KR100556364B1 - 마이크로 디바이스 표시장치의 광학 잔상 방지구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보다 효과적으로 마이크로 디바이스 표시장치의 광학 잔상을 제거할 수 있도록 한 마이크로 디바이스 표시장치의 광학 잔상 방지구조에 관한 것으로, 영상 영역과 비영상 영역으로 이루어진 표시 소자와, 광원에서 발생되는 빛을 표시 소자로 전달하는 프리즘과, 표시 소자와 소정 간극을 유지한 상태에서 프리즘을 표시 소자의 전면에 안착시키기 위한 안착부재를 포함하여 구성된 마이크로 디바이스 표시장치에 있어서, 상기 안착부재는 상기 표시 소자의 전면에 프리즘을 안착하기 위해 상기 표시 소자의 비영상 영역 외측에 원형고리 형상으로 형성된 안착부와, 상기 표시 소자의 비영상 영역에 전달되는 빛을 영상 영역으로 집광(集光)하기 위해 상기 안착부의 내측으로부터 경사지게 연장되어 형성된 연장부로 이루어지므로, 마이크로 디바이스 표시소자(DMD 소자)의 비영상 영역에 전달되는 빛을 영상 영역으로 집광함으로써 빛의 손실을 방지하고 아울러 비영상 영역에 반사되는 빛에 의한 잔광을 차단할 수 있다.

DMD 소자/잔상

Description

마이크로 디바이스 표시장치의 광학 잔상 방지구조{Structure for Remove Optic Afterimage of The Micro Device Display}

도 1은 종래 기술에 따른 마이크로 디바이스 표시장치를 나타낸 도면

도 2는 도 1의 마이크로 디바이스 표시장치의 DMD 표시소자를 나타낸 평면도

도 3은 종래 기술에 따른 마이크로 디바이스 표시장치의 다른 예를 나타낸 도면

도 4는 본 발명에 따른 마이크로 디바이스 표시장치의 광학 잔상 방지구조를 나타낸 평면도

도 5는 도 4의 C-C' 부분을 나타낸 단면도

도 6은 본 발명의 광학 잔상 방지구조에 따른 마이크로 디바이스 표시장치의 영상 출력 상태를 나타내는 도면

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

100: DMD 소자 200: 안착부재

200a: 안착부 200b: 연장부

300: 프리즘

본 발명은 마이크로 디바이스 표시장치에 관한 것으로, 특히 마이크로 디바이스 표시장치에 이용되는 광학 시스템의 빛 전달 경로에 있어 비영상 영역에서 반사되는 잔상을 제거하기 위한 마이크로 디바이스 표시장치의 광학 잔상 방지구조에 관한 것이다.

최근, 프로젝터(Projector)라고 불리는 화상 투사 장치가 널리 보급됨에 따라서 다양한 종류의 제품이 개발, 시판되고 있다. 이러한 화상 투사 장치는 밝기를 강조하는 형태의 개발과 소형/경량화를 강조하는 형태의 개발로 발전되고 있다.

이때, 화상 표시 소자에는 디지털 미세 미러 소자(Digital Micro mirror Device ; 이하, DMD라 약칭함)와 같은 마이크로 디바이스 표시(Micro Device Display)소자 등이 널리 사용되고 있다. 이러한 투사형 디스플레이에서는 사용되는 화상 표시 소자의 수에 따라서 단판식, 2판식, 3판식의 광학계 구성을 갖게 되는데, 최근 소형화/경량화 및 가격을 낮추는 요구에 따라 1매의 화상 표시 소자를 사용하는 추세에 있다.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래 기술에 따른 DMD 소자를 이용한 마이크로 디바이스 표시장치는, 광원(Light Source)으로 이용되는 램프(도시 생략)와, 상기 램프에서 발생되는 광(光)을 DMD 소자(1)로 전반사하고 상기 DMD 소자(1)의 전면에 화상을 표시한 광빔을 다시 전반사하기 위한 TIR(Total Internal Reflection) 프리즘(3)과, 상기 TIR 프리즘(3)에 의해 반사된 광빔을 스크린(5)에 확대 투사하기 위한 투사렌즈(4)로 구성된다.

이때, 상기 DMD 소자(1)는 영상을 표현하는 마이크로 미러(Micro Mirror)(1a)가 배열(Array)되어 있는 영상 영역(A)과, 상기 영상 영역(A)의 마이크로 미러(1a)를 구동하기 위한 신호 라인(Signal Line)(도시부호 생략)이 직접화되어 형성된 비영상 영역(B)으로 구성되어 있다(도 2).

또한, 상기 DMD 소자(1)와 소정 간극을 유지한 상태에서 상기 TIR 프리즘(3)을 안착시키기 위해 상기 DMD 소자(1)의 전면에 안착부재(2)가 형성된다.

상기 안착부재(2)는 도 2에 도시한 바와 같이, DMD 소자(1)의 비영상 영역(B) 외측으로 원형고리 형상의 구조물로 형성된다.

