KR102593790B1 - LCoS and Its Manufacturing Method - Google Patents
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Abstract
LCoS 및 그의 제조방법을 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, LCoS를 제조하는 방법에 있어서, 실리콘 웨이퍼를 단위셀 간 간격마다 홈을 형성하는 형성과정과 실리콘 웨이퍼 및 유리 기판의 일면에 배향막을 인쇄하여 러빙하는 러빙과정과 상기 실리콘 웨이퍼 및 유리 기판 사이에 씰라인을 인쇄 또는 드로잉하는 인쇄과정과 상기 실리콘 웨이퍼 및 유리 기판을 합착하는 합착과정과 LCoS 단위셀 간격마다 상기 실리콘 웨이퍼 및 유리 기판을 커팅하는 커팅과정과 커팅된 각 LCoS 단위셀의 하부 기판 및 상부 기판 사이로 액정을 주입하는 주입과정 및 봉지재를 이용하여 주입구를 봉지하는 봉지과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 LCoS 제조방법을 제공한다.Disclosed is LCoS and its manufacturing method.
According to one aspect of this embodiment, in the method of manufacturing LCoS, a forming process of forming grooves at intervals between unit cells on a silicon wafer, a rubbing process of printing and rubbing an alignment film on one side of the silicon wafer and a glass substrate, and the silicon wafer A printing process of printing or drawing a seal line between the wafer and a glass substrate, a bonding process of bonding the silicon wafer and the glass substrate, a cutting process of cutting the silicon wafer and the glass substrate at each LCoS unit cell interval, and each cut LCoS unit. An LCoS manufacturing method is provided, which includes an injection process of injecting liquid crystal between the lower and upper substrates of a cell and a sealing process of sealing an injection hole using an encapsulant.
Description
본 실시예는 LCoS 및 그의 제조방법에 관한 것이다.This embodiment relates to LCoS and its manufacturing method.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section simply provides background information for this embodiment and does not constitute prior art.
LCoS(Liquid Crystal on Silicon)는 증강현실 장치 등에 적용이 되는 초소형 디스플레이 소자이다. LCoS는 일반적인 LCD와 구조적으로 유사한 점과 차별점을 동시에 가지고 있다. 유사점은 두 장의 기판 사이에 액정을 포함하고, 액정을 배열시키는 배향막이 기판의 표면에 존재하며, 각 화소마다 액정 배열을 조절하기 위한 전기장을 인가하기 위한 화소전극 및 화소전극에 연결된 복수의 TFT 소자를 포함한 구동회로를 가지고 있다는 것이다.LCoS (Liquid Crystal on Silicon) is an ultra-small display device that is applied to augmented reality devices. LCoS has structural similarities and differences from general LCDs at the same time. The similarities are that liquid crystals are contained between two substrates, an alignment film that arranges the liquid crystals exists on the surface of the substrate, a pixel electrode for applying an electric field to control the liquid crystal arrangement for each pixel, and a plurality of TFT elements connected to the pixel electrodes. It has a driving circuit including.
LCoS의 일반적인 LCD와의 차별점은 LCoS의 백 플레인(Back Plane)기판은 실리콘 웨이퍼를 사용하고 있어, 투과형이 아닌 반사형 디스플레이로만 사용될 수 있고, LCoS는 화소가 매우 작다. 또한, LCoS의 TFT회로 또는 배선이나 디스플레이를 구동하기 위한 구동회로의 상당부분이 실리콘 웨이퍼 내부 또는 하부에 내장되어 있다. LCoS는 디스플레이 크기도 매우 작아 보통 대각 크기가 1 인치를 넘지 않는다. The difference between LCoS and general LCD is that the back plane substrate of LCoS uses a silicon wafer, so it can only be used as a reflective display, not a transmissive display, and LCoS has very small pixels. In addition, a significant portion of the LCoS TFT circuit or the driver circuit for driving the wiring or display is built inside or below the silicon wafer. The display size of LCoS is also very small, usually not exceeding 1 inch diagonally.
LCoS의 경우 일반 LCD와 유사하게 다양한 액정모드를 가질 수 있다. 즉, LCoS는 수평배향 모드, 트위스트 배향 모드 또는 수직배향 모드 등의 다양한 액정 배열 구조를 가질 수 있다. 이처럼 다양한 액정모드를 가지는 LCoS는 배향막을 러빙하는 러빙 공정을 필요로 한다.In the case of LCoS, similar to a regular LCD, it can have various liquid crystal modes. That is, LCoS can have various liquid crystal arrangement structures such as horizontal alignment mode, twist alignment mode, or vertical alignment mode. LCoS, which has such a variety of liquid crystal modes, requires a rubbing process to rub the alignment layer.
