JPH10197838A - Optical element superposition device - Google Patents

Optical element superposition device

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JPH10197838A
JPH10197838A JP234997A JP234997A JPH10197838A JP H10197838 A JPH10197838 A JP H10197838A JP 234997 A JP234997 A JP 234997A JP 234997 A JP234997 A JP 234997A JP H10197838 A JPH10197838 A JP H10197838A
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JP
Japan
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alignment mark
image
substrate
alignment
liquid crystal
Prior art date
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Application number
JP234997A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Asano
武史 浅野
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 駆動基板と対向基板とを貼り合わせる際に、
2つの位置合わせマーク間の距離が大きくても迅速に精
度良く重ね合わせを行うことができる光学素子の重ね合
わせ装置を提供する。 【解決手段】 コイル127a,127bに交番電流が
流されると、レンズホルダ125に対して上下動の力が
働き、光学レンズ122が第1の位置にきたときには顕
微鏡の焦点は対向基板11A側の位置合わせマークA1
に合う。一方第2の位置にきたときには駆動基板11B
側の位置合わせマークB1 に合う。これら位置合わせマ
ークA1 ,B1 の画像はビデオカメラ13からモニタ上
に第1の画像,第2の画像として出力される。モニタ上
に第2の画像が出力されるときに、第1の画像の残像現
象により2つの基板11A,11Bに形成された位置合
わせマークA1 ,B1 をあたかも同時に観察しているか
のように認識することができる。
(57) [Abstract] (With correction) [Problem] When bonding a driving substrate and a counter substrate,
Provided is a device for superposing an optical element, which can perform superposition quickly and accurately even if the distance between two alignment marks is large. SOLUTION: When an alternating current is applied to coils 127a and 127b, a vertical movement force acts on a lens holder 125, and when the optical lens 122 comes to a first position, the focal point of the microscope moves to the position on the counter substrate 11A side. Alignment mark A 1
Fits. On the other hand, when it comes to the second position, the drive substrate 11B
Fit alignment mark B 1 side. The images of the alignment marks A 1 and B 1 are output from the video camera 13 on a monitor as a first image and a second image. When the second image is output on the monitor, it is as if the alignment marks A 1 and B 1 formed on the two substrates 11A and 11B are simultaneously observed due to the afterimage phenomenon of the first image. Can be recognized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示素子等の光学素
子を構成する2つの基板を位置合わせマークを基準とし
て重ね合わせるための重ね合わせ装置に係り、特に2つ
の基板間の間隙が大きな光学素子の製造に用いられる光
学素子の重ね合わせ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a superposing apparatus for superposing two substrates constituting an optical device such as a liquid crystal display device on the basis of an alignment mark, and more particularly to an optical device having a large gap between the two substrates. The present invention relates to a device for superposing optical elements used for manufacturing elements.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、液晶プロジェクタ等に代表される
液晶表示装置付きの電子機器の普及と共に、液晶表示装
置への高性能化の要求が高まり、液晶表示装置を高精細
化・高輝度化するための改良がなされている。この液晶
表示装置に用いる液晶表示素子は、一般に、マトリクス
状の画素部や画素制御のためのTFT (Thin Film Tran
sistor, 薄膜トランジスタ)等が形成された駆動基板
と、カラーフィルタやブラックマトリクス等が形成され
た対向基板とから構成されている。これらの基板は位置
合わせマークを基準として重ね合わせ(位置合わせ)ら
れた後、貼り合わせて一体化される。
2. Description of the Related Art In recent years, with the spread of electronic equipment having a liquid crystal display device such as a liquid crystal projector, demands for higher performance of the liquid crystal display device have increased, and the liquid crystal display device has been improved in definition and brightness. Improvements have been made. In general, a liquid crystal display element used in this liquid crystal display device includes a matrix-shaped pixel portion and a TFT (Thin Film Tran- sition) for controlling pixels.
(a thin-film transistor, thin film transistor), and a counter substrate on which a color filter, a black matrix, and the like are formed. These substrates are superimposed (positioned) on the basis of the alignment mark, and then bonded and integrated.

【0003】図6は従来の液晶表示素子の組立時におけ
る概略構成を表すものである。すなわち、駆動基板11
0Bに対向して対向基板110Aが平行に配置されるも
ので、対向基板110Aに位置合わせマークa、駆動基
板110Bに位置合わせマークbがそれぞれ形成されて
いる。従来、この駆動基板110Bと対向基板110A
とを貼り合わせる際には、位置合わせマークa,bを顕
微鏡120で同時に観察し、ずれている場合には図示し
ない移動テーブルにより駆動基板110Bを水平方向に
移動させて位置合わせを行っていた。ここで、駆動基板
110Bと対向基板110Aとの間には、後工程におい
て液晶を封止する必要があるため所定の間隙(セルギャ
ップ)dが設けられている。この間隙dの大きさが数ミ
クロン程度である場合には、どちらの位置合わせマーク
a,bも顕微鏡120の焦点深度内に入るため、視認性
も問題なく、精度よく重ね合わせることができる。2つ
の基板110A,110Bの位置合わせが終了すると、
液晶表示素子110の外周部の数ヶ所を瞬間接着剤で仮
止めを行うまたは、紫外線硬化型樹脂を光ファイバ光源
によって硬化して仮止めを行う。仮止めを行った後、液
晶表示素子110の全体を加熱し、液晶表示素子110
をシールするための熱硬化型樹脂を本硬化して貼り合わ
せを行う。なお、位置合わせマークa,bを照明するた
めの光源(図示せず)としては、ハロゲンランプが用い
られ、紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射するための光
源(図示せず)には、上述のハロゲンランプとは別の光
源が使用される。
FIG. 6 shows a schematic configuration at the time of assembling a conventional liquid crystal display element. That is, the drive substrate 11
The opposing substrate 110A is arranged in parallel with the opposing substrate 0B, and an alignment mark a is formed on the opposing substrate 110A and an alignment mark b is formed on the driving substrate 110B. Conventionally, the driving substrate 110B and the opposing substrate 110A
At the time of bonding, the alignment marks a and b were simultaneously observed with the microscope 120, and if they were misaligned, the driving substrate 110B was moved in a horizontal direction by a moving table (not shown) to perform the alignment. Here, a predetermined gap (cell gap) d is provided between the driving substrate 110B and the counter substrate 110A because it is necessary to seal the liquid crystal in a later step. When the size of the gap d is about several microns, both of the alignment marks a and b fall within the depth of focus of the microscope 120, so that they can be accurately overlapped without any problem in visibility. When the alignment of the two substrates 110A and 110B is completed,
Temporary fixing is performed at several locations on the outer peripheral portion of the liquid crystal display element 110 with an instant adhesive, or temporary setting is performed by curing an ultraviolet curable resin with an optical fiber light source. After performing the temporary fixing, the entire liquid crystal display element 110 is heated, and the liquid crystal display element 110 is heated.
The thermosetting resin for sealing is fully cured and bonded. In addition, a halogen lamp is used as a light source (not shown) for illuminating the alignment marks a and b, and the light source (not shown) for irradiating the ultraviolet-curable adhesive with ultraviolet light is as described above. A different light source from the halogen lamp is used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の方法では、駆動基板110Bと対向基板11
0Aとの間の間隙dが数百ミクロン程度に大きくなる
と、2つの位置合わせマークが顕微鏡の焦点深度内に入
らなくなり、そのため2つのマークを同時に視認性よく
観察することができず、重ね合わせ精度が低下するとい
う問題があった。以下、この点について説明する。
However, in such a conventional method, the driving substrate 110B and the opposing substrate 11 are not provided.
If the gap d between 0A and 0A is as large as several hundred microns, the two alignment marks do not fall within the depth of focus of the microscope, so that the two marks cannot be observed simultaneously with good visibility, and the overlay accuracy However, there was a problem that was reduced. Hereinafter, this point will be described.

