KR960016285B1 - Optical path regulation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 종래의 광로조절장치의 단면도.1 is a cross-sectional view of a conventional optical path control device.
제2도는 본 발명에 따른 광로조절장치의 단면도.2 is a cross-sectional view of the optical path control apparatus according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
31 : 기판33 : 도선패턴31 substrate 33 wire pattern
35 : 변형부37,39 : 제1 및 제2전극35: deformation portion 37, 39: first and second electrode
40 : 액츄에이터41 : 반사경40: actuator 41: reflector
43 : 유리덮개45 : 광로조절장치43: glass cover 45: optical path control device
본 발명은 투사형 화상표시장치에 이용되는 광로조절수단에 관한 것으로서, 특히, 가공이 간단하고 화소의 집적도를 향상시킬 수 있는 광로조절수단에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an optical path adjusting means used in a projection type image display apparatus, and more particularly, to an optical path adjusting means which is easy to process and can improve the degree of integration of pixels.
화상표시장치는 표시방식에 따라 직시형 화상표시장치와 투사형 화상표시장치로 구분된다. 직시형 화상표시장치는 CRT(Cathode Ray Tube)등이 있는데, 이러한 CRT 화상표시장치는 비교적 화질은 좋으나 화면이 커짐에 따라 중량 및 두께의 증가와, 가격이 비싸지는 문제점이 있어 대화면을 구현하는데 한계가 있다. 투사형 화상표시장치는 대화면 액정표시장치(Liquid Crystal Display : 이하 LCD라 칭함)등이 있는데, 이러한 대화면 LCD는 박형화가 가능하여 중량을 작게 할 수 있다. 그러나, 이러한 LCD는 편광판에 의한 광의 손실이 크고, LCD를 구동하기 위한 박막 트랜지스터가 화소마다 형성되어 있어 개구율(광의 투과면적)을 높이는데 한계가 있으므로 광의 효율이 매우 낮다.An image display apparatus is classified into a direct view type image display apparatus and a projection type image display apparatus according to a display method. The direct view type image display device includes a CRT (Cathode Ray Tube), but the CRT image display device has a relatively high image quality, but there is a problem of increasing the weight and thickness and increasing the price as the screen is larger. have. Projection type image display apparatuses include a large screen liquid crystal display (hereinafter referred to as an LCD), and such large screen LCDs can be thinned to reduce weight. However, such LCDs have a high loss of light due to the polarizing plate, and thin film transistors for driving the LCD are formed for each pixel, so that there is a limit in increasing the aperture ratio (light transmission area).
이러한, LCD의 단점을 보완하고자 미합중국 Aura사에서 액츄에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Arrays : 이하 AMA라 칭함)를 이용한 투사형 화상표시장치가 개발되었다. AMA를 이용한 투사형 화상표시장치는 광원에서 발광된 백색광을 적색, 녹색 및 청색의 광속(light beam)등으로 분리한 후, 이 광속들을 액츄에이터들의 변형에 의해 기울어지는 반사경들에 각각 반사시켜 광로(lightn path)들을 조절하고, 이 광속들의 광량을 조절하여 화면으로 투사시키므로서 화상을 구현한다. 상기 AMA는 구동방식에 따라 액츄에이터가 M×1개인 1차원 AMA와 M×N개인 2차원 AMA로 구분된다. 상기에서 액츄에이터는 압전물질이나 전왜물질로 이루어지는 변형부와 전극들을 포함하며 전계발생시 변형되어 상부에 있는 거울을 기울어지게 한다.In order to make up for the shortcomings of LCDs, a projection type image display apparatus using Actuated Mirror Arrays (hereinafter referred to as AMA) has been developed by Aura, USA. A projection image display device using AMA separates white light emitted from a light source into red, green, and blue light beams, and then reflects these light beams to reflectors inclined by the deformation of the actuators, respectively. paths, and the amount of light beams are adjusted to project on the screen to realize an image. The AMA is classified into a one-dimensional AMA having an M × 1 actuator and a two-dimensional AMA having an M × N according to a driving method. The actuator includes a deformable part and electrodes formed of a piezoelectric material or a warping material, and deforms when an electric field is generated to tilt the mirror on the top.
제1도는 종래의 광로조절장치(10)의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a conventional optical path control device 10.
