KR970003003B1

KR970003003B1 - 광로조절장치

Info

Publication number: KR970003003B1
Application number: KR1019930007677A
Authority: KR
Inventors: 최영준
Original assignee: 대우전자 주식회사; 배순훈
Priority date: 1993-05-04
Filing date: 1993-05-04
Publication date: 1997-03-13
Also published as: KR940027542A

Abstract

내용 없음

Description

광로조절장치

제1도는 종래 광로조절광치의 단면도.

제2도는 본 발명에 따른 광로조절광치의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30 : 광로조절장치 31 : 기판

33 : 도선패턴 35 : 접촉단자

37 : 차단벽 39 : 저저항 접촉부

40 : 액츄에이터어레이 41 : 변형부

43 : 내부전극 44 : 홈

45 : 외부전극 46 : 액츄에이터

47 : 반사경

본 발명은 투사형화상표시장치에 이용되는 광로조절장치에 관한 것으로서, 특히, 구동기판과 액츄에이터어레이(actuator array)의 접착 및 전기적 접속을 위한 전도성 접착재의 퍼짐 등에 의해 발생되는 인접하는 액츄에이터들 사이의 전기적 단락을 방지하여 신뢰성을 향상시킬 수 있는 광로조절장치에 관한 것이다.

화상표시장치는 표시방식에 따라 직시형 화상표시장치와 투사형 화상표시장치로 구분된다. 직시형 화상표시장치는 CRT(Cathode Ray Tube)등이 있는데, 이러한 CRT 화상표시장치는 화질이 좋으나 화면이 커짐에 따라 중량 및 두께의 증가와, 가격이 비싸지는 문제점이 있어 대화면을 구현하는데 한계가 있다. 투사형 화상표시장치는 대화면 액정 표시장치(Liquid Crystal Display; 이하 LCD라 칭함)등이 있는데, 이러한 대화면 LCD는 박형화가 가능하여 중량을 작게할 수 있다. 그러나, 이러한 LCD는 편광판에 의한 광의 손실이 크고, LCD를 구동하기 위한 박막 트랜지스터가 화소마다 형성되어 있어 개구율(광의 투과 면적)을 높이는데 한계가 있으므로 광의 효율이 매우 낮다.

이러한, LCD의 단점을 보완하고자 미합중국 Aura사에서 액츄에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Arrays: 이하 AMA라 칭함)를 이용한 투사형 화상표시장치가 개발되었다. AMA를 이용한 투사형 화상표시창치는 광원에서 발광된 백색광을 적색, 녹색 및 청색의 광속(lignt beam)등으로 분리한 후, 이 광속들을 액츄에이터들의 변형에 의해 기울어지는 반사경들에 각각 반사시켜 광로(light path)들을 조절하고, 이 광속들의 광량을 조절하여 화면으로 투사시키므로서 화상을 나타낸다. 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.

제1도는 본 발명에 따른 광로조절장치(10)의 단면도이다.

광로조절장치(10)는 기판(11), 액츄에이터어레이(20) 및 반사경(27)을 구비한다.

기판(11)은 절연물질 또는 실리콘 등의 반도체로 이루어지며, 표면에 능동 매트릭스(active matrix) 형태의 트래지스터들(도시되지 않음)과 도선패턴(13)들이 형성되어 있다. 기판(11)의 표면에 도선패턴(13)들의 일부분이 노출되어 있으며, 또한, 노출된 도선패턴(13)들의 상부에 금속으로 이루어진 접촉단자(15)들이 형성되어 있다.

