KR20100122833A - Light screening device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A device for shielding the light and a method for manufacturing the same are provided to divide the whole or one part of the driving part of the roll up actuator into a plurality of gap, thereby enabling fast shuttering operation when operating the light shielding. CONSTITUTION: A transparent electrode(120) is formed on single-side of a substrate having a light-transmitting unit. A roll-up actuators(130) is fixed to the external side of the transparent unit and is formed on the substrate to cover the surface of the transparent unit by dividing it. A light screen pattern(140) is formed on the transparent electrode as much as the gap number to the location corresponding to the gap between neighboring roll-up actuator. The width of the light shielding pattern is the same or bigger than the width of the gap.

Description

광 차폐 장치 및 그 제조 방법{Light screening device and manufacturing method thereof}Light shielding device and manufacturing method thereof

본 명세서는 광학 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 광 차폐 장치(light screening device)와 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to an optical device, and more particularly, to a light screening device and a method of manufacturing the same.

광 차폐 장치는 빛의 통과를 차단하는 장치를 총칭한다. 광 차폐 장치의 하나인 광 셔터(optical shutter)는 정해진 시간 동안만 빛이 통과되도록 하는 광학 장치이다. 예를 들어, 카메라 모듈에 구비되는 광 셔터는 카메라 렌즈를 통과하는 빛을 차단하거나 개방한다. 그리고 광 셔터의 동작 속도 및/또는 카메라 렌즈를 차단하는 면적(즉, 개방되는 카메라 렌즈의 면적)을 변화시킴으로써, 광 셔터는 이미지 센서로 광이 수신되는 시간 및/또는 수신되는 광량 등을 조절하는데 이용될 수 있다. 광 셔터 등과 같은 광 차폐 장치는 카메라 모듈 이외에도 일시적인 또는 영구적인 광 차폐 기능이나 또는 선택적인 광 차폐 기능이 요구되는 다른 광학 장치에도 이용될 수 있다.The light shielding device is a generic term for a device that blocks the passage of light. An optical shutter, which is one of light shielding devices, is an optical device that allows light to pass through only for a predetermined time. For example, the optical shutter provided in the camera module blocks or opens the light passing through the camera lens. And by varying the operating speed of the optical shutter and / or the area blocking the camera lens (i.e. the area of the camera lens being opened), the optical shutter is used to adjust the time and / or amount of light received by the image sensor. Can be used. Light shielding devices, such as light shutters, may be used in addition to the camera module in other optical devices that require a temporary or permanent light shielding function or an optional light shielding function.

광 셔터로는 기계적으로 작동하는 기계식 광 셔터와 전자식 광 셔터가 있다. 전자식 광 셔터는 이미지 센서의 온(on)/오프(off)를 제어함으로써, 이미지 센서가 빛을 수신하는 시간을 제어한다. 이러한 전자식 광 셔터는 회로적인 방법으로 동작을 하므로, 카메라 모듈의 크기에 제약이 있는 휴대용 디지털 카메라의 광 셔터로서 널리 이용되고 있다. 그런데 전자식 광 셔터는 카메라 모듈의 화소수가 증가하면서 이미지 끌림 현상이 나타나는 단점을 보이고 있다.Optical shutters include mechanically operated optical shutters and electronic optical shutters. The electronic optical shutter controls the time on which the image sensor receives light by controlling the on / off of the image sensor. Since the electronic optical shutter operates in a circuit manner, it is widely used as an optical shutter of a portable digital camera having a limitation in the size of a camera module. However, the electronic optical shutter shows an image drag phenomenon as the number of pixels of the camera module increases.

최근 모바일 기기에 장착되는 디지털 카메라의 화소수가 높아 지면서, 기계적 광 셔터에 대한 관심이 다시 높아지고 있다. 디지털 카메라를 비롯하여 이를 구비한 전자 기기들이 소형화 및 박형화되고 있으므로, 기계적 광 셔터 또한 그 크기나 두께를 작게 하여 제조될 수 있어야 한다. 그리고 기계적 광 셔터가 닫혔을 때는 카메라 렌즈를 통과하는 빛이 완전히 차단될 수 있어야 할 뿐만 아니라, 개방되었을 때는 카메라 렌즈를 통과하는 빛을 간섭하지 않아야 한다. 뿐만 아니라, 고화질 및 고성능의 카메라 모듈을 지원하기 위해서는, 기계적 광 셔터는 아주 빠른 응답(셔터링) 속도를 지원할 수 있어야 한다. Recently, as the number of pixels of a digital camera mounted on a mobile device increases, interest in a mechanical optical shutter is increasing again. Since digital cameras and other electronic devices having the same have been miniaturized and thinned, a mechanical optical shutter should also be manufactured with a small size or thickness. In addition, when the mechanical optical shutter is closed, the light passing through the camera lens must be completely blocked, and when opened, it must not interfere with the light passing through the camera lens. In addition, to support high quality and high performance camera modules, mechanical optical shutters must be able to support very fast response (shuttering) speeds.

그 크기와 두께를 작게 할 수 있고, 빠른 응답 속도를 지원하는 광 차폐 장치와 이를 제조하는 방법을 제공한다.It is possible to reduce the size and thickness thereof, and to provide a light shielding device supporting a fast response speed and a method of manufacturing the same.

빛을 완전하게 차단시킬 수 있을 뿐만 아니라, 개방된 경우에는 충분한 양의 광이 통과될 수 있도록 하는 광 차폐 장치와 이를 제조하는 방법을 제공한다.It provides a light shielding device which can not only completely block light, but also allow a sufficient amount of light to pass when opened, and a method of manufacturing the same.

일 실시예에 따른 광 차폐 장치는 기판, 투명 전극, 복수 개의 롤업 액츄에이터, 및 광 차폐 패턴을 포함한다. 기판은 광이 통과하는 투광부를 구비하며, 이 투광부의 일면에는 투명 전극이 형성되어 있다. 불투광 특성을 갖는 복수 개의 롤업 액츄에이터 각각은 투광부의 바깥쪽에 고정되어서 투광부를 면적 분할하여 덮을 수 있도록 기판 상에 형성되어 있으며, 인접한 롤업 액츄에이터와 간극을 갖고 이격되어 있다. 그리고 광 차폐 패턴은 이 간극에 대응하는 위치의 기판 상에 간극의 수만큼 형성되어 있다.The light shielding device according to an embodiment includes a substrate, a transparent electrode, a plurality of rollup actuators, and a light shielding pattern. The substrate has a light transmitting portion through which light passes, and a transparent electrode is formed on one surface of the light transmitting portion. Each of the plurality of roll-up actuators having an opaque characteristic is formed on the substrate so as to be fixed to the outside of the light-transmitting portion so as to cover the light-dividing portion by area, and spaced apart from adjacent roll-up actuators. The light shielding pattern is formed on the substrate at a position corresponding to this gap by the number of gaps.

다른 실시예에 따른 광 차폐 장치도 기판, 투명 전극, 복수 개의 롤업 액츄에이터, 및 광 차폐 패턴을 포함한다. 기판은 광이 통과하는 원형 또는 다각형의 투광부를 구비하며, 이 투광부의 일면에는 투명 전극이 형성되어 있다. 불투광 특성을 갖는 복수 개의 롤업 액츄에이터 각각은 투광부의 바깥쪽 둘레에 고정되어서 투광부의 중심에서 방사상으로 연장 형성되는 모양으로 투광부를 면적 분할하여 덮 을 수 있도록 기판 상에 형성되어 있으며, 인접한 롤업 액츄에이터와 간극을 갖고 이격되어 있다. 그리고 광 차폐 패턴은 이 간극에 대응하는 위치의 기판 상에 간극의 수만큼 형성되어 있다.A light shielding device according to another embodiment also includes a substrate, a transparent electrode, a plurality of rollup actuators, and a light shielding pattern. The substrate has a circular or polygonal light transmitting portion through which light passes, and a transparent electrode is formed on one surface of the light transmitting portion. Each of the plurality of roll-up actuators having an opaque characteristic is formed on the substrate to cover the light-dividing area in a shape that is fixed to the outer circumference of the light-transmitting portion so as to extend radially from the center of the light-transmitting portion. Spaced apart. The light shielding pattern is formed on the substrate at a position corresponding to this gap by the number of gaps.

