JPH01132017A

JPH01132017A - 透明フラットスイッチ

Info

Publication number: JPH01132017A
Application number: JP62289879A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Yakida; 八木田　清
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1987-11-17
Filing date: 1987-11-17
Publication date: 1989-05-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、押圧による可動電極の変位を利用した接点
方式の透明フラットスイッチに関する。

〔従来の技術〕

第８図は、例えば日本工業技術センター発行の「タッチ
入力システムの開発動向と用途開発」の第８頁に示され
た従来の透明フラントスイッチを示す断面図であり、第
９〜１２図は各構成部材を示す平面図または断面図であ
る。

これら第８〜第１２図において、１は応力によって厚さ
方向に容易に変位する透明な第１の絶縁シート、２は透
明な導電膜で形成され第１の絶縁シート１の片面に設け
られている可動電極、３は可動電極２の一方の信号取出
電極である第１の可動リード、４は可動電極２の他方の
信号取出電極である第２の可動リード、５は第１の絶縁
シート１、可動電極２および両可動リード３，４で構成
される可動電極シートを示す。６は第１の絶縁シート１
に対応した透明な第２の絶縁シート、７は透明な導電膜
で形成され第２の絶縁シート６の片面に設けられている
固定電極、８は固定電極７の一方の信号取出電極である
第１の固定リード、９は固定電極７の他方の信号取出電
極である第２．０）固定リード、１０は絶縁物で形成さ
れ固定電極７上に設けられている絶縁トントスペーサ、
１１は第２の絶縁シート６、固定電極７１両固定リード
８．９．絶縁ドツトスペーサ１０で構成される固定電極
シートを示す。

次に動作について説明する。

第８図に示すように、絶縁ドツトスペーサ１０を介して
対向状態に位置する上記両電極シート５゜１１により構
成された透明フラットスイッチにおいて、指またはボー
ルペンのような筆記具Ｐを用いて、第１３図に示すよう
に、第１の絶縁シート１を押圧すると、第１の絶縁シー
ト１．可動電極２は下方へ移動するので、可動電極２と
固定電極７とが接触し、透明フラットスイッチは導通状
態となる。次に、第１の絶縁シート１に加えた外部応力
が減少すると、第１の絶縁シート１．可動電極２の変位
が元の状態へ戻り始め、ついには可動電極２と固定電極
７とは非導通状態となり、第１の絶縁シートｌ、可動電
極２は元の状態に復帰する。

このように、第１の絶縁シート１に外部応力を加えたり
、取り除いたりすることによって両電極２．７が導通状
態または非導通状態となり、この状態を外部回路で検出
することができる。

さらに、両電極２．７は均一な抵抗分布となるように構
成されているので、例えば第１４図に示すように、透明
フラットスイッチを定電流源Ｓに接続し、両可動リード
３．４に流入する電流比（Ｘ座標）と、再固定リード８
．９から流出する電流比（Ｘ座標）とを求め、これらを
アナログ・ディジタル変換することによって、押圧した
位置の座標（Ｘ、Ｙ）が下記の式から求められる。

Ｘ　＝　　−Ｘ　ａ ■ ｙ　＝　　−ｘ　ｂ ■ Ｉ＝ｉｌ＋ｉ、２＝ｉ３＋ｉ４ここに、ａ：両可動リード３．４間の寸法ｂ：再固定リード８，９間の寸法 ■＝全電流１１：第１の可動リード３からの流入電流１２：第２の
可動リード４からの流入電流ｉ３：第１の固定リード８
からの流出電流ｉ４：第２の固定リード９からの流出電
流なお、透明フラットスイッチを定電圧源に接続しても
同様に押圧した位置の座標（Ｘ、Ｙ）を求めることがで
きる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の透明フラントスイッチは固定電極７上に絶縁ドツ
トスペーサ１０が存在しており、絶縁ドツトスペーサ１
０上およびその近傍では両電極２゜７が接触できず、不
感帯域Ｎ（第１３図）が生じるという問題があった。そ
して、透明フラットスイッチの絶縁ピッチ、すなわち絶
縁ドツトスペーサ１０のピッチを一定とし、絶縁ドツト
スペーサ１０間の分割する数を増加させて実装密度を高
めれば高める程、不惑帯域Ｎの数も増加するという問題
があった。

