JP6808979B2 - Input element and input device - Google Patents
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Description
本発明は、入力素子及び入力装置に関する。 The present invention relates to an input element and an input device.
パーソナルコンピュータやタブレット型表示装置、スマートフォン等の電子機器に入力する入力素子として、指やペン等によるタッチ(接触)で位置検出を行う入力素子が知られている。 As an input element for inputting to an electronic device such as a personal computer, a tablet-type display device, or a smartphone, an input element that detects a position by touching with a finger or a pen is known.
例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）やフッ化ビニリデン／テトラフルオロエチレン共重合体（ＰＶＤＦ−ＴＦＥ）などの圧電体を一対の導電層で挟み、押圧箇所から発生した電流や電圧を検知して位置と圧力とを検知する技術が提案されている（例えば特許文献１、特許文献２）。
For example, a piezoelectric material such as polyvinylidene fluoride (PVDF) or vinylidene fluoride / tetrafluoroethylene copolymer (PVDF-TFE) is sandwiched between a pair of conductive layers, and the current or voltage generated from the pressed portion is detected to determine the position. Techniques for detecting pressure have been proposed (for example,
スマートフォン等の電子機器は一般的に熱に弱い。例えば、炎天下で放置された車中のダッシュボードは８０℃程度の高温になる場合がある。スマートフォンをこのような条件下のダッシュボード上に忘れた場合、熱的ダメージを受けて機能が損なわれる懸念がある。
ＰＶＤＦやＰＶＤＦ−ＴＦＥなどの圧電素子を用いた入力素子は、高温に曝された場合、圧電性が著しく低下してしまう。そのため、環境条件に対する十分な注意が必要であった。
Electronic devices such as smartphones are generally vulnerable to heat. For example, a dashboard in a car left under the scorching sun may have a high temperature of about 80 ° C. If you forget your smartphone on the dashboard under these conditions, you may be damaged by heat and lose its functionality.
An input element using a piezoelectric element such as PVDF or PVDF-TFE has a significantly reduced piezoelectricity when exposed to a high temperature. Therefore, it was necessary to pay sufficient attention to the environmental conditions.
本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、環境条件の制約を緩和してスマートフォン等の電子機器の使用性の向上に寄与する入力素子の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide an input element that contributes to improvement of usability of electronic devices such as smartphones by relaxing restrictions on environmental conditions.
上記目的を達成するために、本発明の入力素子は、互いに対向する第１及び第２の電極と、第１及び第２の電極間に配置され、シロキサンを含有するゴム又はゴム組成物で形成された中間層と、第１及び第２の電極の少なくとも一方と前記中間層との間、あるいは第１及び第２の電極の少なくとも一方の前記中間層と反対側に配置される耐熱層と、を備え、前記中間層は、Ｓｉ−Ｏ結合が増加するように表面改質処理されている。 In order to achieve the above object, the input element of the present invention is arranged between the first and second electrodes facing each other and the first and second electrodes, and is formed of a siloxane-containing rubber or rubber composition. A heat-resistant layer arranged between the intermediate layer and at least one of the first and second electrodes and the intermediate layer, or on the opposite side of at least one of the first and second electrodes from the intermediate layer. The intermediate layer is surface-modified so as to increase the Si—O bond .
本発明によれば、環境条件の制約を緩和してスマートフォン等の電子機器の使用性の向上に寄与する入力素子を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide an input element that relaxes the restrictions of environmental conditions and contributes to the improvement of usability of electronic devices such as smartphones.
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。図１乃至図６に基づいて本発明を適用可能な入力素子の基本構成及び特性について説明する。
『概要』
図１は、本発明を適用可能な入力素子の基本構成を示す模式断面図である。入力素子１は、互いに対向する第１の電極２及び第２の電極３と、第１及び第２の電極間に配置され、シロキサンを含有するゴムまたはゴム組成物で形成された中間層４とを有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The basic configuration and characteristics of the input element to which the present invention can be applied will be described with reference to FIGS. 1 to 6.
"Overview"
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a basic configuration of an input element to which the present invention can be applied. The
『詳細』
［第１の電極、及び第２の電極］
第１の電極、及び第２の電極としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、中でも、タッチに伴って変形できるものが好ましい。
第１の電極、及び第２の電極の材質としては、例えば、金属、炭素系導電材料、導電性ゴム組成物、導電性高分子、酸化物などが挙げられる。
"Details"
[First electrode and second electrode]
The first electrode and the second electrode are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but among them, those that can be deformed with touch are preferable.
Examples of the material of the first electrode and the second electrode include metals, carbon-based conductive materials, conductive rubber compositions, conductive polymers, and oxides.
金属としては、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、ステンレス、タンタル、ニッケル、リン青銅などが挙げられる。炭素系導電材料としては、例えば、カーボンナノチューブ、炭素繊維、黒鉛などが挙げられる。導電性ゴム組成物としては、例えば、導電性フィラーと、ゴムとを含有する組成物などが挙げられる。導電性高分子としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリピロール、ポリアニリンなどが挙げられる。酸化物としては、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム・酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛などが挙げられる。 Examples of the metal include gold, silver, copper, aluminum, stainless steel, tantalum, nickel, phosphor bronze and the like. Examples of the carbon-based conductive material include carbon nanotubes, carbon fibers, and graphite. Examples of the conductive rubber composition include a composition containing a conductive filler and rubber. Examples of the conductive polymer include polyethylene dioxythiophene (PEDOT), polypyrrole, polyaniline and the like. Examples of the oxide include indium tin oxide (ITO), indium oxide / zinc oxide (IZO), zinc oxide and the like.
前記導電性フィラーとしては、例えば、炭素材料（例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、黒鉛、炭素繊維、カーボンファイバー（ＣＦ）、カーボンナノファイバー（ＣＮＦ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、グラフェンなど）、金属フィラー（金、銀、白金、銅、アルミニウム、ニッケルなど）、導電性高分子材料（ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、及びポリパラフェニレンビニレンのいずれかの誘導体、又は、これら誘導体にアニオン若しくはカチオンに代表されるドーパントを添加したものなど）、イオン液体などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。 Examples of the conductive filler include carbon materials (for example, Ketjen black, acetylene black, graphite, carbon fiber, carbon fiber (CF), carbon nanofiber (CNF), carbon nanotube (CNT), graphene, etc.) and metal. For fillers (gold, silver, platinum, copper, aluminum, nickel, etc.), conductive polymer materials (polythiophene, polyacetylene, polyaniline, polypyrrole, polyparaphenylene, and derivatives of polyparaphenylene vinylene, or derivatives thereof. Anions or those to which a dopant typified by a cation is added), ionic liquids, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
前記ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム、変性シリコーンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、多硫化ゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、フロロシリコーンゴム、天然ゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ポリイソブチレン、変成シリコーンなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。 Examples of the rubber include silicone rubber, modified silicone rubber, acrylic rubber, chloroprene rubber, polysulfide rubber, urethane rubber, butyl rubber, fluorosilicone rubber, natural rubber, ethylene / propylene rubber, nitrile rubber, fluororubber, isoprene rubber, and the like. Examples thereof include butadiene rubber, styrene / butadiene rubber, acrylonitrile / butadiene rubber, ethylene / propylene / diene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, polyisobutylene, and modified silicone. These may be used alone or in combination of two or more.
素子に透明性が要求される場合は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム・酸化亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）などの透明電極を選択することが好ましい。
第１の電極の材質、及び第２の電極の材質は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
第１の電極のパターン、及び第２の電極のパターンは、一様であってもよいし、分割されていてもよい。電極が分割されている場合は、線状パターン、格子状パターン、ダイヤモンド状パターンなどを複数配置することが好ましい（特許文献３の図７〜９参照）。
When transparency is required for the device, it is preferable to select a transparent electrode such as indium tin oxide (ITO), indium tin oxide / zinc oxide (IZO), zinc oxide, or polyethylene dioxythiophene (PEDOT).
The material of the first electrode and the material of the second electrode may be the same or different.
The pattern of the first electrode and the pattern of the second electrode may be uniform or may be divided. When the electrodes are divided, it is preferable to arrange a plurality of linear patterns, lattice patterns, diamond-like patterns, and the like (see FIGS. 7 to 9 of Patent Document 3).
電極配置としては、面内一方向に沿って延びる線状のパターンが複数配列しており、第１の電極パターン方向は、第２の電極パターンの方向とは非平行になっている状態が好ましい。特にこれらが直交するのがより好ましい。
線状パターンの幅は、実用上の現実性から、０．５ｍｍ〜２０ｍｍが好ましく、１ｍｍ〜１０ｍｍがより好ましい。前記幅が１ｍｍより狭いと、ペン先のような細い物での入力においても複数の電極が反応することになり不必要な信号処理を増やしてしまい非効率である。
一方、１０ｍｍを越えると、指先のタッチや移動による入力に対する滑らかな追従が難しく、入力の位置精度が低下する。
As the electrode arrangement, it is preferable that a plurality of linear patterns extending along one direction in the plane are arranged, and the direction of the first electrode pattern is not parallel to the direction of the second electrode pattern. .. In particular, it is more preferable that these are orthogonal to each other.
The width of the linear pattern is preferably 0.5 mm to 20 mm, more preferably 1 mm to 10 mm, from the viewpoint of practical reality. If the width is narrower than 1 mm, a plurality of electrodes will react even when inputting with a thin object such as a pen tip, which increases unnecessary signal processing and is inefficient.
On the other hand, if it exceeds 10 mm, it is difficult to smoothly follow the input by touching or moving the fingertip, and the position accuracy of the input is lowered.
第１の電極、及び第２の電極の形成方法としては、蒸着、スパッタ、メッキ、箔の張り合わせ、スクリーン印刷、ブレード塗布などが適用可能である。
第１及び第２の電極の平均厚みは、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、導電性及び変形追従性の点から、０．０１μｍ〜２００μｍが好ましく、０．１μｍ〜５０μｍがより好ましい。前記平均厚みが、０．０１μｍ以上であると、機械的強度が適正であり、導電性が向上する。また、前記平均厚みが、２００μｍ以下であると、素子が変形可能であり、押圧操作した位置情報及び／又は押圧情報を高感度で高精度に検出できる。
As a method for forming the first electrode and the second electrode, vapor deposition, sputtering, plating, foil bonding, screen printing, blade coating and the like can be applied.
The average thickness of the first and second electrodes is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, from the viewpoint of conductivity and deformation followability, 0.01 μm to 200 μm is preferable, and 0.1 μm is preferable. ~ 50 μm is more preferable. When the average thickness is 0.01 μm or more, the mechanical strength is appropriate and the conductivity is improved. Further, when the average thickness is 200 μm or less, the element can be deformed, and the position information and / or the pressing information of the pressing operation can be detected with high sensitivity and high accuracy.
［中間層］
中間層は、可撓性を有することが好ましい。
中間層においては、以下の条件（１）及び条件（２）の少なくともいずれかを満たすことが好ましい。
条件（１）：中間層の面に対して直交する方向から中間層が加圧された際に、中間層における第１の電極側（一方側）の変形量と、中間層における第２の電極側（他方側）の変形量とが、異なる。
条件（２）：中間層の第１の電極側における１０μｍ押し込み時のユニバーサル硬度（Ｈ１）と、中間層の第２の電極側における１０μｍ押し込み時のユニバーサル硬度（Ｈ２）とが、異なる。
[Middle layer]
The intermediate layer is preferably flexible.
In the intermediate layer, it is preferable that at least one of the following conditions (1) and (2) is satisfied.
Condition (1): When the intermediate layer is pressurized from a direction orthogonal to the surface of the intermediate layer, the amount of deformation of the first electrode side (one side) in the intermediate layer and the second electrode in the intermediate layer. The amount of deformation on the side (the other side) is different.
Condition (2): The universal hardness (H1) at the time of pushing 10 μm on the first electrode side of the intermediate layer and the universal hardness (H2) at the time of pushing 10 μm on the second electrode side of the intermediate layer are different.
中間層においては、以上のように、両面での変形量、又は硬度が異なることにより、大きな電気信号を得ることができる。ここで、電気信号とは、電圧、電流を意味する。
本発明において、変形量とは、以下の条件で中間層を押し付けた際の、圧子の最大押し込み深さである。
In the intermediate layer, as described above, a large electric signal can be obtained by different amounts of deformation or hardness on both sides. Here, the electric signal means a voltage and a current.
In the present invention, the deformation amount is the maximum pressing depth of the indenter when the intermediate layer is pressed under the following conditions.
｛測定条件｝
測定機：フィッシャー社製、超微小硬度計ＷＩＮ−ＨＵＤ
圧子：対面角度１３６°の四角錐ダイヤモンド圧子
初期荷重：０．０２ｍＮ
最大荷重：１ｍＮ
初期荷重から最大荷重までの荷重増加時間：１０秒間
{Measurement condition}
Measuring machine: Fisher's ultra-fine hardness tester WIN-HUD
Indenter: Square pyramid diamond indenter with a facing angle of 136 ° Initial load: 0.02 mN
Maximum load: 1mN
Load increase time from initial load to maximum load: 10 seconds
ユニバーサル硬度は、以下の方法により求められる。
｛測定条件｝
測定機：フィッシャー社製、超微小硬度計ＷＩＮ−ＨＵＤ
圧子：対面角度１３６°の四角錐ダイヤモンド圧子
押し込み深さ：１０μｍ
初期荷重：０．０２ｍＮ
最大荷重：１００ｍＮ
初期荷重から最大荷重までの荷重増加時間：５０秒間
The universal hardness is obtained by the following method.
{Measurement condition}
Measuring machine: Fisher's ultra-fine hardness tester WIN-HUD
Indenter: Square pyramid diamond indenter with a facing angle of 136 ° Pushing depth: 10 μm
Initial load: 0.02mN
Maximum load: 100mN
Load increase time from initial load to maximum load: 50 seconds
ユニバーサル硬度（Ｈ１）と、ユニバーサル硬度（Ｈ２）との比（Ｈ１／Ｈ２）としては、１．０１以上が好ましく、１．０７以上がより好ましく、１．１３以上が特に好ましい。比（Ｈ１／Ｈ２）の上限値としては、特に制限はなく、例えば、使用状態において要求される可撓性の程度、使用状態における負荷等により適宜選択されるが、１．７０以下が好ましい。ここで、Ｈ１は、相対的に硬い面のユニバーサル硬度であり、Ｈ２は、相対的に柔らかい面のユニバーサル硬度である。 The ratio (H1 / H2) of the universal hardness (H1) to the universal hardness (H2) is preferably 1.01 or more, more preferably 1.07 or more, and particularly preferably 1.13 or more. The upper limit of the ratio (H1 / H2) is not particularly limited and is appropriately selected depending on, for example, the degree of flexibility required in the used state, the load in the used state, and the like, but 1.70 or less is preferable. Here, H1 is the universal hardness of the relatively hard surface, and H2 is the universal hardness of the relatively soft surface.
