KR970006982B1 - 투사형 화상표시 장치의 광로 조절수단 - Google Patents

Abstract

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Description

투사형 화상표시 장치의 광로 조절수단

제1도는 종래 투사형 화상표시장치의 광로조절수단의 단면도.

제2도는 본 발명에 따른 투사형 화상표시장치의 광로조절수단의 단면도.

제3도는 본 발명에 따른 광로조절수단의 신호인가시 구동예를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30 : 광로조절수단 3l : 기판

33 : 도선패턴 35 : 신호전극

37 : 변형부 39 : 공통전극

41 : 전극접속부 43 : 에폭시

45 : 반사경

본 발명은 투사형 화상표시장치의 광로조절수단에 관한 것으로서, 특히, 가공이 간단하고 화소의 집적도를 향상시킬 수 있는 투사형 화상표시장치의 광로조절수단에 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 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.

이러한, LCD의 단점을 보완하고자 미합중국 Aura사에서 액츄에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Arrays : 이하 AMA라 칭함)를 이용한 투사형 화상표시장치가 개발되였다. AMA를 이용한 투사형 화상표시장치는 광원에서 발광된 백색광을 적색, 녹색 및 청색의 광속(light beam)등으로 분리한 후, 이 광속들을 액츄에이터의 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.

제1도는종래의 투사형 화상표시장치의 광로조절수단(10)의 단면도이다.

상기 광로조절수단(10)은 기판(l1), 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 도선패턴(13)이 형성되어 있다.

또한, 기판(11)은 단결정 실리콘 웨이퍼로 형성될 수 있다. 액츄에이터(14)는 상기 제1 및 제2변형부들(15)(17)과 신호 및 공통전극들(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. 제1및 제2변형부들(15)(17)은 사이에 신호전극(19)이 이 신호전극(19)과 마주보는 표면에 공통전극(21)들이 형성되어 있다. 상기에서 제1 및 제2변형부들(15)(17)은 신호전극(19)과 수직을 이루는 한 방향으로 분극(polarization)되어 있다.

신호전극(19)은 도선패턴(13)과 전기적으로 접속되어 있으며, 공통전극(21)들은 외부도선패턴(도시되지 않음)에 의해 인접하는 광로조절수단의 공통전극들과 접속되어 있다.

또한, 신호 및 공통전극들(19)(21)은 금속 등의 도전성 물질로 형성되며 신호전압시 제l 및 제2변형부들(15)(17)을 변형시킨다. 즉, 예를들면, 제1변형부(15)에서 제2변형부(17)방향으로 분극된 상태에서 신호전극(19)에 신호전압을 인가하며 분극방향과 전계방향은 제1변형부(15)에서 일치하지 않고 제2변형부(17)에서 일치한다. 그러므로, 제1변형부(15)는 수평방향으로 수축으로 수직방향으로 팽창하며, 제2변형부(17)는 수평방향으로 팽창하고 수직방향으로 수축한다. 따라서, 반사경(23)은 제1변형부(15)에서 제2변형부(17)방향으로 기울어져 정사각을 갖는다. 상기에서 반사경(23)의 경사각은 제1 및 제2변형부들(15)(17)의 상부의 길이에 비례하고, 두께의 제곱에 반비례한다. 그러므로, 반사경(23)의 경사각을 크게 하여 광로조절범위를 크게 하기 위해서는 제1 및 제2변형부들(15)(l7) 상부의 두께를 작게 하거나 높이를 크게 해야 한다.

상술한 종래 투사형 화상표시장치의 광로조절수단은 다층세라믹의 소결시 온도가 전극의 용융점보다 높으므로 전극형성이 어려운 문제점이 있었다. 또한, 반사경의 경사각을 크게 하기 위해 변형부 상부의 두께를 얇게 하고 높이를 크게 하여야 하기 때문에 집적도를 높이기가 어려운 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 전극형성이 용이한 투사형 화상표시장치의 광로조절수단을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 화소의 집적도를 향상시킬 수 있는 투사형 화상표시장치의 광로조절수단을 제공함에있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따라 투사형 화상표시장치의 광로조절수단은 트랜지스터들을 가지며 표면에 매트릭스 형태의 도선패턴이 형성된 기판과, 상기 기판상에 하부의 바닥면이 부착되어 위치하고 L자형의 변형부와, 상기 변형부의 외부 표면과 내부 표면에 신호전극 및 공통전극을 갖는 액츄에이터와, 상기 액츄에이터의 내부면에 부착되어 형성되며 상기 액츄에이터의 변형시 부착된 면이 변형되어 상부 표면이 경사지게 되는 에폭시와, 상기 변형부와 에폭시의 상부에 부착되어 있는 반사경을 구비한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명의 일 실시예에 따른 투사형 화상표시장치의 광로조절수단(30)의 단면도이다.

광로조절수단(30)은 기판(31), 액츄에이터(40), 에폭시(43) 및 반사경(45)을 포함한다.

