JPH07192574A

JPH07192574A - メンブレンタッチパネル装置

Info

Publication number: JPH07192574A
Application number: JP19689693A
Authority: JP
Inventors: Akira Okada; 章岡田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-07-14
Filing date: 1993-07-14
Publication date: 1995-07-28

Abstract

(57)【要約】外部引き出し部を中間層としたメンブレンタッチパネル
装置であって、メンブレンタッチパネルの基本構成を３
層とし、１層当たりの加工頻度を低減せしめ、かつ、加
工過程で生じる瑕庇を回避して高信頼性を確保すると共
に他の部品を取付容易にしたメンブレンタッチパネル装
置。【目的】パネル面に構成する張線部の抵抗値を低下する
と共に抵抗体のばらつきを低減すると共に他の電気部品
の取付を容易にする。【構成】目視情報が印刷された弾力性層の表面に相対し
た裏面には当該情報に対応した電気的回路を有する第１
層と、当該第１層のアナログ抵抗体部より狭い穿孔部を
持ち、かつ、第１層の一部に対して空隙を狭間して配置
された接点部を有する第２層と、さらに、第１層に相対
した電気的回路を有する第３層とからなるメンブレンタ
ッチパネル装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】メンブレンタッチパネル装置は、
コンピュ−タの入力装置や制御装置等に多用されてい
る。本発明は、コンピュ−タやこの種類似装置の入力装
置に適合する信頼性の良いメンブレンタッチパネル装置
に依るものである。

【０００２】

【従来の技術】この種メンブレンタッチパネル装置は、
多くの考案が開示されている。例えば、一例として米国
特許広報（ＵＳＰ．４４８４０３８、Ｎｏｖ．２０，１
９８４）には、第１層上に作成された薄い金属導体部に
対し直行した第２層に形成された導体部と、第１層には
選択的に移動可能な独立した空隙部には第２層に対する
接点部を有し、かつ、当該それぞれの層に形成された改
良された銀のリ−ドと、それぞれのリ−ド線を結合し集
積化すると共に、いずれか一方に形成された延長部の縁
端にストリップ導体を集中して外部引き出し線とした透
明メンブレンフレキシブルタッチパネル装置が開示され
ている。また、例示した以外にも従来から多用されてい
るこの種装置では、選択的に移動可能な独立した接点部
を持った第１層に対して、狭い空隙を持って対向した第
２層には第１層に構成した一方の接点に対して対となる
接点を構成した、謂わゆる、２層構造のメンブレンタッ
チパネル装置が多く開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】近年に至りこの種装置
の小型化の要求が強くなり、この要求に対応するためス
トリップラインの巾を狭く構成したり抵抗体の面積を小
さくしなければならなくなった。また、この種装置では
印刷などの周知技術を用いるなどして電気的導体や抵抗
層を作るが、この種パネルは、完成するまでに多くの加
工工程を必要とする。そのため、従来形式の２層構造の
パネルでは、１層当たりの加工工程や張線が多くなり、
リ−ド線部や接点部を傷つけるなどして抵抗値のばらつ
きが生じたり、張線部を破損したりする事故や、リ−ド
線部が細く構成されるとこの張線部の抵抗値が無視でき
なくなるために使用中に特性が変化するなどして本来の
機能を喪失するなどの事故が多発している。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そのため、本発明では外
部引き出し部を中間層として付加しメンブレンタッチパ
ネル装置の基本構成を３層として、１層当たりの加工頻
度を低減せしめ、加工過程で生じる瑕庇を回避して高信
頼性を確保したメンブレンタッチパネル装置を提供する
ものである。

【０００５】すなわち、本発明では、目視情報が印刷さ
れた弾力性層の表面に相対した裏面には当該情報に対応
した電気的回路を有する第１層と、当該第１層のアナロ
グ抵抗体部より狭い面積の穿孔部を持ち、かつ、第１層
の一部に対して空隙を狭間して配置された接点部を有す
る第２層と、さらに、第１層に相対した電気的回路を有
する第３層とからなり、当該各層間の電気的結合を異方
性導体又は導電接着剤で結合したことで張線間の抵抗値
のばらつきを低減し信頼性の良いメンブレンタッチパネ
ル装置を得た。