中間層の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ゴム、ゴム組成物などが挙げられる。ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム、変性シリコーンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、多硫化ゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、フロロシリコーンゴム、天然ゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ポリイソブチレン、変成シリコーンなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、シリコーンゴムは大きな電気信号を得られるため好ましい。また、高温に曝された場合でも検出感度が低下しにくいため好ましい。 The material of the intermediate layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include rubber and rubber compositions. Examples of rubber include silicone rubber, modified silicone rubber, acrylic rubber, chloroprene rubber, polysulfide rubber, urethane rubber, butyl rubber, fluorosilicone rubber, natural rubber, ethylene / propylene rubber, nitrile rubber, fluororubber, isoprene rubber, and butadiene. Examples thereof include rubber, styrene / butadiene rubber, acrylonitrile / butadiene rubber, ethylene / propylene / diene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, polyisobutylene, and modified silicone. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, silicone rubber is preferable because it can obtain a large electric signal. Further, it is preferable because the detection sensitivity does not easily decrease even when exposed to a high temperature.
前記シリコーンゴムとしては、シロキサン結合を有するゴムであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記シリコーンゴムとしては、例えば、ジメチルシリコーンゴム、メチルフェニルシリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、変性シリコーンゴム（例えば、アクリル変性、アルキッド変性、エステル変性、エポキシ変性）などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記ゴム組成物としては、例えば、フィラーと前記ゴムとを含有する組成物などが挙げられる。これらの中でも、前記シリコーンゴムを含有するシリコーンゴム組成物は大きな電気信号を得られるため好ましい。また、高温に曝された場合でも検出感度が低下しにくいため好ましい。
The silicone rubber is not particularly limited as long as it has a siloxane bond, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples of the silicone rubber include dimethyl silicone rubber, methylphenyl silicone rubber, fluorosilicone rubber, and modified silicone rubber (for example, acrylic modified, alkyd modified, ester modified, and epoxy modified). These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the rubber composition include a composition containing a filler and the rubber. Among these, the silicone rubber composition containing the silicone rubber is preferable because a large electric signal can be obtained. Further, it is preferable because the detection sensitivity does not easily decrease even when exposed to a high temperature.
前記フィラーとしては、例えば、有機フィラー、無機フィラー、有機無機複合フィラーなどが挙げられる。前記有機フィラーとしては、有機化合物であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記有機フィラーとしては、例えば、アクリル微粒子、ポリスチレン微粒子、メラミン微粒子、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂微粒子、シリコーンパウダー（シリコーンレジンパウダー、シリコーンゴムパウダー、シリコーン複合パウダー）、ゴム粉末、木粉、パルプ、デンプンなどが挙げられる。前記無機フィラーとしては、無機化合物であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記無機フィラーとしては、例えば、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、ケイ酸塩、窒化物、炭素類、金属、又はその他の化合物などが挙げられる。
Examples of the filler include an organic filler, an inorganic filler, and an organic-inorganic composite filler. The organic filler is not particularly limited as long as it is an organic compound, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples of the organic filler include acrylic fine particles, polystyrene fine particles, melamine fine particles, fluororesin fine particles such as polytetrafluoroethylene, silicone powder (silicone resin powder, silicone rubber powder, silicone composite powder), rubber powder, wood powder, and pulp. , Stheat and the like. The inorganic filler is not particularly limited as long as it is an inorganic compound, and can be appropriately selected depending on the intended purpose.
Examples of the inorganic filler include oxides, hydroxides, carbonates, sulfates, silicates, nitrides, carbons, metals, and other compounds.
前記酸化物としては、例えば、シリカ、珪藻土、アルミナ、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化鉄、酸化マグネシウムなどが挙げられる。
前記水酸化物としては、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムなどが挙げられる。
前記炭酸塩としては、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、ハイドロタルサイトなどが挙げられる。
前記硫酸塩としては、例えば、硫酸アルミニウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどが挙げられる。
前記ケイ酸塩としては、例えば、ケイ酸カルシウム（ウォラストナイト、ゾノトライト）、ケイ酸ジルコン、カオリン、タルク、マイカ、ゼオライト、パーライト、ベントナイト、モンモロナイト、セリサイト、活性白土、ガラス、中空ガラスビーズなどが挙げられる。
Examples of the oxide include silica, diatomaceous earth, alumina, zinc oxide, titanium oxide, iron oxide, magnesium oxide and the like.
Examples of the hydroxide include aluminum hydroxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide and the like.
Examples of the carbonate include calcium carbonate, magnesium carbonate, barium carbonate, hydrotalcite and the like.
Examples of the sulfate include aluminum sulfate, calcium sulfate, barium sulfate and the like.
Examples of the silicate include calcium silicate (wollastonite, zonotrite), zircon silicate, kaolin, talc, mica, zeolite, pearlite, bentonite, montmoroneite, sericite, activated clay, glass, and hollow glass. Examples include beads.
前記窒化物としては、例えば、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化ホウ素などが挙げられる。
前記炭素類としては、例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、黒鉛、炭素繊維、カーボンファイバー、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ、フラーレン（誘導体を含む）、グラフェンなどが挙げられる。
前記金属としては、例えば、金、銀、白金、銅、鉄、アルミニウム、ニッケルなどが挙げられる。
前記その他の化合物としては、例えば、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸ジルコン酸鉛、炭化ケイ素、硫化モリブテン、などが挙げられる。なお、前記無機フィラーは、表面処理をしていてもよい。
Examples of the nitride include aluminum nitride, silicon nitride, and boron nitride.
Examples of the carbons include ketjen black, acetylene black, graphite, carbon fibers, carbon fibers, carbon nanofibers, carbon nanotubes, fullerenes (including derivatives), graphene and the like.
Examples of the metal include gold, silver, platinum, copper, iron, aluminum, nickel and the like.
Examples of the other compounds include potassium titanate, barium titanate, strontium titanate, lead zirconate titanate, silicon carbide, molybdenum sulfide, and the like. The inorganic filler may be surface-treated.
前記有機無機複合フィラーとしては、有機化合物と無機化合物とを分子レベルで組み合わせた化合物であれば特に制限されずに用いることができる。
前記有機無機複合フィラーとしては、例えば、シリカ・アクリル複合微粒子、シルセスキオキサンなどが挙げられる。
前記フィラーの平均粒径は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．０１μｍ〜３０μｍが好ましく、０．１μｍ〜１０μｍがより好ましい。前記平均粒径が、０．０１μｍ以上であると、電気信号が大きくなることがある。また、前記平均粒径が、３０μｍ以下であると、中間層が変形可能であり、押圧操作した位置情報及び／又は押圧情報を高感度で高精度に検出できる。
The organic-inorganic composite filler can be used without particular limitation as long as it is a compound in which an organic compound and an inorganic compound are combined at the molecular level.
Examples of the organic-inorganic composite filler include silica-acrylic composite fine particles and silsesquioxane.
The average particle size of the filler is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 0.01 μm to 30 μm, more preferably 0.1 μm to 10 μm. If the average particle size is 0.01 μm or more, the electric signal may become large. Further, when the average particle size is 30 μm or less, the intermediate layer can be deformed, and the position information and / or the pressing information of the pressing operation can be detected with high sensitivity and high accuracy.
前記平均粒径は、公知の粒度分布測定装置、例えば、マイクロトラックＨＲＡ（日機装株式会社製）などを用いて、公知の方法に従って測定することができる。
前記フィラーの含有量は、ゴム１００質量部に対して、０．１質量部〜１００質量部が好ましく、１質量部〜５０質量部がより好ましい。前記含有量が、０．１質量部以上であると、電気信号が大きくなることがある。また、前記含有量が、１００質量部以下であると、中間層が変形可能であり、押圧操作した位置情報及び／又は押圧情報を高感度で高精度に検出できる。
The average particle size can be measured according to a known method using a known particle size distribution measuring device, for example, Microtrac HRA (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
The content of the filler is preferably 0.1 part by mass to 100 parts by mass, and more preferably 1 part by mass to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of rubber. If the content is 0.1 parts by mass or more, the electric signal may become large. Further, when the content is 100 parts by mass or less, the intermediate layer can be deformed, and the pressing operation position information and / or the pressing information can be detected with high sensitivity and high accuracy.
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば添加剤などが挙げられる。前記その他の成分の含有量は、本発明の目的を損なわない程度で適宜選定することができる。
前記添加剤としては、例えば、架橋剤、反応制御剤、充填剤、補強材、老化防止剤、導電性制御剤、着色剤、可塑剤、加工助剤、難燃剤、紫外線吸収剤、粘着付与剤、チクソ性付与剤などが挙げられる。
前記中間層を構成する材料の調製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、前記ゴム組成物の調製方法としては、前記ゴム及び前記フィラー、更に必要に応じて前記その他の成分を混合し、混錬分散することにより調製することができる。
The other components are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, and examples thereof include additives. The content of the other components can be appropriately selected without impairing the object of the present invention.
Examples of the additive include a cross-linking agent, a reaction control agent, a filler, a reinforcing material, an anti-aging agent, a conductivity control agent, a colorant, a plasticizer, a processing aid, a flame retardant, an ultraviolet absorber, and a tackifier. , Tixogenic agent and the like.
The method for preparing the material constituting the intermediate layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, as a method for preparing the rubber composition, the rubber, the filler, and if necessary, the other components can be mixed and kneaded and dispersed.
前記中間層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、前記ゴム組成物の薄膜の形成方法としては、前記ゴム組成物を、基材上にブレード塗装、ダイ塗装、ディップ塗装などで塗布し、その後、熱や電子線などで硬化する方法が挙げられる。 The method for forming the intermediate layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, as a method for forming a thin film of the rubber composition, a method of applying the rubber composition on a base material by blade coating, die coating, dip coating or the like, and then curing by heat or an electron beam or the like can be mentioned. Be done.
中間層の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、変形追従性の点から、１μｍ〜５００μｍが好ましく、２０μｍ〜２００μｍがより好ましい。平均厚みが、好ましい範囲内であると、成膜性が確保でき、かつ変形を阻害することもないため、押圧操作した位置情報及び／又は押圧情報を高感度で高精度に検出できる。
中間層は、絶縁性であることが好ましい。絶縁性としては、１０８Ωｃｍ以上の体積抵抗率を持つことが好ましく、１０１０Ωｃｍ以上の体積抵抗率を持つことがより好ましい。中間層は、複層構造であってもよい。
The average thickness of the intermediate layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, from the viewpoint of deformation followability, 1 μm to 500 μm is preferable, and 20 μm to 200 μm is more preferable. When the average thickness is within a preferable range, the film forming property can be ensured and the deformation is not hindered, so that the pressing operation position information and / or the pressing information can be detected with high sensitivity and high accuracy.
The intermediate layer is preferably insulating. The insulating, preferably have a volume resistivity of more than 10 8 [Omega] cm, and more preferably has a volume resistivity of more than 10 10 [Omega] cm. The intermediate layer may have a multi-layer structure.
（表面改質処理、及び不活性化処理）
中間層において、両面での変形量、又は硬度を異ならせる方法としては、例えば、表面改質処理、不活性化処理などが挙げられる。これらの処理は、両方を行ってもよいし、片方のみを行ってもよい。
(Surface modification treatment and inactivation treatment)
Examples of the method of differentiating the amount of deformation or hardness on both sides of the intermediate layer include a surface modification treatment and an inactivation treatment. Both of these processes may be performed, or only one of them may be performed.
＜表面改質処理＞
表面改質処理としては、例えば、プラズマ処理、コロナ放電処理、電子線照射処理、紫外線照射処理、オゾン処理、放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、中性子線）照射処理などが挙げられる。これらの処理の中でも、処理スピードの点から、プラズマ処理、コロナ放電処理、電子線照射処理が好ましいが、ある程度の照射エネルギーを有し、材料を改質しうるものであれば、これらに限定されない。
<Surface modification treatment>
Examples of the surface modification treatment include plasma treatment, corona discharge treatment, electron beam irradiation treatment, ultraviolet irradiation treatment, ozone treatment, and radiation (X-ray, α-ray, β-ray, γ-ray, neutron-ray) irradiation treatment. Be done. Among these treatments, plasma treatment, corona discharge treatment, and electron beam irradiation treatment are preferable from the viewpoint of treatment speed, but are not limited to these as long as they have a certain amount of irradiation energy and can modify the material. ..
《プラズマ処理》
プラズマ処理の場合、プラズマ発生装置としては、例えば、平行平板型、容量結合型、誘導結合型のほか、大気圧プラズマ装置でも可能である。耐久性の観点から、減圧プラズマ処理が好ましい。
プラズマ処理における反応圧力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．０５Ｐａ〜１００Ｐａが好ましく、１Ｐａ〜２０Ｐａがより好ましい。
プラズマ処理における反応雰囲気としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、不活性ガス、希ガス、酸素などのガスが有効であるが、効果の持続性においてアルゴンが好ましい。
《Plasma processing》
In the case of plasma processing, the plasma generator can be, for example, a parallel plate type, a capacitively coupled type, an inductively coupled type, or an atmospheric pressure plasma device. From the viewpoint of durability, decompression plasma treatment is preferable.
The reaction pressure in the plasma treatment is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 0.05 Pa to 100 Pa, more preferably 1 Pa to 20 Pa.
The reaction atmosphere in the plasma treatment is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a gas such as an inert gas, a rare gas, or oxygen is effective, but argon is used in terms of sustainability of the effect. preferable.
その際、酸素分圧を５，０００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。反応雰囲気における酸素分圧が、５，０００ｐｐｍ以下であると、オゾンの発生を抑制でき、オゾン処理装置の使用を控えることができる。
プラズマ処理における照射電力量は、（出力×照射時間）により規定される。前記照射電力量としては、５Ｗｈ〜２００Ｗｈが好ましく、１０Ｗｈ〜５０Ｗｈがより好ましい。照射電力量が、好ましい範囲内であると、中間層に電気信号を発生させる機能を付与でき、かつ照射過剰により耐久性を低下させることもない。
At that time, the oxygen partial pressure is preferably 5,000 ppm or less. When the oxygen partial pressure in the reaction atmosphere is 5,000 ppm or less, the generation of ozone can be suppressed and the use of the ozone treatment device can be avoided.
The amount of irradiation power in plasma processing is defined by (output × irradiation time). The irradiation power amount is preferably 5 Wh to 200 Wh, more preferably 10 Wh to 50 Wh. When the amount of irradiation power is within a preferable range, the intermediate layer can be provided with a function of generating an electric signal, and the durability is not lowered due to excessive irradiation.
《コロナ放電処理》
コロナ放電処理における印加エネルギー（積算エネルギー）としては、６Ｊ／ｃｍ２〜３００Ｊ／ｃｍ２が好ましく、１２Ｊ／ｃｍ２〜６０Ｊ／ｃｍ２がより好ましい。印加エネルギーが、好ましい範囲内であると、中間層に電気信号を発生させる機能を付与でき、かつ照射過剰により耐久性を低下させることもない。
《Corona discharge treatment》
The applied energy in corona discharge treatment (cumulative energy), preferably 6J / cm 2 ~300J / cm 2 , 12J /
《電子線照射処理》
電子線照射処理における照射量としては、１ｋＧｙ以上が好ましく、３００ｋＧｙ〜１０ＭＧｙがより好ましい。照射量が、好ましい範囲内であると、中間層に電気信号を発生させる機能を付与でき、かつ照射過剰により耐久性を低下させることもない。
電子線照射処理における反応雰囲気としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、アルゴン、ネオン、ヘリウム、窒素等の不活性ガスが充填し酸素分圧を５，０００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。反応雰囲気における酸素分圧が、５，０００ｐｐｍ以下であると、オゾンの発生を抑制でき、オゾン処理装置の使用を控えることができる。
<< Electron beam irradiation processing >>
The irradiation amount in the electron beam irradiation treatment is preferably 1 kGy or more, and more preferably 300 kGy to 10 MGy. When the irradiation amount is within a preferable range, the intermediate layer can be provided with a function of generating an electric signal, and the durability is not lowered due to excessive irradiation.
