TW580604B - Optical exposure systems and processes for alignment of liquid crystals - Google Patents

Description

玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於光學曝光系統及以光排列光排列層及液晶之 方法。 本發明係在ARPA之贊助下由政府以No. MDA972-93-2- 0014號協議資助冤成。政府對本發明具有某種程度之權利。 【先前技術】 液晶化合物應用於人類和機器可判讀之顯示器中，可在 儀器控制件上應用，例如在機動車輛，航電設備，醫療裝 置’手錶，手提式電腦及桌上型電腦顯示器中。以上每— 產品之共通點在於其為一液晶層介於一對基板間，該基板 上塗有一聚合物排列層。該聚合物排列層控制該液晶介質 在/又有一電場時之排列方向。通常該液晶介質之排列方向 在一機械摩擦程序中建立，其中該聚合物層被以一衣料或 其他纖維度材料摩擦處理。接觸該經摩擦表面之液晶介質 通常為與該機械摩擦之方向平行排列。另一種方法是，一 包括異向性吸收分子之排列層可受偏振光曝光以排列液晶 介質，如Gibbons及其同伴在美國專利案Ν〇· 5,〇32,〇〇9和 4,974,941 ^ ^Process of Aligning and Realigning Liquid Crystal Media” 中所揭示。 包含顯示器在内之多數液晶裝置具有-有限之預傾斜角 度，舉例來說，被所選聚合物排列層之機械摩擦所控制。 接觸此一層 < 液晶分子排列為與該摩擦方向平行，然其並 非絕對與該基板平行。該液晶分子略對該基板傾斜例如約2 O:\55\557II-920905 DOC -5- 至1 5度。在多數顯示的應用中，為達到最佳性能，該液晶 需要具有一有限且一致之預傾斜角。 近來一種利用偏振光作具預傾斜之光排列之方法揭示於 Gibbons及其同伴在一九九六年三月二十九日提出之美國 專利申請案No· 08/624,942中。在該方法中，一材料吸收 一經過偏振之輻射源。數種不同光排列層之實施例揭示於 該申請案中。這些層隨後以一相對於偏振方向之特定角度 排列且居間傳達一與該排列層接觸之液晶排列。液晶之預 傾斜可由控制紫外線輻射之入射角達成之。此為經由多重 曝光步驟最常達成者。 另一種利用偏振光使一排列材料曝光以讓液晶以預傾斜 定位之方法揭示於Kobayashi及其同伴在歐洲專利申請案 EP 0742471中。Kobayashi及其同伴考慮到以兩步驟讓一基 板爻線性偏振光曝光，第二步驟之偏振光容有垂直於第一 曝光步驟之組件。此方法亦提出使用未偏振光作為此方法 之一部份。最後，Kobayashi及其同伴論及利用橢圓偏振光 作為一種更加通用之線性偏振光種類的可能性。在此方法 之所有說明中，光之入射角並未考慮到光之發散，且隨後 僅處理準直光之案例。就其本身而言，任何用以依該方法 曝光之光學系統必須在全曝光區域產生高準直及高偏振 光。 垅一光學曝光系統而言有一能對大面積傳遞偏振光之需 求。對-光學系統和方法而言亦有在一單次曝光步驟中誘 發一液晶介質預傾斜之需求。為了實現這些目#，發明 O:\55\55711 -920905. DOC -6 - 發現偏振及準直之程度為—光學曝光系統中之可調整參 數，且其在曝光方法中扮演相當重要之角色。迄今用於排 列材料之光學曝光系統已被設計以達到高偏振及高準直輕 射。現在有可能控制這些需求至適當程度且達到改良之: 能及新的曝光幾何。 一種利用組件部份偏振及部份準直之光學曝光系統揭示 於本又中，其有明顯超越全偏振及全準直系統之優點。該 光學系統有助於成為生產級的光學曝光系統。 【發明内容】 本發明足一目的為提供一種能以部份偏振及部份準直紫 外線照射大面積基板之有效率的光學曝光系統。本發明之 另一目的為一種利用部份準直及部份偏振光以光學方式排 列光排列層及隨後放置為與該光排列層接觸之液晶之方 法。本發明之另一觀點為一種僅以一單次曝光步驟誘發液 晶預傾斜排列之方法。本發明之另一目的為驗證大基板面 積可用多重較小組件曝光之，該組件之合成在一較大面積 上達到與該較小組件相同之功能。 本發明之一實施例為一種包括至少一光輻射源以部份偏 振及部份準直光排列一基板之光學曝光系統，部份準直該 光輪射之裝置，部份偏振該光輻射之裝置，調整偏振角度 之裝置及使該基板和輻射互相對於對方移動之裝置。其他 實施例進一步包括部份過濾該光輻射之裝置及使該光輻射 之某些部分以一傾斜角對該基板入射之裝置。其他實施例 包含一種準直及偏振光之新型光學組件，及利用該光學曝

