JP2019125084A - タッチセンサ - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズを遮蔽できながら、透明性を損なうことなく薄型化が図られたタッチセンサを提供すること。【解決手段】タッチセンサ１は、ディスプレイの前側に配置される。タッチセンサ１は、タッチされた位置の座標を検出する静電容量センサ８と、静電容量センサ８の後側に配置され、タッチの圧力を検出する圧電センサ７とを備える。圧電センサ７は、第１基材フィルム１２と、第１基材フィルム１２に支持され、厚みＴ１が０．０５μｍを超え２０μｍ未満である圧電体層１３と、第１基材フィルム１２および圧電体層１３の前側に配置される第１透明電極１１と、第１基材フィルム１２および圧電体層１３の後側に配置される第２透明電極１５とを備える。第１透明電極１１は、基準電位電極である。【選択図】図１

Description

本発明は、タッチセンサ、詳しくは、タッチされた位置の座標およびタッチの圧力の両方を検出するタッチセンサに関する。

従来、タッチの位置と押圧とを検出する押圧検出機能付きタッチパネルが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に記載の押圧検出機能付きタッチパネルでは、電荷測定用電極および基準電位電極の間に圧電体が配置されており、圧電体に押圧が加わったときに圧電体で発生する電荷を電荷測定用電極で検出している。さらに、基準電位電極が、タッチパネルの周囲にあるノイズから圧電体を遮蔽して、上記した電荷を正確に検出している。

特開２０１５−００５２３１号公報

しかるに、押圧検出機能付きタッチパネルでは、上記したノイズからの遮蔽に加えて、薄型化も要求されている。さらに、優れた透明性も求められる。

本発明は、ノイズから圧電体層を遮蔽できながら、透明性を損なうことなく薄型化が図られたタッチセンサを提供する。

本発明（１）は、ディスプレイの前側に配置されるタッチセンサであって、タッチされた位置の座標を検出する静電容量センサと、前記静電容量センサの後側に配置され、前記タッチの圧力を検出する圧電センサとを備え、前記圧電センサは、基材フィルムと、前記基材フィルムに支持され、厚みが０．０５μｍを超え２０μｍ未満である圧電体層と、前記基材フィルムおよび前記圧電体層の前側に配置される第１透明電極と、前記基材フィルムおよび前記圧電体層の後側に配置される第２透明電極とを備え、前記第１透明電極および前記第２透明電極のいずれか一方は、基準電位電極である、タッチセンサを含む。

このタッチセンサでは、第１透明電極および第２透明電極のいずれか一方が基準電位電極であるので、圧電センサの周囲からのノイズから圧電体層を遮蔽することができる。併せて、圧電体層の厚みが０．０５μｍを超え２０μｍ未満と薄いので、透明性を損なうことなく圧電センサの薄型化を図り、ひいては、タッチセンサの薄型化を図ることができる。

その結果、このタッチセンサは、ノイズから圧電体層を遮蔽できながら、薄型化が図られる。

本発明（２）は、前記圧電体層が、塗布層またはスパッタリング層である、（１）に記載のタッチセンサを含む。

このタッチセンサでは、圧電体層が、塗布層またはスパッタリング層であるので、圧電体層の厚みが上記した薄い厚みに確実に設定される。

本発明（３）は、前記塗布層が、フッ素樹脂を塗布した塗布層であり、前記スパッタリング層が、ウルツ鉱構造を有する無機化合物をスパッタリングしたスパッタリング層である、（２）に記載のタッチセンサを含む。

このタッチセンサでは、塗布層が、フッ素樹脂を塗布した塗布層であり、スパッタリング層が、ウルツ鉱構造を有する無機化合物をスパッタリングしたスパッタリング層であれば、圧電体層の圧電特性が優れる。

本発明（４）は、前記圧電体層は、厚みが０．５μｍを超え２０μｍ未満である塗布層であり、フッ素樹脂が、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレンおよびクロロトリフルオロエチレンからなる群から選択される少なくとも１つのモノマーが重合してなる重合体である、（１）〜（３）のいずれか一項に記載のタッチセンサを含む。

このタッチセンサでは、特定の厚みを有し、特定の重合体である塗布層である圧電体層は、圧電特性に優れる。
本発明（５）は、前記圧電体層が、厚みが０．０５μｍを超え０．５μｍ以下であるスパッタリング層であり、無機化合物が、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、および、ＳｉＣからなる群から選択される少なくとも１つを含む、（１）〜（３）のいずれか一項に記載のタッチセンサを含む。

このタッチセンサでは、特定の厚みを有し、特定の無機化合物であるスパッタリング層である圧電体層は、圧電特性に優れる。

本発明（６）は、前記第１透明電極が、前記基準電位電極である、（１）〜（５）のいずれか一項に記載のタッチセンサを含む。

このタッチセンサでは、第１透明電極が、基準電位電極であるので、静電容量センサに起因するノイズから圧電体層を遮蔽することができる。

本発明（７）は、静電容量センサは、第２基材フィルムと、前記第２基材フィルムの前側に配置される第３透明電極と、前記第２基材フィルムの後側に配置される第４透明電極とを備える、（１）〜（６）のいずれか一項に記載のタッチセンサを含む。

このタッチセンサでは、静電容量センサは、第３透明電極と第４透明電極とによって、タッチされた位置の座標を精度よく検出することができる。

本発明（８）は、静電容量センサは、第２基材フィルムと、前記第２基材フィルムの前側に配置される第３透明電極と、前記第２基材フィルムの後側に配置され、前記第１透明電極によって兼ねられる第４透明電極とを備える、（１）〜（６）のいずれか一項に記載のタッチセンサを含む。

このタッチセンサでは、静電容量センサは、静電容量センサにおける第１透明電極によって兼ねられる第４透明電極を有するので、第１透明電極とは別途設けられる第４透明電極を備える構成に比べて、構成を簡単にすることができるとともに、薄型化を図ることができる。

