JP2007052975A - Electrostatic capacitance type switch and its electrode structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、家電用機器、産業用機械、輸送機械、建造物等に使用される静電容量式スイッチ及びその電極構造に関する。 The present invention relates to a capacitive switch used for home appliances, industrial machines, transport machines, buildings, and the like, and an electrode structure thereof.
従来より、静電容量の変化を検出する静電容量式スイッチとして、例えば特許文献1に開示されたものが知られている。この特許文献1に開示されたものは、透明保護膜の下に静電容量検知用透明電極及び表示素子を設け、透明電極での静電容量を検出手段で検出し、その検出結果に基づいて制御手段が表示素子を駆動するようにしたものである。また、この特許文献1には、表示素子の表示面にマスクを設け、文字や絵を表示する点も開示されている。これにより、機械的駆動部分がないタッチスイッチを実現するだけでなく、スイッチがON/OFFになったことを表示素子により操作者に報知することが可能になる。
ところで、前記透明電極の材料としては、一般に、ITO(錫ドープ酸化インジウム)が用いられるが、高価なため生産コストがかかる。一方、これに代わって、透明電極を安価なPEDOT/PSS(ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルフォニック酸)等の導電性ポリマーで構成することも可能であるが、PEDOT/PSSは耐水性が悪く、高温高湿の環境下や、水濡れが予想される場所に適用することができない。 By the way, as a material of the transparent electrode, ITO (tin-doped indium oxide) is generally used. On the other hand, instead of this, it is also possible to configure the transparent electrode with a conductive polymer such as inexpensive PEDOT / PSS (polyethylenedioxythiophene / polystyrene sulfonic acid), but PEDOT / PSS has poor water resistance, It cannot be applied in high-temperature and high-humidity environments or where water is expected to get wet.
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、透明電極として安価なPEDOT/PSSを用い、耐水性を備えることにより、低製造コストで、高温高湿の環境下や水濡れが予想される場所に用いることができる静電容量式スイッチの電極構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such points, and by using inexpensive PEDOT / PSS as a transparent electrode and having water resistance, it is expected to be wet and wet in a high-temperature and high-humidity environment at a low production cost. It is an object of the present invention to provide an electrode structure of a capacitance type switch that can be used in a place where it is used.
本発明による静電容量式スイッチの電極構造は、絶縁材からなるフィルムと、 前記フィルム上に設置され静電容量を検知する導電性ポリマーからなる透明電極と、前記透明電極の少なくとも一部と接触するように印刷された導電性ペーストと前記透明電極と前記導電性ペーストの一部を覆う耐水性の第1の保護部材とを備えてなることを特徴とする。 The electrode structure of the capacitance type switch according to the present invention includes a film made of an insulating material, a transparent electrode made of a conductive polymer that is installed on the film and detects capacitance, and is in contact with at least a part of the transparent electrode. The conductive paste printed as described above, the transparent electrode, and a water-resistant first protective member that covers a part of the conductive paste are provided.
本発明によれば、被検知物体の近接を検知する透明電極を導電性ポリマーによって構成し、これを透明絶縁シートによって覆うことで、低製造コストで、高温高湿の環境下や水濡れが予想される場所に適用することができる静電容量式スイッチを提供することができる。 According to the present invention, a transparent electrode that detects the proximity of an object to be detected is made of a conductive polymer, and this is covered with a transparent insulating sheet. It is possible to provide a capacitance type switch that can be applied to a place to be operated.
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の第1の実施形態に係る静電容量式スイッチの構成を示す斜視図である。図2は、図1の一部の分解斜視図であり、図3は、図1のA−A’断面図である。 FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a capacitive switch according to the first embodiment of the present invention. 2 is an exploded perspective view of a part of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG.
この静電容量式スイッチ10は、指などの被検知物体の近接を検知する電極部5と、電極部5で検知された静電容量を検出する回路基板部9とからなる。電極部5は、透明の可撓性樹脂からなるフィルム1と、フィルム1上に設置され静電容量を検知するPEDOT/PSSからなる透明電極2と、この透明電極2の一部と接触するように印刷された銀ペーストからなる導電性ペースト3と、この透明電極2と導電性ペースト3の一部を覆う第1の保護部材4とを備えて構成されている。ここで、第1の保護部材4は、透明のPETからなる耐水性を備えた絶縁シートであり、透明電極2の周囲を囲むように熱圧着部4aにおいてフィルム1に熱圧着されている。回路基板部9は、透明電極2で検知された静電容量を検出する図示しない検出回路を備えたプリント基板7と、電極部5が有する導電性ペースト3と回路基板部9を接続部材6aを介して電気的に接合するコネクタ6と、電極部5の一部及び回路基板部9を覆う樹脂からなる耐水性の第2の保護部材8とからなる。
The
図4は、この静電容量式スイッチの製造工程を示した断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of this capacitance type switch.
はじめに、(a)透明の可撓性樹脂からなるフィルム1上に、PEDOT/PSSからなる透明電極2を形成し、透明電極2の一部と重なるようフィルム1上に導電性ペースト3を印刷する。次に、(b)透明電極2と、導電ペースト3の一部を覆うように第1の保護部材4を載せ、(c)透明電極2の周囲を囲むように、第1の保護部材4とフィルム1を熱圧着させて電極部5を形成する。(d)この電極部5を、プリント基板7と接合するコネクタ6に接続し、最後に、(e)導電ペースト3の第1の保護部材4に覆われていない部分、コネクタ6及びプリント基板7を耐水性を有する樹脂などの第2の保護部材8でモールディングしスイッチ10を製造する。
First, (a) a
図5は、この静電容量式スイッチの電気的構成を示す回路図である。 FIG. 5 is a circuit diagram showing the electrical configuration of the capacitance type switch.
