DE4020472A1 - Flaechenschalter - Google Patents
FlaechenschalterInfo
- Publication number
- DE4020472A1 DE4020472A1 DE19904020472 DE4020472A DE4020472A1 DE 4020472 A1 DE4020472 A1 DE 4020472A1 DE 19904020472 DE19904020472 DE 19904020472 DE 4020472 A DE4020472 A DE 4020472A DE 4020472 A1 DE4020472 A1 DE 4020472A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- conductive layer
- layer
- conductive
- electrode
- resistance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/045—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using resistive elements, e.g. a single continuous surface or two parallel surfaces put in contact
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
- H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
- H01H13/702—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard with contacts carried by or formed from layers in a multilayer structure, e.g. membrane switches
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
- H01H13/70—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard
- H01H13/702—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard with contacts carried by or formed from layers in a multilayer structure, e.g. membrane switches
- H01H13/703—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a plurality of operating members associated with different sets of contacts, e.g. keyboard with contacts carried by or formed from layers in a multilayer structure, e.g. membrane switches characterised by spacers between contact carrying layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H2209/00—Layers
- H01H2209/024—Properties of the substrate
- H01H2209/038—Properties of the substrate transparent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H2209/00—Layers
- H01H2209/046—Properties of the spacer
- H01H2209/06—Properties of the spacer transparent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H2209/00—Layers
- H01H2209/068—Properties of the membrane
- H01H2209/082—Properties of the membrane transparent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H2211/00—Spacers
- H01H2211/006—Individual areas
- H01H2211/014—Individual areas universal
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H2227/00—Dimensions; Characteristics
- H01H2227/002—Layer thickness
- H01H2227/006—Spacer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H2231/00—Applications
- H01H2231/034—Coordinate determination
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Push-Button Switches (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft allgemein einen Flächenschalter, der
insbesondere durch Drücken der Flächenschalteroberfläche
mit einem spitzen Gegenstand, etwa einem Kugelschreiber,
betätigt wird.
Ein Beispiel eines konventionellen Flächenschalters ist in
"Nyuryoku-sohchi kaihatsu, sekkei, ohyo no yoten" ("The
point of research, design, application of an input equip
ment"), S.170, veröffentl. vom Japan Industry Engineering
Center, gezeigt.
Die Konfiguration des konventionellen Flächenschalters ist
in Fig. 10 gezeigt. Dabei trägt eine lichtdurchlässige und
flexible erste nichtleitfähige Schicht 1 eine dünne Metall-
oder Metalloxidschicht auf einer Oberfläche, und Anschluß
elemente 2A und 2B, die mit der leitfähigen Schicht 1A an
beiden Endteilen verbunden sind, sind an der ersten nicht
leitfähigen Schicht 1 befestigt. Eine zweite nichtleitfä
hige Schicht 3 ist so vorgesehen, daß sie der Oberfläche
der leitfähigen Schicht 1A der ersten nichtleitfähigen
Schicht 1 gegenübersteht. Die zweite nichtleitfähige
Schicht 3 besteht bevorzugt z. B. aus einer lichtdurchläs
sigen harten Glasplatte. Eine lichtdurchlässige leitfähige
Schicht 3A ist auf der zweiten nichtleitfähigen Schicht 3
geformt, und die Oberfläche der leitfähigen Schicht 3A
steht der ersten nichtleitfähigen Schicht 1 gegenüber. Wie
Fig. 11 zeigt, sind an beiden Endteilen der leitfähigen
Schicht 3A Anschlußelemente 5A und 5B angeordnet.
Eine Vielzahl von im wesentlichen halbkugeligen Abstands
haltern 4, die aus einem nichtleitfähigen Material beste
hen, sind zweidimensional auf der Oberfläche der leitfähigen
Schicht 3A in jeweils vorbestimmten Abständen angeordnet.
Die Abstandshalter 4 sind im Siebdruckverfahren herge
stellt, sie haben einen Durchmesser von 150-500 µm und eine
Höhe von 15-50 µm. Die erste nichtleitfähige Schicht 1 ist
unter Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Abstands zur
zweiten nichtleitfähigen Schicht 3 durch die Abstandshalter
4 gehalten, und die leitfähigen Schichten 1A und 3A sind
voneinander beabstandet.
Fig. 11 ist eine Perspektivansicht, die eine Konfiguration
beim Gebrauch des konventionellen Flächenschalters zeigt.
Die positive Klemme 6A einer Konstantstromquelle 6 ist mit
dem Anschlußelement 2A über einen Stromdetektor 7A und
außerdem über einen Stromdetektor 7B mit dem Anschlußele
ment 2B verbunden. Die negative Klemme 6B der Stromquelle 6
ist mit dem Anschlußelement 5A über einen Stromdetektor 7C
und außerdem mit dem Anschlußelement 5B über einen Strom
detektor 7D verbunden. Wie Fig. 11 zeigt, sind die An
schlußelemente 2A und 2B senkrecht zu den Anschlußelementen
5A und 5B ausgerichtet. Fig. 11 zeigt zwar die erste nicht
leitfähige Schicht 1 in beträchtlichem Abstand von der
zweiten nichtleitfähigen Schicht 3, bei dem gebauten Flä
chenschalter kontaktiert jedoch die erste nichtleitfähige
Schicht 1 die zweite nichtleitfähige Schicht 3 an jedem
Abstandshalter 4, wie Fig. 10 zeigt.
