KR20030030239A

KR20030030239A - 미소 평판 구동 장치

Info

Publication number: KR20030030239A
Application number: KR1020010062092A
Authority: KR
Inventors: 조영호; 김성진
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2001-10-09
Filing date: 2001-10-09
Publication date: 2003-04-18
Also published as: KR100443368B1

Abstract

본 발명은 회전 각도, 평행 이동 거리를 증가시키는 동시에 수명을 연장시킬 수 있는 미소 평판 구동 장치에 관한 것으로서, 본 발명은 마이크로머시닝(micro-machining) 기술을 이용하여 제작된 미소 평판 구동 장치 중 구동체(actuator)의 동작에 의하여 평판이 회전 또는 평행이동 되는 모든 구조에 적용될 수 있다. 특히 본 발명은 평판과 구동체의 연결부위를 물리적으로 분리시켜 연결부위에 인가되는 응력을 제거하고 구동체의 큰 변위를 발생시켜 평판의 회전 각도나 평행이동 거리를 증가시킬 수 있다. 본 발명의 평판 구동 장치는 특히 마이크로미러 혹은 가변 캐패시터의 구동 장치로 이용될 수 있다.

Description

미소 평판 구동 장치{MICRO-PANEL DRIVING APPARATUS}

본 발명은 대용량 정보교환을 위한 광통신 시스템에서 광신호의 전달 경로를 바꾸기 위한 광 스위치, 광 스캐너, 광 기록 매체에 사용되는 초소형 전자 기계 시스템(Micro-Electro-Mechanical System, MEMS)을 구성하는 미소 평판 구동 장치에 관한 것으로서 특히 평판을 회전시키거나 평행이동 시키는 구동체(actuator)와 평판의 연결부의 구조에 관한 것이다.

MEMS를 구성하는 평판 구동 장치는 구동신호에 의하여 회전하거나 평행이동 하여 광 스위치, 광 스캐너, 광 기록매체에서 평판에 입사되는 광 신호의 경로를 설정하는 역할을 한다. 광 신호를 원하는 경로로 전달하기 위해서는 평판은 구동 신호에 대하여 응답성이 양호하고, 일반적으로 큰 회전각도 또는 평행 이동 거리를 가져야 하며 내구성이 우수하여야 한다. 전형적으로 광통신의 경로 설정 및 변경 등에 사용되는 미소 평판은 마이크로미러의 형태로 제작되나, 본 발명의 평판 구동 장치는 마이크로미러 뿐만이 아니라 이하에서 설명하는 바와 같이 다양한 형태의 평판을 구동하는 장치로서 이용될 수 있다.

이러한 평판 구동 장치의 구조 및 작동 방식에 대하여 여러 가지 기술이 연구되고 제시된 바 있는데 다음과 같다.

Youngjoo Yee 외, "PZT actuated micro mirror for nano-tracking of laser beam for high-density optical data storage" MEMS 2000. The 13th IEEE International Conference, pp. 435-440은 PZT로 구동되는 광기록 매체용 마이크로미러가 제안되었다. 그러나 이 구조는 미러와 구동기가 물리적으로 연결되어 평행이동 거리가 클 경우에 연결부위에 큰 응력이 발생하여 피로 파괴 현상에 의하여소자의 수명이 단축될 수 있는 문제가 있다.

Youngjoo Yee 외, "Fabrication and characterization of a PZT actuated micro mirror with two-axis rotational motion for free space optics" MEMS 2001. The 14th IEEE International Conference, pp. 317-320은 PZT로 구동되는 2축 광통신용 마이크로미러 구동 장치가 제시되었다. 이 구조는 미러의 종단에 구동기를 연결함으로써 큰 회전 각도를 얻기가 어렵고, 구동기와 미러가 물리적으로 결합되어 있어 구동기 끝 부분에서 회전을 제한하는 반발력이 발생하는 문제가 있다.

