JP2003066466A - 基板重ね合わせ装置、基板の貼り合わせ方法、および液晶セルの製造方法 - Google Patents
基板重ね合わせ装置、基板の貼り合わせ方法、および液晶セルの製造方法Info
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- JP2003066466A JP2003066466A JP2001253547A JP2001253547A JP2003066466A JP 2003066466 A JP2003066466 A JP 2003066466A JP 2001253547 A JP2001253547 A JP 2001253547A JP 2001253547 A JP2001253547 A JP 2001253547A JP 2003066466 A JP2003066466 A JP 2003066466A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基板類に歪みが生じていたとしても、微調整
の必要なく位置合わせを行うことができるようにする。 【解決手段】 アレイ基板3およびカラーフィルター基
板4に付されたアライメントマークをアライメントカメ
ラ10により撮像して、その位置を位置算出部13によ
り算出し、算出されたアライメントマークの位置から、
基準点位置算定部14により、アレイ基板3およびカラ
ーフィルター基板4の位置合わせ基準点の位置を算出す
る。一方、両基板における所定方向の中線同士がなす角
を角度算定部15において算出し、基準点位置算定部1
4、角度算定部15の算出結果に基づき、動作命令部1
6が、保持手段9を制御して、両基板の位置合わせ基準
点の位置がZ方向から見た場合に一致し、かつ、各基板
の中線同士が一致するように、カラーフィルター基板4
またはアレイ基板3を移動・回転させる。
の必要なく位置合わせを行うことができるようにする。 【解決手段】 アレイ基板3およびカラーフィルター基
板4に付されたアライメントマークをアライメントカメ
ラ10により撮像して、その位置を位置算出部13によ
り算出し、算出されたアライメントマークの位置から、
基準点位置算定部14により、アレイ基板3およびカラ
ーフィルター基板4の位置合わせ基準点の位置を算出す
る。一方、両基板における所定方向の中線同士がなす角
を角度算定部15において算出し、基準点位置算定部1
4、角度算定部15の算出結果に基づき、動作命令部1
6が、保持手段9を制御して、両基板の位置合わせ基準
点の位置がZ方向から見た場合に一致し、かつ、各基板
の中線同士が一致するように、カラーフィルター基板4
またはアレイ基板3を移動・回転させる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の物体または
基板を相互に重ね合わせるために位置合わせを行う装
置、基板の重ね合わせ方法、および、液晶セルの製造方
法に関し、特に、液晶セルを構成する基板類を正確に重
ね合わせるための技術に係るものである。
基板を相互に重ね合わせるために位置合わせを行う装
置、基板の重ね合わせ方法、および、液晶セルの製造方
法に関し、特に、液晶セルを構成する基板類を正確に重
ね合わせるための技術に係るものである。
【0002】
【従来の技術】周知のように、液晶セルの製造工程にお
いて、セル組み立て工程はアレイ(TFT)基板および
カラーフィルター(CF)基板を位置合わせしながら貼
り合わせる工程であり、セルの開口率等の光学的特性を
左右する重要な工程となっている。以下に、従来のセル
組み立て工程の一例を示す。
いて、セル組み立て工程はアレイ(TFT)基板および
カラーフィルター(CF)基板を位置合わせしながら貼
り合わせる工程であり、セルの開口率等の光学的特性を
左右する重要な工程となっている。以下に、従来のセル
組み立て工程の一例を示す。
【0003】図10は、液晶セルの組み立て装置100
の構成を模式的に示すものである。図中に示すように、
組み立て装置100は、組み立てユニット101、プレ
スユニット102、微位置合わせユニット103の3ユ
ニットから構成されている。組み立てユニット101で
は、組み立てテーブル(図示略)上に配置されたアレイ
基板3およびカラーフィルター基板4の双方に付された
位置合わせマーク(アライメントマーク)が位置合わせ
アライメントカメラ105により読み取られ、読み取ら
れた画像が画像処理装置(図示略)に出力されて処理さ
れる。画像処理装置では、その内部のアルゴリズムによ
り、それぞれの基板位置のずれ量を計算する。計算され
た基板位置のずれ量は、組み立てユニット101にフィ
ードバックされ、これに基づいてアレイ基板3およびカ
ラーフィルター基板4の相対位置が修正され、この状態
で、両基板が貼り合わせられる。
の構成を模式的に示すものである。図中に示すように、
組み立て装置100は、組み立てユニット101、プレ
スユニット102、微位置合わせユニット103の3ユ
ニットから構成されている。組み立てユニット101で
は、組み立てテーブル(図示略)上に配置されたアレイ
基板3およびカラーフィルター基板4の双方に付された
位置合わせマーク(アライメントマーク)が位置合わせ
アライメントカメラ105により読み取られ、読み取ら
れた画像が画像処理装置(図示略)に出力されて処理さ
れる。画像処理装置では、その内部のアルゴリズムによ
り、それぞれの基板位置のずれ量を計算する。計算され
た基板位置のずれ量は、組み立てユニット101にフィ
ードバックされ、これに基づいてアレイ基板3およびカ
ラーフィルター基板4の相対位置が修正され、この状態
で、両基板が貼り合わせられる。
【0004】次に、貼り合わせられたアレイ基板3およ
びカラーフィルター基板4は、プレスユニット102に
送られ、両者の隙間の間隔が規定寸法となるまで均一に
加圧される。そして、このように一体化されたアレイ基
板3およびカラーフィルター基板4は、微位置合わせユ
ニット103に送られ、ここで再度、アレイ基板3およ
びカラーフィルター基板4の相対位置が確認される。こ
の際、両基板間にズレが生じている場合には、さらに画
像処理を行って位置補正をかけ、両基板をより正確な位
置に位置合わせする。
びカラーフィルター基板4は、プレスユニット102に
送られ、両者の隙間の間隔が規定寸法となるまで均一に
加圧される。そして、このように一体化されたアレイ基
板3およびカラーフィルター基板4は、微位置合わせユ
ニット103に送られ、ここで再度、アレイ基板3およ
びカラーフィルター基板4の相対位置が確認される。こ
の際、両基板間にズレが生じている場合には、さらに画
像処理を行って位置補正をかけ、両基板をより正確な位
置に位置合わせする。
【0005】このような組み立て装置100においてア
レイ基板3およびカラーフィルター基板4の位置合わせ
をする際のアルゴリズムを以下に示す。図11は、アレ
イ基板3上にカラーフィルター基板4を重ね合わせた場
合の状態をその上方から見た図である。図中に示すよう
に、アレイ基板3に対してカラーフィルター基板4を位
置合わせしようとする場合、アライメントマークA1お
よびB1でのX方向およびY方向のズレ量を:ΔX1,
ΔY1、アライメントマークA2およびB2でのX方向
およびY方向のズレ量を:ΔX2,ΔY2、アライメン
トマークA3およびB3でのX方向およびY方向のズレ
量を:ΔX3,ΔY3、アライメントマークA4および
B4でのX方向およびY方向のズレ量を:ΔX4,ΔY
4、とすると、基板の中心でのX方向のズレ量ΔX、Y
方向のズレ量ΔY、基板の傾きのズレ量Δθは、以下の
ように表すことができる。
レイ基板3およびカラーフィルター基板4の位置合わせ
をする際のアルゴリズムを以下に示す。図11は、アレ
イ基板3上にカラーフィルター基板4を重ね合わせた場
合の状態をその上方から見た図である。図中に示すよう
に、アレイ基板3に対してカラーフィルター基板4を位
置合わせしようとする場合、アライメントマークA1お
よびB1でのX方向およびY方向のズレ量を:ΔX1,
ΔY1、アライメントマークA2およびB2でのX方向
およびY方向のズレ量を:ΔX2,ΔY2、アライメン
トマークA3およびB3でのX方向およびY方向のズレ
量を:ΔX3,ΔY3、アライメントマークA4および
B4でのX方向およびY方向のズレ量を:ΔX4,ΔY
4、とすると、基板の中心でのX方向のズレ量ΔX、Y
方向のズレ量ΔY、基板の傾きのズレ量Δθは、以下の
ように表すことができる。
【0006】
ΔX=(ΔX1+ΔX2+ΔX3+ΔX4)/4 …(1)
ΔY=(ΔY1+ΔY2+ΔY3+ΔY4)/4 …(2)
Δθ= Tan-1(((ΔX1+ΔX4)/2
−(ΔX2+ΔX3)/2)/Yd) …(3)
ここに、Yd:設計値におけるY方向のアライメントマ
ークA1,A2(またはA3,A4)間の距離である。
ークA1,A2(またはA3,A4)間の距離である。
【0007】以上の式によりΔX、ΔY、Δθが求めら
れ、これらの値に基づいてカラーフィルター基板4を移
動させることで、アレイ基板3に対してカラーフィルタ
ー基板4を位置合わせすることができる。
れ、これらの値に基づいてカラーフィルター基板4を移
動させることで、アレイ基板3に対してカラーフィルタ
ー基板4を位置合わせすることができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述のようなセル組み
立て工程には、以下のような問題点がある。上述のセル
組み立て方法では、式(3)に示したように、設計値Y
dを利用するようになっている。つまり、この方法にお
いては、アレイ基板3とカラーフィルター基板4が設計
値通りの寸法であり、さらに、基板にプリントされてい
る位置合わせ用のアライメントマークA1,A2,A
3,A4およびB1,B2,B3,B4も設計値通りの
位置に設けられていることが前提とされている。
立て工程には、以下のような問題点がある。上述のセル
組み立て方法では、式(3)に示したように、設計値Y
dを利用するようになっている。つまり、この方法にお
いては、アレイ基板3とカラーフィルター基板4が設計
値通りの寸法であり、さらに、基板にプリントされてい
る位置合わせ用のアライメントマークA1,A2,A
3,A4およびB1,B2,B3,B4も設計値通りの
位置に設けられていることが前提とされている。
【0009】しかし、現実には、セル組み立て工程に投
入されるアレイ基板3やカラーフィルター基板4は、図
12に模式的に示すように、前の工程での応力ストレス
や熱履歴により歪んだ状態でセル組み立て工程に投入さ
れる。例えば、ガラスの素材は、温度により熱膨張係数
が異なり、アレイ基板3およびカラーフィルター基板4
間に1℃の温度差があると、30cm長さのガラス製基
板で1.13μmもの差が生じる。
入されるアレイ基板3やカラーフィルター基板4は、図
12に模式的に示すように、前の工程での応力ストレス
