KR100208673B1 - Thin film lightpath modulation device and its fabrication method with large tilt angle - Google Patents
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Abstract
복수 개의 액츄에이팅부들을 가지는 박막형 광로 조절 장치 및 그 제조 방법이 개시되어 있다. 상기 장치는 패드, 보호층, 식각 방지층 및 플러그를 포함하는 액티브 매트릭스와 상기 액티브 매트릭스의 상부에 'E' 자 형상을 이루며 함께 형성된 2개의 제1 액츄에이팅부들 및 1개의 제2 액츄에이팅부를 포함한다. 상기 제1 액츄에이팅부들은 제1 하부전극, 제1 변형층 및 제1 상부전극을 가지며, 상기 제2 액츄에이팅부는 제2 하부전극, 제2 변형층 및 제2 상부전극을 가진다. 상기 제1 하부전극은 상기 제2 상부전극과 연결되며, 상기 제1 상부전극은 상기 제2 하부전극과 연결되어 제1 액츄에이팅부들과 제2 액츄에이팅부는 서로 반대 방향으로 구동된다. 따라서, 상기 장치는 좁은 면적 내에서도 2배의 구동 각도로 거울을 구동시켜 광효율을 높일 수 있으며, 콘트라스트(contrast)를 향상시켜 밝고 선명한 화상을 맺을 수 있다.Disclosed are a thin film type optical path control device having a plurality of actuating parts and a method of manufacturing the same. The device includes an active matrix including a pad, a protective layer, an etch stop layer, and a plug, and two first actuating portions and one second actuating portion formed together with an 'E' shape on top of the active matrix. Include. The first actuating parts have a first lower electrode, a first deformable layer, and a first upper electrode, and the second actuating part has a second lower electrode, a second deformed layer, and a second upper electrode. The first lower electrode is connected to the second upper electrode, and the first upper electrode is connected to the second lower electrode so that the first actuating parts and the second actuating part are driven in opposite directions. Therefore, the device can increase the light efficiency by driving the mirror at twice the driving angle even in a small area, and can achieve a bright and clear image by improving the contrast.
Description
본 발명은 AMA(Actuated Mirror Arrays)를 이용한 박막형 광로 조절 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 제한된 면적 내에서도 액츄에이팅(actuating)부의 구동 각도를 크게 할 수 있는 박막형 광로 조절 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a thin film type optical path control device using AMA (Actuated Mirror Arrays) and a method for manufacturing the same, and particularly to a thin film type optical path control device that can increase the driving angle of the actuating (actuating) even within a limited area. It is about.
광속을 조정할 수 있는 광로 조절 장치 또는 광 변조기는 광통신, 화상 처리, 그리고 정보 디스플레이 장치 등에 다양하게 응용될 수 있다. 일반적으로 그러한 장치는 광학적 특성에 따라 크게 두 종류로 분류된다.An optical path adjusting device or an optical modulator capable of adjusting the light flux may be variously applied to optical communication, image processing, and information display apparatus. In general, such devices are classified into two types according to their optical properties.
그 한 종류는 직시형 화상 표시 장치로서 CRT(Cathode Ray Tube) 등이 이에 해당하며, 다른 한 종류는 투사형 화상 표시 장치로서 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display : LCD), AMA 또는 DMD(Deformable Mirror Device) 등이 이에 해당한다. 상기 CRT 장치는 화질은 우수하나 화면의 대형화에 따라 장치의 중량과 용적이 증가하고 제조 비용이 상승하게 되는 문제점이 있다. 이에 비하여, 액정 표시 장치(LCD)는 광학적 구조가 간단하여 얇게 형성함으로서 장치의 중량을 가볍게 할 수 있으며 용적을 줄일 수 있는 이점이 있다. 그러나 액정 표시 장치는 광의 편광으로 인하여 1∼2%의 광효율을 가질 정도로 효율이 떨어지고 액정 물질의 응답 속도가 느리며, 그 내부가 과열되기 쉬운 단점이 있다. 따라서, 상기의 문제점을 해결하기 위하여 AMA, 또는 DMD 등의 화상 표시 장치가 개발되었다. 현재, DMD 장치가 5% 정도의 광효율을 가지는 것에 비하여 AMA는 10% 이상의 광효율을 가진다.One type is a direct view type image display device, such as a CRT (Cathode Ray Tube), and the other type is a projection type image display device, a liquid crystal display (LCD), an AMA, or a deformable mirror device (DMD). And the like. Although the CRT device has excellent image quality, there is a problem that the weight and volume of the device increase and the manufacturing cost increases as the screen is enlarged. On the other hand, the liquid crystal display (LCD) has an advantage in that the optical structure is simple to form a thin layer so that the weight of the device can be reduced and the volume can be reduced. However, the liquid crystal display device is inferior in efficiency to have a light efficiency of 1 to 2% due to the polarized light, the response speed of the liquid crystal material is slow, the inside thereof is easy to overheat. Therefore, an image display device such as AMA or DMD has been developed to solve the above problem. Currently, AMA has a light efficiency of 10% or more, compared to a DMD device having a light efficiency of about 5%.
상기 AMA는 그 내부에 설치된 각각의 거울들이 광원으로부터 입사되는 빛을 소정의 각도로 반사하며, 상기 반사된 빛은 슬릿(slit)을 통과하여 스크린에 투영되어 화상을 맺도록 광속을 조절할 수 있는 장치이다. 따라서 그 구조와 동작 원리가 간단하며, 액정 표시 장치나 DMD 등에 비해 높은 광효율을 얻을 수 있다. 또한 콘트라스트(contrast)가 향상되어 밝고 선명한 화상을 얻을 수 있다. AMA에 내장된 거울들은 각기 슬릿에 대응하여 배열되어 발생하는 전계에 의하여 경사지게 된다. 따라서 광원으로부터 입사되는 광속을 소정의 각도로 조절하여, 스크린에 화상을 맺을 수 있도록 한다. 일반적으로 각각의 액츄에이터는 인가되는 전기적인 화상 신호 및 바이어스 전압에 의하여 발생되는 전계에 따라 변형을 일으킨다.The AMA is a device that can adjust the luminous flux so that each of the mirrors installed therein reflects the light incident from the light source at a predetermined angle, and the reflected light passes through a slit and is projected onto the screen to form an image. to be. Therefore, the structure and operation principle thereof are simple, and high light efficiency can be obtained compared to a liquid crystal display device or a DMD. In addition, the contrast is improved to obtain a bright and clear image. The mirrors built into the AMA are inclined by the electric field generated in correspondence with the slits. Therefore, the luminous flux incident from the light source is adjusted at a predetermined angle to form an image on the screen. In general, each actuator causes deformation in accordance with the electric field generated by the applied electric image signal and the bias voltage.
상기 액츄에이터가 변형을 일으킬 때, 상기 액츄에이터의 상부에 장착된 각각의 거울들이 경사지게 된다. 따라서 상기 경사진 거울들은 광원으로부터 입사된 빛을 소정의 각도로 반사시킬 수 있게 된다. 상기 각각의 거울들을 구동하는 액츄에이터로서 PZT(Pb(Zr, Ti)O3), 또는 PLZT((Pb, La)(Zr, Ti)O3) 등의 압전 물질이 이용된다. 또한 PMN(Pb(Mg, Nb)O3) 등의 전왜 물질로서 상기 액츄에이터를 구성할 수 있다.When the actuator causes deformation, each of the mirrors mounted on top of the actuator is inclined. Accordingly, the inclined mirrors can reflect light incident from the light source at a predetermined angle. Piezoelectric materials such as PZT (Pb (Zr, Ti) O 3 ), or PLZT ((Pb, La) (Zr, Ti) O 3 ) are used as actuators for driving the respective mirrors. In addition, the actuator can be configured as a warping material such as PMN (Pb (Mg, Nb) O 3 ).
이러한 AMA를 이용한 광로 조절 장치는 크게 벌크형(bulk type)과 박막형(thin film type)으로 구분된다. 상기 벌크형 광로 조절 장치는, 예를 들면 미합중국 특허 제5,085,497호(issued to Gregory Um, et al.), 제5,159,225호(issued to Gregory Um), 제5,175,465호(issued to Gregory Um, et al.) 등에 개시되어 있다. 벌크형 광로 조절 장치는 다층 세라믹을 얇게 절단하여 내부에 금속 전극이 형성된 세라믹 웨이퍼(ceramic wafer)를 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(active matrix)에 장착한 후 쏘잉(sawing) 방법으로 가공하고 상부에 거울을 설치하여 이루어진다. 그러나 벌크형 장치는 액츄에이터들을 쏘잉 방법에 의하여 분리하여야 하므로 설계 및 제조에 있어서 높은 정밀도가 요구되며, 변형부의 응답 속도가 느린 단점이 있다. 따라서 반도체 제조 공정을 이용하여 제조할 수 있는 박막형 광로 조절 장치가 개발되었다.The optical path control device using AMA is largely classified into a bulk type and a thin film type. The bulk optical path control device is disclosed in, for example, US Patent Nos. 5,085,497 (issued to Gregory Um, et al.), 5,159,225 (issued to Gregory Um), 5,175,465 (issued to Gregory Um, et al.) And the like. Is disclosed. The bulk optical path control device cuts a thin layer of multilayer ceramic, mounts a ceramic wafer having a metal electrode therein in an active matrix including a transistor, and then processes it by sawing and mirrors on the top. It is done by installation. However, bulk devices require high precision in design and manufacture because the actuators must be separated by a sawing method, and the response speed of the deformation part is slow. Therefore, a thin film type optical path control apparatus that can be manufactured using a semiconductor manufacturing process has been developed.
