(57)【要約】  写真感光性を与えられた面にわたってレーザビームを走査することを含む、感光性を与えられた面上のストライプパターンのレーザ直接描画システム及びレーザ直接描画方法。ストライプパターンは、パルスレーザを使用し、且つ、ストライプの領域を追加して露光するようにパルスの送出を同期させることによって露光される。或いは、レーザは、回転されるパネルにわたって走査され、平行移動速度、走査速度、及び回転角度が、各ストライプを連続して露光し、且つ、ストライプ間の領域の露光を回避するように調整される。
2007506136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステムであって、
レーザビームを出力するレーザビーム光源と、
パターン要素配列と、パターン上に重なる感光材とを含むパネルを支持するための支持面と、
前記感光性を与えられた面にわたる走査経路に沿った複数の通過で前記レーザビームを走査して前記感光材の一部を露光する走査装置と、
前記パネル及び前記走査装置が互いに対して一定の位置にある場合に、前記パネル上のパターン要素の並びが前記走査経路と交差するように、前記パネルと前記走査装置との間の相互の角度方向を提供して回転する回転装置と、
を備えることを特徴とする感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム。
【請求項２】
交差走査方向において、前記走査装置と前記パネルとの間の相互の相対平行移動を提供するように動作する搬送装置をさらに備え、前記交差走査方向は前記走査経路と交差することを特徴とする請求項１に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム。
【請求項３】
前記交差走査方向は、前記走査経路に対して横方向であることを特徴とする請求項２に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム。
【請求項４】
前記パネル回転装置は、パターン要素の並びが、前記相互の相対平行移動の間、前記走査経路と平行になるように、前記パネルを位置合わせするよう動作することを特徴とする請求項２に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム。
【請求項５】
前記パネル回転装置は、前記レーザビームの各通過の期間中、前記レーザビームが、パターン要素の単一の並びの前記パターン要素に重なる、前記感光性を与えられた面の一部を露光するように、前記パネルを回転させることを特徴とする請求項１に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム。
【請求項６】
前記走査装置と前記パネルとの間の相互の相対平行移動を提供するように動作する搬送装置、をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム。
【請求項７】
前記相互の相対平行移動の速度は、前記レーザビームの各通過において、パターン要素の後続の並びの前記パターン要素に重なる、前記感光性を与えられた面の一部が露光されるように、走査の速度と調整されることを特徴とする請求項６に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム。
【請求項８】
前記パターン要素の後続の並びは、パターン要素の少なくとも１つの中間の並びの分だけ、前のパターン要素の並びから離されることを特徴とする請求項７に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム。
【請求項９】
前記レーザビーム光源は、多数の時間的に分離されたレーザパルスによって規定されるパルスレーザビームを出力することを特徴とする請求項１に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム。
【請求項１０】
各パルスは、前記感光性を与えられた面の一部を露光することを特徴とする請求項９に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム。
【請求項１１】
前記感光性を与えられた面の少なくとも２つの部分は相互に重なることを特徴とする請求項１０に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム。
【請求項１２】
前記レーザビーム光源は、連続波レーザビームを出力することを特徴とする請求項１に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム。
【請求項１３】
前記回転装置は、前記走査装置に対して前記パネルを回転させるように動作することを特徴とする請求項１に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム。
【請求項１４】
前記回転装置は、前記パネルを支持する支持構造体に対して前記走査装置を回転させるように動作することを特徴とする請求項１に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム。
【請求項１５】
感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法であって、
レーザビームを出力し、
パターン要素配列と、パターン上に重なる感光材とを含むパネルを支持し、
