KR20060091595A - 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 칼라 디스플레이 장치 - Google Patents

1판넬 회절형 광변조기를 이용한 칼라 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 칼라 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 특히 하나의 광변조기 소자를 이용하여 복수의 파장의 입사광에 대한 회절광을 형성할 수 있는 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 칼라 디스플레이 장치에 관한 것이다.
광변조기, 회절형, 1판넬, 칼라, 디스플레이

Description

1판넬 회절형 광변조기를 이용한 칼라 디스플레이 장치{Color display apparatus using diffraction-type optical modulator of one panel}
도 1 및 도 2는 광의 반사나 회절을 이용하여, 광스위치, 광변조소자에 적용되는 광학 MEMS 소자의 대표적인 구성을 나타낸다.
도 3는 SLM(실리콘 라이트 머신)사(社)가 레이저 디스플레이용 광강도변환소자, 즉, 광변조기로서 개발한 GLV(Grating Light Valve) 디바이스의 구성을 나타낸다.
도 4a는 삼성전기가 개발한 압전 재료를 이용한 함몰형 회절형 광변조기의 사시도이고, 도 4b는 삼성전기가 개발한 압전 재료를 이용한 오픈홀 기반의 회절형 광변조기의 사시도이다,
도 5a는 MEMS 소자를 적용한 광변조 소자로서의 GLV 디바이스, 또는 삼성전기의 압전 회절형 광변조기를 이용한 종래 1판넬 광학장치의 일실시의 형태를 나타낸다.
도 5b는 MEMS 소자를 적용한 광변조 소자로서의 GLV 디바이스, 또는 삼성전기의 압전 회절형 광변조기를 이용한 종래 3판넬 광학장치의 일실시의 형태를 나타낸다.
도 6a는 본 발명에 이용되는 함몰형 광변조기의 사시도이고, 도 6b 및 도 6c는 도 6a의 A-A'선에 따른 절단면도로서 각각 본 발명에 따른 1판넬 회절형 광변조기의 구성예를 보여준다.
도 7a은 본 발명에 이용되는 오픈홀 기반의 회절형 광변조기의 사시도이고, 도 7b 및 도 7c는 도 7a의 B-B'선에 따른 절단면도로서 각각 본 발명에 따른 1판넬 회절형 광변조기의 구성예를 보여준다.
도 8은 도 7a 및 도 7b의 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 칼라 디스플레이 장치의 구성도이다.
도 9에서 (a)는 광원과 실린더 렌즈, 콜리메이터 렌즈로 이루어진 광학계의 사시도이고, 도 9에서 (b)는 평면도이며, 도 9의 (c)는 측단면도이고, 도9의 (d)는 절단면도이다.
도 10은 도 7a 및 도 7c의 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 칼라 디스플레이 장치의 입사광을 설명하기 위한 개념도이다.
본 발명은 칼라 디스플레이 장치에 관한 것으로서, 특히 하나의 광변조기 소자를 이용하여 복수의 파장의 입사광에 대한 회절광을 형성할 수 있는 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 칼라 디스플레이 장치에 관한 것이다.
미세기술의 진전에 따라서, 소위 마이크로 머신(MEMS: Micro Electro Mechanical Systems, 초소형 전기적·기계적 복합체)소자 및 MEMS소자를 조립한 소형기기가 주목되고 있다.
MEMS소자는 실리콘기판, 글래스기판 등의 기판상에 미세구조체로서 형성되고, 기계적 구동력을 출력하는 구동체와, 구동체를 제어하는 반도체 집적회로 등을 전기적으로, 또한 기계적으로 결합시킨 소자이다. MEMS소자의 기본적인 특징은 기계적 구조로서 구성되어 있는 구동체가 소자의 일부에 조립되어 있는 것이며, 구동체의 구동은 전극간의 쿨롱의 힘 등을 응용하여 전기적으로 행해진다.
도 1 및 도 2는 광의 반사나 회절을 이용하여, 광스위치, 광변조소자에 적용되는 광학 MEMS 소자의 대표적인 구성을 나타낸다.
도 1에 나타내는 광학MEMS소자(1)는 기판(2)과, 기판(2)상에 형성한 기판측전극(3)과, 기판측전극(3)에 대향하여 평행으로 배치한 구동측 전극(4)을 갖는 빔들보(6)과, 이 빔(6)의 일단을 지지하는 지지부(7)를 갖추어 이룬다. 빔(6)과 기판측 전극(3)과는 그 사이의 공극(8)에 의해 전기적으로 절연되어 있다.
이 광학 MEMS 소자(1)에서는 기판측 전극(3)과 구동측 전극(4)에 주어지는 전위에 따라서, 빔(6)이 기판측 전극(3)과의 사이의 정전인력 또는 정전반발에 의해 변위하고, 예를 들면 도 1의 실선과 파선으로 나타내는 것같이, 기판측 전극(3)에 대하여 평행상태와 경사상태로 변위한다.
도 2에 나타내는 광학 MEMS 소자(11)는 기판(12)과, 기판(12)상에 형성한 기 판측 전극(13)과, 기판측 전극(13)을 브리지형상으로 걸쳐진 빔(14)을 갖추어 이룬다. 빔(14)과 기판측 전극(13)과는 그 사이의 공극(10)에 의해 전기적으로 절연되어 있다.
빔(14)은 기판측 전극(13)을 브리지형상으로 걸어서 기판(12)상에 입각하는 예를 들면 SiN막으로 이루는 브리지 부재(15)와, 기판측 기판(13)에 대향하여 상호 평행하게 브리지부재(15)상에 설치된, 예를 들면 막두께 100nm정도의 Al막으로이루는 반사막을 겸하는 구동측 전극(16)으로 구성된다. 빔(14)은 그 양단이 지지된 소위 브리지식으로 형성된다.
이 광학 MEMS 소자(11)에서는 기판측전극(13)과 구동측전극(16)에 주어지는 전위에 따라서, 빔(14)이 기판측전극(13)과의 사이의 정전인력 또는 정전반발에 의해 변위하고, 예를 들면 도 2의 실선과 파선으로 나타내는 것같이, 기판측전극(3)에 대하여 평행상태와 오목상태로 변위한다.
광학MEMS소자(1, 11)는 광반사막을 겸하는 구동측전극(4, 16)의 표면에 광이 조사되고, 빔(4, 14)의 구동 위치에 따라서, 그 광의 반사방향이 다른 것을 이용하여, 한 방향의 반사광을 검출하여 스위치기능을 가지게 한 광스위치로서 적용할 수 있다.
또, 광학 MEMS 소자(1, 11)는 광강도를 변조시키는 광변조소자로서 적용할 수 있다. 광의 반사를 이용하는 때는, 빔(4, 14)을 진동시켜서 단위 시간당의 일방향의 반사광량으로 광강도를 변조한다.
