JP3766132B2 - 表示パネル - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、アライメントマークをそれぞれ有する一対の基板部材を位置合わせして貼合わせて構成される液晶表示パネルなどの表示パネルに関する。
【0002】
【従来の技術】
一対の基板部材を位置合わせして貼合わせて構成される表示パネルとしては、たとえば液晶表示パネルが挙げられる。たとえば透過型のマトリクス表示を行う液晶表示パネルを構成する一対の基板部材のうちのいずれか一方基板部材は、透光性基板の一方表面上にコモン電極とされる透明電極が形成され、当該透明電極を覆って配向膜が形成されて構成される。他方基板部材は、透光性基板の一方表面上にセグメント電極とされる透明電極が形成され、当該透明電極を覆って配向膜が形成されて構成される。
【0003】
各基板部材の透明電極は、互いに平行で等間隔に設けられる帯状電極であり、各基板部材の透明電極同士が互いに直交するようにして、かつ基板部材同士が所定の間隙を開けて、さらに透明電極が形成された透光性基板側が内方側となるようにして、基板部材が貼合わせられる。基板部材同士の間隙には、液晶材料が注入されて液晶層が形成される。
【0004】
表示パネルは、予め設定されるマトリクス状の絵素領域を基準として各部材が形成される。各基板部材の透明電極が互いに重なる矩形領域が絵素領域であり、このような絵素領域を予め設定して、透光性基板上に各部材が所定の領域に形成される。基板部材の貼合わせに位置ずれが生じると、表示品位を著しく損なうこととなり、液晶表示パネルの歩留りが低下する。このような不都合を低減するために、一方基板部材と他方基板部材とがアライメントマークをそれぞれ有するようにし、互いのアライメントマークを用いて基板の貼合わせを高い位置精度で行うようにした技術がある。
【0005】
図9は、実開昭60−110826号公報に開示された従来技術のアライメントマークを示す図である。図9(A)は一方の基板に設けられるアライメントマークを構成する円状部材51と輪状部材52とを示す平面図であり、図9(B)は他方基板に設けられるアライメントマークを構成する輪状部材53を示す平面図であり、図9(C)は2つの基板を貼合わせたときの状態を示す平面図である。
【0006】
当該公報に記載された技術によれば、2つの基板のうちの少なくともいずれか一方基板には、図9(A)に斜線を付して示されるような、円状部材51と、当該円状部材51の外側に配置される輪状部材52とが設けられる。他方基板には、図9(B)に斜線を付して示されるような、輪状部材53が設けられる。あるいは他方基板には、図9(A)に示されるのと同様な2重構造の部材51,52が設けられても構わない。円状および輪状部材51〜53は、円状部材51はその直径、輪状部材52,53は外周および内周によって形成される円の直径が、互いに異なる長さに選ばれており、図9(C)に示されるように貼合わせたときに複数の円が重なって観察される。各円の中心軸が一致するように基板を位置合わせすることによって、高い位置精度での基板の貼合わせを行っている。
【0007】
図10は、特開平5−346562号公報に開示された従来技術のアライメントマーク54,55を示す平面図である。当該公報に記載された技術によれば、一方の基板には斜線を付して示す第1のアライメントマーク54が、他方の基板には第2のアライメントマーク55がそれぞれ設けられる。アライメントマーク54は複数のT字状部材で構成され、アライメントマーク55は複数の逆T字状部材で構成されている。そして、1つのアライメントマーク55に対して両隣りに配置されるアライメントマーク54との隙間が一定寸法である箇所と、一定寸法で段階的にずれている箇所とを作り、一定寸法の箇所に目盛り「0」を付している。さらに、ずれ量に応じて、目盛り「1」、「2」、…を付している。2つの基板の貼合わせ時において、目盛り「0」が付されたアライメントマーク55と両隣りのアライメントマーク54との隙間が均等となるようにして、高い位置精度での基板の貼合わせを行っている。
【0008】
図11は、特開平1−102518号公報に開示された従来技術のアライメントマーク56,57を示す図である。図11(A)は、一方基板58に設けられるアライメントマーク56を示す平面図である。図11(B)は、他方基板59に設けられるアライメントマーク57を示す平面図である。当該公報に記載された技術によれば、一方基板58の中央部の両端部に形成された複数の十字状部材で構成されるアライメントマーク56と、他方基板59の中央部の両端部に形成された1つの十字状部材で構成されるアライメントマーク57とに基づいて大まかに位置合わせをして基板を仮に貼合わせ、基板の位置ずれを以降の修正工程で修正するようにしている。このとき、アライメントマーク56,57を画像として読取り、得られた画像データからアライメントマーク56,57のずれ量を算出し、算出したずれ量に基づいて、いずれか一方の基板を移動するようにしている。
【0009】
図12は、一般的なノギス61の構成を示す図である。ノギス61は、主尺目盛り64が付された一方部材62と、副尺(バーニヤや遊尺ともいう)目盛り65が付された他方部材63とを有し、一方部材62の突出部62aと他方部材63の突出部63aとの間に長さを測定しようとする検出部材を挟んで、主尺目盛り64と副尺目盛り65とから長さを読取って測定している。副尺目盛り65は、主尺目盛り64の1目盛り間をさらに細かく読取るためのものであり、主尺目盛り64と副尺目盛り65とは対向して配置され、主尺目盛り64をn個とすると、(n−1)個の目盛りに相当する長さをn等分した目盛りが副尺目盛り65として付され、これによって主尺目盛り64の1目盛りの1/nまで読取ることができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