O:\55\55711 -920905. DOC 光系統排列液晶之新方法。 【實施方式】 本文所用該辭”光排列層，，意指能具有在對光輻射曝光時 會異向性改變電介質特性之任何層。一些光排列層之實例 揭示於前述Gibbons及其同伴之專利案，Schadt及其同伴 之美國專利案Ν〇·5,567,349,及Chigrinov及其同伴之美國 專利案 Νο·5,389,698 中。 本又所用該辭”基板”意指一光排列層或有一光排列層黏 附於其上之任何材料。 本文所用該辭、、非偏振光〃意指具有對光傳播軸一平均 齊一分布之任意變換瞬間偏振狀態之光輻射。 本文所用該辭、、部份偏振光〃意指沿著兩正交主軸分布 任意變換瞬間偏振狀態之光輻射，使得一軸比其正交軸包 含車乂鬲之平均強度。邵份偏振光之兩正交轴之相對強度範 圍在1:100至100:1，但不包含約1:1之狀況，此狀況為前 述之非偏振光。較佳的部份偏振光之相對強度範圍為約自 2:1 至 30:1 及約 1:2 至 1:3〇。 本文所用該辭、、偏振度〃為一前述部份偏振光兩正交主 軸間之相對強度之量度。偏振度可與光束内一局部態及/ 或整合全光束所得平均態兩者有關。 本文所用該辭、、偏振比，，與、、偏振度"意義相同。 在本發明中所用部份偏振光與Kobayashi及其同伴所討 論者有所不同，本發明中光之偏振狀態未由線性或橢圓偏 振定義之。使用非同調光較線性或橢圓偏振更易於產生部 O:\55\5571I-920905.DOC -8 - 份偏振光。此關係#非同ΐ周光源之隨機本質。#同調光之 來源包含燈具，例如電孤燈或其他用於多數曝光系統中常 用之充氣燈。此種非同調光源難以產生線性或橢圓偏振， 且在曝光面積增加時更為複雜。本發明利用部份偏振光， 在考慮到射線角及此光源覆蓋之尺度，部份偏振光較易於 以非同調光源產生。使用部份偏振光排列一基板會導致產 量之增加且更加有效利用光輻射。 任何產生波長在150至2000毫微米範圍内非偏振光之裝 置都是一種光輻射源。適用光源之實例包含，但不限於， 電弧燈，白熱燈，雷射，及充氣燈。一較佳光源為一高亮 度線性充氣燈。其他較佳光源包含以充氣燈為基礎但由微 波激發之燈具（例如由Fusion UV Systems，Inc， Gaithersburg, MD提供者）。微波激發提供對該燈具光譜特 性之額外控制。一些燈具（電弧型及微波激發型）之實例 為水銀及激態分子燈泡（例如氯化氙和鈷）。 本文所用該辭、、部份準直〃意指光線沿至少一維度具有 一大於約5度之發散。光之準直可能沿不同方向而有所不 同。一較佳光學系統產生之部份準直光沿一維度具有大於 約5度且小於約30度之發散，且沿其正交維度具有一無限 制發散。部份準直可由一種反射鏡，折射光學件（例如透 鏡）及孔之配置達成之，但不僅限於以上方法。較佳部份 準直光輻射之裝置可選自弧形反射器，孔，葉片及折射光 學件之群組中。本發明一較佳準直器由至少一弧形反射鏡 及至少一孔組成。另一較佳準直器由一圓柱形橢圓反射鏡 O:\55\5571I-920905.DOC -9 - 580604 及至少一與該線性燈具尺寸相符之孔。在此實施例中，該 橢圓反射鏡之一部份產生一些有限發散之射線，發散小於 45度，且其進一步受與該圓柱軸正交之一平面内之至少一 孔限制。在平行於圓柱軸之平面内，射線不受影響。 另一較佳準直咨為一葉片結構。一、、葉片結構〃意指部 份準直光線之設備。其作用如同一孔，使光射線以一角度 傳播至該結構之光學軸。其可能在一或二維度内部份準直 3光 個一維度葉片結構之實例為至少兩平坦吸收表面 之一種陣列，該表面經排列使該表面之面相互平行且垂直 於泫光所要之光學軸。與該光學軸成一角度之射線可部份 由該葉片吸收。最大角度由構成該葉片之表面之間隔及長 度决足 個一維度葉片結構之實例為一部份吸收表面之 蜂房結構。平行於該蜂房結構長度傳播之射線得以傳送且 定義光學軸。與該光學軸成一角度之射線會被吸收。最大 角度由該蜂房大小及構成該葉片之蜂房之長度決定。一個 一維度葉片繪於圖5中且在實例八中進一步加以說明。 準直度可能因方向不同而不同。若一光源之準直僅在一 、准度中爻到控制，其在其他維度内可能無限増加。舉例來 說，一線性燈具可能由一圓柱形光學件在一維度内較為良 好地準直。正交的維度則不受影響。然後其長度可能增加 至任何所要曝光的寬度。在與基板之線性掃描結合時，可 使一非常大面積均質曝光。在多重曝光系統中，準直度可 能因一些或所有曝光而有所不同。 本發明使用之部份準直光在過去未曾考慮過。光源之高

O:\55\557ll-920905 DOC •10- 580604 準直度已然被認定為在光排列層中達到良好排列之需求。 本發明展示利用一經部份準直光源之良好均質排列實例。 邵份準直與部份偏振之結合導致一種能夠照射非常大面積 之+光方法。δ文曝光基板在該曝光區域下受掃描時更是 如此。掃描具有沿行進方向使曝光平均且產生非常均質曝 光之進-步好處。利用部份準直光之另—方面係與曝光之 句勻f生有關。在垂直於掃描方向之—維度内的低準直度產 生-沿該維度之較多漫射的照明，而使因光學組件缺陷造 成曝光均句性之不規則度降至最低。此特別關係到由多個 元件陣列構成之組件。舉例來說，若用在準直光時，由沿 邊緣接觸之較小偏振器之—線性陣列構成之__薄膜偏振器 會因邊緣接縫而有非均勾曝光之問題。部份準直光使該接 缝之影像漫射且造成更均勻之照明。 -邵份偏振器將非偏振光轉變為部份偏振光，或將偏振 光轉變為邵份偏振^。部份偏振器之實例包含但不僅限於 薄膜偏振器，偏振分光器，一個或多個處於布儒斯特角 (Brewster’S angle)之光板，異向吸收介質，反射表面及 散射介質。本發明之-較佳部份偏振器為在接近其設計角 度操作之-薄膜偏振器。自一薄膜偏振器反射之射線偏振 強度不如透射之射線偏振強度。以一非設計角度入射之射 線偏振程度小於以設計角度入射之射線偏振程度。自一加 長之部份準直光源而來之射線總和僅在反射或透射中部份 偏振。對-給定薄膜偏振器設計而言，偏振度可藉由變換 平均入射角或變換入射射線之發散度而在一有限範圍内調 O:\55\557ll-920905 DOC -11 - 580604 整。產生部份偏振光輻射之光學元件可能單獨使用或合併 使用以達到所需偏振度。在多重曝光系統中，一些或全部 曝光之偏振度可能不同。 本發明人發現用於本發明方法中之偏振度可實質上影響 光排列材料之性能。因此，本發明之一較佳光學系統包括 一種控制偏振度之裝置。如前文所述，一種控制偏振度之 裝置係調整薄膜偏振器之角度。曝光幾何亦會影響偏振 度。對一處於一斜角之曝光幾何來說，偏振器之方位會決 定平均偏振度。此可總結如下。考慮一種由一長軸和一短 軸足減維度之光束，其中該短軸在斜曝光角之入射平面 内。沿該短軸之光束不同部份與該偏振器會有不同入射 角，導致不同偏振度。㈣長軸之光束發散導致對斜曝光 角沿該短軸之強度變化。如圖6和7中由a部份定義之前 導邊緣較B部份呈現較高強度。對一給定系統之兩不同角 度、印於圖6和7中’其差異將在實例中進_步詳細說明。 隨後，對偏振器角度之一給定角度大小而言，偏振器之方 位會對斜曝光角產生兩不同平均偏振度。 沿光束短軸之偏振度之變化會對該曝光方法產生重要後 果在光排歹J材料内〈光始（ρ1ι〇ί〇ίη^^)反應可能偏 好光排列材料首先進入曝光光束時，先被高偏振度光束昭 射，然後被漸減偏振度之光束照射。所以，偏振度控制對 部份及平均曝光程序兩者而言會是一重要議題。 本發明之另一觀點Α —、、/& 、 古為以在该偏振器入射平面内光學組件 之橫向位置控制偏振度。 有了此檢向偏移光學件而影響許