本発明（９）は、前記基材フィルムの材料が、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、ポリスチレンおよびポリノルボネンからなる群から選択される少なくとも１つのポリマーである、（１）〜（８）のいずれか一項に記載のタッチセンサを含む。

このタッチセンサでは、基材フィルムの材料が上記した少なくとも１つのポリマーであるので、基材フィルムは靱性に優れ、そのため、圧電センサの薄型化を図りながら、基材フィルムは、圧電体層を確実に支持することができる。

本発明（１０）は、前記第１透明電極および前記第２透明電極の材料が、インジウム含有酸化物である、（１）〜（９）のいずれか一項に記載のタッチセンサを含む。

このタッチセンサでは、第１透明電極および第２透明電極の材料が、インジウム含有酸化物であるので、第１透明電極および第２透明電極の表面抵抗を低減することができる。

本発明（１１）は、前記圧電体層に接触する接着剤層をさらに備える、（１）〜（１０）のいずれか一項に記載のタッチセンサを含む。

このタッチセンサでは、圧電体層に接触する接着剤層によって、圧電体層を、第１透明電極および第２透明電極のいずれかと接着することができる。

本発明（１２）は、前記接着剤層の厚みは、１μｍを超え、２００μｍ未満である、（１１）に記載のタッチセンサを含む。

このタッチセンサでは、接着剤層の厚みは、薄いので、圧電センサのより一層の薄型化を図り、ひいては、タッチセンサのより一層の薄型化を図ることができる。

本発明（１３）は、前記基準電位電極は、前記基材フィルムの一面全面に配置されている、（１）〜（１２）のいずれか一項に記載のタッチセンサを含む。

このタッチセンサでは、基準電位電極は、基材フィルムの一面全面に配置されているので、ノイズからの圧電体層の遮蔽効果を向上させることができる。

本発明（１４）は、前記圧電センサは、前記基材フィルムの前面または後面に直接形成され、アンダーコート層、屈折率調整層およびアンチブロッキング層からなる群から選択される少なくとも１つの機能層をさらに備える、（１）〜（１３）のいずれか一項に記載のタッチセンサを含む。

このタッチセンサでは、機能層によって、その機能を作用させることができる。

本発明（１５）は、前記基準電位電極は、前記機能層の一面全面に配置されている、（１４）に記載のタッチセンサを含む。

このタッチセンサでは、基準電位電極は、機能層の一面全面に配置されているので、ノイズからの圧電体層の遮蔽効果を向上させることができる。

本発明のタッチセンサによれば、ノイズから圧電体層を遮蔽できながら、薄型化が図られる。

図１は、本発明のタッチセンサの第１実施形態の断面図を示す。 図２は、図１に示すタッチセンサの変形例の断面図を示す。 図３は、図１に示すタッチセンサの変形例の断面図を示す。 図４は、図１に示すタッチセンサの変形例の断面図を示す。 図５は、本発明のタッチセンサの第２実施形態の断面図を示す。 図６は、本発明のタッチセンサの第３実施形態の断面図を示す。 図７は、本発明のタッチセンサの第４実施形態の断面図を示す。 図８は、本発明のタッチセンサの第５実施形態の断面図を示す。 図９は、本発明のタッチセンサの第６実施形態の断面図を示す。 図１０は、本発明のタッチセンサの第７実施形態の断面図を示す。

＜第１実施形態＞
本発明のタッチセンサの第１実施形態を、図１を参照して説明する。

タッチセンサ１は、ディスプレイ２（仮想線）の前側に、例えば、第５感圧接着剤層３（後述）を介して配置される。具体的には、ディスプレイ２、第５感圧接着剤層３、および、タッチセンサ１が、前側に向かって順に配置されている。

また、タッチセンサ１の前側には、カバーガラス４（仮想線）が第６感圧接着層５（後述）を介して配置される。具体的には、タッチセンサ１、第６感圧接着層５およびカバーガラス４が、前側に向かって順に配置されている。従って、ディスプレイ２、第５感圧接着剤層３、タッチセンサ１、第６感圧接着層５およびカバーガラス４は、前側に向かって順に配置されている。

タッチセンサ１は、所定の厚みを有するフィルム形状（シート形状を含む）をなし、面方向（前後方向に直交する方向）に延び、平坦な前面および平坦な後面（２つの主面）を有する。タッチセンサ１の前面は、ユーザがタッチセンサ１を操作するための操作面を供する。タッチセンサ１の後面は、ディスプレイ２に対向する対向面である。

タッチセンサ１は、ユーザの指やペンなどのタッチに基づく前後方向における圧力と、タッチされた位置の座標（具体的には、ＸＹ座標）との両方を検出するセンサである。

タッチセンサ１は、圧電センサ７と、第１感圧接着層６と、静電容量センサ８とを前側に向かって順に備える。具体的には、タッチセンサ１は、圧電センサ７と、圧電センサ７の前面に配置される第１感圧接着層６と、第１感圧接着層６の前面に配置される静電容量センサ８とを備える。好ましくは、タッチセンサ１は、圧電センサ７と、第１感圧接着層６と、静電容量センサ８とのみからなる。

圧電センサ７は、ユーザの指やペンなどのタッチに基づく厚み方向における圧力（荷重）を検出するセンサ（フォースセンサ、あるいは、荷重センサ）である。また、圧電センサ７は、タッチによるＺ方向（前後方向）（奥行き方向）の圧力を検出するＺ方向センサでもある。圧電センサ７は、面方向に延び、平坦な前面および平坦な後面（２つの主面）を有する。圧電センサ７は、タッチセンサ１における後面を形成する。つまり、圧電センサ７は、タッチセンサ１における最後層である。

