KR100209962B1 - Thin film lightpath modulation device and its fabrication method - Google Patents
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Abstract
액티브 매트릭스와 액츄에이터를 각기 독립적으로 제작한 후, 이를 접착하여 전기적으로 연결시킨 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법이 개시되어 있다. 본 발명에 따른 상기 방법은 패드, 보호층, 식각 방지층, 플러그 및 저융점 금속층을 포함하는 액티브 매트릭스를 제공하는 단계, 투명한 기판(transparent substrate)의 상부에 액츄에이터를 형성한 후 상기 액츄에이터의 상부에 저융점 금속층을 적층하는 단계, 그리고 상기 액티브 매트릭스와 액츄에이터를 전기적으로 연결시키는 단계를 포함한다. 따라서, 상기 방법은 고온 공정에서의 액츄에이터 제작에 따른 액티브 매트릭스의 열적 손상을 방지하여 트랜지스터의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 표면이 편평한 투명한 기판 상에 액츄에이터를 형성하므로, 별도의 평탄화 공정이 필요하지 않으며 표면이 평탄한 액츄에이터를 형성하여 광속의 광효율을 향상시킬 수 있다.Disclosed is a method of manufacturing a thin film type optical path control device in which an active matrix and an actuator are manufactured independently, and then bonded and electrically connected thereto. The method according to the invention provides an active matrix comprising a pad, a protective layer, an etch stop layer, a plug and a low melting point metal layer, forming an actuator on top of a transparent substrate and then forming a low on top of the actuator. Laminating a melting point metal layer, and electrically connecting the active matrix and the actuator. Therefore, the method can prevent thermal damage of the active matrix due to the manufacture of the actuator in the high temperature process, thereby preventing the performance of the transistor from being degraded. In addition, since the actuator is formed on a transparent substrate having a flat surface, a separate planarization process is not required, and an actuator having a flat surface can be formed to improve light efficiency of the luminous flux.
Description
본 발명은 박막형 광로 조절 장치인 AMA(Actuated Mirror Arrays)의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 액티브 매트릭스와 액츄에이터를 각기 별도로 제작한 후 이를 접착하여 전기적으로 연결함으로써, 고온 공정에서의 액츄에이터 제작에 따른 액티브 매트릭스의 열적 손상을 방지할 수 있으며 별도의 평탄화 공정이 필요하지 않으며, 액티브 매트릭스와 액츄에이터를 별도로 제작하므로 이들 중 일부에 문제가 발생했을 경우에는 일부만 교체가 가능하므로 보수 및 유지가 용이한 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing AMA (Actuated Mirror Arrays), which is a thin film type optical path control device. More specifically, the active matrix and the actuator are manufactured separately, and then bonded and electrically connected to each other to produce an actuator in a high temperature process. It is possible to prevent thermal damage of the active matrix and does not require a separate flattening process, and since the active matrix and the actuator are manufactured separately, only a part can be replaced when a problem occurs in some of them. A method for producing an optical path control device.
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.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.
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(Digital 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.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 digital 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 액츄에이터는 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 광로 조절 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 광로 조절 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 광로 조절 장치가 개발되었다.The optical path control device using AMA is largely classified into a bulk type and a thin film type. The bulk optical path control device is disclosed in, for example, US Patent 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. Is disclosed. The bulk optical path control device cuts a thin layer of multilayer ceramic, mounts a ceramic wafer having a metal electrode therein in an active matrix including a transistor, and then processes it by sawing and mirrors on the top. It is done by installation. 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 optical path control apparatus that can be manufactured using a semiconductor manufacturing process has been developed.
상기 박막형 광로 조절 장치는 본 출원인이 1995년 5월 26일에 특허 출원한 특허출원 제95-13353호(발명의 명칭：광로 조절 장치의 제조 방법)에 개시되어 있다. 도 1은 상기 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치의 평면도를 도시한 것이며, 도 2는 도 1에 도시한 장치를 AA′선으로 자른 단면도를 도시한 것이며, 도 3a 내지 도 3e는 도 2에 도시한 장치의 제조 공정도를 도시한 것이다.The thin film type optical path control device is disclosed in Patent Application No. 95-13353 (name of the invention: a method of manufacturing the optical path control device), filed by the applicant on May 26, 1995. FIG. 1 is a plan view of a thin film type optical path adjusting device described in the preceding application, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of the device shown in FIG. 1, and FIGS. 3A to 3E are shown in FIG. 2. A manufacturing process diagram of one device is shown.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 박막형 광로 조절 장치는 액티브 매트릭스(1)와 상기 액티브 매트릭스(1)의 상부에 설치된 액츄에이터(3)를 포함한다.As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the thin film type optical path adjusting device includes an active matrix 1 and an actuator 3 provided on the active matrix 1.
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, 상기 액티브 매트릭스(1)는 유리, 알루미나(Al2O3) 등의 절연 물질로 구성할 수 있다. 액티브 매트릭스(1)의 일측 상부에는 패드(5)가 형성된다. 상기 패드(5)는 액티브 매트릭스(1)에 내장된 트랜지스터와 전기적으로 연결되어 있다.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 ). The pad 5 is formed on one side of the active matrix 1. The pad 5 is electrically connected to a transistor embedded in the active matrix 1.
