JP3628974B2 - 液晶表示素子の製造方法および製造装置ならびに液晶表示素子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクティブマトリクス型液晶表示素子、該液晶表示素子の製造方法および該液晶表示素子の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６（ａ）は、アクティブマトリクス型液晶表示素子の一部を示す断面図である。アクティブマトリクス型液晶表示素子は、画素電極１、薄膜トランジスタ２などから形成される表示駆動基板３と、対向電極４などで形成される対向基板５との間に、スペーサー６および液晶７をシール材８で封入して形成される。また、図６（ｂ）は、表示駆動基板３の一部を示した平面図である。複数のゲート配線１１および複数のソース配線１２は、互いに直交するように形成され、さらにその交差する近傍に薄膜トランジスタ２が形成されている。また、画素電極１は、隣接するゲート配線１１および隣接するソース配線１２に挟まれるように形成されている。
【０００３】
かかるアクティブマトリクス型液晶表示素子による画像表示は、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ２をオン・オフさせ、画素電極１および対向電極４の電位を画素単位でコントロールすることで行われる。
【０００４】
このとき、画素電極１が形成されていない領域および画素電極１の外縁部では電位のコントロールが難しいため、液晶の配向制御を良好に行うことができない。よって、光漏れ、コントラスト低下などが起こりやすくなるが、開口部１０を有する遮光膜９を対向基板５に設けることで、光漏れ、コントラスト低下などを防止し、これら画像表示品質の低下を防いでいる。
【０００５】
図７は、表示駆動基板３に対向基板５を重ね合わせたときの開口部１０を有する遮光膜９と、表示駆動基板３との位置関係を示した平面図である。ここで、遮光膜９は、斜線部で示されている。上述したような画像表示品質の低下の防止を良好に行うためには、図７に示すように、表示駆動基板３にある画素電極１上の所定の位置に、対向基板５にある遮光膜９の開口部１０が来るように貼り合わせる必要がある。
【０００６】
図８（ａ）は、表示駆動基板３の概観を示す平面図であり、図８（ｂ）は、対向基板５の概観を示す平面図である。表示駆動基板３には表示駆動基板画素部２１が、対向基板５には対向基板画素部２３が、それぞれ３×４の１２面設けられている。表示駆動基板画素部２１は、主に、画素電極、薄膜トランジスタ、ソース配線およびゲート配線から成り、対向基板画素部２３は、主に、対向電極および開口部を有する遮光膜から成る。該画素部２１，２３の外側に貼り合わせマーク部２０，２２が設けられている。さらに、該貼り合わせマーク部２０，２２の両端に、図示しない貼り合わせマークが設けられている。
【０００７】
また、図８（ｃ）は、表示駆動基板側に設けられた貼り合わせマーク２４の拡大図であり、図８（ｄ）は、対向基板側に設けられた貼り合わせマーク２５の拡大図であり、図８（ｅ）は、マーク２４，２５を重ね合わせた状態の拡大図である。
【０００８】
かかる基板３，５同士の貼り合わせの方法としては、表示駆動基板３と対向基板５の両基板に設けられている貼り合わせマーク部２０，２２にある貼り合わせマーク２４，２５を基準として、画像処理によって位置合わせし、両基板３，５の位置ズレを調整してから両基板３，５を貼り合わせる方法が一般的に用いられている。
【０００９】
しかし、最近では表示駆動基板を作製する工程において高温での熱処理が頻繁に行われているため、かかる高温処理により表示駆動基板の収縮が発生してしまう。
【００１０】
図９（ａ）は、かかる収縮が発生した表示駆動基板３８と、対向基板３９とを上述した従来の方法で貼り合わせたときの液晶表示素子３７の概観を示す平面図と、貼り合わせマーク部３１，３２に設けられている貼り合わせマーク３５，３６を重ね合わせた状態の拡大図である。図９（ｂ）は、貼り合わされた両基板３８，３９の、中央部の画素部３３と周辺部の画素部３４との重ね合わせズレを示した拡大図である。
【００１１】
表示駆動基板３８の収縮が生じている状態で、前記貼り合わせマーク３５，３６を基準としてアライメントを行って両基板３８，３９を貼り合わせする場合、貼り合わせマーク３５，３６の重なりが、図９（ａ）の拡大図に示すようになる。すなわち、対向基板３９の貼り合わせマーク３６の中心と、表示駆動基板３８の貼り合わせマーク３５の中心が重ならない状態となり、アライメントが正確に行えなくなる。それに伴って、画素部の貼り合わせも図９（ｂ）に示すように基板の周辺に行くにしたがってズレが生じることになる。
【００１２】
このような表示駆動基板の収縮が生じた場合であっても、すべての表示駆動基板において収縮が常に一定であれば、対向基板の露光位置分布が表示駆動基板の露光位置分布と合うように露光装置の調整を行えばよい。しかし、実際にはすべての表示駆動基板が常に一定の収縮を生じることはなく、各表示駆動基板内においても常に均一に収縮が発生するわけではない。よって、貼り合わせズレに対して表示駆動基板の収縮ばらつき以上の設計マージンを持たせることで液晶表示素子の画像表示品質の低下防止に対応しているのが現状である。
【００１３】
上記の両基板の貼り合わせ時のズレを改善するために、特開平９−１２７５４６号公報には、表示駆動基板側のアライメント部として、該基板内の一番隅の画素部を用い、表示駆動基板側のアライメント基準としてはソース配線やゲート配線のような駆動用配線などを用い、対向基板側のアライメント基準としては遮光膜開口部を用いる液晶表示素子の製造方法が開示されている。
【００１４】
しかし、該公報の製造方法では、表示駆動基板と対向基板とをそれぞれ作製して完成させた後に両基板の貼り合わせを行っているので、従来の貼り合わせ方法で貼り合わせた場合と同様に、上記の貼り合わせズレをほぼ完全になくすことは困難である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、表示駆動基板の収縮ばらつきが生じても、対向基板との正確な貼り合わせが行える液晶表示素子の製造方法を提供することである。本発明の他の目的は、高精細かつ高開口率で光漏れのない、画像表示品質の高い液晶表示素子を提供することである。本発明のさらに他の目的は、かかる製造方法により液晶表示素子を製造する製造装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、画素電極、薄膜トランジスタ、ソース配線およびゲート配線を有する複数の表示駆動基板画素部、貼り合わせマークが形成されている貼り合わせマーク部および重ね合わせ露光用アライメントマークを備えて構成される表示駆動基板と、対向電極、開口部を有する遮光膜を有する複数の対向基板画素部および貼り合わせマーク部を備えて構成される対向基板とを貼り合わせて成る液晶表示素子の製造方法であって、
表示駆動基板を作製する工程、対向基板を作製する工程、および前記表示駆動基板と前記対向基板とを貼り合わせる工程を含み、
前記対向基板を作製する工程は、前記表示駆動基板を作製する工程で作製された表示駆動基板に設けられている重ね合わせ露光用アライメントマークを読み取り、該マークの位置を基準として対向基板の遮光膜開口部および貼り合せマーク部の露光位置分布を決定し、該露光位置分布にしたがって露光処理を行う工程を含むことを特徴とする液晶表示素子の製造方法である。
【００１７】
本発明に従えば、作製済みの表示駆動基板の重ね合わせ露光用アライメントマークの位置を基準として対向基板の露光位置分布を決定し、該露光位置分布にしたがって露光処理を行うので、収縮などによる表示駆動基板の寸法変化にばらつきがあっても、それに応じて表示駆動基板の貼り合わせマーク部および画素部の配置とほとんどずれのない配置を有する対向基板を作製できる。
