專利名稱：液晶用取向膜曝光方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及液晶顯示元件的制造方法，特別涉及用于通過光學方法對液晶取向膜賦予取向特性的液晶用取向膜曝光方法及其裝置。
背景技術：
液晶顯示元件作為大型電視機、3D電視機、個人計算機或便攜式終端的顯示器，為了以更高品質顯示更多的信息，要求高畫質化、高清晰度化。為實現(xiàn)該液晶顯示元件的高畫質化、高清晰度化，需要使密封在構成液晶顯示元件的一對對置的玻璃基板間的液晶材料的分子的排列(取向)在形成在玻璃基板上的光學透明的電極(透明電極)上均一。為了使該液晶材料的分子的排列(取向)均一，以往使用在形成于玻璃基板上的透明電極上形成取向膜，并用布研磨(riAbing)該取向膜來賦予取向特性的方法。但是，在該方法中，取向膜的一部分脫落而產生微小的塵埃，成為元件不良的原因，或者難以橫跨玻璃基板的整個顯示區(qū)域來賦予均一的取向特性，在形成更高清晰度的顯示元件方面存在問題。代替通過該研磨方法賦予取向膜取向特性的方法，例如在“木村正行、田中正一等人用于在光取向膜上引起穩(wěn)定的預傾角的新光取向工藝JSR TECHINICAL REVIEW No. 111/2004”中，提出了對取向膜照射光，通過非接觸方式來賦予取向特性的光研磨方法。 其是從垂直方向對作為取向膜材料的聚合物(polymer)膜照射以14μπι的間距形成的多個線形的光，同時在一個方向上連續(xù)移動照射區(qū)域，由此對聚合物膜的表面賦予液晶取向能力的方法。記載了取向特性根據(jù)照射的光的掃描方向而發(fā)生改變。另外，在日本特開 2004-145141號公報中也記載了同樣的光研磨方法。此外，在日本特開平11-35Μ86號公報中記載了如下技術為了謀求液晶顯示裝置的視角擴大、顯示品質的提高以及對比度的提高，以在對置的兩枚玻璃基板的每一個上形成預傾斜方向不同的兩種取向區(qū)域，使相互的取向區(qū)域的邊界正交的方式來貼合兩枚玻璃基板，由此獲得四部分的取向狀態(tài)。另外，作為針對取向膜的取向處理的方法，記載了在屏蔽不賦予取向特性的區(qū)域的狀態(tài)下，通過研磨法、離子束照射法、光照射法中的某一種方法來進行取向處理的方法。在“木村正行、田中正一等人用于在光取向膜上引起穩(wěn)定的預傾角的新光取向工藝JSR TECHINICAL REVIEW No. 111/2004 (以下，記載為木村等人)”中記載的方法中，照射的多個線形的光的掃描速度為34ym/sec，另一方面，在木村等人中記載的方法中，照射的多個線形的光的掃描速度為ΙΟΟμπι/sec。這樣例如為了對一邊長度為Im的液晶基板進行處理，為使光掃描一次，在木村等人的方法中花費7. 5小時，在日本特開2004-145141號公報中記載的方法中花費約2. 8小時，如果考慮為了對其賦予多個取向特性而改變基板上的掃描方向進行多次掃描，則遠未達到實用的處理速度。另外，日本特開平11-35M86號公報中記載的方法，為了僅對基板的期望的部分賦予取向特性需要使用光掩膜，特別是在大型母基板使用的生產線中，需要針對每個產品制作高額的光掩膜，在制造成本方面成為很大的負擔。另外，通過這種方式制造的液晶面板，是以在液晶上下扭轉90度的方向限制取向的方式，與以上下平行或反平行的方向限制取向的取向方向賦予方式相比，有響應速度降低的可能性。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種液晶用取向膜曝光方法及其裝置，其能夠解決上述現(xiàn)有技術的問題，以實用的處理速度形成光取向膜。為了達到上述目的，在本發(fā)明中，對液晶用取向膜進行曝光的曝光裝置具備載臺單元，其載置在表面上形成有取向膜的基板，并且可移動；光源，其發(fā)射曝光光；偏振光特性賦予單元，其對從該光源發(fā)射的曝光光賦予偏振光特性；圖案形成單元，其以通過微小的可動鏡面形成的圖案來反射通過該偏振光特性賦予單元賦予了偏振光特性的曝光光的一部分光；投影光學部，其對載置在載臺單元上的基板照射通過該圖案形成單元反射的曝光光的圖案，對取向膜進行曝光；以及對整體進行控制的控制單元，控制單元控制載臺單元和圖案形成單元，在通過使載臺單元在一個方向上連續(xù)移動而在一個方向上連續(xù)移動的基板上，曝光光的圖案以比載臺單元的移動速度慢的速度移動來對取向膜進行曝光。