前記感光性を与えられた面にわたる走査経路に沿った複数の通過で前記レーザビームを走査し、それによって、前記感光材の部分を露光走査し、及び
前記パネル及び前記走査装置が互いに対して一定の位置にある場合に、前記パネル上のパターン要素の並びが前記走査経路と交差するように、前記パネルと前記走査装置との間の相互の角度方向を提供する各ステップを含むことを特徴とする感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法。
【請求項１６】
交差走査方向における前記走査装置と前記パネルとの間の相互の相対平行移動を提供するステップをさらに含み、前記交差走査方向は前記走査経路と交差することを特徴とする請求項１５に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法。
【請求項１７】
前記交差走査方向は、前記走査経路に対して横方向であることを特徴とする請求項１６に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法。
【請求項１８】
前記相互の角度方向を提供するステップは、パターン要素の並びが、前記相互の相対平行移動の間、実際の走査経路と平行になるように前記パネルを位置合わせすることを含むことを特徴とする請求項１６に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法。
【請求項１９】
相互の角度方向を提供するステップは、前記レーザビームの各通過の期間中、前記レーザビームが、パターン要素の単一の並びの前記パターン要素に重なる前記感光性を与えられた面の一部を露光するように、前記パネルを位置合わせするステップを含むことを特徴とする請求項１５に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法。
【請求項２０】
前記走査装置と前記パネルとの間の相互の相対平行移動を提供するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１９に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法。
【請求項２１】
前記レーザビームの各通過において、パターン要素の後続の並びの前記パターン要素に重なる、前記感光性を与えられた面の一部が露光されるように、前記相互の相対平行移動の速度及び走査の速度を調整するステップをさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法。
【請求項２２】
前記パターン要素の後続の並びは、パターン要素の少なくとも１つの中間の並びの分だけ、前のパターン要素の並びから離されることを特徴とする請求項２１に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法。
【請求項２３】
パルスレーザビームを出力するステップでは、パルスレーザビームを出力することを特徴とする請求項１５に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法。
【請求項２４】
各パルスは、前記感光性を与えられた面の一部を露光することを特徴とする請求項２３に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法。
【請求項２５】
前記感光性を与えられた面の少なくとも２つの部分は相互に重なることを特徴とする請求項２４に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法。
【請求項２６】
レーザビームを出力するステップでは、連続波レーザビームを出力することを特徴とする請求項１５に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法。
【請求項２７】
前記回転装置は、前記走査装置に対して前記パネルを回転させるように動作することを特徴とする請求項１５に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法。
【請求項２８】
前記回転装置は、前記パネルを支持する支持構造体に対して前記走査装置を回転させるように動作することを特徴とする請求項１５に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法。
【請求項２９】
感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステムであって、
一連の時間的に分離されたレーザパルスによって規定されるレーザビームを出力するレーザビーム光源と、
前記感光性を与えられた面にわたって走査方向に前記レーザビームを走査する走査装置と、
を備え、
前記走査すること及び前記一連のレーザパルスは、描画されるパターンの前記走査方向における不連続な位置に各レーザパルスを送出するように同期されることを特徴とする感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム。
【請求項３０】
前記レーザビーム光源は、Ｑスイッチパルスレーザを備えることを特徴とする請求項２９に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム。
【請求項３１】
