DE4208536A1 - Verfahren zum miteinander verbinden eines fluessigkristallanzeigeelements und einer flexiblen schaltungsplatte - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum miteinander Verbinden eines Flüssig­ kristallanzeigeelements und einer flexiblen Schal­ tungsplatte unter Ausführung eines Druckbeaufschla­ gungs- und Erwärmungsvorgangs, gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1. Sie befaßt sich mit einem Verfahren zum Verbinden von Elektrodenanschlüssen eines Flüssigkristallanzeigeelements und Zulei­ tungsanschlüssen einer flexiblen Schaltungsplatte miteinander durch einen Druckbeaufschlagungs- und Erwärmungsvorgang.

Normalerweise wird eine flexible Schaltungsplatte mit Anschlüssen eines Flüssigkristallanzeigeele­ ments durch Druckbeaufschlagung und Erwärmung der Schaltungsplatte und des Anzeigeelements unter Verwendung von Heiz-Chips oder dergleichen verbun­ den, wobei ein leitfähiges Verbindungsmaterial, wie z. B. ein anisotrop leitfähiges Flachstück, dazwi­ schen angeordnet wird.

Ein derartiges übliches Verfahren ist in den Fig. 2 bis 4 veranschaulicht; dabei zeigen Fig. 2 ein Flüssigkristallanzeigeelement, mit dem mehrere flexible Schaltungsplatten verbunden sind, Fig. 3 einen Positionierschritt beim Verbinden einer fle­ xiblen Schaltungsplatte mit dem Flüssigkristallan­ zeigeelement und Fig. 4 einen Druckbeaufschlagungs- und Erwärmungsvorgang zum Verbinden der flexiblen Schaltungsplatte mit dem Flüssigkristallanzeigeele­ ment.

Wie in den Fig. 2 bis 4 zu sehen ist, beinhaltet die allgemein mit 1 bezeichnete Flüssigkristall­ anzeigeeinheit ein oberes Glassubstrat 2, ein unteres Glassubstrat 3, ein zwischen den beiden Glassubstraten 2 und 3 eingeschlossenes Flüssig­ kristallmaterial (nicht gezeigt), eine Polarisier­ platte 4 usw. Nicht gezeigte transparente Elektro­ den, die aus einer Schicht aus Indiumzinnoxid oder dergl. gebildet sind, sind nach Maßgabe der Anzei­ gemuster auf einander gegenüberliegenden Flachsei­ ten der Glassubstrate 2 und 3 ausgebildet. Ein Endrandbereich des unteren Glassubstrats 3 ist als Anschlußabschnitt 1a ausgebildet, auf dem eine große Anzahl von Elektrodenanschlüssen 5 für die externe Verbindung einander benachbart derart aus­ gebildet sind, daß sie sich einzeln von den transparenten Elektroden wegerstrecken.

Es wird ein bekanntes anisotrop leitfähiges Flach­ stück 6, das aus einem Duroplastmaterial mit einem darin enthaltenen leitfähigen Pulver gebildet ist, verwendet, um eine elektrische und mechanische Verbindung der beiden Elemente auf den einander gegenüberliegenden Flachseiten derselben durch Druckbeaufschlagung und Erwärmung herzustellen. Es ist darauf hinzuweisen, daß ein solches anisotrop leitfähiges Flachstück in den Fig. 2 und 3 wegge­ lassen ist, um die Darstellung nicht noch komplexer zu machen.

Eine allgemein mit dem Bezugszeichen 7 bezeichnete flexible Schaltungsplatte ist durch Ätzen von Kupferfolie auf einer Basisschicht 8, bei der es sich um eine Polyimidschicht oder dergl. handelt, unter Ausbildung eines Leitungsmusters gebildet, wobei das Leitungsmuster dann mit einer Abdeck­ schicht 9 überdeckt wird. Das Leitungsmuster liegt an einem Endrandbereich der Basisschicht 8 in Form von Ausgangs-Zuleitungsanschlüssen 10 frei. Ein elektronisches Bauteil 11, wie z. B. ein LSI- oder großintegrierter Schaltkreis, ist auf der flexiblen Schaltungsplatte 7 getragen.