另外，為了達到上述目的，在本發(fā)明中，對液晶用取向膜進行曝光的曝光裝置具備載臺單元，其載置在表面上形成有取向膜的基板，并且可移動；光源，其發(fā)射紫外光或者與紫外光相近的光作為曝光光；偏振光特性賦予單元，其對從該光源發(fā)射的曝光光賦予偏振光特性；圖案形成單元，其具備多個微小的可動鏡面，入射通過偏振光特性賦予單元賦予了偏振光特性的曝光光，通過由微小的可動鏡面形成的圖案進行反射，由此形成微小間距的線形的光圖案；以及投影光學部，其對載置在載臺單元上的基板照射通過該圖案形成單元形成的微小間距的線形的曝光光圖案，對取向膜進行曝光，圖案形成單元，在載置在載臺單元上的、在一個方向上連續(xù)移動的基板上，以比載臺單元的移動速度慢的速度在與一個方向相反的方向上移動微小間距的線形的曝光光圖案，來對取向膜進行曝光。而且，為了達到上述目的，在本發(fā)明中，提供一種對液晶用取向膜進行曝光的方法，其對從光源發(fā)射的曝光光賦予偏振光特性后，使其入射到具備多個微小的可動鏡面的微鏡器件，把通過微鏡器件的微小的可動鏡面形成的反射圖案反射的曝光光的圖案，經由投影光學系統(tǒng)投影到載置在載臺上的、在表面上形成有取向膜的基板上，對取向膜進行曝光，其中，在通過使載臺在一個方向上連續(xù)移動而在一個方向上連續(xù)移動的基板上，曝光光的圖案以比載臺的移動速度慢的速度移動來對取向膜進行曝光。通過如此構成的本發(fā)明的液晶用取向膜曝光裝置，在液晶面板的子像素內分割為四個區(qū)域，每個區(qū)域的取向膜限制方向在TFT和彩色濾光片的上下基板上反平行，并且通過施加電壓而導致的液晶的傾倒方位相對于基板的縱端面可以成45°、135°、225°、 315°，或相對于一個軸的正方向以及負方向分別成士22. 5°，因此，可以制造視角大、響應快的液晶面板。根據(jù)本發(fā)明，可以代替現(xiàn)有的研磨方法，以實用的處理速度形成光取向膜，可以實現(xiàn)更高畫質、更高清晰度的液晶顯示元件。如下面的附圖所示，根據(jù)下述本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的更具體的描述可闡明本發(fā)明的這些特點和優(yōu)點。


圖1是表示液晶用取向膜曝光裝置的整體的結構的框圖。圖2A是微鏡器件的俯視圖。圖2B是說明微鏡器件的一個元件的動作的微鏡器件元件的側視圖。圖3是表示投影光學部和載臺部的結構的立體圖。圖4是示意地表示在曝光工序中微鏡器件的元件和基板狀的曝光區(qū)域的時間變化的微鏡器件的元件的俯視圖。圖5A是形成有線形的曝光圖案的微鏡器件的主視圖。圖5B是表示在Y方向上移送了一行的量的線形的曝光圖案的狀態(tài)的微鏡器件的主視圖。圖6是表示投影光學部的第二實施方式中的結構的框圖。圖7是表示在投影光學部的第二實施方式中，對基板上的30μπι角的二維區(qū)域照射了微小的點光的狀態(tài)的基板上的30 μ m角區(qū)域的俯視圖和微鏡器件的一列的量的俯視圖。圖8A是表示一個像素內的取向膜的預傾角的分布的液晶基板的一個像素的主視圖。圖8B表示對液晶基板內的各像素賦予了四個方向的預傾角的狀態(tài)的液晶基板的主視圖。圖9A是示意地表示在第一曝光工序中賦予預傾角的方向的液晶基板的主視圖。圖9B是示意地表示在第二曝光工序中賦予預傾角的方向的液晶基板的主視圖。圖9C是示意地表示在第三曝光工序中賦予預傾角的方向的液晶基板的主視圖。圖9D是示意地表示在第四曝光工序中賦予預傾角的方向的液晶基板的主視圖。圖IOA是表示分別相對于一個像素內的取向膜的X軸的正以及負方向士 22.5度的預傾角的分布的液晶基板的一個像素的主視圖。圖IOB是對液晶基板內的各像素賦予相對于X軸方向士 22.5度的四個方向的預傾角的狀態(tài)的液晶基板的主視圖。圖IlA是示意地表示在第一曝光工序中賦予與圖IOA的1043方向對應的預傾角的方向的液晶基板的主視圖。圖IlB是示意地表示在第二曝光工序中賦予與圖IOA的1044方向對應的預傾角的方向的液晶基板的主視IlC是示意地表示在第三曝光工序中賦予與圖IOA的1042方向對應的預傾角的方向的液晶基板的主視圖。圖IlD是示意地表示在第四曝光工序中賦予與圖IOA的1041方向對應的預傾角的方向的液晶基板的主視圖。圖12是表示用于重復液晶基板的Y方向的操作以在取向膜上針對各像素形成四個方向的預傾角的曝光工序的處理流程的流程圖。圖13是表示在X方向移動掃描區(qū)域的同時對重復液晶基板的Y方向的操作以在取向膜上針對各像素形成四個方向的預傾角的處理進行重復的曝光工序的處理流程的流程圖。符號說明110載臺部；111 X載臺；112 Y載臺；113 Z載臺；114 θ載臺；120曝光光學系統(tǒng)； 121光源；122偏振板；123鏡面；IM微鏡器件；125投影光學部；130控制部；131光源控制部；132微鏡器件控制部；133載臺控制部；134整體控制部；140基板表面高度檢測系統(tǒng)； 141高度檢測用光源部；142反射光檢測器
