JP2020129032A

JP2020129032A - 液晶デバイスの製造方法、及び液晶デバイス

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Publication number: JP2020129032A
Application number: JP2019020704A
Authority: JP
Inventors: 弘明文珠寺; Hiroaki Monjuji
Original assignee: JVCKenwood Corp
Current assignee: JVCKenwood Corp
Priority date: 2019-02-07
Filing date: 2019-02-07
Publication date: 2020-08-27

Abstract

【課題】基板に形成される溝の深さのばらつきを低減し、溝を起点として基板を劈開するときに、基板を精度よく劈開することができる液晶デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】第１の基板１１０と第２の基板１２０とがシール材２によって間隙を有して貼り合わされ、液晶３が間隙に充填され、かつ、シール材２によって封止された構造体１を作製する。第１の基板１１０を分離して駆動基板１０を形成する。構造体１の第２の基板１２０側に保護フィルムＰＦを貼り付ける。第２の基板１２０に保護フィルムＰＦを介して溝ＧＲを形成する。溝ＧＲに基づいて第２の基板１２０を劈開して対向基板２０を形成する。駆動基板１０と対向基板２０とがシール材２によって間隙を有して貼り合わされ、液晶３が間隙に充填され、かつ、シール材２によって封止された液晶デバイス３０を作製する。【選択図】図６

Description

本発明は、液晶デバイスの製造方法、及び液晶デバイスに関する。

液晶デバイスは、プロジェクタまたはヘッドアップディスプレイ等の表示装置に用いられている。液晶デバイスは、照射された照明光を画素ごとに光変調して画像光を生成する。表示装置は、液晶デバイスにより生成された画像光をスクリーン等に投射することにより、画像を表示する。

液晶デバイスは、駆動基板と対向基板と液晶とシール材とを有する。駆動基板は例えば半導体基板であり、対向基板は例えばガラス基板である。液晶は駆動基板と対向基板との間隙に充填されている。シール材は駆動基板と対向基板とを固定し、液晶を封止する。特許文献１には液晶デバイスの一例が記載されている。

特開２００６−２６７４１３号公報

半導体基板を例えばダイシングブレードを用いて切断し、例えばスクライビングホイールを用いてガラス基板に溝を形成し、この溝を起点としてガラス基板を劈開することにより、複数の液晶デバイスを作製することができる。

ガラス基板に対してスクライビングホイールの圧力を高くすることによって、ガラス基板を分断することができる。ガラス基板に対してスクライビングホイールの圧力を低くすることによって、ガラス基板に形成される溝の深さを変更することができる。

しかし、スクライビングホイールの圧力を低くすると、溝の深さのばらつきが大きくなる。溝の深さのばらつきが大きいと、溝を起点としてガラス基板等の基板を劈開するときに、基板を精度よく劈開することが困難になる。

本発明は、基板に形成される溝の深さのばらつきを低減し、溝を起点として基板を劈開するときに、基板を精度よく劈開することができる液晶デバイスの製造方法、及び液晶デバイスを提供することを目的とする。

本発明は、第１の基板と第２の基板とがシール材によって間隙を有して貼り合わされ、液晶が前記間隙に充填され、かつ、前記シール材によって封止された構造体を作製し、前記第１の基板を分離して駆動基板を形成し、前記構造体の前記第２の基板側に保護フィルムを貼り付け、前記第２の基板に前記保護フィルムを介して溝を形成し、前記溝に基づいて前記第２の基板を劈開して対向基板を形成し、前記駆動基板と前記対向基板とが前記シール材によって前記間隙を有して貼り合わされ、前記液晶が前記間隙に充填され、かつ、前記シール材によって封止された液晶デバイスを作製する液晶デバイスの製造方法を提供する。

