(57)【要約】  本発明の特定実施形態は、イメージングシステムにおいて使用される、個別に変調可能な複数のチャネルを形成する光弁を提供する。これらチャネルの２つ以上が異なる（不均一の）大きさを有する。不均一なチャネルの大きさは、イメージングされる規則的パターンに一致するように選択される。本発明の特定実施形態による光弁は、低解像度ドライバにより独立的に駆動されるべく結合された、低解像度の個別光弁要素を有する少なくとも１つの低解像度光弁要素群と、高解像度ドライバにより独立的に駆動されるべく結合された、高解像度の個別光弁要素を有する少なくとも１つの高解像度光弁要素群と、を含む。異なる（不均一の）サイズを有する低解像度チャネルと高解像度チャネルとを生成すべく、低解像度の数と高解像度の数は互いに異なっている。
2007500366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージングシステムにおいて使用される光弁であって、独立的に駆動可能な複数のチャネルを含み、前記チャネルの少なくとも２つが不均一なサイズを有し、該不均一なサイズが、イメージングされる規則的パターンに対応する、光弁。
【請求項２】
請求項１に記載の光弁において、前記チャネルの少なくとも２つが、不均一な数の個別光弁要素を含む、光弁。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光弁において、前記チャネルの少なくとも２つが、イメージングされるパターンにおける特徴に対応する低解像度チャネルを含む、光弁。
【請求項４】
請求項３に記載の光弁において、前記低解像度チャネルが、ドライバに電気的に結合された複数の個別光弁要素を含む、光弁。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の光弁において、前記チャネルの少なくとも２つが、イメージングされるパターンにおける特徴の端部に対応する高解像度チャネルを含む、光弁。
【請求項６】
請求項３から５のいずれか１項に記載の光弁において、前記チャネルの少なくとも２つが、イメージングされるパターンにおける複数の特徴に対応する低解像度チャネルと、各低解像度チャネルに隣接配置された複数の高解像度チャネルとを含み、該高解像度チャネルが前記イメージングされるパターンの特徴の端部に対応する、光弁。
【請求項７】
請求項６に記載の光弁であって、各低解像度チャネルの各サイドに配置された少なくとも１つの高解像度チャネルを含む、光弁。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の光弁であって、規則正しく離間して設けられた複数の光弁要素を含み、光弁要素群が互いに電気的に結合して少なくとも１つの低解像度チャネルと少なくとも１つの高解像度チャネルとを形成し、電気的に結合して前記少なくとも１つの低解像度チャネルを形成する光弁要素の数は、電気的に結合して前記少なくとも１つの高解像度チャネルを形成する光弁要素の数より大きい、光弁。
【請求項９】
請求項８に記載の光弁において、前記規則正しく離間して設けられた複数の光弁要素の1つ以上が、低解像度チャネルと高解像度チャネルのいずれにも電気的に結合されていない、光弁。
【請求項１０】
請求項１から９項のいずれか1項に記載の光弁において、イメージングされるパターンの特徴に対応するように離間配置された複数の低解像度チャネルを含む、光弁。
【請求項１１】
請求項１又は２に記載の光弁において、前記チャネルの少なくとも２つが、イメージングされるパターンにおける特徴の端部に対応する高解像度チャネルを含む、光弁。
【請求項１２】
請求項１に記載の光弁において、前記チャネルの少なくとも２つが、
低解像度ドライバによって駆動されるべく結合された、低解像度の個別光弁要素を有する低解像度光弁要素群と、
高解像度ドライバによって駆動されるべく結合された、高解像度の個別光弁要素を有する高解像度光弁要素群と、
を含み、
前記低解像度の数が高解像度の数より大きい、光弁。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光弁において、前記低解像度の数と前記高解像度の数が、イメージングされるパターンに対応すべく選択される、光弁。
【請求項１４】
請求項１３に記載の光弁において、前記低解像度群が、イメージングされる基板上に低解像度チャネルを生成し、前記高解像度群が、イメージングされる基板上に高解像度チャネルを生成し、前記低解像度チャネルが前記高解像度チャネルより大きい、光弁。
【請求項１５】
請求項１４に記載の光弁において、低解像度チャネルの大きさが、イメージングされるパターンにおける特徴の内部部分の大きさに対応するように、前記低解像度の数が選択される、光弁。
【請求項１６】
請求項１５に記載の光弁において、前記高解像度群が前記低解像度群に隣接して配置され、高解像度チャネルの大きさが十分に小さく、イメージングされるパターンにおけるエッジ解像度の要件を満たすように前記高解像度の数が選択される、光弁。
【請求項１７】
請求項１２に記載の光弁において、前記チャネルの少なくとも２つが複数の高解像度光弁要素群を含み、各高解像度光弁要素群が、対応する高解像度ドライバにより駆動されるべく対応して結合された高解像度の個別光弁要素を有し、低解像度の数が、前記対応する高解像度の数のそれぞれより大きい、光弁。
【請求項１８】
請求項１７に記載の光弁において、前記低解像度の数と前記対応する高解像度の数のそれぞれが、イメージングされるパターンに対応すべく選択される、光弁。
【請求項１９】
請求項１８に記載の光弁において、前記低解像度群が、イメージングされる基板上に低解像度チャネルを生成し、前記対応する高解像度群のそれぞれが、イメージングされる基板上に対応する高解像度チャネルを生成し、前記低解像度チャネルが前記対応する高解像度チャネルのそれぞれより大きい、光弁。
【請求項２０】
請求項１９に記載の光弁において、低解像度チャネルの大きさが、イメージングされるパターンにおける特徴の内部部分の大きさに対応するように、前記低解像度の数が選択される、光弁。
【請求項２１】