【０００６】

【作用】この種メンブレンタッチパネル装置では表面
に作られた目視情報に対応して狭い空隙を持った接点が
配置され、当該表面に構成した目視情報部を押圧するこ
とで接点が閉じられ、あらかじめ設定したアドレスに応
じた電気情報が得られる。また、アナログ式と呼ばれる
ものでは、パネル裏面と第２層間に空隙を狭間して抵抗
体が配置され、パネルの一部を押圧することで、抵抗体
部の一部が電気的に接合し押圧部分に対応した抵抗変化
を得るものであるから、張線部の抵抗値を極力低くした
りばらつきを抑える。

【０００７】本願では３層構成でパネルを構成するため
２層構造に比べ張線部の電気的導体の巾が広く構成さ
れ、張線部の抵抗値が無視できるほど低くなる作用があ
る。

【０００８】

【実施例】以下図面にしたがって本発明メンブレンタッ
チパネル装置の実施例について詳述する。図１は本願に
依るメンブレンタッチパネル装置の斜視図を示したもの
で、１は、弾力性を持ち厚み０、２ｍｍのポリエステル
系樹脂からなる第１層で、当該、第１層の表面にはオペ
レ−タが所望する入力を容易なように絵柄や文字などの
目視情報が印刷されている。すなわち、図１において、
６は、筆記用具のどの突起物を用いて手書き文字情報や
描画情報を入力するためのアナログタッチパネル面を示
し、７，７’は、押圧部でその表示を省略したが、例え
ば、アルハベットや数字からなる置数キ−やＥＮＤ，Ｃ
ＬＳなどの記号や絵柄などを印刷してキ−入力が容易な
目視情報を付与したものである。当該入力部をオペレ−
タが指などで押圧することで図示していない情報端末装
置や、その類似装置の動作を行なわせるためのものであ
る。さらに、当該第１層の裏面には、タッチパネル面６
に対峰して図２第１層の裏面図に示すアナログ分割抵抗
体膜１６−ａ，１６−ｂ，１６−ｃ，１６−ｄ、また、
押圧部７，７’に対してその裏面には、電気的接点部２
７，２７’を構成している。

【０００９】本願実施例では煩雑さを避けるため、それ
ぞれ４ヶの押圧部と４ヶのアナログ分割抵抗体の構成例
をもととして例示したが、本願ではその分割数を云々す
るものではない。

【００１０】図１中で２は、本願で重要な機能を持つ第
２層を示し、当該第２層は、例えば、厚み０．４０から
０、８５ｍｍのポリエステル系樹脂からなり、後述する
ように、当該第２層の一部には、第２層を延長して構成
した引き出し部４有し、当該引き部４は、図示したよう
に、必ずしも、この部分が第２層の巾より狭くする必要
もなく、その先端は、図示してないコネクタ−などの結
合部品に適合するピッチを持った接点群５を構成してい
る。

【００１１】さらに、本願では厚み０．１から０、２ｍ
ｍのポリエステル系樹脂からなる第３層３を配置し、第
１層のパネル面をタッチした時、第１層に構成した抵抗
膜と第３層に構成した抵抗膜といずれか一方の層に構成
した抵抗膜と電極面とで電気的接合状態が得られるよう
に８の異方性導体又は導電接着剤で各層間の電気的導体
を橋接した。

【００１２】図２は第１層の裏面に構成した電気的導体
の構造を説明するための構成図を示したもので、２７、
２７’は、図１に示した押圧部７、７’と相対して設け
られた接点電極群で、当該電極は、電気的導体２２を介
して橋接電極１７の部分に導かれ、破線１８で示す異方
性電極と接合した後、さらに、図３ａに示す第２層上に
配接された橋接電極１７’と電気的に結合する。

【００１３】また、当該第１層には、アナログ分割抵抗
体膜２６−ａ，２６−ｂ，２６−ｃ，２６−ｄがカ−ボ
ンや金属系の抵抗体、さらに、樹脂系抵抗体の中から適
宜選定された抵抗膜として、図４に示すアナログ分割抵
抗体に対して印刷技術やメッキなどの周知技術を用いて
定設する。さらに、第１層または第３層上のアナログ分
割抵抗体の少なくても一方を低抵抗膜で構成したり、抵
抗膜の端部に外部引き出し端子２５−，２５−ｂ，２５
−ｃ，２５−ｄを構成し外部引き出し端子とする。

