JP2004272164A - Pattern forming apparatus and method for forming pattern - Google Patents

Pattern forming apparatus and method for forming pattern Download PDF

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JP2004272164A
JP2004272164A JP2003066308A JP2003066308A JP2004272164A JP 2004272164 A JP2004272164 A JP 2004272164A JP 2003066308 A JP2003066308 A JP 2003066308A JP 2003066308 A JP2003066308 A JP 2003066308A JP 2004272164 A JP2004272164 A JP 2004272164A
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達見 ▲高▼橋
Tatsumi Takahashi
Akio Sonehara
章夫 曽根原
Kazuyoshi Togashi
和義 富樫
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pattern forming apparatus which can prevent misalignment of a pattern position from a pattern in the preceding step, and to provide a method for forming a pattern. <P>SOLUTION: The pattern forming apparatus 100 carries out steps of: scanning a base material 303 with a CCD camera 302 to acquire the image data or the like of the pattern in the preceding step (step 502); and subjecting the image data to image processing to acquire the measurement data relating to the position of the pattern in the preceding step (step 503). The pattern forming apparatus 100 carries out steps of: calculating the drawing data relating to the drawing position of the new pattern based on the measurement data (step 504); layering a transfer sheet 306 on the base material 303 (step 506); and scanning the substrate 303 by an irradiation head 301 to irradiate the transfer sheet 306 with a laser beam 307 based on the drawing data so as to transfer and draw the transfer layer onto the base material 303 (step 507). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイにおけるカラーフィルタ、BM(ブラックマトリクス)、TFT(Thin Film Transistor)等のパターンを形成するパターン形成装置、パターン形成方法等に関する。より詳細には、パターンの位置合わせを高精度に行うことを可能とするパターン形成装置、パターン形成方法等に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、プラスチック基板上に液晶ディスプレイ等のパターンを形成する方法として、フォトリソ法、印刷法、電着法、インクジェット法、転写法、等の各種方法がある。その中で現在多く用いられている方法として、フォトマスクを用いて製造されるフォトリソ法がある(例えば、[特許文献1]参照。)。
また、印刷法によりプラスチック基板上にカラーフィルタパターンを形成する方法も提案されている(例えば、[特許文献2]参照。)。
【0003】
また、描画方式によるカラーフィルタの形成方法として、液晶ディスプレイ等のカラーフィルタの基板における着色層の形成についてレーザ転写法が提案されている(例えば、[特許文献3]、[特許文献4]参照。)。
レーザ転写法は、フィルム状の基材に予め熱溶融型の着色剤を塗布して転写フィルムとカラーフィルタの基板とを重ね合わせた状態で転写フィルムにレーザビームを当てて着色剤を溶融させることにより、基板に所望のパターンで着色剤を転写する方法である。
【0004】
レーザ照射装置は、単数のレーザビームをポリゴンミラーでスキャンする方式が考案されている(例えば、[特許文献5]参照。)。
また、複数のレーザビームを形成する場合は、複数のレーザ光源から複数の光ファイバーにより誘導され、集光レンズを通して複数箇所に照射する方式が考案されている(例えば、[特許文献6]参照。)。
【0005】
図12、図13を参照しながら、カラーフィルタ、COA(カラーフィルタ・オン・アレイ)の製造工程について説明する。
基材としてガラス基板を用い、着色層として感光性物質(感材)を用いる場合について説明する。
【0006】
図12は、カラーフィルタの製造工程を示すフローチャートである。
洗浄、Cr成膜、ポジレジスト塗布、プリベーク、露光、現像、エッチング、レジスト剥離、洗浄等の過程を経て、基板上にBMの形成を行う(ステップ1201)。
次に、着色感材の塗布、プリベーク、露光、現像、ポストベーク、洗浄等の過程を経て、基板上に着色層の形成を行う。着色層の形成は、3色(Red、Green、Blue)繰り返す(ステップ1202)。
【0007】
次に、ITO(Indium−Tin Oxide、透明電極)成膜、洗浄等の過程を経て、基板上に透明電極膜の形成を行う(ステップ1203)。
次に、スペーサ(ガラスビーズ、プラスチックビーズ等)をフォトリソ形成等することにより、基板上にカラムスペーサの形成を行う(ステップ1204)。
上記の過程を経てカラーフィルタが製造され、カラーフィルタ及びTFTアレイを貼合することにより、TFTカラー液晶ディスプレイが製造される。
【0008】
図13は、COA(カラーフィルタ・オン・アレイ)の製造工程を示すフローチャートである。
COA(カラーフィルタ・オン・アレイ)は、カラーフィルタをTFTアレイ基板上に形成するものである。
【0009】
基板上にTFTアレイを形成し(ステップ1301)、着色層の形成(ステップ1302)、BMの形成(ステップ1303)、透明電極膜の形成(ステップ1304)、カラムスペーサの形成(ステップ1305)等の過程を経て、COAが製造される。
尚、着色層の形成、BMの形成、透明電極膜の形成、カラムスペーサの形成等に関しては、上記のカラーフィルタと同様のプロセスを経る。
【0010】
【特許文献1】
特開2000−284303号公報
【特許文献2】
特開2001−228468号公報
【特許文献3】
特開平10−206625号公報
【特許文献4】
特開平7−104113号公報
【特許文献5】
特公平5―61613号公報
【特許文献6】
特開平11−160530号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の製造方法において、ガラス基板ではなく、プラスチック基板等の寸法変化を生じやすい基材上にパターンを形成する場合、熱作用、作用応力等の影響により基材の変形、伸縮、寸法変化等が発生し、基材上に積層パターンを形成する際に前工程のパターンとの位置ずれが発生し、ディスプレイパネルの表示不良等を引き起こしてしまうという問題点がある。
【0012】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、前工程パターンとの位置ずれ防止を可能とするパターン形成装置、パターン形成方法等を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するために第1の発明は、ビーム照射を行うことによりパターンの形成を行うパターン形成装置であって、基材上の前工程パターンの位置を測定し測定データとして保持する測定手段と、前記測定データに基づいて新たなパターンの描画位置に関する描画データを算出する描画データ算出手段と、前記描画データに基づいて前記ビーム照射を行う照射手段と、を具備することを特徴とするパターン形成装置である。
【0014】
第1の発明では、パターン形成装置は、基材上の前工程パターンの位置を測定し測定データとして保持し、当該測定データに基づいて新たなパターンの描画位置に関する描画データを算出し、当該描画データに基づいてビーム照射を行う。
【0015】
前工程パターンは、TFTパターン、BMパターン、カラーフィルタパターン等である。
新たなパターンは、BMパターン、カラーフィルタパターン等である。
【0016】
パターン形成装置は、前工程パターンの位置の測定において、CCD(CHARGE COUPLED DEVICE)カメラ等の画像センサにより前工程パターンの画像を撮像し当該画像を画像処理することにより測定データを取得するようにしてもよい。
【0017】
また、パターン形成装置は、基材を繰り出す供給部と、当該基材を支持する支持部と、パターン形成後の基材を回収する回収部等を備えるようにしてもよい。
基材がプラスチック基板等のフレキシブル基材である場合、供給部、回収部等は、巻取、ロール等を採用することができる。
【0018】
第1の発明では、パターン形成装置は、基材の伸縮、変形等により、前工程パターンの寸法が変化した場合であっても、新たなパターンの形成時に、前工程パターンの寸法を実測することにより描画寸法を補正することができるので、前工程パターンと新たなパターンとの位置ずれを防止することができる。
特に、基材がプラスチック基板等のフレキシブル基材等の場合、上記の効果は顕著である。
【0019】
第2の発明は、ビーム照射を行うことによりパターンの形成を行うパターン形成装置であって、基材上の前工程パターンの位置を測定し測定データとして保持する測定手段と、前記測定データに基づいて新たなパターンの描画位置に関する描画データを算出する描画データ算出手段と、前記基材上に積層される感光性物質に対して、前記描画データに基づいて前記ビーム照射を行い露光する照射手段と、露光後の感光性物質を現像する現像手段と、を具備することを特徴とするパターン形成装置である。
【0020】
第2の発明では、パターン形成装置は、基材上に積層する転写層として感光性物質を用いる。
パターン形成装置は、基材上に感光性物質を有する転写シートを積層し、この感光性物質に対して描画データに基づいてレーザビームを照射して露光し、露光後の感光性物質を現像することにより新たなパターンを形成する。
【0021】
第3の発明は、ビーム照射を行うことによりパターンの形成を行うパターン形成装置であって、基材上の前工程パターンの位置を測定し測定データとして保持する測定手段と、前記測定データに基づいて新たなパターンの描画位置に関する描画データを算出する描画データ算出手段と、前記基材上に積層される熱溶融物質に対して、前記描画データに基づいて前記ビーム照射を行いエネルギーを加える照射手段と、を具備することを特徴とするパターン形成装置である。
【0022】
第3の発明では、パターン形成装置は、基材上に積層する転写層として熱溶融物質を用いる。
パターン形成装置は、基材上に熱溶融物質を有する転写シートを積層し、この熱溶融物質に対して描画データに基づいてレーザビームを照射し、光熱変換物質等を介して熱エネルギーを与えて転写することにより新たなパターンを形成する。
【0023】
第4の発明は、ビーム照射を行うことによりパターンの形成を行うパターン形成方法であって、基材上の前工程パターンの位置を測定し測定データとして保持する測定工程と、前記測定データに基づいて新たなパターンの描画位置に関する描画データを算出する描画データ算出工程と、前記描画データに基づいて前記ビーム照射を行う照射工程と、を具備することを特徴とするパターン形成方法である。
【0024】
第4の発明は、第1の発明のパターン形成装置におけるパターン形成方法に関する発明である。
【0025】
第5の発明は、ビーム照射を行うことによりパターンの形成を行うパターン形成方法であって、基材上の前工程パターンの位置を測定し測定データとして保持する測定工程と、前記測定データに基づいて新たなパターンの描画位置に関する描画データを算出する描画データ算出工程と、前記基材上に積層される感光性物質に対して、前記描画データに基づいて前記ビーム照射を行い露光する照射工程と、露光後の感光性物質を現像する現像工程と、を具備することを特徴とするパターン形成方法である。
【0026】
第5の発明は、第2の発明のパターン形成装置におけるパターン形成方法に関する発明である。
【0027】