前記走査装置は、回転ポリゴンを備えることを特徴とする請求項２９に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム。
【請求項３２】
前記走査装置と前記感光性を与えられた面との間の相互の相対平行移動を提供する搬送装置をさらに備えることを特徴とする請求項２９に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム。
【請求項３３】
前記レーザビームを規定するパルスのパルスレート、前記相互の相対平行移動の速度、及び走査の速度の少なくとも１つを制御するシステムコントローラ、をさらに備えることを特徴とする請求項３２に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム。
【請求項３４】
前記走査装置は、露光される第１の並びへ第１の走査におけるパルスを送出し、前記露光される第１の並びに連続した、露光される第２の並びへ第２の走査におけるパルスを送出するように動作することを特徴とする請求項３２に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム。
【請求項３５】
前記走査装置は、領域を追加して露光するように各パルスを送出して、ストライプを形成することを特徴とする請求項３４に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム。
【請求項３６】
前記描画されるパターンは、フラットパネルディスプレイ上のカラーフィルタのストライプのパターンを含むことを特徴とする請求項２９に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム。
【請求項３７】
感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法であって、
一連の時間的に分離されたレーザパルスによって規定されるレーザビームを出力し、
前記感光性を与えられた面にわたって走査方向に前記レーザビームを走査し、及び
前記走査し、前記一連のレーザパルスを同期するステップによって描画されるパターンの前記走査方向における不連続な位置に各レーザパルスを送出し、同期させることを特徴とする感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法。
【請求項３８】
前記レーザビームを出力するステップでは、Ｑスイッチパルスレーザからレーザビームを出力することを特徴とする請求項３７に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム。
【請求項３９】
前記走査するステップでは、回転ポリゴンから前記レーザを反射することを特徴とする請求項３７に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法。
【請求項４０】
走査装置と前記感光性を与えられた面との間の相互の相対平行移動を提供するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３７に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法。
【請求項４１】
前記レーザビームを規定するパルスのパルスレート、前記相互の相対平行移動の速度、及び走査の速度の少なくとも１つを制御するステップをさらに含むことを特徴とする請求項４０に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法。
【請求項４２】
前記走査するステップでは、露光される第１の並びへ第１の走査におけるパルスを送出し、前記露光される第１の並びに連続した露光される第２の並びへ第２の走査におけるパルスを送出することを特徴とする請求項４０に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法。
【請求項４３】
前記走査するステップでは、領域を追加して露光する各パルスを送出し、それによって、ストライプを形成する、送出するステップを含むことを特徴とする請求項４２に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法。
【請求項４４】
前記描画されるパターンは、フラットパネルディスプレイ上のカラーフィルタのストライプのパターンを含むことを特徴とする請求項３７に記載の感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法。
【請求項４５】
感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステムであって、
レーザビームを出力するレーザビーム光源と、
感光性を与えられた面にわたって走査方向に前記レーザビームを走査する走査装置と、
前記走査方向に対して横方向の交差走査方向において、前記走査装置と前記感光性を与えられた面との間の相互の相対平行移動を提供する搬送装置と、
前記レーザビームが前記走査方向に走査されるにつれて、前記相互の相対平行移動と同期して、前記交差走査方向に前記レーザビームを偏向するレーザビーム偏向器と、
を備えることを特徴とする感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム。
【請求項４６】
