(57)【要約】【課題】  セルギャップの極めて均一な液晶表示素子を製造することができる液晶表示素子の製造方法及び該液晶表示素子の製造方法を実施できる液晶表示素子の製造装置、並びに、配置されたチップの高さが揃ったマルチチップモジュールを製造することができるマルチチップモジュールの製造方法及び該マルチチップモジュールの製造方法を実施できるマルチチップモジュールの製造装置を提供する。【解決手段】  基板上に配置後のスペーサ粒子の高さが略同一となるように粒子径の異なるスペーサ粒子を配置する液晶表示素子の製造方法。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に配置後のスペーサ粒子の高さが略同一となるように粒子径の異なるスペーサ粒子
を配置することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】
基板上の凹凸の高さを測定する工程と、前記基板上の凹凸の高さに応じた粒子径のスペー
サ粒子を選択又は製造する工程と、前記スペーサ粒子を前記基板上の所定の位置に配置す
る工程とを有することを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項３】
基板上の凹凸の高さを測定する手段と、前記基板上の凹凸の高さに応じた粒子径のスペー
サ粒子を選択又は製造する手段と、前記スペーサ粒子を前記基板上の所定の位置に配置す
る手段とを有することを特徴とする液晶表示素子の製造装置。
【請求項４】
基板上の凹凸の高さに応じて粒子径の異なるスペーサ粒子を製造する手段は、直線状の流
路と、該流路に垂直に接続された流路とからなるマイクロミキサーからなることを特徴と
する請求項３記載の液晶表示素子の製造装置。
【請求項５】
請求項１若しくは２記載の液晶表示素子の製造方法又は請求項３若しくは４記載の液晶表
示素子の製造装置を用いてなることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項６】
複数の半導体チップがスペーサ粒子を介して１枚の基板上に搭載されているマルチチップ
モジュールを製造する方法であって、搭載後の半導体チップの高さが略同一となるように
粒子径の異なるスペーサ粒子を配置することを特徴とするマルチチップモジュールの製造
方法。
【請求項７】
搭載する複数の半導体チップの厚さ及び搭載位置を測定する工程と、前記搭載する半導体
チップの厚さに応じた粒子径のスペーサ粒子を選択又は製造する工程と、前記スペーサ粒
子を前記基板上の所定の位置に配置する工程とを有することを特徴とする請求項６記載の
マルチチップモジュールの製造方法。
【請求項８】
搭載する複数の半導体チップの厚さ及び搭載位置を測定する手段と、前記搭載する半導体
チップの厚さに応じた粒子径のスペーサ粒子を選択又は製造する手段と、前記スペーサ粒
子を前記基板上の所定の位置に配置する手段とを有することを特徴とするマルチチップモ
ジュールの製造装置。
【請求項９】
搭載する半導体チップの厚さに応じた粒子径のスペーサ粒子を製造する手段は、直線状の
流路と、該流路に垂直に接続された流路とからなるマイクロミキサーからなることを特徴
とする請求項８記載のマルチチップモジュールの製造装置。
【請求項１０】
請求項６若しくは７記載のマルチチップモジュールの製造方法又は請求項８若しくは９記
載のマルチチップモジュールの製造装置を用いてなることを特徴とするマルチチップモジ
ュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルギャップの極めて均一な液晶表示素子を製造することができる液晶表示素
子の製造方法、及び、配置されたチップの高さが揃ったマルチチップモジュールを製造す
ることができるマルチチップモジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、液晶表示素子は、パソコン、携帯電子機器等に広く用いられている。
一般に液晶表示素子は、内側に電極、配向膜、カラーフィルタ、ブラックマトリクス等が
配置され、外側に偏光板が配置された２枚の基板が、これらの周囲に配設されたシール材
を介して対向配置され、形成された空隙に液晶が封入された構成となされている。この液
晶表示素子において、２枚の基板の間隔を規制し、適正な液晶層の厚み（セルギャップ）
を維持する目的で使用されているのがスペーサ粒子である。
【０００３】
従来、液晶表示素子を製造する際には、画素電極が形成された基板上にスペーサ粒子をラ
ンダムかつ均一に散布して配置していた。しかし、基板上には、透明電極等の種々の部品
が配置されていることから、実際にはかなりの凹凸があるのが通常である。従って、スペ
ーサ粒子をランダムに配置しても、厳密にはスペーサ粒子の高さが揃わないことがあると
