JP2008102134A - 光変調器の検査装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光変調器のパッケージング、ディスプレイ装置の製造などの次の工程に不良光変調器が伝達されることを防止して製造費用を大きく減少できる光変調器のチップ状態での正常動作の可否を検査する装置及び方法を提供する。
【解決手段】入力された制御信号を駆動信号に変換し、光変調器の各駆動信号入力パッドに接触して駆動信号を提供するプローブカードであって、光変調器は一つ以上のマイクロミラー及びマイクロミラーにそれぞれ繋がった一つ以上の駆動信号入力パッドを有し、マイクロミラーは駆動信号入力パッドを通して入力された駆動信号により上下に移動するプローブカードと、光変調器の誤動作の可否を確認するための制御信号を生成し、プローブカードに電気的に接続されて制御信号を伝送する映像制御回路とを備える光変調器検査装置及びその検査方法が提供される。
【選択図】図４

Description

本発明は光変調器に関するもので、より詳細には、光変調器のチップ状態における正常動作の可否を検査する装置及び方法に関する。

最近、ディスプレイの技術が発達するにつれ大型スクリーン装置に表示する要求がますます増加している。 現在大部分の大型画像表示装置（主にプロジェクタ）は液晶を光スイッチで使用している。通常の陰極線管（ＣＲＴ）プロジェクタに比して小型かつ安価であり、光学系の構成も簡単であるため多用されている。しかし、光源からの光が液晶板を透過してスクリーンに照らされるので光の損失が多いという短所がある。よって、反射を用いる光変調器などのマイクロマシンを活用して光損失を減らせばより明るい画像が得られる。

マイクロマシンは目視では識別しにくい極めて小型の機械を意味する。メムス（ Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ、ＭＥＭＳ）とも言って超小型電気機械システムまたは素子と呼ぶことができる。主に半導体製造技術を応用して作る。微小光学及び極限素子を用いて磁気 及び光ヘッドのような各種情報機器の部品に応用し、多種類のマイクロ流体制御技術を用いて生命医学分野と半導体製造工程などにも応用する。マイクロマシンはその役目に応じて感知素子の機能をするマイクロセンサー、 駆動装置であるマイクロアクチュエーター及びその他エネルギーの伝達の役目をするミニアチュア機械などに分けられる。

メムスは多様な応用分野の一つとして光学分野に応用されている。メムス技術を用いれば１ｍｍより小さな光学部品を製作することができ、これらを用いてマイクロ光システムに実装することができる。

超小型光システムに該当する光変調器素子、マイクロレンズなどのマイクロ光学部品は迅速な応答速度と低損失、集積化及びデジタル化の容易性などの長所により通信装置、ディスプレイ及び記録装置に採用され応用されている。

ディスプレイの一種であるスキャニングディスプレイ装置に使用される光変調器は半導体製造技術、ウェーハファブリケーション工程を使用することにより製造される。光変調器の製造完了段階でその性能及び機能検査を行って良品に限ってディスプレイ装置製造の次の工程に投入することになる。しかし、光変調器のチップ状態での正常動作の可否を検査する装置及び方法はない実情である。

従って、本発明は光変調器の機能及び性能をチップレベルより検査できる光変調器検査装置及び方法を提供する。

また、本発明は光変調器のパッケージング、ディスプレイ装置の製造などの次の工程に不良の光変調器が伝達されることを防止して製造費用が大きく減少できる光変調器検査装置及び方法を提供する。

本発明の以外の目的は下記の説明を通じて容易に理解できるであろう。

上記目的を果たすために、本発明の実施の形態によれば、入力された制御信号を駆動信号に変換し、光変調器の各駆動信号入力パッドに接触して駆動信号を提供するプローブカードであって、ここで、光変調器は一つ以上のマイクロミラー及びマイクロミラーにそれぞれ繋がっている一つ以上の駆動信号入力パッドを有し、マイクロミラーは駆動信号入力パッドを通して入力された駆動信号により上下に移動するプローブカードと、光変調器の誤動作の可否の確認のための制御信号を生成し、プローブカードに電気的に接続されて制御信号を伝送する映像制御回路とを備える光変調器検査装置が提供される。

好ましくは、プローブカードは、プローブホール、制御信号が伝達される第１配線及び駆動信号が伝達される第２配線が形成された基板と、第１配線及び第２配線に電気的に接続され、第１配線を通した制御信号を駆動信号に変換して第２配線を通して出力する駆動回路と、一端が第２配線に電気的に接続されて基板に固定され、他端は光変調器が配置されている方向に延長されて駆動信号入力パッドに接触可能である一つ以上のプローブとを備え、プローブは駆動信号入力パッドと同数である。

ここで、駆動回路は基板の一面に形成され、光変調器が基板の他面に形成される場合、プローブの他端はプローブホールを貫通して基板の他面に露出する。

また、光変調器に所定の光を照射する光源と、所定の光がマイクロミラーに照射するように光変調器を維持するステージと、光変調器により変調されて出力される光を感知するセンサーと、センサーが感知した光の輝度を測定する計測器を更に備える。

