JP2006017805A - 反射型液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 反射型液晶表示素子において、高い材料使用効率と、高い生産性と、画像表示品質とを得る製造方法を提供する。
【解決手段】 複数の表示エリア（２０）を有する反射画素電極（５ａ）を表面に備えた画素電極基板（５Ｎ）と透明電極（２）を表面に備えた透明基板（１Ｎ）とを各電極が対向するように所定の間隙を有して貼り合わされた貼り合わせ基板（１５０）を、表示エリア（２０）毎に所定の切断部（２３）で分断する製造方法であって、画素電極基板（５）の切断部（２３）にレーザ光（６３Ａ）を照射して画素電極基板（５）を切断する工程と、透明電極基板（１）における切断部（２３）に対応する部位に外側からキズ（２４）を形成する工程と、透明電極基板（１）のキズ（２４）を形成した部位に衝撃を加えて透明電極基板（１）を分断する工程とを有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、反射型液晶表示素子の製造方法に係る。

プロジェクタやプロジェクションテレビ等のプロジェクションディスプレイの表示素子として、ＩＣシリコン基板とガラス基板とが貼り合わされ、その間に液晶が充填封止されたＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｏｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ）と呼ばれる反射型液晶表示素子が実用化されてきている。これは、高解像度と高輝度を実現できるものとして近年特に注目されている素子である。
この反射型液晶表示素子の製造方法に関して、本出願人は先に特許文献１の出願を行っている。

この特許文献１に記載された反射型液晶表示素子は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、表面に透明電極（膜）２と液晶を配向させる配向膜４ａとが積層形成され、裏面に反射防止膜３が形成された透明電極基板（ガラス基板）１と、表面に反射画素電極５ａと配向膜４ｂとが積層形成された反射画素電極基板（ＩＣウエハ基板）５とを対向配置し、その隙間（セルギャップ）に液晶７をシール接着剤８で封止しつつ両基板１，５を接着固定した構成となっている。シール接着剤８は所定のセルギャップを得るためにスペーサボールを含んでいる。

この反射画素電極５ａは、図示しないＣ−ＭＯＳ型の半導体スイッチング回路と接続され液晶７に電圧を印加する。また、透明電極基板１側から入来する光を反射する。
即ち、透明電極基板１側の透明電極２と反射画素電極５ａとの間に電圧を印加して液晶７を駆動させる。この時、透明電極基板１側からの入来光は、液晶７により画素毎に変調度が制御され、コントラストを有する画像として反射画素電極表面５に到達してそこで反射し、再度透明電極基板１側に出射する。

そして、特許文献１には、この反射型液晶表示素子を製造する際に、この素子の複数個分を含むサイズの反射画素電極基板における画素電極側表面に、予めダイシングにより素子単体毎に分断するための切り込みを入れ、シール接着剤により透明電極基板と固着し、透明電極基板におけるこの切り込みに対応する位置にスクライブキズ（切り込み）を入れ、このスクライブキズに対応する部位に衝撃を加えることで両基板を同時に分断し個々の反射型液晶表示素子を得る、という製造方法が記載されている。
特開２００３−１３１１８４号公報

ところで、上述した特許文献１に記載された製造方法は、反射型液晶表示素子の生産性や製品の歩留まりを大幅に向上させる方法であるが、さらなる改善のために解決すべき以下（１）〜（３）の課題がある。
（１）切り込み加工後の画素電極基板に施す超音波洗浄により基板が破損する場合がある。
（２）切り込みに汚れや水分が溜まる可能性があり、溜まった場合にこれを除去するのに工数が必要になる。
（３）予め設けた切り込みにより、両基板の固着（貼り合わせ）時に破損する場合がある。

これらは、画素電極基板に予め切り込みを入れることにより生じる課題である。
従って、両基板の貼り合わせ後に切り込みを含めた分断工程を配する製造方法が従来検討されてきた。
例えば、図７に示すように、反射型液晶表示素子の複数個分のサイズを有して貼り合わせた透明電極基板１Ｎと反射画素電極基板５Ｎとの外側から、ダイシング（ブレード）３３によってそれぞれの基板１Ｎ，５Ｎに切り込み３１を入れた後、ハンマ２２で衝撃を加えて貼り合わせ基板を分断する方法である。

しかしながら、反射画素電極基板５はシリコン結晶材で成ることから結晶方位を有しており、そのため分断により約４５°方向の亀裂３２が生じ易く、この亀裂３２により画素電極表面の回路が破壊されてしまうという問題があった。

これを回避するために、画素電極基板５上の画像表示エリアの設計において、切断する幅を広く設定しなければならず、画素電極基板５Ｎの材料使用効率が低下してしまうという問題があった。

