(57)【要約】【課題】基板上の描画領域の周囲の非描画領域に容易に光を照射する。【解決手段】パターン描画装置１では、ネガ型の感光材料が主面上に形成された基板９に対して、第１光照射部４からの光の照射領域を相対移動することにより、描画領域に液晶表示装置の画素パターンが描画される。また、第１光照射部４のアパーチャを交換し、ポジ型の感光材料が主面上に形成された基板９に対して照射領域を相対移動しつつ、主走査方向に関して描画領域を等分割した分割領域に照射領域が一致する毎に瞬間的な光の照射を行うことにより、描画領域の液晶配向制御用の突起パターン以外の部分に光が照射される。第２光照射部５では、描画領域および非描画領域を横断する照射領域を当該基板に対して相対移動しつつ、照射領域のうち光の照射が遮られる領域を変更することにより、非描画領域のみに光が照射される。これにより、非描画領域に容易に光を照射することができる。【選択図】図１
2008102241.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の感光材料に光を利用してパターンを描画するパターン描画装置であって、
後工程にて部分的に除去されることにより周期的なパターンとなるポジ型の感光材料が層状に形成された基板を保持する基板保持部と、
前記感光材料上において互いに垂直な第１の方向および第２の方向を向く辺を有する矩形として設定された描画領域のうち、前記パターンに対応する部分以外に光を照射する第１光照射部と、
前記感光材料上の前記描画領域の周囲の非描画領域に光を照射する第２光照射部と、
を備え、
前記第１光照射部が、
第１光源と、
前記パターンの周期性に合わせて前記描画領域を前記第１の方向に関して等分割した複数の分割領域の１つと前記第１の方向の長さが等しい第１照射領域のうち、前記パターンに対応する部分以外の領域へと前記第１光源からの光を導く第１マスク部と、
前記第１照射領域を前記第１の方向へと前記描画領域に対して相対的に移動する第１移動機構と、
前記第１光源および／または前記第１マスク部を制御することにより、前記第１照射領域を移動しつつ前記第１照射領域が前記第１の方向に関して前記複数の分割領域のそれぞれに一致する毎に前記第１マスク部を介して前記第１照射領域へ光の照射を行う第１制御部と、
を備え、
前記第２光照射部が、
第２光源と、
前記感光材料上において前記第２の方向に伸びるとともに前記描画領域および前記非描画領域を横断する第２照射領域へと前記第２光源からの光を導く第２マスク部と、
前記第２照射領域を前記第１の方向へと前記感光材料に対して相対的に移動する第２移動機構と、
前記第２照射領域が前記描画領域および前記非描画領域を通過する際に、前記第２マスク部を制御して前記第２照射領域のうち光の照射が遮られる領域を変更することにより、前記非描画領域のみに光を照射する第２制御部と、
を備えることを特徴とするパターン描画装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン描画装置であって、
前記第２マスク部が、液晶シャッタを備えることを特徴とするパターン描画装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のパターン描画装置であって、
前記基板保持部において、前記ポジ型の感光材料が形成された前記基板に代えて、後工程にて部分的に除去されることにより周期的なパターンとなるネガ型の感光材料が層状に形成された基板が保持可能とされ、
前記第１光照射部が、前記第１マスク部および／または前記第１制御部による制御を変更することにより、前記感光材料上に前記第１の方向および前記第２の方向を向く辺を有する矩形として設定された描画領域のうち前記パターンに対応する部分のみに光を照射することを特徴とするパターン描画装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載のパターン描画装置であって、
前記感光材料上において、前記描画領域および前記描画領域と同形状の描画領域を含む複数の描画領域が、前記第１の方向および／または前記第２の方向に互いに離間して配列され、
前記基板が、前記複数の描画領域に従って多面取りされる予定の基板であり、
前記第１光照射部が、前記複数の描画領域のうち前記パターンに対応する部分以外に光を照射し、前記第２光照射部が、前記感光材料上の前記複数の描画領域以外の非描画領域に光を照射し、
前記第１制御部が、前記第１光源および／または前記第１マスク部を制御することにより、前記複数の描画領域のそれぞれに対して前記第１照射領域を移動しつつ前記第１照射領域が前記第１の方向に関して前記複数の分割領域のそれぞれに一致する毎に前記第１マスク部を介して前記第１照射領域へ光の照射を行い、
前記第２照射領域が前記第２の方向に伸びるとともに前記感光材料を横断し、前記第２照射領域が前記感光材料を通過する際に、前記第２制御部による前記第２マスク部の制御により、前記非描画領域のみに光が照射されることを特徴とするパターン描画装置。
【請求項５】
請求項４に記載のパターン描画装置であって、
前記基板保持部において、前記ポジ型の感光材料が形成された前記基板に代えて、後工程にて部分的に除去されることにより周期的なパターンとなるネガ型の感光材料が層状に形成された基板が保持可能とされ、
前記第１光照射部が、前記マスク部および／または前記第１制御部による制御を変更することにより、前記ポジ型の前記感光材料の場合と同様に設定された複数の描画領域のうち前記パターンに対応する部分のみに光を照射することを特徴とするパターン描画装置。
【請求項６】
請求項３または５に記載のパターン描画装置であって、
前記基板が液晶表示装置用のカラーフィルタ基板であり、
前記ネガ型の前記感光材料により前記カラーフィルタ基板上に形成される前記パターンが、画素パターンであることを特徴とするパターン描画装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載のパターン描画装置であって、
前記基板が液晶表示装置用のガラス基板であり、
前記ポジ型の前記感光材料により前記ガラス基板上に形成される前記パターンが、液晶配向制御用の突起パターンであることを特徴とするパターン描画装置。
【請求項８】
基板上の感光材料に光を利用してパターンを描画するパターン描画システムであって、
後工程にて部分的に除去されることにより周期的なパターンとなるポジ型の感光材料が層状に形成された基板において、前記感光材料上にて互いに垂直な第１の方向および第２の方向を向く辺を有する矩形として設定された描画領域のうち、前記パターンに対応する部分以外に光を照射する第１光照射装置と、
前記感光材料上の前記描画領域の周囲の非描画領域に光を照射する第２光照射装置と、
前記第１光照射装置と前記第２光照射装置との間において基板を搬送する搬送機構と、
を備え、
前記第１光照射装置が、
基板を保持する第１基板保持部と、
第１光源と、
前記パターンの周期性に合わせて前記描画領域を前記第１の方向に関して等分割した複数の分割領域の１つと前記第１の方向の長さが等しい第１照射領域のうち、前記パターンに対応する部分以外の領域へと前記第１光源からの光を導く第１マスク部と、
前記第１照射領域を前記第１の方向へと前記描画領域に対して相対的に移動する第１移動機構と、
前記第１光源および／または前記第１マスク部を制御することにより、前記第１照射領域を移動しつつ前記第１照射領域が前記第１の方向に関して前記複数の分割領域のそれぞれに一致する毎に前記第１マスク部を介して前記第１照射領域へ光の照射を行う第１制御部と、
を備え、
前記第２光照射装置が、
基板を保持する第２基板保持部と、
第２光源と、
前記感光材料上において前記第２の方向に伸びるとともに前記描画領域および前記非描画領域を横断する第２照射領域へと前記第２光源からの光を導く第２マスク部と、
前記第２照射領域を前記第１の方向へと前記感光材料に対して相対的に移動する第２移動機構と、
前記第２照射領域が前記描画領域および前記非描画領域を通過する際に、前記第２マスク部を制御して前記第２照射領域のうち光の照射が遮られる領域を変更することにより、前記非描画領域のみに光を照射する第２制御部と、
を備えることを特徴とするパターン描画システム。
【請求項９】
請求項８に記載のパターン描画システムであって、
前記第２マスク部が、液晶シャッタを備えることを特徴とするパターン描画システム。
【請求項１０】
請求項８または９に記載のパターン描画システムであって、
前記第１光照射装置の前記第１基板保持部において、前記ポジ型の感光材料が形成された前記基板に代えて、後工程にて部分的に除去されることにより周期的なパターンとなるネガ型の感光材料が層状に形成された基板が保持可能とされ、
前記第１光照射装置が、前記第１マスク部または前記第１制御部による制御を変更することにより、前記感光材料上に前記第１の方向および前記第２の方向を向く辺を有する矩形として設定された描画領域のうち前記パターンに対応する部分のみに光を照射することを特徴とするパターン描画システム。
【請求項１１】
基板上の感光材料に光を利用してパターンを描画するパターン描画方法であって、前記基板上に、後工程にて部分的に除去されることにより周期的なパターンとなるポジ型の感光材料が層状に形成されており、前記感光材料上において互いに垂直な第１の方向および第２の方向を向く辺を有する矩形として描画領域が設定され、前記感光材料上の前記描画領域の周囲に非描画領域が設定されており、
前記パターン描画方法が、
