JP2013117720A - Liquid crystal display device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof.
小型高精細化が進んだ液晶表示装置は、通称マイクロディスプレイと呼ばれ、画素や配線が小さいこと、さらに、画素数が増加することにより、例えば8インチWaferからなる母VLSI(集積回路)基板から取れる良品の単個VLSIチップの数が減少し、つまり歩留りが低下してしまう。そのため、液晶表示装置を母VLSI基板と同サイズのガラス基板を利用して作製する場合には、不良の単個VLSIチップが実装された部分のガラス基板、シール材等が無駄となってしまう。さらに高精細化が進む、あるいは、開発当初の母VLSI基板の歩留りが悪い場合には、その問題がより顕著となる。 A liquid crystal display device that has become smaller and more detailed is commonly called a microdisplay, and has a small pixel and wiring, and an increase in the number of pixels, for example, from a mother VLSI (integrated circuit) substrate made of 8-inch wafer. The number of good single VLSI chips that can be taken decreases, that is, the yield decreases. Therefore, when a liquid crystal display device is manufactured using a glass substrate having the same size as the mother VLSI substrate, the glass substrate, the sealing material, etc., where the defective single VLSI chip is mounted are wasted. The problem becomes more prominent when the resolution is further increased or the yield of the mother VLSI substrate at the beginning of development is poor.
このような問題に対しては、以下に示す従来技術が知られている。図13−a、図13−b、図13−cは、それぞれ、従来技術を示す断面図である。この従来技術では、母VLSI基板から取り出した良品単個VLSIチップ6と、その他の良品部品87のみを粘着シート86を介して搭載基板(ガラス基板)85上に移載し、移載した良品単個VLSIチップ6と良品部品87を樹脂89で埋めた後、それらを樹脂89ごと搭載基板85から剥離することで、樹脂89に複数の良品単個VLSIチップ6と良品部品87が一体的に固定された樹脂フィルム(樹脂89)を作製し、それを、予め貫通電極92や配線93等が設けられた回路基板(マザーボード)91上に実装している。(特許文献1参照)
The following conventional techniques are known for such problems. 13-a, 13-b, and 13-c are cross-sectional views showing the prior art. In this prior art, only the good
この従来技術では、母VLSI基板から取り出した良品の単個VLSIチップのみを使用しているため、不良の単個VLSIチップに起因する他の良品部材の廃棄の問題を解決することができる。 In this prior art, only a good single VLSI chip taken out from the mother VLSI substrate is used, so that it is possible to solve the problem of discarding other good members caused by a defective single VLSI chip.
従来技術を液晶表示装置の製造に適用した場合には、樹脂フィルムに固定された良品単個VLSIチップをシール材を介して対向基板に接着することとなるが、液晶表示装置において対向基板に対する良品単個VLSIチップの平坦性、即ち、良品単個VLSIチップと対向基板との間隙(ギャップ)の均一性や、良品単個VLSIチップと対向基板との密着性は非常に重要となる中で、良品単個VLSIチップ同士は樹脂のみで固定されているため、良品単個VLSIチップを対向基板に接着する際に、複数の良品単個VLSIチップ間でばらつきが発生しやすいという問題がある。 When the prior art is applied to the manufacture of a liquid crystal display device, a good single VLSI chip fixed to a resin film is bonded to the counter substrate through a sealing material. The flatness of a single VLSI chip, that is, the uniformity of the gap (gap) between a good single VLSI chip and the counter substrate, and the adhesion between the single good VLSI chip and the counter substrate are very important. Since the non-defective single VLSI chips are fixed only by the resin, there is a problem that when the non-defective single VLSI chip is bonded to the counter substrate, a variation easily occurs between the non-defective single VLSI chips.
特に、液晶に強誘電性液晶を用いた液晶表示装置の場合には、スーパーツイストネマティック(STN)液晶、ツイストネマティック(TN)液晶、垂直配向液晶等を用いた場合と比較して、液晶層の厚さが非常に薄いため、良品単個VLSIチップと対向基板との間隙の均一性はより重要である。 In particular, in the case of a liquid crystal display device using a ferroelectric liquid crystal as the liquid crystal, the liquid crystal layer has a layer thickness that is higher than that in the case of using a super twist nematic (STN) liquid crystal, a twist nematic (TN) liquid crystal, a vertical alignment liquid crystal, or the like. Since the thickness is very thin, the uniformity of the gap between the single good VLSI chip and the counter substrate is more important.
本発明は、以上の従来技術における問題点に鑑みたもので、VLSIチップの初期不良に起因する歩留りの低下を抑えつつ品質の良い液晶表示装置を作製することが可能な液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and a liquid crystal display device capable of manufacturing a high-quality liquid crystal display device while suppressing a decrease in yield due to an initial failure of a VLSI chip and its manufacture. It aims to provide a method.
機能的に良品である良品VLSIチップを選択的にVLSIチップ積載基板上に複数配置する工程と、前記VLSIチップ積載基板上に配置された複数の前記良品VLSIチップを前記VLSIチップ積載基板上に固定する工程と、前記VLSIチップ積載基板上に固定された複数の前記良品VLSIチップ上に単個シール部を設ける工程と、前記単個シール部を介して前記VLSIチップ積載基板に対向基板を接着する工程と、互いに接着された前記VLSIチップ積載基板と前記対向基板を、前記良品VLSIチップが設けられた領域毎に切断する工程と、前記単個シール部で囲まれた領域に液晶を注入する工程と、を有する液晶表示装置の製造方法とする。 A step of selectively placing a plurality of non-defective VLSI chips that are functionally good on the VLSI chip mounting substrate, and fixing the plurality of non-defective VLSI chips arranged on the VLSI chip mounting substrate on the VLSI chip mounting substrate. A step of providing a single sealing portion on the plurality of non-defective VLSI chips fixed on the VLSI chip mounting substrate, and bonding a counter substrate to the VLSI chip mounting substrate via the single sealing portion. A step of cutting the VLSI chip mounting substrate and the counter substrate bonded to each other in each region where the non-defective VLSI chip is provided, and a step of injecting liquid crystal into a region surrounded by the single seal portion And a manufacturing method of a liquid crystal display device.