상기 액츄에이터(3)는 멤브레인(7), 플러그(9), 하부전극(11), 변형부(15) 그리고 상부전극(17)으로 구성된다.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.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 멤브레인(7)은 액츄에이터(3)의 중앙부를 중심으로 일측에는 사각형 형상의 오목한 부분이 형성되어 있으며, 타측에는 상기 오목한 부분에 대응하는 사각형 형상의 돌출부가 형성된다. 상기 멤브레인(7)의 오목한 부분에 인접하는 액츄에이터의 멤브레인의 돌출부가 끼워지고, 상기 멤브레인(7)의 돌출부가 인접하는 액츄에이터의 오목한 부분에 끼워진다. 또한 도 2를 참조하면, 상기 멤브레인(7)은 일측의 일부가 상기 패드(5)가 형성된 액티브 매트릭스(1)의 상부에 접하고, 타측이 에어 갭(air gap)(8)을 개재하여 상기 액티브 매트릭스(1)와 평행하도록 형성된다.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 concave portion of the membrane 7 is fitted, and the protrusion of the membrane 7 is fitted into the concave portion of the adjacent actuator. Also, referring to FIG. 2, a portion of one side of the membrane 7 is in contact with an upper portion of the active matrix 1 in which the pad 5 is formed, and the other side of the membrane 7 is disposed through an air gap 8. It is formed to be parallel to the matrix 1.
플러그(9)는 상기 멤브레인(7) 중 하부에 패드(5)가 형성된 부분에 수직하게 형성된다. 상기 플러그(9)는 패드(5)와 전기적으로 연결되도록 한다. 상기 하부전극(11)은 상기 멤브레인(7)의 상부에 형성되며, 변형부(15)는 상기 하부전극(11)의 상부에 형성된다. 상부전극(17)은 상기 변형부(15)의 상부에 형성된다. 상기 상부전극(17)은 전극의 기능뿐만 아니라 입사되는 광속을 반사하는 거울의 기능도 함께 수행한다.The plug 9 is formed perpendicular to the portion of the membrane 7 in which the pad 5 is formed. The plug 9 is electrically connected to the pad 5. The lower electrode 11 is formed on the membrane 7, and the deformable part 15 is formed on the lower electrode 11. The upper electrode 17 is formed on the deformation part 15. The upper electrode 17 performs not only a function of an electrode but also a mirror reflecting an incident light beam.
이하 상기 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a manufacturing method of the thin film type optical path control device will be described with reference to the drawings.
도 3a를 참조하면, 일측 상부에 패드(5)가 형성된 액티브 매트릭스(1)의 상부에 인 실리케이트 유리(Phospho-Silicate Glass：PSG)로 구성된 희생층(2)을 적층한다. 상기 희생층(2)은 스핀 코팅(spin coating) 방법을 이용하여 1．0∼2．0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 이어서, 상기 희생층(2)의 일부를 식각하여 상기 액티브 매트릭스(1) 중 상부에 패드(5)가 형성되어 있는 부분을 노출시킨다.Referring to FIG. 3A, a sacrificial layer 2 made of Phospho-Silicate Glass (PSG) is stacked on an active matrix 1 having a pad 5 formed on one side thereof. The sacrificial layer 2 is formed to have a thickness of about 1.0 to about 2.0 μm by using a spin coating method. Subsequently, a portion of the sacrificial layer 2 is etched to expose a portion of the active matrix 1 in which the pad 5 is formed.
도 3b를 참조하면, 상기 액티브 매트릭스(1)의 노출된 부분 및 상기 희생층(2)의 상부에 0．1∼1．0㎛ 정도의 두께를 갖는 멤브레인(7)을 적층한다. 상기 멤브레인(7)은 질화실리콘(Si3N4)을 스퍼터링, 또는 화학 기상 증착(Chemical Vapor Deposition：CVD) 방법을 이용하여 형성한다. 이어서, 통상의 포토리쏘래피(photolithography) 방법으로 상기 액티브 매트릭스(1)의 노출된 부분의 상부에 형성된 멤브레인(7)의 일부를 식각하여 개구부(6)를 형성한다.Referring to FIG. 3B, a membrane 7 having a thickness of about 0.1 to 1.0 μm is stacked on the exposed portion of the active matrix 1 and the sacrificial layer 2. The membrane 7 is formed using sputtering or chemical vapor deposition (CVD) of silicon nitride (Si 3 N 4 ). Subsequently, a portion of the membrane 7 formed on the exposed portion of the active matrix 1 is etched by the conventional photolithography method to form the opening 6.
상기 개구부(6)를 통해 텅스텐(W), 또는 티타늄(Ti) 등의 전기 전도성이 양호한 금속으로 구성된 플러그(9)를 형성한다. 플러그(9)는 리프트-오프(lift-off) 방법을 이용하여 형성하여 상기 패드(5)와 전기적으로 연결되도록 한다.Through the opening 6, a plug 9 made of a metal having good electrical conductivity such as tungsten (W) or titanium (Ti) is formed. The plug 9 is formed using a lift-off method to be electrically connected to the pad 5.
하부전극(11)은 개구부(6)가 형성된 멤브레인(7)의 상부에 적층된다. 상기 하부전극(11)은 백금(Pt), 또는 백금-티타늄(Pt-Ti) 등을 진공 증착, 또는 스퍼터링 방법을 이용하여 500∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 하부전극(11)은 상기 플러그(9)와 전기적으로 연결되며, 따라서 상기 패드(5), 플러그(9) 및 하부전극(11)은 서로 전기적으로 연결된다.The lower electrode 11 is stacked on the membrane 7 in which the opening 6 is formed. The lower electrode 11 is formed to have a thickness of about 500 to 2000 micrometers of platinum (Pt) or platinum-titanium (Pt-Ti) by using vacuum deposition or sputtering. The lower electrode 11 is electrically connected to the plug 9, and thus the pad 5, the plug 9 and the lower electrode 11 are electrically connected to each other.