また、本発明は、端子部を有する駆動基板と、前記端子部側の端面または前記端子部とは反対側の端面が劈開面を含む対向基板と、前記駆動基板と前記対向基板とを間隙を有して貼り合わせるシール材と、前記間隙に充填され、前記シール材によって封止されている液晶とを備える液晶デバイスを提供する。

本発明の液晶デバイスの製造方法、及び液晶デバイスによれば、基板に形成される溝の深さのばらつきを低減し、溝を起点として基板を劈開するときに、基板を精度よく劈開することができる。

第１及び第２実施形態の液晶デバイスの製造方法の一例を示すフローチャートである。構造体の一例を示す平面図である。図２のＡ−Ａで切断した状態の構造体を示す断面図である。第１及び第２実施形態の液晶デバイスの製造方法の過程における構造体を示す断面図である。第１及び第２実施形態の液晶デバイスの製造方法の過程における構造体を示す断面図である。第１及び第２実施形態の液晶デバイスの製造方法の過程における構造体を示す断面図である。第１及び第２実施形態の液晶デバイスの製造方法の過程における構造体を示す断面図である。第１実施形態の液晶デバイスの製造方法の過程における構造体を示す断面図である。第１実施形態の液晶デバイスの製造方法の過程における構造体を示す断面図である。第１実施形態の液晶デバイスの製造方法の過程における構造体を示す断面図である。液晶デバイスの一例を示す断面図である。液晶デバイスの一例を示す平面図である。第２実施形態の液晶デバイスの製造方法の一例を示すフローチャートである。第２実施形態の液晶デバイスの製造方法の過程における構造体を示す断面図である。第２実施形態の液晶デバイスの製造方法の過程における構造体を示す断面図である。第２実施形態の液晶デバイスの製造方法の過程における構造体を示す断面図である。第２実施形態の液晶デバイスの製造方法の過程における構造体を示す断面図である。

［第１実施形態］
図１に示すフローチャート、及び図２〜図１２を用いて、第１実施形態の液晶デバイスの製造方法の一例を説明する。図１において、貼り合わせ装置は、ステップＳ１１にて、構造体１を作製する。図２は、１つの構造体１に１６個の液晶デバイス３０が配置されている状態を示している。図３は、図２のＡ−Ａで切断した状態の構造体１の断面を模式的に示している。１つの構造体１から作製される液晶デバイス３０の数及び配置は任意に設定することができる。

図２または図３に示すように、構造体１は、駆動基板１０となる第１の基板１１０と対向基板２０となる第２の基板１２０とがシール材２によって間隙を有して貼り合わされ、液晶３が第１の基板１１０と第２の基板１２０との間隙に充填され、かつ、シール材２によって封止されている構造を有する。図２は、構造体１を第２の基板１２０から見た状態を模式的に示している。構造体１は周知の製造方法により作製することができる。第１の基板１１０として半導体基板を用いてもよく、第２の基板１２０としてガラス基板を用いてもよい。

図２における上下方向を第１の方向とし、左右方向を第２の方向とする。第１の方向と第２の方向とは互いに直交する。

駆動基板１０及び対向基板２０は長方形の平面形状を有する。駆動基板１０は、複数の画素電極１１が形成されている画素領域１２と端子部１３とを有する。第１の基板１１０上には複数組の画素領域１２及び端子部１３がマトリスク状に配置されている。１組の画素領域１２及び端子部１３は１つの液晶デバイス３０を構成する。即ち、構造体１には、複数の液晶デバイス３０がマトリスク状に配置されていることになる。

第１の方向は液晶デバイス３０（駆動基板１０及び対向基板２０）の短辺方向に相当し、第２の方向は液晶デバイス３０（駆動基板１０及び対向基板２０）の長辺方向に相当する。端子部１３は駆動基板１０の一方の短辺側に形成されている。

