KR100279792B1

KR100279792B1 - 표시패널 및 이 표시패널용의 위치맞춤방법

Info

Publication number: KR100279792B1
Application number: KR1019980041924A
Authority: KR
Inventors: 히로키 나카무라; 요시히로 와타나베; 다카후미 나카무라
Original assignee: 니시무로 타이죠; 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1998-09-30
Publication date: 2001-02-01
Also published as: KR19990030335A; TW520457B; US6204895B1

Abstract

본 발명에 따른 표시패널은, 렌즈군으로 구성되는 집광판에 대해 고정되는 것으로, 집광판의 렌즈군에 대향하여 매트릭스 모양으로 배치되는 복수의 화소전극과, 복수의 화소전극의 행 및 열을 따라 형성되는 복수의 전극배선과, 복수의 화소전극에 대응하는 표시영역의 주위에 형성되고 복수의 전극배선을 매개로 복수의 화소전극을 구동하는 구동회로를 구비한다. 이 표시패널에서는, 집광판의 렌즈군의 초점위치를 복수의 화소전극에 정합시키는 위치맞춤을 위해, 복수의 위치맞춤마크가 렌즈군에 대응하여 복수의 화소전극의 행 및 열방향중 적어도 한쪽에서 화소피치의 정수배의 거리만큼 표시영역으로부터 떨어져 배치된다.

Description

표시패널 및 이 표시패널용의 위치맞춤방법

본 발명은, 집광판을 이용한 투사형 표시장치에 관한 것으로, 특히 집광판에 대해 소정의 위치관계로 조합되는 표시패널 및 그 표시패널용의 위치맞춤방법에 관한 것이다.

액정표시패널로서는, 종래로부터 많은 종류의 것이 제안되어 있다. 그러나, 일반적으로 이용되고 있는 것은, 트위스티드 네마틱(twisted nematic)형 액정으로 대표되는 액정층을 갖춘 것이다. 이런 종류의 액정표시소자에서는 액정분자의 배열의 비틀림을 제어함으로써, 그 액정층을 투과하는 광의 선광성(旋光性)을 제어하여 표시를 행한다. 더욱 상세히 설명하면, 그 동작원리는 액정층에서의 광의 복굴절성 또는 선광성과 편광판의 선편광성(線偏光性)을 이용하여 액정표시패널의 관찰면측으로의 광의 투과를 제어함으로써 표시를 행하는 것이다.

이 액정표시패널에는, 각 화소의 액정에 인가하는 전압을 스위칭하기 위해, 박막트랜지스터(이하,「TFT」라 칭함)가 형성되어 있다. 이와 같은 TFT는 그 재료로서 아몰퍼스 실리콘을 이용한 것과 폴리실리콘(poly silicon)을 이용한 것이 제품화 또는 개발되고 있다. 이들 중에서 폴리실리콘 TFT는 폴리실리콘의 이동도(移動度)에 기인하는 이점을 가진다. 즉, 첫째로 폴리실리콘의 이동도가 높기 때문에 단위시간당 TFT에 흐르게 할 수 있는 전하량을 증가시킬 수 있다. 따라서, TFT의 사이즈를 작게할 수 있고, 그 결과로서 화소의 개구율을 높일 수 있다. 둘째로, TFT의 구동회로를 폴리실리콘을 이용하여 동일 기판상에 형성할 수 있다. 따라서, 구동용 IC 및 그 실장공정이 불필요하게 되고, 저비용화를 실현할 수 있다. 더욱이, 장래, 액정표시패널에 대해 필요로 되는 것이 예상되는 표시영역외의 액자틀 부분의 폭의 저감도 실현할 수 있다. 폴리실리콘 TFT는 이상 설명한 이러한 이점을 갖기 때문에 중요기술로서 주목되고 있다.

이와 같은 폴리실리콘 TFT를 이용한 구동회로 일체형의 액정표시패널에서는 소형·고정밀한 패널을 만들수 있기 때문에, 투사형의 프로젝터용 비디오 카메라의 모니터용 표시소자로서 개발되고, 제품화도 되고 있다.

이들중, 투사형으로는 일반적으로 고속도화를 달성하기 위해, 광의 3원색인 적, 녹, 청(이하, 「R, G, B」로 생략한다)용의 3매(枚)의 패널을 이용한 3판(板)식으로 컬러화상을 표시하는 방식이 채용되고 있다. 또, 비디오 카메라용으로는 컬러필터를 이용하여 컬러화상을 표시하는 단판(單板)방식이 이용되고 있다. 더욱이, 비디오 카메라용의 단판식 액정표시패널을 투사형으로 유용한 저휘도(低輝度)의 프로젝터도 제품화되고 있다.

그러나, 컬러필터를 이용한 단판식의 액정표시소자에서는 3판방식의 액정표시소자와 비교하여 3배의 화소수가 필요하기 때문에 3판식과 같은 표시사이즈의 표시소자로는 개구율이 저하한다. 또, 컬러필터에 의한 광손실도 있고, 고휘도의 프로젝터를 실현하는 것이 곤란하다는 문제가 있었다. 이 때문에, 종래에는 프로젝터로서는 3판방식이 주류였다. 그러나, 이와 같은 3판방식에서는 패널이 3매일 필요가 있다는 점, 또 광분리·합성광학계가 필요하는 점 때문에 저가격화가 어렵다는 문제가 있었다.

그리고, 저가격화의 관점으로부터 몇개의 새로운 방식의 단판식 프로젝터가 주목되고 있다. 이들 새로운 방식중에는 특히 색분리·방향전환을 위한 다이크록 미러군(dichroic mirror group)과 마이크로 렌즈(micro lens) 집광판 부착 액정표시패널을 이용한 것이나, 색분리와 집광 양쪽의 기능을 갖춘 홀로그램(hologram) 광학소자판 부착 액정표시패널을 이용한 단판식 프로젝터의 개발이 활발하게 행해지고 있다.