また、上述の方法では、両基板１Ｎ，５Ｎに切り込み３１を入れるダイシング加工時間が長くなって、生産性が低下してしまうという問題があった。

また、このダイシング加工においては、ダイシングブレード３３を冷却するために冷却水を噴射する必要があり、この水により素子を汚染してしまい表示する画像の品質が低下してしまうという問題があった。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、材料使用効率が高く、生産性が高く、画像表示品質を向上できる反射型液晶表示素子の製造方法を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本願発明は手段として次の手順を有する。
即ち、請求項１に係る発明は、複数の表示エリア（２０）を有する反射画素電極（５ａ）を表面に備えた画素電極基板（５Ｎ）と透明電極（２）を表面に備えた透明基板（１Ｎ）とを前記各電極が対向するように所定の間隙を有して貼り合わされた貼り合わせ基板（１５０）を、前記表示エリア（２０）毎に所定の切断部（２３）で分断して反射型液晶表示素子（５０）を製造する反射型液晶表示素子の製造方法において、
前記画素電極基板（５）の前記切断部（２３）にレーザ光（６３Ａ）を照射して前記画素電極基板（５）を切断する工程と、前記透明電極基板（１）における前記切断部（２３）に対応する部位に外側からキズ（２４）を形成する工程と、
前記透明電極基板（１）の前記キズ（２４）を形成した部位に衝撃を加えて前記透明電極基板（１）を分断する工程とを有することを特徴とする反射型液晶表示素子の製造方法である。

また、請求項２に係る発明は、複数の表示エリア（２０）を有する反射画素電極（５ａ）を表面に備えた画素電極基板（５Ｎ）と透明電極（２）を表面に備えた透明基板（１Ｎ）とを前記各電極（５ａ，２）が対向するように所定の間隙を有して貼り合わされた貼り合わせ基板（１５０）を、前記表示エリア（２０）毎に所定の切断部（２３）で分断して反射型液晶表示素子（５０）を製造する反射型液晶表示素子の製造方法において、
前記画素電極基板（５Ｎ）の前記切断部（２３）にレーザ光（６３Ａ）を照射して前記画素電極基板（５Ｎ）を切断すると共に前記レーザ光（６３Ａ）を前記透明電極基板（１）に到達させてその前記画素電極（５ａ）側表面にクラック（２８）を発生させる工程と、前記透明電極基板（１）の前記切断部（２３）に対応する部位に外側から衝撃を加えて前記透明電極基板（１）を分断する工程とを有することを特徴とする反射型液晶表示素子の製造方法である。

本発明によれば、反射型液晶表示素子において、高い材料使用効率と、高い生産性と、画像表示品質とを得ることができるという効果を奏する。

本発明の実施の形態を、好ましい実施例により図１〜図６を用いて説明する。
図１は、本発明の反射型液晶表示素子の製造方法に用いる製造装置の一例を説明する３面図である。
図２は、本発明の反射型液晶表示素子の製造方法における実施例１を説明する図である。
図３は、本発明の反射型液晶表示素子の製造方法における実施例で製造した反射型液晶表示素子の構造を説明する図である。
図４は、本発明の反射型液晶表示素子の製造方法における実施例で製造する反射型液晶表示素子を説明する図である。
図５は、本発明の反射型液晶表示素子の製造方法における実施例２を説明する図である。
図６は、本発明の反射型液晶表示素子の製造方法における実施例３を説明する図である。

実施例の製造方法で製造する反射型液晶表示素子について、図３を用いて説明する。
図３（ａ）は、この素子の組み立て工程を説明する図であり、図３（ｂ）は、組み立て後の素子を説明断面図であって図３（ａ）におけるＡ−Ａ位置での断面図である。

この反射型液晶素子５０は、図４に示すように、その素子の複数個分のサイズを有する透明電極基板１Ｎと、複数個の画像表示エリア２０を有する画素電極基板５Ｎ（シリコンウエハー）とを貼り合わせた後に分断させて得るものである。
図４（ａ）は透明電極基板５Ｎが矩形の場合を示し、図４（ｂ）は円形の場合を示している。

図３（ａ）に示すように、分断により得られた単体の反射型液晶素子５０は、表面に透明電極（膜）２と液晶を配向させる配向膜４ａとが積層形成され、裏面に反射防止膜３が形成された透明電極基板（ガラス基板）１と、表面に反射画素電極５ａと配向膜４ｂとが積層形成された画素電極基板（基材はシリコンウエハー）５とを対向配置し、反射画素電極５の画像表示エリア２０の周囲に枠状にシール接着剤８を塗布し、その枠内に液晶７を封止しつつ一定の隙間（セルギャップ）を有するように両基板１，５を固着した構成になっている。