圧電センサ７は、第１透明電極１１と、基材フィルムの一例としての第１基材フィルム１２と、圧電体層１３と、第２感圧接着層１４と、第２透明電極１５と、第４基材フィルム１６とを後側に向かって順に備える。具体的には、圧電センサ７は、第１透明電極１１と、第１透明電極１１の後面に配置される第１基材フィルム１２と、第１基材フィルム１２の後面に配置される圧電体層１３と、圧電体層１３の後面に配置される第２感圧接着層１４と、第２感圧接着層１４の後面に埋設される第２透明電極１５と、第２透明電極１５の後面に配置される第４基材フィルム１６とを備える。好ましくは、圧電センサ７は、第１透明電極１１と、第１基材フィルム１２と、圧電体層１３と、第２感圧接着層１４と、第２透明電極１５と、第４基材フィルム１６とのみからなる。

第１透明電極１１は、面方向に延び、平坦な前面および平坦な後面（２つの主面）を有する。第１透明電極１１は、圧電センサ７における前面を形成する。つまり、第１透明電極１１は、圧電センサ７における最前層である。

第１透明電極１１は、基準電位電極（あるいはグランド電極）である。具体的には、第１透明電極１１は、配線９を介して接地されている。

第１透明電極１１は、好ましくは、次に説明する第１基材フィルム１２の前面全面に接触している。つまり、第１透明電極１１は、第１基材フィルム１２の面方向に沿うベタパターンを有する。また、第１透明電極１１は、第１基材フィルム１２の前面を露出しないように、第１基材フィルム１２の前面全面を被覆している。

第１透明電極１１の材料としては、例えば、透明導電材料が挙げられる。透明導電材料としては、例えば、インジウムスズ複合酸化物（ＩＴＯ）などのインジウム含有酸化物、例えば、アンチモンスズ複合酸化物（ＡＴＯ）などのアンチモン含有酸化物などが挙げられ、好ましくは、インジウム含有酸化物、より好ましくは、ＩＴＯが挙げられる。

第１透明電極１１の表面抵抗は、例えば、１０００Ω／□以下、好ましくは、３００Ω／□以下であり、また、例えば、１Ω／□以上、好ましくは、１０Ω／□以上である。

第１透明電極１１の厚みは、例えば、３５ｎｍ以下、また、例えば、１ｎｍ以上である。

第１基材フィルム１２は、第１透明電極１１の後面全面に接触している。これにより、第１基材フィルム１２は、第１透明電極１１を後側から支持している。つまり、第１透明電極１１は、第１基材フィルム１２に対して前側に配置されている。第１基材フィルム１２は、面方向に延びるフィルム形状を有し、平坦な前面および平坦な後面（２つの主面）を有する。

第１基材フィルム１２の材料としては、例えば、透明材料が挙げられる。透明材料としては、例えば、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（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体など）、ポリシクロオレフィン（例えば、シクロオレフィンコポリマーなどを含む）、ポリカーボネート、ポリエーテスルフォン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリアミド、ポリスチレン、ポリノルボネンなどの、強靱性を有するポリマーが挙げられる。これらは、単独使用または２種以上併用することができる。

第１基材フィルム１２の材料は、好ましくは、絶縁性を有する。

第１基材フィルム１２の厚みＴ２は、例えば、１μｍ以上、好ましくは、１０μｍ以上であり、また、例えば、１００μｍ以下、好ましくは、６０μｍ以下である。

圧電体層１３は、第１基材フィルム１２の後面全面に接触している。これにより、圧電体層１３は、第１基材フィルム１２によって前側から支持されている。なお、圧電体層１３の前側には、第１透明電極１１が配置されている。圧電体層１３は、前後方向において、第１基材フィルム１２に対して第１透明電極１１の反対側に位置している。そのため、圧電体層１３は、タッチセンサ１においては、第１基材フィルム１２によって、第１透明電極１１から絶縁されている。

圧電体層１３は、例えば、塗布層、スパッタリング層などである。圧電体層１３は、単層であり、また、上記から選択した異なる種類の層を積層した複層であってもよい。好ましくは、単層である。

圧電体層１３の材料は、圧電特性を有する材料であれば特に限定されず、例えば、フッ素樹脂、ウルツ鉱構造を有する無機化合物などが挙げられる。具体的には、圧電体層１３の材料として、圧電体層１３が塗布層であれば、フッ素樹脂が挙げられ、圧電体層１３がスパッタリング層であれば、ウルツ鉱構造を有する無機化合物が挙げられる。

フッ素樹脂としては、例えば、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレンおよびクロロトリフルオロエチレンからなる群から選択される少なくとも１つのモノマーが重合してなる重合体が挙げられる。具体的には、フッ素樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレンなどの単独重合体、例えば、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体、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共重合体、ヘキサフルオロプロピレン−フッ化ビニリデン共重合体、パーフルオロビニルエーテル−フッ化ビニリデン共重合体、テトラフルオロエチレン−フッ化ビニリデン共重合体、ヘキサフルオロプロピレンオキシド−フッ化ビニリデン共重合体、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−フッ化ビニリデン共重合体、ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン−フッ化ビニリデン共重合体などが挙げられる。フッ素樹脂は、単独使用または併用することができる。

ウルツ鉱構造を有する無機化合物としては、例えば、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＳｉＣなどが挙げられる。ウルツ鉱構造を有する無機化合物は、単独使用または併用することができる。

圧電体層１３は、例えば、透明性を有する。具体的には、圧電体層１３の全光線透過率は、例えば、９０％以上、好ましくは、９２％以上、より好ましくは、９５％以上であり、また、例えば、１００％以下である。

圧電体層１３の厚みＴ１は、０．０５μｍを超え、好ましくは、０．１μｍ以上である。また、圧電体層１３の厚みＴ１は、２０μｍ未満、好ましくは、１５μｍ以下、より好ましくは、１０μｍ以下、さらに好ましくは、５μｍ以下、とりわけ好ましくは、１μｍ以下である。

具体的には、圧電体層１３が塗布層であれば、厚みＴ１が、好ましくは、０．５μｍを超え２０μｍ未満である。また、圧電体層１３がスパッタリング層であれば、厚みＴ１が、好ましくは、厚みが０．０５μｍを超え０．５μｍ以下である。

