KR20080053850A - Display device and image projection apparatus having the same - Google Patents

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KR20080053850A
KR20080053850A KR1020060125877A KR20060125877A KR20080053850A KR 20080053850 A KR20080053850 A KR 20080053850A KR 1020060125877 A KR1020060125877 A KR 1020060125877A KR 20060125877 A KR20060125877 A KR 20060125877A KR 20080053850 A KR20080053850 A KR 20080053850A
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조찬영
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삼성전자주식회사
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    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details
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    • H—ELECTRICITY
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    • H04N9/00—Details of colour television systems
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    • H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3141—Constructional details thereof

Abstract

A display element and an image projecting device having the same are provided to prevent low gray scale noise generated from a color wheel that sequentially transmits color included in light for forming an image, and improve picture quality. A plurality of pixels(160) generate an image signal by using light emitted from a light source. Each pixel includes a driver(180) and at least one mirror unit driven by the driver to reflect light emitted from the light source and having at a coloration layer. The coloration layer is colored by one of RGB(Red,Green,Blue) and CMYK(Cyan,Magenta,Yellow,Black). The mirror unit includes a base which is colored by one of anodizing and powder painting.

Description

디스플레이 소자 및 이를 갖는 영상투사장치{DISPLAY DEVICE AND IMAGE PROJECTION APPARATUS HAVING THE SAME}DISPLAY DEVICE AND IMAGE PROJECTION APPARATUS HAVING THE SAME}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영상투사장치의 일부를 개방한 사시도,1 is a perspective view of an open part of an image projection apparatus according to an embodiment of the present invention,

도 2는 도 1의 디스플레이소자의 분해 사시도,2 is an exploded perspective view of the display device of FIG. 1;

도 3a 내지 도 3e는 도 2의 요부를 제조하는 공정을 설명하는 적층된 구조를 갖는 개략도,3A to 3E are schematic views having a laminated structure illustrating a process of manufacturing the main portion of FIG.

도 4a 및 도 4b는 도 1의 광경로를 나타낸 개략도이다.4A and 4B are schematic diagrams showing the optical path of FIG. 1.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 영상투사장치 110 : 광원100: video projection device 110: light source

120 : 경통부 150 : 디스플레이소자120: barrel portion 150: display element

160 : 픽셀 170 : 미러부160: pixel 170: mirror portion

171 : 베이스 173 : 채색층171: base 173: colored layer

180 : 구동부 185 : 힌지부180 drive unit 185 hinge portion

190 : 투사부190: projection unit

본 발명은, 디스플레이소자 및 이를 갖는 영상투사장치에 관한 것으로, 컬러화상을 형성하는 구조를 포함한 디스플레이소자 및 이를 갖는 영상투사장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display element and an image projection apparatus having the same, and a display element including a structure for forming a color image and an image projection apparatus having the same.

스크린 등에 화상을 형성하는 영상투사장치는 TV, 프로젝터 등을 포함한다. 영상투사장치는 광원부와, 광원부에서 출사되는 광을 화상으로 변환시키는 디스플레이소자와, 디스플레이소자 등에 의해 형성되는 화상을 스크린 상에 확대 투사한다. 이러한 영상투사장치는 표시방식에 의한 구분과 시청형태에 따라 구분을 할 수 있다. Image projectors for forming images on screens and the like include TVs, projectors, and the like. The image projection unit enlarges and projects the light source unit, a display element for converting light emitted from the light source unit into an image, and an image formed by the display element or the like on the screen. These video projection devices can be classified according to the display method and the viewing type.

표시방식에 의해 구분하면, DLP(Digital Light Processing) 및 PDP(Plasma Panel Display) 등으로 나눌 수 있다. DLP는 DMD(Digital Micro-mirror Device)라는 소자의 표면에 반사된 빛을 회로판을 통해 빛의 차단 및 개방을 결정하는 디지털장치를 사용하며, PDP(Plasma Panel Display)를 가스의 방전 원리를 이용한다. By the display method, it can be divided into DLP (Digital Light Processing) and PDP (Plasma Panel Display). DLP uses a digital device that determines the blocking and opening of light through a circuit board and reflects the light reflected on the surface of a device called a digital micro-mirror device (DMD). The plasma panel display (PDP) uses a gas discharge principle.

시청형태에 따라 구분하면, 화면표시장치를 직접 주시하는 직시형 디스플레이(Direct-view image display device)와, 투사된 영상을 간접적으로 보는 투사형 디스플레이(Projection-type image display device)로 나눌 수 있다.According to the viewing type, it may be divided into a direct-view image display device that directly looks at the screen display device and a projection-type image display device that indirectly views the projected image.

이러한 영상투사장치의 일종인 프로젝터(Projector)는 DMD 등의 디스플레이소자를 포함한 광학계와, 상기 광학계에 광을 공급하는 광원을 가지고, 디스플레이소자에 의해 형성되는 화상을 스크린 상에 확대 투사한다. 여기서, 컬러 화면을 얻기 위해 색상 필터를 거치게 된다. 이러한 색상 필터에는 고속 회전하는 RGB(Rec, Green, Blue) 필터를 이용하는 컬러휠이나, 복수의 DMD 패널을 이용시 패널 전면에 컬러 필터를 고정시키는 방식이 일반적으로 사용된다. A projector, which is a kind of the image projection apparatus, has an optical system including a display element such as a DMD, and a light source for supplying light to the optical system, and enlarges and projects an image formed by the display element on a screen. Here, a color filter is passed to obtain a color screen. The color filter is generally used a color wheel using a fast rotating RGB (Rec, Green, Blue) filter, or a method of fixing the color filter in front of the panel when using a plurality of DMD panels.