또 다른 실시예에 따른 광 차폐 장치는 기판, 투명 전극, 및 롤업 액츄에이터를 포함한다. 기판은 광이 통과하는 투광부를 구비하며, 이 투광부의 일면에는 투명 전극이 형성되어 있다. 롤업 액츄에이터는 불투광 특성을 가지며, 투광부의 바깥쪽에 고정되어 투광부를 면적 분할하여 덮을 수 있도록 기판 상에 형성되어 있다. 그리고 롤업 액츄에이터는 가동부와 고정단으로 구성되는데, 고정단은 투광부의 바깥쪽에 고정되며, 가동부는 고정단쪽의 가동부의 일부가 이웃하는 롤업 액츄에이터의 가동부와 연결되어서, 롤업 액츄에이터가 구동될 때 이웃하는 롤업 액츄에이터와 연동되어 구동되도록 한다.A light shielding device according to yet another embodiment includes a substrate, a transparent electrode, and a rollup actuator. The substrate has a light transmitting portion through which light passes, and a transparent electrode is formed on one surface of the light transmitting portion. The roll-up actuator has an opaque characteristic and is formed on the substrate so as to be fixed to the outside of the light transmitting portion so as to cover the light transmitting portion by dividing the area. The roll-up actuator is composed of a movable part and a fixed end, and the fixed end is fixed to the outside of the light transmitting part, and the movable part is connected to the movable part of the adjacent roll-up actuator by a part of the movable part of the fixed end side, so that the roll-up actuator is adjacent when the roll-up actuator is driven. Drive in conjunction with the actuator.

일 실시예에 따른 광 차폐 장치의 제조방법에 의하면, 우선 일면에 투명 전극이 형성되고 또한 투광부를 갖는 기판을 준비한 다음, 이 기판의 일부 상에 희생층을 형성한다. 그리고 기판과 희생층 상에는 간극에 의하여 서로 이격되어 있는 복수 개의 롤업 액츄에이터를 형성한 다음, 이 간극에 의하여 노출되는 희생층을 식각한다. 계속해서, 이러한 희생층의 식각으로 노출되는 기판 상에는 광 차폐 패턴을 형성하며, 계속해서 잔류하는 희생층을 모두 제거한다.According to the method of manufacturing a light shielding device according to an embodiment, first, a substrate is formed on one surface of the transparent electrode and has a light transmitting portion, and then a sacrificial layer is formed on a portion of the substrate. A plurality of rollup actuators are formed on the substrate and the sacrificial layer spaced apart from each other by a gap, and then the sacrificial layer exposed by the gap is etched. Subsequently, a light shielding pattern is formed on the substrate exposed by the etching of the sacrificial layer, and all remaining sacrificial layers are removed.

광 차폐 장치는 적어도 롤업 액츄에이터의 가동부의 전부 또는 일부가 간극 에 의하여 복수 개로 분할되어 있어서, 광 차폐 동작 시에 내부의 공기가 간극을 통해 쉽게 유출될 수 있어서 빠른 셔터링 동작이 가능하다. 그리고 롤업 액츄에이터의 간극에 대응하는 위치에는 소정의 폭을 갖는 광 차폐 패턴이 형성되어 있으므로, 광 차폐 장치는 광을 완전히 차단할 수 있다. 또한, 롤업 액츄에이터의 고정단에 인접한 가동부는 간극 없이 인접한 롤렁 액츄에이터와 일체가 되도록 형성하여, 복수의 롤업 액츄에이터의 구동의 균일성을 향상시키고 셔터링 속도도 향상시킬 수 있다. In the light shielding device, at least all or part of the movable portion of the roll-up actuator is divided into a plurality of parts by the gap, so that the air inside can easily flow through the gap during the light shielding operation, thereby enabling a fast shuttering operation. And since the light shielding pattern which has a predetermined width | variety is formed in the position corresponding to the clearance gap of a rollup actuator, the light shielding apparatus can completely block | block light. In addition, the movable portion adjacent to the fixed end of the rollup actuator may be formed to be integral with the adjacent rollrun actuator without a gap, thereby improving the uniformity of driving of the plurality of rollup actuators and also improving the shuttering speed.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 사용되는 용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 후술하는 실시예들에서 사용된 용어의 의미는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The terms used are terms selected in consideration of functions in the embodiments, and the meaning of the terms may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, the meaning of the terms used in the embodiments to be described later, according to the definition if specifically defined herein, and if there is no specific definition should be interpreted to mean generally recognized by those skilled in the art.

도 1 및 도 2는 일 실시예에 따른 광 차폐 장치(100)의 구성을 보여 주는 사시도이다. 도시된 광 차폐 장치(100)는 그 자체가 하나의 광 차폐 장치이거나 또는 다른 광 차폐 장치의 일부일 수도 있다(도 4 참조). 도 1은 광 차폐 장치(100)가 구동되어 광을 차단시키는 상태를 도시한 사시도로서, 설명의 편의를 위하여 기 판(110)과 롤업 액츄에이터(130)를 분리하여 도시하였다. 그리고 도 2는 도 1의 광 차폐 장치가 광을 통과시키는 상태를 도시한 사시도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 광 차폐 장치(100)는 기판(110), 투명 전극(120), 롤업 액츄에이터(130), 및 광 차폐 패턴(140)을 포함한다.1 and 2 are perspective views showing the configuration of the light shielding device 100 according to an embodiment. The illustrated light shielding device 100 may itself be one light shielding device or may be part of another light shielding device (see FIG. 4). FIG. 1 is a perspective view illustrating a state in which the light shielding device 100 is driven to block light, and the substrate 110 and the rollup actuator 130 are separated for convenience of description. 2 is a perspective view illustrating a state in which the light shielding device of FIG. 1 passes light. 1 and 2, the light shielding device 100 includes a substrate 110, a transparent electrode 120, a roll-up actuator 130, and a light shielding pattern 140.

기판(110)은 투광부(110a)를 갖는다. 투광부(110a)는 롤업 액츄에이터(130)가 위로 말려 있는 상태(도 2 참조)에서 빛이 통과하지만, 롤업 액츄에이터(130)가 구동되어서 펴지면 이에 의해서 가려지는 기판(110)의 일 부분이다. 예를 들어, 광 차폐 장치(100)가 카메라 모듈의 광 셔터인 경우에, 기판(110)의 투광부(110a)는 렌즈의 위치에 대응하며, 투광부(110a)를 통과한 광은 렌즈를 거쳐서 이미지 센서에서 수신된다. 투광부(110a)의 형태는 특별한 제한이 없으며, 사각형, 원형, 타원형, 다각형 등이 될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 투광부(110a)의 외측에는 기판(110)을 통해 빛이 통과하지 못하도록 하는 불투명부가 존재할 수 있다.The substrate 110 has a light transmitting portion 110a. The light transmitting part 110a is a portion of the substrate 110 that is passed through light while the roll-up actuator 130 is rolled up (see FIG. 2), but is rolled up when the roll-up actuator 130 is driven and extended. For example, when the light shielding device 100 is an optical shutter of a camera module, the light transmitting portion 110a of the substrate 110 corresponds to the position of the lens, and the light passing through the light transmitting portion 110a is directed to the lens. Received by the image sensor. The shape of the light transmitting unit 110a is not particularly limited, and may be rectangular, circular, elliptical, polygonal, or the like. Although not shown, an opaque portion may be present outside the light transmitting portion 110a to prevent light from passing through the substrate 110.

기판(110)은 전체가 투명한 재질로 형성되거나 또는 적어도 투광부(110a)를 포함하는 일부 영역만 투명한 재질로 형성될 수도 있다. 기판(110)은 유리 기판일 수 있으나 여기에만 한정되는 것은 아니며, 투명한 다른 물질, 예컨대 석영, 플라스틱, 또는 실리카 등의 물질로 형성될 수도 있다.The substrate 110 may be formed of a transparent material as a whole, or may be formed of a transparent material of at least a portion including the light transmitting part 110a. The substrate 110 may be a glass substrate, but is not limited thereto, and may be formed of another transparent material such as quartz, plastic, or silica.

기판(110)의 일면 상에는 투명 전극(120)이 형성된다. 투명 전극(150)은 투명한 전도성 물질, 예컨대 ITO(Indium Tin Oxide)나 ZnO, SnO2, 탄소나노튜브(CNT), 전도성 폴리머(conductive polymer) 등으로 형성될 수 있다. 투명 전극(120)은 구 동 전원에 연결되어서 광 차폐 장치(100), 보다 구체적으로는 롤업 액츄에이터(130)를 구동하는 힘을 발생시키기 위한 것이다. The transparent electrode 120 is formed on one surface of the substrate 110. The transparent electrode 150 may be formed of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO), ZnO, SnO 2 , carbon nanotubes (CNT), or a conductive polymer. The transparent electrode 120 is connected to a driving power source to generate a force for driving the light shielding device 100, more specifically, the roll-up actuator 130.

투명 전극(120)은 투광부(110a) 전체에 걸쳐서 형성되거나 또는 투광부(110a) 내에서 소정의 패턴을 갖는 형상으로 형성될 수 있다. 구동력의 크기를 증가시켜서 광 차폐 장치(100)가 신속하게 구동될 수 있도록, 투명 전극(120)은 기판(110)의 투광부(110a)에 대응하는 전 영역에 걸쳐서 형성될 수 있다. 하지만, 본 실시예가 여기에만 한정되는 것은 아니며, 투명 전극(120)은 투광부(110a)의 일부 영역에만 형성되거나 또는 투광부(110a)와 그 주변 영역에 걸쳐서 형성될 수도 있다.The transparent electrode 120 may be formed over the entire transmissive portion 110a or may have a shape having a predetermined pattern in the transmissive portion 110a. The transparent electrode 120 may be formed over the entire area corresponding to the light transmitting portion 110a of the substrate 110 so that the light shielding device 100 can be quickly driven by increasing the size of the driving force. However, the present exemplary embodiment is not limited thereto, and the transparent electrode 120 may be formed only in a part of the light transmitting part 110a or may be formed over the light transmitting part 110a and its peripheral area.