第6の発明は、ビーム照射を行うことによりパターンの形成を行うパターン形成方法であって、基材上の前工程パターンの位置を測定し測定データとして保持する測定工程と、前記測定データに基づいて新たなパターンの描画位置に関する描画データを算出する描画データ算出工程と、前記基材上に積層される熱溶融物質に対して、前記描画データに基づいて前記ビーム照射を行いエネルギーを加える照射工程と、を具備することを特徴とするパターン形成方法である。
【0028】
第6の発明は、第3の発明のパターン形成装置におけるパターン形成方法に関する発明である。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明に係るパターン形成装置等の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明及び添付図面において、略同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略することにする。
【0030】
最初に、図1を参照しながら、本発明の実施の形態に係るパターン形成装置100の構成について説明する。
図1は、本実施の形態に係るパターン形成装置100の概略構成図である。
【0031】
パターン形成装置100は、制御部101、測定部102、照射部103、支持部104、供給部105、回収部106、バス107等から構成される。
パターン形成装置100は、基材上に転写シートを積層し、レーザ光を照射することにより転写層を基材上に転写して新たなパターンを形成する。
【0032】
転写層が感光性物質である場合、パターン形成装置は、基材上に感光性物質を有する転写シートを積層し、この感光性物質に対して描画データに基づいてレーザビームを照射して露光し、露光後の感光性物質を現像することにより新たなパターンを形成する。
【0033】
転写層が熱溶融物質である場合、パターン形成装置は、基材上に熱溶融物質を有する転写シート積層し、この熱溶融物質に対して描画データに基づいてレーザビームを照射し、光熱変換物質等を介して熱エネルギーを与えて転写することにより新たなパターンを形成する。
【0034】
制御部101は、CPU、ROM、RAM、ハードディスク等で構成され、ROM、RAM、ハードディスク等に格納あるいは導入されたプログラムに従って、バス107を介して接続される各装置を駆動制御する。
各プログラムコードは、制御部101により必要に応じて読み出されてRAMに移され、CPUに読み出されて各種の手段として実行される。
【0035】
制御部101は、測定部102により測定した前工程パターン(TFT、BM等)の位置に関する測定データ等に基づいて、新たなパターン(カラーフィルタパターン等)を描画するための描画データを作成する。また、制御部101は、測定部102により取得した画像データ等を画像処理することにより測定データを得ることができる。
【0036】
測定部102は、前工程パターンの位置、基材長等を測定し、測定データを取得する。測定部102は、例えば、CCD(CHARGE COUPLED DEVICE)カメラ等の画像センサ等である。測定部102は、前工程のパターン、アライメントマーク等の画像データから測定データを取得する。
尚、測定部102は、前工程パターンの位置、基材長等を測定するものであれば、CCDカメラ等の画像センサに限られず、光反射型センサ等を用いることもできる。
【0037】
測定データは、前工程パターンの位置、基材長等に関するデータである。前工程パターンの位置に関するデータは、例えば、画素位置、画素間のピッチ等である。基材長に関するデータは、例えば、基材に付されたアライメントマーク間の距離である。測定データは、制御部101において画像データを画像処理することにより取得するようにしてもよい。
【0038】
尚、測定部102は、エンコーダ(図示しない)等を備える場合、モータ等の駆動源をエンコーダ制御することによりCCDカメラ等のセンサを移動させるので、位置、移動量を測定することにより、前工程パターンの位置、基材長等を測定することができる。
また、測定部102は、スケール(図示しない)等が設けられる場合、CCDカメラ等によりスケールの画像を取得してその画像を処理することにより位置、移動量を測定することができる。
また、CCDカメラ等の画像センサに代えて、レーザセンサ等の光反射型センサ等を用いることもできる。
【0039】
照射部103は、レーザビーム等を照射してパターン画像の描画を行う描画装置である。照射部103は、光源、照射ヘッドを有し、制御部101が作成した描画データに基づいて、基材上に積層される転写シートに対して、レーザビームを照射する。
支持部104は、基材、転写シート等を支持、配置するステージ等を有する。
【0040】
照射部103の照射ヘッド及び支持部104のステージは、共に、2次元的に任意に移動可能(XY2軸方向、θ回転方向等)としてもよいし、照射ヘッドがステージ上を相対的に任意に移動可能とするようにしてもよい。例えば、XY2軸方向に関しては、照射ヘッドは、Y方向のみ移動可能とし、ステージは、X方向のみ移動可能としてもよい。
【0041】
供給部105は、ステージに基材を供給するロール、巻取である。
回収部106は、ステージから基材を回収するロール、巻取である。
転写工程は、複数回(例えば、着色層の形成の場合、Red、Blue、Greeenの3回)行われるが、各工程毎に供給部、回収部を設けてもよいし、工程間に供給部、回収部を設けず、複数の工程を連続的に行うようにしてもよい。
【0042】
次に、図2〜図7を参照しながら、パターン形成装置100の動作について説明する。
【0043】
図2を参照しながら、第1層目パターンの形成における、パターン形成装置100の動作について説明する。
図2は、第1層目パターンの形成における、パターン形成装置100の動作を示すフローチャートである。
【0044】
パターン形成装置100は、基材をステージに装着する(ステップ201)。
パターン形成装置100は、基材上に第1層目パターンを形成する(ステップ202)。TFTアレイと貼合させるカラーフィルタを製造する場合、第1層目は、BMパターンであり、COAを製造する場合、第1層目は、TFTパターンである。
【0045】
パターン形成装置100は、基材上にアライメントマークを付する(ステップ203)。
アライメントマークは、基材上のパターン領域外に形成され、例えば、基材の四隅部分に付されたりする(図6のアライメントマーク602参照。)。
【0046】
以上の過程を経て、パターン形成装置100は、第1層目パターン形成時にアライメントマークを併せて形成する。
【0047】
図3〜図7を参照しながら、新たなパターンの形成(前工程パターンの位置測定、新たなパターンの描画)における、パターン形成装置100の動作について説明する。
【0048】
図3は、前工程パターンの位置測定における、パターン形成装置100の動作の概略を示す図である。
図4は、新たなパターンの描画における、パターン形成装置100の動作の概略を示す図である。
【0049】
図5は、新たなパターン形成における、パターン形成装置100の動作を示すフローチャートである。
【0050】
パターン形成装置100は、前工程のパターンが形成されている基材303をステージ305に装着する(ステップ501)。尚、パターン形成装置100は、吸引機構304等を介して、基材をステージに装着するようにしてもよい。また、アライメントマークに基づいて基材の位置決めを行うようにしてもよい。
【0051】
パターン形成装置100は、CCDカメラ302により基材303上を走査し、前工程パターンの画像データ等を取得する(ステップ502)。
パターン形成装置100は、取得した画像データについて画像処理を行い、前工程パターンの位置に関する測定データを取得する(ステップ503)。
【0052】
上記ステップ501〜ステップ503の過程を経て、パターン形成装置100は、前工程パターンの位置測定を行う。
【0053】
パターン形成装置100は、測定データに基づいて、新たなパターンの描画位置に関する描画データを算出する(ステップ504)。
パターン形成装置100は、CCDカメラ302を待避し(ステップ505)、転写シート306を基材303上に積層する(ステップ506)。
【0054】
パターン形成装置100は、照射ヘッド301により基材303上を走査し、描画データに基づいて、転写シート306上にレーザビーム307を照射し、転写層を基材303上に転写、描画する(ステップ507)。
【0055】
上記ステップ504〜ステップ507の過程を経て、パターン形成装置100は、新たなパターンの形成を行う。
【0056】
図6は、前工程パターン(TFTパターン、BMパターン等)603の形成後の基材601を示す図である。
図7は、新たなパターン(カラーフィルタパターン等)703の形成時の基材701を示す図である。
【0057】
図6に示すように、パターン形成装置100は、CCDカメラにより基材601上に形成された前工程パターン603の画像データを取得し、画像処理を行って画素間ピッチ604等の前工程パターンの位置に関する測定データを取得する。
【0058】
図6、図7に示すように、前工程パターン603における画素間ピッチ604の設計寸法が(a)、測定寸法が(a+Δa)である場合、パターン形成装置100は、新たなパターン703における画素間ピッチ704の描画寸法を(p=a+Δa)とし、照射ヘッド702により基材701上を走査し、新たなパターン703の描画を行う。
【0059】
尚、照射ヘッド702による走査は、ステージをステージ移動方向705(X方向)に、照射ヘッドをヘッド移動方向706(Y方向)に、それぞれ移動させることにより行うようにしてもよい。
【0060】
このように、基材の伸縮、変形等により、前工程パターンの寸法が変化した場合であっても、新たなパターンの形成時に、前工程パターンの寸法を実測することにより描画寸法を補正することができるので、前工程パターンと新たなパターンとの位置ずれを防止することができる。ひいては、ディスプレイパネルの表示不良等を軽減し、歩留まりの向上を図ることができる。
特に、基材がプラスチック基板等のフレキシブル基材等の場合、上記の効果は顕著である。
【0061】
尚、上記において、パターン形成装置は、前工程パターンの位置測定において画素間ピッチを測定したが、基準位置(例えば、図6:基準点605、基準線606等)を設けて、これらの基準位置と各画素との間の距離等を測定するようにしてもよい。
また、パターン形成装置は、XY2軸方向のみならず、他の方向の測定を行ってもよい。
また、パターン形成装置は、同一基材において、2以上の平行な走査線に沿って、測定するようにしてもよい。この場合、パターン形成装置は、パターン領域内における歪みに関しても、描画データを補正することができる。
【0062】
尚、前工程パターンの形成、前工程パターンの位置測定、新たなパターンの描画の各工程を行うパターン形成装置を一体として構成してもよいし、独立して動作可能な異なるパターン形成装置として構成するようにしてもよい。
【0063】
次に、図8〜図11を参照しながら、レーザビーム照射による転写層の転写、描画について説明する。
【0064】
図8は、パターン形成装置100の照射部103(描画装置)の一態様を示す図である。
図9は、ライトバルブから発信されるレーザビームのビーム配列を示す図である。
図10は、レーザビーム照射時の基材等を示す図である。
図11は、レーザビーム照射後の基材等を示す図である。
【0065】
図8に示す照射部103(レーザ転写装置)は、レーザ光源801、光学レンズ802、ハーフミラー803、ライトバルブ804、光学レンズ805、照射ヘッド806等から構成される。
【0066】
レーザ光源801から射出されたレーザ光は光学レンズ802を通して最適なビーム形状に補正された後、ハーフミラー803を通過し、ライトバルブ804に照射される。
【0067】
ライトバルブ804は、例えば、DMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)を有する回折型ライトバルブである。DMDは、複数のマイクロミラーが2次元配列されて構成される。
【0068】
ライトバルブ804は、バルブ毎に電気制御を行ってバルブ反射板の角度を変える。ライトバルブ804において正反射したレーザ光は、再びハーフミラー803を経て光学レンズ805へ発信され、レーザビーム807として照射ヘッド806から基材809上に積層される転写シート808にパターン照射される。
【0069】
図9に示すように、ライトバルブ804において、2次元のビーム配列810が形成される。パターン形成装置は、ヘッドスキャン方向811に対して、使用ビーム数を制御することにより、照射エネルギーの強弱をつけることができる。
例えば、領域812では、使用ビーム数が1(ビーム発信ピクセル数1)であり、領域813では、使用ビーム数が2(ビーム発信ピクセル数2)である。
【0070】
図10に示すように、レーザビーム807は、照射ヘッド806から転写シート808の裏面の転写シート基材814側から照射される。転写シート808は、転写シート基材814、光熱変換層815、転写層816等により構成される。転写シート808及び基材809は、互いに密着した状態で、ステージに設けられる吸引孔を介して吸引により保持される。真空密着手段を用いて吸引を行うことにより、密着性を向上させることができる。
【0071】
レーザビーム807は、転写シート基材814を経て光熱変換層815に照射され、光エネルギーが熱エネルギーに変換され、当該熱エネルギーにより転写層816が基材809上に転写される。
