(57)【要約】【課題】  オフ電圧時の透過率が低い液晶セルに対しても、カラーフィルタを貼付することが可能な液晶表示素子の製造方法を提供する。【解決手段】  （ａ）複数のアライメントマークが形成された液晶セルを準備し、液晶セルのアライメントマークに基いて第１の基準点を算出するとともに、複数のアライメントマークが形成されたカラーフィルタ付きシートを準備し、カラーフィルタ付きシートのアライメントマークに基いて第２の基準点を算出する。（ｂ）液晶セルの法線方向から見たとき、第１の基準点と第２の基準点とが重なるように、液晶セルとカラーフィルタ付きシートとを貼付する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）複数のアライメントマークが形成された液晶セルを準備し、前記液晶セルのアライメントマークに基いて第１の基準点を算出するとともに、複数のアライメントマークが形成されたカラーフィルタ付きシートを準備し、前記カラーフィルタ付きシートのアライメントマークに基いて第２の基準点を算出する工程と、
（ｂ）前記液晶セルの法線方向から見たとき、前記第１の基準点と前記第２の基準点とが重なるように、前記液晶セルと前記カラーフィルタ付きシートとを貼付する工程と
を有する液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】
前記工程（ａ）において、前記液晶セルに形成された複数のアライメントマークを画像認識し、認識結果に基いて前記第１の基準点を算出し、かつ、前記カラーフィルタ付きシートに形成された複数のアライメントマークを画像認識し、認識結果に基いて前記第２の基準点を算出する請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項３】
前記液晶セルが、垂直配向ネガ型液晶セルである請求項１または２に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項４】
前記液晶セルが、液晶層のリターデーションが、１．８２７μｍ以上２．４３６μｍ以下であるＴＮ配向ネガ型液晶セルである請求項１または２に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項５】
第１のアライメントマークが形成された液晶セルと、
前記液晶セルに貼付され、第２のアライメントマークが形成されたカラーフィルタ付きシートと
を有し、
前記液晶セルの法線方向から見たとき、前記第１のアライメントマークと、前記第２のアライメントマークが重なっていない液晶表示素子。
【請求項６】
前記液晶セルが、垂直配向ネガ型液晶セルである請求項５に記載の液晶表示素子。
【請求項７】
前記液晶セルが、液晶層のリターデーションが、１．８２７μｍ以上２．４３６μｍ以下であるＴＮ配向ネガ型液晶セルである請求項５に記載の液晶表示素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子及びその製造方法に関し、殊にカラーフィルタを備える液晶表示素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば複数の部材を組み立てる場合、各部材にアライメントマークを形成して位置合わせすることが広く行われている。
【０００３】
たとえば２枚の基板のそれぞれにアライメントマークを形成し、一方のマークからの反射光と、双方のマークの重複した部分からの反射光の光強度の差を検出することで、２枚の基板の相対位置を検出し、検出結果に基いて２枚の基板の位置合わせを行う位置合わせ方法の発明が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。特許文献１記載の方法によれば、高い精度で２枚の基板の位置合わせが可能である。
【０００４】
液晶表示板と回路基板の双方にアライメントマークを形成し、更に、液晶表示装置の外側からアライメントマークの確認を可能とする確認窓及び採光穴を設けたことを特徴とする液晶表示装置の構造に係る発明が開示されている（たとえば、特許文献２参照）。特許文献２記載の発明によれば、組み立て時には、確認窓よりアライメントマークの位置のみを確認すればよいため、液晶表示板と回路基板の位置合わせを容易に行うことができる。