광의 회절을 이용하는 때는 공통의 기판측 전극(3, 13)에 대하여 복수의 빔 (6, 14)을 병렬 배치하여 광변조소자를 구성하고, 공통의 기판측 전극(3, 13)에 대한 예를 들면 1개 거른 빔(6, 14)의 근접, 이간의 동작에 의해, 광반사막을 겸하는 구동측 전극의 높이를 변화시키고, 광의 회절에 의해 구동측 전극에서 반사하는 광의 강도를 변조한다. 이 광변조소자는 소위 공간변조이다.
도 3는 SLM(실리콘 라이트 머신)사(社)가 레이저 디스플레이용 광강도변환소자, 즉, 광변조기로서 개발한 GLV(Grating Light Valve) 디바이스의 구성을 나타낸다.
GLV디바이스(21)는 도 3에 나타내는 것같이, 글래스 기판등의 절연기판(22)상에 공통의 기판측 전극(23)이 형성되고, 이 기판측 전극(23)에 교차하여 브리지형으로 거는 복수, 본 예에서는 6개의 빔(24)[24 1 , 24 2 , 24 3 , 24 4 , 24 5 , 24 6 ] 이 병렬배치되어 이룬다. 기판측 전극(23) 및 빔(24)의 구성은 전술의 도 2에서 설명한 것과 동일 구성이다.
브리지부재(25)와, 그 위에 설치된 반사막겸 구동측 전극(26)으로 이루는 빔(24)은 리본으로 통칭되고 있는 부위이다.
기판측 전극(23)과 반사막겸 구동측전극(26)과의 사이에 미소 전압을 인가하면, 전술한 정전현상에 의해 빔(24)이 기판측 전극(23)에 향하여 근접하고, 또, 전압의 인가를 정지하면 이간하여 원래의 상태로 되돌린다.
GLV 디바이스(21)는 기판측 전극(23)에 대한 복수의 빔(24)의 근접, 이간의 동작(즉, 1개 거른 빔의 근접, 이간의 동작)에 의해, 광반사막겸 구동측 전극(26)의 높이를 교대로 변화시키고, 광의 회절에 의해 (6개의 빔(24)전체에 대하여 1개 의 광스포트가 조사된다), 구동측전극(26)에서 반사하는 광의 강도를 변조한다.
도 4a는 삼성전기가 개발한 압전 재료를 이용한 함몰형 회절형 광변조기의 사시도이다.
도 4a를 참조하면, 삼성전기가 개발한 함몰형 박막 압전 광변조기는 실리콘 기판(40)과, 복수의 엘리멘트(42a~42n)를 구비하고 있다.
여기에서, 복수의 엘리멘트(42a~42n)는 일정한 폭을 가지며 일정하게 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 복수의 엘리멘트(42a~42n)는 서로 다른 폭을 가지며 교번하여 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 엘리멘트(42a~42n)는 일정간격(거의 엘리멘트(42a~42n)의 폭과 같은 거리)을 두고 이격되어 위치할 수 있으며 이 경우에 실리콘 기판(40)의 상면의 전부에 형성된 마이크로 미러층이 입사된 빛을 반사하여 회절시킨다.
실리콘 기판(40)은 엘리멘트(42a~42n)에 에어 스페이스를 제공하기 위하여 함몰부를 구비하고 있으며, 절연층(41)이 상부 표면에 증착되어 있고, 함몰부의 양측에 엘리멘트(42a~42n)의 단부가 부착되어 있다.
각각의 엘리멘트(여기에서는 도면부호 42a에 대해서만 자세히 설명하지만 나머지 42b~42n도 동일하다)는 막대 형상을 하고 있으며 중앙부분이 실리콘 기판(40)의 함몰부에 이격되어 위치하도록 양끝단의 하면이 각각 실리콘 기판(40)의 함몰부를 벗어난 양측지역에 부착되어 있고, 실리콘 기판(40)의 함몰부에 위치한 부분이 상하로 이동가능한 하부지지대(43a)를 포함한다.
또한, 엘리멘트(42a)는 하부지지대(43a)의 좌측단에 적층되어 있으며, 압전 전압을 제공하기 위한 하부전극층(44a)와, 하부전극층(44a)에 적층되어 있으며 양면에 전압이 인가되면 수축 및 팽창하여 상하 구동력을 발생시키는 압전 재료층(45a)와, 압전 재료층(45a)에 적층되어 있으며 압전재료층(45a)에 압전 전압을 제공하는 상부 전극층(46a)을 포함하고 있다.
또한, 엘리멘트(42a)는 하부지지대(43a)의 우측단에 적층되어 있으며, 압전 전압을 제공하기 위한 하부전극층(44a')과, 하부전극층(44a')에 적층되어 있으며 양면에 전압이 인가되면 수축 및 팽창하여 상하 구동력을 발생시키는 압전 재료층(45a')과, 압전 재료층(45a')에 적층되어 있으며 압전재료층(45a')에 압전 전압을 제공하는 상부 전극층(46a')을 포함하고 있다.
그리고, 엘리멘트(42a)의 중앙부분의 하부지지대(43a)의 상부에는 마이크로 미러층(47a)가 적층되어 있어 입사되는 입사광을 반사 또는 회절시킨다.
도 4b는 삼성전기가 개발한 압전 재료를 이용한 오픈홀 기반의 회절 광변조기의 사시도이다.
도면을 참조하면, 삼성전기가 개발한 압전 재료를 이용한 오픈홀 기반의 회절 광변조기는 종래 삼성전기가 개발한 회절형 광변조기를 개량한 것으로 마이크로 미러층(47a)에 다수의 오픈홀(49a1, 49a2, 49a3)를 구비하고, 함몰부의 절연층(41) 위에 하부 마이크로 미러층(48)을 더 구비하고 있다.
여기에서 오픈홀(49a1~49a3)은 엘리멘트(42a)에 입사되는 입사광이 관통하여 오픈홀(49a1~49a3)이 형성된 부분에 대응하는 하부 마이크로 미러층(48)에 입사광이 입사되도록 하며, 이렇게 하여 하부 마이크로 미러층(48)과 마이크로 미러층 (47a)이 화소를 형성할 수 있도록 한다.
즉, 일예로 오픈홀(49a1~49a3)이 형성된 마이크로 미러층(47a)의 (A) 부분과 하부 마이크로 미러층(48)의 (B) 부분이 하나의 화소를 형성할 수 있다.
이때, 마이크로 미러층(47a)의 오픈홀(49a1~49a3)이 형성된 부분을 관통하여 입사되는 입사광은 하부 마이크로 미러층(48)의 해당 부분에 입사할 수 있으며 마이크로 미러층(47a)와 하부 마이크로 미러(48)의 간격이 λ/4의 홀수배가 될 때 최대의 회절광을 발생시킨다.