具體實施例方式
以下使用

本發(fā)明的實施例。實施例1圖1表示本實施例的液晶用取向膜曝光裝置的整體的結構。液晶用取向膜曝光裝置具備載置基板100的載臺部110 ；用于對形成在基板100的表面上的取向膜進行曝光的曝光光學系統(tǒng)120 ；控制載臺部110以及曝光光學系統(tǒng)120的控制系統(tǒng)130 ；以及基板表面高度檢測系統(tǒng)140。載臺部110具備可在X軸方向移動的X載臺111 ；可在與X軸方向正交的Y方向移動的Y載臺112 ；可在與X軸以及Y軸正交的Z軸方向(高度方向)移動的Z載臺113; 以及以Z軸為中心可旋轉的θ載臺114。在θ載臺114上保持基板100。曝光光學系統(tǒng)120具備發(fā)射紫外光(UV光)或與紫外區(qū)域相近的光的光源121 ； 控制從光源121發(fā)射的光的偏振狀態(tài)的偏振板122 ；切換透過偏振板122的光的光路的鏡面123 ；作為由大量微小的可動鏡面構成的圖案形成單元的微鏡器件124 ；以及投影光學部 125，其會聚通過鏡面123切換光路后入射到微鏡器件IM并通過微鏡器件IM反射的光， 對形成在基板100的表面上的取向膜進行曝光。控制系統(tǒng)130具備控制光源121的光源控制部131 ；控制微鏡器件124的微鏡器件控制部132 ；控制載臺部110的各載臺的載臺控制部133以及控制整體的整體控制部 134。基板表面高度檢測系統(tǒng)140具備高度檢測用光源141，其以與從光源121發(fā)射的光不同的波長，從斜向對基板100表面的通過曝光光學系統(tǒng)120照射了曝光光的區(qū)域的附近照射對形成于基板100表面上的取向膜不產生影響的波長的光；以及反射光檢測器142， 其對從該高度檢測用光源141發(fā)射并通過基板100的表面反射的光(正反射光)進行檢測。 在通過曝光光學系統(tǒng)120對基板100進行曝光過程中，通過反射光檢測器142檢測出來自基板100的反射光的信號被發(fā)送到整體控制部134進行處理，獲得基板100的表面的高度信息，同時，整體控制部134根據(jù)該高度信息經由載臺控制部133對Z載臺113進行控制， 以便維持基板100的表面為預定的高度。圖2Α表示微鏡器件124的俯視圖。微鏡器件124在框部1241中把微小可動鏡面 1242配置成陣列狀，通過微鏡器件控制部132進行控制，該微小的可動鏡面1242可一個個地在兩個傾角之間切換傾斜度。即，如圖2Β所示，在被微鏡器件控制部132控制，可動鏡面 1242維持為以實線表示的狀態(tài)的傾角時(開οη)，從光源121發(fā)射并通過鏡面123彎曲光路而入射的光通過可動鏡面1242被反射到投影光學部125的方向，透過投影光學部125后到達基板100，對形成在基板100的表面上的取向膜進行曝光。另一方面，在被微鏡器件控制部132控制，可動鏡面1242維持為以虛線表示的狀態(tài)的傾角時(關ο )，通過鏡面123 反射后入射的光通過可動鏡面1242被反射到遠離投影光學部125的方向，不到達基板100， 對形成在基板100的表面上的取向膜的曝光沒有貢獻。以預定的時間間隔在Y方向上移動圖2Α中在X方向上排列的可動鏡面1242所形成的圖案(各可動鏡面1242的開與關的組合)，由此，可在Y方向上以恒定的速度進給在微鏡器件1 上由可動鏡面1242的開/關的組合而得的圖案。S卩，在圖1表示的結構中，在從光源121發(fā)射后通過鏡面123反射并入射到微鏡器件124的光中，僅通過被微鏡器件控制部132控制并被設定為圖2Β的實線表示的預定的角度的微小的鏡面1242反射的光入射到投影光學部125，到達基板100。接著，使用圖3和圖4說明投影光學部125的第一實施方式。圖3是包含投影光學部125的載臺部110的立體圖。相對于Y載臺112的移動方向傾斜θ角設置微鏡器件 124。使用圖4說明在Y方向上移動的小區(qū)域101和復制在該小區(qū)域101上的像素圖案的關系。