Wenn, wie Fig. 12 zeigt, die Oberfläche der ersten nicht
leitfähigen Schicht 1 mit einem spitzen Gegenstand 8, z. B.
einem Kugelschreiber, gedrückt wird, wird die erste nicht
leitfähige Schicht 1 nach unten durchgebogen, und die leit
fähige Schicht 1A kontaktiert die leitfähige Schicht 3A
der zweiten nichtleitfähigen Schicht 3. Infolgedessen wird
eine Strombahn zwischen den leitfähigen Schichten 1A und 3A
gebildet. Bei dem Schaltkreis von Fig. 11 wird ein Strom,
der von der positiven Klemme 6A zur negativen Klemme 6B der
Stromquelle über die Anschlußelemente 2A und 2B, die leit
fähige Schicht 1A, die leitfähige Schicht 3A und die An
schlußelemente 5A und 5B fließt, von den vier Stromdetek
toren 7A, 7B, 7C und 7D detektiert. Eine Position, in der
die leitfähige Schicht 1A die leitfähige Schicht 3A kon
taktiert, wird auf der Basis der von den jeweiligen Strom
detektoren 7A-7D detektierten Ströme berechnet. Die X- und
Y-Koordinaten der Position sind gegeben durch
mit
a: ein Abstand zwischen den Anschlußelementen 2A und 2B,
b: ein Abstand zwischen den Anschlußelementen 5A und 5B,
I: Gesamtstrom,
i1: ein vom Stromdetektor 7A gemessener Strom,
i2: ein vom Stromdetektor 7B gemessener Strom,
i3: ein vom Stromdetektor 7C gemessener Strom und
i4: ein vom Stromdetektor 7D gemessener Strom.
a: ein Abstand zwischen den Anschlußelementen 2A und 2B,
b: ein Abstand zwischen den Anschlußelementen 5A und 5B,
I: Gesamtstrom,
i1: ein vom Stromdetektor 7A gemessener Strom,
i2: ein vom Stromdetektor 7B gemessener Strom,
i3: ein vom Stromdetektor 7C gemessener Strom und
i4: ein vom Stromdetektor 7D gemessener Strom.
Bei dem obigen bekannten Beispiel wird zwar als Stromquelle
6 die Konstantstromquelle verwendet, aber es ist auch eine
Konstantspannungsquelle anwendbar, und die Position wird in
gleicher Weise wie oben beschrieben berechnet.
Bei dem vorgenannten Stand der Technik beträgt der Durch
messer der Abstandshalter 4 150-500 µm und ihre Höhe
15-50 µm. Da die Abstandshalter 4 durch Siebdrucken gebil
det sind, ist es schwierig, kleinere als die oben genannten
Größen für die Abstandshalter 4 vorzusehen.
Bei dem bekannten Flächenschalter kann daher die leitfähige
Schicht 1A die leitfähige Schicht 3A innerhalb eines Durch
messers von 500-1500 µm der Umfangsfläche des Abstandshal
ters 4 nicht kontaktieren, wenn die erste nichtleitfähige
Schicht 1 mit dem spitzen Gegenstand 8 gedrückt wird. Die
Zone wird als Unempfindlichkeitszone bezeichnet. Da in der
Unempfindlichkeitszone keine Schaltfunktion erhalten wird,
ist die Lageerfassung unmöglich.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Flächen
schalters, der mit sehr kleinen Abstandshaltern zwischen
den beiden nichtleitfähigen Schichten versehen ist.
Der Flächenschalter nach der Erfindung umfaßt: eine erste
Elektrode in Form eines Flächenkörpers, bestehend aus einer
nichtleitfähigen flexiblen Schicht mit einer leitfähigen
Schicht auf einer Oberfläche; eine zweite Elektrode in Form
eines Flächenkörpers, bestehend aus einer nichtleitfähigen
Schicht mit einer leitfähigen Schicht auf einer Oberflä
che, die der die leitfähige Schicht tragenden Oberfläche
der ersten Elektrode gegenübersteht; und eine Vielzahl von
nichtleitfähigen Abstandshaltern mit einem Durchmesser von
50 µm oder weniger und einer Höhe von 15 µm oder weniger,
die auf der leitfähigen Schicht wenigstens einer der beiden
als Flächenkörper ausgebildeten Elektroden angebracht
sind.
Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer
Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh
rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 im Schnitt eine teilweise Seitenansicht eines
ersten Ausführungsbeispiels des Flächenschal
ters nach der Erfindung;
Fig. 2 im Schnitt eine teilweise Seitenansicht, die
den Betrieb des Flächenschalters gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiel zeigt;
Fig. 3 eine Perspektivansicht, die den Anschluß des
Flächenschalters verdeutlicht;
Fig. 4 im Schnitt eine teilweise Seitenansicht eines
zweiten Ausführungsbeispiels des Flächenschal
ters;
Fig. 5 ein Ersatzschaltbild des Flächenschalters von
Fig. 3;
Fig. 6 ein Diagramm einer Druckempfindlichkeits-
Charakteristik des Flächenschalters gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 7 im Schnitt eine teilweise Seitenansicht eines
dritten Ausführungsbeispiels des Flächenschal
ters;
Fig. 8 im Schnitt eine teilweise Seitenansicht eines
vierten Ausführungsbeispiels des Flächenschal
ters;
Fig. 9 im Schnitt eine teilweise Seitenansicht eines
fünften Ausführungsbeispiels des Flächenschal
ters;
Fig. 10 im Schnitt eine teilweise Seitenansicht des
bekannten Flächenschalters;
Fig. 11 die Schaltung des bekannten Flächenschalters;
und
Fig. 12 eine teilweise Seitenansicht, die den Betrieb
des bekannten Flächenschalters zeigt.
