説明

反射型液晶表示素子の製造方法

【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。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、反射型液晶表示素子の製造方法に係る。
【背景技術】
【0002】
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。
【0003】
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。
【0004】
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。
【0005】
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。
【特許文献1】特開2003−131184号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
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。
【0007】
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。
【0008】
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。
【0009】
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。
【0010】
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。
【0011】
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。
【0012】
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。
【課題を解決するための手段】
【0013】
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。
【0014】
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。
【発明の効果】
【0015】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
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1】
【0017】
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。
【0018】
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。
【0019】
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。
【0020】
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。
【0021】
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。
【0022】
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。
【0023】
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)。
【0024】
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)。
【0025】
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)。
【実施例2】
【0026】
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。
【0027】
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。
【実施例3】
【0028】
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)。
【0029】
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。
【0030】
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。
【0031】
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。
【0032】
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。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】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。
【図2】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3】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】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】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】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。
【図7】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】
【0034】
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

【特許請求の範囲】
【請求項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。
【請求項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。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2006−17805(P2006−17805A)
【公開日】平成18年1月19日(2006.1.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−192919(P2004−192919)
【出願日】平成16年6月30日(2004.6.30)
【出願人】(000004329)日本ビクター株式会社 (3,896)
【Fターム(参考)】