JP4151857B2 - ヒートシールコネクタ及びこれを用いた接続構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイ（LCD ）、エレクトロルミネッセンス（EL）、発光ダイオード（LED ）、エレクトロクロミックディスプレイ（ECD ）、プラズマディスプレイ（PDP ）等の表示体と駆動回路を有する回路基板との電気的接続に使用されるヒートシールコネクタ及びこれを用いた接続構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、上記表示体、特に液晶表示体を搭載したモジュールは、軽薄短小化に向けてより小さく組み立てることが求められ、駆動回路を有する回路基板の設計にもこのことが重視されている。通常、この種のモジュールには、操作のためにゴム製のスイッチが設けられ、このスイッチに対応する接点が回路基板上に設けられている。
【０００３】
しかしながら、駆動回路を有する回路基板と液晶表示体とをヒートシールコネクタを用いて電気的に接続する場合、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、駆動回路を有する回路基板１と液晶表示体２とがそれぞれの接続端子部３でヒートシールコネクタ４により電気的に接続されている。回路基板１のスイッチに対応する接点５は、ヒートシールコネクタ４が占有する部分を避けて設けられている。このため、回路基板１のサイズは増大し、モジュール６自体も大きなものとなっていた。なお、図３（ｂ）は、同図（ａ）のＸ３−Ｘ３’'線に沿う概略断面図である。符号７はヒートシールコネクタ４に設けられた導電パターンである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上記したような欠点を解消するため、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、ヒートシールコネクタ４に微細な貫通孔８を設けて導電剤で充填し、ヒートシールコネクタ４上に接点９を設けることにより小型化する方法が採用されてきた。しかしヒートシールコネクタ４上に設けられた接点９は、この上からゴム製のスイッチで押されるため、ヒートシールコネクタ４と液晶表示体２との接続部分に負荷がかかり、接続不良を起こしやすかった。
なお、図４（ｂ）は、同図（ａ）のＸ４−Ｘ４’線に沿う概略断面図である。
【０００５】
本発明は、軽薄短小化への対応が容易で接続信頼性の高いヒートシールコネクタ及びこれを用いた接続構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のヒートシールコネクタは、接点５および駆動回路を有する回路基板１と、液晶表示体２とをそれぞれの接続端子部３でヒートシールコネクタ４により電気的に接続するモジュール６におけるヒートシールコネクタ４であって、可撓性絶縁フィルム１１の片面または両面に、導電ペーストで形成された導電パターン７の少なくとも接続端子部３が異方導電性接着剤１２で被覆され、さらに、絶縁性部材１３で該接続端子部３を除き被覆されてなり、前記それぞれの接続端子部３間であり、前記導電パターン７と干渉することのない位置であって、且つ、駆動回路を有する回路基板１の接点５に対応する位置に開口部１４が設けられていることを特徴としている。前記導電ペーストで形成された導電パターン７の少なくとも接続端子部３に、電気的接続に寄与する、該導電パターンの厚さから３〜３０μｍ突出する粒径である導電粒子１５を有するものであることが好ましい。
さらに、本発明のヒートシールコネクタ４を用いた表示体と回路基板１との接続構造は、該ヒートシールコネクタ４の前記開口部１４から前記回路基板１の接点５が露出するように、表示体の接続端子と回路基板１の接続端子とを電気的に接続してなることを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のヒートシールコネクタの一実施態様を、図１に基づき説明する。図１（ａ）はヒートシールコネクタ４を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ１−Ｘ１’線に沿う概略断面図である。