그런데, 종래기술은 하나의 DMD 패널에서는 RGB 컬러휠을 사용해야 하고 컬러휠을 사용하지 않으면 적색, 녹색 및 청색에 해당하는 다수의 컬러 필터를 사용하여 구조가 복잡하고 부품수가 증가하는 문제점을 갖는다. 또한, 컬러휠을 사용함으로 발생하는 저계조 노이즈와 고속회전(예를 들면, 10,000 rpm 이상)에 따른 불량이 발생할 우려가 있다. However, the prior art has a problem in that one DMD panel has to use an RGB color wheel, and when the color wheel is not used, a plurality of color filters corresponding to red, green, and blue are used to increase the complexity and the number of parts. In addition, there is a concern that low gray noise caused by using the color wheel and defects due to high speed rotation (for example, 10,000 rpm or more) may occur.

따라서, 본 발명의 목적은, 컬러 화상을 형성하는 구조를 간단하게 할 수 있으며, 품질을 향상시킬 수 있는 디스플레이소자 및 이를 갖는 영상투사장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a display element and an image projection having the same, which can simplify the structure of forming a color image and improve the quality.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 광원을 갖는 영상투사장치에 장착되는 디스플레이소자에 있어서, 상기 광원에서 조사된 광을 이용하여 영상신호를 생성하는 다수의 픽셀을 포함하며, 상기 픽셀은 구동부와, 상기 구동부에 의해 구동되어 상기 광원에서 조사된 광을 반사하며 채색층을 형성한 적어도 하나의 미러부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이소자에 의해 달성된다.The object is, according to the present invention, a display device mounted to an image projection apparatus having a light source, comprising a plurality of pixels for generating an image signal using the light irradiated from the light source, the pixel is a driving unit, And at least one mirror unit which is driven by the driving unit to reflect the light irradiated from the light source and forms a colored layer.

상기 채색층은 RGB(Red, Green, Blue) 및 CMYK(Cyan, Magenta, Yellow, Black) 중 하나의 색상으로 채색될 수 있다.The colored layer may be colored with one of RGB (Red, Green, Blue) and CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Black).

상기 미러부는, 베이스를 포함하며, 상기 색상은 상기 베이스에 아노다이징(Anodizing) 및 분말도색 중 어느 하나에 의해 채색될 수 있다. The mirror unit may include a base, and the color may be colored by any one of anodizing and powder painting on the base.

한편, 본 발명의 목적은, 영상투사장치에 있어서, 광원과; 상기 광원에서 출사된 광을 투사하는 투사렌즈와; 상기 광원과 상기 투사렌즈 사이의 광경로 상에 마련되며, 상기 광원에서 조사된 광을 이용하여 영상신호를 생성하는 다수의 픽셀을 갖는 하나의 디스플레이소자를 포함하며, 상기 다수의 픽셀은 상이한 채색층을 갖는 미러부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상투사장치에 의해 달성된다.On the other hand, an object of the present invention, the image projection apparatus, the light source; A projection lens for projecting light emitted from the light source; A display element provided on an optical path between the light source and the projection lens, the display device having a plurality of pixels for generating an image signal by using light emitted from the light source, wherein the plurality of pixels are different colored layers; It is achieved by an image projection apparatus comprising a mirror portion having a.

또한, 영상투사장치에 있어서, 광원과; 상기 광원에서 출사된 광을 투사하는 투사렌즈와; 상기 광원과 상기 투사렌즈 사이의 광경로 상에 마련되며, 상기 광원에서 조사된 광을 이용하여 영상신호를 생성하는 다수의 픽셀을 갖는 복수의 디스플레이소자를 포함하며, 상기 디스플레이소자는, 제1색상으로 이루어진 제1채색층을 형성한 픽셀을 갖는 제1디스플레이소자와, 제2색상으로 이루어진 제2채색층을 형성한 픽셀을 갖는 제2디스플레이소자와, 제3색상으로 이루어진 제2채색층을 형성한 픽셀을 갖는 제3디스플레이소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상투사장치에 의해 달성된다.In addition, an image projection apparatus, comprising: a light source; A projection lens for projecting light emitted from the light source; A plurality of display elements provided on an optical path between the light source and the projection lens, the display elements having a plurality of pixels for generating an image signal by using light emitted from the light source; A first display device having pixels forming a first color layer formed of a second color layer, a second display device having pixels forming a second color layer formed of a second color, and a second color layer formed of a third color It is achieved by an image projecting device comprising a third display element having one pixel.

이하에서는 본 발명에 따른 영상투사장치를 첨부도면을 참조하여 설명한다. 영상투사장치는 TV, 프로젝터 등을 포함할 수 있으나, 이하에서 본 발명의 실시예로 프로젝터에 대해 설명한다. Hereinafter will be described with reference to the accompanying drawings, the image projection according to the present invention. The image projector may include a TV, a projector, and the like. Hereinafter, the projector will be described as an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 영상투사장치(100)는 광원(115)과, 투사렌즈(191)를 갖는 투사계(190)와, 디스플레이소자(130)를 구비한 광학엔진세트(110)를 포함한다. 영상투사장치(100)는 조명계(120)를 더 포함한다. 영상투사장치(100)는 광학엔진세트(110)를 수용하여 지지 하는 케이싱(101)을 포함한다. 영상투사장치(100)는 광경로 상에 마련되어 통과하는 광의 량을 조절할 수 있는 조리개유닛(미도시)를 더 포함할 수 있다.1 to 4, the image projection apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention is a projection system 190 having a light source 115, a projection lens 191, and a display device ( And an optical engine set 110 having 130. The image projection apparatus 100 further includes an illumination system 120. The image projection apparatus 100 includes a casing 101 for receiving and supporting the optical engine set 110. The image projection apparatus 100 may further include an aperture unit (not shown) that is provided on the optical path to adjust the amount of light passing through.

광원(115)은, 광을 조사하는 복수의 엘이디(LED : Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다. 이러한 광원(115)은 각 광원기판(미도시)에 의하여 구동된다. 각 광원기판의 일측에는 엘이디에서 발생되는 열을 방출하기 위한 방열판(미도시)이 더 마련될 수도 있다. 또한, 광원(115)는 엘이디 이외에도 수은램프나 메탈할라이드램프, 크세논램프와 같은 아크타입의 방전램프로 마련될 수 있다. 또한, 필요에 따라 광원(115)에서 조사되는 광을 반사시키는 반사판(117)을 포함할 수 있다.The light source 115 may include a plurality of LEDs (Light Emitting Diodes) for emitting light. The light source 115 is driven by each light source substrate (not shown). One side of each light source substrate may be further provided with a heat sink (not shown) for dissipating heat generated from the LED. In addition to the LED, the light source 115 may be provided as an arc-type discharge lamp such as a mercury lamp, a metal halide lamp, or a xenon lamp. In addition, a reflector 117 reflecting light emitted from the light source 115 may be included as necessary.

조명계(120)는 광원(115)에서 방출되는 빛을 집속하며, 집광렌즈(121)와, 다이크로익미러(미도시)와, 플라이아이렌즈(125) 등을 포함한다. 조명계(120)는 광을 효과적으로 집속할 수 있는 라이트터널(127)을 더 포함할 수 있다.The illumination system 120 focuses light emitted from the light source 115, and includes a condenser lens 121, a dichroic mirror (not shown), a fly's eye lens 125, and the like. The illumination system 120 may further include a light tunnel 127 capable of focusing light effectively.

집광렌즈(121)는, 광원(115)과 다이크로익미러 사이에 배치되어 광원(115)에서 조사된 광을 평행하게 모은다. The condenser lens 121 is disposed between the light source 115 and the dichroic mirror to collect light irradiated from the light source 115 in parallel.

라이트터널(127)은 집광렌즈(121)에서 집속된 광을 보다 효과적으로 집속하고 외부로 반사되지 않도록 안내한다.The light tunnel 127 focuses the light focused by the condenser lens 121 more effectively and guides the light not to be reflected to the outside.

다이크로익미러는, 광원(115)과 프리즘(195) 사이에 배치되어 광원(115)에서 조사되는 광의 파장에 따라 선택적으로 광을 반사 또는 투과시킨다. 예를 들면, 다이크로익미러는 녹색광을 투사시키며, 청색광 및 적색광을 반사시킬 수 있다.The dichroic mirror is disposed between the light source 115 and the prism 195 to selectively reflect or transmit light according to the wavelength of light emitted from the light source 115. For example, dichroic mirrors project green light and may reflect blue and red light.

플라이아이렌즈(125)는, 다이크로익미러와 프리즘(195) 사이에 배치되어 광의 밝기를 균일하게 하여 좁은 곳에서 대화면을 얻을 수 있다. 또한, 플라이아이렌 즈(125)는 장방형의 단면형상을 각각 가지는 미소렌즈로 구성되어 있다. The fly's eye lens 125 is disposed between the dichroic mirror and the prism 195 to make the brightness of the light uniform and obtain a large screen in a narrow place. In addition, the fly eyelens 125 is composed of microlenses each having a rectangular cross-sectional shape.

프리즘(195)은 조명계(120)와 디스플레이소자(130) 사이에 마련되어 조명계(120)에서 출사되는 광의 방향을 디스플레이소자(130)로 전환시킨다. 프리즘(195)은, 도 4a에 도시된 바와 같이, 하나로 마련될 수 있으나, 필요에 따라 도 4b에 도시된 바와 같이 세 개로 마련될 수 있다. The prism 195 is provided between the illumination system 120 and the display device 130 to convert the direction of the light emitted from the illumination system 120 to the display device 130. The prism 195 may be provided as one, as shown in FIG. 4A, but may be provided in three as shown in FIG. 4B as needed.

디스플레이소자(130)는, 광원(115)에서 조사된 광을 이용하여 영상신호를 생성한다. 또한, 디스플레이소자(130)는 DMD(Digital Micro- mirror Device)를 포함할 수 있다. DMD는 수십만 개의 픽셀(Pixel, 140)로 구성되어 있다. 디스플레이소자(130)는 복수로 마련되어 구성하는 픽셀(140)의 채색층(153)이 모두 동일한 색일 수도 있다. 또한, 디스플레이소자(130)는 하나로 마련되어 구성하는 픽셀(140)의 채색층(153)이 각각 상이한 복수의 색상으로 마련될 수 있다. The display device 130 generates a video signal by using the light emitted from the light source 115. In addition, the display device 130 may include a digital micro-mirror device (DMD). DMD consists of hundreds of thousands of pixels (Pixel, 140). The display device 130 may have the same color as the colored layers 153 of the pixels 140 provided in plural. In addition, the display device 130 may be provided with a plurality of different colors of the colored layers 153 of the pixels 140 that are provided as one.

여기서, 디스플레이소자(130)는 디스플레이소자(130)에 전기적으로 연결될 수 있는 브래킷(미도시)에 의해 지지되며 보호될 수 있다. 또한, 디스플레이소자(130)에서 발생하는 열을 방출하기 위한 냉각부재(미도시)가 디스플레이소자(130) 또는 브래킷과 결합될 수 있다. Here, the display device 130 may be supported and protected by a bracket (not shown) that may be electrically connected to the display device 130. In addition, a cooling member (not shown) for dissipating heat generated from the display device 130 may be combined with the display device 130 or the bracket.

픽셀(140)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 구동부(160)와, 채색층(153)을 갖는 미러부(150)를 포함한다. 픽셀(140)은 구동부(160)와 미러부(150) 사이에 개재된 힌지부(180)를 더 포함한다. 픽셀(140)은 채색층(153)을 가지지 않을 수도 있다. As shown in FIG. 2, the pixel 140 includes a driving unit 160 and a mirror unit 150 having a colored layer 153. The pixel 140 further includes a hinge unit 180 interposed between the driving unit 160 and the mirror unit 150. The pixel 140 may not have the coloring layer 153.

구동부(160)는, 메모리부(161)와, 메탈부(171)를 포함한다. 구동부(160)는 요크(185)를 회동시키도록 전압을 인가하는 미러 어드레스전극(179)을 포함한다.The drive unit 160 includes a memory unit 161 and a metal unit 171. The driver 160 includes a mirror address electrode 179 for applying a voltage to rotate the yoke 185.

메모리부(161)는 어드레스 회로(165)를 갖는 실리콘기판(163)을 포함한다. 어드레스 회로(165)는 CMOS(Completary Metal Oxide Semiconductor)로 된 SRAM(Static Random Access Memory)을 포함한다. The memory unit 161 includes a silicon substrate 163 having an address circuit 165. The address circuit 165 includes a static random access memory (SRAM) of a complete metal oxide semiconductor (CMOS).

메탈부(171)는, 바이어스 버스(Bias Bus, 173)와, 바이어스 버스(173)에 의해 좌우로 분리된 요크 어드레스전극(175a, 175b)을 포함한다. 메탈부(171)는 양 요크 어드레스전극(175a, 175b)에 위치되어 어드레스회로(165)와 전기적으로 접촉되는 비어 접촉부재(177a, 177b)를 포함한다. The metal part 171 includes a bias bus 173 and yoke address electrodes 175a and 175b separated from the left and right by the bias bus 173. The metal part 171 includes via contact members 177a and 177b positioned at both yoke address electrodes 175a and 175b and electrically contacting the address circuit 165.

힌지부(180)는 메탈부(171)에 지지되는 힌지지지부(181a, 181b)와, 힌지지지부(181a, 181b)와 각각 결합되는 힌지(183a, 183b)를 포함한다. 힌지부(180)는 힌지(183a, 183b)와 결합되어 회동 가능하게 마련된 요크(185)를 포함한다.The hinge part 180 includes hinge support parts 181a and 181b supported by the metal part 171 and hinges 183a and 183b respectively coupled to the hinge support parts 181a and 181b. The hinge portion 180 includes a yoke 185 that is rotatably coupled to the hinges 183a and 183b.

미러부(150)는 베이스(151)와, 채색층(153)을 갖는다. The mirror unit 150 has a base 151 and a colored layer 153.

베이스(151)는 판상으로 마련되어 힌지부(180)의 요크(185)와 일체로 회동될 수 있다. 베이스(151)는 광원(115)에서 출사된 광을 투사렌즈(191)로 반사시킨다. 베이스(151)는 후술하는 바와 같이 아노다이징(Anodizing) 공법이 가능한 알루미늄을 포함하는 것이 바람직하다. 베이스(151)의 판면에 채색층(153)이 형성된다. The base 151 may be provided in a plate shape and may be integrally rotated with the yoke 185 of the hinge portion 180. The base 151 reflects the light emitted from the light source 115 to the projection lens 191. The base 151 preferably includes aluminum capable of anodizing as described below. The colored layer 153 is formed on the plate surface of the base 151.

채색층(153)은 다양한 색상을 포함할 수 있다. 색상은 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 중 어느 하나를 포함한다. 채색층(153)은, 사이안(Cyan), 마젠타Magenta), 황색(Yellow), 흑색(Black) 중에서 어느 하나를 더 포함할 수 있다. 채색층(153)은 베이스(151) 표면에 전술한 색상 중 어느 하나의 색상으로 채색된다. 그러나, 채색층(153)은 채색이 되지 않을 수도 있고, 필요에 따라 복수의 색 상으로 채색될 수 있다.The coloring layer 153 may include various colors. The color includes any one of red, green, and blue. The colored layer 153 may further include any one of cyan, magenta magenta, yellow, and black. The colored layer 153 is colored on the surface of the base 151 in any one of the above-described colors. However, the colored layer 153 may not be colored, and may be colored in a plurality of colors as necessary.

이에, 광원(115)에서 출사되어 채색층(153)으로 입사되는 광은 채색층(153)에서 반사되어 채색층(153)에 채색된 색상을 포함한 색광으로 출사된다. 따라서, 컬러화상을 형성하는 구조가 간단하여 컬러휠, 컬러필터와 같은 부품을 없앨 수 있다. 이에, 화상을 형성하는 광에 색상이 포함되어 색상을 순차적으로 보내는 컬러휠에서 발생될 수 있는 저계조 노이즈와 같은 문제점을 예방할 수 있다. 따라서, 색상 표현이 자유롭고, 형성되는 화상의 품질을 향상시킬 수 있다.Thus, the light emitted from the light source 115 and incident on the colored layer 153 is reflected by the colored layer 153 and is emitted as color light including the colored color on the colored layer 153. Therefore, the structure for forming the color image is simple, and parts such as color wheels and color filters can be eliminated. Accordingly, problems such as low gradation noise that may occur in a color wheel in which colors are included in light forming an image and sequentially transmit colors may be prevented. Therefore, color expression is free and the quality of the formed image can be improved.

채색층(153)은, 알루미늄과 같은 베이스(151)에 아노다이징에 의해 형성될 수 있다. 또한, 채색층(153)은 분말도색에 의해 베이스(151)에 형성될 수 있다. 그리고, 채색층(153)은 형광물질과 같이 색상을 갖는 발광물질로 도포된 것을 포함할 수 있다.The colored layer 153 may be formed by anodizing the base 151 such as aluminum. In addition, the coloring layer 153 may be formed on the base 151 by powder painting. In addition, the coloring layer 153 may include one coated with a light emitting material having a color such as a fluorescent material.

이러한 채색층(153)이 형성되는 방법 중 하나인 아노다이징 공정을 살펴보면 다음과 같다.An anodizing process, which is one of methods for forming the colored layer 153, is as follows.

이하에서 설명의 편의상 다섯 개의 픽셀(140a 내지 140e)에 대하여 설명하며 공통적인 부분에 대해서는 픽셀(140)의 참조번호를 140으로 통일하며, 필요에 따라 구분하여 사용하기도 한다.Hereinafter, for convenience of description, the five pixels 140a to 140e will be described. For the common parts, the reference numerals of the pixels 140 are referred to as 140, and they may be used as necessary.

먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 베이스(151)의 표면에 포토 레지스트를 도포하고, 원하는 색상(예를 들면, 적색)을 형성하고자 하는 픽셀(140a, 140d)에 대응하는 마스크필름을 장착한다. 그리고, 광을 조사하면 마스크필름이 부착되지 않은 부분(도면의 '노광'부분 참조)은 광이 조사되어 전해질 접촉되어 전기 전도가 될 수 있다. First, as shown in FIG. 3A, a photoresist is coated on the surface of the base 151 and a mask film corresponding to the pixels 140a and 140d to form a desired color (for example, red) is mounted. . In addition, when the light is irradiated, the portion where the mask film is not attached (see 'exposure' in the drawing) may be irradiated with light to be electrically conductive.

도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 미러부(150)에 전압을 인가하면, 노광된 부분은 산화에 의해 공극을 갖는 산화 알루미늄피막이 생긴다. As shown in FIGS. 3B and 3C, when a voltage is applied to the mirror unit 150, the exposed portion is oxidized to produce an aluminum oxide film having pores.

도 3d에 도시된 바와 같이, 공극을 갖는 산화 알루미늄피막에 소정 색상(예를 들면, 적색)으로 착색시키면, 소정 픽셀(140a, 140d)에 착색층(153a, 153b)이 형성된다. 다음, 포토 레지스터를 제거하면 도 3d와 같은 상태가 된다.As shown in Fig. 3D, when the aluminum oxide film having voids is colored in a predetermined color (for example, red), colored layers 153a and 153b are formed in the predetermined pixels 140a and 140d. Next, when the photo register is removed, the state as shown in FIG. 3D is obtained.

한편, 전술한 바와 같은 공정을 되풀이하여 다른 픽셀(140b, 140c, 140e)에 다른 색상을 착색할 수 있다. 즉, 도 3e에 도시된 바와 같이, 다른 픽셀(140b, 140e)에는 녹색이 착색된 착색층(153c, 153e)이 형성되며, 또 다른 픽셀(140c)에는 청색이 착색된 착색층(153d)이 형성된다. On the other hand, the same process as described above can be repeated to color other colors to the other pixels (140b, 140c, 140e). That is, as illustrated in FIG. 3E, green layers of colored layers 153c and 153e are formed in the other pixels 140b and 140e, and blue layers of colored layers 153d are formed in the other pixels 140c. Is formed.

그리고, 최종적으로 픽셀(140a 내지 140e)의 경계를 자르는 리소그래피(Lithography)를 하면, 각 픽셀(140)은 독립적으로 동작하게 된다. Finally, when performing lithography that cuts the boundary of the pixels 140a to 140e, each pixel 140 operates independently.

이와 같은 공정은 MEMS(Micro Electro Mechamical System)에 의해 이루어질 수 있다. Such a process may be performed by a MEMS (Micro Electro Mechamical System).

여기서, 픽셀(140)에 채색층(153)이 형성되지 않을 수도 있다. 그리고, 하나의 디스플레이소자(130)에 형성되는 채색층(153)은 하나의 색상을 갖거나, 여러 가지 색상을 갖도록 할 수 있다. Here, the colored layer 153 may not be formed in the pixel 140. In addition, the coloring layer 153 formed on one display element 130 may have one color or various colors.

이러한 디스플레이소자(130)의 작동과정을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the display device 130 is as follows.

먼저, 전원이 인가되면, 각 픽셀(140)의 어드레스 회로(165)에 데이터 "1"(또는 "0")이 입력되고, 요크 어드레스전극(175a, 175b) 및 미러 어드레스전 극(179a, 179b)에 소정의 전압이 부가된다. First, when power is applied, data “1” (or “0”) is input to the address circuit 165 of each pixel 140, and the yoke address electrodes 175a and 175b and the mirror address electrodes 179a and 179b. ) A predetermined voltage is added.

이렇게 데이터 수치에 대응하여 좌측 요크 어드레스전극(175a)과 요크(185)의 좌측 영역 사이 및 좌측 미러 어드레스전극(179a)과 미러부(150)의 좌측 단부와의 사이에 정전인력이 발생한다. 또는, 우측 요크 어드레스전극(175b)과 요크(185)의 우측 영역 사이 및 우측 미러 어드레스전극(179b)과 미러부(150)의 우측 단부와의 사이에 정전인력이 생긴다. 이 정전 토오크에 의해 힌지(183a, 183b)는 우회전 또는 좌회전되어 요크(185) 및 미러부(150)가 일체로 좌측 혹은 우측으로 회전하여 기울어진다. 이 때, 요크(185) 및 미러부(150)는 요크(185)의 양 단부에 한 쌍씩 취부된 정지부재(178a, 178b)가 착지할 때까지 회전한다. 이에 의해, 미러부(150)의 회전각도 혹은 경사각도 범위는 수평 위치에서 좌측으로 -10도와 우측으로 +10도 중 어느 하나로 된다. 다시 말하면, 우측으로 +10도 기울어져, 좌측의 접지부재(178a)가, 예를 들면 실리콘기판(163)에 착지한다. 이러한 경우 광이 좌측에서 미러부(150)로 입사하면, 미러부(150)의 채색층(153)에 의해 반사된다. 즉, 미러부(150)가 온(on)된다. 이와 같이 미러부(150)의 온, 오프 동작에 기초하여 광이 각 픽셀(140)의 미러부(150)에서 반사되는가에 따라서 형성되는 화상의 밝기에 따른 계조(gradation)가 변화될 수 있다. In this way, electrostatic attraction occurs between the left yoke address electrode 175a and the left region of the yoke 185 and between the left mirror address electrode 179a and the left end of the mirror portion 150. Alternatively, electrostatic attraction occurs between the right yoke address electrode 175b and the right region of the yoke 185 and between the right mirror address electrode 179b and the right end of the mirror portion 150. By the electrostatic torque, the hinges 183a and 183b are rotated to the right or to the left, and the yoke 185 and the mirror 150 are integrally rotated to the left or the right to tilt. At this time, the yoke 185 and the mirror unit 150 rotate until the stop members 178a and 178b mounted in pairs at both ends of the yoke 185 land. As a result, the rotation angle or the inclination angle range of the mirror unit 150 may be one of -10 degrees to the left and +10 degrees to the right in the horizontal position. In other words, the grounding member 178a on the left side is inclined to the silicon substrate 163, for example, by tilting +10 degrees to the right. In this case, when light enters the mirror unit 150 from the left side, the light is reflected by the colored layer 153 of the mirror unit 150. That is, the mirror unit 150 is turned on. As described above, the gradation according to the brightness of the image may be changed depending on whether the light is reflected from the mirror unit 150 of each pixel 140 based on the on / off operation of the mirror unit 150.

이러한 구성에 의해 본 발명에 따른 영상투사장치(100)의 광경로를 도 4a 및 도 4b를 참조하여 살펴보면 다음과 같다. With this configuration, the optical path of the image projection apparatus 100 according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4A and 4B.

여기서, 도 4a는 일실시예로 하나의 디스플레이소자(130)에 다양한 색상을 갖는 픽셀(140)의 채색층(153)으로 마련되어 있다. 그리고, 도 4b는 다른 실시예로 세 개의 디스플레이소자(130a, 130b, 130c)에서 각 디스플레이소자(130a 내지 130c)는 하나의 색상으로 이루어진 픽셀(140)의 채색층(153)으로 이루어진다. 그러나, 세 개의 디스플레이소자(130a 내지 130c)는 각각 다른 색상의 픽셀(140)의 채색층(153)으로 마련되어 있다. 그리고, 이하에서 도 4a와 4b의 구성이 유사하므로 각 구성요소의 설명에 대해서는 생략하고 도 4a 및 도 4b의 광경로에 대해 설명한다. Here, FIG. 4A is provided as a colored layer 153 of a pixel 140 having various colors in one display device 130. 4B illustrates another embodiment of each of the three display devices 130a, 130b, and 130c, each of the display devices 130a to 130c includes a colored layer 153 of the pixel 140 having one color. However, the three display elements 130a to 130c are provided as colored layers 153 of pixels 140 of different colors, respectively. Since the configurations of FIGS. 4A and 4B are similar, the description of each component will be omitted and the optical paths of FIGS. 4A and 4B will be described.

먼저, 도 4a를 참조하여 설명한다. 영상투사장치(100)에 전원을 인가하면, 광원(115)에서 광이 발생된다. 광원(115)에서 출사되는 광은 집광렌즈(121)와, 라이트터널(127)과, 플라이아이렌즈(125)를 통과하는 광경로로 안내된다. 플라이아이렌즈(125)를 통과한 광은 프리즘(195)에서 광경로가 변경되어 디스플레이소자(130)로 입사된다. 디스플레이소자(130)에 입사된 광은 제어부(미도시)에서 전송되는 신호에 의해 제어되는 각 픽셀(140)의 구동부(160)에 의해 미러부(150)의 경사각도 내지 회전각도를 조절한다. 이에, 미러부(150)로 입사되는 광은 미러부(150)에서 반사되어 투사렌즈(191)로 출사되는지가 미러부(150)의 회전 각도에 의해 정해진다. 이 경우, 미러부(150)에서 광이 반사되면 미러부(150)에 형성된 채색층(153)에 의해 광은 색을 띠게 되어 컬러광이 된다. 즉, 각 미러부(150)의 채색층(153)에 형성된 색상에 의해 미러부(150)에서 반사되는 광은 색광으로 변할 수 있다. First, a description will be given with reference to FIG. 4A. When power is applied to the image projection apparatus 100, light is generated from the light source 115. Light emitted from the light source 115 is guided to an optical path passing through the condenser lens 121, the light tunnel 127, and the fly's eye lens 125. The light passing through the fly's eye lens 125 is incident on the display device 130 by changing the optical path at the prism 195. The light incident on the display device 130 adjusts the inclination angle or rotation angle of the mirror unit 150 by the driving unit 160 of each pixel 140 controlled by a signal transmitted from a controller (not shown). Accordingly, whether the light incident on the mirror unit 150 is reflected by the mirror unit 150 and emitted to the projection lens 191 is determined by the rotation angle of the mirror unit 150. In this case, when the light is reflected from the mirror unit 150, the light is colored by the colored layer 153 formed on the mirror unit 150 to become color light. That is, the light reflected from the mirror unit 150 may be changed into color light due to the color formed on the colored layer 153 of each mirror unit 150.

반면, 채색되지 않은 픽셀(140)의 미러부(150)는 입사되는 광에 색상을 부여하지 않고 바로 투사렌즈(191)로 투사시켜 무색의 화상을 형성하도록 하여 밝기를 조절할 수 있다. On the other hand, the mirror unit 150 of the non-colored pixel 140 may adjust the brightness by projecting directly onto the projection lens 191 without giving color to incident light to form a colorless image.

따라서, 본 발명에 따르면 미러부(150)가 색상을 형성하는 기능과 광을 반사시키는 기능을 동시에 수행할 수 있어 컬러화상을 구현하는 구조를 간단하게 할 수 있으며, 부품 수 등을 절감하는 등 경제적인 비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 컬러휠과 같은 부품이 고속 회전함에 따라 발생할 수 있는 불량요소를 방지할 수 있다. 그리고, 컬러휠과 같이 광색이 소정의 시간차를 두고 혼합되는 것과 달리 본 발명에 따르면, 광경로 상에서 광이 색상을 가지는 동시성을 가진다. 이에, 색상 표현이 종래기술에 비해 훨씬 자유로워 형성되는 화상의 품질을 향상시킬 수 있다. Therefore, according to the present invention, the mirror unit 150 can simultaneously perform a function of forming a color and a function of reflecting light, thereby simplifying a structure for implementing a color image, and reducing the number of parts and the like. Phosphorus cost can be reduced. In addition, it is possible to prevent defects that may occur as parts such as color wheels rotate at high speed. According to the present invention, unlike a color wheel mixed with a predetermined time difference, such as a color wheel, light has color concurrency on an optical path. Thus, the color representation is much freer than in the prior art, thereby improving the quality of the formed image.

다음, 도 4b를 참조하여 설명한다. 도 4b는 도 4a와 비교하여 전술한 바와 같이 디스플레이소자(130)의 수량이 상이하다. 본 실시예에만 한정되는 것을 아니지만, 이하에서 설명의 편의상 중앙의 디스플레이소자(130a)는 적색의 채색층(153)을 가지며, 광원(115)에서 가까운 아래의 디스플레이소자(130b)는 녹색의 채색층(153)을 가지며, 광원(115)에서 먼 위의 디스플레이소자(130c)는 청색의 채색층(153)을 가진다. Next, a description will be given with reference to FIG. 4B. 4B has a different number of display elements 130 as described above with reference to FIG. 4A. Although not limited only to this embodiment, for convenience of description, the central display element 130a has a red colored layer 153, and the lower display element 130b near the light source 115 has a green colored layer. 153, and the display element 130c far from the light source 115 has a blue colored layer 153.

따라서, 각각 다른 광 경로를 통과하는 광은 다른 색광으로 형성되어 미러부(150)에서 반사되어 투사렌즈(191)로 출사될 수 있다. Therefore, light passing through different light paths may be formed of different color light, reflected from the mirror unit 150, and emitted to the projection lens 191.

전술한 실시예들에 기재된 바와 같이, 본 발명에 따른 영상투사장치는 예를 들어 전면 투사형으로 이미지가 형성되는 스크린의 전방에 배치되어 화상을 투사하는 프로젝터일 수 있으며, 배면 투사형으로 스크린의 후방에서 화상을 투사하는 프로젝션텔레비젼을 포함할 수 있다. As described in the above embodiments, the image projection device according to the present invention may be, for example, a projector disposed in front of a screen on which an image is formed in a front projection type to project an image, and in a rear projection type at a rear of the screen. It may include a projection television for projecting an image.

또한, 본 발명에 따른 영상투사장치는 단판식, 삼판식 디스플레이소자뿐만 아니라 이판식 디스플레이소자에도 적용될 수 있다.In addition, the image projection device according to the present invention can be applied to not only single- and three-panel display devices but also two-plate display devices.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 따라서, 컬러화상을 형성하는 구조가 간단하며, 경제적인 비용을 절감할 수 있다. As described above, according to the present invention, therefore, the structure for forming the color image is simple, and economical cost can be reduced.

또한, 화상을 형성하는 광에 색상이 포함되어 색상을 순차적으로 보내는 컬러휠에서 발생될 수 있는 저계조 노이즈와 같은 문제점을 예방할 수 있으며, 색상 표현이 자유로워 형성되는 화상의 품질을 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to prevent problems such as low gradation noise that may be generated in a color wheel in which colors are included in the light forming the image and sequentially send the colors, and the quality of the image may be improved due to the free color expression.

Claims (5)

광원을 갖는 영상투사장치에 장착되는 디스플레이소자에 있어서, A display element mounted on an image projection apparatus having a light source, 상기 광원에서 조사된 광을 이용하여 영상신호를 생성하는 다수의 픽셀을 포함하며,It includes a plurality of pixels for generating an image signal using the light irradiated from the light source, 상기 픽셀은 구동부와, 상기 구동부에 의해 구동되어 상기 광원에서 조사된 광을 반사하며 채색층을 형성한 적어도 하나의 미러부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이소자.And the pixel includes a driving unit and at least one mirror unit driven by the driving unit to reflect light emitted from the light source and forming a colored layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 채색층은 RGB(Red, Green, Blue) 및 CMYK(Cyan, Magenta, Yellow, Black) 중 하나의 색상으로 채색된 것을 특징으로 하는 디스플레이소자.The colored layer is a display device, characterized in that the color of the color of one of RGB (Red, Green, Blue) and CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Black). 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 미러부는, 베이스를 포함하며,The mirror unit includes a base, 상기 색상은 상기 베이스에 아노다이징(Anodizing) 및 분말도색 중 어느 하나에 의해 채색되는 것을 특징으로 하는 디스플레이소자.And the color is colored on the base by any one of anodizing and powder painting. 영상투사장치에 있어서,In the image projection apparatus, 광원과; A light source; 상기 광원에서 출사된 광을 투사하는 투사렌즈와;A projection lens for projecting light emitted from the light source; 상기 광원과 상기 투사렌즈 사이의 광경로 상에 마련되며, 상기 광원에서 조사된 광을 이용하여 영상신호를 생성하는 다수의 픽셀을 갖는 하나의 디스플레이소자를 포함하며, A display element provided on an optical path between the light source and the projection lens and having a plurality of pixels for generating an image signal using light emitted from the light source, 상기 다수의 픽셀은 상이한 채색층을 갖는 미러부를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상투사장치.And said plurality of pixels comprises a mirror having different colored layers. 영상투사장치에 있어서,In the image projection apparatus, 광원과; A light source; 상기 광원에서 출사된 광을 투사하는 투사렌즈와;A projection lens for projecting light emitted from the light source; 상기 광원과 상기 투사렌즈 사이의 광경로 상에 마련되며, 상기 광원에서 조사된 광을 이용하여 영상신호를 생성하는 다수의 픽셀을 갖는 복수의 디스플레이소자를 포함하며, A plurality of display elements provided on an optical path between the light source and the projection lens and having a plurality of pixels for generating an image signal using light emitted from the light source, 상기 디스플레이소자는, The display device, 제1색상으로 이루어진 제1채색층을 형성한 픽셀을 갖는 제1디스플레이소자와,A first display element having a pixel on which a first colored layer formed of a first color is formed; 제2색상으로 이루어진 제2채색층을 형성한 픽셀을 갖는 제2디스플레이소자와,A second display element having a pixel on which a second colored layer formed of a second color is formed; 제3색상으로 이루어진 제2채색층을 형성한 픽셀을 갖는 제3디스플레이소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 영상투사장치.And a third display element having a pixel on which a second color layer formed of a third color is formed.
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