KR970003445B1 - 투사형 화상표시장치용 광로조절장치의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

투사형 화상표시장치용 광로조절장치의 제조방법

제1도(a) 내지 (d)는 종래 방법에 의한 투사형 화상표시장치용 광로조절장치의 제조공정도

제2도(a) 내지 (d)는 본 발명에 따른 투사형 화상표시장치용 광로조절장치의 제조공정도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

35, 39, 47 : 제1, 제2 및 제3세라믹

37, 40, 57 : 제1, 제2 및 제3 금속도전막

41 : 다층 금속도전막 43 : 세라믹웨이퍼

45, 53, 55, 59 : 제1, 제2, 제3 및 제4 홈 51 : 포트레지스트

60 : 액츄에이터 61 : 광로조절장치

63 : 금속도전 65 : 구동기판

67 : 거울

본 발명은 투사형 화상표시장치에서 광로를 조절하는데 사용되는 광로조절장치의 제조방법에 관한 것이다.

화상표시장치는 표시방식에 따라 직시형 화상표시장치와 투사형 화상표시장치로 구분된다. 직시형 화상표시장치는 CRT(Cathode Ray Tube)등이 있는데, 이러한 CRT 화상표시장치는 화질이 좋으나 화면이 커짐에 따라 중량 및 두께의 증가와, 가격이 비싸지는 문제점이 있어 대화면을 구현하는데 한계가 있다. 투사형 화상표시장치는 대화면 액정 표시장치(Liquid Crystal Display : 이하 LCD라 칭함)등이 있는데, 이러한 대화면 LCD는 박형화가 가능하여 중량을 작게 할 수 있다. 그러나, 이러한 LCD는 편광판에 의한 광의 손실이 크고, LCD를 구동하기 위한 박막 트랜지스터가 화소마다 형성되어 있어 개구율(광의 투과 면적)을 높이는데 한계가 있으므로 광의 효율이 매우 낮다.

이러한, LCD의 단점을 보완하고자 미합중국 Aura사에서 액츄에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Arrays : 이하 AMA라 칭함)를 이용한 투사형 화상표시장치가 개발되었다. AMA를 이용한 투사형 화상표시장치는 광원에서 발광된 백색광을 적색, 녹색 및 청색의 광속(light beam)등으로 분리한 후, 이 광속들을 액츄에이터들의 변형에 의해 기울어지는 반사경들에 각각 반사시켜 광로(light path)들을 조절하고, 이 광속들의 광량을 조절하여 화면으로 투사시키므로서 화상을 나타낸다. AMA는 구동방식에 따라 액츄에이터가 M×1개인 1차원 AMA와 M×N개인 2차원 AMA로 구분된다. 상기에서 액츄에이터는 압전물질이나 전왜물질로 이루어지는 변형부와 전극들을 포함하며 전계발생시 변형되어 상부에 있는 거울을 기울어지게 한다.

제1도(a) 내지 (d)는 종래 방법에 의한 투사형 화상표시장치용 광로조절장치의 제조공정도이다.

제1도(a)는 소정 두께로 얇게 자른 세라믹웨이퍼(10)를 도시한다. 상기에서 BaTiO₃, PT(Pb(Zr, Ti)O₃) 또는 PLZT((Pb, La), (Zr, Ti)O₃)등의 압전 세라믹을 벌크(bulk) 상태로 성형 및 소결한 후 수십 kV 정도의 고전압으로 분극을 한다. 그 다음, 벌크 상태의 세라믹을 분극 방향과 수직 또는 수평하게 얇게 자르고 상부 및 하부의 표면을 연마하여 세라믹웨이퍼(10)를 형성한다.

제1도(b)는 상부표면에 포토레지스터(19)를 도포하고, 하부에 x 및 y축을 따라 홈들(grooves)을 파고 비전도성 및 전도성 접착제(13), (15)를 채운 세라믹웨이퍼(10)를 도시한다. 상기에서, 세라믹웨이퍼(10)의 상부 표면에 회전도표(spin coating) 등에 의해 포토레지스트(19)를 도포한다.

그리고, 세라믹웨이퍼(40)의 하부표면을 다이아몬드 톱(diamond saw) 등에 의해 y축을 따라 다수의 홈들을 평행하게 형성한 후 전도성 접착제(15)를 채운다. 계속해서, 세라믹웨이퍼(10)의 하부표면을 상기와 같은 방법에 의해 x축을 따라 다수의 홈들을 평행하게 형성한 후 비전도성 접착제(13)를 채운다. 상기에서 비전도성 접착제(13)를 전도성 접착제(15)보다 높게 하여 이 전도성 접착제(15)를 세로방향으로 분리한다.

