(57)【要約】  【課題】熱処理を施してもずれることがないようにＴＦＴアレイ基板と対向基板とを高精度に位置合わせして貼り合わせる液晶表示素子の製造方法を提供する。  【解決手段】ＴＦＴアレイ基板２０に凹部５２を形成し、対向基板３０の対応する位置に凸部５１を形成する。凸部５１を凹部５２に嵌挿することにより、両基板の位置合わせを容易に行うことができる。このような凹凸部５０により両基板の相対的なズレ、移動を抑制しているので、たとえ熱プロセスを施しても、基板が大きくずれることはない。  【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略平行に配置された一対の基板間に液晶を封止した液晶表示素子の製造方法であって、
前記一対の基板の一方の基板の少なくとも１箇所に凸部を形成し、
前記一対の基板の他方の基板の前記凸部に対応する位置に凹部を形成し、
前記一方の基板の前記凸部を前記他方の基板の前記凹部に嵌挿し、前記一方の基板と前記他方の基板を所定の間隔で平行に配置した状態で、当該一方の基板と当該他方の基板とを貼り合わせる
ことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】
前記一方の基板の１箇所に前記凸部を形成し、当該一方の基板の少なくとも他の１箇所に第１マークを形成し、
前記他方の基板の前記凸部に対応する１箇所に前記凹部を形成し、前記第１マークに対応する少なくとも１箇所に第２マークを形成し、
前記第１マークと前記第２マークとを用いて前記一方の基板と前記他方の基板とを位置合わせし、前記凸部を前記凹部に嵌挿し、当該一方の基板と当該他方の基板とを貼り合わせる
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項３】
前記一方の基板の２箇所以上に凸部または凹部を形成し、
前記他方の基板の前記凸部または前記凹部に対応する位置に凹部または凸部を形成し、
前記２箇所以上の前記凸部と前記凹部または前記凹部と前記凸部を用いて、前記一方の基板と前記他方の基板とを位置合わせし、当該一方の基板と当該他方の基板とを貼り合わせる
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項４】
前記凸部および／または前記凹部は、光硬化性樹脂に光を照射して硬化させることにより形成する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項５】
前記凸部および／または前記凹部は、光感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィー工程およびエッチング工程により形成する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項６】
前記凸部は、前記一対の基板を前記所定の間隔に維持するためのスペーサと同一工程により形成する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項７】
前記凹部は、前記一対の基板のいずれかの基板に形成される画素電極へのコンタクトを形成するための凹部形成工程と同一工程により形成する
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項８】
前記一方の基板と前記他方の基板の熱膨張係数が異なる
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項９】
前記凸部と前記凹部との嵌挿後に、少なくとも１回の熱処理を行う
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１０】
略平行に配置された一対の基板間に液晶を封止した液晶表示素子であって、
少なくとも１箇所に凸部が形成された第１の基板と、
前記第１の基板に対して所定の間隔で略平行に配置される基板であって、前記第１の基板の前記凸部に対応する位置に当該凸部が嵌挿される凹部が形成された第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板の間に形成される液晶層と
を有し、
