JP3276227B2 - 座標入力装置及びその製造方法 - Google Patents

座標入力装置及びその製造方法

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    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、入力ペンが位置する座
標を検出し、手書き文字や図形等をコンピュータに入力
する座標入力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より手書き文字や図形等を入力する
入力装置として、図9に示すような抵抗膜を用いた電圧
分割式の入力装置が知られている。この入力装置は、2
枚の絶縁性フィルム30,31の互いに向い合う面に抵
抗膜32,33を塗布または蒸着し、抵抗膜32,33
間に複数の絶縁性のドットスペーサ34を設けて両抵抗
膜32,33間を所定の間隔に隔ている。そして、一方
の抵抗膜32の端部の対向する2辺にはX軸電極が設け
られ、他方の抵抗膜33の端部には前記X軸電極と直交
するY軸電極が設けられている。そして、この入力装置
の押圧位置の検出方法は図示しない処理回路により、電
極と電極とに交互に電圧が時分割的に印加され、電圧が
印加されていない方の抵抗膜の電極から電圧を検知して
それぞれの方向の位置を検出するようになっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記入力装
置は、入力側の基板をフィルムにより形成し、そのフィ
ルムの表面を先端が球面状の入力ペン35で擦って文字
等を入力することになり、入力の際に図9に示すような
フィルム30の湾曲が発生する。このフィルム30の湾
曲に伴なってフィルム30に形成された抵抗膜32に頻
繁な曲げ応力がかかり、抵抗膜32に亀裂等が発生して
位置検出が不可能になる。また、入力ペン35との摩擦
によりフィルム30表面に傷が付き商品価値が短時間で
低下してしまう欠点があった。
【0004】本発明は、このような抵抗膜の亀裂の発
生、フィルム表面の傷の発生を長時間防止し、耐寿命の
長い座標入力装置及びその製造方法を提供することを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、第1抵抗層を有する、厚み約100〜2
00μmとした可撓性のポリエステルフィルムの上部基
板と、第1抵抗層に対向して形成される第2抵抗層を有
する下部基板と、上部基板と下部基板とを所定隙間で維
持するスペーサ群とを備え、スペーサ群の各スペーサの
径を20〜50μm、ピッチを0.3〜1.0mm、該
各スペーサ高さを1.5μm以上4μm以下の均一な高
さとなるように構成したことを特徴とする。
【0006】また、スペーサ群の各スペーサ高さを2.
5μm以下とすると共に、各スペーサのピッチを0.3
〜1.0mmとなるように構成したことを特徴とする。
【0007】また、ガラス基板に抵抗層を塗布し、抵抗
層の上に厚み1.5μm以上2.5μm以下の均一なレ
ジストスペーサ層を塗布して形成後、レジストスペーサ
層を露光・現像によりスペーサ群以外を除去して、各ス
ペーサの径を20〜50μm、ピッチを0.3〜1.0
mmとしたスペーサパターンを形成する製造方法を特徴
とする。
【0008】また、上部基板が透明であると共に、下部
基板が透明なガラス基板からなり、下部基板の底部に液
晶表示装置を設けたことを特徴とする。
【0009】
【作用】第1抵抗層を有する、厚み約100〜200μ
mとした可撓性の樹脂フィルムからなる上部基板と、第
1抵抗層に対向して形成される第2抵抗層を有する下部
基板と、上部基板と下部基板とを所定隙間で維持するス
ペーサ群とを備え、上部基板を押圧することにより第
1、2抵抗層が接触し、第1、2抵抗層に流れる電圧値
の変化により押圧位置を検出する座標入力装置であっ
て、スペーサ群の各スペーサの径を20〜50μm、ピ
ッチを0.3〜1.0mmとし、該各スペーサ高さを
1.5μm以上4μm以下の均一な高さとしたことによ
り、上部基板に形成された第1抵抗層の亀裂や上部基板
表面の傷の発生を長時間防止できる。また、ガラス基板
に抵抗層を塗布し、該抵抗層の上に厚み1.5μm以上
2.5μm以下の均一なレジストスペーサ層を塗布して
形成した後、レジストスペーサ層を露光・現像によりス
ペーサ群以外を除去して、各スペーサの径を20〜50
μm、ピッチを0.3〜1.0mmとしたスペーサパタ
ーンを形成したことにより、耐寿命が向上した座標入力
装置を効率良く製造できる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明の一実施例に係る座標入力装置のフ
ィルム基板の平面図、図2はその座標入力装置のガラス
基板の平面図、図3はその座標入力装置の断面図、図4
は実験装置の全体図、図5はスペーサ高さと抵抗層の亀
裂寿命との関係図、図6はスペーサ高さとフィルム基板
の傷との関係図を示す。
【0011】1はフィルム基板を示し、可撓性を有する
ポリエステルフィルムからなり、厚み約100〜200
μmで透明である。フィルム基板1は、図1、3に示す
ように、フィルム基板1の中央部分に抵抗層となるIT
O(酸化インジウム)層2だけが積層された入力操作部
1aと、フィルム基板1の周囲部分にITO層2、第1
レジスト層3、X軸電極4及びX軸電極引出しリード4
a、Y軸電極引出しリード5a、第2レジスト層6が積
層された電極パターン部1bとからなっている。また、