ａ）前記パターンの周期性に合わせて前記描画領域を前記第１の方向に関して等分割した複数の分割領域の１つと前記第１の方向の長さが等しい第１照射領域のうち、前記パターンに対応する部分以外の領域へと光を導くとともに、前記第１照射領域を前記第１の方向へと前記描画領域に対して相対的に移動する工程と、
ｂ）前記ａ）工程において前記第１照射領域が前記第１の方向に関して前記複数の分割領域のそれぞれに一致する毎に前記第１照射領域に光の照射を行う工程と、
ｃ）前記感光材料上において前記第２の方向に伸びるとともに前記描画領域および前記非描画領域を横断する第２照射領域へと光を導くとともに、前記第２照射領域を前記第１の方向へと前記感光材料に対して相対的に移動する工程と、
ｄ）前記ｃ）工程において前記第２照射領域が前記描画領域および前記非描画領域を通過する際に、前記第２照射領域のうち光の照射が遮られる領域を変更することにより、前記非描画領域のみに光を照射する工程と、
を備えることを特徴とするパターン描画方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上の感光材料に光を利用してパターンを描画する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体基板やプリント基板、あるいは、プラズマ表示装置、液晶表示装置用のガラス基板等（以下、「基板」という。）に形成された感光材料に光を照射することによりパターンの描画が行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、ネガ型の感光性樹脂層にフォトマスクを介して光を照射することによりパターンを描画し、現像工程において非露光部分を除去することにより、液晶表示装置のフォトスペーサを形成する技術が開示されている。また、特許文献２では、液晶表示装置の配向制御用突起がフォトレジストにより形成されている。しかしながら、特許文献１のようにマスクパターンを転写する描画方式では、描画対象である基板が大きくなると、マスクも大きくなって描画装置の製造コストが増大してしまう。
【０００４】
そこで、基板と同等の大きさの大型マスクを使用しない描画方法として、特許文献３に示すように、複数の開口が形成された比較的小型のマスクを介して基板上の感光材料上にパルス光を照射し、基板を移動しつつパルス光の照射が繰り返されることにより、感光材料上にパターンを描画する方法が提案されている。特許文献３では、基板上のネガ型の感光材料に描画されたパターンは、現像処理により、液晶表示装置のカラーフィルタ基板におけるブラックマトリックスのパターンとなる。
【特許文献１】特開２００２−９８８２４号公報
【特許文献２】特開２００５−１７３０３７号公報
【特許文献３】特開２００６−１４５７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、液晶表示装置用のカラーフィルタ基板等の製造では、１枚のガラス基板から複数枚のカラーフィルタ基板を製造する（いわゆる、多面取りを行う）ことがある。この場合、パターンが描画される複数の描画領域が１枚の基板の主面上に設定され、当該複数の描画領域の周囲の領域は、パターンが描画されない非描画領域（すなわち、感光材料に対する光の照射を行ってはならない領域）となる。特許文献３の描画装置では、非描画領域を避けて描画領域のみに光が照射される。
【０００６】
ところで、特許文献３の描画装置では、ネガ型の感光材料以外にポジ型の感光材料に対する描画も行われる。この場合、描画すべきパターンに対応する遮光部を有するマスクを介して、描画領域におけるパターンに対応する部分以外の領域に光が照射される。ここで、ポジ型の感光材料にパターンを描画する場合には、パターンが描画されない非描画領域の全体に光を照射する必要があるが、当該描画装置では、ネガ型の感光材料に対する光の照射も行う関係上、光の照射領域が描画領域内のみに規制されており、描画領域の外側に位置する非描画領域に光を照射することが困難である。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、非描画領域に容易に光を照射することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、基板上の感光材料に光を利用してパターンを描画するパターン描画装置であって、後工程にて部分的に除去されることにより周期的なパターンとなるポジ型の感光材料が層状に形成された基板を保持する基板保持部と、前記感光材料上において互いに垂直な第１の方向および第２の方向を向く辺を有する矩形として設定された描画領域のうち、前記パターンに対応する部分以外に光を照射する第１光照射部と、前記感光材料上の前記描画領域の周囲の非描画領域に光を照射する第２光照射部とを備え、前記第１光照射部が、第１光源と、前記パターンの周期性に合わせて前記描画領域を前記第１の方向に関して等分割した複数の分割領域の１つと前記第１の方向の長さが等しい第１照射領域のうち、前記パターンに対応する部分以外の領域へと前記第１光源からの光を導く第１マスク部と、前記第１照射領域を前記第１の方向へと前記描画領域に対して相対的に移動する第１移動機構と、前記第１光源および／または前記第１マスク部を制御することにより、前記第１照射領域を移動しつつ前記第１照射領域が前記第１の方向に関して前記複数の分割領域のそれぞれに一致する毎に前記第１マスク部を介して前記第１照射領域へ光の照射を行う第１制御部とを備え、前記第２光照射部が、第２光源と、前記感光材料上において前記第２の方向に伸びるとともに前記描画領域および前記非描画領域を横断する第２照射領域へと前記第２光源からの光を導く第２マスク部と、前記第２照射領域を前記第１の方向へと前記感光材料に対して相対的に移動する第２移動機構と、前記第２照射領域が前記描画領域および前記非描画領域を通過する際に、前記第２マスク部を制御して前記第２照射領域のうち光の照射が遮られる領域を変更することにより、前記非描画領域のみに光を照射する第２制御部とを備える。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のパターン描画装置であって、前記第２マスク部が、液晶シャッタを備える。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のパターン描画装置であって、前記基板保持部において、前記ポジ型の感光材料が形成された前記基板に代えて、後工程にて部分的に除去されることにより周期的なパターンとなるネガ型の感光材料が層状に形成された基板が保持可能とされ、前記第１光照射部が、前記第１マスク部および／または前記第１制御部による制御を変更することにより、前記感光材料上に前記第１の方向および前記第２の方向を向く辺を有する矩形として設定された描画領域のうち前記パターンに対応する部分のみに光を照射する。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載のパターン描画装置であって、前記感光材料上において、前記描画領域および前記描画領域と同形状の描画領域を含む複数の描画領域が、前記第１の方向および／または前記第２の方向に互いに離間して配列され、前記基板が、前記複数の描画領域に従って多面取りされる予定の基板であり、前記第１光照射部が、前記複数の描画領域のうち前記パターンに対応する部分以外に光を照射し、前記第２光照射部が、前記感光材料上の前記複数の描画領域以外の非描画領域に光を照射し、前記第１制御部が、前記第１光源および／または前記第１マスク部を制御することにより、前記複数の描画領域のそれぞれに対して前記第１照射領域を移動しつつ前記第１照射領域が前記第１の方向に関して前記複数の分割領域のそれぞれに一致する毎に前記第１マスク部を介して前記第１照射領域へ光の照射を行い、前記第２照射領域が前記第２の方向に伸びるとともに前記感光材料を横断し、前記第２照射領域が前記感光材料を通過する際に、前記第２制御部による前記第２マスク部の制御により、前記非描画領域のみに光が照射される。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のパターン描画装置であって、前記基板保持部において、前記ポジ型の感光材料が形成された前記基板に代えて、後工程にて部分的に除去されることにより周期的なパターンとなるネガ型の感光材料が層状に形成された基板が保持可能とされ、前記第１光照射部が、前記マスク部および／または前記第１制御部による制御を変更することにより、前記ポジ型の前記感光材料の場合と同様に設定された複数の描画領域のうち前記パターンに対応する部分のみに光を照射する。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項３または５に記載のパターン描画装置であって、前記基板が液晶表示装置用のカラーフィルタ基板であり、前記ネガ型の前記感光材料により前記カラーフィルタ基板上に形成される前記パターンが、画素パターンである。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載のパターン描画装置であって、前記基板が液晶表示装置用のガラス基板であり、前記ポジ型の前記感光材料により前記ガラス基板上に形成される前記パターンが、液晶配向制御用の突起パターンである。