前記第１の基板と前記第２の基板との相対位置が前記凸部および前記凹部の嵌挿により規定されていることを特徴とする
液晶表示素子。
【請求項１１】
前記第１の基板には、２箇所以上に前記凸部が形成され、
前記第２の基板には、前記凸部に対応して２箇所以上に前記凹部が形成され、
前記第１の基板と前記第２の基板との相対位置が、前記２箇所以上の前記凸部および前記凹部の嵌挿により規定されている
ことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示素子。
【請求項１２】
前記第１の基板には、画素に対応して画素電極が形成され、
前記第２の基板には、画素に対応してマイクロレンズが形成され、
前記画素電極と前記マイクロレンズとの位置が整合するように、前記第１の基板と前記第２の基板との相対位置が、前記凸部と前記凹部との嵌挿により位置合わせされている
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の液晶表示素子。
【請求項１３】
前記マイクロレンズおよび／または前記画素電極に位置合わせして、前記凸部および／または前記凹部を形成する
ことを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示素子。
【請求項１４】
前記第１の基板は、画素に対応して画素電極が形成され、
前記第２の基板は、画素に対応してブラックマトリクスが形成され、
前記画素電極と前記ブラックマトリクスの各画素領域との位置が整合するように、前記第１の基板と前記第２の基板との相対位置が、前記凸部と前記凹部との嵌挿により位置合わせされている
ことを特徴とする請求項１０または１１に記載の液晶表示素子。
【請求項１５】
前記ブラックマトリクスおよび／または前記画素電極に位置合わせして、前記凸部および／または前記凹部を形成する
ことを特徴とする請求項１４に記載の液晶表示素子。
【請求項１６】
前記凸部および／または前記凹部は、光硬化性樹脂により形成されている
ことを特徴とする請求項１０〜１５のいずれかに記載の液晶表示素子。
【請求項１７】
前記凸部および／または前記凹部は、光感光性樹脂により形成されている
ことを特徴とする請求項１０〜１５のいずれかに記載の液晶表示素子。
【請求項１８】
光源と、前記光源から出射された光を液晶表示素子に導く集光光学系と、前記液晶表示素子で光変調した光を拡大し投射する投射光学系とを有する投射型表示装置であって、
前記液晶表示素子は、略平行に配置された一対の基板間に液晶を封止した液晶表示素子であって、少なくとも１箇所に凸部が形成された第１の基板と、前記第１の基板に対して所定の間隔で略平行に配置される基板であって、前記第１の基板の前記凸部に対応する位置に当該凸部が嵌挿される凹部が形成された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板の間に形成される液晶層とを有し、前記第１の基板と前記第２の基板との相対位置が前記凸部および前記凹部の嵌挿により規定されている液晶表示素子であることを特徴とする投射型表示装置。
【請求項１９】
２枚の基板を所定の位置関係で貼り合わせる方法であって、
前記一対の基板の一方の基板の少なくとも１箇所に凸部を形成し、
前記一対の基板の他方の基板の前記凸部に対応する位置に凹部を形成し、
前記一方の基板の前記凸部を前記他方の基板の前記凹部に嵌挿し、前記一方の基板と前記他方の基板を所定の間隔で平行に配置した状態で、当該一方の基板と当該他方の基板とを貼り合わせる
ことを特徴とする基板貼り合わせ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子の製造方法、液晶表示素子、投影型表示装置および基板貼り合わせ方法に関し、特に、液晶を封止する２枚の基板の位置合わせ精度を向上させることにより表示性能を向上させた液晶表示素子の製造方法と液晶表示素子、それを用いた投影型表示装置、および、そのための基板貼り合わせ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示素子は、軽量で低消費電力という特徴から、コンピュータの表示装置、テレビジョン受像機あるいはプロジェクタなどの種々の分野で利用されている。
