KR0177249B1 - 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법에 관한 것으로서, 질소기체에 의해 운반된 불산으로 희생막을 제거하는 습식식각 단계(200)와, 상기 단계(200)에서 상기 습식식각으로 희생막이 제거된 후, 상기 희생막 제거시 발생된 식각잔유물과 물을 펌프(110)를 가동하여 외부로 배기하는 단계(202)와, 상기 단계(204)에서 상기 식각잔유물과 물을 외부로 배기한 후 식각 챔버를 열처리하여 상기 광로 조절 장치(30)에 잔류하는 물을 기화시키는 단계(206)와, 상기 단계(206)에서 기화된 물을 배기시키는 단계(208)를 포함하는 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법을 제공하므로써, 희생막 제거시 발생된 물을 용이하게 제거하여 표면장력으로 인한 액츄에이터가 구동기판을 향하여 기울어져 접촉하는 스티킹을 방지할 수 있다.

Description

광로 조절 장치의 에어갭 형성방법
본 발명은 투사형 화상 표시장치에 이용되는 광로 조절 장치의 에어갭 형성 방법에 관한 것으로서, 특히, 액체의 상변화를 이용하여 희생막 제거시 발생하는 스티킹(sticking)을 방지할 수 있는 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법에 관한 것이다.
화상 표시장치는 표시방법에 따라, 직시형 화상 표시장치와 투사형 화상 표시장치로 구분된다.
직시형 화상 표시장치는 CRT(Cathode Ray Tube)등이 있는데, 이러한 CRT 화상 표시장치는 화질은 좋으나 화면이 커짐에 따라 중량 및 두께의 증대와, 가격이 비싸지는 등의 문제점이 있어 대화면을 구비하는데 한계가 있다.
투사형 화상 표시장치는 대화면 액정표시장치( Liquid Crystal Display:이하 'LCD'라 칭함)등이 있는데, 이러한 대화면 LCD의 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.
따라서, 미합중국 Aura사에 의해 액추에이티드 미러 어레이(Actuated Miiior Arrays:이하 'AMA'라 칭함)를 이용한 투사형 화상 표시장치가 개발되었다. AMA를 이용한 투사형 화상 표시장치는 광원에서 발광된 백색광을 적색, 녹색 및 청색의 광으로 분리한 후, 이 광을 액츄에이터들로 이루어진 광로 조절 장치의 구동에 의해 광로를 변경시킨다. 즉, 액츄에이터들에 실장되어 이 액츄에이터들이 개별적으로 구동되는 것에 의해 기울어지는 거울들에 각각 반사시켜 광로(light path)를 변경시키는 것에 의해 광의 양을 조절하여 화면으로 투사시킨다. 그러므로, 화면에 화상이 나타나게된다. 상기에서, 액츄에이터는 압전 또는 전왜세라믹으로 이루어진 변형부가 인가되는 전압에 의해 전계가 발생되어 변형되는 것을 이용하여 거울을 기울게 한다. AMA는 구동방식에 따라 1차원 AMA와 2차원 AMA로 구별된다. 1차원 AMA는 거울들이 M×1 어레이로 배열되고, 2차원 AMA는 거울 들이 M×N 어레이로 배열되고 있다. 따라서, 1차원 AMA를 이용한 투사형 화상표시장치는 주사거울을 이용하여 M×1개 광속들을 선주사시키고, 2차원 AMA를 이용하는 투사형 화상표시장치는 M×N개의 광속들을 투사시켜 화상을 나타내게 된다.
또한, 액츄에이터는 변형부의 형태에 따라 벌크형(bulk type)과 박막형(thin film type)으로 구분된다. 상기 벌크형은 다층 세라믹을 얇게 잘라 내부에 금속전극이 형성된 세라믹웨이퍼(ceramic wafer)를 구동기판에 실장한 후 쏘잉(sawing)등으로 가공하고 거울을 실장한다. 그러나, 벌크형 액츄에이터는 액츄에이터들을 쏘잉에 의해 분리하여야 하므로 긴 공정시간이 필요하며, 또한, 변형부의 응답 속도가 느린 문제점이 있었다. 따라서, 반도체 공정을 이용하여 제조할 수 있는 박막형의 액츄에이터가 개발되었다.
제1도는 종래 기술에 따라 스티킹이 발생된 광로 조절 장치의 단면도이다.
광로 조절 장치(30)는 구동기판(10)과 이 구동기판(10)과 일측면이 접촉되고 타측이 에어갭(28)에 의해 소정거리 이격되어 형성된 액츄에이터(20)를 포함한다.
