KR960011399B1 - 광학 소자 조립 장치 - Google Patents

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KR960011399B1 KR1019920005686A KR920005686A KR960011399B1 KR 960011399 B1 KR960011399 B1 KR 960011399B1 KR 1019920005686 A KR1019920005686 A KR 1019920005686A KR 920005686 A KR920005686 A KR 920005686A KR 960011399 B1 KR960011399 B1 KR 960011399B1
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노리꼬 와따나베
히로시 나까니시
가즈히로 시바따
히로시 하마다
후미야끼 후나다
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샤프 가부시끼가이샤
쯔지 하루오
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Abstract

내용 없음.

Description

광학 소자 조립 장치
제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 광학 소자 조립 장치의 개략도.
제2도는 모아레(moir) 줄무늬들을 발생시키는 원리를 설명하기 위한 예시도.
제3도는 액정표시소자와 작업편의 마이크로렌즈가 위치적으로 정렬되었을때 발생되는 모아레 줄무늬들을 나타내는 도면.
제4도는 액정표시소자와 마이크로렌즈가 소정 각도로 서로 변위되었을 때 발생되는 모아레 줄무늬들을 나타내는 도면.
제5도는 정렬 기구의 정면도.
제6도는 제1실시예의 구성을 변경한 개략도.
제7도는 광학 셔터의 정면도.
제8도는 본 발명의 제2실시예에 따른 광학 소자 조립 장치의 개략도.
제9도는 제2실시예의 구성을 변경한 개략도.
제10도는 본 발명의 제3실시예에 따른 광학 소자 조립 장치의 개략도.
제11a도 내지 제11d도는 작업 편상의 입사광과 마이크로렌즈 어레이 및 액정표시소자간의 관계 예시도.
제12도는 제3실시예의 구성을 변경한 개략도.
제13도는 다른 셔터가 장착된 구성의 개략도.
제14도는 제13도에 도시된 셔터의 정면도.
제15도는 또 다른 셔터의 정면도.
제16도는 본 발명의 제4실시예에 따른 광학 소자 조립 장치의 개략도.
제17도는 필터가 장착된 작업편의 예시도.
제18도는 확산판이 장착된 작업편의 예시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 램프 12 : 오목거울
12,15,18 : 반사경 14 : 적분기
16 : 콜리메이터(collimator)렌즈 17 : 투사렌즈
19 : 스크린 20 : 광학 셔터
21 : 단파 차단 필터 23,24 : 광원
31 : 정렬 기구 32,51,66 : 대물렌즈
33 : 반투명 거울 40 : 작업편
41 : 기판 42 : 매트릭스형 액정표시소자
43 : 광경화 접착 수지 44 : 마이크로렌즈어레이
45 : 필터 46 : 마이크로렌즈
48 : 확산판 49 : 블랙 매트릭스
50,60 : 정렬 검출 장치 52,62 : CCD카메라
53,63 : 모니터 TV 61 : 흡광기
본 발명은 예컨대, 매트릭스형 액정표시소자와 마이크로렌즈 어레이를 포함하는 한쌍의 광학 소자를 위치정렬시키고 상기 광학 소자들을 광경화 접착 수지로 서로 접착시키기 위한 광학 소자 조립 장치에 관한 것이다.
오늘날, 2개의 기판과 그 사이에 둘러싸인 액정을 포함하는 액정표시소자는 표시 장치상에는 화상을 볼 수 있는 직시형 표시장치는 물론, 표시 소자를 통해 광을 전송함으로써 스크린상에 화상을 투시하기 위한 프로젝션 표시 장치에도 채용된다. 프로젝션 표시 장치의 일에는 프로젝션 텔레비젼용으로 사용된다.
프로젝션 표시 장치에서 스크린상에 화상을 투사하기 위한 확대율이 증대될 때, 액정표시소자의 화소의 수가 증가되어야 한다. 화소의 수를 증가시키지 않고 확대율을 높이면 해상도가 저하되어 화질이 떨어지게 된다.
그러나, 불균형 상태로 화소의 수를 증대시키는 것은 화소들에 의해 점유되지 않는 비화소 영역을 확대하게 된다. 따라서, 비화소 영역을 커버하는 블랙 매트릭스의 비율은 높아지고, 화상을 형성하는 화소의 영역의 비율은 낮아진다. 이는 액정표시소자의 구멍들의 비율이 낮아짐을 의미한다. 이러한 현상은 액정표시소자의 표시면을 어둡게 하여, 화질을 저하시킨다.
일본 특허 공개 공보 60-165621호 내지 60-165824호는 구멍 비율의 감소에 의해 야기되는 화질의 저하를 방지하기 위한 장치를 기술하고 있다. 이들 특허에 의하면, 액정표시소자는 그의 표면상에 마이크로렌즈 어레이를 갖는다. 이 마이크로렌즈 어레이는 액정표시소자의 화소와 대응하여 배치되는 마이크로렌즈들을 포함하기 때문에, 마이크로렌즈 어레이가 없으면 블랙 매트릭스에 의해 차단되는 빛이 화소로 집중된다. 그 결과, 표시면이 밝아져서 화질을 향상시킨다.
상기 마이크로렌즈 형태의 예로는 그의 기판의 표면상에 반구형 원추부를 갖는 반구형 마이크로렌즈와 그의 기판의 내측에 분포되는 굴절율을 갖는 평면형 마이크로렌즈를 들 수 있다.
이러한 장치에 있어서, 마이크로렌즈 어레이는 액정표시소자와 조립된다. 본 발명의 출원인은 일본 특허 공개 공보 1-187715호에 이와 같은 조립체의 일예를 기술하였다. 기판들 중 하나의 표면 전체에 걸쳐 자외선 경화 접착 수지가 페인트되며, 그 기판위에 마이크로렌즈들이 위치된다. 다음, 자외선의 방사에 의해 접착수지를 경화시켜, 액정표시소자위에 마이크로렌즈를 접착시킨다.
자외선 경화 접착제는 다음과 같은 이유로 바람직하다.
(1) 그 위에 액정표시소자를 갖는 기판과 마이크로렌즈를 갖는 기판이 서로 상이한 재료로 형성될 수 있다. 열 경화 수지가 접착제로 사용될 경우, 2기판들은 열팽창 계수의 차이에 의해 서로 변위되거나 분리될 수 있다.
(2) 실온에서 경화되는 수지는 경화시간이 길어지고 광 경화 또는 열 경화 수지보다 작은 접착 강도를 갖는다.
마이크로렌즈 어레이와 액정표시소자는 조립되기 전에 고정도로 위치 정렬될 필요가 있다. 이 위치 정렬은 예컨대, 액정표시소자의 2기판을 위치적으로 정렬시키기 위해 사용되는 방법에 의해 통상적으로 행해진다. 이 방법은 액정표시소자의 2기판이 위치 정렬되는 한 예로 설명될 것이다. 전극 패턴은 각 기판의 내측면상에 형성된다. 기판들간의 셀 갭은 수 ㎛정도로 설정된다. 이 기판들은 기판들 앞에 형성된 마커들이 현미경의 초점 깊이의 영역에 포함될 수 있도록 미시 거리만큼 서로에 대해 이동된다.
위치 정렬이 완료된 후, 기판들은 순간 접착제 또는 자외선 경화 수지를 광 조사로 부분 경화시킴으로써 몇몇 원주부들에서 서로 일시적으로 접착된다. 다음, 그들 사이에 액정을 갖는 기판들을 가열시켜 액정을 밀봉시키기 위한 열 경화성 수지를 경화시킨다. 그 결과, 기판들이 완전히 접착된다.
상기 마커들은 할로겐 램프로부터 빛은 조사함으로써 형성되며, 자외선은 할로겐 램프 이외의 광원으로부터 조사된다.