在圖4中，為了簡化說明，表示在微鏡器件124的Y方向上排列成一排的可動鏡面 1242-1 1242-6與在Y方向(箭頭50的方向)上連續(xù)移動的基板100上由該可動鏡面 1242-1 1242-6依次照射的區(qū)域111(通過兩點劃線表示)的關系的時間的變化。圖4的左側的Pti至Pt6表示在υ方向上以恒定速度移動的基板100上的區(qū)域111的等間隔的時刻tl至t6的位置。把微鏡器件124的排列成一排的可動鏡面1242-1 1242-6的各可動鏡面間的間距設為P，把從時刻tl到時刻t6的等間隔的時間中的基板100向Y方向的進給間距設為 PP。在本實施例中，把基板100向Y方向的進給間距PP設定為稍大于各可動鏡面間的間距 P。結果，基板100上的區(qū)域111的從時刻tl到時刻t6的位置與微鏡器件124的排列成一排的可動鏡面1242-1 1242-6的位置稍稍偏離。S卩，當把在各可動鏡面1242-1 1242-6上的相同位置上標繪的點1243從時刻tl 到t6依次投影到在Y方向上移動的基板100上的區(qū)域111上時，其狀態(tài)成為圖4的右側所示那樣。結果，在Y方向上以恒定的速度移動的基板100上的區(qū)域111中，通過微鏡器件124 在Y方向上排列成一排的可動鏡面1242-1 1242-6依次被照射的區(qū)域從時刻tl到時刻 t6慢慢移動。因此，通過適當設定與各可動鏡面間的間距P對應的基板100向Y方向的進給間距PP，能夠把基板100上的區(qū)域111的曝光時間設定為希望的值。例如，在設微鏡器件IM的復制像素尺寸為C時，如果設進給間距PP為21/21C，則復制間距TP為1/20C。因此，當載臺速度V為2mm/s時，復制像素的掃描速度為100 μ m/s。把圖4中表示的點1243置換為通過圖5A以及圖5B表示的由多個可動鏡面1242 形成的線形的光圖案，并且應用到整個基板100，由此可以掃描線形的光圖案，以所希望的時間對整個基板100進行曝光。在圖5A以及圖5B表示的例子中，關于在微鏡器件124的 XY方向上排列配置的各可動鏡面1242-1、1M2-2··· 1242η,在X方向上每隔一列排列開和關的圖案，在基板100從圖5Α表示的狀態(tài)在Y方向上移動PP后，如圖5Β所示那樣在Y方向上對其依次重復進給一列的量。由此，表示了根據(jù)相同時間內的微鏡器件124的開和關的圖案向Y方向的進給量與基板100向Y方向的移動量的差以線形的重復圖案來掃描整個基板100的結構。另外，在圖5A以及圖5B表示的例子中表示了 X方向的圖案相同的狀態(tài)，但實際上，根據(jù)基板100上的曝光的區(qū)域，在X方向上也形成開和關的區(qū)域。在圖5A以及圖 5B所示的例子中，表示了分別針對微鏡器件的X方向的一行的排列來形成線形的重復圖案的例子，但是也可以為每兩行或三行重復的圖案，或者還可以改變開圖案和關圖案的寬度。在圖3以及圖4表示的例子中，微鏡器件124的排列成一排的可動鏡面1242-1 1242-6的排列的方向相對于基板100的進給方向(Y方向)傾斜角度θ。這是為了以復制像素間距C以下的位置分辨率來排列微鏡器件IM的復制像素。例如當θ =l/256rad，復制像素間距10 μ m時，通過選擇復制像素可以以10/256 = 0. 039 μ m的位置分辨率進行復制。接著，使用圖6說明投影光學部125的第二實施方式。投影光學部125具備放大通過微鏡器件口4反射的光的放大透鏡1251 ；通過微小的透鏡1252分別對通過放大透鏡 1251放大后的光進行會聚的陣列透鏡1253 ；以等倍率使通過陣列透鏡1253會聚的光的點 (spot)投影到形成在基板100的表面上的取向膜上的物鏡12M。在此，以10. 8 μ m間距二維排列了微鏡器件124的可動鏡面1M2，當把放大透鏡 1251的放大率設定為2. 78倍時，以30 μ m間距形成陣列透鏡1253的各個微小透鏡1252 即可。另外，在把各個微小透鏡1252的NA設為0.07，把從光源121發(fā)射的光的波長設為 365nm時，通過各個微小透鏡1252會聚的光的點(spot)直徑達到6. 4μ m。如果沒有陣列透鏡1253則成為30 μ m的復制像素尺寸，但是通過本結構可以進行 6. 4 μ m分辨率的圖案復制。通過陣列透鏡1253使通過微鏡器件124反射的光會聚，作為 6.4μπι的點(spot)光的集合被照射到在基板100的表面上形成的取向膜上。