CN102830592A - 用于光配向工艺的曝光设备和制造液晶显示器的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于光配向工艺的曝光设备和制造液晶显示器的方法。一种用于光配向工艺的曝光设备包括：第一光掩模，包括多个透射部分；及第二光掩模，包括多个透射部分，其中第一光掩模和第二光掩模彼此部分重叠，使得第一光掩模和第二光掩模的每个包括重叠区域和非重叠区域，第一光掩模的重叠区域和第二光掩模的重叠区域的至少之一包括至少两个子区域，且透射部分的形状或布置在至少两个子区域中彼此不同。

Description

用于光配向工艺的曝光设备和制造液晶显示器的方法

技术领域

本发明的示例性实施例涉及用于光配向（photoalignment）工艺的曝光设备和制造液晶显示器的方法。

背景技术

液晶显示器是最广泛应用的平板显示器类型之一，通常包括上和下显示面板以及置于其间的液晶层，上和下显示面板上设置有场产生电极诸如像素电极和公共电极。液晶显示器通过施加电压到场产生电极而在液晶层中产生电场并通过所产生的电场决定液晶层的液晶分子的方向，由此控制入射光的偏振来显示图像。

在各种液晶显示器中，垂直配向（“VA”）模式液晶显示器（其中当不产生电场时液晶分子的纵轴相对于上和下显示面板垂直配向）由于大的对比度和宽的标准视角已得到广泛研究。

VA模式液晶显示器在单元像素中可形成多个域（domain），其中液晶的排列方向彼此不同，从而实现宽视角。如上所述，已经开发了光配向工艺，用于通过向包括光反应材料的配向层照射诸如紫外线的光来控制液晶分子的排列方向和排列角度，从而在单元像素中形成多个域。

发明内容

本发明的示例性实施例提供在液晶显示器的光配向工艺中使用至少两个光掩模的曝光设备以及用于使用该曝光设备制造液晶显示器的方法。

本发明的示例性实施例提供一种用于光配向工艺的曝光设备，其中该曝光设备包括：第一光掩模，包括多个透射部分；及第二光掩模，包括多个透射部分，其中第一光掩模和第二光掩模彼此部分重叠（overlap），使得第一光掩模和第二光掩模的每个包括重叠区域和非重叠区域，第一光掩模的重叠区域以及第二光掩模的重叠区域的至少之一包括至少两个子区域，且透射部分的形状或布置在至少两个子区域中彼此不同。

在一示例性实施例中，至少两个子区域可包括至少一个第一子区域和至少一个第二子区域，与第一光掩模的所述至少一个第一子区域中的透射部分对应的照射区域及与第二光掩模的所述至少一个第一子区域中的透射部分对应的照射区域可彼此重叠，且与第一光掩模的所述至少一个第二子区域中的透射部分对应的照射区域及与第二光掩模的所述至少一个第二子区域中的透射部分对应的照射区域可彼此不重叠。

在一示例性实施例中，至少一个第一子区域和至少一个第二子区域可交替布置。

在一示例性实施例中，第一光掩模的重叠区域的一个透射部分的面积与第二光掩模的重叠区域的一个透射部分的面积的总和可实质上等于或大于第一光掩模或第二光掩模的非重叠区域中的一个透射部分的面积。

在一示例性实施例中，第一光掩模的重叠区域的一个透射部分的面积与第二光掩模的重叠区域的一个透射部分的面积的总和可以是第一光掩模的非重叠区域中的一个透射部分的面积的约100%至约150%。

在一示例性实施例中，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一个的所述至少一个第一子区域中的透射部分的沿第二方向的长度可沿第一方向逐渐改变，其中第二方向垂直于第一方向。

在一示例性实施例中，第一光掩模的所述至少一个第二子区域中的透射部分和第二光掩模的所述至少一个第二子区域中的透射部分可沿第一方向交替布置。

在一示例性实施例中，该设备还可包括：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。

在一示例性实施例中，第一光源和第二光源可通过第一光掩模和第二光掩模倾斜地照射光。

本发明的另一示例性实施例提供一种用于光配向工艺的曝光设备，其中该曝光设备包括：第一光掩模，包括多个透射部分；及第二光掩模，包括多个透射部分，其中第一光掩模和第二光掩模彼此部分重叠，使得第一光掩模和第二光掩模的每个包括重叠区域和非重叠区域，第一光掩模和第二光掩模的每个包括第一部分和第二部分，与第一部分对应的照射部分不同于与第二部分对应的照射区域，透过第一部分中的透射部分的光的照射方向不同于透过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叠区域中的透射部分的形状或布置不同于第一光掩模或第二光掩模的非重叠区域中的透射部分的形状或布置。

在一示例性实施例中，与第一光掩模的重叠区域中的一个透射部分对应的照射区域和与第二光掩模的重叠区域中的一个透射部分对应的照射区域可彼此重叠。

在一示例性实施例中，与第一光掩模的重叠区域中的透射部分的一部分对应的照射区域和与第二光掩模的重叠区域中的透射部分的一部分对应的照射区域可不重叠。

在一示例性实施例中，重叠区域可包括至少两个子区域，且透射部分的形状或布置在至少两个子区域中彼此不同。

本发明的又一示例性实施例提供一种用于光配向工艺的曝光设备，其中该曝光设备包括：第一光掩模，包括沿第一方向布置的多个透射部分；及第二光掩模，包括沿第一方向布置的多个透射部分，其中第一光掩模和第二光掩模彼此部分重叠，使得第一光掩模和所述第二光掩模的每个包括重叠区域和非重叠区域，第一光掩模和第二光掩模的至少之一的透射部分关于第一方向非对称，且在第一光掩模或第二光掩模的重叠区域中的透射部分的形状或布置与第一光掩模或第二光掩模的非重叠区域中的透射部分的形状或布置不同。

在一示例性实施例中，与第一光掩模的重叠区域中的透射部分的一部分对应的照射区域和与第二光掩模的重叠区域中的透射部分的一部分对应的照射区域可不重叠。

在一示例性实施例中，第一光掩模的重叠区域中的一个透射部分和第二光掩模的重叠区域中的一个透射部分的组合形状可与第一光掩模或第二光掩模的非重叠区域中的一个透射部分的形状实质上相同。

在一示例性实施例中，第一光掩模的重叠区域和第二光掩模的重叠区域的至少一个可包括至少两个子区域，所述至少两个子区域中的透射部分的形状或布置彼此不同。

本发明的再一示例性实施例提供一种用于制造液晶显示器的方法，其中该方法包括：制备第一基板和第二基板；在第一基板和第二基板的至少一个上涂覆包括光反应配向材料的配向层；及透过曝光设备的第一和第二光掩模向配向层照射光。

本发明的又一示例性实施例提供一种用于制造液晶显示器的方法，其中该方法包括：制备第一基板和第二基板；在第一基板和第二基板的至少一个上涂覆包括光反应配向材料的配向层；曝光配向层的整个表面；透过第一光掩模和第二光掩模向配向层的曝光表面照射光，其中第一光掩模和第二光掩模彼此部分重叠，使得第一光掩模和第二光掩模的每个包括重叠区域和非重叠区域，且在第一光掩模或第二光掩模的重叠区域中的透射部分的形状或布置与第一光掩模或第二光掩模的非重叠区域中的透射部分的形状或布置不同。