圧電体層１３の厚みＴ１が上記した上限を上回ると、圧電センサ７の薄型化を図ることができず、また、タッチセンサ１の薄型化を図ることができない。

一方、圧電体層１３の厚みＴ１が上記した下限を下回ると、圧電特性が低下する。

圧電体層１３の厚みＴ１の、第１基材フィルム１２の厚みＴ２に対する比（Ｔ１／Ｔ２）は、例えば、０．０８６以下、また、例えば、０．０００５以上である。

とりわけ、圧電体層１３がスパッタリング層であれば、上記した比（Ｔ１／Ｔ２）は、例えば、０．０００５以上、好ましくは、０．０００８以上、より好ましくは、０．００１７以上であり、また、例えば、０．０５００以下、より好ましくは、０．０２５０以下、さらに好ましくは、０．０２００以下である。一方、圧電体層１３が塗布層であれば、上記した比（Ｔ１／Ｔ２）は、例えば、０．００５以上、好ましくは、０．００８以上、より好ましくは、０．０１７以上、さらに好ましくは、０．０５０以上であり、また、例えば、２．０００以下、好ましくは、１．０００以下、より好ましくは、０．７５０以下、より好ましくは、０．６００以下である。

上記した比が上記した上限以下であれば、圧電センサ７の薄型化を十分に図ることができ、さらには、タッチセンサ１の薄型化を十分に図ることができる。

第２感圧接着層１４は、圧電体層１３の後面全面に接触している。第２感圧接着層１４は、面方向に延び、平坦な前面と、第２透明電極１５の形状に追従する後面と（２つの主面）を有する。また、第２感圧接着層１４は、圧電体層１３の後面を密着状に被覆している。これにより、第２感圧接着層１４は、次に説明する第２透明電極１５および第４基材フィルム１６を、圧電体層１３に、接着して固定している。

第２感圧接着層１４の材料としては、例えば、透明性および絶縁性を有する感圧接着組成物が挙げられる。感圧接着組成物としては、限定されず、例えば、アクリル系感圧接着組成物、シリコーン系感圧接着組成物などが挙げられる。第２感圧接着層１４の厚みは、例えば、１μｍを超え、好ましくは、４μｍ以上、より好ましくは、１０μｍ以上であり、また、例えば、２００μｍ未満、好ましくは、１００μｍ以下である。

第２透明電極１５は、具体的には、第２感圧接着層１４の後面に埋設されるように、配置されている。第２透明電極１５は、面方向において互いに間隔を隔てるパターンを有する。

第２透明電極１５は、シグナル電極である。第２透明電極１５は、配線（図示せず）を介して、圧電体層１３における電荷量を検出し、タッチの圧力を算出するデバイス（図示せず）などと電気的に接続される。第２透明電極１５の材料、表面抵抗および厚みは、第１透明電極１１で例示したそれらと同一である。

第４基材フィルム１６は、第２透明電極１５の後面と、第２透明電極１５間および第２透明電極１５の外側における第４基材フィルム１６の後面とに接触している。第４基材フィルム１６は、面方向に延び、平面視において、第２透明電極１５を含む（第２透明電極１５より大きい）寸法を有する。これにより、第４基材フィルム１６は、第２透明電極１５を後側から支持する。第４基材フィルム１６は、平坦な前面および平坦な後面（２つの主面）を有する。また、第４基材フィルム１６は、圧電センサ７の後面を形成する。つまり、第４基材フィルム１６は、圧電センサ７における最後層である。第４基材フィルム１６の材料、体積抵抗率および厚みは、第１基材フィルム１２で例示したそれらと同一である。

圧電センサ７の厚みＴ３は、第１透明電極１１、第１基材フィルム１２、圧電体層１３、第２感圧接着層１４、第２透明電極１５および第４基材フィルム１６の総厚みであり、具体的には、例えば、５００μｍ以下、好ましくは、３００μｍ以下、より好ましくは、１００μｍ以下であり、また、例えば、４５μｍ以上である。

第１感圧接着層６は、圧電センサ７の前面全面に接触している。第１感圧接着層６は、圧電センサ７および静電容量センサ８の間に介在する。そのため、第１感圧接着層６は、タッチセンサ１における中間層を形成する。また、第１感圧接着層６は、面方向に延び、平坦な前面および平坦な後面（２つの主面）を有するフィルム形状を有する。第１感圧接着層６は、圧電センサ７の前面を密着状に被覆している。第１感圧接着層６の材料および厚みは、第２感圧接着層１４で例示したそれらと同一である。

静電容量センサ８は、面方向におけるタッチされた座標（具体的には、ＸＹ座標）を検出する位置センサである。また、静電容量センサ８は、ＸＹ方向（２次元方向）のタッチ位置を検出するいわゆるＸＹセンサである。

静電容量センサ８は、面方向に延び、平坦な前面および平坦な後面（２つの主面）を有する。静電容量センサ８は、タッチセンサ１における前面を形成する。つまり、静電容量センサ８は、タッチセンサ１における最前層である。静電容量センサ８は、第１感圧接着層６の前面全面に接触している。静電容量センサ８は、圧電センサ７の前側に第１感圧接着層６を介して感圧接着されている。つまり、圧電センサ７の前側に配置されている。

静電容量センサ８は、第３透明電極１７と、第２基材フィルム１８と、第３感圧接着層１９と、第４透明電極２０と、第３基材フィルム２１とを後側に向かって順に備える。具体的には、静電容量センサ８は、第３透明電極１７と、第３透明電極１７の後面に配置される第２基材フィルム１８と、第２基材フィルム１８の後面に配置される第３感圧接着層１９と、第３感圧接着層１９の後面に配置される第４透明電極２０と、第４透明電極２０の後面に配置される第３基材フィルム２１とを備える。静電容量センサ８は、好ましくは、第３透明電極１７と、第２基材フィルム１８と、第３感圧接着層１９と、第４透明電極２０と、第３基材フィルム２１とのみからなる。