請求項２０に記載の光弁において、少なくとも第１高解像度群が前記低解像度群の第１の側に位置し、少なくとも第２高解像度群が前記低解像度群の第２の側に位置し、イメージングされるパターンにおける特徴の第１端部のエッジ解像度を満たすように前記第1の対応する高解像度チャネルの大きさが十分に小さく、イメージングされるパターンにおける特徴の第２端部のエッジ解像度を満たすように前記第２の対応する高解像度チャネルの大きさが十分に小さく、前記第１及び第２高解像度群の対応する高解像度の数が選択される、光弁。
【請求項２２】
請求項２０又は２１に記載の光弁において、２つ以上の高解像度群が前記低解像度群の一方の側に隣接配置され、前記２つ以上の高解像度群の対応する高解像度の数が、前記２つ以上の高解像度群の対応する高解像度チャネルを合わせて、イメージングされるパターンにおける特徴のエッジ解像度要件を満たすことができるように選択されている、光弁。
【請求項２３】
請求項１から２２のいずれか1項に記載の光弁であって、規則正しく離間して設けられた複数の光弁要素を含む、光弁。
【請求項２４】
請求項１２から２２のいずれか1項に記載の光弁であって、規則正しく離間して設けられた複数の光弁要素を含み、前記チャネルの少なくとも２つが、第３の数の個別光弁要素を有する第３の光弁要素群を含む、光弁。
【請求項２５】
請求項２４に記載の光弁において、前記第３の個別光弁要素群が、第３ドライバにより駆動されるべく結合され、該第３要素群が低解像度群及び高解像度群から離間され、前記第３要素群と、前記低解像度群及び高解像度群との間隔が、イメージングされるパターンにおける特徴どうしの間隙に一致するように選択されている、光弁。
【請求項２６】
請求項１２から２２のいずれか1項に記載の光弁において、前記チャネルの少なくとも２つが、第３の数の個別光弁要素を有する第３の光弁要素群を含み、該第３要素群が低解像度群及び高解像度群から離間され、前記第３要素群と、前記低解像度群及び高解像度群との間隔が、イメージングされるパターンにおける特徴どうしの間隙に一致するように選択されている、光弁。
【請求項２７】
請求項１から２６のいずれか1項に記載の光弁において、前記光弁が、カラー要素をカラーフィルタ基板にイメージングするために使用されるイメージングヘッドの一部である、光弁。
【請求項２８】
請求項１から２６のいずれか1項に記載の光弁において、前記光弁が、窒化シリコンリボンベースの光弁、ＰＬＺＴ光弁、ＴＩＲ光弁、及び格子光弁のいずれか1つを含む、光弁。
【請求項２９】
請求項１から２６のいずれか1項に記載の光弁において、前記個別光弁要素が、電気的に変更可能な反射特性を有するミラー要素と、電気的に変更可能な屈折特性を有するレンズ要素と、電気的に変更可能な透過特性を有する格子要素の少なくとも1つを含む、光弁。
【請求項３０】
規則的パターンの特徴を基板上にイメージングするためのイメージングシステムであって、
独立的に駆動可能な複数のチャネルを有し、該チャネルの少なくとも２つが不均一のサイズを有し、この不均一のサイズが、イメージングされる規則的パターンに対応する、光弁と、
前記光弁を照射する照射源と、
前記基板上に前記光弁をイメージングするレンズと、
を含む、イメージングシステム。
【請求項３１】
請求項３０に記載のイメージングシステムにおいて、前記チャネルの少なくとも２つが、
低解像度ドライバによって駆動されるべく結合された、低解像度の個別光弁要素を有する低解像度光弁要素群と、
高解像度ドライバによって駆動されるべく結合された、高解像度の個別光弁要素を有する高解像度光弁要素群と、
を含み、
前記低解像度の数が前記高解像度の数より大きい、イメージングシステム。
【請求項３２】
マルチチャネルイメージングヘッドによって、基板上に規則的パターンの特徴をイメージングする方法であって、
前記パターンを分析して1つ以上の特徴の空間的特性を識別するステップと、
前記1つ以上の特徴のそれぞれの内部部分を、対応する低解像度チャネルによってイメージングするステップと、
前記1つ以上の特徴のそれぞれの端部部分を、少なくとも１つの対応する高解像度チャネルによってイメージングするステップと、
を含み、
前記少なくとも１つの対応する高解像度チャネルの大きさが、前記対応する低解像度チャネルより小さい、方法。
【請求項３３】
請求項３２に記載の方法において、内部部分のイメージングと、端部部分のイメージングとが、前記基板に対する前記イメージングヘッドの単一のパスで起こる、方法。
【請求項３４】
請求項３２から３３のいずれか１つに記載の方法において、前記パターンを分析するステップが、前記1つ以上の特徴のそれぞれに対応する前記低解像度チャネルの大きさを決定するステップと、前記1つ以上の特徴のそれぞれに対応する前記少なくとも１つの高解像度チャネルの大きさを決定するステップとを含む、方法。
【請求項３５】
請求項３２から３４のいずれか１つに記載の方法において、前記特徴のパターンが、カラーフィルタ基板にイメージングされるカラー要素の規則的パターンを含み、内部部分のイメージングと、端部部分のイメージングとが各色の連続的イメージングを含む、方法。
【請求項３６】
請求項３２から３５のいずれか１つに記載の方法において、前記内部部分のイメージングと、前記端部部分のイメージングとが、染料ドナー要素を前記基板に近接配置し、該染料ドナー要素を画像に関連して加熱して染料を前記基板に転写するステップをさらに含む、方法。
【請求項３７】
マルチチャネルイメージングシステムによって特徴のパターンをイメージングする光弁を製造する方法であって、
前記特徴のパターンを分析してその1つ以上の空間的特性を識別するステップと、
規則的に離間された複数の均一光弁要素を光弁基板上に製造するステップと、
前記特徴のパターンの空間的特性にもとづき、
少なくとも１つの低解像度光弁要素群を電気的に結合するステップと、
少なくとも１つの高解像度光弁要素群を電気的に結合するステップと、
を含む、方法。
【請求項３８】
請求項３７に記載の方法において、前記低解像度光弁要素群が、低解像度の個別光弁要素を有し、前記高解像度光弁要素群が、高解像度の個別光弁要素を有し、前記低解像度の数が前記高解像度の数より大きい、方法。
【請求項３９】
イメージングシステムに使用される光弁であって、
電気的に互いに結合された第１の数の個別光弁要素を有する第１の光弁要素群と、
電気的に互いに結合された第２の数の個別光弁要素を有する第２の光弁要素群と、
を含み、