도 3c를 참조하면, 상기 하부전극(11)의 상부에 변형부(15)를 적층한다. 상기 변형부(15)는 PZT, 또는 PLZT 등의 압전 물질이나 PMN 등의 전왜 물질을 사용하여 0．1∼1．0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 변형부(15)는 졸-겔(Sol-Gel)법 또는 화학 기상 증착 방법(CVD)을 이용하여 형성한다.Referring to FIG. 3C, the deformation part 15 is stacked on the lower electrode 11. The deformable portion 15 is formed 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 part 15 is formed by using a sol-gel method or a chemical vapor deposition method (CVD).
상기 변형부(15)의 상부에는 상부전극(17)이 적층된다. 상기 상부전극(17)은 알루미늄을 스퍼터링, 또는 진공 증착 방법을 이용하여 500∼1000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 이어서, 포토리쏘그래피 방법을 이용하여 상기 상부전극(17), 변형부(15), 하부전극(11) 및 멤브레인(7)을 상부로부터 차례로 식각하여 패터닝(patterning)한다. 이 때, 상기 상부전극(17), 변형부(15) 및 하부전극(11)은 인접하는 액츄에이터의 상부전극, 변형부 및 하부전극과 분리되도록 식각한다. 동시에, 상기 멤브레인(7)은 인접하는 액츄에이터의 멤브레인과 연결되도록 식각한다. 그리고, 상기 상부전극(17)의 상부 및 액츄에이터들을 분리할 때 생성되는 측면에 포토레지스트(photoresist)를 코팅(coating)하여 보호막(18)을 형성한다.The upper electrode 17 is stacked on the deformable portion 15. The upper electrode 17 is formed to have a thickness of about 500 to 1000 Å by sputtering or vacuum deposition. Subsequently, the upper electrode 17, the deformable portion 15, the lower electrode 11, and the membrane 7 are sequentially etched from the top by using a photolithography method to pattern the pattern. In this case, the upper electrode 17, the deformable part 15, and the lower electrode 11 are etched to be separated from the upper electrode, the deformable part, and the lower electrode of an adjacent actuator. At the same time, the membrane 7 is etched to be connected with the membrane of the adjacent actuator. The protective layer 18 is formed by coating a photoresist on a side surface generated when the upper electrode 17 and the actuators are separated from each other.
도 3d를 참조하면, 상기 희생층(2)을 플루오르화 수소(HF) 증기로 식각하여 에어 갭(air gap)(8)을 형성한다. 그리고, 상기 보호막(18)을 습식 식각 방법으로 제거하고 잔류하는 식각 용액을 탈이온수로 세정한다. 이어서, 상기 상부전극(17)의 상부에 포토레지스트를 코팅하여 마스크(19)를 형성한다.Referring to FIG. 3D, the sacrificial layer 2 is etched with hydrogen fluoride (HF) vapor to form an air gap 8. In addition, the protective layer 18 is removed by a wet etching method, and the remaining etching solution is washed with deionized water. Subsequently, a photoresist is coated on the upper electrode 17 to form a mask 19.
도 3e를 참조하면, 상기 마스크(19)를 식각 마스크로 이용하여 상기 멤브레인(7) 중 인접한 액츄에이터의 멤브레인과 연결된 부분을 반응성 이온 식각(Reactive Ion Etching：RIE) 방법으로 식각한다. 그리고, 상기 마스크(19)를 산소 플라즈마(plasma) 방법으로 제거하여 AMA 소자를 완성한다.Referring to FIG. 3E, the portion of the membrane 7 connected to the membrane of the adjacent actuator is etched using the reactive ion etching (RIE) method using the mask 19 as an etching mask. Then, the mask 19 is removed by an oxygen plasma method to complete the AMA device.
상술한 구조의 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 액티브 매트릭스(1)에 내장된 MOS 트랜지스터로부터 발생한 화상 신호가 패드(5)와 플러그(9)를 통해 하부전극(11)에 인가된다. 동시에, 상부전극(17)에 바이어스 전압이 인가되어 상부전극(17)과 하부전극(11) 사이에 전계가 발생한다. 이 전계에 의하여 변형부(15)가 전계에 수직한 방향으로 수축한다. 이에 따라 액츄에이터(3)가 멤브레인(7)이 형성된 방향의 반대 방향으로 휘어지며, 액츄에이터(3) 상부의 상부전극(17)이 광원으로부터 입사되는 광속을 반사한다. 상부전극(17)에 의하여 반사된 광속은 슬릿을 통하여 스크린에 투영되어 화상을 맺게 된다.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. By this electric field, the deformation | transformation part 15 shrinks in the direction perpendicular | vertical to an electric field. Accordingly, the actuator 3 is bent in the opposite direction to the direction in which the membrane 7 is formed, and the upper electrode 17 on the actuator 3 reflects the light beam incident from the light source. The light beam reflected by the upper electrode 17 is projected onto the screen through the slit to form an image.
그러나 상술한 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 액티브 매트릭스의 상부에 액츄에이터를 형성하므로, 후속하는 고온 공정에서 MOS 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스의 스파이킹(spiking)이 가속화되는 등의 열적 손상을 입는 문제점이 있었다. 또한, 표면의 평탄도가 불량한 액티브 매트릭스의 상부에 액츄에이터를 제작하므로 거울의 기능을 하는 상부전극이 평탄하게 형성되지 않으므로 거울의 반사각이 일정하지 않아서 광효율이 저하되는 문제점이 있었다.However, in the above-described thin film type optical path control device, since the actuator is formed on the active matrix, there is a problem that thermal damage such as spiking of the active matrix in which the MOS transistor is embedded is accelerated in a subsequent high temperature process. . In addition, since the actuator is manufactured on the upper surface of the active matrix having poor surface flatness, the upper electrode serving as the mirror is not formed flat, so that the reflection angle of the mirror is not constant, thereby reducing the light efficiency.