롤업 액츄에이터(130)는 투명 전극(120)과의 사이에 구동 전압(Vd)이 가해지지 않으면 위로 말려 있는 상태로 존재한다(도 2 참조). 이 상태에서는 적어도 기판(110)의 투광부(110a)는 노출되며, 외부로부터 입사되는 광은 투광부(110a)를 통과할 수 있다. 반면, 구동 전압(Vd)이 인가되면, 롤업 액츄에이터(130)는 펴져 있는 상태가 된다(도 1 참조). 이 상태에서는 기판(110)의 투광부(110a)는 롤업 액츄에이터(130)에 의하여 가려지며, 외부로부터 입사되는 광은 차단된다.The roll-up actuator 130 is in a curled up state when the driving voltage V d is not applied to the transparent electrode 120 (see FIG. 2). In this state, at least the light transmitting portion 110a of the substrate 110 is exposed, and light incident from the outside may pass through the light transmitting portion 110a. On the other hand, when the driving voltage Vd is applied, the rollup actuator 130 is in an extended state (see FIG. 1). In this state, the light transmitting part 110a of the substrate 110 is covered by the roll-up actuator 130, and light incident from the outside is blocked.

롤업 액츄에이터(130)는 복수 개의 집합으로 구성되어 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 롤업 액츄에이터(130)의 개수는 예시적인 것이다. 각각의 롤업 액츄에이터(130)는 고정단(130a)에 의하여 고정되는데, 도시된 바와 같이 기판(110)의 일측(투광부(110a)의 바깥쪽)에 고정될 수 있다. 또는, 고정단(130a)은 스페이서(도 시하지 않음) 등과 같은 투광부(110a)의 바깥에 위치한 다른 구조물에 고정이 될 수도 있다. 고정단(130a)을 제외한 롤업 액츄에이터(130)의 나머지 부분은 구동 전압에 따라서 펴지거나 또는 위로 말리는 가동부(130b)이다.Roll-up actuator 130 is composed of a plurality of sets. The number of rollup actuators 130 shown in FIGS. 1 and 2 is exemplary. Each roll-up actuator 130 is fixed by the fixed end 130a, and may be fixed to one side (outside of the light transmitting part 110a) of the substrate 110 as shown. Alternatively, the fixed end 130a may be fixed to another structure located outside the light transmitting unit 110a such as a spacer (not shown). The remaining part of the roll-up actuator 130 except for the fixed end 130a is a movable part 130b which is extended or rolled up depending on the driving voltage.

각각의 롤업 액츄에이터(130)는 적어도 적층된 2개의 박막 패턴(132, 134)을 포함한다. 예를 들어, 복수의 롭업 액츄에이터(130)들 각각은 절연층(132)과 그 상부에 적층되어 있는 전극층(134)을 포함할 수 있다. 롤업 액츄에이터(130)는 전체적으로 불투광 특성을 가지므로, 절연층(132)이나 전극층(134) 중에서 적어도 하나는 불투명한 재질의 물질로 형성된다. 절연층(132)은 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(Si3N4) 등과 같은 절연 물질로 형성되고, 전극층(132)은 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 금(Au), 몰리브덴(Mo), 구리(Cu) 등과 같은 불투명 금속으로 형성될 수 있다.Each rollup actuator 130 includes at least two thin film patterns 132, 134 stacked on it. For example, each of the plurality of drop-up actuators 130 may include an insulating layer 132 and an electrode layer 134 stacked thereon. Since the roll-up actuator 130 has an opaque characteristic as a whole, at least one of the insulating layer 132 and the electrode layer 134 is formed of an opaque material. The insulating layer 132 is formed of an insulating material such as silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), and the like, and the electrode layer 132 is formed of chromium (Cr), aluminum (Al), gold (Au), and molybdenum. It may be formed of an opaque metal such as (Mo), copper (Cu), or the like.

그리고 구동력이 인가되지 않으면 롤업 액츄에이터(130)의 가동부(130b)가 위로 말려 있는 상태를 유지할 수 있도록, 절연층(132)과 전극층(134)은 서로 다른 잔류 응력(residual stress)을 가지도록 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 전극층(134)은 인장 잔류 응력을 갖도록 형성될 수 있다. 그리고 절연층(132)은 압축 잔류 응력을 갖거나, 잔류 응력을 갖지 않거나, 또는 인장 잔류 응력을 갖지만 전극층(134)보다 그 크기가 작은 인장 잔류 응력을 갖도록 형성될 수 있다. If the driving force is not applied, the insulating layer 132 and the electrode layer 134 may be formed to have different residual stresses so that the movable portion 130b of the roll-up actuator 130 may be kept curled up. Can be. More specifically, the electrode layer 134 may be formed to have a tensile residual stress. The insulating layer 132 may be formed to have a compressive residual stress, no residual stress, or a tensile residual stress having a tensile residual stress but smaller in size than the electrode layer 134.

이러한 전극층(134)과 절연층(132) 사이의 잔류 응력 차이에 의하여, 구동 전압이 인가되지 않으면 롤업 액츄에이터(130)의 가동부(130b)는 말려 있는 상태가 된다. 반면, 구동 전압이 인가되어 투명 전극(120)과 롤업 액츄에이터(130), 보다 구체적으로 전극층(134) 사이에 소정의 구동력(인력)이 작용하면, 롤업 액츄에이터(130)의 가동부(130b)는 펴져서 기판(110)의 투광부(110a)를 가린다. 구동력은 투명 전극(120)과 전극층(134) 사이에 작용하는 정전력에 한정되지 않는다. 예를 들어, 전극층(134) 대신에 압전 구동 패턴이 추가로 형성되는 경우에는 정전력 외에도 압전 구동력도 롤업 액츄에이터(130)의 가동부(130b)를 구동시키는 구동력이 될 수 있다. 또는, 실시예에 따라서는 자기력이 구동력이 될 수도 있다.Due to the residual stress difference between the electrode layer 134 and the insulating layer 132, the movable portion 130b of the rollup actuator 130 is curled when no driving voltage is applied. On the other hand, when a driving voltage is applied to the transparent electrode 120 and the roll-up actuator 130, more specifically, a predetermined driving force (force) is applied between the electrode layer 134, the movable portion 130b of the roll-up actuator 130 is unfolded The light transmitting part 110a of the substrate 110 is covered. The driving force is not limited to the electrostatic force acting between the transparent electrode 120 and the electrode layer 134. For example, when a piezoelectric driving pattern is additionally formed in place of the electrode layer 134, the piezoelectric driving force may be a driving force for driving the movable portion 130b of the rollup actuator 130 in addition to the electrostatic force. Alternatively, in some embodiments, the magnetic force may be the driving force.

복수 개의 롤업 액츄에이터(130)는 기판(110)의 투광부(110a)를 개방하거나 또는 차단하도록 일시에 동작을 할 수 있다. 예를 들어, 구동 전압(Vd)이 복수의 롤업 액츄에이터(130)들에 동시에 인가되면, 말려 있는 상태(도 2 참조)로 있던 모든 롤업 액츄에이터(130)들의 가동부(130b)는, 투명 전극(120)과 복수의 롤업 액츄에이터(130)들 사이에 작용하는 정전기력에 의하여 동시에 펴져서 투광부(110a)를 가릴 수 있다(도 1 참조). 그리고 인가된 구동 전압(Vd)이 차단되면, 롤업 액츄에이터(130)들 각각의 가동부는 동시에 잔류 응력에 의하여 말린 상태로 되돌아간다. The plurality of roll-up actuators 130 may operate temporarily to open or block the light transmitting unit 110a of the substrate 110. For example, when the driving voltage V d is applied to the plurality of roll up actuators 130 simultaneously, the movable parts 130b of all the roll up actuators 130 which are in a rolled state (see FIG. 120 may be simultaneously unfolded by an electrostatic force acting between the plurality of roll-up actuators 130 to cover the light transmitting part 110a (see FIG. 1). When the applied driving voltage V d is cut off, the movable portions of each of the roll-up actuators 130 are simultaneously returned to the dried state by the residual stress.

실시예에 따라서는 구동 전압(Vd)의 인가 여부를 복수 개의 롤업 액츄에이터(130)들에 대하여 개별적으로 제어하거나 또는 구동 전압(Vd)이 인가되는 타이밍을 개별적으로 또는 몇 개의 집합 단위로 다르게 할 수도 있다. 또는, 마치 카메라의 조리개와 같이, 롤업 액츄에이터(130)가 펴지는 정도를 복수의 단계로 세분화할 수도 있다. 이 경우에, 노출되는 기판(110)의 투광부(110a)의 넓이는 각 단계에 따 라서 달라질 수 있다.According to the exemplary embodiment, the driving voltage V d may be individually controlled with respect to the plurality of roll-up actuators 130, or the timing at which the driving voltage V d is applied may be individually or in several sets. You may. Alternatively, the roll-up actuator 130 can be subdivided into a plurality of stages, just like an aperture of a camera. In this case, the width of the light transmitting part 110a of the exposed substrate 110 may vary according to each step.