【0005】すなわち、最近では、液晶表示素子は直視
型のみならず、光を透過させて画像を投影する投影型表
示装置にも採用される傾向がある。この種の投影型表示
装置としてプロジェクションテレビジョン用の表示装置
がある。ところで、このように液晶表示素子を投影型表
示装置に使用する場合に、投影時における拡大率を向上
させようとすれば、液晶表示素子の画素(絵素)数を増
加させる必要がある。これは画素数を増加させることな
く拡大率を向上させようとすれば、画面が粗くなり、表
示品位が低下するからである。しかしながら、液晶表示
素子の画素数を増加させると、画素以外の部分が占める
面積が相対的に大きくなり、これに伴って画素以外の領
域を覆うブラックマスクの面積が増大し、画像表示に寄
与する画素面積が相対的に減少し、液晶表示素子の開口
率が低下する。開口率が低下すると、液晶表示素子の表
示面が暗くなり、画像品位を低下させることになる。こ
のような欠点はアクティブマトリクス型の液晶表示素子
の場合に特に大きな問題となる。このような液晶表示素
子の開口率の低下に伴う画像品位の低下を防止する技術
として、特開昭60−165621〜165624号公
報で提案されたものがある。この先行技術では、液晶表
示素子の一方の基板面にマイクロレンズアレイを形成す
る。このマイクロレンズアレイは液晶表示素子の各画素
に対応した多数のマイクロレンズからなり、従来技術で
はブラックマスクで遮光されていた光をマイクロレンズ
によって画素に集光させ、これにより表示面を明るく
し、画像品位の低下を防止するものである。このような
マイクロレンズアレイを備えた液晶表示素子では各画素
と各マイクロレンズとを精度よく位置合わせすることが
必要である。
That is, recently, the liquid crystal display element has tended to be employed not only in a direct-view type but also in a projection type display device which projects an image by transmitting light. As this type of projection display device, there is a display device for a projection television. By the way, when the liquid crystal display element is used in a projection display device as described above, it is necessary to increase the number of pixels (picture elements) of the liquid crystal display element in order to improve the magnification at the time of projection. This is because, if an attempt is made to improve the enlargement ratio without increasing the number of pixels, the screen becomes coarse and the display quality deteriorates. However, when the number of pixels of the liquid crystal display element is increased, the area occupied by portions other than the pixels becomes relatively large, and accordingly, the area of the black mask covering the region other than the pixels increases, which contributes to image display. The pixel area relatively decreases, and the aperture ratio of the liquid crystal display element decreases. When the aperture ratio decreases, the display surface of the liquid crystal display element becomes dark, and the image quality deteriorates. Such a drawback becomes a serious problem particularly in the case of an active matrix type liquid crystal display device. Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-165621-165624 proposes a technique for preventing such a decrease in image quality due to a decrease in the aperture ratio of a liquid crystal display element. In this prior art, a microlens array is formed on one substrate surface of a liquid crystal display element. This microlens array consists of a number of microlenses corresponding to each pixel of the liquid crystal display element, and in the prior art, light that was blocked by a black mask is condensed on the pixels by the microlenses, thereby brightening the display surface, This prevents the image quality from deteriorating. In a liquid crystal display device having such a microlens array, it is necessary to precisely position each pixel and each microlens.

【0006】しかしながら、このようなマイクロレンズ
アレイを備えた液晶表示素子の組み立てを図6で示した
ような方法によって行おうとすると、具体的に次のよう
な問題があった。
However, when assembling a liquid crystal display device having such a microlens array by a method as shown in FIG. 6, there are the following problems.

【0007】(1)重ね合わせを行う際に、駆動基板と
対向基板との間の間隙がマイクロレンズアレイの分だけ
大きくなり数百ミクロン程度になる。従って、通常の顕
微鏡では両方の基板それぞれに形成された位置合わせマ
ークに対して同時にピントを合わせることが不可能であ
り、精度のよい位置合わせを迅速に行うことができな
い。 (2)精度よく位置合わせを行うには、位置合わせマー
クを高いコントラストで、かつ高精彩に認識する必要が
あるが、そのためには通常高開口率の顕微鏡を使用する
必要があり、その反面焦点深度が浅くなり、それぞれの
基板に形成した位置合わせマークを両方同時に認識する
ことが不可能となる。また、その逆に両方同時に認識可
能な顕微鏡は現状では低開口率の顕微鏡であり、位置合
わせマークを高いコントラストで、かつ高精彩に認識す
ることができない。
(1) When performing the superposition, the gap between the driving substrate and the opposing substrate is increased by the microlens array to about several hundred microns. Therefore, it is impossible for a normal microscope to simultaneously focus on the alignment marks formed on each of the substrates, and accurate accurate alignment cannot be quickly performed. (2) To perform alignment with high accuracy, it is necessary to recognize the alignment mark with high contrast and high definition. For this purpose, it is usually necessary to use a microscope having a high aperture ratio. The depth becomes shallow, and it becomes impossible to recognize both alignment marks formed on each substrate at the same time. On the other hand, a microscope capable of simultaneously recognizing both at the same time is a microscope with a low aperture ratio at present, and cannot recognize the alignment mark with high contrast and high definition.

【0008】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、2枚の基板を重ね合わせる際に、2
つの位置合わせマーク間の距離が大きくても迅速に精度
良く重ね合わせを行うことができる光学素子の重ね合わ
せ装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object the purpose of superposing two substrates on each other.
An object of the present invention is to provide an optical element overlaying device that can quickly and accurately perform overlaying even if the distance between two alignment marks is large.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係る光学素子の
重ね合わせ装置は、第1の位置合わせマークが形成され
た第1の基板と、この第1の基板に対して重ね合わせの
基準となる第2の位置合わせマークが形成された第2の
基板とを所定の間隙を保持した状態で、第1の位置合わ
せマークおよび第2の位置合わせマークを基準にして第
1の基板と第2の基板とを相対的に移動させることによ
り2つの基板を重ね合わせるものにおいて、第1の位置
合わせマークに対して焦点が合う第1の位置と第2の位
置合わせマークに対して焦点が合う第2の位置との間で
光軸方向にそって変位可能な光学レンズ、およびこの光
学レンズを第1の位置と第2の位置との間において往復
駆動させるための駆動手段を含み、光学レンズにより第
1の位置合わせマークおよび第2の位置合わせマークそ
れぞれの鮮明画像を個別に形成する鮮明画像形成手段
と、この鮮明画像形成手段により形成された第1の位置
合わせマークおよび第2の位置合わせマークについての
画像を取り込み、それぞれ画像信号に変換する画像入力
手段と、この画像入力手段から出力された第1の位置合
わせマークおよび第2の位置合わせマークについての2
つの画像を表示する画像表示手段とを備えた構成を有し
ている。
According to the present invention, there is provided an apparatus for overlaying an optical element, comprising: a first substrate on which a first alignment mark is formed; The second substrate on which the second alignment mark is formed is maintained at a predetermined gap, and the first substrate and the second substrate are referenced with reference to the first alignment mark and the second alignment mark. The two substrates are superposed by relatively moving the first and second substrates, and a first position where the first alignment mark is in focus and a second position where the second alignment mark is in focus. An optical lens displaceable along the direction of the optical axis between the first position and the second position, and driving means for reciprocating the optical lens between the first position and the second position. First alignment tool Image forming means for individually forming a clear image of each of the mark and the second alignment mark, and taking in images of the first alignment mark and the second alignment mark formed by the clear image forming means , An image input unit for converting the image into an image signal, and a first alignment mark and a second alignment mark output from the image input unit.
Image display means for displaying one image.

