KR970006685B1 - An optical path regulating 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 제1도의 광로조절장치의 동작을 설명하는 개략도.2 is a schematic view for explaining the operation of the optical path control device of FIG.
제3도는 본 발명의 실시예에 따른 광조조절장치의 단면도.Figure 3 is a cross-sectional view of the light adjustment device according to an embodiment of the present invention.
제4도는 제3도의 광로조절장치의 동작을 설명하는 개략도.4 is a schematic view for explaining the operation of the optical path control device of FIG.
제5도는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광로조절장치의 설명도.5 is an explanatory diagram of an optical path control apparatus according to another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
30 : 광로조절장치 31 : 구동기판30: optical path control device 31: driving substrate
32 : 접속단자 33 : 액츄에이터32: connection terminal 33: actuator
35 : 지지부 37 : 탄성부35 support portion 37 elastic portion
39 : 플러그 41 : 신호 전극39 plug 41 signal electrode
43 : 변형부 45 : 바이어스 전극43: deformation portion 45: bias electrode
47 : 거울47: mirror
본 발명은 투사형화상표시장치에 이용되는 광로조절장치에 관한 것으로서, 특히, 변형부가 박막의 세라믹으로 이루어진 광로조절장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an optical path adjusting device used in a projection image display device, and more particularly, to an optical path adjusting device made of a thin film ceramic.
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 의해 광의 손실이 크고, LCD를 구동하기 위한 박막 트랜지스터가 화소마다 형성되어 있어 개구율(광이 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 good image quality, but there is a problem in that a large screen has an increase in weight and thickness and a price is expensive, and thus there is a limitation in implementing a large screen. . Projection type image display apparatuses include a large crystal display (Liquid Crystal Display: hereinafter referred to as LCD), and such a large display LCD can be thinned to reduce its 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 보완화고자 미합중국 Aura사에서 액츄에이티드 미러 어레이(Acutuated Mirror Array : 이하 AMA라 칭함)를 이용한 투상형 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.In order to make up for the shortcomings of LCD, Aura (AMA) of the United States of America has developed a projection type image display apparatus using an Actuated Mirror Array (hereinafter referred to as AMA). 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 actuators, respectively. paths, and adjusts the amount of light beams to project on the screen to display an image.
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.The AMA is classified into a one-dimensional AMA having an actuator of M × 1 and a two-dimensional AMA having an M × N according to the 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 종래에 광로조절장치(10)의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a conventional optical path control device 10.
상기 광로조절장치(10)는 구동기판(11), 액츄에이터(15) 및 거울(29)들을 포함한다.The optical path control device 10 includes a driving substrate 11, an actuator 15, and mirrors 29.
구동기판(11)은 유리 또는 알루미나 (Al2O3)등의 절연물질이나 실리콘 등의 반도체로 이루어지며 M×N개의 트랜지스터(도시되지 않음)이 매트릭스(matrix) 형태로 내장되어 있으며 표면에 상기 트랜지스터들과 전기적으로 연결된 접속단자(13)들이 형성되어 있다.The driving substrate 11 is made of an insulating material such as glass or alumina (Al 2 O 3 ) or a semiconductor such as silicon, and M × N transistors (not shown) are embedded in a matrix form. Connection terminals 13 electrically connected to the transistors are formed.
액츄에이터(15)는 제1 및 제2변형부들(17),(18), 신호 전극(19), 제1 및 제2바이어스 전극들(21)(23)로 이루어져 있다. 액츄에이터(15)는 구동기판(11)에 실장되어 있다. 제1 및 제2변형부들(17)(18)은 전왜세라믹, 또는, 수직축을 따라 서로 반대방향으로 분극(polarization)된 압전세라믹으로 30∼50㎛ 정도의 두께로 형성되어 있다. 제1 및 제2변형부들(17)(18)은 한 몸체를 이루는 2∼5㎛ 정도의 폭과 10∼20㎛ 정도의 깊이를 갖는 U자의 홈(27)들에 의해 상부가 분리되어 있으며 인접하는 액츄에이터(도시되지 않음)들의 제2 및 제1변형부들(도시되지 않음)과 연결되어 있다. 또한, 제1 및 제2변형부들(17)(18)은 동일 열(column)상의 액츄에이터(도시되지 않음)의 제1 및 제2변형부들(도시되지 않음)과 길게 연결되어 있다.The actuator 15 includes first and second deformation parts 17 and 18, a signal electrode 19, and first and second bias electrodes 21 and 23. The actuator 15 is mounted on the drive substrate 11. The first and second deformable parts 17 and 18 are predistorted ceramics or piezoceramic polarized in opposite directions along a vertical axis, and are formed to have a thickness of about 30 to 50 μm. The first and second deformation parts 17 and 18 are separated by an upper portion by U-shaped grooves 27 having a width of about 2 to 5 μm and a depth of about 10 to 20 μm forming a body. Is connected to the second and first deformations (not shown) of the actuators (not shown). In addition, the first and second deformable parts 17 and 18 are connected to the first and second deformable parts (not shown) of the actuator on the same column (not shown).
