KR20040091516A - 간섭 디스플레이 장치의 제조 방법 - Google Patents

간섭 디스플레이 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 간섭 디스플레이 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 기판 상에 제1 벽 및 희생층을 순서대로 형성하고, 상기 제1 벽 및 희생층에 개구를 형성한다. 희생층 상에 제1 포토레지스트층을 스핀-코팅하여 개구를 채운다. 제1 암을 갖는 포스트를 제1 포토레지스트층의 패터닝을 통해 형성한다. 적어도 제2 포토레지스트층을 스핀-코팅에 의하여 형성한다. 제2 암을 제2 포토레지스트층의 패터닝을 통해 제1 암 상에 형성한다. 제2 벽을 희생층 및 포스트 상에 형성한다. 제1 및 제2 암의 응력을 열처리를 통해 릴리스시킨다. 암의 위치를 이동시키고, 따라서 제1 벽과 제2 벽 사이에 거리가 형성된다. 최종적으로, 희생층을 제거한다.

Description

간섭 디스플레이 장치의 제조 방법 {METHOD FOR FABRICATING AN INTERFERENCE DISPLAY UNIT}
본 발명은 광 간섭 디스플레이를 제조하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 암 포스트를 갖는 광 간섭 디스플레이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
평면 디스플레이는 가볍고 소형이기 때문에 휴대가 가능하고 공간이 제한된 디스플레이 시장에 매우 인기가 높다. 지금까지, 액정 디스플레이(liquid crystal display: LCD), 유기 전자-발광 디스플레이(organic electro-luminescent display: OLED), 플라스마 디스플레이 패널(plasma display panel: PDP) 등을 포함하는 평면 디스플레이는 물론 광 간섭 디스플레이 모드에 대하여 연구를 계속하고 있다.
미합중국 특허 제5,835,255호에는 평면 디스플레이용으로 사용될 수 있는 가시광 디스플레이 장치 어레이에 대하여 개시되어 있다. 종래 기술에서의 디스플레이 장치의 단면도인 도 1을 참조해 보자. 각각의 광 간섭 디스플레이 장치(100)는 두 개의 벽(102, 104)을 포함한다. 포스트(106)가 이들 두 개의 벽(102, 104)을 지지하고, 그 결과 캐버티(108)가 형성된다. 이들 두 개의 벽(102, 104) 사이의 거리, 즉 캐버티(108)이 길이는 D이다. 벽(102, 104) 중 하나는 가시광을 부분적으로 흡수하는 흡수율을 갖는 반전도성/반반사성 층이고, 다른 하나는 전압이 인가되었을 때 변형가능한 광반사성 층이다. 입사광이 벽(102, 104)을 통과하여 캐버티(108)에 도달할 때, 모든 가시광 스펙트럼에서, 식 1.1에 대응하는 파장을 갖는 가시광만이 구성 간섭을 발생하여 조사될 수 있고, 즉
2D = Nλ (1.1)
여기서 N은 자연수이다.
캐버티(108)의 길이 D가 파장에 임의의 자연수를 곱한 수의 절반일 때, 구성 간섭이 발생되고 섬광파가 조사된다. 한편, 관찰자가 입사광의 방향을 따라가는 경우, 파장 λ1인 반사광이 관찰될 수 있다. 따라서, 디스플레이 장치(100)가 "온"상태이다.
제1 벽(102)은 기판, 흡수층, 및 유전체층을 포함하는 반전도성/반반사성 전극이다. 제1 벽(102)을 통과하는 입사광은 흡수층에 의하여 부분적으로 흡수된다. 기판은 전도성의 투명한 재료, 즉 ITO 유리 또는 IZO 유리로 제조된다. 흡수층은 알루미늄, 크롬 또는 은 등의 금속으로 제조된다. 유전체층은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 또는 금속 산화물로 제조된다. 금속 산화물은 흡수층 일부분을 직접 산화시켜 얻을 수 있다. 제2 벽(104)은 변형가능한 반사성 전극이다. 이것은 전압을 인가함으로써 상하로 이동한다. 제2 벽(104)은 유전체 재료/전도성의 투명한 재료, 또는 금속/전도성의 투명한 재료로 제조되는 것이 일반적이다.
도 2는 전압을 인가한 후의 종래 기술에서의 디스플레이 장치의 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전압에 의하여 구동되는 동안, 벽(104)은 변형되어 정전기의 끌어당기는 힘 때문에 벽(102)을 향하여 하측으로 내려 앉는다. 이 때, 벽(102)과 벽(104) 사이의 거리, 즉 캐버티(108)의 길이는 정확하게 제로는 아니며, 제로가 될 수 있는 d이다. 식 1.1에서 D 대신 d가 사용된 경우, 식 1.1을 충족시키는 파장을 갖는 가시광, λ2만이 구성 간섭을 발생하고, 벽(104)에 의하여 반사되어 벽(102)을 통과할 수 있다. 파장 λ2를 갖는 광에 대한 흡수율이 높은 벽(102) 때문에, 가시광 스펙트럼 내의 모든 입사광이 필터링되어 입사광의 방향을 따라가는 관찰자는 가시광 스펙트럼 내의 어떤 반사광도 관찰할 수 없다. 디스플레이 장치(100)는 이제 "오프" 상태이다.
