(57)【要約】  操作面へのタッチが誤検知されにくい静電容量式の感圧タッチセンサ及び感圧タッチセンサモジュールを提供する。基材シート（１０）の第１の面（１０ａ）に第１の電極（１８）及び第２の電極（２０）が設けられ、基材シート（１０）が第１の電極（１８）と第２の電極（２０）の間で折り返されて、第１の電極（１８）と第２の電極（２０）の互いの面が対向し、基材シート（１０）を折り返す折り線部（１ｄ）にスリット（２８）が形成され、基材シート（１０）の折り返された部分の間に弾性層（２６）が設けられ、押圧力により弾性層（２６）が厚さ方向に圧縮変形し、第１の電極（１８）と第２の電極（２０）の距離が近づくことによる静電容量の変化から、操作面の押圧を検知する、静電容量式の感圧タッチセンサ（１）。
2019230634.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操作面の押圧を検知する静電容量式の感圧タッチセンサであって、
基材シートと、第１の電極と、第２の電極と、弾性層と、を備え、
前記第１の電極及び前記第２の電極は前記基材シートの任意の面に設けられ、
前記基材シートが前記第１の電極と前記第２の電極の間で折り返されて、前記第１の電極と前記第２の電極の互いの面が対向し、
前記基材シートを折り返す折り線部にはスリットが形成され、
前記基材シートの折り返された部分の間に前記弾性層が設けられ、
押圧力により前記弾性層が厚さ方向に圧縮変形し、前記第１の電極と前記第２の電極の距離が近づくことによる静電容量の変化から、操作面の押圧を検知する、静電容量式の感圧タッチセンサ。
【請求項２】
前記スリットが、前記基材シートにおける少なくとも前記第１の電極と前記第２の電極の間に形成されている、請求項１に記載の感圧タッチセンサ。
【請求項３】
前記弾性層が、前記第１の電極と前記第２の電極の間に位置している、請求項１又は２に記載の感圧タッチセンサ。
【請求項４】
前記弾性層が、一対のシート部と、それら一対のシート部に挟持された柱部とを備えるゴム状弾性体である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の感圧タッチセンサ。
【請求項５】
前記弾性層が、一対のシート部と、それら一対のシート部に挟持された複数の柱部と、それら複数の柱部の周囲を囲うように設けられた枠状部とを備えるゴム状弾性体である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の感圧タッチセンサ。
【請求項６】
前記弾性層が、一対のシート部と、前記の一対のシート部に挟持された複数の柱部と、前記の一対のシート部に挟持され、かつ前記の複数の柱部の高さよりも低い突条部又は突起部とを備えるゴム状弾性体である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の感圧タッチセンサ。
【請求項７】
前記弾性層が、一対のシート部と、前記の一対のシート部に挟持された複数の柱部と、前記の一対のシート部に挟持され、かつ前記の複数の柱部のそれぞれを個別に囲うように格子状に設けられた突条部とを備えるゴム状弾性体である、請求項１〜５のいずれか一項に記載の感圧タッチセンサ。
【請求項８】
前記基材シートの第１の面に第３の電極がさらに設けられ、操作面に導体が接触することによる前記第３の電極の静電容量の変化から、操作面への導体の接触を検知する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の感圧タッチセンサ。
【請求項９】
操作面を有する操作パネルと、フレーム部材と、請求項１〜８のいずれか一項に記載の感圧タッチセンサとを備え、
前記感圧タッチセンサが前記操作パネルと前記フレーム部材で挟持されている、感圧タッチセンサモジュール。
【請求項１０】
前記フレーム部材が凸部を有し、
前記感圧タッチセンサの前記弾性層が位置する部分が前記操作パネルと前記凸部で挟持されている、請求項９に記載の感圧タッチセンサモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感圧タッチセンサ及び感圧タッチセンサモジュールに関する。
本願は、２０１８年５月２９日に、日本に出願された特願２０１８−１０２７３５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
車載用の電子機器等の様々な分野において、操作面の操作を検知するセンサモジュールとして、感圧検知可能な静電容量式の感圧タッチセンサモジュールが提案されている。例えば、特許文献１には、基材シートの一方の面に第１の電極と第２の電極が設けられ、基材シートを部分的に折り返して第１の電極と第２の電極とを対向させ、さらに第１の電極と第２の電極の間に弾性シートが設けられた感圧タッチセンサモジュールが開示されている。前記感圧タッチセンサモジュールでは、操作面を押圧したときに弾性シートが圧縮変形して第１の電極と第２の電極が接近し、第２の電極の電流が変化して静電容量が変化する。この静電容量の変化を検知することで、操作面の押圧を認識できるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２１７９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１のような感圧タッチセンサモジュールでは、操作面へのタッチが誤検知され、操作が正しく認識されないことがある。【０００５】
本発明は、操作面へのタッチが誤検知されにくい静電容量式の感圧タッチセンサ、及び前記感圧タッチセンサを備える感圧タッチセンサモジュー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】
本発明は、以下の構成を有する。
［１］操作面の押圧を検知する静電容量式の感圧タッチセンサであって、
基材シートと、第１の電極と、第２の電極と、弾性層と、を備え、
前記第１の電極及び前記第２の電極は前記基材シートの任意の面に設けられ、
前記基材シートが前記第１の電極と前記第２の電極の間で折り返されて、前記第１の電極と前記第２の電極の互いの面が対向し、
前記基材シートを折り返す折り線部にはスリットが形成され、
前記基材シートの折り返された部分の間に前記弾性層が設けられ、
押圧力により前記弾性層が厚さ方向に圧縮変形し、前記第１の電極と前記第２の電極の距離が近づくことによる静電容量の変化から、操作面の押圧を検知する、静電容量式の感圧タッチセンサ。
［２］前記スリットが、前記基材シートにおける少なくとも前記第１の電極と前記第２の電極の間に形成されている、［１］に記載の感圧タッチセンサ。
［３］前記弾性層が、前記第１の電極と前記第２の電極の間に位置している、［１］又は［２］に記載の感圧タッチセンサ。
［４］前記弾性層が、一対のシート部と、それら一対のシート部に挟持された柱部とを備えるゴム状弾性体である、［１］〜［３］のいずれかに記載の感圧タッチセンサ。
［５］前記弾性層が、一対のシート部と、それら一対のシート部に挟持された複数の柱部と、それら複数の柱部の周囲を囲うように設けられた枠状部とを備えるゴム状弾性体である、［１］〜［４］のいずれかに記載の感圧タッチセンサ。
［６］前記弾性層が、一対のシート部と、前記の一対のシート部に挟持された複数の柱部と、前記の一対のシート部に挟持され、かつ前記の複数の柱部の高さよりも低い突条部又は突起部とを備えるゴム状弾性体である、［１］〜［５］のいずれかに記載の感圧タッチセンサ。
［７］前記弾性層が、一対のシート部と、前記の一対のシート部に挟持された複数の柱部と、前記の一対のシート部に挟持され、かつ前記の複数の柱部のそれぞれを個別に囲うように格子状に設けられた突条部とを備えるゴム状弾性体である、［１］〜［５］のいずれかに記載の感圧タッチセンサ。
［８］前記基材シートの第１の面に第３の電極がさらに設けられ、操作面に導体が接触することによる前記第３の電極の静電容量の変化から、操作面への導体の接触を検知する、［１］〜［７］のいずれかに記載の感圧タッチセンサ。
［９］操作面を有する操作パネルと、フレーム部材と、［１］〜［８］のいずれかに記載の感圧タッチセンサとを備え、
前記感圧タッチセンサが前記操作パネルと前記フレーム部材で挟持されている、感圧タッチセンサモジュール。
［１０］前記フレーム部材が凸部を有し、