【0010】本発明に係る他の光学素子の重ね合わせ装
置は、第1の位置合わせマークに対して焦点が合う第1
の位置と第2の位置合わせマークに対して焦点が合う第
2の位置との間で光軸方向にそって変位可能な光学レン
ズを含み、この光学レンズにより第1の位置合わせマー
クおよび第2の位置合わせマークそれぞれの鮮明画像を
個別に形成するための鮮明画像形成手段と、この鮮明画
像形成手段内の光学レンズを第1の位置および第2の位
置に選択的に固定するための光学レンズ移動手段と、鮮
明画像形成手段により形成された第1の位置合わせマー
クおよび第2の位置合わせマークについての画像を取り
込み、それぞれ画像信号に変換する画像入力手段と、こ
の画像入力手段から出力された第1の位置合わせマーク
および第2の位置合わせマークについての2つの画像を
表示する画像表示手段とを備えたものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided a device for superimposing an optical element, wherein the first alignment mark is focused on a first alignment mark.
And an optical lens displaceable along the optical axis direction between the first alignment mark and the second alignment mark, the second alignment mark being focused on the second alignment mark. Sharp image forming means for individually forming clear images of the respective alignment marks, and an optical lens for selectively fixing an optical lens in the clear image forming means to a first position and a second position Moving means, image input means for taking in images of the first alignment mark and second alignment mark formed by the clear image forming means, and converting them into image signals, respectively; and output from the image input means. Image display means for displaying two images of the first alignment mark and the second alignment mark.

【0011】本発明による光学素子の重ね合わせ装置で
は、鮮明画像形成手段において、光軸方向にそって変位
可能な光学レンズが駆動手段により自動的に往復駆動さ
れることにより、第1の位置合わせマークおよび第2の
位置合わせマークそれぞれに選択的に焦点が合わされ各
マークの鮮明画像が形成される。この鮮明画像形成手段
により形成された第1の位置合わせマークおよび第2の
位置合わせマークについての画像は画像入力手段に取り
込まれ、それぞれ画像信号に変換される。この画像信号
が画像表示手段へ出力され、これらの画像が鮮明に表示
される。ここで、光学レンズを高速で往復駆動させる
と、画像の残像現象により第1の位置合わせマークおよ
び第2の位置合わせマークをあたかも同時に観察してい
るかのように認識することができる。
In the apparatus for superposing optical elements according to the present invention, the first alignment is performed by the reciprocating drive of the optical lens displaceable along the optical axis direction in the clear image forming means by the driving means automatically. The mark and the second alignment mark are selectively focused, and a clear image of each mark is formed. Images of the first alignment mark and the second alignment mark formed by the clear image forming unit are taken into the image input unit and converted into image signals. This image signal is output to the image display means, and these images are displayed clearly. Here, when the optical lens is reciprocated at a high speed, the first alignment mark and the second alignment mark can be recognized as if they were simultaneously observed due to the afterimage phenomenon of the image.

【0012】本発明による他の光学素子の重ね合わせ装
置では、鮮明画像形成手段内の光学レンズは、光学レン
ズ移動手段を介して、手動で、第1の位置および第2の
位置に選択的に固定される。
In another apparatus for superposing optical elements according to the present invention, the optical lens in the sharp image forming means is selectively manually moved to the first position and the second position via the optical lens moving means. Fixed.

【0013】[0013]

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態について図面
を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0014】〔第1の実施の形態〕図1は本発明の第1
の実施の形態に係る重ね合わせ装置10の概略構成を表
すものである。本実施の形態による重ね合わせ装置10
は、液晶表示素子11を構成する対向基板11Aおよび
駆動基板11Bに形成された各位置合わせマークA1,B
1 、A2,B2 の拡大画像を形成するための鮮明画像形成
手段としての顕微鏡12と、この顕微鏡12により形成
された画像を取り込み、対向基板11A側の位置合わせ
マークA1,2 については第1の画像信号、また、駆動
基板11B側の位置合わせマークB1,B2 については第
2の画像信号としてそれぞれ出力する画像入力手段とし
てのビデオカメラ13と、画像信号を同時に表示する表
示手段としてのモニタ14と、駆動基板11Bを水平面
内でX−Yの2軸方向および回転方向(θ)に微少移動
させることにより対向基板11Aに対する位置合わせを
行う基板移動手段としてのX−Y−θテーブル15とに
より構成されている。なお、ビデオカメラ13から出力
される第1の画像信号および第2の画像信号はそれぞれ
リアルタイムでビデオカメラ13へ取り込まれ、モニタ
14に表示される。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
1 shows a schematic configuration of a superposition apparatus 10 according to the embodiment. Superposition apparatus 10 according to the present embodiment
Are alignment marks A 1 , B formed on the opposing substrate 11A and the driving substrate 11B constituting the liquid crystal display element 11.
1. A microscope 12 as a clear image forming means for forming an enlarged image of A 2 and B 2, and an image formed by the microscope 12 are taken in and alignment marks A 1 and A 2 on the counter substrate 11A side are taken. Is a first image signal, a video camera 13 as image input means for outputting alignment marks B 1 , B 2 on the drive board 11B side as a second image signal, and a display for simultaneously displaying image signals. A monitor 14 as a means, and an XY-Y as a substrate moving means for performing positioning with respect to the opposing substrate 11A by slightly moving the driving substrate 11B in the XY biaxial directions and the rotation direction (θ) in a horizontal plane. table 15. Note that the first image signal and the second image signal output from the video camera 13 are respectively captured by the video camera 13 in real time and displayed on the monitor 14.

【0015】対向基板11Aにはカラーフィルタやブラ
ックマトリクス等が形成されており、その表面に例えば
半球状の複数のマイクロレンズ11aが一体的に形成さ
れている。このマイクロレンズ11aを対向基板11A
に一体的に形成するのは次の理由による。すなわち、液
晶表示素子の小型・高精細化の要求に応じて画素数を増
加させる必要がある一方、画素数を増加させると、画素
以外の部分の占める面積が相対的に大きくなり、これに
伴ってこれらの領域を覆うためのブラックマスクの面積
が増大し、画像表示に寄与する画素面積が減少し、液晶
表示素子の開口率が低下する。開口率が低下すると、液
晶表示素子の表示面が暗くなり、画像品位が低下するこ
ととなる。このような開口率の低下に伴う画像品位の低
下を防止するために対向基板11A側にマイクロレンズ
11aを一体的に形成し、このマイクロレンズ11aに
より入射する光を駆動基板11B側の画素内に集光させ
るものである。マイクロレンズ11aは例えば対向基板
11Aの母材(ガラス基板)を選択的にエッチングし透
明樹脂を埋め込むことにより形成することができる。
A color filter, a black matrix, and the like are formed on the opposing substrate 11A, and a plurality of hemispherical microlenses 11a, for example, are integrally formed on the surface thereof. This micro lens 11a is attached to the opposite substrate 11A.
The reason why they are formed integrally with each other is as follows. That is, while it is necessary to increase the number of pixels in response to the demand for miniaturization and high definition of the liquid crystal display element, when the number of pixels is increased, the area occupied by portions other than the pixels becomes relatively large, As a result, the area of the black mask for covering these regions increases, the pixel area contributing to image display decreases, and the aperture ratio of the liquid crystal display element decreases. When the aperture ratio decreases, the display surface of the liquid crystal display element becomes dark, and the image quality deteriorates. In order to prevent the image quality from being deteriorated due to such a decrease in the aperture ratio, a microlens 11a is integrally formed on the counter substrate 11A side, and the light incident by the microlens 11a is placed in the pixel on the drive substrate 11B side. The light is focused. The microlenses 11a can be formed, for example, by selectively etching the base material (glass substrate) of the counter substrate 11A and embedding a transparent resin.