【００１８】
また本発明は、前記重ね合わせ露光用アライメントマークが、表示駆動基板内のすべての表示駆動基板画素部にそれぞれ少なくとも１ヵ所ずつ設けられているとともに、貼り合わせマーク部に少なくとも１ヵ所設けられていることを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、前記重ね合わせ露光用アライメントマークが、表示駆動基板内のすべての表示駆動基板画素部にそれぞれ少なくとも１ヵ所ずつ設けられているとともに、貼り合わせマーク部に少なくとも１ヵ所設けられているので、それぞれの表示駆動基板画素部および貼り合わせマーク部の配置を、それぞれに設けられたマークにより読み取ることができる。よって、表示駆動基板画素部および貼り合わせマーク部の配置を正確に読み取ることができる。
【００２０】
また本発明は、前記対向基板の露光位置分布を決定するために読み取る、前記重ね合わせ露光用アライメントマークの数を、作製過程における前記表示駆動基板の収縮の度合によって決定することを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、前記対向基板の露光位置分布を決定するために読み取る、前記重ね合わせ露光用アライメントマークの数を、作製過程における前記表示駆動基板の収縮の度合によって決定するので、該マークの読み取り数を、表示駆動基板画素部および貼り合わせマーク部の位置を正確に読み取るのに最適な数に決定できる。
【００２２】
また本発明は、前記重ね合わせ露光用アライメントマークが、ステッパ露光の際に用いられるＥＧＡマークであることを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、前記重ね合わせ露光用アライメントマークが、ステッパ露光の際に用いられるＥＧＡマークであるので、ステッパ露光処理により対向基板を作製できる。
【００２４】
また本発明は、前記製造方法によって製造されたことを特徴とする液晶表示素子である。
【００２５】
本発明に従えば、前記製造方法によって製造され、表示駆動基板と対向基板との貼り合わせ精度が高いので、高精細かつ高開口率で光漏れがない。
【００２６】
また本発明は、重ね合わせ露光用アライメントマークの読み取り手段を有し、基板に露光処理を行う露光手段と、
基板の搬入または搬出を行う搬送手段と、
前記露光手段および前記搬送手段を制御する手段とを有し、
前記制御手段は、前記搬送手段を駆動して表示駆動基板を露光手段に搬入し、
前記読み取り手段を駆動して前記表示駆動基板内にある所定の重ね合わせ露光用アライメントマークを読み取って、該マークの位置データを露光手段に取り込み、対向基板の露光位置分布の補正を行い、
前記搬送手段を駆動して前記表示駆動基板を露光手段から搬出して、対向基板作製用基板を露光手段に搬入し、
補正した露光位置分布にしたがって、前記露光手段を駆動して前記対向基板作製用基板に露光処理を行うことを特徴とする液晶表示素子の製造装置である。
【００２７】
本発明に従えば、前記表示駆動基板内にある所定の重ね合わせ露光用アライメントマークを読み取って該マークの位置データを露光手段に取り込み、前記位置データを使用して対向基板の露光分布位置の補正を行った後、前記対向基板作製用基板に露光処理を行うので、収縮などによる表示駆動基板の寸法変化にばらつきがあっても、それに応じて表示駆動基板の貼り合わせマーク部および画素部の配置とほとんどずれのない配置を有する対向基板を作製できる。よって、表示駆動基板と対向基板との貼り合わせ精度が高い液晶表示素子を提供できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、表面駆動基板２７の概観を示す平面図であり、該基板２７に設けられている重ね合わせ露光用アライメントマークであるＥＧＡ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｇｌｏｂａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）マーク４０の配置の一例を示している。また、図２は、該ＥＧＡマーク４０の一例を示している。ここで、ＥＧＡマークは、ステッパ露光の際に用いられるマークであり、かかるマークを表示駆動基板内に設けることにより、ステッパ露光装置を使用して、後述するように対向基板を作製することができる。
【００２９】
図１に示す表示駆動基板２７には、表示駆動基板画素部２１が、３×４の１２面設けられている。表示駆動基板画素部２１は、主に、画素電極、薄膜トランジスタ、ソース配線およびゲート配線から成る。また、該画素部２１の外側に貼り合わせマーク部２０が設けられている。さらに、該貼り合わせマーク部２０の両端に、図示しない貼り合わせマークが設けられている。
【００３０】
ＥＧＡマーク４０は、すべての表示駆動基板画素部２１とすべての貼り合わせマーク部２０に設けられている。表示駆動基板画素部２１においては、それぞれの表示駆動基板画素部２１を平行移動させ、他の表示駆動基板画素部２１に重ね合わせたとき、それぞれの表示駆動基板画素部２１にあるＥＧＡマーク４０が、他の表示駆動基板画素部２１にあるＥＧＡマーク４０と重なり合うような位置に設けられている。また、各貼り合わせマーク部２０においては、その両端に１ヶ所ずつ、計２ヶ所に設けられている。
【００３１】
また、ＥＧＡマーク４０は、矩形をした小マーク４２の集合体であり、Ｌ字形状を有している。具体的に述べると、Ｌ字状に並べられた小マーク４２の集合体４３があり、該集合体４３の一辺と少し間隔を空けて平行に、小マークの集合体４４が２列並べられており、該集合体４３の他の一辺と少し間隔を空けて平行に、小マークの集合体４５が２列並べられている。
【００３２】
後述するように、本発明では、作製済みの表示駆動基板２７内に設けらている前記ＥＧＡマーク４０の位置を読み取り、その位置データを基に、対向基板の露光位置分布を決定し、該露光位置分布にしたがって露光処理を行って対向基板を作製する。かかる方法により、表示駆動基板２７との重ね合わせズレがほとんどない対向基板を作製することができる。
【００３３】
また、ＥＧＡマーク４０の表示駆動基板２７内での配置および数は、変更してもよい。さらに、該ＥＧＡマーク４０は、Ｌ字形状をしているが、これは、一ヶ所でＸ方向とＹ方向とを同時に測定し、ＥＧＡマーク４０の位置を決定して、表示駆動基板２７の露光位置分布を読み取るためである。なお、同様の機能を示すものであればかかるＬ字形状をしていなくてもよい。
【００３４】
このＥＧＡマーク４０の材質は、表示駆動基板画素部のどこにＥＧＡマーク４０を形成するかで異なる。また、ＥＧＡマーク４０は、該ＥＧＡマーク４０が設けられる表示駆動基板画素部が形成されるのと同時に形成される。具体的には、表示駆動基板画素部を形成する際のフォトマスクに、ＥＧＡマーク４０のパターンを反映させておき、フォトリソグラフィ工程により形成される。
【００３５】
図３は、本発明の実施の一形態である製造方法の工程を、本発明の実施の他の形態である液晶表示素子の製造装置５０により示した概略図である。液晶表示素子の製造装置５０は、少なくともステッパ露光装置５１、表示駆動基板ローダー５２および対向基板作製用基板ローダー５３を備えている。
【００３６】
この図３および図１を参照しながら、表示駆動基板の収縮が全体に均一である場合の液晶表示素子の製造方法について具体的に以下に説明する。
【００３７】
まず、作製済み表示駆動基板２７がローダー５２に、対向基板作製用基板がローダー５３にそれぞれセットされる（図３（ａ）参照）。
【００３８】
