(57)【要約】【課題】各マークパターンが大判ガラス基板で互いに干渉した状態でも各マークパターンを確実に選択的に認識できる大判基板を提供する。【解決手段】所定の寸法および間隔を有する第１パターン46の集合体として第１マークパターン43を構成する。第１パターン46の寸法および間隔と異なる寸法および間隔を有する第２パターン47の集合体として第２マークパターン44を構成する。第１マークパターン43と第２マークパターン44とを干渉した状態で大判ガラス基板に形成した状態でも、大判基板を撮像した画像にてパターン46，47の寸法および間隔に対応する周波数成分を強調することで、各マークパターン43，44を確実に選択的に認識できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板本体と、
この基板本体に設けられ、所定の寸法および所定の間隔で形成された複数の第１パターンの集合体により構成された位置合わせ用の第１マークパターンと、
前記基板本体に設けられ、前記第１パターンと異なる所定の寸法および所定の間隔で形成された複数の第２パターンの集合体により構成され、前記第１マークパターンと形状が異なる位置合わせ用の第２マークパターンと
を具備したことを特徴とする表示素子用基板。
【請求項２】
請求項１記載の表示素子用基板を撮像する撮像手段と、
この撮像手段により撮像した前記表示素子用基板の画像の前記第１マークパターンと前記第２マークパターンとの少なくともいずれかの位置を読み取る認識手段とを具備し、
前記認識手段は、前記画像の前記第１パターンと前記第２パターンとのいずれか一方の寸法および間隔に対応する周波数成分を強調することで、前記第１マークパターンと前記第２マークパターンとのいずれか一方の形状を認識し、これら前記第１マークパターンと前記第２マークパターンとのいずれかの位置を読み取り可能である
ことを特徴とする表示素子用基板の位置認識装置。
【請求項３】
所定の寸法および所定の間隔で形成された複数の第１パターンの集合体により構成された位置合わせ用の第１マークパターンを基板本体に形成し、
前記第１パターンと異なる所定の寸法および所定の間隔で形成された複数の第２パターンの集合体により構成され、前記第１マークパターンと形状が異なる位置合わせ用の第２マークパターンを前記基板本体に形成する
ことを特徴とする表示素子用基板の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の表示素子用基板の製造方法により製造した表示素子用基板を撮像する撮像工程と、
この撮像工程にて撮像した前記表示素子用基板の画像の前記第１マークパターンと前記第２マークパターンとの少なくともいずれかの位置を読み取る認識工程とを具備し、
前記認識工程は、前記画像の前記第１パターンと前記第２パターンとのいずれか一方の寸法および間隔に対応する周波数成分を強調することで、前記第１マークパターンと前記第２マークパターンとのいずれか一方の形状を認識し、これら前記第１マークパターンと前記第２マークパターンとのいずれかの位置を読み取る
ことを特徴とする表示素子用基板の位置認識方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置合わせ用のマークパターンを有する表示素子用基板、その製造方法、その位置認識装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、表示装置としての液晶表示装置の製造工程は、表示素子用基板としてのガラス基板上に、走査線や信号線などの配線、画素電極などの電極、あるいは薄膜トランジスタなどのスイッチング素子などを形成するアレイ工程、ガラス基板を所定のパネルの大きさに切り出し、対向基板であるカラーフィルタ基板を貼り合わせて液晶を注入するセル工程、および、セル工程で作成した液晶セルに回路基板やバックライトとともに筐体に配置するモジュール工程などに分けられる。
【０００３】
これらの製造工程で使用する加工装置は、セットされたガラス基板とのアライメントをとるために、ガラス基板に形成されているマークが必要である。一般に、加工装置毎に必要とされるマークの形状や大きさは異なっており、ガラス基板には、加工装置に対応して数個ないし数十個のマークが配置されている。そして、これらマークには、使用する製造工程によって、ガラス基板に対しての位置が規定されているものと、パネルに対しての位置が規定されているものとがある。これは、セル工程でパネルサイズに分割され、それ以降の工程ではパネルの大きさで流品されるためである。多くのマークはガラス基板に対して位置が規定されていて、ガラスの周辺部に配置される。
【０００４】
これらのマークはアレイ工程で、導電体層、あるいは誘電体層のレイヤを配線やデバイスパターンと同じように露光、現像、エッチングの工程で形成する。
【０００５】
近年、ガラス基板は大型化してきており、露光装置も大型のマスクを使用するものもあるが、精度を要求されるパターンの露光には、ステッパ方式露光機で例えば１３センチ角程度のフォトマスクであるレチクルを用い、基板上の全体パターンを複数の所定の分割領域に分割して、基板内で繰り返し露光を行う方法もとられる。
