專利名稱：用于光配向工藝的曝光設備和制造液晶顯示器的方法
技術領域：
本發明的示例性實施例涉及用于光配向(photoalignment)エ藝的曝光設備和制造液晶顯示器的方法。
背景技術：
液晶顯示器是最廣泛應用的平板顯示器類型之一，通常包括上和下顯示面板以及置于其間的液晶層，上和下顯示面板上設置有場產生電極諸如像素電極和公共電極。液晶顯示器通過施加電壓到場產生電極而在液晶層中產生電場并通過所產生的電場決定液晶層的液晶分子的方向，由此控制入射光的偏振來顯示圖像。在各種液晶顯示器中，垂直配向(“VA”)模式液晶顯示器(其中當不產生電場時液 晶分子的縱軸相對于上和下顯示面板垂直配向)由于大的對比度和寬的標準視角已得到廣泛研究。VA模式液晶顯示器在單元像素中可形成多個域(domain)，其中液晶的排列方向彼此不同，從而實現寬視角。如上所述，已經開發了光配向エ藝，用于通過向包括光反應材料的配向層照射諸如紫外線的光來控制液晶分子的排列方向和排列角度，從而在單元像素中形成多個域。

發明內容
本發明的示例性實施例提供在液晶顯示器的光配向エ藝中使用至少兩個光掩模的曝光設備以及用于使用該曝光設備制造液晶顯示器的方法。本發明的示例性實施例提供一種用于光配向エ藝的曝光設備，其中該曝光設備包括第一光掩模，包括多個透射部分；及第二光掩模，包括多個透射部分，其中第一光掩模和第二光掩模彼此部分重疊(overlap),使得第一光掩模和第二光掩模的姆個包括重疊區域和非重疊區域，第一光掩模的重疊區域以及第二光掩模的重疊區域的至少之ー包括至少兩個子區域，且透射部分的形狀或布置在至少兩個子區域中彼此不同。在一示例性實施例中，至少兩個子區域可包括至少ー個第一子區域和至少ー個第ニ子區域，與第一光掩模的所述至少ー個第一子區域中的透射部分對應的照射區域及與第ニ光掩模的所述至少ー個第一子區域中的透射部分對應的照射區域可彼此重疊，且與第一光掩模的所述至少ー個第二子區域中的透射部分對應的照射區域及與第二光掩模的所述至少ー個第二子區域中的透射部分對應的照射區域可彼此不重疊。在一示例性實施例中，至少ー個第一子區域和至少ー個第二子區域可交替布置。在一示例性實施例中，第一光掩模的重疊區域的一個透射部分的面積與第二光掩模的重疊區域的一個透射部分的面積的總和可實質上等于或大于第一光掩模或第二光掩模的非重疊區域中的一個透射部分的面積。在一示例性實施例中，第一光掩模的重疊區域的一個透射部分的面積與第二光掩模的重疊區域的一個透射部分的面積的總和可以是第一光掩模的非重疊區域中的ー個透射部分的面積的約100%至約150%。在一不例性實施例中，第一光掩模的透射部分可沿第一方向布置，且第一光掩模和第二光掩模中至少ー個的所述至少ー個第一子區域中的透射部分的沿第二方向的長度可沿第一方向逐漸改變，其中第二方向垂直于第一方向。在一示例性實施例中，第一光掩模的所述至少ー個第二子區域中的透射部分和第ニ光掩模的所述至少ー個第二子區域中的透射部分可沿第一方向交替布置。在一示例性實施例中，該設備還可包括第一光源，向第一光掩模提供光；及第二光源，向第二光掩模提供光。在一例性實施例中,第一光源和第二光源可通過第一光掩模和第二光掩模傾斜地照射光。本發明的另ー示例性實施例提供一種用于光配向エ藝的曝光設備，其中該曝光設備包括第一光掩模，包括多個透射部分；及第二光掩模，包括多個透射部分，其中第一光掩模和第二光掩模彼此部分重疊，使得第一光掩模和第二光掩模的每個包括重疊區域和非重疊區域，第一光掩模和第二光掩模的每個包括第一部分和第二部分，與第一部分對應的照射部分不同干與第二部分對應的照射區域，透過第一部分中的透射部分的光的照射方向不同于透過第二部分中的透射部分的光的照射方向，且第一光掩模或第二光掩模的重疊區域中的透射部分的形狀或布置不同于第一光掩模或第二光掩模的非重疊區域中的透射部分的形狀或布置。在一示例性實施例中，與第一光掩模的重疊區域中的一個透射部分對應的照射區域和與第二光掩模的重疊區域中的一個透射部分對應的照射區域可彼此重疊。在一示例性實施例中，與第一光掩模的重疊區域中的透射部分的一部分對應的照射區域和與第二光掩模的重疊區域中的透射部分的一部分對應的照射區域可不重疊。
在一示例性實施例中，重疊區域可包括至少兩個子區域，且透射部分的形狀或布置在至少兩個子區域中彼此不同。本發明的又一示例性實施例提供一種用于光配向エ藝的曝光設備，其中該曝光設備包括第一光掩模，包括沿第一方向布置的多個透射部分；及第二光掩模，包括沿第一方向布置的多個透射部分，其中第一光掩模和第二光掩模彼此部分重疊，使得第一光掩模和所述第二光掩模的每個包括重疊區域和非重疊區域，第一光掩模和第二光掩模的至少之ー的透射部分關于第一方向非対稱，且在第一光掩模或第二光掩模的重疊區域中的透射部分的形狀或布置與第一光掩模或第二光掩模的非重疊區域中的透射部分的形狀或布置不同。在一示例性實施例中，與第一光掩模的重疊區域中的透射部分的一部分對應的照射區域和與第二光掩模的重疊區域中的透射部分的一部分對應的照射區域可不重疊。 在一示例性實施例中，第一光掩模的重疊區域中的一個透射部分和第二光掩模的重疊區域中的一個透射部分的組合形狀可與第一光掩模或第二光掩模的非重疊區域中的一個透射部分的形狀實質上相同。在一示例性實施例中，第一光掩模的重疊區域和第二光掩模的重疊區域的至少ー個可包括至少兩個子區域，所述至少兩個子區域中的透射部分的形狀或布置彼此不同。本發明的再一示例性實施例提供一種用于制造液晶顯示器的方法，其中該方法包括制備第一基板和第二基板；在第一基板和第二基板的至少ー個上涂覆包括光反應配向材料的配向層；及透過曝光設備的第一和第二光掩模向配向層照射光。本發明的又一示例性實施例提供一種用于制造液晶顯示器的方法，其中該方法包括制備第一基板和第二基板；在第一基板和第二基板的至少ー個上涂覆包括光反應配向材料的配向層；曝光配向層的整個表面；透過第一光掩模和第二光掩模向配向層的曝光表面照射光，其中第一光掩模和第二光掩模彼此部分重疊，使得第一光掩模和第二光掩模的每個包括重疊區域和非重疊區域，且在第一光掩模或第二光掩模的重疊區域中的透射部分的形狀或布置與第一光掩模或第二光掩模的非重疊區域中的透射部分的形狀或布置不同。在一示例性實施例中，在重疊區域中，與第一光掩模的一個透射部分對應的照射區域和與第二光掩模的一個透射部分對應的照射區域可重疊。在一示例性實施例中，第一光掩模的重疊區域中的一個透射部分的面積與第二光掩模的重疊區域中的一個透射部分的面積的總和可實質上等于或大于第一光掩模或第二光掩模的非重疊區域中的一個透射部分的面積。
在一示例性實施例中，重疊區域可包括至少兩個子區域，且透射部分的形狀或布置在所述至少兩個子區域中彼此不同。在一示例性實施例中，所述至少兩個子區域可包括至少ー個第一子區域和至少ー個第ニ子區域，與第一光掩模的所述至少ー個第一子區域中的透射部分對應的照射區域和與第二光掩模的所述至少ー個第一子區域中的透射部分對應的照射區域可彼此重疊，且與第一光掩模的所述至少ー個第二子區域中的透射部分對應的照射區域和與第二光掩模的所述至少ー個第二子區域中的透射部分對應的照射區域可彼此不重疊。在液晶顯示器的光配向エ藝的一示例性實施例中，具有各種形狀和布置的透射部分的兩個或更多光掩模在一區域中彼此重疊，不同光掩模的曝光區域之間的邊界線和顯示缺陷的發生由此顯著減少。在這樣的實施例中，光掩模的布置裕量(margin)充分増加，同時光掩模的制造成本充分降低。


