JPH04341774A - 低抵抗圧接型コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示パネル（ＬＣ
Ｄパネル）とプリント配線基板（ＰＣ板）とを電気的に
接続するためのインターコネクタに関し、特には階調性
画像表示を行うスーパーツイスティッドネマチック（Ｓ
ＴＮ）−ＬＣＤパネルの接続に有用な低抵抗圧接型イン
ターコネクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のパソコン用ディスプレイは陰極線
管（ＣＲＴ）ディスプレイが中心であったが、近年では
対角画面寸法１０インチ級の大型ＬＣＤパネル技術が進
歩したため、ラップトップ型パソコンやノートブック型
パソコン等の携帯用にはＬＣＤパネルが使用されている
。

【０００３】このような大型ＬＣＤパネルには、ブルー
モードＳＴＮ−ＬＣＤパネルや、白黒モードＳＴＮ−Ｌ
ＣＤパネルが使用されており、またＣＲＴディスプレイ
用にカラー画像表示を前提として開発されたソフトウェ
アに対応するため、階調性画像表示が採用されるように
なった。

【０００４】階調性画像表示は、フレーム毎の点灯／非
点灯を制御して階調をとるフレーム間引き方式、画素の
集合密度を変えて階調をとるハッチング方式、電圧レベ
ルを変えて階調をとるレベル階調方式等があり、最近で
はＬＣＤコントローラＬＳＩを工夫し、独立の各方式を
低階調度で組みあわせて８〜１６階調を実現している。

【０００５】一方、ＬＣＤドライバーＩＣの実装方式に
は、　　ＰＣ板にクァッドフラットパック（ＱＦＰ）パ
ッケージされたドライバーＩＣを半田付けマウントして
、このＰＣ板とＬＣＤパネルとをゴムコネクタで接続す
る方法　　ドライバーＩＣをテープオートメイティッド
ボンディング（ＴＡＢ）テープにボンディングし、この
ＴＡＢテープとＬＣＤパネルとを異方導電膜でヒートシ
ール接続する方法の２種類があり、階調表示の場合には
後者が多く用いられる。この理由は、以下に述べるよう
に　　のゴムコネクタの接続抵抗が１ｋΩを超える高い
レベルであることに起因する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、図３に示す
ように、従来の大型ＬＣＤ用ゴムコネクタ１１は、カー
ボン粉末を練り込んだ導電ゴム層２１と絶縁ゴム層４１
を交互に積層したゼブラ型コネクタの側面を軟質の絶縁
ゴムからなるサポートゴム層５１で支えたものである。 導電ゴム層２１は、高温、高温高湿、低温等の環境雰囲
気で酸化したりしないカーボン粉末が導電付与剤である
ためきわめて安定であるが、低い電気抵抗を得ることが
困難であり、現在では体積固有抵抗１Ω・ｃｍ前後のも
のが用いられている。

【０００７】また、ＬＣＤパネルの端子電極には、ピッ
チ０．３ｍｍ前後（電極幅はほぼこの半分程度）のもの
が多く使用されており、この端子電極に導電ゴム層２１
を任意に少なくとも１個接触させるためには、該導電ゴ
ム層のピッチＰは端子電極ピッチの３分の１以下すなわ
ち０．１ｍｍ以下にする必要があり、現状では導電ゴム
層のピッチ０．０５ｍｍ前後のものが一般に使用されて
いる。 この導電ゴム層の厚さＴｃを導電ゴム層のピッチＰの２
分の１すなわち０．０２５ｍｍとし、導電ゴム層の幅Ｚ
を０．７ｍｍ、ゴムコネクタの高さＨを５ｍｍとすると
、導電ゴム層１個当りの接続抵抗は、１（Ω・ｃｍ）×
０．５（ｃｍ）／｛０．００２５（ｃｍ）×０．０７（
ｃｍ）｝＝２．８６ｋΩとなる。ところが、ピッチ０．
３ｍｍ、幅０．１５ｍｍの端子電極を導電ゴム層のピッ
チＰ＝０．０５ｍｍのゴムコネクタで接続する場合、Ｌ
ＣＤパネルの端子電極とＰＣ板の端子電極との位置合わ
せズレなどを考慮すると、各端子電極を接続する導電ゴ
ム層の数は１〜３個の間でバラツキ、接続抵抗が０．９
５ｋΩ〜２．８６ｋΩの間でバラツクことになる。