【０００６】
例えば携帯電話やデジタルカメラなどに使用される小型の液晶パネルでは、レチクル内に複数のチップが配置できるため、１〜２枚のレチクルで基板全体を露光することも可能である。
【０００７】
このようなマークを含んだレチクルは、一般にＣＡＤシステムを用いて設計される。そして、レチクルへのマークパターンの設計手順は、他のパターンや他のマークと重ならないように配置される(例えば、特許文献１参照。)。
【特許文献１】特開２００６−２１６７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ステッパ方式の露光では、レチクル上の露光される領域とその領域が基板上でどの位置に露光されるのかを座標で露光機に入力する。例えばレチクル上の領域の切り取り方を変えると、周辺部のマークパターンも１つのレチクルに入れて設計することができる。このようなレチクルにマークを配置して、基板へ繰り返し露光すると、本来必要のない箇所にマークが形成される。ただし、実際に使用されるのは必要となるマークだけである。
【０００９】
しかしながら、このようにレチクルを用いて繰り返し露光する場合には、マークの配置によっては、レチクル上でマークが干渉してしまい、配置できないことがある。また、レチクルによるショット境界、すなわち分割領域の境界付近にマークがある場合には、レチクル上ではマークは干渉しないものの、基板上の多重(二重)露光部分でマークが干渉することもある。
【００１０】
このような場合は、マークを動かせる範囲で移動させたり、露光領域を変更してマークが重ならないようにしたりしなければならない。この作業は、レチクルのマークが露光によって基板上にどう形成されるかをシミュレーションにより決定しているため、時間がかかる問題があった。
【００１１】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、各マークパターンが基板本体で互いに干渉した状態でも各マークパターンを確実に選択的に認識できる表示素子用基板、その製造方法、その位置認識装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の表示素子用基板は、基板本体と、この基板本体に設けられ、所定の寸法および所定の間隔で形成された複数の第１パターンの集合体により構成された位置合わせ用の第１マークパターンと、前記基板本体に設けられ、前記第１パターンと異なる所定の寸法および所定の間隔で形成された複数の第２パターンの集合体により構成され、前記第１マークパターンと形状が異なる位置合わせ用の第２マークパターンとを具備したものである。
【００１３】
また、本発明の表示素子用基板の製造方法は、所定の寸法および所定の間隔で形成された複数の第１パターンの集合体により構成された位置合わせ用の第１マークパターンを基板本体に形成し、前記第１パターンと異なる所定の寸法および所定の間隔で形成された複数の第２パターンの集合体により構成され、前記第１マークパターンと形状が異なる位置合わせ用の第２マークパターンを前記基板本体に形成するものである。
【００１４】
そして、所定の寸法および間隔で形成した複数の第１パターンの集合体として構成した第１マークパターンと第１パターンと異なる寸法および間隔で形成された複数の第２パターンの集合体として構成した第２マークパターンとを基板本体に形成する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、第１マークパターンと第２マークパターンとが干渉した状態で基板本体に形成された状態でも、第１パターンと第２パターンとで寸法および間隔が異なるため、基板本体を撮像した画像にて、第１パターンと第２パターンとのいずれか一方の寸法および間隔に対応する周波数成分を強調することによって各マークパターンを確実に選択的に認識できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の一実施の形態を図１ないし図１１を参照して説明する。
【００１７】
図１０において、11は表示装置としての平面表示装置である液晶表示装置を示し、この液晶表示装置11は、表示素子としての液晶表示素子である液晶セル12と、この液晶セル12に面状光を照射する光源部としての面状光源部であるバックライト13とを備えた、いわゆる透過型の液晶パネルである。
【００１８】
そして、液晶セル12は、基板であるアレイ基板21と、基板である対向基板22とが互いに対向配置され、これら基板21，22間に液晶層23が介在されて、アレイ基板21と対向基板22とが周縁部近傍で接着層24により互いに貼り合わされて液晶層23を基板21，22間に保持している。また、この液晶セル12は、アレイ基板21の後側(バックライト13側)である背面側と、対向基板22の前側とのそれぞれに、図示しない偏光板が貼着されている。そして、この液晶セル12は、例えば複数の画素(副画素)Ｐがマトリクス状に形成されカラー表示が可能なアクティブマトリクス型のものである。
【００１９】