図11に示すように、レーザビーム807が照射された部分において、転写層817(転写後)が基材809に転写される。
【0072】
このように、パターン形成装置は、レーザ熱転写記録材料の熱転写層と受像側の基板の表面とを接触させ、レーザ光を照射することにより受像側の基板上に画像を転写する。
パターン形成装置は、例えば、680〜1100nmの近赤外光を発振する半導体レーザ光を5〜100μm径に集光したビームスポットにより走査露光を行う。
【0073】
また、レーザ光の光量や照射面積を変化させることにより、与えるエネルギーを変化させることができる。
また、レーザ光を転写シート側から照射してパターン画像を形成してもよいし、レーザ光を受像基板側から照射してパターン画像を形成してもよい。
【0074】
レーザ光を転写シート側から照射して画像を形成する場合、レーザ光は、転写シート基材を経て光熱変換層へ照射される。この場合、光熱変換層におけるレーザ光の熱変換効率を向上させるため、転写シート基材はレーザ光の吸収材料を含有しないことが好ましい。
【0075】
一方、レーザ光を受像基板側から照射して画像を形成する場合は、レーザ光は、受像基板を経由して、転写シートの転写層、光熱変換層へ照射される。この場合、光熱変換層におけるレーザ光の熱変換効率を向上させるため、受像基板、転写層は、レーザ光の吸収材料を含有しないことが好ましい。
【0076】
描画装置は、電子線、レーザ、X線、イオン、UV等、各種放射線ビームがあり、各種ビームにおいて、フォトンモードとヒートモードの2種類がある。
フォトンモードは、ビーム照射により、感光性レジスト(感光性物質)を露光、反応させ、現像工程によりパターン形成する方式である。
ヒートモードは、ビーム照射により熱溶融転写、アブレーション、昇華転写、トリミング等により直接パターン転写する方式である。
【0077】
フォトンモードの場合は、低照射エネルギーでパターン形成可能であり、ヒートモードの場合は、高照射エネルギーを必要とするが、現像工程を経ることなくパターン形成可能である。
尚、フォトンモード、ヒートモードのいずれの方法も、フォトマスクを使用せずに直接描画が可能であるので、パターンピッチ等の寸法補正をしながらの描画が可能である。
【0078】
レーザ光の場合、ビームスキャン型、ライトバルブ型等がある。また、ライトバルブ型には、回折型、直線型等がある。回折型ライトバルブによるヒートモードの場合の描画装置については、図8等において先述した。
【0079】
ライトバルブは、回折型、直線型等がある。回折型ライトバルブに関しては、横方向に列設された数千本の細い反射板(リボン)を電気力によって移動させ、リボンによって生ずる回折を利用して光ビームを変調する方法がある(例えば、特開2002−139702号公報(大日本スクリーン)参照。)。また、マイクロミラーが2次元配列されているデジタル・マイクロミラー・デバイス(テキサス・インストルメンツ社製DMD)等がある。
直線型ライトバルブに関しては、PLZT(チタン酸ジルコン酸ランタン鉛)材の電極に電圧を印可して光の偏光状態を変化させ、各バルブ毎にレーザビームのON−OFF制御を行う方法がある。また、液晶シャッタによるライトバルブ等もある。
【0080】
次に、転写シートの転写シート基材、光熱変換層、転写層について説明する。(転写シート基材)
転写シート基材は、特に制限されないが、レーザ光を転写シート基材側から照射する場合、透明性の高いものが好ましい。
【0081】
転写シート基材は、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリプロピレン、セロハン、ポリカーボネート、酢酸セルロース、トリアセチルセルロース、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ナイロン、ポリイミド、ポリエチレンサルファイド(PES)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、フッ素樹脂、塩化ゴム、アイオノマー等のように比較的耐熱性の良いプラスチック、コンデンサー紙、パラフィン紙等の紙類、不織布等がある。また、これらを複合したものであってもよい。
転写シート基材の厚さは、強度及び熱伝導性を考慮して、適宜変更可能であるが、厚さは、2〜180μmであり、好ましくは、50〜125μmである。
【0082】
(光熱変換層)
光熱変換層は、転写シート基材の上に設けられ、照射されたレーザ光の光エネルギーを熱エネルギーに変換する層である。
光熱変換層は、近赤外線吸収材料と架橋された樹脂組成物のバインダ樹脂を主体として構成される。
【0083】
近赤外線吸収材料は、光を吸収し効率良く熱に変換する物質であり、例えば、半導体レーザを光源として使用する場合、カーボンブラック、グラファイト、チタンブラック、酸化鉄、複合金属酸化物、フタロシアニン系色素、スクアリウム系色素、ニトロソ化合物及びその金属錯塩、ポリメチン系色素、チオールニッケル塩、トリアリールメタン系色素、インモニウム系色素、ナフトキノン系色素、アントラセン系色素等である。
近赤外線吸収材料として、上記の中でも特に粒子材料であるカーボンブラックを用いると、適度な箔持ちと印字の高感度化を実現できる。
【0084】
また、光熱変換層のバインダ樹脂は、架橋された樹脂組成物等であり、例えば、不飽和結合を有するモノマー、オリゴマーの電子線硬化物やUV硬化物、樹脂中に反応性基を有する熱可塑性樹脂とポリイソシアネートとの反応硬化物等が挙げられる。
【0085】
上記の樹脂中に反応基を有する熱可塑性樹脂としては、公知の樹脂が使用でき、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリアクリル酸エステル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、スチレンアクリレート系樹脂、ポリアクリレート系樹脂、ポリアクリルアミド系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂やポリビニルアルコール樹脂等のビニル系樹脂、セルロース樹脂やヒドロキシエチルセルロース樹脂、酢酸セルロース樹脂等のセルロース系樹脂、ポリビニルアセトアセタール樹脂やポリビニルブチラール樹脂等のポリビニルアセタール系樹脂、シリコーン変性樹脂、長鎖アルキル変性樹脂等が挙げられる。
【0086】
上記のバインダ樹脂の硬化方法は、加熱、電離放射線の照射等、手段は特に限定されない。イソシアネート硬化剤としては、従来、種々のものが知られているが、その中でも芳香族系イソシアネートのアダクト体を使用することが望ましく、タケネート(登録商標)(武田薬品工業株式会社製)、バーノック(登録商標)(大日本インキ化学工業株式会社製)、コロネート(登録商標)(日本ポリウレタン工業株式会社製)、デュラネート(登録商標)(旭化成工業株式会社製)、ディスモジュール(バイエル社製)等を使用することができる。
【0087】
ポリイソシアネートの添加量は、光熱変換層を構成するバインダ樹脂100重量部に対し、5〜200重量部の範囲が適当である。−NCO/−OHの比では0.6〜2.0程度の範囲が好ましい。
尚、ポリイソシアネートの添加量が少ないと架橋密度が低くなり、耐熱性が不充分となる。一方、ポリイソシアネートの添加量が多いと形成される塗膜の収縮を制御できず、硬化時間の長期化、未反応−NCO基が光熱変換層中に残存し、大気中の水分と反応してしまうなど不具合を生じることがある。
【0088】
また、架橋された樹脂組成物として、不飽和結合を有するモノマー、オリゴマーの電子線硬化物やUV硬化物を用いることができる。光熱変換層は、少なくとも近赤外線吸収材料、硬化性バインダを主体として構成され、さらに非硬化性バインダ、光重合開始剤を適宜加えて、電子線やUVにより硬化物として用いることができる。
硬化性バインダとしては、少なくとも1つの重合可能な炭素−炭素不飽和結合を有する化合物を用いることができる。
【0089】
このような硬化性バインダの含有量は、光熱変換層の総固形分に対して20〜80重量%の範囲が好ましい。非硬化性バインダの中で、合わせて使用する硬化性バインダとの相溶性や熱に対する黄変性等の観点から、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリメタクリル酸エチル樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂とポリメタクリル酸エチル樹脂の共重合体、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、エチルヒドロキシエチルセルロース、セルローストリアセテート等を使用することが好ましい。
【0090】
特に好ましくは、ポリメタクリル酸メチル樹脂、ポリメタクリル酸エチル樹脂、ポリメタクリル酸メチル樹脂とポリメタクリル酸エチル樹脂の共重合体、フェノキシ樹脂、エポキシ樹脂、および、これらの変性物を使用することができる。
また、このような非硬化性バインダの含有量は、光熱変換層の総固形分に対して5〜50重量%の範囲であることが好ましい。
【0091】
また、光重合開始剤を単独で、あるいは、光硬化反応速度を高めるために2種以上を混合して使用することができる。
光重合開始剤の添加量は、光熱変換層の総固形分に対して、0.1〜10重量%の範囲が好ましい。光重合開始剤の添加量が0.1重量%未満であると、使用する光重合開始剤の種類によらず、光重合開始剤としての効果を発現させることが非常に困難となる。また、10重量%を越えると、光重合の反応速度が非常に速くなるものの、タックが残り好ましくない。
【0092】
上記の架橋された樹脂組成物であるバインダ樹脂を用いることにより、光熱変換層の耐熱性が高く、レーザ光の高出力時にも軟化せず、熱転写インキ層との剥離性が良く、高感度な熱転写記録材料が得られる。
【0093】
光熱変換層の形成は、上記のような近赤外線吸収材料とバインダ樹脂と、必要に応じて添加剤を加えて、さらにこれに必要に応じて水、有機溶剤等の溶媒成分を配合調整した光熱変換層形成用塗工液を、従来公知のグラビアダイレクトコート、グラビアリバースコート、ダイコート、マイクログラビアコート、スライドコート、スリットリバースコート、カーテンコート、ナイフコート、エアコート、ロールコート等の方法により塗布、乾燥することができる。
【0094】
光熱変換層の膜厚は乾燥時で0.1〜5μmが好ましく、光熱変換層における近赤外線吸収材料の含有量は、通常、画像記録に用いる光源の波長での吸光度が0.3〜3.0になるように決めることができる。一般的には吸光度が0.4〜1.5程度あればよい。
【0095】
(転写層)
転写層は、色材とバインダ樹脂を主成分として構成され、印字時の加熱により、受像基板との接着力が光熱変換層側との接着力より強くなることにより受像基板側に転写される。
上記色材としては、例えば、無機顔料及び有機顔料などの顔料ならびに染料を挙げることができる。
【0096】
無機顔料としては、二酸化チタン、カーボンブラック、酸化亜鉛、プルシアンブルー、硫化カドミウム、酸化鉄ならびに鉛、亜鉛、バリウム及びカルシウムのクロム酸塩等が挙げられる。又、有機顔料としては、アゾ系、チオインジゴ系、アントラキノン系、アントアンスロン系、トリフェンジオキサジン系の顔料、バット染料顔料、フタロシアニン顔料(例えば銅フタロシアニン)及びその誘導体、キナクリドン顔料などが挙げられる。
【0097】
有機染料としては、酸性染料、直接染料、分散染料、油溶性染料、含金属油溶性染料又は昇華性色素(熱昇華性色素)等が挙げられる。昇華性色素としては従来から公知の昇華性色素を用いることができる。この昇華性色素としては、例えばシアン色素、マゼンタ色素、イエロー色素を挙げることができる。熱転写インキ層に含有される昇華性色素は、形成しようとする画像が単色であるならば、イエロー色素、マゼンタ色素及びシアン色素の何れ単独またはそれらの混合物であってもよい。
【0098】
上記の色材は、記録材料として良好な特性を有するもの、例えば、十分な着色濃度を有し、光、熱、温度等により変褪色しないものが好ましい。また、要求される色調に応じて、カーボンブラック、有機顔料、無機顔料、又は各種染料から適当なものを選択して用いることができる。転写層における色材の含有率は特に限定されないが、通常5〜70重量%の範囲内にあり、好ましくは10〜60重量%である。
【0099】
転写層のバインダとしては、樹脂を主体として構成することが好ましく、樹脂として具体的には、アクリル系樹脂、セルロース系樹脂、メラミン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリアミド、エチレン−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−ブタジエンゴム等の熱可塑性エラストマーが挙げられる。特に従来より感熱接着剤として使用されている比較的低軟化点、例えば、50〜150℃の軟化点を有するものが好ましい。
【0100】
その他、必要に応じて、耐熱性等を阻害しない程度に、ワックス成分を混合し使用することができる。ワックスとしては、例えば、マイクロクリスタリンワックス、カルナバワックス、パラフィンワックス等がある。更に、フィッシャートロプシュワックス、各種低分子量ポリエチレン、木ロウ、ミツロウ、鯨ロウ、イボタロウ、羊毛ロウ、セラックワックス、キャンデリラワックス、ペトロラクタム、ポリエステルワックス、一部変性ワックス、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド等、種々のワックスが挙げられる。このなかで、特に融点が50〜85℃であるものが好ましい。50℃以下であると、保存性に問題が生じ、又85℃以上であると印字の感度不足になる。
