KR20220128921A - Wiring structure for Fresnel lens - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 프레넬 렌즈에 관한 것으로서, 특히 투명전극과 액정을 이용하는 촛점 가변 프레넬 렌즈의 구성에 관한 것으로 전압의 인가를 위한 배선 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a Fresnel lens, and more particularly, to a configuration of a variable focus Fresnel lens using a transparent electrode and liquid crystal, and to a wiring structure for applying a voltage.
프레넬 렌즈는 집광 렌즈의 하나로서 볼록 렌즈처럼 빛을 모아주는 역할을 하면서도 두께는 줄인 렌즈이다. 이때, 두께를 줄여도 볼록 렌즈와 같은 역할을 할 수 있는 이유는 몇 개의 띠 모양으로 나누어 각 띠에 프리즘작용을 가지게 하여 수차(收差)를 작게 했기 때문이다. 또한 빛을 한 곳에 모이기 위하여 굴절률의 차이를 줄여야 하는데, 그렇게 하기 위해서 프레넬 렌즈는 표면에 수많은 동심원의 홈이 있다는 것을 알 수 있고, 이 홈에 따라 굴절률이 조절되기 때문에 빛을 한 곳에 집중시킬 수가 있는 것이다.A Fresnel lens is one of the condensing lenses, and it is a lens with a reduced thickness while collecting light like a convex lens. At this time, the reason why it can play the same role as a convex lens even if the thickness is reduced is because the aberration is reduced by dividing it into several bands and giving each band a prism action. Also, in order to collect light in one place, the difference in refractive index must be reduced. To do this, it can be seen that the Fresnel lens has numerous concentric grooves on its surface. there will be
프레넬 렌즈는 등대용으로 옛날부터 사용되어 왔으며, 플라스틱 재료를 사용하여 카메라의 파인더를 밝게 하는 핀트판(板), 자동차 미등이나 OHP(Over Head Projector) 등 빛을 집중시켜야 하는 곳에 사용되며, 요즘은 카메라 폰 후레쉬에도 사용되고 있다.Fresnel lenses have been used for lighthouses since ancient times, and are used in places where light needs to be focused, such as a focus plate that illuminates the camera's finder using a plastic material, a car taillight, or an Over Head Projector (OHP). is also used in camera phone flashes.
한편, 초점거리 가변형의 렌즈를 형성하는 여러 가지 방법이 연구되고 있으며, 그 중에 하나가 액정을 이용하는 프레넬 렌즈이다. 액정은 인가전압에 따라 굴절율이 많이 변하는 재료이며 액정을 이용하면 전압에 따라 초점거리가 변하는 렌즈를 구성할 수 있어 인가전압에 따라 촛점이 변하는 렌즈를 구성할 수 있다.On the other hand, various methods for forming a focal length variable type lens are being studied, and one of them is a Fresnel lens using liquid crystal. Liquid crystal is a material whose refractive index changes a lot depending on an applied voltage, and if the liquid crystal is used, a lens whose focal length changes according to the voltage can be constructed, and thus a lens whose focal point changes according to the applied voltage can be configured.
도 1은 초점거리 가변형의 렌즈를 도시한 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, ITO(Indium Tin Oxide)가 동심원으로 패턴 되어 있고 각 ITO 패턴에 전원이 연결되어 각각 다른 전압을 인가하는 형태의 렌즈 구성을 보여 주고 있다. 도면에서 옅은 파란색이 첫번째 영역이고 짙은 파란색은 두 번째 영역인데 각 영역에는 일정 간격으로 동심원의 투명전극이 배치되어 있다.1 is a lens of a variable focal length, as shown in FIG. 1 , a lens in which indium tin oxide (ITO) is patterned in concentric circles, and a power is connected to each ITO pattern to apply different voltages. configuration is shown. In the drawing, light blue is the first area and dark blue is the second area. In each area, concentric transparent electrodes are arranged at regular intervals.
영역은 N개가 있을 수 있다. 이때 영역을 순서대로 1,2,3,... 등 자연수 n으로 표시할 때 각 영역의 반경은 Rn 이고 Rn은 다음 식으로 주어지는 값을 가지도록 설계된다. There may be N regions. At this time, when regions are sequentially expressed as natural numbers n such as 1,2,3,..., the radius of each region is Rn, and Rn is designed to have a value given by the following equation.
λ는 빛의 파장, f는 촛점거리이다.λ is the wavelength of light and f is the focal length.