기판(31)은 표면에 박막 트렌지스터들(도시되지 않음)과 메트릭스 형상의 도선패턴(33)이 형성된 유리 또는 Al₂O₃등의 절연물질로 이루어진다. 또한, 기판(31)은 트렌지스터들이 내장된 단결정 실리콘 웨이퍼로 이루어질 수도 있다. 액츄에이터(40)는 L자형의 변형부(37)와, 이 변형부(37)의 외부 및 내부표면에 신호 및 공통전극들(35)(39)이 형성되어 있다. 변형부(37)는 BaTiO₃, PZT(Pb(Zr, Ti)O₃) 또는 PLZT((Pb, La) (Zr, Ti)O₃)등의 압전세라믹으로 이루어지며 x 도는 -x 방향으로 분극되어 있다. 신호전극(35)과 공통전극(39)은 알루미늄 또는 은등으로 이루어진다.

신호전극(35)은 도선패턴(33)과 접촉되어 전기적으로 연결된다. 또한, 변형부(35)의 외부 하부면과 측면이 만나는 부분에는 상기 신호전극(35)들을 전기적으로 잘 접속시키기 위한 전극접속부(41)가 형성되고, 이 전극접속부(41)는 도전성 접착제로 이루어진다.

에폭시(43)는 자외선으로 고화되어 있으며 공통전극(39)의 상부에 형성된다. 변형부(37)의 상부 표면과 에폭시(43)의 표면에 걸쳐 반사경(45)이 부착되어 있다. 반사경(45)은 알루미늄 등으로 이루어지며, 신호전극(35)과 공통전극(39)이 단락(short)되는 것을 방지하기 위해 절연성 접착제로 부착된다.

제3도는 본 발명에 따른 광로조절수단(30)의 신호인가시 구동 예를 나타낸 단면도이다.

광로조절수단(30)은 도선패턴(33)을 통해 신호전극(35)에 신호를 인가하면 변형부(37)가 변형되어 반사경(45)을 경사지게 한다. 예를들어, 변형부(37)가 -x 방향으로 분극되어 있다고 가정하자 신호전극(35)에 양(+)의 신호가 인가되면 전계방향이 변형부(37)의 하부에 y방향을 향하여 분극방향과 수직을 이루고 상부에서 분극방향과 일치한다. 그러므로, 변형부(37)는 하부가 -x방향으로 팽창하고, 상부가 y방향으로 팽창한다. 이때, 변형부(37) 하부는 바닥면이 기판(31)에 부착되어 고정되어 있으므로 윗면만 팽창되어 측면이 역경사를 이룬다. 상기에서 에폭시(43)는 액츄에이터(40)와 부착된 면이 같이 변형되므로 반사경(45)이 경사지게 되어 제9도에 도시한 것과 같이 된다. 상기에서, 변형부(37)의 하부가 에폭시(43)를 -x방향으로 신장시키고, 변형부(37)의 상부가 에폭시(43)를 y방향으로 신장시키게 되므로, 에폭시(43) 상부표면의 경사각이 제3도에 도시한 바와 같이 커지게 된다.

그러나, 신호전극(35)에 음(-)의 신호를 인가하면 양(+)의 신호와 인가될 때와 반대로 구동되어 반사경(45)이 반대방향으로 경사지게 된다.

상술한 바와 같이 L자형의 변형부의 외부면과 내부면에 신호전극 및 공통전극을 형성하므로 신호인가시 하부의 바닥면은 고정되고 윗면이 x축상으로 변형하며, 상부는 y축상으로 변형하여 액츄에이터 내부표면에 부착되어 있는 에폭시를 변형시켜 상부표면이 경사지도록 하여 반사경을 경사지게 한다.

따라서, 본 발명은 변형부내에 전극이 필요하지 않으므로 전극을 쉽게 형성할 수 있어 제조가 간단한 잇점이 있다.

또한, 구조가 간단하고 제조가 용이하므로 화소의 집적도를 향상시킬 수 있는 잇점이 있다. 그리고, X방향과 Y방향에서 동시에 변형이 이루어지므로 반사경의 경사각이 커져 광변조 효율을 제고할 수 있는 이점이있다.

Claims (3)

1. 트랜지스터들을 가지며 표면에 매트릭스 형태의 도선패턴이 형성된 기판과; 상기 기판상에 하부의 바닥면이 부착되어 위치하고 L자형의 변형부와, 상기 변형부의 외부 표면과 내부 표면에 신호전극 및 공통전극을 갖는 액츄에이터와; 상기 액츄에이터의 내부면에 부착되어 형성되며 상기의 변형시 부착된 면이 변형되어 상부 표면이 경사지게 되는 에폭시와; 상기 변형부와 에폭시의 상부에 부착되어 있는 반사경을 구비하는 투사형 화상표시장치의 광로조절수단.
2. 제1항에 있어서, 상기 액츄에이터는 상기 변형부의 외부 하부면과 측면이 만나는 부분에 전극접속부를 더 구비하는 투사형 화상표시장치의 광로조절수단.
3. 제2항에 있어서, 상기 전극접속부가 도전성 접착제로 이루어진 투사형 화상표시장치의 광로조절수단.