KR100258118B1 - Improved actuated mirror arrays and a method fabricating method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 박막형 광로 조절 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인가된 전계에 의해 형성되는 전기장에 의해 멤브레인을 변형시켜 액츄에이터를 구동시킴으로써 큰 액츄에이터 구동각을 확보하는 데 적합한 개선된 광로 조절 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin-film optical path control device, and more particularly, to an improved optical path control device suitable for securing a large actuator driving angle by deforming a membrane by an electric field formed by an applied electric field to drive an actuator. It is about a method.
일반적으로, 광학 에너지(optical energy)를 스크린상에 투영하기 위한 장치인 공간적인 광 모듈레이터(spatial light modulator)는 광통신, 화상 처리 및 정보 디스플레이 장치 등에 다양하게 응용될 수 있다. 이러한 장치들은 광원으로부터 입사되는 광속을 스크린에 투영하는 방법에 따라서 직시형 화상 표시 장치와 투사형 화상 표시 장치로 구분된다.In general, a spatial light modulator, which is a device for projecting optical energy onto a screen, may be variously applied to optical communication, image processing, and information display devices. Such devices are classified into a direct view type image display device and a projection type image display device according to a method of projecting a light beam incident from a light source onto a screen.
이때, 직시형 화상 표시 장치의 일예로서는 CRT(Cathod Ray Tube) 등이 있으며, 투사형 화상 표시 장치로는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : 이하 LCD 라함), DMD(Deformable Mirror Device), AMA(Actuated Mirror Arrays) 등이 있다. 여기에서, 본 발명은 투사형 화상 표시 장치인 AMA의 개선에 관련된다.At this time, an example of a direct view type image display device includes a CRT (Cathod Ray Tube), and a projection type image display device includes a liquid crystal display (hereinafter referred to as an LCD), a DMD (Deformable Mirror Device), and an AMA (Actuated Mirror). Arrays). Here, the present invention relates to the improvement of AMA which is a projection type image display apparatus.
상술한 투사형 화상 표시 장치중 LCD는, 중량 및 용적이 크고 높은 기계적인 강도로 인해 화면의 완전한 평면화가 어려워 화상의 주변부가 왜곡되며, 또한 전자빔에 의한 형광체의 발광을 위해 고전압을 필요로 하는 문제점을 갖는 CRT를 대신할 수 있는 대체 기술로써 개발되었다.Among the projection-type image display devices described above, LCD has a problem that it is difficult to completely planarize the screen due to its large weight and volume and high mechanical strength, which distorts the peripheral part of the image, and requires a high voltage for light emission of the phosphor by an electron beam. It was developed as an alternative technology to replace the CRT.
그러나, 상기한 LCD 또한 저전압에서 동작하고 소비 전력이 작으며 또한 변형없는 화상을 제공할 수 있다는 장점을 갖는 반면에, 광속의 편광으로 인하여 1∼2%의 낮은 광효율을 가지며, 그 내부의 액정물질의 응답속도가 느린 문제점을 여전히 내포하고 있다.However, the LCD also has the advantage of operating at a low voltage, having a low power consumption and providing an image without deformation, while having a low light efficiency of 1 to 2% due to the polarization of the light beam, and the liquid crystal material therein. The problem of slow response speed still holds.
한편, 상술한 바와같은 LCD의 단점을 해결하기 위하여 DMD, AMA 등의 화상 표시 장치가 개발되었으며, 현재로서 DMD는 대략 5% 정도의 광효율을 가지는 것에 비하여 AMA는 적어도 10% 이상의 광효율을 얻을 수 있는 화상 표시 장치인 것으로 알려져 있다. 또한, AMA는 입사되는 광속의 극성에 의해 영향을 받지 않을 뿐만 아니라 광속의 극성에 영향을 끼치지 않는다.On the other hand, image display devices such as DMD, AMA, etc. have been developed to solve the above-mentioned drawbacks of LCD, and at present, AMA can obtain at least 10% or more of light efficiency, while DMD has about 5% of light efficiency. It is known to be an image display device. In addition, the AMA is not only affected by the polarity of the incident luminous flux but also does not affect the polarity of the luminous flux.
통상적으로, AMA 내부에 형성된 각각의 액츄에이터들은 인가되는 화상 신호 및 바이어스 전압에 의하여 발생되는 전계에 따라 변형을 일으키는 데, 이 액츄에이터가 변형을 일으킬 때(즉, 액츄에이터가 구동될 때) 액츄에이터의 상부에 장착된 각각의 거울들은 전계의 크기에 비례하여 경사지게 되며, 이 경사진 거울들이 광원으로부터 입사된 빛(예를들면, R,G,B)을 소정의 각도로 반사시킴으로써 디스플레이를 목표로 하는 화소를 생성하게 된다.Typically, each of the actuators formed inside the AMA causes deformation in accordance with the electric field generated by the applied image signal and bias voltage, which is applied to the top of the actuator when this actuator causes deformation (i.e., when the actuator is driven). Each of the mounted mirrors is inclined in proportion to the magnitude of the electric field, and the inclined mirrors reflect the light incident from the light source (eg, R, G, B) at a predetermined angle to target the pixel targeted for display. Will be created.
이때, 각각의 거울들을 구동하는 액츄에이터의 구성 재료로서는 PZT(Pb(Zr, Ti)O3), PLZT((Pb, La)(Zr, Ti)O3) 등의 압전 세라믹이 이용된다. 또한, 액츄에이터의 구성 재료로서 PMN(Pb(Mg, Nb)O3) 등의 전왜 세라믹을 이용할 수도 있다.At this time, piezoelectric ceramics such as PZT (Pb (Zr, Ti) O 3 ), PLZT ((Pb, La) (Zr, Ti) O 3 ) are used as the constituent material of the actuator for driving the respective mirrors. As the constituent material of the actuator, electrodistorted ceramics such as PMN (Pb (Mg, Nb) O 3 ) may be used.
상술한 바와같이, 광원으로부터 입사되는 각 빛을 소정의 각도로 각각 반사시키는 다수의 액츄에이터들을 갖는 박막형 광로 조절 장치는, 본 출원인에 의해“박막형 광로 조절 장치 모듈의 제조 방법”이라는 명칭으로 대한민국 특허청에 1996년 12월 11일자로 특허출원한 출원번호 제 96-64447 호(이하, 선행 출원이라 함)에 잘 개시되어 있다.As described above, the thin film type optical path control device having a plurality of actuators each reflecting each light incident from the light source at a predetermined angle, has been referred to the Korean Patent Office under the name of "Method of manufacturing a thin film type optical path control device module" by the present applicant. It is well described in patent application No. 96-64447 filed December 11, 1996 (hereinafter referred to as prior application).
도 1은 상술한 선행 출원의 박막형 광로 조절 장치 모듈의 단면도로써, 이해의 증진과 설명의 편의를 위해, M×N 개(예를들면, 640×480)의 화소수에 대응하는 다수의 광로 조절 장치를 갖는 AMA 패널에서 단지 하나의 광로 조절 장치에 대한 단면만을 도시하였다.1 is a cross-sectional view of the above-described thin film type optical path control device module of the prior application, for the purpose of understanding and convenience of explanation, a plurality of optical path adjustments corresponding to the number of pixels M × N (eg, 640 × 480) Only the cross section for one optical path control device is shown in an AMA panel with the device.