디스플레이 장치(100)의 포스트(106)가 일반적으로 네거티브 포토레지스트 재료로 제조된 상태를 도시한 도 1을 다시 참조한다. 또한, 종래 기술에서의 디스플레이 장치를 제조하는 방법이 도시된 도 3a 내지 도 3c를 참조한다. 도 3a에 있어서, 제1 벽(102) 및 희생층(110)이 투명 기판(109) 상에 순서대로 형성된 다음, 상기 벽(102)과 희생층(110) 사이에 개구(112)가 형성된다. 개구(102)는 포스트를 개구 내에 형성하는데 적합하다. 다음에, 네거티브 포토레지스트층(111)을 희생층(110) 상에 스핀-코팅하여 개구(112)를 채운다. 네거티브 포토레지스트층(111)을 형성하는 목적은 제1 벽(102)과 제2 벽(도시되지 않음) 사이에 포스트를 형성하기 위한 것이다. 개구(112) 내의 네거티브 포토레지스트층(111) 상에 화살표(113)로 표기된 방향으로 후방 노출 공정를 실행한다. 희생층(110)은 후방 노출 공정의 요구에 부합될 수 있도록 불투명 재료, 일반적으로 금속 재료로 제조되어야 한다.
노출되지 않은 네거티브 포토레지스트층을 제거한 후 포스트(106)가 개구(112) 내에 잔류된 상태를 도시한 도 3b를 참조한다. 다음에, 벽(104)이 희생층(110) 및 포스트(106) 상에 형성된다. 캐버티(114)를 형성하기 위하여희생층(110)이 릴리스 에칭 공정에 의하여 제거된 상태를 도시한 도 3c를 참조한다. 캐버티(114)의 길이 D는 희생층(110)의 두께이다. 따라서, 희생층의 상이한 두께는 상이한 파장을 갖는 광 반사를 제어하기 위한 목적을 달성하기 위하여 상이한 디스플레이 장치의 상이한 공정에 사용되어야 한다.
전압 조작에 의하여 제어되는 디스플레이 장치(100)를 포함하는 어레이는 컬러 평면 디스플레이가 아닌 단색 평면 디스플레이용으로 충분하다. 종래 기술의 방법은 종래 기술의 매트릭스 컬러 평면 디스플레이의 단면도인 도 4에 도시된 바와 같이 상이한 길이의 캐버티를 갖는 세 개의 디스플레이 장치를 포함하는 화소를 제조하는 것이다. 세 개의 디스플레이 장치(302, 304, 306)는 기판(300) 상에 어레이로서 각각 형성된다. 디스플레이 장치(302, 304, 306)는 상기 디스플레이 장치(302, 304, 306)의 상이한 길이의 캐버티로 인해 입사광(308)을 상이한 파장의 광 컬러, 예를 들면, 적, 녹 및 청색의 광으로 반사할 수 있다. 어레이로 배열된 디스플레이 장치용의 상이한 반사경은 사용할 필요가 없다. 양호한 해상도가 제공되고 모든 광 컬러 중에서 휘도가 균일하다는 점이 더욱 중요하다. 그러나, 상이한 길이의 캐버티를 갖는 세 개의 디스플레이 장치는 별개로 제조되는 것이 필요하다.
종래 기술의 매트릭스 컬러 평면 디스플레이를 제조하는 방법을 도시한 단면도인 도 5a 내지 도 5d를 참조한다. 도 5a에서, 제1 벽(310) 및 제1 희생층(312)이 투명 기판(300) 상에 순서대로 형성된 다음, 디스플레이 장치(302, 304, 306)가 형성된 소정의 위치를 한정하도록 개구(314, 316, 318)가 제1 벽(310) 및희생층(312)에 형성된다. 이어서, 제2 희생층(322)이 제1 희생층(312) 및 개구(314, 316, 318, 320)에 일치되도록 형성된다.
도 5b에 있어서, 개구(314)와 개구(316) 사이, 및 개구(318)와 개구(320) 사이의 제2 희생층(322)을 포토리소그래피 에칭 공정에 의하여 제거시킨 후, 제3 희생층(324)이 제1 희생층(312)과 제2 희생층(322) 및 개구(314, 316, 318, 320)에 일치되도록 형성된다.
개구(318, 320) 내의 제3 희생층(324)은 남겨 두고 제3 희생층(324)의 나머지 부분은 포토리소그래피 에칭 공정에 의하여 제거된 상태를 도시한 도 5c를 참조한다. 다음에, 네거티브 포토레지스트를 제1 희생층(312), 제2 희생층(322), 제3 희생층(324) 및 개구(314, 316, 318)에 스핀-코팅하여 모든 개구를 채워서 네거티브 포토레지스트층(326)을 형성한다. 네거티브 포토레지스트층(326)은 제1 벽(310)과 제2 벽(도시되지 않음) 사이에 포스트(도시되지 않음)를 형성하기 위한 것이다.
개구(314, 316, 318, 320) 내의 네거티브 포토레지스트층(326) 상에 투명 기판(300) 방향으로 후방 노출 공정를 실행한 상태를 도시한 도 5d를 참조한다. 후방 노출 공정를 위하여, 희생층(110)은 적어도 불투명 재료, 일반적으로는 금속 재료로 제조되어야 한다. 노출되지 않은 네거티브 포토레지스트층(326)을 제거시킨 후 포스트(328)는 개구(314, 316, 318, 320) 내에 남는다. 이어서, 제2 벽(330)이 제1 희생층(312), 제2 희생층(322), 제3 희생층(324) 및 포스트(328)를 일치되게 커버한다.
다음에, 제1 희생층(312), 제2 희생층(322), 및 제3 희생층(324)을 릴리스 에칭 공정에 의하여 제거시켜 도 4에 도시된 디스플레이 장치(302, 304, 306)를 형성하고, 여기서 세 개의 디스플레이 장치(302, 304, 306)의 길이(d1, d2, d3)는 제1 희생층(312), 제2 희생층(322), 및 제3 희생층(324) 두께에 각각 해당한다. 따라서, 희생층의 상이한 두께는 상이한 파장의 광을 제어하기 위하여 상이한 디스플레이 장치의 상이한 공정에 사용되어야 한다.