在一示例性实施例中，在重叠区域中，与第一光掩模的一个透射部分对应的照射区域和与第二光掩模的一个透射部分对应的照射区域可重叠。

在一示例性实施例中，第一光掩模的重叠区域中的一个透射部分的面积与第二光掩模的重叠区域中的一个透射部分的面积的总和可实质上等于或大于第一光掩模或第二光掩模的非重叠区域中的一个透射部分的面积。

在一示例性实施例中，重叠区域可包括至少两个子区域，且透射部分的形状或布置在所述至少两个子区域中彼此不同。

在一示例性实施例中，所述至少两个子区域可包括至少一个第一子区域和至少一个第二子区域，与第一光掩模的所述至少一个第一子区域中的透射部分对应的照射区域和与第二光掩模的所述至少一个第一子区域中的透射部分对应的照射区域可彼此重叠，且与第一光掩模的所述至少一个第二子区域中的透射部分对应的照射区域和与第二光掩模的所述至少一个第二子区域中的透射部分对应的照射区域可彼此不重叠。

在液晶显示器的光配向工艺的一示例性实施例中，具有各种形状和布置的透射部分的两个或更多光掩模在一区域中彼此重叠，不同光掩模的曝光区域之间的边界线和显示缺陷的发生由此显著减少。在这样的实施例中，光掩模的布置裕量（margin）充分增加，同时光掩模的制造成本充分降低。

附图说明

通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述和其他特征将变得更显然，附图中：

图1是根据本发明的液晶显示器的一示例性实施例的剖视图；

图2是示出根据本发明的曝光设备的一示例性实施例的示意图；

图3是示出根据本发明的光配向工艺的一示例性实施例的平面图；

图4A、图4B、图4C、图4D是方框图，示出单元像素中配向层的配向方向及液晶分子的排列方向；

图5是根据本发明在光配向工艺中使用的光掩模的一示例性实施例的平面图；

图6是根据本发明在光配向工艺中使用的光掩模的透射部分的一示例性实施例的平面图；

图7、图8、和图9是根据本发明的光掩模的一备选示例性实施例的俯视平面图，示出在其重叠区域中的透射部分的各种布置和形状；

图10是曲线图，示出图7、图8和图9中所示的光掩模的开口率与位置的关系；

图11是根据本发明的光掩模的另一备选示例性实施例的俯视平面图，示出在其重叠区域中的透射部分的布置和形状；

图12是曲线图，示出图7、图9和图11中所示的光掩模的开口率与位置的关系；

图13是根据本发明的光掩模的又一备选示例性实施例的俯视平面图，示出在其重叠区域中的透射部分的布置和形状；

图14是曲线图，示出图13中所示的光掩模的开口率与位置的关系；

图15是曲线图，示出根据本发明的光掩模的备选示例性实施例的开口率与位置的关系；

图16是示出根据本发明的光配向工艺的一示例性实施例的平面图；

图17是在图16中所示的光配向工艺中使用的光掩模的一示例性实施例的俯视平面图；

图18、图20和图22是根据本发明在光配向工艺中使用的光掩模的备选示例性实施例的俯视平面图；

图19和图21是示出图18和图20所示的光掩模的透射部分的平面图；

图23是平面图，示出当利用图18、图20和图22所示的光掩模进行曝光时光的照射量；

图24是方框图，示出当利用图18、图20和图22所示的光掩模进行曝光时，照射到液晶显示器的单元像素的光的照射量；

图25是根据本发明在光配向工艺中使用的光掩模的一示例性实施例的俯视平面图；

图26是方框图，示出当利用图25所示的光掩模进行光配向时，单元像素中的配向层的配向方向；

图27和图28是示出根据本发明在光配向工艺中使用的光掩模的备选示例性实施例的俯视平面图；以及

图29是曲线图，示出在根据本发明的光配向工艺的一示例性实施例中液晶分子的预倾斜角与曝光能量之间的关系。

具体实施方式

现在将参照附图在下文更充分地描述本发明，附图中示出不同的实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式体现，且不应解释为局限于这里阐述的实施例。而是，提供这些实施例以使本公开将彻底而完整，且将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。图中相同的附图标记通篇指示相同的元件。

将理解，当元件被称为在另一元件“上”时，它可以直接在所述另一元件“上”或者其间可以存在居间元件。相反，当元件被称为“直接在”另一元件“上”时，则没有居间元件存在。当在这里使用时，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任意及所有组合。

将理解，尽管术语第一、第二、第三等可以在这里使用以描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但是这些元件、部件、区域、层和/或部分不应局限于这些术语。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层或部分与另一元件、部件、区域、层或部分区别开。因此，下面论述的第一元件、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、部件、区域、层或部分而不会偏离本发明的教导。

这里使用的术语仅用于描述特定实施例且无意限制本发明。这里使用时，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文另外地清楚描述。还将理解，当在本说明书中使用时术语“包含”和/或“包括”指定所陈述的特征、区域、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或更多其他特征、区域、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或增加。

另外，可以在这里使用关系术语，例如“下”或“底”及“上”或“顶”等，以描述图中所示的一个元件与另一元件的关系。将理解，关系术语意在包括器件的除了图中所示的取向之外的不同取向。例如，如果其中一个图中的器件被翻转，那么被描述为在其他元件“下”侧的元件将取向为在其他元件“上”侧。因此，根据图的具体取向，示例性术语“下”可包括“上”和“下”两种取向。类似地，如果一个图中的器件被翻转，那么被描述为在其他元件“之下”或“下面”的元件将取向为在其他元件“之上”。因此，示例性术语“之下”或“下面”可包括之上和之下两种取向。

除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术和科技术语）具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。还将理解，术语，例如通常使用的字典中定义的那些术语，应被理解为具有与它们在相关技术和本公开的语境中的意思一致的意思，且将不会以理想化或过于正式的意义上被理解，除非这里清楚地这样定义。

这里参照剖视图描述本发明的示例性实施例，剖视图是理想化实施例的示意图。因此，由于例如制造技术和/或容差导致的图示形状的变化是可以预期的。因此，这里描述的实施例不应被理解为局限于这里示出的区域的特定形状，而是将包括例如由制造所导致的形状的偏差。例如，示出或描述为平坦的区域一般可具有粗糙和/或非线性特征。此外，示出的尖角可以被圆化。因此，图中所示的区域实质上是示意性的且其形状无意示出区域的精确形状且无意限制本发明的范围。

这里描述的所有方法能够以适当的顺序执行，除非这里另外指出或者否则根据上下文明显矛盾。任何及所有示例或示例性语言（例如，“诸如”）的使用仅意图更好地说明本发明而不对本发明的范围进行限制，除非另外声明。在这里使用时，说明书中的语言不应被解释为暗示任何未要求保护的元件对于本发明的实践是必要的。

下面将参照附图详细地解释本发明。

首先，将参照图1描述根据本发明的液晶显示器的示例性实施例。

图1是根据本发明的液晶显示器的示例性实施例的剖视图。

参照图1，液晶显示器的示例性实施例是垂直配向（“VA”）模式液晶显示器，并包括彼此相对（如面对）的下面板100和上面板200以及置于下面板100和上面板200之间的液晶层3。