通過參照附圖詳細描述本發明的示例性實施例，本發明的上述和其他特征將變得更顯然，附圖中圖I是根據本發明的液晶顯示器的一示例性實施例的剖視圖；圖2是示出根據本發明的曝光設備的一示例性實施例的示意圖；圖3是示出根據本發明的光配向エ藝的一示例性實施例的平面圖；圖4A、圖4B、圖4C、圖4D是方框圖，示出單元像素中配向層的配向方向及液晶分子的排列方向；圖5是根據本發明在光配向エ藝中使用的光掩模的一示例性實施例的平面圖；圖6是根據本發明在光配向エ藝中使用的光掩模的透射部分的一不例性實施例的平面圖；圖7、圖8、和圖9是根據本發明的光掩模的ー備選不例性實施例的俯視平面圖，不出在其重疊區域中的透射部分的各種布置和形狀；圖10是曲線圖，不出圖7、圖8和圖9中所不的光掩模的開ロ率與位置的關系；圖11是根據本發明的光掩模的另ー備選示例性實施例的俯視平面圖，示出在其重疊區域中的透射部分的布置和形狀；圖12是曲線圖，示出圖7、圖9和圖11中所示的光掩模的開ロ率與位置的關系；圖13是根據本發明的光掩模的又一備選示例性實施例的俯視平面圖，示出在其重疊區域中的透射部分的布置和形狀；圖14是曲線圖，示出圖13中所示的光掩模的開ロ率與位置的關系；圖15是曲線圖，示出根據本發明的光掩模的備選示例性實施例的開ロ率與位置的關系;圖16是示出根據本發明的光配向エ藝的一示例性實施例的平面圖；圖17是在圖16中所示的光配向エ藝中使用的光掩模的一示例性實施例的俯視平 面圖；圖18、圖20和圖22是根據本發明在光配向エ藝中使用的光掩模的備選示例性實施例的俯視平面圖；圖19和圖21是示出圖18和圖20所示的光掩模的透射部分的平面圖；圖23是平面圖，示出當利用圖18、圖20和圖22所示的光掩模進行曝光時光的照
身寸量;圖24是方框圖，示出當利用圖18、圖20和圖22所示的光掩模進行曝光時，照射到液晶顯示器的単元像素的光的照射量；圖25是根據本發明在光配向エ藝中使用的光掩模的一示例性實施例的俯視平面圖；圖26是方框圖，示出當利用圖25所示的光掩模進行光配向時，單元像素中的配向層的配向方向；圖27和圖28是示出根據本發明在光配向エ藝中使用的光掩模的備選示例性實施例的俯視平面圖；以及圖29是曲線圖，示出在根據本發明的光配向エ藝的一示例性實施例中液晶分子的預傾斜角與曝光能量之間的關系。
具體實施例方式現在將參照附圖在下文更充分地描述本發明，附圖中示出不同的實施例。然而，本發明可以以許多不同的形式體現，且不應解釋為局限于這里闡述的實施例。而是，提供這些實施例以使本公開將徹底而完整，且將向本領域技術人員充分傳達本發明的范圍。圖中相同的附圖標記通篇指示相同的元件。將理解，當元件被稱為在另一元件“上”吋，它可以直接在所述另一元件“上”或者其間可以存在居間元件。相反，當元件被稱為“直接在”另一元件“上”吋，則沒有居間元件存在。當在這里使用吋，術語“和/或”包括一個或多個相關所列項的任意及所有組合。將理解，盡管術語第一、第二、第三等可以在這里使用以描述各種元件、部件、區域、層和/或部分，但是這些元件、部件、區域、層和/或部分不應局限于這些術語。這些術語僅用于將ー個元件、部件、區域、層或部分與另一元件、部件、區域、層或部分區別開。因此，下面論述的第一元件、部件、區域、層或部分可以被稱為第二元件、部件、區域、層或部分而不會偏離本發明的教導。
這里使用的術語僅用于描述特定實施例且無意限制本發明。這里使用時，単數形式意在也包括復數形式，除非上下文另外地清楚描述。還將理解，當在本說明書中使用時術語“包含”和/或“包括”指定所陳述的特征、區域、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一個或更多其他特征、區域、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其群組的存在或增加。另外，可以在這里使用關系術語，例如“下”或“底”及“上”或“頂”等，以描述圖中所示的ー個元件與另一元件的關系。將理解，關系術語意在包括器件的除了圖中所示的取向之外的不同取向。例如，如果其中一個圖中的器件被翻轉，那么被描述為在其他元件“下”側的元件將取向為在其他元件“上”側。因此，根據圖的具體取向，示例性術語“下”可包括“上”和“下”兩種取向。類似地，如果ー個圖中的器件被翻轉，那么被描述為在其他元件“之下”或“下面”的元件將取向為在其他元件“之上”。因此，示例性術語“之下”或“下面”可包括之上和之下兩種取向。
除非另外定義，這里使用的所有術語(包括技術和科技術語)具有與本發明所屬技 術領域的普通技術人員通常理解的意思相同的意思。還將理解，術語，例如通常使用的字典中定義的那些術語，應被理解為具有與它們在相關技術和本公開的語境中的意思一致的意思，且將不會以理想化或過于正式的意義上被理解，除非這里清楚地這樣定義。這里參照剖視圖描述本發明的示例性實施例，剖視圖是理想化實施例的示意圖。因此，由于例如制造技術和/或容差導致的圖示形狀的變化是可以預期的。因此，這里描述的實施例不應被理解為局限于這里示出的區域的特定形狀，而是將包括例如由制造所導致的形狀的偏差。例如，示出或描述為平坦的區域一般可具有粗糙和/或非線性特征。此外，示出的尖角可以被圓化。因此，圖中所示的區域實質上是示意性的且其形狀無意示出區域的精確形狀且無意限制本發明的范圍。這里描述的所有方法能夠以適當的順序執行，除非這里另外指出或者否則根據上下文明顯矛盾。任何及所有示例或示例性語言(例如，“諸如”)的使用僅意圖更好地說明本發明而不對本發明的范圍進行限制，除非另外聲明。在這里使用吋，說明書中的語言不應被解釋為暗示任何未要求保護的元件對于本發明的實踐是必要的。下面將參照附圖詳細地解釋本發明。首先，將參照圖I描述根據本發明的液晶顯示器的示例性實施例。圖I是根據本發明的液晶顯示器的示例性實施例的剖視圖。參照圖1，液晶顯示器的示例性實施例是垂直配向(“VA”)模式液晶顯示器，并包括彼此相對(如面對)的下面板100和上面板200以及置于下面板100和上面板200之間的液晶層3。下面板100包括下絕緣基板110、設置在下絕緣基板110上的多條信號線(未示出)、連接到信號線并設置在其上的開關元件(未示出)例如薄膜晶體管、及連接到開關元件并設置在其上的多個像素電極190。第一配向層11設置(例如，涂覆)在像素電極190上。上面板200包括上絕緣基板210和面對像素電極190并設置在上絕緣基板210上的對電極270。第二配向層21設置(例如，涂覆)在對電極270上。在示例性實施例中，第一和第二配向層11和21是垂直配向層，并包括例如與光諸如紫外線反應的光反應配向材料。光反應配向材料具有使得相對于下和上絕緣基板110和210的表面垂直配向的液晶分子31相對于下和上絕緣基板110和210的表面的法線以預定方位角(azimuth)(即，預傾斜角)傾斜的配向強度。