液晶プロジェクタなどの投射型表示素子では、光源から出射される光を赤、緑、青の各色の光に分離し、各光を液晶表示素子により構成される３つのライトバルブにより変調し、変調された後の色光束を合わせて投射面に拡大投射している。この液晶プロジェクタなどのライトバルブとしては、一般に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）駆動によるアクティブマトリクス型液晶表示素子が用いられる。
【０００３】
一般的なアクティブマトリクス型液晶表示素子は、スイッチング素子や表示電極が形成されたＴＦＴアレイ基板と、ＴＦＴアレイ基板に対向して設けられた対向基板とを有し、ＴＦＴアレイ基板と対向基板との間に液晶材料が封入される。液晶材料が所望の電気光学的特性を呈するために、ＴＦＴアレイ基板と対向基板との間隔を表示領域全体に渡って均一にする必要がある。
【０００４】
また、対向基板に各画素に対応したマイクロレンズを形成したマイクロレンズタイプの液晶表示素子も知られている。マイクロレンズで発光光を集光することにより、輝度を向上させた明るい液晶表示素子が実現できる。
また、対向基板の画素領域以外の領域、すなわち画素電極以外の領域を遮光するブラックマトリクスタイプの液晶表示素子も知られている。ブラックマトリクスを形成することで、表示コントラストを向上させることができる。
【０００５】
これらマイクロレンズタイプの液晶表示素子やブラックマトリクスタイプの液晶表示素子においては、ＴＦＴアレイ基板の各画素電極の位置と、対向基板のマイクロレンズの位置、あるいはブラックマトリクス開口領域との位置を一致させなければならない。すなわち、ＴＦＴアレイ基板と対向基板とを高精度に位置合わせして貼り合わせる必要がある。
従来、ＴＦＴアレイ基板と対向基板とを位置合わせする一般的な方法としては、たとえば、両基板に各々アライメントマークを形成しておき、このアライメントマークが一致するように各基板の位置を制御して両基板を貼り合わせる方法が広く用いられている。また、基板の位置が規定された基板配膳用のパレットを使用し、このパレットに液晶表示素子基板（ＴＦＴアレイ基板）と対向基板とを投入して両基板を貼り合わせる方法も提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平４−３０５６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述したアライメントマークを用いる方法や、基板配置用のパレットを用いる方法でも、位置合わせの精度が十分とは言い難く、一層高精度に位置合わせをして両基板を貼り合わせたいと言う要望があった。
また、液晶表示素子の一般的な製造工程においては、ＴＦＴアレイ基板と対向基板とを貼り合わせた後に、接着剤硬化のための熱プロセスと、液晶配向処理のための熱プロセスと、少なくとも２回程度の熱プロセスが施される。そのため、仮に基板貼り合わせ時に精度良く貼り合わせることができたとしても、貼り合わせただけでは２枚の基板を維持する拘束力が弱く、熱プロセスの際にＴＦＴアレイ基板と対向基板との熱膨張率の相違などにより基板の位置にズレが生じる可能性がある。
【０００８】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、熱処理を施したとしてもずれることなくＴＦＴアレイ基板と対向基板とを高精度に位置合わせして貼り合わせることができ、これにより高品質な画像の表示が可能な液晶表示素子およびその製造方法を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、高品質に所望の映像を投影表示することのできる投影型表示装置を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、そのような高精度に位置合わせをして２枚の基板を貼り合わせることのできる基板貼り合わせ方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的を達成するために、本発明の液晶表示素子の製造方法は、略平行に配置された一対の基板間に液晶を封止した液晶表示素子の製造方法であって、
前記一対の基板の一方の基板の少なくとも１箇所に凸部を形成し、