도 1을 참조하면, 종래 박막형 광로 조절 장치는 크게 패널 베이스(110)와 드레인 패드(112)의 상부에 형성되는 지지부를 통해 접속된 액츄에이터(130) 및 액츄에이터(130)의 상부에 형성된 거울(160)로 구성되며, 패널 베이스(110)와 액츄에이터(130) 사이에는 에어갭(air gap : 120)이 개재된다.Referring to FIG. 1, the conventional thin film type optical path adjusting device has an
또한, 동도면에서의 상세한 도시는 생략되었으나, 구동 기판(111)의 내부에는 M×N(M, N은 정수)개의 트랜지스터가 매트릭스 형태로 내장되어 있다.In addition, although the detailed illustration in the same figure is abbreviate | omitted, MxN (M and N are integer) transistors are integrated in the
한편, 패널 베이스(110)는 일측 상부에 드레인 패드(112)가 형성된 구동 기판(111), 보호층(113) 및 식각 방지층(115)이 차례로 증착되어 형성되고, 또한 액츄에이터(130)는, 에어갭(120)의 형성을 위해 식각 방지층(115)의 상부에 증착된 희생층(즉, 현재 에어갭(120)이 존재하는 영역)의 일부, 즉 드레인 패드(112)의 상부측 희생층을 패터닝하여 형성한 지지부 영역에 일측이 접촉되며 타측이 에어갭(120)을 개재하여 식각 방지층(115)과 평행하도록 형성된 멤브레인(131), 멤브레인(131)의 상부에 형성된 하부 전극(133), 하부 전극(133)의 상부에 형성된 변형층(135), 변형층(135)의 상부에 형성된 상부 전극(137)을 포함한다.Meanwhile, the
이때, 공통 전극인 상부 전극(137)의 일측 상부에는 액츄에이터가 구동될 때 상부 전극(137)을 균일하게 동작시켜 도시 생략된 광원으로부터 입사되는 광속의 난반사를 방지하기 위해 소정 간격을 갖는 스트라이프(139)가 형성된다.In this case, when the actuator is driven, the
더욱이, 공통 전극인 상부 전극(137)의 일측 상부에는 도시 생략된 광원으로부터 입사되는 빛을 반사하는 거울(160)이 지지부(162)를 통해 형성되며, 상부 전극(137)과 거울(160) 사이에는 에어갭(150)이 개재된다.Furthermore, a
또한, 액츄에이터(130)에는 변형층(135)의 일측(측, 지지부측)으로부터 하부 전극(133), 멤브레인(131), 식각 방지층(115), 보호층(113)을 관통하여 구동 기판(111)내의 드레인 패드(112)까지 수직하게 배전홀(140)이 형성되어 있으며, 이러한 배전홀(140)내에는 하부 전극(133)과 드레인 패드(112)를 전기적으로 연결하는 배전체(141)가 형성되어 있다.In addition, the
따라서, 상술한 바와같은 구성을 갖는 종래 광로 조절 장치는 공통 전극인 상부 전극(137)에 바이어스 전압을 인가하고, 드레인 패드(112) 및 배전체(141)를 통해 하부 전극(133)에 화상 신호를 인가할 때, 상부 전극(137)과 하부 전극(133) 사이에 전계가 발생하며, 여기에서 발생된 전계에 의해 상부 전극(137)과 하부 전극(133) 사이에 형성된 변형층(135)이 변형을 일으키므로서, 액츄에이터(130)가 소정의 각도로 구동되어 거울(160)이 경사지게 된다. 이때, 변형층(135)은 발생된 전계에 대하여 수직 방향으로 수축되는 데, 그 결과 거울()은 도 1의 화살표 Y 방향으로 Q 만큼의 각(예를들면, 대략 3 - 5 도)으로 구동된다.Therefore, the conventional optical path control apparatus having the above-described configuration applies a bias voltage to the
따라서, 액츄에이터(130)의 구동을 통해 상부 전극(137)의 상부에 형성된 거울(160)을 통해 광원으로부터 입사되는 빛(R,G 또는 B)이 소정의 각도로 반사되며, 이와같이 반사된 빛은 슬릿(도시 생략)을 통과하여 스크린상에 화소로써 맺어지게 될 것이다.Accordingly, the light R, G or B incident from the light source is reflected at a predetermined angle through the
그러나, 상술한 바와같은 종래의 광로 조절 장치에 있어서, 기설정된 구동 전압(예를들면, 0V 내지 17V)에 의해 작동하는 액츄에이터의 구동각 Q는, 일예로서 도 10a에 도시된 바와같이, 대략 3 - 5 도 정도의 범위를 갖는 데, 이러한 정도의 구동각은 좋은 콘트라스트를 얻기에 충분한 값을 갖지 못한다. 즉, 종래의 광로 조절 장치를 이용하여 화상을 디스플레이하는 경우, 화상의 고화질화에 한계를 가질 수밖에 없다.However, in the conventional optical path adjusting device as described above, the driving angle Q of the actuator operated by the predetermined driving voltage (for example, 0V to 17V) is approximately 3, as shown in FIG. 10A as an example. It has a range of about 5 degrees, which is not enough to obtain good contrast. That is, when displaying an image using a conventional optical path control device, there is no limit to the image quality.
따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 거울의 양단을 각각 지지하는 두 액츄에이터를 서로 대향하는 상하 방향으로 동시에 교차 구동시킴으로써 큰 구동각을 얻을 수 있는 개선된 광로 조절 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems of the prior art, an improved optical path control device that can obtain a large driving angle by simultaneously cross-driving two actuators respectively supporting both ends of the mirror in the vertical direction facing each other The purpose is to provide.
본 발명의 다른 목적은 거울의 양단을 각각 지지하는 두 액츄에이터를 서로 대향하는 상하 방향으로 동시에 교차 구동 가능한 이중 지지 구조를 갖는 개선된 액츄에이터 제조 방법을 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide an improved actuator manufacturing method having a double support structure capable of simultaneously driving two actuators, each supporting both ends of a mirror, in the vertical direction opposite to each other.
