TWI417674B - 無遮罩曝光裝置、以及使用此裝置以製造用於顯示器之基板之方法 - Google Patents

Description

無遮罩曝光裝置、以及使用此裝置以製造用於顯示器之基板之方法

本發明係關於一種無遮罩曝光裝置，更具體地說，乃指在該無遮罩曝光裝置中，用於對液晶顯示器面板進行曝光的數位微鏡器件以重疊方式排列於其中，以及使用此裝置以製造用於顯示器之基板的方法。

一般來說，製作平面面板顯示器的面板是由以下過程進行圖案化。首先，將一圖案化材料使用於一面板，然後採用一光罩有選擇性地進行曝光。之後，將圖案化材料經選擇性曝光而化學材料性質發生變化的一部分或者另一部分移除，以形成一圖案。

近來，一種無需使用光罩的無遮罩曝光裝置已被廣泛應用。該無遮罩曝光裝置所使用的方法是，一電子裝置利用以電信號形式表現的圖案化資訊將一光束傳遞至一面板，該電子裝置的一典型實例為數位微鏡器。數位微鏡器所採用的原則為：微鏡可產生光，該光在一特定角度時入射，一些光在一預期角度被反射，其他光則在不同角度被反射，因此僅使用必要的光形成一景象。

第1圖為舉例說明習知的無遮罩曝光裝置之結構之示意圖。

參閱第1圖，一光源1為曝光過程提供光，通過一第一光學系統3由光源1射出的光被傳遞至一數位微鏡器5。該第一光學系統3包括一光導向元件3’和一聚光光學元件4。該光導向元件3’引導光至一預期光路，該聚光光學元件4使由光源1射出的光可應用於曝光。

前述已通過聚光光學元件4的光在數位微鏡器5被反射。在此，該數位微鏡器5根據外部信號接收預期的圖案化資訊，並有選擇性地僅將必要的光傳遞至一第二光學系統7，該第二光學系統7將在下文進行描述。更確切地說，在由光源1所射出的光中，該數位微鏡器5僅將必要的光傳送至第二光學系統7，同時將不必要的光以其他角度反射。

前述第二光學系統7設置有一光導向元件7’和一圖像光學元件8，前述第二光學系統7的功能是將光由數位微鏡器5導引而出，前述光導向元件7'的功能是引導光至一預期光路，前述圖像光學元件8則將光照射至一基板10。

第2圖為舉例說明習知無遮罩曝光裝置之數位微鏡器進行掃描過程的示意圖。

參閱第2圖，一基板10被置於一掃描平台11上，前述掃描平台11可由外部驅動源驅動而在X軸和Y軸方向上移動，而基板10被光所照射。

前述將光照射至基板10的數位微鏡器5被置於掃描平台11之上。一般來說，該些數位微鏡器5被排列在與掃描方向互相垂直的方向上，參閱第2圖。前述數位微鏡器5根據圖案化資訊在箭頭所指定的方向上移動的同時，將光照射至基板10。作為參考的是該掃描過程不是由前述數位微鏡器5本身的移動所進行，而是當掃描平台11被移動時，由前述數位微鏡器5的相對移動完成。

前述數位微鏡器5並不侷限於如第2圖所示的數量，而且可有大量的數位微鏡器5被設置用於進行掃描。一般前述數位微鏡器5可完成多次掃描過程，而非一次。換言之，如第2圖所示，前述數位微鏡器5在Y軸方向上進行直線往復運動的同時進行掃描。

然而，上述的習知無遮罩曝光裝置存在如下所述的幾個問題。

當前述數位微鏡器5進行掃描時，一圖案15在基板10上被形成，如第3圖所示。此時，由於前述數位微鏡器5的排列形式，數個掃描痕跡17在圖案15內產生。即當前述數位微鏡器5進行掃描過程時，數個掃描痕跡17不僅沿數位微鏡器5的側邊，而且沿其掃描邊界形成。因此，在第2圖中，前述掃描痕跡17沿著四條直線形成。

因為當基板10被用於製作一顯示器時，掃描痕跡17直接出現在螢幕上，因此當使用者觀看螢幕時則會有不便之處，而有很大的問題。即掃描痕跡17成為圖像品質惡化的一因素。

因此，本發明的目的是解決習知技術的上述問題，提供一種無遮罩曝光裝置，當基板被光線曝光時，不會在基板上產生掃描痕跡，另外提供一種使用本發明的無遮罩裝置以製造用於顯示器之基板的方法。

