JPH09293428A - メンブレンスイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 押圧されていないときの絶縁性及び押圧時の
導電性を良好にすることができると共に、滑らかな押圧
感で常に一定のＯＮ荷重を得ることができるメンブレン
スイッチを提供する。 【解決手段】 下部電極用絶縁性樹脂シートの表面上に
は１対の下部電極用リード線が第１方向に離間して平行
にパターン印刷され、更に、このリード線を間に挟ん
で、下部電極用絶縁性樹脂シート上に下部電極用抵抗カ
ーボン膜が印刷されることにより、下部電極シートが形
成されている。一方、上部電極用絶縁性樹脂シートにつ
いても、その表面上に１対の上部電極用リード線が前記
第１方向に直交する第２方向に離間して平行にパターン
印刷されており、更に、このリード線を間に挟んで、上
部電極用抵抗カーボン膜が印刷されることにより、下部
電極シートが形成されている。そして、上部電極用抵抗
カーボン膜と下部電極用抵抗カーボン膜の間に異方導電
性ゴムシートが配置され、相互に接着されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はパーソナルコンピュ
ータ、ワードプロセッサ及び携帯情報通信装置（ＰＤ
Ａ）等のスイッチ入力装置として適用されるメンブレン
スイッチに関し、特に、押圧されていないときの絶縁性
及び押圧時の導電性が優れており、操作性が向上した周
辺機器用に好適なメンブレンスイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】パーソナルコンピュータ等の電子機器に
おけるポインティングデバイスにおいて、特に、パッド
タイプとしては、静電容量方式又は抵抗接触方式のメン
ブレンスイッチが採用されている。

【０００３】図３は従来の抵抗接触方式のメンブレンス
イッチの構造を示す模式図である。メンブレンスイッチ
は上部電極シート３１と下部電極シート３２とを有す
る。ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム等
からなる下部電極用絶縁性樹脂シート３６は、一方の表
面上にＡｇからなる１対の下部電極用リード線３８ａ及
び３８ｂがパターン印刷され、その上面にリード線３８
ａ及び３８ｂを覆うように下部電極用抵抗カーボン膜３
７が印刷されている。この下部電極用抵抗カーボン膜３
７の表面には、所定の間隔で複数個の絶縁用ドットスペ
ーサ３９が印刷塗布されていて、このようにして、下部
電極シート３２が構成されている。なお、１対の下部電
極用リード線３８ａ及び３８ｂは、第１方向に離間して
平行に形成されている。

【０００４】一方、上部電極シート３１についても、そ
の構成は絶縁用ドットスペーサ３９以外は、下部電極シ
ート３２とほぼ同様である。即ち、ＰＥＴフィルム等か
らなる上部電極用絶縁性樹脂シート３３の一方の表面上
にＡｇからなる１対の上部電極用リード線３５ａ及び３
５ｂがパターン印刷され、その上面にリード線３５ａ及
び３５ｂを覆うように上部電極用抵抗カーボン膜３４が
印刷されている。この１対の上部電極用リード線３５ａ
及び３５ｂは、前記第１方向に直交する第２方向に離間
して、平行に形成されている。但し、この従来例では、
絶縁用ドットスペーサは上部電極シート３１には設けら
れていない。

【０００５】そして、上部電極用抵抗カーボン膜３４と
下部電極用抵抗カーボン膜３７とが整合するように、絶
縁用ドットスペーサ３９を間に挟んで、上部電極シート
３１及び下部電極シート３２が重ね合わされ、相互に接
着されている。

【０００６】このように構成されたメンブレンスイッチ
において、上部電極用リード線３５ａと上部電極用リー
ド線３５ｂとの間、及び下部電極用リード線３８ａと下
部電極用リード線３８ｂとの間には、常に電圧が印加さ
れている。しかしながら、スイッチの上面から圧力が印
加されていない場合には、上部電極用抵抗カーボン膜３
４と下部電極用抵抗カーボン膜３７との間に複数個のド
ットスペーサ３９が配置されているので、上部電極用抵
抗カーボン膜３４と下部電極用抵抗カーボン膜３７とは
接触せず、通電しないようになっている。