【０００５】
特許文献１及び２に記載されているように、一般に、複数の部材に形成されたアライメントマークどうしを重ねることで位置合わせが行われる。
【０００６】
液晶セルの内側にカラーフィルタを配置する内面カラータイプの液晶表示素子が知られている。
【０００７】
図２Ａに内面カラータイプ液晶表示素子の概略的な断面図を示す。内面カラータイプ液晶表示素子は、上側基板１０ａ、下側基板１０ｂ、及びその間に配置された液晶層１５を含んで構成される。上側基板１０ａは、透明基板、たとえばガラス基板１１ａと、ガラス基板１１ａ上にＩＴＯで形成された透明電極１２ａを備える。下側基板１０ｂは、たとえばガラス基板１１ｂ、ガラス基板１１ｂ上に形成されたカラーフィルタ層１３、ガラス基板１１ｂとカラーフィルタ層１３とを覆うように形成された平坦化層１４、及び平坦化層１４上に形成された透明電極１２ｂを備える。なお、配向膜の記載は省略した。
【０００８】
内面カラータイプの液晶表示素子においては、カラーフィルタ層１３は、高い位置精度、たとえば誤差範囲が数μｍ〜数十μｍといった高い位置精度で液晶セル内に形成される。しかしながら内面カラータイプ液晶表示素子は高価である。
【０００９】
外面カラータイプの液晶表示素子も公知である。
【００１０】
図２Ｂは、外面カラータイプ液晶表示素子の製造方法を示す概略的な斜視図である。上側基板２０ａ及び下側基板２０ｂを備える液晶セル２２の下側基板２０ｂ側に、カラー印刷部分２４を有するシート材２３を貼付する。上側基板２０ａ、下側基板２０ｂは、それぞれガラス基板とその上に形成された透明電極を含む。両透明電極間には液晶層が配置される。上側基板２０ａのガラス基板上には、アライメントマーク２１が形成されている。シート材２３は、たとえば拡散材もしくは反射材であり、シート材２３上にはアライメントマーク２５が形成されている。シート材２３は、たとえば上側基板２０ａと下側基板２０ｂとが重なる範囲のサイズを有し、当該範囲に貼付される。なお、上側基板２０ａ及び下側基板２０ｂ表面上には、それぞれ偏光板が配置されている。
【００１１】
液晶セル２２にシート材２３を貼付するに当たっては、アライメントマーク２１とアライメントマーク２５とが重なるように位置合わせが行われる。
【００１２】
外面カラータイプの液晶表示素子は安価に製造可能である。しかしながら位置精度があまり高くないという問題がある。たとえばシート材２３の外形抜きのバラツキが±０．２ｍｍ程度あるため、カラー印刷位置のバラツキがそれと同量の±０．２ｍｍ程度生じ、更にシート材２３を液晶セル２２に貼付する際に、貼付ずれが±０．３ｍｍ〜±０．５ｍｍ程度発生するため、カラー印刷部分（カラーフィルタ）２４の総ずれ量は±０．５ｍｍ〜±０．７ｍｍ程度となる。そのため、表示パターンの隙間の少ない意匠を表示する液晶表示素子については適しているとはいえない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開昭６０−１１０１１９号公報
【特許文献２】特開平７−１３１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
外面カラータイプ液晶表示素子には、製造工程における位置合わせ自体についても問題がある。たとえば垂直配向ネガ型液晶セルなど、オフ電圧時の透過率が非常に低い液晶セルに関しては、アライメントマークの検出、及び、アライメントマークの重なりの確認を行うことが困難である。
【００１５】
図２Ｃに、この問題を解決する一方法を示す。たとえば、シート材２３のサイズを下側基板２０ｂのサイズと等しいサイズまで拡張するとともに、アライメントマーク２１、２５の位置を変更すればよい。液晶セル２２側のアライメントマーク２１は下側基板２０ｂ上に形成する。シート材２３側のアライメントマーク２５は、拡張部分に形成する。これにより、オフ電圧時の透過率が非常に低い液晶表示素子についても、アライメントマーク２１とアライメントマーク２５とを重ねることで、液晶セル２２とシート材２３の位置合わせを行うことができる。しかしながら、この方法によると、液晶表示素子の耐久性、及び、外観（見栄え）を損なう。