下面板100包括下绝缘基板110、设置在下绝缘基板110上的多条信号线（未示出）、连接到信号线并设置在其上的开关元件（未示出）例如薄膜晶体管、及连接到开关元件并设置在其上的多个像素电极190。第一配向层11设置（例如，涂覆）在像素电极190上。

上面板200包括上绝缘基板210和面对像素电极190并设置在上绝缘基板210上的对电极270。第二配向层21设置（例如，涂覆）在对电极270上。

在示例性实施例中，第一和第二配向层11和21是垂直配向层，并包括例如与光诸如紫外线反应的光反应配向材料。光反应配向材料具有使得相对于下和上绝缘基板110和210的表面垂直配向的液晶分子31相对于下和上绝缘基板110和210的表面的法线以预定方位角(azimuth)（即，预倾斜角）倾斜的配向强度。第一和第二配向层11和21的配向强度可基于液晶分子31与第一和第二配向层11和21的表面之间的方位锚定能(azimuthal anchoringenergy)。第一和第二配向层11和21的配向强度或液晶分子31的配向方向由此依赖于因素诸如例如光相对于第一和第二配向层11和21的照射方向，并且配向强度引起的液晶分子的预倾斜角例如可依赖于各种因素诸如光的曝光能量和照射倾斜角(irradiation slope)。第一和第二配向层11和21可例如通过光反应材料的诸如光致异构化（photoisomerization）、光分解（photodecomposition）、光固化(photocuring)和光聚合（photopolymerization）等反应来实现。

液晶层3的液晶分子31具有介电各向异性，且相对于下和上绝缘基板110和210的表面实质上沿垂直方向配向，但充分靠近（例如，接触）第一和第二配向层11和21表面设置的液晶分子31基于第一和第二配向层11和21对光反应配向材料的配向强度而相对于下和上绝缘基板110和210表面的法线以预定预倾斜角倾斜。与下和上绝缘基板110和210的表面实质间隔开地设置的液晶分子31通过第一和第二配向层11和21中与之更靠近的一个配向层的配向强度而在一方向上以预倾斜角排列。设置在液晶层3的中间部分的液晶分子31可沿充分靠近下和上面板100和200的液晶分子31的两个配向方向的中间方向（intermediate direction）以预倾斜角倾斜。

在一示例性实施例中，液晶显示器包括作为用于显示图像的单元的多个像素PX，在VA模式液晶显示器的情况下，其中液晶分子31的排列方向彼此不同的多个域可形成在单元像素PX中，从而实现宽视角。

下面将描述根据本发明用于制造液晶显示器的方法的一示例性实施例。

多个薄膜层叠在下绝缘基板110上，并且提供（例如，形成）像素电极190。然后，通过光配向工艺完成第一配向层11，在光配向工艺中，光反应配向材料提供（例如，涂覆）在像素电极190上并且照射光诸如紫外线。类似地，通过光配向工艺完成第二配向层21，其中在光配向工艺中，对电极270形成在上绝缘基板270上，光反应配向材料提供（例如，涂覆）在对电极270上并且照射光诸如紫外线。然后，通过在下和上面板100和200之间注入液晶材料提供（例如，形成）液晶层3。

下面，将参照图2、图3和图4A至图4D描述根据本发明在光配向工艺中使用的曝光设备的一示例性实施例及使用该曝光设备的光配向工艺的一示例性实施例。

图2是示出根据本发明的曝光设备的一示例性实施例的示意图，图3是示出根据本发明的光配向工艺的一示例性实施例的平面图，图4A至图4D是示出单元像素中配向层的配向方向及液晶分子的排列方向的方框图。

参照图2，曝光设备的一示例性实施例包括至少一个光掩模40和光源10。在一示例性实施例中，光掩模40和光源10集成并一起移动，因此沿第二方向Db扫描下面板100或上面板200。在一备选示例性实施例中，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移动。光源10可照射光例如紫外线。在一示例性实施例中，光例如可以是部分偏振的紫外线或线性偏振的紫外线。

参照图3，曝光设备的一示例性实施例的光掩模40包括透射光的透射部分Ta和阻挡光透射的光阻挡部分Oa。透射部分Ta和光阻挡部分Oa可交替设置。从光源10发射的光15穿过光掩模40的透射部分Ta并且所述光照射到下和上面板100和200的第一和第二配向层11和21的光反应配向材料，从而引起光反应诸如光聚合反应。在这样的实施例中，当光相对于下或上面板100或200的表面倾斜照射时，将与下或上面板100或200的表面相邻的液晶分子31可倾斜，使得其纵轴可相对于下或上面板100或200的表面的法线形成一预定方位角（即，预定的预倾斜角Pt）。

在一示例性实施例中，光相对于单元像素PX的照射方向可改变以在液晶显示器的单元像素PX中形成多个域。下面，将参照图4A至图4D描述使照射方向不同的方法的一示例性实施例。

首先，参照图4A（a），光掩模40位于液晶显示器的下面板100上，光沿第一配向方向AL1倾斜照射。于是，非常靠近下面板100的表面的液晶分子31的预倾斜方向在单元像素PX的左部成为配向方向AL1。通过在光沿第一配向方向AL1照射的同时沿第二配向方向AL2倾斜地照射光，其中第二配向方向AL2是第一配向方向AL1的相反方向，充分靠近下面板100的表面的液晶分子31在单元像素PX的右部可沿第二配向方向AL2预倾斜。

类似地，参照图4A（b），当光掩模40设置在上面板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倾斜照射时，在单元像素PX中，充分靠近上面板200的表面的液晶分子31的预倾斜方向可成为第三配向方向AL3和第四配向方向AL4。

在光配向工艺之后，下和上面板100和200彼此联接，通过注入液晶材料制造液晶显示面板，在液晶层3的中间部分处液晶材料31如图4A（c）所示可沿四个不同的中间配向方向配向，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，四个不同的域可形成在单元像素PX中。图4A（c）所示的四个不同的中间配向方向E1、E2、E3和E4可以是液晶分子31沿液晶层3的整个厚度方向的平均配向方向。

图4B所示的光配向方法的示例性实施例与图4A所示的示例性实施例实质上相同，但照射到下面板100的光的照射方向可与图4A所示的示例性实施例不同。例如在一示例性实施例中，参照图4B（a），通过向液晶显示器的下面板100照射光，充分靠近下面板100的表面的液晶分子31的预倾斜方向在单元像素PX的右部成为第一配向方向AL1，通过向液晶显示器的下面板100照射光，充分靠近下面板100的表面的液晶分子31的预倾斜方向在单元像素PX的左部成为第二配向方向AL2。参照图4B（b），充分靠近液晶显示器的上面板200的表面的液晶分子31的预倾斜方向与图4A（b）中的充分靠近上面板200的表面液晶分子31的预倾斜方向实质上相同。在关于下和上面板100和200的光配向工艺之后，下和上面板100和200彼此结合，通过注入液晶材料完成液晶显示面板，并且在液晶层3的中间部分处液晶分子31可如图4B（c）所示地排列。在这样的实施例中，在单元像素PX的右上部的液晶分子31可沿右上配向方向E1预倾斜，在单元像素PX的右下部的液晶分子31可沿左上配向方向E4预倾斜，在单元像素PX的左下部的液晶分子31可沿左下配向方向E3预倾斜，在单元像素PX的左上部的液晶分子31可沿右下配向方向E2预倾斜。