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、基板上の感光材料に光を利用してパターンを描画するパターン描画システムであって、後工程にて部分的に除去されることにより周期的なパターンとなるポジ型の感光材料が層状に形成された基板において、前記感光材料上にて互いに垂直な第１の方向および第２の方向を向く辺を有する矩形として設定された描画領域のうち、前記パターンに対応する部分以外に光を照射する第１光照射装置と、前記感光材料上の前記描画領域の周囲の非描画領域に光を照射する第２光照射装置と、前記第１光照射装置と前記第２光照射装置との間において基板を搬送する搬送機構とを備え、前記第１光照射装置が、基板を保持する第１基板保持部と、第１光源と、前記パターンの周期性に合わせて前記描画領域を前記第１の方向に関して等分割した複数の分割領域の１つと前記第１の方向の長さが等しい第１照射領域のうち、前記パターンに対応する部分以外の領域へと前記第１光源からの光を導く第１マスク部と、前記第１照射領域を前記第１の方向へと前記描画領域に対して相対的に移動する第１移動機構と、前記第１光源および／または前記第１マスク部を制御することにより、前記第１照射領域を移動しつつ前記第１照射領域が前記第１の方向に関して前記複数の分割領域のそれぞれに一致する毎に前記第１マスク部を介して前記第１照射領域へ光の照射を行う第１制御部とを備え、前記第２光照射装置が、基板を保持する第２基板保持部と、第２光源と、前記感光材料上において前記第２の方向に伸びるとともに前記描画領域および前記非描画領域を横断する第２照射領域へと前記第２光源からの光を導く第２マスク部と、前記第２照射領域を前記第１の方向へと前記感光材料に対して相対的に移動する第２移動機構と、前記第２照射領域が前記描画領域および前記非描画領域を通過する際に、前記第２マスク部を制御して前記第２照射領域のうち光の照射が遮られる領域を変更することにより、前記非描画領域のみに光を照射する第２制御部とを備える。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のパターン描画システムであって、前記第２マスク部が、液晶シャッタを備える。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項８または９に記載のパターン描画システムであって、前記第１光照射装置の前記第１基板保持部において、前記ポジ型の感光材料が形成された前記基板に代えて、後工程にて部分的に除去されることにより周期的なパターンとなるネガ型の感光材料が層状に形成された基板が保持可能とされ、前記第１光照射装置が、前記第１マスク部または前記第１制御部による制御を変更することにより、前記感光材料上に前記第１の方向および前記第２の方向を向く辺を有する矩形として設定された描画領域のうち前記パターンに対応する部分のみに光を照射する。
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、基板上の感光材料に光を利用してパターンを描画するパターン描画方法であって、前記基板上に、後工程にて部分的に除去されることにより周期的なパターンとなるポジ型の感光材料が層状に形成されており、前記感光材料上において互いに垂直な第１の方向および第２の方向を向く辺を有する矩形として描画領域が設定され、前記感光材料上の前記描画領域の周囲に非描画領域が設定されており、前記パターン描画方法が、ａ）前記パターンの周期性に合わせて前記描画領域を前記第１の方向に関して等分割した複数の分割領域の１つと前記第１の方向の長さが等しい第１照射領域のうち、前記パターンに対応する部分以外の領域へと光を導くとともに、前記第１照射領域を前記第１の方向へと前記描画領域に対して相対的に移動する工程と、ｂ）前記ａ）工程において前記第１照射領域が前記第１の方向に関して前記複数の分割領域のそれぞれに一致する毎に前記第１照射領域に光の照射を行う工程と、ｃ）前記感光材料上において前記第２の方向に伸びるとともに前記描画領域および前記非描画領域を横断する第２照射領域へと光を導くとともに、前記第２照射領域を前記第１の方向へと前記感光材料に対して相対的に移動する工程と、ｄ）前記ｃ）工程において前記第２照射領域が前記描画領域および前記非描画領域を通過する際に、前記第２照射領域のうち光の照射が遮られる領域を変更することにより、前記非描画領域のみに光を照射する工程とを備える。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、非描画領域に容易に光を照射することができる。請求項２および９の発明では、第２照射領域の第２の方向の長さを容易に変更することができる。請求項３，５および１０の発明では、装置の構造を簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１および図２は、本発明の第１の実施の形態に係るパターン描画装置１の構成を示す側面図および平面図である。パターン描画装置１は、液晶表示装置用のガラス基板９（以下、単に「基板９」という。）上の感光材料に光を利用してパターンを描画する装置である。
【００２１】
図３は、基板９を示す平面図である。基板９の主面上には、後工程にて部分的に除去されることにより周期的なパターンとなる感光材料が層状に形成されており、当該感光材料上には、互いに垂直な図３中のＸ方向およびＹ方向を向く辺を有する矩形の４つの描画領域９１（図３中において平行斜線を付して示す。）が設定されている。４つの描画領域９１は同形状であり、感光材料上においてＸ方向およびＹ方向に互いに離間して配列されている。
【００２２】
基板９上の感光材料上では、描画領域９１の周囲の格子状の領域（すなわち、複数の描画領域９１以外の領域）は、周期的なパターンの描画（形成）が行われない非描画領域９２となっている。以下の説明では、感光材料上に設定された非描画領域９２のうち、基板９のＸ方向の全長に亘って設定されている部分を「第１非描画領域９２１」といい、それ以外の部分（すなわち、Ｘ方向において描画領域９１に隣接する部分）を「第２非描画領域９２２」という。図３中では、第１非描画領域９２１および第２非描画領域９２２をそれぞれ二点鎖線にて示す。
【００２３】
基板９は、４つの描画領域９１に従って多面取りされる予定の基板であり、１枚の基板９から得られた４枚の基板は、後工程を経て最終的にはＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment：マルチドメイン垂直配向）方式の液晶表示装置の組立部品であるカラーフィルタ基板となる。
【００２４】
パターン描画装置１では、基板９上に形成されたネガ型（すなわち、現像時に露光部分が基板上に残置されるタイプ）の感光材料であるカラーレジスト上に光を照射することにより、カラーフィルタ基板上に形成される画素パターン（すなわち、サブ画素の集合）が描画される。また、パターン描画装置１では、基板９上に形成されたポジ型（すなわち、現像時に非露光部分のみが基板上に残置されるタイプ）の感光材料上に光を照射することにより、カラーフィルタ基板上に形成される液晶配向制御用の突起パターン（すなわち、突起の集合）も描画される。基板９では、ネガ型の感光材料に描画が行われる場合も、ポジ型の感光材料に描画が行われる場合も、複数の描画領域９１は感光材料上において同様に設定される。
【００２５】
液晶配向制御用の突起とは、液晶表示装置において、カラーフィルタ基板やＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板の透明電極上に形成されて電圧印加時に電界を歪ませる役割を果たす構造物である。液晶表示装置では、当該突起により電界を歪ませることにより、電圧の非印加時に垂直配向している液晶分子を電圧印加時に傾斜配向させる。これにより、広い視野角を有する液晶表示装置が実現される。
【００２６】
図１および図２に示すように、パターン描画装置１は、基板９を保持する基板保持部であるステージ３、基台１１上に設けられてステージ３を移動および回転するステージ駆動機構２、ステージ３およびステージ駆動機構２を跨ぐように基台１１に固定されるフレーム１２およびフレーム１３、フレーム１２に取り付けられて基板９上の感光材料上の複数の描画領域９１（図３参照）に光を照射する第１光照射部４、フレーム１３に取り付けられて基板９上の感光材料上の非描画領域９２（図３参照）に光を照射する第２光照射部５、並びに、ステージ３上の基板９を撮像する撮像部６を備える。ステージ３では、主面上にポジ型の感光材料が形成された基板が保持され、また、当該基板に代えてネガ型の感光材料が形成された基板も保持可能とされる。
【００２７】
パターン描画装置１は、また、これらの構成を制御する制御部を備える。図４は、当該制御部７により実現される機能を他の構成と共に示すブロック図である。制御部７は、通常のコンピュータと同様に、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、固定ディスク、表示部および入力部が接続された構成となっており、図４に示すように、第１光照射部４を制御する第１制御部７１、および、第２光照射部５を制御する第２制御部７２を備える。パターン描画装置１では、ステージ駆動機構２、第１光照射部４、第２光照射部５および撮像部６が制御部７により制御される。また、撮像部６からの出力が制御部７に送られる。
【００２８】
図１および図２に示すように、ステージ駆動機構２は、ステージ３を回転可能に支持する支持プレート２１、支持プレート２１上においてステージ３の主面に垂直なステージ回転軸２２１を中心としてステージ３を回転するステージ回転機構２２、ステージ３を支持プレート２１と共に図２中のＸ方向（以下、「副走査方向」という。）に移動する副走査機構２３、副走査機構２３を介して支持プレート２１を支持するベースプレート２４、並びに、ステージ３を支持プレート２１およびベースプレート２４と共に図２中のＹ方向（以下、「主走査方向」という。）に移動する主走査機構２５を備える。