The reaction atmosphere in the electron beam irradiation treatment is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is filled with an inert gas such as argon, neon, helium, or nitrogen and has an oxygen partial pressure of 5,000 ppm or less. Is preferable. When the oxygen partial pressure in the reaction atmosphere is 5,000 ppm or less, the generation of ozone can be suppressed and the use of the ozone treatment device can be avoided.
《紫外線照射処理》
紫外線照射処理における紫外線としては、波長３６５ｎｍ以下で２００ｎｍ以上が好ましく、波長３２０ｎｍ以下で２４０ｎｍ以上がより好ましい。
紫外線照射処理における積算光量としては、５Ｊ／ｃｍ２〜５００Ｊ／ｃｍ２が好ましく、５０Ｊ／ｃｍ２〜４００Ｊ／ｃｍ２がより好ましい。積算光量が、好ましい範囲内であると、中間層に電気信号を発生させる機能を付与でき、かつ照射過剰により耐久性を低下させることもない。
《Ultraviolet irradiation treatment》
The ultraviolet rays in the ultraviolet irradiation treatment are preferably 200 nm or more at a wavelength of 365 nm or less, and more preferably 240 nm or more at a wavelength of 320 nm or less.
The integrated light intensity in the ultraviolet irradiation treatment, preferably 5J / cm 2 ~500J / cm 2 , 50J /
紫外線照射処理における反応雰囲気としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、アルゴン、ネオン、ヘリウム、窒素等の不活性ガスが充填し酸素分圧を５，０００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。反応雰囲気における酸素分圧が、５，０００ｐｐｍ以下であると、オゾンの発生を抑制でき、オゾン処理装置の使用を控えることができる。 The reaction atmosphere in the ultraviolet irradiation treatment is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is filled with an inert gas such as argon, neon, helium, or nitrogen and has an oxygen partial pressure of 5,000 ppm or less. It is preferable to do so. When the oxygen partial pressure in the reaction atmosphere is 5,000 ppm or less, the generation of ozone can be suppressed and the use of the ozone treatment device can be avoided.
従来技術として、プラズマ処理、コロナ放電処理、紫外線照射処理、電子線照射処理などにより励起又は酸化させることで活性基を形成し、層間接着力を高めることが提案されている。しかし、その技術は、層間への適用に限定され、最表面への適用はむしろ離型性を低下させるため好ましくないことがわかっている。また、反応を酸素リッチな状態下で行い、効果的に反応活性基（水酸基）を導入している。そのため、そのような従来技術は、本発明の前記表面改質処理とは本質が異なる。 As a prior art, it has been proposed to form an active group by exciting or oxidizing by plasma treatment, corona discharge treatment, ultraviolet irradiation treatment, electron beam irradiation treatment, or the like to enhance the interlayer adhesion. However, the technique is limited to inter-layer applications, and it has been found that application to the outermost surface is rather undesirable because it reduces releasability. In addition, the reaction is carried out under an oxygen-rich state to effectively introduce a reactive active group (hydroxyl group). Therefore, such a prior art is essentially different from the surface modification treatment of the present invention.
本発明の前記表面改質処理は、酸素が少なく減圧された反応環境による処理（例えば、プラズマ処理）のため、表面の再架橋及び結合を促し、例えば、「結合エネルギーの高いＳｉ−Ｏ結合の増加」に起因して耐久性が向上する。
さらに加えて「架橋密度向上による緻密化」に起因して離型性が向上すると考えられる。なお、本発明においても一部活性基は形成されてしまうが、後述するカップリング剤や風乾処理にて、活性基を不活性化させている。
Since the surface modification treatment of the present invention is a treatment in a reaction environment in which oxygen is low and the pressure is reduced (for example, plasma treatment), recrosslinking and bonding of the surface are promoted, for example, "Si—O bond having high binding energy". Durability is improved due to "increase".
Furthermore, it is considered that the releasability is improved due to "denseness by improving the crosslink density". Although some active groups are formed in the present invention as well, the active groups are inactivated by a coupling agent or air-drying treatment described later.
＜不活性化処理＞
中間層の表面は、各種材料を用いて、適宜不活性化処理が施されてもよい。
不活性化処理としては、中間層の表面を不活性化させる処理であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、不活性化剤を前記中間層の表面に付与する処理が挙げられる。不活性化とは、中間層の表面を、化学反応を起こしにくい性質に変化させることを意味する。この変化は、プラズマ処理、コロナ放電処理、紫外線照射処理、電子線照射処理などによる励起又は酸化によって発生した活性基（例えば、−ＯＨなど）を不活性化剤と反応させて、中間層の表面の活性度を下げることで得られる。
<Inactivation treatment>
The surface of the intermediate layer may be appropriately inactivated using various materials.
The inactivating treatment is not particularly limited as long as it is a treatment for inactivating the surface of the intermediate layer, and can be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, an inactivating agent is applied to the surface of the intermediate layer. The processing to be given can be mentioned. Inactivation means changing the surface of the intermediate layer to a property that does not easily cause a chemical reaction. This change causes the surface of the intermediate layer to react with an active group (for example, -OH) generated by excitation or oxidation by plasma treatment, corona discharge treatment, ultraviolet irradiation treatment, electron beam irradiation treatment, etc. with an inactivating agent. It is obtained by lowering the activity of.
不活性化剤としては、例えば、非晶質樹脂、カップリング剤などが挙げられる。非晶質樹脂としては、例えば、主鎖にパーフルオロポリエーテル構造を有する樹脂などが挙げられる。
カップリング剤としては、例えば、金属アルコキシド、金属アルコキシドを含む溶液などが挙げられる。
Examples of the inactivating agent include an amorphous resin and a coupling agent. Examples of the amorphous resin include a resin having a perfluoropolyether structure in the main chain.
Examples of the coupling agent include metal alkoxides and solutions containing metal alkoxides.
金属アルコキシドとしては、例えば、下記一般式（１）で表される化合物や、重合度２〜１０程度のそれらの部分加水分解重縮合物又はそれらの混合物などが挙げられる。
Ｒ１ （４−ｎ）Ｓｉ（ＯＲ２）ｎ・・・一般式（１）
ただし、一般式（１）中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立に、炭素数１〜１０の直鎖状又は分枝状のアルキル基、アルキルポリエーテル鎖、及びアリール基のいずれかを表す。ｎは、２〜４の整数を表す。
Examples of the metal alkoxide include compounds represented by the following general formula (1), partially hydrolyzed polycondensates thereof having a degree of polymerization of about 2 to 10 or mixtures thereof.
R 1 (4-n) Si (OR 2 ) n ... General formula (1)
However, in the general formula (1), R 1 and R 2 independently represent any one of a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkyl polyether chain, and an aryl group. .. n represents an integer of 2-4.
不活性化処理は、例えば、ゴムなどの中間層前駆体に前記表面改質処理を行った後に、中間層前駆体の表面に不活性化剤を塗布又はディッピング等により含浸させることによって行うことができる。
中間層前駆体としてシリコーンゴムを用いた場合は、前記表面改質処理を行った後に、空気中に静置して風乾することにより、失活させてもよい。
The inactivation treatment can be carried out, for example, by subjecting the intermediate layer precursor such as rubber to the surface modification treatment and then impregnating the surface of the intermediate layer precursor with an inactivating agent by coating or dipping. it can.
When silicone rubber is used as the intermediate layer precursor, it may be inactivated by performing the surface modification treatment and then allowing it to stand in the air and air-drying.
中間層の厚み方向における酸素濃度のプロファイルは、極大値を有することが好ましい。中間層の厚み方向における炭素濃度のプロファイルは、極小値を有することが好ましい。
中間層において、酸素濃度のプロファイルが極大値を示す位置と、炭素濃度のプロファイルが極小値を示す位置とは、一致することがより好ましい。
酸素濃度のプロファイル、及び炭素濃度のプロファイルは、Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）によって求めることができる。
測定方法は、例えば、以下の方法が挙げられる。
The profile of the oxygen concentration in the thickness direction of the intermediate layer preferably has a maximum value. The profile of the carbon concentration in the thickness direction of the intermediate layer preferably has a minimum value.
In the intermediate layer, it is more preferable that the position where the oxygen concentration profile shows the maximum value and the position where the carbon concentration profile shows the minimum value coincide with each other.
The oxygen concentration profile and the carbon concentration profile can be determined by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).
Examples of the measuring method include the following methods.
｛測定方法｝
測定装置：Ｕｌｖａｃ−ＰＨＩ ＱｕａｎｔｅｒａＳＸＭ、アルバック・ファイ株式会社製
測定光源：Ａｌ（ｍｏｎｏ）
測定出力：１００μｍφ、２５．１Ｗ
測定領域：５００μｍ×３００μｍ
パスエネルギー：５５ｅＶ（ｎａｒｒｏｗ ｓｃａｎ）
エネルギーｓｔｅｐ：０．１ｅＶ（ｎａｒｒｏｗ ｓｃａｎ）
相対感度係数：ＰＨＩの相対感度係数を使用
スパッタ源：Ｃ６０クラスターイオン
Ｉｏｎ Ｇｕｎ 出力：１０ ｋＶ、１０ ｎＡ
Ｒａｓｔｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ：（Ｘ＝０．５，Ｙ＝２．０）ｍｍ
スパッタレート：０．９ｎｍ／ｍｉｎ（ＳｉＯ２換算）
ＸＰＳでは、光電子効果により飛び出す電子を捕捉することにより、測定対象物中の原子の存在濃度比や結合状態を知ることができる。
{Measuring method}
Measuring device: Ulvac-PHI QuanteraSXM, manufactured by ULVAC-PHI Co., Ltd. Measuring light source: Al (mono)
Measurement output: 100 μmφ, 25.1 W
Measurement area: 500 μm × 300 μm
Path energy: 55eV (narrow scan)
Energy step: 0.1 eV (narrow scan)
Relative sensitivity coefficient: Uses the relative sensitivity coefficient of PHI Sputter source: C60 cluster ion Ion Gun Output: 10 kV, 10 nA
Raster Control: (X = 0.5, Y = 2.0) mm
Sputter rate: 0.9 nm / min (SiO 2 conversion)
In XPS, it is possible to know the abundance concentration ratio and the bonding state of atoms in the object to be measured by capturing the electrons that are ejected by the photoelectron effect.
シリコーンゴムは、シロキサン結合を有し、主成分がＳｉ、Ｏ、及びＣである。そのため、中間層において、その材質としてシリコーンゴムを用いた場合、ＸＰＳのワイドスキャンスペクトルを測定し、各元素の相対ピーク強度比から、表層から内部に存在する各原子の深さ方向の存在濃度比を求めることができる。その一例を図２に示す。ここで、各原子はＳｉ、Ｏ、及びＣであり、存在濃度比は（ａｔｏｍｉｃ％）である。
図２は、シリコーンゴムを用い、更に前記表面改質処理（プラズマ処理）及び前記不活性処理を行って得られた中間層のサンプルである。図２において、横軸は表面から内部方向への分析深さであり、縦軸は存在濃度比である。
Silicone rubber has a siloxane bond and its main components are Si, O, and C. Therefore, when silicone rubber is used as the material in the intermediate layer, the wide scan spectrum of XPS is measured, and the abundance concentration ratio in the depth direction of each atom existing inside from the surface layer is measured from the relative peak intensity ratio of each element. Can be sought. An example thereof is shown in FIG. Here, each atom is Si, O, and C, and the abundance concentration ratio is (atomic%).
FIG. 2 is a sample of the intermediate layer obtained by further performing the surface modification treatment (plasma treatment) and the inert treatment using silicone rubber. In FIG. 2, the horizontal axis is the analysis depth from the surface to the inside, and the vertical axis is the abundance concentration ratio.
更に、シリコーンゴムの場合、Ｓｉの２ｐ軌道の電子が飛び出すエネルギーを測定することにより、ケイ素に結合している元素及び結合状態を知ることができる。そこで、Ｓｉの結合状態を示すＳｉ２ｐ軌道におけるナロースキャンスペクトルからピーク分離を行い、化学結合状態を求めた。
その結果を図３示す。図３の測定対象は、図２の測定に用いたサンプルである。図３において、横軸は結合エネルギーであり、縦軸は強度比である。また、下から上に向かっては深さ方向での測定スペクトルを示している。
一般に、ピークシフトの量は結合状態に依存することが知られており、本件に関するシリコーンゴムの場合、Ｓｉ２ｐ軌道において高エネルギー側にピークがシフトするということは、Ｓｉに結合している酸素の数が増えていることを示す。
Further, in the case of silicone rubber, the element bonded to silicon and the bonded state can be known by measuring the energy at which the electrons in the 2p orbital of Si are ejected. Therefore, peak separation was performed from the narrow scan spectrum in the Si2p orbital showing the bond state of Si, and the chemical bond state was determined.
The result is shown in FIG. The measurement target of FIG. 3 is the sample used for the measurement of FIG. In FIG. 3, the horizontal axis is the binding energy and the vertical axis is the intensity ratio. Moreover, the measurement spectrum in the depth direction is shown from the bottom to the top.
In general, it is known that the amount of peak shift depends on the bonding state, and in the case of the silicone rubber in this case, the fact that the peak shifts to the high energy side in the Si2p orbit means the number of oxygen bonded to Si. Indicates that is increasing.
これによれば、シリコーンゴムにおいて、表面改質処理及び不活性化処理を行うと、表層から内部に向かって酸素が多くなり極大値を持ち、また炭素が減少し極小値を持つ。さらに深さ方向に分析をすすめると酸素が減少して炭素が増加し、ほぼ未処理のシリコーンゴムと同等の原子存在濃度となる。
さらに図２のαの位置で検出された酸素の極大値は、Ｓｉ２ｐ結合エネルギーシフトが高エネルギー側にシフトすることと一致（図３のαの位置）しており、酸素増加がＳｉに結合した酸素の数に起因することが示されている。
According to this, when the surface modification treatment and the inactivation treatment are performed on the silicone rubber, oxygen increases from the surface layer toward the inside and has a maximum value, and carbon decreases and has a minimum value. Further analysis in the depth direction reduces oxygen and increases carbon, resulting in an atomic abundance concentration almost equivalent to that of untreated silicone rubber.
Furthermore, the maximum value of oxygen detected at the position α in FIG. 2 coincides with the shift of the Si2p binding energy shift to the high energy side (position α in FIG. 3), and the increase in oxygen is bound to Si. It has been shown to be due to the number of oxygen.
