KR100258116B1 - 보조 게이트 라인을 갖는 박막형 광로조절장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소오스 영역, 게이트 전극과 드레인 영역을 포함하는 MOS 트랜지스터가 매트릭스 형태로 내장된 구동기판을 포함하는 박막형 광로조절장치에 있어서, 게이트 전극에 게이트 구동신호를 전달하는 게이트 라인을 이웃하는 게이트 라인들중에 소정 부분이 손상되어 전체 게이트 라인에 게이트 구동신호가 전달되지 못하는 것을 방지한다. 이와 같이, 전체 게이트 라인에 게이트 구동신호가 공급되지 못하는 것을 방지하기 위해서는 게이트 라인과 대향하는 위치에 보조 게이트 라인을 형성하여 게이트 라인중에 일부가 손상되어도 전체 게이트 라인에는 게이트 구동신호가 전달되도록 한다.

Description

보조 게이트 라인을 갖는 박막형 광로조절장치
본 발명은 보조 게이트 라인을 갖는 박막형 광로조절장치에 관한 것으로서, 특히 게이트 라인중에 하나가 개방(open)되어 동일 행(또는 열) 방향의 전체 게이트 라인에 게이트 구동신호를 공급할 수 있는 보조 게이트 라인을 갖는 박막형 광로조절장치에 관한 것이다.
일반적으로, 광학 에너지(optical energy)를 스크린상에 투영하기 위한 장치인 공간적인 광 모듈레이터(spatial light modulator)는 광통신, 화상 처리 및 정보 디스플레이 장치등에 다양하게 응용될 수 있다. 이러한 장치들은 광원으로부터 입사되는 광속을 스크린에 투영하는 방법에 따라서 직시형 화상 표시 장치와 투사형 화상 표시 장치로 구분된다. 직시형 화상 표시 장치로는 CRT(Cathod Ray Tube)등이 있으며, 투사형 화상 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display:이하 'LCD'라 칭함), DMD(Deformable Mirror Device), 또는 AMA(Actuated Mirror Arrays)등이 있다.
상술한 CRT장치는 평균 100ft-L(백색 표시) 이상인 휘도, 30:1 이상인 콘트라스트비, 1만시간 이상의 수명등이 보증된 우수한 표시 장치이다. 그러나, CRT는 중량 및 용적이 크고 높은 기계적인 강도를 유지하기 때문에 화면을 완전한 평면으로 하기가 곤란하여 주변부가 왜곡되는 문제점이 있었다. 또한, CRT는 전자빔으로 형광체를 여기해서 발광시키므로 화상을 만들기 위해 고전압을 필요로 하는 문제점이 있었다.
따라서, 상술한 CRT의 문제점을 해결하기 위해 LCD가 개발되었다. 이러한 LCD의 장점을 CRT와 비교하여 설명하면 다음과 같다. LCD는 저전압에서 동작하며, 소비 전력이 작고, 변형 없는 화상을 제공한다.
그러나, 상술한 장점들에도 불구하고 LCD는 광속의 편광으로 인하여 1∼2％의 낮은 광효율을 가지며, 그 내부의 액정 물질의 응답 속도가 느린 문제점이 있었다.
이에 따라, 상술바와 같은 LCD의 문제점들을 해결하기 위하여 DMD, 또는 AMA등의 장치가 개발되었다. 현재, DMD가 약 5% 정도의 광효율을 가지는 것에 비하여 AMA는 10% 이상의 광효율을 얻을 수 있다. 또한, AMA는 입사되는 광속의 극성에 의해 영향을 받지 않을 뿐만아니라 광속의 극성에 영향을 끼치지 않는다.
통상적으로, AMA 내부에 형성된 각각의 액츄에이터들은 인가되는 화상신호 및 바이어스 전압에 의하여 발생되는 전계에 따라 변형을 일으킨다. 이 액츄에이터가 변형을 일으킬 때, 액츄에이터의 상부에 장착된 각각의 거울들은 전계의 크기에 비례하여 경사지게 된다.
따라서, 이 경사진 거울들은 광원으로부터 입사된 빛을 소정의 각도로 반사시킬 수 있게 된다. 이 각각의 거울들을 구동하는 액츄에이터의 구성 재료로서 PZT(Pb(Zr, Ti)O3), 또는 PLZT((Pb, La)(Zr, Ti)O3)등의 압전 세라믹이 이용된다. 또한, 이 액츄에이터의 구성 재료로 PMN(Pb(Mg, Nb)O3)등의 전왜 세라믹을 이용할 수 있다.
상술한 AMA는 벌크(bulk)형과 박막(thin film)형으로 구분된다. 현재 AMA는 박막형 광로조절장치가 주종을 이루는 추세이다.