図４に示すように、貼り付け装置は、ステップＳ１２にて、構造体１の第２の基板１２０側にダイシングテープＤＴを貼り付ける。図４は図３に対応し、構造体１が上下に反転した状態を示している。ダイシング装置は、ステップＳ１３にて、ダイシングブレードにより液晶デバイス３０に対応するピッチで第１の基板１１０を第１及び第２の方向に切断する。これにより、第１の基板１１０は液晶デバイス３０単位で分離され、複数の駆動基板１０が形成される。オペレータは構造体１からダイシングテープＤＴを取り除く。

図５に示すように、貼り付け装置は、ステップＳ１４にて、構造体１の第１の基板１１０側にダイシングテープＤＴを貼り付ける。図５は図４に対応し、構造体１が上下に反転した状態を示している。スクライブ装置は、ステップＳ１５にて、スクライビングホイールにより液晶デバイス３０に対応するピッチで第２の基板１２０を第１の方向に第１の圧力でスクライブする。第１の圧力は、第２の基板１２０をスクライブによって分断することができる相対的に大きい圧力である。

図６に示すように、貼り付け装置は、ステップＳ１６にて、構造体１の第２の基板１２０側に粘着性を有する保護フィルムＰＦを貼り付ける。図６は図５に対応する。スクライブ装置は、ステップＳ１７にて、スクライビングホイールの位置を予め設定された距離だけ第２の方向へ移動させる。具体的には、スクライブ装置は、スクライビングホイールを駆動基板１０の短辺に対応する位置へ移動させる。

さらに、スクライブ装置は、スクライビングホイールにより液晶デバイス３０に対応するピッチで第２の基板１２０を第１の方向に第２の圧力でスクライブする。第２の圧力は、第１の圧力よりも小さく、第２の基板１２０が分断されない深さ（例えば第２の基板１２０の厚さに対して１／２〜１／３の範囲内の深さ）に第２の基板１２０をスクライブすることができる相対的に小さい圧力である。

一般的に、第２の基板１２０を小さい圧力でスクライブすると、第２の基板１２０に形成される溝の深さのばらつきが大きくなる。溝の深さのばらつきが大きいと、溝を起点として第２の基板１２０を劈開するときに、第２の基板１２０を精度よく劈開して分離することが困難になる。

ステップＳ１７では、保護フィルムＰＦを介在させて第２の基板１２０をスクライブする。保護フィルムＰＦは、第２の基板１２０に加わるスクライビングホイールの圧力のばらつきを吸収する。保護フィルムＰＦとして、粘着性を有する樹脂フィルムを用いてもよい。保護フィルムＰＦは、第２の基板１２０に加わるスクライビングホイールの圧力のばらつきを吸収できる材料及び厚さを有していればよい。

従って、保護フィルムＰＦを介在させて第２の基板１２０をスクライブすることにより、保護フィルムＰＦを介在させないで第２の基板１２０をスクライブする場合のスクライビングホイールの第３の圧力よりも大きい第２の圧力で、かつ、第２の基板１２０に加わるスクライビングホイールの圧力のばらつきを低減させて、第２の基板１２０をスクライブすることができる。これにより、第２の基板１２０には深さのばらつきが小さい複数の溝ＧＲが形成される。

スクライビングホイールは保護フィルムＰＦに食い込んだ状態で第２の基板１２０をスクライブする。保護フィルムＰＦは、スクライビングホイールの位置ずれを抑制するため、第２の基板１２０に保護フィルムＰＦが貼り付けられていない場合と比較して、溝ＧＲの位置精度を向上させることができる。

図７に示すように、オペレータは構造体１から保護フィルムＰＦを取り除く。スクライブ装置は、ステップＳ１８にて、スクライビングホイールを駆動基板１０の長辺に対応する位置へ移動させる。さらに、スクライブ装置は、スクライビングホイールにより液晶デバイス３０に対応するピッチで第２の基板１２０を第２の方向に第１の圧力でスクライブする。図７は図６に対応する。

