硅基液晶面板及相關方法
【專利摘要】提供一種包括電接觸層的硅基液晶(LCOS)面板，該電接觸層圖案化地被沉積在透明導電層的一部分上。對準層在LCOS面板組件中保護導電層和電接觸層。對準層被蝕刻掉以露出電接觸層，其在蝕刻過程中保護底下的導電層。所得的LCOS面板可以更可靠地形成了電接觸層，可用來改進電連接到導電層的穩定性。一種用于在LCOS面板的導電層上形成電接觸層的方法，其包括將圖案化層沉積在導電層的一部分之上的步驟。該方法兼容于可擴展的制造的微加工技術。所得的LCOS面板包括一個或多個暴露在導電層的一部分的電接觸層的圖案。
【專利說明】
硅基液晶面板及相關方法
技術領域
[0001]本發明涉及光電子裝置，例如硅基液晶(LCOS)顯示器，并且特別地涉及，改進的電接觸層以及形成這些裝置內的電接觸層的改進的方法。
【背景技術】
[0002]LCOS顯示器用于消費類電子產品，如手持式投影儀和近眼顯示器，并且還具有在光通信技術上的應用。LCOS顯示器包括含有透明導電層的LCOS面板。傳統的LCOS面板使用焊料作為一種手段，用來以手動施加焊料地將印刷電路板電連接到透明導電層上。焊接的電接觸點提供了不可靠的電連接，其手工施加是緩慢的且是勞動密集的。
【發明內容】
[0003]在一個實施例中，所提供的硅基液晶(LCOS)面板包括玻璃基板，在玻璃基板上的透明導電層，和在透明導電層的一部分上的圖案化的電接觸層。形成電接觸層的材料不同于玻璃基板的相對面的透明導電層之一部分上的透明導電層。LCOS面板還包括安裝在印刷電路板(PCB)上的集成電路(I C)驅動芯片，在透明導電層和集成電路驅動芯片之間的液晶層，IC驅動芯片上的像素陣列，和在圖案化的電接觸層和印刷電路板之間的電連接層。
[0004]在一個實施例中，提供了一種用于形成一種LCOS面板的方法。該方法包括將電接觸層沉積在玻璃基板所支撐的透明導電層的一部分之上的步驟。該方法還包括將保護層沉積在電接觸層和透明導電層上的步驟，將液晶層和集成電路(IC)驅動芯片組裝在保護層上的步驟，以及用于去除保護層的一部分以露出電接觸層的步驟。
【附圖說明】
[0005]圖1是顯示習知技藝的硅基液晶(LCOS)面板的橫截面圖。
[0006]圖2是顯示形成硅基液晶(LCOS)面板的方法的一個實施例的流程圖。
[0007]圖3是顯示在組裝過程中部份的LCOS面板的一個實施例的橫截面圖。
[0008]圖4是顯示在組裝過程中部份的LCOS面板的一個實施例的橫截面圖。
[0009]圖5是顯示在組裝過程中LCOS面板的一個實施例的橫截面圖。
[0010]圖6是顯示具有露出電接觸層的LCOS面板的一個實施例的橫截面圖。
[0011 ]圖7是顯示與印刷電路板電連接的LCOS面板的一個實施例的橫截面圖。
[0012]圖8顯示具有單個沉積的電接觸頭的LCOS面板的一個實施例的透視圖。
[0013]圖9顯示具有一對沉積的電接觸頭的LCOS面板的一個實施例的透視圖。
[0014]圖10顯示具有圖案化為一排的六個電接觸頭的LCOS面板的一個實施例的透視圖。
【具體實施方式】
[0015]圖1是顯示習知技藝的硅基液晶(IXOS)面板100的橫截面圖。IXOS面板100包括半導體芯片160上的蓋玻璃110。半導體芯片160是由例如硅所形成。液晶層150是在蓋玻璃110和半導體芯片160之間。堤壩155包含液晶層150。像素陣列165位于半導體芯片160的面向液晶層150的表面上。半導體芯片160包括多個結合墊，如結合墊182，其用于電連接像素陣列165的每一個像素。
[0016]透明導電層120是在蓋玻璃110的表面上。透明導電層120系由例如氧化銦鈦(ITO)所形成。第一對準層140蓋在透明導電層120的表面且鄰近于液晶層150。第二對準層142是在液晶層150和半導體芯片160之間。第一和第二對準層140、142是例如聚酰亞胺薄膜，它們對準液晶層150內的液晶。
