(57)【要約】【課題】ＳＯＳ基板を使用する液晶表示素子のマザーサファイア基板を正確に分断できる液晶表示素子構造を得る。【解決手段】所望の素子をシリコン面に形成したサファイアのＲ面からなるＳＯＳ基板で矩形状の第１の基板と、前記第１の基板の上記素子を備えた側の面と対向するように設けられた透明部材からなる矩形状の第２の基板と、前記両基板の周辺部を液晶の注入口となる部分を残して封止することにより、前記両基板間に液晶層を形成する液晶表示素子領域を複数個形成したマザー基板を個々の液晶表示素子領域に分断する液晶表示素子において、少なくとも第1の基板はレーザースクライブによりスクライブし、矩形状両基板の少なくとも１辺側は上下でオフセットして分断され、前記注入口は両マザー基板の切断線が上下同じになる辺側に形成するとともに、前記注入口は切断線にかからない液晶表示素子とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の素子をシリコン面に形成したサファイアのＲ面からなるＳＯＳ基板で矩形状の第１の基板と、前記第１の基板の上記素子を備えた側の面と対向するように設けられた透明部材からなる矩形状の第２の基板と、前記両基板の周辺部を液晶の注入口となる部分を残して封止することにより、前記両基板間に液晶層を形成する液晶表示素子領域を複数個形成したマザー基板を個々の液晶表示素子領域に分断する液晶表示素子において、少なくとも第１の基板はレーザースクライブによりスクライブし、矩形状両基板の少なくとも１辺側は上下でオフセットして分断され、前記注入口は両マザー基板の切断線が上下同じになる辺側に形成するとともに、前記注入口は切断線にかからないことを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
前記分断は、結晶軸方向と平行な辺を先に分断し、次に結晶軸方向と垂直な辺を分断することを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶表示素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
テレビの大型化がすすみ、画像表示部が４０インチ、５０インチ、６５インチと大きくなってきている。液晶テレビも要求に対応するべく大型化してきているが、液晶表示素子が大型化すると液晶表示素子の製造はいろいろな面で困難になり、液晶テレビは高価なものになっている。
【０００３】
液晶表示素子の大型化を避け、表示部は大型化するためにプロジェクションテレビが開発されている。小さな液晶表示素子を光学レンズで拡大してスクリーンに映し出すものであり、液晶表示素子は１インチ以下で１００インチの表示部が達成可能である。
【０００４】
液晶表示素子は２枚のガラス基板の一方のガラス基板に多数の画素電極を形成し、他方のガラス基板に多数の画素電極領域に対向した共通電極を形成し、２枚のガラス基板を液晶層を介して貼付して製造される。
【０００５】
小型の液晶表示素子は２枚のマザー基板に複数の小型液晶表示素子領域を形成し、各小型液晶表示素子領域の外周部にシール剤を配置し、２枚のマザー基板を貼り合わせ、その後分断して個々の空小型液晶表示素子に形成されている。空小型液晶表示素子に液晶を注入し、注入口を封止して小型液晶表示素子が完成する。
【０００６】
２枚の基板の材料は用途に応じて選択される。一般的なのは両基板ともガラスであり、透過型液晶表示素子として使用される。上基板がガラスで、下基板が単結晶シリコンのものは反射型液晶表示素子として使用される。特殊なものとしてはプラスッチック基板や、ＳＯＩ基板、ＳＯＳ基板なども使用されている。
【０００７】
プロジェクタやプロジェクションテレビに使用する小型液晶表示素子は、投射のために強い光が照射されるので、小型液晶表示素子が高温になるのを防止するため冷却しなければならない。冷却方法はいろいろと開発されているが、一長一短がある。小型液晶表示素子に放熱のためのヒートシンクを装着することもあるが、基板そのものに放熱性の高いサファイア基板を使用する試みがなされている。
【０００８】
サファイア基板上に単結晶シリコン膜を形成し、単結晶シリコン基板にトランジスタその他の回路素子と画素電極を形成し、サファイア基板またはガラス基板と組み合わせて液晶表示素子を形成するものがある。（特許文献１参照）