感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法であって、
レーザビームを出力し、
感光性を与えられた面にわたって走査方向に前記レーザビームを走査し、
前記走査方向に対して横方向の交差走査方向において、前記走査装置と前記感光性を与えられた面との間の相互の相対平行移動を提供し、
前記レーザビームが前記走査方向に走査されるにつれて、前記相互の相対平行移動と同期して、前記交差走査方向に前記レーザビームを偏向する各ステップを含むことを特徴とする感光性を与えられた面にパターンを描画するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２００３年９月２２日に出願された米国仮特許出願第６０／５０３，８８７号の利益を主張するものであり、この米国仮特許出願の記載内容全体を参照目的で本願明細書中に盛り込まれているものとする。
【０００２】
本発明は、感光面にパターンを直接描画するためのシステム及び方法に関し、より詳細には、フラットパネルディスプレイの基板上にカラーフィルタパターンを直接描画することに関する。
【背景技術】
【０００３】
ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイは、通常、カラーフィルタを使用してカラー画像を表示する。カラーフィルタは、通常、３原色のそれぞれ１つを含む。３原色は、通常、赤、緑、及び青である。カラーフィルタは、通常はストライプパターンである一定のパターンで配置される。各カラーフィルタは、パネル上のすべてではなく一部のピクセルに重なる。カラー画像は、カラーフィルタの属性である位置及び色に従って光を選択されたピクセルに通すことによって、ディスプレイ上に形成される。
【０００４】
従来、フラットパネルディスプレイ上にカラーフィルタを形成するのに、フォトリソグラフィープロセスが使用されていた。適切に着色された感光フィルタ材が、通常はストライプパターンである所望のフィルタパターンで選択的に露光されて現像される。フィルタ材の露光されない部分は除去され、それによって、所望の位置にのみカラーフィルタが残される。感光フィルタ材のどの部分が露光されるかを画定するのにマスクが使用される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、フラットパネルディスプレイ上にカラーフィルタを形成するための改良されたシステム及び方法を提供しようとするものである。
【０００６】
本発明は、さらに、感光材を選択可能に露光するレーザ直接描画システム及びレーザ直接描画方法、詳細にはデジタルシステム及びデジタル方法を利用して、ストリップパターンを形成しようとするものである。ストリップパターンには、フラットパネルディスプレイ上のカラーフィルタが含まれるが、これに限定されるものではない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の包括的な一態様によれば、レーザ直接描画システムは、感光材のストライプの部分を露光するレーザのエネルギー利用を最適化するように適切に設定される。最適化は、パルスレーザを使用する場合に、露光されるストリップの位置にパルスを送出するタイミングを調整することによって達成される。レーザ電力を最適化するための別の方法は、走査中の搬送を考慮して、走査されるパネルの走査装置に対する向きを合わせ、レーザをオン及びオフに変調することなく各ストリップを連続して走査できるようにすることである。ストライプの向き、走査速度、及び露光されるパネルと走査装置との間の相互の相対搬送速度は、第１のストライプの走査の完了時に、レーザビームが戻されて、露光される次のストリップを走査するように調整される。露光されない中間部分は、自動的にスキップされる。
【０００８】
本発明の別の包括的な態様によれば、レーザ直接描画システムは、走査方向にビームを走査する走査装置と、交差走査方向に走査ビームを偏向する偏向器とを含む。交差走査方向における偏向は、露光されるパネルの搬送と調整されて、交差走査方向における搬送を補償する。適切な偏向器には、音響光学偏向器が含まれる。この音響光学偏向器では、レーザビームは、変調器の音波の周波数の関数として偏向される。
【０００９】
したがって、本発明の一実施の形態により、感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム及び方法が提供され、当該システム及び方法は、レーザビームを出力するレーザビーム光源と、パネルを支持する支持面であって、パネルは、パネル上に形成されるパターン要素の配列を備え、パネルは、さらに、パターンに重なる感光材を含む、支持面と、感光性を与えられた面にわたる走査経路に沿った複数の通過でレーザビームを走査して感光材の部分を露光する走査装置と、パネル及び走査装置が互いに対して一定の位置にある場合に、パネル上のパターン要素の並びが走査経路と交差するように、パネルと走査装置との間の相互の角度方向を提供する回転装置と、を備える。
【００１０】
さまざまな実施の形態は、以下の追加された特徴及び代替的な特徴の１つ又は２つ以上を含む。
【００１１】
搬送装置は交差走査方向において、走査装置とパネルとの間の相互の相対平行移動を提供するように動作し、交差走査方向は走査経路と交差する。
【００１２】
交差走査方向は、走査経路に対して横方向である。
【００１３】
