KR100209404B1

KR100209404B1 - 광로조절장치

Info

Publication number: KR100209404B1
Application number: KR1019940004524A
Authority: KR
Inventors: 민용기
Original assignee: 전주범; 대우전자주식회사
Priority date: 1994-03-09
Filing date: 1994-03-09
Publication date: 1999-07-15
Also published as: KR950027440A

Abstract

본 발명은 광로조절장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 광로조절장치는 트랜지스터가 매트릭스 형태로 내장되고 표면에 각각의 트랜지스터에 전기적으로 연결된 접속단자를 2개씩 갖는 구동기판과, 상기 구동기판에 상기 접속단자를 각각 에워싸도록 분리되어 형성된 지지부와, 상기 지지부에 일단이 부착되고 타단이 상기 구동기판과 소정 간격 이격된 제1멤브레인과, 상기 제1멤브레인의 상부에 형성된 신호전극과, 상기 지지부와 제1멤브레인을 관통하여 상기 접속단자와 상기 신호전극을 전기적으로 연결하는 플러그와, 상기 신호전극의 상부중에서 상기 지지부의 상측에 형성된 신호전극의 상부에 형성된 변형부와, 상기 신호전극의 상부중에서 상기 변형부가 형성된 나머지 신호전극의 상부에 형성된 제2멤브레인과, 상기 신호전극의 상부에 형성된 바이어스 전극과, 상기 제2멤브레인의 상부에 형성된 반사막으로 이루어진 액츄에이터를 구비한다. 따라서, 액츄에이터가 구동될 때 액츄에이터의 자유단부가 펄럭이는 것이 방지되므로 화상신호에 따라 반사막의 기울기를 정확하게 조절할 수 있어 광특성을 향상시킬 수 있다.

Description

광로조절장치

제1도는 본 발명에 따른 광로조절장치의 평면도.

제2도는 제1도를 a-a선으로 자른 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 구동기판 13 : 접속단자

15 : 지지부 19 : 제1멤브레인

21 : 플러그 23 : 신호전극

25 : 변형부 26 : 제2멤브레인

27 : 바이어스전극 29 : 반사막

본 발명은 투사형화상표시기에 이용되는 광로조절장치에 관한 것으로서, 특히, 인가되는 화상신호에 비례하여 반사막이 정확하게 구동되는 광로조절장치에 관한 것이다.

화상표시장치는 표시방법에 따라, 직시형화상표시장치와 투사형화상표시장치로 구분된다.

직시형화상표시장치는 CRT(Cathode Ray Tube)등이 있는데, 이러한 CRT 화상표시장치는 화질은 좋으나 화면이 커짐에 따라 중량 및 두께의 증대와, 가격이 비싸지는 등의 문제점이 있어 대화면을 구비하는데 한계가 있다.

투사형화상표시장치는 대화면 액정표시장치(Liquid Crystal Display: 이하 LCD 라 칭함)등이 있는데, 이러한 대화면 LCD 의 박형화가 가능하여 중량을 작게할 수 있다. 그러나, 이러한 LCD 는 편광판에 의한 광손실이 크고 LCD 를 구동하기 위한 박막트랜지스터가 화소마다 형성되어 있어 개구율(광의 투과면적)을 높이는 데 한계가 있으므로 광의 효율이 매우 낮다.

그와 같은 LCD의 단점을 개선하기 위해서 액츄에이티드 미러 어레이(AMA: Actuated Mirror Arrays)를 이용한 투사형 화상표시장치가 개발되었다.

투사형 화상표시장치는 1차원 AMA를 이용하는 것과 2차원 AMA를 이용하는 것으로 구별된다. 1차원 AMA는 거울면들이 M ×1 어레이로 배열되고, 2차원 AMA는 거울면이 M ×N 어레이로 배열되고 있다. 따라서 1차원 AMA를 이용하는 투사형 화상표시장치는 주사거울을 이용하여 M ×1개의 광속들을 선주사시키고, 2차원 AMA를 이용하는 투사형 화상표시장치는 M ×N개의 광속들을 투사시켜 M ×N 화소의 어레이를 가지는 영상을 나타내게 된다.

