JP6455064B2 - 開口要素の位置の補正方法及び電気光学装置の製造方法 - Google Patents
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しかしながら、一対の基板の熱膨張に起因するずれ量を考慮して一方の基板の画素のピッチを補正すると、熱膨張による変形以外の一対の基板における位置決めのずれがある場合、上記透過率の低下による表示ムラが比較的容易に生じた。つまり単純な組立ずれに対して表示ムラが生じ易い電気光学装置となるおそれがあった。
この構成によれば、複数の画素のそれぞれにおいて、補正値を求めて適用する場合に比べて、補正値が複数の補正領域ごとに設定されるので、第2開口要素の位置の補正を容易に行える。
この構成によれば、入射光の光軸が画素領域の中心を通るように設定される場合、光軸周りでは画素領域に入射する入射光の入射角度による強度が変動し難いので、画素領域の中心を含む補正領域において補正値をゼロとしても表示ムラが生じ難い。言い換えれば、より簡素な第2開口要素の位置の補正を実現できる。
この構成によれば、開口要素としてマイクロレンズ、プリズム、カラーフィルター、ブラックマトリックスのいずれかを含んでいても、表示ムラが生じ難い電気光学装置を提供できる。
この方法によれば、複数の画素のそれぞれにおいて、補正値を求めて適用する場合に比べて、補正値が複数の補正領域ごとに設定され、複数の画素における第2開口要素の位置の補正を容易に行うことができる。
この方法によれば、画素領域に入射する入射光が画素領域の中心から離れるほど強度が強くなる強度分布を有していたとしても、入射光の光軸が画素領域の中心を通るように設定される場合、上記入射光の強度分布の影響で表示ムラが生じ難い電気光学装置の開口要素の位置の補正方法を提供できる。
この方法によれば、入射光の光軸が画素領域の中心を通るように設定される場合、光軸周りでは画素領域に入射する入射光の入射角度による強度が変動し難いので、画素領域の中心を含む補正領域において補正値をゼロとしても表示ムラが生じ難い。言い換えれば、より簡素な第2開口要素の位置の補正方法を提供できる。
この方法によれば、開口要素としてマイクロレンズ、プリズム、カラーフィルター、ブラックマトリックスのいずれかを含んでいても、表示ムラが生じ難い電気光学装置の開口要素の位置の補正方法を提供できる。
これらの適用例によれば、一対の基板の相対的な位置ずれに起因する表示ムラが生じ難い電気光学装置を備え、優れた表示品質を有する電子機器を提供することができる。
まず、本実施形態の電気光学装置としての液晶装置が適用された電子機器としての投写型表示装置について、図1を参照して説明する。図1は投写型表示装置の構成を示す概略図である。
ダイクロイックミラー1105で反射した緑色光(G)は、リレーレンズ1204を経由して液晶ライトバルブ1220に入射する。
ダイクロイックミラー1105を透過した青色光(B)は、3つのリレーレンズ1201,1202,1203と2つの反射ミラー1107,1108とからなる導光系を経由して液晶ライトバルブ1230に入射する。
次に、本実施形態の電気光学装置としての液晶装置100について、図2〜図4を参照して説明する。図2は液晶装置の構成を示す概略平面図、図3は液晶装置の電気的な構成を示す等価回路図、図4は図2のA−A’線に沿った液晶装置の構造を示す概略断面図である。
第1遮光層22は、上層の第2遮光層26に平面視で重なるように格子状に形成されており、素子基板20の厚さ方向(Z方向)において、TFT24を間に挟むように配置されている。第1遮光層22および第2遮光層26により、TFT24への光の入射が抑制される。第1遮光層22及び第2遮光層26により囲まれた領域(開口部22a,26a内)は、光が素子基板20を透過する開口領域となる。
第1遮光層22は、その一部が走査線2(図3参照)として機能するようにパターニングされている。ゲート電極は、ゲート絶縁膜と絶縁膜23を貫通するコンタクトホールを介して下層側に配置された走査線2に電気的に接続されている。
第1層間絶縁膜25上には、第2遮光層26が設けられている。第2遮光層26は、TFT24に電気的に接続される、例えば、データ線3や容量線4、あるいは蓄積容量5の電極のいずれかとして機能するようにパターニングされている。そして、第1層間絶縁膜25と第2遮光層26とを覆うように、無機材料からなる第2層間絶縁膜27が設けられている。
共通電極34は少なくとも画素領域Eに亘って形成され、対向基板30の4つの角部に設けられた上下導通部材56(図2参照)を介して素子基板20側の配線に電気的に接続されている。
次に、素子基板20及び対向基板30のそれぞれにおける画素Pの開口部の大きさや位置を規定するところの開口要素について、図5及び図6を参照して説明する。図5は素子基板における画素の配置を示す概略断面図、図6(a)及び(b)は対向基板における画素に対応したマイクロレンズの配置を示す概略平面図である。
