(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
四角形をなす２枚の基板を互いに貼り合わせて液晶パネルを構成するとともに、前記２枚の基板にそれぞれ位置合わせ用のアライメントマークを形成し、かつ前記アライメントマークを前記各基板の相対応する対角位置にそれぞれ配置形成してなる液晶表示装置の製造方法であって、
前記２枚の基板のうち、一方の基板に対して他方の基板をｘ−ｙ−θステージにより相対的に移動させて前記２枚の基板を位置合わせする際に、
前記ｘ−ｙ−θステージによる前記他方の基板の移動方向のうち、そのｘ軸方向又はｙ軸方向を前記基板の対角線方向にほぼ一致させた状態で基板の位置合わせを行う
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記２枚の基板の位置合わせに用いる一対の顕微鏡の光軸間距離の調整方向を、前記基板の対角線方向に一致させた状態で基板の位置合わせを行う
ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２枚の基板を互いに貼り合わせて液晶パネルを構成してなる液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータや小型テレビジョン、さらには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ともに、液晶表示装置への高機能化の要求が高まる一方で、液晶表示装置を高精細化及び高輝度化するための改良が進められている。
【０００３】
一般に液晶表示装置のパネル（液晶パネル）は、各画素制御の薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」と称す）や保持容量等が形成された駆動基板と、カラーフィルタ（カラー液晶パネルの場合）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。このうち、駆動基板は、ＴＦＴ部と入射光を取り込む開口部とを有しているが、ＴＦＴ部に面積を占有される結果、十分な光透過率を確保できない場合がある。そのため、各画素の開口部に対応して対向基板にマイクロレンズを形成することにより、各画素に光を集光させる構造が採られている。マイクロレンズの形成方法としては、ガラス基板に透明樹脂を用いて形成する方法が知られている。
【０００４】
このような液晶表示装置において、上述した駆動基板と対向基板とは、その組み付け段階で互いに貼り合わせられるが、この貼り合わせに際して、例えば互いに対応するマイクロレンズと画素との相対位置にズレが生じると所望の輝度が得られなくなる。そのため、基板を貼り合わせる場合には、高い位置決め精度が要求される。
【０００５】
そこで従来においては、図６（ａ），（ｂ）に示すように、予め駆動基板５１の両サイドにアライメントマーク５２ａ，５２ｂを形成するとともに、これに対応して対向基板５３の両サイドにもアライメントマーク５４ａ，５４ｂを形成しておき、実際の貼り合わせでは、駆動基板５１と対向基板５３とを重ね合わせた状態で、各々のマーク位置を上方から顕微鏡（不図示）により観察しつつ、一方の基板（例えば、駆動基板５１）に対して他方の基板（例えば、対向基板５３）をステージと共に相対的に移動させる。このとき、各基板のアライメントマーク５２ａ，５４ａ及び５２ｂ，５４ｂを一致させることにより、駆動基板５１と対向基板５３との位置合わせがなされるため、その状態で両基板を所定の隙間（セルギャップ）を介してシール材により貼り合わせる。ちなみに、基板間の隙間は、基板の貼り合わせに先立って、駆動基板５１又は対向基板５３に散布されたスペーサにより確保される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のように顕微鏡を用いて基板の位置合わせを行う場合、各基板の両サイドに設けられたアライメントマーク５２ａ，５２ｂ及び５４ａ，５４ｂを一つの視野におさめて同時に確認しようとすると、レンズの倍率を低く設定する必要がある。ただし、レンズの倍率を低くすると、アライメントマーク５２ａ，５４ａ及び５２ｂ，５４ｂの微小なズレを確認できなくなるため、高い位置決め精度が得られなくなる。
【０００７】
これに対して、高い位置決め精度を得ようとレンズの倍率を上げると、一つの視野に一方のサイドのアライメントマーク５２ａ，５４ａ又は５２ｂ，５４ｂしかおさめることができなくなる。そうすると、両サイドのアライメントマーク５２ａ，５４ａ及び５２ｂ，５４ｂを完全に一致させるまでにステージを頻繁に移動させ、これを何度も繰り返す必要が生じるため、基板の位置合わせに時間がかかってしまう。