上記の不感帯域Ｎの増加に対する対策として、例えば絶
縁ドツトスペーサ１０の形状を小さくすれば少しは改善
できるが、絶縁ドツトスペーサ１０の固定電極７への密
着性、製造上の問題が新たに発生するとともに、形状が
小さくなっても絶縁ドツトスペーサ１０が固定電極７上
に存在しているので、根本的な対策とはなり得ない。

この発明は、上記問題点を解決するためになされたもの
で、不感帯域をなくして実装′密度を高めることができ
るとともに、信頼性の高い透明フラットスイッチを得る
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の透明フラットスイッチにおける可動。

固定電極は、ガラス等の透明な絶縁シート上に、真空蒸
着、スパッタリング、イオンプレーティング等の物理的
製膜法で被着された透吸導電膜あるいは透明導電性塗料
を塗布して被着された透明導電膜より成り〜これら両型
極上の少なくとも一方に、感圧性を有する透明な感圧導
電膜より成り、かつ、両電極間を分離するスペーサ層を
被着するとともに、このスペーサ層を介して対接状態に
積層した両電極を粘着する枠スペーサを設けた。

〔作用〕

この発明における透明フラットスイッチは、外部応力が
作用していないときには、感圧導電膜より成るスペーサ
層を介して電極同士が機械的に接触しているが、電気的
には大きな接触抵抗が電極間に存在しているため不導通
となっている。一方、外部応力が加えられると、スペー
サ層の抵抗が大幅に減少するため導通状態となる。この
導通状態となる外部応力の値（動作力）は、主にスペー
サ層の感圧特性（押圧力と抵抗の関係）、可動側の絶縁
シートの厚み、枠スペーサの高さによって変化する。

〔発明の実施例〕

この発明の一実施例を図面第１図乃至第７図に基づいて
説明する。各図において、２０は可動電極シートであり
、これは、応力によって厚さ方向へ容易に変位する板状
のガラスより成る透明な第１絶縁シート２１と、この透
明な第１絶縁性シート２１の片面に、真空蒸着、スパッ
タリング、イオンプレーティングなどの物理的製膜法に
より均一に被着された透明導電膜あるいは透明導電性塗
料を均一に塗布して被着された薄膜の透明な導電膜より
成る可動電極２２と、この可動電極２２上のほぼ全面に
、透明感圧導電膜を均一に塗布して被着された薄膜のス
ペーサ層２３と、上記可動電極２２の一方の信号取出電
極であり、この可動電極２２上の一端側に設けられた細
幅の第１可動リード２４と、この第１可動リード２４に
対向して可動電極２２上の他端側に設けられた他方の信
号取出電極である細幅の第２可動リード２５とより構成
される。上記スペーサ層２３を構成する透明感圧導電膜
は、シリコーン、ウレタン、ポリエステル、アクリルな
どの合成樹脂に導電粒子、導電繊維を分散させたもので
ある。

２６は固定電極シートであり、これは上記第１の絶縁シ
ート２１に対応した板のガラスより成る透明な第２絶縁
性シート２７と、この第２絶縁シート２７の片面に、上
記可動電極２２と同様の方法で被着された薄膜の透明導
電膜より成る固定電極２８と、この固定電極２８の一方
の信号取出電極であり、固定電極２８上の一端側に設け
られ、固定電極２８の他方の信号取出電極である細幅の
第２固定リード３０と、上記固定電極２８の周辺部に枠
状に塗布した粘着層で成る枠スペーサ３１とより構成さ
れる。上記両電極シー）２０．２６は、スペーサ層２３
及び枠スペーサ３１を介して対接状態に接合され、両電
極２２．２８はスペーサ層２３により機械的に分離して
いる。上記両電極２２．２８は金、銀、銅、カーボン、
ニッケル。