前記一対の基板の他方の基板の前記凸部に対応する位置に凹部を形成し、
前記一方の基板の前記凸部を前記他方の基板の前記凹部に嵌挿し、前記一方の基板と前記他方の基板を所定の間隔で平行に配置した状態で、当該一方の基板と当該他方の基板とを貼り合わせることを特徴とする。
【００１０】
このような方法であれば、一方の基板の凸部を他方の基板の凹部に嵌挿することにより、一方の基板と他方の基板との位置合わせを容易に行うことができる。また、この位置合わせは、基板に形成された凹凸形状にしたがって行われるから、アライメントマークを観察して位置合わせをする場合に比べて観察信号の誤差を排除することができ、より高精度に位置合わせをすることができる。
また、位置合わせをして基板を貼り合わせた後も、凹凸部により２枚の基板の相対的な位置は維持され続けている。したがって、その後の熱処理によって基板が伸縮したとしても、２枚の基板の相対的位置関係は凹凸部が嵌挿している箇所を中心として維持されており、大きく基板の相対位置がずれることは防ぐことができる。
【００１１】
好適には、前記一方の基板の１箇所に前記凸部を形成し、当該一方の基板の少なくとも他の１箇所に第１マークを形成し、前記他方の基板の前記凸部に対応する１箇所に前記凹部を形成し、前記第１マークに対応する少なくとも１箇所に第２マークを形成し、前記第１マークと前記第２マークとを用いて前記一方の基板と前記他方の基板とを位置合わせし、前記凸部を前記凹部に嵌挿し、当該一方の基板と当該他方の基板とを貼り合わせる。
【００１２】
このような構成であれば、凹凸部により物理的に２枚の基板の関係を維持している箇所は１箇所だけである。したがって、２枚の基板の熱処理による伸縮率が異なるような場合であっても、凹凸部以外の箇所は自由端となっており、基板同士は相対的にずれた後に元に戻るので、基板同士に応力が作用することなく、位置ズレも発生しない。
【００１３】
また、前記一方の基板の２箇所以上に凸部または凹部を形成し、前記他方の基板の前記凸部または前記凹部に対応する位置に凹部または凸部を形成し、前記２箇所以上の前記凸部と前記凹部または前記凹部と前記凸部を用いて、前記一方の基板と前記他方の基板とを位置合わせし、当該一方の基板と当該他方の基板とを貼り合わせても良い。
【００１４】
このような構成であれば、複数箇所の凹凸部の嵌挿箇所で物理的に２枚の基板の位置を規定しているため、より高精度で基板の位置合わせを行うことができる。また、２枚の基板が比較的同じ伸縮率で伸縮している限りは、２枚の基板の相対的な位置関係は維持される。すなわち、熱処理などにより基板にズレが生じることがなく、安定して２枚の基板の位置関係を維持できる。
【００１５】
好適には、前記凸部および前記凹部は、光硬化性樹脂に光を照射して硬化させることにより形成する。
また好適には、前記凸部および前記凹部は、光感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィー工程およびエッチング工程により形成する。
【００１６】
好適には、前記凸部は、前記一対の基板を前記所定の間隔に維持するためのスペーサと同一工程により形成する。
また好適には、前記凹部は、前記一対の基板のいずれかの基板に形成される画素電極へのコンタクトを形成するための凹部形成工程と同一工程により形成する。
また好適には、前記一方の基板と前記他方の基板の熱膨張係数が異なる。
また好適には、前記凸部と前記凹部との嵌挿後に、少なくとも１回の熱処理を行う。
【００１７】
また、本発明の液晶表示素子は、略平行に配置された一対の基板間に液晶を封止した液晶表示素子であって、
少なくとも１箇所に凸部が形成された第１の基板と、
前記第１の基板に対して所定の間隔で略平行に配置される基板であって、前記第１の基板の前記凸部に対応する位置に当該凸部が嵌挿される凹部が形成された第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板の間に形成される液晶層と
を有し、
前記第１の基板と前記第２の基板との相対位置が前記凸部および前記凹部の嵌挿により規定されていることを特徴とする。
【００１８】