ここで、光変調器により変調されて出力される光の中の所定の次数の回折光のみを通過させてセンサーに入力するスリットを更に備える。

そしてステージは上下左右に移動可能であり、光変調器がプローブホールの中央に配置されてプローブが駆動信号入力パッドと接触する。

また、プローブカードは上下左右に移動可能であり、光変調器がプローブホールの中央に配置されてプローブが駆動信号入力パッドと接触する。

また、計測器が感知した光の輝度と映像制御回路の制御信号に対応する理想輝度を比べて光変調器の正常動作の可否を判別する判別器を更に備える。ここで、判別器は光変調器のマイクロミラー毎に正常動作の可否を判別する。

目的を果たすために、本発明の他の実施形態によれば、光変調器をステージ上に維持させるステップと、ステージを上下左右に移動させることで光変調器がプローブホールの中央に配置されてプローブが光変調器の駆動信号入力パッドと接触するステップと、映像制御回路から制御信号をプローブカードに伝送するステップと、プローブカードから制御信号を駆動信号に変換するステップと、及びプローブを通して制御信号を光変調器に提供するステップとを含む光変調器検査方法が提供される。

好ましくは、光変調器により変調される光を感知するステップと、感知された光の輝度と制御信号に対応する理想輝度とを比べるステップと、及び比較結果光変調器の正常動作の可否を判断するステップを更に含む。

ここで、判断は光変調器の各マイクロミラー毎に行われることができる。そして光の感知は光変調器により変調される光の中の所定の次数の回折光のみを感知できる。

本発明による光変調器検査装置及び方法は光変調器の機能及び性能をチップレベルで検査できる。

また、光変調器のパッケージング、ディスプレイ装置の製造などの次の工程に不良の光変調器が伝達されることを防止して製造費用を大きく減少させることができる。

以下、添付された図面を参照して本発明による光変調器検査装置及び方法の好ましい実施例を詳しく説明する。本発明を説明するにおいて、係る公知技術に対する具体的な説明が本発明の要旨をかえって不明にすると判断される場合はその詳細な説明を略する。本明細書の説明過程で用いる数字（例えば、第1、第２など）は同一または類似している個体を順次に区分するための識別記号に過ぎない。

以下、本発明の好ましい実施例を詳しく説明することの前に本発明に適用される光変調器に対して先に説明する。

光変調器は主に直接光のオン/オフを制御する直接方式と反射及び回折を用いる間接方式に分けられ、また間接方式は精電気方式と圧電方式に分けられる。ここで、光変調器は駆動される方式に関係なく本発明に適用できる。

アメリカ特許番号第５．３１１．３６０ 号に開示された精電駆動方式格子光変調器は反射表面部を有し、基板上部に浮遊する多数の一定に離隔されている変形可能反射型リボンを備える。

先ず、絶縁層がシリコン基板上に蒸着され、後に犠牲二酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜の蒸着工程が行われる。窒化シリコン膜はリボンにパターニングされ二酸化シリコン層の一部がエッチングされてリボンが窒化物フレームにより酸化物スペーサ層上に維持されるようにする。

リボン上の反射表面と基板の反射表面との間の垂直距離ｄに限定されたこのような変調器の格子振幅は、リボン（第１電極としての役目をするリボンの反射表面）と基板（第２電極としての役目をする基板下部の伝導膜）との間に電圧を印加することにより制御される。

図１ａは本発明に適用できる間接光変調器の中の圧電体を用いた一形態の光変調器のマイクロミラーの斜視図であり、図１ｂは本発明の好ましい実施例に適用できる圧電体を用いた他の形態の光変調器のマイクロミラーの斜視図である。図１ａ及び図１ｂを参照すると、基板１１０、絶縁層１２０、犠牲層１３０、リボン構造物１４０及び圧電体１５０を備えるマイクロミラーが示されている。

基板１１０は一般的に用いられる半導体基板であり、絶縁層１２０はエッチング止まり層として蒸着され、犠牲層として用いられる物質をエッチングする腐食液（ここで腐食液はエッチングガスまたはエッチング溶液である）に対して選択比が高い物質より形成される。ここで絶縁層１２０上には入射光を反射するために反射層１２０（ａ）、１２０（ｂ）が形成されてもよい。

犠牲層１３０はリボン構造物１４０が絶縁層１２０と一定間隔で離隔されるように両サイドからリボン構造物１４０を支持し、中心部より空間を形成する役目をする。

リボン構造物１４０は上述したように入射光に対して回折及び干渉を起こして信号を光変調する役目をする。リボン構造物１４０の形態は前述したように複数のリボン形状で構成されてもよく、リボンの中心部に複数のオープンホール１４０（ｂ）、１４０（ｄ）を備えてもよい。また、圧電体１５０は上部及び下部電極間の電圧差により発生する上下または左右の収縮または膨脹程度に応じてリボン構造物１４０が上下に動くように制御する。ここで、 反射層１２０（ａ）、１２０（ｂ）はリボン構造物１４０に形成されたホール１４０（ｂ）、１４０（ｄ）に対応して形成される。