【０００７】一方、指又はペンにより、上部電極用絶縁
性樹脂シート３３を押圧すると、ドットスペーサ３９間
の押圧された部分が凹んで、上部電極用抵抗カーボン膜
３４と下部電極用抵抗カーボン膜３７とが接触すること
により、押圧部分のみが通電する。これにより、リード
線３５ａとリード線３５ｂとの間の抵抗値が変化するの
で、その変化量から第２方向の押圧位置が認識される。
これと同時に、リード線３８ａとリード線３８ｂとの間
の抵抗値も変化するので、その変化量から第１方向の押
圧位置が認識される。このように、第１方向の押圧位置
と、これに直交する第２方向の押圧位置とが認識される
ことにより、これらの交点位置を絶縁性樹脂シート３３
上の平面内において押圧された位置として、検知するこ
とができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３に
示すメンブレンスイッチにおいては、押圧されていない
ときの上部電極用抵抗カーボン膜３４と下部電極用抵抗
カーボン膜３７との絶縁性を保持するために、絶縁用ド
ットスペーサ３９が使用されており、この絶縁用ドット
スペーサ３９が存在する部分において、データの連続性
が失われるという問題点が発生する。即ち、ディスプレ
イ上のカーソルが消失又は点滅したり、カーソルの直線
性が失われて曲がってしまうことがある。

【０００９】また、ドットスペーサ３９の直上又はその
近接点においては、上部電極用カーボン膜３４と下部電
極用カーボン膜３７とが接触しにくいため、通電させて
入力を検知させるためには、押圧力を強くする必要があ
る。従って、押圧する位置によって、通電させることが
できる荷重（ＯＮ荷重）が変化する。これを解決するた
めには、上部電極用カーボン膜３４と下部電極用カーボ
ン膜３７との絶縁性を保持すると共に、容易に通電させ
ることができるように、ドットスペーサ３９の直径、高
さ及びドットスペーサ３９間のピッチ等を厳密に設計す
る必要がある。例えば、容易に通電させるために、ドッ
トスペーサ３９間のピッチを広くすると、上部電極用カ
ーボン膜３４と下部電極用カーボン膜３７とが接触して
しまい、絶縁性を保持することができなくなる。一方、
ピッチを狭くするか又はドットスペーサの高さを高くす
ると、ＯＮ荷重が高くなってしまう。

【００１０】更に、上部電極シート３１の上面を指でト
レースする場合、絶縁用ドットスペーサ３９が存在する
場所においては、上部電極シート３１の上面においても
突出感があり、滑らかに入力することが困難である。

【００１１】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、上部電極シートと下部電極シートとの間に
絶縁用ドットスペーサを配置することなく、押圧されて
いないときの絶縁性及び押圧時の導電性を良好にするこ
とができ、これにより、複雑な設計が不要になると共
に、滑らかな押圧感で常に一定のＯＮ荷重を得ることが
でき、連続した直線的なデータ又は軌跡を得ることがで
きるメンブレンスイッチを提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願第１発明に係るメン
ブレンスイッチは、第１絶縁性シートと、この第１絶縁
性シートの表面上に第１方向に離間して設けられた１対
の第１リード線と、この１対の第１リード線を間に挟ん
で前記第１絶縁性シートに積層された第１抵抗カーボン
膜と、を有する第１電極シートと、第２絶縁性シート
と、この第２絶縁性シートの表面上に前記第１方向に直
交する第２方向に離間して設けられた１対の第２リード
線と、この１対の第２リード線を間に挟んで前記第２絶
縁性シートに積層された第２抵抗カーボン膜と、を有す
る第２電極シートと、前記第１抵抗カーボン膜及び前記
第２抵抗カーボン膜に接触して前記第１電極シートと第
２電極シートとの間に配置された異方導電性ゴムシート
と、を有することを特徴とする。

【００１３】本願第２発明に係るメンブレンスイッチ
は、絶縁性シートと、この絶縁性シートの表面上に第１
方向に離間して設けられた１対の第１リード線と、前記
絶縁性シートの表面上に前記第１方向に直交する第２方
向に離間して設けられた１対の第２リード線と、前記第
１リード線及び第２リード線を間に挟んで前記絶縁性シ
ートに積層された抵抗カーボン膜と、この抵抗カーボン
膜上に配置された異方導電性ゴムシートと、を有するこ
とを特徴とする。

