按壓檢測(cè)裝置及觸控面板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及按壓檢測(cè)裝置及觸控面板。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為壓電材料，W往多使用作為陶瓷材料的PZT(PBZr〇3-化Ti〇3系固溶體），但 由于PZT含有鉛，所W逐漸使用了環(huán)境負(fù)擔(dān)小、而且富有柔軟性的高分子壓電材料。
[0003]目前已知的高分子壓電材料主要可大致分為W下兩類。旨P，W尼龍11、聚氣乙締、 聚氯乙締、聚脈等為代表的極化型高分子、W及W聚偏二氣乙締（P型）（PVD巧和偏二氣乙 締一S氣乙締共聚物（P(VDF-化FE))(75/25)等為代表的強(qiáng)介電性高分子運(yùn)兩類。
[0004] 近年來，除了上述的高分子壓電材料W外，還著眼于使用多膚、聚乳酸等具有光學(xué) 活性的高分子。已知聚乳酸系高分子僅通過機(jī)械性的拉伸操作即呈現(xiàn)壓電性。
[0005] 在具有光學(xué)活性的高分子中，認(rèn)為聚乳酸運(yùn)樣的高分子結(jié)晶的壓電性是由存在于 螺旋軸方向的C= 0鍵的永久偶極所產(chǎn)生的。尤其是，對(duì)于聚乳酸而言，側(cè)鏈相對(duì)于主鏈的 體積分率小、每單位體積的永久偶極的比例大，即使在具有螺旋手性化elical chirality) 的高分子中，也可W說是理想的高分子。
[0006] 已知僅通過拉伸處理而呈現(xiàn)壓電性的聚乳酸不需要進(jìn)行極化處理，壓電模量歷經(jīng) 數(shù)年而不易減少。
[0007] 作為使用了聚乳酸系高分子作為高分子壓電材料的裝置，例如，提出了具有由聚 乳酸制作的壓電片材的觸控面板（例如，參照國(guó)際公開第2010/143528號(hào)小冊(cè)子、國(guó)際公開 第2011/125408號(hào)小冊(cè)子、國(guó)際公開第2012/049969號(hào)小冊(cè)子、及國(guó)際公開第2011/138903 號(hào)小冊(cè)子）。

【發(fā)明內(nèi)容】

[000引發(fā)明所要解決的課題
[0009] 本發(fā)明的目的在于提供使用了高分子壓電材料的檢測(cè)靈敏度高的按壓檢測(cè)裝置 及觸控面板。
[0010] 用于解決課題的手段
[0011] 為了達(dá)成上述目的，提供W下的發(fā)明。
[0012] < 1 >一種按壓檢測(cè)裝置，其具有：
[0013] 被加壓構(gòu)件，所述被加壓構(gòu)件具有接觸面，所述接觸面通過與加壓機(jī)構(gòu)接觸而被 施加壓力，和
[0014] 壓電構(gòu)件，所述壓電構(gòu)件與上述被加壓構(gòu)件相向配置，且包含高分子壓電材料，所 述高分子壓電材料的在25°c下通過位移法測(cè)得的壓電常數(shù)di4為Ipm/VW上，
[0015] 上述被加壓構(gòu)件的截面慣性矩kross-sectional secondary moment)扣和楊氏 模量化的積lEb、與上述壓電構(gòu)件的截面慣性矩la和楊氏模量Ea的積lEa之比lEb/IEa 在1〇2~1〇1°的范圍內(nèi)。
[001引 <2>如<1>所述的按壓檢測(cè)裝置，其中，上述比166/163在104~109的范圍 內(nèi)。
[0017] <3>如< 1 >或<2>所述的按壓檢測(cè)裝置，其中，上述比lEb/IEa在1〇5~1〇8 的范圍內(nèi)。
[0018] < 4 >如< 1 >~< 3 >中任一項(xiàng)所述的按壓檢測(cè)裝置，其還具有：
[0019] 相對(duì)于從上述接觸面施加的壓力而支承上述被加壓構(gòu)件的支承機(jī)構(gòu)，和
