KR0128816B1 - 액정표시장치 및 액정표시장치의 결함수정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한쌍의 투명기판 사이에 액정이 봉입되고 많은 갯수의 화소들이 매트릭스 형태로 배열되어 있는 투과형 액정패널에 관한 것으로, 특히 조명광의 입사측 투명기판에 마이크로렌즈 어레이 기판이 접합되어 있는 고휘도 액정표시장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이런 액정표시장치에 나타나는 휘점 결함을 수정하는 방법에 관한 것이기도 하다. 액정패널에 휘점결함화소가 있으면, 이 화소의 조명광의 조사경로상에 단단식 또는 이단식 요부를 형성한다. 이 요부는 마이크로렌즈 어레이 기판이 부착되는 입사측 투명기판의 표면 부근에 형성한다. 이렇게 형성된 요부를 수지로 채울 수도 있다. 어떤 형태로 하든 요부에서 조명광이 확산되므로, 휘점결함화소를 수정하여 주변의 정상화소에 비해 눈에 띄지 않게 할 수 있다.

Description

액정표시장치 및 액정표시장치 결함수정방법

제1도는 종래의 휘점결함 수정수단을 보여주는 액정패널의 단면도.

제2도는 본 발명의 실시예에 따른 결함수정방법의 한 단계를 보여주는 개략도.

제3도는 휘점화소와 휘점수정부가 모두 조명광의 조사경로상에 있는 것을 보여 주는 도면.

제4a도는 본 발명에 따른 요홈가공부의 형상을 보여주는 액정패널의 단면도.

제4b도는 본 발명에 따른 요홈가공부의 다른 형상을 보여주는 액정패널의 단면도.

제5a도는 제4a도의 요홈가공부와 마이크로렌즈 어레이 사이의 위치관계를 보여주는 액정패널의 확대도.

제5b도는 제4b도의 요홈가공부와 마이크로렌즈 어레이 사이의 위치관계를 보여주는 액정패널의 확대도.

제6a도는 제4a도의 요홈가공부가 사각추형인 것을 보여주는 도면;

제6b도는 제4b도의 요홈가공부가 사각추형인 것을 보여주는 도면;

제7a도는 제4a도의 요홈가공부가 원추형인 것을 보여주는 도면;

제7b도는 제4b도의 요홈가공부가 원추형인 것을 보여주는 도면;

제8도는 엑시머레이저 에칭용 슬릿패턴 마스크의 형태를 나타낸 정면도;

제9a도는 마이크로렌즈 어레이가 부착되어 있는 액정패널의 단면도;

제9b도는 마이크로렌즈 어레이가 부착되어 있는 다른 액정패널의 단면도;

제10도는 마이크로렌즈 어레이가 부착되어 있는 또다른 액정패널의 단면도;

제11도는 본 발명과 비교한 고휘도 타입 액정표시장치의 비교예를 보여주는 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 엑시머레이저 발진기 2 : 레이저빔

3 : 슬릿패턴 4 : 반사경

5 : 렌즈 6 : 장착대

7 : 액정패널 8 : 휘점수정부

9 : 휘점화소 10, 11 : 유리기판

12 : 조명광 13 : 블랙마스크

14 : 대향전극 15 : 화소전극

16 : TFT 17 : 액정층

18 : 요홈가공부 19 : 조면(粗面)

20 : 마이크로렌즈 23 : 마이크로렌즈 어레이

24 : 접착제 28 : 수지

본 발명은 한쌍의 투명기판 사이에 액정이 봉입되고 많은 갯수의 화소들이 매트릭스 형태로 배열되어 있는 투과형 액정패널에 관한 것으로, 특히 조명광의 입사측 투명기판에 마이크로렌즈 어레이 기판이 접합되어 있는 고휘도 액정표시장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 이런 액정표시장치에 나타나는 휘점 결함을 수정하는 방법에 관한 것이기도 하다.

프로젝션형 액정표시장치에 사용되는 액티브매트릭스 구동방식의 액정패널은 한쌍의 유리기판과, 이 기판의 한쪽 유리기판에 매트릭스 형태로 배치된 화소전극과 화소전극에 접속되는 TFT(박막 트랜지스터)를 구비한다.

이 배열에서, TFT의 스위칭 동작으로 대응 화소에 전압을 선택인가 또는 비선택인가하여 표시동작을 행한다.

여기서 TFT는 유리기판상에 게이트전극, 소스전극 및 드레인전극, 절연층, 반도체층 등을 적충한 다층 구조이다. 이들 다층 각각을 형성하려면, 적충공정과 패터닝공정을 교대로 행한다. 이런 이유로, 흠결이 없는 완전한 TFT를 제작하려면, 제조공정에 있어 각종 조건을 엄격히 관리 유지하기 위한 비상한 노력을 필요로 한다.

그러므로, 경우에 따라서는 정상적인 TFT 특성을 보이지 않는 결함 TFT를 발생시킬 수 있다. 이런 경우, 그 결함이 복구될 수 있다면, 그 결함의 종류에 따라 각각의 수정작업을 하여 TFT를 복구한다. 이런 TFT결함의 일례로서는, 회로형성의 패턴중에는 복구될 수 없고 TFT에 접속된 화소전극에 상당하는 화소가 휘점으로서 표시화면성에 인식되는 소위 휘점결함이 있다.

이 휘점결함을 수정하는 방법으로는 본건 출원인이 제안하여 일본 특개평 4-274407에 기재된 방법이 있다.

제1도는 이 내용의 액정패널의 단면도이다. 여기서는 휘점화소(9)가 다음과 같이 수정된다. 즉, 휘점화소(9)를 조사하는 조명광(12)의 조명경로에 위치하는 출사측의 투명기판(11)의 표면 부근(수정부 31)에 요부(32)가 형성된다. 이렇게 형성된 요부(32)의 저면(32A)과 측면(32B)을 조면화 처리하여 휘점화소의 투과광을 억제하여, 휘점화소의 휘도를 저하시킨다.

