專(zhuān)利名稱(chēng)：液晶顯示器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及比如安裝在攝像機(jī)主體內(nèi)的VTR(磁帶錄像機(jī))和液晶投影器等所用的液晶顯示器，以及它們的制作方法。具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的將液晶顯示器兩個(gè)同樣的基板制成疊層的過(guò)程所用的精細(xì)校準(zhǔn)方法。
近年來(lái)，諸如液晶投影器等裝置所代表的帶液晶顯示器的電子設(shè)備的應(yīng)用已經(jīng)變得很普遍，并對(duì)液晶顯示器提出增加更多功能的要求。這種要求同樣已在制造更復(fù)雜并且亮度更高的液晶顯示器方面帶來(lái)更多的改進(jìn)。這些種液晶顯示器一般都是由帶有象素控制的薄膜晶體管(以下將薄膜晶體管稱(chēng)作“TFT”)制成的，或者由以存儲(chǔ)電容形成的基板(下稱(chēng)“有源基板”)制成，或者由刻印材料形成的基板(下稱(chēng)“相對(duì)基板”)制成。
這些液晶顯示器所用的有源基板由上述TFT和一條用來(lái)聚束圖樣的狹縫組成。不過(guò)，由于TFT中占去的空間，使得有時(shí)不能維持透射系數(shù)。所以，現(xiàn)有技術(shù)中在各象素開(kāi)口處設(shè)有象素微焦透鏡(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“顯微物鏡”)。這種顯微物鏡實(shí)際上被用來(lái)將照在TFT上的光聚焦在所述狹縫上。公知的制作顯微物鏡的方法包括顯微物鏡陣列的常規(guī)加工和相對(duì)基板的校準(zhǔn)方法。
在這類(lèi)液晶顯示器中，有源基板和相對(duì)基板在先由重疊裝置用作為參考的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記重疊(或?qū)ξ?之后被對(duì)準(zhǔn)。以下將參照?qǐng)D19進(jìn)一步說(shuō)明有源基板和相對(duì)基板的重疊方法。
圖19是顯示器1中處于重疊狀態(tài)的有源基板2和相對(duì)基板3頂視圖。在圖20所示的重疊裝置中，將一個(gè)基板(如有源基板2)與被放在面對(duì)第一基板位置的另一基板(如相對(duì)基板3)一道置于X-Y-θ移動(dòng)臺(tái)11上。顯微物鏡12被用于當(dāng)基板2在X-Y-θ臺(tái)11上移動(dòng)時(shí)從上方觀察這些基板，使基板2和3的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記7和8與它們的互補(bǔ)位置匹配。
這種液晶顯示器1大多由用來(lái)顯示圖樣的顯示區(qū)4、該顯示區(qū)4四周上的如感光鋁膜類(lèi)的保護(hù)環(huán)5、以及從與外部相連的墊片6輸入所需信息的外部IC或集成電路(圖中未示出)組成。在保護(hù)環(huán)5的所需位置處制成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記7和8(定位標(biāo)記)。對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記7形成于有源基板2上，而對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記8形成于相對(duì)基板3上。此圖(圖19)所示的有源基板2和相對(duì)基板3互相重疊。將多個(gè)顯微物鏡10固定在相對(duì)基板3上，用以將光通過(guò)狹縫9聚焦在有源基板2(無(wú)TFT)上。
有源基板2和相對(duì)基板3按對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記7和對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記8互相重疊。這里，為保持足夠的透射系數(shù)，狹縫9與顯微物鏡陣列10的最好重疊狀態(tài)是必需的。一旦實(shí)現(xiàn)重疊，除在有源基板2和相對(duì)基板3邊緣間的空間內(nèi)封入和設(shè)置密封材料(圖中未示出)之外，使液晶組元保持在有源基板2和相對(duì)基板3之間的間隙內(nèi)?，F(xiàn)在通過(guò)將層狀的光偏振板一體化地形成于有源基板2和相對(duì)基板3的兩側(cè)，就可以制成液晶顯示器1。
然而，在上述液晶顯示器中，當(dāng)在所述相對(duì)基板上制成濾色片和黑底時(shí)，必需同時(shí)形成所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，并且利用這種對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記實(shí)現(xiàn)與有源基板的特有對(duì)準(zhǔn)。因此，當(dāng)把多個(gè)顯微物鏡裝配在相對(duì)基板上時(shí)，各顯微物鏡與象素截面間發(fā)生“偏差”，產(chǎn)生聚焦程度下降問(wèn)題。另外，在傳統(tǒng)的做成顯微物鏡陣列再裝于相對(duì)基板上的顯示器中，不僅各顯微物鏡和相對(duì)基板上的濾色片(或黑底)所需的定位對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，而且各顯微物鏡中的同類(lèi)“偏差”都引起聚焦程度的下降問(wèn)題。
另外，比如在有源基板上制作黑底的情況下，為適用于液晶投影器，相對(duì)基板上可以只安置一個(gè)顯微物鏡。在這種情況下所常規(guī)采用的定位對(duì)準(zhǔn)方法是，在相對(duì)基板上形成另外一個(gè)所需的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(方法1)，或者將一束光束聚在所述顯微物鏡上，并使被聚焦的光斑與各象素相匹配，以得到最大的光透射率(方法2)。
但是，上述方法1需要在相對(duì)基板上形成新的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，不但會(huì)增加附加的制作成本，還會(huì)因加長(zhǎng)了從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到實(shí)際投產(chǎn)間的時(shí)間，引起生產(chǎn)效率的降低。結(jié)果，在形成這種對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記時(shí)，在所述顯微物鏡與它的匹配位置之間發(fā)生“偏差”，這一缺點(diǎn)進(jìn)一步造成狹縫與顯微物鏡之間“偏差”的擴(kuò)大。繼而，在上述方法2中，需要預(yù)備一個(gè)在光學(xué)對(duì)準(zhǔn)過(guò)程用的光源，然后還要附加驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和在正確位置處附加相對(duì)基板。所以，方法2不僅需要大而復(fù)雜的設(shè)備，而且隨著生產(chǎn)效率的降低還額外加大了費(fèi)用。比如在使光與行進(jìn)方向偏斜幾度而非正常方向被聚束的情況下，就必須使用柯勒光學(xué)系統(tǒng)，而不能是電子光學(xué)系統(tǒng)，以致必須預(yù)備相應(yīng)的光源，同時(shí)伴隨需要較大的設(shè)備。