ヒートシールコネクタ４は、可撓性絶縁フィルム１１上に導電パターン７が形成され、この導電パターン７の少なくとも接続端子部が異方導電性接着剤１２で被覆され、回路基板１との接続部分及びこの近傍を除き、絶縁性部材１３で被覆され、さらに、開口部１４が設けられている。図１（ｃ）は、図１（ｂ）と同様の、（ａ）のＸ１−Ｘ１’線に沿う他の実施態様の概略断面図であるが、導電ペーストよりなる導電パターン７の少なくとも接続端子部に、電気的接続に寄与する、該導電パターンの厚さから３〜３０μｍ突出する粒径である導電粒子１５を有し、絶縁性部材１６で全体が被覆されている。さらに、図に示すように、回路基板１との接続部分及びこの近傍を除き、絶縁性部材１３で被覆してもよい。
【０００８】
図２（ａ）は、ヒートシールコネクタ４を用いて駆動回路を有する回路基板１と液晶表示体２との接続構造を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ２−Ｘ２’'線に沿う概略断面図である。モジュール６は、回路基板１と液晶表示体２とがそれぞれの接続端子部３でヒートシールコネクタ４により接続されている。このとき、回路基板１上に設けられた接点５は、ヒートシールコネクタ４の邪魔になることなく、ヒートシールコネクタ４の開口部１４から露出しており、この上に図示を省略したゴム製のスイッチが設けられ、モジュール６における導通のオン・オフがモジュール外から操作される。このように、回路基板１の接点５は、ヒートシールコネクタ４が占有する位置にとらわれることなく、回路基板１上に設けることができ、モジュール６の軽薄短小化に貢献する。
【０００９】
開口部１４の孔の大きさは、回路基板１の接点５の大きさに依存するが、ヒートシールコネクタ４それ自体の精度、組み立て時のずれ等を考慮し、接点５の外周寸法より０．１〜２．０ｍｍ大きめに設定するのが望ましい。孔の形状は、真円、楕円、長孔、角孔等のいずれであってもよいが、角孔の場合は、ヒートシールコネクタ４の基材である可撓性絶縁フィルム１１の材質、厚さを鑑みて、ヒートシールコネクタ４が角孔の角から裂けないように、それぞれの角にＲ（丸め）処理を施すのが望ましい。
孔の形成には、プラスチック、ベニヤ板等のベースにトムソン（ビクトリア）刃を曲げ加工により、所望の孔形状としたものを埋め込んだ抜型や、雄雌型（ポンチ）、エッチング刃などが使用される。
【００１０】
本発明に用いられる可撓性絶縁フィルムとしては、ポリエステル、ポリイミド等のフィルムを用いればよく、フィルムの厚さは１０〜１００μｍから適宜選ばれる。
導電パターンとしては、銅、錫、半田等の金属をエッチング等で形成したものや、有機バインダに導電性粒子を混合した導電ペーストをスクリーン印刷等で形成したものなどが挙げられる。この導電パターンは、可撓性絶縁フィルムのいずれか一方の面または両面に形成される。両面の場合、可撓性絶縁フィルムにスルーホールを設け、このスルーホールを介して表裏の導電パターンが電気的に接続される。
【００１１】
本発明のヒートシールコネクタをＬＣＤなどの表示体や駆動回路を有する回路基板に電気的に接続するために異方導電接続手段を用いるが、この異方導電接続手段としては、▲１▼絶縁性接着剤と導電粒子を混合した異方導電性接着剤を使用する方法と、▲２▼導電パターンを形成する導電ペーストに導電粒子を混合して形成した導電パターン上に絶縁性接着剤層すなわち絶縁性部材で被覆する方法があり、いずれでもよい。
この絶縁性接着剤は、加熱と加圧により接着性を示すものであれば熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂、あるいは熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂の混合物のいずれでもよく、ポリアミド系、ポリエステル系等の合成樹脂類や各種合成ゴム類、もしくはその混合物をベースに、必要に応じて硬化剤、加硫剤、劣化防止剤、粘着性付与剤等の添加物を加えてもよい。
上記導電粒子としては金、銀、半田、銅等の金属粒子、カーボン粒子、さらに高分子核材やカーボン粒子の表面に金属を被覆したもの等が挙げられる。導電粒子の粒径は、５〜１５０μｍの範囲から選択するのが好ましい。
【００１２】