본건 출원인은 이것 외에도 많은 제안을 하였다. 특히, 일본 특개평 4-274408에 기재된 액정은, 전술한 것과 같은 형태로, 휘점화소를 나가는 조명광의 경로상에 위치하는 입사측의 투명기판의 부근에 수정수단으로서 바닥면이 광확산 특성을 보이는 요부가 형성되도록 구성된다. 이것과 마찬가지로, 일본국 특개평 4-301615에 개시된 액정패널에서는, 입사측 투명기판에 수정수단으로서 요부가 있어서 이 요부의 바닥면이 거의 휘점결함을 일으키는 화소로 된다. 일본국 특개평 4-358120에 개시된 것은, 전술한 것과 마찬가지로 바닥면 중앙에 그 주변보다도 더 크게 광확산 특성을 보여주는 조면을 갖는 요부를 갖는 수정수단으로서 제공되는 액정표시장치이다. 또다른 액정표시장치가 일본국 특개평 5-2160에 개시되어 있는데, 전술한 것과 마찬가지로, 입사측 또는 출사측의 투명기판의 부근에 불량 화소에 대응하는 위치에 형성된 요부에 자외선 경화수지 등을 차폐수단으로서 충전한 것이다.

전술한 액정표시장치와 휘점결함 수정방법은 그 자체적으로 뛰어난 효과를 발휘하기는 하지만, 마이크로렌즈 어레이 기판을 접합시킨 (본 발명이 목적하는) 고휘도타일 액정표시장치에 그대로 적용하기에는 개선할 점이 있다. 이것을 다음 비교예에서 살펴본다.

구체적으로, 후술하는 바와같이, 예컨대 일본국 특개평 4-274407에 개시된 기술을 마이크로렌즈 어레이 기판이 접합되어 있는 고휘도 타입 액정표시장치에 적용하려면, 수정부를 투과하는 광량이 증가되어, 휘점의 휘도 저감이 곤란하다. 또, 마이크로렌즈에 입광하는 광측의 각도 편차의 영향도 고려할 필요가 있다. 그 결과, 수정사이즈가 커져서, 표시화면에 수정점이 눈에 띠게 나타나 문제점으로 된다.

따라서, 본 발명의 목적은, 마이크로렌즈 어레이 기판을 접합시킨 고휘도 타입 액정표시장치에 있어서, 수정율을 보다 향상시킬 수 있는 휘점화소 수정을 시행할 수 있는 액정표시장치를 제공하는데 있다. 본 발명의 다른 목적은, 휘점화소를 수정하는 수정방법을 제공하는데 있다. 본 발명의 또다른 목적은, 조명광의 액정패널상의 휘점 결함을 조명하는 조명광의 전체 조사경로에서 조명광을 감소시킬 수 있는 액정표시장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 이상의 목적을 달성하기 위한 것이고, 본 발명의 제 1 요지는, 입사측 투명기판, 반대측 투명기판, 및 상기 입사측 투명기판과 반대측 투명기판 사이에 봉입된 액정으로 이루어진 투과형 액정패널; 상기 투과형 액정패널에 부착되고, 이 액정패널에 매트릭스 형태로 배열된 각 화소 영역에 대응하게 다수의 마이크로렌즈가 배열되어 있는 마이크로렌즈 어레이 기판; 및 상기 마이크로렌즈 어레이 기판 방향으로부터 표시용 조명광을 상기 투과형 액정패널에 조사하는 광원수단;을 포함하고, 상기 입사측 투명기판의 소정 위치에 요홈가공부가 형성되고, 상기 소정 위치 각각은 휘점결함을 갖는 화소를 조사하는 조명광의 조사경로상에 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치에 있다.

본 발명의 제 2 요지는, 입사측 투명기판, 반대측 투명기판, 및 상기 입사측 투명기판과 반대측 투명기판 사이에 봉입된 액정으로 구성되는 투과형 액정패널; 상기 투과형 액정패널에 부착되고, 이 액정패널에 매트릭스 형태로 배열된 각 화소 영역에 대응하게 다수의 마이크로렌즈가 배열되어 있는 마이크로렌즈 어레이 기판; 및 상기 마이크로렌즈 어레이 기판 방향으로부터 표시용 조명광을 상기 투과형 액정패널에 조사하는 광원수단;을 포함하고, 상기 입사측 투명기판의 표면쪽으로는 큰 요부를, 액정층 방향으로는 크기는 작고 깊이는 더 깊은 요부를 갖는 2단 요홈가공부를 입사측 투명기판의 소정 위치에 형성하고, 상기 소정 위치 각각은 상기 투과형 액정패널에 발생된 휘점결함화소를 조사하는 조명광의 조사경로상에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치에 있다.

이런 경우에, 요홈가공부가 공동이고 적어도 저면을 광확산용 조면으로 가공하는 것이 효과적이다.

본 발명의 다음 요지는, 입사측 투명기판, 반대측 투명기판, 및 상기 입사측 투명기판과 반대측 투명기판 사이에 봉입된 액정으로 구성되는 투과형 액정패널; 상기 투과형 액정패널에 부착되고, 이 액정패널에 매트릭스 형태로 배열된 각 화소 영역에 대응하게 다수의 마이크로렌즈가 배열되어 있는 마이크로렌즈 어레이 기판; 및 상기 마이크로렌즈 어레이 기판 방향으로부터 표시용 조명광을 상기 투과형 액정패널에 조사하는 광원수단;을 포함하고, 상기 입사측 투명기판의 소정 위치에 요홈가공부를 형성하고, 상기 소정 위치 각각은 상기 투과형 액정패널에 발생된 휘점결함화소를 조사하는 조명광의 조사경로상에 위치하며, 상기 입사측 투명기판보다 투과율이 낮은 수지를 상기 요홈가공부에 충전하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치에 있다.