貼り付け装置は、ステップＳ１９にて、図８に示すように、構造体１の第２の基板１２０側に粘着フィルムＡＦを貼り付ける。図８は図７に対応する。ダイシングテープＤＴ、保護フィルムＰＦ、及び粘着フィルムＡＦは、互いに同じ材料及び厚さの樹脂フィルムであってもよく、互いに異なる材料及び厚さのフィルムであってもよい。

スクライブ装置は、ステップＳ２０にて、分断用具ＣＴ１を用いて溝ＧＲを起点として第２の基板１２０を劈開する。第２の基板１２０には深さのばらつきが小さい複数の溝ＧＲが形成されるため、スクライブ装置は第２の基板１２０を精度よく劈開することができる。これにより、第２の基板１２０は、液晶デバイス３０を構成する対向基板２０と、対向基板２０以外の部分である不要部ＮＰとに分離される。

図９に示すように、光源（例えば紫外線照射装置）は、ステップＳ２１にて、不要部ＮＰに対応する領域が遮光マスクＳＭにより遮光された状態で、所定の波長帯の光（例えば紫外線ＵＶ）を粘着フィルムＡＦへ照射する。図９は図８に対応する。粘着フィルムＡＦにおいて紫外線ＵＶが照射された領域は接着力が低下する。図１０に示すように、オペレータは構造体１から粘着フィルムＡＦを取り除く。図１０は図９に対応する。粘着フィルムＡＦにおいて液晶デバイス３０（対向基板２０）に対応する領域は接着力が低下しているため、オペレータは構造体１から粘着フィルムＡＦを容易に取り除くことができる。

粘着フィルムＡＦにおいて不要部ＮＰに対応する領域には紫外線ＵＶが照射されないため、不要部ＮＰは粘着フィルムＡＦの接着力が維持された状態で粘着フィルムＡＦと共に構造体１から取り除かれる。そのため、ステップＳ２０で不要部ＮＰが分離されたとき、または、ステップＳ２１で構造体１から粘着フィルムＡＦが取り除かれたときに、不要部ＮＰが端子部１３が形成されている駆動基板１０上に落下して、駆動基板１０または端子部１３を損傷させることを防止できる。

上記のステップＳ１１〜Ｓ２１により、１つの構造体１から複数の液晶デバイス３０を作製することができる。ステップＳ１１〜Ｓ２１の少なくともいずれかのステップ、または、そのステップの一部の処理をオペレータが実行してもよい。

図１１及び図１２に示すように、液晶デバイス３０は、第１の基板１１０から作製された駆動基板１０と、第２の基板１２０から作製された対向基板２０と、シール材２と、液晶３とを備える。駆動基板１０は、複数の画素電極１１が形成されている画素領域１２と端子部１３とを有する。駆動基板１０と対向基板２０とはシール材２によって間隙（セルギャップ）を有して貼り合わされている。液晶３は駆動基板１０と対向基板２０との間隙に充填され、かつ、シール材２によって封止されている。端子部１３は、駆動基板１０の短辺側のシール材２の外側の領域に形成されている。

駆動基板１０の長辺側及び短辺側の端面は、ダイシングブレードによって切断された切断面である。対向基板２０の長辺側の端面、及び、短辺側で、かつ、端子部１３側の端面は、スクライビングホイールによってスクライブされたスクライブ面である。対向基板２０の短辺側で、かつ、端子部１３とは反対側の端面は、スクライビングホイールによってスクライブされ、さらに分断用具ＣＴ１によって劈開された劈開面を含む。即ち、対向基板２０の短辺側で、かつ、端子部１３とは反対側の端面は、スクライブ面と劈開面とを有して構成されている。

図１２に示すように、対向基板２０の長辺側の端面は、駆動基板１０の長辺側の端面に対応する位置に形成されている。対向基板２０の短辺側で、かつ、端子部１３側の端面（第１の端面）は、駆動基板１０の端子部１３の近傍に形成されている。対向基板２０の短辺側で、かつ、端子部１３とは反対側の端面（第２の端面）は、駆動基板１０の短辺側で、かつ、端子部１３とは反対側の端面に対応する位置に形成されている。

