KR970003463B1 - 광로조절장치의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
내용없음.
Description
제1도는 (a) 내지 (d)는 종래의 광로조절장치의 제조공정도
제2도는 (a) 내지 (d)는 본 방법의 일실시예에 따라 광로조절장치의 제조공정도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 21 : 세라믹웨이퍼 3, 23 : 신호전극
5, 25 : 바이어스전극 7, 27 : 접촉단자
9, 29 : 구동기판 11, 31 : 절연층
13, 33 : 포토레지스트층 15, 35 : 홈
17, 37 : 거울
본 발명은 투사형화상 표시장치에 이용되는 광로조절장치에 관한 것으로서, 특히, 이웃하는 액츄에이터들의 상호 간섭을 방지하고 거울의 구동범위을 증가시킬 수 있는 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 vus광판에 의한 광의 손실이 크고 LCD를 구동하기 위한 박막 트랜지스터가 화소마다 형성되어 있어 개구율(광의 투과면적)을 높이는데 한계가 있으므로 광의 효율이 매우 낮다.
이러한, LCD의 단점을 보완하고자 미합중국 Aura 사에서 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 액츄에이터 들의 변형에 의해 기울어지는 반사경들에 각각 반사시켜 광로(light path)들을 조절하고, 이 광속들의 광량을 조절하여 화면으로 투과 시킴으로서 화상을 나타낸다. AMA는 구동방식에 따라 액츄에이터 M×1 개인 1차원 AMA와 M×N 개인 2차원 AMA로 구분된다. 상기에서 액츄에이터는 압전물질이나 전왜물질로 이루어지는 변형부와 전극들을 포함하며 전계발생시 변형되어 상부에 있는 거울을 기울어 지게 한다.
제1도(a) 내지 (d)는 종래dml 광로조절장치의 제조공정도 이다.
제1도(a)를 참조하면 BaTiO3, PZT(Pb(Zr, Ti)O3) 또는 PLZT((Pb, La) (Zr, Ti)O3)등의 압전세라믹을 벌크(bulk) 상태로 성형 및 소결한 후 200∼500㎛ 정도의 두께로 얇게 자르고 분극하여 세라믹웨이퍼(1)를 형성한다. 상기에서 세라믹웨이퍼(1)를 압전세라믹으로 형성하였으나 PMN(Pb(Mg, Nb)03)등의 전왜 세라믹으로 형성할 수도 있다.
제1도(b)를 참조하면, 세라믹웨이퍼(1)의 하부표면에 신호전극(3)들을 형성한다. 신호전극(3)들은 알루미늄(Al)등의 도전성 금속을 스퍼터링(sputtering)등에 의해 0.5∼2㎛ 정도의 두께로 도포한 후 통상의 포토리쏘그래피(photo lithography) 방법에 의해 M×N개가 매트릭스(matrix) 형태로 형성된다. 그 다음, 상기 세라믹웨이퍼(1)를 구동기판(9)에 실장한다. 구동기판(9)은 트랜지스터들(도시되지 않음)이 M×N개가 내장되고, 상부에 이 트랜지스터들과 전기적으로 연결된 접촉패드(7)들을 갖는 것으로, 세라믹웨이퍼(1)는 신호전극(3)들이 접촉패드(7)들과 접촉되도록 실장된다. 그리고, 세라믹웨이퍼(1)의 두께가 30∼40㎛ 정도의 두께가 되도록 상부표면을 연마한 후 바이어스 전극(5)을 형성한다. 상기 바이어스 전극(5)들은 신호전극(3)들이 세로열들과 교호적으로 중첩되게 분리되어 형성되어 있다.
제1도(c)를 참조하면, 바이어스 전극(5)들의 상부에 절연막(11)을 형성하고 통상의 포토리쏘그래피 방법에 의해 바이어스 전극(5)들 사이의 질화막(11) 및 세라믹웨이퍼(1)를 제거하여 홈(15)들을 형성한다. 그리고, 상기 절연막(11)의 상부에 소정부분에 포토레지스트층(13)을 형성한다.
제1도(d)를 참조하면, 포토레지스트층(13)의 상부에 알루미늄등의 반사특성이 좋은 금속으로 스퍼터링 등의 방법으로 금속막을 형성한 후 포토리쏘그래피 방법에 의해 패터닝하여 거울(17)들을 형성한다. 상기에서 거울(17)들을 형성하기 위한 금속들을 도포할 때 절연층(11)의 노출부분의 상부에서 역경사를 이루는데, 이 역경사면들이 만나게 되어 그 후에는 평탄하게 된다. 상기에서, 포토리쏘그래피 공정을 할 때 식각 마스크로 사용되는 포토레지스트층을 제거할 때 상기 포토레지스트층(13)도 제거된다. 그리고, 바이어스 전극(5)을 도선들(도시되지 않음)로 공통으로 만들어 준다.