그리고 복수 개의 롤업 액츄에이터(130)는 소정의 폭(WG)을 갖는 간극(gap, G1)에 의하여 서로 이격되어 있다(도 1 참조). 즉, 인접한 롤업 액츄에이터(130)들 사이에는 간극(G1)이 존재한다. 간극(G1)의 폭(WG)은 특별한 제한은 없으나, 이에 대응하는 광 차폐 패턴(140)의 기능을 고려하여 제한될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 간극(G1)은 롤업 액츄에이터(130)의 길이 방향으로 전체에 걸쳐서 길게 존재할 수 있다. 또는, 간극(G1)은 롤업 액츄에이터(130)의 가동부(130b)의 길이 방향으로 가동부(130b) 전체에 걸쳐서 존재할 수도 있다. 이와 같은 경우에, 간극(G1)의 폭(WG)은 반드시 일정할 필요는 없다.The plurality of roll-up actuators 130 are spaced apart from each other by a gap G 1 having a predetermined width W G (see FIG. 1). That is, a gap G 1 exists between adjacent roll-up actuators 130. The width W G of the gap G 1 is not particularly limited, but may be limited in consideration of the function of the light shielding pattern 140 corresponding thereto. As shown in FIG. 1, the gap G 1 may be long and long in the longitudinal direction of the roll-up actuator 130. Alternatively, the gap G 1 may exist over the entire movable portion 130b in the longitudinal direction of the movable portion 130b of the rollup actuator 130. In such a case, the width W G of the gap G 1 does not necessarily need to be constant.

이와 같이, 액츄에이터(130)들이 간극(G1)에 의하여 서로 이격되어 있으면, 액츄에이터(130)가 펴지거나 또는 말리는 동작 시에 인접한 액츄에이터(130)에 의한 동작 간섭을 받지 않는다. 뿐만 아니라, 액츄에이터(130)의 구동 시에는 간극(G1)을 통해 내부의 공기가 유출될 수 있으므로, 스퀴즈 필름 댐핑(squeeze film damping) 현상을 방지할 수 있다.As such, when the actuators 130 are spaced apart from each other by the gap G 1 , the actuators 130 are not subjected to operation interference by the adjacent actuators 130 when the actuators 130 extend or dry. In addition, since the internal air may flow out through the gap G 1 when the actuator 130 is driven, a squeeze film damping phenomenon may be prevented.

도 3은 인접한 액츄에이터(130)들 사이에 존재하는 간극(G2)의 다른 예를 보여 주기 위한 것이다. 도 3을 참조하면, 간극(G2)은 가동부(130b) 전체에 걸쳐서 존재하는 것이 아니라 가동부(130b)의 일 부분에만 걸쳐서 존재한다. 보다 구체적으 로, 간극(G2)은 롤업 액츄에이터(130)의 고정단(130a)의 반대쪽 단부(즉, 고정단(130a)에 인접하지 않은 가동부(130b)의 단부)에서부터 일정 부분에만 존재한다. 고정단(130a)에 인접한 가동부(130b)의 다른 부분은 일체로 형성되어 있으며, 간극이 존재하지 않는다. 3 illustrates another example of a gap G 2 present between adjacent actuators 130. Referring to FIG. 3, the gap G 2 does not exist throughout the movable portion 130b, but only over a portion of the movable portion 130b. More specifically, the gap G 2 is present only at a portion from the opposite end of the fixed end 130a of the roll-up actuator 130 (ie, the end of the movable portion 130b not adjacent to the fixed end 130a). . The other part of the movable part 130b adjacent to the fixed end 130a is integrally formed, and there is no gap.

복수 개의 롤업 액츄에이터(130)들은 그 각각의 전기적 특성이나 물질적 특성에 편차가 존재하거나 또는 심한 경우에는 어느 하나의 롤업 액츄에이터(130)가 구동 특성이 좋지 않을 수가 있다. 또는, 구동 전압이 복수 개의 롤업 액츄에이터(130)들에게 가해지는데 소정의 편차가 생길 수도 있다. 이러한 롤업 액츄에이터(130)들 사이의 편차나 불량 등은 광 차폐 장치(100)의 성능을 제한하는 요소가 될 수 있다. 그러나 도 3에 도시된 바와 같이 가동부(130b)의 일정 부분에 대해서는 간극없이 일체로 형성하면, 인접한 롤업 액츄에이터(130)들 사이에는 기계적인 커플링(mechanical coupling)이 형성된다. 이러한 기계적인 커플링에 의하여, 간극(G2)에 의하여 복수 개로 분할된 롤업 액츄에이터(130)의 가동부들도, 동작의 동시성, 신속성, 균일성 등을 향상시킬 수 있다.The plurality of roll-up actuators 130 may have a deviation in their electrical or material properties, or in some cases, the roll-up actuator 130 may have poor driving characteristics. Alternatively, a predetermined deviation may occur when a driving voltage is applied to the plurality of roll-up actuators 130. Such deviations or defects between the roll-up actuators 130 may be a limiting factor of the performance of the light shielding device 100. However, as shown in FIG. 3, if a certain portion of the movable portion 130b is integrally formed without a gap, a mechanical coupling is formed between the adjacent rollup actuators 130. By such mechanical coupling, the moving parts of the roll-up actuator 130 divided into a plurality of parts by the gap G 2 can also improve the concurrency, speed, uniformity, and the like of the operation.

계속해서 도 1 및 도 2를 참조하면, 광 차폐 장치(100)는 복수의 롤업 액츄에이터(130)들을 서로 이격시키는 간극(G1)에 대응하는 위치의 기판(110) 상에 형성된 광 차폐 패턴(140)를 포함한다. 투명 전극(120)의 모양이나 위치에 따라서, 광 차폐 패턴(140)은 투명 전극(120)의 상부에 형성되거나, 투명 전극(120)이 없는 기판(110)의 상부에 형성되거나, 일부만이 투명 전극(120)의 상부에 형성될 수도 있 다. 1 and 2, the light shielding apparatus 100 may include a light shielding pattern formed on the substrate 110 at a position corresponding to the gap G 1 that spaces the plurality of roll-up actuators 130 from each other. 140). According to the shape or position of the transparent electrode 120, the light shielding pattern 140 is formed on the transparent electrode 120, or is formed on the substrate 110 without the transparent electrode 120, or only part of the transparent electrode 120 is transparent. It may be formed on top of the electrode 120.

광 차폐 패턴(140)은 광 차폐 장치(100)가 닫힌 상태(도 1에 도시된 상태)에서 복수의 액츄에이터(130)들 사이의 간극(G1)을 통과한 빛이 기판(110)의 투광부(110a)를 통과하지 못하도록 차단하는 기능을 수행한다. 이를 위하여, 광 차폐 패턴(140)은 불투광성 물질로 형성되는데, 예를 들어 크롬(Cr)이나 알루미늄(Al)과 같은 금속 물질이나 산화막(silicon oxide)이나 질화막(silicon nitride) 등과 같은 절연성 물질로 형성될 수 있다.The light shielding pattern 140 is formed by the light passing through the gap G 1 between the plurality of actuators 130 in the state in which the light shielding device 100 is closed (shown in FIG. 1). Blocks the light from passing through the miner (110a). To this end, the light shielding pattern 140 is formed of an opaque material, for example, a metal material such as chromium (Cr) or aluminum (Al), or an insulating material such as silicon oxide or silicon nitride. Can be formed.

이러한 광 차폐 패턴(140)의 위치는 복수의 액츄에이터(130)들 사이의 간극(G1)의 위치에 대응한다. 간극(G1)과 광 차폐 패턴(140)의 위치가 서로 대응하도록 하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있다. 예를 들어, 광 차폐 패턴(140)을 먼저 형성한 후에 간극(G1)을 형성하는 경우에는, 통상적인 정렬 기법을 이용하여, 두 구성 요소가 잘 정렬되도록 제조 공정을 진행할 수 있다. 또는, 광 차폐 패턴(140)을 형성할 때, 자가 정렬 증착(Self Aligned Deposition, SAD)법을 이용할 수도 있다. 여기서, 자가 정렬 증착법이란 광 차폐 패턴(140)을 형성하기 위하여 포토마스크 공정을 별도로 추가하지 않는 것을 가리키는데, 예를 들어 간극(G1)을 형성하기 위하여 롤업 액츄에이터용 물질층을 패터닝할 때 사용한 포토마스크를 광 차폐 패턴(140)을 증착하는 공정에서 마스크 패턴으로 그대로 사용할 수 있다. 또는, 간극(G1)에 의해 분할된 복수의 액츄에이터(130)들 자체를 광 차폐 패턴(140)을 증착 하기 위한 마스크로 사용할 수도 있다.The position of the light shielding pattern 140 corresponds to the position of the gap G 1 between the plurality of actuators 130. There may be a variety of methods for the positions of the gap G 1 and the light shielding pattern 140 to correspond to each other. For example, when the gap G 1 is formed after the light shielding pattern 140 is first formed, a manufacturing process may be performed so that two components are well aligned using a conventional alignment technique. Alternatively, when the light shielding pattern 140 is formed, a self aligned deposition (SAD) method may be used. Here, the self-aligned deposition method refers to not adding a photomask process separately to form the light shielding pattern 140, for example, used when patterning a material layer for a rollup actuator to form a gap G 1 . The photomask may be used as it is as a mask pattern in the process of depositing the light shielding pattern 140. Alternatively, the plurality of actuators 130 divided by the gap G 1 may be used as a mask for depositing the light shielding pattern 140.