第１実施形態の液晶デバイスの製造方法では、ステップＳ１５で第２の基板１２０を第１の方向に第１の圧力でスクライブする。ステップＳ１７で第２の基板１２０を第１の方向に第２の圧力でスクライブし、溝ＧＲを形成する。ステップＳ１８で第２の基板１２０を第２の方向に第１の圧力でスクライブする。これら処理後のステップＳ１９で構造体１の第２の基板１２０側に粘着フィルムＡＦを貼り付ける。即ち、粘着フィルムＡＦは、ステップＳ１５、Ｓ１７、及びＳ１８におけるスクライビングホイールによるダメージを受けていない状態を有している。

粘着フィルムＡＦがステップＳ１５、Ｓ１７、及びＳ１８の少なくともいずれかのステップにおけるスクライビングホイールによるダメージを受けている場合、粘着フィルムＡＦを構造体１から効率よく取り除くことは困難である。従って、第１実施形態における液晶デバイスの製造方法によれば、粘着フィルムＡＦを構造体１から容易に取り除くことができる。

［第２実施形態］
図１３に示すフローチャート、及び図１４〜図１７を用いて、第２実施形態の液晶デバイスの製造方法の一例を説明する。説明をわかりやすくするために、第１実施形態と同じ構成部及びステップには同じ符号を付す。図１３に示すステップＳ１１〜Ｓ１８は、図１に示すステップＳ１１〜Ｓ１８に相当する。

図１３において、貼り合わせ装置はステップＳ１１の処理を実行する。貼り付け装置はステップＳ１２の処理を実行する。ダイシング装置はステップＳ１３の処理を実行する。貼り付け装置はステップＳ１４の処理を実行する。スクライブ装置はステップＳ１５の処理を実行する。貼り付け装置はステップＳ１６の処理を実行する。スクライブ装置はステップＳ１７の処理を実行する。スクライブ装置はステップＳ１８の処理を実行する。オペレータは構造体１からダイシングテープＤＴを取り除く。

図１３において、貼り付け装置は、ステップＳ２９にて、図１４に示すように、構造体１の第１の基板１１０側に粘着フィルムＡＦを貼り付ける。図１４は図７に対応し、構造体１が上下に反転した状態を示している。

図１５に示すように、スクライブ装置は、ステップＳ３０にて、加圧用具ＰＴと分断用具ＣＴ２とを用いて溝ＧＲを起点として第２の基板１２０を劈開する。図１５は図１４に対応する。第２の基板１２０には深さのばらつきが小さい複数の溝ＧＲが形成されているため、スクライブ装置は第２の基板１２０を精度よく劈開することができる。これにより、第２の基板１２０は、液晶デバイス３０を構成する対向基板２０と、対向基板２０以外の部分である不要部ＮＰとに分離される。

図１６に示すように、紫外線照射装置は、ステップＳ３１にて、紫外線ＵＶを粘着フィルムＡＦへ照射する。粘着フィルムＡＦは紫外線ＵＶが照射されることによって接着力が低下する。図１６は図１５に対応する。図１７に示すように、粘着フィルムＡＦ上には複数の液晶デバイス３０が形成される。図１７は図１６に対応し、構造体１が上下に反転した状態を示している。

第１の基板１１０に対して第２の基板１２０が下側に配置された状態で不要部ＮＰが分離されるため、構造体１と分断用具ＣＴ２とを離隔するときに、不要部ＮＰは分断用具ＣＴ２上に落下する。そのため、不要部ＮＰが端子部１３が形成されている駆動基板１０上に落下して、駆動基板１０または端子部１３を損傷させることを防止できる。

