JP6502673B2 - 接続構造、ウェアラブルデバイス及び接続構造の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、接続構造、ウェアラブルデバイス及び接続方法に関する。

近年、データグローブ等のウェアラブルデバイスなどの配線部材として、導電パターンを有する布帛が用いられている。この導電パターンを有する布帛としては、例えば複数の導電帯及び複数の非導電帯が幅方向に交互に配設される布帛が挙げられる。

この布帛は、通常プリント基板等と電気的に接続して用いる。そして、この接続にあたり、布帛の有する導電パターンと基板に付設される配線との配線ピッチを一致させる必要がある。しかしながら、布帛は製造時、使用時等に伸縮により変形し易いため、基板に付設される配線と正確に対応する導電パターンを形成し難い。そのため、配線ピッチを微細化した場合、布帛の有する導電パターンと基板に付設される配線とを電気的に接続することは困難となる。

ここで、電気的に接続する部材間の配線ピッチが一致しない場合の接続方法として、塑性を有する外部端子を備える半導体素子と配線基板とを接続する方法が提案さている（特開平８−４６１０６号公報参照）。この接続方法は、外部端子を変形させることで配線ピッチを配線基板に合わせて接続できる。しかし、前記従来の接続方法は、接続時に外部端子を誤って曲げるおそれがあり、また接続に比較的手間を要する。そのため、前記従来の接続方法を採用して外部端子を基板に付設したとしても、布帛と基板とを容易に接続することができず、また布帛の有する導電パターンの配線ピッチを微細化し難い。

特開平８−４６１０６号公報

前記不都合に鑑みて、本発明は導電パターンを有する布帛と基板とを容易かつ確実に電気的接続でき、布帛の有する導電パターンの配線ピッチを微細化し易い接続構造を提供することを課題とする。

前記課題を解決するためになされた発明は、複数の導電帯及び複数の非導電帯が幅方向に交互に配設される布帛と、複数の配線が端部に付設される基板とを導電性を確保しつつ接続する構造であって、前記布帛を幅方向に延伸し、前記複数の導電帯と複数の配線とが対向した状態で固定されていることを特徴とする。

当該接続構造は、複数の導電帯及び複数の非導電帯が幅方向に交互に配設される布帛が幅方向に延伸した状態で基板に固定されている。このように、当該接続構造は、布帛の延伸によって導電パターンの配線ピッチを基板に付設される配線に合わせて調節しながら形成できるため、導電パターンを有する布帛と基板とを容易かつ確実に電気的接続できる。また、当該接続構造は、布帛の延伸によって布帛と基板とが対向する部分の接触面積が増加するため、耐久性に優れる。さらに、当該接続構造は、布帛の有する導電パターンに高い精密性を要求しないため、布帛の有する導電パターンを微細化し易い。

前記布帛が、導電性糸と非導電性糸とを用いて編成又は織成されており、この導電性糸により前記導電帯が形成され、非導電性糸により前記非導電帯が形成されているとよい。このように、導電性糸と非導電性糸とを用いて編成又は織成することで、導電帯及び非導電帯が幅方向に交互に配設され、かつ幅方向に延伸させた状態で基板と対向させ易く接続性に優れる布帛を容易かつ確実に形成できる。

前記課題を解決するためになされた別の発明は、当該接続構造を備えるウェアラブルデバイスである。当該ウェアラブルデバイスは、当該接続構造を備えることで、製造が容易となり製造コストを低減し易い。また、当該ウェアラブルデバイスは、当該接続構造が布帛の有する導電パターンの配線ピッチを微細化し易い、つまり布帛の幅の減少や配線数の増加がし易く、かつ耐久性に優れるため、多様な用途に好適に用いることができる。

前記課題を解決するためになされたさらに別の発明は、複数の導電帯及び複数の非導電帯が幅方向に交互に配設される布帛と、複数の配線が端部に付設される基板とを導電性を確保しつつ接続する方法であって、前記布帛を幅方向に延伸し、前記複数の導電帯と複数の配線とを対向配設する工程と、前記布帛及び基板の対向配設部を固定する工程とを備えることを特徴とする接続方法である。

当該接続方法は、導電パターンを有する布帛と基板との間に容易に電気的接続構造を形成でき、かつ布帛の有する導電パターンの配線ピッチを微細化し易い。

ここで、布帛の「幅方向」とは、非伸張状態の導電帯及び非導電帯に直交する方向をいう。「糸」とは、糸状体のことをいい、繊維を撚った撚糸だけでなく金属、樹脂等の細線を含む。

このように、本発明の接続構造は、導電パターンを有する布帛と基板とを容易かつ確実に電気的接続でき、布帛の有する導電パターンの配線ピッチを微細化し易い。また、本発明のウェアラブルデバイスは、布帛の有する導電パターンの配線数を増加させ易いため、多様な用途に好適に用いることができる。さらに、本発明の接続方法は、導電パターンを有する布帛と基板との間に容易に電気的接続構造を形成でき、かつ布帛の有する導電パターンの配線ピッチを微細化し易い。

本発明の一実施形態の接続構造を示す模式的平面図である。 図１のＸ−Ｘ線における模式的断面図である。 図１の導電帯及び非導電帯の模式的拡大図である。 本発明の図１とは異なる一実施形態の接続構造を示す模式的平面図である。

