JP2007192886A - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示素子を形成する際の母材の切断時における基板の破片の飛散を防止することができる液晶表示素子をの製造方法を提供する。
【解決手段】表示領域６を有する半導体基板２と、透明基板１０とが、表示領域の周囲を囲むシール部２０によって貼り合わされる貼合工程の前工程として、表示領域の収容部に液晶１８を充填する液晶充填工程を有する液晶表示素子の製造方法において、半導体ウエハ３０の一面上に表示領域を形成する表示領域形成工程と、表示領域の周囲にシール部を形成するシール材を塗布して収容部を形成し、マトリクスの各行及び各列の両端に位置する表示領域の外側に存在する半導体ウエハの余白部分にシール材をスポット状に塗布して得た接着部３８を形成する工程と、液晶充填工程と、この工程の後工程であって、貼合工程に加えて、透明基板母材と半導体基板の表示領域側に貼り付ける工程と、この工程の後に、表示領域毎に分断して、複数の前記液晶表示素子を得る分断工程とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば反射型の液晶表示素子の製造方法に関するものである。

一般に、表示用ディスプレイ、投射プロジェクタ等の表示装置に用いる素子として液晶表示素子が知られている。図４に示すように、この液晶表示素子１は、シリコンウエハ等の半導体基板２を有しており、この半導体基板２の表面には例えばアルミニウム等よりなる反射型の画素電極４が縦横に多数個マトリクス状に配置されている。この画素電極４を配列した部分は、実際に画像を表示する領域である表示領域６となる。各画素電極４の下部には対応する画素電極４を駆動する図示しないスイッチ回路や表示用電荷を蓄積する補助コンデンサ等が設けられる。そして、上記画素電極４の上面全面を覆うようにして配向膜８が形成されている。

一方、この半導体基板２に接合される透明基板１０は例えば透明なガラス板等よりなり、この透明基板１０の一面に、ＩＴＯ等よりなる透明な共通になされた透明電極１２を形成し、更にこの上面に配向膜１４を形成している。また、この透明基板１０の反対側面、すなわち照射光Ｌの入射側の面には反射防止膜１６が形成されている。

そして、上述のように形成した半導体基板２と透明基板１０とを、上記画素電極４と透明電極１２とが対向するように重ね合わせ、両基板２、１０の隙間に液晶１８を介在させると共に、上記表示領域６を囲むようにして両基板２、１０の周辺部に接着剤２０を介在させて貼り合わせて密閉状態で接合する。これにより、上記接着剤２０により両基板２、１０の周辺部はシールされて液晶１８は両基板２、１０間の隙間に封止される。この場合、上記接着剤２０中には、上記隙間を確保するためにスペーサ２２が混入されている。

このように構成された液晶表示素子１においては、上記照射光Ｌが透明基板１０側から入射し、上記液晶１８を通って各画素電極４にて反射されて、元の方向に戻って行く。そして上記照射光Ｌが液晶１８を通る際に、この光は画素電極４と透明電極１２との間に印加されている画像信号による変調を受け、画像が表示される。

このような液晶表示素子の従来の製造方法は、大型の板状の半導体基板母材上に複数の表示領域を配列し、これに対向させて略同じ大きさの板状の透明基板母材を一括して貼り合わせた接合体を形成した後、これを個々の液晶表示素子に分断する多面取りが採用されている。このような接合体の分断には、ダイヤモンドカッター等で基板表面にクラックを入れ、このクラックに衝撃等を与えることによって、クラックを切断方向に成長させて分断する方法（スクライブ・ブレイク法）がある。そして、上記大型の半導体基板母材が円形基板の場合には、外周部分での基板分断の精度を向上させるため、液晶表示素子の配列位置よりも外側となる外周部分にも切断時の分断方向を規制する為のダミーシールを形成することが提案されている（特許文献１）。

特開２００５−１４８６０１号公報

ところで、上述したようなダミーシールを用いた従来の製造方法では、基板貼り合わせ前に液晶を個々の液晶表示素子に対応させて滴下または塗布した後に、真空中で両基板を重ねて貼り合わせるが、これを大気に戻した場合に、液晶表示素子が配列されている部分は、大気圧により押圧されて、その厚みが十分に薄くなされているのに対して、最外周に位置する液晶表示素子よりも更に外側に位置する基板部分はその隙間が密閉されていないことからダミーシールが抵抗となって、その部分の厚みは真空中（減圧下）の状態に維持されてしまい、その結果、最外周に位置する液晶表示素子のギャップ均一性を乱してしまう問題があった。