フィルム基板1は、テール部1cを有し、テール部1c
によりX軸電極引出しリード4a、Y軸電極引出しリー
ド5aを外部回路と接続させる。
【0012】入力操作部1aはITO層2が露出し、電
極パターン部1bは、Y軸電極引出しリード5aのトラ
ンスファ窓5bを除いて第2レジスト層6で被われてい
る。
【0013】10はガラス基板を示し、図2、3に示す
ように、全面をITO層11で被われ、ITO層11上
にガラス基板10の対向する2辺でトランスファ窓5b
に対向する位置にY軸電極5及び突部のトランスファ部
5cが形成されている。また、ITO層11上には、フ
ィルム基板1の入力操作部1aに対向する面にスペーサ
12群が形成されており、このスペーサ12群によりフ
ィルム基板1のITO層2とガラス基板10のITO層
11とが通常時、所定隙間を維持している。スペーサ群
12は、各スペーサ12aがマトリックス状に配置さ
れ、各スペーサ12aを径D=20〜50μm、高さH
=約1.5〜4μmとし、各スペーサ12aのピッチを
P=0.3〜1.0mmに形成している。入力荷重が小
さい場合は、ピッチPを少し大きく約1.0mmぐらい
にし、入力荷重が大きくなるにしたがってピッチPを小
さくし、高さHは入力荷重の大小にかかわらず約2.5
μm以下が良い。
【0014】座標入力装置15は、上述のフィルム基板
1とガラス基板10とを、トランスファ窓5bとY軸電
極5のトランスファ部5cとが導通するようにかさね合
わした構造であり、フィルム基板1の表面を入力ペン1
6で押圧してITO層2,11とを接触させ、入力ペン
16を押圧したまま文字等を描いて入力することにな
る。入力ペン16の押圧による座標検出は従来と同じ方
法である。
【0015】次に、入力ペン16の押圧に伴なうフィル
ム基板1の湾曲によるITO層2の亀裂発生及びフィル
ム基板1の表面の傷発生とスペーサの高さHとの関係を
図4〜6と共に説明する。
【0016】実験装置20は、図4に示すように、IT
O層21を有するフィルム基板22とガラス基板23と
の間隙をスペーサ24で維持し、ITO層21の両端を
抵抗器Rに接続した構造とし、先端が曲面の入力ペン2
5に荷重Fを加えてフィルム基板22を湾曲させ、フィ
ルム基板22の表面を連続的に左右に往復動させる。入
力ペン25の往復回数をカウントしながら、ITO層2
1の両端間の抵抗値の変化を抵抗器Rで検出し、抵抗変
化率が0.5%以上になった状態でITO層21に亀裂
が発生したものとした。また、フィルム基板22への傷
発生は目視とした。
【0017】実験は、スペーサのピッチP=1.0m
mと0.3mmとの2種類 スペーサの高さH=19.2μm、13.7μm、
9.8μm、6.4μm、2.5μmの5種類 とし、スペーサの各高さ毎に4回の同じ実験を行なっ
た。
【0018】実験結果 P=1.0mm P=0.3mm
【0019】上記実験結果をグラフ化したものを図5、
6に示す。図5、6に示すように、亀裂及び傷の発生
は、スペーサ高さが10μm以下から急激に往復回数が
増加し寿命が延びる傾向にあることがわかった。そし
て、スペーサ高さ4μm以下で往復回数が10万回まで
に達しており、製品寿命を満足している。スペーサ高さ
2.5μmでは20万回以上となり、亀裂及び傷の発生
の問題を十分に解消している。
【0020】次に、上述の座標入力装置の製造方法につ
いて、図7(a)〜(c)、図8(a)〜(d)と共に
説明する。
【0021】図7(a)〜(c)はフィルム基板の製造
工程図を示す。図7(a)は第1レジスト層の形成工程
を示し、フィルム基板1の裏面1dの全面にITO層2
を塗布し、そのITO層2の3周辺に第1レジスト層3
を積層塗布する工程である。図7(b)は電極及び電極
引出しリードの形成工程を第1レジスト層3に銀のX軸
電極引出しリード4a、Y軸電極引出しリード5aを積
層・印刷し、ITO層2に銀のX軸電極4を積層して形
成する工程である。
【0022】図7(c)は第2レジスト層の形成工程を
示し、X軸電極4、X軸電極引出しリード4a、Y軸電
極引出しリード5aを第2レジスト層6で積層して電極
パターン部1bを形成する工程である。第2レジスト層
6の形成に際し、トランスファ窓5bのみを残し、Y軸
電極引出しリード5aを一部露出している。
【0023】図8(a)〜(d)はガラス基板の製造工
程図を示す。図8(a)はスペーサレジスト層の形成工
程を示し、ガラス基板10の裏面10aの全面にITO
層11を塗布し、そのITO層11の全面にスペーサレ
ジスト層13をロールコートで塗布する工程であり、こ
のレジスト層13の厚みは約2.5μm以下である。図
8(b)はスペーサパターンの露光・現像工程を示し、
スペーサレジスト層13を露光・現像によりスペーサ群
12を形成する工程であり、各スペーサ12aを残して
ITO層11を露出している。図8(c)はY軸電極5
の形成工程を示し、露光・現像工程の後、ITO層11
にY軸電極5を銀印刷で形成して乾燥硬化し、更に図8
(d)に示すように図7(c)のトランスファ窓5bに
対向する位置にトランスファ部5cとなる突部の銀を印
刷形成してガラス基板10を完成する。
【0024】そして、上述のフィルム基板1の電極パタ
ーン部1bにトランスファ窓5bを除いて接着剤を塗布
し、フィルム基板1と上述のガラス基板10とを貼合わ
せて座標入力装置15を組立てる。この組立てにより、
トランスファ部5cとY軸電極引出しリード5aとが導
通する。
【0025】このような、製造工程により、高さが2.
