KR100696261B1 - Transmission Type Display Device Using Micro Light Modulator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 경사지게 입사되는 입사광을 표시면에 대하여 수직한 방향으로 꺾어주기 위한 광경로 변환부재에 있어서 광경로 변환부재의 최적조건을 제시하도록 한 미세 광변조기를 이용한 투과형 표시소자에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transmissive display device using a fine optical modulator in which an optical path converting member is configured to present an optimal condition of an optical path converting member for bending an incident light incident at an oblique angle in a direction perpendicular to a display surface.
본 발명에 따른 미세 광변조기를 이용한 투과형 표시소자는 고정부재 상에 설치되어 고정부재들과 가동부재들 사이를 통하여 경사지게 입사되는 광의 경로를 표시면에 수직한 방향으로 변환시키기 위한 광경로 변환부재를 구비하며, 광경로 변환부재의 일측에 형성된 입사면의 각도는 표시면을 기준으로 적어도 52°이상으로 결정된다.The transmissive display device using the fine optical modulator according to the present invention includes an optical path converting member installed on the fixing member and configured to convert a path of light incident obliquely between the fixing members and the movable members in a direction perpendicular to the display surface. The angle of the incident surface formed on one side of the optical path changing member is determined to be at least 52 ° based on the display surface.
Description
도 1a 및 도 1b는 종래의 미세 광변조기를 이용한 투과형 표시소자를 나타내는 단면도.1A and 1B are cross-sectional views illustrating a transmissive display device using a conventional fine optical modulator.
도 2는 도 1a 및 도 1b에 도시된 표시소자의 전면기판과 배면기판 구조를 나타내는 단면도. 2 is a cross-sectional view illustrating a front substrate and a rear substrate structure of the display device illustrated in FIGS. 1A and 1B.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 미세 광변조기를 이용한 투과형 표시소자 내에 설치되는 광경로 변환부재를 나타내는 단면도. 3 is a cross-sectional view illustrating an optical path changing member installed in a transmissive display device using the fine optical modulator shown in FIGS. 1 and 2.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 미세 광변조기를 이용한 투과형 표시소자에 있어서 전극패턴들의 폭, 간격 및 중첩폭을 나타내는 단면도.4A is a cross-sectional view illustrating widths, spacings, and overlapping widths of electrode patterns in a transmissive display device using a fine optical modulator according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4b는 도 4a에 도시된 광경로 변환부재의 경사각, 높이 및 밑변을 나타내는 단면도. 4B is a cross-sectional view illustrating the inclination angle, the height, and the base of the light path changing member illustrated in FIG. 4A.
도 5a는 본 발명에 따른 미세 광변조기를 이용한 투과형 표시소자에 있어서 시뮬레이션에 사용된 광원들의 방향분포를 나타내는 특성도. 5A is a characteristic diagram showing a direction distribution of light sources used in a simulation in a transmissive display device using a fine optical modulator according to the present invention;
도 5b는 본 발명에 따른 미세 광변조기를 이용한 투과형 표시소자에 있어서 출사광이 표시면에 대하여 수직일 때를 0°로 결정한 경우 전극의 단축방향에 대한 시뮬레이션에 사용된 광원들의 출사광 분포를 나타내는 도면. FIG. 5B shows the distribution of the emitted light of the light sources used for the simulation of the uniaxial direction of the electrode when 0 ° is determined when the exit light is perpendicular to the display surface in the transmissive display device using the fine optical modulator according to the present invention. drawing.
도 6은 도 5a에 도시된 광원1을 시뮬레이션 광원으로 적용한 경우 광경로 변환부재의 경사각 변화에 따른 출사광 분포를 나타내는 특성도. FIG. 6 is a characteristic diagram illustrating output light distribution according to a change in the inclination angle of the light path conversion member when the light source 1 shown in FIG. 5A is applied as a simulation light source. FIG.
도 7은 광경로 변환부재의 경사각이 55°일 경우 도 5a에 도시된 광원들의 출사광 분포를 나타내는 특성도. FIG. 7 is a characteristic diagram showing the emitted light distribution of the light sources shown in FIG. 5A when the inclination angle of the light path conversion member is 55 °. FIG.