や熱履歴により歪んだ状態でセル組み立て工程に投入さ
れる。例えば、ガラスの素材は、温度により熱膨張係数
が異なり、アレイ基板3およびカラーフィルター基板4
間に1℃の温度差があると、30cm長さのガラス製基
板で1.13μmもの差が生じる。
【0010】したがって、こうした歪みをもった基板同
士を従来のアルゴリズムで正確に位置合わせすることは
困難であり、現状では、ある妥協値以内となるまで上述
のアルゴリズムを繰り返し、位置ズレが妥協値以内とな
ったところで、位置合わせを完了させるようにしてい
る。このため、位置合わせを行う回数が増え(現状では
2〜5回)、それに要する時間も必要となっている。
士を従来のアルゴリズムで正確に位置合わせすることは
困難であり、現状では、ある妥協値以内となるまで上述
のアルゴリズムを繰り返し、位置ズレが妥協値以内とな
ったところで、位置合わせを完了させるようにしてい
る。このため、位置合わせを行う回数が増え(現状では
2〜5回)、それに要する時間も必要となっている。
【0011】また、現在、アレイ基板3とカラーフィル
ター基板4との間隙の保持のために、これらの間に図1
3に示すような微小ボール106を設けるのに代えて、
図14に示すような柱状のスペーサポスト107をカラ
ーフィルター基板4に設けることが行われるようになっ
てきている。こうしたスペーサポスト107を設けた場
合、微小ボール106を用いた場合に比較してアレイ基
板3およびカラーフィルター基板4間の摩擦が大きくな
るため、上述の微位置合わせユニット103での工程に
おいて、両基板の相対移動が困難となる。すなわち、現
状では、基板を組み立てた後に位置の微調整をすること
は困難であり、こうした微調整を不要とするような技術
が求められている。
ター基板4との間隙の保持のために、これらの間に図1
3に示すような微小ボール106を設けるのに代えて、
図14に示すような柱状のスペーサポスト107をカラ
ーフィルター基板4に設けることが行われるようになっ
てきている。こうしたスペーサポスト107を設けた場
合、微小ボール106を用いた場合に比較してアレイ基
板3およびカラーフィルター基板4間の摩擦が大きくな
るため、上述の微位置合わせユニット103での工程に
おいて、両基板の相対移動が困難となる。すなわち、現
状では、基板を組み立てた後に位置の微調整をすること
は困難であり、こうした微調整を不要とするような技術
が求められている。
【0012】ところで、半導体基板類の位置合わせ方法
としては、特開2000−161913公報や特開平6
−151275号公報に記載された技術が一般に知られ
ている。これらのうち、特開2000―161913公
報では、複数のシート状物体に付されたアライメントマ
ークの重心を、それぞれのシート状物体について求める
とともに、これら重心が一致するようにシート状物体を
移動し、さらに、複数のシート状物体において互いに対
応するアライメントマーク同士間の距離を最小とするよ
うな回転角で、シート状物体を回転させるようにしてい
る。
としては、特開2000−161913公報や特開平6
−151275号公報に記載された技術が一般に知られ
ている。これらのうち、特開2000―161913公
報では、複数のシート状物体に付されたアライメントマ
ークの重心を、それぞれのシート状物体について求める
とともに、これら重心が一致するようにシート状物体を
移動し、さらに、複数のシート状物体において互いに対
応するアライメントマーク同士間の距離を最小とするよ
うな回転角で、シート状物体を回転させるようにしてい
る。
【0013】また、特開平6−151275号公報にお
いては、半導体基板およびレチクルを位置合わせする際
に、半導体に設けられたアライメントマークの重心を求
め、この重心を原点とした基準座標からの各アライメン
トマークの偏角差が最小になるように半導体基板を回転
させるとともに、レチクルに設けられたアライメントマ
ークの基準座標からの偏角差が最小となるようにレチク
ルを回転させるようにしている。
いては、半導体基板およびレチクルを位置合わせする際
に、半導体に設けられたアライメントマークの重心を求
め、この重心を原点とした基準座標からの各アライメン
トマークの偏角差が最小になるように半導体基板を回転
させるとともに、レチクルに設けられたアライメントマ
ークの基準座標からの偏角差が最小となるようにレチク
ルを回転させるようにしている。
【0014】これらの技術においては、基板類に与える
べき変位をアライメントマークの位置から直接求めるこ
とが可能であり、また、設計値を利用することがないた
めに、位置合わせを何回も行う必要が無く、また、基板
類の重ね合わせ後の位置の調整も必要ない。
べき変位をアライメントマークの位置から直接求めるこ
とが可能であり、また、設計値を利用することがないた
めに、位置合わせを何回も行う必要が無く、また、基板
類の重ね合わせ後の位置の調整も必要ない。
【0015】しかしながら、これらの技術においては、
アライメントマーク同士の距離、またはアライメントマ
ークの基準座標からの偏角が最小となるように基板類を
変位させるようにしている。アライメントマークは、一
般に基板類の外縁部に設けられるのが通常であり、この
ように基板類を変位させることは、回路パターンの外縁
部で位置合わせすることを意味する。ところが、半導体
基板やアレイ基板、カラーフィルター基板の回路パター
ンは、通常、光学レンズを有する露光機を使用すること
により、回路パターンの中心部を基準として焼き付けら
れており、回路パターンの部分が誤差がもっとも少な
く、ここから離間するにしたがって誤差が大きくなって
いく。したがって、上述の技術では誤差の大きい部分を
位置合わせすることとなり、上述の技術を単純に液晶セ
ルの組み立て工程に適用したとしても誤差が過大とな
り、画素の開口率の低下を招くことが懸念される。
アライメントマーク同士の距離、またはアライメントマ
ークの基準座標からの偏角が最小となるように基板類を
変位させるようにしている。アライメントマークは、一
般に基板類の外縁部に設けられるのが通常であり、この
ように基板類を変位させることは、回路パターンの外縁
部で位置合わせすることを意味する。ところが、半導体
基板やアレイ基板、カラーフィルター基板の回路パター
ンは、通常、光学レンズを有する露光機を使用すること
により、回路パターンの中心部を基準として焼き付けら
れており、回路パターンの部分が誤差がもっとも少な
く、ここから離間するにしたがって誤差が大きくなって
いく。したがって、上述の技術では誤差の大きい部分を
位置合わせすることとなり、上述の技術を単純に液晶セ
ルの組み立て工程に適用したとしても誤差が過大とな
り、画素の開口率の低下を招くことが懸念される。
【0016】本発明は、以上のような技術的課題に基づ
いてなされたもので、基板類に歪みが生じていたとして
も、微調整の必要なく位置合わせを行うことができ、な
おかつ、位置合わせ誤差が少なくなるような基板類の重
ね合わせ装置等を提供することを主たる目的とする。ま
た、他の目的は、液晶セルの開口率を低下させる懸念の
ない、液晶セルの製造方法等を提供することにある。
いてなされたもので、基板類に歪みが生じていたとして
も、微調整の必要なく位置合わせを行うことができ、な
おかつ、位置合わせ誤差が少なくなるような基板類の重
ね合わせ装置等を提供することを主たる目的とする。ま
た、他の目的は、液晶セルの開口率を低下させる懸念の
ない、液晶セルの製造方法等を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】かかる目的のもと、本発
明の基板重ね合わせ装置は、互いに平行配置された一対
の基板の相対位置を調整可能とされた位置決め部と、位
置決め部の動作を制御する制御装置とを備え、制御装置
が、各基板に付された複数のマークの重心である位置合
わせ基準点同士の相対位置を算定する基準点位置算定部
と、各基板において複数のマークに含まれる4つのマー
クを頂点とする四辺形の中点のうちの互いに対向する2
点を結ぶ直線同士がなす角度を算定する角度算定部と、
算定された相対位置および角度に基づいて、位置決め部
を動作させる動作命令部とを有することを特徴としてい
る。
明の基板重ね合わせ装置は、互いに平行配置された一対
の基板の相対位置を調整可能とされた位置決め部と、位
置決め部の動作を制御する制御装置とを備え、制御装置
が、各基板に付された複数のマークの重心である位置合
わせ基準点同士の相対位置を算定する基準点位置算定部
と、各基板において複数のマークに含まれる4つのマー
クを頂点とする四辺形の中点のうちの互いに対向する2
点を結ぶ直線同士がなす角度を算定する角度算定部と、
算定された相対位置および角度に基づいて、位置決め部
を動作させる動作命令部とを有することを特徴としてい
る。
【0018】このような構成により、複数の基板を、位
置合わせ基準点が一致するように移動させるとともに、
位置合わせのための直線同士が一致するように回転させ
ることができる。また、マークが基板の外縁部に設けら
れていれば、位置合わせ基準点を基板の中央部に設定す
ることができる。したがって、基板同士を、その中央部
において位置合わせすることができる。これにより、基
板に付された位置合わせを行うべき回路パターン等の配
置精度が、位置合わせ領域の中央部において高く、そこ
から離間するに従って低くなっていくような場合には、
基板の外縁部において位置合わせを行う従来技術に比較
して、位置合わせの精度が向上する。この場合、基準点
位置算定部は、例えば、4つのマークの重心位置を位置
合わせ基準点として算定するようにすることができる。
置合わせ基準点が一致するように移動させるとともに、
位置合わせのための直線同士が一致するように回転させ
ることができる。また、マークが基板の外縁部に設けら
れていれば、位置合わせ基準点を基板の中央部に設定す
ることができる。したがって、基板同士を、その中央部
において位置合わせすることができる。これにより、基
板に付された位置合わせを行うべき回路パターン等の配
置精度が、位置合わせ領域の中央部において高く、そこ
から離間するに従って低くなっていくような場合には、
基板の外縁部において位置合わせを行う従来技術に比較
して、位置合わせの精度が向上する。この場合、基準点
位置算定部は、例えば、4つのマークの重心位置を位置
合わせ基準点として算定するようにすることができる。
【0019】また、一対の基板が、マトリックス状に配
置された複数の要素を有しており、これらの要素が、互
いに交差する第1の軸と第2の軸とのそれぞれに関して
線対称な形状を有し、なおかつ、第1の軸方向の長さが
第2の軸方向の長さよりも大きい場合には、角度算定部
が、算定すべき角度を求めるための直線として、第1の
軸方向に延在するものを用いることができる。これによ
り、要素同士を位置合わせする場合に、要素の長手方向
に延在する直線の向きが一致するように、基板同士を位