O:\55\557II-920905DOC -12- 580604 可穿過一光學系統之射線的平均錐形。分布於此錐形内之 ， 能量會改變偏振器上之有效入射角，且隨後影響部份及平 „ 均偏振比。因此橫向位置之控制允許進一步對一給定光學 排列控制其偏振度，且可用以使能量產量及偏振度最佳化。 入射到基板上之光輻射可具有被光譜過濾器限制之光譜 内容。過漉器之實例包含但不僅限於二分薄膜電介質反射 器，吸收性玻璃，吸收性染料，棱鏡，光柵及布拉格（Bragg) 反射器。過濾作用可能為原有或包含在光源上作為其一部 _ 份。一較佳過濾器為一在一透明基板上之二分薄膜反射 器。另一較佳過濾器為一吸收性玻璃。再者，光輻射之部 份過遽可由該系統内之其他光學組件執行。舉例來說，偏 振咨及反射或透射光學件通常會反射，透射，及/或吸收 光輻射’視其光譜内容而定。因此，若以上所述其他組件 原本會滤出不需要之波長部份，則可能無須在一光學曝光 系統中加入額外過濾裝置。 本發明之光學系統以對於基板表面垂直方向之一特定角 籲 度傳送光輻射。一實例為以自一薄膜偏振器反射之輻射曝 光一基板，其中該偏振器表面與該基板表面成一斜角。另 一實例為以自一反射鏡反射之輻射曝光一基板，其中該反 射鏡表面與該基板表面成一斜角。一較佳入射角為45度土 10度。 一種相對於光輻射移動基板之裝置可使曝光面積小於基 板尺寸。全掃描會使該基板均勻曝光。一實例為一線性平 移台，其支撐該基板且相對於由一線性燈具構成之光學次 O:\55\557II-920905 DOC -13- 580604 系、先以陸毛速度行進。掃描該基板之觀點與均勾曝光有 關。平仃於掃描方向之不均勻光線照明沿達到均勻曝光之 、准度平均化。由於本發明之一方面許可部份準直及部份偏 振光，並未期待以上特性在基板之全受照射面積上維持一 致。掃描使以上不均勻特性沿掃描方向平均化並達到均勻 曝光。此王題之另一優點在於其可與連續運動裝配線相容。 為產生大面積曝光，需要大面積光源，偏振器，準直光 學件（例如透鏡，弧形反射鏡）及使光線重新定向之光學 件（例如平面反射鏡）。本發明之一觀點在於可將較小組件 組合成一陣列以組成大面積組件。舉例來說，用四個較小3 英叶X4英忖薄膜偏振器製成一 I]英叶χ4英忖大偏振 备。藉此可利用一較小組件偏振器使一丨2英吋基板曝光。 同理可應用於光源，準直光學件，及使光線重新定向之光 學件。舉例來說，可利用一種包括兩個或多個線性燈具沿 長軸並排之光學曝光系統對寬度遠大於單一燈具寬之基板 作光學性排列。沿長軸光之發散會提供較為均句之曝光， 即使在燈具間有間隔亦是如此。反射器，偏振器，及備有 適當長开> 孔之過遽器之線性陣列可依比例排放以配合整個 燈具組合之長度。 發明之一些實施例需要執行兩次或多次曝光以產生排列 及預傾斜。舉例來說，在一單次曝光系統之偏振比有所不 足之案例中有此必要。在此案例中該光學系統係以多重光 學曝光系統構成以產生排列及預傾斜。舉例來說，塗佈光 排列材料之基板首先以部份偏振及部份準直光以近似直角 O:\55\5571l-920905.DOC -14- 580604 入射以產生排列方向。一隨後之曝光以部份準直及部份偏 振光以斜角入射以產生預傾斜。舉例來說，可將兩個或多 個光學曝光系統沿一線性平移機構之路線排列。每一曝光 系統可單獨調整以提供一芫整曝光程序所需之曝光類型。 相似地，多重光學曝光系統可經排列以增加如在一裝配線 之生產量。 光學曝光系統沿長燈軸及沿掃描方向之組合可提供較高 生產里之大基板的光排列所需之比例。 通^有必要使曝光系統之偏振狀態及/或曝光系統之光 學能量有所不同，且/或基板對隨後每次曝光之入射光輻 射旋轉。在此案例中曝光係由重疊不同光學曝光系統之輸 出而平行執行，或由各次曝光依時間及/或空間依序分批 執行。一較佳實施例對所有光學曝光系統利用一共同傳送 機構’使基板在光學曝光系統之多重輸出下平移。 利用種使基板在任何方向内旋轉之能力來改變相對於 基板之偏振方位及^/或光輻射傳播方向。一較佳旋轉方向 係繞著基板平面内之一軸（極向）。另一較佳旋轉方向係繞 著基板之垂直方向（方位角方向）。另一較佳旋轉方向為極 向與万位角方向之—種組合。此方法在需要多重曝光時有 利於產生排列及預傾斜。 一種以部份偏振及部份準直光排列一基板之較佳光學曝 光系先匕括·至少一光輕射來源，具有一長軸；一種部份 準直及邵份偏振該光輻射之裝置包括：備有一長軸之一圓 柱形橢圓反射鏡，其所在與光源之長軸平行且有一距離以 O:\55\557ll.920905 -15- 580604 將光輻射聚焦於一焦點；一第一孔，其有一長軸及朝向和 背離光源之面，約位於該焦點且沿光源長軸配置；一薄膜 偏振器，其有朝向和背離光源之面及一特定設计角度，沿 第一孔背離光源之面配置且成一對應於該特定設計角度之 角度，其中薄膜偏振器產生一反射射線及一透射射線；一 第二孔，其有一長軸及朝向和背離光源之面，沿薄膜偏振 咨背離光源之面配置，沿第一孔之長轴配置’且與弟一孔 平行；一種部份過濾該光輻射之過濾器裝置，其有朝向和 背離光源之面，沿第二孔背離光源之面配置且與之平行； 一種使基板相對於部份準直及部份偏振光傳送之平移台裝 置，其有一表面面對光源，用以支承基板，其沿過濾器背 離光源之面配置且與之平行。此一系統繪於圖1中且在實 例中加以詳述。 另一較佳光學曝光系統包含一反射鏡，其有一反射表面 面向光源，位在第二孔與過濾器之間，其位置可將薄膜偏 振器之透射射線反射至過濾器上，而使透射射線與基板形 成一入射角。此一系統繪於圖3中且在實例中加以詳述。 另一較佳光學曝光系統包括一種光學組件排列，使透射 射線以一角度撞擊到基板上。此角度可調整為約〇至89 度。另一較佳光學曝光系統包括一種光學配置，使偏振器 之角度控制偏振度。 本發明之另一較佳實施例包括選擇一偏振器方位以控制 偏振度。 另一較佳光學曝光系統包括一種配置，使在偏振器入射 O:\55\557II-920905.DOC -16- 580604 平面内之光學元件之橫向位置控制偏振度。另一較佳1 曝光系統包括至少一薄膜偏振器以透射運作，但：振= 光束軸垂直旋轉’如與圖“匕較。此一設 - 器陣列之系統顯示於圖8A # B中，且可用於振 步驟中使基板曝光，與圖丨所示系統相似。 4光 另-較佳光學曝光系統為其中用以產生部份準直及部份 偏振光之裝置包括-偏振器陣列，包括_矩形支撐構架: 一種兩個或多個吸收板平均間隔且垂直裝於支撐構架2且 與支撐構架寬度平行之陣列’ 一種兩個或多個薄膜偏振器 介於吸收板間以一角度自相連吸收板之頂部至底 間的空間之陣列，纟中吸收板間之間隔使所裝薄膜偏振器 約處於設計角度。一偏振器陣列繪於圖8b中。 一最佳光學曝光系統包括一種如圖9A和B所示之光學 模組，同時備有一具有一長軸之光源，及一與該光源之長 軸平行之圓柱形反射鏡。該光學模組提供部份準直及部份 偏振孩光輻射之裝置，部份過濾該光輻射之裝置及調整偏 振度之裝置。該光學模組可為一矩形外殼，包括一頂部可 移動孔板3備有一約在該板中央且與該外殼長度平行之長 形孔，一底邵可移動孔板5備有一約在該板中央且與該外 殼之長度平行之長形孔，一前板17在該板周邊備有一個或 多個橫向孔1 9，一樞軸孔20偏離中央地位在該板一上象限 内及一弧形孔2 1偏離中央地位在由對該樞軸孔樞轉之一線 定義之該板一相反下象限内，一後板1 8備有與該前板相符 之一樞軸孔及一弧形孔。側板（圖中未示）可連結該前板 O:\55\557II-920905.DOC -17- 580604 與後板。位在該矩形外心者為圖祁切出之所裝光學元, 件’包含-樞軸銷24由前板和後板内之樞軸孔支撐，一矩· 形開放架22附加於該樞轴銷，—轉銷^在該樞轴销相 反端連結至該矩形開放架且固定於派形孔内，一個或多個 薄膜偏振器4安裝於該矩形開放架内，一個或多個過滤器 板16大致平行於底部孔板安裝且覆蓋著孔；其中㈣孔之 位置使薄膜偏振器位於頂部孔板之孔之下的正中央且旅形 孔約位於使薄膜偏振器在—特定設計角度之中央，且其中 孤形孔可用以調整薄膜偏振器之角度且橫向孔可用以調整_ 長形外殼相對於-光輻射源之位置。薄膜偏振器之方位可 藉由顛倒前板與後板之方位而加以改變。 光學模組如稍早所述提供_偏振度之裝置：調整偏振 器角度之樞軸及弧形孔及銷；樞軸及弧形孔在前板和後板 上之位置用以調整偏振器士女#· 正爾抛态艾万位，及橫向孔藉由利用該孔 相對於光源附加光學模組以調整光學組件相對於光束之橫 · 向位置。 另一實施例為-種排列一光排列層之方法，包括使一光籲 排列層對部份偏振光曝光，其中部份偏振光由該排列層吸 收且曝光後排列層具有異向電介質特性。較佳之一種方法 中邵份偏振光亦經部份準直。同樣較佳之一種方法中偏振 度可受調整。 -另-實施例為一種用以產生鄰接一光排列層表面之液 晶介質排列之方法，包括使—光㈣層對部份偏振光曝 光’邵份偏振光由該排列層吸收且將液晶介質施加於光排