이러한 박막형 광로 조절 장치는 본 출원인이 대한민국 특허청에 특허 출원한 특허출원 제96-52684호(발명의 명칭 :큰 구동 각도를 갖는 박막형 광로 조절 장치 및 그 제조 방법)에 개시되어 있다.Such a thin film type optical path control device is disclosed in Korean Patent Application No. 96-52684 (name of the invention: thin film type optical path control device having a large driving angle and a method of manufacturing the same) which is filed by the applicant with the Korean Patent Office.
도 1은 상기 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치의 평면도를 도시한 것이며, 도 2는 도 1에 도시한 장치를 AA′선으로 자른 단면도를 도시한 것이며, 도 3은 도 1에 도시한 장치를 BB′선으로 자른 단면도를 도시한 것이다.1 is a plan view of a thin film type optical path adjusting device described in the preceding application, FIG. 2 is a sectional view taken along line AA ′ of the device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a view of the device shown in FIG. 1. A cross-sectional view taken along line BB ′ is shown.
도 1을 참조하면, 상기 박막형 광로 조절 장치는 일측 상부에 패드가 형성된 액티브 매트릭스(1)와 액티브 매트릭스(1)의 중앙 상부에 형성된 제1 액츄에이팅부(21) 및 액티브 매트릭스(1)의 양측 상부에 제1 액츄에이팅부(21)와 일체로 형성된 2개의 제2 액츄에이팅부들(37)(39)을 포함한다. 도 2 및 도 3에 있어서, 도 1과 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다.Referring to FIG. 1, the thin film type optical path adjusting device includes an active matrix 1 having a pad formed on one side thereof, a first actuator 21 formed on a center of the active matrix 1, and both sides of the active matrix 1. It includes two second actuating parts (37) 39 formed integrally with the first actuating part (21). 2 and 3, the same reference numerals are used for the same members as in FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 액티브 매트릭스(1)는 액티브 매트릭스(1)의 일측 상부에 형성된 패드(3), 상기 액티브 매트릭스(1) 및 패드(3)의 상부에 적층된 보호층(5), 상기 보호층(5)의 상부에 적층된 식각 방지층(7), 그리고 식각 방지층(7) 중 아래에 패드(3)가 형성되어 있는 부분에 상기 식각 방지층(7)으로부터 패드(3)까지 수직하게 형성된 플러그(11)를 포함한다.1 and 2, the active matrix 1 may include a pad 3 formed on one side of the active matrix 1, and a protective layer stacked on the active matrix 1 and the pad 3. 5), the anti-etching layer 7 stacked on the protective layer 5, and the pad (3) from the etch stop layer (7) in the portion where the pad (3) is formed below the etch stop layer (7) It includes a plug 11 formed vertically.
상기 제1 액츄에이팅부(21)는 일측이 아래에 패드(3)가 형성된 상기 식각 방지층(7) 및 플러그(11)와 접촉되며 타측이 제1 에어 갭(13)을 개재하여 상기 식각 방지층(7)과 평행하도록 형성된 제1 하부전극(15), 상기 제1 하부전극(15)의 상부에 적층된 제1 변형층(17), 상기 제1 변형층(17)의 상부에 적층된 제1 상부전극(19)을 포함한다. 또한, 상기 제1 액츄에이팅부(21)는 상기 제1 액츄에이팅부(21)의 일측 상부에 형성된 제2 상부전극(35)의 일부와 제1 하부전극(15)을 전기적으로 연결하는 2개의 제1 비어 컨택(27)(29)을 포함한다. 그리고, 상기 제1 상부전극(19)의 상부에 지지부가 접촉되며 양측이 제2 에어 갭(49)을 개재하여 제1 상부전극(19)과 평행하도록 거울(51)이 형성된다.The first actuating part 21 is in contact with the etch stop layer 7 and the plug 11, one side of which is formed with a pad 3 below, and the other side of the first actuating part 21 via the first air gap 13. 7, a first lower electrode 15 formed in parallel with the first lower electrode 15, a first strained layer 17 stacked on the first lower electrode 15, and a first layer stacked on the first strained layer 17. The upper electrode 19 is included. In addition, the first actuating part 21 may include two parts electrically connecting a portion of the second upper electrode 35 formed on one side of the first actuating part 21 and the first lower electrode 15 to each other. First via contacts 27 and 29. The support 51 contacts the upper portion of the first upper electrode 19, and mirrors 51 are formed such that both sides thereof are parallel to the first upper electrode 19 through the second air gap 49.
도 3을 참조하면, 상기 제2 액츄에이팅부들(37)(39)은 각기 상기 제1 액츄에이팅부(21)의 제1 하부전극(15)과 일체로 형성된 제2 하부전극(31), 상기 제1 액츄에이팅부(21)와 제2 액츄에이팅부들(37)(39)이 연결되는 부분의 일측에서 상기 제1 액츄에이팅부(21)의 제1 상부전극(19)과 접촉되며 상기 제2 하부전극(31)의 상부에 형성된 제2 변형층(33), 그리고 상기 제1 액츄에이팅부(21)와 제2 액츄에이팅부들(37)(39)이 연결되는 부분의 타측에서 일측이 상기 제1 액츄에이팅부(21)의 제1 하부전극(15)과 제1 비어 컨택(27)을 통하여 접촉되며 상기 제2 변형층(33)의 상부에 적층된 제2 상부전극(35)을 포함한다. 제2 액츄에이팅부들(37)(39)의 제2 하부전극(31), 제2 변형층(33) 및 제2 상부전극(35)은 각기 제1 액츄에이팅부(21)의 제1 하부전극(15), 제1 변형층(17) 및 제1 상부전극(19)과 일체로 형성된 부재들이다. 또한, 상기 제2 액츄에이팅부들(37)(39)은 각기 제2 액츄에이팅부들(37)(39)의 상부에 형성된 제1 상부전극(19)과 제2 하부전극(31)을 전기적으로 연결하는 2개의 제2 비어 컨택(45)(47)을 포함한다.Referring to FIG. 3, each of the second actuating parts 37 and 39 may include a second lower electrode 31 integrally formed with the first lower electrode 15 of the first actuating part 21, On one side of the portion where the first actuating part 21 and the second actuating parts 37, 39 are connected to the first upper electrode 19 of the first actuating part 21 and the One side of the second deformable layer 33 formed on the second lower electrode 31 and the other side of the portion where the first actuator 21 and the second actuators 37 and 39 are connected. The second upper electrode 35 which is in contact with the first lower electrode 15 of the first actuating part 21 through the first via contact 27 and is stacked on the second deforming layer 33. It includes. The second lower electrode 31, the second deformable layer 33, and the second upper electrode 35 of the second actuating parts 37 and 39 are respectively the first lower part of the first actuating part 21. The members 15 are integrally formed with the electrode 15, the first strained layer 17, and the first upper electrode 19. In addition, the second actuating parts 37 and 39 electrically connect the first upper electrode 19 and the second lower electrode 31 formed on the second actuating parts 37 and 39, respectively. Two second via contacts 45 and 47 that connect to each other.
이하 상기 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing the thin film type optical path adjusting device described in the preceding application will be described with reference to the drawings.
도 4 내지 도 7b는 도 2 및 도 3에 도시한 장치의 제조 공정도이며, 도 7c는 도 7a 및 도 7b에 도시한 장치의 평면도이다.4 to 7B are manufacturing process diagrams of the apparatus shown in FIGS. 2 and 3, and FIG. 7C is a plan view of the apparatus shown in FIGS. 7A and 7B.
도 4를 참조하면, M×N(M, N은 정수)개의 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장되고, 일측 상부에 패드(3)가 형성된 액티브 매트릭스(1)의 상부에 인 실리케이트 유리(Phospho-Silicate Glass:PSG)로 구성된 보호층(5)을 적층한다. 상기 보호층(5)은 화학 기상 증착(CVD) 방법을 이용하여 1.0∼2.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 보호층(5)은 후속되는 공정으로 인하여 상기 액티브 매트릭스(1)가 손상을 입게 되는 것을 방지한다.Referring to FIG. 4, a silicate glass (Phospho−) is formed on the top of the active matrix 1 in which M × N (M and N are integers) transistors (not shown) are formed and a pad 3 is formed on one side. A protective layer 5 made of Silicate Glass: PSG is laminated. The protective layer 5 is formed to have a thickness of about 1.0 to about 2.0 μm using a chemical vapor deposition (CVD) method. The protective layer 5 prevents the active matrix 1 from being damaged by the subsequent process.