例えば、 光の波長がλである場合、リボン構造物１４０に形成された上部反射層１４０（ａ）、１４０（ｃ）と、絶縁層１２０に形成された下部反射層１２０（ａ）、１２０（ｂ）との間の間隔が（２ｎ）λ／４（ｎは自然数）がなるように第１電圧が圧電体１５０に印加される。この場合０次回折光（反射光）の場合上部反射層１４０（ａ）、１４０（ｃ）から反射された光と下部反射層１２０（ａ）、１２０（ｂ）から反射された光との間の全体経路差はｎλとなるので補強干渉をし変調光は最大の輝度を有する。ここで、＋１次及び−１次回折光の場合光の明るさは相殺干渉により最小値を有する。

また、リボン構造物１４０に形成された上部反射層１４０（ａ）、１４０（ｃ）と絶縁層１２０に形成された下部反射層１２０（ａ）、１２０（ｂ）との間の間隔を（２ｎ＋１）λ／４（ｎは自然数）とさせる第２電圧が圧電体１５０に印加される。 この場合０次回折光（反射光）の場合上部反射層１４０（ａ）、１４０（ｃ）から反射された光と下部反射層１２０（ａ）、１２０（ｂ）から反射された光との間の全体経路差は（２ｎ＋１）λ／２となるので相殺干渉して変調光は最小の輝度を有する。ここで、＋１次及び−１次回折光の場合補強干渉により光の輝度は最大値を有する。このような干渉の結果、マイクロミラーは反射光または回折光の光量を調節して１ピクセルに対する信号を光に乗せることができる。

以上では、リボン構造物１４０と絶縁層１２０との間の間隔が（２ｎ）λ／４または（２ｎ＋１）λ／４の場合を説明したが、リボン構造物１４０と絶縁層との間の間隔を調節して入射光の回折、反射により干渉される光の輝度を調節できる多様な実施例が本発明に適用できることは勿論である。

以下では、 上述した図１ａに示されている形態のマイクロミラーを中心に説明する。また、以下０次回折光（反射光）、＋ｎ次回折光、−ｎ次回折光（ｎは自然数）などを変調光と通称する。

図１ｃは図１ａに示されているマイクロミラーを複数個備える光変調器の平面図である。

図１ｃを参照すると、光変調器はそれぞれ第１ピクセル、第２ピクセル、…、第ｍピクセルを担当するｍ個のマイクロミラー（１００−１、１００−２、…、１００−ｍ）から構成される。 光変調器は垂直走査線または水平走査線（ここで、垂直走査線または水平走査線はｍ個のピクセルから構成されると仮定する）の１次元映像に対する映像情報を担当し、 各マイクロミラー（１００−１、１００−２、…、１００−ｍ）は垂直走査線または水平走査線を構成するｍ個のピクセルの中の一つずつのピクセルを担当する。よって、 それぞれのマイクロミラーより反射及び／または回折された光は以後光スキャン装置によりスクリーンに２次元映像で投射される。例えば、ＶＧＡ６４０×４８０の解像度の場合 ４８０個の垂直ピクセルに対して光スキャン装置（図示せず）の一面で６４０回モジュレーションして光スキャン装置の１面当たり１フレームが生成される。ここで、光スキャン装置はポリゴンミラー、 回転バーまたはガルバノミラーなどが利用可能である。

以下では第１ピクセルを中心にして光変調の原理を説明するが、他のピクセルに対しても同様の内容が適用できることは勿論である。

本実施例においてリボン構造物１４０に形成されたホール１４０（ｂ）−１は二つであると仮定する。二つのホール１４０（ｂ）−１によってリボン構造物１４０の上部には三つの上部反射層１４０（ａ）−１が形成される。絶縁層１２０には二つのホール１４０（ｂ）−１に対応して二つの下部反射層が形成される。そして第１ピクセル（ｐｉｘｅｌ ＃１）と第２ピクセルとの間の間隔に対応して絶縁層１２０にはまた一つの下部反射層が形成される。従って、各ピクセル当たり上部反射層１４０（ａ）−１と下部反射層の個数は三つと同じくなり、図１ａを参照して前述したように変調光（０次回折光または±１次回折光）を用いて変調光の明るさの調節が可能になる。

図１ｄを参照すると、本発明の好ましい実施例に適用できる回折型光変調器アレイによりスクリーンにイメージが生成される模式図が示されている。

垂直に配列されたｍ個のマイクロミラー（１００−１、１００−２、…、１００−ｍ）により反射及び回折された光が光スキャン装置より反射されスクリーン１７０に水平にスキャンされて生成された画面（１８０−１、１８０−２、１８０−３、１８０−４、…、１８０−（ｋ−３）、１８０−（ｋ−２）、１８０−（ｋ−１）、１８０−ｋ）が示されている。光スキャン装置が一回回転する場合一つの映像フレームが投射されることができる。ここで、スキャン方向は左側より右側の方向（矢印方向）に示されているが、その逆方向でも映像がスキャンされうることは自明なことである。

