JPH0619935B2 - 透明フラットスイッチ - Google Patents

透明フラットスイッチ

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JPH0619935B2
JPH0619935B2 JP14378287A JP14378287A JPH0619935B2 JP H0619935 B2 JPH0619935 B2 JP H0619935B2 JP 14378287 A JP14378287 A JP 14378287A JP 14378287 A JP14378287 A JP 14378287A JP H0619935 B2 JPH0619935 B2 JP H0619935B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、押圧による透明な絶縁シートの変位を利用
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8頁に示された
従来の透明フラッ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10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し、第8図,第11図,第1
2図において、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の
固定リード、10は絶縁物で形成され固定電極7上に設
けられている絶縁ドットスペーサ、11は第2の絶縁シ
ート6,固定電極7,両固定リード8,9,絶縁ドット
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図に示すように構成された透明フラットスイッチ
は、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1,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、両固定リード
8,9から流出する電流比(Y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。
ここに、 a:両可動リード3,4間の寸法 b:両固定リード8,9間の寸法 I:全電流 i1:第1の可動リード3からの流入電流 i2: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〕
従来の透明フラットスイッチは固定電極7上に絶縁ドッ
トスペーサ10が存在しており、絶縁ドットスペーサ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
縁ドットスペーサ10のピッチを一定とし、絶縁ドット
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、不感帯域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
縁ドットスペーサ10の形状を小さくすれば少しは改善
できるが、絶縁ドットスペーサ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ットスペーサ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。
また、可動電極,固定電極の両電極とも材料に、例えば
真空蒸着,スパッタリング,イオンプレーティングなど
の方法で透明導電膜を付与した透明導電性フィルム,ガ
ラスなどを採用していたため、これらのコストが高く、
結果として透明フラットスイッチ自体のコストを押し上
げる原因ともなっていた。
この発明は、上記の問題を解消するためになされたもの
で、透明な絶縁シート(第1の絶縁シート21)上に真
空蒸着,スパッタリング,イオンプレーティングなどの
物理的製膜法で面状に被着された第1の透明導電膜(第
1の可動電極22)を有し、かつこの第1の透明導電膜
上に特定の導電性物質を樹脂中に分散させた感圧型透明
導電性塗料を面状に塗布して成る第2の透明導電膜(第
2の可動電極23)とにより構成される可動電極シート
26と固定電極シート31のうちのいずれか一方の電極
シートと、透明な絶縁シート(第2の絶縁シート27)
上に特定の導電性物質を樹脂中に分散させた透明導電性
塗料を面状に塗布して成る第3の透明導電膜(固定電極
28)を有して成る他方の電極シートとを備え、上記第
2の透明導電膜と第3の透明導電膜とを対接状態として
両電極シートを積層して成るという簡単な電極の構成
で、実装密度を容易に高めることができ、しかも高価な
物理的製膜法による透明導電膜を一方だけとしたことに
よるコストダウンがなされ、かつ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〕
この発明の透明フラットスイッチは上記の問題を解消す
るために、電極の構成として、一方の電極は透明な絶縁
シート上に真空蒸着,スパッタリング,イオンプレーテ
ィングなどの方法で透明導電膜を付与するとともにさら
にこの上に透明導電性塗料を塗布したもの、他方の電極
は透明な絶縁シート上に透明導電性塗料を塗布したも
の、スペーサ機能は前記電極に合わせ持たせ、これら両
電極シートを直接積層した構成を具備する。
〔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
作用してないときには透明導電性塗料を有する電極同志
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、電極間の接触抵抗が減少
して導通状態となる。この導通状態となる外部応力の値
(動作力)は、主に透明導電性塗料の厚み,塗布状態,
導通率などによって変化する。
〔実施例〕
この発明の1実施例を図面について説明する。
第1図ないし第3図において、21は応力によって厚さ
方向へ容易に変位する、例えばプラスチック,ガラス等
でフィルム状または板状に構成した透明な第1の絶縁シ
ート、22は透明な第1の絶縁シート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
理的製膜法で設けられている透明な導電膜で形成される
面状の第1の可動電極、23は第1の可動電極22の全
面に透明導電性塗料を塗布して形成される面状の第2の
可動電極、24は第2の可動電極23(第1の可動電極
22)の一方の信号取出電極である第1の可動リード、
