JP3148186B2 - 集光板と組合される表示パネルおよびこの表示パネル用の位置合せ方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、集光板を用いた投
射型表示装置に関し、特に集光板に対して所定の位置関
係で組合される表示パネル、およびこの表示パネル用の
位置合せ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示パネルとしては、従来から多く
の種類のものが提案されている。しかし、一般に多用さ
れているものは、ツイステッドネマティク型液晶に代表
されるような液晶層を有するものである。この種類の液
晶表示素子では、液晶分子の配列のねじれを制御するこ
とによって、その液晶層を透過する光の旋光性を制御し
て表示を行う。さらに詳しく説明すると、その動作原理
は、液晶層における光の複屈折性または旋光性と偏光板
の線偏光性とを利用して、液晶表示パネルの観察面側へ
の光の透過を制御することにより表示を行うものであ
る。

【０００３】この液晶表示パネルには、各画素の液晶に
印加する電圧をスイッチングするために、薄膜トランジ
スタ（以下、「ＴＦＴ」と略す）が形成されている。こ
のようなＴＦＴは、その材料として、アモルファスシリ
コンを用いたものと、ポリシリコンを用いたものとが製
品化され、または開発されている。これらのうちで、ポ
リシリコンＴＦＴは、ポリシリコンの移動度に起因する
利点を有する。すなわち、第１に、ポリシリコンの移動
度が高いために、単位時間あたりに、ＴＦＴに流すこと
のできる電荷量を増やすことができる。従って、ＴＦＴ
のサイズを小さくすることができ、その結果として画素
の開口率を高めることができる。第２に、ＴＦＴの駆動
回路をポリシリコンを用いて同一基板上に形成すること
ができる。従って、駆動用ＩＣおよびその実装工程が不
要となり、低コスト化が実現できる。さらに、将来、液
晶表示パネルについて必要とされることが予想される表
示領域外の額縁部分の幅の低減も実現することができ
る。ポリシリコンＴＦＴは、以上説明したこれらの利点
を有するために、重要技術として注目されている。

【０００４】このようなポリシリコンＴＦＴを用いた駆
動回路一体型の液晶表示パネルでは、小型高精細のパネ
ルができることから投射型のプロジェクタ用やビデオカ
メラのモニタ用表示素子として開発され、製品化もされ
ている。

【０００５】これらのうち、投射型では、一般に、高輝
度化を達成するために、光の３原色である、赤、緑、青
（以下、「Ｒ、Ｇ、Ｂ」と略す）用の３枚のパネルを用
いた３板式でカラー画像を表示する方式が採用されてい
る。また、ビデオカメラ用では、カラーフィルタを用い
てカラー画像を表示する単板方式が用いられている。さ
らに、ビデオカメラ用の単板式液晶表示パネルを投射型
に流用した低輝度のプロジェクタも製品化されている。

【０００６】しかし、カラーフィルタを用いた単板式の
液晶表示素子では、３板方式の液晶表示素子と比べて、
３倍の画素数が必要であるために、３板式と同じ表示サ
イズの表示素子では開口率が低下する。また、カラーフ
ィルタによる光損失もあり、高輝度のプロジェクタを実
現することが困難であるという問題があった。このため
に、従来は、プロジェクタとしては３板方式が主流であ
った。しかし、このような３板方式では、パネルが３枚
必要であること、また、光分離・合成光学系が必要であ
ることから低価格化が難しいという問題があった。

【０００７】そこで、低価格化の観点から、いくつかの
新しい方式の単板式プロジェクタが注目されている。こ
れらの新しい方式の中では、特に、色分離・方向転換の
ためのダイクロックミラー群とマイクロレンズ集光板付
き液晶表示パネルを用いたものや、色分離と集光の両方
の機能を有するホログラム光学素子板付き液晶表示パネ
ルを用いた単板式プロジェクタの開発が盛んに行われて
いる。