Ohtuka, Y., "2-dimensional optical scanner applying a torsional resonator with two degrees of freedom" MEMS 95. The 8th IEEE International Conference, pp. 307-309에는 PZT에 의하여 구동되는 스캐너용 마이크로미러 구동 장치가 제시되었다. 교류전압을 인가하여 공진 모드에서 마이크로미러를 구동하는 방식을 사용하는 구조에서 역시 구동기와 미러가 물리적으로 연결되어 있어 구동기와 미러 사이의 연결 부위에 응력이 집중되어 이 부위에서 피로 파괴가 일어날 수 있는 문제점이 있다.

Schroth A. 외, "Application of sol-gel deposited thin PZT film for actuation of 1D and 2D scanners," MEMS 98. The 11th IEEE International Conference, pp. 402-407에는 교류전압을 이용하여 공진 모드에서 동작하는 MEMS 구조를 제시하고 있다. 그러한 이 구조 역시 구동기와 미러가 상호 연결되어 있어 구동기와 미러 사이의 연결부위에 응력이 집중되어 이 부위에서 피로 파괴가 일어날 수 있다.

Hung Yi Lin 외, "High resolution micromachined scanning mirror," Transducers 2001. The 11th International Conference on Solid State Sensors and Actuators, Munich, Germany, pp. 1310-1313에는 정전력, 교류전압으로 공진 모드에서 구동되는 스캐너용 미러를 제시하고 있다. 이 스캐너용 미러는 지렛대의 원리를 이용하여 미러를 구동하지만 영기 구동기와 미러가 물리적으로 연결되어 있어 변형 각도가 큰 경우 연결 부위에 응력이 집중되어 수명이 단축되는 문제가 있었다.

이상에서 설명한 종래 기술은 미소 평판이 마이크로미러 형태로 사용된 경우이나, 미소 평판 구동 장치는 마이크로미러 이외에도 광필터 또는 가변 캐패시터 등의 다른 유형의 소자에도 사용될 수 있다. 예를 들어, Peerlings, J. 외, "Long resonator micromachined tunable GaAs-AlAs Fabry-Perot filter," IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 9, No. 9, Sep. 1997, pp. 1235-1237에는 정전력에 의하여 구동되는 미소 평판이 Fabry-Perot 광필터에 적용된 예를 제시하고 있다. 또한, Dec, A. 외, "A 1.9-GHz CMOS VCO with micromachnined electromechanically tunable capacitors," IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 35, No. 8, Aug. 2000, pp. 1231-1237에는 정전력으로 구동되는 미소 평판이 가변 캐패시터에 적용된 예를 보여준다. 이러한, 종래 기술의 평판 구동 장치 역시 평판이 구동체와 물리적으로 결합되어 있어서 평판의 이동 각도 및 거리가 제한되고 평판과 구동체의 연결부위에 응력이 발생하여 소자의 내구성을 저하시키는 문제가 있었다. 이하에서 평판 또는 미소 평판이라는 용어는 마이크로미러를 포함한 평판 구조를 가지는 모든 MEMS 구성 소자를 포괄하는 의미로 사용된다.

본 발명은 위에서 설명한 바와 같은 종래의 평판 구동 장치의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 평판과 구동부의 연결 부위를 물리적으로 분리시켜 평판의 회전 각도나 평행 이동 거리를 증가시키고 연결 부위에 인가되는 응력을 제거하여 소자의 구동 수명을 연장하는 것을 목적으로 한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에서 사용되는 구동체의 구조 및 동작을 보여주는 도면.

도 2a 내지 도 2c는 구동체에 의하여 구동되는 종래의 평판 구동 장치의 구조 및 동작을 보여주는 사시도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 평판 구동 장치의 구조를 보여주는 사시도.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판 구동 장치의 구조를 보여주는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11, 21, 31 : 기판12, 22, 32 : 구동체

23, 33 : 연결 부재24, 34 : 미소 평판

25, 35 : 탄성체37 : 요철부

38, 38' : 덮개층

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술과 본 발명의 구성을 구체적 실시예를 들어 설명한다.

