KR0178220B1 - 광로 조절 장치의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광로조절장치의 제조방법에 관한 것으로서, 트랜지스터들이 매트릭스 상태로 내장되고 표면에 상기 트랜지스터들과 전기적으로 연결된 패드들을 갖는 구동기판의 상부에 단위 액츄에이터 별로 2개가 소정 거리 이격되며 그중 하나가 패드와 전기적으로 접촉되는 지지부를 형성하는 공정과, 상기 지지부가 형성되지 않은 구동기판의 상부에 제1희생막을 형성하는 공정과, 상기 지지부와 제1희생막의 상부에 하부전극, 변형부, 상부전극 및 구동전달부를 형성하는 공정과, 상기 구동전달부를 상기 지지부 사이의 중간 부분에 위치되고 상기 상부전극, 변형부 및 하부전극을 양 끝단이 상기 지지부에 걸치도록 식각하여 액츄에이터를 한정하는 공정과, 상기 구동전달부가 형성되지 않은 상부전극과 상기 제1희생막의 상부에 제2희생막을 형성하는 공정과, 상기 제1 및 제2희생막의 소정 부분을 제거하여 구동기판을 노출시키는 공정과, 상기 노출된 구동기판에 일측이 부착되고 상기 구동전달부에 타측이 부착되는 반사판을 형성하는 공정과, 상기 제1 및 제2 희생막을 제거하는 공정을 구비한다. 따라서, 제1 및 제2희생막 제거시 액츄에이터에 의해 반사판이 고정되므로 스티킹 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
Description
본 발명은 투사형 화상 표시장치에 이용되는 광로 조절 장치의 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 희생막을 제거한 후 세정 및 건조시 스티킹(sticking)을 방지할 수 있는 광로 조절 장치의 제조방법에 관한 것이다.
화상표시장치는 표시방법에 따라, 직시형 화상표시장치와 투사형 화상표시장치로 구분된다.
직시형화상표시장치는 CRT(Cathode Ray Tube)등이 있는데, 이러한 CRT화상표시장치는 화질은 좋으나 화면이 커짐에 따라 중량 및 두께의 증대와, 가격이 비싸지는 등의 문제점이 있어 대화면을 구비하는데 한계가 있다.
투사형화상표시장치는 대화면 액정표시장치(Liquid Crystal Display: 이하 LCD라 칭함)등이 있는데, 이러한 대화면 LCD의 박형화가 가능하여 중량을 작게 할 수 있다. 그러나, 이러한 LCD는 편광판에 의한 광의 손실이 크고 LCD를 구동하기 위한 박막 트랜지스터가 화소마다 형성되어 있어 개구율(광의 투과면적)을 높이는데 한계가 있으므로 광의 효율이 매우 낮다.
따라서, 미합중국 Aura사에 의해 액추에이티드 미러 어레이(Actuated Mirror Arrays: 이하 AMA라 칭함)를 이용한 투사형 화상 표시장치가 개발되었다. AMA를 이용한 투사형 화상표시장치는 광원에서 발광된 백색광을 적색, 녹색 및 청색의 광으로 분리한 후, 이 광을 액츄에이터들로 이루어진 광로 조절 장치의 구동에 의해 광로를 변경 시킨다. 즉, 액츄에이터들에 실장되어 이 액츄에이터들이 개별적으로 구동되는 것에 의해 기울어지는 거울들에 각각 반사시켜 광로(light path)를 변경시키는 것에 의해 광의 양을 조절하여 화면으로 투사시킨다. 그러므로 화면에 화상이 나타나게 된다. 상기에서, 액츄에이터는 압전 또는 전왜세라믹으로 이루어진 변형부가 인가되는 전압에 의해 전계가 발생되어 변형되는 것을 이용하여 거울을 기울게 한다. AMA는 구동방식에 따라 1차원 AMA와 2차원 AMA로 구별된다. 1차원 AMA는 거울들이 M × 1 어레이로 배열되고, 2차원 AMA는 거울 들이 M × N 어레이로 배열되고 있다. 따라서, 1차원 AMA를 이용한 투사형 화상표시장치는 주사거울을 이용하여 M × 1개 광속들을 선주사시키고, 2차원 AMA를 이용하는 투사형 화상표시장치는 M × N개의 광속들을 투사시켜 화상을 나타내게 된다.