アレイ基板21は、四角形平板状の透光性を有する絶縁基板としてのガラス基板31の液晶層23側(図１０中上側)の主面上に、図１１に示すように複数の走査線32と複数の信号線33とが互いに略直交するように格子状に配設され、これら走査線32と信号線33とのそれぞれの交差位置に、スイッチング素子である薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)34が設けられ、これらを覆って液晶層23の液晶分子の配向用の図示しない配向膜とが形成されている。そして、これら走査線32、信号線33、薄膜トランジスタ34などの基板上のパターンをアレイパターンAPと呼ぶ。
【００２０】
薄膜トランジスタ34は、ゲート電極に走査線32が接続され、ソース電極に信号線33が接続されているとともに、ドレイン電極に透明電極である図示しない画素電極が接続されており、走査線駆動回路であるゲートドライバ35からの信号が走査線32を介してゲート電極に印加されることでスイッチング制御され、信号線駆動回路であるソースドライバ36から信号線33を介して入力された信号に対応して画素電極に電圧を印加するものである。
【００２１】
そして、アレイ基板21は、図７に示す表示素子用基板としての大判基板41から分割線であるスクライブラインに沿って所定のスクライブ装置によりマトリクス状に複数を切り出すことで製造される。
【００２２】
ここで、大判基板41は、基板本体としての透光性を有する絶縁基板である大判ガラス基板42を備え、アレイ基板21用のアレイパターンAPの周辺部に、各種加工装置の位置合わせ用のマークパターンMPを形成する。
【００２３】
加工装置は、大判基板41に所定の加工を施すためのもので、マークパターンMPを撮像する図示しないカメラなどの光学手段である撮像手段と、この撮像手段により撮像した画像に基づきマークパターンMPを読み取ることで大判基板41との位置関係を認識して大判基板41とのアライメントを取るＣＰＵなどの演算手段(制御手段)である認識手段とを備えた位置認識装置の機能を有している。
【００２４】
例えば、マークパターンMPは、互いに異なる形状の第１マークパターン43と第２マークパターン44とを有しており、それぞれ異なる加工装置の位置合わせ用に大判基板41に対して位置が規定されている。
【００２５】
第１マークパターン43は、図２に示すように、例えば十字状のマークパターンMP1と、所定の寸法および間隔でタイル状に複数配設された四角形状(正方形状)の第１パターン46とを、例えばアレイパターンAPを形成するための所定のＣＡＤソフト上などでＡＮＤ演算したデータに基づいて形成されているものである。したがって、この第１マークパターン43は、タイル状の複数の第１パターン46がマークパターンMP1の形状に沿って十字状に切り取られた形状を構成している。
【００２６】
第２マークパターン44は、図３に示すように、例えば円環状のマークパターンMP2と、所定の寸法および間隔でタイル状に複数配設された四角形状(正方形状)の第２パターン47とをＣＡＤソフト上などでＡＮＤ演算したデータに基づいて形成されているものである。したがって、この第２マークパターン44は、タイル状の複数の第２パターン47がマークパターンMP2の形状に沿って円環状に切り取られた形状を構成している。
【００２７】
ここで、第１パターン46と第２パターン47とは、互いにその寸法、ここでは一辺長が異なっているとともに、それらの間隔も異なっている。換言すれば、第１パターン46と第２パターン47とは、異なる周波数成分を有するパターンとなっている。したがって、各マークパターン43，44は、その外形の形状が異なるだけでなく、異なる周波数成分を有するパターンとして構成されている。本実施の形態では、第２パターン47が第１パターン46よりも寸法および間隔が小さく形成されている。
【００２８】
また、第１マークパターン43と第２マークパターン44とは、走査線32、信号線33あるいは薄膜トランジスタ34などのアレイパターンAPを形成するための導電体あるいは誘電体などを利用して、これらの形成と並行して形成される。
【００２９】
そして、アレイパターンAPとマークパターンMPとは、全体パターンを複数に分割した分割領域DA毎に形成されたフォトマスクとしての図５および図６に示すレチクル51を介して露光されることで大判ガラス基板42に形成される。
【００３０】
レチクル51は、例えば金属板などの部材により形成されたフォトマスク本体としてのレチクル本体53を備え、このレチクル本体53には、全体パターンを分割領域DA毎に分割したパターンに対応して形成された開口部であるレチクルパターン54が、所定のＣＡＤソフトなどにより作成されたデータに基づいて形成されている。また、大判基板41の周辺部を露光するためのレチクル51aには、レチクルパターン54の他に、各マークパターン43，44を形成するための開口部であるレチクルマークパターン55が形成されている。
【００３１】