상기 보호층(5)의 상부에는 질화물로 구성된 식각 방지층(7)이 적층된다. 식각 방지층(7)은 저압 화학 기상 증착(Low Pressure CVD) 방법을 이용하여 1000∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 식각 방지층(7)은 후속하는 식각 공정 동안 보호층(5) 및 액티브 매트릭스(1)가 식각되는 것을 방지한다. 이어서, 상기 식각 방지층(7) 중 아래에 패드(3)가 형성되어 있는 부분을 패터닝한 후, 플러그(11)를 형성한다. 플러그(11)는 텅스텐, 또는 백금 등을 리프트오프 방법을 이용하여 상기 식각 방지층(7)으로부터 패드(3)까지 수직하게 형성된다. 따라서 화상 신호는 액티브 매트릭스(1)에 내장된 트랜지스터로부터 패드(3) 및 플러그(11)를 통하여 제1 액츄에이팅부(21)의 제1 하부전극(15)에 전달된다.An etch stop layer 7 made of nitride is stacked on the passivation layer 5. The etch stop layer 7 is formed to have a thickness of about 1000 to 2000 kPa using a low pressure chemical vapor deposition (Low Pressure CVD) method. The etch stop layer 7 prevents the protective layer 5 and the active matrix 1 from being etched during the subsequent etching process. Subsequently, after the patterned portion of the etch stop layer 7 in which the pad 3 is formed, the plug 11 is formed. The plug 11 is formed vertically from the etch stop layer 7 to the pad 3 using tungsten, platinum or the like by a lift-off method. Therefore, the image signal is transmitted from the transistor embedded in the active matrix 1 to the first lower electrode 15 of the first actuating part 21 through the pad 3 and the plug 11.
상기 식각 방지층(7) 및 플러그(11)의 상부에는 희생층(9)이 적층된다. 희생층(9)은 인 실리케이트 유리(PSG)를 대기압 화학 기상 증착(Atmospheric Pressure CVD) 방법을 이용하여 1.0 ∼2.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 이 경우, 희생층(9)은 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(1)의 상부를 덮고 있으므로 그 표면의 평탄도가 매우 불량하다. 따라서, 희생층(9)의 표면을 스핀 온 글래스(Spin On Glass:SOG)를 사용하는 방법, 또는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 방법을 이용하여 평탄화시킨다. 상기 희생층(9)의 표면을 평탄화시킨 후, 상기 희생층(9)의 일부를 식각하여 상기 식각 방지층(7) 중 아래에 플러그(11)가 형성된 부분을 노출시킨다.The sacrificial layer 9 is stacked on the etch stop layer 7 and the plug 11. The sacrificial layer 9 is formed so that the silicate glass PSG has a thickness of about 1.0 to about 2.0 μm using an atmospheric pressure chemical vapor deposition (Atmospheric Pressure CVD) method. In this case, since the sacrificial layer 9 covers the upper portion of the active matrix 1 in which the transistor is embedded, the flatness of the surface thereof is very poor. Therefore, the surface of the sacrificial layer 9 is planarized by using a spin on glass (SOG) method or a chemical mechanical polishing (CMP) method. After planarizing the surface of the sacrificial layer 9, a portion of the sacrificial layer 9 is etched to expose a portion in which the plug 11 is formed below the etch stop layer 7.
도 5a는 제1 액츄에이팅부(21)의 제조 공정도이며, 도 5b는 제2 액츄에이팅부들(37)(39)의 제조 공정도이다. 또한, 도 5c는 도 5a 및 도 5b에 도시한 제1 액츄에이팅부(21) 및 제2 액츄에이팅부들(37)(39)의 평면도를 도시한 것이다.5A is a manufacturing process diagram of the first actuating part 21, and FIG. 5B is a manufacturing process diagram of the second actuating parts 37 and 39. FIG. 5C shows a plan view of the first actuating part 21 and the second actuating parts 37 and 39 shown in FIGS. 5A and 5B.
도 5a 내지 5c를 참조하면, 상기 희생층(9)의 상부에 백금, 또는 탄탈륨(Ta) 등의 금속을 사용하여 스퍼터링 방법을 이용하여 500∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 하부전극을 적층한다. 이어서, 도 5c에 도시한 바와 같이 'E' 자 형상을 갖도록 하부전극을 패터닝하여 제1 하부전극(15)과 제2 하부전극(31)을 형성한다.Referring to FIGS. 5A to 5C, lower electrodes are stacked on the sacrificial layer 9 by using a metal such as platinum or tantalum (Ta) to have a thickness of about 500 to 2000 μs using a sputtering method. Subsequently, as shown in FIG. 5C, the lower electrode is patterned to have an 'E' shape to form the first lower electrode 15 and the second lower electrode 31.
도 6a는 제1 액츄에이팅부(21)의 제조 공정도이며, 도 6b는 제2 액츄에이팅부들(37)(39)의 제조 공정도이고, 도 6c는 도 6a 및 도 6b에 도시한 제1 액츄에이팅부(21) 및 제2 액츄에이팅부들(37)(39)의 평면도를 도시한 것이다.FIG. 6A is a manufacturing process diagram of the first actuating portion 21, and FIG. 6B is a manufacturing process diagram of the second actuating portions 37 and 39, and FIG. 6C is a first actuating portion shown in FIGS. 6A and 6B. The top view of the acting part 21 and the 2nd actuating parts 37 and 39 is shown.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 상기 제1 하부전극(15) 및 제2 하부전극(31)의 상부에는 각각 제1 변형층(17) 및 제2 변형층(33)이 적층된다. 제1 변형층(17) 및 제2 변형층(33)은 ZnO 등의 압전 물질을 사용하여 0.1∼1.0㎛, 바람직하게는 0.4㎛ 정도의 두께를 가지도록 적층한다. 상기 제1 변형층(17) 및 제2 변형층(33)은 졸-겔(Sol-gel)법, 또는 화학 기상 증착(CVD) 방법을 이용하여 형성한 후, 급속 열처리(Rapid Thermal Annealing:RTA) 방법을 이용하여 열처리하여 상변이시킨다. 이어서, 도 6c에 도시한 바와 같이, 제1 액츄에이팅부(21)의 제1 변형층(17) 및 제2 액츄에이팅부들(37)(39)의 제2 변형층(33)을 패터닝한다. 제1 변형층(17) 및 제2 변형층(33)은 각기 제1 하부전극(15) 및 제2 하부전극(31)이 일체로 이루고 있는‘E’자 형상과 동일한 형상으로 형성된다. 그리고, 상기 제1 변형층(17) 및 제2 변형층(33)의 상부에 제1 상부전극(19) 및 제2 상부전극(35)을 형성한다. 제1 상부전극(19) 및 제2 상부전극(35)은 알루미늄, 또는 은 등의 전기 전도성이 우수한 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 500∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 계속하여, 도 6c에 도시한 바와 같이, 상기 제1 상부전극(19) 및 제2 상부전극(35)을 패터닝한다. 상기 제1 액츄에이팅부(21)의 제1 상부전극(19)은 일측부가 제1 액츄에이팅부(21)와 제2 액츄에이팅부들(37)(39)이 연결되는 부분을 향하여‘T’자 형상으로 팔을 뻗는 형상을 갖도록 패터닝된다. 또한 상기 제2 액츄에이팅부들(37)(39)의 제2 상부전극(35)은 상기‘T’자의 중앙부를 중심으로 거울상의 'ㄱ'자의 형상으로 상기‘T’자를 둘러싸는 형상을 갖도록 패터닝된다.6A through 6C, a first strained layer 17 and a second strained layer 33 are stacked on top of the first lower electrode 15 and the second lower electrode 31, respectively. The first strained layer 17 and the second strained layer 33 are laminated using a piezoelectric material such as ZnO so as to have a thickness of 0.1 to 1.0 mu m, preferably about 0.4 mu m. The first strained layer 17 and the second strained layer 33 are formed using a sol-gel method or a chemical vapor deposition (CVD) method, and then rapid thermal annealing (RTA). Phase change by heat treatment using the method. Subsequently, as shown in FIG. 6C, the first strained layer 17 of the first actuating part 21 and the second strained layer 33 of the second actuating parts 37 and 39 are patterned. . The first strained layer 17 and the second strained layer 33 are formed in the same shape as the 'E' shape of the first lower electrode 15 and the second lower electrode 31, respectively. The first upper electrode 19 and the second upper electrode 35 are formed on the first strained layer 17 and the second strained layer 33. The first upper electrode 19 and the second upper electrode 35 are formed of a metal having excellent electrical conductivity such as aluminum or silver so as to have a thickness of about 500 to 2000 mW using a sputtering method. Subsequently, as illustrated in FIG. 6C, the first upper electrode 19 and the second upper electrode 35 are patterned. One side of the first upper electrode 19 of the first actuating part 21 is 'T' toward the portion where the first actuating part 21 and the second actuating parts 37 and 39 are connected. It is patterned to have a shape of extending the arm in the shape of a child. In addition, the second upper electrode 35 of the second actuating parts 37 and 39 may have a shape surrounding the 'T' in a mirror-shaped 'A' shape around the center of the 'T'. Is patterned.
도 7a는 제1 액츄에이팅부(21)의 제조 공정도이며, 도 7b는 제2 액츄에이팅부들(37)(39)의 제조 공정도이며, 도 7c는 도 7a 및 도 7b에 도시한 장치의 평면도를 도시한 것이다.7A is a manufacturing process diagram of the first actuating portion 21, FIG. 7B is a manufacturing process diagram of the second actuating portions 37 and 39, and FIG. 7C is a plan view of the apparatus shown in FIGS. 7A and 7B. It is shown.