또한, 액츄에이터는 변형부의 형태에 따라 벌크형(bulk type)과 박막형(thin film type)으로 구분된다. 상기 벌크형은 다층 세라믹을 얇게 잘라 내부에 금속전극이 형성된 세라믹웨이퍼(ceramic wafer)를 구동기판에 실장한 후 쏘잉(sawing)등으로 가공하고 거울을 실장한다. 그러나, 벌크형 액츄에이터는 액츄에이터들을 쏘잉에 의해 분리하여야 하므로 긴 공정시간이 필요하며, 또한, 변형부의 응답 속도가 느린 문제점이 있었다. 따라서, 반도체공정을 이용하여 제조할 수 있는 박막형의 액츄에이터가 개발되었다.
제1도(a) 내지 (d)는 종래 기술에 따른 광로 조절 장치의 제조공정도이다.
제1도(a)를 참조하면, 표면에 트랜지스터(도시되지 않음)가 매트릭스 형태로 내장되고, 이 트랜지스터에 전기적으로 연결된 알루미늄(Al)등의 금속으로 이루어진 패드(13)를 갖는 구동기판(11)의 표면에 에어 갭(air gap)을 형성하기 위한 희생막(15)을 1∼2㎛ 정도의 두께로 형성한다. 그리고, 패드(13)가 형성된 부분의 희생막(15)을 통상의 포토리쏘그래피(photolithography) 방법으로 제거하여 패드(13)와 주위의 구동기판(11)을 노출시킨다.
제1도(b)를 참조하면, 상기 구동기판(11)와 희생막(15)의 상부에 멤브레인(17)을 1∼2㎛ 정도의 두께로 형성한다. 그리고, 멤브레인(17)의 소정 부분에 패드(13)가 노출되도록 개구(18)를 형성한 후, 이 개구(18)의 내부에 전도성 금속을 채워 패드(13)들과 전기적으로 연결되는 플러그(plug:19)를 형성한다. 계속해서, 멤브레인(17)의 상부에 500∼2000Å 정도의 두께의 하부전극(21)을 플러그(19)와 전기적으로 연결되도록 형성한다. 그러므로, 패드(13)와 하부전극(21)은 플러그(19)에 의해 서로 전기적으로 연결된다.
제1도(c)를 참조하면, 상기 하부전극(21)의 표면에 변형부(23) 및 상부전극(25)을 형성한다. 상기에서, 변형부(23)는 압전 세라믹이나 전왜세라믹을 0.7∼2㎛ 정도의 두께로 도포하며, 상부전극(25)은 반사특성과 전기적특성이 좋은 금속을 증착하여 형성된다. 계속해서, 상부전극(25), 변형부(23), 하부전극(21) 및 멤브레인(17)들을 구동기판(11)이 노출되도록 식각하여 액츄에이터들을 분리한다. 상기 액츄에이터들을 분리할 때, 상부전극(25), 변형부(23), 하부전극(21) 및 멤브레인(17)들을 각각의 식각 마스크를 사용하여 반응성 이온 식각(RIE)으로 식각한다. 그리고, 상부전극(25)의 표면과 액츄에이터(30)들의 분리에 의한 측면들에 포토레지스트 등으로 보호막(27)을 형성한다.
제1도(d)를 참조하면, 희생막(15)을 불산용액(HF) 등의 식각 용액으로 제거한다. 이때, 보호막(27)은 멤브레인(17) 및 변형부(23)의 측면이 식각되어 각층들이 박리되는 것을 방지한다. 그 다음, 보호막(27)을 제거하여 에어 갭(29)을 형성한다.