図２は本発明による光変調器を備えるディスプレイ装置の概略的な構成図である。

ディスプレイ装置は光源２１０、光変調器２２０、駆動回路２２５、スキャナ２３０及び映像制御回路２５０を備える。

光源２１０はスクリーン２４０に映像が投射されるように光を照射する。光源２１０は白色光を照射することも可能であり、光の三原色である赤色光、緑光または青色光の中のいずれか一つを照射することも可能である。好ましくは光源２１０はレーザ、 ＬＥＤまたはレーザダイオードであってもよい。白色光を照射する場合には色分離部（図示せず）を設けて白色光を所定の条件に応じて赤色光、緑光及び青色光に分離することができる。

光源２１０と光変調器２２０との間に照明光学系２１５があって光源２１０から投射される光の方向を所定の角度で反射させて光変調器２２０に光が集束されるようにできる。色分離部（図示せず）により色分離が行われた場合には光を集束させる機能が追加されることができる。

光変調器２２０は駆動回路２２５より提供される駆動電圧に応じて光源２１０から照射された光を変調した変調光を出力する。光変調器２２０に対しては前述の図１ａないし図１ｄを参照して詳しく説明したので、 ここでの説明は省略する。光変調器２２０は一列に配置された複数のマイクロミラーから構成され、光変調器２２０は一つのフレーム映像において垂直走査線または水平走査線に該当する１次元直線映像を担当する。すなわち、１次元直線映像に対して光変調器２２０は印加される駆動電圧に応じて１次元直線映像の各ピクセルに該当する各マイクロミラーの変位を変化させることにより明るさを変化させた変調光を出力する。

複数のマイクロミラーは垂直走査線または水平走査線を構成するピクセルの数と同一であることが好ましい。変調光は後でスクリーン２４０に投射される垂直走査線または水平走査線の映像情報（すなわち、垂直走査線または水平走査線を構成する各ピクセルの明るさの値）が反映された光であり、０次回折光（反射光）または＋ｎ次回折光、−ｎ次回折光（ｎは自然数）でありうる。

駆動回路２２５は映像制御回路２５０からの映像制御信号に応じて出力される変調光の明るさを変化させる駆動電圧を光変調器２２０に提供する。

リレー光学系２３１は光変調器２２０より出力される変調光がスキャナ２３０に伝達されるようにする。一つ以上のレンズを含むことができ、 必要によっては倍率を調節して光変調器２２０の大きさとスキャナ２３０の大きさとに適するように変調光を伝達する。

スキャナ２３０は光変調器２２０より入射される変調光を所定の角度で反射させてスクリーン２４０に投射する。この時所定の角度は映像制御回路２５０から入力されるスキャナ制御信号により決定される。スキャナ制御信号は映像制御信号と同期して映像制御信号に対応するスクリーン２４０上の垂直走査線（または水平走査線）の位置に変調光が投射できる角度でスキャナ２３０を回転させる。スキャナ２３０はポリゴンミラー、回転バーまたはガルバノミラーなどでありうる。

光変調器２２０からの変調光は前述したように０次回折光、＋１次回折光またはー１次回折光などでありうる。各回折光はスキャナ２３０によりスクリーン２４０に投射される。この場合、各回折光の経路が異なるためスリット２３３を設けて必要とする次数の回折光を選択してスクリーン２４０に投射されるようにする。

投射光学系（図示せず）はリレー光学系２３１とスキャナ２３０との間に位置して光変調器からの変調光がスキャナ２３０に投射されるようにする。投射レンズ（図示せず）を備える。またはスキャナ２３０とスクリーン２４０との間に位置してスキャナ２３０により反射された変調光をスクリーン２４０上に投射することもできる。

映像制御回路２５０は映像制御信号、スキャナ制御信号、光源制御信号をそれぞれ駆動回路２２５、スキャナ２３０、光源２１０に提供する。互いに連動される映像制御信号、スキャナ制御信号、光源制御信号により一つのフレーム映像がスクリーン２４０上に表示する。映像制御回路２５０は一つのフレームに該当する映像信号の入力を受けて、映像信号に応じて光源２１０、光変調器２２０ 及びスキャナ２３０を制御する。映像制御回路２５０はフレームを構成する各ピクセルに対して表示しようとする明るさの情報に対応する映像制御信号を駆動回路２２５に提供し、映像制御信号に対応して垂直走査線（または水平走査線）がスクリーン２４０上の所定の位置に投射されるようにスキャナ２３０の回転角度または回転速度を調節する。

