JP2007304297A - 液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハカマの発生を抑制することができる液晶表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】シリコンウェーハとガラス基体とを貼り合わせた後に、シリコンウェーハに第１レーザ光線を照射してシリコンウェーハ内部に第１変質層を形成した後に、シリコンウェーハ表面に第１溝部を形成する。また、ガラス基体に第２レーザ光線を照射してガラス基体内部に第２変質層を形成した後に、ガラス基体表面に第２溝部を形成する。その後、第１溝部に沿ってシリコンウェーハを分割加工すると共に、第２溝部に沿ってガラス基体を分割加工する。
【選択図】図１

Description

本発明は液晶表示装置の製造方法に関する。詳しくは、レーザ光線を用いて変質層を形成した後に分割加工を行う液晶表示装置の製造方法に係るものである。

半導体ウェーハ等の板状の被加工物を分割する方法として、図４（ａ）で示す様にダイサーと称される高速回転するブレード（回転刃）２００により分割加工を行う方法（以下、「ダイシング分割方法」と称する。）や、図4（ｂ）で示す様にスクライバーと称されるダイヤモンドホイールやカッター２０１等を使用して被加工物にキズを付け、そのキズを起点として分割加工を行う方法（以下、「スクライブブレイク分割方法」と称する。）が一般的に行なわれている。

ところで、最近は生産性及び品質を向上させることを目的として、複数の駆動回路基板が形成された駆動回路基体と複数のガラス基板が形成されたガラス基体とを貼り合せた後に、駆動回路基体を駆動回路基板毎に分割すると共にガラス基体をガラス基板毎に分割し、その後、駆動回路基板とガラス基板との間隙に液晶材料を注入することによって液晶表示装置を製造するといった製造方法が採用されている。

ここでダイシング分割方法は水を使用して分割を行なう方法であり、駆動回路基体やガラス基体の分割加工時に液晶注入口から水が入り込んでしまうために、一般に上記した様な液晶表示装置の製造方法の場合にはスクライブブレイク分割方法が採用されている。

なお、近年は、図５で示す様に、被加工物に対して透過性を有するパルスレーザ光線２０２を被加工物の一方の面側から分割すべき領域の内部に焦点を合わせて照射し、被加工物の内部に分割予定ラインに沿って変質層を連続的に形成した後に、変質層が形成されることにより強度が低下した分割予定ラインに沿って外力を加えることによって被加工物を分割する方法（以下、「パルスレーザ光線分割方法」と称する。）も行なわれている（特許文献１及び特許文献２参照。）。

特開２００２−１９２３６７号公報 特開２００５−１２９６０７号公報

しかしながら、駆動回路基体２０３とガラス基体２０４とをシール材２０５を用いて貼り合わせた場合には、シール材の収縮によって駆動回路基体及びガラス基体に内部応力（引張応力）が発生しているために（図６（ａ）参照。）、スクライバー２０６により溝部を形成すると内部応力が影響してクラック２０７が伝播することで分割面が斜めに割れてしまう（以下、斜めに割れた形状を「ハカマ」と称する。）（図６（ｂ）参照。）。即ち、内部応力が影響してハカマが生じてしまう。
そして、ハカマが生じると、駆動回路基体及びガラス基体の分割寸法精度が悪くなり、そのために分割しろを小さくすることができずに製造歩留りの低下を招いてしまう。また、ハカマが駆動回路基板に設けられたフレキシブル基板と接続するための外部端子領域までせり出してきた場合には、ハカマとフレキシブル基板との干渉が液晶表示装置を駆動する際のショート不良の原因となることもある。

一方、パルスレーザ光線分割方法を用いることでハカマの発生を抑制することができ、高精度な分割が可能になると共に、分割加工時のダストの発生を抑制することができるものの、配向膜を加工することに起因して液晶注入時に加工屑が混入したり、配線層を加工することに起因してショートしたりして液晶表示装置の品質低下及び製造歩留りの低下を招くことがある。
なお、配向膜や配線層の加工を行わない様にするために、パルスレーザ光線の出力を低下させたり、パルスレーザ光線によって加工する領域を配向膜や配線層から遠い領域のみに限定したりことによる対応も考えられる。しかし、この様な場合には、パルスレーザ光線を照射して変質層を形成した後に非常に大きな外力を加える必要が生じてしまい、外力を加えた際に駆動回路基体やガラス基体の割れが発生する恐れがあるために分割予定線に沿って安定して分割加工を行うことが困難となる。
従って、パルスレーザ光線分割方法による対応は必ずしも妥当であるとは言い難い。
以下、パルスレーザ光線分割方法を行なうことで加工屑が混入したり配線がショートしたりする点について詳細に説明を行なう。

