KR100251100B1 - Thin film actuated mirror array and manufacturing method of the same - Google Patents
Thin film actuated mirror array and manufacturing method of the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR100251100B1 KR100251100B1 KR1019970028909A KR19970028909A KR100251100B1 KR 100251100 B1 KR100251100 B1 KR 100251100B1 KR 1019970028909 A KR1019970028909 A KR 1019970028909A KR 19970028909 A KR19970028909 A KR 19970028909A KR 100251100 B1 KR100251100 B1 KR 100251100B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- actuator
- signal
- support
- active matrix
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
- G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
- G02B26/0858—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting means being moved or deformed by piezoelectric means
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/0808—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more diffracting elements
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3197—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using light modulating optical valves
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S359/00—Optical: systems and elements
- Y10S359/904—Micromirror
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Micromachines (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 박막형 광로 조절 장치인 AMA(Actuated Mirror Array) 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액티브 매트릭스와 지지층 사이에 보조 지지 부재를 형성하여 액츄에이터의 초기 기울어짐을 균일하게 함으로써, 스크린에 투영되는 화상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 박막형 광로 조절 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an Actuated Mirror Array (AMA), which is a thin film type optical path adjusting device, and a method of manufacturing the same, and more particularly, to form an auxiliary support member between an active matrix and a support layer to uniform initial tilt of an actuator, thereby projecting onto a screen. The present invention relates to a thin film type optical path adjusting device capable of improving the contrast of an image to be produced and a manufacturing method thereof.
광학 에너지(optical energy)를 스크린 상에 투영하기 위한 광로 조절 장치 또는 공간적 광 변조기(spatial light modulator)는 광통신, 화상 처리, 및 정보 디스플레이 장치와 같은 다양한 분야에 응용될 수 있다. 상기 광로 조절 장치 또는 공간적 광 변조기를 이용한 화상 처리 장치는 통상적으로 광학 에너지를 스크린 상에 표시하는 방법에 따라 직시형 화상 표시 장치(direct-view image display device)와 투사형 화상 표시 장치(projection-type image display device)로 구분된다.Optical path control devices or spatial light modulators for projecting optical energy onto a screen may be applied to various fields such as optical communication, image processing, and information display devices. The image processing apparatus using the optical path adjusting device or the spatial light modulator typically has a direct-view image display device and a projection-type image device according to a method of displaying optical energy on a screen. display device).
직시형 화상 표시 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 화상 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : LCD), 디포머블 미러 어레이(Deformable Mirror Device; DMD) 및 AMA를 들 수 있다. 이러한 투사형 화상 표시 장치는 다시 그들의 광학적 특성에 따라 2개의 그룹으로 나뉠 수 있다. 즉, LCD와 같은 장치는 전송 광 변조기(transmissive spatial light modulators)로 분류될 수 있는데 반하여, DMD 및 AMA는 반사 광 변조기(reflective spatial light modulators)로 분류될 수 있다.An example of a direct-view image display device is a CRT (Cathode Ray Tube). The CRT device is called a CRT, which has excellent image quality but increases in weight and volume as the screen is enlarged, leading to an increase in manufacturing cost. There is. Projection type image display devices include a liquid crystal display (LCD), a deformable mirror device (DMD), and an AMA. Such projection image display devices can be further divided into two groups according to their optical characteristics. That is, devices such as LCDs can be classified as transmissive spatial light modulators, while DMD and AMA can be classified as reflective spatial light modulators.
LCD와 같은 전송 광 변조기는 광학적 구조가 매우 간단하므로, 얇게 형성하여 중량을 가볍게 할 수 있으며 용적을 줄이는 것이 가능하다. 그러나, 빛의 극성으로 인하여 광효율이 낮으며, 액정 재료에 고유하게 존재하는 문제, 예를 들면 응답 속도가 느리고 그 내부가 과열되기 쉬운 단점이 있다. 또한, 현존하는 전송 광 변조기의 최대 광효율은 1 내지 2 % 범위로 한정되며, 수용 가능한 디스플레이 품질을 제공하기 위해서 암실 조건을 필요로 한다. 따라서, 상술한 문제점들을 해결하기 위하여 DMD 및 AMA와 같은 광 변조기가 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, due to the polarity of the light, the light efficiency is low, there is a problem inherent in the liquid crystal material, for example, there is a disadvantage that the response speed is slow and the inside is easy to overheat. In addition, the maximum light efficiency of existing transmission light modulators is limited to a range of 1-2%, requiring dark room conditions to provide acceptable display quality. Therefore, optical modulators such as DMD and 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 구동 회로가 요구된다는 단점이 있다. AMA는 그 내부에 설치된 각각의 거울들이 광원으로부터 입사되는 빛을 소정의 각도로 반사하고, 상기 반사된 빛이 슬릿(slit)이나 핀홀(pinhole)과 같은 개구(aperture)를 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 콘트라스트(contrast)가 향상되어 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. In the AMA, each of the mirrors installed therein reflects light incident from the light source at a predetermined angle, and the reflected light is projected on the screen through an aperture such as a slit or a pinhole. It is a device that can adjust the speed of light to form an image. 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 bright and clear image.
AMA의 각 액츄에이터는 인가되는 전기적인 화상 신호 및 바이어스 신호에 의하여 발생되는 전기장에 따라 변형을 일으킨다. 상기 액츄에이터가 변형을 일으킬 때 그 상부에 장착된 각각의 거울들이 경사지게 된다. 따라서, 상기 경사진 거울들은 전기장의 크기에 따라서 광원으로부터 입사된 빛을 소정의 각도로 반사시켜 스크린 상에 화상을 맺을 수 있도록 한다. 상기 각각의 거울들을 구동하는 액츄에이터로서 PZT(Pb(Zr, Ti)O3) 또는 PLZT((Pb, La)(Zr, Ti)O3) 등의 압전 물질이 이용된다. 또한, PMN(Pb(Mg, Nb)O3) 등의 전왜 물질로서 상기 액츄에이터를 형성할 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. Accordingly, the inclined mirrors reflect light incident from the light source at a predetermined angle according to the magnitude of the electric field, thereby forming an image on the screen. Piezoelectric materials such as PZT (Pb (Zr, Ti) O 3 ) or PLZT ((Pb, La) (Zr, Ti) O 3 ) are used as actuators for driving the respective mirrors. In addition, the actuator may be formed as a warping material such as PMN (Pb (Mg, Nb) O 3 ).
이러한 AMA 장치는 크게 벌크형(bulk type)과 박막형(thin film type)으로 구분된다. 상기 벌크형 광로 조절 장치는 Gregory Um 등에게 허여된 미합중국 특허 제 5,085,497호에 개시되어 있다. 벌크형 광로 조절 장치는 다층 세라믹을 얇게 절단하여 내부에 금속 전극이 형성된 세라믹 웨이퍼를 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(active matrix)에 장착한 후, 쏘잉 방법으로 가공하고 그 상부에 거울을 설치함으로써 이루어진다. 그러나, 벌크형 광로 조절 장치는 설계 및 제조에 있어서 매우 높은 정밀도가 요구되며, 변형부의 응답이 느리다는 단점이 있다.These AMA devices are largely divided into bulk type and thin film type. The bulk optical path control device is disclosed in US Pat. No. 5,085,497 to Gregory Um et al. The bulk optical path adjusting device 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 embedded, and then processing by a sawing method and installing a mirror thereon. However, the bulk optical path control device requires very high precision in design and manufacture, and has a disadvantage in that the response of the deformable part is slow.
이에 따라, 반도체 제조 공정을 이용하여 제조할 수 있는 박막형 광로 조절 장치가 개발되었다. 이러한 박막형 광로 조절 장치는 본 출원인이 1996년 11월 7일 대한민국 특허청에 특허 출원한 특허출원 제96-52681호(발명의 명칭 : 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법)에 개시되어 있다.Accordingly, a thin film type optical path control apparatus that can be manufactured using a semiconductor manufacturing process has been developed. Such a thin film type optical path control device is disclosed in Korean Patent Application No. 96-52681 (name of the invention: a method of manufacturing a thin film type optical path control device) filed by the applicant of the Korean Patent Office on November 7, 1996.
도 1은 상기 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치의 평면도를 도시한 것이며, 도 2는 도 1에 도시한 장치를 A-A′선으로 자른 단면도를 도시한 것이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 박막형 광로 조절 장치는 액티브 매트릭스(1)와 액티브 매트릭스(1)의 상부에 형성된 액츄에이터(50)를 포함한다.FIG. 1 shows a plan view of the thin film type optical path adjusting device described in the preceding application, and FIG. 2 shows a cross-sectional view taken along line A-A 'of the device shown in FIG. 1 and 2, the thin film type optical path adjusting device includes an
상기 액티브 매트릭스(1)는, 내부에 M×N(M, N은 정수) 개의 MOS 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장되어 있으며, 그 일측 상부에는 드레인 패드(5)가 형성되어 있다. 또한, 상기 액티브 매트릭스(1)는, 액티브 매트릭스(1) 및 드레인 패드(5)의 상부에 형성된 보호층(10)과 보호층(10)의 상부에 형성된 식각 방지층(15)을 포함한다.In the
상기 액츄에이터(50)는, 일측이 아래에 드레인 패드(5)가 형성되어 있는 상기 식각 방지층(15)에 접촉되며 타측이 에어 갭(25)을 개재하여 액티브 매트릭스(1)의 하부와 평행하게 형성된 단면을 갖는 멤브레인(30), 멤브레인(30)의 상부에 형성된 하부 전극(35), 하부 전극(35)의 상부에 형성된 변형층(40), 일측에 스트라이프(45)를 갖고 상기 변형층(40)의 상부에 적층된 상부 전극(45), 그리고 상기 변형층(40)의 일측으로부터 상기 드레인 패드(5)의 상부까지 수직하게 형성된 비어 홀(60)의 내에 상기 하부 전극(35)과 드레인 패드(5)가 연결되도록 형성된 비어 컨택(65)을 포함한다.The
이하 상술한 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the above-described thin film type optical path control apparatus will be described with reference to the drawings.