상기 목적을 달성하기 위한 일관점에 따른 본 발명은, 일측 상부에 드레인 패드가 형성된 구동 기판 및 상기 구동 기판상에 차례로 적층된 보호층 및 식각 방지층을 갖는 패널 베이스, 지지부를 통해 상기 패널 베이스상에 형성되어 입사되는 빛의 반사를 위한 거울의 구동각을 제공하는 액츄에이터를 포함하는 광로 조절 장치에 있어서, 상기 광로 조절 장치는, 일측 액츄에이터의 자유단 상부 일부가 거울 지지부의 일단에 접속되고 타측 액츄에이터의 자유단 상부 일부가 상기 거울 지지부의 타단에 접속된 이중 지지 구조를 가지며, 상기 일측 액츄에이터가: 상기 식각 방지층과의 사이에 에어갭이 개재되어 상기 패널 베이스와 평행하게 멤브레인, 신호 전극, 변형층, 공통 전극으로 순차 형성되고; 상기 변형층, 신호 전극, 멤브레인, 식각 방지층 및 보호층을 관통하여 상기 구동 기판내 일측 상부의 드레인 패드에 접속되어 그 내부에 신호 인가용 배전체를 갖는 배전홀을 포함하고, 상기 타측 액츄에이터가: 상기 식각 방지층과의 사이에 에어갭이 개재되어 상기 패널 베이스와 평행하게 멤브레인, 공통 전극, 변형층, 신호 전극으로 순차 형성되고; 상기 신호 전극, 변형층, 멤브레인, 식각 방지층 및 보호층을 관통하여 상기 구동 기판내 타측 상부의 드레인 패드에 접속되어 그 내부에 신호 인가용 배전체를 갖는 배전홀을 포함하며, 상기 거울은, 상기 지지부를 중심으로하여 양측 자유단이 에어갭을 게재하여 상기 공통 전극 및 신호 전극과 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 개선된 광로 조절 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a driving substrate having a drain pad formed on one side thereof, a panel base having a protective layer and an etch stop layer sequentially stacked on the driving substrate, and a support base on the panel base. An optical path adjusting device including an actuator for providing a driving angle of a mirror for reflecting incident light, wherein the optical path adjusting device includes a part of the upper end of the free end of one actuator connected to one end of the mirror support and the other side of the actuator. The upper portion of the free end has a double support structure connected to the other end of the mirror support, the one actuator: the air gap is interposed between the etch stop layer and the membrane, signal electrode, strain layer, Sequentially formed with a common electrode; And a distribution hole penetrating through the strain layer, the signal electrode, the membrane, the etch stop layer, and the protective layer, connected to a drain pad on one side of the driving substrate, the distribution hole having a signal applying distributor therein, wherein the other actuator includes: An air gap is interposed between the etch stop layer and sequentially formed as a membrane, a common electrode, a strain layer, and a signal electrode in parallel with the panel base; A distribution hole penetrating through the signal electrode, the strain layer, the membrane, the etch stop layer, and the protective layer and connected to a drain pad on the other side of the driving substrate, the distribution hole having a signal application distributor therein; Provided is an improved optical path control device, characterized in that both free ends are formed in parallel with the common electrode and the signal electrode by placing the air gap around the support.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 관점에 따른 본 발명은, 일측 상부에 드레인 패드가 형성된 구동 기판 및 상기 구동 기판상에 차례로 적층된 보호층 및 식각 방지층을 갖는 패널 베이스, 지지부를 통해 상기 패널 베이스상에 형성되어 입사되는 빛의 반사를 위한 거울의 구동각을 제공하는 액츄에이터를 포함하는 광로 조절 장치를 제조하는 방법에 있어서, 상기 식각 방지층의 상부에 소정 두께의 희생층을 도포하고, 패터닝을 통해 식각하여 상기 구동 기판내 각 드레인 패드의 상부에 형성된 상기 희생층의 각 일부를 노출시키는 단계; 노출된 식각 방지층의 각 상부와 희생층의 상부에 멤브레인 물질을 도포하고, 패터닝을 통해 식각하여 상기 노츨된 식각 방지층의 일측 및 타측 상부와 상기 희생층의 상부 일부에 걸쳐 각 돌출부를 갖는 멤브레인을 각각 형성하는 단계; 상기 각 멤브레인의 상부에 전극 물질을 도포하고, 패터닝을 통해 식각하여 상기 노출된 식각 방지층의 일측 상부를 포함하는 상기 멤브레인의 상부 일부에 신호 전극을 형성함과 동시에 상기 노출된 식각 방지층의 타측 상부를 포함하지 않는 상기 멤브레인의 상부 일부에 공통 전극을 형성하는 단계; 상기 신호 전극 및 공통 전극상에 변형 물질을 도포하고, 패터닝을 통해 식각하여 소정 두께의 변형층을 각각 형성하는 단계; 상기 각 변형층의 상부에 전극 물질을 도포하고, 패터닝을 통해 식각하여 상기 노출된 식각 방지층의 일측 상부를 포함하지 않는 상기 변형층의 상부 일부에 공통 전극을 형성함과 동시에 상기 노출된 식각 방지층의 타측 상부를 포함하는 상기 변형층의 상부에 신호 전극을 형성하는 단계; 상기 드레인 패드에 대응하는 수직 방향에서, 변형층, 신호 전극, 멤브레인, 식각 방지층 및 보호층의 일부를 순차적으로 식각하여 배전체를 갖는 배전홀을 형성함과 동시에, 상기 드레인 패드에 대응하는 수직 방향에서, 상기 신호 전극, 변형층, 멤브레인, 식각 방지층 및 보호층의 일부를 순차적으로 식각하여 배전체를 갖는 배전홀을 형성하는 단계; 상기 공통 전극 및 신호 전극의 상부와 상기 각 돌출부에 걸쳐 희생층 물질을 도포하고, 패터닝을 통해 식각하여 상기 각 돌출부의 자유단 종단 상부 일부를 노출시키는 단계; 상기 희생층 및 노출 영역의 상부에 거울 물질을 도포하고, 패터닝을 통해 식각하여 상기 노출 영역을 중심 지지부로하여 상기 희생층의 상부 일부에 거울을 형성하는 단계; 및 상기 각 멤브레인 및 상기 식각 방지층 사이에 개재된 상기 희생층과, 상기 지지부를 사이에 두고 상기 공통 전극 및 신호 전극과 거울 사이에 각각 개재된 상기 희생층을 제거하여 각 에어갭을 각각 형성하는 단계로 이루어진 광로 조절 장치의 제조 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a driving substrate having a drain pad formed on one side thereof, a panel base having a protective layer and an etch stop layer sequentially stacked on the driving substrate, and a support base on the panel base. In the method for manufacturing an optical path control device comprising an actuator for providing a driving angle of the mirror for the reflection of the incident light, applying a sacrificial layer of a predetermined thickness on the etch stop layer, and etching through patterning Exposing each portion of the sacrificial layer formed on top of each drain pad in the drive substrate; Applying a membrane material on each top of the exposed etch stop layer and on top of the sacrificial layer, and etching through patterning to form a membrane having respective protrusions over one side and the other top of the exposed etch stop layer and a top portion of the sacrificial layer, respectively. Forming; Applying an electrode material on top of each of the membranes, and etching through patterning to form a signal electrode on the upper part of the membrane including one side of the exposed etch stop layer, and at the same time the top of the other side of the exposed etch stop layer Forming a common electrode on an upper portion of the membrane not included; Applying a modifying material on the signal electrode and the common electrode and etching through patterning to form a deforming layer having a predetermined thickness; Applying an electrode material on each of the strained layer, and etching through patterning to form a common electrode on the upper portion of the strained layer that does not include one side of the exposed etch stop layer, and at the same time of the exposed etch stop layer Forming a signal electrode on an upper portion of the strained layer including an upper portion of the other side; In the vertical direction corresponding to the drain pad, a portion of the strained layer, the signal electrode, the membrane, the etch stop layer, and the protective layer are sequentially etched to form a distribution hole having a power distribution, and at the same time, a vertical direction corresponding to the drain pad. The method may further include etching a portion of the signal electrode, the strain layer, the membrane, the etch stop layer, and the protective layer sequentially to form a distribution hole having a power distributor; Applying a sacrificial layer material over the common electrode and the signal electrode and over each of the protrusions and etching through patterning to expose a portion of the upper end of the free end of each of the protrusions; Applying a mirror material on top of the sacrificial layer and the exposed area and etching through patterning to form a mirror on a part of the top of the sacrificial layer using the exposed area as a center support; And forming each air gap by removing the sacrificial layer interposed between the membrane and the etch stop layer and the sacrificial layer interposed between the common electrode, the signal electrode, and the mirror with the support interposed therebetween. It provides a method for producing an optical path control device consisting of.