前記光弁要素の第１の数と、前記光弁要素の第２の数は互いに異なる、光弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はイメージングシステムに関する。本発明の特定実施形態は、イメージングシステムで使用するための光弁（ライトバルブ）を提供する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイ装置、ポリマーベースの半導体装置及び他の半導体装置の製造方法には、通常、比較的多数のイメージング工程が含まれる。従来のフォトリソグラフィーによるイメージング処理においては、各イメージング工程が以下の工程を含む。すなわち、基板にレジスト（または他の感光材料）を被覆する工程と、被覆した基板をフォトツールマスクを介して露光し、対応する変化をレジストに起こす工程と、露光された材料を現像処理する工程と、を含む。
【０００３】
一般に、各イメージング工程に関連して失敗の恐れが有限にある。多数のイメージング工程を含む製造方法の場合、このような失敗の恐れは倍加し、その結果、全体的な処理歩留まりが減少するとともに完成品のコストが上がる。フラットパネルディスプレイ（例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ））のカラーフィルタ製造は、複数工程による製造方法の特定例である。カラーフィルタの製造は、材料コストが高く、処理歩留まりが低いために、極めて高価な製法となり得る。
【０００４】
ディスプレイの製造及び特定カラーフィルタに使用されるダイレクトイメージングが提案されている。デボア（ＤｅＢｏｅｒ）他に付与された米国特許第４，９６５，２４２号には、カラーフィルタ要素を製造するためのダイレクトイメージング染料転写方法が記載されている。この方法では、染料受け取り要素を染料ドナー要素に重ねて置き、染料ドナー要素を画像に関して加熱することで染料を染料ドナー要素から染料受け取り要素に転写する。画像に関する加熱の好ましい方法は、レーザビームによる方法である。ダイオードレーザは、変調が容易で、コストが低く、かつ小型であるため、特に好ましい。
【０００５】
上記のデボア特許によるダイレクトイメージング技術の欠点は、画像に関連する染料の転写を実現するためには、基板表面全体にレーザビームをスキャンする必要があるという点である。このような画像に関するスキャンは、フォトツールマスクを使用するフラッド露光（flood exposure）に比べて、比較的長い時間を要する。これは、フラッド露光では、小型の基板は一度に露光され、より大型の基板の場合、一連の高速ステップ繰り返し露光による露光が可能であるためである。
【０００６】
ダイレクトイメージングの速度を上げる１つの方法として、独立的に変調可能な複数のレーザビームによって基板を同時にスキャンすることが考えられる。ブランシェ−フィンチャ（Ｂｌａｎｃｈｅｔ−Ｆｉｎｃｈｅｒ）他による米国特許第６，１４６，７９２号には、受け取り要素、例えばカラーフィルタへの恒久的画像の生成が記載される。ブランシェ−フィンチャ特許が示唆するレーザヘッドは、３２個の８２０ｎｍレーザダイオードを含み、各レーザダイオードが約９０ｍＷの単一モード出力を有する。
【０００７】
独立的に変調可能なレーザビームは、当業界ではしばしば「チャネル」と呼ばれる。現在、さらに多数のチャネルを備えたイメージングヘッドが入手可能である。このようなイメージングヘッドの一例が、クレオ社（カナダ、ブリティッシュコロンビア州バーナビー）により製造されたスクエアスポット（ＳＱＵＡＲＥｓｐｏｔ：登録商標）サーマルイメージングヘッドである。このイメージングヘッドは、最大２４０個の独立的に変調可能なチャネルを備えることができ、各チャネルは約１００ｍＷの光出力を有する。４５０ｍＪ／ｃｍ2の媒体感光度に対し、このイメージングヘッドは、３７０ｘ４７０ｍｍの小型カラーフィルタ基板を約３分間で描画（imaging）することができる。
【０００８】
イメージング速度のさらなる改善は、イメージング解像度と速度とのトレードオフにより妨げられてきた。望ましいエッジ鮮明度特性（すなわち、高解像度）を有するカラーフィルタの生成には、対応する小型画素サイズでのイメージングが要求される（すなわち、各チャネルに関連するビームが、対応する小サイズを有すべく集束されなければならない）。ところが、小型画素サイズのイメージングの場合、所望のイメージング領域全体の画像に関する露光を実現するのに時間がかかる。これは、所望のイメージング領域を完全にカバーするために、イメージングヘッドを基板全体にスキャンするのに時間がかかるためである。イメージングヘッドにさらに多数のチャネルを追加しても、そのようなイメージングヘッドを経済的かつ実際的なイメージングシステムで提供するのは困難であるため、上記の問題の完全な解決策にはならない。
【０００９】
ディスプレイ製造業では、より大型の基板を処理する一般的な傾向がある。大型の基板の使用により大型のディスプレイを製造できる。さらに、大型の基板を処理し、その後これをより小型のパネルに分離することにより、小型ディスプレイの製造に関して経済性及び歩留まりを向上させることができる。例えば、４パネル基板に２つの欠陥品があれば歩留まりは５０％になり得るが、同じ２つの欠陥が１２パネル基板にある場合には、その歩留まりは８３％である。
【００１０】
ディスプレイ製造業においては、いわゆる「第６世代」フラットパネルディスプレイの基板サイズは約１５００ｘ１８００ｍｍである。媒体感光度が４５０ｍＪ／ｃｍ2であるこのサイズの基板に対し、上記の２４０チャネルＳＱＵＡＲＥｓｐｏｔ（登録商標）サーマルイメージングヘッドが要するイメージング時間は約４５分と、法外に長い。
【００１１】
したがって、種々の製造処理に使用できる、より生産性の高いダイレクトイメージング技術が求められている。
【特許文献１】米国特許第４，９６５，２４２号
【特許文献２】米国特許第６，１４６，７９２号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様は、イメージングシステムに使用される光弁を提供する。光弁は、独立して駆動可能な複数のチャネルを含む。これらのチャネルのうち少なくとも２つが、描画（イメージング）される規則的パターンに対応する不均一なサイズを有する。
【００１３】
チャネルは、不均一数の個別光弁要素を含んでもよい。チャネルは、イメージングされるパターンの特徴（feature）に対応する１つ以上の低解像度チャネル、及び／またはイメージングされるパターンの特徴の端部（エッジ）に対応する１つ以上の高解像度チャネルを含んでもよい。低解像度チャネルは、ドライバに電気的に結合した複数の個別光弁要素を含んでもよい。１つ以上の高解像度チャネルを、低解像度チャネルの片側または両側に隣接配置してもよい。
