JP4824831B2 - 感圧センサ - Google Patents
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Description
この場合、当該スペーサにより、通常時は、感圧インキ層と一対の電極とが隔離した状態にする。また、例えば上部フィルムが経時により撓んだとしても、粘着性を有するスペーサによって感圧インキ層と一対の電極とは直接接触することがないため、電極間は感圧インキ層を介して導通しない。
一方、押圧力が加わると、感圧インキ層と一対の電極間とは容易に接触して、電極間は感圧インキ層を介して導通する。従って、感圧インキ層と電極間との抵抗値を荷重によって制御することが可能であり、低荷重であっても確実にセンシングを行うことができる。
また、スペーサの粘着性により感圧インキ層と一対の電極とが積層保持されているので、積層工程や組立工程を効率よく行なうことができる。
本構成では、押圧力を加えた場合、押下方向に沿って一対の電極およびスペーサが配置することとなる。そのため、押下した場合には、感圧インキ層と一対の電極間とを確実に接触させることができる。
この場合、当該スペーサ10により、通常時は、感圧インキ層30と一対の電極16a・16bとが隔離した状態にする。また、例えば上部フィルム6が経時により撓んだとしても、粘着性を有するスペーサ10によって感圧インキ層30と一対の電極16a・16bとは直接接触することがない。
一方、押圧力が加わると、感圧インキ層30と一対の電極間16a・16bとは容易に接触して、電極間は感圧インキ層30を介して導通し、感圧インキ層30と電極間との抵抗値を荷重によって制御することが可能となる。
平均粒子径が3μm未満では、球形度を満たしていてもスペーサの粘着性が低下する。また、平均粒子径は3μm以上であっても、平均粒子径が1μm以下の粒子が15%超では粘着性に乏しいスペーサとなる。一方、平均粒子径が40μm超であると、スペーサ10表面の凹凸が著しく大きくなり、スペーサそのものが硬くなって取り扱いしにくくなる。
感圧インキ層30は、各電極16a・16bをそれぞれ別異に被覆するように構成してもよく(図1)、各電極16a・16bの何れか一方を被覆するように構成してもよい(図4)。
電極16の表面は、カーボン層50で被覆するように構成することができる(図5)。図5には、上部フィルム6の側に配設した電極16aを感圧インキ層30で覆い、基材フィルム31の側に配設した電極16bをカーボン層50で覆った場合を例示してある。
本構成では、カーボン層50の被膜によって電極16bを保護することができる。
上述した実施形態では、スペーサ10が一対の電極16a・16bで上下から挟み込まれた態様について説明したが、これに限らず、基材フィルム31に一対の電極16a・16bを配置してもよい(図6)。
このとき感圧インキ層30は、一対の電極16a・16bの双方を被覆可能な位置に配置される。
本構成によれば、一対の電極を基材フィルムに並置できるため、感圧センサの厚さ寸法を抑制することができる。
平均粒子径27μmの水酸化アルミニウム粉末を純水に入れ、粉末濃度45%のスラリーを調製した。これを二流体ノズルの中心から、ゲージ圧0.2MPa、ガス流量約12Nm3/hの酸素ガスを使用し燃焼炉の火炎中に14kg/hの割合で噴射した。一方、バーナーからは、内炎用としてLPG:5Nm3/hと酸素ガス:7Nm3/hの混合ガスを、外炎用としてバーナーの最外周の空隙からLPG:4Nm3/hと酸素ガス:13Nm3/hの混合ガスを噴射した。サイクロンから回収したアルミナ粉末は、レーザー回折散乱法粒度分布測定装置を用いて測定した結果、球形度は0.95、平均粒子径は48μmであった。
付加反応型シリコーン樹脂(東レダウコーニング社製商品名「SE1885」)と、上記方法により製造されたアルミナ粉末とを混合し、樹脂組成物を製造した。得られた樹脂組成物を、室温において真空脱泡した後、ドクターブレード法にて厚さ5μmのシートに成形した後、150℃の乾燥機中に5時間静置して加硫・硬化させ、スペーサを作製した。
上記製造したスペーサを25mm×100mmの形状に切断後、市販のPETフィルムに張付け、20Nの力で押さえた。引張試験機により、PETフィルムを180°方向に引張り速度10mm/minで引張り、180°剥離強度を測定した。測定結果は0.008Nで僅かではあるが粘着性を有していた。
英国Peratech社製量子トンネル性複合材(商品名「QTC」)からなる感圧インキをスクリーン印刷法によってポリカーボネート上に膜厚10μmで幅3mmのループ状に形成し、この感圧インキ層が形成されたポリカーボネートフィルムを保護パネルの裏面に貼付した。
一方、一対の櫛状電極がポリエステルフィルム上に形成され、そのポリエステルフィルム上に上記保護パネルの裏面に貼付されたポリカーボネートフィルムが積層配置された。そして、ポリエステルフィルム上に形成された一対の櫛状電極の表面の感圧インキ層に対向する位置に、粘着性を有するスペーサを設置した。
(1)Z軸(圧力)検知
上記の構成で得た保護パネルの表面を、先端がR0.8のポリアセタールペンで押圧した際に得られる抵抗値の変化を測定した。この測定では、0〜2N(約200gf)の間でのペン入力荷重の増大に応じて、感圧インキ層の抵抗値が徐々に下がる結果が得られ、ペン入力荷重を抵抗値の変化で検知できることを確認できた。
上記の構成で得た保護パネルを、85℃の高温環境下に16時間置いた後、圧力検知の動作確認を行った。その結果、高温環境下に置いた前後でほとんどF−R特性に変化が見られなかった。また、この高温環境下で感圧インキ層が膨張することがなく、その結果、感度が低くなったり、電極との接続不良等の不具合をおこしてしまうということもなかった。
2 筐体
3 表示装置
4 保護パネル
6 上部フィルム
7 開口
8 表示窓部
9 加飾部
10 スペーサ
16a,16b 電極
17 リード線
18 コネクタ
20 制御部
30 感圧インキ層
31 基材フィルム
40 感圧センサ 50 カーボン層
Claims (6)
- 一対の電極と、
前記電極の一方が配置された基材フィルムと、
前記電極の他方が配置された、前記基材フィルムに対向する上部フィルムと、
前記電極の1つを被覆する、又は前記電極の2つを別々に被覆する感圧インキ層と、
前記電極の1つ、又は前記電極の1つを被覆する前記感圧インキ層と、前記電極の他の1つを被覆する前記感圧インキ層との間に介在する粘着性を有するスペーサとを備えた、感圧センサ。 - 前記スペーサが、前記一対の電極で上下から挟み込まれた、請求項1記載の感圧センサ。
- 一対の電極が配置された基材フィルムと、
加えられた押圧力により電気特性が変化する感圧インキ層が、前記一対の電極を被覆可能な位置に配置された、前記基材フィルムに対向する上部フィルムと、
前記電極と前記感圧インキ層との間に介在する粘着性を有するスペーサとを備えた、感圧センサ。 - 前記スペーサが、球形度が0.85〜0.98で、平均粒子径は3μm〜40μmのフィラーを含有している、請求項1から請求項3のいずれかに記載の感圧センサ。
- 前記スペーサの材質が、付加反応型液状シリコーン系の樹脂からなる、請求項1から請求項4のいずれかに記載の感圧センサ。
- 前記電極をカーボンで被覆してある、請求項1から請求項5のいずれかに記載の感圧センサ。
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