第一和第二配向層11和21的配向強度可基于液晶分子31與第一和第二配向層11和21的表面之間的方位錨定能(azimuthalanchoring energy)。第一和第二配向層11和21的配向強度或液晶分子31的配向方向由此依賴于因素諸如例如光相對于第一和第二配向層11和21的照射方向，并且配向強度引起的液晶分子的預傾斜角例如可依賴于各種因素諸如光的曝光能量和照射傾斜角(irradiation slope)。第一和第二配向層11和21可例如通過光反應材料的諸如光致異構化(photoisomerization)、光分解(photodecomposition)、光固化(photocuring)和光聚合(photopolymerization)等反應來實現。液晶層3的液晶分子31具有介電各向異性，且相對于下和上絕緣基板110和210的表面實質上沿垂直方向配向，但充分靠近(例如，接觸)第一和第二配向層11和21表面設置的液晶分子31基于第一和第二配向層11和21對光反應配向材料的配向強度而相對于下和上絕緣基板110和210表面的法線以預定預傾斜角傾斜。與下和上絕緣基板110和210的表面實質間隔開地設置的液晶分子31通過第一和第二配向層11和21中與之更靠近 的一個配向層的配向強度而在一方向上以預傾斜角排列。設置在液晶層3的中間部分的液晶分子31可沿充分靠近下和上面板100和200的液晶分子31的兩個配向方向的中間方向(intermediate direction)以預傾斜角傾斜。在一示例性實施例中，液晶顯示器包括作為用于顯示圖像的單元的多個像素PX，在VA模式液晶顯示器的情況下，其中液晶分子31的排列方向彼此不同的多個域可形成在単元像素PX中，從而實現寬視角。下面將描述根據本發明用于制造液晶顯示器的方法的一示例性實施例。多個薄膜層疊在下絕緣基板110上，并且提供(例如，形成)像素電極190。然后，通過光配向エ藝完成第一配向層11，在光配向エ藝中，光反應配向材料提供(例如，涂覆)在像素電極190上并且照射光諸如紫外線。類似地，通過光配向エ藝完成第二配向層21，其中在光配向エ藝中，對電極270形成在上絕緣基板270上，光反應配向材料提供(例如，涂覆)在對電極270上并且照射光諸如紫外線。然后，通過在下和上面板100和200之間注入液晶材料提供(例如，形成)液晶層3。下面，將參照圖2、圖3和圖4A至圖4D描述根據本發明在光配向エ藝中使用的曝光設備的一示例性實施例及使用該曝光設備的光配向エ藝的一示例性實施例。圖2是示出根據本發明的曝光設備的一示例性實施例的示意圖，圖3是示出根據本發明的光配向エ藝的一示例性實施例的平面圖，圖4A至圖4D是示出単元像素中配向層的配向方向及液晶分子的排列方向的方框圖。參照圖2,曝光設備的一不例性實施例包括至少一個光掩模40和光源10。在一不例性實施例中，光掩模40和光源10集成并一起移動，因此沿第二方向Db掃描下面板100或上面板200。在一備選不例性實施例中，光掩模40和光源10可固定,且下面板100或上面板200可沿第二方向Db移動。光源10可照射光例如紫外線。在一示例性實施例中，光例如可以是部分偏振的紫外線或線性偏振的紫外線。參照圖3，曝光設備的一示例性實施例的光掩模40包括透射光的透射部分Ta和阻擋光透射的光阻擋部分0a。透射部分Ta和光阻擋部分Oa可交替設置。從光源10發射的光15穿過光掩模40的透射部分Ta并且所述光照射到下和上面板100和200的第一和第二配向層11和21的光反應配向材料，從而引起光反應諸如光聚合反應。在這樣的實施例中，當光相對于下或上面板100或200的表面傾斜照射時，將與下或上面板100或200的表面相鄰的液晶分子31可傾斜，使得其縱軸可相對于下或上面板100或200的表面的法線形成一預定方位角(即，預定的預傾斜角Pt)。在一示例性實施例中，光相對于單元像素PX的照射方向可改變以在液晶顯示器的單元像素PX中形成多個域。下面，將參照圖4A至圖4D描述使照射方向不同的方法的一示例性實施例。首先，參照圖4A(a)，光掩模40位于液晶顯示器的下面板100上，光沿第一配向方向ALl傾斜照射。于是，非常靠近下面板100的表面的液晶分子31的預傾斜方向在單元像素PX的左部成為配向方向AL1。通過在光沿第一配向方向ALl照射的同時沿第二配向方向AL2傾斜地照射光，其中第二配向方向AL2是第一配向方向ALl的相反方向，充分靠近下面板100的表面的液晶分子31在單元像素PX的右部可沿第二配向方向AL2預傾斜。 類似地，參照圖4A (b)，當光掩模40設置在上面板200中且光沿彼此相反的第三配向方向AL3和第四配向方向AL4傾斜照射時，在單元像素PX中，充分靠近上面板200的表面的液晶分子31的預傾斜方向可成為第三配向方向AL3和第四配向方向AL4。在光配向工藝之后，下和上面板100和200彼此聯接，通過注入液晶材料制造液晶顯示面板，在液晶層3的中間部分處液晶材料31如圖4A(c)所示可沿四個不同的中間配向方向配向，例如，右上配向方向E1、右下配向方向E2、左下配向方向E3和左上配向方向E4。因此，四個不同的域可形成在單元像素PX中。圖4A (c)所示的四個不同的中間配向方向E1、E2、E3和E4可以是液晶分子31沿液晶層3的整個厚度方向的平均配向方向。圖4B所示的光配向方法的示例性實施例與圖4A所示的示例性實施例實質上相同，但照射到下面板100的光的照射方向可與圖4A所示的示例性實施例不同。例如在一示例性實施例中，參照圖4B(a)，通過向液晶顯示器的下面板100照射光，充分靠近下面板100的表面的液晶分子31的預傾斜方向在單元像素PX的右部成為第一配向方向ALl，通過向液晶顯示器的下面板100照射光，充分靠近下面板100的表面的液晶分子31的預傾斜方向在單元像素PX的左部成為第二配向方向AL2。參照圖4B (b)，充分靠近液晶顯示器的上面板200的表面的液晶分子31的預傾斜方向與圖4A (b)中的充分靠近上面板200的表面液晶分子31的預傾斜方向實質上相同。在關于下和上面板100和200的光配向工藝之后，下和上面板100和200彼此結合，通過注入液晶材料完成液晶顯示面板，并且在液晶層3的中間部分處液晶分子31可如圖4B (c)所示地排列。在這樣的實施例中，在單元像素PX的右上部的液晶分子31可沿右上配向方向El預傾斜，在單元像素PX的右下部的液晶分子31可沿左上配向方向E4預傾斜，在單元像素PX的左下部的液晶分子31可沿左下配向方向E3預傾斜，在單元像素PX的左上部的液晶分子31可沿右下配向方向E2預傾斜。圖4C所示的光配向方法的示例性實施例與圖4A所示的示例性實施例實質上相同，但照射到上面板200的光的照射方向可不同于圖4A所示的示例性實施例的照射方向。參照圖4C (a)，充分靠近液晶顯示器的下面板100的表面液晶分子31的預傾斜方向與圖4A (a)中充分靠近下面板100的表面的液晶分子31的預傾斜方向實質上相同。參照圖4C(b)，通過向液晶顯示器的上面板200照射光，充分靠近上面板200的表面的液晶分子31的預傾斜方向在單元像素PX的上部成為第四配向方向AL4，充分靠近上面板200的表面的液晶分子31的預傾斜方向在單元像素PX的下部成為第三配向方向AL3。