以下、適宜図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳説する。

＜第１実施形態＞
［接続構造］
図１及び図２の当該接続構造１は、複数の導電帯２及び複数の非導電帯３がストライプ状に幅方向に交互に配設されている布帛４と、複数の配線５が端部に付設される基板６とを導電性を確保しつつ接続する構造である。布帛４は幅方向に延伸し、複数の導電帯２と複数の配線５とが対向した状態で固定されている。当該接続構造１の布帛４及び基板６は、互いに対向して配設される略矩形の対向配設部７を構成する。

図２に示すように、布帛４と基板６とは、対向配設部７において、接着層８を介して電気的に接続される。接着層８の主成分は、通常樹脂である。接着層８は、絶縁性を有することが好ましい。接着層８は、例えば接着剤等により形成される。ここで「主成分」とは、最も含有量が多い成分であり、例えば含有量が５０質量％以上の成分をいう。また、「接着剤」とは、固体同士の表面の接着に用いる物質であり、ラミネート材及びシーリング材を含む。

接着層８を形成する接着剤としては、例えば熱可塑性接着剤、湿気硬化型接着剤、嫌気硬化型接着剤、２液混合型接着剤、光硬化型接着剤、溶剤型接着剤、水性形接着剤、熱硬化型接着剤等が挙げられる。この熱可塑性接着剤の形状としては、例えばフィルム状等が挙げられる。

接着層８は、異方性導電層であってもよい。異方性導電層は、硬化した熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の樹脂に導電性粒子が分散したものである。この導電性粒子は、前記樹脂に適度に分散しているため、面方向には電気的接続を形成せず、導電帯２及び配線５に直接又は他の導電性粒子を介して挟設されたもののみが厚さ方向に電気的接続を形成する。そのため、異方性導電層は、面方向に絶縁性を保持しつつ厚さ方向に導通性を有する。異方性導電層は、例えば前記接着剤として異方性導電フィルム、異方性導電ペースト等を用いることにより形成される。

異方性導電層は、硬化した熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の樹脂に導電性粒子が分散したものである。この導電性粒子は、前記樹脂に適度に分散しているため、面方向には電気的接続を形成せず、導電帯及び配線に直接又は他の導電性粒子を介して挟設されたもののみが厚さ方向に電気的接続を形成する。そのため、異方性導電層は、面方向に絶縁性を保持しつつ厚さ方向に導通性を有する。

前記樹脂としては、特に限定されず、例えばフェノキシ樹脂、不飽和ポリエステル、飽和ポリエステル、ポリウレタン、ポリブタジエン、ポリイミド、ポリアミド、ポリオレフィン、エポキシ樹脂等が挙げられる。

前記導電性粒子は、通常略球状の金属粒子であるが、上述の導電帯２及び配線５に挟設された場合に電気的接続を形成する限り特に限定されず、例えば圧着により破壊される絶縁被膜を表面に有する金属粒子でもよく、繊維状等の他の形状であってもよい。前記導電性粒子が略球状の場合、導電性粒子の平均最大径の下限としては、特に限定されないが、１μｍが好ましく、２μｍがより好ましい。一方、前記導電性粒子の平均最大径の上限としては、特に限定されないが、５０μｍが好ましく、２５μｍがより好ましく、１０μｍがさらに好ましい。なお、導電性粒子の「平均最大径」とは、導電性粒子を包含できる最小の球の直径を平均した値を意味する。異方性導電層における前記導電性粒子の含有量の下限としては、特に限定されないが、１質量％が好ましく、２質量％がさらに好ましい。一方、前記導電性粒子の含有量の上限としては、特に限定されないが、１０質量％が好ましく、８質量％がより好ましい。

接着層８の平均厚みの下限としては、特に限定されないが、２μｍが好ましく、５μｍがより好ましく、１０μｍがさらに好ましい。一方、接着層８の平均厚みの上限としては、特に限定されないが、例えば５０μｍである。

対向配設部７の平均長さの下限としては、例えば０．１ｃｍである。一方、対向配設部７の平均長さの上限としては、例えば５ｃｍである。また、対向配設部７の平均幅の下限としては、例えば０．５ｃｍである。一方、対向配設部７の平均幅の上限としては、例えば２０ｃｍである。ここで対向配設部７の「平均長さ」及び「平均幅」とは、対向配設部７における布帛４の平均長さ及び平均幅と同一である。

（布帛）
布帛４は、複数の導電帯２及び複数の非導電帯３がストライプ状に配設される。つまり、布帛４は、複数の導電帯２及び複数の非導電帯３により形成される導電パターンを有する。布帛４の幅方向両端部には、非導電帯３が配設される。また、布帛４は、長手方向の他方の端部に、導電帯２がそれぞれ１ずつ短冊状に分岐する分岐部９を有する。さらに、布帛４は、対向配設部７及び分岐部９に挟設され、幅方向への延伸も導電帯２の分岐もされていない非延伸部１０、並びに対向配設部７及び非延伸部１０を接続する拡幅部を備える。なお、図１及び図２において、布帛４に配設される導電帯２の数は８、かつ非導電帯３の数は９であるが、布帛４に配設される導電帯２の数及び非導電帯３の数はこれに限定されない。

図３に示すように、布帛４は、導電性糸１１と非導電性糸１２とを用いて緯編みにより編成されており、この導電性糸１１により導電帯２が形成され、非導電性糸１２により非導電帯３が形成されている。そのため、布帛４は幅方向への伸張性を有する。

