KR100207372B1 - 투사형 화상표시장치의 광로조절장치 구조 - Google Patents
투사형 화상표시장치의 광로조절장치 구조 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 광로조절장치의 구동을 개선하기에 적합한 투사형 화상표시장치의 광로조절장치 구조에 관한 것으로, 종래에는 광로조절장치 구동시 각도가 5° 이상 변위하면 박막에 큰 응력(stress)이 생기므로 거울의 전체 구동이 불량하게 되어 결국 화질이 저하되는 문제점이 있었으나, 본 발명에서는 폴리이미드 물질 A가 거울(110)을 지지하고, 변위전달부(200)와 물질 B 사이의 거리 a에 의해 변위각을 증폭시킬 수 있으므로 종래의 구동 변형량 이용하여 증폭된 변위각을 얻을 수 있으며, 상기 종래의 결점을 개선시킬 수 있다.
Description
제1도는 종래의 투사형 화상표시장치의 광로조절장치 구조를 나타낸 단면도.
제2도는 본 발명의 투사형 화상표시장치의 광로조절장치 구조를 나타낸 단면도.
제3도는 제2도의 동작을 설명하기 위한 도면.
제4도는 본 발명의 또다른 실시예의 투사형 화상표시장치의 광로조절장치 구조를 나타낸 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
110 : 거울 115 : 플러그
120 : 지지부 130 : 구동기판
160 : 신호전극 170, 210 : 탄성부
180 : 바이어스 전극 190 : 변형부
200 : 변위전달부
본 발명은 투사형 화상표시장치의 광로조절장치 구조에 관한 것으로서, 특히, 광로조절장치의 구조를 개선하기에 적합한 투사형 화상표시장치의 광로조절장치 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 화상표시장치는 표시방법에 따라 직시형 화상표시장치와 투사형 화상표시장치로 구분된다.
먼저, 직시형 화상표시장치로는 음극선관(cathode ray tube; CRT)등이 있는데, 이러한 음극선관은 화질이 좋으나, 화면이 커짐에 따라 중량 및 두께의 증가와 원가가 비싸지는 결점이 있다.
다음, 투사형 화상표시장치로는 대화면 액정표시장치(active matrix liquid crystal display; AMLCD)등이 있는데, 이러한 대화면 액정 디스플레이는 박형화가 가능하여 중량을 작게 할 수는 있으나, 편광판에 의한 광 손실이 크고 액정 디스플레이를 구동하기 위한 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)가 각 화소마다 형성되어 있기 때문에 개구율(광의 투과 면적)을 높이는데 한계가 있으므로 광의 효율이 매우 낮다.
따라서, 그 액정 디스플레이의 상기와 같은 단점을 해결하기 위하여 미합중국 Aura사에 의해 광로조절장치중의 하나인 AMA(actuated mirror arrays)를 이용한 투사형 화상표시장치가 개발되었다.
한편, AMA는 구동 방식에 따라 액츄에이터가 M×1의 매트릭스로 된 1차원 AMA와 액츄에이터가 M×N개의 매트릭스로 된 2차원 AMA로 구분된다. 이때, M과 N은 임의의 정수이다.
그리고, 상기 AMA를 구성하는 각 액츄에이터는 압전소자나 전왜소자로 이루어져 그 압전소자나 전왜소자에 전압이 인가될 경우, 전계가 발생하므로써 변형되어 상부에 장착된 거울을 기울어지게 하므로 그 각 거울에 반사되는 빛이 해당 렌지 등을 통해 화면의 일정 부분에 도달하게 되어 원하는 영상을 디스플레이할 수 있다.
제1도는 종래의 투사형 화상표시장치의 광로조절장치 구조의 일실시예를 나타낸 단면도로, 다수의 박막 트랜지스터(도시되지 않음)로 이루어진 구동기판(10)위에 ㄱ자 형태로 세라믹 재질로 이루어진 제1지지부(20)가 형성되고, 상기 구동기판(10) 위의 제1지지부(20) 내부에 신호전극(40)과 전기적으로 접속된 플러그(30)가 박혀있다. 그리고, 신호전극(40)은 ㄱ형 지지부(20) 위에 형성되고, 그 신호전극(40) 상부에 전계 발생시 변위가 일어나는 세라믹(전왜세라믹 또는 압전세라믹)(50)이 형성되어 있다. 그리고, 세라믹(50)의 한쪽 일측면에 ㄱ형 지지부(20)와 동일한 재질인 제2지지부(60)가 형성되며, 그 모양은 Γ형으로 되어 있다. 한편, Γ형 제2지지부(60) 위에 거울(70)이 형성되어 이루어진다.
이와 같이 이루어지는 종래 투사형 화상표시장치의 광로조절장치를 보면, 구동기판(10)내의 각 박막 트랜지스터의 구동에 의해 신호전극(40)에 화상을 형성하기 위한 신호가 선택적으로 인가되므로써 전압이 인가되는 세라믹(50)은 폴링(poling)된 방향에 의해 변형된다.
따라서, 그 세라믹(50)의 변형에 의해 각 거울(70)이 경사지게 되므로 화상을 형성하기 위한 광이 거울(70)에 반사되어 해당 렌즈를 통해 화면에 도달함으로써 원하는 영상을 디스플레이 할 수 있다.
그러나, 종래의 광로조절장치는 변위량을 이용하는 것이 아닌 Γ형 제2지지부(60) 부분의 변위각을 이용한 것으로, 구동시 각도가 5° 이상 변위하면 박막에 큰 응력(stress)이 생기므로, 거울(70)의 전체 구동이 불량하게 되어 결국 화질이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 결점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 변위량과 변위각을 동시에 이용함으로써 구동시 원하는 각도를 변위하기 위해 걸리는 응력을 감소시켜 안정된 구동을 유지할 수 있는 투사형 화상표시장치의 광로조절장치 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.
이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제2도는 본 발명의 투사형 화상표시장치의 광로조절장치 구조의 일실시예를 나타낸 단면도로, 변위각을 증가시키기 위한 2층 구조의 광로조절장치이다.
먼저, 제2도에 도시된 바와 같이, 박막 트랜지스터들이 매트릭스(matrix) 형태로 내장된(도시되지 않음) 구동기판(130)위에 질화물(Nitride) 세라믹 재질로 이루어진 지지부(120) 및 질화규소(Si3N4)의 재질로된 물질 B를 형성하고, 지지부(120)와 동일한 재질의 제1탄성부(170)를 차례로 형성한다. 그 지지부(120) 내부와 제1탄성부(170)를 통한 플러그(115)를 텅스텐 또는 티타늄 재질로 채워넣어 형성하고, 상기 플러그(115)와 전기적으로 접속되며 전도성 금속으로 이루어진 신호전극(160)과 세라믹(전왜세라믹 또는 압전세라믹)으로 이루어진 변형부(190)과, 전도성의 금속재질로 이루어진 바이어스 전극(180)을 차례로 형성한다.
그리고, 질화규소 재질로 이루어지며 상기 변형부(190)가 변형될 때 그 변위를 전달하는 변위전달부(200)는 변형부(190) 위의 일측에 형성된다. 한편, 물질 A는 물질 B 상부에 형성되는 것으로, 광로조절장치 구동시 변형이 수비게 일어날 수 있는 폴리이미드(polyimid)의 재질로 이루어져 형성된다. 한편, 질화규소 재질로 이루어지며 변위전달부(200) 상부에 거울(110)의 휨을 지지하는 제2탄성부(210)가 형성되고, 제2탄성부(210) 위에 거울(110)이 차례로 형성된다.
이와 같이 이루어진 본 발명의 투사형 화상표시장치의 광로조절장치를 제2도 및 제3도를 참조하여 보면, 구동기판(130)내의 각 박막 트랜지스터(도시되지 않음)의 구동에 의해 각 신호전극(160)에 화상을 형성하기 위한 신호가 선택적으로 인가됨으로써 전압이 인가된 변형부(190)는 폴링된 방향에 의해 위로 변형된다.
따라서, 그 변형부(190)의 변형에 의해 제3도에 도시된 바와 같이 거울(110)이 경사지게 되므로 화상을 형성하기 위한 광이 각 거울(110)에 반사되어 해당 렌즈를 통해 화면의 일정 부분에 도달하게 됨으로써 원하는 영상을 디스플레이할 수 있다.
제2도에 도시된 바와 같이, b 부위에서의 변형에 의한 변형량 x가 1μm일 경우를 고려해 본다. 이는 기존의 구조에서 가능한 변형량이다.
이때, 구동시, 변형량 x가 1μm일 때 제3도에 도시된 바와 같이 거리 a가 다음과 같으면 변형각도가 다음과 같다.
즉, 변형량 x가 1μm이고 거리 a가 10μm이면 변형 경사각은 5.7°이고, 변형량 x가 1μ이고 거리 a가 5μm이면 변형경사각은 11.3°이다.
따라서, 기존의 광로조절장치에서 변형부(190)가 동작하여 변형량 x와 거리 b로 경사각이 변형되지만, 본 발명은 기존의 변위량을 거리 a를 조절함으로서 거울(110)의 경사각을 증폭시킬 수 있으며, 또한, 구동시 변형이 쉽게 일어나는 폴리이미드 재질로 이루어진 물질 A가 거울(110)을 지지하므로 원하는 각도를 내기 위해 걸리는 응력(stress)를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.
제4도는 본 발명의 투사형 화상표시장치의 광로조절장치 구조의 다른 실시예를 나타낸 단면도로, 변형이 쉽게 일어나는 폴리이미드(polyimide) 재질로 이루어진 물질 A와 변위전달부(200) 위에 제2탄성부(210) 및 거울(110)이 형성되며 그 동작은 제3도와 동일하게 이루어진다.
상기한 바와 같이 본 발명은 폴리이미드 물질 A를 사용하여 구동함으로써 변위각을 응력없이 증폭시킬 수 있는 효과가 있다.
Claims (2)
- 박막 트랜지스터들이 내장된 구동기판(130) 위에 세라믹으로 이루어진 지지부(120)와; 상기 지지부(120) 위에 상기 지지부(120)와 동일한 세라믹 재질로 이루어진 탄성부(170)와; 상기 지지부(120) 내부와 탄성부(170)를 통한 텅스텐 또는 티타늄 재질로 박혀 있는 플러그(115)와; 상기 플러그(115)와 전기적으로 접속되며 전도성의 금속으로 이루어져 있는 신호전극(160)과; 상기 신호전극(160) 위에 전왜 또는 압전세라믹으로 이루어진 변형부(190)와; 상기 변형부(190) 위에 전도성 금속으로 이루어진 바이어스 전극(180)과; 상기 변형부(190) 일측에 질화규소(Si3N4)의 재질로 이루어진 변위전달부(200)와; 상기 구동기판(130)상에 질화규소 재질로 이루어진 물질 B와; 상기 물질 B 위에 변형이 쉽게 일어날 수 있는 재질로 이루어진 물질 A와; 상기 변위전달부(200) 상부에 위치하며 상기 물질 A와 고착되어 형성된 제2탄성부(210)와; 상기 제2탄성부(210) 위에 형성되며 상기 물질 A와도 고착된 거울(110)을 형성하여 이루어지는 투사형 화상표시장치의 광로조절장치 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 물질 A는 폴리이미드(polyimide) 재질로 이루어진 투사형 화상표시장치의 광로조절장치 구조.
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