KR100267469B1 - 박막형광로조절장치의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패드와 TCP(Tape Carrier Package)를 본딩하기 위하여 구동기판의 외곽부를 절단할 때 균일한 절단면을 갖는 박막형 광로조절장치의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 박막형 광로조절장치는 패드와 TCP를 본딩하기 위하여 구동기판의 외곽부를 절반 다이싱한 후 기계적인 힘으로 절단하므로 절단면이 균일하지 않아 파티클(particle)에 의해 이면의 AMA 패널이 손상되는 문제점이 있었다.

본 발명은 패드와 TCP를 본딩하기 위하여 구동기판을 절단할 때, 접착층을 이용하여 보호기판으로 패널의 내부를 보호한 상태에서 구동기판의 기저면까지 전체 다이싱을 실시하므로 절단면이 균일하여 파티클에 의해 이면의 AMA 패널이 손상되지 않으므로 수율이 향상된다.

Description

박막형 광로조절장치의 제조방법{FABRICATING METHOD FOR ACTUATED MIRROR ARRAYS}

본 발명은 박막형 광로조절장치의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 패드와 TCP(Tape Carrier Package)를 본딩하기 위하여 구동기판의 외곽부를 절단할 때 균일한 절단면을 갖는 박막형 광로조절장치의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 광학 에너지(optical energy)를 스크린상에 투영하기 위한 장치인 공간적인 광 모듈레이터(spatial light modulator)는 광통신, 화상 처리 및 정보 디스플레이 장치등에 다양하게 응용될 수 있다. 이러한 장치들은 광원으로부터 입사되는 광속을 스크린에 투영하는 방법에 따라서 직시형 화상표시장치와 투사형 화상표시장치로 구분된다. 직시형 화상표시장치로는 CRT(Cathode Ray Tube)등이 있으며, 투사형 화상표시장치로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display:이하 'LCD'라 칭함), DMD(Deformable Mirror Device), 또는 AMA(Actuated Mirror Arrays)등이 있다.

상술한 CRT장치는 평균 100ft-L(백색 표시) 이상인 휘도, 30 : 1 이상인 콘트라스트비, 1만시간 이상의 수명등이 보증된 우수한 표시장치이다. 그러나, CRT는 중량 및 용적이 크고 높은 기계적인 강도를 유지하기 때문에 화면을 완전한 평면으로 하기가 곤란하여 주변부가 왜곡되는 문제점이 있었다. 또한, CRT는 전자빔으로 형광체를 여기해서 발광시키므로 화상을 만들기 위해 고전압을 필요로 하는 문제점이 있었다.

따라서, 상술한 CRT의 문제점을 해결하기 위해 LCD가 개발되었다. 이러한 LCD의 장점을 CRT와 비교하여 설명하면 다음과 같다. LCD는 저전압에서 동작하며, 소비 전력이 작고, 변형없는 화상을 제공한다.

그러나, 상술한 장점들에도 불구하고 LCD는 광속의 편광으로 인하여 1∼2％의 낮은 광효율을 가지며, 그 내부의 액정물질의 응답속도가 느린 문제점이 있었다.

이에 따라, 상술한 바와 같은 LCD의 문제점들을 해결하기 위하여 DMD, 또는 AMA등의 장치가 개발되었다. 현재, DMD가 약 5% 정도의 광효율을 가지는 것에 비하여 AMA는 10% 이상의 광효율을 얻을 수 있다. 또한, AMA는 입사되는 광속의 극성에 의해 영향을 받지 않을 뿐만 아니라 광속의 극성에 영향을 끼치지 않는다.

통상적으로, AMA 내부에 형성된 각각의 액츄에이터들은 인가되는 화상 신호 및 바이어스 전압에 의하여 발생되는 전계에 따라 변형을 일으킨다. 이 액츄에이터가 변형을 일으킬 때, 액츄에이터의 상부에 장착된 각각의 거울들은 전계의 크기에 비례하여 경사지게 된다.

따라서, 이 경사진 거울들은 광원으로부터 입사된 빛을 소정의 각도로 반사시킬 수 있게 된다. 이 각각의 거울들을 구동하는 액츄에이터의 구성재료로서 PZT(Pb(Zr, Ti)O₃), 또는 PLZT((Pb, La)(Zr, Ti)O₃)등의 압전 세라믹이 이용된다. 또한, 이 액츄에이터의 구성 재료로 PMN(Pb(Mg, Nb)O₃)등의 전왜 세라믹을 이용할 수 있다.

