(57)【要約】【課題】各種電子機器の操作部に用いられる感圧導電シート及び、これを用いたパネルスイッチに関し、感圧導電シートの低抵抗体層にカーボン粉を分散したものを使用しても、押圧力に対する、抵抗値の変化が緩やかなものとなるものを提供することを目的とする。【解決手段】ベースシート２下面に、カーボン粉３Ａが分散された低抵抗体層３を形成すると共に、その低抵抗体層３下面に高抵抗体層２４を形成した。高抵抗体層２４は、低抵抗体層３下面側から所定の厚さまでは、軟質粒子５が分散されていない第一領域２４Ａに形成し、第一領域２４Ａ下面よりも下方の厚さ領域に、軟質粒子５が分散されている第二領域が形成されている構成のものとした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースシートの下面に複数の抵抗体層を有した感圧導電シートであって、上記抵抗体層は、上記ベースシート下面に形成された低抵抗体層と、所定の荷重で変形する軟質粒子が分散され上記低抵抗体層より高いシート抵抗値を有する高抵抗体層とを備え、上記高抵抗体層は、上記低抵抗体層の下面に近い側の所定の厚みまでは上記軟質粒子が存在しない第一領域と、上記所定の厚みを超えると上記軟質粒子が存在する第二領域とを備えることを特徴とする感圧導電シート。
【請求項２】
請求項１記載の感圧導電シートを、上面に複数の固定接点が形成された配線基板の上面に搭載したパネルスイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種電子機器の操作部に用いられる感圧導電シート及び、パネルスイッチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やカーナビ等の各種電子機器の高機能化や多様化が進むに伴い、これらの操作に用いられるパネルスイッチにも、多様な操作が可能なものが求められている。
【０００３】
このような従来のパネルスイッチについて図７〜図１０を用いて説明する。なお、これらの図のうち断面図は、構成を判り易くするために厚さ方向の寸法を拡大して表している。
【０００４】
図７は従来のパネルスイッチの断面図、図８は同部分拡大断面図であり、感圧導電シート１は、可撓性を有する上面視略矩形状に形成された絶縁フィルム製のベースシート２の下面に、低抵抗体層３と高抵抗体層４がスクリーン印刷などで積層状態に形成されている。
【０００５】
低抵抗体層３は、シート抵抗値が０．１ｋ〜１０ｋΩ／□で、粒径１〜５μｍのカーボン粉３Ａを分散した合成樹脂製で、ベースシート２下面にスクリーン印刷などで厚さ５〜２０μｍで塗布形成されている。
【０００６】
高抵抗体層４は、シート抵抗値が５０ｋ〜５００ｋΩ／□に設定された合成樹脂製の抵抗体であり、低抵抗体層３下面にスクリーン印刷などで厚さ５〜２０μｍで塗布形成されている。
【０００７】
ここに、当該高抵抗体層４は、ウレタンなどで構成された粒径５〜３０μｍの弾性を有する軟質粒子５が分散されていて、高抵抗体層４の下面は細かな凹凸状になっている。
【０００８】
そして、絶縁樹脂からなる押圧用突起６が、ベースシート２の上面に接着固定されている。
【０００９】
感圧導電シート１は、スペーサ７を挟んで配線基板１１上面に搭載される。スペーサ７は、中央孔が設けられた絶縁樹脂製の薄板であり、下面の粘着剤７Ｂによって配線基板１１上面と貼着している。
【００１０】
そして、スペーサ７の中央孔を介して、高抵抗体層４の下面中央が、配線基板１１に配されている固定接点１２Ａ、１２Ｂに対向している。
【００１１】
なお、図７に示すように固定接点１２Ａは所定の電位Ｖｃｃに接続されて、固定接点１２Ｂはプルダウン抵抗１３を介してグランド電位に接続されている。
【００１２】
以上のように従来のパネルスイッチは構成されており、次にその動作について図９を用いて説明する。
【００１３】
