本發(fā)明屬于顯示器領(lǐng)域，尤其涉及一種曝光方法和聚光透鏡以及曝光機(jī)。

背景技術(shù)：

ltps-tftlcd(即低溫多晶硅--薄膜晶體管液晶顯示器；其中l(wèi)tps，lowtemperaturepoly-silicon，低溫多晶硅；tft，thinfilmtransistor，薄膜晶體管；lcd，liquidcrystaldisplay，液晶顯示器)具有高分辨率、反應(yīng)速度快、高亮度、高開口率等優(yōu)點(diǎn)，加上由于ltps-tftlcd的硅結(jié)晶排列較非晶硅(a-si)有次序，使得電子移動(dòng)率相對(duì)高100倍以上，可以將外圍驅(qū)動(dòng)電路同時(shí)制作在玻璃基板上，達(dá)到系統(tǒng)整合的目標(biāo)、節(jié)省空間及驅(qū)動(dòng)ic的成本。

ltps屏幕是通過對(duì)傳統(tǒng)非晶硅tft-lcd面板增加激光處理制程來制造的，元件數(shù)量可減少40％，而連接部分更可減少95％，極大的減少了產(chǎn)品出現(xiàn)故障的幾率。這種屏幕在能耗及耐用性方面都有極大改善，水平和垂直可視角度都可達(dá)到170度，顯示響應(yīng)時(shí)間達(dá)12ms，顯示亮度達(dá)到500尼特，對(duì)比度可達(dá)500：1。

現(xiàn)有的ltps制程包含曝光工藝，通常tft廠曝光部的生產(chǎn)工藝如下，玻璃基板經(jīng)過涂布光阻(coater)后，會(huì)進(jìn)行減壓干燥(vcd，vacuumdry),以便去除光阻中大部分的溶劑，再經(jīng)過烘烤，進(jìn)入曝光機(jī)，利用光罩(mask)在玻璃基板上對(duì)光阻定義圖形；最后經(jīng)過顯影制程顯示圖形。曝光機(jī)中一般都含有聚光透鏡。在上述曝光工藝中，如圖1a所示，通常情況下入射光5透過光罩2后通過聚光透鏡3，在玻璃基板4上成像。由于光罩2上的狹縫寬度p通常小于或等于入射光的波長，因此，當(dāng)入射光5透過光罩2時(shí)會(huì)發(fā)生較為明顯的衍射。如圖1b所示，由于大于二階的衍射光能量非常微弱，所以一般情況下曝光機(jī)利用光線-1、光線0、光線+1三條光線。衍射角θ與狹縫寬度p具有如下代數(shù)關(guān)系：

由式(1)可以看出，當(dāng)狹縫寬度p減小時(shí)衍射角θ會(huì)逐步增大。而隨著技術(shù)的發(fā)展，光罩上的線寬(即狹縫寬度p)越來越小已經(jīng)成為必然的趨勢，但通常情況下折射率n和入射光波長λ并不會(huì)改變，于是衍射角θ將逐步增大，以致于三條光線中只有中間的一條光線0可以進(jìn)入聚光透鏡3，如圖2所示，此時(shí)，玻璃基板上便無法成像了。針對(duì)該問題尼康公司曾提出了ret(resolutionehancetechnology，分辨率增強(qiáng)技術(shù))曝光模式，具體為一種離軸(offaxis)曝光模式，如圖3所示，入射光5并非垂直于光罩2的入射面入射，而是與光罩2的入射面形成一個(gè)夾角γ，如此，則舍棄了光線-1，保證有光線0和光線+1兩條光線進(jìn)入聚光透鏡3中，靠兩條光線在玻璃基板4上成像，這樣一來，原來不能在玻璃基板上成像的光罩2上狹縫寬度相對(duì)較小的圖像，現(xiàn)在也可以在玻璃基板上成像出來，也就提高了光學(xué)系統(tǒng)的分辨率。

通過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的分析，我們發(fā)現(xiàn)，同一光罩上的線寬往往大小不一，上文中提到的這種ret曝光模式在處理光罩線寬較小的圖像時(shí)有非常好的效果。但是，如圖4所示，當(dāng)遇到光罩上線寬較大的圖像時(shí)，衍射光的衍射角θ變小，原本落在聚光透鏡外的光線-1和光線+1也落在了聚光透鏡內(nèi)，此時(shí)曝光機(jī)的焦深為dof2，相較于光罩線寬較小時(shí)的焦深dof1，焦深dof2要小得多，因此，在玻璃基板上成像困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中焦深較小導(dǎo)致玻璃基板上成像困難的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種曝光方法和聚光透鏡以及曝光機(jī)，具體方案如下：

