(57)【要約】【課題】スペーサー、液晶配向制御用突起等のパターンを所望の位置に形成し、製品の歩留まりを向上させることができるパターン形成方法、表示特性にばらつき（ムラ）が生じない電子ディスプレイ用構造物及びディスプレイを提供する。【解決手段】マスクレスでスペーサー材を形成する形成方法において、基板上に形成された先行パターン、もしくは、露光前のレジスト材料の欠陥部を検出し、当該箇所を避けて、パターンを形成するパターン形成方法である。ブラックマトリックス（RGBの間隙で図中、白地部）の欠陥部２４Aを検出し、該欠陥部２４Aを避けてスペーサー２２Aを用ける。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクレス露光で構造材のパターンを形成する形成方法において、基板上に形成された先行パターン、もしくは、露光前のレジスト材料の欠陥部を検出し、当該箇所を避けて、パターンを形成するパターン形成方法。
【請求項２】
構造材がスペーサーである請求項1に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
感光性樹脂組成物を用い、フォトリソプロセスを用いて、パターンを形成するプロセスにおいて、基板上に形成された先行パターン、もしくは、感光性樹脂組成物層の欠陥部を検出し、当該箇所を避けて、パターンを形成する請求項１又は２に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
転写フィルムを用いる請求項１〜３の何れか１項に記載のパターン形成方法。
【請求項５】
前記スペーサーを前記感光性樹脂組成物層を重ねて形成して重ね形状及び／又は重ね面積を修正する請求項１〜４の何れか１項に記載のパターン形成方法。
【請求項６】
請求項１〜４の何れか１項に記載のパターン形成方法により形成された電子ディスプレイ用構造物。
【請求項７】
基板が１１００ｍｍ×１３００ｍｍの基板サイズであって、ディスプレイ画面が20インチモニター以上である請求項６に記載の電子ディスプレイ用構造物。
【請求項８】
請求項７に記載の製造方法により製造されたディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン形成方法、電子ディスプレイ用構造物及びディスプレイに関し、詳しくは液晶パネルを構成する基板に各種のスペーサー、配向制御材等の構造材のパターンを形成する方法、この方法でパターンを形成して得られる電子ディスプレイ用構造物、この電子ディスプレイ用構造物を有するディスプレイに好適なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶テレビなどの製品の製造過程においては、液晶層の厚み（セルギャップ）を一定間隔に保持するために、カラーフィルタ基板と対向電極基板からなる２枚の基板間に所定の粒径を有するプラスチックビーズ、セラミックスビーズ等のスペーサービーズを散布して、両基板を張り合わせている。しかしながら、スペーサービーズは、基材に固定されないため、ビーズの移動によるセルギャップ不均一化が問題になってきた。また、画素領域にもビーズが配置されるため、それによるLCD配向乱れが発生し、画像品質の低下をもたらした。
【０００３】
このような問題を解決するために、RGB、BMを形成した後に、スペーサー用のレジストをコートし、パターン露光により所定の位置にスペーサーを形成するフォトスペーサーが開発された。
また、特開平５−１９６９４６では、カラーフィルタ基板の2〜3色の着色層を積層してスペーサーを形成することが提案されている。（特許文献１参照）この方法では、求められる液晶層の厚み(セルギャップ)に相当する厚みのスペーサーを形成するためには、各着色層の充分な厚みと厚み精度が必要である。
フォトレジストを用いたスペーサー材は、今日、TV等の大型画面用LCDに広く用いられている。このようなフォトスペーサー材に異物が混入したり欠陥が発生したりすると、その箇所のセルギャップの均一性が維持できず、白斑点、黒斑点などの画像欠陥を生じる。フォトスペーサー形成工程でこれらの欠陥防止は、製品の歩留まり向上のために不可欠な課題である。
【０００４】
また、液晶層に対して突起を形成し、高視野角を実現する技術（いわゆる、VA方式）が現在広く用いられている（特許文献２参照）。かかる突起は液晶の配向を制御するために形成されるものであり、液晶配向制御用突起と称される。該突起は、その表面に沿って局部的に液晶分子の配向状態に傾きを与え、液晶面に対して斜めから観察した場合であっても、液晶面を正面から観察した場合と同様の表示状態が得られるように視野角を拡げるものである。
【０００５】
このような液晶配向制御用突起を形成する場合にも工程中に異物が混入すると、所望の位置、形状の液晶配向制御用突起を形成することが困難となり、歩留まりの低下を招くおそれがある。特に、近年ではＬＣＤのサイズが大型化しており、元の基板のサイズも１ｍを超えるものまでが実用化されつつある。このような大きなサイズの基板を用いる場合、上記したスペーサー、液晶配向制御用突起等をより精度よく製造することによって、表示特性にばらつき（ムラ）が生じないＬＣＤを製造することが望まれている。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１９６９４６号公報
【特許文献２】特開２００２−１２２８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上記し従来の課題を解決し、スペーサー、液晶配向制御用突起等の構造材のパターンを所望の位置、形状に形成し、製品の歩留まりを向上させることができるパターン形成方法、このパターン方法で形成され、表示特性にばらつき（ムラ）が生じない電子ディスプレイ用構造物及びディスプレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決した本発明は、
＜１＞  マスクレス露光で構造材のパターンを形成する方法において、基板上に形成された先行パターン、もしくは、露光前のレジスト材料の欠陥部を一方、もしくは、両方を検出し、当該箇所を避けて、パターンを形成するパターン形成方法である。
＜２＞  構造材がスペーサーである＜１＞に記載のパターン形成方法である。
＜３＞  感光性樹脂組成物を用い、フォトリソプロセスを用いて、パターンを形成するプロセスにおいて、基板上に形成された先行パターン、もしくは、感光性樹脂組成物層の欠陥部を検出し、当該箇所を避けて、パターンを形成する前記＜１＞又は＜２＞に記載のパターン形成方法である。
＜４＞  転写フィルムを用いる前記＜１＞〜＜４＞の何れかに記載のパターン形成方法である。
＜５＞  前記スペーサーを前記感光性樹脂組成物層を重ねて形成して重ね形状及び／又は重ね面積を修正する前記＜１＞〜＜４＞の何れかに記載のパターン形成方法である。
＜６＞  前記＜１＞〜＜５＞の何れかに記載のパターン形成方法により形成された電子ディスプレイ用構造物である。
＜７＞  基板が１１００ｍｍ×１３００ｍｍの基板サイズであって、ディスプレイ画面が20インチモニター以上である前記＜６＞に記載の電子ディスプレイ用構造物である。
＜８＞  前記＜７＞に記載の製造方法により製造されたディスプレイである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、基板上に形成された先行パターン、もしくは、露光前のレジスト材料の欠陥部を検出し、当該箇所を避けて、構造材のパターンとしてスペーサー材によるパターン、あるいは配向制御材によるパターン等を形成するので、セルギャップを均一にでき、また、所定の位置、形状の配向制御材を形成することができ、表示特性にばらつき（ムラ）が生じない電子ディスプレイ用構造物、電子ディスプレイを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
基板、あるいは、レジスト層の欠陥位置検出方法は、大きく分けて、ラインスキャンによる方法、面スキャンによる方法の二つの方法があるが、オンラインの基板検査には、一般に、基板に照射した光の透過光、反射光をＣＣＤセンサーでラインスキャンする方法が用いられる。
【００１１】
カラーフィルタは、所定の画面内がＲＧＢのパターンが周期的に配置されており、ＣＣＤセンサーで走査したデータがそれに対応した周期性を持っている。しかし、欠陥部発生部では、その周期性が乱れるため、周期波形と乱れた波形との差分より、欠陥発生箇所を同定する。
【００１２】
以下、欠陥検出から、柱パターニングのフィードバックのアルゴリズムの例を記載する。
「欠陥検出→柱材パターニングアルゴリズム」
(1)欠陥検出アルゴリズム
(a)ＣＣＤセンサーにより走査した波形をメモリに記憶する
(b)正常部は、カラーフィルタのパターン（通常はＲＧＢ）を一サイクルとした周期的な波形となる。
異常部では、波形の周期性が乱れる。各サイクルの波形は、その前の波形と照合し、両者が一致していれば、その箇所には欠陥が発生していなかったと判断し、次の周期の判定に移る。
(c)波形不一致の箇所については、さらにもう一サイクル前の波形と照合し、それとも一致せず、かつ、一サイクル前、二サイクル前の波形が一致した場合は、当該サイクルの波形変動箇所に欠陥が発生していたものと判断する。
【００１３】
(2)欠陥部補正アルゴリズム
(a)面内の欠陥位置検出→欠陥位置情報をメモリに記憶する
→欠陥無しの場合、設計通りの位置に柱を形成する
→欠陥有りの場合、(b)
(b)欠陥部と柱形成位置を照合する
→重なっていない場合、設計通りの位置に柱を形成する
→重なっている場合、(c)
(c)欠陥発生状態チェック
→欠陥の発生箇所が１箇所の場合、(d)
→欠陥の発生位置が２箇所以上に及ぶ場合、(e)
【００１４】
(d)柱立ち位置を１画素分変更する
(e)欠陥箇所を回避して、該当箇所に分散配置して形成する
【００１５】
−欠陥位置情報の読み取り−
基板読取処理は、基板表面を探索的に撮影して得られた画像から、基板上に形成された所定のパターンを識別し、識別したパターンの所定の座標系における位置座標を取得する処理である。パターンの識別には公知のあらゆる画像識別手法を用いることができるが、本実施形態では、パターンマッチングの手法を用いて識別を行なう。
【００１６】