25は第1の可動リードに対向して位置し他方の信号取
出電極である第2の可動リード、26は透明な第1の絶
縁シート21,第1の可動電極22,第2の可動電極2
3,第1の可動リード24,第2の可動リード25で構
成される可動電極シートを示す。また第1図、第4図、
第5図において、27は第1の絶縁シート21に対応し
た、例えばプラスチック,ガラス等でフィルム状または
板状に構成した透明な第2の絶縁シート、28は透明導
電性塗料で形成され透明な第2の絶縁シート27の片面
に設けられている面状の固定電極、29は固定電極28
の一方の信号取出電極である第1の固定リード、30は
第1の固定リードに対向して位置し固定電極28の他方
の信号取出電極である第2の固定リード、31は透明な
第2の絶縁シート27,固定電極28,第1の固定リー
ド29,第2の固定リード30から構成される固定電極
シートを示す。この実施例の透明フラットスイッチは第
1図のように、上記の可動電極シート26を固定電極シ
ート31上に積層して構成され、外部応力が第1の絶縁
シート1に加わると、無加圧状態で数10KΩ以上あっ
た両電極22,28間の抵抗RC(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5K
Ω程度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5KΩという値は第1の可動電
極22,第2の可動電極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。
ところで、電極22,28間の抵抗値は、特に第2の可
動電極23,固定電極28に起因して発生する接触抵抗
(電極間の抵抗値の大部分を占める)であり、外部応力
によってその値は変化する。つまり、第2の可動電極2
3,固定電極28の付与によって電極間に感圧特性を持
たせたことになり、この感圧特性を有した第2の可動電
極23,固定電極28自身が電極でありスペーサでもあ
るため、感圧特性はどこをとっても均一に現われる。
なお、第1の可動電極22は金,銀,銅,カーボン,ニ
ッケル,錫,酸化インジウム,酸化錫,沃化銅,パラジ
ウムクロム,等の物理的製膜法による透明導電膜で、第
2の可動電極23,固定電極28は前記と同様の特定の
導電性物質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。
上記実施例によれば、感圧特性を有する第2の可動電極
23と固定電極28とが対接状態となっているので、電
極間全体に均一な感圧特性を持たせることができ、外部
応力値に基づく抵抗値が一意に決まることから、スイッ
チ導通値に対する外部応力値をただ一つ特定できるの
で、動作信頼性の高いスイッチが得られる。また、コス
トのかかる物理製膜法による第1の可動電極22を、可
動電極シート26だけに設けるようにしているので、コ
ストを安価にできる。
上記実施例では可動電極を2層とし固定電極を1層とし
たが、可動電極を1層とし固定電極を2層としてもよ
く、実施例ではアナログ式で説明したが、ディジタル,
ディジタル・アナログ式であってもよい。
〔発明の効果〕
この発明によれば透明な絶縁シート上に物理的製膜法で
面状に被着された第1の透明導電膜を有し、かつこの第
1の透明導電膜上に特定の導電性物質を樹脂中に分散さ
せた感圧型透明導電性塗料を面状に塗布して成る第2の
透明導電膜とにより構成される一方の電極シートと、透
明な絶縁シート上に特定の導電性物質を樹脂中に分散さ
せた透明導電性塗料を面状に塗布して成る第3の透明導
電膜を有して成る他方の電極シートとを備え、第2の透
明導電膜と第3の透明導電膜とを対接状態として両電極
シートを積層して成る簡単な構成で、かつこれら透明導
電膜自身が電極間を分離するスペーサとしても機能して
いるので、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
得ることができるとともに安価にできる。また、透明導
電性塗料自身が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、また、動作信頼性の高いスイッチが得られ、コ
ストも安価にできる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の1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III−III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ッ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1
2図は第11図のXII−XII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1
4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。 21:第1の絶縁シート、22:透明導電膜、23:透
明導電性塗料、24,25:対向する1組の可動リー
ド、26:可動電極シート、27:第2の絶縁シート、
28:透明導電性塗料、29,30:対向する1組の固
定リード、31:固定電極シート。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】可動電極シートと固定電極シートとを備え
    た透明フラットスイッチにおいて、 透明な絶縁シート上に真空蒸着,スパッタリング,イオ
    ンプレーティングなどの物理的製膜法で面状に被着され
    た第1の透明導電膜を有し、かつこの第1の透明導電膜
    上に特定の導電性物質を樹脂中に分散させた感圧型透明
    導電性塗料を面状に塗布して成る第2の透明導電膜とに
    より構成される上記可動電極シートと固定電極シートの
    うちのいずれか一方の電極シートと、透明な絶縁シート
    上に特定の導電性物質を樹脂中に分散させた透明導電性
    塗料を面状に塗布して成る第3の透明導電膜を有して成
    る他方の電極シートとを備え、上記第2の透明導電膜と
    第3の透明導電膜とを対接状態として両電極シートを積
    層して成ることを特徴とする透明フラットスイッチ。
JP14378287A 1987-06-09 1987-06-09 透明フラットスイッチ Expired - Lifetime JPH0619935B2 (ja)

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