도 5a는 상술의 MEMS 소자를 적용한 광변조 소자로서의 GLV 디바이스, 또는 삼성전기의 압전 회절형 광변조기를 이용한 종래 1판넬 방식의 광학장치의 일실시의 형태를 나타낸다.
도면을 참조하면, 종래 1판넬 방식의 광학장치는 광원계(51), 집광부(52), 조명렌즈계(54), 판형 칼라휠(57), 회절형 광변조기(58), 푸리에 필터계(59), 프로젝션 시스템(62), 스크린(65)을 포함하고 있다.
광원계(50)는 복수의 광원(51a~51c)으로 이루어져 있으며, 집광부(52)는 하나의 미러(53a)와 복수의 색선별 미러(53b, 53c)로 이루어져 있다.
복수 광원(51a~51c)은 일예로 적색 광원(51a), 녹색 광원(51b), 청색 광원(51c)으로 이루어져 있다. 그리고, 집광부(52)는 하나의 반사미러(53a)와 다수의 색선별 미러(53b, 53c)에 의해 청색광, 녹색광 그리고 적색광이 집광되어 다중빔이 형성되어 단일 조명계를 이룬다.
다음으로, 조명렌즈계(54)는 집광된 다중빔을 선형의 평행광으로 변화시켜 판형 칼라휠(57)을 통하여 광변조기(58)로 입사시킨다. 여기에서 판형 칼라휠(57)은 좀더 상세히 알아보면 다중빔중 각각의 칼라에 해당하는 파장의 광빔만을 투과시키는 칼라필터와, 칼라필터가 부착되는 커플러(Coupler)와, 커플러에 부착되어 회전력을 발생하는 모터등을 구비하여 모터의 회전속도에 대응하여 커플러와 이에 판형으로 부착된 칼라필터들이 회전함에 의해 광빔의 색을 순차적으로 분리하게 된다.
회절형 광변조기(58)는 판형 칼라휠(57)로부터 단일 파장의 선형 평행광이 입사되면 입사되는 시간동안 해당 파장의 선형 평행광에 대한 광변조를 수행하여 회절광을 형성하고 형성된 회절광을 푸리에 필터계(59)로 입사시킨다.
푸리에 필터계(59)은 푸리에 렌즈(60)과 색선별 필터(61)로 구성되는 것이 바람직하며, 회절광을 차수별로 분리하고 원하는 차수의 회절광만을 투과시킨다.
한편, 프로젝션 시스템(62)은 스캐너(63)와 프로젝션 렌즈(64)를 구비하고 있으며, 입사된 회절광을 스크린(65)에 투사한다.
도 5b는 상술의 MEMS 소자를 적용한 광변조 소자로서의 GLV 디바이스, 또는 삼성전기의 압전 회절형 광변조기를 이용한 종래의 3판넬 방식의 광학장치의 일실시의 형태를 나타낸다. 본 예에서는 레이저 디스플레이에 적용되는 경우를 설명한다.
본 실시의 형태에 관계하는 레이저 디스플레이(51)는 예를 들면 대형스크린용 프로젝터, 특히 디지털 화상의 프로젝터로서 혹은 컴퓨터의 화상투영장치로서 이용된다.
레이저 디스플레이(51)는 도 5b에 나타내는 것같이, 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 색의 레이저광원(52R, 52G, 52B)과, 각 레이저광원에 대하여 각각 광축 상에 순차, 설치된 미러(54R, 54G, 54B) 각 색조명광학계(렌즈군)(56R, 56G, 56B) 및 광변조소자로서 기능하는 GLV 디바이스 또는 압전 회절형 광변조기(58R, 58G, 58B)를 갖추고 있다.
레이저 광원(52R, 52G, 52B)은 각각 예를 들면 R(파장 642nm, 광출력 약 3W), G(파장 532nm, 광출력 약 2W), B(파장 457nm, 광출력 약 1.5W)의 레이저를 출사한다.
또한, 레이저 디스플레이(51)는 GLV 디바이스 또는 압전 회절형 광변조기(58R, 58G, 58B)에 의해 각각 광강도가 변조된 적색(R) 레이저광, 녹색(G) 레이저광 및 청색(B) 레이저광을 합성하는 색합성필터(60), 공간필터(62), 디퓨저(64), 미러(66), 갈바노 스캐너(68), 투영광학계(렌즈군)(70) 및 스크린(72)을 갖추고 있다. 색합성필터(60)는 예를 들면 다이크로닉 미러로 구성된다.
본 실시의 형태의 레이저 디스플레이(51)에서는, 레이저광원(52R, 52G, 52B)에서 출사된 RGB 각 레이저광이 각각 미러(54R, 54G, 54B)를 경유하여 각 색조명광학계(56R, 56G, 56B)에서 각 GLV 디바이스 또는 압전 회절형 광변조기(58R, 58G, 58B)에 입사한다. 각 레이저광은 색분류된 화상신호이고, GLV 디바이스 또는 압전 회절형 광변조기(58R, 58G, 58B)에 동기 입력되도록 되어 있다.
또한, 각 레이저광은 GLV 디바이스 또는 압전 회절형 광변조기(58R, 58G, 58B)에 의해 회절됨으로써 공간변조되고, 이들 3색의 회절광이 색합성필터(60)에 의해 합성되고, 계속해서 공간필터(62)에 의해 신호성분만이 추출된다.
다음에, 이 RGB화상신호는 디퓨저(64)에 의해 레이저 스펙트럼이 저감되고, 미러(66)를 통하여 화상신호와 동기하는 갈바노 스캐너(68)에 의해 공간에 전개되고, 투영광학계(70)에 의해 스크린(72)상에 풀칼라 화상으로서 투영된다.
한편, 위에서 살펴본 1판넬 방식의 광학장치는 구조가 간단하고, 비용이 절감되며 간단한 광학계의 실현이 가능하도록 하지만 사용되는 회절형 광변조기가 3배의 구동속도가 필요하며 그에 따라 수명이 1/3로 줄어드는 문제점이 있다. 또한, 칼라휠이 필요하기 때문에 광효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 종래 3판넬 방식의 광학 장치는 각색의 레이저광원에 대응하여, GLV 디바이스 또는 압전 회절형 광변조기를 갖추고 있어 광학계가 복잡해지고, 비용이 증가되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 하나의 광변조기 소자를 이용하여 복수의 파장의 입사광에 대한 회절광을 형성할 수 있는 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 칼라 디스플레이 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 복수의 파장을 갖는 광을 선형의 평행광으로 변화시켜 출사하는 조명 렌즈계; 상기 조명 렌즈계로부터 복수의 파장을 갖는 선형의 평행광이 입사되면 외부 제어신호의 제어에 따라 복수 파장의 입사광의 각각에 대하여 변조를 수행하여 각 파장별로 복수의 회절차수를 갖는 회절광을 형성하기 위한 1판넬 회절형 광변조계; 상기 1판넬 회절형 광변조계로부터 각 파장에 대하여 복수의 회절차수를 갖는 회절광이 입사되면 각각의 파장에 대하여 원하는 회절차수의 회절광을 통과시키는 필터계; 및 상기 필터계에 의해 필터링된 회절광을 대상 물체에 스캐닝하는 프로젝션 시스템을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 복수 파장의 평행광이 입사되면 복수 파장의 입사광의 각각에 대하여 제어신호에 따라 변조를 수행하여 파장별로 복수의 회절차수를 갖는 회절광을 형성하는 1판넬 회절형 광변조기; 및 외부로부터 제어신호가 인가되면 상기 1판넬 회절형 광변조기를 제어하여 복수 파장의 평행광의 각각의 파장에 대하여 변조를 수행하도록 하는 드라이브 집적회로를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
이제, 도 6a이하의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 칼라 디스플레이 장치에 대하여 상세히 설명한다.
