[发明专利]压电片、触摸面板、及输入输出装置

说明书

本发明涉及压电片、触摸面板、及输入输出装置，提供一种压电片，包括：压电体层；第一导电体层，所述第一导电体层配置在所述压电体层的一个表面上；第二导电体层，所述第二导电体层配置在所述压电体层的另一个表面上；以及绝缘体层，所述绝缘体层配置于所述第一导电体层的与所述压电体层所在的面相反的面，其中，所述压电片被构成为检测所述第一导电体层中的触摸位置，并检测所述第二导电体层中的触摸压力。

技术领域

本发明涉及压电片。具体地，本发明涉及能够进行触摸位置检测和触摸压力检测的压电片。另外，本发明涉及使用这些压电片或者触摸面板的输入输出装置。

背景技术

设置或者组合有作为输入装置的触摸屏(还称为触摸面板)的显示及输入输出装置被广泛地作为显示装置、例如液晶显示器投入实际使用。特别地，在手机等便携设备中，使用显示和输入装置正成为主流。通过用户按下显示装置的屏幕上的显示内容，从而具有该触摸屏的显示和输入装置能够使用户直观地操作设备。

尽管在触摸屏中存在各种系统，然而近年来，电容系统逐渐增加。在电容系统中，在X方向和Y方向具有多个被图案化的电极的投射式电容系统易于检测多点触摸，并且近年来正快速普及。

另一方面，在电容型系统中的将平面状的没有图案化的电极作为检测面的表面电容式系统中，存在大量的需要鲁棒性的用途。下面是与其他的系统不同的点：(1)由于电极上没有图案，因此不通过数字信号而是通过模拟信号获取灵敏度，(2)即使具有小电容，仍更加灵敏，(3)由于测量地面(人体)与平面状电极的绝对的电容，因此，水的附着所造成的影响少，(4)类似的构造能够应用于从小型到大型的各种尺寸，(5)可应用简单的结构，(6)层叠的层少，并且识别部没有图案化，因此，识别性好。

接着，针对与压电片相关的背景技术进行叙述。

压电效应(Piezoelectricity：压电)是指使机械应变作用于物质时产生的电极化(表面电荷)现象。所产生的电势与应变的大小成比例，该极性与应变的方向对应。该现象具有可逆性，如果对相同的物质施加电场进行电极化，则与该电极化的大小成比例地在物质中产生机械应变，即变形。

作为与压电效应类似的现象，存在热电效应。热电效应(Pyroelectricity：压电)是指物质吸收热而产生的电极化现象。所产生的电荷与温度变化的大小成比例。具有热电效应的所有热电物质均显示出压电效应。

另一方面，具有压电效应的一些压电物质没有示出热电效应。

作为具有压电效应的材料，大多数情况下使用PZT(锆钛酸铅、Pb[Zr_xTi_1-x]O₃)所代表的陶瓷。另外，由于压电陶瓷含铅，存在毒性的问题，因此，开发了很多铁酸铋(BiFeO₃)等无铅的压电陶瓷。但是，陶瓷存在由于材料硬使得柔性和加工性差，以及，难以大面积的片进行处理的缺点。

另一方面，使用高分子材料的压电薄膜具有以下的特征。其具有柔性(柔软、富有弹性变形性)、加工性(例如，易于用剪刀剪开)、耐碰撞性、高耐电压性、耐水性、化学稳定性等，另外，易于形成大面积和薄膜化。另外，具有比重小、轻量型、透明性好等特征。另外，其具有高电压输出、大范围的频率特性、低声阻抗、大的压电系数等特征。

极化(电极化)的均聚物的聚偏二氟乙烯(1，1-2氟代乙烷聚合物，PVDF)表示高压电性。陶瓷通过材料的结晶构造产生压电效应。另一方面，PVDF是结晶度为约50％的半结晶高分子。由于在聚合物内中相互扭曲的长链分子凝集或者分离，因此，其示出与结晶构造本身所具有的压电性不同的特性。原理上，PVDF被认为通过两个机构产生压电效应。一个是由于外力而在晶体内的双极子变形而产生的晶体的压电性，另一个是基于精巧的非结晶部分变形由示出在电极中由残留极化诱发的电荷发生变化的尺寸效果导致的压电性。

在专利文献1中公开了使用示出上述压电性的聚合物，检测压力的透明的压电片。