【０００９】
図３〜図５は本発明に係わる小型液晶表示素子の製造方法を説明するための図である。図３はマザーシリコン基板の上面図である。円形マザーシリコン基板２または円形マザーガラス基板（以下、マザーシリコン基板という）である。図４は図３のハッチング部の小型液晶表示素子領域６−１、６−２の拡大図であり、図５は分断後の上面図と側面図である。シリコンマザー基板２に形成された小型液晶表示素子領域６（図３では５２領域）の周縁にシール剤３を形成してあり、さらにシール剤３の一部に注入口４が形成されている。シール剤３により形作られた小型液晶表示素子領域６はマザーシリコン基板２の中央部に形成されている。シール剤３の塗布されたマザーシリコン基板２に円形マザーガラス基板（以下、マザーガラス基板という）１を位置決めして貼り合せる。（貼付した基板を、以下、単にマザー基板という）。
【００１０】
図４のＡ、Ｂ、Ｃは切断線の位置を示している。Ａはマザーシリコン基板２のダイシングライン、Ｂはマザーガラス基板１のスクライブライン、Ｃはマザーシリコン基板２のダイシングラインＡとマザーガラス基板１のスクライブラインＢが重なっているラインであり、図５の側面図で示すようにマザーガラス基板１とマザーシリコン基板２の分断位置は図３に示すＹ方向でオフセットしているがＸ方向では一致している。小型液晶表示素子領域６−２の注入口４の先端部のシール剤３は切断線Ｃにかかっていて、先端部５は隣の小型液晶表示素子領域６−１に入っている。７は外部回路との接続端子部である。
【００１１】
注入口の先端を切断線にかかるようにして切断するのは、切断面と注入口が一致するので、液晶の注入効率が上がるとともに注入口の封止の信頼性があがるからである。
【００１２】
図６は両基板がガラスの場合の分断を説明するための断面図であり、（Ａ）はスクライブ位置を示し、（Ｂ）は分断状態を示す。▲で示す位置をスクライブしてブレイクすると注入口４を形成しているシール剤もきれいに分断され、小型液晶表示素子領域６−２の注入口４のシール剤の先端部５は隣の小型液晶表示素子領域６−１に入っている。
【００１３】
図７はマザーガラス基板１とマザーシリコン基板２の場合の分断を説明するための断面図であり、（Ａ）はマザーガラス基板１のスクライブ位置とマザーシリコン基板２のダイシング位置を示し、（Ｂ）は分断状態を示す。マザーガラス基板１は▲で示す位置をスクライブし、マザーシリコン基板２を図示のようにダイシングしてブレイクすると、図６と同様に注入口４を形成しているシール剤もきれいに分断され、シール剤の先端部５は隣の小型液晶表示素子領域６−１に入っている。
【００１４】
【特許文献１】特開２０００−１９３９２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
プロジェクタやプロジェクションテレビ用として熱伝導度の高いサファイア基板を使用する場合、単結晶サファイア基板は硬度が高いこと、結晶面によっては弱い劈開性があるものの完全な劈開面がないことから、ダイヤモンドスクライブによる切断方法にあっては、ダイヤモンドポイントの摩耗が速く、良好な割断面を得ることが困難であり、さらに、生産歩留が悪いという問題がある。ダイシングにおいては、加工速度（切断速度）を速くした場合には、砥石の摩耗が早く、切断面にチッピングが発生する問題があり、一方、加工速度を遅くしても砥石の摩耗が極端に低減されるわけではなく、ランニングコストが高く、しかも生産性は低下するといった問題がある。これを解決する技術としてレーザースクライブが注目されている。
【００１６】
図８はシリコン基板をサファイア基板に代えた場合の分断を説明するための断面図であり、（Ａ）はマザーガラス基板１のスクライブ位置とマザーサファイア基板１２のレーザースクライブ位置を示し、（Ｂ）は分断状態を示す。図９は分断後の上面図（切断線Ｃによる分断線はサファイア基板１２のみ記載している）と側面図である。
【００１７】