도 3a 내지 도 3e는 도 2에 도시한 장치의 제조 공정도를 도시한 것이다.3A to 3E show a manufacturing process diagram of the apparatus shown in FIG.
도 3a를 참조하면, 먼저 M×N 개의 MOS 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장되고, 일측 상부에 드레인 패드(5)가 형성된 액티브 매트릭스(1)의 상부에 보호층(10)을 적층한다. 보호층(10)은 인 실리케이트 유리(Phosphor-Silicate Glass : PSG)를 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition : CVD) 방법을 사용하여 형성한다. 보호층(10)은 후속하는 공정 동안 상기 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(1)가 손상을 입게 되는 것을 방지한다.Referring to FIG. 3A, first, an M × N MOS transistor (not shown) is embedded, and a
상기 보호층(10)의 상부에는 식각 방지층(15)이 형성된다. 식각 방지층(15)은 질화물(nitride)을 저압 화학 기상 증착(Low Pressure CVD : LPCVD) 방법을 이용하여 형성한다. 식각 방지층(15)은 후속하는 공정 동안 상기 액티브 매트릭스(1) 및 보호층(10)이 식각되는 것을 방지한다.An
상기 식각 방지층(15)의 상부에는 희생층(20)이 형성된다. 희생층(20)은 아몰퍼스(amorphous) 실리콘을 스퍼터링(sputtering) 방법을 이용하여 형성한다. 이어서, 액츄에이터(50)의 지지부가 형성될 위치를 고려하여 상기 희생층(20) 중 아래에 드레인 패드(5)가 형성되어 있는 부분을 식각하여 상기 식각 방지층(15)의 일부를 노출시킨다.The
도 3b를 참조하면, 상기 노출된 식각 방지층(15)의 상부 및 상기 희생층(20)의 상부에는 멤브레인(30)이 형성된다. 멤브레인(30)은 질화물을 스퍼터링 방법을 이용하여 형성한다.Referring to FIG. 3B, a
상기 멤브레인(30)의 상부에는 알루미늄(Al) 또는 백금(Pt) 등의 금속으로 이루어진 하부 전극(35)이 형성된다. 하부 전극(35)은 스퍼터링 방법을 이용하여 적층한다. 하부 전극(35)에는 외부로부터 액티브 매트릭스(1)에 내장된 트랜지스터, 드레인 패드(5) 및 비어 컨택(65)을 통하여 제1 신호(화상 신호)가 인가된다.The
도 3c를 참조하면, 상기 하부 전극(35)의 상부에는 변형층(40)이 형성된다. 변형층(40)은 ZnO를 스퍼터링 방법을 이용하여 형성한다. 이어서, 상기 변형층(40)의 상부에 상부 전극(45)을 형성한다. 상기 상부 전극(45)은 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)을 스퍼터링 방법을 이용하여 형성한다. 상부 전극(45)은 제2 신호(바이어스 신호)가 인가되어 전기장을 발생시키는 바이어스 전극의 기능과 광원으로부터 입사되는 광을 반사하는 거울의 기능을 수행한다.Referring to FIG. 3C, a
계속하여, 상부 전극(45)을 소정의 화소(pixel) 형상을 갖도록 패터닝한다. 이 때, 상부 전극(45)의 일측에는 상부 전극(45)을 균일하게 동작시켜 광원으로부터 입사되는 광이 난반사되는 것을 방지하는 스트라이프(55)가 형성된다. 그리고, 상기 변형층(40) 및 하부 전극(35)을 각기 소정의 화소 형상을 갖도록 패터닝한다.Subsequently, the
도 3d를 참조하면, 상기 변형층(40)의 일측 상부로부터 변형층(40), 하부 전극(35), 멤브레인(30), 식각 방지층(15) 및 보호층(10)을 차례로 식각하여 드레인 패드(5)의 일부가 노출되도록 비어 홀(60)을 형성한다. 이어서, 비어 홀(60) 내부에 텅스텐(W) 또는 티타늄(Ti) 등의 금속을 스퍼터링 방법으로 상기 하부 전극(35)과 드레인 패드(5)가 연결되도록 비어 컨택(65)을 형성한다. 따라서, 하부 전극(35)과 드레인 패드(5)는 비어 컨택(65)을 통하여 서로 전기적으로 연결되므로, 하부 전극(35)에 외부로부터 액티브 매트릭스(1)에 내장된 트랜지스터, 드레인 패드(5) 및 비어 컨택(65)을 통하여 제1 신호가 인가될 수 있다. 계속하여, 상기 멤브레인(30)을 소정의 화소 형상을 갖도록 패터닝한 후, 49% 플루오르화 수소(HF) 증기를 이용하여 상기 희생층(20)을 식각하고, 세정 및 건조하여 박막형 광로 조절 장치를 완성한다. 상기 희생층(20)이 제거되면 희생층(20)의 위치에 에어 갭(25)이 형성된다.Referring to FIG. 3D, the
상술한 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 외부로부터 전달된 제1 신호는 액티브 매트릭스(1)에 내장된 트랜지스터, 드레인 패드(5) 및 비어 컨택(65)을 통해 하부 전극(35)에 인가된다. 동시에, 상부 전극(45)에는 외부로부터 제2 신호가 인가되어 상부 전극(45)과 하부 전극(35) 사이에 전위차에 따른 전기장이 발생한다. 이러한 전기장에 의하여 변형층(40)이 변형을 일으킨다. 변형층(40)은 상기 전기장에 대하여 직교하는 방향으로 수축하며, 따라서 액츄에이터(50)는 멤브레인(30)이 형성되어 있는 방향의 반대 방향으로 휘게 된다. 액츄에이터(50)의 상부에 형성된 상부 전극(45)은 거울의 기능도 수행하므로 변형층(40)의 변형에 따라 소정의 각도를 가지고 상기 멤브레인(30)이 형성되어 있는 방향의 반대 방향으로 경사진다. 그러므로, 광원으로부터 입사된 광은 소정의 각도로 경사진 상부 전극(45)에 의해 반사된 후, 스크린에 투영되어 화상을 맺게 된다. 이 때, 상부 전극(45)의 일측에 형성된 스트라이프(55)는 상부 전극(45)을 균일하게 작동시켜 광이 난반사되는 것을 방지한다.In the above-described thin film type optical path adjusting device, the first signal transmitted from the outside is applied to the
그러나 상술한 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 가공된 웨이퍼 내의 두께 편차 및 단일한 픽셀 내부의 박막 적층물들의 잔류 응력(residual stress) 및 응력 분포의 불균형(stress gradient)으로 인하여, 희생층을 제거한 뒤에는 액츄에이터의 초기 기울어짐이 상당량 존재한다. 액츄에이터의 초기 기울어짐이 발생하면, 스크린에 투영되는 화상의 콘트라스트가 저하되므로 액츄에이터의 초기 기울어짐의 균일성이 요구된다. 박막형 광로 조절 장치의 액츄에이터의 기울어짐은 두 가지 종류의 휨 모멘트에 의하여 유발된다. 한가지 휨 모멘트는 액츄에이터의 폭 방향(W)을 따라 형성된 단차 경계면에서 존재하는 것이고, 다른 휨 모멘트는 액츄에이터의 길이 방향(L)을 따라 분포하는 것이다. 단차 경계면에서 존재하는 휨 모멘트는 주로 잔류 응력 및 응력 분포의 불균일에 의존하며, 액츄에이터의 길이 방향을 따라 분포하는 휨 모멘트는 이와는 무관하다. 다시 말하면, 단차 경계면에서의 휨 모멘트에 의한 기울어짐이 액츄에이터의 길이 방향에서의 휨 모멘트에 의한 기울어짐보다 우세함을 나타낸다. 액츄에이터의 전체 기울어짐의 70∼80%는 단차 경계면에서의 휨 모멘트 때문이다. 이와 같은 단차 경계면에서의 휨 모멘트로 인하여, 스크린에 투영되는 화상의 콘트라스트가 저하되는 문제점이 있다.However, in the above-described thin film type optical path adjusting device, the actuator is removed after the sacrificial layer is removed due to the stress variation and the stress distribution of the thin film stacks in the single pixel and the residual stress of the thin film stacks within the single pixel. There is a significant amount of initial tilt of. When the initial tilt of the actuator occurs, the contrast of the image projected on the screen is lowered, so uniformity of the initial tilt of the actuator is required. Inclination of the actuator of the thin film type optical path control device is caused by two types of bending moments. One bending moment exists at the stepped interface formed along the width direction W of the actuator, and the other bending moment is distributed along the length direction L of the actuator. The bending moments present at the stepped interface mainly depend on the residual stresses and the nonuniformity of the stress distribution, and the bending moments distributed along the longitudinal direction of the actuator are irrelevant. In other words, the inclination due to the bending moment at the stepped interface is superior to the inclination due to the bending moment in the longitudinal direction of the actuator. 70-80% of the total tilt of the actuator is due to the bending moment at the step interface. Due to such bending moment at the stepped boundary, there is a problem that the contrast of the image projected on the screen is lowered.