いう問題があった。そこで、スペーサ粒子として樹脂微粒子等の弾性に優れたものを用い
ることにより、この高さの不揃いを吸収することが行われていた。例えば、特許文献１に
は、モノマーと重合開始剤との反応物からなる微粒子であって、全モノマー１００重量部
中、３官能以上の多官能アクリル酸エステル８０〜１００重量部含有し、且つ全モノマー
１００重量部に対して、有機過酸化物系ラジカル重合開始剤０．０３〜３重量部用いる微
粒子が開示されている。この微粒子は、圧縮回復性に優れ比較的硬度が高いことから、ス
ペーサ粒子として用いれば液晶表示素子のセルギャップを一定に保つことができるとされ
ている。
【０００４】
しかしながら、このような方法によりスペーサ粒子の高さの不揃いを吸収した場合、基板
に不均一な応力がかかったり、セルギャップのムラが生じたりして、表示不良の原因とな
ることがあった。とりわけ近年用途が拡大している大型の液晶表示素子においては、深刻
な問題となっていた。
【０００５】
多数の回路素子からなる半導体チップは、今や現代社会の到る所で使われている。近年、
種類の半導体チップの素子集積度が増大し、また素子が小型化するに従って、半導体チッ
プ間及び外部デバイスとの配線接続は急激に複雑になってきている。これに対して、複数
の半導体チップが１枚の基板上に接続されたマルチチップモジュールが提案されている。
マルチチップモジュールは、通常、半導体チップを外部のデバイスと接続するための手段
を有するだけでなく、モジュールの中の半導体チップ間を配線接続するための手段をも具
えている。
【０００６】
しかし、マルチチップモジュールに搭載される個々の半導体チップは、元来それぞれ単独
で使用する目的で別々に製造されていることから、厚さ等の規格が統一されていない場合
が多い。このような厚さの異なる半導体チップを１枚の基板上に接続しようとする場合に
は種々の問題が生じることがある。例えば、半導体チップの接続法としてチップ上のパッ
ドに金等の配線材のワイヤーを接合させて配線を行うワイヤーボンディング法が知られて
いる。このようなワイヤーボンディングを行う場合、通常はノズルが固定されチップ側が
ＸＹステージで動かされ、任意の位置に配線を行うものであるが、このときに半導体チッ
プの厚さがそれぞれ異なっている場合には、１種のボンディング装置では対応できず、配
線を行っても誤配線をしてしまうという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１３９８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記現状に鑑み、セルギャップの極めて均一な液晶表示素子を製造することが
できる液晶表示素子の製造方法、及び、配置されたチップの高さが揃ったマルチチップモ
ジュールを製造することができるマルチチップモジュールの製造方法を提供することを目
的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、基板上に配置後のスペーサ粒子の高さが略同一となるように粒子径の異なるス
ペーサ粒子を配置する液晶表示素子の製造方法である。
本発明は、複数の半導体チップがスペーサ粒子を介して１枚の基板上に搭載されているマ
ルチチップモジュールを製造する方法であって、搭載後の半導体チップの高さが略同一と
なるように粒子径の異なるスペーサ粒子を配置するマルチチップモジュールの製造方法で
ある。
以下に本発明を詳述する。
【００１０】
本発明の液晶表示素子の製造方法では、基板上に粒子径の異なるスペーサ粒子を配置する
。基板の表面の凹凸の高さに応じて粒子径の異なるスペーサ粒子を配置することにより、
配置後のスペーサ粒子の高さが略同一となるように調整することができ、スペーサ粒子の
高さの違いに起因する応力の発生を防ぎ、また、２枚の基板間のセルギャップを厳密に調
整することができる。
【００１１】
本発明の液晶表示素子の製造方法の実施の態様としては特に限定されないが、例えば、基
板上の凹凸の高さを測定する工程と、前記基板上の凹凸の高さに応じた粒子径のスペーサ
粒子を選択又は製造する工程と、前記スペーサ粒子を前記基板上の所定の位置に配置する
工程とを有する方法が好ましい。以下、この実施態様に従って、本発明の液晶表示素子の
製造方法について説明する。
【００１２】
上記基板上の凹凸の高さを測定する工程においては、基板上の電極、配向膜、カラーフィ
ルタ、ブラックマトリクス等による凹凸の位置とその高さとを測定する。測定の手段とし
ては特に限定されないが、例えば、カメラ等の撮影装置を用いて異なる角度から基板の表
面を撮影し、得られた画像をソフトウェアにより解析して基板上の凹凸の高さを測定する
方法等が挙げられる。
ここで得られた基板上の凹凸の高さについての情報は、後述する基板上の凹凸の高さに応