도 14는 컬러필터를 필요로 하지 않는 액정프로젝터의 동작원리를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 15는 이 액정프로젝터에서 1조의 RGB화소에 입사하는 광의 경로를 나타낸 도면이다. 도 14에 나타낸 바와 같이, 집광판(102)이 TFT를 형성한 어레이기판(105)과 이에 마주 대하는 대향기판(106)으로 구성되고 액정표시패널(104)의 광입사측에 배치되어 있다. 집광판(102)은 각각 액정표시패널의 RGB의 대응조의 RGB화소에 해당되는 복수의 마이크로 렌즈(102L)의 어레이를 가진다. 광원으로부터의 백색광은 다이크로그 미러(103)에 의해 다른 입사각으로 집광판(102)에 입사되는 RGB색성분의 평행광으로 분광된다. 각 마이크로 렌즈(102L)는 액정표시패널의 대응 RGB화소의 개구부(107, 108, 109)로 RGB색성분광(110, 111, 112)를 집광한다. 따라서, 개구부(107, 108, 109)는 색성분광(110, 111, 112)을 각각 받아들일 수 있다. RGB색성분광(110, 111, 112)은 액정표시패널(104)의 개구부(107, 108, 109)를 투과하여 출사광(115, 116, 117)으로서 출사된다. 이와 같이, 컬러필터를 이용하지 않고 컬러표시를 행하는 것이 가능하게 되고, 컬러필터에 의한 광손실도 없어진다. 따라서, 광학계의 소형화, 저비용화가 달성될 수 있다는 이점이 있다.

이와 같은 마이크로 렌즈나 홀로그램 광학소자판을 이용한 방식에서는, 이들을 액정표시패널과 위치정밀도가 좋게 맞출 필요가 있다. 또, 광손실을 억제하기 위해 액정표시패널의 화소사이즈가 작아지는 만큼 위치맞춤정밀도를 높일 필요가 있다. 특히, 상술한 바와 같은 컬러필터를 이용하지 않는 방식의 것에서는 중요하다. 그런데, 종래 모이레(moire) 패턴을 관찰함으로써 마이크로 렌즈와 액정표시패널의 화소와의 위치관계를 조정하는 시험이 이루어져 왔다. 그러나, 이 모이레 위치맞춤방법에서는 매우 고정밀도화에 대응하는 충분한 정밀도를 확보할 수 없다. 또, 이 방법은 상술한 바와 같은 렌즈중심과 어느 색 화소가 그 렌즈중심으로 대치하는 것인가를 특정할 수 없다. 이 때문에, 이 방법은 컬러필터를 이용하지 않는 단판식의 것에 응용할 수 없다는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 집광판의 렌즈군의 초점위치를 복수의 화소전극에 정합시키는 위치맞춤정밀도를 향상시킬 수 있는 표시패널 및 이 표시패널용의 위치맞춤방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 투사형(投射型) 액정표시패널의 평면구조를 나타낸 도면이고,

도 2는 도 1에 나타낸 액정표시패널의 외관을 나타낸 도면,

도 3은 도 1 및 도 2에 나타낸 액정표시패널의 단면구조를 나타낸 도면,

도 4는 도 1에 나타낸 액정표시패널의 더미화소영역을 상세하게 나타낸 도면,

도 5는 마이크로 렌즈(micro lens)로 조사되어 도 4에 나타낸 위치맞춤마크에 집중되는 레이저광을 나타낸 도면,

도 6은 도 1 및 도 2에 나타낸 집광판의 위치맞춤 및 고정에 이용되는 설비를 나타낸 도면,

도 7은 도 6에 나타낸 설비의 변형예를 나타낸 도면,

도 8은 도 6에 나타낸 모니터에 스케일과 더불어 표시된 위치맞춤마크의 화상을 나타낸 도면,

도 9는 도 1에 나타낸 신호선 구동회로 및 더미구동부에서 영상신호를 샘플링하여 신호선에 공급하는 스위치회로의 구성을 나타낸 도면,

도 10은 도 9에 나타낸 스위치회로에 의해 샘플링되는 영상신호 및 이 샘플링을 제어하기 위한 예비기입신호를 나타낸 파형도,

도 11은 버니어(vernier) 패턴으로 구성된 위치맞춤마크를 나타낸 도면,

도 12는 도 11에 나타낸 위치맞춤마크가 주사선 구동회로의 영역내에 배치되는 예를 나타낸 도면,

도 13은 도 11에 나타낸 위치맞춤마크가 집광판의 대각방향에서 표시영역의 양측에 배치된 예를 나타낸 도면,

도 14는 컬러필터(color filter)를 필요로 하지 않는 일반적인 액정프로젝터의 동작원리를 개략적으로 나타낸 도면,

도 15는 도 11에 나타낸 액정프로젝터에서 1조(組)의 R, G 및 B화소에 입사되는 광의 경로를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 --- 전반사 미러, 2 --- 전반사 미러,

10 --- 액정표시패널, 11 --- 유리기판(어레이기판),

12 --- 어레이기판, 13 --- 게이트전극,

14 --- 신호선, 15 --- 박막트랜지스터(TFT),

15A --- 반도체층, 17 --- 주사선,

18 --- 보조 용량선, 19 --- 드레인전극,

20 --- 화소전극, 22 --- 액정층,

23 --- 게이트절연막, 24 --- 제1층간절연막,

25 --- 제2층간절연막, 26 --- 제3층간절연막,

28 --- 대향기판, 71 --- 차광층,

72 --- 컨택트홀, ML --- 집광판,

SR --- 표시영역, YD --- 주사선 구동회로,

XD --- 신호선 구동회로, DR --- 더미표시영역,

DM --- 더미화소전극, DD --- 더미구동부,

MK --- 위치맞춤마크, LZ --- 마이크로 렌즈,

AD --- 자외선 경화형 접착제, UV --- 자외선 조사기,

LB --- 레이저광원, HF --- 하프 미러,

M1 --- 마크 패턴, M2 --- 마크 패턴,

SC1, SC2, SC3 --- 현미경, T1, T2, T3 --- 모니터,

AJ --- 마이크로 렌즈 위치조정기구,

AW --- 스위치회로, MV --- 버니어 패턴.

