JPH10197838A - 光学素子の重ね合わせ装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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Ａ_1,Ａ₂ 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。

【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。

【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。

【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。

【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,
Ｂ₁ 、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。

【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。

【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。

【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,
Ｂ₁ 、Ａ₂,Ｂ₂ に迅速に焦点を合わせるものである。

【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。

【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。

【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
Ａ₁ ，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。

【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。

【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。

【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。

【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 ,
Ｂ₂ 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。

【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。

【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
Ａ₁ ，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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【符号の説明】

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 ，Ｂ_1、 Ａ₂ ，Ｂ₂ …位置合わせマーク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。