【０００８】図１４はカラーフィルタを必要としない液
晶プロジェクタの動作原理を概略的に示す図であり、図
１５はこの液晶プロジェクタにおいて１組のＲＧＢ画素
に入射する光の経路を示す図である。図１４に示すよう
に、集光板１０２がＴＦＴを形成したアレイ基板１０５
とそれに向かい合う対向基板１０６とで構成され液晶表
示パネル１０４の光入射側に配置されている。集光板１
０２は、各々液晶表示パネルのＲ、Ｇ、Ｂの対応組のＲ
ＧＢ画素に割当てられる複数のマイクロレンズ１０２Ｌ
のアレイを有する。光源からの白色光はダイクロイック
ミラー１０３により異なる入射角で集光板１０２に入射
するＲＧＢ色成分の平行光に分光される。各マイクロレ
ンズ１０２Ｌは液晶表示パネルの対応Ｒ、Ｇ、Ｂ画素の
開口部１０７、１０８、１０９にＲＧＢ色成分光１１
０、１１１、１１２を集光する。従って、開口部１０
７、１０８、１０９は色成分光１１０、１１１、１１２
をそれぞれ受取ることができる。ＲＧＢ色成分光１１
０、１１１、１１２は液晶表示パネル１０４の開口部１
０７、１０８、１０９を透過し、出射光１１５、１１
６、１１７として出射される。こうして、カラーフィル
タを用いずにカラー表示を行うことが可能となり、カラ
ーフィルタによる光損失もなくなる。従って、光学系の
小型化、低コスト化が達成できるという利点がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このようなマイクロレ
ンズやホログラム光学素子板を用いた方式では、これら
を液晶表示パネルと位置精度よく合せる必要がある。ま
た、光損失を抑えるため液晶表示パネルの画素サイズが
小さくなるほど位置合せ精度を上げる必要がある。特
に、上述のようなカラーフィルタを用いない方式のもの
では重要である。ところで、従来、モアレパターンを観
察することによりマイクロレンズと液晶表示パネルの画
素との位置関係の調整する試みがなされていた。しか
し、このモワレ位置合せ方法では高精細化に対応する十
分な精度を確保することができない。また、この方法は
上述のようなレンズ中心とどの色画素がこのレンズ中心
に対置するのかを特定できない。このため、この方法は
カラーフィルタを用いない単板式のものへ応用できない
という問題があった。

【００１０】本発明の目的は集光板のレンズ群の焦点位
置を複数の画素電極に整合させる位置合せ精度を向上で
きる表示パネルおよびこの表示パネル用の位置合せ方法
を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、レンズ
群で構成される集光板に対して固定されるアレイ基板で
あって、集光板のレンズ群に対向してマトリクス状に配
置される複数の画素電極と、複数の画素電極の行および
列に沿って形成される複数の電極配線と、複数の画素電
極に対応する表示領域の周囲に形成され複数の電極配線
を介して複数の画素電極を駆動する駆動回路と、レンズ
群の焦点位置を複数の画素電極に整合させる位置合せの
ためにレンズ群に対向し複数の画素電極の行および列方
向の少なくとも一方において画素電極ピッチの整数倍の
距離だけ表示領域から離れて配置される複数の位置合せ
マークとを備える表示パネルが提供される。

【００１２】さらに本発明によればレンズ群で構成され
る集光板に対して固定される表示パネルであって、集光
板のレンズ群に対向してマトリクス状に配置される複数
の画素電極、複数の画素電極の行および列に沿って形成
される複数の電極配線、および複数の画素電極に対応す
る表示領域の周囲に形成され複数の電極配線を介して複
数の画素電極を駆動する駆動回路を含むアレイ基板と、
複数の画素電極に対向する対向電極を有する対向基板
と、アレイ基板および対向基板間に保持される液晶層
と、集光板を介して入射する光を出射する側に位置する
アレイ基板および対向基板のうちの一方においてレンズ
群に対向して形成され、複数の画素電極の行および列方
向の少なくとも一方において画素電極ピッチの整数倍の
距離だけ表示領域から離れて配置される複数の位置合せ
マークとを備え、集光板のレンズ群の焦点位置を複数の
画素電極に整合させるためにレンズ群の焦点位置と複数
の位置合せマークとの位置関係を調整する位置合せ方法
が提供される。

【００１３】このように構成された表示パネルおよび位
置合せ方法によれば、複数の位置合せマークが集光板に
対向し複数の画素電極の行および列方向の少なくとも一
方において画素電極ピッチの整数倍の距離だけ表示領域
から離れて配置されるため、集光板のレンズ群の焦点位
置をこれら複数の画素電極に整合させる位置合せを高精
度で行うことができる。さらに、集光板側に位置合せマ
ークを設ける必要がない。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態に係る
投射型液晶表示パネルを図面を参照して説明する。図１
はこの液晶表示パネルの平面構造を示し、図２はこの液
晶表示パネルの外観を示し、図３はこの液晶表示パネル
の断面構造を示し、図４はこの液晶表示パネルのダミー
画素領域を詳細に示す。この液晶表示パネル１０は、ア
レイ基板１２、対向基板２８、液晶層２２、および集光
板ＭＬを有する。アレイ基板１２は、マトリクス状に配
置される透明な複数の画素電極２０、複数の画素電極２
０の行に沿って形成される複数の走査線１７、複数の画
素電極２０の列に沿って形成される複数の信号線１４、
複数の画素電極２０が配置される表示領域ＳＲの周囲に
形成され複数の走査線を順次駆動する走査線駆動回路Ｙ
Ｄ、表示領域ＳＲの周囲に形成され複数の信号線１４を
駆動する信号線駆動回路ＸＤを有する。さらに、複数の
ポリシリコン薄膜トランジスタ（以下、「ポリシリコン
ＴＦＴ」と略す）１５が複数の画素電極２０に対応して
複数の走査線１７および複数の信号線１４の交差位置付
近にそれぞれ形成され、各々対応走査線１７を介して駆
動され対応信号線１４からの映像信号電圧を対応画素電
極２０に供給するスイッチング素子として用いられる。