置合わせすることが可能となる。なお、ここで、算定す
べき角度を求めるための直線は、その方向が、必ずしも
第1の軸方向と一致している必要はなく、第1の軸方向
とほぼ同一の方向であればよい。
置された複数の要素を有しており、これらの要素が、互
いに交差する第1の軸と第2の軸とのそれぞれに関して
線対称な形状を有し、なおかつ、第1の軸方向の長さが
第2の軸方向の長さよりも大きい場合には、角度算定部
が、算定すべき角度を求めるための直線として、第1の
軸方向に延在するものを用いることができる。これによ
り、要素同士を位置合わせする場合に、要素の長手方向
に延在する直線の向きが一致するように、基板同士を位
置合わせすることが可能となる。なお、ここで、算定す
べき角度を求めるための直線は、その方向が、必ずしも
第1の軸方向と一致している必要はなく、第1の軸方向
とほぼ同一の方向であればよい。
【0020】また、この場合、複数の要素が、矩形状の
領域内にマトリックス状に配置されていれば、一対の基
板のそれぞれに形成された4つのマークが、この領域の
外であってこの領域の各頂点の近傍に配置され、位置決
め部が、各基板の位置合わせ基準点が一致するように各
基板を相対的に移動し、各基板についての直線同士が一
致するように、各基板を相対的に回転させるようにして
もよい。
領域内にマトリックス状に配置されていれば、一対の基
板のそれぞれに形成された4つのマークが、この領域の
外であってこの領域の各頂点の近傍に配置され、位置決
め部が、各基板の位置合わせ基準点が一致するように各
基板を相対的に移動し、各基板についての直線同士が一
致するように、各基板を相対的に回転させるようにして
もよい。
【0021】また、本発明は、第1の基板および第2の
基板を、これら第1の基板および第2の基板に付された
マークの位置から決定される位置合わせ基準点同士が互
いに一致するように配置する第一のステップと、第1の
基板および第2の基板に形成された矩形状要素同士の短
辺方向のずれを減ずるように、第1の基板および第2の
基板のうちの少なくとも一方を回転させる第二のステッ
プと、第1の基板および第2の基板を貼り合わせる第三
のステップとを備えた基板の貼り合わせ方法としても捉
えることができる。つまり、第二のステップで、対応す
る画素構成要素同士の短辺方向のずれが最小となるよう
に、第1の基板および第2の基板のうちの少なくとも一
方を回転させることによって、複数の矩形状要素同士が
重なり合う面積を最大化することができる。なお、この
場合、第1の基板および第2の基板には、板状の部材す
べてが含まれるものとする。
基板を、これら第1の基板および第2の基板に付された
マークの位置から決定される位置合わせ基準点同士が互
いに一致するように配置する第一のステップと、第1の
基板および第2の基板に形成された矩形状要素同士の短
辺方向のずれを減ずるように、第1の基板および第2の
基板のうちの少なくとも一方を回転させる第二のステッ
プと、第1の基板および第2の基板を貼り合わせる第三
のステップとを備えた基板の貼り合わせ方法としても捉
えることができる。つまり、第二のステップで、対応す
る画素構成要素同士の短辺方向のずれが最小となるよう
に、第1の基板および第2の基板のうちの少なくとも一
方を回転させることによって、複数の矩形状要素同士が
重なり合う面積を最大化することができる。なお、この
場合、第1の基板および第2の基板には、板状の部材す
べてが含まれるものとする。
【0022】また、第二のステップでは、第1の基板お
よび第2の基板について、矩形状要素の長辺方向に延在
する仮想直線を設定し、仮想直線同士の向きが一致する
ように、第1の基板および第2の基板のうちの少なくと
も一方を回転させることが望ましい。また、位置合わせ
基準点を、マークのうち少なくとも一部の平均位置とし
て導出し、仮想直線を、マークのうちの4つを頂点とす
る四辺形の中点のうち互いに対向する2点を結ぶ直線同
士の交点を求めることにより導出するようにしてもよ
い。
よび第2の基板について、矩形状要素の長辺方向に延在
する仮想直線を設定し、仮想直線同士の向きが一致する
ように、第1の基板および第2の基板のうちの少なくと
も一方を回転させることが望ましい。また、位置合わせ
基準点を、マークのうち少なくとも一部の平均位置とし
て導出し、仮想直線を、マークのうちの4つを頂点とす
る四辺形の中点のうち互いに対向する2点を結ぶ直線同
士の交点を求めることにより導出するようにしてもよ
い。
【0023】また、本発明は、液晶セルの製造方法、す
なわち、アレイ基板および対向基板のそれぞれについて
の所定方向の中線を求めるステップ(A)と、アレイ基
板および対向基板の双方の位置合わせ基準点の位置を算
出するステップ(B)と、アレイ基板および対向基板
を、位置合わせ基準点を通りその板面に直交する中心軸
同士を一致させた状態とするステップ(C)と、アレイ
基板および対向基板のいずれか一方または双方を、中線
同士が一致するように中心軸周りに回転させて位置決め
するステップ(D)と、ステップ(C)および(D)に
おいて位置決めされたアレイ基板および対向基板を、中
心軸と同方向に重ね合わせるステップ(E)とを備えた
方法としても捉えることができる。なお、この場合、ス
テップ(A)とステップ(B)、(D)、ステップ
(B)とステップ(A)、(C)との順序は問わない。
つまり、ステップ(C)より先にステップ(A)が、ス
テップ(D)より先にステップ(B)が行われれば、こ
れらの順序は不同である。
なわち、アレイ基板および対向基板のそれぞれについて
の所定方向の中線を求めるステップ(A)と、アレイ基
板および対向基板の双方の位置合わせ基準点の位置を算
出するステップ(B)と、アレイ基板および対向基板
を、位置合わせ基準点を通りその板面に直交する中心軸
同士を一致させた状態とするステップ(C)と、アレイ
基板および対向基板のいずれか一方または双方を、中線
同士が一致するように中心軸周りに回転させて位置決め
するステップ(D)と、ステップ(C)および(D)に
おいて位置決めされたアレイ基板および対向基板を、中
心軸と同方向に重ね合わせるステップ(E)とを備えた
方法としても捉えることができる。なお、この場合、ス
テップ(A)とステップ(B)、(D)、ステップ
(B)とステップ(A)、(C)との順序は問わない。
つまり、ステップ(C)より先にステップ(A)が、ス
テップ(D)より先にステップ(B)が行われれば、こ
れらの順序は不同である。
【0024】また、ここで、アレイ基板および対向基板
の四隅にアライメントマークが設けられている場合に
は、ステップ(A)において、互いに隣接するアライメ
ントマーク同士の中点の位置をそれぞれ求め、中点のう
ち、互いに対向する2点同士を結ぶ直線を仮想直線とす
るとともに、ステップ(B)において、アライメントマ
ークの重心位置を位置合わせ基準点とすることが望まし
い。
の四隅にアライメントマークが設けられている場合に
は、ステップ(A)において、互いに隣接するアライメ
ントマーク同士の中点の位置をそれぞれ求め、中点のう
ち、互いに対向する2点同士を結ぶ直線を仮想直線とす
るとともに、ステップ(B)において、アライメントマ
ークの重心位置を位置合わせ基準点とすることが望まし
い。
【0025】さらに、所定方向を、アレイ基板および対
向基板に形成された画素構成要素の長辺方向に設定する
ことによって、製造される液晶セルの開口率の低下を避
けることができる。
向基板に形成された画素構成要素の長辺方向に設定する
ことによって、製造される液晶セルの開口率の低下を避
けることができる。
【0026】さらに、この場合、アレイ基板および対向
基板のうちの少なくとも一方において、同他方に対向さ
せて配置される面には、アレイ基板および対向基板を一
定間隔に保持するためのスペーサが固定されていてもよ
い。つまり、本液晶セルの製造方法は、アレイ基板およ
び対向基板を貼り合わせた後の位置の微調整が不要であ
るために、このようにスペーサが固定される形式の液晶
セルに好適に用いることができるのである。なお、スペ
ーサとしては、例えば、柱状に形成されたスペーサポス
ト等が考えられる。
基板のうちの少なくとも一方において、同他方に対向さ
せて配置される面には、アレイ基板および対向基板を一
定間隔に保持するためのスペーサが固定されていてもよ
い。つまり、本液晶セルの製造方法は、アレイ基板およ
び対向基板を貼り合わせた後の位置の微調整が不要であ
るために、このようにスペーサが固定される形式の液晶
セルに好適に用いることができるのである。なお、スペ
ーサとしては、例えば、柱状に形成されたスペーサポス
ト等が考えられる。
【0027】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいてこの発明を詳細に説明する。図1は、本実施
の形態における液晶セル製造装置1の要部を模式的に示
す図である。この液晶セル製造装置1は、液晶セルを構
成するアレイ(TFT)基板(第1の基板)3をカラー
フィルター基板(対向基板、第2の基板)4に対して貼
り合わせる機能を有するものであり、位置合わせユニッ
ト5、プレスユニット6、および制御装置7を備えてい
る。
に基づいてこの発明を詳細に説明する。図1は、本実施
の形態における液晶セル製造装置1の要部を模式的に示
す図である。この液晶セル製造装置1は、液晶セルを構
成するアレイ(TFT)基板(第1の基板)3をカラー
フィルター基板(対向基板、第2の基板)4に対して貼
り合わせる機能を有するものであり、位置合わせユニッ
ト5、プレスユニット6、および制御装置7を備えてい
る。
【0028】位置合わせユニット5は、アレイ基板3を
載置可能な位置合わせテーブル8上に、カラーフィルタ
ー基板4を保持および移動可能な保持手段(位置決め
部)9と、位置合わせテーブル8上の特定範囲を撮像可
能な計4つのアライメントカメラ10とを備えた構成と
なっている。なお、アレイ基板3およびカラーフィルタ
ー基板4は矩形形状に形成されており、各アライメント
カメラ10は、後述するように、アレイ基板3およびカ
ラーフィルター基板4の四隅に設けられたアライメント
マークA1,A2,A3,A4およびB1,B2,B
3,B4に対応した位置に設けられ、これらアライメン
トマークA1,A2,A3,A4およびB1,B2,B
3,B4を認識することができるようになっている。
載置可能な位置合わせテーブル8上に、カラーフィルタ
ー基板4を保持および移動可能な保持手段(位置決め
部)9と、位置合わせテーブル8上の特定範囲を撮像可
能な計4つのアライメントカメラ10とを備えた構成と
なっている。なお、アレイ基板3およびカラーフィルタ
ー基板4は矩形形状に形成されており、各アライメント
カメラ10は、後述するように、アレイ基板3およびカ
ラーフィルター基板4の四隅に設けられたアライメント
マークA1,A2,A3,A4およびB1,B2,B
