KR20100045136A - Optical modulator package and method thereof - Google Patents
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Abstract
광변조기 및 광변조기를 구동시키는 드라이버 회로를 내부에 포함하는 광변조기 패키지에 있어서, 기판, 기판 위에 도포된 제1절연층, 제1절연층 위에 인쇄된 제1배선, 제1절연층 및 제1배선 위에 도포된 제2절연층, 제2절연층 위에 제1배선의 수평위치와 다른 수평위치에 인쇄된 제2배선 및 제1배선 또는 제2배선에 전기적으로 연결되어, 광변조기 또는 드라이버 회로와 접속되는 범프(Bump)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광변조기 패키지가 제공된다. 본 발명에 의하면, 광변조기 패키지 내부의 구성요소간 인터커넥션에 있어서 전기적 분리와 공간의 최소화를 동시에 확보할 수 있다.An optical modulator package including an optical modulator and a driver circuit for driving the optical modulator, the optical modulator package comprising: a substrate, a first insulating layer coated on the substrate, a first wiring printed on the first insulating layer, a first insulating layer, and a first insulating layer; A second insulating layer coated on the wiring, the second wiring printed on the horizontal position different from the horizontal position of the first wiring on the second insulating layer, and electrically connected to the first wiring or the second wiring, and the optical modulator or the driver circuit. An optical modulator package is provided that includes a connected bump. According to the present invention, it is possible to ensure the electrical separation and the minimization of the space at the same time in the interconnection between the components inside the optical modulator package.
Description
본 발명은 광변조기 패키지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 광변조기 패키지 내부의 소자를 전기적으로 연결하는 배선을 다층 구조에 층별로 분리하여 인쇄한 광변조기 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical modulator package and a method of manufacturing the same, and more particularly, to an optical modulator package and a method for manufacturing the same, which are printed by separating the wiring for electrically connecting the elements inside the optical modulator package in a multi-layered structure. will be.
MEMS(Micro-Electro Mechanical System)은 미세 기계전자 시스템으로써 미세 가공기술을 이용하여 직경 수 um 크기의 기계 구조물을 제작하여, 기계구조물에 전기적 신호를 가하여 구동시키는 시스템을 의미한다. 이러한 MEMS 기술은 초소형화 되어가는 다양한 기술분야에서 핵심적인 모듈의 소형화에 가장 중요한 요소가 되어가고 있다.MEMS (Micro-Electro Mechanical System) is a micro-mechanical electronic system that manufactures mechanical structures with a diameter of several um using micromachining technology, and refers to a system that drives electrical signals by applying electrical signals to the mechanical structures. This MEMS technology is becoming the most important factor in miniaturizing the core modules in various technology fields which are miniaturized.
디스플레이 분야도 예외는 아니다. 특히, 프로젝션 디스플레이 분야에서 광원으로부터 입력된 광을 변조하기 위하여, 미세한 광학 소자를 움직여 휘도 값을 변조하는 광변조기가 대표적이다.The display field is no exception. In particular, in order to modulate the light input from the light source in the field of projection display, an optical modulator that modulates a luminance value by moving a fine optical element is representative.
광변조기(Optical modulator)는 입사된 광을 회절 또는 반사시켜 입사된 광 을 변조시키는 소자 또는 장치로서 프로젝션 디스플레이 장치(Projection Display Apparatus)에 있어서 필수적 구성요소이다.An optical modulator is an element or device that modulates incident light by diffracting or reflecting incident light, and is an essential component in a projection display apparatus.
프로젝션 디스플레이 기술은 종래의 PDP 나 LCD 디스플레이가 가지고 있는 화면크기 등의 문제점을 해결할 수 있는 차세대 디스플레이 기술로서, 이러한 차세대 디스플레이 기술 또는 광변조기는 현재 급성장하고 있는 버추얼 디스플레이 장치뿐만 아니라 거치형 또는 휴대용 기기 등 광범위하게 그 적용범위가 넓어지고 있다.Projection display technology is a next-generation display technology that can solve problems such as screen size of a conventional PDP or LCD display, and such next-generation display technology or optical modulators are widely used in stationary or portable devices as well as virtual display devices that are currently growing rapidly. The scope of application is expanding.
따라서 이러한 프로젝션 디스플레이의 제작공정, 광학계 설계, 회로 설계 및 ASIC 기술 등의 핵심 기술의 확보는 매우 중요한 과제이다. 그 중에서도 프로젝션 디스플레이 기술이 일반 거치형 디스플레이 장치로서가 아닌 휴대폰에 탑재되는 경우에는 휴대폰의 소형화, 고기능화, convergence 경향에 따라 휴대폰에 장착되는 각종 전자부품이 경박단소화 되어야 한다.Therefore, securing core technologies such as the manufacturing process of the projection display, the optical system design, the circuit design, and the ASIC technology is a very important task. In particular, when the projection display technology is mounted on a mobile phone instead of a general display device, various electronic components mounted on the mobile phone should be light and small in accordance with the trend toward miniaturization, high functionality, and convergence of mobile phones.
따라서 프로젝션 디스플레이 장치에 필수적인 광변조기 역시 변화하는 휴대폰의 경향에 맞추어 점점 소형화되어야 한다. 또한 광변조기를 MEMS 구동시키기 위한 드라이버 회로 등을 포함하는 광변조기 패키지 전체가 소형화 될 필요가 있다.Therefore, optical modulators, which are essential for projection display devices, must also be miniaturized to meet the changing trend of mobile phones. In addition, the entire optical modulator package including a driver circuit for driving the optical modulator MEMS needs to be miniaturized.
