KR100209945B1 - An actuated mirror arrays having large deformable actuators therein - Google Patents

An actuated mirror arrays having large deformable actuators therein Download PDF

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KR100209945B1
KR100209945B1 KR1019960033609A KR19960033609A KR100209945B1 KR 100209945 B1 KR100209945 B1 KR 100209945B1 KR 1019960033609 A KR1019960033609 A KR 1019960033609A KR 19960033609 A KR19960033609 A KR 19960033609A KR 100209945 B1 KR100209945 B1 KR 100209945B1
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김유광
남윤우
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전주범
대우전자주식회사
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Abstract

액츄에이팅부의 구동 각도를 크게 할 수 있는 박막형 광로 조절 장치가 개시되어 있다. 상기 장치는 드레인, 보호층 및 식각 방지층을 포함하는 액티브 매트릭스와 상기 액티브 매트릭스의 상부에 형성된 제1 액츄에이팅부 및 제2 액츄에이팅부를 포함한다. 상기 제1 액츄에이팅부는 제1 멤브레인, 제1 하부전극, 제1 변형부 및 제1 상부전극을 가지며, 상기 제2 액츄에이팅부는 제2 멤브레인, 제2 하부전극, 제2 변형부 및 제2 상부전극을 가진다. 따라서, 상기 장치는 2배의 구동 각도로 거울을 구동시켜 광효율을 높일 수 있으며, 콘트라스트(contrast)를 향상시켜 밝고 선명한 화상을 맺을 수 있다.A thin film type optical path adjusting device capable of increasing the driving angle of an actuating part is disclosed. The apparatus includes an active matrix including a drain, a protective layer, and an etch stop layer, and a first actuating portion and a second actuating portion formed on top of the active matrix. The first actuating part has a first membrane, a first lower electrode, a first deforming part, and a first upper electrode, and the second actuating part has a second membrane, a second lower electrode, a second deforming part, and a first upper electrode. 2 has an upper electrode. Therefore, the device can drive the mirror at twice the driving angle to increase the light efficiency, and can improve the contrast to produce a bright and clear image.

Description

큰 변위를 가지는 박막형 광로 조절 장치Thin film type optical path control device with large displacement

본 발명은 AMA(Actuated Mirror Arrays)를 이용한 박막형 광로 조절 장치에 관한 것으로, 특히 좁은 면적을 가지면서도 거울의 구동 각도를 크게 할 수 있는 박막형 광로 조절 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film type optical path control device using AMA (Actuated Mirror Arrays), and more particularly to a thin film type optical path control device that can increase the driving angle of the mirror while having a small area.

광속을 조정할 수 있는 광로 조절 장치 또는 광 변조기는 광통신, 화상 처리, 그리고 정보 디스플레이 장치 등에 다양하게 응용될 수 있다. 일반적으로 그러한 장치는 광학적 특성에 따라 크게 두 종류로 분류된다. 그 한 종류는 직시형 화상 표시 장치로서 CRT(Cathode Ray Tube) 등이 이에 해당하며, 다른 한 종류는 투사형 화상 표시 장치로서 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : LCD), AMA, 또는 DMD(Deformable Mirror Device) 등이 이에 해당한다. 상기 CRT 장치는 화질은 우수하나 화면의 대형화에 따라 장치의 중량과 용적이 증가하고 제조 비용이 상승하게 되는 문제점이 있다. 이에 비하여, 액정 표시 장치(LCD)는 광학적 구조가 간단하여 얇게 형성함으로서 장치의 중량을 가볍게 할 수 있으며 용적을 줄일 수 있는 이점이 있다. 그러나 액정 표시 장치는 광의 편광으로 인하여 1∼2%의 광효율을 가질 정도로 효율이 떨어지고 액정 물질의 응답 속도가 느리며, 그 내부가 과열되기 쉬운 단점이 있다. 따라서, 상기의 문제점을 해결하기 위하여 AMA, 또는 DMD 등의 화상 표시 장치가 개발되었다. 현재, DMD 장치가 5% 정도의 광효율을 가지는 것에 비하여 AMA는 10% 이상의 광효율을 가진다.An optical path adjusting device or an optical modulator capable of adjusting the light flux may be variously applied to optical communication, image processing, and information display apparatus. In general, such devices are classified into two types according to their optical properties. One type is a direct view type image display device, such as a CRT (Cathode Ray Tube), and the other type is a projection type image display device, a liquid crystal display (LCD), an AMA, or a deformable mirror device (DMD). ) And the like. Although the CRT device has excellent image quality, there is a problem that the weight and volume of the device increase and the manufacturing cost increases as the screen is enlarged. On the other hand, the liquid crystal display (LCD) has an advantage in that the optical structure is simple to form a thin layer so that the weight of the device can be reduced and the volume can be reduced. However, the liquid crystal display device is inferior in efficiency to have a light efficiency of 1 to 2% due to the polarized light, the response speed of the liquid crystal material is slow, the inside thereof is easy to overheat. Therefore, an image display device such as AMA or DMD has been developed to solve the above problem. Currently, AMA has a light efficiency of 10% or more, compared to a DMD device having a light efficiency of about 5%.

상기 AMA는 그 내부에 설치된 각각의 거울들이 광원으로부터 입사되는 빛을 소정의 각도로 반사하며, 상기 반사된 빛은 슬릿(slit)을 통과하여 스크린에 투영되어 화상을 맺도록 광속을 조절할 수 있는 장치이다. 따라서 그 구조와 동작 원리가 간단하며, 액정 표시 장치나 DMD 등에 비해 높은 광효율을 얻을 수 있다. 또한 콘트라스트(contrast)가 향상되어 밝고 선명한 화상을 얻을 수 있다. AMA에 내장된 거울들은 각기 슬릿에 대응하여 배열되어 발생하는 전계에 의하여 경사지게 된다. 따라서 광원으로부터 입사되는 광속을 소정의 각도로 조절하여, 스크린에 화상을 맺을 수 있도록 한다. 일반적으로 각각의 액츄에이터(actuator)는 인가되는 전기적인 화상 신호 및 바이어스 전압에 의하여 발생되는 전계에 따라 변형을 일으킨다.The AMA is a device that can adjust the luminous flux so that each of the mirrors installed therein reflects the light incident from the light source at a predetermined angle, and the reflected light passes through a slit and is projected onto the screen to form an image. to be. Therefore, the structure and operation principle thereof are simple, and high light efficiency can be obtained compared to a liquid crystal display device or a DMD. In addition, the contrast is improved to obtain a bright and clear image. The mirrors built into the AMA are inclined by the electric field generated in correspondence with the slits. Therefore, the luminous flux incident from the light source is adjusted at a predetermined angle to form an image on the screen. In general, each actuator causes deformation in accordance with the electric field generated by the applied electric image signal and the bias voltage.

상기 액츄에이터가 변형을 일으킬 때, 상기 액츄에이터의 상부에 장착된 각각의 거울들이 경사지게 된다. 따라서 상기 경사진 거울들은 광원으로부터 입사된 빛을 소정의 각도로 반사시킬 수 있게 된다. 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 구성할 수 있다.When the actuator causes deformation, each of the mirrors mounted on top of the actuator is inclined. Accordingly, the inclined mirrors can reflect light incident from the light source at a predetermined angle. 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 can be configured as a warping material such as PMN (Pb (Mg, Nb) O 3 ).