이와 같이 구성된 DMD 소자를 이용한 마이크로 디바이스 표시장치는, 램프에서 발생되는 빛을 칼라 휠이나 이색성 미러(도시 생략)를 통해 색 분리를 한 후 TIR 프리즘(3)으로 전달된다.

전달된 빛은 TIR 프리즘(3)의 하단에 위치한 DMD 소자(1)로 전반사되어 영상 영역에서 화상을 형성하고 화상을 형성한 광빔은 TIR 프리즘(3)에 의해 다시 전반사되어 투사렌즈(4)를 통해 스크린(5)으로 투사된다. 그리고, 상기 투사렌즈(4)에 의해 투사된 광빔은 스크린(5) 상에 결상된다.

보통, 마이크로 디바이스 표시장치에 이용되는 광학 시스템에서 고려해야 할 사항 중 하나는 비영상 영역에서 반사되는 잔상이다.

그러나, 상술한 구조의 마이크로 디바이스 표시장치는 램프에서 전달된 빛이 DMD 소자(1)의 비영상 영역(B)에 전달되어 비영상 영역에서 반사되는 빛이 스크린(5) 상에 나타나게 된다. 즉, DMD 소자의 비영상 영역에서 반사되는 빛으로 인해 광학 잔상이 발생하는 문제점이 있었다.

이를 개선하기 위해 개발된 마이크로 디바이스 표시장치의 광학 시스템 구조는 다음과 같다.

도 3에 도시한 바와 같이, DMD 소자(10)에 화상을 형성한 광빔이 TIR 프리즘(30)을 통해 전반사되어 상기 투사렌즈(40)를 통해 스크린 상에 투사되는데, DMD 소자(10)의 비영상 영역(A 이외의 영역)에서 반사되는 빛을 차단하기 위해 상기 투사렌즈(40)에 원형 고리 형상의 외부 구조물(50)을 부착한다.

이때, 상기 투사렌즈(40)에 부착된 외부 구조물(50)로 인해 비영상 영역의 광빔을 차단하고 영상 영역(A)만을 투과하여 스크린(5)에 결상되는 비영상 영역을 제거한다.

그러나, 비영상 영역의 광학 잔상을 제거하기 위해 개선된 상기 구조는 비영상 영역의 빛을 전체적으로 차단하기 위해 설계된 것으로 많은 빛의 손실이 발생하고 상대적으로 스크린 상의 영상 영역(A)이 어두워지는 문제점이 있었다.

또한, 비영상 영역의 빛을 차단하기 위해 투사렌즈에 별도의 외부 구조물을 추가함으로써 제품 비용이 상승하는 요인이 되었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 보다 효과적으로 마이크로 디바이스 표시장치의 광학 잔상을 제거할 수 있도록 한 마이크로 디바이스 표시장치의 광학 잔상 방지구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마이크로 디바이스 표시장치의 광학 잔상 방지구조는 영상 영역과 비영상 영역으로 이루어진 표시 소자와, 광원에서 발생되는 빛을 표시 소자로 전달하는 프리즘과, 표시 소자와 소정 간극을 유지한 상태에서 프리즘을 표시 소자의 전면에 안착시키기 위한 안착부재를 포함하여 구성된 마이크로 디바이스 표시장치에 있어서, 상기 안착부재는 상기 표시 소자 전면에 프리즘을 안착하기 위해 상기 표시 소자의 비영상 영역 외측에 원형고리 형상으로 형성된 안착부와, 상기 표시 소자의 비영상 영역에 전달되는 빛을 영상 영역으로 집광하기 위해 상기 안착부의 내측으로부터 경사지게 연장되어 형성된 연장부로 이루어지는데 그 특징이 있다.

본 발명의 다른 목적, 특성 및 잇점들은 첨부한 도면을 참조한 실시예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 마이크로 디바이스 표시장치의 광학 잔상 방지구조의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 마이크로 디바이스 표시장치의 광학 잔상 방지구조를 나타낸 평면도이고, 도 5는 도 4의 C-C' 부분을 나타낸 단면도이며, 도 6은 본 발명의 광학 잔상 방지구조에 따른 마이크로 디바이스 표시장치의 영상 출력 상태를 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 마이크로 디바이스 표시장치의 광학 잔상 방지구조는 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 영상 영역(A)과 비영상 영역(B)으로 이루어진 DMD 소자(100)와, 광원(도시 생략)에서 발생되는 빛을 DMD 소자(100)로 전달하는 프리즘(TIR 프리즘)(300)과, DMD 소자(100)와 소정 간극을 유지한 상태에서 프리즘(300)을 DMD 소자(100)의 전면에 안착시키기 위한 안착부재(200)를 포함하여 구성된 마이크로 디바이스 표시장치에 있어서, 상기 안착부재(200)는 상기 DMD 소자(100)의 전면에 프리즘(300)을 안착하기 위해 상기 DMD 소자(100)의 비영상 영역(B) 외측에 원형고리 형상으로 형성된 안착부(200a)와, 상기 DMD 소자(100)의 비영상 영역(B)에 전달되는 빛을 영상 영역(A)으로 집광하기 위해 상기 안착부(200a)의 내측으로부터 경사지게 연장되어 형성된 연장부(200b)로 이루어진다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 마이크로 디바이스 표시장치의 광학 잔상 방지구조를 상세히 설명하면 다음과 같다.

