JPWO2007023517A1 - フラットケーブルおよびプラズマディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

ウイスカによる隣接電極間ショートを防止し、また、電極間異物による接触不良の発生を防止して、信頼性の高いフラットケーブル、およびこのフラットケーブルを用いたプラズマディスプレイ装置である。複数本の導体と、複数本の導体のそれぞれを所定の間隔で挟み込む、接着剤を塗布した一対のフィルムとからなるフラットケーブルにおいて、フラットケーブル側の導体、およびフラットケーブル側の導体が電気的に接続されるコネクタ側の導体のうち、少なくとも一方が鉛を含まない材料から形成され、その上で、フラットケーブルの接続部には、導体１が露出するように接着剤２ａ，３ａを塗布した一対のフィルム２，３の一方が除去されて電極１ａが形成され、フィルム２が除去された電極１ａの部分に、隣接する電極１ａ間に隔壁１１ａを有する絶縁性部材として、フラットケーブルの電極１ａの部分を穴状または櫛歯状に開口したカバー１１が設けられている。

Description

本発明は、フラットケーブルの技術に関し、特に、プラズマディスプレイ装置などに用いられるＦＦＣ（フレキシブルフラットケーブル）などに適用して有効な技術に関する。

たとえば、ＦＦＣは、複数本の導体を難燃性ポリエステル系接着剤を塗布したポリエステル系フィルムで上下からラミネートしたもので、薄くて柔軟性に富むため、主に電子機器内部の基板間配線などに多用されている（たとえば、特許文献１参照）。このＦＦＣの使用に当たっては、電極を露出させた接続部を基板側のコネクタに取り付けて電気的な接続を得ている。この取り付けは、基板側のコネクタに挿入もしくは圧接する方法が採られている。
特開２００２−２５６４１号公報

しかしながら、前記のようなＦＦＣにおいては、以下のような問題点が発生しており、その解決が望まれている。

（１）ウイスカによる隣接電極間ショート
ＦＦＣの接続部に露出した電極とコネクタ側の電極との接触部にウイスカが発生し、電極間ショートを生じることがある。ウイスカは、金属表面に発生・成長するヒゲ状の単結晶金属であり、多くは直径数μｍ、長さは最長で数百μｍである。この現象は古くから知られており、特に錫ではその発生が顕著である。発生・成長の詳細なメカニズムは未だ解明されていないが、金属内部の応力に起因するものと一般的に解釈されている。実際、金属表面の結晶粒界部や金属同士を接触させた部分での発生が顕著である。

一方、最近の電子機器では、鉛を含まない技術、いわゆる鉛フリー化の一環として錫半田が多用されるようになってきたことと、部品の高密度実装化が進んで隣接距離が狭くなってきたため、ウイスカの発生現象が顕在化し、電極間ショートが大きな問題となっている。特に、コネクタでは、圧縮応力の発生が必須なので、ウイスカの発生抑制や発生後の対策が大きな課題である。図９は、ウイスカが発生した状態を示し、ＦＦＣ１０１の電極１０１ａとコネクタ１０２の電極１０２ａとの接触部にウイスカ１０３が発生している。

（２）電極間異物による接触不良
ＦＦＣの接続部は電極だけではなく、接着剤も露出している。ＦＦＣの柔軟性確保のため、接着剤が柔らかいので、コネクタに接続する際に、接着剤起因の異物による接触不良が発生することがある。原因は、ＦＦＣ挿入時の斜め差しや位置合わせのズレなどにより、柔らかい接着剤がコネクタの先端部などと擦れて削りカスとなり、接触部に異物として付着することによる。図１０（ａ）〜（ｄ）は、斜め差しで接着剤が削れて挟まった状態を示し、ＦＦＣ１０１の電極１０１ａとコネクタ１０２の電極１０２ａとの接触部に削られた接着剤の異物１０４が挟まっている。