MEMS를 구성하는 마이크로미러와 같은 미소 평판은 구동 신호의 입력에 응답하여 소정 각도만큼 회전하거나 광축 방향으로 평행 이동하여 입력 광경로로 입사되는 입사광을 선택된 출력 광경로로 반사시키거나 광의 위상을 변화시켜 광통신용 광스위치, 스캐너, 광 기록장치 등에 이용된다.

MEMS에 사용되는 미소 평판은 통상 캔티레버(Cantilever) 구조 또는 토션빔(torsion-beam) 구조를 가진다.

상기 캔티레버 구조는 기저부로부터 연장되는 캔티레버 형태로 평판이 형성되고 평판의 일단은 탄성 만곡부(flexure)에 의하여 기저부에 연결되어 구동 전극에 인가되는 전압에 의하여 발생하는 정전기력 등에 의하여 평판이 만곡되어 평판에 입사되는 광의 경로를 변경시킨다.

또한, 상기 토션빔 구조는 캔티레버 구조와 유사한 구조를 가지나 평판이 평판에 작용하는 회전력에 의하여 각 변형되는 한 쌍의 토션빔에 의하여 지지되는 차이가 있다. 그리하여, 평판은 한 쌍의 토션빔에 의하여 형성되는 회전축을 중심으로 하여 인가되는 구동 신호의 형태에 따라 양 방향으로 회전하여 입사광의 경로를 변경시킬 수 있다. 평판을 구동하는 방법에 따라 평판이 구동 전극에 의하여 인가되는 전기장 또는 자기장 등에 의하여 직접 구동되는 전극 구동형 평판과 별도의 구동체(actuator)에 의하여 구동되는 구동체 구동형 평판이 있다.

본 발명은 이러한 미소 평판 의 유형 중 구동체에 의하여 토션빔 구조의 평판을 구동하는 장치에 관한 것이다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에서 사용되는 캔티레버형 구동체의 구조 및 동작을 보여주는 도면이다. 도 1a에서 보는 바와 같이 구동체(12)는 일단이 기판(11)에 고정된 캔티레버 형태로 형성된다. 마이크로미러와 같은 미소 평판을 구동하는 구동체는 구동 방식과 무관하게 일반적으로 200-400㎛의 길이와 1-4㎛의 두께, 3-80㎛의 폭을 가지도록 형성된다. 구동체를 형성하는 재료는 구동 방식에 따라 적절히 선택할 수 있는데 이에 대하여는 후술하기로 한다.

구동체(12)에 외부 구동력이 인가되지 않은 상태에서 구동체는 기판(11)에 대하여 직립 상태를 유지한다. 도 1b는 구동력이 인가되어 한쪽으로 변형된 상태를 보여준다. 구동체(12)는 외부 전극에 의하여 작용되는 정전기력, 자기력, 열팽창력 또는 압전력에 의하여 구동력을 받아 직립 상태에서 한쪽으로 변위된다.

구동체에 구동력을 부여하는 방법으로서, 구동체를 단결정 실리콘 또는 폴리실리콘 등의 재료로 구성하고 구동체의 일측 또는 양측에 근접하여 전기장을 형성하는 구동 전극을 설치하고 구동 전극에 구동 전압을 인가하면 구동 전극과 구동체 사이에 형성되는 정전기력에 의하여 구동 전압의 형태에 따라 구동체가 어느 한 방향으로 구동력을 받아 변형되게 된다.

또한, 구동체를 실리콘, 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막 등으로 형성하고 그 위에 자화 재료를 피복하거나 외부 자석에 대하여 자기장을 발생시키도록 도전성 금속 배선을 형성하고 구동체의 일측 또는 양측에 자기장을 인가하는 수단을 배치하면 인가되는 자기장의 방향에 따라 구동체가 어느 한 방향으로 편향될 수 있다.