마이크로렌즈 어레이와 액정표시소자를 조립하기 위해 사용되는 이러한 종래 방법의 경우에는 다음과 같은 문제들이 수반된다. 마이크로렌즈 어레이를 갖는 표면 위에 형성된 마커는 액정표시소자의 마커들 중 하나와 정렬되어야 한다. 정렬될 마커들은 그 사이에 갭을 가지며, 이 갭은 상기 마커들 중 하나의 두께에 대응한다. 보통의 현미경은 양 마커에 대해 동시에 초점을 맞출 수가 없기 때문에 정확한 위치 정렬이 신속히 행해질수 없다.
상기 및 기타 종래의 단점들을 제거하기 위한 본 발명의, 광학 소자 및 매트릭스형 액정표시소자가 위치 정렬된 후, 주기구조를 갖는 광학소자 및 유사한 주기구조를 갖는 매트릭스형 액정표시소자를 정렬시켜서, 그 광학 소자와 매트릭스형 액정표시소자를 접착시키기 위한 광학 소자 조립 장치는, 광학 소자들과 매트릭스형 액정표시소자를 향해 위치 정렬용 광 및 접착용 광을 발하기 위한 광원 수단; 광학 소자와 매트릭스형 액정표시 소자로부터의 위치 정렬용 광을 수신하고 상기 광학 소자들과 매트릭스형 액정표시소자의 위치 변위를 그들의 주기구조를 이용하여 광학적으로 검출하기 위한 위치 검출 수단; 및 서로에 이동가능하게 광학 소자들과 매트릭스형 액정표시소자를 지지하고 위치 검출 수단의 검출 결과에 따라 광학 소자들과 매트릭스형 액정표시소자를 위치 정렬시키기 위한 위치 정렬 기구를 포함한다. 상기 광원수단이 상기 접착용 광을 위치 정렬된 광학 소자들과 매트릭스형 액정표시소자 사이에 삽입된 광 경화 접착 수지에 조사한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 광학 소자는 마이크로렌즈 어레이를 포함한다. 상기 광원 수단은 위치 정렬용 광을 발하기 위한 제1광원 및 접착용 광을 발하기 위한 제1광원 및 접착용 광을 발하기 위한 제2광원을 포함한다. 제1광원에 의해 발해진 광은 마이크로렌즈 어레이측으로부터 마이크로렌즈 어레이 및 매트릭스형 액정표시소자상에 입사되도록 유도된다. 상기 위치 검출 수단은 상기 제1광원에 의해 발해진 위치 정렬용 광의 일부를 수신하며, 이 광의 일부는 마이크로렌즈 어레이 및 매트릭스형 액정표시소자를 통해 전송된다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 있어서, 상기 광학 소자는 마이크로렌즈 어레이를 포함한다. 상기 광원 수단은 위치 정렬용 광과 접착용 광을 발하기 위한 광원 및 닫혀진 상태에서 상기 접착용 광을 차단하는 셔터를 포함한다. 상기 위치 정렬용 광은 마이크로렌즈 어레이측으로부터 셔터를 통해 마이크로렌즈 어레이 및 매트릭스형 액정표시소자상에 입사되도록 유도된다. 상기 위치 검출 수단은 광원에 의해 발해진 위치 정렬용 광의 일부를 수신하며, 이 광의 일부는 마이크로렌즈 어레이 및 매트릭스형 액정표시소자를 통해 전송된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 위치 정렬용 광은 평행 광이다. 상기 위치 검출 수단은 확대된 상태로 매트릭스형 액정 표시 소자의 표시면을 투사하기 위한 투사 수단을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 위치 정렬용 광은 평행 광이다. 상기 위치 검출 수단은 확대된 상태로 마이크로렌즈 어레이의 마이크로렌즈들의 접광점들을 모니터하기 위한 모니터 수단을 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 광학 소자는 마이크로렌즈 어레이를 포함한다. 상기 광원 수단은 위치 정렬용 광을 발하기 위한 제1광원 및 접착용 광을 발하기 위한 제2광원을 포함한다. 상기 제1광원에 의해 발해질 광은 마이크로렌즈 어레이측으로부터 마이크로렌즈 어레이 및 매트릭스형 액정표시소자상에 입사되도록 유도된다. 위치 검출 수단은 상기 제1광원에 의해 발해진 위치 정렬용 광의 일부를 수신하며, 이 광의 일부는 매트릭스형 액정표시소자에 의해 반사된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 광학 소자는 마이크로렌즈 어레이를 포함한다. 상기 광원 수단은 위치 정렬용 광과 접착용 광을 발하기 위한 광원 및 닫혀진 상태에서 상기 접착용 광을 차단하는 셔터를 포함한다. 상기 위치 정렬용 광은 마이크로렌즈 어레이측으로부터 셔터를 통해 마이크로렌즈 어레이 및 매트릭스형 액정표시소자에 의해 반사된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 광학 소자는 마이크로렌즈 어레이 소자를 포함한다. 상기 광원 수단은 위치 정렬용 광을 발하기 위한 제1광원 및 접착용 광을 발하기 위한 제2광원을 포함한다. 상기 제1광원에 의해 발해진 광은 매트릭스형 액정 표시 소자측으로부터 마이크로렌즈 어레이 및 매트릭스형 액정표시소자상에 입사되도록 유도된다. 상기 위치 검출 수단은 상기 제1광원에 의해 발해진 위치 정렬용 광의 일부를 수신하며, 이 광의 일부는 매트릭스형 액정표시소자를 통해 전송된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 광학 소자는 마이크로렌즈 어레이를 포함한다. 상기 광원 수단은 위치 정렬용 광과 접착용 광을 발하기 위한 광원 및 닫혀진 상태에 있을 때 상기 접착용 광을 차단하는 셔터를 포함한다. 상기 위치 정렬용 광은 매트릭스형 액정표시소자측으로 부터 마이크로렌즈 어레이 및 매트릭스형 액정표시소자상에 입사되도록 유도된다. 상기 위치 검출 수단은 광원에 의해 발해진 위치 정렬용 광의 일부를 수신하며, 이 광의 일부는 마이크로렌즈 어레이 및 매트릭스형 액정표시소자를 통해 전송된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 접착용 광은 셔터가 열린 상태에 있을때 마이크로렌즈 어레이 및 매트릭스형 액정표시소자를 통해 발해진다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 광원 수단은 셔터가 열린 상태에 있을때 마이크로렌즈 어레이 및 매트릭스형 액정표시소자를 향해 발해진다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 광원 수단은 셔터의 상태에 따라 동작되고, 닫혀진 상태에서는 광원 수단에 의해 발해진 위치 정렬용 광이 전광원에 의해 발해진 광의 상태로 되도록 하는 구멍 수단을 더 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 위치 검출 수단은 매트릭스형 액정표시소자의 블랙 매트릭스에 의해 반사되어 마이크로렌즈 어레이의 마이크로렌즈들을 통해 전송되는 위치 정렬용 광에 의해 형성되는 모아레 줄무늬를 모니터한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 위치 검출 수단은 매트릭스형 액정표시장치의 블랙 매트릭스의 구멍들과 마이크로렌즈 어레이의 마이크로렌즈들을 통해 전송되는 위치 정렬용 광에 의해 형성되는 모아레 줄무늬를 모니터한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 위치 검출 수단은 마이크로렌즈 어레이 및 매트릭스형 액정표시소자상에 입사되는 위치 정렬용 광의 상태를 스위칭하기 위한 스위칭 수단을 포함하며, 광의 상태에 따라 모아레 줄무늬의 상태를 조정한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 스위칭 수단은 광의 경로를 따라 위치 정렬용 광의 경로상에서 이동가능한 렌즈를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 스위칭 수단은 위치 정렬을 광의 경로상의 한 위치와 상기 경로에서 벗어난 한 위치 사이에서 이동가능한 렌즈를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 스위칭 수단은 광의 경로를 따라 위치 정렬용 광의 경로상에서 이동가능한 확산판을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 스위칭 수단은 위치 정렬용 광의 경로상의 한 위치와 상기 경로에서 벗어난 한 위치 사이에서 이동가능한 확산판을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 확산판은 마이크로렌즈 어레이위에 포함된다. 이에 따라, 본 발명은 간단한 구성으로 용이하고 정확하게 마이크로렌즈 어레이와 매트릭스형 액정표시소자를 위치 정렬 및 접착시키기 위한 광학 소자 조립 장치를 제공한다. 이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 자세히 설명하면 다음과 같다.