特に、異物は小さいだけでなく、薄くて半透明なために発見が困難である。さらに、出荷時は正常だったものが、出荷後しばらくしてから接触不良になるような場合もある。このような不良は、出荷前にいくら動作試験をしても検出は不可能である。このように、ＦＦＣの接続時に発生する異物は、製造工程だけでなく、市場出荷後にも製品不良を誘発し、原因発見の困難さと相まって対応に多大な時間と費用を要する。そのため、異物の発生そのものが抑えられるような対策が望まれている。

そこで、本発明の目的は、ウイスカによる隣接電極間ショートを防止し、また、電極間異物による接触不良の発生を防止して、信頼性の高いフラットケーブル、およびこのフラットケーブルを用いたプラズマディスプレイ装置を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

すなわち、本発明は、複数本の導体と、複数本の導体のそれぞれを所定の間隔で挟み込む、接着剤を塗布した一対のフィルムとからなるフラットケーブル、およびこのフラットケーブルを用い、プラズマディスプレイパネルと、プラズマディスプレイパネルの電極に電圧を印加する駆動回路と、駆動回路を制御する制御回路とを有するプラズマディスプレイ装置に適用され、以下のような特徴を有するものである。

（１）フラットケーブル側の導体、およびフラットケーブル側の導体が電気的に接続されるコネクタ側の導体のうち、少なくとも一方が鉛を含まない材料から形成される。その上で、フラットケーブルの接続部には、導体が露出するように接着剤を塗布した一対のフィルムの一方が除去されて電極が形成され、フィルムが除去された電極の部分に、隣接する電極間に隔壁を有する絶縁性部材が設けられている。

（２）絶縁性部材の高さ寸法は、フラットケーブルの電極の厚さ以上でフラットケーブルの厚さの１／２以下である。

（３）複数本の導体のそれぞれの間隔は、０．２５〜０．５ｍｍである。

（４）絶縁性部材は、フラットケーブルのフィルムが除去された電極の部分を、電極が露出するように穴状または櫛歯状に開口したカバーからなる。このカバーは、ポリイミドまたはガラスエポキシの板からなる。

（５）絶縁性部材は、スクリーン印刷によりフラットケーブルのフィルムが除去された電極の部分を、電極が露出するように穴状または櫛歯状に開口して形成した保護層からなる。この保護層は、エポキシからなる。

（６）絶縁性部材は、フラットケーブルのフィルムが除去された電極の部分にネガレジストを塗布し、背面より露光・現像し、フィルムが除去された電極の部分を、電極が露出するように穴状または櫛歯状に開口して硬化したレジストからなる。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、次のとおりである。

本発明によれば、発生したウイスカが隣接電極に届かなくなるので、電極間ショートを防止することができる。

また、本発明によれば、削りカスの発生源となる接着剤が露出しないため、コネクタへの挿入時に異物を発生せず、接触不良を低減することができる。

本発明の一実施の形態であるフラットケーブルの各構造部材と製品構造の一例を示す図である。 本発明の一実施の形態であるフラットケーブルの接続部に絶縁性部材として、カバーを設ける場合の一例を示す図である。 本発明の一実施の形態であるフラットケーブルの接続部に絶縁性部材として、他のカバーを設ける場合の一例を示す図である。 本発明の一実施の形態であるフラットケーブルの接続部に絶縁性部材として、保護層を設ける場合の一例を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施の形態であるフラットケーブルの接続部に絶縁性部材として、レジストを設ける場合の一例を示す図である。 （ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態であるフラットケーブルを挿入型コネクタに接続する場合の一例を示す図である。 （ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態であるフラットケーブルを圧接型コネクタに接続する場合の一例を示す図である。 本発明の一実施の形態であるフラットケーブルを用いたプラズマディスプレイ装置の構成の一例を示す図である。 本発明に対する従来技術において、ＦＦＣの電極とコネクタの電極との接触部にウイスカが発生した状態の一例を示す図である。 （ａ）〜（ｄ）は本発明に対する従来技術において、ＦＦＣの電極とコネクタの電極との接触部に削られた接着剤の異物が挟まった状態の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