이러한 액츄에이터의 초기 기울어짐을 제어하는 데에는 2가지 방법이 있다. 그 하나는, 상기 단차 경계면에서 PZT 수축의 결과인 잔류 응력을 조절하는 것이고, 다른 하나는, 상기 컨틸레버 구조를 갖는 액츄에이터에 잔류 응력 또는 응력 분포의 불균형에 덜 민감한 구조를 보강하는 것이다. 반도체 제조 공정에서 일반적인 웨이퍼 내의 공정 변수들의 편차로 인하여, 잔류 응력의 크기 및 편차를 ±5% 이하의 허용 가능한 균일도로 조절할 수 없다. 그러므로, 공정을 최상으로 조절한다 하더라도 웨이퍼 내에 픽셀별로 불균일성이 생성되는 것은 필연적이다. 액츄에이터의 초기 기울어짐을 최소화하고 균일화하기 위해서는 공정 변수 조절을 위한 노력뿐만 아니라 구조 디자인에서의 개선이 수행되어야 한다.There are two ways to control the initial tilt of such actuators. One is to adjust the residual stress resulting from PZT shrinkage at the stepped interface, and the other is to reinforce the structure which is less sensitive to the residual stress or to the imbalance of the stress distribution in the actuator having the container structure. Due to variations in process variables in wafers that are common in semiconductor manufacturing processes, the magnitude and variation of residual stresses cannot be controlled to an acceptable uniformity of ± 5% or less. Therefore, even if the process is best adjusted, it is inevitable to produce non-uniformity pixel by pixel in the wafer. In order to minimize and homogenize the initial tilt of the actuator, improvements in structural design as well as efforts to control process variables must be performed.
따라서, 본 발명의 목적은, 액츄에이터의 잔류 응력 또는 응력 분포의 불균형을 감소시키기 위하여 액티브 매트릭스와 지지층 사이에 보조 지지 부재를 형성함으로써, 액츄에이터의 초기 기울어짐을 균일하게 하며 스크린에 투영되는 화상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있는 박막형 광로 조절 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an auxiliary support member between the active matrix and the support layer to reduce the residual stress or unbalance of the stress distribution of the actuator, thereby making the initial tilt of the actuator uniform and reducing the contrast of the image projected on the screen. The present invention provides a thin film type optical path control device and a method of manufacturing the same.
도 1은 본 출원인의 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치 중 멤브레인의 평면도이다.1 is a plan view of a membrane of the thin film optical path control device described in the applicant's prior application.
도 2는 도 1에 도시한 장치를 AA′선으로 자른 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A′A ′ of the apparatus shown in FIG. 1.
도 3a 내지 도 3c는 도 2에 도시한 장치의 제조 공정도이다.3A to 3C are manufacturing process diagrams of the apparatus shown in FIG. 2.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도이다.4 is a plan view of a thin film type optical path control device according to a first embodiment of the present invention.
도 5는 도 4에 도시한 장치를 BB′선으로 자른 단면도이다.FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line B′B ′ of the apparatus shown in FIG. 4.
도 6 내지 도 10은 도 5에 도시한 장치의 제조 공정도이다.6 to 10 are manufacturing process diagrams of the apparatus shown in FIG. 5.
도 11은 본 발명의 실시예 2에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도이다.11 is a plan view of a thin film type optical path control device according to a second embodiment of the present invention.
도 12는 도 11에 도시한 장치의 제조 공정 중 희생층을 패터닝한 상태를 나타내는 평면도이다.FIG. 12 is a plan view illustrating a state in which a sacrificial layer is patterned during the manufacturing process of the apparatus illustrated in FIG. 11.
도 13은 본 발명의 실시예 3에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도이다.13 is a plan view of a thin film type optical path control apparatus according to a third embodiment of the present invention.
도 14는 도 13에 도시한 장치를 CC' 선으로 자른 단면도이다.FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line C′C ′ of the apparatus shown in FIG. 13.
도 15a는 도 14에 도시한 장치의 제조 공정 중 희생층을 패터닝한 상태를 나타내는 단면도이다.15A is a cross-sectional view illustrating a state in which a sacrificial layer is patterned during the manufacturing process of the apparatus shown in FIG. 14.
도 15b는 도 14에 도시한 장치의 제조 공정 중 희생층을 패터닝한 상태를 나타내는 평면도이다.15B is a plan view illustrating a state in which a sacrificial layer is patterned during the manufacturing process of the apparatus shown in FIG. 14.
도 15c 내지 도 15e는 도 14에 도시한 장치의 제조 공정 중 희생층을 패터닝한 또다른 양태를 나타내는 평면도이다.15C to 15E are plan views showing still another embodiment of patterning a sacrificial layer during the manufacturing process of the apparatus shown in FIG. 14.
도 16은 본 발명의 실시예 4에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도이다.16 is a plan view of a thin film-type optical path control apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
도 17은 도 16에 도시한 장치의 제조 공정 중 희생층을 패터닝한 상태를 나타내는 평면도이다.FIG. 17 is a plan view illustrating a state in which a sacrificial layer is patterned during the manufacturing process of the apparatus illustrated in FIG. 16.
도 18은 본 출원인의 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치 및 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치 중 액츄에이터의 초기 기울어짐 정도를 나타내는 그래프이다.18 is a graph showing the initial tilting degree of the actuator in the thin film type optical path adjusting apparatus described in the applicant's prior application and the thin film type optical path adjusting apparatus according to the present invention.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
100:액티브 매트릭스 105:제1 금속층100: active matrix 105: first metal layer
110 : 제1 보호층 115 : 제2 금속층110: first protective layer 115: second metal layer
120:제2 보호층 125:식각 방지층120: second protective layer 125: etch stop layer
130:희생층 131:지지 부재130: victim layer 131: support member
135 : 보조 지지 부재 140 : 지지층135: auxiliary support member 140: support layer
141 : 지지 요소 145 : 하부 전극141: support element 145: lower electrode
150:변형층 155:상부 전극150: strained layer 155: upper electrode
160:비어 홀 165 : 비어 컨택160: Beer hall 165: Beer contact
170 : 액츄에이터 185:에어 갭170: actuator 185: air gap
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외부로부터 제1 신호를 받아 상기 제1 신호를 전달하는 M×N(M, N은 정수) 개의 트랜지스터가 내장되고 상기 트랜지스터의 드레인으로부터 연장되는 드레인 패드를 갖는 제1 금속층이 형성된 액티브 매트릭스, ⅰ) 상기 제1 신호가 인가되는 하부 전극, ⅱ) 상기 하부 전극에 대응하여 형성되며 제2 신호가 인가되어 전기장을 발생시키는 상부 전극, 및 ⅲ) 상기 하부 전극과 상기 상부 전극의 사이에 형성되어 상기 전기장에 따라 변형을 일으키는 변형층을 포함하는 액츄에이터, 그리고 a) 상기 하부 전극의 하부에 부착되어 상기 액츄에이터를 지지하는 지지층, b) 상기 액티브 매트릭스 중 상기 드레인 패드가 형성된 부분과 상기 지지층의 일측 하부 사이에 형성되어 상기 액츄에이터를 지지하는 지지 부재, 및 c) 상기 지지층의 타측 하부와 상기 액티브 매트릭스 사이에 상기 지지 부재와 일체로 형성되어 상기 액츄에이터의 초기 기울어짐을 방지하는 보조 지지 수단을 포함하는 지지 요소를 포함하며, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 따라 구동하는 박막형 광로 조절 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention has a drain pad having M x N (M, N is an integer) transistor for receiving the first signal from the outside and delivering the first signal and extending from the drain of the transistor. An active matrix having a first metal layer, iii) a lower electrode to which the first signal is applied, ii) an upper electrode formed corresponding to the lower electrode, and a second signal to generate an electric field, and iii) the lower electrode; An actuator including a strained layer formed between the upper electrodes and causing deformation according to the electric field, and a) a support layer attached to a lower portion of the lower electrode to support the actuator, and b) the drain pad of the active matrix. A support member formed between the formed portion and one lower portion of the support layer to support the actuator, and c) A support element integrally formed with the support member between the lower side of the support layer and the active matrix, the support element including auxiliary support means for preventing initial tilting of the actuator, the drive element being driven in accordance with the first signal and the second signal. It provides a thin film type optical path control device.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외부로부터 제1 신호를 받아 상기 제1 신호를 전달하는 M×N(M, N은 정수) 개의 트랜지스터가 내장되고 상기 트랜지스터의 드레인으로부터 연장되는 드레인 패드를 갖는 제1 금속층이 형성된 액티브 매트릭스, ⅰ) 상기 제1 신호가 인가되는 하부 전극, ⅱ) 상기 하부 전극에 대응하여 형성되며 제2 신호가 인가되어 전기장을 발생시키는 상부 전극, 및 ⅲ) 상기 하부 전극과 상기 상부 전극의 사이에 형성되어 상기 전기장에 따라 변형을 일으키는 변형층을 포함하는 액츄에이터, 그리고 a) 상기 하부 전극의 하부에 부착되어 상기 액츄에이터를 지지하는 지지층, b) 상기 액티브 매트릭스 중 상기 드레인 패드가 형성된 부분과 상기 지지층의 일측 하부 사이에 형성되어 상기 액츄에이터를 지지하는 지지 부재, 및 c) 상기 지지층의 타측 하부와 상기 액티브 매트릭스 사이에 상기 지지 부재와 분리되어 형성되어 상기 액츄에이터의 초기 기울어짐을 방지하는 보조 지지 수단을 포함하는 지지 요소를 포함하며, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 따라 구동하는 박막형 광로 조절 장치를 제공한다.In addition, in order to achieve the above object, the present invention, the drain pad which is embedded with M × N (M, N is an integer) transistor for receiving the first signal from the outside and delivering the first signal and extending from the drain of the transistor Iii) a lower electrode to which the first signal is applied, ii) an upper electrode formed corresponding to the lower electrode and to which a second signal is applied to generate an electric field, and iii) the lower electrode. An actuator comprising a strained layer formed between an electrode and the upper electrode to cause deformation according to the electric field, and a) a support layer attached to a lower portion of the lower electrode to support the actuator, b) the drain of the active matrix. A support member formed between the pad portion and the lower portion of one side of the support layer to support the actuator, and c) a support element formed separately from said support member between said other lower portion of said support layer and said active matrix, said support element comprising auxiliary support means for preventing initial tilting of said actuator, said first signal and said second signal It provides a thin film type optical path control device to drive according to.