じた粒子径のスペーサ粒子を選択又は製造する手段とスペーサ粒子を基板上の所定の位置
に配置する手段とに送られ、それぞれの手段の制御に供される。
【００１３】
上記基板上の凹凸の高さに応じた粒子径のスペーサ粒子を選択又は製造する工程において
は、送られてきた基板上の凹凸の高さについての情報に従い、粒子径の異なるスペーサ粒
子を選択又は製造する。
上記粒子径の異なるスペーサ粒子は、予め複数種類の粒子径を有するスペーサ粒子を準備
しておき、上記情報に基づいて最も適当と考えられる粒子径のスペーサ粒子を選択しても
よいし、上記情報に基づいて最も適当と考えられる粒子径のスペーサ粒子をその場で製造
してもよい。スペーサ粒子を選択する場合には、装置を簡略化することができる。一方、
スペーサ粒子を製造する場合には、常に最適な粒子径のスペーサ粒子を配置でき、また、
イレギュラー的に大きく粒子径の異なるスペーサ粒子が必要な場合にも対応できる。
【００１４】
スペーサ粒子を製造する手段としては特に限定されないが、例えば、図１に示したような
直線状の流路と、該流路に垂直に接続された流路とからなるマイクロミキサーからなるも
の等が好適である。以下に、図１に示したマイクロミキサー用いたスペーサ粒子の製造方
法について説明する。
【００１５】
図１に示したマイクロミキサーにおいて、流路１に連続相４を流し、一方、流路１に接続
された流路２の開口部３よりスペーサ粒子の原料となる液状モノマー５を吐出する。連続
相４中に吐出された液状モノマー５はその界面張力により球状の分散相６となる。予め連
続相４又は液状モノマー５中に光重合開始剤又は熱重合開始剤を配合しておけば、流路１
に光を照射したり加熱したりすることにより分散相４中のモノマーが重合して樹脂からな
るスペーサ粒子が得られる。特に、重合時に層流となるように、流路１の管径や形状を調
整すれば、ほぼ真球に近いスペーサ粒子が得られる。
このとき、得られるスペーサ粒子の粒子径は液状モノマーからなる分散相６の粒子径に依
存し、分散相６の粒子径は流路２から吐出される液状モノマー５の体積に依存する。従っ
て、送られた基板上の凹凸の高さについての情報に基づき、液状モノマー５の吐出量を調
整すれば、凹凸に対応した最適の粒子径を有するスペーサ粒子が製造される。
【００１６】
上記スペーサ粒子の原料となる液状モノマーとしては特に限定されず、従来から懸濁重合
法で重合され得るもの等が挙げられる。
親水性の連続相中に親油性の液状モノマーを分散させて分散相とする場合（以下、水中油
相系ともいう）、上記液状モノマーとしては、例えば、スチレン、ビニルナフタレン、ア
ルキル置換スチレン等のモノビニル芳香族化合物；ブロモ−又はクロロ−スチレン等のハ
ロ置換スチレン；ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレン、ジビニルナ
フタレン、トリビニルベンゼン、ジビニルジフェニルエーテル、ジビニルジフェニルスル
ホン等のポリビニル芳香族化合物；塩化ビニル等のハロオレフィン、ハロゲン化ビニル；
アクリル酸又はメタクリル酸のエステル等のα−β−エチレン性不飽和カルボン酸のエス
テル、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、酢酸ビニル等の油溶性重合性単量体
が挙げられる。これらは、単独で用いられてもよく、２種以上が併用されてもよい。
また、親油性の連続相中に親水性の液状モノマーを分散させて分散相とする場合（以下、
油中水相系ともいう）、上記液状モノマーとしては、例えば、アクリルアミド、メタクリ
ルアミド、フマルアミド、エタクリルアミド等のエチレン性不飽和カルボキザミド、不飽
和カルボン酸のアミノアルキルエステル及び酸無水物、アクリル酸、メタクリル酸等のエ
チレン性不飽和カルボン酸等の水溶性重合性単量体を用いることができる。
【００１７】
上記液状モノマー又は上記連続相中には、重合開始剤が含まれていることが好ましい。
上記重合開始剤としては特に限定されず、従来公知のものが挙げられ、水中油相系で行う
場合、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、メチルエチルケ
トンパーオキサイド、過硫酸カリウム、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスバレロニ
トリル等の油溶性重合開始剤が挙げられる。また、油中水相系で行う場合、上記重合開始
剤としては、例えば、過硫酸塩、過酸化水素、ハイドロパーオキサイド等の水溶性重合開
始剤等を用いることができる。
【００１８】
上記連続相としては、上記スペーサ粒子の原料となる液状モノマーと実質的に混和しない
ものであれば特に限定されない。
スペーサ粒子の製造を水中油相系で行う場合、上記連続相としては、通常、水が使用され
