(57)【要約】【課題】  複数枚の表示素子を重ね合わせて作成するカラー表示素子、とくに、カラー電子ペーパー等のように薄いシート状の表示素子に好適な構造、製造方法を提供する。【解決手段】  本発明は、第１の電極が配設された第１の基板と、第２の電極が配設された第２の基板と、それらの基板間に設けられた発色層とから構成される表示素子であって、第１の基板上に設けた第１のマークと第２の基板上に設けた第２のマークとを重ね合わせて基板を貼り合わせる際の位置決めマークを構成することを特徴とする表示素子に関する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極が配設された第１の基板と、第２の電極が配設された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板間に設けられた発色層とから構成される表示素子であって、
前記第１の基板上に設けた第１のマークと前記第２の基板上に設けた第２のマークとを重ね合わせることによって、前記２つの基板を貼り合わせる際の位置決めマークを構成することを特徴とする表示素子。
【請求項２】
前記位置決めマークを構成する前記２つのマークは長方形であり、前記第１の電極の配線方向と前記第１のマークの長辺方向、および前記第２の電極の配線方向と前記第２のマークの長辺方向をそれぞれ一致するように配置し、前記２つのマークの合成によって生成する基準点と前記第１の電極と第２の電極の交差位置との関係を一定に保持することを特徴とする請求項１に記載の表示素子。
【請求項３】
前記位置決めマークは、表示領域の外側対角位置に設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の表示素子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の表示素子を複数枚積層して構成されるカラー表示素子であって、前記位置決めマークの交差部を基準位置とし、各表示素子の前記基準位置を重なり合うよう積層させたことを特徴とするカラー表示素子。
【請求項５】
第１の電極が配設された第１の基板と、第２の電極が配設された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板間に設けられた発色層とから構成される表示素子の製造方法において、
前記第１の基板上に第１のマークを形成する工程と、
前記第２の基板上に第２のマークを形成する工程と、
前記２つのマークの合成によって得られるマークを位置決めマークとして、前記２つの基板を貼り合わせる工程と、
を含むことを特徴とする表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数枚の表示素子を重ね合わせて作成するカラー表示素子、とくに、カラー電子ペーパー等のように薄いシート状の表示素子に好適な構造、製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表示内容を電気的に書き換え可能な電子ペーパーが実現可能な表示素子として、第１の基板（上面基板）１と第２の基板（下面基板）２との間に液晶層が挟持された構造の薄型素子が提案されている。この表示素子は、複数枚の素子を垂直に積層することでカラー化することができる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
積層によりカラー表示素子を実現するためには、各層の対応するが画素が同じ位置となるよう位置合わせが必要となる。この位置合わせは、各素子上に位置合わせマークを設け、マークの中央などの点を基準として積層することで行われる。
【０００４】
図８に従来の技術による貼り合わせ例を示す。第１の基板１と第２の基板２とを貼り合わせる際の位置決めマーク（以下では貼り合わせマークと呼ぶ）として、第１の基板の貼り合わせマーク１２、第二の基板の貼り合わせマーク２２をそれぞれ設け、これらを重ねることによって貼り合わせ位置を調整している。
【０００５】
この貼り合わせマークを積層時の位置合わせマーク（以下では積層マークと呼ぶ）として使った場合、図９（ａ）のように正確に設計どおりの貼り合わせが行われていれば、位置合わせマークとしての機能に支障はない。ところが、貼り合わせがわずかにずれた場合、表示素子の機能として許容範囲にあっても、図９（ｂ）のように設計とマーク形状が大きく変わるため、積層のための位置合わせマークとしては使用できなくなる。
【０００６】