第３透明電極１７は、静電容量センサ８の前面を形成する。つまり、第２透明電極１４は、静電容量センサ８における最前層である。第３透明電極１７は、面方向に互いに間隔を隔てるパターンを有する。第３透明電極１７のパターンとしては、特に限定されず、例えば、平面視において、菱形（ダイヤモンド形）形状を有する複数の第１検出部分３１と、隣接する第１検出部分３１を連結する連結部分（図１において図示せず）とを連続して有するパターンや、井桁パターンなどが挙げられる。第３透明電極１７の材料、表面抵抗および厚みは、第１透明電極１１で例示したそれらと同一である。第３透明電極１７は、図示しない外部装置（検流計など）と電気的に接続される。

第２基材フィルム１８は、第３透明電極１７の後面に接触している。第３透明電極１７は、第２基材フィルム１８の前側に配置されている。第２基材フィルム１８は、面方向に延び、平面視において、第３透明電極１７を含む（第３透明電極１７より大きい）寸法を有する。これにより、第２基材フィルム１８は、第３透明電極１７を後側から支持する。第２基材フィルム１８は、平坦な前面および平坦な後面（２つの主面）を有する。第２基材フィルム１８の材料、体積抵抗率および厚みは、第１基材フィルム１２で例示したそれらと同一である。

第３感圧接着層１９は、第２基材フィルム１８の後面全面に接触している。第３感圧接着層１９は、面方向に延び、平坦な前面と、第４透明電極２０の形状に追従する後面（２つの主面）を有する。第３感圧接着層１９は、第２基材フィルム１８の後面を密着状に被覆している。第３感圧接着層１９の材料および厚みは、第２感圧接着層１４で例示したそれらと同一である。

第４透明電極２０は、第３感圧接着層１９の後面に埋設されるように、配置されている。第４透明電極２０は、第２基材フィルム１８の後側に第３感圧接着層１９を介して配置されている。つまり、第４透明電極２０は、第２基材フィルム１８の後側に配置されている。第４透明電極２０は、面方向に互いに間隔を隔てるパターンを有する。第４透明電極２０は、前後方向に投影したときに、第３透明電極１７と重複しないパターンを有する。具体的には、第４透明電極２０のパターンとしては、例えば、平面視において、菱形（ダイヤモンド形）形状を有し、第３透明電極１７の第１検出部分３１とずれて配置される複数の第２検出部分３２と、隣接する第２検出部分３２を連結する連結部分（図１において図示せず）とを連続して有するパターンや、井桁パターンなどが挙げられる。第４透明電極２０の材料、表面抵抗および厚みは、第１透明電極１１で例示したそれらと同一である。第４透明電極２０は、図示しない外部装置と電気的に接続される。

第３基材フィルム２１は、第４透明電極２０の後面と、第４透明電極２０間および第４透明電極２０の外側における第３感圧接着層１９の後面とに接触している。また、第４基材フィルム１６は、面方向に延び、平面視において、第４透明電極２０を含む（第４透明電極２０より大きい）寸法を有する。これにより、第３基材フィルム２１は、第４透明電極２０を後側から支持する。第４基材フィルム１６は、平坦な前面および平坦な後面（２つの主面）を有する。第３基材フィルム２１の材料、体積抵抗率および厚みは、第１基材フィルム１２で例示したそれらと同一である。

第３基材フィルム２１は、第４透明電極２０とともに、第３感圧接着層１９を介して第２基材フィルム１８に接着して固定される。つまり、静電容量センサ８において、第３基材フィルム２１は、第２基材フィルム１８に接着される。

他方、タッチセンサ１において、第３基材フィルム２１は、第１感圧接着層６を介して、第１透明電極１１に接着して固定される。

静電容量センサ８の厚みは、第３透明電極１７、第２基材フィルム１８、第３感圧接着層１９、第４透明電極２０および第３基材フィルム２１の総厚みであって、例えば、１００μｍ以下、好ましくは、５０μｍ以下であり、また、例えば、２μｍ以上、好ましくは、１５μｍ以上である。

タッチセンサ１の厚みは、圧電センサ７、第１感圧接着層６および静電容量センサ８の総厚みであって、例えば、２００μｍ以下、好ましくは、１５０μｍ以下であり、また、例えば、３μｍ以上、好ましくは、２０μｍ以上である。

タッチセンサ１を製造するには、まず、圧電センサ７および静電容量センサ８のそれぞれを準備する。

圧電センサ７を準備するには、前後両面のそれぞれに第１透明電極１１および圧電体層１３のそれぞれが形成された第１基材フィルム１２と、前面に第２透明電極１５が形成された第２基材フィルム１６とを、第２感圧接着層１４を介して、貼り合わせる。

後面に圧電体層１３が形成される第１基材フィルム１２の製造において、圧電体層１３の材料がフッ素樹脂であれば、フッ素樹脂を含む塗布液を調製し、それを第１基材フィルム１２の後面に塗布し、その後、必要により、加熱して、塗布層を形成する。圧電体層１３の材料がウルツ鉱構造を有する無機化合物であれば、上記した無機化合物をターゲットとして、第１基材フィルム１２の後面をスパッタリングして、スパッタリング層を形成する。上記した方法によれば、薄い厚みＴ１を有する圧電体層１３を形成することができる。

前面に第１透明電極１１が形成された第１基材フィルム１２の製造では、例えば、第１基材フィルム１２の前面をスパッタリングして、第１透明電極１１を第１基材フィルム１２の前面に直接形成する。

前面に第２透明電極１５が形成された第４基材フィルム１６の製造では、例えば、第４基材フィルム１６の前面をスパッタリングして、第２透明電極１５を第４基材フィルム１６の前面に直接形成する。

静電容量センサ８を準備するには、前面に第３透明電極１７が形成された第２基材フィルム１８と、前面に第４透明電極２０が形成された第３基材フィルム２１とを、第３感圧接着層１９を介して、貼り合わせる。