【0016】この対向基板11Aの左右両側には例えば
図2(a)に拡大して示したような十字形状の位置合わ
せマークA1,A2 が形成されている。これらの位置合わ
せマークA1,A2 は例えばAl(アルミニウム)を蒸着
させることにより形成される。対向基板11Aに形成さ
れたマイクロレンズ11aの表面には、後工程で充填さ
れる液晶層を平坦にするためのカバーガラス板11bが
貼り合わせられている。このカバーガラス板11bの厚
みは、マイクロレンズ11aの屈折率、対向基板11A
の屈折率および液晶表示素子11の画素ピッチ等で決定
される。
Cross-shaped alignment marks A 1 and A 2 , for example, shown in an enlarged manner in FIG. 2A are formed on both left and right sides of the counter substrate 11A. These alignment marks A 1 and A 2 are formed by evaporating, for example, Al (aluminum). A cover glass plate 11b for flattening a liquid crystal layer to be filled in a later step is attached to the surface of the microlens 11a formed on the counter substrate 11A. The thickness of the cover glass plate 11b depends on the refractive index of the microlens 11a and the opposing substrate 11A.
, The pixel pitch of the liquid crystal display element 11, and the like.

【0017】一方、駆動基板11Bにはマトリクス状に
配置された画素部および画素制御用のTFT (Thin Fil
m Transistor, 薄膜トランジスタ)等が形成されてお
り、その表面に例えば図2(b)に拡大して示したよう
な中央部に十字線20が形成された方形状の位置合わせ
マークB1,B2 が例えばAlを蒸着させることにより形
成されている。
On the other hand, a pixel portion and a TFT (Thin Fil) for controlling pixels arranged in a matrix
m Transistor, thin film transistor) and the like, and square alignment marks B 1 , B 2 having a cross line 20 formed at the center as shown in FIG. Is formed by evaporating Al, for example.

【0018】これら位置合わせマークA1,B1 、A2,B
2 を観察するための顕微鏡12は無限光学系で構成され
ており、高コントラストで高精彩に認識可能な高開口率
の顕微鏡である。本実施の形態では内部の光学レンズが
例えばVCM(Voice Coil Motor)などの制御装置によ
り数十Hz、好ましくは30Hz以上の周波数で高速駆
動されることにより、モニタ14上の残像現象によって
あたかも光軸方向に離間した位置合わせマークA1,
1 、A2,B2 を同時に位置合わせしているかのように
認識できるようになっている。
These alignment marks A 1 , B 1 , A 2 , B
The microscope 12 for observing 2 is constituted by an infinite optical system, and is a microscope having a high aperture ratio that can be recognized with high contrast and high definition. In this embodiment, the internal optical lens is driven at high speed by a control device such as a VCM (Voice Coil Motor) at a frequency of several tens of Hz, preferably 30 Hz or more, so that the optical axis is caused by the afterimage phenomenon on the monitor 14. Alignment marks A 1 ,
B 1 , A 2 , and B 2 can be recognized as if they were aligned at the same time.

【0019】すなわち、この顕微鏡12は、図3に示し
たように、鏡筒120内に複数例えば4個の光学レンズ
121〜124を有し、このうち3個の光学レンズ12
1,123,124はそれぞれ固定されている。残りの
光学レンズ122は磁性体によって形成されたレンズホ
ルダ125により保持されている。このレンズホルダ1
25は鏡筒120の長手方向に設けられた直動ガイド1
26に沿って以下の駆動手段により上下に移動し、これ
により光学レンズ122が光軸方向にそって往復移動可
能となっている。この光学レンズ122の移動範囲は対
向基板11A、駆動基板11B、マイクロレンズ11a
およびカバーガラス板11bの厚みによって決定され
る。
That is, as shown in FIG. 3, the microscope 12 has a plurality of, for example, four optical lenses 121 to 124 in a lens barrel 120, of which three optical lenses 12 to 124 are provided.
1, 123 and 124 are respectively fixed. The remaining optical lens 122 is held by a lens holder 125 formed of a magnetic material. This lens holder 1
25 is a linear motion guide 1 provided in the longitudinal direction of the lens barrel 120.
The optical lens 122 is moved up and down along with 26 by the following driving means, so that the optical lens 122 can reciprocate along the optical axis direction. The moving range of the optical lens 122 is the opposing substrate 11A, the driving substrate 11B, the micro lens 11a.
And the thickness of the cover glass plate 11b.

【0020】レンズホルダ125の外周部には、互いに
直列に接続されたコイル127aおよびコイル127b
が巻回されている。コイル127aおよびコイル127
bは各々の巻き方向が逆向きとなっており、図示しない
制御装置による制御の下に交番電流が流されるようにな
っている。更に、鏡筒120の内壁面にはコイル127
aとコイル127bに対向した位置に、それぞれリング
状で互いに異なる極性の磁石128a(例えばS極)お
よび磁石128b(例えばN極)が設けられており、コ
イル127aおよびコイル127bと共に磁気回路を構
成している。また、この磁石128bの下部には隣接し
て位置検出センサ129が設けられている。この位置検
出センサ129により光学レンズ122が検出され、そ
の検出状態によってレンズホルダ125の移動方向、移
動量および駆動速度がPID制御等により管理されるよ
うになっている。ここで、コイル127a,127bに
交番電流が流されると、フレミングの左手の法則により
レンズホルダ125に対して上下動の力が働き、光学レ
ンズ122が高速で光軸方向にそって図3に実線で示す
第1の位置と二点鎖線で示す第2の位置との間で往復移
動するようになっている。なお、上記磁気回路(コイル
127a,127bおよび磁石128a,128b)、
位置検出センサ129および制御装置(図示せず)によ
り本発明の駆動手段が構成されている。
A coil 127a and a coil 127b connected in series with each other
Is wound. Coil 127a and Coil 127
In b, the winding directions are opposite to each other, and an alternating current flows under the control of a control device (not shown). Further, a coil 127 is provided on the inner wall surface of the lens barrel 120.
A magnet 128a (for example, S-pole) and a magnet 128b (for example, N-pole) having a ring shape and different polarities are provided at positions facing the coil 127a and the coil 127b, respectively, and form a magnetic circuit together with the coil 127a and the coil 127b. ing. Further, a position detection sensor 129 is provided adjacent to a lower portion of the magnet 128b. The optical lens 122 is detected by the position detection sensor 129, and the moving direction, the moving amount, and the driving speed of the lens holder 125 are managed by PID control or the like according to the detection state. Here, when an alternating current is applied to the coils 127a and 127b, a vertical force acts on the lens holder 125 according to Fleming's left-hand rule, and the optical lens 122 moves at high speed along the optical axis direction in FIG. It reciprocates between a first position indicated by a dotted line and a second position indicated by a two-dot chain line. The above magnetic circuit (coils 127a and 127b and magnets 128a and 128b)
The position detection sensor 129 and a control device (not shown) constitute a driving unit of the present invention.