前記3つの公報に開示された従来技術によれば、アライメントマークを用いて高い位置精度で基板を貼合わせることができるけれども、この従来技術では1組ずつ個別的に調整して貼合わせるようにしており、製造効率は比較的低い。大量生産を行う場合には、最初の貼合わせ時に厳密な調整を行い、以降の貼合わせ時には最初に調整したのと同じようにして、たとえば基板が載置されるテーブルを移動するようにして、効率よく作成することができるけれども、時間の経過に伴う前記テーブルの移動機構を構成する部品の消耗、貼合わせる基板を構成する部材のロットの違い、あるいは製造環境の違いなどによって、位置ずれが生じるおそれがある。たとえば、ロット毎のずれ量、時間帯毎のずれ量、日々または月々のずれ量、部材の作成に用いられる製造装置毎のずれ量などを把握することができれば、そのような違いに応じて自動的に前記テーブルの移動量を調整することができ、効率よく高い位置精度で基板を貼合わせることができる。
【0011】
このためには、位置ずれ量を求める必要があるけれども、実開昭60−110826号公報および特開平1−102518号公報では、アライメントマーク自身で位置ずれ量を読取るようには構成されておらず、前記ずれ量を求めるには何らかの測定装置が必要となる。特開平1−102518号公報では、大掛かりな撮影装置や画像処理装置が必要となる。また、特開平5−346562号公報では、目盛りの形状が複雑で、ずれ量が読取りにくいという欠点がある。
【0012】
本発明の目的は、貼合わせられた基板部材の位置ずれ量を簡単に、素早くかつ正確に求めることができる表示パネルを提供することである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一対の矩形状の基板部材間に表示媒体を挟持して構成される表示パネルにおいて、
前記一対の基板部材のうちのいずれか一方基板部材は、一方アライメントマークを備えるとともに、4つの角部にそれぞれ主尺目盛りを備え、
他方基板部材は、前記一方アライメントマークと位置合わせされる他方アライメントマークを備えるとともに、一対の基板部材を重ねたときに前記主尺目盛りと平行に配置され、当該主尺目盛りとによって貼合わせ後の基板部材の位置ずれ量を測定する副尺目盛りを4つの角部にそれぞれ備え、
前記一方アライメントマークおよび前記他方アライメントマークは、前記主尺目盛りおよび前記副尺目盛りとは異なる位置であって、4つの角部とは異なる位置に設けられており、
前記主尺目盛りは、互いに平行に配置される多数の帯状部材からなり、多数の帯状部材は、基準となる1つの帯状部材と、該基準帯状部材を挟んで互いに反対方向に向かってピッチ10μmで配置される複数の帯状部材とからなり、
前記副尺目盛りは、互いに平行に配置される11個の帯状部材からなり、11個の帯状部材は、基準となる帯状部材と、該基準帯状部材から一方向に向かってピッチ9μmで配置される10個の帯状部材とからなり、
主尺目盛りの基準帯状部材と副尺目盛りの基準帯状部材とが一致しているときは、位置ずれが生じていないと判断し、
主尺目盛りの基準帯状部材と副尺目盛りの基準帯状部材とが一致しておらず、他の帯状部材どうしが一致しているときは、主尺目盛りの基準帯状部材から副尺目盛りの基準帯状部材に向かう方向に位置ずれが生じていると判断し、主尺目盛りの帯状部材と一致している副尺目盛りの帯状部材の副尺目盛り内での位置に基づいてずれ量を判断することを特徴とする表示パネルである。
本発明に従えば、一方アライメントマークと主尺目盛りとを備える一方基板部材と、他方アライメントマークと副尺目盛りとを備える他方基板部材とは、一方および他方アライメントマークを位置合わせして貼合わせられている。主尺目盛りおよび副尺目盛りによって、貼合わせ後の位置ずれの方向と量とを測定することができる。一方および他方アライメントマークが共に予め定められる位置である前記主尺目盛りおよび前記副尺目盛りとは異なる位置であって、4つの角部とは異なる位置に正確に形成され、主尺および副尺も共に予め定められる位置に正確に形成されているとすると、前記主尺目盛りおよび副尺目盛りによって求められた位置ずれは、基板部材の貼合わせの位置合わせ精度が低いことによって生じるものであると判断できる。たとえば所定の基板貼合わせ装置を用いた場合では、当該装置の位置合わせ精度が低いと判断できる。このような判断結果は大掛かりな測定装置を用いずに求められ、この結果を用いて以降の基板部材の貼合わせ時において基板部材の移動量を補正すると、高い位置合わせ精度で基板部材を貼合わせることができる。貼合わせた基板部材間に表示媒体が挟持されて表示パネルが構成されており、高い位置合わせ精度で貼合わせられた表示パネルでは高い表示品位が得られ、良品率が向上する。
また、主尺目盛りおよび副尺目盛りは、4組備えられているので、1組の場合に比べて精度良く位置ずれの方向と量とを測定することができる。さらに、4組の主尺目盛りおよび副尺目盛りは、矩形状の基板部材の4つの角部にそれぞれ備えられているので、基板部材の4つの角部のそれぞれの位置ずれの方向と量や、基板部材の4辺のそれぞれの位置ずれの方向と量を測定することができ、基板部材全体としての位置ずれの方向と量を容易に把握することができる。
さらに、本発明の表示パネルでは、主尺目盛りおよび副尺目盛りを用いて測定した位置ずれの方向と量を、当該表示パネルのランク分けに用いることができる。そして、ランク分けされた表示パネルを、各ランクに応じた用途に用いることができる。
【0014】
また本発明は、4つの角部にそれぞれ備えられた4組の主尺および副尺目盛りは、隣り合う2組の主尺および副尺目盛り間で、目盛りの配置方向が互いに直交するように配置されることを特徴とする。
本発明に従えば、隣り合う2組の主尺および副尺目盛り間で、目盛りの配置方向が互いに直交するように配置されるので、主尺および副尺目盛りの配置方向が互いに直交する2方向になる。これによって、2方向の基板部材の位置ずれ量を容易に測定することができる。また、2組の主尺および副尺目盛りで一方向の位置ずれ量を測定するので、1組の場合に比べて精度良く位置ずれ量を測定することができる。さらに、隣り合う2組の主尺および副尺目盛り間で目盛りの配置方向が互いに直交するように配置したことによって、同一方向の位置ずれ量を測定する2組の主尺および副尺目盛りは対角位置に配置されることになるので、隣り合う2組の主尺および副尺目盛りで一方向の位置ずれ量を測定する場合に比べて、偏ることなくバランスよく位置ずれ量を測定することができる。この結果を用いれば、一対の基板部材の貼合わせの際に、2方向において高い精度で位置合わせを行うことができる。
【0015】
また本発明は、前記他方基板部材は、
0から10までの数字が順次増加するように配列されてなり、前記副尺目盛りに近接して配置される第1数値群部材と、