Nach Fig. 1, die im Schnitt eine teilweise Seitenansicht
eines ersten Ausführungsbeispiels zeigt, besteht eine erste
Elektrode 9A aus einer ersten nichtleitfähigen Schicht 10
aus einer flexiblen und lichtdurchlässigen Kunststoff
schicht oder einer Glasplatte (dabei wird meistens Poly
ester eingesetzt), und eine lichtdurchlässige leitfähige
Schicht 10A ist auf einer ihrer Oberflächen gebildet. Die
leitfähige Schicht 10A ist eine Dünnschicht mit einer Dicke
von ca. 100 nm, die z. B. aus Gold, Nickel, Palladium,
Chrom, Zinnoxid, Indiumzinnoxid, Zinn- oder Iodkupfer be
steht.
Die leitfähige Schicht 10A weist Anschlußelemente 11A und
11B an beiden Enden auf.
Eine zweite Elektrode 9B steht der Oberfläche der leitfähi
gen Schicht 10A der ersten nichtleitfähigen Schicht 10 ge
genüber. Die zweite Elektrode 9B besteht aus einer zweiten
lichtleitfähigen Schicht 12, auf deren einer Oberfläche
eine leitfähige Schicht 12A gebildet ist, und die die leit
fähige Schicht 12A tragende Oberfläche steht der leitfä
higen Schicht 10A der ersten nichtleitfähigen Schicht 10
gegenüber. Die leitfähige Schicht 12A ist eine metallische
Dünnschicht oder eine Metalloxidschicht, die aus ähnlichen
Materialien wie die leitfähige Schicht 10A besteht. Die
zweite nichtleitfähige Schicht 12 besteht allgemein aus
einer Hartkunststoffplatte oder einer harten Glasplatte.
Bevorzugt sind die erste und die zweite nichtleitfähige
Schicht 10 und 12 für den allgemeinen Gebrauch lichtdurch
lässig, aber für spezielle Anwendungen kann eine lichtun
durchlässige nichtleitfähige Schicht verwendet werden.
Auf der Oberfläche der leitfähigen Schicht 12A sind in vor
bestimmten Abständen eine Vielzahl Abstandselemente 14 an
geordnet. Diese sind auf der leitfähigen Schicht 12A mit
dem nachstehend erläuterten Verfahren gebildet. Zuerst wird
die Oberfläche der leitfähigen Schicht 12A mit einem Foto
resist, der ein lichtempfindlicher Kunststoff ist, be
schichtet, und dann wird der Fotoresist durch eine Maske,
deren Muster die als Abstandshalter 14 dienenden Teile
freiläßt, belichtet. Anschließend wird der Fotoresist mit
Ausnahme der den Abstandshaltern 14 entsprechenden Teile
in einem chemischen Prozeß weggeätzt.
Die Abstandshalter 14 haben z. B. einen Durchmesser von
50 µm und weniger und eine Höhe von 15 µm und weniger und
sind halbkugelförmig, zylindrisch, kubisch, kegelförmig und
dergleichen. Die Abstandshalter 14 sind auf der Gesamtober
fläche der zweiten Elektrode 9S in vorbestimmten Abständen
angeordnet. Es genügt, die Abstandshalter 14 auf einer der
beiden Elektroden 9A bzw. 9B vorzusehen. Anschlußelemente
13A und 13B sind ebenfalls an beiden Enden der leitfähigen
Schicht 12A in ähnlicher Weise wie die leitfähige Schicht
10A vorgesehen, wie Fig. 3 zeigt.
Für den Gebrauch dieses Flächenschalters werden, wie Fig. 3
zeigt, die erste und die zweite Elektrode 9A und 9B so zu
sammengebaut, daß die Anschlußelemente 11A und 11B senk
recht zu den Anschlußelementen 13A und 13B stehen. Die po
sitive Klemme 6A einer Konstantstromquelle 6 ist mit dem
Anschlußelement 11A über einen Stromdetektor 7A und außer
dem mit dem Anschlußelement 11B über einen Stromdetektor 7B
verbunden. Die negative Klemme 6B der Stromquelle 6 ist mit
dem Anschlußelement 13A über einen Stromdetektor 7C und
ferner mit dem Anschlußelement 13B über einen Stromdetektor
7D verbunden.
Im Gebrauch des Flächenschalters wird, wie Fig. 2 zeigt,
die Oberfläche der ersten nichtleitfähigen Schicht 10 mit
einem spitzen Gegenstand 8, z. B. einem Kugelschreiber,
gedrückt. Infolgedessen wird die erste nichtleitfähige
Schicht 10 nach unten durchgebogen, und die leitfähige
Schicht 10A kontaktiert die leitfähige Schicht 12A. Die
Detektierung der Position, auf die der spitze Gegenstand 8
drückt, entspricht dem eingangs beschriebenen Verfahren.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel des Flächenschalters
beträgt der Durchmesser der Abstandshalter 50 µm und weni
ger und die Höhe 15 µm und weniger. Diese Werte sind we
sentlich kleiner als bei dem Abstandshalter 4 des bekannten
Flächenschalters. Dadurch wird die Fläche der Unempfind
lichkeitszone am Umfang des Abstandshalters 14 auf ca.
70 µm Durchmesser vermindert. Die Positionsauflösung bei
dem ersten Ausführungsbeispiel liegt bei 4-5 Zeilen/mm. Die
erste nichtleitfähige Schicht 10 kann aus einer biegsamen
Glasplatte einer Dicke von 0,2 mm oder weniger bestehen.