基板上に形成されているパターンの位置座標を取得するときは、位置座標を取得するにあたり画像撮影を行なう位置を予め決めておき、その位置にカメラを設定して基板表面を撮影する。図１は読取対象基板上に形成されたパターンと撮影位置の関係を例示した図である。撮影位置は、基板の縦方向、横方向にそれぞれ何箇所か設定し、隣接する撮影位置同士が図１に示す撮影位置１６A、１６B、１６Cおよび１６Dのように矩形領域の頂点を構成するように決めておく。本実施形態では、矩形の一辺の長さが３０ｃｍとなるように撮影位置を定めている。
【００１７】
各撮影位置に記録されているパターンは、その撮影位置の座標から特定することができる。よって、撮影画像の中から、その特定したパターンを識別して、そのパターンの位置座標を取得する。具体的には、撮影画像の中心から、特定したパターン相当の大きさの領域画像を切り出し、その領域画像を対象としてパターンマッチングによる識別を行なう。
【００１８】
例えば、図１の撮影位置１６Aにおいて、図２に実線で示されるパターンがあることを予想して撮影およびパターンマッチングを行なったとする。実際のパターンが図２の破線で示される位置に欠陥が発生していたとすれば、撮影位置１６Aを中心とする領域画像を対象としたパターンマッチングの照合結果は一致しない。
この場合には、撮影画像内で領域画像を少しずつずらしながら照合結果が一致するまでパターンマッチングを繰り返し、照合結果が一致したときの領域画像の中心、もしくはそのパターンの特徴部（頂点など）の座標１７を、そのパターンの現在の位置座標として取得する。
なお、カラーフィルタの着色画素形成後にスペーサーを形成する工程では、形成済みのパターンの中に着色画素層があるので、パターン形状の照合に加え色の照合を行なってもよい。あるいは、形状のマッチングは行なわずに、色のみに基づいてパターンを識別してもよい。例えば、本実施形態では、図３に例示したように、スペーサー１２はＲ画素パターン９の列のブラックマトリクス上にのみ形成され、Ｇ画素パターン１０、Ｂ画素パターン１１の列のブラックマトリクス上には形成されない。このような場合、スペーサー形成工程における基板読取処理では色の情報を考慮したマッチングを行なうほうが、パターンの識別が容易になる。
【００１９】
次に、画像補正処理について説明する。画像補正処理は、基板読取処理において取得された位置座標の情報に基づいて、後続の露光工程で基板上に記録する画像を補正する処理である。本実施形態では、ブラックマトリクスパターンの所定箇所の位置座標に基づいて、画像を補正する。
【００２０】
次に図面に基づいて、スペーサーのパターン形成方法を説明する。
図４〜図６において、各画素（RGB）間の白地部分はブラックマトリックス、丸印はスペーサーを示している。
上記したスペーサーの形成に際し、ブラックマトリックスに欠陥無しの場合、設計通りの位置に柱を形成する。すなわち、図４において、このブラックマトリックスに欠陥無し（正常部）の場合、所定の位置にスペーサー２０Aを配置する。
ブラックマトリックスに欠陥の発生箇所が１箇所の場合、スペーサー位置を１画素分変更する。図５において、欠陥部２４Aがある場合、スペーサー２２Aを欠陥部２４A からずらして配置する。この場合、単位面積あたりのスペーサー個数を一定にすることが好ましい。
ブラックマトリックスに欠陥の発生位置が２箇所以上に及ぶ場合、欠陥箇所を回避して、該当箇所に分散配置して形成する。
図６において、欠陥部２４Aがある場合、欠陥部２４A からずらした２箇所の位置に２個のスペーサー２６A、２６Bを配置する。この場合、２個以上の複数のスペーサーを配置してもよいが、単位面積あたりの複数のスペーサーの断面積を一定にすることが好ましい。
【００２１】
上記した例は、ブラックマトリックス上にスペーサーを形成する例を示したが、本発明において、先行の画素パターン上にスペーサーを形成すべき箇所に該画素と同一の画素を重ねてスペーサーを形成する場合、先行画素パターンのスペーサーを形成すべき箇所の欠陥部を検知し、欠陥部が発生している場合、該欠陥部を回避して画素を重ねてスペーサーを形成することができる。
【００２２】
また、本発明はパターン形成する方法として、配向制御材を形成するパターンが挙げられる。液晶表示装置における液晶配向制御用突起の設置箇所について図７を用いて説明する。図７は、液晶配向制御用突起を用いた液晶表示装置を示す概略図である。図７（A）において、液晶表示装置１０は、ガラス基板１２と、導電層１４と、液晶分子１５を含む液晶層１６と、導電層１８と、ガラス基板２０とをこの順で積層した構造を有している。図７（A）において液晶配向制御用突起２２は、導電層１４と液晶層１６との間、及び、導電層１８と液晶層１６との間に設けることができる。また、図7（B）に示すように、液晶表示装置１０が、導電層１８とガラス基板２０との間にカラーフィルタ２４を有する場合も同様に、液晶配向制御用突起２２は、図７（B）に示すように導電層１８と液晶層１６との間、及び、導電層１４と液晶層１６との間に設けることができる。尚、液晶配向制御用突起２２と液晶層１６との間には、液晶配向膜（ポリイミド膜）が設けられていてもよい。
【００２３】
このような液晶配向制御用突起２２を形成する場合、先行パターンとしての導電層１４、１８の製造工程中に異物等が混入することによって、導電層１４、１８に欠陥部がある場合、この欠陥物質を回避して液晶配向制御用突起２２を形成することによって、所望の形状の液晶配向制御用突起２２が得られる。
導電層１４、１８の欠陥部を検知する方法としては、レジストやカラーフィルタの欠陥同様、光学的に検出することが可能である。
【００２４】
上記した欠陥部は先行パターンの欠陥部でもよく、先行パターンを形成するための露光前のレジスト材料の欠陥部であってよい。また、スペーサーのパターンを形成する場合、感光性樹脂組成物を重ねて重ね形状、重ね面積を修正することもできる。
【００２５】
本発明において、上記したスペーサー、配向制御材は、感光性樹脂組成物塗布液を先行パターン上に感光性樹脂塗布液を塗布する方法、仮支持体上に少なくとも一層の感光性樹脂層を有する感光性転写材料を用いて感光性樹脂層を先行パターン上に転写する方法のいずれの方法によって形成されたものであって良い。
【００２６】
本発明に用いる感光性転写材料は、少なくとも１層の感光性樹脂層を有し、必要に応じて、熱可塑性樹脂層と、中間層とを有することができる。特に仮支持体上に熱可塑性樹脂層、中間層及び感光性樹脂層をこの順で積層した態様が好ましい。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、仮支持体上に直接感光性樹脂層が形成された態様であってもよいし、仮支持体と感光性樹脂層との間に、熱可塑性樹脂層及び中間層のいずれかのみが形成された態様であってもよい。
【００２７】
次に２次元状に並んだ空間光変調デバイスを用いて、部材に対する位置情報を含む二次元の画像データに基づいて光を変調しながら相対走査する方法でスペーサー、配向制御材等のパターンを形成する方法について説明する。以下、感光性転写材料を用いた形成方法を例示するが、スピンコーターやスリットコーターにより液状レジストを用いた方式においても同じ効果を得ることが可能である。
【００２８】
＜感光性転写材料を用いたパターン形成方法＞
続いて、本発明のパターン形成方法について説明する。ここでは、本発明に用いる感光性転写材料として、仮支持体上にアルカリ可溶な熱可塑性樹脂層、中間層、感光性樹脂層及び表面保護フィルムがこの順に積層されてなる感光性転写材料を用い、更に、基体上の全面にカラーフィルタ層が設けられた基板を用いた一例を示す。
【００２９】
まず、本発明に用いる感光性転写材料の表面保護フィルムを取り除き、感光性樹脂層を加圧、加熱下で被転写体である基板上に密接し貼り合わせる。基板と感熱記録層との貼り合わせには、従来公知のラミネーター、真空ラミネーター等の中から適宜選択したものが使用でき、より生産性を高めるには、オートカットラミネーターも使用可能である。
【００３０】
また、本発明のパターン形成方法では、感光性転写材料を基板に転写する転写工程と所望のパターンで露光する露光工程との間に、前記感光性転写材料を転写した基板を加熱する基板加熱工程を含むことが好ましい。この際の感光性転写材料はナフトキノンジアジド誘導体を含んでいても、含んでいなくてもよい。感光性転写材料を転写した基板を加熱する工程はホットプレートなどの接触型の加熱器を基板に接触させて用いることもできるし、また非接触で用いることもできる。また温風加熱器、ＩＲヒーターなどの非接触型の加熱器を非接触で用いることもできる。この感光性転写材料を転写した基板を加熱する工程は１２０℃から１８０℃の温度範囲で、２０秒から１２０秒の時間範囲で行うことが好ましく、１２０℃から１５０℃の温度範囲で、２０秒から５０秒の時間範囲で行うことがより好ましい。１２０℃未満、または２０秒未満であるとパターン形成後に画素の欠けを生じることがあるし、１８０℃を超えると感光性転写材料中の素材が分解し、感度変化、着色などを起こすことがあるし、また１２０秒を超えると生産性の低下が問題となることがある。
【００３１】
感光性転写材料を基板に転写した後、所望のパターンで露光する前に、仮支持体を熱可塑性樹脂層との界面で剥がし取るが、感光性転写材料を転写した基板を加熱する工程は、仮支持体を剥がし取る前に行ってもよいし、仮支持体を剥がし取った後に行ってもよい。
【００３２】
さらに、本発明のパターン形成方法では、少なくとも一層のナフトキノンジアジド誘導体を含む感光性転写材料を基板に転写する転写工程と所望のパターンで露光する露光工程との間に、前記感光性樹脂層の熱可塑性樹脂層と中間層とを除去する工程を含むことが好ましい。前記感光性樹脂層の熱可塑性樹脂層と中間層とを除去する工程は、公知の方法により行え、熱可塑性樹脂層と中間層を溶解して感光性樹脂層を溶解しないような溶剤若しくは水性の現像液、特にアルカリ水溶液などを用いて、例えば、(a)露光後の基板自体を現像浴中に浸漬する、(b)露光後の基板にスプレー等により噴霧する等して、更に必要に応じて、溶解性を高める目的で、回転ブラシや湿潤スポンジ等で擦ったり、超音波を照射しながら行うことができる。上記アルカリ水溶液としては、アルカリ性物質の希薄水溶液が好ましく、更に水混和性のある有機溶剤を少量添加したものも好適に使用することができる。上記アルカリ性物質としては、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩類、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属重炭酸塩類、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム等のアルカリ金属ケイ酸塩類、メタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウム等のアルカリ金属メタケイ酸塩類、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、燐酸三ナトリウム等が挙げられる。