이러한 광변조기 패키지 내부의 구성요소인 광변조기, 드라이버 회로 등이 소형화됨에 따라 이러한 구성요소간의 전기적 연결의 확보가 매우 중요해 진다. 예를 들어 수 1cm 크기의 광변조기에 미세한 멤스 구동부가 수백 개 또는 수천 개 포함되어 있는 경우에 이러한 멤스 구동부에 전기 신호를 전달하기 위하여 각각이 드라이버 회로와 연결되어야 한다. 즉, 광변조기의 경우, 스크린에 조사되는 영상의 각 픽셀별로 광을 변조시켜야 하므로 각 미세 구동부가 독립적으로 구동될 필요가 DT는 것이다.As the optical modulator, the driver circuit, and the like, which are components inside the optical modulator package, are miniaturized, it is very important to secure electrical connections between these components. For example, if a few 1cm optical modulator includes hundreds or thousands of fine MEMS drivers, each of them must be connected to a driver circuit in order to transmit electrical signals to these MEMS drivers. That is, in the case of the optical modulator, since the light must be modulated for each pixel of the image irradiated on the screen, it is necessary for each micro driver to be driven independently.
종래에는 이러한 수백 개의 멤스 구동부와 드라이버 회로를 연결하기 위하여 ACF가 사용되어 왔다. 즉, 이방성 전도성 단층 필름에 배선을 인쇄하여 멤스 구동부와 드라이버 회로를 연결하였던 것이다.Conventionally, ACF has been used to connect hundreds of MEMS drivers and driver circuits. In other words, the wiring was printed on the anisotropic conductive monolayer film to connect the MEMS driver and the driver circuit.
그러나, 수백 개의 멤스 구동부를 각각 연결시키기 위한 배선이 단층으로 인쇄됨으로써, 배선간 간격확보가 어려워 여러 가지 문제점이 발생하고 있다.However, since the wirings for connecting the hundreds of MEMS driving units are printed in a single layer, it is difficult to secure the spacing between the wirings, causing various problems.
먼저, 수백 개의 멤스 구동부를 각각 연결시켜야 하므로 수백 개의 배선이 미세하게 인쇄되어야 하므로, 각 배선간 단락(Short)이 생길 수 있으며, 이는 광변조기의 광변조 기능에 심각한 문제를 발생시킨다.First, since several hundreds of MEMS driving units must be connected to each other, and hundreds of wirings must be finely printed, a short circuit can occur between each wiring, which causes serious problems in the optical modulation function of the optical modulator.
또한, 배선이 단층에 모두 인쇄되기 때문에 단락이 발생하지 않는 경우라도, 배선간 간섭 때문에 노이즈가 생길 수 있으며 이는 역시 광변조기의 오작동을 유발할 수 있다.In addition, even if a short circuit does not occur because the wiring is all printed on a single layer, noise may occur due to the interference between the wirings, which may also cause a malfunction of the optical modulator.
이 때문에 종래에는 ACF 단층 필름위에 배선이 인쇄하면서, 배선간 간격을 충분히 확보하였는데, 이러한 방법은 상술한 문제점에 대한 완벽한 해결책이 되지 못할 뿐만 아니라 인터커넥션(Interconnection)에 너무 많은 공간을 할애하게 되어, 광변조기 패키지의 전체 크기를 증가시킨다는 문제점이 발생한다.For this reason, conventionally, the wiring is printed on the ACF single-layer film, and the gap between the wirings is sufficiently secured. This method is not a perfect solution to the above-mentioned problem, but also devotes too much space to the interconnection. The problem arises of increasing the overall size of the optical modulator package.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 광변조기 패키지 내부의 소자를 전기적으로 연결하는 배선을 다층 구조에 층별로 분리하여 인쇄하여 각 소자를 전기적으로 연결할 수 있는 광변조기 패키지 및 그 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, an optical modulator package that can be electrically connected to each device by separating and printing the wiring for electrically connecting the elements inside the optical modulator package layer by layer in a multi-layer structure and The purpose is to provide a method of manufacturing the same.
이외의 본 발명의 다른 목적들은 이하에 서술되는 바람직한 실시예를 통하여 보다 명확해질 것이다.Other objects of the present invention will become more apparent through the preferred embodiments described below.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 광변조기 패키지가 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, there is provided an optical modulator package.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 광변조기 및 광변조기를 구동시키는 드라이버 회로를 내부에 포함하는 광변조기 패키지에 있어서, 기판; 상기 기판 위에 도포된 제1절연층; 상기 제1절연층 위에 인쇄된 제1배선; 상기 제1절연층 및 상기 제1배선 위에 도포된 제2절연층; 상기 제2절연층 위에 상기 제1배선의 수평위치와 다른 수평위치에 인쇄된 제2배선; 및 상기 제1배선 또는 상기 제2배선에 전기적으로 연결되어, 상기 광변조기 또는 상기 드라이버 회로와 접속되는 범프(Bump)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광변조기 패키지가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, an optical modulator package including an optical modulator and a driver circuit for driving the optical modulator, comprising: a substrate; A first insulating layer coated on the substrate; A first wiring printed on the first insulating layer; A second insulating layer coated on the first insulating layer and the first wiring; A second wiring printed on the second insulating layer at a horizontal position different from a horizontal position of the first wiring; And a bump electrically connected to the first wiring or the second wiring, the bump being connected to the optical modulator or the driver circuit.
