位移传感器、按压量检测传感器以及触摸式输入装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及检测压电薄膜的位移量的位移传感器，还涉及根据因操作面的按压而产生的电荷量来检测按压量的按压量检测传感器、以及具备该按压量检测传感器的触摸式输入装置。
【背景技术】
[0002]以往，设计了各种使用压电薄膜来对位移量、振动量等物理量和电量进行转换的压电设备。
[0003]例如，在专利文献I中，公开了由将多个压电薄膜层叠的结构构成的压电设备。在专利文献I所示的压电设备的各压电薄膜配置有用于向压电薄膜施加电压的导电膜。
[0004]不容易将导电膜直接形成于压电薄膜，各导电膜经由粘合层粘合于压电薄膜的情况较多。
[0005]而且，在专利文献I中，为了提高压电设备的共振特性，使该粘合层不超过1000 [nm]，形成得尽量薄。
[0006]专利文献1:日本特开2012-232497号公报
[0007]然而，在将这样的压电设备用于检测位移量的位移传感器的情况下，可知，仅仅尽可能地减薄粘合层是无法提高作为传感器的特性、可靠性的。另外可知，相反地，并不是仅仅越加厚粘合层，越能提高传感器的特性、可靠性。
【发明内容】
[0008]因此，本发明的目的在于提供一种传感器特性以及可靠性优良的位移传感器。
[0009]本发明涉及位移传感器，具有如下特征。位移传感器具备:产生与位移量对应的电荷的压电薄膜、被配置成与压电薄膜对置的电极、以及夹在压电薄膜与电极之间的粘合层。粘合层的相对介电常数比压电薄膜的相对介电常数高。
[0010]在该结构中，能够将在压电薄膜产生的电荷高效地向外部电路取出。由此，能够抑制因粘合层夹在电极与压电薄膜之间而产生的检测灵敏度的降低。
[0011]另外，在本发明的位移传感器中，优选粘合层的每单位面积的静电电容为压电薄膜的每单位体积的静电电容的2倍以上。
[0012]在该结构中，能够进一步抑制检测灵敏度的降低。
[0013]另外，在本发明的位移传感器中，优选粘合层的厚度为ΙΟμπι以上30μπι以下。
[0014]在该结构中，能够抑制检测灵敏度的降低，并且能够抑制电极的剥落，能够抑制气泡等的产生。由此，能够进一步提高可靠性以及外观。
[0015]另外，在本发明的位移传感器中，电极也可以形成于保护薄膜的一个主面。
[0016]在该结构中，示出了电极的具体的形成结构的一个例子。
[0017]另外，在本发明的位移传感器中，优选压电薄膜由至少沿单轴方向延伸的聚乳酸构成。
[0018]另外，在本发明的位移传感器中，优选压电薄膜为至少沿单轴方向延伸的聚乳酸，优选上述压电薄膜的厚度为40 μ m以上100 μπι以下。
[0019]在上述结构中，能够提高检测灵敏度。
[0020]另外，在本发明的按压量检测传感器中，优选利用上述任一项记载的位移传感器来检测从操作面按压的按压量。
[0021]在该结构中，使用上述位移传感器，从而能够实现检测灵敏度、可靠性优良的按压量检测传感器。
[0022]另外，本发明涉及触摸式输入装置，具有如下特征。触摸式输入装置具备:上述按压量检测传感器、以及与按压量检测传感器的电极连接并根据基于按压量检测传感器产生的电荷量的检测信号来检测按压量的运算电路模块。
[0023]在该结构中，具备上述按压量检测传感器，从而能够实现检测灵敏度、可靠性优良的触摸式输入装置。
[0024]能够实现传感器特性以及可靠性优良的位移传感器。
【附图说明】
[0025]图1是本发明的实施方式的触摸式输入装置的外观立体图。
[0026]图2是本发明的实施方式的触摸式输入装置的剖面图。