一種曝光方法，玻璃基板經(jīng)過涂布光阻后，進(jìn)行減壓干燥,以去除光阻中大部分的溶劑，再經(jīng)過烘烤，進(jìn)入曝光機(jī)，利用光罩在玻璃基板上對(duì)光阻定義圖形；最后經(jīng)過顯影制程顯示圖形；

所述曝光機(jī)中包含聚光透鏡，所述聚光透鏡中設(shè)有擋光裝置；

調(diào)節(jié)擋光裝置以減小聚光透鏡的數(shù)值孔徑；

采用離軸曝光模式，入射光線與光罩的入射面呈第一夾角；

入射光經(jīng)光罩狹縫衍射后，由于聚光透鏡的數(shù)值孔徑減小，原本不該進(jìn)入聚光透鏡而事實(shí)上進(jìn)入聚光透鏡的衍射光線將被擋光裝置擋住而不能透過聚光透鏡從而改善了曝光機(jī)的成像焦深。

優(yōu)選的，所述擋光裝置只包含一個(gè)擋光圈，所述擋光圈與對(duì)焦執(zhí)行部同軸，減小擋光圈自身的內(nèi)徑以減小聚光透鏡的數(shù)值孔徑。

優(yōu)選的，所述擋光裝置包含多個(gè)擋光圏，有且僅有一個(gè)擋光圈與對(duì)焦執(zhí)行部同軸，各擋光圈具有不同的內(nèi)徑，以旋轉(zhuǎn)換位的形式切換不同內(nèi)徑的擋光圈與對(duì)焦執(zhí)行部同軸，從而減小聚光透鏡的數(shù)值孔徑。

優(yōu)選的，所述擋光圈表面涂布黑色吸光材料，利用黑色吸收入射到擋光圈上的光線。

優(yōu)選的，所述數(shù)值孔徑的最小值不得小于0.45。

一種聚光透鏡，包括對(duì)焦執(zhí)行部、轉(zhuǎn)換部和擋光裝置；

所述擋光裝置包括至少一個(gè)擋光圈，有且僅有一個(gè)擋光圈與對(duì)焦執(zhí)行部同軸；

所述擋光裝置的擋光圈位于對(duì)焦執(zhí)行部和轉(zhuǎn)換部之間，擋光裝置的擋光圈的外徑大于或等于對(duì)焦執(zhí)行部的外徑；

調(diào)節(jié)所述擋光裝置以減小聚光透鏡的數(shù)值孔徑。

優(yōu)選的，所述擋光裝置僅包含一個(gè)擋光圈，所述擋光圈內(nèi)徑可調(diào)。

優(yōu)選的，所述擋光裝置包含多個(gè)擋光圏及轉(zhuǎn)軸，各擋光圈具有不同的內(nèi)徑，各擋光圈周向均勻地布置在轉(zhuǎn)軸上，各擋光圈在轉(zhuǎn)軸的軸向上的位置相同；各擋光圈的中心軸線到轉(zhuǎn)軸中心軸線的距離相等；各擋光圈跟隨轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)換位。

優(yōu)選的，擋光圈采用不銹鋼材料制作，表面涂布黑色吸光材料。

一種曝光機(jī)，包括如上所述的聚光透鏡。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種曝光方法和聚光透鏡以及曝光機(jī)，通過對(duì)聚光透鏡中的擋光裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，減小了聚光透鏡的數(shù)值孔徑，進(jìn)而提高曝光機(jī)的曝光成像焦深，能夠得到更加優(yōu)化的曝光圖像，有利于增加產(chǎn)品量產(chǎn)穩(wěn)定性。

附圖說明

在下文中將基于實(shí)施例并參考附圖來對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。其中：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中光罩線寬較大時(shí)曝光機(jī)工作原理示意簡圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中光罩線寬較小時(shí)玻璃基板上無法成像的原理分析示意簡圖；

圖3為現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)光罩線寬較小時(shí)的離軸曝光模式原理示意簡圖；

