KR20010036518A - 미세 광변조기를 이용한 표시소자 - Google Patents

미세 광변조기를 이용한 표시소자 Download PDF

Info

Publication number
KR20010036518A
KR20010036518A KR1019990043551A KR19990043551A KR20010036518A KR 20010036518 A KR20010036518 A KR 20010036518A KR 1019990043551 A KR1019990043551 A KR 1019990043551A KR 19990043551 A KR19990043551 A KR 19990043551A KR 20010036518 A KR20010036518 A KR 20010036518A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
members
light
fixing members
movable members
substrate
Prior art date
Application number
KR1019990043551A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100641730B1 (ko
Inventor
홍형기
박원규
함용성
김제홍
Original Assignee
구본준, 론 위라하디락사
엘지.필립스 엘시디 주식회사
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 구본준, 론 위라하디락사, 엘지.필립스 엘시디 주식회사 filed Critical 구본준, 론 위라하디락사
Priority to KR1019990043551A priority Critical patent/KR100641730B1/ko
Priority to US09/685,022 priority patent/US6583915B1/en
Publication of KR20010036518A publication Critical patent/KR20010036518A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100641730B1 publication Critical patent/KR100641730B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0128—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on electro-mechanical, magneto-mechanical, elasto-optic effects
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/02—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/0102—Constructional details, not otherwise provided for in this subclass

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

본 발명은 광경로를 개폐하여 화상을 표시하도록 한 표시소자에 관한 것이다.
본 발명에 따른 광변조기를 이용한 표시소자는
본 발명에 의하면, 종래의 광변조기를 이용한 표시소자가 전면 투사 표시장치에 한하여 적용될 수 있는데 반하여, 백라잇으로부터 발생된 광을 개폐하여 화상을 표시함으로써 배면 투사 표시장치는 물론 직시형 표시장치 등 다양한 표시장치에 적용될 수 있다.

