JP2007041239A - カラーフィルタの製造方法、及びカラーフィルタ並びに液晶表示装置 - Google Patents

カラーフィルタの製造方法、及びカラーフィルタ並びに液晶表示装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 フォトマスクを用いず、好適な感光性組成物を用い、ブラック画像の線幅ばらつきを極めて少なく、高精細に形成でき、低コスト、かつ表示特性に優れたカラーフィルタの製造方法、及び該製造方法により製造される表示特性に優れたカラーフィルタ、並びに該カラーフィルタを用いた液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】 感光性組成物からなり、基材の表面に位置する感光層に対し、前記感光層を露光する露光工程を含み、前記感光性組成物が、バインダー、重合性化合物、着色剤、及び光重合開始剤を含んでなり、前記着色剤に含まれる顔料の平均粒径が、大きくとも１００ｎｍであり、かつ該顔料の前記感光性組成物の固形分中の含有量が、少なくとも３０質量％であることを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、携帯端末、携帯ゲーム機、ノートパソコン、テレビモニター等の液晶表示装置（ＬＣＤ）用、ＰＡＬＣ（プラズマアドレス液晶）、プラズマディスプレイなどに好適なカラーフィルタの製造方法、及び該製造方法により製造されたカラーフィルタ並びに該カラーフィルタを用いた液晶表示装置に関する。
カラーフィルタは、液晶ディスプレイ（以下、「ＬＣＤ」、「液晶表示装置」と称することもある）に不可欠な構成部品である。この液晶ディスプレイは非常にコンパクトであり、性能面でもこれまでのＣＲＴディスプレイと同等以上であり、ＣＲＴディスプレイから置き換わりつつある。
液晶ディスプレイのカラー画像の形成は、カラーフィルタを通過した光がそのままカラーフィルタを構成する各画素の色に着色されて、それらの色の光が合成されてカラー画像を形成する。そして、現在はＲＧＢの三色の画素でカラー画像を形成している。
近年では、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の大画面化及び高精細化の技術開発が進み、その用途はノートパソコン用ディスプレイからデスクトップパソコン用モニター、更にはテレビモニター（以下、「ＴＶ」と称することもある）まで拡大されてきている。このような背景の下で、ＬＣＤにはコストダウンと表示特性向上が強く要求されるようになってきている。
このコストダウンの方向としては、単に材料のコストダウンにとどまらず、工程の簡素化が進行中であり、特に、露光のためのフォトマスクをなくすことが検討されている。
一方、表示特性向上の方向としては、１インチあたりの画素数を増やしていく高精細化などが検討されている。
特に、ＲＧＢの三色の各画素間を規定するように形成されるブラックマトリクスは、みかけの画素幅を規定しているため、該ブラックマトリクスの線幅のばらつきは、その周期性によって、モアレや、周期ムラなどの表示ムラとなりやすい。このため、ブラックマトリクスを形成するブラック画像の微細パターンを高精細に形成可能な方法が求められている。
このようなカラーフィルタの形成方法としては、一般に、感光性組成物を露光、現像することにより微細パターンを形成する、フォトリソグラフィー法が知られている。
前記フォトリソグラフィー法を行う露光装置として、フォトマスクを用いることなく、半導体レーザ、ガスレーザ等のレーザ光を、画素パターン等のデジタルデータに基づいて、感光性組成物上に直接スキャンして、パターニングを行うレーザダイレクトイメージングシステム（以下、「ＬＤＩ」と称することがある）による露光装置が研究されている（例えば、非特許文献１参照）。
しかしながら、前記ＬＤＩによる露光装置を用いた露光においては、露光ヘッドから照射される光ビームが、レンズ系の要因で光軸の中心部に比べて周辺部の光強度が低下してしまう問題や、レンズの像面湾曲、非点隔差、歪曲等により結像させた像が歪んでしまうという問題がある。また、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度のずれや、前記感光性組成物の感度や解像度などの光学特性等によって、パターン歪みによる露光量のばらつきや、解像度のばらつきや濃度のむら等が生じ、これを多重露光により軽減すると、露光回数を増やすことにより露光スピードの低下をもたらすとともに、画質の低下等の問題が発生し、露光性能低下の原因となるという問題もある。
このため、フォトマスクを用いることなく、特にブラック画像の線幅ばらつきを極めて少なく、好適な感光性組成物を用い、高精細に形成可能なカラーフィルタの製造方法、及び該カラーフィルタの製造方法により製造される表示特性に優れたカラーフィルタ、並びに該カラーフィルタを用いた液晶表示装置カラーフィルタの形成方法は未だ提供されておらず、更なる改良開発が望まれているのが現状である。
石川明人"マスクレス露光による開発短縮と量産適用化"、「エレクロトニクス実装技術」、株式会社技術調査会、Vol.18、No.6、2002年、p.74-79
本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであり、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、フォトマスクを用いることなく、好適な感光性組成物を用い、画像の線幅ばらつき（エッジラフネス）を極めて少なく、高精細に形成可能であり、低コスト、かつ表示特性に優れ、携帯端末、携帯ゲーム機、ノートパソコン、テレビモニター等の液晶表示装置（ＬＣＤ）用、ＰＡＬＣ（プラズマアドレス液晶）、プラズマディスプレイなどに好適に用いられるカラーフィルタの製造方法、及び該カラーフィルタの製造方法により製造される表示特性に優れたカラーフィルタ、並びに該カラーフィルタを用いた液晶表示装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞ 感光性組成物からなり基材の表面に位置する感光層に対して、光照射手段及び光変調手段を少なくとも備えた露光ヘッドと、前記感光層の少なくともいずれかを移動させつつ、前記光照射手段から出射された光を前記光変調手段によりパターン情報に応じて変調しながら前記露光ヘッドから照射して、前記感光層を露光する露光工程を含み、前記感光性組成物が、バインダー、重合性化合物、着色剤、及び光重合開始剤を含んでなり、前記着色剤に含まれる顔料の数平均粒径が、大きくとも１００ｎｍであり、かつ該顔料の前記感光性組成物の固形分中の含有量が、少なくとも３０質量％であることを特徴とするカラーフィルタの製造方法である。
該＜１＞に記載のカラーフィルタの製造方法においては、前記着色剤に含まれる顔料の平均粒径が、大きくとも１００ｎｍであり、かつ該顔料の前記感光性組成物の固形分中の含有量が、少なくとも３０質量％である前記感光性組成物を用いて感光層を形成し、露光工程が、前記光照射手段及び前記光変調手段を少なくとも備えた露光ヘッドと、前記感光層との少なくともいずれかを移動させつつ、前記感光層に対して、前記光照射手段から出射した光を前記光変調手段によりパターン情報に応じて変調しながら前記露光ヘッドから照射して、前記感光層を露光することにより行われるため、フォトマスクを用いることなく、前記感光層の被露光面上に前記パターン情報に基づく像が形成される。例えば、その後、前記感光層を現像することにより、高精細なパターンが形成される。
＜２＞ 光変調手段が、光照射手段からの光を受光し出射するｎ個（ただし、ｎは２以上の自然数）の２次元状に配列された描素部を有し、前記描素部をパターン情報に基づいて制御可能である前記＜１＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜３＞光変調手段が、空間光変調素子である前記＜１＞から＜２＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜４＞ 空間光変調素子が、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）である前記＜３＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜５＞ 空間光変調素子が、ミラー階調型空間変調素子である前記＜３＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜６＞ 光変調手段が、光多面鏡（ポリゴンミラー）である前記＜１＞から＜２＞に記載に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜７＞ 光照射手段が、半導体レーザ素子から生ずるレーザ光を出射するレーザ光源である前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜８＞ 光照射手段が、光を一端から入射し、入射した前記光を他端から出射する光ファイバを複数本束ねてなるバンドル状のファイバ光源である前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜９＞ 光ファイバが、２以上の光を入射し、合波して出射する前記＜８＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜１０＞ 光照射手段が、複数のレーザと、マルチモード光ファイバと、該複数のレーザからそれぞれ照射されたレーザビームを集光して前記マルチモード光ファイバに結合させるレンズ系とを有する前記＜１＞から＜９＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜１１＞ 露光ヘッドが、光照射手段からの光を集光して光変調手段に照射する集光レンズ系と、前記光変調手段により変調された光による像を感光層の被露光面上に結像する結像レンズ系とを備える前記＜１＞から＜１０＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜１２＞ 結像レンズ系が、マイクロレンズがアレイ状に配されてなるマイクロレンズアレイを含む前記＜１１＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜１３＞ 結像レンズ系が、マイクロレンズの集光位置近傍に、該マイクロレンズを経た光のみが入射するように配列されたアパーチャが配置されてなるアパーチャアレイを含む前記＜１１＞から＜１２＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜１４＞ 集光レンズ系により光照射手段から光変調手段に照射される光の照射領域内における光量に分布を持たせ、前記光変調手段により変調された光の感光層の被露光面における光量分布が均一になるように補正する前記＜１＞から＜１３＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜１５＞ 集光レンズ系が、光照射手段から出射された光を、主光線の角度に分布を有する光ビームとして光変調手段に照射する前記＜１４＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜１６＞ 光照射手段から出射された光を、集光レンズ系によりテレセントリック光として、光変調手段に照射する前記＜１４＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜１７＞ 集光レンズ系が、光軸中心から離れるに従いレンズパワーが小さくなるような非球面形状を持つ第１の光学レンズと、光軸中心から離れるに従いレンズパワーが大きくなるような非球面形状を持つ第２の光学レンズとを有する前記＜１６＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜１８＞ 集光レンズ系により、光照射手段から光変調手段に照射される光の照射領域の中心部の光量よりも周辺部の光量を増加させる前記＜１４＞から＜１７＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜１９＞ 露光が、光変調手段により変調された光の光路長を変更し、感光層の被露光面に結像する露光光の焦点を調節する焦点調節手段を用いて行われる前記＜１＞から＜１８＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜２０＞ 結像レンズ系の中央部を含む略矩形状の領域のみにおいて、光変調手段により変調された光を結像する前記＜１９＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜２１＞ 略矩形状の長辺の長さが、短辺の長さの２倍以上である前記＜２１＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜２２＞ 焦点調節手段が、光変調手段により変調された光の光軸方向の厚さが変化するように形成されたくさび型プリズムペアを有し、該くさび型プリズムペアを構成する各くさび型プリズムを移動することによって、前記変調された光を感光層の被露光面上に結像する際の焦点を調節する前記＜１９＞から＜２１＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜２３＞ 焦点調節手段が、光学系とピエゾ素子とを有し、前記光学系の間隔を、前記ピエゾ素子により調節することによって、光変調手段により変調された光を感光層の被露光面上に結像する際の焦点を調節する前記＜１９＞から＜２２＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜２４＞ 結像レンズ系が、レンズの光軸を中心に回転可能であり、前記光軸に対して垂直方向に移動可能なレンズからなる前記＜１９＞から＜２３＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜２５＞ 略矩形形状の短辺方向を、感光層のうねり方向に向けて露光する前記＜１９＞から＜２４＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜２６＞ マイクロレンズアレイの各マイクロレンズが、描素部の面の歪みによる収差を補正する非球面を有する前記＜１２＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜２７＞ 非球面がトーリック面である前記＜２６＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜２８＞ マイクロレンズアレイの各マイクロレンズが、前記画素部の面の歪みによる収差を補正する屈折率分布を有する前記＜１２＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜２９＞ マイクロレンズアレイの各マイクロレンズが、前記画素部の周辺部からの光を入射させないレンズ開口形状を有する前記＜１２＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜３０＞ マイクロレンズアレイの各マイクロレンズが、描素部の面の歪みによる収差を補正する非球面を有する前記＜２９＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜３１＞ 非球面がトーリック面である前記＜３０＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜３２＞ マイクロレンズアレイの各マイクロレンズが、前記画素部の面の歪みによる収差を補正する屈折率分布を有する前記＜２９＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜３３＞ マイクロレンズが円形のレンズ開口形状を有する前記＜２９＞から＜３２＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜３４＞ マイクロレンズの開口形状が、そのレンズ面の一部に遮光部を設けることによって規定されている前記＜２９＞から＜３３＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜３５＞ 走査方向に対し描素部の列方向が所定の設定傾斜角度θをなすように配置されてなる露光ヘッドを用い、
前記露光ヘッドについて、使用描素部指定手段により、使用可能な前記描素部のうち、Ｎ重露光（ただし、Ｎは２以上の自然数）に使用する前記描素部を指定し、
前記露光ヘッドについて、使用描素部制御手段により、前記使用描素部指定手段により指定された前記描素部のみが露光に関与するように、前記描素部の制御し、
前記感光層に対し、前記露光ヘッドを走査方向に相対的に移動させて露光を行う前記＜１＞から＜３４＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜３６＞ 露光が複数の露光ヘッドにより行われ、使用描素部指定手段が、複数の前記露光ヘッドにより形成される被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部のうち、前記ヘッド間つなぎ領域におけるＮ重露光を実現するために使用する前記描素部を指定する前記＜３５＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜３７＞ 露光が複数の露光ヘッドにより行われ、使用描素部指定手段が、複数の前記露光ヘッドにより形成される被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域以外の露光に関与する描素部のうち、前記ヘッド間つなぎ領域以外の領域におけるＮ重露光を実現するために使用する前記描素部を指定する前記＜３５＞から＜３６＞のいずれか記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜３８＞ 設定傾斜角度θが、Ｎ重露光数のＮ、描素部の列方向の個数ｓ、前記描素部の列方向の間隔ｐ、及び露光ヘッドを傾斜させた状態において該露光ヘッドの走査方向と直交する方向に沿った描素部の列方向のピッチδに対し、次式、ｓｐsinθideal≧Ｎδを満たすθidealに対し、θ≧θidealの関係を満たすように設定される前記＜３５＞から＜３７＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜３９＞ Ｎ重露光のＮが、３以上の自然数である前記＜３５＞から＜３８＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜４０＞ 使用描素部指定手段が、
描素部により生成され、被露光面上の露光領域を構成する描素単位としての光点位置を、被露光面上において検出する光点位置検出手段と、
前記光点位置検出手段による検出結果に基づき、Ｎ重露光を実現するために使用する描素部を選択する描素部選択手段と
を備える前記＜３５＞から＜３９＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜４１＞ 使用描素部指定手段が、Ｎ重露光を実現するために使用する使用描素部を、行単位で指定する前記＜３５＞から＜４０＞のいずれかに記載のパターン形成方法である。
＜４２＞ 光点位置検出手段が、検出した少なくとも２つの光点位置に基づき、露光ヘッドを傾斜させた状態における被露光面上の光点の列方向と前記露光ヘッドの走査方向とがなす実傾斜角度θ´を特定し、
描素部選択手段が、前記実傾斜角度θ´と設定傾斜角度θとの誤差を吸収するように使用描素部を選択する前記＜４０＞から＜４１＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜４３＞ 実傾斜角度θ´が、露光ヘッドを傾斜させた状態における被露光面上の光点の列方向と前記露光ヘッドの走査方向とがなす複数の実傾斜角度の平均値、中央値、最大値、及び最小値のいずれかである前記＜４２＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜４４＞ 描素部選択手段が、実傾斜角度θ´に基づき、ｔtanθ´＝Ｎ（ただし、ＮはＮ重露光数のＮを表す）の関係を満たすｔに近い自然数Ｔを導出し、ｍ行（ただし、ｍは２以上の自然数を表す）配列された描素部における１行目から前記Ｔ行目の前記描素部を、使用描素部として選択する前記＜４０＞から＜４３＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜４５＞ 描素部選択手段が、実傾斜角度θ´に基づき、ｔtanθ´＝Ｎ（ただし、ＮはＮ重露光数のＮを表す）の関係を満たすｔに近い自然数Ｔを導出し、ｍ行（ただし、ｍは２以上の自然数を表す）配列された描素部における、（Ｔ＋１）行目からｍ行目の前記描素部を、不使用描素部として特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描素部として選択する前記＜４０＞から＜４３＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
＜４６＞ 描素部選択手段が、複数の描素部列により形成される被露光面上の重複露光領域を少なくとも含む領域において、
（１）理想的なＮ重露光に対し、露光過多となる領域、及び露光不足となる領域の合計面積が最小となるように、使用描素部を選択する手段、
（２）理想的なＮ重露光に対し、露光過多となる領域の描素単位数と、露光不足となる領域の描素単位数とが等しくなるように、使用描素部を選択する手段、
（３）理想的なＮ重露光に対し、露光過多となる領域の面積が最小となり、かつ、露光不足となる領域が生じないように、使用描素部を選択する手段、及び
（４）理想的なＮ重露光に対し、露光不足となる領域の面積が最小となり、かつ、露光過多となる領域が生じないように、使用描素部を選択する手段
のいずれかである前記＜４０＞から＜４５＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜４７＞ 描素部選択手段が、複数の露光ヘッドにより形成される被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域において、
（１）理想的なＮ重露光に対し、露光過多となる領域、及び露光不足となる領域の合計面積が最小となるように、前記ヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部から、不使用描素部を特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描素部として選択する手段、
（２）理想的なＮ重露光に対し、露光過多となる領域の描素単位数と、露光不足となる領域の描素単位数とが等しくなるように、前記ヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部から、不使用描素部を特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描素部として選択する手段、
（３）理想的なＮ重露光に対し、露光過多となる領域の面積が最小となり、かつ、露光不足となる領域が生じないように、前記ヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部から、不使用描素部を特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描素部として選択する手段、及び、
（４）理想的なＮ重露光に対し、露光不足となる領域の面積が最小となり、かつ、露光過多となる領域が生じないように、前記ヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部から、不使用描素部を特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描素部として選択する手段、
のいずれかである前記＜４０＞から＜４５＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜４８＞ 使用描素部指定手段において使用描素部を指定するために、使用可能な前記描素部のうち、Ｎ重露光のＮに対し、（Ｎ−１）列毎の描素部列を構成する前記描素部、及び１／Ｎ行毎の描素部行を構成する前記描素部のいずれかのみを使用して参照露光を行う前記＜３５＞から＜４７＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜４９＞ 使用描素部指定手段が、光点位置検出手段としてスリット及び光検出器、並びに描素部選択手段として前記光検出器と接続された演算装置を有する前記＜３５＞から＜４８＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜５０＞ 光変調手段が、形成するパターン情報に基づいて制御信号を生成するパターン信号生成手段を更に有してなり、光照射手段から照射される光を該パターン信号生成手段が生成した制御信号に応じて変調させる前記＜１＞から＜４９＞のいずれかに記載のパターン形成方法である。
＜５１＞ 感光層の被露光面に対する描画画素の配置と、パターン情報に係る描画パターンとの関係で生じるジャギーのジャギーピッチ又はジャギー振幅が所定値以下となるよう、
隣接する前記描素部により描画される前記描画画素間の配列ピッチ（Ａ）、
複数の前記描画画素からなる二次元状の描画画素群の走査方向に対する傾斜角度（Ｂ）、
前記走査方向に対する前記描画画素の描画ピッチ（Ｃ）、及び
前記走査方向と略直交する方向に隣接して描画される前記描画画素の前記走査方向に対する描画位置の位相差（Ｄ）の少なくともいずれかを設定し、