未処理のシリコーンゴムについて同様の分析をした結果を、図４及び図５に示す。
図４には、図２にみられたような酸素濃度の極大値、及び炭素濃度の極小値は見られない。更に、図５より、Ｓｉ２ｐ結合エネルギーシフトが高エネルギー側にシフトする様子もみられないことから、Ｓｉに結合した酸素の数も変化していないことが確認された。
The results of the same analysis of the untreated silicone rubber are shown in FIGS. 4 and 5.
In FIG. 4, the maximum value of oxygen concentration and the minimum value of carbon concentration as seen in FIG. 2 are not seen. Further, from FIG. 5, it was confirmed that the number of oxygen bound to Si did not change because the Si2p binding energy shift did not appear to shift to the high energy side.
以上のように、カップリング剤等の不活性化剤を中間層の表面に塗布又はディッピングして浸透させることにより、不活性化剤が中間層に染み込んでいく。カップリング剤が、一般式（１）で表される化合物などの場合、中間層においては、シロキサンが濃度分布をもって存在するようになり、この分布はシロキサンに含まれる酸素原子が深さ方向に極大値を有するような分布となる。
結果として、中間層は、３つ〜４つの酸素原子と結合したケイ素原子を有するシロキサンを含有することとなる。
As described above, by applying or dipping the inactivating agent such as a coupling agent on the surface of the intermediate layer and allowing it to permeate, the inactivating agent permeates into the intermediate layer. When the coupling agent is a compound represented by the general formula (1), the siloxane exists in the intermediate layer with a concentration distribution, and this distribution maximizes the oxygen atoms contained in the siloxane in the depth direction. The distribution has a value.
As a result, the intermediate layer will contain a siloxane having silicon atoms bonded to 3-4 oxygen atoms.
なお、不活性化処理の方法としては、ディッピング工法に限らない。例えば、シロキサンに含まれる酸素原子が、中間層の深さ方向（厚み方向）に極大値を有するような分布を実現できればよく、プラズマＣＶＤ、ＰＶＤ、スパッタリング、真空蒸着、燃焼化学気相蒸着などの方法でもよい。 The method of the inactivation treatment is not limited to the dipping method. For example, it suffices to realize a distribution in which oxygen atoms contained in siloxane have a maximum value in the depth direction (thickness direction) of the intermediate layer, such as plasma CVD, PVD, sputtering, vacuum vapor deposition, combustion chemical vapor deposition, etc. It may be a method.
中間層は、静置状態において初期表面電位を持つ必要はない。なお、静置状態における初期表面電位は、以下の測定条件で測定できる。ここで、初期表面電位を持たないとは、下記測定条件で測定した際に、±１０Ｖ以下を意味する。 The intermediate layer does not need to have an initial surface potential in the stationary state. The initial surface potential in the stationary state can be measured under the following measurement conditions. Here, having no initial surface potential means ± 10 V or less when measured under the following measurement conditions.
｛測定条件｝
前処理：温度３０℃相対湿度４０％雰囲気に２４ｈ静置後、除電を６０ｓｅｃ（Ｋｅｙｅｎｃｅ製のＳＪ−Ｆ３００を使用）
装置：Ｔｒｅｃｋ Ｍｏｄｅｌ３４４
測定プローブ：６０００Ｂ−７Ｃ
測定距離：２ｍｍ
測定スポット径：直径１０ｍｍ
{Measurement condition}
Pretreatment: After standing in an atmosphere with a temperature of 30 ° C and a relative humidity of 40% for 24 hours, static elimination is performed for 60 seconds (using Keyence's SJ-F300).
Equipment: Trek Model 344
Measuring probe: 6000B-7C
Measurement distance: 2 mm
Measurement spot diameter:
本発明の素子においては、摩擦帯電に似たメカニズムでの帯電と、内部電荷留保による表面電位差の発生とが、中間層の両面の硬度差に基づく変形量の差に起因して静電容量の偏りを生み出すことにより、電荷が移動して電気信号が発生すると推測される。
素子は、中間層と、第１及び第２の電極の少なくとも一方は、互いに接着されていないことが好ましい。更には、中間層と、第１の電極及び第２の電極の少なくともいずれかとの間に空間を有することが好ましい。そうすることにより、摩擦ないし剥離帯電の機会が増え、電気信号を大きくすることができる。
前記空間を設ける方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、中間層と、第１の電極及び第２の電極の少なくともいずれかとの間にスペーサを配置する方法などが挙げられる。
In the device of the present invention, the charge by a mechanism similar to triboelectric charge and the generation of the surface potential difference due to the internal charge retention are caused by the difference in the amount of deformation based on the difference in hardness on both sides of the intermediate layer. It is presumed that by creating a bias, the electric charge moves and an electric signal is generated.
In the element, it is preferable that the intermediate layer and at least one of the first and second electrodes are not adhered to each other. Further, it is preferable to have a space between the intermediate layer and at least one of the first electrode and the second electrode. By doing so, the chances of friction or peeling charging increase, and the electric signal can be increased.
The method for providing the space is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a method of arranging a spacer between the intermediate layer and at least one of the first electrode and the second electrode can be mentioned.
前記スペーサとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記スペーサの材質としては、例えば、高分子材料、無機材料、有機無機複合材料、ゴム、金属、導電性高分子材料、導電性ゴム組成物などが挙げられる。 The spacer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples of the material of the spacer include a polymer material, an inorganic material, an organic-inorganic composite material, a rubber, a metal, a conductive polymer material, and a conductive rubber composition.
前記高分子材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂などが挙げられる。前記ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム、変性シリコーンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、多硫化ゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、フロロシリコーンゴム、天然ゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ポリイソブチレン、変成シリコーンなどが挙げられる。
前記無機材料としては、シリカ、酸化亜鉛、酸化チタン、水酸化アルミニウム等が挙げられる。前記高分子材料と無機材料との複合材料を用いても良い。
Examples of the polymer material include polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyvinyl chloride, polyimide resin, fluororesin, and acrylic resin. Examples of the rubber include silicone rubber, modified silicone rubber, acrylic rubber, chloroprene rubber, polysulfide rubber, urethane rubber, butyl rubber, fluorosilicone rubber, natural rubber, ethylene / propylene rubber, nitrile rubber, fluororubber, isoprene rubber, and the like. Examples thereof include butadiene rubber, styrene / butadiene rubber, acrylonitrile / butadiene rubber, ethylene / propylene / diene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, polyisobutylene, and modified silicone.
Examples of the inorganic material include silica, zinc oxide, titanium oxide, aluminum hydroxide and the like. A composite material of the polymer material and the inorganic material may be used.
前記金属としては、例えば、金、銀、銅、アルミニウム、ステンレス、タンタル、ニッケル、リン青銅などが挙げられる。前記導電性高分子材料としては、例えば、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリアニリンなどが挙げられる。前記導電性ゴム組成物としては、例えば、導電性フィラーとゴムとを含有する組成物などが挙げられる。
前記導電性フィラーとしては、例えば、炭素材料（例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック、黒鉛、炭素繊維、カーボンファイバー、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ、グラフェンなど）、金属（例えば、金、銀、白金、銅、鉄、アルミニウム、ニッケルなど、導電性高分子材料（例えば、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリパラフェニレン、及びポリパラフェニレンビニレンのいずれかの誘導体、又は、これら誘導体にアニオン若しくはカチオンに代表されるドーパントを添加したものなど）、イオン液体などが挙げられる。
Examples of the metal include gold, silver, copper, aluminum, stainless steel, tantalum, nickel, phosphor bronze and the like. Examples of the conductive polymer material include polythiophene, polyacetylene, polyaniline and the like. Examples of the conductive rubber composition include a composition containing a conductive filler and rubber.
Examples of the conductive filler include carbon materials (for example, Ketjen black, acetylene black, graphite, carbon fiber, carbon fiber, carbon nanofibers, carbon nanotubes, graphene, etc.), metals (for example, gold, silver, platinum, etc.). Conductive polymer materials such as copper, iron, aluminum, and nickel (for example, polythiophene, polyacetylene, polyaniline, polypyrrole, polyparaphenylene, and derivatives of polyparaphenylene vinylene, or these derivatives are represented by anions or cations. Examples include those to which a dopant is added), an ionic liquid, and the like.
前記ゴムとしては、例えば、シリコーンゴム、変性シリコーンゴム、アクリルゴム、クロロプレンゴム、多硫化ゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、フロロシリコーンゴム、天然ゴム、エチレン・プロピレンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ポリイソブチレン、変成シリコーンなどが挙げられる。
前記スペーサの形態としては、例えばシート、フィルム、メッシュ、ドットなどが挙げられる。ドットの形状は例えば、球状、円柱状、角柱状などを用いる事ができる。前記スペーサの形状、大きさ、設置場所などは、素子の構造に応じて選択する。初期状態では中間層、と第一の電極と第二の電極の少なくともいずれかとの間に空間を有し、押圧が加わったときに中間層が撓むあるいはスペーサが中間層にめり込むことによって電極と中間層が局所的に接触する状態を実現できるような、形状、大きさ、設置場所などを設定する。
Examples of the rubber include silicone rubber, modified silicone rubber, acrylic rubber, chloroprene rubber, polysulfide rubber, urethane rubber, butyl rubber, fluorosilicone rubber, natural rubber, ethylene / propylene rubber, nitrile rubber, fluororubber, isoprene rubber, and the like. Examples thereof include butadiene rubber, styrene / butadiene rubber, acrylonitrile / butadiene rubber, ethylene / propylene / diene rubber, chlorosulfonated polyethylene rubber, polyisobutylene, and modified silicone.
Examples of the form of the spacer include a sheet, a film, a mesh, and dots. As the shape of the dots, for example, a spherical shape, a columnar shape, a prismatic shape, or the like can be used. The shape, size, installation location, etc. of the spacer are selected according to the structure of the element. In the initial state, there is a space between the intermediate layer and at least one of the first electrode and the second electrode, and when pressure is applied, the intermediate layer bends or the spacer sinks into the intermediate layer to form an electrode. Set the shape, size, installation location, etc. so that the intermediate layer can be in local contact.
図６に示すように、第１の電極をａ、中間層をｂ、第２の電極をｃと表示すると、中間層ｂの第１の電極ａ側に上記表面改質処理又は不活性化処理を行った場合、中間層ｂの第１の電極ａ側が第２の電極ｃ側よりも硬くなる。従って、ユニバーサル硬度についてＨ１＞Ｈ２となる。
これにより、同じ変形付与力である加圧力Ｆが第１の電極ａ側と第２の電極ｃ側に作用した場合、中間層ｂの第１の電極ａ側の変形の度合いが、第２の電極ｃ側よりも小さくなる。
As shown in FIG. 6, when the first electrode is indicated by a, the intermediate layer is indicated by b, and the second electrode is indicated by c, the surface modification treatment or the inactivation treatment is performed on the first electrode a side of the intermediate layer b. When the above is performed, the first electrode a side of the intermediate layer b becomes harder than the second electrode c side. Therefore, the universal hardness is H1> H2.
As a result, when the pressing force F, which is the same deformation applying force, acts on the first electrode a side and the second electrode c side, the degree of deformation of the intermediate layer b on the first electrode a side becomes the second degree. It is smaller than the electrode c side.
図７に本発明の第１の実施形態を示す。図１で示した基本構成と同一部分は同一符号で示す。
図７に示すように、本実施形態に係る入力素子１Ａは、中間層４と第２の電極３との間に耐熱層１９を有している。中間層４は前記濃度プロファイルを第１の電極２側（一方側）のみに有し、他方側とこれに対向する第２の電極３との間が接着層としての機能を有する耐熱層１９を介して加熱接着されている。
FIG. 7 shows a first embodiment of the present invention. The same parts as the basic configuration shown in FIG. 1 are indicated by the same reference numerals.
As shown in FIG. 7, the
［耐熱層］
耐熱層としては、接着性を有するものが好ましく、特に加熱により接着可能になるものが好ましい。加熱により接着可能になる耐熱層は耐熱性が高いものが多く、高温環境において高い信頼性が要求される素子に適している。加熱接着方式は、ＵＶ（紫外線）硬化のように、接着したい部材の色の制約を受けないため、素子の部材の色によらずに接着可能である。また、素子の製造工程において加熱圧着できるため、部材同士を強固に接着できる。
[Heat-resistant layer]
As the heat-resistant layer, one having adhesiveness is preferable, and one which can be adhered by heating is particularly preferable. Many of the heat-resistant layers that can be adhered by heating have high heat resistance, and are suitable for devices that require high reliability in a high-temperature environment. Unlike UV (ultraviolet) curing, the heat bonding method is not restricted by the color of the member to be bonded, so that bonding can be performed regardless of the color of the member of the element. Further, since the elements can be heat-bonded in the manufacturing process, the members can be firmly bonded to each other.
中間層４の前記濃度プロファイルを有しない側、換言すれば、表面改質処理がなされていない側とこれに対向する第２の電極３との間は位置ずれしないように接着した方が望ましい。非接着状態では、位相ずれによる信号相殺に起因する出力低下の問題が生じるからである。
It is desirable that the side of the
接着層を兼ねる耐熱層の材質としては、例えば、熱硬化性材料、熱可塑性材料などが挙げられる。
熱硬化性材料としては、例えば、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系、ウレタン樹脂系、シリコーン系、変成シリコーン系、フェノール樹脂系などが挙げられる。熱可塑性材料としては、例えば、エチレン−酢酸ビニル樹脂系、ポリアミド樹脂系、熱可塑性ポリウレタン樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
Examples of the material of the heat-resistant layer that also serves as the adhesive layer include a thermosetting material and a thermoplastic material.
Examples of the thermosetting material include acrylic resin type, epoxy resin type, urethane resin type, silicone type, modified silicone type, phenol resin type and the like. Examples of the thermoplastic material include ethylene-vinyl acetate resin-based, polyamide resin-based, thermoplastic polyurethane resin, and thermoplastic polyester resin. These may be used alone or in combination of two or more.
耐熱層１９は、中間層４と熱特性が同一又は同等の材料で形成されるのが望ましい。環境変化による熱膨張率の違いに基づく界面剥離や位相ずれによる上記問題を抑制できるからである。本実施形態では中間層４としてシリコーンを用いているので、耐熱層１９も材質特性上親和性の高いシリコーン系、変成シリコーン系が望ましい。
It is desirable that the heat-
耐熱層の平均厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、変形追従性の点から、１μｍ〜５００μｍが好ましく、１０μｍ〜３００μｍがより好ましい。平均厚みが、好ましい範囲内であると、接着性が確保でき、かつ変形を阻害することもないため、押圧操作した位置情報及び／又は押圧情報を高感度で高精度に検出できる。
耐熱層が電極と中間層との間に設けられる場合、耐熱層は導電性であることが好ましい。導電性としては、１０３Ω・ｃｍ以下の体積抵抗率を持つことが好ましい。
耐熱層は、接着したい部材同士の間の全面に設けられてもよいし、一部に設けられてもよい。
なお、耐熱層としては、耐熱性を有するものであれば粘着テープも使用できる。
The average thickness of the heat-resistant layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. However, from the viewpoint of deformation followability, 1 μm to 500 μm is preferable, and 10 μm to 300 μm is more preferable. When the average thickness is within a preferable range, the adhesiveness can be ensured and the deformation is not hindered, so that the pressing operation position information and / or the pressing information can be detected with high sensitivity and high accuracy.