【００１６】
本発明の目的は、垂直配向ネガ型液晶セル等、オフ電圧時の透過率が低い液晶セルに対しても、カラーフィルタを貼付することが可能な液晶表示素子の製造方法、及び、該製造方法で製造された液晶表示素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の一観点によると、（ａ）複数のアライメントマークが形成された液晶セルを準備し、前記液晶セルのアライメントマークに基いて第１の基準点を算出するとともに、複数のアライメントマークが形成されたカラーフィルタ付きシートを準備し、前記カラーフィルタ付きシートのアライメントマークに基いて第２の基準点を算出する工程と、（ｂ）前記液晶セルの法線方向から見たとき、前記第１の基準点と前記第２の基準点とが重なるように、前記液晶セルと前記カラーフィルタ付きシートとを貼付する工程とを有する液晶表示素子の製造方法が提供される。
【００１８】
また、本発明の他の観点によると、第１のアライメントマークが形成された液晶セルと、前記液晶セルに貼付され、第２のアライメントマークが形成されたカラーフィルタ付きシートとを有し、前記液晶セルの法線方向から見たとき、前記第１のアライメントマークと、前記第２のアライメントマークが重なっていない液晶表示素子が提供される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、オフ電圧時の透過率が低い液晶セルに対しても、カラーフィルタを貼付することが可能な液晶表示素子の製造方法、及び、該製造方法で製造された液晶表示素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１Ａは、実施例による液晶表示素子の製造方法を示すフローチャートであり、図１Ｂは、実施例による液晶表示素子の製造方法の概略を示す斜視図であり、図１Ｃは、実施例による液晶表示素子の製造方法で製造される液晶表示素子を示す概略的な断面図である。
【図２】図２Ａは、内面カラータイプ液晶表示素子の概略的な断面図であり、図２Ｂは、外面カラータイプ液晶表示素子の製造方法を示す概略的な斜視図であり、図２Ｃは、外面カラータイプ液晶表示素子の製造工程における位置合わせの問題を解決する一方法を示す概略的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１Ａ〜図１Ｃを参照して、実施例による液晶表示素子の製造方法を説明する。実施例による液晶表示素子の製造方法は、オフ電圧時透過率の低い液晶セル、たとえば垂直配向ネガ型液晶セルに対してカラーフィルタを貼付して液晶表示素子を製造する方法である。
【００２２】
図１Ａは、実施例による液晶表示素子の製造方法を示すフローチャートである。実施例においては、まずステップＳ１０１において、２つ以上のアライメントマークが形成された液晶セルを準備し、そのアライメントマークを画像認識する。そしてその画像認識結果から仮想基準点を算出する。
【００２３】
次に、カラーフィルタ付きシートに対しても同様の作業を行う。すなわちステップＳ１０２において、２つ以上のアライメントマークが形成されたカラーフィルタ付きシートを準備し、そのアライメントマークを画像認識する。そしてその画像認識結果から仮想基準点を算出する。
【００２４】
そして、ステップＳ１０１で算出された仮想基準点と、ステップＳ１０２で算出された仮想基準点とが重なるように、液晶セルとカラーフィルタ付きシートを、たとえばアクチュエータ機能を備える設備を用いて貼付する。
【００２５】
なお、ステップＳ１０１とステップＳ１０２とは、順序が逆であってもよいし、同時に行ってもよい。
【００２６】
図１Ｂは、実施例による液晶表示素子の製造方法の概略を示す斜視図であり、図１Ｃは、実施例による液晶表示素子の製造方法で製造される液晶表示素子を示す概略的な断面図である。
【００２７】
略平行配置された上側基板３０ａ、下側基板３０ｂ、及びその間に配置された液晶層３１を備える液晶セル３９に、カラー印刷部分（カラーフィルタ）４１を有するシート材４０を貼付する。液晶セル３９は、更に、偏光板３２ａ、３２ｂを含む。上側基板２０ａ、下側基板２０ｂの液晶層３１が配置される面と反対側の面に、それぞれ偏光板３２ａ、３２ｂがクロスニコルに配置されている。