前記パターン情報に従い、前記各描素部を所定のタイミングで変調制御することを特徴とする前記＜１＞から＜５０＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜５２＞ 傾斜角度（Ｂ）を、露光ヘッドの全体又は一部を回転させて変更することを特徴とする前記＜５１＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜５３＞ 配列ピッチ（Ａ）及び描画ピッチ（Ｃ）の少なくともいずれかを、前記描画面に描画される前記描画画素群の描画倍率を調整することで変更する前記＜５１＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜５４＞ 描画ピッチ（Ｃ）を、描素部による感光層の被露光面への描画タイミングを調整することにより変更する前記＜５１＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜５５＞ 描画ピッチ（Ｃ）を、感光層の被露光面に対する露光ヘッドの相対移動速度を調整することにより変更する前記＜５１＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜５６＞ 位相差（Ｄ）を、隣接する前記描素部の変調制御のタイミングを調整することにより変更する前記＜５１＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜５７＞ ジャギーピッチの前記所定値が、感光層の被露光面での前記描画画素のドット径以下に設定される前記＜５１＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜５８＞ 複数の描素部群を有し、前記各描素部群において、配列ピッチ（Ａ）、傾斜角度（Ｂ）、描画ピッチ（Ｃ）、及び位相差（Ｄ）を、個別に設定する前記＜５１＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜５９＞ 複数の描素部群を有し、前記各描素部群で生じるジャギーピッチ又はジャギー振幅の平均値が所定値以下となるよう、配列ピッチ（Ａ）、傾斜角度（Ｂ）、描画ピッチ（Ｃ）、及び位相差（Ｄ）の少なくともいずれかを設定する前記＜５１＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜６０＞ 描画パターンに応じて、配列ピッチ（Ａ）、傾斜角度（Ｂ）、描画ピッチ（Ｃ）、及び位相差（Ｄ）の少なくともいずれかを設定する前記＜５１＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜６１＞ 描画パターンの走査方向に対する傾斜角度に応じて、配列ピッチ（Ａ）、傾斜角度（Ｂ）、描画ピッチ（Ｃ）、及び位相差（Ｄ）の少なくともいずれかを設定する前記＜５１＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜６２＞ 走査方向と直交し、又は、略直交する方向の描画パターンにより生じる前記ジャギーピッチ又は前記ジャギー振幅が所定値以下となるよう、配列ピッチ（Ａ）、傾斜角度（Ｂ）、描画ピッチ（Ｃ）、及び位相差（Ｄ）の少なくともいずれかを設定する前記＜５１＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜６３＞ 少なくともオンオフ制御可能な二次元配列の制御点を感光層の被露光面上に設定し、
前記制御点と、前記感光層の被露光面上とを相対走査するとともに、前記制御点を制御して描画を行う描画方法であって、
前記制御点の略走査方向に沿った点列のピッチ（Ｅ）、
前記点列の並び方向（Ｆ）、
前記制御点の前記走査方向に対するピッチ（Ｇ）、及び
前記走査方向と略直交する方向に隣接する前記制御点の前記走査方向に対する位相差（Ｈ）の少なくともいずれかと、描画する描画パターンにより生じるジャギーの形状との相関関係を求め、
前記相関関係に基づいて、前記点列のピッチ（Ｅ）、前記点列の並び方向（Ｆ）、前記制御点の前記走査方向に対するピッチ（Ｇ）、及び前記位相差（Ｈ）の少なくともいずれかを設定又は変更する前記＜１＞から＜５０＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜６４＞ ジャギーの形状が許容範囲内となる点列のピッチ（Ｅ）、点列の並び方向（Ｆ）、制御点の走査方向に対するピッチ（Ｇ）、及び位相差（Ｈ）の少なくともいずれかの条件を選択条件として規定する前記＜６３＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜６５＞ ジャギーの形状が許容範囲外となる点列のピッチ（Ｅ）、点列の並び方向（Ｆ）、制御点の走査方向に対するピッチ（Ｇ）、及び位相差（Ｈ）の少なくともいずれかの条件を禁止条件として規定する前記＜６３＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜６６＞ ジャギーの形状は、ジャギーピッチ及びジャギー振幅の少なくともいずれかにより規定する前記＜６３＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜６７＞ 描画パターンの方向に対応して相関関係を求めることを特徴とする前記＜６３＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜６８＞ 所定の領域内に含まれる描画パターンの代表的な方向に対応して前記相関関係を求める前記＜６３＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜６９＞ 所定の領域内に含まれ、露光ヘッドの走査方向と直交し、又は、略直交する方向の描画パターンの方向を代表的な方向とし、前記代表的な方向に対応して前記相関関係を求める前記＜６３＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜７０＞ 所定の領域内の描画パターン毎に相関関係を求める前記＜６３＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜７１＞ 所定の領域内の描画パターン毎に、点列のピッチ（Ｅ）、点列の並び方向（Ｆ）、制御点の走査方向に対するピッチ（Ｇ）、及び位相差（Ｈ）の少なくともいずれかを設定又は変更する前記＜６３＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜７２＞ 相関関係を、点列のピッチ（Ｅ）、点列の並び方向（Ｆ）、制御点の走査方向に対するピッチ（Ｇ）、及び位相差（Ｈ）の少なくともいずれかから求めた計算値に基づいて求める前記＜６３＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜７３＞ 描画データに基づいて描画を行い、描画されたパターンから相関関係を計測して求める前記＜６３＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜７４＞ 少なくともオンオフ制御可能な二次元配列の制御点を感光層の被露光面上に設定し、
前記制御点と前記感光層の被露光面上とを相対走査するとともに前記制御点を制御して描画を行う描画方法であって、
前記制御点の配列状態と、描画する描画パターンにより生じるジャギーの形状との相関
関係を求め、前記相関関係に基づいて前記配列状態を設定又は変更する前記＜１＞から＜５０＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜７５＞ 少なくともオンオフ制御可能な二次元配列の制御点を感光層の被露光面上に設定し、
前記制御点と前記感光層の被露光面上とを相対走査するとともに前記制御点を制御して描画を行う描画方法であって、
描画する描画パターンにより生じるジャギーが低減されるよう、前記制御点の配列状態
を設定又は変更することを特徴とする前記＜１＞から＜５０＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜７６＞ 光変調手段により空間的可変強度を有する露光光を形成し、該露光光によりグレースケール化されたパターンを形成する前記＜１＞から＜７５＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜７７＞ 露光時間、及び露光光強度のいずれかを変調し、グレースケール化されたパターンを形成する前記＜１＞から＜７５＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜７８＞ パターン信号生成手段が生成した制御信号の速度が、光照射手段から照射されるパルス光のパルス繰り返し速度よりも大きい前記＜１＞から＜７７＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜７９＞ 感光層が、感光性組成物を基材の表面に塗布し、乾燥することにより形成される前記＜１＞から＜７８＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜８０＞ 支持体上に少なくとも一層の感光性組成物層を設けた感光性フィルムを、感光層の表面と基材とが当接するように該基材上に積層し、次いで、支持体を剥離することにより形成される前記＜１＞から＜７８＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜８１＞ 感光性組成物が、少なくとも、黒色（Ｋ）に着色されている前記＜１＞から＜８０＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜８２＞ 少なくとも、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の３原色に着色された感光性組成物を用いて、基材の表面に所定の配置で、Ｒ、Ｇ及びＢの各色毎に、順次、感光層形成工程、露光工程、及び現像工程を繰り返してカラーフィルタを形成する前記＜１＞から＜８１＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜８３＞ 赤色（Ｒ）着色に少なくとも顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４を、緑色（Ｇ）着色に顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６及び顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９の少なくともいずれかの顔料を、並びに青色（Ｂ）着色に少なくとも顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６を用いる前記＜８２＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜８４＞ 赤色（Ｒ）着色に顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４及び顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７の少なくともいずれかの顔料を、緑色（Ｇ）着色に顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６及び顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０の少なくともいずれかの顔料を、並びに、青色（Ｂ）着色に顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６及び顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３の少なくともいずれかの顔料を用いる前記＜８２＞に記載のカラーフィルタの製造方法である。
＜８５＞ 前記＜１＞から＜８４＞のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法により製造されたことを特徴とするカラーフィルタである。
＜８６＞ 前記＜８５＞に記載のカラーフィルタを用いたことを特徴とする液晶表示装置である。
本発明によると、従来における問題を解決することができ、フォトマスクを用いることなく、好適な感光性組成物を用い、画像の線幅ばらつき（エッジラフネス）を極めて少なく、高精細に形成可能であり、低コスト、かつ表示特性に優れ、携帯端末、携帯ゲーム機、ノートパソコン、テレビモニター等の液晶表示装置（ＬＣＤ）用、ＰＡＬＣ（プラズマアドレス液晶）、プラズマディスプレイなどに好適に用いられるカラーフィルタの製造方法、及び該カラーフィルタの製造方法により製造される表示特性に優れたカラーフィルタ、並びに該カラーフィルタを用いた液晶表示装置を提供することができる。また、本発明によると、現像後に観察されるムラ（塗布ムラ及び表示ムラ）が軽減できる。
（カラーフィルタの製造方法）
本発明のカラーフィルタの製造方法は、露光工程を少なくとも含んでなり、感光層形成工程と、現像工程と、更に必要に応じて適宜選択されたその他の工程を含んでなる。
本発明のカラーフィルタは、本発明の前記カラーフィルタの製造方法により製造される。
本発明の液晶表示装置は、本発明の前記カラーフィルタを用いてなり、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。
以下、本発明のカラーフィルタの製造方法の説明を通じて、本発明のカラーフィルタ及び液晶表示装置の詳細についても明らかにする。
［感光層形成工程］
前記感光層形成工程は、バインダー、重合性化合物、着色剤、及び光重合開始剤を含む感光性組成物であって、前記着色剤に含まれる顔料の平均粒径が大きくとも１００ｎｍであり、かつ該顔料の前記感光性組成物の固形分中の含有量が少なくとも３０質量％である感光性組成物を用いて基材の表面に、少なくとも、感光層を形成する工程であり、更に適宜選択されたその他の層を形成する工程である。
前記感光層、及びその他の層を形成する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、塗布により形成する方法、シート状の各層を加圧及び加熱の少なくともいずれかを行うことにより、ラミネートすることにより形成する方法、それらの併用などが挙げられる。
前記感光層形成工程としては、以下に示す第１の態様の感光層形成工程及び第２の態様の感光層形成工程が好適に挙げられる。
第１の態様の感光層形成工程としては、前記感光性組成物を基材の表面に塗布し、乾燥することにより、基材の表面に、少なくとも、感光層を形成し、更に、適宜選択されたその他の層を形成する工程が挙げられる。
第２の態様の感光層形成工程としては、前記感光性組成物をフィルム状に成形した感光性フィルム（以下、「感光性転写材料」と称することがある）を基材の表面に加熱及び加圧の少なくともいずれかの下において積層することにより、基材の表面に、少なくとも、感光層を形成し、更に、適宜選択されたその他の層を形成する工程が挙げられる。
第１の態様の感光層形成工程において、前記塗布及び乾燥の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記基材の表面に、前記感光性組成物を、水又は溶剤に溶解、乳化又は分散させて感光性組成物溶液を調製し、該溶液を直接塗布し、乾燥させることにより積層する方法が挙げられる。
前記感光性組成物溶液の溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記塗布の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スピンコーター、スリットスピンコーター、ロールコーター、ダイコーター、カーテンコーターなどを用いて、前記基材に直接塗布する方法が挙げられる。本発明においては、液が吐出する部分にスリット状の穴を有するスリット状ノズルを用いた塗布装置（スリットコータ）によって行うことが好ましい。具体的には、特開２００４−８９８５１号公報、特開２００４−１７０４３号公報、特開２００３−１７００９８号公報、特開２００３−１６４７８７号公報、特開２００３−１０７６７号公報、特開２００２−７９１６３号公報、特開２００１−３１０１４７号公報等に記載のスリット状ノズル、及びスリットコータが好適に用いられる。
前記乾燥の条件としては、各成分、溶媒の種類、使用割合等によっても異なるが、通常６０〜１１０℃の温度で３０秒間〜１５分間程度である。
前記感光層の光学特性としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、吸光度、厚みなどにより表すことができる。
前記吸光度は、透過率の常用対数、即ち、吸光度＝−ｌｏｇ（Ｔ／１００）で表される。ただし、Ｔは、試料に当てる光の強さをＸとし、試料を通過した後の光の強さをＹとしたとき、Ｔ＝Ｘ／Ｙで表される。例えば、透過率＝８５．３％とすると、吸光度（ａｂｓ）＝−ｌｏｇ（８５．３／１００）＝０．０６９となる。
該吸光度は、黒画像用感光材料の場合には、記録するに際して、使用するレーザ光のピーク波長における前記感光層の吸光度を言い、黒以外の画像用感光材料の場合には、３５０〜７５０ｎｍにおいて透過率が最大となるピーク波長における前記感光層の吸光度を言い、例えば、公知の分光光度計を用いて測定を行うことができ、（株）島津製作所製ＵＶ−分光光度計ＵＶ−２４０などを用いることができる。また、前記吸光度は支持体込みのものから支持体単独の値を差し引いた値で表される。
前記感光層の厚みは、塗布された材料をエポキシ樹脂により包埋、その後クライオミクロトーム切削して断面をＳＥＭ観察などにより、読み取ることができる。
前記感光層は記録に用いるレーザ光の吸収波長、又は透過率が最大になるピーク波長における該感光層の吸光度をＡとし、該感光層の厚みをＸ（μｍ）とすると、前記感光層の光学特性は、Ａ／Ｘとして表すことができる。前記Ａ／Ｘの値としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、黒画像用感光材料の場合には、２．０〜５．０が好ましく、２．４〜４．６がより好ましく、３．０〜４．４が特に好ましい。また、黒以外の画像用感光材料の場合には、１．０〜２．８が好ましく、１．３〜２．５がより好ましく、１．６〜２．２が特に好ましい。前記Ａ／Ｘが、１．０未満であると、画像表示に充分な濃度が得られないことがあり、５．０を超えると露光による膜硬化が不充分で現像性が得られないことがある。もちろん画像表示に光学濃度が必要ない場合は、１．０より小さい値でもよい。
前記感光層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、０．５〜１０μｍが好ましく、０．６〜６μｍがより好ましく、０．８〜４μｍが特に好ましい。
第１の態様の感光層形成工程において形成されるその他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、酸素遮断層、剥離層、接着層、光吸収層、表面保護層などが挙げられる。
前記その他の層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記感光層上に塗布する方法、シート状に形成されたその他の層を積層する方法などが挙げられる。
前記第２の態様の感光層形成工程において、基材の表面に感光層、及び必要に応じて適宜選択されるその他の層を形成する方法としては、前記基材の表面に支持体と該支持体上に感光性組成物が積層されてなる感光層と、必要に応じて適宜選択されるその他の層とを有する感光性フィルム（感光性転写材料）を加熱及び加圧の少なくともいずれかを行いながら積層する方法が挙げられ、支持体上に感光性組成物が積層されてなる感光性フィルムを、該感光性組成物が基材の表面側となるように積層し、次いで、支持体を感光性組成物上から剥離する方法が好適に挙げられる。
前記支持体を剥離することにより、支持体による光の散乱や屈折の等影響により、感光性組成物層上に結像させる像にボケ像が生じることが防止され、所定のパターンが高解像度で得られる。
なお、前記感光性フィルムが、後述する保護フィルムを有する場合には、該保護フィルムを剥離し、前記基材に前記感光層が重なるようにして積層するのが好ましい。
前記加熱温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、７０〜１６０℃が好ましく、８０〜１１０℃がより好ましい。
前記加圧の圧力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、０．０１〜１．０ＭＰａが好ましく、０．０５〜１．０ＭＰａがより好ましい。
前記加熱及び加圧の少なくともいずれかを行う装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヒートプレス、ヒートロールラミネーター（例えば、（株）日立インダストリイズ製、ＬａｍｉｃＩＩ型）、真空ラミネーター（例えば、名機製作所製、ＭＶＬＰ５００）などが好適に挙げられる。
前記支持体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記感光層を剥離可能であり、かつ光の透過性が良好であるのが好ましく、更に表面の平滑性が良好であるのがより好ましい。
前記支持体の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、４〜３００μｍが好ましく、５〜１７５μｍがより好ましく、１０〜１００μｍが特に好ましい。
前記支持体の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、長尺状が好ましい。前記長尺状の支持体の長さとしては、特に制限はなく、例えば、１０ｍ〜２０，０００ｍの長さのものが挙げられる。
前記支持体は、合成樹脂製であり、かつ透明であるものが好ましく、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、三酢酸セルロース、二酢酸セルロース、ポリ（メタ）アクリル酸アルキルエステル、ポリ（メタ）アクリル酸エステル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリスチレン、セロファン、ポリ塩化ビニリデン共重合体、ポリアミド、ポリイミド、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリトリフルオロエチレン、セルロース系フィルム、ナイロンフィルム等の各種のプラスチックフィルムが挙げられ、これらの中でも、ポリエチレンテレフタレートが特に好ましい。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
なお、前記支持体としては、例えば、特開平４−２０８９４０号公報、特開平５−８０５０３号公報、特開平５−１７３３２０号公報、特開平５−７２７２４号公報などに記載の支持体を用いることもできる。
前記感光性フィルムにおける感光層の形成は、前記基材への前記感光性組成物溶液の塗布及び乾燥（前記第１の態様の感光層形成方法）と同様な方法で行うことができる。
前記保護フィルムは、前記感光層の汚れや損傷を防止し、保護する機能を有するフィルムである。
前記保護フィルムの厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、５〜１００μｍが好ましく、８〜５０μｍがより好ましく、１０〜４０μｍが特に好ましい。
前記保護フィルムの前記感光性フィルムにおいて設けられる箇所としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、通常、前記感光層上に設けられる。
前記保護フィルムを用いる場合、前記感光層及び前記支持体の接着力Ａと、前記感光層及び保護フィルムの接着力Ｂとの関係としては、接着力Ａ＞接着力Ｂであることが好適である。
前記支持体と前記保護フィルムとの静摩擦係数としては、０．３〜１．４が好ましく、０．５〜１．２がより好ましい。
前記静摩擦係数が、０．３未満であると、滑り過ぎるため、ロール状にした場合に巻ズレが発生することがあり、１．４を超えると、良好なロール状に巻くことが困難となることがある。
前記保護フィルムとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記支持体に使用されるもの、シリコーン紙、ポリエチレン、ポリプロピレンがラミネートされた紙、ポリオレフィン又はポリテトラフルオロエチレンシート、などが挙げられ、これらの中でも、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルムなどが特に好ましいものとして挙げられる。
前記支持体と保護フィルムとの組合せ（支持体／保護フィルム）としては、例えば、特開２００５−７０７６７号公報の段落番号０１５１に記載の組合せや、ポリエチレンテレフタレート／ポリエチレンテレフタレートなどが挙げられる。
前記保護フィルムとしては、上述の接着力の関係を満たすために、前記保護フィルムと前記感光層との接着性を調製するために表面処理することが好ましく、例えば、特開２００５−７０７６７号公報の段落番号０１５１に記載の方法などが挙げられる。
前記その他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱可塑性樹脂層、中間層、などが挙げられる。
−熱可塑性樹脂層−
前記熱可塑性樹脂層（以下、「クッション層」と称することもある）は、アルカリ現像を可能とし、また、転写時にはみ出した該熱可塑性樹脂層により被転写体が汚染されるのを防止可能とする観点からアルカリ可溶性であることが好ましく、前記感光性転写材料を被転写体上に転写させる際、該被転写体上に存在する凹凸に起因して発生する転写不良を効果的に防止するクッション材としての機能を有していることが好ましく、該感光性転写材料を前記被転写体上に加熱密着させた際に該被転写体上に存在する凹凸に応じて変形可能であるのがより好ましい。
前記熱可塑性樹脂層に用いる材料としては、例えば、特開平５−７２７２４号公報に記載されている有機高分子物質が好ましく、ヴイカーＶｉｃａｔ法（具体的には、アメリカ材料試験法エーエステーエムデーＡＳＴＭＤ１２３５によるポリマー軟化点測定法）による軟化点が約８０℃以下の有機高分子物質より選択されることが特に好ましい。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、エチレンと酢酸ビニル又はそのケン化物の様なエチレン共重合体、エチレンとアクリル酸エステル又はそのケン化物、ポリ塩化ビニル、塩化ビニルと酢酸ビニル又はそのケン化物の様な塩化ビニル共重合体、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン共重合体、ポリスチレン、スチレンと（メタ）アクリル酸エステル又はそのケン化物の様なスチレン共重合体、ポリビニルトルエン、ビニルトルエンと（メタ）アクリル酸エステル又はそのケン化物の様なビニルトルエン共重合体、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸ブチルと酢酸ビニル等の（メタ）アクリル酸エステル共重合体、酢酸ビニル共重合体ナイロン、共重合ナイロン、Ｎ−アルコキシメチル化ナイロン、Ｎ−ジメチルアミノ化ナイロンの様なポリアミド樹脂等の有機高分子などが挙げられる。
前記熱可塑性樹脂層の乾燥厚みは、２〜３０μｍが好ましく、５〜２０μｍがより好ましく、７〜１６μｍが特に好ましい。
−中間層−
前記中間層は、前記感光層上に設けられ、前記感光性転写材料が熱可塑性樹脂層を有する場合には該感光層と該熱可塑性樹脂層との間に設けられる。該感光層と該熱可塑性樹脂層との形成においては、有機溶剤を用いるため、該中間層がその間に位置すると、両層が互いに混ざり合うのを防止することができる。
前記中間層としては、水又はアルカリ水溶液に分散乃至溶解するものが好ましい。
前記中間層の材料としては、公知のものを使用することができ、例えば、特開昭４６−２１２１号公報及び特公昭５６−４０８２４号公報に記載のポリビニルエーテル／無水マレイン酸重合体、カルボキシアルキルセルロースの水溶性塩、水溶性セルロースエーテル類、カルボキシアルキル澱粉の水溶性塩、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド類、水溶性ポリアミド、ポリアクリル酸の水溶性塩、ゼラチン、エチレンオキサイド重合体、各種澱粉及びその類似物からなる群の水溶性塩、スチレン／マレイン酸の共重合体、マレイネート樹脂、などが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。これらの中でも親水性高分子を使用するのが好ましく、該親水性高分子の中でも、少なくともポリビニルアルコールを使用するのが好ましく、ポリビニルアルコールとポリビニルピロリドンとの併用が特に好ましい。