パネル回転装置は、パターン要素の並びが、相互の相対平行移動の間、有効な走査経路と平行になるように、パネルを位置合わせする。
【００１４】
パネル回転装置は、レーザビームの各通過の期間中、レーザビームが、パターン要素の単一の並びのパターン要素に重なる、感光性を与えられた面の部分を露光するように、パネルを回転させる。
【００１５】
相互の相対平行移動の速度は、レーザビームの各通過において、パターン要素の後続の並びのパターン要素に重なる、感光性を与えられた面の部分が露光されるように、走査の速度と調整される。
【００１６】
レーザビーム光源は、多数の時間的に分離されたレーザパルスによって規定されるパルスレーザビームを出力し、各パルスは、感光性を与えられた面の重なる部分を露光する。或いは、レーザビームは連続波レーザビームである。
【００１７】
回転装置は、パネルを走査装置に対して回転させる。或いは、走査装置は、パネルを支持する支持構造体に対して回転される。
【００１８】
したがって、本発明の別の実施の形態によれば、感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステムが提供され、当該システムは、一連の時間的に分離されたレーザパルスによって規定されるレーザビームを出力するレーザビーム光源と、感光性を与えられた面にわたって走査方向にレーザビームを走査する走査装置と、を備え、走査すること及び一連のレーザパルスは、描画されるパターンの走査方向における不連続な位置に各レーザパルスを送出するように同期される。
【００１９】
さまざまな実施の形態は、以下の追加された特徴及び代替的な特徴の１つ又は２つ以上を含む。
【００２０】
レーザビーム光源は、Ｑスイッチパルスレーザである。
【００２１】
走査装置は、回転ポリゴンである。
【００２２】
搬送装置は、走査装置と感光性を与えられた面との間の相互の相対平行移動を提供する。
【００２３】
システムコントローラは、レーザビームを規定するパルスのパルスレート、相互の相対平行移動の速度、及び走査の速度の少なくとも１つを制御する。
【００２４】
走査装置は、露光される第１の並びへ第１の走査におけるパルスを送出し、露光される第１の並びに連続した、露光される第２の並びへ第２の走査におけるパルスを送出するように動作する。
【００２５】
走査装置は、領域を追加して露光するように各パルスを送出して、ストライプを形成する。
【００２６】
描画されるパターンは、フラットパネルディスプレイ上のカラーフィルタのストライプのパターンを含む。
【００２７】
したがって、本発明のさらに別の実施の形態によれば、感光性を与えられた面にパターンを描画するためのシステム及び方法が提供され、当該システム及び方法は、レーザビームを出力するレーザビーム光源と、感光性を与えられた面にわたって走査方向にレーザビームを走査する走査装置と、走査方向に対して横方向の交差走査方向において、走査装置と感光性を与えられた面との間の相互の相対平行移動を提供する搬送装置と、レーザビームが走査方向に走査されるにつれて、相互の相対平行移動と同期して、交差走査方向にレーザビームを偏向するレーザビーム偏向器と、を備える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明は、図面及び以下の詳細な説明から、より十分に理解され認識されるであろう。
【００２９】
図１を参照する。図１は、本発明の一実施の形態による、感光材にストリップパターンを露光するためのシステム１０の一部簡略化された描画部分ブロック図である。本明細書で説明するシステム及び方法は、フラットパネルディスプレイの一部であるカラーフィルタのストリップを製造するのに特に適している。ただし、適切な感光材におけるストリップパターンの露光も考慮される。
【００３０】
簡潔に言えば、フラットパネルディスプレイは、ピクセルの配列を含む。カラーフィルタは、それらのピクセルのそれぞれに関連付けられる。光をそれらのピクセルから選択的に出力することによって、画像がパネルに表示される。各ピクセルは、その位置及び色に従って選択される。
【００３１】
通常、カラーフィルタは、ストリップ状に配置され、各カラーフィルタのストリップは、ディスプレイパネル１２上のピクセルの行（又は列）に重なる。フィルタは、着色された感光材を適切に露光することによって製造される。
【００３２】
この発明の一実施の形態によれば、感光材を露光するのに、レーザ直接描画技術が使用される。この発明は、たとえば、走査型レーザ直接描画機器を適切に適合させることによって実施することができる。この走査型レーザ直接描画機器は、イスラエルのヤッファ（Yavne）のオーボテック（Orbotech）社から市販されているＤＰ（商標）シリーズのレーザ直接描画システム等である。
【００３３】
図１に見られるように、この発明の一実施の形態によれば、システム１０は、パルスレーザビーム２２を出力するパルスレーザ２０を含む。パルスレーザビーム２２は、連続ビームではなく、時間的に分離された一連のレーザパルス２４によって規定される。パルスレーザビームを提供するための適切なレーザは、たとえば、Ｑスイッチダイオード励起固体レーザを含む。このＱスイッチダイオード励起固体レーザは、米国カリフォルニア州のコーヒーレント（Coherent）社及びスペクトラ（Spectra）社を含むいくつかのレーザ製造業者のいずれからも市販されている。
【００３４】