Description

미세 광변조기를 이용한 표시소자{Display Device Using Micro Light Modulator}
본 발명은 광빔을 변조하여 화상을 표시하기 위한 표시소자에 관한 것으로, 특히 광경로를 개폐하여 화상을 표시하도록 한 표시소자에 관한 것이다.
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 방전 및 발광효율이 낮고 고가인 단점이 있다. 이러한 평판 표시장치의 문제점들을 해결하기 위한 연구가 꾸준히 진행되고 있고, 이러한 문제점들이 최소화될 수 있는 새로운 표시소자 개발이 함께 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 표시소자가 제안된 바 있다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 기판(2) 상에 형성된 스트라잎(Stripe) 형태의 다수의 리본들(1)을 구비하는 광변조기를 이용한 표시소자가 도시되어 있다. 리본들(1)은 전기적으로 제어되어 입사광을 반사시키거나 회절시키는 역할을 한다. 이 리본들(1)은 교번적으로 배열된 기수 번째 리본들(1A) 및 우수 번째 리본들(1B)을 포함한다. 기수 번째 리본들(1A)은 자신에게 제어신호가 인가되지 않는 비표시상태(Dark state)에서 우수 번째 리본들(1B)과 평행한 상태를 유지하게 된다. 이 때, 리본들(1) 쪽으로 입사되는 광은 평면을 이루는 리본들(1)의 표면에서 반사된다. 반면, 표시상태(Bright state)인 경우, 기수 번째 리본들(1A)은 제어신호에 응답하여 실리콘 기판(2) 쪽으로 수직이동하게 된다. 이 때, 입사된 광은 기수 번째 리본들(1A)과 우수 번째 리본들(1B) 사의의 빛의 간섭효과에 의해 회절된다.
그러나 이러한 광변조기를 이용한 표시소자는 응답속도가 빠른 장점이 있지만 도 1a 및 도 1b에서 알 수 있는 바와 같이 표시면의 전면에서 입사되는 외부광을 이용하여 화상으로 표시하게 되므로 전면 투사 표시장치(Front Projective Display)에만 적용될 수밖에 없는 단점이 있다. 전면 투사 표시장치는 표시소자에 표시된 화상을 확대표시하게 되므로 표시소자가 소형 사이즈로 제작되어 그만큼 화소셀이 작게 된다. 이에 따라, 전면 투사 표시장치에 적용된 광변조기를 이용한 표시소자는 리본들(1)과 그들 사이의 간격을 형성함에 있어서 높은 정밀도가 요구된다. 특히, 표시모드와 비표시모드에서 정상적인 동작이 수행되기 위해서는 기수번째 리본들(1A)과 우수 번째 리본들(1B)의 간격이 미소하게 유지되어야 하므로 그 만큼 제조공정의 난이도가 높게 된다. 정상적인 동작을 위해서는 기수 번째 리본들(1A)과 우수 번째 리본들(1B)의 간격(d)는 0.6μm 이하가 되어야 한다. 또한, 높은 정밀도 및 난이도를 가지는 제조공정에 의해 광변조기를 이용한 표시소자는 대화면화가 곤란하게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 다양한 표시장치에 적용될 수 있도록 한 광변조기를 이용한 표시소자를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 응답속도를 향상시키도록 한 광변조기를 이용한 표시소자를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 대화면화에 적합한 광변조기를 이용한 표시소자를 제공하는데 있다.
도 1a 및 도 1b는 종래의 광변조기를 이용한 표시소자를 나타내는 단면도.
도 2는 도 1a 및 도 1b에 도시된 리본들을 상세히 나타내는 사시도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시소자의 한 화소셀의 구성을 나타내는 평면도.
도 4a는 도 3에서 선 ″A-A'″을 따라 절취하여 나타내는 화소셀의 단면도.
도 4b는 도 3에서 선 ″B-B'″을 따라 절취하여 나타내는 화소셀의 단면도.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명의 제1 실시예에 따른 표시소자의 제조방법을 단계적으로 나타내는 도면.