디스플레이 장치(302, 304, 306)의 캐버티 길이를 한정하기 위하여 종래 기술의 매트릭스 컬러 평면 디스플레이를 제조하는데는 적어도 세 가지 포토리소그래피 에칭 공정를 필요로 한다. 후방 노출과 협동하여 포스트를 형성하기 위하여, 희생층 제조에는 반드시 금속 재료를 사용해야 한다. 복잡한 제조 공정 비용이 높고, 이러한 복잡한 제조 공정 때문에 수율도 상승될 수 없다.
따라서, 광 간섭 디스플레이 장치 구조, 즉 해상도 및 휘도가 높은 컬러 간섭 디스플레이 장치를 간단한 공정 및 고수율로 제조할 수 있는 간단한 방법을 제공하는 것이 중요한 주제이다.
따라서, 본 발명의 목적은 광 간섭 디스플레이 장치 구조를 제조하는 방법을 제공하는 것으로서, 상기 방법은 컬러 광 간섭 디스플레이 장치를 제조하는데 적합하며 고해상도 및 고휘도를 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 컬러 광 간섭 디스플레이의 제조에 적합한 광 간섭 디스플레이 장치 구조를 제조하는 방법을 제공하는 것으로서, 상기 방법은 제조 공정이 간단하고 용이하며 수율이 높다.
본 발명의 또 다른 목적은 포스트를 갖는 컬러 광 간섭 디스플레이의 제조에 적합한 광 간섭 디스플레이 장치 구조를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 전술한 목적에 따라, 본 발명의 바람직한 일 실시예는 광 간섭 디스플레이 장치 구조를 제조하는 방법을 제공한다. 제1 벽 및 희생층이 투명 기판 상에 순서대로 형성된 다음, 상기 제1 벽 및 상기 희생층에 개구가 형성된다. 개구는 포스트를 상기 개구 내에 형성하는데 적합하다. 다음에, 제1 포토레지스트층을 희생층 상에 스핀-코팅하여 개구를 채운다. 포토리소그래피 공정으로 포토레지스트층을 패터닝하여 포스트용으로 사용되는 암을 갖는 서포트를 형성하고, 제1 지지층의 길이를 한정한다. 이어서, 제2 지지층을 형성하기 위하여 적어도 제2 포토레지스트층을 제1 포토레지스트층 및 희생층 상에 스핀-코팅하고, 여기에서 제1 및 제2 지지층이 암을 형성한다. 포토레지스트층이 마스크의 도움으로 노출되기 때문에, 희생층은 금속 등과 같은 불투명 재료로 제조되어서는 안되며, 일반적인 유전체 재료 또한 희생층의 제조에 사용된다.
제2 벽이 희생층 및 포스트 상에 형성된 다음, 포스트는 베이킹된다. 암은 응력 작용으로 인해 서포트가 피벗할 때 변위될 수 있고, 서포트에 인접한 암의 말단은 덜 변위되지만 암의 타단은 더 많이 변위된다. 암의 변위로 인해 제2 벽의 위치가 변경될 수 있다. 다음에, 희생층을 릴리스 에칭 공정에 의하여 제거하여 캐버티를 형성하고, 캐버티의 길이 D는 암의 변위 때문에 희생층의 두께와 동일하지 않을 수 있다.
길이 대 두께의 비율이 각기 다른 암은 암의 두께 사이의 차이 때문에 여러 가지 양의 응력을 가지고. 암에 의하여 발생된 변위 및 방향은 베이킹 도중에 변할 수 있다. 따라서, 길이 대 두께의 비율이 각기 다른 암은 종래 기술에서 반사광의 각종 파장을 제어하기 위하여 디스플레이 장치의 여러 공정에 사용된 상이한 두께의 희생층 대신에 캐버티의 길이를 제어하도록 사용될 수 있다. 상기 방법에는 많은 장점이 있다. 첫째, 비용이 상당히 절감된다. 종래 기술에서 캐버티의 두께는 희생층의 두께이고, 희생층은 공정 종료 시에 제거되는 것이 필요하다. 그러나, 캐버티의 길이는 본 발명에서는 암의 상측 방향으로의 변위를 사용함으로써 증가되고, 이로써 캐버티의 길이는 희생층의 두께가 동일한 길이의 캐버티를 형성하면서 실질적으로 감소되는 경우에도 희생층의 두께보다 더 크다. 따라서, 희생층의 제조에 사용되는 재료가 실질적으로 감소된다. 둘째, 공정 시간이 단축된다. 종래 기술에서 금속 희생층의 릴리스 에칭 공정에는 희생층이 포스트 사이의 공간 내로 스며들어야 하는 에칭 가스에 의하여 제거되기 때문에 많은 시간이 소요된다. 본 발명은 전면 노출을 위해 마스크를 사용하고, 이로써 희생층은 종래 기술에서의 금속 등의 불투명 재료 대신에 유전체 재료 등의 투명 재료로 제조될 수 있다. 또한, 희생층에 사용된 두께는 실질적으로 감소될 수 있고, 이로써 릴리스 에칭 공정에 필요한 시간 또한 상당히 감소될 수 있다. 또한, 유전체 재료의 사용으로 인하여 릴리스 에칭 공정이 빨라짐으로써 릴리스 에칭 공정에 필요한 시간이 감소된다. 셋째, 암의 길이가 광 간섭 디스플레이 장치의 유효 반사 영역을 감소시킬 수 있다. 광 간섭 디스플레이 장치의 유효 반사 영역이 상이하기 때문에, 컬러 광 간섭디스플레이가 상이한 길이의 암을 갖는 포스트만으로 형성되는 경우, 반사광의 휘도가 변할 수 있다. 또한, 포스트가 포토레지스트 재료로 제조되는 경우, 일반적으로 스핀-코팅에 의하여 형성되는 포토레지스트층의 두께는 제한된다. 열처리 공정 및 변위 후, 제2 벽을 지지하는 구조 강도는 충분하지 않을 수 있다. 따라서, 포스트 암의 두께의 변경으로 암의 응력 변경을 위한 길이 대 두께의 비율이 변경된다. 이로써, 광 간섭 디스플레이 장치의 유효 반사 영역에 서로 더 근접한 상이한 컬러의 광을 갖도록 할 수 있고, 또한 암의 구조 강도를 강화시킨다.