【０００８】接続抵抗が１ｋΩを超える高いレベルでバ
ラツクと、コネクタ部における電圧降下（接続抵抗に比
例する）が１端子電極毎に大きく異なるため、ＬＣＤパ
ネルに黒い線や白い線が走る表示となり易く、これは階
調表示にとって大きな問題であるため、ＬＣＤ設計技術
者から、隣接端子電極間の接続抵抗のバラツキの小さい
コネクタを要求する声が大きい。

【０００９】前記　　のＴＡＢ／異方導電膜方式は、金
属粒子または金属メッキ樹脂粒子を導電体として利用す
るため、数Ω以下の接続抵抗が得られ、バラツキはある
もの低抵抗レベルであれば、階調表示に全く問題なく使
用できる。しかし、この方式はＴＡＢコストが高い、異
方導電膜接続が接着固定によるため接続信頼性に乏しい
等の問題をもつことから、改良されたゴムコネクタの提
案が期待されている。すなわち導電層１層当たりの抵抗
値が１００Ω以下のゴムコネクタが開発されれば、階調
表示ＬＣＤパネルの接続に問題なく使用できると考えら
れていることから、本発明の目的は、このような低抵抗
ゴムコネクタを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１に示すよ
うに、第１の導電層２と、これに接合する第２の導電層
３と、絶縁層４の繰返しからなる圧接型コネクタ１を提
供するもので、これは第１の導電層、これに接合する第
２の導電層および絶縁層を繰返し単位としこれを一体化
してなる圧接型コネクタであって、第１の導電層はカー
ボン系粉末を混合分散したエラストマーからなり、第２
の導電層は金属系粉末を混合分散したバインダー樹脂か
らなることを特徴とする低抵抗圧接型コネクタを要旨と
する。

【００１１】本発明の低抵抗圧接型コネクタにおいては
、第１の導電層２がカーボン系粉末を混合分散したエラ
ストマーからなり、これは従来の導電ゴム層２１同様の
体積固有抵抗を有するが、第２の導電層３がバインダー
樹脂に金属系粉末を混合分散したものであって、体積固
有抵抗を１０−４〜１０−２Ω・ｃｍのレベルとするこ
とができ、この低抵抗の第２の導電層は導通経路のショ
ートパスとして機能することができる。すなわち、図２
に示すように、対向する端子電極の接続は第１の導電層
２が面接触で行い、コネクタ内部の導通主経路（図中の
矢印）を第２の導電層３とすることにより、従来の導電
ゴム層を使用しても接続抵抗を大幅に低減することが可
能である。すなわち、上記計算例と同様にして、導電ゴ
ム層の幅Ｚ＝０．７ｍｍ、高さＨ＝５ｍｍのゴムコネク
タに、体積固有抵抗を１×１０−３Ω・ｃｍ、厚さ３μ
ｍの第２の導電層を付加すると、この第２の導電層１層
当りの接続抵抗は、１×１０−３（Ω・ｃｍ）×０．５
（ｃｍ）／０．０００３（Ω・ｃｍ）／０．０７（ｃｍ
）＝２３Ωとなり、大幅に接続抵抗を減少させることが
できる。

【００１２】本発明の第１の導電層は、母材のエラスト
マーにカーボン系粉末を練り込んだものであり、このカ
ーボン系粉末としてはアセチレンブラック、ファーネス
ブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラックや
、天然黒鉛粉末、人造黒鉛粉末等が挙げられ、またこの
エラストマーとしては天然ゴム、ブタジエンゴム、スチ
レンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム
、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、アクリルゴム
、エピクロルヒドリンゴム、塩素化ポリエチレン、シリ
コーンゴム、フッ素ゴム、エチレン−酢酸ビニル共重合
体、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリエステ
ル系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性
エラストマー等が挙げられるが、高導電性、高耐熱性、
低圧縮永久歪性等による信頼性の点から、従来ゴムコネ
クタ用導電材料として使用されている、シリコーンゴム
にカーボンブラックを練り込んだものが最も好ましい。

