KR0179621B1 - 광로조절장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광로조절장치의 제조방법에 관한 것으로, 다수의 화소구동소자가 매트릭스 어레이 형태로 내재된 액티브 매트릭스기판(10)상에 형성된 신호전극패드(12)를 포함하는 전체 면에 폴리머층(28)을 형성하고 상기 신호전극패드(12)의 상측부분에서 그 폴리머층(28)을 에칭제거하여 신호전극패드(12)를 노출시키는 단계와, 상기 노출된 신호전극패드(12)를 포함하는 전체 면에 하부전극(22)을 형성하기 위한 금속재료층(30)을 증착형성하는 단계, 상기 금속재료층(30)의 상부 전체 면에 변형부(24)를 형성하기 위한 압전재료층(32)을 스퍼터링방법에 의해 형성하는 단계, 상기 압전재료층(32)의 상부 전체면에 고반사율을 갖는 상부전극(26)을 형성하기 위한 금속재료층(34)을 스퍼터링에 의해 형성하는 단계 및, 상기 최저층의 금속재료층(30)과 압전재료층(32) 및 최상부의 금속재료층(34)을 에칭하여 소자분리를 행한 다음 상기 폴리머층(28)을 에칭제거하는 단계로 구성되고, 상기 폴리머층(28)은 바람직하게는 감광성 또는 비감광성 폴리이미드로 형성되고, 그 폴리머층(28)은 상기 신호전극패드(12)를 포함하는 액티브 매트릭스기판(10)상에 희생층으로서 형성되어, 희생층이 금속 또는 세라믹계 재료층에 대해 높은 선택도를 갖고서 제거될 수 있도록 한 것이다.

Description

광로조절장치의 제조방법

제1도는 본 발명에 따라 제조된 광로조절장치의 구조를 나타낸 단면도.

제2도 (a) 내지 제2도 (c)는 본 발명에 따른 광로조절장치의 제조방법을 설명하는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 액티브 매트릭스기판 12 : 신호전극패드

20 : 액츄에이터 22 : 하부전극

24 : 변형부 26 : 상부전극

28 : 폴리머층(희생층) 30 : 금속재료층

32 : 압전재료층 34 : 금속재료층

본 발명은 광로조절장치의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 투사형 화상표시시스템에 채용되어 광로조절을 행하는 광로조절장치의 제조시 희생층을 감광성 또는 비감광성 폴리이미드로 형성함으로써 그 희생층의 제거시 금속 또는 세라믹계 재료에 의해 형성된 층에 대해 높은 선택도를 가지고서 제거될 수 있도록 한 광로조절장치의 제조방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 화상표시장치로서는 CRT장치로서 대표되는 직시형 표시장치와 LCD장치로서 대표되는 투사형 표시장치로 대별되는 바, 그 중 직시형 표시장치인 CRT장치는 형광패널상에 R·G·B 형광점이 형성되어 전자비임이 그 R·G·B 형광점에 집광되는 경우 해당하는 형광점이 발광되어 컬러화상의 표시가 가능하게 되지만, 그러한 CRT장치에서는 1화소에 대해 R·G·B 형광점이 형성되어야 하는 한편, 블랙스트라이프의 패터닝공정이 필요하게 되어 대형화에 제한을 받게 될 뿐만 아니라 제조공정이 복잡하여 제조단가도 상승된다.

이에 대해, 투사형 표시장치인 LCD장치에서는 액정의 균일한 배열로부터 화상신호에 대응하는 전압을 액정구동전압으로서 인가하여 편광판에 의해 액정의 배열방향을 조절함으로써 목표로 하는 화상의 표시를 행하게 되므로 비교적 경량박형화(輕量薄形化)가 가능하게 되지만, 그러한 LCD장치에서는 전체의 입사광량에 대한 투광량을 조절하기 위한 편광판에 의해 광손실이 증대되는 불리함이 초래된다.