［加工屑の混入について］
液晶表示装置を構成する駆動回路基板やガラス基板の内側面には、駆動回路基板とガラス基板との間隙に保持される液晶分子群を一定方向に配列させるための配向膜が成膜されている。そして、一般に駆動回路基体やガラス基体が加工される（変質層が形成される）エネルギー強度よりも配向膜が加工されるエネルギー強度は低いために、駆動回路基体やガラス基体を加工するために駆動回路基体やガラス基体の内部に焦点を合わせてパルスレーザ光線を照射した際に意図せずに配向膜が加工されることがある。
具体的には、図７（ａ）中符合Ａで示す分割予定線で駆動回路基体３００を分割加工すべくパルスレーザ光線の焦点を駆動回路基体の内部に合わせて照射した際に、図７（ｂ）中符合Ｂで示す領域の駆動回路基体に形成された配向膜３０１が加工されることがある（図７（ｂ）参照。）。同様に、図７（ａ）中符合Ａで示す分割予定線でガラス基体３０２を分割加工すべくパルスレーザ光線の焦点をガラス基体の内部に合わせて照射した際に、図７（ｃ）中符合Ｃで示す領域のガラス基体に形成された配向膜３０３が加工されることがある（図７（ｃ）参照。）。
そして、配向膜がパルスレーザ光線によって加工される際に発生する加工屑が、駆動回路基板とガラス基板とを貼り合せたシール材３０４の開口部（液晶注入口）３０５近傍に付着した場合には、液晶注入を行なう際に液晶材料に混じって加工屑が取り込まれてしまう（図７（ｄ）参照。）。
ここで、加工屑が取り込まれると、液晶表示装置を駆動させて画像を表示する際に駆動回路基板とガラス基板とをショートさせてしまって、意図せずに明るく輝いてしまう現象（以下、「輝点不良」と称する。）が発生し、上記した様に、液晶表示装置の品質低下及び製造歩留りの低下を招くこととなる。

［配線層のショートについて］
液晶表示装置を構成する駆動回路基体の内側面には、液晶画素を駆動するための配線層３０６が形成されている。そして、一般に駆動回路基体やガラス基体が加工される（変質層が形成される）エネルギー強度よりも配線層が加工されるエネルギー強度は低いために、駆動回路基体やガラス基体を加工するために駆動回路基体やガラス基体の内部に焦点を合わせてパルスレーザ光線を照射した際に意図せずに配線層が加工されることがある。
具体的には、図８（ａ）中符合Ｅで示す分割予定線でガラス基体を分割加工すべくパルスレーザ光線の焦点をガラス基体の内部に合わせて照射した際に、図８（ｂ）中符合Ｆで示す領域の駆動回路基体に形成された配線層が加工されることがある（図８（ｂ）参照。）。
そして、配線層がパルスレーザ光線によって加工されると、配線のショートが生じてしまい、上記した様に、液晶表示装置の品質低下及び製造歩留りの低下を招くこととなる。

本発明は以上の点に鑑みて創案されたものであって、ハカマの発生を抑制することができる液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、本発明に係る液晶表示装置の製造方法では、複数の第１の基板が形成された第１の基体と、複数の第２の基板が形成された第２の基体とを貼り合せた後に、前記第１の基体に対して透過性を有する第１レーザ光線を前記第１の基体の分割予定線に沿って照射することで、前記第１の基体の内部領域に第１変質層を形成する工程と、前記第１変質層を形成した後に、前記第１の基体の分割予定線に沿って同第１の基体の表面領域に第１溝部を形成する工程と、前記第１溝部を形成した後に、前記第１変質層に沿って前記第１の基体を分割する工程とを備える。

また、本発明に係る液晶表示装置の製造方法では、複数の駆動回路基板が形成された第１の基体と、複数の透明基板が形成された第２の基体とを貼り合せる工程と、前記第１の基体に対して透過性を有する第１レーザ光線を前記第２の基体側から前記第１の基体の分割予定線に沿って照射することで、前記第１の基体の内部領域に第１変質層を形成する工程と、前記第１変質層を形成した後に、前記第１の基体の分割予定線に沿って同第１の基体の表面領域に第１溝部を形成する工程と、前記第２の基体に対して透過性を有する第２レーザ光線を前記第２の基体側から前記第２の基体の分割予定線に沿って照射することで、前記第２の基体の内部領域に第２変質層を形成する工程と、前記第２変質層を形成した後に、前記第２の基体の分割予定線に沿って同第２の基体の表面領域に第２溝部を形成する工程と、前記第１溝部を形成した後に、前記第１変質層に沿って前記第１の基体を分割する工程と、前記第２溝部を形成した後に、前記第２変質層に沿って前記第２の基体を分割する工程とを備える。