遮光部22,26によって規定される開口部Psは、第1遮光層22の開口部22aと、第2遮光層26の開口部26aとが重なり合うことで規定される開口領域であり、平面視で略正方形である。
画素電極28は、平面視で開口部Psよりも大きい正方形であって、開口部Psと重なるように配置されている。また、画素電極28の外縁が平面視で遮光部22,26と重なるように配置されている。
本実施形態では、画素Pにおいてより多くの光を取り込めるように、平面視で円形のマイクロレンズMLがX方向とY方向とにおいて一部が重なり合うように配置されている。このため、X方向とY方向とに隣り合うマイクロレンズMLの境界において直線となる陵を有している。その一方で、マイクロレンズアレイ基板10は、X方向及びY方向に対して交差する対角方向において、マイクロレンズMLが存在しない部分11cを有している。
本実施形態におけるマイクロレンズMLの直径は、画素Pの対角線の長さに対して例えば95%の長さとなるように設定されている。なお、マイクロレンズMLの直径を画素Pの対角線の長さに対して100%の長さとなるように設定してもよい。
なお、図6(b)では、マイクロレンズMLの形状を示すために同心円を用いたが、この同心円はマイクロレンズMLのZ方向における高さの等高線を示すものである。
遮光膜14で覆われたマイクロレンズMLが存在しない部分を除いた領域に入射した光は、マイクロレンズMLによって集光され、液晶層40を介して素子基板20の開口部Ps(開口部22a,26a)に導かれる(図4参照)。つまり、対向基板30において画素Pごとに光を入射させる開口部Pmの大きさや位置を規定する第2開口要素は、マイクロレンズML及び遮光膜14である。
なお、マイクロレンズMLは、レンズ面12の形状が半球面状であることに限定されず、直線的な側面と半球面とが組み合わされた非球面レンズや、平底部と半球面とが組み合わされた平底レンズ、あるいは集光位置が段階的に変化するグラデーションレンズであってもよい。
なお、図7は、図1に示した投写型表示装置1000における緑(G)の色光が入射する液晶ライトバルブ1220を含む投写光学系をY方向から見た概略図である。図7において、実線または破線の矢印は、液晶装置100への入射光あるいは液晶装置100からの射出光(表示光)を示すものであって、矢印の幅が光の強度を示し、矢印の幅が大きいほど強度が強いことを示す。また、実線の矢印は破線の矢印よりも強度が強いことを示すものである。
本実施形態の開口要素の位置の補正方法について、図10〜図12を参照して説明する。図10(a)は画素領域に入射する入射光の入射角度別強度分布を光学的シミュレーションによって求めた結果を示す図、図10(b)はスクリーン上の番号04の領域と、番号06の領域とに対応する画素領域の一方向における入射角度別強度を示すグラフである。図11(a)はスクリーン上の各領域における組ずれと明るさ(透過率)との関係を示すグラフ、図11(b)は図11(a)のスクリーン上の番号04の領域における組ずれと明るさ(透過率)との関係を示すグラフ、図11(c)は図11(a)のスクリーン上の番号06の領域における組ずれと明るさ(透過率)との関係を示すグラフである。図12(a)及び(b)は画素領域における画素の開口要素の位置の補正の仕方を示す図である。
このようにして、画素領域Eを9×9=81の補正領域に分割し、当該補正領域に含まれる画素Pに対応するベクトルに基づいて第2開口要素(開口部Pm)のずらし方向と位置の補正値とが与えられる。
また、図8に示したANSI9点の明るさ(輝度)の測定を反映して、画素領域Eを3×3=9の補正領域に分割する。そして、左右の明るさのむらを認識し易いX方向における左側と右側の補正領域に含まれる画素Pの第2開口要素(開口部Pm)の位置を補正し、中央側の補正領域では補正値を「0(ゼロ)」としてもよい。
次に、本実施形態の電気光学装置の製造方法としての液晶装置100の製造方法について説明する。本実施形態の液晶装置100の製造方法は、上述した開口要素の位置の補正方法を用いて、一方の基板としての素子基板20の第1開口要素(開口部Ps)の位置を基準とした第2開口要素(開口部Pm)の位置を補正して他方の基板としての対向基板30を形成する工程と、素子基板20と対向基板30とを電気光学素子としての液晶層40を介して対向配置し、貼り合わせる工程と、を備えている。対向基板30を形成する工程では、画素領域Eにおける複数の補正領域の座標に応じて、当該補正領域に含まれる画素Pの第2開口要素(開口部Pm)の位置、すなわちマイクロレンズMLの中心C1の位置と遮光膜14の位置とを補正して形成する。
(1)画素領域Eの中心を通る一方向において、画素領域Eの中心から最も離れた位置にある角部Aに含まれる画素Pの組ずれと透過率との関係を求め、当該画素Pの透過率(明るさ)が最大となる第1開口要素(開口部Ps)に対する第2開口要素(開口部Pm)のずらし方向と位置の補正量とを求める。角部Aに含まれる画素Pの第2開口要素(開口部Pm)のずらし方向と位置の補正量とを、画素領域Eの複数の画素Pの座標に応じて配分したずらし方向と位置の補正値とを求め、これを当該画素Pに適用して第2開口要素(開口部Pm)の位置を補正する。これにより、対向基板30において第2開口要素(開口部Pm)の位置の補正を行わない場合に比べて、素子基板20と対向基板30とを液晶層40を介して貼り合わせる際の双方の基板の相対的な組ずれの許容量を大きくすることができる。言い換えれば、組ずれに強い液晶装置100を提供あるいは製造することができる。また、複数の画素Pごとの第2開口要素(開口部Pm)の位置の補正値は、画素領域Eの中心から画素領域Eの縁部に向かう一方向に行くほど大きくなるように設定されている。したがって、画素領域Eに入射する入射光が入射角度による強度分布を有していたとしても、入射光のシステム光軸Lが画素領域Eの中心を通るように設定されている場合、入射光の強度分布の影響で明るさのむら(表示ムラ、色むら)が生じ難い液晶装置100を提供あるいは製造することができる。
(2)画素領域Eを複数の補正領域に分割し、当該補正領域ごとにずらし方向と位置の補正値を求めて、当該補正領域に含まれる画素Pに適用するので、すべての画素Pに対してそれぞれ第2開口要素(開口部Pm)のずらし方向と位置の補正値を求めて適用する場合に比べて、容易に補正を行うことができる。
(3)第2開口要素(開口部Pm)の位置が補正された液晶装置100を液晶ライトバルブに適用することで、左右の明るさのむらを解消するための液晶装置100の駆動電圧の調整を行わなくても、明るい表示が可能であると共に明るさのむらが低減され優れた表示品質を有する投写型表示装置1000を提供することができる。
Claims (5)
- 一対の基板と、前記一対の基板のうち一方の基板において画素の開口部の大きさ又は位置を規定する第1開口要素と、前記一対の基板のうち他方の基板において前記画素の開口部の大きさ又は位置を規定する第2開口要素とを備えた電気光学装置の複数の画素における開口要素の位置の補正方法であって、
複数の前記画素が配置される画素領域の中心を通る一方向において、前記画素領域の角部に位置する所定画素における入射光の入射角度別強度分布を求めるステップS1と、
前記ステップS1の結果から、前記所定画素の前記第1開口要素の位置を基準として、
前記所定画素の明るさが最大となる前記所定画素の前記第2開口要素のずらし方向と位置の補正量とを求めるステップS2と、
前記所定画素の前記第2開口要素の前記ずらし方向と前記位置の補正量に基づいて、前記複数の画素ごとに、前記画素領域における座標に応じて、前記第2開口要素のずらし方向と位置の補正値とを求めるステップS3と、を備え、
前記ステップS3において、前記画素領域を複数の補正領域に分割し、前記所定画素の前記第2開口要素の位置の補正量を、前記複数の補正領域ごとに、前記画素領域における位置に応じて配分した前記補正値を求め、当該補正領域に含まれる画素に当該補正値を適用することを特徴とする開口要素の位置の補正方法。 - 前記第1開口要素の位置を基準として、前記第2開口要素の位置の前記補正値が、前記画素領域の中心から前記画素領域の縁部に向かう一方向に行くほど大きくなっていることを特徴とする請求項1に記載の開口要素の位置の補正方法。
- 前記複数の補正領域のうち、前記画素領域の中心を含む補正領域における画素の前記第2開口要素の位置の前記補正値はゼロであることを特徴とする請求項1に記載の開口要素の位置の補正方法。
- 前記第1開口要素及び前記第2開口要素のそれぞれは、マイクロレンズ、プリズム、カラーフィルター、ブラックマトリックスのいずれかが用いられていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の開口要素の位置の補正方法。
- 一対の基板と、前記一対の基板のうち一方の基板において画素の開口部の大きさ又は位置を規定する第1開口要素と、前記一対の基板のうち他方の基板において前記画素の開口部の大きさ又は位置を規定する第2開口要素とを備えた電気光学装置の製造方法であって、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の開口要素の位置の補正方法を用いて、前記一方の基板の前記第1開口要素の位置を基準とした前記第2開口要素の位置を補正して前記他方の基板を形成する工程と、
前記一方の基板と前記他方の基板とを電気光学素子を介して対向配置し、貼り合わせる工程と、を備えていることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
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