또, 본 발명의 결함수정방법의 요지는, 입사측 투명기판, 반대측 투명기판, 및 상기 입사측 투명기판과 반대측 투명기판 사이에 봉입된 액정으로 구성되는 투과형 액정패널; 상기 투과형 액정패널에 부차되고, 이 액정패널에 매트릭스 형태로 배열된 각 화소 영역에 대응하게 다수의 마이크로렌즈가 배열되어 있는 마이크로렌즈 어레이 기판; 및 상기 마이크로렌즈 어레이 기판 방향으로부터 표시용 조명광을 상기 투과형 액정패널에 조사하는 광원수단;을 포함하는 액정표시장치의 결함수정방법에 있어서: 상기 마이크로렌즈 어레이 기판을 상기 입사측 투명기판에 부착하기 전에, 휘점결함을 검출하는 단계; 및 이 휘점결함이 발생된 화소를 조사하는 조명광의 조사경로상에 위치하는 입사측의 투명기판의 표면 부근에 요홈가공부를 형성하는 단계;를 포함하는 액정표시장치의 결함수정방법에 있다.

본 발명의 결함수정방법의 다른 요지는, 입사측 투명기판, 반대측 투명기판, 및 상기 입사측 투명기판과 반대측 투명기판 사이에 봉입된 액정으로 구성되는 투과형 액정패널; 상기 투과형 액정패널에 부착되고, 이 액정패널에 매트릭스 형태로 배열된 각 화소 영역에 대응하게 다수의 마이크로렌즈가 배열되어 있는 마이크로렌즈 어레이 기판; 및 상기 마이크로렌즈 어레이 기판 방향으로부터 표시용 조명광을 상기 투과형 액정패널에 조사하는 광원수단;을 포함하는 액정표시장치의 결함수정방법에 있어서: 상기 마이크로렌즈 어레이 기판을 상기 입사측 투명기판에 부착하기 전에, 휘점결함을 검출하는 단계: 및 이 휘점결함을 갖는 화소를 조사하는 조명광의 조사경로상에 위치하는 입사측의 투명기판의 표면 부근에, 입사측 투명기판의 표면쪽으로는 큰 요부를, 액정측에는 작은 요부를 갖는 2단 요홈가공부를 형성하는 단계:를 포함하는 액정표시장치의 결함수정방법에 있다.

어느 경우에도, 상기 2단 요홈가공부는 크기가 큰 요홈가공부를 형성한 뒤에 크기가 작은 요홈가공부를 형성하여 이루어지거나, 크기가 작은 요홈가공부를 형성한 뒤에 크기가 큰 요홈가공부를 형성하여 이루어진다.

본 발명의 다른 요지는, 입사측 투명기판, 반대측 투명기판, 및 상기 입사측 투명기판과 반대측 투명기판 사이에 봉입된 액정으로 구성되는 투과형 액정패널: 상기 투과형 액정패널에 부착되고, 이 액정패널에 매트릭스 형태로 배열된 각 화소 영역에 대응하게 다수의 마이크로렌즈가 배열되어 있는 마이크로렌즈 어레이 기판: 및 상기 마이크로렌즈 어레이 기판 방향으로부터 표시용 조명광을 상기 투과형 액정패널에 조사하는 광원수단:을 포함하는 액정표시장치의 결함수정방법에 있어서: 상기 마이크로렌즈 어레이 기판을 상기 입사측 투명기판에 부착하기 전에, 휘점결함을 검출하는 단계: 이 휘점결함이 발생된 화소를 조사하는 조명광의 조사경로상에 위치하는 입사측의 투명기판의 표면 부근에 요홈가공부를 형성하는 단계: 및 상기 입사측 투명기판보다 투과율이 낮은 수지를 상기 요홈가공부에 충전하는 단계:를 포함하는 액정표시장치의 결함수정방법에 있다.

본 발명의 또다른 요지는, 입사측 투명기판, 반대측 투명기판, 및 상기 입사측 투명기판과 반대측 투명기판 사이에 봉입된 액정으로 구성되는 투과형 액정패널: 상기 투과형 액정패널에 부착되고, 이 액정패널에 매트릭스 형태로 배열된 각 화소 영역에 대응하게 다수의 마이크로렌즈가 배열되어 있는 마이크로렌즈 어레이 기판: 및 상기 마이크로렌즈 어레이 기판 방향으로부터 표시용 조명광을 상기 투과형 액정패널에 조사하는 광원수단:을 포함하는 액정표시장치의 결함수정방법에 있어서: 상기 마이크로렌즈 어레이 기판을 상기 입사측 투명기판에 부착하기 전에, 휘점결함을 검출하는 단계: 이 휘점결함이 발생된 화소를 조사하는 조명광의 조사경로상에 위치하는 입사측의 투명기판의 표면 부근에 요홈가공부를 형성하는 단계: 상기 요홈가공부에 투광성 수지를 충전하는 단계: 및 상기 수정부의 투과율을 낮추기 위해 레이저빔을 이용해 상기 수지를 변색시키거나 흑색화하는 단계:를 포함하는 액정표시장치의 결함수정방법에 있다.

전술한 바와같이, 요홈가공부는 공동 형태로, 즉, 단일 기포 형태로 마이크로렌즈 바로 밑에 형성되고, 이렇게 형성된 요홈가공부의 표면을 조면화한다. 이 단계에서 렌즈 바로 밑의 부분으로 입사하는 조명광은 마이크로렌즈에 의해 거의 집광되지 않고, 집광되지 않은 입사광은 요홈가공부에서 광확산으로 인해 효과적으로 축소될 수 있다. 그 결과, 표면의 조도를 선택함으로써, 휘점화소를 투과하는 광량과 주변의 정상화소의 광량을 부합시킬 수 있다.