続いて、ローダー５２により表示駆動基板２７がステッパ露光装置５１に搬入され（図３（ｂ）参照）、ステッパ露光装置５１により該表示駆動基板２７の四隅の表示駆動基板画素部４１および貼り合わせマーク部２０にあるＥＧＡマーク４０が読み取られる（図３（ｃ）参照）。この場合、表示駆動基板２７の収縮が均一であるので、読み取るＥＧＡマーク４０は、表示駆動基板画素部４１に存在する４つのＥＧＡマーク４０と貼り合わせマーク部２０にあるＥＧＡマーク４０だけでよい。ＥＧＡマーク４０の読み取りを行わない表示駆動基板画素部２１については、後述するように補正を行うことで対向基板の露光位置分布を決定する。
【００３９】
このときＥＧＡマーク４０の読み取りは以下のように行われる。レーザー光により表示駆動基板２７上を走査して、該レーザー光をＥＧＡマーク４０にあてる。次に、回折格子の原理により発生した特定角度の回折光を検出することで、ＥＧＡマーク４０を読み取る。かかるＥＧＡマーク４０の位置データを取得することで、表示駆動基板２７上にある表示駆動基板画素部４１および貼り合わせマーク部２０の位置を判定する。
【００４０】
続いて、前記位置データがステッパ露光装置５１に読み込まれる（図３（ｃ）参照）。このとき、ＥＧＡマーク４０の読み取りを行っていない表示駆動基板画素部２１の位置については、各々の間隔が均等となるように自動的に補正される。
【００４１】
かかる補正方法について以下に説明する。表示駆動基板作製時に収縮が全くない場合における表示駆動基板画素部上のＥＧＡマークの位置（設計値）をステッパ露光装置５１に予め登録しておく。次に、上述した方法でＥＧＡマーク４０を実際に読み取り、予め登録されているＥＧＡマークの位置（設計値）からどれだけずれているかを測定する。かかる測定により、表示駆動基板２７が収縮した量を検出し、対向基板の露光位置分布を決定する。
【００４２】
具体例として、表示駆動基板画素部が横に４つ並んでおり、その両端の表示駆動基板画素部のＥＧＡマークを読み取った場合を想定する。一方の表示駆動基板画素部（一番右側）のＥＧＡマークの位置が設計値からＸ方向に−０．２μｍずれており、他方の表示駆動基板画素部（一番左側）のＥＧＡマークの位置が設計値からＸ方向に＋０．１μｍずれていたとする。このとき、設計値からＸ方向に−０．２μｍずれていた表示駆動基板画素部のすぐ左側にある表示駆動基板画素部は、設計値からＸ方向に−０．１μｍのズレ有りと補正され、そのすぐ左側にある表示駆動基板画素部はズレ無しと補正され、対向基板の露光位置分布が決定される。
【００４３】
続いて、ローダー５２により表示駆動基板２７がステッパ露光装置５１から搬出され、ローダー５３により対向基板作製用基板がステッパ露光装置５１に搬入される（図３（ｄ）参照）。
【００４４】
続いて、ステッパ露光装置５１により、対向基板側の対向基板画素部および貼り合わせマーク部の露光位置分布が、表示駆動基板２７の露光位置分布と同一となるように、対向基板作製用基板に露光処理が行われる（図３（ｅ）参照）。
【００４５】
その後、露光処理された対向基板作製用基板は次の処理装置へと移される。そこで、対向基板と表示駆動基板２７の対応がとれるように、タイトラ処理により両基板に同じ通し番号が付けられ、現像処理、エッチング処理などを経て対向基板が作製される。さらに、作製された対向基板とそれに対応する表示駆動基板２７が貼り合わされ、その間にスペーサーおよび液晶をシール材で封入して液晶表示素子が形成される。
【００４６】
図４は、上記方法で作製した液晶表示素子６０の概観の平面図を示している。図９と比較して、表示駆動基板６１の貼り合わせマーク部６３と対向基板６２の貼り合わせマーク部６４、および表示駆動基板画素部６５と対向基板画素部６６の重なりがほぼ一致していることがわかる。また、両貼り合わせマーク部６３，６４の両端に設けられている、貼り合わせマーク６８，６９を重ね合わせた状態を示す拡大図からも、それぞれの貼り合わせマーク６８，６９の中心がほぼ重なっていることがわかる。
【００４７】
上述した製造方法により作製した対向基板は、それぞれに対応する表示駆動基板の露光位置分布と同一の露光位置分布を有する。よって、両基板を貼り合わせ工程で貼り合わせると、両基板の画素部および貼り合わせマーク部がほとんど一致し、貼り合わせズレがほとんどない液晶表示素子を作製できる。
【００４８】
次に、表示駆動基板の収縮が該基板全体に均一でない場合について説明する。図５（ａ）は、不均一な収縮によって歪んでいるような露光位置分布を有する表示駆動基板７０の概観の平面図である。図５（ｂ）は、上述したように、表示駆動基板の収縮が全体に均一である場合の液晶表示素子の製造方法によって対向基板７２を作製し、該対向基板７２と表示駆動基板７０との貼り合わせを行ったときの液晶表示素子７１の平面図である。図５（ｂ）より、表示駆動基板画素部７５と対向基板画素部７６との重ね合わせは、ほとんど一致しておらず、両基板７０，７２に設けられた貼り合わせマーク部７７，７８の重ね合わせも一致していないことがわかる。
【００４９】
以上より、表示駆動基板７０の収縮は均一ではなく、該表示駆動基板７０の露光位置分布は規則的でないため、上述したように表示駆動基板７０内の四隅の表示駆動基板画素部７４および貼り合わせマーク部７３のＥＧＡマークのみを読み取り、補正を行うことで対向基板の露光位置分布を決定したのでは、図５（ｂ）に示すように完全に貼り合わせズレをなくすことはできない。
【００５０】
したがって、表示駆動基板の収縮が該基板全体に均一でない場合には、表示駆動基板内に存在するすべてのＥＧＡマークを読み取って、液晶表示素子を作製する。そうすることにより、両基板の貼り合わせズレがほとんどない液晶表示素子を作製できる。
【００５１】
図１および図３を参照しながら、表示駆動基板の収縮が該基板全体に均一でない場合の液晶表示素子の製造方法について具体的に以下に説明する。
【００５２】
まず、作製済み表示駆動基板２７がローダー５２に、対向基板作製用基板がローダー５３にそれぞれセットされる（図３（ａ）参照）。
【００５３】
続いて、ローダー５２により表示駆動基板２７がステッパ露光装置５１に搬入され（図３（ｂ）参照）、ステッパ露光装置５１により該表示駆動基板２７内にあるすべてのＥＧＡマーク４０が読み取られる（図３（ｃ）参照）。ＥＧＡマーク４０の読み取りは上述した方法と同様の方法で行われる。
【００５４】
続いて、ＥＧＡマーク４０の位置データがステッパ露光装置５１に読み込まれる（図３（ｃ）参照）。
【００５５】
続いて、ローダー５２により表示駆動基板２７がステッパ露光装置５１から搬出され、ローダー５３により対向基板作製用基板がステッパ露光装置５１に搬入される（図３（ｄ）参照）。
【００５６】
続いて、ステッパ露光装置５１により、対向基板側の対向基板画素部および貼り合わせマーク部の露光位置分布が、上記のように読み込んだ表示駆動基板２７の露光位置分布と同一となるように、対向基板作製用基板に露光処理が行われる（図３（ｅ）参照）。
【００５７】
その後、露光処理された対向基板作製用基板は次の処理装置へと移される。そこで、対向基板と表示駆動基板２７の対応がとれるように、タイトラ処理により両基板に同じ通し番号が付けられ、現像処理、エッチング処理などを経て対向基板が作製される。さらに、作製された対向基板とそれに対応する表示駆動基板２７が貼り合わされ、その間にスペーサーおよび液晶をシール材で封入して液晶表示素子が形成される。
【００５８】
かかる製造方法よって液晶表示素子を製造すれば、表示駆動基板の収縮が全体に均一でない場合でも、両基板の貼り合わせズレがほとんどない液晶表示素子を製造することができる。
【００５９】