前記VLSIチップ積載基板にチップアライメントマークを形成し、該チップアライメントマークを基準にして、前記VLSIチップ積載基板上に前記良品VLSIチップを移載する液晶表示装置の製造方法とすることができる。 A method of manufacturing a liquid crystal display device can be provided in which a chip alignment mark is formed on the VLSI chip mounting substrate, and the non-defective VLSI chip is transferred onto the VLSI chip mounting substrate based on the chip alignment mark.
前記良品VLSIチップを前記VLSIチップ積載基板上に表面活性化接合法により固定する液晶表示装置の製造方法とすることができる。 A method for manufacturing a liquid crystal display device in which the non-defective VLSI chip is fixed onto the VLSI chip mounting substrate by a surface activated bonding method can be employed.
前記良品VLSIチップの裏面と前記VLSIチップ積載基板の表面を研磨し、研磨した面同士を表面活性化接合法により固定する液晶表示装置の製造方法とすることができる。 A manufacturing method of a liquid crystal display device in which the back surface of the non-defective VLSI chip and the surface of the VLSI chip mounting substrate are polished, and the polished surfaces are fixed by a surface activated bonding method.
前記良品VLSIチップを前記VLSIチップ積載基板上に接着材により固定する液晶表示装置の製造方法とすることができる。 A method for manufacturing a liquid crystal display device in which the non-defective VLSI chip is fixed onto the VLSI chip mounting substrate with an adhesive can be used.
前記良品VLSIチップを前記VLSIチップ積載基板上に配置する際に、近接する前記良品VLSIチップ間に間隙が生じるように前記良品VLSIチップを配置すると共に、該間隙に充填材を充填する液晶表示装置の製造方法とすることができる。 A liquid crystal display device in which the non-defective VLSI chip is arranged so that a gap is formed between the non-defective VLSI chips when the non-defective VLSI chip is arranged on the VLSI chip mounting substrate, and the gap is filled with a filler. It can be set as the manufacturing method of this.
前記良品VLSIチップを前記VLSIチップ積載基板上に配置する前に、前記良品VLSIチップの厚さが前記VLSIチップ積載基板の厚みよりも薄くなるように、前記良品VLSIチップの裏面を研磨する液晶表示装置の製造方法とすることができる。 Before disposing the non-defective VLSI chip on the VLSI chip mounting substrate, a liquid crystal display that polishes the back surface of the non-defective VLSI chip so that the thickness of the non-defective VLSI chip is smaller than the thickness of the VLSI chip mounting substrate. It can be set as the manufacturing method of an apparatus.
前記良品VLSIチップを前記VLSIチップ積載基板上に固定した後、近接する前記良品VLSIチップ間の間隙を埋めるように前記良品VLSIチップを充填材で被覆し、該充填材の表面を前記良品VLSIチップの表面が露出するまで研磨する液晶表示装置の製造方法とすることができる。 After fixing the non-defective VLSI chip on the VLSI chip mounting substrate, the non-defective VLSI chip is covered with a filler so as to fill a gap between the non-defective VLSI chips, and the surface of the non-defective VLSI chip is covered. It can be set as the manufacturing method of the liquid crystal display device grind | polished until the surface of this is exposed.
前記充填材の表面を研磨すると同時に、前記VLSIチップ積載基板の裏面を研磨する液晶表示装置の製造方法とすることができる。 A method of manufacturing a liquid crystal display device in which the back surface of the VLSI chip mounting substrate is polished at the same time as the surface of the filler is polished.
互いに接着された前記VLSIチップ積載基板と前記対向基板を切断する前に、前記VLSIチップ積載基板と前記対向基板との間に、前記単個シール部を囲む外周シール部を設ける液晶表示装置の製造方法とすることができる。 Manufacture of a liquid crystal display device in which an outer peripheral seal portion surrounding the single seal portion is provided between the VLSI chip stack substrate and the counter substrate before the VLSI chip stack substrate and the counter substrate bonded to each other are cut. It can be a method.
機能的に良品である良品VLSIチップと、該良品VLSIチップを搭載するVLSIチップ積載基板と、前記良品VLSIチップ上に単個シール部を介して接着された対向基板と、前記単個シール部で囲まれた領域に注入された液晶と、を備える液晶表示装置とする。 A non-defective VLSI chip that is functionally non-defective, a VLSI chip mounting substrate on which the non-defective VLSI chip is mounted, a counter substrate bonded on the non-defective VLSI chip via a single seal portion, and the single seal portion A liquid crystal display device including liquid crystal injected into the enclosed region.
前記良品VLSIチップの熱膨張係数と前記VLSIチップ積載基板の熱膨張係数は、同じである液晶表示装置とすることができる。 A liquid crystal display device in which the thermal expansion coefficient of the non-defective VLSI chip and the thermal expansion coefficient of the VLSI chip mounting substrate are the same can be obtained.
前記良品VLSIチップの材質と前記VLSIチップ積載基板の材質は、同じである液晶表示装置とすることができる。 The material of the non-defective VLSI chip and the material of the VLSI chip mounting substrate can be the same liquid crystal display device.
前記良品VLSIチップの熱膨張係数と前記対向基板の熱膨張係数は、同じである液晶表示装置とすることができる。 A liquid crystal display device in which the thermal expansion coefficient of the non-defective VLSI chip and the thermal expansion coefficient of the counter substrate are the same can be obtained.
前記良品VLSIチップの外周部に回路基板が接続され、該回路基板が接続された前記良品VLSIチップの外周部に対向する前記VLSIチップ積載基板の外周部は、前記回路基板が接続された前記良品VLSIチップの外周部よりも外周側へ張り出し、該張り出した前記VLSIチップ積載基板の外周部と前記FPCとの間に、充填材が充填されている液晶表示装置とすることができる。 A circuit board is connected to an outer periphery of the non-defective VLSI chip, and an outer periphery of the VLSI chip mounting substrate facing the outer periphery of the non-defective VLSI chip to which the circuit board is connected is the non-defective product to which the circuit board is connected. A liquid crystal display device can be provided in which the outer peripheral portion of the VLSI chip extends to the outer peripheral side, and a filler is filled between the protruding outer peripheral portion of the VLSI chip mounting substrate and the FPC.
