KR20060117072A - 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치 - Google Patents

회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 회절형 광변조기를 구비한 프로젝션 엔진으로부터 방출되는 화상을 키스톤(keystone) 왜곡, 핀쿠션(pincushion) 왜곡 및 배럴(barrel) 왜곡 등을 보상하는 보상 광학계를 통하여 스크린에 확대 투사시킴으로써, 고화질의 화상을 제공하고 전체 디스플레이 장치를 박형화할 수 있는 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치에 관한 것이다.
회절형 광변조기, 배면투사형, 디스플레이, 보상 광학계, 프로젝션 엔진, 키스톤, 핀쿠션, 배럴

Description

회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치{Rear projection display apparatus using diffraction-type optical modulator}
도 1은 종래의 배면투사형 디스플레이 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 종래의 다른 배면투사형 디스플레이 장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 종래의 광학 MEMS 소자의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 4는 종래의 다른 광학 MEMS 소자의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 5는 종래의 GLV 소자의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치의 개략적인 구성도이다.
도 7a 내지 도 7d는 통상적인 평면 미러를 사용할 때, 광경로에서 여러 화상들의 단면도이다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명에 따른 보상 광학계를 사용할 때, 광경로에서 여러 화상들의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배면투사형 디스플레이 장치의 프로젝션 엔진의 개략적인 구성도이다.
도 10a는 본 발명에 이용되는 회절형 광변조기의 일례의 개략적인 구성도이다.
도 10b는 본 발명에 이용되는 회절형 광변조기의 다른 예의 개략적인 구성도이다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치의 개략적인 구성도이다.
본 발명은 배면투사형 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회절형 광변조기를 구비한 프로젝션 엔진으로부터 방출되는 화상을 키스톤(keystone) 왜곡, 핀쿠션(pincushion) 왜곡 및 배럴(barrel) 왜곡 등을 보상하는 보상 광학계를 통하여 스크린에 확대 투사시킴으로써, 고화질의 화상을 제공하고 전체 디스플레이 장치를 박형화할 수 있는 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치에 관한 것이다.
비디오 프로젝터나 프로젝션 텔레비전과 같은 투사형 디스플레이 장치는 LCD 또는 특수 제작된 음극선관 등의 화상생성수단을 이용하여 화상을 생성시키고, 그 화상을 투사렌즈를 통해 대형 스크린에 확대 투사시키는 영상 투사 장치로서, 최근 소비자의 욕구를 충족시킬 수 있는 대형 화면을 얻을 수 있는 장점에서 그 수요가 증가하고 있다. 이러한 투사형 디스플레이 장치는 화상을 스크린에 투사하여 확대시키는 방식에 따라 전면투사형과 배면투사형으로 구분되며, 화상생성수단의 형태에 따라 투과형과 반사형으로 구분된다.
도 1은 종래의 배면투사형 디스플레이 장치의 개략적인 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 배면투사형 디스플레이 장치(10)는 캐비넷(11)의 전면에 화상이 표시되는 스크린(14)이 설치되고, 캐비넷(11)의 배면부에 스크린(14)과 대면되는 위치에 평면 미러(13)가 경사진 상태로 내장된다. 그리고, 캐비넷(11)의 하방 구동부에 평면 미러(13)를 거쳐 스크린(14)에 화상을 투사하기 위한 프로젝션 엔진(12)이 배치되어 있다.
그러나, 상술한 종래의 배면투사형 디스플레이 장치(10)는 프로젝션 엔진(12)으로부터 출사된 화상의 초점이 평면 미러(13)를 거쳐 스크린(14)에 맺히도록 조절되어야하기 때문에, 프로젝션 엔진(12)의 초점거리에 따라 캐비넷(11)의 두께가 제한되어 배면투사형 디스플레이 장치(10)의 박형화에 한계가 있는 문제점이 있었다.
도 2는 종래의 다른 배면투사형 디스플레이 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 다른 배면투사형 디스플레이 장치(10')는 도 1에 도시된 배면투사형 디스플레이 장치(10)의 프로젝션 엔진(12)과 평면 미러(13) 사이에 별도의 평면 미러(13')를 삽입하여 프로젝션 엔진(12)으로부터 출사된 화상의 광축을 별도의 평면 미러(13')를 이용하여 변환시킴으로써, 배면투사형 디스플레이 장치(10')의 두께를 감소시켰다.
그러나, 종래의 다른 배면투사형 디스플레이 장치(10')도 프로젝션 엔진(12)의 초점거리에 따라, 프로젝션 엔진(12)과 별도의 평면 미러(13')간의 거리가 일정 거리 이상으로 제한되기 때문에, 배면투사형 디스플레이 장치(10')의 박형화에 한 계가 있는 문제점이 있었다.
한편, 미세기술의 발전에 따라, MEMS(Micro Electro-Mechanical System) 소자를 이용한 많은 응용과 제품들이 개발되고 있으며 실생활에서 사용되고 있다. 특히, MEMS 소자 중에서 반사 또는 회절을 이용하여 광선을 변조하는 다양한 광학 MEMS 소자 또는 광변조기 소자가 고화질의 화상을 제공하기 위하여 투사형 디스플레이 장치 등에 응용되고 있다.
도 3은 종래의 광학 MEMS 소자의 구성을 나타내는 개략도이고, 도 4는 종래의 다른 광학 MEMS 소자의 구성을 나타내는 개략도이며, 도 5는 종래의 GLV(Grating Light Valve) 소자의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 종래의 광학 MEMS 소자(20)는 기판(21), 기판(21)상에 형성된 기판측전극(22), 기판측전극(22)에 대향하여 평행하게 배치된 구동측 전극(23) 및 절연막(24)을 구비한 빔(beam; 25), 및 빔(25)을 지지하는 지지부(26)로 구성되어 있으며, 빔(25)과 기판측 전극(22)은 그 사이의 공극(27)에 의하여 전기적으로 절연되어 있다. 이 광학 MEMS 소자(20)는 기판측 전극(22)과 구동측 전극(23)에 주어지는 전압에 따른 기판측 전극(22)과 빔(24)간의 정전인력 또는 정전반발력에 의하여, 실선과 파선으로 나타낸 바와 같이, 빔(24)이 기판측 전극(22)에 대하여 평행상태와 경사상태로 변위한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 종래의 다른 광학 MEMS 소자(30)는 기판(31), 기판(31)상에 형성된 기판측 전극(32), 및 기판측 전극(32)을 브릿지(bridge)형상으로 걸쳐져 있고 브릿지부재(34)와 구동측 전극(35)으로 이루어진 빔(33)으로 구성 되어 있으며, 빔(33)과 기판측 전극(32)은 그 사이의 공극(36)에 의하여 전기적으로 절연되어 있다. 이 광학 MEMS 소자(30)는 기판측 전극(32)과 구동측 전극(35)에 주어지는 전압에 따른 기판측 전극(32)과 빔(33)간의 정전인력 또는 정전반발력에 의하여, 실선과 파선으로 나타낸 바와 같이, 빔(33)이 기판측 전극(32)에 대하여 평행상태와 오목상태로 변위한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 종래의 GLV 소자(40)는 절연기판(41), 절연기판(41)상에 형성된 공통의 기판측 전극(42), 및 기판측 전극(42)과 교차하여 브릿지형상으로 병렬배치되고 광반사막과 구동측 전극 역할을 하는 다수의 빔(43a, 43b, 43c, 43d, 43e, 43f)으로 구성되어 있다. 이 GLV 소자는 기판측 전극(42)과 다수의 빔(43a, 43b, 43c, 43d, 43e, 43f)에 주어지는 전압에 따른 기판측 전극(42)과 다수의 빔(43a, 43b, 43c, 43d, 43e, 43f)간의 정전인력 또는 정전반발력에 의하여, 다수의 빔(43a, 43b, 43c, 43d, 43e, 43f)의 높이가 교대로 변화함으로써, 외부로부터 입사하는 광선을 회절시킨다.
상술한 도 3 내지 도 5에 도시된 광학 MEMS 소자 또는 GLV 소자와 관련하여 일본특허공개번호 특개 2003-200394 호에 개시되어 있다.
그러나, 도 3 내지 도 5에 도시된 종래의 광학 MEMS 소자 또는 GLV 소자는 외부로부터 입사하는 광선을 온(on)/오프(off)로 반사 또는 회절시키는 방식이기 때문에, 외부로부터 입사하는 광선을 여러 그레이드(grade)로 변조하기 어렵고, 이에 따른 다양한 색상과 고화질의 화상을 구현하기 어려운 문제점이 있었다.
상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 기술적 과제는 박형화가 가능한 배면투사형 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 기술적 과제는 키스톤(keystone) 왜곡, 핀쿠션(pincushion) 왜곡 및 배럴(barrel) 왜곡 등이 발생하지 않는 배면투사형 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 기술적 과제는 다양한 색상과 고화질의 화상을 제공하는 배면투사형 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치는 광원으로부터 출사된 광선을 회절형 광변조기를 이용하여 회절광으로 이루어지는 화상으로 변환시키며, 상기 화상을 출사시키는 프로젝션 엔진; 상기 프로젝션 엔진으로부터 출사되는 화상을 사전에 왜곡된 화상으로 반사시키는 보상 광학계; 및 상기 보상 광학계에 의해 반사되는 사전에 왜곡된 화상을 왜곡보상된 화상으로 표시하는 스크린을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치는 상기 스크린과 평행하고 대향하도록 상기 보상 광학계와 상기 스크린 사이에 배치되며, 상기 보상 광학계에 의해 반사되는 사전에 왜곡된 화상을 상기 스크린으로 반사시키는 적어도 하나의 미러를 더 포함하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플 레이 장치의 상기 보상 광학계는 적어도 하나의 보상 미러를 포함하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치의 상기 보상 광학계는 적어도 하나의 보상 렌즈를 포함하는 것이 바람직하다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치의 상기 프로젝션 엔진은, 상기 광원으로부터 출사된 광선을 평행광으로 변환시키는 조명계; 상기 조명계로부터 입사되는 평행광을 변조하여 복수의 회절차수를 갖는 회절광을 출사하는 회절형 광변조기; 상기 회절형 광변조기로부터 출사되는 복수의 회절차수를 갖는 회절광들 중에서 원하는 차수의 회절광을 선택적으로 통과시켜 화상을 형성하는 릴레이계; 및 상기 릴레이계를 통하여 입사되는 화상을 출사시키는 스캐닝 투사광학계를 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치를 상세히 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치의 개략적인 구성도이고, 도 7a 내지 도 7d는 통상적인 평면 미러를 사용할 때, 광경로에서 여러 화상들의 단면도이며, 도 8a 내지 도 8d는 본 발명에 따른 보상 광학계를 사용할 때, 광경로에서 여러 화상들의 단면도이고, 도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배면투사형 디스플레이 장치의 프로젝션 엔진의 개략적인 구성도이며, 도 10a는 본 발명에 이용되는 회절형 광변조기의 일례의 개략 적인 구성도이고, 도 10b는 본 발명에 이용되는 회절형 광변조기의 다른 예의 개략적인 구성도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치(1000)는 캐비넷(1100), 스크린(1200), 평면 미러(1300), 보상 광학계(1400) 및 프로젝션 엔진(1500)을 포함하여 이루어진다.
캐비넷(1100)은 배면투사형 디스플레이 장치(1000)의 외관을 형성하며, 내장되는 다양한 장치들을 보호하는 기능을 한다.
스크린(1200)은 프로젝션 엔진(1500)으로부터 출사되는 화상을 표시하며, 캐비넷(1100)의 전면에 설치된다.
평면 미러(1300)는 스크린(1200)과 평행하고 대향하도록 배치되며, 프로젝션 엔진(1500)으로부터 출사되는 화상을 반사시켜 스크린(1200)에 조사시키는 기능을 한다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배면투사형 디스플레이 장치(1000)는 스크린(1200)과 평면 미러(1300)가 평행하게 배치되어 있기 때문에, 배면투사형 디스플레이 장치(1000)의 두께가 도 1 및 도 2에 도시된 종래의 배면투사형 디스플레이 장치(10, 10')보다 매우 감소하는 것을 알 수 있다.
다른 바람직한 실시예에서, 본 발명에 따른 배면투사형 디스플레이 장치(1000)는 평면 미러(1300) 대신에 곡률 미러(예를 들면, 구면 미러 또는 비구면 미러 등)를 사용할 수도 있다. 이 경우, 곡률 미러가 평면 미러(1300)보다 넓은 반사 각도로 프로젝션 엔진(1500)으로부터 조사되는 화상을 반사시키기 때문에, 동일한 면적의 스크린(1200)에 대하여 프로젝션 엔진(1500)의 초점거리를 감소시킬 수 있으므로, 배면투사형 디스플레이 장치(1000)의 두께를 보다 감소시킬 수 있다.
보상 광학계(1400)는 프로젝션 엔진(1500)으로부터 출사되는 화상을 왜곡시켜 반사시키는 기능을 한다. 이 보상 광학계(1400)는 보상 미러 또는 보상 렌즈 등을 사용할 수 있으며, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 배면투사형 디스플레이 장치(1000)는 수평 방향과 수직 방향의 곡률이 다른 애너모픽 미러(anamorphic mirror)를 보상 광학계(1400)로 사용한다.
만약, 애너모픽 미러대신에 통상적인 평면 미러를 사용하는 경우, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 프로젝션 엔진(1500)에서 출사된 화상(abcd)은 보상 광학계(1400)인 평면 미러에서 왜곡된 화상(a1b1c1d1)으로 반사된다. 이 왜곡된 화상(a1b1c1d1)은, 도 7c에 도시된 바와 같이, 평면 미러(1300)에서 보다 왜곡된 화상(a2b2c2d2)으로 다시 반사된다. 그 후, 이 왜곡된 화상(a2b2c2d2)은, 도 7d에 도시된 바와 같이, 스크린(1200)에 보다 더 왜곡된 역사다리꼴의 화상(a3b3c3d3)으로 표시된다. 이러한 왜곡된 역사다리꼴의 화상(a3b3c3d3)이 스크린(1200)에 표시되는 이유는 프로젝션 엔진(1500)으로부터 출사된 광선이 광경로(예를 들면, 광경로 E와 F)에 따라 스크린(1200)에 도달하는 거리가 서로 다르기 때문이다.
그러나, 본 발명에 따른 보상 광학계(1400)로 애너모픽 미러를 사용하는 경우, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 프로젝션 엔진(1500)에서 출사된 화상(ABCD)은 보상 광학계(1400)인 애너모픽 미러에서 사전에 왜곡된 사다리꼴의 화상(A1B1C1D1)으로 반사된다. 이 사다리꼴의 화상(A1B1C1D1)은, 도 8c에 도시된 바와 같이, 평면 미러(1300)에서 어느 정도 왜곡보상된 사다리꼴의 화상(A2B2C2D2)으로 다시 반사된다. 그 후, 이 사다리꼴의 화상(A2B2C2D2)은, 도 8d에 도시된 바와 같이, 스크린(1200)에 완전히 왜곡보상된 화상(A3B3C3D3)(즉, 이상적인 화상)으로 표시된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 배면투사형 디스플레이 장치(1000)에서 보상 광학계(1400)를 사용함으로써, 스크린(1200)에 표시되는 화상이 수평 방향으로 핀쿠션(pincushion) 왜곡 및 배럴(barrel) 왜곡 등이 보상되고, 수직 방향으로 오프액시스(off-axis) 방식으로 발생하는 키스톤(keystone) 왜곡 등이 보상된다.
프로젝션 엔진(1500)은 보상 광학계(1400)에 대향하도록 배치되고, 화상을 생성하여 출사시키는 기능을 하며, 도 9에 도시된 바와 같이, 광원(1510), 조명계(1520), 회절형 광변조기(1600), 릴레이계(relay system; 1530) 및 스캐닝 투사광학계(1540)를 포함하여 이루어진다.
광원(1510)은 하나 이상의 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED) 또는 레이저 다이오드(Laser Diode; LD) 등을 사용할 수 있으며, 칼라 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 적색 광원, 녹색 광원 및 청색 광원으로 이루어지는 것이 바람직하다.
조명계(1520)는 광원(1510)으로부터 출사된 광선을 평행광으로 변환시켜 회절형 광변조기(1600)에 입사시키는 기능을 하며, 실린더 렌즈 및 콜리메이터 렌즈 등의 다수의 렌즈를 포함하는 것이 바람직하다.
회절형 광변조기(1600)는 조명계(1520)를 통하여 입사되는 평행광을 변조하여 복수의 회절차수를 갖는 회절광을 출사하는 기능을 한다. 본 발명의 바람직한 실시예들에서, 회절형 광변조기(1600)는 도 10a에 도시된 함몰부(A)를 구비한 회절형 광변조기(1610) 또는 도 10b에 도시된 오픈홀(open hole; C) 기반의 회절형 광변조기(1620) 등을 사용할 수 있다.
도 10a에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 함몰부(A)를 구비한 회절형 광변조기(1610)는 기판(1611) 및 다수의 엘리멘트(element; 1613a, 1613b, 1613c, …, 1613n)를 포함하여 이루어질 수 있고, 식각방지층(1612)을 더 포함하여 이루어질 수도 있다.
기판(1611)은 중앙 부분에 에어 스페이스(air space)를 제공하기 위한 함몰부(A)가 형성되어 있으며, 실리콘에 기반을 둔 기판(1611)을 사용하는 것이 바람직하다.
식각방지층(1612)은 함몰부(A)가 형성된 기판(1611)상에 형성되며, 에어 스페이스를 형성하기 위한 희생층 제거시에 기판(1611)의 식각을 방지하는 기능을 한다. 실시예에서, 기판(1611)이 실리콘 기판(1611)인 경우, 식각방지층(1612)은 열산화 등의 방법으로 형성되는 SiO2층을 사용할 수 있다.
다수의 엘리멘트(1613a, 1613b, 1613c, …, 1613n)는 기판(1611)의 함몰부(A)를 벗어난 양측에 부착되어 있으며, 소정의 폭을 가지고, 일정하게 정렬되어 있다. 각각의 엘리멘트(1613a, 1613b, 1613c, …, 1613n)는 하부 지지대(1614a), 하부 전극층(1615a, 1615a'), 압전 재료층(1616a, 1616a'), 상부 전극층(1617a, 1617a') 및 마이크로 미러(1618a)를 포함한다.
하부 지지대(1614a)는 양끝단의 하면이 기판(1611)의 함몰부(A)를 벗어난 양측에 부착되며, 기판(1611)의 함몰부(A)에 이격된 부분인 중앙 부분이 상하 이동가능하다. 이러한 하부 지지대(1614a)를 구성하는 물질은 실리콘 산화물(예를 들면, SiO2 등), 실리콘 질화물(예를 들면, Si3N4 등), 세라믹 물질(예를 들면, Si, ZrO2, Al2O3 등), SiC 등으로 이루어질 수 있다.
하부 전극층(1615a, 1615a')은 하부 지지대(1614a)의 양측에 각각 적층되어 있으며, 압전 재료층(1616a, 1616a')에 압전 전압을 제공하는 기능을 한다. 이러한 하부 전극층(1615a, 1615a')을 구성하는 물질은 Pt, Ta/Pt, Ni, Au, Al, RuO2 등으로 이루어질 수 있다.
압전 재료층(1616a, 1616a')은 하부 전극층(1615a, 1615a')상에 형성되며, 상하 양면에 형성된 상부 전극층(1617a, 1617a') 및 하부 전극층(1615a, 1615a')을 통하여 전압이 인가되면 수축 및 팽창하여 상하 구동력을 발생시키는 기능을 한다. 이러한 압전 재료층(1616a, 1616a')을 구성하는 물질은 PZT, PNN-PT, PLZT, AlN, ZnO 등의 압전 재료를 사용할 수 있으며, Pb, Zr, Zn, Ti 등으로 이루어진 군에서부터 적어도 하나 이상의 원소를 포함하는 압전 재료를 사용할 수도 있다.
상부 전극층(1617a, 1617a')은 압전 재료층(1616a, 1616a')상에 형성되며, 하부 전극층(1615a, 1615a')과 마찬가지로 압전 재료층(1616a, 1616a')에 압전 전압을 제공하는 기능을 한다. 이러한 상부 전극층(1617a, 1617a')을 구성하는 물질은 Pt, Ta/Pt, Ni, Au, Al, Ti/Pt, IrO2, RuO2 등으로 이루어질 수 있다.
마이크로 미러(1618a)는 하부 지지대(1614a)의 중앙 부분에 위치하며, 외부로부터 입사되는 광선을 반사시키는 기능을 한다. 이러한 마이크로 미러(1618a)를 구성하는 물질은 Ti, Cr, Cu, Ni, Al, Au, Ag, Pt, Au/Cr 등의 광반사 물질로 이루어질 수 있다.
한편, 도 10b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 오픈홀(C) 기반의 회절형 광변조기(1620)는 기판(1621), 절연층(1622a), 하부 마이크로 미러(1623a) 및 다수의 엘리멘트(1624a, 1624b, 1624c, …)를 포함하여 이루어진다.
기판(1621)은 중앙 부분에 에어 스페이스를 제공하기 위한 함몰부(B)가 형성되어 있으며, 실리콘에 기반을 둔 기판(1621)을 사용하는 것이 바람직하다.
절연층(1622a)은 함몰부(B)가 형성된 기판(1621)상에 형성되어 있다. 만약, 절연층(1622a)이 광을 반사시키는 특성을 갖는다면, 절연층(1622a) 자체가 하부 마이크로 미러(1623a)의 기능을 할 수 있다. 이 경우, 하부 마이크로 미러(1623a)는 형성하지 않아도 된다.
하부 마이크로 미러(1623a)는 기판(1621)의 함몰부(B)의 상부에 형성되어 있으며, 다수의 엘리멘트(1624a, 1624b, 1624c, …)의 오픈홀(C)을 통하여 입사하는 광선을 반사시키는 기능을 한다. 이러한 하부 마이크로 미러(1623a)를 구성하는 물질은 Ti, Cr, Cu, Ni, Al, Au, Ag, Pt, Au/Cr 등의 광반사 물질로 이루어질 수 있다.
다수의 엘리멘트(1624a, 1624b, 1624c, …)는 기판(1621)의 함몰부(B)를 벗어난 양측에 부착되어 있으며, 소정의 폭을 가지고, 일정하게 정렬되어 있으며, 중 앙 부분에 하나 이상의 오픈홀(C)이 형성되어 있다. 각각의 엘리멘트(1624a, 1624b, 1624c, …)는 하부 지지대(1625a), 하부 전극층(1626a, 1626a'), 압전 재료층(1627a, 1627a'), 상부 전극층(1628a, 1628a') 및 상부 마이크로 미러(1629a)를 포함한다.
하부 지지대(1625a)는 양끝단의 하면이 기판(1621)의 함몰부(B)를 벗어난 양측에 부착되고, 중앙 부분에 하나 이상의 오픈홀(C)이 형성되어 있으며, 기판(1621)의 함몰부(B)에 이격된 부분인 중앙 부분이 상하 이동가능하다. 이러한 하부 지지대(1625a)를 구성하는 물질은 실리콘 산화물(예를 들면, SiO2 등), 실리콘 질화물(예를 들면, Si3N4 등), 세라믹 물질(예를 들면, Si, ZrO2, Al2O3 등), SiC 등으로 이루어질 수 있다.
하부 전극층(1626a, 1626a')은 하부 지지대(1625a)의 양측에 각각 적층되어 있으며, 압전 재료층(1627a, 1627a')에 압전 전압을 제공하는 기능을 한다. 이러한 하부 전극층(1626a, 1626a')을 구성하는 물질은 Pt, Ta/Pt, Ni, Au, Al, RuO2 등으로 이루어질 수 있다.
압전 재료층(1627a, 1627a')은 하부 전극층(1626a, 1626a')상에 형성되며, 상하 양면에 형성된 상부 전극층(1628a, 1628a') 및 하부 전극층(1626a, 1626a')을 통하여 전압이 인가되면 수축 및 팽창하여 상하 구동력을 발생시키는 기능을 한다. 이러한 압전 재료층(1627a, 1627a')을 구성하는 물질은 PZT, PNN-PT, PLZT, AlN, ZnO 등의 압전 재료를 사용할 수 있으며, Pb, Zr, Zn, Ti 등으로 이루어진 군에서 부터 적어도 하나 이상의 원소를 포함하는 압전 재료를 사용할 수도 있다.
상부 전극층(1628a, 1628a')은 압전 재료층(1627a, 1627a')상에 형성되며, 하부 전극층(1626a, 1626a')과 마찬가지로 압전 재료층(1627a, 1627a')에 압전 전압을 제공하는 기능을 한다. 이러한 상부 전극층(1628a, 1628a')을 구성하는 물질은 Pt, Ta/Pt, Ni, Au, Al, Ti/Pt, IrO2, RuO2 등으로 이루어질 수 있다.
상부 마이크로 미러(1629a)는 하부 지지대(1625a)의 중앙 부분에 위치하고, 하부 지지대(1625a)에 형성된 오픈홀(C)에 대응하는 위치에 하나 이상의 오픈홀(C)이 형성되어 있으며, 외부로부터 입사되는 광선을 반사시키는 기능을 한다. 이러한 상부 마이크로 미러(1629a)를 구성하는 물질은 Ti, Cr, Cu, Ni, Al, Au, Ag, Pt, Au/Cr 등의 광반사 물질로 이루어질 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 다수의 엘리멘트(1624a, 1624b, 1624c, …)의 하부 지지대(1625a) 및 상부 마이트로 미러에 형성된 오픈홀(C)은 직사각형의 형태가 바람직하나, 이에 한정되지 않고, 원형 및 타원형 등의 어떠한 폐곡선 형태도 가능하다.
다시, 도 9를 참조하면, 릴레이계(1530)는 회절형 광변조기(1600)로부터 출사되는 복수의 회절차수를 갖는 회절광들 중에서 원하는 차수의 회절광을 선택적으로 통과시켜 화상을 형성하는 기능을 하며, 푸리에 렌즈(Fourier lens) 및 색선별 필터 등을 포함한다.
스캐닝 투사광학계(1540)는 릴레이계(1530)를 통하여 입사되는 회절광으로 이루어지는 화상을 보상 광학계(1400)에 투사시키는 기능을 하며, 스페클(speckle) 제거기(1541), 프로젝션 렌즈 및 스캐너 등을 포함한다. 여기서 스페클 제거기(1541)는 회절광으로 이루어지는 화상의 1차 이미지면에 배치되어 노이즈인 스페클을 제거하는데 사용된다.
도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치의 개략적인 구성도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치(2000)는 캐비넷(2100), 스크린(2200), 평면 미러(2300), 보상 광학계(2400) 및 프로젝션 엔진(2500)을 포함하여 이루어진다.
본 발명의 제 2 실시예에 따른 배면투사형 디스플레이 장치(2000)는 보상 광학계(2400)로 보상 렌즈(2410) 및 보상 미러(2420)를 사용함으로써, 보상 렌즈(2410) 또는 보상 미러(2420)의 제작을 보다 용이하게 할 수 있고, 키스톤(keystone) 왜곡, 핀쿠션(pincushion) 왜곡 및 배럴(barrel) 왜곡 등을 보다 정밀하게 보상할 수 있다. 여기서 보상 렌즈(2410) 또는 보상 미러(2420)는 수평 방향과 수직 방향의 곡률이 다른 애너모픽 렌즈(anamorphic) 또는 애너모픽 미러를 사용할 수 있다.
다른 실시예에서, 본 발명에 따른 배면투사형 디스플레이 장치는 스크린에 평행하게 배치된 평면 미러없이 제작할 수 있다. 이 경우, 프로젝션 엔진에서 출사된 화상은 보상 광학계를 통하여 사전에 왜곡된 사다리꼴의 화상으로 반사되고, 이 사전에 왜곡된 사다리꼴의 화상은 이상적인 이미지로 스크린에 표시된다.
다른 바람직한 실시예에서, 키스톤(keystone) 왜곡, 핀쿠션(pincushion) 왜곡 및 배럴(barrel) 왜곡 등을 보다 정밀하게 보상하기 위하여, 본 발명에 따른 배면투사형 디스플레이 장치는 2이상의 보상 미러 또는 2이상의 보상 렌즈를 사용할 수 있다.
또 다른 바람직한 실시예에서, 배면투사형 디스플레이 장치의 두께를 보다 감소시키기 위하여, 본 발명에 따른 배면투사형 디스플레이 장치는 보상 광학계와 스크린 사이에 서로 평행하고 대향하는 2이상의 평면 미러 또는 곡률 미러 등의 미러를 사용할 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 설명하였으나, 이는 일실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 얼마든지 다양한 변화 및 변형이 가능함은 본 기술분야에서 통상적으로 숙련된 당업자에게 분명할 것이다. 하지만, 이러한 변화 및 변형이 본 발명의 범위 내에 속한다는 것은 이하 특허청구범위를 통하여 확인될 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치는 스크린과 미러를 서로 평행하게 배치되어 있으므로, 박형화가 가능한 배면투사형 디스플레이 장치를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치는 프로젝션 엔진으로부터 출사된 화상을 보상 광학계에 의하여 사전에 왜곡된 화상으로 반사시키므로, 스크린에 표시되는 화상이 키스톤(keystone) 왜곡, 핀쿠션 (pincushion) 왜곡 및 배럴(barrel) 왜곡 등이 발생하지 않는 효과도 있다.
또한, 본 발명에 따른 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치는 회절형 광변조기를 이용하여 화상을 형성하므로, 다양한 색상과 고화질의 화상을 제공하는 효과도 있다.

Claims (9)

  1. 광원으로부터 출사된 광선을 회절형 광변조기를 이용하여 회절광으로 이루어지는 화상으로 변환시키며, 상기 화상을 출사시키는 프로젝션 엔진;
    상기 프로젝션 엔진으로부터 출사되는 화상을 사전에 왜곡된 화상으로 반사시키는 보상 광학계; 및
    상기 보상 광학계에 의해 반사되는 사전에 왜곡된 화상을 왜곡보상된 화상으로 표시하는 스크린을 포함하는 것을 특징으로 하는 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스크린과 평행하고 대향하도록 상기 보상 광학계와 상기 스크린 사이에 배치되며, 상기 보상 광학계에 의해 반사되는 사전에 왜곡된 화상을 상기 스크린으로 반사시키는 적어도 하나의 미러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 미러는 평면 미러인 것을 특징으로 하는 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 미러는 곡률 미러인 것을 특징으로 하는 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 보상 광학계는 적어도 하나의 보상 미러를 포함하는 것을 특징으로 하는 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 보상 미러는 수평 방향과 수직 방향의 곡률이 다른 애너모픽 미러(anamorphic mirror)인 것을 특징으로 하는 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 보상 광학계는 적어도 하나의 보상 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 보상 렌즈는 수평 방향과 수직 방향의 곡률이 다른 애너모픽 렌즈 (anamorphic lens)인 것을 특징으로 하는 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 프로젝션 엔진은,
    상기 광원으로부터 출사된 광선을 평행광으로 변환시키는 조명계;
    상기 조명계로부터 입사되는 평행광을 변조하여 복수의 회절차수를 갖는 회절광을 출사하는 회절형 광변조기;
    상기 회절형 광변조기로부터 출사되는 복수의 회절차수를 갖는 회절광들 중에서 원하는 차수의 회절광을 선택적으로 통과시켜 화상을 형성하는 릴레이계; 및
    상기 릴레이계를 통하여 입사되는 화상을 출사시키는 스캐닝 투사광학계를 포함하는 것을 특징으로 하는 회절형 광변조기를 이용한 배면투사형 디스플레이 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102490496A (zh) * 2011-12-07 2012-06-13 东莞市盛雄激光设备有限公司 激光打标桶枕形失真补偿值确定方法和装置，激光打标方法和装置
WO2023058997A1 (ko) * 2021-10-05 2023-04-13 주식회사 엘지화학 디스플레이 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000019647A (ja) * 1998-07-06 2000-01-21 Sanyo Electric Co Ltd 背面投写型表示装置
KR20020021807A (ko) * 1999-08-04 2002-03-22 다카노 야스아키 배면 투사형 표시 장치
JP2002207168A (ja) * 2000-05-10 2002-07-26 Mitsubishi Electric Corp 画像表示装置およびアライメント調整方法
JP2003029339A (ja) * 2001-07-13 2003-01-29 Minolta Co Ltd リアプロジェクション光学系

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000019647A (ja) * 1998-07-06 2000-01-21 Sanyo Electric Co Ltd 背面投写型表示装置
KR20020021807A (ko) * 1999-08-04 2002-03-22 다카노 야스아키 배면 투사형 표시 장치
JP2002207168A (ja) * 2000-05-10 2002-07-26 Mitsubishi Electric Corp 画像表示装置およびアライメント調整方法
JP2003029339A (ja) * 2001-07-13 2003-01-29 Minolta Co Ltd リアプロジェクション光学系

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102490496A (zh) * 2011-12-07 2012-06-13 东莞市盛雄激光设备有限公司 激光打标桶枕形失真补偿值确定方法和装置，激光打标方法和装置
WO2023058997A1 (ko) * 2021-10-05 2023-04-13 주식회사 엘지화학 디스플레이 장치

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