도 1은 종래의 박막형 광로 조절 장치의 단면도,1 is a cross-sectional view of a conventional thin film type optical path control device,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 개선된 박막형 광로 조절 장치의 사시도,2 is a perspective view of an improved thin film type optical path control device according to a preferred embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명에 따라 두 액츄에이터의 돌출부상에 형성된 거울이 구동되는 상세예를 설명하기 위해 도시한 도면,3 is a view showing a detailed example of driving the mirror formed on the projections of the two actuators according to the present invention;
도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 광로 조절 장치를 Z측 방향에서 바라보는 단면을 보여주는 단면도,Figure 4 is a cross-sectional view showing a cross-sectional view of the optical path control device of the present invention shown in Figure 2 in the Z-direction,
도 5는 도 2에 도시된 광로 조절 장치의 일측 액츄에이터를 M - M′선에 따라 자른 단면도,5 is a cross-sectional view taken along the line M-M 'of one actuator of the optical path control device shown in FIG.
도 6은 도 2에 도시된 광로 조절 장치의 타측 액츄에이터를 N - N′선에 따라 자른 단면도,6 is a cross-sectional view taken along the line N-N 'of the other actuator of the optical path control device shown in FIG.
도 7은 본 발명에 따른 두 액츄에이터로 된 이중 지지 구조를 갖는 광로 조절 장치의 배열 패턴 일부를 도시한 도면,7 is a view showing a part of the arrangement pattern of the optical path control device having a dual support structure of two actuators according to the present invention,
도 8은 본 발명에 따른 두 액츄에이터로 된 이중 지지 구조를 갖는 광로 조절 장치에서 거울을 제거한 두 액츄에이터의 평면을 보여주는 평면도,8 is a plan view showing a plane of two actuators with a mirror removed in an optical path control device having a dual support structure of two actuators according to the present invention;
도 9a 내지 도 9h는 본 발명에 따른 개선된 광로 조절 장치의 제조 과정을 도시한 공정도,9a to 9h is a process diagram showing the manufacturing process of the improved optical path control apparatus according to the present invention,
도 10은 종래 박막형 광로 조절 장치에 따른 구동각과 본 발명의 개선된 박막형 광로 조절 장치에 따른 구동각의 비교예를 도시한 도면.10 is a view showing a comparative example of the driving angle according to the conventional thin film type optical path control device and the driving angle according to the improved thin film type optical path control device of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
210 : 패널 베이스 211 : 구동 기판210: panel base 211: driving substrate
212, 212′: 드레인 패드 213 : 보호층212 and 212 ': Drain pad 213: Protective layer
215 : 식각 방지층 220, 400 : 에어갭215:
230, 330 : 액츄에이터 231, 331 : 멤브레인230, 330:
232, 332 : 돌출부 233 : 하부 전극(신호 전극)232, 332: protrusion 233: lower electrode (signal electrode)
235, 335 : 변형층 237 : 상부 전극(공통 전극)235 and 335
333 : 하부 전극(공통 전극) 337 : 상부 전극(신호 전극)333: lower electrode (common electrode) 337: upper electrode (signal electrode)
500 : 거울 510 : 지지부500
본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러가지 장점은 이 기술분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시예로 부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above and other objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the present invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명의 가장 큰 핵심 기술요지는, 본 발명에 따른 광로 조절 장치가 이중 지지 구조, 즉 도시 생략된 광원으로부터 입사되는 빛을 반사하는 거울(즉, 각 화소에 대응하는 거울)을 구동하는 액츄에이터를 거울 중심 지지부의 양단에서 상측 및 하측 방향으로 교차 구동되는 이중 지지 구조로 형성한다는 것으로, 이러한 이중 지지 구조의 액츄에이터를 이용하여 본 발명에서 얻고자 하는 목적을 달성할 수 있다.First and foremost, the main core technical aspect of the present invention is that the optical path adjusting device according to the present invention drives a double supporting structure, that is, a mirror (that is, a mirror corresponding to each pixel) that reflects light incident from a light source not shown. By forming the actuator as a double support structure that is cross-driven in the upper and lower directions at both ends of the mirror center support, it is possible to achieve the object to be obtained in the present invention by using the actuator of such a double support structure.
즉, 본 발명의 광로 조절 장치는, 예를들어 발생된 전계에 의해 거울 중심의 지지부 일단에 접속된 일측 액츄에이터가 상측 방향으로 구동될 때 거울 중심의 지지부 타단에 접속된 타측 액츄에이터가 하측 방향으로 구동되는 동작원리를 이용하여 보다 큰 구동각, 예를들어 전술한 종래 장치가 대략 3 - 5도의 구동각을 얻을 때 본 발명의 장치는 6 - 10도의 구동각을 얻을 수 있다.That is, in the optical path adjusting device of the present invention, when one actuator connected to one end of the mirror center is driven upward by, for example, the generated electric field, the other actuator connected to the other end of the mirror center is driven downward. Using the principle of operation, when the larger driving angle, for example, the above-mentioned conventional device obtains a driving angle of approximately 3-5 degrees, the apparatus of the present invention can obtain a driving angle of 6-10 degrees.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 개선된 박막형 광로 조절 장치의 사시도를 나타낸다.Figure 2 shows a perspective view of an improved thin film type optical path control device according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 광로 조절 장치는 패널 베이스의 상부에 형성되는 두 개의 일측 및 타측 액츄에이터(230, 330), 각 액츄에이터(230, 330) 자유단측의 각 돌출부 종단부분에 그 일부가 각각 당접하는 지지부(510)를 통해 형성되는 거울(500)로 구성된다.2, the optical path control device of the present invention is a part of the two end and the
이때, 액츄에이터(230)의 일단은 보호층의 전면에 걸쳐 증착된 희생층의 일부를 건식 공정 또는 습식 공정을 이용하는 패터닝을 통해 제거함으로써 노출된 식각 방지층(225)의 상부 일부 영역에 증착되고, 타단은 동일한 과정에서 동시에 노출된 다른 식각 방지층의 상부 일부 영역에 증착된다. 또한, 액츄에이터(330)는, 상기한 액츄에이터(230)와 마찬가지로, 그 일단이 식각 방지층(225)의 상부 일부 영역에 증착되고, 타단이 다른 식각 방지층(225)의 상부 일부 영역에 증착된다.At this time, one end of the
또한, 두 액츄에이터(230, 330)는 각 자유단이 일정 간격으로 비껴서서 마주하는 형태를 갖는 데, 일측 액츄에이터(230)의 자유단 종단에는 타측 액츄에이터(330)측의 자유단 종단을 지향하는 돌출부가 형성되어 있고, 타측 액츄에이터(330)의 자유단 종단에는 일측 액츄에이터(230)측의 자유단 종단을 지향하는 돌출부가 형성되어 있으며, 각 돌출부는 일정 간격을 가지고 서로 마주하는 형태를 갖는다.In addition, the two
그리고, 일측 및 타측 액츄에이터(230, 330)의 각 돌출부의 종단 상부에 각각 당접하여 형성되는 지지부(510)를 통해 거울(500)이 형성되어 있다.In addition, the
따라서, 상기한 바와같은 구성을 갖는 본 발명의 광로 조절 장치는 신호 인가에 의해 각 액츄에이터(230, 330)내 두 전극(즉, 하부 전극과 상부 전극) 사이에 전계가 발생할 때, 일측 액츄에이터(230)는 화살표 Y의 방향으로 구동되고, 타측 액츄에이터(330)는 화살표 Y′의 방향으로 구동된다.Therefore, in the optical path adjusting device of the present invention having the above-described configuration, when an electric field is generated between two electrodes (that is, the lower electrode and the upper electrode) in each of the
즉, 각 전극간에 전계가 발생하면, 일예로서 도 3에 도시된 바와같이, 일측 액츄에이터(230)이 돌출부(232)가 화살표 Y의 방향으로 +Q만큼 상승 변형되고 타측 액츄에이터(330)의 돌출부(332)가 화살표 Y′의 방향으로 -Q만큰 하강 변형된다. 따라서, 거울(500)의 실제 구동각은 2Q, 예를들어 한 액츄에이터의 구동각이 3 - 5로 라고 할 때 대략 6 - 10 도가 된다.That is, when an electric field is generated between each electrode, as shown in FIG. 3 as an example, the one-
도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 광로 조절 장치를 Z측 방향에서 바라보는 단면을 나타내는 단면도이다.4 is a cross-sectional view illustrating a light path adjusting device of the present invention shown in FIG. 2 as viewed in the Z-direction.
도 4를 참조하면, 각 액츄에이터(230, 330)의 하단에는, 도 1에 도시된 종래의 광로 조절 장치에서와 마찬가지로, 그 상부 일부에 각 드레인 패드(212, 212′)를 갖는 구동 기판(211), 보호층(213) 및 식각 방지층(215)이 차례로 적층된 패널 베이스(210)가 형성되어 있으며, 각 드레인 패드(212, 212′)에 수직하는 방향에 있는 식각 방지층(215)의 각 상부 일부는 각 액츄에이터(230, 330)를 지지하는 지지부 하부에 당접한다.Referring to FIG. 4, at the lower end of each actuator 230, 330, as in the conventional optical path control apparatus shown in FIG. 1, a driving
한편, 일측 액츄에이터(230)는 식각 방지층(215)의 일측 상부에 형성된 멤브레인(231)을 포함하여 신호 전극인 하부 전극(233), 변형층(235) 및 공통 전극인 상부 전극(237)이 순차적으로 형성되는 데, 지지부측의 고정단에 대향하는 자유단측에는, 도 4에 도시된 바와같이, 메브레인(231)층에서 연장되는 돌출부(232)가 형성된다. 이러한 멤브레인(231)의 자유단 종단에 형성되는 돌출부(232)는, 일예로서 도 2에 도시된 바와같이, 대략 90도 각도로 꺽어지면서 타측 액츄에이터(330)측의 자유단 종단을 지향하도록 위치한다.On the other hand, one
이때, 도 4의 단면에서는 그 단면 특성상 드러나지 않았지만, 일측 액츄에이터(230)에는, 도 5에 도시된 바와같이, 변형층(235), 하부 전극(233), 멤브레인(231), 식각 방지층(215) 및 보호층(213)을 관통하여 구동 기판(211)내의 드레인 패드(212) 상부에 연결되는 배전홀(240)과 배전체(241)가 형성되는 데, 이러한 배전홀 및 배전체 구조는, 실질적으로 도 1에 도시된 종래 장치에서의 그것들과 거의 동일한 구조로써 동일한 기능을 수행하기 위한 것이다.At this time, the cross-sectional view of FIG. 4 is not revealed due to its cross-sectional characteristics. However, as illustrated in FIG. 5, the
따라서, 이러한 적층 구조를 갖는 일측 액츄에이터(2)는 하부 전극(231)과 상부 전극(237) 사이에 전계가 발생할 때, 일예로서 도 3에 도시된 바와같이, 변형층(235)의 변형에 의해 그 자유단이 Q만큼 올라가는 상승 변형을 일으키게 될 것이다.Therefore, when the electric field is generated between the
다른한편, 타측 액츄에이터(330)는 식각 방지층(215)의 일측 상부에 형성된 멤브레인(331)을 포함하여 공통 전극인 하부 전극(333), 변형층(335) 및 신호 전극인 상부 전극(337)이 순차적으로 형성되는 데, 지지부측의 고정단에 대향하는 자유단측에는, 도 4에 도시된 바와같이, 메브레인(331)층에서 연장되는 돌출부(332)가 형성된다. 이러한 멤브레인(331)의 자유단 종단에 형성되는 돌출부(332)는, 일예로서 도 2에 도시된 바와같이, 대략 90도 각도로 꺽어지면서 상기한 일측 액츄에이터(230)측의 자유단 종단을 지향하도록 위치한다.On the other hand, the
이때, 타측 액츄에이터(330)는, 상술한 일측 액츄에이터(230)와는 달리, 멤브레인(331)의 상부에 형성된 하부 전극(333)이 공통 전극으로써 기능하고, 변형층(335)의 상부에 형성된 상부 전극(337)이 신호 전극으로써 기능한다.At this time, the
상기와 같이, 하부 전극(333)을 공통 전극으로 이용하고 상부 전극(337)을 신호 전극으로 이용하는 것은, 도 2에서 M - M′선을 따라 취한 단면을 보여주는 도 6에 도시된 바와같이, 배전홀(340)이 형성되는 지지부측을 제외한 멤브레인(331)의 상부 일부(즉, 자유단측의 돌출부(332)를 제외한 부분)에만 하부 전극(333)을 형성하고, 배전홀(340)이 형성되는 지지부측을 포함하는 변형층(335)의 상부에 상부 전극(337)을 형성함으로써 실현할 수 있다.As described above, using the
한편, 도 7은 본 발명에 따른 두 액츄에이터로 된 이중 지지 구조를 갖는 광로 조절 장치의 배열 패턴 일부를 도시한 도면으로써, 패터닝을 통해 노출된 양단 식각 방지층의 각 상부 지지부를 통해 각 화소에 대응하는 한쌍의 액츄에이터(230, 330)는 각 자유단측의 돌출부가 대략 90도 정도로 굴절되는 형태로 형성, 즉 각 자유단측의 굴절된 돌출부가 일정 간격 떨어져 서로 마주하는 형태로 형성된다. 또한, 광로 조절 장치는 각 돌출부의 종단 상부 일부에 당접하여 형성되는 지지부(510)를 통해 거울(500)이 형성되는 구조를 갖는다.On the other hand, Figure 7 is a view showing a part of the arrangement pattern of the optical path control device having a dual support structure of two actuators according to the present invention, corresponding to each pixel through each upper support of the etch stop layer exposed through the patterning The pair of
따라서, 상기한 바와같은 구조를 갖는 광로 조절 장치가 M×N의 개수로 배열되므로서, 각 R.G.B에 대한 각각의 전체 광로 조절 시스템을 이루게 될 것이다.Therefore, the optical path control device having the structure as described above will be arranged in the number of M × N, thereby achieving a respective total optical path control system for each R.G.B.
도 8을 참조하면, 본 발명의 광로 조절 장치에 채용되는 이중 지지 구조로 된 일측 및 타측 액츄에이터(230, 330)의 평면도이다.8 is a plan view of one side and the other side of the
동도면에 도시된 바와같이, 일측 액츄에이터(230)는 멤브레인(231), 신호 전극인 하부 전극(233), 변형층(235) 및 공통 전극인 상부 전극(237)이 순차적으로 적층되는 구조를 갖으며, 멤브레인(231)층의 연장에 의해 자유단측에 대략 90도 정도로 굴절되는 형태를 갖는 돌출부(232)가 형성되고, 또한 상부측으로부터 볼 때 변형층(235), 하부 전극(233) 및 멤브레인(231)을 관통하는 배전홀(240)이 형성된다. 이때, 동도면에서의 도시는 생략되었으나, 배전홀(240)은 식각 방지층(215) 및 보호층(213)을 관통하여 구동 기판(211)내 드레인 패드(212)의 상부에 연결된다.As shown in the drawing, the
또한, 타측 액츄에이터(330)는 멤브레인(331), 공통 전극인 하부 전극(333), 변형층(335) 및 신호 전극인 상부 전극(337)이 순차적으로 적층되는 구조를 갖으며, 멤브레인(331)층의 연장에 의해 자유단측에 대략 90도 정도로 굴절되어 상기한 일측 액츄에이터(230)의 돌출부(232)에 마주하는 형태를 갖는 돌출부(332)가 형성되고, 또한 상부측으로부터 볼 때 상부 전극(337), 변형층(335), 및 멤브레인(331)을 관통하는 배전홀(340)이 형성된다. 이때, 동도면에서의 도시는 생략되었으나, 배전홀(340)은 식각 방지층(215) 및 보호층(213)을 관통하여 구동 기판(211)내 드레인 패드(212′)의 상부에 연결된다.In addition, the
따라서, 상기한 바와같은 적층 구조를 갖는 타측 액츄에이터(330)는 공통 전극인 하부 전극(333)과 신호 전극인 상부 전극(337) 사이에 전계가 발생할 때, 상승 변형을 일으키는 상술한 일측 액츄에이터(230)와는 달리, 일예로서 도 3에 도시된 바와같이, 그 자유단이 Q만큼 내려가는 하강 변형을 일으키게 된다.Therefore, the
즉, 본 발명에 따른 이중 지지 구조를 갖는 개선된 광로 조절 장치는, 각 전극 사이에 전계가 발생할 때, 일예로서 도 10b에 도시된 바와같이, 신호 전극(233)이 변형층(235)의 하부에 형성되고 공통 전극(237)이 변형층(235)의 상부에 형성되는 일측 액츄에이터(230)가 +Q만큼 상승 변형(Y)을 일으키고, 신호 전극(337)이 변형층(335)의 상부에 형성되고 공통 전극(333)이 변형층(335)의 하부에 형성되는 타측 액츄에이터(330)가 -Q만큼 하강 변형(Y′)을 일으키게 되므로써, 전술한 종래 장치에 비해 대략 두배 정도의 구동각(예를들면, 대략 6 - 10도)을 얻을 수 있다.That is, in the improved optical path control apparatus having the dual support structure according to the present invention, when an electric field is generated between each electrode, as shown in FIG. 10B as an example, the
상기와 같이, 일측 액츄에이터(230)가 상측 방향(화살표 Y 방향)으로 변형되고, 타측 액츄에이터(330)가 하측 방향(화살표 Y′방향)으로 변형되는 것은 각 액츄에이터(230, 330)의 전극 적층 구조 특징에 의해 결정된다.As described above, the one
다음에, 상술한 바와같은 이중 지지 구조를 갖는 본 발명에 따른 광로 조절 장치를 제조하는 과정에 대하여 순차적인 제조 공정을 보여주는 도 9a 내지 도 9h를 참조하여 상세하게 설명한다.Next, a process of manufacturing the optical path control apparatus according to the present invention having the double support structure as described above will be described in detail with reference to FIGS. 9A to 9H showing a sequential manufacturing process.
먼저, 도 4를 참조하면, 두 액츄에이터(230, 330)의 하부에 형성되는 패널 베이스(210)의 구조 및 제조 공정은 전술한 도 1에 도시된 패널 베이스(110)의 구조 및 그 제조 공정과 동일 내지 유사하다. 따라서, 이러한 패널 베이스(210)의 구조 및 제조 공정은 전술한 선행 출원에 상세하게 개시되어 있으므로 여기에서의 상세한 설명은 생략하며, 이하에서는 본 발명에 따른 개선된 광로 조절 장치에 채용되는 이중 지지 구조를 갖는 액츄에이터의 제조 공정에 대하여 상세하게 설명한다.First, referring to FIG. 4, the structure and manufacturing process of the
도 9a 내지 도 9h는 본 발명에 따른 개선된 광로 조절 장치의 제조 과정을 도시한 공정도로써, 이러한 공정도는 도 2에 도시된 본 발명의 광로 조절 장치를 Z측 방향에서 바라볼 때의 단면을 중심으로하여 도시한 것이다.9A to 9H are process diagrams illustrating the manufacturing process of the improved optical path control apparatus according to the present invention, which is a center of the cross section when the optical path control apparatus of the present invention shown in FIG. 2 is viewed from the Z-direction. It is shown as.
먼저, 식각 방지층(215), 보호층(213) 및 각 드레인 패드(212, 212′)를 갖는 구동 기판(211)이 아래 방향으로 차례로 적층된 패널 베이스(210)의 상부, 즉 식각 방지층(225)의 상부에 희생층(217)이 도포된 상태, 즉 인(P)의 농도가 높은 인실리케이트 유리를 대기압 화학 기상 증착(Atmospheric Pressure CVD : APCVD) 방법으로 1.0 ∼ 2.0㎛ 정도의 두께로 희생층(217)이 형성된 상태에서, 희생층(217)중 그 하부에 드레인 패드(212)가 형성되어 있는 지지부 형성부분을 패터닝을 통해 식각하여, 도 9a에 도시된 바와같이, 식각 방지층(215)의 양단측 일부를 노출시킨다.First, the driving
여기에서, 희생층(217)은 AMA 모듈을 형성하는 데 필요한 적층을 용이하게 하는 기능을 수행하는 것으로, 이러한 희생층(217)은 AMA 모듈의 적층이 완료된 후 플루오르화 수소(HF) 증기에 의해 제거되며, 이와같이 희생층(217)이 제거되는 공간은, 예를들면 도 4에 도시된 바와같은, 에어갭(220) 영역이 된다.Here, the
다음에, 도 9b에 도시된 바와같이, 노출된 식각 방지층(215)의 상부 및 희생층(217)의 상부에 질화 실리콘을 저압 화학 기상 증착 방법으로 0.1 ∼ 1.0㎛ 정도의 두께를 갖도록 멤브레인 물질을 도포하고, 패터닝을 통해 식각하여 노출된 각 식각 방지층(215)의 일부 상부에서부터 희생층(217)의 일부 상부로 각각 연장되는 멤브레인(231, 331)을 각각 형성한다.Next, as shown in FIG. 9B, the membrane material is formed on the exposed
이때, 형성되는 각 멤브레인(231, 331)에는, 일예로서 도 8에 도시된 바와같이, 각 자유단측에서 대략 90도 정도로 굴절되어 서로의 종단이 일정 간격을 가지고 마주하는 돌출부(232, 332)가 각각 형성되며, 이러한 각 돌출부(232, 332)의 종단측 일부 상부에는 거울(500)의 지지부(510)가 형성될 것이다.At this time, each of the
그런다음, 각 멤브레인(231, 331)의 상부 및 희생층(217)의 상부에, 예를들면 스퍼터링 기법을 이용하여 백금/탄탈륨(Pt/Ta) 등과 같이 전기 도전성이 우수한 물질로 된 하부 전극 물질을 도포하고, 패터닝을 통해 식각하여 도 9c에 도시된 바와같이, 각 멤브레인(231, 331) 상부에 하부 전극(233, 333)을 각각 형성하며, 이때 형성되는 각 하부 전극(233, 333)의 두께는 500 ∼ 2000Å 정도가 바람직하다.Then, a lower electrode material made of a material having high electrical conductivity such as platinum / tantalum (Pt / Ta), for example, by using a sputtering technique, on top of each
이때, 멤브레인(231)의 상부에 형성되는 하부 전극(233)은, 일예로서 도 5에 도시된 바와같이, 드레인 패드(212) 상부에 있는 노출된 식각 방지층(215)의 상부 영역(즉, 후에 배전홀이 형성될 지지부 영역)에서부터 돌출부(232)를 제외한 멤브레인(231)의 상부 일부상에 걸쳐 형성되어 신호 전극으로써 기능하며, 또한 멤브레인(331)의 상부에 형성되는 하부 전극(333)은, 일예로서 도 6에 도시된 바와같이, 드레인 패드(212′) 상부에 있는 노출된 식각 방지층(215)의 상부 영역(즉, 후에 배전홀이 형성될 지지부 영역)과 돌출부(332)를 제외한 멤브레인(331)의 상부 일부상에 형성되어 공통 전극으로써 기능한다.At this time, the
도 9d를 참조하면, 각 하부 전극(233, 333)의 상부 및 멤브레인(331)의 일부 상부에 졸-겔(Sol-Gel)법을 이용하여 압전물질인 PZT 또는 PLZT을 도포하고, 패터닝한 다음 예를들면 포토리소래피(photolithography) 공정을 통해 변형층 물질의 일부를 식각하여 각 변형층(235, 335)을 형성하며, 이러한 변형층(235, 335)의 두께는 대략 0.1 ∼ 1.0㎛ 정도가 바람직하다. 이어서, 급속 열처리(Rapid Thermal Annealing : RTA) 기법에 의거하여 열처리를 적용함으로써 변형층(245, 263)을 상변이 시킨다.Referring to FIG. 9D, piezoelectric material PZT or PLZT is applied and patterned on top of each
다음에, 변형층(235, 335)의 상부에 전기 도전성 및 반사성이 우수한 알루미늄(Al), 백금(Pt) 등의 금속을 도포하고, 각 화소별로 패터닝하여 각 상부 전극(237, 337)을 형성하며(도 9e), 이때 형성되는 상부 전극(237, 337)의 두께는 대략 500 ∼ 2000Å 정도가 바람직하다.Next, metals such as aluminum (Al) and platinum (Pt), which are excellent in electrical conductivity and reflectivity, are coated on the strain layers 235 and 335, and patterned for each pixel to form the
이때, 변형층(235)의 상부에 형성되는 상부 전극(237)은, 일예로서 도 5에 도시된 바와같이, 드레인 패드(212) 상부에 있는 노출된 식각 방지층(215)의 상부 영역(즉, 후에 배전홀이 형성될 지지부 영역)을 제외한 변형층(235)의 상부 일부상에 형성되어 공통 전극으로써 기능하며, 또한 변형층(335)의 상부에 형성되는 상부 전극(337)은, 일예로서 도 6에 도시된 바와같이, 드레인 패드(212′) 상부에 있는 노출된 식각 방지층(215)의 상부 영역(즉, 후에 배전홀이 형성될 지지부 영역)을 포함하는 전체 변형층(335)의 상부에 걸쳐 형성되어 신호 전극으로써 기능한다.In this case, the
즉, 상술한 바로부터 명백한 바와같이, 일측 액츄에이터(230)는 하부 전극(233)이 신호 전극으로 기능하고 상부 전극(237)이 공통 전극으로 기능하도록 형성되는 데 반해, 타측 액츄에이터(330)는 하부 전극(333)이 공통 전극으로 기능하고 상부 전극(337)이 신호 전극으로 기능하도록 형성된다.That is, as is apparent from the above description, one
따라서, 본 발명의 광로 조절 장치는, 두 전극(233, 237) 및 두 전극(333, 337) 사이에 각각 전계가 발생할 때, 그에 응답하는 각 변형층(235, 335)의 변형에 의해 일측 액츄에이터(230)가 상부 방향으로 Q만큼 상승 변형을 일으키는 반면에 타측 액츄에이터(330)가 하부 방향으로 Q만큼 하강 변형을 일으키므로써, 2Q의 구동각을 실현할 수 있게 된다.Therefore, in the optical path adjusting device of the present invention, when an electric field is generated between the two
다음에, 포토리소그래피(photolithography) 공정을 이용하여, 일측 액츄에이터(230)의 변형층(235)의 일측으로부터 변형층(235), 신호 전극인 하부 전극(233), 멤브레인(231), 식각 방지층(215) 및 보호층(213)을 순차적으로 식각(즉, 도 9f에서 화살표 n의 방향에서 순차적으로 식각)함으로써, 변형층(235)으로부터 드레인 패드(212)에 걸쳐 수직하게 배전홀(240)을 형성함과 동시에 타측 액츄에이터(330)의 상부 전극(337)의 일측으로부터 신호 전극인 상부 전극(337), 변형층(335), 멤브레인(331), 식각 방지층(215) 및 보호층(213)을 순차적으로 식각(즉, 도 9f에서 화살표 n′의 방향에서 순차적으로 식각)함으로써, 상부 전극(337)으로부터 드레인 패드(212′)에 걸쳐 수직하게 배전홀(340)을 형성한다.Next, by using a photolithography process, the
이어서, 각 배전홀(240, 340)의 내부를 텅스텐, 백금 또는 티타늄 등의 금속으로 채워 배전체(241, 341)를 형성한다. 이때, 배전체(241, 341)는 스퍼터링 방법으로 형성되어 드레인 패드(212)와 하부 전극(233) 및 상부 전극(337)을 각각 전기적으로 연결한다.Subsequently, each of the distribution holes 240 and 340 is filled with a metal such as tungsten, platinum, or titanium to form the
따라서, 상술한 바와같은 제조 과정을 본 발명에 따른 개선된 광로 조절 장치의 액츄에이터, 즉 이중 지지 구조로 된 액츄에이터를 완성할 수 있다.Therefore, the manufacturing process as described above can complete the actuator of the improved optical path control device according to the present invention, that is, the actuator of the dual support structure.
다음에, 상술한 바와같이, 이중 지지 구조의 액츄에이터가 완성된 상태에서 액츄에이터상에 거울을 형성하는 과정에 대하여 상세하게 설명한다.Next, as described above, a process of forming a mirror on the actuator in the state where the actuator of the double support structure is completed will be described in detail.
즉, 이중 지지 구조의 액츄에이터가 완성되면, 일측 및 타측 액츄에이터(230, 330)의 각 상부에 희생층 물질, 즉 인(P)의 농도가 높은 인실리케이트 유리를 대기압 화학 기상 증착(Atmospheric Pressure CVD : APCVD) 방법으로 1.0 ∼ 2.0㎛ 정도의 두께로 희생층 물질을 도포하고, 패터닝을 통해 식각하여 희생층 물질의 일부를 제거, 각 액츄에이터(230, 330) 자유단측의 돌출부(232, 332)의 종단 상부 일부를 포함하는 희생층(390)의 일부를 제거한다. 이때, 여기에서 제거된 희생층 영역(391)은 후에 희생층의 상부 일부에 형성될 거울의 지지부 영역으로 이용된다.That is, when the actuator of the dual support structure is completed, the atmospheric pressure chemical vapor deposition (Atmospheric Pressure CVD) is performed on the silicate layer having a high concentration of phosphorus (P) on one side and the other of the
여기에서, 희생층(390)은 AMA 모듈의 거울을 형성하는 데 필요한 적층을 용이하게 하는 기능을 수행하는 것으로, 이러한 희생층(390)은 AMA 모듈의 적층이 완료된 후 플루오르화 수소(HF) 증기에 의해 제거되며, 이와같이 희생층(390)이 제거되는 공간은, 예를들면 도 4에 도시된 바와같은, 에어갭(400) 영역이 된다.Here, the
다음에, 도 9h에 도시된 바와같이, 희생층(390)의 상부 및 제거된 영역(391)의 상부에 거울 물질을 도포, 예를들면 백금, 알루미늄 또는 은 등의 금속을 스퍼터링하여 거울 물질을 도포하고, 패터닝을 통해 식각하여 제거된 영역(391)의 상부를 지지부(510)로하여 희생층(390)의 상부 일부에 거울(500)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 9H, a mirror material is applied over the
따라서, 거울(500)은 중심축에 있는 지지부(510)가 각 돌출부(232, 332)의 종단 상부 일부에 각각 당접하고, 양측의 자유단이 각 상부 전극(237, 337)과 평행하게 형성되며, 이때 형성되는 거울(500)은 바람직하게 0.1 ∼ 1.0㎛ 정도의 두께를 갖으며, 도시 생략된 광원으로부터 입사되는 빛을 소정의 반사각으로 반사한다.Accordingly, the
마지막으로, 각 상부 전극(237, 337)과 거울(500)에 개재된 희생층(390)과 각 액츄에이터(230, 330)의 멤브레인(231, 331) 하부와 식각 보호층(215) 사이에 개재된 희생층(217)을, 예를들면 플루오르화 수소(HF) 증기에 의해 각각 제거하여, 도 4에 도시된 바와같이, 각 에어갭(400, 220)을 각각 형성하고, 이어서 각 에어갭(400, 220)의 내부에 액상의 p-다이크로벤젠(p-dichlobenznen)을 채운다. 이때, 각 에어갭(400, 220)의 내부에 존재하는 수분은 외부로 배출된다. 다음에, 각 에어갭(400, 220)의 내부에 채워진 p-다이크로벤젠을 진공중에 승화시켜 박막형 광로 조절 장치를 완성, 즉 도 4에 도시된 바와같은 단면을 갖는 이중 지지 구조의 광로 조절 장치가 완성된다.Lastly, the
이상 설명한 바와같이 본 발명에 따르면, 광원으로부터 입사되는 빛을 반사하는 거울을 구동하는 광로 조절 장치의 액츄에이터를 거울 중심부분에서 상측 및 하측 방향으로 교차 구동하는 이중 지지 구조로 형성하여 거울 중심의 지지부 일단에 접속된 일측 액츄에이터가 상측 방향으로 구동될 때 거울 중심의 지지부 타단에 접속된 타측 액츄에이터가 하측 방향으로 구동되도록 함으로써, 종래 장치에서의 구동각에 비해 보다 큰 구동각을 실현할 수 있어 디스플레이되는 화상의 고화질화를 도모할 수 있다.As described above, according to the present invention, the actuator of the optical path adjusting device for driving the mirror reflecting the light incident from the light source is formed in a double support structure that cross-drives the upper and lower directions at the central portion of the mirror to support one end of the mirror center. When one actuator connected to the other side is driven in the upper direction, the other actuator connected to the other end of the support center of the mirror is driven downward, thereby realizing a larger driving angle compared to the driving angle in the conventional apparatus, so that Higher quality can be achieved.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1019970063691A KR100258118B1 (en) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | Improved actuated mirror arrays and a method fabricating method thereof |
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KR1019970063691A KR100258118B1 (en) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | Improved actuated mirror arrays and a method fabricating method thereof |
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Family
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Family Applications (1)
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KR1019970063691A KR100258118B1 (en) | 1997-11-28 | 1997-11-28 | Improved actuated mirror arrays and a method fabricating method thereof |
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1997
- 1997-11-28 KR KR1019970063691A patent/KR100258118B1/en not_active IP Right Cessation
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KR19990042772A (en) | 1999-06-15 |
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