도 6a은 본 발명에 이용되는 함몰형 회절형 광변조기의 사시도이고, 도 6b 및 도 6c는 도 6a의 A-A'선에 따른 절단면도로서 본 발명에 따른 1판넬 회절형 광변조기의 구성예를 보여준다.
여기에서 1판넬 회절형 광변조기란 하나의 회절형 광변조기를 사용하여 다수 의 파장에 대한 광변조를 수행하는 장치를 말한다.
즉, 위에서 설명한 바와 같은 GLV 디바이스나 삼성전기의 회절형 광변조기의 경우에 R, G, B를 사용하여 칼라 디스플레이 장치를 구현하고자 하는 경우에 각각의 색깔의 파장을 광변조할 수 있는 3개의 회절형 광변조기가 필요하였으나, 1판넬 회절형 광변조기를 사용하면 하나의 1판넬 회절형 광변조기를 사용하여 그 구현이 가능하다.
도 6a을 참조하면, 본 발명에 이용되는 1판넬 회절형 광변조기는 실리콘 기판(60)과, 복수의 엘리멘트(62a~62n)를 구비하고 있다.
여기에서, 복수의 엘리멘트(62a~62n)는 일정한 폭을 가지며 일정하게 정렬하여 1판넬 회절형 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 복수의 엘리멘트(62a~62n)는 서로 다른 폭을 가지며 교번하여 정렬하여 1판넬 회절형 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 엘리멘트(62a~62n)는 일정간격(거의 엘리멘트(62a~62n)의 폭과 같은 거리)을 두고 이격되어 위치할 수 있으며 이 경우에 실리콘 기판(60)의 상면의 전부에 형성된 마이크로 미러층(67a)이 입사된 빛을 반사하여 회절시킨다.
복수의 엘리멘트(62a~62n)는 적어도 이웃하는 2개의 엘리멘트(일예로 62a, 62b)가 있어야 입사하는 입사광을 회절시킬 수 있다. 즉, 하나의 엘리멘트(일예로 62a)와 그에 인접한 다른 하나의 엘리멘트(일예로 62b)가 입사광의 파장이 λ라 할 때 λ/4의 배수배의 단차를 형성하면 입사되는 입사광은 회절되고 그에 따라 다수 차수를 갖는 회절광이 형성된다. 이렇게 형성된 회절광은 스크린상의 하나의 스팟에 대응하게 되며 하나의 스팟을 형성하는 2개의 엘리멘트(일예로 62a, 62b)에 대 하여 일반적으로 1픽셀이라고 부른다.
따라서, 1픽셀을 구성하기 위해서 적어도 2개 이상의 엘리멘트(일예로 62a, 62b)가 필요하며, 회절광의 강도를 강하게 하기 위하여 4개의 엘리멘트(일예로 62a~62d)를 하나의 픽셀로 하기도 하고, 8개의 엘리멘트(일예로 62a~62h)를 하나의 픽셀로 하기도 하며, 12개의 엘리멘트(일예로 62a~62l)를 하나의 픽셀로 하기도 한다.
한편, 본 발명의 1판넬 회절형 광변조기를 구현하기 위해서는 최소단위인 2개의 엘리멘트가 1픽셀을 구성하는 경우를 도 6a 및 6b를 참조하여 예로 들어 설명하면, 일측방향으로 진행하면서-여기서는 우측으로 진행하면서-각각의 픽셀이 교번하여 R 파장의 입사광에 대하여(일예로 도면부호 62a, 62b), 다음으로 G 파장의 입사광에 대하여(일예로 도면부호 62c, 62d), 다음으로 B 파장의 입사광에 대하여(일예로 도면부호 62e, 62f) 그리고 다시 R 파장의 입사광에 대하여(일예로 도면부호 62g, 62h) 등등 광변조를 수행한다.
즉, 본 발명의 1판넬 회절형 광변조기는 각각의 픽셀이 R, G, B 순서대로 교번하면서 광변조를 수행한다.
물론, 일측으로부터 스크린에 영상을 디스플레이 하기 위하여 필요한 모든 픽셀의 수에 해당하는 만큼의 엘리멘트는 하나의 파장에 대하여 광변조를 수행하고, 다음으로 계속해서 스크린에 영상을 디스플레이 하기 위하여 필요한 모든 픽셀의 개수에 해당하는 만큼의 엘리멘트가 다른 파장에 대하여 광변조를 수행하며, 다음으로 계속해서 스크린에 영상을 디스플레이이 하기 위하여 필요한 모든 픽셀의 개수에 해당하는 만큼의 엘리멘트는 또 다른 파장에 대하여 광변조를 수행하도록 구현할 수도 있다.
이를 도 6c를 예로 들어 설명하면 도면부호 62a~62(n/3) 까지는 R 파장에 대한 광변조를 수행하고, 도면부호 62(n/3+1)~62(2n/3) 까지는 G 파장에 대한 광변조를 수행하며, 도면부호 62(2n/3+1)~52n까지는 B 파장에 대한 광변조를 수행한다.
즉, 일반적인 회절형 광변조기를 블럭별로 구분하여 하나의 블럭은 하나의 파장에 대하여, 다음 블럭은 다른 파장에 대하여, 또 다음 블럭은 또 다른 파장에 대하여 광변조를 수행한다.
한편, 1판넬 회절형 광변조기를 구성하는 실리콘 기판(60)과, 엘리멘트(62a~62n)에 대하여 살펴보면 다음과 같다.
실리콘 기판(60)은 엘리멘트(62a~62n)에 에어 스페이스를 제공하기 위하여 함몰부를 구비하고 있으며, 절연층(61)이 상부 표면에 증착되어 있고, 함몰부의 양측에 엘리멘트(62a~62n)의 단부가 부착되어 있다.