3,B4に対応した位置に設けられ、これらアライメン
トマークA1,A2,A3,A4およびB1,B2,B
3,B4を認識することができるようになっている。
【0029】また、プレスユニット6は、位置合わせユ
ニット5において位置合わせが行われたアレイ基板3お
よびカラーフィルター基板4を押圧するプレス手段11
を備えている。
ニット5において位置合わせが行われたアレイ基板3お
よびカラーフィルター基板4を押圧するプレス手段11
を備えている。
【0030】制御装置7は、アライメントカメラ10
と、保持手段9と、プレスユニット6のプレス手段11
とに対して接続されている。アライメントカメラ10に
おいて撮影された画像は、制御装置7に対して出力さ
れ、この出力結果に基づき、制御装置7の位置算出部1
3が所定の画像処理を行って、アレイ基板3およびカラ
ーフィルター基板4のアライメントマークA1,A2,
A3,A4およびB1,B2,B3,B4の位置を算出
することができるようになっている。また図1中に示す
ように、制御装置7は、さらに、基準点位置算定部1
4、角度算定部15、および動作命令部16を備えてい
る。ここに、基準点位置算定部14は、後述するよう
に、位置算出部13からの出力に基づき、位置合わせテ
ーブル8上に載置されたアレイ基板3およびカラーフィ
ルター基板4の所定方向の中線(仮想直線)および位置
合わせ基準点の位置を算定する。また、角度算定部15
は、基準点位置算定部14において求められた中線を利
用し、アレイ基板3およびカラーフィルター基板4の所
定方向の中線がなす角度を算出する。さらに、動作命令
部16は、基準点位置算定部14および角度算定部15
からの出力結果に基づき保持手段9の動作制御を行うこ
とが可能となっており、なおかつ、保持手段9の動作制
御を行った後、所定のタイミングでプレス手段11の動
作制御を行うことが可能となっている。
と、保持手段9と、プレスユニット6のプレス手段11
とに対して接続されている。アライメントカメラ10に
おいて撮影された画像は、制御装置7に対して出力さ
れ、この出力結果に基づき、制御装置7の位置算出部1
3が所定の画像処理を行って、アレイ基板3およびカラ
ーフィルター基板4のアライメントマークA1,A2,
A3,A4およびB1,B2,B3,B4の位置を算出
することができるようになっている。また図1中に示す
ように、制御装置7は、さらに、基準点位置算定部1
4、角度算定部15、および動作命令部16を備えてい
る。ここに、基準点位置算定部14は、後述するよう
に、位置算出部13からの出力に基づき、位置合わせテ
ーブル8上に載置されたアレイ基板3およびカラーフィ
ルター基板4の所定方向の中線(仮想直線)および位置
合わせ基準点の位置を算定する。また、角度算定部15
は、基準点位置算定部14において求められた中線を利
用し、アレイ基板3およびカラーフィルター基板4の所
定方向の中線がなす角度を算出する。さらに、動作命令
部16は、基準点位置算定部14および角度算定部15
からの出力結果に基づき保持手段9の動作制御を行うこ
とが可能となっており、なおかつ、保持手段9の動作制
御を行った後、所定のタイミングでプレス手段11の動
作制御を行うことが可能となっている。
【0031】また、本実施の形態における液晶セルの製
造に用いられるカラーフィルター基板4には、図14に
示すように、アレイ基板3に対向配置される板面にスペ
ーサポスト(スペーサ)107が固定されている。そし
て、このスペーサポスト107により、アレイ基板3と
カラーフィルター基板4とを貼り合わせた際に、アレイ
基板3およびカラーフィルター基板4の間隙寸法が一定
に保持されるようになっている。
造に用いられるカラーフィルター基板4には、図14に
示すように、アレイ基板3に対向配置される板面にスペ
ーサポスト(スペーサ)107が固定されている。そし
て、このスペーサポスト107により、アレイ基板3と
カラーフィルター基板4とを貼り合わせた際に、アレイ
基板3およびカラーフィルター基板4の間隙寸法が一定
に保持されるようになっている。
【0032】また、カラーフィルター基板4およびアレ
イ基板3には、後述するように、矩形状の領域に、所定
方向が長手方向となるような矩形状のサブピクセル構成
要素(画素構成要素、矩形状要素)がそれぞれマトリッ
クス状に配列され、このサブピクセル構成要素が形成さ
れた矩形領域が、互いに位置合わせされた状態で貼り合
わされるようになっている。なお、後述するアライメン
トマークA1,A2,A3,A4およびB1,B2,B
3,B4は、この矩形状の領域の外であって、矩形状領
域の各頂点の近傍に配置されている。さらに、カラーフ
ィルター基板4およびアレイ基板3を貼り合わせる際に
は、後述するように、これらのサブピクセル構成要素同
士が液晶セルの板面に直交する方向から見た場合に互い
に一致するように、位置合わせユニット5において、カ
ラーフィルター基板4およびアレイ基板3の相対位置が
決定されるようになっている。
イ基板3には、後述するように、矩形状の領域に、所定
方向が長手方向となるような矩形状のサブピクセル構成
要素(画素構成要素、矩形状要素)がそれぞれマトリッ
クス状に配列され、このサブピクセル構成要素が形成さ
れた矩形領域が、互いに位置合わせされた状態で貼り合
わされるようになっている。なお、後述するアライメン
トマークA1,A2,A3,A4およびB1,B2,B
3,B4は、この矩形状の領域の外であって、矩形状領
域の各頂点の近傍に配置されている。さらに、カラーフ
ィルター基板4およびアレイ基板3を貼り合わせる際に
は、後述するように、これらのサブピクセル構成要素同
士が液晶セルの板面に直交する方向から見た場合に互い
に一致するように、位置合わせユニット5において、カ
ラーフィルター基板4およびアレイ基板3の相対位置が
決定されるようになっている。
【0033】次に、この液晶セル製造装置1を用いた液
晶セルの製造方法(基板の貼り合わせ方法)について説
明する。本実施の形態の液晶セルの製造方法は、アレイ
基板3およびカラーフィルター基板4を位置合わせする
工程、位置合わせしたアレイ基板3およびカラーフィル
ター基板4を押圧する工程、および押圧されたアレイ基
板3およびカラーフィルター基板4を熱硬化させて一体
化する工程からなるものである。
晶セルの製造方法(基板の貼り合わせ方法)について説
明する。本実施の形態の液晶セルの製造方法は、アレイ
基板3およびカラーフィルター基板4を位置合わせする
工程、位置合わせしたアレイ基板3およびカラーフィル
ター基板4を押圧する工程、および押圧されたアレイ基
板3およびカラーフィルター基板4を熱硬化させて一体
化する工程からなるものである。
【0034】まず、アレイ基板3およびカラーフィルタ
ー基板4を位置合わせする工程について説明する。最初
に、位置合わせユニット5の位置合わせテーブル8上に
アレイ基板3を載置するとともに、カラーフィルター基
板4を保持手段9により保持させた状態でアレイ基板3
に対向配置する。この場合、アレイ基板3とカラーフィ
ルター基板4は互いに平行に配置される。
ー基板4を位置合わせする工程について説明する。最初
に、位置合わせユニット5の位置合わせテーブル8上に
アレイ基板3を載置するとともに、カラーフィルター基
板4を保持手段9により保持させた状態でアレイ基板3
に対向配置する。この場合、アレイ基板3とカラーフィ
ルター基板4は互いに平行に配置される。
【0035】図2は、位置合わせテーブル8上に載置さ
れたアレイ基板3およびカラーフィルター基板4を上方
から見た状態を示す図である。図中に示すように、矩形
形状とされたアレイ基板3およびカラーフィルター基板
4の四隅には、以前の工程でそれぞれアライメントマー
クA1,A2,A3,A4およびB1,B2,B3,B
4が付されている。
れたアレイ基板3およびカラーフィルター基板4を上方
から見た状態を示す図である。図中に示すように、矩形
形状とされたアレイ基板3およびカラーフィルター基板
4の四隅には、以前の工程でそれぞれアライメントマー
クA1,A2,A3,A4およびB1,B2,B3,B
4が付されている。
【0036】次に、アライメントカメラ10により、各
アライメントカメラ10に対応した位置におけるアレイ
基板3およびカラーフィルター基板4のアライメントマ
ークA1,A2,…およびB1,B2,…を撮像する。
そして、アライメントカメラ10から出力された画像に
基づいて、制御装置7の位置算出部13が、アレイ基板
3およびカラーフィルター基板4に平行な平面座標系に
おける各アライメントマークA1,A2,…およびB
1,B2,…の位置座標を算出する。
アライメントカメラ10に対応した位置におけるアレイ
基板3およびカラーフィルター基板4のアライメントマ
ークA1,A2,…およびB1,B2,…を撮像する。
そして、アライメントカメラ10から出力された画像に
基づいて、制御装置7の位置算出部13が、アレイ基板
3およびカラーフィルター基板4に平行な平面座標系に
おける各アライメントマークA1,A2,…およびB
1,B2,…の位置座標を算出する。
【0037】次に、基準点位置算定部14が、位置算出
部13において算出されたアライメントマークA1,A
2,…およびB1,B2,…の位置座標に基づき、アレ
イ基板3およびカラーフィルター基板4における位置合
わせ基準点を求める。ここでは、位置合わせ基準点は、
アレイ基板3およびカラーフィルター基板4における中
線の交点として決定される。ここで、中線を設定するに
は、アライメントマークA1,A2,…およびB1,B
2,…のなす四辺形の各辺の中点の位置を求め、求めた
中点のうち互いに対向する2点同士を結ぶ直線を、中線
(仮想直線)として設定するようにする。この場合の具
体的な手順は以下のようになる。すなわち、アレイ基板
3において、図3に示すように、各アライメントマーク
A1,A2,…の座標を(X1,Y1)、(X2,Y
2)、…とすると、互いに隣接するアライメントマーク
A1,A2,…間の中点(Xc1,Yc1)、(Xc
2,Yc2)、…を求め、これらのうち、互いに対向し
て位置する中点(Xc1,Yc1)、(Xc3,Yc
3)間および(Xc2,Yc2)、(Xc4,Yc4)
間を結ぶ直線を中線として設定する。
部13において算出されたアライメントマークA1,A
2,…およびB1,B2,…の位置座標に基づき、アレ
イ基板3およびカラーフィルター基板4における位置合
わせ基準点を求める。ここでは、位置合わせ基準点は、
アレイ基板3およびカラーフィルター基板4における中
線の交点として決定される。ここで、中線を設定するに
は、アライメントマークA1,A2,…およびB1,B
2,…のなす四辺形の各辺の中点の位置を求め、求めた
中点のうち互いに対向する2点同士を結ぶ直線を、中線
(仮想直線)として設定するようにする。この場合の具
体的な手順は以下のようになる。すなわち、アレイ基板
3において、図3に示すように、各アライメントマーク
