２９】
［圧電性を有するコーティング層の厚さ］
圧電性を有するコーティング層１４の乾燥後の厚さが限定されることはないが、後述する光学特性を考慮すると、０．５μｍ以上、２０μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以上、５μｍ以下が適切である。圧電性を有するコーティング層１４の乾燥後の厚さが０．５μｍ未満であると、形成された膜が不完全であるおそれがある。圧電性を有するコーティング層１４の乾燥後の厚さが２０μｍを超えると、光学特性（ヘイズおよび全光線透過率）が不適切になるおそれがある。
【００３０】
［圧電フィルムの光学特性］
ディスプレイ１２の画像が明瞭に視認されなければならないため、圧電フィルム１５のヘイズ値は５％以下が好ましく、全光線透過率は８５％以上が好ましく、８８％以上がより好ましく、９０％以上が更に好ましい。圧電フィルム１５のヘイズ値が５％を超えた場合、あるいは、全光線透過率が８５％未満となった場合、ディスプレイ１２の画像が明瞭に視認できなくなるおそれがある。
【００３１】
[透明電極]
透明電極１６、１７は、圧電フィルム１５の両面に配置されている。圧電センサ１０，１１を押圧すると圧電性を有するコーティング層１４が分極し、一方の透明電極１６で圧電性を有するコーティング層１４の電位の変化を検出する。他方の透明電極１７は基準電位（アース電位）となる。透明電極１６、１７は圧電フィルム１５のそれぞれの面の全体を覆うように形成する。
【００３２】
透明電極１６、１７は、インジウム系複合酸化物、代表的にはインジウムスズ複合酸化物（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）、インジウム亜鉛複合酸化物が挙げられるが、４価金属イオンまたは２価金属イオンがドープされた酸化インジウム（In203）が挙げられる。インジウム系複合酸化物は、可視光領域（３８０〜７８０ｎｍ）で透過率が８０％以上と高く、かつ単位面積当たりの表面抵抗が低い（３０〜１０００Ω／□）という特徴を有している。
【００３３】
上記インジウム系複合酸化物の表面抵抗値は、好ましくは３００Ω／□（ohms per square）以下であり、さらに好ましくは１５０Ω／□である。表面抵抗の小さい透明電極１６、１７は、たとえば、スパッタリング法または真空蒸着法により、インジウム系複合酸化物の非晶質層を硬化樹脂層上に形成した後、１００〜２００℃で加熱処理して、非晶質層を結晶質層に変化することにより得られる。
【００３４】
透明電極１６、１７は上記の材料に限定されず、スズ亜鉛酸化物、酸化亜鉛、フッ素ドープスズ酸化物などの透明導電性酸化物、ポリエチレンジオキシチオフェンなどの導電性高分子、を用いることができる。
【００３５】
[層間]
たとえば図１（ａ）において、基材フィルム１３とコーティング層１４の間、基材フィルム１３と透明電極１７の間またはコーティング層１４と透明電極１６の間の少なくとも１つの間に屈折率調整層（Index matching layer）を設けても良い。複数の屈折率調整層を形成する場合、屈折率調整層は、基材フィルム１３とコーティング層１４の間と圧電フィルム１５のいずれかの面に形成する。屈折率調整層は数ｎｍ〜数十ｎｍ程度の薄層であり、反射率を調整する。図1（ｂ）においても上記の層を同様に形成しても良い。
【００３６】
基材フィルム１３とコーティング層１４の間、基材フィルム１３におけるコーティング層１４の反対側の面にアンカーコート層（anchor coat layer）を形成しても良い。アンカーコート層は層間の密着性を高めることができる。
【００３７】
さらに、基材フィルム１３と透明電極１６、１７の間にアンチブロッキング層を設けても良い。アンチブロッキング層は積み重ねられたフィルムが圧着（ブロッキング）することを防止する効果がある。
【００３８】
層間については、上述した層のいずれかが形成されるのではなく、１つの圧電センサ１０、１１に複数種の層を形成しても良い。
【００３９】
[透明充填層]
透明充填層１８は、一方の透明電極１７における圧電フィルム１５の反対面の全体に形成されている。透明電極１７とディスプレイ１２の間は透明充填層１８が充填されて満たされている。
【００４０】