在此，圖7表示在30 μ m角的二維區(qū)域內復制微鏡器件124的一列像素的情形。如圖7的左側所示那樣，當微鏡器件124的一列像素為IOM像素時，在把向微鏡器件124的列方向的傾角θ 2設為l/10Mrad(在縱向上距離IOM像素量的地方，在橫向上偏離一個像素量的傾角)，把微鏡器件1 復制的像素的間距(基板100上的一個像素區(qū)域的尺寸) 設為C時，通過把基板100的進給間距PP設為CX33/32，如圖7右側所示那樣，把32X32 點復制在基板100上的30 μ m角的一個像素量的二維區(qū)域中。即，在一個像素區(qū)域的尺寸為30 μ m時，若設基板100的進給間距PP為30 X 30/32 =30. 9375 μ m，則光點在30 μ m角的一個像素區(qū)域中在基板100的進給方向(圖7的上下方向)上，以0. 9375 μ m的間距橫跨30 μ m的長度相對于基板100的進給方向傾斜角度θ 地照射32個點(spot)。為了使基板100上的光點的照射位置相對于第一個光點的照射區(qū)域在基板100的進給方向上偏離一個像素的量，在相對于基板100的進給方向成直角的方向上距離第一個光點的照射區(qū)域30X32/1024 = 0. 9375 μ m的位置上復制第33個被照射的光點。通過在相對于基板100的進給方向成直角的方向上以0. 9375 μ m間距依次重復這樣的掃描，對基板100的一個像素區(qū)域照射微鏡器件124的列方向的IOM像素量的點。圖7的右側的各點與微鏡器件的像素對應，通過各像素的開/關(0N/0FF)，可以在二維區(qū)域內描繪6.4μπι點光的圖案。如果把進給間距PP設為30X33/32 = 30. 9375 μ m， 則載臺速度與光點掃描速度的比為30 0.9375，能夠實現(xiàn)載臺速度3. 2mm/s、光點100 μ m/ s的低速掃描。然后，使用圖1所示的曝光裝置說明對形成在基板100的表面上的取向膜進行光研磨處理的方法。圖8A以及圖8B表示在形成于基板100上的液晶顯示裝置的一個像素量的區(qū)域內對取向膜賦予取向特性的區(qū)域。在日本特開平11-35M86號公報中記載了對構成液晶顯示裝置的一對玻璃基板的雙方的取向膜分別賦予方向相差180度的取向特性后將它們組合，由此形成四種取向狀態(tài)的方法，但是在本實施例中，在一個玻璃基板上形成四種取向狀態(tài)，不進行對另一基板賦予取向特性的處理。S卩，在本實施例中，如圖8A所示，把基板100上的相當于一個像素量的區(qū)域101分割為1011、1012、1013、1014四個小區(qū)域，分別對該分割后的各小區(qū)域的取向膜賦予不同的取向特性(設定為不同的預傾角)。圖8A中的箭頭1021、1022、1023、10M分別表示取向特性的方向(賦予預傾角的方向)。圖8B示意地表示在基板100上形成大量相當于一個像素量的區(qū)域101的狀態(tài)。在實際的液晶基板上橫向排列了 1920像素，縱向排列了 1080像素(全高清標準)。接著，使用圖9A 圖9D和圖12以及圖13的流程圖，說明對圖8A中的箭頭1021、 1022U023U024表示的各自不同的方向賦予取向特性的方法。當對取向膜照射細小間距的線形的光圖案并沿一個方向掃描時，對取向膜賦予與該掃描的方向相應的同樣的取向特性(預傾角)。在本實施例中，利用該性質，首先如圖 9A所示，經由投影光學部125對基板100上的相當于一個像素量的區(qū)域101-1中的小區(qū)域 1011、以及與區(qū)域101-1對應的相鄰的各像素區(qū)域(在圖9A的例子中為101-2 101-9) 的內部的相當于小區(qū)域1011的區(qū)域照射細小間距的線形的光圖案同時進行掃描，由此對在基板100的表面上形成的取向膜進行曝光。通過使Y載臺相對于投影光學部125以恒定的速度移動來掃描線形的光圖案。另外，伴隨Y載臺的移動，通過微鏡器件控制部132控制微鏡器件124的各可動鏡面1242，在基板100上的相當于一個像素量的區(qū)域101中的小區(qū)域1011、以及與區(qū)域101對應的相鄰的各像素區(qū)域的相當于小區(qū)域1011的區(qū)域中，使線形的光圖案在外觀上在Y方向上連續(xù)移動的同時進行照射。返回圖9A以及圖12進行說明。在使設置在θ載臺114上的基板100的朝向相對于Y方向傾斜了角度θ的狀態(tài)下，通過載臺驅動單元133驅動Y載臺112，使基板100向 Y方向以恒定速度移動(S1201)。