【0021】本実施の形態に用いる液晶表示素子11に
おいては、対向基板11A側の位置合わせマークA1,A
2 と駆動基板11B側の位置合わせマークB1,B2 との
間の間隙Dは、従来に比べて、マイクロレンズ11aお
よびそのカバーガラス板11bの厚み(数百ミクロン)
だけ大きくなる。このように2組のマークが高さ方向に
離れてしまうと、前述のように2つの位置合わせマーク
が顕微鏡の焦点深度内に入らなくなり、2つのマークを
同時に視認性よく観察することができず、重ね合わせ精
度が低下する。本実施の形態による重ね合わせ装置10
は、光軸にそって高速に移動可能な光学レンズ122を
備え、このような高さ方向に所定の距離以上に離れた対
向基板11Aと駆動基板11Bの位置合わせマークA1,
1 、A2,B2 に迅速に焦点を合わせるものである。
In the liquid crystal display element 11 used in the present embodiment, the alignment marks A 1 , A on the counter substrate 11A side.
2 and the gap D between the alignment mark B 1, B 2 of the driving substrate 11B side, as compared with the conventional microlens 11a and the thickness of the cover glass plate 11b (several hundred microns)
Just get bigger. If the two sets of marks are separated in the height direction as described above, the two alignment marks do not fall within the depth of focus of the microscope as described above, and the two marks cannot be observed simultaneously with good visibility. However, the overlay accuracy is reduced. Superposition apparatus 10 according to the present embodiment
Is provided with an optical lens 122 that can move at high speed along the optical axis, and the alignment marks A 1 ,
It focuses quickly on B 1 , A 2 and B 2 .

【0022】以下、図1ないし図3を参照してこの重ね
合わせ装置10の作用について説明する。すなわち、図
示しない制御装置によりコイル127a,127bに交
番電流が流されると、フレミングの左手の法則によりレ
ンズホルダ125に対して上下動の力が働き、光学レン
ズ122が高速(例えば30Hz)で光軸方向にそって
図3に実線で示す第1の位置と二点鎖線で示した第2の
位置との間で往復移動する。光学レンズ122が第1の
位置にきたときには顕微鏡12の焦点は対向基板11A
側の位置合わせマークA1 に合い、図2(a)に示した
ような鮮明画像が形成される。このときの位置合わせマ
ークA1 の画像はリアルタイムでビデオカメラ13に取
り込まれ、ビデオカメラ13からモニタ14上に第1の
画像として出力される。
Hereinafter, the operation of the superposition apparatus 10 will be described with reference to FIGS. That is, when an alternating current is applied to the coils 127a and 127b by a control device (not shown), a vertical force acts on the lens holder 125 according to Fleming's left-hand rule, and the optical lens 122 operates at a high speed (for example, 30 Hz). It reciprocates along a direction between a first position shown by a solid line in FIG. 3 and a second position shown by a two-dot chain line. When the optical lens 122 comes to the first position, the focal point of the microscope 12 is
Fits the alignment marks A 1 side, a clear image as shown in FIG. 2 (a) is formed. Alignment marks A 1 of the image at this time is taken into the video camera 13 in real time, and is output as a first image from the video camera 13 on the monitor 14.

【0023】光学レンズ122が第2の位置にきたとき
には顕微鏡12の焦点は駆動基板11B側の位置合わせ
マークB1 に合い、図2(b)に示したような鮮明画像
が形成される。この位置合わせマークB1 の画像はリア
ルタイムでビデオカメラ13に取り込まれ、ビデオカメ
ラ13からモニタ14上に第2の画像として出力され
る。ここで、モニタ14上に第2の画像が出力されると
きに、オペレータは、第1の画像の残像現象により2つ
の基板11A,11Bに形成された位置合わせマークA
1 ,B1 をあたかも同時に観察しているかのように認識
することができる。
The focus of the microscope 12 when the optical lens 122 has come to a second position fit alignment mark B 1 of the driving substrate 11B side, a clear image as shown in FIG. 2 (b) is formed. Image of the alignment mark B 1 represents incorporated in the video camera 13 in real time, is output as the second image from the video camera 13 on the monitor 14. Here, when the second image is output on the monitor 14, the operator operates the alignment mark A formed on the two substrates 11A and 11B by the afterimage phenomenon of the first image.
1, B 1 and though it is possible to recognize as if it is observed at the same time.

【0024】この状態で、対向基板11A側の位置合わ
せマークA1 と駆動基板11B側の位置合わせマークB
1 とが、例えば図2(c)に二点鎖線で示したように互
いにずれている場合には、2つのマークが重なるように
X−Y−θテーブル15を駆動させる。本実施の形態に
おいては駆動基板11Bを移動させる。なお、位置合わ
せマークA2,B2 についても同様に位置合わせが行われ
る。モニタ14上において2組の位置合わせマーク
1 ,B1 、A2 ,B2 の位置が一致すると、その後、
例えば図示しないプレス装置により対向基板11Aおよ
び駆動基板11Bとの間に所定の圧力を加えると共に、
予め一方の基板の図示しない位置(周縁部)に塗布した
紫外線硬化型樹脂を光ファイバ光源によって硬化させて
仮止めを行う。その後、対向基板11Aおよび駆動基板
11Bの全体を加熱し、熱硬化型樹脂を本硬化して貼り
合わせを行う。これにより駆動基板11Bと対向基板1
1Aとの重ね合わせ(貼り合わせ)工程が終了する。そ
の後は、図示しない液晶注入装置により駆動基板11B
と対向基板11Aとの間の空間部に液晶が注入される。
[0024] In this state, the alignment mark B of the alignment marks A 1 and the driving substrate 11B side of the counter substrate 11A side
When 1 is shifted from each other as shown by a two-dot chain line in FIG. 2C, for example, the XY-θ table 15 is driven so that the two marks overlap. In the present embodiment, the drive substrate 11B is moved. Note that the positioning is similarly performed for the positioning marks A 2 and B 2 . When the positions of the two alignment marks A 1 , B 1 , A 2 , and B 2 match on the monitor 14, then,
For example, while applying a predetermined pressure between the opposing substrate 11A and the driving substrate 11B by a pressing device (not shown),
An ultraviolet-curable resin previously applied to a position (peripheral portion) (not shown) of one of the substrates is temporarily cured by an optical fiber light source. Thereafter, the entirety of the opposing substrate 11A and the driving substrate 11B is heated, and the thermosetting resin is fully cured to be bonded. Thereby, the driving substrate 11B and the opposing substrate 1
The step of laminating (bonding) with 1A is completed. Thereafter, the drive substrate 11B is driven by a liquid crystal injection device (not shown).
Liquid crystal is injected into a space between the substrate and the counter substrate 11A.

【0025】このように本実施の形態に係る重ね合わせ
装置10では、顕微鏡12によりマークを観察する際
に、光学レンズ122を高速に駆動させて駆動基板11
Aおよび対向基板11Bそれぞれに個別に迅速に焦点を
合わせ、位置合わせマークA1,B1 および位置合わせ
マークA2 ,B2 をそれぞれ実質的に同時にモニタ14
上に表示させている。すなわち、本実施の形態では、駆
動基板11Aと対向基板11Bとが高さ方向に大きく離
れている場合であっても、位置合わせマークA1,B1
および位置合わせマークA2 ,B2 にそれぞれ迅速に焦
点を合わせることができ、駆動基板11Aと対向基板1
1Bとを精度よく重ね合わせることができる。また、そ
れぞれのマークの生情報で位置合わせを行うことができ
ることから、基礎となるマークの位置が何らかの理由に
よってずれたとしても、迅速にかつ正確な対応をとるこ
とができ、位置合わせ精度が一層向上する。更に、顕微
鏡12として高開口率のものを使用することができるの
で、各位置合わせマークを高コントラストで高精彩に認
識することができる。
As described above, in the superposing apparatus 10 according to the present embodiment, when observing a mark with the microscope 12, the optical lens 122 is driven at a high speed to drive the drive substrate 11
A and the opposing substrate 11B are individually and quickly focused, and the alignment marks A 1 , B 1 and the alignment marks A 2 , B 2 are respectively monitored substantially simultaneously.
Displayed above. That is, in the present embodiment, even when the driving substrate 11A and the opposing substrate 11B are largely separated in the height direction, the alignment marks A 1 and B 1 are used.
In addition, the focus can be quickly focused on the alignment marks A 2 and B 2 , respectively.
1B can be accurately superimposed. In addition, since the alignment can be performed using the raw information of each mark, even if the position of the base mark is shifted for some reason, quick and accurate correspondence can be taken, and the alignment accuracy can be further improved. improves. Further, since a microscope having a high aperture ratio can be used as the microscope 12, each alignment mark can be recognized with high contrast and high definition.