【００３３】
感光性転写材料を基板に転写した後、所望のパターンで露光する前に、仮支持体を熱可塑性樹脂層との界面で剥がし取るが、感光性転写材料の熱可塑性樹脂層と中間層とを除去する工程は、仮支持体を剥がし取った後に行うのが好ましい。
【００３４】
これらの、感光性転写材料をラミネートする方法、転写工程と露光工程との間に感光性転写材料を転写した基板を加熱する方法、転写工程と露光工程との間に感光性樹脂層の熱可塑性樹脂層と中間層とを除去する方法は、それぞれ単独で行ってもよいし、併せて行ってもよい。
【００３５】
前述のように、感光性転写材料をラミネートし、及び／または、転写工程と露光工程との間に感光性転写材料を転写した基板を加熱し、及び／または、転写工程と露光工程との間に感光性転写材料の熱可塑性樹脂層と中間層とを除去した後、熱可塑性樹脂層と中間層がある場合には、熱可塑性樹脂層の上方から熱可塑性樹脂層及び中間層を通して、また熱可塑性樹脂層と中間層がない場合には、感光性樹脂層の上方から、感光性樹脂層をポジ用の露光（パターニング）する。
本発明のパターン形成方法が大型TV等に好適であることから、基板が１１００ｍｍ×  １３００ｍｍの基板サイズであって、ディスプレイ画面が２０インチモニター以上が好適である。
【００３６】
次に本発明におけるパターニングの方法において、２次元状に並んだ空間光変調デバイスを用いて、画像データに基づいて光を変調しながら相対走査することで２次元画像の形成を行う露光工程を有する。
【００３７】
以下、この露光工程について、説明する。この露光工程は、先行パターンの欠陥部を回避してパターンを形成するためであり、少なくとも欠陥部を回避してパターンを形成するのに必要なパターン露光を行う。
【００３８】
（マスクレス露光の定義）
本発明のマスクレス露光は、マスクレスパターン露光とも呼ばれることがある。露光光を透過させない、または、弱めて透過させる材質で画像(露光パターン、パターンとも言う)を形成した「マスク」と呼ばれる物体を露光光の光路に配置し、感光層を、該画像に対応したパターン状に露光する従来の露光方式(マスク露光と言う)に対し、前記の「マスク」を使用せずに感光層をパターン状に露光する露光方式の事である。
本発明のマスクレス露光は、より詳しくは、画像データに基づいて光を変調しながら相対走査する事で二次元画像の形成を行う露光ということができる。
【００３９】
（光源の説明）
本発明のマスクレス露光では、光源として超高圧水銀灯や、レーザーが用いられる。
超高圧水銀灯とは、石英ガラスチューブなどに水銀を封入した放電灯であり水銀の蒸気圧を高く設定して発光効率を高めたものである(点灯時の水銀の蒸気圧はおよそ5MPaになるものもある W. Elenbaas : Light Sources 、Philips Technical Library 148-150)。である。輝線スペクトルのうち、i線（365nm）、h線（405nm）、g線（436nm）が、中でも365nmが主として用いられる。
【００４０】
レーザー、英語のLight Amplification by Stimulated Emission of Radiation(誘導放出による光の増幅)の頭字語である。反転分布を持った物質中で起きる誘導放出の現象を利用し、光波の増幅、発振によって干渉性と指向性が一層強い単色光を作り出す発振器及び増幅器。励起媒質として結晶、ガラス、液体、色素、気体などあり、これらの媒質から固体レーザー(ＹＡＧレーザー)、液体レーザー、気体レーザー(アルゴンレーザー、Ｈｅ−Ｎｅレーザー、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザー)、半導体レーザーなどの公知のレーザーを用いることができる。
【００４１】
半導体レーザーは  搬送子の注入、電子ビームによる励起、衝突によるイオン化、光励起などによって電子と正孔とが接合部に流出する時、pn接合で可干渉光を誘導放出するような発光ダイオードを用いるレーザーである。この放出される可干渉光の波長は、半導体化合物によって決まる。
レーザーの波長は、特に限定されないが、中でも解像度とレーザー装置のコスト、入手のしやすさの観点から、半導体レーザーでは、３００〜５００ｎｍの波長域から選択するのが好ましいが、３４０〜４５０ｎｍがより好ましく、特に４０５ｎｍは好ましい。
また固体レーザーでは、YAG-SHG固体レーザー の 532nmが挙げられる。更に、半導体励起固体レーザーでは 532・355・266nmが挙げられ、従来のレジスト用光重合開始剤が感度を有すという点では355nmが好ましく選ばれる。
気体レーザーでは、KrFレーザーの２４９nm ArFレーザーの193nmが用いられる。
これらの光源の中で、表示装置の製造工程で、感光性材料を露光する場合を考えると、露光波長が、410nmとなる光源を選択することが、表示領域の透過率を高くする観点で好ましい。
【００４２】
本発明の光を変調しながら相対走査する方法について説明する。
そのひとつの代表的な方法は、DMD（デジタル・マイクロミラー・デバイス、例えば、1987年、米国テキサス・インスツルメンツの ラリー・ホーンベック博士他が開発した光半導体）のような、微小なミラーが二次元に並んだ空間変調素子を用いる方法である。
この場合、光源からの光は、適切な光学系によってDMD上に照射され、DMDに二次元に並んだ各ミラーからの反射光が、別の光学系などを経て、感光層上に、二次元に並んだ光点の像を形成する。このままでは光点と光点の間は露光されないが、前記二次元に並んだ光点の像を、二次元の並び方向に対して、やや傾いた方向に移動させると、最初の列の光点と光点の間を、後方の列の光点が露光する、という形で、感光層の全面を露光することができる。DMDの各ミラーの角度を制御し、前記光点をON-OFFする事で、画像パターンを形成することができる。このようなDMDを有す露光ヘッドを並べて用いることで色々な幅の基板に対応することができる。
前記DMDでは、前記光点の輝度は、ONかOFFの2階調しかないが、ミラー階調型空間変調素子を用いると、256階調の露光を行うことができる。
【００４３】
一方、本発明の光を変調しながら相対走査する方法の、別の代表的な方法は、ポリゴンミラーを用いる方法である。ポリゴンミラー ( polygon mirror ) とは  周囲に一連の平面反射面を持った回転部材の事。感光層上に光源からの光を反射して照射するが、反射光の光点は、該平面鏡の回転によって走査される。この走査方向に対して直角に基板を移動させることで、基板上の感光層の全面を露光することができる。光源からの光の強度を適切な方法でON-OFFまたは、中間調に制御することで、画像パターンを形成することができる。光源からの光を複数本とすることで、走査時間を短縮することができる。
【００４４】
本発明の光を変調しながら相対走査する方法としては、例えば、以下の方法も適用することができる。
特開平５−１５０１７５に記載のポリゴンミラーを用いて描画する例、特表２００４−５２３１０１（WO2002/039793）に記載の下部レイヤの画像の一部を視覚的に取得し、ポリゴンミラーを用いた装置で上部レイヤの位置を下部レイヤ位置に揃えて露光する例、特開２００４−５６０８０に記載のＤＭＤ有する露光する例、特表２００２−５２３９０５に記載のポリゴンミラー備えた露光装置、特開２００１−２５５６６１に記載のポリゴンミラー備えた露光装置、特開２００３−５０４６９に記載のＤＭＤ、ＬＤ、多重露光の組み合わせ例、特開２００３−１５６８５３に記載の基板の部位により露光量を変える露光方法の例、特開２００５−４３５７６に記載の位置ずれ調整を行う露光方法の例等である。
【００４５】
以下、相対走査露光について詳細に説明する。
（相対走査露光）
本発明の露光方法としては超高圧水銀灯を用いる方法とレーザーを用いる方法があるが、好ましいのは後者である。
本発明で用いられるレーザーとしてはアルゴンレーザー、Ｈｅ−Ｎｅレーザー、半導体レーザー、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザーなどの公知のレーザーを用いることができる。
レーザーの波長は、特に限定されないが、中でも、画像パターン（例えば、配向制御用突起）の解像度とレーザー装置のコスト、入手のしやすさの観点から、３００〜５００ｎｍの波長域から選択するのが好ましいが、３４０〜４５０ｎｍがより好ましく、特に４０５ｎｍは好ましい。
レーザーのビーム径は、特に限定されないが、中でも、画像パターン（例えば、配向制御用突起）の解像度の観点から、ガウシアンビームの１／ｅ2値で５〜３０μｍが好ましく、７〜２０μｍがより好ましい。
レーザービームのエネルギー量としては、特に限定されないが、中でも、露光時間と解像度の観点から、１〜１００ｍＪ／ｃｍ2が好ましく、５〜２０ｍＪ／ｃｍ2がより好ましい。
本発明ではレーザー光を画像データに応じて空間光変調することが必要である。この目的のため空間光変調素子であるデジタル・マイクロ・デバイスを用いることが好ましい。
【００４６】
前記露光装置としては、例えば、下記の装置を用いて露光することができる。
【００４７】
以下にレーザー光を用いた３次元露光装置の一例を示すが、本発明における露光装置はこれに限定されるものではない。
露光ユニットは、図８に示すように、感光材料１５０を表面に吸着して保持する平板状のステージ１５２を備えている。４本の脚部１５４に支持された厚い板状の設置台１５６の上面には、ステージ移動方向に沿って延びた２本のガイド１５８が設置されている。ステージ１５２は、その長手方向がステージ移動方向を向くように配置されると共に、ガイド１５８によって往復移動可能に支持されている。なお、この露光装置には、ステージ１５２をガイド１５８に沿って駆動するための図示しない駆動装置が設けられている。
【００４８】
設置台１５６の中央部には、ステージ１５２の移動経路を跨ぐようにコ字状のゲート１６０が設けられている。コ字状のゲート１６０の端部の各々は、設置台１５６の両側面に固定されている。このゲート１６０を挟んで一方の側にはスキャナ１６２が設けられ、他方の側には感光材料１５０の先端及び後端を検知する複数（例えば、２個）の検知センサ１６４が設けられている。スキャナ１６２及び検知センサ１６４はゲート１６０に各々取り付けられて、ステージ１５２の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ１６２及び検知センサ１６４は、これらを制御する図示しないコントローラに接続されている。