【００１４】以上のように構成したそれぞれの電極は、
電気的に独立して２点破線で示す異方性導電体又は導電
接着剤１８を介して第２層の接点部５に導かれる。な
お、透明性が要求されるパネルでは、当該アナログ分割
抵抗体膜をＩＴＯ（Indume Tin Oxide）などの抵抗体素
材を厚みｘｘ〜ｙｙμｍに構成するが、必要に応じて適
宜適切な厚みが抵抗体の種類や装置の仕様に応じて選定
される。また、このアナログ分割抵抗体膜上には本願主
旨を逸脱しない範囲で、周知な素材によって保護膜を付
加することもある。

【００１５】さらに、図面には図示しないが、パネルの
透明性に合わせＬＥＤや液晶パネルなどの発光素子を当
該１層の裏面に装着すれば外部装置の制御や運用が効率
良く行える。

【００１６】図３ａは第２層の表面図、図１の第１層の
裏面と対面する面の詳細図を示すものである。すなわ
ち、当該第２層の表面は、第１層に対峙すると共に、第
２層の図３ｂに示す図が第２層図３ａに対しては裏面と
なり、さらに、当該裏面は、第３層３に対峙する面とな
る。当該図３ａ，ｂのいずれの図もそれぞれの面に配置
した接点電極の詳細な構成を図示すものである。

【００１７】図３ａにおいて接点電極３７−ａ，−ｂ，
−ｃ，−ｄ，−ｅと３７’−ａ，−ｂ，−ｃ，−ｄ，−
ｅとは、いずれも、押圧部７，７’、換言すれば、目視
情報に対し意味ずけされた接点電極群をなし、かつ、そ
れぞれ独立して機能している。本願１実施例では、張
線の関係から表面３７’の電極群と裏面３７”の電極群
とをスル−ホ−ル電極によって電気的に結合した態様を
図示した。すなわち、当該実施例では、第２層の裏面に
張線し第２層表面に張線する線数を大幅に低減すると共
に表面と裏面に構成される端子数の整合を計っている。

【００１８】また、図３ｂでは第１層の接点から張線さ
れ異方性導電膜又は導電接着剤で橋接される共通端子１
７構造を図示してた。すなわち、すでに図１で述べた接
点電極３７”−ａ，−ｂ，−ｃ，−ｄ，は、接触電極３
７−ａ，−ｂ，ｃ，ｄ、すなわち、図２に示す接触電極
２７，２７’と一点破線で示す異方性導電体又歯導電接
着剤８によって共通端子１７と１７’橋接され、端子群
５の独立端子５−１に導かれる。

【００１９】以上のように構成したフレキシブルタッチ
パネルの図１中、ａ点で示すキ−が押圧されると、３
７”−ａの電極と図２に示す第１層の端子群の２７’の
ａが接触する。また、この接触信号はすでに述べた電気
的経路をたどり、図３ａの５−８端子と図３ｂの５ａの
端子間に送出される。当該第２層に用いる素材は、従来
から多用されている厚み０、０５ｍｍの塩化ビニ−ル系
樹脂やポリエチレンテレフタレ−ト系樹脂を用いるが、
最近に至り開発された超薄形プリント配線用基板などを
用いるのが超微細線が精度良く構成できるので好まし
い。

【００２０】また、当該第２層には、さらに、穿孔部９
が構成されている。この穿孔部９は、アナログパネル電
極、、つまり、図２では２６−ａ，−ｂ，−ｃ，−ｄ、
図４では４６−ａ，−ｂ，−ｃ，−ｄ，の外枠の面積よ
りわずか狭い面積を持って構成され、さらに、第１層、
第２層の電極に対応して欠切されている。そこで、第１
層のパネル面の微小部分を鉛筆などの突起物を用いて押
圧すると第１層の分割抵抗層と第２層のアナログ分割抵
抗層が電気的に結合され電気接点信号が得られる。

【００２１】つまり、当該タッチパネル面の任意な点を
鉛筆などで押圧すると、第１層と第３層上で４分割した
面に対応した合計８端子の内、それぞれ対をなす端子間
に例えば図３ａ，ｂでは５−１と５−ｈ例示した端子間
などに、１６分割されたパネル面の任意位置に相当した
抵抗値が送出され、この抵抗値をもとに図示していない
周知な外部演算装置で押圧位置を処理し、描画などを行
う。