도 7a를 참조하면, 상기 제1 액츄에이팅부(21)는 상기 제1 액츄에이팅부(21)의 일측 상부에 형성된 제2 상부전극(35)으로부터 제1 하부전극(15)의 상부까지 제2 상부전극(35) 및 제1 변형층(17)을 순차적으로 식각하여 2개의 제1 비어 홀(via hole)(23)(25)을 형성한다. 이어서, 텅스텐 또는 티타늄 등의 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 상기 제2 상부전극(35)과 제1 하부전극(15)이 전기적으로 연결되도록 2개의 제1 비어 컨택(via contact)(27)(29)을 형성한다.Referring to FIG. 7A, the first actuating part 21 may include a second from the second upper electrode 35 formed on one side of the first actuating part 21 to the upper part of the first lower electrode 15. The upper electrode 35 and the first strained layer 17 are sequentially etched to form two first via holes 23 and 25. Subsequently, two first via contacts 27 and 29 are electrically connected to the second upper electrode 35 and the first lower electrode 15 by sputtering a metal such as tungsten or titanium. ).
도 7b를 참조하면, 상기 제2 액츄에이팅부들(37)(39)은 제2 액츄에이팅부들(37)(39)의 상부에 형성된 제1 상부전극(19)으로부터 제2 하부전극(31)의 상부까지 제1 상부전극(19) 및 제2 변형층(33)을 순차적으로 식각하여 제2 비어 홀(41)(43)을 각기 형성한다. 이어서, 텅스텐 또는 티타늄 등의 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 상기 제1 상부전극(19)과 제2 하부전극(31)이 전기적으로 연결되도록 제2 비어 컨택(45)(47)을 각기 형성한다. 따라서, 제1 액츄에이팅부(21)의 제1 하부전극(15)은 제1 비어 컨택(27)(29)을 통하여 제2 액츄에이팅부들(37)(39)의 제2 상부전극(35)과 연결되며, 제1 액츄에이팅부(21)의 제1 상부전극(19)은 제2 비어 컨택(45)(47)을 통하여 제2 액츄에이팅부들(37)(39)의 제2 하부전극(31)과 연결된다. 이에 의하여, 화상 신호는 액티브 매트릭스(1)에 내장된 트랜지스터로부터 제1 하부전극(15)과 제2 상부전극(35)에 인가되고, 바이어스 전압은 제1 상부전극(19) 및 제2 하부전극(31)에 인가된다. 따라서, 제1 상부전극(19)과 제1 하부전극(15) 사이에 발생하는 전계와 제2 상부전극(35)과 제2 하부전극(31) 사이에는 서로 반대 방향의 전계가 발생한다.Referring to FIG. 7B, the second actuating parts 37 and 39 are formed from the first upper electrode 19 formed on the second actuating parts 37 and 39 from the second lower electrode 31. The first upper electrode 19 and the second deformable layer 33 are sequentially etched to the upper portion of the second via hole 41 to form the second via holes 41 and 43, respectively. Subsequently, second via contacts 45 and 47 are formed to electrically connect the first upper electrode 19 and the second lower electrode 31 by sputtering a metal such as tungsten or titanium. Accordingly, the first lower electrode 15 of the first actuating part 21 is connected to the second upper electrode 35 of the second actuating parts 37 and 39 through the first via contacts 27 and 29. ), The first upper electrode 19 of the first actuating part 21 is connected to the second lower part of the second actuating parts 37, 39 through the second via contact 45, 47. It is connected to the electrode 31. As a result, the image signal is applied to the first lower electrode 15 and the second upper electrode 35 from the transistor embedded in the active matrix 1, and the bias voltage is applied to the first upper electrode 19 and the second lower electrode. Is applied to (31). Therefore, an electric field generated in the opposite direction is generated between the electric field generated between the first upper electrode 19 and the first lower electrode 15 and the second upper electrode 35 and the second lower electrode 31.
이어서, 상기 제1 액츄에이팅부(21)의 제1 상부전극(19)의 상부에 거울(51)을 형성한다. 상기 거울(51)은 알루미늄, 또는 백금 등의 금속을 통상의 포토리쏘그래피(photolithography) 방법 및 스퍼터링 방법을 이용하여 500∼1000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 거울(51)은 상기 제1 상부전극(19)의 일측 상부에 중앙부가 접촉되며 양측이 제2 에어 갭(49)을 개재하여 상기 제1 상부전극(19)과 평행하게 형성된다. 상기 거울(51)은 그 중앙부가 하부로 돌출되어 상기 제1 상부전극(19)의 일측 상부에 접하는 평판의 형상이며, 일측이 상기 제1 상부전극(19)을 덮고, 타측이 인접한 액츄에이팅부의 일부를 덮도록 형성된다. 그리고, 상기 희생층(9)을 플루오르화 수소(HF) 증기로 식각하여 제1 에어 갭(13)을 형성함으로서 제1 액츄에이팅부(21) 및 제2 액츄에이팅부들(37)(39)을 완성한다.Subsequently, a mirror 51 is formed on the first upper electrode 19 of the first actuating part 21. The mirror 51 is formed of a metal such as aluminum or platinum so as to have a thickness of about 500 to 1000 mm by using a conventional photolithography method and sputtering method. The mirror 51 has a central portion in contact with an upper portion of one side of the first upper electrode 19, and both sides thereof are formed parallel to the first upper electrode 19 via a second air gap 49. The mirror 51 has a central portion protruding downward, and has a shape of a flat plate contacting an upper portion of the first upper electrode 19, and one side of the mirror 51 covers the first upper electrode 19, and the other side is adjacent to the actuator. It is formed to cover part of the portion. The first actuating part 21 and the second actuating parts 37 and 39 are formed by etching the sacrificial layer 9 with hydrogen fluoride (HF) vapor to form a first air gap 13. To complete.
상술한 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 제1 하부전극(15)에는 화상 신호가 액티브 매트릭스(1)에 내장된 트랜지스터로부터 인가되며, 제1 상부전극(19)에는 바이어스 전압이 인가된다. 따라서 제1 상부전극(19)과 제1 하부전극(15) 사이에 전계가 발생한다. 이 전계에 의하여 제1 상부전극(19)과 제1 하부전극(15) 사이의 제1 변형층(17)이 변형을 일으킨다. 제1 변형층(17)은 전계와 수직한 방향으로 수축하며, 이에 따라 제1 액츄에이팅부(21)가 θ 크기의 구동 각도를 가지고 휘어진다. 동시에 제2 액츄에이팅부(37)(39) 각각의 제2 하부전극(31)에는 제1 액츄에이팅부(21)의 제1 상부전극(19)으로부터 바이어스 전압이 인가된다. 또한, 제2 액츄에이팅부(37)(39) 각각의 제2 상부전극(35)에는 제1 액츄에이팅부(21)의 제1 하부전극(15)으로부터 화상 신호가 인가된다. 그러므로, 제2 액츄에이팅부(37)(39) 각각의 제2 상부전극(35)과 제2 하부전극(31) 사이에는 제1 상부전극(19)과 제1 하부전극(15) 사이에 발생하는 전계에 대하여 역전계가 발생한다. 따라서 제2 변형층(33)이 수축하여 제2 액츄에이팅부(37)(39) 각각은 θ 크기의 구동 각도를 가지고 제1 액츄에이팅부(21)와 반대 방향으로 휘어진다. 즉, 제1 액츄에이팅부(21)와 제2 액츄에이팅부(37)(39)의 구동 각도의 합은 2θ가 된다. 광속을 반사하는 거울(51)은 제1 액츄에이팅부(21)의 상부에 설치되어 있으므로 2θ의 구동 각도를 가지고 경사지게 된다.In the above-described thin film type optical path adjusting device, an image signal is applied to the first lower electrode 15 from a transistor embedded in the active matrix 1, and a bias voltage is applied to the first upper electrode 19. Therefore, an electric field is generated between the first upper electrode 19 and the first lower electrode 15. By this electric field, the first strained layer 17 between the first upper electrode 19 and the first lower electrode 15 causes deformation. The first deforming layer 17 contracts in a direction perpendicular to the electric field, and thus the first actuating part 21 is bent at a driving angle having a size of θ. At the same time, a bias voltage is applied from the first upper electrode 19 of the first actuating part 21 to the second lower electrode 31 of each of the second actuating parts 37 and 39. In addition, an image signal is applied to the second upper electrode 35 of each of the second actuating parts 37 and 39 from the first lower electrode 15 of the first actuating part 21. Therefore, between the first upper electrode 19 and the first lower electrode 15 between the second upper electrode 35 and the second lower electrode 31 of each of the second actuating parts 37 and 39. A reverse electric field is generated for the electric field. Accordingly, the second deformable layer 33 is contracted so that each of the second actuating parts 37 and 39 is bent in the opposite direction to the first actuating part 21 with a driving angle of θ. That is, the sum of the driving angles of the first actuating part 21 and the second actuating parts 37 and 39 is 2θ. Since the mirror 51 reflecting the light beam is provided on the upper part of the first actuating part 21, the mirror 51 is inclined with a driving angle of 2θ.
그러나, 상기 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 상부전극의 일부만을 구동하여 광속을 반사시킴으로써 그 구동 각도가 작아지고 광효율이 떨어지는 단점이 있었다. 또한, 변형부에 의한 액츄에이터의 변위가 작기 때문에 거울의 기능을 수행하는 상부전극의 구동 각도가 작아서 콘트라스트가 저하되는 문제점이 있었다.However, in the above-described thin film type optical path adjusting device, only a part of the upper electrode is driven to reflect the light beam, so that the driving angle is reduced and the light efficiency is lowered. In addition, since the displacement of the actuator by the deformable portion is small, there is a problem that the contrast is lowered because the driving angle of the upper electrode which performs the function of the mirror is small.
