JP3693136B2 - Method for overlaying liquid crystal panel and apparatus therefor - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば液晶プロジェクタ等に用いられる液晶表示装置を構成する2つのパネル用基板を重ね合わせるための液晶パネルの重ね合わせ方法およびそのための装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、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共に、液晶表示装置への高性能化の要求が高まり、液晶表示装置を高精細化および高輝度化するための改良が進行している。この液晶表示装置は、通常、各画素制御の薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor;以下、単にTFTと記す)や保持容量等が形成された基板(以下,駆動基板と称する)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基板(以下,対向基板と称する)とから構成されている。これら駆動基板と対向基板とは、重ね合わせ装置によりアライメントマークを基準として重ね合わせ(位置合わせ)が行われた後、互いに貼り合される。
【0003】
このような液晶表示装置において、対向基板にカラーフィルタおよびブラックマトリックスを形成しているものの場合、駆動基板の開口部と対向基板の機能部とを精密に位置合わせをする必要がある。この場合、対向基板にカラーフィルタおよびブラックマトリックスを形成する際に、アライメントマークも同時に形成し、そのマークを用いて位置合わせを行っている。ところで、最近の液晶パネルの小型・高精細化の要求に伴って開口率が減少していくため、ブラックマトリックスを駆動基板側に作り込んだり、マイクロ集光レンズ(以下、単に「マイクロレンズ」と略記する)を対向基板中に作り込み、マイクロレンズ一体型の対向基板として明るさを向上させることが検討されている。このような構成の場合、対向基板側にはマイクロレンズしか存在しないため、対向基板側のアライメントマークの形成方法としては、マイクロレンズを形成する際にそのレンズ形状を利用して必要なマークを作る方法、あるいはマイクロレンズを形成した後に別の手段(例えばスパッタリング法)を用いて必要なマーク(例えば所定の形状のアルミニウム膜)を形成する方法が考えられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のマイクロレンズの形状を利用してマークを形成する方法では、対向基板側のマークと駆動基板側のマークとの間に数百ミクロンの距離差があり、このため2つの焦点面を同時に見ることができる特殊な装置(顕微鏡)が必要であり、マークの視認性について問題があった。一方、マイクロレンズを形成した後に別の手段を用いて必要なマークを形成する方法では、マーク形成時にマイクロレンズとの間で相対的な位置ずれが発生する可能性があり、その結果マイクロレンズと開口部との間の位置ずれが大きくなってしまうという問題があった。
【0005】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、駆動基板とマイクロレンズ一体型の対向基板のような2つの基板の重ね合わせ精度を向上させることができると共に重ね合わせの自動化を図ることも可能な液晶パネルの重ね合わせ方法およびそのための装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明による液晶パネルの重ね合わせ方法は、複数の画素からなる画素部を有すると共に重ね合わせの基準となる第1のアライメントマークが形成された第1の基板と、この第1の基板側の画素部に対応して複数のマイクロ集光レンズが設けられると共に重ね合わせの基準となる第2のアライメントマークが設けられた第2の基板とを所定の間隙をおいて重ね合わせるための方法であって、第2のアライメントマークの形状を略半球面状とし、第1のアライメントマークの形状を、その中央領域の最大幅が第2のアライメントマークによるスポット光の直径と同一であると共にその他の領域の幅が第2のアライメントマークによるスポット光の直径よりも狭い形状とし、第2の基板側の第2のアライメントマークに向けて光を照射することにより第1の基板側の第1のアライメントマーク面に第2のアライメントマークに関連した形状のスポット光を形成すると共に、このスポット光が第1のアライメントマークを通過する光量または第1のアライメントマークから反射した光量を検出し、その光量に応じて第1の基板と第2の基板との相対的な位置関係を調整するようにしたものである。
【0007】
本発明による液晶パネルの重ね合わせ装置は、第2の基板側の第2のアライメントマークに向けて光を照射するための光照射手段と、この光照射手段から第2のアライメントマークに照射された光を集光し、第1の基板側の第1のアライメントマークの表面に第2のアライメントマークと関連した形状のスポット光を形成するスポット形成手段と、このスポット形成手段により形成されるスポット光のうち第1のアライメントマークを通過する光量または第1のアライメントマークにより反射される光量を検出する光量検出手段と、この光量検出手段の検出結果に応じて第1の基板と第2の基板との相対的な位置関係の微調整を行うための基板移動手段とを備え、スポット形成手段は透明材料によって集光特性を有するように略半球面状に形成された第2のアライメントマークであり、スポット光の形状が第2のアライメントマークの平面形状に対応した円形であるものである。
【0008】
本発明による液晶パネルの重ね合わせ方法では、第2の基板側の略半球面状の第2のアライメントマークに向けて光が照射されると、第1の基板側の第1のアライメントマークの表面に第2のアライメントマークに関連した形状のスポット光が形成される。第1のアライメントマークは、その中央領域の最大幅が第2のアライメントマークによるスポット光の直径と同一であると共にその他の領域の幅が第2のアライメントマークによるスポット光の直径よりも狭い形状とされており、このスポット光のうち第1のアライメントマークを通過した光量または第1のアライメントマークから反射した光量が検出され、その光量に応じて第1の基板と第2の基板との相対的な位置関係が調整される。
【0009】