【００１４】本願第１発明においては、第１電極シート
と第２電極シートとの間に異方導電性ゴムシートが配置
されている。この異方導電性ゴムシートは、通常時は絶
縁性を有しており、厚さ方向に押圧されることにより、
その押圧部分において表面から裏面に導通するものであ
る。また、第１電極シート及び第２電極シートが有する
１対の第１リード線及び１対の第２リード線には、夫
々、電圧が印加される。

【００１５】このようなメンブレンスイッチの上から押
圧すると、押圧された部分の第１抵抗カーボン膜と第２
抵抗カーボン膜とが電気的に導通し、第１リード線間及
び第２リード線間の抵抗値が変化する。１対の第１リー
ド線は第１方向に離間し、１対の第２リード線は第１方
向と直交する第２方向に離間しているので、第１方向及
び第２方向におけるリード線間の抵抗値の変化量を読み
とることにより、押圧位置を検知することができる。

【００１６】本願第２発明に係るメンブレンスイッチに
おいては、第１リード線及び第２リード線には交互に電
圧を印加する。そして、異方導電性ゴムシートを指又は
ペンで押圧すると、この押圧部分において、異方導電性
ゴムシートは電気的に導通する。この導電部分が抵抗カ
ーボン膜に接触しているので、その第１方向及び第２方
向における第１リード線間及び第２リード線間の抵抗値
が変化する。そこで、第１リード線に電圧が印加されて
いるときには、第１リード線間の抵抗値の変化を検出
し、第２リード線に電圧が印加されているときには、第
２リード線間の抵抗値の変化を検出する。従って、これ
らの抵抗値の変化量から、押圧位置を検知することがで
きる。

【００１７】このように、本発明においては、異方導電
性ゴムシートを利用することにより、抵抗カーボン膜間
に絶縁用のドットスペーサ等を配置する必要がなくなる
ので、ドットスペーサの高さ及び間隔等の複雑な設計を
することなく、押圧されていないときの絶縁性及び押圧
時の導電性を良好にすることができる。また、ドットス
ペーサにより凹凸が形成されることがないので、滑らか
な押圧感で常に一定のＯＮ荷重を得ることができ、連続
した直線的なデータ又は軌跡を得ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について添
付の図面を参照して具体的に説明する。

【００１９】図１は本発明の第１の実施例に係るメンブ
レンスイッチの構造を示す模式図である。メンブレンス
イッチは、下部電極シート（第１電極シート）３、上部
電極シート（第２電極シート）２及びこれらの間に挟ま
れた異方導電性ゴムシート１を有する。この異方導電性
ゴムシート１は、通常時は絶縁性を有しており、厚さ方
向に押圧されることにより、その押圧部分において表面
から裏面に導通するものである。

【００２０】下部電極用絶縁性樹脂シート（第１絶縁性
シート）７は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタ
レート）フィルム等により形成されており、その一方の
面上にＡｇからなる１対の下部電極用リード線（第１リ
ード線）９ａ及び９ｂがパターン印刷され、更に、リー
ド線９ａ及び９ｂを間に挟んで、下部電極用絶縁性樹脂
シート７上に下部電極用抵抗カーボン膜（第１抵抗カー
ボン膜）８が印刷されている。この１対の下部電極用リ
ード線９ａ及び９ｂは、夫々、第１方向に離間して平行
に設けられている。このようにして、下部電極シート３
が形成されている。

【００２１】一方、上部電極シート２についても、その
構成は下部電極シート３とほぼ同様である。即ち、上部
電極用絶縁性樹脂シート（第２絶縁性シート）４の一方
の面上にＡｇからなる１対の上部電極用リード線（第２
リード線）６ａ及び６ｂがパターン印刷され、上部電極
用絶縁性樹脂シート４上に、リード線６ａ及び６ｂを間
に挟んで上部電極用抵抗カーボン膜（第２抵抗カーボン
膜）５が印刷されている。なお、１対の上部電極用リー
ド線６ａ及び６ｂは、夫々、下部電極用リード線９ａ及
び９ｂに直交する第２方向に離間して平行に設けられて
いる。

【００２２】そして、上部電極用抵抗カーボン膜５と下
部電極用抵抗カーボン膜８に接触するようにして、上部
電極シート２と下部電極シート３との間に異方導電性ゴ
ムシート１が配置され、相互に接着されている。