따라서 본 발명의 목적은 좁은 면적 내에서도 액츄에이터의 구동 각도를 크게 할 수 있는 박막형 광로 조절 장치 및 그 제조 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a thin film type optical path control apparatus and a method of manufacturing the same, which can increase the driving angle of an actuator even within a small area.
도 1은 본 출원인의 선행 출원에 기재된 박막형 광로 조절 장치의 평면도이다.1 is a plan view of a thin film type optical path adjusting device described in the applicant's prior application.
도 2는 도 1에 도시한 장치를 AA′선으로 자른 단면도이다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A′A ′ of the apparatus shown in FIG. 1.
도 3은 도 1에 도시한 장치를 BB′선으로 자른 단면도이다.FIG. 3 is a cross-sectional view of the device shown in FIG. 1 taken along line B′B ′.
도 4 내지 도 7b는 도 2 및 도 3에 도시한 장치의 제조 공정도이다.4 to 7B are manufacturing process diagrams of the apparatus shown in FIGS. 2 and 3.
도 7c는 도 7a 및 도 7b에 도시한 장치의 평면도이다.FIG. 7C is a plan view of the apparatus shown in FIGS. 7A and 7B.
도 8은 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도이다.8 is a plan view of a thin film type optical path control apparatus according to the present invention.
도 9는 도 8에 도시한 장치를 CC′선으로 자른 단면도이다.9 is a cross-sectional view taken along line C′C ′ of the apparatus shown in FIG. 8.
도 10은 도 8에 도시한 장치를 DD′선으로 자른 단면도이다.FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line D′ D ′ of the apparatus shown in FIG. 8.
도 11 내지 도 14b는 도 9 및 도 10에 도시한 장치의 제조 공정도이다.11-14B are manufacturing process diagrams of the apparatus shown in FIG. 9 and FIG.
도 14c는 도 14a 및 도 14b에 도시한 장치의 평면도이다.14C is a plan view of the apparatus shown in FIGS. 14A and 14B.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
131:액티브 매트릭스133:패드131 : Active matrix 133 : Pad
135:보호층137:식각 방지층135: protective layer 137: etching prevention layer
139:희생층141a, 141b:플러그139: Sacrifice 141a, 141b: Plug
143:제1 에어 갭 145:제1 하부전극143: first air gap 145: first lower electrode
147:제1 변형층 149: 제1 상부전극147: first strained layer 149: first upper electrode
151a, 151b:제1 액츄에이팅부 153a, 153b: 제1 비어 홀151a and 151b: 1st actuating part 153a and 153b: 1st via hole
155a, 155b:제1 비어 컨택 157:제2 하부전극155a and 155b: first via contact 157: second lower electrode
159:제2 변형층 161: 제2 상부전극159: second strained layer 161: second upper electrode
163:제2 액츄에이팅부 165: 제2 비어 홀163: 2nd actuating part 165: 2nd via hole
167a, 167b:제2 비어 컨택 169:제2 에어 갭167a and 167b: second via contact 169: second air gap
171: 거울 173: isocut171 : mirror 173: isocut
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In order to achieve the above object, the present invention,
M×N(M, N은 정수)개의 트랜지스터가 내장되고, 일측 상부에 패드가 형성된 액티브 매트릭스;An active matrix having M × N (M, N is an integer) transistors and pads formed on one side thereof;
ⅰ) 상기 액티브 매트릭스의 양측 상부에 일측이 접촉되며 타측이 제1 에어 갭을 개재하여 상기 액티브 매트릭스와 평행하도록 형성된 제1 하부전극, 상기 제1 하부전극의 상부에 형성된 제1 변형층, 그리고 상기 제1 변형층의 상부에 형성된 제1 상부전극을 포함하는 2개의 제1 액츄에이팅부들; 그리고Iii) a first lower electrode formed on one side of the upper side of the active matrix and the other side of the active matrix parallel to the active matrix via a first air gap, a first strained layer formed on the first lower electrode, and the Two first actuating parts including a first upper electrode formed on the first deforming layer; And
ⅱ) 상기 액티브 매트릭스의 중앙 상부에 상기 액티브 매트릭스와 평행하도록 상기 제1 하부전극과 일체로 형성된 제2 하부전극, 상기 제2 하부전극의 상부에 형성된 제2 변형층, 그리고 상기 제2 변형층의 상부에 형성된 제2 상부전극을 갖고, 상기 제1 액츄에이팅부들과 일체로 형성된 제2 액츄에이팅부를 포함하는 박막형 광로 조절 장치를 제공한다.Ii) a second lower electrode integrally formed with the first lower electrode on the center of the active matrix so as to be parallel to the active matrix, a second strained layer formed on the second lower electrode, and the second strained layer; Provided is a thin film type optical path control device having a second upper electrode formed on the upper part and including a second actuator formed integrally with the first actuators.
또한 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,In addition, the present invention to achieve the above object,
M×N(M, N은 정수)개의 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스의 일측 상부에 패드를 형성하는 단계;Forming a pad on one side of an active matrix having M × N (M, N is an integer) transistors;
ⅰ) 상기 액티브 매트릭스의 양측 상부에 일측이 접촉되며 타측이 제1 에어 갭을 개재하여 상기 액티브 매트릭스와 평행하도록 제1 하부전극을 형성하는 단계, 상기 제1 하부전극의 상부에 제1 변형층을 형성하는 단계, 그리고 상기 제1 변형층의 상부에 제1 상부전극 형성하는 단계를 포함하는 2개의 제1 액츄에이팅부들을 형성하는 단계; 그리고Iii) forming a first lower electrode such that one side is in contact with the upper sides of the active matrix and the other side is parallel to the active matrix via a first air gap; and a first strained layer is formed on the first lower electrode. Forming two first actuating parts including forming a first upper electrode on the first strained layer; And
ⅱ) 상기 액티브 매트릭스의 중앙 상부에 상기 액티브 매트릭스와 평행하도록 상기 제1 하부전극과 일체로 제2 하부전극을 형성하는 단계, 상기 제2 하부전극의 상부에 제2 변형층을 형성하는 단계, 그리고 상기 제2 변형층의 상부에 제2 상부전극 형성하는 단계를 포함하는 제2 액츄에이팅부를 형성하는 단계를 포함하는 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 제공한다.Ii) forming a second lower electrode integrally with the first lower electrode on a center upper portion of the active matrix to be parallel to the active matrix, forming a second strained layer on the second lower electrode, and It provides a method of manufacturing a thin film type optical path control device comprising the step of forming a second actuating portion comprising the step of forming a second upper electrode on the second deforming layer.
상술한 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 제1 액츄에이팅부들 각각의 제1 하부전극에는 액티브 매트릭스에 내장된 트랜지스터로부터 발생한 화상 신호가 인가되며, 제1 상부전극에는 바이어스 전압이 인가된다. 따라서 제1 상부전극과 제1 하부전극 사이에 전계가 발생한다. 이 전계에 의하여 제1 상부전극과 제1 하부전극 사이에 적층되어 있는 제1 변형층이 변형을 일으킨다. 제1 변형층은 전계와 수직한 방향으로 수축하며, 이에 따라 제1 액츄에이팅부들 각각이 θ 크기의 구동 각도를 가지고 휘어진다. 동시에 제2 액츄에이팅부의 제2 하부전극에는 제1 액츄에이팅부들의 제1 상부전극으로부터 바이어스 전압이 인가된다. 또한, 제2 액츄에이팅부의 제2 상부전극에는 제1 액츄에이팅부들의 제1 하부전극으로부터 화상 신호가 인가된다. 그러므로, 제2 액츄에이팅부의 제2 상부전극과 제2 하부전극 사이에는 제1 액츄에이팅부들의 전계의 방향과 반대인 역전계가 발생한다. 따라서 제2 변형층이 수축하여 제2 액츄에이팅부는 θ 크기의 구동 각도를 가지고 제1 액츄에이팅부들과 반대 방향으로 휘어진다. 즉, 제1 액츄에이팅부들과 제2 액츄에이팅부의 구동 각도의 합은 2θ가 된다. 광속을 반사하는 거울은 제2 액츄에이팅부의 상부에 설치되어 있으므로 2θ의 구동 각도를 가지고 경사지게 된다.In the above-described thin film type optical path adjusting device, an image signal generated from a transistor embedded in an active matrix is applied to a first lower electrode of each of the first actuators, and a bias voltage is applied to the first upper electrode. . Therefore, an electric field is generated between the first upper electrode and the first lower electrode. By this electric field, the first strained layer stacked between the first upper electrode and the first lower electrode causes deformation. The first strained layer contracts in a direction perpendicular to the electric field, whereby each of the first actuating parts is bent at a driving angle of θ. At the same time, a bias voltage is applied to the second lower electrode of the second actuating part from the first upper electrode of the first actuating parts. In addition, an image signal is applied to the second upper electrode of the second actuating part from the first lower electrode of the first actuating parts. Therefore, a reverse electric field is generated between the second upper electrode and the second lower electrode of the second actuating part, which is opposite to the direction of the electric field of the first actuating parts. Accordingly, the second deforming layer contracts and the second actuating part is bent in a direction opposite to the first actuating parts with a driving angle having a magnitude of θ. That is, the sum of the driving angles of the first actuating parts and the second actuating parts is 2θ. Since the mirror reflecting the light beam is provided on the upper part of the second actuating part, the mirror is inclined with a driving angle of 2θ.