A1,A2,…の座標を(X1,Y1)、(X2,Y
2)、…とすると、互いに隣接するアライメントマーク
A1,A2,…間の中点(Xc1,Yc1)、(Xc
2,Yc2)、…を求め、これらのうち、互いに対向し
て位置する中点(Xc1,Yc1)、(Xc3,Yc
3)間および(Xc2,Yc2)、(Xc4,Yc4)
間を結ぶ直線を中線として設定する。
【0038】ここで、中線は以下の式により表すことが
できる。
できる。
【数1】
および
【数2】
【0039】したがって、これらの二式を連立方程式と
して解くことにより、これらの交点である位置合わせ基
準点(Xga,Yga)が求められる。また、この後、
同様の手順でカラーフィルター基板4についても、中線
を求め、これらの交点である位置合わせ基準点(Xg
b,Ygb)が求められる。なお、この場合、位置合わ
せ基準点(Xga,Yga)、(Xgb,Ygb)の座
標は、アライメントマークA1,A2,…およびB1,
B2,…の重心、すなわち、アライメントマークA1,
A2,…およびB1,B2,…の座標(X1,Y1)、
(X2,Y2)、…の平均値として求められる。
して解くことにより、これらの交点である位置合わせ基
準点(Xga,Yga)が求められる。また、この後、
同様の手順でカラーフィルター基板4についても、中線
を求め、これらの交点である位置合わせ基準点(Xg
b,Ygb)が求められる。なお、この場合、位置合わ
せ基準点(Xga,Yga)、(Xgb,Ygb)の座
標は、アライメントマークA1,A2,…およびB1,
B2,…の重心、すなわち、アライメントマークA1,
A2,…およびB1,B2,…の座標(X1,Y1)、
(X2,Y2)、…の平均値として求められる。
【0040】次に、制御装置7の角度算定部15が、基
準点位置算定部14において求めた中線Yc2-c4同士の
なす角を算定する。ここで、中線Yc2-c4同士の角度を
求めるのは、この角度に基づいて、アレイ基板3および
カラーフィルター基板4の回転方向のずれ量θを検知す
るためである。なお、ここでは、基準点位置算定部14
において求められた中線Yc1-c3およびYc2-c4のうち、
Y方向(図2参照)に延在するYc2-c4(図2参照)
を、角度算定対象の中線として設定している。ここに本
実施の形態におけるY方向とは、アレイ基板3およびカ
ラーフィルター基板4に形成されたサブピクセル構成要
素の長辺方向である。なお、Yc2-c4がY方向と完全に
一致している必要はない。
準点位置算定部14において求めた中線Yc2-c4同士の
なす角を算定する。ここで、中線Yc2-c4同士の角度を
求めるのは、この角度に基づいて、アレイ基板3および
カラーフィルター基板4の回転方向のずれ量θを検知す
るためである。なお、ここでは、基準点位置算定部14
において求められた中線Yc1-c3およびYc2-c4のうち、
Y方向(図2参照)に延在するYc2-c4(図2参照)
を、角度算定対象の中線として設定している。ここに本
実施の形態におけるY方向とは、アレイ基板3およびカ
ラーフィルター基板4に形成されたサブピクセル構成要
素の長辺方向である。なお、Yc2-c4がY方向と完全に
一致している必要はない。
【0041】Y方向の中線Yc2-c4を用いるのは、以下
の理由による。図4は、アレイ基板3に対してカラーフ
ィルター基板4を重ね合わせた場合におけるアレイ基板
3のサブピクセル構成要素(画素構成要素、矩形状要
素)Paと、カラーフィルター基板4のサブピクセル構
成要素(画素構成要素、矩形状要素)Pbとの位置関係
を模式的に示す図である。図4中左欄は、アレイ基板3
およびカラーフィルター基板4の相対位置がX方向に寸
法aだけずれている場合、右欄は、アレイ基板3および
カラーフィルター基板4がY方向に寸法aだけずれてい
る場合を表している。
の理由による。図4は、アレイ基板3に対してカラーフ
ィルター基板4を重ね合わせた場合におけるアレイ基板
3のサブピクセル構成要素(画素構成要素、矩形状要
素)Paと、カラーフィルター基板4のサブピクセル構
成要素(画素構成要素、矩形状要素)Pbとの位置関係
を模式的に示す図である。図4中左欄は、アレイ基板3
およびカラーフィルター基板4の相対位置がX方向に寸
法aだけずれている場合、右欄は、アレイ基板3および
カラーフィルター基板4がY方向に寸法aだけずれてい
る場合を表している。
【0042】図4に示すように、サブピクセル構成要素
PaおよびPbは、X方向の軸(第1の軸)およびY方
向の軸(第2の軸)に関して線対称の形状となっている
とともに、Y方向の長さがX方向の長さよりも長い(Y
方向が長手方向であるような)矩形形状に形成されてい
る。ここで、図中左欄のようにサブピクセル構成要素P
a,PbがX方向に寸法aずれた場合と、右欄のように
Y方向に寸法aずれた場合とを比較すると、サブピクセ
ル構成要素PaおよびPbが重なり合う部分の面積のサ
ブピクセル構成要素Pa,Pb自体の面積に対する比率
は、Y方向にずれた場合の方が大きくなっている。すな
わち、Y方向のずれよりもX方向のずれの方が、より大
きなセルの開口率の低下を招くことが理解できる。そこ
で、本実施の形態においては、サブピクセル構成要素P
a,PbのX方向のずれを最小化することによって、サ
ブピクセル構成要素Pa,Pb同士が互いに重なり合う
面積を最大化し、セル開口率の低下を防ぐようにしてい
る。すなわち、アレイ基板3およびカラーフィルター基
板4のY方向の中線Yc2-c4を位置合わせに利用するこ
とにより、サブピクセル構成要素Pa,PbのX方向の
ずれを最小化し、これによりセル開口率の低下を最小限
にとどめるようにしているのである。
PaおよびPbは、X方向の軸(第1の軸)およびY方
向の軸(第2の軸)に関して線対称の形状となっている
とともに、Y方向の長さがX方向の長さよりも長い(Y
方向が長手方向であるような)矩形形状に形成されてい
る。ここで、図中左欄のようにサブピクセル構成要素P
a,PbがX方向に寸法aずれた場合と、右欄のように
Y方向に寸法aずれた場合とを比較すると、サブピクセ
ル構成要素PaおよびPbが重なり合う部分の面積のサ
ブピクセル構成要素Pa,Pb自体の面積に対する比率
は、Y方向にずれた場合の方が大きくなっている。すな
わち、Y方向のずれよりもX方向のずれの方が、より大
きなセルの開口率の低下を招くことが理解できる。そこ
で、本実施の形態においては、サブピクセル構成要素P
a,PbのX方向のずれを最小化することによって、サ
ブピクセル構成要素Pa,Pb同士が互いに重なり合う
面積を最大化し、セル開口率の低下を防ぐようにしてい
る。すなわち、アレイ基板3およびカラーフィルター基
板4のY方向の中線Yc2-c4を位置合わせに利用するこ
とにより、サブピクセル構成要素Pa,PbのX方向の
ずれを最小化し、これによりセル開口率の低下を最小限
にとどめるようにしているのである。
【0043】ここで、一般に、二直線 y=m1x+n
1およびy=m2x+n2のなす角θは、
1およびy=m2x+n2のなす角θは、
【数3】
で与えられるので、θは、
【数4】
で与えられる。いま、Y方向に延在する中線Yc2-c4の
傾きは、[数2]の通りなので、アレイ基板3のアライ
メントマークA2,A3間およびA1,A4間の中点の
座標を(Xc2t,Yc2t)、(Xc4t,Yc4
t)、アレイ基板3のアライメントマークB2,B3間
およびB1,B4間の中点の座標を(Xc2c,Yc2
c)、(Xc4c,Yc4c)として区別すると、これ
らを[数2]に代入して求められる式の傾きをさらに
[数4]に代入して、θを、
傾きは、[数2]の通りなので、アレイ基板3のアライ
メントマークA2,A3間およびA1,A4間の中点の
座標を(Xc2t,Yc2t)、(Xc4t,Yc4
t)、アレイ基板3のアライメントマークB2,B3間
およびB1,B4間の中点の座標を(Xc2c,Yc2
c)、(Xc4c,Yc4c)として区別すると、これ
らを[数2]に代入して求められる式の傾きをさらに
[数4]に代入して、θを、
【数5】
と求めることができる。
【0044】このように、アレイ基板3およびカラーフ
ィルター基板4の双方の位置合わせ基準点(Xga,Y
ga)、(Xgb,Ygb)と、Y方向の中線Yc2-c4
同士のなす角θとを求めたら、これに基づいて、動作命
令部16が保持手段9を動作させ、カラーフィルター基
板4を、基板板面と直交する方向(図1中Z方向)から
見た際にその位置合わせ基準点(Xgb,Ygb)が、
アレイ基板3の位置合わせ基準点(Xga,Yga)と
一致するような位置に配置する。さらに、動作命令部1
6は、保持手段9によりカラーフィルター基板4を角度
算定部15で求めた角度θだけ回転させる。これによ
り、アレイ基板3およびカラーフィルター基板4は、Y
方向の中線Yc2-c4の方向が互いに一致し、なおかつ、
位置合わせ基準点(Xga,Yga)、(Xgb,Yg
b)を通り、アレイ基板3およびカラーフィルター基板
4の板面に直交する中心軸Ca(図1参照)が互いに一
致するような状態で配置されることとなる。また、カラ
ーフィルター基板4を角度θだけ回転させたことによ
り、アレイ基板3およびカラーフィルター基板4に形成
された互いに対応するサブピクセル構成要素Pa、Pb
が、Z方向(図1参照)から見た場合に互いに重なり合
う面積が最大化されることとなる。そして、このように
アレイ基板3およびカラーフィルター基板4の位置を合
わせた状態で、動作命令部16が保持手段9を動作させ
てZ方向に移動することによりアレイ基板3およびカラ
ーフィルター基板4を貼り合わせる。
ィルター基板4の双方の位置合わせ基準点(Xga,Y
ga)、(Xgb,Ygb)と、Y方向の中線Yc2-c4
同士のなす角θとを求めたら、これに基づいて、動作命
令部16が保持手段9を動作させ、カラーフィルター基
板4を、基板板面と直交する方向(図1中Z方向)から
見た際にその位置合わせ基準点(Xgb,Ygb)が、
アレイ基板3の位置合わせ基準点(Xga,Yga)と
一致するような位置に配置する。さらに、動作命令部1
6は、保持手段9によりカラーフィルター基板4を角度
算定部15で求めた角度θだけ回転させる。これによ
り、アレイ基板3およびカラーフィルター基板4は、Y
方向の中線Yc2-c4の方向が互いに一致し、なおかつ、
位置合わせ基準点(Xga,Yga)、(Xgb,Yg
b)を通り、アレイ基板3およびカラーフィルター基板
4の板面に直交する中心軸Ca(図1参照)が互いに一
致するような状態で配置されることとなる。また、カラ
ーフィルター基板4を角度θだけ回転させたことによ
り、アレイ基板3およびカラーフィルター基板4に形成
された互いに対応するサブピクセル構成要素Pa、Pb
が、Z方向(図1参照)から見た場合に互いに重なり合
う面積が最大化されることとなる。そして、このように
アレイ基板3およびカラーフィルター基板4の位置を合
わせた状態で、動作命令部16が保持手段9を動作させ