前記第1数値群部材の数字の増加する方向を示すように配置される第1矢符部材と、
前記第1数値群部材の数字の増加方向とは逆方向に0から10までの数字が順次増加するように配列されてなり、前記副尺目盛りに近接して配置される第2数値群部材と、
前記第2数値群部材の数字の増加する方向を示すように配置される第2矢符部材とを含むことを特徴とする。
本発明に従えば、前記第1数値群部材、第1矢符部材、第2数値群部材および第2矢符部材によって、基板部材の位置ずれ量および方向が目視で容易に判断できる。
【0016】
また本発明は、前記一対の基板部材は、それぞれが絶縁性基板と当該絶縁性基板の前記表示媒体側に配置される表示電極とを含んで構成され、
前記一対の基板部材のうちの少なくともいずれか一方は、透光性を有し、
前記主尺目盛りおよび一方アライメントマークは、前記一方基板部材を構成する絶縁性基板の前記表示媒体側の表示に寄与しない領域に配置されるとともに、前記一方基板部材を構成する表示電極と同じ材料からなり、
前記副尺目盛りおよび他方アライメントマークは、前記他方基板部材を構成する絶縁性基板の前記表示媒体側の表示に寄与しない領域に配置されるとともに、前記他方基板部材を構成する表示電極と同じ材料からなることを特徴とする。
本発明に従えば、前記表示パネルは表示媒体としてたとえば液晶を用い、電圧を印加して液晶分子の配向方向を制御して、入射光を透過/遮断して表示を行う。このために一対の基板部材はともに、絶縁性基板と該絶縁性基板の前記表示媒体側に配置される表示電極とを備えて構成され、少なくとも一方の基板部材は、透光性を有する。前記主尺目盛りおよび一方アライメントマークは、一方基板部材を構成する絶縁性基板の表示媒体側であって、表示に寄与しない領域に配置されるとともに、一方基板部材を構成する表示電極と同じ材料からなる。前記副尺目盛りおよび他方アライメントマークは、他方基板部材を構成する絶縁性基板の表示媒体側であって、表示に寄与しない領域に配置されるとともに、他方基板部材を構成する表示電極と同じ材料からなる。このような構成の表示パネルでは、一方および他方アライメントマークを位置合わせして貼合わせられ、主尺目盛りおよび副尺目盛りによって、貼合わせ後の基板部材の位置ずれ量を大掛かりな測定装置を用いずに求めることができ、この結果を用いて以降の基板の貼合わせ位置を補正して、高い位置合わせ精度で基板を貼合わせると、表示品質の高い表示パネルを作成することができる。また、アライメントマークおよび目盛りは表示電極と同じ材料からなり、たとえばフォトリソグラフィ法や印刷法などのパターニング法によって同時に作成することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施の一形態である表示パネルの一方基板部材1と他方基板部材2とを示す平面図である。図1(A)は一方基板部材1を示し、図1(B)は他方基板部材2を示す。表示パネルは、一方および他方基板部材1,2を貼合わせて構成され、一方基板部材1はコモン側の基板であり、他方基板部材2はセグメント側の基板である。表示パネルがたとえば光透過型の液晶表示パネルで実現される場合、一方および他方基板部材1,2はガラスなどで実現される透光性基板3,6をそれぞれ備える。一方基板部材1を構成する透光性基板3の一方表面側には、少なくとも一方アライメントマーク9と、主尺目盛り4a〜4d(以下、総称するときには参照符4を用いる)と、図示しないコモン電極と配向膜とが配置される。他方基板部材2を構成する透光性基板6の一方表面側には、少なくとも他方アライメントマーク10と、副尺目盛り7a〜7d(以下、総称するときには参照符7を用いる)と、図示しないセグメント電極と配向膜とが配置される。
【0021】
透光性基板3の、たとえば長手方向に平行な一方端部3a側と、当該一方端部3aに対向する他方端部3c側との、前記長手方向の長さのほぼ中央部にそれぞれ一方アライメントマーク9が配置される。他方アライメントマーク10についても同様に、透光性基板6の、たとえば長手方向に平行な一方端部6a側と、当該一方端部6aに対向する他方端部6c側との、前記長手方向の長さのほぼ中央部にそれぞれ配置される。
【0022】
一方アライメントマーク9は、斜線を付して示す円状部材41と、当該円状部材41の外側に配置される輪状部材42とで構成され、他方アライメントマーク10は斜線を付して示す輪状部材43で構成される。各部材41〜43は、円状部材41はその直径、輪状部材42,43は外周および内周によって形成される円の直径が、互いに異なる長さに選ばれており、一方および他方基板部材1,2を貼合わせたときには、複数の円が重なって観察される。したがって、複数の円の中心軸が一致するように基板部材1,2を位置合わせして貼合わせている。
【0023】
なお、一対のアライメントマーク9,10の形状は、本形態で説明したような形状に限るものではなく、既に公知の形状のアライメントマークを形成し、位置合わせして貼合わせるようにしても構わない。
【0024】
主尺目盛り4は、矩形の透光性基板3の4つの角部にそれぞれ配置される。1角部に配置される主尺目盛り4aの目盛りの配列方向8a、すなわち目盛りを構成する後述するような帯状部材の長手方向に直交する方向8aは、透光性基板3の一方端部3aに平行に選ばれる。他の角部に配置される主尺目盛り4b,4c,4dの目盛りの配列方向8b,8c,8dは、それぞれ透光性基板3の端部3b,3c,3dに平行に選ばれる。したがって、1角部に配置される主尺目盛り4a〜4dの目盛りの配列方向8a〜8d(以下、総称するときには参照符8Aを用いる)は、隣接する2つの主尺目盛りの配列方向と直交するように配置される。たとえば主尺目盛り4aでは、主尺目盛り4aの配列方向8aと、隣接する2つの主尺目盛り4b,4dの配列方向8b,8dとは直交する。他の主尺目盛り4b〜4dについても同様の位置関係で配置される。
【0025】
