KR100486495B1 - Optical modulator and manufacturing method for thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광모듈레이터 및 그 제조방법에 관한 것으로, 종래 광모듈레이터는 브릿지형의 리본이 전계에 의해 기계적으로 상하의 변위를 가지는 것을 이용하여 광을 변조하였으나, 그 브릿지형 리본의 기판과 접하는 부분인 포스트 부분에 응력이 집중되어 기계적으로 취약한 구조를 나타내며, 이에 따라 반복적인 동작으로 인하여 그 기판과 리본과의 이격거리에 변동이 발생하는 등 동작의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 기판과, 상기 기판상에 위치하는 절연막과, 상기 절연막의 중앙상부에 위치하는 하부전극과, 그 중앙부가 상기 하부전극의 상부측에서 소정거리 이격되도록 위치함과 아울러 양측단이 상기 상부전극의 주변부에 위치하는 절연막 상에 고정되는 복수의 브릿지형 리본과, 상기 리본의 절연막에 고정된 양측단부와 중앙부 사이의 영역인 포스트 부분에 위치하는 브릿지 보강막으로 되어, 전압의 인가에의해 기계적인 구동을 통해 광을 변조시키는 리본의 포스트 부분에 절연성 유기물 패턴을 부가하여, 그 리본의 기계적인 구동에 의해 포스트에 집중되는 응력을 분산시킴으로써, 그 기계적인 구동의 안정성을 확보하여 그 동작의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.The present invention relates to an optical modulator and a method of manufacturing the same. In the related art, an optical modulator modulates light by using a bridge-type ribbon having a vertical displacement by an electric field, but is a post that is in contact with a substrate of the bridge-type ribbon. The stress is concentrated on the part to indicate a mechanically weak structure, and thus there is a problem in that the reliability of the operation is deteriorated, such as a change in the separation distance between the substrate and the ribbon due to the repeated operation. In view of the above problems, the present invention provides a substrate, an insulating film positioned on the substrate, a lower electrode positioned on an upper portion of the insulating film, and a central portion thereof positioned to be spaced a predetermined distance from an upper side of the lower electrode. A plurality of bridge-shaped ribbons fixed at an insulating film positioned at the periphery of the upper electrode, and a bridge reinforcement film positioned at a post portion which is an area between the both end portions and the central portion fixed to the insulating film of the ribbon, By adding an insulating organic pattern to the post portion of the ribbon that modulates the light through mechanical driving by applying the force, and dispersing the stress concentrated on the post by the mechanical driving of the ribbon, the stability of the mechanical driving is ensured. This has the effect of improving the reliability of the operation.
Description
본 발명은 광모듈레이터 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 전압의 인가에 따라 기계적인 구동을 하는 박막 브릿지를 보강함으로써, 광모듈레이터의 기계적인 안정성을 향상시키는데 적당하도록 한 광모듈레이터 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical modulator and a method for manufacturing the same, and more particularly, to an optical modulator and a method for manufacturing the optical modulator suitable for improving the mechanical stability of the optical modulator by reinforcing a thin film bridge for mechanical driving in response to application of a voltage. will be.
종래 디스플레이에 사용되는 1차원 광 모듈레이터는 입사광을 회절시켜 변조시키는 것으로, 대표적인 것이 미국의 SLM(SILICON LIGHT MACHINE) 사의 GLV(GRATING LIGHT VALVE)이다. 이 GLV는 반사형으로서 그 속도 및 콘트라스트 특성이 우수하여 차기 디스플레이용 모듈레이터로 대두되고 있다.One-dimensional optical modulators used in conventional displays are diffracted by modulating the incident light, a representative example of which is GLV (GRATING LIGHT VALVE) of SLM (SILICON LIGHT MACHINE) of the United States. This GLV is a reflection type and has excellent speed and contrast characteristics, and is emerging as a modulator for the next display.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 상기 GLV의 구조 및 동작 특성을 상세히 설명한다.Hereinafter, the structure and operation characteristics of the GLV will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1은 상기 GLV의 사시도로서, 이에 도시한 바와 같이 기판(1)의 상부에 절연층(2)이 위치하며, 그 절연층(2)의 상부일부에 텅스텐과 같은 고온용 금속막인 하부전극(3)이 위치하고, 그 하부전극(3)과는 소정거리 이격되며 양측단이 상기 절연층(2)에 접합된 브리지 형태의 복수의 리본(4)이 위치한다.1 is a perspective view of the GLV, in which an insulating layer 2 is positioned on an upper portion of the substrate 1, and a lower electrode which is a high-temperature metal film such as tungsten on an upper portion of the insulating layer 2 is shown in FIG. (3) is located, and a plurality of bridges (4) in the form of a bridge, which is spaced apart from the lower electrode (3) by a predetermined distance and bonded to both sides of the insulating layer (2).
또한, 상기 복수의 리본(4)은 광반사도가 높으며, 상기 하부전극(3)에 대한 상부전극의 역할을 수행할 수 있는 도전물질을 사용하며, 이 예로는 알루미늄을 들수 있다.In addition, the plurality of ribbons 4 have a high light reflectivity and use a conductive material that can serve as an upper electrode for the lower electrode 3, and examples thereof include aluminum.
상기 하부전극(3)과 상기 복수의 리본(4) 중 교번하는 위치의 리본(4)에 전압을 인가하면 그 전압이 인가된 리본(4)이 기판(1)측으로 휘어지게 되며, 주변의 전압이 인가되지 않는 리본(4)은 고정되어 있어, 기판(1)으로 부터 리본(4)의 이격거리를 변화시킬 수 있게 된다.When a voltage is applied to the ribbon 4 at an alternate position among the lower electrode 3 and the plurality of ribbons 4, the ribbon 4 to which the voltage is applied is bent toward the substrate 1 side, and the surrounding voltage This unapplied ribbon 4 is fixed, so that the separation distance of the ribbon 4 from the substrate 1 can be changed.
이와 같이 리본(4)의 일부의 상부면을 다른 리본(4)의 상부면에 대하여 동일평면 상에 있지 않도록 함으로써, 외부에서 입사되는 광에 대한 격자를 형성하게 되며, 그 격자에 의한 회절을 이용하여 광을 변조(MODULATION)할 수 있게 된다.As such, the upper surface of a part of the ribbon 4 is not coplanar with the upper surface of the other ribbon 4, thereby forming a grating for light incident from the outside, and using diffraction by the grating. It is possible to modulate the light.
즉, 상기 복수의 리본(4) 중 전압을 인가할 수 있는 리본(4)에 전압을 인가하지 않으면 모든 리본(4)의 상부면은 모두 동일 평면상에 위치하게 되며, 이는 거울면과 동일한 효과를 나타내어 그 리본(4)의 상부면에 수직으로 입사되는 광을 그대로 반사하게 된다.That is, if no voltage is applied to the ribbon 4 to which voltage can be applied, the upper surfaces of all the ribbons 4 are all coplanar, which is the same effect as the mirror surface. To reflect light incident perpendicularly to the upper surface of the ribbon 4 as it is.
또한, 상기 복수의 리본(4) 중 전압을 인가할 수 있도록 구성된 리본(4)에 전압을 인가하면, 상기 설명한 바와 같이 그 전압이 인가된 리본(4)은 기판(1) 측으로 휘어지게 되어 리본(4)의 상부면은 격자형 구조를 나타내게 되어, 수직으로 조사되는 광을 회절시키게 된다.In addition, when a voltage is applied to the ribbon 4 configured to apply a voltage among the plurality of ribbons 4, the ribbon 4 to which the voltage is applied is bent toward the substrate 1 as described above. The upper surface of (4) shows a lattice structure, which diffracts the light irradiated vertically.
도2는 상기 도1의 우측면도로서, 리본(4)과 기판(1)의 사이인 에어갭영역에서 상기 전압이 인가된 리본(4)이 기판(1)과의 이격거리가 줄어들도록 기계적으로 구동됨을 알 수 있다.FIG. 2 is a right side view of FIG. 1, wherein the ribbon 4 to which the voltage is applied is mechanically reduced in the air gap region between the ribbon 4 and the substrate 1 so as to reduce the separation distance from the substrate 1; It can be seen that it is driven.
도3a는 상기 모든 리본(4)에 전압이 인가되지 않은 경우 입사된 광이 그대로 반사되는 것의 모식도이고, 도3b는 일부의 리본(4)에 전압이 인가되어 격자형 표면을 형성하여, 광이 회절되도록 하는 과정의 모식도로서, 이에 도시한 바와 같이 전압의 인가여부에 따른 반사면의 변화를 이용하여 광을 변조할 수 있게 된다.FIG. 3A is a schematic diagram of reflecting the incident light as it is when no voltage is applied to all the ribbons 4, and FIG. 3B is a voltage applied to some of the ribbons 4 to form a lattice-like surface. As a schematic diagram of a process for diffraction, light can be modulated by using a change in the reflecting surface according to whether or not a voltage is applied as shown in the drawing.
상기 GLV의 동작에서 전압이 인가된 리본(4)이 기판(1)측으로 내려가는 거리는 조사되는 광의 파장의 1/4이 되어야 최적의 회절효율을 얻을 수 있다.In the operation of the GLV, the distance from which the ribbon 4 to which the voltage is applied is lowered to the substrate 1 side must be 1/4 of the wavelength of the irradiated light to obtain an optimal diffraction efficiency.
도4는 상기 GLV를 이용한 투사장치의 평면도 및 측면도로서, 이에 도시한 바와 같이 광원(41)의 광을 GLV(42)측으로 반사함과 아울러 GLV(42)에서 회절되지 않은 광을 차단하는 프리즘(43)과; 상기 GLV(42)에서 회절된 광을 집속하여 스크린(45)에 표시하는 렌즈(44)로 구성된다.4 is a plan view and a side view of the projection apparatus using the GLV, and as shown therein, a prism that reflects light of the light source 41 toward the GLV 42 side and blocks light that is not diffracted in the GLV 42 ( 43); And a lens 44 for focusing the light diffracted by the GLV 42 and displaying it on the screen 45.
이와 같은 GLV(42)를 이용한 투사장치는 GLV(42)에서 회절된 광과 직접 반사되는 광원(41)의 광을 분리하여, 회절된 광 만을 사용하여 표시하게 되므로, 상기 반사되는 광과 회절되는 광을 정확하게 분리해야 콘트라스트가 향상된다. The projection apparatus using the GLV 42 separates the light diffracted from the GLV 42 and the light of the light source 41 which is directly reflected, and displays only the diffracted light. Accurate separation of light improves contrast.
상기 GLV(42)의 리본(4)에 전압이 인가되지 않아 GLV(42)의 표면이 거울면 처럼 평탄하게 위치하는 경우 조사되는 광원(41)의 광은 수직으로 반사되며, 이를 0차광이라고 하고, 상기 리본(4)의 일부에 전압이 인가되어 GLV(42)의 반사면에 단차가 발생하여 회절되는 광을 ±1차광이라고 하면, 상기 0차광과 ±1차광이 중첩되지 않는 부분에 상기 프리즘(43)을 위치시켜 렌즈(44)에 ±1차광 만이 도달할 수 있도록 하며, 상기 렌즈(44)를 통해 집속된 광은 스크린(45) 상에 표시된다.When no voltage is applied to the ribbon 4 of the GLV 42 and the surface of the GLV 42 is flat like a mirror surface, the light of the light source 41 to be irradiated is vertically reflected, which is referred to as zero-order light. When the voltage is applied to a part of the ribbon 4 to generate a step on the reflective surface of the GLV 42 and the diffracted light is ± 1st order light, the prism is located at a portion where the 0th order light and ± 1st order light do not overlap. Position 43 so that only ± 1st order light can reach the lens 44, and the light focused through the lens 44 is displayed on the screen 45. As shown in FIG.
그러나 상가와 같은 종래 광모듈레이터는 브릿지형의 리본(4)이 상하의 기계적인 구동을 하여, 절연층(2)과의 접하는 부분인 브릿지 포스트에 응력(STRESS)이 집중되며, 이에 따라 기계적인 구성이 취약한 구조적인 문제점이 있다.However, in the conventional optical modulator such as a shopping mall, the bridge ribbon 4 is mechanically driven up and down, so that stress STRESS is concentrated on the bridge post which is in contact with the insulating layer 2, and thus the mechanical configuration is reduced. There is a weak structural problem.
상기한 바와 같이 종래 광모듈레이터는 브릿지형의 리본이 전계에 의해 기계적으로 상하의 변위를 가지는 것을 이용하여 광을 변조하였으나, 그 브릿지형 리본의 기판과 접하는 부분인 포스트 부분에 응력이 집중되어 기계적으로 취약한 구조를 나타내며, 이에 따라 반복적인 동작으로 인하여 그 기판과 리본과의 이격거리에 변동이 발생하는 등 동작의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.As described above, the conventional optical modulator modulates light by using a bridge-type ribbon having mechanically up and down displacement by an electric field, but stress is concentrated on a post portion, which is a part in contact with the substrate of the bridge-type ribbon, which is mechanically weak. As a result, there is a problem that the reliability of the operation is deteriorated, such as a change in the separation distance between the substrate and the ribbon due to the repeated operation.
이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 리본의 상하 변위에 따라 포스트에 집중되는 응력을 분산시켜 기계적으로 안정된 광모듈레이터 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a mechanically stable optical modulator and a method of manufacturing the same by dispersing stress concentrated in a post according to vertical displacement of a ribbon.
상기와 같은 목적은 실리콘 기판의 상부에 질화막 또는 산화막을 증착하여 절연막을 형성하는 절연막 형성단계와; 상기 절연막상에 텅스텐을 증착하고 패터닝하여 상기 절연막의 중앙상부에 위치하는 하부전극을 형성하는 하부전극 형성단계와; 상기 구조의 상부전면에 비정질 실리콘의 희생층을 증착하고, 패터닝하여 상기 하부전극의 상부와 그 하부전극의 주변부에 위치하는 절연막의 일부에 희생층패턴을 형성하는 희생층 형성단계와; 상기 구조의 상부에 금속을 증착하고 패터닝하여 상기 희생층의 상부에 중앙부가 위치하며 상기 희생층 측면의 절연막 상에 양측단이 접하는 복수의 리본을 형성하는 리본 형성단계와; 상기 구조의 상부전면에 절연성 유기물인 SU-8을 코팅하고 패터닝하여 상기 리본의 양측단부의 상부와 그 주변의 절연막상에 위치하는 브릿지 보강막을 형성하는 브릿지 보강막 형성단계와; 상기 비정질 실리콘의 희생층을 선택적으로 제거하는 희생층 제거단계로 이루어지는 제조공정을 통해 기판과, 상기 기판상에 위치하는 절연막과, 상기 절연막의 중앙상부에 위치하는 하부전극과, 그 중앙부가 상기 하부전극의 상부측에서 소정거리 이격되도록 위치함과 아울러 양측단이 상기 하부전극의 주변부에 위치하는 절연막 상에 고정되는 복수의 브릿지형 리본과, 상기 리본의 절연막에 고정된 양측단부와 중앙부 사이의 영역인 포스트 부분에 위치하는 절연성 유기물인 SU-8의 브릿지 보강막으로 구성되는 광모듈레이터를 제작함으로써 달성되는 것으로, 이와 같은 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The above object is an insulating film forming step of forming an insulating film by depositing a nitride film or an oxide film on the silicon substrate; A lower electrode forming step of depositing and patterning tungsten on the insulating film to form a lower electrode located above the center of the insulating film; A sacrificial layer forming step of depositing a sacrificial layer of amorphous silicon on the upper surface of the structure and patterning to form a sacrificial layer pattern on a portion of the insulating layer positioned on the upper portion of the lower electrode and the periphery of the lower electrode; A ribbon forming step of depositing and patterning a metal on the top of the structure to form a plurality of ribbons having a central portion located on the sacrificial layer and having both ends contacting the insulating layer on the side of the sacrificial layer; Forming a bridge reinforcement film formed on the upper surface of the structure by coating and patterning an insulating organic material SU-8 to form a bridge reinforcement film on the insulating film around the upper and both sides of the ribbon; Through a manufacturing process comprising a sacrificial layer removing step of selectively removing the sacrificial layer of the amorphous silicon, an insulating film on the substrate, a lower electrode located on the center of the insulating film, the central portion of the A plurality of bridge-shaped ribbons which are positioned to be spaced apart from the upper side of the electrode by a predetermined distance, and whose both ends are fixed on the insulating film located at the periphery of the lower electrode, and an area between the both ends and the central part fixed to the insulating film of the ribbon This is achieved by fabricating an optical modulator composed of a bridge reinforcement film of SU-8, which is an insulating organic material located in an in-post portion, and will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도5는 본 발명 광모듈레이터의 측면도로서, 이에 도시한 바와 같이 기판(1)과; 상기 기판(1)의 상부측에 위치하는 절연층(2)과; 상기 절연층(2)의 상부일부에 위치하는 하부전극(3)과; 상기 하부전극(3)으로 부터 소정거리 이격된 위치의 절연층(2)에 양측단이 접하며, 그 중앙부가 상기 하부전극(3)과는 소정거리 이격되는 브릿지 형상의 리본(4)과; 상기 리본(4)의 절연층(2)과 접하는 영역의 상부에 위치하는 브릿지 보강막(5)으로 구성된다.Fig. 5 is a side view of the optical modulator of the present invention, as shown therein; An insulating layer (2) positioned on the upper side of the substrate (1); A lower electrode 3 positioned at an upper portion of the insulating layer 2; A bridge-shaped ribbon (4) having both ends in contact with the insulating layer (2) at a predetermined distance from the lower electrode (3), the center portion of which is spaced apart from the lower electrode (3) by a predetermined distance; It consists of a bridge reinforcement film 5 located in the upper part of the area | region which contacts the insulating layer 2 of the said ribbon 4.
이하, 상기와 같은 본 발명 광모듈레이터의 구조적인 특징과 그 제조방법을 좀 더 상세히 설명한다.Hereinafter, the structural features and the manufacturing method of the optical modulator of the present invention as described above will be described in more detail.
먼저, 실리콘 기판(1)의 상부에 질화막 또는 산화막을 저압화학기상 증착(LPCVD)법 또는 가능한 박막 증착법을 사용하여 절연층(2)을 증착한다.First, the insulating layer 2 is deposited on the silicon substrate 1 using a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method or a possible thin film deposition method.
그 다음, 상기 절연층(2)의 상부전면에 텅스텐을 증착하고, 사진식각공정을 통해 패터닝하여 상기 절연층(2)의 중앙부에 위치하는 하부전극(3)을 형성한다.Next, tungsten is deposited on the upper surface of the insulating layer 2 and patterned through a photolithography process to form a lower electrode 3 positioned at the center of the insulating layer 2.
이때 텅스텐을 증착하는 이유는 이후의 고온공정에서도 텅스텐은 그 특성의 변화없이 안정된 형상 및 물성을 나타내기 때문이며, 이 텅스텐을 증착하는 방법은 가능한 박막 증착법을 사용하면 되나 바람직하게는 스퍼터링법을 사용하여 증착한다.The reason for depositing tungsten is that tungsten exhibits stable shape and physical properties without changing its properties even at a later high temperature process. The method of depositing tungsten is preferably thin film deposition but preferably sputtering. Deposit.
그 다음, 상기 구조의 상부전면에 희생층(SACRIFICIAL LAYER)으로 사용할 비정질실리콘을 증착하고, 패터닝하여 상기 하부전극(3)의 상부와 그 하부전극(3)의 주변부의 절연층(2)의 일부상에 위치하는 비정질실리콘 패턴을 형성한다.Next, an amorphous silicon to be used as a sacrificial layer is deposited on the upper surface of the structure and patterned to form one of the insulating layer 2 on the upper part of the lower electrode 3 and the periphery of the lower electrode 3. Form an amorphous silicon pattern located in the flotation.
그 다음, 상기 구조의 상부전면에 알루미늄을 증착하고, 패터닝하여 양측단이 상기 비정질실리콘의 측면 하부측에 위치하는 절연층(2) 상에 접하며, 중앙부가 상기 비정질실리콘을 지나는 금속패턴을 각 픽셀마다 6개씩 서로 소정간격 이격되도록 리본(4)을 형성한다.Then, aluminum is deposited on the upper surface of the structure, and patterned, so that both ends contact the insulating layer 2 located on the lower side of the amorphous silicon, and a metal pattern in which the center passes through the amorphous silicon is formed in each pixel. Each ribbon 6 is formed so as to be spaced apart from each other by six.
그 다음, 상기 구조의 상부전면에 스핀코팅방법으로 SU-8을 도포하고, 패터닝하여 상기 희생층인 비정질실리콘의 상부측과 절연층(2)의 상부측에 위치하는 리본(4)의 사이영역, 즉 브릿지형 리본(4)의 포스트(POST) 부분에 위치하는 브릿지 보강막(5)을 형성한다.Subsequently, SU-8 is applied to the upper surface of the structure by a spin coating method, and then patterned to form an area between the ribbon 4 positioned on the upper side of the amorphous silicon as the sacrificial layer and the upper side of the insulating layer 2. That is, the bridge reinforcement film 5 which is located in the post (POST) part of the bridge-shaped ribbon 4 is formed.
이때 브릿지 보강막(5)으로 사용하는 SU-8은 절연성 유기물로서 그 기계적인 특성이 우수다. 또한 이와 같이 상기 리본(4)의 포스트 부분의 상부측에 브릿지 보강막(5)을 형성함으로써, 상기 리본(4)의 기계적인 운동시 그 포스트부분에 집중되는 응력을 분산시킬 수 있게 된다.At this time, SU-8 used as the bridge reinforcement film 5 is excellent in mechanical properties as an insulating organic material. In addition, by forming the bridge reinforcement film 5 on the upper side of the post portion of the ribbon 4 in this way, it is possible to disperse the stress concentrated in the post portion during the mechanical movement of the ribbon (4).
그 다음, 상기 비정질실리콘 만을 선택적으로 제거할 수 있는 XeF2가스를 사용하여 상기 비정질실리콘을 제거함으로써, 브릿지형 리본(4)을 형성한다.Then, the amorphous silicon is removed using XeF 2 gas which can selectively remove only the amorphous silicon, thereby forming the bridged ribbon 4.
즉, 상기 텅스텐인 하부전극(3)과 복수개의 리본(4) 중 특정한 하나 또는 복수의 리본(4)에 전압이 인가되고, 그 전압의 인가에 따라 하부전극(3)과 전압이 인가된 리본(4)의 사이에 전위치가 발생하면 상기 전압이 인가된 리본(4)은 기판(1) 측으로 휘어지게 된다.That is, a voltage is applied to a specific one or a plurality of ribbons 4 among the tungsten lower electrode 3 and the plurality of ribbons 4, and a ribbon to which the lower electrode 3 and the voltage are applied according to the application of the voltage. When the pre-position occurs between (4), the ribbon 4 to which the voltage is applied is bent to the substrate (1) side.
이때 상기 리본(4)의 휨에 의해 그 리본(4)의 중앙부를 지지하는 리본(4)의 양측단 부분인 포스트에 응력이 작용하게 된다. 이와 같은 응력은 상기 브릿지 보강막(5)에 의해 분산되어지며, 이와 같은 응력의 분산에 의해 상기 리본(4)의 포스트에 작용하는 응력은 감소하게 된다.At this time, the bending of the ribbon 4 causes a stress to act on posts that are both end portions of the ribbon 4 supporting the central portion of the ribbon 4. Such stress is dispersed by the bridge reinforcing film 5, and the stress acting on the post of the ribbon 4 is reduced by the dispersion of such stress.
상기와 같이 본 발명은 포스트에 작용하는 응력을 분산시킴으로써, 리본(4)의 기계적인 움직임에 대한 안정성을 증대시킨다. As described above, the present invention increases the stability to the mechanical movement of the ribbon 4 by dispersing the stress acting on the post.
상기한 바와 같이 본 발명 광모듈레이터 및 그 제조방법은 전압의 인가에 의해 기계적인 구동을 통해 광을 변조시키는 리본의 포스트 부분에 절연성 유기물 패턴을 부가하여, 그 리본의 기계적인 구동에 의해 포스트에 집중되는 응력을 분산시킴으로써, 그 기계적인 구동의 안정성을 확보하여 그 동작의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.As described above, the optical modulator of the present invention and a method of manufacturing the same add an insulating organic pattern to a post portion of a ribbon that modulates light through mechanical driving by application of a voltage, and concentrates on the post by mechanical driving of the ribbon. By dispersing the stress to be applied, there is an effect of ensuring the stability of the mechanical drive and improving the reliability of the operation.
도1은 종래 광모듈레이터의 사시도.1 is a perspective view of a conventional optical modulator.
도2는 도1의 우측면도.2 is a right side view of FIG. 1;
도3a 및 도3b는 전압의 인가여부에 따른 반사광의 모식도.3A and 3B are schematic diagrams of reflected light depending on whether voltage is applied.
도4는 도1을 이용한 표시장치의 구성도.4 is a block diagram of a display device using FIG. 1;
도5는 본 발명 광모듈레이터의 측면도.5 is a side view of the present invention optical modulator.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **** Description of symbols for the main parts of the drawing **
1:기판 2:절연층1: substrate 2: insulation layer
3:하부전극 4:리본3: lower electrode 4: ribbon
5:브릿지 보강막5: bridge reinforcement film
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7149028B2 (en) * | 2004-04-29 | 2006-12-12 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Transmissive-diffractive light modulator |
KR100815362B1 (en) * | 2005-01-05 | 2008-03-19 | 삼성전기주식회사 | Interdigitate-type diffraction optical modulator |
KR100861055B1 (en) * | 2005-12-14 | 2008-09-30 | 삼성전기주식회사 | Spatial optical modulator having a plurality of drivers |
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09174933A (en) * | 1995-12-27 | 1997-07-08 | Sharp Corp | Image forming device |
US5920418A (en) * | 1994-06-21 | 1999-07-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Diffractive optical modulator and method for producing the same, infrared sensor including such a diffractive optical modulator and method for producing the same, and display device including such a diffractive optical modulator |
US6172796B1 (en) * | 1998-12-18 | 2001-01-09 | Eastman Kodak Company | Multilevel electro-mechanical grating device and a method for operating a multilevel mechanical and electro-mechanical grating device |
US6219015B1 (en) * | 1992-04-28 | 2001-04-17 | The Board Of Directors Of The Leland Stanford, Junior University | Method and apparatus for using an array of grating light valves to produce multicolor optical images |
KR20010036521A (en) * | 1999-10-08 | 2001-05-07 | 구본준, 론 위라하디락사 | Method Of Fabricating Display Device Using Micro Light Modulator |
JP2001201710A (en) * | 2000-01-20 | 2001-07-27 | Canon Inc | Optical scanner and projector |
-
2001
- 2001-09-28 KR KR10-2001-0060733A patent/KR100486495B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6219015B1 (en) * | 1992-04-28 | 2001-04-17 | The Board Of Directors Of The Leland Stanford, Junior University | Method and apparatus for using an array of grating light valves to produce multicolor optical images |
US5920418A (en) * | 1994-06-21 | 1999-07-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Diffractive optical modulator and method for producing the same, infrared sensor including such a diffractive optical modulator and method for producing the same, and display device including such a diffractive optical modulator |
JPH09174933A (en) * | 1995-12-27 | 1997-07-08 | Sharp Corp | Image forming device |
US6172796B1 (en) * | 1998-12-18 | 2001-01-09 | Eastman Kodak Company | Multilevel electro-mechanical grating device and a method for operating a multilevel mechanical and electro-mechanical grating device |
KR20010036521A (en) * | 1999-10-08 | 2001-05-07 | 구본준, 론 위라하디락사 | Method Of Fabricating Display Device Using Micro Light Modulator |
JP2001201710A (en) * | 2000-01-20 | 2001-07-27 | Canon Inc | Optical scanner and projector |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100947951B1 (en) | 2008-11-17 | 2010-03-15 | 삼성전기주식회사 | Optical modulator and manufacturing method thereof |
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Publication number | Publication date |
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