구동체를 단결정 실리콘 또는 다결정 실리콘으로 형성하고 그 위에 열팽창 계수가 다른 물질 층을 형성하면 온도 변화에 따라 구동체의 각 구성 층의 열팽창률이 상이하여 구동체를 어느 한 방향으로 편향시키는 구동력이 작용하게 된다. 또한, 구동체를 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막으로 형성하고 그 위에 PZT 등의 압전 물질을 인가하고 백금 또는 RuO₂등으로 형성된 외부 전극에서 전계를 발생시켜 구동체의 변형을 유도하는 방법을 사용할 수도 있다. 이상과 같은 구동체의 구동 방식은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 관용적으로 사용되는 기술로서 본 명세서에서는 이들에 대한 구체적 설명은 생략하기로 한다.

이하에서는 도 2a 내지 도 2c를 참조하여 도 1의 구동체를 사용하는 종래의 토션빔 형태 평판의 구조 및 구동 방법을 설명한다. 도 2a에서 보는 바와 같이 평판 구동 장치(20)는 기판(21)에 고정된 두 쌍의 캔티레버형 구동체(22)와 구동체의 자유단부에 연결된 연결부재(23)에 의하여 고정된 평판(24) 및 평판(24)의 회전축을 따라 평판로부터 연장되어 기판(26)에 고정된 탄성체(25)로 구성되어 있다.

종래의 평판 구동 장치에서 구동체의 자유단부와 연결부재(23), 그리고 연결부재와 평판은 통상 동일한 재료로 일체로 결합된 구조로 형성된다. 탄성체(25) 역시 평판(24)와 기판(26)과 일체로 결합된 구조로 형성되어 평판이 평행 이동을 하거나 회전 이동을 하였을 때 평판을 원 위치로 되돌리는 복원력을 작용하는 탄성빔 또는 토션빔 역할을 한다.

도 2a에 탄성체(25)는 직선 빔 형태로 도시되어 있으나 필요에 따라 탄성체(25)는 평판(24)에 복원력을 작용할 수 있는 곡선 또는 나선형 구조를 가질 수도 있다. 도 2a의 평판 구동 장치는 양호하게는 실리콘 등의 반도체 재료를 희생층(sacrificial layer)을 개장한 상태로 적층하고 식각하는 공지의 공정을 사용하여 용이하게 형성할 수 있다.

이러한 MEMS 구조의 가공 방법은 M. A. Michalicek, J. H. Comtois, and H.K. Schriner, "Design and fabrication of optical MEMS using a four-level planarized surface-micromachined polysilicon5 process,"Proc. SPIE, Vol. 3276, pp. 48-55, 1998를 비롯한 여러 문헌에 공지되어 있으므로 본 명세서에서는 구체적인 설명을 생략하기로 한다.

이하에서는 도 2b 및 도 2c를 참조하여 도 2a의 평판 구동 장치가 구동되는 방법을 설명한다. 도 2a와 같이 평판(24)는 구동체(22)가 변형되지 않은 상태에서는 수평의 평형 상태를 유지한다. 도 2b는 평판(24)의 양측에 설치된 2 쌍의 구동체(22)가 모두 도면의 위쪽으로 변형되어 평판이 평행 이동을 한 상태를 보여준다.

이때, 2 쌍의 구동체는 위에서 설명한 여러 가지 구동 방식 중 한가지 또는 이들을 조합한 방법에 의하여 구동될 수 있다.

도 2b와 같이 평판(24)이 평행 이동하면 평판에 입사된 빛이 반사되어 입사 경로를 따라 되돌아 갈 때 광 경로의 길이가 변화하여 복귀 광선의 위상을 변화시키게 된다. 이 경우 복귀 광선의 위상 변이를 이용하여 광 신호 분리나 스위칭 동작을 할 수 있는데, 이러한 기술은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 주지의 기술이므로 이점에 대한 상세한 설명은 생략한다. 평판이 평행 이동을 하면 탄성체(25)는 이에 따라 변형되어 구동체의 구동력이 제거되었을 때 평판을 정상 위치로 되돌리는 복원력을 작용시킨다.