てZ方向に移動することによりアレイ基板3およびカラ
ーフィルター基板4を貼り合わせる。
【0045】このように、アレイ基板3およびカラーフ
ィルター基板4を貼り合わせたら、次に、位置合わせし
たアレイ基板3およびカラーフィルター基板4を押圧す
る工程を行う。これには、動作命令部16が、プレス手
段11を制御することにより、位置合わせユニット5か
らプレスユニット6に送られたアレイ基板3およびカラ
ーフィルター基板4を、プレス手段11が押圧する。こ
の場合、プレス手段11は、アレイ基板3およびカラー
フィルター基板4間の間隙があらかじめ規定された寸法
となるまでアレイ基板3およびカラーフィルター基板4
を均一に加圧する。
ィルター基板4を貼り合わせたら、次に、位置合わせし
たアレイ基板3およびカラーフィルター基板4を押圧す
る工程を行う。これには、動作命令部16が、プレス手
段11を制御することにより、位置合わせユニット5か
らプレスユニット6に送られたアレイ基板3およびカラ
ーフィルター基板4を、プレス手段11が押圧する。こ
の場合、プレス手段11は、アレイ基板3およびカラー
フィルター基板4間の間隙があらかじめ規定された寸法
となるまでアレイ基板3およびカラーフィルター基板4
を均一に加圧する。
【0046】さらに、図示しない加熱ユニットにおい
て、上述のようにして貼り合わされるとともに均一に加
圧されたアレイ基板3およびカラーフィルター基板4を
加熱し、これらの間に配設されたシール剤を硬化させ
る。この後、アレイ基板3、カラーフィルター基板4、
およびシール剤によって囲まれた間隙に液晶材料を真空
注入し、さらに、液晶材料の注入口を封止剤により閉塞
することによって、液晶セルの完成品を得ることができ
る。
て、上述のようにして貼り合わされるとともに均一に加
圧されたアレイ基板3およびカラーフィルター基板4を
加熱し、これらの間に配設されたシール剤を硬化させ
る。この後、アレイ基板3、カラーフィルター基板4、
およびシール剤によって囲まれた間隙に液晶材料を真空
注入し、さらに、液晶材料の注入口を封止剤により閉塞
することによって、液晶セルの完成品を得ることができ
る。
【0047】次に、本実施の形態の液晶セル製造装置1
によるアレイ基板3およびカラーフィルター基板4の位
置合わせを模擬した計算結果を示す。なお、以下に示す
計算は、図5に示すように、アレイ基板3(図中実線)
およびカラーフィルター基板4(図中鎖線)が配置され
ていると仮定した場合の計算結果である。図5中に示す
座標値は、各基板の四隅に配置されたアライメントマー
クA1,A2,A3,A4およびB1,B2,B3,B
4の中心位置の座標である。図5に示した位置を初期位
置として、本実施の形態による位置合わせを行った場合
の両基板の位置関係は、図6のようになる。一方、従来
のように、設計値を利用して位置合わせを行った場合の
両基板の位置関係は図7のようになる。そして、これら
の計算結果を比較したのが表1である。
によるアレイ基板3およびカラーフィルター基板4の位
置合わせを模擬した計算結果を示す。なお、以下に示す
計算は、図5に示すように、アレイ基板3(図中実線)
およびカラーフィルター基板4(図中鎖線)が配置され
ていると仮定した場合の計算結果である。図5中に示す
座標値は、各基板の四隅に配置されたアライメントマー
クA1,A2,A3,A4およびB1,B2,B3,B
4の中心位置の座標である。図5に示した位置を初期位
置として、本実施の形態による位置合わせを行った場合
の両基板の位置関係は、図6のようになる。一方、従来
のように、設計値を利用して位置合わせを行った場合の
両基板の位置関係は図7のようになる。そして、これら
の計算結果を比較したのが表1である。
【表1】
表1に示すように、従来方式では、X方向およびY方向
の位置ずれの補正については、本発明と同様でも、両基
板の角度θのずれ量が異なることがわかる。この差によ
り、両基板の重ね合わせ部分の面積は0.224%向上
する。
の位置ずれの補正については、本発明と同様でも、両基
板の角度θのずれ量が異なることがわかる。この差によ
り、両基板の重ね合わせ部分の面積は0.224%向上
する。
【0048】また、このような差が、セルの一画素の開
口率にどのように影響するかを、実際の製品を想定して
計算した結果を示すのが図8である。なお、ここでは、
一副画素を69×207μmの単なる長方形として計算
を行っている。図中に示すように、本発明の位置合わせ
方法では、一画素の開口率が従来方式に比較して3.1
%上昇していることが理解できる。
口率にどのように影響するかを、実際の製品を想定して
計算した結果を示すのが図8である。なお、ここでは、
一副画素を69×207μmの単なる長方形として計算
を行っている。図中に示すように、本発明の位置合わせ
方法では、一画素の開口率が従来方式に比較して3.1
%上昇していることが理解できる。
【0049】以上述べたように、本実施の形態では、基
準点位置算定部14が、アレイ基板3およびカラーフィ
ルター基板4の外縁部にあるアライメントマークA1,
A2,A3,A4およびB1,B2,B3,B4の重心
(中線Yc1-c3、Yc2-c4の交点)として、位置合わせ基
準点(Xga,Yga)、(Xgb,Ygb)を算出
し、算出された位置合わせ基準点(Xga,Yga)、
(Xgb,Ygb)の位置が基板板面と直交する方向か
ら見た場合に一致するように、保持手段9によりカラー
フィルター基板4を移動させ、さらに、中線Yc2-c4同
士の方向が一致するように、カラーフィルター基板4
を、その板面に直交し位置合わせ基準点(Xga,Yg
a)、(Xgb,Ygb)を通る中心軸Ca周りに回転
させている。この場合、アレイ基板3およびカラーフィ
ルター基板4の中央部に位置合わせ基準点(Xga,Y
ga)、(Xgb,Ygb)が位置することとなるた
め、アレイ基板3およびカラーフィルター基板4の中央
部を基準として位置合わせが行われることとなる。した
がって、露光機によりアレイ基板3およびカラーフィル
ター基板4に焼き付けられることにより、中心部から離
れるほど誤差が大きいと考えられるサブピクセル構成要
素Pa,Pbのパターン同士の位置合わせを、基板の中
央部を基準として行うことができることとなり、位置合
わせ領域の外縁部において位置合わせを行う従来技術に
比較して、位置合わせの精度を向上させることができ
る。
準点位置算定部14が、アレイ基板3およびカラーフィ
ルター基板4の外縁部にあるアライメントマークA1,
A2,A3,A4およびB1,B2,B3,B4の重心
(中線Yc1-c3、Yc2-c4の交点)として、位置合わせ基
準点(Xga,Yga)、(Xgb,Ygb)を算出
し、算出された位置合わせ基準点(Xga,Yga)、
(Xgb,Ygb)の位置が基板板面と直交する方向か
ら見た場合に一致するように、保持手段9によりカラー
フィルター基板4を移動させ、さらに、中線Yc2-c4同
士の方向が一致するように、カラーフィルター基板4
を、その板面に直交し位置合わせ基準点(Xga,Yg
a)、(Xgb,Ygb)を通る中心軸Ca周りに回転
させている。この場合、アレイ基板3およびカラーフィ
ルター基板4の中央部に位置合わせ基準点(Xga,Y
ga)、(Xgb,Ygb)が位置することとなるた
め、アレイ基板3およびカラーフィルター基板4の中央
部を基準として位置合わせが行われることとなる。した
がって、露光機によりアレイ基板3およびカラーフィル
ター基板4に焼き付けられることにより、中心部から離
れるほど誤差が大きいと考えられるサブピクセル構成要
素Pa,Pbのパターン同士の位置合わせを、基板の中
央部を基準として行うことができることとなり、位置合
わせ領域の外縁部において位置合わせを行う従来技術に
比較して、位置合わせの精度を向上させることができ
る。
【0050】さらにこの場合、従来と異なり、位置合わ
せのための計算に設計値を用いることが無く、アライメ
ントカメラ10によって認識したアライメントマークA
1,A2,A3,A4およびB1,B2,B3,B4の
位置のみから位置合わせのための相対移動量を決定する
ことができるために、歪みをもった基板同士の位置合わ
せが可能であり、汎用性が高い。しかも、アライメント
マークA1,A2,A3,A4およびB1,B2,B
3,B4の位置として認識された値のみから直接的に一
度の計算で位置合わせのための相対移動量を決定するこ
とも可能であるために、従来と異なり、位置合わせ結果
をフィードバックして繰り返し計算を行う必要がなく、
なおかつ、両基板を貼り合わせた後の位置合わせの微調
整が必要とならない。したがって、位置合わせ時間の短
縮化を図ることができ、ひいては、液晶セルの生産性の
向上を図ることが可能となる。
せのための計算に設計値を用いることが無く、アライメ
ントカメラ10によって認識したアライメントマークA
1,A2,A3,A4およびB1,B2,B3,B4の
位置のみから位置合わせのための相対移動量を決定する
ことができるために、歪みをもった基板同士の位置合わ
せが可能であり、汎用性が高い。しかも、アライメント
マークA1,A2,A3,A4およびB1,B2,B
3,B4の位置として認識された値のみから直接的に一
度の計算で位置合わせのための相対移動量を決定するこ
とも可能であるために、従来と異なり、位置合わせ結果
をフィードバックして繰り返し計算を行う必要がなく、
なおかつ、両基板を貼り合わせた後の位置合わせの微調
整が必要とならない。したがって、位置合わせ時間の短
縮化を図ることができ、ひいては、液晶セルの生産性の
向上を図ることが可能となる。
【0051】また、本実施の形態においては、Y方向、
すなわち、サブピクセル構成要素Pa,Pbの長辺方向
に延在する中線Yc2-c4の方向が、アレイ基板3とカラ
ーフィルター基板4とで同一となるように、アレイ基板
3およびカラーフィルター基板4を位置合わせし、これ
によってサブピクセル構成要素Pa,Pbの短辺方向
(X方向)のずれが最小となるようにしている。これに
より、基板板面と直交する方向から見た場合の、サブピ
クセル構成要素Pa,Pb同士の重なり合う面積を最大
化することができ、画素の開口率を最大化することがで
きる。またこれに伴い、液晶セルの裏側にあるバックラ
イトの導光板の厚みを薄くすることが可能となることか
ら、製品の輝度向上に伴う消費電力低減および軽量化に
貢献することが可能となる。
すなわち、サブピクセル構成要素Pa,Pbの長辺方向
に延在する中線Yc2-c4の方向が、アレイ基板3とカラ
ーフィルター基板4とで同一となるように、アレイ基板
3およびカラーフィルター基板4を位置合わせし、これ
によってサブピクセル構成要素Pa,Pbの短辺方向
(X方向)のずれが最小となるようにしている。これに
より、基板板面と直交する方向から見た場合の、サブピ
クセル構成要素Pa,Pb同士の重なり合う面積を最大
化することができ、画素の開口率を最大化することがで