도 8은 광경로 변환부재의 경사각을 47.5°에서 55°까지 2.5°간격으로 변화시켰을 때의 도 5에 도시된 광원 2-8의 출사광 분포를 나타내는 특성도.FIG. 8 is a characteristic diagram showing the emitted light distribution of the light sources 2-8 shown in FIG. 5 when the inclination angle of the light path changing member is changed from 2.5 to 55 degrees at an interval of 47.5 degrees.
도 9는 도 4a에 도시된 MEMS 패널을 구성하는 전극패턴들의 크기, 간격의 변화에 따른 출사광의 분포를 나타내는 특성도.9 is a characteristic diagram illustrating distribution of emitted light according to changes in size and spacing of electrode patterns constituting the MEMS panel illustrated in FIG. 4A.
도 10은 도 4a에 도시된 MEMS 패널을 구성하는 상부가동전극과 하부고정전극간의 중첩폭 변화에 따른 출사광 분포를 나타내는 특성도.FIG. 10 is a characteristic diagram illustrating output light distribution according to a change in overlap width between an upper movable electrode and a lower fixed electrode constituting the MEMS panel shown in FIG. 4A.
도 11은 도 4a에 도시된 MEMS 패널을 구성하는 상부가동전극과 하부고정전극간의 중첩폭 변화에 따른 광원1의 출사광 분포를 나타내는 특성도.FIG. 11 is a characteristic diagram illustrating an emission light distribution of the light source 1 according to a change in overlap width between an upper movable electrode and a lower fixed electrode constituting the MEMS panel shown in FIG. 4A.
도 12는 광경로 변환부재의 높이 변화에 따른 출사광 분포를 나타내는 특성도.12 is a characteristic diagram showing the distribution of emitted light according to the height change of the optical path changing member.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
11 : 상부가동전극 12 : 하부고정전극11: upper movable electrode 12: lower fixed electrode
13 : 배면기판 14 : 백라잇13: back substrate 14: back light
20 : 광경로 변환부재 30 : MEMS 패널20: light path conversion member 30: MEMS panel
본 발명은 광빔을 변조하여 화상을 표시하기 위한 표시소자에 관한 것으로, 특히 경사지게 입사되는 입사광을 표시면에 대하여 수직한 방향으로 꺾어주기 위한 광경로 변환부재에 있어서 광경로 변환부재의 최적조건을 제시하도록 한 미세 광변조기를 이용한 투과형 표시소자에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display element for displaying an image by modulating a light beam. In particular, the present invention proposes an optimal condition of a light path conversion member in an optical path conversion member for bending an incident light incident at an oblique angle in a direction perpendicular to the display surface. The present invention relates to a transmissive display device using a fine optical modulator.
차세대 표시장치로서 각종 평판 표시소자(Flat Panel Display Device)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 평판 표시소자에는 이미 일반화된 액정디스플레이(Liquid Crystal Display : 이하 "LCD"라 함)와, 가스방전을 이용하는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 함) 등이 있다. LCD는 시야각이 좁고 응답속도가 느릴뿐 아니라 반도체 제조공정으로 스위치소자인 박막트랜지터(Thin Film Transistor : 이하 "TFT"라 함)와 전극 등을 형성하게 되므로 제조공정이 복잡한 단점이 있다. PDP는 제조공정이 단순하여 대면적화에 유리하지만 방전 및 발광효율이 낮고 고가인 단점이 있다. As a next generation display device, research on various flat panel display devices has been actively conducted. Such flat panel display devices include liquid crystal displays (hereinafter referred to as "LCDs") that have been generalized, and plasma display panels (hereinafter referred to as "PDPs") using gas discharge. The LCD has a narrow viewing angle and a slow response time, and the manufacturing process is complicated because it forms a thin film transistor (TFT) and an electrode, which are switching elements, in the semiconductor manufacturing process. PDP is advantageous for large area due to its simple manufacturing process, but has a disadvantage in that discharge and luminous efficiency are low and expensive.
