JP2728393B2 - Liquid crystal display device - Google Patents
Liquid crystal display deviceInfo
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- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、液晶表示素子に係わり、特に液晶表示セル
を構成する基板の一方に液晶駆動用半導体チップを搭載
した液晶表示素子に関する。
〔従来の技術〕
従来、液晶表示セルを構成する一方の基板上に金属膜
配線をパターン状に形成し、この金属膜配線上に液晶駆
動用半導体チップ(以下LSIチップと称す)をフリップ
チップ法により直接接続した液晶表示素子は、第2図に
示すような構造よりなる。ガラスからなる下電極基板2
および上電極基板4の内面には、透明電極9,10が形成さ
れ、これら上,下電極基板2,4間には液晶11がサンドイ
ッチされ、その周囲をシール剤3で封止して液晶セル1
を形成している。下電極基板2上には、半田とぬれ性の
良い金属を含む多層金属薄膜配線12が形成され、LSIチ
ップ6が半田5を介して多層金属薄膜配線12上に固定接
続されている。またLSIチップ6および金属薄膜配線12
を外部環境から保護するため、これを半田とほぼ同じ熱
膨張率を有する樹脂7で被覆していた(特開昭60-63951
号)。
尚、特開昭60-63951号公報には半導体素子の周辺に低
膨張エポキシ樹脂を塗布し、半導体素子と基板間にシリ
コンゲルを塗布する技術が開示されている。しかしなが
ら、半導体素子の周辺にシリコンゲルを塗布し、半導体
素子と基板間に低膨張エポキシ樹脂を塗布する思想は開
示されている。
さらに、出願人が調査した結果、特開昭53-107242号
公報、及び特開昭53-142138号公報らを発見した。
特開昭53-107242号公報、及び特開昭53-142138号公報
らには、半導体素子の周辺にシリコン樹脂を塗布し、半
導体素子と基板間にシリコン接着剤を塗布する技術が開
示されている。しかしながら、半導体素子と基板間に低
膨張エポキシ樹脂を塗布する思想は開示されていない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来例では、樹脂とガラス基板との間の熱膨張係
数の違いにより温度サイクル等の試験でガラス基板にク
ラックが発生する場合があり、これを防止するため塗布
樹脂量及び形状を精密にコントロールせねばならぬとい
う問題があった。
本発明の目的は、上記ガラスクラックの発生を防止
し、かつ製作作業裕度が大なる液晶表示素子を提供する
ことにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点は、LSIチップと、これが搭載されるガラ
ス基板の間にのみ、これらを接着する半田とほぼ同じ熱
膨張率を有する樹脂を充填し、更にLSIチップおよびそ
の周辺を弾性率の小さな樹脂で被覆することにより解決
される。
〔作用〕
LSIチップとガラス基板とが形成する間隙のみにこれ
らを接続する半田とほぼ同じ熱膨張率を有する樹脂を充
填することにより、樹脂の塗布面積を最小限にし、ガラ
スクラックの発生が防止出来、さらにLSIチップおよび
その周辺を弾性率の小なる樹脂で被覆しているので、耐
湿性も向上し、これらの構成によりガラスに強いストレ
スがかからなくなりガラスクラックの発生が解消され
る。
〔実施例〕
以下図面を参照して、この発明の一実施例について説
明する。
第1図は、本発明による液晶表示素子の一実施例の断
面図であり、第2図におけると同じまたは相当部分には
同一番号を付してある。
先ず、ガラスからなる下電極基板2および上電極基板
4の表面に酸化インジウムなどを用いて、表示パターン
の形状にそれぞれ透明電極9および10を形成する。次に
下電極基板2上に、先ずガラスと密着性の良いNiCr膜、
半田とのぬれ性の良いCu膜、さらにCuの酸化防止および
半田のぬれ防止のためのCr膜を重ねて蒸着することによ
り、多層金属薄膜を形成する。次いで後の工程でLSIチ
ップ6が搭載される下電極基板2上の位置と透明電極9
との間を電気的に接続する配線のパターン状に前記多層
金属薄膜をエッチングし、金属薄膜配線12を形成する。
次に熱電解開始温度が400℃以上の高耐熱ポリイミド系
樹脂、本実施例においてはエッチング加工に便利なよう
に感光性ポリイミド系高耐熱樹脂(例えば、日立化成膜
PL-1000あるいは東レ製UR3100)を下電極基板2上に形
成し、かつLSIチップ6と金属薄膜配線12とを半田5を
介して電気的に接続を行う位置に、感光性を利用し露光
後エッチングすることによりスルーホールを設けたポリ
イミド系配線保護膜13を形成する。次に下電極基板2と
上電極基板4の透明電極9,10が形成されている側に、液
晶分子配向膜としてポリイミド系樹脂膜を塗布,加熱処
理(200℃〜350℃)により形成する(詳細は特公昭58-5
5488号公告公報に述べられている)。
上電極基板4の周辺に沿って、かつ液晶11注入のため
の注入口(図示せず)を残して、シール剤3としてエポ
キシ樹脂を塗布した後、上電極基板4と下電極基板2と
を透明電極9,10が5〜10μの間隔を有して対向する様配
置して前記エポキシ樹脂を180℃で硬化し、液晶セル1
を形成する。
次に液晶11を前記注入口を介して液晶セル1内に注入
し、注入口を接着剤で封止する。金属薄膜配線12の最上
層であるCr層のチップボンディング用半田5相当位置に
スルーホールを形成する。
LSIチップ6が搭載されるべき位置にエポキシ樹脂か
らなる充填層18を塗布する。
次にLSIチップ6を、金属薄膜配線12上の所定位置に
半田5を介してボンディングする(フリップチップ
法)。次にLSIチップ6の保護の目的で、LSIチップ6全
体をシリコンゲル樹脂からなるチップ保護樹脂17で被覆
する。
ここで上記充填層18は、半田5の熱膨張係数24.7×10
-6/℃とほぼ同じ熱膨張係数(25×10-6/℃)を有する
ものであり、例えば下記組成のエポキシ樹脂が使われ
る。
エポキシ樹脂(油化シェルKK商品名エピコート828)
……100g
ジシアン・ジアミド ……10g
イミダゾル(硬化促進剤、四国ファインケミカルKK商品
名2P4MHZ) ……5g
シランカップリング剤 ……2g
ポリブタジエン ……15g
石英粉 ……242g
チップ保護樹脂17としては、弾性率の低いシリコンゲ
ル、例えば信越化学KK商品名KE-104を用いることが出来
る。
本実施例による液晶表示素子の信頼性試験として、10
0個の試料について−40℃と85℃とを交互に繰り返す熱
衝撃試験を1000サイクル行ったが、LSIチップの接続部
分の断線およびガラスクラックのいずれの発生もなかっ
た。また−70℃,95%RHの高温多湿放置試験を1000hrs行
ったが異常は発生しなかった。
〔発明の効果〕
本発明によれば、接続寿命を低下させることなく、か
つガラスクラックの発生がなくなり、信頼性が高く、か
つ製造作業裕度も大きくなり低コスト化が可能となる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device having a liquid crystal driving semiconductor chip mounted on one of substrates constituting a liquid crystal display cell. [Prior art] Conventionally, a metal film wiring is formed in a pattern on one substrate constituting a liquid crystal display cell, and a semiconductor chip for driving a liquid crystal (hereinafter referred to as an LSI chip) is formed on the metal film wiring by a flip chip method. The liquid crystal display element directly connected by the above has a structure as shown in FIG. Lower electrode substrate 2 made of glass
Transparent electrodes 9 and 10 are formed on the inner surface of the upper electrode substrate 4, and a liquid crystal 11 is sandwiched between the upper and lower electrode substrates 2 and 4. 1
Is formed. On the lower electrode substrate 2, a multilayer metal thin film wiring 12 containing a metal having good wettability with solder is formed, and the LSI chip 6 is fixedly connected to the multilayer metal thin film wiring 12 via the solder 5. The LSI chip 6 and the metal thin film wiring 12
Is protected by a resin 7 having substantially the same coefficient of thermal expansion as that of the solder in order to protect it from the external environment (Japanese Patent Laid-Open No. 60-63951).
issue). Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-63951 discloses a technique in which a low-expansion epoxy resin is applied around a semiconductor element and a silicon gel is applied between the semiconductor element and a substrate. However, the idea of applying a silicon gel around the semiconductor element and applying a low expansion epoxy resin between the semiconductor element and the substrate has been disclosed. Furthermore, as a result of an investigation by the applicant, the inventors have found JP-A-53-107242 and JP-A-53-142138. JP-A-53-107242 and JP-A-53-142138 disclose a technique of applying a silicon resin around a semiconductor element and applying a silicon adhesive between the semiconductor element and a substrate. I have. However, the idea of applying a low expansion epoxy resin between the semiconductor element and the substrate is not disclosed. [Problems to be Solved by the Invention] In the above conventional example, cracks may occur in the glass substrate in a test such as a temperature cycle due to a difference in thermal expansion coefficient between the resin and the glass substrate, and this is prevented. Therefore, there has been a problem that the amount and shape of the applied resin must be precisely controlled. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a liquid crystal display element which prevents the occurrence of the above-mentioned glass crack and has a large manufacturing work latitude. [Means for Solving the Problems] The above problem is caused only by filling the resin having substantially the same coefficient of thermal expansion as the solder for bonding the LSI chip and the glass substrate on which the LSI chip is mounted, The problem is solved by coating the chip and its periphery with a resin having a low elastic modulus. [Operation] Filling only the gap formed between the LSI chip and the glass substrate with a resin that has almost the same coefficient of thermal expansion as the solder connecting them, minimizes the resin application area and prevents the occurrence of glass cracks In addition, since the LSI chip and its surroundings are covered with a resin having a low elastic modulus, the moisture resistance is also improved, and with such a structure, strong stress is not applied to the glass and the occurrence of glass cracks is eliminated. Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view of one embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention, and the same or corresponding parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals. First, transparent electrodes 9 and 10 are formed on the surfaces of the lower electrode substrate 2 and the upper electrode substrate 4 made of glass using indium oxide or the like in a display pattern shape, respectively. Next, on the lower electrode substrate 2, first, a NiCr film having good adhesion to glass,
A multilayer metal thin film is formed by depositing and depositing a Cu film having good wettability with solder and a Cr film for preventing Cu oxidation and solder wetting. Next, the position on the lower electrode substrate 2 where the LSI chip 6 is mounted and the transparent electrode 9 will be described later.
The multi-layered metal thin film is etched into a wiring pattern for electrically connecting between the metal thin film and the metal thin film wiring 12.
Next, a high heat-resistant polyimide resin having a thermolysis initiation temperature of 400 ° C. or higher, and in this embodiment, a photosensitive polyimide high heat-resistant resin (for example, Hitachi Chemical
PL-1000 or UR3100 manufactured by Toray Co., Ltd.) is formed on the lower electrode substrate 2, and the LSI chip 6 and the metal thin film wiring 12 are electrically connected to each other via the solder 5 by using the photosensitivity. By etching, a polyimide-based wiring protection film 13 provided with through holes is formed. Next, a polyimide resin film is applied as a liquid crystal molecule alignment film on the side of the lower electrode substrate 2 and the upper electrode substrate 4 where the transparent electrodes 9 and 10 are formed, and formed by heat treatment (200 ° C. to 350 ° C.) ( The details are Japanese Patent Publication No. 58-5
5488 publication). After an epoxy resin is applied as a sealant 3 along the periphery of the upper electrode substrate 4 and leaving an injection port (not shown) for injecting the liquid crystal 11, the upper electrode substrate 4 and the lower electrode substrate 2 are separated. The transparent electrodes 9 and 10 are arranged so as to face each other with an interval of 5 to 10 μ, and the epoxy resin is cured at 180 ° C.
To form Next, the liquid crystal 11 is injected into the liquid crystal cell 1 through the injection port, and the injection port is sealed with an adhesive. A through hole is formed at a position corresponding to the chip bonding solder 5 in the Cr layer, which is the uppermost layer of the metal thin film wiring 12. A filling layer 18 made of epoxy resin is applied to a position where the LSI chip 6 is to be mounted. Next, the LSI chip 6 is bonded to a predetermined position on the metal thin film wiring 12 via the solder 5 (flip chip method). Next, for the purpose of protecting the LSI chip 6, the entire LSI chip 6 is covered with a chip protection resin 17 made of silicon gel resin. Here, the filling layer 18 has a thermal expansion coefficient of 24.7 × 10
It has a coefficient of thermal expansion (25 × 10 −6 / ° C.) substantially equal to −6 / ° C., and for example, an epoxy resin having the following composition is used. Epoxy resin (Yukaka Shell KK product name Epicoat 828) ... 100 g dicyan diamide ... 10 g imidazole (curing accelerator, Shikoku Fine Chemical KK product name 2P4MHZ) ... 5 g Silane coupling agent ... 2 g Polybutadiene ... 15 g quartz powder 242 g As the chip protection resin 17, a silicon gel having a low elastic modulus, for example, KE-104 (trade name of Shin-Etsu Chemical KK) can be used. As a reliability test of the liquid crystal display device according to the present embodiment, 10
The thermal shock test for 0 samples, in which −40 ° C. and 85 ° C. were alternately repeated, was performed for 1000 cycles, but no disconnection or glass crack occurred at the connection portion of the LSI chip. A high-temperature and high-humidity test at -70 ° C and 95% RH was performed for 1000 hours, but no abnormality occurred. [Effects of the Invention] According to the present invention, it is possible to reduce the cost without reducing the connection life, eliminating the occurrence of glass cracks, increasing the reliability, and increasing the manufacturing work margin.