【００２９】
ステージ回転機構２２は、ステージ３の（−Ｙ）側に設けられたリニアモータ２２２を備え、リニアモータ２２２は、ステージ３の（−Ｙ）側の側面に固定された移動子、および、支持プレート２１の上面に設けられた固定子を備える。ステージ回転機構２２では、リニアモータ２２２の移動子が固定子の溝に沿ってＸ方向に移動することにより、ステージ３が、支持プレート２１上に設けられたステージ回転軸２２１を中心として所定の角度の範囲内で回転する。
【００３０】
副走査機構２３は、支持プレート２１の下側（すなわち、（−Ｚ）側）において、ステージ３の主面に平行、かつ、主走査方向に垂直な副走査方向に伸びるリニアモータ２３１、並びに、リニアモータ２３１の（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側において副走査方向に伸びる一対のガイドレール２３２を備える。リニアモータ２３１は、支持プレート２１の下面に固定された移動子、および、ベースプレート２４の上面に設けられた固定子を備え、当該移動子が固定子に沿って副走査方向に移動することにより、支持プレート２１がステージ３と共に、リニアモータ２３１およびガイドレール２３２に沿って副走査方向に直線的に移動する。
【００３１】
主走査機構２５は、ベースプレート２４の下側において、ステージ３の主面に平行な主走査方向に伸びるリニアモータ２５１、並びに、リニアモータ２５１の（＋Ｘ）側および（−Ｘ）側において主走査方向に伸びる一対のガイドレール２５２を備える。リニアモータ２５１は、ベースプレート２４の下面に固定された移動子、および、基台１１の上面に設けられた固定子を備え、当該移動子が固定子に沿って主走査方向に移動することにより、ベースプレート２４が、支持プレート２１およびステージ３と共に、移動軸であるリニアモータ２５１およびガイドレール２５２に沿って主走査方向に直線的に移動する。
【００３２】
図２に示すように、第１光照射部４は、副走査方向に沿って等ピッチ（本実施の形態では、２００ｍｍピッチ）にて配列されてフレーム１２に取り付けられる複数の光学ヘッド４１を備える。また、第１光照射部４は、図１に示すように、各光学ヘッド４１に接続される照明光学系４２、並びに、光源であるレーザ発振器４３およびレーザ駆動部４４を備える。第１光照射部４では、各レーザ駆動部４４が駆動されることにより、レーザ発振器４３からパルス光（以下、単に「光」という。）が出射され、照明光学系４２を介して各光学ヘッド４１へと導かれる。
【００３３】
各光学ヘッド４１は、レーザ発振器４３からの光を下方に向けて出射する出射部４５、出射部４５からの光を部分的に遮るアパーチャユニット４６、および、アパーチャユニット４６を通過した光を基板９上に設けられた感光材料上へと導く光学系４７を備える。パターン描画装置１では、カラーフィルタ基板の画素パターンが描画される場合と液晶配向制御用の突起パターンが描画される場合とで、各光学ヘッド４１において、アパーチャユニット４６のアパーチャが変更される。以下では、まず、画素パターンが描画される場合の光学ヘッド４１の構成について説明し、その後、突起パターンが描画される場合の光学ヘッド４１の構成について説明する。
【００３４】
図５は、アパーチャユニット４６の一部を示す平面図である。図５に示すように、アパーチャユニット４６は、複数の矩形状の透光部を有する第１アパーチャ板４６１、第１アパーチャ板４６１を（＋Ｘ）側および（−Ｘ）側から保持する一対の保持部４６２、並びに、第１アパーチャ板４６１の主走査方向および副走査方向の位置を調整する位置調整機構４６３を備える。第１アパーチャ板４６１では、サイズが異なる３種類の透光部４６１１，４６１２，４６１３が、それぞれ副走査方向（すなわち、Ｘ方向）に沿って等ピッチにて複数配列されている。本実施の形態では、透光部４６１１のピッチ、透光部４６１２のピッチ、および、透光部４６１３のピッチは互いに異なる。図５では、理解を容易にするために、第１アパーチャ板４６１の透光部４６１１〜４６１３を除く領域（すなわち、遮光部）に平行斜線を付している。
【００３５】
位置調整機構４６３は、第１アパーチャ板４６１を一対の保持部４６２と共に主走査方向に移動する第１調整機構４６４、第１調整機構４６４の下側において副走査方向に伸びる一対のガイドレール４６５、並びに、第１アパーチャ板４６１を保持部４６２および第１調整機構４６４と共にガイドレール４６５に沿って副走査方向に移動する第２調整機構４６６を備える。本実施の形態では、第１調整機構４６４および第２調整機構４６６として、リニアモータが利用される。
【００３６】
図６は、アパーチャユニット４６の図５に示す部分と光学的に重なる他の部分を示す平面図である。図６に示すように、アパーチャユニット４６は、複数の矩形状の透光部を有する第２アパーチャ板４６７、第２アパーチャ板４６７を（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側から保持する一対の保持部４６８、並びに、第２アパーチャ板４６７を一対の保持部４６８と共に副走査方向に移動する第３調整機構４６９をさらに備える。本実施の形態では、第３調整機構４６９として、リニアモータが利用される。
【００３７】
第２アパーチャ板４６７、保持部４６８および第３調整機構４６９は、第１アパーチャ板４６１、保持部４６２（図３参照）および位置調整機構４６３の上方に配置され、位置調整機構４６３の第１調整機構４６４上に固定される。第１アパーチャ板４６１と第２アパーチャ板４６７とは光学的に共役な位置に配置される。第２アパーチャ板４６７では、第１アパーチャ板４６１の複数の透光部４６１１〜４６１３にそれぞれ対応する、サイズが異なる３種類の透光部４６７１，４６７２，４６７３が、それぞれ副走査方向（すなわち、Ｘ方向）に沿って等ピッチにて複数配列されている。図６では、図の理解を容易にするために、位置調整機構４６３、および、第１アパーチャ板４６１の透光部４６１１〜４６１３を破線にて描いている。また、第２アパーチャ板４６７の透光部４６７１〜４６７３を除く領域に平行斜線を付して示している。
【００３８】
図６に示すように、レーザ発振器４３から出射部４５（図１参照）を介して出射された光の照射領域４５１（図６中にて、二点鎖線にて示す。）に、第２アパーチャ板４６７の透光部４６７３、および、透光部４６７３と部分的に重なる第１アパーチャ板４６１の透光部４６１３が配置された場合、出射部４５からの光は、透光部４６７３と透光部４６１３とが重なる領域（以下、「マスクセット透光部」という。）のみを透過し、光学系４７（図１参照）を介して、図７に示すように、基板９上の複数の矩形状の照射領域９３１に導かれる。以下の説明では、複数の照射領域９３１をまとめて、「照射領域９３」という。
【００３９】
パターン描画装置１では、第１アパーチャ板４６１に対する第２アパーチャ板４６７の副走査方向における相対位置を調整することにより、基板９上に導かれる光の副走査方向における幅（すなわち、複数の照射領域９３１のそれぞれの幅）が変更される。また、第１アパーチャ板４６１および第２アパーチャ板４６７を主走査方向に移動し、出射部４５からの光の照射領域４５１に透光部４６１１，４６７１、または、透光部４６１２，４６７２を配置することにより、基板９上の照射領域９３１の大きさやピッチ等が変更される。
【００４０】
図１に示すパターン描画装置１では、図４に示す制御部７の第１制御部７１によりステージ駆動機構２および第１光照射部４が制御されることにより、基板９がステージ３と共に（＋Ｙ）方向に移動し、移動中の基板９の複数の描画領域９１（図３参照）に対して光の照射が行われる。換言すれば、基板９の複数の描画領域９１上において、照射領域９３を基板９上の感光材料に対して相対的に（−Ｙ）方向に移動しつつ当該照射領域９３に光の照射が行われる。これにより、各描画領域９１の感光材料上に、主走査方向に平行に伸びるストライプ状のパターンが描画される。
【００４１】
ステージ３の主走査方向への１回の移動が終了すると、光の照射が停止された状態で、基板９がステージ３と共に副走査方向に所定の距離（本実施の形態では、５０ｍｍ）だけ移動した後、１回目の主走査とは逆方向（すなわち、（−Ｙ）方向）に基板９を移動しつつ照射領域９３に光が照射される。本実施の形態では、各主走査間に副走査を挟んで４回の主走査が行われることにより、基板９の感光材料上の複数の描画領域９１上において、画素パターンに対応する部分のみに光が照射されて画素パターンが描画され、後工程において現像処理を施されることにより、感光材料の非露光部分が基板上から除去されてカラーフィルタ基板の複数のサブ画素が形成される。
【００４２】
次に、液晶配向制御用の突起パターンが描画される場合の各光学ヘッド４１の構成について説明する。突起パターンが描画される際には、第１光照射部４の各光学ヘッド４１において、図５および図６に示すアパーチャユニット４６の第１アパーチャ板４６１および第２アパーチャ板４６７が取り外され、第１アパーチャ板４６１が取り付けられていた保持部４６２に、図８に示すように、第３アパーチャ板４６１ａが取り付けられる。なお、この場合、保持部４６８（図６参照）にはアパーチャは取り付けられない。
【００４３】