종래의 LCoS는 백 플레인 기판(실리콘 웨이퍼)와 상부 유리기판 사이에 액정이 주입된 후 봉지된다. 이후, 각 셀의 크기로 커팅함으로써, 하나의 셀 크기를 갖는 LCoS가 제조된다. 다만, 종래의 LCoS 제조과정 중 각 셀 크기로 기판을 커팅함에 있어, 백 플레인 기판은 쏘잉(Sawing) 장비나 스크라이빙 휠(Scribing Wheel)로 커팅이 진행되어 왔다. In conventional LCoS, liquid crystal is injected between the backplane substrate (silicon wafer) and the upper glass substrate and then sealed. Then, by cutting to the size of each cell, an LCoS with one cell size is manufactured. However, when cutting the substrate to each cell size during the conventional LCoS manufacturing process, the backplane substrate has been cut using sawing equipment or a scribing wheel.
그러나 쏘잉 장비에 의한 커팅은 커팅시간이 오래 걸리고, 커팅 과정에서 백 플레인 기판의 미세입자들이 발생하며 이물을 유발하고, 접합된 두 장의 기판 중 백 플레인 기판만을 정밀하게 절단하는게 상당히 어려운 불편이 있었다.However, cutting using sawing equipment takes a long time, fine particles from the backplane board are generated during the cutting process, causing foreign matter, and it is quite difficult to precisely cut only the backplane board out of the two joined boards.
한편, 스크라이빙 휠에 의한 커팅은 전술한 쏘잉 장비에 의한 커팅과 같은 문제는 발생하지 않는다. 스크라이빙 휠로 상부 유리기판을 커팅하는 과정에서는 문제가 발생하지 않으나, 백 플레인 기판을 커팅함에 있어서는 절단면이 바르지 않고 경사지게 커팅되는 문제가 발생한다. 스크라이빙 휠로 백 플레인 기판을 커팅할 경우, 백 플레인 기판인 실리콘 웨이퍼의 원자 배열 구조와 물리적 특성 때문에 백 플레인 기판이 절단방향과 일치하도록 커팅되지 못하고 비스듬하거나 불규칙하게 절단되는 문제가 빈번하게 발생한다. On the other hand, cutting with a scribing wheel does not cause the same problems as cutting with the sawing equipment described above. There is no problem in the process of cutting the upper glass substrate with a scribing wheel, but when cutting the backplane substrate, a problem occurs in that the cutting surface is not straight and is cut at an angle. When cutting the backplane substrate with a scribing wheel, the backplane substrate is not cut in line with the cutting direction due to the atomic arrangement structure and physical characteristics of the silicon wafer, which is the backplane substrate, and problems frequently occur in that the backplane substrate is cut at an angle or irregularly. .
본 발명의 일 실시예는, 매끄러운 형상을 갖는 LCoS 및 단순하면서도 높은 수율을 확보할 수 있는 LCoS 제조방법을 을 제공하는 데 일 목적이 있다.The purpose of one embodiment of the present invention is to provide LCoS with a smooth shape and an LCoS manufacturing method that is simple and can secure high yield.
본 실시예의 일 측면에 의하면, LCoS를 제조하는 방법에 있어서, 실리콘 웨이퍼를 단위셀 간 간격마다 홈을 형성하는 형성과정과 실리콘 웨이퍼 및 유리 기판의 일면에 배향막을 인쇄하여 러빙하는 러빙과정과 상기 실리콘 웨이퍼 및 유리 기판 사이에 씰라인을 인쇄 또는 드로잉하는 인쇄과정과 상기 실리콘 웨이퍼 및 유리 기판을 합착하는 합착과정과 LCoS 단위셀 간격마다 상기 실리콘 웨이퍼 및 유리 기판을 커팅하는 커팅과정과 커팅된 각 LCoS 단위셀의 하부 기판 및 상부 기판 사이로 액정을 주입하는 주입과정 및 봉지재를 이용하여 주입구를 봉지하는 봉지과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 LCoS 제조방법을 제공한다.According to one aspect of this embodiment, in the method of manufacturing LCoS, a forming process of forming grooves at intervals between unit cells on a silicon wafer, a rubbing process of printing and rubbing an alignment film on one side of the silicon wafer and a glass substrate, and the silicon wafer A printing process of printing or drawing a seal line between the wafer and a glass substrate, a bonding process of bonding the silicon wafer and the glass substrate, a cutting process of cutting the silicon wafer and the glass substrate at each LCoS unit cell interval, and each cut LCoS unit. An LCoS manufacturing method is provided, which includes an injection process of injecting liquid crystal between the lower substrate and the upper substrate of the cell and a sealing process of sealing the injection hole using an encapsulant.