曝光装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种曝光装置，其可对一第一基板及一第二基板进行一光配向工艺，曝光装置包括一传输单元、一第一移动平台及一第二移动平台以及一光源模组。第一移动平台与第二移动平台设置于传输单元的两侧，第一基板置放于第一移动平台上，第二基板置放于第二移动平台上。光源模组具有至少一发光元件，发光元件发出一偏振光，且传输单元移动第一移动平台与第二移动平台通过发光元件。偏振光的轴向与第一基板或第二基板之间具有一设定角度，且第一基板与第一移动平台之间具有一第一夹角，第二基板与第二移动平台之间具有一第二夹角，第一夹角与第二夹角不相同。本实用新型的曝光装置能有效利用曝光光源、增加产能及降低光配向工艺工站时间。
【专利说明】
曝光装置
技术领域
[0001]本实用新型是关于一种曝光装置，特别关于一种光配向工艺的曝光装置。
【背景技术】
[0002]随着科技的进步，显示设备已经广泛的被运用在各种领域，尤其是液晶显示设备，因具有体型轻薄、低功率消耗及无辐射等优越特性，已经渐渐地取代传统阴极射线管显示设备，而应用至许多种类的电子产品中，例如移动电话、可携式多媒体装置、笔记本电脑、液晶电视及液晶屏蒂等等。
[0003]目前液晶显示设备的制造业者在提升薄膜晶体管液晶显示设备(TFTLCD)的广视角技术上，已跨入利用光配向(Photo-alignment)技术来控制液晶分子的配置方向，借此提高液晶显示设备的光学性能与合格率。其中，光配向技术是使用一紫外光源照射在一基板的一高分子薄膜(配向膜)上，使薄膜表面上的高分子结构发生不均匀性的光聚合、异构化或裂解反应，诱使薄膜表面上的化学键结构产生特殊的方向性，以进一步诱导液晶分子顺向排列，而达到光配向的目的。其中，光配向技术所使用的曝光装置(或称偏光曝光装置，Polarizat1n exposure optical device)为设备成本中最高的部分。因此，如何有效地利用曝光装置，以增加产能及降低光配向工艺的工站时间(Tact time)，一直是业界努力的目标之一O
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的为提供一种新型的曝光装置，以有效利用曝光光源、增加产能及降低光配向工艺工站时间。
[0005]为达上述目的，依本实用新型的一种曝光装置，可对一第一基板及一第二基板进行一光配向工艺。曝光装置包括一传输单元、一第一移动平台及一第二移动平台以及光源模组。第一移动平台及第二移动平台设置于传输单元的两侧，且第一基板置放于第一移动平台上，第二基板置放于第二移动平台上。光源模组具有至少一发光元件，发光元件发出一偏振光，且于进行光配向工艺时，传输单元移动第一移动平台与第二移动平台通过发光元件;其中，偏振光的轴向与第一基板或第二基板之间具有一设定角度，且第一基板与第一移动平台之间具有一第一夹角，第二基板与第二移动平台之间具有一第二夹角，第一夹角与第二夹角不相同。
[0006]如上所述的曝光装置，其中，该第一夹角或该第二夹角介于O度至15度之间。
[0007]如上所述的曝光装置，其中，该传输单元具有沿一方向延伸的一线性导轨，且该线性导轨沿该方向移动该第一移动平台与该第二移动平台通过该发光元件。
[0008]如上所述的曝光装置，其中，该偏振光的轴向与该第一基板具有一第三夹角，该偏振光的轴向与该第二基板具有一第四夹角，该第三夹角与该第四夹角的差小于0.1度。
[0009]如上所述的曝光装置，其中，该偏振光的轴向与该第一基板具有一第三夹角，该偏振光的轴向与该第二基板具有一第四夹角，该第一夹角减去该第三夹角的值与该第二夹角减去该第四夹角的值不相同。
[0010]如上所述的曝光装置，其中，该曝光装置可对一第三基板进行该光配向工艺，且将该第三基板置放于第一移动平台时，该第一基板与该第一移动平台之间的夹角与该第三基板与该第一移动平台之间的夹角不相同。