이러한 광 차폐 패턴(140)은 롤업 액츄에이터(130)가 펴진 상태(도 1 참조)에서 간극(G1)을 통해서 들어오는 빛을 차단할 수 있는 크기를 가져야 한다. 예를 들어, 광 차폐 패턴(140)의 폭(Ws)은 간극(G1)의 폭(WG)과 같거나 그 이상일 수 있다. 다만, 광 차폐 패턴(140)의 크기는 광 차폐 장치(100)가 개방된 상태(도 2 참조)에서 기판(110)의 투광부(110a)를 통과하는 광의 세기나 휘도 등에 영향을 미치지 않거나 또는 이를 최소화할 수 있을 정도이어야 한다.The light shielding pattern 140 should have a size that can block the light coming through the gap G 1 in the roll-up actuator 130 is opened (see Fig. 1). For example, the width W s of the light shielding pattern 140 may be equal to or greater than the width W G of the gap G 1 . However, the size of the light shielding pattern 140 does not affect the intensity or brightness of light passing through the light transmitting part 110a of the substrate 110 in the state in which the light shielding device 100 is opened (see FIG. 2), or It should be large enough to minimize this.

따라서 롤업 액츄에이터(130) 사이의 간극(G1)의 폭(WG) 및/또는 광 차폐 패턴(140)의 폭(Ws)은 광 차폐 장치(100)의 이러한 특성을 고려하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 광 차폐 패턴(140)의 폭(Ws)을 약 4㎛ 이하로 할 경우에, 광 차폐 장치(100)가 개방된 상태(도 2 참조)에서 휘도의 감소나 이미지 왜곡 현상이 거의 없을 수 있다. 그리고 롤업 액츄에이터(130)들 사이의 간극(G1)의 폭이 1㎛ 이하이면, 스퀴즈 필름 댐핑의 방지 효과가 적을 수 있다. 하지만, 이러한 수치들은 단지 예시적인 것이며, 그 구체적인 값들은 실험 조건이나 기타 다른 모듈(카메라 렌즈 등)과의 관계에 따라서 달라질 수는 있다. Thus, the width W G of the gap G 1 between the roll-up actuators 130 and / or the width W s of the light shielding pattern 140 may be determined in consideration of these characteristics of the light shielding device 100. . For example, when the width W s of the light shielding pattern 140 is set to about 4 μm or less, a decrease in luminance or image distortion may occur when the light shielding device 100 is opened (see FIG. 2). There can be little. When the width of the gap G 1 between the roll-up actuators 130 is 1 μm or less, a prevention effect of squeeze film damping may be small. However, these figures are exemplary only and their specific values may vary depending on experimental conditions or relationship with other modules (such as camera lenses).

도 4 내지 도 6은 다른 실시예에 다른 광 차폐 장치를 설명하기 위한 것이다. 광 차폐 장치는 디지털 카메라 등의 광 셔터(optical shutter, 200)로 사용될 수 있는데, 여기에만 한정되는 것은 아니다. 본 실시예에 따른 광 차폐 장치는, 복수 개의 롤업 액츄에이터 각각의 가동부가 투광부의 중심에서 방사상으로 연장 형성되는 모양으로 투광부를 면적 분할하여 덮을 수 있도록, 롤업 액츄에이터의 고정단이 투광부의 둘레에 고정되어 있다는 점에서 전술한 실시예와 차이가 있다. 이하에서는 전술한 실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.4 to 6 are for explaining the light shielding device according to another embodiment. The light shielding device may be used as an optical shutter 200 such as a digital camera, but is not limited thereto. In the light shielding device according to the present embodiment, the fixed end of the roll-up actuator is fixed around the light-transmitting part so that the movable parts of the plurality of roll-up actuators are radially extended from the center of the light-emitting part to cover the light-transmitting area. It differs from the above-described embodiment in that it is. The following description will focus on differences from the above-described embodiment.

도 4는 광 셔터(200)가 광을 차단시키는 상태를 도시한 사시도이고, 도 5는 도 4의 V-V 선을 따라 취한 단면도이다. 그리고 도 6은 도 4의 광 셔터(200)가 광을 통과시키는 상태를 도시한 사시도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하여 전술한 실시예는, 도 4의 A 부분을 확대하여 보여 주는 것일 수도 있다. 4 is a perspective view illustrating a state in which the optical shutter 200 blocks light, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V of FIG. 4. 6 is a perspective view illustrating a state in which the optical shutter 200 of FIG. 4 passes light. The embodiment described above with reference to FIGS. 1 to 3 may be an enlarged view of portion A of FIG. 4.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 광 셔터(200)는 투광부를 갖는 기판(210)을 포함한다. 투광부의 형상은 원형, 타원형, 정다각형 등일 수 있는데, 여기에만 한정되는 것은 아니다. 기판(210) 상에는 투명한 투명 전극(220)이 형성되어 있다.4 to 6, the optical shutter 200 includes a substrate 210 having a light transmitting unit. The shape of the light transmitting portion may be circular, elliptical, regular polygonal, or the like, but is not limited thereto. The transparent transparent electrode 220 is formed on the substrate 210.

광 셔터(200)는 복수 개의 롤업 액츄에이터(230)를 포함한다. 복수 개의 롤업 액츄에이터(230)의 고정단은 투광부의 바깥쪽 둘레에 원형, 타원형 또는 정다각형을 형성하도록 기판(210)에 고정되어 있다. 그리고 롤업 액츄에이터(230)가 구동되어 그 가동부가 펴진 경우에, 각각의 가동부는 투광부의 중심에서 방사상으로 연장 형성되는 모양(예컨대, 투광부의 중심에서 각각의 롤업 액츄에이터(230)가 소정 크기의 중심각을 갖는 부채꼴 모양 또는 소정 크기의 꼭지각을 갖는 삼각형 모양 등)으로 투광부를 면적 분할하여 덮을 수 있다. The optical shutter 200 includes a plurality of rollup actuators 230. The fixed ends of the plurality of roll-up actuators 230 are fixed to the substrate 210 to form a circular, elliptical or regular polygon around the outer side of the light transmitting portion. When the roll-up actuator 230 is driven and the movable portion is extended, each movable portion is formed to extend radially from the center of the light transmitting portion (for example, each roll-up actuator 230 at the center of the light transmitting portion is formed to have a predetermined center angle. The light-transmitting part in an area such as a fan shape or a triangle shape having a vertex angle of a predetermined size.

인접한 롤업 액츄에이터(230)는 적어도 가동부의 일부가 간극(G3)에 의해 서로 이격되어 있다. 간극(G3)은 가동부 사이는 물론 고정단 사이에도 존재할 수 있다. 또는, 인접한 롤업 액츄에이터(230)들 사이에 기계적인 커플링이 이루어질 수 있도록, 고정단에 인접한 가동부의 일부 사이에는 간극(G3)이 존재하지 않고 서로 일체가 될 수도 있다. 이러한 간극(G3)의 위치에 대응하는 기판(210) 상에는 광 차폐 패턴(240)이 형성되어 있다. Adjacent roll-up actuators 230 have at least some of the movable parts spaced apart from each other by a gap G 3 . The gap G 3 may be present between the movable parts as well as between the fixed ends. Alternatively, the gap G 3 may be integral with each other without a gap between a portion of the movable portion adjacent to the fixed end such that mechanical coupling may be performed between the adjacent roll-up actuators 230. The light shielding pattern 240 is formed on the substrate 210 corresponding to the position of the gap G 3 .

이와 같은 구조의 광 셔터(200)는 구동 전압이 가해지지 않으면, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 각각의 롤업 액츄에이터(230)의 가동부는 절연층(232)과 전극층(234)의 잔류 응력 차이로 인하여 말려 있는 상태가 된다. 즉, 각각의 롤업 액츄에이터(230)의 가동부는 투광부의 중심에서부터 바깥쪽 방향으로 말려 올라가서 기판(210)의 투광부를 노출시킨다. 그리고 투명 전극(220)과 롤업 액츄에이터(230) 사이에 구동 전압이 가해지면, 가동부는 펴져서 투광부를 가려서 빛의 통과를 차단한다. 간극(G3)을 통해 유입되는 빛은 기판(210) 상에 형성되어 있는 광 차광 패턴(240)에 의하여 차단된다.When the driving voltage is not applied to the optical shutter 200 having such a structure, as shown in FIG. 6, the movable portions of the respective roll-up actuators 230 differ in residual stresses between the insulating layer 232 and the electrode layer 234. Due to the dried state. That is, the movable portion of each roll-up actuator 230 is rolled up outward from the center of the transparent portion to expose the transparent portion of the substrate 210. When a driving voltage is applied between the transparent electrode 220 and the roll-up actuator 230, the movable part is extended to block the light transmitting part to block the passage of light. Light flowing through the gap G 3 is blocked by the light blocking pattern 240 formed on the substrate 210.