図３は本発明の実施の形態による光変調器と駆動回路との間の連結構造を示す図である。

光変調器２２０は一つ以上のマイクロミラー３００と、マイクロミラー３００を駆動させるために駆動信号の入力を受ける駆動信号入力パッド３１０（1）、３１０（２）とを備える。

駆動回路２２５（ａ）、２２５（ｂ）は映像制御回路から信号入力ライン３４０を介して映像制御信号を入力端３２０で入力を受ける。映像制御信号はデジタルまたはアナログ電気信号である。

駆動回路２２５（ａ）、２２５（ｂ）は映像制御信号を変換した駆動信号を出力端３３０を介して出力する。駆動信号は光変調器２２０のマイクロミラー３００が担当する各ピクセルが映像制御信号に対応する映像情報を表示するようにし、各ピクセル毎に（すなわち、各マイクロミラー３００ 毎に）独立的な出力信号である。駆動信号は電圧または電流でありうる。

駆動回路２２５（ａ）、２２５（ｂ）の出力端３３０は光変調器２２０の駆動信号入力パッド３１０（１）、３１０（２）と一対一（１:１）で繋がれている。各ピクセル毎に独立的な出力信号である駆動信号が駆動信号入力パッド３１０（１）、３１０（２）に独立的に印加される。

駆動信号入力パッド３１０（１）、３１０（２）は、光変調器２２０のマイクロミラー３００に対して一対一（１:１）に対応して繋がれている。

駆動信号により各マイクロミラー３００は最大輝度を持つ変位と最小輝度を持つ変位の中の特定変位に位置し、マイクロミラー３００上に入射された所定の光が前述した光変調原理により変調され出力される。出力された光がスキャナ２３０を通してスクリーン２４０上に投影されながら所定の映像を表示することになる。

図３には二つの駆動回路２２５（ａ）、２２５（ｂ）が一つの光変調器２２０の両側に繋がることに示されているが、その他にも一つの光変調器２２０に一つの駆動回路が繋がって各マイクロミラーを駆動させることもでき、三つ以上の駆動回路が一つの光変調器２２０に繋がって各マイクロミラーを駆動させることもできる。

但し、二つ以上の偶数個の駆動回路が光変調器２２０の両側に配置される場合、各駆動回路が奇数番目のマイクロミラーと偶数番目のマイクロミラーとに繋がった駆動信号入力パッドに繋がることにより連結線間の間隔を広げて製作を容易にすることができる。

図４は本発明の実施の形態による光変調器の駆動動作の可否を検査する装置の構成図であり、図５は本発明の実施の形態によるプローブカードの図４のＡＡ'線による切断面図であり、図６は本発明の他の実施例によるプローブカードの図４のＡＡ'線による切断面図であり、図７は本発明の更に他の実施例によるプローブカードの図４のＡＡ'線による切断面図である。

光変調器検査装置４００はプローブカード４１０と映像制御回路４２０とを備える。

プローブカード４１０は映像制御回路４２０から入力された制御信号を駆動信号に変換する。ここで、駆動信号は光変調器の各マイクロミラーが所望の変位を持つように上下に駆動させる電圧または電流信号である。プローブカード４１０は光変調器の駆動信号入力パッドに接触して駆動信号を提供する。

映像制御回路４２０は光変調器の各マイクロミラーの誤動作の可否を確認するために予め決定されたかまたは使用者の入力により設定された制御信号を生成する。そしてプローブカード４１０に電気信号線４３０を介して電気的に接続され制御信号をプローブカード４１０に伝送する。映像制御回路４２０は図２に示されているディスプレイ装置の映像制御回路２５０を用いるかまたは別の方法で実装することができる。

プローブカード４１０は基板４１２、プローブ４１４、駆動回路４１６を備える。

基板４１２は映像制御回路４２０と電気信号線４３０、またはハードボードを介して繋がっている。基板４１２は映像制御回路４２０から制御信号の入力を受けるためのコネクター（図示せず）が備えられてもよい。基板４１２は印刷回路基板であることが好ましく、内部及び/又は外部に電気信号が伝達されうる配線が形成されている。

基板４１２の中央部分にプローブホール４１８が形成されている。プローブホール４１８の内部にプローブ４１４が附着され、プローブホール４１８を通して光変調器へ光が入射されて変調された光が出力される。プローブホール４１８は光変調器の複数のマイクロミラーの集合より大きい方が好ましい。また、プローブホール４１８は光変調器のマイクロミラーの集合の形態と同一/類似している直四角形であることが好ましいが、その以外に他円型や楕円型も可能である。

駆動回路４１６は基板４１２上の所定の位置に電気的に接続されている回路チップである。駆動回路４１６は制御信号を変換して光変調器の各マイクロミラーを駆動させる駆動信号を生成し出力する。駆動回路４１６は制御信号の入力を受けるための入力端子と、駆動信号を出力するための出力端子とを備える。駆動回路４１６は一つ以上であってもよく、二つ以上の場合基板４１２上の配線により制御信号が分配されて各駆動回路に伝達される。