副尺目盛り7は、主尺目盛り4と同じようにして配置される。すなわち副尺目盛り7は、矩形の透光性基板6の4つの角部にそれぞれ配置される。1角部に配置される副尺目盛り7aの目盛りの配列方向8e、すなわち目盛りを構成する後述するような帯状部材の長手方向に直交する方向8eは、透光性基板6の一方端部6aに平行に選ばれる。他の角部に配置される副尺目盛り7b,7c,7dの目盛りの配列方向8f,8g,8hは、それぞれ透光性基板6の端部6b,6c,6dに平行に選ばれる。したがって、1角部に配置される副尺目盛り7a〜7dの目盛りの配列方向8e〜8h(以下、総称するときには参照符8Bを用いる)は、隣接する2つの副尺目盛りの配列方向と直交するように配置される。たとえば副尺目盛り7aでは、副尺目盛り7aの配列方向8eと、隣接する2つの副尺目盛り7b,7dの配列方向8f,8hとは直交する。他の副尺目盛り7b〜7dについても同様の位置関係で配置される。
【0026】
基板部材1,2を重ね合わせたときには、前記配列方向8a,8cと配列方向8e,8gとが平行に、配列方向8b,8dと配列方向8f,8hとが平行になるように構成される。
【0027】
一方基板部材1と他方基板部材2とを貼合わせて構成される表示パネルの中央部には、矩形の表示領域5が設定される。この表示領域5内に絵素が、たとえば複数個マトリクス状に設定される。一方基板部材1の一方アライメントマーク9および主尺目盛り4は、前記表示領域5以外の領域に配置され、他方基板部材2の他方アライメントマーク10および副尺目盛り7も表示領域5以外の領域に配置される。このような領域に配置して、一対のアライメントマーク9,10と主尺および副尺目盛り4,7とが、実際の表示に悪影響を及ぼさないようにしている。
【0028】
なお、マトリクス表示を行うときには、複数の絵素がマトリクス状に設定されるけれども、たとえば特定の形状のみの表示を行うセグメント表示を行うときには、絵素は前記特定の形状に設定される。そしてセグメント側の基板には前記特定の形状のセグメント電極が形成され、コモン側の基板にはたとえば全面にコモン電極が形成される。
【0029】
図2は、前記一方基板部材1と他方基板部材2とを用いた表示パネルの一例である液晶表示パネル11の構成を示す断面図である。液晶表示パネル11は、一方基板部材1、他方基板部材2、シール材層21、スペーサ22および液晶層23を含んで構成される。一方基板部材1は、透光性基板3、主尺目盛り4、一方アライメントマーク9、下地膜12、カラーフィルタ13、オーバコート膜14、透明電極15および配向膜16を含んで構成される。
【0030】
たとえばガラスで実現される透光性基板3の一方表面は下地膜12で覆われている。下地膜12上にはカラーフィルタ13が配置されている。カラーフィルタ13は、絵素に対応して公知の予め定められる関係でマトリクス状に配置される赤フィルタ13R、緑フィルタ13Gおよび青フィルタ13Bと、これらの間に配置される黒フィルタ13BLとを含んで構成される。カラーフィルタ13は、前述した表示領域5に設けられている。カラーフィルタ13が形成された下地膜12上はオーバコート膜14で覆われている。オーバコート膜14上にはコモン電極である透明電極15と、前記主尺目盛り4と、図示しない一方アライメントマーク9とが配置されている。主尺目盛り4および一方アライメントマーク9は、図1(A)で説明したような位置に配置される。透明電極15は、たとえば互いに平行な帯状に設けられている。透明電極15、主尺目盛り4および一方アライメントマーク9が形成されたオーバコート膜14上には、少なくとも透明電極15、主尺目盛り4および一方アライメントマーク9を覆う前記表示領域5に配向膜16が配置されている。
【0031】
他方基板部材2は、透光性基板6、副尺目盛り7、他方アライメントマーク10、下地膜17、透明電極18、トップコート膜19および配向膜20を含んで構成される。たとえばガラスで実現される透光性基板6の一方表面は下地膜17で覆われている。下地膜17上にはセグメント電極である透明電極18と、前記副尺目盛り7と、図示しない他方アライメントマーク10とが配置されている。副尺目盛り7および他方アライメントマーク10は、図1(B)で説明したような位置に配置されている。透明電極18は、たとえば互いに平行な帯状に設けられている。透明電極18、副尺目盛り7および他方アライメントマーク10が形成された下地膜17上には、少なくとも透明電極18、副尺目盛り7およびアライメントマーク10を覆う前記表示領域5にトップコート膜19が配置されている。トップコート膜19上には配向膜20が配置されている。
【0032】
一方基板部材1と他方基板部材2とは、透光性基板3の透明電極15側表面である前記一方表面と、透光性基板6の透明電極18側表面である前記一方表面とが内側となるようにして互いに対向して配置される。このとき、帯状の透明電極15,18が互いに直交するように配置される。透明電極15と透明電極18とが対向する矩形領域が絵素領域である。一方基板部材1と他方基板部材2との周囲はシール材層21によって封止される。一方基板部材1と他方基板部材2との間の間隙は、スペーサ22によって規制され、基板部材1,2およびシール材層21によって囲まれる空間には液晶層23が設けられている。
【0033】
透明電極15,18間に印加する電圧が、液晶層23の液晶分子への配向膜16,20による規制力が崩れる予め定められるしきい値を越えるレベルであれば、液晶分子は電界の方向に沿って基板部材1,2に対してほぼ垂直に配向する。たとえば基板部材1の液晶層23とは反対側に配置される一方偏光板によって振動方向が規制された入射光は、液晶分子の配向に沿って液晶層23を通過するので、振動方向はねじれない。基板部材1側の前記一方偏光板と光の透過軸が平行になるようにして他方基板部材2側に他方偏光板を配置すると、液晶層23を通過した光は他方偏光板を通過するので、明るい白色(カラー)表示が実現できる。
【0034】
一方、電極15,18間に印加する電圧が前記予め定められるしきい値に満たないレベルであれば、入射光は配向膜16,20による規制力によってたとえば基板部材1,2間で90°ねじれるように配向した液晶分子に沿って、90°ねじれて液晶層23を通過する。この光は他方基板部材2側に配置された他方偏光板によって遮断されるので、暗い黒色表示が実現できる。複数の絵素のこのような表示状態を組合わせることによって、たとえば文字などの様々な形状のキャラクター表示を行うことができる。なお、液晶分子のねじれ角は90°(TN型)に限らず、それ以上のSTN型であってもかまわない。
【0035】