이에 따라, 평판 표시장치의 문제점들을 해결할 수 있는 새로운 표시소자에 대한 개발이 진행되고 있다. 최근에는 극초미세 가공기술인 마이크로 일렉트로메커니컬 시스템(Micro Electromechanical System : 이하 "MEMS"라 함)을 이용하여 화소셀(Pixel)마다 미세한 광변조기를 형성하여 화상을 표시할 수 있는 투과형 표 시소자가 제안된 바 있다. Accordingly, the development of a new display device that can solve the problems of the flat panel display device is in progress. Recently, a transmission type display device capable of displaying an image by forming a fine optical modulator for each pixel cell using a micro electromechanical system (hereinafter, referred to as "MEMS") has been proposed. have.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 미세 광변조기를 이용한 투과형 표시소자는 기판(13) 상에 소정 간격을 두고 나란하게 형성되는 하부고정전극들(12)과, 전압신호에 응답하여 하부고정전극들(12)의 양변에 중첩되는 상부가동전극(11)을 구비한다. 하부고정전극들(12)은 기판(13) 상에 스트라입(Stripe) 형태로 형성된다. 상부가동전극들(11)은 양끝단이 기판(13) 상에 고정되며 그 중앙부분이 기판(13)으로부터 소정간격만큼 부상된다. 이들 하부고정전극들(12)과 상부가동전극들(11)은 전기적인 신호에 의해 제어되어 표시상태와 비표시상태에 따라 상호 작용하는 정전기력에 의해 광경로를 개폐시키는 역할을 하게 된다. Referring to FIGS. 1A and 1B, a transmissive display device using a fine optical modulator includes lower
도 1a와 같은 비표시상태에서, 하부고정전극들(12)과 상부가동전극들(11)에는 소정레벨의 전압이 인가된다. 그러면 하부고정전극들(12)과 상부가동전극들(11)에는 정전기력에 의한 인력이 작용되므로 상부가동전극들(11)이 인접한 하부고정전극들(12)에 접촉된다. 이 때, 하부고정전극들(12)과 상부가동전극들(11)은 기판(13)의 배면에 설치된 백라잇으로부터 입사되는 광을 차단하게 된다. In a non-display state as shown in FIG. 1A, a voltage of a predetermined level is applied to the lower
이와 반대로 도 1b와 같은 표시상태에서, 하부고정전극들(12)과 상부가동전극들(11)에는 전압이 인가되지 않는다. 그러면 상부가동전극들(11)은 자신의 탄성복원력에 의해 원래의 상태로 복귀하게 되므로 기판(13)과 하부고정전극들(11)로부터 부상된다. 이 때, 하부고정전극들(12)과 상부가동전극들(11) 사이에는 광경로가 형성된다. 이 광경로를 통하여 백라잇으로부터 입사되는 광이 표시면 쪽으로 투과되어 화상 또는 영상을 표시하게 된다. On the contrary, in the display state as shown in FIG. 1B, no voltage is applied to the lower
그러나 도 1a 및 도 1b에 도시된 표시소자는 하부고정전극들(12)과 상부가동전극들(11) 사이의 광경로를 통하여 입사광이 소정 각도(60∼80°)로 경사지게 투과되기 때문에 디스플레이의 전면에서 보는 관찰자 쪽으로 진행하는 입사광을 기판에 수직하게 조정할 필요가 있다. 이를 위하여, 도시하지 않은 전면기판 상에 역프리즘시트 1매와 확산시트 1매를 적층하거나 도 2와 같이 확산시트(16c), 수평 방향의 정프리즘시트(16a), 수직 방향의 정프리즘시트(16b) 및 확산시트(18)를 전면기판 상에 적층하게 된다. However, in the display device shown in FIGS. 1A and 1B, since the incident light is transmitted at an angle (60 to 80 °) inclined through the optical path between the lower
이와 같이 전면기판에 입사되는 입사광의 경사각으로 인한 문제점을 해결하고자 본원 출원인은 한국특허출원 "99-55025"호에서 입사광을 표시면에 대하여 수직한 방향으로 꺾어주는 광경로 변환부재를 전면기판과 배면기판 사이에 설치하는 방안을 제시한 바 있다. 광경로 변환부재는 도 3과 같이 단면이 사다리꼴이며 입사광을 표시면에 수직한 방향으로 꺾어주어 별도의 프리즘시트없이도 표시면을 투과하는 광의 효율을 높일 수 있게 된다. In order to solve the problems caused by the inclination angle of the incident light incident on the front substrate, the applicant of the Korean Patent Application No. 99-55025 discloses a light path converting member that bends the incident light in a direction perpendicular to the display surface. It has been proposed to install between the boards. The optical path converting member has a trapezoidal cross section as shown in FIG. 3, and the incident light is bent in a direction perpendicular to the display surface, thereby increasing the efficiency of light passing through the display surface without a separate prism sheet.