圖4為現(xiàn)有技術(shù)中離軸曝光模式遇上光罩線寬較大時(shí)難以成像的原理分析示意簡圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例中提高曝光機(jī)焦深的原理分析示意簡圖；

圖6為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，曝光機(jī)組成及聚光透鏡內(nèi)部結(jié)構(gòu)分解圖；

圖7為本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中，曝光機(jī)組成及聚光透鏡內(nèi)部結(jié)構(gòu)分解圖；

圖8為圖7所示實(shí)施例中擋光裝置及對(duì)焦執(zhí)行部俯視圖；

圖9為本發(fā)明的方法流程圖。

在附圖中，相同的部件采用相同的附圖標(biāo)記，附圖并未按實(shí)際比例繪制。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

本實(shí)施例提供一種曝光方法以提高成像焦深，成像焦深與聚光透鏡的數(shù)值孔徑息息相關(guān)，其數(shù)學(xué)關(guān)系式如下：

式(2)中，dof為成像焦深；k2為工藝因子；λ為光波波長；na為數(shù)值孔徑。

通常工藝因子k2和光波波長λ為常數(shù)，從式(2)可以看出，當(dāng)數(shù)值孔徑na減小時(shí)，成像焦深dof會(huì)增大。tft曝光部的生產(chǎn)工藝為玻璃基板經(jīng)過涂布光阻后，進(jìn)行減壓干燥,以去除光阻中大部分的溶劑，再經(jīng)過烘烤，進(jìn)入曝光機(jī)，利用光罩在玻璃基板上對(duì)光阻定義圖形；最后經(jīng)過顯影制程顯示圖形；本實(shí)施例中，該曝光機(jī)中包含聚光透鏡3，在聚光透鏡3中設(shè)有擋光裝置320；調(diào)節(jié)擋光裝置320以減小聚光透鏡3的數(shù)值孔徑；并采用離軸曝光模式，入射光線5與光罩2的入射面呈第一夾角γ；入射光5經(jīng)光罩狹縫衍射后，由于聚光透鏡3的數(shù)值孔徑減小，原本不該進(jìn)入聚光透鏡3而事實(shí)上進(jìn)入聚光透鏡3的衍射光線將被擋光裝置320擋住而不能透過聚光透鏡3從而改善了曝光機(jī)的成像焦深。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的一種曝光方法通過對(duì)聚光透鏡中的擋光裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，減小了聚光透鏡的數(shù)值孔，進(jìn)而提高曝光機(jī)的曝光成像焦深，能夠得到更加優(yōu)化的曝光圖像，有利于增加產(chǎn)品量產(chǎn)穩(wěn)定性。圖5為利用擋光裝置320減小聚光透鏡3的數(shù)值孔徑，進(jìn)而提高成像焦深的原理示意簡圖，如圖所示，圖5a、圖5b中，兩束入射光5均與光罩2的入射面呈第一夾角γ，當(dāng)兩束入射光5通過光罩2上較寬的狹縫寬度時(shí)，衍射角θ減小，在衍射出的四條光線，即兩束光線0、一束光線-1和一束光線+1中，原本沒有進(jìn)入透鏡的光線-1和光線+1此時(shí)也入射到透鏡中，但由于擋光裝置320的存在，光線-1和光線+1將無法穿過聚光透鏡，只有中間的兩束光線0可以穿過聚光透鏡3而在玻璃基板4上成像，孔徑角與數(shù)值孔徑的關(guān)系式如下：

na＝nsinα(3)

式(3)中n為折射率，數(shù)值孔徑na為無因次量，α為孔徑角，由式(3)可知數(shù)值孔徑na與孔徑角α正相關(guān)，孔徑角越小，則數(shù)值孔徑越小，由孔徑角的一般定義可知其為最邊緣光線與光軸的夾角，即如圖5b所示光線0與光軸的夾角α。結(jié)合圖5-圖8可知，擋光裝置320中與對(duì)焦執(zhí)行部310同軸的擋光圈的內(nèi)徑a01的大小決定了孔徑角α的大小，內(nèi)徑a01的直徑越小，則孔徑角α越小，相應(yīng)的數(shù)值孔徑na也就越小，從而提高成像焦深。如圖5所示，利用擋光裝置320最終獲得的成像焦深為dof1，比未利用擋光裝置320時(shí)的成像焦深dof2大。