図１０は、従来の積層の位置合わせのみの目的で素子に付けたマークの一例である。この例では、積層マーク２２は、第２の基板２上に設けてある。この場合、第２の電極２１との位置関係は正確に定まるが、第１の基板１上の第１の電極１１との位置関係は、２つの基板の貼り合わせにより誤差を生じる。液晶の発色箇所は、図１２に示すように、各基板上の電極の交差する部分となるので、このようなマークにより積層の位置合わせを行った場合、紙面左右の方向で、積層の位置に誤差が生じ（図１１）、カラー表示の不具合となりうる（図１２）。逆に、マークを第１の基板１上のみに設けた場合も、第２の電極２１とマークの位置関係に誤差が生じ、同様な不具合が起こり得る。
【０００７】
上記のように、２枚のシートに液晶を封じた液晶パネルを重ね合わせてカラー液晶とする際には、積層用の位置合わせマークを用いるが、このマークの形成には、以下の問題を抱える。
（１）上下シートの一方にマークをつけると、上下シート中の電極の交差によって決まる発色位置とマーク位置とが、シートの貼り合わせ状況によりずれを生ずる。
（２）上下シートに同一のマーク、あるいは形状の異なる複雑なマークをつけると、同様に、シートのずれによりマークの検出が困難になる。
【非特許文献１】雑誌「ＦＵＪＩＴＳＵ」，Ｖｏｌ．５７，Ｎｏ．３，ｐ３０２−３０６（２００６年５月）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記問題を解決するために、本発明では、第１の基板と第２の基板の両方にマークを設け、２枚の基板が貼り合わされる際に、１つの位置合わせマークを形成するように配置し、この合成されたマークを積層の基準マークとして用いる表示素子、カラー表示素子、および表示素子の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第一の発明は、第１の電極が配設された第１の基板と、第２の電極が配設された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板間に設けられた発色層とから構成される表示素子であって、前記第１の基板上に設けた第１のマークと前記第２の基板上に設けた第２のマークとを重ね合わせることによって、前記２つの基板を貼り合わせる際の位置決めマークを構成することを特徴とする表示素子に関する。
【００１０】
すなわち、第一の発明によれば、２枚の基板の貼り合わせが設計値からずれた場合であっても、第１の基板上のマークは第１の電極とともに移動し、第２の基板上のマークは第２の電極とともに移動するため、それぞれのマークの交点とそれぞれの電極の交点との位置関係は、設計上のそれらの関係と一致することとなる。そして、この交点を積層の位置合わせ基準位置として用いることによって、正確な積層が可能となる。
【００１１】
第二の発明は、前記位置決めマークを構成する前記２つのマークは長方形であり、前記第１の電極の配線方向と前記第１のマークの長辺方向、および前記第２の電極の配線方向と前記第２のマークの長辺方向をそれぞれ一致するように配置し、前記２つのマークの合成によって生成する基準点と前記第１の電極と第２の電極の交差位置との関係を一定に保持することを特徴とする上記第一の発明に記載の表示素子に関する。
【００１２】
すなわち、第二の発明によれば、２枚の基板の貼り合わせが設計値からずれた場合であっても、第１の基板上のマークは第１の電極とともに移動し、第２の基板上のマークは第２の電極とともに移動するため、それぞれのマークを長方形とし、長辺方向を同じ基板の電極の配線方向と一致させておくと、それぞれのマークの交点とそれぞれの電極の交点との位置関係は一定に保持され、設計上のそれらの関係と一致する。そこで、この交点を積層の位置合わせ基準位置として用いることによって、正確な表示パネルの積層が可能となる。
【００１３】
第三の発明は、前記位置決めマークは、表示領域の外側対角位置に設けられたことを特徴とする上記第一または第二の発明に記載の表示素子に関する。
【００１４】
すなわち、第三の発明によれば、位置合わせマークは、例えば、表示素子の表示領域の端の部分に表示領域の対角線上に少なくとも２個配置すると、２つのマーク位置を合わせることで、積層の際に、２素子間の表示領域全面にわたっての発色の位置関係を保障するものとなる。
【００１５】
第四の発明は、上記第一乃至第三のいずれかの発明に記載の表示素子を複数枚積層して構成されるカラー表示素子であって、前記位置決めマークの交差部を基準位置とし、各表示素子の前記基準位置を重なり合うよう積層させたことを特徴とするカラー表示素子に関する。
【００１６】
すなわち、第四の発明によれば、個々の表示素子を重ねてカラー表示素子とする場合において、位置決めマークの交差部が基準位置となるので、各素子間で発色位置を正確に合わせることができることとなり、高精細なカラー表示素子の製造が可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