상기 제1 및 제2변형부들(17)(18)의 하부표면에 신호 전극(19)과 상부 표면에 제1 및 제2바이어스 전극들(21)(23)이 형성되어 있다. 신호 전극(19)은 구동기판(11)의 접속단자(13)과 접촉되며 인접하는 액츄에이터들의 신호 전극들과 이격되어 트랜지스터들과 접속단자(13)를 통해 외부회로(도시되지 않음)로부터 화상신호가 입력된다.Signal electrodes 19 are formed on lower surfaces of the first and second deformable parts 17 and 18, and first and second bias electrodes 21 and 23 are formed on upper surfaces thereof. The signal electrode 19 is in contact with the connection terminal 13 of the driving substrate 11 and is spaced apart from the signal electrodes of adjacent actuators and is connected to an image signal from an external circuit (not shown) through the transistors and the connection terminal 13. Is input.
제1 및 제2바이어스 전극들(17)(18)은 인접하는 액츄에이터들의 제2 및 제1바이어스 전극들(18)(17)과 연결되어 각각 공통의 바이어스 전압이 인가된다. 또한, 제1 및 제2바이어스 전극들(18)(17)은 동일한 한열의 제1 및 제2변형부들의 표면에 형성된 제1 및 제2변형부들(도시되지 않음)과 길게 연결되어 있다.The first and second bias electrodes 17 and 18 are connected to the second and first bias electrodes 18 and 17 of adjacent actuators so that a common bias voltage is applied to each of the first and second bias electrodes 17 and 18. In addition, the first and second bias electrodes 18 and 17 are connected to the first and second deformation parts (not shown) formed on the surfaces of the first and second deformation parts in the same row.
거울(29)은 상기 홈(27)들에 하부에 끼워진 T자형의 구동전달부(28)들의 표면에 형성되어 있다. 구동전달부(28)는 변형 가능한 연질의 에폭시(epoxy)등으로 이루어져 표면이 평탄하며 인접하는 구동 전달부(도시되지 않음)들과 분리되어 있다. 거울(29)은 구동전달부(28)의 표면에 반사특성이 양호한 금속으로 형성되며 상기 구동전달부(28)의 구동에 의해 경사지게 되어 입사되는 광의 경로를 바꾸어 반사시킨다. 상기에서 거울(29)에 의해 반사된 광에 의해 화상을 형성할 때 색의 연속성을 유지하여 자연스러운 화상을 형성하기 위해 인접하는 액츄에이터들은 경사각도의 차가 있더라도 동일한 방향으로 구동되어야 한다.The mirror 29 is formed on the surface of the T-shaped drive transmissions 28 fitted below the grooves 27. The drive transmission unit 28 is made of a deformable soft epoxy or the like and has a flat surface and is separated from adjacent drive transmission units (not shown). The mirror 29 is formed of a metal having good reflection characteristics on the surface of the drive transmission unit 28 and is inclined by the driving of the drive transmission unit 28 to change and reflect the path of incident light. In order to form a natural image by maintaining color continuity when forming an image by the light reflected by the mirror 29, adjacent actuators must be driven in the same direction even if there is a difference in the inclination angles.
그러므로, 상기 액츄에티어(15)와 인접하는 액츄에이터들에 위상이 서로 다른 화상신호를 입력시킨다.Therefore, image signals having different phases are input to the actuators adjacent to the actuators 15.
제2도는 제1도에 도시된 광로조절장치(10)의 동작을 설명하는 개략도이다.2 is a schematic view for explaining the operation of the optical path control device 10 shown in FIG.
