KR970002998B1 - 투사형화상표시장치용 광로조절장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

투사형화상표시장치용 광로조절장치의 제조방법

제1도는 (a) 내지 (g)는 본 발명에 따른 투사형 화상표시장치용 광로조절장치의 제조공정도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 다층세라믹 11 : 세라믹층

13 : 제1금속층 15 : 제2금속층

17 : 중간금속층 20 : 세라믹 웨이퍼

25 : 액츄에이터 27 : 도선

29 : 거울 30 : 지그

31 : 광로조절장치

본 발명은 투사형 화상표시장치에서 광로를 조절하는데 사용되는 공로조절장치의 제조방법에 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 증가가, 가격이 비싸지는 문제점이 있어 대화면을 구현하는데 한계가 있다. 투사형 화상표시장치는 대화면 액정 표시장치(Liquid Crystal Display:이하 LCD 라 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 아우라(Aura)사에서 액츄에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Arrays:이하 AMA라 칭함)를 이용한 투사형 화상표시장치가 개발되었다. AMA는 다수의 액츄에이터를 포함하며, 각각의 액츄에이터는 하나의 화소(또는 픽셀)에 각각 대응한다. AMA를 이용한 투사형 화상표시 장치는 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 기울어지게한다.

본 발명의 목적은 토사형 화상표시장치용 광로조절장치의 제조방법을 제공함에 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 실명한다.

제1도 (a)내지 (g)는 본 발명에 따른 투사형화상표시 장치용 광로조절장치의 제조공정도이다.

제1도 (a)는 통상의 적층형 세라믹 콘덴서를 제조하는 방법으로 소정 두께의 세라믹층(11)과 금속층(13,15,17)들을 교대로 적층한 후 소결한 다층세라믹(10)을 도시한다. 상기에서 세라믹층(11)들은 액츄에이터의 변형부를 형성하기 위한 것으로 각각의 층 두께는 픽셀 간격의 1/2로 형성한다. 이러한 세라믹층은 BaTiO₃, PZT(Pb(Zr, Ti)O₃) 또는 PLZT((Pb, La)(Zr, Ti)O₃)등의 압전세라믹으로 형성된다. 금속층(13,15,17)들은 액츄에이터의 외부전극을 형성하기 위한 것으로 팔라듐(Pd) 또는 은(Ag)과 팔라듐의 합금등의 고융점금속으로 형성된다. 이러한 금속층은 제1금속층(13), 제2금속층(15) 및 각각의 제1 제2금속층 사이의 제3금속층으로 구분되며, 제1금속층(13)은 관련된 압전 세라믹의 일측(제1도 (a)에서는 좌측)단부로부터 연장하여 타측 단부의 가까운 위치에서 단절된다. 이와 반대로 제2금속층(15)은 압전 세라믹의 일측(제1도(a)에서는 우측)단부로부터 연장하여 타측 단부의 가까운 위치에서 단절된다. 한편 제3금속층(17)또는 중간금속층은 압전 세라믹층의 양측의 단부를 제외한 중간 부분에서만 연장한다. 즉. 제3전극층(17)은 세라믹층의 양측 단부까지 연장하지 않는다. 이러한 구조는 분극 공정시, 압전 세라믹이 두층씩 반대 분극을 갖게한다. 이렇게 적층된 세라믹은 금속층이 2M+1 개되고 세라믹층이 2M+2 개가 되게 한다.

적층형 다측 세라믹(10)은 이후 소결되어 다측 세라믹벌크(10)로서 형성된다. 이 후, 다층 세라믹 벌크(10)에 전압을 인가하기 위한 분극용 전극(42)(44)을 적용하여 분극을 시행한다. 제1분극용 전극(42)은 +전압이 인가되어 제1금속층(13)이 접촉되고 제2분극용 전극(44)은 -전압이 인가되어 제2금속층(15)이 접촉된다. 그러므로, 제1금속층(13)로부터 제2금속층(15)으로 전계가 발생되어 세라믹층의 재질과 그 두께 및 온도에 의해 좌우되지만 종래의 M+1 개의 세라믹층을 동일한 방향으로 분극하는 경우보다 두께가만큼 감소하므로 분극전압을 크게 낮추는 것이 가능하다.