O:\55\557ll-920905 DOC -18- 580604 列層，其中曝光後排列層謗發液晶排列。-較佳方法中部 份偏振光亦經部份準直。另-較佳方法中部份偏振且部份 準直光具有一已受調整之偏振度。其他較佳實施例包含一 步驟〃巾液曰曰介為一旦接觸光排列層則加熱至超過液晶 介質之等向性點並冷卻至其等向性點以下。另一較佳方法 包含一步驟’其中曝光後排列層在接觸液晶介質前經過加 熱及々卻。其他較佳方法包含_光排列層對部份偏振光之 曝光係為斜入射且曝光後之排列層誘發該液晶介質相對於 光排列層表面之一預傾斜角。其他較佳方法包含使一光排 列層曝光，包括對邵份偏振光之兩次曝光，其中在兩次曝 光間有一對光排列層表面垂直方向之相對旋轉角度大於〇 度但小於360度。以上方法在以下實例中加以舉例說明。 一感光性聚醯亞胺 〇pt〇AlignTM M-2000 ( Elsicon Incorporated，Wilmington，DE 19810)應用於實例中。 實例一 本實例說明本發明之一種光學曝光系統，利用部份偏振 光以一單次曝光光排列具有預傾斜之液晶。 光學曝光系統顯示於圖1中。光輻射之來源為一紫外 光，一種由一微波源激勵之10英吋線性充氣燈丨（Fusion UV Systems，Inc·，Gaithersburg，MD 之產品）。光輻射由一圓柱 形橢圓反射鏡2收集。一 1.5英吋X10英吋之第一孔3位 置接近燈具之焦點。一 4英吋X12英吋之薄膜偏振器4以 其設計角度（68度）位於孔後，該偏振器由四個4英吋X 3英 叶之薄膜偏振器（CVI，Albuquerque，New Mexico)之一線 O:\55\557ll-92O905.DOC -19- 陳陣列構成。自偏振器反射之射線通過一位在偏振器之後 之1.5英才X8英吋第二孔5。圓柱形反射器及兩孔產生之 邵份準直光在沿掃描方向之維度内具有—約ig至15度之 發散度’JL對燈具在垂直於掃描方向之方向内之發散度（約 30至45度）略有影響。一吸收性玻璃板6阻擋波長小於 270毫微米之輻射透射。基板（其上塗佈光排列層）7沿_ 與燈具長軸垂直之軸以一線性平移台13 (八⑽叫

Pittsburgh，PA )恆速掃描。通過第二孔之光名義上以料度 角入射基&。平行於掃描方向之偏振光及垂直於掃描方向 之偏振光在對平行於掃描方向之全部孔整合後測得之偏振 比名義上為1:2。 利用上述光學曝光系統，具有一感光性聚醯亞胺之基板 曝光於一約為1〇〇焦耳//平方公分之總能量密度。掃描速 率及燈具功率經過挑選以給出所需能量密度，使基板上之 光排列材料充分曝光且促使與該排列材料接觸之液晶排 列。 在曝光後基板以光學產生排列方向之正交方位組裝成單 元。單元厚度約為4微米。單元然後以毛細作用的方法填 滿向列液晶。一如預期，可觀察到液晶以一具有預傾斜之 扭曲向列方位排列。在將液晶單元加熱超過液晶之等向性 點（95°C加熱30分鐘）後，即可觀察到排列之均勻性會有 所改善。預傾斜可經由鮑爾等人所主張的液晶旋轉方法（一 九七六年三月八日之”物理現象”第56A期）確認之）。 實例二 O:\55\557l 1-920905 DOC -20- 此實例說明一種光學曝光系統利用部份偏振光產生無預 傾斜之光排列。 本貫例之光學曝光系統顯示於圖2中。燈具系統包括一 線性充氣燈1和一實例一之圓柱形橢圓反射鏡2，該燈具系 統與一接近燈具焦點之丨5英吋χ 1〇英吋第一孔3結合。 實例一之薄膜偏振器4處於其設計角度（68度）在該孔之 後。透射通過該偏振器之射線通過位在該偏振器後之一 15 英吋X 8英吋第二孔5。圓柱形反射鏡與兩孔產生之部份準 直光在沿掃描方向之維度内具有一約1〇至15度之發散 度，且對燈具在掃描方向之垂直方向内之發散度略有影響 (約30至45度）。一吸收性玻璃板6阻擋波長小於27〇毫 微米 < 輻射透射。備有感光性聚醯亞胺排列層之基板7用 一線性平移台13沿垂直於燈具長軸之一軸以一定速掃過。 通過第二孔之光線名義上垂直於基板入射。在整體越過平 行於掃描方向之全邵孔之後，平行於掃描方向偏振之光對 垂直於掃描方向偏振之光之偏振比測得約為。 利用上述光學曝光系統，具有—感光性聚醯亞胺之基板 曝光於―肖⑽焦耳/平方公分之總能量密度。掃描速率 及燈具之功率經過挑選達到所要能量密度，以充分對基板 上之光排列材料曝光，且促使與該排列材料接觸之液晶排 列0 在曝光後基板以光學產生排列方向之相互垂直方位組裝 成單元I元厚度約4 4微米。I元然後以毛細作用的方 法填滿向列液晶。_如預期觀察到液晶以一扭曲預傾斜向