본 발명에 의하면, 렌즈군으로 구성되는 집광판에 대해 고정되는 어레이기판에 있어서, 집광판의 렌즈군에 대향하여 매트릭스 모양으로 배치되는 복수의 화소전극과, 복수의 화소전극의 행 및 열에 따라 형성되는 복수의 전극배선, 복수의 화소전극에 대응하는 표시영역의 주위에 형성되어 복수의 전극배선을 매개로 복수의 화소전극을 구동하는 구동회로 및, 렌즈군의 초점위치를 복수의 화소전극에 대해 정합시키는 위치맞춤을 위해, 렌즈군에 대향하고 복수의 화소전극의 행 및 열방향중 적어도 한쪽에 있어서 표시영역으로부터 화소전극피치의 정수배의 거리만큼 표시영역으로부터 떨어져 배치되는 복수의 위치맞춤마크를 구비한 표시패널이 제공된다.

더욱이 본 발명에 의하면, 렌즈군으로 구성된 집광판에 대해 고정된 표시패널에 있어서, 집광판의 렌즈군에 대향하여 매트릭스 모양으로 배치된 복수의 화소전극, 복수의 화소전극의 행 및 열에 따라 형성된 복수의 전극배선 및 복수의 화소전극에 대응하는 표시영역의 주위에 형성되어 복수의 전극배선을 매개로 복수의 화소전극을 구동하는 구동회로를 포함하는 어레이기판과, 복수의 화소전극에 대향하는 대향전극을 갖춘 대향기판, 어레이기판 및 대향기판 사이에 보지되는 액정층 및, 집광판을 매개로 입사하는 광을 출사하는 측에 위치하는 어레이기판 및 대향기판중 한쪽에서 렌즈군에 대향하여 형성되고, 복수의 화소전극의 행 및 열방향중 적어도 한쪽에서 화소전극피치의 정수배의 거리만큼 표시영역으로부터 떨어져 배치되는 복수의 위치맞춤마크를 구비하고, 집광판의 렌즈군의 초점위치를 복수의 화소전극에 정합시키기 위해 렌즈군의 초점위치와 복수의 위치맞춤마크와의 위치관계를 조정하는 위치맞춤방법이 제공된다.

이와 같이 구성된 표시패널 및 위치맞춤방법에 의하면, 복수의 위치맞춤마크가 집광판에 대향하여 복수의 화소전극의 행 및 열방향중 적어도 한쪽에서 화소전극피치의 정수배의 거리만큼 표시영역으로부터 떨어져 배치되기 때문에, 집광판의 렌즈군의 초점위치를 이들 복수의 화소전극에 정합시키는 위치맞춤을 고정밀도로 행할 수 있다. 더욱이, 집광판측에 위치맞춤마크를 설치할 필요가 없다.

(실시예)

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 투사형 액정표시패널을 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 이 액정표시패널의 평면구조를 나타내고, 도 2는 이 액정표시패널의 외관을 나타내며, 도 3은 이 액정표시패널의 단면구조를 나타내고, 도 4는 이 액정표시패널의 더미화소영역을 상세히 나타낸다. 이 액정표시패널(10)은 어레이기판(12), 대향기판(28), 액정층(22) 및 집광판(ML)을 갖추고 있다. 어레이기판(12)은, 매트릭스 모양으로 배치된 투명한 복수의 화소전극과, 복수의 화소전극(20)의 행을 따라 형성되는 복수의 주사선(17), 복수의 화소전극(20)의 열을 따라 형성되는 복수의 신호선(14), 복수의 화소전극(20)이 배치된 표시영역(SR)의 주위에 형성되어 복수의 주사선을 순차적으로 구동하는 주사선 구동회로(YD) 및, 표시영역(SR)의 주위에 형성되어 복수의 신호선(14)을 구동하는 신호선 구동회로(XD)를 갖추고 있다. 더욱이, 복수의 폴리실리콘 박막트랜지스터(이하, 「폴리실리콘 TFT」라 칭함; 15)가 복수의 화소전극(20)에 대응하여 복수의 주사선(17) 및 복수의 신호선(14)의 교차위치부근에 각각 형성되고, 각각 대응주사선(17)을 매개로 구동되어 대응신호선(14)으로부터의 영상신호전압을 대응화소전극(20)에 공급하는 스위칭소자로서 이용된다.

또, 더미화소영역(DR)이 주사선 구동회로(YD) 및 신호선 구동회로(XD)와 표시영역(SR)과의 간격으로 설치된다. 더미화소영역(DR)에서는, 투명한 복수의 더미화소전극(DM)이 복수의 화소전극(20)에 연속하여 같은 피치(pitch)로 나란히 늘어지고, 더욱이 더미의 폴리실리콘 TFT, 신호선, 및 주사선이 표시영역(SR)과 마찬가지의 회로구조를 얻기 위해 각 더미화소전극(DM)에 대응하여 설치된다. 주사선 구동회로(YD) 및 신호선 구동회로(XD)에는 더미구동부(DD)가 이들 더미의 주사선 및 신호선을 구동하기 위해 설치된다.

상술한 어레이기판은 또 더미화소영역(DR)에 형성되는 복수의 위치맞춤마크(MK)를 가진다. 이들 위치맞춤마크(MK)는 복수의 화소전극(20)의 중앙행 및 중앙열중 적어도 한쪽에 대응하여 표시영역(SR)의 양측에 배치된다.