図８に示すように、第３アパーチャ板４６１ａは、突起パターンの一部に対応する複数の円形の遮光部４６１４を有し、遮光部４６１４以外の領域は光を透過する透光部となっている。第３アパーチャ板４６１ａでは、遮光部４６１４が主走査方向（すなわち、Ｙ方向）において２列に配列されており、各列では、多数の遮光部４６１４が副走査方向（すなわち、Ｘ方向）に沿って等ピッチにて配列されている。図８では、図の理解を容易にするために、遮光部４６１４に平行斜線を付して示す。なお、図８では、図示の都合上、遮光部４６１４のピッチを大きくして個数を実際よりも少なく描いている。
【００４４】
各光学ヘッド４１では、レーザ発振器４３から出射部４５（図１参照）を介して出射された光が第３アパーチャ板４６１ａに照射され、第３アパーチャ板４６１ａにより当該光が部分的に遮られる。これにより、出射部４５からの光が、描画領域９１上において副走査方向に伸びる矩形状の照射領域から突起パターンに対応する部分を除いた領域に導かれる。
【００４５】
図９は、一の描画領域９１の一部を示す平面図である。パターン描画装置１では、第１光照射部４の複数の光学ヘッド４１により、描画領域９１上において副走査方向に等ピッチにて配列される複数の照射領域９４１のうち、突起パターンに対応する部分以外に光が照射される。本実施の形態では、照射領域９４１の副走査方向におけるピッチが２００ｍｍとされ、各照射領域９４１の副走査方向の長さが５０ｍｍとされる。以下の説明では、複数の照射領域９４１をまとめて、「照射領域９４」という。図９では、照射領域９４中の非露光領域を黒く塗りつぶして示し、また、描画領域９１中の突起パターンに対応する部分９１１を細線の円にて示す。なお、図９では、図示の都合上、円形部分９１１の個数を実際よりも少なく描いている。
【００４６】
図９に示すように、照射領域９４の主走査方向の長さ（幅）は、描画領域９１を突起パターンの周期性に合わせて主走査方向に関して等分割した複数の分割領域９１２（図９中に二点鎖線にて示す。）の１つの主走査方向の長さと等しい。第１光照射部４では、複数の光学ヘッド４１の第３アパーチャ板４６１ａ（図８参照）により、出射部４５からの光が、照射領域９４のうち突起パターンに対応する部分以外の領域へと導かれる。
【００４７】
図１に示すパターン描画装置１では、制御部７の第１制御部７１により、ステージ駆動機構２、並びに、第１光照射部４の光源であるレーザ発振器４３およびレーザ駆動部４４が制御されることにより、基板９がステージ３と共に（＋Ｙ）方向に移動し、移動中の基板９の複数の描画領域９１に対して間欠的な光の照射が行われる。具体的には、基板９の感光材料上において、照射領域９４を描画領域９１に対して相対的に主走査方向に連続的に移動しつつ、照射領域９４が主走査方向に関して複数の分割領域９１２のそれぞれに一致する毎に（すなわち、複数の照射領域９４１の（−Ｙ）側のエッジが、一の分割領域９１２の（−Ｙ）側のエッジに重なる毎に）、アパーチャユニット４６の第３アパーチャ板４６１ａを介して照射領域９４へ瞬間的な光の照射が行われる。これにより、各描画領域９１において、感光材料上の複数の円形部分９１１を除く領域が露光される。なお、パターン描画装置１では、照射領域９４が主走査方向に関して分割領域９１２に一致する毎に、基板９の移動が停止され、停止中の基板９に対して光が照射されてもよい。
【００４８】
パターン描画装置１では、画素パターンの描画時と同様に、各主走査間に副走査を挟んで４回の主走査が行われることにより、基板９の感光材料上の複数の描画領域９１上において、突起パターン以外の部分のみに光が照射されて突起パターンが描画され、後工程において現像処理を施されることにより、感光材料の露光部分が基板上から除去されて略円柱状（例えば、円錐台状）の液晶配向制御用の突起が形成される。
【００４９】
次に、第２光照射部５について説明する。図１および図２に示すように、第２光照射部５は、光源である高圧水銀灯（以下、単に「水銀灯」という。）５１、および、水銀灯５１からの光を部分的に遮るアパーチャユニット５２を備え、また、図１に示すように、アパーチャユニット５２を通過した光を基板９上に設けられた感光材料上へと導く光学系５３を備える。パターン描画装置１では、上述の突起パターンの描画の際に、第２光照射部５から基板上に形成されたポジ型の感光材料に対して光の照射が行われる。
【００５０】
図１０．Ａは、アパーチャユニット５２を示す平面図である。図１０．Ａに示すように、アパーチャユニット５２は、副走査方向に伸びる細い矩形状の開口５２１１を有する第４アパーチャ板５２１、第４アパーチャ板５２１を（＋Ｘ）側および（−Ｘ）側から保持する一対の保持部５２２、第４アパーチャ板５２１の主走査方向および副走査方向の位置を調整する位置調整機構５２３、第４アパーチャ板５２１の上方に配置される遮光板５２４、遮光板５２４を（＋Ｘ）側および（−Ｘ）側から保持する一対の保持部５２５、並びに、遮光板５２４を一対の保持部５２５と共に主走査方向に移動する遮光板移動機構５２６を備える。
【００５１】
位置調整機構５２３は、図５に示す位置調整機構４６３と大きさは異なるが同様の構造であり、第４アパーチャ板５２１を一対の保持部５２２と共に主走査方向に移動する第４調整機構５２７、第４調整機構５２７の下側において副走査方向に伸びる一対のガイドレール５２８、並びに、第４アパーチャ板５２１を保持部５２２および第４調整機構５２７と共にガイドレール５２８に沿って副走査方向に移動する第５調整機構５２９を備える。本実施の形態では、第４調整機構５２７および第５調整機構５２９、並びに、遮光板移動機構５２６として、リニアモータが利用される。遮光板移動機構５２６は、位置調整機構５２３の第４調整機構５２７上に固定される。図１０．Ａでは、図の理解を容易にするために、第４アパーチャ板５２１の開口５２１１を除く領域（すなわち、遮光部）、および、遮光板５２４に平行斜線を付して示す。
【００５２】
遮光板５２４は、両側のエッジを保持部５２５により保持される本体部５２４１、および、本体部５２４１から（−Ｙ）側に突出する２つの突出部５２４２を備える。２つの突出部５２４２は矩形板状であり、副走査方向に配列されている。アパーチャユニット５２では、遮光板５２４が遮光板移動機構５２６により（−Ｙ）側に移動されることにより、図１０．Ｂに示すように、遮光板５２４の突出部５２４２が第４アパーチャ板５２１の開口５２１１と部分的に重なる。
【００５３】
図１０．Ａに示すように、遮光板５２４の突出部５２４２が第４アパーチャ板５２１の開口５２１１と重なっていない状態では、水銀灯５１（図１参照）から出射された光は、開口５２１１を通過し、図１１．Ａに示すように、基板９上において副走査方向に伸びる矩形状の１つの照射領域９５へと導かれる。照射領域９５の副走査方向の長さは、基板９の副走査方向の長さ（すなわち、第１非描画領域９２１の副走査方向の長さ）に等しくされ、照射領域９５は、副走査方向に関して感光材料上の２つの描画領域９１および非描画領域９２を横断する。
【００５４】
また、図１０．Ｂに示すように、遮光板５２４の突出部５２４２が第４アパーチャ板５２１の開口５２１１と重なっている状態では、水銀灯５１から出射された光は、開口５２１１のうち突出部５２４２と重なっていない部分を通過し、図１１．Ｂに示すように、基板９上において副走査方向に配列される矩形状の３つの照射領域９５ａへと導かれる。３つの照射領域９５ａの副走査方向の長さはそれぞれ、対応する第２非描画領域９２２の副走査方向の長さに等しくされる。
【００５５】
図１に示すパターン描画装置１では、図４に示す制御部７の第２制御部７２によりステージ駆動機構２および第２光照射部５が制御されることにより、基板９がステージ３と共に（＋Ｙ）方向に移動し、移動中の基板９の非描画領域９２に対して光の照射が行われる。具体的には、基板９上の第１非描画領域９２１（すなわち、非描画領域９２のうち、基板９の副走査方向の全長に亘って設定されている部分）が第２光照射部５の下方を通過する際には、図１０．Ａに示すように、遮光板５２４の突出部５２４２が第４アパーチャ板５２１の開口５２１１と重ならない状態とされ、図１１．Ａに示すように、基板９の副走査方向の全長に亘る照射領域９５に光が照射される。
【００５６】
また、基板９上の第２非描画領域９２２（すなわち、非描画領域９２のうち、第１非描画領域９２１以外の部分）および描画領域９１が第２光照射部５の下方を通過する際には、図１０．Ｂに示すように、遮光板５２４の突出部５２４２が第４アパーチャ板５２１の開口５２１１と重なる状態とされ、図１１．Ｂに示すように、副走査方向に配列される３つの照射領域９５ａに光が照射される。換言すれば、照射領域９５が描画領域９１および非描画領域９２を通過する際に、アパーチャユニット５２が第２制御部７２により制御され、照射領域９５のうち光の照射が遮られる領域が変更されることにより、感光材料上の非描画領域９２のみに光が照射される。
【００５７】
ここで、第１光照射部４のアパーチャユニット４６を第１マスク部とし、また、第２光照射部５のアパーチャユニット５２を第２マスク部とすると、主走査機構２５は、第１マスク部による第１照射領域である照射領域９４を描画領域９１に対して相対的に主走査方向へと移動する第１移動機構、および、第２マスク部による第２照射領域である照射領域９５，９５ａを感光材料に対して相対的に主走査方向へと移動する第２移動機構を兼ねることとなる。また、第１光照射部４の各光学ヘッド４１のレーザ発振器４３およびレーザ駆動部４４は、第１マスク部に向けて光を出射する第１光源となり、第２光照射部５の水銀灯５１は、第２マスク部に向けて光を出射する第２光源となる。
【００５８】