도 6a 및 도 6b는 도 3에 도시된 표시소자의 동작을 나타내는 도면.
도 7은 도 3에 도시된 고정부재와 가동부재의 설계수치 및 광의 경로를 나타내는 단면도.
도 8은 도 3에 도시된 표시소자가 적용된 표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 9는 액정 표시장치를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 표시소자의 한 화소셀의 구성을 나타내는 평면도.
도 11은 도 10a 및 도 10b에 도시된 표시소자에 대한 광투과율을 시뮬레이션하기 위한 각 구성요소의 치수 및 간격을 나타내는 단면도.
도 12는 도 11과 같이 각 구성요소의 치수 및 간격이 설정된 경우 가동부재들과 고정부재들 사이의 간격(t)가 변할 때 각도 분포를 가지는 백라잇을 사용했을 때의 광투과율을 나타내는 특성도.
〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉
1 : 리본 2,13,53,54 : 기판
11,51 : 가동부재 12,52 : 고정부재
14 : 희생층 22 : LV 패널
24,34 : 확산쉬트 26,36 : 백라잇
32 : 액정패널 54a : 투명전극
상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 광변조기를 이용한 표시소자는 소정간격을 두고 나란하게 설치되는 다수의 고정부재들과, 고정부재들과 함께 상호 작용하는 정전기력에 의해 구동함으로써 배면으로부터 입사되는 광의 경로를 개폐하는 다수의 가동부재들을 구비한다.
본 발명에 따른 광변조기를 이용한 표시소자는 소정간격을 두고 하부기판 상에 나란하게 설치되는 다수의 고정부재들과, 고정부재들의 양측에 중첩되게 하부기판 상에 설치되고 하부기판과 대면되는 상부기판과 함께 상호 작용하는 정전기력에 의해 구동함으로써 광경로를 개폐하는 다수의 가동부재들을 구비한다.
상기 목적들 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 도 3 내지 도 12를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 기판(13) 상에 소정 간격을 두고 나란하게 형성되는 고정부재들(12)과, 고정부재들(12)의 양변과 중첩됨과 아울러 기판(13) 상에 양 끝단이 고정된 가동부재(11)를 구비하는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광변조기를 이용한 표시소자의 한 화소셀이 도시되어 있다. 고정부재들(12)은 도 3 및 도 4a에서 알 수 있는 바와 같이 스트라잎 형태를 가지며, 인접한 고정부재들(12)과 소정 간격만큼 이격되게 배치된다. 가동부재들(11)은 도 4a 및 도 4b에서 알 수 있는 바와 같이 길이방향으로 고정부재들(12)의 양측과 중첩된다. 이와 같이 중첩되는 가동부재들(11)의 중앙부분은 평면을 이루고 기판(13)으로부터 소정 높이만큼 부상된다. 또한, 가동부재들(11)의 양끝단은 기판(13) 쪽으로 만곡되어 기판(13)에 고정된다. 이 고정부재들(12)과 가동부재들(11)은 전기적인 신호에 의해 제어되어 표시상태와 비표시상태에 따라 상호 작용하는 정전기력에 의해 광경로를 개폐시키는 역할을 하게 된다. 고정부재들(12)은 전도체물질, 전극이 형성된 부도체물질 또는 전도성을 가진 불투명한 물질로 제작되고, 가동부재들(11)은 탄성특성이 좋은 불투명한 물질로 제작됨이 바람직하다. 이를 위하여, 고정부재들(12)과 가동부재들(11) 각각은 다층 박막으로 제작될 수 있다. 한편, 도 4에서는 가동부재들(11)과 고정부재들(12)의 양측변이 중첩되게 형성되지만 서로 중첩되지 않게 설치될 수도 있다.