제1 및 제2변형부들(17)(18)이 전왜 세라믹으로 형성되어 있다면 제1 및 제2바이어스 전극들(21)(23)은 각기 위상이 반대이고 세기가 동일한 소정의 바이어스 전압이 인가된다. 그러므로, 상기에서 언급된 트래지스터 및 접속단자(13)를 통해 외부회로로부터 소정세기로 화상신호가 입력되면 제1 및 제2변형부들(17)(18)은 화상신호와 각각의 바이어스 전압의 차에 비례하여 수직방향으로 팽창하게 된다. 화상신호는 '-' 전위의 바이어스 전압과 같거나 크고 '+' 전위의 바이어스 전압보다 작거나 같은데, OV의 화상신호가 입력되면 제1 및 제2변형부들(17)(18)은 전위차가 동일하여 팽창되는 정도가 동일하므로 거울(29)이 경사지지 않는다. 그러나, 화상신호가 OV 이외의 전위로 입력되면 제1 및 제2변형부들(17)(18)의 전위차가 다르게 되어 팽창되는 정도가 다르므로 거울(29)들이 경사지게 된다.If the first and second deformable parts 17 and 18 are formed of an all-ceramic ceramic, the first and second bias electrodes 21 and 23 are respectively applied with a predetermined bias voltage having the opposite phase and the same intensity. . Therefore, when the image signal is input from the external circuit through the above-mentioned transistor and connection terminal 13 with a predetermined intensity, the first and second deformation parts 17 and 18 cause the difference between the image signal and the respective bias voltage. It expands in the vertical direction in proportion to. The image signal is equal to or greater than the bias voltage of the '-' potential and less than or equal to the bias voltage of the '+' potential. When an image signal of OV is input, the first and second deformation parts 17 and 18 have the same potential difference. Since the degree of expansion is the same, the mirror 29 is not inclined. However, when the image signal is input at a potential other than OV, the mirrors 29 are inclined because the potential difference between the first and second deformation parts 17 and 18 is different and the degree of expansion is different.
상기에서 제1 및 제2변형부들(17)(18)의 전 표면상에 제1 및 제2바이어스 전극들(21)(23)이 형성되어 있으므로 신호 전극(19)에 화상신호가 인가되면 제1 및 제2바이어스 전극들(21)(23)과 신호 전극(19)의 사이에 전계가 각각 균일하게 발생된다. 그러므로, 제1 및 제2변형부들(17)(18)은 표면들이 경사지지 않고 평탄하게 수직방향으로 평창된다. 따라서, 제2바이어스 전극(23)에 인가되는 바이어스 전압과 동일한 전위를 갖는 화상신호가 상기 신호 전극(19)에 입력되면 제1변형부(15)는 전위차에 의해 소정높이(δ1)만큼 팽창된다. 그러므로, 상기 거울(29)은 제1변형부(17)쪽은 위로, 제2변형부(18)쪽은 아래로 이동하여 제2변형부(19)쪽으로 각도(θ1)만큼 경사지게 된다. 또한, 신호 전극(19)에 제1바이어스 전극(21)에 인가되는 바이어스전압과 동일한 전위를 갖는 화상신호가 입력되면 거울(29)은 제1변형부(17)쪽으로 각 (θ1)만큼 경사지게 되는데, 상기 경사각(θ1)은Since the first and second bias electrodes 21 and 23 are formed on the entire surfaces of the first and second deformation parts 17 and 18, the image signal is applied to the signal electrode 19. An electric field is uniformly generated between the first and second bias electrodes 21 and 23 and the signal electrode 19, respectively. Therefore, the first and second deformations 17 and 18 are flattened in the vertical direction, with the surfaces flat and not inclined. Therefore, when an image signal having the same potential as the bias voltage applied to the second bias electrode 23 is input to the signal electrode 19, the first deformable portion 15 expands by a predetermined height δ 1 due to the potential difference. do. Therefore, the mirror 29 moves upward toward the first deformation part 17 and downward toward the second deformation part 18 to be inclined by the angle θ 1 toward the second deformation part 19. In addition, when an image signal having a potential equal to the bias voltage applied to the first bias electrode 21 is input to the signal electrode 19, the mirror 29 is inclined toward the first deforming part 17 by an angle θ 1 . Where the inclination angle θ 1 is
이 된다. 상기에서 x는 절연층(27) 사이의 폭이다.Becomes Where x is the width between the insulating layers 27.
