JP2004272168A - パターン形成装置、パターン形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】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。
【解決手段】パターン形成装置１００は、基材長の伸縮を測定し（ステップ９０２）、基材長の伸縮割合（（Ｌ＋ΔＬ）／Ｌ）が所定の範囲内にない領域に関しては（ステップ９０３のＮｏ）、前工程パターンの位置測定を行う（ステップ９０４）。パターン形成装置は、測定データ（基材長の伸縮の測定データ、前工程パターンの位置の測定データ）に基づいて描画データを算出し、当該描画データに基づいて新たなパターンの形成を行う（ステップ９０５）。パターン形成装置は、複数チャンネルライトバルブ、複数の照射ヘッド等を介して、異なる強度の複数のビームを同時に照射することによりパターン形成を行う。
【選択図】 図９

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２３、図２４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２３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２３０１）。
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２３０２）。
【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２３０３）。
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２３０４）。
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２４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２４０１）、着色層の形成（ステップ２４０２）、ＢＭの形成（ステップ２４０３）、透明電極膜の形成（ステップ２４０４）、カラムスペーサの形成（ステップ２４０５）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あるいは前記基材上のマーク間距離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複数のビームを一括して照射する照射手段と、を具備することを特徴とするパターン形成装置である。
【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あるいは前記基材上のマーク間距離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複数のビームを一括して照射する。
【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、複数チャンネルライトバルブ、複数の照射ヘッド等を設け、これらのライトバルブ、照射ヘッド等を介して、複数のビームを同時に照射するようにしてもよい。
【００１７】
また、パターン形成装置は、前工程パターンの位置の測定、マーク間距離の測定において、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、基材上のマーク（アライメントマーク）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。
【００１８】
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。
【００１９】
第１の発明では、パターン形成装置は、複数チャンネルライトバルブ、複数の照射ヘッド等を介して、異なる強度の複数のビームを同時に照射することができる。従って、パターン形成装置は、ライトバルブにおいて、描画領域に対応するピクセルのＯＮ・ＯＦＦ、使用ビーム数（ビーム発信ピクセル数）等を制御することにより、高精度かつ迅速に、パターン形成を行うことができる。
【００２０】
また、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あるいは前工程パターンと共に形成されたマーク（アライメントマーク等）間距離の伸縮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。
【００２１】
パターン形成装置は、描画寸法の補正において、例えば、前工程パターンと共に形成されたマーク（アライメントマーク等）間距離の伸縮から基材の伸縮割合を算出し、この伸縮割合を新たなパターンの設計寸法に掛け合わせて描画寸法を算出したりする。すなわち、パターン形成装置は、基材全体において一様に伸縮が生じたものと近似して新たなパターンの描画寸法を算出する。
【００２２】
また、パターン形成装置は、マーク間距離の測定データが所定の範囲以上の伸縮を示す場合にのみ前工程パターンの位置を測定し、この前工程パターンの位置の測定データを用いて描画データを算出するようにしてもよい。
この場合、パターン形成装置は、基材長の伸縮割合が所定の範囲内にある領域に関しては、前工程パターンの位置測定を行わないので、基材上の全ての領域について前工程パターンの位置測定を行う必要がなく、処理の迅速性を向上させることができる。
尚、基材長の伸縮割合についての所定の範囲は、パターン形成の要求精度等に応じて設定することができる。
【００２３】
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あるいは前記基材上のマーク間距離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複数のビームを一括して照射して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。
【００２４】
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。
【００２５】
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あるいは前記基材上のマーク間距離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複数のビームを一括して照射して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。
【００２６】
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。
【００２７】