[0017]LCOS面板100被安裝在印刷電路板(PCB)K^l13PCB 102例如是柔性的印刷電路組件。印刷電路板102包含第一導電墊104，其電連接到第一導電跡線106，而第二導電墊184電連接到第二導電跡線108。透明導電層120以焊料層125電連接到PCB 102，而導電膠170連接到導電墊104。半導體芯片160經由多個線鍵合電連接到印刷電路板102，諸如線鍵合180。
[0018]焊料層125通常由錫-銦的合金形成。焊料層125的焊接系采用例如手動超音波焊接技術來執行。焊料層125有兩個不足之處。首先是，焊料層125形成透明導電層120和導電膠170之間的電連接是不可靠的，第二個是，手動形成焊料層125是緩慢的，且不容易擴展為大批量裝置的微加工。因為是金屬氧化物，透明導電層120與導電膠170之間具有高的界面阻抗。因此，焊料層125以合金材料形成是必要的，以保持透明導電層120電連接到導電膠170具有低的界面阻抗。
[0019]本文揭露了一種具有圖案化的電接觸層的LCOS面板的系統和方法，用來代替焊料層125和其相關的手工焊接技術。該方法兼容于可擴展的制造的微加工技術，且所得的電接觸層提供了可靠的和穩定的電連接。
[0020]圖2是顯示形成硅基液晶(IXOS)面板的方法的流程圖。圖3-7是顯示對應于方法200之步驟的示例性的LCOS面板組件的橫截面圖。圖3-7最好與下面的描述一起被觀看。方法200在步驟202中，沉積圖案化層，以在導電層的一部分上形成電接觸層。在步驟202的一個例子中，圖案化層被沉積在相對于玻璃基板310的透明導電層320上，用以形成電接觸層330，如圖3之所示。電接觸層330系由導電材料制成，如鈦、鈦-鎢、鋁、鉻、銀和銅中的至少一種，且具有25奈米和I微米之間的厚度。步驟202使用例如光刻技術來沉積圖案化層。透明導電層320是由例如氧化銦錫被施加到蓋玻璃310上而形成，。
[0021 ] 在步驟204中，方法200將保護層沉積在電接觸層和導電層上。在步驟204的一個例子中，保護層440被沉積在電接觸層330和透明導電層320上。在進一步的LCOS面板組件中保護層440保護透明導電層320和電接觸層330。
[0022]在步驟206中，方法200在保護層上組裝LCOS面板組件。在步驟206的一個例子中，圖5之LCOS面板組件501被組裝在圖4的保護層440之上。
[0023]圖5是顯示具有組件501的示例性的LCOS面板500的橫截面圖，該組件501在步驟206時已被組裝在第一對準層440上。第一對準層440是圖4的保護層440的實施例。在實施例中，第一對準層440是聚酰亞胺膜，其被配置用來正確地對準液晶而用于改變光的偏振。第一對準層440在步驟206的LCOS面板組裝過程中用來保護電接觸層33(LLC0S面板500的組件501包括液晶層550和半導體芯片560。半導體芯片560是由例如硅所形成。堤壩555包含液晶層550。像素陣列565位于面向液晶層550的半導體芯片560的表面上。在一個實施例中，半導體芯片560是被電連接到像素陣列565的各個像素的集成電路(IC)驅動芯片。第二對準層542位于半導體芯片560和液晶層550之間，其用來對準液晶。
[0024]在步驟208中，方法200去除保護層的一部分，以暴露一個或多個電接觸層。在步驟208的一個例子中，圖5的第一對準層440的一部分441被去除以暴露電接觸層330。
[0025]圖6是顯示具有暴露出電接觸層330的示例性的LCOS面板600的橫截面圖。電接觸層330在步驟208時已被暴露出。步驟208使用例如濕化學蝕刻或干電漿蝕刻去除圖5的第一對準層440的一部分441。圖6的箭頭670指向在步驟208中蝕刻發生的位置，其用以形成修改的第一對準層640并暴露出電接觸層330。