Zum Verbinden der flexiblen Schaltungsplatte 7 mit dem Flüssigkristallanzeigeelement 1 wird zuerst das anisotrop leitfähige Flachstück 6 auf dem Anschluß­ abschnitt 1a des Flüssigkristallanzeigeelements 1 plaziert, und sodann werden die einander ent­ sprechenden Elektrodenanschlüsse 5 und Zuleitungs­ anschlüsse 10 des Flüssigkristallanzeigeelements 1 bzw. der flexiblen Schaltungsplatte 7 in der in Fig. 3 gezeigten Weise relativ zueinander positio­ niert. Dabei kommt normalerweise eine Technik zum Einsatz, bei der die einander entsprechenden Elek­ trodenanschlüsse 5 und Zuleitungsanschlüsse 10 im Positionierstadium alle miteinander ausgerichtet werden, indem man die Anschlußmittenbeabstandung p zwischen benachbarten Zuleitungsanschlüssen 10 der flexiblen Schaltungsplatte 7 und die Mittenbeab­ standung P zwischen benachbarten Elektrodenan­ schlüssen 7 des Flüssigkristallanzeigeelements 1 im voraus auf einen gleichen Wert festsetzt. Nachdem die einander entsprechenden Elektrodenanschlüsse 5 und Zuleitungsanschlüsse 10 mit einem hohen Ausmaß an Genauigkeit relativ zueinander positioniert sind, werden diese vorübergehend aneinander fixiert, und sodann werden sie normalerweise durch Druckbeaufschlagung und Erwärmen der flexiblen Schaltungsplatte 7 auf dem Anschlußabschnitt 1a aneinander befestigt, und zwar unter Verwendung eines Heiz- oder Wärmebeaufschlagungs-Chips 12, wie er in Fig. 4 gezeigt ist, zum Schmelzen und Weich­ machen des anisotrop leitfähigen Flachstücks 6, um dadurch die einander entsprechenden Elektrodenan­ schlüsse 5 und Zuleitungsanschlüsse 10 elektrisch und mechanisch miteinander zu verbinden.

Selbst wenn bei den vorstehend beschriebenen Schritten die Elektrodenanschlüsse 5 und die Zulei­ tungsanschlüsse 10 bei der vorübergehenden Fixie­ rung mit einem hohen Ausmaß an Genauigkeit relativ zueinander positioniert werden, ergibt sich jedoch dadurch, daß die Basisschicht 8 der flexiblen Schaltungsplatte 7 bei der normalen endgültigen Fixierung zum Zeitpunkt des Druckbeaufschlagungs- und Erwärmungsvorgangs normalerweise eine geringfü­ gige Längung erfährt, eine geringfügige Vergröße­ rung der Anschlußmittenbeabstandung p der Zulei­ tungsanschlüsse 10 gegenüber der Anschlußmittenbe­ abstandung P der Elektrodenanschlüsse 5 nach dieser normalen endgültigen Fixierung. Wenn nun eine große Anzahl solcher Anschlüsse vorhanden ist und diese in einer sehr geringen Mittenbeabstandung voneinan­ der beabstandet sind, kann sich die Zuverlässigkeit der Verbindung möglicherweise durch eine Verschie­ bung zwischen den Elektrodenanschlüssen 5 und den Zuleitungsanschlüssen 10 verschlechtern.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens zum miteinander Verbinden eines Flüssigkristallanzeigeelements und einer flexiblen Schaltungsplatte, bei dem die Elektrodenanschlüsse des Flüssigkristallanzeigeele­ ments sowie die Zuleitungsanschlüsse der flexiblen Schaltungsplatte nach ihrer Verbindung exakt mit­ einander ausgerichtet sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren erfin­ dungsgemäß so geführt, wie es im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben ist.