【００１４】
光弁は、均一（規則正しい）間隔で離間した複数の光弁要素を含んでもよく、光弁要素群が互いに電気的に結合することで、低解像度チャネル及び高解像度チャネルを形成する。電気的に結合されて低解像度チャネルを形成する光弁要素の数は、電気的に結合されて高解像度チャネルを形成する光弁要素の数より多くてもよい。均一間隔で離間した光弁要素の１つ以上が、低解像度チャネルと高解像度チャネルのいずれにも電気的に結合しなくてもよい。
【００１５】
チャネルは、低解像度ドライバによって駆動されるべく結合された低解像度の個別光弁要素を有する低解像度光弁要素群と、高解像度ドライバによって駆動されるべく結合された高解像度の個別光弁要素を有する高解像度光弁要素群とを含んでもよい。低解像度の数は高解像度の数より大きくてもよい。低解像度の数及び高解像度の数は、イメージングされるパターンに対応すべく選択してもよい。低解像度群は、イメージングされる基板上に、対応する低解像チャネルを生成してもよく、高解像度群は、イメージングされる基板上に、対応する高解像チャネルを生成してもよい。低解像度チャネルは、高解像度チャネルより多くてもよい。低解像度の数は、低解像度チャネルの大きさが、イメージングされるパターンの特徴の内部部分の大きさに対応するように選択してもよい。高解像度の数は、高解像度チャネルの大きさが、イメージングされるパターンにおけるエッジ解像度要件を満たすべく十分に小さくなるように選択してもよい。１つ以上の高解像度チャネルが、低解像度チャネルの片側または両側に隣接して配置されてもよい。
【００１６】
光弁は、さらなる光弁要素群を備えてもよく、このさらなる光弁要素群は低解像度群及び高解像度群から離間して配置してもよい。その間隔は、イメージングされるパターンにおける特徴どうしの間隙に一致すべく選択してもよい。光弁は、カラーフィルタ基板上にカラー要素をイメージングするために使用されるイメージングヘッドの一部であってもよい。光弁は、窒化ケイ素リボンベースの光弁でも、ＰＬＺＴ光弁でも、ＴＩＲ光弁でも、格子光弁でもよい。個別光弁要素は、電子的に可変の反射特性を有するミラー要素でも、電子的に可変の屈折特性を有するレンズ要素でも、電子的に可変の透過特性を有する格子要素でもよい。
【００１７】
本発明の別の態様は、特徴の規則的パターンを基板にイメージングするイメージング装置を提供する。イメージング装置は、イメージングされる規則的パターンに対応する不均一なサイズを有する独立的に駆動可能な複数のチャネルを有する光弁を含む。イメージング装置は、さらに、光弁を照射する光線源と、基板上に光弁をイメージングするレンズとを含む。
【００１８】
本発明の別の態様は、マルチチャネルイメージングヘッドによって、特徴の規則的パターンを基板上にイメージングする方法を提供する。この方法では、パターンを分析して１つ以上の特徴の空間的特性を識別し、前記１つ以上の特徴のそれぞれの内部部分を対応する低解像度チャネルによってイメージングし、前記１つ以上の特徴のそれぞれのエッジ部分を、少なくとも１つの対応する高解像度チャネルによってイメージングする。少なくとも１つの対応する高解像度チャネルの大きさは、対応する低解像度チャネルより小さい。
【００１９】
本発明のさらに別の態様は、マルチチャネルイメージングシステムによって特徴のパターンをイメージングする光弁の製造方法を提供する。この方法では、特徴のパターンを分析してその１つ以上の空間的特性を識別し、規則的に離間配置された複数の均一な光弁要素を光弁基板上に製造し、前記特徴のパターンの空間的特性に基づき、少なくとも１つの低解像度光弁要素群を電気的に結合し、少なくとも１つの高解像度光弁要素群を電気的に結合する。
【００２０】
本発明のさらに別の態様は、イメージングシステムに使用する光弁を提供する。光弁は、第１の数の互いに電気的に結合された個別光弁要素を有する第１光弁要素群と、第２の数の互いに電気的に結合された個別光弁要素を有する第２光弁要素群とを含む。光弁要素の第１の数と光弁要素の第２の数は互いに異なる。
【００２１】
本発明の特定実施形態のさらなる特性及び応用が、以下に記載される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下の説明を通じ、本発明のより徹底的な理解のために、特定の詳細について述べる。しかしながら、本発明はこれらの詳細なしに実施してもよい。他の例では、発明を不必要に不明瞭にしないために、周知の要素については詳細に示したり説明していない。したがって、明細書及び図面は、制限的ではなく、例示的な意味で理解すべきである。
【００２３】
本発明は、イメージング装置に関する。発明の特定実施形態では、イメージング装置に使用される光弁を提供する。このような光弁は、個々に変調可能な複数のチャネルを生成することができる。このチャネルの２つ以上が異なる（不均一）の大きさを有する。チャネルの不均一な大きさは、イメージングされる規則的パターンに一致するよう選択される。本発明の特定実施形態による光弁は、低解像度ドライバによって独立的に駆動されるべく結合された低解像度の個別光弁要素（a low resolution number of individual light valve elements）を有する少なくとも１つの低解像度光弁要素群と、高解像度ドライバによって独立的に駆動されるべく結合された高解像度の個別光弁要素（a high resolution number of individual light valve elements）を有するの少なくとも１つの高解像度光弁要素群と、を含む。異なる（不均一な）大きさの低解像度チャネルと高解像度チャネルを生成するために、低解像度の数(the low resolution number)と高解像度の数(the high resolution number)とは互いに異なっている。本発明の他の実施形態は、かかる光弁を組み込んだイメージングヘッド及びイメージング装置、及びかかる光弁の製造及び使用方法を提供する。
【００２４】