[0026]濕化學蝕刻和干電漿蝕刻二者可能會損壞底層的透明導電層320。在實施例中，圖5的第一對準層440的蝕刻改變了透明導電層320的銦錫氧化物中的銦與錫的比率，從而增加了其電阻率。在步驟208時，電接觸層330對在蝕刻過程中使用的電漿和化學品具有耐蝕性。因此，電接觸層330在蝕刻過程中也可用作停止化學品或電漿的穿透的停止層，從而保護下面的透明導電層320。所得到的暴露的電接觸層330和被保護的底層的透明導電層320提供了可靠的和穩定的電連接。
[0027]在步驟210中，方法200將導電層電連接到印刷電路板(PCB)或其它裝置。LCOS面板使用例如晶粒接合到PCB并電連接到PCB，以形成LCOS面板裝置。在步驟210的一個例子中，方法200形成的電連接層780可將透明導電層320電連接到圖7的印刷電路板702，并與半導體芯片560和液晶層550形成一個電回路。具體而言，電連接層780分別經由電接觸層330和第一導電墊704將電透明導電層320電連接到印刷電路板702。第一導電墊704被連接到例如第一導電跡線706。在實施例中，電連接層780由導電膠或環氧樹脂形成。
[0028]圖7顯示LCOS面板700的其它組件，包括電連接到第二導電跡線708的第二導電墊784。半導體芯片560經由多個線接合，例如線接合780，電連接到印刷電路板702。半導體晶圓560包括多個接合墊，如接合墊782，其用來控制像素陣列565的每個像素。從方法200所得的LCOS面板，諸如LCOS面板700，包括第一對準層640，其在LCOS面板組件中保護透明導電層320，同時暴露電接觸層330。
[0029]圖7包括顯示正交于第二方向792的第一方向791的箭頭。在實施例中，IXOS面板700的下面的層被堆疊在第一方向791上:玻璃基板310、透明導電層320、第一對準層640、液晶層550、第二對準層542、半導體芯片560和印刷電路板702。另外，玻璃基板310，透明導電層320，及圖案化的電接觸層330也被堆疊在第一方向791上。圖案化的電接觸層330鄰近于在第二方向792的第一對準層640。
[0030]圖8-10分別是顯示半導體芯片560在蓋玻璃310前的LCOS面板的例子的透視圖。蓋玻璃310的一部分突出在半導體芯片560前以提供電連接到透明導電層320的空間。透明導電層320位于面對半導體芯片560的蓋玻璃310的表面上。圖8-10分別顯示從方法200的步驟202所產生的電接觸層830、930，和1030的示例性的圖案。
[0031]圖8顯示一個例子的LCOS面板800的透視圖，其具有單個圖案化的電接觸層830，電接觸層830系在方法200的步驟202中所沉積的薄層。圖8的電接觸層830系為矩形的圖案，但可以使用光刻技術被形成為任意的二維形狀，而不脫離本發明的范圍。
[0032]圖9顯示一個例子的LCOS面板900的透視圖，其具有一對圖案化的電接觸層930
(I)、930⑵，電接觸層930(I)、930(2)系在方法200的步驟202中所沉積。電接觸層930(I)、930(2)系圖案化為對齊長度的矩形的圖案，但可以使用光刻技術圖案化為不同的取向的圖案，而不脫離本發明的范圍。
[0033]圖10顯示一個例子的LCOS面板1000的透視圖，其具有六個圖案化為一排的電接觸層1030(1-6)，為了清楚起見，圖10中僅電接觸層1030(1)和1030(6)被標示。電接觸層1030(1-6)可以使用光刻技術被圖案化在備選的方向且可有更多或更少的數目，而不脫離本發明的范圍。
[0034]圖8-10的圖案化電接觸層830，930，1030，分別取代圖1的習知技藝的LCOS面板100的焊接層125，以提供透明導電層320更小的且更可靠的、更穩定的電連接。方法200取代了習知技藝的人工焊接技術，以提供電接觸材料更精確的沉積。方法200的另一個重要的優點是其具有與微加工技術制造的可擴展性的兼容性。