以下では駆動回路が二つであると仮定して説明する。しかし、これが本発明の権利範囲を限定するものではない。

駆動回路４１６が基板４１２に電気的に接続される方法は次の通りである。

（１）駆動回路４１６（ａ）、４１６（ｂ）は基板４１２に直接電気的に接続できる（図５参照）。一例でフリップチップ接続によることができる。 駆動回路４１６（ａ）、４１６（ｂ）の入力端子に形成された入力パッド５１０（ａ）、５１０（ｂ）と出力端子に形成された出力パッド５２０（ａ）、５２０（ｂ）とはそれぞれ基板４１２の第１配線４１３と第２配線４１５とに繋がる。第１配線４１３は映像制御回路４２０からの制御信号の入力を受けて駆動回路４１６（ａ）、４１６（ｂ）に伝達する。第２配線４１５は駆動回路４１６（ａ）、４１６（ｂ）から出力される駆動信号をプローブ４１４に伝達する。

（２）駆動回路４１６（ａ）、４１６（ｂ）は、電気配線が形成されたガラス基板またはセラミック基板６１０（ａ）、６１０（ｂ）などに電気的に直接接続され、ボンディングワイヤ６２０、６３０によりワイヤボンディングで基板４１２に電気的に接続する（図６参照）。ガラス基板またはセラミック基板上に駆動回路４１６（ａ）、４１６（ｂ）は、フリップチップ接続またはＣＯＧ（ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ）接続で連結される。ＣＯＧ接続による場合超薄型軽量化が可能であり、ガラス基板またはセラミック基板６１０（ａ）、６１０（ｂ）の配線が微細な接続ピッチを持つという長所がある。ガラス基板またはセラミック基板６１０（ａ）、６１０（ｂ）の配線は、基板４１２の配線４１３、４１５とボンディングワイヤ６２０、６３０によりワイヤボンディング方法で電気的に接続する。

（３）駆動回路４１６（ａ）、４１６（ｂ）は、基板４１２上にＴＣＰ（ｔａｐｅ ｃａｒｒｉｅｒ ｐａｃｋａｇｅ）方法で接続されうる。ＴＣＰ７００により駆動回路４１６（ａ）、４１６（ｂ）は基板４１２上に形成された配線４１３、４１５と電気的に接続して制御信号の入力を受けて駆動信号を出力することが可能である。

その他にも印刷回路基板上に回路チップが接続される多様な方法により駆動回路４１６が基板４１２上に付着できることは勿論である。

プローブ４１４は一端が基板４１２の第２配線４１５に繋がり、他端は検査対象である光変調器の駆動信号入力パッドが位置する方向に延長されている。

本発明で駆動回路４１６が基板４１２の一面に接続された場合、検査対象である光変調器２２０は基板４１２の一面または他面に備え付けることが可能である。

光変調器２２０を基板４１２の他面に備え付ける場合（図５、図６参照）、プローブ４１４の他端はプローブホール４１８を貫通して基板４１２の他面に露出されている。

しかし、光変調器２２０を基板４１２の一面に備え付ける場合（図７参照）、プローブ４１４の他端はプローブホール４１８を貫通せず、基板４１２の一面に露出している。

プローブ４１４の他端は駆動信号入力パッドの以外に隣り合う駆動信号入力パッドとの接触を防止するために駆動信号入力パッドより小さい方が好ましい。例えば、円錐または角錐の頂点形状でありうる。

プローブ４１４の数は検査対象である光変調器の駆動信号入力パッドの数と同数であることが好ましい。駆動信号入力パッドの数は光変調器を通じて表現しようとする １次元映像の解像度（図１ｃを参照すると、ｍ）と同様である。駆動回路４１６が二つである場合プローブホール４１８を中心にして両側に一つずつ存在し、プローブ４１４も両側に交互に位置する（例えば、奇数番目のプローブ４１４はプローブホール４１８の一方に、偶数番目のプローブ４１４はプローブホール４１８の他方に繋がる）のでプローブ４１４間の間隔を広げることができて製作が容易であるという長所がある。

検査の時プローブ４１４は光変調器２２０の駆動信号入力パッドと接触し、駆動回路の駆動信号を伝達する。駆動信号入力パッドを介して入力された駆動信号は図１ａ ないし図１ｂに示されている圧電体１５０に電圧形態で印加され、該当するマイクロミラーを上下に駆動させて入射される光を所望する輝度に変造させる。

図８は本発明の好ましい別の実施例による光変調器検査装置の構成図であり、図９は図８の ＢＢ'線による切断面図である。

光変調器検査装置は上述したプローブカード４１０、映像制御回路４２０ 以外にステージ８１０、光源８２０、センサー８３０、及び計測器８４０を備える。スリット８５５を更に備えることもでき、判別器８５０を更に備えることもできる。