[실시예 1]
제1도는 본 발명의 제1실시예에 따른 광학 소자 조립 장치를 보여준다.
작업편(40)은 매트릭스형 액정표시소자(이하, LCD소자라고 한다)(42)와 마이크로렌즈 어레이(44)를 포함하는데, 이들은 서로 마주보고 있다. LCD소자(42)에는 한쌍의 기판들(41)과 그 기판들 사이에 삽입된 블랙 매트릭스(49)가 있고, 블랙 매트릭스(49)에는 구멍들(47)이 있다. LCD소자(42)와 마이크로렌즈 어레이는 조립되어야 한다. 마이크로렌즈들(46)사이의 1피치와 LCD소자(42)의 화소들 사이의 1피치는 서로 동일하게 되어야 한다. LCD소자(42)와 마이크로렌즈 어레이(44) 사이에는 광경화 접착 수지(43)을 바른다. LCD소자(42)와 마이크로렌즈 어레이(44)는 그 사이에 광경화 접착 수지(43)를 유지하면서 서로에 대해 이동할 수 있다.
제1도에서, LCD소자(42)쪽으로는 위치정렬상태를 비추는 광원(23)을 배치하고, 마이크로렌즈 어레이(44)쪽으로는 접착 수지에 비추는 광원(24)을 배치한다.
광원(23)에서 방사된 빛은 단파 차단 필터(21)를 통해 작업편(40)을 향한다. 작업편(40)을 통과한 빛은 반사경(13)을 통해 정렬 검출 장치(60)로 입사된다. 정렬검출장치(60)는 구멍들(47)과 마이크로렌즈들(46)을 통과한 빛에 의해 발생된 모아레 줄무늬를 모니터하도록 제공된다. LCD 소자(42)와 마이크로렌즈 어레이(44)의 위치정렬은 뒤에 설명하겠지만 모아레(moir) 줄무늬를 모니터하여서 이루어진다.
위치정렬을 완료한 뒤에, 반사경(13)을 제거하고, 광원(24)에서 작업편(40)으로 접착광선을 방사해, 광경화 접착 수지(43)을 경화함으로써 LCD소자(42)와 마이크로렌즈 어레이(44)를 접착시킨다. 제1실시예의 광경화 접착 수지(43)로 사용되는 것은 NOLAND 사에서 생산되는 NOA-60과 같은 자외선 경화 접착 수지이다.
제1도의 구조에 따른 광학 소자 조립 장치를 자세히 설명하면 다음과 같다.
광원(23)은 램프(11)와 오목거울(12)로 이루어진다. 램프(11)에서 나온 빛은 오목거울(12)에 모인 다음 단파 차단 필터(21)로 보내진다. 램프(11)로 이용되는 것은 수은등 등이 있는데, 이 수은등은 단파장 범위에 속하는 성부(이하, 단파 성분이하 함)과 장파장 범위에 속하는 성분(이하, 장파 성분이하 함)을 다같이 갖는 빛을 낸다. 단파 차단 필터(21)에서 단파 성분이 차단되는데, 광경화 접착 수지(43)는 단파 성분에 민감하다. 따라서, 램프(11)는 단파 성분과 장파 성분을 포함하는 빛을 내어도 좋다. 장파 성분은 위치정렬에 이용된다.
단파 차단 필터(21)를 통과한 빛은 작업편(40)으로 보내진다. 구멍들(47)과 마이크로렌즈들(46)을 통과한 빛은 반사경(13)에서 반사되어 정렬 검출 장치(60)에 입사된다. 정렬 검출 장치(60)는 CCD카메라(62)와, CCD카메라(62)의 신호를 가시화하는 모니터TV(63)를 포함한다. 전술한대로, 구멍(47)과 마이크로렌즈(46)을 통과한 빛은 모아레 줄무늬를 형성한다.
제2도에 도시된 것은 모아레 줄무늬의 발생원리이다. 마이크로렌즈 어레이(44)로 덮여있는 LCD소자(42)를 H의 높이에서 위치 E로부터 내려다 보면, LCD소자(42)의 화소에 따라 각각 다른 입사각로 마이크로렌즈(46)위에 조준선이 입사된다. (유리로 형성된) 기판(41)과 다른 부재들때문에 마이크로렌즈(46)와 화소들 사이에는 소정 간격(D)이 생긴다. 마이크로렌즈(46)의 초점 간격은 간격(D)에 일치한다. 관찰자가 위치 E로부터 화소들중의 한 지점을 보고자 하면, 그 지점위의 마이크로렌즈(46)의 중심에 입사각 ø로 조준선을 입사한다. 조준선이 LCD소자(42)에 도달할때, 교차점 a는 마이크로렌즈(46)의 중심 수직하방의 지점 b에서 D×tan의 거리만큼 떨어져 있다. 사실상 관찰자는 교차점 a를 보는 것이다.
제2도에서 (1)로 표시된 대로 조준선이 구멍(47)을 통과하는 경우, 관찰자는 광원(23)으로부터 작업편(40)을 통과한 빛으로 인해 밝은 부분을 픽업한다. (2)로 표시된대로 조준선이 블랙 매트릭스(49)를 비추는 경우에는, 관찰자는 광원(23)에서 나온 빛이 차단되기 때문에 어두운 부분을 픽업한다. 이런 식으로, 제3도에 도시된 것 같은 모아레 줄무늬가 생긴다. 모아레 줄무늬 때문에 관찰자가 화소의 구멍들(47)을 볼 수 있지만, 그 구멍들은 인간의 눈으로 보기에는 너무 작아서 확대된 상태로 정렬 검출 장치(60)에 의해 모니터된다.
제1도의 제1실시예에서의 위치정렬은, LCD소자(42)의 화소들과 마이크로렌즈들(46)이 어긋난 정도에 따라 모아레 줄무늬들의 모양이 변화하는 원리를 이용한다.
예컨대, 구멍들(47)과 마이크로렌즈들(46)이 정상적으로 위치할때, 즉 LCD소자(42)와 마이크로렌즈 어레이(44)가 정렬된 경우에, 작업편(40)을 통과한 빛은 모니터 TV(63)의 표시판 중앙의 밝은 부분(M)으로서 나타난다(제3도 참조). 밝은 부분(M)의 형상은 구멍(47)을 확대한 모양이다. 이 상태에서, 밝은 부분(M)은 가능한 최대의 면적을 가진다(즉, 마이크로렌즈들(46)의 집광점은 제2도에 (3)으로 표시된대로 구멍(47)의 중앙에 있다).
마이크로렌즈 어레이(44)가 LCD소자(42)의 화소 배열에 대해 극히 작은 각도로 변위되어 있으면, 다수의 작은 구멍들이 제4도에 도시된대로 모니터 TV(63)상에 기울어진 상태로 표시된다.
따라서, LCD소자(42)와 마이크로렌즈 어레이(44)중의 하나를 서로에 대해 움직여 밝은 부분(M)의 면적을 최대화하면, 마이크로렌즈 어레이(44)와 LCD소자(42)의 위치가 정렬된다. 밝은 부분(M)의 크기를 특정의 것과 일치시키면, 위치정렬이 완료되었다고 판단되고, 전술한대로 접착이 실행된다.
반사경(13)과 CCD카메라(62)사이 또는 반사경(13)과 마이크로렌즈 어레이(44) 사이에 제1도에 도시된대로 대물렌즈(32)를 삽입하면, 그 대물렌즈(32)의 초점 거리에 따라 밝은 부분들 사이의 피치를 변화시킬 수 있다.