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あるいは前記基材上のマーク間距離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複数のビームを一括して照射する照射工程と、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。
【００２９】
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あるいは前記基材上のマーク間距離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複数のビームを一括して照射して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。
【００３０】
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。
【００３１】
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あるいは前記基材上のマーク間距離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複数のビームを一括して照射して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。
【００３２】
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。
【００３３】
【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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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、基材長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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
次に、図２〜図９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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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７のアライメントマーク７０２参照。）。
【００５０】
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。
【００５１】
図３〜図８を参照しながら、新たなパターンの形成（基材長の伸縮の測定、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。
【００５２】
図３は、基材長の伸縮の測定、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。
【００５３】
図５は、新たなパターン形成（基材長の伸縮の測定等）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。
図６は、新たなパターン形成（前工程パターンの位置測定等）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。
【００５４】
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、ステップ６０１）。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。
【００５５】
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、アライメントマークの画像データ、前工程パターンの画像データ等を取得する（ステップ５０２、ステップ６０２）。
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、基材長に関する測定データ、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、ステップ６０３）。
尚、基材長に関する測定データに関しては、アライメントマーク間距離を測定することにより取得することができる。
【００５６】
上記ステップ５０１〜ステップ５０３、ステップ６０１〜ステップ６０３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。
【００５７】
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、ステップ６０４）。
パターン形成装置１００は、ＣＣＤカメラ３０２を待避し（ステップ５０５、ステップ６０５）、転写シート３０６を基材３０３上に積層する（ステップ５０６、ステップ６０６）。
【００５８】
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、ステップ６０７）。
【００５９】
上記ステップ５０４〜ステップ５０７、ステップ６０４〜ステップ６０７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。
【００６０】
図７は、前工程パターン（ＴＦＴパターン、ＢＭパターン等）７０３の形成後の基材７０１を示す図である。
図８は、新たなパターン（カラーフィルタパターン等）８０３の形成時の基材８０１を示す図である。
【００６１】
図７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７０１上に形成されたアライメントマーク７０２の画像データ、前工程パターン７０３の画像データを取得し、画像処理を行って基材長７０７等の基材長に関する測定データ、画素間ピッチ７０４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。
【００６２】
基材長の測定データに関しては、図７、図８に示すように、基材長７０７の設計寸法が（Ｌ）、測定寸法が（Ｌ＋ΔＬ）であり、新たなパターン８０３における画素間ピッチの設計寸法が（ａ）である場合、パターン形成装置１００は、新たなパターン８０３における画素間ピッチ８０４の描画寸法を（ｐ＝ａ×（Ｌ＋ΔＬ）／Ｌ）とし、照射ヘッド８０２により基材８０１上を走査し、新たなパターン８０３の描画を行う。
すなわち、パターン形成装置１００は、基材長７０７方向に関して一様に伸び率（Ｌ＋ΔＬ）／Ｌ）の伸び（あるいは、縮み）が生じたものと近似して描画寸法を算出する。
【００６３】
前工程パターンの測定データに関しては、図７、図８に示すように、前工程パターン７０３における画素間ピッチ７０４の設計寸法が（ａ）であり、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８０３における画素間ピッチ８０４の描画寸法を（ａ＋Δａ）とし、照射ヘッド８０２により基材８０１上を走査し、新たなパターン８０３の描画を行う。
