[發明專利]壓電元件

在審

• 申請號: 201380053057.1
• 申請日: 2013-10-10
• 公開（公告）號: CN104838512A
• 公開（公告）日: 2015-08-12
• 發明（設計）人: 田實佳郎;小野雄平;內山昭彥;山本智義
• 申請（專利權）人: 帝人株式會社;學校法人關西大學
• 主分類號: H01L41/193
• 分類號: H01L41/193;G01L1/16;G06F3/041;H01L41/09;H01L41/113;H01L41/45
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 謝攀;陳嵐

技術領域

本發明涉及用于觸摸式輸入裝置、定點設備等的壓電元件。更詳細而言，涉及作為觸摸傳感器等能夠僅通過摩擦表面而產生充分的電輸出的壓電元件、作為根據所施加的電信號進行形狀變化的致動器（actuator）發揮作用的壓電元件。

背景技術

近年來，采用了所謂的觸摸面板方式的輸入裝置即觸摸式輸入裝置大幅度增加。不僅在銀行ATM、車站的售票機，而且在便攜式電話機、便攜式游戲機、便攜式音樂播放器等中，與薄型顯示器技術的發展互相結合，采用觸摸面板方式作為輸入接口的設備大幅度增加。

在最近的便攜式電話、智能電話中，多采用在使用了液晶、有機電致發光等的顯示裝置之上設置觸摸式輸入裝置而能夠在畫面上直接輸入的方式。為了提高高度化進展的智能電話等便攜式設備的更加的便利性，優選為，不僅在畫面上設置輸入裝置而且有多個觸摸式輸入單元。

例如，在智能電話中，在想要在顯示畫面用手指等進行輸入的情況下，用單個手拿著智能電話，用另一個手的手指進行輸入，因此，不得不成為使用兩手的操作。另一方面，如果在智能手機的框體也裝入觸摸傳感器等，則有能夠實現用單手的操作這樣的優點。

作為其一個例子，在日本特開2001–189792號公報（專利文獻1）中公開了在通常不用作傳感器的顯示畫面背面等的非顯示畫面部分的框體部分裝入觸摸傳感器等而通過該傳感器對畫面信息之中的項目上或者錨定（anchor）點進行選擇的方式。作為專利文獻1那樣的實現觸摸傳感器的輸入裝置，有靜電電容方式、電阻膜式、光學式、電磁感應方式、使用壓電片材的方式等。

另一方面，作為使用壓電片材的方式的例子，在日本特開2011–253517號公報（專利文獻2）中有公開。壓電片材方式與靜電電容方式、電阻膜方式的觸摸傳感器不同，能夠通過其單體同時檢測施加到傳感器的壓力和位置信息雙方，從而能夠貢獻于輸入信息的多樣性。

此外，在專利文獻2中，作為壓電片材的構件的具體例子，公開了利用作為壓電性高分子的聚乳酸的例子。如在專利文獻2中所公開的那樣，由聚乳酸構成的壓電片材能夠實現柔性化，此外，為能夠通過1個元件同時檢測位置信息和應力的優秀的元件，但是，為了得到充分的電輸出，需要在輸入時通過該應力使壓電片材彎曲某種程度。

由聚乳酸構成的壓電片材由于針對片材的剪應力而產生電輸出，但是，通過拉伸或壓縮，不會得到充分的電輸出。因此，為了得到大的電輸出，需要通過從壓電片材的垂直方向的擠壓力使片材彎曲。

例如，當考慮將該壓電片材與智能電話的背側的框體貼合或與框體成為整體來使用時，空間上難以通過在垂直方向上施加于片材的擠壓力來使片材彎曲，而期望僅通過摩擦壓電元件的表面而產生充分的電輸出的壓電片材。此外，智能電話等的框體表面不一定限于平面，由于確保設計性等理由，期望在其形狀中，三維的凹凸較多，用于此處的壓電元件為柔性的。

此外，作為壓電纖維技術，在專利354028號（專利文獻3）中公開了使得對壓電性高分子添加扭曲的取向的技術。在專利文獻3中記載的壓電纖維通過特殊的制造方法預先使纖維扭曲，由此，針對對纖維的拉伸、壓縮得到電輸出。可是，在專利文獻3中，未完全示出針對對由摩擦纖維表面造成的剪應力產生充分的電輸出并取出該電輸出的技術。

因此，將這樣的壓電纖維元件裝入到上述的智能電話的框體等而僅通過用手指等摩擦表面這樣的比較小的施加應力就取出充分的電輸出的情況是極困難的。

已知，通常單軸延伸取向的聚乳酸纖維對于針對延伸軸及其垂直方向的延伸、壓縮應力幾乎不產生極化，其結果是，以通過用手指等摩擦這樣的表面而產生的比較小的施加應力，幾乎不得到電輸出。

另一方面，已知發現了通過從與聚乳酸壓電纖維的延伸軸既不平行也不垂直的方向施加力即施加剪應力來產生極化而作為壓電體的功能。

（專利文獻1）日本特開2001–189792號公報；

（專利文獻2）日本特開2011–253517號公報；

（專利文獻3）日本專利第3540208號公報。

發明內容

發明要解決的課題

本發明的目的在于提供一種能夠通過用手指等摩擦表面這樣的比較小的施加應力來取出電輸出的纖維狀的壓電元件。

用于解決課題的方案

本發明人們發現有通過2個導電性纖維和1個壓電性纖維的組合形狀來作為壓電元件發揮作用的情況而完成了本發明。

即，本發明包含以下的發明。