KR20000037767A

KR20000037767A - Operation mirror structure and method for manufacturing the same

Info

Publication number: KR20000037767A
Application number: KR1019980052514A
Authority: KR
Inventors: 한봉수
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1998-12-02
Filing date: 1998-12-02
Publication date: 2000-07-05

Abstract

PURPOSE: An operation mirror structure and an operation mirror structure fabricating method are provided to freely determine the heights of posts by forming the posts by electric gilding. CONSTITUTION: Ground electrodes are formed on the upper surface of a substrate. Posts(31,32) are formed on the substrate by electric gilding. Ends of hinges(21,22) are engaged with the posts(31,32). An operation mirror(20) is rotatively installed to the hinges(21,22). An address electrode is formed on the upper surface of the substrate opposite to the bottom surface of the operation mirror(20) to drive the operation mirror(20) by the electrostatic force. The hinges(21,22) are engaged with the posts(31,32) by deposition.

Description

Moving mirror structure and manufacturing method

본 발명은 디스플레이의 화상표시장치로 이용되는 가동미러 구조물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 포스트 구조 및, 포스트에 대한 힌지의 지지구조 및 방법이 개선된 가동미러 구조물 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a movable mirror structure used as an image display device of a display and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a movable mirror structure and a method of manufacturing a hinge supporting structure and a method for a post. will be.

일반적으로, 가동미러 구조물은 HDTV 등의 디스플레이의 화상표시장치로 채용되며, 기판 상에 지지된 가동미러를 정전기력에 의하여 회동시킴으로써 광빔의 반사경로를 변환하여 화상을 표시하는 장치로 이용된다.In general, the movable mirror structure is employed as an image display device of a display such as an HDTV, and is used as an apparatus for displaying an image by converting a reflection path of a light beam by rotating the movable mirror supported on a substrate by electrostatic force.

종래의 가동미러 구조물은, 도 1에 도시된 바와 같이, 가동미러(10)가 힌지(13)(14)를 중심으로 회동 가능하게 포스트(11)(12)에 결합되어 있으며, 그 하부에는 접지전극과, 어드레스전극이 형성된 기판(미도시)이 마련되어 있다. 상기 접지전극을 통해 힌지에 (-)전압을 인가하고 어드레스 전극에 (+)전압을 인가하여 줌으로써, 정전기력이 발생하여 가동미러(10)가 힌지(13)(14)를 중심으로 회동되도록 하여 입사광에 대한 반사광의 진행경로를 변환시킨다.In the conventional movable mirror structure, as shown in FIG. 1, the movable mirror 10 is coupled to the posts 11 and 12 so as to be rotatable about the hinges 13 and 14, and grounded below the ground. A substrate (not shown) provided with an electrode and an address electrode is provided. By applying a negative voltage to the hinge through the ground electrode and applying a positive voltage to the address electrode, an electrostatic force is generated to cause the movable mirror 10 to rotate about the hinges 13 and 14 so that incident light It converts the traveling path of the reflected light to.

도 2를 참조하면, 종래의 가동미러 구조물은 기판(15) 상에 순서로 접지전극(16)(17), 힌지(13)(14), 포스트(11)(12) 및, 가동미러(10)를 형성함에 의해 제조된다. 또한, 힌지(13)(14)는 상기 접지전극(16)(17)과의 전기적으로 접촉되고 상기 가동미러(10)에 연결되도록 절곡되어 있고, 상기 포스트(11)(12)는 상기 힌지(13)(14)의 상기 접지전극(16)(17)과 접촉되는 부분 상에 스퍼터링 또는 증착공정을 통해 형성된다. 이에 따라서, 상기 포스트(11)(12)는 그 상면 전체가 완전히 채워지지 않고, 도시된 바와 같이 홈(11a)(12a)이 형성된다.Referring to FIG. 2, the conventional movable mirror structure includes a ground electrode 16, 17, a hinge 13, 14, a post 11, 12, and a movable mirror 10 in order on the substrate 15. Is formed by In addition, the hinges 13 and 14 are bent to be in electrical contact with the ground electrodes 16 and 17 and to be connected to the movable mirror 10, and the posts 11 and 12 are connected to the hinges. 13 and 14 are formed through a sputtering or a deposition process on a part of the ground electrode 16 and 17 that is in contact with the ground electrodes 16 and 17. Accordingly, the posts 11 and 12 are not completely filled with the entire upper surface thereof, and grooves 11a and 12a are formed as shown.