本発明による液晶パネルの重ね合わせ装置では、光照射手段により第2の基板側の第2のアライメントマークに向けて光が照射される。光照射手段から第2のアライメントマークに照射された光はスポット形成手段、すなわち透明材料によって集光特性を有するように略半球面状に形成された第2のアライメントマークにより集光され、これにより第1の基板側の第1のアライメントマークの表面に第2のアライメントマークの平面形状に対応した円形のスポット光が形成される。このスポット形成手段により形成されるスポット光のうち第1のアライメントマークを通過した光量または第1のアライメントマークにより反射された光量が光量検出手段により検出され、この光量検出手段の検出結果に応じて基板移動手段により第1の基板と第2の基板との相対的な位置関係の微調整が行われる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【0011】
図1(a)〜(c)は本発明による液晶パネルの重ね合わせ方法に用いる液晶表示装置10の構成の1例を表すものである。なお、これらの図は液晶表示装置10のうち、表示エリア10Aとこの表示エリア10Aの周囲に設けられた非表示エリア(ガードリング部)10Bとを含む一部の領域を表している。液晶表示装置10は、各画素制御用のTFT等が形成された第1の基板としての駆動基板11、およびマイクロレンズ等が形成された第2の基板としての対向基板12により構成されている。同図(a)は対向基板12、また、同図(b)は駆動基板11をそれぞれ上面側から見た図であり、これらの駆動基板11と対向基板12とを重ね合わせた後の液晶表示装置10を側面から見た状態を表すものが同図(c)である。
【0012】
対向基板12には、駆動基板11側の表示エリア10A内の開口部13に光を集光させるための多数のマイクロレンズ14からなるレンズ群が直接一体的に形成され、所謂オンチップ型マイクロレンズ(OCL)を構成している。各マイクロレンズ14は上面から見て例えば六角形状をなしている。対向基板12の表示エリア10B内の任意の位置には集光機能を有する第2のアライメントマーク15が形成されている。すなわち、この第2のアライメントマーク15は所定の屈折率を有する透明体、本実施の形態では表示エリア10A側のマイクロレンズ14と同じ材質(例えば透明樹脂)および形状(略半球面状)をしており、所謂レンズ状となっている。
【0013】
この第2のアライメントマーク15は、表示エリア10Aにおけるマイクロレンズ14の形成プロセスで一括して同時に作成されるもので、このような方法により従来工程に新たな工程を付加することなく、第2のアライメントマーク15を形成することができる。また、この方法により第2のアライメントマーク15をマイクロレンズ14との相対位置がずれることなく形成することができる。
【0014】
一方、駆動基板11は、表示エリア10A内に各画素制御のためのTFT部(図示せず)や映像を映出するための開口部13を有すると共に、非表示エリア10Bに、駆動基板11側の第2のアライメントマーク15に対応した例えば十字形状の第1のアライメントマーク16が設けられている。第1のアライメントマーク16は、例えば駆動基板11の製造プロセスにおいて配線材料や遮光材料のAl(アルミニウム),Ti(チタン)等の金属層17を形成する際に同一工程で形成される。
【0015】
図2はこのような構成を有する駆動基板11と対向基板12とを重ね合わせるための重ね合わせ装置20の概念的な構成を表すものである。すなわち、本実施の形態による重ね合わせ装置20は、対向基板12側の第2のアライメントマーク15に向けて光を照射するための光照射手段201と、この光照射手段201から第2のアライメントマーク15に照射された光を集光し、駆動基板11側の第1のアライメントマーク16の表面に第2のアライメントマーク15と関連した形状(本実施の形態では第2のアライメントマーク15(マイクロレンズ)の外形と相似形状)のスポット光を形成するためのスポット形成手段202と、このスポット形成手段202により形成されるスポット光のうち第1のアライメントマーク15を通過する光量または第1のアライメントマーク15により反射される光量を検出するための光量検出手段203と、この光量検出手段203の検出結果に応じて駆動基板11と対向基板12との相対的な位置関係の微調整を行うための基板移動手段204とを備えたものである。
【0016】
図3はこの重ね合わせ装置20の具体的な構成を表すものである。この重ね合わせ装置20は、X−Y−θテーブル21上に載置された駆動基板11と、これに対向して上方に固定配置された対向基板12の上方に、背面に反射鏡22aを有する光源22が配置されると共に、駆動基板11の下方に、光源22に対向させて受光装置23を配置したものである。受光装置23としては例えば受光量を電気信号に変換する受光素子が用いられる。受光装置23には制御装置24が接続されている。この制御装置24は受光装置24から出力された電気信号を受けて第1のアライメントマーク16と第2のアライメントマーク15とのずれ量(すなわち駆動基板11と対向基板12とのずれ量)を算出し、そのずれ量に応じてX−Y−θテーブル21を駆動するようになっている。なお、光源22が上述の光照射手段201、第2のアライメントマーク15(マイクロレンズ)がスポット形成手段202、受光装置23が光量検出手段203、またX−Y−θテーブル21および制御装置24が基板移動手段204をそれぞれ構成している。
【0017】
この重ね合わせ装置20では、光源22から第2のアライメントマーク15および第1のアライメントマーク16に向けて光を照射し、この光の第2のアライメントマーク15を介して第1のアライメントマーク16を透過する量を受光装置23により検出する。この受光装置23の受光量に応じて制御装置24によりX−Y−θテーブル21が駆動され、駆動基板11が移動し、これにより駆動基板11と対向基板12との重ね合わせが行われる。
【0018】
図4および図5はそれぞれ図1に示した第1のアライメントマーク16および第2のアライメントマーク15を取り出して拡大表示したものであり、図6はこれらマーク15,16の重ね合わせ時の断面構成を表したものである。光源22から出た光は、対向基板12中に作り込まれたマイクロレンズ(第2のアライメントマーク15)のレンズ効果により集光され、駆動基板12中の第1のアライメントマーク16の表面では、図7に平面状態を示したように所定のサイズ(φa)のスポット光18となる。この第1のアライメントマーク16の表面に形成されたスポット光18のうち、第1のアライメントマーク16のパターンのアルミニウム膜(Al)のない部分へ入射した光(領域A)は駆動基板11を通過することができるが、アルミニウム膜(Al)のある部分へ入射した光(領域B)は駆動基板11を通過することができない。
【0019】