きる。またこれに伴い、液晶セルの裏側にあるバックラ
イトの導光板の厚みを薄くすることが可能となることか
ら、製品の輝度向上に伴う消費電力低減および軽量化に
貢献することが可能となる。
【0052】さらに、位置合わせのための仮想直線とし
て、互いに隣接するアライメントマークA1およびA
4、A2およびA3、B1およびB4、B2およびB3
の中点(Xc2,Yc2)、(Xc4,Yc4)同士を
結ぶ直線、すなわち中線Yc2-c4を用いるようにしたた
めに、位置合わせのための仮想直線を、容易に、サブピ
クセル構成要素Pa,Pbの長辺方向と略同一とするこ
とができる。さらに、基板板面と平行な平面座標系上に
おける中線Yc2-c4の傾きから、中線Yc2-c4同士がなす
角度を求め、この角度をカラーフィルター基板4を回転
させるべき角度θとすることで、容易にカラーフィルタ
ー基板4を回転させるべき角度を求めることができる。
て、互いに隣接するアライメントマークA1およびA
4、A2およびA3、B1およびB4、B2およびB3
の中点(Xc2,Yc2)、(Xc4,Yc4)同士を
結ぶ直線、すなわち中線Yc2-c4を用いるようにしたた
めに、位置合わせのための仮想直線を、容易に、サブピ
クセル構成要素Pa,Pbの長辺方向と略同一とするこ
とができる。さらに、基板板面と平行な平面座標系上に
おける中線Yc2-c4の傾きから、中線Yc2-c4同士がなす
角度を求め、この角度をカラーフィルター基板4を回転
させるべき角度θとすることで、容易にカラーフィルタ
ー基板4を回転させるべき角度を求めることができる。
【0053】さらに、本実施の形態では、カラーフィル
ター基板4のうちアレイ基板3に対向する板面にスペー
サポスト107が固定されているが、アレイ基板3およ
びカラーフィルター基板4を貼り合わせた後の位置の微
調整が不要であるために、この微調整時の両基板間の摩
擦が問題とならない。すなわち、本実施の形態の液晶セ
ルの製造方法は、こうしたスペーサポスト107を有す
る液晶セルにも好適に用いることができる。
ター基板4のうちアレイ基板3に対向する板面にスペー
サポスト107が固定されているが、アレイ基板3およ
びカラーフィルター基板4を貼り合わせた後の位置の微
調整が不要であるために、この微調整時の両基板間の摩
擦が問題とならない。すなわち、本実施の形態の液晶セ
ルの製造方法は、こうしたスペーサポスト107を有す
る液晶セルにも好適に用いることができる。
【0054】以上において本発明の一実施の形態を説明
したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものでな
く、必要に応じて、他の構成を採用するようにすること
ができる。例えば、上記実施の形態においては、アレイ
基板3およびカラーフィルター基板4の位置合わせ基準
点(Xga,Yga)、(Xgb,Ygb)を算定し、
その後、これら基板のY方向の中線Yc2-c4を算定して
から、カラーフィルター基板4を移動させるようにして
いたが、これに限らず、位置合わせ基準点(Xga,Y
ga)、(Xgb,Ygb)の位置を算定した後、両基
板の位置合わせ基準点(Xga,Yga)、(Xgb,
Ygb)の位置を一致させるようにカラーフィルター基
板4を移動させ、その後、両基板のY方向の中線Yc2-c
4同士の方向が一致するように、カラーフィルター基板
4を回転させるようにしてもよい。また、先に中線Yc2
-c4同士の方向を一致させてから両基板の位置合わせ基
準点(Xga,Yga)、(Xgb,Ygb)の位置を
一致させるようにしてもよい。
したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものでな
く、必要に応じて、他の構成を採用するようにすること
ができる。例えば、上記実施の形態においては、アレイ
基板3およびカラーフィルター基板4の位置合わせ基準
点(Xga,Yga)、(Xgb,Ygb)を算定し、
その後、これら基板のY方向の中線Yc2-c4を算定して
から、カラーフィルター基板4を移動させるようにして
いたが、これに限らず、位置合わせ基準点(Xga,Y
ga)、(Xgb,Ygb)の位置を算定した後、両基
板の位置合わせ基準点(Xga,Yga)、(Xgb,
Ygb)の位置を一致させるようにカラーフィルター基
板4を移動させ、その後、両基板のY方向の中線Yc2-c
4同士の方向が一致するように、カラーフィルター基板
4を回転させるようにしてもよい。また、先に中線Yc2
-c4同士の方向を一致させてから両基板の位置合わせ基
準点(Xga,Yga)、(Xgb,Ygb)の位置を
一致させるようにしてもよい。
【0055】また、回転角θを求める際の計算方法は、
上記実施の形態に限定されず、例えば、図9に示すよう
に、基板板面と平行な平面座標系においてX軸(または
Y軸)からの各基板の中線Yc2-c4の偏角θ1およびθ
2をそれぞれ求め、これら偏角θ1およびθ2の差を求
めることによって回転角θを求めるようにしてもよい。
この場合、θは、
上記実施の形態に限定されず、例えば、図9に示すよう
に、基板板面と平行な平面座標系においてX軸(または
Y軸)からの各基板の中線Yc2-c4の偏角θ1およびθ
2をそれぞれ求め、これら偏角θ1およびθ2の差を求
めることによって回転角θを求めるようにしてもよい。
この場合、θは、
【数6】
と表されることとなる。
【0056】また、上記実施の形態において位置合わせ
ユニット5は、カラーフィルター基板4のみ移動するこ
とができるように構成されていた。しかし、これに代え
て、アレイ基板3のみ、または両基板を同時に移動でき
るように位置合わせユニット5を構成し、これによっ
て、アレイ基板3または両基板を移動させて、中線Yc2
-c4同士や位置合わせ基準点(Xga,Yga)、(X
gb,Ygb)同士の位置合わせを行うようにしてもよ
い。
ユニット5は、カラーフィルター基板4のみ移動するこ
とができるように構成されていた。しかし、これに代え
て、アレイ基板3のみ、または両基板を同時に移動でき
るように位置合わせユニット5を構成し、これによっ
て、アレイ基板3または両基板を移動させて、中線Yc2
-c4同士や位置合わせ基準点(Xga,Yga)、(X
gb,Ygb)同士の位置合わせを行うようにしてもよ
い。
【0057】また、上記実施の形態においては、アライ
メントマークA1,A2,A3,A4およびB1,B
2,B3,B4の位置を画像認識し、これに基づき、ア
レイ基板3およびカラーフィルター基板4における中線
を設定するようにしていたが、これに限定されず、画像
処理等により、各基板の輪郭形状を求め、これに基づい
て中線を設定するようにしてもよい。
メントマークA1,A2,A3,A4およびB1,B
2,B3,B4の位置を画像認識し、これに基づき、ア
レイ基板3およびカラーフィルター基板4における中線
を設定するようにしていたが、これに限定されず、画像
処理等により、各基板の輪郭形状を求め、これに基づい
て中線を設定するようにしてもよい。
【0058】また、上記実施の形態においては、アレイ
基板3およびカラーフィルター基板4間に、スペーサポ
スト107が固定されていたが、これに限らず、他の形
状のスペーサが、両基板のうちのいずれかに固定された
構成であってもよい。また、アレイ基板3およびカラー
フィルター基板4間にスペーサとしてボールが配置され
ていたとしても、上記実施の形態のような位置合わせ方
法および装置を適用することができる。また、サブピク
セル構成要素Pa,Pbの形状は長方形に限定されず、
例えば、楕円形状であってもよい。
基板3およびカラーフィルター基板4間に、スペーサポ
スト107が固定されていたが、これに限らず、他の形
状のスペーサが、両基板のうちのいずれかに固定された
構成であってもよい。また、アレイ基板3およびカラー
フィルター基板4間にスペーサとしてボールが配置され
ていたとしても、上記実施の形態のような位置合わせ方
法および装置を適用することができる。また、サブピク
セル構成要素Pa,Pbの形状は長方形に限定されず、
例えば、楕円形状であってもよい。
【0059】また、上記実施の形態によるアレイ基板3
およびカラーフィルター基板4の位置合わせ方法は、液
晶ディスプレイのセルの製造方法に適用されるものとさ
れていたが、これに限らず、プラズマディスプレイ等の
他のセルの製造に他の基板同士または物体同士の位置合
わせにも適用することができる。また、物体における特
定の位置合わせ領域同士の位置合わせに対して、上記実
施の形態のような位置合わせ方法を適用するようにして
もよい。
およびカラーフィルター基板4の位置合わせ方法は、液
晶ディスプレイのセルの製造方法に適用されるものとさ
れていたが、これに限らず、プラズマディスプレイ等の
他のセルの製造に他の基板同士または物体同士の位置合
わせにも適用することができる。また、物体における特
定の位置合わせ領域同士の位置合わせに対して、上記実
施の形態のような位置合わせ方法を適用するようにして
もよい。
【0060】また、上記実施の形態においては、アライ
メントマークが各基板にそれぞれ4カ所設けられている
が、これに限らず、より多くのアライメントマークを利
用して、位置合わせを行うようにしてもよい。また、上
記実施の形態における基板の貼り合わせ方法は、半導体
基板等の他の板状部材についても適用することができ
る。また、これ以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限
り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他
の構成に適宜変更することが可能である。
メントマークが各基板にそれぞれ4カ所設けられている
が、これに限らず、より多くのアライメントマークを利
用して、位置合わせを行うようにしてもよい。また、上
記実施の形態における基板の貼り合わせ方法は、半導体
基板等の他の板状部材についても適用することができ
る。また、これ以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限
り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他
の構成に適宜変更することが可能である。
【0061】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
位置合わせの精度を向上させることができるとともに、
位置合わせ時間の短縮化を図ることができ、ひいては、
液晶セル等の生産性の向上を図ることが可能となる。さ
らに、本発明を液晶セルの製造に適用した場合には、液
晶セルの開口率を向上させ、これに伴い製品の輝度向上
を図り、消費電力低減および軽量化に貢献することが可
能となる。
位置合わせの精度を向上させることができるとともに、
位置合わせ時間の短縮化を図ることができ、ひいては、
液晶セル等の生産性の向上を図ることが可能となる。さ