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 형성과정은 기 설정된 폭만큼 진행되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of this embodiment, the forming process is characterized in that it proceeds as much as a preset width.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 기 설정된 폭은 50㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.According to one aspect of this embodiment, the preset width is characterized in that it is 50㎛ or less.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 형성과정은 기 설정된 깊이만큼 진행되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of this embodiment, the forming process is characterized in that it progresses to a preset depth.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 기 설정된 깊이는 상기 실리콘 웨이퍼의 두께의 10 내지 60%인 것을 특징으로 한다.According to one aspect of this embodiment, the preset depth is 10 to 60% of the thickness of the silicon wafer.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 씰라인은 열경화성 특징을 갖는 폴리머 실런트(Sealant)로 구현되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of this embodiment, the seal line is characterized by being implemented with a polymer sealant (Sealant) having thermosetting characteristics.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 제조방법에 의해 제조되는 LCoS를 제공한다.According to one aspect of this embodiment, LCoS manufactured by the above manufacturing method is provided.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 일면에 화소전극 및 배향막이 배치되며, 상기 LCoS 내 구성을 지지하는 하부 기판과 일면에 투명전극 및 배향막이 배치되며, 액정이 주입될 공간을 형성하는 상부기판과 양 기판 사이에 인쇄 또는 드로잉되어, 각 기판이 간격을 유지하며 액정의 수용공간을 형성할 수 있도록 하는 씰라인 및 상기 씰라인의 액정 주입구를 봉지시켜, 액정의 수용공간으로부터의 배출을 방지하는 봉지재를 포함하며, 상기 하부기판은 양 끝단에 단차를 포함하는 것을 특징으로 하는 LCoS를 제공한다.According to one aspect of this embodiment, a pixel electrode and an alignment layer are disposed on one side, a lower substrate supporting the LCoS internal structure, a transparent electrode and an alignment layer are disposed on one side, and an upper substrate and a positive electrode form a space into which liquid crystal will be injected. A seal line printed or drawn between the substrates to maintain the gap between each substrate and form a liquid crystal receiving space, and a sealing material that seals the liquid crystal inlet of the seal line to prevent liquid crystal from being discharged from the receiving space. It provides an LCoS, wherein the lower substrate includes steps at both ends.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 상부 기판은 상기 씰라인 상에 안착되어, 상기 하부기판 및 상기 씰라인과 함께 주입될 공간을 형성하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of this embodiment, the upper substrate is seated on the seal line to form a space into which injection will be performed together with the lower substrate and the seal line.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 상기 실라인은 상기 하부 기판 및 상기 상부 기판 각각의 일 끝단에 치우쳐 인쇄 또는 드로잉되는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of this embodiment, the seal line is printed or drawn with a bias toward one end of each of the lower substrate and the upper substrate.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예의 일 측면에 따르면, 매끄러운 형상을 갖는 LCoS를 단순하면서도 높은 수율을 확보하며 제조할 수 있는 장점이 있다.As described above, according to one aspect of this embodiment, there is an advantage in that LCoS with a smooth shape can be manufactured simply and with high yield.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LCoS의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LCoS의 단면도이다.