布帛４の平面形状としては、特に限定されないが、例えば略正方形、略矩形等が挙げられ、これらの中で略矩形が好ましい。布帛４の平均長さの下限としては、例えば５ｃｍである。一方、布帛４の平均長さの上限としては、例えば１００ｃｍである。また、布帛４の平均幅の下限としては、例えば０．４ｃｍである。一方、布帛４の平均幅の上限としては、例えば２０ｃｍである。

布帛４の平均厚みの下限としては、１０μｍが好ましく、３０μｍがより好ましい。一方、布帛４の平均厚みの上限としては、５ｍｍが好ましく、１ｍｍがより好ましい。布帛４の平均厚みが前記下限より小さい場合、布帛４の強度が低下するおそれがある。一方、布帛４の平均厚みが前記上限を超える場合、幅方向の延伸が困難となるおそれがある。

非延伸部１０の平均幅に対する対向配設部７の平均幅の比の下限としては、１１０％が好ましく、１２０％がより好ましい。一方、前記比の上限としては、２００％が好ましく、１５０％がより好ましい。前記比が前記下限より小さい場合、幅方向の延伸による導電パターンの配線ピッチの調節が困難となるおそれがある。一方、前記比が前記上限を超える場合、導電帯２が伸張することによる電気抵抗変化が生じ易いおそれがある。

非延伸部１０における導電パターンの配線ピッチの下限としては、０．２ｍｍが好ましく、０．６ｍｍがより好ましい。一方、非延伸部１０における導電パターンの配線ピッチの上限としては、２０ｍｍが好ましく、１０ｍｍがより好ましい。非延伸部１０における導電パターンが前記下限より小さい場合、短絡を起こし易くなるおそれがある。逆に、非延伸部１０における導電パターンの配線ピッチが前記上限を超える場合、導電帯２及び配線５の数が減少し、当該接続構造１の用途が限定されるおそれがある。ここで、導電パターンの「配線ピッチ」とは、隣接する配線の幅方向中央間の平均距離をいう。

対向配設部７における導電パターンの配線ピッチの下限としては、０．３ｍｍが好ましく、０．８ｍｍがより好ましい。一方、対向配設部７における導電パターンの配線ピッチの上限としては、２８ｍｍが好ましく、１４ｍｍがより好ましい。対向配設部７における導電パターンの配線ピッチが前記下限より小さい場合、基板６に付設される配線５との接続が困難となるおそれがある。逆に、対向配設部７における導電パターンの配線ピッチが前記上限を超える場合、導電帯２及び配線５の数が減少し、当該接続構造１の用途が限定されるおそれがある。

〔導電帯〕
導電帯２は、導電性糸１１により形成される。導電帯２は、基板６に付設される配線５と電気的に接続される。布帛４における導電帯２の数の下限としては、３が好ましく、５がより好ましく、８がさらに好ましい。一方、導電帯２の数の上限としては、３０が好ましく、２５がより好ましく、２０がさらに好ましい。導電帯２の数が前記下限より小さい場合、当該接続構造１の用途が限定されるおそれがある。一方、導電帯２の数が前記上限を超える場合、導電帯２の平均幅が減少し、電気抵抗が上昇するおそれがある。

非延伸部１０における導電帯２の平均幅の下限としては、０．１ｍｍが好ましく、０．３ｍｍがより好ましい。一方、非延伸部１０における導電帯２の平均幅の上限としては、１０ｍｍが好ましく、５ｍｍがより好ましい。非延伸部１０の導電帯２における平均幅が前記下限より小さい場合、電気抵抗が上昇するおそれがある。一方、非延伸部１０における導電帯２の平均幅が前記上限を超える場合、導電帯２及び配線５の数が減少し、当該接続構造１の用途が限定されるおそれがある。なお、非延伸部１０における複数の導電帯２の平均幅は、それぞれ同一でもよく、異なっていてもよい。

対向配設部７における導電帯２の平均幅の下限としては、０．１４ｍｍが好ましく、０．４ｍｍがより好ましい。一方、対向配設部７における導電帯２の平均幅の上限としては、１４ｍｍが好ましく、７ｍｍがより好ましい。対向配設部７における導電帯２の平均幅が前記下限より小さい場合、基板６に形成される配線５との接続が困難になるおそれがある。一方、対向配設部７における導電帯２の平均幅が前記上限を超える場合、導電帯２及び配線５の数が減少し、当該接続構造１の用途が限定されるおそれがある。なお、延伸部１０における複数の導電帯２の平均幅は、それぞれ同一でもよく、異なっていてもよい。

〔導電性糸〕
導電性糸１１としては、ステンレス等の金属製の導電糸、カーボン系の導電糸、金属又は合金のメッキ糸（メッキ層を有する絶縁繊維）、導電性樹脂繊維により形成される糸等が挙げられる。中でも、耐久性に優れ、かつ重量を小さく抑えることができると共に滑り性に優れ、長手方向に伸縮しやすい導電帯２を形成可能なメッキ糸が好ましい。また、このようなメッキ糸に用いられる金属としては、特に限定されないが、例えば電気抵抗が低い金、銀等が挙げられる。