なお表示駆動基板画素部の位置の読み取り精度は、ＥＧＡマーク４０の読み取り個数が多いほど高くなり、すべてのＥＧＡマーク４０を読み取る場合が一番精度がよいが、対向基板作製時の処理時間と工程能力に応じて、該ＥＧＡマーク４０の読み取り個数を減らしてもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、収縮などによる表示駆動基板の寸法変化にばらつきがあっても、それに応じて表示駆動基板の貼り合わせマーク部および画素部の配置とほとんどずれのない配置を有する対向基板を作製できる。よって、表示駆動基板と対向基板とを非常に高い精度で貼り合わせられるので、高精細かつ高開口率で光漏れのない、画像表示品質の高い液晶表示素子を作製できる。
【００６１】
また本発明によれば、前記重ね合わせ露光用アライメントマークが、表示駆動基板内のすべての表示駆動基板画素部にそれぞれ少なくとも１ヵ所ずつに設けられているとともに、貼り合わせマーク部に少なくとも１ヵ所設けられているので、それぞれの表示駆動基板画素部および貼り合わせマーク部の配置を、それぞれに設けられたマークにより読み取ることができる。よって、表示駆動基板画素部および貼り合わせマーク部の配置を正確に読み取ることができ、貼り合わせマーク部および画素部の配置が表示駆動基板の配置とほとんどずれのない対向基板を作製できる。したがって、表示駆動基板と対向基板とを非常に高い精度で貼り合わせられるので、高精細かつ高開口率で光漏れのない、画像表示品質の高い液晶表示素子を作製できる。
【００６２】
また本発明によれば、前記対向基板の露光位置分布を決定するために読み取る、前記重ね合わせ露光用アライメントマークの数を、作製過程における前記表示駆動基板の収縮の度合によって決定するので、読み取る該マークの数を、表示駆動基板画素部および貼り合わせマーク部の位置を正確に読み取るのに最適な数に決定できる。よって、表示駆動基板の収縮が均一でない場合でも、表示駆動基板の表示駆動基板画素部および貼り合わせマーク部の位置を正確に読み取ることができ、貼り合わせマーク部および画素部の配置が表示駆動基板の配置とほとんどずれのない対向基板を作製できる。したがって、表示駆動基板と対向基板とを非常に高い精度で貼り合わせられるので、高精細かつ高開口率で光漏れのない画像表示品質の高い液晶表示素子を作製できる。
【００６３】
また本発明によれば、前記重ね合わせ露光用アライメントマークが、ステッパ露光の際に用いられるＥＧＡマークであるので、ステッパ露光処理により対向基板を作製できる。よって、表示駆動基板ごとに対向基板の露光位置分布を調整する必要がなくなり、貼り合わせマーク部および画素部の配置が表示駆動基板とほとんどずれのない対向基板を作製できる。したがって、表示駆動基板と対向基板とを非常に高い精度で貼り合わせられるので、高精細かつ高開口率で光漏れのない、画像表示品質の高い液晶表示素子を作製できる。
【００６４】
また本発明によれば、前記製造方法によって製造され、表示駆動基板と対向基板との貼り合わせ精度が高く、高精細かつ高開口率で光漏れのない液晶表示素子であるので、表示品質の高い画像を提供できる。
【００６５】
また本発明によれば、前記表示駆動基板内にある所定の重ね合わせ露光用アライメントマークを読み取って該マークの位置データをステッパ露光装置に取り込み、前記位置データを使用して対向基板の露光分布位置の補正を行った後、前記対向基板作製用基板に露光処理を行うので、収縮などによる表示駆動基板の寸法変化にばらつきがあっても、それに応じて表示駆動基板の貼り合わせマーク部および画素部の配置とほとんどずれのない配置を有する対向基板を作製できる。よって、表示駆動基板と対向基板との貼り合わせ精度が高い液晶表示素子を作製できる。したがって、高精細かつ高開口率で光漏れのない、画像表示品質の高い液晶表示素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】表面駆動基板２７に設けられている重ね合わせ露光用アライメントマークであるＥＧＡマーク４０の配置の一例を示している図である。
【図２】ＥＧＡマーク４０の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の一形態である液晶表示素子の製造方法の工程を、本発明の実施の他の形態である液晶表示素子の製造装置５０により示した概略図である。
【図４】本発明の製造方法により作製した液晶表示素子６０の平面図である。
【図５】図５（ａ）は、不均一な収縮によって歪んでいるような露光位置分布を有する表示駆動基板７０の平面図である。図５（ｂ）は、表示駆動基板７０の四隅の表示駆動基板画素部７４および貼り合わせマーク部７３にあるＥＧＡマークのみを読み取って対向基板７２を作製し、該対向基板７２と表示駆動基板７０とを貼り合わせて作製した液晶表示素子７１の平面図である。
【図６】図６（ａ）は、アクティブマトリクス型液晶表示素子の一部を示す断面図である。図６（ｂ）は、表示駆動基板３の一部を示した平面図である。
【図７】表示駆動基板３に対向基板５を重ね合わせたときの開口部１０を有する遮光膜９と、表示駆動基板３との位置関係を示した平面図である。
【図８】図８（ａ）は、表示駆動基板３の概観を示す平面図である。図８（ｂ）は、対向基板５の概観を示す平面図である。図８（ｃ）は表示駆動基板側の貼り合わせマーク２４の拡大図である。図８（ｄ）は、対向基板側の貼り合わせマーク２５の拡大図である。図８（ｅ）は、マーク２４，２５を重ね合わせた状態の拡大図である。
【図９】図９（ａ）は、収縮が発生した表示駆動基板３８と対向基板３９とを従来の方法で貼り合わせたときの液晶表示素子３７の概観を示す平面図である。図９（ｂ）は、貼り合わされた両基板の中央部と周辺部の両画素部の重ね合わせズレを示した拡大図である。
【符号の説明】
１ 画素電極
２ 薄膜トランジスタ
３，２７，３８，６１，７０ 表示駆動基板
４ 対向電極
５，３９，６２，７２ 対向基板
６ スペーサー
７ 液晶
８ シール材
９ 遮光膜
１０ 遮光膜開口部
１１ ゲート配線
１２ ソース配線
２０，２２，３１，３２，６３，６４，７３，７７，７８ 貼り合わせマーク部
２１，４１，６５，７４，７５ 表示駆動基板画素部
２３，６６，７６ 対向基板画素部
２４，３５，６８ 表示駆動基板側貼り合わせマーク
２５，３６，６９ 対向基板側貼り合わせマーク
２６，３０，６７ 貼り合わせマークの重ね合わせ
３３，３４ 両画素部の重ね合わせ
４０ ＥＧＡマーク
４２ 小マーク
４３，４４，４５ 小マーク集合体
５０ 液晶表示素子の製造装置
５１ ステッパ露光装置
５２ 表示駆動基板ローダー
５３ 対向基板作製用基板ローダー
３７，６０，７１ 液晶表示素子
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクティブマトリクス型液晶表示素子、該液晶表示素子の製造方法および該液晶表示素子の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６（ａ）は、アクティブマトリクス型液晶表示素子の一部を示す断面図である。アクティブマトリクス型液晶表示素子は、画素電極１、薄膜トランジスタ２などから形成される表示駆動基板３と、対向電極４などで形成される対向基板５との間に、スペーサー６および液晶７をシール材８で封入して形成される。また、図６（ｂ）は、表示駆動基板３の一部を示した平面図である。複数のゲート配線１１および複数のソース配線１２は、互いに直交するように形成され、さらにその交差する近傍に薄膜トランジスタ２が形成されている。また、画素電極１は、隣接するゲート配線１１および隣接するソース配線１２に挟まれるように形成されている。
【０００３】
かかるアクティブマトリクス型液晶表示素子による画像表示は、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ２をオン・オフさせ、画素電極１および対向電極４の電位を画素単位でコントロールすることで行われる。
