KR100708086B1 - Micro-mirror device - Google Patents

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KR100708086B1 KR1020000030582A KR20000030582A KR100708086B1 KR 100708086 B1 KR100708086 B1 KR 100708086B1 KR 1020000030582 A KR1020000030582 A KR 1020000030582A KR 20000030582 A KR20000030582 A KR 20000030582A KR 100708086 B1 KR100708086 B1 KR 100708086B1
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Abstract

기판과; 기판의 상면에 형성된 복수의 어드레스전극과; 이 어드레스전극 주변에 마련된 바이어스전극과; 바이어스 전극에 인가된 전압에 의해 소정 전압이 인가되는 마이크로미러와; 마이크로미러를 회동가능하게 지지하는 지지수단;을 포함하여, 어드레스전극과 마이크로미러에 인가되는 전위차에 의해 발생되는 정전인력에 의해 마이크로미러가 회동되도록 된 마이크로미러 디바이스가 개시되어 있다.A substrate; A plurality of address electrodes formed on the upper surface of the substrate; A bias electrode provided around the address electrode; A micromirror to which a predetermined voltage is applied by a voltage applied to the bias electrode; Disclosed is a micromirror device in which a micromirror is rotated by an electrostatic force generated by a potential difference applied to an address electrode and a micromirror, including support means for rotatably supporting the micromirror.

이 개시된 마이크로미러 디바이스는, 마이크로미러가 어드레스전극과의 정전인력에 의하여 기판 쪽으로 기울어질 때 접촉되도록 어드레스전극 주변에 마련되며, 마이크로미러에 인가되는 전압과 동일 전압이 인가되는 랜딩전극을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.The disclosed micromirror device is provided around the address electrode such that the micromirror is in contact with the address electrode when inclined toward the substrate by electrostatic attraction with the address electrode, and further includes a landing electrode to which a voltage equal to the voltage applied to the micromirror is applied. It is characterized by.

따라서, 정전인력에 의한 마이크로미러의 구동시, 점착 및 브레이크다운 현상을 방지할 수 있다.Therefore, it is possible to prevent sticking and breakdown when the micromirror is driven by the electrostatic attraction.

Description

마이크로미러 디바이스{Micro-mirror device}Micro-mirror device

도 1은 종래 마이크로미러 디바이스의 개략적인 사시도.1 is a schematic perspective view of a conventional micromirror device.

도 2는 도 1에 도시된 마이크로미러 디바이스의 동작 상태를 보인 개략적인 단면도.FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an operating state of the micromirror device shown in FIG. 1. FIG.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마이크로미러 디바이스의 개략적인 분리사시도.3 is a schematic exploded perspective view of a micromirror device according to an embodiment of the present invention;

도 4는 마이크로미러 디바이스 어레이의 요부를 보인 개략적인 평면도. 4 is a schematic plan view showing the main portion of the micromirror device array;

도 5는 도 3의 마이크로미러 디바이스의 동작상태를 보인 개략적인 단면도.5 is a schematic cross-sectional view showing an operating state of the micromirror device of FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

50...기판 61...어드레스전극50 ... substrate 61 ... address electrode

63...바이어스전극 65...랜드전극63.Bias electrode 65.Land electrode

72...제1포스트 74...수평지지보72 First Post 74 ... Horizontal Support

80...마이크로미러 82...제2포스트80 ... Micromirror 82 ... Second Post

본 발명은 정전인력으로 마이크로미러를 구동하여 입사광의 반사경로를 변환 시킬 수 있도록 된 마이크로미러 디바이스에 관한 것으로서, 상세하게는 전위차에 의한 점착 및 전기적인 브레이크 다운을 방지할 수 있도록 구조가 개선된 마이크로미러 디바이스에 관한 것이다.The present invention relates to a micromirror device capable of converting a reflection path of incident light by driving a micromirror with an electrostatic force, and specifically, a microstructure having an improved structure to prevent adhesion and electric breakdown due to a potential difference. It relates to a mirror device.