그러나, 상술한 종래의 광로 조절 장치는 희생막을 용제에 의해 제거하고 이 용제가 제거되도록 세정한 후 세정액을 건조할 때 세정액의 표면 장력에 의해 멤브레인의 하부가 구동기판에 부착되는 스티킹 현상이 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 희생막을 제거한 용제를 제거하기 위한 세정 및 건조시 스티킹 현상을 방지할 수 있는 광로 조절 장치의 제조방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광로 조절 장치의 제조방법은 트랜지스터들이 매트릭스 상태로 내장되고 표면에 상기 트랜지스터들과 전기적으로 연결된 패드들을 갖는 구동기판의 상부에 단위 액츄에이터 별로 2개가 소정 거리 이격되며 그중 하나가 패드와 전기적으로 접촉되는 지지부를 형성하는 공정과, 상기 지지부가 형성되지 않은 구동기판의 상부에 제1희생막을 형성하는 공정과, 상기 지지부와 제1희생막의 상부에 하부전극, 변형부, 상부전극 및 구동전달부를 형성하는 공정과, 상기 구동전달부를 상기 지지부 사이의 중간 부분에 위치되고 상기 상부전극, 변형부 및 하부전극을 양 끝단이 상기 지지부에 걸치도록 식각하여 액츄에이터를 한정하는 공정과, 상기 구동전달부가 형성되지 않은 상부전극과 상기 제1희생막의 상부에 제2희생막을 형성하는 공정과, 상기 제1 및 제2희생막의 소정부분을 제거하여 구동기판을 노출시키는 공정과, 상기 노출된 구동기판에 일측이 부착되고 상기 구동전달부에 타측이 부착되는 반사판을 형성하는 공정과, 상기 제1 및 제2희생막을 제거하는 공정을 구비한다.
제1도(a) 내지 (d)는 종래 기술에 따른 광로 조절 장치의 제조공정도.
제2도(a) 내지 (d)는 본 발명에 따른 광로 조절 장치의 제조공정도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
41 : 구동기판 43 : 패드
45 : 지지부 46 : 제1희생막
47 : 하부전극 49 : 변형부
51 : 상부전극 53 : 구동전달부
55 : 액츄에이터 56 : 제2희생막
57 : 반사판
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
제2도(a) 내지 (d)는 본 발명에 따른 광로 조절 장치의 제조 공정도이다.
제2도(a)를 참조하면, 표면에 트랜지스터(도시되지 않음)가 매트릭스 형태로 내장되고, 이 트랜지스터에 전기적으로 연결된 패드(43)를 갖는 구동기판(41) 표면의 소정 부분에 소정 거리 이격되게 단위 화소 별로 2개의 지지부(45)를 형성한다. 상기 지지부(45)는 구동기판(41)의 표면에 백금(Pt) 또는 백금/티타늄(Pt/Ti) 등의 고융점 금속을 1∼2㎛ 정도의 두께로 침적한 후 통상의 포토리쏘그래피 방법에 의해 패터닝(patterning)하여 형성하는 데, 상기 지지부(45)들 중 어느 하나는 패드(43)와 전기적으로 접촉되도록 한다. 그리고, 구동기판(41)의 지지부(43)가 형성되지 않은 부분에 지지부(43)와 동일한 두께로 PSG(Phospho-Silicate Glass)를 침적하여 제1희생막(46)을 형성한다.
제2도(b)를 참조하면, 상기 지지부(45)와 제1희생막(46)의 상부에 백금(Pt) 또는 백금/티타늄(Pt/Ti)등을 진공 증착 또는 스퍼터링 등에 의해 500∼2000Å 정도의 두께로 증착하여 하부전극(47)을 형성한다. 상기에서 하부전극(47)을 지지부(45)와 전기적으로 연결되도록 형성한다. 그러므로, 지지부(45)에 의해 패드(43)와 하부전극(47)이 전기적으로 연결된다. 상기 하부전극(47)의 표면에 변형부(49)를 형성한다. 상기에서 변형부(49)는 BaTiO3, PZT(Pb(Zr, Ti)O3) 또는 PLZT(Pb, La)(Zr, Ti)O3) 등의 압전세라믹이나, 또는, PMN(Pb(Mg, Nb)O3) 등의 전왜세라믹을 Sol-Gel법, 스퍼터링 또는 CVD법 등에 의해 1∼2㎛정도의 두께로 도포함으로써 형성된다. 상기에서, 변형부(55)가 얇게 형성되므로 별도의 분극을 하지 않고도 구동시 인가되는 화상신호에 의해 분극된다. 계속해서, 변형부(49)의 상부에 상부전극(51)을 형성한다. 상기 상부전극(51)은 전기 전도도가 좋은 금속인 알루미늄 또는 구리를 1∼2㎛ 정도의 두께로 침적하므로써 형성된다. 그 다음, 상부전극(51)의 상부에 상기 상부전극(51)과 동일한 전기 전도도가 좋은 금속인 알루미늄 또는 구리를 1∼2㎛ 정도의 두께로 침적하여 구동전달부(53)을 형성한다.