【００６４】
尚、照射ヘッド８０２による走査は、ステージをステージ移動方向８０５（Ｘ方向）に、照射ヘッドをヘッド移動方向８０６（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。
【００６５】
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、基材長の伸び（あるいは、縮み）、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。
【００６６】
尚、基材長の伸縮の測定に関しては、アライメントマーク間距離を測定することにより行う。この場合、基材の特定の部分のみならず、複数の部分について行うことができる。すなわち、基材の全長等に限定する必要はなく、測定を行う部分にアライメントマークを付すことにより、基材の任意の部分について基材長の測定を行うことができる。
【００６７】
また、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７：基準点７０５、基準線７０６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。
【００６８】
尚、前工程パターンの形成、基材長の伸縮の測定、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。
【００６９】
次に、図９を参照しながら、基材長の伸縮の測定、前工程パターンの測定を関連付けて行う場合について説明する。
図９は、新たなパターン形成（基材長の伸縮割合の判定等）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。
【００７０】
パターン形成装置１００は、（１）図５に示す過程を経て、基材長の伸縮の測定及び当該測定データに基づく描画データの算出等の処理を行い、（２）図６に示す過程を経て、前工程パターンの測定及び当該測定データに基づく描画データの算出等の処理を行う。すなわち、（１）基材長の伸縮の測定等に係る処理、（２）前工程パターンの位置測定等に係る処理を互いに独立したものとして説明したが、パターン形成装置１００は、これらの処理を必要に応じて選択して行うようにしてもよい。図９の処理工程は、これらの処理の関連付けの一態様を示すものである。
【００７１】
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９０１）（ステップ５０１、ステップ６０１に相当。）。
パターン形成装置１００は、基材長の伸縮を測定する（ステップ９０２）（ステップ５０２〜ステップ５０３に相当。）。
【００７２】
パターン形成装置１００は、基材長の伸縮割合（（Ｌ＋ΔＬ）／Ｌ）が所定の範囲内にない場合（例えば、基材長の伸び率が１／１０００以上である場合等）（ステップ９０３のＮｏ）、前工程パターンの位置測定を行う（ステップ９０４）（ステップ６０２〜ステップ６０３に相当。）。
【００７３】
パターン形成装置１００は、測定データ（基材長の伸縮の測定データ、前工程パターンの位置の測定データ）に基づいて描画データを算出し、当該描画データに基づいて新たなパターンの形成を行う（ステップ９０５）（ステップ５０４〜ステップ５０７、ステップ６０４〜ステップ６０７に相当。）。
【００７４】
以上の過程を経て、パターン形成装置は、基材長の伸縮を測定し、伸縮割合が所定の範囲内にない領域に関しては前工程パターンの位置測定を行う。
従って、パターン形成装置は、基材長の伸縮割合が所定の範囲内にある領域に関しては、前工程パターンの位置測定を行わないので、基材上の全ての領域について前工程パターンの位置測定を行う必要がなく、処理の迅速性を向上させることができる。
尚、基材長の伸縮割合についての所定の範囲は、パターン形成の要求精度等に応じて設定することができる。
【００７５】
次に、図１０〜図１３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。
【００７６】
図１０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１１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１２は、レーザビーム照射時の基材等を示す図である。
図１３は、レーザビーム照射後の基材等を示す図である。
【００７７】
図１０に示す照射部１０３（レーザ転写装置）は、レーザ光源１００１、光学レンズ１００２、ハーフミラー１００３、ライトバルブ１００４、光学レンズ１００５、照射ヘッド１００６等から構成される。
【００７８】
レーザ光源１００１から射出されたレーザ光は光学レンズ１００２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１００３を通過し、ライトバルブ１００４に照射される。
【００７９】
ライトバルブ１００４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。
【００８０】
ライトバルブ１００４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１００４において正反射したレーザ光は、再びハーフミラー１００３を経て光学レンズ１００５へ発信され、レーザビーム１００７として照射ヘッド１００６から基材１００９上に積層される転写シート１００８にパターン照射される。
【００８１】
図１１に示すように、ライトバルブ１００４において、２次元のビーム配列１０１０が形成される。パターン形成装置は、ヘッドスキャン方向１０１１（Ｙ方向）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出来る。
例えば、領域１０１２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１０１３では、使用ビーム数が２（ビーム発信ピクセル数２）である。
【００８２】
図１２に示すように、レーザビーム１００７は、照射ヘッド１００６から転写シート１００８の裏面の転写シート基材１０１４側から照射される。転写シート１００８は、転写シート基材１０１４、光熱変換層１０１５、転写層１０１６等により構成される。転写シート１００８及び基材１００９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。
【００８３】
レーザビーム１００７は、転写シート基材１０１４を経て光熱変換層１０１５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１０１６が基材１００９上に転写される。