ここで、本実施の形態では、図8に示したように駆動基板11と対向基板112の重ね合わせにずれがないときに、駆動基板11を通過し受光装置23に入射される光の量が最大となるようにする。すなわち、十字形状の第1のアライメントマーク16の各部の幅bは第2のアライメントマーク15による第1のアライメントマーク16の表面でのスポット光18の径aよりも狭く(a>b)なっていると共に、第1のアライメントマーク16の中央部における幅はスポット光18の径aと同じ大きさとなっている。このような構成の第1のアライメントマーク16を通過してきた光は上述のように受光装置23側で受光される。制御装置24はこの受光装置23の受光量を監視し、その光量が最大となるようにX−Y−θテーブル21を駆動し駆動基板11を移動させる。これにより液晶パネル(駆動基板11および対向基板12)の精密な位置合わせ(重ね合わせ)が行われる。
【0020】
このように本実施の形態では、駆動基板11と対向基板12とを第1のアライメントマーク16および第2のアライメントマーク15を重ね合わせて位置整合させた結果、図1(c)に示したように、対向基板12側の複数のマイクロレンズ14それぞれが駆動基板11側の対応する開口部13上に正確に位置合わされることとなる。また、本実施の形態では、対向基板12側の第2のアライメントマーク15を表示エリア10A側のマイクロレンズ14と同一プロセスで対向基板12と一体的に形成するようにしたので、第2のアライメントマーク15を従来工程に新たな工程を付加することなく形成することができると共にマイクロレンズ14との相対位置がずれることなく形成することができる。従って、駆動基板11と対向基板12との重ね合わせをより精度良く行うことができる。
【0021】
図9および図10はそれぞれ上記実施の形態に係る駆動基板11側の第1のアライメントマークの形状の変形例を表すもので、それぞれ2つのマークが重なった状態を上から見たものである。なお、ここでは対向基板12側の第1のアライメントマーク15は上記実施の形態と同じである。図9の第1のアライメントマーク31はL字形状、図10の第1のアライメントマーク32は放射状の形状となっている。いずれも第1のアライメントマーク16の各部の幅bが第2のアライメントマーク15による第1のアライメントマーク31,32の表面でのスポット径aよりも狭く(a>b)、また、第1のアライメントマーク16の中央部における幅がスポット径aと同じ大きさとなっていることは上記実施の形態と同様であり、その作用効果も同様である。
【0022】
以上、種々の実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その均等の範囲で種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、制御装置24により受光量を監視しながらX−Y−θテーブル21の駆動を自動的に行うようにしたが、受光装置23の受光量を見て操作者が手動でX−Y−θテーブル21を駆動させるようにしてもよい。この場合には受光装置23としては例えばカメラあるいは顕微鏡を用いることができる。
【0023】
また、駆動基板11側の第1のアライメントマーク16のネガポジを反転させると共に、受光装置23を対向基板12側に配置し、第1のアライメントマーク16からの反射光を受光装置23により受光するように構成してもよい。また、第1のアライメントマーク16および第2のアライメントマーク15の形状は上記実施の形態のものに限らず、他の形状でもよいことはいうまでもない。
【0024】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の液晶パネルの重ね合わせ方法およびそのための装置によれば、第2の基板側の略半球面状の第2のアライメントマークに向けて光を照射することにより第1の基板側の第1のアライメントマークの表面に第2のアライメントマークに関連した形状のスポット光を形成すると共に、このスポット光が第1のアライメントマークを通過する光量または第1のアライメントマークから反射される光量を検出し、その光量に応じて第1の基板と第2の基板との相対的な位置関係を調整するようにしたので、2つの基板の重ね合わせ精度が向上し、画素部とマイクロ集光レンズとの整合が図られると共に、開口率およびレンズ集光率を向上させることができ、更に重ね合わせの自動化を図ることも可能になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による液晶パネルの重ね合わせ方法に用いる液晶表示装置の概略構成例を表すもので、同図(a)は対向基板を表す上面図、同図(b)は駆動基板を表す上面図、同図(c)は対向基板と駆動基板が重ね合わされた状態を表す側面図である。
【図2】本発明の一実施の形態に係る重ね合わせ装置の基本原理を説明するためのブロック構成図である。
【図3】図2の重ね合わせ装置の具体例を表す構成図である。
【図4】対向基板側の第2のアライメントマークの一例を表す平面図である。
【図5】駆動基板側の第1のアライメントマークの一例を表す平面図である。
【図6】第1のアライメントマークと第2のアライメントマークとの重ね合わせ時の断面構造を表す構成図である。
【図7】第2のアライメントマークで集光されたスポット光の第1のアライメントマークの表面での状態を説明するための上面図である。
【図8】第1のアライメントマークと第2のアライメントマークとが重なり合ったときの状態を表す上面図である。
【図9】図1および図5に示した実施の形態の第2のアライメントマークの変形例を説明するための上面図である。
【図10】図1および図5に示した実施の形態の第2のアライメントマークの他の変形例を説明するための上面図である。
【符号の説明】