しかし、ダミーシールを無くすと、分断途中で液晶表示素子以外の外周部分の基板の重ね合わされていた破片が離れてしまい、この破片が液晶表示素子を傷付けたり、製造の歩留まりを低下させる等の不具合を発生させる可能性があった。
本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、大型の基板母材の最外周に位置する液晶表示素子のセルギャップ（隙間）の均一性を高く維持すると共に、切断時における基板の破片の飛散を防止することができる液晶表示素子の製造方法を提供することにある。

請求項１に係る発明は、表示領域を一面側に有する半導体基板の前記表示領域側と、透明基板とが、前記半導体基板における前記表示領域の周囲を囲むように形成されたシール部によって貼り合わされる貼合工程の前工程として、前記シール部によってその周囲が囲まれてなる前記表示領域の収容部に液晶を充填する液晶充填工程を有して液晶表示素子を製造する液晶表示素子の製造方法において、前記液晶表示素子を構成する前記半導体基板をマトリクス状に多数枚集合し区画して一の半導体ウエハの一面上に、前記表示領域をそれぞれ形成する表示領域形成工程と、前記表示領域形成工程の後に、前記半導体ウエハの一面上にマトリクス状に多数枚区画して形成された前記表示領域のそれぞれの周囲に前記シール部を形成するためのシール材を塗布して前記収容部をそれぞれ形成すると共に、マトリクスを構成する各行及び各列の両端にそれぞれ位置する前記表示領域の外側に存在する前記半導体ウエハの余白部分にそれぞれ前記シール材をスポット状に塗布して得た接着部をそれぞれ形成するシール部及び接着部形成工程と、前記シール部及び接着部形成工程の後工程である前記液晶充填工程と、前記液晶充填工程の後工程であって、前記貼合工程に加えて、前記透明基板を複数得るための透明基板母材を、前記液晶を介して、各前記シール部、及び、前記半導体ウエハの各余白部分に形成された各前記接着部により、前記半導体基板の前記表示領域側に貼り付ける貼付工程と、前記貼付工程の後に、前記表示領域毎に前記半導体ウエハ及び前記透明基板母材を分断して、複数の前記液晶表示素子を得る分断工程と、を有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法である。

本発明によれば、大型の基板母材の最外周に位置する液晶表示素子のセルギャップ（隙間）の均一性を高く維持すると共に、切断時における基板の破片の飛散を防止することができる。
また、基板の破片が周囲に飛散することを防止することができるので、破片により製品が傷付くことがなくなり、その分、製造の歩留まりを向上させることができる。
更には、使用する接着剤の量を減少できるのみならず、接着剤の塗布時間を短くすることができる。

以下に、本発明に係る液晶表示素子の製造方法の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
図１は本発明に係る液晶表示素子を製造する際に用いる透明基板母材と半導体基板母材とを貼り合わせてなる接合体を示す平面模式図、図２は透明基板母材と半導体基板母材とを接合して分断するまでの流れを模式的に示す部分拡大断面図、図３は本発明に係る液晶表示素子の製造方法を説明するフローチャートである。尚、図４に示す構成部分と同一構成部分については同一参照符号を付して説明する。

図１及び図２に示すように、本発明に係る液晶表示素子１は、例えば大口径の円板状のシリコンウエハ等よりなる板状の半導体ウエハである半導体基板母材３０と、同じく大口径の円板状の透明ガラス板等よりなる板状の透明基板母材３２とを、その隙間の所定の位置に液晶１８を介在させた状態で貼り合わせることにより接合体３４を作り、この接合体３４を分断線３６に沿って縦横に切断して個々の液晶表示素子１に分離することにより製造される。

上記半導体基板母材３０と透明基板母材３２とを接合する際には、各液晶表示素子１に対応する部分に接着剤（シール材）を塗布してシール部であるシール用メイン接着剤２０を設ける他に、本発明方法の特徴として半導体基板母材３２の外周付近にもスポット状に接着剤を塗布して接着部である分離防止補助接着剤３８を設けて、分断時に基板の破片が飛散することを防止している。