鑒于上述諸問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種液晶顯示器及制作方法，用以防止由于有源基板與裝有顯微物鏡的相對(duì)基板之間位置對(duì)準(zhǔn)過(guò)程中精度較差所致的象素縫隙開(kāi)口和聚焦程度的降低，并防止由于把光束聚束于所述顯微物鏡上的復(fù)雜設(shè)備所致的生產(chǎn)效率的低下，從而得以改善聚焦程度及生產(chǎn)效率。
本發(fā)明的液晶顯示器包括第一基板，它具有由大量象素組成的象素截面，并形成作為重疊參照的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；第二基板，它被置于面對(duì)所述第一基板的限定縫隙處，并有一個(gè)由大量聚焦透鏡組成的透鏡陣列，用以與第一基板上的象素匹配；所述第二基板帶有由與所述顯微透鏡陣列同樣材料制成的用作重疊參照的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。
本發(fā)明液晶顯示器的制造方法包括以下步驟形成在對(duì)準(zhǔn)具有大量象素組成之象素截面的第一基板時(shí)用作重疊參照的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；在第二基板上形成第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，用作與第一基板重疊的參照，它由與所述具有大量聚焦透鏡，以與第一基板上的象素匹配的顯微透鏡陣列同樣的材料制成；在對(duì)第一基板形成第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和對(duì)第二基板形成第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記之后，使第一基板與第二基板相隔一個(gè)確定的縫隙，并利用所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記為參照互相面對(duì)；移動(dòng)第一基板和第二基板，使該二基板互相重疊。
在本發(fā)明的液晶顯示器和它的制作方法中，形成第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，作為具有所述象素截面的第一基板重疊對(duì)準(zhǔn)的參照，并且在第二基板上形成由與第一基板上的象素陣列相對(duì)應(yīng)的大量顯微物鏡組成的透鏡陣列，同時(shí)在第二基板上形成第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。然后，通過(guò)用第一和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記為參照，使該二基板重疊對(duì)準(zhǔn)，隨著所述象素截面與各顯微物鏡配位，使象素縫隙開(kāi)口及透鏡的聚焦程度得到改善。
在上述本發(fā)明的液晶顯示器和制作方法中，通過(guò)形成第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，用作包含所述象素截面的第一基板重疊對(duì)準(zhǔn)的參照；同時(shí)在第二基板上形成由與第一基板上的象素截面相對(duì)應(yīng)的大量顯微物鏡組成的透鏡陣列，和形成由與該透鏡陣列同樣透明材料制成的被用作重疊對(duì)準(zhǔn)之參照的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；通過(guò)用第一和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記為參照，實(shí)現(xiàn)二基板的重疊對(duì)準(zhǔn)，使基板的重疊對(duì)準(zhǔn)精度得到改善，使所述象素截面與各顯微物鏡得以匹配，并使象素縫隙開(kāi)口及聚焦程度得到改善。
另外，在本發(fā)明的液晶顯示器制作方法中，第二基板上的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記是由與形成各顯微物鏡同樣的材料和在同樣的過(guò)程中被制成的，以致不僅使重疊對(duì)準(zhǔn)的精度得以改善，而且也不需要再附加其它的制作過(guò)程，從而能降低制作成本。因此，本發(fā)明能以低成本大量制作具有明亮顯示和良好透光性的液晶顯示器。
圖1A是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例液晶顯示器的相對(duì)基板的上部視圖；圖1B是表示有源基板的頂視圖；圖1C是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例液晶顯示器處于重疊且對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)的相對(duì)基板和有源基板的側(cè)視圖；圖2是表示圖1A-1C所示的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的重疊狀態(tài)放大的上部視圖；圖3是圖1A-1C所示具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)之第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的變型上部視圖；圖4是圖1A-1C所示具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)之第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的變型上部視圖；圖5A和5B是兩個(gè)表示形成圖1A-1C所示具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)之第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記方法的視圖；圖5A是與圖3所示之第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記對(duì)應(yīng)的掩膜圖樣的上部視圖；圖5B是與圖4所示之第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記對(duì)應(yīng)的掩膜圖樣的上部視圖；圖6是第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記實(shí)施例結(jié)構(gòu)的上部視圖，并示出當(dāng)包括第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的凸起之外形發(fā)生變化時(shí)的問(wèn)題；圖7A和7B是表示當(dāng)?shù)诙?duì)準(zhǔn)標(biāo)記變化時(shí)，與第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記對(duì)應(yīng)的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