10…液晶表示装置、11…駆動基板(第1の基板)、12…対向基板(第2の基板)、13…開口部、14…マイクロレンズ、15…第2のアライメントマーク、16…第1のアライメントマーク、20…重ね合わせ装置、21…X−Y−θテーブル、22…光源、23…受光装置、24…制御装置。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal panel superimposing method for superimposing two panel substrates constituting a liquid crystal display device used in, for example, a liquid crystal projector, and an apparatus therefor.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the spread of electronic devices with a liquid crystal display device typified by a liquid crystal projector and the like, the demand for higher performance of the liquid crystal display device has increased, and improvements for higher definition and higher brightness of the liquid crystal display device have progressed. are doing. This liquid crystal display device usually includes a substrate (hereinafter referred to as a drive substrate) on which a thin film transistor (hereinafter simply referred to as TFT), a storage capacitor, etc. formed on each pixel is formed, and a color filter (color liquid crystal panel). And a substrate on which a black matrix or the like is formed (hereinafter referred to as a counter substrate). The driving substrate and the counter substrate are bonded to each other after being overlapped (positioned) with an alignment mark as a reference by an overlapping device.
[0003]
In such a liquid crystal display device in which a color filter and a black matrix are formed on the counter substrate, it is necessary to precisely align the opening of the drive substrate and the functional portion of the counter substrate. In this case, when the color filter and the black matrix are formed on the counter substrate, alignment marks are also formed at the same time, and alignment is performed using the marks. By the way, as the aperture ratio decreases with the recent demand for smaller and higher-definition liquid crystal panels, a black matrix can be built on the drive substrate side, or a micro condensing lens (hereinafter simply referred to as “microlens”). (Abbreviated) is made in a counter substrate to improve brightness as a counter substrate integrated with a microlens. In such a configuration, only the microlens exists on the counter substrate side. Therefore, as a method of forming the alignment mark on the counter substrate side, a necessary mark is formed by using the lens shape when the microlens is formed. A method or a method of forming a necessary mark (for example, an aluminum film having a predetermined shape) by using another means (for example, sputtering method) after forming the microlens can be considered.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method of forming a mark using the shape of the above-described microlens, there is a distance difference of several hundred microns between the mark on the counter substrate side and the mark on the driving substrate side. A special device (microscope) that can be viewed at the same time is necessary, and there was a problem with the visibility of the mark. On the other hand, in the method of forming a necessary mark using another means after forming the microlens, there is a possibility that a relative positional deviation occurs between the microlens and the microlens. There has been a problem that the positional deviation between the opening and the opening becomes large.