【0101】
転写層の形成は、上記のような色材成分とバインダ成分と、必要に応じて分散剤、帯電防止剤など、種々の添加剤を加え、さらにこれに必要に応じて水、有機溶剤等の溶媒成分を配合調整した熱転写インキ層形成用塗工液を、従来公知のホットメルトコート、ホットラッカーコート、グラビアダイレクトコート、グラビアリバースコート、ダイコート、マイクログラビアコート、スライドコート、スリットリバースコート、カーテンコート、ナイフコート、エアコート、ロールコート等の方法により、乾燥状態で厚さ0.05〜5μm、好ましくは0.2〜1.5μmを設けるものである。乾燥塗膜の厚さが、0.05μm未満の場合、成膜性の問題で均一なインキ層が得られず、印字物の擦過性低下の原因になる。また、厚さが5μmを越えた場合、印字転写の際に、高エネルギーが必要となり、印字の感度不足となる。
【0102】
(受像基板)
受像基板としては、透明性および耐熱性を有するフィルムが好適に用いられる。このようなフィルムの具体的な材料としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレンサルファイド(PES)、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリ塩化ビニル、ポリエーテルスルホン、ポリアミドイミド、ポリアミド、芳香族ポリアミド等を挙げることができ、中でもポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、もしくはポリエーテルスルホン、薄膜ガラスが好適に用いられる。
【0103】
次に、本発明の実施の形態において形成したディスプレイパターンと従来の技術により形成したディスプレイパターンとの比較について説明する。
【0104】
厚さ100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東レ株式会社製、ルミラー(登録商標)T−60)を転写シート基材として、その転写シート基材の一方の面に、下記組成の塗工液をリバースロールコータによって塗布・乾燥して、光熱変換層、転写層を、この順に積層した。尚、塗工量は、光熱変換層が0.8μm、熱転写インキ層が1.2μmである。但し、上記の光熱変換層は、120℃3分で乾燥し、硬化させた。
【0105】

Figure 2004272164
【0106】
本発明の実施の形態において形成したディスプレイパターンにおいて、200mm幅のディスプレイサイズに対して、TFTパターンとカラーフィルタパターンの位置ずれは、最大でも5μmに抑えられた。
【0107】
一方、従来の技術であるフォトマスクを用いたフォトリソ法により形成したディスプレイパターンにおいて、200mm幅のディスプレイサイズ対して、TFTパターンとカラーフィルタパターンの位置ずれは、最大50μmとなった。
【0108】
すなわち、本発明の実施の形態によれば、高精度のパターン形成が可能であり、フォトマスクを介しての露光等、従来技術と比較して、位置ずれが約90%軽減されるという極めて顕著な効果が得られた。
【0109】
以上、添付図面を参照しながら、本発明にかかるパターン形成装置、パターン形成方法等の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【0110】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように本発明によれば、前工程パターンとの位置ずれ防止を可能とするパターン形成装置、パターン形成方法等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】パターン形成装置100の概略構成図
【図2】第1層目パターンの形成における、パターン形成装置100の動作を示すフローチャート
【図3】前工程パターンの位置測定における、パターン形成装置100の動作の概略を示す図
【図4】新たなパターンの描画における、パターン形成装置100の動作の概略を示す図
【図5】新たなパターン形成における、パターン形成装置100の動作を示すフローチャート
【図6】前工程パターンの形成後の基材601を示す図
【図7】新たなパターンの形成時の基材701を示す図
【図8】パターン形成装置100の照射部103(描画装置)の一態様を示す図
【図9】ライトバルブから発信されるレーザビームのビーム配列を示す図
【図10】レーザビーム照射時の基材等を示す図
【図11】レーザビーム照射後の基材等を示す図
【図12】カラーフィルタの製造工程を示すフローチャート
【図13】COA(カラーフィルタ・オン・アレイ)の製造工程を示すフローチャート
【符号の説明】
100………パターン形成装置
101………制御部
102………測定部
103………照射部
104………支持部
301………照射ヘッド
302………CCDカメラ
303………基材
304………吸引機構
305………ステージ
306………転写シート
307………レーザビーム
601、701………基材
602………アライメントマーク
603………前工程パターン
604………画素間ピッチ(前工程パターン)
703………新たなパターン
704………画素間ピッチ(新たなパターン)
804………ライトバルブ
806………照射ヘッド[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a pattern forming apparatus and a pattern forming method for forming a pattern such as a color filter, a BM (black matrix), and a TFT (Thin Film Transistor) in a liquid crystal display. More specifically, the present invention relates to a pattern forming apparatus, a pattern forming method, and the like that enable highly accurate pattern alignment.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method of forming a pattern such as a liquid crystal display on a plastic substrate, there are various methods such as a photolithography method, a printing method, an electrodeposition method, an ink jet method, and a transfer method. Among them, a photolithography method manufactured using a photomask is widely used at present (for example, see Patent Document 1).
Also, a method of forming a color filter pattern on a plastic substrate by a printing method has been proposed (for example, see [Patent Document 2]).
[0003]
As a method of forming a color filter by a drawing method, a laser transfer method has been proposed for forming a colored layer on a substrate of a color filter such as a liquid crystal display (for example, see Patent Documents 3 and 4). ).
In the laser transfer method, a hot-melt type colorant is applied to a film-like base material in advance, and the colorant is melted by applying a laser beam to the transfer film in a state where the transfer film and the color filter substrate are overlapped. Is a method of transferring a colorant to a substrate in a desired pattern.
[0004]
As a laser irradiation device, a system in which a single laser beam is scanned by a polygon mirror has been devised (for example, see [Patent Document 5]).
Further, when a plurality of laser beams are formed, a method in which a plurality of laser beams are guided from a plurality of laser light sources by a plurality of optical fibers and irradiates a plurality of locations through a condenser lens has been devised (for example, see [Patent Document 6]). .
[0005]
The manufacturing process of a color filter and a COA (color filter on array) will be described with reference to FIGS.
A case where a glass substrate is used as a base material and a photosensitive substance (sensitive material) is used as a coloring layer will be described.
[0006]
FIG. 12 is a flowchart showing a process of manufacturing a color filter.
The BM is formed on the substrate through processes such as cleaning, Cr film formation, positive resist coating, pre-baking, exposure, development, etching, resist peeling, and cleaning (Step 1201).
Next, a colored layer is formed on the substrate through processes such as application of a colored photosensitive material, pre-baking, exposure, development, post-baking, and washing. The formation of the colored layer is repeated for three colors (Red, Green, Blue) (Step 1202).
[0007]
Next, a transparent electrode film is formed on the substrate through processes such as ITO (Indium-Tin Oxide, transparent electrode) film formation and cleaning (step 1203).
Next, a column spacer is formed on the substrate by forming a spacer (glass beads, plastic beads, etc.) by photolithography (step 1204).
A color filter is manufactured through the above process, and a TFT color liquid crystal display is manufactured by bonding the color filter and the TFT array.
[0008]
FIG. 13 is a flowchart showing a process of manufacturing a COA (color filter on array).
COA (color filter on array) forms a color filter on a TFT array substrate.