好適な一具体的構成例としては、前記第１の基板には、画素に対応して画素電極が形成され、前記第２の基板には、画素に対応してマイクロレンズが形成され、前記画素電極と前記マイクロレンズとの位置が整合するように、前記第１の基板と前記第２の基板との相対位置が、前記凸部と前記凹部との嵌挿により位置合わせされている。
好適には、前記マイクロレンズおよび／または前記画素電極に位置合わせして、前記凸部および／または前記凹部を形成する。
【００１９】
また好適な他の具体的構成例としては、前記第１の基板は、画素に対応して画素電極が形成され、前記第２の基板は、画素に対応してブラックマトリクスが形成され、前記画素電極と前記ブラックマトリクスの各画素領域との位置が整合するように、前記第１の基板と前記第２の基板との相対位置が、前記凸部と前記凹部との嵌挿により位置合わせされている。
好適には、前記ブラックマトリクスおよび／または前記画素電極に位置合わせして、前記凸部および／または前記凹部を形成する。
【００２０】
また、本発明の投影型表示装置は、光源と、前記光源から出射された光を液晶表示素子に導く集光光学系と、前記液晶表示素子で光変調した光を拡大し投射する投射光学系とを有する投射型表示装置であって、
前記液晶表示素子は、略平行に配置された一対の基板間に液晶を封止した液晶表示素子であって、少なくとも１箇所に凸部が形成された第１の基板と、前記第１の基板に対して所定の間隔で略平行に配置される基板であって、前記第１の基板の前記凸部に対応する位置に当該凸部が嵌挿される凹部が形成された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板の間に形成される液晶層とを有し、前記第１の基板と前記第２の基板の位置が前記凸部および前記凹部の嵌挿により規定されている液晶表示素子であることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の基板貼り合わせ方法は、２枚の基板を所定の位置関係で貼り合わせる方法であって、前記一対の基板の一方の基板の少なくとも１箇所に凸部を形成し、前記一対の基板の他方の基板の前記凸部に対応する位置に凹部を形成し、前記一方の基板の前記凸部を前記他方の基板の前記凹部に嵌挿し、前記一方の基板と前記他方の基板を所定の間隔で平行に配置した状態で、当該一方の基板と当該他方の基板とを貼り合わせることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、熱処理を施したとしてもずれることなくＴＦＴアレイ基板と対向基板とを高精度に位置合わせして貼り合わせることができ、これにより高品質な画像の表示が可能な液晶表示素子およびその製造方法を提供することができる。
また、高品質に所望の映像を投影表示することのできる投影型表示装置を提供することができる。
また、そのような高精度に位置合わせをして２枚の基板を貼り合わせることのできる基板貼り合わせ方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を、図１〜図１１を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る液晶表示素子の平面図であり、図２はその液晶表示素子の画素部の構成を示す模式的な回路図であり、図３はその液晶表示素子を構成する基板に設けられる凸部および凹部を示す図であり、図４はその凹凸部の使用形態を説明するための図であり、図５は基板の貼り合わせ方法を示すフローチャートであり、図６は基板の貼り合わせ方法を説明するための図であり、図７は熱処理による歪みおよび本発明に係る他の基板の貼り合わせ方法を説明するための図であり、図８はマイクロレンズタイプの液晶表示素子の構成を示す断面図であり、図９はマイクロレンズタイプの液晶表示素子の構成を示す平面図であり、図１０はブラックマトリクスタイプの液晶表示素子の構成を示す平面図であり、図１１はその液晶表示素子を適用して好適なプロジェクタの光学系の構成を示す図である。
なお、本実施形態で示す液晶表示素子は、投影型表示装置（プロジェクタ）用のアクティブマトリクス型小型液晶表示素子である。
【００２４】
まず、本実施形態の液晶表示素子１０の概略構成について説明する。