[0005]
The present invention has been made in view of such problems, and its object is to improve the overlay accuracy of two substrates such as a drive substrate and a microlens-integrated counter substrate and to automate the overlay. Another object of the present invention is to provide a liquid crystal panel superimposing method and an apparatus for the same.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The liquid crystal panel superimposing method according to the present invention includes a first substrate having a pixel portion composed of a plurality of pixels and having a first alignment mark as a reference for superimposing, and a pixel on the first substrate side. A plurality of micro condensing lenses corresponding to a portion and a second substrate provided with a second alignment mark serving as a reference for overlaying, with a predetermined gap. The shape of the second alignment mark is substantially hemispherical, and the shape of the first alignment mark is the same as the diameter of the spot light by the second alignment mark, while the maximum width of the central region is the same. width and narrower shape than the diameter of the spot light by the second alignment mark, to irradiate light toward the second alignment mark of the second substrate side Forming spot light having a shape related to the second alignment mark on the first alignment mark surface on the first substrate side, and the amount of light that passes through the first alignment mark or the first alignment mark The amount of light reflected from the first substrate is detected, and the relative positional relationship between the first substrate and the second substrate is adjusted according to the amount of light.
[0007]
The liquid crystal panel overlaying apparatus according to the present invention is configured to irradiate the second alignment mark from the light irradiating means for irradiating light toward the second alignment mark on the second substrate side. Spot forming means for collecting light and forming spot light having a shape related to the second alignment mark on the surface of the first alignment mark on the first substrate side, and spot light formed by the spot forming means Light quantity detection means for detecting the light quantity passing through the first alignment mark or the light quantity reflected by the first alignment mark, and according to the detection result of the light quantity detection means, the first substrate and the second substrate relative position and a substrate moving means for fine adjustment of the relationship, form a substantially hemispherical shape so as to have a light converging characteristic spot forming means by transparent material A second alignment mark that is, those shape of the spot light is circular corresponding to the planar shape of the second alignment mark.
[0008]
In the method for overlaying liquid crystal panels according to the present invention, when light is irradiated toward the second hemispherical second alignment mark on the second substrate side, the surface of the first alignment mark on the first substrate side. In addition, spot light having a shape related to the second alignment mark is formed. The first alignment mark has a shape in which the maximum width of the central region is the same as the diameter of the spot light by the second alignment mark and the width of the other region is narrower than the diameter of the spot light by the second alignment mark. In this spot light, the amount of light passing through the first alignment mark or the amount of light reflected from the first alignment mark is detected, and the first substrate and the second substrate are relative to each other according to the amount of light. The positional relationship is adjusted.
[0009]
In the liquid crystal panel overlaying apparatus according to the present invention, light is irradiated by the light irradiation means toward the second alignment mark on the second substrate side. The light emitted from the light irradiating means to the second alignment mark is condensed by the spot forming means , that is, the second alignment mark formed in a substantially hemispherical shape so as to have a condensing characteristic by the transparent material. Circular spot light corresponding to the planar shape of the second alignment mark is formed on the surface of the first alignment mark on the first substrate side. Of the spot light formed by the spot forming means, the light quantity that has passed through the first alignment mark or the light quantity reflected by the first alignment mark is detected by the light quantity detection means, and according to the detection result of the light quantity detection means. Fine adjustment of the relative positional relationship between the first substrate and the second substrate is performed by the substrate moving means.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0011]
FIGS. 1A to 1C show an example of the configuration of a liquid crystal display device 10 used in the liquid crystal panel overlapping method according to the present invention. These drawings show a part of the liquid crystal display device 10 including the display area 10A and a non-display area (guard ring portion) 10B provided around the display area 10A. The liquid crystal display device 10 includes a drive substrate 11 as a first substrate on which TFTs for controlling each pixel and the like are formed, and a counter substrate 12 as a second substrate on which microlenses and the like are formed. FIG. 4A is a view of the counter substrate 12 and FIG. 4B is a view of the drive substrate 11 as viewed from the upper surface side. The liquid crystal display after the drive substrate 11 and the counter substrate 12 are overlaid. FIG. 2C shows a state where the device 10 is viewed from the side.
[0012]
The counter substrate 12 is directly and integrally formed with a lens group consisting of a number of microlenses 14 for condensing light in the opening 13 in the display area 10A on the drive substrate 11 side, so-called on-chip type microlens. (OCL). Each microlens 14 has, for example, a hexagonal shape when viewed from above. A second alignment mark 15 having a light condensing function is formed at an arbitrary position in the display area 10B of the counter substrate 12. That is, the second alignment mark 15 is made of a transparent body having a predetermined refractive index, and in this embodiment, is the same material (for example, transparent resin) and shape (substantially hemispherical shape) as the microlens 14 on the display area 10A side. It is a so-called lens shape.
[0013]
The second alignment mark 15 is created simultaneously at the same time in the formation process of the microlens 14 in the display area 10A, and the second alignment mark 15 can be obtained without adding a new process to the conventional process. An alignment mark 15 can be formed. In addition, the second alignment mark 15 can be formed without shifting the relative position with respect to the microlens 14 by this method.
[0014]
On the other hand, the drive substrate 11 has a TFT portion (not shown) for controlling each pixel and an opening 13 for projecting an image in the display area 10A, and the drive substrate 11 side in the non-display area 10B. For example, a cross-shaped first alignment mark 16 corresponding to the second alignment mark 15 is provided. The first alignment mark 16 is formed in the same process when the metal layer 17 such as Al (aluminum) or Ti (titanium) as a wiring material or a light shielding material is formed in the manufacturing process of the drive substrate 11, for example.