押圧用突起６の上面を下方に向かって押圧すると、高抵抗体層４下面は対向する固定接点１２Ａ、１２Ｂと接触する。そして、固定接点１２Ａ、１２Ｂ間が高抵抗体層４を介して電気的に接続されて、プルダウン抵抗１３間には、固定接点１２Ａ、１２Ｂ間の抵抗値と、プルダウン抵抗１３の抵抗値の比率に応じた電圧Ｖｏｕｔが発生する。
【００１４】
さらに押圧力を加えると、図９に示すように、感圧導電シート１は、高抵抗体層４に分散された軟質粒子５が潰されて、高抵抗体層４の厚さが僅かに小さくなると共に、下面の細かな凹凸が潰されて、高抵抗体層４下面と固定接点１２Ａ、１２Ｂとの接触面積が大きくなる。
【００１５】
これにより、固定接点１２Ａ、１２Ｂ間の抵抗値が小さくなり、プルダウン抵抗１３間の電圧Ｖｏｕｔは大きくなり、押圧力に対する電圧Ｖｏｕｔの関係は図１０の実線に示す関係となる。
【００１６】
そして、上述した電圧Ｖｃｃの変化を図示しない所定の検出回路が検出し、押圧力に応じた、電子機器の様々な機能の操作が行われるように構成されている。
【００１７】
以上のように、使用者の押圧力に応じ出力を変化させることで、多様な操作の可能なものを実現していた。
【００１８】
なお、図８或いは図９に示すように、低抵抗体層３内にはカーボン粉３Ａが分散されていて、シート抵抗値を低く維持するのに有利なものとなっている。
【００１９】
ここに、当該感圧導電シート１の低抵抗体層３内にはカーボン粉３Ａが互いに結合して形成される１０〜２０μｍ程度のカーボン凝集体３Ｂが含まれており、図９のように、押圧力を大きくしていくと、このカーボン凝集体３Ｂで高抵抗体層４の上面を不均一に押圧し、図１０の破線で示すように、押圧力に応じて出力される電圧Ｖｏｕｔが急激に上昇することがあった。つまり、押圧力に対する固定接点１２Ａ、１２Ｂ間の抵抗値が急激に低下することがあった。
【００２０】
この現象は、カーボン凝集体３Ｂが高抵抗体層４上面を局所的に押さえることで、当該箇所の高抵抗体層４の厚さが周辺箇所に比べて薄くなり、場合によってはカーボン凝集体３Ｂが高抵抗体層４下面から突出して、厚み方向の抵抗値が急激に小さくなることが要因だと推察される。
【００２１】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１、特許文献２が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開２００９−１６３３０号公報
【特許文献２】特開２０１２−２０４１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
上述したように、従来のパネルスイッチは、押圧力を大きいものにすると、出力される電圧Ｖｏｕｔが急激に上昇することがあった。つまり、押圧力に対する固定接点１２Ａ、１２Ｂ間の抵抗値が急激に低下することがあった。
【００２４】
本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、操作時の押圧力を大きくしても、抵抗値の変化を緩やかなものとしうる感圧導電シート及び、これを用いたパネルスイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記目的を達成するために本発明は、ベースシートの下面に複数の抵抗体層を有した感圧導電シートであって、抵抗体層は、ベースシート下面に形成された低抵抗体層と、所定の荷重で変形する軟質粒子が分散され低抵抗体層より高いシート抵抗値を有する高抵抗体層とを備え、高抵抗体層は、低抵抗体層の下面に近い側の所定の厚みまでは軟質粒子が存在しない第一領域と、所定の厚みを超えると軟質粒子が存在する第二領域とを備えることを特徴とする感圧導電シートとしたものである。
【００２６】