記結(jié)構(gòu)的上部視圖；圖8A和8B是當(dāng)圖6的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記與圖7A和7B的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記互相重疊對(duì)準(zhǔn)時(shí)理想情況的上部視圖；圖9是表示第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記另一實(shí)施例的上部視圖，并示出當(dāng)包括第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的凸起之外形發(fā)生變化時(shí)的問(wèn)題；圖10是與圖9所示第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記對(duì)應(yīng)的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記結(jié)構(gòu)的上部視圖；圖11是當(dāng)圖9的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記與圖10的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記互相重疊對(duì)準(zhǔn)時(shí)理想情況的上部視圖；圖12是當(dāng)圖9的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記外形變小時(shí)重疊對(duì)準(zhǔn)情況的上部視圖；圖13A-13C表示本發(fā)明實(shí)施例的幾種結(jié)構(gòu)。圖13A是相對(duì)基板上第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的上部視圖；圖13B是有源基板上第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的上部視圖；圖13C是表示該二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記在其重疊對(duì)準(zhǔn)情況時(shí)的上部視圖14A是表示隨著外形變大，第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記一個(gè)實(shí)施例的上部視圖；圖14B是表示隨著外形變小，第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記一個(gè)實(shí)施例的上部視圖；圖15是圖13A-13C所示實(shí)施例中第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記變化的上部視圖；圖16是圖13A-13C所示實(shí)施例中第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記變化的上部視圖；圖17是兩個(gè)表示形成圖13A-13C所示具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)之第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記方法的視圖；圖17A是與圖15所示之第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記對(duì)應(yīng)的掩膜圖樣的上部視圖；圖17B是與圖16所示之第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記對(duì)應(yīng)的掩膜圖樣的上部視圖；圖18是圖13A-13C實(shí)施例結(jié)構(gòu)中第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記變化的上部視圖；圖19是相關(guān)技術(shù)的液晶顯示器中兩個(gè)基板之重疊對(duì)準(zhǔn)的上部視圖；圖20是重疊對(duì)準(zhǔn)裝置的外形視圖。
以下將參照


本發(fā)明的實(shí)施例。實(shí)施例1本發(fā)明對(duì)應(yīng)實(shí)施例的液晶顯示器20的結(jié)構(gòu)被示于圖1A至圖1C中。這些圖表示部分顯示區(qū)20A和在顯示區(qū)20A周?chē)⒌姆秋@示區(qū)(保護(hù)環(huán))20B。顯示器20大多由第一基板和第二基板組成，所述第一基板是由TFT形成的有源基板21，用于象素控制，所述第二基板是由顯微物鏡等形成的相對(duì)基板22。如上圖所見(jiàn)，相對(duì)基板22和有源基板21的視圖分別由圖1A和1B表示。作為從側(cè)面所見(jiàn)的液晶顯示器20之有源基板21與相對(duì)基板22重疊之后的視圖由圖1C可見(jiàn)。
由大量透鏡構(gòu)成的透鏡陣列將光聚焦于有源基板21顯示區(qū)20A中的縫隙處，縫與相對(duì)基板22直接構(gòu)成一體。這個(gè)結(jié)構(gòu)被稱(chēng)為芯片顯微物鏡(OCL)。有如從上面所見(jiàn)的那樣，每個(gè)顯微物鏡24呈比如六邊形。在相對(duì)基板22顯示區(qū)20B內(nèi)所需要的位置處形成第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記25。此第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記25是循著多個(gè)截面為半圓形的凸出部25a之間的槽25b形成的。所述面的各截面有特定的寬度，而且這些截面一起形成十字形。伸向十字形中心的四線的每個(gè)部分都有斜邊25c。凸出部25a是具有特定折射率的透明片，換句話說(shuō)，是與顯示區(qū)20A的顯微物鏡24有相同材料(如透明樹(shù)脂)和物鏡形狀的透明片。用顯微物鏡從上方看所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記(圖20)時(shí)，相鄰的凸出部之間的凸出部25a形狀應(yīng)清楚地顯示出槽25b。這就意味著這些凸出部無(wú)需一定是半圓形，只要用顯微物鏡看時(shí)，它們足夠凸出即可。
換句話說(shuō)，所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記25與顯示區(qū)20A的顯微物鏡24一起，按照一種方法在一個(gè)過(guò)程中被形成，所述形成第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記25的方法中無(wú)需對(duì)通常過(guò)程附加步驟。這種方法還能形成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記25的標(biāo)號(hào)，使得顯微物鏡24與相應(yīng)位置之間不會(huì)發(fā)生偏移。本實(shí)施例液晶顯示器20的特征在于使用顯微物鏡24和同時(shí)形成與有源基板21位置對(duì)準(zhǔn)用的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記24。換句話說(shuō)，當(dāng)像前面所述那樣用顯微物鏡觀察第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記25的光反射時(shí)，由于該物鏡的影響，物鏡的形狀，即各凸出部25a的形狀將會(huì)出現(xiàn)變形，但各凸出部25a之間的槽25b將像圖1A中所示的那樣，由清楚的暗線A所表示。第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記25具有這些凸起的(槽25b的)黑線A。相對(duì)基板22(圖中未示出)按照需要包括用以檔光的黑底或?yàn)V色片。
