Fig. 3-1 此為最終元件結構,最左邊黑色區域是給 2406nm 脈衝波段使用的 TiW 導電膜,而剩下的五個 channels 由左至右分別給 1203,802,602,481 和 401 脈 衝波段使用。此結構由外向內是由 ( 1.) 勝華公司提供的玻璃基板 ( 2.) 導 電薄膜 ITO ( 100nm ) ( 3.) 配向膜 PI ( 4.) 默克 (Merck) 提供 E7 液晶。
每個 channel 間隔各為 0.1mm,樣品液晶層厚度= 32μm。裡面提到的 rubbing direction 可由需求不同改成我想要的方向。
A. 蝕刻 ITO 玻璃
1. 本實驗使用 ITO 玻璃。切割大小為: 上板 (需做 pattern)
2,下板 2。此大小是為了配合實驗 產生的 2406~401 六道光的某種特別距離的使用需求。
39.09 30mm× 44.09 30× mm
2. 將上下板30mm 的邊緣預留一個區塊10×30mm ,除此區塊外2
的區域都用博士膜貼上,並將空氣壓出。
3. 將草酸溶液和去離子水 (DI Water) 比例為每 1g 草酸對應 100ml 的 DI Water。調配好所需要的草酸溶液後將之加溫到
C 等待恆溫。
60OC ~ 65O
4. 將 處 理 後 的 上 下 板 放 入 C 恆 溫 的 草 酸 溶 液 中 50min 以上,即可將 ITO 蝕刻完成。
60OC ~ 65O
B. 清洗玻璃
1. 將上下 ITO 玻璃基板站立放置於燒杯內,加入中性清潔劑並加 入一般水,為了怕玻璃清洗不完全,必須將水量蓋過玻璃。將 燒杯放入超音波震盪器以超音波震盪5 min ~ 15 min。
2. 用水將玻璃沖洗乾淨,加入丙酮 (Acetone) 到另一個丙酮專 用 的 燒 杯 裡 , 將 玻 璃 垂 直 放 入 , 同 樣 以 超 音 波 震 盪
5 min ~ 15 min。
3. 用甲醇沖洗一下玻璃,加入甲醇 (Methanol) 到專用的燒杯,
將玻璃垂直放入,超音波震盪5 min ~ 15 min。
4. 以 DI Water 將玻璃沖洗乾淨,將玻璃放入裝滿 DI water 專用 的去離子水杯裡超音波震盪5 min ~ 15 min。
5. 用鑷子夾出玻璃再以 DI Water 將表面殘留的物體沖洗乾淨。
以氮氣將表面水滴吹乾。最後再放入已經預熱好的100OC 烤 箱內,烤約略30 min,將玻璃表面的水氣烤至消失。
C. 金屬濺鍍 (Metal sputter) TiW 薄膜
1. 將清理好的上下板除了吃去 ITO 的部分露出外,其餘的部分都 用導電膠帶覆蓋,處理好後將它放入準備好的金屬濺鍍腔體 中。
2. 我們使用台大光電所澎龍漢教授實驗室的金屬濺鍍 (Metal sputter) 儀器,最後適當鍍膜的功率 50W,電壓約 384V 而電 流約 0.130A,在此條件下鍍膜75sec (以上為嘗試後所得到最 最佳結果的使用參數) 。以上的鍍膜最終在四點探針 (four point probe) 的 測 試 , 面 電 阻 (sheet resistance) 為
5kΩsq~ 20kΩsq 。
D. 黃光製程間隔 channel 電極
1. 將 C.步驟完成的玻璃再次經過 B.步驟清洗(此動作會造成面 電阻的上升),是為了黃光製程中光阻的表面附著較好。實驗 經驗知當面電阻過大 (~ 500kΩsq ) 時可以省略此步驟。
2. 上 s1813 此光阻於上板玻璃板上經過 spin coating step1:
10sec.1000r.p.m.,step2: 40sec.4000r.p.m.。即完成了光 阻的鍍膜。
3. 將處理好的上板玻璃放到已經預熱110OC 的烤盤上 60sec。
4. 放置於曝光機台 (ABM Aligner) 載台上,由我所要的光罩上 2406nm 脈衝光所使用的 channel 對齊上板玻璃基板的 TiW 鍍 膜邊緣,做好設定的動作後進行汞燈曝光。曝光 23.5sec 後即 可。
5. 放入顯影液約 60sec,這段時間內需要觀察玻璃上鍍膜的 pattern 色澤會隨時間變色。當變色消失的時候即是 pattern 已經被顯影完成了。接者以 DI Water 浸泡清理上面的顯影液,
以氮氣槍吹乾水滴。
6. 放置於 ABM Aligner 機台上以顯微鏡 double check 所呈現出 的 pattern 是否如我們所要。
7. 最終以預熱好110OC 的烤盤硬烤 120sec 即算完成所有程序。
8. 將處理好鍍上光阻的玻璃重複 A.蝕刻玻璃的步驟,即可吃出 我們想要的圖案後。接著以丙酮清洗玻璃就可以將覆蓋在上面 的光阻 (s1813) 洗掉。
E. 配向基板的製作
1. 本實驗可使用配向膜為 Nissan 130B
2. 將他從冰箱中拿出放置室溫一小時,直到其溫度回到室溫。
3. 將上下板一片片取出放置於 spin coating 機台上,ITO 面朝 上準備在表面鍍膜。開啟真空馬達,當鍍膜玻璃基板面積夠小
時 (~ 20 20mm× 2以下),我們可以只在玻璃中央滴上兩三滴
配向膜 即可均勻 鍍滿整塊 ITO 玻璃 基板。 但現在使用 是
2和 2的大小。以經驗來說,要將整 塊基板均勻鍍好須將配向劑滴滿整塊玻璃,以 Step1: 1sec,
2000r.p.m. , Step2: 15sec , 2000r.p.m. , Step3: 1sec ,
2. 以數個長尾夾夾在樣品邊緣施力,作為控制樣品均勻度方法。
過程中需要注意牛頓環的改變,為了讓光點圓圈內通過此樣品 改變的相位都相同,必須在讓最後使用光點的範圍內都是均勻 的厚度。所以需要花相當多的時間將牛頓環調至所能夠達到廣 而稀疏的程度。
3. 以 AB 膠塗在長尾夾夾住處,等待一天。
Fig. 3-2 牛頓環對應樣品均勻度。
4. 固化後量測各 channel 的實際厚度,這會影響最後所能調變的 相位。
5. 灌入液晶並封盒,再等待一天
6. 將上板各個 channel 預留出的部位用銀膠黏上電線,等待三天 至一個禮拜讓銀膠完全乾,要注意各 channel 是否有導通,這 可 以 由 電 阻 的 大 小 去 判 斷 , 因 為 液 晶 層 的 電 阻 約 50M sq~ 20MΩsq 所以當不導通下兩 channel 間,電阻必須 至少比此高。
Ω
7. 最後相同方法再接地下板端黏上電極,一樣過了三天到一個禮 拜,最後在連接電極表面塗滿 AB 膠,作為銀膠的保護就算完 成。