이러한 AMA를 이용한 광로 조절 장치는 크게 벌크형(bulk type)과 박막형(thin film type)으로 구분된다. 상기 벌크형 장치는, 예를 들면 미합중국 특허 제5,085,497호(issued to Gregory Um, et al.), 제5,159,225호(issued to Gregory Um), 제5,175,465호(issued to Gregory Um, et al.) 등에 개시되어 있다. 벌크형 장치는 다층 세라믹을 얇게 절단하여 내부에 금속 전극이 형성된 세라믹 웨이퍼(ceramic wafer)를 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(active matrix)에 장착한 후 쏘잉(sawing) 방법으로 가공하고 상부에 거울을 설치하여 이루어진다. 그러나 벌크형 장치는 액츄에이터들을 쏘잉 방법에 의하여 분리하여야 하므로 설계 및 제조에 있어서 높은 정밀도가 요구되며, 변형부의 응답 속도가 느린 단점이 있다. 따라서 반도체 제조 공정을 이용하여 제조할 수 있는 박막형 장치가 개발되었다.The optical path control device using AMA is largely classified into a bulk type and a thin film type. Such bulk devices are disclosed, for example, in US Pat. Nos. 5,085,497 (issued to Gregory Um, et al.), 5,159,225 (issued to Gregory Um), 5,175,465 (issued to Gregory Um, et al.) And the like. have. The bulk device cuts a thin layer of multilayer ceramic, mounts a ceramic wafer on which a metal electrode is formed, and mounts it on an active matrix in which a transistor is built, and then processes it by sawing and installs a mirror on the top. Is done. However, bulk devices require high precision in design and manufacture because the actuators must be separated by a sawing method, and the response speed of the deformation part is slow. Therefore, a thin film type device which can be manufactured using a semiconductor manufacturing process has been developed.

이러한 박막형 광로 조절 장치는 본 출원인이 대한민국 특허청에 특허출원한 특허출원 제95-13358호(발명의 명칭 : 광로 조절 장치)에 개시되어 있다.Such a thin film type optical path control device is disclosed in Korean Patent Application No. 95-13358 (name of the invention: optical path control device) filed by the applicant to the Korean Intellectual Property Office.

도 1은 상기 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치의 평면도를 도시한 것이며, 도 2는 도 1에 도시한 장치를 A­A′선으로 자른 단면도를 도시한 것이다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 박막형 광로 조절 장치는 액티브 매트릭스(1)와 상기 액티브 매트릭스(1)의 상부에 형성된 액츄에이터(3)로 구성된다. 상기 액티브 매트릭스(1)는 실리콘(Si) 등의 반도체로 구성되며, 내부에 M×N(M, N은 정수)개의 MOS 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장되어 있다. 또한 액티브 매트릭스(1)는 유리, 알루미나(Al2O3) 등의 절연 물질로 형성할 수 있다.FIG. 1 shows a plan view of the thin film type optical path adjusting device described in the above prior application, and FIG. 2 shows a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the device shown in FIG. 1. As shown in Fig. 1 and Fig. 2, the thin film type optical path adjusting device is composed of an active matrix 1 and an actuator 3 formed on the active matrix 1. The active matrix 1 is made of a semiconductor such as silicon (Si), and includes M x N (M, N is an integer) MOS transistors (not shown). In addition, the active matrix 1 may be formed of an insulating material such as glass and alumina (Al 2 O 3 ).

액티브 매트릭스(1)의 일측 상부에는 패드(5)가 형성된다. 상기 패드(5)는 액티브 매트릭스(1)에 내장된 MOS 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있다.The pad 5 is formed on one side of the active matrix 1. The pad 5 is electrically connected to the MOS transistor embedded in the active matrix 1.

상기 액츄에이터(3)는 멤브레인(7), 플러그(9), 하부전극(11), 변형부(15) 그리고 상부전극(17)으로 구성된다. 상기 멤브레인(7)은 질화물 등의 절연 물질을 사용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 적층한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 멤브레인(7)은 액츄에이터(3)의 중앙부를 중심으로 일측에는 사각형 형상의 오목한 부분이 형성되어 있으며, 타측에는 이러한 오목한 부분에 대응하는 사각형 형상의 돌출부가 형성된다. 상기 사각형 형상의 오목한 부분에 인접하는 액츄에이터의 멤브레인의 돌출부가 끼워지고, 상기 멤브레인(7)의 돌출부가 인접하는 멤브레인의 오목한 부분에 끼워져서 형성된다. 또한 도 2를 참조하면, 상기 멤브레인(7)은 일측이 상기 액티브 매트릭스(1)의 상부에 접하고, 타측이 에어 갭(air gap)(8)을 개재하여 액티브 매트릭스(1)와 평행하도록 형성된다.The actuator 3 is composed of a membrane 7, a plug 9, a lower electrode 11, a deformable portion 15, and an upper electrode 17. The membrane 7 is laminated to have a thickness of about 0.01 to 1.0 탆 using an insulating material such as nitride. As shown in FIG. 1, the membrane 7 has a rectangular concave portion formed at one side of a center portion of the actuator 3, and a quadrangular protrusion portion corresponding to the concave portion is formed at the other side thereof. . The protrusion of the membrane of the actuator adjacent to the rectangular concave portion is fitted, and the protrusion of the membrane 7 is fitted into the concave portion of the adjacent membrane. Also, referring to FIG. 2, the membrane 7 is formed such that one side is in contact with the top of the active matrix 1 and the other side is parallel to the active matrix 1 via an air gap 8. .

플러그(9)는 상기 멤브레인(7) 중 하부에 패드(5)가 형성되어 있는 부분에 수직하게 형성된다. 상기 플러그(9)는 텅스텐(W), 또는 티타늄(Ti) 등의 금속을 채워 형성하며, 패드(5)와 전기적으로 연결되도록 한다. 하부전극(11)은 상기 멤브레인(7)의 상부에 백금(Pt), 또는 티타늄 등을 사용하여 500∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 적층한다. 상기 하부전극(11)의 일측에 멤브레인(7)이 노출되도록 스트라이프(stripe)(13)를 형성한다. 스트라이프(13)는 반사층인 상부전극(17)을 균일하게 작동시켜 광속이 난반사되는 것을 방지하여 광효율을 향상시킨다.The plug 9 is formed perpendicular to the portion of the membrane 7 in which the pad 5 is formed. The plug 9 is formed by filling a metal such as tungsten (W) or titanium (Ti) and is electrically connected to the pad 5. The lower electrode 11 is stacked on the membrane 7 so as to have a thickness of about 500 to 2000 microns using platinum (Pt), titanium, or the like. A stripe 13 is formed on one side of the lower electrode 11 to expose the membrane 7. The stripe 13 uniformly operates the upper electrode 17 as a reflective layer to prevent diffuse reflection of the luminous flux, thereby improving light efficiency.

변형부(15)는 상기 하부전극(11)의 상부에 PZT, 또는 PLZT 등의 압전 물질이나 PMN 등의 전왜 물질을 사용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 변형부(15)는 상기 하부전극(11)의 일측에 형성된 스트라이프(13)를 채우도록 형성된다. 상부전극(17)은 변형부(15)의 상부에 알루미늄(Al), 또는 은(Ag)등의 전기 전도성 및 반사 특성이 양호한 금속을 사용하여 500∼1000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 상부전극(17)은 전극의 기능뿐 아니라 입사되는 광속을 반사하는 거울의 기능도 함께 수행한다.The deformable portion 15 is formed on the lower electrode 11 so as to have a thickness of about 0.01 to 1.0 탆 using piezoelectric materials such as PZT or PLZT, or electrostrictive materials such as PMN. The deformable portion 15 is formed to fill the stripe 13 formed on one side of the lower electrode 11. The upper electrode 17 is formed on the deformable portion 15 so as to have a thickness of about 500 to 1000 mW by using a metal having good electrical conductivity and reflective properties such as aluminum (Al) or silver (Ag). The upper electrode 17 performs not only a function of an electrode but also a mirror reflecting an incident light beam.