[0009]
Forming a TFT array on a substrate (Step 1301), forming a colored layer (Step 1302), forming a BM (Step 1303), forming a transparent electrode film (Step 1304), forming a column spacer (Step 1305), etc. Through the process, COA is produced.
The formation of the colored layer, the formation of the BM, the formation of the transparent electrode film, the formation of the column spacer, and the like go through the same process as the above-described color filter.
[0010]
[Patent Document 1]
JP 2000-284303 A
[Patent Document 2]
JP 2001-228468 A
[Patent Document 3]
JP-A-10-206625
[Patent Document 4]
JP-A-7-104113
[Patent Document 5]
Japanese Patent Publication No. 5-61613
[Patent Document 6]
JP-A-11-160530
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional manufacturing method, when a pattern is formed on a substrate, such as a plastic substrate, which is likely to undergo dimensional changes, rather than a glass substrate, deformation, expansion, contraction, and dimensional changes of the substrate due to the effects of heat, operating stress, and the like. And the like, and when forming a laminated pattern on a substrate, there is a problem that a positional deviation from a pattern in a previous process occurs, which causes display failure of a display panel and the like.
[0012]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a pattern forming apparatus, a pattern forming method, and the like that can prevent a positional deviation from a pattern in a previous process.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
According to a first aspect of the present invention, there is provided a pattern forming apparatus for forming a pattern by irradiating a beam, which measures a position of a pre-process pattern on a substrate and holds the position as measurement data. Means, drawing data calculation means for calculating drawing data on a drawing position of a new pattern based on the measurement data, and irradiation means for performing the beam irradiation based on the drawing data. It is a pattern forming apparatus.
[0014]
In the first invention, the pattern forming apparatus measures the position of the pre-process pattern on the base material, holds the measured position as measurement data, calculates drawing data relating to a drawing position of a new pattern based on the measurement data, and Beam irradiation is performed based on the data.
[0015]
The pre-process pattern is a TFT pattern, a BM pattern, a color filter pattern, or the like.
The new pattern is a BM pattern, a color filter pattern, or the like.
[0016]
When measuring the position of the pre-process pattern, the pattern forming apparatus captures an image of the pre-process pattern with an image sensor such as a CCD (CHARGE COUPLED DEVICE) camera and obtains measurement data by performing image processing on the image. Is also good.
[0017]
In addition, the pattern forming apparatus may include a supply unit that feeds out the base material, a support unit that supports the base material, a collection unit that collects the base material after pattern formation, and the like.
When the substrate is a flexible substrate such as a plastic substrate, the supply unit, the recovery unit, and the like can employ winding, a roll, and the like.
[0018]
In the first aspect, the pattern forming apparatus measures the dimension of the pre-process pattern when forming a new pattern, even when the dimension of the pre-process pattern changes due to expansion, contraction, deformation, or the like of the base material. Thus, the drawing dimension can be corrected, so that the positional deviation between the previous process pattern and the new pattern can be prevented.
In particular, when the substrate is a flexible substrate such as a plastic substrate, the above-described effects are remarkable.
[0019]
A second invention is a pattern forming apparatus that forms a pattern by performing beam irradiation, comprising: a measuring unit that measures a position of a pre-process pattern on a base material and retains the position as measurement data, based on the measurement data. A drawing data calculation unit that calculates drawing data related to a drawing position of a new pattern, and an irradiation unit that performs exposure by performing the beam irradiation based on the drawing data for a photosensitive material stacked on the base material. And a developing means for developing the photosensitive material after exposure.
[0020]
In the second invention, the pattern forming apparatus uses a photosensitive substance as a transfer layer laminated on the base material.
The pattern forming apparatus stacks a transfer sheet having a photosensitive material on a base material, irradiates the photosensitive material with a laser beam based on drawing data, and develops the exposed photosensitive material. Thus, a new pattern is formed.
[0021]
A third invention is a pattern forming apparatus that forms a pattern by performing beam irradiation, comprising: a measuring unit that measures a position of a pre-process pattern on a base material and holds the position as measurement data; Data calculating means for calculating drawing data relating to a writing position of a new pattern, and irradiating means for applying energy to the hot-melt material laminated on the substrate by performing the beam irradiation based on the drawing data And a pattern forming apparatus comprising:
[0022]
In the third invention, the pattern forming apparatus uses a hot-melt substance as the transfer layer laminated on the base material.
The pattern forming apparatus stacks a transfer sheet having a hot melt material on a base material, irradiates a laser beam to the hot melt material based on drawing data, and gives thermal energy through a photothermal conversion material or the like. A new pattern is formed by transfer.
[0023]
A fourth invention is a pattern forming method for forming a pattern by irradiating a beam, comprising: a measuring step of measuring a position of a pre-process pattern on a base material and holding the position as measurement data; A drawing data calculation step of calculating drawing data relating to a drawing position of a new pattern, and an irradiation step of performing the beam irradiation based on the drawing data.
[0024]
A fourth invention is an invention relating to a pattern forming method in the pattern forming apparatus of the first invention.
[0025]
A fifth invention is a pattern forming method for forming a pattern by performing beam irradiation, comprising: a measuring step of measuring a position of a pre-process pattern on a base material and holding the position as measurement data; A drawing data calculation step of calculating drawing data related to a drawing position of a new pattern, and an irradiation step of performing exposure by performing the beam irradiation based on the drawing data for a photosensitive material laminated on the base material. And a developing step of developing the photosensitive material after exposure.
[0026]
A fifth invention is an invention relating to a pattern forming method in the pattern forming apparatus of the second invention.
[0027]
A sixth invention is a pattern forming method for forming a pattern by performing beam irradiation, comprising: a measurement step of measuring a position of a pre-process pattern on a base material and holding the position as measurement data; Data calculating step of calculating drawing data relating to a writing position of a new pattern by applying the beam irradiation based on the drawing data to a hot melt material laminated on the base material and applying energy. And a pattern forming method.
[0028]
A sixth invention is an invention relating to a pattern forming method in the pattern forming apparatus of the third invention.
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of a pattern forming apparatus and the like according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description and the accompanying drawings, components having substantially the same functional configuration will be denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
[0030]
First, the configuration of a pattern forming apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a pattern forming apparatus 100 according to the present embodiment.
[0031]
The pattern forming apparatus 100 includes a control unit 101, a measurement unit 102, an irradiation unit 103, a support unit 104, a supply unit 105, a collection unit 106, a bus 107, and the like.
The pattern forming apparatus 100 forms a new pattern by stacking a transfer sheet on a base material and irradiating a laser beam to transfer the transfer layer onto the base material.
[0032]
When the transfer layer is a photosensitive material, the pattern forming apparatus stacks a transfer sheet having the photosensitive material on a base material, and irradiates the photosensitive material with a laser beam based on drawing data to expose the photosensitive material. A new pattern is formed by developing the exposed photosensitive material.
[0033]
When the transfer layer is a heat-fusible material, the pattern forming apparatus stacks a transfer sheet having the heat-fusible material on a base material, irradiates a laser beam to the heat-fusible material based on drawing data, A new pattern is formed by transferring by applying heat energy through the above.
[0034]
The control unit 101 includes a CPU, a ROM, a RAM, a hard disk, and the like, and drives and controls each device connected via the bus 107 according to a program stored or introduced in the ROM, the RAM, the hard disk, or the like.
Each program code is read as needed by the control unit 101, transferred to the RAM, read by the CPU, and executed as various means.
[0035]
The control unit 101 creates drawing data for drawing a new pattern (such as a color filter pattern) based on measurement data related to the position of the pre-process pattern (TFT, BM, etc.) measured by the measuring unit 102. Further, the control unit 101 can obtain measurement data by performing image processing on image data and the like acquired by the measurement unit 102.
[0036]
The measurement unit 102 measures the position of the pre-process pattern, the substrate length, and the like, and acquires measurement data. The measurement unit 102 is, for example, an image sensor such as a CCD (CHARGE COUPLED DEVICE) camera. The measurement unit 102 acquires measurement data from image data such as a pattern and an alignment mark in a previous process.
The measuring unit 102 is not limited to an image sensor such as a CCD camera, but may be a light reflection type sensor as long as it measures the position of the pre-process pattern, the substrate length, and the like.
[0037]
The measurement data is data relating to the position of the pre-process pattern, the substrate length, and the like. The data on the position of the pre-process pattern is, for example, a pixel position, a pitch between pixels, and the like. The data on the substrate length is, for example, the distance between the alignment marks attached to the substrate. The measurement data may be obtained by performing image processing on image data in the control unit 101.
[0038]
When the measuring unit 102 includes an encoder (not shown) and the like, the sensor such as a CCD camera is moved by encoder control of a driving source such as a motor. The position of the pattern, the length of the substrate, and the like can be measured.
When a scale (not shown) or the like is provided, the measuring unit 102 can measure the position and the movement amount by acquiring an image of the scale with a CCD camera or the like and processing the image.
Further, instead of an image sensor such as a CCD camera, a light reflection type sensor such as a laser sensor can be used.
[0039]
The irradiation unit 103 is a drawing apparatus that draws a pattern image by irradiating a laser beam or the like. The irradiating unit 103 has a light source and an irradiating head, and irradiates a transfer sheet laminated on a base material with a laser beam based on the drawing data created by the control unit 101.
The support section 104 has a stage for supporting and arranging a base material, a transfer sheet, and the like.
[0040]
Both the irradiation head of the irradiation unit 103 and the stage of the support unit 104 may be arbitrarily movable two-dimensionally (XY axis directions, θ rotation direction, etc.), or the irradiation head may arbitrarily move on the stage relatively. You may make it movable. For example, with respect to the XY two-axis directions, the irradiation head may be movable only in the Y direction, and the stage may be movable only in the X direction.
[0041]
The supply unit 105 is a roll that supplies a base material to the stage, or a winding.
The collecting unit 106 is a roll or a winding for collecting the base material from the stage.
The transfer step is performed a plurality of times (for example, in the case of forming a colored layer, three times of Red, Blue, and Green). A supply unit and a recovery unit may be provided for each step, or a supply unit may be provided between steps. Alternatively, a plurality of steps may be performed continuously without providing a recovery unit.
[0042]
Next, the operation of the pattern forming apparatus 100 will be described with reference to FIGS.
[0043]
The operation of the pattern forming apparatus 100 in forming the first layer pattern will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of the pattern forming apparatus 100 in forming the first layer pattern.
[0044]
The pattern forming apparatus 100 mounts a substrate on a stage (Step 201).
The pattern forming apparatus 100 forms a first layer pattern on the base material (Step 202). When manufacturing a color filter to be bonded to a TFT array, the first layer is a BM pattern, and when manufacturing a COA, the first layer is a TFT pattern.