상술한 광조조절기는 제1 및 제1바이어스 전극들이 이웃하는 액츄에이터들의 제2 및 제1바이어스 전극들과 각각 공통을 이루므로 인접하는 액츄에이터들의 거울들을 동일한 방향으로 구동시켜야 한다.The light adjuster described above must drive the mirrors of adjacent actuators in the same direction since the first and first bias electrodes are common to the second and first bias electrodes of neighboring actuators, respectively.
그러나, 상술한 광로조절장치는 변형부들을 형성하기 위한 세라믹 웨이퍼를 30∼50㎛정도의 두께로 형성하여야 하므로 연마와 이후의 제조공정이 어려운 문제점이 있었다.However, the above-described optical path control apparatus has to form a ceramic wafer having a thickness of about 30 to 50 μm to form the deformable parts, so that polishing and subsequent manufacturing processes are difficult.
변형부들을 압전 세라믹으로 형성할 때에는 분극을 하여야 하는 문제점이 있었다.When the deformation parts are formed of piezoelectric ceramics, there is a problem in that polarization is required.
액츄에이터를 구동기판에 실장할 때 접촉단자들과 신호 전극들을 전도성 접착제로 부착하므로 이웃하는 액츄에이터들이 전기적으로 단락되는 문제점이 있었다.When the actuator is mounted on the driving substrate, the contact terminals and the signal electrodes are attached with a conductive adhesive, so that neighboring actuators are electrically shorted.
구동전달부가 에폭시로 형성되므로 시간이 경과함에 따라 열화되는 문제점이 있었다.Since the drive transmission part is formed of epoxy, there is a problem of deterioration with time.
또한, 액츄에이터들이 분리되지 않으므로 구동시 상호 간섭하는 문제점이 있었다.In addition, since the actuators are not separated, there is a problem of mutual interference during driving.
따라서, 본 발명의 목적은 침적 등의 방법으로 형성된 박막의 세라믹에 의해 변형부를 쉽게 형성할 수 있는 광로조절장치를 제공함에 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an optical path control apparatus which can easily form a deformation part by ceramics of a thin film formed by a deposition method or the like.
본 발명의 다른 목적은 변형부가 분극되지 않는 압전 세라믹으로 형성된 광로조절장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an optical path control device formed of a piezoelectric ceramic in which the deformation portion is not polarized.
본 발명의 또 다른 목적은 액츄에이터를 구동기판의 표면에 직접 형성하여 이웃하는 액츄에이터를 사이가 전기적으로 단락되는 것을 방지하는 형성하여 이웃하는 액츄에이터들 사이가 전기적으로 단락되는 것을 방지하는 광로조절장치를 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide an optical path control apparatus which forms an actuator directly on a surface of a driving substrate to prevent an electrical short between neighboring actuators, thereby preventing an electrical short between the neighboring actuators. Is in.
본 발명의 또 다른 목적은 에폭시를 사용하지 않고 거울을 액츄에이터의 상부표면에 부착시켜 형성하므로 시간의 경과에 따른 동작 특성의 열화를 방지하는 광로조절장치를 제공함에 있다.Still another object of the present invention is to provide an optical path control device that prevents deterioration of operating characteristics over time because the mirror is attached to the upper surface of the actuator without using epoxy.
그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 변형부들이 분리되어 상호 간섭하지 않는 광로조절장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an optical path control apparatus in which the deformable parts are separated and do not interfere with each other.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광로조절장치는 트랜지스터들이 내장되어 표면에 이 트랜지스터들과 전기적으로 연결된 접속단자들을 갖는 구동기판과, 상기 구동기판에 일측의 하부표면이 지지부에 부착되고 실장되고, 박막의 세라믹으로 이루어지며 양측 표면에 제1 및 제2전극이 형성된 변형부와, 상기 제1 또는 제2전극의 표면에 형성된 탄성부와, 상기 제1전극과 접속단자들 전기적으로 연결하는 플러그로 이루어져 화상 신호를 인가할 때 상기 변형부가 수평축으로 축소되는 것에 의해 상기 지지부에 부착되지 않는 타측이 상기 변형부쪽으로 휘는 액츄에이터와, 상기 액츄에이터의 표면에 부착된 거울을 구비한다.The optical path control device according to the present invention for achieving the above objects is a drive substrate having a built-in transistor having a connection terminal electrically connected to these transistors on the surface, and a lower surface of one side of the drive substrate is attached to the support and mounted A plug made of a thin ceramic and having a deformable portion having first and second electrodes formed on both surfaces thereof, an elastic portion formed on the surface of the first or second electrode, and electrically connecting the first electrode and the connecting terminal thereof. And an actuator that is not attached to the support portion by the deformation portion being reduced to a horizontal axis when applying an image signal, and an actuator attached to the deformation portion, and a mirror attached to the surface of 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.
