KR20000032307A - Direct view type image displayer having tma module - Google Patents
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Abstract
박막형 미러 어레이(TMA) 모듈을 포함하는 직시형 화상표시 장치가 개시되어 있다. 상기 장치는 외부광을 반사시키기 위한 미러의 화소들로 구성되며, 각 미러가 스크린 상에 표시되는 다수의 화소들 중 대응되는 하나의 화소의 세기에 상응하는 변형 크기로 변형되는 박막형 미러 어레이(TMA) 모듈, 그리고 박막형 미러 어레이 모듈로부터 소정 거리를 두고 배치되며 박막형 미러 어레이 모듈의 각 미러로부터 반사되는 광선의 세기를 변조시키기 위한 블랙 스트라이프 배열을 구비한다. 박막형 미러 어레이 모듈을 사용함으로써 종래의 액정표시(LCD) 모듈을 사용하는 표시장치에 비해 광효율을 증가시킬 수 있으며 보다 많은 정보를 표시할 수 있다.A direct view type image display device including a thin film mirror array (TMA) module is disclosed. The apparatus consists of pixels of a mirror for reflecting external light, and each mirror is deformed to a deformation size corresponding to the intensity of a corresponding one of a plurality of pixels displayed on the screen (TMA) Module and a black stripe array disposed at a predetermined distance from the thin film mirror array module and modulating the intensity of light reflected from each mirror of the thin film mirror array module. By using the thin-film mirror array module, the light efficiency can be increased and more information can be displayed than the display device using the liquid crystal display (LCD) module.
Description
본 발명은 직시형 화상표시 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 박막형 미러 어레이(Thin-film Micromirror Array-actuated ; 이하 TMA라 칭함) 모듈을 이용하는 직시형 화상표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a direct view type image display apparatus, and more particularly, to a direct view type image display apparatus using a thin-film micromirror array-actuated (hereinafter referred to as TMA) module.
광학 에너지를 스크린 상에 투영하기 위한 광로조절 장치 또는 공간적 광변조기는 광통신, 화상처리 및 정보 디스플레이 장치와 같은 다양한 분야에 응용될 수 있다. 통상적으로 이러한 광변조기를 이용한 화상처리 장치들은 광학 에너지를 스크린 상에 표시하는 방법에 따라 직시형 화상표시 장치와 투사형 화상표시 장치로 구분된다.Optical path control devices or spatial light modulators for projecting optical energy onto the screen can be applied to various fields such as optical communication, image processing and information display devices. Typically, image processing apparatuses using such an optical modulator are classified into a direct view type image display device and a projection type image display device according to a method of displaying optical energy on a screen.
직시형 화상표시 장치의 예로서는 CRT(Cathode Ray Tube)를 들 수 있는데, 이러한 CRT 장치는 소위 브라운관으로 불리는 것으로서 화질은 우수하나 화면의 대형화에 따라 그 중량과 용적이 증가하여 제조 비용이 상승하게 되는 문제가 있다. 투사형 화상표시 장치로는 액정표시 장치(LCD), DMD(Deformable Mirror Device) 및 AMA를 들 수 있다. 이러한 투사형 화상표시 장치는 다시 그들의 광학적 특성에 따라 2개의 그룹으로 나뉠 수 있다. 즉, LCD와 같은 장치는 전송 광변조기로 분류될 수 있는데 반하여, DMD 및 AMA는 반사 광 변조기로 분류될 수 있다.An example of a direct view image display device is a CRT (Cathode Ray Tube), which is a so-called CRT device, which has excellent image quality but increases in weight and volume as the size of the screen increases, leading to increased manufacturing costs. There is. Projection type image display devices include liquid crystal display (LCD), deformable mirror device (DMD) and AMA. Such projection image display apparatuses can be further divided into two groups according to their optical characteristics. That is, devices such as LCDs can be classified as transmit light modulators, while DMD and AMA can be classified as reflected light modulators.