[0045]
The pattern forming apparatus 100 makes an alignment mark on the base material (Step 203).
The alignment mark is formed outside the pattern region on the base material, and is attached to, for example, four corners of the base material (see the alignment mark 602 in FIG. 6).
[0046]
Through the above process, the pattern forming apparatus 100 also forms an alignment mark when forming the first layer pattern.
[0047]
The operation of the pattern forming apparatus 100 in forming a new pattern (position measurement of a pre-process pattern, drawing of a new pattern) will be described with reference to FIGS.
[0048]
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the operation of the pattern forming apparatus 100 in the position measurement of the pre-process pattern.
FIG. 4 is a diagram schematically illustrating an operation of the pattern forming apparatus 100 in drawing a new pattern.
[0049]
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the pattern forming apparatus 100 in forming a new pattern.
[0050]
The pattern forming apparatus 100 mounts the substrate 303 on which the pattern of the previous process is formed on the stage 305 (Step 501). In the pattern forming apparatus 100, the substrate may be mounted on the stage via the suction mechanism 304 or the like. Further, the base material may be positioned based on the alignment mark.
[0051]
The pattern forming apparatus 100 scans the substrate 303 with the CCD camera 302 to acquire image data of the pre-process pattern (step 502).
The pattern forming apparatus 100 performs image processing on the acquired image data, and acquires measurement data on the position of the pre-process pattern (Step 503).
[0052]
Through the processes of steps 501 to 503, the pattern forming apparatus 100 measures the position of the pre-process pattern.
[0053]
The pattern forming apparatus 100 calculates drawing data related to a drawing position of a new pattern based on the measurement data (Step 504).
The pattern forming apparatus 100 evacuates the CCD camera 302 (step 505), and stacks the transfer sheet 306 on the substrate 303 (step 506).
[0054]
The pattern forming apparatus 100 scans the base 303 with the irradiation head 301, irradiates the transfer sheet 306 with the laser beam 307 based on the drawing data, and transfers and draws the transfer layer on the base 303 (step). 507).
[0055]
Through the processes of steps 504 to 507, the pattern forming apparatus 100 forms a new pattern.
[0056]
FIG. 6 is a diagram illustrating the base material 601 after the formation of the pre-process pattern (TFT pattern, BM pattern, etc.) 603.
FIG. 7 is a diagram illustrating the substrate 701 when a new pattern (color filter pattern or the like) 703 is formed.
[0057]
As shown in FIG. 6, the pattern forming apparatus 100 acquires image data of a pre-process pattern 603 formed on a base material 601 by a CCD camera, performs image processing, and processes the pre-process pattern such as a pixel pitch 604. Obtain measurement data related to the position.
[0058]
As shown in FIGS. 6 and 7, when the design dimension of the pixel pitch 604 in the pre-process pattern 603 is (a) and the measurement dimension is (a + Δa), the pattern forming apparatus 100 The drawing dimension of the pitch 704 is set to (p = a + Δa), and the base 701 is scanned by the irradiation head 702 to draw a new pattern 703.
[0059]
The scanning by the irradiation head 702 may be performed by moving the stage in the stage moving direction 705 (X direction) and moving the irradiation head in the head moving direction 706 (Y direction).
[0060]
As described above, even when the dimension of the pre-process pattern changes due to expansion and contraction or deformation of the base material, the drawing dimension is corrected by actually measuring the dimension of the pre-process pattern when forming a new pattern. Therefore, it is possible to prevent the displacement between the previous process pattern and the new pattern. As a result, display defects and the like of the display panel can be reduced, and the yield can be improved.
In particular, when the substrate is a flexible substrate such as a plastic substrate, the above-described effects are remarkable.
[0061]
In the above description, the pattern forming apparatus measures the pixel pitch in the position measurement of the pre-process pattern. However, a reference position (for example, FIG. 6: a reference point 605, a reference line 606, etc.) is provided, and these reference positions are set. The distance between the pixel and each pixel may be measured.
Further, the pattern forming apparatus may measure not only the XY biaxial directions but also other directions.
Further, the pattern forming apparatus may measure the same base material along two or more parallel scanning lines. In this case, the pattern forming apparatus can correct the drawing data also regarding distortion in the pattern area.
[0062]
Note that a pattern forming apparatus that performs each step of forming a pre-process pattern, measuring the position of the pre-process pattern, and drawing a new pattern may be integrally configured, or may be configured as a different pattern forming apparatus that can operate independently. You may make it.
[0063]
Next, transfer and drawing of a transfer layer by laser beam irradiation will be described with reference to FIGS.
[0064]
FIG. 8 is a diagram illustrating one embodiment of the irradiation unit 103 (drawing apparatus) of the pattern forming apparatus 100.
FIG. 9 is a diagram showing a beam arrangement of laser beams emitted from the light valve.
FIG. 10 is a diagram illustrating a base material and the like at the time of laser beam irradiation.
FIG. 11 is a diagram illustrating a substrate and the like after laser beam irradiation.
[0065]
The irradiation unit 103 (laser transfer device) shown in FIG. 8 includes a laser light source 801, an optical lens 802, a half mirror 803, a light valve 804, an optical lens 805, an irradiation head 806, and the like.
[0066]
The laser beam emitted from the laser light source 801 is corrected to an optimum beam shape through an optical lens 802, passes through a half mirror 803, and is irradiated on a light valve 804.
[0067]
The light valve 804 is, for example, a diffractive light valve having a DMD (digital micromirror device). The DMD includes a plurality of micromirrors arranged two-dimensionally.
[0068]
The light valve 804 performs electrical control for each bulb to change the angle of the bulb reflector. The laser beam specularly reflected by the light valve 804 is transmitted again to the optical lens 805 via the half mirror 803, and is pattern-irradiated as a laser beam 807 from the irradiation head 806 to the transfer sheet 808 laminated on the base material 809.
[0069]
As shown in FIG. 9, in the light valve 804, a two-dimensional beam array 810 is formed. The pattern forming apparatus can increase or decrease the irradiation energy by controlling the number of beams used in the head scan direction 811.
For example, in the region 812, the number of used beams is 1 (the number of beam transmitting pixels is 1), and in the region 813, the number of used beams is 2 (the number of beam transmitting pixels is 2).
[0070]
As shown in FIG. 10, the laser beam 807 is emitted from the irradiation head 806 from the side of the transfer sheet substrate 814 on the back surface of the transfer sheet 808. The transfer sheet 808 includes a transfer sheet substrate 814, a light-to-heat conversion layer 815, a transfer layer 816, and the like. The transfer sheet 808 and the base material 809 are held in close contact with each other by suction through suction holes provided in the stage. Adhesion can be improved by performing suction using vacuum adhesion means.
[0071]
The laser beam 807 is applied to the photothermal conversion layer 815 via the transfer sheet base material 814 to convert light energy into heat energy, and the transfer layer 816 is transferred onto the base material 809 by the heat energy.
As shown in FIG. 11, the transfer layer 817 (after the transfer) is transferred to the base material 809 at the portion irradiated with the laser beam 807.
[0072]
As described above, the pattern forming apparatus brings the thermal transfer layer of the laser thermal transfer recording material into contact with the surface of the image receiving side substrate and irradiates a laser beam to transfer an image onto the image receiving side substrate.
The pattern forming apparatus performs, for example, scanning exposure with a beam spot in which a semiconductor laser beam oscillating near-infrared light of 680 to 1100 nm is collected to a diameter of 5 to 100 μm.
[0073]
Further, the energy to be given can be changed by changing the amount of laser light or the irradiation area.
Further, a pattern image may be formed by irradiating laser light from the transfer sheet side, or a pattern image may be formed by irradiating laser light from the image receiving substrate side.
[0074]
When an image is formed by irradiating laser light from the transfer sheet side, the laser light is irradiated to the photothermal conversion layer via the transfer sheet base material. In this case, in order to improve the heat conversion efficiency of the laser light in the light-to-heat conversion layer, the transfer sheet base material preferably does not contain a laser light absorbing material.
[0075]
On the other hand, when an image is formed by irradiating the laser light from the image receiving substrate side, the laser light is applied to the transfer layer and the photothermal conversion layer of the transfer sheet via the image receiving substrate. In this case, in order to improve the heat conversion efficiency of the laser light in the light-to-heat conversion layer, it is preferable that the image receiving substrate and the transfer layer do not contain a laser light absorbing material.
[0076]
The drawing apparatus has various radiation beams such as an electron beam, a laser, X-rays, ions, and UV, and there are two types of various beams, a photon mode and a heat mode.
The photon mode is a system in which a photosensitive resist (photosensitive substance) is exposed and reacted by beam irradiation, and a pattern is formed by a developing process.
The heat mode is a method in which a pattern is directly transferred by thermal fusion transfer, ablation, sublimation transfer, trimming, or the like by beam irradiation.
[0077]
In the case of the photon mode, a pattern can be formed with low irradiation energy, and in the case of the heat mode, a high irradiation energy is required, but the pattern can be formed without going through a developing step.
In any of the photon mode and the heat mode, drawing can be performed directly without using a photomask. Therefore, drawing can be performed while correcting dimensions such as a pattern pitch.
[0078]
In the case of laser light, there are a beam scan type, a light valve type and the like. The light valve type includes a diffraction type and a linear type. The drawing apparatus in the heat mode using the diffractive light valve has been described above with reference to FIG.
[0079]
Light valves include a diffraction type and a linear type. With respect to a diffractive light valve, there is a method in which thousands of thin reflectors (ribbons) arranged in a horizontal direction are moved by an electric force, and a light beam is modulated using diffraction caused by the ribbon (for example, See JP-A-2002-139702 (Dainippon Screen).) Further, there is a digital micromirror device (DMD manufactured by Texas Instruments) in which micromirrors are two-dimensionally arranged.
As for the linear light valve, there is a method of changing the polarization state of light by applying a voltage to an electrode made of PLZT (lead lanthanum zirconate titanate), and performing ON / OFF control of a laser beam for each valve. There is also a light valve using a liquid crystal shutter.
[0080]
Next, the transfer sheet substrate, light-to-heat conversion layer, and transfer layer of the transfer sheet will be described. (Transfer sheet substrate)
The transfer sheet substrate is not particularly limited, but when irradiating a laser beam from the transfer sheet substrate side, a material having high transparency is preferable.