그러므로, 종래의 가동미러 구조물은 포스트(11)(12) 상면에서의 난반사 영향이 크며, 힌지(13)(14)와 포스트(11)(12) 사이의 접착력이 약하고, 스퍼터링 또는 증착공정의 제약조건에 의해 대략 2.8㎛ 이상 높이로 포스트(11)(12)를 제조할 수 없어서 가동미러(10)의 회동각을 크게 할 수 없다는 단점이 있다.Therefore, the conventional movable mirror structure has a large effect of diffuse reflection on the upper surfaces of the posts 11 and 12, weak adhesion between the hinges 13 and 14 and the posts 11 and 12, and the limitation of the sputtering or deposition process. There is a disadvantage in that the posts 11 and 12 cannot be manufactured at a height of about 2.8 μm or more by the condition, so that the rotation angle of the movable mirror 10 cannot be increased.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 포스트 상면에 홈이 형성되지 않는 구조 및, 가동미러의 회동각을 더 크게 할 수 있도록 된 구조의 가동미러 구조물 및 그 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and provides a movable mirror structure having a structure in which no groove is formed on the upper surface of the post, and a structure capable of increasing the rotation angle of the movable mirror, and a manufacturing method thereof. The purpose is to.

도 1은 종래의 가동미러 구조물을 나타낸 사시도.1 is a perspective view showing a conventional movable mirror structure.

도 2는 제1도의 개략적인 단면도.2 is a schematic cross-sectional view of FIG.

도 3은 본 발명에 따른 가동미러 구조물을 나타낸 사시도.Figure 3 is a perspective view of a movable mirror structure according to the present invention.

도 4a 내지 도 4g는 본 발명에 따른 가동미러 구조물의 포스트 제조방법을 나타낸 공정도.Figure 4a to 4g is a process diagram showing a post manufacturing method of a movable mirror structure according to the present invention.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 가동미러 구조물의 포스트에 대한 힌지 및 가동미러 제조방법을 나타낸 공정도.5a to 5c is a process diagram showing a hinge and a movable mirror manufacturing method for the post of the movable mirror structure according to the present invention.

〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

20...가동미러 21, 22...힌지20 ... movable mirror 21, 22 ... hinge

31, 32...포스트 40...기판31, 32 ... post 40 ... substrate

41...산화막 42...포토레지스트41 Oxide 42 Photoresist

42'...후막 43...불순물 이온42 '... Thick film 43 ... Impurity ions

44, 45...접지전극 50...포스트 설치홈44, 45 ... Ground electrode 50 ... Post mounting groove

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가동미러 구조물은, 기판과; 이 기판의 상면에 형성된 접지전극과; 상기 접지전극 상에 전기도금에 의해 소정 높이로 형성된 포스트와; 일단이 상기 포스트의 상부에 증착에 의해 결합되며, 상기 포스트를 통해 상기 접지전극에 전기적으로 연결되는 힌지와; 상기 힌지에 회동 가능하게 설치된 가동미러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.The movable mirror structure according to the present invention for achieving the above object, the substrate; A ground electrode formed on the upper surface of the substrate; A post formed on the ground electrode at a predetermined height by electroplating; A hinge coupled to the top of the post by vapor deposition and electrically connected to the ground electrode through the post; And a movable mirror rotatably installed at the hinge.