ここで、第１の基体の内部領域に第１変質層を形成した後に第１の基体の表面領域に第１溝部を形成することによって、第１の基体に生じている内部応力が影響して第１溝部を形成する際に生じるクラックの成長を第１変質層で停止することができる。同様に、第２の基体の内部領域に第２変質層を形成した後に第２の基体の表面領域に第２溝部を形成することによって、第２の基体に生じている内部応力が影響して第２溝部を形成する際に生じるクラックの成長を第２変質層で停止することができる。

上記した本発明の液晶表示装置の製造方法では、クラックの成長を停止させることでハカマの発生を抑制することができ、品質及び製造歩留りの向上を実現することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
図１は本発明を適用した反射型液晶表示装置の製造方法を説明するための模式図であり、本発明を適用した反射型液晶表示装置の製造方法では、先ず、シリコンウェーハ１に複数の駆動回路基板を形成し、各駆動回路基板に対応する液晶配向膜形成或いは液晶配向膜形成及び液晶配向処理を行なうと共に、ガラス基体２に複数のガラス基板を形成し、各ガラス基板に対応する液晶配向膜形成或いは液晶配向膜形成及び液晶配向処理を行なった後に、シリコンウェーハに設けられた駆動回路基板とガラス基体に設けられたガラス基板とが所定の間隙を介して対面配置する様に、シール材を介してシリコンウェーハとガラス基体とを貼り合わせる（図１（ａ）参照。）。

次に、ガラス基体の表面に粘着性の保護テープ３を貼り合わせ、ガラス基体側から１０６４ｎｍの波長のパルスレーザ光線をシリコンウェーハの分割予定ラインに沿って照射することで、シリコンウェーハの内部領域に第１変質層５を形成すると共に、シリコンウェーハの分割予定ラインに沿ってダイヤモンドホイール等のスクライブツールを用いてシリコンウェーハの表面領域（裏面）に第１溝部６を形成する（図１（ｂ）参照。）。

ここで、ハカマの発生を抑制するためにはシリコンウェーハの内部応力を開放すれば良く、シリコンウェーハのいずれかの場所に第１溝部を形成することで内部応力は開放される。即ち、最初に第１溝部を形成する際にはハカマの問題が生じるものの、２番目以降の第１溝部を形成する際にはハカマの問題が生じることは少ない。従って、全ての分割予定ラインに沿って第１変質層を形成する必要は無く、少なくとも最初に第１溝部を形成する分割予定ラインに沿って第１変質層を形成すれば充分である。なお、第１溝部は全ての分割予定ラインに沿って形成する必要がある。

また、ガラス基体側から３５５ｎｍの波長のパルスレーザ光線をガラス基体の分割予定ラインに沿って照射することで、ガラス基体の内部領域に第２変質層７を形成すると共に、ガラス基体の分割予定ラインに沿ってダイヤモンドホイール等のスクライブツールを用いてガラス基体の表面領域に第２溝部８を形成する（図１（ｃ）参照。）。

ここで、駆動回路基板とガラス基板とを貼り合わせているシール材１５の開口部（液晶注入口）９が設けられている側のガラス基体の分割予定ライン（図２中符合ａで示すガラス基体の分割予定ライン）は、駆動回路基体の分割予定ライン（図２中符合ｂで示す駆動回路基体の分割予定ライン）よりも液晶注入口から遠い位置に設定されている。
即ち、第２変質層を形成する際に、ガラス基体に成膜された配向膜（図示せず）も意図せずに加工がなされ、その際に生じる加工屑が駆動回路基板上に付着することになるが、ガラス基体の分割予定ラインと駆動回路基体の分割予定ラインとが同位置である場合には、図３（ａ）で示す様に、駆動回路基板上に付着した加工屑が液晶注入口近傍に位置することとなり、液晶注入時に加工屑が混入してしまう。一方、ガラス基体の分割予定ラインを駆動回路基体の分割予定ラインよりも液晶注入口から遠い位置に設定した場合には、図３（ｂ）で示す様に、加工屑は隣りの駆動回路基板上に付着することとなり、加工屑が液晶注入口近傍に位置しないために、液晶注入時に加工屑が混入することは少ない。従って、本実施例では、ガラス基体の分割予定ラインを駆動回路基体の分割予定ラインよりも液晶注入口から遠い位置としている。