導電性糸１１の平均繊度の下限としては、３ｄｔｅｘが好ましく、７ｄｔｅｘがより好ましい。一方、導電性糸１１の平均繊度の上限としては、５００ｄｔｅｘが好ましく、２００ｄｔｅｘがより好ましい。導電性糸１１の平均繊度が前記下限より小さい場合、布帛４の強度が不十分となるおそれがある。一方、導電性糸１１の平均繊度が前記上限を超える場合、布帛４の幅方向の延伸が困難となるおそれがある。ここで「ｄｔｅｘ（デシテックス）」とは、繊度の単位であり、長さ１０，０００ｍあたりのグラム数として定義される。

導電性糸１１の１０ｃｍあたりの電気抵抗の上限としては、１００Ωが好ましく、５０Ωがより好ましい。前記電気抵抗を前記上限より小さくすることで、導電帯２の電気抵抗を減少できる。なお、「１０ｃｍあたりの電気抵抗」とは、５Ｖの電圧をかけて計測される糸１０ｃｍ間の抵抗値であり、汎用のテスターを用いて測定することができる。

〔非導電帯〕
非導電帯３は、非導電性糸１２により形成される。布帛４の幅方向両端部以外に位置する非導電帯３は、分岐部９において幅方向略中央で二叉に分岐している。布帛４に配設される非導電帯３の数の下限としては、３が好ましく、５がより好ましく、８がさらに好ましい。一方、非導電帯３の数の上限としては、３０が好ましく、２５がより好ましく、２０がさらに好ましい。非導電帯３の数が前記下限より小さい場合、導電帯２の数も減少し、当該接続構造１の用途が限定されるおそれがある。一方、非導電帯３の数が前記上限を超える場合、導電帯２の平均幅が減少し、電気抵抗が上昇するおそれがある。

非延伸部１０における非導電帯３の平均幅の下限としては、０．１ｍｍが好ましく、０．３ｍｍがより好ましい。一方、非延伸部１０における非導電帯３の平均幅の上限としては、１０ｍｍが好ましく、５ｍｍがより好ましい。非延伸部１０の非導電帯３の平均幅が前記下限より小さい場合、複数の導電帯２の間の絶縁が不十分となり、短絡を起こし易くなるおそれがある。一方、非延伸部１０における非導電帯３の平均幅が前記上限を超える場合、導電帯２及び配線５の数が減少し、当該接続構造１の用途が限定されるおそれがある。なお、非延伸部１０における複数の非導電帯３の平均幅は、それぞれ同一でもよく、異なっていてもよい。

対向配設部７における非導電帯３の平均幅の下限としては、０．１４ｍｍが好ましく、０．４ｍｍがより好ましい。一方、対向配設部７における非導電帯３の平均幅の上限としては、１４ｍｍが好ましく、７ｍｍがより好ましい。対向配設部７における非導電帯３の平均幅が前記下限より小さい場合、導電帯２と基板６に形成される配線５との接続が困難になるおそれがある。一方、対向配設部７における非導電帯３の平均幅が前記上限を超える場合、導電帯２及び配線５の数が減少し、当該接続構造１の用途が限定されるおそれがある。なお、対向配設部７における複数の非導電帯３の平均幅は、それぞれ同一でもよく、異なっていてもよい。

〔非導電性糸〕
非導電性糸１２としては、特に限定されないが、例えば絶縁繊維の撚糸等が挙げられる。絶縁繊維としては、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等のポリオレフィン繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリトリメチレンテレフタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ポリ乳酸繊維等のポリエステル繊維、ポリカーボネート繊維、ポリスチレン繊維、ポリフェニレンサルファイド繊維、フッ素系樹脂繊維などが挙げられる。

非導電性糸１２の平均繊度の下限としては、３ｄｔｅｘが好ましく、７ｄｔｅｘがより好ましい。一方、非導電性糸１２の平均繊度の上限としては、５００ｄｔｅｘが好ましく、２００ｄｔｅｘがより好ましい。非導電性糸１２の平均繊度が前記下限より小さい場合、布帛４の強度が不十分となるおそれがある。一方、非導電性糸１２の平均繊度が前記上限を超える場合、布帛４の幅方向の延伸が困難となるおそれがある。

非延伸部１０における非導電帯３の平均幅に対する導電帯２の平均幅の比の下限としては、例えば８０％である。一方、前記比の上限としては、例えば１２０％である。また、対向配設部７における非導電帯３の平均幅に対する導電帯２の平均幅の比の下限としては、例えば８０％である。一方、前記比の上限としては、例えば１２０％である。

非導電帯３に前記分岐を形成する方法としては、例えば後述する水溶性帯を設けこの水溶性帯を水で溶解する方法、刃物等でせん断する方法等が挙げられ、これらの中で、水溶性帯を水で溶解する方法が好ましい。また、非導電帯３に前記分岐を形成する場合、当該接続構造１を形成する前に形成してもよく、当該接続構造１を形成した後に形成してもよい。

（基板）
基板６は、複数の配線５が端部に付設される。基板６は、ベースフィルム１３と、ベースフィルム１３の一方の表面に積層される導電パターンとを備え、配線５がこの導電パターンの一部として含まれる。基板６の種類としては、特に限定されないが、例えばプリント回路板、フレキシブルプリント回路板、リジッド・フレキシブル回路板等が挙げられる。なお、図１及び図２において、基板６の平面形状は、略矩形の対向配設部７、略矩形の大幅部、略台形の縮幅部及び略矩形の小幅部がこの順番に配設される平面形状であるが、基板６の平面形状はこれに限定されず、例えば略正方形、略矩形等であってもよい。