그러므로, 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치는, 좁은 면적 내에서도 선행 출원에 기재된 광로 조절 장치에 비해 2배의 구동 각도로 액츄에이터를 구동시킬 수 있다. 따라서, 광원으로부터 입사되는 광속의 광효율을 높일 수 있으며, 콘트라스트를 향상시켜 보다 밝고 선명한 화상을 맺을 수 있다.Therefore, the thin film type optical path adjusting device according to the present invention can drive the actuator at twice the driving angle as compared with the optical path adjusting device described in the preceding application even within a narrow area. Therefore, the light efficiency of the light beam incident from the light source can be improved, and the contrast can be improved to form a brighter and clearer image.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 8은 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치의 평면도를 도시한 것이며, 도 9는 도 8에 도시한 장치를 CC′선으로 자른 단면도를 도시한 것이며, 도 10은 도 8에 도시한 장치를 DD′선으로 자른 단면도를 도시한 것이다.FIG. 8 is a plan view showing a thin film type optical path adjusting device according to the present invention, FIG. 9 is a sectional view taken along line CC ′ of the device shown in FIG. 8, and FIG. 10 is a DD of the device shown in FIG. 8. It shows a cross-sectional view cut in line.
도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치는 일측 상부에 패드(133)가 형성된 액티브 매트릭스(131)와 액티브 매트릭스(131)의 양측 상부에 형성된 2개의 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b) 및 액티브 매트릭스(131)의 중앙 상부에 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b)과 일체로 형성된 제2 액츄에이팅부(163)를 포함한다. 도 9 및 도 10에 있어서, 도 8과 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조 번호를 사용한다.Referring to FIG. 8, the thin film type optical path adjusting device according to the present invention includes an active matrix 131 having a pad 133 formed on one side thereof and two first actuating units 151a formed on both sides of the active matrix 131. 151b and a second actuating part 163 integrally formed with the first actuating parts 151a and 151b on the center of the active matrix 131. 9 and 10, the same reference numerals are used for the same members as in FIG.
도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 액티브 매트릭스(131)는 액티브 매트릭스(131)의 일측 상부에 형성된 패드(133), 상기 액티브 매트릭스(131) 및 패드(133)의 상부에 적층된 보호층(135), 상기 보호층(135)의 상부에 적층된 식각 방지층(137), 그리고 식각 방지층(137) 중 아래에 패드(133)가 형성되어 있는 부분에 상기 식각 방지층(137)으로부터 패드(133)까지 수직하게 형성된 플러그(141a)(141b)를 포함한다.8 and 9, the active matrix 131 may include a pad 133 formed on one side of the active matrix 131, a protective layer stacked on the active matrix 131 and the pad 133. 135, the pad 133 from the etch stop layer 137 in a portion of the etch stop layer 137 stacked on the protective layer 135, and the pad 133 is formed below the etch stop layer 137. It includes a plug 141a, 141b vertically formed.
상기 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b)은 각기 일측이 아래에 패드(133)가 형성된 상기 식각 방지층(137) 및 플러그(141a)(141b)와 접촉되며 타측이 제1 에어 갭(143)을 개재하여 상기 식각 방지층(137)과 평행하도록 형성된 제1 하부전극(145), 상기 제1 하부전극(145)의 상부에 적층된 제1 변형층(147), 상기 제1 변형층(147)의 상부에 적층된 제1 상부전극(149)을 포함한다. 또한, 상기 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b)은 각기 상기 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b)의 일측 상부에 형성된 제2 상부전극(161)의 일부와 제1 하부전극(145)을 전기적으로 연결하는 2개의 제1 비어 컨택(155a)(155b)을 포함한다.Each of the first actuating parts 151a and 151b is in contact with the etch stop layer 137 and the plugs 141a and 141b on which one side of the first actuating portion 151a and 151b is formed, and the other side of the first air gap 143 is formed. ) A first lower electrode 145 formed in parallel with the etch stop layer 137, a first strained layer 147 stacked on the first lower electrode 145, and the first strained layer 147. It includes a first upper electrode 149 stacked on the top. In addition, each of the first actuating parts 151a and 151b is a part of the second upper electrode 161 and the first lower electrode formed on one side of the first actuating parts 151a and 151b, respectively. Two first via contacts 155a and 155b that electrically connect 145.
도 10을 참조하면, 상기 제2 액츄에이팅부(163)는 상기 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b)의 제1 하부전극(145)과 일체로 형성된 제2 하부전극(157), 상기 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b)과 제2 액츄에이팅부(163)가 연결되는 부분의 일측에서 상기 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b)의 제1 상부전극(149)과 접촉되며 상기 제2 하부전극(157)의 상부에 형성된 제2 변형층(159), 그리고 상기 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b)과 제2 액츄에이팅부(163)가 연결되는 부분의 타측에서 일측이 상기 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b)의 제1 하부전극(145)과 제1 비어 컨택(155a)(155b)을 통하여 접촉되며 상기 제2 변형층(159)의 상부에 적층된 제2 상부전극(161)을 포함한다. 제2 액츄에이팅부(163)의 제2 하부전극(157), 제2 변형층(159) 및 제2 상부전극(161)은 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b)의 제1 하부전극(145), 제1 변형층(147) 및 제1 상부전극(149)과 일체로 형성된 부재들이다. 또한, 상기 제2 액츄에이팅부(163)는 제2 액츄에이팅부(163)의 상부에 형성된 제1 상부전극(149)과 제2 하부전극(157)을 전기적으로 연결하는 2개의 제2 비어 컨택(167a)(167b)을 포함한다. 그리고, 상기 제2 상부전극(161)의 타측 상부에 지지부가 접촉되며 양측이 제2 에어 갭(169)을 개재하여 제2 상부전극(161)과 평행하도록 거울(171)이 형성된다.Referring to FIG. 10, the second actuating part 163 may include a second lower electrode 157 integrally formed with the first lower electrode 145 of the first actuating parts 151a and 151b, and The first upper electrode 149 of the first actuating parts 151a and 151b at one side of the portion where the first actuating parts 151a and 151b and the second actuating part 163 are connected. The second deformable layer 159 formed on the second lower electrode 157 and in contact with the first actuating parts 151a and 151b and the second actuating part 163. On the other side, one side contacts the first lower electrode 145 of the first actuating parts 151a and 151b through the first via contact 155a and 155b and the upper portion of the second deformable layer 159. It includes a second upper electrode 161 stacked on. The second lower electrode 157, the second deformable layer 159, and the second upper electrode 161 of the second actuating part 163 are formed on the first lower electrode of the first actuating parts 151a and 151b. 145, the first deformable layer 147, and the first upper electrode 149. In addition, the second actuator 163 may include two second via contacts electrically connecting the first upper electrode 149 and the second lower electrode 157 formed on the second actuator 163. 167a and 167b. The support part contacts the upper portion of the second upper electrode 161 and the mirror 171 is formed such that both sides thereof are parallel to the second upper electrode 161 via the second air gap 169.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 박막형 광로 조절 장치의 제조 방법을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a thin film type optical path control apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 11 내지 도 14b는 도 9 및 도 10에 도시한 장치의 제조 공정도이며, 도 14c는 도 14a 및 도 14b에 도시한 장치의 평면도를 도시한 것이다.11 to 14B are manufacturing process diagrams of the apparatus shown in FIGS. 9 and 10, and FIG. 14C shows a plan view of the apparatus shown in FIGS. 14A and 14B.
도 11을 참조하면, M×N(M, N은 정수)개의 트랜지스터(도시되지 않음)가 내장되고, 일측 상부에 패드(133)가 형성된 액티브 매트릭스(131)의 상부에 인 실리케이트 유리(Phospho-Silicate Glass:PSG)로 구성된 보호층(135)을 적층한다. 상기 보호층(135)은 화학 기상 증착(CVD) 방법을 이용하여 0.1∼1.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 보호층(135)은 후속되는 공정으로 인하여 상기 액티브 매트릭스(131)가 손상을 입게되는 것을 방지한다.Referring to FIG. 11, a silicate glass (Phospho-) is formed on the top of an active matrix 131 in which M × N (M and N are integers) transistors (not shown) are formed and a pad 133 is formed on one side. A protective layer 135 made of Silicate Glass (PSG) is laminated. The protective layer 135 is formed to have a thickness of about 0.1 to 1.0 μm using a chemical vapor deposition (CVD) method. The protective layer 135 prevents the active matrix 131 from being damaged due to a subsequent process.
상기 보호층(135)의 상부에는 질화물로 구성된 식각 방지층(137)이 적층된다. 식각 방지층(137)은 저압 화학 기상 증착(Low Pressure CVD) 방법을 이용하여 1000∼2000Å 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 식각 방지층(137)은 후속하는 식각 공정 동안 보호층(135) 및 액티브 매트릭스(131)가 식각되는 것을 방지한다. 이어서, 상기 식각 방지층(137) 중 아래에 패드(133)가 형성되어 있는 부분을 패터닝한 후, 플러그(141a)(141b)를 형성한다. 플러그(141a)(141b)는 텅스텐, 또는 백금 등을 리프트오프 방법을 이용하여 상기 식각 방지층(137)으로부터 패드(133)까지 수직하게 형성된다. 따라서 화상 신호는 액티브 매트릭스(131)에 내장된 트랜지스터로부터 패드(133) 및 플러그(141a)(141b)를 통하여 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b)의 제1 하부전극(145)에 각기 전달된다.An etch stop layer 137 made of nitride is stacked on the passivation layer 135. The etch stop layer 137 is formed to have a thickness of about 1000 to 2000 kPa using a low pressure chemical vapor deposition (Low Pressure CVD) method. The etch stop layer 137 prevents the protective layer 135 and the active matrix 131 from being etched during the subsequent etching process. Subsequently, after the patterned portion of the etch stop layer 137 in which the pad 133 is formed, the plugs 141a and 141b are formed. The plugs 141a and 141b are vertically formed from the etch stop layer 137 to the pad 133 by using a lift-off method of tungsten or platinum. Therefore, the image signal is respectively applied to the first lower electrode 145 of the first actuating parts 151a and 151b through the pad 133 and the plugs 141a and 141b from the transistor embedded in the active matrix 131. Delivered.