透明充填層１８は光学透明接着材料または光学透明粘着材料から成る接着剤または樹脂を用いる。シート状になった透明充填層１８を透明電極１７の表面に貼りあわせて透明充填層１８を形成しても良いし、液状の透明充填層１８を透明電極１７の表面に塗布し、紫外線を照射して硬化させることで透明充填層１８を形成しても良い。透明充填層１８はディスプレイ１２に圧電センサ１０、１１を取り付けるときに形成する。透明電極１７ではなくディスプレイ１２の前面に透明充填層１８を形成しておくことも可能である。
【００４１】
透明充填層１８の屈折率は、透明電極１７の屈折率とディスプレイ１２の屈折率の間の屈折率である。屈折率を徐々に変化させ、光の散乱等を抑制する。透明電極１７に酸化インジウムスズ、透明充填層１８に接着剤または樹脂、ディスプレイ１２の前面の機能フィルムの最表層にＰＥＴフィルムを用いた場合、透明電極１７、透明充填層１８、ディスプレイ１２の最表層のそれぞれの屈折率は１．７、１．５、１．３程度にすることができる。
【００４２】
[ディスプレイ]
ディスプレイ１２は液晶ディスプレイまたは有機ＥＬディスプレイなどの平面ディスプレイを使用することができる。ディスプレイ１２の前面に圧電センサ１０、１１が配置される。圧電センサ１０、１１の透明充填層１８によって圧電センサ１０、１１がディスプレイ１２に接着されている。圧電センサ１０、１１とディスプレイ１２の間には空気層が無く、透明充填層１８がディスプレイ１２の前面全体を覆っている。
【００４３】
[タッチパネル]
圧電センサ１０、１１の透明電極１６の上にタッチパネルを配置しても良い。ディスプレイ１２の上に圧電センサ１０、１１、タッチパネルの順番に積層される。圧電センサ１０、１１とタッチパネルの間は、上記透明充填層１８と同じ材料を充填し、接着しても良い。
【００４４】
タッチパネルは静電容量式や抵抗膜式など任意のタッチパネルを含む。タッチパネルで押圧した位置を検出する。圧電センサ１０、１１の上側の透明電極１６をタッチパネルの電極として機能させても良い。圧電センサ１０、１１が従来のように撓まないため、静電容量式のタッチパネルであれば撓まさずに使用できる。押圧位置の検出精度を高めることができ、タッチパネルの寿命を延ばせる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。たとえば、圧電フィルム１５に対して間接的に透明電極１６、１７を配置しても良い。図２（ａ）、（ｂ）の圧電センサ２０、２１のように、一方の透明電極１６のみを圧電フィルム１５に直接形成しても良い。基材フィルム２３の上に透明電極１７を積層した積層体２４を形成し、積層体２４の両面に透明充填層１８、２５を設け、一方の透明充填層２５を圧電フィルム１５、他方の透明充填層１８をディスプレイ１２に貼りつける。透明充填層１８、２５は積層体２４の一面と他面の全体を覆うようにする。なお、基材フィルム２３および透明充填層２５は、図１の基材フィルム１３および透明充填層１８と同じものを使用できる。
【００４６】
図３（ａ）、（ｂ）の圧電センサ３０、３１のように、圧電フィルム１５に他方の透明電極１７のみを直接形成しても良い。一方の透明電極１６を基材フィルム３２に積層した積層体３３を形成し、積層体３３と圧電フィルム１５を透明充填層３４で接着する。基材フィルム３２および透明充填層３４は、図１の基材フィルム１３および透明充填層１８と同じものを使用できる。
【００４７】
図４（ａ）、（ｂ）の圧電センサ４０、４１のように、図２と図３の圧電センサ２０、２１、３０、３１を組み合わせた構成であっても良い。２つの積層体２４、３３が透明充填層２５、３６で圧電センサ１５に接着され、２つの透明電極１６、１７が間接的に配置されている。
【００４８】
また、図５の圧電センサ５０は、圧電フィルム１５に直接形成した透明電極１６の上に、透明充填層２５を介して上記積層体２４を配置している。積層体２４の透明電極１７が基準電位となる。
【００４９】
図５において、圧電フィルム１５は圧電性を有するコーティング層１４をディスプレイ１２側に配置しているが、基材フィルム１３をディスプレイ１２側に配置しても良い。また、積層体２４は基材フィルム２３をディスプレイ１２側に配置しているが、透明電極１７をディスプレイ１２側に配置しても良い。
【００５０】
図６の圧電センサ６０のように、図５の圧電センサ５０において、透明電極１６を圧電フィルム１５に直接形成せず、上記積層体３３を準備して、透明充填層３４によって圧電フィルム１５に接着しても良い。図５と同様に、積層体３３は基材フィルム３２をディスプレイ１２側に配置しているが、透明電極１６側をディスプレイ１２側に配置しても良い。