為達到上述目的，本發明一方面係提供一種無遮罩曝光裝置，包括：一光學單元，用於產生曝光時可利用的光線；以及一數位微鏡器單元，包括多個數位微鏡器，該數位微鏡器用於有選擇性地反射由光學單元所傳遞的光，以將光對基板進行照射；其中前述數位微鏡器以多行被排列，此結構位於同一行的數位微鏡器以一預定距離相互分離，位於不同行的數位微鏡器在一末端部分相互部分重疊。

當數位微鏡器進行掃描時，前述數位微鏡器移動路徑的兩側端相互部分重疊。

前述基板設置於一掃描平台上，前述掃描平台能夠在X軸和Y軸方向上移動。

前述基板可被用於製成一液晶顯示器。

本發明的另一方面是提供一種製造用於顯示器之基板的方法，包括一無遮罩曝光過程，該方法包括以下幾個步驟：將多個數位微鏡器以多行排列，在此方式下，使位於同一行的數位微鏡器以一預定距離相互分離，位於不同行的數位微鏡器在一末端部分相互部分重疊；相對移動前述數位微鏡器以曝光一基板；在數位微鏡器進行曝光完成後，排列前述數位微鏡器，以使數位微鏡器移動路徑之兩側邊相互部分重疊；以及相對移動前述數位微鏡器以曝光前述基板。

前述排列該些數位微鏡器，以使數位微鏡器移動路徑之兩側邊相互部分重疊的步驟，以及相對移動前述數位微鏡器以曝光基板的步驟，在每次曝光過程完成後，重複執行該兩個步驟。

前述基板設置於一掃描平台上，前述掃描平台能夠在X軸和Y軸方向上移動。

前述基板可被用於製成一液晶顯示器。

以下，結合附圖，將對本發明所述之無遮罩曝光裝置、以及使用此裝置以製造用於顯示器之基板之方法的較佳實施例進行詳細描述。

第4圖為說明依據本發明較佳實施例所述的無遮罩曝光裝置之結構之側面示意圖。

第5圖為說明依據本發明較佳實施例所述的無遮罩曝光裝置之主要部分之結構平面圖。

如圖所示，一待處理基板22被置於一掃描平台20上。前述基板22被固定在前述掃描平台20時，可同時與掃描平台20一起移動。即當掃描平台20在X軸和Y軸方向上被移動時，基板22也可與掃描平台20一起移動。

一光學單元30和一數位微鏡器單元40被設置於掃描平台20的上方，其中前述光學單元30提供曝光時可利用的光線，前述數位微鏡器單元40接收來自光學單元30的光線，並且將光照射至基板22。

前述光學單元30包括一光源31，提供曝光時所需要的光線，鐳射二極體可被利用於作為光源31。由光源31所發射的光在通過一複眼透鏡33時被散發。然後，已穿過複眼透鏡33的光在通過一聚光透鏡35時被平行放射而出。

通過聚光透鏡35的光在一導向鏡37上被反射，以致光束路徑可被改變。然後，在前述導向鏡37上被反射的光被傳送至數位微鏡器單元40。

前述數位微鏡器單元40有選擇性地將由光學單元30所傳送的光照射至基板22。前述數位微鏡器單元40包括多個數位微鏡器42，前述數位微鏡器42不需使用額外的遮罩即可有選擇性地對光進行反射。每一數位微鏡器具有複數個角度可調節的微鏡，當改變各個微鏡的角度時即可反射光線。

參閱第5圖，前述多個數位微鏡器42被排列為兩行，位於同一行的數位微鏡器42相互分隔一定距離。儘管如第5圖所示，每一行僅有一個數位微鏡器42，但可有複數數位微鏡器42每隔一定間隔設置在每一行中。前述數位微鏡器42對於基板22在Y軸方向上進行線性往復運動的同時進行掃描。

即前述數位微鏡器42得以複數次掃描基板22而非僅一次而已。如上所述，前述數位微鏡器42本身不移動，而是當掃描平台20在X軸和Y軸方向上移動時進行相對移動。其原因是，如果數位微鏡器42本身移動，其會發生混亂的情形，導致曝光效率的降低。