각각의 엘리멘트(여기에서는 도면부호 62a에 대해서만 자세히 설명하지만 나머지 62b~62n도 동일하다)는 리본 형상을 하고 있으며 중앙부분이 실리콘 기판(60)의 함몰부에 이격되어 위치하도록 양끝단의 하면이 각각 실리콘 기판(60)의 함몰부를 벗어난 양측지역에 부착되어 있고, 실리콘 기판(60)의 함몰부에 위치한 부분이 상하로 이동가능한 하부지지대(63a)를 포함한다.
또한, 엘리멘트(62a)는 하부지지대(63a)의 좌측단에 적층되어 있으며, 압전 전압을 제공하기 위한 하부전극층(64a)과, 하부전극층(64a)에 적층되어 있으며 양 면에 전압이 인가되면 수축 및 팽창하여 상하 구동력을 발생시키는 압전 재료층(65a)와, 압전 재료층(65a)에 적층되어 있으며 압전재료층(65a)에 압전 전압을 제공하는 상부 전극층(66a)을 포함하고 있다.
또한, 엘리멘트(62a)는 하부지지대(63a)의 우측단에 적층되어 있으며, 압전 전압을 제공하기 위한 하부전극층(64a')과, 하부전극층(64a')에 적층되어 있으며 양면에 전압이 인가되면 수축 및 팽창하여 상하 구동력을 발생시키는 압전 재료층(65a')과, 압전 재료층(65a')에 적층되어 있으며 압전재료층(65a')에 압전 전압을 제공하는 상부 전극층(66a')을 포함하고 있다.
한편, 여기에서는 국내 특허출원번호 제 P2003-077389호의 함몰형 회절형 광변조기의 일예에 대하여 예를 들어 설명하였지만 그외 다른 함몰형 회절형 광변조기도 사용 가능하며, 돌출형 회절형 광변조기도 사용 가능하다.
도 7a은 본 발명에 이용되는 오픈홀 기반의 회절형 광변조기의 사시도이고, 도 7b 및 도 7c는 도 7a의 B-B'선에 따른 절단면도로서 본 발명에 따른 1판넬 회절형 광변조기의 구성예를 보여준다.
도 7a을 참조하면, 본 발명에 이용되는 오픈홀 기반의 회절 광변조기는 실리콘 기판(601)과, 절연층(602), 하부 마이크로 미러(603)와, 복수의 엘리멘트(610a~610n))로 구성되어 있다. 여기에서, 절연층과 하부 마이크로 미러를 별개의 층으로 구성하였지만 절연층에 광을 반사하는 성질이 있다면 절연층 자체가 하부 마이크로 미러로서 기능하도록 할 수 있다.
실리콘 기판(601)은 엘리멘트(610a~610n)에 에어 스페이스를 제공하기 위하 여 함몰부를 구비하고 있으며, 절연층(602)가 적층되어 있으며, 하부 마이크로 미러(603)가 상부에 증착되어 있고, 함몰부를 벗어난 양측에 엘리멘트(610a~610n)의 하면이 부착되어 있다. 실리콘 기판(601a)을 구성하는 물질로는 Si, Al2O3, ZrO2, Quartz, SiO2 등의 단일물질이 사용되며, 바닥면과 위층(도면에서 점선으로 표시됨)을 다른 이종의 물질을 사용하여 형성할 수도 있다.
하부 마이크로 미러(603)는 실리콘 기판(601)의 상부에 증착되어 있으며, 입사하는 빛을 반사하여 회절시킨다. 하부 마이크로 미러(603)에 사용되는 물질로는 메탈(Al, Pt, Cr, Ag 등)이 사용될 수 있다.
엘리멘트(대표적으로 도면부호 610a에 대해서만 설명하지만 나머지도 같다)는 리본 형상을 하고 있으며 중앙부분이 실리콘 기판(601)의 함몰부에 이격되어 위치하도록 양끝단의 하면이 각각 실리콘 기판(601)의 함몰부를 벗어난 양측지역에 부착되어 있는 하부 지지대(611a)를 구비하고 있다.
하부 지지대(611a)의 양측면에는 압전층(620a, 620a')이 구비되어 있으며, 구비된 압전층(620a, 620a')의 수축 팽창에 의해 엘리멘트(610a)의 구동력이 제공된다.
하부 지지대(611a)를 구성하는 물질로는 Si 산화물(일예로 SiO2 등), Si 질화물 계열(일예로 Si3N4 등), 세라믹 기판(Si, ZrO2, Al2O3 등), Si 카바이드 등이 될 수 있다. 이러한 하부 지지대(611a)는 필요에 따라 생략할 수 있다.
그리고, 좌우측의 압전층(620a, 620a')은 압전 전압을 제공하기 위한 하부전 극층(621a, 621a')과, 하부전극층(621a, 621a')에 적층되어 있으며 양면에 전압이 인가되면 수축 및 팽창하여 상하 구동력을 발생시키는 압전 재료층(622a, 622a')과, 압전 재료층(622a, 622a')에 적층되어 있으며 압전재료층(622a, 622a')에 압전 전압을 제공하는 상부 전극층(623a, 623a')을 구비하고 있다. 상부 전극층(623a, 623a')과 하부 전극층(621a, 621a')에 전압이 인가되면 압전재료층(622a, 622a')은 수축 팽창을 하여 하부 지지대(611a)의 상하 운동을 발생시킨다.
전극(621a, 621a', 623a, 623a')의 전극재료로는 Pt, Ta/Pt, Ni, Au, Al, RuO2 등이 사용될 수 있으며, 0.01~3㎛ 범위에서 sputter 또는 evaporation 등의 방법으로 증착한다.
한편, 하부 지지대(611a)의 중앙 부분에는 상부 마이크로 미러(630a)가 증착되어 있으며 복수의 오픈홀(631a1~631a4)을 구비하고 있다. 여기에서 오픈홀(631a1~631a4)의 모양은 직사각형이 바람직하지만 원형, 타원형 등 어떤 폐곡선의 형상도 가능하다. 그리고 여기에서 하부 지지대를 광반사성 물질로 형성한다면 별도로 상부 마이크로 미러를 증착할 필요가 없으며 하부 지지개가 상부 마이크로 미러로 기능하도록 할 수 있다.
이러한 오픈홀(631a1~631a4)은 엘리멘트(610a)에 입사되는 입사광이 관통하여 오픈홀(631a1~631a4)이 형성된 부분에 대응하는 하부 마이크로 미러(603)에 입사광이 입사되도록 하며, 이렇게 하여 하부 마이크로 미러(603)와 상부 마이크로 미러(630a)가 화소를 형성할 수 있도록 한다.
즉, 일예로 오픈홀(631a1~631a4)이 형성된 상부 마이크로 미러(630a)의 (A) 부분과 하부 마이크로 미러(603)의 (B) 부분이 하나의 화소(픽셀)를 형성할 수 있다.