【0026】図4および図5は本発明の第2の実施の形
態に係る重ね合わせ装置の概略構成を表すものである。
本実施の形態では光学レンズ122を手動で移動させる
ものである。なお、図1、図2および図3と同一構成部
分については同一符号を付してその説明は省略する。本
実施の形態では、図5に示したように顕微鏡12内の光
学レンズ122はレンズホルダ130により保持されて
いる。レンズホルダ130は鏡筒120の光軸方向に一
定の範囲で上下に移動可能となっている。レンズホルダ
130の一方の側面にはレバー131を挿入するための
レバー挿入孔130aおよび固定ねじ132を螺合させ
るためのねじ孔130bがそれぞれ形成されている。鏡
筒120には、レバー挿入孔130aに対応してレバー
ガイド孔120a、ねじ孔130bに対応してねじガイ
ド孔120bがそれぞれ形成されている。レバーガイド
孔120aおよびねじガイド孔120bの上下の幅はそ
れぞれ光学レンズ122の移動範囲(第1の位置から第
2の位置までの範囲)に応じた長さに設定されている。
FIGS. 4 and 5 show a schematic configuration of a superposition apparatus according to a second embodiment of the present invention.
In the present embodiment, the optical lens 122 is manually moved. The same components as those in FIGS. 1, 2, and 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In the present embodiment, the optical lens 122 in the microscope 12 is held by a lens holder 130 as shown in FIG. The lens holder 130 can be moved up and down within a certain range in the optical axis direction of the lens barrel 120. On one side surface of the lens holder 130, a lever insertion hole 130a for inserting the lever 131 and a screw hole 130b for screwing the fixing screw 132 are formed. The lens barrel 120 has a lever guide hole 120a corresponding to the lever insertion hole 130a and a screw guide hole 120b corresponding to the screw hole 130b. The upper and lower widths of the lever guide hole 120a and the screw guide hole 120b are set to lengths according to the moving range of the optical lens 122 (the range from the first position to the second position).

【0027】更に、本実施の形態では、図4に示したよ
うに第1の実施の形態に示したビデオカメラ13からの
画像信号を格納するための画像メモリ41と、画像メモ
リ41に格納した画像信号とビデオカメラ13から出力
された画像信号とを合成するための画像合成回路42が
設けられている。画像メモリ41と画像合成回路42以
外は第1の実施の形態と同様である。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 4, an image memory 41 for storing the image signal from the video camera 13 shown in the first embodiment, and an image memory 41 for storing the image signal. An image synthesizing circuit 42 for synthesizing the image signal and the image signal output from the video camera 13 is provided. The configuration other than the image memory 41 and the image composition circuit 42 is the same as that of the first embodiment.

【0028】以下、図2、図4および図5を参照してこ
の重ね合わせ装置40の作用について説明する。すなわ
ち、まず、固定ねじ132によりレンズホルダ130を
最上端の位置に固定し、光学レンズ122を実線で示し
た第1の位置に位置決めさせる。このとき顕微鏡12の
焦点は対向基板11A側の位置合わせマークA1 に合
い、図2(a)に示したような鮮明画像が形成される。
この位置合わせマークA1 の画像はビデオカメラ13に
取り込まれ、このビデオカメラ13から第1の画像信号
として出力される。ビデオカメラ13から出力された第
1の画像信号は一旦画像メモリ41に格納される。次
に、顕微鏡12の焦点が駆動基板11B側の位置合わせ
マークB1 に合うように、レバー131をレンズホルダ
130のレバー挿入孔130aに挿入し、下方に押し下
げて固定ねじ132で固定することにより光学レンズ1
22を二点鎖線で示した第2の位置に位置決めさせる。
この第2の位置において、上記と同様に図2(b)に示
したような鮮明画像が形成される。この位置合わせマー
クB1 の画像はビデオカメラ13に取り込まれ、このビ
デオカメラ13から第2の画像信号として出力される。
ビデオカメラ13から出力された第2の画像信号は画像
合成回路42の一方の入力端に入力される。同時に、画
像合成回路42の他方の入力端には画像メモリ41に一
旦格納された第1の画像信号が入力される。画像合成回
路42は第1の画像信号および第2の画像信号を交互に
選択してモニタ14上に出力する。ここで、第1の画像
信号および第2の画像信号はそれぞれ1フィールド分の
情報をもち、この2つの信号で1フレームを構成してい
るため、モニタ14上は図2(c)に示したように、位
置合わせマークA,Bについての2つの画像が同時に表
示される。位置合わせマークA,Bがずれている場合の
補正のためにX−Y−θテーブル15を移動させた際の
位置合わせマークA1 ,B1 の形状は、予め定められた
時間ごとにビデオカメラ13から画像メモリ41へ転送
される。従って、常に画像メモリ41内には位置合わせ
マークA1 ,B1 の最新の形状が格納されており、モニ
タ14ではリアルタイムに位置合わせ状況がわかる。な
お、位置合わせマークA2,B2 についても同様に位置合
わせが行われる。位置合わせマークA1 ,B1 、A2 ,
2 の位置が一致した後の工程は第1の実施の形態と同
様である。
The operation of the superposition device 40 will be described below with reference to FIGS. 2, 4 and 5. That is, first, the lens holder 130 is fixed at the uppermost position with the fixing screw 132, and the optical lens 122 is positioned at the first position indicated by the solid line. The focus of this time the microscope 12 is fit with the alignment marks A 1 of the counter substrate 11A side, a clear image as shown in FIG. 2 (a) is formed.
Image of the alignment mark A 1 is received by the video camera 13, it is outputted from the video camera 13 as a first image signal. The first image signal output from the video camera 13 is temporarily stored in the image memory 41. Next, as the focal point of the microscope 12 is aligned with the alignment mark B 1 of the driving substrate 11B side, and insert the lever 131 to the lever insertion hole 130a of the lens holder 130, by fixing by a fixing screw 132 pressed downward Optical lens 1
22 is positioned at a second position indicated by a two-dot chain line.
At this second position, a clear image as shown in FIG. 2B is formed as described above. Image of the alignment mark B 1 represents incorporated in the video camera 13, is outputted from the video camera 13 as the second image signal.
The second image signal output from the video camera 13 is input to one input terminal of the image synthesis circuit 42. At the same time, the other input terminal of the image synthesizing circuit 42 receives the first image signal once stored in the image memory 41. The image synthesizing circuit 42 alternately selects the first image signal and the second image signal and outputs them to the monitor 14. Here, each of the first image signal and the second image signal has information of one field, and one frame is composed of these two signals. Thus, two images for the alignment marks A and B are displayed at the same time. When the XY-θ table 15 is moved for correction when the alignment marks A and B are shifted, the shape of the alignment marks A 1 and B 1 is changed at predetermined time intervals by the video camera. 13 to the image memory 41. Therefore, the latest shape of the alignment marks A 1 and B 1 is always stored in the image memory 41, and the monitor 14 can know the alignment status in real time. Note that the positioning is similarly performed for the positioning marks A 2 and B 2 . Alignment marks A 1 , B 1 , A 2 ,
Step after the position of the B 2 match is the same as in the first embodiment.