【０００８】
さらに、駆動基板５１とマイクロレンズ付きの対向基板５３とを重ね合わせた状態では、顕微鏡の光軸方向における各基板のマーク位置が異なったものとなるため、例えば顕微鏡の焦点を駆動基板５１側のアライメントマーク５２ａ，５２ｂに合わせると、対向基板５３側のアライメントマーク５４ａ，５４ｂの像がぼやけてしまう。
【０００９】
こうした事情から、各基板の両サイドに設けられたアライメントマーク５２ａ，５４ａ及び５２ｂ，５４ｂを高い倍率をもって同時に確認できるとともに、それらのマーク像をいずれもジャストピント状態で確認することを可能とした顕微鏡ユニットが開発され、実用化されている。
【００１０】
この顕微鏡ユニットは、図７に示すように、左右一対の２重焦点顕微鏡（以下、単に「顕微鏡」という）５５ａ，５５ｂを備えており、それぞれの顕微鏡５５ａ，５５ｂが２重焦点機能、すなわち駆動基板５１側のアライメントマーク５２ａ，５２ｂと対向基板５３側のアライメントマーク５４ａ，５４ｂに同時にピント合わせできる機能を持っている。また、各々の顕微鏡５５ａ，５５ｂの上端にはＣＣＤカメラ５６ａ，５６ｂが装着され、これらのＣＣＤカメラ５６ａ，５６ｂによって取り込まれた映像（マーク像）がモニターに表示される構成となっている。
【００１１】
ところで、上記構成からなる顕微鏡ユニットを用いて基板の位置合わせを行う場合には、左右の顕微鏡５５ａ，５５ｂの光軸間距離Ｌｒを、各基板の両サイドに設けられたアライメントマーク５２ａ，５２ｂ及び５４ａ，５４ｂ間の距離Ｌａ（図６参照）に調整することにより、アライメントマーク５２ａ，５４ａ及び５２ｂ，５４ｂの同時観察を実現している。
【００１２】
しかしながら、上述した顕微鏡ユニットでは、左右の顕微鏡５５ａ，５５ｂの鏡筒サイズが２重焦点機能の付加によって大型化し、その結果、顕微鏡５５ａ，５５ｂの光軸間距離Ｌｒの最小調整値が互いの鏡筒サイズに強い制約を受ける。そのため、各基板の両サイドに設けられたアライメントマーク５２ａ，５２ｂ及び５４ａ，５４ｂ間の距離Ｌａが上記光軸間距離Ｌｒの最小調整値を下回るものには２重焦点顕微鏡で対応できないという難点がある。ちなみに、現状においては、１．３インチサイズ以上の液晶パネルにしか対応できていない。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、
四角形をなす２枚の基板を互いに貼り合わせて液晶パネルを構成するとともに、それら２枚の基板にそれぞれ位置合わせ用のアライメントマークを形成し、かつ前記アライメントマークを前記各基板の相対応する対角位置にそれぞれ配置形成してなる液晶表示装置の製造方法であって、前記２枚の基板のうち、一方の基板に対して他方の基板をｘ−ｙ−θステージにより相対的に移動させて前記２枚の基板を位置合わせする際に、前記ｘ−ｙ−θステージによる前記他方の基板の移動方向のうち、そのｘ軸方向又はｙ軸方向を前記基板の対角線方向にほぼ一致させた状態で基板の位置合わせを行うことを特徴とする。
【００１４】
上記液晶表示装置の製造方法においては、位置合わせ用のアライメントマークを各基板の相対応する対角位置にそれぞれ配置形成したことで、同じサイズの基板でも、アライメントマーク間の距離が従来よりも長くなる。これにより、基板の位置合わせに際しては、より小サイズの基板でも２重焦点顕微鏡で対応することが可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は本発明に係る液晶表示装置の一実施形態を説明する図である。
先ず、図１（ａ）に示すように、各画素制御用のＴＦＴ等が形成された駆動基板１は四角形に成形されている。この駆動基板１の一つの辺部（図の上辺部）には、ＴＦＴの駆動用回路と電気的に接続される配線パターン部２が設けられている。また、駆動基板１には２つのアライメントマーク３ａ，３ｂが形成されている。各々のアライメントマーク３ａ，３ｂは、例えば十字形をなすもので、駆動基板１の対角位置にそれぞれ配置形成されている。
【００１６】
一方、図１（ｂ）に示すように、カラーフィルタやマイクロレンズ等が形成された対向基板４も四角形に成形されている。この対向基板４は、上記駆動基板１との貼り合わせによって液晶パネルを構成するものである。この対向基板４においては、上記駆動基板１側のマーク形成位置に相対応したかたちで、その対角位置にアライメントマーク５ａ，５ｂが配置形成されている。各々のアライメントマーク５ａ，５ｂは、例えば正方形の枠内にそれよりも小径の正方形を描き、かつ小径の正方形の各角部から大径の正方形の各辺部に亘って直線を描いた形状をなしている。