【００２３】このように構成された第１の実施例に係る
メンブレンスイッチにおいて、上部電極用リード線６ａ
と上部電極用リード線６ｂとの間、及び下部電極用リー
ド線９ａと下部電極用リード線９ｂとの間には、常に電
圧が印加されている。しかしながら、上部電極用絶縁性
樹脂シート４の上面から圧力が印加されていない場合に
は、上部電極用抵抗カーボン膜５と下部電極用抵抗カー
ボン膜８との間に、異方導電性ゴムシート１が配置され
ているので、上部電極用抵抗カーボン膜５と下部電極用
抵抗カーボン膜８とは絶縁されている。

【００２４】一方、絶縁性樹脂シート４の上面から指又
はペンにより押圧すると、異方導電性ゴムシート１の厚
さ方向に圧力が印加されるので、上部電極用抵抗カーボ
ン膜５と下部電極用抵抗カーボン膜８との間で押圧部分
のみが導通する。これにより、リード線６ａとリード線
６ｂとの間の抵抗値が変化するので、その変化量から第
２方向の押圧位置が認識される。これと同様に、リード
線９ａとリード線９ｂとの間の抵抗値の変化により、第
１方向の押圧位置が認識される。このようにして、第１
方向の押圧位置と、これに直交する第２方向の押圧位置
とが認識されることにより、これらの交点位置を絶縁性
樹脂シート４上の平面内において押圧された位置とし
て、検知することができる。

【００２５】このように、本実施例においては、異方導
電性ゴムシートの特性を利用することにより、絶縁用の
ドットスペーサ等を使用することなくスイッチ上の押圧
位置を検知することができるので、押圧されていないと
きの絶縁性及び押圧時の導電性を良好にすることができ
る。また、滑らかな押圧感で常に一定のＯＮ荷重を得る
ことができ、これにより、複雑な設計が不要となり、連
続した直線的なデータ又は軌跡を得ることができる。

【００２６】図２（ａ）は本発明の第２の実施例に係る
メンブレンスイッチの上部シートの構造を示す裏面平面
図であり、（ｂ）は下部シートの構造を示す平面図であ
る。

【００２７】図２（ａ）に示すように、上部シート１２
は異方導電性ゴムシート１１の一方の面の周縁部表面に
絶縁層１４が形成されたものである。従って、上部シー
ト１２の裏面中央部においては、異方導電性ゴムシート
１１が露出している。

【００２８】また、図２（ｂ）に示すように、下部シー
ト１３は、例えば、ＰＥＴフィルム等により形成された
絶縁性樹脂シート（絶縁性シート）１５の表面上に、１
対の第１リード線１８ａ及び１８ｂがパターン印刷され
ている。この１対の第１リード線１８ａ及び１８ｂは、
上部シート１２における異方導電性ゴムシート１１の露
出部１１ａに整合する位置において、第１方向に離間し
て平行に設けられている。更に、その表面上には、１対
の第２リード線１７ａ及び１７ｂがパターン印刷されて
おり、これらは上部シート１２における異方導電性ゴム
シート１１の露出部１１ａに整合する位置において、前
記第１方向に直交する第２方向に離間して平行に設けら
れている。これらの第１リード線１８ａと第１リード線
１８ｂとの間、第２リード線１７ａと第２リード線１７
ｂとの間には、電源回路（図示せず）から、常時、交互
に電圧が印加されるようになっている。

【００２９】更にまた、この表面上には、異方導電性ゴ
ムシート１１の露出部１１ａに整合する大きさで、抵抗
カーボン膜１６が印刷されている。

【００３０】そして、異方導電性ゴムシート１１の露出
部１１ａと抵抗カーボン膜１６とが接触するように、上
部シート１２と下部シート１３とが重ね合わされて接着
されることにより、メンブレンスイッチが形成されてい
る。

【００３１】このように構成されたメンブレンスイッチ
において、異方導電性ゴムシート１１が押圧されていな
いときには、第１リード線１８ａ及び１８ｂ間と、第２
リード線１７ａ及び１７ｂ間には、それらの間の距離に
相当する電圧降下が抵抗カーボン膜１６に生じている。