以下に上記液晶表示素子１の製造方法について詳しく説明する。
まず、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、透明基板母材３２と半導体ウエハである半導体基板母材３０とを用意する（図３のＳ１）。上記透明基板母材３２は、上述のように例えば直径の大きなガラス板よりなり、その一面には透明電極１２と配向膜１４とが積層形成され、他面には反射防止膜１６が形成されている。この透明基板母材３２を分断線に沿って切断すると、図４に示す透明基板１０となる。

また半導体基板母材３０は、上述のように例えば直径の大きなシリコンウエハよりなり、その上面には表示領域形成工程を行なうことにより略マトリクス状に、すなわち縦横（列方向及び行方向）に整然と例えば長方形状の表示領域６が複数個形成されている。各表示領域６には、図４を参照して説明したように、多数の反射型の画素電極４（図４参照）がマトリクス状に形成されている（図１中では記載を省略している）。
そして、この全ての表示領域６の上面を覆うようにして配向膜８が全面に形成されている。尚、１つの表示領域６が１つの液晶表示素子１に対応することになる。また半導体基板母材３０を分断線に沿って切断すると、図４中の半導体基板２となる。

次に、図２（Ｃ）に示すように、上記半導体基板母材３０の表面に、上記ディスペンサ装置等を用いて上記各表示領域６を囲むようにしてスペーサ２２（図４参照）の混入された接着剤を塗布することにより、シール部であるシール用メイン接着剤２０を設ける（図３のＳ２）。これによりシール用メイン接着剤２０で囲まれた部分に液晶を収容するための収容部が形成されることになる。これと同時に、上記と同じ接着剤を用いて、上記半導体基板母材３０の外周付近であって、最外周部に位置する分断線３６の外側の領域にスポット状に上記接着剤を塗布することにより、接着部である分離防止補助接着剤３８を設ける（図３のＳ２）。すなわち、上記表示領域６のマトリクスを形成する各行及び各列の両端にそれぞれ位置する表示領域の外側に存在する半導体基板母材３０の余白部分にシール材（接着剤）をスポット状に塗布して上記接着部である分離防止補助接着剤３８を形成する。このようにしてシール部及び接着部形成工程が行われる。

図１に示すように、この分離防止補助接着剤３８は各母材を分断線３６に沿って切断した時に、各母材の外周部が単独の破片として飛散し得る各部分に全て設ける。すなわち、半導体基板母材３０の破片と透明基板母材３２の破片がそれぞれ分離した状態で別個に飛散していかないようにする。ここで上記分離防止補助接着剤３８が塗布される外周部は、円形の基板母材の外周において１つの液晶表示素子を確保することができない領域であり、後の分断工程後に破棄される部分である。

次に図２（Ｄ）に示すように、上記シール用メイン接着剤２０で囲まれた各表示領域６に対応させて、液晶１８を規定量だけ塗布または滴下して配置することにより液晶１８を収容部に充填する（図３のＳ３）。このようにして液晶充填工程が行われる。
次に、上記図２（Ｅ）に示すように、上記半導体基板母材３０と透明基板母材３２とを、図示しない真空チャンバー等の中に入れ、真空状態にした減圧下にて両基板母材３０、３２を重ね合わせて貼り付けることにより接合し、接合体３４を形成する（図３のＳ４）。このようにして貼合工程及び貼付工程を行なう。そして、この接合体３４を大気圧中に取り出すと、両基板母材３０、３２は差圧で互いに押圧され、上記シール用メイン接着剤２０で密閉（封止）された部分である表示領域６には規定量の液晶１８が充填された状態となり、この時、シール用メイン接着剤２０中のスペーサ２２により所定の幅のセルギャップが形成される。

またこの時、各基板母材３０、３２の周辺部に設けた分離防止補助接着剤３８には、この領域は密閉されてなくて大気に開放状態にあるので、大気圧との差圧がかからず、もしこの分離防止補助接着剤３８の塗布面積が大きい場合にはこの直ぐ内側に位置する液晶表示素子１（最外周に位置する液晶表示素子）にセルギャップの幅を乱してしまう要因となる。しかし、本発明の場合には、この分離防止補助接着剤３８はスポット状に形成してその塗布面積は非常に小さいので、上記セルギャップの幅を乱す要因となり得ず、最外周に位置する液晶表示素子のセルギャップの幅を乱すことはない。そして、これらの接着剤２０、３８を硬化させることによって接合体３４の形成を完了する。