次に、パターン描画装置１による画素パターンの描画の流れについて説明する。図１２は、画素パターンの描画の流れを示す図である。画素パターンが描画される際には、まず、主面全体（すなわち、複数の描画領域９１および格子状の非描画領域９２）にネガ型の感光材料が塗布された基板９がステージ３上に載置され、ステージ３の主面に吸着されて保持される（ステップＳ１１）。
【００５９】
続いて、制御部７により撮像部６の４つのアライメントカメラ６１（図１および図２参照）が制御され、基板９上の４つの角部近傍に設けられているアライメントマーク（図示省略）が撮像される。そして、制御部７により、撮像部６からの出力に基づいてステージ駆動機構２が制御されることにより、ステージ３が主走査方向および副走査方向に移動するとともにステージ回転軸２２１を中心として回転する。これにより、基板９が描画開始位置に位置する（ステップＳ１２）。
【００６０】
基板９のアライメントが終了すると、制御部７の第１制御部７１により第１光照射部４が制御されて光の照射が開始され、アパーチャユニット４６により当該光が部分的に遮られることにより、基板９上の感光材料上において、マスクセット透光部に対応する照射領域９３へと光が導かれる（ステップＳ１３）。
【００６１】
次に、制御部７によりステージ駆動機構２が制御されてステージ３の（＋Ｙ）方向への移動が開始され（ステップＳ１４）、照射領域９３が（−Ｙ）方向に感光材料に対して相対的に主走査されることにより、ストライプ状のパターンが基板９上の感光材料に描画される。そして、照射領域９３の主走査が所定の移動終了位置（すなわち、（−Ｙ）側の描画領域９１の（−Ｙ）側のエッジ）まで到達すると、ステージ３および基板９の移動が停止され（ステップＳ１５）、光の照射が停止される（ステップＳ１６）。なお、パターン描画装置１では、（＋Ｙ）側の描画領域９１と（−Ｙ）側の描画領域９１との間にある第２非描画領域９２２が第１光照射部４の下方を通過する際には、第１光照射部４からの光の照射は一旦停止される。
【００６２】
基板９上の感光材料に対する１回目の主走査が終了すると、基板９に対するパターンの描画が続けられるか否か（すなわち、次の主走査の有無）が確認される（ステップＳ１７）。次の走査が有る場合には、副走査機構２３により基板９が副走査方向へと移動され（ステップＳ１７１）、ステップＳ１３に戻って基板９への光の照射、および、ステージ３の（−Ｙ）方向への移動が開始される（ステップＳ１３，Ｓ１４）。そして、（−Ｙ）側の移動終了位置においてステージ３の移動および光の照射が停止される（ステップＳ１５，Ｓ１６）。
【００６３】
パターン描画装置１では、基板９へ光を照射しつつ行われるステージ３の主走査方向への移動（すなわち、基板９上の感光材料に対する照射領域９３の主走査）が、各主走査間にステージ３の副走査方向への移動を挟んで所定の回数（本実施の形態では、４回）だけ繰り返される（ステップＳ１３〜Ｓ１７，Ｓ１７１）。そして、基板９上の感光材料にストライプ状の画素パターンの全体が描画されると（ステップＳ１７）、パターン描画装置１による描画動作が終了する。画素パターンが描画された基板９では、後工程において現像処理を施されることにより、感光材料の非露光部分が基板上から除去されて複数のサブ画素が形成される。上記処理は、サブ画素の各色に対して繰り返され、ＲＧＢ３色のカラーレジストパターンが形成される。
【００６４】
次に、パターン描画装置１による突起パターンの描画の流れについて説明する。図１３．Ａおよび図１３．Ｂは、突起パターンの描画の流れを示す図である。パターン描画装置１では、図１３．Ａに示すように、基板上のポジ型の感光材料に対して第１光照射部４からの光の照射が行われた後、図１３．Ｂに示すように、第２光照射部５からの光の照射が行われる。
【００６５】
突起パターンが描画される際には、まず、主面全体（すなわち、複数の描画領域９１および格子状の非描画領域９２）にポジ型の感光材料が塗布された基板９がステージ３上に保持された後、上記ステップＳ１２と同様に、ステージ駆動機構２により描画開始位置へと移動される（ステップＳ２１，Ｓ２２）。パターン描画装置１では、第１光照射部４のアパーチャユニット４６において、第１アパーチャ板４６１および第２アパーチャ板４６７が、第３アパーチャ板４６１ａに予め変更されている。
【００６６】
基板９のアライメントが終了すると、制御部７の第１制御部７１により主走査機構２５が制御され、第１光照射部４のレーザ発振器４３から光が照射されていない状態（すなわち、消灯された状態）にて、基板９の（＋Ｙ）方向への移動が開始されて照射領域９４が描画領域９１に対して（−Ｙ）方向へと相対的に移動する（ステップＳ２３）。
【００６７】
そして、照射領域９４が主走査方向に関して分割領域９１２に一致すると、第１制御部７１により第１光照射部４のレーザ駆動部４４が制御されてレーザ発振器４３から光が瞬間的に出射され、アパーチャユニット４６により当該光が部分的に遮られることにより、感光材料の（＋Ｙ）側に位置する２つの描画領域９１のそれぞれにおいて、最も（＋Ｙ）側に位置する分割領域９１２上の照射領域９４（すなわち、当該分割領域９１２に主走査方向に関して一致する複数の照射領域９４１）のうち、突起パターンに対応する部分以外に光が導かれる（すなわち、照射される。）（ステップＳ２４）。
【００６８】
続いて、制御部７により、光照射済みの分割領域９１２の（−Ｙ）側に未照射の分割領域９１２が存在するか否か（すなわち、次の分割領域９１２の有無）が確認される（ステップＳ２５）。次の分割領域９１２が有る場合には、主走査機構２５による基板９の移動が継続された状態でステップＳ２４に戻り、照射領域９４が主走査方向に関して次の分割領域９１２に一致する毎に、アパーチャユニット４６の第３アパーチャ板４６１ａを介して照射領域９４のうち突起パターンに対応する部分以外への光の照射が行われる（ステップＳ２４）。
【００６９】
照射領域９４の主走査が所定の移動終了位置まで到達して光の照射が行われると（すなわち、感光材料の（−Ｙ）側に位置する２つの描画領域９１のそれぞれにおいて、最も（−Ｙ）側に位置する分割領域９１２への光の照射が終了すると）、ステージ３および基板９の移動が停止される（ステップＳ２５，Ｓ２６）。
【００７０】
基板９上の感光材料に対する１回目の主走査が終了すると、基板９に対するパターンの描画が続けられるか否か（すなわち、次の主走査の有無）が確認される（ステップＳ２７）。次の走査が有る場合には、副走査機構２３により基板９が副走査方向へと移動され（ステップＳ２７１）、ステップＳ２３に戻って（−Ｙ）方向への移動が開始され、照射領域９４の主走査が（＋Ｙ）側の移動終了位置まで到達してステージ３の主走査方向への移動が終了するまで、照射領域９４が主走査方向に関して分割領域９１２に一致する毎に、照射領域９４のうち突起パターンに対応する部分以外への光の照射が行われる（ステップＳ２３〜Ｓ２６）。
【００７１】
パターン描画装置１では、基板９への間欠的かつ瞬間的な光の照射を繰り返しつつ行われるステージ３の主走査方向への移動（すなわち、基板９上の感光材料に対する照射領域９４の主走査）が、各主走査間にステージ３の副走査方向への移動を挟んで所定の回数（本実施の形態では、４回）だけ繰り返される（ステップＳ２３〜Ｓ２７、Ｓ２７１）。そして、基板９上の感光材料に突起パターンの全体が描画されると（ステップＳ２７）、第１光照射部４による一連の描画動作が終了する。
【００７２】
第１光照射部４による描画が終了すると、制御部７の第２制御部７２によりステージ駆動機構２が制御され、基板９が第２光照射部５による描画開始位置へと移動される（ステップＳ３１）。当該描画開始位置では、感光材料上の非描画領域９２の（＋Ｙ）側のエッジが第２光照射部５の下方に位置する。このとき、第２光照射部５のアパーチャユニット５２では、第４アパーチャ板５２１の開口５２１１に遮光板５２４の突出部５２４２が重なっていない状態（図１０．Ａ参照）となっている。
【００７３】
続いて、第２制御部７２により第２光照射部５が制御されて光の照射が開始され、アパーチャユニット５２の第４アパーチャ板５２１により当該光が部分的に遮られることにより、感光材料上の最も（＋Ｙ）側に位置する第１非描画領域９２１において、開口５２１１に対応して副走査方向に伸びる矩形状の１つの照射領域９５へと光が導かれる（ステップＳ３２）。照射領域９５は、基板９上において第１非描画領域９２１の副走査方向の全長に亘る。
【００７４】
次に、第２制御部７２により主走査機構２５が制御されてステージ３の（＋Ｙ）方向への移動が開始され（ステップＳ３３）、照射領域９５が（−Ｙ）方向に感光材料に対して相対的に主走査される。そして、感光材料上の最も（＋Ｙ）側の第１非描画領域９２１上において（−Ｙ）方向に相対移動する照射領域９５が、当該第１非描画領域９２１と第１非描画領域９２１の（−Ｙ）側に隣接する第２非描画領域９２２との間の境界に到達すると（すなわち、照射領域９５の（−Ｙ）側のエッジが、当該第１非描画領域９２１の（−Ｙ）側のエッジに重なると）、第２光照射部５のアパーチャユニット５２において、第２制御部７２により遮光板移動機構５２６が制御されて遮光板５２４が（−Ｙ）方向へと移動し、遮光板５２４の突出部５２４２が第４アパーチャ板５２１の開口５２１１と部分的に重なる（図１０．Ｂ参照）。これにより、水銀灯５１からの光の照射領域のうち光の照射が遮られる領域が変更され、基板９上の感光材料上において（−Ｙ）方向に相対移動する照射領域の形状が、第１非描画領域９２１に対応する照射領域９５から第２非描画領域９２２に対応する３つの照射領域９５ａ（図１１．Ｂ参照）に変更される。
【００７５】