图4C所示的光配向方法的示例性实施例与图4A所示的示例性实施例实质上相同，但照射到上面板200的光的照射方向可不同于图4A所示的示例性实施例的照射方向。参照图4C（a），充分靠近液晶显示器的下面板100的表面液晶分子31的预倾斜方向与图4A（a）中充分靠近下面板100的表面的液晶分子31的预倾斜方向实质上相同。参照图4C（b），通过向液晶显示器的上面板200照射光，充分靠近上面板200的表面的液晶分子31的预倾斜方向在单元像素PX的上部成为第四配向方向AL4，充分靠近上面板200的表面的液晶分子31的预倾斜方向在单元像素PX的下部成为第三配向方向AL3。当通过联接下和上面板100和200完成液晶显示面板时，在液晶层3的中间部分处液晶分子31可如图4C（c）所示地排列。在这样的实施例中，在单元像素PX的右上部的液晶分子31可沿左下配向方向E3预倾斜，在单元像素PX的右下部的液晶分子31可沿右下配向方向E2预倾斜，在单元像素PX的左下部的液晶分子31可沿右上配向方向E1预倾斜，在单元像素PX的左上部的液晶分子31可沿左上配向方向E4预倾斜。

图4D所示的光配向方法的示例性实施例与图4A所示的示例性实施例实质上相同，但照射到下和上面板100和200的光的照射方向可不同于图4A所示的示例性实施例的照射到下和上面板100和200的光的照射方向。在一示例性实施例中，例如，参照图4D（a），在下面板100的单元像素PX的左部和右部处充分靠近下面板100表面的液晶分子31的预倾斜方向与图4A（a）所示的方向相反，并且在上面板200的单元像素PX的上部和下部处充分靠近上面板200表面的液晶分子31的预倾斜方向与图4A（b）所示的方向相反。因此，当通过联接下和上面板100和200完成液晶显示面板时，在液晶层3的中间部分处的液晶分子31可如图4D（c）所示地配向。在这样的实施例中，在单元像素PX的右上部的液晶分子31可沿左上配向方向E4预倾斜，在单元像素PX的右下部的液晶分子31可沿右上配向方向E1预倾斜，在单元像素PX的左下部的液晶分子31可沿右下配向方向E2预倾斜，在单元像素PX的左上部的液晶分子31可沿左下配向方向E3预倾斜。

下面将参照图5和图6详细描述光配向工艺中使用的曝光设备中包括的光掩模的一示例性实施例。

图5是根据本发明在光配向工艺中使用的光掩模的一示例性实施例的平面图，图6是根据本发明在光配向工艺中使用的光掩模的透射部分的一示例性实施例的平面图。

参照图5，根据本发明的曝光设备的一示例性实施例包括至少两个光掩模行。所述至少两个光掩模行的每个包括至少两个光掩模，且包括在光掩模行中的彼此充分靠近的两个光掩模彼此部分重叠（overlap）。下面，彼此部分重叠的至少两个光掩模可包括第一光掩模40a和第二光掩模40b。

在一示例性实施例中，第一和第二光掩模40a和40b包括多个透射部分Ta和光阻挡部分Oa。透射部分Ta和光阻挡部分Oa可交替布置，其布置图案及透射部分Ta的形状可各种各样。第一光掩模40a和第二光掩模40b的每个包括光源，如图2所示。

第一和第二光掩模40a和40b沿第二方向Db扫描下和上面板100和200并向下和上面板100和200的表面倾斜地照射光例如紫外线。在这样的实施例中，部分第一和第二光掩模40a和40b彼此重叠，且所述重叠部分使下和上面板100和200上的相同区域被扫描。第一光掩模40a中的与第二光掩模40b不重叠的区域是第一光掩模40a的非重叠区域（例如，第一区域A），第二光掩模40b中的与第一光掩模40a不重叠的区域是第二光掩模40b的非重叠区域（例如，第二区域B），第一和第二光掩模40a和40b彼此重叠的区域是重叠区域AB。

在第一、第二和重叠区域A、B和AB中，第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta沿实质上垂直于第二方向Db的第一方向Da以恒定间隔布置，且所布置的透射部分Ta的节距（即，相邻的透射部分Ta的相同侧之间的距离）可与单元像素PX的沿第一方向Da的长度实质上相同。

第一区域A和第二区域B的透射部分Ta实质上具有矩形形状，但其形状不限于此。图6所示的透射部分Ta包括实质上平行于第二方向Db的长边及实质上平行于与第二方向Db实质上垂直的第一方向Da的宽边。下面，关于透射部分Ta，长度方向可与第二方向Db一致，宽度方向可与第一方向Da一致。长边的长度L2可大于宽边的长度L1，宽边的长度L1可为单元像素PX的半节距（即，单元像素PX的沿第一方向Da的长度的大约一半）。

重叠区域包括至少两个子区域，包括在第一光掩模40a和第二光掩模40b的至少一个中的透射部分Ta的形状或布置形式在所述至少两个子区域中彼此不同。

在一示例性实施方式中，如图5所示，第一和第二光掩模40a和40b的重叠区域AB包括沿第一方向Da顺序布置的三个子区域，例如第一子区域AB1、第二子区域AB2和第三子区域AB3。在一示例性实施例中，重叠区域AB的第一、第二和第三子区域AB1、AB2和AB3的每个透射部分Ta的面积可小于第一区域A或第二区域B的每个透射部分Ta的面积。在一备选示例性实施例中，重叠区域AB的第一、第二和第三子区域AB1、AB2和AB3的透射部分Ta的间隔可大于第一区域A或第二区域B的透射部分Ta的间隔。

在一示例性实施例中，参照图5，第一和第三子区域AB1和AB3中的每个透射部分Ta的形状与图6所示的透射部分Ta或第一区域A和第二区域B的透射部分Ta基本相同。在这样的实施例中，在第一和第三子区域AB1和AB3中的对应于第一光掩模40a和第二光掩模40b的透射部分Ta的照射区域彼此不重叠。在第一和第三子区域AB1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，且在第一和第三子区域AB1和AB3中光掩模40a和40b的每个的透射部分Ta的节距可以是第一区域A或第二区域B的透射部分Ta的节距的两倍。

在一示例性实施例中，在第一和第三子区域AB1和AB3之间的第二子区域AB2中第一光掩模40a和第二光掩模40b的透射部分Ta的照射区域彼此重叠。在这样的实施例中，第一光掩模40a和第二光掩模40b的透射部分Ta的长边的长度可沿第一方向Da改变。在一示例性实施例中，例如，在第一光掩模40a的第二子区域AB2中透射部分Ta的沿第二方向Db的长边的长度可沿第一方向Da从左到右逐渐减小，并且在第二光掩模40b的第二子区域AB2中透射部分Ta的沿第二方向Db的长边的长度可沿第一方向Da从左到右逐渐增大。因此，透过第一光掩模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从左到右逐渐减小或增大。