ベースフィルム１３の材質としては、特に限定されないが、例えば合成樹脂、ゴム、金属、金属化合物、セラミックス等が挙げられる。ベースフィルム１３の材質としては、柔軟性を有するものが好ましい。

〔配線〕
配線５は、基板６の端部に付設され、基板６の導電パターンの一部を形成する。基板６の端部に付設される配線５の数は、通常布帛４に配設される導電帯２の数と一致する。なお、図１及び図２において、基板６に付設される配線５の数は８であるが、基板６に付設される配線５の数はこれに限定されない。配線５の材質としては、特に限定されないが、例えば銅、銀、アルミニウム、これらの合金等が挙げられ、導電性とコストとのバランスの観点から、銅が好ましい。また、配線５は、金、白金等の耐食性の高い金属で表面をコーティングされていることが好ましい。

対向配設部７における配線５の平均幅の下限としては、０．１ｍｍが好ましく、０．３ｍｍがより好ましい。一方、対向配設部７における配線５の平均幅の上限としては、１０ｍｍが好ましく、５ｍｍがより好ましい。対向配設部７における配線５の平均幅が前記下限より小さい場合、布帛４に形成される導電帯２との接続が困難になるおそれがある。一方、対向配設部７における配線５の平均幅が前記上限を超える場合、導電帯２及び配線５の数が減少し、当該接続構造１の用途が限定されるおそれがある。

対向配設部７における配線５の配線ピッチの下限としては、０．３ｍｍが好ましく、０．８ｍｍがより好ましい。一方、対向配設部７における配線５の配線ピッチの上限としては、２８ｍｍが好ましく、１４ｍｍがより好ましい。対向配設部７における配線５の配線ピッチが前記下限より小さい場合、布帛４に配設される導電帯２との接続が困難となるおそれがある。逆に、対向配設部７における配線５の配線ピッチが前記上限を超える場合、導電帯２及び配線５の数が減少し、当該接続構造１の用途が限定されるおそれがある。

［接続方法］
本発明の接続方法は、複数の導電帯２及び複数の非導電帯３がストライプ状に配設される布帛４と、複数の配線５が端部に付設される基板６とを導電性を確保しつつ接続する方法である。当該接続方法は、布帛４を幅方向に延伸し、複数の導電帯２と複数の配線５とを接着剤を介して対向配設する工程（対向配設工程）と、布帛４及び基板６の対向配設部７を固定する工程（固定工程）とを備える。

（対向配設工程）
本工程は、布帛４を幅方向に延伸し、複数の導電帯２と複数の配線５とを接着剤を介して対向配設する。この接着剤は、当該接続構造１の接着層８を形成する。布帛４を幅方向に延伸する方法としては、例えば布帛４の対向配設部７を形成する領域の幅方向両端部をそれぞれ把持して外側に引っ張る方法等が挙げられる。複数の導電帯２と複数の配線５とを接着剤を介して対向配設する方法としては、例えば基板６の表面のうち配線５を含む領域に接着剤を塗布又は配設した後、導電帯２と対向させて配設する方法、布帛４の表面のうち導電帯２を含む領域に接着剤を塗布又は配設した後、配線５と対向させて配設する方法等が挙げられる。本工程において、布帛４の幅方向の延伸により、対向配設部７における布帛４の導電パターンの配線ピッチが増大する。そのため、対向して配設する前、又は対向して配設すると同時に、上述の延伸のための引張力を増減し、前記配線ピッチと基板６に付設される配線５の配線ピッチとを一致させることが好ましい。

前記接着剤としては、例えば熱可塑性接着剤、湿気硬化型接着剤、嫌気硬化型接着剤、２液混合型接着剤、光硬化型接着剤、溶剤型接着剤、水性形接着剤、熱硬化型接着剤等が挙げられる。前記接着剤としては、加圧接着が可能なものが好ましい。加圧接着可能な接着剤としては、例えば湿気硬化型接着剤、熱硬化型接着剤等が挙げられる。

前記接着剤としては、液状の接着剤でもよく、固体状の接着剤でもよい。固体状の接着剤の形状としては、例えばフィルム状が挙げられる。フィルム状の接着剤の平均厚みの下限としては、例えば１０μｍである。一方、前記平均厚みの上限としては、例えば１００μｍである。フィルム状の接着剤としては、フィルム状の熱可塑性接着剤が好ましい。フィルム状の熱可塑性接着剤は、非加熱時には軟化せず、加熱時に軟化するため、布帛４の有する導電パターンと基板６に付設される配線５との配線ピッチを一致させる際の作業性を向上できる。

