JPS5946015B2 - 薄型電卓 - 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２〜０．５ｍｍ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ぱ
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
無駄に電池を消費することになり絶対的に避けなけれぱ
ならない。特に例え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、携帯用に極めて好適な電
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図は従来の午−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、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
に近ず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ＵＳＰ３６９９２
９４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Ｃ
ＨＯ−ＮＥＣＴ（）Ｒ）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件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図に示すように導電領域が拡かり
、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Ｖ２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
ー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ＬＳＩ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ＬＳ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
るだけ離す等の対策が実施されている。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図の構成の上に、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。

電極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ては第４図に於けるＶ１とＶ２
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ＬＳ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
導電性の接着剤を使用する。上カバーシート９は柔軟・
叶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千がある場合と
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り
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か出てくる。

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・訃シー口３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。

この構造によれぱシート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タ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を午一ス
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Ｄの電極ＤＥと導電部２Ｄ間にシート６を介して
電流が流れ、押された千一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Ｂ１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、フレ千配線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を介してフレ午配線板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。

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可待することがで
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ペイ
ント等のスクリーン印刷で制作すれば、液晶等の表示器
Ｄ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Ｄの両端部に電池Ｂ１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の上下に一部
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ＬＳ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０．５ｍＴ１Ｌ位或いは
それよりもさらに薄く０．１ｍｍ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Ｋ
２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Ｌ１表示器Ｄ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０．１〜１ｍＴＩＬ程度のシート、第１４
図では０，５〜２ｍｍ程度のシートを用いる。しかしこ
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Ｄ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図はその点を配慮し、かつ厚みがどこも等しくな
るように工夫した例である。

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
、キーボ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Ｌ１表示器Ｄ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の導電部との接続は、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Ｐｌ，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
計れ、さらに残るキーボード部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図は他の実施例図、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)

【特許請求の範囲】
1. １ 導電異方性シートの両面に可撓性フィルムを装着し
   上記可撓性フィルムに設けた電極を夫々対向させ上記可
   撓性フィルムを加圧する事により上記導電異方性シート
   が導通し、上記電極間を導通せしめてキー信号を得るこ
   とを特徴とする可撓性薄型電卓。