【０００４】
このとき、画素電極１が形成されていない領域および画素電極１の外縁部では電位のコントロールが難しいため、液晶の配向制御を良好に行うことができない。よって、光漏れ、コントラスト低下などが起こりやすくなるが、開口部１０を有する遮光膜９を対向基板５に設けることで、光漏れ、コントラスト低下などを防止し、これら画像表示品質の低下を防いでいる。
【０００５】
図７は、表示駆動基板３に対向基板５を重ね合わせたときの開口部１０を有する遮光膜９と、表示駆動基板３との位置関係を示した平面図である。ここで、遮光膜９は、斜線部で示されている。上述したような画像表示品質の低下の防止を良好に行うためには、図７に示すように、表示駆動基板３にある画素電極１上の所定の位置に、対向基板５にある遮光膜９の開口部１０が来るように貼り合わせる必要がある。
【０００６】
図８（ａ）は、表示駆動基板３の概観を示す平面図であり、図８（ｂ）は、対向基板５の概観を示す平面図である。表示駆動基板３には表示駆動基板画素部２１が、対向基板５には対向基板画素部２３が、それぞれ３×４の１２面設けられている。表示駆動基板画素部２１は、主に、画素電極、薄膜トランジスタ、ソース配線およびゲート配線から成り、対向基板画素部２３は、主に、対向電極および開口部を有する遮光膜から成る。該画素部２１，２３の外側に貼り合わせマーク部２０，２２が設けられている。さらに、該貼り合わせマーク部２０，２２の両端に、図示しない貼り合わせマークが設けられている。
【０００７】
また、図８（ｃ）は、表示駆動基板側に設けられた貼り合わせマーク２４の拡大図であり、図８（ｄ）は、対向基板側に設けられた貼り合わせマーク２５の拡大図であり、図８（ｅ）は、マーク２４，２５を重ね合わせた状態の拡大図である。
【０００８】
かかる基板３，５同士の貼り合わせの方法としては、表示駆動基板３と対向基板５の両基板に設けられている貼り合わせマーク部２０，２２にある貼り合わせマーク２４，２５を基準として、画像処理によって位置合わせし、両基板３，５の位置ズレを調整してから両基板３，５を貼り合わせる方法が一般的に用いられている。
【０００９】
しかし、最近では表示駆動基板を作製する工程において高温での熱処理が頻繁に行われているため、かかる高温処理により表示駆動基板の収縮が発生してしまう。
【００１０】
図９（ａ）は、かかる収縮が発生した表示駆動基板３８と、対向基板３９とを上述した従来の方法で貼り合わせたときの液晶表示素子３７の概観を示す平面図と、貼り合わせマーク部３１，３２に設けられている貼り合わせマーク３５，３６を重ね合わせた状態の拡大図である。図９（ｂ）は、貼り合わされた両基板３８，３９の、中央部の画素部３３と周辺部の画素部３４との重ね合わせズレを示した拡大図である。
【００１１】
表示駆動基板３８の収縮が生じている状態で、前記貼り合わせマーク３５，３６を基準としてアライメントを行って両基板３８，３９を貼り合わせする場合、貼り合わせマーク３５，３６の重なりが、図９（ａ）の拡大図に示すようになる。すなわち、対向基板３９の貼り合わせマーク３６の中心と、表示駆動基板３８の貼り合わせマーク３５の中心が重ならない状態となり、アライメントが正確に行えなくなる。それに伴って、画素部の貼り合わせも図９（ｂ）に示すように基板の周辺に行くにしたがってズレが生じることになる。
【００１２】
このような表示駆動基板の収縮が生じた場合であっても、すべての表示駆動基板において収縮が常に一定であれば、対向基板の露光位置分布が表示駆動基板の露光位置分布と合うように露光装置の調整を行えばよい。しかし、実際にはすべての表示駆動基板が常に一定の収縮を生じることはなく、各表示駆動基板内においても常に均一に収縮が発生するわけではない。よって、貼り合わせズレに対して表示駆動基板の収縮ばらつき以上の設計マージンを持たせることで液晶表示素子の画像表示品質の低下防止に対応しているのが現状である。
【００１３】
上記の両基板の貼り合わせ時のズレを改善するために、特開平９−１２７５４６号公報には、表示駆動基板側のアライメント部として、該基板内の一番隅の画素部を用い、表示駆動基板側のアライメント基準としてはソース配線やゲート配線のような駆動用配線などを用い、対向基板側のアライメント基準としては遮光膜開口部を用いる液晶表示素子の製造方法が開示されている。
【００１４】
しかし、該公報の製造方法では、表示駆動基板と対向基板とをそれぞれ作製して完成させた後に両基板の貼り合わせを行っているので、従来の貼り合わせ方法で貼り合わせた場合と同様に、上記の貼り合わせズレをほぼ完全になくすことは困難である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、表示駆動基板の収縮ばらつきが生じても、対向基板との正確な貼り合わせが行える液晶表示素子の製造方法を提供することである。本発明の他の目的は、高精細かつ高開口率で光漏れのない、画像表示品質の高い液晶表示素子を提供することである。本発明のさらに他の目的は、かかる製造方法により液晶表示素子を製造する製造装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、画素電極、薄膜トランジスタ、ソース配線およびゲート配線を有する複数の表示駆動基板画素部、貼り合わせマークが形成されている貼り合わせマーク部および重ね合わせ露光用アライメントマークを備えて構成される表示駆動基板と、対向電極、開口部を有する遮光膜を有する複数の対向基板画素部および貼り合わせマーク部を備えて構成される対向基板とを貼り合わせて成る液晶表示素子の製造方法であって、
表示駆動基板を作製する工程、対向基板を作製する工程、および前記表示駆動基板と前記対向基板とを貼り合わせる工程を含み、
前記対向基板を作製する工程は、前記表示駆動基板を作製する工程で作製された表示駆動基板に設けられている重ね合わせ露光用アライメントマークを読み取り、該マークの位置を基準として対向基板の遮光膜開口部および貼り合せマーク部の露光位置分布を決定し、該露光位置分布にしたがって露光処理を行う工程を含むことを特徴とする液晶表示素子の製造方法である。
【００１７】
本発明に従えば、作製済みの表示駆動基板の重ね合わせ露光用アライメントマークの位置を基準として対向基板の露光位置分布を決定し、該露光位置分布にしたがって露光処理を行うので、収縮などによる表示駆動基板の寸法変化にばらつきがあっても、それに応じて表示駆動基板の貼り合わせマーク部および画素部の配置とほとんどずれのない配置を有する対向基板を作製できる。
【００１８】
また本発明は、前記重ね合わせ露光用アライメントマークが、表示駆動基板内のすべての表示駆動基板画素部にそれぞれ少なくとも１ヵ所ずつ設けられているとともに、貼り合わせマーク部に少なくとも１ヵ所設けられていることを特徴とする。
【００１９】
本発明に従えば、前記重ね合わせ露光用アライメントマークが、表示駆動基板内のすべての表示駆動基板画素部にそれぞれ少なくとも１ヵ所ずつ設けられているとともに、貼り合わせマーク部に少なくとも１ヵ所設けられているので、それぞれの表示駆動基板画素部および貼り合わせマーク部の配置を、それぞれに設けられたマークにより読み取ることができる。よって、表示駆動基板画素部および貼り合わせマーク部の配置を正確に読み取ることができる。
【００２０】
また本発明は、前記対向基板の露光位置分布を決定するために読み取る、前記重ね合わせ露光用アライメントマークの数を、作製過程における前記表示駆動基板の収縮の度合によって決定することを特徴とする。
【００２１】
本発明に従えば、前記対向基板の露光位置分布を決定するために読み取る、前記重ね合わせ露光用アライメントマークの数を、作製過程における前記表示駆動基板の収縮の度合によって決定するので、該マークの読み取り数を、表示駆動基板画素部および貼り合わせマーク部の位置を正確に読み取るのに最適な数に決定できる。