図3は、前記液晶表示パネル11の製造方法を説明するための工程図である。工程a1〜a6で一方基板部材1が作成され、工程a8〜a12で他方基板部材2が作成される。基板部材1,2の少なくとも一方表面には、下地膜12,17が既にそれぞれ形成されているものとする。下地膜12,17は、透光性基板3,6からの液晶層23への不純物の拡散を防止するために設けられるアルカリ防止膜などである。たとえば透光性基板3,6としてソーダガラスなどのソーダ成分が比較的多いガラス基板を使用する場合に、液晶層23にソーダ成分が拡散することを防ぐために設けられ、たとえばSiO2膜などの無機質被膜をスパッタリング法で蒸着して作成され、バリアコート膜などとも称される。市販のガラス基板の中には、このような膜が既に設けられているものもある。なお、このような透光性基板3,6から液晶層23への不純物の拡散を考慮する必要のない場合には、下地膜12,17はなくてもかまわない。
【0036】
工程a1では、透光性基板3の下地膜12上にカラーフィルタ13が形成される。カラーフィルタ13は、染色法、電着法、印刷法および着色高分子法などの公知の方法で作成される。
【0037】
図4は、所定の被加工基板25上にフォトレジスト膜をパターン形成するフォトリソグラフィ法を説明するための図である。被加工基板25の一方表面全面にフォトレジスト材料膜26が成膜される。マスク27は、ガラス基板28上に予め定められるパターンの遮光膜29が形成されて構成される。光源31からの光32は、光源31のレンズ収差などによって拡散光線となるかもしれない光32をレンズ30で平行な光33に変換される。当該光33は、フォトレジスト材料膜26と所定の長さL1の間隔をあけて配置されるマスク27を介してフォトレジスト材料膜26に照射される。たとえば、フォトレジスト材料膜26の光が照射された部分が硬化し、他の部分が除去されて、硬化したフォトレジスト材料膜26で実現されるフォトレジスト膜が作成される。このような膜のパターンニングは、印刷法を用いて所望のパターンに印刷するようにしても実現可能であるけれども、印刷法はフォトリソグラフィ法と比較して精度が低いので、高精細なパターンニングには不向きである。
【0038】
このようなフォトリソグラフィ法や印刷法によってパターン形成されたフォトレジスト膜を所定の色、たとえば赤の染料で染色して赤フィルタ13Rを作成した後、マスク27を変更した同様のフォトリソグラフィ法によって他の所定の領域にパターン形成されたフォトレジスト膜を、たとえば緑の染料で染色して緑フィルタ13Gを作成し、さらに同様にして、他の所定の領域にパターン形成されたフォトレジスト膜を青の染料で染色して青フィルタ13Bを作成し、残りの領域にパターン形成されたフォトレジスト膜を黒の染料で染色して黒フィルタ13BLを作成し、このように段階的に各色フィルタを作成して、カラーフィルタ13が完成する。フォトリソグラフィ法を採用して形成されるカラーフィルタ13の各色フィルタは基準となる予め設定される絵素に対してたとえば±10μm以内の位置ずれの精度で作成される。
【0039】
工程a2では、カラーフィルタ13が形成された下地膜12上にオーバコート膜14が形成される。オーバコート膜14は、カラーフィルタ13の平滑性を向上させるために、およびカラーフィルタ13を保護するために設けられ、たとえばアクリル系の樹脂やポリイミド系の樹脂などがスピンコート法によってカラーフィルタ13を覆う下地膜12全面に塗布されて形成される。
【0040】
工程a3では、オーバコート14上の全面に透明電極15、主尺目盛り4および一方アライメントマーク9を形成するための透明導電膜が形成される。たとえばITO(インジウム錫酸化物)膜が形成される。他にIT(インジウム錫)膜やNESA膜であってもかまわない。
【0041】
工程a4では、前記透明導電膜がパターンニングされて、透明電極15、主尺目盛り4および一方アライメントマーク9が形成される。このパターンニングは、図4で説明したようなフォトレジスト膜を透明導電膜上に作成し、当該膜をマスクとして露出している透明導電膜をエッチングし、さらに残存するフォトレジスト膜を除去することによって行われる。前記マスク27として、主尺目盛り4、一方アライメントマーク9および透明電極15のパターンを有するものが用いられる他は、カラーフィルタ13の作成時に説明したのと同様にしてフォトレジスト膜が形成される。また印刷法によってマスクを形成してもかまわない。フォトリソグラフィ法を採用して形成される主尺目盛り4、一方アライメントマーク9および透明電極15は基準となる絵素に対して、たとえば±10μm以内の位置ずれの精度で作成される。
【0042】
工程a5では、主尺目盛り4、一方アライメントマーク9および透明電極15が形成されたオーバコート膜14上に、少なくとも主尺目盛り4、一方アライメントマーク9および透明電極15を覆う表示領域5に、配向膜16となる樹脂膜が形成される。たとえばポリイミド系の樹脂がオフセット印刷法によって所望の領域に成膜される。
【0043】
工程a6では、前記樹脂膜の表面に、たとえばラビング処理などの方法で配向処理が施される。このようにして、前記樹脂膜から成る配向膜16が作成される。配向膜16は、基準となる絵素に対してたとえば±300μm以内の位置ずれの精度で作成される。
【0044】
以上のようにして一方基板部材1が完成する。なお、一方基板部材1と他方基板部材2とを貼合わせるにあたって、工程a7では、配向膜16側の表面にシール材層21がパターン形成される。たとえばスクリーン印刷法によって一方基板部材1の周囲に一部分が開口して400mmの幅で形成され、基準となる絵素に対して、たとえば±200μm以内の位置ずれの精度で作成される。
【0045】
工程a8では、透光性基板6の下地膜17上の全面に、副尺目盛り7、他方アライメントマーク10および透明電極18を形成するための透明導電膜が形成される。これは、前述した工程a3と同様にして作成される。
【0046】
工程a9では、前記透明導電膜がパターンニングされて、副尺目盛り7、他方アライメントマーク10および透明電極18が形成される。この透明導電膜のパターンニングは、前記工程a4と同様にして行われる。フォトリソグラフィ法を採用して形成された副尺目盛り7、他方アライメントマーク10および透明電極18は、基準となる絵素に対して、たとえば±10μm以内の位置ずれの精度で作成される。
【0047】