도 5a 내지 도 5f는 본 발명에 따른 광변조기를 이용한 표시소자의 제조방법을 단계적으로 나타내는 도면이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 기판(13)의 전면 표면에는 전극물질을 전면증착하게 된다. 이 전극물질층(12a) 위에는 마스크 패턴이 형성되고, 노광 및 현상공정에 의해 마스크 패턴에 의해 마스킹되지 않은 부분이 제거됨으로써 고정부재들(12)이 패터닝된다. 이렇게 형성된 고정부재들(12)과 기판(13) 위에는 도 5c와 같이 고정부재들(22)이 덮이게끔 SiO2로 된 희생층(14)을 전면 증착하게 된다. 희생층(14)의 표면에는 도 5d와 같이 SiNx로 된 탄력층물질(16a)과 전극물질(15a)을 순차적으로 전면 증착한다. 이들 탄력층물질(16a) 및 전극물질(15a)은 포토리소그라피(Photolithography) 공정 등에 의해 도 5e와 같이 동시에 패터닝되어 각각 탄력층(16)과 전극층(15)이 된다. 탄력층(16)은 가동부재(11)의 탄성 복원력을 증대시키게 된다. 마지막으로, 불산(HF)을 포함한 에칭용액에 기판(13)을 침전시킴으로써 도 5f와 같이 희생층(14)을 제거하게 된다. 여기서, 기판(13) 상에는 에칭액으로부터 기판(13)의 손상을 방지하기 위한 보호막이 형성될 수도 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 광변조기를 이용한 표시소자의 표시 및 비표시 상태의 동작을 나타낸다.
광은 기판(13)의 배면으로 입사된다. 즉, 본 발명에 따른 광변조기를 이용한 표시소자는 투과형 LCD처럼 백라잇 방식의 광원이 사용된다.
도 6a와 같은 비표시상태에서, 고정부재들(12)과 가동부재들(11)에는 소정레벨의 전압이 인가된다. 그러면 고정부재들(12)과 가동부재들(11)에는 정전기력에 의한 인력이 작용되므로 가동부재들(11)이 인접한 고정부재들(11)에 접촉된다. 이 때, 고정부재들(12)과 가동부재들(11)은 기판(13)의 배면으로부터 입사되는 광을 차단하게 된다.
도 6b와 같은 표시상태에서, 고정부재들(12)과 가동부재들(11)에는 전압이 인가되지 않는다. 그러면 가동부재들(11)은 자신의 탄성력에 의해 원래의 상태로 복귀하게 되므로 기판(13)과 고정부재들(11)로부터 부상된다. 이 때, 고정부재들(12)과 가동부재들(11) 사이에는 광경로가 형성된다. 이 광경로를 통하여 입사광이 표시면 쪽으로 투과되어 화상 또는 영상을 표시하게 된다.
결과적으로, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광변조기를 이용한 표시소자는 고정부재들(12) 및 가동부재들(11) 사이에 전계가 가해지지 않을 때 화상이 표시되므로 노말리 화이트(Normarlly White)로 구동된다.
실례로, 도 7과 같이 가동부재(11)의 폭이 14μm, 인접한 가동부재들(11) 사이의 간격이 6μm, 고정부재(12)의 폭이 12μm, 인접한 고정부재들(12)의 간격이 8μm, 가동부재(11)와 기판(13) 사이의 간격이 2μm이고, 가동부재(11)와 고정부재(12)의 중첩부분의 폭이 3μm라고 가정하고 입사광이 기판(13)의 수직한 면에 대하여 80°의 입사각으로 입사되면 입사광은 고정부재들(12) 사이의 갭(gap)을 통하여 8μm/20μm=40%가 투과된다. 고정부재들(12) 사이의 갭을 통하여 가동부재들(11) 사이의 갭을 통하여 입사된 광은 고정부재(12)와 가동부재(11)의 중첩부분에서 차단된 광량을 제외한 대략 70% 이상이 외부로 투과된다. 이 경우, 입사광의 총 광투과율은 40%×70%=28%가 된다. 또한, 고정부재들(12)의 저면에 반사막을 형성하게 되면 반사막으로부터 반사된 광을 도광판을 이용하여 표시면쪽으로 재반사시킴으로써 광효율을 증가시킬 수 있다. 이와 더불러, 고정부재(12)과 가동부재(11)의 중첩폭이 3μm 이하로 설정되면 광투과율을 대략 50% 이상까지 향상시킬 수 있다.