另一方面，有源基板21有多個(gè)顯示圖象用的長(zhǎng)孔23和一個(gè)用于將各象素控制在顯示區(qū)20A內(nèi)的TFT(未示出)。在非顯示區(qū)20B上，有成十字形的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26，與有源基板21的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記25對(duì)應(yīng)。所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26是在有如當(dāng)形成用為布線材料和阻光材料的鋁(Al)或鈦(Ti)金屬層27時(shí)來(lái)制作有源基板21的同樣過(guò)程中形成的?？筛鶕?jù)所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的形狀改變第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26的尺寸和線寬。
按照?qǐng)D20所示同樣的方式，利用第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記25為參照，使上述構(gòu)成的有源基板21和相對(duì)基板22互相重疊-對(duì)準(zhǔn)。具體地說(shuō)，圖2中所放大表示的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記25互相重疊-對(duì)準(zhǔn)，并進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得在觀察自構(gòu)成對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記25的凸出部25a反射的光時(shí)出現(xiàn)凸起的線A(槽25b)，而且第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26的四個(gè)方向上下左右各個(gè)縫隙都是相等的。在這種情況下，第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記25中的四條斜線25c中的每一條都面向中心，當(dāng)每一條斜線25c面向第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26中心的四個(gè)對(duì)角26a之一時(shí)，實(shí)現(xiàn)定位，從而可以很容易地定位二基板。
有源基板21和相對(duì)基板22上的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記25的這種重疊-對(duì)準(zhǔn)定位的結(jié)果如圖1C所示，其中每一個(gè)顯微物鏡24都準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)的長(zhǎng)孔23。
在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，相對(duì)基板22的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記25與顯微物鏡24同一過(guò)程形成在顯示區(qū)20A上，以致無(wú)需對(duì)普通過(guò)程再增加步驟，即可形成第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記25，并且這種形成過(guò)程將不會(huì)引起顯微物鏡24與相應(yīng)的位置間的偏移。因而能以很好的精度實(shí)現(xiàn)有源基板21與相對(duì)基板22的重疊-對(duì)準(zhǔn)。
上述實(shí)施例中相對(duì)基板22的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的變型被示于圖3和4中。像上面所見(jiàn)的那樣，兩個(gè)標(biāo)記被表示為彼此重疊在另一個(gè)上面。這里所示的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26與實(shí)施例中的是一樣的。
圖3所示對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記31的伸展形狀是沿著長(zhǎng)孔31b邊緣的方形，并且在凸起部31a的中心處形成一個(gè)四角形圖形。這個(gè)方形有四條斜線31c，它們從每個(gè)角的中心出來(lái)，類(lèi)似于輻射線。相對(duì)基板22的這個(gè)第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記31被重疊在有源基板21的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26上，并且通過(guò)觀察凸起部31a中心處的長(zhǎng)孔31b，調(diào)節(jié)第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26的位置，使第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26處于長(zhǎng)孔31b的中心，從而使兩個(gè)基板互相重疊。到此，各定位假象線在對(duì)應(yīng)于第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記31的位置與每條斜線31c相連，通過(guò)使第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26的各角26a與各中心位置對(duì)準(zhǔn)將使二基板很容易重疊-定位。
圖4所示的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記41包括以方形圖樣設(shè)置的、彼此靠近并形成交叉形的九個(gè)凸起部41a之間的凸起黑線A(槽41b)。使該第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記41重疊在第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26上，同時(shí)第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記41的槽41b中的凸起黑線A總共有八個(gè)棱緣B，它們每一個(gè)都被調(diào)整成與第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26有均勻的間隙。于是，可使有源基板21和相對(duì)基板22能互相重疊-對(duì)準(zhǔn)。