【0029】このように本実施の形態に係る重ね合わせ
装置40では、顕微鏡12によりマークを観察する際
に、レンズホルダ130と共に光学レンズ122を光軸
方向に上下動させて駆動基板11Aおよび対向基板11
Bそれぞれに個別に焦点を合わせると共に、先に焦点を
合わせた対向基板11A側の画像(位置合わせマークA
1 ,A2 )を一旦画像メモリ41に取り込み、その後に
焦点を合わせた駆動基板11B側の画像(位置合わせマ
ークB1 ,B2 )とタイミングを合わせて同時にモニタ
14上に表示させている。このためモニタ14上に表示
された位置合わせマークA1 ,B1 、A2 , B2 それぞ
れの画像は鮮明である。従って、第1の実施の形態と同
様に、本実施の形態でも、駆動基板11Aと対向基板1
1Bとが高さ方向に大きく離れている場合であっても、
駆動基板11Aと対向基板11Bの高精度な位置合わせ
を行うことができる。また、重ね合わせの精度が向上す
ることにより、対向基板11A側に設けられたマイクロ
レンズ11aによる駆動基板11B側の画素への集光効
果を十分に引き出すことが可能になり、高輝度化を図る
ことができる。
As described above, in the superposing apparatus 40 according to the present embodiment, when observing the mark with the microscope 12, the optical lens 122 is moved up and down together with the lens holder 130 in the optical axis direction to move the drive substrate 11A and the opposing substrate. 11
B and the image on the counter substrate 11A side (the alignment mark A
1 , A 2 ) are once fetched into the image memory 41, and then displayed on the monitor 14 at the same time as the focused image (positioning marks B 1 , B 2 ) on the drive board 11B side. Therefore, the images of the alignment marks A 1 , B 1 , A 2 , and B 2 displayed on the monitor 14 are clear. Therefore, similarly to the first embodiment, also in the present embodiment, the drive substrate 11A and the opposing substrate 1
1B, even if it is greatly separated in the height direction,
The driving substrate 11A and the opposing substrate 11B can be accurately positioned. Also, by improving the accuracy of the superposition, it is possible to sufficiently bring out the light condensing effect on the pixels on the drive substrate 11B side by the microlenses 11a provided on the counter substrate 11A side, and to achieve high luminance. be able to.

【0030】以上実施の形態を挙げて本発明を説明した
が、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では
対向基板11A側の画像(第1の位置合わせマーク
1 ,A2 )を先にビデオカメラ13に取り込むように
したが、逆に、駆動基板11B側の画像(第2の位置合
わせマークB1 ,B2 )を先にビデオカメラ13に取り
込むようにしてもよく、この場合には重ね合わせのため
に移動させるのは対向基板11Aとすればよい。また、
第2の実施の形態では、ビデオカメラ13から出力され
た対向基板11Aおよび駆動基板11Bの画像を画像合
成回路42で交互に選択し、そのままモニタ14上に表
示するようにしたが、これら画像信号に対して演算処理
を施した後に表示させるようにしてもよい。
Although the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified. For example, in the above embodiment, the image (first alignment marks A 1 , A 2 ) on the opposing substrate 11A side is taken into the video camera 13 first. The two alignment marks B 1 and B 2 ) may be taken into the video camera 13 first, and in this case, the opposite substrate 11A may be moved for superposition. Also,
In the second embodiment, the images of the opposing substrate 11A and the driving substrate 11B output from the video camera 13 are alternately selected by the image synthesizing circuit 42 and displayed on the monitor 14 as they are. May be displayed after the arithmetic processing is performed.

【0031】また、各位置合わせマークの形状、位置お
よび数などは上記実施の形態の態様に限らず任意であ
る。更に、上記実施の形態では、重ね合わせの対象とし
て、マイクロレンズ一体型の対向基板11Aと駆動基板
11Bとからなる液晶表示素子11を用いて説明した
が、その他、同時に焦点深度内に入らない程度に離間し
た2つの基板により構成されるデバイス一般に適用する
ことができる。
The shape, position, number, etc., of each alignment mark are not limited to those of the above-described embodiment, but may be arbitrary. Furthermore, in the above-described embodiment, the liquid crystal display element 11 including the counter substrate 11A and the driving substrate 11B integrated with the microlens is described as the object to be superimposed. The present invention can be generally applied to a device including two substrates separated from each other.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように請求項1および請求
項4記載の光学素子の重ね合わせ装置によれば、光軸方
向にそって変位可能な光学レンズおよびこの光学レンズ
を往復駆動させるための駆動手段を用いて自動的に光学
レンズを光軸方向に往復駆動させると共に、画像表示手
段により第1の位置合わせマークおよび第2の位置合わ
せマークについての2つの画像を個別に表示させるよう
にしたので、第1の基板および第2の基板の位置合わせ
マークそれぞれに迅速に焦点を合わせることができ、2
つの基板のマークの位置が大きく離れていても、迅速な
精度のよい重ね合わせ行うことができるという効果を奏
する。
As described above, according to the optical element superimposing apparatus according to the first and fourth aspects, the optical lens displaceable along the optical axis direction and the optical lens for reciprocatingly driving the optical lens. The drive means automatically drives the optical lens back and forth in the optical axis direction, and the image display means displays the two images of the first alignment mark and the second alignment mark individually. Therefore, it is possible to quickly focus on the alignment marks on the first substrate and the second substrate, respectively.
Even if the marks on the two substrates are far apart from each other, it is possible to perform the superposition quickly and accurately.

【0033】また、請求項2および請求項3記載の光学
素子の重ね合わせ装置によれば、光学レンズを手動によ
って光軸方向に移動可能としたので、同様に、第1の基
板および第2の基板の位置合わせマークそれぞれに個別
に焦点を合わせることができ、2つの基板のマークの位
置が大きく離れていても、精度のよい重ね合わせ行うこ
とができるという効果を奏する。
Further, according to the optical element overlapping device according to the second and third aspects, the optical lens can be manually moved in the optical axis direction, so that the first substrate and the second substrate can be similarly moved. The focus can be individually adjusted on each of the alignment marks on the substrates, and even if the positions of the marks on the two substrates are far apart from each other, it is possible to perform the overlay with high accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る重ね合わせ装
置の概略構成を表すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a superposition apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の重ね合わせ装置による2つの位置合わせ
マークのモニタ上の表示状態を説明するための図であ
る。
FIG. 2 is a view for explaining a display state of two alignment marks on a monitor by the superposition apparatus of FIG. 1;

【図3】図1の重ね合わせ装置の顕微鏡内の具体的構成
を表す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a specific configuration inside a microscope of the superposing apparatus in FIG.

【図4】本発明の第2の実施の形態に係る重ね合わせ装
置の概略構成を表すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a superposition apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図5】図4の重ね合わせ装置の要部構成を表す断面図
である。
5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the superposing apparatus in FIG.