O:\55\557II-920905 DOC -21 - 列方位排列。在將液晶單元加熱超過液晶之等向性點（95 °C加熱30分鐘）後，觀察到排列之均勻性有所改善。一如 預期觀祭到液晶以一無預傾斜之扭曲向列方位排列。 實例三 本實例說明一種實例二之光學曝光系統與一種圖3之光 子曝光系統結合以在一斜入射下曝光。此雙重曝光法用以 光排列具有預傾斜之液晶，且說明了 一反射鏡增加偏振比 之偏振效應。 備有感光性聚醯亞胺排列層之基板7首先由實例二中詳 、、’田說明之系統曝光。然後基板對備有一機械平台1 5之基板 平面之垂直方向旋轉90度。然後基板由圖3中之光學曝光 系統第二次曝光。實例一之燈具系統（1和2 )與一位置接 近燈具焦點之1.5英付X 10英忖第一孔3結合。圓柱形反 射鏡與兩孔產生之部份準直光在沿掃描方向之維度内具有 一約10至15度之發散度，且對燈具在掃描方向之垂直方 向内之發散度略有影響（約30至45度）。一實例一之偏振 益4以其設計角度（68度）位於孔後。透射通過偏振器之 射線通過位在該偏振器後之一 1 · 5英忖X §英叶第二孔5。 一種包括一塗佈鋁層之鋁基板之反射鏡8 ( Fusion Systems， Gaithersburg，MD )以一 68度之斜角放置在第二孔後。反 射^亦作用為在此角度使光輕射之偏振比增加至約11:1。 基板7用一線性平移台1 3沿垂直於燈具長軸之一軸以一定 速掃過。自反射鏡8反射之光線名義上以44度入射於該有 塗佈基板。 O:\55\55711-920905 D0C -22- 580604 利用上述光學曝光系統，具有一感光性聚醯亞胺之基板 曝光於一約100焦耳/平方公分之總能量密度。第一次和 第二次曝光間之曝光能量相對比率為4: 1。掃描速率及燈具 之功率經過挑選達到所要能量密度，以充分對基板上之光 排列材料曝光，且促使與該排列材料接觸之液晶排列。 在曝光後基板以光學產生排列方向之相互垂直方位組裝 成單元。單元厚度約為4微米。單元然後以毛細作用的方 法填滿向列液晶。一如預期觀察到液晶以一扭曲預傾斜向 列方位排列。在將液晶單元加熱超過液晶之等向性點（95 °C加熱30分鐘）後，觀察到排列之均勻性有所改善。利用 晶體旋轉法確認該預傾斜。 實例四 本實例說明如何將一實例二之光學曝光系統與一實例三 之光學曝光系統結合以光排列具有預傾斜之液晶。 重複貫例二，但第一次曝光係以圖3之光學曝光系統進行且第 '一次曝光係以圖2之光學曝光系統進行。 第一次和第二次曝光間之曝光能量之相對比率為丨：4。在 曝光後基板以光學產生排列方向之相互垂直方位組裝成單 元。單元厚度約為4微米。單元然後以毛細作用的方法填 滿向列液晶。一如預期觀察到液晶以一扭曲預傾斜向列方 位排列。在將液晶單元加熱超過液晶之等向性點（95。〇加 熱3 0分鐘）後，觀察到排列之均勻性有所改善。利用晶體 旋轉法確認該預傾斜。 實例五 O:\55\5571I-920905.DOC -23- 580604 此貫例說明一種光學系統’其利用兩次斜入射曝光產生 具有預傾斜之光排列。 備有一感光性聚醯亞胺排列層之基板7首先由圖3中說 明 < 系統曝光。然後基板對備有一機械平台15之基板平面 <垂直方向旋轉90度。然後基板以相同系統進行第二次曝 光。總曝光能量密度約為1〇〇焦耳/平方公分。第一次和 第二次曝光間之曝光能量相對比率為4:丨。在曝光後基板以 光學產生排列方向之相互垂直方位組裝成單元。單元厚度 約為4微米。單元然後以毛細作用的方法填滿向列液晶。 一如預期觀察到液晶以一扭曲預傾斜向列方位排列。在將 液晶單元加熱超過液晶之等向性點（95°C加熱30分鐘）後， 觀祭到排列之均勻性有所改善。利用晶體旋轉法確認該預 傾斜。 實例六 此實例說明一種光學系統，其利用兩次斜入射曝光產生 具有預傾斜之光排列。 備有一感光性聚醯亞胺排列層之基板7首先由圖3中說 明之系統曝光。然後基板對備有一機械平台1 5之基板平面 之垂直方向旋轉9 0度。然後基板以相同系統進行第二次曝 光。弟一 ’入和弟·一次曝光間之曝光能量相對比率為1:4。總 雙重曝光能量密度約為100焦耳/平方公分。在曝光後基 板以光學產生排列方向之垂直方位組裝成單元。單元厚度 約為4微米。單元然後以毛細作用的方法填滿向列液晶。 一如預期觀察到液晶以一扭曲預傾斜向列方位排列。在將 O:\55\557ll-920905 DOC -24- 580604 液晶單元加熱超過液晶之等向性點（95°C加熱30分鐘）後， 觀祭到排列之均勻性有所改善。利用晶體旋轉法確認該預 傾斜。 實例七 此貝例說明本發明之光學曝光裝置可用以改變曝光後光 排列層之電介質特性。 本貝例之光學曝光系統繪於圖4中。實例一之燈具系統 (1和2)與一接近燈具焦點之2英吋χ 2英吋第一孔9結 合。緊隨孔9有兩個2英吋X 2英吋平凸熔矽石圓柱形透鏡 10 ( Newport Optics，Irvinc，CA)彼此相互接觸，以產生一 8〇耄微米直線焦距。透鏡之直線焦距與充氣燈之線性軸平 仃。其後跟隨一單一 4英吋X3英吋薄膜偏振器u (c VI， AlbiiquerqUe，NM)處於其68度之設計角度。一丨英吋χ3 英叶孔12置於偏振器之後。孔9，圓柱形透鏡1 〇，及孔12 用以收集光輻射並將光輻射部份準直至在平行於掃描之方 向内之發散度約為10度。 備有一感光性聚醯亞胺排列層之基板7由此系統曝光。 使用一約100焦耳/平方公分之總曝光能量密度。掃描速 率及燈具之功率經過挑選達到所要能量密度，以充分對基 板上之光排列材料曝光，且促使與該排列材料接觸之液晶 排列。 異向電介質特性之光學測量方法係利用一種基於一光彈 性調制器（PEM-90, Huids lnstruments，HiUsboro, 0R)之 標準雙折射測量系統，依據Kemp概述之方法（p〇larized O:\55\557II-920905 D〇c -25 - 580604