図１は、従来技術の光弁１００を組み込んだイメージングヘッド１１５の光学システムを示す図である。光弁１００は、シリコン基板１０２上に製造され、複数の変形可能なリボン要素１０１を含む。図示された実施形態においては、各リボン要素１０１が、穴（図示せず）を覆って懸架された窒化ケイ素リボンを含む。各リボン要素１０１には、さらに、反射性の金属材料、例えばアルミニウムが被覆され、これが反射表面及び電極として機能する。光弁１００の後面は、共通電極（図示せず）を含み、この共通電極は通常接地に接続されている。
【００２５】
ドライバ回路（図示せず）は、通常各リボン要素１０１に対応づけられ、これに選択的に電圧を印加する。図１の例では、リボン要素１２１は作動されたリボン要素の例を示している。ミラー１２１に対応するドライバは、リボン要素１２１の電極に電圧を印加することにより、リボン要素１２１及び光弁１００の後面の共通電極に静電力を生成する。この静電力によりリボン要素１２１は穴の内部に向かって変形し、図示されるような湾曲した反射表面を生成する。リボン要素１２２は、非作動リボン要素の一例を示す。リボン要素１２２には電圧が印加されていないので、リボン要素１２３は穴に向かって変形することなく、図示されるような平坦な反射表面を維持する。
【００２６】
イメージングヘッド１１５は、さらに、レーザ１０４とアナモルフィックビーム拡大器１１１とを含む。レーザ１０４からの光線１０５は、紫外線から赤外線までの広い波長範囲であってもよい。アナモルフィックビーム拡大器１１１は、１対のシリンドリカルレンズ１０８及び１１０を含む。ビーム拡大器１１１及びレーザ１０４は、レーザ１０４からの光線１０５がビーム拡大器１１１に向けられると、照射ライン１０６（図１では破線で示されている）が光弁１００に生成されるように構成されている。図示される実施形態では、照射ライン１０６が光弁１００のリボン要素１０１のすべてを横切って伸び、各リボン要素１０１が照射ライン１０６から光線の一部を受光している。光弁１００に照射ライン１０６を生成する方法は、米国特許第５，５１７，３５９号（その記載内容が本願の一部としてここに援用されている）に記載されている。
【００２７】
イメージングヘッド１１５は、さらに、ストップ１１６とイメージングレンズ１１８とを含む。ストップ１１６は、透過領域１１４と非透過領域１１３とを有する。照射ライン１０６からの光線は、光弁１００のリボン要素１０１から反射する。特定のリボン要素（例えば、リボン要素１２１）が電圧の印加によって変形している場合、その湾曲したミラー表面が反射した光線を集束し、その結果、反射した光線は透過領域１１４を通過してレンズ１１８の方向に進む。これに対し、特定のリボン要素（例えば、リボン要素１２２）が変形していない場合、その平坦なミラー表面によって反射された光線は拡散し、非透過領域１１３によってブロックされる。
【００２８】
イメージングレンズ１１８は光弁１００をイメージングしてイメージング帯（imaging swath）１２０を形成する。イメージング帯１２０は、個々に変調された複数のビームまたはチャネル１２６を含む。イメージング帯１２０が基板（図示せず）上に集束されるように、基板をイメージングレンズ１１８に対して配置することができる。イメージング帯１２０が基板の所望するイメージング領域全体にスキャンされてこの領域に画像を形成することができる。特定のリボン要素１０１が作動されていれば、その表面から反射した光線が透過領域１１４を通過し、それに対応するチャネル１２６が十分な光線量を含み、基板を変更する。逆に、特定のリボン要素１０１が作動されていなければ、その表面から反射した光線の実質量が非透過領域１１３によって遮断され、対応するチャネルは基板を実質的に変える十分量の光線を含まない。
【００２９】
イメージングヘッド１１５及び光弁１００の動作のさらなる詳細が、米国特許第６，１４７，７８９号（その記載内容を本願の一部としてここに援用する）に記載されている。
【００３０】
ここに記載される本発明の特定実施形態は、イメージングヘッド、例えばイメージングヘッド１１５に使用される光弁を提供する。本発明の光弁は、例えば、光弁１００の代わりに使用できる。
【００３１】
ディスプレイパネル用のカラーフィルタを製造する場合（または他の硬い基板をイメージングする場合）、イメージングヘッド、例えばイメージングヘッド１１５は、通常フラットベッドイメージング装置（「フラットベッドスキャナ」とも称される）において使用される。フラットベッドイメージング装置を使用する場合、通常、基板をフラットな方位に固定し、それから基板とイメージングヘッド、及び／または基板とイメージングヘッドとの組み合わせを互いに対して移動させて走査を行う。この走査には、通常、第１方向（「メイン走査方向」と呼ぶ）におけるイメージングヘッドと基板との相対移動を含む。走査には、さらに、イメージングヘッドの基板に対する（あるいはこの逆）第２方向（「サブ走査方向」と呼ぶ）のステッピング、及びその後に、イメージングヘッドの基板に対する（あるいはこの逆）再びメイン走査方向への移動を含んでもよい。この処理を、基板の所望イメージング領域が完全にイメージングされるまで繰り返してもよい。本発明との使用に適した高速フラットベッドスキャナが、米国特許公報第２００４／００４１２２号（その記載内容を本願の一部としてここに援用する）に開示されている。
【００３２】
ドラムベースのイメージング装置においては、可撓性の基板をドラムの内部または外部表面に固定してイメージングを行うことができる。通常、このようなドラムは円筒形である。走査は、ドラムをその軸を中心に回転させ、基板がイメージングヘッドに対してメイン走査方向に移動するようにする。走査には、さらに、イメージングヘッドをドラム及び基板に対して（あるいはこの逆）サブ走査方向にステッピングし、その後、ドラムを回転させて再びメイン走査方向における相対移動を生成してもよい。フラットベッドスキャナの場合と同様に、基板における所望のイメージング領域が完全にイメージングされるまでこの処理を繰り返すことができる。ドラムベースのイメージング装置を使用して、従来から剛性であると考えられている基板をイメージングすることができる。例えば、基板が十分に薄く、ドラムの直径が十分に大きければ、ガラス基板をドラムスキャナでイメージングすることができる。
【００３３】