제1도(c)는 포토레지스트(19)가 도포되어 있는 세라믹웨이퍼(10)의 상부표면에 홈들(16), (17)을 형성하고 금속도전막(21)을 형성한다. 상기에서, 홈들(16), (17)을 상기와 같이 다이아몬드 톱 등에 의해 y축을 따라 평행하게 형성하되, 홈(16)들을 전도성 접착제(15)가 노출되도록 형성하고, 홈(17)들을 홈(16)들 보다 깊게 형성한다. 그 다음, 상술한 구조의 상부표면에 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr) 등을 스퍼터링(sputtering), 진공증착 또는 전해도금하여 금속도전막(21)을 형성한다. 이때, 금속도전막(21)은 홈(16)들 내부에 노출되어 있는 전도성 접착제(15)와 접촉된다.

제1도(d)는 트랜지스터들(도시되지 않음)이 내장하고 접촉단자들(도시되지 않음)이 형성된 능동 매트릭스의 구동기판(30)의 상부에 M×N 개의 액츄에이터(27)들을 갖는 광로조절수단(29)을 도시한다. 상기에서 홈(23)들을 바닥면이 홈(16)들의 바닥면보다 낮고 홈(17)들의 바닥면보다 높게 x축을 따라 평행하게 형성하여 M×N개의 액츄에이터(27)들을 완성시킨다. 이때, 각각의 액츄에이터(27)들은 y축을 따라 형성되는 인접하는 액츄에이터들과 홈(16)들의 내부 표면에 형성되어 있는 금속도전막(21)들이 분리되며, 홈(17)들의 내부표면에 형성되어 있는 금속도전막(21)들은 홈(17)들의 바닥면을 따라 연결된다. 그 다음, 상술한 바와 같이 가공된 세라믹웨이퍼(10)를 전도성 접착제(15)들이 접촉단자들과 접촉되도록 상기 구동기판(30)의 상부에 실장한다. 그리고, 액츄에이터(27)들의 상부에 남아 있는 포토레지스트(19)를 제거한다. 이 때, 포토레지스트(19) 상부에 형성되어 있던 금속도전막(21)도 제거되어 홈들(16), (17)의 내부에 형성되어 있는 금속도전막(21)만이 남게 된다. 그 다음, 금속도선(31)들에 의해 상기 홈(17)들에 형성되어 있는 금속도전막(21)들을 공통접지시키고, 액츄에이터(27)들의 상부에 거울(25)들을 실장하여 광로조절수단(29)을 완성한다. 상기에서, 홈(16)들의 내부표면에 형성된 금속도전막(21)들은 각각의 액츄에이터(27)들의 신호전극이 된다.

상술한 종래의 광로조절장치는 벌크상태의 세라믹을 얇게 잘라 세라믹웨이퍼를 만들고, 이 세라믹웨이퍼의 하부에 세로방향의 홈들을 파서 구동기판의 접촉단자들과 액츄에이터들의 신호전극들을 전기적으로 연결하는 전도성 접착제를 채우고, 가로 방향으로 홈들을 파서 세로 방향으로 연결되어 있던 액츄에이터들의 신호전극들을 분리하는 비전도성 접착제를 채운다. 그리고, 세라믹웨이퍼의 상부에 세로방향으로 깊이가 다른 홈들을 파고 금속도전막을 도포한 후 가로방향으로 상기 홈들의 중간 깊이를 갖는 홈들을 형성하여 액츄에이터들을 만든다.

그러나, 상술한 광로조절장치의 제조방법은 세라믹웨이퍼의 하부에 세로방향 및 가로방향으로 형성된 홈들에 채워진 전도성 및 비전도성 접착제가 고화에 의해 수축되므로 이 세라믹웨이퍼의 전면에 좌굴응력(buckling stress)이 발생되는 문제점이 있다. 또한, 전극들을 형성하기 위한 금속도전막을 도포하기 전에 y축을 따라 홈들을 형성할 때 세라믹과 접착제는 경도가 다르므로 가공성이 차가 발생되어 세라믹과 비전도성 접착제의 상부에 틈이 발생되어 세로방향을 따라 연결되어야 할 공통접지 전극이 분리되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 세라믹웨이퍼에 응력이 발생되는 것을 방지하여 이 후의 공정을 용이하게 하는 투사형 화상표시장치용 광로조절장치의 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 세로방향으로 연결되어야 할 공통접지전극이 단선되는 것을 방지할 수 있는 투사형 화상표시장치용 광로조절장치의 제조방법을 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 투사형 화상표시장치용 광로조절장치의 제조방법은 일측면이 요철형상으로 가공되어 세로방향으로 길게 형성된 돌출부들을 가지는 제1 및 제2세라믹들의 표면에 제1 및 제2금속도전막들을 도포하는 공정과; 상기 제1 및 제2세라믹들을 돌출부들이 서로 엇갈리도록 결합 및 부착하는 공정과; 상기 제1 및 제2세라믹들의 돌출부들이 형성 되지 않은 타측면들을 연마하여 세라믹웨이퍼를 만드는 공정과; 상기 세라믹웨이퍼의 하부에 가로방향으로 제1홈들을 형성하고 가로방향으로 길게 형성된 돌출부들을 가지는 제3세라믹을 결합 및 부착하는 공정과; 상기 제3세라믹의 하부를 연마하고 세라믹웨이퍼의 상부에 세로방향으로 교호하며 서로 다른 깊이를 가지는 다수개의 평행한 제2 및 제3홈들을 형성하는 공정과; 상기 제2 및 제3홈들의 내부에 제3금속도전막을 도포하는 공정과; 상기 세라믹웨이퍼의 상부에 가로방향으로 제3세라믹들이 노출되도록 제1 및 제2홈들의 중간 깊이를 가지는 제4 홈들을 형성하여 M×N개의 액츄에이터들을 한정하는 공정과; 상기 제2홈들 내의 제3금속 도전막들을 세로방향으로 분리하고 제3홈들내의 제3금속도전막들을 접지시키는 공정과, 상기 액츄에이터들이 상부에 거울들을 실장하는 공정을 구비한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제2도(a) 내지 (d)는 본 발명의 일실시예에 따른 투사형 화상표시장치용 광로조절장치(61)의 제조공정도이다.

제2도(a)는 요철형상으로 가공되어 돌출부들을 가지며, 이 가공된 표면에 액츄에이터들의 신호전극들을 형성하기 위한 제1 및 제2금속 도전막들(37), (40)이 도포된 제1 및 제2세라믹들(35), (39)를 돌출부들이 서로 엇갈리도록 결합하는 것을 도시한다. 제1 및 제2세라믹들(35), (39)는 성형 및 소결된 BaTiO₃, PZT(Pb(Zr, Ti)O₃) 또는 PLZT((Pb, La), (Zr, Tx)O₃) 등의 압전세라믹으로 이루어지는데, 성형 및 소결한 덩어리 상태의 세라믹을 일정방향으로 분극한 후 얇게 자르고 일측 표면을 y축을 따라 요철을 갖도록 쏘잉(sawing)하여 돌출부들을 갖도록 형성한다. 상기에서, 제1 및 제2세라믹(35), (39)들을 PMN(Pb(Mg, Nb)O₃)계의 전왜세라믹으로도 형성할 수 있는데, 이 경우에는 분극을 하지 않는다. 그 다음, 돌출부들이 형성된 제1 및 제2세라믹들(35), (39)의 일측표면들에 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni) 또는 크롬(Cr) 등의 도전성 금속을 스퍼터링, 진공증착 또는 전해도금하여 제1 및 제2금속도전막들(37), (40)을 형성한다. 계속해서, 제1 및 제2세라믹들(35), (39)를 돌출부들이 서로 엇갈려 제1 및 제2금속도전막들(37), (40)이 접촉되도록 결합 및 부착한다. 상기에서 제1 및 제2금속도전막들(37), (40)은 다층 금속도전막(41)이 되며 전기적으로 연결되도록 제1 및 제2세라믹들(35), (39)를 전도성 접착제를 사용하여 부착한다.

제2도(b)는 상기 결합 및 부착된 제1 과 제2세라믹들(35), (39)의 돌출부들이 형성되지 않은 타측 표면을 연마하여 세라믹웨이퍼(43)를 만들고, 이 세라믹웨이퍼(43)의 하부에 x방향으로 제1홈(45)들을 형성한 후 x방향의 돌출부들(49)을 갖는 제3세라믹(47)이 결합 및 부착된 것을 도시한다.

상기에서 제1 및 제2세라믹들(35), (39)의 타측면들을 연마하여 세라믹웨이퍼(43)를 만들 때 결합 및 부착된 다른 세라믹들의 돌출부들 표면이 노출되도록 한다. 즉, 제1세라믹(35)의 타측 표면을 연마할 때 제2세라믹(39)의 돌출부들이 노출되도록 연마하고, 제2세라믹(39)의 타측표면을 연마할 때 제1세라믹(35)의 돌출부들이 노출되도록 연마한다. 또한, 세라믹웨이퍼(43) 하부에 x방향으로 길게 제1홈(45)들을 형성하고, 이 제1홈(45)들의 폭과 깊이에 해당하는 두께와 높이의 돌출부들을 갖는 제3세라믹(47)을 결합 및 부착시킨다. 상기 제3세라믹(47)을 세라믹웨이퍼(43)와 동일한 압전세라믹, 또는 전왜세라믹으로 형성하는데, 유리나 다른 절연성 세라믹으로도 형성될 수도 있다. 상기에서 세라믹웨이퍼(43)와 제3세라믹(47)을 비전도성 접착제로 부착한다.

제2도(c)는 제3세라믹(47)의 하부를 제거하고 세라믹웨이퍼(43)의 상부에 y축을 따라 제2 및 제3홈들(53), (55)를 형성한 것을 도시한다. 상기에서 제1홈(45)들에 돌출부들만 남도록 제3세라믹(47)의 하부를 연마하여 제거하되 다층 금속도전막(41)들이 노출되도록 충분히 제거한다. 그 다음, 세라믹웨이퍼(43)의 상부표면에 포토레지스터(51)를 도포하고 y축을 따라 다이아몬드 톱(diamond saw) 등으로 평행하게 제2 및 제3홈들(53), (55)를 형성한다. 제2홈(53)들을 제1세라믹(35)들의 상부에 다층 금속도전막(41)들이 노출되도록, 제3홈(55)들을 제2세라믹(39)들의 상부에 상기 제1홈(45)의 내부에 남아 있는 제3세라믹(47)이 노출되도록 제2홈(53)들 보다 깊게 형성한다. 상기에서, 제1 및 제2세라믹들(35), (39)와 제3세라믹(47)은 경도의 차가 없거나 작으므로 부착되어 있는 상부가 분리되지 않는다. 그 다음, 상술한 세라믹웨이퍼(43)의 상부 표면에 다층 금속도전막(41)들을 이루는 제1 금속도전막(37)들 또는 제2금속도전막(40)들과 동일한 금속과 방법에 의해 제3 금속도전막(57)을 도포한다. 이때 제3 금속도전막(57)은 제2홈(53)들 내부에 노출되어 있는 다층 금속도전막(41)들과 접촉된다.

제2도(d)는 트랜지스터들(도시되지 않음)이 메트릭스 형태로 내장되고 접촉단자들(도시되지 않음)이 형성된 구동기판(65)의 상부에 M×N개의 액츄에이터(60)들이 실장된 광로조절장치(61)를 도시한다. 상기에서, 먼저 제1홈(45)들에 삽입되어 있는 제3세라믹(47)과 대응하는 세라믹웨이퍼(43)의 상부에 x축을 따라 상기에서, 제4홈(59)들을 형성할 때 평행한 제4홈(59)들을 형성하여 M×N개의 액츄에이터(60)들을 완성시킨다. 제4 홈(59)들의 바닥면은 제2홈(53)들의 바닥면보다 낮고 제3홈(55)들의 바닥면보다 높게 형성하되 상기 제3세라믹(47)이 노출되도록 하여 y축을 따라 연결되어 있던 다층 금속도전막(41)들을 분리시킨다. 그러므로, 완성된 각각의 액츄에이터(60)들은 y방향을 따라 형성되는 인접된 액츄에이터들과 제3 금속도전막(57)들이 제2홈(53)들에서는 분리되고 제3홈(55)들에서는 바닥면을 따라 연결된다. 그 다음, 상술한 바와 같이 가공된 세라믹웨이퍼(43)를 다층 금속도 전막(41)들이 접촉단자들과 접촉되도록 구동기판(65)의 상부에 실장하고 액츄에이터(60)들의 상부에 남아 있는 포토레지스트(51)를 제거한다. 이 때, 상기 포토레지스트(51) 상부에 형성되어 있던 제3 금속도전막(57)도 제거되어 제2 및 제3홈들(53) (55)의 내부에 도포되어 있는 제3 금속도전막(57)들이 분리된다. 그 다음, 제3홈(57)들의 표면에 도포된 제3 금속도전막(57)들을 금속도선(63)들에 의해 공통접지시키고, 액츄에이터(60)들의 상부에 거울(67)들을 실장하여 광로조절장치(61)를 완성한다. 상기에서, 다층 금속도전막(41)들과 제2홈(53)들의 표면에 도포된 제3 금속도전막(57)들은 전기적으로 연결 되어 신호전극들이 되고, 제3홈(55)들의 표면에 도포된 제3 금속도전막(57)들은 공통접지전극이 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 투사형 화상표시장치용 광로조절장치는 y축을 따라 길게 형성된 돌출부들을 갖고 제1 및 제2금속도전막들이 도포된 제1 및 제2세라믹들을 돌출부들이 엇갈리도록 결합 및 부착하고 이 제1 및 제2금속도전막들이 노출되도록 연마하여 세라믹웨이퍼를 만들고, 이 세라믹웨이퍼의 하부에 x축을 따라 제3홈들을 형성하고 제1 및 제2금속도전막들을 전기적으로 분리시키기 위한 제3세라믹을 결합 및 부착한다.

따라서, 본 발명은 세라믹웨이퍼의 하면에 신호전극들을 제1 및 제2금속도전막으로 형성하고, 이 제1 및 제2금속도전막을 제3세라믹에 의해 전기적으로 분리하므로 응력이 발생되지 않는 이점이 있다. 또한, 제3홈들을 형성할 때 제2세라믹과 제3세라믹의 경도차가 거의 없으므로 가공성의 차가 발생되지 않아 상부의 부착된 것이 분리되지 않아 이 후에 형성되는 공통 접지전극들의 연결이 양호한 이점이 있다.

Claims (9)

1. 일측면이 요철형상으로 가공되어 세로방향으로 길게 형성된 돌출부들을 가지는 제1 및 제2세라믹들의 표면에 제1 및 제2금속도전막들을 도포하는 공정과; 상기 제1 및 제2세라믹들을 돌출부들이 서로 엇갈리도록 결합 및 부착하는 공정과; 상기 제1 및 제2세라믹들의 돌출부들이 형성되지 않은 타측면들을 연마하여 세라믹웨이퍼를 만드는 공정과; 상기 세라믹웨이퍼의 하부에 가로방향으로 제1홈들을 형성하고 가로방향으로 길게 형성된 돌출부들을 가지는 제3세라믹을 결합 및 부착하는 공정과; 상기 제3세라믹의 하부를 연마하고 세라믹웨이퍼의 상부에 세로방향으로 교호하며 서로 다른 깊이를 가지는 다수개의 평행한 제2 및 제3홈들을 형성하는 공정과; 상기 제2 및 제3홈들의내부에 제3 금속도전막을 도포하는 공정과; 상기 세라믹웨이퍼의 상부에 가로방향으로 제3세라믹들이 노출되도록 제1 및 제2홈들의 중간 깊이를 가지는 제4 홈들을 형성하여 M×N개의 액츄에이터들을 한정하는 공정과; 상기 제2홈들내의 제3 금속 도전막들을 세로방향으로 분리하고 제3홈들내의 제3 금속도전막들을 접지시키는 공정과, 상기 액츄에이터들의 상부에 거울들을 실장하는 공정을 구비하는 투사형 화상표시장치용 광로조절장치의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2세라믹들을 압전세라믹 또는 전왜세라믹들 중 어느 하나로 형성하는 투사형 화상표시장치용 광로조절장치의 제조방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 제3세라믹을 제1 및 제2세라믹들과 동일한 물질로 형성하는 투사형 화상표시장치용 광로조절장치의 제조방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 제3세라믹을 유리 또는 절연성 세라믹으로 형성하는 투사형 화상표시장치용 광로조절장치의 제조방법.
5. 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2세라믹들을 전도성 접착제로 부착하는 투사형 화상표시장치용 광로조절장치의 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 세라믹 웨이퍼와 제3세라믹을 비전도성 접착제로 부착하는 투사형 화상표시장치용 광로조절장치의 제조방법.
7. 제1항에 있어서, 상기 제2홈들을 제3홈들보다 얕은 깊이로 형성하되 상기 제1 및 제2금속도전막들을 노출시키는 투사형 화상표시장치용 광로조절장치의 제조방법.
8. 제1항에 있어서, 상기 제2 및 제3홈들을 형성하기 전에 세라믹웨이퍼의 상부 표면에 포토레지스트를 도포하는 공정을 더 구비하는 투사형 화상표시장치용 광로조절장치의 제조방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 제3금속도전막이 상기 포토레지스트의 상부에도 형성 되어 상기 포토레지스트를 제거할 때 동시에 제거되는 투사형 화상표시장치용 광로조절장치의 제조방법.