[0081]
The transfer sheet base material is, for example, polyester such as polyethylene terephthalate, polypropylene, cellophane, polycarbonate, cellulose acetate, triacetyl cellulose, polyethylene, polyvinyl chloride, polystyrene, nylon, polyimide, polyethylene sulfide (PES), polyethylene naphthalate (PEN) ), Plastics having relatively high heat resistance, such as polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, fluororesin, chlorinated rubber, and ionomer; papers such as condenser paper and paraffin paper; and nonwoven fabrics. Further, these may be combined.
The thickness of the transfer sheet substrate can be appropriately changed in consideration of strength and thermal conductivity, but the thickness is 2 to 180 μm, preferably 50 to 125 μm.
[0082]
(Light-to-heat conversion layer)
The light-to-heat conversion layer is provided on the transfer sheet substrate, and is a layer that converts light energy of the emitted laser light into heat energy.
The light-to-heat conversion layer is mainly composed of a binder resin of a resin composition crosslinked with a near-infrared absorbing material.
[0083]
Near-infrared absorbing material is a substance that absorbs light and efficiently converts it to heat.For example, when a semiconductor laser is used as a light source, carbon black, graphite, titanium black, iron oxide, composite metal oxide, phthalocyanine dye Squarium dyes, nitroso compounds and metal complex salts thereof, polymethine dyes, thiol nickel salts, triarylmethane dyes, immonium dyes, naphthoquinone dyes, and anthracene dyes.
When carbon black, which is a particle material among the above, is used as the near-infrared absorbing material, it is possible to realize appropriate foil holding and high sensitivity of printing.
[0084]
Further, the binder resin of the light-to-heat conversion layer is a crosslinked resin composition or the like, for example, a monomer or oligomer having an unsaturated bond, an electron beam cured product or a UV cured product, or a thermoplastic resin having a reactive group in the resin. Examples include a cured product of a resin and a polyisocyanate.
[0085]
As the thermoplastic resin having a reactive group in the above resin, known resins can be used, for example, a polyester resin, a polyacrylate resin, a polyvinyl acetate resin, a polyurethane resin, a styrene acrylate resin, Polyacrylate resins, polyacrylamide resins, polyamide resins, polyether resins, polystyrene resins, polyethylene resins, polypropylene resins, polyolefin resins, vinyl resins such as polyvinyl chloride resins and polyvinyl alcohol resins, cellulose Resins, cellulose resins such as hydroxyethyl cellulose resins and cellulose acetate resins, polyvinyl acetal resins such as polyvinyl acetoacetal resins and polyvinyl butyral resins, silicone-modified resins, and long-chain alkyl-modified resins.
[0086]
The method for curing the binder resin is not particularly limited, such as heating and irradiation with ionizing radiation. Conventionally, various isocyanate curing agents are known. Among them, an adduct of an aromatic isocyanate is preferably used, and Takenate (registered trademark) (manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd.), Burnock ( (Registered trademark) (manufactured by Dainippon Ink and Chemicals, Inc.), Coronate (registered trademark) (manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.), Duranate (registered trademark) (manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd.), Dismodule (manufactured by Bayer), etc. Can be used.
[0087]
The addition amount of the polyisocyanate is suitably in the range of 5 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder resin constituting the light-to-heat conversion layer. The ratio of -NCO / -OH is preferably in the range of about 0.6 to 2.0.
If the amount of the polyisocyanate is small, the crosslink density becomes low and the heat resistance becomes insufficient. On the other hand, when the added amount of the polyisocyanate is large, the shrinkage of the formed coating film cannot be controlled, the curing time is prolonged, and unreacted -NCO groups remain in the light-to-heat conversion layer and react with moisture in the atmosphere. In some cases, such troubles may occur.
[0088]
Further, as the crosslinked resin composition, an electron beam cured product or a UV cured product of a monomer or oligomer having an unsaturated bond can be used. The light-to-heat conversion layer is mainly composed of at least a near-infrared absorbing material and a curable binder, and can be used as a cured product by electron beam or UV by appropriately adding a non-curable binder and a photopolymerization initiator.
As the curable binder, a compound having at least one polymerizable carbon-carbon unsaturated bond can be used.
[0089]
The content of such a curable binder is preferably in the range of 20 to 80% by weight based on the total solid content of the light-to-heat conversion layer. Among the non-curable binders, polymethyl methacrylate resin, polyethyl methacrylate resin, polymethyl methacrylate resin and polymethacrylic acid are used from the viewpoint of compatibility with the curable binder used together and yellowing against heat. It is preferable to use a copolymer of an ethyl resin, a phenoxy resin, an epoxy resin, a polycarbonate resin, a polystyrene resin, cellulose acetate propionate, cellulose acetate butyrate, ethyl hydroxyethyl cellulose, cellulose triacetate, and the like.
[0090]
Particularly preferably, polymethyl methacrylate resin, polyethyl methacrylate resin, copolymer of polymethyl methacrylate resin and polyethyl methacrylate resin, phenoxy resin, epoxy resin, and modified products thereof can be used. .
Further, the content of such a non-curable binder is preferably in the range of 5 to 50% by weight based on the total solid content of the light-to-heat conversion layer.
[0091]
Further, the photopolymerization initiator can be used alone or in combination of two or more to increase the photocuring reaction rate.
The addition amount of the photopolymerization initiator is preferably in the range of 0.1 to 10% by weight based on the total solid content of the photothermal conversion layer. When the amount of the photopolymerization initiator is less than 0.1% by weight, it is extremely difficult to exhibit the effect as the photopolymerization initiator regardless of the type of the photopolymerization initiator used. On the other hand, if the content exceeds 10% by weight, the reaction rate of photopolymerization becomes extremely high, but tackiness remains unpreferably.
[0092]
By using the binder resin, which is the above crosslinked resin composition, the heat resistance of the light-to-heat conversion layer is high, it does not soften even at the time of high output of laser light, the peelability with the thermal transfer ink layer is good, and the sensitivity is high. A thermal transfer recording material is obtained.
[0093]
The formation of the light-to-heat conversion layer is performed by adding a near-infrared absorbing material and a binder resin as described above, and optionally an additive, and further mixing and adjusting a solvent component such as water and an organic solvent as necessary. The conversion layer forming coating liquid is applied and dried by a conventionally known method such as gravure direct coat, gravure reverse coat, die coat, microgravure coat, slide coat, slit reverse coat, curtain coat, knife coat, air coat, roll coat and the like. can do.
[0094]
The thickness of the light-to-heat conversion layer is preferably from 0.1 to 5 μm when dried, and the content of the near-infrared absorbing material in the light-to-heat conversion layer is usually such that the absorbance at the wavelength of the light source used for image recording is from 0.3 to 3. It can be determined to be zero. Generally, the absorbance should be about 0.4 to 1.5.
[0095]
(Transfer layer)
The transfer layer is mainly composed of a coloring material and a binder resin, and is transferred to the image receiving substrate side by heating at the time of printing so that the adhesive force with the image receiving substrate becomes stronger than the adhesive force with the photothermal conversion layer side.
Examples of the coloring material include pigments such as inorganic pigments and organic pigments, and dyes.
[0096]
Examples of the inorganic pigment include titanium dioxide, carbon black, zinc oxide, Prussian blue, cadmium sulfide, iron oxide, and chromates of lead, zinc, barium, and calcium. Examples of the organic pigment include azo-based, thioindigo-based, anthraquinone-based, anthranthrone-based, and triphenedioxazine-based pigments, vat dye pigments, phthalocyanine pigments (eg, copper phthalocyanine) and derivatives thereof, and quinacridone pigments.
[0097]
Examples of organic dyes include acid dyes, direct dyes, disperse dyes, oil-soluble dyes, metal-containing oil-soluble dyes, and sublimable dyes (thermal sublimable dyes). As the sublimable dye, a conventionally known sublimable dye can be used. Examples of the sublimable dye include a cyan dye, a magenta dye, and a yellow dye. The sublimable dye contained in the thermal transfer ink layer may be any one of a yellow dye, a magenta dye and a cyan dye or a mixture thereof as long as the image to be formed is a single color.
[0098]
The above-mentioned coloring material is preferably a material having good properties as a recording material, for example, a material having a sufficient coloring density and not discoloring by light, heat, temperature or the like. In addition, carbon black, an organic pigment, an inorganic pigment, or an appropriate dye can be selected and used from various dyes according to a required color tone. The content of the coloring material in the transfer layer is not particularly limited, but is usually in the range of 5 to 70% by weight, preferably 10 to 60% by weight.
[0099]
The binder of the transfer layer is preferably composed mainly of a resin, and specific examples of the resin include an acrylic resin, a cellulose resin, a melamine resin, a polyester resin, a polyamide resin, a polyolefin resin, and an acrylic resin. Thermoplastic elastomers such as resin, styrene resin, polyamide, ethylene-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, and styrene-butadiene rubber are exemplified. Particularly, those having a relatively low softening point conventionally used as a heat-sensitive adhesive, for example, a softening point of 50 to 150 ° C are preferable.
[0100]
In addition, if necessary, a wax component can be mixed and used to such an extent that heat resistance and the like are not impaired. Examples of the wax include microcrystalline wax, carnauba wax, and paraffin wax. Furthermore, various types such as Fischer-Tropsch wax, various low molecular weight polyethylenes, wood wax, beeswax, spermaceti, Ibota wax, wool wax, shellac wax, candelilla wax, petrolactam, polyester wax, partially modified wax, fatty acid ester, fatty acid amide, etc. Wax. Among them, those having a melting point of 50 to 85 ° C. are particularly preferable. If the temperature is lower than 50 ° C., there arises a problem in storage stability.
[0101]
The transfer layer is formed by adding a colorant component and a binder component as described above, and if necessary, various additives such as a dispersant and an antistatic agent, and further adding water, an organic solvent and the like as necessary. A coating solution for forming a thermal transfer ink layer formed by mixing and adjusting a solvent component is coated with a conventionally known hot melt coat, hot lacquer coat, gravure direct coat, gravure reverse coat, die coat, microgravure coat, slide coat, slit reverse coat, curtain coat. A thickness of 0.05 to 5 μm, preferably 0.2 to 1.5 μm is provided in a dry state by a method such as knife coating, air coating, roll coating or the like. When the thickness of the dried coating film is less than 0.05 μm, a uniform ink layer cannot be obtained due to the problem of film forming properties, which causes a reduction in the abrasion of printed matter. On the other hand, when the thickness exceeds 5 μm, high energy is required at the time of print transfer, resulting in insufficient printing sensitivity.
[0102]
(Image receiving substrate)
As the image receiving substrate, a film having transparency and heat resistance is suitably used. Specific examples of such a film include polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyethylene sulfide (PES), polyimide, polyethylene naphthalate (PEN), polyvinyl chloride, polyether sulfone, polyamide imide, polyamide, and aromatic polyamide. Among them, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyether sulfone, and thin film glass are preferably used.