베이킹 후, 여러 가지 광 간섭 디스플레이 장치는 암의 변위 때문에 여러 가지 길이의 캐버티를 갖고, 이로써 반사광은 여러 가지 컬러의 광을 얻기 위하여 적(R), 녹(G), 청(B)색의 광과 같은 여러 가지 파장으로 변경된다.
본 발명의 다른 목적에 있어서, 본 발명의 바람직한 일 실시예는 매트릭스 컬러 평면 디스플레이 구조를 제조하는 방법을 제공한다. 각각의 매트릭스 컬러 평면 디스플레이 장치는 세 개의 광 간섭 디스플레이 장치를 갖는다. 제1 벽 및 희생층이 투명 기판 상에 순서대로 형성된 다음, 제1 벽과 희생층에 개구가 형성된다. 개구는 포스트를 개구 내부에 형성하는데 적합하고, 포스트를 사용하여 제1, 제2, 및 제3 광 간섭 디스플레이 장치를 형성한다. 다음에, 제1 포토레지스트층을 희생층 상에 스핀-코팅하여 개구를 채운다. 포토리소그래피 공정으로 포토레지스트층을 패터닝하여 제1 지지층을 갖는 서포트를 형성한다. 제1 지지층을 갖는 서포트는 포스트용으로 사용되고, 암의 길이를 한정한다. 다음, 제2 포토레지스트층을 제1 포토레지스트층 및 희생층 상에 스핀-코팅하여 개구를 채운다. 제2 및 제3광 간섭 디스플레이 장치의 제1 지지층 상에 배치된 제2 포토레지스트층은 포토리소그래피 공정에 의하여 제1 지지층을 형성하기 위하여 남겨진다. 다음에, 제3 포토레지스트층을 제1 포토레지스트층, 제2 포토레지스트층, 및 희생층 상에 스핀-코팅하여 개구를 채운다. 제3 광 간섭 디스플레이 장치의 제2 지지층 상에 배치된 제3 포토레지스트층은 포토리소그래피 공정에 의하여 제3 지지층을 형성하기 위하여 남겨진다. 제1 지지층은 제1 광 간섭 디스플레이 장치의 제1 암을 형성하고, 제1 및 제2 지지층은 제2 광 간섭 디스플레이 장치의 제2 암을 형성하며, 제1, 제2 및 제3 지지층은 제3 광 간섭 디스플레이 장치의 제3 암을 형성한다. 세 개의 광 간섭 디스플레이 장치의 암의 길이는 동일하지만 두께는 상이하다. 마스크의 도움으로 포토레지스트층이 노출되기 때문에, 희생층은 금속 등의 불투명 재료일 필요가 없고, 일반적인 유전체 재료 또한 희생층의 제조에 사용된다.
제2 벽을 희생층 및 포스트 상에 형성한 다음, 포스트를 베이킹한다. 세 개의 광 간섭 디스플레이 장치의 암은 길이 대 두께의 비율이 상이하므로, 응력이 상이하다. 열처리 공정 후, 세 개의 광 간섭 디스플레이 장치의 암은 상이하게 변위된다. 암은 응력 작용으로 인해 서포트가 피벗할 때 변위될 수 있고, 여기서 서포트에 인접한 암의 말단은 덜 변위되지만, 암의 타단은 더 많이 변위된다. 암의 변위로 인하여 제2 벽의 위치가 변경될 수 있다. 다음에, 희생층을 릴리스 에칭 공정에 의하여 제거하여 캐버티를 형성하고, 캐버티의 길이 D는 암의 변위 때문에 희생층의 두께와 균일하지 않을 수 있다.
제1 벽은 제1 전극이고, 제2 벽은 제2 전극이다. 광 간섭 디스플레이 장치의 각 암은 길이 및 응력이 상이하다. 따라서, 베이킹 후, 각각의 광 간섭 디스플레이 장치는 암의 여러 가지 변위 때문에 상이한 길이의 캐버티를 갖고, 이로써 반사광은 여러 가지 컬러의 광을 얻기 위하여 적, 녹, 청색 광 등의 상이한 파장으로 변경되므로 매트릭스 컬러 평면 디스플레이 구조를 얻는다.
본 발명에 개시된 광 간섭 디스플레이 장치 어레이로 구성되는 컬러 평면 디스플레이에 있어서, 고해상도 및 고휘도가 얻어지고, 각각의 광 간섭 디스플레이 장치는 유효 반사 영역이 유사할 뿐만 아니라 공정이 간단하고 수율이 높다. 본 발명은 균일한 색조, 고해상도, 고휘도를 갖고 어레이 형성 도중에 공정이 간단하고 수율이 높을 뿐만 아니라 처리 도중에 수량을 증가시키고 광 간섭 컬러 평면 디스플레이의 수율을 상승시키는 광 간섭 디스플레이 장치에 관한 것임을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 일반적인 개요 및 후술하는 상세한 설명 양자 모두는 단지 예를 든 것으로서 특허청구범위에서와 같이 본 발명을 추가로 설명하기 위한 것으로 이해할 수 있을 것이다.