액츄에이터어레이(20)는 x축의 어느 한 방향으로 분극(polarization)된 압전세라믹(piezo electric ceramic)으로 형성된 변형부(21)들을 포함한다. 변형부(21)들은 이웃하는 변형부들과 사이에 신호전극으로 이용되는 내부전극(23)들돠, 상부에 형성된 홈(24)들의 내부표면에 공통접지전극으로 이용되는 외부전극(25)들이 형성되어 있다. 상기에서 내부전극(23)들을 중심으로 양측 변형부(21)들의 반쪽 부분들은 외부전극(25)들을 포함하여 철(凸)자 형태의 단위 액츄에이터(26)들을 이룬다. 상기 액츄에이터(26)들의 하부에 내부전극(23)들을 중심으로 하는 돌출부들이 형성되어 있으며, 이 돌출부들의 하부 표면에 전도성 접착제가 도포되어 내부전극(23)들과 접촉되는 저저항 접촉부(19)들이 형성되어 상술한 액츄에이터어레이(20)는 저저항 접촉부(19)들이 접촉단자(15)들과 접촉되도록 기판(11)상에 실장되어 있다.

반사경(27)들은 액츄에이터어레이(20)의 액츄에이터(26)들 상부의 표면에 실장되어 있다.

상술한 광로조절장치(10)는 접촉단자(15)들을 통해 도선패턴(13)들로 부터 액츄에이터(26)들의 내부전극(25)들에 화상신호가 인가되면 변형부(21)들에 전계가 발생되어 액츄에이터(26)들이 변형된다. 그러므로, 액츄에이터(26) 상부의 표면에 실장된 반사경이 경사지게 되어 입사광에 대해 반사광의 광로를 변화시킨다. 상기에서 내부전극(23)들에 화상신호가 인가될 때 변형부(21)들은 내부전극(23)들과 외부전극(25)들 사이의 전압차에 의해 변형부(21)들 상부의 돌출부에 전계가 발생된다. 그러므로, 변형부(21)들의 상부 돌출부에는 내부전극(23)들을 사이에 두고 이웃하는 돌출부들과 서로 반대방향의 전계가 발생된다. 따라서, 액츄에이터(26)들에 있어서 돌출부를 이루는 변형부(21)들은 전계방향과 분극방향이 일측에서 일치되어 -y방향으로 수축되며, 타측에서 반대가 되어 y방향으로 신장되어 반사경(27)이 기울어지게 된다. 반사경(27)들의 기울어짐은 내부전극(23)들에 인가되는 화상신호의 크기와 비례한다. 상기에서 저저항 접촉부(19)들은 접촉단자(15)들과 내부전극(23)들 사이의 전기적 접속을 좋게하여 동작 특성을 향상시키는데, 전도성 접착제를 실크스크린(silk screen)등의 방법에 의해 접촉단자의 상부에 도포하거나, 또는 액츄에이터들의 하부 돌출부를 전도성 접착제에 침지(dipping)시켜 형성된다.

그러나, 액츄에이터어레이를 기판에 실장할 때 저저항 접촉부를 형성하기 위한 전도성 접촉제들이 퍼지게 되므로 화소수의 증가에 의한 액츄에이터들의 전극 거리가 좁아짐에 따라 액츄에이터들이 전기적으로 단락되어 독립적으로 구동되기 어려운 문제점이 있었다. 또한, 액츄에이터들의 하부 돌출부의 표면만이 기판에 형성되어 있는 접촉단자들과 접착되므로 접착력이 작은 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 기판에 액츄에이터어레이를 실장할 때 전도성 접착제의 퍼짐으로 인한 액츄에이터들 사이의 전기적으로 단락을 방지하여 동작특성을 향상시킬 수 있는 광로조절장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 기판과 액츄에이터어레이의 접착 면적을 크게하여 접착력을 향상시킬 수 있는 광로조절장치를 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광로조절장치는 매트릭스 형태의 트랜지스터들을 가지며 표면에 도선 패턴들과, 상기 도선 패턴들의 소정부분상에 접착단자들이 형성되어 있는 기판과; 상기 기판상에 실장되며, 변형부들, 상기 변형부들 사이에 제1전극들과 상기 변형부들 상부에 형성된 홈들의 내부표면에 도포된 제2전극들을 가지되 상기 제1전극들을 중심으로 상기 변형부들의 반쪽들과 제2전극들로 이루어진 철(凸)자 형태의 액츄에이터들이 M×N개가 배열된 액츄에이터어레이와; 상기 액츄에이터들의 돌출부의 상부에 실장된 반사경들과; 상기 기판상에 상기 접착단자들이 노출되도록 형성되어 상기 기판에 상기 액츄에이터어레이가 실장될 때 접착시킴과 더불어 상기 접촉단자들과 상기 제1전극들 사이를 전기적 접촉을 시키는 전도성 접착제의 퍼짐을 방지하는 차단벽을 구비한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명의 일실시예에 따른 광로조절장치(30)의 단면도이다.

광로조절장치(30)는 기판(31), 차단벽(37), 액츄에이터어레이(40)및 반사경(47)을 구비한다.

기판(31)은 능동 매트릭스 형상의 트랜지스터들(도시되지 않음)과 도선패턴(33)을 포함하는 유리 또는 Al₂O₃등의 절연물질로 이루어진다. 또한, 기판(31)은 실리콘웨이퍼로 이루어질 수도 있다. 기판(31)의 표면에 도선패턴(33)들의 일부분이 노출되도록 형성되어 있으며, 또한, 노출된 도선패턴(33)들의 상부에 알루미늄(Al)등의 금속으로 이루어진 접촉단자(35)들이 형성되어 있다. 상기 도선패턴(33)들은 외부회로(도시되지않음)로 부터 인가되는 화상신호를 대응하는 각각의 화소들에 전달하며, 접촉단자(35)들은 도선패턴(33)들과 대응하는 각각의 화소들을 전기적으로 잘 연결시킨다.

액츄에이터어레이(40)는 변형부(41)들과 내부 및 외부전극들(43),(45)을 가지며 하나의 화소에 해당하는 단위 액츄에이터(46)들이 M×N개로 이루어져 기판(31)의 상부에 실장된다. 변형부(41)들은 BaTiO₃, PZT(Pb(Zr, Ti)O₃) 또는 PLZT((Pb, La)(Zr, Ti)O₃)등의 압전세라믹으로 이루어지며 x축의 어느 한 방향으로 분극되어 있다. 또한, 변형부(41)들은 RZT게에 PMN(Pb(Mg, Nb)O₃)를 고용시킨 PMN-PT등과 같은 전왜 세라믹으로 형성될 수 있다. 또한, 내부전극(43)들은 소정 변형부(41)들과 이웃하는 변형부들 사이에 형성되며 저저항 접촉부(39)들을 통해 접촉단자(35)들과 전기적으로 접속되어 신호전극으로 이용되고, 외부전극(45)들은 변형부(41)들 상부에 형성된 홈(44)들의 내부표면에 도포되어 공통접지전극으로 이용된다. 상기에서 내부전극(43)들을 중심으로 양측 변형부(41)들의 반쪽 부분들은 외부전극(45)들을 포함하여 철(凸)자 형태의 단위 액츄에이터(46)가 된다. 상기에서 저저항 접촉부(39)들은 전도성 접착제로 이루어져 내부전극(43)들과 접촉단자(35)들을 전기적으로 연결시킬 뿐만 아니라 액츄에이터(46)들의 돌출부와 접촉단자(46)들을 접착시킨다. 그러므로 액츄에이터어레이(40)는 기판(30)에 접착된다 상기에서 전도성접착제로 이루어진 저저항 접촉부(39)는 액츄에이터(46)들 하부의 표면 및 접촉단자(35)들의 상부표면 뿐만아니라 액츄에이터(46)들 하부의 측면 및 접촉단자(35)들의 측면과 기판(31)의 일부와도 접착되어 접착력을 크게 한다. 상기 액츄에이터(46)들은 내부전극(43)들과 외부전극(45)들 사이의 전압차에 의해 x축을 따라 서로 반대 방향의 전계가 발생된다. 상기에서 단위 액츄에이터(46)들을 이루는 약측의 변형부(41)들은 내부전극(43)들을 중심으로 서로 반대 방향의 전계가 발생된다. 그러므로 압전세라믹으로 이루어진 액츄에이터(46)들은 내부전극(43)들에 화상신호가 인가되면 분극방향과 전계방향이 일치하는 일측 변형부들의 상부는 y축을 따라 수축되고, 일치하지 않는 타측 변형부들의 상부는 y축을 따라 신장된다. 따라서, 액츄에이터(46)들은 상부 표면이 y축을 따라 수축하는 일측 변형부들 쪽으로 경사지게 된다. 상기에서 액츄에이터(46)들 상부표면의 경사되는 정도는 화상신호 레벨에 비례하게 된다.

차단벽(37)은 기판(31)의 상부의 표면에 접촉단자(35)들을 노출시키고 형성되어 있다. 차단벽(37)은 비전도성접착제로 이루어져 소정 두께를 갖는데 기판(31)에 액츄에이터어레이(40)를 부착시킬때 저저항 접촉부(39)를 이루는 전도성 접착제가 넓게 퍼지는 것을 방지할 뿐만 아니라, 측면이 이 전도성접착제와 접착되어 부착력을 증가시킨다. 그러므로, 액츄에이터(46)들은 이웃하는 것들끼리 전기적으로 단락되는 것을 방지한다. 상기에서 차단벽(37)은 액츄에이터(46)들 하부돌출부의 표면적보다 상기 접촉단자(35)들을 노출시키기 위한 면적이 크도록 형성된다.

반사경(47)들은 액츄에이터(46)들의 상부 돌출부 표면에 실장되어 있다. 반사경(47)은 액츄에이터(46)들의 변형에 따라 경사지게 되어 입사광에 대해 반사광의 광로를 바꾸어 준다.

상술한 바와 같이 기판 상부에 절련막의 표면에 접촉단자들을 노출시키고 비전도성입접착제로 소정 두께로 형성된 차단벽에 의해 기판에 액츄에이터어레이를 실장시킬 때 접착면적을 증대시켜 부착력을 크게하고 저저항 접촉부가 되는 전도성접착제가 퍼지는 것을 방지한다.

따라서, 본 발명은 접촉단자들과 내부전극들을 전기적으로 연결시키기 위한 저저항 접촉부들 사이를 절연시켜 액츄에이터들을 독립적으로 구동시키므로 동작 특성을 향상시킬 수 있는 잇점이 있다. 또한, 기판과 액츄에이터어레이 사이의 접착면적이 증가되어 접착력이 커지는 잇점이 있다.

Claims

매트릭스 형태의 트랜지스터들을 가지며 표면에 도선 패턴들과, 상기 도선 패턴들의 소정부분상에 접촉단자들이 형성되어 있는 기판과; 상기 기판상에 실장되며, 변형부들, 상기 변형부들 사이의 제1전극들과 상기 변형부들 상부에 형성된 홈들의 내부표면에 도포된 제2전극들을 가지되 상기 제1전극들을 중심으로 상기 변형부들의 반쪽들과 제2전극들로 이루어진 철자 형태의 액츄에이터들이 M×N개가 배열된 액츄에이터어레이와; 상기 액츄에이터들의 돌출부의 상부에 실장된 반사경들과; 상기 기판상에 상기 접촉단자들이 노출되도록 형성되어 상기 기판에 상기 액츄에이터어레이가 실장될 때 접착시킴과 더불어 상기 접촉단자들과 상기 제1전극들 사이를 전기적 접촉을 시키는 전도성접착제의 퍼짐을 방지하는 차단벽을 구비하는 광로조절장치.
제1항에 있어서, 상기 차단벽이 비전도성접착제로 형성된 광로조절장치.