【００１３】本発明においては、ＬＣＤパネル及びＰＣ
板の端子電極と接触するのは第１の導電層であるため、
第１の導電層の体積固有抵抗が高すぎると、１導電層当
たり１００Ω以下という所期の接続抵抗が得られない。 しかし低い方は技術的に実現困難なことから、０．５〜
５Ω・ｃｍの範囲、望ましくは０．５〜１．５Ωの範囲
とするのがよい。

【００１４】また本発明の第１の導電層の厚さＴｃは、
厚すぎると導電層ピッチＰが大きくなり、薄すぎると被
接続電極と面接触が十分に得られないので、１５〜３０
μｍの範囲、望ましくは２０〜２５μｍとするのがよい
。　　本発明の第２の導電層は、金属系粉末をバインダ
ー樹脂に練り込んだもので、この金属系粉末としては、
Ｃｕ粉、Ａｌ粉、Ｎｉ粉、Ａｇ粉、Ａｕ粉、Ｗ粉、Ｚｎ
粉、Ｓｎ粉、Ｆｅ粉、Ｃｒ粉、Ｐｂ粉、Ｐｔ粉、Ｐｄ粉
等の金属粉末、黄銅粉、白銅粉、青銅粉、洋白粉、りん
青銅粉、ベリリウム銅粉、Ｐｂ−Ｓｎ合金粉、Ａｇ−Ｐ
ｄ合金粉等の合金粉末、ＳｎＯ２　粉、ＣｒＯ２　、Ｆ
ｅ３　Ｏ４　粉、ＲｕＯ２　粉、Ｉｎ２　Ｏ３　粉等の
金属酸化物粉末、ＷＣ粉等の金属炭化物粉末、Ａｕメッ
キ、Ａｇメッキ等の表面メッキを施したフェノール樹脂
粉、ポリスチレン粉等の貴金属メッキ樹脂粉末が挙げら
れる。

【００１５】また、このバインダー樹脂としては、ポリ
エステル系樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド系樹脂、
エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリ塩化ビニル系
樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ウレタン系樹脂、フッ素
系樹脂、シリコーン系樹脂等が挙げられる。

【００１６】バインダー樹脂への金属系粉末の練り込み
及び第１の導電層との接合方法は色々な方法が考えられ
るが、本発明者らは、バインダー樹脂をこれと相溶する
溶剤に溶解したものに金属系粉末を分散して塗料化し、
これを離形紙（紙やプラスチックフィルムの表面にシリ
コーン離形剤の皮膜を形成したもの）上にコーティング
後乾燥し、溶剤を揮散させて導電性皮膜を形成し、この
表面に導電性エラストマー層、さらにこの上に絶縁性エ
ラストマー層を形成した後、この３層を一度に離形紙か
ら剥離して多重に積層し一体化するという方法を最善と
考え採用した。本発明の第２の導電層は、母材樹脂がゴ
ム弾性をもたないので、層厚が厚すぎるとコネクタ圧縮
応力を増大させ、また薄すぎると接続抵抗が高くなるた
め、１〜１０μｍの範囲好ましくは３〜５μｍとするの
が望ましい。また第２の導電層の電気抵抗は、高すぎる
と低抵抗化の目的を達成できないので低ければ低いほど
よく、体積固有抵抗が１×１０−２Ω・ｃｍ以下、さら
には５×１０−３Ω・ｃｍ以下であるのが望ましい。

【００１７】

【実施例】ビニル系樹脂、酢酸ブチル溶剤およびＡｇ粉
からなる粘度１０〜１５Ｐの常温乾燥型導電塗料、ＬＳ
−５０（（株）アサヒ化学研究所製、商品名）を離形紙
、セラピール（東洋メタライジング（株）製、商品名）
上に、マイクログラビアコーターでコーティングし、８
０℃×５分間乾燥して膜厚３μｍの導電皮膜を得た。こ
の皮膜の表面固有抵抗は３．３Ω／□であり、体積固有
抵抗は１×１０−３Ω・ｃｍである。

【００１８】次に、体積固有抵抗が０．９Ω・ｃｍの付
加タイプ加硫型導電性シリコーンゴムを、カレンダーロ
ールにより厚さ２５μｍ歩出しし、上記の導電皮膜上に
トッピングし、遠赤外線乾燥炉により２５５℃×３０秒
の条件で加硫硬化させた。さらに、体積固有抵抗３×１
０＋１４　Ω・ｃｍの付加タイプ加硫型絶縁性シリコー
ンゴムを、カレンダーロールにより厚さ２２μｍ歩出し
し、上記の導電性シリコーンゴム層上にトッピングして
未加硫状態で１日放置した。