まず、図１により、本発明の一実施の形態であるフラットケーブルの構造の一例を説明する。図１は、フラットケーブルの各構造部材と製品構造の一例を示す図である。

本実施の形態であるフラットケーブルは、これに限定されるものではないが、たとえば一例としてＦＦＣに適用され、複数本の導体１と、接着剤２ａ，３ａを塗布した一対のフィルム２，３から構成される。このフラットケーブルは、複数の導体１のそれぞれを所定の間隔で、接着剤２ａ，３ａを塗布した一対のフィルム２，３で挟み込み、上下からラミネートすることで製品として完成される。

このフラットケーブルは、たとえば一例として以下のような材料および寸法で形成される。導体１は、鉛フリーで錫などを含む材料から形成されている。接着剤２ａ，３ａは難燃性ポリエステル系、フィルム２，３はポリエステル系などの各材料から形成されている。ＦＦＣの厚さは、０．３ｍｍ程度で形成されている。導体１は、厚さが０．１ｍｍ程度、幅が０．３ｍｍ程度、間隔が０．２５〜０．５ｍｍ程度で形成されている。接着剤２ａ，３ａを塗布したフィルム２，３は、０．１５ｍｍ程度の厚さで形成されている。

次に、図２〜図５により、フラットケーブルの接続部に絶縁性部材を設ける場合の一例を説明する。それぞれ、図２および図３はカバーを設ける場合、図４は保護層を設ける場合、図５（ａ）〜（ｄ）はレジストを設ける場合を示す図である。

図２および図３に示すように、フラットケーブルの接続部には、導体１が露出するように、一方（接続側）のフィルム２が除去されて電極１ａが形成される。このフィルム２が除去された電極１ａの部分には、隣接する電極１ａ間に隔壁１１ａ，１２ａをそれぞれ有するカバー１１，１２が設けられている。このカバー１１，１２は、電極１ａの部分が露出するように、図２のように穴状に開口して形成されたり、図３のように櫛歯状に開口して形成される。さらに、電極１ａ間の接着剤３ａの部分には、カバー１１，１２の隔壁１１ａ，１２ａが接触するので、この接着剤３ａの部分は露出していない状態となっている。

このカバー１１，１２は、たとえば一例として、ポリイミドまたはガラスエポキシなどの板からなり、接着剤などにより貼り付けられる。また、カバー１１，１２の高さ寸法は、フラットケーブルの電極１ａの厚さ以上でフラットケーブルの厚さの１／２以下となっており、たとえば一例として０．１５ｍｍで形成されている。

また、このフラットケーブルの接続部には、カバー１１，１２が設けられる接続側と反対の裏面側に補強板１３が貼り付けられて使用される。

図４に示すように、フラットケーブルの接続部には、前記カバー１１，１２と同様に、フィルム２が除去された電極１ａの部分に、隣接する電極１ａ間に隔壁２１ａを有する保護層２１が設けられている（図２に対応する例を図示、図３に対応する例も同様）。この保護層２１も、電極１ａの部分が露出し、電極１ａ間の接着剤３ａの部分は露出していない状態となっている。この保護層２１は、スクリーン印刷によりフラットケーブルの電極１ａの部分を穴状または櫛歯状に開口して形成される。具体的には、電極１ａの部分をマスクする印刷板を形成し、この印刷板を電極１ａの接続側の部分に載せ、この上から保護層２１の材料を塗り込むことで形成することができる。この保護層２１は、たとえば一例として、エポキシからなる。

図５に示すように、フラットケーブルの接続部には、前記カバー１１，１２と同様に、フィルム２が除去された電極１ａ（１本のみ図示）の部分に、隣接する電極１ａ間に隔壁３１ａを有するレジスト３１が設けられている。このレジスト３１も、電極１ａの部分が露出し、電極１ａ間の接着剤３ａの部分は露出していない状態となっている。このレジスト３１は、まず、（ａ）のように、接続部にフィルム２が除去されて電極１ａが形成されたフラットケーブルを準備する。続いて、（ｂ）のように、フィルム２が除去された電極１ａの部分にネガレジスト３２を塗布する。さらに、（ｃ）のように、背面より露光・現像する。そして、（ｄ）のように、電極１ａの部分をエッチングにより穴状または櫛歯状に開口し、残ったレジスト３１を硬化することにより形成される。