도 7은 일 실시예에 따른 광 차폐 장치의 제조 방법을 보여 주는 흐름도이다. 7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a light shielding device according to an embodiment.

도 7을 참조하면, 광 차폐 장치의 제조 방법은, 투명 전극을 포함하는 투광 성의 기판을 제공하는 단계(10)와, 기판 상에 희생층을 형성하는 단계(20)와, 기판과 희생층 상에 롤업 액츄에이터를 형성하는 단계(30)와, 희생층을 패터닝하여 롤업 액츄에이터의 하부에 언더컷(under-cut)을 형성하는 단계(40)와, 자가 정렬 증착법을 이용하여 기판상에 광 차폐 패턴을 형성하는 단계(50)와, 잔류하는 희생층을 제거하는 단계(60)를 포함한다. Referring to FIG. 7, a method of manufacturing a light shielding device includes providing 10 a transparent substrate including a transparent electrode, forming a sacrificial layer on the substrate, and forming a sacrificial layer on the substrate and the sacrificial layer. Forming a roll-up actuator in (30), patterning the sacrificial layer to form an under-cut under the roll-up actuator (40), and forming a light shielding pattern on the substrate using a self-aligned deposition method. Forming 50 and removing the remaining sacrificial layer 60.

도 8 내지 도 13은 일 실시예에 따른 광 차폐 장치의 제조 방법의 각 단계를 도시한 것으로서, 도 1과 도 2에 도시된 광 차폐 장치(100)이거나 또는 도 4와 도 6에 도시된 광 셔터(200)의 A 부분(도 4 참조)만을 확대 도시한 사시도일 수 있다.8 to 13 illustrate each step of the manufacturing method of the light shielding device according to one embodiment, which is the light shielding device 100 shown in FIGS. 1 and 2 or the light shown in FIGS. 4 and 6. Only a portion A of the shutter 200 (see FIG. 4) may be an enlarged perspective view.

도 8을 참조하면, 먼저 투광부를 갖는 기판(310)을 제공한다. 기판(310)은 유리 기판일 수 있으나, 여기에만 한정되는 것은 아니다. 기판(310), 보다 구체적으로 투광부 상에는 투명한 투명 전극(320)이 형성되어 있다. 투명 전극(320)은 미리 기판(310)에 형성되어 있거나, 또는 별도의 반도체 제조 공정을 이용하여 기판(310) 상에 형성할 수도 있다.Referring to FIG. 8, a substrate 310 having a light transmitting portion is first provided. The substrate 310 may be a glass substrate, but is not limited thereto. A transparent transparent electrode 320 is formed on the substrate 310, more specifically, the light transmitting part. The transparent electrode 320 may be formed on the substrate 310 in advance, or may be formed on the substrate 310 using a separate semiconductor manufacturing process.

도 9를 참조하면, 기판(310)의 일면에 희생층(sacrificial layer)(350)을 도포한다. 희생층(350)은 롤업 액츄에이터(230)를 형성한 이후에 제거하는 물질층이므로, 기판(310), 투명 전극(320), 및 추후에 형성될 롤업 액츄에이터(330)에 대하여 식각 선택비가 우수한 물질이나 또는 제거가 용이한 물질로 형성될 수 있다. 희생층(350)은 적어도 기판(310)의 투광부를 가리도록 기판(310)의 일 부분에만 형성될 수 있다. 이 경우에, 투광부의 바깥쪽, 즉 그 상부에 롤업 액츄에이터(330)의 고정단이 설치되는 기판(310)의 영역에는 희생층(350)이 형성되지 않는다. 9, a sacrificial layer 350 is coated on one surface of the substrate 310. Since the sacrificial layer 350 is a material layer removed after the rollup actuator 230 is formed, the sacrificial layer 350 has an excellent etching selectivity with respect to the substrate 310, the transparent electrode 320, and the rollup actuator 330 to be formed later. Or may be formed of a material that is easy to remove. The sacrificial layer 350 may be formed only on a portion of the substrate 310 so as to cover at least the light transmitting portion of the substrate 310. In this case, the sacrificial layer 350 is not formed outside the light transmitting portion, that is, in the region of the substrate 310 in which the fixed end of the roll-up actuator 330 is installed.

도 10을 참조하면, 도 9의 결과물, 보다 구체적으로 투명 전극(320)이 형성된 기판(310)과 희생층(350) 상에 롤업 액츄에이터(330)를 형성한다. 롤업 액츄에이터(330)는 절연층(332)과 그 상부에 전극층(334)이 적층된 이중 박막을 포함하는 구조일 수 있다. 기판(310) 상에 형성되는 롤업 액츄에이터(330)의 일 부분이 고정단이 되고, 투광부 상에 형성되는 롤업 액츄에이터(330)의 다른 부분은 가동부가 될 수 있다. 그 결과, 롤업 액츄에이터(330)의 고정단과 가동부 사이에는 소정의 단차가 있을 수 있다. 그리고 적어도 롤업 액츄에이터(330)의 가동부의 일부 또는 전부는 소정의 폭(WG)를 갖는 간극에 의하여 복수 개로 분할된 구조를 갖는다.Referring to FIG. 10, the roll-up actuator 330 is formed on the resultant of FIG. 9, more specifically, the substrate 310 and the sacrificial layer 350 on which the transparent electrode 320 is formed. The roll up actuator 330 may have a structure including an insulating layer 332 and a double thin film in which an electrode layer 334 is stacked thereon. One portion of the roll-up actuator 330 formed on the substrate 310 may be a fixed end, and another portion of the roll-up actuator 330 formed on the light transmitting portion may be a movable portion. As a result, there may be a predetermined step between the fixed end of the roll-up actuator 330 and the movable part. At least a part or all of the movable portions of the rollup actuator 330 has a structure divided into a plurality of parts by a gap having a predetermined width W G.

본 실시예에서 이러한 구조의 롤업 액츄에이터(330)를 형성하는 방법에는 특별한 제한이 없다. 예를 들어, 기판(310)과 희생층(350) 상에 절연층과 전극 층을 순차적으로 증착한 다음, 소정의 식각 공정을 이용하여 절연층과 전극층을 패터닝함으로써 롤업 액츄에이터(330)를 형성할 수 있다. 이러한 제조 방법은 단지 예시적인 것으로서, 본 실시예가 여기에만 한정되는 것은 아니다.In the present embodiment, there is no particular limitation on the method of forming the rollup actuator 330 having such a structure. For example, the roll-up actuator 330 may be formed by sequentially depositing an insulating layer and an electrode layer on the substrate 310 and the sacrificial layer 350, and then patterning the insulating layer and the electrode layer using a predetermined etching process. Can be. This manufacturing method is merely exemplary, and the present embodiment is not limited thereto.

도 11을 참조하면, 희생층(350)에 대한 식각 공정을 수행하여 기판(310) 또는 투명 전극(320)을 부분적으로 노출시킨다. 노출된 기판(320) 상에는 광 차폐 패턴(340)이 형성되므로, 본 단계에서 식각되어 형성된 희생층(350) 패턴의 모양은 광 차폐 패턴(340)의 형상을 한정한다. 이러한 희생층(350)에 대한 식각 공정에서는 롤업 액츄에이터(330)를 형성하기 위한 식각 공정에서 사용한 포토마스크를 그대로 사용할 수 있다.Referring to FIG. 11, an etching process is performed on the sacrificial layer 350 to partially expose the substrate 310 or the transparent electrode 320. Since the light shielding pattern 340 is formed on the exposed substrate 320, the shape of the sacrificial layer 350 pattern formed by etching in this step defines the shape of the light shielding pattern 340. In the etching process for the sacrificial layer 350, the photomask used in the etching process for forming the roll-up actuator 330 may be used as it is.