[0015]
FIG. 2 shows a conceptual configuration of an overlaying apparatus 20 for overlaying the drive substrate 11 and the counter substrate 12 having such a configuration. That is, the overlay apparatus 20 according to the present embodiment includes a light irradiation unit 201 for irradiating light toward the second alignment mark 15 on the counter substrate 12 side, and a second alignment mark from the light irradiation unit 201. 15 is collected, and a shape related to the second alignment mark 15 is formed on the surface of the first alignment mark 16 on the drive substrate 11 side (in this embodiment, the second alignment mark 15 (microlens The spot forming means 202 for forming a spot light having a shape similar to the outer shape of), and the amount of light passing through the first alignment mark 15 among the spot lights formed by the spot forming means 202 or the first alignment mark 15 for detecting the amount of light reflected by the light source 15 and detection by the light amount detecting means 203 It is obtained by a substrate moving means 204 for fine adjustment of the relative positional relationship between the drive substrate 11 and the counter substrate 12 depending on the result.
[0016]
FIG. 3 shows a specific configuration of the superposition apparatus 20. The superimposing device 20 includes a driving substrate 11 placed on an XY-θ table 21 and a reflecting mirror 22a on the back surface above a counter substrate 12 fixedly disposed above and facing the driving substrate 11. A light source 22 is disposed, and a light receiving device 23 is disposed below the drive substrate 11 so as to face the light source 22. As the light receiving device 23, for example, a light receiving element that converts the amount of received light into an electrical signal is used. A control device 24 is connected to the light receiving device 23. The control device 24 receives the electrical signal output from the light receiving device 24 and calculates the amount of deviation between the first alignment mark 16 and the second alignment mark 15 (that is, the amount of deviation between the drive substrate 11 and the counter substrate 12). The XY-θ table 21 is driven according to the amount of deviation. The light source 22 is the light irradiation means 201 described above, the second alignment mark 15 (microlens) is the spot forming means 202, the light receiving device 23 is the light amount detecting means 203, and the XY-θ table 21 and the control device 24. Each of the substrate moving means 204 is configured.
[0017]
In the superimposing apparatus 20, light is emitted from the light source 22 toward the second alignment mark 15 and the first alignment mark 16, and the first alignment mark 16 is moved through the second alignment mark 15 of the light. The amount of light transmitted is detected by the light receiving device 23. The XY-θ table 21 is driven by the control device 24 in accordance with the amount of light received by the light receiving device 23, and the drive substrate 11 is moved, whereby the drive substrate 11 and the counter substrate 12 are overlapped.
[0018]
4 and 5 show the first alignment mark 16 and the second alignment mark 15 shown in FIG. 1 taken out and enlarged, respectively, and FIG. 6 shows a cross-sectional configuration when these marks 15 and 16 are overlapped. It represents. The light emitted from the light source 22 is collected by the lens effect of the microlens (second alignment mark 15) formed in the counter substrate 12, and on the surface of the first alignment mark 16 in the drive substrate 12, As shown in the planar state in FIG. 7, the spot light 18 has a predetermined size (φa). Of the spot light 18 formed on the surface of the first alignment mark 16, the light (region A) incident on a portion of the pattern of the first alignment mark 16 where there is no aluminum film (Al) passes through the drive substrate 11. However, the light (region B) incident on a part of the aluminum film (Al) cannot pass through the drive substrate 11.
[0019]
Here, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, the amount of light that passes through the driving substrate 11 and is incident on the light receiving device 23 when there is no deviation in the overlapping of the driving substrate 11 and the counter substrate 112. Try to be the maximum. That is, the width b of each portion of the cross-shaped first alignment mark 16 is narrower than the diameter a of the spot light 18 on the surface of the first alignment mark 16 by the second alignment mark 15 (a> b). In addition, the width at the center of the first alignment mark 16 is the same as the diameter a of the spot light 18. The light that has passed through the first alignment mark 16 having such a configuration is received on the light receiving device 23 side as described above. The control device 24 monitors the amount of light received by the light receiving device 23, and drives the XY-θ table 21 to move the drive substrate 11 so that the amount of light is maximized. Thereby, precise alignment (superposition) of the liquid crystal panels (the driving substrate 11 and the counter substrate 12) is performed.
[0020]
As described above, in this embodiment, the driving substrate 11 and the counter substrate 12 are aligned with the first alignment mark 16 and the second alignment mark 15 as shown in FIG. In addition, each of the plurality of microlenses 14 on the counter substrate 12 side is accurately positioned on the corresponding opening 13 on the drive substrate 11 side. In the present embodiment, since the second alignment mark 15 on the counter substrate 12 side is formed integrally with the counter substrate 12 in the same process as the micro lens 14 on the display area 10A side, the second alignment mark 15 is formed. The mark 15 can be formed without adding a new process to the conventional process, and can be formed without shifting the relative position with respect to the microlens 14. Therefore, the driving substrate 11 and the counter substrate 12 can be superimposed with higher accuracy.