When the heat-resistant layer is provided between the electrode and the intermediate layer, the heat-resistant layer is preferably conductive. The conductive, it preferably has the following volume resistivity of 10 3 Ω · cm.
The heat-resistant layer may be provided on the entire surface between the members to be adhered to each other, or may be provided on a part thereof.
As the heat-resistant layer, an adhesive tape can also be used as long as it has heat resistance.
図８に、耐熱層を有する入力素子１Ａの変形例を示す。
図８（ａ）に示す入力素子１Ａは、第１の電極２と中間層４とが耐熱層１９を介して全面が接着されており、且つ、中間層４と第２の電極３とが耐熱層１９を介して全面が接着されている。
図８（ｂ）に示す入力素子１Ａは、第１の電極２と中間層４とが耐熱層１９を介してその一部が接着されており、且つ、中間層４と第２の電極３とが耐熱層１９を介して全面が接着されている。
図８（ｃ）に示す入力素子１Ａは、第１の電極２と中間層４とが耐熱層１９を介してその一部が接着されており、且つ、中間層４と第２の電極３とが耐熱層１９を介してその一部が接着されている。
図８（ｄ）に示す入力素子１Ａは、第１の電極２の上面を覆う保護層７と第１の電極２と中間層４とが耐熱層１９を介して全面またはその一部が接着されており、且つ、中間層４と第２の電極３とが耐熱層１９を介して全面が接着されている。
FIG. 8 shows a modified example of the
In the
In the
In the
In the
図８（ａ）〜（ｄ）に示す入力素子１Ａは、素子を構成する部材同士が耐熱層１９を介して全面またはその一部が接着されていることにより、極端な高温（例えば１５０℃）に曝された場合でも検出感度が低下しにくい構成となっている。
また、図８（ｂ）〜（ｄ）に示す入力素子１Ａは、中間層４と第１及び第２の電極の少なくとも一方とは互いに接着されていない部分を有することとなり、上記のように摩擦ないし剥離帯電の機会が増えて電気信号（出力電圧）を大きくすることができる。なお、第１及び第２の電極の形状はストライプ状でも面でもよい。
The
Further, the
図９に、耐熱層を有する入力素子１Ａの変形例（スペーサを有するタイプ）を示す。
図９（ａ）に示す入力素子１Ａは、中間層４の表面改質処理がなされた側に対向する第１の電極２と中間層４との間にスペーサ２０を有している。
図９（ｂ）に示す入力素子１Ａは、図９（ａ）の構成において、第１の電極２とスペーサ２０との間を耐熱層１９で接着した構成となっている。
図９（ｃ）に示す入力素子１Ａは、さらに、スペーサ２０と中間層４との間を耐熱層１９で接着した構成となっている。
図９（ｄ）に示す入力素子１Ａは、第１の電極２の中間層４と反対側において、第１の電極２及びスペーサ２０と保護層７との間を耐熱層１９で接着した構成となっている。
FIG. 9 shows a modified example (type having a spacer) of the
The
The
The
The
スペーサ２０を設けることにより、中間層４と第１の電極２とは互いに接着されていない部分を有することとなり、上記のように摩擦ないし剥離帯電の機会が増えて電気信号（出力電圧）を更に大きくすることができる。また、素子を構成する部材同士が耐熱層１９を介してその一部が接着されていることにより、極端な高温に曝された場合でも検出感度が低下しにくい構成となっている。なお、第１及び第２の電極の形状はストライプ状でも面でもよい。
By providing the
［入力装置］
図１０乃至図１２に基づいて、上記入力素子１Ａを用いた入力装置（第２の実施形態）を説明する。
図１０に示すように、入力装置５は、入力素子１Ａと、表示素子６と、入力操作面側（視認面側）である第１の電極２の上面を覆う保護層７と、中間層４が押圧されることで発生する電気信号を処理する信号処理部８（図１１参照）とを備えている。
図１０に示す入力装置５は、入力素子１Ａが表示素子６の表面側（入力操作面側）に設けられた、いわゆる外付けタイプのタッチパネル（タッチスクリーン）として好適に使うことができる。
[Input device]
An input device (second embodiment) using the
As shown in FIG. 10, the
The
図１１に示すように、入力素子１Ａの第１の電極２は、第１の方向（Ｘ方向）に沿ってストライプ状に配列した複数の電極２ｘからなる。第２の電極３は第１の方向と直交する第２の方向（Ｙ方向）に沿ってストライプ状に配列した複数の電極３ｙからなる。
第１の電極２、第２の電極３、中間層４は、中間層４の厚み方向（Ｚ方向）の両側を第１の電極２と第２の電極３とで挟むように積層されている。なお、耐熱層１９は省略している。
第１の電極２の各電極２ｘは配線１３を介して、第２の電極３の各電極３ｙは配線１４を介して、それぞれ信号処理部８に電気的に接続されている。
As shown in FIG. 11, the
The
Each
図１２に示すように、信号処理部８は、押圧位置を検出する位置検出部８Ａと、押圧力を検出する圧力検出部８Ｂとを有している。
押圧により中間層４から発せられる電気信号は、押圧位置に応じた部位の電極を通って信号処理部８に入力される。信号が発生した第１の電極２と第２の電極３との組み合わせによるマトリクス状の位置座標から、位置検出部８Ａにおいて押圧位置が検出（特定）される。同時に、信号波形の電圧値から、圧力検出部８Ｂにおいて押圧力の大きさが検出される。
押圧力の検出においては、発生した電圧信号のピーク値を利用してもよく、電圧の時間積分値を利用してもよい。想定する用途によって適切な処理をすることが望ましい。
As shown in FIG. 12, the
The electric signal emitted from the
In detecting the pressing force, the peak value of the generated voltage signal may be used, or the time integral value of the voltage may be used. Appropriate processing should be performed according to the intended use.
保護層７は、繰り返される入力操作に対する保護を担っている。保護層７の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。保護層７としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリプリピレン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ガラス板などが挙げられる。保護層７の表面には反射防止膜、傷や汚れ防止のハードコート層などが形成されていてもよい。
The
図１３及び図１４に、入力装置５の変形例を示す。
図１３に示すように、第１の電極２の電極２ｘと交互に接地電極１５ｘがＸ方向に配置され、圧力測定に使用する圧力測定電極１６ｙがＹ方向に配置されている。なお、耐熱層１９は省略している。
圧力を検知する電極と位置を検知する電極とを別々にし、接地することで信号電圧の値をより正確に取得することができる。
図１１に示した構成の場合と同様に、押圧により電気信号が発生した第１と第２の電極の組合せによるマトリクス状の位置座標から、位置検出部８Ａにおいて押圧位置が検出される。
13 and 14 show a modification of the
As shown in FIG. 13, the
By separating the electrode that detects the pressure and the electrode that detects the position and grounding them, the value of the signal voltage can be acquired more accurately.
Similar to the case of the configuration shown in FIG. 11, the pressing position is detected by the position detecting unit 8A from the matrix-like position coordinates obtained by the combination of the first and second electrodes in which the electric signal is generated by the pressing.
図１４に示すように、圧力測定電極１６ｙは不図示の抵抗を介してキャパシタ１７と電圧検出器１８とに接続されている。接地電極１５ｘは接地されている。押圧により中間層４に生じ、圧力測定電極１６ｙで検出される電荷は、キャパシタ１７の電圧信号として測定される。
この測定電圧値は押圧力を示す値であり、圧力がかかり続けている間はキャパシタ１７に保持されているので、静圧を検知することができる。このようにして押圧位置と押圧力それぞれの値を単一の中間層４から取得するとともに静圧を検知することができる。
As shown in FIG. 14, the
This measured voltage value is a value indicating a pressing force, and is held in the
図１５は、表示素子の構成を示す模式断面図である。
図１５に示すように、表示素子６は、液晶９と、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１０と、一対の基板１１と、一対の偏光板１２とを有している。
表示素子６の基板１１の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。基板１１としては、例えば、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ガラス板などが挙げられる。
図１５に示す表示素子６は、いわゆる液晶ディスプレイであるが、本発明の入力素子を表示素子の表示部分に重ねてタッチパネルとして使用する場合、表示素子としては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。表示素子としては、例えば、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ、電子ペーパーなどが挙げられる。
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the display element.
As shown in FIG. 15, the
The material of the
The
図１６は、本発明の入力装置の他の構成を示す模式断面図である。
図１６に示す入力装置２１は、入力素子１Ａが押圧する側からみて表示素子６の背面側に配置された外付けタイプのタッチパネル（タッチスクリーン）である。本発明の入力素子は、後述するように、押圧に対する感度がＰＶＤＦに比べて格段に高いため、入力素子の配置を任意に設定できる。これにより、入力素子を備えた電子機器の設計の自由度を向上させることができる。
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view showing another configuration of the input device of the present invention.
The
図１７は、本発明の入力装置の他の構成を示す模式断面図である。
図１７に示す入力装置２２は、入力素子１Ａが内蔵されたタイプのタッチパネル（タッチスクリーン）である。本発明の入力素子は、押圧に対する感度が高いため、入力素子の配置を任意に設定できる。これにより、入力素子を備えた電子機器の設計の自由度を向上させることができる。
FIG. 17 is a schematic cross-sectional view showing another configuration of the input device of the present invention.
The
図１８は、本発明の入力装置の他の構成を示す模式断面図である。
図１８に示すように、入力装置２３は、入力素子１と、絶縁性のカバーシート２４と、絶縁層２５とを備えている。
図１８に示す入力装置２３は、いわゆるタッチパッドとして好適に使うことができる。
カバーシート２４、絶縁層２５の材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、上記した保護層７と同じものが使える。
タッチパッドとして使用する場合は、組み合わせる表示素子付き電子デバイスとしては特に制限は無く、ノート型のパーソナルコンピュータに付属のタッチパッドをはじめ、描画・作図装置に付属のペンタブレット、ゲーム機器類に付属の入力コントローラー等に用いることができる。
FIG. 18 is a schematic cross-sectional view showing another configuration of the input device of the present invention.
As shown in FIG. 18, the
The
The materials of the
When used as a touch pad, there are no particular restrictions on the electronic device with a display element to be combined, including the touch pad attached to a notebook-type personal computer, the pen tablet attached to the drawing / drawing device, and the game devices attached. It can be used as an input controller or the like.
［実施例］
（実施例１）
＜入力素子の作製＞
図１９に示す断面構成を有する評価用の入力素子１Ａを、以下の手順で作製した。なお、入力素子１Ａの断面構成は図９（ｂ）とし、入力素子１Ａの外面はカバーシート２４で覆われている構成とした。すなわち、評価対象の入力素子は全てカバーシート２４でパッケージングされている。
[Example]
(Example 1)
<Manufacturing of input element>
The
ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム上に、シリコーンゴム（信越化学工業株式会社製、ＫＥ−１９３５）を塗布し、１２０℃で３０分間加熱硬化させて、厚み１００μｍの中間層前駆体を形成した。更に、上記中間層前駆体に表面改質処理及び不活性化処理を施して、ＰＥＴフィルムから剥がし、中間層を得た。 Silicone rubber (KE-1935, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was applied onto a PET (polyethylene terephthalate) film and heat-cured at 120 ° C. for 30 minutes to form an intermediate layer precursor having a thickness of 100 μm. Further, the intermediate layer precursor was subjected to a surface modification treatment and an inactivation treatment, and peeled off from the PET film to obtain an intermediate layer.
（表面改質処理）
表面改質処理として、以下の条件でプラズマ処理（処理条件；ヤマト科学株式会社製、ＰＲ−５００、出力１００Ｗ、処理時間３分間、反応雰囲気：アルゴン９９．９９９％、反応圧力１０Ｐａ）を施した。
(Surface modification treatment)
As the surface modification treatment, plasma treatment (treatment conditions; manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd., PR-500, output 100 W,
（不活性化処理）
表面改質処理後、中間層前駆体の処理面に、フッ素系炭素化合物（ダイキン工業株式会社製、オプツールＤＳＸ）をパーフルオロヘキサンで希釈した０．１％溶液を、引き上げ速度１０ｍｍ／ｍｉｎのディッピング工法にて塗布した。その後、相対湿度９０％、温度６０℃の環境で３０分間以上保持し、５０℃で１０分間乾燥させて、不活性化処理を施した。
(Inactivation treatment)
After the surface modification treatment, a 0.1% solution of a fluorine-based carbon compound (Optool DSX manufactured by Daikin Industries, Ltd.) diluted with perfluorohexane was added to the treated surface of the intermediate layer precursor at a pulling rate of 10 mm / min. It was applied by the construction method. Then, it was kept in an environment of 90% relative humidity and 60 ° C. for 30 minutes or more, dried at 50 ° C. for 10 minutes, and subjected to the inactivation treatment.
次に、４０ｍｍ×４０ｍｍに切り出したＰＥＴ基板上に、Ｌ／Ｓ（幅／間隔）＝８ｍｍ／２ｍｍのストライプ状にＩＴＯ電極を形成したものを二枚準備した。
第一の基板の電極面に、フィルムスペーサ（東レ株式会社製、Ｕ３４ルミラー＃５０、厚み５０μｍ）をＬ／Ｓ＝１ｍｍ／９ｍｍのストライプ状になるように、両面テープ（太陽金網式会社製、ＴＲＡＮ−ＳＩＬ ＮＴ−１００１、厚さ５０μｍ）で固定した。
第二の基板の電極面に、導電性両面テープ（太陽金網株式会社製、ＣＨＯ−ＦＯＩＬ ＣＣＤ、厚さ１１２μｍ）、前記中間層の順に重ねて貼り付けた。
第一および第二の基板にある各電極それぞれを引き出し電極に接続した。
前記二枚の基板を、第一の基板の電極面と第二の基板上の中間層が対向し、かつ電極のストライプ方向（長手方向）が直交するように重ね合わせ、両面テープ（太陽金網株式会社製、ＴＲＡＮ−ＳＩＬ ＮＴ−１００１、厚さ５０μｍ）で固定して、実施例１の入力素子を作製した。
Next, on a PET substrate cut out to a size of 40 mm × 40 mm, two ITO electrodes were prepared in which L / S (width / spacing) = 8 mm / 2 mm in a striped shape.
Double-sided tape (manufactured by Taiyo Wire Mesh Company, manufactured by Toray Industries, Inc.,
A conductive double-sided tape (manufactured by Taiyo Wire Mesh Co., Ltd., CHO-FOIL CCD, thickness 112 μm) and the intermediate layer were laminated and attached to the electrode surface of the second substrate in this order.
Each of the electrodes on the first and second substrates was connected to the extraction electrode.
The two substrates are superposed so that the electrode surface of the first substrate and the intermediate layer on the second substrate face each other and the stripe direction (longitudinal direction) of the electrodes is orthogonal to each other, and double-sided tape (Solar wire mesh stock). The input element of Example 1 was manufactured by fixing with a company-made TRAN-SIL NT-1001,
＜評価＞
作製した入力素子の押圧に対する検出感度を評価した。評価は以下の手順で実施した。結果を表１に示す。表１の入力素子の欄における「図１９／図９（ｂ）」は、図９（ｂ）の断面構成を有する入力素子が図１９に示すようにパッケージングされていることを示している。実施例６における入力素子の断面構成は図７に示すものであり、実施例７、８における入力素子の断面構成は図９（ａ）に示すものである。
実施例９における入力素子の断面構成は図８（ｂ）に示すものである。
比較例５は、図１に示した耐熱層を有しない本発明の基本構成をパッケージングした構成を有している。
<Evaluation>
The detection sensitivity of the produced input element to the pressing was evaluated. The evaluation was carried out according to the following procedure. The results are shown in Table 1. “FIG. 19 / FIG. 9 (b)” in the input element column of Table 1 indicates that the input element having the cross-sectional configuration of FIG. 9 (b) is packaged as shown in FIG. The cross-sectional configuration of the input element in Example 6 is shown in FIG. 7, and the cross-sectional configuration of the input element in Examples 7 and 8 is shown in FIG. 9A.
The cross-sectional configuration of the input element in the ninth embodiment is shown in FIG. 8 (b).
Comparative Example 5 has a configuration in which the basic configuration of the present invention without the heat-resistant layer shown in FIG. 1 is packaged.
表１から明らかなように、実施例１の入力素子は比較例１に比べて、高温負荷がかからない状態で検出感度が高いことがわかる。 As is clear from Table 1, it can be seen that the input element of Example 1 has higher detection sensitivity than that of Comparative Example 1 in a state where a high temperature load is not applied.
（評価手順）
(1)図２０に示すように、検出感度評価用の入力素子２６を測定装置２７のステージ２８上に固定し、オシロスコープ２９に接続する。
(2)プローブ３０の先端にスポンジ３１を取り付け、これを第一及び第二の電極の交点と中心が一致する位置に押し付ける。
(3)オシロスコープ２９に表示された出力電圧を記録する。出力電圧は５回測定した平均値とする。
(4)後述する比較例１に対する出力電圧倍率を求め、検出感度をランク判定する。
(Evaluation procedure)
(1) As shown in FIG. 20, the
(2) A
(3) Record the output voltage displayed on the
(4) The output voltage magnification with respect to Comparative Example 1 described later is obtained, and the detection sensitivity is ranked.
｛出力電圧の測定条件｝
測定装置：定着シミュレータＦＳＲ−１０００（レスカ製）
測定パターン：荷重制御
押し付け速度：５ｍｍ／ｓｅｃ
押し付け荷重：３００ｇｆ
押し付け保持時間：１ｓｅｃ
引き上げ速度：５ｍｍ／ｓｅｃ
プローブ径：直径１０ｍｍ
スポンジ：シリコーンスポンジ、硬さ１５、直径１０ｍｍ、厚さ５ｍｍ
オシロスコープ：ＷａｖｅＡｃｅ１００１（ＬｅＣｒｏｙ製）
{Measurement conditions for output voltage}
Measuring device: Fixing simulator FSR-1000 (manufactured by Reska)
Measurement pattern: Load control Pressing speed: 5 mm / sec
Pressing load: 300gf
Pressing hold time: 1 sec
Pulling speed: 5 mm / sec
Probe diameter: 10 mm in diameter
Sponge: Silicone sponge, hardness 15,
Oscilloscope: WaveAce1001 (manufactured by LeCroy)
入力素子の上面に、接地されたアルミニウム製のテープを配置して不要な電荷によるノイズの発生を抑制した。比較対象のＰＶＤＦを用いた入力素子の測定においても同様とした。
比較結果を図２１及びその部分拡大図である図２２に示す。ゴム組成物からなる中間層４を有する本実施形態の入力素子では、電圧信号の出力が、プローブ３０に取り付けられたスポンジ３１が入力素子に接触してから約０．０１ｓｅｃ（１０ｍｓｅｃ）後に開始している。
A grounded aluminum tape was placed on the upper surface of the input element to suppress the generation of noise due to unnecessary charges. The same applies to the measurement of the input element using the PVDF to be compared.
The comparison results are shown in FIG. 21 and FIG. 22, which is a partially enlarged view thereof. In the input element of the present embodiment having the
これに対し、ＰＶＤＦを用いた入力素子では、約０．０４ｓｅｃ（４０ｍｓｅｃ）後に開始している。すなわち、本実施形態に係る入力素子に対して、約０．０３ｓｅｃ（３０ｍｓｅｃ）の遅延を生じている。
入力素子の感度において、この大きな遅延が生じる理由は、ＰＶＤＦは中間層４に比べてヤング率が大きく固いため、電圧信号の出力が開始する変形が生じるまで時間がかかるためである。
On the other hand, in the input element using PVDF, it starts after about 0.04 sec (40 msec). That is, a delay of about 0.03 sec (30 msec) is generated with respect to the input element according to the present embodiment.
The reason why this large delay occurs in the sensitivity of the input element is that PVDF has a larger Young's modulus and is harder than the
電圧信号の出力開始時間の原点は、測定装置２７のプローブ３０の根元に設置された圧力センサで検知された時間としている。
The origin of the output start time of the voltage signal is the time detected by the pressure sensor installed at the base of the
｛検出感度の判定基準｝
ランクＡ：比較例１に対して出力電圧が５倍以上
ランクＢ：比較例１に対して出力電圧が３倍以上
ランクＣ：比較例１に対して出力電圧が１倍以上
ランクＤ：比較例１に対して出力電圧が１倍未満
{Criteria for detection sensitivity}
Rank A: Output voltage is 5 times or more compared to Comparative Example 1 Rank B: Output voltage is 3 times or more compared to Comparative Example 1 Rank C: Output voltage is 1 times or more compared to Comparative Example 1 Rank D: Comparative Example Output voltage is less than 1
（実施例２）
＜入力素子の作製＞
実施例１の入力素子において、中間層に高温負荷を加えたこと以外は、実施例１と同様にして、実施例２の入力素子を作製した。すなわち、図１９／図９（ｂ）に示す断面構成を有する入力素子とした。
(Example 2)
<Manufacturing of input element>
In the input element of Example 1, the input element of Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that a high temperature load was applied to the intermediate layer. That is, the input element has the cross-sectional structure shown in FIG. 19 / FIG. 9 (b).
（高温負荷）
中間層を温度１５０℃の恒温器（ヤマト科学株式会社製、ＤＮ４１０Ｈ）に２４時間保持して、高温負荷を加えた。その後、中間層を取り出して、２４℃、４０ＲＨ％の条件下で２４時間静置保管した。
(High temperature load)
The intermediate layer was held in an incubator (manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd., DN410H) at a temperature of 150 ° C. for 24 hours, and a high temperature load was applied. Then, the intermediate layer was taken out and stored standing for 24 hours under the conditions of 24 ° C. and 40 RH%.
＜評価＞
作製した実施例２の入力素子について、実施例１と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表１に示す。
表１から明らかなように、実施例２の中間層は高温負荷後に検出感度が低下するものの、比較例１に比べて検出感度が高く、十分な耐熱性を有していることがわかる。
すなわち、比較例１の入力素子では高温負荷後に検出感度が８割も低下しているのに対し、実施例２の入力素子では３割弱しか低下していない。このことは、炎天下での車中の温度上昇等の環境変動に十分に耐えることができ（ランクＡ、Ｂを維持）、スマートフォン等の電子機器の使用性の向上に寄与することを意味する。
<Evaluation>
With respect to the produced input element of Example 2, the detection sensitivity to pressing was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
As is clear from Table 1, although the detection sensitivity of the intermediate layer of Example 2 decreases after a high temperature load, the detection sensitivity is higher than that of Comparative Example 1 and it is found that the intermediate layer has sufficient heat resistance.
That is, while the input element of Comparative Example 1 has a detection sensitivity reduced by 80% after a high temperature load, the input element of Example 2 has a decrease of only a little less than 30%. This means that it can sufficiently withstand environmental changes such as temperature rise in the vehicle under the scorching sun (maintains ranks A and B) and contributes to the improvement of usability of electronic devices such as smartphones.
（実施例３）
＜入力素子の作製＞
実施例１の入力素子において、第二の基板にある電極面と中間層とを導電性接着剤（スリーボンド製、ＴＢ３３０３Ｂ、厚さ５０μｍ、接着条件１５０℃で１時間）で加熱接着したこと以外は、実施例１と同様にして、実施例３の入力素子を作製した。すなわち、図１９／図９（ｂ）に示す断面構成を有する入力素子とした。
(Example 3)
<Manufacturing of input element>
In the input element of Example 1, except that the electrode surface on the second substrate and the intermediate layer were heat-bonded with a conductive adhesive (ThreeBond, TB3303B,
＜評価＞
作製した実施例３の入力素子について、実施例１と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表１に示す。
表１から明らかなように、実施例３の中間層は高温負荷後に検出感度が低下するものの、比較例１に比べて検出感度が高く、十分な耐熱性を有していることがわかる。これにより、入力素子の製造工程において、加熱接着を利用できる。製造段階で加熱接着できることにより、高信頼性につながる製造精度の向上を得ることができるとともに、製品化後の位相ずれによる信号相殺に起因する出力低下等の問題を抑制できる。
<Evaluation>
With respect to the produced input element of Example 3, the detection sensitivity to pressing was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
As is clear from Table 1, although the detection sensitivity of the intermediate layer of Example 3 decreases after a high temperature load, the detection sensitivity is higher than that of Comparative Example 1 and it is found that the intermediate layer has sufficient heat resistance. Thereby, heat bonding can be utilized in the manufacturing process of the input element. By being able to heat-bond at the manufacturing stage, it is possible to obtain an improvement in manufacturing accuracy that leads to high reliability, and it is possible to suppress problems such as output reduction due to signal cancellation due to phase shift after commercialization.
（実施例４）
＜入力素子の作製＞
実施例１の入力素子に高温負荷を加えて、実施例４の入力素子とした。
（高温負荷）
入力素子を温度１５０℃の恒温器（ヤマト科学株式会社製、ＤＮ４１０Ｈ）に１時間保持して、高温負荷を加えた。その後、入力素子を取り出して、２４℃、４０ＲＨ％の条件下で１時間静置保管した。
(Example 4)
<Manufacturing of input element>
A high-temperature load was applied to the input element of Example 1 to obtain the input element of Example 4.
(High temperature load)
The input element was held in an incubator (manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd., DN410H) at a temperature of 150 ° C. for 1 hour, and a high temperature load was applied. Then, the input element was taken out and kept standing for 1 hour under the conditions of 24 ° C. and 40 RH%.
＜評価＞
作製した実施例４の入力素子について、実施例１と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表１に示す。
表１から明らかなように、実施例４の入力素子は高温負荷後に検出感度が低下するものの、比較例１に比べて検出感度が高く、十分な耐熱性を有していることがわかる。これにより、本発明の入力素子は高温環境においても使用できる。
<Evaluation>
With respect to the produced input element of Example 4, the detection sensitivity to pressing was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
As is clear from Table 1, although the detection sensitivity of the input element of Example 4 decreases after a high temperature load, the detection sensitivity is higher than that of Comparative Example 1 and it is found that the input element has sufficient heat resistance. As a result, the input element of the present invention can be used even in a high temperature environment.
（実施例５）
＜入力素子の作製＞
実施例３の入力素子に高温負荷を加えて、実施例５の入力素子とした。
（高温負荷）
入力素子を温度１５０℃の恒温器（ヤマト科学株式会社製、ＤＮ４１０Ｈ）に１時間保持して、高温負荷を加えた。その後、入力素子を取り出して、２４℃、４０ＲＨ％の条件下で１時間静置保管した。
(Example 5)
<Manufacturing of input element>
A high-temperature load was applied to the input element of Example 3 to obtain the input element of Example 5.
(High temperature load)
The input element was held in an incubator (manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd., DN410H) at a temperature of 150 ° C. for 1 hour, and a high temperature load was applied. Then, the input element was taken out and kept standing for 1 hour under the conditions of 24 ° C. and 40 RH%.
＜評価＞
作製した実施例５の入力素子について、実施例１と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表１に示す。
表１から明らかなように、実施例５の入力素子は高温負荷後も高い検出感度を維持しており、十分な耐熱性を有していることがわかる。これにより、本発明の入力素子は高温環境においても使用できる。
<Evaluation>
With respect to the produced input element of Example 5, the detection sensitivity to pressing was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
As is clear from Table 1, it can be seen that the input element of Example 5 maintains high detection sensitivity even after a high temperature load and has sufficient heat resistance. As a result, the input element of the present invention can be used even in a high temperature environment.
（実施例６）
＜入力素子の作製＞
実施例３の入力素子において、第一の基板にある電極面に接着層とスペーサを設けなかったこと以外は、実施例３と同様にして、実施例６の入力素子を作製した。すなわち、図１９／図７に示す断面構成を有する入力素子とした。更に、入力素子に高温負荷を加えた。
(Example 6)
<Manufacturing of input element>
In the input element of Example 3, the input element of Example 6 was produced in the same manner as in Example 3 except that the adhesive layer and the spacer were not provided on the electrode surface on the first substrate. That is, the input element has the cross-sectional structure shown in FIGS. 19 / 7. Further, a high temperature load was applied to the input element.
（高温負荷）
入力素子を温度１５０℃の恒温器（ヤマト科学株式会社製、ＤＮ４１０Ｈ）に１時間保持して、高温負荷を加えた。その後、入力素子を取り出して、２４℃、４０ＲＨ％の条件下で１時間静置保管した。
＜評価＞
作製した実施例６の入力素子について、実施例１と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表１に示す。
表１から明らかなように、実施例６の入力素子はスペーサを有する入力素子に比べて検出感度が低いものの、比較例１に比べると検出感度は高いことがわかる。換言すれば、電極と中間層との間に隙間を設け、あるいは非接着状態とすることにより、摩擦ないし剥離帯電を増加させ、大きな電気信号を得ることができる。
(High temperature load)
The input element was held in an incubator (manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd., DN410H) at a temperature of 150 ° C. for 1 hour, and a high temperature load was applied. Then, the input element was taken out and kept standing for 1 hour under the conditions of 24 ° C. and 40 RH%.
<Evaluation>
With respect to the produced input element of Example 6, the detection sensitivity to pressing was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
As is clear from Table 1, the input element of Example 6 has a lower detection sensitivity than the input element having a spacer, but the detection sensitivity is higher than that of Comparative Example 1. In other words, by providing a gap between the electrode and the intermediate layer or making it in a non-adhesive state, friction or peeling charge can be increased and a large electric signal can be obtained.
実施例６の入力素子は、表１から明らかなように、中間層と電極とを加熱接着した後にさらにパッケージング後の入力素子を加熱している。すなわち、製造精度を向上させた上で高温負荷に晒している。出力電圧倍率は４で他の実施例よりも低い値となっているが、耐熱層を有しない場合（比較例５）と比べると、それでも検出感度は２倍と高い。 As is clear from Table 1, the input element of the sixth embodiment heats the input element after packaging after the intermediate layer and the electrode are heat-bonded. That is, it is exposed to a high temperature load after improving the manufacturing accuracy. The output voltage magnification is 4, which is lower than that of the other examples, but the detection sensitivity is still as high as 2 times as compared with the case where the heat resistant layer is not provided (Comparative Example 5).
（実施例７）
＜入力素子の作製＞
図１９に示す断面構成を有する評価用の入力素子を、以下の手順で作製した。なお、入力素子１Ａの断面構成は図９（ａ）とし、入力素子１の外面はカバーシート２４で覆われている構成とした。
ＰＥＴフィルム上に、シリコーンゴム（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社製、ＴＳＥ３０３３）１００質量部、及びシリカ（日本アエロジル株式会社製、Ｒ９７２）１０質量部とからなるシリコーンゴム組成物を塗布し、１２０℃で３０分間加熱硬化させて、厚み１００μｍの中間層前駆体を形成した。更に、上記中間層前駆体に表面改質処理を施して、ＰＥＴフィルムから剥がし、中間層を得た。
(Example 7)
<Manufacturing of input element>
An evaluation input element having the cross-sectional structure shown in FIG. 19 was manufactured by the following procedure. The cross-sectional structure of the
A silicone rubber composition consisting of 100 parts by mass of silicone rubber (manufactured by Momentive Performance Materials Japan, TSE3033) and 10 parts by mass of silica (manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., R972) is applied onto the PET film. , 120 ° C. for 30 minutes to form an intermediate layer precursor having a thickness of 100 μm. Further, the intermediate layer precursor was subjected to a surface modification treatment and peeled off from the PET film to obtain an intermediate layer.
（表面改質処理）
表面改質処理として、以下の条件でコロナ放電処理（処理条件；印加電圧１００Ｖ、積算エネルギー：６０Ｊ／ｃｍ２、反応雰囲気：空気）を施した。
次に、４０ｍｍ×４０ｍｍに切り出したＰＥＴ基板上に、Ｌ／Ｓ＝８ｍｍ／２ｍｍのストライプ状にＩＴＯ電極を形成したものを二枚準備した。
第一の基板の電極面に、スペーサとして直径１０μｍの球状シリカをイソプロピルアルコール中に分散させたスペーサ散布液を、スピンコート機にて散布した。その後、乾燥させて、第一の基板の電極面にスペーサを設けた。
(Surface modification treatment)
As the surface modification treatment, a corona discharge treatment (treatment conditions; applied voltage 100 V, integrated energy: 60 J / cm 2 , reaction atmosphere: air) was performed under the following conditions.
Next, two sheets were prepared in which ITO electrodes were formed in a stripe shape of L / S = 8 mm / 2 mm on a PET substrate cut out to a size of 40 mm × 40 mm.
A spacer spraying solution in which spherical silica having a diameter of 10 μm was dispersed in isopropyl alcohol as a spacer was sprayed on the electrode surface of the first substrate by a spin coating machine. Then, it was dried and a spacer was provided on the electrode surface of the first substrate.
第二の基板の電極面に、導電性接着剤（スリーボンド製、ＴＢ３３０３Ｂ、厚さ５０μｍ）、前記中間層の順に重ね、１５０℃で１時間加熱接着した。
第一および第二の基板にある各電極それぞれを引き出し電極に接続した。
前記二枚の基板を、第一の基板の電極面と第二の基板上の中間層が対向し、かつ電極のストライプ方向（長手方向）が直交するように重ね合わせ、両面テープ（太陽金網株式会社製、ＴＲＡＮ−ＳＩＬ ＮＴ−１００１、厚さ５０μｍ）で固定して、実施例７の入力素子を作製した。更に、入力素子に高温負荷を加えた。
A conductive adhesive (manufactured by ThreeBond, TB3303B,
Each of the electrodes on the first and second substrates was connected to the extraction electrode.
The two substrates are superposed so that the electrode surface of the first substrate and the intermediate layer on the second substrate face each other and the stripe direction (longitudinal direction) of the electrodes is orthogonal to each other, and double-sided tape (Solar wire mesh stock). The input element of Example 7 was manufactured by fixing with a company-made TRAN-SIL NT-1001,
（高温負荷）
入力素子を温度１５０℃の恒温器（ヤマト科学株式会社製、ＤＮ４１０Ｈ）に１時間保持して、高温負荷を加えた。その後、入力素子を取り出して、２４℃、４０ＲＨ％の条件下で１時間静置保管した。
＜評価＞
作製した実施例７の入力素子について、実施例１と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表１に示す。
表１から明らかなように、実施例７の入力素子は高温負荷後も高い検出感度を示すことがわかる。
(High temperature load)
The input element was held in an incubator (manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd., DN410H) at a temperature of 150 ° C. for 1 hour, and a high temperature load was applied. Then, the input element was taken out and kept standing for 1 hour under the conditions of 24 ° C. and 40 RH%.
<Evaluation>
With respect to the produced input element of Example 7, the detection sensitivity to pressing was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
As is clear from Table 1, it can be seen that the input element of Example 7 exhibits high detection sensitivity even after a high temperature load.
（実施例８）
＜入力素子の作製＞
図１９に示す断面構成を有する評価用の入力素子を、以下の手順で作製した。なお、入力素子１の断面構成は図９（ａ）とし、入力素子１の外面はカバーシート２４で覆われている構成とした。
ＰＥＴフィルム上に、フロロシリコーンゴム（信越化学工業株式会社製、Ｘ３６−４２０Ｕ）、及びチタン酸バリウム（ＡＬＤＲＩＣＨ社製、２０８１０８）３０質量部とからなるシリコーンゴム組成物を塗布し、１２０℃で３０分間加熱硬化させて、厚み１００μｍの中間層前駆体を形成した。更に、上記中間層前駆体に表面改質処理を施して、ＰＥＴフィルムから剥がし、中間層を得た。
(Example 8)
<Manufacturing of input element>
An evaluation input element having the cross-sectional structure shown in FIG. 19 was manufactured by the following procedure. The cross-sectional structure of the
A silicone rubber composition consisting of 30 parts by mass of fluorosilicone rubber (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., X36-420U) and barium titanate (manufactured by ALDRICH, 208108) is applied onto a PET film, and 30 at 120 ° C. The mixture was heat-cured for 1 minute to form an intermediate layer precursor having a thickness of 100 μm. Further, the intermediate layer precursor was subjected to a surface modification treatment and peeled off from the PET film to obtain an intermediate layer.
（表面改質処理）
表面改質処理として、以下の条件でＵＶ照射処理（処理条件；ヴィルバー・ルーマット社製、ＶＬ−２１５．Ｃ、波長２５４ｎｍ、積算光量３００Ｊ／ｃｍ２、反応雰囲気：窒素、酸素分圧５，０００ｐｐｍ以下）を施した。
次に、４０ｍｍ×４０ｍｍに切り出したＰＥＴ基板上に、Ｌ／Ｓ＝８ｍｍ／２ｍｍのストライプ状にＩＴＯ電極を形成したものを二枚準備した。
第一の基板の電極面に、スペーサとして直径１０μｍの球状シリカをイソプロピルアルコール中に分散させたスペーサ散布液を、スピンコート機にて散布した。その後、乾燥させて、第一の基板の電極面にスペーサを設けた。
(Surface modification treatment)
As the surface modification treatment, UV irradiation treatment (treatment conditions; VL-215.C, VL-215.C, wavelength 254 nm, integrated light intensity 300 J / cm 2 , reaction atmosphere: nitrogen, oxygen partial pressure 5,000 ppm) under the following conditions. The following) was applied.
Next, two sheets were prepared in which ITO electrodes were formed in a stripe shape of L / S = 8 mm / 2 mm on a PET substrate cut out to a size of 40 mm × 40 mm.
A spacer spraying solution in which spherical silica having a diameter of 10 μm was dispersed in isopropyl alcohol as a spacer was sprayed on the electrode surface of the first substrate by a spin coating machine. Then, it was dried and a spacer was provided on the electrode surface of the first substrate.
第二の基板の電極面に、導電性接着剤（スリーボンド製、ＴＢ３３０３Ｂ、厚さ５０μｍ）、前記中間層の順に重ね、１５０℃で１時間加熱接着した。
第一および第二の基板にある各電極それぞれを引き出し電極に接続した。
前記二枚の基板を、第一の基板の電極面と第二の基板上の中間層が対向し、かつ電極のストライプ方向（長手方向）が直交するように重ね合わせ、両面テープ（太陽金網株式会社製、ＴＲＡＮ−ＳＩＬ ＮＴ−１００１、厚さ５０μｍ）で固定して、実施例８の入力素子を作製した。更に、入力素子に高温負荷を加えた。
A conductive adhesive (manufactured by ThreeBond, TB3303B,
Each of the electrodes on the first and second substrates was connected to the extraction electrode.
The two substrates are superposed so that the electrode surface of the first substrate and the intermediate layer on the second substrate face each other and the stripe direction (longitudinal direction) of the electrodes is orthogonal to each other, and double-sided tape (Solar wire mesh stock). The input element of Example 8 was manufactured by fixing with TRAN-SIL NT-1001, manufactured by the same company,
（高温負荷）
入力素子を温度１５０℃の恒温器（ヤマト科学株式会社製、ＤＮ４１０Ｈ）に１時間保持して、高温負荷を加えた。その後、入力素子を取り出して、２４℃、４０ＲＨ％の条件下で１時間静置保管した。
＜評価＞
作製した実施例８の入力素子について、実施例１と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表１に示す。
表１から明らかなように、実施例８の入力素子は高温負荷後も高い検出感度を示すことがわかる。
(High temperature load)
The input element was held in an incubator (manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd., DN410H) at a temperature of 150 ° C. for 1 hour, and a high temperature load was applied. Then, the input element was taken out and kept standing for 1 hour under the conditions of 24 ° C. and 40 RH%.
<Evaluation>
With respect to the produced input element of Example 8, the detection sensitivity to pressing was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
As is clear from Table 1, it can be seen that the input element of Example 8 exhibits high detection sensitivity even after a high temperature load.
（実施例９）
＜入力素子の作製＞
図１９に示す断面構成を有する評価用の入力素子を、以下の手順で作製した。なお、入力素子１の断面構成は図８（ｂ）とし、入力素子１の外面はカバーシート２４で覆われている構成とした。
ＰＥＴフィルム上に、シリコーンゴム（信越化学工業株式会社製、ＫＥ−１９３５）、及びチタン酸バリウム（ＡＬＤＲＩＣＨ社製、２０８１０８）５０質量部とからなるシリコーンゴム組成物を塗布し、１２０℃で３０分間加熱硬化させて、厚み１００μｍの中間層前駆体を形成した。更に、上記中間層前駆体に表面改質処理を施して、ＰＥＴフィルムから剥がし、中間層を得た。
(Example 9)
<Manufacturing of input element>
An evaluation input element having the cross-sectional structure shown in FIG. 19 was manufactured by the following procedure. The cross-sectional structure of the
A silicone rubber composition consisting of 50 parts by mass of silicone rubber (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., KE-1935) and barium titanate (manufactured by ALDRICH, 208108) is applied onto a PET film, and the composition is applied at 120 ° C. for 30 minutes. It was heat-cured to form an intermediate layer precursor having a thickness of 100 μm. Further, the intermediate layer precursor was subjected to a surface modification treatment and peeled off from the PET film to obtain an intermediate layer.
（表面改質処理）
表面改質処理として、以下の条件で電子線照射処理（処理条件；浜松ホトニクス株式会社製、ライン照射型低エネルギー電子線照射源、照射量１ＭＧｙ、反応雰囲気：窒素、酸素分圧５０００ｐｐｍ以下）を施した。
次に、４０ｍｍ×４０ｍｍに切り出したＰＥＴ基板上に、Ｌ／Ｓ＝８ｍｍ／２ｍｍのストライプ状にＩＴＯ電極を形成したものを二枚準備した。
(Surface modification treatment)
As the surface modification treatment, electron beam irradiation treatment (treatment conditions; manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd., line irradiation type low energy electron beam irradiation source,
Next, two sheets were prepared in which ITO electrodes were formed in a stripe shape of L / S = 8 mm / 2 mm on a PET substrate cut out to a size of 40 mm × 40 mm.
第二の基板の電極面に、導電性接着剤（Ａｌｐｈａ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ製、ＳＴＡＹＳＴＩＫ５７１、厚さ７６μｍ）、前記中間層、接着剤（Ａｌｐｈａ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ製、ＳＴＡＹＳＴＩＫ４７２、厚さ７６μｍ）、第一の基板の電極面の順に重ね、１６０℃で１０分間加熱接着した。なお、第一の基板の電極面と第二の基板上の中間層が対向し、かつ電極のストライプ方向（長手方向）が直交するように重ね合わせた。
第一および第二の基板にある各電極それぞれを引き出し電極に接続した。
上記にようにして、実施例９の入力素子を作製した。更に、入力素子に高温負荷を加えた。
On the electrode surface of the second substrate, a conductive adhesive (manufactured by Alpha Advanced Materials, STAYSTIK571, thickness 76 μm), the intermediate layer, an adhesive (manufactured by Alpha Advanced Materials, STAYSTIK472, thickness 76 μm), the first substrate. The electrode surfaces were stacked in this order and heat-bonded at 160 ° C. for 10 minutes. The electrode surface of the first substrate and the intermediate layer on the second substrate were overlapped so as to face each other and the stripe direction (longitudinal direction) of the electrodes was orthogonal to each other.
Each of the electrodes on the first and second substrates was connected to the extraction electrode.
As described above, the input element of Example 9 was manufactured. Further, a high temperature load was applied to the input element.
（高温負荷）
入力素子を温度１５０℃の恒温器（ヤマト科学株式会社製、ＤＮ４１０Ｈ）に１時間保持して、高温負荷を加えた。その後、入力素子を取り出して、２４℃、４０ＲＨ％の条件下で１時間静置保管した。
＜評価＞
作製した実施例９の入力素子について、実施例１と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表１に示す。
表１から明らかなように、実施例９の入力素子は高温負荷後も高い検出感度を示すことがわかる。
(High temperature load)
The input element was held in an incubator (manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd., DN410H) at a temperature of 150 ° C. for 1 hour, and a high temperature load was applied. Then, the input element was taken out and kept standing for 1 hour under the conditions of 24 ° C. and 40 RH%.
<Evaluation>
With respect to the produced input element of Example 9, the detection sensitivity to pressing was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
As is clear from Table 1, it can be seen that the input element of Example 9 exhibits high detection sensitivity even after a high temperature load.
（比較例１）
＜入力素子の作製＞
実施例１の入力素子において、中間層をＰＶＤＦ（東京センサ株式会社製、厚み１１０μｍ）に変えたこと以外は、実施例１と同様にして、比較例１の入力素子を作製した。すなわち、図１９／図９（ｂ）に示す断面構成を有する入力素子とした。
＜評価＞
作製した比較例１の入力素子について、実施例１と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表１に示す。
表１から明らかなように、比較例１の入力素子は高温負荷がかからない状態での比較においても本発明の入力素子に比べて検出感度が低いことがわかる。
(Comparative Example 1)
<Manufacturing of input element>
In the input element of Example 1, the input element of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the intermediate layer was changed to PVDF (manufactured by Tokyo Sensor Co., Ltd., thickness 110 μm). That is, the input element has the cross-sectional structure shown in FIG. 19 / FIG. 9 (b).