상술한 구조의 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 액티브 매트릭스(1)에 내장된 MOS 트랜지스터로부터 발생한 화상 신호는 패드(5)와 플러그(9)를 통해 하부전극(11)에 인가된다. 동시에, 상부전극(17)에는 바이어스 전압이 인가되어 상부전극(17)과 하부전극(11) 사이에 전계가 발생한다. 변형부(15)는 이 전계에 대하여 수직한 방향으로 수축하여 액츄에이터(3)가 멤브레인(7)이 형성된 방향의 반대 방향으로 휘어지며, 이에 따라서 광원으로부터 입사되는 광속을 액츄에이터(3) 상부의 상부전극(17)이 반사한다. 상부전극(17)에 의하여 반사된 광속은 슬릿을 통하여 스크린에 투영된다.In the above-described thin film type optical path adjusting device, the image signal generated from the MOS transistor embedded in the active matrix 1 is applied to the lower electrode 11 through the pad 5 and the plug 9. At the same time, a bias voltage is applied to the upper electrode 17 to generate an electric field between the upper electrode 17 and the lower electrode 11. The deformable portion 15 contracts in a direction perpendicular to the electric field so that the actuator 3 bends in a direction opposite to the direction in which the membrane 7 is formed, thereby allowing the light beam incident from the light source to the upper portion of the upper portion of the actuator 3. Electrode 17 reflects. The light beam reflected by the upper electrode 17 is projected onto the screen through the slit.

그러나, 상기 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 상부전극의 일부만을 구동하여 광속을 반사시킴으로서 그 구동 각도가 작아지고 광효율이 떨어지는 단점이 있었다. 또한, 변형부에 의한 액츄에이터의 변위가 작기 때문에 거울의 구동 각도가 작아서 콘트라스트(contrast)가 저하되는 문제점이 있었다. 따라서 본 발명의 목적은 액츄에이터의 변위를 크게 하여 거울의 구동 각도를 증가시킬 수 있는 박막형 광로 조절 장치를 제공함에 있다.However, in the above-described thin film type optical path control device, only a part of the upper electrode reflects the light beam, thereby reducing the driving angle and lowering the light efficiency. In addition, since the displacement of the actuator by the deformable portion is small, there is a problem that the contrast is lowered because the driving angle of the mirror is small. Accordingly, an object of the present invention is to provide a thin film type optical path control apparatus capable of increasing the driving angle of a mirror by increasing the displacement of the actuator.

도 1은 본 출원인의 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치의평면도이다.1 is a plan view of a thin film type optical path adjusting 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 3은 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도이다.3 is a plan view of a thin film type optical path control apparatus according to the present invention.

도 4는 도 3에 도시한 장치를 B­B′선으로 자른 단면도이다.4 is a cross-sectional view of the apparatus shown in FIG. 3 taken along line B′B ′.

도 5는 도 3에 도시한 장치를 C-C′선으로 자른 단면도이다.5 is a cross-sectional view taken along line C-C 'of the apparatus shown in FIG.

도 6 내지 도 9B는 도 4 및 도 5에 도시한 장치의 제조 공정도이다.6 to 9B are manufacturing process diagrams of the apparatus shown in FIGS. 4 and 5.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

31:액티브 매트릭스 32:드레인31: Active matrix 32: Drain

33:보호층 35:식각 방지층33: protective layer 35: etching prevention layer

36:희생층 37:제1 멤브레인36: sacrificial layer 37: 1st membrane

38:제1 에어 갭 39:제1 하부전극38: first air gap 39: first lower electrode

40:제2 멤브레인 41:제1 변형부40: 2nd membrane 41: 1st deformation | transformation part

42: 비어 컨택 43:제1 상부전극42: via contact 43: first upper electrode

47:제1 액츄에이팅부 51:제2 액츄에이팅부47: 1st actuating part 51: 2nd actuating part

53:제2 하부전극 55:제2 변형부53: second lower electrode 55: second deformable portion

57:제2 상부전극 59:제2 에어 갭57: second upper electrode 59: second air gap

61:거울61: Mirror

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention,

M×N(M, N은 정수)개의 트랜지스터가 내장되고, 일측 상부에 드레인이 형성된 액티브 매트릭스;An active matrix in which M × N (M and N are integer) transistors are formed and a drain is formed on one side;

상기 액티브 매트릭스의 일측 상부에 일측이 접촉되며 타측이 제1 에어갭을 개재하여 상기 액티브 매트릭스와 평행하도록 형성된 제1 멤브레인, 상기 제1 멤브레인의 상부에 형성된 제1 하부전극, 상기 제1 하부전극의 상부에 형성된 제1 변형부, 그리고 상기 제1 변형부의 상부에 형성된 제1 상부전극을 포함하는 제1 액츄에이팅부; 그리고One side of the first side of the active matrix is in contact with the other side of the first membrane formed to be parallel to the active matrix via a first air gap, the first lower electrode formed on the upper portion of the first membrane, the first lower electrode A first actuating part including a first deformable part formed on an upper part, and a first upper electrode formed on the first deformable part; And

상기 액티브 매트릭스의 타측 상부에 상기 액티브 매트릭스와 평행하도록 상기 제1 멤브레인과 일체로 형성된 제2 멤브레인, 상기 제2 멤브레인의 상부에 형성된 제2 하부전극, 상기 제2 하부전극의 상부에 형성된 제2 변형부, 그리고 상기 제2 변형부의 상부에 형성된 제2 상부전극을 갖고, 상기 제1 액츄에이팅부와 일체로 형성된 제2 액츄에이팅부를 포함하는 박막형 광로 조절 장치를 제공한다.A second membrane integrally formed with the first membrane so as to be parallel to the active matrix on the other side of the active matrix, a second lower electrode formed on the second membrane, and a second deformation formed on the second lower electrode And a second upper electrode formed on the second deformable part, and a second actuator formed integrally with the first actuating part.

상기 액티브 매트릭스는 상기 액티브 매트릭스의 상부에 형성된 보호층 및 상기 보호층의 상부에 형성된 식각 방지층을 더 포함한다.The active matrix further includes a passivation layer formed on the active matrix and an etch stop layer formed on the passivation layer.

상기 보호층은 인 실리케이트 유리(PSG)를 사용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성되며, 상기 식각 방지층은 질화물을 사용하여 1000∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 형성된다.The protective layer is formed to have a thickness of about 0.1 to 1.0 µm using phosphorus silicate glass (PSG), and the etch stop layer is formed to have a thickness of about 1000 to 2000 µm using nitride.

바람직하게는, 상기 제1 하부전극은 일측부가 상기 제1 액츄에이팅부와 제2 액츄에이팅부가 연결되는 부분을 향하여 직각으로 구부러진 형상을 가지며, 상기 제2 하부전극은 일측부가 상기 제 1 하부전극의 구부러진 부분과 겹치지 않도록 상기 제1 액츄에이팅부와 상기 제2 액츄에이팅부가 연결되는 부분을 향하여 직각으로 구부러진 형상을 가지며, 이러한 상기 제2 하부전극의 구부러진 부분이 상기 제1 하부전극의 구부러진 부분 보다 길게 연장되어 상기 제1 멤브레인의 중앙부까지 이르도록 형성된다.Preferably, the first lower electrode has a shape in which one side portion is bent at a right angle toward a portion where the first actuating portion and the second actuating portion are connected, and the second lower electrode has one side portion at the first lower electrode. It has a shape bent at a right angle toward the portion connecting the first actuating portion and the second actuating portion so as not to overlap the bent portion of the bent portion, the bent portion of the second lower electrode is bent portion of the first lower electrode It extends longer and is formed to reach the center of the first membrane.