일반적으로 마이크로미러 디바이스는 정전인력에 의해 구동 가능하도록 설치된 복수의 미러를 포함하여 각 미러의 회동각도 또는 회동방향에 따라 반사각을 달리함으로써 입사되는 광을 소정 각도로 반사시킨다. 이 마이크로미러 디바이스는 프로젝션 텔레비전의 화상표시장치, 스캐너, 복사기 및 팩시밀리 등의 광주사장치에 적용된다. 특히, 화상표시장치로 채용시 미러는 화소 수 만큼 이차원적으로 배열되며, 각각의 미러를 각 화소에 대한 영상신호에 따라 독립적으로 구동시켜 입사광의 반사각도를 결정함으로써 화상을 생성한다. In general, a micromirror device includes a plurality of mirrors installed to be driven by an electrostatic force to reflect incident light at a predetermined angle by varying a reflection angle according to a rotation angle or a rotation direction of each mirror. This micromirror device is applied to optical scanning devices such as image display devices, scanners, copiers and facsimiles of projection televisions. In particular, when employed as an image display device, mirrors are arranged two-dimensionally by the number of pixels, and each mirror is driven independently according to an image signal for each pixel to determine an reflection angle of incident light to generate an image.

도 1을 참조하면, 종래의 마이크로미러 디바이스는 기판(10)과, 이 기판(10) 상에 형성된 어드레스전극(11) 및 바이어스전극(12)과, 상기 바이어스전극(12) 상에 형성된 제1포스트(13)와, 상기 제1포스트(13)의 상면을 수평방향으로 연결하는 지지보(14)와, 상기 지지보(14) 상에 돌출 형성된 제2포스트(15)와, 상기 제2포스트(15)에 의해 지지되는 마이크로미러(16)를 포함하여 구성된다. 상기 바이어스전극(12)에 전압을 인가시, 제1포스트(12)와 지지보(14) 및 제2포스트(15)를 통하여 상기 마이크로미러(16)에 전압이 인가된다. 이때, 상기 어드레스전극(11)과 상기 마이크로미러(16) 사이에 걸린 전위차에 의해 발생된 정전인력에 의해 마이크로미러(16)가 가동된다.Referring to FIG. 1, a conventional micromirror device includes a substrate 10, an address electrode 11 and a bias electrode 12 formed on the substrate 10, and a first formed on the bias electrode 12. Post 13, support beam 14 for connecting the upper surface of the first post 13 in the horizontal direction, the second post 15 protruding on the support beam 14, and the second post The micromirror 16 supported by 15 is comprised. When a voltage is applied to the bias electrode 12, a voltage is applied to the micromirror 16 through the first post 12, the support beam 14, and the second post 15. At this time, the micromirror 16 is operated by the electrostatic force generated by the potential difference between the address electrode 11 and the micromirror 16.

도 2를 참조하면, 전위차에 의한 정전인력의 발생시, 마이크로미러(16)는 실 선으로 도시된 상태에서 가상선으로 나타낸 바와 같이 동작한다. 이 경우, 마이크로미러(16)의 모서리가 어드레스전극(11)에 접촉될 우려가 있으며, 마이크로미러(16)와 어드레스전극(11)의 접촉시 점착 또는 전기적인 브레이크다운 현상이 발생되어 마이크로미러(16)가 손상되는 문제점이 있다.Referring to Fig. 2, upon generation of electrostatic attraction due to the potential difference, the micromirror 16 operates as shown by the virtual line in the state shown by the solid line. In this case, the edge of the micromirror 16 may be in contact with the address electrode 11, and when the micromirror 16 and the address electrode 11 are in contact with each other, adhesion or electrical breakdown may occur. 16) there is a problem that is damaged.

