JPH1062736A - 液晶表示素子の製造方法および重ね合わせ装置 - Google Patents

液晶表示素子の製造方法および重ね合わせ装置

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JPH1062736A
JPH1062736A JP8238456A JP23845696A JPH1062736A JP H1062736 A JPH1062736 A JP H1062736A JP 8238456 A JP8238456 A JP 8238456A JP 23845696 A JP23845696 A JP 23845696A JP H1062736 A JPH1062736 A JP H1062736A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動基板と対向基板とを貼り合わせる際に、
それぞれの位置合わせマークの位置が大きく離れていて
も、位置合わせ精度を向上させることができる液晶表示
素子の製造方法および重ね合わせ装置を提供する。 【解決手段】 顕微鏡１２の焦点を対向基板１１Ａ側の
位置合わせマークＡに合わせて鮮明画像を形成する。こ
の画像はビデオカメラ１３に取り込まれ、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１４に格納される。次
に、顕微鏡１２の焦点を駆動基板１１Ｂ側の位置合わせ
マークＢに合わせて鮮明画像を形成する。この位置合わ
せマークＢの画像はビデオカメラ１３に取り込まれ、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の画像信号と画像メモリ１４に一旦格納
された第１の画像信号は画像合成回路１５で合成された
後、モニタ１６上でそれぞれ鮮明に表示される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マトリクス状の画素部
を有する駆動基板に対して所定の間隙を保持するように
対向基板を対向配置して構成される液晶表示素子の製造
方法、およびこの液晶表示素子等の製造に用いられる重
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４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１
２０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。
【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、駆動基板と対向基板との間の間隙
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。
【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その第１の目的は、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
くても精度良く重ね合わせを行うことができる液晶表示
素子の製造方法を提供することにある。
【０００６】本発明の第２の目的は、２つの基板を貼り
合わせる際に、２つの位置合わせマーク間の距離が大き
くても精度良く重ね合わせることができ、特に液晶表示
素子の製造に用いて好適な重ね合わせ装置を提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る液晶表示素
子の製造方法は、マトリクス状に配置された画素部を有
する駆動基板と、この駆動基板に対して所定の間隙を保
持した状態で対向配置される対向基板とを含む液晶表示
素子の製造方法であって、対向基板に重ね合わせの基準
となる第１の位置合わせマークを設けると共に駆動基板
に重ね合わせの基準となる第２の位置合わせマークを設
け、第１の位置合わせマークおよび第２の位置合わせマ
ークの鮮明画像をそれぞれ個別に形成した後、それぞれ
の画像を表示手段において同時に表示すると共に、この
表示手段に表示された第１の位置合わせマークの画像と
第２の位置合わせマークの画像が基準の位置で互いに重
なるように駆動基板と対向基板とを相対的に移動させる
工程を含むものである。
【０００８】本発明に係る重ね合わせ装置は、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
た状態で重ね合わせるためのものにおいて、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
選択的に焦点を合わせて各マークの鮮明画像を形成する
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、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画像表示手
段と、この画像表示手段に表示された第１の位置合わせ
マークと第２の位置合わせマークの各画像が基準の位置
で重なるように第１の基板と第２の基板とを相対的に移
動させる基板移動手段とを備えた構成を有するものであ
る。
【０００９】本発明による液晶表示素子の製造方法で
は、対向基板側の第１の位置合わせマークおよび駆動基
板側の第２の位置合わせマークの鮮明画像がそれぞれ個
別に形成され、表示手段において２つのマークの画像が
それぞれ鮮明に表示される。
【００１０】本発明による重ね合わせ装置では、鮮明画
像形成手段において、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を合わせ
て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
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は画像記憶手段に
一時的に格納される。そして、画像合成手段において、
この画像記憶手段に格納された画像信号と画像入力手段
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
号とが合成されて出力され、これらの画像が画像表示手
段において同時に鮮明に表示される。
【００１１】
【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。
【００１２】図１は本発明の一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Ａ，Ｂの拡大画像を形成する鮮明
画像形成手段としての顕微鏡１２と、この顕微鏡１２に
よる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Ｂ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、このビデオカメラ１３から出力さ
れる画像信号のうち第１の画像信号を一時的に格納する
画像記憶手段としての画像メモリ１４と、この画像メモ
リ１４に格納された第１の画像信号およびビデオカメラ
１３から出力される第２の画像信号をそれぞれ入力とし
てこれらを交互に選択して出力する画像合成手段として
の画像合成回路１５と、この画像合成回路１５の出力を
受けて２つの画像信号を同時に表示する表示手段として
のモニタ１６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１７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１フィールド
分の情報を持ち、この２つの信号で１フレームを構成し
ている
【００１３】図２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の貼り合わせ前の状態を
拡大して表すものである。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、画素以外の部分が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。
【００１４】この対向基板１１Ａ側には例えば図３
（ｂ）に拡大して示したような十字形状の位置合わせマ
ークＡが形成されている。この位置合わせマークＡは例
えば製造工程の簡略化のためにマイクロレンズ１１ａの
形成時に同一プロセスで一体的に形成される。マイクロ
レンズ１１ａおよび位置合わせマークＡ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す
ることにより形成することができる。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１
１ｂが貼り合わせられている。このカバーガラス板１１
ｂ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。
【００１５】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３（ａ）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Ａが形成されている。
【００１６】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Ａと駆
動基板１１Ｂ側の位置合わせマークＢ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つ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、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との重ね合わせに有効に用いられるも
のである。
【００１７】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、ま
ず、顕微鏡１２の焦点を対向基板１１Ａ側の位置合わせ
マークＡに合わせることにより図３（ａ）に示したよう
な鮮明画像を形成する。この位置合わせマークＡ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１
３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１
４に格納される。次に、顕微鏡１２の焦点を駆動基板１
１Ｂ側の位置合わせマークＢに合わせることにより上記
と同様に図３（ｂ）に示したような鮮明画像を形成す
る。この位置合わせマークＢ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１５の一方の入力端に入
力される。同時に、画像合成回路１５の他方の入力端に
は画像メモリ１４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１５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１６側に出力す
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持ち、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１６上では図３
（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。
【００１８】この状態で、対向基板１１Ａ側の位置合わ
せマークＡと駆動基板１１Ｂ側の位置合わせマークＢと
が、例えば図３（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１７を駆動し、本実施の形態においては
駆動基板１１Ｂを移動させる。モニタ１６上において２
つの位置合わせマークＡ，Ｂ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
したシール剤を硬化させる。これにより駆動基板１１Ｂ
と対向基板１１Ａ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。
【００１９】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、駆動基板１１Ａおよび対向基板１１Ｂ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）を一旦画像メ
モリ１４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Ｂ）とタイミングを
合わせて同時にモニタ１６上に表示させている。従っ
て、モニタ１６上に表示された位置合わせマークＡ，Ｂ
それぞれの画像は鮮明である。すなわち、本実施の形態
では、位置合わせマークＡ，Ｂ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１１
Ｂとを精度よく重ね合わせることができる。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１１
Ｂ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。
【００２０】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、ビデオカメラ１３から出力された対向基板１１Ａ側
の画像（第１の位置合わせマークＡ）を画像メモリ１４
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Ｂ）を画像メモリ１４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、上記実施の形態では、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１５で交互に選択し、そのままモニタ１６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。
【００２１】また、各位置合わせマークの形状および位
置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。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明による液晶表
示素子の製造方法によれば、対向基板側の第１の位置合
わせマークおよび駆動基板側の第２の位置合わせマーク
の鮮明画像をそれぞれ個別に形成するようにしたので、
表示手段においては２つのマークの画像がそれぞれ鮮明
に表示される。従って、対向基板側の第１の位置合わせ
マークと駆動基板側の第２の位置合わせマークとの間の
距離が大きくても重ね合わせを精度よく行うことができ
るという効果を奏する。
【００２３】また、本発明による重ね合わせ装置によれ
ば、第１の基板側の第１の位置合わせマークおよび第２
の基板側の第２の位置合わせマークそれぞれに選択的に
焦点を合わせてマークの鮮明画像を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
合成して出力する画像合成手段と、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画像表示
手段とを備えるようにしたので、２つの基板のマークの
位置が大きく離れていても、重ね合わせを精度よく行う
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】本発明の一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】重ね合わせの対象となる液晶表示素子の駆動基
板と対向基板との関係を表す図である。
【図３】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４】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…画像メ
モリ、１５…画像合成回路、１６…モニタ、１７…Ｘ−
Ｙテーブル Ａ，Ｂ…位置合わせマーク