る。また、この場合、上記分散相を分裂、合着させないために分散安定剤を添加すること
が好ましい。また、スペーサ粒子の製造を油中水相系で行う場合、上記連続相としては、
例えば、ｎ−ヘキサン、ｎ−オクタン等の脂肪族炭化水素系；四塩化炭素等のハロゲン化
炭化水素系；トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系等が挙げられる。この場合、界面
活性剤として、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム等が添加されていてもよ
い。
【００１９】
上記マイクロミキサーを用いて製造されたスペーサ粒子は、連続相に分散した状態で得ら
れるが、連続相の種類によっては基板上に吐出したときに基板を傷めたり、又は、揮発性
が乏しく乾燥しにくかったりすることがある。このような場合には、スペーサ粒子の製造
後に、イソプロピルアルコール等の揮発性に優れ基板を傷めない媒質に置換することが好
ましい。
【００２０】
上記スペーサ粒子を基板上の所定の位置に配置する工程においては、選択又は製造された
スペーサ粒子を、送られてきた基板上の凹凸の高さについての情報に従い、基板上に配置
する。配置する手段としては特に限定されず、例えば、ノズル等を用いてスペーサ粒子を
基板上に吐出する方法が挙げられる。このとき、上記ノズルを移動させることにより基板
上の所定の位置にスペーサ粒子を配置してもよいし、上記ノズルの位置を固定しておき、
基板を移動可能なステージ等上に設置して基板を移動させることにより基板上の所定の位
置にスペーサ粒子を配置してもよい。
【００２１】
このようにして、スペーサ粒子を基板上に配置した後は、従来公知の方法により基板同士
を貼り合わせ、液晶を充填することにより液晶表示素子を製造することができる。
【００２２】
本発明の液晶表示素子の製造方法によれば、基板上の凹凸に合わせてスペーサ粒子が配置
されることから、配置後のスペーサ粒子の高さを略同一とすることができる。これにより
、スペーサ粒子の高さの違いに起因する応力の発生を防ぎ、２枚の基板間のセルギャップ
を厳密に調整することができる。
基板上の凹凸の高さを測定する手段と、基板上の凹凸の高さに応じた粒子径のスペーサ粒
子を選択又は製造する手段と、スペーサ粒子を基板上の所定の位置に配置する手段とを有
する液晶表示素子の製造装置もまた、本発明の１つである。
本発明の液晶表示素子の製造方法又は本発明の液晶表示素子の製造装置を用いてなる液晶
表示素子もまた、本発明の１つである。
【００２３】
本発明のマルチチップモジュールの製造方法では、基板上に粒子径の異なるスペーサ粒子
を配置する。基板上に搭載する複数の半導体チップのそれぞれの厚さや搭載位置に応じて
粒子径の異なるスペーサ粒子を配置することにより、配置されたスペーサ粒子上に半導体
チップを載せれば、基板上に搭載された半導体チップの高さを略同一となるように調整す
ることができる。これにより、例えば、１種のボンディング装置をもって配線を行う等が
できる。
【００２４】
本発明のマルチチップモジュールの製造方法の実施の態様としては特に限定されないが、
例えば、搭載する複数の半導体チップの厚さ及び搭載位置を測定する工程と、搭載する半
導体チップの厚さに応じた粒子径のスペーサ粒子を選択又は製造する工程と、スペーサ粒
子を基板上の所定の位置に配置する工程とを有するが好ましい。以下、この実施態様に従
って、本発明のマルチチップモジュールの製造方法について説明する。
【００２５】
上記搭載する複数の半導体チップの厚さ及び搭載位置を測定する工程においては、個々の
半導体チップの厚さと基板上の搭載位置とを測定する。測定の手段としては特に限定され
ない。予め設計図等により半導体チップの厚さと搭載位置とが判っている場合にはその情
報をコンピュータ等にインプットする操作に代えることもできる。
ここで得られた半導体チップの厚さと搭載位置についての情報は、後述する搭載する半導
体チップの厚さに応じた粒子径のスペーサ粒子を選択又は製造する手段と、スペーサ粒子
を基板上の所定の位置に配置する手段とに送られ、それぞれの手段の制御に供される。
【００２６】
上記搭載する半導体チップの厚さに応じた粒子径のスペーサ粒子を選択又は製造する工程
においては、送られてきた半導体チップの厚さと搭載位置についての情報に従い、粒子径
の異なるスペーサ粒子を選択又は製造する。
スペーサ粒子を製造する手段としては特に限定されないが、上述のマイクロミキサーから
なるもの等が好適である。また、ここで用いるスペーサ粒子の原料となる液状モノマー等
についても、上述と同様のものを用いることができる。
【００２７】
上記スペーサ粒子を基板上の所定の位置に配置する工程においては、製造されたスペーサ
粒子を、送られてきた半導体チップの厚さと搭載位置についての情報に従い、基板上に配