그리고 각 영역마다에는 1, 2, 3,.. L 개의 동심원의 전극이 있으며, n번째 영역에서 m번째 전극의 바깥 반경 Rnm은 And in each region, there are 1, 2, 3,.. L concentric electrodes, and the outer radius Rnm of the mth electrode in the nth region is
으로 주어진다. 각 레벨에 가해지는 전압을 조절하여 액정의 굴절율을 변화 시키고 굴절율의 분포를 조절하여 렌즈 기능을 가지도록 하는 것이 프레넬 렌즈이다. is given as A Fresnel lens is to change the refractive index of liquid crystal by adjusting the voltage applied to each level and to have a lens function by adjusting the distribution of the refractive index.
각 레벨에는 다른 전압이 가해져야 해서 레벨 수 L만큼의 외부 전압이 가해져야 하고 이를 위해 L개의 연결 전극도 필요하다.Since a different voltage must be applied to each level, an external voltage equal to the number of levels L must be applied, and L connection electrodes are also required for this.
한 영역에서 각 투명전극에는 각각 다른 전압이 인가되는데, 도 1에서 검은 선으로 표시된 부분이 각각 다른 전압이 인가되는 배선이며 검은선 상에서 흰색으로 보이는 부분에서 동심원 상의 배선과 전기적으로 연결이 되어 동심원의 배선에 전압을 인가한다. 각 인가전압에 따라서 도 3에서와 같이 위상지연(phase retardation)이 달라지고 프레넬 렌즈의 구성이 가능하다.In one region, different voltages are applied to each transparent electrode. In FIG. 1, the portions indicated by black lines are wires to which different voltages are applied, and the portions shown in white on the black lines are electrically connected to the wires on the concentric circles. Apply voltage to the wiring. As shown in FIG. 3, phase retardation is changed according to each applied voltage, and a Fresnel lens can be configured.
이를 위해 각 전극별로 서로 다른 전압이 인가되어야 하고 그만큼의 전압원이 필요하다.For this, different voltages must be applied to each electrode, and a corresponding voltage source is required.
따라서, 본 발명의 목적은 하나의 전압원을 사용하게 되므로 공정의 수를 줄여 프레넬 렌즈의 제작을 간편하게 하는 한편 불량을 줄일 수 있는 프레넬 렌즈의 배선 구조를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a wiring structure of a Fresnel lens capable of reducing defects while simplifying the fabrication of a Fresnel lens by reducing the number of processes because a single voltage source is used.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 프레넬 렌즈 배선 구조는, 다수의 영역을 가지고 각 영역에 다수의 동심원 형태의 배선 전극을 갖는 액정 프레넬 렌즈 구성을 위해 각 영역에 동심원 형태의 배선 전극들을 형성할 때 배선 전극들 각각에 개구부가 생기도록 형성하며, 각 동심원 형태의 전극별로 개구부의 위치가 다르게 되도록 형성하며, 이 개구부를 통해 다른 배선 전극 연결용 배선이 지나가는 구성하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the object of the present invention, the Fresnel lens wiring structure according to the present invention has a plurality of regions and a concentric circle shape in each region for a liquid crystal Fresnel lens configuration having a plurality of concentric circle-shaped wiring electrodes in each region. When the wiring electrodes are formed, openings are formed in each of the wiring electrodes, and the positions of the openings are different for each concentric circular electrode, and the wiring for connecting other wiring electrodes passes through the opening. do.
프레넬 렌즈 배선 구조에서, 상기 다수의 영역들에 짝수의 L개의 동심원 형태의 배선 전극들이 형성되고, 상기 배선 전극들은 다음의 단계: 투명한 기판을 준비하는 단계와, 기판을 세정하고 투명전극을 증착하고 포토리소그라피로 홀수의 동심원 배선 전극을 형성하는 단계와, 각 전극을 연결하는 투명 전극배선을 형성하는 단계와, 절연막을 증착하는 단계와, 홀수의 동심원 배선 전극을 형성하는 것과 동일하게 방식으로 짝수의 동심원 배선 전극을 형성하는 단계와, 짝수의 배선 전극 각각에 투명 전극배선을 형성하는 단계로 형성되고, 상기 L개의 배선 전극들에는 각각 소정 폭의 개구부가 형성되고, 상기 상기 홀수와 짝수의 개구부들의 위치는 서로에 대해 다르게 형성되여 투명 배선전극들 겹쳐지지 않는 것을 특징으로 한다.In the Fresnel lens wiring structure, an even number of L concentric circle-shaped wiring electrodes are formed in the plurality of regions, and the wiring electrodes are formed in the following steps: preparing a transparent substrate, cleaning the substrate, and depositing the transparent electrode and forming odd-numbered concentric wiring electrodes by photolithography, forming transparent electrode wirings connecting each electrode, depositing an insulating film, and forming odd-numbered concentric wiring electrodes in the same manner is formed by forming concentric wiring electrodes of The positions of the transparent wiring electrodes are formed differently from each other so that the transparent wiring electrodes do not overlap.