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외부로부터 제1 신호를 받아 상기 제1 신호를 전달하는 M×N(M, N은 정수) 개의 트랜지스터가 내장되고 상기 트랜지스터의 드레인으로부터 연장되는 드레인 패드를 갖는 제1 금속층이 형성된 액티브 매트릭스를 제공하는 단계, 상기 액티브 매트릭스의 상부에 희생층을 형성하는 단계, 상기 희생층을 패터닝하여 상기 액티브 매트릭스 중 상기 드레인 패드가 형성된 부분을 사각형의 형상으로 노출시키며, 상기 드레인 패드가 형성된 부분과 인접한 부분을 상기 드레인 패드가 형성된 부분보다 작은 사각형의 형상으로 노출시키는 단계, 상기 노출된 액티브 매트릭스의 상부에 지지 부재 및 보조 지지 수단을 형성하는 단계, 상기 지지 부재, 상기 보조 지지 수단 및 상기 희생층의 상부에 제1층을 형성하는 단계, 상기 제1층의 상부에 하부 전극층, 제2층, 및 상부 전극층을 형성하는 단계, 상기 상부 전극층을 패터닝하여 제2 신호가 인가되어 전기장을 발생시키는 상부 전극을 형성하는 단계, 상기 제2층을 패터닝하여 상기 전기장에 따라 변형을 일으키는 변형층을 형성하는 단계, 상기 하부 전극층을 패터닝하여 상기 제1 신호가 인가되는 하부 전극을 형성하는 단계, 그리고 상기 제1층을 패터닝하여 지지층을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호에 따라 구동하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 제공한다.In addition, in order to achieve the above object, the present invention, the drain pad which is embedded with M × N (M, N is an integer) transistor for receiving the first signal from the outside and delivering the first signal and extending from the drain of the transistor Providing an active matrix having a first metal layer formed thereon, forming a sacrificial layer on top of the active matrix, patterning the sacrificial layer to expose a portion of the active matrix in which the drain pad is formed in a quadrangular shape; Exposing a portion adjacent to the portion where the drain pad is formed to have a smaller rectangular shape than the portion where the drain pad is formed, forming a support member and an auxiliary support means on the exposed active matrix; Forming a first layer on the auxiliary support means and the sacrificial layer Forming a lower electrode layer, a second layer, and an upper electrode layer on the first layer, and patterning the upper electrode layer to form an upper electrode to generate an electric field by applying a second signal to the second layer. Forming a strained layer to cause deformation according to the electric field, patterning the lower electrode layer to form a lower electrode to which the first signal is applied, and patterning the first layer to form a support layer It includes, and provides a method of manufacturing a thin film type optical path control device for driving in accordance with the first signal and the second signal.
상술한 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 외부로부터 전달된 제1 신호, 즉 화상 신호는 액티브 매트릭스에 내장된 트랜지스터, 드레인 패드 및 비어 컨택을 통해 하부 전극에 인가된다. 동시에, 상부 전극에는 외부로부터 공통 전극선을 통하여 제2 신호, 즉 바이어스 신호가 인가된다. 따라서, 상부 전극과 하부 전극 사이에 전위차에 따른 전기장이 발생한다. 이러한 전기장에 의하여 상부 전극과 하부 전극 사이에 형성된 변형층이 변형을 일으킨다. 변형층은 상기 전기장에 대하여 직교하는 방향으로 수축하게 되며, 변형층을 포함하는 액츄에이터는 소정의 각도를 갖고 상방으로 액츄에이팅한다. 광원으로부터 입사되는 빛을 반사하는 기능도 수행하는 상부 전극은 액츄에이터의 상부에 형성되어 있으므로 액츄에이터와 함께 경사진다. 이에 따라서, 상부 전극은 광원으로부터 입사되는 빛을 소정의 각도로 반사하며, 반사된 빛은 슬릿을 통과하여 스크린에 화상을 맺게 된다.In the above-described thin film type optical path control device, the first signal transmitted from the outside, that is, the image signal, is applied to the lower electrode through the transistor, the drain pad, and the via contact embedded in the active matrix. At the same time, a second signal, that is, a bias signal, is applied to the upper electrode from the outside through the common electrode line. Therefore, an electric field is generated according to the potential difference between the upper electrode and the lower electrode. Due to this electric field, the strain layer formed between the upper electrode and the lower electrode causes deformation. The strained layer contracts in a direction orthogonal to the electric field, and the actuator including the strained layer actuates upward at a predetermined angle. The upper electrode, which also functions to reflect light incident from the light source, is formed on the actuator and is inclined together with the actuator. Accordingly, the upper electrode reflects the light incident from the light source at a predetermined angle, and the reflected light passes through the slit to form an image on the screen.
그러므로, 상술한 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치는, 액티브 매트릭스와 지지층 사이에 보조 지지 부재를 형성함으로써, 단차 경계면에서 휨 모멘트가 발생하는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 액츄에이터의 초기 기울어짐을 최소화하고 균일하게 할 수 있으며, 스크린에 투영되는 화상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.Therefore, in the above-described thin film type optical path control device according to the present invention, by forming the auxiliary support member between the active matrix and the support layer, it is possible to minimize the generation of the bending moment at the stepped interface. Therefore, the initial tilt of the actuator can be minimized and made uniform, and the contrast of the image projected on the screen can be improved.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 박막형 광로 조절 장치를 상세하게 설명한다.Hereinafter, a thin film type optical path adjusting apparatus according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
실시예 1Example 1
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도를 도시한 것이며, 도 5는 상기 장치를 BB′선으로 자른 단면도를 도시한 것이다.4 is a plan view showing a thin film type optical path adjusting device according to
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예 1에 따른 박막형 광로 조절 장치는 액티브 매트릭스(100), 액티브 매트릭스(100)의 상부에 형성된 액츄에이터(170), 그리고 액티브 매트릭스(100)와 액츄에이터(170) 사이에 형성되어 액츄에이터를 지지하는 지지 요소(supporting element)(141)를 포함한다.4 and 5, the thin film type optical path adjusting apparatus according to the first embodiment of the present invention includes an
도 5를 참조하면, 외부로부터 신호가 인가되어 스위칭 동작을 수행하는 M×N(M, N은 정수) 개의 MOS 트랜지스터가 내장된 상기 액티브 매트릭스(100)는, 상기 MOS 트랜지스터의 드레인(drain) 및 소오스(source)로부터 연장되어 상기 액티브 매트릭스(100)의 상부에 형성된 제1 금속층(105), 제1 금속층(105)의 상부에 형성된 제1 보호층(110), 제1 보호층(110)의 상부에 형성된 제2 금속층(115), 제2 금속층(115)의 상부에 형성된 제2 보호층(120), 그리고 제2 보호층(120)의 상부에 형성된 식각 방지층(125)을 포함한다.Referring to FIG. 5, the
상기 제1 금속층(105)은 상기 트랜지스터의 드레인 영역으로부터 연장되며 제1 신호(화상 신호)를 하부 전극(145)에 전달하기 위한 드레인 패드를 포함한다.The
액츄에이터(170)는, 액티브 매트릭스의 상부와 그 하부 사이에 에어 갭(185)을 개재하여 상기 액티브 매트릭스(100)의 하부와 평행하게 형성된 하부 전극(145), 하부 전극(145)의 상부에 적층된 변형층(150), 변형층(150)의 상부에 적층된 상부 전극(155)을 포함한다. 또한, 상기 액츄에이터(170)는 상기 변형층(150)의 일측으로부터 제1 금속층(105)의 드레인 패드까지 수직하게 형성된 비어 홀(160), 및 비어 홀(160)의 내부에 형성된 비어 컨택(165)을 포함한다. 하부 전극(145)은 비어 컨택(165)을 통하여 제1 금속층(105)의 드레인 패드와 전기적으로 연결된다.The
지지 요소(141)는 상기 하부 전극(145)의 하부에 부착된 지지층(supporting layer)(140), 상기 식각 방지층(125) 중 아래에 제1 금속층(105)의 드레인 패드가 형성된 부분과 상기 지지층(140)의 일측 하부 사이에 형성되어 상기 액츄에이터(170)를 지지하는 지지 부재(supporting member)(131), 및 상기 지지층(140)의 타측 하부와 상기 액티브 매트릭스(100) 사이에 상기 지지 부재(131)와 일체로 형성되어 상기 액츄에이터(170)의 초기 기울어짐을 방지하는 보조 지지 부재(secondary supporting member)(135)를 포함한다. 바람직하게는, 상기 보조 지지 부재(135)는 그 폭이 상기 액츄에이터(170)의 지지 부재(131)보다 좁은 기둥 형상을 가진다.The supporting
또한, 도 4를 참조하면, 상기 지지층(140)의 일측은 그 중앙부에 사각형 형상의 오목한 부분을 가지며, 이러한 오목한 부분이 양쪽 가장자리로 갈수록 계단형으로 넓어지는 형상으로 형성된다. 또한, 상기 지지층(140)의 타측은 상기 오목한 부분에 대응하여 중앙부로 갈수록 계단형으로 좁아지는 사각형 형상의 돌출부를 가진다. 그러므로, 상기 지지층(140)의 오목한 부분에 인접한 액츄에이터의 지지층의 돌출된 부분이 끼워지고, 상기 사각형 형상의 돌출부가 인접한 액츄에이터의 지지층의 오목한 부분에 끼워지게 된다. 상기 지지층(140)의 양측 하부에는 사각형 형상을 갖는 액츄에이터(170)의 지지 부재(131)가 형성된다. 상기 지지층(140)은 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치 중 액츄에이터를 지지하는 멤브레인의 기능을 수행한다.In addition, referring to FIG. 4, one side of the
이하 본 실시예에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 설명한다.Hereinafter, the manufacturing method of the thin film type optical path control device according to the present embodiment.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 실시예 1에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 공정도이다. 도 6 내지 도 10에 있어서, 도 5와 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다.6 to 10 are manufacturing process diagrams of the thin film type optical path control apparatus according to the first embodiment of the present invention. 6 to 10, the same reference numerals are used for the same members as in FIG.