此時，把基板100向Y方向的移動速度設定為稍大于微鏡器件124的各可動鏡面1242的向Y方向的圖案移動速度(設定Y軸載臺112的移動速度和微鏡器件124的Y方向圖案進給速度，使得在把通過微鏡器件124的X方向的各可動鏡面1242形成的圖案在Y方向上移送一列的量的期間基板100向Y方向移動的距離稍大于微鏡器件124的各可動鏡面1242向Y方向的排列的一個間距的量)。結果，在圖9Α中在內部記入了箭頭的各微小區(qū)域(相當于圖8Α的1011的區(qū)域第一區(qū)域)中，通過照射通過微鏡器件1 形成的等間距的線形的光圖案并掃描，對于在基板100的表面上形成的取向膜， 在各區(qū)域中可以對箭頭所示的方向賦予預傾角。當Y載臺112繼續(xù)向Y方向移動而到達Y方向的移動端(終點未圖示)時 (S1202)，暫時停止Y載臺的移動。接著，與圖9Α時一樣，使Y載臺112以恒定的速度在與圖9Α時相反的方向(逆向)上移動，同時通過由微鏡器件IM形成的線形的重復圖案對相當于圖8Α的1012的基板100上的各像素的區(qū)域(第二區(qū)域)進行曝光(S1203)，由此，如圖9B所示，對于在基板100的表面上形成的取向膜，在各區(qū)域中可以對與通過圖9A所說明的方向相反的方向賦予預傾角。當使Y載臺112逆向移動并到達移動端(起點未圖示)時(S1204)，使θ載臺 114 旋轉 90 度(S1205)。接著，使Y載臺112在與圖9Α的情形相同的方向上以恒定速度移動，同時通過由微鏡器件1 形成的線形的重復圖案對相當于圖8Α的1013的基板100上的各像素的區(qū)域 (第三區(qū)域)進行曝光(S1206)，由此，對于在基板100的表面上形成的取向膜，在各區(qū)域中可以對圖9C所示的方向賦予預傾角。當Y載臺112到達Y方向的移動端(終點未圖示)時(S1207)，暫時停止Y載臺的移動。接著，使Y載臺112與圖9Β的情形同樣地以恒定的速度在與圖9C的情形相反的方向(逆向)上移動，同時通過由微鏡器件1 形成的線形的重復圖案對相當于圖8Α的1014 的基板100上的各像素的區(qū)域進行曝光(S1208)，由此，如圖9D所示，對于在基板100的表面上形成的取向膜，在各區(qū)域中可以對與通過圖9C所說明的方向相反的方向賦予預傾角。 當Y載臺112到達Y方向的移動端(起點未圖示)時(S1209)，停止Y載臺的移動。當在圖9Α所示的狀態(tài)下，基板100的X方向的寬度大于通過一次曝光進行的X方向的曝光寬度時，在圖12的流程中通過S1205使θ載臺114旋轉90度之前驅動X載臺 111，使基板100上的相鄰的曝光區(qū)域位于投影光學部125的下方，重復S1201 S1204的步驟，橫跨基板100的整個面對各像素的第一區(qū)域和第二區(qū)域進行曝光。圖13表示該流程。實施例2通過圖10以及圖11說明預傾角的另一實施例。本實施例中的裝置結構或處理流程與實施例1的情形相同。在圖IOA中，預傾角的賦予方向為箭頭1041、1042、1043、1044，例如是相對于X軸的正或負方向士22. 5度的方向。通過設定為這樣的角度，可以提高與視角對應的可見性。 圖IOB表示在基板100上士22. 5度的預傾角的方向。圖IlA 圖IlD是通過載臺掃描而獲得的預傾角賦予方向。圖IlA是示意地表示在第一曝光工序中賦予與圖IOA的1043的方向對應的預傾角的方向的液晶基板的主視圖，圖IlB是示意地表示在第二曝光工序中賦予與圖IOA的1044的方向對應的預傾角的方向的液晶基板的主視圖，圖IlC是示意地表示在第三曝光工序中賦予與圖IOA的1042的方向對應的預傾角的方向的液晶基板的主視圖， 圖IlD是示意地表示在第四曝光工序中賦予與圖IOA的1041的方向對應的預傾角的方向的液晶基板的主視圖。在圖IlB的狀態(tài)下，通過圖12的流程的S1205使θ載臺旋轉45度，由此可以賦予各區(qū)域22. 5度方向的預傾角。這樣，通過載臺114的旋轉量，可以設定希望的預傾角的方向，可以與每個產品的視角提高相對應。在圖13表示的流程圖中，從S1301到S1304與通過圖12所說明的從S1201到 S1204的處理相同。在從S1201到S1204的處理中，當針對最初的沿著X方向的區(qū)域，取向膜上的第一區(qū)域和第二區(qū)域的曝光結束時，檢查X方向的掃描是否已完成(S1305)，當還未完成時，驅動X載臺111，在X方向使下一個曝光區(qū)域位于投影光學部125的下方(S1306)， 執(zhí)行從S1301到S1304的處理。