도 2c는 평판(24)가 구동체(22)에 의하여 회전 이동된 상태를 도시한다. 도 2c와 같이 도면 좌측의 구동체를 도면 위쪽으로 편향시키고 도면 우측의 구동체가 도면 아래쪽으로 편향시키면, 평판(24)은 도면에서 볼 때 시계 방향으로 회전하게 된다. 경우에 따라서는 평판의 한 측의 구동체에만 구동 신호를 인가하여 한 측의 구동체만 위 또는 아래쪽의 구동력을 인가하면, 평판이 탄성체(25)를 중심으로 회전함에 따라 대향 측의 구동체는 타측의 구동체에 대하여 반대 방향으로 변형된다.

그러나, 평판의 한 측의 구동체에만 구동력을 인가하는 경우에 비하여 양측의 구동체에 구동력을 인가하면 보다 큰 구동력을 발생시켜 평판의 응답성을 높일 수 있는 장점이 있다.

그러나 도 2b 또는 도 2c와 같이 평판이 회전하면 구동체와 평판이 이들에 일체로 고정된 연결부재(23)에 의하여 연결되어 있으므로 구동체와 연결부재 간, 그리고 연결부재와 평판간의 연결부위에 변형이 생겨 이로 인한 응력이 발생하게 된다. 이들 연결부위에 반복적으로 작용하는 응력은 결국 연결부위에 피로 파괴 현상을 일으킬 수 있다.

특히, 평판의 평행 이동 거리가 크거나 회전 각도가 큰 경우에는 연결부위의 변형 및 이로 인한 응력이 커져 평판 구동 장치의 수명과 동작 안정성에 심각한 문제를 일으키게 된다.

도 3은 위와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 본 발명에 따른 평판 구동 장치의 구조를 보여주는 사시도이다. 도 3의 평판 구동 장치(30)는 도 2의 구성과 동일하게 기판(31)에 고정된 두 쌍의 구동체(32)와 평판(34) 및 평판의 회전축을 따라 평판으로부터 연장되어 기판(36)에 고정된 탄성체(35)로 구성되어 있다.

그러나, 도 3의 평판 구동 장치에서는 구동체(32)의 자유 단부로부터 연장되는 연결부재(33)가 평판의 측면에 결합되어 있지 않고 도시된 바와 같이 평판의 측면으로부터 물리적으로 분리된 상태로 형성되는 점에 특징이 있다. 연결부재를 평판의 측면으로부터 분리시키기 위하여 양호하게는 도 3에 도시된 바와 같이 평판의 측면에 요철부(37)를 형성하고 요철부 내에 구동체의 연결부재를 배치시키는 방법을 사용할 수 있다.

이러한 구조의 요철부와 연결부재는 양호하게는 구동체(32)와 연결부재(33)와 평판(34)를 하나의 레이어로 형성하고 평판의 요철부(37)와 연결부재(33) 사이의 간극을 희생층을 사용한 식각 공정을 사용하여 용이하게 형성할 수 있다. 평판이 마이크로미러로 사용되는 경우, 평판은 통상 실리콘, 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막 등의 재료로 각각 300-500㎛의 범위 내의 폭과 길이를 가지도록 형성된다.

본 발명에서 평판(34)의 상부면에는 덮개층(38)이 형성된다. 도 3에는 도시의 목적 상 평판(34)와 덮개층(38)을 서로 분리된 별도의 부재로 표현하였으나, 실제 평판의 제작 공정에서 덮개층은 평판을 형성한 후에 그 위에 별도의 물질 층을 형성하는 방법을 사용하거나 평판과 덮개층을 일체로 형성하고 구동체의 연결부재(33)와 평판의 요철부(37) 및 덮개층(38) 사이에 각각 간극이 형성되도록 패너팅하여 형성할 수도 있다.