상기 식각 방지층(137) 및 플러그(141a)(141b)의 상부에는 희생층(139)이 적층된다. 희생층(139)은 인 실리케이트 유리(PSG), 금속(metal), 산화물(oxide) 등을 대기압 화학 기상 증착(Atmospheric Pressure CVD) 방법, 스퍼터링(sputtering) 방법, 이베퍼레이션(evaporation) 방법 등을 이용하여 0.5∼2.0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 이 경우, 희생층(139)은 트랜지스터가 내장된 액티브 매트릭스(131)의 상부를 덮고 있으므로 그 표면의 평탄도가 매우 불량하다. 따라서, 희생층(139)의 표면을 스핀 온 글래스(Spin On Glass:SOG)를 사용하는 방법, 또는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 방법을 이용하여 평탄화시킨다. 상기 희생층(139)의 표면을 평탄화시킨 후, 상기 희생층(139)의 일부를 식각하여 상기 식각 방지층(137) 중 아래에 플러그(141a)(141b)가 형성된 부분을 노출시킨다.The sacrificial layer 139 is stacked on the etch stop layer 137 and the plugs 141a and 141b. The sacrificial layer 139 may be formed of an atmospheric pressure chemical vapor deposition (Atmospheric Pressure CVD) method, a sputtering method, an evaporation method, or the like, in which silicate glass (PSG), metal, oxide, or the like is used. It forms so that it may have thickness of about 0.5-5.0 micrometers. In this case, since the sacrificial layer 139 covers the upper portion of the active matrix 131 in which the transistor is embedded, the flatness of the surface thereof is very poor. Accordingly, the surface of the sacrificial layer 139 is planarized by using a spin on glass (SOG) method or a chemical mechanical polishing (CMP) method. After planarizing the surface of the sacrificial layer 139, a portion of the sacrificial layer 139 is etched to expose a portion of the etch stop layer 137 having the plugs 141a and 141b formed below.
도 12a는 제1 하부전극(145)의 제조 공정도이며, 도 12b는 제2 하부전극(157)의 제조 공정도이다. 또한, 도 12c는 도 12a 및 도 12b에 도시한 제1 하부전극(145) 및 제2 하부전극(157)의 평면도를 도시한 것이다.12A is a manufacturing process diagram of the first lower electrode 145, and FIG. 12B is a manufacturing process diagram of the second lower electrode 157. 12C illustrates a plan view of the first lower electrode 145 and the second lower electrode 157 shown in FIGS. 12A and 12B.
도 12a 내지 12c를 참조하면, 상기 희생층(139)의 상부에 백금, 또는 탄탈륨(Ta) 등의 금속을 사용하여 스퍼터링 방법을 이용하여 0. 1∼1. 0㎛ 정도의 두께를 가지도록 하부전극을 적층한다. 이어서, 'E' 자 형상을 갖도록 하부전극을 패터닝하여 제1 하부전극(145)과 제2 하부전극(157)을 형성한 후, 도 12c에 도시한 바와 같이 제1 하부전극(145)과 제2 하부전극(157)에 인가되는 화상 신호의 단락을 위하여 상기 제1 하부전극(145)과 제2 하부전극(157)이 연결되는 두 부분을 동일한 폭으로 잘라내어(isocut)(173) 2개의 제1 하부전극(145)과 제2 하부전극(157)이 서로 나란하게 '三' 자 형상을 이루도록 형성한다.Referring to FIGS. 12A to 12C, a metal such as platinum or tantalum (Ta) is used on the sacrificial layer 139 to obtain 0.1-1. Lower electrodes are stacked to have a thickness of about 0 μm. Subsequently, the lower electrode is patterned to have an 'E' shape to form the first lower electrode 145 and the second lower electrode 157, and then the first lower electrode 145 and the first lower electrode 145 are formed as shown in FIG. 2 In order to short-circuit the image signal applied to the lower electrode 157, two portions connecting the first lower electrode 145 and the second lower electrode 157 are cut to the same width (isocut) (173) The first lower electrode 145 and the second lower electrode 157 are formed in parallel with each other to form a 'three' shape.
도 13a는 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b)의 제조 공정도이며, 도 13b는 제2 액츄에이팅부(163)의 제조 공정도이며, 도 13c는 도 13a 및 도 13b에 도시한 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b) 및 제2 액츄에이팅부(163)의 평면도를 도시한 것이다.FIG. 13A is a manufacturing process diagram of the first actuating parts 151a and 151b, FIG. 13B is a manufacturing process diagram of the second actuating part 163, and FIG. 13C is a first actuating element shown in FIGS. 13A and 13B. A plan view of the gating parts 151a and 151b and the second actuating part 163 is shown.
도 13a 내지 도 13c를 참조하면, 상기 제1 하부전극(145) 및 제2 하부전극(163)의 상부에는 각각 제1 변형층(147) 및 제2 변형층(159)이 적층된다. 제1 변형층(147) 및 제2 변형층(159)은 ZnO 또는 PZT 등의 압전 물질을 사용하여 0.1∼1.0㎛, 바람직하게는 0.4㎛ 정도의 두께를 가지도록 적층한다. 상기 제1 변형층(147) 및 제2 변형층(159)은 졸-겔(Sol-gel)법, 화학 기상 증착(CVD) 방법, 또는 스퍼터링(sputtering) 방법을 이용하여 형성한 후, 급속 열처리(Rapid Thermal Annealing:RTA) 방법을 이용하여 열처리하여 상변이시킨다. 이어서, 도 13c에 도시한 바와 같이, 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b)의 제1 변형층(147) 및 제2 액츄에이팅부(163)의 제2 변형층(159)을 패터닝한다. 제1 변형층(147) 및 제2 변형층(159)은 일체로 ‘E’자 형상으로 형성된다. 그리고, 상기 제1 변형층(147) 및 제2 변형층(159)의 상부에 제1 상부전극(149) 및 제2 상부전극(161)을 형성한다. 제1 상부전극(149) 및 제2 상부전극(161)은 알루미늄, 또는 은 등의 전기 전도성이 우수한 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 0. 1∼1. 0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 계속하여, 도 13c에 도시한 바와 같이, 상기 제1 상부전극(149) 및 제2 상부전극(161)을 패터닝한다. 상기 제2 액츄에이팅부(163)의 제2 상부전극(161)은 일측부가 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b)과 제2 액츄에이팅부(163)가 연결되는 부분을 향하여 ‘T’자 형상으로 팔을 뻗는 형상을 갖도록 패터닝된다. 또한 상기 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b)의 제1 상부전극(149)은 상기 ‘T’자의 중앙부를 중심으로 거울상의 'ㄱ'자의 형상으로 상기 ‘T’자를 둘러싸는 형상을 갖도록 패터닝된다.13A through 13C, a first strained layer 147 and a second strained layer 159 are stacked on top of the first lower electrode 145 and the second lower electrode 163, respectively. The first strained layer 147 and the second strained layer 159 are laminated using a piezoelectric material such as ZnO or PZT so as to have a thickness of 0.1 to 1.0 탆, preferably about 0.4 탆. . The first strained layer 147 and the second strained layer 159 are formed using a sol-gel method, a chemical vapor deposition (CVD) method, or a sputtering method, and then rapid heat treatment. Phase change by heat treatment using Rapid Thermal Annealing (RTA) method. Subsequently, as illustrated in FIG. 13C, the first strained layer 147 of the first actuating parts 151a and 151b and the second strained layer 159 of the second actuating part 163 are patterned. . The first strained layer 147 and the second strained layer 159 are integrally formed in an 'E' shape. The first upper electrode 149 and the second upper electrode 161 are formed on the first strained layer 147 and the second strained layer 159. The first upper electrode 149 and the second upper electrode 161 are made of 0.1 to 1 by using a sputtering method of a metal having excellent electrical conductivity such as aluminum or silver. It is formed to have a thickness of about 0㎛. Subsequently, as illustrated in FIG. 13C, the first upper electrode 149 and the second upper electrode 161 are patterned. One side portion of the second upper electrode 161 of the second actuating part 163 is 'T' toward the portion where the first actuating parts 151a and 151b are connected to the second actuating part 163. It is patterned to have a shape of extending the arm in the shape of a child. In addition, the first upper electrode 149 of the first actuating parts 151a and 151b has a shape surrounding the 'T' in a mirror-shaped 'B' shape around the center of the 'T'. Is patterned.