當通過聯接下和上面板100和200完成液晶顯示面板時，在液晶層3的中間部分處液晶分子31可如圖4C(c)所示地排列。在這樣的實施例中，在單元像素PX的右上部的液晶分子31可沿左下配向方向E3預傾斜，在單元像素PX的右下部的液晶分子31可沿右下配向方向E2預傾斜，在單元像素PX的左下部的液晶分子31可沿右上配向方向El預傾斜，在單元像素PX的左上部的液晶分子31可沿左上配向方向E4預傾斜。圖4D所示的光配向方法的示例性實施例與圖4A所示的示例性實施例實質上相同，但照射到下和上面板100和200的光的照射方向可不同于圖4A所不的不例性實施例的照射到下和上面板100和200的光的照射方向。在一示例性實施例中，例如，參照圖4D(a)，在下面板100的單元像素PX的左部和右部處充分靠近下面板100表面的液晶分子31的預傾斜方向與圖4A Ca)所示的方向相反，并且在上面板200的單元像素PX的上部和下部處充分靠近上面板200表面的液晶分子31的預傾斜方向與圖4A (b)所示的方向相反。因此，當通過聯接下和上面板100和200完成液晶顯示面板時，在液晶層3的中間部分處的 液晶分子31可如圖4D (c)所示地配向。在這樣的實施例中，在單元像素PX的右上部的液晶分子31可沿左上配向方向E4預傾斜，在單元像素PX的右下部的液晶分子31可沿右上配向方向El預傾斜，在單元像素PX的左下部的液晶分子31可沿右下配向方向E2預傾斜，在單元像素PX的左上部的液晶分子31可沿左下配向方向E3預傾斜。下面將參照圖5和圖6詳細描述光配向工藝中使用的曝光設備中包括的光掩模的一示例性實施例。圖5是根據本發明在光配向工藝中使用的光掩模的一示例性實施例的平面圖，圖6是根據本發明在光配向工藝中使用的光掩模的透射部分的一示例性實施例的平面圖。參照圖5，根據本發明的曝光設備的一示例性實施例包括至少兩個光掩模行。所述至少兩個光掩模行的每個包括至少兩個光掩模，且包括在光掩模行中的彼此充分靠近的兩個光掩模彼此部分重疊(overlap)。下面,彼此部分重疊的至少兩個光掩模可包括第一光掩模40a和第二光掩模40b。在一不例性實施例中，第一和第二光掩模40a和40b包括多個透射部分Ta和光阻擋部分0a。透射部分Ta和光阻擋部分Oa可交替布置，其布置圖案及透射部分Ta的形狀可各種各樣。第一光掩模40a和第二光掩模40b的每個包括光源,如圖2所不。第一和第二光掩模40a和40b沿第二方向Db掃描下和上面板100和200并向下和上面板100和200的表面傾斜地照射光例如紫外線。在這樣的實施例中，部分第一和第二光掩模40a和40b彼此重疊，且所述重疊部分使下和上面板100和200上的相同區域被掃描。第一光掩模40a中的與第二光掩模40b不重疊的區域是第一光掩模40a的非重疊區域(例如，第一區域A)，第二光掩模40b中的與第一光掩模40a不重疊的區域是第二光掩模40b的非重疊區域(例如，第二區域B)，第一和第二光掩模40a和40b彼此重疊的區域是重疊區域AB。在第一、第二和重疊區域A、B和AB中，第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta沿實質上垂直于第二方向Db的第一方向Da以恒定間隔布置，且所布置的透射部分Ta的節距(即，相鄰的透射部分Ta的相同側之間的距離)可與單元像素PX的沿第一方向Da的長度實質上相同。第一區域A和第二區域B的透射部分Ta實質上具有矩形形狀，但其形狀不限于此。圖6所示的透射部分Ta包括實質上平行于第二方向Db的長邊及實質上平行于與第二方向Db實質上垂直的第一方向Da的寬邊。下面，關于透射部分Ta，長度方向可與第二方向Db —致,寬度方向可與第一方向Da —致。長邊的長度L2可大于寬邊的長度LI,寬邊的長度LI可為單元像素PX的半節距(即，單元像素PX的沿第一方向Da的長度的大約一半)。重疊區域包括至少兩個子區域，包括在第一光掩模40a和第二光掩模40b的至少一個中的透射部分Ta的形狀或布置形式在所述至少兩個子區域中彼此不同。在一不例性實施方式中，如圖5所不,第一和第二光掩模40a和40b的重疊區域AB包括沿第一方向Da順序布置的三個子區域，例如第一子區域AB1、第二子區域AB2和第三子區域AB3。在一示例性實施例中，重疊區域AB的第一、第二和第三子區域AB1、AB2和AB3的每個透射部分Ta的面積可小于第一區域A或第二區域B的每個透射部分Ta的面積。在 一備選示例性實施例中，重疊區域AB的第一、第二和第三子區域ABl、AB2和AB3的透射部分Ta的間隔可大于第一區域A或第二區域B的透射部分Ta的間隔。在一示例性實施例中，參照圖5，第一和第三子區域ABl和AB3中的每個透射部分Ta的形狀與圖6所示的透射部分Ta或第一區域A和第二區域B的透射部分Ta基本相同。在這樣的實施例中，在第一和第三子區域ABl和AB3中的對應于第一光掩模40a和第二光掩模40b的透射部分Ta的照射區域彼此不重疊。在第一和第三子區域ABl和AB3中第一光掩模40a的透射部分Ta和第二光掩模40b的透射部分Ta可沿第一方向Da交替布置，且在第一和第三子區域ABl和AB3中光掩模40a和40b的每個的透射部分Ta的節距可以是第一區域A或第二區域B的透射部分Ta的節距的兩倍。在一示例性實施例中，在第一和第三子區域ABl和AB3之間的第二子區域AB2中第一光掩模40a和第二光掩模40b的透射部分Ta的照射區域彼此重疊。在這樣的實施例中，第一光掩模40a和第二光掩模40b的透射部分Ta的長邊的長度可沿第一方向Da改變。在一示例性實施例中，例如，在第一光掩模40a的第二子區域AB2中透射部分Ta的沿第二方向Db的長邊的長度可沿第一方向Da從左到右逐漸減小，并且在第二光掩模40b的第二子區域AB2中透射部分Ta的沿第二方向Db的長邊的長度可沿第一方向Da從左到右逐漸增大。因此，透過第一光掩模40a或第二光掩模40b的透射部分Ta的光的照射量沿第一方向Da從左到右逐漸減小或增大。在一示例性實施例中，在第一光掩模40a的第二子區域AB2中一個透射部分Ta的面積與第二光掩模40b的第二子區域AB2中相應的一個透射部分Ta的面積的總和可為第一區域A或第二區域B的一個透射部分Ta的面積的約80%至約150%。因此，在第二子區域AB2中通過第一和第二光掩模40a和40b曝光的部分的光的照射量可為對應于第一和第二區域A和B的一個透射部分Ta的照射區域的光的照射量的約80%至約150%。在這樣的實施例中，即使當在第二子區域AB2中通過第一和第二光掩模40a和40b曝光的部分的光照射量大于對應于第一和第二區域A和B的一個透射部分Ta的照射區域的光的照射量，由配向層11和12的配向強度導致的液晶分子31的預傾斜角可實質上彼此相同。關于下和上面板100和200的光的照射量不于圖5中。參照圖5，下和上面板100和200的光的照射量Edr由對應于透射部分Ta的面積表不，在下和上面板100和200中光透過第一和第二光掩模40a和40b照射。在這樣的實施例中，光的照射量Edr在第一和第二光掩模40a和40b的整個第一、第二和重疊區域A、B和AB上大體均勻分布。