前面に第３透明電極１７が形成された第２基材フィルム１８の製造では、例えば、第２基材フィルム１８の前面をスパッタリングして、第３透明電極１７を第２基材フィルム１８の前面に直接形成する。

前面に第４透明電極２０が形成された第３基材フィルム２１の製造では、例えば、第３基材フィルム２１の前面をスパッタリングして、第４透明電極２０を第３基材フィルム２１の前面に直接形成する。

その後、圧電センサ７および静電容量センサ８を、第１感圧接着層６を介して、貼り合わせる。

このようにして得られたタッチセンサ１は、例えば、タッチセンサ装置３０に用いられる。

タッチセンサ装置３０は、例えば、タッチセンサ１と、ディスプレイ２と、カバーガラス４と、図示しない外部装置（検流計など）と、図示しないデバイスと、ノイズフィルターとを備える。

タッチセンサ１は、ディスプレイ２の前側に第５感圧接着剤層３を介して接着して固定される。カバーガラス４は、静電容量センサ８の前側に第６感圧接着層５を介して接着して固定される。第５感圧接着剤層３および第６感圧接着層５の材料および厚みは、第２感圧接着層１４で例示したそれらと同一である。

外部装置（図示せず）は、第３透明電極１７および第４透明電極２０のそれぞれと電気的に接続される。

デバイス（図示せず）は、第２透明電極１５と電気的に接続される。

ノイズフィルターは、第２透明電極１５とデバイスとの間に介在される。ノイズフィルターは、第２透明電極１５とデバイスとの間の配線（図示せず）におけるノイズを除去（カット）または低減する。

タッチセンサ装置３０において、カバーガラス４にユーザの指やペンなどでタッチされると、第３透明電極１７および第４透明電極２０の静電容量が変化し、タッチされた位置のＸＹ座標が外部装置（図示せず）によって検出される。

同時に、タッチセンサ１は、タッチに基づく後側に向かう圧力を受けると、圧電体層１３の圧電特性により電荷量が変化し、これが、シグナル電極である第２透明電極１５を介して、デバイス（図示せず）によって検出される。

これによって、タッチセンサ装置３０は、タッチされた位置のＸＹ座標と、タッチに基づく圧力との両方を検出する。

そして、このタッチセンサ１では、第１透明電極１１が基準電位電極であるので、圧電センサ７の周囲からのノイズから圧電体層１３を遮蔽することができる。併せて、圧電体層１３の厚みＴ１が０．０５μｍを超え２０μｍ未満と薄いので、透明性を損なうことなく圧電センサ７の薄型化を図り、ひいては、タッチセンサ１の薄型化を図ることができる。

その結果、このタッチセンサ１は、ノイズから圧電体層１３を遮蔽できながら、薄型化が図られる。

また、このタッチセンサ１では、圧電体層１３が、塗布層またはスパッタリング層であるので、圧電体層１３の厚みＴ１が上記した薄い厚みに確実に設定される。

また、このタッチセンサ１では、塗布層が、フッ素樹脂を塗布した塗布層であり、あるいは、スパッタリング層が、ウルツ鉱構造を有する無機化合物をスパッタリングしたスパッタリング層であれば、圧電体層１３の圧電特性が優れる。

また、このタッチセンサ１では、上記した特定の厚みＴ１（０．５μｍを超え２０μｍ未満）を有する塗布層である圧電体層１３は、圧電特性に優れる。また、圧電体層１３が、上記した上記した重合体からなる塗布層であれば、圧電特性に一層優れる。

また、このタッチセンサ１では、上記した特定の厚みＴ１（０．０５μｍを超え０．５μｍ以下）を有するスパッタリング層である圧電体層１３は、圧電特性に優れる。また、圧電体層１３が、上記した上記した無機化合物からなるスパッタリング層であれば、圧電特性に一層優れる。

さらに、このタッチセンサ１では、圧電体層１３の前側に配置される第１透明電極１１が、基準電位電極であるので、圧電センサ７の前側に配置される静電容量センサ８に起因するノイズから圧電体層１３を遮蔽することができる。

また、このタッチセンサ１において、静電容量センサ８は、第３透明電極１７と第４透明電極２０とによって、タッチされた位置の座標を精度よく検出することができる。

また、このタッチセンサ１では、第１基材フィルム１２の材料が上記した少なくとも１つのポリマーであれば、第１基材フィルム１２は、靱性に優れ、そのため、圧電センサ７の薄型化を図りながら、第１基材フィルム１２は、圧電体層１３を確実に支持することができる。

また、このタッチセンサ１では、第１透明電極１１および第２透明電極１５の材料が、インジウム含有酸化物であれば、第１透明電極１１および第２透明電極１５の表面抵抗を低減することができる。

このタッチセンサ１では、基準電位電極である第１透明電極１１は、第１基材フィルム１２の前面全面に配置されているので、ノイズからの圧電体層１３の遮蔽効果を向上させることができる。

＜変形例＞
以下の各変形例において、上記した第１実施形態および変形例と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、各変形例は、特記する以外、第１実施形態および変形例と同様の作用効果を奏することができる。

第１実施形態では、第１透明電極１１が第１基材フィルム１２の前面全面に配置されているが、例えば、第１基材フィルム１２の前面の微小面積を露出し、残部を被覆することもできる。第１透明電極１１は、第１基材フィルム１２の前面の略全部に配置されていればよい。具体的には、第１透明電極１１の面積Ｓ１１の、第１基材フィルム１２の前面の面積Ｓ１２に対する割合（Ｓ１１／Ｓ１２）は、例えば、０．８以上、好ましくは、０．９以上、より好ましくは、０．９５以上、さらに好ましくは、０．９９以上であり、また、１．００未満である。

さらに、第１透明電極１１が、第１基材フィルム１２の前面の一部を完全に露出するパターンを有することもできる。

好ましくは、第１実施形態のように、第１透明電極１１が第１基材フィルム１２の前面全面に接触する。このような第１透明電極１１は、第１基材フィルム１２の前面の一部を露出するパターンを有する第１透明電極１１に比べて、静電容量センサ８に起因するノイズをより一層効率的に除去することができる。