置する。配置する手段としては特に限定されず、例えば、上述の液晶表示素子の製造方法
においてスペーサ粒子を基板上の所定の位置に配置する手段と同様の手段を用いることが
できる。
【００２８】
このようにして、スペーサ粒子を基板上に配置した上に、各半導体チップを搭載すれば、
各半導体チップの高さが揃うことから、従来公知のボンディング装置等を用いて基板と半
導体チップとを接続することができる。
【００２９】
本発明のマルチチップモジュールの製造方法によれば、基板上に搭載する各半導体チップ
の厚さに合わせてスペーサ粒子が配置されることから、搭載した各半導体チップの高さを
略同一とすることができる。これにより、１種類のボンディング装置を用いて容易に半導
体チップを基板に接続することができる。
搭載する複数の半導体チップの厚さ及び搭載位置を測定する手段と、搭載する半導体チッ
プの厚さに応じた粒子径のスペーサ粒子を選択又は製造する手段と、スペーサ粒子を基板
上の所定の位置に配置する手段とを有するマルチチップモジュールの製造装置もまた、本
発明の１つである。
本発明のマルチチップモジュールの製造方法又は本発明のマルチチップモジュールの製造
装置を用いてなるマルチチップモジュールもまた、本発明の１つである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、セルギャップの極めて均一な液晶表示素子を製造することができる液晶
表示素子の製造方法、及び、配置されたチップの高さが揃ったマルチチップモジュールを
製造することができるマルチチップモジュールの製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定
されるものではない。
【００３２】
（実施例１）
図２に示した装置を用いて液晶表示素子の製造を行った。
まず、二台のカメラ８を用いて基板７の表面を撮影し、その画像をコンピュータ９に送っ
た。この画像を解析することにより、基板７上の凹凸の位置と高さとを求めた。なお、図
２中破線は情報の流れを表す。
【００３３】
次いで、この情報に従い、輸液ポンプ（連続相）１０１及び輸液ポンプ（液状モノマー）
１０２を調整して、マイクロミキサー１０を用いてスペーサ粒子を製造した。このとき、
連続相としては３％ポリビニルアルコール水溶液（日本合成化学社製  ＧＬ−０３）を、
液状モノマーとしてイソアミルアクリレート５０重量部とトリメチロールプロパントリア
クリレート５０重量部との混合モノマーを用い、更に重合開始剤として２，２−ジメトキ
シ−１，２ジフェニルエタン１−オン（チバスペシャリティーケミカルズ社製、イルガキ
ュア６５１）０．５重量部を添加した。重合ゾーン１０３においては、流路を流れる分散
相に超高圧水銀灯から紫外線を照射した。
【００３４】
作製されたスペーサ粒子分散液について、粒径計測部１１にて粒子径を計測した後、輸液
ポンプ（置換媒体）１２からイソプロピルアルコールを流して、媒体をイソプロピルアル
コールに置換した。出口バルブ１３の操作とＸＹＺテーブル１４とを連動してコンピュー
タで制御しながらノズル１５からスペーサ分散液を吐出して、基板７上の所定の位置にス
ペーサ粒子を配置した。
【００３５】
（実施例２）
基板７の代わりに基板７をＸＹＺテーブル１４に載せ、カメラ８により測定を行う代わり
に予めコンピュータにインプットした半導体チップの厚さ及び搭載位置の情報に従った以
外は実施例１と同様の方法により、基板７上の所定の位置にスペーサ粒子を配置した。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明によれば、セルギャップの極めて均一な液晶表示素子を製造することができる液晶
表示素子の製造方法、及び、配置されたチップの高さが揃ったマルチチップモジュールを
製造することができるマルチチップモジュールの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】マイクロミキサーについて説明する模式図である。
【図２】実施例で用いた液晶表示素子の製造装置又はマルチチップモジュール製造装置を表す模式図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  流路
２  流路
３  開口部
４  連続相
５  液状モノマー
６  分散相
７  基板
８  カメラ
９  コンピュータ
１０  マイクロミキサー
１０１  輸液ポンプ（連続相）
１０２  輸液ポンプ（液状モノマー）
１０３  重合ゾーン
１１  粒径計測部
１２  輸液ポンプ（置換媒体）
１３  出口バルブ
１４  ＸＹＺテーブル
１５  ノズル
【図１】
2005195976.tif 000002
【図２】
2005195976.tif 000003