熱可塑性接着剤としては、例えばポリウレタン系接着剤、ポリオレフィン系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリアミド系接着剤、スチレン樹脂系接着剤、アクリル樹脂系接着剤、ＥＶＡ樹脂系接着剤、酢酸ビニル樹脂系接着剤、ポリビニルアルコール系接着剤、ポリビニルアセタール系接着剤、塩化ビニル樹脂系接着剤、セルロース樹脂系接着剤、ポリビニルブチラール系接着剤、ポリメタクリレート系接着剤等が挙げられる。湿気硬化型接着剤としては、例えばウレタン樹脂系接着剤、シリコーン樹脂系接着剤、シアノアクリレート樹脂系接着剤等が挙げられる。嫌気硬化型接着剤としては、例えば変性アクリル樹脂系接着剤等が挙げられる。２液混合型接着剤としては、例えばエポキシ樹脂系接着剤、アクリル樹脂系型接着剤、シリコーン樹脂系接着剤等が挙げられる。光硬化型接着剤としては、例えばエポキシ樹脂系接着剤、アクリル樹脂系接着剤等が挙げられる。溶剤型接着剤としては、例えばクロロプレンゴム系接着剤、二トリルゴム系接着剤、スチレン／ブタジエン共重合ゴム系接着剤、スチレン／ブタジエンブロック重合ゴム系接着剤、スチレン／イソプレンブロック重合ゴム系接着剤、ブチルゴム系接着剤、ポリサルファイド系接着剤、シリコンゴム系接着剤、アクリル樹脂系接着剤、ポリエステル系接着剤、塩素化ポリエチレン系接着剤、ポリクロロプレン／アクリルグラフト系接着剤、天然ゴム系接着剤等が挙げられる。水性形接着剤としては、例えばユリア樹脂系接着剤、メラミン樹脂系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、レゾルシノール樹脂系接着剤、水性高分子−イソシアネート系接着剤、α−オレフィン無水マレイン酸樹脂系接着剤、酢酸ビニル樹脂系エマルジョン型接着剤、ＥＶＡ樹脂系エマルジョン型接着剤、アクリル樹脂系エマルジョン型接着剤、ウレタン樹脂系エマルジョン型接着剤、エポキシ樹脂系エマルジョン型接着剤、クロロプレンゴム系ラテックス型接着剤、ニトリルゴム系ラテックス型接着剤、天然ゴム系ラテックス型接着剤等が挙げられる。熱硬化型接着剤としては、例えばユリア系接着剤、レゾルシノール系接着剤、メラミン系接着剤、フェノール系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリウレタン系接着剤、ポリエステル系接着剤、ポリイミド系接着剤、ポリアロマティック系接着剤等が上げられる。

なお、布帛４と基板６とを異方性導電層を介して接続する場合、前記接着剤としては、例えば異方性導電フィルム、異方性導電ペースト等を用いることができ、これらの中で異方性導電フィルムが好ましい。異方性導電フィルムは、布帛４及び基板６に当接した状態でも常温では接着性を示さない。そのため、布帛４と基板６とを異方性導電フィルムを用いて接続することで、幅方向に延伸した布帛４と基板６とを対向配設させながら配線ピッチを調節する際の作業性が向上する。また、加熱しながら比較的弱い圧力で圧着することで布帛４と基板６とを接続できるため、調節した配線ピッチがズレにくいので、接続性が向上する。また、前記作業性の向上により、布帛４の有する導電パターンの配線ピッチが微細であっても布帛４と基板６とを容易に接続できるため、布帛４の有する導電パターンの配線ピッチをより微細化し易い。

（固定工程）
本工程では、布帛４及び基板６の対向配設部７を固定する。布帛４及び基板６の対向配設部７を固定する方法としては、これらの対向配設部７を圧着する方法が適用できる。対向配設部７を圧着する方法としては、例えば室温で圧着する方法、加熱しながら圧着する方法等が挙げられる。圧着する時間の下限としては、例えば３秒である。一方、圧着する時間の上限としては、例えば２０秒である。また、圧着時に加熱する場合、加熱温度の下限としては、例えば１２０℃である。一方、前記加熱温度の上限としては、例えば２２０℃である。

＜利点＞
当該接続構造１は、複数の導電帯２及び複数の非導電帯３がストライプ状に配設される布帛４が幅方向に延伸した状態で基板６に固定されている。このように、当該接続構造１は、布帛４の延伸によってこの布帛４に配設される導電帯２及び非導電帯３により形成される導電パターンの配線ピッチを基板６に付設される配線５に合わせて調節しながら形成できるため、布帛４と基板６とを容易かつ確実に電気的接続できる。また、当該接続構造１は、布帛４の延伸によって布帛４と基板６との対向配設部７の面積が増加するため、耐久性に優れる。さらに、当該接続構造１は、布帛４の有する導電パターンに高い精密性を要求しないため、布帛４の有する導電パターンを微細化し易い。

さらに、当該接続方法は、導電パターンを有する布帛４と基板６との間に容易に当該接続構造１を形成でき、かつ布帛４の有する導電パターンの配線ピッチを微細化し易い。

また、布帛４は表面に凹凸を有し、かつ糸と糸との間の空間に樹脂を含浸できる。そのため、布帛４と基板６とを接着剤を用いて接続することで、比較的弱い圧力での圧着により導電帯２の凸部と配線５との接触による電気的接続を形成できるため、布帛４の延伸によって調節した導電パターンの配線ピッチのズレを抑制できる。さらに、布帛４内部への接着剤の含浸により、布帛４と基板６との接続をより強固なものにできる。

＜第２実施形態＞
図４の当該接続構造２１は、複数の導電帯２及び複数の非導電帯３がストライプ状に配設される布帛４１と、複数の配線５が端部に付設される基板６とを導電性を確保しつつ接続する構造であって、布帛４１を幅方向に延伸し、複数の導電帯２と複数の配線５とが対向した状態で固定されている。布帛４１以外の部分は、第１実施形態と同様であるので説明を省略する。