도 6을 참조하면, 내부에 M×N 개의 MOS 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(100)의 상부에 제1 금속층(105)을 형성한 후, 상기 제1 금속층(105)을 패터닝하여 그 아래의 MOS 트랜지스터의 게이트 부위를 노출시킨다. 따라서, 상기 제1 금속층(105)은 MOS 트랜지스터의 드레인 및 소오스와 연결된다. 상기 액티브 매트릭스(100)는 실리콘(Si) 등의 반도체로 이루어지거나 유리 또는 알루미나(Al2O3) 등의 절연 물질로 구성된다. 상기 제1 금속층(105)은 텅스텐, 티타늄, 그리고 질화 티타늄 등으로 구성되며, 상기 트랜지스터의 드레인 영역으로부터 후에 형성되는 액츄에이터(170)의 지지부(131)까지 연장되는 드레인 패드를 포함한다. 외부로부터 인가된 제1 신호는 액티브 매트릭스(100)에 내장된 MOS 트랜지스터 및 상기 제1 금속층(105)의 드레인 패드를 통하여 하부 전극(145)에 전달된다.Referring to FIG. 6, after forming a
액티브 매트릭스(100) 및 드레인 패드를 포함하는 제1 금속층(105)의 상부에는 인 실리케이트 유리(Phoshpor-Silicate Glass : PSG)를 사용하여 제1 보호층(110)이 형성된다. 제1 보호층(110)은 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition:CVD) 방법을 이용하여 0. 8∼1. 0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 제1 보호층(110)은 후속하는 공정 동안 상기 트랜지스터 및 드레인 패드가 형성된 액티브 매트릭스(100)가 손상되는 것을 방지한다.The
제1 보호층(110)의 상부에는 제2 금속층(115)이 형성된다. 제2 금속층(115)은, 먼저 티타늄을 스퍼터링하여 300∼500Å 정도의 두께를 갖는 티타늄층을 형성한다. 계속하여, 상기 티타늄층의 상부에 질화티타늄(TiN)을 사용하여 질화티타늄층을 형성함으로써 완성한다. 상기 질화티타늄층은 물리 기상 증착(Physical Vapor Deposition : PVD) 방법을 사용하여 1000∼1200Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 제2 금속층(115)은 광원으로부터 입사되는 광이 상부 전극(155)이 형성된 부분을 제외한 부분에도 입사됨으로 인하여, 액티브 매트릭스(100)에 광누설 전류(photo-leakage current)가 흐르게 되는 것을 방지한다. 이어서, 상기 제2 금속층(115)의 일부를 식각하여 제2 금속층(115) 중 아래에 드레인 패드가 형성된 부분에 개구부(opening)(117)를 형성한다.The
제2 금속층(115)의 상부에는 인 실리케이트 유리(PSG)를 사용하여 제2 보호층(120)이 형성된다. 제2 보호층(120)은 화학 기상 증착 방법을 사용하여 0. 2∼0. 4㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 제2 보호층(120)은 후속하는 공정 동안 상기 트랜지스터 및 드레인 패드가 형성된 액티브 매트릭스(100)가 손상되는 것을 방지한다.The
제2 보호층(120)의 상부에는 식각 방지층(125)이 적층된다. 식각 방지층(125)은 질화물을 사용하여 1000∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 식각 방지층(125)은 저압 화학 기상 증착(Low Pressure CVD:LPCVD) 방법을 이용하여 형성한다. 식각 방지층(125)은 후속하는 식각 공정 동안 제2 보호층(120) 및 액티브 매트릭스(100)가 식각되어 손상을 입게 되는 것을 방지한다.An
식각 방지층(125)의 상부에는 인 실리케이트 유리(PSG), 금속, 또는 산화물을 사용하여 희생층(130)이 적층된다. 희생층(130)은 대기압 화학 기상 증착(Atmospheric Pressure CVD:APCVD) 방법, 스퍼터링 방법, 또는 이베퍼레이션 방법을 이용하여 2.0∼3.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 희생층(130)은 액츄에이터(170)를 형성하기 위한 박막들의 적층을 용이하게 하는 기능을 수행한다. 이 경우, 희생층(130)은 상기 트랜지스터 및 드레인 패드가 형성된 액티브 매트릭스(100)의 상부를 덮고 있으므로 그 표면의 평탄도가 매우 불량하다. 따라서, 희생층(130)의 표면을 스핀 온 글래스(Spin On Glass : SOG)를 사용하는 방법, 또는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 방법을 이용하여 평탄화시킨다.The
도 7a는 액츄에이터의 지지 부재(131) 및 보조 지지 부재(135)가 형성될 위치를 형성하기 위하여 상기 희생층(130)을 패터닝한 상태를 나타내는 단면도이다. 도 7b는 상기 희생층을 패터닝한 상태를 나타내는 평면도를 도시한 것이다.FIG. 7A is a cross-sectional view illustrating a state in which the
도 7a 내지 도 7b를 참조하면, 상기 희생층(130) 중 아래에 제1 금속층(105)의 드레인 패드가 형성된 부분을 사각형 형상으로 패터닝하여 상기 식각 방지층(125)의 일부를 노출시킨다. 즉, 도 7b에 도시한 바와 같이, 상기 희생층(130)을 길이(length)가 L1이고 폭(width)이 W1인 사각형 형상으로 패터닝하여 액츄에이터(170)의 지지 부재(131)가 형성될 부분을 만든다. 이와 동시에, 상기 지지 부재(131)의 일측의 측부로부터 상기 희생층(130)을 상기 지지 부재(131)보다 좁은 폭을 갖는 사각형 형상으로 패터닝하여 상기 식각 방지층(125)의 일부를 노출시킨다. 즉, 도 7b에 도시한 바와 같이, 상기 희생층(130)을 상기 지지 부재(131)의 일측의 측부로부터 길이(length)가 L2이고 폭(width)이 W2인 사각형 형상으로 패터닝하여 보조 지지 부재(135)가 형성될 부분을 만든다. 상기 지지 부재(131)가 형성될 부분의 단면적은 상기 보조 지지 부재(135)가 형성될 부분의 단면적보다 더 크게 형성된다. 바람직하게는, 상기 희생층(130)은 상기 지지 부재(131)와 상기 보조 지지 부재(135)의 폭의 비(W1: W2)가 8:1∼4:1이며, 그 길이의 비(L1: L2)가 2:1∼1:1이 되도록 패터닝한다. 보다 바람직하게는, 상기 희생층(130)은 상기 지지 부재(131)와 상기 보조 지지 부재(135)의 폭의 비(W1: W2)가 8:1이며, 그 길이의 비(L1: L2)가 1:1이 되도록 패터닝한다. 예를 들면, 상기 희생층(130) 중 상기 액츄에이터(170)의 지지 부재(131)가 형성될 부분을 폭 16㎛, 길이 10㎛인 직사각형 형상으로 패터닝한 경우, 보조 지지 부재(135)가 형성될 부분은 길이 10㎛, 폭 2㎛인 사각형 형상으로 패터닝한다. 따라서, 후에 형성되는 보조 지지 부재(135)의 일면은 상기 지지 부재(131)의 일면에 접하게 되어 상기 지지 부재(131)와 일체로 형성된다.7A to 7B, a portion of the
종래에는, 가공된 웨이퍼 내의 두께 편차 및 단일한 픽셀 내부의 박막 적층물들의 잔류 응력 및 응력 분포의 불균형으로 인하여, 희생층을 제거한 뒤에는 단차 경계면에서 액츄에이터의 초기 기울어짐이 상당량 존재하였다. 이와 같은 단차 경계면(액츄에이터의 폭 방향)에서의 휨 모멘트로 인하여 액츄에이터의 초기 기울어짐이 발생하면, 스크린에 투영되는 화상의 콘트라스트가 저하되는 문제점이 있었다.Conventionally, due to the thickness variation in the processed wafers and the unbalance of residual stresses and stress distributions of thin film stacks within a single pixel, there was a significant amount of initial tilt of the actuator at the stepped interface after removing the sacrificial layer. When the initial tilt of the actuator occurs due to the bending moment at the stepped boundary surface (the width direction of the actuator), there is a problem that the contrast of the image projected on the screen is lowered.