[0011 ]如上所述的曝光装置，其中，所述曝光装置还包括:一第一基板装载单元及一第二基板装载单元，分别设置于该传输单元的两侧。
[0012]如上所述的曝光装置，其中，所述曝光装置还包括:一对位装置，包含至少一对位元件，该第一基板或第二基板上具有至少一标记，该对位元件与该标记对应设置。
[0013]如上所述的曝光装置，其中，该对位装置依据与该第一基板上的标记对应设置的对位元件和该第一基板上的标记而调整该第一移动平台，以使该偏振光的轴向与该第一基板之间具有该设定角度。
[0014]如上所述的曝光装置，其中，该对位装置依据与该第二基板上的标记对应设置的对位元件和该第二基板上的标记而调整该第二移动平台，以使该偏振光的轴向与该第二基板之间具有该设定角度。
[0015]承上所述，因依本实用新型的曝光装置中，第一移动平台及第二移动平台设置于传输单元的两侧，而发光元件发出的偏振光的轴向与第一基板或第二基板之间具有设定角度，且第一基板与第一移动平台之间具有一第一夹角，第二基板与第二移动平台之间具有一第二夹角，第一夹角与第二夹角不相同。借此，使得本实用新型的曝光装置为一新型的光配向曝光装置而有别于公知技术，达到有效利用曝光光源、增加产能及降低光配向工艺工站时间的目的。
【附图说明】
[0016]以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中:
[0017]图1A及图1B分别为本实用新型的一种曝光装置中，基板经一对位装置对位前与对位后的不意图。
[0018]图1C为图1A的曝光装置中，第二移动平台及第二基板于对位前与对位后的位置示意图。
[0019]图2A至图2F分别为曝光装置进行光配向工艺的动作示意图。
【具体实施方式】
[0020]以下将参照相关附图，说明依本实用新型较佳实施例的一种曝光装置，其中相同的元件将以相同的元件符号加以说明。
[0021]本实用新型的曝光装置可应用于平面切换(in-plane switch，IPS)式液晶显示设备、边缘电场切换(fringe field swi tching，FFS)式液晶显示设备、垂直配向模态(vertical alignment mode,VA mode)液晶显示设备或3D液晶显示设备的光配向工艺，并不限制。
[0022]请参照图1A及图1B所示，其分别为本实用新型的一种曝光装置I中，第一基板SI与第二基板S2经一对位装置(图未显示)对位前与对位后的示意图。
[0023]曝光装置I可对一第一基板SI及一第二基板S2进行光配向工艺。于此，并非限定只可对两块基板进行光配向工艺，当然，曝光装置I也可通过基板交换装置(例如机械手臂或输送带)进行基板的交换而对更多基板进行光配向工艺。其中，曝光装置I包括一传输单元
11、一第一移动平台Pl及一第二移动平台P2以及一光源模组12。
[0024]传输单元I I可例如包含一线性马达及一线性导轨，或包含一气浮式(Airfloating)基板移动装置。于此，传输单元11为一机械式传输单元，并包含线性马达(图未显示)及两条相互平行，且沿一方向(图1A的左右方向)延伸的线性导轨111为例。
[0025]第一移动平台Pl及第二移动平台P2设置于传输单元11上，并位于传输单元11的两侦1|。第一移动平台Pl与第二移动平台P2可为一机械式平台或一气浮式平台(Air floatingstage，以吹气的方式移动基板)。于此，曝光装置I的第一移动平台Pl及第二移动平台P2是分别以机械式移动平台为例，并可于线性导轨111上沿该方向移动。其中，第一移动平台Pl及第二移动平台P2可分别对应承载第一基板SI及第二基板S2(第一基板SI例如通过机械手臂置放于第一移动平台Pl上，第二基板S2例如通过机械手臂置放于第二移动平台P2上)，且传输单元11可通过带动第一移动平台Pl及第二移动平台P2于线性导轨111上移动而移动第一基板SI及第二基板S2。在本实施例中，传输单元11的线性马达可带动第一移动平台Pl(第一基板SI)及第二移动平台P2(第二基板S2)于线性导轨111上移动，而且可同时或个别移动第一移动平台Pl (第一基板SI)及第二移动平台P2(第二基板S2)通过发光元件121。