このレチクルマークパターン55は、分割領域DAによる全体パターンの分割の仕方によってその配置および形状が変わるものであるが、本実施の形態では、図４の仮想大判基板41aの仮想大判ガラス基板42aに示す第１マークパターン43aと第２マークパターン44aとの位置にマークパターンを形成するために、第１マークパターン43と第２マークパターン44とが重なった形状でレチクル本体53に形成されている。すなわち、このレチクルマークパターン55は、第１マークパターン43と第２マークパターン44とをＣＡＤソフト上で例えば単に重ねたり、ＯＲ演算したりしたデータに基づいてレチクル本体53に形成されている。本実施の形態では、レチクルマークパターン55は、図１に示すように、第１マークパターン43と第２マークパターン44とがそれらの中心位置が互いに合わせられて形成され、第１マークパターン43が第２マークパターン44上に重なっている。
【００３２】
また、図１０に示すように、対向基板22は、透光性を有しアレイ基板21のガラス基板31に対応する四角形平板状の絶縁基板であるガラス基板57上に、例えば着色層であるカラーフィルタ層が形成されているとともに、このカラーフィルタ層を覆って、図示しない透明電極としての共通電極である対向電極(コモン電極)が形成され、かつ、この対向電極を覆って、液晶層23の配向用の配向膜が形成されている。
【００３３】
対向電極は、各画素(副画素)Ｐのコモン電位を設定するものである。
【００３４】
カラーフィルタ層は、各画素(副画素)Ｐに対応して例えばＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)などの着色部が合成樹脂などによりストライプ状に形成されている。なお、液晶モジュール15が例えばモノクロ表示など、カラー表示をしないものである場合には、このカラーフィルタ層は設ける必要がない。
【００３５】
そして、対向基板22は、アレイ基板21と同様に、図示しない大判基板から分割線であるスクライブラインに沿って所定のスクライブ装置によりマトリクス状に複数を切り出すことで製造され、別途製造したアレイ基板21と接着剤により貼り合わされる。
【００３６】
液晶層23は、細長形状に形成された図示しない液晶分子を多数備え、各画素(副画素)Ｐにおいて、画素電極と対向電極との間に形成される電界に沿って液晶分子の配向方向が可変することにより、各画素(副画素)Ｐでの表示状態を偏光板とともに制御可能なものである。
【００３７】
また、バックライト13は、図示しない光源からの光を導光体である図示しない導光板などにより面状光に変換して液晶セル12に照射するものである。
【００３８】
次に、上記一実施の形態の作用を説明する。
【００３９】
まず、大判ガラス基板42上に導電体あるいは誘電体などの薄膜を成膜し(成膜工程)、この成膜工程にて成膜した薄膜上にフォトレジストを塗布する(塗布工程)。
【００４０】
次いで、塗布工程にて塗布したフォトレジストを、レチクル51を介して露光機により露光する(露光工程)。この露光に際しては、レチクル51上の露光される分割領域DAとその分割領域DAが大判ガラス基板42上でどの位置に露光されるのかを示す露光用データを露光機に入力するデータは、例えばレチクル51上の露光領域の範囲および基準となる中心点を示すデータ、および、露光される大判ガラス基板42上の座標のデータなどを含んでおり、レチクル51上の指定した範囲を大判基板41上の指定した領域に露光可能とするものである。
【００４１】
さらに、露光工程にて露光したフォトレジストを現像し(現像工程)、このフォトレジストが除去されて露出した薄膜をエッチングなどにより除去する(エッチング工程)。
【００４２】
そして、上記各工程を繰り返すことで、レチクル本体53のレチクルパターン54およびレチクルマークパターン55によって、アレイパターンAPとマークパターンMPとを大判ガラス基板42上に形成する。
【００４３】
このとき、マークパターンMPが実際に必要な箇所は、図４に示す箇所に形成された第１マークパターン43aと第２マークパターン44aのみであるものの、異なる複数の分割領域DAにおいてレチクル51aを共用していることで、図７に示すように本来必要ない箇所にもマークパターンMPが形成されている。
【００４４】
加工装置では、大判基板41の主面側を撮像し、この撮像した画像を適宜処理することにより、この加工装置と大判基板41とのアライメントに必要となる上記第１マークパターン43と第２マークパターン44との少なくともいずれかを読み取って位置を認識する。
【００４５】
具体的に、図８に示すように、撮像した画像の周波数の低いパターンを強調表示、すなわち撮像した画像をぼかすと、第１パターン46の間隔が広い第１マークパターン43が強調表示され、第２パターン47の間隔が狭い第２マークパターン44がぼけるため、加工装置は第１マークパターン43のみを認識できる。
【００４６】
一方、図９に示すように、撮像した画像の周波数の高いパターンを強調表示、すなわち撮像した画像を輪郭強調すると、第１パターン46の間隔が広い第１マークパターン43と比較して第２パターン47の間隔が狭い第２マークパターン44の方が強調表示されるため、加工装置は第２マークパターン44のみを認識できる。
【００４７】