따라서, 본 실시예에서는 상기 액츄에이터에 잔류 응력 또는 응력 분포의 불균형에 덜 민감한 구조를 보강함으로써, 상술한 문제들을 해결한다. 즉, 상기 단차 경계면에서의 휨 모멘트는 단차 경계면의 폭에 비례하므로, 상기 지지 부재(131)의 일측의 측면에 폭이 좁은 사각기둥 형상의 보조 지지 부재(135)를 형성하면, 휨 모멘트는 상기 보조 지지 부재(135)의 폭에 비례하는 정도로 발생하게 되므로 액츄에이터(170)의 초기 기울어짐 정도가 현저하게 감소된다. 즉, 상기에서 예시한 바와 같이, 지지 부재(131)의 폭의 길이를 16㎛로 하고, 보조 지지 부재(135)의 폭의 길이를 2㎛로 형성한 경우, 휨 모멘트는 보조 지지 부재를 구비하지 않은 경우에 비하여 약 ⅛ 정도로 감소하게 된다. 따라서, 액츄에이터(170)가 제1 신호가 인가되지 않은 상태에서 상방으로 불균일하게 기울어지는 현상을 현저하게 감소시킬 수 있다.Therefore, in the present embodiment, the above-mentioned problems are solved by reinforcing the actuator to a structure that is less sensitive to an imbalance of residual stress or stress distribution. That is, since the bending moment at the stepped boundary is proportional to the width of the stepped boundary, when the
본 실시예에서는, 상기와 같은 폭 및 길이의 비율을 갖는 지지 부재(131)와 보조 지지 부재(135)를 형성하였지만, 본 실시예는 이에 의하여 제한되는 것이 아니라 도 7c에 도시한 바와 같이 지지 부재(131)와 보조 지지 부재(135)의 폭의 비(W1: W2)가 8:1이며, 그 길이의 비(L1: L2)가 2:1이 되도록 형성할 수도 있다.In this embodiment, although the supporting
도 8을 참조하면, 상기 노출된 식각 방지층(125)의 상부 및 희생층(130)의 상부에 경질(rigid)의 물질, 예를 들면 질화물 또는 금속을 사용하여 제1층(139)을 적층한다. 제1층(139)은 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 이 때, 상기 경질의 물질은 액츄에이터(170)의 지지 부재(131) 및 보조 지지 부재(135)를 형성하기 위하여 패터닝한 희생층(130)의 내부를 채우면서 증착된다. 따라서, 액츄에이터(170)의 지지 부재(131) 및 보조 지지 부재(135)는 제1층(139)이 형성됨과 동시에 제1층(139)과 동일한 물질을 사용하여 형성된다. 제1층(139)은 후에 소정의 화소 형상을 갖는 지지층(140)으로 패터닝된다.Referring to FIG. 8, the
제1층(139)의 상부에는 하부 전극층(144)이 적층된다. 하부 전극층(144)은 전기 전도성을 갖는 금속인 백금(Pt), 탄탈륨(Ta), 또는 백금-탄탈륨(Pt-Ta) 등을 사용하여 형성한다. 하부 전극층(144)은 스퍼터링(sputtering) 방법, 또는 화학 기상 증착 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 계속하여, 각각의 화소별로 독립적인 제1 신호를 인가하기 위하여 하부 전극층(144)을 Iso-Cutting한다. 하부 전극층(144)은 후에 하부 전극(145)으로 패터닝된다.The
하부 전극층(144)의 상부에는 제2층(149)이 적층된다. 제2층(149)은 ZnO, PZT, 또는 PLZT 등의 압전 물질을 사용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 또한, 제2층(149)은 PMN 등의 전왜 물질을 사용하여 형성할 수 있다. 제2층(149)은 졸-겔(Sol-gel)법, 스퍼터링 방법, 또는 화학 기상 증착(CVD) 방법을 이용하여 형성한 후, 급속 열처리(Rapid Thermal Annealing:RTA) 방법을 이용하여 열처리하여 상변이시킨다. 상기 제2층(149)은 1. 0㎛ 이하의 두께를 가지므로 별도의 분극(poling) 공정이 필요 없게 된다. 상기에서, 제2층(149)을 ZnO를 사용하여 형성할 경우, 제2층(149)을 300℃∼600℃의 저온에서 형성할 수 있다. 따라서, 액티브 매트릭스(100)가 열손상을 입는 것을 방지할 수 있다. 또한, ZnO를 사용하여 제2층(149)을 형성하면, 인가되는 전기장에 의하여 분극되기 때문에 별도의 분극 공정이 필요 없게 된다. 제2층(149)은 후에 변형층(150)으로 패터닝된다.The
상부 전극층(154)은 제2층(149)의 상부에 형성된다. 상부 전극층(154)은 알루미늄(Al), 백금, 또는 은(Ag) 등의 전기 전도성을 갖는 금속을 사용하여 형성한다. 상부 전극층(154)은 스퍼터링 방법, 또는 화학 기상 증착 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다.The
도 9를 참조하면, 상기 상부 전극층(154)의 상부에 포토 레지스트(도시되지 않음)를 코팅한 후, 상기 포토 레지스트를 식각 마스크로 이용하여 상부 전극층(154)을 패터닝하여 상부 전극(155)을 형성한다. 이어서, 상기 포토 레지스트를 제거한다. 상기 상부 전극(155)에는 공통 전극선(common line)(도시되지 않음)으로부터 제2 신호가 인가된다. 상기 제2 신호는 바이어스 신호이다.Referring to FIG. 9, after the photoresist (not shown) is coated on the
제2층(149) 및 하부 전극층(144)도 상부 전극층(154)을 패터닝하는 방법과 동일한 방법을 사용하여 패터닝된다. 제2층(149)은 변형층(150)으로 패터닝되며, 하부 전극층(144)은 하부 전극(145)으로 패터닝된다. 변형층(150)은 상부 전극(155)과 동일한 형상을 가지며 상부 전극(155)보다 약간 넓은 면적을 가진다. 또한, 하부 전극(145) 역시 상부 전극(155)과 동일한 형상을 가지며 변형층(150)보다 약간 넓은 면적을 가진다.The
이어서, 상기 변형층(150)의 일측, 하부 전극(145), 제1층(139), 식각 방지층(125), 제2 보호층(120) 및 제1 보호층(110)을 차례로 식각하여 비어 홀(160)을 형성한다. 따라서, 비어 홀(160)은 상기 변형층(150)의 일측으로부터 상기 제2 금속층(115)의 개구부(117)를 통하여 제1 금속층(105)의 드레인 패드의 상부까지 형성된다. 이어서, 상기 비어 홀(160)의 내부에 텅스텐(W), 알루미늄, 또는 티타늄(Ti) 등의 전기 전도성이 우수한 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 증착시켜 비어 컨택(165)을 형성한 후 패터닝한다. 비어 컨택(165)은 상기 드레인 패드와 하부 전극(145)을 전기적으로 연결한다. 그러므로, 외부로부터 인가된 제1 신호는 트랜지스터, 제1 금속층(105)의 드레인 패드 및 비어 컨택(165)을 통하여 하부 전극(145)에 인가된다. 이어서, 상기 제1층(139)을 패터닝하여 소정의 화소 형상을 갖는 지지층(140)을 형성한다. 이 때, 상기 지지층(140)은 하부 전극(145)보다 약간 넓은 면적을 갖는다.Subsequently, one side of the
하부 전극(145)에는 액티브 매트릭스(100)에 형성된 상기 트랜지스터, 드레인 패드 및 후속 공정에서 형성되는 비어 컨택(165)을 통하여 제1 신호, 즉 화상 신호가 인가된다. 그러므로, 하부 전극(145)에 제1 신호가 인가되고, 동시에 상부 전극(155)에 제2 신호가 인가되면 상부 전극(155)과 하부 전극(145) 사이에 전기장이 발생한다. 이 전기장에 의하여 변형층(150)이 변형을 일으킨다.A first signal, that is, an image signal, is applied to the
도 10을 참조하면, 상기 희생층(130)을 플루오르화 수소(HF) 증기를 사용하여 제거한다. 희생층(130)이 제거되면, 에어 갭(185)이 희생층(130)의 위치에 형성되어 액츄에이터(170)가 완성된다.Referring to FIG. 10, the
이하 본 실시예에 따른 박막형 광로 조절 장치의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the thin film type optical path control device according to the present embodiment.
본 실시예에 따른 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 하부 전극(145)에는 트랜지스터, 제1 금속층(105)의 드레인 패드 및 비어 컨택(165)을 통하여 제1 신호, 즉 화상 신호가 인가된다. 동시에, 상부 전극(155)에는 공통 전극선을 통하여 제2 신호, 즉 바이어스 신호가 인가된다. 따라서, 상부 전극(155)과 하부 전극(145) 사이에 전기장이 발생한다. 이러한 전기장에 의하여 상부 전극(155)과 하부 전극(145) 사이에 형성된 변형층(150)이 변형을 일으킨다. 변형층(150)은 발생된 전기장에 대하여 직교하는 방향으로 수축한다. 이에 따라 변형층(150)을 포함하는 액츄에이터(170)는 소정의 각도를 갖고 상방으로 액츄에이팅한다. 광원으로부터 입사된 광을 반사하는 기능도 수행하는 상부 전극(155)은 액츄에이터(200)와 함께 경사진다. 이에 따라서, 상부 전극(155)은 광원으로부터 입사되는 광을 소정의 각도로 반사하며, 반사된 광은 슬릿을 통과하여 스크린에 화상을 맺게 된다.In the thin film type optical path adjusting device according to the present exemplary embodiment, a first signal, that is, an image signal, is applied to the
간섭계(interferometer)와 레이저 측정 방법을 사용하여, 본 실시예에 따른 박막형 광로 조절 장치의 초기 기울어짐 정도를 측정한 결과 3. 10∼3. 90㎛ 정도의 초기 기울어짐 값을 얻었다.As a result of measuring the initial tilt degree of the thin film type optical path adjusting device according to the present embodiment, using an interferometer and a laser measuring method. An initial tilt value of about 90 μm was obtained.