[0035]如上所述之特性以及如下面的權利要求可以以各種方式組合，而不脫離本發明的范圍。以下的例子說明一些可能的，非限制性的組合:
[0036](Al)，一種硅基液晶(LCOS)面板可包括玻璃基板，在玻璃基板上的透明導電層，和圖案化的電接觸層，電接觸層以不同于透明導電層的材料形成在透明導電層相對于玻璃基板的一部分上。該LCOS面板還可以包括安裝在印刷電路板(PCB)上的集成電路(I C)驅動芯片，在透明導電層和集成電路(IC)驅動芯片之間的液晶層，在集成電路(IC)驅動芯片上的像素陣列，和在圖案化的電接觸層和印刷電路板之間的電連接。
[0037](A2)，如(Al)所述的LCOS面板，還可以包括在透明導電層和液晶層之間的第一對準層和在液晶層與IC驅動芯片之間的第二對準層。
[0038](A3)，如(Al)或(A2)所述的LCOS面板，其中，電連接層可以包括導電膠。
[0039](A4)，如(A2)或(A3)所述的LCOS面板，其中，玻璃基板、透明導電層、第一對準層、液晶層、第二對準層、IC驅動芯片及PCB可以被堆疊在一第一方向上。此外，玻璃基板、透明導電層和圖案化的電接觸層被堆疊在此第一方向上。
[0040](A5)，如(A4)所述的LCOS面板，其中，圖案化的電接觸層可以鄰近于第一對準層，其在正交于第一方向的第二方向上。
[0041](A6)，如(A4)或(A5)所述的LCOS面板，其中，導電膠可將圖案化的電接觸層在第一方向上電連接至PCB，。
[0042](A7)，如(A2)至(A6)任一者所述的LCOS面板，其中，第一對準層可以在第一方向上不覆蓋至少一部分的圖案化的電接觸層。
[0043](AS)，如(A2)至(A7)任一者所述的LCOS面板，其中，各個第一和第二對準層可以包括聚酰亞胺膜。
[0044](A9)，如(Al)至(AS)任一者所述的LCOS面板，其中，透明導電層可包括氧化銦錫。
[0045](AlO)，如(Al)至(A9)任一者所述的LCOS面板，其中，圖案化的電接觸層可包括多個不連續的電接觸頭。
[0046](All)，如(Al)至(AlO)任一者所述的LCOS面板，其中，圖案化的電接觸層的厚度可以小于I微米，且可以包括鈦、鈦-鎢、鋁、鉻、銀和銅中之至少一種
[0047](BI)，一種用來形成LCOS面板的方法，其可包括將電接觸層沉積在由玻璃基板支撐的透明導電層的一部分上，將保護層沉積在電接觸層和透明導電層上，將液晶層和集成電路(IC)驅動芯片組裝在保護層上，及去除保護層的一部分以暴露出電接觸層。
[0048](B2)，如(BI)所述的方法，其中，在去除的步驟之后，可以進一步包括使用導電膠將電接觸層電耦合到印刷電路板。
[0049](B3)，如(BI)或(B2)所述的方法，其中，沉積電接觸層的步驟還可以包括在透明導電層上形成鈦、鈦-鎢、鋁、鉻、銀及銅中的至少一種的層。
[0050](B4)，如(BI)至(B3)任一所述的方法，其中，沉積電接觸層的步驟還可以包括利用光刻技術將電接觸層圖案化在透明導電層上。
[0051](B5)，如(BI)或(B2)所述的方法，其中，去除的步驟可以包括電漿蝕刻保護層的一部分，以暴露出電接觸層。
[0052](B6)，如(B5)所述的方法，其中，去除的步驟可以進一步包括在電漿蝕刻的步驟中使用電接觸層停止電漿接觸透明導電層。
[0053](B7)，如(BI)或(B2)所述的方法，其中，去除的步驟可以包括化學蝕刻保護層的一部分，以暴露出電接觸層。
[0054](B8)，如(B7)所述的方法，其中，去除的步驟可以進一步包括在化學-蝕刻的步驟中使用電接觸層以停止化學品接觸透明導電層。