상기 제1배선 및 상기 제2배선은 각각 복수이며, 상기 제1배선과 상기 제2배선이 수평위치에서 서로 교대로 인쇄되어 있을 수 있다.The first wiring and the second wiring may each have a plurality, and the first wiring and the second wiring may be alternately printed in a horizontal position.
상기 범프는 상기 제1배선과 접속되는 제1범프와 상기 제2배선과 접속되는 제2범프를 포함하되, 상기 제1범프와 상기 제2범프는 서로 수평으로 지그재그 위치에 형성될 수 있다. The bump may include a first bump connected to the first wiring and a second bump connected to the second wiring, wherein the first bump and the second bump may be formed in a zigzag position horizontally with each other.
상기 광변조기는 광을 복수의 리본구조 및 상기 리본구조를 각각 움직이도록 하는 복수의 미세구동부를 포함하되, 상기 제1범프 및 상기 제2범프는 상기 복수의 미세구동부 중 서로 다른 미세 구동부에 각각 접속될 수 있다.The optical modulator includes a plurality of micro-driving units configured to move light to a plurality of ribbon structures and the ribbon structure, respectively, wherein the first bumps and the second bumps are respectively connected to different micro-driving units of the plurality of micro-driving units. Can be.
상기 제1절연층과 상기 제2절연층은 서로 다른 재질로 도포될 수 있다.The first insulating layer and the second insulating layer may be coated with different materials.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 광변조기 패키지 제조방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, there is provided an optical modulator package manufacturing method.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광변조기 및 광변조기를 구동시키는 드라이버 회로를 내부에 포함하는 광변조기 패키지를 제조하는 방법에 있어서, 기판 위에 제1절연층을 도포하는 단계; 상기 제1절연층 위에 제1배선을 인쇄하는 단계; 상기 제1절연층 및 상기 제1배선 위에 제2절연층을 도포하는 상태; 상기 제2절연층 위에 상기 제1배선의 수평위치와 다른 수평위치에 제2배선을 인쇄하는 단계; 및 상기 광변조기 또는 상기 드라이버 회로와의 접속을 위한 범프(Bump)를 상기 제1배선 또는 상기 제2배선에 전기적으로 연결시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광변조기 패키지 제조방법이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing an optical modulator package including an optical modulator and a driver circuit for driving the optical modulator, the method comprising: applying a first insulating layer on a substrate; Printing a first wiring on the first insulating layer; Applying a second insulating layer on the first insulating layer and the first wiring; Printing a second wiring on the second insulating layer at a horizontal position different from a horizontal position of the first wiring; And electrically connecting a bump for connection with the optical modulator or the driver circuit to the first wiring or the second wiring.
상기 범프를 연결시키는 단계는 상기 제2절연층의 일부를 제거하여 상기 제1배선의 일부를 개방하는 단계; 및 상기 개방된 상기 제1배선의 일부에 범프를 연결시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The connecting of the bumps may include removing a portion of the second insulating layer to open a portion of the first wiring; And connecting a bump to a part of the open first wiring.
이상에서 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 광변조기 패키지 내부의 구성요소간 인터커넥션에 있어서 전기적 분리와 공간의 최소화를 동시에 확보할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to simultaneously ensure electrical separation and minimization of space in the interconnection between components within the optical modulator package.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as the second component, and similarly, the second component may also be referred to as the first component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있 을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but other components may be present in the middle. It should be understood. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설 명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and in describing the present invention with reference to the accompanying drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals regardless of the reference numerals. Duplicate explanations will be omitted.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 광변조기 패키지 내부에서 광변조기를 연결하는 연결부의 단면도이다.1A is a cross-sectional view of a connection part connecting an optical modulator inside an optical modulator package according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 1a를 참조하면, 연결부는 기판(200), 제1절연층(210), 제2절연층(220), 제1배선(101), 제2배선(100, 102) 및 범프(Bump, 150, 152)를 포함할 수 있다. 도시된 연결부는 연결부의 일부만을 도시한 것이며 도면의 좌우방향으로 수백 또는 수천 개의 배선(100, 101, 102)이 더 존재할 수도 있다. 다만, 본 발명의 다층구조의 층별 배선구조를 설명하기 위하여 일부만을 도시하였다.Referring to FIG. 1A, a connection part includes a
기판(200) 위에 존재하는 제1절연층(210)과 제2절연층(220) 사이에는 제1배선(101)이 존재한다. 따라서 제1배선(101)은 제2절연층(220)에 의하여 커버되어 외부로 노출되지 않는다. 그러나 이는 연결부의 단면위치 때문이며, 연결부의 다른 위치에서의 단면부에서는 제2절연층(220)의 일부가 제거되어 제1배선이 노출된다. 이는 도 1b를 통하여 후술하도록 한다. 제1절연층(210)과 제2절연층(220)으로는 SiO2, PE-SiO2 등이 사용될 수 있으며, 각 절연층간 전기적 특성을 위하여 서로 다른 재질로 형성될 수 있다.The
상술한 제1절연층(210) 및 제1배선(101) 위를 제2절연층(220)이 커버하고 있는데, 제2절연층(220) 위에는 제2배선(100, 102)이 인쇄된다. 이 경우, 각각의 배선(100, 101, 102)은 서로 다른 수평위치에 인쇄된다. 각각이 서로 다른 수평위치에 인쇄되는 것은 각각의 배선(100, 101, 102)이 광변조기(미도시)에 포함되는 각 각의 미세 구동부(미도시)와 개별적으로 연결되어야 하기 때문이다.The second
따라서 수평으로 좌측부터 제2배선(100), 제1배선(101), 제2배선(102)의 차례로, 교대로 수평으로 위치하게 되며, 제2배선(100, 102)과 제1배선(101)은 제2절연층(220)에 의하여 전기적으로 완전히 분리된다.Accordingly, the
또한, 각각의 배선(100, 101, 102)이 교대로 제2절연층(220)을 기준으로 상층, 하층에 위치함으로써 별도의 배선간 간격을 확보할 필요가 없기 때문에 공간적으로도 종래에 단층에 모든 배선을 인쇄한 경우와 비교하여 매우 효율적이다.In addition, since the
상술한 바와 같이 교대로 서로 다른 층에 인쇄된 배선의 일측은 드라이버 회로(미도시)에 연결되어 드라이버 회로에서 전송하는 전기신호를 타측으로 전달할 수 있게 된다. As described above, one side of the wires alternately printed on different layers may be connected to a driver circuit (not shown) to transfer electrical signals transmitted from the driver circuit to the other side.