（布帛）
布帛４１は、複数の導電帯２及び複数の非導電帯３がストライプ状に配設される。つまり、布帛４１は、複数の導電帯２及び複数の非導電帯３により形成される導電パターンを有する。布帛４１の幅方向両端部には、非導電帯３が配設される。布帛４１は、長手方向の一方の端部に、幅方向に延伸され、かつ基板６と対向して配設される対向配設部７を有する。また、布帛４１は、長手方向の他方の端部に、非導電帯３が後述する水溶性帯１４を有する分岐形成部１５を有する。さらに、布帛４１は、対向配設部７及び分岐形成部１５に挟設され、幅方向への延伸がされず水溶性帯１４も有さない非延伸部１０、並びに対向配設部７及び非延伸部１０を接続する拡幅部を備える。

布帛４１の幅方向両端部以外に位置する非導電帯３は、それぞれ幅方向略中央に長手方向の一方の端部まで延伸する水溶性帯１４を有する。

（水溶性帯）
水溶性帯１４は、水溶性糸から構成される。水溶性糸としては、例えば水溶性ポリビニルアルコール、水溶性ポリエステル、水溶性ポリアミド、水溶性エチレン−ビニルアルコール共重合体等により形成される糸などが挙げられる。

水溶性帯１４は、水溶性糸から構成されるため、水で溶解する。つまり、分岐形成部１５の非導電帯３は、水への浸漬により、水溶性帯１４が溶解し、幅方向略中央で二叉に分岐する。そのため、布帛４１は、分岐形成部１５の水への浸漬により、分岐した複数の導電帯２を容易に形成できる。

水溶性帯１４の平均幅の下限としては、０．０５ｍｍが好ましく、０．１５ｍｍがより好ましい。一方、水溶性帯１４の平均幅の上限としては、５ｍｍが好ましく、２．５ｍｍがより好ましい。水溶性帯１４の平均幅が前記下限より小さい場合、水溶性帯１４の形成が困難となるおそれがある。一方、水溶性帯１４の平均幅が前記上限を超える場合、前記分岐した複数の導電帯２の強度が低下するおそれがある。また、水溶性帯１４の平均長さの下限としては、例えば５ｃｍである。一方、水溶性帯１４の平均長さの上限としては、例えば５０ｃｍである。なお、複数の水溶性帯１４の平均幅は、それぞれ同一でもよく、異なっていてもよい。また、複数の水溶性帯１４の平均長さは、それぞれ同一でもよく、異なっていてもよい。

非導電帯３の平均幅に対する水溶性帯１４の平均幅の比の下限としては、３０％が好ましく、４０％がより好ましい。一方、前記比の上限としては、７０％が好ましく、６０％がより好ましい。前記比が前記下限より小さい場合、水溶性帯１４の形成が困難となるおそれがある。一方、前記比が前記上限を超える場合、前記分岐した複数の導電帯２を挟設する非導電帯３の平均幅が減少し、短絡が生じ易くなるおそれがある。

水溶性糸の平均繊度の下限としては、３ｄｔｅｘが好ましく、７ｄｔｅｘがより好ましい。一方、水溶性糸の平均繊度の上限としては、５００ｄｔｅｘが好ましく、２００ｄｔｅｘがより好ましい。水溶性糸の平均繊度が前記下限より小さい場合、布帛４１の強度が不十分となるおそれがある。一方、水溶性糸の平均繊度が前記上限を超える場合、水への溶解が困難となるおそれがある。

＜利点＞
当該接続構造２１は、非導電帯３水への浸漬により水溶性帯１４を溶解させることができ、その結果、分岐した複数の導電帯２を容易に形成できる。これにより、この分岐した複数の導電帯２をそれぞれ異なる場所及び用途で用いることができる。

＜第３実施形態＞
［ウェアラブルデバイス］
本発明のウェアラブルデバイスは、当該接続構造を備える。当該ウェアラブルデバイスは、通常当該接続構造の導電帯との電気的接続を有する１又は複数のセンサをさらに備える。このセンサとしては、例えば歪みセンサ等が挙げられる。

当該ウェアラブルデバイスの用途としては、被服にセンサを配設したウェアラブルデバイスが好ましい。具体的な一例として、人の手の指の動きを検出するために手袋に複数のセンサを配設したデータグローブを挙げることができる。

当該ウェアラブルデバイスの製造方法としては、例えば当該接続構造の布帛を被服に配設する方法等が挙げられる。布帛を被服に配設する方法としては、例えば接着剤を用いる方法、テープ等の支持体を用いる方法、縫い付ける方法等が挙げられる。

＜利点＞
当該ウェアラブルデバイスは、当該接続構造を備えることで、製造が容易となり製造コストを低減し易い。また、当該ウェアラブルデバイスは、当該接続構造が布帛の有する導電パターンの配線ピッチを微細化し易い、つまり布帛の幅の減少や配線数の増加がし易く、かつ耐久性に優れるため、多様な用途に好適に用いることができる。

［その他の実施形態］
前記実施形態は、本発明の構成を限定するものではない。従って、前記実施形態は、本明細書の記載及び技術常識に基づいて前記実施形態各部の構成要素の省略、置換又は追加が可能であり、それらはすべて本発明の範囲に属するものと解釈されるべきである。