図１に示すように、液晶表示素子１０は、実際の画像表示に用いられる画像表示領域１１、および、その周縁の非画像表示領域１２を有する。画像表示領域１１および非画像表示領域１２のいずれも、ＴＦＴアレイ基板２０と対向基板３０とが所定の間隔で対向配置されて構成される。画像表示領域１１には、各画素ごとの駆動回路４０が形成される。また非画像表示領域１２には、ＴＦＴアレイ基板２０と対向基板３０とを接合する図示せぬシール部、および、本発明に係る凹凸部５０が形成される。
【００２５】
各画素の駆動回路４０は、図２に示すように、画素電極４１を有する。画素電極４１は、図１に示すように画像表示領域１１内に格子状の配列となるように多数配置される。画素電極４１は、図２に示すように、アモルファスシリコンやポリシリコンなどからなるＴＦＴ４２を介して信号線４３および走査線４４に接続される。ＴＦＴ４２のソース４５は、画素信号が供給される信号線４３に電気的に接続されている。また、ＴＦＴ４２のゲートは、所定のタイミングで走査信号が印加される走査線４４に電気的に接続されている。また、ＴＦＴ４２のドレイン４６に画素電極４１が電気的に接続されている。
したがって、スイッチング素子であるＴＦＴ４２を一定期間開ける（導通状態とする）ことにより、信号線４３から供給される画素信号が所定のタイミングで画素電極４１に印加される。その結果、この画素信号は、画素電極４１と対向電極との間の液晶に作用し、液晶にこの画素信号に対応する情報が書き込まれる。
【００２６】
画素電極を介して液晶に書き込まれた画素信号は、対向基板３０に形成された対向電極との間で一定期間保持される。
液晶は、印加される電圧レベルに応じて分子集合の配向や秩序が変化することにより光を変調し、階調表示を可能にする。すなわち、印加された電圧に応じて入射光がこの液晶部分を通過可能となり、その結果、液晶表示素子１０全体として、画素信号に応じたコントラストの光が出射する。
【００２７】
また、画素電極４１と対向電極との間に保持された画素信号がリークされるのを防ぐために、液晶の容量と並列に、蓄積容量４７を付加する。これにより、保持特性は改善され、コントラスト比の高い表示を行うことができる。このような蓄積容量４７を形成するために、抵抗化されたＣｓ線４８が設けられる。
【００２８】
図１に示す凹凸部５０は、図３に示すように、対向基板３０に形成される凸部５１と、ＴＦＴアレイ基板２０に設けられる凹部５２を有し、凸部５１が凹部５２に嵌挿されることにより、ＴＦＴアレイ基板２０と対向基板３０との相対位置を厳密に規定するものである。
凸部５１および凹部５２は、図４に示すように実質的に同一形状であるが、凸部５１は、凹部５２に丁度嵌挿される程度に凹部５２よりわずかに細い形状に形成される。
なお、凸部５１および凹部５２の形状は、通常の平面的なアライメントマークと同じく、円、四角あるいは十字などの形状など任意の形状で良い。
【００２９】
このような凹凸部５０による基板の貼り合わせ方法について図５のフローチャートを参照して説明する。
まず、ＴＦＴアレイ基板２０および対向基板３０の所望の位置に、凸部あるいは凹部を形成する（ステップＳ１０１）。
これら凸部および凹部は、光感光性樹脂を用いて形成しても良いし、フォトリソグラフィーとエッチングを行うことにより形成しても良い。
ＴＦＴアレイ基板２０に光感光性樹脂により凸部を形成する場合、全ての膜構造の形成後、光感光性樹脂を基板全体に塗布する。そして、樹脂上の凸部として残す部分にレジストを塗布し、その後、樹脂を取り除くように光を照射する。なお、光感光性樹脂の種類によっては、凸形状として残さない部分にレジストを塗布して、その部分を取り除くようにしても良い。また、ＴＦＴアレイ基板２０に基板間のギャップ制御用のスペーサを形成する場合には、そのスペーサの形成と同じプロセスにより凸部を形成するのが有効である。
【００３０】
また、ＴＦＴアレイ基板２０にフォトリソグラフィーとエッチングにより凸部を形成する場合は、基板の膜構造の形成の際の配線の形成と同じ方法を用いる。すなわち、フォトリソグラフィーの際に、凸形状として残したい部分に露光処理を行い、露光を行ってない部分をエッチングにより除去すれば良い。この処理を行う場合は、ＴＦＴアレイ基板の配線の形成プロセスと同時に行うのが有効である。
【００３１】
また、ＴＦＴアレイ基板に凹部を形成する際には、フォトリソグラフィーとエッチングにより形成するのが好適である。すなわち、凹部として取り除きたい部分以外の部分に露光処理を行い、露光処理を行っていない部分の膜構造を取り除くことにより凹部が形成できる。この凹部の形成は、画素部分への導通が必要なコンタクト形成と同時に行うのが有効である。
【００３２】
また、対向基板に凸部または凹部を形成する場合は、光感光性樹脂を用いた方法で作成する。対向基板側には、通常、十分な厚さの膜構造がないため、他の方法では凸部の形成は難しい。
なお、いずれの場合も凹凸部のサイズは、基板間隔に応じて決定される。たとえば基板間隔が３μの場合、凸部５１の高さはたとえば２〜９μｍ、凹部５２の深さは３〜１０μｍが好適である。
【００３３】
基板に凸部および凹部を形成したら、次に、片側の基板に接着剤を塗布しておく（ステップＳ１０２）。接着剤は、熱硬化型、ＵＶ照射硬化型、熱・ＵＶ併用硬化型などがあるが、ここではそれらのいずれを用いても良い。また、接着剤中には、貼り合わせ後にＴＦＴアレイ基板２０および対向基板３０の間隔を所定の距離に維持するためのギャップ材を予め混ぜておく。ギャップ材の材質は、基板間の距離を保持できるものであれば任意の材料で良い。
【００３４】
次に、ＴＦＴアレイ基板２０および対向基板３０を、図６に示す貼り合わせ装置６０に、貼り合わせ面同士が対向するようにセットする。そして、貼り合わせ装置６０のＣＣＤカメラ６１およびモニタ６２により、ＴＦＴアレイ基板２０および対向基板３０の凹凸部５０あるいはアライメントマークの位置を検出し、それらの位置を調整する（ステップＳ１０３）。位置がずれている時には、貼り合わせ装置６０の自動アームによりいずれかの基板の位置をずらし適切な位置に移動させる。
【００３５】
位置が調整できたら、対向基板３０の凸部５１がＴＦＴアレイ基板２０の凹部５２に嵌挿されるように、ＴＦＴアレイ基板２０および対向基板３０を合わせ、外側から圧力をかける（ステップＳ１０４）。
そして、両基板の間隔が目的の距離となったところで、接着剤を硬化させ、両基板を接着する（ステップＳ１０５）。
これにより、ＴＦＴアレイ基板２０と対向基板は、所望の位置で精度良く張り合わされる。
【００３６】
ところで、２枚の基板の熱膨係数が異なる場合には、貼り合わせ後の熱プロセスにおいて基板が熱により伸張した後に収縮する。２枚の基板を２箇所以上の凹凸部で固定した場合には、固定部分に負荷がかかり、図７（Ａ）に示すように、基板が曲率をもって変形するような応力が加わる場合がある．特に図７（Ａ）に示すように、２枚の基板の熱膨張係数の正負が異なるような場合には、その現象は顕著になる。
【００３７】
このような場合、熱プロセスでの基板の伸収縮を曲率をもたずに行わせるためには、図７（Ｂ）に示すように、凹凸形状での位置合わせを１箇所に限定しておき、基板の収縮状態を考慮した貼り合わせを行うのが好適である。
但し、凹凸部が１箇所の場合には、図７（Ｂ）に示すように、少なくとももう１箇所にアライメントマーク５５を形成しておくことが好ましい。
【００３８】
このように、本実施形態によれば、ＴＦＴアレイ基板２０と対向基板３０とを凹凸部５０により位置合わせをして、貼り合わせている。したがって、２枚の基板の位置合わせを簡単に高精度に行うことができる。より具体的には、この方法によれば、位置合わせ精度（貼り合わせ精度）を、±１．０μｍ以内にすることができた。
また、熱プロセス等の影響による基板のズレを最小限にすることができる。
また、この凹凸部は、液晶表示パネル１０の非表示画素領域１３に形成するので、何ら表示の障害になることはない。
【００３９】
このような構成の液晶表示素子およびその製造方法は、ＴＦＴアレイ基板および対向基板の両方に画素ごとの構成が形成されており、２枚の基板を高精度に位置合わせする
必要がある場合に特に有効である。
その一例として、マイクロレンズタイプの液晶表示素子がある。
マイクロレンズタイプの液晶表示素子７０は、図８に示すように、対向基板３０に、画素ごとの微小なマイクロレンズ７１が形成されており、これにより光を画素ごとに集光するようにしたより明るい表示素子である。
このようなマイクロレンズタイプの液晶表示素子７０においては、図９（Ａ）に示すＴＦＴアレイ基板２０の各画素ごとの画素電極７２と、図９（Ｂ）に示す対向基板の各レンズパターン７１とを厳密に合わせなければならない。