본 발명의 상기 및 다른 특징, 양태, 및 장점은 첨부 도면을 참조하여 개시된 바람직한 실시예에 대한 후술하는 상세한 설명을 읽어보면 보다 충분하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에서의 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 2는 전압을 인가한 후의 종래 기술에서의 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 종래 기술에서의 디스플레이 장치의 제조 방법을 도시한 도면이다.
도 4는 종래 기술에서의 매트릭스 컬러 평면 디스플레이의 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 종래 기술에서의 매트릭스 컬러 평면 디스플레이의 제조 방법을 도시한 단면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 제1의 바람직한 실시예에 따른 광 간섭 디스플레이 장치의 제조 방법을 도시한 도면이다.
도 6d는 본 발명의 제1의 바람직한 실시예에 따른 광 간섭 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 제2의 바람직한 실시예에 따른 매트릭스 컬러 평면 디스플레이 구조의 제조 방법을 도시한 도면이다.
광 간섭 디스플레이 장치 구조에 관한 더 많은 정보를 제공하기 위하여, 제1 실시예를 예로 들어 본 발명의 광 간섭 디스플레이 장치 구조를 설명한다. 또한,제2 실시예를 예로 들어 광 간섭 디스플레이 장치 어레이로 형성된 광 간섭 컬러 평면 디스플레이에 대한 추가 설명을 제공한다.
실시예 1
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 간섭 디스플레이 장치를 제조하는 방법을 도시한 도면이다. 먼저 도 6a를 참조하면, 제1 전극(502) 및 희생층(506)이 투명 기판(501) 상에 순서대로 형성된다. 희생층(506)은 유전체 재료와 같은 투명 재료, 또는 금속 재료와 같은 불투명 재료로 제조될 수 있다. 제1 전극(502) 및 희생층(506)에는 포토리소그래피 에칭 공정에 의하여 개구(508)가 형성된다. 개구(508)는 포스트를 개구 내에 형성하는데 적합하다.
다음에, 제1 재료층(510)을 희생층(506)에 형성하여 개구(508)를 채운다. 제1 재료층(510)은 포스트를 형성하는데 적합하고, 제1 재료층(510)은 일반적으로 포토레지스트와 같은 감광 재료, 또는 폴리에스터, 폴리아미드 등과 같은 비감광 폴리머 재료를 사용한다. 비감광 재료를 사용하여 재료층(510)을 형성하는 경우, 제1 재료층(510) 내에 포스트를 형성하기 위하여는 포토리소그래피 에칭 공정이 필요하다. 본 실시예에 있어서는, 감광 재료를 사용하여 제1 재료층(510)을 형성하므로, 포토리소그래피 공정은 제1 재료층(510)의 패터닝에만 단지 필요하다.
도 6b를 참조하면, 포스트(512)는 포토리소그래피 공정 도중에 제1 재료층(510)을 패터닝함으로써 형성된다. 포스트(512)는 개구(508) 내에 배치된 서포트(514)를 갖고, 포스트(512)는 제1 지지층(5121, 5122)을 갖는다. 동일한 포토리소그래피 공정으로 제1 지지층(5121, 5122)의 길이가 또한 정해진다. 다음에,제2 재료층(도시되지 않음)이 희생층(506) 및 제1 지지층(5121, 5122) 상에 형성된다. 다음에, 희생층(506) 상의 제2 재료층을 패터닝하고 포토리소그래피 공정에 의하여 제거시켜 제1 지지층(5121, 5122) 상에 제2 지지층(5123, 5124)을 형성한다. 따라서, 제1 지지층(5121) 및 제2 지지층(5123)은 제1 암(516)을 형성하고, 제1 지지층(5122) 및 제2 지지층(5124)은 제2 암(518)을 형성한다. 제2 전극(504)이 희생층(506) 및 포스트(512) 상에 형성된다.
다음에, 도 6c를 참조한다. 베이킹과 같은 열처리 공정이 실행된다. 포스트(512)의 제1 암(516) 및 제2 암(518)은 응력 작용으로 인해 서포트(514)가 피벗할 때 변위될 수 있고, 여기서 제1 암(516), 및 서포트(514)에 인접한 제2 암(518)의 말단은 덜 변위되지만 제1 암(516) 및 제2 암(518)의 타단은 더 많이 변위된다. 제1 암(516) 및 제2 암(518)의 변위로 인하여 제2 전극(504)의 위치가 변경될 수 있다. 다음에, 희생층(506)을 릴리스 에칭 공정에 의하여 제거하여 캐버티(520)를 형성한다.
제1 재료층(510)이 포토레지스트 재료로 제조되는 경우, 스핀-코팅된 포토레지스트층은 두께가 제한되므로, 제1 지지층(5121, 5122)은 구조 강도가 보다 낮을 수 있다. 제2 지지층(5123, 5124)을 형성함으로써, 제1 지지층(5121, 5122)은 두께가 증가되어 구조 강도가 더 강화된다.
도 6a 내지 도 6c에 예시된 바와 같이 제조된 광 간섭 디스플레이 장치가 본 발명의 바람직한 일 실시예의 광 간섭 디스플레이 장치의 단면도인 도 6d에 도시되어 있다. 컬러 변경가능한 화소 장치일 수 있는 광 간섭 디스플레이 장치(500)는대략 서로 평행으로 배열된 제1 전극(502) 및 제2 전극(504)을 적어도 포함한다. 제1 전극(502) 및 제2 전극(504)은 협대역 미러, 광대역 미러, 비금속 미러 또는 이들의 콤비네이션 일 수 있다.