前記ポリビニルアルコールとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、その鹸化率は８０％以上が好ましい。
前記ポリビニルピロリドンを使用する場合、その含有量としては、該中間層の固形分に対し、１〜７５体積％が好ましく、１〜６０体積％がより好ましく、１０〜５０体積％が特に好ましい。
前記含有量が、１体積％未満であると、前記感光層との十分な密着性が得られないことがあり、一方、７５体積％を超えると、酸素遮断能が低下することがあり好ましくない。
前記中間層は、酸素透過率が小さいことが好ましい。前記中間層の酸素透過率が大きく酸素遮断能が低い場合には、前記感光層に対する露光時における光量をアップする必要を生じたり、露光時間を長くする必要が生ずることがあり、解像度も低下してしまうことがある。
前記中間層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、０．１〜５μｍ程度であるのが好ましく、０．５〜２μｍがより好ましい。
前記厚みが、０．１μｍ未満であると、酸素透過性が高過ぎてしまうことがあり、５μｍを超えると、現像時や中間層除去時に長時間を要し、好ましくない。
前記感光性フィルムの構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記支持体上に、熱可塑性樹脂層と、中間層と、感光層とを、この順に有してなる形態などが挙げられる。なお、前記感光層は、単層であってもよいし、複数層であってもよい。
前記感光性フィルムは、例えば、円筒状の巻芯に巻き取って、長尺状でロール状に巻かれて保管されるのが好ましい。前記長尺状の感光性フィルムの長さとしては、特に制限はなく、例えば、１０〜２０，０００ｍの範囲から適宜選択することができる。また、ユーザーが使いやすいようにスリット加工し、１００〜１，０００ｍの範囲の長尺体をロール状にしてもよい。なお、この場合には、前記支持体が一番外側になるように巻き取られるのが好ましい。また、前記ロール状の感光性フィルムをシート状にスリットしてもよい。保管の際、端面の保護、エッジフュージョンを防止する観点から、端面にはセパレーター（特に防湿性のもの、乾燥剤入りのもの）を設置するのが好ましく、また梱包も透湿性の低い素材を用いるのが好ましい。
前記感光性フィルムは、プリント配線板、カラーフィルタや液晶配向制御用突起、スペーサー、隔壁などのディスプレイ用部材、ホログラム、マイクロマシン、プルーフなどのパターン形成用として広く用いることができ、これらの中でも、本発明のカラーフィルタの製造方法に好適に用いることができる。
なお、前記第２の態様の感光層形成方法により形成された感光層を有する積層体への露光方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、支持体上にクッション層を介して存在する感光層からなるフィルムの場合は、前記支持体、必要に応じてクッション層も剥離した後、前記酸素遮断層を介して前記感光層を露光することが好ましい。
＜感光層＞
前記感光層形成工程で形成される感光層（カラーレジスト層）としては、少なくともバインダー、着色剤、重合性化合物、及び光重合開始剤を含み、前記着色剤に含まれる顔料の数平均粒径が大きくとも１００ｎｍであり、かつ該顔料の前記感光性組成物の固形分中の含有量が少なくとも３０質量％であり、更に必要に応じて適宜選択されるその他の成分を含む感光性組成物を用いてなる。
＜＜バインダー＞＞
前記バインダーとしては、例えば、アルカリ性水溶液に対して膨潤性であるのが好ましく、アルカリ性水溶液に対して可溶性であるのがより好ましい。
アルカリ性水溶液に対して膨潤性又は溶解性を示すバインダーとしては、例えば、酸性基を有するものが好適に挙げられる。
前記酸性基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基などが挙げられ、これらの中でもカルボキシル基が好ましい。
カルボキシル基を有するバインダーとしては、例えば、カルボキシル基を有するビニル共重合体、ポリウレタン樹脂、ポリアミド酸樹脂、変性エポキシ樹脂などが挙げられ、これらの中でも、塗布溶媒への溶解性、アルカリ現像液への溶解性、合成適性、膜物性の調製の容易さ等の観点からカルボキシル基を有するビニル共重合体が好ましい。
前記カルボキシル基を有するビニル共重合体は、少なくとも（１）カルボキシル基を有するビニルモノマー、及び（２）これらと共重合可能なモノマーとの共重合により得ることができる。
前記カルボキシル基を有するビニルモノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸、ビニル安息香酸、マレイン酸、マレイン酸モノアルキルエステル、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、桂皮酸、アクリル酸ダイマー、水酸基を有する単量体（例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート等）と環状無水物（例えば、無水マレイン酸や無水フタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物）との付加反応物、ω−カルボキシ−ポリカプロラクトンモノ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、共重合性やコスト、溶解性などの観点から（メタ）アクリル酸が特に好ましい。
また、カルボキシル基の前駆体として無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸等の無水物を有するモノマーを用いてもよい。
前記その他の共重合可能なモノマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、（メタ）アクリル酸エステル類、クロトン酸エステル類、ビニルエステル類、マレイン酸ジエステル類、フマル酸ジエステル類、イタコン酸ジエステル類、（メタ）アクリルアミド類、ビニルエーテル類、ビニルアルコールのエステル類、スチレン類、（メタ）アクリロニトリル、ビニル基が置換した複素環式基（例えば、ビニルピリジン、ビニルピロリドン、ビニルカルバゾール等）、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、Ｎ−ビニルイミダゾール、ビニルカプロラクトン、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、リン酸モノ（２―アクリロイルオキシエチルエステル）、リン酸モノ（１−メチル−２―アクリロイルオキシエチルエステル）、官能基（例えば、ウレタン基、ウレア基、スルホンアミド基、フェノール基、イミド基）を有するビニルモノマーなどが挙げられる。
前記（メタ）アクリル酸エステル類としては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ｔ−オクチル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、オクタデシル（メタ）アクリレート、アセトキシエチル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−メトキシエチル（メタ）アクリレート、２−エトキシエチル（メタ）アクリレート、２−（２−メトキシエトキシ）エチル（メタ）アクリレート、３−フェノキシ−２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールモノエチルエーテル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル（メタ）アクリレート、β−フェノキシエトキシエチルアクリレート、ノニルフェノキシポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ジシクロペンタニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート、トリフルオロエチル（メタ）アクリレート、オクタフルオロペンチル（メタ）アクリレート、パーフルオロクチルエチル（メタ）アクリレート、トリブロモフェニル（メタ）アクリレート、トリブロモフェニルオキシエチル（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
前記クロトン酸エステル類としては、例えば、クロトン酸ブチル、クロトン酸ヘキシルなどが挙げられる。
前記ビニルエステル類としては、例えば、ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルブチレート、ビニルメトキシアセテート、安息香酸ビニルなどが挙げられる。
前記マレイン酸ジエステル類としては、例えば、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチルなどが挙げられる。
前記フマル酸ジエステル類としては、例えば、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジブチルなどが挙げられる。
前記イタコン酸ジエステル類としては、例えば、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチルなどが挙げられる。
前記（メタ）アクリルアミド類としては、例えば、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−エチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−プロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−イソプロピル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ｎ−ブチルアクリル（メタ）アミド、Ｎ−ｔ−ブチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−シクロヘキシル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−（２−メトキシエチル）（メタ）アクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ、Ｎ−ジエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−フェニル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ベンジル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリロイルモルホリン、ジアセトンアクリルアミドなどが挙げられる。
前記スチレン類としては、例えば、スチレン、メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、ヒドロキシスチレン、メトキシスチレン、ブトキシスチレン、アセトキシスチレン、クロロスチレン、ジクロロスチレン、ブロモスチレン、クロロメチルスチレン、酸性物質により脱保護可能な基（例えば、ｔ-Ｂｏｃ等）で保護されたヒドロキシスチレン、ビニル安息香酸メチル、α−メチルスチレンなどが挙げられる。
前記ビニルエーテル類としては、例えば、メチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテルなどが挙げられる。
前記官能基を有するビニルモノマーの合成方法としては、例えば、イソシアナート基と水酸基又はアミノ基の付加反応が挙げられ、具体的には、イソシアナート基を有するモノマーと、水酸基を１個含有する化合物又は１級若しくは２級アミノ基を１個有する化合物との付加反応、水酸基を有するモノマー又は１級若しくは２級アミノ基を有するモノマーと、モノイソシアネートとの付加反応が挙げられる。
前記イソシアナート基を有するモノマーとしては、例えば、下記構造式（１）〜（３）で表される化合物が挙げられる。
ただし、前記構造式（１）〜（３）中、Ｒ１は、水素原子又はメチル基を表す。
前記モノイソシアネートとしては、例えば、シクロヘキシルイソシアネート、ｎ−ブチルイソシアネート、トルイルイソシアネート、ベンジルイソシアネート、フェニルイソシアネートなどが挙げられる。
前記水酸基を有するモノマーとしては、例えば、下記構造式（４）〜（１２）で表される化合物が挙げられる。
ただし、前記構造式（４）〜（１２）中、Ｒ１は、水素原子又はメチル基を表し、ｎ、ｎ１、ｎ２は、１以上の整数を表す。
前記水酸基を１個含有する化合物としては、例えば、アルコール類（例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｉ―プロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔ−ブタノール、ｎ−ヘキサノール、２−エチルヘキサノール、ｎ−デカノール、ｎ−ドデカノール、ｎ−オクタデカノール、シクロペンタノール、シクロへキサノール、ベンジルアルコール、フェニルエチルアルコール等）、フェノール類（例えば、フェノール、クレゾール、ナフトール等）、更に置換基を含むものとして、フルオロエタノール、トリフルオロエタノール、メトキシエタノール、フェノキシエタノール、クロロフェノール、ジクロロフェノール、メトキシフェノール、アセトキシフェノールなどが挙げられる。
前記１級又は２級アミノ基を有するモノマーとしては、例えば、ビニルベンジルアミンなどが挙げられる。
前記１級又は２級アミノ基を１個含有する化合物としては、例えば、アルキルアミン（メチルアミン、エチルアミン、ｎ−プロピルアミン、ｉ―プロピルアミン、ｎ−ブチルアミン、ｓｅｃ−ブチルアミン、ｔ−ブチルアミン、ヘキシルアミン、２−エチルヘキシルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、オクタデシルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、ジオクチルアミン）、環状アルキルアミン（シクロペンチルアミン、シクロへキシルアミン等）、アラルキルアミン（ベンジルアミン、フェネチルアミン等）、アリールアミン（アニリン、トルイルアミン、キシリルアミン、ナフチルアミン等）、更にこれらの組合せ（Ｎ−メチル−Ｎ−ベンジルアミン等）、更に置換基を含むアミン（トリフルオロエチルアミン、ヘキサフルオロイソプロピルアミン、メトキシアニリン、メトキシプロピルアミン等）などが挙げられる。
また、上記以外の前記その他の共重合可能なモノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ブチル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、スチレン、クロルスチレン、ブロモスチレン、ヒドロキシスチレンなどが好適に挙げられる。
前記その他の共重合可能なモノマーは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
前記ビニル共重合体は、それぞれ相当するモノマーを公知の方法により常法に従って共重合させることで調製することができる。例えば、前記モノマーを適当な溶媒中に溶解し、ここにラジカル重合開始剤を添加して溶液中で重合させる方法（溶液重合法）を利用することにより調製することができる。また、水性媒体中に前記モノマーを分散させた状態でいわゆる乳化重合等で重合を利用することにより調製することができる。
前記溶液重合法で用いられる適当な溶媒としては、特に制限はなく、使用するモノマー、及び生成する共重合体の溶解性等に応じて適宜選択することができ、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、１−メトキシ−２−プロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メトキシプロピルアセテート、乳酸エチル、酢酸エチル、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、クロロホルム、トルエンなどが挙げられる。これらの溶媒は、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
前記ラジカル重合開始剤としては、特に制限はなく、例えば、２，２’−アゾビス（イソブチロニトリル）（ＡＩＢＮ）、２，２’−アゾビス−（２，４’−ジメチルバレロニトリル）等のアゾ化合物、ベンゾイルパーオキシド等の過酸化物、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩などが挙げられる。
前記ビニル共重合体におけるカルボキシル基を有する重合性化合物の含有率としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、５〜５０モル％が好ましく、１０〜４０モル％がより好ましく、１５〜３５モル％が特に好ましい。
前記含有率が、５モル％未満であると、アルカリ水への現像性が不足することがあり、５０モル％を超えると、硬化部（画像部）の現像液耐性が不足することがある。
前記カルボキシル基を有するバインダーの分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、重量平均分子量として、２，０００〜３００，０００が好ましく、４，０００〜１５０，０００がより好ましい。
前記重量平均分子量が、２，０００未満であると、膜の強度が不足しやすく、また安定な製造が困難になることがあり、３００，０００を超えると、現像性が低下することがある。
前記カルボキシル基を有するバインダーは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。前記バインダーを２種以上併用する場合としては、例えば、異なる共重合成分からなる２種以上のバインダー、異なる重量平均分子量の２種以上のバインダー、異なる分散度の２種以上のバインダー、などの組合せが挙げられる。
前記カルボキシル基を有するバインダーは、そのカルボキシル基の一部又は全部が塩基性物質で中和されていてもよい。また、前記バインダーは、さらにポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリビニルアルコール、ゼラチン等の構造の異なる樹脂を併用してもよい。
また、前記バインダーとしては、特許第２８７３８８９号明細書に記載のアルカリ水溶液に可溶な樹脂などを用いることができる。
前記感光層における前記バインダーの含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、５〜８０質量％が好ましく、１０〜７０質量％がより好ましく、１５〜５０質量％が特に好ましい。
前記含有量が５質量％未満であると、アルカリ現像性や基板との密着性が低下することがあり、８０質量％を超えると、現像時間に対する安定性や、硬化膜（テント膜）の強度が低下することがある。なお、前記含有量は、前記バインダーと必要に応じて併用される高分子結合剤との合計の含有量であってもよい。
前記バインダーの酸価としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、７０〜２５０ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましく、９０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇがより好ましく、１００〜１８０ｍｇＫＯＨ／ｇが特に好ましい。
前記酸価が、７０ｍｇＫＯＨ／ｇ未満であると、現像性が不足したり、解像性が劣り、パターンを高精細に得ることができないことがあり、２５０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、パターンの耐現像液性及び密着性の少なくともいずれかが悪化し、パターンを高精細に得ることができないことがある。
前記バインダーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、特開昭５１−１３１７０６号、特開昭５２−９４３８８号、特開昭６４−６２３７５号、特開平２−９７５１３号、特開平３−２８９６５６号、特開平６１−２４３８６９号、特開２００２−２９６７７６号などの各公報に記載の酸性基を有するエポキシアクリレート化合物が挙げられる。具体的には、フェノールノボラック型エポキシアクリレートモノテトラヒドロフタレート、あるいは、クレゾールノボラックエポキシアクリレートモノテトラヒドロフタレート、ビスフェノールＡ型エポキシアクリレートモノテトラヒドロフタレート等であって、例えばエポキシ樹脂や多官能エポキシ化合物に（メタ）アクリル酸等のカルボキシル基含有モノマーを反応させ、更に無水フタル酸等の二塩基酸無水物を付加させたものである。
前記エポキシアクリレート化合物の分子量は、１，０００〜２００，０００が好ましく、２，０００〜１００，０００がより好ましい。該分子量が１，０００未満であると、感光層表面のタック性が強くなることがあり、後述する感光層の硬化後において、膜質が脆くなる、あるいは、表面硬度が劣化することがあり、２００，０００を超えると、現像性が劣化することがある。
また、特開平６−２９５０６０号公報に記載の酸性基及び二重結合等の重合可能な基を少なくとも１つ有するアクリル樹脂も用いることができる。具体的には、分子内に少なくとも１つの重合可能な二重結合、例えば、（メタ）アクリレート基又は（メタ）アクリルアミド基等のアクリル基、カルボン酸のビニルエステル、ビニルエーテル、アリルエーテル等の各種重合性二重結合を用いることができる。より具体的には、酸性基としてカルボキシル基を含有するアクリル樹脂に、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、桂皮酸等の不飽和脂肪酸のグリシジルエステルや、同一分子中にシクロヘキセンオキシド等のエポキシ基と（メタ）アクリロイル基を有する化合物等のエポキシ基含有の重合性化合物を付加させて得られる化合物などが挙げられる。また、酸性基及び水酸基を含有するアクリル樹脂に、イソシアナートエチル（メタ）アクリレート等のイソシアネート基含有の重合性化合物を付加させて得られる化合物、無水物基を含有するアクリル樹脂に、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート等の水酸基を含有する重合性化合物を付加させて得られる化合物なども挙げられる。これらの市販品としては、例えば、「カネカレジンＡＸＥ；鐘淵化学工業（株）製」、「サイクロマー（ＣＹＣＬＯＭＥＲ） Ａ−２００；ダイセル化学工業（株）製」、「サイクロマー（ＣＹＣＬＯＭＥＲ） Ｍ−２００；ダイセル化学工業（株）製」などを用いることができる。
更に、特開昭５０−５９３１５号公報記載のヒドロキシアルキルアクリレート又はヒドロキシアルキルメタクリレートとポリカルボン酸無水物及びエピハロヒドリンのいずれかとの反応物などを用いることができる。
また、特開平５−７０５２８号公報に記載のフルオレン骨格を有するエポキシアクリレートに酸無水物を付加させて得られる化合物、特開平１１−２８８０８７号公報記載のポリアミド（イミド）樹脂、特開平２−０９７５０２号公報や特開２００３−２０３１０号公報記載のアミド基を含有するスチレン又はスチレン誘導体と酸無水物共重合体、特開平１１−２８２１５５号公報記載のポリイミド前駆体などを用いることができる。これらは１種単独で使用してもよいし、２種以上を混合して使用してもよい。
前記アクリル樹脂、フルオレン骨格を有するエポキシアクリレート、ポリアミド（イミド）、アミド基含有スチレン／酸無水物共重合体、あるいは、ポリイミド前駆体などのバインダーの分子量は、３，０００〜５００，０００が好ましく、５，０００〜１００，０００がより好ましい。該分子量が３，０００未満であると、感光層表面のタック性が強くなることがあり、後述する感光層の硬化後において、膜質が脆くなる、あるいは、表面硬度が劣化することがあり、５００，０００を超えると、現像性が劣化することがある。
前記バインダーの前記感光性組成物固形分中の固形分含有量は、１０〜６０質量％が好ましく、１０〜５５質量％がより好ましく、１５〜４０質量％が特に好ましい。該固形分含有量が、１０質量％未満であると、感光層の膜強度が弱くなりやすく、該感光層の表面のタック性が悪化することがあり、６０質量％を超えると、露光感度が低下することがある。
＜＜重合性化合物＞＞
前記重合性化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、分子中に少なくとも１個の付加重合可能な基を有し、沸点が常圧で１００℃以上である化合物が好ましく、例えば、（メタ）アクリル基を有するモノマーから選択される少なくとも１種が好適に挙げられる。
前記（メタ）アクリル基を有するモノマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート等の単官能アクリレートや単官能メタクリレート；ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリトリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリトリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリトリトールペンタ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（アクリロイルオキシプロピル）エーテル、トリ（アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、トリ（アクリロイルオキシエチル）シアヌレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンやグリセリン、ビスフェノール等の多官能アルコールに、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイドを付加反応した後で（メタ）アクリレート化したもの、特公昭４８−４１７０８号、特公昭５０−６０３４号、特開昭５１−３７１９３号等の各公報に記載されているウレタンアクリレート類；特開昭４８−６４１８３号、特公昭４９−４３１９１号、特公昭５２−３０４９０号等の各公報に記載されているポリエステルアクリレート類；エポキシ樹脂と（メタ）アクリル酸の反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能アクリレートやメタクリレートなどが挙げられる。これらの中でも、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリトリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリトリトールペンタ（メタ）アクリレートが特に好ましい。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記重合性化合物の前記感光性組成物固形分中の固形分含有量は、１０〜６０質量％が好ましく、１５〜５０質量％がより好ましく、２０〜４０質量％が特に好ましい。該固形分含有量が１０質量％未満であると、現像性の悪化、露光感度の低下などの問題を生ずることがあり、６０質量％を超えると、感光層の粘着性が強くなりすぎることがあり、好ましくない。