그러나 경사지게 입사되는 입사광을 표시면에 대하여 수직으로 정확하게 꺾어주기 위해서는 사다리꼴 광경로 변환부재의 광학적 최적조건들이 제시될 필요가 있다. However, the optical optimum conditions of the trapezoidal optical path converting member need to be presented in order to bend the incident light which is incident obliquely and perpendicularly to the display surface.
따라서, 본 발명의 목적은 경사지게 입사되는 입사광을 표시면에 대하여 수 직한 방향으로 꺾어주기 위한 광경로 변환부재에 있어서 광경로 변환부재의 최적조건을 제시하도록 한 미세 광변조기를 이용한 투과형 표시소자를 제공하는데 있다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a transmissive display device using a fine optical modulator to present an optimal condition of an optical path converting member in an optical path converting member for bending an obliquely incident incident light in a direction perpendicular to the display surface. It is.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 미세 광변조기를 이용한 투과형 표시소자는 고정부재 상에 설치되어 고정부재들과 가동부재들 사이를 통하여 경사지게 입사되는 광의 경로를 표시면에 수직한 방향으로 변환시키기 위한 광경로 변환부재를 구비하며, 광경로 변환부재의 일측에 형성된 입사면의 각도는 표시면을 기준으로 적어도 52°이상으로 결정된다.
상기 광경로 변환부재는 반사도가 높은 물질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 광경로 변환부재의 단면은 사다리꼴인 것을 특징으로 한다.
상기 광경로 변환부재의 일측에 형성된 입사면의 각도는 표시면을 기준으로 52°내지 70°사이의 어느 각도로 결정된다.
상기 광경로 변환부재는 상기 고정부재들과 가동부재들 사이의 간격 보다 큰 높이로 형성된다.
상기 광경로 변환부재의 밑변은 상기 가동부재들 간의 간격보다 작은 값으로 결정된다. In order to achieve the above object, the transmissive display element using the micro-light modulator according to the present invention is installed on the fixing member to convert the path of the light incident obliquely between the fixing members and the movable members in a direction perpendicular to the display surface. An optical path converting member is provided, and the angle of the incident surface formed on one side of the optical path converting member is determined to be at least 52 ° based on the display surface.
The light path converting member is made of a material having high reflectivity.
The cross section of the light path conversion member is characterized in that the trapezoid.
The angle of the incident surface formed on one side of the light path converting member is determined at any angle between 52 ° and 70 ° based on the display surface.
The light path converting member is formed at a height greater than a distance between the fixing members and the movable members.
The bottom side of the optical path changing member is determined to be smaller than the distance between the movable members.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above object will become apparent from the description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.