前記感圧タッチセンサの前記弾性層が位置する部分が前記操作パネルと前記凸部で挟持されている、［９］に記載の感圧タッチセンサモジュール。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、操作面へのタッチを誤検知しにくい静電容量式の感圧タッチセンサ、及び感圧タッチセンサモジュールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の感圧タッチセンサの一例を示した平面図である。
【図２】図１の感圧タッチセンサのＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１の感圧タッチセンサのＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図１の感圧タッチセンサの折り返し部を折り返す前の状態を示した平面図である。
【図５】図４の感圧タッチセンサのＣ−Ｃ断面図である。
【図６】図１の感圧タッチセンサにおける弾性層の折り返し部分の間に設ける前の状態を示した平面図である。
【図７】図６の弾性層のＤ−Ｄ断面図である。
【図８】本発明の感圧タッチセンサモジュールの一例を示した分解斜視図である。
【図９】本発明の感圧タッチセンサモジュールの一例を示した断面図である。
【図１０】本発明の感圧タッチセンサにより操作面へのタッチを認識する処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の感圧タッチセンサの他の例の折り返し部を折り返す前の状態を示した平面図である。
【図１２】図１１の感圧タッチセンサの折り返し部を折り返した状態を示した断面図である。
【図１３】本発明の感圧タッチセンサにおける弾性層の他の例の折り返し部分の間に設ける前の状態を示した断面図である。
【図１４】本発明の感圧タッチセンサにおける弾性層の他の例の折り返し部分の間に設ける前の状態を示した平面図である。
【図１５】本発明の感圧タッチセンサにおける弾性層の他の例の折り返し部分の間に設ける前の状態を示した平面図である。
【図１６】図１５の弾性層のＥ−Ｅ断面図である。
【図１７】本発明の感圧タッチセンサの他の例の折り返し部を折り返す前の状態を示した平面図である。
【図１８】本発明の感圧タッチセンサの他の例の折り返し部を折り返す前の状態を示した平面図である。
【図１９】本発明の感圧タッチセンサの他の例の折り返し部を折り返す前の状態を示した平面図である。
【図２０】本発明の感圧タッチセンサの他の例の折り返し部を折り返す前の状態を示した平面図である。
【図２１】本発明の感圧タッチセンサの他の例の折り返し部を折り返す前の状態を示した平面図である。
【図２２】本発明の感圧タッチセンサの他の例の折り返し部を折り返す前の状態を示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［感圧タッチセンサ］
本発明の感圧タッチセンサは、操作面の押圧を検知する静電容量式の感圧タッチセンサである。以下、本発明の感圧タッチセンサの一例を示して説明する。
なお、以下の説明において例示される図の寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００１０】
図１は、本実施形態の感圧タッチセンサ１を示した平面図である。図２及び図３は、図１の感圧タッチセンサ１のＡ−Ａ断面図及びＢ−Ｂ断面図である。図４は、本実施形態の感圧タッチセンサ１の折り返し部１ｂを折り返す前の状態を示した平面図である。図５は、図４の感圧タッチセンサ１のＣ−Ｃ断面図である。
【００１１】
本実施形態の感圧タッチセンサ１は、図１〜５に示すように、基材シート１０と、保護層１２と、粘着剤層１４と、剥離紙１６と、４つの第１の電極１８と、４つの第２の電極２０と、３つの第３の電極２２と、３つの補助電極２４と、４つの弾性層２６と、を備えている。
【００１２】
この例の感圧タッチセンサ１は、平面視で長方形の本体部１ａと、本体部１ａの４つの角部から幅方向の外側に突き出るように形成された平面視で矩形の４つの折り返し部１ｂと、本体部１ａの短辺から延びる帯状の帯状部１ｃとを有している。
【００１３】
基材シート１０の第１の面１０ａには第１の電極１８、第２の電極２０、第３の電極２２及び補助電極２４が設けられ、それらを覆うように保護層１２が積層されている。保護層１２は、感圧タッチセンサ１における本体部１ａ、折り返し部１ｂ及び帯状部１ｃの全体において、基材シート１０の第１の面１０ａ側に積層されている。基材シート１０の第２の面１０ｂ側には、粘着剤層１４を介して剥離紙１６が貼り合わされている。粘着剤層１４及び剥離紙１６は、感圧タッチセンサ１における折り返し部１ｂには設けられず、本体部１ａ及び帯状部１ｃの部分に設けられている。
【００１４】
基材シート１０の形状は、この例の形状には限定されず、用途に応じて適宜設定できる。基材シート１０の寸法も特に限定されず、用途に応じて適宜設定できる。
基材シートとしては、透明な樹脂製の絶縁フィルムを使用できる。ここで、「透明」とは、ＪＩＳ  Ｋ７１３６に従って測定した光線透過率が５０％以上であることを意味する。また、「絶縁」とは、電気抵抗値が１ＭΩ以上、好ましくは１０ＭΩ以上であることを意味する。
【００１５】
基材シートを形成する材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル樹脂、環状ポリオレフィン樹脂、トリアセチルセルロース等が挙げられる。
基材シートを形成する材料は、１種でもよく、２種以上でもよい。
【００１６】
基材シートの平均厚さは、１０〜２５０μｍが好ましく、２５〜１８８μｍがより好ましい。基材シートの平均厚さが前記範囲の下限値以上であれば、充分な強度及び剛性を確保しやすい。基材シートの平均厚さが前記範囲の上限値以下であれば、感圧タッチセンサを容易に薄型化できる。
なお、本明細書中において、「〜」で表される数値範囲は、〜の前後の数値を下限値及び上限値として含む数値範囲を意味する。
【００１７】
保護層１２の形状及び寸法は、この例の形状には限定されず、用途に応じて適宜設定できる。
保護層としては、特に限定されず、例えば、基材シートで挙げたものと同じ透明な樹脂製の絶縁フィルムを例示できる。
【００１８】
保護層の平均厚さは、１０〜２５０μｍが好ましく、１０〜１８８μｍがより好ましい。保護層の平均厚さが前記範囲の下限値以上であれば、充分な強度及び剛性を確保しやすい。保護層の平均厚さが前記範囲の上限値以下であれば、感圧タッチセンサを容易に薄型化できる。
【００１９】
感圧タッチセンサ１は、図１及び図２に示すように、４つの折り返し部１ｂが本体部１ａに向かって折り返されるようになっている。また、図１、図２、図４及び図５に示すように、感圧タッチセンサ１の折り返し部１ｂを折り返す折り線部１ｄ、すなわち基材シート１０及び保護層１２における本体部１ａと折り返し部１ｂの境界線部分には、折り線部１ｄの長さ方向に沿って直線状のスリット２８が形成されている。これにより、図１及び図２に示すように、感圧タッチセンサ１では、スリット２８を利用してそれぞれの折り返し部１ｂを本体部１ａ側に容易に折り返すことができるようになっている。また、スリット２８が形成されていることで、折り返し部１ｂが折り返された状態において、折り返し部１ｂが折り返す前の元の状態に戻ろうとする力が弱くなる。
【００２０】
この例ではスリット２８は連続して実線状に形成されているが、スリット２８は、断続的に破線状に形成されていてもよい。
スリット２８の長さは、折り返す部分の折り線部の長さに応じて適宜設定できる。
スリット２８の幅は、適宜設定でき、例えば、０．５〜１０ｍｍとすることができ、０．５〜５ｍｍが好ましく、１〜３ｍｍがより好ましい。スリット２８の幅が前記範囲の下限値以上であれば、弾性層を挟持しやすい。スリット２８の幅が前記範囲の上限値以下であれば、製品サイズが大きくなりにくい。
【００２１】
図２に示すように、感圧タッチセンサ１の折り線部１ｄには、粘着剤層１４及び剥離紙１６が設けられていないことが好ましい。折り線部１ｄに粘着剤層１４や剥離紙１６が設けられていると、折り返し部１ｂを折り返した際に粘着剤層１４や剥離紙１６の影響で折り返し部１ｂの元の状態に戻ろうとする力が強くなりやすい。折り線部１ｄに粘着剤層１４や剥離紙１６が設けられていないことで、折り返された折り返し部１ｂが元の状態に戻ろうとする力が弱くなり、第１の電極１８と第２の電極２０との距離が安定になるため、押圧による静電容量の変化の検知精度がさらに高くなる。また、折り返し部１ｂを折り返した際に粘着剤層１４が破断したり、剥離紙が損傷したりすることを抑制しやすい。さらに、感圧タッチセンサ１を操作パネルに貼り付ける際や、押圧操作の際等に、感圧タッチセンサ１の予期しない箇所が操作パネルに貼り付きにくくなるため、圧縮変形する弾性層２６の復元性が損なわれることが抑制される。