구동기판(10)은 표면에 트랜지스터(도시되지 않음)가 매트릭스(matrix) 형태로 내장되고, 이 트랜지스터와 전기적으로 연결된 패드(pad:21)가 있다.
액츄에이터(20)는 멤브레인(22), 개구(23), 플러그(24), 하부전극(25), 변형부(26), 상부전극(27) 및 보호막(29)를 포함한다.
멤브레인(22)은 일측이 패드(21) 주변의 구동기판(10)과 접촉되고 타측이 구동기판(10)과 에어갭(28)에 의해 이격되어 형성된다.
그리고, 플러그(24)는 패드(21)의 상부표면에 형성된 멤브레인(22)의 소정 부분에 형성된 개구(23)의 내부를 채우며 형성된다.
하부전극(25)은 멤브레인(22)의 상부표면에 플러그(24)와 전기적으로 연결되도록 형성된다. 그러므로, 하부전극(25)은 플러그(24)를 통하여 패드(21)와 전기적으로 연결된다. 또한, 하부전극(25)의 상부에 변형부(26) 및 상부전극(27)이 순차적으로 형성된다.
상술한 구조의 광로 조절 장치(30)는 구동기판(10)의 동일한 트랜지스터에 전기적으로 연결된 패드(21)와 플러그(24)를 통해 하부전극(25)에 동일한 화상신호가 인가되고, 상부전극(27)은 반사막으로 사용된다. 그러므로, 하부전극(25)과 상부전극(27) 사이에 개재되어 있는 변형부(26)에 전계가 발생되어 변형부(26)가 전계와 수직 방향으로 수축하게 되어 액츄에이터(30)가 휘어져 경사진다.
그러나, 종래의 광로 조절 장치는 에어갭을 형성하는 공정에서 발생하는 물의 표면장력에 의해 액츄에이터가 구동기판을 향해 기울어져 서로 접촉하는 스티킹이 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 에어갭을 형성하는 공정에서 액츄에이터가 구동기판을 향해 기울어져 서로 접촉하는 스티킹을 방지할 수 있는 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법을 제공함에 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에서는, 질소기체에 의해 운반된 불산으로 희생막을 제거하는 습식식각 단계(200)와, 상기 단계(200)에서 상기 습식식각으로 희생막이 제거된 후, 상기 희생막 제거시 발생된 식각잔유물과 물을 펌프(110)를 가동하여 외부로 배기하는 단계(202)와, 상기 단계(204)에서 상기 식각잔유물과 물을 외부로 배기한 후 식각챔버를 열처리하여 상기 광로 조절 장치(30)에 잔류하는 물을 기화시키는 단계(206)와, 상기 단계(206)에서 기화된 물을 배기시키는 단계(208)를 포함하는 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법을 제공한다.
제1도는 종래 기술에 따라 스티킹이 발생된 광로 조절 장치의 단면도.
제2도는 본 발명에 따른 광로 조절 장치의 습식식각 장치의 개략도.
제3도는 본 발명에 따른 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법의 순서도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 구동기판 20 : 액츄에이터
30 : 광로 조절 장치 40 : 식각 챔버
50 : 분사기 60 : 받침대
65 : 개구 70 : 홀더
75 : 열선 80 : 배기구
90 : 배기관 100 : 밸브
110 : 펌프
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제2도는 본 발명에 따른 광로 조절 장치의 습식식각 장치에 대한 개략도이고, 제3도는 본 발명에 따른 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법에 대한 순서도이다.
광로 조절 장치의 습식식각 장치는 식각챔버(40) 및 펌프(110)를 포함한다.
식각챔버(40)는 광로 조절 장치(30), 분사기(50), 받침대(60), 홀더(70) 및 배기구(80)들이 내부에 실장되어 있다.
광로 조절 장치(30)는 구동기판(10)과 이 구동기판(10) 상부에 다수 개로 실장되어 있는 액츄에이터(20)들을 포함한다.
분사기(50)는 외부로부터 질소기체에 의해 운반된 불산이 전달되고 다수 개의 미세한 구멍이 형성되어 질소기체에 운반된 불산이 균일하게 분사된다. 이때, 식각챔버(40)내부에서는 농도조절을 위해 질소기체가 주입된다.
받침대(60)는 구동기판(10)의 하부면과 접촉하며 분사기(50)를 통하여 분사되는 질소기체에 운반된 불산이 광로 조절 장치(30)에 전달되도록 지지한다. 또한, 받침대(60)에는 다수 개의 개구(65)들이 형성되어 식각잔유물과 희생막(도시되지 않음)이 제거될 때 발생된 물이 식각챔버(40) 하부에 전달되도록 한다.