図１３に示すように、レーザビーム１００７が照射された部分において、転写層１０１７（転写後）が基材１００９に転写される。
【００８４】
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。
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。
【００８５】
次に、図１４〜図２２を参照しながら、マルチヘッド、マルチビームによるパターンの描画、パターンの形成について説明する。
上述のパターン形成装置において、照射ヘッドの数、レーザビームの数については、単一の照射ヘッド、単一のレーザビームに限定されない。
パターン形成装置は、複数の照射ヘッドを具備してもよいし、複数のレーザビームを同時に照射することによりパターンの描画、パターンの形成を行うこともできる（マルチヘッド、マルチビーム）。
【００８６】
図１４は、ライトバルブから発信されるレーザビーム（ビーム配列１４０１）の入射エネルギープロファイル、反射エネルギープロファイルを示す図である。
【００８７】
ライトバルブは、複数のレーザビームを制御するものであり、例えば、複数のマイクロミラーにより構成される回折型ライトバルブである。
パターン形成装置は、パターンの描画データを算出すると、当該描画データに基づいてライトバルブの各マイクロミラーを制御し、各マイクロミラー毎のビーム発信ピクセルをＯＮあるいはＯＦＦする。
【００８８】
ライトバルブは、パターンを描画する領域に関しては、ピクセルをＯＮにし、レーザ光源から入射されたレーザ光を正反射する（ピクセル（ＯＮ）１４０４）。
ライトバルブは、パターンを描画しない領域に関しては、ピクセルをＯＦＦにし、レーザ光源から入射されたレーザ光を正反射させない（ピクセル（ＯＦＦ）１４０５）。
【００８９】
ライトバルブの各マイクロミラーにより正反射されたレーザ光は、所定のビーム配列をなす複数のレーザビームとなって発信される。この場合、各レーザビームの照射エネルギー分布は、トップハット形状をなす。
【００９０】
図１４に示すように、ライトバルブは、レーザ光源から入射エネルギープロファイル１４０２のレーザ光がライトバルブに入射すると、ＯＮのピクセル（ビーム発信ピクセル）から、ビーム配列１４０１、反射エネルギープロファイル１４０３のレーザビームを発信する。各ピクセルから発信されるレーザビームの照射エネルギー分布は、それぞれ、トップハット形状１４０６をなす。
【００９１】
このように、ライトバルブから発信される各レーザビームは、それぞれ所定の領域においてトップハット形状のエネルギー分布を有する。従って、基材上のパターン描画領域に対して露光を行う場合、パターン形成装置は、ライトバルブを制御して描画領域に対応するピクセルをＯＮにすることにより、同時かつ均一に、ひいては、高精度かつ迅速に、当該描画領域に対してエネルギーを与えてパターン形成を行うことができる。
【００９２】
図１５〜図１７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。
ピクセル（ＯＮ）１５０２、ピクセル（ＯＮ）１６０２、ピクセル（ＯＮ）１７０２は、ＯＮのピクセル（ビーム発信ピクセル）を示す。
ピクセル（ＯＦＦ）１５０３、ピクセル（ＯＦＦ）１６０３、ピクセル（ＯＦＦ）１７０３は、ＯＦＦのピクセル（ビーム非発信ピクセル）を示す。
【００９３】
図１４に示すように、複数のマイクロミラーが１列に構成される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は、各ピクセルが１列をなす。
一方、図１５〜図１７に示すように、複数のマイクロミラーが２次元配列されて構成される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１５０１、ビーム配列１６０１、ビーム配列１７０１は、各ピクセルが２次元配列をなす。
【００９４】
この場合、パターン形成装置は、ヘッドスキャン方向（１５０４、１６０４、１７０４）（Ｙ方向）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。
【００９５】
例えば、ビーム配列１５０１に関して、領域１５０５では、使用ビーム数が２（ビーム発信ピクセル数２）である。
例えば、ビーム配列１６０１に関して、領域１６０５では、使用ビーム数が４（ビーム発信ピクセル数４）である。
例えば、ビーム配列１７０１に関して、領域１７０５では、使用ビーム数が０（ビーム発信ピクセル数０）である。
【００９６】
このように、ライトバルブから発信される各レーザビームは、それぞれ所定の領域毎に異なるエネルギー強度とすることができる。
すなわち、基材上のパターン描画領域に対して露光を行う場合、パターン形成装置は、ライトバルブにおいて、照射エネルギー強度に応じた数のピクセルをＯＮにすることにより使用ビーム数（ビーム発信ピクセル数）を制御する。
従って、パターン形成装置は、同時かつ均一に、ひいては、高精度かつ迅速に、基材上の描画領域毎に異なる強度のエネルギーを与えてパターン形成を行うことができる。
【００９７】
図１８は、基材上にカラーフィルタ等の着色層が形成される画素１８０１を示す図である。
図１９は、画素１８０１のコンタクトホール付近の断面図である。
【００９８】
パターン形成装置は、パターン描画領域に応じて、基材１８１０を支持するステージ、照射ヘッドを、それぞれ、ステージ移動方向１８０９（Ｘ方向）、ヘッドスキャン方向１８０８（Ｙ方向）に移動し、基材１８１０上に積層された転写シートにレーザビームを照射することにより、基材１８１０上の画素１８０１に着色層（通常部）１８０２、着色層（エッジ強調部）１８０３、コンタクトホール１８０４等を形成する。
【００９９】
パターン形成装置は、照射ヘッドがヘッド位置Ａ１８０５にある場合、ビーム配列１５０１のレーザビームを照射し、照射ヘッドがヘッド位置Ｂ１８０６にある場合、ビーム配列１６０１のレーザビームを照射し、照射ヘッドがヘッド位置Ｃ１８０７にある場合、ビーム配列１７０１のレーザビームを照射する。
【０１００】
すなわち、パターン形成装置は、着色層（通常部）１８０２の描画領域には、使用ビーム数を２（ビーム発信ピクセル数２）としてレーザビームを照射し、着色層（エッジ強調部）１８０３の描画領域には、使用ビーム数を４（ビーム発信ピクセル数４）としてレーザビームを照射し、コンタクトホール１８０４の領域には、使用ビーム数を０（ビーム発信ピクセル数０）としてレーザビームを照射しない。
【０１０１】
図１４〜図１７について上述したように、パターン形成装置は、基材上の描画領域毎に異なる強度のエネルギーを同時かつ均一に与えることができるので、ヘッドスキャン方向１８０８（Ｙ方向）に関しては、一時に、着色層（通常部）１８０２、着色層（エッジ強調部）１８０３、コンタクトホール１８０４等を形成することができる。
【０１０２】
図２０は、基材上にカラーフィルタ等の着色層、カラムスペーサが形成される画素２００１を示す図である。
