JPS5946014B2 - 薄型電子機器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は薄型電子機器例えば電子式卓上計算機（以下電
卓と称す）に関し、特に２〜０．５驕位に薄くてかつ可
撓性を有する電子機器に関する。

可撓性を有する薄型電卓を構成する際、従来の固い構造
の電卓を構成する場合に比べていくつか注意しなければ
ならない点がある。その１つにパワースイッチがある。
従来のパワースイッチは電卓本体の側面に付けられてい
るのが多かつたが、薄くなるにつれてそれが困難となり
、キーボードと同一面上に設けざるを得なくなりつつあ
る。またそのスイッチ機構も機械的ロックスイッチのみ
ならず、電子的フリップフロップ回路のセット、リセッ
トにより電源をオンオフするパワースイッチも見られる
ようになつた。このような構成においては、不用意なパ
ワーオンにより無駄に電地を消費することになり絶対的
に避けなけれぱならない。特に何区ばクレジットカード
、キャッシュカードの如き可撓性を有させた場合、導電
ゴム等の有接点タイプのキーボードを用いると不用意に
パワースイッチがオンしてしまい極めて不都合である。
これは可撓性の手帳ケース、名刺入れ等に入れて持ち歩
くときも同様である。本発明は上記の点に鑑み、電子機
器のキーボードがどんなに曲げられても不用意にパワー
スイッチがオンすることなく、携帯月番こ極めて好適な
電子機器を提供するものである。

以下図に従つて説明する。

第１図は従来のキースイッチの一例で絶縁ゴム４に附着
した導電ゴム５を押し下げて絶縁基板３上の電極１、２
をショートすることによりスイッチングを行なう。

しかしこの方式では電極と導電ゴムとがある距離を保つ
て離れている必要があり、門 この方式のまま薄くする
には限界がある。例えば薄くするため導電ゴム５と電極
１、２を必要以上に近づけてしまうと絶縁ゴム４の弛み
等が原因で導電ゴム５と電極１、２とが接触してしまい
スイッチング動作としての確実さがなくなつてしまうフ
という欠点があつた。これは導電ゴム５をシート状と
したＵＳＰ３６９９２９４等でも同様である。また可撓
性を有させると不用意にスイッチオンすることは明らか
である。そこで不用意なスイッチオンを避けるためには
第２図に示すように絶縁基５ 板３上の電極１、２上に
金属粒子１４を含む高分子物質で成る導電異方性シート
６（商品名ＣＨＯ−ＮＥＣＴＯＲ、米国コメリツクス社
製）を配置し、これを押すことにより電極１，２が導通
するような構造のキーボードが有効である。このシート
６は例えば直径約１５０〜２３０μｍの球状の導電粒子
例えばニツケル粒子を最小厚さ約１３０μのシリコーン
・ポリマ中に分散させたものである。また第３図に示す
如く導電率が大幅に増える導電粒子の含有率Ｖよりも少
し少なめの導電粒子を入れたもので、電極が接触してい
る部分の厚み方向のみ導電性になり、横方向では絶縁性
である導電異方性の性質を有する。（参照日経エレクト
ロニクス１９７５，４，７Ｐ３１〜３７）この場合電極
と導電異方性シートとの接触がただ触れているという状
態では導電領域は形成されず、ある程度の接触圧が必要
である。第４図は第２図においてシート６に異なる圧力
が加わつたときのシート６中の導電領域の変化を示した
。ａ図はシート６に全く圧力が加わらない状態でシート
６中には導電領域が形成されていない。指によつてある
圧力Ｖ１が加えられると電極とシート６が十分に接触す
るためｂ図に点線で示したような導電領域が形成される
。さらに圧力を増すとｃ図に示ように導電領域が拡がり
、２つの電極が導通するようになる。これはシート６が
ゴムのような弾性を有するため２の圧力によつて収縮し
シート６中のニツケル粒子の単位体積当りの含有量が変
化し、第３図に於けるＶ点を越えるためであると考えら
れる。このようなシートを用いるとキー配列を任意に設
定でき、キーの位置合せも不要で製作上極めて好ましい
。またこのシートは前記参照文献にも見られる如く液晶
表示器等のコネクタとして開発されたものであるが、第
４図の説明から明らかな如く、コネクタとして使用する
場合、余り強く圧接し過ぎると隣り同士が導通してしま
うので、ある範囲で圧接せねばならず、これは実装の際
、欠点になる。しかしキーボードとしては選択的にキを
押すため上記問題は考慮する必要はない。一方電卓用の
ＬＳｌもＣＭＯＳのように消費電力の少ないものが実用
化されるようになつたが、それとともにＬＳｌの各端子
の入出力インピーダンスが高くなつた。そのためプリン
ト板上で各電極やパターン間にわずかな漏れ電流が発生
してもＬＳの動作に著しい影響を与えるようになつた。
これを避けるため電極やパターンをできるだけ離す等の
対索が実施されている。｝ 第２図に於いて上記理由により電極１，２を離した場合
、第４図から推定されるようにスイツチ回路として動作
しないこともあり、不安定なものとなつてしまう。

