KR19990061428A - 박막형 광로조절장치의 구동기판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 패드와 신호 배선층의 면적을 확대하여 정전기 다이오드의 기능을 수행하는 p^＋-n 접합 영역에 광이 유입되는 것을 차단하여 광전류가 발생하는 것을 방지할 수 있는 박막형 광로조절장치의 구동기판에 관한 것으로서, 신호 배선층과 패드의 면적을 확대하여 p^＋-n 접합 영역의 노출되는 면적을 최소화하여 광원으로부터 방사된 광이 노출된 p^＋-n 접합 영역에 유입되는 것을 차단하여 구동기판에 광전류가 흐르는 것을 줄일 수 있다. 따라서, 광전류에 의한 컨트라스트 저하를 줄이게 된다.

Description

박막형 광로조절장치의 구동기판

본 발명은 박막형 광로조절장치의 구동기판에 관한 것으로서, 특히 패드와 신호 배선층의 면적을 확대하여 정전기 다이오드의 기능을 수행하는 p^＋-n 접합 영역에 광이 유입되는 것을 차단하여 광전류가 발생하는 것을 방지할 수 있는 박막형 광로조절장치의 구동기판에 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(Cathod Ray Tube)등이 있으며, 투사형 화상표시장치로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display:이하 'LCD'라 칭함), DMD(Deformable Mirror Device), 또는 AMA등이 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, 상술바와 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 뿐만아니라 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 종래 박막형 광로조절장치의 구동기판에 대한 평면도이다.

도 1을 참조하면, 패드(40)는 신호 배선층(50)과 소정 거리 이격되어 형성된다. 패드(40)는 크롬(Cr), 구리(Cu) 또는 금(Au)등의 전기 도전성이 우수한 물질로 형성되며, 외부로부터 화상신호 또는 게이트 구동신호를 제공받는다.

신호 배선층(50)은 박막형 광로조절장치에 화상신호 또는 게이트 구동신호를 제공한다. 신호 배선층(50)은 소오스 라인 또는 게이트 라인으로 사용된다.

p^＋-n 접합 영역(20)은 패드(40)와 신호 배선층(50)을 전기적으로 연결한다. 즉, p^＋-n 접합 영역(20)의 일측은 패드(40)와 전기적으로 연결되어 있으며, 타측은 신호 배선층(50)과 전기적으로 연결되어 있다. 이때, 패드(40)와 신호 배선층(50)은 각각 p^＋-n 접합 영역(20)의 일측과 타측의 소정 부분과 접촉하며 형성된다. 따라서, p^＋-n 접합 영역(20)은 패드(40)와 신호 배선층(50)이 각각 접촉하는 일측과 타측을 제외하고 나머지 부분은 노출된다.

p^＋-n 접합 영역(20)은 정전기 다이오드의 기능을 수행한다. 따라서, p^＋-n 접합 영역(20)은 패드(40)에서 신호 배선층(50)으로 화상신호 또는 게이트 구동신호가 전달될 때 정전기가 발생할 경우 이를 차단하여 정전기가 신호 배선층(50)을 통하여 박막형 광로조절장치에 전달되는 것을 방지한다.

도 2a는 도 1에 도시한 장치를 A-A' 선으로 자른 단면도이고, 도 2b는 도 1에 도시한 장치를 B-B'선으로 자른 단면도이다.

도 2a를 참조하면, 절연기판(10)의 소정 영역에는 불순물이 주입된 p^＋-n 접합 영역(20)이 형성된다. 예를 들어, n형의 절연기판(10)에 p+형의 전기 도전성 불순물을 주입하여 소정의 전압레벨 이상에서 동작하는 p^＋-n 접합 정전기 다이오드의 기능을 수행하는 p^＋-n 접합 영역(20)을 형성한다. 따라서, 패드(40)에서 신호 배선층(50)으로 화상신호 또는 게이트 구동신호가 전달될 때 정전기 다이오드 기능을 수행하는 p^＋-n 접합 영역(20)은 소정 전압레벨 이하에서는 동작하지 않고 소정 전압레벨 이상의 정전기가 발생할 경우에 동작하여 신호 배선층(50)에 정전기가 전달되는 것을 차단한다.

절연기판(10)과 p^＋-n 접합 영역(20)의 상부에는 층간 절연층(30)이 형성된다. 층간 절연층(30)의 일부는 제거되어 p^＋-n 접합 영역(20)의 소정 부분을 노출시킨다.

패드(40)는 일측이 p^＋-n 접합 영역(20)중 층간 절연층(30)이 제거된 영역과 전기적으로 접촉하며 형성되며, 외부로부터 화상신호 또는 게이트 구동신호를 제공받는다.

신호 배선층(50)은 패드(40)와 소정 거리 이격되며 일측이 p^＋-n 접합 영역(20)중 층간 절연층(30)이 제거된 영역과 접촉한다. 신호 배선층(50)은 패드(40)와 p^＋-n 접합 영역(20)을 통하여 화상신호 또는 게이트 구동신호를 제공받는다.