しかし、従来技術と同様な注入口形状と切断線の場合、図８、図９に示すようにシール剤が分断されず、サファイア基板１２も図８、図９に示すように、小型液晶表示素子領域６−２に凸部１２Ａが残り、その分小型液晶表示素子領域６−１に凹み部１２Ｂが発生するような分断になってしまい、両方の小型液晶表示素子領域に悪影響を与えてしまう。図８において切断線より先端のシール剤５はサファイア基板１２に着いているが、隣の小型液晶表示素子領域６−１のガラス基板１に着くこともある。このような分断では、チッピングが発生し、液晶表示素子に加工時の冷却液や、完成後の浸水の恐れがあるため、外形に余裕を持たせなければならずマザーサファイア基板１２からの取り個数が少なくなってしまう。
【００１８】
図９に結晶軸方向を矢印で示しているが、結晶軸方向について図１０を用いて説明する。図１０はサファイアの結晶を説明するための斜視図と平面図である。サファイアは六方晶系であり、その中心軸がＣ軸、これに垂直な面がＣ面でミラー指数（０００１）で表される。そしてＣ軸から放射状にのびるＡ軸（ａ１、ａ２、ａ３）とそれに垂直な面がＡ面（１１−２０）となる。Ｒ面は、図のように、Ｃ軸と一定の角度を有して存在する。本発明で使用するサファイアは主面がＲ面の円形板状であり、図で示すＸ−Ｘに平行にオリエンテーションフラットを形成している。Ｒ面上でＸ−Ｘに垂直な方向を結晶軸方向と定義する。
【００１９】
図１１はレーザースクライブによるサファイア基板の分断形状を示す図で、（Ａ）は切断線Ａ、（Ｂ）は（Ａ）のハッチング部を例に切断線Ｃを示している。（Ｃ）は切断線Ａ、切断線Ｃの順に分断した場合の切断線Ｃによる分断異常を示す図でそれぞれ上面図である。
【００２０】
レーザースクライブは、切断線に沿ってレーザーを照射し、急冷することでサファイア基板を分断するが、結晶軸方向に直角な切断線Ａで先に分断し、次いで切断線Ｃで分断する。（実際にはサファイア基板１２上で賽の目にスクライブする。）
【００２１】
切断線Ｃによる分断では、レーザーの入口と出口の部分で１２Ｃ、１２Ｅの凸部を残して分断されるが、凸部は０．５ｍｍにも達するため、その分外形に余裕を持たせなければならず、マザーサファイア基板からの取り個数が少なくなってしまう。凹み１２Ｄ、１２Ｆは１２Ｃ、１２Ｅの凸部の分凹んでいる。
【００２２】
本発明の目的は、ＳＯＳ基板を使用する液晶表示素子のマザーサファイア基板を正確に分断できる液晶表示素子構造を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
所望の素子をシリコン面に形成したサファイアのＲ面からなるＳＯＳ基板で矩形状の第１の基板と、前記第１の基板の上記素子を備えた側の面と対向するように設けられた透明部材からなる矩形状の第２の基板と、前記両基板の周辺部を液晶の注入口となる部分を残して封止することにより、前記両基板間に液晶層を形成する液晶表示素子領域を複数個形成したマザー基板を個々の液晶表示素子領域に分断する液晶表示素子において、少なくとも第1の基板はレーザースクライブによりスクライブし、矩形状両基板の少なくとも１辺側は上下でオフセットして分断され、前記注入口は両マザー基板の切断線が上下同じになる辺側に形成するとともに、前記注入口は切断線にかからない液晶表示素子とする。
【００２４】
前記分断は、結晶軸方向と平行な辺を先に分断し、次に結晶軸方向と垂直な辺を分断する液晶表示素子とする。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１の発明によると、サファイア基板を使用する液晶表示素子のサファイア基板分断異常が防止でき、チッピングによる液晶表示素子に冷却液が浸入することを防止できる。
また隣の液晶表示素子領域に影響を与えないレーザースクライブが可能となり、マザーサファイア基板を有効に使用できる。
【００２６】
請求項２の発明によると、コーナー部に凸部が発生しなくなり、マザーサファイア基板からの取り個数が少なくなることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
所望の素子をシリコン面に形成したサファイアのＲ面からなるＳＯＳ基板で矩形状の第１の基板と、前記第１の基板の上記素子を備えた側の面と対向するように設けられた透明部材からなる矩形状の第２の基板と、前記両基板の周辺部を液晶の注入口となる部分を残して封止することにより、前記両基板間に液晶層を形成する液晶表示素子領域を複数個形成したマザー基板を個々の液晶表示素子領域に分断する液晶表示素子において、少なくとも第1の基板はレーザースクライブによりスクライブし、矩形状両基板の少なくとも１辺側は上下でオフセットして分断され、前記注入口は両マザー基板の切断線が上下同じになる辺側に形成するとともに、前記注入口は切断線にかからない液晶表示素子とする。そして、前記分断は、結晶軸方向と平行な辺を先に分断し、次に結晶軸方向と垂直な辺を分断する。