도 1은 종래의 박막형 광로조절장치를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 구동기판(60)의 상부에는 소오스 라인(10), 게이트 폴리(20), 드레인 패드(30), MOS 트랜지스터(40) 및 게이트 라인(50)이 형성된다.
먼저, MOS 트랜지스터(40)는 M×N(M, N은 정수)개의 화소에 대응하여 소오스 영역(40a), 게이트 전극(40b)과 드레인 영역(40c)을 포함한다. MOS 트랜지스터(40)는 외부로부터 화상신호를 제공받아 게이트 구동신호에 의거하여 소정의 증폭도로 증폭한 후 드레인 영역(40c)을 통하여 액츄에이터(도시되지 않음)에 전달한다.
소오스 라인(10)은 전기 도전성 물질로 도면상에 열방향으로 형성된다. 소오스 라인(10)은 외부로부터 화상신호를 제공받는다. 소오스 라인(10)은 각 화소별로 소정 부분이 신장되어 MOS 트랜지스터(40)의 소오스 영역(40a)과 전기적으로 연결된다.
게이트 라인(50)은 전기 도전성 물질로 형성되며 소오스 라인(10)들의 사이에 'ㄷ'자가 시계 방향으로 90°회전한 모양을 갖도록 형성된다. 또한, 게이트 라인(50)은 외부로부터 게이트 구동신호를 제공받아 게이트 전극(40b)에 전달한다.
게이트 폴리(20)는 게이트 라인(50)들을 도면상에 행방향으로 전기적으로 연결하며, 그 신장된 일측은 MOS 트랜지스터(40)의 게이트 전극(40b)으로 사용된다.
드레인 패드(30)는 일측이 신장되어 각 화소별로 MOS 트랜지스터(40)의 드레인 영역(40c)과 전기적으로 연결된다. 드레인 패드(30)의 상부에는 액츄에이터(도시되지 않음)가 형성된다.
그러나, 종래의 박막형 광로조절장치는 게이트 라인중에 하나가 손상될 경우 동일 행(또는 열)방향의 전체 게이트 라인에 게이트 구동신호가 전달되지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 보조 게이트 라인을 형성하여 게이트 라인중에 일부가 손상되어 동일 행(또는 열)방향의 전체 게이트 라인에 게이트 구동신호가 전달되지 못하는 것을 방지할 수 있는 보조 게이트 라인을 갖는 박막형 광로조절장치를 제공함에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, M×N(M, N은 정수)개의 화소에 대응하며 소오스 영역, 게이트 전극과 드레인 영역을 포함하는 MOS 트랜지스터가 매트릭스 형태로 내장되어 있는 구동기판과; 소오스 영역과 일측이 접촉하며 형성되어 외부로부터 화상신호를 제공받는 소오스 라인과; 게이트 전극에 외부의 게이트 구동신호를 전달하는 게이트 라인과; 게이트 라인들을 행방향으로 전기적으로 연결하며 그 신장된 일측은 상기 게이트 전극으로 사용되는 게이트 폴리와;
드레인 영역과 일측이 접촉되며 형성된 드레인 패드와; 게이트 전극으로부터 게이트 라인과 동일한 방향으로 연장되어 이웃하는 게이트 전극과 연결되도록 형성된 보조 게이트 라인을 구비한다.
본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 하기에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로 부터 더욱 명확하게 될 것이다.
도 1은 종래의 박막형 광로조절장치,
도 2는 본 발명에 따른 보조 게이트 라인을 갖는 박막형 광로조절장치.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 소오스 라인 200 : 게이트 폴리
300 : 드레인 패드 400 : MOS 트랜지스터
500 : 게이트 라인 600 : 구동기판
700 : 보조 게이트 라인
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 보조 게이트 라인을 갖는 박막형 광로조절장치를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 보조 게이트 라인(700)을 갖는 박막형 광로조절장치를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 구동기판(600)의 상부에는 소오스 라인(100), 게이트 폴리(200), 드레인 패드(300), MOS 트랜지스터(400), 게이트 라인(500) 및 보조 게이트 라인(700)이 형성된다.
먼저, MOS 트랜지스터(400)는 M×N(M, N은 정수)개의 화소에 대응하여 소오스 영역(400a), 게이트 전극(400b)과 드레인 패드(400c)를 포함한다. MOS 트랜지스터(400)는 외부로부터 화상신호를 제공받아 게이트 구동신호에 의거하여 소정의 증폭도로 증폭한 후 드레인 영역(400c)을 통하여 액츄에이터(도시되지 않음)로 전달한다.