【００２２】
また本発明は、前記重ね合わせ露光用アライメントマークが、ステッパ露光の際に用いられるＥＧＡマークであることを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、前記重ね合わせ露光用アライメントマークが、ステッパ露光の際に用いられるＥＧＡマークであるので、ステッパ露光処理により対向基板を作製できる。
【００２４】
また本発明は、前記製造方法によって製造されたことを特徴とする液晶表示素子である。
【００２５】
本発明に従えば、前記製造方法によって製造され、表示駆動基板と対向基板との貼り合わせ精度が高いので、高精細かつ高開口率で光漏れがない。
【００２６】
また本発明は、重ね合わせ露光用アライメントマークの読み取り手段を有し、基板に露光処理を行う露光手段と、
基板の搬入または搬出を行う搬送手段と、
前記露光手段および前記搬送手段を制御する手段とを有し、
前記制御手段は、前記搬送手段を駆動して表示駆動基板を露光手段に搬入し、
前記読み取り手段を駆動して前記表示駆動基板内にある所定の重ね合わせ露光用アライメントマークを読み取って、該マークの位置データを露光手段に取り込み、対向基板の露光位置分布の補正を行い、
前記搬送手段を駆動して前記表示駆動基板を露光手段から搬出して、対向基板作製用基板を露光手段に搬入し、
補正した露光位置分布にしたがって、前記露光手段を駆動して前記対向基板作製用基板に露光処理を行うことを特徴とする液晶表示素子の製造装置である。
【００２７】
本発明に従えば、前記表示駆動基板内にある所定の重ね合わせ露光用アライメントマークを読み取って該マークの位置データを露光手段に取り込み、前記位置データを使用して対向基板の露光分布位置の補正を行った後、前記対向基板作製用基板に露光処理を行うので、収縮などによる表示駆動基板の寸法変化にばらつきがあっても、それに応じて表示駆動基板の貼り合わせマーク部および画素部の配置とほとんどずれのない配置を有する対向基板を作製できる。よって、表示駆動基板と対向基板との貼り合わせ精度が高い液晶表示素子を提供できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、表面駆動基板２７の概観を示す平面図であり、該基板２７に設けられている重ね合わせ露光用アライメントマークであるＥＧＡ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｇｌｏｂａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）マーク４０の配置の一例を示している。また、図２は、該ＥＧＡマーク４０の一例を示している。ここで、ＥＧＡマークは、ステッパ露光の際に用いられるマークであり、かかるマークを表示駆動基板内に設けることにより、ステッパ露光装置を使用して、後述するように対向基板を作製することができる。
【００２９】
図１に示す表示駆動基板２７には、表示駆動基板画素部２１が、３×４の１２面設けられている。表示駆動基板画素部２１は、主に、画素電極、薄膜トランジスタ、ソース配線およびゲート配線から成る。また、該画素部２１の外側に貼り合わせマーク部２０が設けられている。さらに、該貼り合わせマーク部２０の両端に、図示しない貼り合わせマークが設けられている。
【００３０】
ＥＧＡマーク４０は、すべての表示駆動基板画素部２１とすべての貼り合わせマーク部２０に設けられている。表示駆動基板画素部２１においては、それぞれの表示駆動基板画素部２１を平行移動させ、他の表示駆動基板画素部２１に重ね合わせたとき、それぞれの表示駆動基板画素部２１にあるＥＧＡマーク４０が、他の表示駆動基板画素部２１にあるＥＧＡマーク４０と重なり合うような位置に設けられている。また、各貼り合わせマーク部２０においては、その両端に１ヶ所ずつ、計２ヶ所に設けられている。
【００３１】
また、ＥＧＡマーク４０は、矩形をした小マーク４２の集合体であり、Ｌ字形状を有している。具体的に述べると、Ｌ字状に並べられた小マーク４２の集合体４３があり、該集合体４３の一辺と少し間隔を空けて平行に、小マークの集合体４４が２列並べられており、該集合体４３の他の一辺と少し間隔を空けて平行に、小マークの集合体４５が２列並べられている。
【００３２】
後述するように、本発明では、作製済みの表示駆動基板２７内に設けらている前記ＥＧＡマーク４０の位置を読み取り、その位置データを基に、対向基板の露光位置分布を決定し、該露光位置分布にしたがって露光処理を行って対向基板を作製する。かかる方法により、表示駆動基板２７との重ね合わせズレがほとんどない対向基板を作製することができる。
【００３３】
また、ＥＧＡマーク４０の表示駆動基板２７内での配置および数は、変更してもよい。さらに、該ＥＧＡマーク４０は、Ｌ字形状をしているが、これは、一ヶ所でＸ方向とＹ方向とを同時に測定し、ＥＧＡマーク４０の位置を決定して、表示駆動基板２７の露光位置分布を読み取るためである。なお、同様の機能を示すものであればかかるＬ字形状をしていなくてもよい。
【００３４】
このＥＧＡマーク４０の材質は、表示駆動基板画素部のどこにＥＧＡマーク４０を形成するかで異なる。また、ＥＧＡマーク４０は、該ＥＧＡマーク４０が設けられる表示駆動基板画素部が形成されるのと同時に形成される。具体的には、表示駆動基板画素部を形成する際のフォトマスクに、ＥＧＡマーク４０のパターンを反映させておき、フォトリソグラフィ工程により形成される。
【００３５】
図３は、本発明の実施の一形態である製造方法の工程を、本発明の実施の他の形態である液晶表示素子の製造装置５０により示した概略図である。液晶表示素子の製造装置５０は、少なくともステッパ露光装置５１、表示駆動基板ローダー５２および対向基板作製用基板ローダー５３を備えている。
【００３６】
この図３および図１を参照しながら、表示駆動基板の収縮が全体に均一である場合の液晶表示素子の製造方法について具体的に以下に説明する。
【００３７】
まず、作製済み表示駆動基板２７がローダー５２に、対向基板作製用基板がローダー５３にそれぞれセットされる（図３（ａ）参照）。
【００３８】
続いて、ローダー５２により表示駆動基板２７がステッパ露光装置５１に搬入され（図３（ｂ）参照）、ステッパ露光装置５１により該表示駆動基板２７の四隅の表示駆動基板画素部４１および貼り合わせマーク部２０にあるＥＧＡマーク４０が読み取られる（図３（ｃ）参照）。この場合、表示駆動基板２７の収縮が均一であるので、読み取るＥＧＡマーク４０は、表示駆動基板画素部４１に存在する４つのＥＧＡマーク４０と貼り合わせマーク部２０にあるＥＧＡマーク４０だけでよい。ＥＧＡマーク４０の読み取りを行わない表示駆動基板画素部２１については、後述するように補正を行うことで対向基板の露光位置分布を決定する。
【００３９】
このときＥＧＡマーク４０の読み取りは以下のように行われる。レーザー光により表示駆動基板２７上を走査して、該レーザー光をＥＧＡマーク４０にあてる。次に、回折格子の原理により発生した特定角度の回折光を検出することで、ＥＧＡマーク４０を読み取る。かかるＥＧＡマーク４０の位置データを取得することで、表示駆動基板２７上にある表示駆動基板画素部４１および貼り合わせマーク部２０の位置を判定する。
【００４０】
続いて、前記位置データがステッパ露光装置５１に読み込まれる（図３（ｃ）参照）。このとき、ＥＧＡマーク４０の読み取りを行っていない表示駆動基板画素部２１の位置については、各々の間隔が均等となるように自動的に補正される。
【００４１】
かかる補正方法について以下に説明する。表示駆動基板作製時に収縮が全くない場合における表示駆動基板画素部上のＥＧＡマークの位置（設計値）をステッパ露光装置５１に予め登録しておく。次に、上述した方法でＥＧＡマーク４０を実際に読み取り、予め登録されているＥＧＡマークの位置（設計値）からどれだけずれているかを測定する。かかる測定により、表示駆動基板２７が収縮した量を検出し、対向基板の露光位置分布を決定する。