前記良品VLSIチップと前記VLSIチップ積載基板との間に、前記液晶を加熱するためのヒーター部が形成されている液晶表示装置とすることができる。 A liquid crystal display device in which a heater unit for heating the liquid crystal is formed between the non-defective VLSI chip and the VLSI chip mounting substrate can be provided.
前記VLSIチップ積載基板の前記良品VLSIチップを搭載しない面に、前記液晶を加熱するためのヒーター部が形成されている液晶表示装置とすることができる。 A liquid crystal display device in which a heater unit for heating the liquid crystal is formed on a surface of the VLSI chip mounting substrate on which the non-defective VLSI chip is not mounted.
本発明によれば、母VLSI基板より複数の良品単個VLSIチップのみを取り出し、単個VLSIチップ積載基板上に固定することで、良品単個VLSIチップのみから構成された擬似的な集合基板を作製し、それを用いて液晶表示装置を作製することとしているため、従来発生していた不良の単個VLSIチップに起因する対向基板、シール材、液晶等の廃棄をなくすことができると共に、母VLSI基板を個々の良品単個VLSIチップとすることにより、大判のVLSI基板から発生する応力を個々のレベルに小さくすることができると同時に、単個VLSIチップ積載基板により良品単個VLSIチップの反り等を補正することができ、平坦度を改善することができるため、良品単個VLSIチップと対向基板とのギャップが適正に保たれ、表示品質を改善することができる。 According to the present invention, only a plurality of non-defective single VLSI chips are taken out from the mother VLSI substrate and fixed on the single VLSI chip mounting substrate, whereby a pseudo collective substrate composed only of non-defective single VLSI chips is obtained. Since the liquid crystal display device is manufactured by using this, it is possible to eliminate the discard of the counter substrate, the sealing material, the liquid crystal, and the like caused by the defective single VLSI chip, which has been generated conventionally, and By making each VLSI substrate an individual good VLSI chip, the stress generated from a large VLSI substrate can be reduced to an individual level, and at the same time, warping of a good single VLSI chip by a single VLSI chip mounting substrate. Etc. can be corrected and the flatness can be improved, so the gap between a good VLSI chip and the counter substrate is appropriate. Kept, it is possible to improve the display quality.
また、母VLSI基板の配線パターンの微細化により応力が増加しても、良品単個VLSIチップの単個化により応力を分散(単個当たりの応力に分割)でき、さらに、単個VLSIチップ積載基板に積載することで補強ができるため、シール材の幅を太くすることなく、単個VLSIチップ積載基板と対向基板との密着性を向上させることができる。 Even if the stress increases due to the miniaturization of the wiring pattern of the mother VLSI substrate, the stress can be dispersed (divided into stresses per unit) by making a single good VLSI chip, and further, a single VLSI chip can be mounted. Since it can be reinforced by mounting on the substrate, the adhesion between the single VLSI chip mounting substrate and the counter substrate can be improved without increasing the width of the sealing material.
また、単個VLSIチップ積載基板にチップアライメントマークを設け、良品単個VLSIチップを積載する際に、チップアライメントマークを基準とすれば、複数の良品単個VLSIチップをマトリクス状に正確に配置することができる。さらに、チップアライメントマークを単個VLSIチップ積載基板の裏面側に設ければ、良品単個VLSIチップの積載への影響、対向電極との密着力、均一性の問題を解消することができる。 In addition, when a chip alignment mark is provided on a single VLSI chip mounting substrate and a good single VLSI chip is loaded, if the chip alignment mark is used as a reference, a plurality of good single VLSI chips are accurately arranged in a matrix. be able to. Further, if the chip alignment mark is provided on the back side of the single VLSI chip mounting substrate, it is possible to solve the problems of stacking the non-defective single VLSI chip, the adhesion with the counter electrode, and the uniformity.
また、良品単個VLSIチップを表面活性化接合にて単個VLSIチップ積載基板に接合すれば、単個VLSIチップ積載基板上の良品単個VLSIチップの平坦性、良品単個VLSIチップ単体の面内平坦性、さらには、良品単個VLSIチップと単個VLSIチップ積載基板との密着性を向上させることができ、さらに、低温で表面活性化接合を行うことで、熱的応力を非常に低減することができるため、液晶表示装置の表示均一性の向上、信頼性の向上が可能となる。 Also, if a good single VLSI chip is bonded to a single VLSI chip mounting substrate by surface activation bonding, the flatness of the single good VLSI chip on the single VLSI chip mounting substrate, the surface of the single good VLSI chip, The inner flatness, and the adhesion between a good single VLSI chip and a single VLSI chip mounting board can be improved, and thermal stress is greatly reduced by surface activation bonding at a low temperature. Therefore, it is possible to improve display uniformity and reliability of the liquid crystal display device.
図1−aは、本発明の第1の実施形態における液晶表示装置の母VLSI基板の平面図、図1−bは、図1−aのA−A断面図である。図2−aは、本発明の第1の実施形態における液晶表示装置の良品単個VLSIチップを単個VLSIチップ積載基板に積載した状態を示す平面図、図2−bは、図2−aのB−B断面図である。図3−a、図3−b、図3−c、図3−d、図3−eは、それぞれ、本発明の第1の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図である。図4−aは、本発明の第1の実施形態における液晶表示装置の平面図、図4−bは、図4−aのC−C断面図である。 FIG. 1A is a plan view of the mother VLSI substrate of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. FIG. 2A is a plan view showing a state in which a non-defective single VLSI chip of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention is stacked on a single VLSI chip mounting substrate, and FIG. It is BB sectional drawing of. 3A, 3B, 3C, 3D, and 3E are cross-sectional views illustrating manufacturing steps of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention. 4A is a plan view of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4-B is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 4-A.
