KR100270813B1 - Movable micro mirror for a video display apparatus - Google Patents

Movable micro mirror for a video display apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR100270813B1
KR100270813B1 KR1019970032316A KR19970032316A KR100270813B1 KR 100270813 B1 KR100270813 B1 KR 100270813B1 KR 1019970032316 A KR1019970032316 A KR 1019970032316A KR 19970032316 A KR19970032316 A KR 19970032316A KR 100270813 B1 KR100270813 B1 KR 100270813B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reflector
image display
display apparatus
pin member
movable
Prior art date
Application number
KR1019970032316A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR19990009799A (en
Inventor
최범규
김용권
지창현
Original Assignee
윤종용
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 윤종용, 삼성전자주식회사 filed Critical 윤종용
Priority to KR1019970032316A priority Critical patent/KR100270813B1/en
Publication of KR19990009799A publication Critical patent/KR19990009799A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100270813B1 publication Critical patent/KR100270813B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G02B26/0841Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting element being moved or deformed by electrostatic means
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0808Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more diffracting elements
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
    • H04N9/3105Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
    • H04N9/3108Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators by using a single electronic spatial light modulator
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141Constructional details thereof

Abstract

PURPOSE: A moving micro mirror for an image display device is provided to prevent strength and elasticity weakness by connecting a pillar member to a pin member without connection to a center electrode. CONSTITUTION: An electrode(102) consisting of center, right and left electrodes is formed on a substrate(100). A staple member(106) is installed at the center electrode of the electrode(120) so as to be supported by a support(110). The staple(106) supports a pin member(104) so as to be rotated. The pin member(104) is integrated with a reflector(108), which has a top surface as a reflection surface and a bottom surface as a contact surface to be contact with the center electrode. The reflector(108) is connected to the pin member(104) and is horizontally floated toward an upper direction of the substrate(100).

Description

화상표시장치용 가동형 마이크로 미러Movable Micro Mirror for Image Display

본 발명은 화상표시장치용 가동형 마이크로 미러에 관한 것으로 특히, 좌우 유동 가능하게 탄지된 핀을 축으로 하여 반사면이 좌우 접촉함에 따라 화상의 투사방향이 변하는 회전운동 축을 갖춘 화상표시장치용 가동형 마이크로 미러에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a movable type micromirror for an image display device. In particular, the movable type for an image display device having an axis of rotational movement in which the projection direction of an image changes as the reflecting surface contacts left and right with an axis pinned to be movable left and right Relates to a micro mirror.

화상표시장치를 구성하는 마이크로 미러중에서 핵심인 부품으로는 빛을 화소별로 반사시켜서 화상을 표시하는 마이크로 미러 어레이 칩이 있다. 현재 마이크로 미러 어레이 칩은 정전 구동형 마이크로 미러와, 압전 구동형 마이크로 미러가 알려져 있다.A key component of the micromirrors constituting the image display apparatus is a micromirror array chip that displays an image by reflecting light pixel by pixel. Currently, micromirror array chips are known as electrostatically driven micromirrors and piezoelectrically driven micromirrors.

이하에서는 정전 구동형 마이크로 미러 어레이칩 특히 그 중에서도 가동형 마이크로 미러에 대하여 설명한다.Hereinafter, the electrostatically-driven micromirror array chip, in particular, the movable micromirror will be described.

가동형 마이크로 미러 어레이 칩은 미러를 화소수 만큼 이차원적으로 배열시켜 제작하고, 각각의 미러를 화상의 화소에 대한 신호에 따라 반사시켜 색깔과 밝기를 조절한다. 이와같은 미러는 첨부 도면중 도 1(a)와 도 1(b)에서 도시하는 바와같이 대체로 빛을 반사하기 위한 반사면을 형성한 반사체(18), 반사체(18)를 기판(10)으로부터 떨어뜨려서 기울어지는 각도를 확보하며, 반사체(18)를 지지하기 위한 기둥부재(12), 반사체(18)와 기둥부재(12)사이에 있으며, 탄성력을 갖고 기울어지는 플랙셔 힌지(14)로 구성된다. 각 미러의 아랫면에는 미러를 구동시키는 구동부와, 구동신호를 제어하는 구동회로가 있다.A movable micro mirror array chip is produced by arranging mirrors two-dimensionally by the number of pixels, and reflecting each mirror according to a signal of a pixel of an image to adjust color and brightness. Such a mirror is separated from the substrate 10 by the reflector 18 and the reflector 18 which form a reflecting surface for reflecting light, as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b) of the accompanying drawings. It is composed of a pillar member 12 for supporting the reflector 18, a reflector 18 and the pillar member 12, and a flexure hinge 14 inclined with elastic force. . The lower surface of each mirror includes a driver for driving the mirror and a drive circuit for controlling the drive signal.