改變與對(duì)焦執(zhí)行部310同軸的擋光圈的內(nèi)徑a01的方式有多種，圖6和圖7、圖8分別示出透鏡系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分解圖，并展示了兩種調(diào)節(jié)擋光圈內(nèi)徑的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖6所示，擋光裝置320僅包含一個(gè)擋光圈321，擋光圈321位于對(duì)焦執(zhí)行部310和轉(zhuǎn)換部330之間，擋光圈321與對(duì)焦執(zhí)行部310同軸，擋光圈321的外徑大于或等于聚光透鏡3中的對(duì)焦執(zhí)行部310的外徑，以保證衍射光線不會(huì)從聚光透鏡3的邊緣穿過聚光透鏡而影響成像焦深。減小擋光圈321自身的內(nèi)徑，即減小了與對(duì)焦執(zhí)行部310同軸的擋光圈的內(nèi)徑a01，從而可減小聚光透鏡3的數(shù)值孔徑，本實(shí)施例中，擋光圈321內(nèi)徑的調(diào)節(jié)方式與常規(guī)虹膜光圈的光圈大小的調(diào)節(jié)方式類似，此不再贅述。

在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖7、圖8所示，擋光裝置320包括轉(zhuǎn)軸322和多個(gè)擋光圈323，本實(shí)施例中，擋光圈323的數(shù)量為4個(gè)。4個(gè)擋光圈323均位于對(duì)焦執(zhí)行部310和轉(zhuǎn)換部330之間，每個(gè)擋光圈323具有不同的內(nèi)徑，如圖8所示，各擋光圈323的內(nèi)徑分別為a011、a012、a013及a014，其大小各不相同。多個(gè)擋光圈323中有且僅有一個(gè)擋光圈與對(duì)焦執(zhí)行部310同軸，如圖8所示，與對(duì)焦執(zhí)行部310同軸的擋光圈的內(nèi)徑a01＝a014。通過電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸322旋轉(zhuǎn)，4個(gè)擋光圈323跟隨轉(zhuǎn)軸322一起旋轉(zhuǎn)以切換不同內(nèi)徑的擋光圈與對(duì)焦執(zhí)行部310同軸，從而使得與對(duì)焦執(zhí)行部310同軸的擋光圈的內(nèi)徑a01可以在4個(gè)不同的內(nèi)徑值a011、a012、a013及a014之間切換以減小與對(duì)焦執(zhí)行部310同軸的擋光圈的內(nèi)徑a01，進(jìn)而減小聚光透鏡的數(shù)值孔徑。

上述曝光方法流程如圖9所示。

優(yōu)選的，擋光圈321和擋光圈323的表面均涂布黑色吸光材料，盡可能地吸收入射到擋光圈上的光線，如此則避免了被擋光線-1和被擋光線+1在擋光裝置320上的反射或散射，對(duì)其他衍射光線的影響。

優(yōu)選的，數(shù)值孔徑的值也不是越小越好，較小的數(shù)值孔徑雖然可以獲得較大的成像焦深，但過小的數(shù)值孔徑又會(huì)影響玻璃基板4上的成像線寬，進(jìn)而影響圖像的分辨率。玻璃基板4上的成像線寬r與數(shù)值孔徑的數(shù)學(xué)關(guān)系式如下：

式(4)中，r表示玻璃基板4上的成像線寬，k1為工藝因子；λ為光波波長；na為數(shù)值孔徑，無因次量。

通常工藝因子k1和光波波長λ為常數(shù)，當(dāng)數(shù)值孔徑na過小時(shí)，玻璃基板4上的成像線寬r將過大，使得圖像分辨率過小而影響圖像品質(zhì)。因此，在本實(shí)施例所提供的曝光方法中，減小數(shù)值孔徑na以增大成像焦深dof時(shí)，數(shù)值孔徑na不得小于一最小值，取數(shù)值孔徑最小值namin＝0.45。