【００５１】
図７の圧電センサ７０のように２つの透明電極１６、１７を別々の基材シートに形成せず、１つの基材フィルム７２に形成した積層体７１を使用しても良い。積層体７１は基材フィルム７２の一面と他面に透明電極１６、１７を形成している。積層体７１の一方を透明充填層３４によって圧電フィルム１５に接着し、積層体７１の他方を透明充填層１８によってディスプレイ１２に接着している。なお、基材フィルム７１は圧電フィルム１５の基材フィルム１３と同じものを使用できる。
【００５２】
さらに上記の圧電フィルム１５を使用することに限定されない。たとえば、図８の圧電センサ８０のように、図１の圧電フィルム１５として圧電性を有する単体フィルム８１を使用しても良い。圧電センサ８０において、圧電性を有する単体フィルム８１以外は図１の圧電センサ１０と同じ構成である。以下、圧電性を有する単体フィルム８１について説明するが、他の構成はタッチセンサ１０で説明しているので省略する。
【００５３】
[圧電性を有する単体フィルム]
圧電性を有する単体フィルム８１は、圧電性を有するものであれば、特に限定されない。圧電性を有する単体フィルム８１は、ポーリング（分極処理）を行なわなくても圧電性を示すものが望ましいが、ポーリング後に圧電性を示すものでもよい。
【００５４】
ポーリングにはコロナ放電処理分極による非接触式と、２枚の金属板でフィルムを挟み電圧を印加して分極する接触式との、２種類の方式が知られている。
【００５５】
［圧電性を有する単体フィルムの材料］
圧電性を有する単体フィルム８１の材料は、例えば、フッ素系樹脂を含む材料が好適に用いられる。フッ素系樹脂を含む材料を具体的に例示すると、フッ化ビニリデン成分含有ポリマーであるポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレンの共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン−クロロトリフルオロエチレンの共重合体、ヘキサフルオロプロピレン−ビニリデンフロライドの共重合体、パーフルオロビニルエーテル−ビニリデンフロライドの共重合体、テトラフルオロエチレン−ビニリデンフロライドの共重合体、ヘキサフルオロプロピレンオキシド−ビニリデンフロライドの共重合体、ヘキサフルオロプロピレンオキシド−テトラフルオロエチレン−ビニリデンフロライドの共重合体、ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン−ビニリデンフロライドの共重合体から選ぶことができる。そしてこれらのポリマーは単独でも混合体でも用いることができる。より好ましくは、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン−クロロトリフルオロエチレンの共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレンの共重合体、フッ化ビニリデンの重合体である。
【００５６】
フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレンの共重合体を圧電性を有する単体フィルム８１の材料として用いる場合、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンのモル比は全体を１００として、（７０〜７５）：（３０〜２５）が適切である。また、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン−クロロトリフルオロエチレンの共重合体をコーティング層１４の材料として用いる場合、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとクロロトリフルオロエチレンのモル比は全体を１００として、（６３〜６５）：（２７〜２９）：（１０〜６）が適切である。
【００５７】
［圧電性を有する単体フィルムの厚さ］
圧電性を有する単体フィルム８１の厚さが限定されることはないが、後述する光学特性を考慮すると、０．５μｍ以上、２０μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以上、５μｍ以下が適切である。圧電性を有する単体フィルム８１の厚さが０．５μｍ未満であると、形成された膜が不完全であるおそれがある。圧電性を有する単体フィルム８１の厚さが２０μｍを超えると、光学特性（ヘイズおよび全光線透過率）が不適切になるおそれがある。