【００４９】
スキャナ１６２は、図９及び図１０（Ｂ）に示すように、ｍ行ｎ列（例えば、３行５列）の略マトリックス状に配列された複数（例えば、１４個）の露光ヘッド１６６を備えている。この例では、感光材料１５０の幅との関係で、３行目には４個の露光ヘッド１６６を配置した。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドを示す場合は、露光ヘッド１６６mnと表記する。
【００５０】
露光ヘッド１６６による露光エリア１６８は、副走査方向を短辺とする矩形状である。従って、ステージ１５２の移動に伴い、感光材料１５０には露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドによる露光エリアを示す場合は、露光エリア１６８mnと表記する。
【００５１】
また、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、帯状の露光済み領域１７０が副走査方向と直交する方向に隙間無く並ぶように、ライン状に配列された各行の露光ヘッドの各々は、配列方向に所定間隔（露光エリアの長辺の自然数倍、ここでは２倍）ずらして配置されている。このため、１行目の露光エリア１６８11と露光エリア１６８12との間の露光できない部分は、２行目の露光エリア１６８21と３行目の露光エリア１６８31とにより露光することができる。
【００５２】
露光ヘッド１６６11〜１６６mn各々は、図１１、図１２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、入射された光ビームを画像データに応じて各画素毎に変調する空間光変調素子として、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）５０を備えている。このＤＭＤ５０は、データ処理部とミラー駆動制御部とを備えた図示しないコントローラに接続されている。このコントローラのデータ処理部では、入力された画像データに基づいて、各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０の制御すべき領域内の各マイクロミラーを駆動制御する制御信号を生成する。なお、制御すべき領域については後述する。また、ミラー駆動制御部では、画像データ処理部で生成した制御信号に基づいて、各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０の各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。なお、反射面の角度の制御に付いては後述する。
【００５３】
ＤＭＤ５０の光入射側には、光ファイバの出射端部（発光点）が露光エリア１６８の長辺方向と対応する方向に沿って一列に配列されたレーザー出射部を備えたファイバアレイ光源６６、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光を補正してＤＭＤ上に集光させるレンズ系６７、レンズ系６７を透過したレーザー光をＤＭＤ５０に向けて反射するミラー６９がこの順に配置されている。
【００５４】
レンズ系６７は、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザー光を平行光化する１対の組合せレンズ７１、平行光化されたレーザー光の光量分布が均一になるように補正する１対の組合せレンズ７３、及び光量分布が補正されたレーザー光をＤＭＤ上に集光する集光レンズ７５で構成されている。組合せレンズ７３は、レーザー出射端の配列方向に対しては、レンズの光軸に近い部分は光束を広げ且つ光軸から離れた部分は光束を縮め、且つこの配列方向と直交する方向に対しては光をそのまま通過させる機能を備えており、光量分布が均一となるようにレーザー光を補正する。
【００５５】
また、ＤＭＤ５０の光反射側には、ＤＭＤ５０で反射されたレーザー光を感光材料１５０の走査面（被露光面）５６上に結像するレンズ系５４、５８が配置されている。レンズ系５４及び５８は、ＤＭＤ５０と被露光面５６とが共役な関係となるように配置されている。
【００５６】
ＤＭＤ５０は、図１３に示すように、ＳＲＡＭセル（メモリセル）６０上に、微小ミラー（マイクロミラー）６２が支柱により支持されて配置されたものであり、画素（ピクセル）を構成する多数の（例えば、６００個×８００個）の微小ミラーを格子状に配列して構成されたミラーデバイスである。各ピクセルには、最上部に支柱に支えられたマイクロミラー６２が設けられており、マイクロミラー６２の表面にはアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。なお、マイクロミラー６２の反射率は９０％以上である。また、マイクロミラー６２の直下には、ヒンジ及びヨークを含む支柱を介して通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートのＣＭＯＳのＳＲＡＭセル６０が配置されており、全体はモノリシック（一体型）に構成されている。
【００５７】
ＤＭＤ５０のＳＲＡＭセル６０にデジタル信号が書き込まれると、支柱に支えられたマイクロミラー６２が、対角線を中心としてＤＭＤ５０が配置された基板側に対して±α度（例えば±１０度）の範囲で傾けられる。図１４（Ａ）は、マイクロミラー６２がオン状態である＋α度に傾いた状態を示し、図１４（Ｂ）は、マイクロミラー６２がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。従って、画像信号に応じて、ＤＭＤ５０の各ピクセルにおけるマイクロミラー６２の傾きを、図１３に示すように制御することによって、ＤＭＤ５０に入射された光はそれぞれのマイクロミラー６２の傾き方向へ反射される。
【００５８】
なお、図１３には、ＤＭＤ５０の一部を拡大し、マイクロミラー６２が＋α度又は−α度に制御されている状態の一例を示す。それぞれのマイクロミラー６２のオンオフ制御は、ＤＭＤ５０に接続された図示しないコントローラによって行われる。なお、オフ状態のマイクロミラー６２により光ビームが反射される方向には、光吸収体（図示せず）が配置されている。
【００５９】
また、ＤＭＤ５０は、その短辺が副走査方向と所定角度θ（例えば、１°〜５°）をなすように僅かに傾斜させて配置するのが好ましい。図１５（Ａ）はＤＭＤ５０を傾斜させない場合の各マイクロミラーによる反射光像（露光ビーム）５３の走査軌跡を示し、図１５（Ｂ）はＤＭＤ５０を傾斜させた場合の露光ビーム５３の走査軌跡を示している。
【００６０】
ＤＭＤ５０には、長手方向にマイクロミラーが多数個（例えば、８００個）配列されたマイクロミラー列が、短手方向に多数組（例えば、６００組）配列されているが、図１５（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ５０を傾斜させることにより、各マイクロミラーによる露光ビーム５３の走査軌跡（走査線）のピッチＰ1が、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の走査線のピッチＰ2より狭くなり、解像度を大幅に向上させることができる。一方、ＤＭＤ５０の傾斜角は微小であるので、ＤＭＤ５０を傾斜させた場合の走査幅Ｗ2と、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の走査幅Ｗ1とは略同一である。
【００６１】
また、異なるマイクロミラー列により同じ走査線上が重ねて露光（多重露光）されることになる。このように、多重露光されることで、露光位置の微少量をコントロールすることができ、高精細な露光を実現することができる。また、主走査方向に配列された複数の露光ヘッドの間のつなぎ目を微少量の露光位置制御により段差無くつなぐことができる。
【００６２】
なお、ＤＭＤ５０を傾斜させる代わりに、各マイクロミラー列を副走査方向と直交する方向に所定間隔ずらして千鳥状に配置しても、同様の効果を得ることができる。
【００６３】
ファイバアレイ光源６６は、図１６（Ａ）に示すように、複数（例えば、６個）のレーザーモジュール６４を備えており、各レーザーモジュール６４には、マルチモード光ファイバ３０の一端が結合されている。マルチモード光ファイバ３０の他端には、コア径がマルチモード光ファイバ３０と同一で且つクラッド径がマルチモード光ファイバ３０より小さい光ファイバ３１が結合され、図１６（Ｃ）に示すように、光ファイバ３１の出射端部（発光点）が副走査方向と直交する主走査方向に沿って１列に配列されてレーザー出射部６８が構成されている。なお、図１６（Ｄ）に示すように、発光点を主走査方向に沿って２列に配列することもできる。
【００６４】
光ファイバ３１の出射端部は、図１６（Ｂ）に示すように、表面が平坦な２枚の支持板６５に挟み込まれて固定されている。また、光ファイバ３１の光出射側には、光ファイバ３１の端面を保護するために、ガラス等の透明な保護板６３が配置されている。保護板６３は、光ファイバ３１の端面と密着させて配置してもよく、光ファイバ３１の端面が密封されるように配置してもよい。光ファイバ３１の出射端部は、光密度が高く集塵し易く劣化し易いが、保護板６３を配置することにより端面への塵埃の付着を防止することができると共に劣化を遅らせることができる。
【００６５】
ここでは、クラッド径が小さい光ファイバ３１の出射端を隙間無く１列に配列するために、クラッド径が大きい部分で隣接する２本のマルチモード光ファイバ３０の間にマルチモード光ファイバ３０を積み重ね、積み重ねられたマルチモード光ファイバ３０に結合された光ファイバ３１の出射端が、クラッド径が大きい部分で隣接する２本のマルチモード光ファイバ３０に結合された光ファイバ３１の２つの出射端の間に挟まれるように配列されている。
【００６６】
このような光ファイバは、例えば、図１７に示すように、クラッド径が大きいマルチモード光ファイバ３０のレーザー光出射側の先端部分に、長さ１〜３０ｃｍのクラッド径が小さい光ファイバ３１を同軸的に結合することにより得ることができる。２本の光ファイバは、光ファイバ３１の入射端面が、マルチモード光ファイバ３０の出射端面に、両光ファイバの中心軸が一致するように融着されて結合されている。上述した通り、光ファイバ３１のコア３１ａの径は、マルチモード光ファイバ３０のコア３０ａの径と同じ大きさである。