錫、酸化インジウム、酸化スズ、沃化鋼、パラジウム、
クロム等の物理的製膜法による透明導電膜あるいはこれ
らと同様の材料を樹脂中に分散させた透明導電性塗料を
塗布して設けた透明導電膜である。

上記構成により、筆記具Ｐ等で、第１絶縁性シート２１
に外部応力を加えると、無加圧状態で数１０にΩ以上あ
ったスペーサ層２３による両電極２２．２８間の抵抗Ｒ
Ｃ（第６図）が、外部応力によって第７図に示すように
減少し始め、最終的に２〜３にΩの安定した値となる。

この安定した両電極２２．２８間の抵抗値を検出するこ
とによって導通状態を定義することができる。この２〜
３にΩという値は可動電極２２．スペーサ層２３゜固定
電極２８それぞれの導電率によって変動することは言う
までもない。また、電極２２．２８間の抵抗は特にスペ
ーサ層２３の感圧特性によって発生する接触抵抗であり
、外部応力に“よってその値は変化する。

本実施例によれば、スペーサ層２３を、圧力を加えたと
きのみ導電性を示す透明な感圧導電膜より構成し、この
スペーサ層２３を介して両電極２２．２８を対接状態に
積層し、かつ、枠スペーサ３１で両電極２２．２８を粘
着したので、両電極２２．２８間にはドツト状のスベゴ
サ１０が介在せず、不感帯域Ｎをなくすことができ、実
装密度を高めても、筆跡に追従した座標データをとぎれ
ることなく得られる。また、このスペーサ層２３は可動
電極２２上に均一に塗布されていることからどこをとっ
ても均一な感圧特性が得られる。

合わせて、枠スペーサ３１によってもスペーサ層２３に
よる電極ギャップが保持されていることから、スペーサ
層２３を構成する感圧導電膜の感圧特性を補助でき、信
頼性も高くなる。

また、各電極２２．２８を構成する透明導電膜。

筆記面（可動側の第１絶縁シート表面）とも耐スクラッ
チ性に優れているため、透明フラットスイッチとしての
信頼性も高くなるという効果がある。

尚、上記実施例ではアナログ式で説明したが、デ　。

イジタル、ディジタル・アナログ式であってもよい。ま
た、スペーサ層を両電極２３．２８上に被着してもよい
。

〔発明の効果〕

本発明の透明フラットスイッチによれば、可動。

固定電極は、ガラス等の透明な絶縁シート上に、真空蒸
着、スパッタリング、イオンプレーティング等の物理的
製膜法で被着された透明導電膜あるいは透明導電性塗料
を塗布して被着された透明導電膜より成り、これら両型
極上の少なくとも一方に、感圧性を有する透明な感圧導
電膜より成り、かつ、両電極間を分離するスペーサ層を
被着するとともに、このスペーサ層を介して対接状態に
積層した両電極を粘着する枠スペーサを設けたので、不
惑帯域をなくして実装密度を高めることができるととも
に、信頼性の高い透明フラットスイッチを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の透明フラットスイッチの
断面図、第２図は第１図の可動電極シートの平面図、第
３図は第２図のｍ−ｍ断面図、第４図は第１図の固定電
極シートの平面図、第５図は第４図のＶ−Ｖ断面図、第
６図はこの発明の透明フラントスイッチの等価回路図、
第７図は外部応力に対する接触抵抗の変化を示す特性図
、第８図は従来例の断面図、第９図は第８図の可動電極
シートの平面図、第１０図は第９図のＸ−Ｘ断面図、第
１１図は第８図の固定電極シートの平面図、第１２図は
第１１図のｘｎ−ｘｉ断面図、第１３図は第８図の透明
フラットスイッチの動作状態を示す断面図、第１４図は
透明フラットスイッチを定電流源に接続した等価回路図
である。２０・・・・・・可動電極シート、２１・・・・・・第
１絶縁シート、２２・・・・・・可動電極、２３・・・
・・・スペーサ層、２４・・・・・・第１可動リード、
２５・・・・・・第２可動リード、２６・・・・・・固
定電極シート、２７・・・・・・第２絶縁シート、２８
・・・・・・固定電極、２９・・・・・・第１固定リー
ド、３０・・・・・・第２固定リード、３１・・・・・
・枠スペーサ。代理人　　大君　増雄（ほか２名）２０　　汀１りｔオセジー’１−２６：　　固定を称シ
体２１：　第１　鉋剰良シート　　　　　２７：８２牛
色沫レート２２　：　　“司′　すカ　１乞　才ｔ　　
　　　　　　　　　２３　：　　厘ｊ　万ミー　電稔２
３、ス欠−ブ層　　　　２Ｂ３〇−封）伯１１咽９固友
ν斗２４．２５　　ヴ１句する１姐の　　　　３１．１
卆スベ一づ千動リード゛１４１ｂ８５国二■ 第９図　　　　　　　　　　勅○口ｌ＋−ｘＸ２ ←■ 第１４区手続補正書（自発）１、事件の表示　　　特願昭６２−２８９８７９号３、
補正をする者事件との関係　　特許出願人住　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名
　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者志岐守哉４、代理人住　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号５
　補正の対象特許請求の範囲、発明の詳細な説明の欄。６　補正の内容ｆｉ＋特許請求の範囲を別紙のとおり補正する。（２）明Ｊｌｌ書第６頁第１８行目、第８頁第４行目、
第１１頁第２０行目に「物理的製膜法」とあるのを［物
理的製膜法、ＣＶＤ等の化学的製膜法」と補正する。電膜より成り、かつ、両電極間を分離するスペーサ層」
とあるのをｒ両電極間を分離するスペーサ層として、感
圧性を有する透明な感圧導電膜」と補正する。（４）同書第７頁第３行目乃至第４行目、第１２頁第５
行目乃至第６行目にｒ対接状態に積層した両電極を粘着
する」とあるのを「対峙した上記両電極を積層する」と
補正する。（５）同書第９頁第１．５行目「物理的製膜法」とある
のを［物理的、化学的製膜法」と補正する。以ヱ２特許請求の範囲可動電極と固定電極とを備えた透明フラットスイッチに
おいて、上記可動、固定電極は、ガラス等の透明な絶縁シー１−
上に、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティン
グ等の物理的製膜法−Ｕ旦笠辺北隻直’ＭＭ払で被着さ
れた透明導電膜あるいは透明導電性塗料を塗布して被着
された透明導電膜より成り、これら両型極上の少なくと
も一方に、社Ｓ　　　“　　スペー　　　　　　ｈ　　
′Ｅ有す’ｆＩ′ｌ１ｌＮ　　、−ととも・に、このス
ペーサ層を介して・　　−１枠スペーサを設けたことを特徴とする透明フラットスイ
ッチ。

Claims

【特許請求の範囲】可動電極と固定電極とを備えた透明フラットスイッチに
おいて、上記可動、固定電極は、ガラス等の透明な絶縁シート上
に、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング
等の物理的製膜法で被着された透明導電膜あるいは透明
導電性塗料を塗布して被着された透明導電膜より成り、
これら両電極上の少なくとも一方に、感圧性を有する透
明な感圧導電膜より成り、かつ、両電極間を分離するス
ペーサ層を被着するとともに、このスペーサ層を介して
対接状態に積層した上記両電極を粘着する枠スペーサを
設けたことを特徴とする透明フラットスイッチ。