한편, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 가동미러 구조물의 제조방법은, 준비된 기판 상에 산화막과 포토레지스트를 순차로 형성하고, 상기 산화막과 포토레지스트를 소정 패턴으로 식각하는 단계와; 상기 식각된 패턴에 불순물 이온을 주입하고, 주입된 불순물 이온 상부에 접지전극을 형성하는 단계와; 상기 포토레지스트를 제거하고, 상기 산화막과 접지전극 상부에 포스트의 높이에 대응되는 소정 높이로 후막을 형성하는 단계와; 상기 후막의 상기 접지전극 상부를 소정 패턴으로 식각하고, 전기도금에 의해 식각된 패턴에 포스트를 형성하는 단계와; 상기 후막 상면 및 상기 포스트 상에 상기 포스트에 일 단부가 결합되도록 증착에 의해 힌지를 형성하는 단계와; 상기 힌지 상에 가동미러를 형성하고, 상기 후막을 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, in order to achieve the above object, the method of manufacturing a movable mirror structure of the present invention comprises the steps of sequentially forming an oxide film and photoresist on the prepared substrate, and etching the oxide film and photoresist in a predetermined pattern; Implanting impurity ions into the etched pattern and forming a ground electrode on the implanted impurity ions; Removing the photoresist and forming a thick film on the oxide layer and the ground electrode at a predetermined height corresponding to the height of the post; Etching the upper portion of the ground electrode of the thick film in a predetermined pattern, and forming a post in the pattern etched by electroplating; Forming a hinge by vapor deposition such that one end is coupled to the post on the thick film upper surface and the post; And forming a movable mirror on the hinge, and removing the thick film.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 가동미러 구조물의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail preferred embodiments of the movable mirror structure according to the present invention.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가동미러 구조물은 기판(40)과, 이 기판(40)의 상면에 형성된 접지전극(44)(45)과, 상기 기판(40) 상에 전기도금에 의해 형성된 포스트(31)(32)와, 상기 포스트(31)(32) 상에 일단이 결합된 힌지(21)(22)와, 상기 힌지(21)(22)에 회동 가능하게 설치된 가동미러(20)를 포함하여 구성된다.3 to 5, the movable mirror structure according to the embodiment of the present invention includes a substrate 40, ground electrodes 44 and 45 formed on an upper surface of the substrate 40, and the substrate 40. It is rotatable to the posts 31 and 32 formed by electroplating on the hinges, the hinges 21 and 22 having one end coupled to the posts 31 and 32, and the hinges 21 and 22. It is configured to include a movable mirror 20 is installed.

또한, 상기 가동미러(20) 저면과 마주하는 상기 기판(40)의 상면에는 정전기력에 의해 상기 가동미러(20)를 구동할 수 있도록 어드레스전극(미도시)이 형성되어 있다.In addition, an address electrode (not shown) is formed on an upper surface of the substrate 40 facing the bottom surface of the movable mirror 20 so as to drive the movable mirror 20 by an electrostatic force.

상기 포스트(31)(32)는 상기 접지전극(44)(45) 상에 전기도금에 의해 소정 높이로 형성된 것으로, 상기 접지전극(44)(45)을 통해 전압 인가시 통전되어, 상기 힌지(21)(22)에 인가된 전압이 전달되도록 한다. 그리고, 상기 포스트(31)(32)를 전기도금에 의해 형성함으로써, 그 상부에 홈(도 2의 11a)(12a)이 형성되지 않는다. 따라서, 난반사의 영향을 저감시킬 수 있다.The posts 31 and 32 are formed to have a predetermined height by electroplating on the ground electrodes 44 and 45, and are energized when the voltage is applied through the ground electrodes 44 and 45, and the hinge ( The voltage applied to 21) (22) is transferred. By forming the posts 31 and 32 by electroplating, grooves (11a and 12a in Fig. 2) are not formed thereon. Therefore, the influence of diffuse reflection can be reduced.