[0026]光源模组12具有至少一发光元件121，于此，光源模组12是以具有多个发光元件121为例(图中并未显示有多少数量的发光元件121，可为一、二或三…，视工艺的需求而定)。其中，发光元件121可为一灯管，而灯管发出的光线为一偏振光线，且于进行光配向工艺时，传输单元11可移动第一移动平台Pl与第二移动平台P2通过发光元件121。其中，偏振光可使第一基板SI或第二基板S2上的配向膜(材料例如为聚亚酰胺，p0lyimide，PI)的分子结构发生不均匀性的光聚合、异构化或裂解反应，诱使配向膜表面上的化学键结构产生特殊的方向性，以进一步诱导液晶分子可顺向排列而达到光配向的目的。另外，光源模组12更可具有多个偏光片(图未显示)，光线通过这些偏光片后可形成一平行光，以均匀照射在第一基板SI或第二基板S2上。
[0027]当传输单元11移动第一基板SI及第二基板S2分别经过光源模组12时，发光元件121所发出的偏振光可对第一基板SI分别进行第一次曝光工艺及第二次曝光工艺，并对第二基板S2分别进行第一次曝光及第二次曝光。换言之，本实施例的第一基板SI或第二基板S2需各经两次曝光工艺，以完成其光配向工艺。于此，第一基板SI或第二基板S2通过光源模组12时，这些发光元件121发出的光线照射第一基板SI或第二基板S2的配向膜，即为所谓的“光配向曝光工艺”。
[0028]另外，当第一基板SI置放于第一移动平台Pl上，第二基板S2置放于第二移动平台P2上时，将使得第一基板SI与第一移动平台Pl之间具有一第一夹角，第二基板S2与第二移动平台P2之间具有一第二夹角，而且第一夹角与第二夹角不相同。换言之，当以机械手臂将基板移至平台上时，基板与平台之间不一定刚好对齐(对齐:例如两者的侧边平行)，两者的侧边可能夹有一角度。其中，第一夹角或第二夹角可介于O度至15度之间。于此，在一实施例中，不管后续的对位装置如何调整(旋转、平移)第一移动平台Pl与第二移动平台P2，第一基板SI与第一移动平台Pl之间的第一夹角并不会因对位完成后而改变，且第二基板S2与第二移动平台P2之间的第二夹角也不会因对位完成后而改变。另外，当曝光装置I对另一第三基板(图未显示)进行光配向工艺，且将第三基板移至第一移动平台Pl上时，第一基板SI与第一移动平台Pl之间的夹角与第三基板与第一移动平台Pl之间的夹角并不相同。换言之，于不同基板的曝光工艺中，不同的基板放置于移动平台上的角度可能都不相同。
[0029]另外，为了进行光配向曝光工艺前的对位工作，曝光装置I更可包括一对位装置(图未显示)，对位装置可包含至少一对位元件。在一实施例中，对位元件例如但不限于为电荷耦合元件(Charge-coupled Device，CCD，俗称CCD镜头)。另外，第一基板SI与第二基板S2上具有至少一标记M，且对位元件与标记M对应设置。对位装置可依据对位元件对位于标记M而调整第一移动平台Pl或第二移动平台P2，以使偏振光的轴向与第一基板SI或第二基板S2之间具有一设定角度。于此，对位装置依据与第一基板SI上的标记M对应设置的对位元件和第一基板SI上的标记M而调整第一移动平台Pl，以使偏振光的轴向与第一基板SI之间具有该设定角度，另外，对位装置更依据与第二基板S2上的标记M对应设置的对位元件和第二基板S2上的标记M而调整第二移动平台P2，以使偏振光的轴向与第二基板S2之间具有该设定角度。其中，标记M例如可位于基板的四个角的其中两个角，或位于四个角的其中的一个角的两相邻边缘，或位于基板的内部。于此，是以两个标记M位于第一基板SI的四个角的其中两个角，且另两个标记M位于第二基板S2的其中两个角上为例。当然，若对位元件与标记M的数量越多，或对位元件的对位精度越高，对位后则越精准。在不同的实施例中，也可将两个标记M设置于第一基板SI的四个角的其中的一个角的两相邻边缘上，更将两个标记M设置于第二基板S2的四个角的其中的一个角的两相邻边缘上，并不限定。
