CN111897165A - 超微线间距的红外液晶光阀及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种能有效将线间距控制于3um之内的超微线间距红外液晶光阀，同时提供一种该超微线间距红外液晶光阀的制造方法，该制造方法包括光刻工艺，所述光刻工艺包括涂胶工序、预烘工序和曝光工序，在所述涂胶工序中，膜厚：0.9±0.15um，均匀性≥90%；预烘工序中，实测温度115℃以上≥20秒，最高温度不超过130℃，MASK曝光中，间距15‑30um，能量80‑140mj/cm2。
Description
技术领域
本发明涉及液晶光阀技术领域，尤其涉及一种超微线间距的红外液晶光阀，还涉及超微线间距红外液晶光阀的制造方法。
背景技术
红外液晶光阀（简称“WSS”）通过电压控制液晶分子折射率实现对光的相位延迟，作为高速光通信产品的关键器件，WSS系光通信产业急需的核心配套元件，超高性能的红外液晶光阀已被国家列为重点技术攻关的战略产品。决定红外液晶光阀性能的核心因素之一是对其线间距精密控制程度。超微线间距红外液晶光阀对PR膜厚、均匀性及曝光参数均有苛刻要求，因此需对工艺技术有更为严格的把控。
常规LCD生产工艺流程通常依次为：PR前清洗、涂感光胶、前烘、曝光、显影、后烘、蚀刻、脱膜”，基于工艺限制，当前绝大部分LCD线距超过10um，无法满足制造3um超微线间距目标值的精度要求。
目前超微线间距的红外液晶光阀核心工艺技术由国外掌握，并构筑技术壁垒在我国形成垄断态势，这对我国光通信产业发展造成极大限制。研究新型红外液晶光阀结构及其先进制造工艺，可实现光电型光纤开关国产化，掌握光通信核心技术,打破国外技术垄断。基于产业所面临技术瓶颈和行业现状，开发一种能够实现3um超微线间距的红外液晶光阀及其制造方法，既有十分必要，更有深远意义。
发明内容
针对现有技术所存在的上述问题，本发明提供一种能有效将线间距控制于3um之内的超微线间距红外液晶光阀，同时提供一种该超微线间距红外液晶光阀的制造方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种超微线间距的红外液晶光阀，包括上基板、底基板，所述上基板与底基板通过胶边层构成中空间隙，所述中空间隙填充液晶层，所述胶边层由4.5微米硅球含量2％的胶边油和环氧树脂胶混合制成，中空间隙的厚度<3um。
所述环氧树脂胶为XN-651。
所述胶边油与环氧树脂胶按照质量占比分别为：
胶边油 10-30%；
环氧树脂胶 0-90%；（环氧树脂胶是否为胶边油的一种）
所述上基板包括上基板SEG面和上基板COM面，所述底基板包括底基板SEG面和底基板COM面。
所述上基板SEG面、底基板SEG面均采用“彩虹TFT360”型号的玻璃基板制成；上基板COM面、底基板COM面均采用“MoALMo+ TFT360”型号的玻璃基板制成。
进一步的，所述上基板
胶边粉：2%4.5NMSIO硅球+XN-651
具体组成部分如下所示：保护膜，基板，PI ，液晶，胶边，PI，基板，保护膜
聚酰亚胺PI（定向层）：JSR AL-90302（750±100Å）埃是长度单位
液晶：HHS210800-100+0.3R811、HHS210400-000+0.3R811
胶边粉：2%4.5NMSIO硅球+XN-651（环氧树脂胶的一种型号）
AR膜：氮化铝（75nm）加二氧化硅（340nm）
保护膜：PE
由上可知，红外液晶光阀类似于LCD又不同于LCD，相同之处是都需要经过光刻和烧结，不需要通过Spacer（钼层）支撑，通过注LC最终成为一个完整的Cell，不同之处是红外液晶光阀最小线距为3um，要远小于常规LCD设计值（目前最小8um），且透过率需≥97%，为了实现此目标，Air Cell（）需要经过减薄、抛光及镀膜，实现最终厚度为0.58±0.02mm，结构图如下所示：
之间没夹什么，就是基板两面得涂PI，COM面印刷胶边，然后热压贴合。
本发明还提供以下技术方案：
一种超微线间距的红外液晶光阀制造方法，光刻工艺流程图如下所示：
由图2可知，红外液晶光阀的光刻工艺与正常LCD生产无异，主要区别就在于红色图形标记的工艺控制，并且不仅需要控制线条3um，同时短路比例需＜40%，为了探究最佳工艺参数，需设计三因子两水平DOE试验查找，具体试验方案及结果如下所示：
由图3-4可知：涂胶膜厚对短路比例影响很大，按目前线上正常控制不可行，需降低至9000Å左右，同时考虑到玻璃分粒数众多，粒与粒之间的膜厚均匀性需保证在90%以上，为此，我们可以通过供应商订制特定膜厚及均匀性高的涂胶轮来满足要求。另外，根据工式最小线宽＝（波长*曝光间隙）1/2及显影阴影区＝（波长*曝光间隙）1/2 *常数（0.5-1）可知采用接触式曝光可达到波长量级的线宽，但因对MASK的损伤较大我们很难采用，可选择接近式的曝光，目前我司曝光机供应商认可的最小间距为30um，小于30um时由于铬版中间有下坠产生则中间区域将接触到玻璃，因此我们曝光间距将选用30um。最终我们输入目标值通过Minitab软件响应优化器可得出涂胶膜厚9000Å，前烘节拍15S，曝光能量9000mj/cm2可满足要求。
理说明：本方案与常规LCD 产品生产工艺流程完全一样，遵循低膜厚、高均匀、强曝光的原理。由于ITO线间距设计是3um，普通的工艺需要做出调整，对比如下所示。
附图说明
附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。
图1为本发明实施例所述的超微线间距的红外液晶光阀；
图2为本发明实施例所述的光刻工艺流程图；
图3为短路效应柏拉图；
图4为显影线距柏拉图。
具体实施方式
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种超微线间距的红外液晶光阀，包括上基板、底基板，所述上基板与底基板通过胶边层构成中空间隙，所述中空间隙填充液晶层，所述胶边层由4.5微米硅球含量2％的胶边油和环氧树脂胶混合制成，中空间隙的厚度<3um。
2.根据权利要求1所述的超微线间距的红外液晶光阀，其特征在于：所述环氧树脂胶为XN-651。
3.根据权利要求1或2所述的超微线间距的红外液晶光阀，其特征在于：所述胶边油与环氧树脂胶按照质量占比分别为：
根据权利要求3所述的超微线间距的红外液晶光阀，其特征在于：胶边油 10-30%；环氧树脂胶 0-90%。
4.根据权利要求4所述的超微线间距的红外液晶光阀，其特征在于：所述上基板包括上基板SEG面和上基板COM面，所述底基板包括底基板SEG面和底基板COM面。
5.根据权利要求5所述的超微线间距的红外液晶光阀，其特征在于：所述上基板SEG面、底基板SEG面均采用“彩虹TFT360”型号的玻璃基板制成；上基板COM面、底基板COM面均采用“MoALMo+ TFT360”型号的玻璃基板制成。
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