상기 광로조절장치(10)는 기판(11), 액츄에이터(14) 및 반사경(23)을 포함한다. 상기 기판(11)은 유리 또는 Al2O3등의 절연물질로 이루어지며 화소들마다 박막 트랜지스터들(도시되지 않음)을 가지고 표면에 매트릭스(matrix) 형태의 도선 패턴(13)이 형성되어 있다. 또한, 기판(11)은 단결정 실리콘웨이퍼로 형성될 수도 있다.The optical path control apparatus 10 includes a substrate 11, an actuator 14, and a reflector 23. The substrate 11 is made of an insulating material such as glass or Al 2 O 3 and has thin film transistors (not shown) for each pixel, and a conductive pattern 13 having a matrix shape is formed on a surface thereof. In addition, the substrate 11 may be formed of a single crystal silicon wafer.
액츄에이터(14)는 상기 제1 및 제2변형부들(15)(17)과 신호 및 공통접지 전극들(19)(21)로 이루어진다. 상기에서 제1 및 제2변형부들(15)(17)은 "L"자 모양을 가지며 거울상으로 배치되어 철(凸) 모양으로 기판(11)상에 실장되어 있다. 상기 제1 및 제2변형부들(15)(17)은 압전세라믹으로 이루어져 있으며 상부에 반사경(23)이 위치되어 있다. 제1 및 제2변형부들(15)(17)은 사이에 신호전극(19)이 이 신호 전극(19)와 마주보는 표면에 공통 접지전극(19)들이 형성되어 있다. 상기에서 제4 및 제2변형들(15)(17)은 신호전극(19)과 수직을 이루는 한 방향으로 분극(polarization)되어 있다. 신호 전극(19)은 도선 패턴(13)과 전기적으로 접속되어 있으며, 공통전극(21)들은 외부도선 패턴(도시되지 않음)에 의해 인접하는 광로조절수단의 공통전극들과 접속되어 있다.The actuator 14 is composed of the first and second deformation parts 15 and 17 and the signal and common ground electrodes 19 and 21. In the above description, the first and second deformation parts 15 and 17 have an “L” shape and are disposed in a mirror shape and mounted on the substrate 11 in an iron shape. The first and second deformable parts 15 and 17 are formed of piezoelectric ceramics, and a reflector 23 is positioned on an upper portion thereof. The first and second deformation parts 15 and 17 have common ground electrodes 19 formed on a surface of the signal electrode 19 facing the signal electrode 19. The fourth and second deformations 15 and 17 are polarized in one direction perpendicular to the signal electrode 19. The signal electrode 19 is electrically connected to the conductive line pattern 13, and the common electrodes 21 are connected to common electrodes of adjacent optical path control means by an external conductive pattern (not shown).
또한, 신호 및 공통전극들(19)(21)은 금속등의 도전성 물질로 형성되며 신호 전압시 제1 및 제2변형부들(15)(17)을 변형시킨다. 즉 예를 들면, 제1변형부(15)에서 제2변형부(17) 방향으로 분극된 상태에서 신호전극(19)에 신호전압을 인가하면 분극방향과 전계방향으로 제1변형부(15)에서 일치하지 않고 제2변형부(17)에서 일치한다. 그러므로, 제1변형부(15)는 수평방향으로 수축하고 수직방향으로 팽창하며, 제2변형부(17)는 수평방향으로 팽창하고 수직방향으로 수축한다. 따라서, 반사경(23)은 제1변형부(15)에서 제2변형부(17) 방향으로 기울어져 경사각을 갖는다. 상기에서 반사경(23)의 경사각은 제1 및 제2변형부들(15)(17)의 상부에 길이에 비례하고, 두께의 제곱에 반비례한다. 그러므로 반사경(23)의 경사각을 크게하여 광로조절범위를 크게하기 위해서는 제1 및 제2변형부들(15)(17) 상부의 두께를 작게하거나 높이를 크게해야 한다.In addition, the signal and the common electrodes 19 and 21 are formed of a conductive material such as metal, and deform the first and second deformation parts 15 and 17 at the signal voltage. That is, for example, when a signal voltage is applied to the signal electrode 19 in a state in which the first deformation unit 15 is polarized in the direction of the second deformation unit 17, the first deformation unit 15 in the polarization direction and the electric field direction. Does not coincide in, but coincides in the second deforming part 17. Therefore, the first deformable portion 15 contracts in the horizontal direction and expands in the vertical direction, and the second deformed portion 17 expands in the horizontal direction and contracts in the vertical direction. Therefore, the reflector 23 is inclined from the first deformable portion 15 toward the second deformable portion 17 to have an inclination angle. The inclination angle of the reflector 23 is in proportion to the length on the upper portions of the first and second deformation parts 15 and 17 and inversely proportional to the square of the thickness. Therefore, in order to increase the inclination angle of the reflector 23 to increase the optical path control range, the thickness of the upper part of the first and second deformation parts 15 and 17 must be reduced or increased.
그러나, 상술한 종래 투사형 화상표시장치의 광로조절장치는 다층세라믹의 소결시 온도가 전극의 용융점 보다 높으므로 전극의 형성이 어려운 문제점이 있었다. 또한, 반사경의 경사각을 크게 하기 위해 변형부 상부의 두께를 얇게 하고 높이를 크게하여야 하기 때문에 집적도를 높이기가 어려운 문제점이 있었다.However, the optical path control apparatus of the conventional projection type image display device described above has a problem in that the formation of the electrode is difficult because the temperature of the multilayer ceramic is higher than the melting point of the electrode. In addition, in order to increase the inclination angle of the reflector, the thickness of the upper part of the deformed portion has to be made thinner and the height has a problem that it is difficult to increase the degree of integration.
따라서 본 발명의 목적은 전극형성이 용이한 투사형 화상표시장치의 광로조절장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical path adjusting device of a projection type image display device that is easy to form electrodes.
본 발명의 다른 목적은 화소의 집적도를 향상시킬 수 있는 투사형 화상표시장치의 광로조절장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an optical path control apparatus of a projection type image display apparatus capable of improving the degree of integration of pixels.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광로조절장치는 트랜지스터들을 가지며 표면에 매트리스형태의 도선 패턴이 형성된 기판과; 상기 기판상에 실장되며, 양측면에 제1 및 제2전극이 형성되는 한 몸체로 이루어져 상기 제1 및 제2전극에 수직한 방향을 따라 분극되어 있는 변형부를 가지고, 상기 제1전극이 상기 도선패턴과 전기적으로 접속되어 화상신호 인가시 상기 기판에 수직한 방향을 따라 수축 또는 신장하는 액츄에이터와; 상기 액츄에이터의 상부에 수평연장부의 하부표면이 부착되고, 상기 수평연장부의 상부의 일측에서 수직으로 연장된 수직연장부의 끝단이 사방으로 신장되어 고정되는 유리덮개의 하부에 부착되어 상기 수평연장부의 타측이 상기 액츄에이터와 연동되는 반사경을 구비한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an optical path control apparatus including: a substrate having transistors and a mattress-shaped wire pattern formed on a surface thereof; It is mounted on the substrate and has a deformable portion formed in one body having first and second electrodes formed on both sides thereof and polarized in a direction perpendicular to the first and second electrodes, wherein the first electrode is the conductive pattern. An actuator electrically connected to the actuator and contracting or extending in a direction perpendicular to the substrate when an image signal is applied; The lower surface of the horizontal extension part is attached to the upper part of the actuator, and the end of the vertical extension part extending vertically from one side of the upper part of the horizontal extension part is attached to the lower part of the glass cover which is extended in all directions and fixed to the other side of the horizontal extension part. It is provided with a reflector that is interlocked with the actuator.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제2도는 본 발명의 일실시예에 따른 광로조절장치(45)의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of the optical path control device 45 according to an embodiment of the present invention.
광로조절장치(45)는 기판(31), 액츄에이터(40), 반사경(41) 및 유리덮개(43)를 포함한다.The optical path control device 45 includes a substrate 31, an actuator 40, a reflector 41, and a glass cover 43.
기판(31)은 표면에 박막 트랜지스터들(도시되지 않음)과 매트릭스 형상의 도선패턴(33)이 형성된 유리 또는 Al2O3등의 절연물질로 이루어진다. 또한, 기판(31)은 트랜지스터들이 내장되어 있으며 매트릭스 형상의 도선패턴을 포함하는 단결정 실리콘 웨이퍼로 이루어질 수 있다.The substrate 31 is made of an insulating material such as glass or Al 2 O 3 on which thin film transistors (not shown) and a matrix-shaped lead pattern 33 are formed. In addition, the substrate 31 may be formed of a single crystal silicon wafer having transistors embedded therein and including a matrix-shaped lead pattern.