このように、上記一実施の形態によれば、第１マークパターン43と第２マークパターン44とが干渉した状態で大判ガラス基板42に形成された状態でも、これらマークパターン43，44を構成する第１パターン46と第２パターン47とで寸法および間隔が異なるため、加工装置によって大判基板41を撮像した画像にてパターン46，47の寸法および間隔に対応して設定される所定の周波数成分、すなわち寸法および間隔が広い方(本実施の形態では第１パターン46)を認識する場合には周波数が低いパターンを、寸法および間隔が狭い方(本実施の形態では第２パターン47)を認識する場合には周波数が高いパターンを、それぞれ強調することによって、各パターン46，47のいずれか一方が他方よりも強調されて表示されるので、互いに形状が異なる各マークパターン43，44を加工装置により確実に選択的に認識できる。
【００４８】
したがって、マークパターン43，44の位置を移動させたり、露光する分割領域DAを変更してマークパターン43，44が重ならないようにしたりする必要がなくなるので、各マークパターンが大判基板上にどのように形成されるかをシミュレーションした結果に基づいてこれら作業をする従来の場合と比較して、短時間でマークパターン43，44の位置を容易に設計でき、製造性を向上できる。
【００４９】
しかも、画像における周波数成分は、認識手段での演算によって容易に強調できるので、加工装置の構成が必要以上に複雑化することもない。
【００５０】
なお、上記一実施の形態において、例えばマークパターンの認識の際に画像をぼかすだけでよい場合には、画像を処理する認識手段などを有さずとも、光学系の処理だけでも可能である。
【００５１】
また、各マークパターン43，44がレチクル本体53上で重なっている場合を示したが、異なるレチクルに形成された各マークパターン43，44が繰り返し露光により大判ガラス基板42上で互いに同じレイヤに重なって形成されている場合、あるいは異なるレイヤに形成されて平面視で重なっている場合などでも、同様の作用効果を奏することができる。
【００５２】
さらに、各マークパターン43，44の全体が重なった場合に各マークパターン43，44を選択的に検出する方法のみを記載したが、マークパターン43，44の一部が重なった場合も同様に検出できるだけでなく、マークパターン43，44が重ならない場合にも検出できることは言うまでもない。
【００５３】
そして、分割領域DAの分割の仕方は、上記実施の形態に限定されるものではない。これに伴い、レチクル51に形成される各パターンも、上記実施の形態に限定されるものではない。
【００５４】
また、各マークパターン43，44を形成するためのマークパターンMP1，MP2の形状は、互いに異なっていれば、十字状や円環状だけでなく、任意の形状とすることができる。
【００５５】
さらに、液晶表示装置11としては、透過型の他に、反射型、あるいは半透過型などでも適用できる。
【００５６】
そして、液晶セル12以外の任意の表示素子に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一実施の形態の表示素子用基板の第１マークパターンと第２マークパターンとが重なった状態を示す説明図である。
【図２】同上第１マークパターンの形成方法を示す説明図である。
【図３】同上第２マークパターンの形成方法を示す説明図である。
【図４】同上各マークパターンの形成予定位置を示す説明平面図である。
【図５】同上表示素子用基板の露光に用いるフォトマスクを示す説明図である。
【図６】同上表示素子用基板の全体パターンを分割した分割領域毎のフォトマスクを示す説明図である。
【図７】同上フォトマスクを用いて露光した表示素子用基板を示す説明図である。
【図８】同上表示素子用基板の第１マークパターンを読み取るための画像処理を示す説明図である。
【図９】同上表示素子用基板の第２マークパターンを読み取るための画像処理を示す説明図である。
【図１０】同上表示素子用基板から切り出した液晶セルを示す説明断面図である。
【図１１】同上液晶セルを示す回路図である。
【符号の説明】
【００５８】
41    表示素子用基板としての大判基板
42    基板本体としてのガラス基板
43    第１マークパターン
44    第２マークパターン
46    第１パターン
47    第２パターン
【図１】
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【図２】
2009115989.tif 000004
【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１０】
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【図１１】
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【図８】
2009115989.tif 000012
【図９】
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