Fig. 4 ist im Schnitt eine teilweise Seitenansicht des
zweiten Ausführungsbeispiels des Flächenschalters. Dabei
ist auf der leitfähigen Schicht 10A der ersten Elektrode 9A
eine leitfähige Beschichtung 15 vorgesehen. Die leitfähige
Beschichtung 15 dient als Schutzbeschichtung für die leit
fähige Schicht 10A, und dabei ist ein Kunststoff wie z. B.
Polyester, Epoxid oder Acryl, der feine Metall- oder Me
talloxidteilchen ähnlich der leitfähigen Schicht 10A ent
hält, auf die Oberfläche der leitfähigen Schicht 10A mit
gleichmäßiger Dicke aufgebracht. Der spezifische Oberflä
chenwiderstand der leitfähigen Beschichtung 15 beträgt
103-1010 Ω/cm2. Die Konfiguration der zweiten Elektrode 9B
entspricht derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels.
Fig. 5 ist ein Ersatzschaltbild des Flächenschalters gemäß
dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 4. Dabei ent
spricht ein Widerstand 16 der leitfähigen Schicht 10A, und
ein Widerstand 17 entspricht der leitfähigen Schicht 12A.
Ein Stellwiderstand 18 stellt den Widerstandswert eines
Kontaktpunkts zwischen den leitfähigen Schichten 10A und
12A dar.
Das Diagramm von Fig. 6 zeigt eine Druckempfindlichkeits-
Charakteristik des zweiten Ausführungsbeispiels entspre
chend einer Änderung des Widerstandswerts des Stellwider
stands 18 je nach dem auf die Oberfläche der ersten nicht
leitfähigen Schicht 10 mit dem spitzen Gegenstand 8 aufge
brachten Druck. Wie das Diagramm zeigt, vermindert sich der
Widerstandswert von ca. 50 MΩ auf ca. 2 kΩ aufgrund von
zunehmendem Druck.
Wenn bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die leitfähige
Schicht 10A die leitfähige Schicht 12A kontaktiert, liegt
zwischen beiden die leitfähige Beschichtung 15. Dadurch
wird ein Verschleiß beider leitfähiger Schichten 10A und
12A verhindert. Bevorzugt ist die leitfähige Beschichtung
15 eine lichtdurchlässige leitfähige Beschichtung mit einer
Dicke von weniger als 10 µm. Der spezifische Oberflächen
widerstand der leitfähigen Beschichtung 15 liegt bevorzugt
bei 103 Ω/cm2 oder höher.
Eine der beschriebenen Funktionsweise gleichartige Funk
tionsweise kann erreicht werden, indem auf der leitfähigen
Schicht 10A anstelle der leitfähigen Beschichtung 15 eine
einen hohen Widerstand aufweisende Schicht einer Dicke von
ca. 1 µm mit einem spezifischen Volumenwiderstand von
1014 Ω× cm oder mehr gebildet wird. Wenn in diesem Fall ein
Druck zwischen den leitfähigen Schichten 10A und 12A auf
gebracht wird, nimmt der Widerstand zwischen den beiden
leitfähigen Schichten 10A und 12A aufgrund des bekannten
"Tunnel- oder Schottky-Effekts" ab. Das Prinzip der Wider
standsverringerung gleicht dem Betrieb eines Halbleiter
bauelements, und eine Gleichspannung von 5 V oder mehr muß
an beide leitfähigen Schichten 10A und 12A angelegt werden.
Die erste nichtleitfähige Schicht 10 besteht bei der Erfin
dung bevorzugt aus Glas, Polyethylenterephthalat, Polyethylen
naphthalat, Polybutylenterephthalat, Polycarbonat, Poly
ethersulfon, Polysulfon, Epoxid oder Acryl.
Die leitfähigen Schichten 10A und 12A haben bevorzugt einen
spezifischen Oberflächenwiderstand von 10-104 Ω/cm2 und
eine Lichtdurchlässigkeit von 30% oder höher.
Die Anschlußelemente 11A, 11B, 13A und 13B bestehen bevor
zugt aus Kupfer oder Silber, das einen relativ niedrigeren
Widerstandswert hat.
Fig. 7 zeigt im Schnitt eine teilweise Seitenansicht eines
dritten Ausführungsbeispiels des Flächenschalters. Dabei
weist die erste Elektrode 9A die leitfähige Schicht 10A auf
einer Oberfläche der nichtleitfähigen Schicht 10 auf, und
ferner ist auf der leitfähigen Schicht 10A eine Widerstands
schicht 20 vorgesehen. Zusätzlich ist eine Vielzahl Ab
standshalter 21 auf der Widerstandsschicht 20 in vorbe
stimmten Abständen vorgesehen. Der spezifische Oberflächen
widerstand der Widerstandsschicht 20 beträgt 103-1013 Ω/cm2,
und ihre Dicke beträgt ca. 10 µm. Die Widerstandsschicht
20 wird durch Beschichten der leitfähigen Schicht 10A mit
einem Kunststoff wie Polyester, Acryl oder Epoxid, der
Metallteilchen oder Metalloxidteilchen ähnlich dem Metall
oder Metalloxid der leitfähigen Schicht 10A und durchsich
tige Kugeln wie Glas-oder Kunststoffkugeln mit einem Durch
messer von 5-10 µm und einer dünnen Beschichtung aus
Nickel, Gold, Ag oder dergleichen auf ihrer Oberfläche ent
hält, hergestellt. Da die lichtdurchlässigen Kugeln einen
Durchmesser von 5-10 µm haben, werden auf der Oberfläche
der Widerstandsschicht 20 konvexe und konkave Ausbildungen
mit einer Höhe von 5-10 µm gebildet.