이 경우에, 롤업 액츄에이터(330)들 사이의 간극에 대응하는 부분, 즉 간극에 의하여 노출되는 희생층(350)은 물론 롤업 액츄에이터(330)의 하부에 위치하는 희생층(350)도 부분적으로 식각하여, 롤업 액츄에이터(330)의 하부에 언더컷(under-cut)을 형성할 수도 있다. 만일, 언더컷을 형성하지 않으면, 후속 공정에서 광 차폐 패턴(340)을 형성할 경우에 광 차폐 패턴용 물질이 희생층(350)의 측벽을 따라서 롤업 액츄에이터(330)까지 연결될 수 있는데, 언더컷은 이러한 현상이 발생하지 않도록 한다. 또한, 언더컷을 이용하면 광 차폐 패턴(340)의 폭이 롤업 액츄에이터(330)들 사이의 간극의 폭보다 더 크게 할 수 있다. In this case, the portion corresponding to the gap between the rollup actuators 330, that is, the sacrificial layer 350 exposed by the gap, as well as the sacrificial layer 350 positioned below the rollup actuator 330 are partially etched. Thus, an under-cut may be formed under the roll-up actuator 330. If the undercut is not formed, the light shielding pattern material may be connected to the rollup actuator 330 along the sidewall of the sacrificial layer 350 when the light shielding pattern 340 is formed in a subsequent process. Do not occur. In addition, when the undercut is used, the width of the light shielding pattern 340 may be larger than the width of the gap between the rollup actuators 330.

그리고 도 12를 참조하면, 노출된 기판(310) 또는 투명 전극(320) 상에 광 차폐 패턴(340)을 형성한다. 광 차폐 패턴(340)은 이 분야에서 사용되는 통상적인 증착 공정을 이용하여 형성할 수 있다. 본 단계의 증착 공정에서는 희생층(350)의 식각 공정에서 사용한 포토 마스크를 그대로 사용하는 자가 정렬 증착법을 이용할 수 있으며, 이 경우에는 광 차폐 패턴(340)이 형성되는 위치를 정확하게 정렬할 수 있을 뿐만 아니라 포토마스크의 사용 횟수를 줄일 수 있으므로 제조 비용을 절감할 수 있다. 증착 공정의 결과, 기판(310) 또는 투명 전극(320) 상에는 소정의 폭(Ws)을 갖는 광 차폐 패턴(340)이 형성된다.12, the light shielding pattern 340 is formed on the exposed substrate 310 or the transparent electrode 320. The light shielding pattern 340 may be formed using a conventional deposition process used in the art. In the deposition process of this step, a self-aligned deposition method using the photomask used in the etching process of the sacrificial layer 350 may be used. In this case, the position where the light shielding pattern 340 is formed may be accurately aligned. In addition, the number of times the photomask is used can be reduced, thereby reducing the manufacturing cost. As a result of the deposition process, the light shielding pattern 340 having a predetermined width W s is formed on the substrate 310 or the transparent electrode 320.

도 13을 참조하면, 도 12의 결과물에 대하여 희생층(350)을 제거하는 공정을 수행한다. 희생층(350)을 제거한 결과, 고정단이 기판(310)의 가장자리에 기판(310)과 접하도록 설치되고, 고정부와 소정의 단차를 갖는 가동부는 기판(310) 또는 투명 전극(320)과 소정의 간격으로 이격 배치된 롤업 액츄에이터(330)가 만들어진다. 이와 같이, 제조된 광 차폐 장치는 그 두께가 1mm 이하가 될 수 있다.Referring to FIG. 13, a process of removing the sacrificial layer 350 is performed on the resultant of FIG. 12. As a result of the removal of the sacrificial layer 350, the fixed end is installed at the edge of the substrate 310 to be in contact with the substrate 310, and the movable portion having a predetermined step with the fixed portion is provided with the substrate 310 or the transparent electrode 320. Roll-up actuators 330 are spaced apart at predetermined intervals. As such, the manufactured light shielding device may have a thickness of 1 mm or less.

이상의 설명은 본 발명의 실시예에 불과할 뿐, 이 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 기술 사상은 특허청구범위에 기재된 발명에 의해서만 특정되어야 한다. 따라서 본 발명의 기술 사상을 벗어나지 않는 범위에서 전술한 실시예는 다양한 형태로 변형되어 구현될 수 있다는 것은 당업자에게 자명하다.The above description is only an embodiment of the present invention, and the technical idea of the present invention should not be construed as being limited by this embodiment. The technical idea of the present invention should be specified only by the invention described in the claims. Therefore, it will be apparent to those skilled in the art that the above-described embodiments may be implemented in various forms without departing from the spirit of the present invention.

도 1은 일 실시예에 따른 광 차폐 장치의 사시도로서, 광을 차단시키는 상태를 도시한 것이다.1 is a perspective view of a light shielding apparatus according to an embodiment, illustrating a state of blocking light.

도 2는 도 1의 광 차폐 장치가 광을 통과시키는 상태를 도시한 사시도이다.FIG. 2 is a perspective view illustrating a state in which the light shielding device of FIG. 1 passes light. FIG.

도 3은 도 1의 광 차폐 장치의 변형예를 도시한 사시도이다.3 is a perspective view illustrating a modification of the light shielding device of FIG. 1.

도 4는 다른 실시예에 따른 광 차폐 장치의 사시도로서, 광을 차단시키는 상태를 도시한 도면이다. 4 is a perspective view of a light shielding apparatus according to another embodiment, illustrating a state of blocking light.

도 5는 도 4의 V-V선을 따라 절취한 단면도이다.5 is a cross-sectional view taken along the line V-V of FIG. 4.

도 6은 도 4의 광 차폐 장치가 광을 통과시키는 상태를 도시한 사시도이다.6 is a perspective view illustrating a state in which the light shielding device of FIG. 4 passes light.

도 7은 일 실시예에 따른 광 차폐 장치의 제조 방법을 보여 주는 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a light shielding device according to an embodiment.

도 8 내지 도 13은 광 차폐 장치의 제조 방법을 순차적으로 도시한 사시도이다.8 to 13 are perspective views sequentially illustrating a method of manufacturing the light shielding device.

Claims (23)