도 8은 도 3과 같은 화소셀들이 표시패널에 형성된 표시장치를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 광변조기를 이용한 표시장치는 광밸브(Light Valve) 역할을 하는 고정부재들(12) 및 가동부재들(11)이 형성된 화소셀들이 매트릭스 형태로 배치된 그레이팅(Grating) 광밸브 패널(이하 ″LV 패널″이라 함)(22)과, LV 패널(22)의 배면에 설치되며 광원과 도광판을 포함하는 백라잇(22)과, LV 패널(22)을 투과한 광을 확산시키기 위한 확산쉬트(Diffusing sheet)(24)를 구비한다. 백라잇(26)의 도광판은 광원으로부터 발생된 백색광을 LV 패널(22)의 입사면에 대하여 60∼80°의 각도로 경사지게 입사시키고, 그 광의 분포를 균일하게 하는 역할을 한다. 확산쉬트(24)의 배면에는 LV 패널(22)로부터 경사지게 출사되는 광의 진행경로를 확산쉬트(24)에 수직한 방향으로 꺾어주기 위한 프리즘 쉬트가 설치될 수 있다.
LV 패널(22)은 각각의 화소셀들에 형성된 고정부재들(12)과 가동부재들(11)이 전기적으로 제어되어 광을 개폐하여 입력 비디오 데이터에 따라 화상을 표시하게 된다. 여기서, 가동부재들(11)이 이동하는 거리는 2∼3μm의 작은 거리이기 때문에 μsec 단위의 응답속도를 가지게 된다. LV 패널(22)에는 고정부재들(12)과 가동부재들(11)을 구동하기 위한 구동회로부들이 설치된다. 이 LV 패널(22)에 표시되는 화상의 그레이 스케일(gray scale)은 입력 비디오 데이터의 휘도값에 따라 비디오 데이터를 시분할 방식으로 분할하여 표시하는 패시브(Passive) 구동에 의해 가능하게 된다. 이 LV 패널(22)에는 적색, 녹색 및 청색 컬러필터를 형성하여 풀컬러를 구현하게 된다.
한편, LV 패널(22)은 컬러필터가 형성되지 않고 백라잇(26)으로부터 적색, 녹색 및 청색광을 순차적으로 조사하는 컬러 필드 순차(Color field sequential) 방식을 이용하여 광효율을 향상시킬 수도 있다.
도 9를 참조하면, LCD는 액정, TFT, 데이터/게이트 구동 집적회로, 편광판 등이 포함된 액정패널(34)과, 광원 및 도광판을 포함하는 백라잇(36)과, 액정패널(34)과 백라잇(36) 사이에 설치된 확산쉬트(34)를 구비한다. 확산쉬트(34)는 뱃라잇(36)으로부터 조사되는 광을 확산시켜 액정패널(34) 쪽으로 공급하는 역할을 한다. 이 확산쉬트(34)의 배면에는 광의 진행경로를 확산쉬트(34)에 수직한 방향으로 꺾어주기 위한 프리즘 쉬트가 형성될 수 있다. 이와 같은 LCD를 도 8에 도시된 광변조기를 이용한 표시장치와 대비하면, 광변조기를 이용한 표시장치와 LCD에 사용되는 백라잇(26,36), 확산쉬트(24,34), 프리즘 쉬트 등은 동일하게 사용될 수 있으므로 부품의 공용화가 가능하게 된다. 반면, LV 패널(22)은 액정패널(32)에 비하여 그 구조 가 단순하고 및 도 5a 내지 도 5d에서 알 수 있는 바와 같이 그 제조방법이 단순한 장점이 있다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광변조기를 이용한 표시소자를 나타낸다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 하부기판(53) 상에 소정 간격을 두고 나란하게 형성되는 고정부재들(52)과, 상부기판(54)과 자신 사이에 인가되는 전계에 의해 발생되는 정전기력에 의해 광경로를 개폐하는 가동부재들(51)을 구비하는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광변조기를 이용한 표시소자의 한 화소셀이 도시되어 있다. 고정부재들(52)은 전압이 인가되지 않으므로 부도체 물질로 형성될 수 있지만, 외부 빛이 투과되지 않고 외부빛에 대해 반사도가 낮은 물질이 바람직하다. 가동부재들(51)은 고정부재들(52)의 양변과 중첩됨과 아울러 하부기판(53) 상에 양 끝단이 고정된다. 이 가동부재들(51)은 탄성복원력을 크게 하기 위한 탄력층과 전압이 인가되는 전극의 복층구조 또는 탄성력이 큰 전극물질로 이루어진다. 상부기판(54)에는 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO)로 된 투명전극(54a)이 전면 증착 또는 스트라잎(stripe) 형태로 패터닝된다. 이들 상부기판(54)과 가동부재들(51) 사이에 인가되는 전압유무에 따라 광경로가 개폐된다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 광변조기를 이용한 표시소자의 동작은 다음과 같다. 먼저, 도 10a와 같은 비표시상태에서, 상부기판(54)의 투명전극(54a)과 가동부재들(51)에는 전압이 인가되지 않는다. 이 때, 고정부재들(52)과 가동부재들(51)은 비스듬히 입사되는 입사광이 투과되지 않는 정도의 간격을 유지하게 된다. 예를 들면, 백라잇으로부터 조사되는 입사광이 하부기판(53)의 입사면에 대하여 60∼80°의 각도로 입사되면 고정부재들(52)과 가동부재들(51) 사이의 간격은 대략 0.5∼0.8μm 정도를 유지하여 입사광을 차단하게 된다.