上記のステップＳ１１〜Ｓ１８及びＳ２９〜Ｓ３１により、１つの構造体１から複数の液晶デバイス３０を作製することができる。粘着フィルムＡＦは接着力が低下しているため、ソータは粘着フィルムＡＦから液晶デバイス３０を容易にピックアップすることができる。ステップＳ１１〜Ｓ１８及びＳ２９〜Ｓ３１の少なくともいずれかのステップ、または、そのステップの一部の処理をオペレータが実行してもよい。

第１及び第２実施形態の液晶デバイスの製造方法では、構造体１の第２の基板１２０側に保護フィルムＰＦが貼り付けられている状態で第２の基板１２０をスクライブする。保護フィルムＰＦは、第２の基板１２０に加わるスクライビングホイールの圧力のばらつきを吸収するため、第２の基板１２０に深さのばらつきが小さい複数の溝ＧＲを形成することができる。第１及び第２実施形態の液晶デバイスの製造方法によれば、これら溝ＧＲを起点として第２の基板１２０を劈開するため、第２の基板１２０を精度よく劈開することができる。

なお、本発明は、上述した各実施形態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種々変更可能である。

第１及び第２実施形態の液晶デバイス３０は、その短辺側において、端子部１３側の端面がスクライブ面であり、端子部１３とは反対側の端面が劈開面を含む。液晶デバイス３０は、その短辺側において、端子部１３側の端面が劈開面を含み、端子部１３とは反対側の端面がスクライブ面であってもよい。

スクライブ装置は、ステップＳ１５にて、液晶デバイス３０に対応するピッチで、液晶デバイス３０の短辺側における端子部１３とは反対側の端面に対応する位置で第２の基板１２０をスクライビングホイールにより第１の方向に第１の圧力でスクライブする。

スクライブ装置は、ステップＳ１７にて、液晶デバイス３０に対応するピッチで、液晶デバイス３０の短辺側における端子部１３側の端面に対応する位置で第２の基板１２０をスクライビングホイールにより第１の方向に第２の圧力でスクライブし、溝ＧＲを形成する。

スクライブ装置は、ステップＳ１９またはＳ３０にて、溝ＧＲを起点として第２の基板１２０を劈開する。これにより、短辺側において、端子部１３側の端面が劈開面を含み、端子部１３とは反対側の端面がスクライブ面である液晶デバイス３０を作製することができる。

１構造体
２シール材
３液晶
１０駆動基板
２０対向基板
３０液晶デバイス
１１０第１の基板
１２０第２の基板
ＧＲ溝
ＰＦ保護フィルム

Claims

第１の基板と第２の基板とがシール材によって間隙を有して貼り合わされ、液晶が前記間隙に充填され、かつ、前記シール材によって封止された構造体を作製し、
前記第１の基板を分離して駆動基板を形成し、
前記構造体の前記第２の基板側に保護フィルムを貼り付け、
前記第２の基板に前記保護フィルムを介して溝を形成し、
前記溝に基づいて前記第２の基板を劈開して対向基板を形成し、
前記駆動基板と前記対向基板とが前記シール材によって前記間隙を有して貼り合わされ、前記液晶が前記間隙に充填され、かつ、前記シール材によって封止された液晶デバイスを作製する、
液晶デバイスの製造方法。
前記第２の基板を前記保護フィルムを介してスクライビングホイールによりスクライブすることで前記溝を形成する、
請求項１に記載の液晶デバイスの製造方法。
端子部を有する駆動基板と、
前記端子部側の端面または前記端子部とは反対側の端面が劈開面を含む対向基板と、
前記駆動基板と前記対向基板とを間隙を有して貼り合わせるシール材と、
前記間隙に充填され、前記シール材によって封止されている液晶と、
を備える液晶デバイス。
前記対向基板の前記端子部とは反対側の端面は、前記駆動基板の前記端子部とは反対側の端面に対応する位置に形成されている、
請求項３に記載の液晶デバイス。