次に、図６および図７により、フラットケーブルをコネクタに接続する場合の一例を説明する。それぞれ、図６（ａ），（ｂ）は挿入型コネクタ、図７（ａ），（ｂ）は圧接型コネクタを示す図である。なお、各図においては、電極が露出した部分の断面を示しており、絶縁性部材は図示していない。

図６に示すように、挿入型コネクタ４１は、ハウジング４１ａにコンタクト４１ｂが設けられている。コンタクト４１ｂは、一方がコネクタ４１が搭載される基板に電気的に接続されるようになっており、他方がフラットケーブルの電極１ａに電気的に接続可能となっている。

この挿入型コネクタ４１に、前述した図２〜図５に示したフラットケーブルを挿入する場合には、（ａ）のように、フラットケーブルの露出した電極１ａ側を上にしてコネクタ４１の挿入口に差し込む。そして、（ｂ）のように、フラットケーブルを差し込んだ後は、フラットケーブルの電極１ａがコネクタ４１のコンタクト先端部の電極４１ｃに接触する。これにより、フラットケーブルの電極１ａとコネクタ４１の電極４１ｃとを電気的に接続することができる。

この場合に、フラットケーブルの電極１ａ間の接着剤３ａの部分は、前述したカバー１１，１２、保護層２１、レジスト３１などの隔壁１１ａ，１２ａ，２１ａ，３１ａが接触して露出していない状態となっているので、フラットケーブルのコネクタ４１への挿入時の斜め差しや位置合わせのズレなどに対しても、接着剤３ａの削りカスの発生を抑える上で有効に作用する。

また、コネクタ４１の電極４１ｃは、フラットケーブルの電極１ａが鉛フリーの材料から形成されているのに対して、たとえば一例として、鉛を含む材料から形成されている。あるいは、この逆の場合や、両方とも鉛フリーの材料から形成されている場合にも適用可能であり、少なくとも一方が鉛フリーの材料から形成されている場合にウイスカの発生が考えられるが、前述したカバー１１，１２、保護層２１、レジスト３１などの隔壁１１ａ，１２ａ，２１ａ，３１ａが有効に作用する。

図７に示すように、圧接型コネクタ４２は、ハウジング４２ａにコンタクト４２ｂと押さえ板４２ｃが設けられている。コンタクト４２ｂは、一方がコネクタ４２が搭載される基板に電気的に接続されるようになっており、他方がフラットケーブルの電極１ａに電気的に接続可能となっている。押さえ板４２ｃは、ハウジング４２ａに回転軸４２ｄを支点に回転可能に取り付けられ、フラットケーブルの挿入状態で裏面側から押さえる構造となっている。

この圧接型コネクタ４２に、前述した図２〜図５に示したフラットケーブルを挿入する場合には、（ａ）のように、フラットケーブルの露出した電極１ａ側を下にしてコネクタ４２の挿入口に差し込む。この際に、押さえ板４２ｃは開いた状態となっている。そして、（ｂ）のように、フラットケーブルを差し込んだ後は、押さえ板４２ｃを回転してフラットケーブルの裏面を押さえて、フラットケーブルの電極１ａをコネクタ４２のコンタクト先端部の電極４２ｅに所定の圧力で接触させる。これにより、フラットケーブルの電極１ａとコネクタ４２の電極４２ｅとを電気的に接続することができる。この圧接型コネクタ４２についても、前述した挿入型コネクタ４１と同様に、接着剤３ａの削りカスの発生を抑えたり、ウイスカの発生に対して有効に作用する。

次に、図８により、フラットケーブルを用いたプラズマディスプレイ装置の構成の一例を説明する。図８は、プラズマディスプレイ装置の構成の一例を示す図である。

プラズマディスプレイ装置は、プラズマディスプレイパネル５１と、プラズマディスプレイパネル５１の電極に電圧を印加する駆動回路５２と、駆動回路５２を制御する制御回路５３などから構成される。この構成において、たとえば一例として、駆動回路５２と制御回路５３との間は前述したＦＦＣ５４のフラットケーブルで接続され、プラズマディスプレイパネル５１と駆動回路５２との間はフラットケーブルの他の例であるＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）５５で接続されている。

このプラズマディスプレイ装置を構成する各構成要素の構成は、図示しないが、たとえば以下の通りである。以下では、３電極型の構成を例に説明するが、４電極型などにも同様に適用可能であることはいうまでもない。

プラズマディスプレイパネル５１は、ガラスで構成された前面板と、この前面板と同様にガラスで構成された背面板とから構成される。前面板には、繰り返し放電を行うＸ電極、Ｙ電極が平行に交互に配置されている。この前面板において、Ｘ電極、Ｙ電極からなる電極群は、誘電体層で覆われており、さらにその表面は酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などの保護膜で覆われている。背面板には、Ｘ電極、Ｙ電極からなる電極群とほぼ垂直方向にアドレス電極が配置されており、さらに誘電体層で覆われている。アドレス電極の両側には、隔壁が配置され、列方向のセルを区分けしている。さらに、アドレス電極上の誘電体層および隔壁の側面には、紫外線により励起されて赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の可視光を発生する蛍光体が塗布されている。

この前面板と背面板を、保護層と隔壁が接するように貼り合わせて、ネオン（Ｎｅ）、キセノン（Ｘｅ）などの放電ガスを封入し、プラズマディスプレイパネルを構成している。このプラズマディスプレイパネル５１を駆動・制御する駆動回路５２、制御回路５３のモジュールには、プラズマディスプレイパネル５１の、Ｘ電極に電圧を印加するＸ駆動回路、Ｙ電極に電圧を印加するＹ駆動回路、アドレス電極に電圧を印加するアドレス駆動回路や、これらの各駆動回路を制御する制御回路が設けられている。

以上のように構成されるプラズマディスプレイ装置においては、Ｘ電極とＹ電極とが、主に表示発光を行うための維持放電を実施する。このＸ電極とＹ電極との間に、繰り返し電圧パルスを印加することで維持放電を行う。さらに、Ｙ電極は、表示データを書き込む際の走査用電極としても機能する。一方、アドレス電極は、発光させる放電セルを選択し、Ｙ電極とアドレス電極との間に放電セルを選択するための書き込み放電を行う電圧を印加する。

プラズマディスプレイパネルの放電は、オンまたはオフの２値の状態しかとれないために、発光の回数で明るさの濃淡、つまり階調を表現している。そのために、フレームを複数のサブフィールドに分割する。各サブフィールドは、リセット期間、アドレス期間、維持放電期間（サステイン期間）により構成される。リセット期間においては、前のサブフィールドでの点灯状態に関わらずに全ての放電セルを初期状態、たとえば隔壁の電荷を消去した状態にするための操作が実行される。アドレス期間においては、表示データに応じて放電セルのオンやオフの状態を決めるために、選択的な放電（アドレス放電）が行われ、放電セルをオン状態とする壁電荷が選択的に形成される。維持放電期間においては、アドレス放電により隔壁の電荷が形成された放電セルで放電を繰り返し、所定の光を発光する。このような駆動は、制御回路を介して、Ｘ駆動回路、Ｙ駆動回路、アドレス駆動回路で制御される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、フラットケーブルのフィルム２が除去された電極１ａの部分に、隣接する電極１ａ間に隔壁を有する絶縁性部材として、電極１ａの部分のみを露出し、電極１ａ間の接着剤３ａの部分に隔壁を接触させるような、カバー１１，１２、または保護層２１、あるいはレジスト３１などが設けられていることにより、以下のような効果を得ることができる。

（１）カバー１１，１２、保護層２１、レジスト３１などの各絶縁性部材の隔壁１１ａ，１２ａ，２１ａ，３１ａを電極１ａ間の接着剤３ａの部分に接触させることで、発生したウイスカのはみ出しを抑え、ウイスカが隣接する電極１ａに届かなくなるので、電極１ａ間ショートを防止することができる。