따라서, 본 발명의 일 목적은 액티브 매트릭스와 액츄에이터를 별도의 기판에 제작한 후 두 기판을 접착하여 전기적으로 연결함으로써, 고온 공정으로 인한 액티브 매트릭스의 열적 손상을 방지하여 소자의 성능을 향상시킬 수 있는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 제공함에 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 표면이 평탄하지 않은 액티브 매트릭스와는 달리 평탄한 액츄에이터를 형성함으로써 광속의 광효율을 향상시킬 수 있는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to fabricate the active matrix and the actuator on separate substrates, and then adhere and electrically connect the two substrates, thereby preventing thermal damage of the active matrix due to a high temperature process, thereby improving performance of the device. The present invention provides a method for manufacturing a thin film type optical path control device. In addition, another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a thin film type optical path control apparatus that can improve the light efficiency of the luminous flux by forming a flat actuator, unlike the active matrix having a flat surface.
도 1은 본 출원인의 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치의 평면도이다.1 is a plan view of a thin film type optical path adjusting device described in the applicant's prior application.
도 2는 도 1의 장치를 AA′선으로 자른 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A′A ′ of the apparatus of FIG. 1.
도 3a내지 3e는 도 2에 도시한 장치의 제조 공정도이다.3A to 3E are manufacturing process diagrams of the apparatus shown in FIG.
도 4는 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도이다.4 is a plan view of a thin film type optical path control apparatus according to the present invention.
도 5는 도 4의 장치를 BB′선으로 자른 단면도이다.5 is a cross-sectional view taken along line B′B ′ of the apparatus of FIG. 4.
도 6은 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치 중 액티브 매트릭스의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of the active matrix of the thin film type optical path control apparatus according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치 중 액츄에이터의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of the actuator of the thin film type optical path control apparatus according to the present invention.
도 8은 도 6에 도시한 액티브 매트릭스와 도 7에 도시한 액츄에이터를 접착한 박막형 광로 조절 장치의 단면도이다.FIG. 8 is a cross-sectional view of a thin film type optical path adjusting device in which an active matrix shown in FIG. 6 and an actuator shown in FIG. 7 are bonded to each other.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
31 : 액티브 매트릭스 33：패드31: active matrix 33: pad
35 : 보호층 37：식각 방지층35: protective layer 37: etching prevention layer
39 : 플러그 41a, 41b : 저융점 금속층39: plug 41a, 41b: low melting point metal layer
43 ：투명한 기판 47: 지지부43: Transparent Substrate 47: Supporting Part
49 : 상부전극 51 : 변형층49: upper electrode 51: strained layer
53 : 하부전극 55 : 액츄에이터53: lower electrode 55: actuator
57 : 에어 갭57: air gap
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention,
ⅰ) M×N(M, N은 정수)개의 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스의 일측 상부에 패드를 형성하는 단계, ⅱ) 상기 패드 및 액티브 매트릭스의 상부에 보호층을 형성하는 단계, ⅲ) 상기 보호층의 상부에 식각 방지층을 형성하는 단계, ⅳ) 상기 식각 방지층 및 상기 보호층을 통하여 상기 패드까지 수직하게 플러그를 형성하는 단계, 및 ⅴ) 상기 플러그가 형성된 부분에 제1 저융점 금속층을 적층하는 단계를 포함하는 액티브 매트릭스를 제공하는 단계;Iii) forming a pad on one side of an active matrix containing M × N (M, N is an integer) transistors, ii) forming a protective layer on top of the pad and active matrix, iii) the protection Forming an etch stop layer on top of the layer, iii) forming a plug perpendicularly to the pad through the etch stop layer and the protective layer, and iii) laminating a first low melting point metal layer on the plug formed portion; Providing an active matrix comprising the steps;
투명한 기판(transparent substrate)의 상부에 액츄에이터를 형성한 후, 상기 액츄에이터의 상부에 제2 저융점 금속층을 적층하는 단계; 그리고Forming an actuator on top of a transparent substrate, and then depositing a second low melting metal layer on top of the actuator; And
상기 액티브 매트릭스와 상기 액츄에이터가 형성된 기판을 전기적으로 연결하는 단계를 포함하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 제공한다.It provides a method of manufacturing a thin film type optical path control device comprising the step of electrically connecting the active matrix and the substrate on which the actuator is formed.
본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 화상 신호는 액티브 매트릭스에 내장된 트랜지스터로부터 패드, 플러그 및 액티브 매트릭스와 액츄에이터를 전기적으로 연결시켜 주는 저융점 금속층을 통해 신호 전극인 하부전극에 인가된다. 또한, 공통 전극인 상부전극에는 바이어스 전압이 인가되어 상부전극과 하부전극 사이에 전계가 발생한다. 이 전계에 의하여 상부전극과 하부전극 사이에 적층되어 있는 변형층이 변형을 일으킨다. 변형층은 전계에 대하여 수직한 방향으로 수축하며, 변형층을 포함하는 액츄에이터는 소정의 각도로 휘게된다. 액츄에이터 상부의 거울의 기능을 하는 상부전극도 같은 방향으로 경사진다. 따라서 광원으로부터 입사되는 광속은 소정의 각도로 경사진 상부전극에 의해 반사된 후, 스크린에 투영되어 화상을 맺는다.In the thin film type optical path adjusting device according to the present invention, an image signal is applied to a lower electrode which is a signal electrode through a low melting point metal layer electrically connecting a pad, a plug, and an active matrix and an actuator from a transistor embedded in an active matrix. In addition, a bias voltage is applied to the upper electrode, which is a common electrode, to generate an electric field between the upper electrode and the lower electrode. By this electric field, the strained layer laminated between the upper electrode and the lower electrode causes deformation. The strained layer contracts in a direction perpendicular to the electric field, and the actuator including the strained layer is bent at a predetermined angle. The upper electrode that functions as a mirror on the actuator is also inclined in the same direction. Therefore, the light beam incident from the light source is reflected by the upper electrode inclined at a predetermined angle, and then is projected onto the screen to form an image.