도 14a 내지 도 14c를 참조하면, 상기 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b)은 상기 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b)의 일측 상부에 형성된 제2 상부전극(161)으로부터 제1 하부전극(145)의 상부까지 제2 상부전극(161) 및 제1 변형층(147)을 순차적으로 식각하여 2개의 제1 비어 홀(via hole)(153a)(153b)을 각기 형성한다. 이어서, 텅스텐 또는 티타늄 등의 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 상기 제2 상부전극(161)과 제1 하부전극(145)이 전기적으로 연결되도록 2개의 제1 비어 컨택(via contact)(155a)(155b)을 각기 형성한다.14A to 14C, the first actuating parts 151a and 151b are formed from the second upper electrode 161 formed on one side of the first actuating parts 151a and 151b. The second upper electrode 161 and the first deformable layer 147 are sequentially etched to the upper portion of the first lower electrode 145 to form two first via holes 153a and 153b, respectively. Subsequently, two first via contacts 155a and 155b are electrically connected between the second upper electrode 161 and the first lower electrode 145 by sputtering a metal such as tungsten or titanium. ), Respectively.
상기 제2 액츄에이팅부(163)는 제2 액츄에이팅부(163)의 상부에 형성된 제1 상부전극(149)으로부터 제2 하부전극(157)의 상부까지 제1 상부전극(149) 및 제2 변형층(159)을 순차적으로 식각하여 제2 비어 홀(165a)(165b)을 형성한다. 이어서, 텅스텐 또는 티타늄 등의 금속을 스퍼터링 방법을 이용하여 상기 제1 상부전극(149)과 제2 하부전극(157)이 전기적으로 연결되도록 제2 비어 컨택(167a)(167b)을 형성한다. 따라서, 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b)의 제1 하부전극(145)은 제1 비어 컨택(155a)(155b)을 통하여 제2 액츄에이팅부(163)의 제2 상부전극(161)과 연결되며, 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b)의 제1 상부전극(149)은 제2 비어 컨택(167a)(167b)을 통하여 제2 액츄에이팅부(163)의 제2 하부전극(157)과 연결된다. 이에 의하여, 화상 신호는 액티브 매트릭스(131)에 내장된 트랜지스터로부터 제1 하부전극(145)과 제2 상부전극(161)에 인가되고, 바이어스 전압은 제1 상부전극(149) 및 제2 하부전극(157)에 인가된다. 따라서, 제1 상부전극(149)과 제1 하부전극(145) 사이에 발생하는 전계와 제2 상부전극(161)과 제2 하부전극(157) 사이에는 서로 반대 방향의 전계가 발생한다.The second actuating part 163 may include the first upper electrode 149 and the second upper part 149 from the first upper electrode 149 formed on the second actuating part 163 to the upper part of the second lower electrode 157. The strained layer 159 is sequentially etched to form second via holes 165a and 165b. Subsequently, second via contacts 167a and 167b are formed to electrically connect the first upper electrode 149 and the second lower electrode 157 by sputtering a metal such as tungsten or titanium. Accordingly, the first lower electrode 145 of the first actuating parts 151a and 151b is connected to the second upper electrode 161 of the second actuating part 163 through the first via contacts 155a and 155b. The first upper electrode 149 of the first actuating parts 151a and 151b is connected to the second lower part of the second actuating part 163 through the second via contacts 167a and 167b. It is connected to the electrode 157. As a result, the image signal is applied to the first lower electrode 145 and the second upper electrode 161 from the transistor embedded in the active matrix 131, and the bias voltage is applied to the first upper electrode 149 and the second lower electrode. Is applied to 157. Therefore, an electric field generated in the opposite direction is generated between the electric field generated between the first upper electrode 149 and the first lower electrode 145 and the second upper electrode 161 and the second lower electrode 157.
이어서, 상기 제2 액츄에이팅부(163)의 제2 상부전극(161)의 상부에 거울(171)을 형성한다. 상기 거울(171)은 알루미늄, 또는 백금 등의 금속을 통상의 포토리쏘그래피(photolithography) 방법, 스퍼터링 방법, 이베퍼레이션(evaporation) 방법 등을 이용하여 0. 1∼1. 0㎛ 정도의 두께를 가지도록 형성한다. 상기 거울(171)은 상기 제2 상부전극(161)의 일측 상부에 중앙부가 접촉되며 양측이 제2 에어 갭(169)을 개재하여 상기 제2 상부전극(161)과 평행하게 형성된다. 상기 거울(171)은 그 중앙부가 상기 제2 상부전극(161)의 일측 상부에 접하는 평판의 형상이며, 일측이 상기 제2 상부전극(161)을 덮고, 타측이 인접한 액츄에이팅부의 일부를 덮도록 형성된다. 그리고, 상기 희생층(139)을 플루오르화 수소(HF) 증기로 식각하여 제1 에어 갭(143)을 형성함으로서 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b) 및 제2 액츄에이팅부(163)를 완성한다.Subsequently, a mirror 171 is formed on the second upper electrode 161 of the second actuating part 163. The mirror 171 uses a metal such as aluminum, platinum, or the like by using a conventional photolithography method, sputtering method, evaporation method, or the like. It is formed to have a thickness of about 0㎛. The mirror 171 has a central portion in contact with an upper portion of one side of the second upper electrode 161, and both sides thereof are formed in parallel with the second upper electrode 161 via a second air gap 169. The mirror 171 has a shape of a flat plate whose center portion is in contact with an upper portion of one side of the second upper electrode 161, and one side covers the second upper electrode 161, and the other side covers a portion of an adjacent actuator. It is formed to. The first actuating parts 151a, 151b and the second actuating part 163 are formed by etching the sacrificial layer 139 with hydrogen fluoride (HF) vapor to form a first air gap 143. To complete.
상술한 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치에 있어서, 제1 하부전극(145)에는 화상 신호가 액티브 매트릭스(131)에 내장된 트랜지스터로부터 인가되며, 제1 상부전극(149)에는 바이어스 전압이 인가된다. 따라서 제1 상부전극(149)과 제1 하부전극(145) 사이에 전계가 발생한다. 이 전계에 의하여 제1 상부전극(149)과 제1 하부전극(145) 사이의 제1 변형층(147)이 변형을 일으킨다. 제1 변형층(147)은 전계와 수직한 방향으로 수축하며, 이에 따라 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b) 각각이 θ 크기의 구동 각도를 가지고 휘어진다. 동시에 제2 액츄에이팅부(163)의 제2 하부전극(157)에는 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b)의 제1 상부전극(149)으로부터 바이어스 전압이 인가된다. 또한, 제2 액츄에이팅부(163)의 제2 상부전극(161)에는 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b)의 제1 하부전극(145)으로부터 화상 신호가 인가된다. 그러므로, 제2 액츄에이팅부(163)의 제2 상부전극(161)과 제2 하부전극(157) 사이에는 제1 상부전극(149)과 제1 하부전극(145) 사이에 발생하는 전계에 대하여 역전계가 발생한다. 따라서 제2 변형층(159)이 전계에 대하여 평행한 방향으로 수축하여 제2 액츄에이팅부(163)는 θ 크기의 구동 각도를 가지고 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b)과 반대 방향으로 휘어진다. 즉, 제1 액츄에이팅부들(151a)(151b)과 제2 액츄에이팅부(163)의 구동 각도의 합은 2θ가 된다. 광속을 반사하는 거울(171)은 제2 액츄에이팅부(163)의 상부에 설치되어 있으므로 2θ의 구동 각도를 가지고 경사지게 된다.In the above-described thin film type optical path adjusting device, an image signal is applied to the first lower electrode 145 from a transistor embedded in the active matrix 131, and a bias voltage is applied to the first upper electrode 149. . Therefore, an electric field is generated between the first upper electrode 149 and the first lower electrode 145. Due to this electric field, the first strained layer 147 between the first upper electrode 149 and the first lower electrode 145 causes deformation. The first deformable layer 147 contracts in a direction perpendicular to the electric field, and thus, each of the first actuating parts 151a and 151b is bent with a driving angle of θ. At the same time, a bias voltage is applied to the second lower electrode 157 of the second actuating part 163 from the first upper electrode 149 of the first actuating parts 151a and 151b. In addition, an image signal is applied to the second upper electrode 161 of the second actuating part 163 from the first lower electrode 145 of the first actuating parts 151a and 151b. Therefore, an electric field generated between the first upper electrode 149 and the first lower electrode 145 between the second upper electrode 161 and the second lower electrode 157 of the second actuating part 163. Reverse electric field occurs. Accordingly, the second deformable layer 159 contracts in a direction parallel to the electric field so that the second actuating part 163 has a driving angle having a magnitude of θ and is opposite to the first actuating parts 151a and 151b. Bent That is, the sum of the driving angles of the first actuating parts 151a and 151b and the second actuating part 163 is 2θ. Since the mirror 171 reflecting the light beam is installed on the second actuator 163, the mirror 171 is inclined with a driving angle of 2θ.
그러므로, 상술한 본 발명에 따른 박막형 광로 조절 장치는, 서로 반대 방향으로 구동하는 복수 개의 액츄에이팅부를 형성함으로서 제한된 면적 내에서도 선행 출원에 기재된 광로 조절 장치에 비해 2배의 구동 각도로 거울을 구동시킬 수 있다. 그러므로 광원으로부터 입사되는 광속의 광효율을 높일 수 있으며, 콘트라스트를 향상시켜 선명한 화상을 맺을 수 있다.Therefore, the above-described thin film type optical path adjusting device according to the present invention forms a plurality of actuators driving in opposite directions to each other to drive the mirror at twice the driving angle as compared to the optical path adjusting device described in the preceding application even within a limited area. Can be. Therefore, the light efficiency of the light beam incident from the light source can be increased, and the contrast can be improved to form a clear image.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand that you can.
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