重復上述處理，直到針對基板100上的X方向的區(qū)域全部處理結束為止。當判定為X方向的掃描完成時，接著使θ載臺114旋轉90度(S1307)，在S1308到 S1311中進行與通過圖12說明的S1206到S1209的步驟相同的處理。在從S1308到S1311 的處理中，當針對最初的沿著X方向的區(qū)域，取向膜上的第三區(qū)域和第四區(qū)域的曝光結束時，檢查X方向的掃描是否已完成(S1312)，當還未完成時，驅動X載臺111，在X方向使下一個曝光區(qū)域位于投影光學部125的下方(S1313)，執(zhí)行從S1308到S1311的處理。重復上述處理，直到針對基板100上的X方向的全部區(qū)域，各像素的第三區(qū)域和第四區(qū)域的曝光結束為止。當判定為X方向的掃描已完成時，結束全體的處理。通過對基板100的全部顯示區(qū)域進行上述處理，對于在各像素的表面上形成的取向膜，可以對分割為四個的各區(qū)域賦予圖9Α至圖9D表示的預傾角，結果，如圖8Β所示那樣，可以橫跨基板100的整個面，獲得在一個像素內的四個區(qū)域中分別具備不同的偏振光特性的液晶顯示元件。以上，根據(jù)實施例具體說明了本發(fā)明人所做出的發(fā)明，但是，本發(fā)明并不限于所述實施例，當然可以在不脫離其主旨的范圍內進行各種變更。在不脫離本發(fā)明的主旨和本質特征的前提下，可以通過其它特定方式實施本發(fā)明。所述實施方式僅是例示而不是對本發(fā)明進行的限制，本發(fā)明的范圍由附加的權利要求表明而不是由上述描述表明，因此，包含與權利要求保護的范圍等同的范圍內的所有變更。
權利要求
1.一種液晶用取向膜曝光裝置，是對液晶用取向膜進行曝光的曝光裝置，該液晶用取向膜曝光裝置的特征在于，具備載臺單元，其載置在表面上形成有取向膜的基板，并且可移動； 光源，其發(fā)射曝光光；偏振光特性賦予單元，其對從該光源發(fā)射的曝光光賦予偏振光特性； 圖案形成單元，其以通過微小的可動鏡面形成的圖案來反射通過該偏振光特性賦予單元賦予了偏振光特性的曝光光的一部分光；投影光學部，其對載置在所述載臺單元上的基板照射通過該圖案形成單元反射的曝光光的圖案，對所述取向膜進行曝光；以及對整體進行控制的控制單元，該控制單元控制所述載臺單元和所述圖案形成單元，在通過使所述載臺單元在一個方向上連續(xù)移動而在一個方向上連續(xù)移動的所述基板上，所述曝光光的圖案以比所述載臺單元的移動速度慢的速度移動來對所述取向膜進行曝光。
2.根據(jù)權利要求1所述的液晶用取向膜曝光裝置，其特征在于，所述控制單元控制所述載臺單元和所述圖案形成單元，在使所述載臺單元在一個方向上連續(xù)移動的同時，通過所述曝光光對所述基板上的取向膜的第一區(qū)域進行曝光，在使所述載臺單元在與所述一個方向相反的方向上連續(xù)移動的同時，通過所述曝光光對所述基板上的取向膜的與所述第一區(qū)域不同的第二區(qū)域進行曝光。
3.根據(jù)權利要求1所述的液晶用取向膜曝光裝置，其特征在于， 所述載臺單元具備可在直線上往復移動的直線載臺和可旋轉的θ載臺。
4.一種液晶用取向膜曝光裝置，是對液晶用取向膜進行曝光的曝光裝置，該液晶用取向膜曝光裝置的特征在于，具備載臺單元，其載置在表面上形成有取向膜的基板，并且可移動； 光源，其發(fā)射紫外光或者與紫外光相近的光作為曝光光； 偏振光特性賦予單元，其對從該光源發(fā)射的曝光光賦予偏振光特性； 圖案形成單元，其具備多個微小的可動鏡面，入射通過所述偏振光特性賦予單元賦予了偏振光特性的曝光光，通過由所述微小的可動鏡面形成的圖案進行反射，由此形成微小間距的線形的光圖案；以及投影光學部，其對載置在所述載臺單元上的基板照射通過所述圖案形成單元形成的微小間距的線形的曝光光圖案，對所述取向膜進行曝光，所述圖案形成單元，在載置在所述載臺單元上的、在一個方向上連續(xù)移動的所述基板上，以比所述載臺單元的移動速度慢的速度在與所述一個方向相反的方向上移動所述微小間距的線形的曝光光圖案，來對所述取向膜進行曝光。
5.根據(jù)權利要求4所述的液晶用取向膜曝光裝置，其特征在于，在使所述載臺單元在一個方向上連續(xù)移動的同時，通過所述曝光光對所述基板上的取向膜的第一區(qū)域進行曝光，在使所述載臺單元在與所述一個方向相反的方向上連續(xù)移動的同時，通過所述曝光光對所述基板上的取向膜的與所述第一區(qū)域不同的第二區(qū)域進行曝光。