【００１５】また、ダミー画素領域ＤＲが走査線駆動回
路ＹＤおよび信号線駆動回路ＸＤと表示領域ＳＲとの間
隙に設けられる。ダミー画素領域ＤＲでは、透明な複数
のダミー画素電極ＤＭが複数の画素電極２０に連続して
同じピッチで並べられ、さらにダミーのポリシリコンＴ
ＦＴ、信号線、および走査線が表示領域ＳＲと同様な回
路構造を得るために各ダミー画素電極ＤＭに対応して設
けられる。走査線駆動回路ＹＤおよび信号線駆動回路Ｘ
Ｄには、ダミー駆動部ＤＤがこれらダミーの走査線およ
び信号線を駆動するために設けられる。

【００１６】上述のアレイ基板はさらにダミー画素領域
ＤＲに形成される複数の位置合せマークＭＫを有する。
これら位置合せマークＭＫは複数の画素電極２０の中央
行および中央列の少なくとも一方に対応して表示領域Ｓ
Ｒの両側に配置される。

【００１７】対向基板２８は、複数の画素電極２０に対
向する対向電極を有し、液晶層２２はアレイ基板１２お
よび対向基板２８間に保持される。集光板ＭＬは各々３
原色に対応して組合される１組の画素電極２０に割当て
られる複数のマイクロレンズＬＺを有し、これらマイク
ロレンズＬＺがそれぞれの組の画素電極２０に対向する
位置において対向基板２８に固定される。

【００１８】ここで、液晶表示パネル１０について製造
工程と共にさらに説明する。ポリシリコンＴＦＴ１５の
半導体層１５Ａは、アモルファスシリコン膜をガラス基
板１１上にプラズマＣＶＤ法（ＰＥＣＶＤ法）により約
５００オングストローム堆積し、脱水素処理をしてから
レーザ・アニール法により多結晶シリコン化し、さらに
島状にパターニングすることにより形成される。続い
て、この半導体層１５Ａは約１０００オングストローム
堆積されるゲート絶縁膜２３で覆われ、さらに４０００
オングストローム堆積されるモリブデン・タングステン
合金（ＭｏＷ）層でゲート絶縁膜２３が覆われ、このモ
リブデン・タングステン合金層がパターニングされてゲ
ート電極１３およびゲート電極１３と一体の走査線１７
が形成される。尚、同時に走査線１７と略平行な補助容
量線１８が形成される。そして、不純物がゲート電極１
３をマスクとするセルフアラインで半導体層１５Ａに注
入され、続いて第１層間絶縁膜２４が走査線１７上に酸
化シリコンを約５０００オングストローム堆積して形成
される。ゲート絶縁膜２３および第１層間絶縁膜２４に
は、ソースおよびドレイン用コンタクトホール７２が形
成される。続いて、信号線１４とドレイン電極１９がＭ
ｏ／Ａｌ／Ｍｏという多層構造で６０００オングストロ
ームの厚さとなるように第１層間絶縁膜２４上に形成さ
れる。尚、ＴＦＴ１５はｎチャネル型トランジスタであ
るが、駆動回路ＹＤおよびＸＤはｎチャネルとｐチャネ
ルのＣＭＯＳ構造とする。このため、駆動回路ＹＤおよ
びＸＤのソース・ドレイン領域形成の不純物注入はｎチ
ャネルとｐチャネルとに分けて行なわれる。ここで、画
素スイッチング用のＴＦＴ１５は、チャネル領域とソー
スおよびドレイン領域との間にそれぞれｎマイナス型領
域が設けられるＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ
Ｄｒａｉｎ）構造とする。

【００１９】この後、第２層間絶縁膜２５が窒化シリコ
ンを約５０００オングストローム堆積することにより形
成され、さらにモリブデン（Ｍｏ）等の金属膜から成る
遮光層７１が表示領域ＳＲのコンタクトホール近傍およ
びダミー画素領域ＤＲに対応して第２層間絶縁膜２５上
に形成される。ここで、位置合せマークＭＫに対応する
部位はこの遮光層７１で覆われない。続いて、第３層間
絶縁膜２６がアクリル樹脂を約２μｍ堆積することによ
り形成され、これにより表示領域およびその周辺領域の
凹凸を平坦化する。この第３層間絶縁膜２６は１〜６μ
ｍ程度の厚さであることが望ましい。画素電極２０は第
２層間絶縁膜２５と第３層間絶縁膜２６を貫通するコン
タクトホールを設けてから形成される。尚、層間絶縁膜
２６は平坦化が有効に達成できればアクリル樹脂以外の
有機物層あるいはＳＯＧ（スピンオンガラス）等の無機
物層を材料として形成されても良い。また、層間絶縁膜
２６は有機物層の上に無機物層を重ねた複合層であって
も良い。有機物層は感光性であれば工程を短縮できる
が、感光性を持たないものでも良い。