【００６７】
また、長さが短くクラッド径が大きい光ファイバにクラッド径が小さい光ファイバを融着させた短尺光ファイバを、フェルールや光コネクタ等を介してマルチモード光ファイバ３０の出射端に結合してもよい。コネクタ等を用いて着脱可能に結合することで、クラッド径が小さい光ファイバが破損した場合等に先端部分の交換が容易になり、露光ヘッドのメンテナンスに要するコストを低減できる。なお、以下では、光ファイバ３１を、マルチモード光ファイバ３０の出射端部と称する場合がある。
【００６８】
マルチモード光ファイバ３０及び光ファイバ３１としては、ステップインデックス型光ファイバ、グレーテッドインデックス型光ファイバ、及び複合型光ファイバの何れでもよい。例えば、三菱電線工業（株）製のステップインデックス型光ファイバを用いることができる。ここでは、マルチモード光ファイバ３０及び光ファイバ３１は、ステップインデックス型光ファイバであり、マルチモード光ファイバ３０は、クラッド径＝１２５μｍ、コア径＝２５μｍ、ＮＡ＝０．２、入射端面コートの透過率＝９９．５％以上であり、光ファイバ３１は、クラッド径＝６０μｍ、コア径＝２５μｍ、ＮＡ＝０．２である。
【００６９】
一般に、赤外領域のレーザー光では、光ファイバのクラッド径を小さくすると伝搬損失が増加する。このため、レーザー光の波長帯域に応じて好適なクラッド径が決定されている。しかしながら、波長が短いほど伝搬損失は少なくなり、ＧａＮ系半導体レーザーから出射された波長４０５ｎｍのレーザー光では、クラッドの厚み｛（クラッド径−コア径）／２｝を８００ｎｍの波長帯域の赤外光を伝搬させる場合の１／２程度、通信用の１．５μｍの波長帯域の赤外光を伝搬させる場合の約１／４にしても、伝搬損失は殆ど増加しない。従って、クラッド径を６０μｍと小さくすることができる。
【００７０】
但し、光ファイバ３１のクラッド径は６０μｍには限定されない。従来のファイバ光源に使用されている光ファイバのクラッド径は１２５μｍであるが、クラッド径が小さくなるほど焦点深度がより深くなるので、マルチモード光ファイバのクラッド径は８０μｍ以下が好ましく、６０μｍ以下がより好ましく、４０μｍ以下が更に好ましい。一方、コア径は少なくとも３〜４μｍ必要であることから、光ファイバ３１のクラッド径は１０μｍ以上が好ましい。
【００７１】
レーザーモジュール６４は、図１８に示す合波レーザー光源（ファイバ光源）によって構成されている。この合波レーザー光源は、ヒートブロック１０上に配列固定された複数（例えば、７個）のチップ状の横マルチモード又はシングルモードのＧａＮ系半導体レーザーＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４，ＬＤ５，ＬＤ６，及びＬＤ７と、ＧａＮ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７の各々に対応して設けられたコリメータレンズ１１，１２，１３，１４，１５，１６，及び１７と、１つの集光レンズ２０と、１本のマルチモード光ファイバ３０と、から構成されている。なお、半導体レーザーの個数は７個には限定されない。例えば、クラッド径＝６０μｍ、コア径＝５０μｍ、ＮＡ＝０．２のマルチモード光ファイバには、２０個もの半導体レーザー光を入射することが可能であり、露光ヘッドの必要光量を実現して、且つ光ファイバ本数をより減らすことができる。
【００７２】
ＧａＮ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７は、発振波長が総て共通（例えば、４０５ｎｍ）であり、最大出力も総て共通（例えば、マルチモードレーザーでは１００ｍＷ、シングルモードレーザーでは３０ｍＷ）である。なお、ＧａＮ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７としては、３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長範囲で、上記の４０５ｎｍ以外の発振波長を備えるレーザーを用いてもよい。
【００７３】
上記の合波レーザー光源は、図１９及び図２０に示すように、他の光学要素と共に、上方が開口した箱状のパッケージ４０内に収納されている。パッケージ４０は、その開口を閉じるように作成されたパッケージ蓋４１を備えており、脱気処理後に封止ガスを導入し、パッケージ４０の開口をパッケージ蓋４１で閉じることにより、パッケージ４０とパッケージ蓋４１とにより形成される閉空間（封止空間）内に上記合波レーザー光源が気密封止されている。
【００７４】
パッケージ４０の底面にはベース板４２が固定されており、このベース板４２の上面には、前記ヒートブロック１０と、集光レンズ２０を保持する集光レンズホルダー４５と、マルチモード光ファイバ３０の入射端部を保持するファイバホルダー４６とが取り付けられている。マルチモード光ファイバ３０の出射端部は、パッケージ４０の壁面に形成された開口からパッケージ外に引き出されている。
【００７５】
また、ヒートブロック１０の側面にはコリメータレンズホルダー４４が取り付けられており、コリメータレンズ１１〜１７が保持されている。パッケージ４０の横壁面には開口が形成され、この開口を通してＧａＮ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７に駆動電流を供給する配線４７がパッケージ外に引き出されている。
【００７６】
なお、図２０においては、図の煩雑化を避けるために、複数のＧａＮ系半導体レーザーのうちＧａＮ系半導体レーザーＬＤ７にのみ番号を付し、複数のコリメータレンズのうちコリメータレンズ１７にのみ番号を付している。
【００７７】
図２１は、上記コリメータレンズ１１〜１７の取り付け部分の正面形状を示すものである。コリメータレンズ１１〜１７の各々は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取った形状に形成されている。この細長形状のコリメータレンズは、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することによって形成することができる。コリメータレンズ１１〜１７は、長さ方向がＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の発光点の配列方向（図１４の左右方向）と直交するように、上記発光点の配列方向に密接配置されている。
【００７８】
一方、ＧａＮ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７としては、発光幅が２μｍの活性層を備え、活性層と平行な方向、直角な方向の拡がり角が各々例えば１０°、３０°の状態で各々レーザービームＢ１〜Ｂ７を発するレーザーが用いられている。これらＧａＮ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７は、活性層と平行な方向に発光点が１列に並ぶように配設されている。
【００７９】
従って、各発光点から発せられたレーザービームＢ１〜Ｂ７は、上述のように細長形状の各コリメータレンズ１１〜１７に対して、拡がり角度が大きい方向が長さ方向と一致し、拡がり角度が小さい方向が幅方向（長さ方向と直交する方向）と一致する状態で入射することになる。つまり、各コリメータレンズ１１〜１７の幅が１．１ｍｍ、長さが４．６ｍｍであり、それらに入射するレーザービームＢ１〜Ｂ７の水平方向、垂直方向のビーム径は各々０．９ｍｍ、２．６ｍｍである。また、コリメータレンズ１１〜１７の各々は、焦点距離ｆ1＝３ｍｍ、ＮＡ＝０．６、レンズ配置ピッチ＝１．２５ｍｍである。
【００８０】
集光レンズ２０は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取って、コリメータレンズ１１〜１７の配列方向、つまり水平方向に長く、それと直角な方向に短い形状に形成されている。この集光レンズ２０は、焦点距離ｆ2＝２３ｍｍ、ＮＡ＝０．２である。この集光レンズ２０も、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することにより形成される。
【００８１】
次に、上記露光装置の動作について説明する。
スキャナ１６２の各露光ヘッド１６６において、ファイバアレイ光源６６の合波レーザー光源を構成するＧａＮ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７の各々から発散光状態で出射したレーザービームＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，及びＢ７の各々は、対応するコリメータレンズ１１〜１７によって平行光化される。平行光化されたレーザービームＢ１〜Ｂ７は、集光レンズ２０によって集光され、マルチモード光ファイバ３０のコア３０ａの入射端面に収束する。
【００８２】
ここでは、コリメータレンズ１１〜１７及び集光レンズ２０によって集光光学系が構成され、その集光光学系とマルチモード光ファイバ３０とによって合波光学系が構成されている。即ち、集光レンズ２０によって上述のように集光されたレーザービームＢ１〜Ｂ７が、このマルチモード光ファイバ３０のコア３０ａに入射して光ファイバ内を伝搬し、１本のレーザービームＢに合波されてマルチモード光ファイバ３０の出射端部に結合された光ファイバ３１から出射する。
【００８３】
各レーザーモジュールにおいて、レーザービームＢ１〜Ｂ７のマルチモード光ファイバ３０への結合効率が０．８５で、ＧａＮ系半導体レーザーＬＤ１〜ＬＤ７の各出力が３０ｍＷの場合には、アレイ状に配列された光ファイバ３１の各々について、出力１８０ｍＷ（＝３０ｍＷ×０．８５×７）の合波レーザービームＢを得ることができる。従って、６本の光ファイバ３１がアレイ状に配列されたレーザー出射部６８での出力は約１Ｗ（＝１８０ｍＷ×６）である。
【００８４】
ファイバアレイ光源６６のレーザー出射部６８には、この通り高輝度の発光点が主走査方向に沿って一列に配列されている。単一の半導体レーザーからのレーザー光を１本の光ファイバに結合させる従来のファイバ光源は低出力であるため、多数列配列しなければ所望の出力を得ることができなかったが、合波レーザー光源は高出力であるため、少数列、例えば１列でも所望の出力を得ることができる。