工程a10では、副尺目盛り7、他方アライメントマーク10および透明電極18が形成された下地膜17上に、少なくとも副尺目盛り7、他方アライメントマーク10および透明電極18を覆う表示領域5にトップコート膜19が形成される。一方基板部材1と他方基板部材2とを貼合わせる際に、これらの間に導電性を有する異物が介在すると、配向膜16,20を突き破って透明電極15,18が導通してしまうおそれがある。このような不都合を防止するためにトップコート膜19が形成される。当該トップコート膜19は、たとえばSiO2とTiO2との混合物質で実現され、その形成には300℃前後の焼成が必要である。一方基板部材1側のカラーフィルタ13は300℃程度の温度に対する耐熱性が弱いので、他方基板部材2側のみに設けられる。
【0048】
工程a11では、トップコート膜19上に少なくともトップコート膜19を覆って配向膜20となる樹脂膜が形成される。この樹脂膜は、前記工程a5と同様にして作成される。
【0049】
工程a12では、前記樹脂膜の表面に配向処理が施されて配向膜20が作成される。この配向処理は、前記工程a6と同様にして行われる。作成された配向膜20は、基準となる絵素に対してたとえば±300μm以内の位置ずれの精度で作成される。
【0050】
以上のようにして他方基板部材2が完成する。なお、一方基板部材1と他方基板部材2とを貼合わせるにあたって、工程a13では、配向膜20の表面にスペーサ22が散布される。
【0051】
工程a14では、基板部材1,2が貼合わせられる。図5は、基板の貼合わせ時に用いられる基板貼合わせ装置35の簡単な構成を示す図である。基板部材1,2は、基板貼合わせ装置35が備える一対のテーブル36,37にそれぞれ支持されて所定の操作によって貼合わされる。テーブル36,37はテーブル制御部38の制御によって、互いに直交するX−Y方向に移動可能に構成される。この貼合わせ時には、前記一対のアライメントマーク9,10を用いて基板部材1,2が位置合わせされる。貼合わせは適切なレベルで基板部材1,2を加圧しながら、加熱するまたは紫外線を照射するなどによってシール材層21を硬化させて行われる。このようにしてスペーサ22の直径によって規制される厚さの空間を有するセルが作成される。
【0052】
工程a15では、前記セルが分別される。このとき、主尺目盛り4および副尺目盛り7を用いて位置ずれ量や方向が測定される。位置ずれの程度によってランク分けをし、各ランクに応じた用途にセルが用いられる。この測定は、連続して作製するための搬送経路上の所定の位置に顕微鏡を固定して行うことができる。
【0053】
なお、セルへの液晶材料の注入は、セル作成後のどの時点で行ってもかまわないけれども、位置ずれの程度によってはいかなる用途にも適さない可能性があり、工程a15の後に行うようにすることによって、このような実用できないセルを取除くことができ、液晶を無駄に使用することがなくなるので、製造コストの低減を図ることができる。
【0054】
図6は、一方基板部材1が有する主尺目盛り4を拡大して示す平面図である。主尺目盛り4に加えて、目盛りに対応付けて数値群部材83と、その単位部材84とが付されている。このような数値群部材83および単位部材84は、主尺目盛り4と同様にして同時にパターン形成することができる。1単位の主尺目盛り4について説明すると、主尺目盛り4は11個の帯状部材71〜81で構成される。帯状部材71〜81は、長手方向の長さの異なる3種類のものから成り、互いに平行に配置される最も長い帯状部材71,72間に他の帯状部材73〜81が等間隔で互いに平行に配置される。また、次に長い帯状部材73は、帯状部材71,72の間の中央に配置される。このようにして帯状部材71,72間が10等分されている。隣接する1単位の主尺目盛り4とは、帯状部材71および帯状部材72が共用されている。
【0055】
数値群部材83は、最も長い帯状部材71,72に対応付けて付されている。図示される場合、帯状部材71を基準として「0」が付され、帯状部材72には「100」が付されている。「100」が付された帯状部材72とは反対側には「−100」,「−200」…が付されている。また、数値群部材83に近接して単位部材84が付されている。この場合、帯状部材71,72のピッチL2は「100μm」であることを表している。また1目盛りのピッチ、たとえば帯状部材71,74のピッチは10μmである。
【0056】
図7は、他方基板部材2が有する副尺目盛り7を拡大して示す平面図である。副尺目盛り7に加えて、目盛りに対応付けて数値群部材103,105と、矢符部材104,106と、単位部材107とが付されている。このような数値群部材103,105、矢符部材104,106および単位部材107は副尺目盛り7と同様にして同時にパターン形成することができる。副尺目盛り7は、11個の帯状部材91〜101で構成される。帯状部材91〜101は、前記主尺目盛り4の帯状部材71〜81と同様にして構成され、長手方向の長さの異なる3種類のものから成り、互いに平行に配置される最も長い帯状部材91,92間に他の帯状部材94〜101が等間隔で互いに平行に配置される。また次に長い帯状部材93は、帯状部材91,92の間の中央に配置される。このようにして、帯状部材91,92間が10等分されている。なお副尺目盛り7に関しては、11個の帯状部材91〜92のみで構成される。
【0057】
数値群部材103,105は、帯状部材91〜101の全てに個別的に順番に付される「0」〜「10」までの数値群であり、第1数値群部材103は図7紙面中で右から順番に0から10と付されている。また第2数値群部材105は反対に図7紙面中で左から順番に0から10と付されている。
【0058】
第1矢符部材104は、第1数値群部材103の「10」の「9」とは反対側に、図7紙面中で左向きに付され、第2矢符部材106は第2数値群部材105の「10」の「9」とは反対側に、図7紙面中で右向きに付される。また、数値群部材103,105に近接して単位部材107が付される。帯状部材91,92のピッチL3は、L2=100μmとすると、90μmに選ばれ、副尺目盛り7は90μmを帯状部材91〜101によって10等分したものである。
【0059】
図8は、基板部材1,2を貼合わせた後に、主尺および副尺目盛り4,7を用いて位置ずれ量を測定する方法を説明するための図である。図8(A)は位置ずれが生じていないときを示し、図8(B)および図8(C)は位置ずれが生じているときを示す。また、主尺目盛り4を有する一方基板部材1を基準に副尺目盛り7を有する他方基板部材2の位置ずれ量を測定する方法を説明する。