【００１７】
ちなみに、駆動基板１側のアライメントマーク３ａ，３ｂ及び対向基板４側のアライメントマーク５ａ，５ｂは、それぞれの基板製造プロセスにおいて、例えば無アルカリガラス等からなる透明なガラス基板上に導電材料（金属等）や絶縁材料（樹脂等）を用いて各種の機能部（ＴＦＴ，マイクロレンズ等）を構築する際に、それらの機能部と同時に（同一工程で）形成されるものである。
【００１８】
上記構成からなる駆動基板１と対向基板４を用いて液晶パネルを構成する場合は、先ず、これら２枚の基板１，４を互いに重ね合わせた状態で、各々のマーク位置を上方から顕微鏡（不図示）により観察しつつ、一方の基板（例えば、駆動基板１）に対して他方の基板（例えば、対向基板４）を相対的に移動させる。このとき、各基板のアライメントマーク３ａ，５ａ及び３ｂ，５ｂを一致させることにより、駆動基板１と対向基板４との位置合わせがなされるため、その状態で両基板を所定の隙間（セルギャップ）を介してシール材により貼り合わせる。さらに、貼り合わせの完了した駆動基板１と対向基板４との間（セルギャップ）に例えば真空注入法によって液晶を充填したのち、その注入口を封止材によって閉じることにより、一つの液晶パネルが完成する。
【００１９】
ここで本実施形態においては、２枚の基板すなわち駆動基板１と対向基板４に対して、各基板の相対応する対角位置にそれぞれアライメントマーク３ａ，３ｂ及び５ａ，５ｂを配置形成していることから、従来のように各基板の両サイドにアライメントマークを形成したものに比較して、アライメントマーク３ａ，３ｂ及び５ａ，５ｂ間の距離Ｌｂを従来のマーク間距離（図６における距離Ｌａ）よりも広く確保することができる。
【００２０】
これにより、２重焦点顕微鏡を用いて駆動基板１と対向基板４との位置合わせを行う場合においては、図２に示すように、従来ではアライメントマークの形成位置ＭＰａに合わせて２つの顕微鏡（２つの２重焦点顕微鏡）を配置すると、互いの鏡筒位置（図中破線で示す）がハッチング部分で干渉していたものが、本実施形態のようにアライメントマーク３ａ，３ｂ及び５ａ，５ｂを各基板１，４の対角位置ＭＰｂにそれぞれ配置すれば、２つの顕微鏡の鏡筒位置（図中実線で示す）が干渉しなくなる。
【００２１】
その結果、より小サイズの基板（液晶パネル）にも２重焦点顕微鏡で対応することが可能となる。ちなみに、２重焦点顕微鏡の対応サイズとして、従来では１．３インチサイズ以上の液晶パネルにしか対応できなかったものが、本実施形態の採用により０．９インチサイズ程度の液晶パネルにまで対応することが可能となる。
【００２２】
ところで、左右一対の顕微鏡を備えた顕微鏡ユニット（図７参照）の場合、２つの顕微鏡の光軸間距離（図７における距離Ｌｒ）を調整する方向は、顕微鏡の光軸と直交し且つ光軸間を結ぶ方向（一軸方向）のみに規制される。これに対して、液晶パネルのサイズ（インチサイズ）が変わると、それに対応して各基板の対角位置に形成されたアライメントマーク３ａ，３ｂ及び５ａ，５ｂ間の距離Ｌｂ（図１参照）が変化する。そのため、共通の顕微鏡ユニットで各種サイズの液晶パネルに対応するには、上記光軸間距離の調整方向を、アライメントマーク３ａ，３ｂ及び５ａ，５ｂ間を結ぶ線分、すなわち基板１，４の対角線方向に一致させる必要がある。
【００２３】
そうした場合、例えば駆動基板１側のアライメントマーク３ａ，３ｂを、該基板の横方向をｘ方向、縦方向をｙ方向としたｘｙ座標に合わせて十字形に形成すると、そのマーク像をＣＣＤカメラ等で取り込んでモニタに表示した際に、十字形のマーク形状が図４（ａ）のように×（バツ）形状に映る。そうすると、モニタに映し出されたマーク像を見ながら作業者が基板の位置合わせを行うときに、マークの角度と視認性の関係により、十字形よりも“×”形状の方が位置合わせしずらくなる。この点は、対向基板４側に形成されたアライメントマーク５ａ，５ｂについても同様のことがいえる。
【００２４】
そこで本実施形態においては、図３（ａ），（ｂ）にも示すように、駆動基板１側のアライメントマーク３ａ，３ｂと対向基板４側のアライメントマーク５ａ，５ｂを、それぞれ各基板の対角線Ｋに沿って斜めに形成してある。具体的には、各基板の横方向をｘ軸方向とし、このｘ軸に対して各基板の対角線Ｋが角度αをなすものであるとすると、それと同じ角度αだけアライメントマーク３，３ｂ及び５ａ，５ｂを傾けて形成してある。