【実施例１】
【００２８】
図２は請求項１の発明により製造した液晶表示素子の上面図と側面図である。所望の素子をシリコン面に形成したサファイアのＲ面からなるＳＯＳ基板で矩形状の第１の基板と、前記第１の基板の上記素子を備えた側の面と対向するように設けられた透明部材からなる矩形状の第２の基板と、前記両基板の周辺部を液晶の注入口となる部分を残して封止することにより、前記両基板間に液晶層を形成する液晶表示素子領域を複数個形成したマザー基板を個々の液晶表示素子領域に分断する液晶表示素子において、前記注入口は両マザー基板の切断線が上下同じになる辺側に形成するとともに、前記注入口は切断線にかからない構造とする。
【００２９】
まず、マザーサファイア基板１２をサファイアの結晶軸方向と直行する切断線Ａに沿ってレーザースクライブによりスクライブする。次に、マザーサファイア基板１２をサファイアの結晶軸方向と平行に（切断線Ｃ）レーザースクライブによりスクライブする。レーザースクライブはそのまま分断が終了するのでブレイク工程はない。
【００３０】
次にマザーガラス基板１をスクライブし、分断（ブレイク）する。矩形状両基板の少なくとも１辺側は上下でオフセットして分断する。
【００３１】
図２において、切断線Ｃに沿った分断ラインはサファイア基板１２のみ記載している。分断ラインは波打った線になっているが、注入口が切断線にかかっていないので、従来技術のように注入口付近で異常な分断がされることはなく、チッピング等は防止できている。
【実施例２】
【００３２】
図１は本発明によって製造した液晶表示素子の上面図と側面図である。注入口が切断線にかからないのは実施例１と同様で異なるのはマザーサファイア基板１２のレーザースクライブの順序である。まず、マザーサファイア基板１２をサファイアの結晶軸方向と平行に（切断線Ｃ）レーザースクライブによりスクライブする。次に、サファイアの結晶軸方向と直行する切断線Ａに沿ってレーザースクライブによりスクライブする。後工程は実施例１と同じである。
【００３３】
サファイアの結晶軸方向と直行する切断線Ａに沿ってのレーザースクライブは、サファイアの結晶軸方向と平行なレーザースクライブと異なり、レーザーの入口と出口での分断異常が発生しないので、図１に示すように、ほぼ矩形状に分断ができた。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】発明による液晶表示素子の上面図と側面図
【図２】発明による液晶表示素子の上面図と側面図
【図３】マザーシリコン基板の上面図
【図４】図３のハッチング部小型液晶表示素子領域６−１、６−２の拡大図
【図５】分断後の上面図と側面図
【図６】両基板がガラスの場合の分断を説明するための断面図
【図７】マザーガラス基板１とマザーシリコン基板２の場合の分断を説明するための断面図
【図８】シリコン基板をサファイア基板に代えた場合の分断を説明するための断面図
【図９】分断後の上面図と側面図
【図１０】サファイアの結晶を説明するための斜視図と平面図
【図１１】サファイア基板のレーザースクライブによる分断形状を示す上面図
【符号の説明】
【００３５】
１      マザーガラス基板（ガラス基板）
２      マザーシリコン基板（シリコン基板）
３      シール剤
４      注入口
５      シール剤の先端部
６      小型液晶表示素子領域
６−１  小型液晶表示素子領域
６−２  小型液晶表示素子領域
７      接続端子部
１２      マザーサファイア基板（サファイア基板）
１２Ａ    凸部
１２Ｂ    凹み
１２Ｃ    凸部
１２Ｄ    凹み
１２Ｅ    凸部
１２Ｆ    凹み
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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