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 マトリクス状に配置された画素部を有す
    る駆動基板と、この駆動基板に対して所定の間隙を保持
    した状態で対向配置される対向基板とを含む液晶表示素
    子の製造方法であって、 前記対向基板に重ね合わせの基準となる第１の位置合わ
    せマークを設けると共に前記駆動基板に重ね合わせの基
    準となる第２の位置合わせマークを設け、前記第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鮮明画
    像をそれぞれ個別に形成した後、それぞれの画像を表示
    手段において同時に表示すると共に、この表示手段に表
    示された第１の位置合わせマークの画像と第２の位置合
    わせマークの画像が基準の位置で互いに重なるように前
    記駆動基板と対向基板とを相対的に移動させる工程を含
    むことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
  2. 【請求項２】 前記対向基板の駆動基板との対向面に駆
    動基板の画素部に光を集光させるための半球状の複数の
    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
    配置されており、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
    の液晶表示素子の製造方法。
  3. 【請求項３】 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重ね合わせるための重
    ね合わせ装置において、 前記第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を合わせて各マークの鮮明
    画像を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、 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
    に表示する画像表示手段と、 この画像表示手段に表示された第１の位置合わせマーク
    と第２の位置合わせマークの各画像が基準の位置で重な
    るように前記第１の基板と第２の基板とを相対的に移動
    させる基板移動手段とを備えたことを特徴とする重ね合
    わせ装置。
  4. 【請求項４】 前記第１の基板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、
    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た対向基板であることを特
    徴とする請求項３記載の重ね合わせ装置。
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