[0103]
Next, a comparison between a display pattern formed in the embodiment of the present invention and a display pattern formed by a conventional technique will be described.
[0104]
Using a 100 μm-thick polyethylene terephthalate (PET) film (Lumilar (registered trademark) T-60, manufactured by Toray Industries, Inc.) as a transfer sheet substrate, a coating solution having the following composition was applied to one surface of the transfer sheet substrate. Coating and drying were performed by a reverse roll coater, and a light-to-heat conversion layer and a transfer layer were laminated in this order. The coating amount is 0.8 μm for the light-to-heat conversion layer and 1.2 μm for the thermal transfer ink layer. However, the light-to-heat conversion layer was dried and cured at 120 ° C. for 3 minutes.
[0105]
Figure 2004272164
[0106]
In the display pattern formed in the embodiment of the present invention, the displacement between the TFT pattern and the color filter pattern was suppressed to 5 μm at the maximum for a display size of 200 mm width.
[0107]
On the other hand, in a display pattern formed by a photolithography method using a photomask, which is a conventional technique, the maximum displacement between the TFT pattern and the color filter pattern was 50 μm for a display size of 200 mm width.
[0108]
That is, according to the embodiment of the present invention, it is possible to form a pattern with high precision, and it is extremely remarkable that misalignment is reduced by about 90% as compared with the related art such as exposure through a photomask. Effect was obtained.
[0109]
As described above, the preferred embodiments of the pattern forming apparatus, the pattern forming method, and the like according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or modifications can be made within the scope of the technical idea disclosed in the present application, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. I understand.
[0110]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a pattern forming apparatus, a pattern forming method, and the like that can prevent a positional deviation from a pre-process pattern.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a pattern forming apparatus 100.
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the pattern forming apparatus 100 in forming a first layer pattern.
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the operation of a pattern forming apparatus 100 in position measurement of a pre-process pattern.
FIG. 4 is a diagram schematically showing the operation of the pattern forming apparatus 100 in drawing a new pattern.
FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the pattern forming apparatus 100 in forming a new pattern.
FIG. 6 is a view showing a base material 601 after a pre-process pattern is formed.
FIG. 7 is a view showing a base material 701 when a new pattern is formed.
FIG. 8 is a diagram showing one mode of an irradiation unit 103 (drawing apparatus) of the pattern forming apparatus 100.
FIG. 9 is a diagram showing a beam arrangement of laser beams emitted from a light valve.
FIG. 10 is a diagram showing a base material and the like at the time of laser beam irradiation.
FIG. 11 is a diagram showing a base material and the like after laser beam irradiation.
FIG. 12 is a flowchart showing a manufacturing process of a color filter.
FIG. 13 is a flowchart showing a manufacturing process of a COA (color filter on array).
[Explanation of symbols]
100 pattern forming apparatus
101 Control unit
102 Measurement part
103 irradiating unit
104 Support part
301 irradiation head
302 ... CCD camera
303 ............ Base material
304 ... Suction mechanism
305 ……… Stage
306 ... Transfer sheet
307 ... Laser beam
601, 701 ..... substrate
602 ...... Alignment mark
603: Pre-process pattern
604: Pixel pitch (pre-process pattern)
703 ……… New pattern
704: Pixel pitch (new pattern)
804 Light bulb
806 Irradiation head

Claims (14)

ビーム照射を行うことによりパターンの形成を行うパターン形成装置であって、
基材上の前工程パターンの位置を測定し測定データとして保持する測定手段と、
前記測定データに基づいて新たなパターンの描画位置に関する描画データを算出する描画データ算出手段と、
前記描画データに基づいて前記ビーム照射を行う照射手段と、
を具備することを特徴とするパターン形成装置。
A pattern forming apparatus that forms a pattern by performing beam irradiation,
Measuring means for measuring the position of the pre-process pattern on the base material and holding it as measurement data,
A drawing data calculation unit that calculates drawing data related to a drawing position of a new pattern based on the measurement data;
Irradiation means for performing the beam irradiation based on the drawing data,
A pattern forming apparatus comprising:
ビーム照射を行うことによりパターンの形成を行うパターン形成装置であって、
基材上の前工程パターンの位置を測定し測定データとして保持する測定手段と、
前記測定データに基づいて新たなパターンの描画位置に関する描画データを算出する描画データ算出手段と、
前記基材上に積層される感光性物質に対して、前記描画データに基づいて前記ビーム照射を行い露光する照射手段と、
露光後の感光性物質を現像する現像手段と、
を具備することを特徴とするパターン形成装置。
A pattern forming apparatus that forms a pattern by performing beam irradiation,
Measuring means for measuring the position of the pre-process pattern on the base material and holding it as measurement data,
A drawing data calculation unit that calculates drawing data related to a drawing position of a new pattern based on the measurement data;
Irradiation means for exposing the photosensitive material to be laminated on the base material by performing the beam irradiation based on the drawing data,
Developing means for developing the photosensitive material after exposure,
A pattern forming apparatus comprising:
ビーム照射を行うことによりパターンの形成を行うパターン形成装置であって、
基材上の前工程パターンの位置を測定し測定データとして保持する測定手段と、
前記測定データに基づいて新たなパターンの描画位置に関する描画データを算出する描画データ算出手段と、
前記基材上に積層される熱溶融物質に対して、前記描画データに基づいて前記ビーム照射を行いエネルギーを加える照射手段と、
を具備することを特徴とするパターン形成装置。
A pattern forming apparatus that forms a pattern by performing beam irradiation,
Measuring means for measuring the position of the pre-process pattern on the base material and holding it as measurement data,
A drawing data calculation unit that calculates drawing data related to a drawing position of a new pattern based on the measurement data;
Irradiating means for applying energy by performing the beam irradiation based on the drawing data, for a hot melt material laminated on the base material,
A pattern forming apparatus comprising:
前記測定手段は、前記前工程パターンの画像を撮像し当該画像に基づいて前記測定データを取得することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載のパターン形成装置。4. The pattern forming apparatus according to claim 1, wherein the measurement unit captures an image of the pre-process pattern and acquires the measurement data based on the image. 5. 前記前工程パターンは、TFTパターン、ブラックマトリクスパターンの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載のパターン形成装置。4. The pattern forming apparatus according to claim 1, wherein the pre-process pattern includes at least one of a TFT pattern and a black matrix pattern. 前記基材を繰り出す供給部と、当該基材を支持する支持部と、パターン形成後の基材を回収する回収部と、を具備することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載のパターン形成装置。4. The apparatus according to claim 1, further comprising a supply unit that feeds out the base material, a support unit that supports the base material, and a collection unit that collects the base material after pattern formation. 5. A pattern forming apparatus according to any one of the above. 前記新たなパターンは、カラーフィルタパターンを含むことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかに記載のパターン形成装置。The pattern forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the new pattern includes a color filter pattern. ビーム照射を行うことによりパターンの形成を行うパターン形成方法であって、
基材上の前工程パターンの位置を測定し測定データとして保持する測定工程と、
前記測定データに基づいて新たなパターンの描画位置に関する描画データを算出する描画データ算出工程と、
前記描画データに基づいて前記ビーム照射を行う照射工程と、
を具備することを特徴とするパターン形成方法。
A pattern forming method for forming a pattern by performing beam irradiation,
A measurement step of measuring the position of the pre-process pattern on the base material and holding it as measurement data,
A drawing data calculation step of calculating drawing data for a drawing position of a new pattern based on the measurement data;
An irradiation step of performing the beam irradiation based on the drawing data;
A pattern forming method, comprising:
ビーム照射を行うことによりパターンの形成を行うパターン形成方法であって、
基材上の前工程パターンの位置を測定し測定データとして保持する測定工程と、
前記測定データに基づいて新たなパターンの描画位置に関する描画データを算出する描画データ算出工程と、
前記基材上に積層される感光性物質に対して、前記描画データに基づいて前記ビーム照射を行い露光する照射工程と、
露光後の感光性物質を現像する現像工程と、
を具備することを特徴とするパターン形成方法。
A pattern forming method for forming a pattern by performing beam irradiation,
A measurement step of measuring the position of the pre-process pattern on the base material and holding it as measurement data,
A drawing data calculation step of calculating drawing data for a drawing position of a new pattern based on the measurement data;
An irradiation step of exposing and performing the beam irradiation based on the drawing data, for a photosensitive material laminated on the base material,
A developing step of developing the photosensitive material after exposure,
A pattern forming method, comprising:
ビーム照射を行うことによりパターンの形成を行うパターン形成方法であって、
基材上の前工程パターンの位置を測定し測定データとして保持する測定工程と、
前記測定データに基づいて新たなパターンの描画位置に関する描画データを算出する描画データ算出工程と、
前記基材上に積層される熱溶融物質に対して、前記描画データに基づいて前記ビーム照射を行いエネルギーを加える照射工程と、
を具備することを特徴とするパターン形成方法。
A pattern forming method for forming a pattern by performing beam irradiation,
A measurement step of measuring the position of the pre-process pattern on the base material and holding it as measurement data,
A drawing data calculation step of calculating drawing data for a drawing position of a new pattern based on the measurement data;
An irradiation step of applying energy by performing the beam irradiation based on the drawing data, for a heat-melted substance laminated on the base material,
A pattern forming method, comprising:
前記測定工程は、前記前工程パターンの画像を撮像し当該画像に基づいて前記測定データを取得することを特徴とする請求項8から請求項10までのいずれかに記載のパターン形成方法。The pattern forming method according to any one of claims 8 to 10, wherein in the measuring step, an image of the pre-process pattern is captured, and the measurement data is obtained based on the image. 前記前工程パターンは、TFTパターン、ブラックマトリクスの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項8から請求項10までのいずれかに記載のパターン形成方法。11. The pattern forming method according to claim 8, wherein the pre-process pattern includes at least one of a TFT pattern and a black matrix. 前記基材を繰り出す供給工程と、当該基材を支持する支持工程と、パターン形成後の基材を回収する回収工程と、を具備することを特徴とする請求項8から請求項10までのいずれかに記載のパターン形成方法。11. The method according to claim 8, further comprising: a supply step of feeding the base material, a support step of supporting the base material, and a collection step of collecting the base material after pattern formation. Or a pattern forming method. 前記新たなパターンは、カラーフィルタパターンを含むことを特徴とする請求項8から請求項10までのいずれかに記載のパターン形成方法。The pattern forming method according to any one of claims 8 to 10, wherein the new pattern includes a color filter pattern.
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