【００８５】
例えば、半導体レーザーと光ファイバを１対１で結合させた従来のファイバ光源では、通常、半導体レーザーとしては出力３０ｍＷ（ミリワット）程度のレーザーが使用され、光ファイバとしてはコア径５０μｍ、クラッド径１２５μｍ、ＮＡ（開口数）０．２のマルチモード光ファイバが使用されているので、約１Ｗ（ワット）の出力を得ようとすれば、マルチモード光ファイバを４８本（８×６）束ねなければならず、発光領域の面積は０．６２ｍｍ2（０．６７５ｍｍ×０．９２５ｍｍ）であるから、レーザー出射部６８での輝度は１．６×１０6（Ｗ／ｍ2）、光ファイバ１本当りの輝度は３．２×１０6（Ｗ／ｍ2）である。
【００８６】
これに対して上述した通り、マルチモード光ファイバ６本で約１Ｗの出力を得ることができ、レーザー出射部６８での発光領域の面積は０．００８１ｍｍ2（０．３２５ｍｍ×０．０２５ｍｍ）であるから、レーザー出射部６８での輝度は１２３×１０6（Ｗ／ｍ2）となり、従来に比べ約８０倍の高輝度化を図ることができる。また、光ファイバ１本当りの輝度は９０×１０6（Ｗ／ｍ2）であり、従来に比べ約２８倍の高輝度化を図ることができる。
【００８７】
ここで、図２２（Ａ）及び（Ｂ）を参照して、露光ヘッドによる焦点深度の違いについて説明する。図２２（Ａ）において、露光ヘッドのバンドル状ファイバ光源の発光領域の副走査方向の径は０．６７５ｍｍであり、図２２（Ｂ）において、露光ヘッドのファイバアレイ光源の発光領域の副走査方向の径は０．０２５ｍｍである。図２２（Ａ）に示すように、この露光ヘッドでは、光源（バンドル状ファイバ光源）１の発光領域が大きいので、ＤＭＤ３へ入射する光束の角度が大きくなり、結果として走査面５へ入射する光束の角度が大きくなる。このため、集光方向（ピント方向のずれ）に対してビーム径が太りやすい。
【００８８】
一方、図２２（Ｂ）に示すように、この露光ヘッドでは、ファイバアレイ光源６６の発光領域の副走査方向の径が小さいので、レンズ系６７を通過してＤＭＤ５０へ入射する光束の角度が小さくなり、結果として走査面５６へ入射する光束の角度が小さくなる。即ち、焦点深度が深くなる。この例では、発光領域の副走査方向の径は従来の約３０倍になっており、略回折限界に相当する焦点深度を得ることができる。従って、微小スポットの露光に好適である。この焦点深度への効果は、露光ヘッドの必要光量が大きいほど顕著であり、有効である。この例では、露光面に投影された１画素サイズは１０μｍ×１０μｍである。なお、ＤＭＤは反射型の空間変調素子であるが、図２２（Ａ）及び（Ｂ）は、光学的な関係を説明するために展開図とした。
【００８９】
露光パターンに応じた画像データが、ＤＭＤ５０に接続された図示しないコントローラに入力され、コントローラ内のフレームメモリに一旦記憶される。この画像データは、画像を構成する各画素の濃度を２値（ドットの記録の有無）で表したデータである。
【００９０】
感光材料１５０を表面に吸着したステージ１５２は、図示しない駆動装置により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に一定速度で移動される。ステージ１５２がゲート１６０下を通過する際に、ゲート１６０に取り付けられた検知センサ１６４により感光材料１５０の先端が検出されると、フレームメモリに記憶された画像データが複数ライン分ずつ順次読み出され、データ処理部で読み出された画像データに基づいて各露光ヘッド１６６毎に制御信号が生成される。そして、ミラー駆動制御部により、生成された制御信号に基づいて各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０のマイクロミラーの各々がオンオフ制御される。
【００９１】
ファイバアレイ光源６６からＤＭＤ５０にレーザー光が照射されると、ＤＭＤ５０のマイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザー光は、レンズ系５４、５８により感光材料１５０の被露光面５６上に結像される。このようにして、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザー光が画素毎にオンオフされて、感光材料１５０がＤＭＤ５０の使用画素数と略同数の画素単位（露光エリア１６８）で露光される。また、感光材料１５０がステージ１５２と共に一定速度で移動されることにより、感光材料１５０がスキャナ１６２によりステージ移動方向と反対の方向に副走査され、各露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。
【００９２】
図２３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ５０には、主走査方向にマイクロミラーが８００個配列されたマイクロミラー列が、副走査方向に６００組配列されているが、ここではコントローラにより一部のマイクロミラー列（例えば、８００個×１００列）だけが駆動されるように制御する。
【００９３】
図２３（Ａ）に示すように、ＤＭＤ５０の中央部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよく、図２３（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ５０の端部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよい。また、一部のマイクロミラーに欠陥が発生した場合は、欠陥が発生していないマイクロミラー列を使用するなど、状況に応じて使用するマイクロミラー列を適宜変更してもよい。
【００９４】
ＤＭＤ５０のデータ処理速度には限界があり、使用する画素数に比例して１ライン当りの変調速度が決定されるので、一部のマイクロミラー列だけを使用することで１ライン当りの変調速度が速くなる。一方、連続的に露光ヘッドを露光面に対して相対移動させる露光方式の場合には、副走査方向の画素を全部使用する必要はない。
【００９５】
例えば、６００組のマイクロミラー列の内、３００組だけ使用する場合には、６００組全部使用する場合と比較すると１ライン当り２倍速く変調することができる。また、６００組のマイクロミラー列の内、２００組だけ使用する場合には、６００組全部使用する場合と比較すると１ライン当り３倍速く変調することができる。即ち、副走査方向に５００ｍｍの領域を１７秒で露光できる。更に、１００組だけ使用する場合には、１ライン当り６倍速く変調することができる。即ち、副走査方向に５００ｍｍの領域を９秒で露光できる。
【００９６】
使用するマイクロミラー列の数、即ち、副走査方向に配列されたマイクロミラーの個数は、１０以上で且つ２００以下が好ましく、１０以上で且つ１００以下がより好ましい。１画素に相当するマイクロミラー１個当りの面積は１５μｍ×１５μｍであるから、ＤＭＤ５０の使用領域に換算すると、１２ｍｍ×１５０μｍ以上で且つ１２ｍｍ×３ｍｍ以下の領域が好ましく、１２ｍｍ×１５０μｍ以上で且つ１２ｍｍ×１．５ｍｍ以下の領域がより好ましい。
【００９７】
使用するマイクロミラー列の数が上記範囲にあれば、図２４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザー光をレンズ系６７で略平行光化して、ＤＭＤ５０に照射することができる。ＤＭＤ５０によりレーザー光を照射する照射領域は、ＤＭＤ５０の使用領域と一致することが好ましい。照射領域が使用領域よりも広いとレーザー光の利用効率が低下する。
【００９８】
一方、ＤＭＤ５０上に集光させる光ビームの副走査方向の径を、レンズ系６７により副走査方向に配列されたマイクロミラーの個数に応じて小さくする必要があるが、使用するマイクロミラー列の数が１０未満であると、ＤＭＤ５０に入射する光束の角度が大きくなり、走査面５６における光ビームの焦点深度が浅くなるので好ましくない。また、使用するマイクロミラー列の数が２００以下が変調速度の観点から好ましい。なお、ＤＭＤは反射型の空間変調素子であるが、図２４（Ａ）及び（Ｂ）は、光学的な関係を説明するために展開図とした。
【００９９】
スキャナ１６２による感光材料１５０の副走査が終了し、検知センサ１６４で感光材料１５０の後端が検出されると、ステージ１５２は、図示しない駆動装置により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の最上流側にある原点に復帰し、再度、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に一定速度で移動される。
【０１００】
以上説明した通り、露光ユニット（露光装置）は、主走査方向にマイクロミラーが８００個配列されたマイクロミラー列が、副走査方向に６００組配列されたＤＭＤを備えているが、コントローラにより一部のマイクロミラー列だけが駆動されるように制御するので、全部のマイクロミラー列を駆動する場合に比べて、１ライン当りの変調速度が速くなる。これにより高速での露光が可能になる。
【０１０１】
上記の露光工程によって感光性樹脂層をパターン露光して欠陥部を避けたパターン部分とその他のパターンと同時に形成する。
転写方式では露光工程の後、現像処理して、熱可塑性樹脂層と中間層がある場合には熱可塑性樹脂層と中間層と感光性樹脂層の不要部（ポジの場合は、露光部分）を、熱可塑性樹脂層と中間層がない場合には感光性樹脂層の不要部（ポジの場合は、露光部分）を除去する。すると、未照射部（ポジ型の場合）のみが導電層上に残り、パターンが形成される。
【０１０２】
上記現像は、公知の方法により行え、溶剤若しくは水性の現像液、特にアルカリ水溶液等を用いて、例えば、(a)露光後の基板自体を現像浴中に浸漬する、(b)露光後の基板にスプレー等により噴霧する等して、更に必要に応じて、溶解性を高める目的で、回転ブラシや湿潤スポンジ等で擦ったり、超音波を照射しながら行うことができる。
【０１０３】