위치의 정렬은 수평면상에서 X, Y, θ방향으로 LCD소자(42)나 마이크로렌즈 어레이(44)를 이동시키는 정렬기구(31)를 작동시켜서 사실상 실행된다. 제5도에서 보다시피, 정렬기구(31)는 가동편들(71,72), 회전편(73) 및 고정대(74)를 포함한다.
예컨대, LCD소자(42)는 가동편(71)에 의해 X축을 따라 움직이고, 가동편(72)에 의해서는 Y축을 따라 움직이며, 회전편(73)에 의해서는 X축과 Y축에 직각인 Z축을 중심으로 각도 θ만큼 회전한다. 이 경우, 고정대(74)는 마이크로렌즈 어레이(44)를 고정하고 LCD소자(42)를 지지한다. 마이크로렌즈 어레이(44)는 가동편들(71,72)과 회전편(73)에 의해 윗쪽으로 이동할 수도 있다. 이런 경우, 고정대(74)는 LCD소자(42)를 고정하고 마이크로렌즈 어레이(44)를 지지한다. 가동편들(71,72)과 회전편(73)은 모터(75)에 의해 상기 방향으로 이동한다.
위치의 정렬을 끝낸 뒤에, 접착용 빛을 조사하여 LCD소자(42)와 마이크로렌즈 어레이(44)를 접착한다.
제1도의 구성에 따르면, 위치의 정렬은 간단한 구조로 신속하고 정확하게 실행될 수 있다.
제1도에서는 광원(24)이 마이크로렌즈 어레이(44)쪽에 배치되어 있지만, 그 접착용 광원(24)을 LCD소자(42)쪽에 배치할 수도 있다.
제6도에 도시된대로 위치의 정렬과 접착에 다같이 사용되는 빛이 광학 셔터(20)를 이용하는 램프(11)에서 나올 수도 있다. LCD소자(42)를 통과한 다음 마이크로렌즈 어레이(44)를 통과하는 빛에 의해 모아레 줄무늬가 생기기 때문에, 위치 정렬과 접착용의 빛을 내는 램프(11)를 LCD소자(42)쪽에 배치해야 하고, 정렬 검출장치(60)는 마이크로렌즈 어레이(44)쪽에 배치해야 한다. 제6도에서, 제1도의 부재와 동일한 부재에는 동일한 참고 번호를 붙였다.
광학 셔터(20)는 단파 차단 필터(21)와 모터(22)를 포함한다. 제7도에 도시된대로, 모터(22)에 의해 단파 차단 필터(21)가 특정 위치로 회전할때 광학 셔터(20)가 닫힌다. 이 상태에서, 단파 차단 필터(21)는 램프(11)에서 나온 빛중에서 단파 성분은 차단하고 장파 성분만을 통과시킨다. 단파 차단 필터(21)가 다른 위치로 회전하면 광학 셔터(20)는 열린다. 이 상태에서는, 단파 성분과 장파 성분을 포함하는 빛이 통과할 수 있다. 광학셔터(20)는 위치 정렬할때는 닫히고 접착할때는 열린다.
제6도의 구조에 따르면, 위치의 정렬과 접착이 하나의 광원〔램프(11)〕으로 수행될 수 있다. 따라서, 광학 소자 조립 장치를 소형화 할 수 있고 저렴하게 생산할 수 있다.
[실시예 2]
제8도에 도시된 것은 본 발명의 제2실시예에 따른 광학 소자 조립 장치이다.
제8도에서, 위치 정렬용 광원(23)과 정렬 검출 장치(60)는 마이크로렌즈 어레이(44)쪽에 배치되고, 접착용 광원(24)은 LCD소자(42)쪽에 배치된다. 작업편(40)에 의해 반사된 빛때문에 생긴 모아레 줄무늬 정렬 검출장치(60)에 의해 모니터된다. 단파 차단 필터(21)는 마이크로렌즈 어레이(44)쪽에 배치되고, 반사경(13) 대신에 반투명 거울(33)을 장착한다. 이런 점들만 제외하고는, 제8도의 구조는 제1도의 구조와 동일하다. 작업편(40)은 제1도의 작업편과 동일한 구조를 갖는다. 제1도의 부재와 동일한 부재에는 동일한 참고 번호들을 첨부하였다.
제8도의 구조에 따른 광학 소자 조립 장치를 자세히 설명하면 다음과 같다.
광원(23)의 램프(11)에서 나온 빛은 단파 차단 필터(21)와 반투명 거울(33)을 통해 작업편(40)쪽으로 향한다.
작업편(40)에 입사된 빛은 마이크로렌즈들(46)을 통과하고 블랙 매트릭스(49)에서 반사된 다음, 마이크로렌즈들(46)을 통과한다. 이렇게 되면, 모아레 줄무늬들이 생긴다. 작업편(40)에서 반사된 빛은 반투명 거울(33)에 의해 제8도의 우측으로 부분적으로 반사되어 대물렌즈(32)를 통해 CCD카메라(62)에 입사된다. 따라서, 모아레 줄무늬는 CCD카메라(62)에 의해 픽업되어 모니터 TV(63)에 확대된 상태로 표시된다. 위치의 정렬은 모니터 TV(63)에 표시된 모아레 줄무늬를 모니터함으로써 실행된다.
제1실시예에서 설명한 정렬 기구(31)를 작동시켜서 위치의 정렬이 실질적으로 이루어진다.
위치의 정렬을 완성한 뒤에, 광원(24)으로부터 작업편(40)을 향해 빛이 발사된다. 이 빛은 블랙 매트릭스(49)에 의해 차단되기 때문에, 블랙 매트릭스(49)로 가려진 광경화 접착 수지(43) 부분까지 확장시키려면 빛은 확산시키고 광량을 증가시킬 필요가 있다. 이렇게 하여, 광경화 접착 수지(43)가 완전히 경화된다. 광경화 접착 수지(43)로는, 자외선 접착 수지, 특히 NOLAND 사에서 생산된 NOA-61을 이용한다.
반투명 거울(33)과 CCD카메라(62) 또는 반투명 거울(33)과 작업편(40) 사이에 대물렌즈(32)를 삽입하면, 모아레 줄무늬의 밝은 부분들 사이의 피치는 대물렌즈(32)의 초점 거리에 따라 변한다. 원하는 피치를 선택하면, 위치 정렬을 더욱 쉽게 할 수 있다. 제8도의 구조는 제1실시예의 구조와 동일한 효과를 낸다.
접착용 광원(24)을 마이크로렌즈 어레이(44)쪽으로 배치할 수도 있다. 이 경우, 제9도에 도시된대로 단파 차단 필터(21)가 장착된 광학 셔터(20)를 이용하는 램프(11)에서 위치 정렬과 접착에 다같이 이용되는 빛이 나올 수도 있다. 제9도에서, 제8도의 부재와 동일한 부재에는 동일한 참조 번호를 첨부했다.
LCD소자(42)쪽에 흡광기(61)를 장치하면 다음과 같은 이유로 바람직하다. 위치정렬을 완료한뒤 모니터 TV(63)의 표시면을 수직으로 바라보면, 표시면의 중앙에 밝은 구멍(47)을 볼 수 있다. 그러나, 그 구멍(47)의 주변은 블랙 매트릭스(49)에서 빛이 반사되기 때문에 밝다. 따라서, 구멍(47)과 구멍(47) 주변 사이의 콘트라스트가 낮아지고, 모아레 줄무늬들을 관찰하기가 어렵다. 흡광기(61)는 이런 불편함을 해결하고 표시면을 깨끗하게 한다. 그 결과, 더욱 정확한 위치 정렬이 실현된다.
[실시예 3]
제10도에 도시된 것은 본 발명의 제3실시예에 따른 광학 소자 조립 장치이다.