【００４２】
具体例として、表示駆動基板画素部が横に４つ並んでおり、その両端の表示駆動基板画素部のＥＧＡマークを読み取った場合を想定する。一方の表示駆動基板画素部（一番右側）のＥＧＡマークの位置が設計値からＸ方向に−０．２μｍずれており、他方の表示駆動基板画素部（一番左側）のＥＧＡマークの位置が設計値からＸ方向に＋０．１μｍずれていたとする。このとき、設計値からＸ方向に−０．２μｍずれていた表示駆動基板画素部のすぐ左側にある表示駆動基板画素部は、設計値からＸ方向に−０．１μｍのズレ有りと補正され、そのすぐ左側にある表示駆動基板画素部はズレ無しと補正され、対向基板の露光位置分布が決定される。
【００４３】
続いて、ローダー５２により表示駆動基板２７がステッパ露光装置５１から搬出され、ローダー５３により対向基板作製用基板がステッパ露光装置５１に搬入される（図３（ｄ）参照）。
【００４４】
続いて、ステッパ露光装置５１により、対向基板側の対向基板画素部および貼り合わせマーク部の露光位置分布が、表示駆動基板２７の露光位置分布と同一となるように、対向基板作製用基板に露光処理が行われる（図３（ｅ）参照）。
【００４５】
その後、露光処理された対向基板作製用基板は次の処理装置へと移される。そこで、対向基板と表示駆動基板２７の対応がとれるように、タイトラ処理により両基板に同じ通し番号が付けられ、現像処理、エッチング処理などを経て対向基板が作製される。さらに、作製された対向基板とそれに対応する表示駆動基板２７が貼り合わされ、その間にスペーサーおよび液晶をシール材で封入して液晶表示素子が形成される。
【００４６】
図４は、上記方法で作製した液晶表示素子６０の概観の平面図を示している。図９と比較して、表示駆動基板６１の貼り合わせマーク部６３と対向基板６２の貼り合わせマーク部６４、および表示駆動基板画素部６５と対向基板画素部６６の重なりがほぼ一致していることがわかる。また、両貼り合わせマーク部６３，６４の両端に設けられている、貼り合わせマーク６８，６９を重ね合わせた状態を示す拡大図からも、それぞれの貼り合わせマーク６８，６９の中心がほぼ重なっていることがわかる。
【００４７】
上述した製造方法により作製した対向基板は、それぞれに対応する表示駆動基板の露光位置分布と同一の露光位置分布を有する。よって、両基板を貼り合わせ工程で貼り合わせると、両基板の画素部および貼り合わせマーク部がほとんど一致し、貼り合わせズレがほとんどない液晶表示素子を作製できる。
【００４８】
次に、表示駆動基板の収縮が該基板全体に均一でない場合について説明する。図５（ａ）は、不均一な収縮によって歪んでいるような露光位置分布を有する表示駆動基板７０の概観の平面図である。図５（ｂ）は、上述したように、表示駆動基板の収縮が全体に均一である場合の液晶表示素子の製造方法によって対向基板７２を作製し、該対向基板７２と表示駆動基板７０との貼り合わせを行ったときの液晶表示素子７１の平面図である。図５（ｂ）より、表示駆動基板画素部７５と対向基板画素部７６との重ね合わせは、ほとんど一致しておらず、両基板７０，７２に設けられた貼り合わせマーク部７７，７８の重ね合わせも一致していないことがわかる。
【００４９】
以上より、表示駆動基板７０の収縮は均一ではなく、該表示駆動基板７０の露光位置分布は規則的でないため、上述したように表示駆動基板７０内の四隅の表示駆動基板画素部７４および貼り合わせマーク部７３のＥＧＡマークのみを読み取り、補正を行うことで対向基板の露光位置分布を決定したのでは、図５（ｂ）に示すように完全に貼り合わせズレをなくすことはできない。
【００５０】
したがって、表示駆動基板の収縮が該基板全体に均一でない場合には、表示駆動基板内に存在するすべてのＥＧＡマークを読み取って、液晶表示素子を作製する。そうすることにより、両基板の貼り合わせズレがほとんどない液晶表示素子を作製できる。
【００５１】
図１および図３を参照しながら、表示駆動基板の収縮が該基板全体に均一でない場合の液晶表示素子の製造方法について具体的に以下に説明する。
【００５２】
まず、作製済み表示駆動基板２７がローダー５２に、対向基板作製用基板がローダー５３にそれぞれセットされる（図３（ａ）参照）。
【００５３】
続いて、ローダー５２により表示駆動基板２７がステッパ露光装置５１に搬入され（図３（ｂ）参照）、ステッパ露光装置５１により該表示駆動基板２７内にあるすべてのＥＧＡマーク４０が読み取られる（図３（ｃ）参照）。ＥＧＡマーク４０の読み取りは上述した方法と同様の方法で行われる。
【００５４】
続いて、ＥＧＡマーク４０の位置データがステッパ露光装置５１に読み込まれる（図３（ｃ）参照）。
【００５５】
続いて、ローダー５２により表示駆動基板２７がステッパ露光装置５１から搬出され、ローダー５３により対向基板作製用基板がステッパ露光装置５１に搬入される（図３（ｄ）参照）。
【００５６】
続いて、ステッパ露光装置５１により、対向基板側の対向基板画素部および貼り合わせマーク部の露光位置分布が、上記のように読み込んだ表示駆動基板２７の露光位置分布と同一となるように、対向基板作製用基板に露光処理が行われる（図３（ｅ）参照）。
【００５７】
その後、露光処理された対向基板作製用基板は次の処理装置へと移される。そこで、対向基板と表示駆動基板２７の対応がとれるように、タイトラ処理により両基板に同じ通し番号が付けられ、現像処理、エッチング処理などを経て対向基板が作製される。さらに、作製された対向基板とそれに対応する表示駆動基板２７が貼り合わされ、その間にスペーサーおよび液晶をシール材で封入して液晶表示素子が形成される。
【００５８】
かかる製造方法よって液晶表示素子を製造すれば、表示駆動基板の収縮が全体に均一でない場合でも、両基板の貼り合わせズレがほとんどない液晶表示素子を製造することができる。
【００５９】
なお表示駆動基板画素部の位置の読み取り精度は、ＥＧＡマーク４０の読み取り個数が多いほど高くなり、すべてのＥＧＡマーク４０を読み取る場合が一番精度がよいが、対向基板作製時の処理時間と工程能力に応じて、該ＥＧＡマーク４０の読み取り個数を減らしてもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、収縮などによる表示駆動基板の寸法変化にばらつきがあっても、それに応じて表示駆動基板の貼り合わせマーク部および画素部の配置とほとんどずれのない配置を有する対向基板を作製できる。よって、表示駆動基板と対向基板とを非常に高い精度で貼り合わせられるので、高精細かつ高開口率で光漏れのない、画像表示品質の高い液晶表示素子を作製できる。
【００６１】
また本発明によれば、前記重ね合わせ露光用アライメントマークが、表示駆動基板内のすべての表示駆動基板画素部にそれぞれ少なくとも１ヵ所ずつに設けられているとともに、貼り合わせマーク部に少なくとも１ヵ所設けられているので、それぞれの表示駆動基板画素部および貼り合わせマーク部の配置を、それぞれに設けられたマークにより読み取ることができる。よって、表示駆動基板画素部および貼り合わせマーク部の配置を正確に読み取ることができ、貼り合わせマーク部および画素部の配置が表示駆動基板の配置とほとんどずれのない対向基板を作製できる。したがって、表示駆動基板と対向基板とを非常に高い精度で貼り合わせられるので、高精細かつ高開口率で光漏れのない、画像表示品質の高い液晶表示素子を作製できる。
【００６２】