프레넬 렌즈 배선 구조에서, 절연막을 증착하는 단계는 CVD, 스퍼터링, 원자층 증착장치 중 선택된 하나를 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the Fresnel lens wiring structure, the step of depositing the insulating film is characterized in that it is performed using a selected one of CVD, sputtering, and an atomic layer deposition apparatus.
프레넬 렌즈 배선 구조에서, 기판 최외각 영역에 외부 연결용 패드는 2개만 만들고, 두 패드 사이에 저항체를 형성하고, 일정 길이에서 투명 전극배선으로 각 동심원 배선 전극과 연결이 되도록 하여 상기 저항체의 저항에 의하여 배분된 전압이 각 동심원 배선 전극에 인가되는 것을 특징으로 한다.In the Fresnel lens wiring structure, only two pads for external connection are made in the outermost region of the substrate, a resistor is formed between the two pads, and the resistance of the resistor is made to be connected to each concentric wiring electrode with a transparent electrode wiring at a certain length. It is characterized in that the voltage distributed by the is applied to each concentric wiring electrode.
프레넬 렌즈 배선 구조에서, 제1 및 제3 동심원 배선 전극들의 각 개구부는 서로 대향하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.In the Fresnel lens wiring structure, each opening of the first and third concentric wiring electrodes is formed to face each other.
프레넬 렌즈 배선 구조에서, 다수 영역들에 형성되는 제1 동심원 배선 전극들은 같은 투명 전극배선들로 연결되고, 상기 다수 영역들의 제2 내지 제4 동심원 배선 전극들 각각 또한 같은 투명 전극배선들로 연결되는 것을 특징으로 한다.In the Fresnel lens wiring structure, first concentric wiring electrodes formed in the plurality of regions are connected with the same transparent electrode wirings, and each of the second to fourth concentric wiring electrodes of the plurality of regions is also connected with the same transparent electrode wirings. characterized by being
액정 프레넬 렌즈의 외부 연결 패드의 수 및 입력 전압의 수를 줄여 간단한 구성을 달성하며 각 동심원 상의 전극에 개구부를 구성하면 전극 간 겹치는 면적을 줄여 수율을 향상할 수 있다. 또한, 투명 저항체를 이용하여 각 영역 내에 위치하는 많은 수의 동심원 상의 전극을 없앨 수 있으며 동심원 전극 사이의 일정 영역의 전극이 없는 공간을 없애므로서 렌즈의 성능을 향상시킬 수 있다.A simple configuration is achieved by reducing the number of external connection pads and the number of input voltages of the liquid crystal Fresnel lens, and if an opening is formed in the electrodes on each concentric circle, the overlapping area between the electrodes can be reduced to improve the yield. In addition, by using the transparent resistor, a large number of electrodes on the concentric circles located in each area can be removed, and the space without electrodes in a certain area between the concentric electrodes can be eliminated, thereby improving the lens' performance.
도 1은 프레넬 렌즈의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 프레넬 렌즈에서 상이한 굴절률을 가지는 영역들을 설명하는 도면.
도 3은 전압 인가에 따른 위상지연을 보여주는 도면.
도 4는 종래 프레넬 렌즈의 제작을 위한 마스크의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 프레넬 렌즈의 배선 구조를 간단히 보여주는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 프레넬 렌즈의 전원구조를 개략적으로 보여주는 도면.
도 7은 본 발명에 따라 형성된 배선 구조의 예를 보여주는 도면.1 is a diagram schematically showing the configuration of a Fresnel lens.
2 is a view for explaining regions having different refractive indices in a Fresnel lens;
3 is a diagram illustrating a phase delay according to voltage application;
4 is a view schematically showing the configuration of a mask for manufacturing a conventional Fresnel lens.
5 is a diagram briefly showing a wiring structure of a Fresnel lens according to the present invention.
6 is a diagram schematically showing a power structure of a Fresnel lens according to the present invention.
7 is a view showing an example of a wiring structure formed according to the present invention;
이하에서는, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.Prior to the description of the present invention, the following specific structural or functional descriptions are only exemplified for the purpose of describing embodiments according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention may be implemented in various forms and , should not be construed as being limited to the embodiments described herein.
여기서 사용되는 용어 "존" 또는 "영역"은 프레넬 렌즈의 영역을 나타내고, "레벨"의 상기 "존" 또는 "영역"에 설치된 "투명전극"의 수를 의미한다.The term "zone" or "region" as used herein refers to the area of the Fresnel lens, and means the number of "transparent electrodes" installed in the "zone" or "region" of the "level".
또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.In addition, since the embodiment according to the concept of the present invention may have various changes and may have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail herein. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to a specific disclosed form, and it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
액정 프레넬 렌즈를 구성하기 위해서 원형의 배선이 동심원으로 여러 개 배치가 된다. 각각의 배선에 필요한 전압을 인가하기 위하여 배선이 별도로 연결이 되어야 하는데, 전압이 인가되지 않아야 하는 배선과는 절연을 위하여 동심원과 전압 공급용 배선 사이에는 절연막이 배치된다. In order to compose a liquid crystal Fresnel lens, several circular wirings are arranged in a concentric circle. In order to apply a voltage required to each wiring, the wiring must be separately connected, and an insulating film is disposed between the concentric circles and the voltage supply wiring in order to insulate it from the wiring to which no voltage is to be applied.
전압은 각 레벨 수 만큼 외부에서 입력이 되어야 하며 연결 전극도 레벨 수 만큼 필요하다. 도 4는 액정 프레넬 렌즈 공정을 위한 마스크 레이아웃을 보여 주는 도면으로 까만 원이 원형의 액정 프레넬 렌즈가 형성되는 부분이고 각 레벨 수만큼 외부와 연결이 되는 연결선과 패드가 나와 있으며 레벨 수만큼의 배선과 연결 단자가 있어 복잡하다.The voltage must be input from the outside as much as the number of levels, and the number of connecting electrodes is also required as much as the number of levels. 4 is a diagram showing a mask layout for a liquid crystal Fresnel lens process. The black circle is a part where a circular liquid crystal Fresnel lens is formed, and connecting lines and pads that are connected to the outside by the number of levels are shown. It is complicated with wiring and connection terminals.
각 영역에 동심원의 배선이 형성되면 절연막을 증착하고 필요한 부분에 컨택 홀을 형성한 뒤 전원용 배선과 연결되어 동심원의 배선에 전압이 공급되는 구조를 가진다.When concentric wiring is formed in each region, an insulating film is deposited, a contact hole is formed in a necessary part, and then it is connected to a power supply wiring and has a structure in which a voltage is supplied to the concentric wiring.
전원용 배선은 외부의 전압원과 연결을 위한 패드 전극까지 연결이 되며 패드 전극은 렌즈의 가장자리에 형성되어 외부 전원과 연결이 되는 전극 역할을 한다.The power wiring is connected to the pad electrode for connection with the external voltage source, and the pad electrode is formed on the edge of the lens and serves as an electrode that is connected to the external power source.
전원용 배선이 전원을 공급하고자 하는 원형 배선까지는 다른 원형 배선을 건너서 오게 되는데 이들 전극과는 절연막으로 절연되어 있다. 그러나 공정 도중 파티클에 의한 공정 불량 등 다양한 불량 요인에 의해 절연이 되지 않고 다른 동심원 배선과 연결이 되어 불량이 나올 수 있다. The power wiring crosses other circular wiring to the circular wiring to which power is to be supplied, and is insulated from these electrodes with an insulating film. However, due to various defect factors such as process defects caused by particles during the process, the insulation may not be insulated and it may be connected to other concentric wires, resulting in defects.
각 동심원 배선 사이에는 절연을 위한 일정한 간격이 필요하며 이러한 간격 에는 전압이 인가가 되지 않으며 노이즈 발생의 원인이 되며 가능한 이 간격을 좁게 하여야 한다.A certain interval for insulation is required between each concentric wiring, and voltage is not applied to this interval and causes noise. This interval should be as narrow as possible.
따라서, 레벨 수만큼의 외부 전압과 연결 전극이 필요하지만 본 발명에서는 외부 전극을 2개로 줄이고 가장 낮은 전압과 가장 높은 구동 전압만 입력을 시키며, 내부에 저항을 직렬로 연결하여 필요한 수만큼의 전압이 생성되도록 하여 각 레벨에 적합한 전압이 공급되도록 한다.Therefore, as many external voltages and connecting electrodes as the number of levels are required, in the present invention, the external electrodes are reduced to two, only the lowest voltage and the highest driving voltage are input, and the required number of voltages is obtained by connecting the resistors in series. to be generated so that an appropriate voltage is supplied for each level.
그리고 직렬연결 때 각 저항의 값을 조절하면 각 레벨에 들어가는 전압의 분포도를 조절할 수 있다.And by adjusting the value of each resistor when connected in series, the distribution of voltage entering each level can be adjusted.