또한, 배선(100, 101, 102)의 타측에는 접촉단자인 범프(150, 152)가 연결되어 있다. 즉, 도 2에서 설명할 압전체(미도시)에 접촉하여 드라이버 회로에서 전달하는 구동신호를 인가할 수 있는 범프(150, 152)가 각각의 배선(100, 101, 102)에 연결되는 것이다. 도 1a에서는 단면의 위치 때문에 제2절연층(220)상에 인쇄된 제2배선(100, 102)에 연결된 범프(150, 152)만을 도시하였으나 각각의 배선(100, 101, 102)은 모두 범프와 연결되어 있을 수 있다. 이는 도 1b를 통하여 후술하도록 한다.In addition, bumps 150 and 152, which are contact terminals, are connected to the other side of the
도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 광변조기 패키지 내부에서 광변조기를 연결하는 연결부의 평면도이다.Figure 1b is a plan view of the connecting portion for connecting the optical modulator inside the optical modulator package according to an embodiment of the present invention.
도 1b를 참조하면, 도1a의 단면도가 축 b-b'를 기준으로 하는 단면도임을 알 수 있다. 따라서 도 1a에는 범프가 제2배선(100, 102)에만 연결되어 있는 것으로 도시되었으나, 도 1b의 평면도에는 제1배선(101)에 연결되어 있는 범프(151)도 도시되어 있다.Referring to FIG. 1B, it can be seen that the cross-sectional view of FIG. 1A is a cross-sectional view based on the axis b-b '. Therefore, in FIG. 1A, the bump is only connected to the
이하에서는 편의상 제1배선(101)에 연결된 범프를 제1범프(151), 제2배선(100, 102)에 연결된 범프를 제2범프(150, 152)로 명명하여 설명하도록 한다.Hereinafter, for convenience, the bumps connected to the
제1범프(151)와 제2범프(150, 152)는 각각의 배선(100, 101, 102)과 연결되어 지그재그(Zigzag) 또는 스태거(Stagger)인 수평위치에 존재한다. 수평위치는 평면도 상에서의 위치를 의미한다.The
따라서, 본 발명의 실시예에 의하면, 범프가 일렬로 형성되어 범프간 접속이나 간섭이 생기는 문제를 해결할 수 있다.Therefore, according to the embodiment of the present invention, it is possible to solve a problem in which bumps are formed in a line and inter-bump connection or interference occurs.
다만, 제2배선(100, 102)에 연결된 범프(150, 152)는 제2배선(100, 102)이 제2절연층(220) 위에 인쇄되어 노출되므로 직접, 금속 페이스트 인쇄방법이나, 스크린 프린팅, 잉크젯 방식 등을 이용하여 제2배선(100, 102)위에 직접 연결할 수 있다. However, the
그러나 제1범프(151)의 경우에는 제1배선(101)이 제2절연층(200) 아래의 다른 층에 존재하기 때문에(점선으로 표시함) 외부로 노출되지 않아 바로 범프(151)를 연결할 수 없다.However, in the case of the
따라서 제1범프(151)를 제1배선(101)에 연결시키기 위해서는 제1배선(101)의 일부를 개방시키도록 제2절연층(220)의 일부를 제거 하여야 한다. 이 경우 제2절연 층(220)의 일부는 플라즈마 에칭, RIE, 이온 밀링(Ion Milling) 등의 건식각 방법이 이용될 수 있다. 이는 도 4b를 통하여 상세히 설명하도록 한다.Therefore, in order to connect the
도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 광변조기 패키지 내부에서 광변조기를 연결하는 연결부의 입체도이다.Figure 1c is a three-dimensional view of the connecting portion connecting the optical modulator inside the optical modulator package according to an embodiment of the present invention.