전술한대로, 마이크로렌즈 바로 밑에 2단 요홈가공부를 형성하면, 마이크로렌즈 어레이 기판을 입사측 투명기판에 접착하는 접착제가 크기가 작은 제2의 안쪽 요부로 들어가는 것이 방지된다. 그 결과, 단일의 기포 공동을 확실하게 형성할 수 있다.

이 경우, 제2의 요부의 단면 형태는 원형, 정방형, 타원형 또는 5각형 등 어떤 형상도 가능하다.

투과율이 낮은 수지를 요홈가공부에 채우면 투과율이 낮은 층을 형성할 수 있다. 마이크로렌즈 바로 밑에 요홈가공부를 형성하면, 여기서 조명광이 부적절하게 또는 거의 집광하지 않기 때문에 요홈가공부 내부의 입사광을 감쇠할 수 있다.

또, 이런 형태에서는, 요홈가공부를 투과성 수지로 채우고, 마이크로렌즈 어레이 기판을 조립한 뒤 이 수지를 변색시키면, 입사광을 적절히 감쇠시킬 수 있다. 또, 요홈가공부의 내측면을 조면화 처리하면 투명기판에 대한 수지의 접촉성이 향상되어 신뢰성이 좋아진다.

마이크로렌즈 바로 밑에 요홈가공부를 형성하기 때문에, 수정부의 크기가 마이크로렌즈나 화소 한개의 크기만큼 작아지므로, 빛의 누설이 생기지 않는다. 그 결과, 휘점화소의 존재여부를 그 주변의 정상화소에 비교하여 눈치챌 수 없다. 환언하면, 휘점화소가 정상적으로 수정된다.

이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 자세히 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명의 실시예에 따른 결함 수정방법의 1 공정을 개략적으로 나타낸 것이다. 엑시머레이저 발진기(1)에서 출사된 레이저빔(2)은 슬릿패턴(3)을 통해 자외선 반사경(4)에서 반사된 후, 렌즈(5)를 지나, 장착대(6)에 장착된 액정패널(7)의 휘점수정부(8)에 집광된다. 제3도에 도시된 바와같이, 휘점수정부(8)는 휘점을 발생시키는 휘점화소(9)와 동일한 조명광의 조사경로상에 있다. 제 4a, 4b도의 실시예에 도시된 바와같이, 액정패널(7)은 한쌍의 유리기판(10, 11)이 접합된 것으로 형성된다. 이들 기판중에, 본 실시예의 휘점수정부(8)는 광원에서 나온 조명광(12)이 입사하는 입사측에 배치된 유리기판(10)의 표면 부근에 선택적으로 형성된다. 입사측 유리기판(10)의 내면에는 블랙마스크(13)의 개구부가 화소에 대응되게 배치되고, 액정에 전압을 인가하기 위한 대향전극(14)이 배치된다.

한편, 조명광(12)의 출사측에 배치된 유리기판(11)의 내면에는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 화소전극(15)과 대응 화소전극으로의 급전을 스위치하는 TFT(16)가 형성된다. 양 유리기판(10, 11) 의 사이에는 액정분자들의 배향이 90^o이상으로 트위스트된 트위스티드 네마틱 액정층(17)이 봉입된다.

상기 액정패널(7)의 휘점수정부(8)로의 레이저빔(2)의 입사방향은 액정패널(7)에 대한 조명광(12)의 입사방향에 일치한다.

여기서, 슬릿패턴(3)은 휘점수정부의 외형을 확대한 패턴으로 형성된다. 슬릿패턴(3)을 통과한 레이저빔(2)은 축소되고 휘점수정부(8) 위치에 아주 정밀하게 조사된다. 또, 이런 슬릿패턴(3)을 사용하면, 다음에 설명하는 요홈가공부(18)의 내면의 조면(19)을 다양한 형태로 불규칙하게 형성하는 이점이 있다. 여기서, 장착대(6)가 예컨대 수평면에서 2차원적으로 X-Y 2축 직교방향으로 움직일 수 있으므로, 장착대(6)의 이동에 의해 레이저빔(2)을 원하는 휘점수정부(8)에 조사할 수 있다.

휘점화소(9)의 검출을 위해, 예비단계로 액정패널(7)에 광원으로부터의 조명광(12)을 조사하여 구동상태에 있는 액정패널(7)의 표시화상을 표시화면에 투영한다. 투영상에 휘점화소가 있을 경우, 이 휘점화소는 검사장치에 의한 화상인식에 의해 검사되거나 검사원에 의해 포착된다.

이 경우, 본 발명의 실시예에 사용된 슬릿패턴(3)에 의해 생성된 요홈가공부(18)의 형상은 제4a도의 실시예와 같이 1단일 수 있는데, 이 형상은 제5a도의 확대도에 더 자세히 도시되어 있다. 이 가공부는 제4b도의 실시예와 같이 2단으로 형성될 수도 있는데, 이 형상은 제5b도의 확대도에 더 자세히 도시되어있다.

더 구체적으로, 제5a도의 경우, 마이크로렌즈 어레이(23)에 형성된 마이크로렌즈(20)의 직경과 같거나 약간 더 크도록 요홈가공부(18)로서 같은 요부(22)를 형성한다. 반면에, 제5b도의 경우에는, 먼저 직경이 큰 슬릿패턴을 사용하여 마이크로렌즈 어레이(23)에 형성된 마이크로렌즈(20)보다 큰 직경의 얕은 요부(21)를 형성한다. 이어서, 직경이 작은 다른 슬릿패턴을 사용하여 마이크로렌즈(20)보다 약간 작은 직경의 깊은 홈(22)을 형성한다. 2단 요부를 형성할 때는 더 크고 얕은 요부(21)보다 작고 깊은 요부(22)를 먼저 형성하는 것이 좋다. 또, 필요에 따라서는 3단 이상의 요홈가공부를 형성할 수도 있다.

제5a도나 제5b도의 경우에, 입사측 투명기판의 표면에 접착제(24)로 마이크로렌즈 어레이(23)을 접착할 때, 먼저 준비된 요홈가공부(18) 안쪽에 공기에 의한 단일의 기포가 형성된다. 이것에 대해서는 뒤에 자세히 설명한다.

요홈가공부(18)는, 제6a, 6b, 7a, 7b도에 도시된 바와같이, 바닥쪽으로 점점 좁아지는 사각추나 원추형이고 휘점화소(9)에 대응하는 유리기판(10)의 표면 부근, 즉 휘점수정부(8)에 형성된다. 동시에, 요홈가공부(18)의 바닥에 조면(19A)을, 측면(경사면)에 조면(19B)을 형성하여 휘점화소(9)를 투과하는 조명광을 감광하거나 차광한다.

이런 요홈가공부(18)와 조면(19A, 19B)은 엑시머레이저를 이용한 에칭 가공에 의해 이하의 방식으로 형성된다. 먼저, 슬릿패턴(3)을 통해 패턴화되는 엑시머레이저 발진기(1)에서 출사된 레이저빔(2)을 적당한 축소율의 적당한 에너지밀도를 갖도록 설정한다. 조정된 레이저빔(2)을 적당한 축소율의 적당한 에너지밀도를 갖도록 설정한다. 조정된 레이저빔(2)을 휘점수정부(8)에 조사하여 요홈가공부(18)를 형성한다.

다음에, 제8도에 도시된 것과 같이 둥근 구멍들(3b)이 그물 형태로 배열된 슬릿패턴 마스크를 슬릿패턴(3)으로서 삽입한다. 이 상태에서, 레이저빔(2)을 요홈가공부(18)에 조사한다. 이런 처리에 의해, 요홈가공부(18)의 측면에는 톱니형의 조면(19B)이 형성되지만 바닥면에는 그물형 조면(19A)이 형성된다.

이상의 실시예중에, 하나의 단이 형성된 제4a, 5a, 6a, 7a도에 도시된 실시예에 있어서는, 요홈가공부(18)가 원통형이든 원추형이든 그 최상면은 마이크로렌즈의 사이즈와 일치하고, 0∼20^o의 경사각도를 갖고 깊이가 표면의 직경보다 큰 것이 바람직하다. 더 구체적으로 말해, 표면은 마이크로렌즈의 사이즈(114㎛)와 같거나 그 이상(직경:100∼180㎛, 최적치 140㎛, 깊이:200 ∼300㎛, 최적치 250㎛)인 것이 바람직하다.

이단식 요부가 형성된 제4b, 5b, 6b, 7b도의 실시예에 있어서는, 요홈가공부(18)보다 큰 요부(21)가 원통형이나 사각추나 원추형이든간에, 그 최상면은 마이크로렌즈의 사이즈(114㎛)보다 크다(직경:160∼200㎛, 최적치 170㎛, 깊이:30∼60㎛, 최적치40㎛). 한편, 직경이 작은 요부(22)의 사이즈는 마이크로렌즈의 사이즈(114㎛)와 같거나 약간 더 크다. 이 요부(22)의 사이즈는 22∼110㎛, 최적치 120㎛이고, 기판 표면에서의 깊이는 120∼200㎛,최적치 150㎛이다. 직경이 큰 요부(21)의 경사각은 5∼45^o, 최적치 20^o이하이고, 직경이 작은 요부(22)의 경사각은 5∼30^o, 최적치 15^o이하이다. 직경이 큰 요부와 작은 요부(21, 22) 사이의 편차는 적어도 20㎛이상이다.

이 수정방법에 의해 감광되는 정도는 레이저 쇼트의 수를 변화시켜서 요홈가공부(18)의 크기와 깊이를 조정하여 제어될 수 있다. 이어서, 제5a, 5b도의 실시예에서 전술한바와 같이, 원하는 레벨로 조면화되어 있는 액정패널의 입사측 투명기판(10)에 투명성 접착제(24)를 사용해 마이크로렌즈 어레이(23)를 접착한다. 마이크로렌즈 어레이를 붙일 때, 접착제(24)의 점도나 투명전극 표면등의 조면조건 등을 조정하면, 제5a, 5b도의 실시예에서 전술한 바와 같이, 접착제(24)가 들어가지 않는 단일 기포의 공동부가 형성된다. 또, 접착제(24)의 굴절율이나 상기 공동부의 형성조건을 적절히 선택하면 감광량을 적절히 할 수 있다.

구체적으로, 접착제(24)가 공동에 충전되는 것을 방지하려면, 그 점성이나 표면 장력 및 유리기판(10)의 습윤성을 적절히 선택해야 한다. 그 외에도, 제5a도의 경우에는, 경사각이나 표면의 조면도 등의 요부(22)의 특징을 적절히 선택해야 한다. 또, 제5b도의 경우에는, 요홈가공부(18)의 일부분으로서의 직경이 큰 요부(21)의 경사각, 직경이 큰 요부(21)와 작은 요부(22)의 직경차, 단차부의 조면도 등의 조건을 적절히 선택하여 직경이 작은 요부(22)에 접착제가 들어가는 것을 방지할 필요가 있다. 어느 경우에도, 요부의 조건과 접착제를 적절히 선택하면, 접착제가 요부(22)로 들어가는 것을 방지하여 요부(22)를 완벽히 공동화할 수 있다. 특히, 제5b도의 경우에는, 요부들(21, 22)의 직경차를 20㎛ 이상으로 설정하고 요부(21)의 단차 표면을 조면화하여, 직경이 작은 요부(22)에 접착제가 들어가는 것을 확실하게 방비할 수 있다.

제10도에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 투명성 접착제(24)를 이용해 입사측 투명기판(10)의 표면에 마이크로렌즈 어레이(23)를 접착하기 전에 유리기판(10)보다 투과율이 작은 수지(28)를 요부(18)에 충전한다. 수지(28)의 굴절율과 투과율을 적절히 선택하면, 감광량을 적절히 할 수 있다. 즉, 문제의 휘점화소의 휘도를 보상하도록 감광량을 조정할 수 있다. 또, 수지의 충전때문에, 요홈가공부(18)에 공기 없는 공동이 형성되어, 열사이클 테스트 등의 신뢰성 검사를 하여도 기포부의 확대로 인한 감광레벨의 변화는 물론 마이크로렌즈 어레이(23)가 투명기판(10)에서 박리될 위험이 없게 된다.

상술한 조면화 처리를 CO₂레이저 에칭에 의해 행하거나, 다이아몬드나 초경합금제 바늘을 사용한 직접 조각으로 행할 수도 있지만, 엑시머레이저 에칭은 이들 방법과 비교하여 다음과 같은 이점이 있다. 첫째, 직접 조각법과 비교하자면, 엑시머레이저 에칭법으로는 조면 가공이 용이하고 요철 형상의 정밀도가 높은 조면(19)을 형성할 수 있다. CO₂레이저법에 있어서는, CO₂레이저 에칭이 가열가공이기때문에, 휘점수정부(9) 주위의 유리에 열손상을 입힐 수 있다. 반면에, 엑시머레이저 에칭법으로는 이런 열손상이 생기지 않으므로, CO2 레이저법에 비해 유리하다. 따라서, 이런 이유로, 휘점을 수정하기 위한 조면(19)을 형성하는 가장 바람직한 방법은 엑시머레이저 에칭법이라고 할 수 있다.

또, 전형적인 엑시머레이저는 발진파장 193㎚의 ArF, 발진파장 248㎚의 KrF, 발진파장 308㎚의 XeCl 등의 봉입개스를 사용한다. 이 봉입개스의 종류에 따라 엑시머레이저 발진기(1)의 펄스에너지가 다르므로, 형성될 조면의 표면 조도도 달라진다.

본 발명자들은 다음과 같은 시험결과를 얻었고, 봉입개스로서 KrF로 충전된 엑시머레이저를 이용한 엑시머레이저 에칭가공이 가장 좋은 수정방법임을 확인하였다.

구체적으로, 휘점수정부(8)로의 입사광을 확산시키는 조면화에 적당한 엑시머레이저 개스를 찾기위해, 펄스슈팅 조건을 일정하게 유지하면서 각종의 봉입개스를 사용하여 실험을 하였다. KrF로 봉입된 레이저로 형성된 조면의 표면 조도가 최대이고, 그 다음이 ArF이었다. 반면에, 봉입개스로 XeCl가 충전된 레이저에서 출사된 레이저빔(2)은 유리를 투과하므로, 조면화에 실패하였다. KrF로 봉입된 레이저에 의해 최대 표면조도로 형성된 표면을 현미경으로 관찰했을 때, 조면이 사립상이고 투과조명의 투과가 충분히 억제될 수 있음을 확인하였다.

한편, 마이크로렌즈 어레이 기판(23)을 접착한 뒤, 투광성 수지(28)에 예컨대 레어저빔을 조사하여 변색시키면 필요한 감광레벨을 쉽게 얻을 수 있다. 따라서, 문제의 화소를 주위의 화소에 비해서 더 밝거나 어둡게 하지 않고, 표시품위를 향상시킬 수 있다. 또, 수지(28)를 접착제(24)와 동일한 재료로 하면, 신뢰성이 높아지고 비용이 감소된다.

한편, 이상의 실시예에서 도면에는 컬러필터가 도시되지 않았지만, 투영형 액정표시장치에는 2가지 타입의 컬러필터가 사용된다. 즉, 단판 패널 방식의 투영형 액정표시장치는 R(적), G(녹), B(청)의 3원색 컬러필터 요소가 투명기판에 교호로 배열되어 있는 컬러필터를 사용한다. 또, 3패널 방식의 투영형 액정표시장치에는 3개의 액정패널이 제공되고, 각각의 패널에 R(적), G(녹), B(청)의 3원색 컬러필터가 전용된다. 다시말해, 컬러필터가 액정패널 내에 있는 경우와 액정패널에서 독립된 위치에 있는 경우의 2가지 경우로 분류할 수 있다. 어느 경우에도, 컬러필터 형식과 무관하게 본 발명의 수정방법을 액정패널에 동일하게 적용할 수 있다.

끝으로, 본 발명의 효과를 비교예를 참조하여 구체적으로 설명한다.

제11도는 전술한 일본군 특개평 4-274407에 제안된 수정방법을 액정표시장치, 즉 마이크로렌즈 어레이 기판이 부착되어 있는 고휘도 타입 액정표시장치에 응용한 경우를 보여주는 단면도이다.

이 액정패널에서, 마이크로렌즈(20)를 각각의 화소(15)에 대응되게 배열한 마이크로렌즈 어레이 기판(23)을 조명광(12)의 입사측 투명기판(10)의 표면에 부착하고, 조명광(12)이 대응 마이크로렌즈(20)에 의해 각 화소(12)에 집광되어 고휘도의 액정표시장치를 실현한다. 이런 고휘도 타입 액정표시장치에서, 휘점화소(9)를 조사하는 조명광(12)의 조사 경로상에 위치하는 출사측의 투명기판(11)의 표면 부근(수정부 35)에 요부(36)를 형성한다. 이어서, 이 요부(36)의 저면(36A)과 측면(36B)을 조면화 처리하여 휘점화소의 투과 조명을 억제하여 휘점화소의 휘도를 낮춘다.

출사측 투명기판(11)의 표면에 이상의 수정방법을 실행할 경우에는, 마이크로렌즈(20)에 의한 집광효과가 더 크게 영향을 준다. 따라서, 마이크로렌즈(20)의 집광효과 때문에 수정부를 투과하는 광량이 증가하여, 휘점의 휘도를 주변의 정상 화소의 휘도까지 낮추기가 어렵다. 그 외에, 마이크로렌즈로 입사하는 광축의 각도편차를 고려해야 하므로, 수정부(35)의 수정 사이즈가 화소 피치의 1.3배로 되어야 하고, 수정부의 크기를 이렇게 하면, 표시화면에 수정점이 뚜렷하게 나타난다는 단점이 있다.

따라서, 마이크로렌즈 어레이 기판이 부착되어 있는 고휘도 타입 액정에 종래의 수정방법을 단순히 그대로 적용한다면, 본 발명과 같은 효과는 얻을 수 없다.

이하 상술하는 바와 같이, 본 발명의 마이크로렌즈를 구비한 고휘도 액정표시장치에서는, 휘점결함을 보이는 화소의 광량을 정상화소의 광량까지 낮추려면, 마이크로렌즈 바로 밑에 조면화 요부를 형성해야 하고, 이 요부를 공동상태로 유지해야 한다. 따라서, 휘점화소로의 입사광이 요부에서 확산되어 휘점결함화소가 주변의 화소에 비해 더이상 뚜렷해지지 않는다. 또, 수정부의 크기가 화소만큼 작기때문에, 수정점이 눈에 띄지 않는다.

또, 본 발명의 마이크로렌즈를 구비한 고휘도 액정표시장치에서, 휘점결함을 보이는 화소의 광량을 정상적인 화소의 광량까지 확실히 낮추려면, 마이크로렌즈 바로 밑에 2단 요홈가공부를 형성한다. 또, 이상의 효과를 향상시키려면, 투과율이 낮은 수지를 요홈가공부에 충전한다. 따라서, 휘점화소로의 입사광이 요부에서 확산되어 휘점결함화소가 더이상 주변의 화소에 비해 눈에 띄지 않는다. 그 외에, 수정부의 크기가 화소만큼 작기 때문에, 수정점이 눈에 띄지 않는 효과를 가져온다.

Claims (16)

1. 입사측 투명기판, 반대측 투명기판, 및 상기 입사측 투명기판과 반대측 투명기판 사이에 봉입된 액정으로 이루어진 투과형 액정패널: 상기 투과형 액정패널에 부착되고, 이 액정패널에 매트릭스 형태로 배열된 각 화소 영역에 대응하게 다수의 마이크로렌즈가 배열되어 있는 마이크로렌즈 어레이 기판: 및 상기 마이크로렌즈 어레이 기판 방향으로부터 표시용 조명광을 상기 투과형 액정패널에 조사하는 광원수단:을 포함하고, 상기 입사측 투명기판의 소정 위치에 요홈가공부가 형성되고, 상기 소정 위치 각각은 휘점결함을 갖는 화소를 조사하는 조명광의 조사경로상에 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
2. 입사측 투명기판, 반대측 투명기판, 및 상기 입사측 투명기판과 반대측 투명기판 사이에 봉입된 액정으로 구성되는 투과형 액정패널: 상기 투과형 액정패널에 부착되고, 이 액정패널에 매트릭스 형태로 배열된 각 화소 영역에 대응하게 다수의 마이크로렌즈가 배열되어 있는 마이크로렌즈 어레이 기판: 및 상기 마이크로렌즈 어레이 기판 방향으로부터 표시용 조명광을 상기 투과형 액정패널에 조사하는 광원수단:을 포함하고, 상기 입사측 투명기판의 표면쪽으로는 큰 요부를, 액정층 방향으로는 크기는 작고 깊이는 더 깊은 요부를 갖는 2단 요홈가공부를 입사측 투명기판의 소정 위치에 형성하고, 상기 소정 위치 각각은 상기 투과형 액정패널에 발생된 휘점결함화소를 조사하는 조명광의 조사경로상에 위치하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 요홈가공부가 공동인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 요홈가공부의 적어도 저면을 광확산용 조면으로 가공하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
5. 입사측 투명기판, 반대측 투명기판, 및 상기 입사측 투명기판과 반대측 투명기판 사이에 봉입된 액정으로 구성되는 투과형 액정패널: 상기 투과형 액정패널에 부착되고, 이 액정패널에 매트릭스 형태로 배열된 각 화소 영역에 대응하게 다수의 마이크로렌즈가 배열되어 있는 마이크로렌즈 어레이 기판: 및 상기 마이크로렌즈 어레이 기판 방향으로부터 표시용 조명광을 상기 투과형 액정패널에 조사하는 광원수단:을 포함하고, 상기 입사측 투명기판의 소정 위치에 요홈가공부를 형성하고, 상기 소정 위치 각각은 상기 투과형 액정패널에 발생된 휘점결함화소를 조사하는 조명광의 조사경로상에 위치하며, 상기 입사측 투명기판보다 투과율이 낮은 수지를 상기 요홈가공부에 충전하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
6. 입사측 투명기판, 반대측 투명기판, 및 상기 입사측 투명기판과 반대측 투명기판 사이에 봉입된 액정으로 구성되는 투과형 액정패널: 상기 투과형 액정패널에 부착되고, 이 액정패널에 매트릭스 형태로 배열된 각 화소 영역에 대응하게 다수의 마이크로렌즈가 배열되어 있는 마이크로렌즈 어레이 기판: 및 상기 마이크로렌즈 어레이 기판 방향으로부터 표시용 조명광을 상기 투과형 액정패널에 조사하는 광원수단:을 포함하는 액정표시장치의 결함수정방법에 있어서: 상기 마이크로렌즈 어레이 기판을 상기 입사측 투명기판에 부착하기 전에, 휘점결함을 검출하는 단계: 및 이 휘점결함이 발생된 화소를 조사하는 조명광의 조사경로상에 위치하는 입사측의 투명기판의 표면 부근에 요홈가공부를 형성하는 단계:를 포함하는 액정표시장치의 결함수정방법.
7. 입사측 투명기판, 반대측 투명기판, 및 상기 입사측 투명기판과 반대측 투명기판 사이에 봉입된 액정으로 구성되는 투과형 액정패널: 상기 투과형 액정패널에 부착되고, 이 액정패널에 매트릭스 형태로 배열된 각 화소 영역에 대응하게 다수의 마이크로렌즈가 배열되어 있는 마이크로렌즈 어레이 기판: 및 상기 마이크로렌즈 어레이 기판 방향으로부터 표시용 조명광을 상기 투과형 액정패널에 조사하는 광원수단:을 포함하는 액정표시장치의 결함수정방법에 있어서: 상기 마이크로렌즈 어레이 기판을 상기 입사측 투명기판에 부착하기 전에, 휘점결함을 검출하는 단계: 및 이 휘점결함을 갖는 화소를 조사하는 조명광의 조사경로상에 위치하는 입사측의 투명기판의 표면 부근에, 입사측 투명기판의 표면쪽으로는 큰 요부를, 액정측에는 작은 요부를 갖는 2단 요홈가공부를 형성하는 단계:를 포함하는 액정표시장치의 결함수정방법.
8. 제7항에 있어서, 상기 2단 요홈가공부는 크기가 큰 요홈가공부를 형성한 뒤에 크기가 작은 요홈가공부를 형성하여 이루어지는 액정표시장치의 결함수정방법.
9. 제7항에 있어서, 상기 2단 요홈가공부는 크기가 작은 요홈가공부를 형성한 뒤에 크기가 큰 요홈가공부를 형성하여 이루어지는 액정표시장치의 결함수정방법.
10. 입사측 투명기판, 반대측 투명기판, 및 상기 입사측 투명기판과 반대측 투명기판 사이에 봉입된 액정으로 구성되는 투과형 액정패널: 상기 투과형 액정패널에 부착되고, 이 액정패널에 매트릭스 형태로 배열된 각 화소 영역에 대응하게 다수의 마이크로렌즈가 배열되어 있는 마이크로렌즈 어레이 기판: 및 상기 마이크로렌즈 어레이 기판 방향으로부터 표시용 조명광을 상기 투과형 액정패널에 조사하는 광원수단:을 포함하는 액정표시장치의 결함수정방법에 있어서: 상기 마이크로렌즈 어레이 기판을 상기 입사측 투명기판에 부착하기 전에, 휘점결함을 검출하는 단계: 이 휘점결함이 발생된 화소를 조사하는 조명광의 조사경로상에 위치하는 입사측의 투명기판의 표면 부근에 요홈가공부를 형성하는 단계: 및 상기 입사측 투명기판보다 투과율이 낮은 수지를 상기 요홈가공부에 충전하는 단계:를 포함하는 액정표시장치의 결함수정방법.
11. 입사측 투명기판, 반대측 투명기판, 및 상기 입사측 투명기판과 반대측 투명기판 사이에 봉입된 액정으로 구성되는 투과형 액정패널: 상기 투과형 액정패널에 부착되고, 이 액정패널에 매트릭스 형태로 배열된 각 화소 영역에 대응하게 다수의 마이크로렌즈가 배열되어 있는 마이크로렌즈 어레이 기판: 및 상기 마이크로렌즈 어레이 기판 방향으로부터 표시용 조명광을 상기 투과형 액정패널에 조사하는 광원수단:을 포함하는 액정표시장치의 결함수정방법에 있어서: 상기 마이크로렌즈 어레이 기판을 상기 입사측 투명기판에 부착하기 전에, 휘점결함을 검출하는 단계: 이 휘점결함이 발생된 화소를 조사하는 조명광의 조사경로상에 위치하는 입사측의 투명기판의 표면 부근에 요홈가공부를 형성하는 단계: 상기 요홈가공부에 투광성 수지를 충전하는 단계: 및 상기 수정부의 투과율을 낮추기 위해 레이저빔을 이용해 상기 수지를 변색시키거나 흑색화하는 단계:를 포함하는 액정표시장치의 결함수정방법.
12. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 요홈가공부의 내면의 적어도 저면을 광확산용 조면으로 가공하는 액정표시장치의 결함수정방법.
13. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 요홈가공부의 내면의 적어도 저면을 광확산용 조면으로 가공하는 액정표시장치의 결함수정방법.
14. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 요홈가공부의 형성 및/또는 내면의 조면 처리가 엑시머 레이저빔을 이용한 레이저-에칭법으로 수행되는 액정표시장치의 결함수정방법.
15. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 요홈가공부의 형성 및/또는 내면의 조면 처리가 엑시머 레이저빔을 이용한 레이저-에칭법으로 수행되는 액정표시장치의 결함수정방법.
16. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 요홈가공부의 충전수지가 상기 입사측 투명기판에 상기 마이크로렌즈 어레이 기판을 부착하는 접착제와 동종의 재료로 구성되는 액정표시장치의 결함수정방법.