【００２０】アレイ基板１２が上述のようにして形成さ
れると、例えばポリイミドからなる図示しない配向膜が
ダミー画素領域も含めてアレイ基板の主表面を全体的に
覆って形成され、さらに配向処理される。他方、対向基
板２８についても、同様の配向膜が対向電極を全体的に
覆って形成され、配向処理される。ここで、対向基板２
８の対向電極はダミー画素領域にも延在している。アレ
イ基板１２と対向基板２８とは、これら配向膜を内側に
向い合わされ、ダミー画素領域の外周に対応して塗布さ
れるシール材で貼り合わされ、その後シール材を熱硬化
させる。液晶層２２はシール材の一部に設けられる液晶
注入口から従来から知られる減圧注入法あるいは吸引注
入法等で液晶を注入し、その後注入口を封止材を用いて
封止することにより形成される。この時、対向基板２８
の厚さは画素サイズに依存するが、例えば１画素が２７
μｍ×８１μｍ程度だと０．４ｍｍ厚程度にすればよ
い。

【００２１】液晶表示パネル１０が上述のようにして得
られると、例えば紫外線硬化型接着剤ＡＤが対向基板２
８の上に塗布され、集光板ＭＬがこの対向基板２８上に
重ねられ加圧される。これにより、接着剤ＡＤの厚さは
所定直径のスポット光をアレイ基板１２上で得られるよ
う適切に集光板ＭＬをマイクロレンズの焦点距離だけア
レイ基板１２から離すために１０〜３０μｍ程度の一定
値に設定される。

【００２２】この後、集光板ＭＬは図６に示すマイクロ
レンズ調整機構を用いた位置調整後、この基板ＭＬ側に
設けられる紫外線照射器ＵＶから紫外線を照射して接着
剤ＡＤを硬化させることにより対向基板２８に固定され
る。このマイクロレンズ調整機構では、レーザ光がレー
ザ光源ＬＢから発射されると、全反射ミラー１で反射
し、ハーフミラーＨＦと全反射ミラー２でさらに反射さ
れ、集光板ＭＬに入射する。集光板ＭＬのレンズ群はこ
うして入射するレーザ光を集光しスポット光としてアレ
イ基板１２上に結像する。

【００２３】集光板ＭＬの位置調整は、図４および図５
に示す複数の位置合せマークＭＫを基準にして行われ
る。各位置合せマークＭＫは画素開口を規定する例えば
補助容量線１８および走査線１７と同じ材料で構成さ
れ、ダミー画素領域ＤＲにおいて３原色に対応して並ぶ
ダミー画素電極ＤＭの位置にそれぞれ形成される３個の
マークパターンで構成される。中央のマークパターンＭ
１は両側のマークパターンＭ２と異なる形状に設定され
る。これは、マイクロレンズＬＺの中心と相対する色画
素ピッチに対応するマークパターンＭ１とそうでないマ
ークパターンＭ２とを区別できるようするためである。

【００２４】実際の位置合せでは、図６に示すようにそ
れぞれ所定方向から集光板ＭＬに入射する一対のレーザ
光の各々をマイクロレンズＬＺによってアレイ基板１２
上に集光し、このスポット光を左右対称に設けたマーク
パターンＭ１の中心に一致するようにする。マークパタ
ーンＭ１およびＭ２とレーザスポット光の位置関係はレ
ーザ光入射側とは反対側に設けたＣＣＤカメラ付き顕微
鏡ＳＣ１およびＳＣ２とこれらに接続されたモニタＴ１
およびＴ２を用いて観察される。図５には、他のパター
ンを除いたダミー画素領域の位置合せマークのみがイメ
ージとして示される。図５に示すような位置合せマーク
ＭＫに対応し、モニタＴ１およびＴ２の各々は図８に示
すようにレーザスポット光およびマークパターンＭ１、
Ｍ２をスケールと共に表示する。このため、モニタのス
ケールでレーザスポット光とマークパターンＭ１の中心
とのずれを確認し、このずれを無くすようにマイクロレ
ンズ位置調整機構ＡＪを用いて集光板ＭＬを水平方向Ｘ
に移動、垂直方向Ｙに移動、あるいは回転移動させて位
置調整を行う。