また本発明によれば、前記対向基板の露光位置分布を決定するために読み取る、前記重ね合わせ露光用アライメントマークの数を、作製過程における前記表示駆動基板の収縮の度合によって決定するので、読み取る該マークの数を、表示駆動基板画素部および貼り合わせマーク部の位置を正確に読み取るのに最適な数に決定できる。よって、表示駆動基板の収縮が均一でない場合でも、表示駆動基板の表示駆動基板画素部および貼り合わせマーク部の位置を正確に読み取ることができ、貼り合わせマーク部および画素部の配置が表示駆動基板の配置とほとんどずれのない対向基板を作製できる。したがって、表示駆動基板と対向基板とを非常に高い精度で貼り合わせられるので、高精細かつ高開口率で光漏れのない画像表示品質の高い液晶表示素子を作製できる。
【００６３】
また本発明によれば、前記重ね合わせ露光用アライメントマークが、ステッパ露光の際に用いられるＥＧＡマークであるので、ステッパ露光処理により対向基板を作製できる。よって、表示駆動基板ごとに対向基板の露光位置分布を調整する必要がなくなり、貼り合わせマーク部および画素部の配置が表示駆動基板とほとんどずれのない対向基板を作製できる。したがって、表示駆動基板と対向基板とを非常に高い精度で貼り合わせられるので、高精細かつ高開口率で光漏れのない、画像表示品質の高い液晶表示素子を作製できる。
【００６４】
また本発明によれば、前記製造方法によって製造され、表示駆動基板と対向基板との貼り合わせ精度が高く、高精細かつ高開口率で光漏れのない液晶表示素子であるので、表示品質の高い画像を提供できる。
【００６５】
また本発明によれば、前記表示駆動基板内にある所定の重ね合わせ露光用アライメントマークを読み取って該マークの位置データをステッパ露光装置に取り込み、前記位置データを使用して対向基板の露光分布位置の補正を行った後、前記対向基板作製用基板に露光処理を行うので、収縮などによる表示駆動基板の寸法変化にばらつきがあっても、それに応じて表示駆動基板の貼り合わせマーク部および画素部の配置とほとんどずれのない配置を有する対向基板を作製できる。よって、表示駆動基板と対向基板との貼り合わせ精度が高い液晶表示素子を作製できる。したがって、高精細かつ高開口率で光漏れのない、画像表示品質の高い液晶表示素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】表面駆動基板２７に設けられている重ね合わせ露光用アライメントマークであるＥＧＡマーク４０の配置の一例を示している図である。
【図２】ＥＧＡマーク４０の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の一形態である液晶表示素子の製造方法の工程を、本発明の実施の他の形態である液晶表示素子の製造装置５０により示した概略図である。
【図４】本発明の製造方法により作製した液晶表示素子６０の平面図である。
【図５】図５（ａ）は、不均一な収縮によって歪んでいるような露光位置分布を有する表示駆動基板７０の平面図である。図５（ｂ）は、表示駆動基板７０の四隅の表示駆動基板画素部７４および貼り合わせマーク部７３にあるＥＧＡマークのみを読み取って対向基板７２を作製し、該対向基板７２と表示駆動基板７０とを貼り合わせて作製した液晶表示素子７１の平面図である。
【図６】図６（ａ）は、アクティブマトリクス型液晶表示素子の一部を示す断面図である。図６（ｂ）は、表示駆動基板３の一部を示した平面図である。
【図７】表示駆動基板３に対向基板５を重ね合わせたときの開口部１０を有する遮光膜９と、表示駆動基板３との位置関係を示した平面図である。
【図８】図８（ａ）は、表示駆動基板３の概観を示す平面図である。図８（ｂ）は、対向基板５の概観を示す平面図である。図８（ｃ）は表示駆動基板側の貼り合わせマーク２４の拡大図である。図８（ｄ）は、対向基板側の貼り合わせマーク２５の拡大図である。図８（ｅ）は、マーク２４，２５を重ね合わせた状態の拡大図である。
【図９】図９（ａ）は、収縮が発生した表示駆動基板３８と対向基板３９とを従来の方法で貼り合わせたときの液晶表示素子３７の概観を示す平面図である。図９（ｂ）は、貼り合わされた両基板の中央部と周辺部の両画素部の重ね合わせズレを示した拡大図である。
【符号の説明】
１ 画素電極
２ 薄膜トランジスタ
３，２７，３８，６１，７０ 表示駆動基板
４ 対向電極
５，３９，６２，７２ 対向基板
６ スペーサー
７ 液晶
８ シール材
９ 遮光膜
１０ 遮光膜開口部
１１ ゲート配線
１２ ソース配線
２０，２２，３１，３２，６３，６４，７３，７７，７８ 貼り合わせマーク部
２１，４１，６５，７４，７５ 表示駆動基板画素部
２３，６６，７６ 対向基板画素部
２４，３５，６８ 表示駆動基板側貼り合わせマーク
２５，３６，６９ 対向基板側貼り合わせマーク
２６，３０，６７ 貼り合わせマークの重ね合わせ
３３，３４ 両画素部の重ね合わせ
４０ ＥＧＡマーク
４２ 小マーク
４３，４４，４５ 小マーク集合体
５０ 液晶表示素子の製造装置
５１ ステッパ露光装置
５２ 表示駆動基板ローダー
５３ 対向基板作製用基板ローダー
３７，６０，７１ 液晶表示素子
Claims (6)
- 画素電極、薄膜トランジスタ、ソース配線およびゲート配線を有する複数の表示駆動基板画素部、貼り合わせマークが形成されている貼り合わせマーク部および重ね合わせ露光用アライメントマークを備えて構成される表示駆動基板と、対向電極、開口部を有する遮光膜を有する複数の対向基板画素部および貼り合わせマーク部を備えて構成される対向基板とを貼り合わせて成る液晶表示素子の製造方法であって、
表示駆動基板を作製する工程、対向基板を作製する工程、および前記表示駆動基板と前記対向基板とを貼り合わせる工程を含み、
前記対向基板を作製する工程は、前記表示駆動基板を作製する工程で作製された表示駆動基板に設けられている重ね合わせ露光用アライメントマークを読み取り、該マークの位置を基準として対向基板の遮光膜開口部および貼り合せマーク部の露光位置分布を決定し、該露光位置分布にしたがって露光処理を行う工程を含むことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。 - 前記重ね合わせ露光用アライメントマークが、表示駆動基板内のすべての表示駆動基板画素部にそれぞれ少なくとも１ヵ所ずつ設けられているとともに、貼り合わせマーク部に少なくとも１ヵ所設けられていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素子の製造方法。
- 前記対向基板の露光位置分布を決定するために読み取る、前記重ね合わせ露光用アライメントマークの数を、作製過程における前記表示駆動基板の収縮の度合によって決定することを特徴とする請求項１または２記載の液晶表示素子の製造方法。
- 前記重ね合わせ露光用アライメントマークが、ステッパ露光の際に用いられるＥＧＡマークであ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１〜４のいずれかに記載の製造方法によって製造されたことを特徴とする液晶表示素子。
- 重ね合わせ露光用アライメントマークの読み取り手段を有し、基板に露光処理を行う露光手段と、
基板の搬入または搬出を行う搬送手段と、
前記露光手段および前記搬送手段を制御する手段とを有し、
前記制御手段は、前記搬送手段を駆動して表示駆動基板を露光手段に搬入し、
前記読み取り手段を駆動して前記表示駆動基板内にある所定の重ね合わせ露光用アライメントマークを読み取って、該マークの位置データを露光手段に取り込み、対向基板の露光位置分布の補正を行い、
前記搬送手段を駆動して前記表示駆動基板を露光手段から搬出して、対向基板作製用基板を露光手段に搬入し、
補正した露光位置分布にしたがって、前記露光手段を駆動して前記対向基板作製用基板に露光処理を行うことを特徴とする液晶表示素子の製造装置。
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