３つの照射領域９５ａは、感光材料上の（＋Ｙ）側の第２非描画領域９２２上において（−Ｙ）方向に相対移動する。そして、照射領域９５ａが当該第２非描画領域９２２と第２非描画領域９２２の（−Ｙ）側に隣接する第１非描画領域９２１との間の境界に到達すると（すなわち、各照射領域９５ａの（−Ｙ）側のエッジが、第２非描画領域９２２の（−Ｙ）側のエッジに重なると）、第２光照射部５のアパーチャユニット５２において、第２制御部７２により遮光板移動機構５２６が制御されて遮光板５２４が（＋Ｙ）方向へと移動し、遮光板５２４の突出部５２４２が第４アパーチャ板５２１の開口５２１１上から退避される（図１０．Ａ参照）。これにより、水銀灯５１からの光の照射領域のうち光の照射が遮られる領域が変更され、照射領域の形状が、３つの照射領域９５ａから開口５２１１に対応する１つの照射領域９５（図１１．Ａ参照）に変更される。
【００７６】
パターン描画装置１では、ステージ３が所定の移動終了位置に到達するまで、感光材料に光を照射しつつ行われる照射領域（すなわち、照射領域９５または照射領域９５ａ）の主走査が継続され、照射領域が第１非描画領域９２１と第２非描画領域９２２との間の境界に到達する毎に、照射領域のうち光の照射が遮られる領域が変更されて照射領域９５と照射領域９５ａとが切り替えられる（ステップＳ３４）。これにより、基板９上の感光材料上において、非描画領域９２のみに水銀灯５１からの光が照射される。
【００７７】
そして、照射領域９５，９５ａの主走査により非描画領域９２の全体に光が照射されて基板９が移動終了位置まで到達すると、ステージ３および基板９の主走査方向への移動が停止され（ステップＳ３５）、光の照射が停止される（ステップＳ３６）。このように、感光材料上において突起パターンに対応する部分以外の全体に光が照射された基板９では、後工程において現像処理を施されることにより、感光材料の露光部分が基板上から除去されて液晶配向制御用の複数の突起が形成される。
【００７８】
以上に説明したように、パターン描画装置１では、基板９上のポジ型の感光材料に対する突起パターンの描画の際に、第１制御部７１により第１光照射部４が制御されることにより、描画領域９１の複数の分割領域９１２の１つと主走査方向の長さが等しい照射領域９４を主走査方向に相対移動しつつ照射領域９４が分割領域９１２と一致する毎に照射領域９４に対して瞬間的な光の照射が行われる。これにより、大型の基板９に対して突起パターンを描画する場合であっても、基板９と同等の大きさの大型マスクを使用することなく、描画領域９１に突起パターンを容易に描画することができる。
【００７９】
また、第２制御部７２により第２光照射部５が制御されることにより、水銀灯５１からの光の照射領域が第１非描画領域９２１と第２非描画領域９２２との間の境界に到達する毎に、当該照射領域のうち光の照射が遮られる領域が変更されて照射領域９５と照射領域９５ａとが切り替えられる。これにより、感光材料上において、描画領域９１に光を照射することなく（すなわち、描画領域９１に影響を与えることなく）、主走査方向の位置によって形状が変化する非描画領域９２のみに容易に光を照射することができる。このため、パターン描画装置１は、基板全体が必然的に大型化するとともに非描画領域の形状が複雑となる多面取りされる基板に対するパターンの描画に特に適しているといえる。
【００８０】
近年、液晶表示装置のサイズは大型化しているため、大型のマスクを使用することなくパターンを容易に描画することができるパターン描画装置１は、液晶表示装置用のガラス基板に対するパターンの描画に特に適している。また、非描画領域９２のみに容易に光を照射することができるため、ポジ型の感光材料により形成される液晶配向制御用の突起パターンの描画に特に適している。
【００８１】
パターン描画装置１では、基板９上のネガ型の感光材料に対する画素パターンの描画の際に、突起パターンの描画に利用される第１光照射部４が利用されて描画領域９１のうち画素パターンに対応する部分のみに光が照射される。これにより、パターン描画装置１の構造を簡素化しつつネガ型およびポジ型の感光材料に対するパターンの描画を行うことができる。
【００８２】
通常、液晶表示装置用のカラーフィルタ基板では、ポジ型の感光材料による液晶配向制御用の突起パターンの形成よりも前に、画素パターンやブラックマトリックス、あるいは、フォトスペーサ等がネガ型の感光材料により形成される。上述のように、パターン描画装置１では、ネガ型およびポジ型の感光材料に対する描画が簡素な構造にて可能とされるため、液晶表示装置用のカラーフィルタ基板に対する画素パターン等の描画に特に適している。
【００８３】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るパターン描画装置について説明する。第２の実施の形態に係るパターン描画装置は、図１に示すパターン描画装置１の第２光照射部５のアパーチャユニット５２に代えて、図１４．Ａに平面図にて示すアパーチャユニット５２ａを備える。その他の構成は、図１に示すパターン描画装置１と同様であり、以下の説明において同符号を付す。
【００８４】
第２の実施の形態に係るパターン描画装置でも、第１の実施の形態と同様に、液晶表示装置用のカラーフィルタ基板となる基板９（図１参照）上に設けられたポジ型の感光材料に対して、液晶配向制御用の突起パターンの描画が行われ、第２光照射部５により感光材料上の非描画領域９２（図３参照）のみに光の照射が行われる。第２の実施の形態に係るパターン描画装置の第２光照射部５による非描画領域９２への光の照射は、照射領域９５と照射領域９５ａ（図１１．Ａおよび図１１．Ｂ参照）とを切り替える方法が異なる点を除き、第１の実施の形態と同様である。
【００８５】
図１４．Ａに示すように、アパーチャユニット５２ａは、図１０．Ａに示すアパーチャユニット５２の第４アパーチャ板５２１および遮光板５２４に代えて、液晶分子への電界の印加あるいは除去により液晶分子の配列変化を起こさせることにより光の透過や遮断を行う多チャンネルの液晶シャッタ５２１ａを備える。アパーチャユニット５２ａは、また、図１０．Ａに示すアパーチャユニット５２と同様に、液晶シャッタ５２１ａを（＋Ｘ）側および（−Ｘ）側から保持する一対の保持部５２２、並びに、液晶シャッタ５２１ａの主走査方向および副走査方向の位置を調整する位置調整機構５２３を備える。
【００８６】
液晶シャッタ５２１ａは、副走査方向に伸びる細い矩形状の透光部５２１２を有し、水銀灯５１（図１参照）からの光は、当該透光部５２１２を透過して光学系５３（図１参照）を介して基板９上の感光材料へと導かれ、第１非描画領域９２１上の１つの照射領域９５（図１１．Ａ参照）に照射される。図１４．Ａでは、図の理解を容易にするために、液晶シャッタ５２１ａの透光部５２１２を除く領域（すなわち、遮光部）に平行斜線を付して示す（図１４．Ｂにおいても同様）。
【００８７】
第２光照射部５では、制御部７の第２制御部７２（図４参照）により液晶シャッタ５２１ａが制御されることにより、透光部５２１２の液晶分子の配列方向が変化し、透光部５２１２の一部において、あるいは、透光部５２１２の全体において光が遮られる。第２の実施の形態に係るパターン描画装置では、第２非描画領域９２２（図３参照）に対して光の照射を行う際に、液晶シャッタ５２１ａが第２制御部７２により制御されることにより、図１４．Ｂに示すように、透光部５２１２が部分的に遮光される。これにより、水銀灯５１からの光の照射領域のうち光の照射が遮られる領域が変更され、第２非描画領域９２２上の照射領域９５ａ（図１１．Ｂ参照）のみに光が照射される。また、感光材料に対する光の照射が停止される際には、透光部５２１２全体が遮光される。
【００８８】
当該パターン描画装置では、第１の実施の形態と同様に、大型マスクを使用することなく、描画領域９１に突起パターンを容易に描画することができる。また、描画領域９１に影響を与えることなく、非描画領域９２のみに容易に光を照射することができる。
【００８９】
第２の実施の形態に係るパターン描画装置では、特に、液晶シャッタ５２１ａを制御して透光部５２１２における遮光部分を変更することにより、各照射領域９５ａの副走査方向の長さを容易に変更することができる。その結果、非描画領域９２の第２非描画領域９２２の副走査方向の長さが異なる複数種類の基板（例えば、描画領域９１のサイズが異なるものや１枚の基板上における描画領域９１の個数が異なるもの）に対して、非描画領域９２のみに容易に光を照射することができる。
【００９０】
次に、本発明の第３の実施の形態に係るパターン描画システムについて説明する。図１５は、第３の実施の形態に係るパターン描画システム１００の構成を示す図である。パターン描画システム１００は、基板９上の感光材料上の描画領域９１（図３参照）のみに光を照射する第１光照射装置１０１、感光材料上の非描画領域９２（図３参照）のみに光を照射する第２光照射装置１０２、および、第１光照射装置１０１と第２光照射装置１０２との間において基板９を搬送する搬送機構である搬送アーム１０３を備える。
【００９１】
第１光照射装置１０１は、図１に示すパターン描画装置１から第２光照射部５および第２制御部７２が省略された構成とされ、第２光照射装置１０２は、パターン描画装置１から第１光照射部４および第１制御部７１が省略された構成とされる。パターン描画システム１００では、第１光照射装置１０１により、パターン描画装置１の第１光照射部４による光の照射と同様の処理が基板９に対して行われ、第２光照射装置１０２により、パターン描画装置１の第２光照射部５による光の照射と同様の処理が基板９に対して行われる。第１光照射装置１０１および第２光照射装置１０２のステージ３はそれぞれ、パターン描画システム１００の第１基板保持部および第２基板保持部となっている。