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による液晶表示素子の一実施例を示す
概略断面図、第2図は従来の液晶表示素子の概略断面図
である。
1……液晶セル、2……下電極基板、5……半田、6…
…液晶駆動用半導体チップ、9……透明電極、12……金
属薄膜配線、13……ポリイミド系配線保護膜、17……チ
ップ保護樹脂、18……間隙充填層。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic sectional view showing one embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view of a conventional liquid crystal display device. 1 ... liquid crystal cell, 2 ... lower electrode substrate, 5 ... solder, 6 ...
... Semiconductor chip for driving liquid crystal, 9 ... Transparent electrode, 12 ... Metal thin-film wiring, 13 ... Polyimide wiring protection film, 17 ... Chip protection resin, 18 ... Gap filling layer.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−63951(JP,A) 特開 昭53−107242(JP,A) 特開 昭53−142138(JP,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (56) References JP-A-60-63951 (JP, A) JP-A-53-107242 (JP, A) JP-A-53-142138 (JP, A)
Claims (1)
二の基板と、該第一の基板と第二の基板の周辺をシール
材でシールし、内部に液晶を封入した液晶表示素子と、 少なくとも上記第一の基板に設けられた、上記液晶表示
素子を駆動する半導体素子と、 上記第一の基板に設けられ、上記半導体素子と上記電極
パターンとを電気的に接続し、上記半導体素子の少なく
とも一部と重なるよう、上記半導体素子の下に配設され
る配線と、 上記半導体素子の上記第一の基板側の面と、上記配線と
を電気的に接続する導電部材と、 上記半導体素子の周縁部を覆う第一の樹脂と、 上記半導体素子と上記第一の基板との間で、上記配線と
上記導電部材の厚みにより生じた隙間に充填された第二
の樹脂とを有し、 上記第一の樹脂はシリコン樹脂であり、上記第二の樹脂
はエポキシ樹脂であることを特徴とする液晶表示素子。(57) [Claims] A first substrate and a second substrate having an electrode pattern formed on the opposing surface, a liquid crystal display element in which liquid crystal is sealed inside by sealing the periphery of the first substrate and the second substrate with a sealing material, A semiconductor element for driving the liquid crystal display element, which is provided on at least the first substrate, and which is provided on the first substrate and electrically connects the semiconductor element and the electrode pattern; A wiring disposed under the semiconductor element so as to overlap at least a part thereof; a surface of the semiconductor element on the first substrate side; a conductive member for electrically connecting the wiring; and the semiconductor element A first resin that covers a peripheral portion of the semiconductor element, between the semiconductor element and the first substrate, a second resin filled in a gap generated by the thickness of the wiring and the conductive member, The first resin is a silicone resin, The liquid crystal display element characterized by second resin is an epoxy resin.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61167903A JP2728393B2 (en) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | Liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61167903A JP2728393B2 (en) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | Liquid crystal display device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6325686A JPS6325686A (en) | 1988-02-03 |
JP2728393B2 true JP2728393B2 (en) | 1998-03-18 |
Family
ID=15858188
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61167903A Expired - Lifetime JP2728393B2 (en) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | Liquid crystal display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3702860B2 (en) | 2001-04-16 | 2005-10-05 | セイコーエプソン株式会社 | Electro-optical device, manufacturing method thereof, and electronic apparatus |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53107242A (en) * | 1977-03-01 | 1978-09-19 | Fujitsu Ltd | Magnetic bubble memory package |
-
1986
- 1986-07-18 JP JP61167903A patent/JP2728393B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6325686A (en) | 1988-02-03 |
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Legal Events
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EXPY | Cancellation because of completion of term |