【００５８】
圧電性を有する単体フィルム８１の少なくとも１つの面にアンカーコート層（anchor coat layer）、屈折率調整層（Index matching layer）（光学調整層）、アンチブロッキング層の少なくとも１層を形成しても良い。屈折率調整層は数ｎｍ〜数十ｎｍ程度の薄層であり、反射率を調整する。アンカーコート層は層間の密着性を高めることができる。さらに、アンチブロッキング層は積み重ねられたフィルムが圧着（ブロッキング）することを防止する効果がある。
【００５９】
また、図２〜図７の圧電センサ２０、２１、３０、３１、４０、４１、５０、６０、７０においても、圧電フィルム１５が圧電性を有する単体フィルム８１に置き換えられても良い。
【００６０】
圧電センサ８０を押圧すると圧電性を有する単体フィルム８１が分極し、その際の電位の変化を透明電極１６で検出することで、押圧力を検出することができる。
【００６１】
また、上記の屈折率調整層などは図１〜７の圧電センサ１０、１１、２０、２１、３０、３１、４０、４１、５０、６０、７０に適用しても良い。たとえば、図１では圧電フィルム１５と透明電極１６が積層されているが、図９の圧電センサ９０、９１のように、圧電フィルム１５と透明電極１６の間に屈折率調整層９２を積層する。
【００６２】
圧電性を有するコーティング層１４の厚さとして０．５〜１０μｍ、屈折率調整層９２の厚さとして８０〜１６０ｎｍ、透明電極１６の厚さとして２０ｎｍ以上を一例としてあげられる。また、圧電性を有するコーティング層１４の屈折率として１．４０〜１．５０、屈折率調整層９２の屈折率として１．５０〜１．７０、透明電極１６の屈折率として１．９０〜２．１０が一例としてあげられる。また、基材フィルム１３の厚さを２〜１００μｍ、屈折率を１．５０〜１．７０にする。以上の厚さと屈折率にすることで、透明電極１６と屈折率調整層９２の反射率差が２．０％以下になり、圧電センサ９０，９１の見栄えが良くなる。
【００６３】
[実施例１]
実施例１は圧電センサ１０の光学特性を測定するために、図１（ａ）においてディスプレイ１２の代わりにガラス基板を使用し、全光線透過率とヘイズを確認した。圧電フィルム１５は、ポリエチレンテレフタレート基材フィルム上に、フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンの共重合体をコーティングして作製した。ポリエチレンテレフタレート基材フィルムは三菱樹脂(株)社製ＬＲ−５０ＪＢＮであって、厚さは５０μｍであった。フッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンの共重合体はアルケマ(株)社製Ｐｉｅｚｏｔｅｃｈ  ＲＴＴＭＴＳであって、ＭＩＢＫ（メチルイソブチルケトン）に超音波により溶液を作製した。次にフッ化ビニリデン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレンの共重合体の溶液を、バーコーターによって、ポリエチレンテレフタレート基材フィルム上にコーティングした。次に、ポリエチレンテレフタレート基材フィルムおよび未乾燥のコーティング層を、１１０℃、５分で乾燥してコーティング層を作製した。乾燥後のコーティング層の厚さは１μｍであった。
【００６４】
上記圧電フィルム１５の両面にインジウムスズ酸化物をスパッタリングによって成膜し、さらにシート状の透明充填層を貼りつけた。インジウムスズ酸化物層の厚さは２３ｎｍであった。シート状の透明充填層は日東電工(株)社製Ｎｏ．２５であって、厚さは２５μｍであった。
【００６５】
ガラス基板はＭＡＴＳＵＮＡＭＩ(株)社製ＭＩＣＲＯ  ＳＬＩＤＥ  ＧＬＡＳＳであって、厚さは１．２〜１．５ｍｍであった。ガラス基板はディスプレイの代わりであり、屈折率は１．５である。
【００６６】
圧電センサ１０とディスプレイ１２を含めた全光線透過率は８３．９％、ヘイズは１．８％であった。
【００６７】
[実施例２]
実施例２は圧電センサ２１の光学特性を測定するために、図２（ａ）におけるディスプレイ１２の代わりにガラス基板を使用し、全光線透過率とヘイズを確認した。使用材料および圧電フィルム１５の作成方法は実施例１と同じである。全光線透過率は８５．０％、ヘイズは１．４％であった。