【００９２】
第１光照射装置１０１では、ネガ型の感光材料が設けられた基板９に対して、第１アパーチャ板４６１および第２アパーチャ板４６７（図５および図６参照）を介して光を照射することにより、液晶表示装置用のカラーフィルタ基板の画素パターンが描画される。
【００９３】
第１光照射装置１０１では、また、ポジ型の感光材料が設けられた基板９に対して、第３アパーチャ板４６１ａ（図８参照）を介して光を照射することにより、描画領域９１の液晶配向制御用の突起パターンに対応する部分以外に光が照射される。当該基板９は、搬アーム１０３により第１光照射装置１０１から搬出されて第２光照射装置１０２へと搬入される。第２光照射装置１０２では、基板９のアライメントが行われた後、第４アパーチャ板５２１（図１０．Ａ参照）を介して光を照射し、遮光板５２４（図１０．Ｂ参照）により照射領域のうち光の照射が遮られる領域を変更することにより、非描画領域９２のみに光が照射される。なお、パターン描画システム１００では、搬送アーム１０３に代えて他の搬送機構が設けられてもよい。
【００９４】
パターン描画システム１００では、第１の実施の形態と同様に、大型マスクを使用することなく、描画領域９１に突起パターンを容易に描画することができる。また、描画領域９１に影響を与えることなく、非描画領域９２のみに容易に光を照射することができる。
【００９５】
パターン描画システム１００の第２光照射装置１０２では、第２の実施の形態と同様に、第４アパーチャ板５２１および遮光板５２４に代えて多チャンネルの液晶シャッタ５２１ａが設けられてもよい。これにより、照射領域の副走査方向の長さを容易に変更することができ、非描画領域９２への光の照射をより容易とすることができる。
【００９６】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【００９７】
例えば、上記実施の形態に係るパターン描画装置では、停止された状態のステージ３に対して第１光照射部４および第２光照射部５が移動することにより、第１光照射部４からの光の照射領域、および、第２光照射部５からの光の照射領域が基板９上の感光材料に対して相対的に移動されてもよい。
【００９８】
パターン描画装置では、ポジ型の感光材料上の非描画領域９２に対する第２光照射部５による光の照射は、必ずしも、当該感光材料上の描画領域９１に対する第１光照射部４による光の照射終了後に行われる必要はない。例えば、描画領域９１に対して行われる照射領域９４の主走査のうちの１回と並行して非描画領域９２に対する光の照射が行われてもよく、あるいは、描画領域９１に対する光の照射が行われるよりも前に非描画領域９２に対する光の照射が行われてもよい。また、非描画領域９２に対する光の照射は、描画領域９１に対する第１光照射部４による光の照射と同様に、基板９の移動中に瞬間的な光の照射を繰り返すことにより行われてもよい。
【００９９】
パターン描画装置の第１光照射部４では、アパーチャユニット４６の第１アパーチャ板４６１および第２アパーチャ板４６７に代えて、例えば、液晶シャッタが用いられてもよい。この場合、制御部７の第１制御部７１により、第１マスク部であるアパーチャユニット４６の当該液晶シャッタが制御され、照射領域９４が描画領域９１の各分割領域９１２に一致する毎に液晶シャッタが高速にて開閉されて照射領域９４に対する光の照射が行われる。また、光源であるレーザ発振器４３およびレーザ駆動部４４が、当該液晶シャッタと共に第１制御部７１により制御されることにより、照射領域９４に対する瞬間的な光の照射が行われてもよい。
【０１００】
パターン描画装置では、ネガ型およびポジ型の感光材料に描画されるパターンが類似している場合等、第１光照射部４におけるアパーチャの変更を行わず、第１制御部７１による光源やステージ駆動機構２に対する制御を変更することにより、両感光材料に対するパターンの描画が行われてもよい。
【０１０１】
上記実施の形態に係るパターン描画装置、および、第３の実施の形態に係るパターン描画システム１００の第１光照射装置１０１では、第１光照射部４（および第２光照射部５）とは独立して基板９に光を照射する他の光照射部が設けられ、第１光照射部４に代えて当該光照射部によりネガ型の感光材料に対するパターンの描画が行われてもよい。
【０１０２】
パターン描画装置およびパターン描画システム１００によりパターンが描画される基板は、必ずしも、感光材料上に４つの描画領域９１が設定された基板には限定されず、感光材料上に１つの描画領域のみが設定された基板であってもよい。また、感光材料上において主走査方向および／または副走査方向に互いに離間して配列される複数の描画領域（すなわち、１つの描画領域および当該描画領域と同形状の１つ以上の描画領域を含む複数の描画領域）が設定された基板に対して描画が行われてもよい。
【０１０３】
上記実施の形態に係るパターン描画装置では、第１光照射部４により、液晶表示装置用のカラーフィルタ基板に画素パターン以外の他のパターン（例えば、ブラックマトリックスやフォトスペーサに対応するパターン）が描画されてもよい。また、第１光照射部４および第２光照射部５により、液晶表示装置用のＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板に液晶配向制御用の突起パターンやＴＦＴ配線のエッチング用のレジストパターンが描画されてもよい（パターン描画システム１００においても同様）。
【０１０４】
パターン描画装置およびパターン描画システム１００は、プラズマ表示装置や有機ＥＬ表示装置等の平面表示装置用の基板に対するパターンの描画に利用されてもよい。また、パターン描画装置およびパターン描画システム１００は、平面表示装置用のガラス基板以外にも、半導体基板やプリント配線基板、あるいは、フォトマスク用のガラス基板等に対するパターンの描画に利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】第１の実施の形態に係るパターン描画装置の側面図である。
【図２】パターン描画装置の平面図である。
【図３】基板を示す平面図である。
【図４】制御部により実現される機能を他の構成と共に示すブロック図である。
【図５】アパーチャユニットの一部を示す平面図である。
【図６】アパーチャユニットの他の一部を示す平面図である。
【図７】基板上の照射領域を示す平面図である。
【図８】アパーチャユニットの一部を示す平面図である。
【図９】描画領域の一部を示す平面図である。
【図１０．Ａ】アパーチャユニットの平面図である。
【図１０．Ｂ】アパーチャユニットの平面図である。
【図１１．Ａ】基板上の照射領域を示す平面図である。
【図１１．Ｂ】基板上の照射領域を示す平面図である。
【図１２】画素パターンの描画の流れを示す図である。
【図１３．Ａ】突起パターンの描画の流れを示す図である。
【図１３．Ｂ】突起パターンの描画の流れを示す図である。
【図１４．Ａ】アパーチャユニットの平面図である。
【図１４．Ｂ】アパーチャユニットの平面図である。
【図１５】パターン描画システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１    パターン描画装置
３    ステージ
４    第１光照射部
５    第２光照射部
９    基板
２５    主走査機構
４３    レーザ発振器
４４    レーザ駆動部
４６    アパーチャユニット
５１    水銀灯
５２    アパーチャユニット
７１    第１制御部
７２    第２制御部
９１    描画領域
９２    非描画領域
９４    照射領域
９５    照射領域
１００    パターン描画システム
１０１    第１光照射装置
１０２    第２光照射装置
１０３    搬送アーム
５２１ａ    液晶シャッタ
９１２    分割領域
Ｓ１１〜Ｓ１７，Ｓ２１〜Ｓ２７，Ｓ３１〜Ｓ３６，Ｓ１７１，Ｓ２７１    ステップ
【図１】
2008102241.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０．Ａ】
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【図１０．Ｂ】
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【図１１．Ａ】
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【図１１．Ｂ】
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【図１２】
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【図１３．Ａ】
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【図１３．Ｂ】
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【図１４．Ａ】
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【図１４．Ｂ】
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【図１５】
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