도 10b와 같은 표시상태에서, 상부기판(54)의 투명전극(54a)과 가동부재들(51)의 사이에는 전압이 인가된다. 그러면 상부기판(54)과 가동부재들(51) 사이에 작용되는 정전기력에 의해 가동부재들(51)이 상부기판(54) 쪽으로 흡인된다. 이 때, 고정부재들(52)과 가동부재들(51) 사이에는 광경로가 형성되며, 이 광경로를 경유하여 백라잇으로부터 입사된 광이 표시면 쪽으로 투과되어 화상 또는 영산신호를 표시하된다.
한편, 도 3에 도시된 미세 광변조기를 이용한 표시소자는 노말리 화이트로 구동되게 되므로 전압이 인가되지 않을 때 고정부재들(12)과 가동부재들(11) 사이의 간격이 광이 투과될 수 있을 만큼의 간격 예를 들면, 2μm 이상을 유지하여야 한다. 반면 도 10a 및 도 10b에 도시된 미세 광변조기를 이용한 표시소자는 노말리 블랙(Normally Black)으로 구동되므로 전압이 인가되지 않을 때 고정부재들(52)과 가동부재들(51) 사이의 간격이 0.5∼0.8μm 정도만을 유지하여야 한다. 이에 따라, 도 10a 및 도 10b에 도시된 미세 광변조기를 이용한 표시소자는 희생층(14)의 두께가 얇아지는 제조공정 상의 잇점이 있다.
도 11과 같이, 가동부재들(51)과 고정부재들(52) 각각의 폭(a,c)을 12μm, 가동부재들(51) 간의 간격(b)을 8μm, 고정부재들(52) 간의 간격을 8μm(d)로 설정하고 입사광의 각도가 대략 60°인 기존 백라잇을 사용한 경우, 상부기판(54)과 가동부재들(51) 사이에 전압이 인가되었을 때의 입사광에 대한 광투과율(%)은 도 12와 같다. 도 12에서 알 수 있는 바, 상부기판(54)과 가동부재들(51) 사이에 전압이 인가됨에 따라 발생하는 정전기력에 의해 가동부재들(51)과 고정부재들(52) 사이의 간격(t)이 커질수록 광투과율(%)이 커짐을 알 수 있다. 다시 말하여, 가동부재들(51)과 고정부재들(52) 사이의 간격이 대략 0.8μm 이내인 경우, 입사광 대부분이 가동부재들(51)과 고정부재들(52)에 의해 차단되는 반면, 가동부재들(51)과 고정부재들(52) 사이의 간격이 0.8μm 이상으로 커질수록 그 간격에 비례하여 광투과율(%)이 커지게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광변조기를 이용한 표시소자는 종래의 광변조기를 이용한 표시소자가 전면 투사 표시장치에 한하여 적용될 수 있는데 반하여, 백라잇으로부터 발생된 광을 개폐하여 화상을 표시함으로써 배면 투사 표시장치는 물론 직시형 표시장치 등 다양한 표시장치에 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 광변조기를 이용한 표시소자는 MEMS를 이용하여 화소셀에 미세한 광개폐부재를 설치하고, 입력 비디오 데이터와 제어신호에 따라 광개폐부재를 전기적으로 제어함으로써 응답속도를 μsec 단위로 빠르게 할 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 광변조기를 이용한 표시소자는 동영상을 표시하기에 적합하게 된다. 본 발명에 따른 광변조기를 이용한 표시소자는 광개폐부재로 이용되는 고정부재들과 가동부재들이 상호 중첩되는 만큼 설계마진이 크고 제조방법이 단순함은 물론 화소셀이 투사형 표시장치용 표시소자에 비하여 매우 큰 직시형 표시장치에 적용될 수 있으므로 대화면의 표시장치에 적합하게 된다.
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.

Claims (12)

  1. 소정간격을 두고 나란하게 설치되는 다수의 고정부재들과,
    상기 고정부재들과 함께 상호 작용하는 정전기력에 의해 구동함으로써 배면으로부터 입사되는 광의 경로를 개폐하는 다수의 가동부재들을 구비하는 것을 특징으로 하는 광변조기를 이용한 표시소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정부재들과 상기 가동부재들은 광이 투과하는 기판 상에 설치되고, 상기 고정부재들과 상기 가동부재들 각각은 전도체물질 및 전극이 형성된 부도체물질 중 어느 하나로 된을 특징으로 하는 광변조기를 이용한 표시소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정부재들과 상기 가동부재들은 화소셀 각각에 설치되는 것을 특징으로 하는 광변조기를 이용한 표시소자.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 기판의 배면에 대면되게 설치되어 광을 상기 기판의 입사면에 대하여 소정 각도로 경사지게 조사하는 백라잇과,
    상기 기판의 출사면에 대면되게 설치되어 상기 기판으로부터 출사되는 광을 확산시키는 광확산부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 광변조기를 이용한 표시소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정부재들과 상기 가동부재들은 자신에게 공급되는 전기적인 제어신호에 응답하여 상기 정전기력이 발생되는 특징으로 하는 광변조기를 이용한 표시소자.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 화소셀이 매트릭스 형태로 배치된 표시패널은 적색, 녹색 및 청색광이 순차적으로 조사되어 풀컬러로 화상을 표시하는 것을 특징으로 하는 광변조기를 이용한 표시소자.
  7. 소정간격을 두고 하부기판 상에 나란하게 설치되는 다수의 고정부재들과,
    상기 고정부재들의 양측에 중첩되게 상기 하부기판 상에 설치되고 상기 하부기판과 대면되는 상부기판과 함께 상호 작용하는 정전기력에 의해 구동함으로써 광경로를 개폐하는 다수의 가동부재들을 구비하는 것을 특징으로 하는 광변조기를 이용한 표시소자.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 가동부재들과 상기 상부기판 각각은 전압신호가 인가되는 전극이 형성되는 것을 특징으로 하는 광변조기를 이용한 표시소자.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 고정부재들은 외부 빛에 대하여 광투과율이 낮고 외부 광반사율이 낮은 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 광변조기를 이용한 표시소자.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 고정부재들과 상기 가동부재들은 화소셀 각각에 설치되는 것을 특징으로 하는 광변조기를 이용한 표시소자.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 가동부재들과 상기 상부기판은 자신에게 공급되는 전기적인 제어신호에 응답하여 상기 정전기력을 발생하는 것을 특징으로 하는 광변조기를 이용한 표시소자.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 화소셀이 매트릭스 형태로 배치된 표시패널은 적색, 녹색 및 청색광이 순차적으로 조사되어 풀컬러로 화상을 표시하는 것을 특징으로 하는 광변조기를 이용한 표시소자.
KR1019990043551A 1999-10-08 1999-10-08 미세 광변조기를 이용한 표시소자 KR100641730B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990043551A KR100641730B1 (ko) 1999-10-08 1999-10-08 미세 광변조기를 이용한 표시소자
US09/685,022 US6583915B1 (en) 1999-10-08 2000-10-10 Display device using a micro light modulator and fabricating method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990043551A KR100641730B1 (ko) 1999-10-08 1999-10-08 미세 광변조기를 이용한 표시소자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010036518A true KR20010036518A (ko) 2001-05-07
KR100641730B1 KR100641730B1 (ko) 2006-11-02

Family

ID=19614581

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990043551A KR100641730B1 (ko) 1999-10-08 1999-10-08 미세 광변조기를 이용한 표시소자

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100641730B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100498223B1 (ko) * 2000-04-26 2005-07-01 캐논 가부시끼가이샤 광변조소자 및 투영장치
KR100815364B1 (ko) * 2004-06-03 2008-03-19 삼성전기주식회사 정전기 방식의 가변형 회절 광변조기 및 그 제조 방법
KR20130030105A (ko) * 2011-09-16 2013-03-26 삼성전자주식회사 광 스위칭 소자, 이를 포함한 영상 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20130137450A (ko) * 2012-06-07 2013-12-17 삼성전자주식회사 광 스위칭 소자, 이를 포함한 영상 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20140061093A (ko) * 2012-11-13 2014-05-21 삼성전자주식회사 광 스위칭 소자, 이를 포함한 영상 표시 장치 및 그 제조 방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5771321A (en) * 1996-01-04 1998-06-23 Massachusetts Institute Of Technology Micromechanical optical switch and flat panel display
JPH11258558A (ja) * 1998-03-13 1999-09-24 Fuji Photo Film Co Ltd 平面表示装置
JPH11254752A (ja) * 1998-03-13 1999-09-21 Fuji Photo Film Co Ltd 露光素子
US6583915B1 (en) * 1999-10-08 2003-06-24 Lg. Philips Lcd Co., Ltd. Display device using a micro light modulator and fabricating method thereof

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100498223B1 (ko) * 2000-04-26 2005-07-01 캐논 가부시끼가이샤 광변조소자 및 투영장치
KR100815364B1 (ko) * 2004-06-03 2008-03-19 삼성전기주식회사 정전기 방식의 가변형 회절 광변조기 및 그 제조 방법
KR20130030105A (ko) * 2011-09-16 2013-03-26 삼성전자주식회사 광 스위칭 소자, 이를 포함한 영상 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20130137450A (ko) * 2012-06-07 2013-12-17 삼성전자주식회사 광 스위칭 소자, 이를 포함한 영상 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20140061093A (ko) * 2012-11-13 2014-05-21 삼성전자주식회사 광 스위칭 소자, 이를 포함한 영상 표시 장치 및 그 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR100641730B1 (ko) 2006-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100679095B1 (ko) 미세 광변조기를 이용한 투과형 표시소자
US7599032B2 (en) Liquid crystal display device having common electrodes with reduced resistance
US6700554B2 (en) Transmissive display device using micro light modulator
JPH09189869A (ja) 光変調装置及びディスプレイ装置
JP2003098530A (ja) 液晶表示装置
CN102236224B (zh) 显示面板及制造方法和显示器
KR100634831B1 (ko) 미세 광변조기를 이용한 투과형 표시소자
JPH112764A (ja) 光開閉装置及び表示装置並びに光開閉装置の製造方法
KR20020010322A (ko) 멤스（ｍｅｍｓ）를 이용한 투과형 디스플레이 장치
KR100641730B1 (ko) 미세 광변조기를 이용한 표시소자
KR101147118B1 (ko) 미세 패턴 형성 방법과 그를 이용한 액정 표시 장치의 제조 방법
KR101331941B1 (ko) 표시 장치 및 그 제조 방법
JP2005221520A (ja) 電気泳動表示装置
KR20070000551A (ko) 디스플레이와 그 구동방법 및 그 제조방법
KR100285652B1 (ko) 광시야각을 갖는 액정표시장치 및 그 제조방법
KR101107711B1 (ko) 횡전계 방식의 액정표시장치의 제조방법
KR100724743B1 (ko) 극초미세 가공기술을 이용한 투과형 표시소자
KR100606409B1 (ko) 미세 광변조기를 이용한 투과형 표시소자
KR100610606B1 (ko) 미세 광변조기를 이용한 표시소자의 제조방법
KR20020009270A (ko) 미세 광 변조기를 이용한 디스플레이 장치 및 그 제조방법
KR100610607B1 (ko) 미세 광변조기를 이용한 투과형 표시소자
KR100705621B1 (ko) 프린지 필드 구동 액정표시장치의 제조 방법
KR100610608B1 (ko) 미세 광변조기를 이용한 투과형 표시소자
KR100309211B1 (ko) 광시야각을갖는액정표시장치및그제조방법
KR100610609B1 (ko) 미세 광변조기를 이용한 투과형 표시소자

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: 20120928

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130930

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140918

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150930

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee