KR970003444B1 - 투사형 화상표시장치용 액츄에이터어레이의 실장방법 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

투사형 화상표시장치용 액츄에이터어레이의 실장방법

제1도는 종래 방법에 따른 액츄에이터어레이의 실장방법을 나타내는 단면도

제2도는 본 발명에 따른 액츄에이터어레이의 실장방법을 나타내는 단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

41 : 구동기판 43 : 패드

45 : 접착제 47 : 액츄에이터어레이

49, 51 : 제1 및 제2변형부 52 : 신호전극

53, 55 : 제1 및 제2 바이어스 전극 57 : 홈

59 : 구동전달부 61 : 거울

본 발명은 투사형 화상표시장치용 액츄에이터어레이의 실장방법에 관한 것으로서, 특히, 액츄에이터어레이와 구동기판을 고유전율의 물질을 포함한 접착제로 부착하여 이웃하는 액츄에이터들을 독립적으로 구동시킬 수 있는 투사형 화상표시장치용 액츄에이터어레이의 실장방법에 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 작게 할 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 화상표시장치는 광원에서 발광된 백색광을 적색, 녹색 및 청색의 광속(light 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 종래 방법에 따른 투사형 화상표시장치용 액츄에이터어레이(17)의 실장방법을 나타내는 단면도이다.

상기에서 액츄에이터어레이(17)는 각각의 액츄에이터들 사이가 전기적으로 분리되도록 구동기판(11)의 상부에 실장되어 전도성 접착제(15)로 부착되어 있다.

액츄에이터어레이(17)는 상부에 홈(27)들이 형성되어 있는 한 몸체의 제1 및 제2변형부들(19), (21)을 사이에 두고 하부에 신호전극(22)들이, 상부에 제1 및 제2바이어스 전극들(23), (25)이 형성되어 있다. 제1 및 제2변형부들(19), (21)은 압전 세라믹이나 전왜 세라믹으로 형성되어 있으며, 신호전극(22)들은 홈들을 중심으로 대향하는 제1 및 제2바이어스 전극들(23), (25)이 겹쳐 있다. 액츄에이터어레이(17)의 상부에는 홈들에 하부들이 끼워진 구동전달부(29)들이 있고, 이 구동전달부(29)의 표면에는 거울(31)들이 형성되어 있다.

구동기판(11)은 트랜지스터들(도시되지 않음)이 능동 매트릭스의 형태로 내장되어 있고 표면에 이 트랜지스터들과 전기적으로 연결된 패드(13)들을 가지며, 유리 또는 알루미나(Al2O3)등의 절연체나, 실리콘 등의 반도체로 이루어져 있다. 구동기판(11)의 표면에는 패드(13)들에 신호전극(22)들이 접촉되어 전기적으로 연결 되도록 액츄에이터어레이(17)가 실장되어 있다. 상기에서 패드(13)들과 신호전극(22)들은 전도성의 접착제(15)에 의해 부착되어 있다.

상기 액츄에이터어레이(17)를 구동기판(11)에 실장하는 방법은 스크린(screen) 또는 침지(dipp -ing)등의 방법에 의해 액츄에이터어레이(17)의 하부에 형성되어 있는 신호전극(22)들에 전도성의 접착제(15)를 도포한 후 이 신호전극(22)들이 패드(13)들과 접촉되도록 실장 및 압착한다. 상기에서 전도성의 접착제(15)는 접촉되는 패드(13)들과 신호전극(22)들을 부착시킬 뿐만 아니라 전기적으로도 연결시킨다.

그러나, 상술한 액츄에이터어레이를 실장할 때 신호전극들에만 전도성 접착제를 도포하여야 하므로 실장이 어려운 문제점이 있었다. 그리고, 신호전극들에 도포되어 있던 전도성 접착제는 액츄에이터어레이를 구동기판에 실장한 후 압착할 때 주위로 퍼지게 되며, 이는 이웃하는 신호전극들에 도포되어 있던 전도성 접착제와 접촉하게 되어 액츄에이터들을 단락(short)시켜 동작특성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 액츄에이터어레이와 구동기판의 사이 전면을 접착제에 의해 부착시키므로 접착제의 도포가 쉬운 액츄에이터어레이의 실장방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 인접하는 액츄에이터들끼리 전기적으로 단락되는 것을 방지하여 동작특성을 향상시킬 수 있는 투사형 화상표시장치용 액츄에이터어레이의 실장방법을 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 투사형 화상표시장치용 액츄에이터어레이의 실장방법은 상부에 거울에 구동력을 전달하는 구동전달부의 하부가 삽입되는 홈에 의해 한정되는 제1 및 제2변형부들과, 이 제1 및 제2변형부들의 하부 표면에 신호전극과, 상부표면에 제1 및 제2바이어스 전극들이 형성된 액츄에이터들이 다수개로 형성된 액츄에이터어레이를 트랜지스터들이 내장되고 표면에 상기 트랜지스터와 전기적으로 연결된 패드들을 가지는 구동기판에 실장하는 방법에 있어서, 상기 구동기판의 전표면에 고유전 물질이 함유된 절연성의 접착제를 도포한 후 상기 액츄에이터어레이를 위치시키고 압착하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 투사형 화상표시장치용 액츄에이터어레이(47)의 실장법을 도시한 단면도이다.

상기에서 액츄에이터어레이(47)는 각각의 액츄에이터들이 전기적으로 분리되도록 구동기판(41)의 상부에 실장되어 접착제(45)로 부착되어 있다.

액츄에이터어레이(47)는 M×N개의 액츄에이터들이 한 몸체를 이루며 배열된다.

구동기판(41)은 능동매트릭스 형태로 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장되고 표면에 이 트랜지스터와 전기적으로 연결된 패드(43)를 가지는 유리 또는 알루미나(Al2O3)등의 절연체나, 실리콘 외부와 전기적으로 연결시키기 위한 알루미늄 등의 전도성 금속으로 형성되어 있다.

액츄에이터어레이(47)는 M×N개의 액츄에이터들이 한 몸체를 이루고 배열되어 구동기판(41)에 실장되며 박막의 제1 및 제2변형부들(49), (51)을 사이에 두고 하부에 신호전극(52)들을 상부에 제1 및 제2 바이어스전극들(53), (55)을 갖는다. 제1 및 제2 변형부들(49), (51)은 PMN(Pb(Mg, Nb)O₃)계등의 전왜세라믹이 한 몸체로 이루어지며 사이에 구동전달부(59)들의 하부에 끼워질 홈(47)들을 중심으로 신호전극(52)들과 대항하는 제1 및 제2 바이어스전극들(53), (55)이 각기 겹치는 부분으로 구분된다. 상기 홈들을 폭 정도의 깊이를 가지며 습식식각방법 등의 반도체공정으로 형성된다. 신호전극(52)들은 패드(43)들과 전기적으로 연결되어 제1 및 제2 변형부들(49). (51)에 공통으로 이용되며, 제1 및 제2 바이어스전극들(53), (55)은 각기 제1 및 제2 변형부들(49), (51)에 이용된다. 상기에서 제1 및 제2 바이어스전극들(53), (55)은 위상이 반대인 소정크기의 제1 및 제2 바이어스 전압(V_b), (-V_b)이 각기 인가된다. 그러므로, 신호전극(52)들에 트랜지스터 및 접촉단자(43)를 통해 외부전극(도시되지 않음)으로부터 화상신호(V_p)가 입력되면 제1 및 제2 변형부들(49), (51)은 제1 및 제2 바이어스전압(V_b), (-V_b)와 화상신호(V_p)의 차에 비례하는 만큼 +y 방향으로 신장된다. 상기에서 제1 바이어스전압(V_b)과 화상신호(V_p)의 전압차와, 제2 바이어스전압(-V_b)와 화상 신호(V_p)의 전압차중 전압차가 큰 변형부들이 더 신장된다. 상기에서 화상신호(V_p)는 제2 바이어스전압(-V_b) 보다 크고 제1 바이어스전압(V_b)보다 작다. 상기에서 제1 및 제2 변형부들(49), (51)을 전왜세라믹으로 형성하였으나 BaTiO₃, PZT(Pb(Zr, Ti)O₃O 또는 PLZT((Pb, La)O₃) 등의 압전세라믹으로 형성할 수도 있다.

구동전달부(59)들은 절연성의 에폭시로 T자 형태로 이루어져 하부가 홈(57)들에 끼워져 부착되며, 상부에 거울(61)들이 실장된다. 제1 및 제2 변형부들(49), (51)과 부착되는 하부 양측면은 제1 및 제2 변형부들(49), (51)의 신장되는 정도에 따라 서로 다르게 화상신호(V_p)가 입력되지 않았을 때의 동일한 소정높이와 다르게 된다. 그리하여, 구동전달부(59)들의 상부는 제1 변형부(49)들 또는 제2 변형부(51)들의 방향으로 기울어지며, 이에 의해 구동전달부(59)들의 상부표면에 실장된 거울(61)들이 연동된다. 상기에서 거울(61)들은 알루미늄 등이 스퍼터링 또는 진공증착되어 형성된다.

상술한 액츄에이터어레이(47)를 구동기판(41)에 실장하는 방법은, 이 구동기판(41)의 상부전 표면에 PMN 등과 같이 유전율이 높은 물질이 입장 상태로 포함된 절연성의 접착제(45)를 도포하고 액츄에이터어레이(47)를 압착하여 실장한다. 그러므로, 패드(43)들을 통해 인가되는 화상신호(V_p)는 V_p=V₁+V₂(여기서, V₁은 접착제에서의 층간 전압차, V₂는 액츄에이터들의 전압차)가 된다. 그러나 상기에서 접착제(45)는 20∼50㎛ 정도의 두께를 가지며 캐패시터(capacitor)로 이용되는데, PMN(유전율=2000∼3000) 등이 유전율이 높으므로 접착제(45)에서의 전압강하는 거의 OV에 가깝다. 따라서, 패드(43)들을 통해 인가되는 화상신호(V_p)는 거의 다 신호전극(52)들에 인가된다. 즉, V_p≒V₂가 된다. 한편, 접착제(45)가 절연성을 가지므로 X축을 따라 통전되지 않으므로 각각의 액츄에이터들은 각각의 화상신호에 따라 독립적으로 구동된다.

상술한 바와 같이 구동기판상에 액츄에이터어레이를 실장할 때 구동기판의 패드들을 통해 인가되는 화상신호가 전압이 강하 되지 않고 수직 방향으로 각각의 액츄에이터들에만 인가되도록 고유전율 물질의 입자들이 포함된 절연성의 접착제를 구동기판의 전표면에 도포하고 액츄에이터어레이를 압착한다.

따라서, 본 발명은 액츄에이터어레이를 실장할 때 구동기판의 전표면에 고유전물질의 입자들이 포함된 절연성의 접착제를 도포하므로 실장이 쉬우며, 절연성의 접착제에 의해 수평방향으로 전기적으로 절연되므로 액츄에이터들 사이의 거리가 가까워도 단락 되지 않아 동작특성이 향상되는 잇점이 있다.

Claims (2)

1. 상부의 거울에 구동력을 전달하는 구동전달부의 하부가 삽입되는 홈에 의해 한정되는 제1 및 제2 변형부들과, 이 제1 및 제2 변형부들의 하부표면에 신호전극과, 상부표면에 제1 및 제2 바이어스전극들이 형성된 액츄에이터들이 다수개로 형성된 액츄에이터어레이를 트랜지스터들이내장되고 표면에 상기 트랜지스터와 전기적으로 연결된 패드들을 가지는 구동기판에 실장하는 방법에 있어서, 상기 구동기판의 전표면에 고유전 물질이 함유된 절연성의 접착제를 도포한 후 상기 액츄에이터어레이를 위치시키고 압착하는 것을 특징으로 하는 투사형 화상표시장치용 액츄에이터어레이의 실장방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 고유전 물질이 PMN인 투사형 화상표시장치용 액츄에이터어레이의 실장방법.