포스트(512)는 제1 전극(502) 및 제2 전극(504)을 지지한다. 포스트(512)의 제1 암(516) 및 제2 암(518)은 상측방향으로 융기된다. 캐버티의 길이는 종래 기술에서의 광 간섭 디스플레이 장치 구조의 희생층의 두께이다. 희생층의 두께가 D인 경우, 캐버티의 길이 또한 D이다. 본 실시예에 있어서, 캐버티(520)는 포스트(512)에 의하여 지지된 제1 전극(502)과 제2 전극(504) 사이에 형성된다. 포스트(512)는 제1 암(516) 및 제2 암(518)을 갖는다. 제1 암(516) 및 제2 암(518)의 길이 대 두께의 비율은 이들의 응력을 결정하고, 쇄선(516', 518')은 제1 암(516) 및 제2 암(518)에 열처리 공정을 실행하기 전의 위치를 나타낸다. 열처리 공정 실행 후, 제1 암(516) 및 제2 암(518)은 변위될 수 있고, 이로써 제2 전극(504)의 위치는 쇄선(504')으로 디스플레이된 원위치로부터 변하고, 제1 전극(502)과 제2 전극(504) 사이의 캐버티(520) 길이 D'는 원래의 길이 D로부터 변한다. 캐버티(520)의 길이가 변하기 때문에, 반사광 주파수는 캐버티(520)의 길이에 따라 변한다. 일반적으로, 포스트(512)가 폴리아미드 혼합물로 제조될 때, 제1 암(516) 및 제2 암(518)의 길이 대 두께의 비율은 5 내지 50이며, 캐버티(520)의 길이 D'는 희생층 두께의 길이 D의 대략 1.5 내지 3배이다. 물론, 제1 암(516) 및 제2 암(518)의 길이 대 두께의 비율은 베이킹된 캐버티(520)의 길이 D'가 희생층의 두께보다 더 작도록 변경될 수 있다.
본 발명에 있어서, 포스트(512)를 형성하는데 적합한 재료는 포지티브 포토레지스트, 네거티브 포토레지스트, 및 아크릴 수지 및 에폭시 수지와 같은 모든 종류의 폴리머를 포함한다.
실시예 2
도 7a 내지 도 7f는 본 발명의 제2 실시예에 따른 매트릭스 컬러 평면 디스플레이를 제조하는 방법을 도시한 도면이다. 도 7a를 참조하면, 제1 전극(602) 및 희생층(604)이 투명 기판(601) 상에 순서대로 형성된다. 희생층(604)은 유전체 재료와 같은 투명 재료, 또는 금속 재료와 같은 불투명 재료로 제조될 수 있다. 제1 전극(602) 및 희생층(604)에는 포토리소그래피 에칭 공정에 의하여 개구(606, 608, 610, 612)가 형성되고, 상기 개구(606, 608, 610, 612)는 포스트를 개구 내에 형성하는데 적합하다.
다음에, 재료층(614)을 희생층(604) 상에 형성하여 개구(606, 608, 610, 612)를 채운다. 광 간섭 디스플레이 장치(630)는 개구(606, 608)에 의하여 형성되고, 광 간섭 디스플레이 장치(632)는 개구(608, 610)에 의하여 형성되며, 광 간섭 디스플레이 장치(634)는 개구(610, 612)에 의하여 형성된다. 재료층(614)은 포스트의 형성에 적합하고, 일반적으로 포토레지스트와 같은 감광 재료 또는 폴리에스터, 폴리아미드 등과 같은 비감광 폴리머 재료로 제조된다. 비감광 재료가 제1 재료층(614)의 형성에 사용된 경우, 제1 재료층(614) 상에 포스트를 형성하기 위하여는 포토리소그래피 에칭 공정이 필요하다. 본 실시예에 있어서는, 감광 재료를 제1 재료층(614)의 형성에 사용함으로써, 단지 제1 재료층(614)의 패터닝에만 포토리소그래피 에칭 공정이 필요하다.
도 7b를 참조한다. 포스트(616, 618, 629, 622)를 형성하기 위하여 포토리소그래피 공정으로 제1 재료층(614)을 패터닝한다. 포스트(616, 618, 620, 622)는 개구(606, 608, 610, 612) 내에 각각 배치된 서포트(6161, 6181, 6201, 6221)를 갖는다. 또한, 포스트(616, 618, 620, 622)는 제1 지지층(6162, 6182, 6183, 6202, 6203, 6222)을 갖는다. 제1 지지층(6162, 6182, 6183, 6202, 6203, 6222)의 길이는 동일하다. 이어서, 제2 재료층(624)을 희생층(604) 및 제1 지지층(6162, 6182, 6183, 6202, 6203, 6222) 상에 형성한다.
도 7c를 참조한다. 제2 재료층(624)을 제1 지지층(6162, 6182, 6183, 6202, 6203, 6222) 상에 유지시켜 제2 지지층(6241, 6242, 6243, 6244)이 형성되도록 포토리소그래피 공정으로 제2 재료층(624)을 패터닝한다. 또한, 제3 재료층(626)을 희생층(604) 및 제2 지지층(6241, 6242, 6243, 6244) 상에 형성한다.