レーザパルス２４は、適切な前置走査光学装置２６を通って、複数の反射面３０を有する回転ポリゴン等の走査装置２８に当たるように方向付けられる。前置走査光学装置２６は、通常、複数のレンズ（図示せず）を含む。これらのレンズは、レーザビーム２２を適切に成形して、その結果、各レーザパルス２４が、パネル１２上において所望のサイズ及び形状を有するスポットを露光するように選択される。走査装置は、各レーザパルスをパネル１２上の異なる位置へ送出することに留意されたい。レーザパルス２４の各経路は破線によって示されている。
【００３５】
走査装置２８のポリゴンが、矢印３２の方向（走査方向）に回転するにつれて、ビーム２２は、ポリゴンの反射面３０の１つに当たる。このポリゴンの反射面３０の１つは、ビームを走査光学装置３４に通す。通常、走査光学装置３４は、ｆ−θ走査レンズ及び他の光学素子（図示せず）を含む。ポリゴンが回転するにつれて、ビーム２２は、矢印３６によって示された走査方向の走査経路に沿って走査される。
【００３６】
露光されるパターンに対応するパターンデータ４０が、システムコントローラ４２に供給される。システムコントローラ４２は、走査装置２８のポリゴンの回転速度、パネル１２の走査装置２８に対する相互の平行移動、及びレーザパルス２４の生成を管理するクロックの１つ又は２つ以上を制御する。図１は、平行移動装置（translator）が矢印４６の方向（交差走査方向）にパネル１２を移動させる一方、走査装置２８が静止していることを示しているが、実際のシステム設計は、パネル１２が静止している一方、走査装置２８が移動されるようにすることもできる。
【００３７】
図１では、パルス発生器５０によって出力されるタイミング信号４８が示されている。これらのタイミング信号は、レーザビーム２２のレーザパルス２４に対応する。この発明の一実施の形態によれば、レーザパルス２４は、走査装置２８のポリゴンの回転と同期され、その結果、各レーザパルス２４は、パネル１２上の感光材の別の部分を露光し、それによって、露光領域６０が形成される。レーザパルス２４間の時間的分離が走査装置２８の連続回転と組み合わされることによって、露光領域６０のそれぞれは、他の露光領域６０と相互に不連続になる。パルスビームに本来備わっているオン−オフ変調、すなわち、ビームが「オフ」である時のパルス間の時間が、或る露光領域６０から次の露光領域へビーム２２を移動させるのに利用される。
【００３８】
走査経路が完了する、すなわち、レーザビーム２２が、走査されるスワスの終端に到達すると、走査装置２８のポリゴンの次の反射面が所定の位置に回転されて、レーザビーム２２が走査経路の始点へ瞬時に戻される。走査されるスワスは、パネル１２の全幅とすることができるが、全幅である必要はない。レーザビーム２２は、走査経路に沿って再度走査される。たとえば、パネル搬送装置４４によって提供される、パネル１２と走査装置２８との間の相互の相対平行移動のために、前の走査位置に隣接した、パネル１２上の新たな位置が次に走査される。したがって、各走査経路は、前の走査経路と連続し、それによって、各露光領域６０に一部分が追加生成され、露光領域は交差走査方向のストリップとして伸びることに留意されたい。
【００３９】
次に図２を参照する。図２は、本発明の別の実施の形態による、感光材にストリップパターンを露光するためのシステム１１０の一部簡略化された描画部分ブロック図である。感光材は、フラットパネルディスプレイ等のパネル１１２上にカラーフィルタを製造するのに適した、染色されたフィルタ材を含む。この染色されたフィルタ材は、通常、パネル１１２上にすでに形成されたピクセルパターン１１３上に敷設される。システム１１０及びシステム１０は、共に、不連続なストリップのパターンを露光するためのレーザ直接描画装置を最適に利用するように構成されるが、システム１０が各ストリップの領域を追加しながら露光する一方、システム１１０は各ストリップを連続的に露光する。
【００４０】
図２に見られるように、システム１１０は、レーザビーム１２２を出力するレーザ１２０を含む。レーザビーム１２２は、連続波レーザビームとすることもできるし、パルスレーザビームとすることもできる。パルスレーザビームは、たとえば、米国カリフォルニア州のコヒーレント社及びスペクトル社を含むいくつかのレーザ製造業者のいずれからも市販されているようなＱスイッチダイオード励起固体レーザによって提供される。この発明の一実施の形態によれば、パルスレーザが使用される場合、後述するように、システム設計（スポットサイズ、走査速度、及び相互の平行移動速度）は、連続したストリップの露光を確保するために、パルスのそれぞれによって露光されるスポットが少なくとも１つの他のスポットに相互に重なるようにされる必要がある。
【００４１】
レーザビーム１２２は、適切な事前走査光学装置１２６を通って、複数の反射面１３０を有する回転ポリゴン等の走査装置１２８に当たるように方向付けられる。前置走査光学装置１２６は、通常、複数のレンズ（図示せず）を含む。これらのレンズは、レーザビーム１２２を適切に成形して、パネル１１２上に連続したストリップを露光するように選択される。
【００４２】
走査装置１２８のポリゴンが、矢印３２の方向（走査方向）に回転するにつれて、ビーム１２２は、ポリゴンの反射面１３０の１つに当たる。このポリゴンの反射面１３０の１つは、ビームを走査光学装置１３４に通す。通常、走査光学装置１３４は、ｆ−θ走査レンズ及び他の光学素子（図示せず）を含む。ポリゴンが回転するにつれて、ビーム１２２は、矢印１３６によって示された名目的な走査方向の走査経路に沿って走査される。