이때, 상부 마이크로 미러(630a)의 오픈홀(631a1~631a4)이 형성된 부분을 관통하여 입사되는 입사광은 하부 마이크로 미러(603)의 해당 부분에 입사할 수 있으며 상부 마이크로 미러(630a)와 하부 마이크로 미러(603)의 간격이 λ/4의 홀수배가 될 때 최대의 회절광을 발생시킨다. 이외에도 본 발명에 이용가능한 오픈홀 회절 광변조기는 국내출원번호 제P2004-030159호에 개시되어 있다.
한편, 본 발명의 1판넬 회절형 광변조기를 구현하기 위해서 도 7a 및 7b를 참조하여 예로 들어 설명하면, 일측방향으로 진행하면서-여기서는 우측으로 진행하면서-각각의 픽셀이 교번하여 R 파장의 입사광에 대하여(일예로 도면부호 610a), 다음으로 G 파장의 입사광에 대하여(일예로 도면부호 610b), 다음으로 B 파장의 입사광에 대하여(일예로 도면부호 610c) 그리고 다시 R 파장의 입사광에 대하여(일예로 도면부호 610d) 등등 광변조를 수행한다.
즉, 본 발명의 1판넬 회절형 광변조기는 각각의 픽셀이 R, G, B 순서대로 교번하면서 광변조를 수행한다.
물론, 일측으로부터 스크린에 영상을 디스플레이 하기 위하여 필요한 모든 픽셀의 수에 해당하는 만큼의 엘리멘트는 하나의 파장에 대하여 광변조를 수행하고, 다음으로 계속해서 스크린에 영상을 디스플레이 하기 위하여 필요한 모든 픽셀의 개수에 해당하는 만큼의 엘리멘트가 다른 파장에 대하여 광변조를 수행하며, 다 음으로 계속해서 스크린에 영상을 디스플레이이 하기 위하여 필요한 모든 픽셀의 개수에 해당하는 만큼의 엘리멘트는 또 다른 파장에 대하여 광변조를 수행하도록 구현할 수도 있다.
이를 도 7a 및 도 7c를 예로 들어 설명하면 도면부호 610a~610(n/3) 까지는 R 파장에 대한 광변조를 수행하고, 도면부호 610(n/3+1)~610(2n/3) 까지는 G 파장에 대한 광변조를 수행하며, 도면부호 610(2n/3+1)~610n까지는 B 파장에 대한 광변조를 수행한다.
즉, 일반적인 회절형 광변조기를 블럭별로 구분하여 하나의 블럭은 하나의 파장에 대하여, 다음 블럭은 다른 파장에 대하여, 또 다음 블럭은 또 다른 파장에 대하여 광변조를 수행한다.
여기에서는 국내출원번호 제P2004-030159호의 오픈홀 광변조기에 대하여 설명하였지만, 국내 특허출원번호 제P2004-77388호의 "저전압으로 구동되는 회절형 광변조기"나, 제P2004-29928호의 "투과형 압전 박막 광변조기"나, 제P2004-30160호의 "임베디드 회절 광변조기"나, 제P2004-30161호의 "상하부미러가 일체화된 하이브리드 광변조기"나, 제P2004-40384호의 "정전기 방식의 가변형 회절광변조기 및 그 제조방법"이나, 제P2004-40387호의 "가변형 회절 광변조기"나, 제P2004-40388호의 "근접장을 이용한 광변조기"등에 개시된 회절 광변조기도 사용가능하다.
그 이외에 실리콘 라이트 머신사의 GLV나, 소니사의 GLV 그리고 코닥사의 GEMS 등의 경우에도 사용가능하다.
도 8은 도 7a 및 도 7b의 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 칼라 디스플레이 장치의 구성도이다.
도면을 참조하면, 도 7a 및 도 7b의 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 칼라 디스플레이 장치는, 다수 광원(800a~800c), 다수의 전단 색선별 미러(801a~801c), 조명 렌즈계(810), 반사미러(820), 광변조계(830), 푸리에 필터계(840), 프로젝션 시스템(850), 스크린(860)을 포함하고 있다.
다수 광원(800a~800c)은 서로 다른 파장의 광을 생성하여 출사하며, 다수의 전단 색선별 미러(801a~801c)는 입사되는 서로 다른 파장의 광을 모아 출사한다. 이러한 광원(800a~800c)의 단면도의 일예가 도 9의 (A)에 도시되어 있는데 도 9의 (A)를 참조하면 광원(800a~800c)의 단면은 원형이고, 그 광의 세기 프로파일은 도 9의 (B)에 도시된 바와 같이 가우시안(Gausian) 분포를 하고 있다.
그리고, 조명 렌즈계(810)는 입사된 광을 선형의 평행광으로 변화시켜 출사하며, 실린더 렌즈(811), 콜리메이션 렌즈(812)로 구성되어 있다.
여기에서, 실린더 렌즈(811)는 전단 색선별 미러(801a~801c)로부터 출사되는 입사광을 도 9의 (C)에 도시된 바와 같이 원형광을 수평방향의 선형광으로 변환시켜 해당하는 콜리메이터 렌즈(812)를 통하여 평행광으로 변화시킨 후에 회절형 광변조기(832)로 입사시킨다.
콜리메이터 렌즈(811)는 도 9에 도시된 바와 같이 일예로 오목렌즈(812a)와 볼록 렌즈(812b)를 구비하고 있다.
오목 렌즈(812a)는 실린더 렌즈(811)로부터 입사되는 선형광을 도9의 (D)에 도시된 바와 같이 위 아래로 확장하여 볼록 렌즈(812b)로 입사시킨다. 볼록렌즈 (812b)는 오목렌즈(812a)로부터 입사되는 입사광을 도 9의 (E)에 도시된 바와 같이 평행광으로 변화시켜 출사한다. 도 9에서 (a)는 광원과 실린더 렌즈, 콜리메이터 렌즈로 이루어진 광학계의 사시도이고, 도 9에서 (b)는 평면도이며, 도 9의 (c)는 측단면도이고, 도9의 (d)는 절단면도이다.
반사미러(820)은 입사광이 1판넬 회절형 광변조기(832)에 수직에 가깝게 입사하도록 입사광을 광변조기(832)로 반사한다.
광변조계(830)는 기판(831)과 기판(831)에 형성되어 있는 1판넬 회절형 광변조기(832), 드라이브 집적회로(833)로 이루어져 있으며, 입사된 광을 회절광으로 변화시켜 출사한다.
여기에서, 1판넬 회절형 광변조기(832)는 다수 파장을 갖는 입사광에 대하여 각 파장에 대한 광변조를 수행하여 각 광에 대하여 다수의 회절차수를 갖는 회절광을 생성하여 출사한다.