【００１９】次に、以上の３層を一度に離形紙から剥離
し、図２に示すように、３層の順番を揃えて、多重積層
を行い、プレス成形加工により未加硫であった絶縁性シ
リコーンゴムを加硫硬化させ一体化された積層ブロック
を得た。この積層ブロックを積層面と直角にスライスし
て、厚さ０．７ｍｍのスライスシートを得、さらに、こ
の両面にＪＩＳ−Ａ硬さ３０°Ｈｓ、厚さ２．１５ｍｍ
の絶縁性シリコーンゴム、ＳＳ−３０（信越ポリマー（
株）製、商品名）をラミネート接着し、これをカッティ
ング加工し、高さＨ＝５．０ｍｍ、長さＬ＝２００ｍｍ
、幅Ｗ＝５．０ｍｍ、導電層ピッチＰ＝０．０５ｍｍ、
導電層幅Ｚ＝０．７ｍｍである、図１に示すような形状
のコネクタを得た。

【００２０】このコネクタサンプルを端子電極ピッチ０
．３ｍｍ、電極幅０．１５ｍｍである２枚の試験用金メ
ッキ電極間に、圧縮量１５％で挟みこんで電気抵抗を測
定したところ、１端子電極当りの接続抵抗は平均値４０
Ω（範囲２０〜５０Ω）で、かつ隣接する電極間の絶縁
抵抗はＤＣ５００Ｖ印加１分で１０９　Ω以上であった
。また、このコネクタサンプルを高温試験条件＋７０℃
×１０００Ｈｒ、高温高湿試験条件＋６０℃９５％ＲＨ
×１０００Ｈｒ、低温試験条件−４０℃×１０００Ｈｒ
、冷熱サイクル試験条件−２０℃ｌＨｒ＆＋７０℃ｌＨ
ｒ×５００サイクルの各試験条件下にフリー放置した後
、上記抵抗測定を行ったが、すべての試験条件下におい
て接続抵抗の変化はほとんどなく、隣接電極間の絶縁抵
抗も保持されていた。

【００２１】

【発明の効果】本発明のコネクタによれば、被接続電極
と第１の導電ゴム層が面接触するため信頼性のある接続
状態を得ることができ、コネクタ内部の導通主経路とし
ては第２の導電樹脂層が機能するため、導電層１ピッチ
当りの導電抵抗を１００Ω以下に低減することができる
。また第２の導電層は、被接続電極に必ずしも接触する
必要はないため、本発明のコネクタを高温、高温高湿等
の環境雰囲気に置いたとき、第２の導電層の露出表面が
酸化して絶縁性皮膜ができた場合でも、対向する電極間
の接続抵抗は増大せず、安定な状態が保たれる。また、
本発明によれば、第２の導電層を離形紙上に形成し、こ
れをキャリアとして導電ゴム層さらにこの上に絶縁ゴム
層をカレンダートッピングすることが可能であり、本発
明のコネクタの大量生産性を可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の低抵抗圧接型コネクタの斜視図である
。

【図２】本発明のコネクタのゼブラ導電体部の導通主経
路を示す横断概念図である。

【図３】従来の大型ＬＣＤ用ゴムコネクタの斜視図であ
る。

【符号の説明】

１　　　　　　本発明の低抵抗圧接型コネクタ２　　　
　　　第１の導電層 ３　　　　　　第２の導電層 ４　　　　　　絶縁層 ５、５１　　　　サポート部 １１　　　　従来の大型ＬＣＤ用ゴムコネクタ２１　　
　　導電ゴム層 ４１　　　　絶縁ゴム層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第１の導電層、これに接合する第２の
   導電層および絶縁層を繰返し単位としこれを一体化して
   なる圧接型コネクタであって、第１の導電層はカーボン
   系粉末を混合分散したエラストマーからなり、第２の導
   電層は金属系粉末を混合分散したバインダー樹脂からな
   ることを特徴とする低抵抗圧接型コネクタ。