제1도 (b)는 상기 다층세라믹(10)을 A-A'선의 방향으로 자른, 두께가 T인 세라믹 웨이퍼(20)를 도시한다. 세라믹 웨이퍼(20)의 상부 및 하부 표면은 연마되며, 연마된 세라믹 웨이퍼(20)의 표면조도는 ±5㎛ 정도가 되고 평탄도(flatness)는 ±10㎛ 정도가 되어야 한다. 상기의 Slicing 및 연마공정을 행하는 동안 탈분극이 되었다면 다시 분극시키기 용이하다.

제1도 (c)는 웨이퍼(20)의 좌우를 제3중간금속층(17)의 길이에 맞게 절단한 후 각각의 금속층(13,15,17)들과 평행하게 홈(22)들을 형성하고, 이 홈(22)들의 내부표면에 제4금속층(24)를 도포한 것을 도시한다. 상기에서 웨이퍼(20)의 표면에 포토레지스터(photoresist)를 도포한 후 제1 및 제2금속층(13) 및 (15)들과 평행방향으로 쏘잉(sawing) 등의 기계적 방법으로 M+1회 가공하여 홈(22)들을 형성한다. 그다음, 홈(22)들의 내부표면에 제4금속층(24)을 도포한다. 이때, 제4전극층(24)은 포토레지스트의 표면에서 도포되는데, 이 포토레지스트가 제거될때 같이 제거된다. 상기에서 내부전극으로 이용될 중간금속층(17)들을 제거되지 않고 남아 있는 세라믹층(19)들을 액츄에이터의 변형부가 되는 부분으로서 신호 인가시 실제로 구동되는 돌출된 M개의 행을 이룬다. 또한, 제4금속층(24)은 제1및 제2금속층들(13)(15)과 전기적으로 접촉되며 외부전극으로 이용된다.

제1도 (d)는 상술한 구조로 가공된 웨이퍼(20)를 지그(Jig:30)에 실장하고 적층방향에 대하여 수직방향으로 절단하여 완성된 M×N 행열 어레이의 액츄에이터(25)들을 도시한다. 상기에서 중간 금속층(17)을 갖는 세라믹층(19)들의 돌출부분의 표면이 지그(30)에 접착되게 실장하고, 이 세라믹층(19)들의 접착되지 않는 표면으로부터 쏘잉등의 기계적방법으로 홈(22)들과 수직방향으로 N-1회 절단하여 M×N 행렬 어레이의 액츄에이터(25)들을 완성시킨다. 상기에서, 지그(30)는 쏘잉 공정에 의해 분리되는 액츄에이터(25)들이 흐트러지는 것을 방지한다.

제1도 (e)는 트랜지스터(도시하지 않음)들이 내장된 능동매트릭스의 기판(40)에 액츄에이터(25)이 실장된 것을 도시한다. 상기에서 액츄에이터(25)들은 지그(30)에 부착되지 않은면이 기판(40)에 실장되고 전도성 접착제의 의해 기판(40) 표면에 미리 형성된 화소단자에 부착된다. 그 다음, 지그(30)를 액츄에이터(25)들과 분리한다.

제1도 (f)는 액츄에이터(25)들의 제1 및 제2금속층(13 및 15)들이 기판내의 도선(27)에 연결되어 공통 접지되고, 이 액츄에이터(25)들의 돌출부분에 거울(29)들이 실장된 광로조절장치(31)들 도시한다. 상기에서 도선(27)들을 각 액츄에이터(25)들의 제1및 제2금속층(13 및 15)들과 평행하게 연결하고 한쪽 끝을 하나로 연결하여 공통접지 시킨다. 도선(22)들은 알루미늄등의 금속선이나, 또는, 전도성 접착제로 형성될 수 있다.

그리고, 본 출원인이 기출원한 특허 제92-20365(발명의 명칭:투사형 화상표시장치의 거울제조방법)에 개시된 방법으로 제조한 거울(29)들을 액츄에이터(25)들의 돌출 부분 표면에 실장한다. 그 다음, 거울(29)들이 서로 연결된 부분이나 또는 전기적으로 단락된 부분등을 레이저(laser)를 이용하여 분리하여 광로조절장치(31)를 완성한다.