[0027]图3是本发明的实施方式的按压量检测传感器的剖面图以及分解剖面图。
[0028]图4是表示相对于压电薄膜与粘合层的相对介电常数比的输出电荷的比例的图。
[0029]图5是表示相对于压电薄膜与粘合层的(相对介电常数)/(厚度)之比的输出电荷的比例的图。
[0030]图6是表示粘合层的厚度与粘着力之间的关系的图。
【具体实施方式】
[0031]参照附图来说明本发明的实施方式的按压量检测传感器以及触摸式输入装置。图1是本发明的实施方式的触摸式输入装置的外观立体图。图2是本发明的实施方式的触摸式输入装置的剖面图。图3是本发明的实施方式的按压量传感器的剖面图以及分解剖面图。
[0032]触摸式输入装置I具备近似长方体形状的框体50。框体50的表面侧开口。此外，以下，将框体50的宽度方向(横向)作为X方向，将长度方向(纵向)作为Y方向，将厚度方向作为Z方向来进行说明。另外，在本实施方式的说明中，示出了框体50的X方向的长度比框体50的Y方向的长度短的情况。然而，也可以X方向与Y方向的长度相同，也可以X方向的长度比Y方向的长度长。
[0033]在框体50内，配置有按压量检测传感器20、显示面板30以及运算电路模块40。它们从框体50的开口面(显示面)侧起依次沿Z方向以按压量检测传感器20、显示面板30、运算电路模块40的顺序配置。这里，至少包括按压量检测传感器20和运算电路模块40的部分相当于本发明的“触摸式输入装置”。
[0034]按压量检测传感器20作为“位移传感器”发挥作用，具备平板膜状的压电薄膜201、形成有电极的保护薄膜202、203、粘合层204、205。
[0035]压电薄膜201由产生与按压量对应的电荷量的压电材料构成，例如是由手性高分子形成的薄膜。作为手性高分子，在本实施方式中使用聚乳酸(PLA)，尤其使用L型聚乳酸(PLLA) ο PLLA单轴延伸。压电薄膜201是沿正交的X方向和Y方向伸长的矩形形状。单轴延伸方向相对于X方向以及Y方向为约45°。
[0036]由这样的手性高分子构成的PLLA的主链具有螺旋构造。PLLA若单轴延伸来使分子取向，则具有压电性。而且，单轴延伸了的PLLA因压电薄膜的平板面被按压而产生电荷。此时，产生的电荷量根据因按压而平板面向与该平板面正交的方向位移的位移量来唯一地决定。单轴延伸的PLLA的压电常数在高分子中属于非常高的部类。因此，能够高灵敏度地检测由按压产生的位移。
[0037]此外，延伸倍率优选为3?8倍左右。通过在延伸后进行热处理，促进聚乳酸的伸展链结晶的结晶化并提高压电常数。另外，在双轴延伸的情况下，使各轴的延伸倍率不同，从而能够得到与单轴延伸相同的效果。例如在将某个方向作为X轴并在该方向实施8倍的延伸，并且在与该轴正交的Y轴方向实施2倍的延伸的情况下，对于压电常数而言，大致能够得到与在X轴方向实施4倍的单轴延伸的情况几乎同等的效果。单纯地单轴延伸的薄膜容易沿延伸轴方向破裂，所以通过进行上述那样的双轴延伸，能够使强度增大一些。
[0038]另外，PLLA通过基于延伸等的分子的取向处理来产生压电性，不需要如PVDF等其它聚合物、压电陶瓷那样进行转态处理(Polling process)。即，不属于强磁性体的PLLA的压电性不是像PVDF、PZT等强磁性体那样通过离子的极化而发现的，而是出自分子特征构造即螺旋构造。因此，在PLLA不产生在其它强介电性的压电体中产生的热电性。并且，在PVDF等中，能够看见经时性的压电常数的变动，并且存在根据情况而压电常数显著降低的情况，但PLLA的压电常数随时间经过极其稳定。因此，不受周围环境的影响，能够高灵敏度地检测按压以及按压松弛所带来的位