이와같은 구조의 화상표시장치용 가동형 마이크로 미러는 미합중국 특허 제 5,083,857호에 개시되어 있다.A movable micro mirror for an image display device having such a structure is disclosed in US Pat. No. 5,083,857.

이 특허공보에 의하여 알려진 화상표시장치용 가동형 마이크로 미러는 다음과 같이 동작한다.The movable micromirror for an image display apparatus known by this patent publication operates as follows.

즉, 반사체의 아래 즉, 기판위에 제작된 전극에 전압이 가해져서 반사체와 전극사이에 전위차가 생기면 정전 인력이 발생해서 반사체를 전극쪽으로 당겨서 미러를 플랙셔 힌지를 축으로 회전시키려는 토오크가 발생한다. 이 토오크 값이 플랙셔 힌지의 비틀림 스프링에 의한 복원력 보다 크면 반사체는 기울어진다. 이 값이 어떤 임계 값보다 커지면 반사체는 계속 기울어져 기판상에 닿는다. 이때 반사하는 빛이 화면에 들어가면 스윗치 온 상태이며, 반대편으로 기울어져 기판에 닿으면 스윗치 오프상태가 된다. 스윗치의 온,오프 상태 시간을 조절하여 밝기와 색상을 조절하게 되며 이와같은 방식을 디지털 방식이라 한다.That is, when voltage is applied to the electrode fabricated below the reflector, that is, on the substrate, and a potential difference is generated between the reflector and the electrode, electrostatic attraction occurs, and torque is generated to pull the reflector toward the electrode to rotate the flexure hinge about its axis. If this torque value is greater than the restoring force by the torsion spring of the flexure hinge, the reflector is tilted. If this value is greater than a certain threshold, the reflector continues to tilt and touch the substrate. At this time, when the reflected light enters the screen, the switch is on, and when the light is inclined to the opposite side, the switch is turned off. The brightness and color are controlled by adjusting the on / off state of the switch. This is called a digital method.

첨부 도면중 도 2(a)와 도 2(b)는 스테이플로 축부를 축지한 회동형 힌지구조를 갖는 구조물이다.2 (a) and 2 (b) in the accompanying drawings are structures having a pivoting hinge structure bearing the staple shaft portion.

이 도면에 따른 종래 알려진 회동형 힌지구조는 다음과 같다.A conventionally known hinge type structure according to this figure is as follows.

즉, 기판위에 형성된 스테이플(Staple,이하 축수부재라함)(24)와,상기 축수부재(24)에 의하여 기판상에서 지지되면서 회동가능하게 지지되는 핀부재(26)와, 상기 핀부재(26)에서 수평상태로 연장되어 핀부재와 함께 회동되는 구조물(28)로 이루어진다.That is, a staple (hereinafter referred to as a bearing member) 24 formed on the substrate, a pin member 26 supported by the bearing member 24 to be rotatable while being supported on the substrate, and at the pin member 26. It extends in a horizontal state consists of a structure 28 that rotates with the pin member.

상기한 비틀림 회동의 플랙셔 힌지를 갖는 가동형 마이크로 미러는 강체의 반사체와 기판을 연결시키는 플렉셔 힌지부가 비틀어지거나 휘어지도록 하므로 플렉셔 힌지의 피로현상이 기기의 수명을 제한하게 된다. 이 플렉셔 힌지는 두께가 0.1μm로 가늘어 마이크로 미러를 움직이게 하는데 화상표시장치의 수명을 5년으로 가정할 때 약 2100억번 탄성변형을 진행하게 되므로 그 수명이 짧아짐은 지극히 당연하다. 따라서 이를 개선함이 요구되어 왔다.The movable micromirror having the flexure hinge of the torsional rotation causes the flexure hinge portion that connects the reflector of the rigid body to the substrate to be twisted or bent, so that the fatigue phenomenon of the flexure hinge limits the life of the device. The flexure hinge has a thin thickness of 0.1 μm, which moves the micromirror, and it is only natural that the life span is shortened because elastic deformation is performed about 21 billion times when the life of the image display device is assumed to be 5 years. Therefore, there has been a demand for improvement.

따라서 상기한 플렉셔 힌지가 갖는 비틀림구조를 근본적으로 바꾸고,반사체와 기판을 연결시키는 플렉셔 힌지부가 비틀어지거나 휘어짐에 따른 힌지의 피로현상을 근본적으로 게선함이 필요로 되어 왔다.Therefore, it is necessary to fundamentally change the torsion structure of the flexure hinge and to fundamentally correct the fatigue phenomenon of the hinge as the flexure hinge portion connecting the reflector and the substrate is twisted or bent.