らに、本発明を液晶セルの製造に適用した場合には、液
晶セルの開口率を向上させ、これに伴い製品の輝度向上
を図り、消費電力低減および軽量化に貢献することが可
能となる。
【図1】 本発明の一実施の形態である液晶セル製造装
置の要部構成図である。
置の要部構成図である。
【図2】 図1に示した液晶セル製造装置の位置合わせ
テーブル上に配置されたアレイ基板およびカラーフィル
ター基板の位置合わせ以前の状況を模式的に示す平面図
である。
テーブル上に配置されたアレイ基板およびカラーフィル
ター基板の位置合わせ以前の状況を模式的に示す平面図
である。
【図3】 図2に示した基板の中線および位置合わせ基
準点の求め方を説明するための基板の模式図である。
準点の求め方を説明するための基板の模式図である。
【図4】 アレイ基板およびカラーフィルター基板のサ
ブピクセル構成要素を重ね合わせた際の状況を示す模式
図である。
ブピクセル構成要素を重ね合わせた際の状況を示す模式
図である。
【図5】 本発明の一実施の形態における液晶セル製造
装置において重ね合わされるべきアレイ基板およびカラ
ーフィルター基板の模式図である。
装置において重ね合わされるべきアレイ基板およびカラ
ーフィルター基板の模式図である。
【図6】 図5に示したアレイ基板およびカラーフィル
ター基板を本発明の方法により重ね合わせた際の状態を
示す模式図である。
ター基板を本発明の方法により重ね合わせた際の状態を
示す模式図である。
【図7】 図5に示したアレイ基板およびカラーフィル
ター基板を従来の方法により重ね合わせた際の状態を示
す模式図である。
ター基板を従来の方法により重ね合わせた際の状態を示
す模式図である。
【図8】 アレイ基板およびカラーフィルター基板を重
ね合わせた際の一画素の開口率を、従来と本発明とで比
較した場合の、画素の開口状況を示す模式図、および画
素の開口率を示す図である。
ね合わせた際の一画素の開口率を、従来と本発明とで比
較した場合の、画素の開口状況を示す模式図、および画
素の開口率を示す図である。
【図9】 本発明の他の実施の形態を示す図であって、
アレイ基板およびカラーフィルター基板の中線同士のな
す角の算定方法を説明するための模式図である。
アレイ基板およびカラーフィルター基板の中線同士のな
す角の算定方法を説明するための模式図である。
【図10】 従来の液晶セルの組み立て装置の模式図で
ある。
ある。
【図11】 図10に示した組み立て装置における位置
合わせ以前のアレイ基板およびカラーフィルター基板の
配置状況を模式的に示す平面図である。
合わせ以前のアレイ基板およびカラーフィルター基板の
配置状況を模式的に示す平面図である。
【図12】 液晶セルの組み立てに用いられる基板の形
状を模式的に示した平面図である。
状を模式的に示した平面図である。
【図13】 従来の液晶セルの断面図である。
【図14】 本発明の製造対象とされた液晶セルの断面
図である。
図である。
1…液晶セル製造装置、3…アレイ基板(第1の基
板)、4…カラーフィルター基板(第2の基板、対向基
板)、7…制御装置、9…保持手段(位置決め部)、1
0…アライメントカメラ、13…位置算出部、14…基
準点位置算定部、15…角度算定部、16…動作命令
部、A1,A2,A3,A4、B1,B2,B3,B4
…アライメントマーク(マーク)、Pa,Pb…サブピ
クセル構成要素(画素構成要素、矩形状要素)、Yc2-c
4…中線(仮想直線)、107…スペーサポスト
板)、4…カラーフィルター基板(第2の基板、対向基
板)、7…制御装置、9…保持手段(位置決め部)、1
0…アライメントカメラ、13…位置算出部、14…基
準点位置算定部、15…角度算定部、16…動作命令
部、A1,A2,A3,A4、B1,B2,B3,B4
…アライメントマーク(マーク)、Pa,Pb…サブピ
クセル構成要素(画素構成要素、矩形状要素)、Yc2-c
4…中線(仮想直線)、107…スペーサポスト
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 山本 敏弘
滋賀県野洲郡野洲町大字市三宅800番地
日本アイ・ビー・エム株式会社 野洲事業
所内
Fターム(参考) 2H088 FA04 FA16 FA30 MA17
2H089 NA38 NA60 QA12
Claims (11)
- 【請求項1】 互いに平行配置された一対の基板の相対
位置を調整可能とされた位置決め部と、 前記位置決め部の動作を制御する制御装置とを備え、 前記制御装置は、各前記基板に付された複数のマークの
重心である位置合わせ基準点同士の相対位置を算定する
基準点位置算定部と、 各前記基板の前記複数のマークに含まれる4つのマーク
を頂点とする四辺形の中点のうち互いに対向する2点を
結ぶ直線同士がなす角度を算定する角度算定部と、 算定された前記相対位置および前記角度に基づいて、前
記位置決め部を動作させる動作命令部とを有することを
特徴とする基板重ね合わせ装置。 - 【請求項2】 前記基準点位置算定部は、前記4つのマ
ークの重心位置を前記位置合わせ基準点とすることを特
徴とする請求項1記載の基板重ね合わせ装置。 - 【請求項3】 前記一対の基板は、マトリックス状に配
置された複数の要素を有し、 前記要素は、互いに交差する第1の軸と第2の軸とのそ
れぞれに関して線対称であり、かつ、前記第1の軸方向
の長さが前記第2の軸方向の長さよりも大となるような
形状を有し、 前記角度算定部は、算定すべき前記角度を求めるための
前記直線として、前記第1の軸方向に延在するものを用
いることを特徴とする請求項1記載の基板重ね合わせ装
置。 - 【請求項4】 前記複数の要素は、矩形状の領域内にマ
トリックス状に配置され、 前記一対の基板のそれぞれに形成された4つのマーク
は、前記領域の外であって前記領域の各頂点の近傍に配
置され、 前記位置決め部は、各前記基板の位置合わせ基準点が一
致するように各前記基板を相対的に移動し、各前記基板
の前記直線同士が一致するように、各前記基板を相対的
に回転させる、請求項3記載の基板重ね合わせ装置。 - 【請求項5】 第1の基板および第2の基板を、当該第
1の基板および当該第2の基板に付されたマークの位置
から決定される位置合わせ基準点同士が互いに一致する
ように配置する第一のステップと、 前記第1の基板および前記第2の基板に形成された矩形
状要素同士の短辺方向のずれを減ずるように、当該第1
の基板および当該第2の基板のうちの少なくとも一方を
回転させる第二のステップと、 前記第1の基板および前記第2の基板を貼り合わせる第
三のステップとを備えたことを特徴とする基板の貼り合
わせ方法。 - 【請求項6】 前記第二のステップでは、前記第1の基
板および前記第2の基板について、前記矩形状要素の長
辺方向に延在する仮想直線を設定し、前記仮想直線同士
の向きが一致するように、当該第1の基板および当該第
2の基板のうちの少なくとも一方を回転させることを特
徴とする請求項5記載の基板の貼り合わせ方法。 - 【請求項7】 前記位置合わせ基準点は、前記マークの
うち少なくとも一部の平均位置として導出され、 前記仮想直線は、前記マークのうちの4つを頂点とする
四辺形の中点のうち互いに対向する2点を通る直線同士
の交点を求めることにより導出されることを特徴とする
請求項6記載の基板の貼り合わせ方法。 - 【請求項8】 アレイ基板および対向基板のそれぞれに
ついての所定方向の仮想直線を求めるステップ(A)
と、 前記アレイ基板および前記対向基板の双方の位置合わせ
基準点の位置を算出するステップ(B)と、 前記アレイ基板および前記対向基板を、前記位置合わせ
基準点を通りその板面に直交する中心軸同士を一致させ
た状態とするステップ(C)と、 前記アレイ基板および前記対向基板のいずれか一方また
は双方を、前記仮想直線同士が一致するように前記中心
軸周りに回転させて位置決めするステップ(D)と、 前記ステップ(C)および(D)において位置決めされ
た前記アレイ基板および前記対向基板を、前記中心軸と
同方向に重ね合わせるステップ(E)とを備えたことを
特徴とする液晶セルの製造方法。 - 【請求項9】 前記アレイ基板および前記対向基板の四
隅にアライメントマークが設けられており、 前記ステップ(A)は、互いに隣接する前記アライメン
トマーク同士の中点のうち、互いに対向する2点を結ぶ
一つの直線を前記仮想直線とし、 前記ステップ(B)は、前記アライメントマークの重心
位置を前記位置合わせ基準点とすることを特徴とする請
求項8記載の液晶セルの製造方法。 - 【請求項10】 前記所定方向を、前記アレイ基板およ
び前記対向基板のそれぞれに形成された画素構成要素の
長辺方向に設定することを特徴とする請求項8記載の液
晶セルの製造方法。 - 【請求項11】 前記アレイ基板および前記対向基板の
うちの少なくとも一方において、同他方に対向させて配
置される面には、当該アレイ基板および当該対向基板を
一定間隔に保持するためのスペーサが固定されているこ
とを特徴とする請求項8記載の液晶セルの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001253547A JP2003066466A (ja) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | 基板重ね合わせ装置、基板の貼り合わせ方法、および液晶セルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2001253547A JP2003066466A (ja) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | 基板重ね合わせ装置、基板の貼り合わせ方法、および液晶セルの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2003066466A true JP2003066466A (ja) | 2003-03-05 |
Family
ID=19081857
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001253547A Pending JP2003066466A (ja) | 2001-08-23 | 2001-08-23 | 基板重ね合わせ装置、基板の貼り合わせ方法、および液晶セルの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2003066466A (ja) |
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- 2001-08-23 JP JP2001253547A patent/JP2003066466A/ja active Pending
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