在一示例性實施例中，掩模的制造成本充分降低，且通過在光配向工藝中使用兩個或更多光掩模而充分改善了大顯示面板的制造。在這樣的實施例中，在使用兩個或更多光掩模的情形下，如圖5所示，通過部分重疊光掩模，由照射光導致的光照射區域之間的邊界線和顯示缺陷的發生充分減少。在一示例性實施例中，重疊區域AB中透射部分Ta的形狀和布置被有效修改，使得透過第一和第二光掩模40a和40b的重疊區域AB的透射部分Ta的光照射量的總和實質上均勻，并與透過第一區域A或第二區域B的透射部分Ta的光的照射量實質上相同。將參照圖7至圖15描述各種備選示例性實施例。圖7、圖8和圖9是根據本發明的光掩模的一備選不例性實施例的俯視平面圖，不 出在其重疊區域中的透射部分的各種布置和形狀；圖10是曲線圖，示出圖7、圖8和圖9中所示的光掩模的開口率(％)與位置的關系；圖11是根據本發明的光掩模的另一備選示例性實施例的俯視平面圖，示出在其重疊區域中的透射部分的布置和形狀；圖12是曲線圖，示出圖7、圖9和圖11中所示的光掩模的開口率與位置的關系；圖13是根據本發明的光掩模的又一備選示例性實施例的俯視平面圖，示出在其重疊區域中的透射部分的布置和形狀；圖14是曲線圖，示出圖13中所示的光掩模的開口率與位置的關系；圖15是曲線圖，示出根據本發明的光掩模的一備選不例性實施例的開口率與位置的關系。參照圖7至圖10，所示的示例性實施例的第一和第二光掩模40a和40b的重疊區域AB的結構與圖5所示的示例性實施例的不同。參照圖7，光掩模的所示的示例性實施例的重疊區域AB的第一子區域ABl與圖5所不的不例性實施例實質上相同，除了沿第一方向Da布置的第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta以外，其中第一光掩模40a上的透射部分Ta的布置間隔沿著第一方向Da增大，且第二光掩模40b上的透射部分Ta的布置間隔沿著第一方向Da減小。在一示例性實施例中，本發明不限于所示出的示例性實施例，布置間隔能夠以各種方式被控制。參照圖9，所示示例性實施例的重疊區域AB的第三子區域AB3與圖7所示的第一子區域ABl實質上相同，除了布置間隔的改變以外，該布置間隔的改變與圖7中的透射部分Ta的布置間隔的改變相反。在圖8所示的第二子區域AB2中，包括在第一光掩模40a和第二光掩模40b中的透射部分Ta的任何一個的面積為圖5所示的透射部分Ta的面積的約一半。在圖8 (a)所示的第二子區域AB2中，第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta可使光照射到與圖5中相同的照射區域中。在第二子區域AB2中，透射部分Ta的長邊的長度可為圖6所示的透射部分Ta的長邊的長度L2的一半。在圖8 (b)至圖8 (f)所不的第二子區域AB2中，對應于第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta的照射區域彼此不重疊。然而，當第一和第二光掩模40a和40b的相應透射部分Ta結合以形成組合形狀時，該組合形狀與圖6所示的透射部分Ta大致相同。因此，對應于第二子區域AB2的照射區域的光的照射量與第一區域A或第二區域B的光的照射量基本相同。在這樣的實施例中，透射部分Ta的形狀可如圖8 (b)至圖8 (f)所示地進行各種改變，但本發明不限于此。參照圖10，示出了圖7、圖8和圖9所示的第一光掩模40a的透射部分Ta的沿第一方向Da的開口率曲線Ga和第二光掩模40b的透射部分Ta的沿第一方向Da的開口率曲線Gb。開口率表達為第一區域A或第二區域B的透射部分Ta的面積與第一區域A或第二區域B的總面積的百分比，透過透射部分Ta的光的照射量表達為透過第一區域A或第二區域B的透射部分Ta的光的照射量與從光源發出的光的量的百分比。在一示例性實施例中，透過透射部分Ta的光的照射量的總和Gt在第一和第二光掩模40a和40b的整個重疊區域例如第一、第二和第三子區域AB1、AB2和AB3上實質上恒定，且可與透過第一區域A或第二區域B中的一個透射部分Ta的光的照射量實質上相同。圖11和圖12所示的示例性實施例與上述圖7至圖9所示的示例性實施例實質上相同，除了第二子區域AB2中的透射部分Ta的形狀以外。圖11 (a)所示的示例性實施例與上述圖5所示的第一和第二光掩模40a和40b的重疊區域AB的第二子區域AB2實質上相同。然而，在圖11 (b)所示的示例性實施例中，第一光掩模的透射部分Ta的長邊的長度 沿第一方向Da從左向右增大，第二光掩模40b的透射部分Ta的長邊的長度沿第一方向Da從左向右減小。然而，在第二子區域AB2中彼此對應的第一光掩模40a的一個透射部分Ta和第二光掩模40b的一個透射部分Ta的面積的總和可與圖6所示的透射部分Ta的面積實質上相同。參照圖12，示出了圖11所示的第一光掩模40a的透射部分Ta的沿第一方向Da的開口率曲線Ga和第二光掩模40b的透射部分Ta的沿第一方向Da的開口率曲線Gb。第一和第三子區域ABl和AB3中的開口率曲線Ga和Gb與圖10中的第一和第三子區域ABl和AB3中的開口率實質上相同，但第二子區域AB2中的開口率曲線Ga和Gb基于透射部分Ta的長度方向的長度或面積的改變而增加或降低。類似于圖10，透過第一和第二光掩模40a和40b的重疊區域AB中的透射部分Ta的光的照射量的總和Gt在整個重疊區域例如第一、第二和第三子區域ABl、AB2和AB3上實質上恒定，且可與透過第一區域A和第二區域B中的一個透射部分Ta的光的照射量實質上相同。圖13和圖14所示的示例性實施例與圖5所示的示例性實施例實質上相同，除了重疊區域AB的第二子區域AB2及第一和第三子區域ABl和AB3的透射部分Ta的布置結構之外。在這樣的實施例中，第二子區域AB2中的透射部分Ta的形狀與圖6所示的透射部分Ta的形狀實質上相同，且第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta彼此不重疊或不對準并交替布置。在第一和第三子區域ABl和AB3中，透射部分Ta沿長度方向(即，第二方向Db)的長度逐漸增大或減小。因此，如圖14所示，第一和第三子區域ABl和AB3中的第一光掩模40a的透射部分Ta的開口率Ga以及第一和第三子區域ABl和AB3中的第二光掩模40b的透射部分Ta的開口率Gb沿第一方向Da逐漸減小或增大，并且在第二子區域AB2中開口率Ga和Gb以恒定間隔顯示100%。在這樣的實施例中，透過透射部分Ta的光的照射量的總和Gt在第一和第二光掩模40a和40b的整個重疊區域例如第一、第二和第三子區域ABU AB2和AB3上實質上恒定，且可與透過第一區域A和第二區域B中的一個透射部分Ta的光的照射量實質上相同。參照圖15,第一和第二光掩模40a和40b的重疊區域AB的第一和第三子區域ABl和AB3中的透射部分Ta具有圖6所示的透射部分Ta的約一半的尺寸，因此，其開口率可為約50%。在第二子區域AB2中，第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta彼此不重疊，即，它們不對準，多個透射部分Ta形成多個組，包括在一個組中的透射部分Ta的數目及相鄰組之間的間隔從左或右朝向第二子區域AB2的中心逐漸降低。該特性示于圖15的曲線Ga和Gb中。在所示示例性實施例中，透過透射部分Ta的光的照射量的總和Gt在第一和第ニ光掩模40a和40b的整個重疊區域AB例如第一、第二和第三子區域AB1、AB2和AB3上恒定。在一示例性實施例中，重疊區域AB的透射部分Ta的數目可在10至30的范圍內，但本發明不限于此。在一示例性實施例中，重疊區域AB沿第一方向Da的長度可在約10毫米(mm)至約IOOmm的范圍內，但不限于此。下面將參照圖16和圖17描述根據本發明的光配向方法和光掩模的不例性實施例。