すでに簡単に述べたように、光弁は通常そのリボン要素のそれぞれに対してドライバ回路を備える。多くの光弁では、このドライバの必要性が、光弁が収容できるリボン要素の数に関する限定要素となる。例えば、１つの光弁に関するドライバの数は通常、以下の要因により制限される。すなわち、多数のドライバを光弁に近接して設ける場合の空間的制限要素、ドライバ回路の切替により発生する熱の除去に関する熱除去制限要素、及び／またはドライバと対応するリボン要素との電気的接続に関する接続制限要素である。これらの制限により、さらに、光弁ベースのプリントヘッドにより同時にイメージングできるチャネルの数にも対応する制限が生じる。
【００３４】
ディスプレイパネル用のカラーフィルタの製造には、種々の異なる空間パターンを有するイメージングカラー要素を含むことができる。「ストライプパターン」と呼ばれる１つの特定パターンが、図２−Ａのカラーフィルタ１０に示されている。カラーフィルタ１０は基板１８を含み、基板１８には、赤カラー要素Ｒ、緑カラー要素Ｇ及び青カラー要素Ｂの細長ストライプ（列）１２，１４，１６が交互にイメージングされている。個々のカラー要素Ｒ，Ｇ，Ｂは、不透明なマトリクス層２０により境界を定められている。図２−Ａの例では、マトリクス層２０は、個々のカラー要素Ｒ，Ｇ，Ｂの２次元マトリクスパターンの輪郭を形成し、このマトリクスパターンにおいては、カラー要素の列１２，１４，１６がそれぞれ１色を有し、カラー要素の行１３，１５，１７が各色を交互に有している。マトリクス２０は、フラットパネルディスプレイにおいて通常用いられるバックライトがカラー要素間に漏れるのを防ぐ。図示される実施形態では、マトリクス層２０は、カラーフィルタ１０に関連する回路（通常は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ））をマスキングするための領域２２をさらに含む。
【００３５】
図２−Ｂは、「モザイクパターン」と呼ばれるカラー要素Ｒ，Ｇ，Ｂの別の空間パターンを有するカラーフィルタ２４を示す。カラーフィルタ２４のモザイク形状は、カラー要素の列１２’，１４’，１６’と行１３’，１５’，１７’のいずれもが各色を交互に有する個々のカラー要素Ｒ，Ｇ，Ｂの２次元マトリクスパターンを有する。カラーフィルタ２４のモザイクパターンは、カラーフィルタ１０のストライプパターンに対して改良された混色を提供できる。カラーフィルタ２４のその他の特徴はカラーフィルタ１０と同様である。
【００３６】
カラーフィルタを「デルタパターン」（図示せず）に製造することもできる。デルタパターンでは、赤、緑、青のカラー要素が互いに三角形の関係を有する空間パターンにカラー要素が形成されている。デルタパターンで製造されたカラーフィルタは、カラーフィルタのストライプパターン及びカラーフィルタ２４のモザイクパターンに比べて改良された混色を提供できる。
【００３７】
フラットパネルディスプレイに使用されるカラーフィルタの製造に適した１タイプのイメージング装置では、染料ドナー要素が染料受け取り基板に近接して配置されている。イメージングヘッドがレーザを照射し、このレーザ照射が基板の表面を横切って走査されることにより、染料がドナー要素から受け取り基板に、画像に関連して転写される。カラーフィルタの赤、青、緑の部分は、別々のステップでイメージングしてもよい。この場合、各ステップが異なる着色染料ドナー要素を有する。このタイプのイメージング装置のイメージングヘッドは、本発明によるマルチチャネル光弁を備えることができる。
【００３８】
本発明の特定実施形態は、個々に変調可能な複数のチャネルを生成できる光弁を備え、これらのチャネルの２つ以上が異なる（不均一の）サイズを有する。図３−Ａは、本発明の特定実施形態による光弁のチャネルパターン３０を概略的に示している。光弁は、イメージングされている空間パターンに対応すべく選択された不均一のチャネルパターン３０を生成するように構成されている。例えば、本発明による光弁は、離間配置されたチャネル群３４、低解像度（すなわち、より大きいサイズの）チャネル３２、及び高解像度（すなわち、より小さいサイズの）チャネル３３を生成することができる。図３−Ａに示される実施形態では、不均一チャネルパターン３０は、離間して設けられた複数のチャネル群３４を含み、各チャネル群３４が１つの低解像度チャネル３２と、この低解像度チャネル３２のいずれかの側に位置する２つの高解像度チャネル３３とを含む。ここで、チャネル群３４、及び各チャネル群３４内での低解像度チャネル３２と高解像度チャネル３３の配置は、基板１８にイメージングされているストライプ空間パターンに一致する。
【００３９】
図３−Ａは、基板１８に対する赤のストライプ３６の形成を概略的に示している。図示される実施形態では、チャネル群３４どうしは、ストライプ３６どうしの間隙に対応する距離を隔てて互いに配置されている。ただし、（以下にさらに説明するように）この間隙は必須ではない。各群３４において、低解像度チャネル３２がストライプ３６の内部部分（端部から遠位部分）に対応し、高解像度チャネル３３がストライプ３６の端部に対応する。低解像度チャネル３２がストライプ３６の比較的大きい内部部分のイメージングを可能にし、高解像度チャネル３３により、ストライプ３６が良好なエッジ鮮明度を有することが確実になる。特に、高解像度チャネル３３を含むことにより、ストライプ３６の幅を、媒体（すなわち、基板１８）または基板１８上のイメージストライプ３６に影響し得る他の条件に適するように正確に調整できる。さらに、低解像度チャネル３２と高解像度チャネル３３との組み合わせにより、結果として得られるイメージパターンをある範囲内で調整できる柔軟性を残しつつ、固定したマスク光弁によるイメージングを提供できる。
【００４０】
図３−Ａの実施形態においては、チャネルパターン３０を矢印３８で示されるメイン走査方向に走査することにより、ストライプ３６が基板１８にイメージングされる。メイン走査方向３８における各パスの後、チャネルパターン３０が、基板１８に対し、矢印３９で示されるサブ走査方向に進められる（ステッピングされる）。その後、新たなパスがメイン走査方向３８に開始され、基板１８の所望領域全体がイメージングされるまでこの処理が繰り返される。
【００４１】
図３−Ｂには、前の処理部分（図３−Ａ）において赤のストライプ３６がイメージングされた後の緑のストライプ４０のイメージングが概略的に示されている。図３−Ｂは、緑のストライプ４０の意図される位置に一致するべく、チャネルパターン３０のスタート位置が赤のストライプ３６のイメージングに用いるスタート位置に対してサブ走査方向３９にずらされていることを示している。それ以外の点については、緑のストライプ４０のイメージングは、赤のストライプ３６のイメージングと実質的に同様である。緑のストライプ４０の後、青のストライプ（図示せず）を実質的に同様の処理でイメージングすることができる。