在一示例性实施例中，在第一光掩模40a的第二子区域AB2中一个透射部分Ta的面积与第二光掩模40b的第二子区域AB2中相应的一个透射部分Ta的面积的总和可为第一区域A或第二区域B的一个透射部分Ta的面积的约80%至约150%。因此，在第二子区域AB2中通过第一和第二光掩模40a和40b曝光的部分的光的照射量可为对应于第一和第二区域A和B的一个透射部分Ta的照射区域的光的照射量的约80%至约150%。在这样的实施例中，即使当在第二子区域AB2中通过第一和第二光掩模40a和40b曝光的部分的光照射量大于对应于第一和第二区域A和B的一个透射部分Ta的照射区域的光的照射量，由配向层11和12的配向强度导致的液晶分子31的预倾斜角可实质上彼此相同。

关于下和上面板100和200的光的照射量示于图5中。

参照图5，下和上面板100和200的光的照射量Edr由对应于透射部分Ta的面积表示，在下和上面板100和200中光透过第一和第二光掩模40a和40b照射。在这样的实施例中，光的照射量Edr在第一和第二光掩模40a和40b的整个第一、第二和重叠区域A、B和AB上大体均匀分布。

在一示例性实施例中，掩模的制造成本充分降低，且通过在光配向工艺中使用两个或更多光掩模而充分改善了大显示面板的制造。在这样的实施例中，在使用两个或更多光掩模的情形下，如图5所示，通过部分重叠光掩模，由照射光导致的光照射区域之间的边界线和显示缺陷的发生充分减少。

在一示例性实施例中，重叠区域AB中透射部分Ta的形状和布置被有效修改，使得透过第一和第二光掩模40a和40b的重叠区域AB的透射部分Ta的光照射量的总和实质上均匀，并与透过第一区域A或第二区域B的透射部分Ta的光的照射量实质上相同。将参照图7至图15描述各种备选示例性实施例。

图7、图8和图9是根据本发明的光掩模的一备选示例性实施例的俯视平面图，示出在其重叠区域中的透射部分的各种布置和形状；图10是曲线图，示出图7、图8和图9中所示的光掩模的开口率（%）与位置的关系；图11是根据本发明的光掩模的另一备选示例性实施例的俯视平面图，示出在其重叠区域中的透射部分的布置和形状；图12是曲线图，示出图7、图9和图11中所示的光掩模的开口率与位置的关系；图13是根据本发明的光掩模的又一备选示例性实施例的俯视平面图，示出在其重叠区域中的透射部分的布置和形状；图14是曲线图，示出图13中所示的光掩模的开口率与位置的关系；图15是曲线图，示出根据本发明的光掩模的一备选示例性实施例的开口率与位置的关系。

参照图7至图10，所示的示例性实施例的第一和第二光掩模40a和40b的重叠区域AB的结构与图5所示的示例性实施例的不同。

参照图7，光掩模的所示的示例性实施例的重叠区域AB的第一子区域AB1与图5所示的示例性实施例实质上相同，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的布置间隔沿着第一方向Da增大，且第二光掩模40b上的透射部分Ta的布置间隔沿着第一方向Da减小。在一示例性实施例中，本发明不限于所示出的示例性实施例，布置间隔能够以各种方式被控制。

参照图9，所示示例性实施例的重叠区域AB的第三子区域AB3与图7所示的第一子区域AB1实质上相同，除了布置间隔的改变以外，该布置间隔的改变与图7中的透射部分Ta的布置间隔的改变相反。

在图8所示的第二子区域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的任何一个的面积为图5所示的透射部分Ta的面积的约一半。

在图8（a）所示的第二子区域AB2中，第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta可使光照射到与图5中相同的照射区域中。在第二子区域AB2中，透射部分Ta的长边的长度可为图6所示的透射部分Ta的长边的长度L2的一半。

在图8（b）至图8（f）所示的第二子区域AB2中，对应于第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta的照射区域彼此不重叠。然而，当第一和第二光掩模40a和40b的相应透射部分Ta结合以形成组合形状时，该组合形状与图6所示的透射部分Ta大致相同。因此，对应于第二子区域AB2的照射区域的光的照射量与第一区域A或第二区域B的光的照射量基本相同。在这样的实施例中，透射部分Ta的形状可如图8（b）至图8（f）所示地进行各种改变，但本发明不限于此。

参照图10，示出了图7、图8和图9所示的第一光掩模40a的透射部分Ta的沿第一方向Da的开口率曲线Ga和第二光掩模40b的透射部分Ta的沿第一方向Da的开口率曲线Gb。开口率表达为第一区域A或第二区域B的透射部分Ta的面积与第一区域A或第二区域B的总面积的百分比，透过透射部分Ta的光的照射量表达为透过第一区域A或第二区域B的透射部分Ta的光的照射量与从光源发出的光的量的百分比。在一示例性实施例中，透过透射部分Ta的光的照射量的总和Gt在第一和第二光掩模40a和40b的整个重叠区域例如第一、第二和第三子区域AB1、AB2和AB3上实质上恒定，且可与透过第一区域A或第二区域B中的一个透射部分Ta的光的照射量实质上相同。

图11和图12所示的示例性实施例与上述图7至图9所示的示例性实施例实质上相同，除了第二子区域AB2中的透射部分Ta的形状以外。图11（a）所示的示例性实施例与上述图5所示的第一和第二光掩模40a和40b的重叠区域AB的第二子区域AB2实质上相同。然而，在图11（b）所示的示例性实施例中，第一光掩模的透射部分Ta的长边的长度沿第一方向Da从左向右增大，第二光掩模40b的透射部分Ta的长边的长度沿第一方向Da从左向右减小。然而，在第二子区域AB2中彼此对应的第一光掩模40a的一个透射部分Ta和第二光掩模40b的一个透射部分Ta的面积的总和可与图6所示的透射部分Ta的面积实质上相同。

参照图12，示出了图11所示的第一光掩模40a的透射部分Ta的沿第一方向Da的开口率曲线Ga和第二光掩模40b的透射部分Ta的沿第一方向Da的开口率曲线Gb。第一和第三子区域AB1和AB3中的开口率曲线Ga和Gb与图10中的第一和第三子区域AB1和AB3中的开口率实质上相同，但第二子区域AB2中的开口率曲线Ga和Gb基于透射部分Ta的长度方向的长度或面积的改变而增加或降低。类似于图10，透过第一和第二光掩模40a和40b的重叠区域AB中的透射部分Ta的光的照射量的总和Gt在整个重叠区域例如第一、第二和第三子区域AB1、AB2和AB3上实质上恒定，且可与透过第一区域A和第二区域B中的一个透射部分Ta的光的照射量实质上相同。

图13和图14所示的示例性实施例与图5所示的示例性实施例实质上相同，除了重叠区域AB的第二子区域AB2及第一和第三子区域AB1和AB3的透射部分Ta的布置结构之外。在这样的实施例中，第二子区域AB2中的透射部分Ta的形状与图6所示的透射部分Ta的形状实质上相同，且第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta彼此不重叠或不对准并交替布置。在第一和第三子区域AB1和AB3中，透射部分Ta沿长度方向（即，第二方向Db）的长度逐渐增大或减小。因此，如图14所示，第一和第三子区域AB1和AB3中的第一光掩模40a的透射部分Ta的开口率Ga以及第一和第三子区域AB1和AB3中的第二光掩模40b的透射部分Ta的开口率Gb沿第一方向Da逐渐减小或增大，并且在第二子区域AB2中开口率Ga和Gb以恒定间隔显示100%。在这样的实施例中，透过透射部分Ta的光的照射量的总和Gt在第一和第二光掩模40a和40b的整个重叠区域例如第一、第二和第三子区域AB1、AB2和AB3上实质上恒定，且可与透过第一区域A和第二区域B中的一个透射部分Ta的光的照射量实质上相同。

参照图15，第一和第二光掩模40a和40b的重叠区域AB的第一和第三子区域AB1和AB3中的透射部分Ta具有图6所示的透射部分Ta的约一半的尺寸，因此，其开口率可为约50%。在第二子区域AB2中，第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta彼此不重叠，即，它们不对准，多个透射部分Ta形成多个组，包括在一个组中的透射部分Ta的数目及相邻组之间的间隔从左或右朝向第二子区域AB2的中心逐渐降低。该特性示于图15的曲线Ga和Gb中。在所示示例性实施例中，透过透射部分Ta的光的照射量的总和Gt在第一和第二光掩模40a和40b的整个重叠区域AB例如第一、第二和第三子区域AB1、AB2和AB3上恒定。

在一示例性实施例中，重叠区域AB的透射部分Ta的数目可在10至30的范围内，但本发明不限于此。在一示例性实施例中，重叠区域AB沿第一方向Da的长度可在约10毫米（mm）至约100mm的范围内，但不限于此。

下面将参照图16和图17描述根据本发明的光配向方法和光掩模的示例性实施例。

图16是根据本发明的光配向工艺的一示例性实施例的平面图，图17是在图16中所示的光配向工艺中使用的光掩模的一示例性实施例的俯视平面图。

参照图16，其中排列方向彼此不同的多个域可通过两个单曝光工艺形成在单元像素PX中。该工艺称为双重曝光工艺。在图16（a）所示的双曝光设备的示例性实施例中，其中照射方向彼此不同的曝光可利用两个光源以及多个反射镜和偏振器对下和上面板100和200分别执行一次。在图16（b）所示的双曝光设备的示例性实施例中，其中照射方向彼此不同的曝光可利用一个光源和多个反射镜及分束器BS对下和上面板100和200分别执行一次。在这样的实施例中，光掩模40包括对应于不同照射区域的两个部分41和42，并且照射方向彼此不同的光透过所述两个部分41和42的透射部分且被照射到此。

参照图17，在双曝光工艺的示例性实施例中，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。

在第一区A和第二区B中，其中第一和第二光掩模40c和40d彼此不重叠，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交替设置，并且第二行42c的每个透射部分Ta设置在第一行41c的两个相邻透射部分Ta之间。第一行41c或第二行42c的透射部分Ta的第一方向Da长度与单元像素PX的第一方向Da长度的一半实质上相同。

在一示例性实施方式中，如图17所示，第一和第二光掩模40c和40d的重叠区域AB包括多个子区域，例如第四子区域AB4、第五子区域AB5和第六子区域AB6，其中透射部分Ta的形状和布置彼此不同。在一备选示例性实施例中，重叠区域AB可仅包括第四、第五和第六子区域AB4、AB5和AB6之一。

在第四和第五子区域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的照射区域彼此不重叠，并且所述透射部分Ta沿第一方向Da以恒定间隔交替设置。因此，第四和第五子区域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的光的照射量与透过第一区域A和第二区域B的第一行41c和41d中的一个透射部分Ta的光的照射量实质上相同。类似地，第四子区域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的光的照射量与透过第一区域A或第二区域B的第二行42c和42d中的一个透射部分Ta的光的照射量实质上相同

在第六子区域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的照射区域彼此重叠。在这样的实施例中，第一光掩模40c的的第一行41c的透射部分Ta的长边的长度沿第一方向Da从左向右逐渐减小，第二光掩模40d的的第一行41d的透射部分Ta的长边的长度沿第一方向Da从左向右逐渐增加。因此，透过第六子区域AB6的第一行41c和41d中的透射部分Ta的光的总照射量可实质上等于或大于透过第一区域A或第二区域B的一个透射部分Ta的光的照射量。

在第六子区域AB6中，与第一光掩模40c的第二行42c的透射部分Ta对应的照射区域和与第二光掩模40d的第二行42d的透射部分Ta对应的照射区域彼此重叠，但每个透射部分Ta沿长边方向的长度或面积基本是图6所示的透射部分Ta的长度或面积的一半。因此，透过第六子区域AB6的透射部分Ta的照射区域的光的总照射量可实质上等于或大于透过第一区域A或第二区域B的一个透射部分Ta的光的照射量。

在一备选示例性实施例中，双曝光设备的光掩模40c和40d的重叠区域AB可仅包括一个子区域。在这样的实施例中，在所述子区域中，第一和第二光掩模40c和40d的透射部分Ta彼此不重叠（即，第一和第二光掩模40c和40d的透射部分Ta不沿相同直线对准）并且交替布置，或者对准的照射区域彼此重叠使得重叠的（对准的）透射部分Ta的区域组合，第一光掩模40c中一个透射部分Ta和第二光掩模40d中一个透射部分Ta的组合的总面积可与第一和第二区域A和B的一个透射部分Ta的面积实质上相同。

下面，将参照图18至图24描述根据本发明的曝光设备的光掩模的一备选示例性实施例。相同的附图标记在整个示例性实施例中始终表示相同的元件，下面将省略其任何重复性详细描述。

图18、图20和图22是根据本发明在光配向工艺中使用的光掩模的示例性实施例的俯视平面图；图19和图21是示出图18和图20所示的光掩模的透射部分的平面图；图23是平面图，示出当利用图18、图20和图22所示的光掩模进行曝光时光的照射量；图24是方框图，示出当利用图18、图20和图22所示的光掩模进行曝光时，照射到液晶显示器的单元像素的光的照射量。

首先，参照图18和图19，第一和第二光掩模40a和40b的示例性实施例与上述的示例性实施例的光掩模实质上相同，除了透射部分Ta的形状以外。参照图19，包括在第一和第二光掩模40a和40b的至少一个中的透射部分Ta的示例性实施例可关于第一方向Da不对称。在一示例性实施例中，例如，第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta可具有一形状，其一角被切掉，对应于矩形的约1/4，但所述形状不限于此。透射部分Ta可具有一形状，其中多边形或椭圆的约1/4、或圆的左侧或右侧被切掉。

参照图18，第一区域A和第二区域B中的透射部分Ta以恒定间隔布置，且所布置的节距可以与单元像素PX的第一方向Da长度相同。在一示例性实施例中，第一和第二光掩模40a和40b的重叠区域AB中的透射部分Ta的形状和布置形式的至少之一不同于第一区域A和第二区域B中的透射部分Ta的形状和布置形式的至少之一。在这样的实施例中，第一和第二光掩模40a和40b的重叠区域AB中的透射部分Ta的照射区域可彼此不重叠。

第一和第二光掩模40a和40b的重叠区域AB可包括两个或更多不同的子区域，其中透射部分Ta的布置彼此不同。

在第一子区域AB1，第一光掩模40a的透射部分Ta对应于图19所示的透射部分Ta的左部Ta1，第二光掩模40b的透射部分Ta对应于图19所示的透射部分Ta的右部Ta2。在一备选示例性实施例中，透射部分能够以不同于图19所示的透射部分的方式分别划分并分配到第一光掩模40a和第二光掩模40b。

第三子区域AB3中第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta的分配的形状与子区域AB1中第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta的分配的形状相反。

在一示例性实施例中，在第二子区域AB2中，第一和第二光掩模40a和40b的每个透射部分Ta具有与图19所示的透射部分Ta相同的形状，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。

参照图18，透过第一和第二光掩模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、第二和重叠区域A、B和AB的每个中均匀分布。由于第一光掩模40a的一个透射部分Ta和第二光掩模40b的相应的一个透射部分Ta的总组合面积实质上等于或大于第一和第二区域A和B一个的透射部分Ta，所以与重叠区域AB中的透射部分Ta对应的照射区域的光的照射量可等于或大于第一和第二区域A和B中的光的照射量。

参照图23和图24，光的照射量Edr基于透射部分Ta的形状包括高照射量Ea和低照射量Eb。例如，在一示例性实施例中，其中透射部分Ta划分成左部和右部并且如图19所示左部的面积大于右部的面积，与透射部分Ta的左部对应的部分具有高照射量Ea，与透射部分Ta的右部对应的部分具有低照射量Eb，如图23所示。在图23中，具有较少照射量的低照射量Eb由灰色表示。

因此，在用于光配向单元像素PX中的液晶分子以包括多个域的方法中，对应于单元像素PX的照射量Edr可包括高照射量Ea和低照射量Eb，如图24(a)和24(b)所示。在一备选示例性实施例中，图24所示的对应于高照射量Ea的区域和对应于低照射量Eb的区域可交换。

在示例性实施例中，通过将光的照射量控制为在单元像素PX的不同区域中不同，液晶分子31的预倾斜角可以改变并且液晶分子31的预倾斜角的分布可以得到优化。

现在参照图20和图21，所示的示例性实施例的第一和第二光掩模40a和40b与图18所示的示例性实施例实质上相同，除了重叠区域AB中的第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta的形状以外。

参照图21，透射部分Ta的整体形状与图19所示的透射部分Ta的形状实质上相同，但透射部分Ta可划分为下部Ta3和上部Ta4。

在重叠区域AB的第一子区域AB1中，第一光掩模40a的透射部分Ta仅包括上部Ta4，第二光掩模40b的透射部分Ta包括下部Ta3。第三子区域AB3中的透射部分Ta的形状与第一子区域AB1中的透射部分Ta的形状相反。

在第二子区域AB2中，第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta与图19和图21所示的透射部分Ta的形状实质上相同，除了对应于第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta的照射区域彼此不重叠（即，不直线对准）并交替布置之外。

参照图22，所示的示例性实施例的第一和第二光掩模40a和40b与图18所示的示例性实施例实质上相同，除了没有重叠区域AB的第二子区域AB2之外。在这样的实施例中，重叠区域AB包括两个子区域，两个子区域中的透射部分Ta的形状彼此相反。在重叠区域AB，第一和第二光掩模40a和40b的相应透射部分Ta的照射区域彼此不重叠，透射部分Ta具有与第一区域A或第二区域B的透射部分Ta的形状不同的形状。

图5至图24所示的示例性实施例中，第一光掩模40c的重叠区域AB中的一个透射部分Ta与第二光掩模40d的重叠区域AB中的一个透射部分Ta的总组合面积与第一区域A和第二区域B的一个透射部分Ta的面积实质上相同，但本发明不限于此。在一备选示例性实施例中，第一光掩模40a或第二光掩模40b的重叠区域AB中的透射部分Ta的沿长度方向或沿宽度方向的长度可在所示长度的约100%至约150%的范围内增加。在图5至图24所示的示例性实施例中，重叠区域AB中的透射部分Ta的长边的长度可以增加或减小至小于第一区域A或第二区域B中的透射部分Ta的长边的长度，但本发明不限于此。在一备选示例性实施例中，重叠区域AB中的透射部分Ta的长边的长度可增加而超过第一区域A或第二区域B中的透射部分Ta的长边的长度。在这样的实施例中，由照射区域中的配向层11和21的配向强度导致的液晶分子31的预倾斜角不会与图5至图24所示的示例性实施例中的预倾斜角实质不同。

下面，将参照图25至图29描述根据本发明的光配向方法和光掩模的备选示例性实施例。

图25是根据本发明在光配向工艺中使用的光掩模的一示例性实施例的俯视平面图；图26是方框图，示出当利用图25所示的光掩模进行光配向时，单元像素中的配向层的配向方向；图27和图28是示出根据本发明在光配向工艺中使用的光掩模的视图；图29是曲线图，示出在根据本发明的光配向工艺的一示例性实施例中液晶分子的预倾斜角与曝光能量之间的关系。

参照图25，在一示例性实施例中，在下和上面板100和200被沿第二方向Db扫描而没有光掩模时，实质执行第一曝光。在这样的实施例中，光的照射方向或光的倾斜方向可与第一曝光的扫描方向实质上相同。

在一示例性实施例中，利用彼此部分重叠的第一和第二光掩模40a和40b通过沿与第一曝光的扫描方向相反的方向扫描下和上面板100和200而执行第二曝光。在这样的实施例中，光的照射方向或光的倾斜方向可与第二曝光的扫描方向实质上相同，并且第一和第二曝光中光的照射方向彼此相反。

在一示例性实施例中，如图26所示，在第一曝光中整个单元像素PX的第五和第六配向方向AL5和AL6实质上彼此相同。当通过利用光掩模40a和40b的第二曝光而使光在单元像素PX的右部被阻挡且在左部光沿与第一曝光相反的方向照射时，单元像素PX可具有不同的第六和第七配向方向AL6和AL7，使得单元像素可具有多个域，液晶分子31在各域中的排列方向彼此不同。在一示例性实施例中，控制第七配向方向AL7的配向强度(alignment strength)，使得第二曝光的照射量大于第一曝光的照射量。

再次参照图25，第二曝光工艺中使用的第一和第二光掩模40a和40b在沿第二方向Db扫描下和上面板100和200时使光倾斜地照射。在这样的实施例中，部分第一和第二光掩模40a和40b彼此重叠，且所述部分使下和上面板100和200上的相同区域被扫描。

第一光掩模40a和第二光掩模40b的第一区域A和第二区域B的透射部分Ta，彼此不重叠，与图5所示的示例性实施例实质上相同。第一区域A和第二区域B的透射部分Ta沿第一方向Da以恒定间隔布置。

在第一光掩模40a或第二光掩模40b的重叠区域AB中，透射部分Ta的沿第二方向Db的长度从左向右逐渐减小或增大。在这样的实施例中，第一光掩模40a的在重叠区域AB中的透射部分Ta的长边从第一区域A的透射部分Ta的长边的长度开始沿第一方向Da从左向右逐渐减小。第二光掩模40b的在重叠区域AB中的透射部分Ta的长边沿第一方向Da从左向右朝向重叠区域AB的末端逐渐增大，长边的长度变为实质上等于第二区域B中的透射部分Ta的长边的长度。在重叠区域AB中，第一光掩模40a和第二光掩模40b的透射部分Ta的照射区域彼此重叠，并且彼此对应的第一光掩模40a的一个透射部分Ta和第二光掩模40b的一个透射部分Ta的总组合面积可与第一区域A或第二区域B的一个透射部分Ta的面积实质上相同。在这样的实施例中，透过第一和第二光掩模40a和40b照射到下和上面板100和200的光的照射量Edr在整个区域（例如，第一、第二和重叠区域A、B和AB，如图25所示）上可实质上均匀。

在一备选示例性实施例中，彼此对应的第一光掩模40a和第二光掩模40b的重叠区域AB中的透射部分Ta的总组合面积可大于第一区域A或第二区域B的一个透射部分Ta的面积。在这样的实施例中，在彼此对应的第一光掩模40a的重叠区域AB中的一个透射部分Ta和第二光掩模40b的重叠区域AB中的一个透射部分Ta的总组合面积可在第一区域A或第二区域B的一个透射部分Ta的面积的100%至约150%的范围中，但本发明不限于此。

其他特性与图5所示的示例性实施例实质上相同。

图27和图28是示出根据本发明在光配向工艺的第二曝光工艺中使用的光掩模的备选示例性实施例的俯视平面图。图27所示的第一和第二光掩模40a和40b的示例性实施例与图25所示的示例性实施例实质上相同，除了重叠区域AB的结构之外。重叠区域AB与图13所示的示例性实施例实质上相同，将省略其任何重复的详细描述。

图28所示的第一和第二光掩模40a和40b的示例性实施例与图27所示的示例性实施例的第一和第二光掩模40a和40b的第一区域A和第二区域B实质上相同，除了第一和第二光掩模40a和40b的重叠区域AB之外，其包括其中透射部分Ta的图案形状彼此不同的两个或更多子区域。如图28所示，重叠区域AB包括三个子区域。

在第一子区域AB1中，第一光掩模40a的透射部分Ta与第一区域A中的透射部分Ta具有相同的形状和布置，但第二光掩模40b的透射部分Ta的长边的长度随着透射部分沿第一方向Da设置而逐渐增大。在第一子区域AB1中，由于第一和第二光掩模40a和40b的透射部分Ta彼此重叠或对准，所以与对应于第一区域A或第二区域B的下和上面板100和200的曝光区域相比，对应于第一子区域AB1的下和上面板100和200的曝光区域被照射以更大量的光。在这样的实施例中，对应于第一区域A的透射部分Ta的照射区域中的液晶分子31的预倾斜角可与对应于第一子区域AB1的透射部分Ta的照射区域中的液晶分子31的预倾斜角相同。

将参照图29更详细描述照射区域中的液晶分子31的预倾斜角。在图29中，液晶分子31的预倾斜角是基于下和上面板100和200的表面的切线的角度。在第一曝光中，液晶分子31的预倾斜角为大约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的预倾斜角维持恒定的预倾斜角而与曝光能量几乎无关。

参照图28，第一和第二光掩模40a和40b的第三子区域AB3中的透射部分Ta的布置与第一子区域AB1中的透射部分Ta的布置相反。

所示示例性实施例的第二子区域AB2与图27所示的示例性实施例的第二子区域AB2实质上相同，将省略其任何重复的详细描述。

在示例性实施例中，利用第一和第二光掩模40a和40b的各种示例性实施例执行光配向工艺，光掩模的制造成本以及不同光掩模的曝光区域之间的边界线由此减少，并且光掩模的布置裕量由此增加。

尽管已经结合目前认为是实际的示例性实施例描述了本发明，但将理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，本发明意图涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (10)

1.一种曝光设备，用于光配向工艺，所述曝光设备包括：

第一光掩模，包括多个透射部分；及

第二光掩模，包括多个透射部分，

其中所述第一光掩模和所述第二光掩模彼此部分重叠，使得所述第一光掩模和所述第二光掩模的每个包括重叠区域和非重叠区域，

所述第一光掩模的所述重叠区域和所述第二光掩模的所述重叠区域的至少之一包括至少两个子区域，且

所述透射部分的形状或布置在所述至少两个子区域中彼此不同。

2.如权利要求1所述的曝光设备，其中

所述至少两个子区域包括至少一个第一子区域和至少一个第二子区域，

与所述第一光掩模的所述至少一个第一子区域中的所述透射部分对应的照射区域和与所述第二光掩模的所述至少一个第一子区域中的所述透射部分对应的照射区域彼此重叠，且

与所述第一光掩模的所述至少一个第二子区域中的所述透射部分对应的照射区域和与所述第二光掩模的所述至少一个第二子区域中的所述透射部分对应的照射区域彼此不重叠。

3.如权利要求2所述的曝光设备，其中

所述至少一个第一子区域和所述至少一个第二子区域交替布置。

4.如权利要求2所述的曝光设备，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一个第一子区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长度沿所述第一方向逐渐改变。

5.如权利要求2所述的曝光设备，其中

所述第一光掩模的所述至少一个第二子区域中的所述透射部分和所述第二光掩模的所述至少一个第二子区域中的所述透射部分沿所述第一方向交替布置。

6.如权利要求1所述的曝光设备，还包括：

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.如权利要求6所述的曝光设备，其中

所述第一光源和所述第二光源分别通过所述第一光掩模和所述第二光掩模倾斜地照射光。

8.一种曝光设备，用于光配向工艺，所述曝光设备包括：

第一光掩模，包括沿第一方向布置的多个透射部分；及

第二光掩模，包括沿所述第一方向布置的多个透射部分，

其中所述第一光掩模和所述第二光掩模彼此部分重叠，使得所述第一光掩模和所述第二光掩模的每个包括重叠区域和非重叠区域，

所述第一光掩模和所述第二光掩模的至少之一的透射部分关于所述第一方向非对称，且

在所述第一光掩模或所述第二光掩模的所述重叠区域中的所述透射部分的形状或布置与所述第一光掩模或所述第二光掩模的所述非重叠区域中的所述透射部分的形状或布置不同。

9.如权利要求8所述的曝光设备，其中

与所述第一光掩模的所述重叠区域中的所述透射部分的一部分对应的照射区域和与所述第二光掩模的所述重叠区域中的所述透射部分的一部分对应的照射区域不重叠。

10.如权利要求9所述的曝光设备，其中

所述第一光掩模的所述重叠区域中的一个透射部分和所述第二光掩模的所述重叠区域中的一个透射部分的组合形状与所述第一光掩模或所述第二光掩模的所述非重叠区域中的所述透射部分的形状相同。

Images