本発明の第1の実施形態では、まず、図1−a、図1−bに示すように、複数個の単個VLSI(大規模集積回路)チップ5がマトリクス状に一体的に配置されている母VLSI基板1をダイシングテープ10(図1−aでは不図示)上に接着して、ダイシング装置にて各単個VLSIチップ5の間にダイシング溝7(図1−aでは不図示)を入れ、ダイシングテープ10を水平方向へ引き伸ばすことで、各単個VLSIチップ5を個片に分割する。さらに、その工程の前後において、各単個VLSIチップ5の機能を検査し、検査に合格したものを良品単個VLSIチップ6として選別する。
In the first embodiment of the present invention, first, as shown in FIGS. 1A and 1B, a plurality of single VLSI (large scale integrated circuit) chips 5 are integrally arranged in a matrix. The
次に、図2−a、図2−bに示すように、予めレーザー加工によりチップアライメントマーク13を裏面に形成し、さらに、表面に鏡面加工を施したシリコン基板からなる単個VLSIチップ積載基板11を準備し、その上に、良品単個VLSIチップ6のみを、表面活性化接合法にて、表面活性化接合層15を介して接合する。
Next, as shown in FIGS. 2-a and 2-b, a single VLSI chip mounting substrate made of a silicon substrate in which a
表面活性化接合層15を形成するためには、良品単個VLSIチップ6と単個VLSIチップ積載基板11の接する面の両方の面を研磨などにより鏡面としておくと良い。さらに、両面にアルゴンプラズマ処理、および、水素プラズマ処理を施し、表面の汚れを除去しておくと良い。
In order to form the surface
表面活性化接合を行う際には、真空中で表面の汚れを除去し、接合する双方の面を活性化した上で、チップアライメントマーク13を基準に所定のピッチで複数の良品単個VLSIチップ6をマトリクス状に単個VLSIチップ積載基板11上に移載し、加圧しながら熱を掛けることで接合する。これにより、単個VLSIチップ積載基板11上に表面活性化接合層15を介して複数の良品単個VLSIチップ6がマトリクス状に配列されたチップ積載複合基板16が作製される。尚、表面活性化接合は、分子間接合のため、チップ積載複合基板16は非常に堅牢なものになる。
When surface activated bonding is performed, surface contamination is removed in vacuum, both surfaces to be bonded are activated, and a plurality of non-defective VLSI chips are formed at a predetermined pitch with reference to the
図3−aに示すように、チップ積載複合基板16は、近接する良品単個VLSIチップ6間にチップ間ギャップ17を有し、このチップ間ギャップ17を埋めるために、プラズマCVD(化学気相形成)法により、窒化シリコン(SiNx)膜からなる初期チップ間ギャップ充填材21を、良品単個VLSIチップ6を覆うようにチップ積載複合基板16の上面全体に一様に設ける。
As shown in FIG. 3A, the chip stacking
このままでも初期チップ間ギャップ充填材21の表面は大分平坦化しているが、良品単個VLSIチップ6の画素電極上に初期チップ間ギャップ充填材21が形成されていると、良品単個VLSIチップ6と単個対向基板との間で液晶36に電圧を印加する際に、初期チップ間ギャップ充填材21に電圧が印加されるため、効率良く液晶36に電圧を印加することができない。
The surface of the initial inter-chip
そのため、図3−bに示すように、良品単個VLSIチップ6の面が露出するかそれに近い状態となるまでCMP(化学機械研磨)法により初期チップ間ギャップ充填材21の表面を研磨する。これにより、各良品単個VLSIチップ6の間に、初期チップ間ギャップ充填材21の一部が、加工後チップ間ギャップ充填材23として残った状態となる。
Therefore, as shown in FIG. 3B, the surface of the initial
次に、図3−cに示すように、加工後チップ間ギャップ充填材23を有するチップ積載複合基板16と、対向電極を有するガラス基板からなる対向基板31とを、概ね1マイクロメートル(μm)の間隙となるように、概ね1マイクロメートル(μm)の石英からなるスペーサーボールを樹脂材料に混合してなる複数の単個シール部33と、それらを囲むように配置された、スペーサーボールを含まない樹脂材料のみからなる外周シール部37とを介して接着し、加工前複数液晶表示パネル40を作製する。
Next, as shown in FIG. 3C, a chip-carrying
ここで、各単個シール部33には、液晶注入空間35に液晶36を注入するための開口部(液晶注入口)が設けられている。従って、水を使用するダイシング加工では、開口部より水が液晶注入空間35に浸入してしまうため、外周シール部37で単個シール部33の外周をシールして水の浸入を防止する。なお、外周シール部37は、同心円状に複数設けると良い。
Here, each
次に、図3−dに示すように、単個VLSIチップ積載基板6の表面に、単個VLSIチップ積載基板用ダイシング溝41をダイシング法で形成し、対向基板31の表面に、対向基板用ダイシング溝42をダイシング法で形成する。単個VLSIチップ積載基板用ダイシング溝41を形成する位置は、隣接する良品単個VLSIチップ6の間の領域であり、対向基板用ダイシング溝42を形成する位置は、隣接する単個シール部33間の領域である。
Next, as shown in FIG. 3D, a single VLSI chip mounting substrate dicing groove 41 is formed on the surface of the single VLSI
次に、単個VLSIチップ積載基板用ダイシング溝41と対向基板用ダイシング溝42が形成された部分をゴムで加圧し、単個VLSIチップ積載基板用ダイシング溝41を境に、単個VLSIチップ積載基板6と加工後チップ間ギャップ充填材23を分割し、さらに、対向基板用ダイシング溝42を境に、対向基板31を分割することで、図3−eに示すような単個液晶表示パネル39を作製する。
Next, the portion where the dicing groove 41 for the single VLSI chip mounting substrate and the dicing groove 42 for the counter substrate are pressed with rubber, and the single VLSI chip mounting is performed with the dicing groove 41 for the single VLSI chip mounting substrate as a boundary. A single liquid