LCD와 같은 전송 광변조기는 광학적 구조가 매우 간단하므로, 얇게 형성하여 중량을 가볍게 할 수 있으며 용적을 줄이는 것이 가능하다. 그러나, 빛의 극성으로 인하여 광효율이 낮으며, 액정재료에 고유하게 존재하는 문제, 예를 들면 응답속도가 느리고 그 내부가 과열되기 쉬운 단점이 있다. 또한, 현존하는 전송 광변조기의 최대 광효율은 1∼2% 범위로 한정되며, 수용 가능한 디스플레이 품질을 제공하기 위해서 암실 조건을 필요로 한다. 따라서, 상술한 문제점들을 해결하기 위하여 DMD 및 AMA(Actuated mirror Array)와 같은 광변조기가 개발되었다.Transmission optical modulators, such as LCDs, have a very simple optical structure, which makes them thinner, lighter in weight, and smaller in volume. However, the light efficiency is low due to the polarity of the light, there is a problem inherent in the liquid crystal material, for example, the response speed is slow and its inside is easy to overheat. In addition, the maximum light efficiency of existing transmission optical modulators is limited to a range of 1-2% and requires dark room conditions to provide acceptable display quality. Therefore, optical modulators such as DMD and Actuated mirror array (AMA) have been developed to solve the above problems.
DMD는 5% 정도의 비교적 양호한 광효율을 나타내지만, DMD에 채용된 힌지 구조물에 의해서 심각한 피로 문제가 발생할 뿐만 아니라, 매우 복잡하고 값비싼 구동회로가 요구된다는 단점이 있다. AMA는 그 내부에 설치된 각각의 미러들이 광원으로부터 입사되는 빛을 소정의 각도로 반사하고, 상기 반사된 빛이 슬릿이나 핀홀과 같은 개구를 통과하여 스크린에 투영되어 화상을 맺도록 광속을 조절할 수 있는 장치이다. 따라서, 그 구조와 동작 원리가 간단하며, LCD나 DMD에 비해 높은 광효율(10% 이상의 광효율)을 얻을 수 있다. 또한, 스크린에 투영되는 화상의 콘트라스트가 향상되어 보다 밝고 선명한 화상을 얻을 수 있다.Although DMD shows a relatively good light efficiency of about 5%, the hinge structure employed in the DMD not only causes serious fatigue problems, but also requires a very complicated and expensive driving circuit. The AMA reflects the light incident from the light source at a predetermined angle, and each mirror installed therein adjusts the luminous flux so that the reflected light is projected on the screen through an opening such as a slit or pinhole to form an image. Device. Therefore, its structure and operation principle are simple, and high light efficiency (more than 10% light efficiency) can be obtained compared to LCD or DMD. In addition, the contrast of the image projected on the screen is improved to obtain a brighter and clearer image.
AMA의 각 액츄에이터는 인가되는 전기적인 화상 신호 및 바이어스 신호에 의하여 발생되는 전기장에 따라 변형을 일으킨다. 액츄에이터가 변형을 일으킬 때 그 상부에 장착된 각각의 미러들이 경사지게 된다. 따라서, 경사진 미러들은 광원으로부터 입사된 빛을 소정의 각도로 반사시켜 스크린 상에 화상을 맺을 수 있도록 한다. 각각의 미러들을 구동하는 액츄에이터로서 PZT(Pb(Zr, Ti)O3), 또는 PLZT((Pb, La)(Zr, Ti)O3) 등의 압전물질이 이용된다. 또한, PMN(Pb(Mg, Nb)O3) 등의 전왜 물질로서 액츄에이터를 구성할 수도 있다.Each actuator of the AMA generates a deformation in accordance with the electric field generated by the applied electric picture signal and the bias signal. As the actuator deforms, each of the mirrors mounted thereon is tilted. Therefore, the inclined mirrors reflect the light incident from the light source at a predetermined angle to form an image on the screen. As an actuator for driving the respective mirrors, a piezoelectric material such as PZT (Pb (Zr, Ti) O 3 ), or PLZT ((Pb, La) (Zr, Ti) O 3 ) is used. It is also possible to configure the actuator as electrostrictive material such as PMN (Pb (Mg, Nb) O 3).