상기한 바와 같이, 마이크로미러(16)가 어드레스전극(11)에 점착되면, 마이크로미러(16)의 동작이 지연되거나, 마이크로미러(16)가 한쪽으로 기울어진 상태에서 고정되어, 동작 불량을 초래할 수 있다는 문제점이 있다.As described above, when the micromirror 16 adheres to the address electrode 11, the operation of the micromirror 16 is delayed or the micromirror 16 is fixed in an inclined state to one side, resulting in malfunction. There is a problem that can be.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 어드레스전극 주변에 마이크로미러의 회동시 접착되는 랜딩전극을 마련하고 이 랜딩전극에 마이크로미러와 등전위의 전압을 인가하여 점착 및 브레이크다운 현상을 방지할 수 있도록 된 마이크로미러 디바이스를 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and provides a landing electrode bonded to the micromirror when the micromirror rotates around the address electrode, and applies a voltage of the micromirror and the equipotential to the landing electrode to prevent sticking and breakdown. It is an object of the present invention to provide a micromirror device that can be prevented.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 기판과; 상기 기판의 상면에 형성된 복수의 어드레스전극과; 이 어드레스전극 주변에 마련된 바이어스전극과; 상기 바이어스 전극에 인가된 전압에 의해 소정 전압이 인가되는 마이크로미러와; 상기 마이크로미러를 회동가능하게 지지하는 지지수단;을 포함하여, 상기 어드레스전극과 상기 마이크로미러에 인가되는 전위차에 의해 발생되는 정전인력에 의해 상기 마이크로미러가 회동되도록 된 마이크로미러 디바이스에 있어서, 상기 마이크로미러가 상기 어드레스전극과의 정전인력에 의하여 상기 기판 쪽으로 기울어질 때 접 촉되도록 상기 어드레스전극 주변에 마련되며, 상기 마이크로미러에 인가되는 전압과 동일 전압이 인가되는 랜딩전극을 더 구비하는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, a substrate; A plurality of address electrodes formed on the upper surface of the substrate; A bias electrode provided around the address electrode; A micromirror to which a predetermined voltage is applied by a voltage applied to the bias electrode; And a support means for rotatably supporting the micromirror, wherein the micromirror is rotated by an electrostatic force generated by a potential difference applied to the address electrode and the micromirror. And a landing electrode provided around the address electrode such that the mirror is in contact with the address electrode when the mirror is inclined toward the substrate, and further comprising a landing electrode to which a voltage equal to the voltage applied to the micromirror is applied. do.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명에 따른 마이크로미러 디바이스의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment of a micromirror device according to the present invention will be described in detail.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마이크로미러 디바이스는, 기판(50)과, 이 기판(50)의 상면에 형성된 복수의 어드레스전극(61) 및 바이어스전극(63)과, 상기 바이어스전극(63)에 인가된 전압에 의해 구동되는 마이크로미러(80)와, 상기 마이크로미러(80)를 회동가능하게 지지하는 지지수단 및, 상기 마이크로미러(80)와 어드레스전극(61) 사이의 직,간접적인 접촉을 방지하는 랜딩전극(65)을 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, a micromirror device according to an embodiment of the present invention includes a substrate 50, a plurality of address electrodes 61 and bias electrodes 63 formed on an upper surface of the substrate 50, and the bias. A micromirror 80 driven by a voltage applied to the electrode 63, support means for rotatably supporting the micromirror 80, and a straight line between the micromirror 80 and the address electrode 61; And a landing electrode 65 to prevent indirect contact.

상기 어드레스전극(61)은 상기 마이크로미러(80)와의 상호 정전인력에 의해 상기 마이크로미러(80)를 구동하기 위한 것으로, 각 마이크로미러(80)에 대하여 2개씩 배치된다. 상기 바이어스전극(60)은 상기 마이크로미러(80)에 전위를 인가하기 위한 것으로, 상기 2개의 어드레스전극(55) 사이에 배치된다. The address electrodes 61 are used to drive the micromirrors 80 by mutual electrostatic attraction with the micromirrors 80, and two address electrodes 61 are disposed for each micromirror 80. The bias electrode 60 is for applying a potential to the micromirror 80 and is disposed between the two address electrodes 55.

상기 지지수단은 상기 바이어스전극(61)으로부터 상방으로 연장되어 형성된 제1포스트(72)와, 이 제1포스트(72)의 상면에 형성된 수평지지보(74)와, 상기 수평지지보(74) 상에 설치되어 상기 마이크로미러(80)를 직접 지지하는 제2포스트(82)를 포함한다. 상기 제1포스트(72)는 상기 바이어스전극(61)을 통하여 상기 마이크로미러(80)에 전압을 인가함과 아울러, 상기 수평지지보(74)가 상기 기판(50) 상에 소정 높이를 유지한 채로 위치되도록 지지한다. 상기 수평지지보(74)는 상기 제1포 스트(72)에 지지되게 설치되는 것으로, 상기 제1포스트(72)가 지지하는 위치를 기준으로 회동가능하게 설치된다. 이 수평지지보(74)는 마이크로미러(80)와 어드레스전극(61) 사이의 정전인력이 발생시 이 정전인력에 의하여 상기 제1포스트(72) 지지위치를 기준으로 소정 각도 기울어지게 배치되며, 정전인력이 해제시는 탄성 복원되어 수평상태를 유지한다.The support means includes a first post 72 extending upward from the bias electrode 61, a horizontal support 74 formed on an upper surface of the first post 72, and the horizontal support 74. And a second post 82 installed thereon to directly support the micromirror 80. The first post 72 applies a voltage to the micromirror 80 through the bias electrode 61, and the horizontal support 74 maintains a predetermined height on the substrate 50. Support to remain in position. The horizontal support 74 is installed to be supported by the first post 72 and is rotatably installed based on a position supported by the first post 72. The horizontal support 74 is disposed to be inclined at a predetermined angle with respect to the first post 72 support position by the electrostatic attraction when an electrostatic attraction between the micromirror 80 and the address electrode 61 is generated. When the force is released, it is elastically restored to maintain a horizontal state.