図３（ａ）において、液晶を注入する注入口２１を示している。この注入口２１は、液晶７を注入した後、図示しない接着剤で封止する。
シール接着剤８は、両基板１，５間の隙間（セルギャップ）間隔を一定にするためのスペーサボール（図示せず）を含んだ接着剤である。

次に、この反射型液晶表示素子５０を製造する方法と製造装置の一例について図１，図２を用いて説明する。
この反射型液晶表示素子の製造方法で用いる製造装置６０は、図１に示すように、本体６０Ａと、載置された基板１５０をＸ−Ｙ方向及び回転方向に微動可能なＸＹステージ６１及び回転ステージ６５と、載置された基板１５０を撮像するＣＣＤカメラ６２と、基板１５０に加工を施すＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ｇａｒｎｅｔ）レーザ発振器６３と、このＹＡＧレーザ発振器６３から発せられたレーザ光を基板１５０に導くように光路を変更可能な光学系６４と、前記ＸＹステージ及び回転ステージの微動と光学系６４が行うレーザ光の光路変更を制御する制御部６６とを備えている。

まず、上述した素子の複数個分を含むサイズの透明電極基板１Ｎと画素電極基板５Ｎとを貼り合わせた基板１５０を、ＸＹステージ６１上に載置する。
ＣＣＤカメラ６２は、基板１５０における画素電極５の表面のパターンを撮像し、これを画像情報として制御部６６に送出する。制御部６６は、この画像情報から、基板１５０から複数の液晶表示素子を個々に分断して得るための切断部位（以下、切断ストリート２３と称する）を認識し、ここにＹＡＧレーザ発振器６３からのレーザ光６３Ａが精度よく照射されるように、ＸＹステージ６１及び回転ステージ６５を微動させる。
切断は、レーザ光６３Ａを画素電極基板５Ｎ上に落射して行う。この際、基板１５０を各ステージ６１，６５により移動させて切断するが、光学系６４にガルバノスキャナーを用いてレーザ光６３Ａを走査させて切断してもよい。
即ち、制御部６６は、ＣＣＤカメラ６２の画像情報に基づいてＸＹステージ６１及び回転ステージ６５を、または、光学系（ガルバノスキャナ）６４を制御するように構成されている。

ＹＡＧレーザ光６３Ａとしては、例えば、基本波である１．０６μｍか，その第２高調波である０．５３μｍか、あるいは第３高調波である０．３５μｍの光を用いる。そして、このレーザ光６３Ａのビーム径を２０μｍ〜５０μｍに絞り出力１０Ｗ〜１００Ｗで照射することで画素電極基板５Ｎを切断することができる（レーザ切断工程）。

この切断後、図示しない別のステージに基板１５０を反転して載置し、透明電極基板１Ｎの表面の切断ストリート２３に対応した位置にスクライブブレード２１で上方からキズ２４を入れる（スクライブ工程）。

その後、衝撃ハンマー２２で切断ストリート２３及びキズ２４に対応する部位に衝撃を加えて基板１５０を分断し、個々の反射型液晶表示素子５０を得る（ブレイク工程）。

次に実施例２について説明する。当実施例は、上述した製造装置を用い、ＹＡＧレーザ光６３Ａで画素電極基板５Ｎを切断する際に、透明電極基板１Ｎにまでそのレーザ光６３Ａを到達させ、透明電極基板１Ｎの画素電極基板５Ｎ側表面に微小クラック２８を発生させる方法である〔図５（ａ）参照〕。これは、レーザ光６３Ａの出力を大きくすることで行うことができる。
その後、図示しない別のステージに基板１５０を反転して載置し、衝撃ハンマー２２で切断ストリート２３の部位に衝撃を加え、発生した微小クラック２８に沿って透明電極基板１Ｎを破断することで基板１５０全体を分断し〔図５（ｂ）参照〕、個々の反射型液晶表示素子５０を得る（ブレイク工程）。
ここでいう微小クラックとはレーザ光６３Ａの照射により発生する微小なキズを意味し、ブレイク工程において透明電極基板１Ｎを分断する際に、加えられる衝撃により基板の表面に対して直交方向の亀裂を生じさせるために発生させるものである。

この実施例２の方法によれば、レーザ光６３Ａにより透明電極基板１Ｎの画素電極基板５Ｎ側表面にスクライブ工程で形成するキズ２４の替わりとなる微小クラック２８を発生させることができるので、スクライブ工程が不要となる。