종래의 박막의 액츄에이터를 이용한 광로조절장치의 제조방법은 본 출원인이 대한민국 특허청에 1993년 12월 30일에 특허 출원한 특허 제93-31717 호(발명의 명칭 :투사형화상표시장치의 광로조절장치의 제조방법)에 개시되어 있다. 상기 방법은 구동기판 상부의 소정 부분에 한 화소당 2개의 지지부를 이격되도록 선택적으로 형성하고 이 지지부들의 상부에 일측의 소정부분이 걸치도록 각 화소의 영역에 멤브레인을 형성한다. 그 다음, 멤브레인 상부의 지지부들과 중첩되는 부분을 포함하여 타측으로 소정 부분 신장된 신호전극을 선택적으로 형성한 후 전면에 변형부와 바이어스전극으로도 이용되는 반사막을 순차적으로 형성한다. 그리고, 반사막부터 멤브레인까지 식각하여 각 화소단위로 분리함과 동시에 지지부들 사이의 멤브레인이 움직일 수 있도록 일측으로 부터 타측 방향으로 신장된 신호전극까지 전달한다.

상술한 종래의 방법에 의해 제조된 광로조절장치는 신호전극에 화상신호와 반사막에 바이어스전압이 인가되면 변형부는 신호전극과 반사막이 중첩되는 부분에서만 전계가 발생되어 휘어진다. 상기에서 신호전극이 형성되어 있지 않은 부분은 변형부가 휘어지지 않지만 휘어진 부분에 의해 평안하게 경사지게 되어 광효율이 크게 된다.

그러나, 상술한 종래의 광로조절장치는 반사부와 중첩되는 각층들의 두께의 합이 반사부의 가로 및 세로의 길이보다 매우 작으므로 액츄에이터가 구동시 액츄에이터의 자유단부(즉, 구동기판과 이격된 부분)가 펄럭거려 반사막의 기울기를 정확히 조절할 수 없어 광특성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 액츄에이터 구동시 액츄에이터의 자유단부가 펄럭거리는 것을 방지하여 반사막의 기울기를 정확히 조절하므로써 광특성을 향상시킬 수 있는 광로조절장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광로조절장치는, 트랜지스터가 매트릭스 형태로 내장되고 표면에 각각의 트랜지스터에 전기적으로 연결된 접속단자를 2개씩 갖는 구동기판과, 상기 구동기판에 상기 접속단자를 각각 에워싸도록 분리되어 형성된 지지부와, 상기 지지부에 일단이 부착되고 타단이 상기 구동기판과 소정 간격 이격된 제1멤브레인과, 상기 제1멤브레인의 상부에 형성된 신호전극과, 상기 지지부와 제1멤브레인을 관통하여 상기 접속단자와 상기 신호전극을 전기적으로 연결하는 플러그와, 상기 신호전극의 상부중에서 상기 지지부의 상측에 형성된 신호전극의 상부에 형성된 변형부와, 상기 신호전극의 상부중에서 상기 변형부가 형성된 나머지 신호전극의 상부에 형성된 제2멤브레인과, 상기 신호전극의 상부에 형성된 바이어스 전극과, 상기 제2멤브레인의 상부에 형성된 반사막으로 이루어진 액츄에이터를 구비한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 광로조절장치의 평면도이고, 제2도는 제1도를 a-a 선으로 자른 단면도이다.

광로조절장치는 구동기판(11) 및 액츄에이터(30)를 포함한다.

구동기판(11)은 유리 또는 알루미나(A1₂O₃)등의 절연물질 이나, 또는, 실리콘 등의 반도체로 이루어지며 M ×N개의 트랜지스터(도시되지 않음)가 매트릭스 형태로 내장되어 있다. 또한, 구동기판(11)의 표면에 트랜지스터와 전기적으로 연결된 접속단자(13)가 형성되어 있는데, 각 트랜지스터마다 2개의 접속단자(13)가 연결되도록 형성되어 있다.

액츄에이터(30)는 지지부(15), 제1 및 제2멤브레인(19)(26), 플러그(plug: 21), 신호 전극(23), 바이어스 전극(27), 변형부(25)와 반사막(29)으로 이루어져 이웃하는 액츄에이터(도시되지 않음)와 분리되어 있다.

상기 지지부(15)는 구동기판(11)의 상부에 동일한 트랜지스터와 전기적으로 연결된 2개의 접속단자(13)를 각각 분리되어 덮도록 형성되며, 제1멤브레인(19)은 지지부(15)의 상부에 하부표면의 소정부분만 접촉되고 지지부(15) 사이를 포함하는 나머지 부분은 공간에 노출되게 형성된다. 또한, 제1멤브레인(19)은 지지부(15)의 대향면과 일치되도록 X축을 따라 소정길이만큼 절단되어 있다. 그리고, 신호전극(23)은 제1멤브레인(19)의 상부에 적층되어 있다. 지지부(15) 및 제1멤브레인(19)은 질화실리콘, 탄화실리콘 또는 산화실리콘을 스퍼터링(sputtering) 또는 화학기상침적(Chemical Vapor Deposition: 이하 CVD 라 칭함)등의 방법에 의해 형성된다. 그리고, 신호 전극(23)은 백금(Pt) 또는 백금/티타늄(Pt/Ti) 등을 500∼2000Å 정도의 두께로 도포하여 형성된다.