これを解決する方法として第５図のような構成が極めて
好ましい。第５図に於いては第２図の構成の上（こ、ア
ルミハク又はシート状の導電ゴム等の導電性物質７が配
置されている。

導極１，２上の導電性物質７が指で押されると第６図に
示すようにシート６中に導電領域が形成され１−６−J
ヨ黷U−２の経路で電極１，２が導通する。第５図のよ
うな構成に於いては第４図に於けるＶ１と２間の圧力で
スイツチングが可能なため第２図のような構成に比して
より少ない力でスイツチングができる。

ここでＬＳＩの端子から電極１，２を結ぶパターンが電
極１，２の近くにあるが、電極１，２の上を指で押した
時第２図、第５図のような構成の場合、電極１，２以外
のパターン間が導通してしまう場合も起り得る。このよ
うな場合は第７図のような構成が考えられる。第７図に
於てはシート６は電極１，２の上方のみに配置されてい
る。さらにシート６を保持するため、上カバーシート９
を用意し接着剤８で接着する。この場合第２図の変形と
考えるときは接着剤８は絶縁性でよいが、第５図の変形
と考えるときは接着剤８は導電性物質７と同様の効果を
示す導電性の接着斉１を使用する。上カバーシート９は
柔軟性のあるものならば電気的に導通，不導通を問わな
い。第７図のような構成でシート６を切つて１つ１つ接
着するのは作業上好ましくないという場合は第８図のよ
うな構成が考えられる。

第８図に於ては、電極１，２やパターン１０，１１とシ
ート６間に絶縁性シート１２が挿入されており、絶縁性
シート１２は電極１，２の部分のみ穴が開けられてスペ
ーサの機能を果す。

また第５図に於ては電極とシート６が直接接触している
ため、シート６の感度に部分的なバラツキがある場合と
か、製品として組立てたとき電極とシート６間に常にあ
る力が加わつてしまうというような場合にはスイツチ回
路として不安定なものとなつてしまう。

第８図に於ては電極とシートが指で押されない限り接触
することはないのでスイツチング動作がより確実になる
。第８図で挿入した絶縁性シート１２を第９図のように
シート６と導電性物質７との間に入れた場合、押さなけ
ればシート６と導電性物質７とは接触しないのでやはリ
スイツチング動作がより確実になる。

またシート６が高価な場合、第７図のように電極１，２
の上にのみ配置したいという要求が出てくる。

この要求は第１０図のような構造にすることにより解決
できる。第１０図においては、電極部分のみ穴が開いて
いてシート６よりわずかに厚い絶縁性シート１３をパタ
ーン１０，１１上に配置し、電極部分の穴にシート６を
配置しその上を導電性シート７で覆う構造にする。

この構造によればシート６を接着する必要がないので組
立作業も能率よく行うことができる。第１０図の構造で
は又先に述べたパターン間の思わぬ導通が起るようなこ
ともなく、スイツチング動作をより確実に行うことも可
能である。なお絶縁基板３と電極１，２とパターン１０
，１１はエツチングまたはスクリーン印刷等で成るフレ
クシブルプリント板として構成すると、薄くすることが
でき又フレクシブルな薄型電卓を構成することも可能で
ある。

また電極１，２間を導通させる橋絡接触タイプのみなら
ず、１−６−７の導通のみでスイツチングさせるいわゆ
る固定一可動タイプのキースイツチに使用してももちろ
ん好適である。第１１図は導電異方性シート６をキース
イツチ部分と液晶等の表示器のコネクタとして兼用した
例で、製作、組立が極めて容易となり好ましい。すなわ
ち表示器θの電極θＥと導電部２θ間にシート６を介し
て電流が流れ、押されたキーに対応した数字パターンを
表示させることができる。

またフレキ配線板も表示器付近で折り曲げて上下一体に
形成したので安価に組立てられる利点を有する。第１２
図はさらに電池Ｂ、論理演算素子Ｌへのコネクタ手段と
してもシート６を用い、第１２図Ｃの如く所要箇所を切
抜き、フレキ配線板３を折り重ねて端部３Ｔで固着した
ものである。

電池Ｂは一端子Ｂ１がシート６を介してフレキ配線板３
の導電部２と接続され、他端子Ｂ２はフレキ３の導電部
２Ｂ２と直接圧着して接続される。またここもシート６
を介して接続させることももちろんできる。論理演算素
子Ｌの電極足ＬＥｌ，ＬＥ２も同様にシート６を介して
フレキ３の導電部２Ｌ１と２Ｌ２と接続される。またフ
レキ３の上側導電部７はできるだけ広く一面に設け、論
理素子Ｌの上面を被覆するように構成する。かくすれば
雑音の防止等のシールド効果を期待することができ好ま
しい。１４は絶縁シートであるが必ずしも必要としない
。