第１実施形態では、圧電体層１３は、第１基材フィルム１２の後面に接触している（直接的に形成されている）。

しかし、図示しないが、圧電体層１３は、第１基材フィルム１２の後側に機能層を介して配置されていてもよい。つまり、圧電体層１３は、第１基材フィルム１２の後面に間接的に形成されていてもよい。

機能層としては、例えば、アンダーコート層、屈折率調整層、アンチブロッキング層などが挙げられる。アンダーコート層（アンカー層）は、第１基材フィルム１２および圧電体層１３層間の密着性を高める。屈折率調整層は、反射率を調整する。アンチブロッキング層は、タッチセンサ１が積み重ねられたフィルムが圧着（ブロッキング）することを抑制する。機能層は、単層または上記から選択した異なる種類の層を積層した複層であってもよい。機能層の厚みは、例えば、１０μｍ以下、好ましくは、５μｍ以下であり、また、例えば、０．５μｍ以上、好ましくは、１μｍ以上である。

この場合には、圧電体層１３は、機能層の後面全面に配置される。

この変形例では、機能層によって、その機能を作用させることができる。

さらに、この変形例では、圧電体層１３は、機能層の後面全面に配置されているので、ノイズからの圧電体層１３の遮蔽効果を向上させることができる。

また、機能層に代えて、別の感圧接着層（接着層の一例、第２感圧接着層１４とは異なる感圧接着層）を、圧電体層１３および第１基材フィルム１２の間に介在させることもできる。感圧接着層の材料および厚み（例えば、１μｍを超え、２００μｍ未満）は、第２感圧接着層１４で例示したそれらと同一である。

この変形例では、感圧接着層によって、圧電体層１３を、第２透明電極１５と感圧接着することができる。

さらに、感圧接着層の厚みが、１μｍを超え、２００μｍ未満と薄ければ、圧電センサ７のより一層の薄型化を図り、ひいては、タッチセンサ１のより一層の薄型化を図ることができる。

接着層の一例として、感圧接着層に代えて、例えば、硬化型の接着層であってもよい。すなわち、未硬化の接着層は、まだ接着性を奏さず、加熱、紫外線の照射などで接着層の材料である硬化樹脂組成物が硬化して初めて接着性を奏する。

また、タッチセンサ装置３０において、第５感圧接着剤層３に代えて、空気層とすることもできる。つまり、圧電センサ７とディスプレイ２との間には、空気層によって仕切られる隙間が形成される。

第１実施形態では、圧電体層１３は、第１基材フィルム１２に接触している。

一方、図２に示す変形例では、圧電体層１３は、第４基材フィルム１６に接触している。この変形例では、圧電体層１３は、第４基材フィルム１６の前面全面に接触している。
圧電センサ７は、第１透明電極１１と、第１基材フィルム１２と、第２感圧接着層１４と、圧電体層１３と、第４基材フィルム１６と、第２透明電極１５とを後側に向かって順に備える。この変形例では、圧電体層１３は、第４基材フィルム１６の前面全面に配置されている。圧電体層１３は、例えば、第４基材フィルム１６の前面に対する塗布またはスパッタリングにより形成される塗布層またはスパッタリング層である。

図３および図４に示す変形例では、圧電センサ７は、さらに、第５基材フィルム２２および第７感圧接着層２３を備える。これらの変形例では、第５基材フィルム２２および第７感圧接着層２３は、第１透明電極１１および第１基材フィルム１２の間に配置されている。

図３の変形例では、圧電センサ７は、第１透明電極１１と、第５基材フィルム２２と、第７感圧接着層２３と、第１基材フィルム１２と、圧電体層１３と、第２感圧接着層１４と、第２透明電極１５と、第４基材フィルム１６とを後側に向かって順に備える。

図４の変形例では、圧電センサ７は、第１透明電極１１と、第５基材フィルム２２と、第７感圧接着層２３と、圧電体層１３と、第１基材フィルム１２と、第２感圧接着層１４と、第４基材フィルム１６と、第２透明電極１５とを後側に向かって順に備える。

＜第２実施形態＞
第２実施形態において、上記した第１実施形態および変形例と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、第２実施形態は、特記する以外、第１実施形態および変形例と同様の作用効果を奏することができる。

図５に示すように、第２透明電極１５は、第４基材フィルム１６の前面全面に接触している。つまり、第２透明電極１５は、第４基材フィルム１６の面方向に沿うベタパターンを有する。また、第２透明電極１５は、第４基材フィルム１６の前面を露出しないように、第４基材フィルム１６の前面全面を被覆している。

＜第３実施形態＞
第３実施形態において、上記した第１、第２実施形態および変形例と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、第３実施形態は、特記する以外、第１、第２実施形態および変形例と同様の作用効果を奏することができる。

図６に示すように、第１透明電極１１は、シグナル電極であって、第１実施形態の第２透明電極１５と同様のパターンを有する。

一方、第２透明電極１５は、基準電位電極であって、配線９を介して接地されている。また、第２透明電極１５は、第４基材フィルム１６の前面全面に接触して（配置されて）いる。

第３実施形態では、第２透明電極１５が基準電位電極であるので、ディスプレイ２に起因するノイズから圧電体層１３を遮蔽することができる。

＜第４実施形態＞
第４実施形態において、上記した第１〜第３実施形態および変形例と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、第４実施形態は、特記する以外、第１〜第３実施形態および変形例と同様の作用効果を奏することができる。

図７に示すように、第４実施形態では、第１透明電極１１は、第４透明電極２０を兼ねる。第４実施形態における第１透明電極１１は、第１実施形態における第４透明電極２０と同様のパターンを有する。この第１透明電極１１は、シグナル電極であり、図示しない外部装置（検流計など）と電気的に接続される。