그리고 각 영역의 레벨을 결정하는 투명전극과 이 투명전극에 해당 전압을 공급하기 위한 배선과의 겹치는 부분을 줄이기 위한 배선 방법을 제공하여 불량이 줄어 들도록 하였다. 위 문제를 해결하기 위한 수단으로 각 동심원 전극의 배선은 일정 구간이 도 5에 도시된 것과 같이 끝이 터져 있는 형태로 구성이 되며 다른 한 동심원은 터진 방향이 앞서 동심원 배선의 터진 방향과 반대쪽에 형성되도록 한다.In addition, a wiring method was provided to reduce the overlap between the transparent electrode that determines the level of each area and the wiring for supplying the corresponding voltage to the transparent electrode to reduce defects. As a means to solve the above problem, the wiring of each concentric circle electrode is configured in a form in which a certain section has a broken end as shown in FIG. make it possible
각 존의 같은 전압이 인가되는 배선만 배치하면 배선의 수는 전의 수가 된다. 이때 동심원 상의 배선은 연결되지 않고 한 곳에서 그림과 같이 연결되지 않고 떨어져 있는 형태로 배치된다.If only wirings to which the same voltage is applied in each zone are arranged, the number of wirings becomes the previous number. At this time, the wiring on the concentric circle is not connected and is arranged in a form that is not connected and separated as shown in the figure in one place.
다른 전압이 연결되는 동심원 상의 배선을 하나 더 배치할 수 있는데 이 경우에는 동심원상에서 개구부는 앞서 동심원의 개구부와는 다른 위치에 생기도록 한다. One more wiring on a concentric circle to which different voltages are connected can be arranged. In this case, the opening on the concentric circle is made at a different position from the opening of the concentric circle.
그리고 각 동심원을 연결하는 배선용 전극을 개구부 사이로 오도록 하여 필요한 배선들이 연결이 되어 필요한 전압을 공급할 수 있도록 할 수 있으며 도 5에 도시된 것과 같다. In addition, the wiring electrodes connecting each concentric circle are placed between the openings so that the necessary wirings are connected to supply the required voltage, as shown in FIG. 5 .
도 6은 배선의 저항을 이용하여 전압을 분할하는 방법의 일 예를 도시한 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 외부 연결패드는 2개만 있으며 두 패드 사이에 저항배선이 연결되고 일정 거리에서 전압을 프레넬 렌즈의 전극과 연결이 되도록 하고 있다. 본 예는 4 레벨의 경우로 4개의 전압을 사용하도록 하고 있으며 전극의 수가 그보다 많아지면 저항 배선에서 그만큼 많이 간격을 분할하여 전압을 공급할 수 있다.6 illustrates an example of a method of dividing a voltage using a resistance of a wiring. As shown in FIG. 6 , there are only two external connection pads, a resistance wire is connected between the two pads, and a voltage is connected to the electrode of the Fresnel lens at a predetermined distance. In this example, 4 voltages are used in the case of 4 levels, and if the number of electrodes is larger than that, the voltage can be supplied by dividing the interval in the resistor wiring by that much.
각 존에 동심원 배선이 각각 4개씩 있는 경우에 대한 실시예는 다음과 같다.An example of a case in which there are four concentric wires in each zone is as follows.
투명한 기판을 준비하고 투명전극으로 각 존의 첫번째와 세번째 동심원 배선을 형성한다. 기판을 잘 세정하고 투명전극을 증착하고 포토리소그라피로 투명전극 배선을 형성한다. 이때 동심원 배선은 일정 크기의 개구부를 가지며 한 예로 30 um의 개구부를 형성할 수 있다. Prepare a transparent substrate and form the first and third concentric lines of each zone with a transparent electrode. The substrate is cleaned well, the transparent electrode is deposited, and the transparent electrode wiring is formed by photolithography. In this case, the concentric wiring has an opening of a certain size, and may form an opening of 30 μm, for example.
첫 번째 동심원과 세 번째 동심원의 개구부의 위치는 서로 다르도록 하며 한 예는 서로 반대쪽에 형성하는 것이다.The positions of the openings of the first concentric circle and the third concentric circle are different from each other, and one example is to form them opposite to each other.
이러한 개구부를 통해서 각 전극을 연결하는 투명 전극 배선을 연결한다. 이렇게 하면 서로 겹치지 않게 배선을 형성할 수 있다.A transparent electrode wire connecting each electrode is connected through these openings. In this way, wiring can be formed so that they do not overlap each other.
이후에 절연막을 증착하며 CVD, 스퍼터링, 원자층 증착장치 등을 이용하여 절연막을 증착 한다. 이어서 두번째와 네번째 동심원 패턴을 투명전극으로 형성하며 각각의 동심원 배선은 다른 배선의 개구부와 다른 위치에 개구부가 형성이 되도록 한다. After that, an insulating film is deposited, and the insulating film is deposited using CVD, sputtering, atomic layer deposition, and the like. Next, second and fourth concentric circle patterns are formed as transparent electrodes, and each concentric circle line has an opening at a position different from that of the other wiring lines.
이렇게 설계된 배치의 예는 도 7과 같다.An example of the arrangement designed in this way is shown in FIG. 7 .
도면에서 알 수 있듯이, 동심원상의 전극 개구부를 통해 연결배선이 지나가서 동심원상의 전극과 겹치지 않도록 하고 있음을 알 수 있다.As can be seen from the drawings, it can be seen that the connecting wiring passes through the concentric electrode openings so as not to overlap the concentric electrodes.
한편, 프레넬 렌즈에서 각 존별로 레벨의 수가 많을 수록 좋은 특성을 얻을 수 있지만 레벨의 수가 많아 질 수록 패턴의 폭이 좁아져 공정 진행이 어려워 진다. 반도체 공정을 이용하여 패턴을 진행하게 되는데 패턴의 폭이 작아질 수록 공정이 어렵고 불량이 많아지며 공정 한계이하로 패턴의 폭이 작아지면 공정이 불가능하다. 따라서 프레넬 렌즈 안에 레벨의 수가 많아지면 특성은 좋아 지지만 공정이 어려워지는 문제가 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해, PEDOT 등의 투명 도전성 막을 이용하여 각 존에 동심원 상의 패턴을 1개 내지 2개로 줄이면서도 전압이 연속적으로 액정에 인가할 수 있다.On the other hand, in a Fresnel lens, the more the number of levels for each zone, the better the characteristic can be obtained. A pattern is processed using a semiconductor process. As the width of the pattern decreases, the process becomes more difficult and defects increase. If the width of the pattern decreases below the process limit, the process becomes impossible. Therefore, if the number of levels in the Fresnel lens increases, the characteristics improve, but there is a problem in that the process becomes difficult. In order to solve this problem, a voltage can be continuously applied to the liquid crystal while reducing the number of concentric patterns to one or two in each zone by using a transparent conductive film such as PEDOT.
도 8은 각 존에 동심원상의 패턴이 두 개인 경우를 나타내고 있다. 각 존에서 레벨별로 인가해야 하는 전압 중 가장 낮은 전압 Vo와 가장 높은 전압 Vh 를 각 존의 두 전극에 각각 인가하도록 되어 있고 두 전극 사이는 투명저항체로 덮여 있어 두 동심원사의 패턴 사이에서 연속적으로 전압이 변하여 각 레벨별 패턴 없이 연속적인 가변 전압을 액정에 인가할 수 있다.8 shows a case in which two concentric patterns are provided in each zone. The lowest voltage Vo and the highest voltage Vh among the voltages to be applied for each level in each zone are respectively applied to the two electrodes of each zone. It is possible to apply a continuously variable voltage to the liquid crystal without changing the pattern for each level.
공정 순서로 설명을 하면 기판을 세정하고, 두 개의 금속 배선을 형성한다. 이어서 절연막을 덮고 컨택 홀을 형성하여 각 배선과 각 존의 전극들이 연결이 되도록 한다. 각 존에서 한 전극은 Vo 배선과 연결이 되도록 다른 한 전극은 Vh배선과 연결이 되도록 컨택 홀을 형성한다. 이어서 각 존에 동심원상의 전극 패턴을 형성하기 위해 도 9에 도시한 바와 같이 금속을 증착하고, 포토리소소스라피 공정으로 동심원상의 전극을 각 존 별로 두 개씩 형성한다. 이어서 절연막을 덮고 각 동심원상의 중심선을 따라 컨택홀을 형성하여 이후에 증착되는 투명 저항 배선체가 동심원상의 전극과 컨택이 되도록 한다. 공정이 완료된 후의 단면은 도 8의 우측에 나타나 있다. 상기에서, 동심원상의 전극 패턴들은 일단이 엇갈리도록, 바람직하게는 서로 대향되도록 개방되도록 구성된다. If the process sequence is described, the substrate is cleaned and two metal wirings are formed. Then, the insulating film is covered and contact holes are formed so that each wiring and the electrodes of each zone are connected. In each zone, a contact hole is formed so that one electrode is connected to the Vo wiring and the other electrode is connected to the Vh wiring. Next, in order to form concentric electrode patterns in each zone, metal is deposited as shown in FIG. 9, and two concentric electrodes are formed in each zone by a photolithography process. Then, the insulating film is covered and contact holes are formed along the center line of each concentric circle so that the transparent resistance wiring body deposited thereafter is in contact with the concentric electrodes. A cross-section after the process is completed is shown on the right side of FIG. 8 . In the above, the concentric electrode patterns are configured to open so that one end is crossed, preferably to face each other.
상기 절연막은 스퍼터링, ALD, PECVD 혹은 용액 공정을 이용한 절연막 등 다양한 방법이 적용 가능하다. 그리고, 상기 금속전극은 ITO와 같은 투명전극으로 형성할 수도 있다.As the insulating film, various methods such as sputtering, ALD, PECVD, or an insulating film using a solution process are applicable. In addition, the metal electrode may be formed of a transparent electrode such as ITO.
도 10은 동심원상의 전극 위에 형성되는 절연막을 제거한 형태의 단면 구조이며 동심원상의 전극에 절연막과 컨택패턴 공정 없이 투명저항체를 직접 연결한다. 이를 통해 프레넬 렌즈의 제작을 좀 더 단순화할 수 있다.10 is a cross-sectional structure in which the insulating film formed on the concentric electrode is removed, and the transparent resistor is directly connected to the concentric electrode without the insulating film and the contact pattern process. This can further simplify the fabrication of the Fresnel lens.
도 11은 더 공정을 단순화하여 각 존에 전극이 한 개 씩만 있도록 한 것으로 Vo와 Vh각 각 전극에 교대로 인가되도록 하고 투명저항체는 전면을 덮어 연속적으로 변하는 전압을 얻는다. 따라서 보다 더 공정이 간단해지고 각 존별 한 개의 동심원형의 전극이 있으면 되므로 더 많은 존을 용이하게 구성할 수 있다.11 shows that there is only one electrode in each zone by further simplifying the process, so that Vo and Vh are alternately applied to each electrode, and the transparent resistor covers the entire surface to obtain a continuously changing voltage. Therefore, the process is simpler and more zones can be easily configured because only one concentric circular electrode is required for each zone.
상기한 설명에 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나 이것은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 따라서 발명은 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위와 특허청구범위에 균등한 것에 의하여 정하여져야 한다.Although many matters are specifically described in the above description, these should be construed as examples of preferred embodiments rather than limiting the scope of the invention. Therefore, the invention should not be defined by the described embodiments, but should be defined by the claims and equivalents to the claims.
Claims (10)
상기 다수의 영역들에 L개의 동심원 형태의 배선 전극들이 형성되고, 상기 배선 전극들은 다음의 단계:
투명한 기판을 준비하는 단계와, 기판을 세정하고 투명전극을 증착하고 포토리소그라피로 홀수의 동심원 배선 전극을 형성하는 단계와, 각 전극을 연결하는 투명 전극배선을 형성하는 단계와, 절연막을 증착하는 단계와, 홀수의 동심원 배선 전극을 형성하는 것과 동일하게 방식으로 짝수의 동심원 배선 전극을 형성하는 단계와, 제2 및 제4 배선 전극 각각에 투명 전극배선을 형성하는 단계로 형성되고, 상기 L개의 동심원 배선 전극에는 각각 소정 폭의 개구부가 형성되고, 상기 홀수와 짝수의 개구부의 위치는 서로에 대해 다르게 형성되어 투명 배선 전극들이 겹쳐지지 않는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈의 배선 구조.The method of claim 1,
L concentric circle-shaped wiring electrodes are formed in the plurality of regions, and the wiring electrodes are formed in the following steps:
Preparing a transparent substrate, cleaning the substrate, depositing a transparent electrode, and forming an odd number of concentric wiring electrodes by photolithography, forming a transparent electrode wiring connecting each electrode, and depositing an insulating film and forming an even number of concentric wiring electrodes in the same manner as forming an odd number of concentric wiring electrodes, and forming transparent electrode wirings on each of the second and fourth wiring electrodes, wherein the L concentric circles are formed. The wiring structure of a Fresnel lens, characterized in that openings of a predetermined width are formed in each of the wiring electrodes, and the positions of the odd and even openings are formed differently from each other so that the transparent wiring electrodes do not overlap.
상기 절연막을 증착하는 단계는 CVD, 스퍼터링, 원자층 증착장치 중 선택된 하나를 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈의 배선 구조.3. The method of claim 2,
The wiring structure of a Fresnel lens, characterized in that the step of depositing the insulating film is performed using one selected from CVD, sputtering, and an atomic layer deposition apparatus.