투광부를 구비한 기판;A substrate having a light transmitting portion; 상기 기판의 일면에 형성된 투명 전극;A transparent electrode formed on one surface of the substrate; 불투광 특성을 가지며, 상기 투광부의 바깥쪽에 고정되어 상기 투광부를 면적 분할하여 덮을 수 있도록 상기 기판 상에 형성된 복수 개의 롤업 액츄에이터; 및A plurality of roll-up actuators which have an opaque characteristic and are fixed on the outside of the light transmitting part so as to cover the light transmitting part by area division; And 인접한 상기 롤업 액츄에이터들 사이에 존재하는 간극에 대응하는 위치의 상기 기판 상에 상기 간극의 수만큼 형성된 광 차폐 패턴을 포함하는 광 차폐 장치.And a light shielding pattern formed on the substrate at a position corresponding to a gap existing between the adjacent roll-up actuators by the number of the gaps. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 광 차폐 패턴의 폭은 상기 간극의 폭과 같거나 더 큰 광 차폐 장치.And the width of the light shielding pattern is equal to or greater than the width of the gap. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광 차폐 패턴은 상기 투명 전극 위에 형성된 광 차폐 장치.The light shielding pattern is formed on the transparent electrode. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 롤업 액츄에이터는 가동부와 고정단으로 구성되고, 상기 고정단은 상기 투광부의 바깥쪽에 고정되며, 상기 롤업 액츄에이터가 구동될 때 이웃하는 롤업 액츄에이터와 연동되어 구동되도록 상기 고정단쪽의 상기 가동부의 일부가 이웃하는 상기 롤업 액츄에이터의 가동부와 연결된 광 차폐 장치.The roll-up actuator includes a movable part and a fixed end, and the fixed end is fixed to the outside of the light transmitting part, and a part of the movable part on the fixed end side is driven so as to be driven in conjunction with a neighboring roll-up actuator when the roll-up actuator is driven. And a light shielding device connected to a movable part of the rollup actuator. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 롤업 액츄에이터는 절연층과 상기 절연층 상에 형성된 상부 전극을 포함하는 광 차폐 장치.The roll-up actuator includes an insulating layer and an upper electrode formed on the insulating layer. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 절연층과 상기 상부 전극은 잔류 응력이 서로 다른 물질로 형성된 광 차폐 장치.And the insulating layer and the upper electrode are formed of materials having different residual stresses. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 상부 전극은 인장 잔류 응력을 가지며, 상기 절연층은 압축 잔류 응력을 갖거나, 잔류 응력을 갖지 않거나, 또는 상기 상부 전극보다 작은 인장 잔류 응력을 갖는 광 차폐 장치.And the upper electrode has a tensile residual stress, and the insulating layer has a compressive residual stress, no residual stress, or a smaller tensile residual stress than the upper electrode. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 롤업 액츄에이터는 각각 상기 투명 전극과 상기 상부 전극 사이에 발생하는 정전기력에 의해 구동되는 광 차폐 장치.And the rollup actuators are driven by electrostatic forces generated between the transparent electrode and the upper electrode, respectively. 원형 또는 다각형의 투광부를 구비한 기판;A substrate having a circular or polygonal light transmitting portion; 상기 기판의 일면에 형성된 투명 전극;A transparent electrode formed on one surface of the substrate; 불투광 특성을 가지며, 상기 투광부의 바깥쪽 둘레에 고정되어 상기 투광부의 중심에서 방사상으로 연장 형성되는 모양으로 상기 투광부를 면적 분할하여 덮을 수 있도록 상기 기판 상에 형성된 복수 개의 롤업 액츄에이터; 및A plurality of roll-up actuators having an opaque characteristic and fixed on an outer circumference of the light transmitting part so as to radially extend from the center of the light transmitting part so as to cover the light transmitting part by area; And 인접한 상기 롤업 액츄에이터들 사이에 존재하는 간극에 대응하는 위치의 상기 기판 상에 상기 간극의 수만큼 형성된 광 차폐 패턴을 포함하는 광 차폐 장치.And a light shielding pattern formed on the substrate at a position corresponding to a gap existing between the adjacent roll-up actuators by the number of the gaps. 제9항에 있어서, 10. The method of claim 9, 상기 광 차폐 패턴의 폭은 상기 간극의 폭과 같거나 더 큰 광 차폐 장치.And the width of the light shielding pattern is equal to or greater than the width of the gap. 제9항에 있어서, 10. The method of claim 9, 상기 롤업 액츄에이터는 가동부와 고정단으로 구성되고, 상기 복수 개의 롤업 액츄에이터의 고정단들은 상기 투광부의 바깥쪽 둘레에 원형 또는 다각형의 형태로 배치되며, 상기 복수 개의 롤업 액츄에이터의 가동부들은 상기 투광부를 부채꼴 또는 삼각형으로 면적 분할하여 덮는 광 차폐 장치.The roll-up actuator includes a movable part and a fixed end, and the fixed ends of the plurality of roll-up actuators are disposed in a circular or polygonal shape around the outside of the light-emitting part, and the movable parts of the plurality of roll-up actuators are fan-shaped to the light-emitting part. Or a light shielding device which covers an area by triangulation. 제11항에 있어서, The method of claim 11, 상기 롤업 액츄에이터가 구동될 때 이웃하는 롤업 액츄에이터와 연동되어 구동되도록 상기 고정단쪽의 상기 가동부의 일부가 이웃하는 상기 롤업 액츄에이터의 가동부와 연결된 광 차폐 장치.And a portion of the movable portion at the fixed end side is connected to a movable portion of the roll-up actuator adjacent to the neighboring roll-up actuator so that the roll-up actuator is driven in cooperation with a neighboring roll-up actuator. 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 롤업 액츄에이터는 절연층과 상기 절연층 상에 형성된 상부 전극을 포함하고, 상기 절연층과 상기 상부 전극은 잔류 응력이 서로 다른 물질로 형성된 광 차폐 장치.The roll-up actuator includes an insulating layer and an upper electrode formed on the insulating layer, wherein the insulating layer and the upper electrode are formed of a material having different residual stresses. 제13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 상부 전극은 인장 잔류 응력을 가지며, 상기 절연층은 압축 잔류 응력을 갖거나, 잔류 응력을 갖지 않거나, 또는 상기 상부 전극보다 작은 인장 잔류 응력을 갖는 광 차폐 장치.And the upper electrode has a tensile residual stress, and the insulating layer has a compressive residual stress, no residual stress, or a smaller tensile residual stress than the upper electrode. 투광부를 구비한 기판;A substrate having a light transmitting portion; 상기 기판의 일면에 형성된 투명 전극; 및A transparent electrode formed on one surface of the substrate; And 불투광 특성을 가지며, 상기 투광부의 바깥쪽에 고정되어 상기 투광부를 면적 분할하여 덮을 수 있도록 상기 기판 상에 형성된 복수 개의 롤업 액츄에이터를 포함하고,And a plurality of roll-up actuators having an opaque property and formed on the substrate to be fixed to the outside of the light transmitting part so as to cover the light transmitting part by area division. 상기 롤업 액츄에이터는 가동부와 고정단으로 구성되고, 상기 고정단은 상기 투광부의 바깥쪽에 고정되며, 상기 롤업 액츄에이터가 구동될 때 이웃하는 롤업 액츄에이터와 연동되어 구동되도록 상기 고정단쪽의 상기 가동부의 일부가 이웃하는 상기 롤업 액츄에이터의 가동부와 연결된 광 차폐 장치.The roll-up actuator includes a movable part and a fixed end, and the fixed end is fixed to the outside of the light transmitting part, and a part of the movable part on the fixed end side is driven so as to be driven in conjunction with a neighboring roll-up actuator when the roll-up actuator is driven. And a light shielding device connected to a movable part of the rollup actuator. 제15항에 있어서, 상기 가동부의 나머지 부분은 소정의 폭을 갖는 간극에 의하여 이웃하는 상기 롤업 액츄에이터의 가동부와 분리되어 있으며, The method of claim 15, wherein the remaining portion of the movable portion is separated from the movable portion of the neighboring roll-up actuator by a gap having a predetermined width, 상기 간극에 대응하는 위치의 상기 기판 상에 상기 간극의 수만큼 형성된 광 차폐 패턴을 더 포함하는 광 차폐 장치.And a light shielding pattern formed on the substrate at a position corresponding to the gap by the number of the gaps. 제15항에 있어서, The method of claim 15, 상기 롤업 액츄에이터는 절연층과 상기 절연층 상에 형성된 상부 전극을 포함하고, 상기 절연층과 상기 상부 전극은 잔류 응력이 서로 다른 물질로 형성되는 광 차폐 장치.The roll-up actuator includes an insulating layer and an upper electrode formed on the insulating layer, wherein the insulating layer and the upper electrode are formed of a material having different residual stresses. 제17항에 있어서,The method of claim 17, 상기 롤업 액츄에이터는 각각 상기 투명 전극과 상기 상부 전극 사이에 발생하는 정전기력에 의해 구동되는 광 차폐 장치.And the rollup actuators are driven by electrostatic forces generated between the transparent electrode and the upper electrode, respectively. 일면에 투명 전극이 형성되고 또한 투광부를 구비한 기판을 제공하는 기판 제공 단계;A substrate providing step of providing a substrate having a transparent electrode formed on one surface and having a light transmitting portion; 상기 투광부를 포함하는 상기 기판의 일 부분 상에 희생층을 형성하는 희생층 형성 단계;Forming a sacrificial layer on a portion of the substrate including the light transmitting part; 상기 기판과 상기 희생층 상에 상기 투광부의 바깥쪽에 고정되어 상기 투광 부를 면적 분할하여 덮을 수 있으며 또한 간극에 의하여 서로 이격되어 있는 복수 개의 롤업 액츄에이터를 형성하는 롤업 액츄에이터 형성 단계;A roll-up actuator forming step of forming a plurality of roll-up actuators fixed on the substrate and the sacrificial layer to the outside of the light-transmitting part to cover the light-transmitting area by an area, and spaced apart from each other by a gap; 상기 간극에 의하여 노출되는 상기 희생층을 식각하는 희생층 패터닝 단계;A sacrificial layer patterning step of etching the sacrificial layer exposed by the gap; 상기 희생층 패터닝 단계의 결과로 노출된 상기 기판 상에 광 차폐 패턴을 형성하는 광 차폐 패턴 형성 단계; 및Forming a light shielding pattern on the exposed substrate as a result of the sacrificial layer patterning step; And 잔류하는 상기 희생층을 제거하는 희생층 제거 단계를 포함하는 광 차폐 장치의 제조 방법.And a sacrificial layer removing step of removing the remaining sacrificial layer. 제19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 광 차폐 패턴 형성 단계에서는 자가 정렬 증착법을 이용하는 광 차폐 장치의 제조 방법.The method of manufacturing a light shielding device using a self-aligned deposition method in the light shielding pattern forming step. 제19항에 있어서,The method of claim 19, 상기 희생층 패터닝 단계에서는 상기 롤업 액츄에이터의 하부에 언더컷이 형성되도록 상기 희생층을 식각하는 광 차폐 장치의 제조방법.And in the sacrificial layer patterning step, etching the sacrificial layer to form an undercut under the roll-up actuator. 제19항에 있어서, 상기 롤업 액츄에이터 형성 단계는20. The method of claim 19, wherein forming the rollup actuator 상기 기판과 상기 희생층 상에 절연막과 도전막을 순차적으로 형성하는 단계;Sequentially forming an insulating film and a conductive film on the substrate and the sacrificial layer; 상기 도전막과 절연막을 식각하여 상기 도전막과 절연막에 상기 간극을 형성 하는 단계를 포함하는 광 차폐 장치의 제조방법.Etching the conductive film and the insulating film to form the gap in the conductive film and the insulating film. 제22항에 있어서,The method of claim 22, 상기 간극 형성 단계에서는 상기 희생층 상에 형성된 상기 도전막과 절연막의 일부를 식각하여 상기 간극을 형성하되, 상기 기판에 인접한 상기 도전막과 절연막의 나머지 부분은 식각을 하지 않아서 상기 간극이 형성되지 않도록 하는 광 차폐 장치의 제조방법.In the gap forming step, the gap is formed by etching a portion of the conductive layer and the insulating layer formed on the sacrificial layer, and the remaining portion of the conductive layer and the insulating layer adjacent to the substrate is not etched so that the gap is not formed. The manufacturing method of the light shielding device.
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