금속 층간 절연층(60)은 패드(40), 층간 절연층(30) 및 신호 배선층(50)의 상부에 형성되며, 후술하는 차단층(70)과 패드(40) 또는 차단층(70)과 신호 배선층(50)이 전기적으로 연결되는 것을 방지한다. 금속 층간 절연층(60)은 인실리케이트유리로 형성된다.

차단층(70)은 층간 절연층(60)의 상부에 형성되며, 광원으로부터 방사된 광이 p^＋-n 접합 영역(20)에 유입되는 것을 차단한다.

도 2b를 참조하면, 절연기판(10)의 소정 영역에는 p^＋-n 접합 영역(20)이 형성되며, p^＋-n 접합 영역(20)의 상부에는 층간 절연층(30)이 형성된다. 그리고, 층간 절연층(30)의 상부에는 금속 층간 절연층(60)이 형성되며, 금속 층간 절연층(60)의 상부에는 차단층(70)이 형성된다.

그러나, 종래 박막형 광로조절장치의 구동기판은 정전기 다이오드의 기능을 수행하는 p^＋-n 접합 영역의 상부에 형성된 패드와 신호 배선층의 면적이 작게 형성되기 때문에 p^＋-n 접합 영역이 외부로 노출이 많이 되기 때문에 이 노출된 p^＋-n 접합 영역을 통하여 광원으로부터 방사된 광이 유입되어 구동기판에 광전류가 흐르는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명은 p^＋-n 접합 영역의 상부에 형성되는 패드와 신호 배선층의 면적을 확대하여 p^＋-n 접합 영역이 외부로 노출되는 것을 최소화하여 광원으로부터 광이 유입되는 것을 차단할 수 있어 AMA 모듈 구동시 컨트라스트 저하를 막는데 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 절연기판의 소정 영역에 p^＋영역이 형성되어, 소정의 전압 레벨이상에서 동작하는 p^＋-n 접합 영역과; p^＋-n 접합 영역의 소정 영역을 노출시키면서 형성된 층간 절연층과; 층간 절연층에 의해 노출된 p^＋-n 접합 영역과 일측이 접촉하며 타측이의 상기 p^＋-n 접합 영역의 중앙부로 신장된 패드와; 층간 절연층에 의해 노출된 p^＋-n 접합 영역과 일측이 접촉하며 타측이 p^＋-n 접합 영역의 중앙부로 신장되고 패드와 대향하는 위치와 소정 거리 이격되어 형성된 신호 배선층과; 패드, 층간 절연층 및 신호 배선층의 상부에 형성된 금속 층간 절연층과; 금속 층간 절연층의 상부에 형성된 차단층을 구비한다.

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 종래 박막형 광로조절장치의 구동기판에 대한 평면도,

도 2a는 도 1에 도시한 장치를 A-A' 선으로 자른 단면도,

도 2b는 도 1에 도시한 장치를 B-B' 선으로 자른 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 박막형 광로조절장치의 구동기판에 대한 평면도,

도 4a는 도 3의 장치를 C-C' 선으로 자른 단면도,

도 4b는 도 3의 장치를 D-D' 선으로 자른 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

510 : 절연기판 520 : p^＋-n 접합 영역

530 : 층간 절연층 540 : 패드

550 : 신호 배선층 560 : 금속 층간 절연층

570 : 차단층

도 3은 본 발명에 따른 박막형 광로조절장치의 구동기판에 대한 평면도이다.

도 3을 참조하면, 패드(540)는 신호 배선층(550)과 소정 거리 이격되어 형성된다. 패드(540)는 크롬(Cr), 구리(Cu) 또는 금(Au)등의 전기 도전성이 우수한 물질로 형성되며, 외부로부터 화상신호 또는 게이트 구동신호를 제공받는다.

신호 배선층(550)은 박막형 광로조절장치에 화상신호 또는 게이트 구동신호를 제공한다. 신호 배선층(550)은 소오스 라인 또는 게이트 라인으로 사용된다.

p^＋-n 접합 영역(520)은 패드(540)와 신호 배선층(550)을 전기적으로 연결한다. 즉, p^＋-n 접합 영역(520)의 일측은 패드(540)와 전기적으로 연결되어 있으며, 타측은 신호 배선층(550)과 전기적으로 연결되어 있다. 이때, 패드(540)와 신호 배선층(550)은 각각 p^＋-n 접합 영역(520)의 일측과 타측의 소정 영역에 형성되므로 p^＋-n 접합 영역(520)의 나머지 부분은 노출된다. 그러나, 본 발명에서는 패드(540)와 신호 배선층(550)은 면적을 확대하여 p^＋-n 접합 영역(520)이 노출되는 면적을 최소화한다.

p^＋-n 접합 영역(520)은 정전기 다이오드의 기능을 수행한다. 따라서, p^＋-n 접합 영역(520)은 패드(540)에서 신호 배선층(550)으로 화상신호 또는 게이트 구동신호가 전달될 때 정전기가 발생할 경우 이를 차단하여 정전기가 신호 배선층(550)을 통하여 박막형 광로조절장치에 전달되는 것을 방지한다.

도 4a는 도 3에 도시한 장치를 C-C' 선으로 자른 단면도이고, 도 4b는 도 3에 도시한 장치를 D-D' 선으로 자른 단면도이다.

도 4a를 참조하면, 절연기판(510)의 소정 영역에는 불순물이 주입된 p^＋-n 접합 영역(520)이 형성된다. 예를 들어, n형의 절연기판(510)에 p+형의 전기 도전성 불순물을 주입하여 소정의 전압레벨 이상에서 동작하는 p^＋-n 접합 정전기 다이오드의 기능을 수행하는 p^＋-n 접합 영역(520)을 형성한다. 따라서, 패드(540)에서 신호 배선층(550)으로 화상신호 또는 게이트 구동신호가 전달될 때 p^＋-n 접합 영역(520)은 소정 전압레벨 이하에서는 동작하지 않고 소정 전압레벨 이상의 정전기가 발생할 경우에 동작하여 신호 배선층(550)에 정전기가 전달되는 것을 차단한다.

절연기판(510)과 p^＋-n 접합 영역(520)의 상부에는 층간 절연층(530)이 형성된다. 층간 절연층(530)의 일부는 제거되어 p^＋-n 접합 영역(520)의 소정 부분을 노출시킨다.

패드(540)는 일측이 p^＋-n 접합 영역(520)중 층간 절연층(530)이 제거된 영역과 전기적으로 접촉하며 타측이 p^＋-n 접합 영역(520)의 중앙부로 신장되어 형성되며, 외부로부터 화상신호 또는 게이트 구동신호를 제공받는다.

신호 배선층(550)은 패드(540)와 소정 거리 이격되며 일측이 p^＋-n 접합 영역(520)중 층간 절연층(530)이 제거된 영역과 접촉하며 타측이 p^＋-n 접합 영역(520)의 중앙부로 신장되어 형성된다. 신호 배선층(550)은 패드(540)와 p^＋-n 접합 영역(520)을 통하여 화상신호 또는 게이트 구동신호를 제공받는다.

금속 층간 절연층(560)은 패드(540), 층간 절연층(530) 및 신호 배선층(550)의 상부에 형성되며, 후술하는 차단층(570)과 패드(540) 또는 차단층(570)과 신호 배선층(550)이 전기적으로 연결되는 것을 방지한다. 금속 층간 절연층(560)은 인실리케이트유리로 형성된다.

차단층(570)은 금속 층간 절연층(560)의 상부에 형성되며, 광원으로부터 방사된 광이 p^＋-n 접합 영역(520)에 유입되는 것을 차단한다.

도 4b를 참조하면, 절연기판(510)의 소정 영역에는 p^＋-n 접합 영역(520)이 형성되며, p^＋-n 접합 영역(520)의 상부에는 층간 절연층(530)이 형성된다. 그리고, 층간 절연층(530)중 하부에 p^＋-n 접합 영역(520)이 형성된 부분에는 패드(540) 또는 신호 배선층(550)이 형성되어 p^＋-n 접합 영역(520)의 노출된 영역에 광원으로부터 방사된 광이 유입되는 것을 방지한다. 층간 절연층(530), 패드(540)와 신호 배선층(550)의 상부에는 금속 층간 절연층(560)이 형성되며, 금속 층간 절연층(560)의 상부에는 차단층(570)이 형성된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 박막형 광로조절장치의 구동기판은 신호 배선층과 패드의 면적을 확대하여 p^＋-n 접합 영역의 노출되는 면적을 최소화하여 광원으로부터 방사된 광이 노출된 p^＋-n 접합 영역에 유입되는 것을 차단하여 구동기판에 광전류가 흐르는 것을 방지하여 컨트라스트 향상을 기대할 수 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 (1)

1. 절연기판(510)의 소정 영역에 전기 도전성 불순물을 주입하여 형성되어, 소정의 전압 레벨이상에서 동작하는 p^＋-n 접합 영역(520)과;

   상기 p^＋-n 접합 영역(520)의 소정 영역을 노출시키면서 형성된 층간 절연층(530)과;

   상기 층간 절연층(530)에 의해 노출된 상기 p^＋-n 접합 영역(520)과 일측이 접촉하며 타측이 상기 p^＋-n 접합 영역(520)의 중앙부로 신장되어 면적이 확대된 패드(540)와;

   상기 층간 절연층(530)에 의해 노출된 상기 p^＋-n 접합 영역(520)과 일측이 접촉하며 타측이 상기 p^＋-n 접합 영역(520)의 중앙부로 신장되고 상기 패드(540)와 대향하는 위치와 소정 거리 이격되어 형성된 신호 배선층(550)과;

   상기 패드(540), 상기 층간 절연층(520) 및 상기 신호 배선층(550)의 상부에 형성된 금속 층간 절연층(560)과;

   상기 금속 층간 절연층(560)의 상부에 형성된 차단층(570)을 구비하는 박막형 광로조절장치의 구동기판.