前記重合性化合物と前記バインダーの比率は、質量比で、重合性化合物／バインダー＝０．５〜１．５が好ましく、０．６〜１．２がより好ましく、０．６５〜１．１が特に好ましい。この範囲を超えると、現像時に残渣が生じるなどの問題が生じることがあり、この範囲未満では、完成したカラーフィルタの耐性が低下することがある。
＜＜光重合開始剤＞＞
前記光重合開始剤としては、前記重合性化合物の重合を開始する能力を有する限り、特に制限はなく、公知の光重合開始剤の中から適宜選択することができ、例えば、紫外線領域から可視の光線に対して感光性を有するものが好ましく、光励起された増感剤と何らかの作用を生じ、活性ラジカルを生成する活性剤であってもよく、モノマーの種類に応じてカチオン重合を開始させるような開始剤であってもよい。
また、前記光重合開始剤は、約３００〜８００ｎｍ（より好ましくは３３０〜５００ｎｍ）の範囲内に少なくとも約５０の分子吸光係数を有する成分を少なくとも１種含有していることが好ましい。
前記光重合開始剤としては、例えば、ハロゲン化炭化水素誘導体（例えば、トリアジン骨格を有するもの、オキサジアゾール骨格を有するもの等）、ホスフィンオキサイド、ヘキサアリールビイミダゾール、オキシム誘導体、有機過酸化物、チオ化合物、ケトン化合物、芳香族オニウム塩、ケトオキシムエーテルなどが挙げられる。
前記トリアジン骨格を有するハロゲン化炭化水素化合物としては、例えば、若林ら著、Ｂｕｌｌ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｊａｐａｎ、４２、２９２４（１９６９）記載の化合物、英国特許第第１３８８４９２号明細書に記載の化合物、特開昭５３−１３３４２８号公報記載の化合物、独国特許第第３３３７０２４号明細書に記載の化合物、Ｆ．Ｃ．Ｓｃｈａｅｆｅｒ等によるＪ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．；２９、１５２７（１９６４）記載の化合物、特開昭６２−５８２４１号公報記載の化合物、特開平５−２８１７２８号公報記載の化合物、特開平５−３４９２０号公報記載の化合物、米国特許第第４２１２９７６号明細書に記載されている化合物、などが挙げられる。
更に、米国特許第第２３６７６６０号明細書に記載されているビシナルポリケタルドニル化合物、米国特許第第２４４８８２８号明細書に記載されているアシロインエーテル化合物、米国特許第第２７２２５１２号明細書に記載されているのα−炭化水素で置換された芳香族アシロイン化合物、米国特許第第３０４６１２７号明細書及び米国特許第第２９５１７５８号明細書に記載の多核キノン化合物、特開２００２−２２９１９４号公報に記載の有機ホウ素化合物、ラジカル発生剤、トリアリールスルホニウム塩（例えば、ヘキサフルオロアンチモンやヘキサフルオロホスフェートとの塩）、ホスホニウム塩化合物（例えば、（フェニルチオフェニル）ジフェニルスルホニウム塩等）（カチオン重合開始剤として有効）、国際公開第０１／７１４２８号パンフレットに記載のオニウム塩化合物などが挙げられる。
前記若林ら著、Ｂｕｌｌｅｔｉｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｊａｐａｎ、４２、２９２４（１９６９）記載の化合物としては、例えば、２−フェニル−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−クロルフェニル）−４、６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−トリル）−４、６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−メトキシフェニル）−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（２，４−ジクロルフェニル）−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２，４，６−トリス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２−メチル−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２−ｎ−ノニル−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、及び２−（α，α，β−トリクロルエチル）−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジンなどが挙げられる。
前記英国特許第第１３８８４９２号明細書に記載の化合物としては、例えば、２−スチリル−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−メチルスチリル）−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−メトキシスチリル）−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−メトキシスチリル）−４−アミノ−６−トリクロルメチル−１，３，５−トリアジンなどが挙げられる。
前記特開昭５３−１３３４２８号公報に記載の化合物としては、例えば、２−（４−メトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−エトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２−〔４−（２−エトキシエチル）−ナフト−１−イル〕−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４，７−ジメトキシ−ナフト−１−イル）−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジン、及び２−（アセナフト−５−イル）−４，６−ビス（トリクロルメチル）−１，３，５−トリアジンなどが挙げられる。
前記独国特許第第３３３７０２４号明細書に記載の化合物としては、例えば、２−（４−スチリルフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−（４−メトキシスチリル）フェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（１−ナフチルビニレンフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−クロロスチリルフェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−チオフェン−２−ビニレンフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−チオフェン−３−ビニレンフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−フラン−２−ビニレンフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、及び２−（４−ベンゾフラン−２−ビニレンフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジンなどが挙げられる。
前記Ｆ．Ｃ．Ｓｃｈａｅｆｅｒ等によるＪｏｕｎａｌ ｏｆ Ｏｒｇａｎｉｃ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２９，１５２７（１９６４）記載の化合物としては、例えば、２−メチル−４、６−ビス（トリブロモメチル）−１，３，５−トリアジン、２，４，６−トリス（トリブロモメチル）−１，３，５−トリアジン、２，４，６−トリス（ジブロモメチル）−１，３，５−トリアジン、２−アミノ−４−メチル−６−トリ（ブロモメチル）−１，３，５−トリアジン、及び２−メトキシ−４−メチル−６−トリクロロメチル−１，３，５−トリアジンなどが挙げられる。
前記特開昭６２−５８２４１号公報に記載の化合物としては、例えば、２−（４−フェニルエチニルフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−ナフチル−１−エチニルフェニル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−（４−トリルエチニル）フェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−（４−メトキシフェニル）エチニルフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−（４−イソプロピルフェニルエチニル）フェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（４−（４−エチルフェニルエチニル）フェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジンなどが挙げられる。
前記特開平５−２８１７２８号公報に記載の化合物としては、例えば、２−（４−トリフルオロメチルフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（２，６−ジフルオロフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（２，６−ジクロロフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジン、２−（２，６−ジブロモフェニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジンなどが挙げられる。
前記特開平５−３４９２０号公報に記載の化合物としては、例えば、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−［４−（Ｎ、Ｎ−ジエトキシカルボニルメチルアミノ）−３−ブロモフェニル］−１，３，５−トリアジン、米国特許第第４２３９８５０号明細書に記載されているトリハロメチル−ｓ−トリアジン化合物、更に２，４，６−トリス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−クロロフェニル）−４，６−ビス（トリブロモメチル）−ｓ−トリアジンなどが挙げられる。
前記米国特許第第４２１２９７６号明細書に記載の化合物としては、例えば、オキサジアゾール骨格を有する化合物（例えば、２−トリクロロメチル−５−フェニル−１、３、４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（４−クロロフェニル）−１、３、４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（１−ナフチル）−１、３、４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（２−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリブロモメチル−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリブロモメチル−５−（２−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール；２−トリクロロメチル−５−スチリル−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（４−クロルスチリル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（４−メトキシスチリル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリクロロメチル−５−（４−ｎ−ブトキシスチリル）−１，３，４−オキサジアゾール、２−トリプロメメチル−５−スチリル−１，３，４−オキサジアゾール等）などが挙げられる。
本発明で好適に用いられるオキシム誘導体としては、例えば、３−ベンゾイロキシイミノブタン−２−オン、３−アセトキシイミノブタン−２−オン、３−プロピオニルオキシイミノブタン−２−オン、２−アセトキシイミノペンタン−３−オン、２−アセトキシイミノ−１−フェニルプロパン−１−オン、２−ベンゾイロキシイミノ−１−フェニルプロパン−１−オン、３−（４−トルエンスルホニルオキシ）イミノブタン−２−オン、及び２−エトキシカルボニルオキシイミノ−１−フェニルプロパン−１−オンなどが挙げられる。
また、上記以外の光重合開始剤として、アクリジン誘導体（例えば、９−フェニルアクリジン、１，７−ビス（９，９’−アクリジニル）ヘプタン等）、Ｎ−フェニルグリシン等、ポリハロゲン化合物（例えば、四臭化炭素、フェニルトリブロモメチルスルホン、フェニルトリクロロメチルケトン等）、クマリン類（例えば、３−（２−ベンゾフロイル）−７−ジエチルアミノクマリン、３−（２−ベンゾフロイル）−７−（１−ピロリジニル）クマリン、３−ベンゾイル−７−ジエチルアミノクマリン、３−（２−メトキシベンゾイル）−７−ジエチルアミノクマリン、３−（４−ジメチルアミノベンゾイル）−７−ジエチルアミノクマリン、３，３’−カルボニルビス（５，７−ジ−ｎ−プロポキシクマリン）、３，３’−カルボニルビス（７−ジエチルアミノクマリン）、３−ベンゾイル−７−メトキシクマリン、３−（２−フロイル）−７−ジエチルアミノクマリン、３−（４−ジエチルアミノシンナモイル）−７−ジエチルアミノクマリン、７−メトキシ−３−（３−ピリジルカルボニル）クマリン、３−ベンゾイル−５，７−ジプロポキシクマリン、７−ベンゾトリアゾール−２−イルクマリン、また、特開平５−１９４７５号、特開平７−２７１０２８号、特開２００２−３６３２０６号、特開２００２−３６３２０７号、特開２００２−３６３２０８号、特開２００２−３６３２０９号公報等に記載のクマリン化合物など）、アミン類（例えば、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸ｎ−ブチル、４−ジメチルアミノ安息香酸フェネチル、４−ジメチルアミノ安息香酸２−フタルイミドエチル、４−ジメチルアミノ安息香酸２−メタクリロイルオキシエチル、ペンタメチレンビス（４−ジメチルアミノベンゾエート）、３−ジメチルアミノ安息香酸のフェネチル、ペンタメチレンエステル、４−ジメチルアミノベンズアルデヒド、２−クロル−４−ジメチルアミノベンズアルデヒド、４−ジメチルアミノベンジルアルコール、エチル（４−ジメチルアミノベンゾイル）アセテート、４−ピペリジノアセトフェノン、４−ジメチルアミノベンゾイン、Ｎ，Ｎ−ジメチル−４−トルイジン、Ｎ，Ｎ−ジエチル−３−フェネチジン、トリベンジルアミン、ジベンジルフェニルアミン、Ｎ−メチル−Ｎ−フェニルベンジルアミン、４−ブロム−Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、トリドデシルアミン、アミノフルオラン類（ＯＤＢ、ＯＤＢＩＩ等）、クリスタルバイオレットラクトン、ロイコクリスタルバイオレット等）、アシルホスフィンオキサイド類（例えば、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルホスフィンオキサイド、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルフェニルホスフィンオキサイド、ＬｕｃｉｒｉｎＴＰＯなど）、メタロセン類（例えば、ビス（η5−２，４−シクロペンタジエン−１−イル）−ビス（２，６−ジフルオロ３−（１Ｈ−ピロール−１−イル）−フェニル）チタニウム、η５−シクロペンタジエニル−η６−クメニル−アイアン（１＋）−ヘキサフルオロホスフェート（１−）等）、特開昭５３−１３３４２８号公報、特公昭５７−１８１９号公報、同５７−６０９６号公報、及び米国特許第第３６１５４５５号明細書に記載された化合物などが挙げられる。
前記ケトン化合物としては、例えば、ベンゾフェノン、２−メチルベンゾフェノン、３−メチルベンゾフェノン、４−メチルベンゾフェノン、４−メトキシベンゾフェノン、２−クロロベンゾフェノン、４−クロロベンゾフェノン、４−ブロモベンゾフェノン、２−カルボキシベンゾフェノン、２−エトキシカルボニルベンゾルフェノン、ベンゾフェノンテトラカルボン酸又はそのテトラメチルエステル、４，４’−ビス（ジアルキルアミノ）ベンゾフェノン類（例えば、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４、４’−ビスジシクロヘキシルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ビス（ジヒドロキシエチルアミノ）ベンゾフェノン、４−メトキシ−４’−ジメチルアミノベンゾフェノン、４，４’−ジメトキシベンゾフェノン、４−ジメチルアミノベンゾフェノン、４−ジメチルアミノアセトフェノン、ベンジル、アントラキノン、２−ｔ−ブチルアントラキノン、２−メチルアントラキノン、フェナントラキノン、キサントン、チオキサントン、２−クロル−チオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、フルオレノン、２−ベンジル−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−１−ブタノン、２−メチル−１−〔４−（メチルチオ）フェニル〕−２−モルホリノ−１−プロパノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−〔４−（１−メチルビニル）フェニル〕プロパノールオリゴマー、ベンゾイン、ベンゾインエーテル類（例えば、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル、ベンジルジメチルケタール）、アクリドン、クロロアクリドン、Ｎ−メチルアクリドン、Ｎ−ブチルアクリドン、Ｎ−ブチル−クロロアクリドンなどが挙げられる。
前記光重合開始剤の含有量としては、前記感光性組成物中の全固形成分に対し、０．１〜５０質量％が好ましく、０．５〜３０質量％がより好ましく、１〜２０質量％が特に好ましい。
前記光重合開始剤の含有量は、前記重合性化合物との質量比で表すと、光重合開始剤／重合性化合物＝０．０１〜０．２が好ましく、０．０２〜０．１がより好ましく、０．０３〜０．０８が特に好ましい。この範囲を超えると、現像残渣が生じたり、析出故障が生じるという問題があり、この範囲未満であると、十分な感度が得られないことがある。
また、後述する感光層への露光における露光感度や感光波長を調製する目的で、前記光重合開始剤に加えて、増感剤を添加することが可能である。
前記増感剤は、後述する光照射手段としての可視光線や紫外光・可視光レーザなどにより適宜選択することができる。
前記増感剤は、活性エネルギー線により励起状態となり、他の物質（例えば、ラジカル発生剤、酸発生剤等）と相互作用（例えば、エネルギー移動、電子移動等）することにより、ラジカルや酸等の有用基を発生することが可能である。
前記増感剤としては、特に制限はなく、公知の増感剤の中から目的に応じて適宜選択することができ、例えば、公知の多核芳香族類（例えば、ピレン、ペリレン、トリフェニレン）、キサンテン類（例えば、フルオレセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンＢ、ローズベンガル）、シアニン類（例えば、インドカルボシアニン、チアカルボシアニン、オキサカルボシアニン）、メロシアニン類（例えば、メロシアニン、カルボメロシアニン）、チアジン類（例えば、チオニン、メチレンブルー、トルイジンブルー）、アクリジン類（例えば、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、アクリフラビン）、アントラキノン類（例えば、アントラキノン）、スクアリウム類（例えば、スクアリウム）、アクリドン類（例えば、アクリドン、クロロアクリドン、Ｎ−メチルアクリドン、Ｎ−ブチルアクリドン、Ｎ−ブチル−クロロアクリドン等）、クマリン類（例えば、３−（２−ベンゾフロイル）−７−ジエチルアミノクマリン、３−（２−ベンゾフロイル）−７−（１−ピロリジニル）クマリン、３−ベンゾイル−７−ジエチルアミノクマリン、３−（２−メトキシベンゾイル）−７−ジエチルアミノクマリン、３−（４−ジメチルアミノベンゾイル）−７−ジエチルアミノクマリン、３，３’−カルボニルビス（５、７−ジ−ｎ−プロポキシクマリン）、３、３’−カルボニルビス（７−ジエチルアミノクマリン）、３−ベンゾイル−７−メトキシクマリン、３−（２−フロイル）−７−ジエチルアミノクマリン、３−（４−ジエチルアミノシンナモイル）−７−ジエチルアミノクマリン、７−メトキシ−３−（３−ピリジルカルボニル）クマリン、３−ベンゾイル−５、７−ジプロポキシクマリン等が挙げられ、他に特開平５−１９４７５号、特開平７−２７１０２８号、特開２００２−３６３２０６号、特開２００２−３６３２０７号、特開２００２−３６３２０８号、特開２００２−３６３２０９号等の各公報に記載のクマリン化合物など）が挙げられる。
前記光重合開始剤と前記増感剤との組合せとしては、例えば、特開２００１−３０５７３４号公報に記載の電子移動型開始系［（１）電子供与型開始剤及び増感色素、（２）電子受容型開始剤及び増感色素、（３）電子供与型開始剤、増感色素及び電子受容型開始剤（三元開始系）］などの組合せが挙げられる。
前記増感剤の含有量としては、前記感光性組成物中の全成分に対し、０．０５〜３０質量％が好ましく、０．１〜２０質量％がより好ましく、０．２〜１０質量％が特に好ましい。該含有量が、０．０５質量％未満であると、活性エネルギー線への感度が低下し、露光プロセスに時間がかかり、生産性が低下することがあり、３０質量％を超えると、保存時に前記感光層から前記増感剤が析出することがある。
前記光重合開始剤は、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
前記光重合開始剤の特に好ましい例としては、後述する露光において、波長が４０５ｎｍのレーザ光に対応可能である、前記ホスフィンオキサイド類、前記α−アミノアルキルケトン類、前記トリアジン骨格を有するハロゲン化炭化水素化合物と後述する増感剤としてのアミン化合物とを組合せた複合光開始剤、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、あるいは、チタノセンなどが挙げられる。
＜＜着色剤＞＞
前記着色剤としては、該着色剤に含まれる顔料の平均粒径が大きくとも１００ｎｍであり、かつ該顔料の前記感光性組成物の固形分中の含有量が少なくとも３０質量％であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、有機顔料、無機顔料、染料などが挙げられる。
これら着色剤と別に又は併用して、着色剤として金属イオンを配位した樹状分岐分子、並びに金属粒子及び合金粒子の少なくともいずれかの金属系粒子を含有する樹状分岐分子から選ばれるいずれかの樹状分岐分子を含有することも可能である。
前記着色剤としては、黄色顔料、オレンジ顔料、赤色顔料、バイオレット顔料、青色顔料、緑色顔料、ブラウン顔料、黒色顔料などが挙げられるが、カラーフィルタを形成する場合には、３原色（Ｂ、Ｇ、Ｒ）及び黒色（Ｋ）にそれぞれ着色された複数の感光性転写材料を用いることから、青色顔料、緑色顔料、赤色顔料、及び黒色顔料が好適に用いられる。
前記顔料としては、例えば、特開２００５−１７７１６号公報の段落番号００３８から００４０に記載の色材、特開２００５−３６１４４７号公報の段落番号００６８から００７２に記載の顔料、及び特開２００５−１７５２１号公報の段落番号００８０から００８８に記載の着色剤などが好適に挙げられる。
なお、上記有機顔料、無機顔料、又は染料等の着色剤は１種を単独で用いてもよく、又は２種以上を組み合わせて用いることもできる。
本発明においては、携帯端末や携帯ゲーム機等の機器で透過モード、及び反射モードのいずれにおいても良好な表示特性（より色が濃い）を効果的に実現するための前記着色剤の組合せとしては、（ｉ）Ｒの感光性組成物においては顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４を用い、（ii）Ｇの感光性組成物においては顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６及び顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１３９を併用して用い、（iii）Ｂの感光性組成物においては顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６を用いることが好ましい。
また、本発明においては、ノートパソコン用ディスプレイやテレビモニター等の大画面の液晶表示装置等に用いた場合に高い表示特性（色再現域が広く、色温度が高い）を実現するための前記着色剤の組合せとしては、、（Ｉ）赤色（Ｒ）の感光性組成物においては顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４及びＣ．Ｉ．ピグメントレッド１７７の少なくともいずれかを用い、（II）緑色（Ｇ）の感光性組成物においては顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６及び顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０を併用し、（III）青色（Ｂ）の感光性組成物においては顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６及びＣ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３を併用することが好ましい。
上記のような着色剤を用いる場合、前記顔料の数平均粒径としては、大きくとも１００ｎｍであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、１０〜８０ｎｍが好ましく、２０〜６０ｎｍがより好ましく、３０〜４０ｎｍが特に好ましい。前記顔料の数平均粒径が、１０ｎｍ未満であると、カラーフィルタの作製時、及び作製後の安定性が不十分なことがあり、１００ｎｍを超えると、エッジラフネス低減の効果が充分に得られないことがある。
前記顔料の数平均粒径を１０〜１００ｎｍにするためには、公知の方法により顔料微細化処理をすることにより達成することができる。
前記顔料微細化処理の具体例として、特開２００１−２１４０７７号公報の段落００２１から００３０に記載の磨砕法、析出法、合成析出法などが挙げられる。
更に、顔料分散物の分散時間を調節することでも、顔料微細化をすることができる。
分散には、公知の分散機を用いることができる。分散時間は、１０〜３０時間が好ましく、１８〜３０時間がより好ましく、２４〜３０時間が特に好ましい。前記分散時間の範囲にすることで、顔料の数平均粒子径を上記の好ましい範囲にすることができる。
前記顔料を分散させる際に使用する分散機としては、特に制限はなく、例えば、朝倉邦造著、「顔料の事典」、第一版、朝倉書店、２０００年、４３８項に記載されているニーダー、ロールミル、アトライダー、スーパーミル、ディゾルバ、ホモミキサー、サンドミル等の公知の分散機などが挙げられる。更に、該文献３１０頁記載の機械的摩砕により、摩擦力を利用し微粉砕してもよい。
なお、ここで言う「粒径」とは、粒子の電子顕微鏡写真画像を同面積の円とした時の直径を言い、また「数平均粒径」とは多数の粒子について上記の粒径を求め、この１００個平均値を言う。
ここで、前記エッジラフネスとは、露光装置から出射されたレーザ光により、感光性材料の感光層面に描画される被露光部の線幅のばらつき及び被露光部の濃度のばらつきをいう。前記エッジラフネスは、前記露光装置の光照射手段などの精度や感光性材料の光学特性のばらつきにより発生する。本発明の感光性組成物は、前記顔料の粒径を限定し、該顔料の前記感光性組成物の固形分中の含有量を限定することにより、前記感光性材料の光学特性のばらつきを抑制でき、前記エッジラフネスを減少することができる。
前記エッジラフネスは、具体的には、図８７に示すように、、前記感光性材料の走査方向をｙ、走査方向ｙと直交する方向をｘとし、略走査方向ｙに沿って配列されるマイクロミラー４０の列がスワス７７と定義され、このスワス７７の列によって描画される被露光部の線幅や濃度がばらつくことをいう。
前記スワス７７は、描画される画像のｘ方向に対する解像度を高めるため、ｘ方向に対して所定の角度θｓ（以下、スワス傾斜角度θｓ（≠９０゜）という）に設定され、該スワス７７上には、ＤＭＤ画素Ａ、Ｂを含む画素が等間隔に配列されている。
しかし、前記スワス７７の精度や感光性材料の光学特性などを原因として、図９８に示すように、被露光部２１０の中心線２１２に対して線幅２１４が大小にばらつき、線幅が太くなったり、細くなったりする部分（エッジラフネス）ができてしまう。
前記エッジラフネスの評価方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ライン幅３０μｍのラインの任意の５箇所について、レーザ顕微鏡（ＶＫ−９５００、キーエンス（株）製；対物レンズ５０倍）を用いて観察し、視野内のエッジ位置のうち、最も膨らんだ箇所（山頂部）と、最もくびれた箇所（谷底部）との差を絶対値として求め、観察した５箇所の平均値を算出し、この平均値を評価基準とする方法などが挙げられる。この場合のエッジラフネスとしては、値が小さい程、良好な性能を示すため好ましい。具体的には、１μｍ以下が好ましく、０．５μｍ以下がより好ましい。前記平均値が１μｍを超えると、解像度が低下し、カラーフィルタのコントラストが低下することがある。
また、図９７に示すように、図中の中央部に示される適正露光の場合に比べて、図に向かって左側の太線のように、前記各画素の列方向の重なりや、前記感光性材料の感度などにより、露光過多となってしまうことがある。他方右側の点線のように、前記各画素の列方向の隙間や、前記感光性材料の感度などにより、露光不足となってしまうことがある。 該露光過多や露光不足によって被露光部に濃淡が生じエッジラフネスとなる。
前記顔料の前記感光性組成物の固形分中の含有量としては、少なくとも３０質量％であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、３０〜６０質量％が好ましく、３５〜６０質量％がより好ましく、４５〜６０質量％が特に好ましい。
前記顔料の前記含有量が、高い光学濃度を必要とする場合に３０質量％未満であると、単位厚みあたりの光学濃度が不十分で所望の光学濃度を達成するために膜を厚くしなければならないことがあり、６０質量％を超えると、露光部と未露光部の現像液に対する溶解性の差を出すことが困難になることがある。
＜＜その他の成分＞＞
前記感光性組成物には、その他の成分として、例えば、熱架橋剤、可塑剤、界面活性剤、紫外線吸収剤、熱重合禁止剤等の成分を含有してもよい。
前記熱架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記感光性組成物を用いて形成される感光層の硬化後の膜強度を改良するために、現像性等などに悪影響を与えない範囲で、例えば、１分子内に少なくとも２つのオキシラン基を有するエポキシ樹脂化合物、１分子内に少なくとも２つのオキセタニル基を有するオキセタン化合物、メラミン樹脂化合物などを用いることができる。
前記エポキシ樹脂化合物としては、例えば、ビキシレノール型もしくはビフェノール型エポキシ樹脂（「ＹＸ４０００；ジャパンエポキシレジン社製」等）又はこれらの混合物、イソシアヌレート骨格等を有する複素環式エポキシ樹脂（「ＴＥＰＩＣ；日産化学工業（株）製」、「アラルダイトＰＴ８１０；チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製」等）、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、水添ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、グリシジルアミン型エポキシ樹脂、ヒダントイン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂、トリヒドロキシフェニルメタン型エポキシ樹脂、ビスフェノールＳ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＡノボラック型エポキシ樹脂、テトラフェニロールエタン型エポキシ樹脂、グリシジルフタレート樹脂、テトラグリシジルキシレノイルエタン樹脂、ナフタレン基含有エポキシ樹脂（「ＥＳＮ−１９０、ＥＳＮ−３６０；新日鉄化学（株）製」、「ＨＰ−４０３２、ＥＸＡ−４７５０、ＥＸＡ−４７００；大日本インキ化学工業（株）製」等）、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂（「ＨＰ−７２００、ＨＰ−７２００Ｈ；大日本インキ化学工業社製」等）、グリシジルメタアクリレート共重合系エポキシ樹脂（「ＣＰ−５０Ｓ、ＣＰ−５０Ｍ；日本油脂（株）製」等）、シクロヘキシルマレイミドとグリシジルメタアクリレートとの共重合エポキシ樹脂などが挙げられるが、これらに限られるものではない。これらのエポキシ樹脂は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
前記オキセタン化合物としては、例えば、ビス［（３−メチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル］エーテル、ビス［（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル］エーテル、１、４−ビス［（３−メチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル］ベンゼン、１、４−ビス［（３−エチル−３−オキセタニルメトキシ）メチル］ベンゼン、（３−メチル−３−オキセタニル）メチルアクリレート、（３−エチル−３−オキセタニル）メチルアクリレート、（３−メチル−３−オキセタニル）メチルメタクリレート、（３−エチル−３−オキセタニル）メチルメタクリレート又はこれらのオリゴマーあるいは共重合体等の多官能オキセタン類の他、オキセタン基と、ノボラック樹脂、ポリ（ｐ−ヒドロキシスチレン）、カルド型ビスフェノール類、カリックスアレーン類、カリックスレゾルシンアレーン類、シルセスキオキサン等の水酸基を有する樹脂など、とのエーテル化合物が挙げられ、この他、オキセタン環を有する不飽和モノマーとアルキル（メタ）アクリレートとの共重合体なども挙げられる。
前記メラミン樹脂化合物としては、例えば、アルキル化メチロールメラミン、ヘキサメチル化メチロールメラミンなどが挙げられる。
前記エポキシ樹脂化合物又はオキセタン化合物の前記感光性組成物固形分中の固形分含有量は、１〜５０質量％が好ましく、３〜３０質量％がより好ましい。該固形分含有量が１質量％未満であると、硬化膜の吸湿性が高くなり、絶縁性の劣化が生じることがあり、５０質量％を超えると、現像性の悪化や露光感度の低下が生ずることがあり、好ましくない。
また、前記エポキシ樹脂化合物や前記オキセタン化合物の熱硬化を促進するため、例えば、ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、４−（ジメチルアミノ）−Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、４−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、４−メチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン等のアミン化合物；トリエチルベンジルアンモニウムクロリド等の４級アンモニウム塩化合物；ジメチルアミン等のブロックイソシアネート化合物；イミダゾール、２−メチルイミダゾール、２−エチルイミダゾール、２−エチル−４−メチルイミダゾール、２−フェニルイミダゾール、４−フェニルイミダゾール、１−シアノエチル−２−フェニルイミダゾール、１−（２−シアノエチル）−２−エチル−４−メチルイミダゾール等のイミダゾール誘導体二環式アミジン化合物及びその塩；トリフェニルホスフィン等のリン化合物；メラミン、グアナミン、アセトグアナミン、ベンゾグアナミン等のグアナミン化合物；２，４−ジアミノ−６−メタクリロイルオキシエチル−Ｓ−トリアジン、２−ビニル−２，４−ジアミノ−Ｓ−トリアジン、２−ビニル−４，６−ジアミノ−Ｓ−トリアジン・イソシアヌル酸付加物、２，４−ジアミノ−６−メタクリロイルオキシエチル−Ｓ−トリアジン・イソシアヌル酸付加物等のＳ−トリアジン誘導体；などを用いることができる。これらは１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。なお、前記エポキシ樹脂化合物や前記オキセタン化合物の硬化触媒、あるいは、これらとカルボキシル基の反応を促進することができるものであれば、特に制限はなく、上記以外の熱硬化を促進可能な化合物を用いてもよい。
前記エポキシ樹脂、前記オキセタン化合物、及びこれらとカルボン酸との熱硬化を促進可能な化合物の前記感光性組成物固形分中の固形分含有量は、通常０．０１〜１５質量％である。
また、前記熱架橋剤としては、特開平５−９４０７号公報記載のポリイソシアネート化合物を用いることができ、該ポリイソシアネート化合物は、少なくとも２つのイソシアネート基を含む脂肪族、環式脂肪族又は芳香族基置換脂肪族化合物から誘導されていてもよい。具体的には、１，３−フェニレンジイソシアネートと１，４−フェニレンジイソシアネートとの混合物、２，４−及び２，６−トルエンジイソシアネート、１，３−及び１，４−キシリレンジイソシアネート、ビス（４−イソシアネート−フェニル）メタン、ビス（４−イソシアネートシクロヘキシル）メタン、イソフォロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の２官能イソシアネート；該２官能イソシアネートと、トリメチロールプロパン、ペンタリスルトール、グリセリン等との多官能アルコール；該多官能アルコールのアルキレンオキサイド付加体と、前記２官能イソシアネートとの付加体；ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレン−１，６−ジイソシアネート及びその誘導体等の環式三量体；などが挙げられる。
更に、本発明の感光性組成物、あるいは、本発明の感光性フィルムの保存性を向上させることを目的として、前記ポリイソシアネート及びその誘導体のイソシアネート基にブロック剤を反応させて得られる化合物を用いてもよい。
前記イソシアネート基ブロック剤としては、イソプロパノール、ｔｅｒｔ．−ブタノール等のアルコール類；ε−カプロラクタム等のラクタム類、フェノール、クレゾール、ｐ−ｔｅｒｔ．−ブチルフェノール、ｐ−ｓｅｃ．−ブチルフェノール、ｐ−ｓｅｃ．−アミルフェノール、ｐ−オクチルフェノール、ｐ−ノニルフェノール等のフェノール類；３−ヒドロキシピリジン、８−ヒドロキシキノリン等の複素環式ヒドロキシル化合物；ジアルキルマロネート、メチルエチルケトキシム、アセチルアセトン、アルキルアセトアセテートオキシム、アセトオキシム、シクロヘキサノンオキシム等の活性メチレン化合物；などが挙げられる。これらの他、特開平６−２９５０６０号公報記載の分子内に少なくとも１つの重合可能な二重結合及び少なくとも１つのブロックイソシアネート基のいずれかを有する化合物などを用いることができる。
また、アルデヒド縮合生成物、樹脂前駆体などを用いることができる。具体的には、Ｎ，Ｎ’−ジメチロール尿素、Ｎ，Ｎ’−ジメチロールマロンアミド、Ｎ，Ｎ’−ジメチロールスクシンイミド、トリメチロールメラミン、テトラメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミン、１，３−Ｎ，Ｎ’−ジメチロールテレフタルアミド、２，４，６−トリメチロールフェノール、２，６−ジメチロール−４−メチロアニソール、１，３−ジメチロール−４，６−ジイソプロピルベンゼンなどが挙げられる。なお、これらのメチロール化合物の代わりに、対応するエチルもしくはブチルエーテル、又は酢酸あるいはプロピオン酸のエステルを使用してもよい。また、メラミンと尿素とのホルムアルデヒド縮合生成物とからなるヘキサメトキシメチルメラミンや、メラミンとホルムアルデヒド縮合生成物のブチルエーテルなどを使用してもよい。
前記熱架橋剤の添加量としては、本発明の効果を損なわない範囲で加えることができ、前記熱架橋剤の含有量としては、感光性組成物の全固形分の０．０１〜１０質量％が好ましく、０．０２〜５質量％がより好ましく、０．０５〜３質量％が特に好ましい。
前記可塑剤は、前記感光層の膜物性（可撓性）をコントロールするために添加してもよい。
前記可塑剤としては、例えば、ジメチルフタレート、ジブチルフタレート、ジイソブチルフタレート、ジヘプチルフタレート、ジオクチルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート、ジトリデシルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジイソデシルフタレート、ジフェニルフタレート、ジアリルフタレート、オクチルカプリールフタレート等のフタル酸エステル類；トリエチレングリコールジアセテート、テトラエチレングリコールジアセテート、ジメチルグリコースフタレート、エチルフタリールエチルグリコレート、メチルフタリールエチルグリコレート、ブチルフタリールブチルグリコレート、トリエチレングリコールジカブリル酸エステル等のグリコールエステル類；トリクレジルホスフェート、トリフェニルホスフェート等のリン酸エステル類；４−トルエンスルホンアミド、ベンゼンスルホンアミド、Ｎ−ｎ−ブチルベンゼンスルホンアミド、Ｎ−ｎ−ブチルアセトアミド等のアミド類；ジイソブチルアジペート、ジオクチルアジペート、ジメチルセバケート、ジブチルセパケート、ジオクチルセパケート、ジオクチルアゼレート、ジブチルマレート等の脂肪族二塩基酸エステル類；クエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、グリセリントリアセチルエステル、ラウリン酸ブチル、４，５−ジエポキシシクロヘキサン−１，２−ジカルボン酸ジオクチル等、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のグリコール類が挙げられる。
前記可塑剤の含有量としては、前記感光層の全成分に対して０．１〜５０質量％が好ましく、０．５〜４０質量％がより好ましく、１〜３０質量％が特に好ましい。
前記界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤などから適宜選択できる。
更に、前記界面活性剤としては、次式、Ｃ８Ｆ１７ＳＯ２Ｎ（Ｒ１）ＣＨ２ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２ＣＨ２ＯｎＲ２）で表されるフッ素系界面活性剤が好適に挙げられる。
ただし、式中、Ｒ１及びＲ２は、各々水素原子又は炭素数１〜４のアルキル基を表し、ｎは２〜３０の整数を表す。
前記Ｒ１としては、メチル基、エチル基、イソプロピル基が好適に挙げられ、前記Ｒ２としては、水素原子が好適に挙げられる。
前記ｎとしては、１０〜２５が好ましく、１０〜２０がより好ましい。
前記式で表される界面活性剤の具体例としては、メガファックＦ−１４１（ｎ＝５）、Ｆ−１４２（ｎ＝１０）、Ｆ＝１４３（ｎ＝１５）、Ｆ−１４４（ｎ＝２０）（いずれも商品名：大日本インキ化学工業（株）製）が挙げられる。
更に、前記界面活性剤としては、次式（１３）〜（１７）で表される界面活性剤が好適に挙げられる。
Ｒｆ１−Ｘ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＲ１・・・（１３）
Ｒｆ１−Ｘ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎＲ２・・・（１４）
Ｒｆ１−Ｘ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ（ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍＲ１・・・（１５）
Ｒｆ１−Ｘ−（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｎ（ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｍＲｆ２・・・（１６）
前記式（１３）〜（１６）において、Ｒ１及びＲ２は、炭素素１〜１８、好ましくは、炭素数１〜１０、より好ましくは、炭素数１〜４のアルキル基を表す。
前記アルキル基としては、飽和アルキル基、不飽和アルキル基が挙げられる。
前記アルキル基の構造としては、直鎖構造、分岐構造を有するものが挙げられ、これらの中でも分岐構造を有するものが好適に挙げられる。
前記アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘプチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オタタデシル基、エイコサニル基、ドコサニル基、２−クロロエチル基、２−プロモエチル基、２−シアノエチル基、２−メトキシカルボニルエチル基、２−メトキシエチル基、３−プロモプロピル基などが挙げられる。また、これらのアルキル基は、ハロゲン原子、アシル基、アミノ基、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、アルキル若しくはハロアルキルで置換されていてもよいアリール基、アミド基等で置換されていてもよい。
前記式（１３）〜（１６）において、Ｒｆ１及びＲｆ２は、それぞれ独立して、炭素数１〜１８、好ましく２〜１２、より好ましくは４〜１０のパーフルオロ基を表す。
前記パーフルオロ基としては、飽和パーフルオロ基、不飽和パーフルオロ基が挙げられる。
前記パーフルオロ基の構造としては、直鎖構造、分岐構造を有するものが挙げられ、これらの中でも分岐構造を有するものが好適に挙げられ、前記Ｒｆ１及びＲｆ２の少なくともいずれかが、分岐構造を有するものがより好適に挙げられる。
前記パーフルオロ基としては、例えば、パーフルオロノネニル、パーフルオロメチル、パーフルオロプロピレン、パーフルオロノニネル、パーフルオロ安息香酸、パーフルオロプロピレン、パーフルオロプロピル、パーフルオロ（９−メチルオクチル）、パーフルオロメチルオクチル、パーフルオロブチル、パーフルオロ３−メチルブチル、パーフルオロヘキシル、パーフルオロクチル、パーフルオロ７−オクチルエチル、フルオロヘプチル、パーフルオロデシル、パーフルオロブチルなどが挙げられる。また、これらのパーフルオロ基は、ハロゲン原子、アシル基、アミノ基、シアノ基、アルキル基、アルコキシ基、アルキル若しくはハロアルキルで置換されていてもよく、アリール基、アミド基等で置換されていてもよい。
前記Ｒｆ１及びＲｆ２は互い同じであってもよく、異なっていてもよい。
前記式（１３）〜（１６）において、ｎは、１〜４０の整数、好ましくは４〜２５の整数を表す。
前記式（１３）〜（１６）において、ｍは、０〜４０の整数、好ましくは０〜２５の整数を表す。
前記式（１３）〜（１６）において、−Ｘ−は、−（ＣＨ２）ｌ−（ｌは１〜１０、好ましくは、１〜５の整数を表す）、−ＣＯ−Ｏ−、−Ｏ−、−ＮＨＣＯ−、−ＮＨＣＯＯ−のいずれかを表す。
前記式（１７）において、Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５は水素原子、又はメチル基を表し、ａ，ｂ，ｃ，ｐ，ｑは任意の正数を表し、必要に応じて適宜選ばれるが、例として、ａ＝５０、ｂ＝ｃ＝２５、ｐ＝ｑ＝１０などが挙げられる。ｒ，ｓは任意の正の整数を表し、必要に応じて適宜選ばれるが、例として、ｒ＝２、ｓ＝６などが挙げられる。ＣｒＨ２ｒ、ＣｓＦ２ｓ＋１としては、ｒ、ｓが３以上のとき、直鎖構造、分岐構造のいずれもが含まれる。前記式（１７）で表される界面活性剤の具体例としては、メガファックＦ−７８０Ｆ（ａ＝４０、ｂ＝５、ｃ＝５５、ｒ＝２、ｓ＝６、ｐ＝ｑ＝７；大日本インキ化学工業（株）製）などが挙げられる。
前記式（１３）〜（１７）で表される界面活性剤は、１種単独又は２種以上の組合せで用いることができる。
前記界面活性剤の含有量としては、感光性組成物の固形分に対し、０．００１〜１０質量％が好ましい。
前記含有量が、０．００１質量％未満になると、面状改良の効果が得られなくことがあり、１０質量％を超えると、密着性が低下することがある。
前記感光性組成物が前記界面活性剤を含有することにより、塗布液としての流動性が良好となり、塗布工程で使用されるスピンコーターやスリットコーターのノズルや配管、容器中での液の付着性が改善され、前記ノズル内に汚れとして残る残渣を効果的に減少させることができるので、塗布液の切り替え時に洗浄に要する洗浄液の量や作業時間を軽減でき、カラーフィルタの生産性を向上させることができる。また、前記カラーレジスト層を形成する際に発生する面状ムラ等を改善することができる。
前記熱重合禁止剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、４−メトキシフェノール、ハイドロキノン、アルキル又はアリール置換ハイドロキノン、ｔ−ブチルカテコール、ピロガロール、２−ヒドロキシベンゾフェノン、４−メトキシ−２−ヒドロキシベンゾフェノン、塩化第一銅、フェノチアジン、クロラニル、ナフチルアミン、β−ナフトール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−クレゾール、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、ピリジン、ニトロベンゼン、ジニトロベンゼン、ピクリン酸、４−トルイジン、メチレンブルー、銅と有機キレート剤反応物、サリチル酸メチル、及びフェノチアジン、ニトロソ化合物、ニトロソ化合物とＡｌとのキレートなどが挙げられる。
前記熱重合禁止剤の含有量としては、感光性組成物の全成分に対し、０．０００１〜１０質量％が好ましく、０．０００５〜５質量％がより好ましく、０．００１〜１質量％が特に好ましい。
前記紫外線吸収剤としては、特開平５−７２７２４号公報記載の化合物のほか、サリシレート系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、ニッケルキレート系、ヒンダードアミン系などが挙げられる。
具体的には、フェニルサリシレート、４−ｔ−ブチルフェニルサリシレート、２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル−３’，５’−ジ−ｔ−４’−ヒドロキシベンゾエート、４−ｔ−ブチルフェニルサリシレート、２，４−ジ−ヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチル−５’−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、エチル−２−シアノ−３，３−ジ−フェニルアクリレート、２，２’−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、ニッケルジブチルジチオカーバメート、ビス（２，２，６，６−テトラメトル−４−ピリジン）−セバケート、４−ｔ−ブチルフェニルサリシレート、サルチル酸フェニル、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン縮合物、コハク酸−ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリデニル）−エステル、２−［２−ヒドロキシ−３，５−ビス（α，α−ジメチルベンジル）フェニル］−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、７−｛［４−クロロ−６−（ジエチルアミノ）−５−トリアジン−２−イル］アミノ｝−３−フェニルクマリンなどが挙げられる。
なお、感光性組成物の全固形分に対する紫外線吸収剤の含有量は、０．５〜１５質量％が好ましく、１〜１２質量％がより好ましく、１．２〜１０質量％が特に好ましい。
前記感光層を形成する感光性組成物は、溶剤を用いて調製することができる。
前記溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｎ−ヘキサノール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジイソブチルケトンなどのケトン類；酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸−ｎ−アミル、硫酸メチル、プロピオン酸エチル、フタル酸ジメチル、安息香酸エチル、及びメトキシプロピルアセテートなどのエステル類；トルエン、キシレン、ベンゼン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素類；四塩化炭素、トリクロロエチレン、クロロホルム、１，１，１−トリクロロエタン、塩化メチレン、モノクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素類；テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、１−メトキシ−２−プロパノールなどのエーテル類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホオキサイド、スルホランなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、３−エトキシプロピオン酸メチル、３−エトキシプロピオン酸エチル、エチルセロソルブアセテート、乳酸エチル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、酢酸ブチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、２−ヘプタノン、シクロヘキサン、エチルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートなどが好適に挙げられる。これらの溶剤は、単独又２種以上の組合せで用いることができる。
前記感光性組成物の調製時における前記溶剤の添加量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記感光性組成物の全固形分濃度が５〜８０質量％となるように添加されることが好ましく、１０〜６０質量％となるように添加されることがより好ましく、１５〜５０質量％となるように添加されることが特に好ましい。
前記感光層の厚みは、０．３〜１０μｍが好ましく、０．７５〜６μｍがより好まく、１．０〜３μｍが特に好ましい。
前記層の厚みが０．３μｍ未満であると、感光層用塗布液の塗布時にピンホールが発生しやすく、製造適性が低下することがあり、１０μｍを超えると、現像時に未露光部を除去するのに長時間を要することがある
＜基材＞
前記感光層形成工程で用いられる前記基材としては、特に制限はなく、公知の材料の中から表面平滑性の高いものから凸凹のある表面を有するものまで、目的に応じて適宜選択することができ、板状の基材（基板）が好ましく、具体的には、ガラス板（例えば、ソーダガラス板、酸化ケイ素をスパッタしたガラス板、無アルカリガラス板、石英ガラス板等）、合成樹脂性のフィルム、紙、金属板などが挙げられる。
前記基材は、該基材上に前記感光層における感光層が重なるようにして積層してなる積層体を形成して用いることができる。即ち、前記積層体における感光層の前記感光層に対して露光することにより、露光した領域を硬化させ、後述する現像工程によりパターンを形成することができる。
［露光工程］
前記露光工程としては、光照射手段及び光変調手段を少なくとも備えた露光ヘッドと、前記感光層の少なくともいずれかを移動させつつ、前記感光層に対して、前記光照射手段から出射した光を前記光変調手段によりパターン情報に応じて変調しながら前記露光ヘッドから照射して、前記感光層を露光する工程であり、該露光はマスクレス露光である。
前記マスクレス露光（「マスクレスパターン露光」ともいう）とは、パターン情報（「画像データ」ともいう）に基づいて、光照射手段からの光を変調しながら、露光ヘッドと前記感光層の被露光面とを相対走査することにより、前記感光層の被露光面上に二次元パターン（「画像」ともいう）を形成する露光方法である。これに対し、マスクを用いた従来の露光方法は、露光光を透過させない材質、又は露光光を弱めて透過させる材質でパターンを形成してなるマスクを、前記感光層の被露光面上の光路に配置して露光を行う方法である。
前記光照射手段から照射される光の光源としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、超高圧水銀灯、キセノン灯、カーボンアーク灯、ハロゲンランプ、複写機用などの蛍光管、ＬＥＤ、及びレーザ光（半導体レーザ、固体レーザ、液体レーザ、気体レーザ）等が挙げられ、これらの中でも、超高圧水銀灯及びレーザ光が好ましく、光のオンオフ制御が短時間で行え、光の干渉制御が容易ある観点から、レーザ光がより好ましい。
前記光源の波長としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記超高圧水銀灯としては、ｉ線（３６５ｎｍ）が好ましく、固体レーザとしては、ＹＡＧ−ＳＨＧ固体レーザ（５３２ｎｍ）、半導体励起固体レーザ（５３２ｎｍ、３５５ｎｍ、２６６ｎｍ）が好ましく、気体レーザとしては、ＫｒＦレーザ（２４９ｎｍ）、ＡｒＦレーザ（１９３ｎｍ）が好ましい。半導体レーザとしては、感光性組成物の露光時間の短縮を図る目的、及び入手のしやすさの観点から、３００〜５００ｎｍが好ましく、３４０〜４５０ｎｍがより好ましく、４０５ｎｍ又は４１０ｎｍであることが特に好ましい。
前記レーザ光のビーム径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記感光層における解像度の観点から、ガウシアンビームの１／ｅ２値で５〜３０μｎが好ましく、７〜２０μｍがより好ましい。
また、前記レーザ光の光エネルギー量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、露光時間の短縮と解像度の観点から、１〜１００ｍＪ／ｃｍ２が好ましく、５〜２０ｍＪ／ｃｍ２がより好ましい。
前記光源としては、光を一端から入射し、入射した前記光を他端から出射する光ファイバを複数本束ねてなるバンドル状のファイバ光源が好ましく、前記光ファイバが、光源からの光を２以上合成した合波レーザ光を出射可能であることがより好ましい。
前記合波レーザ光の照射方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、複数のレーザ光源と、マルチモード光ファイバと、該複数のレーザ光源から照射されるレーザ光を集光して前記マルチモード光ファイバに結合させるレンズ系とにより合波レーザ光を合成し、照射する方法が挙げられる。
前記露光工程において、前記光照射手段からの光を変調する光変調手段としては、前記光照射手段からの光を受光し出射するｎ個（ただし、ｎは２以上の自然数）の２次元状に配列された描素部を有し、前記描素部をパターン情報に基づいて制御可能であるものであれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、空間変調素子、及び光多面鏡（ポリゴンミラー）などが挙げられる。
前記空間光変調素子としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）タイプの空間光変調素子（ＳＬＭ；Ｓｐｅｃｉａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）、ミラー階調型空間変調素子、電気光学効果により透過光を変調する光学素子（ＰＬＺＴ素子）、液晶光シャッタ（ＦＬＣ）などが好適に挙げられる。
なお、ＭＥＭＳとは、ＩＣ製造プロセスを基板としたマイクロマシニング技術によるマイクロサイズのセンサ、アクチュエータ、及び制御回路を集積化した微細システムの総称であり、ＭＥＭＳタイプの空間光変調素子とは、静電気力を利用した電気機械動作により駆動される空間光変調素子を意味している。さらに、Ｇｒａｔｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ Ｖａｌｖｅ（ＧＬＶ）を複数並べて二次元状に構成したものを用いることもできる。これらの反射型空間光変調素子（ＧＬＶ）や、透過型空間光変調素子（ＬＣＤ）を使用する構成においては、前記光源として、レーザのほかにランプ等を使用することができる。
これらの空間光変調素子の中でもＤＭＤ、及びミラー階調型空間変調素子がより好適に挙げられ、ＤＭＤが特に好適に挙げられる。
前記光多面鏡（ポリゴンミラー）としては、複数面（例えば６面）の平面反射面を有する回転部材であって、回転によって光を走査させることが可能な限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。なお、前記光多面体（ポリゴンミラー）を用いる露光においては、前記感光層の被露光面を、前記光多面体（ポリゴンミラー）の走査方向に対して直角に移動させることにより、前記被露光面前面を露光することができる。
前記露光工程において、感光層を、露光する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、デジタル露光、アナログ露光などが挙げられるが、デジタル露光が好適である。
前記デジタル露光の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、所定のパターン情報に基づいて生成される制御信号に応じて変調されたレーザ光を用いて行われることが好適である。
更に、前記露光工程において、感光層を、露光する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、短時間、かつ高速露光を可能とする観点から、露光光と感光層とを相対的に移動させながら行うことが好ましく、前記デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）と併用されることが特に好ましい。
前記露光工程において、不活性ガス雰囲気下行うことが好ましい。前記感光層形成工程により形成された感光層を、露光する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、不活性ガスを前記感光層表面に直接吹きかける方法、枠状フレームの一辺が開放され、不活性ガスの導入孔が少なくとも残りの１辺に形成された試料台中の露光空間に、露光対象である感光層が形成された試料を載置し、前記不活性ガスの導入孔から不活性ガスを導入して、感光層表面を不活性ガスで覆いつつ、露光を行う方法などが挙げられる。
また、前記露光空間を密封空間として、減圧下で該密封空間内に不活性ガスを導入することも可能である。
前記不活性ガスとしては、酸素の影響により前記感光層の重合反応が阻害されることを防止できれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴンなどが挙げられる。
以下、本発明のカラーフィルタの製造方法の態様、及び該カラーフィルタの製造方法に好適に用いられる露光装置を、図面を参照しながら説明する。
前記露光装置としては、いわゆるフラットベッドタイプの露光装置の他、感光材料がドラムの外周面に巻きつけられるアウタードラムタイプの露光装置、及び感光材料がシリンダの内周面に装着されるインナードラムタイプの露光装置であってもよい。以下、一例として、フラットベットタイプの露光装置について説明する。
＜露光装置＞
前記露光装置は、図１に示すように、前記感光層を前記基体上に積層してなる積層体１２（以下、「感光層１２」、又は「感光材料１２」と表す）を表面に吸着して保持する平板状の移動ステージ１４を備えている。４本の脚部１６に支持された厚い板状の設置台１８の上面には、ステージ移動方向に沿って延びた２本のガイド２０が設置されている。ステージ１４は、その長手方向がステージ移動方向を向くように配置されると共に、ガイド２０によって往復移動可能に支持されている。なお、この露光装置１０には、ステージ１４をガイド２０に沿って駆動するステージ駆動装置（図示せず）が設けられている。
設置台１８の中央部には、ステージ１４の移動経路を跨ぐようにコの字状のゲート２２が設けられている。コの字状のゲート２２の端部の各々は、設置台１８の両側面に固定されている。このゲート２２を挟んで一方の側にはスキャナ２４が設けられ、他方の側には感光層１２の先端及び後端を検知する複数（たとえば２個）のセンサ２６（又はカメラ２６）が設けられている。スキャナ２４及びセンサ２６（又はカメラ２６）は、ゲート２２に各々取り付けられて、ステージ１４の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ２４及びセンサ２６（又はカメラ２６）は、これらを制御する図示しないコントローラに接続されている。
スキャナ２４には、図２及び図３Ｂに示すように、ｍ行ｎ列（例えば、２行５列）の略マトリックス状に配列された１０個の露光ヘッドが備えられている。
図２に示すように、各露光ヘッド３０が、後述する内部のデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）３６の各描素部（マイクロミラー）列方向が、走査方向と所定の設定傾斜角度θをなすように、スキャナ２４に取り付けられている場合には、各露光ヘッド３０による露光エリア３２は、走査方向に対して傾斜した矩形状のエリアとなる。
ステージ１４の移動に伴い、感光層１２には露光ヘッド３０ごとに帯状の露光済み領域３４が形成される。
なお、以下において、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドを示す場合は、露光ヘッド３０ｍｎと表記し、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドによる露光エリアを示す場合は、露光エリア３２ｍｎと表記する。
また、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、帯状の露光済み領域３４のそれぞれが、隣接する露光済み領域３４と部分的に重なるように、ライン状に配列された各行の露光ヘッド３０の各々は、その配列方向に所定間隔（露光エリアの長辺の自然数倍、本実施形態では２倍）ずらして配置されている。このため、１行目の露光エリア３２１１と露光エリア３２１２との間の露光できない部分は、２行目の露光エリア３２２１により露光することができる。
スキャナ２４による感光層１２の副走査が終了し、センサ２６（又はカメラ２６）で感光層１２の後端が検出されると、ステージ１４は、ステージ駆動装置３０４により、ガイド２０に沿ってゲート２２の最上流側にある原点に復帰し、再度、ガイド２０に沿ってゲート２２の上流側から下流側に一定速度で移動される。
ここで、説明のため、ステージ１４の表面と平行な平面内に、図１に示すように、互いに直交するＸ軸及びＹ軸を規定する。
ステージ１４の走査方向に沿って上流側（以下、単に「上流側」ということがある。）の端縁部には、Ｘ軸の方向に向かって開く「く」の字型に形成されたスリット２８が、等間隔で１０本形成されていてもよい。
各スリット２８は、上流側に位置するスリット２８ａと下流側に位置するスリット２８ｂとからなっている。スリット２８ａとスリット２８ｂとは互いに直交するとともに、Ｘ軸に対してスリット２８ａは−４５度、スリット２８ｂは＋４５度の角度を有している。
スリット２８の位置は、前記露光ヘッド３０の中心と略一致させられている。また、各スリット２８の大きさは、対応する露光ヘッド３０による露光エリア３２の幅を十分覆う大きさとされている。また、スリット２８の位置としては、隣接する露光済み領域３４間の重複部分の中心位置と略一致させてもよい。この場合、各スリット２８の大きさは、露光済み領域３４間の重複部分の幅を十分覆う大きさとする。
ステージ１４内部の各スリット２８の下方の位置には、Ｎ重露光を行う場合、理想のＮ重露光を実現するために描素部を選択する後述の使用描素部指定処理において、描素単位としての光点を検出する光点位置検出手段としての単一セル型の光検出器（図示せず）が組み込まれていてもよい。また、前記光検出器は、後述する使用描素部指定処理において、前記描素部の選択を行う描素部選択手段としての演算装置（図示せず）に接続されている。
露光時における前記露光装置の動作形態はとしては、露光ヘッドを常に移動させながら連続的に露光を行う形態であってもよいし、露光ヘッドを段階的に移動させながら、各移動先の位置で露光ヘッドを静止させて露光動作を行う形態であってもよい。
また、前記露光の方法として、露光光と前記感光層とを相対的に移動しながら行うことが好ましく、この場合、前記高速変調と併用することが好ましい。これにより、短時間で高速の露光を行うことができる。
＜＜露光ヘッド＞＞
露光ヘッド３０の概略構成の一例を、図４及び図５Ａ及び図５Ｂに示す。図４及び図５Ａ及び図５Ｂでは、前記露光ヘッド３０中を伝播する光の光路に沿って、各構成要素を示している。
本例では、入射された光を画像データに応じて描素部ごとに変調する光変調手段（描素部ごとに変調する空間光変調素子）として、ＤＭＤ３６（米国テキサス・インスツルメンツ社製）を備え、光照射手段として、ファイバアレイ光源３８を備えている。
図４に示すように、ＤＭＤ３６の光入射側には、光ファイバの出射端部（発光点）が露光エリア３２の長辺方向と一致する方向に沿って一列に配列されたレーザ出射部を備えたファイバアレイ光源３８、ファイバアレイ光源３８から出射されたレーザ光を補正してＤＭＤ上に集光させる集光レンズ系４０、この集光レンズ系４０を透過したレーザ光をＤＭＤ３６に向けて反射するミラー４２がこの順に配置されている。なお図４では、集光レンズ系４０を概略的に示してある。
また、ＤＭＤ３６の光反射側には、ＤＭＤ３６で反射されたレーザ光を感光層１２の露光面上に結像する結像レンズ系５０が配置されている。なお図４では、結像レンズ系５０を概略的に示してある。
前記集光レンズ系４０は、例えば、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、ファイバアレイ光源３８から出射されたレーザ光を平行光化する１対の組合せレンズ４４、平行光化されたレーザ光の光量分布が均一になるように補正する１対の組合せレンズ４６、及び光量分布が補正されたレーザ光をＤＭＤ３６上に集光する集光レンズ４８で構成され、さらに後述する他の部材等からなる。
前記結像レンズ系５０は、例えば、ＤＭＤ３６と感光層１２の露光面とが共役な関係となるように配置された２枚のレンズ５２及び５４で構成され、さらに、マイクロレンズアレイ、及びアパーチャアレイ等の後述する他のレンズ群からなる。
−光変調手段−
前記光変調手段としてのＤＭＤ３６は、図６に示すように、ＳＲＡＭセル（メモリセル）５６上に、各々描素（ピクセル）を構成する描素部として、多数のマイクロミラー５８が格子状に配列されてなるミラーデバイスである。各マイクロミラー５８は支柱に支えられており、その表面にはアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。なお、本実施形態では、各マイクロミラー５８の反射率は９０％以上であり、その配列ピッチは縦方向、横方向ともに１３．７μｍである。ＳＲＡＭセル５６は、ヒンジ及びヨークを含む支柱を介して通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートのＣＭＯＳのものであり、全体はモノリシック（一体型）に構成されている。
ＤＭＤ３６のＳＲＡＭセル（メモリセル）５６に、所望の２次元パターンを構成する各点の濃度を２値で表した画像信号が書き込まれると、支柱に支えられた各マイクロミラー５８が、対角線を中心としてＤＭＤ３６が配置された基板側に対して±α度（たとえば±１０度）のいずれかに傾く。図７Ａは、マイクロミラー５８がオン状態である＋α度に傾いた状態を示し、図７Ｂは、マイクロミラー５８がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。このように、画像信号に応じて、ＤＭＤ３６の各ピクセルにおけるマイクロミラー５８の傾きを制御することによって、ＤＭＤ３６に入射したレーザ光Ｂはそれぞれのマイクロミラー５８の傾き方向へ反射される。
それぞれのマイクロミラー５８のオンオフ制御は、ＤＭＤ３６に接続された図８のコントローラ３０２によって行われる。また、オフ状態のマイクロミラー５８で反射したレーザ光Ｂが進行する方向には、光吸収体（図示せず）が配置されている。
また、ＤＭＤ３６は、その短辺が副走査方向と所定角度θ（例えば、０．１°〜５°）を成すように僅かに傾斜させて配置するのが好ましい。図９ＡはＤＭＤ３６を傾斜させない場合の各マイクロミラーによる反射光像（露光ビーム）５３の走査軌跡を示し、図９ＢはＤＭＤ３６を傾斜させた場合の露光ビーム５３の走査軌跡を示している。
ＤＭＤ３６には、長手方向にマイクロミラーが多数個（例えば、１０２４個）配列されたマイクロミラー列が、短手方向に多数組（例えば、７５６組）配列されているが、図９Ｂに示すように、ＤＭＤ３６を傾斜させることにより、各マイクロミラーによる露光ビーム５３の走査軌跡（走査線）のピッチＰ２が、ＤＭＤ３６を傾斜させない場合の走査線のピッチＰ１より狭くなり、解像度を大幅に向上させることができる。一方、ＤＭＤ３６の傾斜角は微小であるので、ＤＭＤ３６を傾斜させた場合の走査幅Ｗ２と、ＤＭＤ３６を傾斜させない場合の走査幅Ｗ１とは略同一である。
異なるマイクロミラー列により同じ走査線上が重ねて露光されることにより、アライメントマークに対する露光位置の微少量を制御することができ、高精細な露光を実現することができる、また、主走査方向に配列された複数の露光ヘッドの間のつなぎ目（ヘッド間つなぎ領域）を微少量の制御により段差なくつなぐことができる。
ＤＭＤを傾斜させるかわりに、各マイクロミラー列を副走査方向と直交する方向に所定間隔ずらし、図１０に示すように千鳥情に配置しても、同様の効果を得ることができる。
なお、図１０に示すように、スキャナ２４によるＸ方向への１回の走査で感光層１２の全面を露光してもよく、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、スキャナ２４により感光層１２をＸ方向へ走査した後、スキャナ２４をＹ方向に１ステップ移動し、Ｘ方向へ走査を行うというように、走査と移動を繰り返して、複数回の走査で感光層１２の全面を露光するようにしてもよい。
−光照射手段−
前記光照射手段の好適な例として、合波レーザを照射可能な手段、例えば、複数のレーザと、マルチモード光ファイバと、該複数のレーザからそれぞれ照射したレーザビームを集光して前記マルチモード光ファイバに結合させるレンズ系とを有する手段（ファイバアレイ光源）について説明する。
ファイバアレイ光源３８は、図１２に示すように、複数（たとえば１４個）のレーザモジュール６０を備えており、各レーザモジュール６０には、マルチモード光ファイバ６２の一端が結合されている。マルチモード光ファイバ６２の他端には、マルチモード光ファイバ６２より小さいクラッド径を有する光ファイバ６４が結合されている。図１３に詳しく示すように、光ファイバ６４のマルチモード光ファイバ６２と反対側の端部は走査方向と直交する方向に沿って７個並べられ、それが２列に配列されてレーザ出射部６６が構成されている。
光ファイバ６４の端部で構成されるレーザ出射部６６は、図１３に示すように、表面が平坦な２枚の支持板６８に挟み込まれて固定されている。また、光ファイバ６４の光出射端面には、その保護のために、ガラス等の透明な保護板が配置されるのが望ましい。光ファイバ６４の光出射端面は、光密度が高いため集塵しやすく劣化しやすいが、上述のような保護板を配置することにより、端面への塵埃の付着を防止し、また劣化を遅らせることができる。
このような光ファイバは、例えば、図１４に示すように、クラッド径が大きいマルチモード光ファイバ６２のレーザ光出射側の先端部分に、長さ１〜３０ｃｍのクラッド径が小さい光ファイバ６４を同軸的に結合することにより得ることができる。２本の光ファイバは、光ファイバ６４の入射端面が、マルチモード光ファイバ６２の出射端面に、両光ファイバの中心軸が一致するように融着されて結合されている。上述した通り、光ファイバ６４のコア６４ａの径は、マルチモード光ファイバ６２のコア６２ａの径と同じ大きさである。
また、長さが短くクラッド径が大きい光ファイバにクラッド径が小さい光ファイバを融着させた短尺光ファイバを、フェルールや光コネクタ等を介してマルチモード光ファイバ６２の出射端に結合してもよい。コネクタ等を用いて着脱可能に結合することで、クラッド径が小さい光ファイバが破損した場合等に先端部分の交換が容易になり、露光ヘッドのメンテナンスに要するコストを低減できる。なお、以下では、光ファイバ６４を、マルチモード光ファイバ６２の出射端部と称する場合がある。
マルチモード光ファイバ６２及び光ファイバ６４としては、ステップインデックス型光ファイバ、グレーテッドインデックス型光ファイバ、及び複合型光ファイバの何れでもよい。例えば、三菱電線工業株式会社製のステップインデックス型光ファイバを用いることができる。本実施の形態では、マルチモード光ファイバ６２及び光ファイバ６４は、ステップインデックス型光ファイバであり、マルチモード光ファイバ６２は、クラッド径＝１２５μｍ、コア径＝５０μｍ、ＮＡ＝０．２、入射端面コートの透過率＝９９．５％以上であり、光ファイバ６４は、クラッド径＝６０μｍ、コア径＝５０μｍ、ＮＡ＝０．２である。
一般に、赤外領域のレーザ光では、光ファイバのクラッド径を小さくすると伝搬損失が増加する。このため、レーザ光の波長帯域に応じて好適なクラッド径が決定されている。しかしながら、波長が短いほど伝搬損失は少なくなり、ＧａＮ系半導体レーザから出射された波長４０５ｎｍのレーザ光では、クラッドの厚み｛（クラッド径−コア径）／２｝を８００ｎｍの波長帯域の赤外光を伝搬させる場合の１／２程度、通信用の１．５μｍの波長帯域の赤外光を伝搬させる場合の約１／４にしても、伝搬損失は殆ど増加しない。従って、クラッド径を６０μｍと小さくすることができる。
ただし、光ファイバのクラッド径は６０μｍには限定されない。従来のファイバアレイ光源に使用されている光ファイバのクラッド径は１２５μｍであるが、クラッド径が小さくなるほど焦点深度がより深くなるので、光ファイバのクラッド径は８０μｍ以下が好ましく、６０μｍ以下がより好ましく、４０μｍ以下が更に好ましい。一方、コア径は少なくとも３〜４μｍ必要であることから、光ファイバ６４のクラッド径は１０μｍ以上が好ましい。
レーザモジュール６０は、図１５に示す合波レーザ光源（ファイバアレイ光源）によって構成されている。この合波レーザ光源は、ヒートブロック１１０上に配列固定された複数（例えば、７個）のチップ状の横マルチモード又はシングルモードのＧａＮ系半導体レーザＬＤ１、ＬＤ２、ＬＤ３、ＬＤ４、ＬＤ５、ＬＤ６、及びＬＤ７と、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各々に対応して設けられたコリメータレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６及びＬ７と、１つの集光レンズ２００と、１本のマルチモード光ファイバ６２と、から構成されている。なお、半導体レーザの個数は７個には限定されない。例えば、クラッド径＝６０μｍ、コア径＝５０μｍ、ＮＡ＝０．２のマルチモード光ファイバには、２０個もの半導体レーザ光を入射することが可能であり、露光ヘッドの必要光量を実現して、且つ光ファイバ本数をより減らすことができる。
ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７は、発振波長が総て共通（例えば、４０５ｎｍ）であり、最大出力も総て共通（例えば、マルチモードレーザでは１００ｍＷ、シングルモードレーザでは３０ｍＷ）である。なお、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７としては、３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長範囲で、上記の４０５ｎｍ以外の発振波長を備えるレーザを用いてもよい。
前記合波レーザ光源は、図１６及び図１７に示すように、他の光学要素と共に、上方が開口した箱状のパッケージ４００内に収納されている。パッケージ４００は、その開口を閉じるように作成されたパッケージ蓋４１０を備えており、脱気処理後に封止ガスを導入し、パッケージ４００の開口をパッケージ蓋４１０で閉じることにより、パッケージ４００とパッケージ蓋４１０とにより形成される閉空間（封止空間）内に上記合波レーザ光源が気密封止されている。
パッケージ４００の底面にはベース板４２０が固定されており、このベース板４２０の上面には、前記ヒートブロック１１０と、集光レンズ２００を保持する集光レンズホルダー４５０と、マルチモード光ファイバ６２の入射端部を保持するファイバホルダー４６０とが取り付けられている。マルチモード光ファイバ６２の出射端部は、パッケージ４００の壁面に形成された開口からパッケージ外に引き出されている。
また、ヒートブロック１１０の側面にはコリメータレンズホルダー４４０が取り付けられており、コリメータレンズＬ１〜Ｌ７が保持されている。パッケージ４００の横壁面には開口が形成され、この開口を通してＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７に駆動電流を供給する配線４７０がパッケージ外に引き出されている。
なお、図１７においては、図の煩雑化を避けるために、複数のＧａＮ系半導体レーザのうちＧａＮ系半導体レーザＬＤ７にのみ番号を付し、複数のコリメータレンズのうちコリメータレンズＬ７にのみ番号を付している。
図１８は、前記コリメータレンズＬ１〜Ｌ７の取り付け部分の正面形状を示すものである。コリメータレンズＬ１〜Ｌ７の各々は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取った形状に形成されている。この細長形状のコリメータレンズは、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することによって形成することができる。コリメータレンズＬ１〜Ｌ７は、長さ方向がＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の発光点の配列方向（図１８の左右方向）と直交するように、上記発光点の配列方向に密接配置されている。
一方、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７としては、発光幅が２μｍの活性層を備え、活性層と平行な方向、直角な方向の拡がり角が各々例えば１０°、３０°の状態で各々レーザビームＢ１〜Ｂ７を発するレーザが用いられている。これらＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７は、活性層と平行な方向に発光点が１列に並ぶように配設されている。
したがって、各発光点から発せられたレーザビームＢ１〜Ｂ７は、上述のように細長形状の各コリメータレンズＬ１〜Ｌ７に対して、拡がり角度が大きい方向が長さ方向と一致し、拡がり角度が小さい方向が幅方向（長さ方向と直交する方向）と一致する状態で入射することになる。つまり、各コリメータレンズＬ１〜Ｌ７の幅が１．１ｍｍ、長さが４．６ｍｍであり、それらに入射するレーザビームＢ１〜Ｂ７の水平方向、垂直方向のビーム径は各々０．９ｍｍ、２．６ｍｍである。また、コリメータレンズＬ１〜Ｌ７の各々は、焦点距離ｆ1＝３ｍｍ、ＮＡ＝０．６、レンズ配置ピッチ＝１．２５ｍｍである。
集光レンズ２００は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取って、コリメータレンズＬ１〜Ｌ７の配列方向、つまり水平方向に長く、それと直角な方向に短い形状に形成されている。この集光レンズ２００は、焦点距離ｆ２＝２３ｍｍ、ＮＡ＝０．２である。この集光レンズ２００も、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することにより形成される。
また、ＤＭＤを照明する光照射手段に、合波レーザ光源の光ファイバの出射端部をアレイ状に配列した高輝度のファイバアレイ光源を用いているので、高出力で且つ深い焦点深度を備えた露光装置を実現することができる。更に、各ファイバアレイ光源の出力が大きくなることで、所望の出力を得るために必要なファイバアレイ光源数が少なくなり、露光装置の低コスト化が図られる。
また、光ファイバの出射端のクラッド径を入射端のクラッド径よりも小さくしているので、発光部径がより小さくなり、ファイバアレイ光源の高輝度化が図られる。これにより、より深い焦点深度を備えた露光装置を実現することができる。例えば、ビーム径１μｍ以下、解像度０．１μｍ以下の超高解像度露光の場合にも、深い焦点深度を得ることができ、高速且つ高精細な露光が可能となる。したがって、高解像度が必要とされる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の露光工程に好適である。
また、前記光照射手段としては、前記合波レーザ光源を複数備えたファイバアレイ光源に限定されず、例えば、１個の発光点を有する単一の半導体レーザから入射されたレーザ光を出射する１本の光ファイバを備えたファイバ光源をアレイ化したファイバアレイ光源を用いることができる。
また、複数の発光点を備えた光照射手段としては、例えば、図１９に示すように、ヒートブロック１１０上に、複数（例えば、７個）のチップ状の半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７を配列したレーザアレイを用いることができる。また、図２０Ａに示す、複数（例えば、５個）の発光点１１１ａが所定方向に配列されたチップ状のマルチキャビティレーザ１１０が知られている。マルチキャビティレーザ１１１は、チップ状の半導体レーザを配列する場合と比べ、発光点を位置精度良く配列できるので、各発光点から出射されるレーザビームを合波し易い。ただし、発光点が多くなるとレーザ製造時にマルチキャビティレーザ１１１に撓みが発生し易くなるため、発光点１１１ａの個数は５個以下とするのが好ましい。
前記光照射手段としては、このマルチキャビティレーザ１１１や、図２０Ｂに示すように、ヒートブロック１１０上に、複数のマルチキャビティレーザ１１１が各チップの発光点１１１ａの配列方向と同じ方向に配列されたマルチキャビティレーザアレイを、レーザ光源として用いることができる。
また、合波レーザ光源は、複数のチップ状の半導体レーザから出射されたレーザ光を合波するものには限定されない。例えば、図２１に示すように、複数（例えば、３個）の発光点１１１ａを有するチップ状のマルチキャビティレーザ１１１を備えた合波レーザ光源を用いることができる。この合波レーザ光源は、マルチキャビティレーザ１１１と、１本のマルチモード光ファイバ６２と、集光レンズ２００と、を備えて構成されている。マルチキャビティレーザ１１１は、例えば、発振波長が４０５ｎｍのＧａＮ系レーザダイオードで構成することができる。
前記構成では、マルチキャビティレーザ１１１の複数の発光点１１１ａの各々から出射したレーザビームＢの各々は、集光レンズ２００によって集光され、マルチモード光ファイバ６２のコア６２ａに入射する。コア６２ａに入射したレーザ光は、光ファイバ内を伝搬し、１本に合波されて出射する。
マルチキャビティレーザ１１１の複数の発光点１１１ａを、上記マルチモード光ファイバ６２のコア径と略等しい幅内に並設すると共に、集光レンズ２００として、マルチモード光ファイバ６２のコア径と略等しい焦点距離の凸レンズや、マルチキャビティレーザ１１１からの出射ビームをその活性層に垂直な面内のみでコリメートするロッドレンズを用いることにより、レーザビームＢのマルチモード光ファイバ６２への結合効率を上げることができる。
また、図２２に示すように、複数（例えば、３個）の発光点を備えたマルチキャビティレーザ１１１を用い、ヒートブロック１１０上に複数（例えば、９個）のマルチキャビティレーザ１１１が互いに等間隔で配列されたレーザアレイ１４０を備えた合波レーザ光源を用いることができる。複数のマルチキャビティレーザ１１１は、各チップの発光点１１１ａの配列方向と同じ方向に配列されて固定されている。
この合波レーザ光源は、レーザアレイ１４０と、各マルチキャビティレーザ１１１に対応させて配置した複数のレンズアレイ１１４と、レーザアレイ１４０と複数のレンズアレイ１１４との間に配置された１本のロッドレンズ１１３と、１本のマルチモード光ファイバ６２と、集光レンズ２００と、を備えて構成されている。レンズアレイ１１４は、マルチキャビティレーザ１１０の発光点に対応した複数のマイクロレンズを備えている。
上記の構成では、複数のマルチキャビティレーザ１１１の複数の発光点１１１ａの各々から出射したレーザビームＢの各々は、ロッドレンズ１１３により所定方向に集光された後、レンズアレイ１１４の各マイクロレンズにより平行光化される。平行光化されたレーザビームＬは、集光レンズ２００によって集光され、マルチモード光フアイバ６２のコア６２ａに入射する。コア６２ａに入射したレーザ光は、光フアイバ内を伝搬し、１本に合波されて出射する。
更に他の合波レーザ光源の例を示す。この合波レーザ光源は、図２３Ａ及び図２３Ｂに示すように、略矩形状のヒートブロック１８０上に光軸方向の断面がＬ字状のヒートブロック１８２が搭載され、２つのヒートブロック間に収納空間が形成されている。Ｌ字状のヒートブロック１８２の上面には、複数の発光点（例えば、５個）がアレイ状に配列された複数（例えば、２個）のマルチキャビティレーザ１１１が、各チップの発光点１１１ａの配列方向と同じ方向に等間隔で配列されて固定されている。
略矩形状のヒートブロック１８０には凹部が形成されており、ヒートブロック１８０の空間側上面には、複数の発光点（例えば、５個）がアレイ状に配列された複数（例えば、２個）のマルチキャビティレーザ１１０が、その発光点がヒートブロック１８２の上面に配置されたレーザチップの発光点と同じ鉛直面上に位置するように配置されている。
マルチキャビティレーザ１１１のレーザ光出射側には、各チップの発光点１１１ａに対応してコリメートレンズが配列されたコリメートレンズアレイ１８４が配置されている。コリメートレンズアレイ１８４は、各コリメートレンズの長さ方向とレーザビームの拡がり角が大きい方向（速軸方向）とが一致し、各コリメートレンズの幅方向が拡がり角が小さい方向（遅軸方向）と一致するように配置されている。このように、コリメートレンズをアレイ化して一体化することで、レーザ光の空間利用効率が向上し合波レーザ光源の高出力化が図られると共に、部品点数が減少し低コスト化することができる。
また、コリメートレンズアレイ１８４のレーザ光出射側には、１本のマルチモード光ファイバ６２と、このマルチモード光ファイバ６２の入射端にレーザビームを集光して結合する集光レンズ２００と、が配置されている。
前記構成では、レーザブロック１８０、１８２上に配置された複数のマルチキヤビティレーザ１１１の複数の発光点１１１ａの各々から出射したレーザビームＢの各々は、コリメートレンズアレイ１８４により平行光化され、集光レンズ２００によって集光されて、マルチモード光フアイバ６２のコア６２ａに入射する。コア６２ａに入射したレーザ光は、光フアイバ内を伝搬し、１本に合波されて出射する。
前記合波レーザ光源は、上記の通り、マルチキャビティレーザの多段配置とコリメートレンズのアレイ化とにより、特に高出力化を図ることができる。この合波レーザ光源を用いることにより、より高輝度なファイバアレイ光源やバンドルファイバ光源を構成することができるので、本発明の露光装置のレーザ光源を構成するファイバ光源として特に好適である。
なお、前記各合波レーザ光源をケーシング内に収納し、マルチモード光ファイバ６２の出射端部をそのケーシングから引き出したレーザモジュールを構成することができる。
また、合波レーザ光源のマルチモード光ファイバの出射端に、コア径がマルチモード光ファイバと同一で且つクラッド径がマルチモード光ファイバより小さい他の光ファイバを結合してファイバアレイ光源の高輝度化を図る例について説明したが、例えば、クラッド径が１２５μｍ、８０μｍ、６０μｍ等のマルチモード光ファイバを、出射端に他の光ファイバを結合せずに使用してもよい。
−−輝度−−
各レーザモジュールにおいて、レーザビームＢ１〜Ｂ７のマルチモード光ファイバ３０への結合効率が０．８５で、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各出力が３０ｍＷの場合には、アレイ状に配列された光ファイバ６４の各々について、出力１８０ｍＷ（＝３０ｍＷ×０．８５×７）の合波レーザビームＢを得ることができる。従って、６本の光ファイバ６４がアレイ状に配列されたレーザ出射部での出力は約１Ｗ（＝１８０ｍＷ×６）である。
ファイバアレイ光源のレーザ出射部には、この通り高輝度の発光点が主走査方向に沿って一列に配列されている。単一の半導体レーザからのレーザ光を１本の光ファイバに結合させる従来のファイバ光源は低出力であるため、多数列配列しなければ所望の出力を得ることができなかったが、前記合波レーザ光源は高出力であるため、少数列、例えば１列でも所望の出力を得ることができる。
例えば、半導体レーザと光ファイバを１対１で結合させた従来のファイバ光源では、通常、半導体レーザとしては出力３０ｍＷ（ミリワット）程度のレーザが使用され、光ファイバとしてはコア径５０μｍ、クラッド径１２５μｍ、ＮＡ（開口数）０．２のマルチモード光ファイバが使用されているので、約１Ｗ（ワット）の出力を得ようとすれば、マルチモード光ファイバを４８本（８×６）束ねなければならず、発光領域の面積は０．６２ｍｍ２（０．６７５ｍｍ×０．９２５ｍｍ）であるから、レーザ出射部での輝度は１．６×１０６（Ｗ／ｍ２）、光ファイバ１本当りの輝度は３．２×１０６（Ｗ／ｍ２）である。
これに対し、前記光照射手段が合波レーザを照射可能な手段である場合には、マルチモード光ファイバ６本で約１Ｗの出力を得ることができ、レーザ出射部での発光領域の面積は０．００８１ｍｍ２（０．３２５ｍｍ×０．０２５ｍｍ）であるから、レーザ出射部６８での輝度は１２３×１０６（Ｗ／ｍ２）となり、従来に比べ約８０倍の高輝度化を図ることができる。また、光ファイバ１本当りの輝度は９０×１０６（Ｗ／ｍ２）であり、従来に比べ約２８倍の高輝度化を図ることができる。
−−焦点深度−−
ここで、図２４Ａ及び図２４Ｂを参照して、従来の露光ヘッドと本実施の形態の露光ヘッドとの焦点深度の違いについて説明する。従来の露光ヘッドのバンドル状ファイバ光源の発光領域の副走査方向の径は０．６７５ｍｍであり、露光ヘッドのファイバアレイ光源の発光領域の副走査方向の径は０．０２５ｍｍである。図２４Ａに示すように、従来の露光ヘッドでは、光照射手段（バンドル状ファイバ光源）３８ａの発光領域が大きいので、ＤＭＤ３６へ入射する光束の角度が大きくなり、結果として走査面（感光層１２）へ入射する光束の角度が大きくなる。このため、集光方向（ピント方向のずれ）に対してビーム径が太りやすい。
一方、図２４Ｂに示すように、本発明の露光装置における露光ヘッドでは、ファイバアレイ光源３８ｂの発光領域の副走査方向の径が小さいので、集光レンズ系４０を通過してＤＭＤ３６へ入射する光束の角度が小さくなり、結果として走査面（感光層１２）へ入射する光束の角度が小さくなる。即ち、焦点深度が深くなる。この例では、発光領域の副走査方向の径は従来の約３０倍になっており、略回折限界に相当する焦点深度を得ることができる。従って、微小スポットの露光に好適である。この焦点深度への効果は、露光ヘッドの必要光量が大きいほど顕著であり、有効である。この例では、露光面に投影された１描素サイズは１０μｍ×１０μｍである。なお、ＤＭＤは反射型の空間光変調素子であるが、図２４Ａ及び図２４Ｂは、光学的な関係を説明するために展開図とした。
〔光量分布の補正方法〕
前記光変調手段を備えるデジタル露光装置では、各描画単位で微細なパターンを高精度に形成するために、露光ヘッド内の各描画単位の光量が均一であることが重要である。ただし実際には、露光ヘッドから照射される光ビームは、レンズ系の要因で光軸の中心部に比べて周辺部の光強度が低下してしまうという問題がある。
そこで、前記光照射手段から前記光変調手段に照射される光の光量分布を補正し、被露光面上での露光光の光量分布を均一に補正する方法を以下に説明する。
なお、この方法に好適な露光ヘッドの構成概略図を、図２５に示す。
前記光量分布補正方法は、集光レンズ系により光照射手段から光変調手段に照射される光の照射領域内における光量に分布を持たせ、前記光変調手段により変調された光の感光層の被露光面における光量分布が均一になるように補正する方法であり、以下に説明する第１の形態、及び第２の形態が好適に挙げられる。
−第１の実施形態−
図２５に示すように、ＤＭＤ３６の光反射側には投影光学系が設けられ、この投影光学系は、ＤＭＤ３６の光反射側の露光面にある感光層１２上に光源像を投影するため、ＤＭＤ３６側から感光層１２へ向って順に、レンズ系１２６、マイクロレンズアレイ１２８、対物レンズ系１３０の各露光用の光学部材が配置されて構成されている。
前記レンズ系１２６及び前記対物レンズ系１３０は、複数枚のレンズ（凸レンズや凹レンズ等）を組み合せた拡大光学系として構成されており、ＤＭＤ３６により反射されるレーザビーム（光線束）の断面積を拡大することで、ＤＭＤ３６により反射されたレーザビームによる感光層１２上の露光エリアの面積を所定の大きさに拡大している。なお、感光層１２は、対物レンズ系１３０の後方焦点位置に配置される。
マイクロレンズアレイ１２８は、図２５に示すように、ファイバアレイ光源３８から照射されたレーザ光を反射するＤＭＤ３６の各マイクロミラー５８に１対１で対応する複数のマイクロレンズ１３２が２次元状に配列され、一体的に成形されて矩形平板状に形成されたものであり、各マイクロレンズ１３２は、それぞれレンズ系１２６を透過した各レーザビームの光軸上にそれぞれ配置されている。このマイクロレンズアレイ１２８は、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することによって形成することができる。
また、本実施形態の露光ヘッド３０では、前述した集光レンズ系１１４は、ロッドインテグレータ１１８が備える光量分布補正機能とは別に、ＤＭＤ３６により変調された露光ビームの露光面での光量分布をより高い精度で均一に補正するため、ＤＭＤ３６に照射するレーザ光の照射領域内での光量に所定の分布を持たせる機能、詳細には、ファイバアレイ光源３８から入射されるレーザ光に対し、主光線の角度に所定の分布を持たせたレーザ光を出射してＤＭＤ３６に照射する機能を備えている。
ここで、この主光線の角度に分布を有するレーザ光をＤＭＤ３６に照射する例を、図２６Ａ〜図２６Ｄを用いて説明する。なお、主光線（principal ray／chief ray）とは、光学系で物体空間での入射瞳（あるいは開口絞り）の中心を通過する光線（開口絞りを最小にしてもケラレなしに存在する光線）、広義には斜光線束の中心の光線であり、ここでは後者の意味で用いる。
図２６Ａは、ＤＭＤ３６上に照射されるレーザ光の主光線の傾きを模式的に示した図である。図２６Ａに示すように、ＤＭＤ３６上の特定の位置Ｐに照射されるレーザ光ＬＢにおいて、レーザ光ＬＢの主光線がマイナス（−）側に傾く場合には、矢印−ＰＲで示すように主光線はレーザ光の光軸（光軸中心）Ｘに近づく方向へ傾き、プラス（＋）側に傾く場合には、矢印＋ＰＲで示すようにレーザ光の光軸Ｘから遠ざかる方向へ傾く。
図２６Ｂは、本実施形態の集光レンズ系１１４から出射されるレーザ光が、ＤＭＤ３６上の照明領域に、光軸中心からの距離に応じて主光線の角度に分布を持った状態で照射される例を示した図である。図２６Ｂに示すように、ＤＭＤ３６上の照明領域（レーザ光照射領域）に照射されるレーザ光の主光線角度の分布は、レーザ光の光軸中心では主光線が傾かずに光軸と平行であり、光軸中心から照明領域の周辺部に行くに従って、主光線が＋側に除々に傾くとともにその傾斜角度が除々に大きくなり、所定距離ＹＡに達すると主光線の＋側への傾斜角度が最大となり（最大傾斜角度Ａ）、所定距離ＹＡを過ぎると主光線の＋側への傾斜角度が除々に小さくなり、照明領域の周辺端部に至ると、光軸中心と同じく主光線の傾きが無くなる分布となっている。レーザ光の主光線の角度にこのような分布を持たせることにより、ＤＭＤ３６上の照明領域には、光軸中心に比べて周辺部の光密度が高められた、即ち、光軸中心に比べて周辺部の光輝度が高められたレーザ光が照射される。
なお、レーザ光の主光線角度に上述した分布を持たせる場合には、主光線の最大傾斜角度Ａによって決定される分布量の大きさは、周辺部での光量低下量以上で、且つ、露光面で要求される露光ビームのテレセントリック性（主光線と光軸との平行度）を満足する量以下にすることが好ましい。本実施形態の露光ヘッド３０の場合、露光面における露光ビームの周辺部の光量低下は、主に、ＤＭＤ３６の光反射側に配置された投影光学系のマイクロレンズアレイ１２８（図２５参照）によって引き起こされるため、上記の分布量の大きさを、例えばこのマイクロレンズアレイ１２８によって生じる周辺部の光量低下量以上に設定することが望ましい。また、所定距離ＹＡについては、この周辺部の光量低下量及び光量低下領域（光量を補正する領域）に応じて適宜設定することができ、図２６Ｂに示した例では、光軸中心から照明領域の周辺端部（ＤＭＤ３６の外周端部）までの距離をＹＳとすると、ＹＳ＞ＹＡ＞ＹＳ／２に設定している。
ファイバアレイ光源３８から集光レンズ系１１４を介してＤＭＤ３６に照射された照明光（レーザ光）は、各マイクロミラー５８の反射面の角度に応じて所定方向に反射されて変調され、変調された光ビームがレンズ系１２６により拡大されてマイクロレンズアレイ１２８に設けられたマイクロレンズ１３２の各々に入射され集光される。そして、この集光された光ビームは、対物レンズ系１３０によって感光層１２の露光面上に結像され、このようにして、ファイバアレイ光源３８から照射されたレーザ光が画素毎にオンオフ（変調）されて、感光層１２がＤＭＤ３６の使用画素数と略同数の画素単位（露光エリア）で露光される。
通常は、この光ビームの光量（光強度）分布は、レンズ系の要因により光軸の中心部に比べて周辺部が低下してしまうが、本実施形態の露光ヘッド３０には、ファイバアレイ光源３８から出射されたレーザ光の光量分布を均一化してＤＭＤ３６に照射するために、ＤＭＤ３６の光入射側の光路上に配置した集光レンズ系１１４にロッドインテグレータ１１８を設けている。ただし、このロッドインテグレータ１１８によっても、本実施形態のように各描画単位をマイクロレンズアレイ１２８によって集光する系では、光軸中心部に対する周辺部の光強度低下が顕著となり、より高い精度で画像露光を行う場合に光量分布を要求精度まで補正することが難しい。また、この光量分布の補正精度を高めるために、ロッドインテグレータ１１８を長尺化することも考えられるが、その場合、ロッドインテグレータ１１８は非常に高価な光学部品であるため、装置コストが上昇し、また、露光ヘッド３０が大型化してしまうデメリットがある。
これに対し、本実施形態の露光ヘッド３０では、前述したように、ファイバアレイ光源３８から集光レンズ系１１４へ入射されたレーザ光が、図２７中の（１）に示すように、主光線の角度に分布を持ち光軸中心に比べて周辺部の光輝度が高められたレーザ光とされて集光レンズ系１１４から出射され、ＤＭＤ３６に照射されるため、ＤＭＤ３６のレーザ光照射領域における光量分布は、図２７中の（２）に示すように、光軸中心に比べて周辺部の光量が高められる。そのため、ＤＭＤ３６により画素毎に変調された光ビームが、図２７中の（３）に示すように、光軸中心から周辺部に行くに従って光の透過量を低下させる特性を持つマイクロレンズアレイ１２８を透過して感光層１２の露光面に照射されると、図２７中の（４）に示すように、露光面での光ビームの光量分布は均一になるよう補正される。
以上説明した通り、本実施の形態の露光装置では、２次元的に分布した複数の画素部において、各描画単位の光量が均一になるよう補正され、高精度な画像露光を行うことができる。また、光量分布に応じてＤＭＤ３６の各マイクロミラー５８の駆動タイミングを変化させるよう駆動制御する技術を組み合わせて用いる場合でも、各描画単位の光量が均一になるよう予め補正されているため、ＤＭＤ３６の駆動制御部に掛かる負荷が軽減されて処理速度への影響が低減され、また、電気的な回路構成や処理ソフトを簡素化することができて、コストを抑えることができる。
また、本実施の形態では、上述した光量分布を補正する手段として光学系（集光レンズ系１１４）を用いており、このような光学系からなる光量分布補正手段であれば、簡素且つ安価な構成により実現できる。
−第２の実施形態−
第２の実施形態は、上述した第１の実施形態に係る露光装置の露光ヘッド３０において、集光レンズ系１１４に、非球面レンズを有するテレセントリック光学系を設けることで、第１の実施形態と同様に露光面での光ビームの光量分布を均一化する技術である。
第２の実施形態に係る露光ヘッドでは、例えば集光レンズ系１１４に、図２８Ａに示すような２枚で一組の平凸レンズ１５２、１５４により構成されたテレセントリック光学系１５０が設けられており、このテレセントリック光学系１５０は、例えばロッドインテグレータ１１８と集光レンズ１２０の間に配置されている。
平凸レンズ１５２、１５４は、凸面側が非球面状に形成された非球面レンズとされている。レーザ光の入射側（ファイバアレイ光源３８側）に配置された平凸レンズ１５２は、入射面Ｓ２の面形状が、曲率半径が光軸（光軸中心）Ｘから離れるに従い大きくなる非球面、換言すれば、曲率が光軸Ｘから離れるに従い小さくなる非球面とされ、出射面Ｓ３が平面状とされている。また、レーザ光の出射側（ＤＭＤ３６側）に配置された平凸レンズ１５４は、入射面Ｓ４が平面状とされ、出射面Ｓ５の面形状が、曲率半径が光軸Ｘから離れるに従い小さくなる非球面、換言すれば、曲率が光軸Ｘから離れるに従い大きくなる非球面とされている。
以下、表１に、本実施形態に係るテレセントリック光学系１５０のレンズデータの一例を示し、表２に、本実施形態に係る入射面Ｓ２及び出射面Ｓ５の非球面データの一例を示す。
また、上記の非球面データは、非球面形状を表す下記式（１）における係数で表される。
上記式において各係数を以下の通り定義する。
Ｚ：光軸から高さｈの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（ｍｍ）
ｈ：光軸からの距離（ｍｍ） （ｈ2＝ｘ2＋ｙ2）
Ｒ：曲率半径 （曲率：１／Ｒ）
Ａ：非球面データ
以上の構成により、本実施形態の露光装置では、図２８Ａに示すように、平凸レンズ１５２から出射されたレーザ光ＬＢ２では、光軸Ｘから離れるに従い焦点距離が長くなる。よって、レーザ光ＬＢ２が平凸レンズ１５４の入射面Ｓ４に到達した際には、平凸レンズ１５２の周辺部を通過した光に比べて中央付近を通過した光の方が、光軸Ｘから離れる傾向が強くなる。これにより、レンズの中央付近よりも周辺部の方が光の輝度が高くなる。また、平凸レンズ１５４は、平凸レンズ１５２とは反対に、光軸Ｘから離れるに従い焦点距離が短くなるため、これらの２枚の平凸レンズ１５２、１５４を組み合わせると、テレセントリックな光学系を組むことができる。
これにより、この平凸レンズ１５２、１５４を有するテレセントリック光学系１５０から平行化されて出射されたレーザ光ＬＢ３の光量分布は、光軸中心に対して周辺部の分布密度が高くなり、このレーザ光ＬＢ３が照射されたＤＭＤ３６では、レーザ光照射領域の中心部（光軸中心）よりも周辺部の光量が増加される。
図２８Ｂには、非球面レンズ系とした本実施形態のテレセントリック光学系１５０のベースとなる、球面レンズ系のテレセントリック光学系１６０の光線図を示す。このテレセントリック光学系１６０では、レーザ光（ＬＢ１）の入射側に配置された平凸レンズ１６２の入射面Ｓ２´が球面とされ、レーザ光（ＬＢ３´）の出射側に配置された平凸レンズ１６４の出射面Ｓ５´が球面とされており、したがって、このテレセントリック光学系１６０では、出射面Ｓ５´から出射されたレーザ光ＬＢ３´の光量分布は、図２８Ｂに示すように、光軸中心から周辺部に掛けてほぼ均等な分布となる。
このように、第２の実施形態の非球面レンズ系（テレセントリック光学系１５０）では、上記の球面レンズ系（テレセントリック光学系１６０）を用いた場合の光量分布との比較からも分かるように、出射されたレーザ光の光量分布は光軸中心に対して周辺部の分布密度が高くなり、光軸中心よりも周辺部の光量が増加される。
したがって、第１の実施形態と同様に、ＤＭＤ３６によって変調された光ビームがマイクロレンズアレイ１２８を透過することで、光軸中心部に対する周辺部の光量低下を生じても、露光面には光量分布が均一になるよう補正された光ビームが照射され、このテレセントリック光学系１５０を備えた露光装置によっても高精度な画像露光を行うことができる。また、上述したように、テレセントリック光学系１５０から出射されるレーザ光は、テレセントリック光として出射されてＤＭＤ３６に照射されるため、ＤＭＤ３６に照射するレーザ光のテレセントリック性と、ＤＭＤ３６により変調された光ビームの露光面での光量分布の均一性との両立を図ることができる。