제2도(c)를 참조하면, 구동전달부(53), 상부전극(51), 변형부(49) 및 하부전극(47)을 포토리쏘그래피 방법으로 식각하여 액츄에이터(55)를 한정한다. 이때, 구동전달부(53), 상부전극(51), 변형부(49) 및 하부전극(47)은 각각 별도의 식각 마스크가 필요하게 된다. 즉, 구동전달부(53)는 지지부(45) 사이의 중간 부분에 위치되도록 형성하여야 하며, 또한, 상부전극(51) 및 변형부(49)를 식각한 마스크는 식각 용액에 변형되므로 이 후에 변형부(49) 및 하부전극(47)를 식각하기 위한 마스크로 사용이 부적당하게 된다. 그리고, 상기 노출된 제1희생막(46)과 동일한 PSG(Phospho-Silicate Glass)를 침적하여(도시되지 않음) 제2희생막(56)을 형성한다. 상기에서, 제2희생막(56)은 구동전달부(53)가 형성되지 않은 상부전극(51)의 상부에 제1희생막(46)과 구동전달부(53)의 표면이 노출되게 형성되어야 한다.
제2도(d)를 참조하면, 제1 및 제2 희생막(46)(56)을 패터닝하여 구동기판(41)의 소정 부분을 노출시킨다. 그리고, 구동전달부(53), 제2희생막(56) 및 구동기판(41)의 노출된 부분에 반사판(57)을 형성한다. 상기 반사판(57)은 반사 특성 뿐만 아니라 전기적 특성이 양호한 알루미늄 또는 구리 등을 1000∼3000Å 정도의 두께로 스퍼터링 또는 진공증착 등의 방법에 의해 형성되어 구동전달부(53)에 의해 상부전극(51)과 전기적으로 연결된다. 그 다음, 반사판(57)을 포토리쏘그래피 방법에 의해 구동기판(41)에 부착된 일측의 소정 부분이 인접하는 액츄에이터(도시되지 않음)에 의해 구동되는 반사판(도시되지 않음)과 연결되고, 타측 끝단이 구동전달부(53)과 일치되도록 패터닝한다. 그리고, 제1 및 제2희생막(46)(56)을 불산(HF)등의 식각용액으로 제거하고 세정 및 건조한다. 이때, 액츄에이터(55)는 반사판(57)의 타측 끝을 고정시켜 스티킹 현상을 방지한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광로 조절 장치는 구동기판의 상부에 단위 액츄에이터에 2개가 형성되고 그 중 어느 하나가 패드와 전기적으로 접촉되게 형성된 지지부의 상부에 양 끝단이 걸쳐 지지부와 전기적으로 연결된 하부 전극, 변형부 및 상부전극이 순차적으로 형성되며, 상기 상부전극 상부의 지지부와 접촉되지 않은 상부 방향으로 휘어짐이 가장 큰 중간 부분에 상부전극과 전기적으로 연결된 구동전달부로 이루어진 액츄에이터와, 일측이 구동기판의 상부에 부착되며 인접하는 액츄에이터에 구동되는 반사판과 전기적으로 연결되고 타측 끝부분의 하부가 상기 액츄에이터의 구동전달부에 전기적으로 연결되게 부착된 계단 형상을 갖는 반사판으로 이루어진다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광로 조절 장치의 제조 방법에 의해서 제조된 광로 조절 장치의 일예는, 본 출원인에 의해서 1995년 6월 30일자로 대한민국 특허청에 광로 조절 장치라는 명칭으로 특허출원된 것에 상세하게 기술되어 있다.(참조: 특허출원번호 제95-18672호)
따라서, 본 발명은 제1 및 제2 희생막 제거시 액츄에이터에 의해 반사판이 고정되므로 스티킹 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 잇점이 있다.
Claims (17)
- 트랜지스터들이 매트릭스 상태로 내장되고 표면에 상기 트랜지스터들과 전기적으로 연결된 패드(43)들을 갖는 구동기판(41)의 상부에 단위 액츄에이터 별로 2개가 소정 거리 이격되며 그중 하나가 패드(43)와 전기적으로 접촉되는 지지부(45)를 형성하는 공정과, 상기 지지부(45)가 형성되지 않은 구동기판(41)의 상부에 제1희생막(46)을 형성하는 공정과, 상기 지지부(45)와 제1희생막(46)의 상부에 하부전극(47), 변형부(49), 상부전극(51) 및 구동전달부(53)을 형성하는 공정과, 상기 구동전달부(53)를 상기 지지부(45) 사이의 중간 부분에 위치되고 상기 상부전극(51), 변형부(49) 및 하부전극(47)을 양 끝단이 상기 지지부(45)에 걸치도록 식각하여 액츄에이터(55)를 한정하는 공정과, 상기 구동전달부(53)가 형성되지 않은 상부전극(51)과 상기 제1희생막(46)의 상부에 제2희생막(56)을 형성하는 공정과, 상기 제1 및 제2희생막(46)(56)의 소정 부분을 제거하여 구동기판(41)을 노출시키는 공정과, 상기 노출된 구동기판(41)에 일측이 부착되고 상기 구동전달부(53)에 타측이 부착되는 반사판(57)을 형성하는 공정과, 상기 제1 및 제2희생막(46)(56)을 제거하는 공정을 구비하는 광로 조절 장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 지지부(45)를 백금 및 백금/티타늄을 포함하는 고용점 금속 중에서 선택한 것을 1∼2㎛ 두께로 침적한 후 패터닝하여 형성하는 광로 조절 장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1희생막(46)을 PSG를 상기 지지부(45)와 동일한 두께로 침적하여 형성하는 광로 조절 장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 변형부(49)를 BaTiO3, PZT 또는 PLZT의 압전세라믹으로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 변형부(49)를 PMN의 전왜세라믹으로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 변형부(49)를 회전도포법, 분사법, 스퍼터링 또는 화학기상침적법으로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제6항에 있어서, 상기 변형부(49)를 1∼2㎛의 두께로 형성하는 광로 조절장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 상부전극(51)을 알루미늄 및 구리를 포함하는 전기 전도도가 좋은 금속 중에서 선택하는 것으로 형성하는 광로 조절 장치의 제조방법.
- 제8항에 있어서, 상기 상부전극(51)을 1∼2㎛ 두께로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 구동전달부(53)를 알루미늄 및 구리를 포함하는 전기 전도도가 좋은 금속 중에서 선택하는 것으로 형성하는 광로 조절 장치의 제조방법.
- 제10항에 있어서, 상기 구동전달부(53)을 1∼2㎛ 두께로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제2희생막(56)을 PSG로 형성하는 광로 조절 장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 반사판(57)을 알루미늄 및 구리를 포함하는 반사 특성 뿐만 아니라 전기적 특성이 양호한 금속 중에서 선택되는 것으로 형성하는 광로 조절 장치의 제조방법.
- 제13항에 있어서, 상기 반사판(57)을 1000∼3000Å 두께로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제14항에 있어서, 상기 반사판(57)을 스퍼터링 또는 진공증착 방법으로 형성하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2희생막(46)(56)을 불산을 사용하는 습식방법으로 제거하는 광로조절장치의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2희생막(46)(56) 제거후 세정 및 건조하는 공정을 더 구비하는 광로조절장치의 제조방법.
Priority Applications (1)
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- 1995-06-30 KR KR1019950018674A patent/KR0178220B1/ko not_active IP Right Cessation
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