이하, 도 4 내지 도 12을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 12.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 본 발명에 따른 미세 광변조기를 이용한 투과형 표시소자의 MEMS 패널(30)은 기판(13) 상에 형성되어 정전기력에 의해 광경로를 개폐하는 상부가동전극들(11) 및 하부고정전극(12)과, 하부고정전극(12) 상에 형성되어 경사지게 입사되는 광을 표시면에 수직한 방향으로 꺾어주기 위한 사다리꼴 광경로 변환부재(20)를 구비한다. 4A and 4B, the
MEMS 패널(30)에 있어서 상부가동전극들(11)의 전극폭을 "a", 상부가동전극들(11) 간의 폭을 "b", 하부고정전극들(12)의 전극폭을 "c" 및 하부고정전극들(12) 간의 간격을 "d"로 가정한다. 그리고 상부가동전극(11)의 우측변과 하부고정전극(12)의 좌측변이 중첩되는 중첩폭을 "x1", 상부가동전극(11)의 좌측변과 하부고정전극(12)의 우측변이 중첩되는 중첩폭을 "x2"라 가정한다. 이러한 전극패턴들의 크기(폭)와 간격의 변화에 따라 사다리꼴 광경로 변환부재(20)의 입사면과 바닥면이 이루는 경사각 t는 입사광을 표시면에 수직한 방향으로 꺾어주고 MEMS 패널(30)을 통과한 광의 분포가 정면을 중심으로 대칭적인 구조를 갖도록 하기 위하여 그 각도가 달라져야 한다. In the
상부가동전극들(11) 및 하부고정전극(12)의 간격 T를 2.5μm로 고정하고, a=12μm, b=8μm, c=12μm, d=8μm, x1=x2=2μm 일 때 사다리꼴 광경로 변환부재(20)의 최적 경사각 t는 다음의 시뮬레이션을 기초로 하여 결정된다. The trapezoidal optical path is fixed when the distance T between the upper
도 5a는 시뮬레이션(Simulation)에 사용된 광원들의 방향분포를 나타내는 프로파일(Profile)을 나타낸다. 도 5a에서 횡축은 MEMS 패널(30)을 통과한 광이 표시면에 대하여 수직일 때를 "0"도 라 할 때 출사광의 경사각이며, 종축은 휘도를 나타낸다. 여기서, 광원1은 램프 어세이와 반사시트, 패턴형 도광판만으로 구성된 백라잇이다. 그리고 광원 2-1에서부터 광원 2-8은 광원1을 기준으로 출사광의 방향을 소정각도씩 변화시킨 광원들이다. FIG. 5A illustrates a profile representing a direction distribution of light sources used for simulation. In FIG. 5A, the horizontal axis represents the inclination angle of the emitted light when the light passing through the
도 6은 "광원1"을 시뮬레이션 광원으로 사용한 경우, 광경로 변환부재(20)의 입사면과 바닥면이 이루는 경사각 t의 변화에 의한 출사광 분포를 나타낸다. 여기서, 사다리꼴 광경로 변환부재(20)의 높이 f와 밑변 e는 각각 4μm와 8μm로 고정되며 경사각 t는 45°에서 60°까지 2.5°간격으로 변하게 된다. 도 6에서 알 수 있는 바, 경사각 t가 55°일 때 광원1의 출사광이 표시면의 수직방향을 기준으로 대칭이 된다. 6 shows the distribution of the emitted light by the change of the inclination angle t formed between the incident surface and the bottom surface of the light
도 7은 사다리꼴 광경로 변환부재(20)의 높이 f와 밑변 e가 각각 4μm와 8μm고정하였을 때, 도 5a에서 사용된 여러 가지 광원들에 대하여 경사각이 55° 조건일 때의 시뮬레이션 결과이다. 도 7에서, MEMS 패널(30)을 통과한 광이 표시면과 수직을 이룰 때 최고 휘도값을 갖는 광원과 최고 휘도값이 표시면에 대하여 수직인 각도(0°)로부터 가장 많이 쉬프트(Shift)된 광원들(광원 2-4,광원 2-8)만을 나타낸다. "광원 2-4"는 최고 휘도값이 +4°의 출사광에서 나타나며, "광원 2-8"은 최고 휘도값이 -7°의 출사광에서 나타난다. FIG. 7 is a simulation result when the tilt angle is 55 ° with respect to various light sources used in FIG. 5A when the height f and the base e of the trapezoidal light
한편, 도 7에서, 출사광의 각도가 대략 50°부근에서 휘도값이 높게 나오게 되는 사이드로브(Side lobe)는 MEMS 패널(30)의 전극들(11,12)을 통과한 광이 반사도가 높고 전기적 전도성을 가지는 금속으로 이루어진 광경로 변환부재(2)에 의해 반사되지 않고 직접 표시면을 통과하는 광을 나타낸다. On the other hand, in Figure 7, the side lobe (side lobe) is a high luminance value near the angle of the emitted light is approximately 50 °, the light passing through the electrodes (11, 12) of the