【００２５】マークパターンＭ１およびＭ２のように、
レンズ中心と対向する色画素のマークパターンを他の色
画素のマークパターンと異なる形状にすることで、マイ
クロレンズＬＺの焦点位置は色画素の順番を間違えるこ
となく確実に画素電極に整合させることが可能となる。
このようにしないと、集光板ＭＬとアレイ基板との位置
関係を固定できても、入射光の色と色画素とが対応しな
い結果となる。また、マークパターンは上下・左右の多
少のずれに対応できるように複数個設けることが望まし
い。

【００２６】レーザ光源は水平方向Ｘおよび垂直方向Ｙ
のずれを正確に確認する上で極めて有効である。レーザ
光源を位置合せに利用した場合、従来のランプを照明光
源としたときに生じるような絞りの物理的な位置やラン
プのミラー内部での光強度の違い等による影響を排除で
きるため、より高い精度で位置合せができる。

【００２７】同時に、レーザ光の高い平行性により、集
光度の高い光源像が得られる。従って、マイクロレンズ
ＬＺの焦点距離がばらついていても、位置合せの精度を
高く維持することができる。

【００２８】上記実施形態では、レンズ中心と対向する
色画素のマークパターンＭ１とそうでないマークパター
ンＭ２とのパターン形状を異ならせたが、もちろんレン
ズ中心に対向する色画素のみ複数個設けても良い。

【００２９】上述の実施形態では位置合せマークＭＫは
ダミー画素領域ＤＲにおいて表示領域ＳＲの左右に対称
に配置したが表示領域ＳＲの上下に対称に配置しても良
い。ここで、マイクロレンズＬＺとアレイ基板との位置
合せ精度は開口部の横方向、縦方向ももちろん重要であ
るが、更に回転方向の位置合せが色むらの観点からより
重要であるために上述のように左右に設けるかもしくは
上下に設けることで回転方向の位置合せ精度が向上す
る。特に、モワレ法ではモワレ像が鮮明でなかったりす
ると精度が悪くなるが、上述のようにレーザ光をマイク
ロレンズＬＺ側から入射しレーザのスポット光をマーク
パターンの中心に合せることで、縦方向・横方向に加え
て回転方向の精度が向上する。このため、画素サイズが
小さくなるほど有利になる。位置合せ精度向上の観点か
ら位置合せマークは開口部を規定する材料で形成する方
が望ましい。

【００３０】さらに、紫外線照射器ＵＶを図６に示す位
置から図７に示す位置に移動し、ハーフミラーを図６に
おいて紫外線照射器ＵＶがあった位置に配置し、このハ
ーフミラーを介して撮像するよう配置されるＣＣＤカメ
ラ付顕微鏡ＳＣ３およびこの顕微鏡ＳＣ３に接続された
モニタＴ３を用いてモアレ像を観察しながらレーザのス
ポット光による位置合せを行っても良い。このモアレ像
を課察する理由は、回転方向のずれを計測し易く、概略
的な位置合せを行うために有効であるからである。

【００３１】上述の実施形態では位置合せマークＭＫを
ダミー画素領域ＤＲに形成した例を示したが、画素電極
の行および列方向の少なくとも一方において画素電極ピ
ッチの整数倍の距離だけ表示領域から離して配置されれ
ばどこに配置しても良い。但し、位置合せマークＭＫを
これら駆動回路ＸＤおよびＹＤの外側に配置すると液晶
表示パネルの額縁寸法が大きくなってしまうとともに集
光板ＭＬも大きくなってしまうためにコストが高くなっ
てしまう。更に、位置合せマークＭＫが極端に液晶表示
パネルの端部に近いとこれをモニタするのが難しいとい
う問題も生じる。また、上述の実施形態では液晶層２２
の形成後に集光板ＭＬを貼付けたが、対向基板２８とマ
イクロレンズＬＺをあらかじめ一体で形成し、紫外線硬
化型のシール材を用いてアレイ基板１２と対向基板２８
間に液晶層２２を保持させても良い。この場合、上述し
た位置合せマークＭＫを基準にして対向基板２８の位置
合せ後に紫外線を照射して対向基板２８を固定し、この
後に液晶を注入するだけでよい。画素サイズが小さくな
って対向基板２８の厚さが薄くなった場合には、対向基
板２８とマイクロレンズＬＺとを一体化することが望ま
しい。

【００３２】ところで、本実施形態ではダミー画素領域
ＤＲの位置合せマークは遮光されていないため、黒表示
する等してマークが表示されることを防止することが望
ましい。

【００３３】すなわち、ダミー駆動部ＤＤおよび信号線
駆動回路ＸＤはこの黒表示を行うために図９に示すよう
に構成され、図１０に示すように映像信号に同期して入
力される予備書込信号により制御される。信号線駆動回
路ＸＤにおいて、ＮＡＮＤ回路はこの予備書込信号とシ
フトレジスタの出力との論理和を求め、この論理和によ
り映像信号伝送ラインと信号線との間に配置されたスイ
ッチ回路ＡＷの動作を制御する。スイッチ回路ＡＷは、
予備書込信号がオンであるときにシフトレジスタの動作
に関係なく導通し、映像信号伝送ラインの電圧を信号線
に供給する。

【００３４】この構成はグランド信号がダミーシフトレ
ジスタの出力の代りにＮＡＮＤ回路に供給されることを
除いてダミー駆動部ＤＤにおいても同様である。ダミー
駆動部ＤＤのＮＡＮＤ回路は予備書込信号とグランド信
号との論理和を求め、この論理和により映像信号伝送ラ
インとダミー信号線との間に配置されたスイッチ回路Ａ
Ｗの動作を制御する。この場合、スイッチ回路ＡＷは予
備書込信号がオンであるときに映像信号伝送ラインの電
圧をダミー画素領域の信号線に供給する。

【００３５】上述の予備書込信号は映像信号が黒レベル
に設定されるブランキング期間にオンとなる。このと
き、ダミー駆動部ＤＤのスイッチ回路ＡＷが黒レベルの
映像信号をそれぞれの信号線に供給する。この黒レベル
の信号をＴＦＴを介して位置合せマーク用の全ダミー画
素に設定し、これらダミー画素を有効映像期間において
黒表示に維持すれば、この位置合せマークを投射画面上
で見えなくすることができる。

【００３６】尚、位置合せマークのあるダミー画素以外
のダミー画素の開口部は遮光部材で遮光してもよく、ま
た上述した黒レベルの書込みを行う場合については遮光
部材によって遮光しなくてもよい。

【００３７】また、上述の実施形態では、マークパター
ンＭ１およびＭ２が位置合せマークＭＫとして用いられ
たが、例えば図１１に示すような単一のバーニアパター
ンＭＶを位置合せマークＭＫとして用いることもでき
る。この場合、バーニアパターンＭＶの輪郭を構成する
ステップによりレーザスポット光の位置ずれ量を検出で
きる。さらに、このバーニアパターンＭＶを用いた場
合、位置合せマークＭＫは図１２に示すようにダミー画
素領域ＤＲの外側に配置することができる。この図１２
では、一方の位置合せマークＭＫが走査線駆動回路ＹＤ
の領域内に形成され、他方の位置合せマークＭＫがダミ
ー画素領域ＤＲに隣接する領域内に形成される。但し、
これら位置合せマークＭＫの各々は画素電極の行方向に
おいて画素電極ピッチの整数倍の距離だけ表示領域ＳＲ
から離されると共に、集光板ＭＬがこれら位置合せマー
クＭＫに対向するようダミー画素領域からさらに延伸さ
れて設けられる。さらに、平行光源が用いられる場合に
は、図１３に示すようにバーニアパターンＭＶからなる
２個の位置合せマークＭＫを集光板ＭＬの対角線方向に
おいて表示領域ＳＲの両側に形成しても良い。但し、こ
れら位置合せマークＭＫの各々は画素電極の行および列
方向において画素電極ピッチの整数倍の距離だけ表示領
域ＳＲから離される。

【００３８】また、集光体ＭＬに合わせマークを形成
し、アレイ基板もしくは対向基板上に形成した合わせマ
ークと位置合わせを行う方式と併用することにより、上
記位置合わせマークＭＫの形成数、範囲を狭くすること
もできる。

【００３９】また、上述の実施形態では、各マイクロレ
ンズが３画素に１つの割合で設けられたが、１画素に１
つの割合で設けられても良い。

【００４０】さらに、上述の実施形態では、液晶表示パ
ネルがノーマリホワイト構成であるが、ノーマリブラッ
ク構成に置換えても良い。

【００４１】この場合は、ダミー画素はブランキング期
間等を利用して対向電極電圧と略等しい電圧を印加する
ことにより黒表示を行うことができる。

【００４２】本発明によれば、複数の位置合せマークが
前記複数の画素電極の行および列方向の少なくとも一方
において画素電極ピッチの整数倍の距離だけ表示領域か
ら離して配置されるため、小型化が計れるとともに高精
度にマイクロレンズの位置合せが可能である。

【００４３】複数の位置合せマークが複数の画素電極の
中央行および中央列の少なくとも一方に対応して表示領
域の両側に配置されれば、回転方向の位置合せ精度も向
上させることができ、表示領域内の色むらの発生が抑制
される。

【００４４】また、各位置合せマークがダミー画素領域
において３原色に対応して並ぶダミー画素電極の位置に
それぞれ形成される３個のマークパターンで構成され、
これらマークパターンのうちの中央の１個が残りの２個
と異なるパターン形状に設定されれば、アレイ基板上の
色画素とマイクロレンズ中心とを一致させることができ
る。