[0055]在不脫離本發明的范圍的情況下，可以對上述的方法和系統作出改變。因此應當指出的是，包含在上述的說明或顯示在附圖中的事項應當被解釋為說明性的而不是限制性的。下面的權利要求旨在涵蓋本文中所描述的所有一般的和特殊的特征，以及本方法和系統的所有陳述，其中，只是因為語言的關系，可以說它們均落入其間的范圍。
【主權項】
1.一種娃基液晶面板，其包括: 玻璃基板； 在所述玻璃基板上的透明導電層； 圖案化電接觸層，其由不同于所述透明導電層的材料形成在相反于所述玻璃基板的所述透明導電層的一部分上； 印刷電路板； 在所述印刷電路板上的集成電路驅動芯片； 在所述透明導電層與所述集成電路驅動芯片之間的液晶層； 在面對所述液晶層的所述集成電路驅動芯片的表面上的像素陣列;和 在所述圖案化的電接觸層和所述印刷電路板之間的電連接層。2.如權利要求1所述的硅基液晶面板，還包括: 在所述透明導電層和所述液晶層之間的第一對準層;和 在所述液晶層與所述集成電路驅動芯片之間的第二對準層。3.如權利要求2所述的硅基液晶面板，其中，所述電連接層包括導電膠。4.如權利要求2所述的硅基液晶面板，其中: 所述玻璃基板、所述透明導電層、所述第一對準層、所述液晶層、所述第二對準層、所述集成電路驅動芯片和所述印刷電路板被堆疊在第一方向上;和 所述玻璃基板、所述透明導電層和所述圖案化的電接觸層被堆疊在所述第一方向上。5.如權利要求4所述的硅基液晶面板，其中，所述圖案化電接觸層相鄰于正交于在所述第一方向的第二方向的所述第一對準層。6.如權利要求5所述的硅基液晶面板，其中，所述導電膠在所述第一方向上將所述圖案化的電接觸層電耦合至所述印刷電路板。7.如權利要求4所述的硅基液晶面板，其中，所述第一對準層在所述第一方向上不覆蓋所述圖案化的電接觸層中的至少一部分。8.如權利要求2所述的硅基液晶面板，其中，所述第一和第二對準層的每一者包括聚酰亞胺膜。9.如權利要求1所述的硅基液晶面板，其中，所述透明導電層包括銦錫氧化物。10.如權利要求1所述的硅基液晶面板，其中，所述圖案化的電接觸層包括多個不連續的電接觸層。11.如權利要求1所述的硅基液晶面板，其中，所述圖案化的電接觸層的厚度小于I微米，且含有鈦、鈦-鎢、鋁、鉻、銀及銅中的至少一者。12.一種用于形成硅基液晶面板的方法，其包括: 將電接觸層沉積在由玻璃基板支撐的透明導電層的一部分上； 將保護層沉積在所述電接觸層和所述透明導電層上； 將液晶層和集成電路的驅動芯片組裝在所述保護層上;和 去除所述保護層的一部分以暴露出所述電接觸層。13.如權利要求12所述的方法，還包括:在所述去除的步驟之后，使用導電膠將所述電接觸層電耦合到印刷電路板上。14.如權利要求12所述的方法，其中，所述沉積所述電接觸層的步驟包括將鈦、鈦-鎢、鋁、鉻、銀及銅中的至少一者層疊在所述透明導電層上。15.如權利要求12所述的方法，其中，所述沉積所述電接觸層的步驟包括利用光刻技術在所述透明導電層上將所述電接觸層圖案化。16.如權利要求12所述的方法，其中，所述去除的步驟包括電漿蝕刻所述保護層的一部分以暴露所述電接觸層。17.如權利要求16所述的方法，其中，所述去除的步驟進一步包括在所述電漿蝕刻步驟中，利用所述電接觸層以停止電漿接觸所述透明導電層。18.如權利要求12所述的方法，其中，所述去除的步驟包括化學蝕刻所述保護層的一部分以暴露所述電接觸層。19.如權利要求18所述的方法，其中，所述去除的步驟進一步包括在所述化學蝕刻步驟中，利用所述電接觸層以停止化學物接觸所述透明導電層。
【文檔編號】G02F1/1362GK105867034SQ201610086102
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月15日
【發明人】林蔚峰, 鄧兆展
【申請人】全視技術有限公司