Die Abstandshalter 21, die auf der Oberfläche der Wider
standsschicht 20 gebildet sind, sind mit dem Material und
der Methode entsprechend den Abstandshaltern des ersten und
zweiten Ausführungsbeispiels hergestellt.
Bei der zweiten Elektrode 9B sind ähnlich wie bei der
ersten Elektrode 9A die Widerstandsschicht 20 und die Ab
standshalter 21 auf der Oberfläche der leitfähigen Schicht
12A gebildet.
Da bei dem dritten Ausführungsbeispiel die Widerstands
schicht 20 auf den Oberflächen beider leitfähiger Schichten
10A und 12A gebildet ist, wird die Isolierung zwischen den
leitfähigen Schichten 10A und 12A verbessert. Infolgedessen
kann die Höhe der Abstandshalter 21 verringert werden. Wenn
die nichtleitfähige Schicht 10 mit dem spitzen Gegenstand 8
gedrückt wird, nimmt der Widerstand zwischen den leitfähi
gen Schichten 10A und 12A entsprechend dem Druckempfindlich
keitsverlauf von Fig. 6 ab. Da die Widerstandsschicht 20
einen direkten Kontakt zwischen den leitfähigen Schichten
10A und 12A verhindert, wird die Lebensdauer beider leit
fähiger Schichten 10A und 12A verbessert. Da die Abstands
halter 21 auf der konvex/konkaven Oberfläche der Wider
standsschicht 20 angeordnet sind, wird die Haftung der Ab
standselemente 21 auf der Widerstandsschicht 20 verbessert,
und ein Herausfallen der Abstandshalter 21 wird verhin
dert.
Fig. 8 zeigt im Schnitt eine teilweise Seitenansicht eines
vierten Ausführungsbeispiels des Flächenschalters. Dabei
ist die erste Elektrode 9A identisch mit derjenigen von
Fig. 7 ausgeführt.
Bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist die Widerstands
schicht 22 teilweise auf der Oberfläche der leitfähigen
Schicht 12A der zweiten Elektrode 9B mit vorbestimmten Ab
ständen ausgebildet. Material und Zusammensetzung der Wi
derstandsschicht 22 entsprechen der Widerstandsschicht 20.
Die Widerstandsschicht 22 ist auf der Oberfläche der leit
fähigen Schicht 12A mit vorbestimmten Zwischenräumen gebil
det. Abstandshalter 21 sind auf der nur teilweise gebilde
ten Widerstandsschicht 22 angeordnet. Da bei diesem Aus
führungsbeispiel die leitfähige Schicht 12A der zweiten
Elektrode 9B freiliegt, wird gegenüber dem dritten Ausfüh
rungsbeispiel der Kontaktwiderstand zwischen den leitfähi
gen Schichten 10A und 12A verringert.
Fig. 9 ist im Schnitt eine teilweise Seitenansicht eines
fünften Ausführungsbeispiels des Flächenschalters. Dabei
sind die Widerstandsschichten 22 auf beiden leitfähigen
Schichten 10A und 11A der ersten bzw. der zweiten Elektrode
9A bzw. 9B teilweise ausgebildet. Die Abstandshalter 21
sind dann auf den Widerstandsschichten 22 beider leitfähi
ger Schichten 10A und 12A angeordnet. Die Herstellung der
Widerstandsschichten 22 und der Abstandshalter 21 ent
spricht dem vierten Ausführungsbeispiel nach Fig. 8.
Da bei dem fünften Ausführungsbeispiel beide leitfähigen
Schichten 10A und 12A freiliegen, ist der Kontaktwiderstand
zwischen den leitfähigen Schichten 10A und 12A relativ ge
ringer. Andererseits ist die Lebensdauer der leitfähigen
Schichten 10A und 12A derjenigen des dritten oder vierten
Ausführungsbeispiels etwas unterlegen aufgrund des direk
ten Kontakts zwischen den leitfähigen Schichten 10A und
12A. Daher eignet sich der Flächenschalter des fünften Aus
führungsbeispiels für geringe Betätigungsfrequenz und
niedrigen Kontaktwiderstand. Da die Abstandshalter 21 auf
den Widerstandsschichten 22, die eine rauhe Oberfläche
aufweisen, gebildet sind, wird das Haftvermögen der Ab
standshalter 21 an der Oberfläche der leitfähigen Schichten
10A und 12A erhöht, wodurch ein Herausfallen der Abstands
halter 21 verhindert wird.
Claims (9)
1. Flächenschalter,
gekennzeichnet durch
eine erste Elektrode (9A) in Form eines Flächenkörpers, bestehend aus einer nichtleitfähigen flexiblen Schicht (10) mit einer leitfähigen Schicht (10A) auf einer Oberfläche;
eine zweite Elektrode (9B) in Form eines Flächenkörpers, bestehend aus einer nichtleitfähigen Schicht (12) mit einer leitfähigen Schicht (12A) auf einer Oberfläche, die der die leitfähige Schicht tragenden Oberfläche der ersten Elek trode gegenübersteht; und
eine Vielzahl von nichtleitfähigen Abstandshaltern (14) mit einem Durchmesser von 50 µm oder weniger und einer Höhe von 15 µm oder weniger, die auf der leitfähigen Schicht wenigstens einer der beiden als Flächenkörper ausgebilde ten Elektroden (9A, 9B) angebracht sind (Fig. 1).
eine erste Elektrode (9A) in Form eines Flächenkörpers, bestehend aus einer nichtleitfähigen flexiblen Schicht (10) mit einer leitfähigen Schicht (10A) auf einer Oberfläche;
eine zweite Elektrode (9B) in Form eines Flächenkörpers, bestehend aus einer nichtleitfähigen Schicht (12) mit einer leitfähigen Schicht (12A) auf einer Oberfläche, die der die leitfähige Schicht tragenden Oberfläche der ersten Elek trode gegenübersteht; und
eine Vielzahl von nichtleitfähigen Abstandshaltern (14) mit einem Durchmesser von 50 µm oder weniger und einer Höhe von 15 µm oder weniger, die auf der leitfähigen Schicht wenigstens einer der beiden als Flächenkörper ausgebilde ten Elektroden (9A, 9B) angebracht sind (Fig. 1).