위치 정렬 및 접착에 다같이 이용되는 빛을 발하는 램프(11)가 마이크로렌즈 어레이(44)상에 배치된다. LCD소자(42) 쪽에 스크린(19)이 배치된다. 작업편(40)은 제1실시예와 동일한 구성을 갖는다.
오목 거울(12)은 램프(11)근처에 배치된다. 램프(11)에서 나온 빛은 오목 거울(12)에 모인뒤 반사경(13)을 통해 광학 셔터(20)로 향한다. 광경화 접착 수지(43)를 경화시키는 단파 성분을 광학 셔터(20)가 차단하기 때문에, 광학 셔터(20)를 통과한 빛은 위치정렬에만 이용될 수 있다. 그 뒤, 빛은 적문기(14)에 의해 집광되어 반사경(15)에서 반사된 다음, 대물렌즈(66)를 통과한다. 대물렌즈(66)는 빛의 상태를 집광된 상태에서 확산되 상태로 변화시키도록 제동된다. 대물렌즈(66)를 통과한 빛은 작업편(40)으로 향한다. 마이크로렌즈(46)와 구멍들(47)을 통과한 빛은 모아레 줄무늬를 발생시키고, 그 줄무늬는 투사렌즈(17)와 반사경(18)을 통해 스크린(19)에 투사된다. 스크린(19)에서 모아레 줄무늬를 모니터하여 위치의 정렬을 수행한다.
대물렌즈(66)는 대물렌즈에 입사된 빛의 경로(A)를 따라서 이동할 수 있다. 기존의 장치(도시되지 않음)로 대물렌즈(66)를 움직이면, 입사광은 집광된 상태로부터 평행 상태를 포함한 확산 상태로 조정된다.
작업편(40)에 입사된 빛의 상태를 집광 상태에서 확산 상태로 조정하면 모아레 줄무늬를 원하는 크기로 조정할 수 있다. 예컨대, 구멍들(47) 사이의 피치와 마이크로렌즈들(46) 사이의 피치가 일치하지 않으면, 빛은 평행하게 이동하도록 조정된다. 상기 피치들이 일치할 경우에는, 빛이 집광된다.
전자의 경우에, 집광된 빛은 바람직하지 않게 마이크로렌즈(46)와 구멍(47)을 통과하지만(제11a도 참조), 평행한 빛은 블랙 매트릭스(49)에 의해 부분적으로 반사되어(제11b도 참조), 모아레 줄무늬들이 생긴다. 후자의 경우에, 평행한 빛은 바람직하지 않게 마이크로렌즈(46)와 구멍(47)을 통과하지만(제11c도 참조), 집광된 빛은 블랙 매트릭스(49)에 의해 부분적으로 반사되어(제11d도 참조), 모아레 줄무늬가 생긴다.
모아레 줄무늬가 스크린(19)의 특정 위치에 배치되는 경우, 이것은 LCD소자(42)와 마이크로렌즈 어레이(44)가 위치 정렬되지 않았음을 의미한다. 상기 특정 위치는 LCD소자와 마이크로렌즈 어레이를 정확하게 정렬하여 생산된 샘플 작업편을 이용하여 미리 결정된다. 그 특정 위치는 게산에 의해 결정할 수도 있다. 위치의 정렬은 모아레 줄무늬가 상기 특정 위치에 위치하도록 정렬 기구(31)를 작동시킴으로써 이루어진다.
대물렌즈(66)대신에 콜리메이터(collimator)렌즈를 이용해도 좋다. 이 경우에는, 콜리메이트 렌즈의 입사측이나 그 반대쪽의 빛의 경로(A) 상에 집광렌즈나 발산렌즈를 삽입한다.
위치의 정렬을 완료한뒤, 셔터(20)을 열면 단파 성분과 장파 성분을 포함하는 빛이 통과할 수 있다. 따라서, 단파 성분을 포함하는 빛이 광경화 접착 수지(43)에 조사되어, LCD소자(42)와 마이크로렌즈 어레이(44)를 접착한다. 광경화 접착 수지(43)로는, 자외선 경화 접착 수지, 특히 NOLADN 사에서 생산된 NOA-61을 이용한다.
제10도의 구조에 따르면, 위치의 정렬과 접착을 하나의 광원〔램프(11)〕으로 할 수 있다. 따라서, 광학 소자 조립 장치가 소형화되고 저렴하게 생산될 수 있다.
스크린(19)에 모아레 줄무늬를 투사하지 않고, 정렬 검출 장치(50)를 이용해서 위치의 정렬을 할 수도 있다. 제10도에 도시된 바와 같이, 정렬 검출 장치(50)는 작업편(40)을 통과한 빛은 집광하는 한쌍의 대물렌즈들(51), 한쌍의 CCD카메라들(52), 및 CCD카메라들(52)에 각각 연결된 한쌍의 모니터 TV(53)를 포함한다. 각각의 모니터 TV(53)는 소정 경로를 따라 각각의 CCD카메라(52)로부터의 신호를 처리하여 마이크로렌즈(46)의 집광점을 확대된 상태로 표시하기 위해 제공된다. 그 집광점을 구멍(47)의 중앙 위치로 조정하면 위치의 정렬이 이루어진다.
대물렌즈(51)의 광축에 수직인 평면상에서 각도 θ°만큼 마이크로렌즈 어레이(44)와 LCD소자(42)가 상대적으로 회전하는 것을 피할 필요가 있다. 이렇게 하려면, 대물렌즈(51)와 CCD카메라(52)를 여러개 설치하거나, 또는 작업편(40)의 4 귀퉁이를 모니터하도록 대물렌즈(51)와 CCD카메라(52)를 X, Y 축을 따라 일체로 움직이게 하는 것이 좋다.
정렬 검출 장치(50)를 이용한 위치의 정렬은 스크린(19)을 이용한 위치의 정렬과 동일한 효과를 낸다. 스크린(19)과 정렬 검출 장치(50)를 둘다 이용하면 위치의 정렬을 더 정확히 할 수 있다.
제12도에서 보다시피, 대물렌즈(66)와 작업편(40) 사이의 빛의 경로(A)상에 확산판(48)을 설치할 수도 있다. 확산판(48)은 소정 장치(도시되지 않음)에 의해 빛의 경로(A)에 횡방향으로 삽입한다. 제12도에서, 제10도와 동일한 부재에는 동일한 참고 번호들을 첨부하였다.
확산판(48)은 작업편(40)에 빛이 입사하기 전에 대물렌즈(66)를 통과한 빛을 확산시켜, 모아레 줄무늬들을 스크린(19)에서 사라지게 하기 위해 설치한다.
대물렌즈(66)는 모아레 줄무늬가 생기는 위치에 고정한다. 위치의 정렬은 확산판(48)을 삽입하여 모아레 줄무늬의 발생을 조정함으로써 이루어진다. 확산판(48)때문에, 모아레 줄무늬들이 스크린(19)에서 사라진다. 따라서, LCD소자(42)와 마이크로렌즈 어레이(44) 사이에 이물질이 돌발적으로 삽입되는 것을 검출하여 위치의 정렬을 더 정확하게 실현할 수 있다.
확산판(48)으로는 대개 젖빛유리를 이용한다. 그외에, 표면의 오목패턴과 블록패턴이 불규칙적인 레몬 스킨이라 불리우는 유리판이나 마이크로렌즈 어레이를 이용한다. 레몬 스킨과 마이크로렌즈 어레이는 젖빛유리와 비교하여 검사용 스크린(19)의 표시판을 밝게한다는 점에서 유리하다.
광학 셔터(20) 대신에, 제13, 14도에 도시된 셔터(20´)를 닫는 위치까지 단파 차단 필터(21)를 이동시키면, 핀 구멍(23a)을 통과한 빛의 일부분을 제외하고는 차단된다. 셔터(20´)를 여는 위치까지 단파 차단 필터(21)를 이동시키면, 빛이 통과할 수 있다. 전자의 경우에, 점 광원에서 나온 빛과 비슷한 상태로 단파 성분을 제외한 빛이 나온다. 따라서, 사실상 평행한 빛이 얻어진다. 그 결과, 스크린(19)의 모아레 줄무늬의 콘트라스트가 개선된다.