圖16是根據本發明的光配向エ藝的一示例性實施例的平面圖，圖17是在圖16中所示的光配向エ藝中使用的光掩模的一示例性實施例的俯視平面圖。參照圖16，其中排列方向彼此不同的多個域可通過兩個單曝光エ藝形成在単元像素PX中。該エ藝稱為雙重曝光エ藝。在圖16 (a)所示的雙曝光設備的示例性實施例中，其中照射方向彼此不同的曝光可利用兩個光源以及多個反射鏡和偏振器對下和上面板100和200分別執行一次。在圖16 (b)所不的雙曝光設備的不例性實施例中,其中照射方向彼此不同的曝光可利用ー個光源和多個反射鏡及分束器BS對下和上面板100和200分別執行一次。在這樣的實施例中，光掩模40包括對應于不同照射區域的兩個部分41和42，并且照射方向彼此不同的光透過所述兩個部分41和42的透射部分且被照射到此。參照圖17,在雙曝光エ藝的不例性實施例中，第一光掩模40c包括沿第二方向Db彼此充分靠近的第一行41c和第二行42c,第二光掩模40d包括沿第二方向Db彼此充分靠近的第一行41d和第二行42d。在第一區A和第二區B中,其中第一和第二光掩模40c和40d彼此不重疊,第一光掩模40c的第一行41c的透射部分Ta和第二行42c的透射部分Ta交替設置，并且第二行42c的每個透射部分Ta設置在第一行41c的兩個相鄰透射部分Ta之間。第一行41c或第ニ行42c的透射部分Ta的第一方向Da長度與單元像素PX的第一方向Da長度的一半實質上相同。在一不例性實施方式中，如圖17所不,第一和第二光掩模40c和40d的重疊區域AB包括多個子區域，例如第四子區域AB4、第五子區域AB5和第六子區域AB6，其中透射部分Ta的形狀和布置彼此不同。在一備選示例性實施例中，重疊區域AB可僅包括第四、第五和第六子區域AB4、AB5和AB6之一。在第四和第五子區域AB4和AB5中，第一光掩模40c的第一行41c和第二光掩模40d的第一行41d的透射部分Ta的照射區域彼此不重疊，并且所述透射部分Ta沿第一方向Da以恒定間隔交替設置。因此，第四和第五子區域AB4和AB5中的第一和第二光掩模40c和40d的第一行41c和41d中的透射部分Ta的光的照射量與透過第一區域A和第二區域B的第一行41c和41d中的一個透射部分Ta的光的照射量實質上相同。類似地，第四子區域AB4的第二行42c和42d中的第一和第二光掩模40c和40d的透射部分Ta的光的照射量與透過第一區域A或第二區域B的第二行42c和42d中的一個透射部分Ta的光的照射量實質上相同在第六子區域AB6中，第一光掩模40c的第一行41c和第二光掩模40d的第一行41d的透射部分Ta的照射區域彼此重疊。在這樣的實施例中，第一光掩模40c的的第一行41c的透射部分Ta的長邊的長度沿第一方向Da從左向右逐漸減小，第二光掩模40d的的第一行41d的透射部分Ta的長邊的長度沿第一方向Da從左向右逐漸增加。因此，透過第六子區域AB6的第一行41c和41d中的透射部分Ta的光的總照射量可實質上等于或大于透過第一區域A或第二區域B的一個透射部分Ta的光的照射量。在第六子區域AB6中，與第一光掩模40c的第二行42c的透射部分Ta對應的照射區域和與第二光掩模40d的第二行42d的透射部分Ta對應的照射區域彼此重疊，但每個透射部分Ta沿長邊方向的長度或面積基本是圖6所示的透射部分Ta的長度或面積的一半。因此，透過第六子區域AB6的透射部分Ta的照射區域的光的總照射量可實質上等于或大于透過第一區域A或第二區域B的一個透射部分Ta的光的照射量。
在一備選示例性實施例中，雙曝光設備的光掩模40c和40d的重疊區域AB可僅包括一個子區域。在這樣的實施例中，在所述子區域中，第一和第二光掩模40c和40d的透射部分Ta彼此不重疊(即，第一和第二光掩模40c和40d的透射部分Ta不沿相同直線對準)并且交替布置，或者對準的照射區域彼此重疊使得重疊的(對準的)透射部分Ta的區域組合，第一光掩模40c中一個透射部分Ta和第二光掩模40d中一個透射部分Ta的組合的總面積可與第一和第二區域A和B的一個透射部分Ta的面積實質上相同。下面，將參照圖18至圖24描述根據本發明的曝光設備的光掩模的一備選示例性實施例。相同的附圖標記在整個示例性實施例中始終表示相同的元件，下面將省略其任何重復性詳細描述。圖18、圖20和圖22是根據本發明在光配向工藝中使用的光掩模的示例性實施例的俯視平面圖；圖19和圖21是示出圖18和圖20所示的光掩模的透射部分的平面圖；圖23是平面圖，示出當利用圖18、圖20和圖22所示的光掩模進行曝光時光的照射量；圖24是方框圖，示出當利用圖18、圖20和圖22所示的光掩模進行曝光時，照射到液晶顯示器的單元像素的光的照射量。首先，參照圖18和圖19，第一和第二光掩模40a和40b的示例性實施例與上述的示例性實施例的光掩模實質上相同，除了透射部分Ta的形狀以外。參照圖19，包括在第一和第二光掩模40a和40b的至少一個中的透射部分Ta的示例性實施例可關于第一方向Da不對稱。在一不例性實施例中，例如，第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta可具有一形狀，其一角被切掉，對應于矩形的約1/4，但所述形狀不限于此。透射部分Ta可具有一形狀，其中多邊形或橢圓的約I/4、或圓的左側或右側被切掉。參照圖18，第一區域A和第二區域B中的透射部分Ta以恒定間隔布置，且所布置的節距可以與單元像素PX的第一方向Da長度相同。在一示例性實施例中，第一和第二光掩模40a和40b的重疊區域AB中的透射部分Ta的形狀和布置形式的至少之一不同于第一區域A和第二區域B中的透射部分Ta的形狀和布置形式的至少之一。在這樣的實施例中，第一和第二光掩模40a和40b的重疊區域AB中的透射部分Ta的照射區域可彼此不重疊。第一和第二光掩模40a和40b的重疊區域AB可包括兩個或更多不同的子區域,其中透射部分Ta的布置彼此不同。
在第一子區域AB1，第一光掩模40a的透射部分Ta對應于圖19所示的透射部分Ta的左部Tal，第二光掩模40b的透射部分Ta對應于圖19所示的透射部分Ta的右部Ta2。在一備選示例性實施例中，透射部分能夠以不同于圖19所示的透射部分的方式分別劃分并分配到第一光掩模40a和第二光掩模40b。第三子區域AB3中第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta的分配的形狀與子區域ABl中第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta的分配的形狀相反。在一示例性實施例中，在第二子區域AB2中，第一和第二光掩模40a和40b的每個透射部分Ta具有與圖19所示的透射部分Ta相同的形狀，并且第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta沿第一方向Da交替布置。參照圖18，透過第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta照射到下和上面板100和200的光的照射量Edr在第一、第二和重疊區域A、B和AB的每個中均勻分布。由于第一光掩模40a的一個透射部分Ta和第二光掩模40b的相應的ー個透射部分Ta的總組合 面積實質上等于或大于第一和第二區域A和B —個的透射部分Ta，所以與重疊區域AB中的透射部分Ta對應的照射區域的光的照射量可等于或大于第一和第二區域A和B中的光的照射量。參照圖23和圖24，光的照射量Edr基于透射部分Ta的形狀包括高照射量Ea和低照射量Eb。例如，在一示例性實施例中，其中透射部分Ta劃分成左部和右部并且如圖19所不左部的面積大于右部的面積，與透射部分Ta的左部對應的部分具有聞照射量Ea,與透射部分Ta的右部對應的部分具有低照射量Eb，如圖23所示。在圖23中，具有較少照射量的低照射量Eb由灰色表不。因此，在用于光配向單元像素PX中的液晶分子以包括多個域的方法中，對應于單元像素PX的照射量Edr可包括高照射量Ea和低照射量Eb,如圖24 (a)和24 (b)所示。在一備選示例性實施例中，圖24所示的對應于高照射量Ea的區域和對應于低照射量Eb的區域可交換。在示例性實施例中，通過將光的照射量控制為在単元像素PX的不同區域中不同，液晶分子31的預傾斜角可以改變并且液晶分子31的預傾斜角的分布可以得到優化。現在參照圖20和圖21，所示的示例性實施例的第一和第二光掩模40a和40b與圖18所示的示例性實施例實質上相同，除了重疊區域AB中的第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta的形狀以外。參照圖21，透射部分Ta的整體形狀與圖19所示的透射部分Ta的形狀實質上相同，但透射部分Ta可劃分為下部Ta3和上部Ta4。在重疊區域AB的第一子區域ABl中，第一光掩模40a的透射部分Ta僅包括上部Ta4，第二光掩模40b的透射部分Ta包括下部Ta3。第三子區域AB3中的透射部分Ta的形狀與第一子區域ABl中的透射部分Ta的形狀相反。在第二子區域AB2中，第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta與圖19和圖21所示的透射部分Ta的形狀實質上相同，除了對應于第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta的照射區域彼此不重疊(即，不宣線對準)并交替布置之外。參照圖22，所示的示例性實施例的第一和第二光掩模40a和40b與圖18所示的示例性實施例實質上相同，除了沒有重疊區域AB的第二子區域AB2之外。在這樣的實施例中，重疊區域AB包括兩個子區域，兩個子區域中的透射部分Ta的形狀彼此相反。在重疊區域AB，第一和第二光掩模40a和40b的相應透射部分Ta的照射區域彼此不重疊，透射部分Ta具有與第一區域A或第二區域B的透射部分Ta的形狀不同的形狀。圖5至圖24所示的示例性實施例中，第一光掩模40c的重疊區域AB中的ー個透射部分Ta與第二光掩模40d的重疊區域AB中的一個透射部分Ta的總組合面積與第一區域A和第二區域B的一個透射部分Ta的面積實質上相同，但本發明不限于此。在一備選示例性實施例中，第一光掩模40a或第二光掩模40b的重疊區域AB中的透射部分Ta的沿長度方向或沿寬度方向的長度可在所示長度的約100%至約150%的范圍內增加。在圖5至圖24所示的示例性實施例中，重疊區域AB中的透射部分Ta的長邊的長度可以增加或減小至小于第一區域A或第二區域B中的透射部分Ta的長邊的長度，但本發明不限于此。在ー備選示例性實施例中，重疊區域AB中的透射部分Ta的長邊的長度可増加而超過第一區域A或第二區域B中的透射部分Ta的長邊的長度。在這樣的實施例中，由照射區域中的配向層11和21的配向強度導致的液晶分子31的預傾斜角不會與圖5至圖24所示的示例性實施例中的預傾斜角實質不同。 下面，將參照圖25至圖29描述根據本發明的光配向方法和光掩模的備選示例性實施例。圖25是根據本發明在光配向エ藝中使用的光掩模的一示例性實施例的俯視平面圖；圖26是方框圖，示出當利用圖25所示的光掩模進行光配向時，単元像素中的配向層的配向方向；圖27和圖28是示出根據本發明在光配向エ藝中使用的光掩模的視圖；圖29是曲線圖，示出在根據本發明的光配向エ藝的一示例性實施例中液晶分子的預傾斜角與曝光能量之間的關系。參照圖25，在一示例性實施例中，在下和上面板100和200被沿第二方向Db掃描而沒有光掩模時，實質執行第一曝光。在這樣的實施例中，光的照射方向或光的傾斜方向可與第一曝光的掃描方向實質上相同。在一不例性實施例中，利用彼此部分重疊的第一和第二光掩模40a和40b通過沿與第一曝光的掃描方向相反的方向掃描下和上面板100和200而執行第二曝光。在這樣的實施例中，光的照射方向或光的傾斜方向可與第二曝光的掃描方向實質上相同，并且第一和第二曝光中光的照射方向彼此相反。在一示例性實施例中，如圖26所示，在第一曝光中整個單元像素PX的第五和第六配向方向AL5和AL6實質上彼此相同。當通過利用光掩模40a和40b的第二曝光而使光在單元像素PX的右部被阻擋且在左部光沿與第一曝光相反的方向照射時，単元像素PX可具有不同的第六和第七配向方向AL6和AL7，使得単元像素可具有多個域，液晶分子31在各域中的排列方向彼此不同。在一示例性實施例中，控制第七配向方向AL7的配向強度(alignment strength),使得第二曝光的照射量大于第一曝光的照射量。再次參照圖25,第二曝光エ藝中使用的第一和第二光掩模40a和40b在沿第二方向Db掃描下和上面板100和200時使光傾斜地照射。在這樣的實施例中，部分第一和第二光掩模40a和40b彼此重疊,且所述部分使下和上面板100和200上的相同區域被掃描。第一光掩模40a和第二光掩模40b的第一區域A和第二區域B的透射部分Ta，彼此不重疊，與圖5所示的示例性實施例實質上相同。第一區域A和第二區域B的透射部分Ta沿第一方向Da以恒定間隔布置。在第一光掩模40a或第二光掩模40b的重疊區域AB中，透射部分Ta的沿第二方向Db的長度從左向右逐漸減小或增大。在這樣的實施例中，第一光掩模40a的在重疊區域AB中的透射部分Ta的長邊從第一區域A的透射部分Ta的長邊的長度開始沿第一方向Da從左向右逐漸減小。第二光掩模40b的在重疊區域AB中的透射部分Ta的長邊沿第一方向Da從左向右朝向重疊區域AB的末端逐漸增大，長邊的長度變為實質上等于第二區域B中的透射部分Ta的長邊的長度。在重疊區域AB中，第一光掩模40a和第二光掩模40b的透射部分Ta的照射區域彼此重疊，并且彼此對應的第一光掩模40a的一個透射部分Ta和第二光掩模40b的一個透射部分Ta的總組合面積可與第一區域A或第二區域B的一個透射部分Ta的面積實質上相同。在這樣的實施例中，透過第一和第二光掩模40a和40b照射到下和上面板100和200的光的照射量Edr在整個區域(例如，第一、第二和重疊區域A、B和 AB，如圖25所示)上可實質上均勻。在一備選不例性實施例中，彼此對應的第一光掩模40a和第二光掩模40b的重疊區域AB中的透射部分Ta的總組合面積可大于第一區域A或第二區域B的一個透射部分Ta的面積。在這樣的實施例中，在彼此對應的第一光掩模40a的重疊區域AB中的一個透射部分Ta和第二光掩模40b的重疊區域AB中的一個透射部分Ta的總組合面積可在第一區域A或第二區域B的一個透射部分Ta的面積的100%至約150%的范圍中，但本發明不限于此。其他特性與圖5所示的示例性實施例實質上相同。圖27和圖28是示出根據本發明在光配向工藝的第二曝光工藝中使用的光掩模的備選不例性實施例的俯視平面圖。圖27所不的第一和第二光掩模40a和40b的不例性實施例與圖25所示的示例性實施例實質上相同，除了重疊區域AB的結構之外。重疊區域AB與圖13所示的示例性實施例實質上相同，將省略其任何重復的詳細描述。圖28所示的第一和第二光掩模40a和40b的示例性實施例與圖27所示的示例性實施例的第一和第二光掩模40a和40b的第一區域A和第二區域B實質上相同，除了第一和第二光掩模40a和40b的重疊區域AB之外，其包括其中透射部分Ta的圖案形狀彼此不同的兩個或更多子區域。如圖28所示，重疊區域AB包括三個子區域。在第一子區域ABl中，第一光掩模40a的透射部分Ta與第一區域A中的透射部分Ta具有相同的形狀和布置，但第二光掩模40b的透射部分Ta的長邊的長度隨著透射部分沿第一方向Da設置而逐漸增大。在第一子區域ABl中，由于第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta彼此重疊或對準，所以與對應于第一區域A或第二區域B的下和上面板100和200的曝光區域相比，對應于第一子區域ABl的下和上面板100和200的曝光區域被照射以更大量的光。在這樣的實施例中，對應于第一區域A的透射部分Ta的照射區域中的液晶分子31的預傾斜角可與對應于第一子區域ABl的透射部分Ta的照射區域中的液晶分子31的預傾斜角相同。將參照圖29更詳細描述照射區域中的液晶分子31的預傾斜角。在圖29中，液晶分子31的預傾斜角是基于下和上面板100和200的表面的切線的角度。在第一曝光中，液晶分子31的預傾斜角為大約2° ,但利用第一和第二光掩模40a和40b的第二曝光之后液晶分子31的預傾斜角維持恒定的預傾斜角而與曝光能量幾乎無關。參照圖28，第一和第二光掩模40a和40b的第三子區域AB3中的透射部分Ta的布置與第一子區域ABl中的透射部分Ta的布置相反。所示示例性實施例的第二子區域AB2與圖27所示的示例性實施例的第二子區域AB2實質上相同，將省略其任何重復的詳細描述。在示例性實施例中，利用第一和第二光掩模40a和40b的各種示例性實施例執行光配向工藝，光掩模的制造成本以及 不同光掩模的曝光區域之間的邊界線由此減少，并且光掩模的布置裕量由此增加。盡管已經結合目前認為是實際的示例性實施例描述了本發明，但將理解，本發明不限于所公開的實施例，而是相反，本發明意圖涵蓋包括在所附權利要求的精神和范圍內的各種修改和等效布置。
權利要求
1.ー種曝光設備，用于光配向エ藝，所述曝光設備包括第一光掩模，包括多個透射部分；及第二光掩模，包括多個透射部分，其中所述第一光掩模和所述第二光掩模彼此部分重疊，使得所述第一光掩模和所述第ニ光掩模的每個包括重疊區域和非重疊區域，所述第一光掩模的所述重疊區域和所述第二光掩模的所述重疊區域的至少之ー包括至少兩個子區域，且所述透射部分的形狀或布置在所述至少兩個子區域中彼此不同。
2.如權利要求I所述的曝光設備，其中所述至少兩個子區域包括至少ー個第一子區域和至少ー個第二子區域，與所述第一光掩模的所述至少ー個第一子區域中的所述透射部分對應的照射區域和與所述第二光掩模的所述至少ー個第一子區域中的所述透射部分對應的照射區域彼此重疊，且與所述第一光掩模的所述至少ー個第二子區域中的所述透射部分對應的照射區域和與所述第二光掩模的所述至少ー個第二子區域中的所述透射部分對應的照射區域彼此不重疊。
3.如權利要求2所述的曝光設備，其中所述至少ー個第一子區域和所述至少ー個第二子區域交替布置。
4.如權利要求2所述的曝光設備，其中所述第一光掩模的所述透射部分沿第一方向布置，且所述第一光掩模或所述第二光掩模的所述至少ー個第一子區域中的所述透射部分的沿垂直于所述第一方向的第二方向的長度沿所述第一方向逐漸改變。
5.如權利要求2所述的曝光設備，其中所述第一光掩模的所述至少ー個第二子區域中的所述透射部分和所述第二光掩模的所述至少ー個第二子區域中的所述透射部分沿所述第一方向交替布置。
6.如權利要求I所述的曝光設備，還包括第一光源，向所述第一光掩模提供光 '及第二光源，向所述第二光掩模提供光。
7.如權利要求6所述的曝光設備，其中所述第一光源和所述第二光源分別通過所述第一光掩模和所述第二光掩模傾斜地照射光。
8.—種曝光設備,用于光配向エ藝,所述曝光設備包括第一光掩模，包括沿第一方向布置的多個透射部分 '及第二光掩模，包括沿所述第一方向布置的多個透射部分，其中所述第一光掩模和所述第二光掩模彼此部分重疊，使得所述第一光掩模和所述第ニ光掩模的每個包括重疊區域和非重疊區域，所述第一光掩模和所述第二光掩模的至少之ー的透射部分關于所述第一方向非対稱，且在所述第一光掩模或所述第二光掩模的所述重疊區域中的所述透射部分的形狀或布置與所述第一光掩模或所述第二光掩模的所述非重疊區域中的所述透射部分的形狀或布置不同。
9.如權利要求8所述的曝光設備，其中與所述第一光掩模的所述重疊區域中的所述透射部分的一部分對應的照射區域和與所述第二光掩模的所述重疊區域中的所述透射部分的一部分對應的照射區域不重疊。
10.如權利要求9所述的曝光設備，其中所述第一光掩模的所述重疊區域中的一個透射部分和所述第二光掩模的所述重疊區域中的一個透射部分的組合形狀與所述第一光掩模或所述第二光掩模的所述非重疊區域中的所述透射部分的形狀相同。
全文摘要
本發明提供用于光配向工藝的曝光設備和制造液晶顯示器的方法。一種用于光配向工藝的曝光設備包括第一光掩模，包括多個透射部分；及第二光掩模，包括多個透射部分，其中第一光掩模和第二光掩模彼此部分重疊，使得第一光掩模和第二光掩模的每個包括重疊區域和非重疊區域，第一光掩模的重疊區域和第二光掩模的重疊區域的至少之一包括至少兩個子區域，且透射部分的形狀或布置在至少兩個子區域中彼此不同。
文檔編號G03F7/20GK102830592SQ201210171808
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月29日 優先權日2011年6月3日
發明者趙秀連, 李準宇, 金坰兌, 廉周錫, 姜錫訓, 金恩珠 申請人:三星顯示有限公司