前記布帛と基板とは、接着剤層を介さずに導電性を確保しつつ接続されていてもよい。前記布帛と基板とを接着剤層を介さずに接続する方法としては、例えば布帛を狭持することで布帛の有する導電パターンと基板に配設される配線とを電気的に接続するコネクタを用いる方法等が挙げられる。当該接続方法において前記コネクタにより布帛と基板とを接続する場合、対向配設工程において複数の導電帯と複数の配線とを接着剤を介さず対向配設する。

また、布帛の複数の導電帯及び複数の非導電帯はストライブ状に配設されるものに限定されない。つまり、導電帯の幅及び非導電帯の幅は、一端から他端にかけて略同一でもよく、増減していてもよい。導電帯又は非導電帯の幅が一端から他端にかけて増減している場合、最小幅に対する最大幅の比の下限としては、例えば１５０％である。一方、前記比の上限としては、例えば５００％である。

対向配設部の平面形状は、略矩形でなくてもよい。対向配設部のその他の平面形状としては、例えば略正方形、略半円形等が挙げられる。

前記布帛の幅方向両端部は非導電帯でなくてもよい。つまり、前記布帛の幅方向の一方の端部が導電帯でもよく、両端部が導電帯でもよい。但し、短絡を抑制する観点から、前記布帛の幅方向両端部に非導電帯を配設することが好ましい。

前記基板は、複数の配線が端部に付設される限り特に限定されず、例えばベースフィルムの両面に配線が形成された基板、ベースフィルム以外の他のフィルムが積層された基板でもよい。

前記布帛の分岐部及び分岐形成部は省略してもよい。すなわち、布帛全体において、非導電帯と導電帯とをストライプを形成するよう一体化してもよい。また、当該接続構造において、布帛の非延伸部も任意構成である。さらに、当該接続構造において、布帛は、長手方向の両端部に対向配設部を有していてもよく、端部以外の領域に対向配設部を有していてもよい。

非導電帯が水溶性帯を有する場合、水溶性帯の位置は非導電帯の幅方向略中央に限定されない。つまり、水溶性帯の位置は、非導電帯の幅方向端部近傍でもよい。また、水溶性帯の長手方向の一方の端部は、布帛の長手方向の一方の端部まで延伸していなくてもよい。すなわち、水溶性帯は、非導電帯に囲繞されていてもよい。さらに、布帛の幅方向の両端部に位置する非導電帯が、水溶性帯を有してもよい。

導電性糸と非導電性糸とを用いて複数の導電帯及び複数の非導電帯がストライプ状に配設される布帛を形成する方法としては、緯編みによる編成には限定されない。前記布帛を形成する方法としては、例えば緯編みによる編成、丸編みによる編成、織成等が挙げられ、これらの中で伸縮性を高める観点から、編成が好ましく、緯編み及び丸編みによる編成がより好ましい。なお、前記布帛を織成により形成する場合、経糸及び／又は緯糸に弾性を有する導電性糸若しくは弾性を有する非導電性糸を用いることが好ましい。また、前記布帛は、導電性糸と非導電性糸とを用いて編成又は織成されたものに限定されない。前記布帛としては、例えば絶縁性かつ伸縮性の布帛に金属箔、電線、帯状の導電性布帛等を貼着したものでもよい。

本発明の接続構造は、導電パターンを有する布帛と基板とを容易かつ確実に電気的接続でき、布帛の有する導電パターンの配線ピッチを微細化し易い。また、本発明のウェアラブルデバイスは、布帛の有する導電パターンの配線数を増加させ易いため、多様な用途に好適に用いることができる。さらに、本発明の接続方法は、導電パターンを有する布帛と基板との間に容易に電気的接続構造を形成でき、かつ布帛の有する導電パターンの配線ピッチを微細化し易い。

１、２１ 接続構造
２ 導電帯
３ 非導電帯
４、４１ 布帛
５ 配線
６ 基板
７ 対向配設部
８ 接着層
９ 分岐部
１０ 非延伸部
１１ 導電性糸
１２ 非導電性糸
１３ ベースフィルム
１４ 水溶性帯
１５ 分岐形成部

Claims (4)

1. 複数の導電帯及び複数の非導電帯が幅方向に交互に配設される布帛と、
   複数の配線が端部に付設される基板と
   を導電性を確保しつつ接続する構造であって、
   前記布帛を幅方向に延伸し、前記複数の導電帯と複数の配線とが対向した状態で固定されており、
   前記複数の非導電帯が水溶性帯を有することを特徴とする接続構造。
2. 前記布帛が、導電性糸と非導電性糸とを用いて編成又は織成されており、この導電性糸により前記導電帯が形成され、非導電性糸により前記非導電帯が形成されている請求項１に記載の接続構造。
3. 請求項１又は請求項２に記載の接続構造を備えるウェアラブルデバイス。
4. 複数の導電帯及び複数の非導電帯が幅方向に交互に配設される布帛と、
   複数の配線が端部に付設される基板と
   を導電性を確保しつつ接続する構造の製造方法であって、
   前記布帛を幅方向に延伸し、前記複数の導電帯と複数の配線とを対向配設する工程と、
   前記布帛及び基板の対向配設部を固定する工程と、
   前記複数の非導電帯を水に浸漬する工程と
   を備え、
   前記複数の非導電帯が水溶性帯を有することを特徴とする接続構造の製造方法。

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