이러한 AMA는 크게 벌크형과 박막형으로 구분된다. 벌크형 AMA는 Gregory Um 등에게 허여된 미합중국 특허 제5,085,497호에 개시되어 있다. 벌크형 AMA는 다층 세라믹을 얇게 절단하여 내부에 금속 전극이 형성된 세라믹 웨이퍼를 트랜지스터가 내장된 액티브매트릭스에 장착한 후, 쏘잉 방법으로 가공하고 그 상부에 미러를 설치함으로써 이루어진다. 그러나, 벌크형 AMA는 설계 및 제조에 있어서 매우 높은 정밀도가 요구되며, 변형층의 응답이 느리다는 단점이 있다.These AMAs are classified into bulk and thin film types. Bulk AMA is disclosed in US Pat. No. 5,085,497 to Gregory Um et al. The bulk AMA is made by thinly cutting a multilayer ceramic to mount a ceramic wafer having a metal electrode formed therein in an active matrix in which a transistor is built, and then processing by a sawing method and installing a mirror on the top. However, bulk AMA requires very high precision in design and manufacture, and has a disadvantage of slow response of the strained layer.
이에 따라, 최근에는 반도체 제조 공정을 이용하여 제조할 수 있는 박막형 미러 어레이(TMA)가 개발되었다. 예를 들면, 본 출원인이 대한민국 특허청에 특허출원한 특허출원 제95-13353호(발명의 명칭 : 광로조절 장치의 제조방법)에 이러한 박막형 미러 어레이(TMA)가 개시되어 있다.Accordingly, recently, a thin film mirror array (TMA) that can be manufactured using a semiconductor manufacturing process has been developed. For example, such a thin-film mirror array (TMA) is disclosed in Korean Patent Application No. 95-13353 (name of the invention: a method of manufacturing an optical path control device) filed by the applicant to the Korean Patent Office.
박막형 미러 어레이(TMA)는 현미경적인 미러들과 관련하여 박막 압전 액츄에이터를 이용하는 반사형 광변조기로서, 단판식으로 이루어진 미러의 300,000 개 이상의 화소(pixel)에 결쳐서 대규모 집적의 균등도를 갖도록 개발되어 왔다. 이러한 박막형 미러 어레이(TMA)는 각각 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 나타내는 640×480 화소의 패널들로 구성된다. 화소들은 광효율을 높이도록 미러의 표면적을 최대화하기 위해서 컨틸레버(cantilever) 구조물로 고안된다. 이러한 컨틸레버 구조물은 화상 신호 전압이 인가되는 액티브매트릭스 및 인가된 신호 전압에 의해 작동되는 미러를 포함한다.Thin-film mirror arrays (TMAs) are reflective optical modulators that use thin-film piezoelectric actuators in connection with microscopic mirrors, and have been developed to have uniformity of large-scale integration across more than 300,000 pixels of single-plate mirrors. come. The thin film mirror array TMA includes panels of 640 × 480 pixels representing red (R), green (G), and blue (B), respectively. The pixels are designed with a cantilever structure to maximize the surface area of the mirror to increase the light efficiency. Such a tilter structure includes an active matrix to which an image signal voltage is applied and a mirror operated by the applied signal voltage.