상기 랜딩전극(65)은 상기 마이크로미러(80)가 상기 어드레스전극(61)과의 정전인력에 의하여 상기 기판(50) 쪽으로 기울어질 때 접촉되도록 상기 어드레스전극(61) 주변에 마련된다. 또한, 이 랜딩전극(61)은 상기 마이크로미러(80)에 인가되는 전압과 동일 전압이 인가되어, 상기 마이크로미러(80)가 접촉되는 경우에도, 전기적인 손상을 입히지 않으므로, 점착을 근본적으로 방지할 수 있다.The landing electrode 65 is provided around the address electrode 61 such that the micromirror 80 is in contact with the address electrode 61 when inclined toward the substrate 50 by electrostatic attraction. In addition, since the landing electrode 61 is applied with the same voltage as the voltage applied to the micromirror 80, even when the micromirror 80 is in contact, electrical damage is not caused, thereby preventing adhesion. can do.

상기한 랜딩전극(61)은 그 제조공정에 있어서 상기 바이어스전극(63)과 동일 제조공정으로 제조되며, 이웃한 마이크로미러의 바이어스전극(63)과 일체로 형성된다.The landing electrode 61 is manufactured in the same manufacturing process as the bias electrode 63 in the manufacturing process, and is integrally formed with the bias electrode 63 of the neighboring micromirror.

도 4는 마이크로미러 디바이스를 이용한 어레이 구조의 일부를 보인 평면도로서, 바이어스전극, 랜딩전극 및 어드레스 전극의 구조를 보이기 위하여, 일부에 대하여 마이크로미러 및 지지수단을 제거한 구성을 보인 것이다. 이 도면을 참조하면, 마이크로미러 디바이스가 화상표시소자 등으로 이용되는 경우, 각 화소에 대응되게 마이크로미러가 2차원 어레이 구조로 배치되어 있다. 이 경우, 바이어스전극(63)은 소정 패턴을 갖는 스트라이프 상의 구조로 되어 있으며, 이 소정 패턴의 바이어스전극(63)의 일부가 랜딩전극(65)을 형성한다. 일 마이크로미러 디바이스에 대향되는 바이어스전극(63)에서 돌출된 랜딩전극(65)은 이웃한 마이크로미러 디바이스의 구동시 접촉되는 팁 역할을 하는 것으로, 단일 마이크로미러 디바이스를 살펴볼 때는 도 3에 도시된 바와 같이 독립된 형상을 가진다. 4 is a plan view showing a part of an array structure using a micromirror device, in which a part of the micromirror and the support means is removed in order to show the structures of the bias electrode, the landing electrode and the address electrode. Referring to this figure, when the micromirror device is used as an image display element or the like, the micromirror is arranged in a two-dimensional array structure corresponding to each pixel. In this case, the bias electrode 63 has a stripe structure having a predetermined pattern, and a part of the bias electrode 63 of the predetermined pattern forms the landing electrode 65. The landing electrode 65 protruding from the bias electrode 63 opposite to the one micromirror device serves as a tip contacted when the neighboring micromirror device is driven. As shown in FIG. It has an independent shape as shown.

따라서, 스트라이프 상 구조를 갖는 바이어스전극(63)에 전압을 인가시, 동일 스트라이프 상의 마이크로미러(80) 전체와, 랜딩전극(65)에 동일 전압이 인가된다.Therefore, when a voltage is applied to the bias electrode 63 having the stripe phase structure, the same voltage is applied to the entire micromirror 80 and the landing electrode 65 on the same stripe.

상기한 바와 같이, 구성된 마이크로미러 디바이스는 도 5에 도시된 바와 같이 동작한다. As noted above, the configured micromirror device operates as shown in FIG. 5.

바이어스전극(63) 및 랜딩전극(65)에 소정 전압 V1이 인가되는 경우, 상기 마이크로미러(80)에도 동일한 전압이 걸리게 된다. When a predetermined voltage V 1 is applied to the bias electrode 63 and the landing electrode 65, the same voltage is applied to the micromirror 80.

