KR100577169B1 - 레이저 디스플레이 - Google Patents

Abstract

MEMS(Micro Electro Mechanical System) 기술을 이용한 ASM(Annular Shutter Mirror)을 갖는 레이저 디스플레이에 관한 것으로, 적색, 청색, 녹색의 레이저 빔을 발산하는 각각의 광원들과, 각각의 레이저 빔을 선택적으로 반사시켜 주는 ASM(Annular Shutter Mirror)과, ASM을 화면에 주사시켜 주기 위한 이동 주사부와, 주사된 빔을 화면에 확대 투사시켜 주는 투사렌즈로 구성함으로써, 디스플레이 시스템을 소형으로 제작할 수 있을 뿐만 아니라 낮은 가격으로도 디스플레이를 구현할 수 있는 효과가 있다.

레이저

Description

레이저 디스플레이{laser display}

도 1은 종래 기술에 따른 레이저 디스플레이를 보여주는 도면

도 2는 본 발명에 따른 레이저 디스플레이를 보여주는 도면

도 3은 도 2의 ASM의 동작 원리를 보여주는 도면

도 4a 내지 4f는 도 2의 ASM의 제조공정을 보여주는 공정단면도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 기판12 : 실리콘 나이트라이드층

13 : 하부 전극14 : 희생층

15 : 폴리이미드층16 : 금속층

본 발명은 레이저 디스플레이에 관한 것으로, 특히 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 기술을 이용한 ASM(Annular Shutter Mirror)을 갖는 레이저 디스플레이에 관한 것이다.

일반적으로 레이저 디스플레이 기술은 적색, 녹색, 청색 3개의 레이저를 발진시켜 영상을 디스플레이하는 방식으로서 이를 프로젝션하면 최대 600 인치까지 비디오 영상을 디스플레이 할 수 있어 업계의 관심이 집중되고 있다.

특히, 이 기술은 레이저의 고유 특성인 장거리 투사 능력과 레이저 빔의 고밀도 특성으로 수 백 인치 이상의 고선명, 고화질 화면 출력이 가능하고 색 구현 능력이 매우 넓은 특징을 지니고 있다.

도 1은 기존 방식에 따른 레이저 디스플레이를 보여주는 도면으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 3개의 레이저, 광변조기, 반사경, 투사렌즈, 스크린 등으로 구성된다.

이 방식은 3개의 레이저(적색, 청색, 녹색)를 통해 발진된 빛은 광변조기에 보내지고, 광변조기에서는 이 빛의 양을 변조한다.

그리고, 변조된 단파장 빛은 반사경을 통해 집속렌즈로 보내져 합성되어 색을 구현하게 된다.

이때, 3개의 반사경은 스텝핑 모터(stepping motor)를 통하여 x축과 y축으로 스캐닝(scanning)함으로써 화면을 구성하게 된다.

그러나 이 방식은 광변조기를 사용하여 광량을 조절하기 때문에 가격이 높아지는 단점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로 기존의 반사경 및 광변조기 대신에 ASM(Annular Shutter Mirror)을 사용하여 낮은 가격의 레이저 디스플레이를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 레이저 디스플레이의 특징은 적색, 청색, 녹색의 레이저 빔을 발산하는 각각의 광원들과, 각각의 레이저 빔을 선택적으로 반사시켜 주는 ASM(Annular Shutter Mirror)과, ASM을 화면에 주사시켜 주기 위한 이동 주사부와, 주사된 빔을 상기 화면에 확대 투사시켜 주는 투사렌즈로 구성되는데 있다.

본 발명의 다른 특징은 ASM의 각 섹터가 멀티플렉서에 연결되는데 있다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 레이저 디스플레이를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 레이저 디스플레이를 보여주는 도면으로서, 도 2에 도시된 바와 같이 적색, 녹색, 청색 레이저 빔을 발산하는 각각의 광원들, 각각의 레이저 빔을 선택적으로 반사시켜 주는 ASM(Annular Shutter Mirror), ASM에 연결되는 X-Y 이동 제어기와 멀티플렉서(multiplexer), 그리고 투사렌즈로 구성된다.