또한 바람직하게는, 상기 제2 하부전극은 상기 제1 액츄에이팅부와 상기 제2 액츄에이팅부가 연결되는 부분의 중앙을 중심으로‘L’자 형상을 가지며, 상기 제1 하부전극은 거울상의‘L’자 형상을 가진다.Also preferably, the second lower electrode has an 'L' shape around the center of a portion where the first actuating portion and the second actuating portion are connected, and the first lower electrode has a mirror shape. It has an L 'shape.

상기 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 제1 하부전극은 상기 제2 상부전극과 연결되며, 상기 제1 상부전극은 상기 제2 하부전극과 연결되며, 상기 제2 액츄에이팅부는 상기 제2 상부전극의 상부에 일측이 접촉되며 타측이 제2 에어 갭을 개재하여 상기 제2 상부전극과 평행하도록 형성된 거울을 더 포함한다. 바람직하게는, 상기 제1 액츄에이팅부와 상기 제2 액츄에이팅부는 서로 반대 방향으로 구동한다.In the thin film type optical path control device, a first lower electrode is connected to the second upper electrode, the first upper electrode is connected to the second lower electrode, and the second actuating part of the second upper electrode One side is in contact with the upper side and the other side further comprises a mirror formed to be parallel to the second upper electrode via the second air gap. Preferably, the first actuating part and the second actuating part are driven in opposite directions to each other.

상기 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 제1 하부전극에는 액티브 매트릭스에 내장된 MOS 트랜지스터로부터 발생한 화상 신호가 인가되며, 동시에 제1 상부전극에는 바이어스 전압이 인가된다. 따라서 제1 상부전극과 제1 하부전극 사이에 전계가 발생하게 된다. 이 전계에 의하여 제1 상부전극과 제1 하부전극 사이의 제1 변형부가 변형을 일으킨다. 제1 변형부는 전계와 수직한 방향으로 수축하게 되며, 이에 따라 제1 액츄에이팅부가 θ 크기의 구동 각도를 가지고 휘어진다. 동시에 제2 액츄에이팅부의 제2 하부전극에는 제1 액츄에이팅부의 제1 상부전극으로부터 바이어스 전압이 인가된다. 또한, 제2 액츄에이팅부의 제2 상부전극에는 제1 액츄에이팅부의 제1 하부전극으로부터 화상 신호가 인가된다. 그러므로, 제2 액츄에이팅부의 제2 상부전극과 제2 하부전극 사이에는 제1 액츄에이팅부의 전계와 서로 반대인 역전계가 발생한다. 따라서 제2 변형부가 수축하여 제2 액츄에이팅부는 θ 크기의 구동 각도를 가지고 제1 액츄에이팅부와 반대 방향으로 휘어진다. 즉, 제1 액츄에이팅부와 제2 액츄에이팅부의 구동 각도의 합은 2θ가 된다. 광속을 반사하는 거울은 제2 액츄에이팅부의 상부에 설치되어 있으므로 2θ의 구동 각도를 가지고 경사지게 된다.In the thin film type optical path adjusting device according to the present invention, an image signal generated from an MOS transistor embedded in an active matrix is applied to the first lower electrode, and a bias voltage is applied to the first upper electrode. Therefore, an electric field is generated between the first upper electrode and the first lower electrode. This electric field causes deformation of the first deformable portion between the first upper electrode and the first lower electrode. The first deformable part contracts in a direction perpendicular to the electric field, and thus the first actuating part is bent at a driving angle having a magnitude of θ. At the same time, a bias voltage is applied to the second lower electrode of the second actuating part from the first upper electrode of the first actuating part. In addition, an image signal is applied to the second upper electrode of the second actuating part from the first lower electrode of the first actuating part. Therefore, a reverse electric field is generated between the second upper electrode and the second lower electrode of the second actuating part opposite to the electric field of the first actuating part. Accordingly, the second deformed portion contracts and the second actuating portion is bent in a direction opposite to the first actuating portion with a driving angle of θ magnitude. In other words, the sum of the driving angles of the first actuating part and the second actuating part is 2θ. Since the mirror reflecting the light beam is provided on the upper part of the second actuating part, the mirror is inclined with a driving angle of 2θ.

그러므로, 상술한 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치는, 좁은 면적을 가지면서도 선행 출원에 기재된 광로 조절 장치에 비해 2배의 구동 각도로 거울을 구동시킬 수 있다. 그러므로 광원으로부터 입사되는 광속의 광효율을 높일 수 있으며, 콘트라스트(contrast)를 향상시켜 선명한 화상을 맺을 수 있다.Therefore, the above-described thin film type optical path adjusting device according to the present invention can drive the mirror at a driving angle twice as large as that of the optical path adjusting device described in the preceding application while having a narrow area. Therefore, the light efficiency of the light beam incident from the light source can be increased, and the contrast can be improved to form a clear image.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도를 도시한 것이며, 도 4는 도 3에 도시한 장치를 B­B′선으로 자른 단면도를 도시한 것이며, 도 5는 도 3에 도시한 장치를 C­C′선으로 자른 단면도를 도시한 것이며,도 6 내지 도 9B는 도 4 및 도 5에 도시한 장치의 제조 공정도이다.3 is a plan view showing a thin film type optical path control device according to the present invention, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line BB ′ of the device shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a CC of the device shown in FIG. A cross-sectional view taken along the line ′ is shown, and FIGS. 6 to 9B are manufacturing process drawings of the apparatus shown in FIGS. 4 and 5.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치는 액티브 매트릭스(31)와 액티브 매트릭스(31)의 상부에 일체로 형성된 제1 액츄에이팅부(47) 및 제2 액츄에이팅부(51)를 포함한다. 도 4에 있어서, 도 3과 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다.Referring to FIG. 3, the apparatus for controlling a thin film type optical path includes a first actuator 47 and a second actuator 51 integrally formed on an active matrix 31 and an upper portion of the active matrix 31. Include. In FIG. 4, the same reference numerals are used for the same members as in FIG.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 액티브 매트릭스(31)는 액티브 매트릭스(31)의 일측 상부에 형성된 드레인(32), 상기 액티브 매트릭스(31) 및 드레인(32)의 상부에 형성된 보호층(33), 그리고 상기 보호층(33)의 상부에 형성된 식각 방지층(35)을 포함한다.3 and 4, the active matrix 31 includes a drain 32 formed on one side of the active matrix 31, and a protection layer 33 formed on the active matrix 31 and the drain 32. And an etch stop layer 35 formed on the passivation layer 33.