【００６８】
なお、実施例２は実施例１よりも全光線透過率とヘイズが良くなっている。図１（ａ）は基材フィルム１３に直接透明電極１７を形成しているが、図２（ａ）は基材フィルム１３と透明電極２２の間に透明充填層２５が有る。透明電極２２（ここではインジウムスズ酸化物）の表面に微細な凹凸が有り、図２（ａ）のように透明充填層２５で覆うことで、光の散乱が防止できていると考えられる。
【００６９】
[比較例１]
比較例１は、実施例１における透明充填層を空気層に変更し、全光線透過率とヘイズを確認した。透明充填層をインジウムスズ酸化物の全面に貼りつけず、インジウムスズ酸化物の端部に貼りつけて中央部に空気層を形成した。全光線透過率は７５．８％、ヘイズは２．５％であり、いずれも実施例１よりも悪くなった。
【００７０】
[比較例２]
比較例２は、実施例２におけるディスプレイに面する透明充填層を空気層に変更し、その空気層ができた部分において全光線透過率とヘイズを確認した。全光線透過率は７９．７％、ヘイズは１．８％であり、いずれも実施例２よりも悪くなった。
【００７１】
なお上記の実施例および比較例における厚みについて、圧電フィルム１５のコーティング層１４など１．０μｍ未満の場合、透過型電子顕微鏡（日立製作所製、Ｈ−７６７０）を用いて断面を観察して測定した。基材フィルム１３など１．０μｍ以上の厚みは、膜厚計（Peacock社製、デジタルダイアルゲージＤＧ−２０５）を用いて測定した。さらに、全光線透過率およびヘイズはDirect reading haze computer（Suga Test Instruments社製  ＨＧＭ−ＺＤＰ）を用いて測定した。
【００７２】
上記実施例および比較例をまとめると表１のようになる。実施例１と比較例１、実施例２と比較例２を比較すると、いずれの実施例も全光線透過率とヘイズが比較例よりも良く、本願が従来よりも光学特性が良いことがわかる。なお、上記実施例および比較例にて使用した圧電フィルム単体の全光線透過率とヘイズを実施例等と同様に測定した。全光線透過率は９１．６％、ヘイズは０．９％であり、全光線透過率８５％以上、ヘイズ５％以下を満たしていた。
【００７３】
【表１】
2017215319.tif 000003
【００７４】
以上のように、従来の空気層の代わりに透明充填層を使用することで、光学特性が向上することがわかる。ディスプレイの前面に圧電センサを配置するときに、本願の圧電センサはディスプレイの視認性を低下させにくい。
【００７５】
[実施例３〜８]
また、図１０のように厚さ２３μｍの基材フィルム１３の上に圧電性を有するコーティング層１４、屈折率調整層９２、透明電極１６を作成し、厚さおよび屈折率を測定した。その結果を表２に示すが、「第１層」が圧電性を有するコーティング層１４、「第２層」が屈折率調整層９２、「第３層」が透明電極１６である。屈折率調整層９２の形成以外は、上記実施例と同じである。
【００７６】
屈折率調整層９２は下の表に２に示すように、屈折率が１．５４、１．６２、１．７の場合がある。屈折率によって製造方法が異なるので屈折率ごとに説明する。屈折率が１．５４の場合、圧電性を有するコーティング層１４の一方の面に、メラミン樹脂：アルキド樹脂：有機シラン縮合物の重量比２：２：１の熱硬化型樹脂（光の屈折率ｎ＝１.５４）により、厚さが１２０ｎｍの屈折率調整層９２を形成した。
【００７７】
屈折率が１．６２の場合、圧電性を有するコーティング層１４の一方の面に、紫外線硬化性樹脂４７質量部、酸化ジルコニア粒子（メジアン径４０ｎｍ）５７質量部およびＰＧＭＥを含有した光学調整組成物（ＪＳＲ社製、「オプスターＺ７４１２」、固形分１２質量％）をグラビアコーターを用いて塗布し、無風状態（０．１ｍ／ｓ未満）で直ちに６０℃で１分間加熱乾燥した。その後、高圧水銀ランプにて、積算光量２５０ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を照射して硬化処理を実施した。この方法により、厚み９０、１２０、または１５０ｎｍで屈折率１．６２の屈折率調整層９２を、圧電性を有するコーティング層１４の上に形成した。
【００７８】