利用與在顯示區(qū)20A上的顯微物鏡24一樣的物鏡(凸起部)的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記在所述長(zhǎng)孔的各凸起部或棱緣之間的槽處有用于目視辨識(shí)目的的黑線。但是，當(dāng)試圖以顯微鏡觀察時(shí)，有源基板21的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26通過(guò)相對(duì)基板22，則由于顯微物鏡的特性，可能難于以目視方式觀察各顯微物鏡周?chē)Ｗ詈脩?yīng)使這個(gè)第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記直接形成于第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記上方，或者使顯微物鏡靠近第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。這將改善目視辨識(shí)第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的精度。
以下參照?qǐng)D5A和5B，說(shuō)明一種用來(lái)形成多種為了第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記而成形物鏡的凸起部的方法。該圖是用于形成所述凸起部而給出之原圖樣的頂視圖。圖5A表示圖3的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記31所用的圖樣；圖5B表示圖4的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記41所用的圖樣；換句話說(shuō)，利用具有圖5A和5B所示之長(zhǎng)孔51a和52a的掩膜51和52來(lái)制作抗蝕圖樣。作為所述掩膜的抗蝕圖樣的基板材料(如玻璃基板)以選擇方式被刻蝕(以下僅稱(chēng)“蝕刻”)并形成物鏡形狀(半球)的凹部。在干式蝕刻時(shí)，可用如氯氣(Cl2)和氦氣(He)等來(lái)實(shí)現(xiàn)這種蝕刻。繼而，將折射率不同的基板材料(玻璃)和光敏樹(shù)脂填入所述物鏡形的凹部中，使之固化，并制作物鏡(換句話說(shuō)，凸起部)。雖然圖中未示出，在同樣的過(guò)程中、在有源基板上與長(zhǎng)孔對(duì)應(yīng)的位置處同時(shí)形成用于象素的顯微物鏡。在此過(guò)程中，利用熱處理過(guò)程和熔融物鏡材料中最適宜的溫度制作所需形狀的物鏡(凸起部)。
用于形成顯微物鏡和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的表面在相對(duì)基板的內(nèi)部或表面。有源基板上的圖樣面與相對(duì)基板之間的間隙為幾微米到幾百微米。所以，必須設(shè)計(jì)一種利用多焦點(diǎn)光學(xué)系統(tǒng)的方法，這種系統(tǒng)極為精確定位在該間隙兩個(gè)端點(diǎn)處。不用說(shuō)的是，這種光學(xué)系統(tǒng)的多焦點(diǎn)光軸必須極為精確地給出配合的位置。用來(lái)形成顯微物鏡和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的方法可為任何適宜的蝕刻方法，如離子蝕刻法或機(jī)械方法，而且本發(fā)明不限于上述這些方法。包含第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記所用的凸起黑線A的凸起部也不總需要用蝕刻方法按照物鏡的形狀(半球形)，而可以采用與對(duì)顯示區(qū)中的顯微物鏡所用相同的過(guò)程中被制作。
在上述液晶顯示器20的實(shí)施例中，利用相對(duì)基板22的結(jié)構(gòu)，使得與所述顯微物鏡陣列為一體的相對(duì)基板和有源基板以很好的精度被互相重疊-對(duì)準(zhǔn)，在所述的相對(duì)基板中，第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記利用由各凸起部之間或各長(zhǎng)孔的槽構(gòu)成的、并且是在與顯示區(qū)的顯微物鏡相同的過(guò)程中制作的凸起黑線。但是，可以通過(guò)利用下述方法進(jìn)一步改善這種重疊-對(duì)準(zhǔn)的精度。
在上述實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，相對(duì)基板22的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記具有特定寬度(表面區(qū))的、利用相鄰?fù)蛊鸩恐g的凸起邊界(槽)線的形狀。但這些凸起部的尺寸可因制作過(guò)程而改變。要改變這些邊界線的相對(duì)位置，僅只是所述凸起部尺寸變化是不夠的。但如圖1和圖2的例子所示者，當(dāng)有源基板21的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記26必須通過(guò)相對(duì)基板22上形成的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記25被觀察時(shí)，不良的目視辨識(shí)可能要降低重疊定位的精度。對(duì)此詳細(xì)說(shuō)明如下。
圖6表示與圖1所示一樣的與顯微物鏡成為一體的相對(duì)基板的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記61。圖7A表示有源基板的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記62A，而圖7B表示同樣的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記62B。這里，圖7A表示當(dāng)?shù)谝粚?duì)準(zhǔn)標(biāo)記62A的尺寸已改變時(shí)，并且當(dāng)?shù)谝粚?duì)準(zhǔn)標(biāo)記62A的十字形每部分的寬度b已變得比圖6中第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記61的各邊界線間的寬度a窄時(shí)的結(jié)果。圖7B則表示當(dāng)?shù)谝粚?duì)準(zhǔn)標(biāo)記62B的寬度c已變得比圖6中第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記61的各邊界線A間的寬度a寬時(shí)的結(jié)果。圖8A和8B分別表示第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記61與圖7A和7B的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記62A和62B重疊的理想視圖。就理論上說(shuō)，應(yīng)能得到圖8A情況下兩個(gè)標(biāo)記間±(a-b)/2的對(duì)準(zhǔn)偏差精度和圖8B情況下兩個(gè)標(biāo)記間±(c-a)/2的對(duì)準(zhǔn)偏差精度。