【００２８】
上側基板３０ａ、下側基板３０ｂは、それぞれガラス基板（透明基板）３６ａ、３６ｂ、ガラス基板３６ａ、３６ｂ上に形成された透明電極３７ａ、３７ｂ、及び、ガラス基板３６ａ、３６ｂ、透明電極３７ａ、３７ｂ上を覆うように形成された配向膜３８ａ、３８ｂを含む。液晶層３１は、上側基板３０ａ、下側基板３０ｂの配向膜３８ａ、３８ｂ間に配置される。
【００２９】
下側基板３０ｂのガラス基板３６ｂ上には、アライメントマーク３３、３４が形成されている。シート材４０は、たとえば拡散材もしくは反射材であり、シート材４０上にはアライメントマーク４２、４３が形成されている。シート材４０は、たとえば上側基板３０ａと下側基板３０ｂとが重なる範囲のサイズを有し、当該範囲の偏光板３２ｂ上に貼付される。
【００３０】
貼付に際しては、まず、ステップＳ１０１の作業を行う。すなわち液晶セル３９の下側基板３０ｂ上に形成されたアライメントマーク３３、３４を画像認識（パターン認識）し、認識結果に基いて仮想基準点３５の位置を算出する。続いて、ステップＳ１０２の作業を実施する。すなわちシート材４０上に形成されたアライメントマーク４２、４３を画像認識（パターン認識）し、認識結果に基いて仮想基準点４４の位置を算出する。液晶セル３９とシート材４０の相互に対応する任意の位置（２次元上で同一位置である任意の位置）を、仮想基準点３５、４４として定義することができる。一例として液晶セル３９側、シート材４０側の貼付範囲の中心位置を、それぞれ仮想基準点３５、４４として求めることが可能である。
【００３１】
そしてステップＳ１０３の作業を行う。すなわち液晶セル３９側に画定された仮想基準点３５と、シート材４０側に画定された仮想基準点４４が、基板３０ａ、３０ｂの法線方向（液晶セル３９の法線方向）から見たときに重なるように、液晶セル３９とシート材４０とを貼り合わせる。
【００３２】
実施例による液晶表示素子の製造方法を用いて製造された液晶表示素子は、図１Ｃに示すように、基板３０ａ、３０ｂの法線方向から見たとき、アライメントマーク３３、３４とアライメントマーク４２、４３とが重なっていない液晶表示素子である。
【００３３】
垂直配向ネガ型液晶セルはオフ電圧時に、液晶材料の屈折率異方性Δｎが生じないため、原理的にオフ電圧時透過率が、偏光板に依存する非常に低い値となる。このため、液晶セルを通してアライメントマークを観察し、アライメントマークどうしを重ね合わせて位置決めを行うことが極めて困難である。
【００３４】
実施例による液晶表示素子の製造方法によれば、液晶セル３９に形成されたアライメントマーク３３、３４に基づいて仮想基準点３５を算出するとともに、シート材４０に形成されたアライメントマーク４２、４３を基に仮想基準点４４を算出する。そして算出された仮想基準点どうしが基板３０ａ、３０ｂ法線方向から見たとき重なるように、液晶セル３９にシート材４０を貼付するので、アライメントマークの形成位置を透過光で観察することなく位置合わせを行い、シート材４０（カラーフィルタ４１）の貼付を行うことができる。このため、垂直配向ネガ型液晶セル等、オフ電圧時の透過率が低い液晶セル３９に対しても、カラーフィルタ４１を貼付することが可能である。
【００３５】
また、実施例による液晶表示素子の製造方法によれば、たとえば図２Ｂを参照して説明した外面カラータイプ液晶表示素子の製造方法に比べて、高い位置精度で液晶セル３９にシート材４０（カラーフィルタ４１）を貼付することができる。実施例による液晶表示素子の製造方法によれば、画像認識（パターン認識）による貼り付けを行うため、シート材４０の外形抜きのバラツキを考慮する必要はなくなり、貼付バラツキも大幅に低減できる。たとえば画像認識（パターン認識）を用いた貼付精度は、±０．０３ｍｍ程度となり、これがそのままカラーフィルタ４１のずれ量となる。
【００３６】
更に、図２Ａに示す内面カラータイプの液晶表示素子に比べて、簡易かつ安価にカラーフィルタ付きの液晶表示素子を製造することができる。
【００３７】