그러므로, 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에 있어서, 액티브 매트릭스와 액츄에이터를 서로 다른 기판 상에 별도로 제작하고, 이를 접착하여 전기적으로 연결함으로써, 고온 공정에서의 액츄에이터 제작에 따른 액티브 매트릭스의 열적 손상을 방지하여 소자의 성능을 향상시킬 수 있으며, 액츄에이터의 편평도를 향상시켜 광속의 광효율을 향상시킬 수 있다.Therefore, in the method of manufacturing the thin film type optical path control apparatus according to the present invention, by separately manufacturing the active matrix and the actuator on different substrates, and bonding and electrically connecting them, the thermal matrix of the active matrix according to the manufacturing of the actuator in a high temperature process The performance of the device can be improved by preventing damage, and the light efficiency of the luminous flux can be improved by improving the flatness of the actuator.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a thin film type optical path control device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도를 도시한 것이며, 도 5는 도 4의 장치를 BB′선으로 자른 단면도를 도시한 것이다.Figure 4 shows a plan view of a thin film type optical path control apparatus according to the present invention, Figure 5 shows a cross-sectional view taken along the line B 'B' of the apparatus of FIG.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치는 액티브 매트릭스(31)와 액티브 매트릭스(31)의 상부에 형성된 액츄에이터(55)를 포함한다.4 and 5, the thin film type optical path adjusting apparatus according to the present invention includes an active matrix 31 and an actuator 55 formed on the active matrix 31.
상기 액티브 매트릭스(31)는 액티브 매트릭스(31)의 일측 상부에 형성된 패드(pad)(33), 액티브 매트릭스(31) 및 패드(33)의 상부에 적층된 보호층(passivation layer)(35), 보호층(35)의 상부에 적층된 식각 방지층(etch stop layer)(37), 그리고 식각 방지층(37) 중 아래에 패드가 형성되어 있는 부분에 상기 식각 방지층(37)으로부터 패드(33)까지 수직하게 형성된 플러그(plug)(39)를 포함한다.The active matrix 31 may include a pad 33 formed on one side of the active matrix 31, a passivation layer 35 stacked on the active matrix 31 and the pad 33, The etch stop layer 37 stacked on the passivation layer 35 and the etch stop layer 37 perpendicular to the pad 33 are formed at a portion where the pad is formed below the etch stop layer 37. And a plug 39 formed therein.
상기 액츄에이터(55)는 투명한 기판(43)의 일측 상부에 형성된 지지부(47), 일측이 상기 지지부(47)에 지지되며 타측이 에어 갭(57)을 개재하면서 상기 투명한 기판(43)에 평행하게 적층된 상부전극(49), 상기 상부전극(49)의 상부에 적층된 변형층(active layer)(51), 상기 변형층(51)의 상부에 적층된 하부전극(53)을 포함한다.The actuator 55 has a support 47 formed on one side of the transparent substrate 43, one side is supported by the support 47, and the other side is parallel to the transparent substrate 43 with the air gap 57 interposed therebetween. The stacked upper electrode 49 includes an active layer 51 stacked on the upper electrode 49, and a lower electrode 53 stacked on the upper layer 49.
또한, 도 4를 참조하면, 상기 하부전극(53)의 일측은 그 중앙부에 사각형 형상의 오목한 부분을 가지며, 이러한 사각형 형상의 오목한 부분이 양쪽 가장자리로 갈수록 계단형으로 넓어지는 형상을 가진다. 상기 하부전극(53)의 타측은 인접한 액츄에이터의 하부전극의 계단형으로 넓어지는 오목한 부분에 대응하도록 계단형으로 좁아지는 돌출부를 갖는다. 따라서, 상기 하부전극(53)의 돌출부는 인접한 하부전극의 오목한 부분에 끼워지고, 상기 하부전극(53)의 오목한 부분에 인접한 하부전극의 돌출부가 끼워져서 형성된다.In addition, referring to FIG. 4, one side of the lower electrode 53 has a rectangular concave portion at a central portion thereof, and the rectangular concave portion has a shape that is stepped wider toward both edges. The other side of the lower electrode 53 has a protrusion that narrows in a stepped manner so as to correspond to a stepped concave portion of the lower electrode of an adjacent actuator. Therefore, the protrusion of the lower electrode 53 is formed by inserting the recessed portion of the adjacent lower electrode, and the protrusion of the lower electrode adjacent to the recessed portion of the lower electrode 53 is formed.
이하 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a thin film type optical path control device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 6은 본 발명에 따라 제조된 박막형 광로 조절 장치의 액티브 매트릭스를 도시한 것이며, 도 7은 본 발명에 따라 제조된 박막형 광로 조절 장치의 액츄에이터를 도시한 것이며, 도 8은 도 6에 도시한 액티브 매트릭스와 도 7에 도시한 액츄에이터를 접착하여 제조한 박막형 광로 조절 장치를 도시한 것이다.FIG. 6 shows an active matrix of a thin film type optical path control device manufactured according to the present invention, and FIG. 7 shows an actuator of the thin film type optical path control device manufactured according to the present invention, and FIG. FIG. 7 illustrates a thin film type optical path adjusting device manufactured by adhering a matrix and an actuator shown in FIG. 7.
도 6을 참조하면, M×N개의 MOS 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장되어 있고, 일측 상부에 패드(33)가 형성되어 있는 액티브 매트릭스(31)의 상부에 보호층(35)을 적층한다. 보호층(35)은 인 실리케이트 유리(PSG)를 화학 기상 증착(CVD) 방법을 이용하여 0．1∼1．0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 보호층(35)은 후속하는 공정 동안 액티브 매트릭스(31)가 손상을 입게 되는 것을 방지한다.Referring to FIG. 6, an M × N MOS transistor (not shown) is built in, and a protective layer 35 is stacked on an active matrix 31 having a pad 33 formed on one side thereof. The protective layer 35 is formed of a silicate glass (PSG) to have a thickness of about 0.01 to 1.0 탆 using a chemical vapor deposition (CVD) method. The protective layer 35 prevents the active matrix 31 from being damaged during subsequent processing.
상기 보호층(35)의 상부에는 식각 방지층(37)이 적층된다. 식각 방지층(37)은 질화물을 저압 화학 기상 증착(Low Pressure CVD：LPCVD) 방법을 이용하여 1000∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 식각 방지층(37)은 액티브 매트릭스(31) 및 보호층(35)이 후속되는 공정으로 인하여 식각되는 것을 방지한다.An etch stop layer 37 is stacked on the passivation layer 35. The etch stop layer 37 is formed to have a thickness of about 1000 to 2000 kPa using a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method. The etch stop layer 37 prevents the active matrix 31 and the protective layer 35 from being etched due to a subsequent process.
상기 식각 방지층(37) 중 아래에 패드(33)가 형성되어 있는 부분을 식각하여 패터닝한 후, 플러그(39)를 형성한다. 플러그(39)는 텅스텐, 또는 백금 등을 리프트오프(lift-off) 방법을 이용하여 상기 식각 방지층(37)으로부터 패드(33)까지 수직하게 형성된다. 따라서 화상 신호는 액티브 매트릭스(31)에 내장된 트랜지스터로부터 패드(33) 및 플러그(39)를 통하여 액츄에이터의 하부전극(53)에 전달된다.After etching and patterning a portion of the etch stop layer 37 in which the pad 33 is formed below, the plug 39 is formed. The plug 39 is vertically formed from the etch stop layer 37 to the pad 33 using a tungsten or platinum lift-off method. Therefore, the image signal is transmitted from the transistor built in the active matrix 31 to the lower electrode 53 of the actuator through the pad 33 and the plug 39.
상기 노출된 플러그(39)의 상부 및 식각 방지층(37)의 상부에 제1 저융점 금속층(41a)이 적층된다. 상기 제1 저융점 금속층(41a)은 인듐(In), 주석(Sn) 등의 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 0. 1∼1. 0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 제1 저융점 금속층(41a)은 트랜지스터로부터 패드(33) 및 플러그(39)를 통하여 전달된 화상 신호를 후속 공정에서 제조되는 액츄에이터(55)에 전달하는 기능을 수행한다. 이어서, 상기 제1 저융점 금속층(41a)의 상부에 제1 포토 레지스트(photo resist)(도시되지 않음)를 도포한 후 식각하여 상기 제1 저융점 금속층(41a)이 상기 노출된 플러그(39)의 상부에만 형성되도록 패터닝한다.The first low melting point metal layer 41a is stacked on the exposed plug 39 and on the etch stop layer 37. The first low melting point metal layer 41a is formed into a metal such as indium (In), tin (Sn), or the like by using a sputtering method. It is formed to have a thickness of about 0㎛. The first low melting point metal layer 41a functions to transfer an image signal transmitted from the transistor through the pad 33 and the plug 39 to the actuator 55 manufactured in a subsequent process. Subsequently, a first photo resist (not shown) is applied on the first low melting point metal layer 41a and then etched to expose the first low melting point metal layer 41a to the plug 39. Patterned so that only the top of the.
도 7을 참조하면, 상면이 평탄한 투명한 기판(43)의 상부에 제2 포토 레지스트(도시되지 않음)를 스핀 코팅 방법으로 도포한다. 상기 투명한 기판(43)은 표면이 평탄하지 않은 액티브 매트릭스(31)와는 달리 표면이 평탄하면서 빛을 투과할 수 있는 유리, 또는 투광성 알루미나(Al2O3) 등과 같은 기판을 사용한다. 상기 제2 포토 레지스트는 상기 투명한 기판(43)의 상부에 소정 두께로 적층된다. 상기 제2 포토 레지스트 중 일부를 식각하여 상기 투명한 기판(43)의 일측을 노출시켜 지지부(47)가 형성될 부분을 만든다. 상기 지지부(47)는 상기 투명한 기판(43)이 노출된 부분을 알루미늄, 또는 백금 등을 리프트오프(liftoff) 방법을 이용하여 형성한다.Referring to FIG. 7, a second photoresist (not shown) is coated on the transparent substrate 43 having a flat top surface by spin coating. Unlike the active matrix 31 having a flat surface, the transparent substrate 43 uses a substrate such as glass or a light-transmissive alumina (Al 2 O 3 ) that can transmit light while having a flat surface. The second photoresist is stacked on the transparent substrate 43 with a predetermined thickness. A portion of the second photoresist is etched to expose one side of the transparent substrate 43 to form a portion where the support 47 is to be formed. The support part 47 forms a portion where the transparent substrate 43 is exposed by using aluminum or platinum by using a liftoff method.
상기 지지부(47)의 상부 및 제2 포토 레지스트의 상부에 상부전극(49)을 적층한다. 상부전극(49)은 알루미늄, 또는 백금 등을 스퍼터링 방법을 이용하여 0. 1∼1. 0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 상부전극(49)은 공통 전극으로서 바이어스 전압이 인가될 뿐만 아니라 동시에 거울로서의 기능도 수행한다.The upper electrode 49 is stacked on the support 47 and the second photoresist. The upper electrode 49 is made of 0.1 to 1.1 by sputtering of aluminum or platinum. It is formed to have a thickness of about 0㎛. The upper electrode 49 not only applies a bias voltage as a common electrode but also functions as a mirror.
상기 상부전극(49)의 상부에는 변형층(51)이 적층된다. 변형층(51)은 산화아연(ZnO), PZT, 또는 PLZT 등의 압전 물질로 이루어진다. 바람직하게는, 낮은 공정 온도를 갖는 산화 아연(ZnO)을 사용하여 졸-겔(Sol-Gel)법, 또는 화학 기상 증착(CVD) 방법을 이용하여 0．1∼1．0㎛, 바람직하게는 0．4㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 변형층(51)을 형성한 후에는 급속 열처리(Rapid Thermal Annealing：RTA) 방법을 이용하여 변형층(51)을 상변이시킨다.The strained layer 51 is stacked on the upper electrode 49. The strained layer 51 is made of a piezoelectric material such as zinc oxide (ZnO), PZT, or PLZT. Preferably, it is 0.1-1 .0 micrometer, preferably, using a sol-gel method or chemical vapor deposition (CVD) method using zinc oxide (ZnO) which has a low process temperature. It is formed to have a thickness of about 0.4㎛. After the strained layer 51 is formed, the strained layer 51 is phase shifted by using a rapid thermal annealing (RTA) method.
상기 변형층(51)의 상부에는 백금(Pt), 또는 백금-탄탈륨(Pt-Ta) 등으로 구성된 하부전극(53)이 적층된다. 하부전극(53)은 스퍼터링 방법을 이용하여 0. 1∼1. 0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 하부전극(53)에는 화상 신호가 액티브 매트릭스(31)에 내장된 트랜지스터로부터 패드(33) 및 플러그(39)를 통하여 인가된다.A lower electrode 53 made of platinum (Pt), platinum-tantalum (Pt-Ta), or the like is stacked on the deformation layer 51. The lower electrode 53 is 0.1-1 to 1 by using a sputtering method. It is formed to have a thickness of about 0㎛. An image signal is applied to the lower electrode 53 through the pad 33 and the plug 39 from a transistor built in the active matrix 31.
따라서, 상기 하부전극(53)에 화상 신호가 인가되고 상부전극(49)에 바이어스 전압이 인가되면, 상부전극(49)과 하부전극(53) 사이에 전계가 발생한다. 이 전계에 의하여 상기 변형층(51)이 변형을 일으키게 된다.Therefore, when an image signal is applied to the lower electrode 53 and a bias voltage is applied to the upper electrode 49, an electric field is generated between the upper electrode 49 and the lower electrode 53. This deformation causes the strained layer 51 to deform.
이어서, 상기 하부전극(53), 변형층(51), 그리고 상부전극(49)을 순차적으로 패터닝하여 소정의 픽셀 형상을 갖도록 한다.Subsequently, the lower electrode 53, the strain layer 51, and the upper electrode 49 are sequentially patterned to have a predetermined pixel shape.
상기 하부전극(53)의 상부에는 제2 저융점 금속층(41b)이 적층된다. 상기 제2 저융점 금속층(41b)은 상기 액티브 매트릭스(31)의 식각 방지층(37)의 상부에 적층된 것과 동일한 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 0. 1∼1. 0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 제2 저융점 금속층(41b)은 트랜지스터로부터 발생하여 패드(33) 및 플러그(39)를 통하여 전달된 화상 신호를 상기 액츄에이터(55)에 전달하는 기능을 수행한다. 상기 제2 저융점 금속층(41b)을 아래에 지지부(47)가 형성되어있는 부분만을 남겨두고 식각하여 패터닝한다. 이어서, 상기 제2 포토 레지스트를 식각하여 제거하고 헹굼/건조(Rinse/Dry) 처리를 수행하여 에어 갭(57)을 형성한다.A second low melting point metal layer 41b is stacked on the lower electrode 53. The second low melting point metal layer 41b uses the same metal as that stacked on the etch stop layer 37 of the active matrix 31 by using a sputtering method. It is formed to have a thickness of about 0㎛. The second low melting point metal layer 41b functions to transfer the image signal generated from the transistor and transmitted through the pad 33 and the plug 39 to the actuator 55. The second low melting point metal layer 41b is etched and patterned, leaving only a portion where the support 47 is formed below. Subsequently, the second photoresist is etched and removed, and a rinse / dry process is performed to form an air gap 57.
도 8을 참조하면, 상기 액티브 매트릭스(31)의 일측 상부에 형성된 제1 저융점 금속층(41a)과 상기 액츄에이터(55)의 일측 상부에 형성된 제2 저융점 금속층(41b)을 접착한다. 상기 접착 공정은 180∼250℃의 온도에서 제1 저융점 금속층(41a) 및 제2 저융점 금속층(41b)이 형성된 두 부분을 서로 마주댄 후 열 압착을 수행하여 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치를 완성한다. 이 경우, 상기 제1 저융점 금속층(41a) 및 제2 저융점 금속층(41b)은 저온에서 용융하는 성질로 인하여 고온 공정에 의해 영향을 받기 쉬운 액티브 매트릭스(31)에 별다른 영향을 주지 않으면서 상기 액티브 매트릭스(31)와 상기 액츄에이터(55)를 용이하게 접착시킬 수 있다. 또한 상기 제1 저융점 금속층(41a) 및 제2 저융점 금속층(41b)은 별도로 제작된 상기 액티브 매트릭스(31)와 상기 액츄에이터(55)를 전기적으로 연결함으로써 트랜지스터로부터 패드(33) 및 플러그(39)를 통하여 전달된 화상 신호를 액츄에이터(55)에 전달하는 기능을 수행한다.Referring to FIG. 8, the first low melting point metal layer 41a formed on one side of the active matrix 31 and the second low melting point metal layer 41b formed on the one side of the actuator 55 are adhered to each other. The bonding process is a thin film type optical path control device according to the present invention by performing a thermal compression process after facing the two portions formed with the first low melting point metal layer 41a and the second low melting point metal layer 41b at a temperature of 180 ~ 250 ℃ To complete. In this case, the first low melting point metal layer 41a and the second low melting point metal layer 41b do not affect the active matrix 31 that is easily affected by the high temperature process due to the melting property at low temperature. The active matrix 31 and the actuator 55 can be easily attached. In addition, the first low melting point metal layer 41a and the second low melting point metal layer 41b electrically connect the active matrix 31 and the actuator 55, which are separately manufactured, to form a pad 33 and a plug 39 from a transistor. ) Transmits the image signal transmitted through the actuator to the actuator 55.
상술한 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 액티브 매트릭스(31)에 내장된 트랜지스터로부터 발생한 화상 신호는 패드(33), 플러그(39) 및 제1 저융점 금속층(41a) 및 제2 저융점 금속층(41b)을 통해 신호 전극인 하부전극(53)에 인가된다. 동시에, 공통 전극인 상기 상부전극(49)에는 바이어스 전압이 인가되어 상기 상부전극(49)과 하부전극(53) 사이에 전계가 발생하게 된다. 이 전계에 의하여 상부전극(49)과 하부전극(53) 사이의 변형층(51)이 변형을 일으킨다. 상기 변형층(51)은 전계와 수직한 방향으로 수축하게 되며, 이에 따라 상기 액츄에이터(55)가 하부전극(53)이 형성되어 있는 방향의 반대 방향으로 휘게 된다. 액츄에이터(55) 상부의 상부전극(49)은 거울의 기능도 수행하므로 변형층(51)의 변형에 따라서 소정의 각도를 가지고 같은 방향으로 경사진다. 그러므로 광원으로부터 입사된 광속은 소정의 각도로 경사진 상부전극(49)에 의해 반사되어 스크린에 투영된다.In the above-described thin film type optical path adjusting device according to the present invention, the image signal generated from the transistor embedded in the active matrix 31 is provided with the pad 33, the plug 39, the first low melting point metal layer 41a, and the second low melting point. It is applied to the lower electrode 53 which is a signal electrode through the metal layer 41b. At the same time, a bias voltage is applied to the upper electrode 49, which is a common electrode, to generate an electric field between the upper electrode 49 and the lower electrode 53. The strained layer 51 between the upper electrode 49 and the lower electrode 53 causes deformation by this electric field. The strained layer 51 is contracted in a direction perpendicular to the electric field, and thus the actuator 55 is bent in a direction opposite to the direction in which the lower electrode 53 is formed. Since the upper electrode 49 on the actuator 55 also functions as a mirror, the upper electrode 49 is inclined in the same direction at a predetermined angle according to the deformation of the deformation layer 51. Therefore, the light beam incident from the light source is reflected by the upper electrode 49 inclined at a predetermined angle and projected onto the screen.
본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법에 있어서, 액티브 매트릭스와 액츄에이터를 서로 다른 기판 상에 각기 독립적으로 제작한 후 이를 접착하여 전기적으로 연결함으로써, 고온 공정에서의 액츄에이터 제작에 따른 액티브 매트릭스의 열적 손상을 방지하여 소자의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 표면이 편평한 투명한 기판 상에 액츄에이터를 형성하므로, 별도의 평탄화 공정이 필요하지 않으며 표면이 평탄한 액츄에이터를 형성하여 광원으로부터 입사되는 광속의 광효율을 향상시킬 수 있다. 더욱이, 액티브 매트릭스와 액츄에이터를 별도로 제작하므로 이들 중 일부에 문제가 발생했을 경우에는 일부만 교체가 가능하므로 보수 및 유지가 용이하다.In the manufacturing method of the thin film type optical path control device according to the present invention, by independently manufacturing the active matrix and the actuator on different substrates, and then bonded and electrically connected to each other, the active matrix according to the manufacturing of the actuator in the high temperature process By preventing damage, the performance of the device can be prevented from being degraded. In addition, since the actuator is formed on a transparent substrate having a flat surface, a separate planarization process is not required, and an actuator having a flat surface may be formed to improve light efficiency of the light beam incident from the light source. Moreover, since the active matrix and the actuator are manufactured separately, only some of them can be replaced when a problem occurs in some of them, which is easy to maintain and maintain.
또한 액츄에이터의 상부에 거울을 별도로 장착하는 경우에도 상기의 방법을 이용하여 액츄에이터와 거울을 독립적으로 제조한다면, 거울의 편평도를 향상시켜 거울의 반사각을 일정하게 할 수 있을 것이다.In addition, even when the mirror is mounted separately on the actuator, if the actuator and the mirror are manufactured independently using the above method, the mirror angle of the mirror may be constant by improving the flatness of the mirror.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. And can be changed.
Claims (8)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019960064441A KR100209962B1 (en) | 1996-12-11 | 1996-12-11 | Thin film lightpath modulation device and its fabrication method |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1019960064441A KR100209962B1 (en) | 1996-12-11 | 1996-12-11 | Thin film lightpath modulation device and its fabrication method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| KR100209962B1 true KR100209962B1 (en) | 1999-07-15 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20230025164A (en) | 2021-08-13 | 2023-02-21 | 주식회사 아모그린텍 | EMI shielding materials for shield can, EMI shielding type circuit module comprising the same and Electronic device comprising the same |
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1996
- 1996-12-11 KR KR1019960064441A patent/KR100209962B1/en not_active IP Right Cessation
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| KR20230025164A (en) | 2021-08-13 | 2023-02-21 | 주식회사 아모그린텍 | EMI shielding materials for shield can, EMI shielding type circuit module comprising the same and Electronic device comprising the same |
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| KR19980046148A (en) | 1998-09-15 |
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