【0060】
まず、主尺目盛り4の帯状部材71〜81と副尺目盛り7の帯状部材91〜101との重なる地点を探す。図8(A)のように帯状部材71と帯状部材91とが重なって一致しており、帯状部材81と帯状部材92とが重なって一致している場合、位置ずれが生じていないと判断される。図8(B)のように、副尺目盛り7の帯状部材91が、主尺目盛り4の「0」〜「−100」が付された目盛り内にあり、帯状部材74と帯状部材95とが重なって一致している場合、副尺目盛り7を有する他方基板部材2が8μmだけ図8紙面中で左方向に位置ずれしていると判断される。このような位置ずれ量および位置ずれの方向は、第1数値群部材103と第1矢符部材104とによって容易に読取れる。図8(C)のように、副尺目盛り7の帯状部材91が、主尺目盛り4の「0」〜「100」が付された目盛り内にあり、帯状部材76と帯状部材96とが重なって一致している場合、他方基板部材2は3μmだけ図8紙面中で右方向に位置ずれしていると判断される。この判断は、第2数値群部材105と第2矢符部材106とによって容易に判断される。
【0061】
このような位置ずれの量は、目盛りを付すことによって長さを読取るために他の測定装置を用いずに目視で容易に読取ることができる。また、副尺目盛り7近傍に第1および第2数値群部材103,105と、第1および第2矢符部材104,106とを設けることによって、位置ずれ量および位置ずれ方向を容易に読取ることができる。
【0062】
なお、工程a15で測定された位置ずれを利用して、セルのランク分けという後工程へのフィードバックを行う以外に、たとえば以下のようにして前工程へのフィードバックを行うことも可能である。すなわち、連続して作製されるときに平均して、たとえば3μmの位置ずれが生じているときには、基板貼合わせ装置35のテーブル36,37の移動機構に問題があると判断できる。このため、工程a14での移動量の調整が必要となる。また、ある時点から位置ずれが生じているときには、主尺目盛り4あるいは副尺目盛り7を透明電極15,18と同時にパターン形成するために用いたマスクがその時点で変更されたかどうか、露光時間(光量)などの露光条件が変更されたかどうか、あるいはフォトレジスト材料の膜厚や材質が変更されたかどうかなどを確認し、このような位置ずれが生じる要因を明らかにすることができる。また、たとえば時間の経過とともに位置ずれ量が変化するときには、露光機の運転開始直後は被加工基板の温度が低く、形成されるパターン膜の寸法が比較的小さいなどの位置ずれ量が変化する要因を明らかにすることができる。
【0063】
このように、ロット毎の位置ずれ、1日における時刻、日々あるいは月々などの時間経過による位置ずれ、装置毎の位置ずれなどを知ることによって、位置ずれが生じる要因を明らかにすることができ、このような位置ずれが生じる要因が発生するときに事前に基板貼合わせ装置35のテーブル36,37の移動量および方向を調整することによって、位置合わせ精度の高い液晶表示パネル11を効率よく得ることができる。
【0064】
また、本発明の実施の他の形態として、前記一対の基板部材1,2のうちのいずれか一方基板部材を主尺目盛り4と副尺目盛り7とを含んで構成する例が挙げられる。たとえば一方基板部材1が有する場合、パターン形成される透明電極15と同時に主尺目盛り4を形成し、次に透明電極15上にパターン形成される配向膜16と同時に副尺目盛り7を形成する。これによって、透明電極15に対する配向膜16の位置ずれ量および方向を評価することができる。このような評価を、図3で説明した工程a5または工程a6終了後に行うことによって、この時点で一方基板部材1のランク分けや、配向膜16のための樹脂膜のパターン形成工程へのフィードバックを行うことができる。
【0065】
主尺目盛り4を透光性基板3,6上にパターン形成される第1の膜と同時に形成し、その上に積層してパターン形成される第2以降の膜と同時に副尺目盛り7を形成すればよく、第1のパターン膜上に複数のパターン膜が設けられる場合には、第2以降の各膜と同時にそれぞれ副尺目盛り7を形成するようにしてもかまわない。前記一方基板部材1の場合では、カラーフィルタ13と同時に主尺目盛り4を形成し、透明電極15、配向膜16、さらにシール材層21と同時に副尺目盛り7をそれぞれ形成してもかまわない。
【0066】
このような構成は、液晶表示パネルに用いられる基板部材に限るものではなく、複数のパターン形成される膜を積層して有する基板部材であれば、どのような基板部材であっても上述したような主尺目盛り4と副尺目盛り7とを設けることができ、同様の効果が得られる。
【0067】
また、上述した2つの形態を組合わせて実現することもできる。すなわち、一方基板部材1は主尺目盛り4を有し、他方基板部材2は、複数のパターン形成される膜と同時にそれぞれ形成される副尺目盛り7を有するようにして構成する。これによって、一方基板部材1に対する他方基板部材2の各パターン膜の位置ずれ量や方向を評価することができる。
【0068】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、一方および他方アライメントマークを位置合わせして一方および他方基板部材を貼合わせた後に、基板部材の位置ずれ量を大掛かりな測定装置を用いずに測定することができる主尺目盛りおよび副尺目盛りを設けるようにしたので、測定した位置ずれ量によって基板部材の貼合わせの位置精度を評価することができる。この結果を用いて一対の基板部材の貼合わせ位置を補正すると、高い位置合わせ精度で基板を貼合わせることができる。このようにして作成された表示パネルは、高い表示品位が得られ、歩留りが向上する。また、主尺目盛りおよび副尺目盛りは4組備えられているので、精度良く位置ずれ量を測定することができ、さらに、基板部材の4つの角部のそれぞれの位置ずれ量や、基板部材の4辺のそれぞれの位置ずれ量を測定することができ、基板部材全体としての位置ずれ量を容易に把握することができる。また本発明では、主尺目盛りおよび副尺目盛りを用いて測定した位置ずれ量を、表示パネルのランク分けに用いることができ、さらにランク分けされた表示パネルを、各ランクに応じた用途に用いることができる。
【0069】