（２）カバー１１，１２、保護層２１、レジスト３１などの各絶縁性部材により電極１ａの部分のみを露出させることで、削りカスの発生源となる接着剤３ａが露出しないため、フラットケーブルのコネクタへの挿入時に異物を発生せず、接触不良を低減することができる。

（３）ウイスカによる隣接電極間ショートを防止し、また、電極間異物による接触不良の発生を防止して、信頼性の高いＦＦＣ５４、ＦＰＣ５５などのフラットケーブル、およびこのフラットケーブルを用いたプラズマディスプレイ装置を提供することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

本発明は、フラットケーブルの技術に関し、特に、プラズマディスプレイ装置などに用いられるＦＦＣに適用して有効であり、さらにＦＰＣなどにも応用して適用することができる。

Claims (9)

1. 複数本の導体と、前記複数本の導体のそれぞれを所定の間隔で挟み込む、接着剤を塗布した一対のフィルムとからなるフラットケーブルであって、
   前記フラットケーブル側の前記導体、および前記フラットケーブル側の前記導体が電気的に接続されるコネクタ側の導体のうち、少なくとも一方が鉛を含まない材料から形成され、
   前記フラットケーブルの接続部には、前記導体が露出するように前記接着剤を塗布した一対のフィルムの一方が除去されて電極が形成され、前記フィルムが除去された電極の部分に、隣接する電極間に隔壁を有する絶縁性部材が設けられていることを特徴とするフラットケーブル。
2. 請求項１記載のフラットケーブルにおいて、
   前記絶縁性部材の高さ寸法は、前記フラットケーブルの前記電極の厚さ以上で前記フラットケーブルの厚さの１／２以下であることを特徴とするフラットケーブル。
3. 請求項１記載のフラットケーブルにおいて、
   前記複数本の導体のそれぞれの間隔は、０．２５〜０．５ｍｍであることを特徴とするフラットケーブル。
4. 請求項１記載のフラットケーブルにおいて、
   前記絶縁性部材は、前記フラットケーブルの前記フィルムが除去された電極の部分を、前記電極が露出するように穴状または櫛歯状に開口したカバーからなることを特徴とするフラットケーブル。
5. 請求項４記載のフラットケーブルにおいて、
   前記カバーは、ポリイミドまたはガラスエポキシの板からなることを特徴とするフラットケーブル。
6. 請求項１記載のフラットケーブルにおいて、
   前記絶縁性部材は、スクリーン印刷により前記フラットケーブルの前記フィルムが除去された電極の部分を、前記電極が露出するように穴状または櫛歯状に開口して形成した保護層からなることを特徴とするフラットケーブル。
7. 請求項６記載のフラットケーブルにおいて、
   前記保護層は、エポキシからなることを特徴とするフラットケーブル。
8. 請求項１記載のフラットケーブルにおいて、
   前記絶縁性部材は、前記フラットケーブルの前記フィルムが除去された電極の部分にネガレジストを塗布し、背面より露光・現像し、前記フィルムが除去された電極の部分を、前記電極が露出するように穴状または櫛歯状に開口して硬化したレジストからなることを特徴とするフラットケーブル。
9. プラズマディスプレイパネルと、前記プラズマディスプレイパネルの電極に電圧を印加する駆動回路と、前記駆動回路を制御する制御回路とを有するプラズマディスプレイ装置であって、
   前記プラズマディスプレイパネルと前記駆動回路との間、および前記駆動回路と前記制御回路との間のうち、少なくとも一方はフラットケーブルで接続され、
   前記フラットケーブルは、複数本の導体と、前記複数本の導体のそれぞれを所定の間隔で挟み込む、接着剤を塗布した一対のフィルムとからなり、
   前記フラットケーブル側の前記導体、および前記フラットケーブル側の前記導体が電気的に接続されるコネクタ側の導体のうち、少なくとも一方が鉛を含まない材料から形成され、
   前記フラットケーブルの接続部には、前記導体が露出するように前記接着剤を塗布した一対のフィルムの一方が除去されて電極が形成され、前記フィルムが除去された電極の部分に、隣接する電極間に隔壁を有する絶縁性部材が設けられていることを特徴とするプラズマディスプレイ装置。

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