도 7에서 알 수 있는 바, 최고 휘도값이 0°를 기준으로 + 방향 또는 - 방향으로 쉬프트된 출사광에 대하여 사다리꼴 광경로 변환부재(20)의 경사각 t를 조정하여 광경로 변환부재(20)에 의해 반사되는 광의 각도를 조절함으로써 최고 휘도값이 0°에서 나타나게 할 수 있다. 예를 들면, 최고 휘도값이 0°에서 - 방향으로 쉬프트된 경우, 광경로 변환부재(20)의 경사각 t을 55°보다 작게 조정하는 반면, + 방향으로 쉬프트된 경우, 광경로 변환부재(20)의 경사각 t를 55°보다 크게 조정함으로써 최고 휘도값이 0°쪽에서 나타나게 할 수 있다. As can be seen in FIG. 7, the inclination angle t of the trapezoidal optical
도 8은 사다리꼴 광경로 변환부재(20)의 경사각 t를 47.5°에서 55°까지 2.5°간격으로 변화시켰을 때의 "광원 2-8"의 출사광 분포를 나타낸다. 도 8에서 알 수 있는 바, "광원 2-8"은 광경로 변환부재의 경사각 t가 대략 52.5°에서 표시면과 수직을 이루는 각도(0°)를 중심으로 출사광 분포가 + 방향과 - 방향에서 대칭을 이루게 된다. 마찬가지로, 도 5a에서 사용된 모든 광원들에 대하여 동일한 조건하에시뮬레이션한 결과, 출사광의 분포가 표시면의 수직방향을 기준으로 + 방향과 - 방향에서 대칭이 되게 하기 위해서 요구되는 사다리꼴 광경로 변환부재의 경사각 t는 대략 52°내지 59°사이에서 결정되어야 한다. FIG. 8 shows the light distribution of the "light source 2-8" when the inclination angle t of the trapezoidal light
광원1과 같이 램프 어세이와 반사시트, 패턴형 도광판만으로 구성된 백라잇을 MEMS 패널(30)에 대한 광원으로 사용하는 경우, MEMS 패널(30)을 구성하는 전극패턴들의 크기, 간격을 아래의 표 1과 같이 변화시켰을 때 표시면을 통과한 출사광의 최고 휘도값이 도 9와 같이 표시면에 대하여 수직인 각 즉, 0°를 기준으로 ±3°범위 내에 존재한다. 이 때, 광경로 변환부재(20)의 경사각 t는 고정시키고 사다리꼴 광경로 변환부재(20)의 밑변(e)과 상부가동전극(11)이 같은 조건에서 시뮬레이션한 결과, 광원1을 사용했을 때 출사광의 최고 휘도값이 표시면에 대하여 수직(0°)으로 나타나고 + 방향과 - 방향에서 대칭적인 광경로 변환부재(20)의 경사각 t는 대략 52° 내지 58°사이의 각으로 결정되어야 한다. In the case of using a back light composed of only a lamp assay, a reflective sheet, and a patterned light guide plate as a light source 1 as a light source for the
이어서, 본 발명에 따른 투과형 표시소자의 광원으로 램프 어세이와 반사시트 및 패턴형 도광판만으로 구성된 광원1을 적용하고 사다리꼴 광경로 변환부재(20)의 경사각 t를 55°로 결정하였을 때 그리고 전극패턴들의 크기(폭)와 간격을 a=12μm, b=8μm, c=12μm, d=8μm로 고정하였을 때 상부가동전극들(11)과 하부고정전극들(12)의 중첩폭 x1과 x2의 변화에 따라 광원1로부터 조사되는 광이 표시면에 대한 수직인 각도로 표시면을 출사하도록 광경로 변환부재(20)의 경사각 t에 대한 조건을 결정하기로 한다. Subsequently, when a light source 1 composed of only a lamp assay, a reflective sheet and a patterned light guide plate is applied as a light source of the transmissive display device according to the present invention, and the inclination angle t of the trapezoidal optical
도 10을 참조하면, 사다리꼴 광경로 변환부재(20)의 경사각 t이 55°, 높이 f가 4μm, 밑변 e가 8μm일 때 x1 : x2의 변화에 대한 광원1의 출사광 분포를 나타낸다. 도 10에서 알 수 있듯이, 광경로 변환부재(20)의 경사각 t이 55°일 때 x1 : x2 변화에 대하여 광원1로부터 조사된 광이 표시면에 대하여 수직한 각도(0°)에서 ±3°이내의 범위로 출사되어진다. 따라서, 모든 x1과 x2에 대하여 광원1로부터 조사된 광이 표시면에 대하여 수직으로 출사될 수 있는 사다리꼴 광경로 변환부재의 경사각 t의 최적조건은 대략 52°내지 58°이다. Referring to FIG. 10, when the inclination angle t of the trapezoidal optical