[0030]在一实施例中，若以CCD镜头的再现精度为50μπι来说，通过CCD镜头对位标记M后，其光配向角度精度偏差可达到±0.005度以下。因此，通过对位元件对位标记Μ，再通过调整装置(例如机械手臂)调整(可旋转及平移)第一移动平台Pl与第二移动平台Ρ2之后，可使第一基板SI与第二基板S2分别与偏振光的轴向呈一设定角度。其中，偏振光的轴向与第一基板S1、第二基板S2之间的设定角度是依照工艺的需求而不同。再一提的是，由于本实施例的光源模组12与传输单元11之间的位置是固定不动的，因此，发光元件121的偏振光的轴向与第一基板SI或第二基板S2之间的设定角度，也可转换成线性导轨111的延伸方向与第一基板SI或第二基板S2之间的角度。
[0031]另外，请参照图1C所示，其为图1A的曝光装置I中，第二移动平台Ρ2及第二基板S2于对位前与对位后的位置示意图。于此，是通过旋转及平移第二移动平台Ρ2而使第二基板S2改变旋转角度及位置，达到使发光元件121的偏振光的轴向与第二基板S2(或第一基板SI)之间具有该设定角度的目的。其中，于通过第二基板S2的中心点的相互垂直的两方向中，与线性导轨111的该方向实质上平行的方向定义为方向X(水平方向)，与线性导轨111的该方向实质上垂直的方向定义为方向Y(垂直方向)，而该设定角度可为偏振光轴向与Y轴(或X轴)之间的夹角。
[0032]在一实施例中，偏振光的轴向例如为方向Y，而第二基板P2是沿方向X移动而进入发光元件121，且设定角度例如为90度;在另一实施例中，设定角度亦可为O度;在又一实施例中，设定角度亦可为非O度(非平行)、非90度(非垂直)的任意角度。因此，针对产品的设计，依据设定角度对位及调整平台(或基板)后，可达到使偏振光的轴向与第一基板SI或第二基板S2之间具有特定的设定角度，以达到所需的液晶配向角度。
[0033]另外，偏振光的轴向与第一基板SI可具有一第三夹角，而偏振光的轴向与第二基板S2可具有一第四夹角，且经对位装置对位后，第三夹角与第四夹角的差可小于0.1度。较佳者，第三夹角与第四夹角的差可为0.01度以下，例如0.005度。此外，在一实施例中，上述的第一夹角减去第三夹角的值与上述的第二夹角减去第四夹角的值不相同。
[0034]此外，曝光装置I更可包括一第一基板装载单元及一第二基板装载单元(图未显示)，第一基板装载单元及第二基板装载单元可例如包含一机械手臂，并设置于传输单元11的两侧，以将第一基板SI与第二基板S2进行装载(将基板放置于移动平台上)及卸除(load/unload)等工作。换言之，第一基板装载单元可进行第一基板SI的基板装载及卸除等工作，而第二基板装载单元可进行第二基板S2的基板装载及卸除工作。于此，装载例如以机械手臂夹持一尚未进行光配向工艺的基板置放于移动平台上，而卸除是指夹持已完成光配向工艺的基板离开移动平台。另外，当第一基板SI或第二基板S2装载完成后，可利用上述的对位装置对第一基板SI或第二基板S2进行基板对位，曝光角度旋转(使偏振光的轴向与第一基板SI与第二基板S2之间具有该设定角度)等曝光准备工作。
[0035]另外，请参照图2A至图2F所示，其分别为曝光装置I进行光配向工艺的动作示意图。
[0036]于进行光配向工艺之前，如图2A所示，需通过第一基板装载单元于传输单元11的一侧对第一基板SI进行装载，并通过第二基板装载单元于传输单元11与该侧相对的另一侧对第二基板S2进行装载，以将第一基板SI置放于第一移动平台Pl上，并将第二基板S2置放于第二移动平台P2上。另外，装载完成后，可利用对位装置及标记对第一基板SI与第二基板S2进行基板对位及曝光角度旋转等工作，以完成曝光前的准备。于此，为了清楚说明光配向工艺的动作过程，图2A至图2F是假设已通过对位装置及标记调整(旋转及或平移)后的平台与基板。