즉, 본 발명의 평판 구동 장치는 평판(34)과 덮개층(38)이 일체를 이루거나 상호 접합된 구조를 가지고, 구동체의 연결부재(33)는 평판(34)의 요철부 및 덮개층(38)과 결합되지 않은 구조를 가지게 하는 임의의 공정을 사용하여 형성될 수 있다. 평판(34)을 마이크로미러로 사용하는 경우에는 알루미늄 또는 금과 같은 반사성 금속층을 0.5-0.6㎛의 두께로 증착하여 상부 덮개층(38)을 형성하여 덮개층이 마이크로미러의 반사면 역할을 하도록 할 수 있다.

또한, 덮개층의 기계적 강도를 보강하기 위하여 덮개층을 다결정 실리콘, 실리콘 질화막 또는 실리콘 산화막 등의 재료로 1-2㎛의 두께로 형성하고, 선택적으로 그 위에 금속 반사층을 형성할 수도 있으며, 도 3에서와 같이 덮개층(38)이 평판의 상부 면에만 형성된 예를 보여주나 필요에 따라 덮개층이 평판(34)의 하부 면에도 상부 덮개층과 동일한 방식으로 형성될 수도 있다.

이상에서 설명한 실시예에서는 평판과 덮개층이 모두 장방형 형태인 예를 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위 내에서 평판과 덮개층은 원형, 다각형 등 다양한 형태를 가질 수 있다.

또한, 이상의 실시예에서 덮개층은 평판의 모든 면을 덮도록 형성되는 것으로 설명되었으나, 본 발명의 범위 내에서 덮개층은 최소한 연결부재와 연결되는 평판 영역을 덮도록 평판의 일부 면에만 형성될 수 도 있다.

도 4는 평판(34)의 상부면과 하부면에 상부 덮개층(38)과 하부 덮개층(38')가 각각 형성된 구조를 보여주기 위하여 평판(34)의 측면 요철부(37)를 통과하도록 절개한 단면도이다. 도 4에서는 대응하는 구성요소에 대하여 도 3과 동일한 참조번호를 사용하였다. 도 4에서 보는 바와 같이 평판의 상부면과 하부면에 상부 덮개층(38)과 하부 덮개층(38')이 형성되면 요철부(37)는 상부 및 하부 덮개층에 의하여 상하 측이 폐쇄되어 구동체의 연결부재(37)가 삽입될 수 있는 공간을 형성한다. 이러한 구조를 사용하면 구동체의 연결부재가 상하 어느 방향으로 편향되면 상부 또는 하부 덮개층과 접촉하여 어느 방향으로도 평판을 회전시킬 수 있는 회전력을 작용시킬 수 있는 장점이 있다. 도 4의 상부 및 하부 덮개층은 평판을 구성하는 층의 상부 및 하부에 별도의 층을 증착하거나 평판과 동일한 재료로 일체로 형성한 후 요철부(37)를 식각하여 형성할 수도 있다.

도 3에 도시된 평판 구동 장치의 평판(34)은 두 쌍의 구동체(32)가 모두 위쪽으로 편향되면 도 2b와 같이 위쪽으로 평행 이동 되고, 구동체가 모두 아래쪽으로 편향되면 아래쪽으로 평행 이동 된다.

또한, 평판(34)의 한 측의 구동체가 위쪽으로 편향되면 편향된 구동체에 형성된 연결부재(33)가 덮개층(38)의 하부 표면과 접촉하여 덮개층을 밀어 올려 덮개층과 일체화된 평판을 탄성체(35)를 중심으로 회전시키게 된다.

한편, 덮개층(33)을 평판(34)의 상하 양측에 구동체(32)의 연결부재(33)와 분리된 상태로 형성하면, 도 2c와 같이 한쪽의 구동체에는 평판을 상승시키고 다른 쪽의 구동체에는 평판을 하강시키는 구동력을 부여하여 평판의 회전력을 배가할 수 있다.

도 3 또는 도 4에 도시된 구조의 평판 구동 장치는 구동체의 연결부재(33)가 평판(34)에 결합되어 있지 않으므로, 평판의 평행 이동 거리가 크거나 회전 각도가 크더라도 구동체와 평판의 연결부위에 변형에 의한 응력이 발생되지 않는다.