상술한 바와 같이 직시형 화상표시 장치는 주로 CRT(Cathode Ray Tube)를 사용하고 있으나, 손목 시계, 계기판, 또는 핸드폰 패널과 같은 소형 직시형 화상표시 장치는 중량과 용적을 줄이기 위하여 외부광을 이용하는 반사형 액정표시 장치(LCD) 모듈로 구성된다. 액정표시 장치 모듈은 통상적으로 매트릭스형으로 형성되는데, 화소들이 서로에 대해 수직인 두 방향으로 매트릭스 형태로 배열되어 있으며 구동전압에 의해 개별적으로 구동됨으로써 액정의 광학 특성을 변화시킨다. 구동전압은 간단한 매트릭스 시스템에 의해 개개의 화소들에 인가될 수 있으며, 또한 MIM(metal-insulating metal)과 같은 비선형 2단자 소자 또는 TFT(박막 트랜지스터)와 같은 3단자 스위칭 소자가 각 화소에 대해 배치되어 있는 액티브매트릭스 시스템에 의해 교호적으로 각 화소들에 인가될 수도 있다.As described above, the direct view type image display device mainly uses a CRT (Cathode Ray Tube), but the small direct view type image display device such as a wrist watch, an instrument panel, or a mobile phone panel uses reflection using external light to reduce weight and volume. Type liquid crystal display (LCD) module. The liquid crystal display module is typically formed in a matrix form, in which pixels are arranged in a matrix in two directions perpendicular to each other and individually driven by a driving voltage to change optical characteristics of the liquid crystal. The driving voltage can be applied to the individual pixels by a simple matrix system, and a non-linear two-terminal element such as a metal-insulating metal (MIM) or a three-terminal switching element such as a TFT (thin film transistor) is arranged for each pixel. It may be applied to each pixel alternately by the active matrix system.
그러나, 소형 직시형 화상표시 장치에 이용되는 반사형 액정표시 장치 모듈은 펄스를 순차적으로 인가하는 패시브매트릭스 시스템을 사용하므로 액티브매트릭스 시스템에 비해 구동 속도가 매우 느리다는 단점이 있다. 또한, 최대 광효율이 1∼2% 정도로 낮으며, 광손실을 최소화하기 위해 화소 피치를 증가시켜야 하므로 화면의 단위 면적당 화소 개수가 작아 화면에 표시할 수 있는 정보량이 적다는 단점이 있다. 또한, 오프(OFF) 전압시 빛을 흡수하기 위하여 액정에 염료(dye)를 섞어 사용하기 때문에 화면에 푸른빛이 나타나며, 사용자의 양쪽 눈이 인지하는 시야각의 차이가 크다는 단점이 있다.However, the reflective liquid crystal display module used in the small direct view type image display device has a disadvantage in that the driving speed is very slow compared to the active matrix system because it uses a passive matrix system that sequentially applies pulses. In addition, since the maximum light efficiency is low as about 1 to 2%, and the pixel pitch must be increased to minimize the light loss, the number of pixels per unit area of the screen is small and thus there is a small amount of information that can be displayed on the screen. In addition, since a dye is mixed with the liquid crystal to absorb light at the time of the OFF voltage, blue light appears on the screen, and a difference in viewing angles perceived by both eyes of the user is large.
따라서, 본 발명의 목적은 액정표시 장치 모듈을 이용하는 종래의 표시장치에 비해 광효율을 증가시키고 보다 많은 정보를 표시할 수 있는 박막형 미러 어레이(TMA) 모듈을 사용하는 직시형 화상표시 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a direct view type image display apparatus using a thin-film mirror array (TMA) module that can increase light efficiency and display more information than a conventional display apparatus using a liquid crystal display module. .
도 1은 본 발명에 의한 직시형 화상표시 장치를 나타내는 개략도이다.1 is a schematic view showing a direct-view image display device according to the present invention.
도 2a 및 도 2b는 도 1의 장치에 사용되는 블랙 스트라이프 배열의 실시예들을 도시한 평면도이다.2A and 2B are plan views illustrating embodiments of a black stripe arrangement used in the device of FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
100 : 직시형 화상표시 장치 102 : 블랙 스트라이프100: direct image display device 102: black stripe
104 : 박막형 미러 어레이(TMA) 화소104: thin film mirror array (TMA) pixels
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외부광을 반사시키기 위한 미러의 화소들로 구성되며, 각 미러가 스크린 상에 표시되는 다수의 화소들 중 대응되는 하나의 화소의 세기에 상응하는 변형 크기로 변형되는 박막형 미러 어레이(TMA) 모듈과 박막형 미러 어레이(TMA) 모듈로부터 소정 거리를 두고 배치되며 박막형 미러 어레이(TMA) 모듈의 각 미러로부터 반사되는 광선의 세기를 변조시키기 위한 블랙 스트라이프(black stripe) 배열을 포함하는 직시형 화상표시 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is composed of pixels of a mirror for reflecting external light, each mirror having a deformation size corresponding to the intensity of the corresponding one of the plurality of pixels displayed on the screen A black stripe disposed at a distance from the deformed thin film mirror array (TMA) module and the thin film mirror array (TMA) module to modulate the intensity of light reflected from each mirror of the thin film mirror array (TMA) module A direct view type image display apparatus including an array is provided.