次に、図２（Ｆ）に示すように、大気中にて上記接合体３４を分断線３６に沿って縦横に切断することによって、液晶表示素子毎に分断し、複数の液晶表示素子１が一度に一括して製造されることになる（分断工程）。
この分断工程においては、例えばダイヤモンドカッター等で、ガラス板、シリコンウエハにクラックを入れ、このクラックに衝撃等を与え、クラックを分断方向に成長させることにより分断するスクライブ、ブレイク法や、ダイヤモンド砥石を用いて溝を入れ、分断するダイシング法や、レーザ光によりクラックを入れ、このクラックに衝撃等を与え、クラックを分断方向に成長させることにより分断する方法が使われる。

この時、分離防止補助接着剤３８が形成されているので、分断の途中で各基板母材３０、３２の外周部分の破棄される部分Ｐ１が破片として剥がれることはなく、従って、従来方法と異なって破片によって液晶表示素子１が傷付くことがなくなり、歩留まりを下げずに液晶表示素子１を製造することが出来る。
このように、本発明方法では、大型の基板母材の最外周に位置する液晶表示素子のセルギャップ（隙間）の均一性を高く維持すると共に、切断時における基板の破片の飛散を防止することができる。

また、基板の破片が周囲に飛散することを防止することができるので、破片により製品が傷付くことがなくなり、その分、製造の歩留まりを向上させることができる。
更には、使用する接着剤の量を減少できるのみならず、接着剤の塗布時間を短くすることができる。
尚、図１に示す場合には、基板母材の周辺部の破棄される領域にはそれぞれ１つずつのスポット状の分離防止補助接着剤３８を設けているが、これに限定されず、この領域の面積の大小に応じて、直ぐ内側の液晶表示素子のセルギャップの幅に乱れを生じない範囲で複数スポット形成するようにしてもよい。

本発明に係る液晶表示素子を製造する際に用いる透明基板母材と半導体基板母材とを貼り合わせてなる接合体を示す平面模式図である。 透明基板母材と半導体基板母材とを接合して分断するまでの流れを模式的に示す部分拡大断面図である。 本発明に係る液晶表示素子の製造方法を説明するフローチャートである。 一般的な液晶表示素子の構造を示す概略構成図である。

符号の説明

１…半導体表示素子、２…半導体基板、４…画素電極、６…表示領域、１０…透明基板、１２…透明電極、１８…液晶、２０…接着剤（シール用メイン接着剤：シール部）、２２…スペーサ、３０…半導体基板母材（半導体ウエハ）、３２…透明基板母材、３４…接合体、３６…分断線、３８…分離防止用補助接着剤（接着部）。

Claims (1)

1. 表示領域を一面側に有する半導体基板の前記表示領域側と、透明基板とが、前記半導体基板における前記表示領域の周囲を囲むように形成されたシール部によって貼り合わされる貼合工程の前工程として、前記シール部によってその周囲が囲まれてなる前記表示領域の収容部に液晶を充填する液晶充填工程を有して液晶表示素子を製造する液晶表示素子の製造方法において、
   前記液晶表示素子を構成する前記半導体基板をマトリクス状に多数枚集合し区画して一の半導体ウエハの一面上に、前記表示領域をそれぞれ形成する表示領域形成工程と、
   前記表示領域形成工程の後に、前記半導体ウエハの一面上にマトリクス状に多数枚区画して形成された前記表示領域のそれぞれの周囲に前記シール部を形成するためのシール材を塗布して前記収容部をそれぞれ形成すると共に、マトリクスを構成する各行及び各列の両端にそれぞれ位置する前記表示領域の外側に存在する前記半導体ウエハの余白部分にそれぞれ前記シール材をスポット状に塗布して得た接着部をそれぞれ形成するシール部及び接着部形成工程と、
   前記シール部及び接着部形成工程の後工程である前記液晶充填工程と、
   前記液晶充填工程の後工程であって、前記貼合工程に加えて、前記透明基板を複数得るための透明基板母材を、前記液晶を介して、各前記シール部、及び、前記半導体ウエハの各余白部分に形成された各前記接着部により、前記半導体基板の前記表示領域側に貼り付ける貼付工程と、
   前記貼付工程の後に、前記表示領域毎に前記半導体ウエハ及び前記透明基板母材を分断して、複数の前記液晶表示素子を得る分断工程と、
   を有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
   
   

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