이러한 점을 고려하여, 최근에는 미합중국 Aura사에 의해 AMA(Actuated mirror array)를 사용하는 투사형 화상표시장치가 제안되었는 바, 그 AMA를 사용한 화상표시장치는 AMA를 1차원으로 배열한 상태에서 스캐닝 미러(Scanning mirror)를 이용하여 M×1개의 광속을 선주사시키는 1차원 구조, 또는 M×N개의 광속을 투사시켜 M×N 화소의 어레이를 갖는 영상을 나타내는 2차원 구조로 구성된다.

종래의 일예에 따른 투사형 화상표시장치에 적용되는 AMA의 광로조절장치에 의하면, 1차원 또는 2차원 구조의 AMA를 구동하기 위해 예컨대 구동대상의 화소의 수에 대응하는 수량의 예컨대 MOS트랜지스터가 적용되는 화소구동 소자가 매트릭스 어레이 형태로 내장된 액티브 매트릭스기판상에는 AMA의 액츄에이터를 구동하기 위한 신호를 인가하기 위해 그 화소구동소자 어레이에서 도출되는 다수의 신호전극패드가 형성되고, 그 액티브 매트릭스기판의 신호전극패드에 대응하게 접속되어 광로를 조절하기 위한 액츄에이터는 액티브 매트릭스기판의 신호전극패드에 전기적으로 접속된 신호전극으로서의 하부전극과, 그 하부전극상에서 동일한 길이를 갖고서 압전재료로 형성되는 변형부, 그 변형부상에 적층되어 공통전극으로 작용함과 더불어 반사층으로 작용하는 상부전극을 갖추어 구성된다.

그러한 광로조절장치에 따르면, 액티브 매트릭스기판의 신호전극패드상에 나타나는 상기 화소구동소자의 화소신호전압이 상기 하부전극에 인가됨과 더불어 상기 상부전극에 공통의 신호전압이 인가되면 그 인가되는 화소신호전압에 의존하여 상기 변형부의 기울기가 결정되고, 그 변형부의 기울어짐 변형시 상기 상부전극상에 입사되는 광의 반사각이 변화되어 광로의 조절이 가능하게 된다.

그러한 광로조절장치의 제조공정에 따르면, 액티브 매트릭스기판의 신호전극패드상에 예컨대 금속재료 또는 산화물재료를 진공장비를 사용하여 증착하고 그 희생막의 소정부분(즉, 신호전극패드의 상측부분)을 예컨대 주지의 포토리소그래피(Photolithograpy) 방법으로 제거하여 그 신호전극패드와 주변의 액티브 매트릭스기판을 노출시키며, 그 전체 면상에 상기 하부전극을 형성하기 위해 예컨대 Al 또는 Au와 같은 금속재료층을 적층형성하게 된다.

이어, 상기 하부전극을 형성하기 위한 금속재료층의 상부에 상기 변형부를 형성하기 위한 압전재료층을 적층성형하고 나서 그 압전재료층의 상부에 상기 상부전극을 형성하기 위해 예컨대 Al과 같은 고반사율을 갖는 금속재료층을 적층하게 된다.

그 후, 상기 금속재료층과 압전재료층 및 금속재료층의 적층형성이 완료되면 인접한 액츄에이터와의 소자분리를 위해 예컨대 건식에칭을 실행하게 되고, 그 건식에칭에 의해 소자분리가 행해지면 그 전체 구조상에 보호층(Passivation layer)을 도포한 다음 예컨대 습식에칭을 실행하여 상기 액티브 매트릭스기판의 상부면과 상기 액츄에이터의 최저층인 하부전극 사이에 존재하는 희생층을 제거하고 나서 세정처리를 행함으로써 광로조절장치의 제조를 완료하게 된다.

그런데, 상기한 광로조절장치의 제조시 상기 희생층이 금속 또는 산화물로 형성되는 경우에는 그 희생층의 제거시 그 액츄에이터의 전체적인 구조를 에칭처리로부터 보호하기 위해 보호층(Passivation layer)을 형성한 다음 습식에칭제를 사용하는 습식에칭공정에서 상기 희생층을 제거하고 그 희생층의 제거 후에는 상기 보호층을 제거하는 공정이 수행되어야만 되므로 희생층의 제거공정에 관한 공정수가 증가될 뿐만 아니라, 그러한 희생층을 제거하기 위한 에칭처리시에는 상기 액츄에이터가 영향을 받게 되어 휘어지거나 변형되고, 그에 따라 액츄에이터의 변형에 의해 반사미러로서 작용하는 상부전극의 평탄도가 저하될 염려도 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술을 감안하여 이루어진 것으로, 투사형 광로조절장치에 채용되는 액츄에이터 구조에서 희생층을 폴리머, 특히 감광성 또는 비감광성 폴리이미드로 형성함으로써 희생층이 금속 또는 세라믹계 재료층에 대해 높은 선택도를 갖고서 제거될 수 있도록 한 광로조절장치의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면 다수의 화소구동소자가 매트릭스 어레이 형태로 내재된 액티브 매트릭스기판상에 형성된 신호전극패드를 포함하는 전체면에 폴리머층을 형성하고 상기 신호전극패드의 상측부분에서 그 폴리머층을 에칭제거하여 신호전극패드를 노출시키는 단계와, 그 노출된 신호전극패드를 포함하는 전체 면에 하부전극을 형성하기 위한 금속재료층을 형성하는 단계, 상기 금속재료층의 상부 전체 면에 변형부를 형성하기 위한 압전재료층을 형성하는 단계, 그 압전재료의 상부 전체면에 고반사율을 갖는 상부전극을 형성하기 위한 금속재료층을 형성하는 단계 및, 상기 최저층의 금속재료층과 압전재료층 및 최상부의 금속재료층을 에칭하여 소자분리를 행하는 단계로 구성된 광로조절장치의 제조방법이 제공된다.

바람직하게, 상기 폴리머층은 바람직하게는 감광성 또는 비감광성 폴리이미드로 형성되고, 그 폴리머층은 상기 신호전극패드를 포함하는 액티브 매트릭스기판상에 희생층으로서 형성된다.

상기 폴리머층에 의한 희생층은 상기 액티브 매트릭스기판의 전체 상부면상에 스핀코팅에 의해 감광성 또는 비감광성 폴리이미드층을 형성하고, 그 폴리이미드층에 대해 열처리를 수행한 다음 포토레지스트층을 형성하며, 그 포토레지스트를 노광하고 나서 그 포토레지스트층과 상기 폴리이미드층을 패터닝하여 상기 신호전극패드의 상층에서 상기 폴리머층을 제거하는 단계에 의해 형성된다.

이에 대해, 상기 폴리머층은 상기 액티브 매트릭스기판의 전체 상부면상에 스핀코팅에 의해 감광성 또는 비감광성 폴리이미드층을 형성하고, 그 폴리이미드층에 대해 열처리를 수행한 다음 포토레지스트층을 형성하며, 그 포토레지스트를 노광하고 나서 그 포토레지스트층을 제거하고, 그 포토레지스트층의 제거시 열처리를 수행한 다음 상기 폴리이미드층을 패터닝하여 상기 신호전극패드의 상층에서 상기 폴리머층을 제거하는 단계에 의해 형성된다.

상기한 본 발명에 따른 광로조절장치의 제조방법에 의하면, 희생층을 감광성 또는 비감광성 폴리머, 특히 금속재료 또는 세라믹과는 상호 다른 에칭 선택도를 갖는 폴리이미드에 의해 형성하게 되므로, 희생층이 보호층의 형성과 제거를 위한 공정이 배제되는 상태에서도 정도 높게 제거될 수 있고, 그에 따라 광로조절장치의 제조공정이 간략화될 수 있다.

이하, 본 발명에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

제1도는 본 발명에 따라 제조된 광로조절장치의 구조를 설명하는 단면도로서, 본 발명에 따라 제조된 광로조절장치는 그 액티브 매트릭스기판(10)상에 AMA의 액츄에이터를 구동하기 위한 신호를 인가하기 위해 그 화소구동소자 어레이에서 도출되는 다수의 신호전극패드(12)가 형성된다. 또, 20은 그 액티브 매트릭스기판(10)의 신호전극패드(12)에 대응하게 접속되어 광로를 조절하기 위한 액츄에이터를 나타내는 바, 그 액츄에이터(20)는 상기 액티브 매트릭스기판(10)의 신호전극패드(12)에 전기적으로 접속된 신호전극으로서의 하부전극(22)과, 그 하부전극(22)상에서 동일한 길이를 갖고서 압전재료로 형성되는 변형부(24), 그 변형부(24)상에 적층되어 공통전극으로 작용함과 더불어 반사층으로 작용하는 상부전극(26)을 갖추어 구성된다.

그러한 광로조절장치에 따르면, 상기 액티브 매트릭스기판(10)의 신호전극패드(12)상에 나타나는 상기 화소구동소자의 화소신호전압이 상기 하부전극(22)에 인가됨과 더불어 상기 상부전극(26)에 공통의 신호전압이 인가되면 상기 변형부(24)의 기울기가 그 인가되는 화소신호전압에 의존하여 결정되고, 그 변형부(24)의 기울어짐 변형시 상기 상부전극(26)상에 입사되는 광의 반사각이 변화되어 광로의 조절이 가능하게 된다.

그 제1도에 도시된 광로조절장치를 제조하기 위한 본 발명에 따르면, 우선 제2도 (a)에 도시된 바와 같이 액티브 매트릭스기판(10)의 신호전극패드(12)상에 희생막을 형성하기 위한 폴리머층(28), 바람직하게는 습식에칭제에 의해 금속 또는 세라믹계 층(예컨대 하부전극(22), 변형부(24) 및 상부전극(26))에 비해 높은 에칭선택도를 가지고서 제거될 수 있는 감광성 또는 비감광성 폴리이미드수지층을 스핀코팅처리에 의해 적층하게 된다.

여기서, 상기 폴리이미드에 의한 폴리머층(28)은 상기 액티브 매트릭스기판(10)의 전체 상부면상에 스핀코팅에 의해 감광성 또는 비감광성 폴리이미드층을 형성하고, 그 폴리이미드층에 대해 열처리를 수행한 다음 포토레지스트층을 형성하며, 그 포토레지스트를 노광하고 나서 그 포토레지스트층과 상기 폴리이미드층을 패터닝하여 상기 신호전극패드의 상층에서 상기 폴리머층을 제거하는 단계에 의해 희생층으로 형성된다. 이에 대해, 상기 폴리머층은 상기 액티브 매트릭스기판의 전체 상부면상에 스핀코팅에 의해 감광성 또는 비감광성 폴리이미드층을 형성하고, 그 폴리이미드층에 대해 열처리를 수행한 다음 포토레지스트층을 형성하며, 그 포토레지스트르 노광하고 나서 그 포토레지스트층을 제거하고, 그 포토레지스트층의 제거시 열처리를 수행한 다음 상기 폴리이미드층을 패터닝하여 상기 신호전극패드의 상층에서 상기 폴리머층을 제거하는 단계에 의해 희생층으로서 형성되도록 할 수도 있다.

이어, 상기 폴리머층(또는 희생막(28))의 소정부분(즉, 신호전극패드(12)의 상측부분)을 예컨대 주지의 포토리소그래피(Photolithograpy) 방법으로 제거하여 그 신호전극패드(12)와 주변의 액티브 매트릭스기판(20)을 노출시킴에 이어, 그 전체 면상에 상기 하부전극(22)을 형성하기 위해 예컨대 Al 또는 Au와 같은 금속재료층(30)을 증착하게 된다.

이어, 제2도 (b)에 도시된 바와 같이 상기 하부전극(22)을 형성하기 위한 금속재료층(30)의 상부에 상기 변형부(24)를 형성하기 위한 압전재료층(32)을 예컨대 스퍼터링방법에 의해 적층성형하고 나서 그 압전재료층(32)의 상부에 상기 상부전극(26)을 형성하기 위해 예컨대 Al과 같은 고반사율을 갖는 금속재료층(34)을 스퍼터링방법에 의해 적층하게 된다.

그 후, 제2도 (c)에 도시된 바와 같이 상기 금속재료층(30)과 압전재료층(32) 및 금속재료층(34)의 적층형성이 완료되면 인접한 액츄에이터와의 소자분리를 위해 예컨대 건식에칭을 실행하게 되고, 그 건식에칭에 의해 소자분리가 행해지면 습식에칭을 실행하여 상기 액티브 매트릭스기판(10)의 상부면과 상기 액츄에이터(20)의 최저층인 하부전극(22) 사이에 존재하는 희생층(28)을 제거하고 나서 세정처리를 행함으로써 광로조절장치의 제조를 완료하게 된다.

여기서, 본 발명에 따르면, 희생층(28)이 폴리머, 특히 감광성 또는 비감광성 폴리이미드로 형성되기 때문에 그러한 습식에칭에 의한 희생층(28)의 제거시에 하부전극(22)과 변형부(24) 및 상부전극(26)을 형성하는 금속 또는 세라믹계 층(30,32,34)에 비해 습식에칭에 대한 높은 에칭선택도로 제거될 수 있게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 광로조절장치의 제조방법에 의하면, 희생층을 감광성 또는 비감광성 폴리머, 특히 금속재료 또는 세라믹과는 상호 다른 에칭선택도를 갖는 폴리이미드에 의해 형성하게 되므로, 보호층의 형성과 제거를 위한 공정이 배제될 수 있고, 그에 따라 광로조절장치의 제조공정이 간략화될 수 있다.

Claims (4)

1. 다수의 화소구동소자가 매트릭스 어레이 형태로 내재된 액티브 매트릭스기판(10)상에 형성된 신호전극패드(12)를 포함하는 전체 면에 폴리머층(28)을 형성하고 상기 신호전극패드(12)의 상측부분에서 그 폴리머층(28)을 에칭제거하여 신호전극패드(12)를 노출시키는 단계와; 상기 노출된 신호전극패드(12)를 포함하는 전체 면에 하부전극(22)을 형성하기 위한 금속재료층(30)을 증착형성하는 단계; 상기 금속재료층(30)의 상부 전체 면에 변형부(24)를 형성하기 위한 압전재료층(32)을 스퍼터링방법에 의해 형성하는 단계; 상기 압전재료층(32)의 상부 전체면에 고반사율을 갖는 상부전극(26)을 형성하기 위한 금속재료층(34)을 스퍼터링에 의해 형성하는 단계; 및, 상기 최저층의 금속재료층(30)과 압전재료층(32) 및 최상부의 금속재료층(34)을 에칭하여 소자분리를 행한 다음 상기 폴리머층(28)을 에칭제거하는 단계로 구성된 광로조절장치의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 폴리머층(28)은 바람직하게는 감광성 또는 비감광성 폴리이미드로 형성되고, 그 폴리머층(28)은 상기 신호전극패드(12)를 포함하는 액티브 매트릭스기판(10)상에 희생층으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 광로조절장치의 제조방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리머층(28)에 의한 희생층은 상기 액티브 매트릭스기판(10)의 전체 상부면상에 스핀코팅에 의해 감광성 또는 비감광성 폴리이미드층을 형성하고, 그 폴리이미드층에 대해 열처리를 수행한 다음 포토레지스트층을 형성하며, 그 포토레지스트를 노광하고 나서 그 포토레지스트층과 상기 폴리이미드층을 패터닝하여 상기 신호전극패드(12)상에서 상기 폴리머층(28)을 제거하는 단계에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 광로조절장치의 제조방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 폴리머층(28)은 상기 액티브 매트릭스기판(10)의 전체 상부면상에 스핀코팅에 의해 감광성 또는 비감광성 폴리이미드층을 형성하고, 그 폴리이미드층에 대해 열처리를 수행한 다음 포토레지스트층을 형성하며, 그 포토레지스트를 노광하고 나서 그 포토레지스트층을 제거하고, 그 포토레지스트층의 제거시 열처리를 수행한 다음 상기 폴리이미드층을 패터닝하여 상기 신호전극패드(12)상에서 상기 폴리머층(28)을 제거하는 단계에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 광로조절장치의 제조방법.