상기 기판 최외각 영역에 외부 연결용 패드는 2개만 만들고, 두 패드 사이에 저항체를 형성하고, 일정 길이에서 투명 전극배선으로 각 동심원 배선 전극과 연결이 되도록 하여 상기 저항체의 저항에 의하여 배분된 전압이 각 동심원 배선 전극에 인가되는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈의 배선 구조.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Only two pads for external connection are made in the outermost region of the substrate, a resistor is formed between the two pads, and a transparent electrode wire is connected to each concentric wire electrode at a certain length so that the voltage distributed by the resistance of the resistor is A wiring structure of a Fresnel lens, characterized in that applied to each concentric wiring electrode.
상기 홀수와 짝수의 동심원 배선 전극들의 각 개구부는 서로 대향하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈의 배선 구조.5. The method of claim 4,
The wiring structure of the Fresnel lens, characterized in that the openings of the odd-numbered and even-numbered concentric wiring electrodes are formed to face each other.
상기 다수 영역들에 형성되는 제1 동심원 배선 전극들은 같은 투명 전극배선들로 연결되고, 상기 다수 영역들의 제2 내지 제L 동심원 배선 전극들 각각 또한 같은 투명 전극배선들로 연결되는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈의 배선 구조.5. The method of claim 4,
The first concentric wiring electrodes formed in the plurality of regions are connected by the same transparent electrode wirings, and each of the second to L-th concentric wiring electrodes of the plurality of regions is also connected by the same transparent electrode wirings. The wiring structure of the Nell lens.
기판을 세정하는 단계와;
한 개는 Vo가 공급이 되고 나머지 한 개는 Vh가 공급이 되는 두 개의 금속 배선을 형성하는 단계와;
절연막을 덮고, 한 전극은 Vo 배선과 연결이 되도록 다른 한 전극은 Vh배선과 연결이 되도록 컨택홀을 형성하는 단계와;
각 존에 동심원상의 전극 패턴들을 형성하기 위해 금속을 증착하고 포토리소소스라피 공정으로 동심원상의 전극을 각 존 별로 형성하는 단계와;
절연막을 덮고 각 동심원상의 중심선을 따라 컨택홀을 형성하여 이후에 증착 되는 투명 저항 배선체가 동심원상의 전극과 컨택이 되도록 하는 단계로 이루어지고,
상기 동심원상의 전극들의 일단은 서로 대향되도록 개방되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈의 배선 구조.In the wiring structure of a Fresnel lens having L concentric patterns in each zone,
cleaning the substrate;
forming two metal wirings, one to which Vo is supplied and the other to which Vh is supplied;
forming a contact hole covering the insulating film so that one electrode is connected to the Vo wiring and the other electrode is connected to the Vh wiring;
depositing a metal to form concentric electrode patterns in each zone and forming concentric electrodes in each zone by a photolithography process;
Covering the insulating film and forming a contact hole along the center line of each concentric circle so that the subsequently deposited transparent resistance wiring body is in contact with the concentric electrode,
The wiring structure of a Fresnel lens, characterized in that one end of the concentric electrodes is opened to face each other.
상기 절연막은 스퍼터링, ALD, PECVD, 용액 공정들 중 선택된 하나를 사용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈의 배선구조.8. The method of claim 7,
The wiring structure of the Fresnel lens, characterized in that the insulating film is formed using one selected from sputtering, ALD, PECVD, and a solution process.
각 존에 동심원상의 전극 패턴을 형성하기 위해 금속을 증착하고 포토리소소스라피 공정으로 동심원상의 전극을 각 존 별로 형성하는 단계 이후에, 투명 저항 배선체가 동심원상의 전극과 직접 컨택이 되도록 증착하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈의 배선구조.8. The method of claim 7,
After depositing metal to form concentric electrode patterns in each zone and forming concentric electrodes in each zone by photolithography process, a step of depositing a transparent resistance wiring body so that it is in direct contact with the concentric electrodes A wiring structure of a Fresnel lens, characterized in that made.
각 존에 하나의 전극을 배치하고, 전체 존들의 전면 위에 투명저항체를 배치하여, 상기 전극들 각각에 Vo와 Vh가 교대로 인가되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 프레넬 렌즈 구조.In the Fresnel lens structure,
A Fresnel lens structure, characterized in that one electrode is disposed in each zone and a transparent resistor is disposed on the entire surface of all zones, so that Vo and Vh are alternately applied to each of the electrodes.
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