Light and its interaction with Modulating Devices, Hinds International，Inc·，1987 )。測得之光學謗發雙折射度約為l X ΙΟ.2。 實例八 此實例說明一種用以控制一光學系統内部份準直度使一 基板光排列曝光之葉片結構。 本實例之一種光學曝光系統以一前視觀點顯示於圖5 中，其中基板朝該頁外平移。此系統包括圖2之光學曝光 系統及插在圓柱形反射鏡2與第一孔3之間之一葉片。一 由垂直擋板14構成之葉片放置為阻擋與一垂直於掃描方向 且對垂直向大於1 〇度之角度之光線。如此限制垂直於掃描 方向之光線之發散度為20度。 本實例說明一種對樣品平面有一斜方位之光學曝光 統’其產生一較小平均偏振比。

-種曝光系'統如圖6所示建構為相對將受掃描之基板 面成-斜方位（44度）。包括—線性充氣燈實例一 圓柱形橢圓反射鏡之一種燈具系統與實例二之一第一 3,-薄膜偏振器4及一第二孔5結合…透明石英板及 二色溥膜反射器16介於偏振器4和第二孔5間，反射波 約小於275毫微米之射線並透射波長約大於275毫微米 學Λ件之完㈣成建構錢其光學軸約對基板 面成約44度角。 的偏振比並不一致 在跨越一沿掃插方向之方向中光束

O:\55\557II-920905.DOC -26- 580604 偏振比係由測得一分鐘内累積之能量決定，測量方式利用 裝備一拒斥比好過1 〇〇: 1之紫外線增強之塑膠片偏振器 (Polaroid HNP’B，Boston，MA )之一能量計（uv Process

Supply Inc·，Chicago, IL)。為了二次曝光間之垂直偏振， 孩塑膠片偏振器旋轉90度以決定光束之偏振比。光束在a 位置之邊緣之偏振比為7.8:1。光束在A位置之能量為600 愛焦耳。光束在B位置之邊緣之偏振比為4.2:1。光束在b 位置之能量為892毫焦耳。對此實例中光學軸及偏振器之 方位而言’低偏振度較高偏振度具有一較高能量。當能量 計通過全光束之寬度掃描時平均偏振度為&2:1。 實例十 此只例說明一種對樣品平面有一斜方位之光學曝光系 統，其產生較高平均偏振比。 一種類似於實例九之曝光系統建構為對將如圖7所示受 掃描之基板之平面成一斜方位（44度）。在此實例中偏振器 足位為一與實例九相反之方位。第一孔3 ,偏振器4，第二 孔5，及二分過濾器丨6之橫向位置向左向下偏移約1/4英 吋以增加平均偏振度。此觀點在實例十一中再進一步說明。 在跨越一沿掃描方向之方向中光束的偏振比並不一致， 且如實例九測量之。光束在A位置之邊緣之偏振比為 16:1。光束在A位置之能量為79〇毫焦耳。光束在b位置 之邊緣之偏振比為12:1。光束在B位置之能量為405毫焦 耳對此貫例中光學軸及偏振器之方位而言，高偏振度較 低偏振度具有一較高能量。當能量計越過全光束寬度掃描 O:\55\55711-920905.DOC -27· 580604 時平均偏振度為14:1。 一光學傳導之分析顯示此實例提供與實例3中相似之曝 光狀況。如先前所述對曝光幾何及偏振器方位之考量提供 對觀察所得實例二和實例三間偏振比增加之一種解釋。 實例十一 此實例說明一種實例九之光學曝光系統，顯示如何利用 橫向排列控制偏振比。 一種類似於實例九之曝光系統建構為相對將如圖6所示 受掃描之基板平面成一斜方位（44度）。第一孔3,薄膜偏 振器4，第二孔5，薄膜二分反射器16沿垂直於燈具長軸 之一軸偏移。 在能T計掃描橫越光束全寬度時，一對右上偏移約〇. 2 5 英吋之偏移量造成5.4:1之偏振比。在能量計掃描橫越光束 全寬度時，一對左下偏移約0.5英吋之偏移量造成7.4:1之 偏振比。 實例十二 此實例說明一種能類似於實例一產生具有預傾斜之光排 列但以透射運作之光學曝光系統。 一種曝光系統建構為對將如圖8A所示受掃描基板之平 面成一斜方位（44度）。一種包括實例一之一線性充氣燈及 一圓柱形橢圓反射鏡之燈具系統與實例二之一第一孔3 , 一 薄膜偏振器陣列28，及一第二孔5結合。一透明石英板及 一二分薄膜反射器16介於偏振器陣列28和第二孔5間， 反射波長小於約275毫微米之射線並透射波長大於約275 O:\55\55711-920905.DOC -28 - 毛微米 < 射線。光學組件之完整總成建構為使其光學軸對 基板平面成約44度角。 、 薄膜偏振器陣列28由如圖8B所示對光束成68度角之個 別薄膜偏振器4之-p車列構成。每一偏振器4對與圖6相 較之光束軸旋轉90度。每一偏振器4由一用以對每一偏振 益阻擋反射光之垂直擋板14隔開。當能量計越過全光束寬 度掃描時平均偏振度為1:2.5。 實例十三 此實例說明一種具有一較低偏振度之光學曝光系統，其 _ 利用兩次斜入射曝光產生具有預傾斜之光排列。 備有一感光性聚醯亞胺排列層之基板7首先由與圖9相 似之系統曝光。然後基板對備有一機械平台15之基板平面 之垂直方向旋轉90度。然後基板以相同光學曝光系統進行 第二次曝光。實例一之燈具系統（1和2 )與一位置接近燈 具焦點之1.5英吋X 1 〇英吋第一孔3結合。圓柱形反射器 與兩孔產生之部份準直光在沿掃描方向之維度内具有約1〇 $ 至15度之發散度，且對燈具在垂直於掃描方向之方向内之 發散度（約30至45度）略有影響。薄膜偏振器4以其設 計角度（68度）位於孔後。透射通過偏振器之射線通過位 在偏振器之後之一 1.5英吋X 8英吋第二孔5。測得偏振比 約為6:1。基板7用一線性平移台13沿垂直許聲具長軸之 一軸以一定速掃過。光線名義上以44度入射於該有塗佈基 板。 利用上述光學曝光系統，具有一感光性聚醯亞胺之基板 O:\55\55711-920905 DOC -29- 580604 曝光於-約為1 00焦耳/平方公分之總能量密度。第—次 和第一次曝光間 < 曝光能量相對比率為4:1。掃描速率及燈 具功率經過挑選以給出所需能量密度，使基板上之光排列 材料充分曝光且促使與該排列材料接觸之液晶排列。 在曝光後基板以光學產生排列方向之相互垂直方位組裝 成單元。單元厚度約4 4微米。單元然後以毛細作用的方 法填滿向列液晶。一如預期觀察到液晶以一扭曲預傾斜向 列方位排列。在將液晶單元加熱超過液晶之等向性點（％ °c加熱30分鐘）後，觀察到排列之均勾性有所改善。利用 _ 晶體旋轉法確認該預傾斜。 實例十四 此實例說明一種具有一較高偏振度之光學曝光系統，其 利用兩次斜入射曝光以增進之均勻性產生具有預傾斜之光 排列。 備有一感光性聚醯亞胺排列層之基板首先由與圖7相似 之系統曝光。然後基板對備有一機械平台1 5之基板平面之 垂直方向旋轉90度。然後基板以相同光學曝光系統進行第 * 二次曝光。實例一之燈具系統（1和2 )與一位置接近燈具 焦點之1.5英吋X 10英忖第一孔3結合。圓柱形反射器與 兩孔產生之邵份準直光在沿掃描方向之維度内具有約1 〇至 15度之發散度，且對燈具在垂直於掃描方向之方向内之發 散度（約30至45度）略有影響。實例一之薄膜偏振器4 以其設計角度（6 8度）位於孔後。透射通過偏振器之射線 通過位在偏振器之後之一 1·5英吋X8英吋第二孔$。 O:\55\557l 1-920905 DOC -30- 580604 偏振比約為9·5:1。基板7用一線性平移台13沿垂直於燈 具長軸之一軸以一定速掃過。光線名義上以44度入射於該 有塗佈基板。 利用上述光學曝光系統，具有一感光性聚醯亞胺之基板 曝光於一約為1 00焦耳/平方公分之總能量密度。第一次 和第二次曝光間之曝光能量相對比率為4:丨。掃描速率及燈 具功率經過挑選以給出所需能量密度，使基板上之光排列 材料充分曝光且促使與該排列材料接觸之液晶排列。 在曝光後基板以光學產生排列方向之相互垂直方位組裝 成單7C。單7C厚度約為4微米。單元然後以毛細作用的方 法填滿向列液晶。一如預期觀察到液晶以一扭曲預傾斜向 列方位排列。在將液晶單元加熱超過液晶之等向性點（％ °C加熱30分鐘）後，觀察到排列之均勻性有所改善。排列 品質與實例十三相較有所改進。利用晶體旋轉法確認該預 傾斜。 實例十五 此實例說明一種加熱一基板之方法，該基板在曝光後但 在構成一液晶測試單元前之光排列材料製備而成。 備有一感光性聚醯亞胺排列層之基板首先由圖1〇所示 之系統曝光。然後基板對備有一機械平台15之基板平面之 垂直方向旋轉90度。然後基板以相同光學曝光系統進行第 二次曝光。#例一之燈具系、统（i * 2)與一位置接近燈具 焦點之1.5英忖X 10英忖第一孔3結合。圓柱形反射器與 兩孔產生之部份準直光在沿掃描方向之維度内具有約1〇至 O:\55\557 Π-920905.DOC -31 - 580604 15度之發散度，且對燈具在垂直於掃描方向之方向内之發 散度（約30至45度）略有影響。實例一之薄膜偏振器4 以其設計角度（68度）位於孔後。透射通過偏振器之射線 通過位在偏振器之後之一 1.5英吋X8英吋第二孔5。基板 7用一線性平移台1 3沿垂直於燈具長軸之一軸以一定速掃 過。光線名義上以44度入射於該有塗佈基板。 利用上述光學曝光系統，具有一感光性聚醯亞胺之基板 曝光於一約為1 〇〇焦耳/平方公分之總能量密度。第一次 和第一 ’人曝光間之曝光能量相對比率為4:1。掃描速率及燈 具功率經過挑選以給出所需能量密度，使基板上之光排列 材料充分曝光且促使與該排列材料接觸之液晶排列。 在曝光後基板加熱至18(TC維持兩小時然後讓其冷卻至 在加熱及冷卻後基板以光學產生排列方向之相互垂直方 位組裝成單元。單元厚度約為4微米 。單元然後以毛細作

經發現排狀μ性與轉維持比率與實例十四中製備 之單元相較時有所改進。 實例十六

9Α和Β中，一支撐結構29 ,— 可調整曝光角之光學曝光系統。 楱組26，一光學外罩27繪於圖 29 ’ 一輪軸30，_定位器銷31， O:\55\5571l-920905 DOC -32 - 580604 燈具模組26容納實例 及一定位器後板3 2，如圖1 〇所示 一之圓柱形燈具1及反射器2。 〜光學外罩容納-種料圖9中之光學模組。光學外罩結 實地附加於燈具模組上。光學模組以螺栓穿過光學模組上 之橫向孔19附加於光學外罩。如此許可光學模組之橫向定 位控制偏振度。光學模組如圖1〇所示定位於右下約ι/4英 叶處以增加偏振度。圖9所示偏振器之方位係用以在圖1〇 所示曝光系統中在斜入射下產生一較高偏振度。 支撐結構29，輪軸30，定位器銷31，及定位器後板32 提供控制曝光角度之裝置。燈具模組以一提供調整高度之 螺釘機構安裝於支撐結構上。支撐結構29對輪軸旋轉， 且定位器銷31與定位器後板32之作用為在不同曝光角度 鎖住支撐結構。 當支撙結構定位為用於垂直人射，光學曝光系統平均橫 越全光束之偏振比約為6:卜在支撐結構定位為用於44度 角斜入射時’光學曝光系統平均橫越全光束之偏振比約為 9.5:1。在支撐結構定位為用於55度角斜入射時，光學曝光 系統平均橫越全光束之偏振比約為12.5:1。 此實例顯示光束内之部份偏振度影響平均偏振度且視曝 ^角度而定；且進-步支持對斜曝光角之平均偏振度有所 貝獻之偏振器之方位。 以上實例及前述說明均屬本發明之說明。應瞭解對習於 此技藝者而言可能想出以上論述之其他選擇。本發明包含 所有在本發明範圍内之此種其他選擇。

O:\55\557I1-920905 DOC -33- 580604 【圖式簡單說明】 圖1、纟會出一種光學曝光系統’其備有邵份準直及部份偏 ’ 振輕射。 圖2繪出一種光學系統之側視圖，其用於以近似正向入 射使一基板曝光。 圖3繪出一種光學系統之側視圖，其用於以斜入射使— 基板曝光。 圖4繪出一種光學系統之側視圖，其利用折射光學以近 似正向入射使一基板曝光。 _ 圖5繪出一種光學系統之前視圖，其利用一葉片結構控 制部份準直度。 圖6繪出一種光學系統之側視圖，其具有在某一角度之 光學組件，該角度被用於以較低度偏振以斜入射曝光。 圖7繪出一種光學系統之側視圖，其具有在某一角度之 光學組件，該角度被用於以較高度偏振以斜入射曝光。 圖8(A)繪出一種光學系統之側視圖，其具有在某一角度 鲁 之光學組件，該角度被用於以斜入射以一單次曝光，（B)繪 出偏振器之前視圖以清楚顯示其構造。 圖9(A)繪出一種用於本發明一光學組件之加長型外殼外 敗，（B)繪出裝在該光學組件内之光學元件。 圖1〇緣出一種備有變換曝光入射角裝置之光學曝光系 統。 【圖式代表符號說明】

O:\55\557 Π-920905 DOC -34- 580604 1 10英吋線性氣燈 2 圓形橢圓反射鏡 3 第一孑L 4, 11 薄膜偏振器 5 第二孔 6 吸收性玻璃盤 7 基板 8 反射鏡 9, 12 孔 10 柱形透鏡 13 線性平移台 14 垂直檔板 15 機械平台 16 二分薄膜反射器 17 前板 18 後板 19 橫向孔 20 樞軸孔 21 弧形孔 22 矩形開放架 24 樞軸銷 25 弧形銷 26 燈具模組 27 光學外罩 O:\55\55711-920905.DOC -35- 580604 28 薄膜偏振器陣列 29 支撐結構 30 輪軸 31 定位器銷 32 定位器後板 O:\55\55711-920905 DOC -36-

Claims (1)

1. 弟〇87118266號專利申請案 中文申請專利範圍再替換本(92年9月） 拾、申請專利範園：

   括： P y:' 輻射排列一基板之光學曝光系統，包 至少一光輻射源； 用以部份偏振該光輻射之裝置； 用以部份準直該光輻射之裝置； 用以相對於該部份偏振及部份準直光輻射傳送該基板之裝置，其 中， Μ光輻射源具有一長軸或球形幾何，且該用以部份偏振該光輻射 之裝置包括： 一偏振器，具有以一特定設計角朝向及背離光輻射源之面，其中 該偏振器產生一反射射線及一透射射線； 該用以部份準直該光輻射之裝置包括： 一彎曲反射器，位於背離光輻射源之指定距離處； 一第一孔，具有朝向及背離光輻射源之面； 一第二孔，具有朝向及背離光輻射源之面，其係沿偏振器背離光 輻射源面配置； 該用以相對於該部份偏振及部份準直光輻射傳送該基板之裝置具 有一表面面向該光輻射源用以支承基板，其係沿第二孔之背離光輻射 源面配置。 2·如申請專利範圍第1項之光學曝光系統，其進一步包括部份過濾該光 輕射之裝置。 3.如申請專利範圍第1項之光學曝光系統，其進一步包括調整部份偏振 O:\55\55711-920925.DOC b5l 、 ut* ri^ 度 < 裝置。 如申巧專利範圍第2項《光學曝光系統，其進一步包括調整部份偏振 度之裝置。 5·如中請專利範m第2項之光學曝光系統，其中： 、該偏振器為—薄顯減m孔之背離光輻射源面配置且 成一角度與特定設計角對應；

   該彎曲反射器為-圓柱形擴圓反射鏡，其有一長轴，平行於光輕 射源長軸配置且與光银m有—轉以使光輻射聚焦在一焦點； β第-孔具有-絲’其約位於焦點處且沿光讀源長轴配置； 孩第二孔具有一長軸，沿薄膜偏振器背離光輕射源面配置，沿第 一孔長軸配置且與第一孔平行； 卿份過濾、該光輻射之裝置為—具有朝向及背離絲射源之面之 過滤器，其平行於第二孔飾絲射源之面且沿此面配置。

   6. -種用以產生具有—偏振度之部份偏振及部份準直絲射之光學模 組，包括一長形外殼，該模組包括： 一可移動頂部孔板，其有一長形孔約在該板中央且與外殼長度平 行， 一可移動底部孔板，其有一長形孔約在該板中央且與外殼長度平 行， 一前板，其有一個或多個橫向孔位於該板周邊，一樞軸孔偏離中 央位於該板之一上部象限内，及一弧形孔偏離中央位於該板之一相反 的下部象限内，由對該樞軸孔旋轉之一線定義， 一後板，其有與前板相符之一樞軸孔及一弧形孔， O:\55\55711-920925.DOC -2 - 一樞軸銷，其由前板和後板内之樞軸孔支撐， 一矩形開放架，其附加於樞軸銷， 一弧形銷，其在與樞軸銷相反之末端附加於矩形開放架且固定於 弧形孔内， 一個或多個薄膜偏振器，其附於矩形開放架内， 一個或多個過濾器板，其與底部孔板大約平行安裝且覆蓋該孔； 其中樞軸孔之位置使薄膜偏振器位於頂部孔板孔下方的正中央， 且篆形孔大約位於為薄膜偏振器有一特定設計角度之中央，且其中旅 形孔可用以調整薄膜器偏振器之角度且橫向孔可用以調整長形外殼 相對於一光輻射源之位置。 一種以部份偏振及部份準直光輻射排列一基板之光學曝光系統，包 括： 至少一光輻射源； 用以部份偏振該光輻射之裝置；

   用以部份準直該光輻射之裝置； 用以部份過濾該光輻射之裝置； 以調整部份偏振度之裝置；及 用以相對於該部份偏振及部份準直光輻射傳送該基板之裝置，其 中， 該用以部份偏振該光輻射之裝置包含 一種兩個或多個薄膜偏振器之陣列，該等薄膜偏振器介於兩個或 多個吸收板間以一角度自相連吸收板之頂部至底部橫貫板間的空間， 該用以邵份準直該光輻射之裝置包含一種兩個或多個吸收板之陣 O:\55\55711-920925.DOC -3 - 580604 列，該等吸收板平均間隔，且正交及平行安裝於一支撐吸收板之支撐 構架之寬度， 其中吸收板間之間隔使所裝薄膜偏振器約處於設計角度。 8· 一種用以排列一光排列層之方法，包括·· 使一光排列層曝光於部份偏振及部份準直光輻射，其中該部份準 直光輻射沿一維度具有大於5度且小於3〇度之發散，且沿其正交維度 具有-無限制發散’且其中該部份偏振及部份準直光輕射由該排列層 吸收且曝光排列層具有異向性電介質特性。 9· -種用錢鄰接-光排顺表面之液晶介質產生侧之方法，包括： 使-光制層曝光於部份胁麟份準直絲射，神份偏振及 部份準直絲射倾_層吸收，其中該雜準直絲躲—維度且 有大於5度且小於30度之發散，且沿其正交維度具有一無限制發散， 及 對光排列層施加液晶介質，其中曝光後排列層謗發液晶排列。 O:\55\55711-920925.DOC -4-