上記アルカリ水溶液としては、アルカリ性物質の希薄水溶液が好ましく、更に水混和性のある有機溶剤を少量添加したものも好適に使用することができる。上記アルカリ性物質としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物類、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等のアルカリ金属炭酸塩類、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム等のアルカリ金属重炭酸塩類、ケイ酸ナトリウム、ケイ酸カリウム等のアルカリ金属ケイ酸塩類、メタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウム等のアルカリ金属メタケイ酸塩類、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、モルホリン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等のテトラアルキルアンモンニウムヒドロキシド類、燐酸三ナトリウム等が挙げられる。
【０１０４】
アルカリ水溶液中のアルカリ性物質の濃度としては、０．０１〜３０質量％が好ましく、更にｐＨとしては、８〜１４が好ましい。
【０１０５】
上記水混和性を有する有機溶剤としては、メタノール、エタノール、２−プロパノール、１−プロパノール、ブタノール、ジアセトンアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノｎ−ブチルエーテル、ベンジルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、乳酸エチル、乳酸メチル、ε−カプロラクタム、Ｎ−メチルピロリドン等が挙げられる。この有機溶剤の添加量としては、０．１〜３０質量％が好ましい。
【０１０６】
また、アルカリ水溶液には、公知の種々の界面活性剤を添加することもできる。界面活性剤の濃度としては、０．０１〜１０質量％が好ましい。現像時の温度としては、通常、室温付近〜４０℃が好ましい。更に、現像処理した後に、水洗処理する工程を入れることもできる。
【０１０７】
本発明の感光性転写材料を用いて配向制御用突起やスペーサーの一部を形成する場合、露光、現像後に、ベークと呼ばれる熱処理を行うことにより、パターンをより硬化させることができる。また、ベークを行うことにより、パターンの収縮、適度な流動によってパターンの形状を適度になだらかにすることができる。
【０１０８】
上記ベークの温度は、好ましくは２００〜３００℃、より好ましくは２２０℃〜２６０℃、最も好ましくは２３０℃〜２５０℃である。上記ベークの時間は、好ましくは１０〜１２０分、更に好ましくは２０〜７０分、最も好ましくは３０〜６０分である。このように温度及び時間を設定して上記ベークを行うことで、感光性樹脂成分中の架橋反応が進行しやすく、カラーフィルタの変色を防止し生産性を高めることができる。
【０１０９】
《配向制御用突起》
配向制御用突起（以下、「液晶配向制御用突起」とも言う。）などのパターンは、前述のように本発明に用いる感光性転写材料の感光性樹脂層を基板上に転写し（転写工程）、転写後、感光性樹脂層に光をパターン状に照射し（パターニング工程）、現像処理により不要部（露光部）を除去することによって形成することができる。
上述のようにして形成される液晶配向制御用突起は、液晶分子の配向の向きを規制し得る形状及び形態を有し、上述のように液晶表示装置の導電層の内側（導電層と液晶層の間）に形成されていればよく、その形状、形態には特に制限はない。液晶配向制御用突起の形状としては、公知の形状の中から適宜選択することができ、例えば、基板面（又はカラーフィルター面）を底面とする角錐型（三角錐、四角錐等）、半球型のものや、基板面（又はカラーフィルター面）を底面とする円錐型、台形型、蒲鉾型のもの、又は、帯状に基板上（又はカラーフィルター上）に形成されその長さ方向と直交する断面形状が三角形である三角柱状のもの、更に、その長さ方向と直交する断面形状が半円形、四角形、台形、蒲鉾形等の柱状体のものなどを用いることができる。液晶配向制御用突起は、例えば、特許第２９４７３５０号公報等に記載された形状等に形成することができる。
【０１１０】
また、配向制御用突起の配置態様としては、公知の態様の中から適宜選択することができ、例えば、特許第２９４７３５０号公報等に記載の態様で形成できる。例えば、帯状に基板上に形成されその長さ方向と直交する断面形状が台形である複数の柱状体が等ピッチで１方向に平行に延びたパターンで配置され、且つ２枚の基板の各導電層と基板との両方の間に設けられてなる態様であってもよい（特許第２９４７３５０号公報の図１４参照）。本発明の液晶配向制御用突起が両方の基板の導電層基板との間に設けられる場合には、必ずしも同形状の構造体を形成する必要はなく、異形状の構造体を組合せて形成してもよい。また、基板（又はカラーフィルター）上に帯状に形成される液晶配向制御用突起は、直線状の形態に限られず、所定の角度をなして屈曲状の形態で設けられてもよい（特許第２９４７３５０号公報の図４２及び図５５等参照）。
【０１１１】
その他、上記液晶配向制御用突起の大きさ、配置間隔、配置形状等の詳細については、特許第２９４７３５０号公報等の記載を参照できる。
【０１１２】
上記パターンの形状の中でも、十分な視野角が得られる点で、基板と直交する断面が台形及び蒲鉾形のいずれかの形状を有するパターンが好ましく、上記した基板面（又はカラーフィルター面）を底面とする台形型、蒲鉾型や、帯状に基板（カラーフィルター）上に形成され、その長さ方向と直交する断面形状が半円形、台形、蒲鉾形の柱状体などが好ましい。
【０１１３】
また本発明に用いる感光性転写材料を用いてスペーサーの一部を形成することもできる。この場合、例えば、カラーフィルタの形成時に、カラーフィルタの画素材料等が２種以上重なった部分を形成しておき、透明電極などを形成後、この上に、本発明に用いる感光性転写材料の感光性樹脂層を転写することによってスペーサーの一部を形成することができる。
上記スペーサーの厚みは、一般にはセルギャップと等しくする必要があり、配向制御用突起の厚みより厚いが、前述の構成では、カラーフィルタ材の厚みとスペーサーの厚みの合計の厚みでセルギャップを規定できるので、上記感光性樹脂層を厚く形成する必要は無い。このため、配向制御用突起とスペーサーとを同時に形成することができる。
【０１１４】
以上の通り、本発明のパターン形成方法により液晶配向制御用突起を、導電層の内側（導電層と液晶層との間）に液晶層側に凸部となるように設けることによって、構造体の凸部面に沿って液晶分子の配向の向きが傾斜するように規制されるので、液晶面を観察する位置（視野角）に依存しない広視野角を確保することができる。
【０１１５】
本発明のパターン形成方法により得た液晶配向制御用突起が用いられる液晶表示装置は、上述のように、一般には、カラーフィルタと該カラーフィルタ上に導電層（電極）とを備えるカラーフィルタ側基板と、これと対向配置される導電層（電極）付きの対向基板との２枚の基板（前記カラーフィルタ側基板及び対向基板のいずれに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の駆動素子が備えられていてもよい。）によって液晶層が挟持されてなる。本発明のパターン形成方法により得た液晶配向制御用突起は、上述の感光性樹脂組成物を用いて形成され、前記２枚の基板にそれぞれ設けられた導電層の少なくとも一方の内側（特に基板と導電層の間）に、液晶層側に凸部となるパターンとして設けられる。本発明の液晶配向制御用突起を設けることで、液晶分子の配向の向きを規制し、液晶面に対する観察位置（視野角）に依存しない広視野角を確保することができる。
【０１１６】
また、上述のように液晶配向制御用突起は、カラーフィルタの無い液晶表示装置（白黒表示のための装置、あるいは、バックライトの色を短時間に変更しながら表示するフィールドシーケンシャル型の装置）に適用することもできる。
【０１１７】
《液晶表示装置》
上述のように本発明のパターン形成方法により得たパターニング基板を用いて形成された本発明の液晶表示装置は、互いに対向し合う側の表面に導電層が設けられた２枚の基板間に液晶層が挟持され、既述の液晶配向制御用突起を基板上の導電層の外側（導電層と液晶層との間）から液晶層側に凸部となるように備えて構成することができる。また、導電層上にはこれらを覆って配向膜を形成することもできる。
【０１１８】
本発明の液晶表示装置の基本的な構成態様としては、（１）薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」という場合がある。）等の駆動素子と画素電極（導電層）とが配列形成された駆動側基板と、カラーフィルタ及び対向電極（導電層）を備えるカラーフィルタ側基板とをスペーサーを介在させて対向配置し、その間隙部に液晶材料を封入して構成されるもの、（２）カラーフィルタが上記駆動側基板に直接形成されたカラーフィルタ一体型駆動基板と、対向電極（導電層）を備える対向基板とをスペーサーを介在させて対向配置し、その間隙部に液晶材料を封入して構成されるもの等が挙げられる。
【０１１９】
上記導電層としては、例えば、ＩＴＯ膜；Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ等の金属膜；ＳｉＯ2等の金属酸化膜などが挙げられ、中でも透明性のものが好ましく、ＩＴＯ膜が特に好ましい。上記駆動側基板、カラーフィルタ側基板、対向基板は、その基材として、例えば、ソーダガラス板、低膨張ガラス板、ノンアルカリガラス板、石英ガラス板等の公知のガラス板、或いはプラスチックフィルム等を用いて構成される。
【０１２０】
ＴＦＴ等の駆動素子と画素電極とが配列形成された駆動側基板としては、例えば、互いに垂直に交わってマトリックス状に配設されたデータバスライン及びゲートバスラインと接続されたＴＦＴ、及びＴＦＴを介してデータバスラインと接続する導電層が設けられたものなどが挙げられる。
【０１２１】
上記態様のいずれにおいても、液晶表示素子を構成する基板の両方に導電層が形成され、該両導電層間に電圧が印加されその間に挟持される液晶材料がその電圧に応じて配向状態を変化させ表示を行う。従って、既述の構造体は、いずれの導電層の内側（導電層と基板の間）にも所望の形状、形態で形成することができる。
【０１２２】