【００２５】
これにより、先述のように顕微鏡ユニットの光軸間距離の調整方向を基板の対角線方向に一致させた場合でも、例えば駆動基板１側に形成した十字形のアライメントマーク３ａ，３ｂが、図４（ｂ）に示すように、モニタの画面上でも十字形に表示されるようになるため、モニタ画面を見ながらの位置合わせ作業がしやすくなり、作業効率が向上する。
【００２６】
また一般に、駆動基板１と対向基板４の位置合わせは、一方の基板（例えば、駆動基板１）に対して他方の基板（例えば、対向基板４）を相対的に移動させ、これによって各基板１，４に形成されたアライメントマーク３ａ，３ｂ及び５ａ，５ｂを一致させることにより行われるが、その際、他方の基板の相対移動はｘ−ｙ−θステージを用いて行われる。
【００２７】
このとき、液晶パネルの座標系すなわち各基板（駆動基板１、対向基板４）の横方向をｘ軸方向、縦方向をｙ軸方向とした座標系を使用する（ｘ−ｙ−θステージによる基板の移動方向のうち、そのｘ方向を基板の横方向、ｙ方向を基板の縦方向に合わせる）と、先述のように顕微鏡ユニットの光軸間距離の調整方向を基板の対角線方向に一致させた場合に、次のような不具合が生じる。すなわち、作業者がｘ−ｙ−θステージの調整ツマミ等を操作して該ステージをｘ方向（又はｙ方向）に移動させたときに、モニタ上でのマーク位置は斜め方向に移動することから、実際のステージの動きとモニタ上でのマークの動きに感覚的なズレが生じ、作業効率が悪化してしまう。
【００２８】
そこで本実施形態においては、図５に示すようなアライメント座標系を採用することとした。図５において、ｘ方向、ｙ方向及びθ方向は、上記ｘ−ｙ−θステージによる基板の移動方向を示す。このアライメント座標系では、アライメントマークの形成位置ＭＰを通る基板１，４の対角線方向に対して、ｘ−ｙ−θステージによる基板の移動方向の一つであるｘ軸方向を一致させている。
【００２９】
具体的には、ｘ−ｙ−θステージ上に例えば対向基板４を載せたときに、その対向基板４の対角位置に形成されたアライメントマーク（マーク中心）５ａ，５ｂを通る軸線方向がｘ−ｙ−θステージのｘ軸方向とほぼ一致した状態となるよう、ｘ−ｙ−θステージをθ方向に基板の対角角度α（図３参照）だけ傾けるようにしている。
【００３０】
こうした状態のもとで基板の位置合わせを行うことにより、ｘ−ｙ−θステージによって基板（例えば、対向基板４）をｘ方向（又はｙ方向）に移動させたときには、モニタ上でのマーク位置が水平方向（又は垂直方向）に移動するようになる。これにより、実際のステージの動きとモニタ上でのマークの動きが感覚的に一致したものとなるため、基板の位置合わせが容易になって作業効率が向上する。
【００３１】
なお、基板の位置合わせに際しては、ｘ−ｙ−θステージによる基板の移動方向のうち、そのｘ軸方向に直交するｙ軸方向を基板の対角線方向に一致させても上記同様の効果を得ることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、位置合わせ用のアライメントマークを各基板の相対応する対角位置にそれぞれ配置形成した構成となっているため、同じサイズの基板（パネル）でも、アライメントマーク間の距離を従来よりも長く確保することができる。これにより、基板の位置合わせに際しては、より小サイズの基板でも２重焦点顕微鏡で対応可能となるため、特に小型の液晶表示パネルの組立を短時間で精度良く行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の一実施形態を説明する図である。
【図２】マークの形成位置と顕微鏡の鏡筒位置との関係を説明する図である。
【図３】基板に対するアライメントマークの傾き状態を示す図である。
【図４】モニタ上でのアライメントマークの表示状態を示す図である。
【図５】本発明に係る液晶表示装置の製造方法を説明するための図である。
【図６】従来例を説明する図である。
【図７】基板位置合わせ用の顕微鏡ユニットの構成を説明する図である。
【符号の説明】
１…駆動基板、３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂ…アライメントマーク、４…対向基板
【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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