상기 제1 액츄에이팅부(47)는 일측이 하부에 드레인(32)이 형성된 상기 식각 방지층(35)과 접촉되며 타측이 제1 에어 갭(38)을 개재하여 상기 식각 방지층(35)과 평행하도록 형성된 제1 멤브레인(37), 상기 제1 멤브레인(37)의 상부에 형성된 제1 하부전극(39), 상기 제1 하부전극(39)의 상부에 형성된 제1 변형부(41), 상기 제1 변형부(41)의 일측 상부로부터 상기 드레인(32)까지 수직하게 형성된 비어 컨택(via contact)(42), 그리고 상기 제1 변형부(41)의 타측 상부에 형성된 제1 상부전극(43)으로 구성된다.The first actuating part 47 has one side in contact with the etch stop layer 35 having a drain 32 formed at the bottom thereof, and the other side thereof is parallel to the etch stop layer 35 via the first air gap 38. The first membrane 37 formed, the first lower electrode 39 formed on the first membrane 37, the first deformable portion 41 formed on the first lower electrode 39, and the first Via contact 42 formed vertically from one upper portion of the deformable portion 41 to the drain 32, and a first upper electrode 43 formed on the other upper portion of the first deformable portion 41. It is composed.

도 5에 있어서 도 4와 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다. 도 5를 참조하면, 상기 제2 액츄에이팅부(51)는 상기 제1 액츄에이팅부(47)의 제1 멤브레인(37)과 일체로 형성된 제2 멤브레인(40), 상기 제1 액츄에이팅부(47)와 제2 액츄에이팅부(51)가 연결되는 부분의 일측에서 상기 제1 액츄에이팅부(47)의 제1 상부전극(43)과 접촉되며 상기 제2 멤브레인(40)의 상부에 형성된 제2 하부전극(53), 상기 제2 하부전극(53)의 상부에 형성된 제2 변형부(55), 상기 제1 액츄에이팅부(47)와 제2 액츄에이팅부(51)가 연결되는 부분의 타측에서 상기 제1 액츄에이팅부(47)의 제1 하부전극(39)과 접촉되며 상기 제2 변형부(55)의 상부에 형성된 제2 상부전극(57), 그리고 상기 제2 상부전극(57)의 상부에 일측이 접촉되며 타측이 제2 에어갭(59)을 개재하여 제2 상부전극(57)과 평행하도록 형성된 거울(61)을 포함한다.In FIG. 5, the same reference numerals are used for the same members as in FIG. 4. Referring to FIG. 5, the second actuating part 51 may include a second membrane 40 integrally formed with the first membrane 37 of the first actuating part 47, and the first actuating part ( 47 and the first upper electrode 43 of the first actuating part 47 and the second formed on the second membrane 40 at one side of the portion where the second actuating part 51 is connected 2, the lower electrode 53, the second deformable part 55 formed on the second lower electrode 53, and a portion where the first actuating part 47 and the second actuating part 51 are connected to each other. The second upper electrode 57 formed on the second deformable portion 55 and in contact with the first lower electrode 39 of the first actuating portion 47 on the other side, and the second upper electrode 57. One side is in contact with the upper portion of the) and the other side includes a mirror 61 formed to be parallel to the second upper electrode 57 via the second air gap (59).

이하 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 공정을 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a manufacturing process of a thin film type optical path control device according to the present invention will be described with reference to the drawings.

도 6을 참조하면, M×N(M, N은 정수)개의 MOS 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장되고, 일측 상부에 드레인(32)이 형성된 액티브 매트릭스(31)의 상부에 인 실리케이트 유리(Phospho-Silicate Glass:PSG)를 사용하여 보호층(33)을 적층한다. 상기 보호층(33)은 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition:CVD) 방법을 이용하여 1.0∼2.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 보호층(33)은 후속되는 공정으로 인하여 상기 액티브 매트릭스(31)가 손상되는 것을 방지한다.Referring to FIG. 6, a silicate glass Phospho is formed on top of an active matrix 31 in which M × N (M and N are integers) MOS transistors (not shown) are formed and a drain 32 is formed on one side. A protective layer 33 is laminated using -Silicate Glass: PSG. The protective layer 33 is formed to have a thickness of about 1.0 to about 2.0 μm using a chemical vapor deposition (CVD) method. The protective layer 33 prevents the active matrix 31 from being damaged by the subsequent process.

식각 방지층(35)은 질화물을 저압 화학 기상 증착(Low Pressure CVD:LPCVD) 방법을 이용하여 상기 보호층(33)의 상부에 1000∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 적층한다. 상기 식각 방지층(35)은 후속하는 식각 공정 동안 상기 액티브 매트릭스(31)가 식각되어 손상을 입는 것을 방지한다.The etch stop layer 35 is formed by depositing nitride on the upper portion of the protective layer 33 to have a thickness of about 1000 to 2000 kPa using a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method. The etch stop layer 35 prevents the active matrix 31 from being etched and damaged during the subsequent etching process.

상기 식각 방지층(35)의 상부에는 인 실리케이트 유리(PSG)를 대기압 화학 기상 증착(Atmospheric Pressure CVD:APCVD) 방법을 이용하여 1.0 ∼ 2.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 희생층(36)을 적층한다. 이 때, 인 실리케이트 유리로 구성된 희생층(36)은 MOS 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(31)의 표면을 덮고 있으므로 그 표면의 평탄도가 매우 불량하다. 따라서, 상기 희생층(36)의 표면을 스핀 온 글래스(Spin On Glass:SOG)를 사용하는 방법, 또는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 방법을 이용하여 평탄화시킨다. 이어서, 희생층(36)의 일부를 식각하여 상기 식각 방지층(35) 중 하부에 드레인(32)이 형성되어 있는 부분을 노출시킨다.The sacrificial layer 36 is formed on the upper portion of the etch stop layer 35 to have a thickness of about 1.0 to about 2.0 μm using phosphorous silicate glass (PSG) using an atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD) method. Laminated. At this time, since the sacrificial layer 36 made of in-silicate glass covers the surface of the active matrix 31 in which the MOS transistor is embedded, the flatness of the surface is very poor. Accordingly, the surface of the sacrificial layer 36 is planarized by using a spin on glass (SOG) method or a chemical mechanical polishing (CMP) method. Subsequently, a portion of the sacrificial layer 36 is etched to expose a portion of the etch stop layer 35 in which the drain 32 is formed at the lower portion.

도 7A는 제1 액츄에이팅부(47)의 제조 공정도이며, 도 7B는 제2 액츄에이팅부(51)의 제조 공정도이다. 또한, 도 7C는 도 7A 및 도 7B에 도시한 제1 액츄에이팅부(47) 및 제2 액츄에이팅부(51)의 평면도를 도시한 것이다. 도 7A 내지 도 7C를 참조하면, 상기 희생층(36)의 상부에 질화물을 사용하여 제1 멤브레인(37) 및 제2 멤브레인(40)을 동시에 적층한다. 제1 멤브레인(37)은 상기 식각 방지층(35)의 노출된 부분 및 희생층(36)의 상부에 형성되며, 제2 멤브레인(40)은 제1 멤브레인(37)과 일체로 상기 희생층(36)의 상부에 형성된다. 제1 멤브레인(37) 및 제2 멤브레인(40)은 저압 화학 기상 증착(LPCVD) 방법으로 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 이어서 제1 멤브레인(37) 및 제2 멤브레인(40)을 패터닝(patterning)하여 제1 멤브레인(37) 및 제2 멤브레인(40)이 함께‘L’자의 형상을 가지도록 한다.7A is a manufacturing process diagram of the first actuating part 47, and FIG. 7B is a manufacturing process diagram of the second actuating part 51. 7C shows a plan view of the first actuating part 47 and the second actuating part 51 shown in FIGS. 7A and 7B. 7A to 7C, the first membrane 37 and the second membrane 40 are simultaneously stacked using nitride on the sacrificial layer 36. The first membrane 37 is formed on the exposed portion of the etch stop layer 35 and the sacrificial layer 36, and the second membrane 40 is integral with the first membrane 37. Is formed on top of the The first membrane 37 and the second membrane 40 are formed to have a thickness of about 0.1 to 1.0 탆 by low pressure chemical vapor deposition (LPCVD). Subsequently, the first membrane 37 and the second membrane 40 are patterned so that the first membrane 37 and the second membrane 40 together have an 'L' shape.