제3도는 본 발명의 실시에에 따른 광로조절장치(30)의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the optical path control device 30 according to the practice of the present invention.
상기 광로조절장치(30)는 구동기판(31), 액츄에이터(33) 및 거울(47)을 포함한다.The optical path control device 30 includes a driving substrate 31, an actuator 33 and a mirror 47.
구동기판(31)은 유리 또는 알루미나(Al2O3) 등의 절연물질이나, 또는, 실리콘등의 반도체로 이루어지며 M×N개의 트랜지스터들(도시되지 않음)이 매트릭스 형태로 내장되어 있다. 또한, 구동기판(31)의 표면에 트랜지스터들과 전기적으로 연결된 접속단자(32)가 형성되어 있다.The driving substrate 31 is made of an insulating material such as glass or alumina (Al 2 O 3 ), or a semiconductor such as silicon, and M × N transistors (not shown) are embedded in a matrix form. In addition, a connection terminal 32 electrically connected to the transistors is formed on the surface of the driving substrate 31.
액츄에이터(33)은 지지부(35), 탄성부(37), 플러그(plug : 39), 변형부(43)와 신호 및 바어어스 전극들(41)(45)로 이루어져 이웃하는 액츄에이터(도시되지 않음)들과 분리되어 있다.The actuator 33 is composed of a support part 35, an elastic part 37, a plug 39, a deformable part 43, and a signal and bias electrodes 41 and 45. )
상기 지지부(35)는 구동기판(31)의 상부에 접속단자(32)를 덮도록 형성되며, 탄성부(37)는 지지부(35)의 상부에 하부표면의 소정부분만 접촉되고 나머지 부분은 공간에 노출되게 형성된다. 지지부(35) 및 탄성부(37)는 질화물 또는 산화물을 스퍼터링(sputtering) 또는 화학기상침적(Chemical Vapor Deposition : 이하 CVD라 칭함) 등의 방법에 의해 변형부(43)는 하부포면에 형성된 신호 전극(41)을 개재시켜 탄성부(37)의 표면에 형성되며, 상부표면에 바이어스 전극(45)이 형성된다. 상기 변형부(43)는 BaTiO3, PZT(Pb(Zr,Ti)O3) 또는 PLZT(Pb,La)(Zr,Ti)O3) 등의 압전 세라믹이나, 또는 PMN(Pb(Mg,Nb)O3) 등의 전왜 세라믹을 0.7∼2㎛ 정도의 두께로 도포하여 형성된다. 신호 전극(41)은 백금(Pt) 또는 백금/티타늄(Pt/Ti) 등을, 바이어스 전극(45)는 금(Au), 티타늄(Ti) 또는 백금을 스퍼터링 또는 진공증착에 의해 500∼2000Å 정도의 두께로 도포하여 형성된다.The support part 35 is formed to cover the connection terminal 32 on the upper portion of the driving substrate 31, and the elastic part 37 contacts only a predetermined portion of the lower surface on the upper part of the support part 35, and the remaining part is spaced. It is formed to be exposed to. The support portion 35 and the elastic portion 37 are formed by sputtering or chemical vapor deposition (chemical vapor deposition), such as nitride or oxide, and the deformable portion 43 is formed on the lower surface of the signal electrode. It is formed on the surface of the elastic part 37 via the 41, and the bias electrode 45 is formed in the upper surface. The deformation part 43 is a piezoelectric ceramic such as BaTiO 3 , PZT (Pb (Zr, Ti) O 3 ) or PLZT (Pb, La) (Zr, Ti) O 3 ), or PMN (Pb (Mg, Nb). It is formed by applying a whole-distortion ceramic such as) O 3 ) to a thickness of about 0.7 to 2 μm. The signal electrode 41 is made of platinum (Pt) or platinum / titanium (Pt / Ti) and the like, and the bias electrode 45 is made of gold (Au), titanium (Ti) or platinum by sputtering or vacuum deposition at about 500 to 2000 kPa. It is formed by coating to a thickness of.
플러그(39)는 지지부(35) 및 탄성부(37)를 관통하여 접속단자(32)와 신호 전극(41)을 전기적으로 연결시키는 것으로 텅스텐(W) 또는 티타늄으로 형성된다.The plug 39 penetrates the support part 35 and the elastic part 37 to electrically connect the connection terminal 32 and the signal electrode 41 to be formed of tungsten (W) or titanium.
거울(47)은 바이어스 전극(45)의 표면에 알루미늄 또는 금 등의 반사특성이 양호한 금속을 스퍼터링 또는 진공증착 등에 의해 500∼2000Å 정도의 두께로 도포하여 형성된다. 상기에서 거울(47)이 변형부(43)의 표면에 형성될 수도 있다. 이러한 경우에는 바이어스 전극(45)이 별도로 형성되지 않고 거울(47)이 바이어스 전극의 기능을 동시에 수행한다.The mirror 47 is formed by applying a metal having good reflection characteristics such as aluminum or gold to the surface of the bias electrode 45 to a thickness of about 500 to 2000 kPa by sputtering or vacuum deposition. In the above, the mirror 47 may be formed on the surface of the deformable portion 43. In this case, the bias electrode 45 is not formed separately, and the mirror 47 simultaneously performs the function of the bias electrode.
제4도는 상술한 광로조절장치(50)의 동작을 개략도이다.4 is a schematic view of the operation of the optical path control device 50 described above.
상기 광로조절장치(30)는 바이어스 전극(45)에 인가되는 소정 전위, 예를들면, 접지전위와 구동기판(31)을 통해 외부로부터 신호 전극(41)에 인가되는 화상 신호의 차이에 의해 변형부(43)에 수직축의 일방향으로 전계가 발생된다. 상기에서 변형부(43)가 전왜 세라믹으로 형성되어 있다면, 이 변형부(43)는 전계에 의해 수직축을 따라 팽창되어 수평축을 따라 수축된다. 이에 의해, 변형부(43)와 탄성부(37)의 계면에 전당응력(distortion stress)이 발생된다. 그러므로, 변형부(43)와 탄성부(37)는 지지부(35)에 의해 고정된 부분을 제외한 부분이 끝단이 소정의 변위량(δ2)을 갖도록 변형부(43)쪽으로 휘어지게 되며, 이에 의해, 바이어스 전극(45)이 표면에 형성된 거울(47)도 소정 변위량(δ2) 을 갖도록 휘어지게 된다. 그러므로, 상기 거울(47)은 소정각(θ2)만큼 경사지게 되는데, 상기 경사각(θ2)은The optical path control device 30 is deformed by a difference in a predetermined potential applied to the bias electrode 45, for example, a ground potential and an image signal applied to the signal electrode 41 from the outside through the driving substrate 31. An electric field is generated in the portion 43 in one direction of the vertical axis. If the deformable portion 43 is formed of a whole warp ceramic, the deformable portion 43 is expanded along the vertical axis by the electric field and contracted along the horizontal axis. As a result, a dislocation stress is generated at the interface between the deformable portion 43 and the elastic portion 37. Therefore, the deformable portion 43 and the elastic portion 37 are bent toward the deformable portion 43 so that the end portion thereof has a predetermined amount of displacement δ 2 except for the portion fixed by the supporting portion 35. The mirror 47 in which the bias electrode 45 is formed on the surface is also bent to have a predetermined displacement amount δ 2 . Therefore, the mirror 47 is inclined by a predetermined angle θ 2 , and the inclination angle θ 2 is
이 된다. 상기에서 α는 변형부(43)를 이루는 물질이 스프링 상수이고, L는 지지부(35)와 중첩되지 않은 신호 전극(41)의 길이이다.Becomes In the above, α is the spring constant of the material forming the deformable portion 43, L is the length of the signal electrode 41 does not overlap with the support (35).
또한, 상기에서 변형부(43)가 분극되지 않은 압전 세라믹으로 형성되어 있다면, 신호 전극(41)에 인가되는 화상신호에 의해 변형부(43)가 자연적으로 분극된다. 즉, 신호 전극(41)에 인가되는 화상신호는 단위 두께의 압전 세라믹을 분극시키기 위한 전압보다 전위가 유사하거나 또는 크므로 구동시 전계 방향과 분극 방향이 일치된다. 그러므로, 상기 압전 세라믹으로 이루어진 변형부(43)의 전왜 세라믹으로 이루어진 것과 동일하게 구동된다.In addition, if the deformation part 43 is formed of the piezoelectric ceramic which is not polarized, the deformation part 43 is naturally polarized by the image signal applied to the signal electrode 41. That is, the image signal applied to the signal electrode 41 has a potential similar to or greater than a voltage for polarizing the piezoelectric ceramic of unit thickness, so that the polarization direction coincides with the electric field direction during driving. Therefore, the deformable portion 43 made of the piezoelectric ceramic is driven in the same manner as that made of the electrodistorted ceramic.