여기서, 어드레스전극(61)에 전압이 인가되지 않는 경우는 정전인력이 발생하지 않으므로, 실선으로 나타낸 바와 같이 마이크로미러(80)가 수평상태를 유지한다. 한편, 어드레스 전극에 전압 V2가 인가되는 경우는 정전인력이 발생되어, 마이크로미러(80)가 점선으로 나타낸 바와 같이 제1 및 제2포스트(72)(82)에 지지된 채로 일 방향으로 기울어지게 된다. 이 때, 마이크로미러(80)는 랜딩전극(65)에 접착되어, 상기 어드레스전극(61)에 접착되는 것을 방지할 수 있다.In this case, when no voltage is applied to the address electrode 61, electrostatic attraction does not occur. As shown by a solid line, the micromirror 80 maintains a horizontal state. On the other hand, when voltage V 2 is applied to the address electrode, an electrostatic attraction occurs, and the micromirror 80 is tilted in one direction while being supported by the first and second posts 72 and 82 as indicated by the dotted line. You lose. At this time, the micromirror 80 may be adhered to the landing electrode 65 to prevent the micromirror 80 from adhering to the address electrode 61.

이와 같이, 마이크로미러(80)가 랜딩전극(65)과 접촉되더라도 마이크로미러(80)와 랜딩전극(65)은 등전위를 가지므로, 점착되는 현상 및 브레이크 다운현상이 발생되지 않게 된다. As such, even when the micromirror 80 is in contact with the landing electrode 65, the micromirror 80 and the landing electrode 65 have an equipotential, so that the phenomenon of sticking and breakdown does not occur.

상기한 바와 같이, 구성된 마이크로미러 디바이스는 기판에 마이크로미러와 동일한 전압이 인가되는 랜딩전극을 구비하여, 마이크로미러가 어드레스전극과의 정전인력에 의하여 기울어질 때, 랜딩전극에 접촉되도록 함으로써 마이크로미러가 어드레스전극에 접촉되어 브레이크다운 및 점착 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 마이크로미러 및 전극의 손상을 방지할 수 있다. As described above, the constructed micromirror device has a landing electrode to which the same voltage as the micromirror is applied to the substrate, so that the micromirror is brought into contact with the landing electrode when the micromirror is inclined by electrostatic attraction with the address electrode. In contact with the address electrode, breakdown and adhesion may be prevented. Therefore, damage to the micromirror and the electrode can be prevented.

Claims (2)

기판과; A substrate; 상기 기판의 상면에 형성된 복수의 어드레스전극과;A plurality of address electrodes formed on the upper surface of the substrate; 상기 어드레스전극 주변에 마련된 바이어스전극과; A bias electrode provided around the address electrode; 상기 바이어스전극를 통하여 소정 전압이 인가되는 마이크로미러와;A micromirror to which a predetermined voltage is applied through the bias electrode; 상기 마이크로미러를 회동가능하게 지지하는 지지수단과;Supporting means rotatably supporting the micromirror; 상기 마이크로미러가 상기 어드레스전극과의 정전인력에 의하여 상기 기판 쪽으로 기울어질 때 접촉되도록 상기 어드레스전극 주변에 마련되며, 상기 마이크로미러에 인가되는 전압과 동일 전압이 인가되는 랜딩전극;을 포함하여,A landing electrode provided around the address electrode such that the micromirror is inclined toward the substrate by an electrostatic attraction with the address electrode, and a landing electrode applied with the same voltage as the voltage applied to the micromirror; 상기 어드레스전극과 상기 마이크로미러에 인가되는 전위차에 의해 발생되는 정전인력에 의해 상기 마이크로미러가 회동시 상기 마이크로미러가 상기 랜딩전극에 접촉될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 마이크로미러 디바이스.And the micromirror is brought into contact with the landing electrode when the micromirror is rotated by an electrostatic force generated by the potential difference applied to the address electrode and the micromirror. 제1항에 있어서, 상기 지지수단은,The method of claim 1, wherein the support means, 상기 바이어스전극으로부터 상방으로 연장되어 형성되는 복수의 제1포스트와; 상기 제1포스트의 상면에 설치되어 상기 마이크로미러를 회동가능하게 지지하는 수평지지보와; 상기 수평지지보와 상기 마이크로미러 사이에 설치되어 상기 마이크로미러를 직접 지지하는 제2포스트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로미러 디바이스.A plurality of first posts extending upward from the bias electrode; A horizontal support installed on an upper surface of the first post to rotatably support the micromirror; And a second post installed between the horizontal support and the micromirror to directly support the micromirror.
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