상술한 바와 같이 소정거리 이격된 바이어스 전극들의 표면에 세라믹웨이퍼가 노출되도록 절연막을 형성하고 세라믹웨이퍼와 절연막의 소정부분을 제외한 절연막의 표면에 포토레지스트층을 형성한 후 반사특성이 좋은 금속을 증착하여 절연막에 하부가 지지되는 거울을 형성한다.
그러나, 상술한 광로조절장치는 이웃하는 액츄에이터들이 분리되지 않고 바이어스 전극들을 공유함으로 구동시 상호 간섭하며 또한, 전계가 넓게 퍼지므로 거울들의 구동범위가 작은 문제점이 있었다. 그리고 거울들을 같은 방향으로 구동시키기 위해 인접하는 액츄에이터의 신호전극에 반대 전위의 화상신호를 인가하여야 하므로 구동 회로가 복잡해지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 바이어스 전극들의 폭을 작게하여 인접하는 액츄에이터들 사이의 상호간섭을 감소시키는 거울들의 구동 범위를 크게 할 수 있는 광로조절장치의 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 이웃하는 액츄에이터들의 신호전극들에 동일한 전위의 화상신호를 인가하여 거울들을 동일한 방향으로 구동시킬 수 있어 구동회로를 간단하게 할 수 있는 광로조절장치의 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광로조절장치의 제조방법은 소정 두께를 갖는 세라믹웨이퍼를 만드는 공정과, 상기 세라믹웨이퍼의 일측 표면에 M×N개의 신호전극들을 형성하는 공정과, 상기 세라믹웨이퍼를 M×N개의 트랜지스터가 내장되고 표면에 접촉단자들을 가지는 구동기판에 신호전극들이 접촉단자들과 접촉되도록 실장하는 공정과, 상기 세라믹웨이퍼의 타측 표면에 인접하는 액츄에이터들끼리 분리되며 좁은 폭을 가지는 바이어스 전극들을 형성하는 공정과, 상기 바이어스 전극들의 상부에 절연막을 침적한 후 소정 부분의 질화막 및 세라믹웨이퍼를 제거하여 홈들을 형성하는 공정과, 상기 절연막의 상부의 소정부분에 포토레지스트층을 형성하는 공정과, 상기포토레지스트 층의 상부에 하부가 절연막에 지지되는 거울들을 형성하고 상기 포토레지스트 층을 제거하는 공정을 구비한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
제2도(a) 내지 (d)는 본 방법의 일실시예에 따른 광로조절장치의 제조공정도이다.
제2도(a)를 참조하면 BaTiO3, PZT 또는 PLZT등의 압전세라믹을 벌크 형태로 성형 및 소결한 후 200∼500㎛ 정도의 두께로 자르고 분극하여 세라믹웨이퍼(21)를 만든다. 상기에서, 세라믹웨이퍼(21)를 압전세라믹으로 형성하였으나 PMN 등의 전왜 세라믹으로 형성할 수도 있다.
제2도(b)를 참조하면, 세라믹웨이퍼(21)의 하부표면에 신호전극(23)들을 형성한다. 신호전극(23)들은 알루미늄, 니켈(Ni) 및 구리 등의 도전성 금속을 스퍼터링 진공증착 및 이온 플레이팅(ion plating)등의 방법으로 0.5∼2㎛ 정도의 두께로 도포한 후 통상의 포토리쏘그래피 방법에 의해 매트릭스 형태로 M×N 개를 갖도록 형성된다. 그 다음, 상기 세라믹웨이퍼(21)를 구동기판(29)에 실장한다. 구동기판(29)은 유리 또는 알루미나(Al2O3)등의 절연기판이나, 또는, 실리콘 등의 반도체 기판으로 이루어지며 트랜지스터들(도시되지 않음)이 M×N 개가 내장되고, 상부에 이 트랜지스터들과 전기적으로 연결된 접촉패드(27)들을 갖는 것으로, 세라믹웨이퍼(21)는 신호전극(23)들이 접촉패드(27)들과, 접촉되도록 실장된다. 그리고, 세라믹웨이퍼(21)의 두께가 30∼40㎛ 정도의 두께가 되도록 상부표면을 연마한 후 바이어스 전극(25)을 형성한다. 상기 바이어스 전극(5)들은 신호전극(3)들과 동일한 물질로 동일한 방법에 의해 형성되는데 신호전극(23)들을 통해 인가되는 화상신호에 의한 전계가 집중되도록 구동전달부를 끼울 홈들이 형성될 부분이외에 폭이 좁게 형성된다. 그러므로 바이어스 전극(25)들이 형성된 부분만이 변형을 일으키게 되어 동일한 높이로 변형되더라도 변형이 일어나지 않은 부분과의 경사가 더 급하게 된다. 꼬한 인접하는 액츄에이터들 사이의 상호 간섭을 감소시키며 동일한 전위의 화상신호를 인가하여 동일한 방향으로 변형시킬 수 있다.
제2도(c)를 참조하면, 바이어스전극(25)들의 상부에 절연막(31)을 형성하고 습식 또는 건식식각을 하는 통상의 포토리쏘그래피 방법에 의해 바이어스 전극(25)들 사이의 질화막(31) 및 세라믹웨이퍼(21)을 제거하여 10∼20㎛ 정도의 깊이를 갖는 홈(35)들을 형성한다. 상기에서 절연막(31)은 질화막 또는 알루미나 등으로 형성되며 바이어스 전극(25)들을 에워싸 절연되도록 한다. 그리고, 상기 절연막(31)의 상부의 소정부분에 포토레지스트층(33)을 형성한다. 또한, 상기 홈(35)들을 마스크를 사용하지 않은 레이저에 의한 절단방법으로 형성할 수도 있다.
제1도(d)를 참조하면, 포토레지스트층(33)의 상부에 알루미늄등의 반사특성이 좋은 금속으로 스퍼터링 등의 방법으로 2∼3㎛ 정도 두께의 금속막을 형성한 후 포토리쏘그래피 방법에 의해 패터닝하여 거울(37)들을 형성한다. 상기에서, 거울(37)들을 형성하기 위한 금속들을 도포할 때 절연층(31)의 노출부분의 상부에서 역경사를 이루는데, 이 역경사면들이 만나게 되어 그 후에는 평탄하게 된다. 상기에서, 포토리쏘그래피 공정을 할 때 식각 마스크로 사용되는 포토레지스트층을 제거할 때 상기 포토레지스트층(33)도 제거된다. 그리고, 바이어스 전극(25)을 도선들(도시되지 않음)로 공통으로 만들어 준다.
상술한 바와 같이 바이어스 전극들을 인접하는 액츄에이터들끼리 공유하기 않고 분리되도록 폭을 감소시켜 화상신호 인가시 전계가 집중되도록 한다.
그러므로, 본 발명은 바이어스 전극들이 형성된 부분만 변형되므로 변형된 부분과 변형되지 않은 부분과의 경사가 급하게 되어 거울으 구동범위를 증가시킬 수 있는 잇점이 있다. 또한, 인접하는 액츄에이터들 사이의 상호간섭을 줄일 수 있으며 동일한 전위의 화상신호에 의해서도 동일한 방향으로 변형되므로 구동회로를 간단히 할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명을 바람직한 실시예를 중심으로 도시 및 설명되었으나, 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 다양하게 변형실시할 수 있음을 알 수 있을 것이다.
Claims (4)
- 소정 두께를 갖는 세라믹웨이퍼를 만드는 공정과, 상기 세라믹웨이퍼의 일측 표면에 M×N개의 신호전극들을 형성하는 공정과, 상기 세라믹웨이퍼를 M×N개의 트랜지스터가 내장되고 표면에 접촉단자들을 가지는 구동기판에 신호전극들이 접촉단자들과 접촉되도록 실장하는 공정과, 상기 세라믹웨이퍼의 타측 표면에 인접하는 액츄에이터들끼리 분리되며 좁은 폭을 가지는 바이어스 전극들을 형성하는 공정과, 상기 바이어스 전극들이 상부에 절연막을 침적한 후 소정 부분의 질화막 및 세라믹웨이퍼를 제거하여 홈들을 형성하는 공정과, 상기 절연막의 상부의 소정부분에 포토레지스트층을 형성하는 공정과, 상기포토레지스트 층의 상부에 하부가 절연막에 지지되는 거울들을 형성하고 상기 포토레지스트 층을 제거하는 공정을 구비하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 동일한 액츄에이터들의 바이어스 전극들이 분리되도록 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 홈들을 습식 또는 건식식각으로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 홈들을 레이저로 절단하여 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
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