5μm以下となるスペーサ群12が正確に簡単な工程で
形成できる。なお、上記実施例では透明なフィルム基板
と透明なガラス基板との組合せにより座標入力装置を形
成しており、この座標入力装置と例えば液晶表示装置と
を一体化させた入出力機器にできる。また、不透明なフ
ィルム基板と基板とを組合せて単体の手書き入力装置と
しても使用できる。
【0026】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スペーサの径を20〜50μm、ピッチを0.3〜1.
0mm、高さを1.5μm以上4μm以下の均一な高さ
に形成することによって、抵抗層の亀裂発生までの寿命
を延すことができると共に、フィルム基板の表面の傷発
生までの寿命も延すことができるので、耐寿命の長い座
標入力装置を得ることができる。また、厚み1.5μm
以上2.5μm以下のスペーサレジスト層を塗布して形
成し、露光・現像により各スペーサの径を20〜50μ
m、ピッチを0.3〜1.0mmとしたスペーサパター
ンを形成したため、スペーサが小さく、且つ均一に形成
でき、安価で耐寿命のある座標入力装置を提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る座標入力装置のフィル
ム基板の平面図である。
【図2】本発明の一実施例に係る座標入力装置のガラス
基板の平面図である。
【図3】本発明の一実施例に係る座標入力装置の断面図
である。
【図4】実験装置の全体図。
【図5】スペーサ高さと抵抗層の亀裂寿命との関係図で
ある。
【図6】スペーサ高さとフィルム基板表面の傷との関係
図である。
【図7】本発明の一実施例に係る座標入力装置のフィル
ム基板の製造工程を示し、(a)は第1レジスト層の形
成工程、(b)は電極及び電極引出しリードの形成工
程、(c)は第2レジスト層の形成工程である。
【図8】本発明の一実施例に係る座標入力装置のガラス
基板の製造工程を示し、(a)はスペーサレジスト層の
形成工程、(b)はスペーサパターンの露光・現像工
程、(c)は電極形成工程、(d)はトランスファ部形
成工程である。
【図9】従来の座標入力装置の断面図である。
【符号の説明】
1 フィルム基板 2 ITO層 3 第1レジスト層 4 X軸電極 5 Y軸電極 6 第2レジスト層 10 ガラス基板 11 ITO層 12 スペーサ群 12a スペーサ 13 スペーサレジスト層 15 座標入力装置 20 実験装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−117514(JP,A) 特開 昭61−282909(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1抵抗層を有する、厚み約100〜2
    00μmとした可撓性の樹脂フィルムからなる上部基板
    と、前記第1抵抗層に対向して形成される第2抵抗層を
    有する下部基板と、前記上部基板と前記下部基板とを所
    定隙間で維持するスペーサ群とを備え、前記上部基板を
    押圧することにより前記第1、2抵抗層が接触し、前記
    第1、2抵抗層に流れる電圧値の変化により押圧位置を
    検出する座標入力装置であって、前記スペーサ群の各ス
    ペーサの径を20〜50μm、ピッチを0.3〜1.0
    mmとし、該各スペーサ高さを1.5μm以上4μm以
    下の均一な高さとしたことを特徴とする座標入力装置。
  2. 【請求項2】 請求項1の記載において、前記スペーサ
    群の各スペーサ高さを2.5μm以下としたことを特徴
    とする座標入力装置。
  3. 【請求項3】 請求項1の記載において、前記上部基板
    が透明であると共に、前記下部基板が透明なガラス基板
    からなり、前記下部基板の底部に液晶表示装置を設けた
    ことを特徴とする座標入力装置。
  4. 【請求項4】 ガラス基板に抵抗層を塗布し、該抵抗層
    の上に厚み1.5μm以上2.5μm以下の均一なレジ
    ストスペーサ層を塗布して形成した後、前記レジストス
    ペーサ層を露光・現像によりスペーサ群以外を除去し
    て、各スペーサの径を20〜50μm、ピッチを0.3
    〜1.0mmとしたスペーサパターンを形成したことを
    特徴とする座標入力装置の製造方法。
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