또한, 증착에 의해 상기 힌지(21)(22)의 일단이 상기 포스트(31)(32)의 상부에 결합된다. 이에 따라 상기 포스트(31)(32)에 대한 힌지(21)(22)의 결합이 용이하다.In addition, one end of the hinge (21) (22) is coupled to the upper portion of the post (31) (32) by vapor deposition. Accordingly, the hinges 21 and 22 are easily coupled to the posts 31 and 32.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 가동미러 구조물의 제조방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a movable mirror structure according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.

도 4a에 도시된 바와 같이, 준비된 기판(40) 상에 산화막(41)과 포토레지스트(42)를 순차로 형성한다. 이어서 상기 산화막(41)과 포토레지스트(42)를 소정 패턴으로 식각한 후, 상기 식각된 패턴에 붕소와 같은 불순물 이온(43)을 주입한다. 이는 기판(40)에 대해 후술하는 접지전극(44)(45)이 전기적으로 절연되도록 하기 위한 것이다.As shown in FIG. 4A, the oxide film 41 and the photoresist 42 are sequentially formed on the prepared substrate 40. Subsequently, after the oxide film 41 and the photoresist 42 are etched in a predetermined pattern, impurity ions 43 such as boron are implanted into the etched pattern. This is so that the ground electrodes 44 and 45 which will be described later with respect to the substrate 40 are electrically insulated.

이어서, 도 4b에 도시된 바와 같이 불순물 이온(43) 상부에 접지전극(44)(45)을 형성하고, 도 4c에 도시된 바와 같이, 상기 포토레지스트(42)를 제거한다.Next, as shown in FIG. 4B, the ground electrodes 44 and 45 are formed on the impurity ions 43, and as shown in FIG. 4C, the photoresist 42 is removed.

그리고, 도 4d에 도시된 바와 같이, 상기 산화막(41)과 접지전극(44)(45) 상부에 소정 높이로 후막(厚膜)(42')을 형성한다. 여기서, 후막(42')은 포토레지스트, 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA) 또는 폴리이미드 등의 재질로되며, 포스트(31)(32)의 높이에 해당하는 두께로 형성된다.4D, a thick film 42 'is formed on the oxide film 41 and the ground electrodes 44 and 45 at a predetermined height. Here, the thick film 42 'is made of a material such as photoresist, polymethyl methacrylate (PMMA) or polyimide, and is formed to a thickness corresponding to the height of the posts 31 and 32.

도 4e에 도시된 바와 같이, 반응성 이온 식각법(RIE;reactive ion etching) 등의 식각법을 통하여, 상기 후막(42')의 상기 접지전극(44)(45) 상부를 포스트(31)(32)의 형상에 대응되는 소정 패턴(50)으로 식각한다.As shown in FIG. 4E, an upper part of the ground electrode 44, 45 of the thick film 42 ′ is post 31, 32 through an etching method such as reactive ion etching (RIE). Etched in a predetermined pattern 50 corresponding to the shape of the).

그리고, 도 4f에 도시된 바와 같이, 식각된 패턴(50)에 전기도금에 의해 포스트(31)(32)를 형성한다. 이와 같이, 포스트(31)(32)를 형성하는 경우, 상기 후막(42')의 식각된 패턴을 채우도록 형성되므로 그 내부에 홈이 형성되지 않는다. 여기서, 전기도금 방법 그 자체는 통상적인 것으로 그 자세한 설명은 생략한다.4F, posts 31 and 32 are formed by electroplating on the etched pattern 50. As such, when the posts 31 and 32 are formed, the grooves are not formed therein because the posts 31 and 32 are formed to fill the etched pattern of the thick film 42 '. Here, the electroplating method itself is conventional and its detailed description is omitted.