【００２２】
第１の電極１８及び第２の電極２０は、操作面の押圧を検知するための感圧電極である。それぞれの第１の電極１８及び第２の電極２０は、配線２ａ，２ｂによって、帯状部１ｃの先端部分に形成された接続端子部３０と接続されており、接続端子部３０を介してさらに図示しない静電容量検知部と電気的に接続される。
【００２３】
感圧タッチセンサ１では、基材シート１０の第１の面１０ａにおける４つの折り返し部１ｂのそれぞれに第２の電極２０が設けられている。また、基材シート１０の第１の面１０ａにおける本体部１ａの四隅のスリット２８に対して第２の電極２０と線対称となる位置に、それぞれ第１の電極１８が設けられている。このように、この例では基材シート１０及び保護層１２における第１の電極１８と第２の電極２０の間にスリット２８が形成されている。図２に示すように、基材シート１０の第１の面１０ａが内側となるように折り返し部１ｂを本体部１ａ側に折り返した状態では、基材シート１０の厚さ方向から見たときに第１の電極１８と第２の電極２０が重なり、それらの互いの面が対向するようになっている。
なお、本発明の感圧タッチセンサは、基材シート１０の第２の面１０ｂが内側となるように折り返し部１ｂが折り返されたものであってもよい。
【００２４】
この例の第１の電極１８及び第２の電極２０の形状は、平面視で矩形である。なお、第１の電極１８及び第２の電極２０の形状は、矩形には限定されず、適宜設計できる。
第１の電極１８及び第２の電極２０の寸法も特に限定されず、例えば、縦１０ｍｍ×横１０ｍｍ程度とすることができる。第１の電極１８及び第２の電極２０が大きいほど、押圧力の検知感度が向上する。
本発明では、第１の電極及び第２の電極のうち、操作面から遠い側の電極の大きさを、操作面に近い側の電極よりも小さくしてもよい。例えば、感圧タッチセンサ１において、第２の電極２０を第１の電極１８よりも小さいサイズにしてもよい。これにより、厚さ方向から見たときに、操作面から遠い側の電極が操作面に近い側の電極からはみ出しにくくなるため、誤検知をさらに抑制しやすくなる。
【００２５】
第１の電極１８は接地されることが好ましい。これにより、指が第１の電極１８に接近しても、第１の電極１８がシールドとなって静電容量が変化することを抑制できる。これにより、第１の電極１８及び第２の電極２０の静電容量の変化から、操作面に触れようとする指が第１の電極１８に近づくことによる影響を排除し、押圧力の影響による変化に限定できるため、押圧の誤検知をさらに抑制できる。
【００２６】
第１の電極１８及び第２の電極２０は、公知の態様の感圧電極を採用でき、自己容量方式であってもよく、相互容量方式であってもよい。
自己容量方式としては、例えば、第１の電極１８及び第２の電極２０がいずれもベタ電極であり、第１の電極１８が接地された態様が挙げられる。
相互容量方式としては、例えば、第１の電極１８及び第２の電極２０をいずれもベタ電極とし、それらを送信電極と受信電極にする態様が挙げられる。また、第１の電極１８を接地されたベタ電極とし、第２の電極２０を送信電極と受信電極とが櫛歯状に配置されたものにする態様としてもよい。
【００２７】
第１の電極１８及び第２の電極２０の材料としては、特に限定されず、感圧電極として通常用いられる電極を使用できる。例えば、銅、銀等が挙げられる。用途によっては、電極材料として、インジウムドープ酸化錫（ＩＴＯ）、導電性高分子、銀ナノワイヤー、銀ペースト、カーボン、グラファイト、カーボンナノチューブ等を使用してもよい。なかでも、第１の電極１８及び第２の電極２０の電極材料としては、銀ペーストが好ましい。
ここで、「導電」とは、電気抵抗値が１ＭΩ未満であることを意味する。
第１の電極１８及び第２の電極２０の平均厚さは、材料に応じて適宜設定すればよく、第１の電極１８及び第２の電極２０の平均厚さの好ましい範囲は後述の第３の電極の平均厚さの好ましい範囲と同様である。
【００２８】
この例では第１の電極１８及び第２の電極２０は４個ずつであるが、第１の電極１８及び第２の電極２０の数は、特に限定されない。第１の電極１８の数は、３個以下であってもよく、５個以上であってもよい。同様に、第２の電極２０の数は、３個以下であってもよく、５個以上であってもよい。
【００２９】
配線２ａ，２ｂの材料は、第１の電極１８及び第２の電極２０の材料と同じものを例示でき、銀ペーストが好ましい。
配線２ａ，２ｂの平均厚さの好ましい範囲は、後述の第３の電極の平均厚さの好ましい範囲と同様である。
【００３０】
また、感圧タッチセンサ１では、４つの折り返し部１ｂを折り返した状態で、本体部１ａとそれぞれの折り返し部１ｂとの間に弾性層２６が設けられている。この例では、４つの折り返し部１ｂが折り返された状態で、各弾性層２６が第１の電極１８と第２の電極２０の間に位置している。
【００３１】
弾性層２６は、弾性体を含む層であり、押圧によって圧縮変形する。感圧タッチセンサ１が厚さ方向に押圧されたときには、弾性層２６が厚さ方向に圧縮変形し、第１の電極１８と第２の電極２０との距離が近づくことで静電容量が変化する。この静電容量の変化を検知することで操作面の押圧が認識される。
【００３２】
一般に、基材シートを部分的に折り返すと、折り返した部分が広がって元の折り返していない状態に戻ろうとする。そのため、特許文献１のような感圧タッチセンサでは、折り返した部分が元の状態に戻ろうとする力によって、第１の電極と第２の電極との距離が一定に保たれにくくなるため、押圧による静電容量の変化の検知精度が低下すると考えられる。
【００３３】
これに対して、感圧タッチセンサ１では、前記のように、基材シート１０及び保護層１２の折り返し部１ｂを折り返す際の折り線部１ｄにスリット２８が形成されている。これにより、折り返し部１ｂが元の状態に戻ろうとする力が弱くなるため、第１の電極１８と第２の電極２０の距離が安定する。そのため、押圧による静電容量の変化の検知精度が高くなり、押圧の誤検知が抑制される。
【００３４】
本発明では、この例のように、スリットは、基材シートにおける少なくとも第１の電極と第２の電極の間に形成されていることが好ましい。これにより、折り返した部分が元の状態に戻ろうとする力がより弱くなり、第１の電極１８と第２の電極２０の距離がより安定するため、押圧の検知精度がさらに高くなる。
【００３５】
この例の弾性層２６は、図６及び図７に示すように、一対の第１シート部２６ａ及び第２シート部２６ｂと、それら第１シート部２６ａと第２シート部２６ｂに挟持された複数の柱部２６ｃとを備えるゴム状弾性体である。第１シート部２６ａ、第２シート部２６ｂ及び複数の柱部２６ｃは一体化されている。
第１シート部２６ａと第２シート部２６ｂの間における柱部２６ｃ以外の空間部には、スポンジ等の弾性部材を配置してもよい。これにより、弾性層２６が過度に圧縮変形して基材シート１０や保護層１２の折り線部１ｄが損傷することが抑制されやすくなる。
【００３６】
第１シート部２６ａ、第２シート部２６ｂ及び複数の柱部２６ｃを形成する材料は、同じであってもよく、異なっていてもよい。弾性層２６のうち、弾性体からなる必要があるのは、圧縮変形する柱部２６ｃのみである。第１シート部２６ａ及び第２シート部２６ｂは、弾性材料によって形成されていてもよく、非弾性の硬質材料によって形成されていてもよい。硬質材料としては、例えば、エラストマー以外の樹脂、ガラス、金属、セラミックス、木材等が挙げられる。
【００３７】
弾性層２６の弾性体を形成する弾性材料としては、押圧による厚さ方向の圧縮変形の程度が適当であり、押し心地が良好であるものを使用することが好ましい。弾性材料としては、例えば、熱硬化性エラストマー、熱可塑性エラストマー、或いはそれらの複合物等が挙げられる。熱硬化性エラストマーとしては、例えば、ウレタンゴム、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、天然ゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。熱可塑性エラストマーとしては、例えば、ウレタン系、エステル系、スチレン系、オレフィン系、ブタジエン系又はフッ素系等が挙げられる。これらの中でも、繰り返しの押圧に対する寸法変化が小さい、即ち圧縮永久歪が小さい点から、シリコーンゴムが好ましい。前記弾性材料は、内部に気泡を含む発泡材料でもよく、実質的な気泡を含まない非発泡材料でもよい。