도 3 내지 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LCoS가 제조되는 과정을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 LCoS의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 LCoS를 제조하는 방법을 도시한 순서도이다.1 is a top view of LCoS according to a first embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view of LCoS according to the first embodiment of the present invention.
Figures 3 to 8 are diagrams showing the process of manufacturing LCoS according to the first embodiment of the present invention.
Figure 9 is a top view of LCoS according to the second embodiment of the present invention.
Figure 10 is a flowchart showing a method of manufacturing LCoS according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. While describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 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 such as first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention. The term and/or includes any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 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 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as "include" or "have" should be understood as not precluding the existence or addition possibility of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification. .
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains.
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.Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.
또한, 본 발명의 각 실시예에 포함된 각 구성, 과정, 공정 또는 방법 등은 기술적으로 상호간 모순되지 않는 범위 내에서 공유될 수 있다.Additionally, each configuration, process, process, or method included in each embodiment of the present invention may be shared within the scope of not being technically contradictory to each other.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LCoS의 평면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 LCoS의 단면도이다.FIG. 1 is a plan view of an LCoS according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of an LCoS according to a first embodiment of the present invention.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 LCoS(100)는 하부 기판(110), 패드부(113), 배향막(116, 125), 상부 기판(120), 액정(130), 씰라인(140) 및 봉지재(150)를 포함한다.Referring to Figures 1 and 2, the LCoS 100 according to the first embodiment of the present invention includes a
하부 기판(110, Back Plane)은 LCoS(100) 내 화소 전극 및 이를 구동하기 위한 기타 구성을 포함한다. 하부 기판(110)은 실리콘 웨이퍼로 구현될 수 있으며, 그에 따라 외부에서 입사하는 광을 반사시키며 LCoS(100) 반사형 디스플레이로 동작하도록 한다. The lower substrate 110 (Back Plane) includes the pixel electrode in the LCoS 100 and other components for driving it. The
하부 기판(110)은 상부 기판(120)을 바라보는 일면에, 전기장을 생성할 화소전극(미도시)을 포함할 수 있다. 화소전극(미도시)이 배치되며, 외부로부터 전원을 인가받아 전기장을 형성하며 액정(130)을 배향시킨다.The