【００４５】各位置合せマークが画素の開口を主として
規定する電極配線と同一材料で形成されるため、形成時
の位置ずれを低減できる。さらに、位置合せマーク用の
全ダミー画素を予備書込信号により黒表示状態に維持す
ることができるため、画像表示の妨げとなる位置合せマ
ークを表示画面から除去することができる。

【００４６】上述した実施形態では、ダミーＲＧＢ画素
の中心画素に位置合わせマークＭＫの主マークパターン
Ｍ１を割当てたが、集光板ＭＬへのレーザ光の入射角を
直角以外の所定アングルに変更することにより位置合わ
せマークＭＫの主マークパターンＭ１をこれらダミーＲ
ＧＢ画素のうちの他のものに割当てることもできる。

【００４７】また、位置合せマークは信号線、走査線、
あるいは遮光部材等として形成された層の一部によって
適宜構成することができる。

【００４８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、集光板の
レンズ群の焦点位置を複数の画素電極に整合させる位置
合せ精度を向上できる表示パネルおよびこの表示パネル
用の位置合せ方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係る投射型液晶表示パネ
ルの平面構造を示す図である。

【図２】図１に示す液晶表示パネルの外観を示す図であ
る。

【図３】図１および図２に示す液晶表示パネルの断面構
造を示す図である。

【図４】図１に示す液晶表示パネルのダミー画素領域を
詳細に示す図である。

【図５】マイクロレンズに照射され図４に示す位置合せ
マークに集光されるレーザ光を示す図である。

【図６】図１および図２に示す集光板の位置合せおよび
固定に用いられる設備を示す図である。

【図７】図６に示す設備の変形例を示す図である。

【図８】図６に示すモニタにスケールと共に表示された
位置合せマークの画像を示す図である。

【図９】図１に示す信号線駆動回路およびダミー駆動部
において映像信号をサンプリングして信号線に供給する
スイッチ回路の構成を示す図である。

【図１０】図９に示すスイッチ回路によってサンプリン
グされる映像信号およびこのサンプリングを制御するた
めの予備書込信号を示す波形図である。

【図１１】バーニアパターンで構成された位置合せマー
クを示す図である。

【図１２】図１１に示す位置合せマークが走査線駆動回
路の領域内に配置される例を示す図である。

【図１３】図１１に示す位置合せマークが集光板の対角
方向において表示領域の両側に配置される例を示す図で
ある。

【図１４】カラーフィルタを必要としない一般的な液晶
プロジェクタの動作原理を概略的に示す図である。

【図１５】図１１に示す液晶プロジェクタにおいて１組
のＲ、Ｇ、およびＢ画素に入射する光の経路を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０…液晶表示パネル １２…アレイ基板 ２２…液晶層 ２８…対向基板 ＭＬ…集光板 ＳＲ…表示領域 ＤＲ…ダミー画素領域 ＭＫ…位置合せマーク ＬＺ…マイクロレンズ Ｍ１，Ｍ２，ＭＶ…マークパターン

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−324317（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/1335 - 1/13363 G02F 1/13 505 G02F 1/1333 500 G09F 9/00 349

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズ群で構成される集光板に対して固
   定される表示パネルであって、 前記集光板のレンズ群に対向してマトリクス状に配置さ
   れる複数の画素電極と、 前記複数の画素電極の行および列に沿って形成される複
   数の電極配線と、 前記複数の画素電極に対応する表示領域の周囲に形成さ
   れ前記複数の電極配線を介して前記複数の画素電極を駆
   動する駆動回路と、 前記レンズ群の焦点位置を前記複数の画素電極に対して
   整合させる位置合せのために前記レンズ群に対向し前記
   複数の画素電極の行および列方向の少なくとも一方にお
   いて前記表示領域から画素電極ピッチの整数倍の距離だ
   け前記表示領域から離れて配置される複数の位置合せマ
   ークと、 前記表示領域と前記駆動回路との間のダミー画素領域に
   配置される複数のダミー画素電極を駆動するダミー駆動
   回路とを備え、 前記レンズ群は前記表示領域において前記複数の画素電
   極に対向するだけでなく前記表示領域の周囲において前
   記複数の位置合せマークにも対向するよう連続的に配列
   された構造を持ち、各位置合せマークが前記表示領域と
   前記駆動回路との間のダミー画素領域に形成され、 前記ダミー駆動回路が前記複数のダミー画素電極に黒表
   示用の電圧を供給するよう構成され、 前記複数の電極配線が前記複数の画素電極および複数の
   ダミー画素電極の行に沿って形成される複数の走査線
   と、前記複数の画素電極および複数のダミー画素電極の
   列に沿って形成される複数の信号線とで構成され、前記
   複数の画素電極および複数のダミー画素電極が各々１本
   の対応走査線からの選択信号に応答して１本の対応信号
   線の電圧を出力する複数のスイッチング素子に接続さ
   れ、前記ダミー駆動回路が前記黒表示用の電圧を前記複
   数の位置合せマークに対応する位置のダミー画素電極に
   供給し保持させるためにこれらダミー画素電極に対応す
   る前記信号線に接続され、 前記ダミー駆動回路が前記複数の画素電極に供給される
   映像信号のブランキング期間に前記前記複数の位置合せ
   マークに対応する位置のダミー画素電極に前記黒表示用
   の電圧を供給するための制御部を含むことを特徴とする
   表示パネル。
2. 【請求項２】 レンズ群で構成される集光板に対して固
   定される表示パネルの位置調整方法であって、 前記集光板のレンズ群に対向してマトリクス状に配置さ
   れる複数の画素電極、前記複数の画素電極の行および列
   に沿って形成される複数の電極配線、および前記複数の
   画素電極に対応する表示領域の周囲に形成され前記複数
   の電極配線を介して前記複数の画素電極を駆動する駆動
   回路を含むアレイ基板と、 前記複数の画素電極に対向する対向電極を有する対向基
   板と、 前記アレイ基板および対向基板間に保持される液晶層
   と、 前記集光板を介して入射する光を出射する側に位置する
   前記アレイ基板および対向基板のうちの一方において前
   記レンズ群に対向して形成され、前記複数の画素電極の
   行および列方向の少なくとも一方において画素電極ピッ
   チの整数倍の距離だけ前記表示領域から離れて配置され
   る複数の位置合せマークとを備える前記表示パネルを用
   意するステップと、 前記集光板のレンズ群の焦点位置を前記複数の画素電極
   に整合させるために前記レンズ群の焦点位置と前記複数
   の位置合せマークとの位置関係を調整するステップとを
   備え、 前記位置関係の調整がレーザ光源からのレーザ光を前記
   集光板を介して表示パネルに照射し、前記集光板のレン
   ズ群の１つで焦点位置に集光されたレーザ光をこのレン
   ズに対応する位置合せマークの中心位置とのずれを確認
   し、このずれを無くすように集光板の位置を修正するこ
   とにより行われることを特徴とする位置合せ方法。
3. 【請求項３】 前記ずれの確認が前記レーザ光源に対し
   て前記表示パネルの反対側において観察されるレーザ光
   および位置合せマークをスケールと共に表示するモニタ
   を用いて行われることを特徴とする請求項２に記載の位
   置合せ方法。
4. 【請求項４】 各位置合せマークが前記ダミー画素領域
   において３原色に対応して並ぶダミー画素電極の位置に
   それぞれ形成される３個のマークパターンで構成され、
   これらマークパターンのうちのいづれか１個が他と異な
   るパターン形状に設定されることを特徴とする請求項３
   に記載の位置合せ方法。
5. 【請求項５】 レンズ群で構成される集光板に対して固
   定される表示パネルであって、 前記集光板のレンズ群に対向してマトリクス状に配置さ
   れる複数の画素電極と、 前記複数の画素電極の行および列に沿って形成される複
   数の電極配線と、 前記複数の画素電極に対応する表示領域の周囲に形成さ
   れ前記複数の電極配線を介して前記複数の画素電極を駆
   動する駆動回路と、 前記レンズ群の焦点位置を前記複数の画素電極に対して
   整合させる位置合せのために前記レンズ群に対向し前記
   複数の画素電極の行および列方向の少なくとも一方にお
   いて前記表示領域から画素電極ピッチの整数倍の距離だ
   け前記表示領域から離れて配置される複数の位置合せマ
   ークと、 前記表示領域と前記駆動回路との間に配置される複数の
   ダミー画素電極を駆動するダミー駆動回路とを備え、 各位置合せマークが前記表示領域と前記駆動回路との間
   のダミー画素領域に形成され、前記ダミー駆動回路が前
   記複数のダミー画素電極に黒表示用の電圧を供給するよ
   う構成され、前記複数の電極配線が前記複数の画素電極
   および複数のダミー画素電極の行に沿って形成される複
   数の走査線と、前記複数の画素電極および複数のダミー
   画素電極の列に沿って形成される複数の信号線とで構成
   され、前記複数の画素電極および複数のダミー画素電極
   が各々１本の対応走査線からの選択信号に応答して１本
   の対応信号線の電圧を出力する複数のスイッチング素子
   に接続され、前記ダミー駆動回路が前記黒表示用の電圧
   を前記複数の位置合せマークに対応する位置のダミー画
   素電極に供給し保持させるためにこれらダミー画素電極
   に対応する前記信号線に接続され、前記ダミー駆動回路
   が前記複数の画素電極に供給される映像信号のブランキ
   ング期間に前記前記複数の位置合せマークに対応する位
   置のダミー画素電極に前記黒表示用の電圧を供給するた
   めの制御部を含むことを特徴とする表示パネル。