본 발명은 이와같은 종래 화상표시용 가동형 마이크로 미러의 조인트 구조가 갖는 구조적인 문제점을 개선하고자 한다.The present invention seeks to improve the structural problem of such a joint structure of a conventional movable micro mirror for image display.

즉, 비틀림 회동의 플랙셔 힌지를 갖는 가동형 마이크로 미러와 같이 반사체와 기판을 연결시키는 플렉셔 힌지부가 비틀어지거나 휘어지는 축부 구조로 하지 않고 회동원리에 의한 힌지구조의 마이크로 미러를 제공하고자 한다.That is, the present invention provides a hinged micromirror based on the principle of rotation without a shaft structure in which a flexure hinge portion connecting the reflector and the substrate is twisted or bent, such as a movable micromirror having a flexure hinge of torsional rotation.

특히, 이와같은 힌지구조에 있어 반사체의 면적이 자유롭게 확장 가능하면서 힌지부분이 회동력으로 정확한 작동이 이루어지게 하는 힌지구조를 확보한 마이크로 미러의 확장된 회동구조를 제공하고자 하는 것이다.In particular, in the hinge structure, the reflector is freely expandable, and the hinge part is intended to provide an extended rotation structure of the micromirror having a hinge structure that allows precise operation by the rotational force.

도 1(a)는 종래 알려진 마이크로 미러의 분리 사시도.Figure 1 (a) is an exploded perspective view of a conventionally known micro mirror.

도 1(b)는 도 1(a)의 조립 단면도.Fig. 1 (b) is an assembled sectional view of Fig. 1 (a).

도 2(a)는 종래 회동형 힌지구조를 갖는 구조물의 사시도.Figure 2 (a) is a perspective view of a structure having a conventional pivoting hinge structure.

도 2(b)는 도 2(a)의 단면도.(B) is sectional drawing of FIG.

도 3은 본 발명 일실시예의 사시도.Figure 3 is a perspective view of one embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명 다른 실시예의 사시도.4 is a perspective view of another embodiment of the present invention.

도 5는 도 4의 단면도.5 is a cross-sectional view of FIG. 4.

도 6은 본 발명 회동 작용을 나타내는 개략 단면도.Fig. 6 is a schematic cross-sectional view showing the present invention's turning action.

도 7은 본 발명 축수부재가 다수 실시되는 경우의 부분 확대 사시도.Figure 7 is a partially enlarged perspective view of the present invention when the plurality of bearing members are implemented.

도 8은 본 발명 축수부재의 다른 실시예의 부분 확대 사시도.8 is a partially enlarged perspective view of another embodiment of the water bearing member of the present invention.

도 9의 (a) 내지 (e)는 본 발명 핀부재의 여러 가지 실시예의 개략 측면도.9A to 9E are schematic side views of various embodiments of the present pin member.

도 10의 (a)내지 (b)는 본 발명 핀부재의 여러 가지 실시예의 개략 평면도.10A to 10B are schematic plan views of various embodiments of the present pin member.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of symbols for main parts of drawing

100:기판..........102:전극100: substrate ... 102: electrode

104:핀부재....... 106: 축수부재104: pin member .. 106: bearing member

108:반사체........110:받침대108: Reflector ..... 110: Stand

200:기판......... 202:전극200: substrate ...... 202: electrode

204:핀부재....... 206:축수부재204: pin member .. 206: bearing member

208:반사체........210:기둥부재208: Reflector .... 210: pillar member

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기판에 형성된 전극에 힌지부와 반사체를 형성하여 힌지부를 축으로 정전 인력을 발생하여 화상 반사를 달성하는 화상표시장치용 마이크로 미러에 있어서, 상기 반사체에서 일체로 양측으로 돌출되어 힌지축을 형성하는 핀부재; 상기 핀부재를 회동가능하게 축지하는 축수부재; 및 상기 핀부재에 연결되어 기판 상방으로 일정 간극을 두고 수평적으로 떠있는 반사체를 포함하여 이루어져 핀부재가 회동하는 화상표시장치용 가동형 마이크로 미러구조에 그 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides a micromirror for an image display apparatus in which a hinge portion and a reflector are formed on an electrode formed on a substrate to generate an electrostatic attraction around the hinge portion to achieve image reflection. Fin members protruding to both sides to form a hinge axis; A bearing member configured to rotatably hold the pin member; And a reflector connected to the pin member and floating horizontally with a predetermined gap above the substrate, the movable micromirror structure for an image display device in which the pin member is rotated.