但事實(shí)上，當(dāng)所述凸起部形狀尺寸發(fā)生變化時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)圖中所示的對(duì)準(zhǔn)。相對(duì)基板上第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的另一個(gè)例子被示于圖9中。該第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記91利用圓形凸起部(直徑φ＝d)。圖10表示相應(yīng)的有源基板上第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記92(直徑φ＝e＞d)的例子。在利用這種凸起部情況下重疊的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記92和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記91的理想視圖被示于圖11中。就理論上說(shuō)，應(yīng)能得到兩個(gè)標(biāo)記間±(e-d)/2的對(duì)準(zhǔn)偏差的精度，但實(shí)際應(yīng)用中，不能得到這樣的精度。換句話說(shuō)，當(dāng)所述凸起部的形狀較大時(shí)(e＜d時(shí))，目視辨識(shí)的精度變得像圖6-8所示一樣的差。然而，當(dāng)如圖12所示那樣，所述凸起部形狀較小時(shí)(f＜e)，目視辨識(shí)的精度較好，但重疊的偏差精度變成±(e-f)/2，同時(shí)精度變得很差。在上述情況中的任何一種時(shí)，若所述凸起部的形狀改變，則上述有固定表面區(qū)類(lèi)型對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的重疊精度將變壞，并且所述顯微物鏡的效率也將下降。
以下說(shuō)明為適合所述凸起部的這種變化而構(gòu)成的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。正像前面描述的實(shí)施例那樣，本實(shí)施例的這種構(gòu)造利用凸起部之間的邊界線來(lái)形成第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，然而，在所述實(shí)施例的本變型中，將形成第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記與第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記各截面的平面做成像下面所說(shuō)那樣的線條狀。
圖13A表示與顯微物鏡陣列成為一體的相對(duì)基板的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記101。圖13B表示有源基板的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記102。第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記101由四個(gè)被置于互相對(duì)稱(chēng)位置的相鄰?fù)蛊鸩?01a之間的槽101b組成，以致四條線(槽101b)以大致為十字形的方式被定位。用于目視辨識(shí)第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記呈方形的長(zhǎng)孔101c位于四個(gè)凸起部101a的中心。此長(zhǎng)孔101c的棱緣也組成第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記101。另一方面，制成第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記102，與四個(gè)槽101b對(duì)應(yīng)的四條線102a的截面(寬度h)組成第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記101，與長(zhǎng)孔101c對(duì)應(yīng)的四條線102a的截面組成該第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，并且也形成十字形102b。所以，當(dāng)使本實(shí)施例構(gòu)造下的有源基板與相對(duì)基板重疊對(duì)準(zhǔn)時(shí)，所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記101的十字形借助長(zhǎng)孔101c應(yīng)與第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記102的十字形重疊并配合。被重疊的兩個(gè)標(biāo)記的理想視圖被示于圖13C。在此，即使第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記101凸起部101a的直徑(g)發(fā)生變化，即g的長(zhǎng)度改變，但由于第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記101本體的凸起部101a之間只采用了邊界線(槽101b)，所以其位置將不會(huì)改變。另外，還可借助長(zhǎng)孔101c，通過(guò)未與形成有源基板之凸起部101a的物鏡重疊的部分，觀察有源基板的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記102。所以，也使辨識(shí)的清晰度得到改善，并能得到圖14A和14B所示的重疊。圖14A表示當(dāng)凸起部101a的直徑增大(g＜i)時(shí)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記101，圖14B表示當(dāng)凸起部101a的直徑減小(g＞j)時(shí)的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記101。對(duì)于所述的重疊可以得到±h/2的偏差精度。
圖15和16分別表示涉及上述實(shí)施例的有關(guān)相對(duì)基板22第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記形狀的舉例變化。從頂部表示當(dāng)重疊時(shí)這兩個(gè)標(biāo)記中的每一個(gè)。它是與第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記102的實(shí)施例具有同樣的構(gòu)成。
第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記111的平面形狀為由對(duì)稱(chēng)地相對(duì)位置設(shè)置的四個(gè)凸起部111a之間的槽111b組成的十字形。這個(gè)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記111被重疊在第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記102上，并調(diào)整第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記111上的四條凸起的黑線A(槽101b)的四段的棱緣B，使它們的位置與第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記102的十字形對(duì)準(zhǔn)，使得兩個(gè)基板正確地互相重疊-對(duì)準(zhǔn)。