【図6】従来の液晶表示素子における駆動基板と対向基
板との重ね合わせ方法を説明するための図である。
FIG. 6 is a view for explaining a method of superposing a driving substrate and a counter substrate in a conventional liquid crystal display element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…液晶表示素子、11A…対向基板、11B…駆動
基板、11a…マイクロレンズ、11b…カバーガラス
板、12…顕微鏡、13…ビデオカメラ、14…モニ
タ、15…X−Y−θテーブル、120…鏡筒、12
1,122,123,124…光学レンズ、125…レ
ンズホルダ、126…直動ガイド、127a,127b
…コイル、128a,128b…磁石、129…位置検
出センサ、41…画像メモリ、42…画像合成回路、A
1 ,B1、 2 ,B2 …位置合わせマーク
11: liquid crystal display element, 11A: counter substrate, 11B: drive substrate, 11a: micro lens, 11b: cover glass plate, 12: microscope, 13: video camera, 14: monitor, 15: XY-θ table, 120 ... Barrel, 12
1, 122, 123, 124: optical lens, 125: lens holder, 126: linear guide, 127a, 127b
... Coil, 128a, 128b ... Magnet, 129 ... Position detection sensor, 41 ... Image memory, 42 ... Image synthesis circuit, A
1, B 1, A 2, B 2 ... alignment mark

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の位置合わせマークが形成された第
1の基板と、この第1の基板に対して重ね合わせの基準
となる第2の位置合わせマークが形成された第2の基板
とを所定の間隙を保持した状態で、第1の位置合わせマ
ークおよび第2の位置合わせマークを基準にして第1の
基板と第2の基板とを相対的に移動させることにより2
つの基板を重ね合わせる重ね合わせ装置において、 前記第1の位置合わせマークに対して焦点が合う第1の
位置と第2の位置合わせマークに対して焦点が合う第2
の位置との間で光軸方向にそって変位可能な光学レン
ズ、およびこの光学レンズを第1の位置と第2の位置と
の間において往復駆動させるための駆動手段を含み、前
記光学レンズにより第1の位置合わせマークおよび第2
の位置合わせマークそれぞれの鮮明画像を個別に形成す
る鮮明画像形成手段と、 この鮮明画像形成手段により形成された第1の位置合わ
せマークおよび第2の位置合わせマークについての画像
を取り込み、それぞれ画像信号に変換する画像入力手段
と、 この画像入力手段から出力された第1の位置合わせマー
クおよび第2の位置合わせマークについての2つの画像
を表示する画像表示手段とを備えたことを特徴とする光
学素子の重ね合わせ装置。
A first substrate on which a first alignment mark is formed; and a second substrate on which a second alignment mark serving as a reference for overlaying the first substrate is formed. While maintaining a predetermined gap, the first substrate and the second substrate are relatively moved with respect to the first alignment mark and the second alignment mark, thereby obtaining 2
In a superposing apparatus for superposing two substrates, a first position in focus on the first alignment mark and a second position in focus on the second alignment mark
An optical lens displaceable along the optical axis direction between the first position and the second position, and driving means for reciprocating the optical lens between a first position and a second position. First alignment mark and second alignment mark
A clear image forming means for individually forming a clear image of each of the positioning marks, and images of the first positioning mark and the second positioning mark formed by the clear image forming means are taken in, and the respective image signals are read. An optical system comprising: an image input unit for converting the image into an image; and an image display unit for displaying two images of the first alignment mark and the second alignment mark output from the image input unit. A device for superposing elements.
【請求項2】 第1の位置合わせマークが形成された第
1の基板と、この第1の基板に対して重ね合わせの基準
となる第2の位置合わせマークが形成された第2の基板
とを所定の間隙を保持した状態で、第1の位置合わせマ
ークおよび第2の位置合わせマークを基準にして第1の
基板と第2の基板とを相対的に移動させることにより2
つの基板を重ね合わせる重ね合わせ装置において、 前記第1の位置合わせマークに対して焦点が合う第1の
位置と第2の位置合わせマークに対して焦点が合う第2
の位置との間で光軸方向にそって変位可能な光学レンズ
を含み、この光学レンズにより第1の位置合わせマーク
および第2の位置合わせマークそれぞれの鮮明画像を個
別に形成する鮮明画像形成手段と、 この鮮明画像形成手段内の光学レンズを第1の位置およ
び第2の位置に選択的に固定するための光学レンズ移動
手段と、 前記鮮明画像形成手段により形成された第1の位置合わ
せマークおよび第2の位置合わせマークについての画像
を取り込み、それぞれ画像信号に変換する画像入力手段
と、 この画像入力手段から出力された第1の位置合わせマー
クおよび第2の位置合わせマークについての2つの画像
を表示する画像表示手段とを備えたことを特徴とする光
学素子の重ね合わせ装置。
2. A first substrate on which a first alignment mark is formed, and a second substrate on which a second alignment mark serving as a reference for superposition on the first substrate is formed. While maintaining a predetermined gap, the first substrate and the second substrate are relatively moved with respect to the first alignment mark and the second alignment mark, thereby obtaining 2
In a superposing apparatus for superposing two substrates, a first position in focus on the first alignment mark and a second position in focus on the second alignment mark
A clear image forming means for individually forming clear images of the first alignment mark and the second alignment mark by using the optical lens displaceable along the optical axis direction between the first alignment mark and the second alignment mark. An optical lens moving means for selectively fixing an optical lens in the clear image forming means at a first position and a second position; and a first alignment mark formed by the clear image forming means. Image input means for taking in an image of the second alignment mark and converting the image into an image signal, and two images of the first alignment mark and the second alignment mark output from the image input means And an image display means for displaying an image.
【請求項3】 更に、前記画像入力手段から出力される
画像信号のうち先に出力される位置合わせマークについ
ての画像信号を一時的に格納するための画像記憶手段
と、この画像記憶手段に格納された画像信号と前記画像
入力手段から後に出力される位置合わせマークについて
の画像信号とを合成する画像合成手段とを備え、前記画
像表示手段はこの画像合成手段により合成された第1の
位置合わせマークおよび第2の位置合わせマークの2つ
の画像を同時に表示することを特徴とする請求項2記載
の光学素子の重ね合わせ装置。
3. An image storage means for temporarily storing an image signal for an alignment mark output first among image signals output from the image input means, and stored in the image storage means. Image synthesizing means for synthesizing the obtained image signal and an image signal for an alignment mark to be output later from the image input means, wherein the image display means comprises a first alignment synthesized by the image synthesizing means. 3. The apparatus according to claim 2, wherein two images of the mark and the second alignment mark are displayed simultaneously.
【請求項4】 重ね合わせの対象となる第1の基板が複
数の画素がマトリクス状に配置された画素部を有する液
晶表示素子用の駆動基板であり、一方、第2の基板がこ
の駆動基板の画素部に光を集光するためのマイクロレン
ズが形成されると共に、これらマイクロレンズと前記駆
動基板との間に液晶層平坦化用の透明板が設置された対
向基板であり、前記対向基板側に形成された第1の位置
合わせマークと前記駆動基板側に形成された第2の位置
合わせマークとの間の間隙が、前記マイクロレンズの厚
さ、透明板の厚さおよび液晶充填用の空間部の高さを含
む大きさに設定されたことを特徴とする請求項1記載の
光学素子の重ね合わせ装置。
4. A first substrate to be superimposed is a driving substrate for a liquid crystal display element having a pixel portion in which a plurality of pixels are arranged in a matrix, while the second substrate is a driving substrate for the liquid crystal display device. A microlens for condensing light is formed on the pixel portion, and a transparent plate for flattening a liquid crystal layer is provided between the microlens and the driving substrate. The gap between the first alignment mark formed on the side of the substrate and the second alignment mark formed on the side of the driving substrate is determined by the thickness of the microlens, the thickness of the transparent plate, and the filling of the liquid crystal. 2. The apparatus according to claim 1, wherein the size is set to include the height of the space.
JP234997A 1997-01-09 1997-01-09 Optical element superposition device Pending JPH10197838A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009168507A (en) * 2008-01-11 2009-07-30 Nsk Ltd Edge position detection method and edge position detection apparatus for transparent substrate

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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