屈折率が１．７の場合、メラミン樹脂、アルキド樹脂及び有機シラン縮合物からなる熱硬化型樹脂（重量比で、メラミン樹脂：アルキド樹脂：有機シラン縮合物＝２：２：１）にＴｉＯ２（屈折率＝２．３５）の微粒子を混合した樹脂組成物を調製した。この際、上記樹脂組成物の屈折率が１．７０となるようにＴｉＯ２微粒子の混合量を調整した。そして、圧電性を有するコーティング層１４の上に上記樹脂組成物を塗工し、これを硬化させて、厚み１５０ｎｍの屈折率調整層９２（屈折率１．７０）を形成した。
【００７９】
なお、基材フィルム１３におけるコーティング層１４の反対面にはアンチブロッキング機能を有するハードコート層９４を形成している。
【００８０】
各実施例は上記のように圧電性を有するコーティング層１４の厚さが０．５〜１０μｍ、屈折率調整層９２の厚さが８０〜１６０ｎｍ、透明電極１６の厚さが２０ｎｍ以上になっている。また、圧電性を有するコーティング層１４の屈折率が１．４０〜１．５０、屈折率調整層９２の屈折率が１．５０〜１．７０、透明電極１６の屈折率が１．９０〜２．１０になっている。透明電極１６と屈折率調整層９２の反射率差は２％以下であり、見栄えは良かった。
【００８１】
なお、必要に応じて透明電極１６はエッチングされて所望の電極等になる。上記屈折率を求める際、屈折率調整層９２の屈折率は透明電極１６をエッチングによって取り除いた部分を用いた。そのため、各屈折率から空気と透明電極１６、空気と屈折率調整層９２の反射率を求めることで、反射率差を求めた。
【００８２】
[比較例３〜４]
実施例３〜８に対する比較例として、屈折率調整層９２の無い場合（比較例３）と屈折率調整層９２の屈折率が１．５より小さい場合（比較例４）をおこなった。屈折率調整層９２が無い場合、反射率差は透明電極１６と圧電性を有するコーティング層１４の差である。反射率差が２％より大きくなり、見栄えが悪くなった。
【００８３】
なお、屈折率が１．４６の場合（比較例４）の屈折率調整層９２は、シリカゾル（コルコート（株）製，コルコートＰ）を、固形分濃度２％になるようにエタノールで希釈し、圧電性を有するコーティング層１４の一方の上に、シリカコート法により塗布し、その後、１５０℃で２分間乾燥、硬化させて、厚さが１２０ｎｍの層（ＳｉＯ２膜，光の屈折率１．４６）を形成して屈折率調整層９２とした。比較例において他の構成の製造方法は実施例と同じである。
【００８４】
【表２】
2017215319.tif 000004
【００８５】
以上より圧電性を有するコーティング層１４の上に透明電極１６を備えることで透明電極１６によって黄色または茶色に呈色して見栄えを損ねる場合がある。本発明のように屈折率調整層９２を設け、透明電極１６、屈折率調整層９２、圧電性を有するコーティング層１４の厚さおよび屈折率を上述した値の範囲になるように調節することで、表２のように反射率差を小さくでき、見栄えを損ねないことがわかった。圧電フィルム１５に屈折率調整層９２と透明電極１６を積層した構成をディスプレイの前面に配置してもディスプレイの見栄えを損ないにくいことがわかった。
【００８６】
その他、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた態様で実施できるものである。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明の圧電センサはディスプレイの前面に配置されるタッチパネルと一体として利用することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１０、１１、２０、２１、３０、３１、４０、４１、５０、６０、７０、８０、９０、９１：圧電センサ
１２：ディスプレイ
１３、２３、３２、７２：基材フィルム
１４：圧電性を有するコーティング層
１５：圧電フィルム
１６、１７、２２：透明電極
１８、２５、３４：透明充填層
２４、３３：積層体
８１：圧電性を有する単体フィルム
９２：屈折率調整層
９４：アンチブロッキング機能を有するハードコート層
【図１】
2017215319.tif 000005
【図２】
2017215319.tif 000006
【図３】
2017215319.tif 000007
【図４】
2017215319.tif 000008
【図５】
2017215319.tif 000009
【図６】
2017215319.tif 000010
【図７】
2017215319.tif 000011
【図８】
2017215319.tif 000012
【図９】
2017215319.tif 000013
【図１０】
2017215319.tif 000014