상술한 AMA는 벌크(bulk)형과 박막(thin film)형으로 구분된다. 현재 AMA는 박막형 광로조절장치가 주종을 이루는 추세이다.

도 1은 종래의 박막형 광로조절장치의 평면도를 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 장치를 A-A'선으로 자른 단면도를 도시한 것이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 박막형 광로조절장치(200)는 구동기판(10)과 그 상부에 형성된 액츄에이터(140)를 포함한다.

구동기판(10)은 M×N(M, N은 정수)개의 MOS(Metal Oxide Semiconductor) 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장된다. 구동기판(10)은 그 일측 표면에 형성된 드레인 패드(drain pad : 20), 구동기판(10) 및 드레인 패드(20)의 상부에 형성된 보호층(passivation layer : 30)과 보호층(30)의 상부에 형성된 식각 방지층(etch stop layer : 40)을 포함한다.

액츄에이터(140)는 식각 방지층(40)중 하부에 드레인 패드(20)가 형성된 부분에 그 일측이 접촉되며 타측이 에어갭(air gap : 60)을 개재하여 식각 방지층(40)과 평행하도록 적층된 멤브레인(membrane : 70), 멤브레인(70)의 상부에 적층된 하부전극(bottom electrode : 80), 하부전극(80)의 상부에 적층된 변형층(active layer : 90), 변형층(90)의 일측 상부에 형성된 상부전극(top electrode : 100), 변형층(90)의 타측으로부터 변형층(90), 하부전극(80), 멤브레인(70), 식각 방지층(60) 및 보호층(40)을 통하여 드레인 패드(20)까지 수직하게 형성된 배전홀(120), 그리고 배전홀(120)의 내부에 하부전극(80)과 드레인 패드(20)가 서로 전기적으로 연결되도록 형성된 배전체(130)를 포함한다. 상부전극(100)의 일측에는 스트라이프(stripe : 110)가 형성된다.

또한, 도 1을 참조하면, 멤브레인(70)의 일측은 그 중앙부에 사각형 형상의 오목한 부분을 가지며, 이러한 사각형 형상의 오목한 부분이 양쪽 가장자리로 갈수록 계단형으로 넓어지는 형상을 가진다. 멤브레인(70)의 타측은 인접한 액츄에이터의 멤브레인이 계단형으로 넓어지는 오목한 부분에 대응하도록 계단형으로 좁아지는 돌출부를 갖는다. 따라서, 멤브레인(70)의 돌출부는 인접한 멤브레인의 오목한 부분에 끼워지고, 멤브레인(70)의 오목한 부분에는 인접한 멤브레인의 돌출부가 끼워져서 형성된다.

도 3은 도 2에 도시한 장치를 M×N(M, N은 정수)으로 배열한 평면도이고 도 4는 도 3의 장치를 B-B'선으로 자른 단면도이다.

도 3과 도 4를 참조하면, AMA 패널(150)은 구동기판(10)의 상부에 형성된다. AMA 패널(150)은 M×N개의 박막형 광로조절장치(200)를 포함한다.

AMA 패널(150)의 둘레에는 박막형 광로조절장치(200)에 외부의 화상신호를 제공하기 위한 다수개의 패드(160)들이 형성된다. 패드(160)는 크롬(Cr), 구리(Cu), 또는 금(Au)등의 전기 도전성 금속을 증착(evaporation) 또는 스퍼터링 방법을 이용하여 형성된다.

그리고, 구동기판(10)은 패드(160)와 TCP(도시되지 않음)를 본딩하기 위하여 외곽부(10')를 절반 다이싱(half dicing)한 후, 기계적인 힘으로 절단한다.

상술한 바와 같이, 종래의 박막형 광로조절장치는 패드와 TCP를 본딩하기 위하여 구동기판의 외곽부를 절반 다이싱한 후 기계적인 힘으로 절단하므로 절단면이 균일하지 않아 파티클(particle)에 의해 이면의 AMA 패널이 손상되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 패드와 TCP를 본딩하기 위하여 구동기판의 외곽부를 절단할 때, 접착층과 보호기판을 사용하여 구동기판의 기저면까지 전체 다이싱을 하여 절단면이 균일하여 파티클에 의해 이면의 AMA 패널이 손상되지 않는 박막형 광로조절장치의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, M×N(M, N은 정수)개의 박막형 광로조절장치를 구비하는 AMA 패널을 구동기판의 상부에 형성하는 단계와; AMA 패널의 둘레에 소정 거리 이격되어 접착층을 형성하는 단계와; 접착층의 둘레에 소정 거리 이격되어 패드를 형성하는 단계와; 접착층의 상부에 보호기판을 형성하는 단계와; 구동기판을 기저면까지 전체 다이싱하는 단계와; 접착층을 자외선에 노출시키는 단계와; 보호기판을 접착층에서 분리하는 단계와; 접착층을 구동기판의 상부에서 분리하는 단계와; 패드를 TCP(도시되지 않음)와 본딩(bonding)하는 단계를 포함한다.

본 발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

도 1은 종래의 박막형 광로조절장치의 평면도,

도 2는 도 1에 도시한 장치를 A-A'선으로 자른 단면도,

도 3은 도 2에 도시한 장치를 M×N(M, N은 정수)으로 배열한 평면도,

도 4는 도 3의 장치를 B-B'선으로 자른 단면도,

도 5는 본 발명에 따라 도 2에 도시한 장치를 M×N으로 배열한 평면도,

도 6a 내지 도 6c는 도 5에 도시한 장치의 제조공정에 대한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 구동기판 20 : 드레인 패드 30 : 보호층

40 : 식각 방지층 50 : 희생층 60 : 에어갭

70 : 멤브레인 80 : 하부전극 90 : 변형층

100 : 상부전극 110 : 스트라이프 120 : 배전홀

130 : 배전체 140 : 액츄에이터 150 : AMA 패널

160 : 패드 170 : 접착층 180 : 보호기판

200 : 박막형 광로조절장치

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 박막형 광로조절장치를 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명에 따라 도 2의 장치를 M×N(M, N은 정수)으로 배열한 평면도이다.

도 5를 참조하면, AMA 패널(150)은 구동기판(10)의 상부에 형성된다. AMA 패널(150)은 M×N개의 박막형 광로조절장치(200)를 포함한다.

다음, AMA 패널(150)의 둘레에는 접착층(170)이 형성된다. 접착층(170)은 후속하는 공정에서 도 6b에 도시된 보호기판(180)이 장착된다. 접착층(170)은 AMA 패널(150)과 소정 거리 이격되어 형성된다.

그리고, 접착층(170)의 둘레에는 박막형 광로조절장치(200)에 외부의 화상신호를 제공하기 위한 다수개의 패드(160)들이 형성된다. 패드(160)는 크롬(Cr), 구리(Cu), 또는 금(Au)등의 전기 도전성 금속을 증착(evaporation) 또는 스퍼터링 방법을 이용하여 형성된다. 이때, 패드(160)는 접착층(170)과 소정 거리 이격되어 형성된다.

이하, 도 5에 도시된 장치의 제조방법을 상세하게 설명한다.

도 6a 내지 도 6c는 도 5에 도시된 장치의 제조공정에 대한 단면도로서, 도 5의 장치를 C-C'선으로 자른 단면도이다. 도 6a 내지 도 6c에 있어서, 도 5와 동일한 구성 부재에 대해서는 동일 참조번호를 부여한다.

도 6a를 참조하면, 구동기판(10)의 중앙부에는 AMA 패널(150)이 형성된다. AMA 패널(150)은 M×N개의 박막형 광로조절장치(200)들을 포함한다.

그리고, AMA 패널(150)의 둘레에 접착층(170)을 형성한다. 접착층(170)은 박막형 광로조절장치(200) 보다 높게 형성된다. 접착층(170)은 자외선에 노광되면 접착력이 저하되는 물질, 예를 들어 에폭시(epoxy)등으로 형성된다.

그리고, 접착층(170)의 둘레에는 패드(160)가 형성된다. 패드(160)는 박막형 광로조절장치(200)에 외부의 화상신호를 제공한다. 패드(160)는 크롬(Cr), 구리(Cu) 또는 금(Au)등의 전기 도전성이 우수한 금속을 증착 또는 스퍼터링 방법으로 형성된다.

다음, 패드(160)의 둘레에 접착층(170)을 형성한다. 접착층(170)은 패드(160)와 박막형 광로조절장치(200) 보다 높게 형성된다. 접착층(170)은 자외선에 노광되면 접착력이 저하되는 물질, 예를 들어 에폭시(epoxy)등으로 형성된다.

도 6b를 참조하면, 접착층(170)의 상부에 보호기판(180)을 장착한다. 보호기판(180)은 후속하는 공정에서 접착층(170)을 자외선에 노출시켜야 하므로 투명한 물질, 예를 들어 유리로 형성된다. 그리고, 보호기판(180)은 구동기판(10)의 다이싱 공정동안 AMA 패널(150)의 박막형 광로조절장치(200)를 보호한다. 이때, 보호기판(180)은 구동기판(10)중에 다이싱되는 부분을 덮지 않도록 형성된다. 또한, 접착층(170)이 패드(160)와 박막형 광로조절장치(200)보다 높게 형성되기 때문에 보호기판(180)은 AMA 패널(150)의 박막형 광로조절장치(200)와 소정 거리 이격되어 형성된다.

도 6c를 참조하면, 구동기판(10)의 외곽부를 기저면까지 전체 다이싱을 수행하여 절단한다. 종래의 박막형 광로조절장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 패드(160)와 TCP를 본딩하기 위하여 구동기판(10)의 외곽부(10')를 절단할 때, 구동기판(10)을 절반을 다이싱한 후 기계적인 힘으로 절단하였기 때문에 절단면이 균일하지 않았으나, 본 발명에서는 구동기판(10)을 기저면까지 전체 다이싱을 수행하므로 절단면이 균일하다.

또한, 종래의 박막형 광로조절장치는 절반 다이싱된 구동기판(10)을 기계적인 힘으로 절단하기 때문에 AMA 패널(150)이 손상되었으나, 본 발명에서는 AMA 패널(150)은 보호기판(180)에 의해 보호되기 때문에 구동기판(10)의 절단 공정에서 손상되지 않는다.

다음, 접착층(170)을 자외선에 노출시킨다. 상술한 바와 같이, 보호기판(180)은 투명한 물질로 형성되기 때문에 자외선에 직접 노출된다. 접착층(170)이 자외선에 노출되면, 접착층(170)이 결합력이 저하되기 때문에 보호기판(180)이 접착층(170)에서 분리되기가 용이하게 된다.

계속하여, 보호기판(180)은 접착층(170)에서 수동적인 조작에 의해 분리된다. 따라서, AMA 패널(150)은 외부로 노출된다.

다음, 자외선에 의해 노광되어 접착력이 저하된 접착층(170)을 구동기판(10)의 상부에서 제거한다. 이어서, 공통전극인 상부전극(100)에 바이어스 전압을 인가하고 신호전극인 하부전극(80)에 화상신호를 인가하기 위한 TCP(Tape Carrier Package : 도시되지 않음)와 패드(160)를 본딩(bonding)한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 박막형 광로조절장치의 제조방법은 패드와 TCP를 본딩하기 위하여 구동기판을 절단할 때, 접착층을 이용하여 보호기판으로 패널의 내부를 보호한 상태에서 구동기판의 기저면까지 전체 다이싱을 실시하므로 절단면이 균일하여 파티클에 의해 이면의 AMA 패널이 손상되지 않으므로 수율이 향상되는 효과가 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명을 도면을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. M×N(M, N은 정수)개의 박막형 광로조절장치(200)를 구비하는 AMA 패널(150)을 구동기판(10)의 상부에 형성하는 단계와;

   상기 AMA 패널(150)의 둘레에 소정 거리 이격되어 접착층(170)을 형성하는 단계와;

   상기 접착층(170)의 둘레에 소정 거리 이격되어 패드(160)를 형성하는 단계와;

   상기 접착층(170)의 상부에 보호기판(180)을 형성하는 단계와;

   상기 구동기판(10)을 기저면까지 전체 다이싱하는 단계와;

   상기 접착층(170)을 자외선에 노출시키는 단계와;

   상기 보호기판(180)을 상기 접착층(170)에서 분리하는 단계와;

   상기 접착층(170)을 상기 구동기판(10)의 상부에서 분리하는 단계와;

   상기 패드(160)를 TCP(도시되지 않음)와 본딩(bonding)하는 단계를 포함하는 박막형 광로조절장치의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 접착층(170)은 자외선에 노광되면 접착력이 저하되는 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형 광로조절장치의 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 접착층(170)은 에폭시(epoxy)로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형 광로조절장치의 제조방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 보호기판(180)은 투명한 물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막형 광로조절장치의 제조방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 보호기판(180)은 유리로 형성되는 것을 특징으로 박막형 광로조절장치의 제조방법.

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