加工後チップ間ギャップ充填材23は、単個液晶表示パネル39を作製した後に除去しても良いが、単個VLSIチップ積載基板6の外周に付着させたままにしておいても良い。この場合、単個VLSIチップ積載基板6の外周に付着した加工後チップ間ギャップ充填材23は、単個VLSIチップ積載基板6の外周を保護する保護膜としての役割を果たす。なお、本実施形態では、加工後チップ間ギャップ充填材23は、単個液晶表示パネル39を作製した後に除去するものとする。
After processing, the
その後、単個加工後単個VLSIチップ積載基板12と、単個加工後対向基板32との間の液晶注入空間35に、単個シール部33の一部に設けられた開口部から強誘電性液晶からなる液晶36を注入し、開口部を封口材38で封止する。
Thereafter, the ferroelectric liquid crystal is introduced into the liquid
次に、図4−a、図4−bに示すように、単個液晶表示パネル39を、周辺回路との接続を行うコネクタ52を有する外部回路基板51と両面接着テープにより接着し、外部回路基板51と良品単個VLSIチップ6との間にアルミニウム細線からなるアルミニウムワイヤ55を超音波ワイヤボンディング法により取り付け、アルミニウムワイヤ55をワイヤ保護樹脂56で被覆し、さらに、単個加工後対向基板32上の透明電極と外部回路基板51上の電極端子との間に導電性接着材からなる対向電極導通部58を設ける。
Next, as shown in FIG. 4-a and FIG. 4-b, the single liquid
次に第2の実施形態を図5−aと図5−bを用いて説明する。図5−aは、本発明の第2の実施形態における液晶表示装置の平面図、図5−bは、図5−aのD−D断面図である。第2の実施形態では、単個液晶表示パネル39と外部回路との電気的接続をフレキシブルプリント基板(以下、FPC)61にて行っている。FPC61は、良品単個VLSIチップ11の外周部の一辺側に接続され、さらに、その一辺側において、単個加工後単個VLSIチップ積載基板12の外周部は、良品単個VLSIチップ11の外周部よりも外周側へ張り出し、その張り出した部分によりFPC補強段差65が形成されている。FPC補強段差65には、FPC裏面保護樹脂63が塗布され、FPC裏面保護樹脂63とFPC補強段差65によりFPC61の裏面が補強されている。FPC補強段差65の効果を大きくするには、良品単個VLSIチップ6の厚さを薄くし、FPC6の裏面をFPC補強段差65に近づけると良い。また、FPC61の表面(上面)には、FPC表面保護樹脂62が塗布され、それによりFPC61の接続部がさらに補強されている。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5-a is a plan view of a liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 5-b is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. In the second embodiment, the single liquid
FPC61が接続される1辺を除く3辺において、単個加工後単個VLSIチップ積載基板12、表面活性化接合層15、良品単個VLSIチップ11、及び単個加工後対向基板32の各端面は、互いに同一面となるように加工されている。FPC補強段差65の形成を含め、各端面の調整は、図3−dの工程において、単個VLSIチップ積載基板用ダイシング溝41と対向基板用ダイシング溝42の位置を調整することで行い、さらに、必要に応じて、分断した後に各端面を加工することなどにより行う。
On the three sides except one side to which the FPC 61 is connected, each end face of the single VLSI
単個加工後対向基板32上の透明電極への電圧の印加は、良品単個VLSIチップ11上に設けた電極とFPC61とを異方性導電フィルム(ACF)を介して接続し、さらに、透明電極と良品単個VLSIチップ6上の電極とを絶縁性シール材に導電粒を含有させてなる異方性導電性シール部67を介して接続することにより行われる。
After single processing, the voltage is applied to the transparent electrode on the
次に図6を用いて実施形態3を説明する。図6は、本発明の第3の実施形態における液晶表示装置の断面図で、図3−cの断面図に示す液晶表示装置の別の実施形態を示している。なお、同様の部材には、同一の符号を用いてある。第3の実施形態では、良品単個VLSIチップ6を積載するための基板として、光透過性を有するガラス基板からなる単個VLSIチップ積載基板11を使用し、単個VLSIチップ積載基板11上に良品単個VLSIチップ6を光硬化型エポキシ樹脂からなるチップ接着材25を介して固定する。
Next,
より具体的には、まず、光硬化型エポキシ樹脂からなるチップ接着材25を単個VLSIチップ積載基板11上に一様に塗布し、その上に複数の良品単個VLSIチップ6を移載機(マウンター)を使用して、単個VLSIチップ積載基板11の裏面にあるチップアライメントマーク13を基準に、精度良くマトリクス状に配置する。その後、透明なステージ上に単個VLSIチップ積載基板11を載せ、良品単個VLSIチップ6側から加圧しながら、透明なステージ側より紫外線を照射し、光硬化型エポキシ樹脂からなるチップ接着剤25を硬化し、単個VLSIチップ積載基板11上にチップ接着材25を介して良品単個VLSIチップ6を固着させることで、チップ搭載複合基板16を作製する。
More specifically, first, a chip adhesive 25 made of a photo-curable epoxy resin is uniformly applied on the single VLSI
チップ接着材25を利用することで、表面活性化接合に適さない材料で構成された単個VLSIチップ積載基板11に対しても、良品単個VLSIチップ6を確実に固着させることができる。なお、チップ接着材25の接着力の強度、および、チップ間ギャップ17に樹脂を充填することによる応力発生を考慮し、チップ間ギャップ17には、樹脂等を充填していない。
By using the
本第3の実施形態では、チップ間ギャップ17により、良品単個VLSIチップ6の厚さ分の段差が発生するため、液晶の配向膜は、無機膜を斜方蒸着法により堆積させた配向膜、あるいは、有機膜(ポリマー)をスプレイ塗布して回転させて均一化した後、光配向処理を行った配向膜とするのが良い。
In the third embodiment, a gap corresponding to the thickness of the single
また、単個VLSIチップ積載基板11は、シリコン基板の熱膨張係数とほぼ同じ熱膨張係数を有するガラス、例えば、アヴァンストレート(株)製のNA32SGガラスを使用する。単個VLSIチップ積載基板11と良品単個VLSIチップ6の熱膨張係数が互いに同じであれば、熱処理等での応力発生を小さくすることができる。さらに、単個VLSIチップ積載基板11と良品単個VLSIチップ6と対向基板31の3つの部材の熱膨張係数を同じにするのがより効果的である。
The single VLSI
次に図7を用いて実施形態4を説明する。図7は、本発明の第4の実施形態における液晶表示装置の断面図で、図6の断面図に示す液晶表示装置の別の実施形態を示している。なお、同様な部材には、同一の符号を用いてある。第4の実施形態では、液晶の低温での粘度増加による応答速度の低下を防止するために、熱を発生する裏面ヒーター回路部71を、ガラス基板からなる単個VLSIチップ積載基板11の裏面に形成している。