圖16所示的例子帶有一個(gè)呈斜形或鉆石形的長(zhǎng)孔111c，用于在圖15所示的四個(gè)凸起部111a之間的中心部分目視辨識(shí)第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。換句話說(shuō)，第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記112利用這個(gè)長(zhǎng)孔111c的棱緣(凸起的黑線C)，在圖15所示第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記111的十字形中心形成有斜向邊的圖。這個(gè)第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記112重疊在第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記102上，并通過(guò)從所述長(zhǎng)孔111c觀察，調(diào)整第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記102的位置，使其準(zhǔn)確地到達(dá)所述中心，使得兩個(gè)基板能互相正確地重疊-對(duì)準(zhǔn)。
圖17A和17B分別是在形成圖15和16中的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記時(shí)采用的標(biāo)記113和114的頂視圖。圖17A表示與圖15中的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記111相應(yīng)的圖樣，圖17B表示與圖16中的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記112相應(yīng)的圖樣。它們的形成方法的細(xì)節(jié)與圖5一樣，因而這里略去說(shuō)明。
所示第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記102可以包含在圖13B中，以致像圖18所示那樣，正負(fù)截面顛倒。
在本實(shí)施例的這種結(jié)構(gòu)中，即使在制作過(guò)程中，形成使所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記之凸起部的物鏡尺寸發(fā)生改變，重疊對(duì)準(zhǔn)的精度將不會(huì)降低。所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記在與顯示區(qū)中形成顯微物鏡一樣的過(guò)程中形成，并且最后的效果也與前述實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相同。
另外，在所述實(shí)施例的這種結(jié)構(gòu)中，即使液晶板的種類(lèi)(也就是顯示區(qū)中顯微物鏡的尺寸)改變，利用凸起部邊界線(槽)組成第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，以致總能使用這種機(jī)構(gòu)。
對(duì)于本發(fā)明已描述了實(shí)施例的各種結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明并不受上述實(shí)施例的限制，而可適用于本發(fā)明范圍內(nèi)的各種結(jié)構(gòu)。例如上述實(shí)施例中的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記為十字形，但其它形狀也可被用來(lái)提供這種用作與顯微物鏡同一過(guò)程中制成的凸起部的形狀。另外，上述實(shí)施例中描述了一個(gè)例子，是先使多個(gè)顯微物鏡與相對(duì)基板成為整體后，以便利用所述二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記使有源基板與相對(duì)基板重疊，但也可用其它方法，其中，在使有源基板與用作相對(duì)基板的透明基板重疊后，其它的在分開(kāi)的過(guò)程中由顯微物鏡制成的基板也可借助前述之對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記被用于所述基板的重疊對(duì)準(zhǔn)。可在人工操作過(guò)程中，以目視方式實(shí)現(xiàn)所述二基板的重疊對(duì)準(zhǔn)，或者利用目視辨識(shí)的傳感器，以自動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)這種對(duì)準(zhǔn)。這兩種辦法的任何一種都可用于本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器，它包括第一基板，具有在非顯示區(qū)形成的第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，并有包括由大量象素組成的象素截面的顯示區(qū)；第二基板，具有由與所述象素截面對(duì)應(yīng)的多個(gè)顯微聚焦透鏡組成的透鏡陣列，并有由與所述顯微聚焦透鏡同樣材料之透明材料構(gòu)成的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，此標(biāo)記被置于面對(duì)所述第一基板的限定縫隙處。
2.一種如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記具有一個(gè)或多個(gè)在第二基板的表面上與所述顯微聚焦透鏡一起形成的凸起部。
3.一種如權(quán)利要求2所述的液晶顯示器，其特征在于，所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記具有在所述第二基板的表面上沿著相鄰?fù)蛊鸩恐g的槽或沿著所述凸起部的棱緣形成的輪廓。
4.一種如權(quán)利要求3所述的液晶顯示器，其特征在于，所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記具有呈平面十字形的截面，并且所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的呈十字形的輪廓線沿所述槽具有特定寬度的輪廓。
5.一種如權(quán)利要求3所述的液晶顯示器，其特征在于，所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的平面形狀具有呈十字形的輪廓，沿著多個(gè)凸起部的棱緣并沿四角形成呈平面形的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，以對(duì)應(yīng)于包括第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中心及周?chē)膮^(qū)域。