【００２２】当該アナログ分割パネル電極の１部とその
部分詳細図を図６に示す。このアナログ分割パネル電極
は必ずしも分割する必要がないが、この種パネルではパ
ネル面の面積が大ききなると、第１層の層厚が薄いため
図５に示すよう第１層１に熱膨張などの影響により歪が
生じ、加圧操作を行わない時でもアナログ抵抗体のそれ
ぞれが図中Ｃ点で示すように接触する。

【００２３】そのような弊害をさけるため、第１層か第
２層のいずれか一方の基体６３上のアナログ抵抗体６２
上には、一般的に２００μｍφの直径を持ち、厚み約２
０μｍの円筒体の樹脂や金属絶縁体が印刷、蒸着、スパ
ッタ−技術、スプレ−法などを用いて分離膜６１を構成
する。当該分離膜６１は、蒸着、スパッタ−、スプレ−
法で構成すれば、接触感覚が良いパネルが得られるもの
の高価になるため、実用機ではスクリ−ン印刷法が多用
されている。しかしながら、当該スクリ−ン印刷法で構
成した分離膜６１は、加圧ペンで走査するときスム−ス
性が欠けたりエッジにだれが生たりする欠点がある。

【００２４】そこで、本願の１実施例ではオフセット印
刷法を用い、だれの少ない１〜５μｍの厚みを持った良
好な円筒体状分離膜６１を得た。以上の様に構成した各
層は、接点部分を除き層間をスクリ−ン印刷などの方法
で接点部や橋接電極部を除き糊ずけし、層間を接着する
か、縁端部分をかしめるなどして一体に組み立て、フレ
キシブルタッチパネル装置を完成する。

【００２５】

【発明の効果】以上のように構成したフレキシブルタッ
チパネル装置は、各層間の材料の選択に余裕をもてるの
で、各種材料を効率よく組み合わせれば、特性がよく信
頼性の良い装置が歩留まり良く構成できる。また、第２
層が電気的張線のみで構成できるので既存の１０〜３０
μｍ厚のフレキシブルプリント基板等が用いることがで
きるため、フォトファブリケ−ション技術を用いれば精
度が良い細線が構成出来ると共に、装置が薄く構成され
装着性の良いタッチパネル装置が安価に提供できる。

【００２６】さらにまた、本発明によるタッチパネル装
置は、アナログ部とスイツッチ部を混在させても張線部
の抵抗値が低く構成できるので、特性のバラツキや径年
変化の少ないフレキシブルタッチパネル装置が得られる
効果がある。本発明によるタッチパネル装置は、３層構
造にしたために、表示素子と混在させても取付容易な構
造体が得られ、特性のバラツキや径年変化の少ないフレ
キシブルタッチパネル装置が得られ、今後益々発展する
情報処理分野に大きく貢献する効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】フレキシブルタッチパネル装置の斜視図であ
る。

【図２】第１層の電気的配線関係を説明するための裏面
詳細図である。

【図３】ａは、第２層の張線状況を説明するための表面
図、また、ｂは、当該第２層の張線状況を説明するため
の裏面図である。

【図４】第３層の構成を説明するための詳細図である。

【図５】分離膜を必要とする理由を説明する為の説明図
である。

【図６】分離膜の構造と抵抗体基体との関係を示す説明
図である。

【符号の説明】

１パネルを構成する第１層。２パネルを構成する第２層。３パネルを構成する第３層。４リ−ド線引き出し部５接点群６アナログタッチパネル面。７、７’ 押圧キ−部。８橋接用異方性導体。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１層の表面に目視情報を印刷し，当該目
視情報表面に対応した裏面には目視情報に適合した電気
接点と、第２層には第１層のアナログ抵抗体部より狭い
穿孔部を持ち、かつ、穿孔部以外の第２層表面には第１
層の裏面の一部に相対して空隙に狭間して配置された接
点部と、第３層には第１層に相対したアナログ入力面を
有する第３層とからなり、かつ、目視情報が構成された
第１層の表面を押圧することで電気入力手段とし、当該
入力手段によって１，２層１，３層間で電気信号を発生
させると共に、当該各層間に構成した電気的導線の結合
を異方性導体又は導電接着剤で結合し、第２層から電気
的信号を外部端子に送出することを特長としたメンブレ
ンタッチパネル装置。
【請求項２】第２層を薄形両面プリント基板で構成した
ことを特長とした特許請求範囲１記載のメンブレンタッ
チパネル装置。