이와같은 특징을 갖는 상기한 축수부재는 수개가 동시에 설치될 수 있다. 또한, 상기한 축수부재는 내측 공간에서 상기 사각단면의 핀부재가 회동 가능하도록 충분한 간격을 형성함이 바람직하며, 그 측면 일단이 막히고 타단은 개구시켜 상기 핀부재의 축방향 유동을 방지함이 바람직하다.A plurality of the bearing members having such a feature may be installed at the same time. In addition, the bearing member preferably forms a sufficient gap so that the pin member of the rectangular cross section in the inner space is rotatable, one end of the side is blocked and the other end is opened to prevent the axial flow of the pin member. Do.

상기한 핀부재는 원형, 반원형단면으로 실시함이 바람직하며 회동력의 정밀도를 높이게 된다. 아울러 핀부재의 양연부와, 기판의 대응부분이 요철부로 대응형성하여 그 회동성을 넓힐 수 있다.The pin member is preferably carried out in a circular, semi-circular cross-section to increase the precision of the rotational force. In addition, the both edge portions of the pin member and the corresponding portions of the substrate correspond to the uneven portions to widen the rotation thereof.

특히 본 발명에 있어서 상기 핀부재와 반사체 사이에 수직 기둥부재를 형성하므로서 반사체의 반사면적이 충분한 크기로 자유 설계될 수 있고, 이 경우 정전인력으로 좌우 회동하는 반사체가 특정 방향으로 복원력을 갖도록 반사체의 수직 중심점의 기판상 위치가 자유설계로 될 수 있다.In particular, in the present invention, by forming a vertical pillar member between the fin member and the reflector, the reflecting area of the reflector can be freely designed to a sufficient size, in which case the reflector pivoting left and right by electrostatic attraction has a restoring force in a specific direction. The position on the substrate of the vertical center point can be freely designed.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 따라 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부 도면중 도 3은 본 발명의 일실시예의 사시도로서 이 도면에 따르면, 전체적으로 실리콘 웨이퍼를 바탕으로 절연층을 가진 기판(100)을 바탕으로 그위에 중심극과 좌,우극을 이루는 적어도 3개의 전극(102)을 형성한다. 이 전극(102)중 중심극에는 받침대(110)로 지지되는 축수부재(Staple)(106)를 설치하며, 이 축수부재(106)는 후술하는 핀부재(Pin)(104)를 회동 가능하게 지지한다.3 of the accompanying drawings is a perspective view of an embodiment of the present invention, at least three electrodes forming a center electrode and a left and right electrodes on the substrate 100 having an insulating layer as a whole based on a silicon wafer. 102 is formed. The center electrode of the electrode 102 is provided with a bearing member (Staple) 106 supported by the pedestal 110, the bearing member 106 is rotatably supporting the pin member (Pin) 104 to be described later do.

이 핀부재(104)는 반사체(108)에 일체로 형성하되 별개의 핀을 수평상으로 하여 반사체(108)의 반분 경계선상 저면에 일체로 부착하거나 반사체(108)의 양측으로 돌설되는 돌출핀으로 실시할 수 있다. 반사체(108)는 상면을 반사면으로 하고 저면에 상기 기판(100)상 형성된 중심극에 접촉하여 통전이 이루어지는 접촉면을 형성하여 상기 핀부재(104)에 연결되어 기판(100) 상방으로 일정 간극을 두고 수평적으로 떠있게 된다.The fin member 104 is formed integrally with the reflector 108, but is a protruding pin that is integrally attached to the bottom half of the reflector 108 with the separate fins horizontally or protrudes on both sides of the reflector 108. It can be carried out. The reflector 108 has a top surface as a reflecting surface and forms a contact surface through which electricity is applied by contacting a center electrode formed on the substrate 100 on the bottom surface thereof, and is connected to the pin member 104 to provide a predetermined gap upwardly above the substrate 100. Left horizontally.

이와같은 핀부재(104)와 축수부재(106)는 그 결합으로 힌지(Hinge)기능을 실현한다.Such a pin member 104 and the bearing member 106 realize a hinge function by the combination thereof.