6.根據(jù)權利要求4所述的液晶用取向膜曝光裝置，其特征在于，所述載臺單元具備可在直線上往復移動的直線載臺和可旋轉的θ載臺。
7.根據(jù)權利要求1 6中的任一項所述的液晶用取向膜曝光裝置，其特征在于， 所述圖案形成單元把所述微小的可動鏡面配置成二維形狀，該排列成二維形狀的微小的可動鏡面在所述載臺單元往復移動的直線方向上的排列，相對于該直線的方向傾斜設置。
8.根據(jù)權利要求1 6中的任一項所述的液晶用取向膜曝光裝置，其特征在于， 還具備檢測載置在所述載臺單元上的基板的表面的高度的高度檢測單元。
9.一種液晶用取向膜曝光方法，是對液晶用取向膜進行曝光的方法，其對從光源發(fā)射的曝光光賦予偏振光特性后，使其入射到具備多個微小的可動鏡面的圖案形成單元，把通過由該圖案形成單元的微小的可動鏡面形成的反射圖案反射的曝光光的圖案，經由投影光學系統(tǒng)投影到載置在載臺上的、在表面上形成有取向膜的基板上，對所述取向膜進行曝光， 該液晶用取向膜曝光方法的特征在于，在通過使所述載臺在一個方向上連續(xù)移動而在一個方向上連續(xù)移動的所述基板上，所述曝光光的圖案以比所述載臺的移動速度慢的速度移動來對所述取向膜進行曝光。
10.根據(jù)權利要求9所述的液晶用取向膜曝光方法，其特征在于，在使所述載臺在一個方向上連續(xù)移動的同時，通過所述曝光光對所述基板上的取向膜的第一區(qū)域進行曝光，在使所述載臺在與所述一個方向相反的方向上連續(xù)移動的同時，通過所述曝光光對所述基板上的取向膜的與所述第一區(qū)域不同的第二區(qū)域進行曝光。
11.根據(jù)權利要求9所述的液晶用取向膜曝光方法，其特征在于，在對所述基板上的取向膜的所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域進行曝光后，使所述基板旋轉任意的角度，對所述基板上的第三區(qū)域和第四區(qū)域進行曝光。
12.根據(jù)權利要求9 11中的任一項所述的液晶用取向膜曝光方法，其特征在于，在所述基板上排列形成大量像素，通過該基板的像素的排列方向相對于所述載臺移動的一個方向傾斜任意角度的方式把所述基板載置在所述載臺上。
13.根據(jù)權利要求9所述的液晶用取向膜曝光方法，其特征在于，在對所述基板上的取向膜的所述第一區(qū)域和所述第二區(qū)域進行曝光后，使所述基板旋轉90度，對所述基板上的第三區(qū)域和第四區(qū)域進行曝光。
14.根據(jù)權利要求9 11中的任一項所述的液晶用取向膜曝光方法，其特征在于，在所述基板上排列形成大量像素，通過該基板的像素的排列方向相對于所述載臺移動的一個方向傾斜45度的方式把所述基板載置在所述載臺上。
15.根據(jù)權利要求9 11中的任一項所述的液晶用取向膜曝光方法，其特征在于， 把構成所述圖案形成單元的微小的可動鏡面相對于使所述載臺連續(xù)移動的一個方向傾斜地排列成二維形狀，以通過該傾斜排列的微小的可動鏡面反射的曝光圖案對載置在所述載臺上的基板的取向膜進行曝光。
16.根據(jù)權利要求9 11中的任一項所述的液晶用取向膜曝光方法，其特征在于，在對所述基板上的取向膜進行曝光的過程中，通過光學方式檢測載置在所述載臺上的基板的表面的高度，根據(jù)該檢測的結果來調整所述基板的表面的高度。
全文摘要
一種液晶用取向膜曝光方法及其裝置。在對液晶基板的取向膜照射細小間距的線形光圖案并沿一個方向掃描時，對取向膜賦予與該掃描方向相應的同樣的取向特性，但在現(xiàn)有的透過掩膜照射光圖案來進行曝光的方式中曝光時間長，在實用上有瓶頸。本發(fā)明中，在對從光源發(fā)射的曝光光賦予偏振光特性并使其入射到具有大量微小可動鏡面的微鏡器件，把通過由微鏡器件的微小可動鏡面形成的反射圖案反射的曝光光的圖案經投影光學系統(tǒng)投影到載置在載臺上的在表面上形成取向膜的基板上，對取向膜進行曝光的液晶用取向膜曝光方法中，在通過使載臺在一個方向上連續(xù)移動而在一個方向上連續(xù)移動的基板上，曝光的圖案以比載臺的移動速度慢的速度移動來對取向膜進行曝光。
文檔編號G02F1/1337GK102314023SQ20111019371
公開日2012年1月11日 申請日期2011年7月5日 優(yōu)先權日2010年7月7日
發(fā)明者吉武康裕, 根本亮二, 片岡文雄 申請人:株式會社日立高新技術