<Evaluation>
With respect to the produced input element of Comparative Example 1, the detection sensitivity to pressing was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
As is clear from Table 1, it can be seen that the input element of Comparative Example 1 has a lower detection sensitivity than the input element of the present invention even in a comparison in a state where a high temperature load is not applied.
（比較例２）
＜入力素子の作製＞
比較例１の入力素子において、中間層に高温負荷を加えたこと以外は、比較例１と同様にして、比較例２の入力素子を作製した。すなわち、図１９／図９（ｂ）に示す断面構成を有する入力素子とした。
(Comparative Example 2)
<Manufacturing of input element>
In the input element of Comparative Example 1, the input element of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that a high temperature load was applied to the intermediate layer. That is, the input element has the cross-sectional structure shown in FIG. 19 / FIG. 9 (b).
（高温負荷）
中間層を温度１５０℃の恒温器（ヤマト科学株式会社製、ＤＮ４１０Ｈ）に２４時間保持して、高温負荷を加えた。その後、中間層を取り出して、２４℃、４０ＲＨ％の条件下で２４時間静置保管した。
＜評価＞
作製した比較例２の入力素子について、実施例１と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表１に示す。
表１から明らかなように、比較例２の中間層は高温負荷後に検出感度が著しく低下することがわかる。このことは、炎天下での車中の温度上昇等の環境変動に十分に耐えることができず、場合によっては使用不可となり得ることを意味する。
(High temperature load)
The intermediate layer was held in an incubator (manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd., DN410H) at a temperature of 150 ° C. for 24 hours, and a high temperature load was applied. Then, the intermediate layer was taken out and stored standing for 24 hours under the conditions of 24 ° C. and 40 RH%.
<Evaluation>
With respect to the produced input element of Comparative Example 2, the detection sensitivity to pressing was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
As is clear from Table 1, it can be seen that the detection sensitivity of the intermediate layer of Comparative Example 2 significantly decreases after a high temperature load. This means that it cannot sufficiently withstand environmental changes such as a temperature rise in the vehicle under the scorching sun, and in some cases, it may become unusable.
（比較例３）
＜入力素子の作製＞
比較例１の入力素子において、第二の基板にある電極面と中間層とを導電性接着剤（スリーボンド製、ＴＢ３３０３Ｂ、厚さ５０μｍ、接着条件１５０℃で１時間）で加熱接着したこと以外は、比較例１と同様にして、比較例３の入力素子を作製した。すなわち、図１９／図９（ｂ）に示す断面構成を有する入力素子とした。
(Comparative Example 3)
<Manufacturing of input element>
In the input element of Comparative Example 1, except that the electrode surface on the second substrate and the intermediate layer were heat-bonded with a conductive adhesive (ThreeBond, TB3303B,
＜評価＞
作製した比較例３の入力素子について、実施例１と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表１に示す。
表１から明らかなように、比較例３の中間層は高温負荷後に検出感度が著しく低下することがわかる。
<Evaluation>
With respect to the produced input element of Comparative Example 3, the detection sensitivity to pressing was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
As is clear from Table 1, it can be seen that the detection sensitivity of the intermediate layer of Comparative Example 3 significantly decreases after a high temperature load.
（比較例４）
＜入力素子の作製＞
比較例１の入力素子に高温負荷を加えて、比較例４の入力素子とした。
（高温負荷）
入力素子を温度１５０℃の恒温器（ヤマト科学株式会社製、ＤＮ４１０Ｈ）に１時間保持して、高温負荷を加えた。その後、入力素子を取り出して、２４℃、４０ＲＨ％の条件下で１時間静置保管した。
(Comparative Example 4)
<Manufacturing of input element>
A high-temperature load was applied to the input element of Comparative Example 1 to obtain an input element of Comparative Example 4.
(High temperature load)
The input element was held in an incubator (manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd., DN410H) at a temperature of 150 ° C. for 1 hour, and a high temperature load was applied. Then, the input element was taken out and kept standing for 1 hour under the conditions of 24 ° C. and 40 RH%.
＜評価＞
作製した比較例４の入力素子について、実施例１と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表１に示す。
表１から明らかなように、比較例４の入力素子は高温負荷後に検出感度が著しく低下することがわかる。
<Evaluation>
With respect to the produced input element of Comparative Example 4, the detection sensitivity to pressing was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
As is clear from Table 1, it can be seen that the detection sensitivity of the input element of Comparative Example 4 significantly decreases after a high temperature load.
（比較例５）
＜入力素子の作製＞
図２３に示す断面構成を有する評価用の入力素子を、以下の手順で作製した。すなわち、図１で示した基本構成の入力素子をカバーシート２４でパッケージングしたものである。
ＰＥＴフィルム上に、シリコーンゴム（信越化学工業株式会社製、ＫＥ−１９３５）を塗布し、１２０℃で３０分間加熱硬化させて、厚み１００μｍの中間層前駆体を形成した。更に、上記中間層前駆体に表面改質処理及び不活性化処理を施して、ＰＥＴフィルムから剥がし、中間層を得た。
(Comparative Example 5)
<Manufacturing of input element>
An evaluation input element having the cross-sectional structure shown in FIG. 23 was manufactured by the following procedure. That is, the input element having the basic configuration shown in FIG. 1 is packaged with the
Silicone rubber (KE-1935, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was applied onto the PET film and heat-cured at 120 ° C. for 30 minutes to form an intermediate layer precursor having a thickness of 100 μm. Further, the intermediate layer precursor was subjected to a surface modification treatment and an inactivation treatment, and peeled off from the PET film to obtain an intermediate layer.
（表面改質処理）
表面改質処理として、以下の条件でプラズマ処理（処理条件；ヤマト科学株式会社製、ＰＲ−５００、出力１００Ｗ、処理時間３分間、反応雰囲気：アルゴン９９．９９９％、反応圧力１０Ｐａ）を施した。
（不活性化処理）
表面改質処理後、中間層前駆体の処理面に、フッ素系炭素化合物（ダイキン工業株式会社製、オプツールＤＳＸ）をパーフルオロヘキサンで希釈した０．１％溶液を、引き上げ速度１０ｍｍ／ｍｉｎのディッピング工法にて塗布した。その後、相対湿度９０％、温度６０℃の環境で３０分間以上保持し、５０℃で１０分間乾燥させて、不活性化処理を施した。
(Surface modification treatment)
As the surface modification treatment, plasma treatment (treatment conditions; manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd., PR-500, output 100 W,
(Inactivation treatment)
After the surface modification treatment, a 0.1% solution of a fluorine-based carbon compound (Optool DSX manufactured by Daikin Industries, Ltd.) diluted with perfluorohexane was added to the treated surface of the intermediate layer precursor at a pulling rate of 10 mm / min. It was applied by the construction method. Then, it was kept in an environment of 90% relative humidity and 60 ° C. for 30 minutes or more, dried at 50 ° C. for 10 minutes, and subjected to the inactivation treatment.
次に、４０ｍｍ×４０ｍｍに切り出したＰＥＴ基板上に、Ｌ／Ｓ＝８ｍｍ／２ｍｍのストライプ状にＩＴＯ電極を形成したものを二枚準備した。
第二の基板の電極面に、前記中間層、第一の基板の電極面の順に重ね、両面テープ（太陽金網式会社製、ＴＲＡＮ−ＳＩＬ ＮＴ−１００１、厚さ５０μｍ）で固定した。なお、第一の基板の電極面と第二の基板上の中間層が対向し、かつ電極のストライプ方向（長手方向）が直交するように重ね合わせた。
第一および第二の基板にある各電極それぞれを引き出し電極に接続した。
上記にようにして、比較例５の入力素子を作製した。更に、入力素子に高温負荷を加えた。
Next, two sheets were prepared in which ITO electrodes were formed in a stripe shape of L / S = 8 mm / 2 mm on a PET substrate cut out to a size of 40 mm × 40 mm.
The intermediate layer and the electrode surface of the first substrate were laminated on the electrode surface of the second substrate in this order, and fixed with double-sided tape (TRAN-SIL NT-1001, manufactured by Taiyo Wire Mesh Co., Ltd.,
Each of the electrodes on the first and second substrates was connected to the extraction electrode.
As described above, the input element of Comparative Example 5 was manufactured. Further, a high temperature load was applied to the input element.
（高温負荷）
入力素子を温度１５０℃の恒温器（ヤマト科学株式会社製、ＤＮ４１０Ｈ）に１時間保持して、高温負荷を加えた。その後、入力素子を取り出して、２４℃、４０ＲＨ％の条件下で１時間静置保管した。
＜評価＞
作製した比較例５の入力素子について、実施例１と同様にして、押圧に対する検出感度を評価した。結果を表１に示す。
(High temperature load)
The input element was held in an incubator (manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd., DN410H) at a temperature of 150 ° C. for 1 hour, and a high temperature load was applied. Then, the input element was taken out and kept standing for 1 hour under the conditions of 24 ° C. and 40 RH%.
<Evaluation>
With respect to the produced input element of Comparative Example 5, the detection sensitivity to pressing was evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
表１から明らかなように、比較例５の入力素子は本発明の実施形態に係る耐熱層を有する入力素子に比べて、高温負荷後に検出感度が低下することがわかる。ただし、本発明の中間層を有するので、比較例４に比べるとそれでも検出感度は１０倍と高い。 As is clear from Table 1, it can be seen that the input element of Comparative Example 5 has a lower detection sensitivity after a high temperature load than the input element having the heat-resistant layer according to the embodiment of the present invention. However, since it has the intermediate layer of the present invention, the detection sensitivity is still as high as 10 times that of Comparative Example 4.
表１の耐熱層の配置位置及び材料の詳細を表２に示す。 Table 2 shows the arrangement positions of the heat-resistant layers in Table 1 and the details of the materials.
表２に示すように、実施例４では、中間層４と第２の電極３との間が導電性アクリル系の両面テープで接着されており、入力素子全体を加熱している。
実施例５では、中間層４と第２の電極３との間が導電性シリコーン系の熱硬化性材料で加熱接着されており、入力素子全体を加熱している。
実施例５では加熱負荷が多いにも拘わらず、加熱負荷の少ない実施例４よりも出力電圧の倍率が高い。このことは、中間層４の材質（シリコーン）と、耐熱層１９の材質とが実施例５では熱特性が同一又は同等のものとなっていることも一因と考えられる。
すなわち、高温負荷による熱膨張率の違いに基づく界面剥離や位相ずれによる信号相殺等が高精度に抑制されるからであると考えられる。
As shown in Table 2, in the fourth embodiment, the
In the fifth embodiment, the
In Example 5, although the heating load is large, the magnification of the output voltage is higher than that in Example 4 where the heating load is small. It is considered that this is partly because the material of the intermediate layer 4 (silicone) and the material of the heat-
That is, it is considered that the interface peeling due to the difference in the coefficient of thermal expansion due to the high temperature load and the signal cancellation due to the phase shift are suppressed with high accuracy.
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定しない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を例示したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to such a specific embodiment, and unless otherwise specified in the above description, the present invention described in the claims. Various modifications and changes are possible within the scope of the purpose.
The effects described in the embodiments of the present invention merely exemplify the most preferable effects arising from the present invention, and the effects according to the present invention are limited to those described in the embodiments of the present invention. is not.
１Ａ 入力素子
２ 第１の電極
３ 第２の電極
４ 中間層
５ 入力装置
６ 表示素子
８ 信号処理部
８Ａ 位置検出部
８Ｂ 圧力検出部
１９ 耐熱層
２０ スペーサ
Claims (10)
第１及び第２の電極間に配置され、シロキサンを含有するゴム又はゴム組成物で形成された中間層と、
第１及び第２の電極の少なくとも一方と前記中間層との間、あるいは第１及び第２の電極の少なくとも一方の前記中間層と反対側に配置される耐熱層と、
を備え、
前記中間層は、Ｓｉ−Ｏ結合が増加するように表面改質処理されている入力素子。 The first and second electrodes facing each other,
An intermediate layer arranged between the first and second electrodes and formed of a siloxane-containing rubber or rubber composition,
A heat-resistant layer arranged between at least one of the first and second electrodes and the intermediate layer, or opposite to the intermediate layer of at least one of the first and second electrodes.
Equipped with a,
The intermediate layer is an input element that has been surface-modified so as to increase Si—O bonds .
前記耐熱層が熱硬化性材料又は熱可塑性材料で形成され、接着層としての機能を有している入力素子。 In the input element according to claim 1,
An input element in which the heat-resistant layer is formed of a thermosetting material or a thermoplastic material and has a function as an adhesive layer.
前記耐熱層は前記中間層と熱特性が同一又は同等の材料で形成されている入力素子。 In the input element according to claim 2,
The heat-resistant layer is an input element formed of a material having the same or the same thermal characteristics as the intermediate layer.
前記中間層は、その厚み方向の一方側から他方側へ向かって酸素が増加して極大値を持ち、且つ、前記一方側から前記他方側へ向かって炭素が減少して極小値を持つ濃度プロファイルを有する入力素子。 In the input element according to any one of claims 1 to 3.
The intermediate layer has one peak value increases oxygen toward the side to the other side in the thickness direction and the concentration profile with a local minimum the one direction from a side to the other side reduces the carbon Input element having.
前記中間層は前記濃度プロファイルを前記一方側のみに有し、前記他方側とこれに対向する第１又は第２の電極との間が前記耐熱層を介して加熱接着されている入力素子。 In the input element according to claim 4,
The intermediate layer has the concentration profile on only one side thereof, and an input element in which the other side and a first or second electrode facing the other side are heat-bonded via the heat-resistant layer.
前記中間層の前記一方側と、該一方側に対向する第１又は第２の電極との間にスペーサを有する入力素子。 In the input element according to claim 5,
An input element having a spacer between the one side of the intermediate layer and the first or second electrode facing the one side.
第１の電極は第１の方向に沿って配列した複数の電極からなり、第２の電極は第１の方向と直交する第２の方向に沿って配列した複数の電極からなる入力素子。 In the input element according to any one of claims 1 to 6.
The first electrode is an input element composed of a plurality of electrodes arranged along the first direction, and the second electrode is an input element composed of a plurality of electrodes arranged along a second direction orthogonal to the first direction.
前記中間層が押圧されることで発生する電気信号を処理する信号処理部と、
を備えた入力装置。 The input element according to any one of claims 1 to 7.
A signal processing unit that processes an electrical signal generated by pressing the intermediate layer, and
Input device equipped with.
前記信号処理部は、押圧位置を検出する位置検出部と、押圧力を検出する圧力検出部とを有している入力装置。 In the input device according to claim 8,
The signal processing unit is an input device having a position detecting unit for detecting a pressing position and a pressure detecting unit for detecting a pressing force.
表示素子を有する入力装置。 In the input device according to claim 8 or 9.
An input device having a display element.
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