また、図２Ｃを参照して説明した液晶表示素子の製造方法と比較したとき、製造される液晶表示素子の耐久性、及び、外観（見栄え）を損なうことがない。
【００３８】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。
【００３９】
たとえば、実施例においては、液晶セル３９、シート材４０の双方に、それぞれ２個のアライメントマーク３３、３４、４２、４３が形成されていたが、３個以上のアライメントマークが形成されていてもよい。アライメントマークの印刷精度が高い場合は、アライメントマークが２個であっても、液晶セル３９とシート材４０の回転のみ補償できれば高い精度で位置合わせを行うことが可能である。アライメントマークを３個以上使用して仮想基準点を算出する構成であれば、アライメントマークの印刷精度が十分に高くない場合や、液晶セル３９とシート材４０の回転が補償されない場合であっても、高精度の位置合わせを行うことが可能である。
【００４０】
また、実施例による液晶表示素子は、基板３０ａ、３０ｂの法線方向から見たとき、アライメントマーク３３、３４とアライメントマーク４２、４３とが重なっていない液晶表示素子である。これは、実施例による液晶表示素子の製造方法においては、液晶セル３９に配置される複数のアライメントマーク３３、３４から求められる基準点と、シート材４０に配置される複数のアライメントマーク４２、４３から求められる基準点を利用して位置合わせを行うためである。すなわち、液晶セル３９側のアライメントマーク３３、３４と、シート材４０側のアライメントマーク４２、４３の位置関係は任意でよいためである。なお、アライメントマーク３３、３４間の位置関係、及び、アライメントマーク４２、４３間の位置関係も任意でよい。しかしながら、アライメントマーク３３、３４、４２、４３の形成位置を制御して、製造される液晶表示素子を、基板３０ａ、３０ｂの法線方向から見たとき、アライメントマーク３３、３４とアライメントマーク４２、４３とが重なっている液晶表示素子とすることも可能である。液晶セル３９側のアライメントマークと、シート材４０側のアライメントマークが重なっている方がよいとも思えるが、液晶セル３９のオフ電圧時透過率が低い場合、重なっていることと重なっていないこととは、正面からの観察において両アライメントマークを同時に観察できないという意味で実質的に等しい。
【００４１】
更に、実施例においては、オフ電圧時透過率が低く、アライメントマークの透過光観察が困難な液晶セルとして、垂直配向ネガ型液晶セルを使用したが、たとえば液晶層のリターデーションΔｎｄが、１．８２７μｍ≦Δｎｄ≦２．４３６μｍ（ａｖｒ．２．２３３５μｍ）であるＴＮ（ツイストネマチック）配向ネガ型液晶セルであっても同様の効果を奏することが可能である。なお、オフ電圧時透過率が低くなく、アライメントマークの透過光観察が可能な液晶セルにカラーフィルタを貼付する場合にも利用することができる。
【００４２】
その他、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
たとえば、外面カラータイプ液晶表示素子の製造（カラーフィルタの貼付）に利用することができる。またカラーフィルタに限らず、液晶セルの外部に部材を貼付する（重ねる）構成をとる液晶表示素子の製造全般に利用することができる。
【符号の説明】
【００４４】
１０ａ  上側基板
１０ｂ  下側基板
１１ａ、１１ｂ  ガラス基板
１２ａ、１２ｂ  透明電極
１３  カラーフィルタ層
１４  平坦化層
１５  液晶層
２０ａ  上側基板
２０ｂ  下側基板
２１  アライメントマーク
２２  液晶セル
２３  シート材
２４  カラー印刷部分
２５  アライメントマーク
３０ａ  上側基板
３０ｂ  下側基板
３１  液晶層
３２ａ、３２ｂ  偏光板
３３、３４  アライメントマーク
３５  仮想基準点
３６ａ、３６ｂ  ガラス基板
３７ａ、３７ｂ  透明電極
３８ａ、３８ｂ  配向膜
３９  液晶セル
４０  シート材
４１  カラー印刷部分（カラーフィルタ）
４２、４３  アライメントマーク
４４  仮想基準点
【図１】
2013182170.tif 000003
【図２】
2013182170.tif 000004