홀더(70)는 받침대(60)의 양측단과 접촉되며 열선(75)이 내장되어 희생막이 질소기체에 운반된 불산에 의해 제거되는 공정에서 발생된 물을 용이하게 제거하기 위하여 열을 발생한다.
배기구(80)는 식각챔버(40)의 하부에 설치되어 있으며 식각챔버(40)에 존재하는 식각잔유물과 공기를 식각챔버(40)의 외부로 배출한다.
펌프(110)는 배기관(90)를 통하여 식각챔버(40)의 배기구(80)와 연결되어 식각챔버(40)에 존재하는 식각잔유물과 공기를 흡입한다. 또한, 배기관(90)의 소정부분에는 밸브(100)가 설치되어 밸브(100)의 온/오프(on/off)됨에 따라 펌프(110)가 온/오프로 작동된다.
상기와 같이 구성된 광로 조절 장치의 습식 식각 장치 동작에 따른 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법은 먼저, 받침대(60)의 상부에 희생막이 제거되지 않은 광로 조절 장치(30)를 올려 놓고 분사기(50)를 통하여 질소기체에 운반된 불산을 가한다. 이때, 희생막은 불산에 의해 제거되고 식각잔유물과 물을 발생한다. 발생된 식각잔유물과 물은 받침대(60)의 개구(65)들을 통하여 식각챔버(40) 하부로 전달된다(단계 200).
다음, 소정 시간 경과후 희생막이 불산기체에 제거되면 배기관(90)의 밸브(100)를 온으로 동작하여 펌프(110)를 가동시킨다. 펌프(110)가 가동됨에 따라 식각챔버(40) 내부에 존재하는 식각잔유물과 물은 배기구(80)를 통하여 배기관(90)을 따라 펌프(110)로 전달된다(단계 202).
그 다음, 상기 단계(202)에서 식각잔유물과 물이 펌프(110)에 의해 배기된 후 펌프(110)를 재가동한 후 밸브(100)를 오프하여 식각챔버(40)의 내부에 1.57torr 이상으로 진공을 유지한다. 이때, 광로 조절 장치(30)내에 잔류하는 물의 부피는 압력이 감소함에 따라 증가한다(단계 204).
그리고, 상기 단계(204)에서 식각챔버(40)를 진공으로 유지시킨 후 홀더(70)내부의 열선(75)에 전류를 식각챔버(40)의 내부를 400℃이상으로 가열한다. 그러면, 광로 저절 장치(30)에 잔류하는 물은 급속하게 기체상태로 변화하여 표면장력이 줄어든다(단계 206).
마지막으로, 상기 단계(206)에서 광로 조절 장치(30)내에 잔류하는 물을 기화시킨 후 밸브(100)를 온으로 하여 펌프(110)를 가동시켜 식각챔버(40)내의 기화된 물을 외부로 배기한다(단계 208).
본 발명의 다른 실시예는 식각챔버(40)를 1.6torr이상으로 진공시킨 후 열선에 전류를 가하여 식각챔버(40) 내부를 400℃이상으로 가열하면서 식각챔버(40)를 진공시킨다. 그러면, 광로 저절 장치(30) 내부에 잔류하는 물의 부피는 상대적으로 증가하여 물의 확산경로가 더욱 활발하여 광로 조절 장치(30)내에 잔류하는 물의 기화가 급속히 일어난다.
따라서, 본 발명에 따르면, 희생막 제거시 발생된 물을 용이하게 제거하여 스티킹을 방지하므로써, 광로 조절 장치의 제조 수율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 질소기체에 의해 운반된 불산으로 희생막을 제거하는 습식식각 단계(200)와, 상기 단계(200)에서 상기 습식식각으로 희생막이 제거된 후, 상기 희생막 제거시 발생된 식각잔유물과 물을 펌프(110)를 가동하여 외부로 배기하는 단계(202)와, 상기 단계(204)에서 상기 식각잔유물과 물을 외부로 배기한 후 식각챔버를 열처리하여 상기 광로 조절 장치(30)에 잔류하는 물을 기화시키는 단계(206)와, 상기 단계(206)에서 기화된 물을 배기시키는 단계(208)를 포함하는 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 식각챔버(40)를 1.6torr이상으로 진공시키는 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광로 조절 장치(30)를 400℃이상으로 열처리하는 광로 조절 장치의 에어갭 형성방법.
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