[0021]
FIG. 9 and FIG. 10 each show a modification of the shape of the first alignment mark on the drive substrate 11 side according to the above embodiment, and each shows a state in which two marks overlap each other as viewed from above. Here, the first alignment mark 15 on the counter substrate 12 side is the same as in the above embodiment. The first alignment mark 31 in FIG. 9 has an L shape, and the first alignment mark 32 in FIG. 10 has a radial shape. In either case, the width b of each part of the first alignment mark 16 is narrower than the spot diameter a on the surface of the first alignment marks 31 and 32 by the second alignment mark 15 (a> b). The width at the center of the alignment mark 16 is the same as the spot diameter a, which is the same as in the above embodiment, and the operational effects thereof are also the same.
[0022]
Although the present invention has been described with reference to various embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the equivalent range. For example, in the above embodiment, the XY-θ table 21 is automatically driven while the received light amount is monitored by the control device 24. However, the operator manually checks the received light amount of the light receiving device 23. Then, the XY-θ table 21 may be driven. In this case, as the light receiving device 23, for example, a camera or a microscope can be used.
[0023]
Further, the negative / positive of the first alignment mark 16 on the drive substrate 11 side is reversed, and the light receiving device 23 is arranged on the counter substrate 12 side so that the reflected light from the first alignment mark 16 is received by the light receiving device 23. You may comprise. Needless to say, the shapes of the first alignment mark 16 and the second alignment mark 15 are not limited to those of the above-described embodiment, but may be other shapes.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for overlaying a liquid crystal panel and the apparatus therefor according to the present invention, the first alignment mark is irradiated by irradiating light toward the second hemispherical second alignment mark on the second substrate side. A spot light having a shape related to the second alignment mark is formed on the surface of the first alignment mark on the substrate side, and the spot light is reflected from the amount of light passing through the first alignment mark or from the first alignment mark. Since the relative positional relationship between the first substrate and the second substrate is adjusted according to the amount of light, the overlay accuracy of the two substrates is improved, and the pixel portion and the micro In addition to achieving alignment with the condenser lens, the aperture ratio and the lens condenser ratio can be improved, and the overlay can be automated. That.
[Brief description of the drawings]
1A and 1B show a schematic configuration example of a liquid crystal display device used in a liquid crystal panel overlaying method according to the present invention. FIG. 1A is a top view showing a counter substrate, and FIG. 1B shows a drive substrate. FIG. 4C is a side view showing a state in which the counter substrate and the driving substrate are overlaid.
FIG. 2 is a block configuration diagram for explaining a basic principle of a superposition apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a specific example of the superimposing apparatus in FIG. 2;
FIG. 4 is a plan view illustrating an example of a second alignment mark on the counter substrate side.
FIG. 5 is a plan view illustrating an example of a first alignment mark on a driving substrate side.
FIG. 6 is a configuration diagram showing a cross-sectional structure when the first alignment mark and the second alignment mark are overlaid.
FIG. 7 is a top view for explaining the state of the spot light collected by the second alignment mark on the surface of the first alignment mark.
FIG. 8 is a top view showing a state when a first alignment mark and a second alignment mark overlap each other.
9 is a top view for explaining a modification of the second alignment mark of the embodiment shown in FIGS. 1 and 5. FIG.
10 is a top view for explaining another modification of the second alignment mark of the embodiment shown in FIGS. 1 and 5. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Liquid crystal display device, 11 ... Drive board | substrate (1st board | substrate), 12 ... Opposite board | substrate (2nd board | substrate), 13 ... Opening part, 14 ... Micro lens, 15 ... 2nd alignment mark, 16 ... 1st Alignment mark, 20 ... overlay device, 21 ... XY-θ table, 22 ... light source, 23 ... light receiving device, 24 ... control device

Claims (6)

複数の画素からなる画素部を有すると共に重ね合わせの基準となる第1のアライメントマークが形成された第1の基板と、この第1の基板側の画素部に対応して複数のマイクロ集光レンズが設けられると共に重ね合わせの基準となる第2のアライメントマークが設けられた第2の基板とを所定の間隙をおいて重ね合わせるための方法であって、
前記第2のアライメントマークの形状を略半球面状とし、第1のアライメントマークの形状を、その中央領域の最大幅が第2のアライメントマークによるスポット光の直径と同一であると共にその他の領域の幅が第2のアライメントマークによるスポット光の直径よりも狭い形状とし、
前記第2の基板側の第2のアライメントマークに向けて光を照射することにより第1の基板側の第1のアライメントマーク面に第2のアライメントマークに関連した形状のスポット光を形成すると共に、このスポット光が第1のアライメントマークを通過する光量または第1のアライメントマークから反射した光量を検出し、その光量に応じて第1の基板と第2の基板との相対的な位置関係を調整することを特徴とする液晶パネルの重ね合わせ方法。
A first substrate having a pixel portion composed of a plurality of pixels and formed with a first alignment mark serving as a reference for superposition, and a plurality of micro condensing lenses corresponding to the pixel portion on the first substrate side And a second substrate provided with a second alignment mark serving as a reference for overlaying, with a predetermined gap,
The shape of the second alignment mark is a substantially hemispherical shape, and the shape of the first alignment mark is the same as the diameter of the spot light by the second alignment mark, while the maximum width of the central region is the same. The width is narrower than the diameter of the spot light by the second alignment mark,
By irradiating light toward the second alignment mark on the second substrate side, spot light having a shape related to the second alignment mark is formed on the first alignment mark surface on the first substrate side. The amount of light that the spot light passes through the first alignment mark or the amount of light reflected from the first alignment mark is detected, and the relative positional relationship between the first substrate and the second substrate is determined according to the amount of light. A liquid crystal panel superimposing method characterized by adjusting.