[0037]接着，如图2B所示，传输单元11带动第一基板SI沿一第一方向Dl移动，以对第一基板SI进行第一次曝光。此时，第一基板SI单独移动，而第二基板S2不移动。如图2C所示，第一基板SI线性移动至第二基板S2的旁边，使得第一基板SI及第二基板S2均位于传输单元11的一侧(图2C是以右侧为例)。
[0038]接着，如图2D所示，传输单元11带动第一基板SI及第二基板S2沿一第二方向D2移动，以对第一基板SI进行第二次曝光，并对第二基板S2进行第一次曝光。换言之，当进行第一基板SI的第二次曝光及第二基板S2的第一次曝光时，第一基板SI及第二基板S2是同时往第二方向D2移动。其中，第一方向Dl与第二方向D2为相反的方向。如图2E所示，第一基板SI及第二基板S2分别移动至传输单元11的另一侧(图2E是以左侧为例)。在本实施例中，第一方向Dl为图示中的右侧方向，而第二方向D2为图示中的左侧方向，当然也可相反。
[0039]接着，如图2F所示，传输单元11带动第二基板S2沿第一方向Dl移动，以对第二基板S2进行第二次曝光。于此，因于上述中，第一基板SI已完成二次的曝光工艺，故于执行此步骤的第二基板S2的第二次曝光的同时，第二基板S2单独移动。此时，第一基板SI可进行基板的卸除，并装载另一基板(仍称为第一基板SI)于第一移动平台Pl上。另外，第一基板SI也可再进行对位及曝光角度旋转等工作，以完成曝光前的准备。此时，可参照图2A所示，第二基板S2完成第二次曝光后，是位于传输单元11的右侧。
[0040]由于第二基板S2进行第二次曝光的同时，第一基板SI已完成曝光前的准备工作，因此，可再重复图2B至图2F的流程，使另一第一基板SI沿第一方向Dl移动，以对另一第一基板SI进行第一次曝光工作。于此，于进行另一第一基板SI的第一次曝光时，因第二基板S2已完成二次曝光的工艺，故第二基板S2也可进行基板交换(卸除及装载另一第二基板S2)、对位及曝光角度旋转等曝光前准备工作。
[0041]因此，于本实用新型的曝光装置I中，如图2B及图2D所示，于进行第一基板SI的第一次曝光(往第一方向Dl移动)及第二基板S2的第一次曝光(往第二方向D2移动)时，第一基板SI及第二基板S2的移动方向是相反。另外，如图2D及图2F所示，于进行第一基板SI的第二次曝光(往第二方向D2移动)及第二基板S2的第二次曝光(往第一方向Dl移动)时，第一基板SI与第二基板S2的移动方向亦相反。换言之，于进行第一次曝光时，第一基板SI与第二基板S2的移动方向是相反，且于进行第二次曝光时，第一基板SI与第二基板S2的移动方向亦相反。
[0042]另外，如图2B及图2F所示，进行第一基板SI的第一次曝光及第二基板S2的第二次曝光时，第一基板SI与第二基板S2均往第一方向Dl移动，且为个别移动。此外，如图2D所示，进行第一基板SI的第二次曝光及第二基板S2的第一次曝光时，第一基板SI与第二基板S2均往第二方向D2移动，且为同时移动。
[0043]承上，于本实用新型的曝光装置I中，传输单元11可移动第一移动平台P1、第二移动平台P2带动第一基板SI与第二基板S2移动，且光源模组12于进行第一基板SI的第一次曝光及第二基板S2的第一次曝光时，第一基板SI及第二基板S2的移动方向是相反。另外，光源模组12于进行第一基板SI的第二次曝光及第二基板S2的第二次曝光时，第一基板SI及第二基板S2的移动方向亦相反。借此，使得本实用新型的曝光装置I及光配向工艺可有效利用曝光装置I的光源模组12而降低光配向工艺的工站时间，以降低设备设置成本而提升产品的竞争力。
[0044]综上所述，因依本实用新型的曝光装置中，第一移动平台及第二移动平台设置于传输单元的两侧，而发光元件发出的偏振光的轴向与第一基板或第二基板之间具有设定角度，且第一基板与第一移动平台之间具有一第一夹角，第二基板与第二移动平台之间具有一第二夹角，第一夹角与第二夹角不相同。借此，使得本实用新型的曝光装置为一新型的光配向曝光装置而有别于公知技术，达到有效利用曝光光源、增加产能及降低光配向工艺工站时间的目的。
[0045]以上所述仅为本实用新型示意性的【具体实施方式】，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。而且需要说明的是，本实用新型的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本实用新型的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本实用新型理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。
【主权项】
1.一种曝光装置，其特征在于，所述曝光装置能对一第一基板及一第二基板进行一光配向工艺，该曝光装置包括: 一传输单元； 一第一移动平台及一第二移动平台，设置于该传输单元的两侧，且该第一基板置放于该第一移动平台上，该第二基板置放于该第二移动平台上；以及 一光源模组，具有至少一发光元件，该发光元件发出一偏振光，且于进行该光配向工艺时，该传输单元移动该第一移动平台与该第二移动平台通过该发光元件； 其中，该偏振光的轴向与该第一基板或该第二基板之间具有一设定角度，且该第一基板与该第一移动平台之间具有一第一夹角，该第二基板与该第二移动平台之间具有一第二夹角，该第一夹角与该第二夹角不相同。2.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，该第一夹角或该第二夹角介于O度至15度之间。3.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，该传输单元具有沿一方向延伸的一线性导轨，且该线性导轨沿该方向移动该第一移动平台与该第二移动平台通过该发光元件。4.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，该偏振光的轴向与该第一基板具有一第三夹角，该偏振光的轴向与该第二基板具有一第四夹角，该第三夹角与该第四夹角的差小于0.1度。5.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，该偏振光的轴向与该第一基板具有一第三夹角，该偏振光的轴向与该第二基板具有一第四夹角，该第一夹角减去该第三夹角的值与该第二夹角减去该第四夹角的值不相同。6.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述曝光装置能对一第三基板进行该光配向工艺，且将该第三基板置放于第一移动平台时，该第一基板与该第一移动平台之间的夹角与该第三基板与该第一移动平台之间的夹角不相同。7.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述曝光装置还包括: 一第一基板装载单元及一第二基板装载单元，分别设置于该传输单元的两侧。8.如权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，所述曝光装置还包括: 一对位装置，包含至少一对位元件，该第一基板或第二基板上具有至少一标记，该对位元件与该标记对应设置。9.如权利要求8所述的曝光装置，其特征在于，该对位装置依据与该第一基板上的标记对应设置的对位元件和该第一基板上的标记而调整该第一移动平台，以使该偏振光的轴向与该第一基板之间具有该设定角度。10.如权利要求8所述的曝光装置，其特征在于，该对位装置依据与该第二基板上的标记对应设置的对位元件和该第二基板上的标记而调整该第二移动平台，以使该偏振光的轴向与该第二基板之间具有该设定角度。
【文档编号】G02F1/1337GK205450515SQ201521128620
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月30日
【发明人】李建兴
【申请人】群创光电股份有限公司