ステージ８１０は検査対象になるチップ形態の光変調器２２０が置かれ、水平状態で上下左右に移動が可能である。ステージ８１０は光変調器２２０が置かれた状態から上下左右に移動して光変調器２２０を配置させ、駆動信号入力パッドとプローブ４１４とが一対一で接触する。

光源８２０は光変調器２２０が正常動作をするのか否かを判別するための光を照射する。光源８２０は白色光を照射してもよく、光の三原色である赤色光、緑色光または青色光の中のいずれか一つを照射してもよい。好ましくは光源８２０はレーザ、ＬＥＤまたはレーザダイオードである。

センサー８３０は光源８２０から光変調器２２０に照射された光が光変調器２２０により変調された後出力される光を感知する。センサー８３０の表面が測定光学系においてイメージ平面になる必要はなく、センサー８３０より光感知が可能な面積内に光変調器２２０から出力される光の全てが照射されれば良い。センサー８３０はセグメント光感知器、シングル光感知器、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）などでありうる。入射される光の光量の調節のためにセンサー８３０の前面に光減衰器を付加することも可能である。

照明光学系８５１または投射光学系８５３は図２を参照して説明した照明光学系２１５または投射光学系と同様であるので詳細な説明は省略する。

スリット８５５は光変調器２２０から変調された光のうち所定の次数の回折光だけがセンサー８３０に入力する。光変調器２２０により変調された光は０次回折光、＋１次回折光、−１次回折光など多様な次数の回折光が存在し、この中で必要とする次数の回折光だけがパスする。

計測器８４０はセンサー８３０が感知した光の輝度を測定する。

判別器８５０は映像制御回路２５０に繋がって、映像制御回路２５０よりプローブカード４１０に提供した制御信号または制御信号に対応する光輝度の情報の入力を受ける。制御信号に対応する光輝度の情報を理想輝度と言う。

判別器８５０は理想輝度と、計測器８４０より測定した光の輝度とを比べる。理想輝度と計測器８４０より測定した光の輝度との誤差が所定の範囲以内であれば光変調器２２０が正常動作をすると判断し、所定の範囲を超過すれば誤動作をすると判断する。所定の範囲は予め設定されるかまたは使用者により設定されうる。

また、計測器８４０は光変調器２２０の各マイクロミラー毎に光の輝度を別途で測定することができる。従って判別器８５０は各マイクロミラー毎に別途で測定された光の輝度と、制御信号に対応する理想輝度とを比べて各マイクロミラー毎に正常動作の可否を判別することもできる。

図１０は本発明の好ましい実施の形態による光変調器検査方法のフローチャートである。

ステップＳ１０００で、光変調器２２０をステージ８１０上に維持させる。ステップＳ１０１０で、ステージ８１０を予め設定された手順でまたは使用者の入力により上下左右に移動させることで、光変調器２２０がプローブホール４１８の中央に配置され、プローブ４１４を光変調器２２０の駆動信号入力パッドに接触させる。ステージ８１０は垂直方向に光変調器２２０と一定の間隔があるように移動されることが可能である。またはステージ８１０の代りにプローブカード４１０が移動されることも可能である。

ステップＳ１０２０で、映像制御回路２５０は光変調器２２０の正常動作の可否を確認するために予め設定されたかまたは使用者により入力された制御信号をプローブカード４１０に伝送する。ステップＳ１０３０で、プローブカード４１０の駆動回路４１６は制御信号を駆動信号に変換する。ステップＳ１０４０で、駆動信号はプローブ４１４を介して光変調器２２０に提供される。

追加的に、駆動信号が光変調器２２０に提供された後に、ステップＳ１０５０で、光変調器２２０により変調された光をセンサー８３０が感知する。ステップＳ１０６０で、感知された光の輝度と制御信号による理想輝度とを比べる。ステップＳ１０７０で、比較結果により光変調器２２０の正常動作の可否を判断する。例えば、感知された光の輝度と理想輝度との間の誤差が所定の範囲以内である場合正常動作をすると、そして誤差が所定の範囲を超える場合誤動作をすると判断できる。

ステップＳ１０７０で判断することにおいて、光変調器２２０の各マイクロミラー毎に別途で正常動作の可否を確認することもできる。

また、ステップＳ１０５０で光変調器２２０により変調された光のうち予め設定されたか、または使用者により決定された次数の回折光のみを感知することができる。

以上で、本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、当該技術分野で通常の知識を持った者であれば本発明の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更させることができることを理解できるであろう。