DMD 소자(100)를 이용한 마이크로 디바이스 표시장치는 DMD 소자(100)와 소정 간극을 두고 DMD 소자(100) 전면에 프리즘(300)을 얹기 위해서 상기 DMD 소자(100)의 영상 영역(A) 외측으로 안착부재(200)가 형성된다.

본 발명에서, 상기 안착부재(200)는 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이, 먼저 상기 DMD 소자(100)의 전면에 프리즘(300)을 얹기 위한 안착부(200a)가 형성되고, 상기 DMD 소자(100)의 비영상 영역(B)에 반사되는 빛을 마이크로 미러(Micro Mirror)(100a)가 배열되어 있는 영상 영역(A)으로 집광하기 위해 상기 안착부(200a) 내측으로부터 경사지게 연장된 연장부(200b)가 형성된다.

이때, 상기 연장부(200b)는 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 안착부(200a)와 일체로 형성되어 상기 DMD 소자(100)의 영상 영역(A)의 상하 외측에 이르기까지 연 장된다.

상술한 구조를 갖는 본 발명에 따른 마이크로 디바이스 표시장치는 램프(도시 생략)에서 발생되는 빛을 칼라 휠이나 이색성 미러(도시 생략)를 통해 색 분리를 한 후 프리즘(300)으로 전달되고, 전달된 빛은 프리즘(300)의 하단에 위치한 DMD 소자(100)로 전반사되어 영상 영역에서 화상을 형성한다.

이때, 도 6에 도시한 바와 같이 상기 프리즘(300)을 통해 비영상 영역(B)으로 전달되는 빛이 안착부재(200)의 연장부(200b)로 인해 영상 영역(A)으로 집광되게 된다. 즉, 프리즘(300)을 통해 반사되는 빛이 모두 DMD 소자(100)의 영상 영역(A)으로 집광되므로 비영상 영역(B)에 반사되는 빛에 의한 영상 노이즈(잔광)를 차단할 수 있다.

그리고, 영상 영역(A)의 화상을 형성한 광빔은 프리즘(300)에 의해 다시 전반사되어 투사렌즈(400)를 통해 스크린(도시부호 생략)으로 투사된다. 그리고, 상기 투사렌즈(400)에 의해 투사된 광빔은 스크린 상에 결상된다.

따라서, 본 발명에 따른 마이크로 디바이스 표시장치의 광학 잔상 방지구조는 마이크로 디바이스 표시소자의 비영상 영역에 전달되는 빛을 영상 영역으로 집광하면서 빛의 손실을 방지하고 아울러 비영상 영역에 반사되는 빛에 의한 잔광을 차단할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 마이크로 디바이스 표시장치의 광학 잔상 방지구조는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 마이크로 디바이스 표시소자(DMD 소자)에 프리즘을 얹기 위한 안착부재를 효과적으로 설계하여 비영상 영역에 반사되는 빛에 의한 잔광을 차단함으로써 비영상 영역의 빛을 차단하기 위한 별도의 외부 구조물을 구성할 필요가 없기 때문에 제품 비용을 절감할 수 있다.

둘째, 마이크로 디바이스 표시소자의 비영상 영역에 전달되는 빛을 영상 영역으로 집광함으로써 빛의 손실을 방지함과 동시에 화질을 향상시킬 수 있다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.

Claims (2)

1. 영상 영역과 비영상 영역으로 이루어진 표시 소자와, 광원에서 발생되는 빛을 표시 소자로 전달하는 프리즘과, 표시 소자와 소정 간극을 유지한 상태에서 프리즘을 표시 소자의 전면에 안착시키기 위한 안착부재를 포함하여 구성된 마이크로 디바이스 표시장치에 있어서,

   상기 안착부재는 상기 표시 소자의 전면에 프리즘을 안착하기 위해 상기 표시 소자의 비영상 영역 외측에 원형고리 형상으로 형성된 안착부와, 상기 표시 소자의 비영상 영역에 전달되는 빛을 영상 영역으로 집광(集光)하기 위해 상기 안착부의 내측으로부터 경사지게 연장되어 형성된 연장부로 이루어짐을 특징으로 하는 마이크로 디바이스 표시장치의 광학 잔상 방지구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 연장부는

   상기 안착부와 일체로 형성되어 상기 표시 소자의 영상 영역의 상하 외측에 이르기까지 연장된 것임을 특징으로 하는 마이크로 디바이스 표시장치의 광학 잔상 방지구조.

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