이때, 형성된 회절광의 반사 각도는 입사각과 반사각이 같다. 즉, 입사각이 1판넬 회절형 광변조기(832)에 α°입사하면, 반사각도 α°가 된다.
다음으로, 1판넬 회절형 광변조기(832)에 의해 형성되는 회절광은 주기적인 방향으로 0차, ±1차 회절광이 형성된다. 이때, 파장이 긴 입사광의 회절광은 더 많이 벌어지게 되며 그 결과 일측에서부터 -1차의 R 회절광, -1차의 G 회절광, -1차의 B 회절광, 0차의 RGB 회절광, +1차의 B 회절광, +1차의 G 회절광, +1차의 R 회절광이 형성된다.
이때, 회절광의 회절각이 θ°라 하고 입사광의 파장이 λ라 하고 엘리멘트 의 회절격자 주기를 Λ라 하면 회절각은 파장과 엘리멘트의 회절격자 주기에 의해 결정되며 수학식1이 그점을 표현하고 있다.
(수학식 1)
θ=f(λ, Λ)
이때, 엘리멘트의 회절격자 주기 Λ를 적절하게 조정한다면 각각의 파장에 따라 회절각이 달라 좌측에서부터 +1차의 R 회절광, +1차의 G 회절광, +1차의 B 회절광, 0차의 RGB 회절광, -1차의 B 회절광, -1차의 G 회절광, -1차의 R 회절광이 형성되는 것이 아니라 단일의 -차 RGB 회절광과 0차 RGB 회절광 그리고 +1차 RGB회절광이 형성된다.
즉, 적색광의 파장을 λR이라하고 그에 따른 엘리멘트의 회절격자 주기를 ΛR라 하면 그에 따른 적색광의 회절광의 회절각 θR=f(λR, ΛR)이 되며, 녹색광의 파장을 λG이라하고 그에 따른 엘리멘트의 회절격자 주기를 ΛG라 하면 그에 따른 녹색광의 회절광의 회절각 θG=f(λG, ΛG)이 되며, 청색광의 파장을 λB이라하고 그에 따른 엘리멘트의 회절격자 주기를 ΛB라 하면 그에 따른 청색광의 회절광의 회절각 θB=f(λB, ΛB)이 되는데, 이때 각각의 파장 λR, λG,λB가 고정되어 있음으로 각각의 파장에 해당하는 엘리멘트의 회절격자 주기 ΛR, ΛG, ΛB를 조정하면 θR=θG= θB 를 만족하도록 할 수 있으며 그에 따라 후단의 광학계가 간단하게 된다.
한편, 푸리에 필터계(840)는 푸리에 렌즈(841)와 색선별 필터(842)로 구성되어 있으며, 입사되는 회절광중 0차 회절광 또는 ±1차 광을 선택적으로 통과시킨다.
프로젝션 시스템(850)은 스캐너(851)와 프로젝션 렌즈(852)로 구성되어 있으며, 입사된 회절광을 스크린(860)에 투사한다. 즉, 프로젝션 시스템(850)은 색선별 필터(842)를 통하여 입사되는 회절차수를 갖는 회절빔을 스크린(860)에 집속시켜 스팟을 형성시키는 역할을 수행하는 것이다.
한편, 드라이브 집적회로(831)는 외부로부터 입력된 제어신호에 따라 1판넬 회절형 광변조기(832)인 경우에 왼쪽부터 또는 오른쪽부터 순차적으로 교변하면서 R, G, B의 입사광에 대한 회절광을 형성하도록 순차 제어를 수행한다. 즉, 왼쪽부터 R, G, B, R, G, B, R, G, B 순서대로 교변하면서 입사광에 대한 광변조를 수행한다.
이외에도 드라이브 집적회로(831)는 1판넬 회절형 광변조기(832)를 블럭별로 구분하여 제1 블럭은 R광에 대한 광변조를, 제2 블럭은 G광에 대한 광변조를, 제3 블럭은 B 광에 대한 광변조를 수행하도록 구현할 수도 있다. 이 경우에는 광학계의 구성이 도 8에 설명한 바와 약간 상이할 수 있다.
도 10은 도 7a 및 도 7c의 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 칼라 디스플레이 장치의 입사광을 보여주는 개념도로서, 여기에서는 파장별로 블럭이 구별된 1판넬 회절형 광변조기를 이용한다.
즉, 여기에서 이용되는 1판넬 회절형 광변조기는 일측으로부터 스크린에 영상을 디스플레이 하기 위하여 필요한 모든 픽셀의 수에 해당하는 만큼의 엘리멘트가 하나의 파장에 대하여 광변조를 수행하고, 다음으로 계속해서 스크린에 영상을 디스플레이 하기 위하여 필요한 모든 픽셀의 개수에 해당하는 만큼의 엘리멘트가 다른 파장에 대하여 광변조를 수행하며, 다음으로 계속해서 스크린에 영상을 디스플레이이 하기 위하여 필요한 모든 픽셀의 개수에 해당하는 만큼의 엘리멘트가 또 다른 파장에 대하여 광변조를 수행하도록 구현되어 있다.
따라서, 이러한 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 칼라 디스플레이 장치의 입사광은 도 10에 도시된 바와 같이 해당 블럭(R블럭, G블럭, B블럭)에는 해당 입사광(R 선형 평행광, G 선형 평행광, B 선형 평행광)이 입사되도록 구현할 수 있다.
이를 도면을 참조하면 도면부호 610a~610(n/3) 까지의 엘리멘트는 R 파장에 대한 광변조를 수행하게 되는데 이 블럭 구간에는 R 선형 평행광이 입사되고, 도면부호 610(n/3+1)~610(2n/3) 까지는 G 파장에 대한 광변조를 수행하게 되는데 이 블럭에는 G 선형 평행광이 입사되며, 도면부호 610(2n/3+1)~610n까지는 B 파장에 대한 광변조를 수행하는데 이 블럭에는 B 선형 평행광이 입사되도록 한다.
물론, 이와 같이 파장별로 블럭이 구분 되어 있는 1판넬 회절형 광변조기를 사용하는 경우에 다시 각 파장의 회절광을 집광할 필요가 있으며 이를 위해 집광 광학계가 더 요구된다. 이러한 집광 광학계는 당업자의 수준에서 쉽게 구현할 수 있을 것이다.
한편, 여기에서는 칼라 디스플레이 장치에 대하여 설명하였지만 복수의 파장에 대하여 그에 대응하는 복수의 광변조기를 사용하는 다른 응용-프린터 등-에도 사용 가능함은 쉽게 알 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 광학의 효율이 증가하는 효과가 있으며, 광학계의 구성이 단순해지는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 다수개의 광변조기 대신에 단일의 광변조기를 사용함에 따라 제품 단가를 낮출 수 있고 그 결과 제품의 가격 경쟁력을 높이는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 드라이브 집집회로의 스텍을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.