한편 본 발명은 첨부 도면 도 4에서 도시하는 바와같이 실시할 수 있다. 첨부 도면 도 5는 도 4의 결합 단면도로서, 기판(200)위에 형성된 적어도 3개의 전극(202)을 형성하고 있으며. 상기 전극(202)중 어느 하나의 중심 전극에는 축수부재(206)가 연결되고, 상기 축수부재(206)에 의하여 회전 가능하게 지지되도록 핀부재(204)를 형성한다. 이 핀부재(204)의 상방으로는 기둥부재(210)를 형성한다. 이 기둥부재(210)는 그 상방으로 좌,우전극(202) 상방에 떠 있음과 동시에 상면은 반사면을 형성하는 반사체(208)를 형성한다. 이와같은 핀부재(204)일체의 반사체(208)는 상기 축수부재(206)에 의하여 지지된 상태에서 좌,우로 기울어지는 경우 원복되도록 무게중심을 형성한다.In addition, this invention can be implemented as shown in FIG. FIG. 5 is a cross sectional view of FIG. 4, in which at least three electrodes 202 are formed on the substrate 200. The bearing member 206 is connected to one of the center electrodes of the electrode 202, and the pin member 204 is formed to be rotatably supported by the bearing member 206. The pillar member 210 is formed above the pin member 204. The pillar member 210 floats above the left and right electrodes 202 upward and forms a reflector 208 on which the upper surface forms a reflective surface. The reflector 208 of the fin member 204 as described above forms a center of gravity so as to retract when tilted left and right in a state supported by the bearing member 206.

첨부 도면 도 6은 본 발명 회동 작용을 나타내는 개략 단면도로서 이 도면에 따르면, 정전인력으로 좌우 회동하는 반사체(108)의 핀부재(204)상 위치에 따라 복원력이 달라지게 된다.6 is a schematic cross-sectional view showing the rotational effect of the present invention. According to this figure, the restoring force varies depending on the position on the pin member 204 of the reflector 108 which rotates left and right with electrostatic attraction.

상기 핀부재(204)와 반사체(208)사이에 형성된 기둥부재(210)는 하나 이상으로 실시하여 핀부재(204)의 길이 확장에 대응할 수 있다. 첨부 도면 도 7은 본 발명 축수부재가 다수 실시되는 경우를 나타낸다.The pillar member 210 formed between the pin member 204 and the reflector 208 may be implemented in one or more to correspond to the extension of the length of the pin member 204. 7 shows a case where a plurality of water bearing members of the present invention are implemented.

본 발명에서 제시한 축수부재(106)(206)는 앞에서 설명된 바와같이 양단부가 절단된 형태에서 전후방으로 낮게 연장되고 그 중앙부분이 융출되듯이 높게 돌출되면서 내측공간을 형성한다.As described above, the bearing members 106 and 206 of the present invention extend in the front-to-rear direction in the form in which both ends are cut, and protrude as high as the central portion thereof to form an inner space.

따라서 그 융출부의 내측 저면으로 상기한 핀부재(104)(204)가 놓이게 되는 것이다. 첨부 도면 도 8은 본 발명 축수부재가 이와 달리 실시되는 경우로서 양측 단부중 일단부를 폐쇄한 상태를 나타낸다. 따라서 이 경우에는 핀부재(104)(204)의 양단부를 차단하여 좌우 유동을 방지하게 된다.Therefore, the pin members 104 and 204 are placed on the inner bottom surface of the fusion portion. 8 is a view illustrating a state in which the water-retaining member of the present invention is closed differently as one end of both ends. Therefore, in this case, both ends of the pin members 104 and 204 are blocked to prevent the left and right flow.

첨부 도면 도 9의 (a) 내지 (e)는 본 발명 핀부재와 상기 기둥부재(210)가 연결되는 경우의 핀부재의 여러 가지 단면구조를 나타낸다.9A to 9E illustrate various cross-sectional structures of the pin member when the pin member and the pillar member 210 of the present invention are connected.

즉, 도 9(a)의 핀부재(104)(204)는 첨부 도면 도 4,5,6에서 제시한 모든 핀부재에 적용된 사각 단면을 나타낸다. 이 핀부재(104)(204)는 도 9(b)와 같이 원형단면,도 9(c), 도 9(d)와 같은 반원형 단면, 타원형 단면등으로 실시하여 그 회동성에 유리하다. 도 9(e)는 삼각단면의 핀부재를 나타낸다.That is, the pin members 104 and 204 of Fig. 9A show rectangular cross sections applied to all the pin members shown in Figs. The pin members 104 and 204 have a circular cross section as shown in Fig. 9 (b), a semicircular cross section as shown in Figs. 9 (e) shows the pin member of the triangular cross section.

첨부 도면 도 10의 (a)내지 (c)는 본 발명 사각 단면의 판형 핀부재를 여러 가지의 실시예로 나타내는 경우의 개략 평면도로서 이중 도 10의 (a)는 핀부재(104)(204)의 양연부와, 기판(100)의 대응부분이 요철부로 대응되도록 하는 것으로 상기한 핀부재(104)(204)의 경우들에서는 공통적으로 사각단면의 상부로만 이동 가능하도록 그 코너부를 축으로 하고 있으므로 회동 범위가 제한되고 하부로도 회동 가능한 확장능력을 갖게 된다.10A to 10C are schematic plan views in the case where the plate-shaped pin member of the present invention cross section is shown in various embodiments, and FIG. 10A is a pin member 104 and 204. The opposite edges of the substrate 100 and the corresponding portions of the substrate 100 correspond to the uneven portions. In the case of the pin members 104 and 204, the corner portions are axially movable so that they can only move to the upper portions of the rectangular cross sections in common. The range of rotation is limited and it has the ability to expand even below.

본 발명의 가동형 마이크로 미러는 기판위에 형성된 적어도 3개의 전극중 어느 하나의 중심 전극에는 축수부재가 연결되고, 상기 축수부재에 의하여 회전 가능하도록 핀부재를 형성하므로 이 핀부재와 연결되는 반사체는 기판위에서 수평을 유지하다가 기판상의 좌, 우전극으로부터 발생되는 전위차에 의하여 정전 인력을 발생하게 되어 전극측으로 흡인되는 작용을 갖는다. 이때 종래에는 핀부재가 아니라 플렉셔 힌지라든가 탄발형 연결부를 갖고 있으므로 반사체에 회동 원복을 위한 탄성이 발생되나, 본 발명은 핀부재의 일측이 축이되고 타측이 상승된 상태이므로 쉽게 무게중심이 하강된다. 특별히 탄성을 필요로 하지 않아도 된다. 특히 이와같은 무게 중심에 의한 원복원리는 반사체를 핀부재와 분리시켜 기둥부재로서 연결시키는 경우에도 유효하게 복원력을 발휘한다.In the movable micromirror of the present invention, a bearing member is connected to a central electrode of at least three electrodes formed on the substrate, and a fin member is formed to be rotatable by the bearing member. While maintaining the level from above, the electrostatic attraction is generated by the potential difference generated from the left and right electrodes on the substrate, and thus has an action of being attracted to the electrode side. At this time, conventionally, the elastic member for rotation reversal is generated in the reflector because it has a flexure hinge or a bullet type connection portion instead of the pin member, but in the present invention, one side of the pin member becomes an axis and the other side is raised so that the center of gravity is easily lowered. do. There is no need for elasticity in particular. In particular, the principle of restoration by the center of gravity exerts an effective restoring force even when the reflector is separated from the pin member and connected as a pillar member.

따라서 종래 비틀림 회동의 플랙셔 힌지를 갖는 가동형 마이크로 미러와 같이 반사체와 기판을 연결시키는 플렉셔 힌지부가 비틀어지거나 휘어지는 축부 구조를 갖는 경우 반복적인 탄성에 의한 피로현상으로 인해 수명이 길지 않던 문제점을 개선하게 되어 후자와 같은 무게중심에의한 복원력을 갖는 회동원리의 힌지구조를 제공하게 된다.Therefore, when the flexure hinge portion connecting the reflector and the substrate is twisted or bent, such as a movable micromirror having a flexure hinge of a torsional rotation, the lifespan is not long due to fatigue caused by repeated elasticity. The latter provides a hinge structure of the rotational principle having the resilience by the center of gravity such as the latter.

동시에 이와같은 힌지구조에 있어 반사체의 면적이 자유롭게 확장 가능하면서 힌지부분이 회동력으로 정확한 작동이 이루어지게 하는 확장된 가동형 마이크로 미러의 회동구조를 제공하게 된다.At the same time, in the hinge structure, the reflector structure can be freely expanded while the hinge structure can be provided with a rotating structure of an extended movable micromirror that allows the hinge portion to be operated accurately by the rotational force.

이와같이 본 발명은 구조적으로는 기둥부재가 독립적으로 중심전극에 연결되지 않고 핀부재와 연결되어 좌,우 유동의 무게중심 원리로서 회동하므로 종래 조인트 구조물의 가동 구조물 연결부분 및 힌지부분이 독립적으로 중심전극에 연결됨에 따른 강도,탄성 약화의 문제점을 개선하게 되는 효과가 있다.As described above, the present invention is structurally the pillar member is connected to the pin member instead of independently connected to the center electrode and rotates on the basis of the center of gravity of the left and right flow, so that the movable structure connecting portion and the hinge portion of the conventional joint structure are independently the center electrode. As connected to the strength, there is an effect to improve the problem of elastic weakening.

또한, 비틀림 회동의 플랙셔 힌지를 갖는 가동형 마이크로 미러와 같이 반사체와 기판을 연결시키는 플렉셔 힌지부가 비틀어지거나 휘어지는 축부 구조로 하지 않고 무게중심이 회동되는 힌지구조로 실시하므로서 수명이 연장되는 효과가 있다.동시에 이와같은 회동 힌지구조가 반사체의 일면에 편심되지 않고 그 중앙부에서 반분상태로 좌,우 회동토록 하여 후자보다 작은 정전 인력으로 회동이 가능하게 되는 효과도 있다.In addition, as a movable micro mirror having a torsionally rotating flexure hinge, the flexure hinge portion connecting the reflector and the substrate is not a twisted or bent shaft structure, but a hinge structure in which the center of gravity is rotated to extend the life. At the same time, this pivoting hinge structure is not eccentric to one surface of the reflector but can be rotated to the left and right in half at its center, so that it can be rotated with less electrostatic attraction than the latter.