본 발명의 디스플레이 방식은 먼저 레이저를 통하여 발진된 단 파장의 빛은 ASM에서 반사되어 집속렌즈로 향하게 되는데, 여기서 ASM은 여러 개의 섹터(sector)들로 분할되어 있고 각각의 섹터는 전극에 전압이 인가되는 경우에는 빛을 난반사시키고 전압이 인가되지 않을 경우에만 집속렌즈로 빛의 방향을 바꾸게 된다.

도 3을 참조하여 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도시된 바와 같이 ASM은 X-Y 이동 시스템에 연결되어 화면을 스캔(scan)하고, 각 섹터는 멀티플렉서에 연결되어 색의 광량에 따라 전압이 인가되는 섹터의 수를 결정하게 된다.

예를 들면 적색을 구현할 경우에는 녹색과 청색 레이저 빔에 연결되는 ASM의 모든 섹터에는 전압을 인가하여 빛을 난반사시키고 적색 레이저 빔에 연결되는 ASM에는 전압을 인가하지 않음으로써 적색 레이저 빔만을 반사시켜 집속렌즈로 보낸다.

이와 같은 방식으로 원하는 색을 구현하기 위해 멀티플렉서와 연결된 ASM으로 광량을 조절하여 투사렌즈로 보냄으로써 화면에 디스플레이할 수 있는 것이다.

본 발명은 종래와 같은 광변조기나 반사경 대신에 ASM으로 대체함으로써 구성이 매우 간단하여 디스플레이 시스템을 소형화할 수 있는 장점이 있다.

이러한 기능을 갖는 ASM의 제작 공정은 다음과 같다.

도 4a 내지 4f는 본 발명에 따른 레이저 디스플레이의 ASM의 제조공정을 보여주는 공정단면도로서, 먼저 도 4a에 도시된 바와 같이 실리콘 기판(11) 위에 실리콘 나이트라이드층(12)을 형성하고, 그 위에 하부 전극 금속층을 증착하고 패터닝하여 하부 전극(13)을 형성한다.

이어, 도 4b에 도시된 바와 같이 하부 전극(13)을 포함한 전면에 희생층(14)을 증착하고 포스트(post)가 될 부분을 습식식각한다.

그리고, 도 4c에 도시된 바와 같이 희생층(14) 위에 멤브레인(membrane)으로 사용할 폴리이미드(polyimide)층(15)을 증착하고 열처리한 다음, 도 4d 에 도시된 바와 같이 폴리이미드층(15) 위에 미러면으로 사용할 금속층(16)을 증착하고 패터닝한다.

그리고, 도 4e에 도시된 바와 같이 희생층(14)을 에칭하기 위하여 금속층(16) 및 폴리이미드층(15)에 에칭 홀(etching hole)을 패터닝한다.

이어, 도 4f에 도시된 바와 같이 에칭 홀을 통한 습식식각 용액으로 희생층(14)을 에칭함으로써 ASM을 제작한다.

본 발명에 따른 레이저 디스플레이에 있어서는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 ASM을 사용하여 광량을 변조하기 때문에 디스플레이 시스템을 소형으로 제작할 수 있을 뿐만 아니라 낮은 가격으로도 디스플레이를 구현할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 적색, 청색, 녹색의 레이저 빔을 발산하는 각각의 광원들;

   상기 각각의 레이저 빔을 선택적으로 반사시켜 주는 ASM(Annular Shutter Mirror);

   상기 ASM을 화면에 주사시켜 주기 위한 이동 주사부;

   상기 주사된 빔을 상기 화면에 확대 투사시켜 주는 투사렌즈로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 디스플레이.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 ASM의 각 섹터는 멀티플렉서에 연결되는 것을 특징으로 하는 레이저 디스플레이.

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