[0020] 相對(duì)于從上述接觸面經(jīng)由上述被加壓構(gòu)件所施加的壓力而支承上述壓電構(gòu)件的 支承機(jī)構(gòu)。
[0021] < 5 >如< 1 >~< 4 >中任一項(xiàng)所述的按壓檢測(cè)裝置，其中，從上述接觸面施加 壓力的方向、與上述高分子壓電材料的分子取向方向交叉。
[002引 < 6 >如< 1 >~< 5 >中任一項(xiàng)所述的按壓檢測(cè)裝置，其中，上述被加壓構(gòu)件的 厚度在0. 2mm~20mm的范圍內(nèi)。
[002引 < 7 >如< 1 >~< 6 >中任一項(xiàng)所述的按壓檢測(cè)裝置，其中，上述被加壓構(gòu)件的 楊氏模量化為IGPa~200GPa。
[0024] < 8 >如< 1 >~< 7 >中任一項(xiàng)所述的按壓檢測(cè)裝置，其中，在上述壓電構(gòu)件的 與上述被加壓構(gòu)件側(cè)相反的一側(cè)，還具有楊氏模量為0.IGPaW下的緩和部。
[002引 < 9 >如< 1 >~< 8 >中任一項(xiàng)所述的按壓檢測(cè)裝置，其中，上述高分子壓電材 料包含重均分子量為5萬~100萬的具有光學(xué)活性的螺旋手性高分子，利用DSC法得到的 結(jié)晶度為20%~80%，并且利用微波透過型分子取向計(jì)測(cè)定的將基準(zhǔn)厚度設(shè)定為50ym時(shí) 的標(biāo)準(zhǔn)化分子取向MORc和上述結(jié)晶度的積為40~700。
[0026] < 10 >如< 1 >~< 9 >中任一項(xiàng)所述的按壓檢測(cè)裝置，上述高分子壓電材料的 相對(duì)于可見光的內(nèi)部霧度為10%W下。
[0027] < 11 >如< 9 >或< 10 >所述的按壓檢測(cè)裝置，其中，上述MORc為3. 5~15. 0。
[002引 < 12 >如< 9 >~< 11 >中任一項(xiàng)所述的按壓檢測(cè)裝置，其中，上述螺旋手性高 分子為具有包含下述式（1)表示的重復(fù)單元的主鏈的聚乳酸系高分子。
[0029]
[0030] < 13 >如< 9 >~< 12 >中任一項(xiàng)所述的按壓檢測(cè)裝置，其中，上述螺旋手性高 分子的光學(xué)純度為95. 00%eeW上。
[0031] < 14 >如< 9 >~< 13 >中任一項(xiàng)所述的按壓檢測(cè)裝置，其中，上述高分子壓電 材料中的上述螺旋手性高分子的含量為80質(zhì)量％W上。
[0032] < 15 >如< 9 >~< 14 >中任一項(xiàng)所述的按壓檢測(cè)裝置，其中，上述高分子壓電 材料還含有重均分子量為200~60000的穩(wěn)定劑，所述穩(wěn)定劑具有選自碳二亞胺基、環(huán)氧基 及異氯酸醋基中的1種W上的官能團(tuán)，相對(duì)于上述螺旋手性高分子100質(zhì)量份，W0. 01質(zhì) 量份~10質(zhì)量份包含上述穩(wěn)定劑。
[003引 < 16 >如< 15 >所述的按壓檢測(cè)裝置，其中，作為上述穩(wěn)定劑，包含在1分子內(nèi) 具有1個(gè)選自碳二亞胺基、環(huán)氧基及異氯酸醋基中的官能團(tuán)的穩(wěn)定劑。
[0034] <17>-種觸控面板，其具有<1>~<16>中任一項(xiàng)所述的按壓檢測(cè)裝置和 顯示裝置。
[00對(duì)發(fā)明的效果
[0036] 通過本發(fā)明，可提供使用了高分子壓電材料的檢測(cè)靈敏度高的按壓檢測(cè)裝置及觸 控面板。
【附圖說明】
[0037][圖1]為示意性地表示本實(shí)施方式設(shè)及的按壓檢測(cè)裝置的一例的厚度方向的截 面的剖視圖。
[0038][圖2]為示意性地表示圖1所示的按壓檢測(cè)裝置的與接觸面相反的一側(cè)的俯視 圖。
[0039][圖3]為示意性地表示實(shí)施例中在產(chǎn)生電荷密度的測(cè)定中所使用的電路結(jié)構(gòu)的 圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040] <按壓檢測(cè)裝置>
[0041] 本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式設(shè)及的按壓檢測(cè)裝置具有：被加壓構(gòu)件，所述被加壓構(gòu)件 具有接觸面，所述接觸面通過與加壓機(jī)構(gòu)接觸而被施加壓力；壓電構(gòu)件，所述壓電構(gòu)件與上 述被加壓構(gòu)件相向配置，且包含高分子壓電材料。上述被加壓構(gòu)件的截面慣性矩Ib和楊氏 模量化的積lEb、與上述壓電構(gòu)件的截面慣性矩la和楊氏模量Ea的積lEa之比lEb/IEa 在1〇2~1〇1°的范圍內(nèi)。
[0042] 本發(fā)明的發(fā)明人們發(fā)現(xiàn)，通過使被加壓構(gòu)件的截面慣性矩Ib和楊氏模量化的積 lEb、與壓電構(gòu)件的截面慣性矩la和楊氏模量Ea的積lEa之比lEb/IEa在優(yōu)選102~101° 的范圍，從而每單位曉曲量產(chǎn)生的電荷密度高，即，可高靈敏度地檢測(cè)被施加到被加壓構(gòu)件 的接觸面的壓力。從具有更高檢測(cè)靈敏度的觀點(diǎn)考慮，ffib/IEa優(yōu)選為103W上，更優(yōu)選為 104W上，特別優(yōu)選為l〇5W上。同樣從具有更高的檢測(cè)靈敏度的觀點(diǎn)考慮，ffib/IEa優(yōu)選為 1〇9^下，更優(yōu)選為10 8^下，進(jìn)一步優(yōu)選為10 7^下。
[004引reVlEa優(yōu)選為104~10 9,更優(yōu)選為104~10 8,特別優(yōu)選為105~1Q8。
[0044] 需要說明的是，本實(shí)施方式中，壓電構(gòu)件與被加壓構(gòu)件的至少一部分相向即可。另 夕F，本實(shí)施方式中，加壓機(jī)構(gòu)、被加壓構(gòu)件的與加壓機(jī)構(gòu)接觸的部分W及壓電構(gòu)件，可W配 置在一條直線上，也可W不配置在一條直線上。
[004引〔截面慣性矩）
[0046] 截面慣性矩是表示物體在彎曲力矩化endingmoment)的作用下的變形難易程度 的量。
[0047] 構(gòu)成本實(shí)施方式的按壓檢測(cè)裝置的被加壓構(gòu)件的截面慣性矩（lb)、及壓電構(gòu)件的 各截面慣性矩（la)分別可按照W下方式求出。
[0048] 構(gòu)件（被加壓構(gòu)件及壓電構(gòu)件）為矩形平板狀的構(gòu)件時(shí)，可將該構(gòu)件視為其截面 為矩形截面的梁。該情況下，截面慣性矩I通常可基于構(gòu)件的寬度b及構(gòu)件的厚度h、通過 下述式（a)算出。
[0049] I=化Xh3)/12 ? ??式（a)
[0050] 但是，通過用支承機(jī)構(gòu)（例如，后述的支承框5)支承構(gòu)件（例如，后述的被加壓構(gòu) 件（基材）6)，在所施加的壓力的作用下僅構(gòu)件的寬度中的一部分（W下也稱為"固定端間 隔";例如，比后述的支承框5的內(nèi)周更靠?jī)?nèi)側(cè)的部分）發(fā)生變形時(shí)，該構(gòu)件的截面慣性矩可 通過固定端間隔X(構(gòu)件的厚度的立方）/12算出。
[0051] 被加壓構(gòu)件或壓電構(gòu)件的截面不是短矩截面時(shí)，也可作為短矩截面來計(jì)算，截面 慣性矩可通過固定端間隔X(構(gòu)件的厚度的立方）/12算出。