以上、上記してきた発明により以下の効果が生まれる。
（１）基板間に液晶など表示部材を挟み込んだ表示素子において、２つの基板を貼り合わせる際に、貼り合わせが設計値からずれた場合であっても、第１の基板上のマークは第１の電極とともに移動し、第２の基板上のマークは第２の電極とともに移動するため、それぞれのマークの交点とそれぞれの電極の交点との位置関係は、設計上のそれらの関係と一致することとなる。そして、この交点を積層の位置合わせ基準位置として用いることによって、正確な積層が可能となる。
【００１８】
また、それぞれの基板のマークを長方形とし、長辺方向を同じ基板の電極の配線方向と一致させておくと、それぞれのマークの交点とそれぞれの電極の交点との位置関係は一定に保持されるため、設計上のそれらの関係と一致し、より正確な表示パネルの積層が可能となる。
（２）位置合わせマークは、例えば、表示素子の表示領域の端の部分に表示領域の対角線上に少なくとも２個配置すると、２つのマーク位置を合わせることで、積層の際に、２素子間の表示領域全面にわたっての発色の位置関係を保障することができる。
（３）個々の表示素子を重ねてカラー表示素子とする場合、位置決めマークの交差部を基準位置とすることによって、各素子間で発色位置を正確に合わせることができ、高精細なカラー表示素子の製造が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面にもとづいて本発明の実施形態を説明する。以下の実施例では、カラー電子ペーパー等の表示素子において、ストライプ透明電極を有する２枚の薄いシート状の基板を貼り合わせる場合の位置決めを想定しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、薄い基板を厚さ方向に垂直に貼り合わせる構成の一般的な表示素子にも適用し得るものである。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態になるカラー表示素子の基本構成を示す。カラー電子ペーパーは、Ｂ（青）、Ｇ（緑）、およびＲ（赤）の三原色の発色に相当するＢパネル、Ｇパネル、およびＲパネルの３枚のシート状の表示パネルから構成され、垂直に重なった構造となっている。各色パネルは、互いに直交する透明なストライプ電極が形成された透明フィルムによるシート状の２つの基板と、その基板間に封入された液晶層からなる。
【００２１】
図２は、本発明の実施の形態になる表示素子の部材構成を示す。各色一枚の表示パネルとしての表示素子は、上部透明電極１０１が、シート背面に形成された透明な上部シート１００と、下部透明電極２０１が上面に形成された透明な下部シート２００と、両シート間に設けられた壁面３００内に封止された液晶とから構成されている。
【００２２】
図３は、本発明の実施の形態になる表示素子において基板を貼合せる積層マークの構成例を示す。第１の基板１および第２の基板２上に、それぞれ第１の貼り合わせマーク１２および第２の貼り合わせマーク２２を設け、２枚の基板が貼り合わされた際に、１つのマークが形成されるように配置する。この合成されたマークを各表示素子を積層するときの基準マークとして用いる。
【００２３】
例えば、２枚の基板の貼り合わせが設計値からズレた場合にあっても、正確な貼り合わせが実行されるよう、マーク形状を長方形とし、その長辺の方向が各基板のストライプ配線方向と一致するように形成させている。
【００２４】
なお、各基板におけるマークとしては、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｕ（銅）等の金属膜を蒸着法などによって形成させることも可能であるが、好適な例としては、ストライプ透明電極を形成させるのと同一の製造プロセスを用いるのがよい。実施例では、スパッタリング装置法により、基板（一基板：Ａ４サイズ、厚さ１２５μｍのポリエステルフィルム）のコーナにおいて、幅３０μｍ×長さ３００μｍの長方形になる厚さ０．３μｍのＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化スズインジューム）膜を形成させた。
【００２５】
上記のように、位置決めマークを、同一の基板上の電極と同じプロセス、および材料で作成すれば、マーク形成のコストがかからず、しかも同じ基板上の電極との位置関係を正確に保持することが容易となる。
【００２６】