Gemäß einem Gesichtspunkt schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum miteinander Verbinden eines Flüssigkristallanzeigeelements und einer flexiblen Schaltungsplatte unter Ausführung eines Druckbeaufschlagungs- und Erwärmungsvorgangs zum elektrischen und mechanischen Verbinden einer Mehrzahl von Elektrodenanschlüssen, die mit einer gleichmäßigen Mittenbeabstandung entlang eines Endrandbereichs eines Glassubstrats des Flüssig­ kristallanzeigeelements ausgebildet sind, mit einer Mehrzahl von Zuleitungsanschlüssen, die mit einer gleichmäßigen Mittenbeabstandung entlang eines Endrandbereichs einer Basisschicht der flexiblen Schaltungsplatte ausgebildet sind, wobei sich das Verfahren erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, daß eine der Anschlußmittenbeabstandungen P und p im voraus relativ zu der jeweils anderen Anschlußmit­ tenbeabstandung derart festgelegt wird, daß folgen­ de Bedingung erfüllt wird:
P = (1 + α), wobei
P die Anschlußmittenbeabstandung zwischen den Elektrodenanschlüssen des Flüssigkristallanzeige­ elements,
p die Anschlußmittenbeabstandung zwischen den Zu­ leitungsanschlüssen der flexiblen Schaltungsplatte vor dem Druckbeaufschlagungs- und Erwärmungsvor­ gang, und
α die prozentuale Längung der Basisschicht der flexiblen Schaltungsplatte durch den Druckbeauf­ schlagungs- und Erwärmungsvorgang ist.

Wenn die prozentuale Längung der Basisschicht der flexiblen Schaltungsplatte durch den Druckbeauf­ schlagungs- und Erwärmungsvorgang α ist, beträgt die im Anfangsstadium vorhandene Mittenbeabstandung p der Zuleitungsanschlüsse nach dem Druckbeauf­ schlagungs- und Erwärmungsvorgang (1 + α)p. Wenn somit die Anschlußmittenbeabstandung P der Elektro­ denanschlüsse im voraus auf einen Wert festgesetzt ist, der um αp größer ist als p, läßt sich die ansonsten mögliche Verschiebung zwischen den Elek­ trodenanschlüssen und den Zuleitungsanschlüssen verhindern. Wenn die Anschlußmittenbeabstandung P der Elektrodenanschlüsse unveränderbar feststeht, wird gleichermaßen die Anschlußmittenbeabstandung p der Zuleitungsanschlüsse im Anfangsstadium auf einen Wert P/(1 + α) festgelegt, so daß sich wieder­ um die ansonsten mögliche Verschiebung zwischen den Elektrodenanschlüssen und den Zuleitungsanschlüssen verhindern läßt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also bei der Festlegung der Anschlußmittenbeabstandung zwischen Elektrodenanschlüssen eines Flüssig­ kristallanzeigeelements oder zwischen Zuleitungsan­ schlüssen einer flexiblen Schaltungsplatte die Mittenbeabstandung dadurch korrigiert, daß man einer prozentualen Längung der Basisschicht der flexiblen Schaltungsplatte bei einem Druckbeauf­ schlagungs- und Erwärmungsvorgang Rechnung trägt. Dadurch lassen sich selbst in solchen Fällen, in denen eine große Anzahl von Anschlüssen vorhanden ist, einander entsprechende Elektrodenanschlüsse und Zuleitungsanschlüsse mit Sicherheit exakt miteinander verbinden. Das erfindungsgemäße Ver­ bindungsverfahren gewährleistet somit ein hohes Ausmaß an Zuverlässigkeit insbesondere bei der Verbindung einer flexiblen Schaltungsplatte mit einem Flüssigkristallanzeigeelement, bei der An­ schlüsse mit einer sehr feinen Mittenbeabstandung erforderlich sind.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Dar­ stellungen eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht unter Darstel­ lung eines Positionierschrittes zum Ver­ binden einer flexiblen Schaltungsplatte mit einem Flüssigkristallanzeigeelement gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren;

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf ein Flüssigkristallanzeigeelement, mit dem ein Paar flexibler Schaltungsplatten verbunden sind;

Fig. 3 eine schematische Draufsicht unter Dar­ stellung eines Positionierschrittes bei einem herkömmlichen Verbindungsverfahren; und

Fig. 4 eine schematische Aufrißansicht unter Darstellung eines Druckbeaufschlagungs- und Erwärmungsvorgangs zum Verbinden der flexiblen Schaltungsplatte mit dem Flüs­ sigkristallanzeigeelement gemäß dem her­ kömmlichen Verbindungsverfahren.

Fig. 1 zeigt einen Positionierschritt zum Verbinden einer flexiblen Schaltungsplatte mit einem Flüssig­ kristallanzeigeelement in einem Verbindungsverfah­ ren gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Flüssig­ kristallanzeigeelement ist allgemein mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet und besitzt einen Anschlußabschnitt 1a. Weiterhin beinhaltet das Flüssigkristallanzeigeelement 1 ein oberes Glassub­ strat 2, ein unteres Glassubstrat 3, zwischen den beiden Glassubstraten 2 und 3 eingeschlossenes Flüssigkristallmaterial (nicht gezeigt), eine große Anzahl von auf dem Anschlußabschnitt 1a nebeneinan­ der ausgebildeten Elektrodenanschlüssen 5 usw., ähnlich wie dies bei dem eingangs unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschriebenen Flüssigkristallanzeigeele­ ment 1 der Fall ist. Die flexible Schaltungsplatte ist allgemein mit dem Bezugszeichen 7 bezeichnet und beinhaltet eine Basis- oder Trägerschicht 8, eine Abdeckschicht 9, eine Mehrzahl von Zuleitungs­ anschlüssen 10 usw., ähnlich wie dies bei der vor­ stehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschriebenen flexiblen Schaltungsplatte 7 der Fall ist. Es ist darauf hinzuweisen, daß in Fig. 1 ein auf dem Anschlußabschnitt 1a des Flüssigkristallanzeigeele­ ments 1 aufgebrachtes, anisotrop leitfähiges Flach­ stück weggelassen ist, damit die Zeichnung nicht zu komplex wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei einem Positionierschritt, bei dem die flexible Schal­ tungsplatte 7 an dem Anschlußabschnitt 1a des Flüssigkristallanzeigeelements 1 unter Zwischen­ schaltung eines anisotrop leitfähigen Flachstücks vorübergehend fixiert wird, die Mittenbeabstandung P zwischen den Elektrodenanschlüssen 5 des Flüssig­ kristallelements 1 auf einen etwas größeren Wert festgesetzt als die Anschlußmittenbeabstandung p der Zuleitungsanschlüsse 10 der flexiblen Schal­ tungsplatte 7. Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß eine Längung der Basisschicht 8 bei der norma­ len bzw. endgültigen Fixierung derselben erfolgt, bei der die flexible Schaltungsplatte 7 auf dem Anschlußabschnitt 1a des Flüssigkristallanzeigeele­ ments 1 unter Verwendung eines nicht gezeigten Wärmebeaufschlagungs-Chips mit Druck beaufschlagt und erwärmt wird, wobei dies z. B. bei einer Tempe­ ratur des Wärmebeaufschlagungs-Chips von 190°C und einem Druck von 30kp/cm² für eine Dauer von 20 Sekunden erfolgt, wird - bei Darstellung der pro­ zentualen Längung durch den Buchstaben α - genauer gesagt die Anschlußmittenbeabstandung P zwischen den Elektrodenanschlüssen 5 des Flüssigkristallan­ zeigeelements 1 auf einen Wert (1 + α)p festge­ setzt, um dadurch die nach dem Druckbeaufschla­ gungs- und Erwärmungsvorgang ansonsten mögliche Verschiebung zwischen den Elektrodenanschlüssen 5 des Flüssigkristallanzeigeelements 1 und den Zulei­ tungsanschlüssen 10 der flexiblen Schaltungsplatte 7 zu verhindern.