또한, 이와같은 기둥부재로서 연결되는 힌지구조로 실시므로서 반사체의 면적이 자유롭게 확장 가능하면서 힌지부분이 회동에 의하여 정확하게 반사각을 갖고 작동이 이루어지는 효과가 있다.In addition, since the hinge structure is connected to the pillar member, the area of the reflector can be freely expanded, and the hinge portion is accurately rotated so as to have an effective reflection angle.

Claims (15)

화상표시장치용 가동형 마이크로 미러에 있어서,In the movable micro mirror for an image display device, 기판의 상방에 전극으로부터 정전인력을 받도록 수평적으로 떠있는 반사체;A reflector floating horizontally above the substrate to receive electrostatic attraction from the electrode; 상기 반사체 양측에서 연장된 핀부재; 및Fin members extending from both sides of the reflector; And 상기 반사체의 좌,우 회전시 상기 핀부재가 회전가능하도록 그 단부를 감싸 지지하는 축수부재를 포함하는 화상표시장치용 가동형 마이크로 미러.And a bearing member for enclosing and supporting an end portion of the reflector so as to be rotatable when the reflector rotates left and right. 제 1항에 있어서, 상기 축수부재가 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 화상표시장치용 가동형 마이크로 미러.2. The movable micromirror for an image display apparatus according to claim 1, wherein said bearing member is at least one. 제 1항에 있어서, 상기 핀부재는 상기 축수부재의 내측 공간에서 좌우 회동후 복원력을 갖는 것을 특징으로 하는 화상표시장치용 가동형 마이크로 미러.The movable micro-mirror for an image display apparatus according to claim 1, wherein the pin member has a restoring force after the left and right rotation in the inner space of the bearing member. 제 1항에 있어서, 상기 축수부재는 상기 핀부재의 축방향 이동을 방지하기위하여 외측면을 커버구조인 것을 특징으로 하는 화상표시장치용 가동형 마이크로 미러.2. The movable micromirror for an image display apparatus according to claim 1, wherein the bearing member has a cover structure on an outer surface to prevent axial movement of the pin member. 제 1항에 있어서, 상기 핀부재는 그 단면 형상이 사각 단면인 것을 특징으로 하는 화상표시장치의 가동형 마이크로 미러.2. The movable micromirror of claim 1, wherein the pin member has a rectangular cross section. 제 1항에 있어서, 상기 핀부재는 그 단면형상의 저면 접촉부가 호형 곡면인 화상표시장치용 가동형 마이크로 미러.2. The movable micromirror for an image display apparatus according to claim 1, wherein said pin member has an arcuate curved surface with a bottom contact portion having a cross-sectional shape. 제 1항에 있어서, 상기 반사체로부터 연장된 핀부재가 적어도 한 개 이상인 것을 특징으로 하는 화상표시장치용 가동형 마이크로 미러.2. The movable micromirror for an image display apparatus according to claim 1, wherein at least one fin member extends from the reflector. 화살표시장치용 가동형 마이크로 미러에 있어서,In the movable micro mirror for arrow apparatus, 기판의 상방에 전극으로부터 정전인력을 받도록 수평적으로 떠있는 반사체;A reflector floating horizontally above the substrate to receive electrostatic attraction from the electrode; 상기 반사체의 저부에서 하방으로 수직 연장된 기둥부재;A pillar member vertically extending downward from the bottom of the reflector; 상기 기둥부재의 하단 양측에서 연장된 핀부재; 및Pin members extending from both sides of the lower end of the pillar member; And 상기 반사체의 좌,우 회전시 상기 핀부재가 회전가능하도록 그 단부를 감싸 지지하는 축수부재를 포함하는 화상표시장치용 가동형 마이크로 미러.And a bearing member for enclosing and supporting an end portion of the reflector so as to be rotatable when the reflector rotates left and right. 제 8항에 있어서, 상기 축수부재가 적어도 하나 이상인 것을 특징으로 하는 화상표시장치용 가동형 마이크로 미러.9. The movable micromirror for an image display apparatus according to claim 8, wherein said bearing member is at least one. 제 8항에 있어서, 상기 축수부재는 상기 핀 부재의 축방향 이동을 방지하기 위하여 외측면을 차단함을 특징으로 하는 화상표시장치용 가동형 마이크로 미러.9. The movable micromirror for an image display apparatus according to claim 8, wherein the bearing member blocks an outer surface to prevent axial movement of the pin member. 제 8항에 있어서, 상기 핀 부재는 상기 축수부재의 내측 공간에서 좌우 회동후 복원력을 갖는 것을 특징으로 하는 화상표시장치용 가동형 마이크로 미러.9. The movable micromirror for an image display apparatus according to claim 8, wherein the pin member has a restoring force after left and right pivoting in an inner space of the bearing member. 제 11항에 있어서, 상기 기둥부재의 무게중심이 반사체보다 기둥부재의 하부에 형성되는 것을 특징으로 하는 화상표시장치용 가동형 마이크로 미러.12. The movable micromirror for an image display apparatus according to claim 11, wherein the center of gravity of the pillar member is formed below the pillar member rather than the reflector. 제 8항에 있어서, 상기 핀부재는 그 단면 형상이 사각 단면인 것을 특징으로 하는 화상표시장치용 가동형 마이크로 미러.9. The movable micromirror for an image display apparatus according to claim 8, wherein the pin member has a rectangular cross section. 제 1항에 있어서, 상기 핀부재가 적어도 한 개 이상인 것을 특징으로 하는 화상표시장치용 가동형 마이크로 미러.The movable micromirror for an image display apparatus according to claim 1, wherein at least one pin member is provided. 제 8항에 있어서, 상기 핀부재는 그 단면형상의 저면 접촉부가 호형 곡면인 화상표시장치용 가동형 마이크로 미러.9. The movable micromirror for an image display apparatus according to claim 8, wherein said pin member has an arcuate curved surface with a bottom contact portion having a cross-sectional shape.
KR1019970032316A 1997-07-11 1997-07-11 Movable micro mirror for a video display apparatus KR100270813B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970032316A KR100270813B1 (en) 1997-07-11 1997-07-11 Movable micro mirror for a video display apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970032316A KR100270813B1 (en) 1997-07-11 1997-07-11 Movable micro mirror for a video display apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990009799A KR19990009799A (en) 1999-02-05
KR100270813B1 true KR100270813B1 (en) 2000-11-01