도 7d를 참조한다. 제3 재료층(626)을 제2 지지층(6241, 6242, 6243, 6244) 상에 유지시켜 제3 지지층(6261, 6262)이 형성되도록 포토리소그래피 공정으로 제3 재료층(626)을 패터닝한다. 제1 지지층(6162, 6182)은 광 간섭 디스플레이 장치(630)의 암(646, 648)을 형성한다. 제1 지지층(6183, 6202) 및 제2 지지층(6241, 6242)은 각각 광 간섭 디스플레이 장치(632)의 암(636, 638)을 형성한다. 제1 지지층(6203, 6222), 제2 지지층(6243, 6244), 및 제3 지지층(6261, 6262)은 각각 광 간섭 디스플레이 장치(634)의 암(640, 642)을 형성한다. 다음에, 제2 전극(644)을 희생층(604) 및 암(646, 648, 636, 638, 640, 642) 상에 형성한다.
도 7e를 참조한다. 베이킹과 같은 열처리 공정을 실행한다. 광 간섭 디스플레이 장치(630, 632, 634)의 암(646, 648, 636, 638, 640, 642)은 응력 작용으로 인해 서포트(6161, 6181, 6201, 6221)가 피벗할 때 변위될 수 있다. 서포트(6161, 6181, 6201, 6221)에 인접한 암(646, 648, 636, 638, 640, 642)의 말단에서는 덜 변위되지만, 암(646, 648, 636, 638, 640, 642)의 타단에서는 보다 많이 변위된다. 암(646, 648)은 동시에 변위되고, 암(636, 638)은 동시에 변위되며, 암(640, 642)은 동시에 변위된다. 그러나, 세 쌍의 상기 암 중에서는 각기 다르게 변위된다. 따라서, 암(646, 648), 암(636, 638), 및 암(640, 642)으로 인한 제2 전극(644)의 위치 변화량도 또한 달라진다.
다음에, 도 7f를 참조한다. 희생층(604)을 릴리스 에칭 공정에 의하여 제거하여 광 간섭 디스플레이 장치(630, 632, 634)의 캐버티(6301, 6321, 6341)를 형성한다. 캐버티(6301, 6321, 6341)는 각기 다른 길이(d1, d2, d3)를 각각 갖는다. 광 간섭 디스플레이 장치(630, 632, 634)가 식 1.1에 도시된 바와 같이 "온" 상태인 경우, 캐버티(6301, 6321, 6341)의 길이(d1, d2, d3)는 적, 녹, 또는 청색 광과 같은 파장이 상이한 반사광을 발생시킬 수 있다.
캐버티(6301, 6321, 6341)의 길이(d1, d2, d3)는 희생층의 두께에 의하여 결정되는 것이 아니라, 암(646, 648, 636, 638, 640, 642)의 길이 각각에 의하여 결정된다. 따라서, 캐버티의 각기 다른 길이가 희생층을 각기 다른 두께로 형성함으로써 정해지는 종래 기술에서의 복잡한 포토리소그래피 공정이 불필요하다.
본 발명은 특정의 바람직한 실시예를 예로 들어 상세하게 설명하였지만, 다른 실시예도 가능하다. 따라서, 특허청구범위의 취지 및 범위는 본 명세서에 포함된 바람직한 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 상기 설명으로 보아, 본 발명은 특허청구범위 및 그 균등물에 포함되는 경우 본 발명을 여러 가지로 변형 및 변경할 수 있다.
본 발명에서 캐버티의 길이는 암의 상측 방향으로의 변위를 사용함으로써 증가되고, 이로써 캐버티의 길이는 희생층의 두께가 동일한 길이의 캐버티를 형성하면서 실질적으로 감소되는 경우에도 희생층의 두께보다 더 크다. 따라서, 희생층의 제조에 사용되는 재료가 실질적으로 감소되어 비용이 상당히 절감된다. 본 발명은 전면 노출을 위해 마스크를 사용하고, 이로써 희생층은 종래 기술에서의 금속 등의 불투명 재료 대신에 유전체 재료 등의 투명 재료로 제조될 수 있다. 또한, 희생층에 사용된 두께는 실질적으로 감소될 수 있고, 이로써 릴리스 에칭 공정에 필요한 시간 또한 상당히 감소될 수 있다. 또한, 유전체 재료의 사용으로 인하여 릴리스 에칭 공정이 빨라짐으로써 릴리스 에칭 공정에 필요한 시간이 감소된다. 광 간섭 디스플레이 장치의 유효 반사 영역이 상이하기 때문에, 컬러 광 간섭 디스플레이가 상이한 길이의 암을 갖는 포스트만으로 형성되는 경우, 반사광의 휘도가 변할 수 있다. 또한, 포스트가 포토레지스트 재료로 제조되는 경우, 일반적으로 스핀-코팅에 의하여 형성되는 포토레지스트층의 두께는 제한된다. 열처리 공정 및변위 후, 제2 벽을 지지하는 구조 강도는 충분하지 않을 수 있다. 따라서, 포스트 암의 두께의 변경으로 암의 응력 변경을 위한 길이 대 두께의 비율이 변경된다. 이로써, 광 간섭 디스플레이 장치의 유효 반사 영역에 서로 더 근접한 상이한 컬러의 광을 갖도록 할 수 있고, 또한 암의 구조 강도를 강화시킨다.