종래의 평판 구동 장치에서는 구동체와 평판이 결합되어 있으므로, 이들을 구성하는 재료의 변형 및 내구 응력 한도를 고려하여 평판의 평행이동 거리 또는 회전 각도가 제한되었다.

그러나, 본 발명의 평판 구동 장치에서는 평판과 구동체가 비결합 상태로 연결되어 있으므로, 평판의 평행 이동 거리 및 회전 각도를 증대시킬 수 있다.

또한, 평판의 평행 이동 거리와 회전 각도를 크게 하더라도 연결부위에서 응력이 집중되지 않으므로 응력에 의한 피로 또는 파괴를 예방할 수 있어 소자의 수명을 연장시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명의 내용이 실시예를 들어 설명되었으나, 본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 하나의 예시로서 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 본 발명이 속하는 분야의 기술자는 본원의 청구범위에 기재된 발명의 원리 및 범위 내에서 본 발명을 여러 가지 형태로 변형 또는 변경할 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 실시예에서는 평판의 양측에 각각 한 쌍의 구동체가 배치되나 평판의 한 측에 하나 또는 셋 이상의 구동체를 배치할 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 캔티레버형의 구동체가 사용되었으나 기타 형태의 구동체를 사용할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 평판 구동 장치는 평판과 구동체를 비결합 방식으로 연결하는 구조를 사용하여 평판과 구동체의 연결부위에 집중되는 응력을 제거하여 평판 구동 장치의 수명을 연장하고, 회전각도 및 평행이동 거리를 증가시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

하나의 중심축을 가지고, 상기 중심축을 따라 연장된 탄성체에 의하여 회전 운동 및 평행 이동이 가능하도록 기판에 지지된 평판과, 상기 평판의 중심측을 경계로 상기 평판의 양측에 최소한 하나씩 배치된 구동체 및 상기 평판의 상부면에 형성된 덮개층을 포함하고, 상기 탄성체가 연결된 상기 평판의 양 측면에 요철부가 형성되고, 상기 구동체의 단부에 상기 평판의 상기 요철부가 형성된 측면을 향하여 연장된 구동체의 연결부재가 형성되고, 상기 구동체의 상기 연결부재가 상기 평판의 상기 요철부와 상기 덮개층에 의하여 형성되는 공간 내에 비결합 상태로 배치된 것을 특징으로 하는 평판 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 구동체가 상기 기판에 고정된 캔티레버 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 평판 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 구동체가 상기 평판의 양측에 각각 한 쌍씩 배치된 것을 특징으로 하는 평판 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 구동체가 상기 평판을 회전시키거나 평행이동 시키는 구동력을 상기 평판에 작용하는 것을 특징으로 하는 평판 구동 장치.
제4항에 있어서, 상기 평판이 회전 운동 또는 평행 이동을 할 때 상기 탄성체에 굽힘력, 비틀림력, 장력이 인가되어 변형되고, 상기 구동체의 구동력이 상기 평판에 인가되지 않으면 상기 탄성체는 상기 평판을 원래의 위치로 복원시키는 복원력을 작용하는 것을 특징으로 하는 평판 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 덮개층이 상기 평판의 하부면에도 형성된 것을 특징으로 하는 평판 구동 장치.
제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 덮개층이 상기 평판과 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 평판 구동 장치.
제1항 또는 제6항에 있어서, 상기 덮개층이 상기 평판과 별개의 층으로 형성된 것을 특징으로 하는 평판 구동 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동체가 정전기력, 열팽창력, 자기력 또는 압전력 중 어느 하나에 의하여 구동되는 것을 특징으로 하는 평판 구동 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평판 및 상기 덮개층이 4각형, 원형 또는 다각형 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 평판 구동 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 덮개층이 적어도 상기 평판의 상기 요철부를 덮도록 상기 평판의 일부 영역에만 형성된 것을 특징으로 하는 평판 구동 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 평판 또는 상기 덮개층의 표면에 반사층이 형성된 것을 특징으로 하는 평판 구동 장치.