2. Flächenschalter,
gekennzeichnet durch
eine erste Elektrode (9A) in Form eines Flächenkörpers, bestehend aus einer nichtleitfähigen flexiblen Schicht (10) mit einer leitfähigen Schicht (10A) auf einer Oberfläche und einer leitfähigen Beschichtung (15) aus Kunststoff, der feine Metallteilchen oder Metalloxidteilchen enthält, auf der leitfähigen Schicht;
eine zweite Elektrode (9B) in Form eines Flächenkörpers, bestehend aus einer nichtleitfähigen Schicht (12) mit einer leitfähigen Schicht (12A) auf einer Oberfläche und einer Vielzahl von nichtleitfähigen Abstandshaltern (14), die in vorbestimmten Abständen auf der leitfähigen Schicht (12A) angeordnet sind, wobei die die leitfähige Schicht tragende Oberfläche der ersten Elektrode (9A) gegenübersteht (Fig. 4).
eine erste Elektrode (9A) in Form eines Flächenkörpers, bestehend aus einer nichtleitfähigen flexiblen Schicht (10) mit einer leitfähigen Schicht (10A) auf einer Oberfläche und einer leitfähigen Beschichtung (15) aus Kunststoff, der feine Metallteilchen oder Metalloxidteilchen enthält, auf der leitfähigen Schicht;
eine zweite Elektrode (9B) in Form eines Flächenkörpers, bestehend aus einer nichtleitfähigen Schicht (12) mit einer leitfähigen Schicht (12A) auf einer Oberfläche und einer Vielzahl von nichtleitfähigen Abstandshaltern (14), die in vorbestimmten Abständen auf der leitfähigen Schicht (12A) angeordnet sind, wobei die die leitfähige Schicht tragende Oberfläche der ersten Elektrode (9A) gegenübersteht (Fig. 4).
3. Flächenschalter,
gekennzeichnet durch
eine erste Elektrode (9A) in Form eines Flächenkörpers, bestehend aus einer nichtleitfähigen flexiblen Schicht (10) mit einer leitfähigen Schicht (10A) aus einem Metall oder Metalloxid als Dünnschicht auf einer Oberfläche und einer Widerstandsschicht (20) aus Kunststoff, die feine Metall- oder Metalloxidteilchen und lichtdurchlässige Kugeln mit einem Durchmesser von 5-10 µm und einer metallischen Dünn schicht auf ihren Oberflächen enthält, als Beschichtung auf der Oberfläche der leitfähigen Schicht und einer Vielzahl von Abstandshaltern (21), die auf der Widerstandsschicht in vorbestimmten Abständen angeordnet sind;
eine zweite Elektrode (9B) in Form eines Flächenkörpers, bestehend aus einer nichtleitfähigen Schicht (12) mit einer leitfähigen Schicht (12A) aus einem Metall oder Metalloxid als Dünnschicht auf einer Oberfläche, einer Widerstands schicht (20) aus Kunststoff, die feine Metall- oder Metall oxidteilchen und lichtdurchlässige Kugeln mit einem Durch messer von 5-10 µm und einer metallischen Dünnschicht auf ihren Oberflächen enthält, als Beschichtung auf der Ober fläche der leitfähigen Schicht (12A) und einer Vielzahl von Abstandshaltern (21), die auf der Widerstandsschicht (20) in vorbestimmten Abständen angeordnet sind, wobei die die leitfähige Schicht (12A) tragende Oherfläche der er sten Elektrode (9A) zugewandt ist (Fig. 7).
eine erste Elektrode (9A) in Form eines Flächenkörpers, bestehend aus einer nichtleitfähigen flexiblen Schicht (10) mit einer leitfähigen Schicht (10A) aus einem Metall oder Metalloxid als Dünnschicht auf einer Oberfläche und einer Widerstandsschicht (20) aus Kunststoff, die feine Metall- oder Metalloxidteilchen und lichtdurchlässige Kugeln mit einem Durchmesser von 5-10 µm und einer metallischen Dünn schicht auf ihren Oberflächen enthält, als Beschichtung auf der Oberfläche der leitfähigen Schicht und einer Vielzahl von Abstandshaltern (21), die auf der Widerstandsschicht in vorbestimmten Abständen angeordnet sind;
eine zweite Elektrode (9B) in Form eines Flächenkörpers, bestehend aus einer nichtleitfähigen Schicht (12) mit einer leitfähigen Schicht (12A) aus einem Metall oder Metalloxid als Dünnschicht auf einer Oberfläche, einer Widerstands schicht (20) aus Kunststoff, die feine Metall- oder Metall oxidteilchen und lichtdurchlässige Kugeln mit einem Durch messer von 5-10 µm und einer metallischen Dünnschicht auf ihren Oberflächen enthält, als Beschichtung auf der Ober fläche der leitfähigen Schicht (12A) und einer Vielzahl von Abstandshaltern (21), die auf der Widerstandsschicht (20) in vorbestimmten Abständen angeordnet sind, wobei die die leitfähige Schicht (12A) tragende Oherfläche der er sten Elektrode (9A) zugewandt ist (Fig. 7).