[0052] 截面慣性矩越大，越難W曉曲。若被加壓構(gòu)件比壓電構(gòu)件容易曉曲，則施加至接觸 面的壓力F難W高效地向壓電構(gòu)件傳播。另一方面，被加壓構(gòu)件過于不易曉曲時(shí)，力也難W 高效地向壓電構(gòu)件傳播。
[0053] 〔楊氏模量）
[0054] 楊氏模量（Young'Smo化lus，縱向彈性模量）是確定在彈性范圍內(nèi)每單位應(yīng)變需 要多少應(yīng)力的值的常數(shù)。
[0055] 構(gòu)成本實(shí)施方式的按壓檢測(cè)裝置的被加壓構(gòu)件及壓電構(gòu)件的各楊氏模量巧b、Ea) 可按照W下方式求出。
[0056] 利用按照J(rèn)ISK7127的拉伸試驗(yàn)方法、使用JISK6251中規(guī)定的啞鈴狀1號(hào)形的 試驗(yàn)片測(cè)量壓電構(gòu)件的楊氏模量Ea(縱向彈性模量）、由樹脂形成的被加壓構(gòu)件的楊氏模 量化（縱向彈性模量）。求出通過本試驗(yàn)片及本試驗(yàn)方法得到的應(yīng)力應(yīng)變線圖中的彈性區(qū) 域（的線形部）的斜率，作為楊氏模量。利用按照J(rèn)ISR1602的靜態(tài)彈性模量測(cè)定方法求 出由玻璃運(yùn)樣的脆性材料形成的被加壓構(gòu)件的楊氏模量。
[0057] W下，進(jìn)一步具體地說明本實(shí)施方式的按壓檢測(cè)裝置。
[0058] 圖1為示意性地表示本實(shí)施方式設(shè)及的按壓檢測(cè)裝置的一例的厚度方向的截面 的剖視圖，圖2為表示圖1所示的按壓檢測(cè)裝置的與接觸面相反的一側(cè)（支承框側(cè)）的概 略俯視圖。
[0059] 本實(shí)施方式的一例設(shè)及的按壓檢測(cè)裝置10具有：基材（被加壓構(gòu)件）6,所述基材 6具有接觸面6A，所述接觸面6A通過加壓機(jī)構(gòu)8接觸而被施加壓力；和壓電構(gòu)件7,所述壓 電構(gòu)件7與基材6相向配置。壓電構(gòu)件7由聚乳酸（PLA:pol^acticacid)膜（高分子壓 電材料）4、和被設(shè)置在PLA膜4的兩面的電極層（第1電極層2、第2電極層3)構(gòu)成。
[0060] 該例中，在第1電極層2及第2電極層3上，還分別貼合有帶有導(dǎo)電性粘合層的銅 錐帶22、23作為引出電極。
[0061] 在基材6的與接觸面6A為相反側(cè)的面的邊緣部，設(shè)置有作為支承機(jī)構(gòu)的支承框5， 所述作為支承機(jī)構(gòu)的支承框5相對(duì)于從接觸面6A所施加的壓力而支承基材6。支承框5通 過例如兩面膠帶、粘接劑、粘合劑等而被貼合在基材6上。
[006引需要說明的是，雖然在該例中支承框5被設(shè)置在基材6的面的邊緣部，但本實(shí)施方 式不限于該方式，支承框5也可被設(shè)置在壓電構(gòu)件7的面的邊緣部。例如，在基材6的尺寸 與壓電構(gòu)件7的尺寸相近的情況下（包括尺寸相同的情況）、或壓電構(gòu)件7的尺寸比基材6 的尺寸大時(shí)，支承框5也可被設(shè)置在壓電構(gòu)件7的邊緣部。總之，W相對(duì)于從接觸面6A所 施加的壓力而能支承基材6的方式設(shè)置支承框5即可。
[0063] 另外，本實(shí)施方式中，相對(duì)于從接觸面所施加的壓力而支承被加壓構(gòu)件的支承機(jī) 構(gòu)不限于支承框，只要是相對(duì)于上述壓力而（優(yōu)選W2點(diǎn)W上）支承被加壓構(gòu)件的機(jī)構(gòu)即 可。
[0064] 另外，在壓電構(gòu)件7中，PLA膜4的第1電極層2側(cè)經(jīng)由兩面膠帶1貼合在基材6 上。兩面膠帶1作為將壓電構(gòu)件7支承在基材6上的支承機(jī)構(gòu)發(fā)揮功能，相對(duì)于從接觸面 6A經(jīng)基材6所施加的壓力而將壓電構(gòu)件7支承在基材6上。