図４は、本発明の実施の形態になる基板上に形成したマークの重ね合わせによる位置合わせマークの効果を説明する図を示す。図４ａ）は、基準位置からのズレのない場合、図４ｂ）は、基準位置からのズレがある場合を示している。各図の左下隅には、第１のマーク１２および第２のマーク２２の長方形が重ね合わせられ、位置合わせマークが十字状となった状態を示している。また、図４ｂ）の点線部分は、図４ａ）と同じズレのない状態を示している。
【００２７】
図４ａ）、ｂ）に示すように、２枚の基板の貼り合わせが設計値からずれた場合であっても、第１の基板上の第１のマーク１２は第１の電極１１とともに移動し、および第２の基板上の第２のマーク２２は第２の電極２１とともに移動するため、各長方形のマークにおける長辺方向を同じ基板の電極の配線方向と一致させておくことによって、それぞれのマークの交点とそれぞれの電極の交点との位置関係は、設計上のそれらの関係と一致する。したがって、この交点を積層の位置合わせ基準位置として用いることで、正確な積層が可能となる。
【００２８】
図５は、本発明の実施の形態になる積層マークの基板上の配置例を示す。本実施例のように、位置合わせマークは、表示素子０の表示領域３０の端の部分に、位置合わせマーク４０、４１として、表示領域の対角線上に少なくとも２個配置する。こうした２つのマーク位置を合わせることによって、各表示素子を積層させる際に、２素子間の表示領域全面の発色位置の関係を確実に保障するものとなる。
【００２９】
図６は、本発明の実施の形態になる基板上マークを自動位置合せする場合の教示領域例を示す。各表示素子の積層を自動化する際には、あらかじめ登録した積層マークの画像を実際の画像から探し、基準位置を求める手法（パターンマッチング）を用いることができるが、図６の実施例に示すように、登録する画像として、２つのマークの交差部を教示領域５０として登録しておくことによって貼り合せのズレに対応することが可能となる。
【００３０】
図７は、本発明の実施の形態になるマークの自動位置合せに使用するズレ量の評価を説明する図である。図７は、貼り合わせ工程にフィードバックするために、各基板に設けたマークを基準として、貼り合わせ時に生じるズレ量を計測する例を示している。
【００３１】
位置合わせマークの設計形状からのズレを調べることで、貼り合せのズレ量を確認し、貼り合わせマークとして補正する。点線で示したマーク個々の中心点（水平マークの中心６０、垂直マークの中心６１）は、設計時のマークの交差位置であり、設計上の基準位置である。これに対して、実際のマーク（第１の基板上のマーク１２、第２の基板上のマーク２２）の中心との交差位置のズレ量（水平方向のズレ量Ｈ、垂直方向のズレ量Ｖ）を求めることで、貼り合せ時のズレ量を知ることができる。このズレ量を目的の精度を満たすよう貼り合わせ工程にフィードバックする。
【００３２】
また、このズレ量を記録し、貼り合わせの精度を管理し、一定以上のズレ量を検知した場合、貼り合わせ工程の不具合として工程の調整を行う等、工程管理に用いることが可能となる。
【００３３】
以下に、表示素子における基板の貼り合わせ工程、および複数の表示素子の貼り合わせ工程について示す。
＜基板の貼り合わせ工程＞
（１）各基板（シート）を貼り合せた際、１つのマークとなるように上下基板（シート）に交差する別々のパターンでマークをつける。
【００３４】
なお、パターン視認性向上のため、上下基板のパターンは、表示領域外に設ける。また、各パターンは、それぞれの基板の電極パターンと同一の材料、同一プロセスによって形成する。とくに、２つの位置合わせパターンを各基板の電極パターンと平行とし、それぞれを直交させる。
（２）上下基板のパターンの交差部を位置決めマークとして登録し、基板を積層する場合の基準位置とする。また、マークの交差中心とマークの水平・垂直各方向の中心位置のズレから貼り合せプロセスのズレを検出する。これらのマーク位置およびズレ量の検出は、設置カメラによって行われる。
【００３５】
上記により、貼り合わせ時に上下の基板がズレた場合であっても、各基板の電極交差部と積層基準位置との関係を保持できるため、最適な積層が実現される。
＜複数の表示素子の貼り合わせ工程＞
カメラで位置合わせマークを監視することによって下記シーケンスを実現する。
（３）下部表示素子（パネル）の位置合わせマークを撮像・記録する。
（４）上部表示素子を貼り合わせ位置に移動する（この時点で、下部表示素子は見えなくなる）。
（５）記録した下部表示素子の情報と上部表示素子の位置合わせマークの画像を使って、上部表示素子の回転、位置ズレを補正する。
（６）両表示素子のマーク位置を合わせて積層する。
【００３６】
以上のシーケンスによって、カラー電子ペーパー等、薄型のカラー表示素子の構成が精度よく実現される。
【００３７】
以上述べてきた本発明の実施の態様は、以下の付記に示す通りである。