도 11은 광원으로서 도 5a에서 "광원 2-3"을 적용하고 전극패턴의 크기(폭)와 간격을 a=12μm, b=8μm, c=12μm, d=8μm로 고정하며 x1과 x2를 도 10과 같은 조건으로 변화시킬 때의 출사광 분포를 나타낸다. 도 11에서 알 수 있는 바, x1의 길이가 3.0μm에서 1.5μm까지 변화할 경우에는 광원 2-3으로부터 조사되는 광중 최고 휘도값을 가지는 광이 표시면에 대하여 수직방향으로 출사되어지는 반면, x1의 길이가 1.0μm 이하일 경우에는 최고 휘도값을 갖는 광이 + 방향으로 쉬프트되어 출사된다. 출사광이 + 방향으로 쉬프트되면서 출사되는 경우, 최고 휘도값은 대략 +24°와 42°∼44°의 두 각도에서 나타난다. FIG. 11 shows the light source 2-3 in FIG. 5A and fixes the size (width) and spacing of the electrode pattern to a = 12μm, b = 8μm, c = 12μm, d = 8μm, and shows x1 and x2. The emission light distribution when changed under the same condition as 10 is shown. As can be seen from FIG. 11, when the length of x1 varies from 3.0 μm to 1.5 μm, the light having the highest luminance value among the light emitted from the light source 2-3 is emitted vertically with respect to the display surface, whereas x1 When the length of X is 1.0 μm or less, the light having the highest luminance value is shifted in the + direction and emitted. When the emitted light is emitted while being shifted in the + direction, the highest luminance value appears at two angles of approximately + 24 ° and 42 ° to 44 °.
도 12는 x1의 길이가 1.0μm일 때와 0.0μm 일 경우에 대하여 사다리꼴 광경로 변환부재(20)의 밑변 e를 8μm로 고정하고 경사각 t와 높이 f를 각각 65°와 5.5μm, 70°와 4μm로 변화시킬 때 광원 2-3으로부터 조사된 광의 출사광 분포를 나타낸다. 12 shows that the base e of the trapezoidal optical
결론적으로, 전술한 바와 같은 경사각 t을 결정하기 위한 시뮬레이션 데이터를 종합할 때 임의의 광원과 MEMS 패널(30)의 전극패턴들(11,12)의 크기(폭), 간격 및 중첩폭에 대하여 사다리꼴 광경로 변환부재(20)의 경사각 t는 최소 52°에서 최대 70°사이의 각도로 결정되어야 한다. 또한, 사다리꼴 광경로 변환부재(20)의 높이 f는 최적의 출사광 분포와 광효율을 얻기 위하여 상부가동전극(11)과 하부고정전극(12)의 간격 T보다 커야 하며, 밑변의 길이 e는 상부가동전극들(11) 및 하부고정전극(12)에 전기장을 인가하였을 때 블랙상태를 구현할 수 있도록 상부가동전극들(11) 간의 폭 b보다 작아야 한다. In conclusion, when summarizing the simulation data for determining the inclination angle t as described above, trapezoids are obtained for the arbitrary size of light source and the size (width), spacing, and overlapping width of the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 미세 광변조기를 이용한 투과형 표시소자는 하부고정전극들과 상부가동전극들을 통과하여 입사되는 광의 경로를 표시면 쪽으로 꺾어주기 위한 광경로 변환부재에 있어서, 상기 광경로 변환부재에 의해 반사되는 광이 표시면에 대하여 수직인 각도가 되도록 상기 광경로 변환부재의 입사면과 바닥면이 이루는 경사각, 높이 및 밑변의 길이를 최적으로 결정하게 된다. As described above, the transmissive display device using the fine optical modulator according to the present invention is an optical path converting member for bending a path of light incident through the lower fixed electrodes and the upper movable electrodes toward a display surface, wherein the optical path The angle of inclination, height, and length of the bottom surface formed by the incident surface and the bottom surface of the light path conversion member are optimally determined so that the light reflected by the conversion member is perpendicular to the display surface.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
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- 1999-12-31 KR KR1019990068071A patent/KR100696261B1/en not_active IP Right Cessation
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