なお、図８（ａ）は、厚みが７００μｍのガラス基体に３５５ｎｍの波長のパルスレーザ光線を０．５Ｗ、１Ｗ、１．５Ｗ、２Ｗの出力で照射した場合における加工深さ（ガラス基体表面からパルスレーザ光線の焦点位置までの距離、図８（ｂ）中符合ｃで示す距離）と膜加工幅（ガラス基体に成膜された配向膜１０が加工された幅、図８（ｂ）中符合ｄで示す距離）との関係を示す。ここで、加工深さが小さい方がパルスレーザ光線が照射される配向膜の領域は広範囲になるものの、パルスレーザ光線のエネルギー強度が低下することとなるために、各出力で所定のピーク値を有する結果となっている。
ここで示す加工深さと膜加工幅との関係から、０．５Ｗ〜２Ｗ出力のパルスレーザ光線を利用する場合には、膜加工幅は最大で１２０μｍ程度であることが分かるため、本実施例ではガラス基体の分割予定ラインを駆動回路基体の分割予定ラインよりも液晶注入口から遠い位置に約８０μｍずらしている。

ここで、ハカマの発生を抑制するためにはガラス基体の内部応力を開放すれば良く、ガラス基体のいずれかの場所に第２溝部を形成することで内部応力は開放される。即ち、最初に第２溝部を形成する際にはハカマの問題が生じるものの、２番目以降の第２溝部を形成する際にはハカマの問題が生じることは少ない。従って、全ての分割予定ラインに沿って第２変質層を形成する必要は無く、少なくとも最初に第２溝部を形成する分割予定ラインに沿って第２変質層を形成すれば充分である。なお、第２溝部は全ての分割予定ラインに沿って形成する必要がある。

また、シリコンウェーハ単体をパルスレーザ光線分割方法を用いて分割加工する場合には、シリコンウェーハ表面に加工屑が付着することを抑制すべく、シリコンウェーハ表面に保護テープを貼り合わせると共に、シリコンウェーハの裏面側からパルスレーザを照射することが一般的である。そして、シリコンウェーハの裏面側が平滑でないことに起因して照射したパルスレーザ光線が拡散し、シリコンウェーハの内部の所望の領域にパルスレーザ光線を集光させることが難しいために、シリコンウェーハの分割加工の前に裏面研磨（バックグラインド）と呼ばれる研磨処理を行なうことが一般的である。
これに対して、本実施例では、ガラス基体側から１０６４ｎｍの波長のパルスレーザ光線をシリコンウェーハの分割予定ラインに沿って照射しているために、シリコンウェーハのバックグラインド処理は不要となる。

なお、シリコンウェーハとガラス基体とを貼り合わせた後にシリコンウェーハ及びガラス基体の個片化を行なっており、シリコンウェーハ表面は外部に露出していないために、シリコンウェーハ表面に加工屑が付着することは無い。更に、ガラス基体表面には保護テープを貼り合わせているために、ガラス基体表面にも加工屑が付着することが無い。

続いて、第１溝部が形成されたシリコンウェーハの分割予定ラインに沿って外力を加えることによってシリコンウェーハを駆動回路基板１１毎に個片化すると共に、第２溝部が形成されたガラス基体の分割予定ラインに沿って外力を加えることによってガラス基体をガラス基板１２毎に個片化する（図１（ｄ）参照。）。その後、液晶材料を注入することで反射型液晶表示装置を得ることができる。

本発明を適用した反射型液晶表示装置の製造方法では、シリコンウェーハの分割予定ラインに最初の第１溝部を形成したとしても、第１変質層がクラックの成長を停止させるために、ハカマの発生を抑制することができる。なお、２番目以降の第１溝部を形成したとしても、最初の第１溝部を形成することでシリコンウェーハの内部応力を開放することができるためにハカマが生じることは少ない。同様に、ガラス基体の分割予定ラインに最初の第２溝部を形成したとしても、第２変質層がクラックの成長を停止させるために、ハカマの発生を抑制することができる。なお、２番目以降の第２溝部を形成したとしても、最初の第２溝部を形成することでガラス基体の内部応力を開放することができるためにハカマが生じることは少ない。
従って、駆動回路基体及びガラス基体の分割寸法精度が向上し、分割しろを小さくすることができるために製造歩留りの向上が実現する。また、ハカマとフレキシブル基板との干渉によるショート不良等の低減を図ることができる。