본 발명에 의하면, 박막형 미러 어레이(TMA) 모듈의 각 미러로부터 반사된 광선의 세기를 변조하여 원하는 정보를 표시하기 위하여 박막형 미러 어레이 모듈로부터 소정 거리를 두고 블랙 스트라이프 배열을 배치한다. 블랙 스트라이프 배열의 각 블랙 스트라이프는 가로 방향이나 세로 방향으로 배치되며, 각 블랙 스트라이프와 박막형 미러 어레이(TMA) 모듈의 각 미러는 서로 엇갈려서 배치한다.According to the present invention, in order to display the desired information by modulating the intensity of light reflected from each mirror of the thin film mirror array (TMA) module, the black stripe array is arranged at a predetermined distance from the thin film mirror array module. Each black stripe of the black stripe array is arranged in the horizontal or vertical direction, and each of the black stripe and the mirrors of the thin film mirror array (TMA) module are alternately arranged.
박막형 미러 어레이 모듈은 액티브매트릭스 시스템으로 구동되므로, 본 발명의 직시형 화상표시 장치는 종래의 반사형 액정표시 장치 모듈을 이용한 장치에 비해 구동 속도가 빠르다. 또한, 박막형 미러 어레이 모듈은 10% 정도의 높은 광효율을 나타내며 액정표시 모듈에 비해 화소 피치를 감소시킬 수 있으므로 화면의 단위 면적당 화소 개수가 증가하여 표시할 수 있는 정보량이 많아진다. 또한, 가로 방향으로 배치되는 블랙 스트라이프를 사용하여 사용자의 양쪽 눈이 인지하는 시야각의 차이를 최소화할 수 있다.Since the thin film type mirror array module is driven by an active matrix system, the direct view type image display device of the present invention has a faster driving speed than the device using the conventional reflective liquid crystal display device module. In addition, the thin-film mirror array module exhibits a high optical efficiency of about 10% and can reduce the pixel pitch compared to the liquid crystal display module, thereby increasing the number of pixels per unit area of the screen, thereby increasing the amount of information that can be displayed. In addition, by using the black stripe disposed in the horizontal direction, it is possible to minimize the difference in viewing angle that both eyes of the user perceives.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 박막형 미러 어레이(TMA) 모듈을 사용하는 직시형 화상표시 장치를 나타내는 개략도이다.1 is a schematic view showing a direct-view image display apparatus using a thin film mirror array (TMA) module according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 직시형 화상표시 장치(100)는 블랙 스트라이프(102a)의 배열과 박막형 미러 어레이(TMA) 모듈(104)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the direct-view image display apparatus 100 according to the present invention includes an array of black stripes 102a and a thin film mirror array (TMA) module 104.
박막형 미러 어레이 모듈(104)은 조사된 광선을 반사시키기 위한 다수의 미러 화소들(104a, 104b, 104c, …)을 포함하며, 각 미러들(104a, 104b, 104c, …)은 그 아래에 구비된 액츄에이터에 인가되는 전기 신호에 따라서 광선의 세기를 변조한다. 즉, 각 미러들(104a, 104b, 104c, …)은 스크린 상에 표시되는 다수의 화소들 중에서 대응되는 하나의 화소의 세기에 상응하는 변형 크기로 변형된다.The thin-film mirror array module 104 includes a plurality of mirror pixels 104a, 104b, 104c, ... for reflecting the irradiated light rays, and each mirror 104a, 104b, 104c, ... is provided thereunder. The intensity of the light beam is modulated in accordance with the electric signal applied to the actuator. That is, each of the mirrors 104a, 104b, 104c, ... is deformed to a deformation size corresponding to the intensity of one pixel among the plurality of pixels displayed on the screen.
블랙 스트라이프 배열의 각 블랙 스트라이프(102a)는 광학적으로 불투명한 부재로 형성된다. 블랙 스트라이프(102a)와 블랙 스트라이프(102a) 사이를 통과하는 광선의 플럭스는 박막형 미러 어레이 모듈(104)의 각 미러들(104a, 104b, 104c, …)로부터 반사된 광선의 세기를 제어한다. 즉, 블랙 스트라이프(102a) 배열은 박막형 미러 어레이 모듈(104)의 각 미러들(104a, 104b, 104c, …)로부터 반사된 광선의 세기를 변조하여 원하는 화상을 화면상에 표시하기 위해 제공된다.Each black stripe 102a of the black stripe arrangement is formed of an optically opaque member. The flux of light rays passing between the black stripe 102a and the black stripe 102a controls the intensity of the light reflected from each of the mirrors 104a, 104b, 104c,... Of the thin film mirror array module 104. That is, the black stripe 102a array is provided for modulating the intensity of light reflected from the mirrors 104a, 104b, 104c, ... of the thin film mirror array module 104 to display a desired image on the screen.
도 2a 및 도 2b는 블랙 스트라이프 배열의 실시예들을 도시한 평면도이다.2A and 2B are plan views illustrating embodiments of a black stripe arrangement.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 직시형 화상표시 장치(100)에 사용되는 블랙 스트라이프 배열(102)의 각 블랙 스트라이프(102a)는 세로 방향으로 배치하거나 가로 방향으로 배치할 수 있다. 박막형 미러 어레이 모듈(104)의 크기가 작을 경우, 화면의 한 점에서 나오는 빛이 사용자의 양쪽 눈에 따라 광량 차이가 발생하게 된다. 즉, 사용자의 양쪽 눈의 편차로 인하여 시야각의 차이가 발생하게 된다. 따라서, 도 2b에 도시한 바와 같이 블랙 스트라이프(102a)를 가로 방향으로 배치하게 되면, 박막형 미러 어레이(TMA) 모듈(104)의 하나의 미러 화소에 대해 가로 방향으로 인접한 미러 화소들로부터 반사되는 광선이 차단되므로 화면의 한 점에서 나오는 빛은 사용자의 양쪽 눈에서 동일한 광량으로 느껴지게 된다.2A and 2B, each black stripe 102a of the black stripe array 102 used in the direct view type image display device 100 of the present invention may be disposed in the vertical direction or in the horizontal direction. When the size of the thin-film mirror array module 104 is small, the light quantity difference occurs according to both eyes of the user light emitted from one point of the screen. That is, a difference in viewing angles occurs due to the deviation of both eyes of the user. Therefore, when the black stripe 102a is disposed in the horizontal direction as shown in FIG. 2B, light reflected from the mirror pixels adjacent in the horizontal direction with respect to one mirror pixel of the thin film mirror array (TMA) module 104. The light emitted from a point on the screen is felt by the same amount of light in both eyes of the user.
상술한 구조를 갖는 본 발명에 따른 직시형 화상표시 장치(100)의 작동 원리를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.The operation principle of the direct-view image display device 100 according to the present invention having the above-described structure will be described in more detail as follows.
외부광으로부터 랜덤(random)하게 방출되는 빛은 블랙 스트라이프(102a)의 배열을 통과하여 박막형 미러 어레이(TMA) 모듈(104)의 각 미러들(이하, TMA 화소라 한다)(104a, 104b, 104c, …)에 입사된다. TMA 화소들(104a, 104b, 104c, …)은 그 아래에 구비된 액츄에이터에 인가된 신호에 따라서 소정 각도로 틸팅된다. TMA 화소들(104a, 104b, 104c, …)로부터 반사된 광선은 블랙 스트라이프(102a)의 배열을 통과하여 그에 대응되는 화상을 화면 상에 표시한다. 이때, TMA 화소들(104a, 104b, 104c, …)로부터 반사되는 광선의 경로는 블랙 스트라이프(102a) 배열을 통과하는 광선의 세기를 결정한다. 즉, 블랙 스트라이프(102a) 배열을 통과하는 광선의 플럭스는 블랙 스트라이프(102)에 대한 TMA 화소들(104a, 104b, 104c, …)의 방향에 의해서 제어된다.Light emitted randomly from the external light passes through the array of black stripes 102a and passes through the mirrors (hereinafter referred to as TMA pixels) 104a, 104b, 104c of the thin film mirror array (TMA) module 104. , ...). The TMA pixels 104a, 104b, 104c, ... are tilted at a predetermined angle in accordance with a signal applied to an actuator provided thereunder. The light rays reflected from the TMA pixels 104a, 104b, 104c, ... pass through the array of the black stripes 102a and display an image corresponding thereto on the screen. At this time, the path of the light rays reflected from the TMA pixels 104a, 104b, 104c, ... determines the intensity of the light rays passing through the black stripe 102a array. That is, the flux of light rays passing through the black stripe 102a array is controlled by the direction of the TMA pixels 104a, 104b, 104c, ... with respect to the black stripe 102.
도 1에서 우측의 TMA 화소(104a)는 온(ON) 상태를 나타내며, 외부광으로부터 이 TMA 화소(104a)에 입사된 광선은 특정 전면을 향하여 소정의 각을 갖고 반사된다. 이와 같이 반사된 광선은 사용자의 시야각 내에 들어가게 되므로 화면에 백색 화상이 표시된다.In FIG. 1, the TMA pixel 104a on the right side shows an ON state, and light rays incident on the TMA pixel 104a from external light are reflected at a predetermined angle toward a specific front surface. Since the reflected light beams fall within the viewing angle of the user, a white image is displayed on the screen.
도 1에서 중앙의 TMA 화소(104b)는 오프(OFF) 상태를 나타내며, 이 TMA 화소(104b)는 외부광으로부터 입사된 광선을 반사시키기는 하나 반사된 광선이 사용자의 시야각을 벗어나게 되므로 화면을 바라보는 사용자에게는 검게 보이게 된다.In FIG. 1, the TMA pixel 104b in the center shows an OFF state. Although the TMA pixel 104b reflects the light incident from the external light, the reflected light is out of the viewing angle of the user. It will appear black to the viewer.
도 1에서 좌측의 TMA 화소(104c) 역시 외부광으로부터 입사된 광선을 반사시키기는 하나 반사된 광선이 사용자의 시야각을 벗어나게 되므로 화면을 바라보는 사용자에게는 검게 보이게 된다.In FIG. 1, the TMA pixel 104c on the left side also reflects the light rays incident from the external light, but since the reflected light rays are out of the viewing angle of the user, the TMA pixel 104c may appear black to the user looking at the screen.
이하, TMA 화소의 틸팅각과 사용자의 시야각 사이의 관계에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the relationship between the tilt angle of the TMA pixel and the viewing angle of the user will be described in detail.
각 블랙 스트라이프(102a)의 폭과 TMA 화소들(104a, 104b, 104c, …)의 폭을 각기 'a'라 하고 각 블랙 스트라이프(102a)와 TMA 화소들(104a, 104b, 104c, …) 간의 거리를 'h'라 하면, TMA 화소들(104a, 104b, 104c, …)로부터 반사되어 블랙 스트라이프(102a)를 투과하는 빛이 가질 수 있는 각도(θ)는 각각, 0, ±ArcTan(a/h), ±ArcTan(2a/h), ±ArcTan(3a/h), … 등이 된다.The width of each black stripe 102a and the width of the TMA pixels 104a, 104b, 104c, ... are each referred to as 'a' and between each black stripe 102a and the TMA pixels 104a, 104b, 104c, ... When the distance is 'h', the angle θ of light reflected from the TMA pixels 104a, 104b, 104c,..., And transmitted through the black stripe 102a may be 0 and ± ArcTan (a /), respectively. h), ± ArcTan (2a / h), ± ArcTan (3a / h),... And so on.
이때, 사용자의 눈으로 도달하는 각도는 ArcTan(a/h)∼+ArcTan(a/h)이며, 나머지 각도의 빛들은 사용자의 눈에 들어가지 않도록 하여야 한다. TMA 화소들(104a, 104b, 104c, …)로 입사되는 빛 중에서 사용될 수 있는 빛은 ArcTan(2a/h)∼ArcTan(4a/h) 정도의 각도를 갖는다.At this time, the angle reaching the eyes of the user is ArcTan (a / h) ~ + ArcTan (a / h), the light of the remaining angles should not enter the user's eyes. Light that can be used among the light incident on the TMA pixels 104a, 104b, 104c, ... has an angle of about ArcTan (2a / h) to ArcTan (4a / h).
이 경우, ArcTan(2a/h)의 각을 갖는 빛은 ArcTan(a/h)에 대응되고 ArcTan(4a/h)의 각을 갖는 빛은 ArcTan(a/h)에 대응된다. 따라서, TMA 화소들(104a, 104b, 104c, …)의 틸팅각은 ArcTan(1.5a/h)가 된다.In this case, light having an angle of ArcTan (2a / h) corresponds to ArcTan (a / h) and light having an angle of ArcTan (4a / h) corresponds to ArcTan (a / h). Therefore, the tilt angle of the TMA pixels 104a, 104b, 104c, ... becomes ArcTan (1.5a / h).
예를 들어, TMA 화소의 피치(a)가 약 100㎛이고 틸팅각이 약 5°정도이며, TMA 화소와 블랙 스트라이프 사이의 거리(h)가 약 1.7㎜인 경우, 사용자가 사용하는 시야각은 약 ±3.3°정도가 된다.For example, when the pitch a of the TMA pixel is about 100 μm, the tilting angle is about 5 °, and the distance h between the TMA pixel and the black stripe is about 1.7 mm, the viewing angle used by the user is about ± 3.3 °.
상술한 바와 같이 본 발명의 직시형 화상표시 장치에 의하면, 액티브매트릭스 시스템으로 구동되는 박막형 미러 어레이(TMA) 모듈을 사용함으로써 종래의 반사형 액정표시(LCD) 모듈을 이용한 장치에 비해 구동 속도를 증가시킬 수 있다. 또한, 광효율을 증가시킬 수 있으며, 액정표시 모듈에 비해 화소 피치를 감소시킬 수 있어 화면의 단위 면적당 화소 개수가 증가하여 표시할 수 있는 정보량이 많아진다. 또한, 가로 방향으로 배치되는 블랙 스트라이프를 사용하여 사용자의 양쪽 눈이 인지하는 시야각의 차이를 최소화할 수 있다.As described above, according to the direct view type image display device of the present invention, by using a thin film type mirror array (TMA) module driven by an active matrix system, the driving speed is increased compared to a device using a conventional reflective liquid crystal display (LCD) module. You can. In addition, the light efficiency can be increased, and the pixel pitch can be reduced compared to the liquid crystal display module, so that the number of pixels per unit area of the screen increases, thereby increasing the amount of information that can be displayed. In addition, by using the black stripe disposed in the horizontal direction, it is possible to minimize the difference in viewing angle that both eyes of the user perceives.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
Claims (2)
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| KR1019980048729A KR20000032307A (en) | 1998-11-13 | 1998-11-13 | Direct view type image displayer having tma module |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108681155A (en) * | 2018-05-16 | 2018-10-19 | 京东方科技集团股份有限公司 | A kind of display device, display system and its control method |
-
1998
- 1998-11-13 KR KR1019980048729A patent/KR20000032307A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN108681155B (en) * | 2018-05-16 | 2021-03-05 | 京东方科技集团股份有限公司 | Display device, display system and control method thereof |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 19981113 |
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