6.一種如權(quán)利要求4所述的液晶顯示器，其特征在于，所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的平面形狀具有斜線，該斜線伸向所述十字形四條拐角的中心。
7.一種如權(quán)利要求5所述的液晶顯示器，其特征在于，所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的平面形狀具有斜線，它的假想線指向所述十字形四條拐角的中心。
8.一種如權(quán)利要求3所述的液晶顯示器，其特征在于，所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記各部分的平面形狀呈十字形，并借助位于所述平面形狀上多個(gè)相鄰的對(duì)稱(chēng)位置處的四個(gè)凸起部之間的槽，將第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記各部分形成為由多條線組成的十字形。
9.一種如權(quán)利要求8所述的液晶顯示器，其特征在于，在四個(gè)凸起部之間的中心存在多個(gè)長(zhǎng)孔，用以直接觀察第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。
10.一種如權(quán)利要求9所述的液晶顯示器，其特征在于，所述長(zhǎng)孔為方形或偏長(zhǎng)菱形。
11.一種如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于，所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記分別被置于第一和第二基板非顯示區(qū)中至少兩個(gè)位置處。
12.一種液晶顯示器的制造方法，包括以下步驟在具有包含大量象素之象素截面的第一基板上形成第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；形成由多個(gè)與第一基板上的象素對(duì)應(yīng)的聚焦透鏡組成的顯微物鏡陣列，同時(shí)還在第二基板上用與所述聚焦透鏡同樣的透明材料形成第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記；移動(dòng)第一基板和第二基板，利用第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記作為參照，使二基板互相重疊對(duì)準(zhǔn)，造成第一基板和第二基板彼此面對(duì)地通過(guò)一個(gè)特定的縫隙。
13.一種如權(quán)利要求12所述的液晶顯示器的制造方法，其特征在于，所述對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記和聚焦透鏡在同一過(guò)程中被形成。
14.一種如權(quán)利要求13所述的液晶顯示器的制造方法，其特征在于，所述過(guò)程是在與所述象素截面對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，并在與第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記對(duì)應(yīng)的區(qū)域內(nèi)形成一個(gè)或多個(gè)凸起部。
15.一種如權(quán)利要求13所述的液晶顯示器的制造方法，其特征在于，所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記具有在所述第二基板表面上沿著相鄰?fù)蛊鸩恐g的槽或者沿著各凸起部的棱緣形成的平面輪廓。
16.一種如權(quán)利要求14所述的液晶顯示器的制造方法，其特征在于，所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記具有呈十字形的輪廓，而且第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的呈平面十字形的輪廓沿所述槽有特定寬度的截面。
17.一種如權(quán)利要求15所述的液晶顯示器的制造方法，其特征在于，所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的平面形狀具有呈十字形的輪廓，沿著多個(gè)凸起部的棱緣并以四邊形的方式形成所述呈平面形狀的第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，以對(duì)應(yīng)于包括第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記中心及周?chē)膮^(qū)域。
18.一種如權(quán)利要求16所述的液晶顯示器的制造方法，其特征在于，所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的平面形狀具有斜線，它的延伸線指向所述十字形四個(gè)拐角的中心。
19.一種如權(quán)利要求17所述的液晶顯示器的制造方法，其特征在于，所述第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的平面形狀具有斜線，它的延伸線指向所述十字形四個(gè)拐角的中心。
20.一種如權(quán)利要求15所述的液晶顯示器的制造方法，其特征在于，所述第一對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記的平面形狀各部分具有十字形，并借助位于所述平面形狀上多個(gè)相鄰的對(duì)稱(chēng)位置處的四個(gè)凸起部之間的槽，將第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記各部分形成為由多條線組成的十字形。
全文摘要
一種液晶顯示器及其制造方法，用以防止象素縫隙開(kāi)口和聚焦程度的降低，并改善聚焦程度及生產(chǎn)效率。一個(gè)由多個(gè)顯微物鏡組成的透鏡組與相對(duì)基板成為一體。在相對(duì)基板顯示區(qū)內(nèi)所需位置處形成第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記。沿著多個(gè)凸起部之間的槽形成第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記，使外部輪廓形成有特定寬度的十字形。這些凸起部以與顯微物鏡同樣的材料和形狀制成。第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記按照第二對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記與對(duì)著的顯微物鏡之間沒(méi)有偏差的方法，與顯微物鏡同時(shí)被制成。
文檔編號(hào)G02F1/1335GK1161519SQ96123370
公開(kāi)日1997年10月8日 申請(qǐng)日期1996年11月6日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月6日
發(fā)明者越智鐵朗, 西原靜夫, 市川弘明, 小池啟文, 佐藤安教 申請(qǐng)人:索尼公司