4. Flächenschalter nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Widerstandsschicht (22) auf der leitfähigen
Schicht (12A) der zweiten nichtleitfähigen Schicht (12)
auf der leitfähigen Schicht (12A) teilweise ausgebildet und
auf jeder Widerstandsschicht (22) ein Abstandshalter (21)
angeordnet ist (Fig. 8).
5. Flächenschalter nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Widerstandsschicht (22) auf der leitfähigen Schicht (10A) der ersten nichtleitfähigen flexiblen Schicht (10) auf der leitfähigen Schicht (10A) teilweise ausgebil det und auf jeder Widerstandsschicht ein Abstandshalter (21) angeordnet ist,
daß die Widerstandsschicht (22) auf der leitfähigen Schicht (12A) der zweiten nichtleitfähigen Schicht (12) auf der leitfähigen Schicht teilweise ausgebildet und auf jeder Widerstandsschicht (22) ein Abstandshalter (21) an geordnet ist (Fig. 9).
daß die Widerstandsschicht (22) auf der leitfähigen Schicht (10A) der ersten nichtleitfähigen flexiblen Schicht (10) auf der leitfähigen Schicht (10A) teilweise ausgebil det und auf jeder Widerstandsschicht ein Abstandshalter (21) angeordnet ist,
daß die Widerstandsschicht (22) auf der leitfähigen Schicht (12A) der zweiten nichtleitfähigen Schicht (12) auf der leitfähigen Schicht teilweise ausgebildet und auf jeder Widerstandsschicht (22) ein Abstandshalter (21) an geordnet ist (Fig. 9).
6. Flächenschalter nach einem der Ansprüche 1-5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die nichtleitfähige flexible Schicht (10) der ersten
Elektrode (9A) und die nichtleitfähige Schicht (12) der
zweiten Elektrode (9B) lichtdurchlässig sind.
7. Flächenschalter nach einem der Ansprüche 1-6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die leitfähige Schicht (10A 12A) lichtdurchlässig
ist.
8. Flächenschalter nach einem der Ansprüche 1-7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die leitfähige Beschichtung (15) lichtdurchlässig
ist.
9. Flächenschalter nach einem der Ansprüche 1-8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Widerstandsschicht (20) lichtdurchlässig ist.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16605289 | 1989-06-28 | ||
JP17456189 | 1989-07-06 | ||
JP2066649A JPH03129421A (ja) | 1989-06-28 | 1990-03-16 | 透明スイツチ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4020472A1 true DE4020472A1 (de) | 1991-01-10 |
DE4020472C2 DE4020472C2 (de) | 1993-03-04 |
Family
ID=27299200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904020472 Granted DE4020472A1 (de) | 1989-06-28 | 1990-06-27 | Flaechenschalter |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4020472A1 (de) |
GB (1) | GB2233499B (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE9012407U1 (de) * | 1990-08-30 | 1992-01-09 | Platz, Karl Otto, 5226 Reichshof | Druckschaltelement |
DE4129305A1 (de) * | 1990-09-04 | 1992-03-05 | Alps Electric Co Ltd | Transparenter tastschalter |
DE19653322A1 (de) * | 1996-12-20 | 1998-07-02 | Hahn Schickard Ges | Mikromechanischer Schalter |
DE19738531C2 (de) * | 1996-09-04 | 2002-10-10 | Alps Electronic Co | Auf Druck ansprechender Widerstand |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6347997B1 (en) | 1997-10-01 | 2002-02-19 | Brad A. Armstrong | Analog controls housed with electronic displays |
US6344791B1 (en) | 1998-07-24 | 2002-02-05 | Brad A. Armstrong | Variable sensor with tactile feedback |
US6222525B1 (en) | 1992-03-05 | 2001-04-24 | Brad A. Armstrong | Image controllers with sheet connected sensors |
US6351205B1 (en) | 1996-07-05 | 2002-02-26 | Brad A. Armstrong | Variable-conductance sensor |
US8674932B2 (en) | 1996-07-05 | 2014-03-18 | Anascape, Ltd. | Image controller |
US6456778B2 (en) | 1997-10-01 | 2002-09-24 | Brad A. Armstrong | Analog controls housed with electronic displays for video recorders and cameras |
US6532000B2 (en) | 1997-10-01 | 2003-03-11 | Brad A. Armstrong | Analog controls housed with electronic displays for global positioning systems |
US6415707B1 (en) | 1997-10-01 | 2002-07-09 | Brad A. Armstrong | Analog controls housed with electronic displays for coffee makers |
US6404584B2 (en) | 1997-10-01 | 2002-06-11 | Brad A. Armstrong | Analog controls housed with electronic displays for voice recorders |
TW457504B (en) * | 1999-06-25 | 2001-10-01 | Tokyo Sensor Co Ltd | Elongated shape switch and its manufacturing method |
US6809280B2 (en) | 2002-05-02 | 2004-10-26 | 3M Innovative Properties Company | Pressure activated switch and touch panel |
CN100521869C (zh) | 2002-05-23 | 2009-07-29 | 3M创新有限公司 | 纳米颗粒填充的底层填料 |
US7468199B2 (en) | 2004-12-23 | 2008-12-23 | 3M Innovative Properties Company | Adhesive membrane for force switches and sensors |