本発明の実施の形態に係る間接光変調器の中の圧電体を用いた一実施形態の光変調器のマイクロミラーの斜視図である。 本発明の実施の形態に係る圧電体を用いた他の実施形態の光変調器のマイクロミラーの斜視図である。 本発明の実施の形態に係る、図１ａ に示されているマイクロミラーを複数個備える光変調器の平面図である。 本発明の実施の形態に係る回折型光変調器アレイによりスクリーンにイメージが生成される模式図である。 本発明の実施の形態に係る光変調器を備えるディスプレイ装置の概略的な構成図である。 本発明の実施の形態に係る光変調器と駆動回路との間の連結構造を示す図である。 本発明の実施の形態に係る光変調器の駆動動作の可否を検査する装置の構成図である。 本発明の実施の形態に係る、プローブカードの図４のＡＡ'線による切断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る、プローブカードの図４のＡＡ'線による切断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る、プローブカードの図４のＡＡ'線による切断面図である。 本発明の実施の形態に係る光変調器検査装置の構成図である。 本発明の実施の形態に係る、図８のＢＢ'線による切断面図である。 本発明の実施の形態に係る光変調器検査方法のフローチャート図である。

符号の説明

４１０ プローブカード
４２０ 映像制御回路
８１０ ステージ
８２０ 光源
８３０ センサー
８４０ 計測器
８５０ 判別器

Claims (13)

1. 入力された制御信号を駆動信号に変換し、光変調器の各駆動信号入力パッドに接触して前記駆動信号を提供するプローブカードであって、
   前記光変調器は一つ以上のマイクロミラー及び前記マイクロミラーにそれぞれ繋がっている一つ以上の前記駆動信号入力パッドを有し、前記マイクロミラーは前記駆動信号入力パッドを通して入力された前記駆動信号により上下に移動する前記プローブカードと、
   前記光変調器の誤動作の可否を確認するための前記制御信号を生成し、前記プローブカードに電気的に接続されて前記制御信号を伝送する映像制御回路
   とを備えることを特徴とする光変調器検査装置。
2. 前記プローブカードが、
   プローブホール、前記制御信号が伝達される第１配線及び前記駆動信号が伝達される第２配線が形成された基板と、
   前記第１配線及び前記第２配線に電気的に接続され、前記第１配線を通した前記制御信号を前記駆動信号に変換して前記第２配線を通して出力する前記駆動回路と、
   一端は前記第２配線に電気的に接続されて前記基板に固定され、他端は前記光変調器が配置されている方向に延長されて前記駆動信号入力パッドに接触可能である一つ以上のプローブとを備え、
   前記プローブは前記駆動信号入力パッドと同数であることを特徴とする請求項１に記載の光変調器検査装置。
3. 前記駆動回路が前記基板の一面に形成され、前記光変調器が前記基板の他面に形成される場合、前記プローブの他端が前記プローブホールを貫通して前記基板の他面に露出されることを特徴とする請求項２に記載の光変調器検査装置。
4. 前記光変調器に光を照射する光源と、
   前記光が前記マイクロミラーに照射するように前記光変調器を維持するステージと、
   前記光変調器により変調されて出力される光を感知するセンサーと、
   前記センサーが感知した光の輝度を測定する計測器
   とを更に備えることを特徴とする請求項２に記載の光変調器検査装置。
5. 前記光変調器により変調され、出力された光の中の所定の次数の回折光のみを通過させて前記センサーに入力するスリットを更に備えることを特徴とする請求項４に記載の光変調器検査装置。
6. 前記ステージが上下左右に移動可能であり、前記光変調器が前記プローブホールの中央に配置されて前記プローブが前記駆動信号入力パッドと接触することを特徴とする請求項４に記載の光変調器検査装置。
7. 前記プローブカードが上下左右に移動可能であり、前記光変調器が前記プローブホールの中央に配置されて、前記プローブが前記駆動信号入力パッドと接触することを特徴とする請求項４に記載の光変調器検査装置。
8. 前記計測器が感知した光の輝度と前記映像制御回路の制御信号に対応する理想輝度とを比べて前記光変調器の正常動作の可否を判別する判別器を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の光変調器検査装置。
9. 前記判別器が前記光変調器のマイクロミラー毎に前記正常動作の可否を判別することを特徴とする請求項８に記載の光変調器検査装置。
10. 光変調器をステージ上に維持させるステップと、
    前記ステージを上下左右に移動させることで前記光変調器がプローブホールの中央に配置されてプローブが前記光変調器の駆動信号入力パッドと接触するステップと、
    映像制御回路より制御信号を前記プローブカードに伝送するステップと、
    前記プローブカードの中で前記制御信号を駆動信号に変換するステップと、
    前記プローブを通して前記制御信号を前記光変調器に提供するステップ
    とを含むことを特徴とする光変調器検査方法。
11. 前記光変調器により変調された光を感知するステップと、
    前記感知された光の輝度と前記制御信号に対応する理想輝度とを比べるステップと、
    前記比較の結果前記光変調器の正常動作の可否を判断するステップ
    とを更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の光変調器検査方法。
12. 前記判断が前記光変調器の各マイクロミラーそれぞれに対して行われることを特徴とする請求項１１に記載の光変調器検査方法。
13. 前記光の感知は、前記光変調器により変調される光の中の所定の次数の回折光のみの感知であることを特徴とする請求項１１に記載の光変調器検査方法。

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