제1도 (g)에는 제l도 (f)에 도시한 광로 조절장치의 일부를 도시한다. 이 도면에서 제3금속층(17)들은 신호 공급 단자(5)에 접속되어 신호전극으로서 사용되는 것이 도시되며, 각가의 픽셀(25)은 내부전극을 중심으로 동일 방향으로 분극된 압전 세라믹 두개 층의 적층된 바이몰프(bimorph)형의 액츄에이터로 구성된다. 이때 능동 메트릭스에 인가되는 신호 전압은 1 컬럼(column)별로 서로 반대 부호의 신호가 단자(35)를 통해 신호전극(17)에 인가될때 액츄에이터(25)의 거울(29)은 같은 방향으로 틸트(tilt)될 수 있게 돤다.

따라서, 본 발명은 종래 투사형 TV에 이용되는 투과형 액정 표시 장치가 가지는 평관판에 의한 광손실과, 액정자체 및 박막 트랜지스터에 의한 광투과손실등으로 인한 낮은 광효율을 AMA를 사용하여 광효율을 크게 향상시킬수 있는 광로조절장치를 제조할 수 있다.

Claims (9)

1. M×N 행령의 화소를 갖는 투사형 화상표시장치의 광로조절 장치의 제조방법에 있어서, 2M+2개의 세라믹층들과 2M+1개의 금속층들이 교호하여 적층된 다층세라믹을 형성하는 공정과, 상기 적층된 다층세라믹에 분극 전극을 적용하여 분극하는 공정과; 상기 다층 세라믹을 수직 방향으로 절단하여 세라믹 웨이퍼를 만들고 어느 하나의 금속층들을 중심으로 돌출되는 형상을 갖는 어느 하나의 금속층을 갖는 세라믹에 대하여 좌우의 다른 금속층을 갖는 세라믹층에 홈들을 형성하고, 이 홈들 내부에 또 다른 금속층을 도포하는 공정과; 상기 홈들과 수직방향으로 N-1회 절단하여 M×N 행렬의 액츄에이터를 형성하는 공정과; 7상기 액츄에이터들을 능동매트릭스의 기판에 실장하고 상기 금속층들을 전기적으로 연결하는 도선들을 형성하는 공정과; 상기 액츄에이터 상부에 거울들을 실장하는 공정을 구비하는 투사형 화상표시장치용 광로조절장치의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 금속층은 제1금속층(13), 제2금속층(15), 상기 제1금속층과 제2금속층 사이의 제3금속층(17)과 홈(22) 내부에 도포된 제4금속층(24)을 포함하며, 상기 제1금속층(13) 및 제2금속층(15)은 연관된 세라믹층의 일측 단부로부터 연장하여 타측 단부의 가까운 위치에서 단절되고. 상기 제4금속층(24)은상기 제1및 제2금속층(13)(15)과 전기적으로 접촉하는 투사형 표시장치용 광로조절장치의 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 도선 형성 공정에서 상기 제1 및 제2금속층(13 및 15)은 제4금속층을 따라 이웃픽셀과 연결되어 서로 접지시키며, 상기 제3금속층(17)을 신호 입력 단자(35)에 접속시키는 투사형 표시 장치용 광로조절장치의 제조방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 세라믹층은 압전세라믹을 포함하며, 상기 다른 금속층은 제1및 제2금속층(13)(15)인 투사형 표시장치용 광로조절장치의 제조방법.
5. 제2항에 있어서, 상기 분극 공정에서. 상기 제1금속층(13) 및 제2금속층(15)을 서로 다른 분극 전극(42), (44)에 각기 접촉시켜 분극하는 투사형 표시장치용 광로조절장치의 제조방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 액츄에이터는 두개의 세라믹 층이 서로 교대로 반대 분극방향을 갖는 투사형 표시장치용 광로조절장치의 제조방법
7. 제6항에 있어서, 상기 액츄에이터를 동일방향으로 틸트시키기 위하여 서로 반대 방향의 작동 신호를 인가하는 투사형 표시장치용 광로조절장치의 제조방법.
8. 제2항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 제3금속층을 팔라듐 또는 팔라듐과 은의 합금으로 형성하는 투사형 표시장치용 광로조절장치의 제조방법.
9. 제1항에 있어서, 상기 도선들을 금속선 또는 전도성 접착제중 어느 하나로 형성하는 투사형 표시장치용 광로조절장치의 제조방법.