Family

ID=19514202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970032316A KR100270813B1 (en) 1997-07-11 1997-07-11 Movable micro mirror for a video display apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100270813B1 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5226099A (en) * 1991-04-26 1993-07-06 Texas Instruments Incorporated Digital micromirror shutter device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5226099A (en) * 1991-04-26 1993-07-06 Texas Instruments Incorporated Digital micromirror shutter device

Also Published As

Publication number Publication date
KR19990009799A (en) 1999-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7245415B2 (en) High contrast spatial light modulator
US5739941A (en) Non-linear hinge for micro-mechanical device
US7298542B2 (en) Microelectromechanical device with reset electrode
US20070188847A1 (en) MEMS device and method
JP2002236265A (en) Driver and method of operating micro-electromechanical system(mems) device
WO2008036104A2 (en) Analog micromirror devices with continuous intermediate states
JP2004078136A (en) Optical deflection method and device, method for manufacturing optical deflecting device, optical information processor provided with the optical deflecting device, image forming device image projecting and display device and optical transmitting device
US7432629B2 (en) Articulated MEMs structures
EP1803017B1 (en) Micromirror having offset addressing electrode
US7330297B2 (en) Fine control of rotation and translation of discretely controlled micromirror
JP3772081B2 (en) Micro mirror device
US7630120B2 (en) Non-contacting electrostatically driven MEMS device
US7257286B2 (en) Dual comb electrode structure with spacing for increasing a driving angle of a microscanner, and the microscanner adopting the same
KR100270813B1 (en) Movable micro mirror for a video display apparatus
US7355781B2 (en) Spatial light modulator with perforated hinge
JP4435164B2 (en) Micromirror or microlens that can be electrically rotated
KR100689159B1 (en) Spring-ring micromechanical device
KR100938994B1 (en) Micro mirror and micro mirror array using thereof
US20060208607A1 (en) Actuator with double plate structure
JPH1068896A (en) Non-linear hinge for micro-mechanical device
JP2004145087A (en) Actuator and optical switching element
KR100677204B1 (en) A deformable micromirror with two dimension
JP2008003310A (en) Microelectromechanical element, micro electromechanical element array, modulator and image forming apparatus
KR100270812B1 (en) Movable micro mirror for a video display apparatus and manufacturing method therefor
JP2008539455A (en) Miniature electromechanical device having deflectable reflective surfaces and electrode surfaces perpendicular to each other

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120730

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130730

Year of fee payment: 14

LAPS Lapse due to unpaid annual fee