【００３２】一方、異方導電性ゴムシート１１の上面を
指又はペンにより押圧し、異方導電性ゴムシート１１の
厚さ方向に圧力を印加すると、その押圧部分において、
異方導電性ゴムシート１１が厚さ方向に局所的に導通
し、第１リード線１８ａ及び１８ｂ間並びに第２リード
線１７ａ及び１７ｂ間の抵抗カーボン膜１６の電圧が変
化する。従って、第１リード線１８ａ及び１８ｂのみに
電圧が印加されているときは、抵抗カーボン膜１６にお
ける第１リード線１８ａ及び１８ｂ間の電圧変化を検出
し、同様に、第２リード線１７ａ及び１７ｂのみに電圧
が印加されているときは、抵抗カーボン膜１６における
第２リード線１７ａ及び１７ｂ間の電圧変化を検出し
て、これらの電圧変化から、第１方向及び第２方向につ
いての押圧位置が認識される。このように、第１方向の
押圧位置と第２方向の押圧位置とが認識されることによ
り、それらの交点位置を異方導電性ゴムシート１１上の
平面内において押圧された位置として、検知することが
できる。なお、異方導電性ゴムシート１１は指で押圧し
てもよいし、押圧する道具として、例えば、エボナイト
棒のような絶縁物を使用してもよく、いずれも押圧位置
を検知することができる。

【００３３】このように、第２の実施例においても、異
方導電性ゴムシートの特性を利用することにより、絶縁
用のドットスペーサ等を使用することなくスイッチ上の
押圧位置を検知することができるので、押圧されていな
いときの絶縁性及び押圧時の導電性を良好にすることが
できる。また、滑らかな押圧感で常に一定のＯＮ荷重を
得ることができ、これにより、複雑な設計が不要とな
り、連続した直線的なデータ又は軌跡を得ることができ
る。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
絶縁用のドットスペーサを使用する代わりに異方導電性
ゴムシートを使用しているので、ドットスペーサの高さ
及び間隔等の複雑な設計をすることなく、押圧されてい
ないときの絶縁性及び押圧時の導電性を良好にすること
ができる。また、ドットスペーサにより凹凸が形成され
ることがないので、滑らかな押圧感で常に一定のＯＮ荷
重を得ることができ、連続した直線的なデータ又は軌跡
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係るメンブレンスイッ
チの構造を示す模式図である。

【図２】（ａ）は本発明の第２の実施例に係るメンブレ
ンスイッチの上部シートの構造を示す裏面平面図であ
り、（ｂ）は下部シートの構造を示す平面図である。

【図３】従来の抵抗接触方式のメンブレンスイッチの構
造を示す模式図である。

【符号の説明】

１、１１；異方導電性ゴムシート ２、３１；上部電極シート ３、３２；下部電極シート ４、７、３３、３６；絶縁性樹脂シート ５、８、１６、３４、３７；抵抗カーボン膜 ６ａ、６ｂ、９ａ、９ｂ、１７ａ、１７ｂ、１８ａ、１
８ｂ、３５ａ、３５ｂ、３８ａ、３８ｂ；リード線 １４；絶縁層 ３９；ドットスペーサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１絶縁性シートと、この第１絶縁性シ
   ートの表面上に第１方向に離間して設けられた１対の第
   １リード線と、この１対の第１リード線を間に挟んで前
   記第１絶縁性シートに積層された第１抵抗カーボン膜
   と、を有する第１電極シートと、 第２絶縁性シートと、この第２絶縁性シートの表面上に
   前記第１方向に直交する第２方向に離間して設けられた
   １対の第２リード線と、この１対の第２リード線を間に
   挟んで前記第２絶縁性シートに積層された第２抵抗カー
   ボン膜と、を有する第２電極シートと、 前記第１抵抗カーボン膜及び前記第２抵抗カーボン膜に
   接触して前記第１電極シートと第２電極シートとの間に
   配置された異方導電性ゴムシートと、を有することを特
   徴とするメンブレンスイッチ。
2. 【請求項２】 絶縁性シートと、この絶縁性シートの表
   面上に第１方向に離間して設けられた１対の第１リード
   線と、前記絶縁性シートの表面上に前記第１方向に直交
   する第２方向に離間して設けられた１対の第２リード線
   と、前記第１リード線及び第２リード線を間に挟んで前
   記絶縁性シートに積層された抵抗カーボン膜と、この抵
   抗カーボン膜上に配置された異方導電性ゴムシートと、
   を有することを特徴とするメンブレンスイッチ。