Genauer gesagt sind bei dem vorstehenden Ausfüh­ rungsbeispiel die Zuleitungsanschlüsse 10 der flexiblen Schaltungsplatte 7 in einer gegenseitigen Mittenbeabstandung von 0,2 mm ausgebildet. Nach Überprüfung, daß die prozentuale Längung der Basis­ schicht 8 durch den Druckbeaufschlagungs- und Erwärmungsvorgang 0,5% beträgt, wird die Anschluß­ mittenbeabstandung P der Elektrodenanschlüsse 5 des Flüssigkristallanzeigeelements 1 auf (1 + 0,005)·0,2=0,201 mm festgesetzt. In einem Positionier­ schritt wird dann ein in der Mitte der Anschluß­ reihe positionierter Zuleitungsanschluß 10 der flexiblen Schaltungsplatte 7 mit einem entsprechen­ den Elektrodenanschluß 5 des Flüssigkristallanzei­ geelements 1 ausgerichtet. Als Ergebnis hiervon sind die in Längsrichtung der Anschlußreihe an den gegenüberliegenden Endbereichen der flexiblen Schaltungsplatte 7 positionierten Zuleitungsan­ schlüsse 10 in der in Fig. 1 gezeigten Weise von den jeweils entsprechenden Elektrodenanschlüssen 5 versetzt angeordnet. Da jedoch die Basisschicht 8 durch einen Druckbeaufschlagungs- und Erwärmungs­ vorgang eine Längung um 0,5% erfährt, werden die einander entsprechenden Elektrodenanschlüsse 5 und Zuleitungsanschlüsse 10 in vollständig miteinander ausgerichteter Weise miteinander verbunden.

Wenn alternativ hierzu die Anschlußmittenbeabstan­ dung P der Elektrodenanschlüsse eines Flüssig­ kristallanzeigeelements feststeht und dabei die prozentuale Längung einer Basisschicht einer flexi­ blen Schaltungsplatte durch einen Druckbeaufschla­ gungs- und Erwärmungsvorgang durch den Buchstaben Q dargestellt wird, sollte die Anschlußmittenbeab­ standung p der Zuleitungsanschlüsse der flexiblen Schaltungsplatte im Anfangsstadium auf p = P/(1 + α) festgesetzt werden. Wenn z. B. P 0,2 mm beträgt und α 0,005 ist, sollte die Anschluß­ mittenbeabstandung p auf 0,2 : 1,005 = 0,199 mm festgesetzt werden.

Claims (2)

1. Verfahren zum miteinander Verbinden eines Flüssigkristallanzeigeelements (1) und einer flexi­ blen Schaltungsplatte (7) unter Ausführung eines Druckbeaufschlagungs- und Erwärmungsvorgangs zum elektrischen und mechanischen Verbinden einer Mehrzahl von Elektrodenanschlüssen (5), die mit einer gleichmäßigen Mittenbeabstandung entlang eines Endrandbereichs eines Glassubstrats des Flüssigkristallanzeigeelements ausgebildet sind, mit einer Mehrzahl von Zuleitungsanschlüssen (10), die mit einer gleichmäßigen Mittenbeabstandung entlang eines Endrandbereichs einer Basisschicht der flexiblen Schaltungsplatte ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Anschlußmittenbeabstandungen (P) und (p) im voraus relativ zu der jeweils anderen Anschlußmittenbeab­ standung derart festgelegt wird, daß folgende Bedingung erfüllt wird:
P = (1 + α), wobei
P die Anschlußmittenbeabstandung zwischen den Elektrodenanschlüssen (5) des Flüssigkristallan­ zeigeelements (1),
p die Anschlußmittenbeabstandung zwischen Zulei­ tungsanschlüssen (10) der flexiblen Schaltungsplat­ te (7) vor dem Druckbeaufschlagungs- und Erwär­ mungsvorgang, und
α die prozentuale Längung der Basisschicht (8) der flexiblen Schaltungsplatte (7) durch den Druckbe­ aufschlagungs- und Erwärmungsvorgang ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußmittenbeabstandung (P) zwischen den Elektrodenanschlüssen (5) 0,2 mm beträgt und die Anschlußmittenbeabstandung (p) zwischen den Zuleitungsanschlüssen (10) 0,199 mm beträgt.