前記第1のアライメントマークを透過し、または第1のアライメントマークから反射した光量が最大となるように第1の基板と第2の基板との位置関係を調整することを特徴とする請求項1記載の液晶パネルの重ね合わせ方法。  2. The positional relationship between the first substrate and the second substrate is adjusted so that the amount of light transmitted through the first alignment mark or reflected from the first alignment mark is maximized. A method for overlaying the liquid crystal panel as described. 前記第2のアライメントマークをマイクロ集光レンズと同じ材料の透明体により形成することを特徴とする請求項記載の液晶パネルの重ね合わせ方法。How superposition of the liquid crystal panel according to claim 1, wherein the forming the second alignment mark by a transparent body of the same material as the micro-condenser lens. 前記第2のアライメントマークをマイクロ集光レンズと同じ材料の透明体によりマイクロ集光レンズと同一工程で形成することを特徴とする請求項記載の液晶パネルの重ね合わせ方法。4. The liquid crystal panel overlaying method according to claim 3, wherein the second alignment mark is formed in the same process as the micro condensing lens by using a transparent body made of the same material as the micro condensing lens. 複数の画素からなる画素部を有すると共に第のアライメントマークが形成された第1の基板と、この第1の基板側の画素部に対応して複数のマイクロ集光レンズが設けられると共に重ね合わせの基準となる第2のアライメントマークが設けられた第2の基板とを所定の間隙をおいて重ね合わせるための重ね合わせ装置であって、
前記第2の基板側の第2のアライメントマークに向けて光を照射するための光照射手段と、
この光照射手段から第2のアライメントマークに照射された光を集光し、第1の基板側の第1のアライメントマークの表面に第2のアライメントマークと関連した形状のスポット光を形成するスポット形成手段と、
このスポット形成手段により形成されるスポット光のうち第1のアライメントマークを通過した光量または第1のアライメントマークにより反射される光量を検出する光量検出手段と、
この光量検出手段の検出結果に応じて前記第1の基板と第2の基板との相対的な位置関係の微調整を行うための基板移動手段と
を備え、前記スポット形成手段は透明材料によって集光特性を有するように略半球面状に形成された第2のアライメントマークであり、スポット光の形状が第2のアライメントマークの平面形状に対応した円形である
ことを特徴とする液晶パネルの重ね合わせ装置。
A first substrate having a pixel portion composed of a plurality of pixels and having a first alignment mark formed thereon is provided with a plurality of micro condensing lenses corresponding to the pixel portion on the first substrate side and superimposed. An overlaying device for overlaying a second substrate provided with a second alignment mark serving as a reference with a predetermined gap,
Light irradiation means for irradiating light toward the second alignment mark on the second substrate side;
A spot for condensing the light irradiated to the second alignment mark from the light irradiation means to form spot light having a shape related to the second alignment mark on the surface of the first alignment mark on the first substrate side. Forming means;
A light amount detection means for detecting a light amount that has passed through the first alignment mark or a light amount reflected by the first alignment mark among the spot light formed by the spot forming means;
Substrate moving means for finely adjusting the relative positional relationship between the first substrate and the second substrate in accordance with the detection result of the light amount detecting means;
The spot forming means is a second alignment mark formed in a substantially hemispherical shape so as to have a condensing characteristic by a transparent material, and the shape of the spot light corresponds to the planar shape of the second alignment mark. A liquid crystal panel overlaying device characterized by being circular .
更に、前記光量検出手段の検出結果に基づき第1のアライメントマークと第2のアライメントマークとの相対的なずれ量を検出し、このずれ量に応じて前記基板移動手段を駆動するための制御手段を備えたことを特徴とする請求項記載の液晶パネルの重ね合わせ装置。Further, a control means for detecting a relative deviation amount between the first alignment mark and the second alignment mark based on the detection result of the light amount detection means and driving the substrate moving means according to the deviation amount. 6. The apparatus for superimposing a liquid crystal panel according to claim 5, further comprising:
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