【００４２】
図４は、本発明の特定実施形態による光弁５７を示す。光弁５７は、図３−Ａ及び図３−Ｂのチャネルパターン３０と同様のチャネルパターンを生成すべく構成されている。図４の実施形態の光弁５７は、シリコン基板５２上に形成された複数の窒化ケイ素リボン要素５０を含む。各リボン要素５０に対応する溝が基板５２の上部表面にエッチングされている。また、基板材料をリボン要素５０の下部からエッチングにより取り除くことで、リボン要素５０が基板５２において穴（図示せず）の上方に懸架した状態になる。各リボン要素５０は金属材料５６で被覆され、これが、電極及び反射層のいずれとしても機能する。光弁５７は、基板５２の下側部に共通電極を含み、この共通電極がシステム接地に接続される。
【００４３】
光弁５７は、複数のワイヤボンド接続６０を含み、そのそれぞれが対応するリボン要素５０の電極５６に接続されている。光弁５７は、さらに、複数のドライバ５８を含み、これらのドライバ５８がワイヤボンド接続６０に電気的に接続されている。図示される実施形態においては、各ドライバ５８は、１群の接続部６０と、対応するリボン要素５０群とに電気的に接続されている。光弁５７の異なるリボン要素群が、異なる（不均一の）数の個別リボン要素５０を含むことが効果的である。例えば、リボン要素群１３３Ａは、すべてがドライバ５８Ａに電気的に接続された４つの個別リボン要素５０を含み、リボン要素群１３２Ｂは、全てがドライバ５８Ｂに電気的に接続された１６の個別リボン要素５０を含み、リボン要素群１３３Ｃは、すべてがドライバ５８Ｃに電気的に接続された４つの個別リボン要素５０を含む。
【００４４】
光弁５７の動作は、（図１に）示され、すでに記載され、米国特許第６，１４７，７８９号にさらに詳細に説明される光弁１００と同様である。リボン要素５０の電極５６に電圧が印加されると、電極５６と共通電極６２とのあいだに発生した静電力により、対応するリボン要素５０が穴の内部に向かって変形し、これによって湾曲したミラーを形成する。上述したように、リボン要素がこのように変形すると、その反射面に入射した光線は集束され、この結果、ストップの透過領域を通過して透過し、基板をイメージングする。
【００４５】
ただし、本発明によれば、不均一な数の個別光弁要素を有する光弁要素群を、単一のドライバによって同時に駆動できる。例えば、ドライバ５８Ａは、要素群１３３Ａの４つの個別リボン要素５０の電極５６に電圧を印加して、この要素群１３３Ａの個別リボン要素５０を変形させることができる。同様に、ドライバ５８Ｂは、要素群１３２Ｂの個別リボン要素５０の電極に独立的に電圧を印加し、この要素群１３２Ｂのリボン要素を変形させることができる。
【００４６】
光弁５７をイメージングヘッド（例えば、図１のイメージングヘッド１１５）において使用し、チャネルパターン３０の高解像度チャネル３３及び低解像度チャネル３２（図３−Ａ）と同様の高解像度チャネルと低解像度チャネルとを有するチャネルパターンを生成することができる。当業者であれば、より少数の個別リボン要素５０を有するリボン要素群（例えば、群１３３Ａ及び１３３Ｃ）を使用して高解像度チャネルを生成でき、より多数の個別リボン要素５０を有するリボン要素群（例えば、群１３２Ｂ）を使用して低解像度チャネルを生成できることが理解できるであろう。単一のドライバ５８に接続されている各リボン要素５０群を、光弁５７のチャネルと呼ぶことができる。したがって、光弁５７は不均一のチャネルを複数含み、光弁５７のより小さい（高解像度の）チャネルは、より少数の個別リボン要素５０を有するリボン要素群に対応し、光弁５７のより大きい（低解像度の）チャネルは、より多数の個別リボン要素５０を有するリボン要素群に対応すると言える。
【００４７】
解像度の要件、イメージングされる媒体、イメージングされるパターン、及び個別リボン要素の大きさに応じて、光弁５７は、より多数または少数の個別リボン要素５０を有するチャネル（すなわち、リボン要素群）、あるいは単一の個別リボン要素５０を含むことができる。かかるリボン要素群は、それぞれ独立して単一のドライバにより駆動できる。
【００４８】
本発明による光弁は、種々の光弁要素群の空間的配置及び各光弁要素群における個々の光弁要素の数が、イメージングされている空間パターンに一致すべく選択可能に構成できる。例えば、図４の光弁５７は、相対的に少数の個別リボン要素５０を有するリボン要素群１３３Ａ及び１３３Ｃを、相対的に多数の個別リボン要素５０を有するリボン要素群１３２Ｂの外側に有している。このようなリボン要素群の配置により、より大型の低解像度チャネルの外側に位置するより小型の高解像チャネルを生成することができ、すでに説明したように、この構成はストライプパターン、例えば図２−Ａのストライプパターン、及び図３−Ａ及び図３−Ｂのストライプ３６及び４０のイメージングに非常に適している。当業者であれば、リボン要素群のこの同じ構成が、モザイクパターン、例えば図２−Ｂのモザイクパターンにも非常に適することがわかるであろう。
【００４９】
本発明による光弁は、イメージングされている空間パターンにさらに対応するように互いに離間して設けられたチャネル（すなわち、光弁要素群）をさらに含む。例えば、光弁５７は、互いに距離１３５を隔てて離間配置されたリボン要素群１３４Ａと１３４Ｂとを含む。このようなリボン要素群の離間配置により、対応する間隔で離間して設けられた不均一サイズのチャネル群、例えば図３−Ａのリボン要素群３４を生成することができる。上述のように、このように離間して設けられた不均一サイズのチャネル群３４は、離間して設けられた複数の特徴を有するパターン、例えば図３−Ａ及び図３−Ｂの離間したストライプ３６及び４０のイメージングに非常に適している。当業者であれば、リボン要素間の間隙も不均一であってよいことがわかるであろう。
【００５０】
光弁５７の不均一形状は、光弁が提供できる解像度のために、相対的に少数のドライバ５８を含む。より詳細には、相対的に多数の個別リボン要素５０を有するリボン要素群（すなわち、低解像度チャネルに対応するリボン要素群）が、単一ドライバに接続される。したがって、特定パターン、例えば図３−Ａのストライプパターンのイメージングのために、光弁５７は、少数の個別リボン要素５０を有するリボン要素群（すなわち、高解像度チャネルに対応するリボン要素群）に関連する解像度を、より少数のドライバを用いて提供することができる。このようにドライバの数が低減するため、本発明による光弁においては、ドライバに基づく制限、例えば、スペーシングの要件、熱除去の要件、及び電気的接続の要件による制限が緩くなる。