異方導電接続手段として、上記▲１▼の異方導電性接着剤を使用する場合は、絶縁性接着剤１００重量部に対して上記導電粒子を０．１〜３０重量部、好ましくは１〜１５重量部混合するのが望ましく、スクリーン印刷により、導電パターンが設けられた可撓性絶縁フィルムの全面に異方導電性接着剤層を形成した後、導電パターンの端子部分を除き絶縁性部材で被覆すればよい。または、導電パターンの端子部分に異方導電性接着剤層を形成し、残りの部分は絶縁性部材で導電パターンを被覆してもよい。
【００１３】
さらに、異方導電接続手段として、上記▲２▼の導電ペーストに導電粒子を混合して形成した導電パターン上に絶縁性接着剤層を形成する場合、導電粒子の粒径は導電パターンの厚さから導電粒子が３〜３０μｍ突出する粒径が選択される。
また、導電ペースト１００重量部に対する導電粒子の混合量は０．１〜３０重量部、好ましくは１〜１５重量部が望ましい。この場合の絶縁性接着剤は、異方導電性接着剤に使用するものと同じである。
【００１４】
絶縁性部材としては、ポリアミド系、ポリエステル系等の合成樹脂類や各種合成ゴム類、もしくはその混合物をベースに、必要に応じて硬化剤、加硫剤、劣化防止剤、粘着性付与材等の添加物を加えたものをスクリーン印刷などにより形成したものや、ポリエステル、ポリ塩化ビニル等のフィルムにアクリル系樹脂などの粘着材を貼付したものが挙げられ、必要とされる絶縁性、表面保護性、コスト等を考慮して選択される。
この場合、異方導電性接着剤が導電パターンを形成した可撓性絶縁フィルム全面に被覆されている場合は、その接続端子部を除いて絶縁性部材で被覆する。なお、この場合、特に高い表面絶縁性が要求されていなければ絶縁性部材による被覆を省いてもよい。
また、異方導電性接着剤が他の表示体や他の駆動回路を有する回路基板の接続端子と電気的に接続される接続端子部分の導電パターン上のみに形成されている場合は、接続端子部上にかからないよう、かつ導電パターンが露出しないように絶縁性部材で被覆する。
【００１５】
【実施例】
（実施例１）以下、本発明の実施の形態を具体的態様である実施例により説明する。可撓性絶縁フィルムとして厚さ２５μｍのポリエステルフィルムを用い、このフィルムの片面に、ポリエステル系合成樹脂１００重量部に、鱗片状の銀粒子７０重量部、カーボンブラック０．５重量部を混合して調製した導電ペーストをスクリーン印刷して導電パターンを形成し、固化させた。次に、クロロプレンとＳＥＢＳを各等量混合してなるベース剤１００重量部に、粘着付与剤４０重量部と劣化防止剤５重量部とを添加して得た絶縁性接着剤１００重量部に対して、突起状カーボン粒子を８重量部混合して異方導電性接着剤を調製し、この異方導電性接着剤を上記導電パターン上全面に塗布し、さらに、導電パターンの接続端子部を除く残りの部分に、アクリル系接着剤を塗布した厚さ１２μｍのポリエステルフィルムを貼付した。さらに、ＡＢＳ樹脂にトムソン（ビクトリア）刃を刃曲げ加工して形成した丸刃で、回路基盤の接点を避けるための孔を打ち抜いて開口部を設け、さらにＡＢＳ樹脂にビクトリア刃を埋め込んだ抜き型にて所望の形状にカットして図１（ｂ）に示すヒートシールコネクタを得た。
【００１６】
（実施例２）可撓性絶縁フィルムとして厚さ２５μｍのポリエステルフィルムを用い、このフィルムの片面に、ポリエステル系合成樹脂１００重量部に、鱗片状の銀粒子７０重量部、カーボンブラック０．５重量部を混合して導電ペーストを調製した。さらにこの導電ペースト１００重量部に対して、平均粒径３０μｍの突起状カーボン粒子を１０重量部混合し、これをスクリーン印刷して導電パターンを形成し、固化させた。次に、クロロプレンとＳＥＢＳ（ポリスチレン−ポリ（エチレン−ブチレン）−ポリスチレン）を各等量混合してなるベース剤１００重量部に、粘着付与剤４０重量部と劣化防止剤５重量部とを添加して得た絶縁性接着剤を、上記導電パターン上全面に塗布し、さらに、導電パターンの接続端子部を除く残りの部分に、アクリル系接着剤を塗布した厚さ１２μｍのポリエステルフィルムを貼付した。さらに、ＡＢＳ樹脂にトムソン（ビクトリア）刃を刃曲げ加工して形成した丸刃で、回路基盤の接点を避けるための孔を打ち抜いて開口部を設け、さらにＡＢＳ樹脂にビクトリア刃を埋め込んだ抜き型にて所望の形状にカットして図１（ｃ）に示すヒートシールコネクタを得た。
【００１７】