실시예 2Example 2
도 11은 본 발명의 실시예 2에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도이며, 도 12는 도 11에 도시한 장치의 제조 공정 중 상기 희생층(130)을 패터닝한 상태를 나타내는 평면도를 도시한 것이다. 본 발명의 실시예 2에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도 및 단면도는 보조 지지 부재(235)가 2개인 것을 제외하고는 도 4 및 도 5에 도시한 실시예 1에 따른 장치와 그 구성 및 형상이 동일하다. 본 실시예에 있어서, 실시예 1과 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다.FIG. 11 is a plan view of a thin film type optical path adjusting device according to
이하 본 실시예에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a thin film type optical path adjusting device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
본 실시예에 있어서, 희생층(130)을 형성한 후 이를 평탄화하기까지의 공정은 도 6에 도시한 본 발명의 실시예 1과 동일하다.In the present embodiment, the process from forming the
도 12를 참조하면, 상기 희생층(130) 중 아래에 제1 금속층(105)의 드레인 패드가 형성된 부분을 사각형 형상으로 패터닝하여 실시예 1에서와 동일한 크기를 가지는 액츄에이터(170)의 지지 부재(131)가 형성될 위치를 만든다. 이와 동시에, 상기 희생층(130)을 패터닝하여 보조 지지 부재들(235)이 형성될 위치를 만든다. 즉, 보조 지지 부재들(235)이 형성될 위치는 상기 지지 부재(131)의 단차 경계면으로부터 실시예 1에서와 동일한 크기를 가지는 사각형의 형상으로 형성된다. 따라서, 이후 공정에서 형성된 보조 지지 부재들(235)의 일면은 각기 일면이 상기 지지 부재(131)의 일면에 접하게 되어 상기 지지 부재(131)와 일체로 형성된다. 상기 보조 지지 부재들(235)이 형성될 두 부분은 서로 소정의 간격을 두고 떨어져서 나란하게 형성된다.12, the support member of the
바람직하게는, 상기 희생층(130)은 상기 지지 부재(131)와 상기 보조 지지 부재들(235) 각각의 폭의 비(W1: W2)가 8:1이며, 그 길이의 비(L1: L2)가 1:1이 되도록 패터닝한다. 예를 들면, 상기 희생층(130) 중 상기 액츄에이터(170)의 지지 부재(131)가 형성될 부분을 폭 16㎛, 길이 10㎛인 직사각형 형상으로 패터닝한 경우, 보조 지지 부재들(235)이 형성될 부분은 길이 10㎛, 폭 2㎛인 사각형 형상으로 두 부분을 패터닝한다.Preferably, the
본 실시예에 있어서, 이후의 제조 공정은 도 8 내지 도 10에 도시한 본 발명의 실시예 1과 동일하며, 본 실시예에 따른 장치의 동작 역시 실시예 1과 동일하다.In the present embodiment, the subsequent manufacturing process is the same as the first embodiment of the present invention shown in Figs. 8 to 10, and the operation of the apparatus according to the present embodiment is also the same as the first embodiment.
간섭계(interferometer)와 레이저 측정 방법을 사용하여, 본 실시예에 따른 박막형 광로 조절 장치의 초기 기울어짐 정도를 측정한 결과 3. 70∼5. 15㎛ 정도의 초기 기울어짐 값을 얻었다.As a result of measuring the initial tilt degree of the thin film type optical path adjusting device according to the present embodiment using an interferometer and a laser measuring method. An initial tilt value of about 15 μm was obtained.
실시예 3Example 3
도 13은 본 발명의 실시예 3에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도를 도시한 것이며, 도 14는 도 13에 도시한 장치를 CC' 선으로 자른 단면도를 도시한 것이다.FIG. 13 is a plan view of a thin film type optical path adjusting device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line C′C ′ of the device shown in FIG. 13.
본 발명의 실시예 3에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도 및 단면도는 보조 지지 부재(335)가 지지 부재(131)로부터 소정의 간격을 두고 분리되어 형성되는 것을 제외하고는 도 4 및 도 5에 도시한 실시예 1에 따른 장치와 그 구성 및 형상이 동일하다. 본 실시예에 있어서, 실시예 1과 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다.4 and 5 are plan views and cross-sectional views of the thin film optical path control apparatus according to the third exemplary embodiment of the present invention, except that the
이하 본 실시예에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a thin film type optical path adjusting device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
본 실시예에 있어서, 희생층(130)을 형성한 후 이를 평탄화하기까지의 공정은 도 6에 도시한 본 발명의 실시예 1과 동일하다. 도 15a는 도 14에 도시한 장치의 제조 공정 중 상기 희생층(130)을 패터닝한 상태를 나타내는 단면도이며, 도 15b는 도 14에 도시한 장치의 제조 공정 중 상기 희생층(130)을 패터닝한 상태를 나타내는 평면도이다.In the present embodiment, the process from forming the
도 15a 및 도 15b를 참조하면, 상기 희생층(130) 중 아래에 제1 금속층(105)의 드레인 패드가 형성된 부분을 사각형 형상으로 패터닝하여 실시예 1에서와 동일한 크기를 가지는 액츄에이터(170)의 지지 부재(131)가 형성될 부분을 만든다. 이와 동시에, 상기 희생층(130) 중 상기 액츄에이터(170)의 지지 부재(131)로부터 소정 거리 떨어진 부분을 사각형 형상으로 패터닝하여 상기 식각 방지층(125)의 일부를 노출시킴으로써 보조 지지 부재(335)가 형성될 부분을 만든다.15A and 15B, a portion of the
바람직하게는, 상기 희생층(130)은 상기 지지 부재(131)와 상기 보조 지지 부재(335)의 폭의 비(W1: W2)가 8:1∼4:1이며, 그 길이의 비(L1: L2)가 5:1∼2:1이 되도록 패터닝한다. 보다 바람직하게는, 상기 희생층(130)은 상기 지지 부재(131)와 상기 보조 지지 부재(335)의 폭의 비(W1: W2)가 16 : 3 이며, 그 길이의 비(L1: L2)가 10:3 이 되도록 패터닝한다. 예를 들면, 상기 희생층(130) 중 상기 액츄에이터(170)의 지지 부재(131)가 형성될 부분을 폭 16㎛, 길이 10㎛인 직사각형 형상으로 패터닝한 경우, 보조 지지 부재(335)가 형성될 부분은 길이 3㎛, 폭 3㎛인 정사각형 형상으로 패터닝한다. 따라서, 이후 공정에서 형성된 보조 지지 부재(335)는 액츄에이터(170)의 지지 부재(131)로부터 소정 거리 떨어진 위치에 사각기둥의 형상으로 형성된다.Preferably, the
본 실시예에서는, 상기와 같은 폭 및 길이의 비율을 갖는 지지 부재(131)와 보조 지지 부재(335)를 형성하였지만, 본 실시예는 이에 의하여 제한되는 것이 아니라 도 15c 내지 도 15e에 도시한 바와 같이 지지 부재(131)와 보조 지지 부재(135)의 폭의 비(W1: W2)가 8:1 또는 4 : 1이며, 그 길이의 비(L1: L2)가 5 : 1, 5 : 2, 또는 2 : 1이 되도록 형성할 수도 있다.In the present embodiment, the supporting
본 실시예에 있어서, 이후의 제조 공정은 도 8 내지 도 10에 도시한 본 발명의 실시예 1과 동일하며, 본 실시예에 따른 장치의 동작 역시 실시예 1과 동일하다.In the present embodiment, the subsequent manufacturing process is the same as the first embodiment of the present invention shown in Figs. 8 to 10, and the operation of the apparatus according to the present embodiment is also the same as the first embodiment.
간섭계(interferometer)와 레이저 측정 방법을 사용하여, 본 실시예에 따른 박막형 광로 조절 장치의 초기 기울어짐 정도를 측정한 결과 4. 30∼5. 05㎛ 정도의 초기 기울어짐 값을 얻었다.As a result of measuring the initial tilt degree of the thin film type optical path adjusting device according to the present embodiment using an interferometer and a laser measuring method. 4. 30 to 5. An initial tilt value of about 05 μm was obtained.
실시예 4Example 4
도 16은 본 발명의 실시예 4에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도를 도시한 것이며, 도 17은 도 16에 도시한 장치의 제조 공정 중 상기 희생층(130)을 패터닝한 상태를 나타내는 평면도이다. 본 발명의 실시예 4에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도 및 단면도는 보조 지지 부재들(435)이 액츄에이터(170)의 지지 부재(131)로부터 소정 거리 떨어진 위치에 2개가 형성되는 것을 제외하고는 도 13 및 도 14에 도시한 실시예 3에 따른 장치와 그 구성 및 형상이 동일하다. 본 실시예에 있어서, 실시예 1과 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다.FIG. 16 is a plan view showing a thin film type optical path adjusting device according to Embodiment 4 of the present invention, and FIG. 17 is a plan view showing a state in which the
이하 본 실시예에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a thin film type optical path adjusting device according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
본 실시예에 있어서, 희생층(130)을 형성한 후 이를 평탄화하기까지의 공정은 도 6에 도시한 본 발명의 실시예 1과 동일하다.In the present embodiment, the process from forming the
도 17을 참조하면, 상기 희생층(130) 중 아래에 제1 금속층(105)의 드레인 패드가 형성된 부분을 사각형 형상으로 패터닝하여 실시예 1에서와 동일한 크기를 가지는 액츄에이터(170)의 지지 부재(131)가 형성될 위치를 만든다. 이와 동시에, 상기 희생층(130) 중 상기 액츄에이터(170)의 지지 부재(131)로부터 소정 거리 떨어진 부분을 2 개의 사각형 형상으로 패터닝하여 상기 식각 방지층(125)의 일부를 노출시킴으로써 보조 지지 부재들(435)이 형성될 부분을 만든다. 따라서, 이후 공정에서 형성된 보조 지지 부재들(435)은 액츄에이터(170)의 지지 부재(131)로부터 소정 거리 떨어진 위치에 사각기둥의 형상으로 형성된다. 상기 보조 지지 부재들(435)이 형성될 두 부분은 서로 소정의 간격을 두고 분리되어 나란하게 형성된다.Referring to FIG. 17, a portion of the
바람직하게는, 상기 희생층(130)은 상기 지지 부재(131)와 상기 보조 지지 부재들(435)의 폭의 비(W1: W2)가 8:1이며, 그 길이의 비(L1: L2)가 5:1이 되도록 패터닝한다. 예를 들면, 상기 희생층(130) 중 상기 액츄에이터(170)의 지지 부재(131)가 형성될 부분을 폭 16㎛, 길이 10㎛인 직사각형 형상으로 패터닝한 경우, 보조 지지 부재들(435)이 형성될 부분은 길이 2㎛, 폭 2㎛인 정사각형 형상으로 두 부분을 패터닝한다.Preferably, the
본 실시예에 있어서, 이후의 제조 공정은 도 8 내지 도 10에 도시한 본 발명의 실시예 1과 동일하며, 본 실시예에 따른 장치의 동작 역시 실시예 1과 동일하다.In the present embodiment, the subsequent manufacturing process is the same as the first embodiment of the present invention shown in Figs. 8 to 10, and the operation of the apparatus according to the present embodiment is also the same as the first embodiment.