하부 기판(110)의 상부 기판(120)을 바라보는 일 면 상에 씰라인(140) 또는 액정의 외곽으로 패드부(113)가 인쇄 또는 드로잉될 수 있다. 하부 기판(110) 상에 씰라인(140)은 일 끝단에 치우쳐 인쇄 또는 드로잉되며, 씰라인(140)이 형성하는 공간으로 액정(130)이 주입된다. 이에 따라, 하부 기판(110)의 해당 면 상에서 다른 일 끝단부는 패드부(113)가 배치될 수 있는 충분한 공간을 형성한다. 패드부(113)는 하부 기판(110)의 일 면 중 다른 일 끝단부에 배치되며, 하부 기판(110)에 외부로부터 구동회로(미도시)가 연결될 수 있도록 한다. 하부 기판(110)은 패드부(113)를 거쳐 구동 회로(미도시)와 전기적으로 연결되며, 구동 회로(미도시)의 제어에 따라 화소전극(미도시)의 전기장 생성 여부 및 생성될 전기장의 세기를 제어할 수 있다.A
배향막(116)은 하부 기판(110)의 상부 기판(120)을 바라보는 일 면 상에 배치된다. 특히, 배향막(116)은 하부 기판(110), 상부 기판(120) 및 씰라인(140)이 형성하는, 액정이(130)이 주입될 공간 내에서 (하부 기판(110)의 전술한 면 상으로) 배치된다. 배향막(116)은 전술한 위치에 배치되며, 씰라인(140)을 벗어나지 않을 정도로 형성된다, 배향막(116)은 해당 위치에 배치되어, 구동 회로(미도시)에 의해 전기장이 형성될 경우, 전기장에 의해 액정의 배열방향이 초기배열 방향과 다른 방향으로 변하더라도 배향막에 인접한 액정을 초기의 배열 방향으로 유지시킨다. The
하부 기판(110)은 양 끝단에 단차(119)를 갖는다. 하부 기판(110)은 LCoS(100)의 제조 과정에서 홈을 먼저 형상하고 추후에 LCoS 양 끝단에 단차(119)를 갖도록 제조됨에 따라, 액정과 접한 쪽의 웨이퍼 면 장가자리가 미리 형성된 홈의 형상을 따라 오차가 없는 절단면을 가질 수 있다. 종래와 같이 하부 기판(110)에 홈으로 인한 단차가 없는 형태로 커팅될 경우, 실리콘 웨이퍼의 원자 배열 구조와 물리적 특성 때문에 가장자리 면이 균일하지 않게 형성되는 문제가 있었다. 하부 기판(110)은 단차(119)를 포함함으로써, 전술한 문제를 해소한다. The
하부 기판(110)은 LCoS(100)의 동작을 제어할 TFT회로와 배선 등을 실장할 수 있다.The
상부 기판(120)은 씰라인(140) 상에 안착되며, 하부 기판(110) 및 씰라인(140)과 함께 액정(130)이 주입될 공간을 형성한다. 상부 기판(120)은 유리로 구현됨으로써, 외부로부터 입사되는 광이 투과할 수 있도록 한다.The
상부 기판(120)은 하부 기판(110)을 바라보는 일면에, 마찬가지로 전기장을 생성할 투명전극(미도시)을 포함할 수 있다. 투명전극(미도시)이 배치되며, 외부로부터 전원을 인가받아 전기장을 형성하며 액정(130)을 배향시킨다. 상부 기판(120)도 하부 기판(110)과 유사하게, 씰라인(140)이 일 끝단에 치우쳐 인쇄 또는 드로잉되며, 씰라인(140)이 형성하는 공간으로 액정(130)이 주입된다. 이에 따라, 상부 기판(120)의 해당 면 상에서 다른 일 끝단부에는 투명전극(미도시)으로 외부에서 전원을 인가할 만한 충분한 공간이 형성된다. 상부 기판(120)의 다른 일 끝단부에 형성된 투명전극(미도시)은 외부로부터 전원을 인가받아, 전기장을 형성한다.The
배향막(125)은 상부 기판(120)의 하부 기판(110)을 바라보는 일 면 상에 배치된다. 특히, 배향막(116)과 동일하게, 배향막(125)도 하부 기판(110), 상부 기판(120) 및 씰라인(140)이 형성하는, 액정이(130)이 주입될 공간 내에서 (하부 기판(110)의 전술한 면 상으로) 배치되며 동일한 동작을 수행한다. The
한편, 상부 기판(120)은 실리콘 웨이퍼로 구현될 수 있는 하부 기판(110)과 기 설정된 오차 범위 내의 열팽창 계수를 갖는 소재로 구현될 수 있다. 하부 기판(110)이 실리콘 웨이퍼로 구현될 경우, 상부 기판(120)은 그와 열팽창 계수가 기 설정된 오차 범위 내에 있는 붕규산 유리(Borosilicate Glass)로 구현될 수 있다. 후술할 바와 같이, 씰라인(140)은 열경화성 특징을 갖는 폴리머 실런트(Sealant)로 구현된다. 이에 따라, 각 기판(110, 120)은 적어도 씰라인(140)이 경화되어야 할 온도에의 노출이 필수적이다. 이때, 양자의 열팽창계수가 다를 경우, 전술한 열 공정을 거치며 양자가 서로 다른 정도만큼 휘는 문제가 발생할 수 있다. 양자가 열팽창 계수의 (오차범위 이상만큼의) 차이로 인해 서로 상이한 정도만큼 휠 경우, LCoS의 제조 과정을 어렵게 하며, 액정(130)을 수용(밀폐)하는 신뢰도를 떨어뜨리는 문제를 야기한다. 이러한 문제를 방지하고자, 상부 기판(120)은 전술한 소재로 구현됨으로써, 전술한 문제를 방지할 수 있다.Meanwhile, the
씰라인(140)은 각 기판(110, 120) 사이에 인쇄 또는 드로잉되어, 각 기판(110, 120)이 간격을 유지하며 액정(130)의 수용 공간(144)을 형성할 수 있도록 한다. 씰라인(140)은 열경화성 특징을 갖는 폴리머 실런트로 구현되어 각 기판(110, 120) 사이에 인쇄 또는 드로잉될 수 있다. 씰라인(140)은 광경화성 특징을 갖는 폴리머 실런트로 구현될 수도 있으나, 광경화성 폴리머 실런트는 접착력이 상대적으로 상당히 약해 액정(130)을 수용함에 있어 불안정할 수 있다. 따라서, 씰라인(140)은 열경화성 특징을 갖는 폴리머 실런트(Sealant)로 구현된다. The
씰라인(140)은 기 설정된 형상, 예를 들어, 네모 형상을 가지며, 내부에 수용 공간을 형성한다. 씰라인(140)은 일 부분에 주입구(148)를 포함하여, 외부에서 수용 공간(144)으로 액정(130)을 주입할 수 있도록 한다. The
봉지재(150)는 씰라인(140)의 주입구(148)를 봉지시켜 액정(130)의 수용공간(144)으로부터의 배출을 방지한다. 봉지재(150)는 씰라인(140)이 형성하는 수용공간(144), 특히, 주입구(148)로 일부 주입되어 경화되며, 주입구(148)를 봉지시킨다. 봉지재(150)는 씰라인(140)의 주입구(148)를 봉지시키며, 액정(130)이 수용공간(144)으로부터 외부로 배출되는 것을 방지한다. The encapsulant 150 seals the
LCoS(100)는 후술할 공정에 따라 제조됨으로써 전술한 구성과 구조를 가질 수 있다. 이로 인해, LCoS(100)는 간단하게 제조되며 높은 수율을 확보할 수 있으면서도, 그와 동시에 절단면에 편차나 오차가 발생하지 않은 구조 또는 형상을 가질 수 있다.The
도 3 내지 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 LCoS가 제조되는 과정을 도시한 도면이다.Figures 3 to 8 are diagrams showing the process of manufacturing LCoS according to the first embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 실리콘 웨이퍼(310) 상에서 형성될 LCoS 단위셀(330) 간 간격마다 홈(320)을 형성하는 공정을 진행한다. 실리콘 웨이퍼(310) 상에는 화소전극(미도시)이 기 형성된 상태에 해당한다. 이와 같은 실리콘 웨이퍼(310), 특히, 후술할 공정에 따라 안착될 유리 기판(420)을 향하는 면 상에 LCoS 단위셀(330) 간 간격마다 쏘잉 공정을 거치며 홈(320)이 형성된다. Referring to FIG. 3, a process of forming
실리콘 웨이퍼(310)로의 홈(320) 형성은 다음과 같은 정도만큼만 진행된다. 형성되는 홈(320)의 폭은 50㎛ 이하를 가지며, 깊이는 실리콘 웨이퍼(310)의 두께에 10 내지 60%만큼 형성된다. The formation of the
형성되는 홈(320)의 폭이 전술한 길이 이상일 경우, 후술할 배향막(116)의 러빙 공정을 거치며 실리콘 웨이퍼(310)의 면에 스크래치가 발생할 확률이 상당히 높아진다. 즉, 고속으로 회전하는 러빙포의 러빙사(혹은 실)가 홈 때문에 손상되거나 홈의 측면에 러빙 스크레치를 발생시킨다. 하지만, 홈(320)의 폭이 50㎛이하일 경우에는 이러한 불량 확률이 현저히 낮아진다. 따라서, 형성되는 홈(320)의 폭은 50㎛이하만큼만 을 갖는다.If the width of the formed
또한, 홈(320)의 깊이는 10 내지 60% 만큼만 형성된다. 특히, 후술할 바와 같이 도 6a에 도시된 공정(스크라이빙 공정)으로 실리콘 웨이퍼(310)에 홈(320)이 형성될 경우, 홈(320)의 깊이는 실리콘 웨이퍼(310) 두께의 10 내지 30%까지만 형성되는 것이 바람직하다. 실리콘 웨이퍼(310)가 전술한 수준 이하의 깊이를 갖는 홈(320)을 포함할 경우, 실리콘 웨이퍼(310)가 도 6a에 도시된 공정을 거치며 단위셀 간격으로 커팅됨에 있어 매끄럽게 커팅되지 못할 가능성이 존재한다. 반대로, 실리콘 웨이퍼(310)가 전술한 수준 이상의 깊이를 갖는 홈(320)을 포함할 경우, 커팅 공정 이전에 실리콘 웨이퍼(310)가 분리가 되는 상황이 발생할 수 있다. Additionally, the depth of the
한편, 후술할 바와 같이 도 6b에 도시된 공정(브레이킹 장비를 이용한 공정)으로 실리콘 웨이퍼(310)를 커팅할 경우, 홈(320)의 깊이는 실리콘 웨이퍼(310) 두께의 30 내지 60% 까지만 형성되는 것이 바람직하다. 실리콘 웨이퍼(310)가 전술한 수준 이하의 깊이를 갖는 홈(320)을 포함할 경우, 실리콘 웨이퍼(310)가 도 6b에 도시된 공정을 거치며 커팅되기 위해서는 상당한 충격이 가해져야만 한다. 반대로, 실리콘 웨이퍼(310)가 전술한 수준 이상의 깊이를 갖는 홈(320)을 포함할 경우, 커팅공정 이전에 실리콘 웨이퍼(310)가 분리가 되는 상황이 발생할 수 있다. 따라서, 실리콘 웨이퍼(310)에 형성되는 홈(320)의 깊이는 후속 공정에 따라 적절한 깊이만큼 진행된다. Meanwhile, as will be described later, when cutting the
도 4를 참조하면, 홈이 형성된 실리콘 웨이퍼(310)와 유리 기판(410)의 일면에 각각 배향막(116, 125)이 러빙된다. 실리콘 웨이퍼(310)와 유리 기판(410)의 각 일면에 배향막(116, 125)이 코팅되고, 코팅된 배향막(116, 125)이 러빙된다. Referring to FIG. 4, alignment layers 116 and 125 are rubbed on one surface of the
도 5를 참조하면, 실리콘 웨이퍼(310)의 일면(홈이 형성된) 상에 LCoS 단위셀 간격마다, LCoS 단위셀 내 수용공간을 형성하도록 씰라인(140)이 인쇄 또는 드로잉되고, 씰라인(140) 상에 유리 기판(410)이 합착된다. 이때, 유리 기판(410)은 배향막(125)이 실리콘 웨이퍼(310)를 향하도록 합착된다. 유리 기판(410)이 합착된 후, 씰라인(140)이 열경화된다. Referring to FIG. 5, a
도 6a를 참조하면, 유리 기판(410)과 실리콘 웨이퍼(310)에 각각 LCoS 단위셀 간격대로 커팅이 진행된다. 유리 기판(410)은 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 각 LCoS 단위셀이 다른 일 끝단부(도 6a를 기준으로는 우측 끝단부)에 충분한 공간이 형성되는 구조를 갖도록, 각 LCoS 단위셀 간격마다 스크라이빙된다. 한편, 실리콘 웨이퍼(310)는 홈이 형성된 면의 반대편 면으로, LCoS 단위셀 간격마다 스크라이빙된다. 실리콘 웨이퍼(310)에 홈이 형성된 상태이기 때문에, 상대적으로 반듯한 형태로 커팅이 진행될 수 있고, 커팅(스크라이빙) 과정에서 유리 기판(410)에 손상을 가할 가능성도 현저히 감소하게 된다. 홈이 없는 실리콘 웨이퍼를 온전히 스크라이빙할 경우, 스크라이빙 과정에서 유리 기판(410)에 손상을 가할 가능성이 충분히 존재한다. 그러나 실리콘 웨이퍼(310)에 홈이 형성됨에 따라, 전술한 문제를 방지할 수 있다.Referring to FIG. 6A, cutting is performed on the
도 6b를 참조하면, 마찬가지로 유리 기판(410)과 실리콘 웨이퍼(310)에 각각 LCoS 단위셀 간격대로 커팅이 진행되되, 실리콘 웨이퍼(310)의 커팅은 홈이 형성된 면의 반대편 면에 브레이킹 장비가 충격을 가함으로써 진행될 수 있다. 이미 상대적으로 더 깊은(스크라이빙 공정으로 커팅할 때에 비해) 깊이만큼 홈이 형성된 상태이기 때문에, 브레이킹 장비가 과도한 충격을 가하지 않아도 실리콘 웨이퍼(310)가 커팅될 수 있다. Referring to FIG. 6b, similarly, cutting is performed on the
이에 따라, LCoS 단위셀(100)의 하부 기판(110)은 단차(119)를 갖는 형태로 구현될 수 있다. 단차(119)의 상부 면은 홈이 형성되는 면이기 때문에 상대적으로 보다 매끄러운 단면을 가지며, 단차(119)의 상부 면은 브레이킹 장비에 의해 형성될 수도 있는 면이기 때문에 상대적으로 덜 균일한 단면을 갖게 된다. 다만, 어떠한 공정으로 하부 기판(110)의 커팅이 진행되더라도 홈 형성공정이 진행된 후에 진행되기에, 하부 기판(110)의 형상은 비스듬하거나 불규칙하지 않고 (하부 기판의) 두께 방향으로 균일하게 커팅될 수 있다.Accordingly, the
도 7을 참조하면, 커팅된 각 LCoS 단위셀(100)의 주입구(148)로 액정(130)이 주입된다. 액정(130)이 주입된 후, 주입구(148)는 봉지재(150)에 의해 봉지된다.Referring to FIG. 7,
도 8을 참조하면, 하부 기판(110)의 상면(상부 기판을 향하는 면)에 패드부(113)가 배치된다.Referring to FIG. 8, a
이러한 과정을 거치며, LCoS 단위셀(100)이 제조된다. LCoS 단위셀(100)의 하부 기판(110)이 복잡한 과정을 거치지 않더라도, 가장자리의 면에 오차가 없는 형상을 갖도록 제조될 수 있다.Through this process, the
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 LCoS의 평면도이다.Figure 9 is a top view of LCoS according to the second embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 LCoS(900)는 LCoS(100)와 상이한 형태의 씰라인(140, 910)을 포함한다. Referring to FIG. 9, the
LCoS(900)는 LCoS(100)와 동일한 구성을 포함하되, 씰라인(140)의 일 끝단부에서 수용공간(144) 방향으로 돌출된 제2 씰라인(910)을 더 포함한다. 제2 씰라인(910)은 씰라인(140)의 일 끝단부에서 수용공간(144) 방향으로 돌출되며, 수용공간(144)과 기체 수용공간(920)을 구분한다. 제2 씰라인(910)은 양 공간(144, 920)을 물리적으로 온전히 분리하는 것은 아니며, 일부분만이 개방되어 수용공간(144)으로 주입된 액정(130)이 양 공간(144, 920)을 유동할 수는 있도록 분리한다. The LCoS (900) has the same configuration as the LCoS (100), but further includes a second seal line (910) protruding from one end of the seal line (140) toward the receiving space (144). The
이처럼 구현된 씰라인(140, 910) 내 수용공간(144)으로 주입구(148)를 거쳐 액정이 주입됨에 있어, 모든 수용공간(144, 920)을 가득 채울 때까지 진행되는 것이 아니라, 기체 수용공간(920) 내 잔류 기체(930)가 존재할 때까지만 진행된다. 모든 수용공간(144, 920)의 전체 부피만큼 액정(130)이 주입되지 않을 경우, 액정(130)의 주입에 의해 잔류 기체(930)가 기체 수용공간(920)의 먼 끝단까지 밀려나게 된다. 이에 따라, 의도적으로 기체 수용공간(920) 내 잔류 기체(930)가 존재하도록 구현된다. 외부의 압력 또는 온도가 변화할 경우, 액정(130)의 특성이나 크기(부피)가 변화하게 된다. 잔류 기체(930)가 수용공간(920) 내 존재하며, 액정(130)의 특성이나 크기가 변화하며 발생하는 내부 압력 변화를 최소화(완충)할 수 있다. When liquid crystal is injected through the
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 LCoS를 제조하는 방법을 도시한 순서도이다. 도 10에 도시된 LCoS(100)를 제조하는 방법은 LCoS 제조장치에 의해 수행될 수 있다.Figure 10 is a flowchart showing a method of manufacturing LCoS according to an embodiment of the present invention. The method of manufacturing
실리콘 웨이퍼(310) 내 단위셀 간 간격마다 홈을 형성한다(S1010). Grooves are formed at intervals between unit cells within the silicon wafer 310 (S1010).
실리콘 웨이퍼(310) 및 유리 기판(410)의 일면에 배향막(116, 125)이 인쇄되고 러빙된다(S1020).Alignment layers 116 and 125 are printed and rubbed on one side of the
실리콘 웨이퍼(310) 및 유리 기판(410) 사이에 씰라인(140) 인쇄 또는 드로잉 된다(S1030).A
실리콘 웨이퍼(310) 및 유리 기판(410)이 합착된다(S1040).The
LCoS 단위셀 간격마다 실리콘 웨이퍼(310) 및 유리 기판(410)을 커팅한다(S1040).The
하부 기판(110) 및 상부 기판(120) 사이로 액정(130)이 주입된다(S1050).
봉지재(150)를 이용하여 주입구(148)를 봉지한다(S1060).The
도 10에서는 각 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 각 도면에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 10은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.In Figure 10, each process is described as being sequentially executed, but this is merely an illustrative explanation of the technical idea of an embodiment of the present invention. In other words, a person skilled in the art to which an embodiment of the present invention pertains can change the order depicted in each drawing or perform one or more of the processes without departing from the essential characteristics of an embodiment of the present invention. Since various modifications and variations can be applied by executing in parallel, FIG. 10 is not limited to a time series order.
한편, 도 10에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.Meanwhile, the processes shown in FIG. 10 can be implemented as computer-readable codes on a computer-readable recording medium. Computer-readable recording media include all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. That is, computer-readable recording media include storage media such as magnetic storage media (eg, ROM, floppy disk, hard disk, etc.) and optical read media (eg, CD-ROM, DVD, etc.). Additionally, computer-readable recording media can be distributed across networked computer systems so that computer-readable code can be stored and executed in a distributed manner.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present embodiment, and those skilled in the art will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Accordingly, the present embodiments are not intended to limit the technical idea of the present embodiment, but rather to explain it, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these examples. The scope of protection of this embodiment should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of rights of this embodiment.
100: LCoS
110: 하부 기판
113: 패드부
116, 125: 배향막
119: 단차
120: 상부 기판
130: 액정
140, 910: 씰라인
144: 수용 공간
148: 주입구
150: 봉지재
310: 실리콘 웨이퍼
320: 홈
330: LCoS 단위셀
410: 유리 기판
920: 기체 수용공간100: LCoS
110: lower substrate
113: Pad part
116, 125: alignment film
119: step
120: upper substrate
130: liquid crystal
140, 910: seal line
144: Accommodation space
148: Inlet
150: Encapsulation material
310: silicon wafer
320: Home
330: LCoS unit cell
410: glass substrate
920: Gas accommodation space
Claims (10)
실리콘 웨이퍼를 단위셀 간 간격마다 홈을 형성하는 형성과정;
실리콘 웨이퍼 및 유리 기판의 일면에 배향막을 인쇄하여 러빙하는 러빙과정;
상기 실리콘 웨이퍼의 홈이 형성된 일면 상에 LCoS 단위셀 간격마다, LCoS 단위셀 내 수용공간을 형성하도록 씰라인을 인쇄 또는 드로잉하는 인쇄과정;
상기 씰라인 상으로 상기 유리 기판을 합착시킴으로써, 상기 실리콘 웨이퍼 및 유리 기판을 합착하는 합착과정;
상기 합착과정에 의해 상기 실리콘 웨이퍼 및 유리 기판이 합착된 후 상기 씰라인이 열경화되는 열경화과정;
LCoS 단위셀 간격마다 상기 실리콘 웨이퍼 및 유리 기판을 커팅하는 커팅과정;
커팅된 각 LCoS 단위셀의 하부 기판 및 상부 기판 사이로 액정을 주입하는 주입과정; 및
봉지재를 이용하여 주입구를 봉지하는 봉지과정을 포함하고,
상기 형성과정에서 형성되는 홈의 폭은 50㎛ 이하를 가지고, 상기 형성과정에서 형성되는 홈의 깊이는 상기 실리콘 웨이퍼 두께의 30 내지 60%까지 형성되며,
상기 커팅과정 중 상기 실리콘 웨이퍼의 커팅은 상기 실리콘 웨이퍼의 홈이 형성된 면의 반대면에 브레이킹 장비가 충격을 가함으로써 진행되고,
상기 커팅과정을 거치며 상기 LCoS 단위셀의 하부 기판은 상기 홈에 의해서 단차를 갖는 형태로 구현되고,
상기 유리 기판은 붕규산 유리로 구현되고, 상기 씰라인은 열경화성 특징을 갖는 폴리머 실런트로 구현되며,
상기 커팅과정에 의해 형성된 실리콘 웨이퍼의 커팅 위치와 상기 커팅과정에 의해 형성된 유리 기판의 커팅의 위치가, 상기 실리콘 웨이퍼와 상기 유리 기판이 서로 마주보는 방향에서 동일 직선 상에 위치하지 않는 것을 특징으로 하는 LCoS 제조방법.In the method of manufacturing LCoS,
A forming process of forming grooves in a silicon wafer at intervals between unit cells;
A rubbing process of printing and rubbing an alignment film on one side of a silicon wafer and a glass substrate;
A printing process of printing or drawing a seal line to form a receiving space within an LCoS unit cell at every LCoS unit cell interval on the grooved surface of the silicon wafer;
A bonding process of bonding the silicon wafer and the glass substrate by bonding the glass substrate on the seal line;
A thermal curing process in which the seal line is thermally cured after the silicon wafer and the glass substrate are bonded through the bonding process;
A cutting process of cutting the silicon wafer and glass substrate at each LCoS unit cell interval;
An injection process of injecting liquid crystal between the lower and upper substrates of each cut LCoS unit cell; and
Including a sealing process of sealing the injection port using a sealing material,
The width of the groove formed in the forming process is 50㎛ or less, and the depth of the groove formed in the forming process is 30 to 60% of the thickness of the silicon wafer,
During the cutting process, the cutting of the silicon wafer is carried out by a breaking device applying an impact to the surface opposite to the grooved surface of the silicon wafer,
Through the cutting process, the lower substrate of the LCoS unit cell is implemented in a form with a step due to the groove,
The glass substrate is implemented with borosilicate glass, and the seal line is implemented with a polymer sealant having thermosetting characteristics,
The cutting position of the silicon wafer formed by the cutting process and the cutting position of the glass substrate formed by the cutting process are not located on the same straight line in the direction in which the silicon wafer and the glass substrate face each other. LCoS manufacturing method.
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