대향기판(28)은 복수의 화소전극(20)에 대향하는 대향전극을 가지고, 액정층(22)은 어레이기판(12) 및 대향기판(28)사이에 유지된다. 집광판(ML)은 각각 3원색에 대응하여 조합되는 1조의 화소전극(20)에 해당되는 복수의 마이크로 렌즈(LZ)를 갖추고, 이들 마이크로 렌즈(LZ)가 각각의 조의 화소전극(20)에 대향하는 위치에 있어서 대향기판(28)에 고정된다.

여기에서, 액정표시패널(10)에 대해 제조공정과 더불어 더 설명한다. 폴리실리콘 TFT(15)의 반도체층(15A)은, 아몰퍼스 실리콘막을 유리기판(11)상에 플라즈마 CVD법(PECVD법)에 의해 약 500Å(Angstrom) 퇴적하고, 탈수소처리를 하고 나서 레이저 어닐(anneal)법에 의해 다결정 실리콘화하고, 더욱이 섬(島)모양으로 패터닝함으로써 형성된다. 이어서, 이 반도체층(15A)은 약 1000Å 퇴적되는 게이트절연막(23)으로 덮여지고, 또 4000Å 퇴적되는 몰리브덴·텅스텐합금(MoW)층으로 게이트절연막(23)이 덮여지고, 이 몰리브덴·텅스텐합금층이 패터닝되어 게이트전극(13) 및 게이트전극(13)과 일체의 주사선(17)이 형성된다. 더욱이, 동시에 주사선(17)과 대략 평행한 보조 용량선(18)이 형성된다. 그리고, 불순물이 게이트전극(13)을 마스크로 하는 자기정합(self alignment)으로 반도체층(15A)에 주입된다. 이어서, 제1층간절연막(24)이 주사선(17)상에 산화실리콘을 약 5000Å 퇴적하여 형성된다. 게이트절연막(23) 및 제1층간절연막(24)에는 소스 및 드레인용 컨택트홀(72)이 형성된다. 이어서, 신호선(14)과 드레인전극(19)이 Mo/Al/Mo로 불리는 다층구조로 6000Å의 두께가 되도록 제1층간절연막(24)상에 형성된다. 더욱이, TFT(15)는 n채널형 트랜지스터이지만, 구동회로(YD, XD)는 n채널과 p채널의 CMOS구조로 한다. 이 때문에, 구동회로(YD, XD)의 소스·드레인 영역형성의 불순물 주입은 n채널과 p채널로 나뉘어져 행해진다. 여기에서, 화소 스위칭용의 TFT(15)는 채널영역과 소스 및 드레인영역과의 사이에 각각 n마이너스(minus)형 영역이 설치되는 LDD(Lightly Doped Drain)구조로 한다.

이후, 제2층간절연막(25)이 질화실리콘을 약 5000Å 퇴적함으로써 형성되고, 더욱이 몰리브덴(Mo) 등의 금속막으로 이루어진 차광층(71)이 표시영역(SR)의 컨택트홀 근방 및 더미화소영역(DR)에 대응하여 제2층간절연막(25)상에 형성된다. 여기에서, 위치맞춤마크(MK)에 대응하는 부위는 이 차광층(71)으로 덮여지지 않는다. 이어서, 제3층간절연막(26)이 아크릴수지를 약 2㎛퇴적함으로써 형성되고, 이에 의해 표시영역 및 그 주위영역의 요철(凹凸)을 평탄화한다. 이 제3층간절연막(26)은 1~6㎛정도의 두께인 것이 바람직하다. 화소전극(20)은 제2층간절연막(25)과 제3층간절연막(26)을 관통하는 컨택트홀을 설치하고 나서 형성된다. 더욱이, 층간절연막(26)은, 평탄화가 유효하게 달성될 수 있으면, 아크릴수지 이외의 유기물층 혹은 SOG(Spin On Glass) 등의 무기물층을 재료로 하여 형성되어도 좋다. 또, 층간절연막(26)은 유기물층의 위에 무기물층을 겹친 복합층이라도 좋다. 유기물층이 감광성이라면 공정을 단축할 수 있지만, 감광성을 가지지 않은 것도 좋다.

어레이기판(12)이 상술한 바와 같이 하여 형성되면, 예컨대 폴리이미드(pol yimide)로 이루어진 도시하지 않은 배향막이 더미화소영역도 포함하여 어레이기판의 주표면을 전체적으로 덮어 형성되고, 또 배향처리된다. 다른쪽 대향기판(28)에 대해서도 마찬가지의 배향막이 대향전극을 전체적으로 덮어서 형성되고, 배향처리된다. 여기에서, 대향기판(28)의 대향전극은 더미화소영역에도 연재(延在)하고 있다. 어레이기판(12)과 대향기판(28)은 이들 배향막을 내측을 향해 맞추고, 더미화소영역의 바깥둘레에 대응하여 도포되는 밀봉재로 맞붙이며, 그후 밀봉재를 열경화시킨다. 액정층(22)은 밀봉재의 일부에 설치되는 액정주입구로부터 종래로부터 알려진 감압주입법 혹은 흡인주입법 등으로 액정을 주입하고, 그후 주입구를 밀봉재를 이용하여 봉인함으로써 형성된다. 이때, 대향기판(28)의 두께는 화소사이즈에 의존하지만, 예컨대 1화소가 27㎛×81㎛정도로 0.4mm두께 정도로 하면 좋다.

액정표시패널(10)이 상술한 바와 같이 하여 얻어지면, 예컨대 자외선 경화형 접착제(AD)가 대향기판(28)상에 도포되고, 집광판(ML)이 이 대향기판(28)상으로 겹쳐져 가압된다. 이에 따라, 접착제(AD)의 두께는 소정 직경의 스포트(spot)광이 어레이기판(12)상에서 얻어지도록 적절히 집광판(ML)을 마이크로 렌즈의 초점거리만큼 어레이기판(12)으로부터 떼어내기 위해 10~30㎛정도의 일정치로 설정된다.

이후, 집광판(ML)은 도 6에 나타낸 마이크로 렌즈 조정기구를 이용한 위치조정후, 이 기판(ML)측으로 설치되는 자외선 조사기(UV)로부터 자외선을 조사하여 접착제(AD)를 경화시킴으로써 대향기판(28)에 고정된다. 이 마이크로 렌즈 조정기구에서는 레이저광이 레이저 광원(LB)으로부터 발사되면, 전반사 미러(1)에서 반사하고, 하프 미러(half mirror; HF)와 전반사미러(2)에서 또 반사되어 집광판(ML)으로 입사한다. 집광판(ML)의 렌즈군은 이렇게 입사되는 레이저광을 집광하여 스포트광으로서 어레이기판(12)상에 결상(結像)한다.

집광판(ML)의 위치조정은, 도 4 및 도 5에 나타낸 복수의 위치맞춤마크(MK)를 기준으로 하여 행해진다. 각 위치맞춤마크(MK)는 화소개구를 규정하는 예컨대 보조 용량선(18) 및 주사선(17)과 같은 재료로 구성되고, 더미화소영역(DR)에서 3원색에 대응하여 늘어선 더미화소전극(DM)의 위치에 각각 형성된 3개의 마크 패턴으로 구성된다. 중앙의 마크 패턴(M1)은 양측의 마크 패턴(M2)과 다른 형상으로 설정된다. 이것은 마이크로 렌즈(LZ)의 중심과 상대하는 색화소 피치(pitch)에 대응하는 마크 패턴(M1)과 그렇지 않은 마크 패턴(M2)을 구별할 수 있도록 하기 위해서이다.

실제의 위치맞춤에서는, 도 6에 나타낸 바와 같이 각각 소정방향으로부터 집광판(ML)으로 입사하는 1쌍의 레이저광의 각각을 마이크로 렌즈(LZ)에 의해 어레이기판(12)상으로 집광하고, 이 스포트광을 좌우대칭으로 설치한 마크 패턴(M1)의 중심에 일치하도록 한다. 마크 패턴(M1, M2)과 레이저 스포트광의 위치관계는 레이저광 입사측과는 반대측으로 설치된 CCD카메라 부착 현미경(SC1, SC2)에 접속된 모니터(T1, T2)를 이용하여 관찰된다. 도 5에는 다른 패턴을 제거한 더미화소영역의 위치맞춤마크만 이미지로서 나타내었다. 도 5에 나타낸 바와 같이 위치맞춤마크(MK)에 대응하고, 모니터(T1, T2)의 각각은 도 8에 나타낸 바와 같이 레이저 스포트광 및 마크 패턴(M1, M2)을 스케일과 더불어 표시한다. 이 때문에, 모니터의 스케일로서 레이저 스포트광과 마크 패턴(M1)의 중심과의 오차를 확인하고. 이 오차를 없애도록 마이크로 렌즈 위치조정기구(AJ)를 이용하여 집광판(ML)을 수평방향(X)으로 이동, 수직 방향(Y)으로 이동 혹은 회전이동시켜 위치조정을 행한다.

마크 패턴(M1, M2)과 같이 렌즈중심과 대향하는 색화소의 마크 패턴을 다른 색화소의 마크 패턴과 다른 형상으로 하는 것으로, 마이크로 렌즈(LZ)의 초점위치는 색화소의 순번을 서로 틀리게 하는 일없이 확실하게 화소전극에 정합시키는 것이 가능하게 된다. 이와 같이 하지 않으면, 집광판(ML)과 어레이기판과의 위치관계를 고정할 수 있더라도, 입사광의 색과 색화소가 대응하지 않는 결과로 된다. 또, 마크 패턴은 상하·좌우의 작은 오차에 대응할 수 있도록 복수개 설치하는 것이 바람직하다.

레이저광원은 수평방향(X) 및 수직방향(Y)의 오차를 정확히 확인하는데에 극히 유효하다. 레이저광원을 위치맞춤에 이용한 경우, 종래의 램프를 조명광원으로 했을 때에 생기는 조리개의 물리적인 위치나 램프의 미러내부에서의 광강도의 차이 등에 의한 영향을 배제할 수 있기 때문에, 보다 높은 정밀도로 위치맞춤이 가능하다.

동시에, 레이저광의 높은 평행성에 의해 집광도가 높은 광원상이 얻어진다. 따라서, 마이크로 렌즈(LZ)의 초점거리가 흐트러져 있어도 위치맞춤의 정밀도를 높게 유지할 수 있다.

상기 실시예에서는 렌즈중심과 대향하는 색화소의 마크 패턴(M1)과 그렇지 않은 마크 패턴(M2)의 패턴형상을 다르게 했지만, 물론 렌즈중심에 대향하는 색화소만 복수개 설치하여도 좋다.

상술한 실시예에서는 위치맞춤마크(MK)는 더미화소영역(DR)에서 표시영역(SR)의 좌우에 대칭으로 배치했지만, 표시영역(SR)의 상하에 대칭으로 배치하여도 좋다. 여기에서, 마이크로 렌즈(LZ)와 어레이기판과의 위치맞춤정밀도는 개구부의 횡방향, 종방향은 물론 중요하지만, 회전방향의 위치맞춤이 얼룩의 관점에서 보다 중요하기 때문에, 상술한 바와 같이 좌우에 설치하든가 아니면 상하에 설치하는 것으로 회전방향의 위치맞춤정밀도가 향상된다. 특히, 모이레법에서는 모이레상이 선명하지 않거나 하면 정밀도가 나빠지지만, 상술한 바와 같이 레이저광을 마이크로 렌즈(LZ)측에서부터 입사하여 레이저의 스포트광을 마크 패턴의 중심으로 맞추는 것으로 종방향·횡방향에 더하여 회전방향의 정밀도가 향상된다. 이 때문에, 화소사이즈가 작을수록 유리하게 된다. 위치맞춤정밀도 향상의 관점으로부터 위치맞춤마크는 개구부를 규정하는 재료로 형성하는 것이 바람직하다.

더욱이, 자외선 조사기(UV)를 도 6에 나타낸 위치로부터 도 7에 나타낸 위치로 이동시키고, 하프 미러를 도 6에서 자외선 조사기(UV)가 있었던 위치에 배치하고, 이 하프 미러를 매개로 촬상하도록 배치되는 CCD카메라 부착 현미경(SC3) 및 이 현미경(SC3)에 접속된 모니터(T3)를 이용하여 모이레상을 관찰하면서 레이저의 스포트광에 의한 위치맞춤을 행하여도 좋다. 이 모이레상을 관찰하는 이유는 회전방향의 오차를 계측하기 쉽고, 개략적인 위치맞춤을 행하기 위해 유효하기 때문이다.

상술한 실험예에서는 위치맞춤마크(MK)를 더미화소영역(DR)에 형성한 예를 나타냈지만, 화소전극의 행 및 열방향의 적어도 한쪽에 있어서 화소전극피치의 정수배의 거리만큼 표시영역으로부터 떨어져 배치되면, 어디에 배치해도 좋다. 다만, 위치맞춤마크(MK)를 이들 구동회로(XD, YD)의 외측에 배치하면 액정표시패널의 액자틀의 치수가 커져버림과 더불어 집광판(ML)도 커져버리기 때문에 비용이 높아져 버린다. 더욱이, 위치맞춤마크(MK)가 액정표시패널의 단부에 매우 가까우면 이를 모니터하는 것이 어렵다는 문제도 생긴다. 또, 상술한 실시예에서는 액정층(22)의 형성후에 집광판(ML)을 붙였지만, 대향기판(28)과 마이크로 렌즈(LZ)를 미리 일체로 형성하고 자외선 경화형의 밀봉재를 이용하여 어레이기판(12)과 대향기판(28) 사이에 액정층(22)을 보지시켜도 좋다. 이 경우, 상술한 위치맞춤마크(MK)를 기준으로 하여 대향기판(28)의 위치맞춤 후에 자외선을 조사하여 대향기판(28)을 고정하고, 이 후에 액정을 주입하는 것만으로도 좋다. 화소사이즈가 작아져 대향기판(28)의 두께가 얇아진 경우에는 대향기판(28)과 마이크로 렌즈(LZ)를 일체화하는 것이 바람직하다.

그런데, 본 실시예에서는 더미화소영역(DR)의 위치맞춤마크는 차광되어 있지 않기 때문에, 흑(黑)표시하는 등으로 마크가 표시되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

즉, 더미구동부(DD) 및 신호선 구동회로(XD)는 이 흑색표시를 행하기 위해 도 9에 나타낸 바와 같이 구성되고, 도 10에 나타낸 바와 같이 영상신호에 동기하여 입력되는 예비기입신호에 의해 제어된다. 신호선 구동회로(XD)에 있어서, NAND회로는 이 예비기입신호와 시프트 레지스터의 출력과의 논리화를 필요로 하며, 이 논리화에 의해 영상신호 전송라인과 신호선과의 사이에 배치된 스위치회로(AW)의 동작을 제어한다. 스위치회로(AW)는 예비기입신호가 온(on)일 때에 시프트 레지스터의 동작에 관계없이 도통하고, 화상신호 전송라인의 전압을 신호선에 공급한다.

이 구성은, 그라운드(ground)신호가 더미 시프트 레지스터의 출력 대신에 NAND회로에 공급되는 것을 제외하고, 더미구동부(DD)에 있어서도 마찬가지이다. 더미구동부(DD)의 NAND회로는 예비기입신호와 그라운드신호와의 논리화를 필요로 하고, 이 논리화에 의해 영상신호 전송라인과 더미신호선과의 사이에 배치된 스위치회로(AW)의 동작을 제어한다. 이 경우, 스위치회로(AW)는 예비기입신호가 온일 때에 영상신호 전송라인의 전압을 더미화소영역의 신호선으로 공급한다.

상술한 예비기입신호는 영상신호가 블랙레벨로 설정되는 블랭킹(blanking)기간에 온으로 된다. 이때, 더미구동부(DD)의 스위치회로(AW)가 블랙레벨의 영상신호를 각각의 신호선으로 공급한다. 이 블랙레벨의 신호를 TFT를 매개로 위치맞춤마크용의 모든 더미화소에 설정하고, 이들 더미화소를 유효영상기간에 있어서 흑색표시로 유지하면, 이 위치맞춤마크를 투사화면상에서 보이지 않게 할 수 있다.

더욱이, 위치맞춤마크인 더미화소 이외의 더미화소의 개구부는 차광부재로 차광하여도 좋고, 또 상술한 블랙레벨의 기입을 행하는 경우에 대해서는 차광부재에 의해 차광하지 않아도 좋다.

또, 상술한 실시예에서는 마크 패턴(M1, M2)이 위치맞춤마크(MK)로서 이용되었지만, 예컨대 도 11에 나타낸 바와 같은 단일의 버니어 패턴(MV)을 위치맞춤마크(MK)로서 이용할 수 있다. 이 경우, 버니어 패턴(MV)의 윤곽을 구성하는 스텝에 의해 레이저 스포트광의 위치오차량을 검출할 수 있다. 더욱이, 이 버니어 패턴(MV)을 이용한 경우, 위치맞춤마크(MK)는 도 12에 나타낸 바와 같이 더미표시영역(DR)의 외측에 배치할 수 있다. 이 도면(12)에서는 한쪽의 위치맞춤마크(MK)가 주사선 구동회로(YD)의 영역내에 형성되고, 다른쪽의 위치맞춤마크(MK)가 더미표시영역(DR)으로 인접하는 영역내에 형성된다. 다만, 이들 위치맞춤마크(MK)의 각각은 화소전극의 행방향에서 화소전극피치의 정수배의 거리만큼 표시영역(SR)으로부터 떨어짐과 더불어, 집광판(ML)이 이들 위치맞춤마크(MK)에 대향하도록 더미표시영역으로부터 더 연장되어 설치된다. 더욱이, 평행 광원이 이용되는 경우에는 도 13에 나타낸 바와 같이 버니어 패턴(MV)으로 이루어진 2개의 위치맞춤마크(MK) 집광판(ML)의 대각선상에서 표시영역(SR)의 양측에 형성하여도 좋다. 다만, 이들 위치맞춤마크(MK)의 각각은 화소전극의 행 및 열방향에서 화소전극피치의 정수배의 거리만큼 표시영역(SR)으로부터 떨어진다.

또, 집광체(ML)에 맞춤마크를 형성하고, 어레이기판 혹은 대향기판상에 형성한 맞춤마크와 화소맞춤을 행하는 방식을 병용함으로써, 상기 위치맞춤마크(MK)의 형성수, 범위를 좁힐 수도 있다.

또, 상술한 실시예에서는 각 마이크로 렌즈가 3화소에 1개의 배분으로 설치되었지만, 각 화소에 1개의 배분으로 설치되어도 좋다.

더욱이, 상술한 실험예에서는 액정표시패널이 노말리 화이트(normally whi te)구성이지만, 노말리 블랙구성으로 치환하여도 좋다.

이 경우는, 더미화소는 블랭킹기간 등을 이용하여 대향전극전압과 대략 같은 전압을 인가함으로써 흑색표시를 행할 수 있다.

본 발명에 의하면, 복수의 위치맞춤마크가 상기 복수의 화소전극의 행 및 열방향중 적어도 한쪽에서 화소전극피치의 정수배의 거리만큼 표시영역으로부터 떨어져 배치되기 때문에, 소형화가 도모됨과 더불어 고정밀도로 마이크로 렌즈의 위치맞춤이 가능하다.

복수의 위치맞춤마크가 복수의 화소전극의 중앙행 및 중앙열중 적어도 한쪽에 대응하여 표시영역의 양측에 배치되면, 회전방향의 위치맞춤정밀도도 향상시킬 수 있고, 표시영역내의 얼룩의 발생이 억제된다. 또, 각 위치맞춤마크가 더미화소영역에 있어서 3원색으로 대응하여 나란히 더미화소전극의 위치에 각각 형성되는 3개의 마크 패턴으로 구성되고, 이들 마크 패턴중 중앙의 1개가 나머지 2개와 다른 패턴형상으로 설정되면, 어레이기판상의 색화소와 마이크로 렌즈중심을 일치시킬 수 있다.

각 위치맞춤마크가 화소의 개구를 주로 규정하는 전극배선과 동일재료로 형성되기 때문에, 형성시의 위치오차를 저감할 수 있다. 더욱이, 위치맞춤마크용의 모든 더미화소를 예비기입신호에 의해 흑색표시상태로 유지할 수 있기 때문에, 화상표시의 방해가 되는 위치맞춤마크를 표시화면으로부터 제거할 수 있다.

상술한 실시예에서는 R, G, B에 대응한 더미 3원색 화소로 이루어진 더미표시회소(繪素)의 중심 화소로 주로 이루어진 위치맞춤마크를 형성했지만, 집광판으로의 레이저광의 입사각을 직교하는 것으로부터 소정의 각도로 변경하는 것으로, 다른 더미 원색(原色)화소로 주로 이루어진 위치맞춤마크를 형성할 수 있다.

또, 위치맞춤마크는 신호선과 동층, 주사선과 동층 혹은 차광부재 등에 의해 적정형성할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 집광판의 렌즈군의 초점위치를 복수의 화소전극에 정합시키는 위치맞춤정밀도를 향상시킬 수 있는 표시패널 및 이 표시패널용의 위치맞춤방법을 제공할 수 있다.

Claims

렌즈군으로 구성되는 집광판에 대해 고정되는 표시패널에 있어서,

상기 집광판의 렌즈군에 대향하여 매트릭스 모양으로 배치되는 복수의 화소전극과,

상기 복수의 화소전극의 행 및 열에 따라 형성되는 복수의 전극배선,

상기 복수의 화소전극에 대응하는 표시영역의 주위에 형성되어 상기 복수의 전극배선을 매개로 상기 복수의 화소전극을 구동하는 구동회로 및,

상기 렌즈군의 초점위치를 상기 복수의 화소전극에 대해 정합시키는 위치맞춤을 위해, 상기 렌즈군에 대향하고 상기 복수의 화소전극의 행 및 열방향중 적어도 한쪽에 있어서 상기 표시영역으로부터 화소전극피치의 정수배의 거리만큼 상기 표시영역으로부터 떨어져 배치되는 복수의 위치맞춤마크를 구비한 것을 특징으로 하는 표시패널.
제1항에 있어서, 상기 복수의 위치맞춤마크가 상기 복수의 화소전극의 대략 중앙행 및 대략 중앙렬중 적어도 한쪽에 대응하여 상기 표시영역의 양측에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제1항에 있어서, 상기 각 위치맞춤마크는 상기 표시영역의 상기 구동회로용으로서, 상기 복수의 화소전극에 연속하여 늘어선 더미화소영역에 형성되는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제3항에 있어서, 상기 각 위치맞춤마크가 상기 더미화소영역에서 3원색에 대응하여 늘어선 더미화소중 어느 하나에 대응하여 형성되는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제3항에 있어서, 상기 각 위치맞춤마크가 상기 더미화소영역에서 3원색에 대응하여 늘어선 더미화소전극의 위치에 각각 형성되는 3개의 마크 패턴으로 구성되고, 이들 마크 패턴중 어느 하나가 다른 것과 다른 패턴형상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제1항에 있어서, 상기 각 위치맞춤마크가 상기 전극배선과 동일부재로 형성되는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제3항에 있어서, 상기 위치맞춤마크를 제외하고 상기 더미화소영역이 차광부재로 덮이는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제3항에 있어서, 상기 복수의 더미화소전극을 구동하는 더미구동회로를 더 구비한 것을 특징으로 하는 표시패널.
제8항에 있어서, 상기 더미구동회로가 상기 복수의 더미화소전극에 흑색표시용의 전압을 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제9항에 있어서, 상기 복수의 전극배선이 상기 복수의 화소전극 및 복수의 더미화소전극의 행을 따라 형성되는 복수의 주사선과, 상기 복수의 화소전극 및 복수의 더미화소전극의 열을 따라 형성되는 복수의 신호선으로 구성되고, 상기 복수의 화소전극 및 복수의 더미화소전극이 각각 1개의 대응 주사선으로부터의 선택신호에 응답하여 1개의 대응 신호선의 전압을 출력하는 복수의 스위칭소자에 접속되고, 상기 더미구동회로가 상기 흑색표시용의 전압을 상기 복수의 위치맞춤마크에 대응하는 위치의 더미화소전극으로 공급하여 보지시키기 위해, 이들 더미화소전극에 대응하는 상기 신호선에 접속되는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제10항에 있어서, 상기 더미구동회로가 상기 복수의 화소전극으로 공급되는 영상신호의 블랭킹기간에 상기 복수의 위치맞춤마크에 대응하는 위치의 더미화소전극에 상기 흑색표시용의 전압을 공급하기 위해, 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제1항에 있어서, 상기 표시패널은 상기 복수의 화소전극, 상기 복수의 전극배선, 상기 구동회로를 포함하는 어레이기판과,

상기 복수의 화소전극에 대향하는 대향전극을 갖춘 대향기판 및,

상기 어레이기판 및 대향기판 사이에 보지되는 액정층을 구비하고,

상기 복수의 위치맞춤마크는 상기 집광판을 매개로 입사하는 광을 출사하는 측에 위치하는 상기 어레이기판 및 대향기판중 한쪽에 형성되는 것을 특징으로 하는 표시패널.
렌즈군으로 구성되는 집광판에 대해 고정되는 표시패널에 있어서,

상기 집광판의 렌즈군에 대향하여 매트릭스 모양으로 배치되는 복수의 화소전극과, 상기 복수의 화소전극의 행 및 열에 따라 형성되는 복수의 전극배선 및 상기 복수의 화소전극에 대응하는 표시영역의 주위에 형성되고, 상기 복수의 전극배선을 매개로 상기 복수의 화소전극을 구동하는 구동회로를 포함하는 어레이기판과,

상기 복수의 화소전극에 대향하는 대향전극을 갖춘 대향기판,

상기 어레이기판 및 대향기판용으로 보지되는 액정층 및,

상기 집광판을 매개로 입사하는 광을 출사하는 측에 위치하는 상기 어레이기판 및 대향기판중 한쪽에서 상기 렌즈군으로 대향하여 형성되고, 상기 복수의 화소전극의 행 및 열방향중 적어도 한쪽에서 화소전극피치의 정수배의 거리만큼 상기 표시영역으로부터 떨어져 배치되는 복수의 위치맞춤마크를 구비하고,

상기 집광판의 렌즈군의 초점위치를 상기 복수의 화소전극에 정합시키기 위해 상기 렌즈군의 초점위치와 상기 복수의 위치맞춤마크와의 위치관계를 조정하는 것을 특징으로 하는 위치맞춤방법.
제13항에 있어서, 상기 위치관계의 조정이 레이저광원으로부터의 레이저광을 상기 집광판을 매개로 표시패널로 조사하고, 상기 집광판의 렌즈군중 1개로 초점위치에 집광된 레이저광을 이 렌즈에 대응하는 위치맞춤마크의 중심위치와의 오차를 확인하고, 이 오차를 없애도록 집광판의 위치를 수정함으로써 행해지는 것을 특징으로 하는 위치맞춤방법.
제14항에 있어서, 상기 오차의 확인이 상기 레이저광원에 대해 상기 표시패널의 반대측에서 관찰되는 레이저광 및 위치맞춤마크를 스케일과 더불어 표시하는 모니터를 이용하여 행하는 것을 특징으로 하는 위치맞춤방법.
제15항에 있어서, 상기 각 위치맞춤마크가 상기 더미화소영역에서 3원색으로 대응하여 늘어선 더미화소전극의 위치에 각각 형성되는 3개의 마크 패턴으로 구성되고, 이들 마크 패턴중 어느 1개가 다른 것과 다른 패턴형상으로 설정되는 것을 특징으로 하는 위치맞춤방법.
제1항에 있어서, 각 위치맞춤마크는 버니어 패턴으로 구성되는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제1항에 있어서, 상기 복수의 위치맞춤마크중 적어도 한쪽은 상기 집광판에 대향하여 구동회로내에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시패널.
제1항에 있어서, 상기 복수의 위치맞춤마크는 상기 집광판에 대향하고 이 집광판의 대각선상에서 상기 표시영역의 양측에 배치되는 것을 특징으로 하는 표시패널.