図２１は、画素２００１のカラムスペーサ付近の断面図である。
【０１０３】
パターン形成装置は、着色層形成と同様の工程により、カラムスペーサ、保護層等の形成を行うことができる。
例えば、パターン形成装置は、基材２００５上に着色層２００２等を形成した後、カラムスペーサ（１層目）２００３、カラムスペーサ（２層目）２００４等を順に形成する。
【０１０４】
パターン形成装置は、図１８、図１９の着色層の形成と同様に、２次元のビーム配列の複数のレーザビームを照射することにより、カラムスペーサ（１層目）２００３、カラムスペーサ（２層目）２００４等を形成することができる。
【０１０５】
図２２は、ＣＯＡ（カラーフィルタ・オン・アレイ）２２０１を用いた液晶パネル２２００の断面図である。
ＣＯＡ２２０１は、ＴＦＴ２２０３のパターンが形成された基材２２０２（ＴＦＴアレイ）上に、着色層（Ｒｅｄ、Ｂｌｕｅ、Ｇｒｅｅｎ）２２０４、コンタクトホール２２０５、ＢＭ（ブラックマトリクス）２２０６、透明保護層２２０７、透明電極（ＩＴＯ）２２０８、カラムスペーサ２２０９等が順に形成されたものである。
【０１０６】
液晶パネル２２００は、ＣＯＡ２２０１と透明電極（ＩＴＯ）２２１１が形成された基材２２１０とを貼合し、両者間に液晶２２１２を封入することにより製作される。
【０１０７】
このような液晶パネル２２００の製作において、パターン形成装置は、上述したマルチヘッド、マルチビームによるレーザ光の照射により、高精度かつ迅速に、着色層２２０４、コンタクトホール２２０５、ＢＭ２２０６、透明保護層２２０７、カラムスペーサ２２０９等を描画、転写、形成することができる。
【０１０８】
すなわち、レーザヘッドとして、多チャンネルライトバルブを用いることにより、複数の高精度のレーザビームを同時に発信できるため、高精度パターンを高速で転写できる。従って、カラーフィルタ上にカラムスペーサ（ＣＳ）や、カラーフィルタオンアレイ（ＣＯＡ）のコンタクトホール等を高速に形成することができる。また、レーザビームのエネルギープロファイルがトップハット形成しやすいことから、高精度の転写パターン形状が得られる。
【０１０９】
尚、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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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１０等において先述した。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
（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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
（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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
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出来る。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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
（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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
＜光熱変換層塗工液＞
・カーボンブラック １部
・ポリエステル樹脂 ３部
（東洋紡績株式会社製、バイロン（登録商標）２９０）
・イソシアネート ０．６部
（武田薬品工業株式会社製、タケネート（登録商標））
・メチルエチルケトン／トルエン（１／１） ３５．４部
＜転写層塗工液＞
・アントラキノン顔料 ３部
・スチレン−アクリル共重合体 ６部
（ハイマー（登録商標）ＳＢＭ−１００：三洋化成株式会社製）
・トルエン ９１部
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
【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】基材長の伸縮の測定、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（基材長の伸縮の測定等）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】新たなパターン形成（前工程パターンの位置測定等）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７】前工程パターンの形成後の基材７０１を示す図
【図８】新たなパターンの形成時の基材８０１を示す図
【図９】新たなパターン形成（基材長の伸縮割合の判定等）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１０】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１１】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１２】レーザビーム照射時の基材等を示す図
【図１３】レーザビーム照射後の基材等を示す図
【図１４】ライトバルブから発信されるレーザビーム（ビーム配列１４０１）の入射エネルギープロファイル、反射エネルギープロファイルを示す図
【図１５】複数のマイクロミラーが２次元配列されて構成される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（ヘッド位置Ａ）
【図１６】複数のマイクロミラーが２次元配列されて構成される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（ヘッド位置Ｂ）
【図１７】複数のマイクロミラーが２次元配列されて構成される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（ヘッド位置Ｃ）
【図１８】基材上にカラーフィルタ等の着色層が形成される画素１８０１を示す図
【図１９】画素１８０１のコンタクトホール付近の断面図
【図２０】基材上にカラーフィルタ等の着色層、カラムスペーサが形成される画素２００１を示す図
【図２１】画素２００１のカラムスペーサ付近の断面図
【図２２】ＣＯＡ（カラーフィルタ・オン・アレイ）２２０１を用いた液晶パネル２２００の断面図
【図２３】カラーフィルタの製造工程を示すフローチャート
【図２４】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
７０１、８０１………基材
７０２………アライメントマーク
７０３………前工程パターン
７０４………画素間ピッチ（前工程パターン）
７０７………基材長
８０３………新たなパターン
８０４………画素間ピッチ（新たなパターン）
１００４………ライトバルブ
１００６………照射ヘッド
１４０１、１５０１、１６０１、１７０１………ビーム配列
１４０２………入射エネルギープロファイル
１４０３………反射エネルギープロファイル
１４０４、１５０２、１６０２、１７０２………ピクセル（ＯＮ）
１４０５、１５０３、１６０３、１７０３………ピクセル（ＯＦＦ）
１４０６………トップハット形状
１８０１………画素
１８０２………着色層（通常部）
１８０３………着色層（エッジ強調部）
１８０４………コンタクトホール
１８１０………基材
２００１………画素
２００２………着色層
２００３………カラムスペーサ１層目
２００４………カラムスペーサ２層目
２００５………基材
２２００………液晶パネル
２２０１………ＣＯＡ（カラーフィルタ・オン・アレイ）

Claims (20)

1. 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あるいは前記基材上のマーク間距離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複数のビームを一括して照射する照射手段と、
   を具備することを特徴とするパターン形成装置。
2. 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あるいは前記基材上のマーク間距離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複数のビームを一括して照射して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。
3. 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あるいは前記基材上のマーク間距離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複数のビームを一括して照射して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。
4. 前記照射手段は、複数チャンネルライトバルブを備え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。
5. 前記照射手段は、複数の照射ヘッドを備え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。
6. 前記描画データ算出手段は、前記基材の伸縮割合に基づいて前記描画データを算出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。
7. 前記測定手段は、前記マーク間距離の測定データが所定の範囲以上の伸縮を示す場合にのみ前記前工程パターンの位置を測定し、
   前記描画データ算出手段は、前記マーク間距離の測定データが所定の範囲以上の伸縮を示す場合、前記前工程パターンの位置の測定データを用いて前記描画データを算出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。
8. 前記測定手段は、前記前工程パターンあるいは前記基材上のマーク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。
9. 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。
10. 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。
11. 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あるいは前記基材上のマーク間距離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複数のビームを一括して照射する照射工程と、
    を具備することを特徴とするパターン形成方法。
12. 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あるいは前記基材上のマーク間距離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複数のビームを一括して照射して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。
13. 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あるいは前記基材上のマーク間距離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複数のビームを一括して照射して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。
14. 前記照射工程は、複数チャンネルライトバルブを介して前記ビーム照射を行うことを特徴とする請求項１１から請求項１３までのいずれかに記載のパターン形成方法。
15. 前記照射工程は、複数の照射ヘッドを介して前記ビーム照射を行うことを特徴とする請求項１１から請求項１３までのいずれかに記載のパターン形成方法。
16. 前記描画データ算出工程は、前記基材の伸縮割合に基づいて前記描画データを算出することを特徴とする請求項１１から請求項１３までのいずれかに記載のパターン形成方法。
17. 前記測定工程は、前記マーク間距離の測定データが所定の範囲以上の伸縮を示す場合にのみ前記前工程パターンの位置を測定し、
    前記描画データ算出工程は、前記マーク間距離の測定データが所定の範囲以上の伸縮を示す場合、前記前工程パターンの位置の測定データを用いて前記描画データを算出することを特徴とする請求項１１から請求項１３までのいずれかに記載のパターン形成方法。
18. 前記測定工程は、前記基材上のマーク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１１から請求項１３までのいずれかに記載のパターン形成方法。
19. 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１１から請求項１３までのいずれかに記載のパターン形成方法。
20. 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１１から請求項１３までのいずれかに記載のパターン形成方法。

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