このような場合、本発明に係る凹凸を用いた位置合わせが非常に有効である。
【００４０】
また、他の例として、ブラックマトリクスタイプの液晶表示素子がある。
ブラックマトリクスタイプの液晶表示素子８０は、図１０（Ｂ）に示すように、光透過部以外のＴＦＴなどが配置されている領域にブラックマトリクス８１（遮光部）が配置された素子である。
このようなブラックマトリクスタイプの液晶表示素子８０においては、図１０（Ａ）に示すＴＦＴアレイ基板２０の各画素ごとの画素電極８２と、図１０（Ａ）に示す対向基板のブラックマトリクスの開口部８３との位置を厳密に合わせなければならない。
このような場合、本発明に係る凹凸を用いた位置合わせが非常に有効である。
【００４１】
また、このような液晶表示素子を適用して好適な装置として、投影型表示装置（プロジェクタ）がある。このプロジェクタの光学系においては、図１１にその構成を示すように、ランプ（光源）から発せられ光を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の三原色に色分解し液晶表示素子に導き（集光光学系）、各液晶表示素子において、導かれた光を変調し、透過率を制御している。そして、変調された各色の光をクロスプリズムにより合成し、投射レンズから出射し、スクリーンなどに所望の画像を拡大表示する（拡大投射光学系）。
このようなプロジェクタにおいては、より細かい画素構成が要求されており、高精細パネルの２枚の基板の位置精度向上はそのような特性向上への貢献度が高い。基板の位置合わせ精度の低い液晶表示素子を使用すると、光の透過率が悪くなり、投影画面が暗くなったり、色ムラが見えたりする場合がある。しかし、本発明のように高精度に位置合わせをすれば、そのような問題が解決され、高精度なプロジェクタを提供することができる。
【００４２】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内でさらに種々に改変してよい。
たとえば、凹凸部５０は、何ら制限されるものではなく任意の数設けてよい。最小数の構成の場合、１箇所の凹凸部と１箇所のマークがあれば位置合わせは可能であり、そのような構成でも良いし、図１に示したように、凹凸部が６個程度ある構成でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る液晶表示素子の平面図である。
【図２】図２は、図１に示した液晶表示素子の画素部の構成を示す模式的な回路図である。
【図３】図３は、図１に示した液晶表示素子を構成する基板に設けられる凸部および凹部を示す図である。
【図４】図４は、図３に示した凹凸部の使用形態を説明するための図である。
【図５】図５は、基板の貼り合わせ方法を示すフローチャートである。
【図６】図６は、基板の貼り合わせ方法を説明するための図である。
【図７】図７は、熱処理による歪みおよび本発明に係る他の基板の貼り合わせ方法を説明するための図である。
【図８】図８は、マイクロレンズタイプの液晶表示素子の構成を示す断面図である。
【図９】図９は、マイクロレンズタイプの液晶表示素子の構成を示す平面図である。
【図１０】図１０は、ブラックマトリクスタイプの液晶表示素子の構成を示す平面図である。
【図１１】図１１は、本発明の液晶表示素子を適用して好適なプロジェクタの光学系の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０…液晶表示素子、１１…表示画素領域、１２…非表示画素領域、２０…ＴＦＴアレイ基板、３０…対向基板、４０…画素駆動回路、４１…画素電極、４２…ＴＦＴ、４３…信号線、４４…走査線、４５…ソース、４６…ドレイン、４７…蓄積容量、４８…Ｃｓ線、５０…凹凸部、５１…凸部、５２…凹部、６０…貼り合わせ装置、６１…ＣＣＤカメラ、６２…モニタ、７０…マイクロレンズタイプ液晶表示素子、７１…マイクロレンズ、７２…画素配線部、８０…ブラックマトリクスタイプ液晶表示素子、８１…ブラックマトリクス、８２…画素配線部、８３…開口部
【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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