【００４３】
走査中、パネル１１２及び走査装置１２８は、たとえば搬送装置１４４によって、矢印１４６により示された交差走査方向に相互に相対的に平行移動される。走査中の相互の相対平行移動のために、実際の走査方向は、矢印１４８によって示されるように、わずかに斜めになることに留意されたい。
【００４４】
回転装置１５０が、走査中にパネル１１２と走査装置１２８との間の相互の角度オフセットを確立することが本実施の形態の一特徴である。したがって、パネル１１２及び走査装置１２８の相互の相対平行移動がない場合には、パターン１１３のパターン要素の並びは、名目的な走査方向１３６に対応する軸と交差する。パネル１１２と走査装置１２８との間の相互の相対平行移動を導入すると、実際の走査方向は、パターン要素１１３の並びの向きと一致し、それによって、領域１６０の連続した露光が容易になる。
【００４５】
図２では、露光されるパターンに対応するパターンデータ１４０が、システムコントローラ１４２に供給されることが分かる。システムコントローラ１４２は、走査装置１２８のポリゴンの回転速度、パネル１１２の走査装置１２８に対する相互の平行移動、及びパネル１１２の走査装置１２８に対する回転の向きの１つ又は２つ以上を制御する。
【００４６】
図２は、平行移動装置１４４が矢印１４６の方向（交差走査方向）にパネル１１２を移動させる一方、走査装置１２８が静止していることを示しているが、実際のシステム設計は、パネル１１２が静止している一方、走査装置１２８が移動されるようにすることもできる。たとえば、パネル１１２がエアクッションで支持されると同時に、平行移動装置は、パネル１１２を直接移動させるように動作することができる。又は、平行移動装置は、パネル１１２を支持する支持台を移動させるように動作することもできる。
【００４７】
さらに、図２は、パネル１１２を回転させるように動作する回転装置１５０を概略的に示しているが、この発明の一実施の形態によれば、回転装置１５０は、パネル１１２又はパネル１１２を支持する支持台（図示せず）を直接動作させることもできるし、パネル１１２が静止して保持されている間に、走査装置１２８をパネル１１２に対して回転させることもできることに留意されたい。回転装置は、パネルがシステム１２８にすでに配置されている場合には直ちに動作することもできるし、たとえば、ピックアンドプレース型のローダの一部としてパネルをシステム１１０に配置する前にパネル１１２を回転させることもできる。
【００４８】
走査経路が完了する、すなわち、レーザビーム１２２が、走査されるスワスの終端に到達すると、走査装置１２８のポリゴンの次の反射面が所定の位置に回転されて、レーザビーム１２２が走査経路の始点へ瞬時に戻されるようにシステム１１０は構成されている。システムコントローラ１４２は、各走査経路が露光されるストライプ領域１６０に対応し、且つ、ストライプの間の領域をスキップするように、パネル１１２及び走査装置１２８の適切な相対角度方向を、平行移動速度及び走査速度と共に求める。
【００４９】
次に図３を参照する。図３は、本発明の別の実施の形態による、感光材にストリップパターンを露光するためのシステム２１０の一部簡略化された描画部分ブロック図である。感光材は、フラットパネルディスプレイ等のパネル１１２上にカラーフィルタを製造するのに適した、染色されたフィルタ材を含む。この染色されたフィルタ材は、パネル１１２上にすでに形成されたピクセルパターン１１３上に敷設される。
【００５０】
図３に見られる実施の形態では、システム２１０は、追加されたオプションの交差走査偏向器３７０を含むことを除いて、すべての点でシステム１１０と同一である。この交差走査偏向器３７０は、システム制御１４２と通信して、ビーム１２２を交差走査方向に偏向させるように動作する。したがって、この発明の一実施の形態によれば、システム制御１４２は、さらに、ビーム１２２の偏向角を制御して、パネル１１２と走査装置１２８との間の相互の相対平行移動を補償する。偏向器３７０によって提供される補償は、図２について上述したようなパネル１１２と走査装置１２８との間の相互の相対回転を確立することに加えて行うこともできるし、それに代えて行うこともできる。
【００５１】
偏向器３７０は、オプションとして、音波を使用してレーザビーム１２２を偏向させる音響光学偏向器である。偏向量は、当該技術分野で知られているように、偏向器３７０の音波の周波数を変更することによって制御される。
【００５２】
本発明は、以上詳細に図示して説明した内容に限定されるものでないことは当業者にとって理解されよう。逆に、本発明は、上記説明を読むと当業者には思いつき、且つ、従来技術にはない本発明の変更及び変形を含む。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施の形態による、感光材にストリップパターンを露光するためのシステムの一部簡略化された描画部分ブロック図である。
【図２】本発明の別の実施の形態による、感光材にストリップパターンを露光するためのシステムの一部簡略化された描画部分ブロック図である。
【図３】本発明のさらに別の実施の形態による、感光材にストリップパターンを露光するためのシステムの一部簡略化された描画部分ブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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