またフレキ配線板３は上下一体であるからアース接続の
ための特別の機構も不要となる。さらにこのフレキ配線
板３の導電パターンを銀、アルミ等の蒸着または銀ベイ
ント等のスクリーン印刷で製作すれば、液晶等の表示器
θの反射板必要箇所を導電部２Ｒで兼用することができ
る。したがつて反射板が不要となるからさらに薄く構成
できるものである。第１３図は第１２図Ｂのさらに他の
実施例で、表示器θの両端部に電池Ｂ、論理素子Ｌを配
置する。

このようにすれば可撓性部分がさらに広くなつて好まし
い。第１４図は偏平型の電池Ｂを用いた例で、その接続
には両極ともフレキ配線板３を用いた。また論理素子Ｌ
は通常とは逆にして載置し、さらに基板３の上下０こ一
部埋め込んで厚くなるのを防ぐと共に位置ぎめ、補強等
の機能を有させる。また電極ＬＥｌ，２は前例同様シー
ト６を介して下側のフレキ配線板３と導通させるが、同
時に上側のフレキ３と導通させるようにしてもよい。こ
のように１つの電極足の上面及び下面の両方を導通路と
して用いると配線路も短かくなり好ましい。また近年の
ＬＳＩは電極足をなるべく減らすため、その端子を兼用
させ、それをタイミングによつて区別しているので支障
はない。上記の如く平面的配線から立体的配線にするこ
とにより実装密度が向上し、薄型、小型な可撓性電卓が
極めて理想的に製作できるものである。

第１２，１３図の例では表示部とキーボード部に厚みの
差があり、ポケツトに入れたとき違和感が残るが、第１
４図の例では厚みが等しいので好ましい。しかし第１２
，１３図例ではキーボード部は０．５？位或いはそれよ
りもさらに薄く０．１１１ｉ１！ｔ位に薄くして、表示
部をくるくる巻き込んでおくこともできる。また第１４
図例ではキートツプＫ１を配置することができ、或いは
Ｋ２部をキー操作部としてもよい。１５は可撓性外装カ
バーである。

またシート６は論理素子Ｌ、表示器θの厚みに応じて最
適の厚さのものを用いることができる。第１２，１３図
例においては０．１〜１顛程度のシート、第１４図では
０．５〜２１ｉ１１程度のシートを用いる。しカルこの
シートは軽いスイツチング動作を考慮すると薄い方が好
ましい。しかし論理素子Ｌ１表示器θは厚みに限度があ
るのでそれらのギヤツプを考慮しなければならない。第
１５図はその点を考慮し、かつ厚みがどこも等しくなる
ように工夫した例であるのである。すなわち導電異方性
シート６の可撓性を最大限に利用し、キーポード部では
前述の如きキーストロークのために底側にシート６を配
置し、論理素子Ｌ、表示器θ付近では上カバー側に曲げ
て配置する。電極足ＬＥｌ，ＬＥ２とフレキ配線板３の
導電部との接続ｔｌ丸上側のフレキ３と直接行なうか、
または下側のフレキ３もシート６と同様に持ち上げて前
述の方法で接続する。またフレキ３の下側と外装カバー
１５との間にスペーサＳを介在させる。このように構成
すると全体の厚みが均一でかつ超薄型の可撓性電卓が製
作できる。また第１２，１３図の如くパワースイツチＰ
ｌ，Ｐ２を上面に他のキースイツチと同様に構成しても
、曲げられた場合に不用意にパワーオンする危険性はな
い。

すなわち上または下方向にキーボード部が曲げられても
その応力は四方に分散し、厚み方向に垂直な圧力が印加
された場合だけ、厚み方向のみに導通する性質を有する
導電異方性シート６が極めて巧みに機能して上述の危険
性を避けることができるものである。また表示器も液晶
、エレクトロクローミ一、ＰＬＺＴ等超薄型で製作でき
、しかも電池、論理素子を両側または両端に配置して端
部に集中せしめたので、表示器の保護も計へ さらに残
るキーボードトは自由端となるのでその可撓性の特徴を
十分に発揮させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の例図、第２，３，４図は本発明の原理説
明図、第５，６図は本発明の一例図、第７，８，９，１
０は他の実施例図、第１１，１２，１３，１４，１５図
は本発明電子機器の各例を示す図である。 ６・・・・・・導電異方性シート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 絶縁基板上に配置された複数の電極とその電極上に
   配置された導電異方性シートとその上に配置された導電
   性物質層とを有し、上方から選択的に押圧することによ
   り前記導電異方性シートの膜厚方向の導電領域を変化さ
   せて前記電極と前記導電性物質層を導通させてキー信号
   を得ることを特徴とする薄型電子機器。 ２ 前記導電異方性シートは導電率が大副に増える導電
   粒子の含有率よりも少し少なめに設定されて成る第１項
   の薄型電子機器。