간섭계(interferometer)와 레이저 측정 방법을 사용하여, 본 실시예에 따른 박막형 광로 조절 장치의 초기 기울어짐 정도를 측정한 결과 3. 55∼5. 20㎛ 정도의 초기 기울어짐 값을 얻었다.As a result of measuring the initial tilt degree of the thin film type optical path adjusting device according to the present embodiment using an interferometer and a laser measuring method. An initial tilt value of about 20 μm was obtained.
도 18은 본 출원인의 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치 및 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치 중 액츄에이터의 초기 기울어짐 정도를 나타내는 그래프이다. 보조 지지 부재가 형성되지 않은 본 출원인의 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치를 비교예로서 나타내었다. 본 발명의 각 실시예들에 따른 박막형 광로 조절 장치의 초기 기울어짐 정도는 간섭계(interferometer)와 레이저 측정 방법을 사용하여 측정하였다. 보조 지지 부재가 형성되지 않은 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치(비교예)의 초기 기울어짐 값은 6. 0∼7. 4㎛ 정도였다.18 is a graph showing the initial tilting degree of the actuator in the thin film type optical path adjusting apparatus described in the applicant's prior application and the thin film type optical path adjusting apparatus according to the present invention. The thin film type optical path adjusting device described in the applicant's prior application in which the auxiliary supporting member was not formed is shown as a comparative example. The initial tilt degree of the thin film type optical path control apparatus according to each embodiment of the present invention was measured using an interferometer and a laser measuring method. The initial tilt value of the thin film type optical path adjusting device (comparative example) described in the preceding application in which the auxiliary supporting member is not formed is 6. 0-7. It was about 4 micrometers.
도 18을 참조하면, 상기 비교예의 결과와 비교하였을 때, 본 발명의 실시예들에 따라 제조된 박막형 광로 조절 장치가 액츄에이터의 초기 기울어짐 값의 절대치 및 편차가 매우 적게 나타남을 알 수 있다. 따라서, 액티브 매트릭스와 지지층 사이에 보조 지지 부재를 형성하는 것이 액츄에이터의 잔류 응력 또는 응력 분포의 불균형을 감소시킬 수 있으므로 액츄에이터의 초기 기울어짐 정도를 감소시키는 데 매우 효과적임을 알 수 있다.Referring to FIG. 18, it can be seen that the absolute value and the deviation of the initial tilt value of the actuator of the thin film type optical path adjusting device manufactured according to the embodiments of the present invention are very small when compared with the results of the comparative example. Accordingly, it can be seen that forming the auxiliary support member between the active matrix and the support layer can reduce the residual stress or the unbalance of the stress distribution of the actuator, and thus is very effective in reducing the initial tilting degree of the actuator.
또한, 보조 지지 부재를 1 개 형성한 경우(실시예 1 및 실시예 3)에는 액츄에이터(170)의 초기 기울어짐 값의 편차 및 절대치가 비교적 적은 양호한 결과를 나타내는 반면, 보조 지지 부재를 2 개를 형성한 경우(실시예 2 및 실시예 4)에는 액츄에이터(170)의 초기 기울어짐 값의 절대치는 적지만 그 편차가 큰 결과를 나타낸다. 따라서, 보조 지지 부재가 1 개인 것이 보조 지지 부재가 2 개인 경우보다 바람직함을 알 수 있다.In addition, in the case where one auxiliary supporting member is formed (Examples 1 and 3), while the deviation and absolute value of the initial inclination value of the
상술한 본 발명의 실시예 1 내지 실시예 4에 있어서, 액티브 매트릭스와 지지층 사이에 보조 지지 부재를 형성함으로써, 단차 경계면에서 휨 모멘트가 발생하는 것을 최소화할 수 있다. 따라서, 액츄에이터의 초기 기울어짐을 최소화하고 균일하게 할 수 있으며, 스크린에 투영되는 화상의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.In Examples 1 to 4 of the present invention described above, by forming the auxiliary support member between the active matrix and the support layer, it is possible to minimize the generation of the bending moment at the stepped interface. Therefore, the initial tilt of the actuator can be minimized and made uniform, and the contrast of the image projected on the screen can be improved.
본 발명에 따른 실시예 1 내지 실시예 4와 같은 방법을 적용할 경우, 보조 지지 부재의 일측을 첨예한 형태로 형성함으로써, 보조 지지 부재의 폭에 비례하여 발생되는 휨 모멘트를 현저하게 감소시킬 수 있으므로 액츄에이터의 초기 기울어짐 값의 절대치 및 편차가 크게 감소된 박막형 광로 조절 장치를 제조할 수 있음을 알 수 있을 것이다.When applying the same method as Examples 1 to 4 according to the present invention, by forming one side of the auxiliary support member in a sharp shape, it is possible to significantly reduce the bending moment generated in proportion to the width of the auxiliary support member. Therefore, it will be appreciated that the thin film type optical path control device can be manufactured in which the absolute value and the deviation of the initial tilt value of the actuator are greatly reduced.
더욱이, 보조 지지 부재는 희생층을 패터닝할 때 사용하던 마스크만을 수정하여 희생층을 패터닝할 때 지지 부재와 동시에 형성할 수 있으므로 제어가 어려운 공정상의 변화 없이 용이하게 형성할 수 있다.Furthermore, the auxiliary supporting member can be formed at the same time as the supporting member when the sacrificial layer is patterned by modifying only the mask used when patterning the sacrificial layer, so that the auxiliary supporting member can be easily formed without a process change that is difficult to control.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예들에 의하여 상세하게 설명 및 도시하였지만, 본 발명은 이에 의하여 제한되는 것이 아니라 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적인 범위 내에서 이를 변형하는 것이나 개량하는 것이 가능하다.The present invention has been described and illustrated in detail by the preferred embodiments, but the present invention is not limited thereto, and it is possible for a person skilled in the art to modify or improve the present invention within a conventional range. .
Claims (13)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970028909A KR100251100B1 (en) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | Thin film actuated mirror array and manufacturing method of the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970028909A KR100251100B1 (en) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | Thin film actuated mirror array and manufacturing method of the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR19990004768A KR19990004768A (en) | 1999-01-25 |
KR100251100B1 true KR100251100B1 (en) | 2000-04-15 |
Family
ID=19512181
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019970028909A KR100251100B1 (en) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | Thin film actuated mirror array and manufacturing method of the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100251100B1 (en) |
-
1997
- 1997-06-30 KR KR1019970028909A patent/KR100251100B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR19990004768A (en) | 1999-01-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR19990004774A (en) | Manufacturing method of thin film type optical path control device | |
KR100251100B1 (en) | Thin film actuated mirror array and manufacturing method of the same | |
KR100251101B1 (en) | Thin film actuated mirror array and manufacturing method of the same | |
KR100256872B1 (en) | Thin flim actuated mirror array for preventing the initial deflection of the actuator and method for manufacturing the same | |
KR100251098B1 (en) | Thin film actuated mirror array and manufacturing method of the same | |
KR100251110B1 (en) | Manufacturing method of ama | |
KR100248992B1 (en) | Manufacturing method of tma | |
KR100256796B1 (en) | Method for manufacturing thin flim actuated mirror array | |
KR100265951B1 (en) | Tma and manufacturing method of the same | |
KR100256873B1 (en) | Manufacturing method for thin flim actuated mirror array | |
KR100257606B1 (en) | Thin film actuated mirror array having a tilting angle sensor and method for manufacturing the same | |
KR100256869B1 (en) | Method for manufacturing thin flim actuated mirror array | |
KR100271003B1 (en) | Thin flim actuated mirror array | |
KR100248995B1 (en) | Tma and manufacturing method thereof | |
KR100256874B1 (en) | Manufacturing method for thin flim actuated mirror array | |
KR19990004769A (en) | Thin-film optical path that can prevent the initial tilt of the actuator | |
KR100251114B1 (en) | Manufacturing method of ama | |
KR100256876B1 (en) | Method for manufacturing thin flim actuated mirror array | |
KR19990004779A (en) | Manufacturing method of thin film type optical path control device | |
KR19990039330A (en) | Manufacturing method of thin film type optical path control device | |
KR19990039329A (en) | Manufacturing method of thin film type optical path control device | |
KR19990035325A (en) | Manufacturing method of thin film type optical path control device | |
KR19990019075A (en) | Manufacturing method of thin film type optical path control device | |
KR19990004777A (en) | Thin film type optical path control device and its manufacturing method | |
KR19990004773A (en) | Manufacturing method of thin film type optical path control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |