KR100878922B1 - 상하부 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기 - Google Patents

상하부 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기 Download PDF

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KR100878922B1
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Abstract

본 발명의 하이브리드 광변조기에 관한 것으로서, 특히 압전 재료를 사용하여 상부 마이크로 미러부와 하부 마이크로 미러부를 일체화함으로써 공정수의 단축이 가능하도록 하는 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 표면에 절연층이 형성되어 있는 기판; 상기 절연층위에 적층되어 있는 하부 전극층; 중앙 부분이 상기 기판의 하부 전극층으로부터 이격되어 위치하고 있고, 양끝단이 상기 기판에 부착되어 있는 상부 전극층; 상기 상부 전극층에 적층되어 있으며 상부에 다수의 요철부가 소정 간격으로 형성되어 있는 압전재료층; 및 상기 압전재료층의 상부에 도포되어 있으며 상기 요철부의 요철 부위와 홈 부위의 미러가 화소를 형성하는 마이크로 미러층을 포함하며; 상기 하부 전극층과 상기 상부 전극층의 정전기력에 의해 상하 구동력이 발생되는 것을 특징으로 하는 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기가 제공된다.
광변조기, 회절, 일체화, 마이크로 미러, 마이크로 미러 어레이, 하이브리드

Description

상하부 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기{Single body hybrid diffractive optical Modulator}
도 1은 종래 기술의 정전기 방식 격자 광 변조기를 도시하는 도면.
도 2는 종래 기술의 정전기 방식 격자 광 변조기가 변형되지 않는 상태에서 입사광을 반사시키는 것을 도시하는 도면.
도 3은 종래 기술의 격자 광 변조기가 정전기력에 의해 변형된 상태에서 입사광을 회절시키는 것을 도시하는 도면.
도 4는 종래 기술에 압전 재료를 가지고 있는 함몰부를 가진 회절형 박막 압전 마이크로 미러의 측면도.
도 5a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기의 절단면도.
도 5b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기의 절단면도.
도 5c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기의 절단면도이다.
도 5d는 본 발명의 제4 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광 변조기의 절단면도이다.
도 5e는 본 발명의 제5 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기의 절단면도이다.
도 5f는 본 발명의 제6 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기의 절단면도이다.
도 5g는 본 발명의 제7 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기의 절단면도이다.
도 5h는 본 발명의 제8 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기의 절단면도이다.
도 5i는 본 발명의 제9 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기의 절단면도이다.
도 5j는 본 발명의 제10 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기의 절단면도이다.
도 5k는 본 발명의 제11 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기의 절단면도이다.
도 6a 는 도 5a의 A-A' 선을 따른 절단면도이다.
도 6b 는 도 5b의 B-B' 선을 따른 절단면도이다.
도 6c 는 도 5c의 C-C' 선을 따른 절단면도이다.
도 6d 는 도 5d의 D-D' 선을 따른 절단면도이다.
도 6e 는 도 5e의 E-E' 선을 따른 절단면도이다.
도 6f 는 도 5f의 F-F' 선을 따른 절단면도이다.
도 6g 는 도 5g의 G-G' 선을 따른 절단면도이다.
도 6h 는 도 5h의 H-H' 선을 따른 절단면도이다.
도 6i 는 도 5i의 I-I' 선을 따른 절단면도이다.
도 6j 는 도 5j의 J-J' 선을 따른 절단면도이다.
도 6k 는 도 5k의 K-K' 선을 따른 절단면도이다.
본 발명의 하이브리드 광변조기에 관한 것으로서, 특히 압전 재료를 사용하여 상부 마이크로 미러부와 하부 마이크로 미러부를 일체화함으로써 공정수의 단축이 가능하도록 하는 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기에 관한 것이다.
일반적으로, 광신호처리는 많은 데이타 양과 실시간 처리가 불가능한 기존의 디지탈 정보처리와는 달리 고속성과 병렬처리 능력, 대용량의 정보처리의 장점을 지니고 있으며, 공간 광변조이론을 이용하여 이진위상 필터 설계 및 제작, 광논리게이트, 광증폭기 등과 영상처리 기법, 광소자, 광변조기 등의 연구가 진행되고 있다.
이중 공간 광변조기는 광메모리, 광디스플레이, 프린터, 광인터커넥션, 홀로 그램 등의 분야에 사용되며, 이를 이용한 표시장치의 개발 연구가 진행되고 있다.
이러한 공간 광변조기로는 일예로 도 1에 도시된 바와 같은 반사형 변형 가능 격자 광변조기(10)이다. 이러한 광변조기(10)는 블룸 등의 미국특허번호 제 5,311,360호에 개시되어 있다. 광변조기(10)는 반사 표면을 가지며 기판(16) 상부에 부유(suspended)하는 다수의 일정하게 이격하는 변형 가능 반사형 리본(18)을 포함한다. 절연층(11)이 실리콘 기판(16)상에 증착된다. 다음으로, 희생 이산화실리콘 막(12) 및 저응력 질화실리콘 막(14)의 증착이 후속한다.
질화실리콘 막(14)은 리본(18)으로부터 패터닝되고 이산화실리콘 막(12)의 일부가 에칭되어 리본(18)이 질화물 프레임(20)에 의해 이산화실리콘 막(12)상에 유지되도록 한다.
단일 파장 λ0를 가진 광을 변조시키기 위해, 광변조기는 리본(18)의 두께와 이산화실리콘 막(12)의 두께가 λ0/4가 되도록 설계된다.
리본(18)상의 반사 표면(22)과 기판(16)의 반사 표면 사이의 수직 거리 d로 한정된 이러한 광변조기(10)의 격자 진폭은 리본(18)(제 1 전극으로서의 역할을 하는 리본(18)의 반사 표면(22))과 기판(16)(제 2 전극으로서의 역할을 하는 기판(16) 하부의 전도막(24)) 사이에 전압을 인가함으로써 제어된다.
변형되지 않은 상태에서, 즉, 어떠한 전압도 인가되지 않은 상태에서, 격자 진폭은 λ0/2와 같고, 리본과 기판으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 λ0와 같아서, 이러한 반사광에 위상을 보강시킨다.
따라서, 변형되지 않은 상태에서, 광변조기(10)는 평면거울로서 광을 반사한다. 변형되지 않은 상태가 입사광과 반사광을 도시하는 도 2에 20으로서 표시된다.
적정 전압이 리본(18)과 기판(16) 사이에 인가될 때, 정전기력이 리본(18)을 기판(16) 표면 방향으로 다운(down) 위치로 변형시킨다. 다운 위치에서, 격자 진폭은 λ0/4와 같게 변한다. 전체 경로차는 파장의 1/2이고, 변형된 리본(18)으로부터 반사된 광과 기판(16)으로부터 반사된 광이 상쇄 간섭을 하게 된다.
이러한 간섭의 결과, 광변조기는 입사광(26)을 회절시킨다. 변형된 상태가 +/- 회절모드(D+1, D-1)로 회절된 광을 도시하는 도 3에 각각 28과 30으로 표시된다.
그러나, 블룸의 광변조기는 마이크로 미러의 위치 제어를 위해서 정전기 방식을 이용하는데, 이의 경우 동작 전압이 비교적 높으며(보통 30V 내외) 인가전압과 변위의 관계가 선형적이지 않은 등의 단점이 있어 결과적으로 광을 조절하는데 신뢰성이 높지 않는 단점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 국내 특허출원번호 제 2003-077389호에는 "박막 압전 광변조기 및 그 제조방법"이 개시되어 있다.
도 4는 종래 기술에 따른 함몰형 박막 압전 광변조기의 절단면도이다.
도면을 참조하면, 종래 기술에 따른 함몰형 박막 압전 광변조기는 실리콘 기판(401)과, 엘리멘트(410)를 구비하고 있다.
여기에서, 엘리멘트(410)는 일정한 폭을 가지며 다수가 일정하게 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 엘리멘트(410)는 서로 다른 폭을 가지며 교번하여 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 엘리멘트(410)는 일정간격(거의 엘리멘트(410)의 폭과 같은 거리)을 두고 이격되어 위치할 수 있으며 이 경우에 실리콘 기판(401)의 상면의 전부에 형성된 마이크로 미러층이 입사된 빛을 반사하여 회절시킨다.
실리콘 기판(401)은 엘리멘트(410)에 에어 스페이스를 제공하기 위하여 함몰부를 구비하고 있으며, 절연층(402)이 상부 표면에 증착되어 있고, 함몰부의 양측에 엘리멘트(410)의 단부가 부착되어 있다.
엘리멘트(410)는 막대 형상을 하고 있으며 중앙부분이 실리콘 기판(401)의 함몰부에 이격되어 위치하도록 양끝단의 하면이 각각 실리콘 기판(401)의 함몰부를 벗어난 양측지역에 부착되어 있고, 실리콘 기판(401)의 함몰부에 위치한 부분이 상하로 이동가능한 하부지지대(411)를 포함한다.
또한, 엘리멘트(410)는 하부지지대(411)의 좌측단에 적층되어 있으며, 압전 전압을 제공하기 위한 하부전극층(412)와, 하부전극층(412)에 적층되어 있으며 양면에 전압이 인가되면 수축 및 팽창하여 상하 구동력을 발생시키는 압전 재료층(413)와, 압전 재료층(413)에 적층되어 있으며 압전재료층(413)에 압전 전압을 제공하는 상부 전극층(414)을 포함하고 있다.
또한, 엘리멘트(410)는 하부지지대(411)의 우측단에 적층되어 있으며, 압전 전압을 제공하기 위한 하부전극층(412')과, 하부전극층(412')에 적층되어 있으며 양면에 전압이 인가되면 수축 및 팽창하여 상하 구동력을 발생시키는 압전 재료층(413')과, 압전 재료층(413')에 적층되어 있으며 압전재료층(413')에 압전 전압을 제공하는 상부 전극층(414')을 포함하고 있다.
그리고, 국내 특허출원번호 제 2003-077389호에는 위에서 설명한 함몰형외에서 돌출형에 대하여 상세하게 설명하고 있다.
한편, 블룸, 삼성전기 등의 특허에서 기술한 종류의 광변조기는 이미지를 디스플레이하기 위한 소자로서 이용될 수 있다. 그리고, 이때 최소 인접한 2개의 엘리멘트가 하나의 화소를 형성할 수 있다. 물론, 3개를 하나의 픽셀로 하거나, 4개를 하나의 픽셀로 하거나, 6개를 하나의 픽셀로 할 수도 있다.
그러나, 블룸, 삼성전기 등의 특허에서 기술한 종류의 광변조기는 소형화를 달성하는데 일정한 한계를 가지고 있다. 즉, 광변조기의 엘리멘트의 폭은 아무리 작게 하여도 3um 이하로 할 수 없으며, 엘리멘트와 엘리멘트의 간격은 0.5um이하로 작게할 수 없는 한계가 있다.
그리고, 이러한 엘리멘트를 이용한 회절화소 구성에는 최소 2개 이상의 엘리멘트가 필요하기에 소자의 소형화에는 한계가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 특허출원번호 2004-29925의 "하이브리드 광변조기"에는 마이크로 미러층에 다수의 요철을 형성하여 소형화가 가능하도록 한 광변조기가 개시되어 있다.
개시된 하이브리드 광변조기에는 입사되는 빛을 반사하여 회절시키기 위한 마이크로 미러층의 상부에 다수의 요철부를 가지고 있다. 다수의 요철부는 각각 사 각기둥 형상(막대 형상)이고, 엘리멘트의 함몰부를 가로지르는 가로변을 따라 일정한 간격으로(일예로 요철부의 폭과 같은 간격) 이격되게 정렬되어 있다.
그리고, 각각의 요철부는 엘리멘트의 마이크로 미러층의 상부에 하면이 부착되어 있는 요철 지지대와 그의 상부에 적층되어 있으며 입사되는 빛을 반사하여 회절시키는 요철 미러층으로 구성되어 있다.
이때, 다수의 요철부중 하나의 요철부의 요철미러층과 요철부 사이의 엘리멘트의 마이크로 미러층는 하나의 화소를 구성한다.
그러나, 이와 같은 요철부를 구비한 하이브리드 광변조기를 제작하는데 있어서 마이크로 미러층 위에 별도로 요철부를 생성하는 공정이 필요하여 공정상의 추가 비용 발생이 예상된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 압전 재료를 사용하여 상부 마이크로 미러층과 하부 마이크로 미러층을 일체화함으로써 공정수의 단축이 가능하도록 하는 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 표면에 절연층이 형성되어 있는 기판; 상기 절연층위에 적층되어 있는 하부 전극층; 중앙 부분이 상기 기판의 하부 전극층으로부터 이격되어 위치하고 있고, 양끝단이 상기 하부 전극층에 부착되어 있는 하부 지지대; 상기 하부 지지대에 적층되어 있는 상부 전극층; 상기 상부 전극층에 적층되어 있으며 상부에 다수의 요철부가 소정 간격으로 형성되어 있는 압전재료층; 및 상기 압전재료층의 상부에 도포되어 있으며 상기 요철부의 요철 부위와 홈 부위의 미러가 화소를 형성하는 마이크로 미러층을 포함하며; 상기 하부 전극층과 상기 상부 전극층의 정전기력에 의해 상하 구동력이 발생되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 표면에 절연층이 형성되어 있는 기판; 중앙 부분이 상기 기판으로부터 이격되어 위치하고 있고, 양끝단이 상기 기판에 부착되어 있는 하부 전극층; 상기 하부 전극층에 적층되어 있으며 상부에 다수의 요철부가 소정 간격으로 형성되어 있는 압전재료층; 및 상기 압전재료층의 상부에 도포되어 있으며 상기 요철부의 요철 부위와 홈 부위의 미러가 화소를 형성하는 마이크로 미러층을 포함하며; 상기 하부 전극층과 상기 마이크로 미러층에 전압이 인가되면 상기 압전 재료층의 수축 및 팽창에 의해 상하 구동력이 발생되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 표면에 절연층이 형성되어 있는 기판; 중앙 부분이 상기 기판으로부터 이격되어 위치하고 있고, 양끝단이 상기 기판에 부착되어 있고, 상부에 다수의 요철부가 소정 간격으로 형성되어 있는 제1 압전재료층; 상기 제1 압전재료층의 상부에 도포되어 있으며 상기 요철부의 요철 부위와 홈 부위의 미러가 화소를 형성하는 마이크로 미러층; 상기 마이크로 미러층에 적층되어 있고 상부가 평평한 제2 압전재료층; 및 상기 제2 압전재료층에 적층되어 있는 상부 전극층을 포함하며, 상기 마이크로 미러층과 상기 상부 전극층에 전압이 인가되면 상기 제2 압 전재료층의 수축 및 팽창에 의해 상하 구동력이 발생되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 표면에 절연층이 형성되어 있는 기판; 중앙 부분이 상기 기판으로부터 이격되어 위치하고 있고, 양끝단이 상기 기판에 부착되어 있고, 상부에 다수의 요철부가 소정 간격으로 형성되어 있는 압전재료층; 상기 압전재료층의 상부에 도포되어 있으며 상기 요철부의 요철 부위와 홈 부위의 미러가 화소를 형성하는 마이크로 미러층; 및 상기 압전재료층의 내부에 다수의 상부 전극과 다수의 하부 전극이 교번하여 배열되어 있는 상하 전극층을 포함하며, 상기 상하 전극층의 상부 전극과 하부 전극에 전압이 인가되면 상기 압전재료층의 수축 및 팽창에 의해 상하 구동력이 발생되는 것을 특징으로 한다.
이하, 도 5a 이하의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 5a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기의 절단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기는 실리콘 기판(501a)과 엘리멘트(510a)로 구성되어 있다.
실리콘 기판(501a)은 엘리멘트(510a)에 에어 스페이스를 제공하기 위하여 함몰부를 구비하고 있으며, 절연층(502a) 그리고 하부 전극층(503a)의 순서대로 상부에 증착되어 있고, 함몰부를 벗어난 양측에 엘리멘트(510a)의 하면이 부착되어 있다.
엘리멘트(510a)는 막대 형상을 하고 있으며 중앙부분이 실리콘 기판(501a)의 함몰부에 이격되어 위치하도록 양끝단의 하면이 각각 실리콘 기판(501a)의 함몰 부를 벗어난 양측지역에 부착되어 있고, 마이크로 미러층(514a)이 상부에 도포되어 있으며, 실리콘 기판(501a)의 함몰부에 위치한 부분이 상하로 이동가능하다.
또한, 엘리멘트(510a)는 막대 형상을 하고 있으며 중앙 부분이 실리콘 기판(501a)의 함몰부에 이격되어 위치하도록 양끝단의 하면이 각각 실리콘 기판(501a)의 함몰부를 벗어난 양측지역에 부착되어 있고, 함몰부에 위치한 부분이 상하로 이동가능한 하부지지대(511a)를 포함하고 있다.
또한, 엘리멘트(510a)는 하부 지지대(511a) 위에 적층되어 있으며 실리콘 기판(501a)에 적층된 하부 전극층(503a)과 함께 정전기력을 제공하기 위한 상부 전극층(512a)을 구비하고 있다.
또한, 엘리멘트(510a)는 상부 전극층(512a) 위에 적층되어 있으며, 도 5a의 A-A'선을 따른 절단면도인 도 6a를 참조하면 명확히 알 수 있는 바와 같이 다수의 요철부를 가지고 있으며, 요철부의 마이크로 미러와 굴곡부의 마이크로 미러가 화소를 구성하고 있는 압전재료층(513a)을 구비하고 있다. 다수의 요철부는 각각 사각기둥 형상(막대 형상)이고, 엘리멘트(510a)의 함몰부를 가로지르는 가로변을 따라 일정한 간격으로(일예로 요철부의 폭과 같은 간격) 이격되게 정렬되어 있다. 여기에서 요철부는 사각기둥 형상이지만 원기둥, 삼각기둥 등 여러 가지 형태가 가능하다.
따라서, 도 5a에서는 4 개의 화소를 하나의 엘리멘트(510a)로 구현할 수 있어 소형화와 고집적화가 가능하도록 한다.
또한, 엘리멘트(510a)는 도 6a를 참조하면 압전재료층(513a)에 도포되어 있 으며, 입사되는 빔을 반사하여 회절시키기 위한 마이크로 미러층(514a)를 포함하고 있다.
여기에서, 엘리멘트(510a)는 일정한 폭을 가지며 다수가 일정하게 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 엘리멘트(510a)는 서로 다른 폭을 가지며 교번하여 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 엘리멘트(510a)는 일정간격(거의 엘리멘트(510a)의 폭과 같은 거리)을 두고 이격되어 위치할 수 있으며 이 경우에 실리콘 기판(501a)의 상면의 전부에 형성된 마이크로 미러층(514a)이 입사된 빛을 반사하여 회절시킨다.
이와 같이 구성된 제1 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기는 하부 전극층(503a)과 상부 전극층(512a)에 전압이 인가되는 경우에 정전기력이 발생하여 상하 구동된다. 그리고, 압전 재료층(513a)의 요철부와 굴곡부가 하나의 화소를 이루어 회절광을 제공할 수 있다.
도 5b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기의 측면 절단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기는 실리콘 기판(501b)과 엘리멘트(510b)로 구성되어 있다. 본 발명의 제2 실시예가 제1 실시예와 다른점은 요철부가 세로 방향에 따라 정렬되어 있다는 점이다.
실리콘 기판(501b)은 에어 스페이스를 제공하기 위하여 함몰부를 구비하고 있으며, 절연층(502b)과 하부 전극층(503b)가 순서대로 상부에 증착되어 있다.
엘리멘트(510b)는 하부 지지대(511b), 상부 전극층(512b), 압전재료층(513b), 마이크로 미러층(514b)을 구비하고 있다.
압전재료층(513b)은 도 5b의 B-B' 선을 따른 절단면도인 도 6b를 참조하면 명확히 알 수 있는 바와 같이 다수의 요철부를 가지고 있으며, 요철부의 마이크로 미러와 굴곡부의 마이크로 미러가 화소를 구성하고 있다. 다수의 요철부는 각각 사각기둥 형상(막대 형상)이고, 엘리멘트(510b)의 세로변을 따라 일정한 간격으로 이격되게 정렬되어 있다. 여기에서 요철부는 사각기둥 형상을 하고 있지만 원기둥, 삼각 기둥 등 여러 가지 형태가 가능하다.
따라서, 도 5b에서는 3 개의 화소를 하나의 엘리멘트(510b)로 구현할 수 있어 소형화와 고집적화가 가능하도록 한다.
또한, 엘리멘트(510b)는 도 6b를 참조하면 알 수 있는 바와 같이 압전재료층(513b)이 도포되어 있으며, 입사되는 빔을 반사하여 회절시키기 위한 마이크로 미러층(514b)을 포함하고 있다.
여기에서, 엘리멘트(510b)는 일정한 폭을 가지며 다수가 일정하게 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 엘리멘트(510b)는 서로 다른 폭을 가지며 교번하여 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 엘리멘트(510b)는 일정간격(거의 엘리멘트(510b)의 폭과 같은 거리)을 두고 이격되어 위치할 수 있으며 이 경우에 실리콘 기판(501b)의 상면의 전부에 형성된 마이크로 미러층이 입사된 빛을 반사하여 회절시킨다.
이와 같이 구성된 제2 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변 조기는 하부 전극층(503b)과 상부 전극층(512b)에 전압이 인가되는 경우에 정전기력이 발생하여 상하 구동된다. 그리고, 압전 재료층(513b)의 요철부와 굴곡부가 하나의 화소를 이루어 회절광을 제공할 수 있다.
도 5c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기의 절단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기는 실리콘 기판(501c)과 엘리멘트(510c)로 구성되어 있다. 본 발명의 제3 실시예가 제1 실시예와 다른 점은 압전재료층(513c)이 함몰부의 상부에만 국한되어 형성되어 있다는 점이다. 즉, 압전재료층(513c)을 형성하는데 있어서 함몰부의 상부를 벗어난 부분은 에칭에 의해 제거된다.
실리콘 기판(501c)은 엘리멘트(510c)에 에어 스페이스를 제공하기 위하여 함몰부를 구비하고 있으며, 절연층(502c)과 하부 전극층(503c)이 순서대로 상부에 증착되어 있고, 함몰부를 벗어난 양측에 엘리멘트(510c)의 하면이 부착되어 있다.
엘리멘트(510c)는 막대 형상을 하고 있으며 중앙 부분이 실리콘 기판(501c)의 함몰부에 이격되어 위치하도록 양끝단의 하면이 각각 실리콘 기판의 함몰부를 벗어난 양측지역에 부착되어 있고, 함몰부에 위치한 부분이 상하로 이동가능한 하부지지대(511c)를 포함하고 있다.
또한, 엘리멘트(510c)는 실리콘 기판(501c)의 함몰부의 상부의 하부 지지대(511c) 위에만 적층되어 있으며 실리콘 기판(501c)에 적층된 하부 전극층(503c)과 함께 정전기력을 제공하기 위한 상부 전극층(512c)을 구비하고 있 다.
또한, 엘리멘트(510c)는 상부 전극층(512c) 위에 적층되어 있으며, 도 5c의 C-C' 선을 따른 절단면도인 도 6c를 참조하면 다수의 요철부를 가지고 있고, 요철부의 마이크로 미러와 굴곡부의 마이크로 미러가 화소를 구성하고 있는 압전재료층(513c)을 구비하고 있다. 다수의 요철부는 각각 사각기둥 형상(막대 형상)이고, 엘리멘트(510c)의 함몰부를 가로지르는 가로변을 따라 일정한 간격으로(일예로 요철부의 폭과 같은 간격) 이격되게 정렬되어 있다. 여기에서 요철부는 사각 기둥의 형상을 하고 있지만 그 외에 원기둥, 삼각 기둥 등 여러 가지 형태가 가능하다.
따라서, 도 5c에서는 2 개의 화소를 하나의 엘리멘트(510c)로 구현할 수 있어 소형화와 고집적화가 가능하도록 한다.
또한, 엘리멘트(510c)는 도 6c를 참조하면 압전재료층(513c)에 도포되어 있으며, 입사되는 빔을 반사하여 회절시키기 위한 마이크로 미러층(514c)를 포함하고 있다.
여기에서, 엘리멘트(510c)는 일정한 폭을 가지며 다수가 일정하게 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 엘리멘트(510c)는 서로 다른 폭을 가지며 교번하여 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 엘리멘트(510c)는 일정간격(거의 엘리멘트(510c)의 폭과 같은 거리)을 두고 이격되어 위치할 수 있으며 이 경우에 실리콘 기판(501c)의 상면의 전부에 형성된 마이크로 미러층이 입사된 빛을 반사하여 회절시킨다.
이와 같이 구성된 제3 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기는 하부 전극층(503c)과 상부 전극층(512c)에 전압이 인가되는 경우에 정전기력이 발생하여 상하 구동된다. 그리고, 압전 재료층(513c)의 요철부와 굴곡부가 하나의 화소를 이루어 회절광을 제공할 수 있다.
도 5d는 본 발명의 제4 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기의 절단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기는 실리콘 기판(501d)과 엘리멘트(510d)로 구성되어 있다. 본 발명의 제 4 실시예가 제2 실시예와 다른 점은 제 4 실시예의 압전 재료층(513d)은 실리콘 기판(501d)의 함몰부의 상부 지역에만 한정되어 위치한다는 것이다. 즉, 압전 재료층(513d)을 형성할 때 함몰부의 상부 지역을 벗어난 부분은 에칭에 의해 제거된다. 또한, 본 발명의 제4 실시예가 제3 실시예와 다른점은 요철부가 세로 방향에 따라 정렬되어 있다는 점이다.
실리콘 기판(501d)은 함몰부를 구비하고 있으며, 절연층(502d)와 하부 전극층(503d)이 순서대로 상부에 증착되어 있다.
엘리멘트(510d)는 하부 지지대(511d), 실리콘 기판(501d)의 함몰부의 상측에만 제한적으로 존재하는 상부 전극층(512d), 상부 전극층(512d)에 적층되어 있으며 다수의 요철부를 구비하고 있는 압전재료층(513d), 압전 재료층(513d)을 도포하고 있는 마이크로 미러층(514d)을 구비하고 있다.
압전재료층(513d)은 도 5d의 D-D' 선을 따른 단면도인 도 6d를 참조하면 다 수의 요철부를 가지고 있으며, 요철부의 마이크로 미러와 굴곡부의 마이크로 미러가 화소를 구성하고 있다. 다수의 요철부는 각각 사각기둥 형상(막대 형상)이고, 엘리멘트(510d)의 세로변을 따라 일정한 간격으로(일예로 요철부의 폭과 같은 간격) 이격되게 정렬되어 있다. 여기에서 요철부는 사각 기둥의 형상을 하고 있지만 그 외에 원기둥, 삼각 기둥 등 여러 가지 형상이 가능하다.
따라서, 도 5d에서는 2 개의 화소를 하나의 엘리멘트(510d)로 구현할 수 있어 소형화와 고집적화가 가능하도록 한다.
또한, 엘리멘트(510d)는 도 6d를 참조하면 압전재료층(513d)에 도포되어 있으며, 입사되는 빔을 반사하여 회절시키기 위한 마이크로 미러층(514d)를 포함하고 있다.
여기에서, 엘리멘트(514d)는 일정한 폭을 가지며 다수가 일정하게 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 엘리멘트(510d)는 서로 다른 폭을 가지며 교번하여 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 엘리멘트(510d)는 일정간격(거의 엘리멘트(510d)의 폭과 같은 거리)을 두고 이격되어 위치할 수 있으며 이 경우에 실리콘 기판(501d)의 상면의 전부에 형성된 마이크로 미러층이 입사된 빛을 반사하여 회절시킨다.
이와 같이 구성된 제4 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기는 하부 전극층(503d)과 상부 전극층(512d)에 전압이 인가되는 경우에 정전기력이 발생하여 상하 구동된다. 그리고, 압전 재료층(513d)의 요철부와 굴곡부가 하나의 화소를 이루어 회절광을 제공할 수 있다.
도 5e는 본 발명의 제5 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기의 절단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기는 실리콘 기판(501e)과 엘리멘트(510e)로 구성되어 있다.
실리콘 기판(501e)은 엘리멘트(510e)에 에어 스페이스를 제공하기 위하여 함몰부를 구비하고 있으며, 절연층(502e)이 상부에 증착되어 있고, 함몰부를 벗어난 양측에 엘리멘트(510e)의 하면이 부착되어 있다.
엘리멘트(510e)는 막대 형상을 하고 있으며 중앙부분이 실리콘 기판(501e)의 함몰부에 이격되어 위치하도록 양끝단의 하면이 각각 실리콘 기판(501e)의 함몰부를 벗어난 양측지역에 부착되어 있고, 마이크로 미러층(514e)이 상부에 도포되어 있으며, 실리콘 기판(501e)의 함몰부에 위치한 부분이 상하로 이동가능하다.
또한, 엘리멘트(510e)는 막대 형상을 하고 있으며 중앙 부분이 실리콘 기판(501e)의 함몰부에 이격되어 위치하도록 양끝단의 하면이 각각 실리콘 기판(501e)의 함몰부를 벗어난 양측지역에 부착되어 있고, 함몰부에 위치한 부분이 상하로 이동가능한 하부지지대(511e)를 포함하고 있다.
또한, 엘리멘트(510e)는 하부 지지대(511e) 위에 적층되어 있으며 압전 재료층(513e)에 전압을 제공하기 위한 하부 전극층(512e)을 구비하고 있다.
또한, 엘리멘트(510e)는 하부 지지대(511e) 위에 적층되어 있으며, 도 5e의 E-E' 선을 따른 단면도인 도 6e를 참조하면 다수의 요철부를 가지고 있으며, 요철부의 마이크로 미러와 굴곡부의 마이크로 미러가 화소를 구성하고 있는 압전재료층(513e)을 구비하고 있다. 다수의 요철부는 각각 사각기둥 형상(막대 형상)이고, 엘리멘트(510e)의 함몰부를 가로지르는 가로변을 따라 일정한 간격으로(일예로 요철부의 폭과 같은 간격) 이격되게 정렬되어 있다. 여기에서 요철부의 형상은 사각 기둥의 형상이지만 이외에 원기둥, 삼각 기둥 등 여러 가지 형상이 가능하다.
따라서, 도 5e에서는 4 개의 화소를 하나의 엘리멘트(510e)로 구현할 수 있어 소형화와 고집적화가 가능하도록 한다.
또한, 엘리멘트(510e)는 도 6e를 참조하면 압전재료층(513e)에 도포되어 있으며, 입사되는 빔을 반사하여 회절시키기 위한 마이크로 미러층(514e)를 포함하고 있다. 여기에서 마이크로 미러층(514e)은 상부 전극으로서도 기능하는데 그 결과 하부 전극층(512e)과 마이크로 미러층(514e)에 전압이 인가되면 엘리멘트(510e)는 상하로 구동된다.
여기에서, 엘리멘트(510e)는 일정한 폭을 가지며 다수가 일정하게 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 엘리멘트(510e)는 서로 다른 폭을 가지며 교번하여 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 엘리멘트(510e)는 일정간격(거의 엘리멘트(510e)의 폭과 같은 거리)을 두고 이격되어 위치할 수 있으며 이 경우에 실리콘 기판(501e)의 상면의 전부에 형성된 마이크로 미러층이 입사된 빛을 반사하여 회절시킨다.
이와 같이 구성된 제5 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기는 하부 전극층(512e)과 마이크로 미러층(514e)에 전압이 인가되는 경우에 압 전재료층(513e)의 수축 팽창에 의해 상하 구동된다. 그리고, 압전 재료층(513e)의 요철부와 굴곡부가 하나의 화소를 이루어 회절광을 제공할 수 있다.
도 5f는 본 발명의 제6 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기의 절단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기는 실리콘 기판(501f)과 엘리멘트(510f)로 구성되어 있다. 본 발명의 제6 실시예가 제5 실시예와 다른점은 요철부가 세로 방향에 따라 정렬되어 있다는 점이다.
실리콘 기판(501f)은 에어 스페이스를 제공하기 위하여 함몰부를 구비하고 있으며, 절연층(502f)이 상부에 증착되어 있다.
엘리멘트(510f)는 하부 지지대(511f), 하부 전극층(512f), 압전재료층(513f), 마이크로 미러층(514f)을 구비하고 있다. 여기에서 마이크로 미러층(514f)은 상부 전극으로서 기능하며 하부 전극층(512f)과 마이크로 미러층(514f)에 전압이 인가되는 경우에 압전재료층은 수축 팽창하여 상하 구동력을 발생시킨다.
압전재료층(513f)은 도 5f의 F-F'을 따른 절단면도인 도 6f를 참조하면 다수의 요철부를 가지고 있으며, 요철부의 마이크로 미러와 굴곡부의 마이크로 미러가 화소를 구성하고 있다. 다수의 요철부는 각각 사각기둥 형상(막대 형상)이고, 엘리멘트(510f)의 세로변을 따라 일정한 간격으로(일예로 요철부의 폭과 같은 간격) 이격되게 정렬되어 있다.
따라서, 도 5f에서는 3 개의 화소를 하나의 엘리멘트(510f)로 구현할 수 있어 소형화와 고집적화가 가능하도록 한다.
또한, 엘리멘트(510f)는 도 6f를 참조하면 압전재료층(513f)에 도포되어 있으며, 입사되는 빔을 반사하여 회절시키기 위한 마이크로 미러층(514f)를 포함하고 있다.
이와 같이 구성된 제6 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기는 하부 전극층(512f)과 마이크로 미러층(514f)에 전압이 인가되는 경우에 압전 재료층(513f)의 수축 팽창에 의해 상하 구동된다. 그리고, 압전 재료층(513f)의 요철부와 굴곡부가 하나의 화소를 이루어 회절광을 제공할 수 있다.
도 5g는 본 발명의 제7 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기의 절단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 제7 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기는 실리콘 기판(501g)과 엘리멘트(510g)로 구성되어 있다. 본 발명의 제7 실시예가 제5 실시예와 다른 점은 압전재료층(513g)이 함몰부의 상부에만 국한되어 형성되어 있다는 점이다. 즉, 압전재료층(513g)을 형성하는데 있어서 함몰부의 상부를 벗어난 부분은 에칭에 의해 제거된다.
실리콘 기판(501g)은 함몰부를 구비하고 있으며, 절연층(502g)이 증착되어 있고, 함몰부를 벗어난 양측에 엘리멘트(510g)의 하면이 부착되어 있다.
엘리멘트(510g)는 하부 지지대(511g), 하부 지지대(511g)에 증착되어 있으며, 함몰부에 상부에 한정적으로 존재하는 하부 전극층(512g), 하부전극층(512g)에 적층되어 있는 압전 재료층(513g), 압전재료층(513g) 위에 증착되어 있는 마이크로 미러층(514g)을 구비하고 있다. 이러한 구조는 도 5g의 G-G' 선을 따른 절단면도인 도 6g를 참조하면 명확히 이해할 수 있을 것이다.
여기에서 마이크로 미러층(514g)은 상부 전극으로 기능하며, 하부 전극층(512g)과 마이크로 미러층(514g) 사이에 전압이 인가되면 압전 재료층(514g)이 수축 팽창하여 엘리멘트(510g)에 상하 구동력을 발생한다.
도 5h는 본 발명의 제8 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기의 절단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 제8 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기는 실리콘 기판(501h)과 엘리멘트(510h)로 구성되어 있다. 본 발명의 제 8 실시예가 제6 실시예와 다른 점은 제 8 실시예의 압전 재료층(513h)은 실리콘 기판(501h)의 함몰부의 상부 지역에만 한정되어 위치한다는 것이다. 즉, 압전 재료층(513h)을 형성할 때 함몰부의 상부 지역을 벗어난 부분은 에칭에 의해 제거된다. 또한, 본 발명의 제8 실시예가 제7 실시예와 다른점은 요철부가 세로 방향에 따라 정렬되어 있다는 점이다.
실리콘 기판(501h)은 함몰부를 구비하고 있으며, 절연층(502h)이 상부에 증착되어 있다.
엘리멘트(510h)는 하부 지지대(511h), 실리콘 기판(501h)의 함몰부의 상측에만 제한적으로 존재하는 하부 전극층(512h), 도 5h의 H-H' 선을 따른 절단면도인 도 6h를 참조하면 하부 전극층(512h)에 적층되어 있으며 다수의 요철부를 구비하고 있는 압전재료층(513h), 압전 재료층(513h)을 도포하고 있는 마이크로 미러층(514h)을 구비하고 있다.
압전재료층(513h)은 다수의 요철부를 가지고 있으며, 요철부의 마이크로 미러와 굴곡부의 마이크로 미러가 화소를 구성하고 있다. 다수의 요철부는 각각 사각기둥 형상(막대 형상)이고, 엘리멘트(510h)의 세로변을 따라 일정한 간격으로(일예로 요철부의 폭과 같은 간격) 이격되게 정렬되어 있다.
따라서, 도 5h에서는 2 개의 화소를 하나의 엘리멘트(510h)로 구현할 수 있어 소형화와 고집적화가 가능하도록 한다.
또한, 엘리멘트(510h)는 압전재료층(513h)에 도포되어 있으며, 입사되는 빔을 반사하여 회절시키기 위한 마이크로 미러층(514h)를 포함하고 있다.
도 5i는 본 발명의 제 9 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기의 절단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 제 9 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기는 실리콘 기판(501i)과, 엘리멘트(510i)로 구성되어 있다.
실리콘 기판(501i)은 엘리멘트(510i)에 에어 스페이스를 제공하기 위하여 함몰부를 구비하고 있으며, 절연층(502i)이 상부에 증착되어 있고, 함몰부를 벗어난 양측에 엘리멘트(510i)의 하면이 부착되어 있다.
엘리멘트(510i)는 막대 형상을 하고 있으며 중앙 부분이 실리콘 기판(501i)의 함몰부에 이격되어 위치하도록 양끝단의 하면이 각각 실리콘 기판(501i)의 함몰부를 벗어난 양측지역에 부착되어 있고, 함몰부에 위치한 부분이 상하로 이동가 능하며, 다수의 요철부를 가지고 있는 압전 재료층(511i)을 구비하고 있다.
압전 재료층(511i)의 상부에는 마이크로 미러층(512i)이 도포되어 있으며, 마이크로 미러층(512i)은 전도성을 띠고 있어 하부 전극으로도 기능할 수 있다.
그리고, 마이크로 미러층(512i) 위에 상부가 평탄하게 제2 압전 재료층(513i)(여기의 압전 재료는 투과성을 가지고 있어야 한다)이 형성되어 있으며, 그 위에 투광성 전극 물질로 이루어진 상부 전극층(514i)이 형성되어 있으며, 그 위에 지지대(515i)가 증착되어 있다.
이와 같은 구조에서 마이크로 미러층(512i)과 상부 전극층(514i)에 전압이 인가되면 사이에 위치한 압전 재료가 수축 팽창하여 상하 구동력을 제공한다.
여기에서는 요철부가 가로 방향으로 정렬되어 있는 경우에 대하여 살펴보았지만 다른 실시예로서 요철부가 세로방향으로 정렬에 있을 수 있다.
도 5j는 제 10 실시예에 따른 상하 미러 일체형의 하이브리드 광변조기의 엘리멘트를 도시한 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 제10 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기는 실리콘 기판(501j)과 엘리멘트(510j)로 구성되어 있다.
실리콘 기판(501j)은 엘리멘트(510j)에 에어 스페이스를 제공하기 위하여 함몰부를 구비하고 있으며, 절연층(502j)이 상부에 증착되어 있고, 함몰부를 벗어난 양측에 엘리멘트(510j)의 하면이 부착되어 있다.
엘리멘트(510j)는 막대 형상을 하고 있으며 중앙부분이 실리콘 기판(501j)의 함몰부에 이격되어 위치하도록 양끝단의 하면이 각각 실리콘 기판(501j)의 함몰 부를 벗어난 양측지역에 부착되어 있고, 마이크로 미러층(513j)이 상부에 도포되어 있으며, 실리콘 기판(501j)의 함몰부에 위치한 부분이 상하로 이동가능하다.
또한, 엘리멘트(510j)는 막대 형상을 하고 있으며 중앙 부분이 실리콘 기판(501j)의 함몰부에 이격되어 위치하도록 양끝단의 하면이 각각 실리콘 기판(501j)의 함몰부를 벗어난 양측지역에 부착되어 있고, 함몰부에 위치한 부분이 상하로 이동가능한 하부지지대(511j)를 포함하고 있다.
또한, 엘리멘트(510j)는 다수의 요철부를 가지고 있으며, 도 5j의 J-J' 선을 따른 절단면도인 도 6j를 참조하면 마이크로 미러와 굴곡부의 마이크로 미러가 화소를 구성하고 있는 압전재료층(512j)을 구비하고 있다. 다수의 요철부는 각각 사각기둥 형상(막대 형상)이고, 엘리멘트(510j)의 함몰부를 가로지르는 가로변을 따라 일정한 간격으로(일예로 요철부의 폭과 같은 간격) 이격되게 정렬되어 있다. 여기에서 요철부는 사각기둥의 형상을 하고 있지만 이외에 원기둥, 삼각 기둥도 가능하다.
따라서, 도 5j에서는 4 개의 화소를 하나의 엘리멘트(510j)로 구현할 수 있어 소형화와 고집적화가 가능하도록 한다.
또한, 엘리멘트(510j)는 압전재료층(512j)에 도포되어 있으며, 입사되는 빔을 반사하여 회절시키기 위한 마이크로 미러층(513j)를 포함하고 있다.
그리고, 압전 재료층(512j)의 내부에는 도 6j를 참조하면 하부전극판(514j1)과 상부 전극판(514j2)이 교번하여 위치하고 있다. 따라서, 상부 전극판(514j2)과 하부 전극판(514j1)에 전압이 인가되면 압전 재료층(512j)의 수축 팽창에 의해 상하 구동력이 제공된다.
여기에서, 엘리멘트(510j)는 일정한 폭을 가지며 다수가 일정하게 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 엘리멘트(510j)는 서로 다른 폭을 가지며 교번하여 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 엘리멘트(510j)는 일정간격(거의 엘리멘트(510j)의 폭과 같은 거리)을 두고 이격되어 위치할 수 있으며 이 경우에 실리콘 기판(501j)의 상면의 전부에 형성된 마이크로 미러층이 입사된 빛을 반사하여 회절시킨다.
여기에서는 요철부가 가로방향으로 정렬되어 있는 것을 설명하였지만, 세로 방향으로 정렬되는 경우도 동일하게 구현할 수 있다.
도 5k는 본 발명의 제11 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기의 절단면도이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 제11 실시예에 따른 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기는 실리콘 기판(501k)과 엘리멘트(510k)로 구성되어 있다. 본 발명의 제11 실시예가 제10 실시예와 다른 점은 압전재료층(512k)이 함몰부의 상부에만 국한되어 형성되어 있다는 점이다. 즉, 압전재료층(512k)을 형성하는데 있어서 함몰부의 상부를 벗어난 부분은 에칭에 의해 제거된다.
실리콘 기판(501k)은 엘리멘트(510k)에 에어 스페이스를 제공하기 위하여 함몰부를 구비하고 있으며, 절연층(502k)이 상부에 증착되어 있고, 함몰부를 벗어난 양측에 엘리멘트(510k)의 하면이 부착되어 있다.
엘리멘트(510k)는 막대 형상을 하고 있으며 중앙부분이 실리콘 기판(501k)의 함몰부에 이격되어 위치하도록 양끝단의 하면이 각각 실리콘 기판(501k)의 함몰부를 벗어난 양측지역에 부착되어 있고, 마이크로 미러층(513k)이 상부에 도포되어 있으며, 실리콘 기판(501k)의 함몰부에 위치한 부분이 상하로 이동가능하다.
또한, 엘리멘트(510k)는 막대 형상을 하고 있으며 중앙 부분이 실리콘 기판(501k)의 함몰부에 이격되어 위치하도록 양끝단의 하면이 각각 실리콘 기판(501k)의 함몰부를 벗어난 양측지역에 부착되어 있고, 함몰부에 위치한 부분이 상하로 이동가능한 하부지지대(511k)를 포함하고 있다.
또한, 엘리멘트(510k)는 다수의 요철부를 가지고 있으며, 요철부의 마이크로 미러와 굴곡부의 마이크로 미러가 화소를 구성하고 있는 압전재료층(512k)을 구비하고 있다. 여기에서 압전 재료층(512k)은 함몰부의 상부에만 적층되어 있음을 알 수 있다.
또한, 엘리멘트(510k)는 압전재료층(512k)에 도포되어 있으며, 입사되는 빔을 반사하여 회절시키기 위한 마이크로 미러층(513k)를 포함하고 있다.
그리고, 압전 재료층(512k)의 내부에는 도시된 바와 같이 하부전극판(514k1)과 상부 전극판(514k2)이 교번하여 위치하고 있다. 따라서, 상부 전극판(514k2)과 하부 전극판(514k1)에 전압이 인가되면 압전 재료층(512k)의 수축 팽창에 의해 상하 구동력이 제공된다.
여기에서, 엘리멘트(510k)는 일정한 폭을 가지며 다수가 일정하게 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 엘리멘트(510k)는 서로 다른 폭을 가지며 교번하여 정렬하여 함몰형 박막 압전 광변조기를 구성한다. 또한, 이러한 엘리멘트(510k)는 일정간격(거의 엘리멘트(510k)의 폭과 같은 거리)을 두고 이격되어 위치할 수 있으며 이 경우에 실리콘 기판(501k)의 상면의 전부에 형성된 마이크로 미러층이 입사된 빛을 반사하여 회절시킨다.
여기에서는 요철부가 가로방향으로 정렬되어 있는 것을 설명하였지만, 세로 방향으로 정렬될 수도 있다.
한편, 여기에서는 정전기력, 압전재료를 사용한 구동력을 제공하는 방법에 대하여 설명하였지만 정자기력을 사용한 방법도 사용가능하다.
상기와 같은 본 발명은 상하 미러를 일체형으로 제작함에 따라 공정 수를 줄일 수 있고 이에 따라 비용이 절감되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같이 공정수를 단축함에 따라 불량율이 줄어들게 되는 효과가 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 상하 미러가 일체화된 회절 광변조기를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다 양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (26)

  1. 표면에 절연층이 형성되어 있는 기판;
    상기 절연층위에 적층되어 있는 하부 전극층;
    중앙 부분이 상기 기판의 하부 전극층으로부터 이격되어 위치하고 있고, 양끝단이 상기 하부 전극층에 부착되어 있는 하부 지지대;
    상기 하부 지지대에 적층되어 있는 상부 전극층;
    상기 상부 전극층에 적층되어 있으며 상부에 다수의 요철부가 소정 간격으로 형성되어 있는 압전재료층; 및
    상기 압전재료층의 상부에 도포되어 있으며 상기 요철부의 요철 부위와 홈 부위의 미러가 화소를 형성하는 마이크로 미러층을 포함하며;
    상기 하부 전극층과 상기 상부 전극층의 정전기력에 의해 상하 구동력이 발생되는 것을 특징으로 하는 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 에어 스페이스를 제공하기 위한 함몰부를 가지며 상기 하부 지지대가 상기 함몰부로부터 소정 간격 이격되어 구동 공간을 확보하는 것을 특징으로 하는 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기.
  3. 삭제
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 압전 재료층이 상기 상부 전극층 위에 적층되어 있으며, 상기 압전 재료층의 양끝단이 상기 기판의 함몰부를 벗어난 양측에 각각 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 압전재료층의 양끝단이 상기 기판으로부터 이격되어 있는 상기 상부 전극층 부위에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 압전재료층의 다수의 요철부는,
    상기 압전재료층이 상기 기판을 가로지르는 방향과 동일한 방향으로 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 압전재료층의 다수의 요철부는,
    상기 압전재료층이 상기 기판을 가로지르는 방향과 직각 방향에 정렬되어 있는 것읕 특징으로 하는 상하부 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기.
  8. 표면에 절연층이 형성되어 있는 기판;
    중앙 부분이 상기 기판으로부터 이격되어 위치하고 있고, 양끝단이 상기 기판에 부착되어 있는 하부 전극층;
    상기 하부 전극층에 적층되어 있으며 상부에 다수의 요철부가 소정 간격으로 형성되어 있는 압전재료층; 및
    상기 압전재료층의 상부에 도포되어 있으며 상기 요철부의 요철 부위와 홈 부위의 미러가 화소를 형성하는 마이크로 미러층을 포함하며;
    상기 하부 전극층과 상기 마이크로 미러층에 전압이 인가되면 상기 압전 재료층의 수축 및 팽창에 의해 상하 구동력이 발생되는 것을 특징으로 하는 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판은 에어 스페이스를 제공하기 위한 함몰부를 가지며 상기 하부 전극층이 상기 함몰부로부터 소정 간격 이격되어 구동 공간을 확보하는 것을 특징으로 하는 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기.
  10. 삭제
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 압전재료층이 상기 하부 전극층 위에 적층되어 있으며, 상기 압전 재료층의 양끝단이 상기 기판의 함몰부를 벗어난 양측에 각각 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 상하 미러가 일체화된 광변조기.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 압전재료층의 양끝단이 상기 기판으로부터 이격되어 있는 상기 하부 전극층 부위에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 압전재료층의 다수의 요철부는,
    상기 압전재료층이 상기 기판을 가로지르는 방향과 동일한 방향으로 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 압전재료층의 다수의 요철부는,
    상기 압전재료층이 상기 기판을 가로지는 방향과 직각 방향에 정렬되어 있는 것읕 특징으로 하는 상하부 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기.
  15. 표면에 절연층이 형성되어 있는 기판;
    중앙 부분이 상기 기판으로부터 이격되어 위치하고 있고, 양끝단이 상기 기 판에 부착되어 있고, 상부에 다수의 요철부가 소정 간격으로 형성되어 있는 제1 압전재료층;
    상기 제1 압전재료층의 상부에 도포되어 있으며 상기 요철부의 요철 부위와 홈 부위의 미러가 화소를 형성하는 마이크로 미러층;
    상기 마이크로 미러층에 적층되어 있고 상부가 평평한 제2 압전재료층; 및
    상기 제2 압전재료층에 적층되어 있는 상부 전극층을 포함하며,
    상기 마이크로 미러층과 상기 상부 전극층에 전압이 인가되면 상기 제2 압전재료층의 수축 및 팽창에 의해 상하 구동력이 발생되는 것을 특징으로 하는 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 기판은 에어 스페이스를 제공하기 위한 함몰부를 가지며 상기 제1 압전재료층이 상기 함몰부로부터 소정 간격 이격되어 구동 공간을 확보하는 것을 특징으로 하는 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 제1 압전재료층의 다수의 요철부는,
    상기 제1 압전재료층이 상기 기판을 가로지르는 방향과 동일한 방향으로 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 제1 압전재료층의 다수의 요철부는,
    상기 제1 압전재료층이 상기 기판을 가로지르는 방향과 직각 방향에 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기.
  21. 표면에 절연층이 형성되어 있는 기판;
    중앙 부분이 상기 기판으로부터 이격되어 위치하고 있고, 양끝단이 상기 기판에 부착되어 있고, 상부에 다수의 요철부가 소정 간격으로 형성되어 있는 압전재료층;
    상기 압전재료층의 상부에 도포되어 있으며 상기 요철부의 요철 부위와 홈 부위의 미러가 화소를 형성하는 마이크로 미러층; 및
    상기 압전재료층의 내부에 다수의 상부 전극과 다수의 하부 전극이 교번하여 배열되어 있는 상하 전극층을 포함하며,
    상기 상하 전극층의 상부 전극과 하부 전극에 전압이 인가되면 상기 압전재료층의 수축 및 팽창에 의해 상하 구동력이 발생되는 것을 특징으로 하는 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 기판은 에어 스페이스를 제공하기 위한 함몰부를 가지며 상기 압전재료층이 상기 함몰부로부터 소정 간격 이격되어 구동 공간을 확보하는 것을 특징으로 하는 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기.
  23. 삭제
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 압전재료층 하부에 중앙 부분이 상기 기판으로부터 이격되어 위치하고 있고, 양끝단이 상기 기판에 부착되어 있는 하부 지지대를 더 포함하며,
    상기 압전재료층의 양끝단이 상기 기판으로부터 이격되어 있는 상기 하부 지지대 부위에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 압전재료층의 다수의 요철부는,
    상기 압전재료층이 상기 기판을 가로지르는 방향과 동일한 방향으로 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 상하 미러가 일체화된 하이브리드 광변조기.
  26. 제 21 항에 있어서,
    상기 압전재료층의 다수의 요철부는,
    상기 압전 재료층이 상기 기판을 가로지는 방향과 직각 방향에 정렬되어 있는 것읕 특징으로 하는 상하 미러가 일체화된 광변조기.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH07140402A (ja) * 1993-05-21 1995-06-02 Daewoo Electron Co Ltd 圧電アクチュエータミラーアレーおよびその製造方法
US20020001120A1 (en) 2000-04-26 2002-01-03 Noritaka Mochizuki Optical modulation element and projection apparatus
JP2002214544A (ja) 2000-11-20 2002-07-31 Sony Corp 光変調装置、光変調素子及びその製造方法、並びに投映システム
US20040027225A1 (en) 2002-08-09 2004-02-12 Hsiao-Wen Lee Micro electromechanical differential actuator

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07140402A (ja) * 1993-05-21 1995-06-02 Daewoo Electron Co Ltd 圧電アクチュエータミラーアレーおよびその製造方法
US20020001120A1 (en) 2000-04-26 2002-01-03 Noritaka Mochizuki Optical modulation element and projection apparatus
JP2002214544A (ja) 2000-11-20 2002-07-31 Sony Corp 光変調装置、光変調素子及びその製造方法、並びに投映システム
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