제1 하부전극(39) 및 제2 하부전극(53)은 각기 상기 제1 멤브레인(37) 및 제2 멤브레인(40)의 상부에 적층된다. 상기 제1 하부전극(39) 및 제2 하부전극(53)은 백금, 또는 티타늄 등을 스퍼터링(sputtering) 방법을 이용하여 500∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 이어서, 도 7 (C)에 도시한 바와 같이 제1 액츄에이팅부(47)의 제1 하부전극(39)과 제2 액츄에이팅부(51)의 제2 하부전극(53)을 각각 패터닝한다. 제1 하부전극(39)은 일측부가 제1 액츄에이팅부(47)와 제2 액츄에이팅부(51)가 연결되는 부분을 향하여 직각으로 구부러진 형상을 갖고 제1 멤브레인(37)의 상부에 형성된다. 또한, 제2 하부전극(53)은 일측부가 상기 제1 하부전극(39)의 구부러진 부분과 겹치지 않도록 제1 액츄에이팅부(47)와 제2 액츄에이팅부(51)가 연결되는 부분을 향하여 직각으로 구부러진 형상을 가지며, 이러한 제2 하부전극(53)의 구부러진 부분이 상기 제1 하부전극(39)의 구부러진 부분 보다 길게 연장되어 제1 멤브레인(37)의 중앙부까지 이르도록 형성된다. 따라서, 제2 하부전극(53)은 제1 액츄에이팅부(47)와 제2 액츄에이팅부(51)가 연결되는 부분의 중앙을 중심으로‘L’자 형상을 가지며, 제1 하부전극(39)은 거울상의‘L’자 형상을 가진다.The first lower electrode 39 and the second lower electrode 53 are stacked on top of the first membrane 37 and the second membrane 40, respectively. The first lower electrode 39 and the second lower electrode 53 are formed to have a thickness of about 500 to 2000 micrometers by using a sputtering method of platinum or titanium. Subsequently, as shown in FIG. 7C, the first lower electrode 39 of the first actuating part 47 and the second lower electrode 53 of the second actuating part 51 are patterned, respectively. The first lower electrode 39 has a shape in which one side portion is bent at a right angle toward a portion where the first actuating portion 47 and the second actuating portion 51 are connected to each other, and is formed on the first membrane 37. . In addition, the second lower electrode 53 may be perpendicular to the portion where the first actuator 47 and the second actuator 51 are connected so that one side thereof does not overlap with the bent portion of the first lower electrode 39. The bent portion of the second lower electrode 53 extends longer than the bent portion of the first lower electrode 39 to reach the center of the first membrane 37. Accordingly, the second lower electrode 53 has an 'L' shape around the center of the portion where the first actuating part 47 and the second actuating part 51 are connected, and the first lower electrode 39 ) Has a mirror-shaped 'L' shape.

도 8A는 제1 액츄에이팅부(47)의 제조 공정도이며, 도 8B는 제2 액츄에이팅부(51)의 제조 공정도이고, 도 8C는 도 8A 및 도 8B에 도시한 제1 액츄에이팅부(47) 및 제2 액츄에이팅부(51)의 평면도를 도시한 것이다. 도 8A 내지 도 8C를 참조하면, 상기 제1 하부전극(39) 및 제2 하부전극(53)의 상부에는 각각 제1 변형부(41) 및 제2 변형부(55)가 형성된다. 제1 변형부(41) 및 제2 변형부(55)는 ZnO 등의 압전 물질을 사용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 적층한다. 상기 제1 변형부(41) 및 제2 변형부(55)는 졸-겔(Sol-gel)법, 또는 화학 기상 증착(CVD) 방법을 이용하여 형성한 후, 급속 열처리(Rapid Thermal Annealing:RTA) 방법을 이용하여 열처리하여 상변이시킨다. 이어서, 도 8C에 도시한 바와 같이, 제1 액츄에이팅부(47)의 제1 변형부(41)와 제2 액츄에이팅부(51)의 제2 변형부(55)를 패터닝한다. 제1 변형부(41)는 제1 하부전극(39) 중 상기 직각으로 구부러진 부분을 제외한 부분을 덮도록 형성된다. 또한, 제2 액츄에이팅부(51)의 제2 변형부(55)도 제2 하부전극(53) 중 상기 직각으로 구부러진 부분을 제외한 부분을 덮도록 형성된다. 그리고, 상기 제1 변형부(41) 및 제2 변형부(55)의 상부에 제1 상부전극(43) 및 제2 상부전극(57)을 형성한다. 제1 상부전극(43) 및 제2 상부전극(57)은 알루미늄, 또는 은 등의 전기 전도성이 우수한 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 500∼1000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 계속하여, 도 8 (C)에 도시한 바와 같이, 상기 제1 상부전극(43) 및 제2 상부전극(57)을 패터닝한다.8A is a manufacturing process diagram of the first actuating portion 47, FIG. 8B is a manufacturing process diagram of the second actuating portion 51, and FIG. 8C is a first actuating portion 47 shown in FIGS. 8A and 8B. ) And the second actuating part 51 are shown. 8A through 8C, a first deforming part 41 and a second deforming part 55 are formed on the first lower electrode 39 and the second lower electrode 53, respectively. The first deformable portion 41 and the second deformable portion 55 are laminated using a piezoelectric material such as ZnO to have a thickness of about 0.01 to 1.0 탆. The first deformable part 41 and the second deformable part 55 are formed using a sol-gel method or a chemical vapor deposition (CVD) method, and then rapid thermal annealing (RTA). Phase change by heat treatment using the method. Subsequently, as shown in FIG. 8C, the first deformable portion 41 of the first actuating portion 47 and the second deformable portion 55 of the second actuating portion 51 are patterned. The first deforming portion 41 is formed to cover a portion of the first lower electrode 39 except for the portion bent at a right angle. In addition, the second deformable portion 55 of the second actuating portion 51 is also formed to cover a portion of the second lower electrode 53 except for the portion bent at a right angle. The first upper electrode 43 and the second upper electrode 57 are formed on the first deformable part 41 and the second deformable part 55. The first upper electrode 43 and the second upper electrode 57 are formed to have a thickness of about 500 to 1000 mW using a sputtering method of a metal having excellent electrical conductivity such as aluminum or silver. Subsequently, as shown in FIG. 8C, the first upper electrode 43 and the second upper electrode 57 are patterned.

제1 액츄에이팅부(47)의 제1 상부전극(43)은 일측부가 상기 제2 하부전극(53)의 구부러진 부분과 접촉되며, 제1 변형부(41)의 일측 상부에 형성된다. 또한, 제2 액츄에이팅부(51)의 제2 상부전극(57)은 일측부가 상기 제1 하부전극(39)의 구부러진 부분과 접촉되며, 제2 변형부(55)의 상부에 형성된다. 따라서, 제1 액츄에이팅부(47)의 제1 하부전극(39)은 제2 액츄에이팅부(51)의 제2 상부전극(57)과 연결되며, 제1 액츄에이팅부(47)의 제1 상부전극(43)은 제2 액츄에이팅부(51)의 제2 하부전극(53)과 연결된다. 이에 의하여, 액티브 매트릭스(31)에 내장된 트랜지스터로부터 발생한 화상 신호는 제1 하부전극(39)과 제2 상부전극(57)에 인가되고, 바이어스 전압은 제1 상부전극(43) 및 제2 하부전극(53)에 인가된다. 따라서, 제1 상부전극(43)과 제1 하부전극(39) 사이에 발생하는 전계와 제2 상부전극(57)과 제2 하부전극(53) 사이에 발생하는 전계는 서로 반대 방향을 가진다.One side portion of the first upper electrode 43 of the first actuating portion 47 is in contact with the bent portion of the second lower electrode 53 and is formed on the upper portion of the first deformation portion 41. In addition, one side of the second upper electrode 57 of the second actuating part 51 is in contact with the bent portion of the first lower electrode 39, and is formed on the second deformable part 55. Accordingly, the first lower electrode 39 of the first actuating part 47 is connected to the second upper electrode 57 of the second actuating part 51 and the first of the first actuating part 47. The upper electrode 43 is connected to the second lower electrode 53 of the second actuating part 51. As a result, the image signal generated from the transistor embedded in the active matrix 31 is applied to the first lower electrode 39 and the second upper electrode 57, and the bias voltage is applied to the first upper electrode 43 and the second lower electrode. It is applied to the electrode 53. Therefore, the electric field generated between the first upper electrode 43 and the first lower electrode 39 and the electric field generated between the second upper electrode 57 and the second lower electrode 53 have opposite directions.

도 9A는 제1 액츄에이팅부(47)의 제조 공정도이며, 도 9B는 제2 액츄에이팅부(51)의 제조 공정도이다.9A is a manufacturing process diagram of the first actuating part 47, and FIG. 9B is a manufacturing process diagram of the second actuating part 51.

도 9A를 참조하면, 상기 제1 액츄에이팅부(47)의 제1 변형부(41), 제1 하부전극(39), 제1 멤브레인(37), 식각 방지층(35), 그리고 보호층(33)을 순차적으로 식각하여 비어 컨택(42)을 형성한다. 비어 컨택(42)은 텅스텐, 또는 티타늄을 사용하여 리프트-오프(lift-off) 방법으로 형성된다. 상기 비어 컨택(42)은 제1 변형부(41)의 타측 상부로부터 드레인(32)까지 형성되어 드레인(32)과 제1 하부전극(39)을 전기적으로 연결한다. 이어서, 상기 제2 액츄에이팅부(51)의 제2 상부전극(57)의 상부에 거울(61)을 형성한다. 상기 거울(61)은 알루미늄, 또는 백금 등의 금속을 통상의 포토리쏘그래피(photolithography) 방법 및 스퍼터링 방법을 이용하여 500∼1000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 거울(61)은 일측부가 구부러져 제2 상부전극(57)의 상부에 접촉되며, 타측이 제2 에어 갭(59)을 개재하여 제2 상부전극(57)과 평행하도록 형성된다. 그리고, 상기 희생층(36)을 플루오르화 수소(HF) 증기로 식각하여 제1 에어 갭(38)을 형성함으로서 제1 액츄에이팅부(47) 및 제2 액츄에이팅부(51)를 완성한다.Referring to FIG. 9A, the first deforming part 41, the first lower electrode 39, the first membrane 37, the etch stop layer 35, and the protective layer 33 of the first actuating part 47 are provided. ) Is sequentially etched to form the via contact 42. The via contact 42 is formed by a lift-off method using tungsten or titanium. The via contact 42 is formed from the upper portion of the first deformable portion 41 to the drain 32 to electrically connect the drain 32 and the first lower electrode 39. Subsequently, a mirror 61 is formed on the second upper electrode 57 of the second actuating part 51. The mirror 61 is formed of a metal such as aluminum or platinum so as to have a thickness of about 500 to 1000 mm by using a conventional photolithography method and sputtering method. One side of the mirror 61 is bent to contact the upper portion of the second upper electrode 57, and the other side is formed to be parallel to the second upper electrode 57 via the second air gap 59. The first actuating part 47 and the second actuating part 51 are completed by forming the first air gap 38 by etching the sacrificial layer 36 with hydrogen fluoride (HF) vapor.

상술한 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 제1 하부전극(39)에는 액티브 매트릭스(31)에 내장되어 있는 MOS 트랜지스터(도시되지 않음)로부터 발생한 화상 신호가 인가되며, 제1 상부전극(43)에는 바이어스 전압이 인가된다. 따라서 제1 상부전극(43)과 제1 하부전극(39) 사이에 전계가 발생하게 된다. 이 전계에 의하여 제1 상부전극(43)과 제1 하부전극(39) 사이의 제1 변형부(41)가 변형을 일으킨다. 제1 변형부(41)는 전계와 수직한 방향으로 수축하게 되며, 이에 따라 제1 액츄에이팅부(47)가 θ크기의 구동 각도를 가지고 휘어진다. 동시에, 제2 액츄에이팅부(51)의 제2 하부전극(53)에는 제1 액츄에이팅부(47)의 제1 상부전극(43)으로부터 바이어스 전압이 인가된다. 또한, 제2 액츄에이팅부(51)의 제2 상부전극(57)에는 제1 액츄에이팅부(47)의 제1 하부전극(39)으로부터 화상 신호가 인가된다. 그러므로, 제2 액츄에이팅부(51)의 제2 상부전극(57)과 제2 하부전극(53) 사이에는 제1 상부전극(43)과 제1 하부전극(39) 사이에 발생하는 전계에 대하여 역전계가 발생한다. 따라서 제2 변형부(55)가 수축하게 되어 제2 액츄에이팅부(51)는 θ크기의 구동 각도를 가지고 제1 액츄에이팅부(47)와 반대 방향으로 휘어진다. 즉, 제1 액츄에이팅부(47)와 제2 액츄에이팅부(51)의 구동 각도의 합은 2θ가 된다. 광속을 반사하는 거울(61)은 제2 액츄에이팅부(51)의 상부에 설치되어 있으므로 2θ의 구동 각도를 가지고 경사지게 된다.In the above-described thin film type optical path control device according to the present invention, an image signal generated from a MOS transistor (not shown) embedded in the active matrix 31 is applied to the first lower electrode 39. 43, a bias voltage is applied. Therefore, an electric field is generated between the first upper electrode 43 and the first lower electrode 39. Due to this electric field, the first deformation portion 41 between the first upper electrode 43 and the first lower electrode 39 causes deformation. The first deformable portion 41 is contracted in a direction perpendicular to the electric field, whereby the first actuating portion 47 is bent with a driving angle of θ size. At the same time, a bias voltage is applied from the first upper electrode 43 of the first actuating part 47 to the second lower electrode 53 of the second actuating part 51. In addition, an image signal is applied to the second upper electrode 57 of the second actuating part 51 from the first lower electrode 39 of the first actuating part 47. Therefore, the electric field generated between the first upper electrode 43 and the first lower electrode 39 between the second upper electrode 57 and the second lower electrode 53 of the second actuating part 51 is not included. Reverse electric field occurs. Accordingly, the second deformable portion 55 is contracted so that the second actuating portion 51 is bent in a direction opposite to the first acting portion 47 with a driving angle of θ size. That is, the sum of the driving angles of the first actuator 47 and the second actuator 51 is 2θ. Since the mirror 61 reflecting the light beam is provided on the upper portion of the second actuating part 51, the mirror 61 is inclined with a driving angle of 2θ.

그러므로, 상술한 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치는, 좁은 면적을 가지면서도 선행 출원에 개재된 광로 조절 장치에 비해 2배의 구동 각도로 거울을 구동시킬 수 있다. 그러므로 광원으로부터 입사되는 광속의 광효율을 높일 수 있으며, 콘트라스트를 향상시켜 선명한 화상을 맺을 수 있다.Therefore, the above-described thin film type optical path adjusting device according to the present invention can drive the mirror at a driving angle twice that of the optical path adjusting device disclosed in the preceding application while having a narrow area. Therefore, the light efficiency of the light beam incident from the light source can be increased, and the contrast can be improved to form a clear image.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예에 의하여 상세하게 설명 및 도시하였지만, 본 발명은 이에 의해 제한되는 것은 아니고 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적인 범위 내에서 이를 변형하는 것이나 개량하는 것이 가능하다.As mentioned above, although this invention was demonstrated and demonstrated in detail by the preferable Example, this invention is not limited by this and it is possible for a person skilled in the art to modify and improve it within a normal range.

Claims (10)

M×N(M, N은 정수)개의 트랜지스터가 내장되고, 일측 상부에 드레인(32)이 형성된 액티브 매트릭스(31);An active matrix 31 in which M × N (M and N are integer) transistors are formed and a drain 32 is formed on one side; 상기 액티브 매트릭스(31)의 일측 상부에 일측이 접촉되며 타측이 제1 에어갭(38)을 개재하여 상기 액티브 매트릭스(31)와 평행하도록 형성된 제1 멤브레인(37), 상기 제1 멤브레인(37)의 상부에 형성된 제1 하부전극(39), 상기 제1 하부전극(39)의 상부에 형성된 제1 변형부(41), 그리고 상기 제1 변형부(41)의 상부에 형성된 제1 상부전극(43)을 포함하는 제1 액츄에이팅부(47); 그리고A first membrane 37 and the first membrane 37 formed to be in contact with an upper portion of one side of the active matrix 31 and the other side is parallel to the active matrix 31 via a first air gap 38. A first lower electrode 39 formed on an upper portion of the first lower electrode 39, a first deformable portion 41 formed on the first lower electrode 39, and a first upper electrode formed on the first deformable portion 41. A first actuating portion 47 comprising 43; And 상기 액티브 매트릭스(31)의 타측 상부에 상기 액티브 매트릭스(31)와 평행하도록 상기 제1 멤브레인(37)과 일체로 형성된 제2 멤브레인(40), 상기 제2 멤브레인(40)의 상부에 형성된 제2 하부전극(53), 상기 제2 하부전극(53)의 상부에 형성된 제2 변형부(55), 그리고 상기 제2 변형부(55)의 상부에 형성된 제2 상부전극(57)을 갖고, 상기 제1 액츄에이팅부(47)와 일체로 형성된 제2 액츄에이팅부(51)를 포함하는 박막형 광로 조절 장치.A second membrane 40 integrally formed with the first membrane 37 so as to be parallel to the active matrix 31 on the other side of the active matrix 31, and a second formed on the second membrane 40. A lower electrode 53, a second deformable portion 55 formed on the second lower electrode 53, and a second upper electrode 57 formed on the second deformable portion 55. Thin film type optical path control device comprising a second actuator (51) formed integrally with the first actuator (47). 제1항에 있어서, 상기 액티브 매트릭스(31)는 상기 액티브 매트릭스(31)와 상기 드레인(32)의 상부에 형성된 보호층(33) 및 상기 보호층(33)의 상부에 형성된 식각 방지층(35)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치.The protective layer 33 formed on the active matrix 31 and the drain 32 and the etch stop layer 35 formed on the protective layer 33. Thin film type optical path control device further comprising a. 제2항에 있어서, 상기 보호층(33)은 인 실리케이트 유리(PSG)를 사용하여 1.0∼2.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성하는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치.3. The thin film type optical path adjusting device according to claim 2, wherein the protective layer (33) is formed to have a thickness of about 1.0 to 2.0 [mu] m using phosphorus silicate (PSG). 제2항에 있어서, 상기 식각 방지층(35)은 질화물을 사용하여 1000∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 형성하는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치.3. The thin film type optical path adjusting device according to claim 2, wherein the etch stop layer (35) is formed to have a thickness of about 1000 to 2000 mm3 using nitride. 제1항에 있어서, 상기 제1 하부전극(39)은 일측부가 상기 제1 액츄에이팅부(47)와 제2 액츄에이팅부(51)가 연결되는 부분을 향하여 직각으로 구부러진 형상을 가지며, 상기 제2 하부전극(53)은 일측부가 상기 제 1 하부전극(39)의 구부러진 부분과 겹치지 않도록 상기 제1 액츄에이팅부(47)와 상기 제2 액츄에이팅부(47)가 연결되는 부분을 향하여 직각으로 구부러진 형상을 가지며, 이러한 상기 제2 하부전극(53)의 구부러진 부분이 상기 제1 하부전극(39)의 구부러진 부분 보다 길게 연장되어 상기 제1 멤브레인(37)의 중앙부까지 이르도록 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치.The method of claim 1, wherein the first lower electrode 39 has a shape in which one side is bent at a right angle toward a portion where the first actuating part 47 and the second actuating part 51 are connected. The lower electrode 53 is perpendicular to the portion where the first actuating portion 47 and the second actuating portion 47 are connected so that one side thereof does not overlap with the bent portion of the first lower electrode 39. It has a curved shape, characterized in that the bent portion of the second lower electrode 53 extends longer than the bent portion of the first lower electrode 39 to reach the central portion of the first membrane 37 Thin film type optical path control device. 제5항에 있어서, 상기 제2 하부전극(53)은 상기 제1 액츄에이팅부(47)와 상기 제2 액츄에이팅부(51)가 연결되는 부분의 중앙을 중심으로‘L’자 형상을 가지며, 상기 제1 하부전극(39)은 거울상의‘L’자 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치.The method of claim 5, wherein the second lower electrode 53 has an 'L' shape around the center of the portion where the first actuating portion 47 and the second actuating portion 51 are connected. And the first lower electrode 39 has a mirror-shaped 'L' shape. 제1항에 있어서, 상기 제1 하부전극(39)은 상기 제2 상부전극(57)과 연결되며, 상기 제1 상부전극(43)은 상기 제2 하부전극(53)과 연결되는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치.The method of claim 1, wherein the first lower electrode 39 is connected to the second upper electrode 57, and the first upper electrode 43 is connected to the second lower electrode 53. Thin film type optical path control device. 제1항에 있어서, 상기 제2 액츄에이팅부(51)는 상기 제2 상부전극(57)의 상부에 일측이 접촉되며 타측이 제2 에어갭(59)을 개재하여 상기 제2 상부전극(57)과 평행하도록 형성된 거울(61)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치.2. The second upper actuator 57 of claim 1, wherein one side of the second actuator 51 is in contact with the upper portion of the second upper electrode 57, and the other side of the second actuating portion 51 is disposed through the second air gap 59. Thin film type optical path control device, characterized in that it further comprises a mirror (61) formed in parallel with. 제8항에 있어서, 상기 거울(61)은 알루미늄, 또는 백금을 사용하여 스퍼터링 방법에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치.The apparatus of claim 8, wherein the mirror (61) is formed by a sputtering method using aluminum or platinum. 제1항에 있어서, 상기 제1 액츄에이팅부(47)와 상기 제2 액츄에이팅부(51)는 서로 반대 방향으로 구동하는 것을 특징으로 하는 박막형 광로 조절 장치.The apparatus of claim 1, wherein the first actuating part (47) and the second actuating part (51) are driven in opposite directions to each other.
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