액츄에이터(40)는 한 몸체로 이루어진 직유면체의 변형부(35)와, 제1 및 제2전극들(37)(39)로 이루어진다. 변형부(35)는 BaTiO3, PZT(Pb(Zr,Ti)O3) 또는 PLZT((Pb,La)(Z4,T)O3)등의 압전세라믹으로 이루어지며 x 또는 -x 방향으로 분석되어 있다. 제1 및 제2전극들(37)(39)은 금(Au), 은(Ag), 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr)등으로 이루어지는데, 제1전극(37)은 도선패턴(33)과 전기적으로 접속되어 신호전극으로 이용되며, 제2전극(39)은 인접하는 액츄에이터들의 제2전극들과 전기적으로 공통접속되어 공통접지전극으로 이용된다. 상기 액츄에이터(40)는 도선패턴(33)을 통해 제1전극(37)에 인가되는 화상신호에 의해 변형부(35)에 발생되는 전계가 분극방향과 동일한 방향이며 -y 방향으로 수축되고, 반대방향이면 y방향으로 신장한다.The actuator 40 includes a deformable portion 35 of a cuboid formed of a body, and first and second electrodes 37 and 39. The deformation part 35 is made of piezoceramic such as BaTiO 3 , PZT (Pb (Zr, Ti) O 3 ) or PLZT ((Pb, La) (Z 4 , T) O 3 ), and is formed in the x or -x direction. It is analyzed. The first and second electrodes 37 and 39 are made of gold (Au), silver (Ag), nickel (Ni), or chromium (Cr). The first electrode 37 is a conductive pattern 33. The second electrode 39 is electrically connected to the second electrodes of adjacent actuators and used as a common ground electrode. In the actuator 40, an electric field generated in the deformation part 35 by an image signal applied to the first electrode 37 through the conductive line pattern 33 is contracted in the -y direction in the same direction as the polarization direction and vice versa. Direction extends in the y direction.
반사경(41)은 x축 방향으로 연장되어 하부표면이 액츄에이터(40)의 상부에 실장된 수평연장부와, 이 상기 수평연장부의 일측에서 y축방향으로 연장되어 끝단이 유리덮개(43)에 부착된 수직연장부로 구성된다. 반사경(41)은 Al등으로 이루어지며 상부표면이 반사면이 된다. 유리덮개(43)는 소다석회(soda lime)등의 투명한 물질로 이루어지며 사방으로 신장되어 고정된다. 따라서, 반사경(41)은 수직 연장부의 끝단이 유리덮개(43)의 하부표면에 부착되어 고정된다. 상기 반사경(41)은 액츄에이터(40)가 y축을 따라 수축 또는 신장됨에 따라 수직연장부와 연결되지 않은 수평연장부의 타측이 y축을 따라 연동되어 경사지게 된다. 그러므로, 반사경(41)은 유리덮개(43)을 통해 입사되는 광을 경로를 변경하여 반사시킨다.The reflector 41 extends in the x-axis direction so that the lower surface thereof is mounted on the upper portion of the actuator 40, and extends in the y-axis direction from one side of the horizontal extension portion to attach the end to the glass cover 43. It consists of vertical extension part. The reflector 41 is made of Al or the like and its upper surface is a reflecting surface. Glass cover 43 is made of a transparent material such as soda lime (soda lime) and is extended and fixed in all directions. Therefore, the reflecting mirror 41 is fixed to the end of the vertical extension is attached to the lower surface of the glass cover 43. As the reflector 41 is contracted or extended along the y axis, the other side of the horizontal extension part which is not connected to the vertical extension part is inclined to interlock along the y axis. Therefore, the reflector 41 reflects the light incident through the glass cover 43 by changing the path.
상술한 광로조절장치(45)의 동작을 설명한다. 도선패턴(33)을 통해 신호전극인 제1전극(37)에 화상신호를 인가하면 -x 또는 x방향으로 분극되어 있는 변형부(35)에 x축을 따라 분극과 동일한 방향 또는 반대방향으로 전계가 발생한다. 상기에서 분극방향과 전계방향이 동일하면 변형부(35)는 x축을 따라 신장되고 y축을 따라 수축된다. 그러므로 반사경(41)은 수평연장부의 일측이 수직연장부에 의해 고정되고 타측이 -y 방향으로 이동되어 기울어지게 된다. 즉, 변형부(35)가 -x 방향으로 분극되어 있을때, 제1전극(37)에 양(+)의 화상신호가 인가되면 변형부(35)는 y축을 따라 수축되어 반사경(41)수평연장부의 타측이 -y 방향으로 이동되어 기울어지게 한다. 그러나, 분극방향과 전계방향이 반대이면 변형부(35)가 반대로 동작되어 반사경(41)의 수평연장부의 타측을 y방향으로 이동시켜 기울어지게 한다. 즉, 변형부(35)가 -x 방향으로 분극되어 있을때, 제1전극(37)에 음(-)의 화상신호가 인가되면 변형부(35)는 y 축을 따라 신장되어 반사경(41)의 수평연장부의 타측을 y방향으로 이동시켜 기울어지게 한다. 상기에서 반사경(41)의 경사각도는 제1전극(37)에 인가되는 화상신호의 크기에 비례한다.The operation of the optical path control device 45 described above will be described. When an image signal is applied to the first electrode 37 which is a signal electrode through the conductive line pattern 33, the electric field is applied to the deformable part 35 polarized in the -x or x direction in the same direction as the polarization or in the opposite direction along the x axis. Occurs. If the polarization direction and the electric field direction are the same, the deformable portion 35 extends along the x-axis and contracts along the y-axis. Therefore, the reflector 41 is tilted by one side of the horizontal extension is fixed by the vertical extension and the other side is moved in the -y direction. That is, when the deformable part 35 is polarized in the -x direction, when a positive image signal is applied to the first electrode 37, the deformable part 35 contracts along the y-axis to extend the reflector 41 horizontally. The other side of the negative is moved in the -y direction to incline. However, if the polarization direction and the electric field direction are reversed, the deformable portion 35 is operated in the opposite direction to move the other side of the horizontal extension portion of the reflector 41 in the y direction to incline. That is, when the deformable part 35 is polarized in the -x direction, when a negative (-) image signal is applied to the first electrode 37, the deformable part 35 extends along the y-axis to horizontally reflect the reflector 41. The other side of the extension is moved in the y direction to tilt. The angle of inclination of the reflector 41 is proportional to the magnitude of the image signal applied to the first electrode 37.
상술한 바와 같이 수평연장부와, 이 수평연장부의 상부의 일측에서 수직으로연장되어 끝단이 유리덮개에 부착 고정된 반사경이 변형부의 양측면에 제1 및 제2전극이 형성되어 화상신호인가시 수직방향으로 수축 또는 신장되는 액츄에이터의 상부에 실장된다. 그러므로, 반사경은 수평연장부의 타측이 액츄에이터의 연동되어 경사지게 된다.As described above, first and second electrodes are formed on both sides of the horizontal extension portion and the reflector with vertical extension extending from one side of the upper portion of the horizontal extension portion and attached to the glass cover. It is mounted on the upper part of the actuator to be contracted or extended. Therefore, the other side of the horizontal mirror is inclined in conjunction with the actuator of the horizontal extension.
따라서, 본 발명은 변형부 내에 전극이 필요하지 않으므로 구조가 간단하며 제조가 용이한 잇점이 있다. 또한, 구조가 간단하고 제조가 용이하므로 화소의 집적도를 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.Therefore, the present invention has the advantage that the structure is simple and easy to manufacture since no electrode is required in the deformable portion. In addition, since the structure is simple and easy to manufacture, there is an advantage in that the degree of integration of pixels can be improved.
Claims (5)
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| KR1019930004516A KR960016285B1 (en) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | Optical path regulation apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019930004516A KR960016285B1 (en) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | Optical path regulation apparatus |
Publications (1)
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| KR960016285B1 true KR960016285B1 (en) | 1996-12-07 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1019930004516A KR960016285B1 (en) | 1993-03-23 | 1993-03-23 | Optical path regulation apparatus |
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1993
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