Claims (19)

  1. 기판 상에 배치되는 광 간섭 디스플레이 장치를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계,
    상기 제1 전극 상에 희생층을 형성하는 단계,
    상기 광 간섭 디스플레이 장치의 위치를 정하기 위하여 상기 희생층 및 상기 제1 전극에 적어도 두 개의 개구를 형성하는 단계,
    상기 개구를 채우고 상기 희생층을 커버하도록 제1 감광 재료층을 형성하는 단계,
    상기 개구 각각에 서포트를 형성하고 상기 서포트 상에 적어도 하나의 제1 지지층을 형성하도록 상기 제1 감광 재료층을 패터닝하는 단계,
    상기 희생층 및 상기 적어도 하나의 제1 지지층 상에 상기 적어도 하나의 제1 지지층을 형성하는 단계,
    상기 적어도 하나의 제1 지지층 상에 상기 적어도 하나의 제1 지지층과 함께 암(arm)을 형성하는 제2 지지층을 형성하도록 상기 적어도 하나의 제2 감광 재료층을 패터닝하는 단계,
    상기 희생층 및 상기 암 상에 제2 전극을 형성하는 단계,
    열처리 공정을 실행하는 단계, 및
    상기 희생층을 제거하는 단계
    를 포함하고,
    상기 서포트 및 상기 적어도 하나의 제1 지지층은 포스트를 형성하는
    광 간섭 디스플레이 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 감광 재료층 및 상기 제2 감광 재료층은 포토레지스트층인 광 간섭 디스플레이 장치의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 감광 재료층 및 상기 제2 감광 재료층을 패터닝하는 단계는 포토리소그래피 공정을 포함하는 광 간섭 디스플레이 장치의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열처리 공정은 베이킹(baking) 공정인 광 간섭 디스플레이 장치의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 열처리 공정은 상기 암이 응력으로 인해 변위되도록 하는 광 간섭 디스플레이 장치의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극은 변형가능한 전극인 광 간섭 디스플레이 장치의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극은 이동가능한 전극인 광 간섭 디스플레이 장치의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 포스트는 포토레지스트로 이루어지는 광 간섭 디스플레이 장치의 제조 방법.
  9. 기판 상에 배치되는 매트릭스 컬러 광 간섭 디스플레이 장치를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계,
    상기 제1 전극 상에 희생층을 형성하는 단계,
    제1 광 간섭 디스플레이 장치, 제2 광 간섭 디스플레이 장치, 및 제3 광 간섭 디스플레이 장치의 위치를 정하기 위하여 상기 희생층 및 상기 제1 전극에 적어도 네 개의 개구를 형성하는 단계,
    상기 개구 각각에 서포트를 형성하고, 상기 서포트 상에 제1 암을 형성하는 적어도 하나의 제1 지지층을 형성하는 단계,
    상기 제2 광 간섭 디스플레이 장치 및 상기 제3 광 간섭 디스플레이 장치의 상기 적어도 하나의 제1 지지층 상에 상기 적어도 하나의 제1 지지층과 함께 제2암을 형성하는 적어도 하나의 제2 지지층을 형성하는 단계,
    두께를 증가시키기 위하여 상기 제3 광 간섭 디스플레이 장치의 상기 적어도 하나의 제2 지지층 상에 상기 적어도 하나의 제1 지지층 및 상기 적어도 하나의 제2 지지층과 함께 제3 암을 형성하는 적어도 하나의 제3 지지층을 형성하는 단계,
    상기 희생층, 상기 제1 암, 상기 제2 암, 및 상기 제3 암 상에 제2 전극을 형성하는 단계,
    열처리 공정을 실행하는 단계, 및
    상기 희생층을 제거하는 단계
    를 포함하는
    매트릭스 컬러 광 간섭 디스플레이 장치의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 서포트와 상기 제1 암, 상기 서포트와 상기 제2 암, 및 상기 서포트와 상기 제3 암은 포스트를 형성하는 매트릭스 컬러 광 간섭 디스플레이 장치의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 포스트를 형성하는 재료는 감광 재료, 비감광 재료 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 매트릭스 컬러 광 간섭 디스플레이 장치의 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 감광 재료는 포토레지스트인 매트릭스 컬러 광 간섭 디스플레이 장치의 제조 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 서포트 및 상기 적어도 하나의 제1 지지층을 형성하는 단계는
    상기 개구를 채우고 상기 희생층을 커버하도록 제1 감광 재료층을 형성하는 단계, 및
    상기 개구 각각에 상기 서포트를 형성하고, 상기 서포트 상에는 상기 적어도 하나의 제1 지지층을 형성하도록 상기 제1 감광 재료를 패터닝하는 단계
    를 포함하는
    매트릭스 컬러 광 간섭 디스플레이 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 감광 재료층을 패터닝하는 단계는 포토리소그래피 공정을 포함하는 매트릭스 컬러 광 간섭 디스플레이 장치의 제조 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 서포트 및 상기 적어도 하나의 제1 지지층을 형성하는 단계는
    상기 개구를 채우고 상기 희생층을 커버하도록 제1 비감광 재료층을 형성하는 단계, 및
    상기 개구 각각에는 상기 서포트를 형성하고, 상기 서포트 상에는 상기 제1 암을 형성하도록 상기 제1 비감광 재료층을 포토리소그래피 에칭 공정에 의하여 패터닝하는 단계
    를 포함하고,
    상기 지지층과 상기 적어도 하나의 암은 프스트를 형성하는
    매트릭스 컬러 광 간섭 디스플레이 장치의 제조 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 열처리 공정은 베이킹 공정인 매트릭스 컬러 광 간섭 디스플레이 장치의 제조 방법.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 열처리 공정은 상기 제1 암, 상기 제2 암, 및 상기 제3 암이 응력으로 인해 변위되도록 하는 매트릭스 컬러 광 간섭 디스플레이 장치의 제조 방법.
  18. 제9항에 있어서,
    상기 제2 전극은 변형가능한 전극인 매트릭스 컬러 광 간섭 디스플레이 장치의 제조 방법.
  19. 제9항에 있어서,
    상기 제2 전극은 이동가능한 전극인 매트릭스 컬러 광 간섭 디스플레이 장치의 제조 방법.
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