Next,
裏面ヒーター回路部71の配線パターン形状は、細線の折り返しとし、細線と細線の間に間隙を設けることで、光を透過できるようにしている。細線の材質は、金属でも良いが、光の透過性を良くするためには、酸化インジウムスズ(ITO)などの透明材料が好ましい。その他の構成は第3の実施形態と同様である。
The wiring pattern shape of the back surface
次に図8を用いて実施形態5を説明する。図8は、本発明の第5の実施形態における液晶表示装置の断面図で、図6の断面図に示す液晶表示装置の別の実施形態を示す断面図である。なお、同様の部材には、同一の符号を用いてある。第5の実施形態では、液晶の低温での粘度増加による応答速度の低下を防止するために、熱を発生する表面ヒーター回路部73と、その動作を制御するヒーター制御回路部75とを、シリコン基板からなる単個VLSIチップ積載基板11の表面(上面)に形成する。
Next,
表面ヒーター回路部73上には、熱伝導性樹脂からなるチップ接着剤25を介して、良品単個VLSIチップ6を接着する。さらに、配向膜塗布及び、配向処理時のチップ接着剤25からのガスの発生を防止するために、良品単個VLSIチップ6と重なる部分以外のチップ接着材25を除去し、隣接する良品単個VLSIチップ6間にチップ接着材除去部26を設ける。その他の構成は、実施例4と同様である。
A
次に図9−aから図9−cを用いて第6の実施形態を説明する。図9−a、図9−b、図9−cは、それぞれ、本発明の第6の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図で、図2−bに示すチップ搭載複合基板16の製造工程の別の実施形態を示している。なお、同様の部材には、同一の符号を用いてある。本第6の実施形態では、まず、図9−aに示すように、良品単個VLSIチップ6を表面活性化接合層15を介して単個VLSIチップ積載基板11上に接合し、続いて、図9−bに示すように、近接する良品単個VLSIチップ6間のチップ間ギャップ17を埋めるために、プラズマCVD(化学気相形成)法により、窒化シリコン(SiNx)膜からなる初期チップ間ギャップ充填材21をチップ積載複合基板16の上面全体に形成する。
Next, a sixth embodiment will be described with reference to FIGS. 9A to 9C. FIG. 9A, FIG. 9B, and FIG. 9C are cross-sectional views showing the manufacturing process of the liquid crystal display device according to the sixth embodiment of the present invention, respectively. The chip-mounted
その後、初期チップ間ギャップ充填材21の表面(上面)と単個VLSIチップ積載基板11の裏面(下面)を同時に化学機械研磨(CMP)により研磨することで、図9−cに示すように、良品単個VLSIチップ6上の初期チップ間ギャップ充填材21を全て除去して、近接する良品単個VLSIチップ6間に加工後チップ間ギャップ充填材23を形成し、それと同時に、単個VLSIチップ積載基板11を通常の半分程度の厚みとなった研磨後単個VLSIチップ積載基板14として形成する。
Thereafter, the front surface (upper surface) of the initial
このように、チップ間ギャップ充填材21と単個VLSIチップ積載基板11を同時に研磨することで、反り等の応力の発生や蓄積を低減することができる。また、単個VLSIチップ積載基板11を薄くすることで、液晶表示装置全体の厚さも薄くなるため、小型で軽量な液晶表示装置を作製することができる。
Thus, by simultaneously polishing the
次に図10−aから図10−eを用いて第7の実施形態を説明する。図10−a、図10−b、図10−c、図10−d、図10−eは、それぞれ、本発明の第7の実施形態における液晶表示装置の製造工程を示す断面図で、図2−bに示すチップ搭載複合基板16の製造工程の別の実施形態を示している。なお、同様の部材には、同一の符号を用いてある。本第7の実施形態では、予め母VLSI基板1の裏面を研磨することで、良品単個VLSIチップ6よりも薄型の良品薄型単個VLSIチップ9を作製する。良品薄型単個VLSIチップ9を用いれば、それを覆うための初期チップ間ギャップ充填材21も薄く積層するだけで良く、さらに、単個VLSIチップ積載基板11に対する良品薄型単個VLSIチップ9とチップ間ギャップ充填材23による応力も大きく低減できる。具体的な工程は、例えば、以下の通りである。
Next, the seventh embodiment will be described with reference to FIGS. 10A to 10E. 10A, FIG. 10B, FIG. 10C, FIG. 10D, and FIG. 10E are cross-sectional views showing the manufacturing process of the liquid crystal display device according to the seventh embodiment of the present invention. Another embodiment of the manufacturing process of the chip mounting
図10−aに示すように、母VLSI基板の表面に研磨用保護樹脂3を一様に塗布した状態で、母VLSI基板の裏面の研磨を行い、100マイクロメートル(μm)まで薄型化することで、裏面研磨加工後母VLSI基板2を作製する。
As shown in FIG. 10-a, the back surface of the mother VLSI substrate is polished with the polishing
次に、図10−bに示すように、裏面研磨加工後母VLSI基板2の裏面をダイシングテープ10上に接着し、裏面研磨加工後母VLSI基板2の表面に所定のピッチでダイシング溝7を形成することで、複数の薄型単個VLSIチップ8を作製する。
Next, as shown in FIG. 10B, the back surface of the
次に、図10−cに示すように、複数の薄型単個VLSIチップ8から選別した機能的に良品である良品薄型単個VLSIチップ9のみを、それと熱膨張係数がほぼ等しいガラス基板からなる単個VLSIチップ積載基板11上に、互いの間にチップ間ギャップ17を設けてマトリクス状に、チップ接着剤25を介して固定し、さらに、良品薄型単個VLSIチップ9を覆うように、単個VLSIチップ積載基板11上に初期チップ間ギャップ充填材21を一様に塗布する。
Next, as shown in FIG. 10-c, only the good thin
ここで、単個VLSIチップ積載基板11には、レーザーマーキング装置により、予めレーザーマーク19を形成しておく。レーザーマーク19は、焦点深度とレーザーのエネルギーを調整することで、単個VLSIチップ積載基板11の内部に形成することができるため、単個VLSIチップ積載基板11の表面を損傷することは無い。良品薄型単個VLSIチップ9を単個VLSIチップ積載基板11上に移載する際には、このレーザーマーク19を位置決め基準として用い、複数の良品薄型単個VLSIチップ9を精度良く整列させる。
Here, a
なお、本実施形態では、良品薄型単個VLSIチップ9は薄く、初期チップ間ギャップ充填材21も薄いため、良品薄型単個VLSIチップ9を単個VLSIチップ積載基板11上に固定する手段として、表面活性化接合法ではなく、チップ接着剤25を用いたとしても、確実に固定することが可能である。
In this embodiment, since the good thin
次に、図10−dに示すように、初期チップ間ギャップ充填材21の表面に対して乾式反応性化学エッチング(RIE)法によるエッチング処理を行い、良品薄型単個VLSIチップ9の表面を露出させると同時に、チップ間ギャップ17に残った初期チップ間ギャップ充填材21を加工後チップ間ギャップ充填材23として形成することで、チップ積載複合基板16を作製する。
Next, as shown in FIG. 10-d, the surface of the initial
RIE法では、チップ接着剤25に機械的力がかからないため、初期チップ間ギャップ充填材21を除去する手段として好適である。なお、チップ接着剤25は、RIEを行っている最中にエッチングガスにほとんど触れることがないため、汚染ガスを発生することはない。
The RIE method is suitable as a means for removing the initial
次に、図10−eに示すように、チップ積載複合基板16上に複数の単個シール部33とそれらを囲む周辺シール部37とを介して対向基板31を接着した後、単個VLSIチップ積載基板11に単個VLSIチップ積載基板用ダイシング溝41を形成し、さらに、対向基板31に対向基板用ダイシング溝42を形成する。その後の工程は、図3−eに示す工程と同様である。
Next, as shown in FIG. 10E, after the
本実施形態では、良品薄型単個VLSIチップ9が薄く、加工後チップ間ギャップ充填材23も薄く、さらに、単個VLSIチップ積載基板11と対向基板31が同じ材質(ガラス)であるため、液晶注入空間35の均一性が良好であり、ダイシングなどによる分断が容易に行える。
In the present embodiment, the non-defective thin
次に図11を用いて第8の実施形態を説明する。図11は、本発明の第8の実施形態における液晶表示装置の断面図で、図3−cに示す加工前複数液晶表示パネル40の別の実施形態を示す断面図である。なお、同様の部材には、同一の符号を用いてある。第8の実施形態では、液晶を注入する際に滴下注入(One Drop Filling:ODF)法を用いており、単個シール部33は開口部(液晶注入口)を有することなく閉じた形状をしている。加工前複数液晶表示パネル40から単個液晶表示パネル39を作製する際には、加工前複数液晶表示パネル40をダイシングテープ10上に接着し、対向基板31と単個VLSIチップ積載基板11を厚さ方向に全て切断するフルダイシングを行う。フルダイシングでは、切断する際に、単個液晶表示パネル39の外周の欠けあるいは、破損を防止できるため、液晶表示装置の品質改善となる。
Next, an eighth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device according to the eighth embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view showing another embodiment of the pre-processing multiple liquid
また、単個液晶表示パネル39の対向基板31上の電極と良品単個VLSIチップ6上の電極との電気的接続をおこなうため、単個シール部33とは別に、導電性樹脂などからなるシール部別体導通部45を設けている。シール部別体導通部45は、単個シール部33とは別体であるため、位置の制約がなく応用範囲が広い。
Further, in order to make electrical connection between the electrode on the
第8の実施形態では、まず、複数の良品薄型単個VLSIチップ6を表面活性化接合層15を介して、チップアライメントマーク13を有する単個VLSIチップ積載基板11上に接合したチップ積載複合基板16上に、複数の単個シール部33とシール部別体導通部45を設け、単個シール部33で囲まれた領域に液晶36を滴下し、対向基板31を重ね、加圧と加熱を行いながら、紫外線(UV光)を対向基板31側から照射し、単個シール部33を硬化することで、加工前複数液晶表示パネル40を作製する。シール部別体導通部45は、液晶に触れない方が良いため、単個シール部33で囲まれた領域の外側に設けるのが良い。その後、加工前複数液晶表示パネル40の外周に紫外線硬化型樹脂を塗布して外周シール部37を設け、紫外線を対向基板31側から照射して硬化する。
In the eighth embodiment, first, a chip mounting composite substrate in which a plurality of non-defective thin
次に、加工前複数液晶表示パネル40の単個VLSIチップ積載基板11側をダイシングテープ10上に接着し、対向基板31側より、所定の位置にフルダイシング溝27を形成する。フルダイシング溝27は、対向基板31と単個VLSIチップ積載基板11を厚さ方向に全て切断する。その後、良品単個VLSIチップ6の端子部を単個加工後対向基板32の端面から張り出す構造とするために、対向基板31にフルダイシング溝28を形成する。
Next, the single VLSI
以上により、開口部のない単個シール部33を有し、外形精度が良く、さらに、外周の欠け、破損のない、表示品質の良好な単個液晶表示パネル39を作製することができる。さらに、対向基板31側からのみのダイシング処理で良いため、加工前複数液晶表示パネル40を複数回、ダイシングテープ10に接着、剥離、接着、剥離を繰り返すことがないため、液晶表示パネルに与える機械的応力を低減することができる。
As described above, it is possible to manufacture a single liquid
また、シール部別体導通部45を単個シール部33とは別体とすることで、シール部別体導通部45を液晶36と触れない部分に形成できるため、液晶表示装置の信頼性が向上し、さらに、シール部別体導通部45による液晶36の厚さばらつきを低減できるため、表示品質も改善できる。
Further, by making the seal part
次に図12を用いて第9の実施形態を説明する。図12は、本発明の第9の実施形態における液晶表示装置の断面図で、図11に示す加工前複数液晶表示パネル40の別の実施形態を示している。なお、同様の部材には、同一の符号を用いてある。第9の実施形態では、液晶を注入する際に滴下注入(One Drop Filling:ODF)法を用いており、単個シール部33は絶縁性シール材と導電性シール材の2種類のシール材を連結して構成されると共に、開口部(液晶注入口)を有することなく閉じた形状をしている。この構成では、単個シール部33とは別の位置に対向基板31上の電極と良品単個VLSIチップ6上の電極との電気的接続を行う上下導通部を単個シール部33とは別に設ける必要がないため、良品単個VLSIチップ6の表示面積の比率を大きくすることができる。
Next, a ninth embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device according to the ninth embodiment of the present invention, and shows another embodiment of the pre-processing multiple liquid
第9の実施形態では、まず、複数の良品単個VLSIチップ6を表面活性化接合層15を介して、チップアライメントマーク13を有する単個VLSIチップ積載基板11上に接合したチップ積載複合基板16上に、複数の絶縁性シール材と絶縁性シール材に導電粒子を含む導電性シール材30の2種類が連結された単個シール部33を設け、単個シール部33で囲まれた領域に液晶36を滴下し、対向基板31を重ね、加圧と加熱を行いながら、紫外線(UV光)を対向基板31側から照射し、単個シール部33を硬化することで、加工前複数液晶表示パネル40を作製する。
In the ninth embodiment, first, a chip mounting
その後、加工前複数液晶表示パネル40の外周に紫外線硬化型樹脂を塗布して外周シール部37を設け、紫外線光を対向基板31側から照射して硬化する。本実施形態では、外周シール部37に紫外線を照射する際に、単個シール部33の導電性シール材30に対応する部分に開口を有するマスクを、加工前複数液晶表示パネル40の対向基板31上に載せ、単個シール部33の導電性シール材30にも紫外線を照射する。これは、導電性シール材30に含まれる導電粒子が紫外線の透過率を低下させることによる、導電性シール材30の硬化不良を改善することを目的としている。
Thereafter, an ultraviolet curable resin is applied to the outer periphery of the plurality of liquid
次に、加工前複数液晶表示パネル40の単個VLSIチップ積載基板11側を粘着材付きダイシングテープ10上に接着し、対向基板31側より、所定の位置にフルダイシング溝27を形成する。フルダイシング溝27は、対向基板31と単個VLSIチップ積載基板11を厚さ方向に全て切断する。その後、良品単個VLSIチップ6の端子部を単個加工後対向基板32の端面から張り出す構造とするために、対向基板31にフルダイシング溝28を設ける。
Next, the single VLSI
以上により、絶縁性シール材と導電性シール材30が連結された開口部(液晶注入口)のない単個シール部33を有し、外形精度が良く、さらに、外周の欠け、破損のない、表示品質の良好な単個液晶表示パネルができる。さらに、対向基板31側からのみのダイシング処理で良いため、加工前複数液晶表示パネル40を複数回、ダイシングテープ10に接着、剥離、接着、剥離を繰り返すことがないため、液晶表示パネルに与える機械的応力を低減することができる。
As described above, it has a
1 母VLSI基板
2 裏面研磨加工後母VLSI基板
5 単個VLSIチップ
6 良品単個VLSIチップ
7 ダイシング溝
8 薄型単個VLSIチップ
9 良品薄型単個VLSIチップ
10 ダイシングテープ
11 単個VLSIチップ積載基板
13 チップアライメントマーク
15 表面活性化接合層
16 チップ積載複合基板
17 チップ間ギャップ
20 レーザーマーク
23 加工後チップ間ギャップ充填材
25 チップ接着剤
27 フルダイシング溝
30 導電性シール材
31 対向基板
33 単個シール部
36 液晶
39 単個液晶表示パネル
40 加工前複数液晶表示パネル
45 シール部別体導通部
51 外部回路基板
55 アルミニウムワイヤ
58 対向電極導通部
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記VLSIチップ積載基板上に配置された複数の前記良品VLSIチップを前記VLSIチップ積載基板上に固定する工程と、
前記VLSIチップ積載基板上に固定された複数の前記良品VLSIチップ上に単個シール部を設ける工程と、
前記単個シール部を介して前記VLSIチップ積載基板に対向基板を接着する工程と、
互いに接着された前記VLSIチップ積載基板と前記対向基板を、前記良品VLSIチップが設けられた領域毎に切断する工程と、
前記単個シール部で囲まれた領域に液晶を注入する工程と、
を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。 A step of selectively placing a plurality of non-defective VLSI chips that are functionally non-defective on a VLSI chip mounting substrate;
Fixing the plurality of non-defective VLSI chips arranged on the VLSI chip mounting substrate on the VLSI chip mounting substrate;
Providing a single seal part on the plurality of non-defective VLSI chips fixed on the VLSI chip mounting substrate;
Bonding a counter substrate to the VLSI chip mounting substrate through the single seal portion;
Cutting the VLSI chip mounting substrate and the counter substrate bonded to each other in each region where the non-defective VLSI chip is provided;
Injecting liquid crystal into a region surrounded by the single seal part;
A method for manufacturing a liquid crystal display device, comprising:
該良品VLSIチップを搭載するVLSIチップ積載基板と、
前記良品VLSIチップ上に単個シール部を介して接着された対向基板と、
前記単個シール部で囲まれた領域に注入された液晶と、
を備えることを特徴とする液晶表示装置。 A good VLSI chip that is functionally good,
A VLSI chip mounting board on which the non-defective VLSI chip is mounted;
A counter substrate bonded on the non-defective VLSI chip through a single seal part;
Liquid crystal injected into a region surrounded by the single seal part;
A liquid crystal display device comprising:
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