여기에서, 상술한 본 발명에서는 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (10)

  1. 복수의 파장을 갖는 광을 선형의 평행광으로 변화시켜 출사하는 조명 렌즈계;
    상기 조명 렌즈계로부터 복수의 파장을 갖는 선형의 평행광이 입사되면 외부 제어신호의 제어에 따라 복수 파장의 입사광의 각각에 대하여 변조를 수행하여 각 파장별로 복수의 회절차수를 갖는 회절광을 형성하기 위한 1판넬 회절형 광변조계;
    상기 1판넬 회절형 광변조계로부터 각 파장에 대하여 복수의 회절차수를 갖는 회절광이 입사되면 각각의 파장에 대하여 원하는 회절차수의 회절광을 통과시키는 필터계; 및
    상기 필터계에 의해 필터링된 회절광을 대상 물체에 스캐닝하는 프로젝션 시스템을 포함하여 이루어진 1판넬 회절형 광변조기를 이용하는 칼라 디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 1판넬 회절형 광변조계는,
    상기 조명 렌즈계로부터 복수의 파장을 갖는 선형의 평행광이 입사되면 복수 파장의 입사광의 각각에 대하여 제어신호에 따라 변조를 수행하여 파장별로 복수의 회절차수를 갖는 회절광을 형성하는 1판넬 회절형 광변조기; 및
    외부로부터 제어신호가 인가되면 상기 1판넬 회절형 광변조기를 제어하여 다중의 평행광의 각각의 파장에 대하여 변조를 수행하도록 하는 드라이브 집적회로를 포함하여 이루어진 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 칼라 디스플레이 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 1판넬 회절형 광변조기는,
    기판;
    상기 기판에 이격되어 있고, 서로 평행하게 배열되어 있으며, 적어도 1개 이상이 하나의 픽셀을 구성하며, 변조를 원하는 광의 파장수만큼의 인접한 복수의 픽셀이 모여 하나의 그룹을 형성하며, 형성된 복수의 그룹이 배열되어 있으며, 각각의 그룹은 입사되는 복수 파장의 선형의 평행광에서 변조를 원하는 파장의 광을 각각 변조하여 복수의 회절차수를 갖는 회절광을 형성하여 출사하는 복수의 회절부재; 및
    상기 복수의 회절부재들의 각각이 변조를 원하는 각각의 파장에 대하여 평면거울처럼 작용하도록 하는 제1 위치와 입사광을 변조시켜 회절광을 형성하는 제2 위치 사이를 이동하도록 하는 구동 수단을 포함하여 이루어진 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 칼라 디스플레이 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 복수의 회절부재는,
    각각 변조를 원하는 해당 파장에 따라 회절격자 주기가 상이하여 복수의 회절광의 회절각이 서로 동일한 것을 특징으로 하는 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 칼라 디스플레이 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 1판넬 회절형 광변조기는,
    기판;
    상기 기판에 이격되어 있고, 서로 평행하게 배열되어 있으며, 적어도 1개 이상이 하나의 픽셀을 구성하고, 연속적인 복수의 픽셀이 모여 하나의 블럭을 형성하며, 형성된 블럭은 입사되는 복수 파장의 평행광에서 변조를 원하는 파장의 광만을 변조를 수행하여 복수의 회절차수를 갖는 단일 파장의 회절광을 형성하는 복수의 회절부재; 및
    상기 픽셀의 회절부재들이 각각 해당하는 파장의 광에 대하여 평면거울처럼 작용하도록 하는 제1 위치와 입사광을 변조시켜 회절광을 형성하는 제2 위치 사이를 이동하도록 하는 구동 수단을 포함하여 이루어진 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 칼라 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터계는,
    상기 다중의 회절광의 각각에 대하여 차수별로 회절광이 구별되도록 분리하는 푸리에 렌즈; 및
    상기 푸리에 렌즈에 의해 분리된 복수 회절광의 각각에 대한 차수별 회절광에서 원하는 차수의 회절광을 통과시키는 필터를 포함하여 이루어진 1판넬 회절형 광변조기를 이용한 칼라 디스플레이 장치.
  7. 복수 파장의 평행광이 입사되면 복수 파장의 입사광의 각각에 대하여 제어신호에 따라 변조를 수행하여 파장별로 복수의 회절차수를 갖는 회절광을 형성하는 1판넬 회절형 광변조기; 및
    외부로부터 제어신호가 인가되면 상기 1판넬 회절형 광변조기를 제어하여 복수 파장의 평행광의 각각의 파장에 대하여 변조를 수행하도록 하는 드라이브 집적회로를 포함하여 이루어진 1판넬 회절형 광변조 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 1판넬 회절형 광변조기는,
    기판;
    상기 기판에 이격되어 있고, 서로 평행하게 배열되어 있으며, 적어도 1개 이상이 하나의 픽셀을 구성하며, 변조를 원하는 광의 파장수만큼의 인접한 복수의 픽셀이 모여 하나의 그룹을 형성하며, 형성된 복수의 그룹이 배열되어 있으며, 각각의 그룹은 입사되는 복수 파장의 평행광에서 변조를 원하는 파장의 광을 각각 변조하여 복수의 회절차수를 갖는 다중의 회절광을 형성하여 출사하는 다수의 회절부재; 및
    상기 복수의 회절부재들의 각각이 변조를 원하는 각각의 파장에 대하여 평면거울처럼 작용하도록 하는 제1 위치와 입사광을 변조시켜 회절광을 형성하는 제2 위치 사이를 이동하도록 하는 구동 수단을 포함하여 이루어진 1판넬 회절형 광변조 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 복수의 회절부재는,
    각각 변조를 원하는 해당 파장에 따라 회절격자 주기가 상이하여 복수의 회절광의 회절각이 서로 동일한 것을 특징으로 하는 1판넬 회절형 광변조 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 1판넬 회절형 광변조기는,
    기판;
    상기 기판에 이격되어 있고, 서로 평행하게 배열되어 있으며, 적어도 1개 이상이 하나의 픽셀을 구성하고, 연속적인 복수의 픽셀이 모여 하나의 블럭을 형성하며, 형성된 블럭은 입사되는 복수 파장의 평행광에서 변조를 원하는 파장의 광만을 변조를 수행하여 복수의 회절차수를 갖는 단일 파장의 회절광을 형성하는 복수의 회절부재; 및
    상기 픽셀의 회절부재들이 각각 해당하는 파장의 광에 대하여 평면거울처럼 작용하도록 하는 제1 위치와 입사광을 변조시켜 회절광을 형성하는 제2 위치 사이를 이동하도록 하는 구동 수단을 포함하여 이루어진 1판넬 회절형 광변조 장치.
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