그외에, 광학 셔터(20) 대신에 제15도에 도시된 셔터(20a)를 이용할 수도 있다. 셔터(20a)는 윈도우(20c,20d)를 갖는 판(20b)을 포함한다. 그 윈도우(20c)에 단파 차단 필터(21)를 끼운다. 단파 차단 필터(21)외에 윈도우(20c)에는 핀 구멍을 갖는 창을 끼울 수도 있다. 판(20b)은 모터에 의해 180°회전한 뒤에 멈추도록 조정된다.
[실시예 4]
제16도에 도시된 것은 본 발명의 제4실시예에 따른 광학 소자 조립 장치이다.
대물렌즈(66)대신에, 평행하게 빛을 통과시키는 콜리메이터 렌즈(16)를 설치한다. 이 점만 제외하고는, 제4실시예는 제10도의 구조와 동일한 구조를 갖는다. 작업편(40)의 구조도 제10도의 구조와 동일하다. 마이크로렌즈들(46)사이의 피치와 화소들 사이의 피치는 서로 일치한다. 제10도와 동일한 부재에는 동일한 참고 번호를 첨부하였다.
제16에는, LCD 소자(42)의 표시판은 확대된 상태로 스크린(19)에 투사된다. 위치의 정렬은 스크린(19)에 투사된 표시판의 휘도를 조정하여서 이루어진다.
램프(11)에서 나온 빛은 광학 셔터(20)을 통과한다. 광학 셔터(20)가 광경화 접착 수지(43)를 경화시키는 단파 성분을 차단하므로, 광학 셔터(20)를 통과한 빛은 이치의 정렬에만 이용할 수 있다. 빛은 콜리메이터 렌즈(16)에 의해 평행하게 나아가 작업편(40)을 향한다. 작업편(40)을 통과한 빛은 투사렌즈(17)와 반사경(18)을 통해 스크린(19)에 투사되어, 스크린(19)에 LCD소자(42)의 표시판을 투사한다.
투사렌즈(17)에 의해 집광된 빛은 반사경(18)에서 반사되어 확대된 상태로 스크린(19)에 투사된다. 투사된 표시판이 LCD소자(42)의 표시판에 해당하기 때문에, LCD소자(42)와 마이크로렌즈 어레이(44) 사이의 위치의 정렬은 표시판의 휘도를 근거로 하여 가시적으로 검사할 수 있다. 마이크로렌즈(46)에 의해 집광된 빛이 구멍(17)의 중앙을 통과할 경우(제17도 참조), 스크린(19)의 표시판의 휘도는 가능한 최고 상태로 된다. 이 상태에서, LCD소자(42)와 마이크로렌즈 어레이(44)는 위치상으로 정렬된다. 위치의 정렬은 실질적으로는 스크린(19)의 가장 밝은 표시판을 얻는 방향으로 LCD소자(42)나 마이크로렌즈 어레이(44)를 아주 약간 움직이도록 정렬 기구(31)를 작동시킴으로써 이루어진다.
제4실시예에서는 광경화 접착 수지(43)를 자외선 경화 수지로 사용하기 때문에, 파장이 400nm 또는 그 이하인 자외선을 차단하는데 제17도에 도시된 것과 같은 필터(45)를 사용하는데, 자외선 경화 접착 수지는 상기 파장에 민감하다. 필터(45)로 인해, 광경화 접착 수지(43)의 경화가 더 신뢰성있게 방지된다.
위치의 정렬을 완료한 뒤에 필터(45)를 제거한다. 이제, 필터(45)와 같은 기능을 갖는 단파 차단 필터(21)가 달린 셔터(20)를 열면 단파 성분과 장파 성분을 포함하는 빛이 통과하여 작업편(40)으로 향할 수 있다. 따라서, 단파 성분을 포함하는 빛이 광경화 접착 수지(43)에 조사되어, LCD소자(42)와 마이크로렌즈 어레이(44)를 서로 접착시킨다. 광경화 접착 수지(43)로는 자외선 경화 접착 수지, 특히 NOLAND사에서 생산되는 NOA-61을 이용한다.
광경화 접착 수지(43)를 경화하는데 사용되는 평행 광선이 구멍(47)에 집광되는 것을 방지할려면(제17도 참조), 확산판(48)을 설치한다(제18도 참조).
제4실시예에 따르면, 하나의 광원으로 위치의 정렬과 접착을 시행할 수 있다. 따라서, 광학 소자 조립 장치를 더욱 소형화 할 수 있고 더 저렴하게 생산할 수 있다. 또한, LCD소자(42)의 표시판이 확대된 상태로 스크린(19)에 투사되기 때문에, 마이크로렌즈(46)상의 상처와 광경화 접착 수지(43)내의 거품이 위치 정렬 상태에서 검출될 수 있다. 따라서, 불량율이 낮아지고 제품의 생산성이 향상된다.
스크린(19)에 LCD소자(42)의 표시판을 투사하지 않고, 정렬 검출 장치(50)를 이용해 위치의 정렬을 할 수도 있다. 이 경우, 마이크로렌즈(46)의 집광점을 모니터한다.
LCD소자(42)와 마이크로렌즈 어레이(44) 사이의 위치적 관계를 모니터 TV(53)를 이용해 시각적으로 검사한 뒤에, 각각의 마이크로렌즈(46)를 통과한 빛이 구멍(47)의 중앙에 집광될 때까지 정렬 기구(31)를 동작시켜서 위치를 정렬한다.
대물렌즈(51)의 광축에 수직인 평면상에서 각도 θ°만큼 마이크로렌즈(44)와 LCD소자(42)가 상대적으로 회전하는 것을 피할 필요가 있다. 이렇게 하려면, 대물렌즈(51)와 CCD카메라(52)를 여러개 설치하거나, 또는 작업편(40)의 4 귀퉁이를 모니터하도록 X축과 Y축을 따라 대물렌즈(53)와 CCD카메라(52)를 일체로 움직이게 하는 것이 좋다.
정렬 검출 장치(50)를 이용한 위치의 정렬은 스크린(19)을 이용한 위치의 정렬광같은 효과를 낸다. 스크린(19)과 정렬 검출 장치(50)를 둘다 이용하면 위치의 정렬을 더 정확히 할 수 있다.
위치 정렬용 광원이 마이크로렌즈 어레이(44)와 LCD소자(42)의 표시판쪽에 배치되고 빛이 LCD소자(42)를 통과한 뒤에 마이크로렌즈(46)의 집광점이 검출되는 구조에서는, 위치 정렬용 빛과 접착용 빛이 서로 다른 광원에서 나올 수 있다. 이런 경우, 위치 정렬용 빛은 마이크로렌즈 어레이(44)쪽에 배치된 광원으로부터 나오고, 접착용 빛은 LCD소자(42)쪽에 배치된 광원으로부터 나온다. 위치 정렬용 빛만은 콜리메이터 렌즈(16)를 통해 평행하게 진행할 것을 요한다.
마이크로렌즈들(46) 사이의 피티와 화소들 사이의 피티가 일치하지 않을때는, 마이크로랜즈들(46)과 구멍들(47)을 통과한 평행한 빛에 의해 모아레 줄무늬들이 생긴다. 이런 형상을 방지하려면, 콜리메이터 렌즈(16)상의 입사광 경로를 따라 콜리메이터 렌즈(16)를 움직이게 하여 적당히 집중된 빛과 발산된 빛은 작업편(40)에 입사시킨다.
제4실시예에서, 셔터(20) 대신에 셔터(20´) 또는 셔터(20a)를 이용해도 좋다.
제1, 제2실시예에서는, 모아레 줄무늬들을 이용해 위치의 정렬을 수행하기 때문에, 평행한 빛은 불필요하다. 따라서, 제4실시예에서 사용된 평행광을 만드는 대형 시스템이 불필요하여, 더욱 소형의 장치를 얻을 수 있다.
모니터 TV(63)을 이용하는 경우, 광학 소자 조립 장치는 스크린(19)을 이용하는 경우보다 더욱 소형화된다.
실시예 1~4에서, 작업편(40)은 LCD소자(42)와 마이크로렌즈 어레이(44)를 포함한다. 본 발명은 구조가 다른 작업편에도 응용할 수 있다.
광경화 접착 수지(43)로서 자외선 경화 접착 수지를 이용하는 경우, 파장이 400nm또는 그 이하인 자외선을 차단하는데 필터(45)를 이용하는 것이 바람직한데, 자외선 경화 접착 수지는 상기 파장에 민감하다. 광선의 파장이 짧을 수록, LCD소자(42) 등의 특성에 광선이 더욱 해롭게 된다. 따라서, 접착 수지를 경화하는데 필요한 것보다 짧은 성분은 가능한한 최대로 차단하는 것이 바람직하다. NOLAND사에서 생산된 NOA-61,63,65, LOCKTITE 상에서 생산된 363과 349, 및 THREEBOND 사에서 생산된 AVR-100등을 자외선 경화 접착 수지로 사용한다.
광경화 접착 수지(43)로는, 가시광선 경화 수지로 형성된 접착 수지를 이용해도 좋다. 이 경우, 가시광선 경화 수지를 경화할 정도의 파장을 갖는 광선을 차단하는 필터를 사용한다. 예컨대, ICI Japan 사에서 생산된 LCR은 이용할 경우, 파장이 520nm 또는 그 이하인 광선을 차단하는 필터를 사용한다.
램프(11)로는 수은등, 수은 크세논 램프, 금속 할라이드 램프, 또는 크레논 램프를 사용할 수 있다. 가시광선 경화 접착 수지를 사용하는 경우, 크세논 램프가 좋다. 위치 정렬용 빛과 접착용 빛은 서로 다른 광원에서 나와도 좋고 다이크로익(dichroic)거울로 합성해도 좋다.

Claims (19)

  1. 주기구조를 갖는 광학소자 및 그와 유사한 주기구조를 갖는 매트릭스형 액정표시소자를 정렬시키고, 상기 광학 소자 및 매트릭스형 액정표시소자가 위치 정렬된 수, 그 광학 소자와 매트릭스형 액정표시소자를 접착시키기 위한 광학 소자 조립 장치로서 : 광학 소자와 매트릭스형 액정표시소자를 향해 위치 정렬용 광 및 접착용 광을 발하기 위한 광원 수단; 광학 소자와 매트릭스형 액정표시소자로 부터의 위치 정렬용 광을 수신하고 상기 광학 소자와 매트릭스헝 액정표시소자의 위치 변위를 그들의 주기구조를 이용하여 광학적으로 검출하기 위한 위치 검출 수단; 및 광학 소자들과 매트릭스형 액정표시소자를 서로에 대해 이동가능하게 지지하고 위치 검출 수단의 검출 결과에 따라 광학 소자와 매트릭스형 액정표시소자를 위치 정렬하기 위한 위치 정렬 기구;를 포함하며, 상기 광원수단이 상기 접착용 광을 위치 정렬된 광학 소자와 매트릭스형 액정표시소자 사이에 삽입된 광 경화 접착 수지에 조사하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 조립 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광학 소자는 마이크로렌즈 어레이를 포함하고, 상기 광원 수단은 위치 정렬용 광을 발하기 위한 제1광원 및 접착용 광을 발하기 위한 제2광원을 포함하며, 제1광원에 의해 발해진 광은 마이크로렌즈 어레이측으로부터 마이크로렌즈 어레이 및 매트릭스형 액정표시소자상에 입사되도록 유도되고, 상기 위치 검출 수단은 상기 제1광원에 의해 발해진 위치 정렬용 광의 일부를 수신하며, 이 광의 일부는 마이크로렌즈 어레이 및 매트릭스형 액정표시소자를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 광학 소자 조립 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광학 소자는 마이크로렌즈 어레이를 포함하고, 상기 광원 수단은 위치 정렬용 광과 접착용 광을 발하기 위한 광원 및 닫혀진 상태에서 상기 접착용 광을 차단하는 셔터를 포함하며, 상기 위치 정렬용 광은 마이크로렌즈 어레이측으로부터 셔터를 통해 마이크로렌즈 어레이 및 매트릭스형 액정표시소자상에 입사되도록 유도되고, 상기 위치 검출 수단은 광원에 의해 발해진 위치 정렬용 광의 일부를 수신하며, 이 광의 일부는 마이크로렌즈 어레이 및 매트릭스형 액정표시소자를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 광학 소자 조립 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 위치 정렬용 광은 평행 광이고, 상기 위치 검출 수단은 확대된 상태로 매트릭스형 액정 표시 소자의 표시면을 토사하기 위한 투사 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 조립 장치.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 위치 정렬용 광은 평행 광이고, 상기 위치 검출 수단은 확대된 상태로 마이크로렌즈 어레이의 마이크로렌즈들의 집광점들을 모니터하기 위한 모니터 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 조립 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광학 소자는 마이크로렌즈 어레이를 포함하고, 상기 광원 수단은 위치 정렬용 광을 발하기 위한 제1광원 및 접착용 광을 발하기 위한 제2광원을 포함하며, 상기 제1광원에 의해 발해진 광은 마이크로렌즈 어레이측으로 부터 마이크로렌즈 어레이 및 매트릭스형 액정표시소자상에 입사되도록 유도되고, 상기 위치 검출 수단은 상기 제1광원에 의해 발해진 위치 정렬용 광의 일부를 수신하며, 이 광의 일부는 매트릭스형 액정표시소자에 의해 반사되는 것을 특징으로 하는 광학 소자 조립 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광학 소자는 마이크로렌즈 어레이를 포함하고, 상기 광원 수단은 위치 정렬용 광과 접착용 광을 발하기 위한 광원 및 닫혀진 상태에서 상기 접착용 광을 차단하는 셔터를 포함하며, 상기 위치 정렬용 광은 마이크로렌즈 어레이측으로부터 셔터를 통해 마이크로렌즈 어레이 및 매트릭스형 액정표시소자상에 입사되도록 유도되고, 상기 위치 검출 수단은 광원에 의해 발해진 위치 정렬용 광의 일부를 수신하며, 이 광의 일부는 매트릭스형 액정표시소자에 의해 반사되는 것을 특징으로 하는 광학 소자 조립 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 광학 소자는 마이크로렌즈 어레이를 포함하고, 상기 광원 수단은 위치 정렬용 광을 발하기 위한 제1광원 및 접착용 광을 발하기 위한 제2광원을 포함하며, 상기 제1광원에 의해 발해진 광은 매트릭스형 액정표시소자측으로부터 마이크로렌즈 어레이 및 매트릭스형 액정표시소자상에 입사되도록 유도되고, 상기 위치 검출 수단은 상기 제1광원에 의해 발해진 위치 정렬용 광의 일부를 수신하며, 이 광의 일부는 매트릭스형 액정표시소자를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 광학 소자 조립 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 광학 소자는 마이크로렌즈 어레이를 포함하고, 상기 광원 수단은 위치 정렬용 광과 접착용 광을 발하기 위한 광원 및 닫혀진 상태에 있을 때 상기 접착용 광을 차단하는 셔터를 포함하며, 상기 위치 정렬용 광은 매트릭스형 액정 표시 소자측으로부터 마이크로렌즈 어레이 및 매트릭스형 액정표시소자상에 입사되도록 유도되고, 상기 위치 검출 수단은 광원에 의해 발해진 위치 정렬용 광의 일부를 수신하며, 이 광의 일부는 마이크로렌즈 어레이 및 매트릭스형 액정표시소자를 통해 전송되는 것을 특징으로 하는 광학 소자 조립 장치.
  10. 제3항, 7항 및 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착용 광은 셔터가 열린 상태에 있을때 마이크로렌즈 어레이 및 매트릭스형 액정표시소자를 향해 발해지는 것을 특징으로 하는 광학 소자 조립 장치.
  11. 제3항에 있어서, 상기 광원 수단은 셔터의 상태에 따라 동작되고, 닫혀진 상태에서는 광원 수단에 의해 발해진 위치 정렬용 광이 점광원에 의해 발해진 광의 상태로 되도록 하는 구멍 수단을 더 포함하는 것을 특징으로하는 광학 소자 조립 장치.
  12. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 위치 검출 수단은 매트릭스형 액정표시소자의 블랙 매트릭스에 의해 반사되어 마이크로렌즈 어레이의 마이크로렌즈들을 통해 전송되는 위치 정렬용 광에 의해 형성되는 모아레 줄무늬를 모니터하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 조립 장치.
  13. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 위치 검출 수단은 매트릭스형 액정표시장치의 블랙 매트릭스의 구멍들과 마이크로렌즈 어레이의 마이크로렌즈들을 통해 전송되는 위치 정렬용 광에 의해 형성되는 모아레 줄무늬를 모니터하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 조립 장치.
  14. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 위치 검출 수단은 마이크로렌즈 어레이 및 매트릭스형 액정표시소자상에 입사되는 위치되는 위치 정렬용 광의 상태를 스위칭하기 위한 스위칭 수단을 포함하며, 광의 상태에 따라 모아레 줄무늬의 상태를 조정하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 조립 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 스위칭 수단은 광의 경로를 따라 위치 정렬용 광의 경로상에서 이동가능한 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 조립 장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 스위칭 수단은 위치 정렬용 광의 경로상의 한 위치와 상기 경로에서 벗어난 한 위치 사이에서 이동가능한 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 조립 장치.
  17. 제14항에 있어서, 상기 스위칭 수단은 광의 경로를 따라 위치 정렬용 광의 경로상에서 이동가능한 확산판을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 조립 장치.
  18. 제14항에 있어서, 상기 스위칭 수단은 위치 정렬용 광의 경로상의 한 위치와 상기 경로에서 벗어난 한 위치 사이에서 이동가능한 확산판을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 소자 조립 장치.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 확산판은 마이크로렌즈 어레이위에 포함되는 것을 특징으로 하는 광학 소자 조립 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100921483B1 (ko) * 2006-09-29 2009-10-13 엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디. 광학소자, 및 조명광학장치, 이를 사용하는 디스플레이장치및 전자장치

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5561538A (en) * 1992-11-17 1996-10-01 Sharp Kabushiki Kaisha Direct-view display apparatus
US5566429A (en) * 1994-10-19 1996-10-22 Minigrip, Inc. Extruded zipper with orienting means and method for orienting same
DE4447449A1 (de) * 1994-12-27 1996-07-25 Norbert Dipl Ing Seebeck Vorrichtung zum Vergrößern des Betrachtungswinkels bei Flüssigkristallflachbildschirmen
JP3258221B2 (ja) * 1995-12-26 2002-02-18 沖電気工業株式会社 位置合わせ用の認識マークおよびその形成方法、認識マークおよび発光部の形成の兼用マスク、位置合わせ用の認識マークを用いた位置合わせ方法
JP3228896B2 (ja) * 1997-10-24 2001-11-12 キヤノン株式会社 反射型ｌｃｄパネルユニット及びこれを用いた液晶プロジェクター
JPH11142844A (ja) * 1997-11-07 1999-05-28 Canon Inc 液晶表示装置
US6217684B1 (en) * 1998-01-27 2001-04-17 Ricoh Company, Ltd. Method and apparatus for assembling parts
JP3931936B2 (ja) * 1998-05-11 2007-06-20 セイコーエプソン株式会社 マイクロレンズアレイ基板及びその製造方法並びに表示装置
US6868231B2 (en) * 2002-06-12 2005-03-15 Eastman Kodak Company Imaging using silver halide films with micro-lens capture and optical reconstruction
US20070103753A1 (en) * 2003-12-08 2007-05-10 Koninklijke Philips Electronics N.V. Alignment of Holographic Images on Detector
KR100740762B1 (ko) * 2005-02-10 2007-07-19 오므론 가부시키가이샤 접합 방법 및 접합 장치
US8466954B2 (en) * 2006-04-03 2013-06-18 Sony Computer Entertainment Inc. Screen sharing method and apparatus
KR101476219B1 (ko) * 2008-08-01 2014-12-24 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치의 제조 방법 및 그를 이용한 표시 장치의 제조장치
WO2011008626A1 (en) * 2009-07-14 2011-01-20 Sony Computer Entertainment America Llc System and method of displaying multiple video feeds
CN101881848B (zh) * 2010-07-01 2012-07-18 深圳超多维光电子有限公司 一种双折射透镜光栅的制造及检测装置以及方法
DE102011114500B4 (de) * 2011-09-29 2022-05-05 Fei Company Mikroskopvorrichtung
CN105807349B (zh) * 2016-06-02 2019-02-01 宁波万维显示科技有限公司 双折射透镜光栅的折射率匹配检测方法、制造装置及制造方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL6804512A (ko) * 1968-03-30 1969-10-02
US4134651A (en) * 1976-08-31 1979-01-16 The Monotype Corporation Limited Method of making an assembly
US4443494A (en) * 1981-02-17 1984-04-17 Dentsply Research And Development Corporation Method for joining objects
JPS5978313A (ja) * 1982-10-27 1984-05-07 Canon Inc 光学系調整方法
JPS60165622A (ja) * 1984-02-08 1985-08-28 Nec Corp 透過型表示素子
JPH0756547B2 (ja) * 1984-02-08 1995-06-14 日本電気株式会社 透過型表示素子
JPS60165624A (ja) * 1984-02-08 1985-08-28 Nec Corp 透過型表示素子
JPS60165621A (ja) * 1984-02-08 1985-08-28 Nec Corp 透過型表示素子
US4937618A (en) * 1984-10-18 1990-06-26 Canon Kabushiki Kaisha Alignment and exposure apparatus and method for manufacture of integrated circuits
US4771180A (en) * 1985-10-11 1988-09-13 Matsushita Electric Industrial Co. Ltd. Exposure apparatus including an optical system for aligning a reticle and a wafer
JPS6464319A (en) * 1987-09-04 1989-03-10 Toshiba Corp Aligning device
US5189494A (en) * 1988-11-07 1993-02-23 Masato Muraki Position detecting method and apparatus
ES2122151T3 (es) * 1989-07-19 1998-12-16 Sharp Kk Aparato de presentacion visual de imagenes.
JP2815910B2 (ja) * 1989-07-19 1998-10-27 シャープ株式会社 投影形画像表示装置
JPH03175436A (ja) * 1989-12-05 1991-07-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd カラー画像投写装置と、その液晶表示装置
US5054929A (en) * 1990-04-26 1991-10-08 Eastman Kodak Company Optical alignment method using arbitrary geometric figures
US5076689A (en) * 1991-03-27 1991-12-31 Rockwell International Off axis mirror alignment
FR2751398B1 (fr) * 1996-07-16 1998-08-28 Thomson Csf Dispositif d'eclairage et application a l'eclairage d'un ecran transmissif

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100921483B1 (ko) * 2006-09-29 2009-10-13 엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디. 광학소자, 및 조명광학장치, 이를 사용하는 디스플레이장치및 전자장치

Also Published As

Publication number Publication date
EP0507599B1 (en) 1997-10-15
US5554251A (en) 1996-09-10
EP0507599A2 (en) 1992-10-07
DE69222673T2 (de) 1998-04-09
EP0507599A3 (en) 1993-01-20
KR920020230A (ko) 1992-11-20
DE69222673D1 (de) 1997-11-20

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