前述位於不同行的數位微鏡器42被排列為在末端部分相互部分重疊的形式。最好前述數位微鏡器42能在最小的範圍內相互重疊，而使掃描基板22所需的數位微鏡器42降低到最少。然而，如果位於不同行的數位微鏡器42的末端重疊部分太小，掃描痕跡62可能會形成一近乎直線。因此，必須適當地調節重疊部分的大小。

由光學單元30所發射的光在數位微鏡器單元40所提供的導向鏡41上被反射，然後被傳送至數位微鏡器42。根據所輸入的圖案資訊，通過各個微透鏡，前述數位微鏡器42將對光進行有選擇地反射。

前述數位微鏡器42所反射的光當通過設置在數位微鏡器42之下的投影透鏡44時，其尺寸將被縮小或增加。已通過投影透鏡44的光穿過一調焦透鏡46之後被照射至基板22上。

前述數位微鏡器單元42設置有一數位微鏡器調節裝置48，能夠調節數位微鏡器42的位置。儘管圖中未顯示，前述數位微鏡器調節裝置48包括一X軸測微計和一Y軸測微計。相對地，前述數位微鏡器42在X軸和Y軸方向上的運動分別由X軸測微計和Y軸測微計控制。

同時，前述數位微鏡器單元40與一圖案資訊傳輸單元50連接。前述圖案資訊傳輸單元50將在基板22上所形成的圖案的資訊傳輸至數位微鏡器42。然後，前述數位微鏡器42根據前述圖案資訊傳輸單元50所輸入的圖案將光進行反射，因此在基板22上形成圖案。

以下，將對以上本發明所述之無遮罩曝光裝置以及使用此裝置以製造用於顯示器之基板之方法進行詳細描述。

第5圖為說明本發明較佳實施例所述的無遮罩曝光裝置之數位微鏡器進行掃描過程之示意圖。第6圖為說明本發明較佳實施例所述的無遮罩曝光裝置所形成的圖案之平面示意圖。

如第5和第6圖所示，前述多個數位微鏡器42排列成兩行，當前述數位微鏡器42進行掃描時，一圖案60在基板22上形成。此時，多個掃描痕跡62沿前述數位微鏡器42的兩橫向側邊在圖案60上形成。更明確地說，當如第5圖所示的第一次掃描完成，多個掃描痕跡62沿前述數位微鏡器42的兩橫向側邊在四條直線內形成。

接下來，將描述依照第5圖虛線所示而進行的第二次掃描。當第一次掃描完成時，前述多個數位微鏡器42在X軸正方向上移動。此時，前述數位微鏡器42的移動與數位微鏡器42的移動路徑部分相互重疊。當前述數位微鏡器42進行掃描時，在移動路徑的兩側邊間斷地形成多個掃描痕跡62。前述移動路徑的重疊最好與在不同行設置的數位微鏡器42的重疊範圍一樣。依此方式，前述數位微鏡器42在相對於X軸和Y軸方向上移動時進行掃描。

在此，因為前述多個數位微鏡器42有選擇性地將光照射至基板，如第6圖所示，多個掃描痕跡62沿著前述數位微鏡器42的掃描方向以預定間隔形成。因此，前述掃描痕跡62不是沿著Y軸方向形成連續的直線狀，而是在兩直線上間斷地形成。

在前述掃描痕跡62所形成的狀態下，顯示器製作完成，接著使用者觀看該顯示器。當掃描痕跡62間斷地形成在如上所述的兩條直線上時，使用者不會看見前述掃描痕跡62。也就是說，當使用者觀看顯示器時，不會看見形成在顯示器上的掃描痕跡62，因此，使用者觀看顯示器時即認為其圖像品質是沒有問題的。

本發明的保護範圍並不侷限於以上所描述和說明的具體實施例，而是由附加的申請專利範圍所定義。任何熟習此技藝者，在本發明的專利保護範圍內，當可做些許更動與潤飾。

舉例來說，掃描過程並不是必須由如上所述的設置於兩行的數位微鏡器42進行，當將光照射至基板22時，也可將數位微鏡器42以多行排列設置進行掃描。儘管在此沒有詳細描述，用於本發明的基板可用於液晶顯示器、電漿顯示器、有機發光二極體顯示器、軟性顯示器等類似顯示器的基板。

一般來說，前述曝光過程包含於一系列的步驟，感光性光阻材料的塗佈、曝光和顯影，在光阻材料上蝕刻一物體，並移除光阻材料。本發明提供一種與曝光過程相關的裝置及其方法。

在本發明中，為了在基板上形成一圖案，多個數位微鏡器被排列在多行以可選擇性地反射由光源所發射出來的光，依此方式，設置於不同行的數位微鏡器相互部分重疊。如此，當前述數位微鏡器進行掃描而有選擇性地反射光線時，多個掃描痕跡沿該些數位微鏡器的邊界間斷地形成在兩條直線上。因此，根據本發明，其優點在於，當使用者觀看前述具有前述掃描痕跡之基板的顯示器時，使用者將不會看見或感覺到有掃描痕跡。

即其優點在於，在顯示器上間斷地形成的掃描痕跡對使用者的目視而言並不是顯而易見的，因此使用者能夠舒適地觀看前述顯示器。

1．．．光源

3．．．第一光學系統

3’．．．光導向元件

4．．．聚光光學元件

5．．．數位微鏡器

7．．．第二光學系統

7’．．．光導向元件

8．．．圖像光學元件

10．．．基板

11．．．掃描平台

17．．．掃描痕跡

15．．．圖案

20．．．掃描平台

22．．．基板

30．．．光學單元

31．．．光源

33．．．複眼透鏡

35．．．聚光透鏡

37．．．導向鏡

40．．．數位微鏡器單元

41．．．導向鏡

42．．．數位微鏡器

44．．．投影透鏡

46．．．調焦透鏡

48．．．數位微鏡器調節裝置

50．．．圖案資訊傳輸單元

60．．．圖案

62．．．掃描痕跡

第1圖為說明習知無遮罩曝光裝置之結構示意圖；第2圖為說明習知無遮罩曝光裝置之數位微鏡器進行掃描過程的示意圖；第3圖為說明習知無遮罩曝光裝置所形成圖案的平面示意圖；第4圖為說明依據本發明較佳實施例所述的無遮罩曝光裝置之結構之側面示意圖；第5圖為說明依據本發明較佳實施例所述的無遮罩曝光裝置之數位微鏡器進行掃描過程的示意圖；第6圖為說明依據本發明較佳實施例所述的無遮罩曝光裝置所形成圖案的平面示意圖。

20．．．掃描平台

22．．．基板

30．．．光學單元

31．．．光源

33．．．複眼透鏡

35．．．聚光透鏡

37．．．導向鏡

40．．．數位微鏡器單元

41．．．導向鏡

42．．．數位微鏡器

44．．．投影透鏡

46．．．調焦透鏡

48．．．數位微鏡器調節裝置

50．．．圖案資訊傳輸單元

Claims (4)

1. 一種無遮罩曝光裝置，包括：一光學單元，用於產生曝光時可利用的光線；以及一數位微鏡器單元，包括多個數位微鏡器，用於有選擇性地反射由光學單元所傳遞的光，以將光對基板進行照射，其中該基板設置於一掃描平台上，該掃描平台可在X軸和Y軸方向上移動，且該基板可被用於製成一液晶顯示器；其中，前述數位微鏡器被排列為多行，依此方式，位於同一行的數位微鏡器以一預定距離相互分離，位於不同行的數位微鏡器在一末端部分相互部分重疊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之無遮罩曝光裝置，其中，當前述數位微鏡器進行掃描時，前述數位微鏡器移動路徑的兩側端相互部分重疊。
3. 一種製造用於顯示器之基板之方法，包括一無遮罩曝光過程，該方法包括以下幾個步驟：將多個數位微鏡器排列在複數行，依此方式，使位於同一行的數位微鏡器以一預定距離相互分離，位於不同行的數位微鏡器在一末端部分相互部分重疊；相對移動前述數位微鏡器以曝光一基板，其中該基板設置於一掃描平台上，該掃描平台可在X軸和Y軸方向上移動，且該基板可被用於製成一液晶顯示器；在數位微鏡器進行曝光完成後，排列該些數位微鏡器，以使數位微鏡器移動路徑之兩側邊相互部分重疊；以及相對移動前述數位微鏡器以曝光該基板。
4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中，前述排列該些數位微鏡器，以使數位微鏡器移動路徑之兩側邊相互部分重疊的步 驟，以及相對移動前述數位微鏡器以曝光基板的步驟，每次曝光過程完成後，重複執行該兩個步驟。