実施例１で得たヒートシールコネクタの開口部から、駆動回路を有する回路基板の接点が露出するように位置合わせして、回路基板と液晶表示体の接続端子部をそれぞれヒートシールして接続し、図２に示すモジュールを組み立てた。この接続構造においては、図３に示した従来のモジュールの回路基板の長さ（図の上下方向）よりも回路基板を１５ｍｍ短くすることができた。
図１に示す本発明のヒートシールコネクタと、図４に示す従来のヒートシールコネクタを用いてそれぞれモジュールを組み立て、ゴム製スイッチを取り付けて、この接点部分に対して１万回の打鍵試験を行ったところ、本発明のヒートシールコネクタを用いたものは接続不良を全く生じなかったが、従来のヒートシールコネクタを用いたものは、液晶表示体の接続端子部で打鍵のストレスによる接続不良が３％発生した。
また、実施例２で得たヒートシールコネクタを用いて、図２に示すモジュールを組み立て、接点部分に対して１万回の打鍵試験を行ったところ、接続不良を全く生じず、実施例１のヒートシールコネクタと同じ効果が得られた。
【００１８】
【発明の効果】
本発明のヒートシールコネクタは、ヒートシールコネクタの開口部から回路基板の接点を露出させることで、回路基板の接点を避けることなく、液晶などの表示体と回路基板との接続端子部を電気的および物理的に接続することができ、回路基板をコンパクト化することができた。さらに、柔軟性に富み、耐折り曲げ性及び電気絶縁性に優れ、接続部分に負荷がかかることもなく、接続信頼性の高いものであった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のヒートシールコネクタを示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は、（ａ）のＸ１−Ｘ１’線に沿う概略断面図、（ｃ）は、（ａ）のＸ１−Ｘ１’線に沿う（ｂ）とは異なる態様の概略断面図である。
【図２】 本発明の接続構造を示し、（ａ）はその平面図、（ｂ）は、（ａ）のＸ２−Ｘ２’線に沿う概略断面図である。
【図３】 従来の、ヒートシールコネクタを用いた回路基板と液晶表示体との電気的接続の概略を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ３−Ｘ３’線に沿う概略断面図である。
【図４】 従来の、ヒートシールコネクタを用いた回路基板と液晶表示体との電気的接続の概略を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＸ４−Ｘ４’線に沿う概略断面図である。
【符号の説明】
１・・・・・・・回路基板、
２・・・・・・・液晶表示体、
３・・・・・・・接続端子部、
４・・・・・・・ヒートシールコネクタ、
５・・・・・・・接点（回路基板側）、
６・・・・・・・モジュール、
７・・・・・・・導電パターン、
８・・・・・・・貫通孔、
９・・・・・・・接点（ヒートシールコネクタ側）、
１１・・・・・・・可撓性絶縁フィルム、
１２・・・・・・・異方導電性接着剤、
１３・・・・・・・絶縁性部材、
１４・・・・・・・開口部、
１５・・・・・・・導電粒子、
１６・・・・・・・絶縁性部材

Claims (3)

1. 接点および駆動回路を有する回路基板と、液晶表示体とをそれぞれの接続端子部でヒートシールコネクタにより電気的に接続するモジュールにおけるヒートシールコネクタであって、可撓性絶縁フィルムの片面または両面に、導電ペーストで形成された導電パターンの少なくとも接続端子部が異方導電性接着剤で被覆され、さらに、絶縁性部材で該接続端子部を除き被覆されてなり、前記それぞれの接続端子部間であり、前記導電パターン７と干渉することのない位置であって、且つ、駆動回路を有する回路基板の接点に対応する位置に開口部が設けられていることを特徴とするヒートシールコネクタ。
2. 前記導電ペーストで形成された導電パターンの少なくとも接続端子部に、電気的接続に寄与する、該導電パターンの厚さから３〜３０μｍ突出する粒径である導電粒子を有する請求項１に記載のヒートシールコネクタ。
3. 請求項１または２に記載のヒートシールコネクタを用いて、該ヒートシールコネクタの前記開口部から前記回路基板の接点が露出するように、表示体の接続端子と回路基板の接続端子とを電気的に接続してなることを特徴とする接続構造。

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