また本発明によれば、2方向への基板部材の位置ずれ量を容易に測定することができる。また、対角位置に配置された2組の主尺および副尺目盛りで一方向の位置ずれ量を測定するので、1組の場合に比べて精度良く位置ずれ量を測定することができ、さらに、隣り合う2組の主尺および副尺目盛りで一方向の位置ずれ量を測定する場合に比べて、偏ることなくバランスよく位置ずれ量を測定することができる。この結果を用いれば、一対の基板部材の貼合わせの際に、2方向において高い精度の位置合わせを行うことができ、これによって高い表示品位の表示パネルを効率良く得ることができる。
【0070】
また本発明によれば、第1数値群部材、第1矢符部材、第2数値群部材および第2矢符部材を設けることによって、基板部材の詳しい位置ずれ量および方向が目視で容易に判断できる。
【0071】
また本発明によれば、一対の基板部材はともに表示電極を備え、アライメントマークおよび目盛りは表示電極と同じ材料からなるようにしたので、たとえばフォトリソグラフィ法や印刷法などのパターニング法によって、アライメントマーク、目盛りおよび表示電極を同時に作成することができる。パターニング法としてフォトリソグラフィ法を採用することによって、高精細な加工が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態である表示パネルの一方基板部材1と他方基板部材2とを示す平面図である。
【図2】前記基板部材1,2を用いた表示パネルの一例である液晶表示パネル11の構成を示す断面図である。
【図3】前記液晶表示パネル11の製造方法を説明するための工程図である。
【図4】所定の被加工基板25上にフォトレジスト膜をパターン形成するフォトリソグラフィ法を説明するための図である。
【図5】基板の貼合わせ時に用いられる基板貼合わせ装置35の簡単な構成を示す図である。
【図6】一方基板部材1が有する主尺目盛り4を拡大して示す平面図である。
【図7】他方基板部材2が有する副尺目盛り7を拡大して示す平面図である。
【図8】主尺目盛り4と副尺目盛り7とを用いて位置ずれ量を測定する方法を説明するための図である。
【図9】従来技術であるアライメントマークを示す図である。
【図10】他の従来技術であるアライメントマーク54,55を示す平面図である。
【図11】さらに他の従来技術であるアライメントマーク56,57を示す図である。
【図12】一般的なノギス61の構成を示す図である。
【符号の説明】
1 一方基板部材
2 他方基板部材
3,6 透光性基板
4,4a〜4d 主尺目盛り
7,7a〜7d 副尺目盛り
8,8a〜8h 目盛りの配列方向
9,10 アライメントマーク
11 液晶表示パネル
15,18 透明電極
35 基板貼合わせ装置
36,37 テーブル
38 テーブル制御部
41 円状部材
42,43 輪状部材
71〜81,91〜101 帯状部材
83 数値群部材
84,107 単位部材
103 第1数値群部材
104 第1矢符部材
105 第2数値群部材
106 第2矢符部材
Claims (4)
- 一対の矩形状の基板部材間に表示媒体を挟持して構成される表示パネルにおいて、
前記一対の基板部材のうちのいずれか一方基板部材は、一方アライメントマークを備えるとともに、4つの角部にそれぞれ主尺目盛りを備え、
他方基板部材は、前記一方アライメントマークと位置合わせされる他方アライメントマークを備えるとともに、一対の基板部材を重ねたときに前記主尺目盛りと平行に配置され、当該主尺目盛りとによって貼合わせ後の基板部材の位置ずれ量を測定する副尺目盛りを4つの角部にそれぞれ備え、
前記一方アライメントマークおよび前記他方アライメントマークは、前記主尺目盛りおよび前記副尺目盛りとは異なる位置であって、4つの角部とは異なる位置に設けられており、
前記主尺目盛りは、互いに平行に配置される多数の帯状部材からなり、多数の帯状部材は、基準となる1つの帯状部材と、該基準帯状部材を挟んで互いに反対方向に向かってピッチ10μmで配置される複数の帯状部材とからなり、
前記副尺目盛りは、互いに平行に配置される11個の帯状部材からなり、11個の帯状部材は、基準となる帯状部材と、該基準帯状部材から一方向に向かってピッチ9μmで配置される10個の帯状部材とからなり、
主尺目盛りの基準帯状部材と副尺目盛りの基準帯状部材とが一致しているときは、位置ずれが生じていないと判断し、
主尺目盛りの基準帯状部材と副尺目盛りの基準帯状部材とが一致しておらず、他の帯状部材どうしが一致しているときは、主尺目盛りの基準帯状部材から副尺目盛りの基準帯状部材に向かう方向に位置ずれが生じていると判断し、主尺目盛りの帯状部材と一致している副尺目盛りの帯状部材の副尺目盛り内での位置に基づいてずれ量を判断することを特徴とする表示パネル。 - 4つの角部にそれぞれ備えられた4組の主尺および副尺目盛りは、隣り合う2組の主尺および副尺目盛り間で、目盛りの配置方向が互いに直交するように配置されることを特徴とする請求項1記載の表示パネル。
- 前記他方基板部材は、
0から10までの数字が順次増加するように配列されてなり、前記副尺目盛りに近接して配置される第1数値群部材と、
前記第1数値群部材の数字の増加する方向を示すように配置される第1矢符部材と、
前記第1数値群部材の数字の増加方向とは逆方向に0から10までの数字が順次増加するように配列されてなり、前記副尺目盛りに近接して配置される第2数値群部材と、
前記第2数値群部材の数字の増加する方向を示すように配置される第2矢符部材とを含むことを特徴とする請求項1記載の表示パネル。 - 前記一対の基板部材は、それぞれが絶縁性基板と当該絶縁性基板の前記表示媒体側に配置される表示電極とを含んで構成され、
前記一対の基板部材のうちの少なくともいずれか一方は、透光性を有し、
前記主尺目盛りおよび一方アライメントマークは、前記一方基板部材を構成する絶縁性基板の前記表示媒体側の表示に寄与しない領域に配置されるとともに、前記一方基板部材を構成する表示電極と同じ材料からなり、
前記副尺目盛りおよび他方アライメントマークは、前記他方基板部材を構成する絶縁性基板の前記表示媒体側の表示に寄与しない領域に配置されるとともに、前記他方基板部材を構成する表示電極と同じ材料からなることを特徴とする請求項1記載の表示パネル。
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