上記構成態様（１）について上述の図７を用いて説明する。上記構成態様（１）の一例としては、上述の図７（B）で示される液晶表示装置が挙げられる。図１９（B）を例に説明すると、一方の基板３０は、カラーフィルタ側基板である。ガラス基板２０の液晶層１６に対向する側の表面には、カラーフィルタ２４、共通電極をなす導電層（ＩＴＯ膜）１８、及び、等ピッチで形成された断面台形の液晶配向制御用突起２２が形成されている。更に、導電層１８及び液晶配向制御用突起２２と液晶層１６との間には、図示を省略する配向膜を設けることができる。他方の基板３２は、ＴＦＴを備える駆動側基板である。基板３２の液晶層１６に対向する側の表面には、ＴＦＴ（図示せず）、該ＴＦＴのドレイン電極と接合する導電層（ＩＴＯ膜）１４、及び、等ピッチで形成された断面台形の液晶配向制御用突起２２（図１９では１個のみ示す）が形成されている。上記基板３２には、図示を省略するゲート電極をなすゲートバスラインが複数本形成されており、該ゲートバスラインに直交して図示を省略する複数本のデータバスラインが平行に形成され、これらゲートバスラインとデータバスラインの交点に対応して複数個のＴＦＴが配列されている。更に、ＴＦＴ、導電層１４及び液晶配向制御用突起２２と液晶層１６との間には、図示を省略する配向膜を設けることができる。上記基板３０及び基板３２の間には、液晶材料を封入してなる液晶層１６が挟持され、液晶配向制御用突起２２は導電層１８又は１４の外側から液晶層１６側に凸部に突起し、該凸部面に沿って液晶分子１５が配向している。
【０１２３】
以上の通り、本発明の液晶表示装置は、基板の導電層の内側（導電層と液晶層の間）に、着色のない透明な液晶配向制御用突起が設けられるので、液晶表示面に対する観察位置（視野角）に依存しない広視野角を確保することができると共に、３原色（Ｂ(青色)、Ｇ(緑色)、Ｒ(赤色)）の色純度をも損なわれず、色相ズレのない鮮明なフルカラー画像を表示し得る液晶表示装置を提供することができる。
【０１２４】
なお、上述の図７（A）に示す液晶表示装置は、カラーフィルタを備えていない以外には、上記図１（B）と同様である。即ち、基板３０及び基板３２の間には、液晶材料を封入してなる液晶層１６が挟持され、液晶配向制御用突起２２は導電層１４の外側から液晶層１６側に凸部に突起し、該凸部面に沿って液晶分子１５が配向している。この構成態様によっても、基板の導電層と液晶層との間に、液晶配向制御用突起が設けられるので、液晶表示面に対する観察位置（視野角）に依存しない広視野角を確保することができる。
【実施例】
【０１２５】
（実施例１）
特開２００５-３８６１号広報の実施例１に記載の方法によって転写方式で基板上にRGBとブラックマトリックスを形成した。
次にカラーフィルタとITO膜形成後の欠陥発生部を図１〜図３に記載の方法で検出し、該部分をレーザーで除去した。除去部分の５０μｍ角のサイズであった。この欠陥部分にブラックマトリックス用の感光性樹脂層をラミネートし、裏露光で硬膜した。
次にスペーサー形成用の感光性樹脂層をラミネートし、下記の露光方式で露光し、前記欠陥部を避けて図５に示すように単位面積当たりの個数が一定となるようにしてスペーサーを形成した。
【０１２６】
−露光工程−
基板上の前記感光性樹脂層及び前記中間層に対し、大気雰囲気下で、下記のパターン形成装置を用い、前記感光性樹脂層と露光ヘッドとを相対移動させながら、波長４０５ｎｍ、８０ｍＪ／ｃｍ2の露光量で露光し、画像を形成した。
−パターン形成装置−
前記光照射手段として図１６〜２１に示す合波レーザー光源と、前記光変調手段として図２３に示す主走査方向にマイクロミラーが８００個配列されたマイクロミラー列が、副走査方向に６００組配列された前記光変調手段の内、８００個×使用する列のみ（例えば２００列）を駆動するように制御されたＤＭＤ５０と、図２５に示したマイクロレンズをアレイ状に配列したマイクロレンズアレイ４７２及び該マイクロレンズアレイを通した光を前記感光層に結像する光学系４８０、４８２とを有するパターン形成装置を用いた。
また、マイクロレンズアレイ５５の集光位置近傍に配置されるアパーチャアレイ５９は、その各アパーチャ５９aに、それと対応するマイクロレンズ５５aを経た光のみが入射するように配置されている。
この露光を表中、DI露光と記す。
以後、特開2005-240335号広報の実施例１に記載の方法と同様に現像してスペーサーを形成し、ベーク処理した。
【０１２７】
（実施例２）
特開2005-3861号広報の実施例１に記載の方法によって転写方式で基板上にRGBとブラックマトリックスを形成した。
次にカラーフィルタとITO膜形成後の欠陥発生部を図１〜図３に記載の方法で検出し、該部分をレーザーで除去した。除去部分の５０μｍ角のサイズであった。この欠陥部分にブラックマトリックス用の感光性樹脂層をラミネートし、裏露光で硬膜した。
次にスペーサー形成用の感光性樹脂層をラミネートし、実施例1と同様な露光方式で露光し、前記欠陥部を避けて図６に示すように単位面積当たりの断面積が一定となるようにしてスペーサーを形成した。
以後、特開2004-240335号広報の実施例に記載の方法と同様に現像してスペーサーを形成し、ベーク処理した。
【０１２８】
（実施例３）
特開2005-3861号広報の実施例１に記載の方法によって転写方式で基板上にRGBとブラックマトリックスを形成した。カラーフィルタ形成後、カラーフィルタ面にITO膜を形成し、スペーサー形成用の感光性樹脂層をラミネートした。その後、ラミネートされた感光性樹脂層の欠陥部を検出し、該欠陥部を避けて実施例１と同様な露光方式で露光し、スペーサーを形成した。本実施例では欠陥の原因となるパーティクルは、露光で硬膜されず、現像工程で除去される。
【０１２９】
（比較例１）
特開2005-3861号広報の実施例１に記載の方法によって転写方式で基板上にRGBとブラックマトリックスを形成した。
次にカラーフィルタ形成後、スペーサー形成用の感光性樹脂層をラミネートした。ラミネートされた感光性樹脂層の欠陥部を検出し、図１〜図３に記載の方法で検出し、該欠陥部をそのままにして露光し、スペーサーを形成した。
【０１３０】
（比較例２）
特開2005-3861号広報の実施例１に記載の方法によって転写方式で基板上にRGBとブラックマトリックスを形成した。
次にカラーフィルタ形成後の欠陥発生部を図１〜図３に記載の方法で検出し、欠陥部をそのままにして実施例１と同様な露光方式（DI露光）で露光し、スペーサーを形成した。
本比較例では欠陥の原因となるパーチィクルは、そのままカラーフィルターに残存する。
【０１３１】
得られたカラーフィルタのセルギャップを測定し、その結果を表１に示す。
【０１３２】
【表１】
2007199116.tif 000003
【０１３３】
表１から、本発明の実施例のカラーフィルタでは、欠陥箇所での平均ルギャップがいずれも２％未満である。したがって、このカラーフィルタを用いた液晶表示装置は表示ムラがないものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１３４】
【図１】読取対象基板上に形成されたパターンと撮影位置の関係を例示した説明図である。
【図２】パターンの位置ずれを示す説明図である。
【図３】全着色画素パターン形成工程後の基板の上面の一部を拡大して示した説明図である。
【図４】カラーフィルタのパターンが正常な場合のスペーサーの形成位置を示す説明図である。
【図５】カラーフィルタのパターンに欠陥部を有する場合のスペーサーの形成位置（位置変更）を示す説明図である。
【図６】カラーフィルタのパターンに欠陥部を有する場合のスペーサーの形成位置（スペーサー個数分散）を示す説明図である。
【図７】本発明において係る液晶表示装置の実施の形態を示し、（Ａ）および(Ｂ)は配向制御材の異なる設置例を示す図である。
【図８】本発明に係る露光ユニットの外観を示す斜視図である。
【図９】本発明に係る露光ユニットのスキャナの構成を示す斜視図である。
【図１０】（Ａ）は感光材料に形成される露光済み領域を示す平面図であり、（Ｂ）は各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す図である。
【図１１】本発明に係る露光ヘッドの概略構成を示す斜視図である。
【図１２】（Ａ）は図４に示す露光ヘッドの構成を示す光軸に沿った副走査方向の断面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の側面図である。
【図１３】デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）の構成を示す部分拡大図である。
【図１４】（Ａ）及び（Ｂ）はＤＭＤの動作を説明するための説明図である。
【図１５】（Ａ）及び（Ｂ）は、ＤＭＤを傾斜配置しない場合と傾斜配置する場合とで、露光ビームの配置及び走査線を比較して示す平面図である。
【図１６】（Ａ）はファイバアレイ光源の構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は（Ａの部分拡大図であり、（Ｃ）及び（Ｄ）はレーザ出射部における発光点の配列を示す平面図である。
【図１７】マルチモード光ファイバの構成を示す図である。
【図１８】合波レーザ光源の構成を示す平面図である。
【図１９】レーザーモジュールの構成を示す平面図である。
【図２０】図１９に示すレーザーモジュールの構成を示す側面図である。
【図２１】図１９に示すレーザーモジュールの構成を示す部分側面図である。
【図２２】（Ａ）及び（Ｂ）は、露光装置における焦点深度を示す断面図である。
【図２３】（Ａ）及び（Ｂ）は、ＤＭＤの使用領域の例を示す図である。
【図２４】（Ａ）はＤＭＤの使用領域が適正である場合の側面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の光軸に沿った副走査方向の断面図である。
【図２５】（Ａ）は、結合光学系の異なる他の露光ヘッドの構成を示す光軸に沿った断面図の一例であり、（Ｂ）は、マイクロレンズアレイ等を使用しない場合に被露光面に投影される光像を示す平面図の一例であり、（Ｃ）はマイクロレンズアレイ等を使用した場合に被露光面に投影される光像を示す平面図の一例である。
【符号の説明】
【０１３５】
１０Ａ…光透過性基板
１４…画素（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、カラーフィルタ
１４Ａ…画素部（透過表示部）
１４Ｂ…画素部（反射表示部）
２０A、２２A、２６A…スペーサー
５０…デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）
５４…レンズ系
６６…ファイバアレイ光源
１６６…露光ヘッド（本発明に係る露光ユニット）
１７１…画素部
１７２…ブラックマトリックス
【図１】
2007199116.tif 000004
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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