제5도는 본 발명의 따른 실시예에 따른 광로조절장치(30)의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of the optical path control device 30 according to an embodiment of the present invention.
상기 광로조절장치(30)는 탄성부(37)가 변형부(43)의 상부, 즉, 바이어스 전극(41)과 겨울(47)의 사이에 형성된 것을 제외한 다른 부분은 제4도와 동일하다. 그러므로, 상기 광로조절장치(30)는 화상장치를 인가하면 거울(47)이 변형부(43)쪽으로 , 즉, 아래 방향으로 경사직 된다. 상기 광로조절장치(30)에서는 탄성부(37)가 바이어스 전극(41)과 거울(47) 사이에 형성되므로 거울(47)이 바이어스 전극(41)의 기능을, 또한 바이어스 전극(41)이 거울(47)의 기능을 동시에 수행할 수 없다.The optical path control device 30 is the same as FIG. 4 except that the elastic part 37 is formed above the deformable part 43, that is, between the bias electrode 41 and the winter 47. Therefore, in the optical path control device 30, when the image device is applied, the mirror 47 is inclined toward the deformable portion 43, that is, downward. In the optical path control device 30, the elastic part 37 is formed between the bias electrode 41 and the mirror 47, so that the mirror 47 functions as the bias electrode 41, and the bias electrode 41 is a mirror. The function of 47 cannot be performed at the same time.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광로조절장치는 침적 등의 방법으로 형성된 박막의 압전 또는 전왜 세라믹으로 이루어진 액츄에이터의 변형부 일측표면에 전극을 개재시켜 절연물질로 이루어진 탄성부가 형성되어 지지부에 의해 구동기판에 실장되며 인가되는 화상신호에 의해 변형부가 수평방향으로 수축된다. 그러므로, 변형부와 탄성부는 계면에 전단응력이 발생되어 변형부쪽으로 휘어져 경사직 되므로 액츄에이터의 상부에 부착되어 형성된 거울이 동일하게 경사지게 된다.As described above, in the optical path control apparatus according to the present invention, an elastic part made of an insulating material is formed by interposing an electrode on one side surface of a deformable part of an actuator made of a piezoelectric or electrostrictive ceramic of a thin film formed by a method such as deposition, and a driving substrate by a support part The deformable portion is contracted in the horizontal direction by an image signal which is mounted on and applied thereto. Therefore, since the deformation portion and the elastic portion are sheared at the interface to bend and inclined toward the deformation portion, the mirror formed by being attached to the upper portion of the actuator is inclined equally.
따라서, 본 발명은 변형부를 침적 등의 방법에 의해 형성된 박막의 세라믹으로 쉽게 형성할 수 있으며, 변형부가 압전세라믹으로 형성된 박막의 세라믹으로 쉽게 형성할 수 있으며, 변형부가 압전 세라믹으로 형성되어도 별도의 분극을 하지 않아도 되는 잇점이 있다. 또한, 액츄에이터가 전도성 접착제를 이용하지 않고 박막공정에 의해 구동기판에 실장되므로 이웃하는 액츄에이터들 사이가 전기적으로 단락되는 것을 방지하는 잇점이 있다.Therefore, the present invention can be easily formed into a thin film ceramic formed by a method such as immersing the deformation portion, the deformation portion can be easily formed into a thin film ceramic formed of piezoceramic, even if the deformation portion is formed of a piezoelectric ceramic There is an advantage to not have to. In addition, since the actuator is mounted on the driving substrate by a thin film process without using a conductive adhesive, there is an advantage of preventing an electrical short between adjacent actuators.
그리고, 거울이 액츄에이터의 상부표면에 부착되어 형성되므로 시간의 경과에 따른 동작특성의 열화를 방지하며, 또한, 변형부들이 분리되므로 상호간섭의 발생을 방지하는 잇점이 있다.In addition, the mirror is attached to the upper surface of the actuator to prevent deterioration of operating characteristics over time, and since the deformation parts are separated, there is an advantage of preventing the occurrence of mutual interference.
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