電極部5は、透明電極2で指などの被検知物体の近接による静電容量Cxを検出し、回路基板部9が有する静電容量検出回路16に出力する。静電容量検出回路16は、透明電極2から検出された静電容量Cxを電圧などの測定値に変換し、コンパレータ17に出力する。コンパレータ17は、一方に静電容量検出回路16から測定値を入力し、他方に判定電圧18を入力し測定値が判定電圧18を超えると図示しない外部回路にスイッチ出力を行う。
The
このように構成された静電容量式スイッチの効果について説明する。 The effect of the capacitive switch configured as described above will be described.
指などの被検知物体を検知する透明電極2を安価なPEDOT/PSSによって構成し、耐水性の弱い透明電極2を、耐水性を備えた第1の保護部材4及び第2の保護部材8で覆うことで、水や湿気が透明電極2に影響を及ぼさない。これによって、製造コストが低く、高温高湿の環境下や水濡れが予想される場所に用いることができる静電容量式スイッチを提供することができる。なお、導電性ポリマーとしてPEDOT/TsO(ポリエチレンジオキシチオフェン/トルエンスルフォネート)を用いることでも発明を実施することができる。
The
図8は、本発明の第2の実施形態に係る静電容量式スイッチの構成を示す斜視図である。図9は、図8の一部斜視図であり、図10は、図8のA−A’断面図である。 FIG. 8 is a perspective view showing a configuration of a capacitive switch according to the second embodiment of the present invention. 9 is a partial perspective view of FIG. 8, and FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG.
この静電容量式スイッチ10Aは、電極部5と回路基板部9AとがACF(異方性導電膜)19によって電気的に接続されている。このスイッチは、図9のように、第1の実施形態の同じ製造過程(a)〜(c)で電極部5を形成し、(d)この電極部5をプリント基板7上に配置して、この接続部分をAFC19によって接着し、(e)更に、電極部5の一部と、プリント基板7を樹脂でモールディングして製造される。
In the
第1及び第2の実施形態では、透明電極2で検知された静電容量を検出する検出回路16が設置される回路基板にはプリント基板7を用いているが、図10のように、可撓性を有するフレキシブルプリント基板7Bを用いて静電容量式スイッチ10Bを構成しても本発明を実施することができる。
In the first and second embodiments, the
第1及び第2の実施形態では、第1の保護部材4は、熱圧着部4aによってフィルム1に接着されているが、図11のように接着剤としてレジスト21を介して第1の保護部材4をフィルム1に接着し静電容量式スイッチ10Cを構成することでも本発明を実施することができる。
In the first and second embodiments, the first
第1及び第2の実施形態では、第1の保護部材4は、PETからなる絶縁シートであるが、図12のようにレジストを直接透明電極2及び導電ペースト3に塗布し、第1の保護部材22を形成し静電容量式スイッチ10Dを構成することでも本発明を実施することができる。
In the first and second embodiments, the first
図13は、本発明による静電容量式スイッチの応用例を示す参照図である。この静電容量式スイッチは、電極部5上に、ガラスなど光を透過する被覆材として意匠板31を配し、電極部5の裏側には、上から、文字や図形等が表示されている表示用マスク板32と、バックライト用光源33の光を全体に広げる導光板34と、スイッチ操作が行われたときに点灯状態が変化する光源35が設置されている。このスイッチは、バックライト用光源33の光を広げる導光板34からの光が表示用マスク板32の文字や図形などを浮き上がらせ、操作者にスイッチの位置や動作を表示することができる。また、操作者がスイッチを選択し、電極部5で静電容量の変化が検知されたときは、点滅するなど光源35の点灯状態が変化することにより、操作者にスイッチ操作が実行されたことを知らせることができる。
FIG. 13 is a reference diagram showing an application example of the capacitive switch according to the present invention. In this capacitive switch, a
1…基板、2…透明電極、3…導電性ペースト、4…第1の保護部材、5…電極部、6…コネクタ、7…プリント基板、8…第2の保護部材、9…回路基板部、10…静電容量式スイッチ、16…検出回路、17…コンパレータ、18…判定電圧、19…AFC、21…レジスト、31…意匠板、32…表示用マスク板、33…バックライト用光源、34…導光板、35…光源。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記フィルム上に設置され静電容量を検知する導電性ポリマーからなる透明電極と、
前記透明電極の少なくとも一部と接触するように印刷された導電性ペーストと
前記透明電極と前記導電性ペーストの一部を覆う耐水性の第1の保護部材と
を備えてなることを特徴とする静電容量式スイッチの電極構造。 A film made of an insulating material;
A transparent electrode made of a conductive polymer that is installed on the film and detects capacitance;
A conductive paste printed so as to be in contact with at least a part of the transparent electrode, and a water-resistant first protective member that covers the transparent electrode and a part of the conductive paste. Electrostatic switch type electrode structure.
前記透明電極で検知された静電容量を検出する検出回路を備えた基板と、
前記導電性ペーストと前記基板を電気的に接続する接続部と、
前記導電性ペースト、基板及び接続部を覆う耐水性の第2の保護部材とを備えてなることを特徴とする静電容量式スイッチ。 The electrode structure of the capacitive switch according to any one of claims 1 to 6,
A substrate provided with a detection circuit for detecting a capacitance detected by the transparent electrode;
A connection part for electrically connecting the conductive paste and the substrate;
A capacitive switch, comprising: the conductive paste, a substrate and a water-resistant second protective member that covers the connection portion.
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