これであれば、当該感圧導電シートが配線基板上に搭載されたパネルスイッチを押圧操作したときに、操作時の押圧力を大きくしても、低抵抗体層からの押圧を軟質粒子が存在していない高抵抗体層の第一領域で緩和して、抵抗値の変化を緩やかなものとしうるという作用を有する。
【発明の効果】
【００２７】
以上のように本発明によれば、低抵抗体層にカーボン粉を分散したものを使用しても、カーボン凝集体の影響による抵抗値の急激な変化を抑え、操作時の押圧力を大きくしても、抵抗値の変化を緩やかなものとしうる感圧導電シート及び、これを用いたパネルスイッチを提供できるという有利な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発  明の実施の形態によるパネルスイッチの断面図
【図２】同部分拡大断面図
【図３】同分解斜視図
【図４】同動作状態を示す断面図
【図５】同動作状態での部分拡大断面図
【図６】同押圧力に対する特性の変化を示すグラフ
【図７】従来のパネルスイッチの断面図
【図８】同部分拡大断面図
【図９】同動作状態での部分拡大断面図
【図１０】同押圧力に対する特性の変化を示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図６を用いて説明する。なお、これらの図のうち断面図は、構成を判り易くするために厚さ方向の寸法を拡大して表している。
【００３０】
なお、従来の技術の項で説明した構成と同一構成の部分には同一符号を付して、詳細な説明を簡略化する。
【００３１】
（実施の形態）
図１は本発明の実施の形態によるパネルスイッチの断面図、図２は同部分拡大断面図、図３は同分解斜視図である。
【００３２】
同図において、パネルスイッチ１００は、感圧導電シート２１と、スペーサ７と、配線基板１１を備える。
【００３３】
ここで、感圧導電シート２１は、可撓性を有する上面視略矩形状に形成された絶縁フィルム製のベースシート２の下面に、低抵抗体層３と高抵抗体層２４がスクリーン印刷などで積層状態に形成されている。
【００３４】
低抵抗体層３は、シート抵抗値が０．１ｋ〜１０ｋΩ／□で、粒径１〜５μｍのカーボン粉３Ａを分散した合成樹脂を材料とする。この低抵抗体層３は、ベースシート１下面にスクリーン印刷などで厚さ５〜２０μｍで塗布形成される。なお、低抵抗体層内に分散されるカーボン粉は、従来のカーボン粉３Ａよりも大きいものでもよく、例えば粒径１〜１０μｍのものでもよい。
【００３５】
高抵抗体層２４は低抵抗体層３の下面に形成され、カーボン粉と軟質粒子５が分散された合成樹脂製の抵抗体である。高抵抗体層２４は、ウレタンなどで構成された粒径５〜３０μｍで弾性を有する軟質粒子５が分散されているが、軟質粒子５が分散されていない厚さ領域が設けられている。以下に高抵抗体層２４の構成などについて詳しく説明する。
【００３６】
高抵抗体層２４は、低抵抗体層３下面に厚さ２５〜４０μｍで形成されている。高抵抗体層２４は、第一領域２４Ａと第二領域２４Ｂを備える。
【００３７】
第一領域２４Ａは、軟質粒子５が分散されていない領域で、高抵抗体層２４の上面（低抵抗体層３下面に接する面）から所定の厚みで形成される。この厚みは、５〜２０μｍの厚さが好ましい。なお、第一領域２４Ａの厚さは、低抵抗体層３の厚さと同程度に設定するとよい。
【００３８】
第二領域２４Ｂは、軟質粒子５が分散されている領域で、第一領域２４Ａの下面から高抵抗体層２４の下面まで所定の厚みで形成される。そして、その下面は軟質粒子５によって細かな凹凸状になっている。
【００３９】
なお、第一領域２４Ａのシート抵抗は１０ｋ〜１００ｋΩ／□に、第二領域２４Ａのシート抵抗は５０ｋ〜５００ｋΩ／□に、設定されている。
【００４０】
このように、高抵抗体層２４は、軟質粒子５が存在しない第一領域２４Ａと、軟質粒子５が存在する第二領域２４Ｂとを備える。
【００４１】
ここに、上述した高抵抗体層２４は、例えばスクリーン印刷で、第一領域２４Ａと第二領域２４Ｂを、それぞれ積層状態に印刷形成して構成されている。