他方、第２透明電極１５は、第３実施形態（図６参照）と同様に、基準電位電極であって、配線９を介して接地されている。また、第２透明電極１５は、第４基材フィルム１６の前面全面に配置されている。

タッチセンサ１は、第２透明電極１５、第１透明電極１１（第４透明電極２０）および第３透明電極１７を前側に向かって順に備える。詳しくは、タッチセンサ１では、第４基材フィルム１６と、第２透明電極１５と、第２感圧接着層１４と、圧電体層１３と、第１基材フィルム１２と、第１透明電極１１（第４透明電極２０）と、第３感圧接着層１９と、第２基材フィルム１８と、第３透明電極１７とが順に配置されている。

そして、第４実施形態では、第１透明電極１１が第４透明電極２０を兼ねるので、第１透明電極１１と第４透明電極２０とを別の層として２つの基材フィルムにそれぞれ配置する必要がない。そのため、構成を簡単にすることができるとともに、タッチセンサ１の薄型化を図ることができる。
＜第５実施形態＞
第５実施形態において、上記した第１〜第４実施形態および変形例と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、第５実施形態は、特記する以外、第１〜第４実施形態および変形例と同様の作用効果を奏することができる。

図８に示すように、第３透明電極１７および第４透明電極２０は、ともに、第２基材フィルム１８の前面に接触している。

そして、静電容量センサ８は、自己容量検出型の位置センサである。自己容量検出型の位置センサは、例えば、特開２０１７−０４９７４９号公報、特開２０１７−０３７３８６号公報などに記載される。
＜第６実施形態＞
第６実施形態において、上記した第１〜第５実施形態および変形例と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、第６実施形態は、特記する以外、第１〜第５実施形態および変形例と同様の作用効果を奏することができる。

図９に示すように、第１透明電極１１は、平面視において、自己容量検出型の静電容量センサ８における第３透明電極１７と略同一パターンを有する。
＜第７実施形態＞
第７実施形態において、上記した第１〜第６実施形態および変形例と同様の部材および工程については、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、第７実施形態は、特記する以外、第１〜第６実施形態および変形例と同様の作用効果を奏することができる。

図１０に示すように、第１透明電極１１は、第１実施形態と同様に、基準電位電極であって、第１基材フィルム１２の前面全面に接触している。第１透明電極１１は、配線９を介して接地されている。

他方、第２透明電極１５は、シグナル電極であって、第１実施形態の第２透明電極１５と同様のパターンを有する。

＜組合せ＞
図示しないが、上記した第１実施形態〜第７実施形態および変形例を適宜組合せることができる。

１ タッチセンサ
７ 圧電センサ
８ 静電容量センサ
１１ 第１透明電極
１２ 第１基材フィルム
１３ 圧電体層
１５ 第２透明電極
１６ 第４基材フィルム
１７ 第３透明電極
２０ 第４透明電極
Ｔ１ 圧電体層の厚み

Claims (15)

1. ディスプレイの前側に配置されるタッチセンサであって、
   タッチされた位置の座標を検出する静電容量センサと、
   前記静電容量センサの後側に配置され、前記タッチの圧力を検出する圧電センサとを備え、
   前記圧電センサは、
   基材フィルムと、
   前記基材フィルムに支持され、厚みが０．０５μｍを超え２０μｍ未満である圧電体層と、
   前記基材フィルムおよび前記圧電体層の前側に配置される第１透明電極と、
   前記基材フィルムおよび前記圧電体層の後側に配置される第２透明電極とを備え、
   前記第１透明電極および前記第２透明電極のいずれか一方は、基準電位電極であることを特徴とする、タッチセンサ。
2. 前記圧電体層が、塗布層またはスパッタリング層であることを特徴とする、請求項１に記載のタッチセンサ。
3. 前記塗布層が、フッ素樹脂を塗布した塗布層であり、
   前記スパッタリング層が、ウルツ鉱構造を有する無機化合物をスパッタリングしたスパッタリング層である
   ことを特徴とする、請求項２に記載のタッチセンサ。
4. 前記圧電体層は、厚みが０．５μｍを超え２０μｍ未満である塗布層であり、
   フッ素樹脂が、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレンおよびクロロトリフルオロエチレンからなる群から選択される少なくとも１つのモノマーが重合してなる重合体であることを特徴とする、請求項３に記載のタッチセンサ。
5. 前記圧電体層は、厚みが０．０５μｍを超え０．５μｍ以下であるスパッタリング層であり、
   無機化合物が、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、および、ＳｉＣからなる群から選択される少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項３に記載のタッチセンサ。
6. 前記第１透明電極が、前記基準電位電極であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
7. 静電容量センサは、
   第２基材フィルムと、
   前記第２基材フィルムの前側に配置される第３透明電極と、
   前記第２基材フィルムの後側に配置される第４透明電極とを備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
8. 静電容量センサは、
   第２基材フィルムと、
   前記第２基材フィルムの前側に配置される第３透明電極と、
   前記第２基材フィルムの後側に配置され、前記第１透明電極によって兼ねられる第４透明電極とを備えることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
9. 前記基材フィルムの材料が、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、ポリスチレンおよびポリノルボネンからなる群から選択される少なくとも１つのポリマーであることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
10. 前記第１透明電極および前記第２透明電極の材料が、インジウム含有酸化物であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
11. 前記圧電体層に接触する接着剤層をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
12. 前記接着剤層の厚みは、１μｍを超え、２００μｍ未満であることを特徴とする、請求項１１に記載のタッチセンサ。
13. 前記基準電位電極は、前記基材フィルムの一面全面に配置されていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
14. 前記圧電センサは、
    前記基材フィルムの前面または後面に直接形成され、アンダーコート層、屈折率調整層およびアンチブロッキング層からなる群から選択される少なくとも１つの機能層
    をさらに備えることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のタッチセンサ。
15. 前記基準電位電極は、前記機能層の一面全面に配置されていることを特徴とする、請求項１４に記載のタッチセンサ。