이후, 도 4g에 도시된 바와 같이, 상기한 후막(42')을 제거하는 것으로 상기 포스트(31)(32)의 제조가 완료된다. 여기서, 실질적으로는 상기한 도 4g에 도시된 후막 제거공정은 후술하는 힌지 및, 가동미러 제조공정 후에 수행된다.Thereafter, as illustrated in FIG. 4G, the manufacture of the posts 31 and 32 is completed by removing the thick film 42 ′. Here, substantially the thick film removing process shown in FIG. 4G is performed after the hinge and the movable mirror manufacturing process described later.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상기한 도 4f에 도시된 바와 같이 상기 후막(42')의 두께에 대응되는 높이로 전기도금에 의해 후막(42')의 패턴에 형성된 포스트(31)(32)의 상부 및 후막(42') 상면에 증착에 의해 그 일 단부가 상기 포스트(31)(32)에 결합되도록 힌지(21)(22)를 형성한다.5A and 5B, as shown in FIG. 4F, the posts 31 and 32 formed in the pattern of the thick film 42 ′ by electroplating at a height corresponding to the thickness of the thick film 42 ′. The hinges 21 and 22 are formed on the upper and thick films 42 'on the top surface thereof so that one end thereof is coupled to the posts 31 and 32 by deposition.

이어서 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 힌지(21)(22)의 타단부에 가동미러(20)를 증착 등의 공정에 의해 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 5C, the movable mirror 20 is formed at the other end of the hinges 21 and 22 by a process such as vapor deposition.

이후, 상기 후막(42')을 세정을 통해 제거함으로써, 가동미러 구조물 제조를 완료한다.Thereafter, the thick film 42 'is removed by cleaning, thereby completing the manufacture of the movable mirror structure.

따라서, 상기한 바와 같이 전기도금에 의해 포스트를 형성하는 경우, 증착 및 스퍼터링 공정에 의하여 포스트를 형성하는 경우에 비하여 후막 두께 변화에 따른 영향을 거의 받지 않으므로, 후막 두께에 따라 포스트 높이를 자유롭게 결정할 수 있어서, 소망하는 가동미러 회동각을 얻을 수 있다. 또한, 포스트에 홈이 형성되지 않으므로 입사된 광의 난반사를 저감시킬 수 있다.Therefore, when forming a post by electroplating as described above, the post height can be freely determined according to the thickness of the thick film since it is hardly affected by the change in the thickness of the thick film as compared with the case of forming the post by the deposition and sputtering process. Therefore, a desired movable mirror rotation angle can be obtained. In addition, since no groove is formed in the post, diffuse reflection of incident light can be reduced.

그리고, 접지전극에서 제공되는 전압이 포스트를 매개로 상기 힌지 및 가동미러에 전달됨으로써, 접지전극에 대하여 힌지를 직접 접촉하는 구조에 비하여 그 제조공정수를 줄일 수 있다.In addition, the voltage provided from the ground electrode is transmitted to the hinge and the movable mirror via the post, thereby reducing the number of manufacturing processes thereof compared with the structure in which the hinge directly contacts the ground electrode.

Claims

A substrate;

A ground electrode formed on the upper surface of the substrate;

A post formed on the ground electrode at a predetermined height by electroplating;

A hinge coupled to the top of the post by vapor deposition and electrically connected to the ground electrode through the post;

And a movable mirror rotatably installed at the hinge.

Sequentially forming an oxide film and a photoresist on the prepared substrate, and etching the oxide film and the photoresist in a predetermined pattern;

Implanting impurity ions into the etched pattern and forming a ground electrode on the implanted impurity ions;

Removing the photoresist and forming a thick film on the oxide layer and the ground electrode at a predetermined height corresponding to the height of the post;

Etching the upper portion of the ground electrode of the thick film in a predetermined pattern, and forming a post by electroplating on the etched pattern;

Forming a hinge by vapor deposition such that one end is coupled to the post on the thick film upper surface and the post;

And forming a movable mirror on the hinge, and removing the thick film.