도 1c를 참조하면, 도 1a에서 설명한 바와 같이, 제1배선(101)과 제2배선(100, 102)은 각각 제1절연층(210) 또는 제2절연층(220)에 다른 수평위치에서 교대로 인쇄되어 있다. 따라서 종래의 광변조기 패키지 내부의 각 소자를 연결하는 연결부(Interconnection)의 공간을 크게 줄일 수 있다.Referring to FIG. 1C, as described with reference to FIG. 1A, the
제2배선(100, 102, 104)에 연결된 제2범프들(150, 152, 154)은 1열로 정렬하여 연결되어 있으며, 제1배선(101, 103)에 연결된 제1범프들(151, 153)도 1열로 정렬하여 각각의 배선(100, 101, 102, 103, 104)과 연결되어 있다.The
그러나 본 발명의 실시예에 의하면, 제1범프(151, 153)와 제2범프(150, 152, 154)가 이루는 열은 서로 상이하다. 즉, 제1범프(151, 153)의 열과 제2범프(150, 152, 154)의 열을 서로 달리함으로서 제1범프(151, 153)와 제2범프(150, 152, 154)가 지그재그 위치로 형성되어 있음을 알 수 있다. However, according to the exemplary embodiment of the present invention, the heat formed by the
이로써, 본 발명에 의하면, 인접하는 범프(149, 151, 152, 153, 154)간에도 이격 거리를 확보할 수 있어, 범프(149, 151, 152, 153, 154)간에 신호간섭이나 단락현상 등을 방지할 수 있다.Thus, according to the present invention, the separation distance can be ensured even between
이외에도 제1배선(101, 103)의 경우, 제2절연층(220)이 상부를 커버하고 있 기 때문에 제1범프(151, 153)를 제1배선(101, 103)에 연결시키기 위해서는 제2절연층(220)의 일부를 제거하여야 하는데, 이 경우 제1범프(151, 153)가 연결될 위치가 제2범프(150, 152, 154)가 이루는 열과 다른 것이 플라즈마 에칭, RIE, 이온 밀링(Ion Milling) 등을 실시하는데 유리하다.In addition, in the case of the
다만, 상술한 제1범프(151, 153)와 제2범프(150, 152, 154)는 모두 광변조기의 미세 구동부에 접촉되어야 하므로 제2범퍼(150, 152, 154)가 이루는 열과 제1범퍼(151, 153)가 이루는 열 간의 간격은 미세 구동부의 크기보다는 작아야 한다.However, since the
이하에서는 상술한 범프(149, 151, 152, 153, 154)와 연결되어, 드라이버 회로로부터 생성되어, 각각의 배선을 통해 구동신호를 인가 받게 되는 광변조기의 구조에 대하여 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, referring to FIGS. 2 and 3, a structure of an optical modulator connected to the above-described
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광변조기 패키지에 포함되는 광변조기를 구성하는 마이크로 미러의 형상을 나타낸 도면이다.2 is a view showing the shape of the micro mirror constituting the optical modulator included in the optical modulator package according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 광변조기를 구성하는 일렬로 배열된 복수개의 마이크로 미러들 중 하나의 마이크로 미러를 나타내는 도면으로써 기판(210), 절연층(220), 희생층(230), 리본 구조물(240) 및 압전체(250)를 포함하는 마이크로 미러가 도시되어 있다. 압전체(250)는 도 1a, 1b 및 1c에서 설명한 미세 구동부의 한 종류이다.Referring to FIG. 2, a diagram illustrating a micromirror of one of a plurality of micromirrors arranged in a line constituting an optical modulator includes a
광변조기에 마이크로 미러가 일렬로 배열된 경우에는 1차원 광변조기가 되며, 2차원 평면상에 배열된 경우에는 2차원 평면 광변조기가 된다. 이는 도 3에서 상세히 설명하도록 한다.When the micromirrors are arranged in a line in the optical modulator, the optical mirror is a one-dimensional optical modulator. This will be described in detail with reference to FIG. 3.
기판(210)은 일반적으로 사용되는 반도체 기판이며, 절연층(220)은 식각 정지층(etch stop layer)으로서 증착되며, 희생층으로 사용되는 물질을 식각하는 에천트(여기서 에천트는 식각 가스 또는 식각 용액임)에 대해서 선택비가 높은 물질로 형성된다. 여기서 절연층(220) 상에는 입사광을 반사하기 위해 반사층(220(a))이 형성될 수 있다. The
희생층(230)은 리본 구조물(240)이 절연층(220)과 일정한 간격으로 이격될 수 있도록 양 사이드에서 리본 구조물(240)을 지지하고, 중심부에서 공간(Space)을 형성하는 역할을 한다.The
리본 구조물(240)은 상술한 바와 같이 입사광에 대하여 회절 및 간섭을 일으켜서 신호를 광변조하는 역할을 한다. 리본 구조물(240)의 형태는 상술한 바와 같이 복수의 리본 형상으로 구성될 수도 있고, 리본의 중심부에 하나 이상의 오픈홀(240(b))을 구비할 수도 있다. 또한, 압전체(250)는 상부 및 하부 전극간의 전압차에 의해 발생하는 상하 또는 좌우의 수축 또는 팽창 정도에 따라 리본 구조물(240)을 상하로 움직이도록 제어한다. 여기서, 반사층(220(a))은 리본 구조물(240)에 형성된 홀(240(b))에 대응하여 형성된다. The
예를 들면, 빛의 파장이 λ인 경우, 리본 구조물(240)에 형성된 상부 반사층(240(a))과 절연층(220)에 형성된 하부 반사층(220(a)) 간의 간격이(2ℓ)λ/4(ℓ은 자연수)가 되도록 하는 제1전압이 압전체(250)에 인가된다. 이 경우 0차 회절광의 경우 상부 반사층(240(a))으로부터 반사된 광과 하부 반사층(220(a))으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 ℓλ와 같아서 보강 간섭을 하여 변조광은 최대 휘도를 가진다. 여기서, +1차 및 -1차 회절광의 경우 광의 밝기는 상쇄 간섭에 의해 최소값을 가진다.For example, when the wavelength of light is λ, the distance between the upper reflective layer 240 (a) formed on the
또한, 리본 구조물(240)에 형성된 상부 반사층(240(a))과 절연층(220)에 형성된 하부 반사층(220(a)) 간의 간격이 (2ℓ+1)λ/4(ℓ은 자연수)가 되도록 하는 제2 전압이 압전체(250)에 인가된다. 이 경우 0차 회절광의 경우 상부 반사층(240(a))으로부터 반사된 광과 하부 반사층(220(a))으로부터 반사된 광 사이의 전체 경로차는 (2ℓ+1)λ/2와 같아서 상쇄 간섭을 하여 변조광은 최소 휘도를 가진다. 여기서, +1차 및 -1차 회절광의 경우 보강 간섭에 의해 광의 휘도는 최대값을 가진다. In addition, the distance between the upper reflective layer 240 (a) formed on the
이러한 간섭의 결과, 마이크로 미러는 회절광의 광량을 조절하여 하나의 픽셀에 대한 신호를 빛에 실을 수 있다. 이상에서는, 리본 구조물(240)과 절연층(220) 간의 간격이 (2ℓ)λ/4 또는 (2ℓ+1)λ/4인 경우를 설명하였다. 하지만, 리본 구조물(240)과 절연층(220) 간의 간격을 조절하여 입사광의 회절, 반사에 의해 간섭되는 광의 휘도를 조절할 수 있는 다양한 실시예가 본 발명에 적용될 수 있음은 당연하다.As a result of this interference, the micromirror can adjust the amount of diffracted light to carry a signal for one pixel on the light. In the above, the case where the space | interval between the
또한, 도 2에서는 회절형 광변조기를 중심으로 설명하였으나 본 발명의 일 실시예에 따른 프로젝션 디스플레이 장치에 포함되는 광변조기에 불과하며 투과형, 반사형의 광변조기로 대체될 수 있음은 자명하다.In addition, although described with reference to the diffraction type optical modulator in FIG. 2, only the optical modulator included in the projection display apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention may be replaced by a transmissive or reflective optical modulator.
또한, 도 2에서는 압전 방식의 광변조기를 중심으로 설명하였으나, 이는 본 발명에 사용되는 광변조기의 일 예에 불과하며, 정전 방식의 광변조기로 대체될 수 있음은 자명하다.In addition, in FIG. 2, the piezoelectric type optical modulator has been described. However, this is only an example of the optical modulator used in the present invention, and it is obvious that the optical modulator may be replaced by an electrostatic type optical modulator.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 광변조기 패키지에 포함되는 광변조기를 나타낸 도면이다.3 is a view illustrating an optical modulator included in an optical modulator package according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 광변조기(130)는 각각 제1픽셀(pixel #1), 제2 픽셀(pixel #2), …, 제m 픽셀(pixel #m)을 담당하는 m개의 마이크로 미러(100-1, 100-2, …, 100-m)로 구성된다. 광변조기(130)는 수직 주사선 또는 수평 주사선(여기서, 수직 주사선 또는 수평 주사선은 m개의 픽셀로 구성되는 것으로 가정함)의 1차원 영상에 대한 영상 정보를 담당하며, 각 마이크로 미러(100-1, 100-2, …, 100-m)는 수직 주사선 또는 수평 주사선을 구성하는 m개의 픽셀 중 하나씩의 픽셀을 담당한다. 따라서 도 3에 도시된 광변조기(130)은 1차원 광변조기에 해당한다.Referring to FIG. 3, the
수직 주사선 또는 수평 주사선은 도 3에 도시된 바와 같이 마이크로 미러를 일렬로 배치한 길이방향의 광변조기에 선형광(Line Beam)이 입사되면서 픽셀 단위로 변조되는 1차원의 변조광이다.As illustrated in FIG. 3, the vertical scan line or the horizontal scan line is a one-dimensional modulated light modulated in units of pixels while a linear beam is incident on a longitudinal optical modulator in which micromirrors are arranged in a line.
각각의 마이크로 미러에서 반사 및/또는 회절된 광은 이후 스캐너(190)에 의해 스크린(195)에 2차원 영상으로 투사된다. 예를 들면, VGA 640ㅧ480 해상도의 경우 480개의 수직 픽셀에 대해 스캐너(190)의 한 면에서 640번 모듈레이션을 하여 광 스캔 장치의 한 면당 스크린(195)에 하나의 평면 프레임이 생성된다.The light reflected and / or diffracted at each micro mirror is then projected by the scanner 190 to the screen 195 as a two dimensional image. For example, in the case of VGA 640x480 resolution, one plane frame is generated on the screen 195 per side of the optical scanning apparatus by modulating 640 times on one side of the scanner 190 for 480 vertical pixels.
본 실시예에서 리본 구조물(240)에 형성된 홀(240(b)-1)은 2개인 것으로 가정한다. 2개의 홀(240(b)-1)로 인하여 리본 구조물(240) 상부에는 3개의 상부 반사 층(240(a)-1)이 형성된다. 절연층(220)에는 2개의 홀(240(b)-1)에 상응하여 2개의 하부 반사층이 형성된다. 그리고 제1픽셀(pixel #1)과 제2 픽셀(pixel #2) 사이의 간격에 의한 부분에 상응하여 절연층(220)에는 또 하나의 하부 반사층이 형성된다. 따라서, 각 픽셀당 상부 반사층(240(a)-1)과 하부 반사층의 개수는 3개로 동일하게 되며, 변조광(0차 회절광 또는 ㅁ1차 회절광)을 이용하여 변조광의 밝기를 조절하는 것이 가능하다.In the present embodiment, it is assumed that there are two holes 240 (b) -1 formed in the
도 4a는 본 발명의 실시예에 의한 광변조기 패키지 과정 중 연결부를 제조하는 방법을 도 1b의 단면 b-b'를 기준으로 나타낸 도면이다.FIG. 4A is a view illustrating a method of manufacturing a connection part during an optical modulator package process according to an exemplary embodiment of the present invention based on cross section b-b 'of FIG. 1B.
도 4a를 참조하면, 단계 S300에서 실리콘 기판(200) 위에 제1절연층(210)을 도포하고, 제1배선(99, 101, 103, 105, 107)을 인쇄한다. 배선(99, 101, 103, 105, 107)의 인쇄에는 잉크젯 방식, 스크린 프린팅 방식, 페이스트 방식 등 본 발명의 기술분야에서 널리 이용되는 다양한 방법이 사용될 수 있다.Referring to FIG. 4A, in operation S300, the first insulating
이 후 단계 S310에서는 제1배선(99, 101, 103, 105, 107)이 제1절연층(210)위에 인쇄되어 있는 상태에서 제2절연층(220)을 도포하고, 제1절연층(210)이 단계 S300에서 인쇄된 위치, 즉 수평적으로 다른 위치에 제2배선(100, 102, 104, 106)을 인쇄한다. 이로써 도 1c에서 설명한 바와 같이, 제1배선(99, 101, 103, 105, 107)과 제2배선(100, 102, 104, 106)이 교대로 위치하게 된다. 따라서 제1배선(99, 101, 103, 105, 107)과 제2배선(100, 102, 104, 106)간에는 절연층으로 전기적으로 분리(Isolation)되게 된다.Thereafter, in step S310, the second insulating
이 후 단계 S340에서는 제2범프(150, 152, 154, 156)를 제2배선(100, 102, 104, 106) 각각의 일측에 연결시키거나 형성한다. 이 경우 미리 제조된 범프를 일측에 연결시킬 수도 있으며 또한 별도의 반도체 공정을 통하여 제2범프(150, 152, 154, 156)를 제2배선 위에 형성시킬 수도 있다. Thereafter, in step S340, the
즉, 마스크와 노광장비를 이용하여 리소그래피 방법으로 제2범프를 형성할 수도 있다. 다만, 이는 예시에 불과하며, 다양한 반도체 제조방법을 이용하여 범프를 연결시키거나 형성할 수 있다.That is, the second bump may be formed by a lithography method using a mask and an exposure apparatus. However, this is merely an example, and bumps may be connected or formed using various semiconductor manufacturing methods.
도 4b는 본 발명의 실시예에 의한 광변조기 패키지 과정 중 연결부를 제조하는 방법을 도 1b의 단면 a-a'를 기준으로 나타낸 도면이다.FIG. 4B is a view illustrating a method of manufacturing a connection part during an optical modulator package process according to an exemplary embodiment of the present invention based on the section a-a 'of FIG. 1B.
도 4b를 참조하면, 도4a에서 설명한 단계 S310이 완료된 상태에서 진행될 수 있다. 즉, 도 1a는 제2절연층(220) 위에 인쇄되어 외부로 노출된 제2배선(100, 102, 104, 106)에 범프(150, 152, 154, 156)를 연결 또는 형성하는 과정을 중심으로 도시하였으나, 도 1b는 제2절연층(220)에 의하여 커버되어 있는 제1배선(99, 101, 103, 105, 107)에 제1범프(149, 151, 152, 153, 154)를 연결 또는 형성하는 과정을 중심으로 도시한 것이다.Referring to FIG. 4B, the process of step S310 described with reference to FIG. 4A may be completed. That is, FIG. 1A illustrates a process of connecting or forming
따라서 단계 S310가 완료되고, 도 4a의 단계 S340 또는 단계 S320 중 어느 것이 먼저 수행되어도 본 발명의 광변조기 패키지 제조방법에 포함된다.Therefore, step S310 is completed, and any of step S340 or step S320 of Figure 4a is included in the optical modulator package manufacturing method of the present invention.
이하에서는 설명의 편의를 위하여 단계 S310이후 도 4b의 단계 S320 및 단계 S330이 수행된 후, 도 4a의 단계 S430이 수행되는 것으로 가정하고 설명하도록 한 다.Hereinafter, for convenience of explanation, it is assumed that after step S310 and step S330 of FIG. 4B are performed after step S310, step S430 of FIG. 4A is performed.
단계 S310에서 제1절연층(210)위에 제1배선(99, 101, 103, 105, 107), 제2절연층(220)위에 제2배선(100, 102, 104, 106)이 각각 도포된 후, 단계 S320에서는 제2절연층(220)에 의하여 커버되어 있는 제1배선(99, 101, 103, 105, 107)을 개방 또는 노출시키기 위하여 제1배선(99, 101, 103, 105, 107)의 상부에 존재하는 제2절연층(220)의 일부를 제거한다.In operation S310, the
이 경우, 제2범프(150, 152, 154, 156)는 도 1b의 평면도에서 설명한 바와 같이 제1범프(149, 151, 152, 153, 154)의 위치와 다른 위치에 연결 또는 형성될 것이므로, 제2절연층(220)의 제거과정에 영향을 받지 않는다. 또한, 이로써 제2절연층(220)을 제거하는 과정에서 제2범프(150, 152, 154, 156)의 위치와 관계없이 용이하게 작업이 수행될 수 있다.In this case, the
이 경우, 제2절연층(220)은 플라즈마 에칭, 스퍼터링 에칭, RIE(Reactive Ion Etching), 이온 밀링(Ion Milling) 등의 건식각 방법이 이용하여 제거할 수 있다. 다만 제2절연층(220)의 일부를 제거하는 방법이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 반도체 제조기술을 이용하여 제2절연층(220)을 제거할 수 있다.In this case, the second insulating
단계 S330에서는 제2절연층(220)의 일부가 제거되어 노출된 제1배선(99, 101, 103, 105, 107)에 제1범프(149, 151, 152, 153, 154)를 연결하거나 형성한다. In operation S330, a part of the second insulating
제1범프(149, 151, 152, 153, 154)를 연결하거나 생성하는 과정은 도 4a의 단계 S340에서 설명한 바와 같이 미리 제조된 범프를 제1배선(99, 101, 103, 105, 107)에 연결시킬 수도 있으며, 또한 별도의 반도체 공정을 통하여 제1범프(149, 151, 152, 153, 154)를 제1배선(99, 101, 103, 105, 107)위에 형성시킬 수도 있다.The process of connecting or generating the
이후 설명한 바와 같이 모든 범프의 연결 또는 형성이 완료되면, 각 범프(149,150,…, 157)와 도 2에서 설명한 광변조기의 미세 구동부인 압전체에 접촉시킴으로써 광변조기가 구동신호를 인가 받아 리본구조에 기계적인 상하 움직임이 발생하도록 할 수 있다.As described later, when all bumps are connected or formed, the
상술한 바와 같이 배선(99, 100, …, 107)의 일단은 범프(149,150,…, 157)를 통해 광변조기의 미세 구동부와 연결되도록 하고, 배선의 타측은 구동신호를 생성하는 드라이버 회로의 출력단과 연결되도록 한다.As described above, one end of the
이 후 상술한 광변조기, 연결부, 드라이버 회로를 캡으로 기밀하고 드라이브 회로의 입력단 또는 출력단을 광변조기 패키지 외부의 영상 제어회로(미도시)와 연결할 수 있는 커넥터 또는 FPCB와 연결함으로 광변조기 패키지를 완성할 수 있다. 이외에 광변조기 패키지에 더 포함될 수 있는 광학기판, 인쇄회로기판 등의 구성과 제조과정은 당업자에게 자명하므로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.Then, the optical modulator package is completed by sealing the optical modulator, the connection part, and the driver circuit described above with a cap and connecting the input terminal or output terminal of the drive circuit with an image control circuit (not shown) outside the optical modulator package. can do. In addition, since the configuration and manufacturing process of the optical substrate, printed circuit board, etc., which may be further included in the optical modulator package, will be apparent to those skilled in the art, description thereof will be omitted.
상기에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구범위에 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 the embodiments of the present invention, those skilled in the art may variously modify and modify the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that it can be changed.
도 1a는 본 발명의 실시예에 따른 광변조기 패키지 내부에서 광변조기를 연결하는 연결부의 단면도.Figure 1a is a cross-sectional view of the connecting portion connecting the optical modulator inside the optical modulator package according to an embodiment of the present invention.
도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 광변조기 패키지 내부에서 광변조기를 연결하는 연결부의 평면도.Figure 1b is a plan view of the connecting portion connecting the optical modulator inside the optical modulator package according to an embodiment of the present invention.
도 1c는 본 발명의 실시예에 따른 광변조기 패키지 내부에서 광변조기를 연결하는 연결부의 입체도.Figure 1c is a three-dimensional view of the connecting portion connecting the optical modulator inside the optical modulator package according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광변조기 패키지에 포함되는 광변조기를 구성하는 마이크로 미러의 형상을 나타낸 도면.2 is a view showing the shape of the micro mirror constituting the optical modulator included in the optical modulator package according to an embodiment of the present invention.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 광변조기 패키지에 포함되는 광변조기를 나타낸 도면.3 is a view showing an optical modulator included in an optical modulator package according to an embodiment of the present invention.
도 4a는 본 발명의 실시예에 의한 광변조기 패키지 과정 중 연결부를 제조하는 방법을 도 1b의 단면 b-b'를 기준으로 나타낸 도면.Figure 4a is a view showing a method for manufacturing a connection during the optical modulator packaging process according to an embodiment of the present invention based on the cross-section b-b 'of Figure 1b.
도 4b는 본 발명의 실시예에 의한 광변조기 패키지 과정 중 연결부를 제조하는 방법을 도 1b의 단면 a-a'를 기준으로 나타낸 도면.Figure 4b is a view showing a method for manufacturing a connection during the optical modulator packaging process according to an embodiment of the present invention with reference to the cross-section a-a 'of FIG.
Claims (7)
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| KR1020080104196A Ceased KR20100045136A (en) | 2008-10-23 | 2008-10-23 | Optical modulator package and method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20100045136A (en) |
-
2008
- 2008-10-23 KR KR1020080104196A patent/KR20100045136A/en not_active Ceased
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Legal Events
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