【００４２】
つまり、所定の抵抗体材料を塗布形成して第一領域２４Ａを形成した後に、当該抵抗体材料に軟質粒子５を介在させたものを塗布形成して、第二領域２４Ｂが形成されている。このように、両者の抵抗体材料の組成を同一にした場合には、使用する抵抗体材料の材料数を少ないものにでき有用である。
【００４３】
なお、高抵抗体層を構成する第一領域と第二領域の抵抗体材料の組成は互いに異なるものであってもよく限定されない。
【００４４】
以上により、感圧導電シート２１は構成され、絶縁樹脂からなる円柱状の押圧用突起６が下面に形成された図示しない接着剤によって、感圧導電シート２１のベースシート２の上面中央位置に接着固定されている。
【００４５】
そして、上述した感圧導電シート２１は、スペーサ７を介して、配線基板１１上面に搭載されている。
【００４６】
スペーサ７は、上面視外形が感圧導電シート２１と同形状で、中央に円形の中央孔が設けられた絶縁樹脂製の薄板であり、スペーサ７の上面に形成された図示しない粘着剤によって、感圧導電シート２１の下面と貼着している。そして、スペーサ７は、下面に形成された粘着剤７Ｂによって配線基板１１上面と貼着している。
【００４７】
これにより、感圧導電シート２１の高抵抗体層２４の下面中央が、スペーサ７の中央孔を介して、配線基板１１上面に対向状態に配され、配線基板１１上面と所定の間隔を空けて対向している。
【００４８】
なお、配線基板１１には、高抵抗体層２４の下面中央位置に対応する位置に、電気的に独立した上面視略短冊状の固定接点１２Ａ、１２Ｂが所定の間隔で交互に配された櫛歯状に形成されていて、これら固定接点１２Ａ、１２Ｂ上面が、スペーサ７の中央孔を介して、高抵抗体層２４の下面中央位置と所定の間隔を空けて対向している。
【００４９】
なお、配線基板１１の固定接点１２Ａ、１２Ｂは、図示しない所定の電子回路に接続され、その接続状態は、図１に示すように固定接点１２Ａは所定の電位Ｖｃｃに接続されて、固定接点１２Ｂはプルダウン抵抗１３を介してグランド電位に接続されている。
【００５０】
以上のようにパネルスイッチ１００は構成されており、次にその動作について図４、図５を用いて説明する。
【００５１】
押圧用突起６の上面を下方に向かって押圧すると、その押圧力により感圧導電シート２１の中央部が下方へ撓んで、高抵抗体層２４下面が対向する固定接点１２Ａ、１２Ｂと接触する。そして、固定接点１２Ａ、１２Ｂ間が高抵抗体層２４を介して電気的に接続されたスイッチオン状態になる。これにより、プルダウン抵抗１３間には、固定接点１２Ａ、１２Ｂ間の抵抗値とプルダウン抵抗１３の抵抗値の比率に応じた電圧Ｖｏｕｔが発生する。
【００５２】
ここに、加えている押圧力をさらに大きくすると感圧導電シート２１は、高抵抗体層２４の第二領域２４Ｂ内に分散されている軟質粒子５が潰され、第二領域２４Ｂの厚さが僅かに小さくなると共に、高抵抗体層２４下面の細かな凹凸が潰されて、高抵抗体層２４下面と固定接点１２Ａ、１２Ｂ上面との接触面積が大きくなる。
【００５３】
これにより、固定接点１２Ａ、１２Ｂ間の抵抗値が小さくなり、プルダウン抵抗１３間の電圧Ｖｏｕｔは大きくなる。
【００５４】
つまり、押圧力が大きくなるとプルダウン抵抗１３間の電圧Ｖｏｕｔが大きくなり、その関係は図６の実線に示す関係となる。図６は横軸を押圧用突起６に加えた押圧力として、縦軸をプルダウン抵抗１３間の電圧として、押圧力に対するプルダウン抵抗１３間の電圧の関係を示している。
【００５５】
なお、図５に示すように、低抵抗体層３内にはカーボン粉３Ａが分散されていて、シート抵抗値を低く維持するのに有利なものとなっている。そして、低抵抗体層３内にはカーボン粉３Ａが互いに結合して形成される１０〜２０μｍ程度のカーボン凝集体３Ｂが含まれている。
【００５６】
ここに、押圧力が大きいものになると、当該カーボン凝集体３Ｂが高抵抗体層２４上面を局所的に押圧する現象が発生する。
【００５７】
このとき、当該実施の形態のものであれば上述した局所的な押圧が発生しても、その力は軟質粒子５が存在しない第一領域２４Ａで緩和されるため、軟質粒子５が存在する第二領域２４Ｂに影響を及ぼすことが抑制される。
【００５８】
つまり、第一領域２４Ａ内には軟質粒子５が存在していないため、当該第一領域２４Ａは、軟質粒子５が存在する第二領域２４や従来の高抵抗体層４に比べ、押圧力に対する厚さ方向への圧縮度合いが小さいものであり、カーボン凝集体３Ｂが第一領域２４Ａ上面を局所的に押圧しても、その押圧箇所の厚さは、周辺箇所に比べて大きく変化することなく、したがって、当該抵抗値も緩やかに変化する。
【００５９】
さらに、軟質粒子５が分散されている第二領域２４Ｂは、第一領域２４Ａを介して押圧されるため、第二領域の厚さが局所的に薄くなることもなく、これらにより、押圧力に対する抵抗値が急激に変化することなく、緩やかなものに構成できる。
【００６０】
なお、押圧用突起６に加えていた押圧力を解除していくと、感圧導電シート２１は、高抵抗体層２４下面と固定接点１２Ａ、１２Ｂ上面との接触面積が徐々に小さくなり、最終的に所定の間隔が空いた元の状態、すなわちスイッチオフ状態に戻る。それに伴い、潰れていた軟質粒子５は元の大きさに復元すると共に、潰れていた高抵抗体層２４下面の細かな凹凸も元の状態に復元する。
【００６１】
そして、上述した電圧Ｖｃｃの変化を電子機器に搭載されている所定の検出回路が検出し、スイッチオン・オフや、押圧力に応じた、電子機器の様々な機能の操作が行われる。
【００６２】
なお、上述の説明では、低抵抗体層３及び高抵抗体層２４にカーボン粉を分散したものとして説明したが、導電性の材料であれば良く、銀、銅、鉄等の金属でも良い。
【００６３】
以上のように、当該構成のものであれば、低抵抗体層３にカーボン粉３Ａを分散したものを使用しても、カーボン凝集体３Ｂの影響による押圧力に対する抵抗値の急激な変化を抑え、操作時の押圧力が大きくなっても、抵抗値の変化が緩やかなものとなる感圧導電シート及び、これを用いたパネルスイッチ１００を提供することができる。
【００６４】
なお、以上に述べた実施の形態では、櫛歯状に形成された固定接点１２Ａ、１２Ｂを配した配線基板１１を用いたパネルスイッチについて説明したが、固定接点の形状に限定は無く、一対の固定接点をそれぞれ半円形状のものにして、それを高抵抗体層２４の下面中央位置に対応する位置に配したものにしても良い。
【００６５】
このように本実施の形態によれば、高抵抗体層２４は、低抵抗体層３の下面に近い側の所定の厚みまでは軟質粒子５が存在しない第一領域２４Ａと、所定の厚みを超えると軟質粒子５が存在する第二領域２４Ｂとを備える。このため、押圧力に対する抵抗値の変化を緩やかなものにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明による感圧導電シート及び、これを用いたパネルスイッチは、押圧力に対する抵抗値の変化が緩やかなものを実現することができ、各種電子機器の操作部等に有用である。
【符号の説明】
【００６７】
２  ベースシート
３  低抵抗体層
３Ａ  カーボン粉
３Ｂ  カーボン凝集体
５  軟質粒子
６  押圧用突起
７  スペーサ
７Ｂ  粘着剤
１１  配線基板
１２Ａ、１２Ｂ  固定接点
１３  プルダウン抵抗
２１  感圧導電シート
２４  高抵抗体層
２４Ａ  第一領域
２４Ｂ  第二領域
１００  パネルスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2014220132.tif 000011
【図１０】
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