US7260999B2 (en) | 2004-12-23 | 2007-08-28 | 3M Innovative Properties Company | Force sensing membrane |
US7509881B2 (en) | 2005-07-29 | 2009-03-31 | 3M Innovative Properties Company | Interdigital force switches and sensors |
DE102007043663B4 (de) * | 2007-09-13 | 2011-05-19 | Schurter Gmbh | Aus mehreren elektrischen Tastern bestehende Tastatur |
FR2934921B1 (fr) * | 2008-08-05 | 2010-09-24 | Stantum | Capteur tactile multicontacts a moyens d'espacement de taille et impedance variables |
FR2942329B1 (fr) * | 2009-02-17 | 2011-07-15 | Stantum | Capteur multipoints |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3714382A1 (de) * | 1986-05-02 | 1987-11-05 | Shinetsu Polymer Co | Schalteinheit fuer ein drucktastenfeld |
DE2912049C2 (de) * | 1978-03-28 | 1989-02-23 | Canon K.K., Tokio/Tokyo, Jp |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1562264A (en) * | 1976-11-22 | 1980-03-12 | Control Data Corp | Electric switch matrix |
US4423299A (en) * | 1981-04-20 | 1983-12-27 | John Fluke Mfg. Co., Inc. | Touch sensitive transparent switch array |
US4636582A (en) * | 1983-08-31 | 1987-01-13 | Toppan Moore Co., Ltd. | Signal input sheet having a conductive shield layer |
CN1010143B (zh) * | 1985-09-26 | 1990-10-24 | 约翰弗兰克制造公司 | 供触敏涂覆层使用的粒子垫片 |
-
1990
- 1990-06-19 GB GB9013635A patent/GB2233499B/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-06-27 DE DE19904020472 patent/DE4020472A1/de active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2912049C2 (de) * | 1978-03-28 | 1989-02-23 | Canon K.K., Tokio/Tokyo, Jp | |
DE3714382A1 (de) * | 1986-05-02 | 1987-11-05 | Shinetsu Polymer Co | Schalteinheit fuer ein drucktastenfeld |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
DE-Fachbuch "Handbuch der Leiterplattentechnik", G. Herrmann (1982), S. 152-158 * |
JP-Veröffentlichung des Japan-Industry Engineering Center, "The point of research, design application of an input equipment", S. 170 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE9012407U1 (de) * | 1990-08-30 | 1992-01-09 | Platz, Karl Otto, 5226 Reichshof | Druckschaltelement |
DE4129305A1 (de) * | 1990-09-04 | 1992-03-05 | Alps Electric Co Ltd | Transparenter tastschalter |
DE19738531C2 (de) * | 1996-09-04 | 2002-10-10 | Alps Electronic Co | Auf Druck ansprechender Widerstand |
DE19653322A1 (de) * | 1996-12-20 | 1998-07-02 | Hahn Schickard Ges | Mikromechanischer Schalter |
DE19653322C2 (de) * | 1996-12-20 | 1999-02-18 | Hahn Schickard Ges | Mikromechanischer Schalter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2233499A (en) | 1991-01-09 |
GB9013635D0 (en) | 1990-08-08 |
DE4020472C2 (de) | 1993-03-04 |
GB2233499B (en) | 1994-03-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE4020472A1 (de) | Flaechenschalter | |
DE2623229C2 (de) | Membranschalter | |
DE69032091T2 (de) | Eingabesystem mit berührungsempfindlicher Widerstandsfilmtafel | |
DE3345846A1 (de) | Eingabeeinheit | |
DE69612377T2 (de) | Mit elektroden versehener biegsamer gegenstand | |
DE3409560A1 (de) | Struktur zum eingeben von daten in einen computer | |
DE3013129C2 (de) | Detektorvorrichtung für die X- und Y-Koordinaten von Eingabepunkten | |
DE3642780A1 (de) | Detektormatte und verfahren zu ihrer herstellung | |
DE3425932C2 (de) | ||
DE8407989U1 (de) | Dateneingabetafel zum Eingeben von Daten in einen Computer | |
DE3717325A1 (de) | Transparentes beruehrungsempfindliches schaltfeld | |
DE3624656A1 (de) | Durchsichtige graphik-eingabeeinheit | |
DE102017200041A1 (de) | Integrierte Berührungsanzeigetafel und Anzeigevorrichtung | |
DE68927623T2 (de) | Folienschalter | |
DE69514850T2 (de) | Eingabetafel zur Vermeidung von Störungsmustern | |
DE19929228A1 (de) | Druckempfindlicher Wandler mit einer halbleitende Teilchen enthaltenden, druckempfindlichen Schicht | |
DE3619035A1 (de) | Durch beruehrung zu betaetigende durchsichtige eingabeeinrichtung zum betrieb in verbindung mit einer anzeigeeinrichtung | |
DE2338746C2 (de) | Tastschalter | |
DE69210993T2 (de) | Elektrophoretische anzeigevorrichtung mit mehreren elektrisch unabhaengigen anodeelementen | |
DE1562182B1 (de) | Umwandlungssystem fuer Radarnachrichtensysteme oder andere Fernbildanzeigesysteme | |
DE202013100016U1 (de) | Berührungselektrodengerät | |
DE19519099C1 (de) | Resistiver Feuchtesensor | |
DE2922473A1 (de) | Elektrochrome anzeigevorrichtung | |
DE69315323T2 (de) | Optische sensor und verfahren zu seiner herstellung | |
DE2649667A1 (de) | Drucktastenanordnung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licenses declared (paragraph 23) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |