KR970008400B1 - 투사형 화상표시장치의 광로 조절 장치의 구조 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

요약없음

Description

투사형 화상표시장치의 광로 조절 장치의 구조 및 그 제조방법

제1도는 본 발명 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 구조의 일실시예를 나타낸 사시도.

제2도와 제3도는 제1도에 따른 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 제조방법을 나태낸 공정 사시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1 : 구동 기판2 : 지지부

3 : 도전체4 : 신호 전극

5 : 멤브레인6 : 변형부

7 : 바이어스 전극8 : 희생

본 발명은 투사형 화상표시장치의 광로조절장치에 관한 것으로, 특히, 안정한 구동을 하도록 하기에 적합한 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 구조 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 화상표시장치는 표시방법에 따라 직시형 화상표시장치와 투사형 화상표시장치로 구분된다.

먼저, 직시형 화상표시장치로는 음극선관(cathode ray tube; CRT)등이 있는데, 이러한 음극선관은 화질은 좋으나, 화면이 커짐에 따라 중량 및 두께의 증대와 원가가 비싸지는 결점이 있다.

다음, 투사형 화상표시장치로는 액정 디스플레이(active matrix liquid crystal display; AMLCD)등이 있는데, 이러한 액정 디스플레이는 박형화가 가능하여 중량을 작게할 수는 있으나, 편광판에 의한 광손실이 크고 액정 디스플레이를 구동하기 위한 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)가 각 화소마다 형성되어 있기 때문에 광의 투과 면적을 크게 하기 위해 개구율을 높이는데 한계가 있으므로 광의 효율이 매우 낮다.

이에, 그 액정 디스플레이의 상기와 같은 단점을 해결하기 위하여 미합중국 Aura사에 의해 광로조절장치중의 하나인 AMA(actuated mirror arrays)를 이용한 투사형 화상표시장치가 개발되었다.

또한, AMA는 구동방식에 따라 액츄에이터가 M×1의 매트릭스로 된 1차원 AMA와 액츄에이터가 M×N의 매트릭스로 된 2차원 AMA로 구분된다.

이때, M과 N은 임의의 정수이다.

그리고, 상기 AMA를 구성하는 각 액츄에이터는 구동을 위한 주요 부분은 압전 세라믹이나 전왜 세라믹 등의 압전 소자나 전왜 소자로 이루어져 그 압전 소자나 전왜 소자에 전압이 인가될 경우, 전계가 발생하므로써 변형되어 상부에 장착된 거울을 기울어지게 하므로 그 각 거울에 반사되는 빛이 해당 렌즈등을 통해 화면의 일정 부분에 도달하게 되어 원하는 영상을 디스플레이할 수 있다.

종래 기술의 한가지 예로써 세라믹 박막을 이용하는 투사형 화상표시장치의 광로조절장치는 유니모프타입(Unimorph type)으로써 멤브레인(Membrane)을 사용한다.

즉, 멤브레인, 신호 전극, 변형부 그리고 바이어스 전극을 차례로 형성하여 신호 전극에 화상을 형성하기 위한 신호가 인가되므로써 변형부가 변형되는 방식으로 구동하는 것이다.

그러나, 이와 같은 종래의 기술에 있어서는 변형부와 멤브레인의 열팽창 계수가 많이 틀리기 때문에 변형부와 신호 전극 사이 또는 신호 전극과 멤브레인 사이에서 박리가 발생하므로써 구동이 불안정하게 되는 결점이 있다.

본 발명은 이와같은 종래의 결점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 멤브레인을 유전 상수가 큰 유전체로 사용하여 투사형 화상표시장치의 광로조절장치가 안정한 구동을 하도록 할 수 있는 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 구조 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 구동 기판 위의 각 픽셀 영역의 양축에 지지부가 선택적으로 형성되고 지지부 표면에 걸쳐 구동 기판과는 일정 간격을 유지하면서 신호 전극, 멤브레인, 변형부 그리고 바이어스 전극이 일정한 형태를 이루면서 차례로 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

제1도를 참조하면, 본 발명 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 구조의 일실시예를 나타낸 사시도로, 먼저, 영상을 형성하기 위한 신호를 선택적으로 출력하는 구동 기판(1) 표면의 각 픽셀영역마다 양측에 지지부(2)가 형성되고 지지부(2)를 수직으로 관통하면서 도전체(3)가 그 수직 길이 만큼 형성된다.

다음 지지부(2)의 표면과 도전체(3)의 표면에 걸치며 구동 기판(1)과 일정 간격을 유지하면서 일정 영역에 신호 전극(4)이 형성되고 신호 전극(4) 표면과 각 픽셀 영역에 구동 기판(1)과 일정 간격을 유지하면서 멤브레인(5), 변형부(6) 그리고 바이어스 전극(7)이 차례로 "T" 자등 일정한 형태로 형성되어 이루어진다.

제2도 및 제3도를 참조하면, 제1도에 따른 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 제조방법을 나타낸 공정 사시도로, 먼저, 제2도와 같이 영상을 형성하기 위한 신호를 선택적으로 출력하는 구동 기판(1) 표면의 각 픽셀 영역마다 양측에 지지부(2)를 선택적으로 형성한다.

다음, 그 지지부(2)의 중앙 부분을 제거하여 그 제거된 부분에 도전체(3)를 채워 넣는다.

여기서, 지지부(2)를 금속 등의 도전체로 형성 할 경우, 지지부(2)의 중앙 부분을 제거하여 그 제거된 부분에 도전체(3)를 채워 넣는 공정은 생략할 수 있다.

이어, 지지부(2)의 영역과 도전체(3)의 영역을 제외한 구동 기판(1)의 표면에 희생막(8)를 형성하고 지지부(2)의 표면 일부와 도전체(3)의 표면 전부를 포함하는 일정 영역에 신호 전극(4)를 선택적으로 형성한다.

그리고, 제3도와 같이 전 표면에 멤브레인(5)을 형성하고 멤브레인(5)의 표면에 Sol-Gel법, 화학 증착(CVD)법 또는 스퍼터링(Sputtering)법 등을 사용하여 변형부(6)를 형성한 후 변형부(6)의 표면에 바이어스 전극(7)을 차례로 형성하고 습식 식각(Wet etch), 건식 식각(Dry etch), 레이저 컷팅 등을 사용하여 그 멤브레인(5), 변형부(6) 그리고 바이어스 전극(7)을 선택적으로 제거하여 "T"자 형태가 되도록 하며, 습식 식각법등을 사용해서 상기 희생막(8)을 모두 제거한다.

여기서 지지부(2)로는 세라믹을 사용하고 도전체(3)로는 금속을 사용하며, 희생막(8)으로는 PSG, SiO₂, Si, Mo, Cr, Fe, Cu, Ni 그리고 질화물(Nitride)등을 사용할 수 있다.

여기서, PSG, SiO₂의 식각액은 HF이고 Si의 식각액은 KOH이며, Mo, Cr, Fe, Cu, Ni의 식각액은 FeCl₃+HCl이고 그리고 질화물의 식각액은 H₃PO₄이다.

또한, 신호 전극(4)으로는 섭씨 700도 까지의 온도에서 녹지 않는 도전체로써 Cr, Ni, Pt, Ti, W 그리고 Mo 등의 금속을 사용하고 멤브레인(5)으로는 유전 상수가 큰 유전체로써 유전 상수가 200정도 인 PbTiO₃나 유전 상수가 1600정도 인 BaTiO₃등의 유전체를 사용한다.

그리고, 변형부(6)로는 압전 세라믹이나 전왜 세라믹을 사용하고 바이어스 전극(7)으로는 표면에서 빛을 반사시킬 수 있는 도전체로써 Pt, Ag, Au 그리고 Al 등의 금속을 사용한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명을 보면, 먼저, 구동 기판(1)의 영상 신호가 도전체(3)와 신호 전극(4) 그리고 멤브레인(5)을 동해 변형부(6)에 인가되므로써 그 변형부(6)는 자동으로 분극되면서 해당 방향으로 변형된다.

따라서, 거울 기능을 겸하는 바이어스 전극(7)이 변형부(6)의 변형에 의해 기울어지게 되어 결국, 영상의 휘도를 결정하기 위한 빛이 바이어스 전극(7)의 표면에 반사되어 일정 광학계를 거쳐 스크린의 각 부분에 도달하므로써 영상이 디스플레이된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 멤브레인(5)으로 유전 상수가 큰 고 유전체를 사용하므로써 그 멤브레인(5)과 변형부(6)의 접착력이 커지므로 멤브레인(5)과 변형부(6)사이에 박리가 발생하지 않기 때문에 안정된 구동을 할 수 있으며, 신호 전극(4)으로 사용할 재료의 선택이 용이하게 된다.

Claims (25)

1. 구동 기판(1) 표면의 각 픽셀 영역마다 양측에 지지부(2)가 형성되고 지지부(2)를 수직으로 관통하면서 도전체(3)가 그 수직 길이 만큼 형성되며, 지지부(2)의 표면과 도전체(3)의 표면에 걸치며 구동 기판(1)과 간격을 유지하면서 일정 영역에 신호 전극(4)이 형성되고 신호 전극(4) 표면과 각 픽셀 영역에 구동 기판(1)과 일정 간격을 유지하면서 멤브레인(5), 변형부(6)그리고 바이어스 전극(7)이 차례로 "T"자 형태로 형성되어 이루어지는 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 구조.
2. 제1항에 있어서, 상기 지지부(2)는 세라믹으로 된 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 구조.
3. 제1항에 있어서, 상기 도전체(3)는 금속으로 된 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 구조.
4. 제1항에 있어서, 상기 신호 전극(4)은 섭씨 700도 까지의 온도에서 녹지않는 도전체로 된 화상표시장치의 광로조절장치의 구조.
5. 제4항에 있어서, 상기 도전체는 금속으로 된 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 구조.
6. 제5항에 있어서, 상기 금속은 Cr, Ni, Cu, W 그리고 Mo중 적어도 하나로 된 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 구조.
7. 제1항에 있어서, 상기 멤브레인(5)은 유전체로 된 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 구조.
8. 제7항에 있어서, 상기 유전체는 PbTiO₃또는 BaTiO₃로 된 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 구조.
9. 제1항에 있어서, 상기 변형부(6)는 압전 세라믹 또는 전왜 세라믹으로 된 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 구조.
10. 제1항에 있어서, 상기 바이어스 전극(7)은 도전체로 된 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 구조.
11. 제10항에 있어서, 상기 도전체는 금속으로 된 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 구조.
12. 제11항에 있어서, 상기 금속은 Pt, Ag, Au 그리고 Al중 적어도 하나로 된 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 구조.
13. 구동 기판(1)의 표면의 각 픽셀 영역마다 양측에 지지부(2)를 선택적으로 형성하는 단계와; 상기 지지부(2)의 중앙 부분을 제거하고 그 제거된 부분에 도전체(3)를 채워 넣는 단계와; 상기 지지부(2)의 영역과 도전체(3)의 영역을 제외한 구동 기판(1)의 표면에 희생막(8)를 형성하고 지지부(2)의 표면 일부와 도전체(3)의 표면 전부를 포함하는 일정 영역에 신호 전극(4)를 선택적으로 형성하는 단계와; 전 표면에 멤브레인(5), 변형부(6) 그리고 바이어스 전극(7)을 차례로 형성하는 단계와; 상기 멤브레인(5), 변형부(6) 그리고 바이어스 전극(7)을 선택적으로 제거하여 "T" 자 형태가 되도록하고 희생막(8)을 제거하는 단계로 된 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 제조방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 희생막(8)은 PSG, SiO₂, Si, Mo, Cr, Fe, Cu, Ni 그리고 질화물중 적어도 하나로 된 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 제조 방법.
15. 제13항에 있어서, 상기 지지부(2)는 세라믹으로 된 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 제조 방법.
16. 제13항에 있어서, 상기 도전체(3)는 금속으로 된 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 제조 방법.
17. 제13항에 있어서, 상기 신호 전극(4)은 섭씨 700도 까지의 온도에서 녹지않는 도전체로 된 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 제조 방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 도전체는 금속으로 된 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 제조 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 금속은 Cu, Ni, Pt, Ti, W 그리고 Mo중 적어도 하나로 된 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 제조 방법.
20. 제13항에 있어서, 상기 멤브레인(5)은 유전체로 된 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 제조 방법.
21. 제20항에 있어서, 상기 유전체는 PbTiO₃또는 BaTiO₃로 된 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 제조 방법.
22. 제13항에 있어서, 상기 변형부(6)는 압전 세라믹 또는 전왜 세라믹으로 된 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 제조 방법.
23. 제13항에 있어서, 상기 바이어스 전극(7)은 도전체로 된 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 제조 방법.
24. 제23항에 있어서, 상기 도전체는 금속으로 된 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 제조 방법.
25. 제24항에 있어서, 상기 금속은 Pt, Ag, Au 그리고 Al중 적어도 하나로 된 투사형 화상표시장치의 광로조절장치의 제조 방법.