（付記１）  第１の電極が配設された第１の基板と、第２の電極が配設された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板間に設けられた発色層とから構成される表示素子であって、
前記第１の基板上に設けた第１のマークと前記第２の基板上に設けた第２のマークとを重ね合わせることによって、前記２つの基板を貼り合わせる際の位置決めマークを構成することを特徴とする表示素子。
（付記２）  前記第１のマークと前記第２のマークは長方形とし、前記第１の電極の配線方向と前記第１のマークの長辺方向、および前記第２の電極の配線方向と前記第２のマークの長辺方向とが一致するように配置し、前記２つのマークの合成によって生成される基準点と、前記第１の電極と第２の電極の交差位置との関係が一定に保持されることを特徴とする位置決めマークを設けたことを特徴とする付記１に記載の表示素子。
（付記３）  前記位置決めマークは、同一の基板上の電極と同じプロセスで作成されたことを特徴とする付記１または２に記載の表示素子。
（付記４）  前記位置決めマークは、表示領域の外側対角位置に設けられたことを特徴とする付記１乃至３のいずれかに記載の表示素子。
（付記５）  付記１乃至４のいずれかに記載の表示素子を複数枚積層して構成されるカラー表示素子であって、前記位置決めマークの交差部を基準位置とし、各表示素子の基準位置が重なり合うよう積層させたことを特徴とするカラー表示素子。
（付記６）  前記位置決めマークの貼り合わせの設計形状と実際の形状との差異から、前記２枚の基板間のズレ量を算出して貼り合わせを補正することを特徴とする付記１乃至５のいずれかに記載の表示素子。
（付記７）  第１の電極が配設された第１の基板と、第２の電極が配設された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板間に設けられた発色層とから構成される表示素子の製造方法において、
前記第１の基板上に第１のマークを形成する工程と、
前記第２の基板上に第２のマークを形成する工程と、
前記２つのマークの合成によって得られるマークを位置決めマークとして、前記２つの基板を貼り合わせる工程と、
を含むことを特徴とする表示素子の製造方法。
（付記８）  付記７に記載した表示素子の製造方法になる表示素子を複数枚積層してカラー表示素子を構成する場合に、前記位置決めマークの交差部を基準位置とし、各素子の基準位置が重なり合うよう積層させる工程を含むことを特徴とするカラー表示素子の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態になるカラー表示素子の基本構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態になる表示素子の部材構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態になる表示素子において基板を貼合せる積層マークの構成例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態になる基板上に設定した形成したマークの重ね合わせによる位置合わせマークの効果を説明する図である。
【図５】本発明の実施の形態になる積層マークの基板上の配置例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態になる基板上マークを自動位置合せする場合の教示領域例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態になるマークの自動位置合せに使用するズレ量の評価を説明する図である。
【図８】従来の基板貼合せ例。
【図９】従来の貼合せマークの積層マークへの転用例。
【図１０】従来の積層マーク例。
【図１１】従来の積層マークを用いた場合の電極位置ズレの例
【図１２】従来の積層マークを用いた場合の発光位置ズレの例
【符号の説明】
【００３９】
０  表示素子
１  第１の基板
２  第２の基板
１１  第１の電極
１２  第２の電極
２１  第１の貼り合わせマーク
２２  第２の貼り合わせマーク
３０  表示領域
４０，４１  位置合わせマーク
６０  水平マークの中心
６１  垂直マークの中心
【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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【図１２】
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