なお、図９（ａ）はスクライブブレイク分割方法によってガラス基体を分割した場合のハカマ量（図９（ｃ）中符合ｅで示す距離でありハカマが形成されている距離）のバラツキを示し、図９（ｂ）は本発明を適用した液晶表示装置の製造方法でガラス基体を分割した場合のハカマ量のバラツキを示しているが、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すハカマ量のバラツキからガラス基体の分割寸法精度が向上していることが分かる。

また、ガラス基体の分割予定ラインを駆動回路基体の分割予定ラインよりも液晶注入口から遠い位置とすることで、液晶注入時に配向膜の加工屑が混入することがなく、輝点不良を抑制することができ、液晶表示装置の表示品位の信頼性の向上が実現する。

本発明を適用した反射型液晶表示装置の製造方法を説明するための模式図である。 ガラス基体の分割予定ラインと駆動回路基体の分割予定ラインの位置関係を説明するための模式図である。 加工屑の付着位置を説明するための模式図である。 ダイシング分割方法及びスクライブブレイク分割方法を説明するための模式図である。 パルスレーザ光線分割方法を説明するための模式図である。 ハカマの発生を説明するための模式図である。 加工屑の混入を説明するための模式図（１）である。 加工屑の混入を説明するための模式図（２）である。 加工深さと膜加工幅との関係を示すグラフである。 ハカマ量のバラツキを説明するためのグラフである。

符号の説明

１ シリコンウェーハ
２ ガラス基体
３ 保護テープ
５ 第１変質層
６ 第１溝部
７ 第２変質層
８ 第２溝部
９ シール材の開口部（液晶注入口）
１０ 配向膜
１１ 駆動回路基板
１２ ガラス基板
１５ シール材

Claims (4)

1. 複数の第１の基板が形成された第１の基体と、複数の第２の基板が形成された第２の基体とを貼り合せた後に、前記第１の基体に対して透過性を有する第１レーザ光線を前記第１の基体の分割予定線に沿って照射することで、前記第１の基体の内部領域に第１変質層を形成する工程と、
   前記第１変質層を形成した後に、前記第１の基体の分割予定線に沿って同第１の基体の表面領域に第１溝部を形成する工程と、
   前記第１溝部を形成した後に、前記第１変質層に沿って前記第１の基体を分割する工程とを備える
   ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
2. 前記第１の基体と前記第２の基体とを貼り合せた後に、前記第２の基体に対して透過性を有する第２レーザ光線を前記第２の基体の分割予定線に沿って照射することで、前記第２の基体の内部領域に第２変質層を形成する工程と、
   前記第２変質層を形成した後に、前記第２の基体の分割予定線に沿って同第２の基体の表面領域に第２溝部を形成する工程と、
   前記第２溝部を形成した後に、前記第２変質層に沿って前記第２の基体を分割する工程とを備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法。
3. 複数の駆動回路基板が形成された第１の基体と、複数の透明基板が形成された第２の基体とを貼り合せる工程と、
   前記第１の基体に対して透過性を有する第１レーザ光線を前記第２の基体側から前記第１の基体の分割予定線に沿って照射することで、前記第１の基体の内部領域に第１変質層を形成する工程と、
   前記第１変質層を形成した後に、前記第１の基体の分割予定線に沿って同第１の基体の表面領域に第１溝部を形成する工程と、
   前記第２の基体に対して透過性を有する第２レーザ光線を前記第２の基体側から前記第２の基体の分割予定線に沿って照射することで、前記第２の基体の内部領域に第２変質層を形成する工程と、
   前記第２変質層を形成した後に、前記第２の基体の分割予定線に沿って同第２の基体の表面領域に第２溝部を形成する工程と、
   前記第１溝部を形成した後に、前記第１変質層に沿って前記第１の基体を分割する工程と、
   前記第２溝部を形成した後に、前記第２変質層に沿って前記第２の基体を分割する工程とを備える
   ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
4. 前記第２の基体の表面に保護テープを貼り合わせ、該保護テープを貼り合わせた状態で前記第１レーザ光線及び前記第２レーザ光線を照射する
   ことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法。

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