플러그(21)는 지지부(15) 및 제1멤브레인(19)을 관통하여 접속단자(13)와 신호전극(23)을 전기적으로 연결시키는 것으로 텅스텐(W) 또는 티타늄으로 형성된다.

변형부(25)는 BaTiO₃PZT(Pb(Zr, Ti)O₃) 또는 PLZT(Pb, La)(Zr,Ti)O₃) 등의 압전세라믹이나, 또는 PMN(Pb(Mg, Nb)O₃) 등의 전왜세라믹을 0.7∼2㎛ 정도의 두께로 도포하여 형성된다.

제2멤브레인(26)은 변형부(25)가 형성되지 않은 신호전극(23)의 상부에 '凸'자 형태로 형성된다. 상기 제2멤브레인(26)은 제1멤브레인(19)과 동일한 질화실리콘, 탄화실리콘 또는 산화실리콘으로 2∼4㎛ 정도의 두께로 형성되어 액츄에이터(30) 구동시 펄럭거리는 것을 방지한다.

반사막(29)은 변형부(25) 및 제2멤브레인(26)의 상부 표면에 알루미늄 또는 은등의 반사특성 및 전기적 특성이 양호한 금속을 스퍼터링 또는 진공증착등에 의해 500∼2000Å 정도의 두께로 도포하여 형성된다. 상기에서, 반사막(29)을 형성하는 알루미늄이나 은등은 전기적 특성이 우수한 물질이므로 변형부(25)의 상부에 형성된 것은 바이어스전극(27)의 기능을 동시에 수행한다.

상술한 구조의 광로조절장치는 구동기판(11)의 동일한 트랜지스터에 전기적으로 연결된 2개의 접속단자(13)와 플러그(21)를 통해 신호전극(23)에 동일한 화상신호가 인가되고, 바이어스전극(27)에 바이어스전압이 인가되면 신호전극(23)과 바이어스전극(27)의 사이에 개재되어 있는 변형부(25)에 전계가 발생된다. 이에 의해 변형부(25)는 수축 변형을 하게 된다. 이때, 변형부(25)는 제1멤브레인(19)과의 변형량의 차이에 의해 휘어져 경사진다. 그러나, 신호전극(23)과 반사막(29) 사이의 변형부(25)에는 전계가 발생되지 않은 제1 및 제2멤브레인(19)(26) 사이에서 변형이 발생되지 않는다. 그러므로, 변형부(25)에 휘어짐이 발생되지 않고 신호전극(23)과 바이어스전극(27) 사이의 변형부(25)의 경사짐에 의해 평탄하게 경사지게 되는데, 이때, 신호전극(23)과 두꺼운 제2멤브레인(26)에 의해 반사막(29)과 중첩되는 각층들의 두께가 두껍게 되어 액츄에이터(30)가 펄럭이는 것이 방지된다.

따라서, 본 발명의 액츄에이터가 구동될 때 액츄에이터의 자유단부가 펄럭이는 것이 방지되므로 화상신호에 따라 반사막의 기울기를 정확히 조절할 수 있어 광특성을 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.

Claims

트랜지스터가 매트릭스 형태로 내장되고 표면에 각각의 트랜지스터에 전기적으로 연결된 접속단자를 2 개씩 갖는 구동기판과, 상기 구동기판에 상기 접속단자를 각각 에워싸도록 분리되어 형성된 지지부와, 상기 지지부에 일단이 부착되고 타단이 상기 구동기판과 소정 간격 이격된 제1멤브레인과, 상기 제1멤브레인의 상부에 형성된 신호전극과, 상기 지지부와 제1멤브레인을 관통하여 상기 접속단자와 상기 신호전극을 전기적으로 연결하는 플러그와, 상기 신호전극의 상부중에서 상기 지지부의 상측에 형성된 신호전극의 상부에 형성된 변형부와, 상기 신호전극의 상부중에서 상기 변형부가 형성된 나머지 신호전극의 상부에 형성된 제2멤브레인과, 상기 신호전극의 상부에 형성된 바이어스 전극과, 상기 제2멤브레인의 상부에 형성된 반사막으로 이루어진 액츄에이터를 구비하는 광로조절장치.
제1항에 있어서, 상기 제2멤브레인이 질화실리콘, 산화실리콘 및 탄화실리콘 중 어느 하나로 형성된 광로조절장치.
제2항에 있어서, 상기 제2멤브레인이 2∼4㎛ 정도의 두께로 형성된 광로조절장치.