【００３８】
弾性層２６を形成する弾性体の厚み（高さ）を１ｃｍとして測定した際のショアＡ硬度は、８５以下が好ましい。前記ショアＡ硬度が８５以下であれば、押圧された際に容易に弾性変形する。ただし、過度に軟らかいと、弾性変形後の回復が遅くなるため、前記ショアＡ硬度は１０以上が好ましい。
【００３９】
第１シート部２６ａの平均厚さは、５〜１００μｍが好ましく、１０〜１００μｍがより好ましい。第１シート部２６ａの平均厚さが前記範囲の下限値以上であれば、柱部２６ｃとの接合強度を強くできる。第１シート部２６ａの平均厚さが前記範囲の上限値以下であれば、操作面を押圧していない状態における第１の電極１８と第２の電極２０との距離を近づけやすく、押圧の検知精度をより高くすることができる。
第２シート部２６ｂの平均厚さの好ましい範囲は、第１シート部２６ａの平均厚さの好ましい範囲と同じである。第１シート部２６ａの厚さと第２シート部２６ｂの平均厚さは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００４０】
柱部２６ｃの形状は、特に限定されず、例えば、円柱状、円錐台状、角柱状等の柱状が挙げられる。なかでも、耐久性に優れる点から、円柱状、円錐台状が好ましい。複数の柱部２６ｃの形状は、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００４１】
単一の柱部２６ｃの高さ方向に垂直な方向の断面積は、特に限定されず、例えば、０．００５〜４ｍｍ２が挙げられ、０．０２〜０．８ｍｍ２が好ましい。前記柱部２６ｃの断面積が前記範囲の下限値以上であれば、押圧力が加わった際に高さ方向に圧縮変形することが容易になり、柱部２６ｃが圧縮せずに屈曲することを防止しやすい。前記柱部２６ｃの断面積が前記範囲の上限値以下であれば、指で押す程度の適度な押圧力で容易に圧縮変形させることができる。
ここで、柱部の断面積は、柱部の１／２の高さの位置で高さ方向に直交する断面の面積を意味する。柱部の断面積は、光学顕微鏡測定機等の公知の微細構造観察手段により測定できる。
【００４２】
弾性層２６が有する全ての柱部２６ｃの合計の断面積は、弾性材料の物性と、設定する押し心地に応じて適宜設定できる。第１シート部２６ａ又は第２シート部２６ｂの面積を１００％としたとき、前記合計の断面積は、０．１〜３０％が好ましく、０．５〜２０％がより好ましく、１〜１０％がさらに好ましい。前記合計の断面積が前記範囲内であれば、指で押す程度の適度な押圧力で容易に圧縮変形させることができる。
具体的には、例えば、前記合計の断面積を１〜１００ｍｍ２とすることができる。
【００４３】
柱部２６ｃの平均高さは、１〜３０００μｍが好ましく、５０〜２０００μｍがより好ましく、２００〜１０００μｍがさらに好ましく、３００〜１０００μｍが特に好ましい。柱部２６ｃの平均高さが前記範囲の上限値以下であれば、操作面を押圧していない状態における第１の電極１８と第２の電極２０との距離を近づけやすく、押圧力の検知精度をより高くできる。また、操作面を押圧した際に操作面がへこむ感覚が抑制されやすく、通常のタッチパネルのように硬い面に触れているのと同じ感覚で操作しやすくなる。
ここで、柱部２６ｃの高さには、第１シート部２６ａの厚さ及び第２シート部２６ｂの厚さは含まれない。柱部２６ｃの高さは、光学顕微鏡測定機等の公知の微細構造観察手段により測定できる。
【００４４】
柱部２６ｃは、第１シート部２６ａ及び第２シート部２６ｂと接続され、弾性層２６の厚さを支える部材である。弾性層２６の厚さが部位によらず同じであれば、複数の柱部２６ｃの高さは実質的に同じである。
【００４５】
この例の複数の柱部２６ｃの平面視での配置パターンは、矩形状の第１シート部２６ａ及び第２シート部２６ｂの平面方向において、縦方向と横方向に５×５の２５本の柱部２６ｃが間隔をあけて整列したパターンである。なお、複数の柱部２６ｃの配置パターンは、このパターンには限定されず、例えば、複数の柱部２６ｃが千鳥状に配列したパターンであってもよい。
【００４６】
弾性層２６が有する柱部２６ｃの個数は、複数でもよく、１個でもよい。例えば、第１シート部２６ａ及び第２シート部２６ｂの平面方向の中央領域に１個の平面視矩形の柱部２６ｃが設けられた態様であってもよい。この態様の場合、柱部２６ｃを形成する弾性体は、内部に気泡を含む発泡体であることが好ましい。
【００４７】
弾性層２６が有する柱部２６ｃの個数は、１〜１０００個が好ましく、３〜１００個がより好ましく、４〜５０個がさらに好ましい。前記個数が前記範囲の下限値以上であれば、操作面を指で押す程度の適度な押圧力で弾性層２６を圧縮変形させることができる。前記個数が前記範囲の上限値以下であれば、指で押す程度の押圧の検出精度を向上させることができる。
【００４８】
隣り合う柱部２６ｃ同士の平均ピッチは、０．１〜５ｍｍが好ましく、０．５〜３ｍｍがより好ましい。前記平均ピッチが前記範囲の下限値以上であれば、操作面を指で押す程度の適度な押圧力で弾性層２６を圧縮変形させることができる。前記平均ピッチが前記範囲の上限値以下であれば、指で押す程度の押圧の検出精度を向上させることができる。
【００４９】
この例の弾性層２６は、図２に示すように、第１基材フィルム３２と第２基材フィルム３４に挟持された状態で、基材シート１０及び保護層１２の折り返し部１ｂを折り返した部分の間に配置され、接着層３６，３８を介して保護層１２と接着されている。弾性層２６の折り線部１ｄ側の側縁が、第１の電極１８及び第２の電極２０の折り線部１ｄ側の側縁よりも折り線部１ｄに近い位置となるように、接着層３６，３８によって弾性層２６が保護層１２に接着されている。このように、弾性層２６が第１の電極１８及び第２の電極２０よりも折り線部１ｄに近くなるように貼り付けられることで、折り返した状態の折り返し部１ｂの折り線部１ｄ側の部分が撓んで広がることが抑制されやすい。そのため、第１の電極１８と第２の電極２０との距離が安定になり、検知精度が向上する。
折り返し部１ｂを折り返した部分の間に配置する前においては、図６及び図７に示すように、接着層３６，３８の表面には剥離紙４０，４２が積層されている。
【００５０】
接着層３６，３８は、それぞれ第１基材フィルム３２及び第２基材フィルム３４の保護層１２との密着面の一部のみに設けられていてもよく、密着面の全面に設けられていてもよい。弾性層２６に対する押圧力を面方向に均一化することが容易な点から、前記密着面の全体に接着層３６，３８が設けられていることが好ましい。
【００５１】
接着層３６，３８の材料としては、それぞれ独立に、例えば、公知の硬化型接着剤（接着前は液状の接着剤）、又は粘着剤（接着前はゲル状の感圧性接着剤）が挙げられる。また、各接着層は、基材層の両面に接着剤又は粘着剤が配置された基材型接着層であってもよい。基材型接着層としては、例えば公知の両面テープが挙げられる。
前記接着剤、粘着剤としては、例えば、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。前記硬化型接着剤は、硬化時に揮発する溶剤を含む溶剤型であってもよく、ホットメルト型であってもよい。
【００５２】
接着層３６，３８の厚みとしては、それぞれ独立に、例えば１〜７５μｍが挙げられる。前記硬化型接着剤を用いた接着層３６，３８の厚みは、１〜２０μｍが好ましい。前記粘着剤を用いた接着層３６，３８の厚みは、１０〜７５μｍが好ましい。
【００５３】
第１基材フィルム３２及び第２基材フィルム３４を形成する材料としては、絶縁性の樹脂材料を使用でき、それぞれ独立に、例えば、ＰＥＴ、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ウレタン等が挙げられる。第１基材フィルム３２及び第２基材フィルム３４を形成する樹脂は、１種でもよく、２種以上でもよい。
【００５４】
第１基材フィルム３２及び第２基材フィルム３４の平均厚さは、それぞれ独立に、例えば、１０〜２００μｍが挙げられる。前述の樹脂材料を用いる場合、その厚みは、１０〜２００μｍが好ましく、２５〜１５０μｍがより好ましく、２５〜１００μｍがさらに好ましい。平均厚さが前記範囲の下限値以上であれば、弾性層２６に対する押圧力を面方向に均一化することが容易である。平均厚さが前記範囲の上限値以下であれば、操作面に対する入力の検知精度を高めることができる。
【００５５】
第１基材フィルム３２及び第２基材フィルム３４は、それぞれ弾性層２６の第１シート部２６ａの外表面と第２シート部２６ｂの外表面にそれぞれ接着されている。これらは不図示の接着層によって接着されていてもよく、公知の表面処理又は加熱処理によって直に接着されていてもよい。
第１基材フィルム３２及び第２基材フィルム３４の接着面には、接着力を向上させる目的で、物理的又は化学的な公知の表面処理が施されていてもよい。
【００５６】
第１基材フィルム３２及び第２基材フィルム３４は、操作面に加えられた押圧力が弾性層２６に均一に伝達されるようにするために、弾性層２６に対する平滑な表面を有する。仮に、第１基材フィルム３２及び第２基材フィルム３４が存在しないと、第１の電極１８や第２の電極２０が設けられた部分の凹凸が弾性層２６に対する押圧を不均一にすることがある。本実施形態では第１基材フィルム３２及び第２基材フィルム３４が備えられているため、第１の電極１８や第２の電極２０が設けられた部分の凹凸が弾性層２６に対する押圧を不均一にする影響を低減できる。また、第１の電極１８や第２の電極２０が局所的に弾性層２６の柱部２６ｃからの応力を受けて損傷することが抑制される。
【００５７】
感圧タッチセンサ１では、基材シート１０の第１の面１０ａにおける幅方向の中央部に、長さ方向に間隔をあけて３つの第３の電極２２が設けられている。第３の電極２２は、操作面への導体の接触を検知するためのタッチ電極である。
本発明では、このように基材シートの第１の面に、操作面の押圧を検知するための第１の電極及び第２の電極に加えて、タッチ電極である第３の電極がさらに設けられていることが好ましい。これにより、操作面の操作を指の接触と押圧の２段階で判定して認識することができるため、誤検知をより安定して抑制できる。
【００５８】
この例の第３の電極２２の形状は、平面視で矩形状である。なお、第３の電極２２の形状は、矩形状には限定されず、適宜設計できる。第３の電極２２の寸法も特に限定されず、例えば、縦１０ｍｍ×横１０ｍｍ程度とすることができる。
【００５９】
第３の電極２２は、自己容量方式であってもよく、相互容量方式であってもよい。
相互容量方式の第３の電極２２の態様としては、特に限定されず、例えば、円形、楕円形、矩形等のベタ電極や、櫛歯電極、又は、基材の一方の面に帯状の送信電極が形成され、他方の面に送信電極と直交する方向に延びる複数の帯状の受信電極が形成された田形電極パターン、ダイヤモンドパターン等が挙げられる。
自己容量方式の第３の電極２２の態様としては、特に限定されず、例えば、円形、楕円形、矩形等のベタ電極や、ダイヤモンドパターン等が挙げられる。
【００６０】
第３の電極２２としては、透明導電膜を使用できる。
透明導電膜としては、導電性高分子を含む膜、導電性ナノワイヤーを含む膜、金属粒子又は導電性金属酸化物粒子を含む膜、カーボンを含む膜、金属蒸着法によって形成された金属蒸着膜等が挙げられる。透明導電膜としては、曲げ耐性に優れる点では、導電性高分子を含む膜が好ましい。
【００６１】
導電性高分子としては、例えば、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアニリン等が挙げられる。導電性高分子のなかでも、ポリチオフェンが好ましく、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）にポリスチレンスルホン酸をドープしたものが特に好ましい。
【００６２】
導電性ナノワイヤーとしては、銀ナノワイヤー、金ナノワイヤー、カーボンナノチューブ等が挙げられる。
金属粒子としては、例えば、銀、銅、金等の金属の粒子が挙げられる。
導電性金属酸化物粒子としては、例えば、インジウムドープ酸化錫の粒子が挙げられる。
カーボンとしては、例えば、カーボンブラック、グラファイト等が挙げられる。
金属蒸着膜を形成する金属としては、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、亜鉛、金等が挙げられる。これらの中でも、電気抵抗が低く、低コストであることから、銅が好ましい。
【００６３】
導電性高分子を含む透明導電膜からなる第３の電極２２の平均厚さは、０．１〜５．０μｍが好ましく、０．１〜２．０μｍがより好ましい。
金属ナノワイヤーを含む透明導電膜からなる第３の電極２２の平均厚さは、２０〜１０００ｎｍが好ましく、５０〜３００ｎｍがより好ましい。
金属粒子、導電性金属酸化物粒子又はカーボンを含む透明導電膜からなる第３の電極２２の平均厚さは、０．０１〜２５μｍが好ましく、０．１〜１５μｍがより好ましい。
金属蒸着膜の透明導電膜からなる第３の電極２２の平均厚さは、０．０１〜１．０μｍが好ましく、０．０５〜０．３μｍがより好ましい。
第３の電極２２の平均厚さが前記範囲の下限値以上であれば、ピンホールによる断線を抑制しやすい。第３の電極２２の平均厚さが前記範囲の上限値以下であれば、薄型化が容易になる。
【００６４】
電極の厚さを測定する方法としては、厚さのレンジによって異なる。例えば、μｍオーダーの膜厚の場合には、マイクロメーター、デジマティックインジケーターやレーザー変位計測によって厚さを測定できる。また、μｍオーダーよりも薄い膜厚の場合には、走査型電子顕微鏡を用いた断面観察や蛍光Ｘ線分析装置によって厚さを測定できる。
平均厚さは、電極において中心付近で測定した厚さの平均値である。
【００６５】
この例では第３の電極２２は３個であるが、第３の電極２２の数は、特に限定されない。第３の電極２２の数は、２個以下であってもよく、４個以上であってもよい。
【００６６】
感圧タッチセンサでは、第３の電極２２の周囲を囲うように、第３の電極２２と全周にわたって接触した補助電極２４が設けられている。補助電極２４は、配線２ｃによって、帯状部１ｃの先端部分に形成された接続端子部３０と接続されており、さらに接続端子部３０を介して図示しない静電容量検知部と電気的に接続される。これにより、第３の電極２２は静電容量検知部と接続できるようになっている。
補助電極２４を設けることで、第３の電極２２と配線２ｃとを点接触させる場合に比べて、抵抗の影響を受けにくくなる。そのため、第３の電極２２を比較的抵抗が大きい導電性高分子で形成した場合でも、高い検知精度を確保できる。
【００６７】
補助電極２４の材料は、第１の電極１８及び第２の電極２０の材料と同じものを例示でき、銀ペーストが好ましい。
補助電極２４の平均厚さの好ましい範囲は、第３の電極２２の平均厚さの好ましい範囲と同様である。
【００６８】
粘着剤層１４を形成する粘着剤としては、特に限定されず、例えば、接着層３６，３８で挙げた粘着剤が挙げられる。
剥離紙１６としては、特に限定されず、公知の剥離紙を使用できる。
【００６９】
感圧タッチセンサ１の製造方法は、特に限定されず、公知の方法を利用することができる。
第１の電極１８、第２の電極２０、第３の電極２２及び補助電極２４は、例えば、基材シート１０に対して印刷等により電極材料でパターンを形成することで製造できる。また、基材の一方の面又は両面に電極を形成し、それを接着剤や両面テープ等により基材シート１０に接合してもよい。電極を形成する方法としては、例えば、導電性ペーストを印刷した後に加熱して硬化させる方法、金属粒子を含むインクを印刷する方法、金属箔又は金属蒸着膜を形成してパターニングする方法等が挙げられる。
第１の電極１８、第２の電極２０、第３の電極２２及び補助電極２４を形成した後、基材シート１０の第１の面１０ａ側に、接着剤等で保護層１２を貼り合わせて積層する。また、基材シート１０の第２の面１０ｂ側に粘着剤を塗布して粘着剤層１４を形成する。
【００７０】
弾性層２６は、例えば、以下の方法で製造することができる。具体的には、第２基材フィルム３４の片面にスクリーン印刷等により第２シート部２６ｂを形成する。第２シート部２６ｂの表面と各柱部２６ｃの第２シート部２６ｂに接する面に紫外線を照射し、それらを重ね合せて加圧して、第２シート部２６ｂと各柱部２６ｃとを接合する。また、第１基材フィルム３２の片面にスクリーン印刷等により第１シート部２６ａを形成する。第１シート部２６ａの表面と各柱部２６ｃの第１シート部２６ａに接する面に紫外線を照射し、それらを重ね合せて加圧して、第１シート部２６ａと各柱部２６ｃとを接合する。これにより第１基材フィルム３２及び第２基材フィルム３４に挟持された弾性層２６を形成できる。
【００７１】
基材シート１０及び保護層１２における折り返し部１ｂを、基材シート１０の第１の面１０ａが内側となるように折り線部１ｄで折り返し、第１の電極１８と第２の電極２０の互いの面を対向させる。次いで、その折り返した部分の間に弾性層２６を配置し、接着層３６，３８を介して保護層１２に接着する。これにより、感圧タッチセンサ１が得られる。
【００７２】
［感圧タッチセンサモジュール］
本発明の感圧タッチセンサモジュールは、操作面を有する操作パネルと、フレーム部材と、本発明の感圧タッチセンサとを備え、本発明の感圧タッチセンサが操作パネルとフレーム部材で挟持された装置である。以下、本発明の感圧タッチセンサモジュールの一例として、感圧タッチセンサ１を備える感圧タッチセンサモジュール１００（以下、「モジュール１００」とも記す。）について、図８及び図９に基づいて説明する。
【００７３】
モジュール１００は、操作面１１２を有する操作パネル１１０と、４つの凸部１２２を有するフレーム部材１２０と、感圧タッチセンサ１とを備えている。感圧タッチセンサ１は折り返し部１ｂが折り返され、その折り返した部分の間に弾性層２６が設けられた状態で、操作パネル１１０とフレーム部材１２０により挟持されている。感圧タッチセンサ１の折り返し部１ｂを折り返した側にフレーム部材１２０が設けられ、折り返し部１ｂを折り返した側と反対側に操作パネル１１０が設けられている。この例では、操作パネル１１０とフレーム部材１２０とはバネ１３０により接続されている。
操作パネル１１０における感圧タッチセンサ１と反対側の表面が操作面１１２となる。
【００７４】
操作パネル１１０としては、指で押圧した際に、パネルを通して指で押圧した位置から離れた位置にある弾性層を圧縮できる剛性を備えたものが使用できる。ただし、押圧する位置と弾性層のある位置が近い場合は、操作パネル１１０として、剛性の低いパネルを使用してもよい。操作パネル１１０としては、例えば、感圧タッチセンサ１の表面を覆うカバー層と、前記カバー層の表面に形成された加飾層を備えるものが挙げられる。カバー層は、光源からの光線を平面方向に導くライトガイド層を兼ねる層であってもよい。
【００７５】
カバー層の材料としては、例えば、ガラス、樹脂が挙げられる。
樹脂としては、例えば、ＰＣ、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）、ＰＶＣ、ＰＥＴ、ＰＢＴ、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等が挙げられる。これらの樹脂は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００７６】
カバー層の平均厚さは、０．０５ｍｍ〜１０ｍｍが好ましく、２ｍｍ〜５ｍｍがより好ましい。カバー層の平均厚さが前記範囲の下限値以上であれば、充分な強度が得られやすい。カバー層の平均厚さが前記範囲の上限値以下であれば、モジュール１００が過度に厚くなることを抑制しやすく、また指で電極に触れた際に第３の電極の静電容量が十分に変化して良好な検知精度が得られやすい。
【００７７】
加飾層は、装飾、文字、図形、記号、絵柄、これらの組み合わせ、あるいはこれらと色彩との組み合わせによる任意の装飾が施された層である。加飾層は、例えば、カバー層に印刷を施すことにより形成できる。
なお、操作パネル１１０は、加飾層を有しないものであってもよい。
【００７８】
フレーム部材１２０には、感圧タッチセンサ１側の表面における感圧タッチセンサ１の各弾性層２６と対応する位置に、平面視矩形状の４つの凸部１２２が設けられている。感圧タッチセンサ１が操作パネル１１０とフレーム部材１２０で挟持された状態では、４つの凸部１２２がそれぞれ、感圧タッチセンサ１における弾性層２６が位置する折り返し部１ｂに圧接している。このように、感圧タッチセンサ１の弾性層２６が位置する部分が操作パネル１１０とフレーム部材１２０の凸部１２２で挟持された状態になっている。
【００７９】
なお、凸部１２２は粘着剤等で感圧タッチセンサ１と接着されていてもよい。凸部１２２を粘着剤で感圧タッチセンサ１と接着する場合でも、感圧タッチセンサ１の折り返し部１ｂを折り返す折り線部１ｄには、凸部１２２と接着させるための粘着剤が設けられないことが好ましい。具体的には、感圧タッチセンサ１の折り線部１ｄにおけるスリット２８が設けられていない部分には、粘着剤が設けられていないことが好ましい。これにより、感圧タッチセンサ１における折り返された折り返し部１ｂが元の状態に戻ろうとする力が弱くなる。
【００８０】
この例では、フレーム部材１２０の感圧タッチセンサ１側の表面における４つの凸部１２２よりも内側には、静電容量検知部（ＩＣ）を備える制御基板１２４が固定されている。制御基板１２４は図示されないコネクターを介して感圧タッチセンサ１の接続端子部３０と接続されていてもよい。また、制御基板１２４には、静電容量検知部（ＩＣ）に加え、文字照光用のＬＥＤ１２６が実装されており、タッチ判定状態に対応して感圧タッチセンサ１の第３の電極２２及び操作パネル１１０を透過して文字照光させるようになっている。
【００８１】
本発明では、このようにフレーム部材が凸部を有し、感圧タッチセンサの弾性層が位置する部分が操作パネルとフレーム部材の凸部で挟持されていることが好ましい。これにより、指で押圧した程度でも弾性層２６が圧縮変形しやすくなり、タッチ操作の検出精度がより高くなる。
【００８２】
フレーム部材を形成する材料としては、例えば、樹脂、ガラス、無機物等が挙げられる。
フレーム部材を形成する樹脂としては、例えば、カバー層を形成する樹脂として挙げた樹脂と同じものが挙げられる。フレーム部材を形成する樹脂は、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００８３】
以下、モジュール１００を用いたタッチ操作の判定処理について、図１０に基づいて説明する。
モジュール１００における感圧タッチセンサ１の４対の第１の電極１８及び第２の電極２０を１つの静電容量検知部と接続し、３つの第３の電極２２をそれぞれ個別の静電容量検知部と接続する。そして、各々の第３の電極２２と接続された静電容量検知部で検出される検出値について、それぞれ第１の閾値を設定し、操作パネル１１０の操作面１１２における特定の第３の電極２２に対応する部分に触れた場合に、その第３の電極２２に対応する検出値が第１の閾値以上となるようにする。また、４対の第１の電極１８及び第２の電極２０と接続された静電容量検知部で検出される検出値について第２の閾値を設定し、所定の押圧力以上で押圧した場合に検出値が第２の閾値以上となるようにする。
なお、４対の第１の電極１８及び第２の電極２０は、それぞれ個別の静電容量検知部と接続されていてもよい。その場合は、４つの静電容量検知部のそれぞれで検出された検出値の合計値に対して、第２の閾値を設定することができる。
【００８４】
この状態で操作パネル１１０の操作面１１２における１つの第３の電極２２に対応する部分を指で押圧する。すると、まずその第３の電極２２において静電容量が変化し、対応する静電容量検知部で検出された検出値が第１の閾値以上となる。さらに押圧によって弾性層２６が圧縮変形し、４対の第１の電極１８と第２の電極２０の距離が近づいて静電容量が変化すると、それらと接続された静電容量検知部で検出された検出値が第２の閾値以上となる。この場合、操作する意図を持って押圧したタッチ状態であると判定される。
【００８５】
一方、操作パネル１１０の操作面１１２に触れずに指が接近しただけの場合は、各々の第３の電極２２に対応する静電容量検知部で検出された検出値は第１の閾値未満となり、非タッチ状態であると判定される。
また、操作パネル１１０の操作面１１２における１つの第３の電極２２に対応する部分に触れているだけで、その部分を押圧していない場合、その第３の電極２２に対応する静電容量検知部で検出された検出値は第１の閾値以上となるものの、４対の第１の電極１８及び第２の電極２０に対応する静電容量検知部で検出された検出値は第２の閾値未満となる。そのため、操作する意図がなく単に指が操作面に触れてしまっただけの場合には非タッチ状態であると判定される。
また、操作パネル１１０の操作面１１２における第３の電極２２に対応していない部分を押圧した場合、各々の第３の電極２２に対応する静電容量検知部で検出された検出値は第１の閾値未満となり、非タッチ状態であると判定される。
【００８６】
以上説明したように、本発明においては、感圧タッチセンサの基材シートにおける、第１の電極と第２の電極を対向させるための折り線部にスリットが形成されている。これにより、基材シートの折り返された部分は元の状態に戻ろうとする力が弱く、第１の電極と第２の電極の距離が安定するため、押圧の誤検知が抑制される。
【００８７】
また、本発明の感圧タッチセンサは、基材シートを第１の電極と第２の電極の間で部分的に折り返して第１の電極と第２の電極の互いの面を対向させるため、第２の電極が設けられた折り返し部を個別の部材として積層する態様に比べて、製造が容易で、コスト面でも有利である。
また、本発明の感圧タッチセンサは、柔軟な部材で形成されているため、曲面への追従性が良好であり、操作パネルへの接着強度が高く、操作パネルとの間に気泡が混入することも抑制しやすい。
【００８８】
また、押圧を検知する第１の電極及び第２の電極と、指の接触を検知する第３の電極を組み合わせる態様、すなわちそれぞれ独立した感圧電極とタッチ電極を備える態様は、指の接触と感圧の２段階の閾値を用いてタッチ状態を判定できるため、誤検知をさらに抑制できる。
【００８９】
なお、本発明の感圧タッチセンサ及び感圧タッチセンサモジュールは、前記した感圧タッチセンサ１には限定されない。
例えば、図１１及び図１２に示すように、同じ矩形状の本体部１ａと折り返し部１ｅを有し、本体部１ａと折り返し部１ｅの間で半分に折り返される感圧タッチセンサ１Ａであってもよい。図１１及び図１２における図４及び図２と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。図１２は、図１１の感圧タッチセンサ１Ａの折り返し部１ｅが折り返されて弾性層２６Ａが設けられた状態における、第１の電極１８及び第２の電極２０が位置する部分の断面図である。
【００９０】
感圧タッチセンサ１Ａでは、本体部１ａと折り返し部１ｅの境界線部分が折り線部１ｄとなっており、その折り線部１ｄに沿うように直線状のスリット２８Ａが形成されている。
また、本体部１ａと折り返し部１ｅの間には、４つの弾性層２６の代わりに１つの弾性層２６Ａが設けられている。弾性層２６Ａは、第１の電極１８及び第２の電極２０と対応する部分に複数の柱部２６ｃを有し、それ以外の部分は空間が埋められた中実部２７となっている。弾性層２６Ａが中実部２７を有することで、段差が生じることを抑制しつつ、良好な光透過性を確保できる。
【００９１】
感圧タッチセンサ１では、本体部１ａにおける折り返し部１ｂが存在する部分と折り返し部１ｂが存在しない部分の境界で段差が生じる。しかし、感圧タッチセンサ１Ａでは、折り返し部１ｅが折り返された状態でこのような段差が生じないため、操作パネルに貼り付ける際に気泡が混入しにくく、貼り付け作業が容易な点で有利である。また、第１の電極１８及び第２の電極２０の配置が比較的自由になる点でも有利である。
一方、感圧タッチセンサ１は、感圧タッチセンサ１Ａに比べて、基材シートの折り返し部が小さく、弾性層も必要最小限の大きさにでき、低コストである。また、第３の電極が設けられた部分（文字照光部）は、弾性層が介在していないため光透過性が良好で文字の視認性にも優れる。
【００９２】
また、弾性層２６の代わりに、図１３に例示した弾性層２６Ｂを備える感圧タッチセンサ及び感圧タッチセンサモジュールであってもよい。図１３における図７と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。
弾性層２６Ｂは、一対の第１シート部２６ａ及び第２シート部２６ｂと、複数の柱部２６ｃと、それら複数の柱部２６ｃの全ての周囲を囲うように設けられた枠状部２６ｄとを備えるゴム状弾性体である。弾性層２６Ｂでは、複数の柱部２６ｃと枠状部２６ｄが一対の第１シート部２６ａ及び第２シート部２６ｂで挟持されている。
【００９３】
折り返された折り返し部１ｂが元の状態に戻ろうとする力は、折り線部１ｄに近い部分ほど大きい。しかし、枠状部２６ｄを有する弾性層２６Ｂを用いれば、枠状部２６ｄを有しない弾性層２６に比べて、弾性層２６Ｂの折り線部１ｄに近い部分がより高い接着強度で基材シート１０及び保護層１２に接着される。そのため、第１の電極１８と第２の電極２０の距離をより安定して保つことができるため、押圧の検知精度がさらに高くなる。また、弾性層２６Ｂに対し面方向に働く剪断力に対しての強度も高まる。
【００９４】
また、図１４に示すように、弾性層２６Ｂにおいて、枠状部２６ｄに部分的な欠け部２６ｅが形成された弾性層２６Ｃを備える感圧タッチセンサ及び感圧タッチセンサモジュールであってもよい。図１４における図１３と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。弾性層２６Ｃであれば、圧縮変形時に枠状部２６ｄの内部に存在する空気が外部に抜けやすいため、弾性層２６Ｂに比べて厚さ方向に圧縮変形しやすくなる。
【００９５】
また、図１５及び図１６に示すように、第２シート部２６ｂの上面から突き出る複数の突条部２６ｆが、複数の柱部２６ｃをそれぞれ囲うように格子状に設けられた弾性層２６Ｄを備える感圧タッチセンサ及び感圧タッチセンサモジュールであってもよい。図１５及び図１６における図６及び図７と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。
弾性層２６Ｄであれば、突条部２６ｆによって弾性層２６Ｄが厚さ方向に過度に圧縮変形されることを抑制して押し込み量を容易に制御できるため、押し込みすぎによる弾性層２６Ｄの圧縮永久歪みを低減しやすい。
【００９６】
突条部２６ｆの高さは、柱部２６ｃの高さに応じて相対的に薄くなるように設定される。柱部２６ｃの高さを１００％としたとき、突条部２６ｆの高さは、８０％以下が好ましい。操作面の押し込みの程度を大きく設定する場合には、例えば、５０％以下でもよく、３０％以下でもよい。
柱部２６ｃの圧縮永久歪を低減する観点では、突条部２６ｆの高さは、柱部２６ｃの高さの１００％に対して、１０％以上が好ましく、２０％以上がより好ましく、３０％以上がさらに好ましく、５０％以上が特に好ましい。柱部２６ｃの圧縮に関する性質（圧縮特性）の線形性が良好な圧縮初期の領域を利用する観点では、突条部２６ｆの高さは、柱部２６ｃの高さの１００％に対して、３０％以上が好ましく、５０％以上がより好ましい。突条部２６ｆの高さが高い程、柱部２６ｃの圧縮初期の領域を利用して第１の電極と第２の電極との距離を制御することができる。
【００９７】
突条部２６ｆの高さは、柱部２６ｃの高さの１００％に対して、例えば１０〜８０％の範囲、２０〜７０％の範囲、３０〜６０％の範囲、１０〜５０％の範囲、２０〜５０％の範囲、３０〜５０％の範囲等に設定することができる。
具体例として、柱部２６ｃの高さが２００μｍ超である場合、比較的高い場合に該当するので、突条部２６ｆの高さは柱部２６ｃの高さ（１００％）に対して、例えば８０％であれば、押し込みの可動範囲（許容範囲）は４０μｍ超になる。４０μｍ超の可動範囲があれば充分に押し込みが可能である。
ここで、突条部２６ｆの高さには、第２シート部２６ｂの厚さは含まれない。突条部２６ｆの高さは、光学顕微鏡測定機等の公知の微細構造観察手段により測定できる。
【００９８】
弾性層２６が有する全ての突条部２６ｆの天面（第１シート部２６ａ側の表面）の合計の面積は、柱部２６ｃの過度な押し込みを抑制できるように適宜調整される。第１シート部２６ａ又は第２シート部２６ｂの面積を１００％としたとき、全ての突条部２６ｆの天面の合計の面積は、１〜７０％が好ましく、６〜６０％がより好ましく、８〜５０％がさらに好ましい。前記割合が前記範囲の下限値以上であれば、操作面が過度に押し込まれた場合に、第１シート部２６ａに接触した突条部２６ｆの天面が、押圧力に対して対抗し、それ以上の押し込みを容易に抑制することができる。前記割合が前記範囲の上限値以下であれば、弾性層２６の弾性力を決定する主体である柱部２６ｃの設置領域を充分に確保することができる。さらに、第１シート部２６ａと突条部２６ｆの接触面積が過度に大きくなり、その接触面において第１シート部２６ａと突条部２６ｆとが互いに吸着することを防止できる。第１シート部２６ａ及び突条部２６ｆを構成する材料がタック性を呈する場合、上記の吸着を防止することは、押圧の繰り返し操作を円滑に行う観点から重要である。
具体的には、例えば、全ての突条部２６ｆの天面の合計の面積を０．１〜１０ｍｍ２とすることができる。
【００９９】
弾性層２６において、全ての柱部２６ｃの高さ方向に垂直な方向の断面の合計面積Ｓ１に対する、全ての突条部２６ｆの天面の合計面積Ｓ２の比（Ｓ２／Ｓ１）は、０．１以上が好ましく、１以上がより好ましい。Ｓ２／Ｓ１の比の上限値の目安は、例えば、５０程度が挙げられる。Ｓ２／Ｓ１が前記範囲の下限値以上であれば、操作面が過度に押し込まれた場合に、第１シート部２６ａに接触した突条部２６ｆの天面が、押圧力に対して充分に対抗し、それ以上の押し込みを容易に抑制することができる。Ｓ２／Ｓ１が前記範囲の上限値以下であれば、弾性層２６の弾性力を決定する主体である柱部２６ｃの設置領域を充分に確保することができる。
弾性層２６においては、合計面積Ｓ２が合計面積Ｓ１よりも大きいことが好ましい。この関係であると、過度な押し込みに対して充分に対抗することができ、柱部２６ｃの圧縮永久歪を低減することがより容易になる。
【０１００】
また、突条部は格子状には限定されない。例えば、弾性層としては、平面視で弾性層の外縁（一対のシート部の外縁）に沿って、複数の柱部の外側にそれら全てを囲うように、柱部の高さよりも低い環状の突条部が設けられた弾性層であってもよい。
また、平面視で弾性層の外縁（一対のシート部の外縁）に沿って複数の柱部が設けられ、それら複数の柱部よりも内側に柱部の高さよりも低い１つ以上の突起部が設けられた弾性層であってもよい。前記突起部の高さ、第１シート部２６ａ側の天面の合計面積の好ましい態様は、突条部の好ましい態様と同様である。
【０１０１】
また、図１７に示すように、本体部１ａにおいて第１の電極１８Ａが第３の電極２２及び補助電極２４を囲うように枠状に設けられ、折り返し部１ｅにおける第１の電極１８Ａと対応する位置に第１の電極１８Ａと同形状の第２の電極２０Ａが設けられた感圧タッチセンサ１Ｂであってもよい。図１７における図１１と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。
【０１０２】
本発明の感圧タッチセンサは、タッチ電極である第３の電極を有していなくてもよい。例えば、図１８に示すように、半分に折り返される本体部１ａと折り返し部１ｆを有し、それらのそれぞれに第１の電極１８と第２の電極２０が設けられ、第３の電極２２及び補助電極２４を有しない感圧タッチセンサ１Ｃであってもよい。図１８における図４と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。
【０１０３】
本発明の感圧タッチセンサにおける第１の電極及び第２の電極の位置は、感圧タッチセンサ１、１Ａ〜１Ｃのような位置には限定されず、適宜設定できる。本発明の感圧タッチセンサにおける第３の電極の位置も、感圧タッチセンサ１、１Ａ、１Ｂのような位置には限定されず、適宜設定できる。
【０１０４】
本発明の感圧タッチセンサにおけるスリットの態様は、前記したスリット２８，２８Ａには限定されない。スリットは、感圧タッチセンサの折り線部における、基材シートの第１の電極と第２の電極の間の部分以外の部分に形成されていてもよい。
例えば、図１９〜２２に例示した感圧タッチセンサ１Ｄ〜１Ｇであってもよい。図１９〜２２における図１８と同じ部分は同符号を付して説明を省略する。
【０１０５】
感圧タッチセンサ１Ｄでは、図１９に示すように、本体部１ａと折り返し部１ｆの折り線部１ｄの一方の端部から他方の端部に向かって延びるスリット２８Ｂが形成され、本体部１ａと折り返し部１ｆが折り線部１ｄの片側の端部で接続されている。
感圧タッチセンサ１Ｅでは、図２０に示すように、本体部１ａと折り返し部１ｆの折り線部１ｄの両側の端部から中央に向かって延びるスリット２８Ｃが形成され、本体部１ａと折り返し部１ｆが折り線部１ｄの中央部で接続されている。
【０１０６】
感圧タッチセンサ１Ｆでは、図２１に示すように、本体部１ａと折り返し部１ｆの折り線部１ｄの一方の端部から他方の端部に向かって延び、さらに折り返し部１ｆ側に直角に曲がって延びるスリット２８Ｄが形成され、本体部１ａと折り返し部１ｆが折り線部１ｄの片側の端部で接続されている。
感圧タッチセンサ１Ｇでは、図２２に示すように、本体部１ａと折り返し部１ｆの折り線部１ｄの両側の端部から中央に向かって延びる、スリット２８Ｃよりも幅が広いスリット２８Ｅが形成され、本体部１ａと折り返し部１ｆが折り線部１ｄの中央部で接続されている。
【０１０７】
感圧タッチセンサ１Ｃのように本体部１ａと折り返し部１ｆが折り線部１ｄの両側の端部で接続された態様は、感圧タッチセンサ１Ｄ〜１Ｇのようにそれらが折り線部１ｄの中央部や片側の端部で接続された態様に比べて、折り返し部１ｆを折り返して貼り合わせる際に位置ずれしにくい点で有利である。
【０１０８】
感圧タッチセンサ１Ｄのように本体部１ａと折り返し部１ｆが折り線部１ｄの片側の端部で接続された態様は、感圧タッチセンサ１Ｅのようにそれらが折り線部１ｄの中央部で接続された態様と異なり、配線２ｂが第１の電極１８と第２の電極２０の間に配置されない。これにより、折り返された折り返し部１ｆが元の状態に戻ろうとする力が第１の電極１８と第２の電極２０に影響しにくくなる。そのため、感圧タッチセンサ１Ｄのような態様は、感圧タッチセンサ１Ｅのような態様に比べ、第１の電極１８と第２の電極２０の距離がより安定し、検知精度がより高い点で好ましい。
【０１０９】
感圧タッチセンサ１Ｆのような態様では、折り返し部１ｆにおける第２の電極２０が設けられている矩形状の部分と、本体部１ａと折り返し部１ｆが接続されている折り線部１ｄの片側の端部とを繋ぐ部分が長細い帯状になっている。これにより、折り返された折り返し部１ｆが元の状態に戻ろうとする力が第２の電極２０に影響しにくい。そのため、感圧タッチセンサ１Ｆのような態様は、感圧タッチセンサ１Ｄのような態様に比べ、第１の電極１８と第２の電極２０の距離がより安定し、検知精度がより高い点で好ましい。配線を短くできる点では、感圧タッチセンサ１Ｆのような態様よりも感圧タッチセンサ１Ｄのような態様の方が好ましい。
【０１１０】
感圧タッチセンサ１Ｇのような態様は、第１の電極１８と折り線部１ｄとの距離、及び第２の電極２０と折り線部１ｄとの距離を長くすることができるため、折り返された折り返し部１ｆが元の状態に戻ろうとする力が第１の電極１８と第２の電極２０に影響しにくい。そのため、第１の電極１８と第２の電極２０の距離がより安定し、検知精度がより高い点で好ましい。一方、製品サイズを小さくしやすい点では、感圧タッチセンサ１Ｇのような態様よりも、感圧タッチセンサ１Ｃ〜１Ｆのような態様が好ましい。
感圧タッチセンサ１Ｃ〜１Ｇを比較すると、感圧タッチセンサ１Ｅ〜１Ｇよりも感圧タッチセンサ１Ｃ、１Ｄが好ましく、感圧タッチセンサ１Ｃが特に好ましい。
【０１１１】
本発明の感圧タッチセンサは、第１の電極と第２の電極を基材シートの同一面に設け、第１の電極と第２の電極を設けた面が内側となるように基材シートを折り返す態様には限定されない。例えば、第１の電極と第２の電極を基材シートの同一面に設け、第１の電極と第２の電極を設けた面が外側となるように基材シートを折り返して第１の電極と第２の電極の互いの面を対向させる感圧タッチセンサであってもよい。
また、本発明の感圧タッチセンサでは、第１の電極と第２の電極を基材シートの異なる面に設けてもよい。例えば、基材シートの第１の面に第１の電極を設け、第２の面に第２の電極を設け、基材シートを折り返して第１の電極と第２の電極の互いの面を対向させる感圧タッチセンサであってもよい。
【０１１２】
第１の電極と第２の電極を基材シートの同一面に設ける態様は、第１の電極と第２の電極を基材シートの異なる面に設ける態様に比べ、製造工程を少なくでき、低コストである点で有利である。また、第１の電極と第２の電極の距離をより短くでき、感度がより高くなる点で、第１の電極と第２の電極を基材シートの同一面に設け、第１の電極と第２の電極を設けた面が内側となるように基材シートを折り返して第１の電極と第２の電極の互いの面を対向させる態様が特に好ましい。
【符号の説明】
【０１１３】
１…感圧タッチセンサ、１ａ…本体部、１ｂ…折り返し部、１ｃ…帯状部、２ａ〜２ｃ…配線、１０…基材シート、１２…保護層、１４…粘着剤層、１６…剥離紙、１８…第１の電極、２０…第２の電極、２２…第３の電極、２４…補助電極、２６…弾性層、２６ａ…第１シート部、２６ｂ…第２シート部、２６ｃ…柱部、２８…スリット、１００…感圧タッチセンサモジュール、１１０…操作パネル、１１２…操作面、１２０…フレーム部材、１２２…凸部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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