소오스 라인(100)은 전기 도전성 물질로 도면상에 열방향으로 형성된다. 소오스 라인(100)은 외부로부터 화상신호를 제공받는다. 소오스 라인(100)은 각 화소별로 소정 부분이 신장되어 MOS 트랜지스터(400)의 소오스 영역(400a)과 전기적으로 연결된다.
게이트 라인(500)은 소오스 라인(100)들의 사이에 'ㄷ'자가 시계방향으로 90°회전한 모양을 갖도록 형성된다. 또한, 게이트 라인(500)은 외부로부터 게이트 구동 신호를 제공받아 게이트 전극(400b)에 전달한다.
게이트 폴리(200)는 게이트 라인(500)들을 도면상에 행방향으로 전기적으로 연결한다. 그리고, 게이트 폴리(200)의 신장된 일측은 게이트 전극(400b)으로 사용된다.
드레인 패드(300)는 게이트 라인(500)에 의해 3면이 둘러싸여 있다. 드레인 패드(300)는 일측이 신장되어 MOS 트랜지스터(400)의 드레인 영역(400c)과 전기적으로 연결된다. 드레인 패드(300)의 상부에는 액츄에이터(도시되지 않음)가 형성되어 외부의 화상신호를 제공받는다.
보조 게이트 라인(700)은 게이트 라인(500)과 대향하는 위치에 형성된다. 보조 게이트 라인(700)은 게이트 전극(400b)들을 전기적으로 연결한다. 따라서, 보조 게이트 라인(700)은 게이트 라인(500) 또는 게이트 전극(400b)중에 하나가 개방(open)되어도 동일 행(또는 열) 방향의 전체 게이트 라인(500)에 화상신호가 공급되도록 한다.
이와 같은, 보조 게이트 라인을 갖는 박막형 광로조절장치의 동작은 다음과 같다.
먼저, 외부의 화상신호는 소오스 라인(100)을 통하여 각 화소의 MOS 트랜지스터(400)의 소오스 영역(400a)에 전달된다. 그리고, 게이트 라인(500)은 외부로부터 게이트 구동신호를 제공받아 게이트 폴리(200)를 통하여 게이트 전극(400b)에 전달된다.
이때, 화상신호는 MOS 트랜지스터(400)에 의해 소정의 증폭도에 의거하여 증폭되어 드레인 패드(300)에 전달된다. 그리고, 드레인 패드(300)는 MOS 트랜지스터(400)에서 증폭된 화상신호를 제공받아 액츄에이터(도시되지 않음)에 전달한다.
그러나, 게이트 라인(500)중에 일부분이 개방(open)될 경우 해당 게이트 라인(500)이 속해 있는 동일 행(또는 열)방향의 전체 게이트 라인(500)에는 게이트 구동신호가 공급되지 않게 된다.
이때, 게이트 전극(200)들을 서로 전기적으로 연결하는 보조 게이트 라인(700)에 의해 동일 행(또는 열)방향의 전체 게이트 라인(500)에는 게이트 구동신호가 전달하게 된다. 따라서, 게이트 라인(500)중에 일부가 개방되어도 보조 게이트 라인(700)에 의해 박막형 광로조절장치는 정상적으로 동작하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 박막형 광로조절장치는 보조 게이트 라인을 형성하여 게이트 라인중의 일부가 손상될 경우 동일 행(또는 열)방향의 전체 게이트 라인에 게이트 구동신호가 전달되지 못하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명을 도면을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (2)

  1. M×N(M, N은 정수)개의 화소에 대응하며 소오스 영역(400a), 게이트 전극(400b)과 드레인 영역(400c)을 포함하는 MOS 트랜지스터(400)가 매트릭스 형태로 내장되어 있는 구동기판(600)과;
    상기 소오스 영역(400a)과 일측이 접촉하며 형성되어 외부로부터 화상신호를 제공받는 소오스 라인(100)과;
    상기 게이트 전극(400b)에 외부의 게이트 구동신호를 전달하는 게이트 라인(500)과;
    상기 게이트 라인(500)들을 행방향으로 전기적으로 연결하며 그 신장된 일측은 상기 게이트 전극(400b)으로 사용되는 게이트 폴리(200)와;
    상기 드레인 영역(400c)과 일측이 접촉되며 형성된 드레인 패드(300)와;
    상기 게이트 전극(400b)으로부터 상기 게이트 라인(500)과 동일한 방향으로 연장되어 이웃하는 게이트 전극과 연결되도록 형성된 보조 게이트 라인(700)을 갖는 박막형 광로조절장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 보조 게이트 라인(700)은 상기 게이트 라인(500)과 대향하는 위치에 'ㄷ'자가 반시계방향으로 90°회전한 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 보조 게이트 라인을 갖는 박막형 광로조절장치.
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