【００５１】
光弁５７の特定形状（すなわち、低解像度チャネル１３２Ｂの外側に１つ以上の高解像度チャネル１３３Ａ及び１３３Ｃを有する形状）は、本発明による不均一光弁の単なる１例を示しているにすぎない。上述のように、光弁５７は、図２−Ａのストライプパターン及び図２−Ｂのモザイクパターンのイメージングに非常に適している。当業者であれば、不均一のチャネル（すなわち、不均一数の個別光弁要素を有する光弁要素群）を有する光弁を使用して種々の異なるチャネルパターンが生成でき、ここで説明したストライプパターンに限定されないことがわかるであろう。あるイメージングパターンにおける特徴の規則性を認識するに際し、本発明の光弁は、所与数の光弁要素及び所与数のドライバに対していっそうのイメージング性能を提供する。本発明によれば、不均一な数の個別光弁要素を有する個々に変調可能な光弁要素群を含む不均一光弁を、イメージングされる空間パターンに低解像度の特徴の認識可能なパターンが含まれるどんな場合にも使用することができる。
【００５２】
本発明の実施形態は、一般に、マルチチャネル光弁を含むいかなるイメージング装置にも適用可能である。さらに、本発明の実施形態は、フラットパネルディスプレイ用のカラーフィルタ製造方法のみならず、イメージングに関する他の多くの処理にも適用できる。イメージングに関する他の処理の限定的でない例には、半導体装置の製造及び「ラブオンチップ（Lab-on-a-chip）」製造のための生物医学イメージングを含む。
【００５３】
前述の開示に鑑みて当業者には明らかなように、本発明の実施においては、その範囲を逸脱することなく多くの変更及び修正が可能である。以下に例を示す。
図４の実施形態における光弁５７では、リボン要素５０群は、イメージングされるパターンに対応する離間した位置に製造されている。例えば、群１３４Ａは、群１３４Ｂから離間した位置に生成されている。別の実施形態では、光弁は、均一間隔で配置された複数のリボン要素を有するように製造され、要素群１３４Ａ及び１３４Ｂは、その後、所望のリボン要素を所望のドライバに接続し、その他のリボン要素を接続しないでおくことにより形成される。例えば、均一間隔で配置されたリボン要素を有する光弁において、スペース１３５に位置するリボン要素はいずれも接続されないままにしてもよい。実際には、多くの光弁がまず接続部を設けずに製造され、続いて、ワイヤボンディングにより接続が行われる。本発明の光弁は、このように、基板上に製造し、その後、イメージングされるパターン（同様パターンの範囲）に応じて種々の光弁要素群を接続することにより構成される。
実施形態によっては、本発明による光弁は、不均一な数の個別光弁要素を有する光弁要素群に加え、あるいはこれらの要素群に代えて、不均一なサイズを有する光弁要素を含んでもよい。
他の光弁ベースのイメージングヘッドが当業界で知られている。これらのイメージングヘッドの光弁は、種々の代替技術を利用して、基板のイメージングに使用できる個別に変調可能な複数のチャネルを提供する。代替光弁の限定的でない例には、例えば、米国特許第５，５１７，３５９号に開示されているようなＰＬＺＴ（チタン酸ジルコン酸ランタン鉛: lead lanthanum zirconate titanate）光弁、米国特許第６，１６９，５６５号に開示されているようなＴＩＲ（全反射）光弁、及び米国特許第５，６１１，５９２号に開示されているような格子光弁を含む。当業者であれば、本発明が、これらまたは別のタイプの他の光弁を使用して、また、これらまたは別のタイプの他の光弁を組み込んだイメージング装置において実施可能であることがわかるであろう。
上記の光弁の特定実施形態は、変形することによって湾曲したミラーまたは平坦なミラーを形成することができるリボン要素を含む。当業者であれば、本発明が、ミラータイプのリボン要素に代えて別の光弁要素を含む他のタイプの光弁に適用できることがわかるであろう。例えば、本発明による光弁は、レンズタイプの光弁要素または格子タイプの光弁要素を含んでもよい。本発明による光弁は、いかなるタイプの光弁要素を組み込んでもよい。
上記の好ましい実施形態では、不均一な数の個別光弁要素を有する光弁要素群が単一のドライバに電気的に接続されている。実施形態によっては、不均一な数の光弁要素を有する光弁要素群は、複数のドライバに電気的に接続されている。これら複数のドライバを同時に駆動し、１つの光弁要素群の個々の光弁要素をほぼ同時に駆動してもよい。
このように、本発明の範囲は、以下のクレイムによって定められる内容にしたがって解釈すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】従来技術のイメージングヘッドの光学システムを示す斜視図である。
【図２−Ａ】ストライプパターンのカラー要素を有するカラーフィルタの一部を示す平面図である。
【図２−Ｂ】モザイクパターンのカラー要素を有するカラーフィルタの一部を示す平面図である。
【図３−Ａ】本発明の特定実施形態による光弁の不均一チャンネルパターンを、イメージング処理の一部のあいだに該光弁によって基板上に生成された画像とともに示す概略図である。
【図３−Ｂ】図３−Ａの不均一チャンネルパターンを、図３−Ａのイメージング処理に続く処理部分のあいだに該光弁によって基板上に生成された画像とともに示す概略図である。
【図４】本発明の特定実施形態による光弁の斜視図である。
【図１】
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【図２−Ａ】
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【図２−Ｂ】
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【図３−Ａ】
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【図３−Ｂ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2007500366.tif 000010