次に実施例３について説明する。当実施例は、上述した製造装置を用い、ＹＡＧレーザ光６３Ａにより画素電極基板５Ｎを切断せずに、切り込み３１のみを切断ストリート２３位置に入れる〔図６（ａ）参照〕。
この切り込み３１を形成した後、図示しない別のステージに基板１５０を反転して載置し、透明電極基板１Ｎの表面の切り込み３１に対応した位置にスクライブブレード２１で上方からキズ２４を入れる〔図６（ｂ）参照〕（スクライブ工程）。
その後、衝撃ハンマー２２で切り込み３１及びキズ２４の部位に衝撃を加えて基板１５０を分断し〔図６（ｃ）参照〕、個々の反射型液晶表示素子５０を得る（ブレイク工程）。

この実施例３の方法によれば、ＹＡＧレーザ光６３Ａにより画素電極基板５ＮのＳｉ結晶構造が熱破壊されているので、切断ではない切り込み加工としていても、衝撃分断の際にその切り込み残分に４５°の亀裂が発生することがない。

以上詳述した実施例１乃至３のいずれにおいても、ＹＡＧレーザ光を用いることで画素電極基板５Ｎの切断幅を１００μｍ以下の僅かな幅にすることができる。
従って、画素電極基板５Ｎの材料使用効率が向上する。
実施例においては、レーザ光をＹＡＧレーザ光とした場合について説明したが、画素電極基板５Ｎの基材であるシリコンウエハーを熱溶断できるものであれば、レーザ光の種類を限定するものではない。
上述した実施例によれば、透明電極基板１Ｎと反射画素電極基板５Ｎとを貼り合わせた後に切り込みや切断を行うので、基板洗浄工程や貼り合わせ工程で基板が破損することがない。

また、画素電極基板５Ｎの表示エリア２０の汚染や傷付きも効果的に防止でき、品質が向上する。
また、ＹＡＧレーザ光によって画素電極基板５Ｎの切断や切り込み加工を行うので、極めて短時間に加工でき、生産効率が向上する。

本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよいのは言うまでもない。

本発明の反射型液晶表示素子の製造方法で用いる製造装置の一例を説明する３面図である。 本発明の反射型液晶表示素子の製造方法における実施例１を説明する。 本発明の反射型液晶表示素子の製造方法における実施例で製造した反射型液晶表示素子の構造を説明する図である。 本発明の反射型液晶表示素子の製造方法における実施例で製造する反射型液晶表示素子を説明する図である。 本発明の反射型液晶表示素子の製造方法における実施例２を説明する図である。 本発明の反射型液晶表示素子の製造方法における実施例３を説明する図である。 従来の反射型液晶表示素子の製造方法を説明する図である。

符号の説明

１，１Ｎ 透明電極基板（ガラス基板）
２ 透明電極（膜）
３ 反射防止膜
４ パーソナルコンピュータ
５，５Ｎ 画素電極基板（シリコンウエハー）
５ａ （反射）画素電極
７ 液晶
８ シール接着剤
２０ 画素表示エリア
２１ スクライブブレード
２２ 衝撃ハンマ
２３ 切断ストリート（切断部位）
２４ キズ
２８ 微小クラック
３１ 切り込み
３２ 亀裂
５０ 反射型液晶表示素子
６０ 製造装置
６０Ａ 本体
６１ ＸＹステージ
６２ ＣＣＤカメラ
６３ ＹＡＧレーザ発振器
６３Ａ レーザ光
６４ 光学系（光学誘導手段）
６５ 回転ステージ
６６ 制御部
１２１ 注入口
１５０ （貼り合わせ）基板

Claims (2)

1. 複数の表示エリアを有する反射画素電極を表面に備えた画素電極基板と透明電極を表面に備えた透明基板とを前記各電極が対向するように所定の間隙を有して貼り合わされた貼り合わせ基板を、前記表示エリア毎に所定の切断部で分断して反射型液晶表示素子を製造する反射型液晶表示素子の製造方法において、
   前記画素電極基板の前記切断部にレーザ光を照射して前記画素電極基板を切断する工程と、
   前記透明電極基板における前記切断部に対応する部位に外側からキズを形成する工程と、
   前記透明電極基板の前記キズを形成した部位に衝撃を加えて前記透明電極を分断する工程とを有することを特徴とする反射型液晶表示素子の製造方法。
2. 複数の表示エリアを有する反射画素電極を表面に備えた画素電極基板と透明電極を表面に備えた透明基板とを前記各電極が対向するように所定の間隙を有して貼り合わされた貼り合わせ基板を、前記表示エリア毎に所定の切断部で分断して反射型液晶表示素子を製造する反射型液晶表示素子の製造方法において、
   前記画素電極基板の前記切断部にレーザ光を照射して前記画素電極基板を切断すると共に前記レーザ光を前記透明電極基板に到達させてその前記画素電極側表面にクラックを発生させる工程と、
   前記透明電極基板の前記切断部に対応する部位に外側から衝撃を加えて前記透明電極を分断する工程とを有することを特徴とする反射型液晶表示素子の製造方法。

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