本實(shí)施例提供一種聚光透鏡，如圖6所示，該聚光透鏡3包括對(duì)焦執(zhí)行部310、擋光裝置320、轉(zhuǎn)換部330及其余光學(xué)部件340。對(duì)焦執(zhí)行部310、轉(zhuǎn)換部330及其余光學(xué)部件340均為現(xiàn)有技術(shù)中的已知結(jié)構(gòu)。擋光裝置320僅包含一個(gè)擋光圈321，擋光圈321位于對(duì)焦執(zhí)行部310和轉(zhuǎn)換部330之間，擋光圈321與對(duì)焦執(zhí)行部310同軸，擋光圈321的外徑大于或等于對(duì)焦執(zhí)行部310的外徑，以防止光線從聚光透鏡3的邊緣穿過聚光透鏡3。通過減小擋光圈321自身的內(nèi)徑，就能夠減小聚光透鏡3的數(shù)值孔徑。所述擋光圈321的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)中虹膜光圈結(jié)構(gòu)類似，采用與虹膜光圈調(diào)節(jié)光圈大小的相同方式對(duì)擋光圈321的內(nèi)徑進(jìn)行調(diào)節(jié)。入射光經(jīng)光罩2后發(fā)生衍射，形成4道衍射光線，擋光圈321內(nèi)徑減小，則聚光透鏡3的數(shù)值孔徑減小，光線-1和光線+1無法穿過聚光透鏡，兩束光線0經(jīng)過對(duì)焦執(zhí)行部310、擋光裝置320和轉(zhuǎn)換部330及其余光學(xué)部件340后，在玻璃基板4上成像，提高了成像焦深。擋光圈采用不銹鋼材料制作表面涂布黑色吸光材料，盡可能地吸收入射到擋光圈上的光線，如此則避免了被擋光線在擋光裝置320上的反射或散射，對(duì)其他衍射光線的影響。

本實(shí)施例提供一種聚光透鏡，如圖7、圖8所示，本實(shí)施例所提供的一種聚光透鏡與圖6所示實(shí)施例的聚光透鏡的區(qū)別在于擋光裝置320的不同，相同部分不再贅述。如圖7、圖8所示，擋光裝置320包括轉(zhuǎn)軸322和多個(gè)擋光圈323，本實(shí)施例中，擋光圈323的個(gè)數(shù)為4個(gè)，4個(gè)擋光圈323周向均勻地布置在轉(zhuǎn)軸322上，4個(gè)擋光圈323位于對(duì)焦執(zhí)行部310與轉(zhuǎn)換部330之間，4個(gè)擋光圈323具有不同的內(nèi)徑，分別為a011、a012、a013和a014，4個(gè)擋光圈323的外徑均大于等于對(duì)焦執(zhí)行部310的外徑，以防止光線從聚光透鏡3的邊緣穿過聚光透鏡3。4個(gè)擋光圈323中有且僅有一個(gè)擋光圈與對(duì)焦執(zhí)行部310同軸，具體如圖8所示的狀態(tài)，則是內(nèi)徑為a014的擋光圈與對(duì)焦執(zhí)行部310同軸，此時(shí)，與對(duì)焦執(zhí)行部310同軸的擋光圈的內(nèi)徑a01＝a014。4個(gè)擋光圈323在轉(zhuǎn)軸322的軸向上的位置相同。4擋光圈323中，任一擋光圈的中心軸線3231與轉(zhuǎn)軸322的中心軸線3221的距離相等，從而在驅(qū)動(dòng)裝置(圖中未示出)的作用下，轉(zhuǎn)軸322帶動(dòng)4個(gè)擋光圈旋轉(zhuǎn)，使在4個(gè)擋光圈323均能準(zhǔn)確地切換至與對(duì)焦執(zhí)行部310同軸，實(shí)現(xiàn)不同內(nèi)徑的擋光圈的切換。4個(gè)擋光圈均采用不銹鋼材料制作表面涂布黑色吸光材料，盡可能地吸收入射到擋光圈上的光線，如此則避免了被擋光線在擋光裝置320上的反射或散射，對(duì)其他衍射光線的影響。

本發(fā)明聚光透鏡的實(shí)施例可應(yīng)用于曝光機(jī)中，本發(fā)明的曝光機(jī)的實(shí)施例還請(qǐng)參考前述聚光透鏡的實(shí)施例，此處不再重復(fù)。

雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行各種改進(jìn)并且可以對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。尤其是，只要不存在邏輯或結(jié)構(gòu)沖突，各個(gè)實(shí)施例中所提到的各項(xiàng)技術(shù)特征均可以任意方式組合起來。本發(fā)明并不局限于文中公開的特定實(shí)施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。