また、本実施形態も第１の実施形態と同様に、光量分布を補正する手段として、２枚で一組の平凸レンズ１５２、１５４からなる光学系を用いていることで、このような光学系からなる光量分布補正手段であれば、簡素な構成により実現できる。
また、本実施形態では、上記のテレセントリック光学系１５０を用いてレーザ光の周辺部の光量を増加させていることにより、露光における光利用効率の低下が抑えられる。またこれによって、ファイバアレイ光源３８から出射するレーザ光の出力を低化させることも可能になるため、ファイバアレイ光源３８の長寿命化や、高輝度光による光学系の汚染／劣化の抑制を図ることもできる。さらに、ファイバアレイ光源３８や光学系のメンテナンス回数を減少させることも可能となり、露光装置のメンテナンスコストを低減することもできる。
〔焦点位置精度の補正方法〕
前記結像レンズ系を構成する投影レンズの像面湾曲、非点隔差、歪曲等は、テレセントリック性を低下させ、露光光の焦点位置精度を悪化させるという問題がある。この影響を排除するために多重露光を行うと、露光スピードの低下、画質の低下等が生じるという問題がある。
そこで、結像レンズ系において、被露光面上での露光光の焦点位置精度を補正する方法を以下に説明する。
なお、この方法に好適な露光ヘッドの構成概略図を、図２９、及び図３５に示す。
前記焦点位置精度の補正方法としては、例えば、光変調手段により変調された光の光路長を変更し、感光層の被露光面に結像する露光光の焦点を調節する焦点調節手段を用いる方法、及び、前記結像レンズ系の中央部を含む略矩形状の領域のみにおいて、光変調手段により変調された光を結像する方法が好適に挙げられる。また、前記感光層（感光材料）の相対移動の方向を、該感光材料のうねり方向に向けて移動させる方法も好適に挙げられる。
図２９に示すように、結像レンズ系５０は、第１投影レンズ５１と、第２投影レンズ５２と、マイクロレンズアレイ５５と、アパーチャアレイ５９とを備えて構成されている。ＤＭＤ３６を構成する各マイクロミラーによって反射されて形成された２次元パターンは、第１投影レンズ５１を透過し、所定倍（例えば、３倍）に拡大されて結像される。ここで、第１投影レンズ５１を透過した光束Ｌａは、第１投影レンズ５１による結像位置の近傍に配設されたマイクロレンズアレイ５５の各マイクロレンズ５５ａによって個別に集光される。この個別に集光された光束がアパーチャ５９ａを通過して結像される。マイクロレンズアレイ５５及びアパーチャアレイ５９を通過して結像された２次元パターンは、第２投影レンズ５２を透過して更に所定倍（例えば、１．６７倍）に拡大され、くさび型プリズムペア５４を透過して感光材料１２上に結像される。最終的には、ＤＭＤ３６によって形成された２次元パターンが、第１投影レンズ５１と第２投影レンズ５２の拡大倍率をそれぞれ乗算した倍率（例えば、３倍×１．６７倍＝５倍）で拡大されて、感光材料１２上に投影される。尚、結像レンズ系５０は、必ずしも第２投影レンズ５２を備えた構成としなくてもよい。
−投影レンズ−
第１投影レンズ５１及び第２投影レンズ５２について詳しく説明する。図３０Ａ及び図３０Ｂは第１投影レンズ５１、第２投影レンズ５２を構成する投影レンズ３００を示した平面図である。露光装置の露光性能を上げるためには、高いレンズ光学性能（像面湾曲、非点隔差、歪曲等を抑制、高いテレセン性）を持つ投影レンズが必要となる。しかしながら、投影レンズの全面領域においてレンズ光学性能を向上させようとすると、レンズのコストアップに繋がり、大口径レンズの製造が困難になるという問題がある。一方、投影レンズの任意の領域のレンズ光学性能を高めるために、故意に所定の領域に歪みを持たせて投影レンズを製造することが可能であることが近年の研究で明らかになった。
そこで、例えば投影レンズの周辺部分に歪みを持たせ、中央部の歪みを少なくして製造することによって、投影レンズの中央部を含む領域のレンズ光学性能を高め、更に中央部を含む領域にてＤＭＤ３６によって形成された２次元パターンを透過させて結像する。例えば、図３０Ａに示すように、投影レンズ３００の周辺領域である領域３２０に像面湾曲、領域３３０に歪曲が大きいという特性を持たせ、その分投影レンズ３００の中央部を含む領域の歪みを少なくさせて、レンズ光学性能が高くなるようにして製造する。
しかし、例えば図３０Ａに示すように、ＤＭＤ３６によって形成された２次元パターンが投影レンズ３００の領域３１０に照射されて透過される場合、２次元パターンの一部が像面湾曲や歪曲が大きい特性を含む領域を透過することになる。つまり、２次元パターンは、投影レンズ３００におけるレンズ光学性能の良い領域３４０に照射される必要がある。そこで、投影レンズ３００のレンズ光学性能の良い領域３４０を選択して２次元パターンを照射するために、例えば２次元パターンの光の光軸を中心として図３０Ｂに示す矢印Ａの方向に投影レンズ３００を回転させる。この回転により、レンズ光学性能の良い領域３４０と２次元パターンが照射される領域３１０を一致させ、レンズ光学性能の良い領域３４０において２次元パターンを透過させることができる。このように、レンズ光学性能の良い領域において２次元パターンを透過させて結像させることによって、２次元パターンが感光材料１２上に投影される際の画質を向上させることができる。
また、投影レンズの全面領域において十分なレンズ光学性能を得ようとすると、大口径の投影レンズの製造が困難であった。しかし、大口径の投影レンズの周辺領域等の任意の領域にレンズ歪みを持たせて、中央部を含む領域のレンズ歪みを少なくすることによって、高いレンズ光学性能を持たせることができる。このような大口径の投影レンズを用いることによって、露光面積が拡大し、露光スピードを速くすることができる。
尚、ＤＭＤ３６から反射された光を投影レンズの中央部を含む一部の領域において結像させるために、ＤＭＤ３６によって形成される２次元パターンは、図３０Ａ及び図３０Ｂに示す領域３１０のように、長辺の長さが短辺の長さより２倍以上長い略矩形状のパターンであることが望ましい。
投影レンズ３００のレンズ光学性能の良い領域３４０に２次元パターンを選択的に照射させるために、結像レンズ系５０は２次元パターンの光の光軸を中心として回転可能な構成となっている。図３１上部断面図は結像レンズ系５０を備える鏡筒４００の概略側面断面図であり、図３１下部平面図は、図３１上部断面図における矢印Ｂの方向から見た鏡筒４００の概略平面図である。鏡筒４００は側面につば状のフランジ４１０を備えている。フランジ４１０にはネジ貫通孔４１２がα［°］毎に形成されている。ブラケット４２０にはネジ貫通孔４１２に対応させて雌ネジ孔（不図示）が同じくα［°］毎に形成され、ネジ（不図示）をフランジ４１０のネジ貫通孔４１２に挿通して、ブラケット４２０の対応する雌ネジ孔に螺合させることにより、フランジ４１０とブラケット４２０が固定される。この構造により、鏡筒４００は第１投影レンズ５１及び第２投影レンズ５２の光軸を中心としてα［°］ずつ回転させて任意の角度位置で固定させることができる。またネジによってフランジ４１０とブラケット４２０を固定させる際は、ネジ貫通孔４１２のうち、全てのネジ貫通孔４１２にネジを挿通してブラケット４２０の対応する雌ネジ孔に螺合させてもよいし、例えば対角線上に位置する２箇所のネジ貫通孔４１２にネジを挿通してブラケット４２０の対応する雌ネジ孔に螺合させてもよい。
鏡筒４００が回転されると、第１投影レンズ５１及び第２投影レンズ５２も共に回転する。そして感光材料１２上に投影された２次元パターンの焦点、画質等の露光性能を計測しながら、最も良い露光性能を示す回転位置でフランジ４１０とブラケット４２０を固定する。
このように、鏡筒４００を２次元パターンの光の光軸を中心に回転させることによって第１投影レンズ５１及び第２投影レンズ５２を回転させることにより、第１投影レンズ５１及び第２投影レンズ５２を構成する投影レンズのレンズ光学性能の良い領域と２次元パターンの照射領域を一致させることができる。
尚、第１投影レンズ５１及び第２投影レンズ５２を構成する各投影レンズ毎に独立して回転可能なように構成してもよい。また、鏡筒４００は２次元パターンの光軸に垂直方向に移動可能なように構成してもよい。或いは、２次元パターンの光軸の垂直方向に第１投影レンズ５１及び第２投影レンズ５２を構成する各投影レンズが独立して移動可能なように構成してもよい。
このように２次元パターンを投影レンズの中央部を含む一部の領域において結像させるために、ＤＭＤ３６によって形成される２次元パターンは、図３０Ｂに示す領域３１０のように、長辺の長さが短辺の長さより２倍以上長い略矩形状のパターンであることが望ましい。上記のような略矩形状の２次元パターンを形成するために、本実施の形態のＤＭＤ３６は、ＤＭＤ３６の一部のマイクロミラー５８を駆動制御して辺の長さが短辺の長さより２倍以上長い略矩形状２次元パターンを形成する。
図３２Ａ及び３２Ｂを用いて詳しく説明する。ＤＭＤ３６には、例えば、露光する際の主走査方向、即ち行方向に１０２４画素、更に露光する際の副走査方向、即ち列方向に７５６画素のマイクロミラー５８が２次元状に配置されている。本実施の形態では、列方向に７５６画素並ぶマイクロミラー５８のうち、一部のマイクロミラー５８（例えば、２４０画素）を使用して、１０２４×２４０画素の２次元パターンを形成させる。ここで、列方向に並ぶマイクロミラー５８のうち使用するマイクロミラー５８の数は、行方向に並ぶマイクロミラー５８の数の１／２〜１／５程度の数であることが望ましい。
また、ＤＭＤ３６を構成する全てのマイクロミラーに対して、図３２Ａに示す領域８０Ｃのように、ＤＭＤ３６の中央部を占めるマイクロミラーを使用してもいいし、図３２Ｂに示す領域８０Ｔのように、ＤＭＤ３６の端部付近を占めるマイクロミラーを使用してもよい。また、使用しているマイクロミラーに欠陥が生じた場合は、欠陥が発生していないマイクロミラーの領域を使用するなどして、状況に応じて使用するマイクロミラーの領域を適宜変更してもよい。
このように、ＤＭＤ３６を構成するマイクロミラー５８において、列方向に並ぶマイクロミラー５８のうち一部のマイクロミラー５８を使用することによって、長辺の長さが短辺の長さより長い略矩形状の２次元パターンを形成することができ、第１投影レンズ５１及び第２投影レンズ５２を構成する投影レンズの高いレンズ光学性能を持つ領域のみに２次元パターンを照射させやすくすることができる。また、ＤＭＤ３６のデータ処理速度は制御するマイクロミラー５８の数（画素数）に比例する。従って、列方向に並ぶマイクロミラー５８のうち一部のマイクロミラー５８を使用することによって、データ処理速度を速くすることができ、露光スピードを速くすることができる。更に、ＤＭＤ３６によって形成される２次元パターンを小さくすることによって、高価なマイクロレンズアレイ５５を小型化できるため、露光装置のコストを削減することができる。
尚、長辺の長さが短辺の長さより長い略矩形状の２次元パターンを形成するために、ＤＭＤ３６において列方向に並ぶマイクロミラー５８のうち、一部のマイクロミラー５８を用いることとして説明したが、予め長辺方向のマイクロミラーの数が短辺方向のマイクロミラーの数より２倍以上多いＤＭＤであってもよい。
−焦点調節手段−
図３３はくさび型プリズムペア５４の構成を示す側面図であり、図３４はくさび型プリズムペア５４を示す概略斜視図である。くさび型プリズムペア５４は、２次元パターンの光の光路長を変更して、２次元パターンを結像させる際の焦点を調節するための焦点調節手段である。くさび型プリズムペア５４は、くさび型プリズム５４０Ａ及び５４０Ｂと、くさび型プリズム５４０Ａ及び５４０Ｂをそれぞれ固定するベースプリズムホルダ５４１Ａ及び５４１Ｂと、ベースプリズムホルダ５４１Ａの両端に配設されたスライドベース５４２Ａ及びスライドベース５４２Ａ上を移動するスライダ５４２Ｂを含むスライド部５４５と、スライド部５４５を移動させる駆動部５４６とを備えて構成されている。くさび型プリズムペア５４については、図３４に示すように、例えばガラスやアクリル等の透明材料からなる平行平板を、この平行平板の平行平面Ｈ１１及びＨ２２に対して斜めに傾く平面Ｈｋに沿って切断することによって得られる一対のくさび型プリズムＡ及びＢを上記くさび型プリズム５４０Ａ及び５４０Ｂとして使用することができる。
図３３のくさび型プリズム５４０Ａ及び５４０Ｂは、幅ｔ（例えば、１０［ｕｍ］）の空気層５５０を介してベースプリズムホルダ５４１Ａ及び５４１Ｂに固定される。
また、スライドベース５４２Ａ及びスライダ５４２Ｂとの組み合わせによってリニアスライドが可能であり、駆動部５４６がくさび型プリズム５４０Ａ及び５４０Ｂの互いの位置を空気層５５０の幅ｔが変化しないようにスライド部５４５を１方向（図中矢印ｕの方向）に相対的に移動させる。このスライド部５４５の移動により、くさび型プリズムペア５４の２次元パターンの光軸方向の厚さ（平行平面板の厚さから空気層５５０の幅ｔを除いた厚さ）が変更される。つまり、くさび型プリズムペア５４によって２次元パターンを形成する光の光路長が変更されることになる。
このように、第２投影レンズ５２と感光材料１２の間にくさび型プリズムペア５４を配設することによって、２次元パターンの光の光路長を簡単に調節することができる。従って、従来に比べ、第２投影レンズ５２によって結像された２次元パターンを感光材料１２上に結像する際の焦点調整が簡単且つ短時間で行うことができる。
尚、図３５に示すように、くさび型プリズムペア５４をマイクロレンズアレイ５５と第２投影レンズ５２との間に配置して、２次元パターンの光の光路長を変更することにより、２次元パターンの焦点を調節してもよい。
また、焦点調節手段としてくさび型プリズムペア５４を用いた場合を説明したが、これに限定されるものではなく、結像レンズ系５０を構成する投影レンズの位置を変化させずに焦点調節を行う高ビーム位置精度の焦点調節手段であればよい。例えば、図３６Ａ、図３６Ｂ、図３７Ａ及び図３７Ｂに示すように、マイクロレンズアレイ５５をピエゾ素子６００を用いて焦点方向（図中矢印Ｘの方向）に移動させることにより焦点調整を行ってもよい。ピエゾ素子６００を用いることによって、マイクロレンズアレイ５５の焦点方向と垂直な方向への変位を抑えつつ、焦点方向への微小移動を行うことができるため、安定したビーム位置精度を保ちながら焦点調整を行うことができる。
−感光材料の移動方向−
次に露光時の相対移動における感光材料の移動方向について説明する。図３８Ａに示す感光材料１２とＤＭＤ３６の位置関係を概略的に示した斜視図である。尚、図２に示すように、露光装置１０はＤＭＤ３６を有する露光ヘッド３０を１０個備えることとして説明したが、図３８Ａ及び図３８Ｂでは簡略化して１個のＤＭＤ３６にのみ着目して図示し、説明する。
図３８Ａに示す、ＤＭＤ３６の全てのマイクロミラー５８に対して領域８０Ｔを占めるマイクロミラー５８を使用する場合、領域８０Ｔの短辺方向を感光材料１２のうねり方向に向けて感光材料１２をそのうねり方向に移動させながら（領域８０Ｔの短辺方向を感光材料１２の移動方向に向ける）感光材料１２に対して露光を行う。図３８Ａにおいて、露光エリア８１はＤＭＤ３６の全てのマイクロミラー５８を使用して２次元パターンを形成したときの露光エリアであり、露光エリア８１ＴはＤＭＤ８１において領域８０Ｔを占めるマイクロミラー５８を使用して２次元パターンを形成したときの露光エリアである。
図３８Ｂは、図３８Ａにおいて破線の枠Ｐで囲んだ部分を拡大して示した側面図である。図３８Ｂに示すように、ＤＭＤ３６の全てのマイクロミラー５８を使用して２次元パターンを形成した場合、露光エリア８１の感光材料１２に対する最大深度差（露光エリア８１内における、感光材料１２表面の最大高低差）はｄ２となる。一方、ＤＭＤ３６において領域８０Ｔを占めるマイクロミラー５８を使用した場合、露光エリア８１Ｔの感光材料１２に対する最大深度差はｄ１となる。図３８Ｂに示すように、ｄ１＜ｄ２であり、深度差が小さいほうが深度差が大きい場合より２次元パターン内における感光材料１２のうねりの度合いが小さい。従って、２次元パターンの焦点位置をより適切な位置に合わせることができる。
また、１フレームの露光が終了し、ステージ１４が走査方向に移動することによって感光材料１２が移動すると、露光エリア８１Ｔの位置が変化し、露光エリア８１Ｔ内における感光材料１２のうねりの度合いが変化するため、焦点位置も変化するが、くさび型プリズムペア５４によって焦点調節がなされることにより、焦点位置は即座に調節される。従って、感光材料１２のうねりに対応した長焦点深度を有する露光を行うことができる。
このように、ＤＭＤ３６を構成するマイクロミラー５８において、列方向に並ぶマイクロミラー５８のうち一部のマイクロミラー５８を使用して、略矩形状の２次元パターンを形成させたとき、２次元パターンの短辺方向を感光材料１２のうねり方向に向けて露光を行うことにより、露光エリア８１Ｔ内における感光材料１２のうねりの度合いを少なくすることができる。このため、２次元パターンの焦点位置を適切な位置に合わせることができ、露光装置１０の焦点深度を従来の露光装置より見かけ上大きくすることができる。従って、露光画質を向上させることができる。
尚、図２に示すように、実際には露光ヘッド３０はＤＭＤ３６の画素列方向が走査方向と所定の設定傾斜角度をなすようにスキャナ２４に取り付けられている。従って、各露光ヘッド３０による露光エリア３２（図３８Ａ及び図３８Ｂにおける露光エリア８１Ｔに相当）は走査方向に対して傾斜した矩形状のエリアとなる。露光エリア８１Ｔ内の感光材料１２のうねりの度合いを最小限に抑えるためには、露光エリア８１Ｔの短辺方向と感光材料１２のうねり方向を完全に一致させることが理想であるが、露光エリア８１Ｔが上記所定の設定傾斜角度をなしていても、露光エリア８１Ｔの短辺方向が長辺方向より感光材料１２のうねり方向に向いていればよい。
〔露光パターン像歪みの補正方法〕
前記空間光変調素子の各描素部の面の歪みは、集光位置における光ビームに歪みをもたらすという問題があり、特に、前記ＤＭＤを空間光変調素子として用いた場合には顕著であり、高精細な露光パターンが形成されないという問題がある。
そこで、前記ＤＭＤからの光を収束するマイクロレンズアレイにおいて該ＤＭＤの出射面の歪みを補正することにより、前記感光層の被露光面上に結像される像の歪みを補正する方法を以下に説明する。
なお、この方法に好適な露光ヘッドの構成概略図を、図３９に示す。
前記露光パターン像歪みの補正方法としては、例えば、前記マイクロレンズアレイの各マイクロレンズを、前記描素部の面の歪みによる収差を補正する特性を有するものとすることが挙げられ、そのようなマイクロレンズとしては、具体的には、非球面を有するマイクロレンズ、屈折率分布を有するマイクロレンズ、及び周辺部からの光を入射させないレンズ開口形状を有するマイクロレンズなどが挙げられる。
図３９に詳しく示すように、ファイバアレイ光源３８から出射した照明光としてのレーザ光Ｂを集光する集光レンズ７１０、集光レンズ７１０を通過した光の光路に挿入されたロッド状オプティカルインテグレータ（以下、ロッドインテグレータという）７２０、及びロッドインテグレータ７２０の前方つまりミラー４２側に配置された結像レンズ７４０から構成されている。集光レンズ７１０、ロッドインテグレータ７２０及び結像レンズ７４０は、ファイバアレイ光源３８から出射したレーザ光を、平行光に近くかつビーム断面内強度が均一化された光束としてＤＭＤ３６に入射させる。
レンズ系７００から出射したレーザ光Ｂはミラー４２で反射し、ＴＩＲ（全反射）プリズム７５０を介してＤＭＤ３６に照射される。なお、図４では、このＴＩＲプリズム７５は省略してある。
ＤＭＤ３６の光反射側には、ＤＭＤ３６で反射されたレーザ光Ｂを、感光層１２上に結像する結像レンズ系が配置されている。結像レンズ系５００の例では、レンズ系５２０、５４０からなる第１結像レンズ系と、レンズ系５７０、５８０からなる第２結像レンズ系と、これらの結像レンズ系の間に挿入されたマイクロレンズアレイ５５と、アパーチャアレイ５９とから構成されている。
マイクロレンズアレイ５５は、ＤＭＤ３６の各描素に対応する多数のマイクロレンズ５５ａが２次元状に配列されてなるものである。本例では、後述するようにＤＭＤ３６の１０２４個×７６８列のマイクロミラーのうち１０２４個×２５６列だけが駆動されるので、それに対応させてマイクロレンズ５５ａは１０２４個×２５６列配置されている。またマイクロレンズ５５ａの配置ピッチは縦方向、横方向とも４１μｍである。このマイクロレンズ５５ａは、一例として焦点距離が０．１９ｍｍ、ＮＡ（開口数）が０．１１で、光学ガラスＢＫ７から形成されている。なおマイクロレンズ５５ａの形状については、後に詳しく説明する。
そして、各マイクロレンズ５５ａの位置におけるレーザ光Ｂのビーム径は、４１μｍである。
また、アパーチャアレイ５９は、マイクロレンズアレイ５５の各マイクロレンズ５５ａに対応する多数のアパーチャ（開口）５９ａが形成されてなるものである。アパーチャ５９ａの径は、例えば、１０μｍである。
前記第１結像レンズ系は、ＤＭＤ３６による像を３倍に拡大してマイクロレンズアレイ５５上に結像する。そして、前記第２結像レンズ系は、マイクロレンズアレイ５５を経た像を１．６倍に拡大して感光層１２上に結像、投影する。したがって全体では、ＤＭＤ３６による像が４．８倍に拡大して感光層１２上に結像、投影されることになる。
なお、前記第２結像レンズ系と感光層１２との間にプリズムペア７３が配設され、このプリズムペア７３を図３９中で上下方向に移動させることにより、感光層１２上における像のピントを調節可能となっている。なお同図中において、感光層１２は矢印Ｆ方向に副走査送りされる。
−マイクロレンズアレイ−
図４０Ａは、ＤＭＤ３６、ＤＭＤ３６にレーザ光を照射する光照射手段１４４、ＤＭＤ３６で反射されたレーザ光を拡大して結像するレンズ系（結像レンズ系）４５４、４５８、ＤＭＤ３６の各描素部に対応して多数のマイクロレンズ４７４が配置されたマイクロレンズアレイ４７２、マイクロレンズアレイ４７２の各マイクロレンズに対応して多数のアパーチャ４７８が設けられたアパーチャアレイ４７６、アパーチャを通過したレーザ光を被露光面５６に結像するレンズ系（結像レンズ系）４８０、４８２で構成される露光ヘッドを表す。
ここで図４１に、ＤＭＤ３６を構成するマイクロミラー５８の反射面の平面度を測定した結果を示す。同図においては、反射面の同じ高さ位置を等高線で結んで示してあり、等高線のピッチは５ｎｍである。なお同図に示すｘ方向及びｙ方向は、マイクロミラー５８の２つ対角線方向であり、マイクロミラー５８はｙ方向に延びる回転軸を中心として前述のように回転する。また、図４２Ａ及び図４２Ｂにはそれぞれ、上記ｘ方向、ｙ方向に沿ったマイクロミラー５８の反射面の高さ位置変位を示す。
図４１及び図４２Ａ及び図４２Ｂに示した通り、マイクロミラー５８の反射面には歪みが存在し、そして特にミラー中央部に注目してみると、１つの対角線方向（ｙ方向）の歪みが、別の対角線方向（ｘ方向）の歪みよりも大きくなっている。このため、マイクロレンズアレイ５５のマイクロレンズ５５ａで集光されたレーザ光Ｂの集光位置における形状が歪むという問題が発生し得る。
本発明のパターン形成方法においては前記問題を防止するために、マイクロレンズアレイ５５のマイクロレンズ５５ａが、従来とは異なる特殊な形状とされている。以下、その点について詳しく説明する。
図４３Ａ及び図４３Ｂはそれぞれ、マイクロレンズアレイ５５全体の正面形状及び側面形状を詳しく示すものである。これらの図にはマイクロレンズアレイ５５の各部の寸法も記入してあり、それらの単位はｍｍである。本発明のパターン形成方法では、先に図４を参照して説明したようにＤＭＤ３６の１０２４個×２５６列のマイクロミラー５８が駆動されるものであり、それに対応させてマイクロレンズアレイ５５は、横方向に１０２４個並んだマイクロレンズ５５ａの列を縦方向に２５６列並設して構成されている。なお、同図４３Ａでは、マイクロレンズアレイ５５の並び順を横方向についてはｊで、縦方向についてはｋで示している。
また、図４４Ａ及び図４４Ｂはそれぞれ、マイクロレンズアレイ５５における１つのマイクロレンズ５５ａの正面形状及び側面形状を示すものである。なお同図４４Ａには、マイクロレンズ５５ａの等高線を併せて示してある。各マイクロレンズ５５ａの光出射側の端面は、マイクロミラー５８の反射面の歪みによる収差を補正する非球面形状とされている。より具体的には、マイクロレンズ５５ａはトーリックレンズとされており、上記ｘ方向に光学的に対応する方向の曲率半径Ｒx＝−０．１２５ｍｍ、上記ｙ方向に対応する方向の曲率半径Ｒy＝−０．１ｍｍである。
したがって、上記ｘ方向及びｙ方向に平行な断面内におけるレーザ光Ｂの集光状態は、概略、それぞれ図４５の（Ａ）及び（Ｂ）に示す通りとなる。つまり、ｘ方向に平行な断面内とｙ方向に平行な断面内とを比較すると、後者の断面内の方がマイクロレンズ５５ａの曲率半径がより小であって、焦点距離がより短くなっている。
マイクロレンズ５５ａを前記形状とした場合の、該マイクロレンズ５５ａの集光位置（焦点位置）近傍におけるビーム径を計算機によってシミュレーションした結果を図４６、４７、４８、及び４９に示す。また比較のために、マイクロレンズ５５ａが曲率半径Ｒx＝Ｒy＝−０．１ｍｍの球面形状である場合について、同様のシミュレーションを行った結果を図５０、５１、５２及び５３に示す。なお、各図におけるｚの値は、マイクロレンズ５５ａのピント方向の評価位置を、マイクロレンズ５５ａのビーム出射面からの距離で示している。
また、前記シミュレーションに用いたマイクロレンズ５５ａの面形状は、下記計算式で計算される。
ただし、前記計算式において、Ｃｘは、ｘ方向の曲率（＝１／Ｒｘ）を意味し、Ｃｙは、ｙ方向の曲率（＝１／Ｒｙ）を意味し、Ｘは、ｘ方向に関するレンズ光軸Ｏからの距離を意味し、Ｙは、ｙ方向に関するレンズ光軸Ｏからの距離を意味する。
図４６〜４９と図５０〜５３とを比較すると明らかなように、本発明のパターン形成方法ではマイクロレンズ５５ａを、ｙ方向に平行な断面内の焦点距離がｘ方向に平行な断面内の焦点距離よりも小さいトーリックレンズとしたことにより、その集光位置近傍におけるビーム形状の歪みが抑制される。そうであれば、歪みの無い、より高精細な画像を感光層１２に露光可能となる。また、図４６〜４９に示す本実施形態の方が、ビーム径の小さい領域がより広い、即ち焦点深度がより大であることが分かる。
なお、マイクロミラー５８のｘ方向及びｙ方向に関する中央部の歪の大小関係が、上記と逆になっている場合は、ｘ方向に平行な断面内の焦点距離がｙ方向に平行な断面内の焦点距離よりも小さいトーリックレンズからマイクロレンズを構成すれば、同様に、歪みの無い、より高精細な画像を感光層１２に露光可能となる。
また、マイクロレンズアレイ５５の集光位置近傍に配置されたアパーチャアレイ５９は、その各アパーチャ５９ａに、それと対応するマイクロレンズ５５ａを経た光のみが入射するように配置されたものである。即ち、このアパーチャアレイ５９が設けられていることにより、各アパーチャ５９ａに、それと対応しない隣接のマイクロレンズ５５ａからの光が入射することが防止され、消光比が高められる。
本来、上記目的で設置されるアパーチャアレイ５９のアパーチャ５９ａの径をある程度小さくすれば、マイクロレンズ５５ａの集光位置におけるビーム形状の歪みを抑制する効果も得られる。しかしそのようにした場合は、アパーチャアレイ５９で遮断される光量がより多くなり、光利用効率が低下することになる。それに対してマイクロレンズ５５ａを非球面形状とする場合は、光を遮断することがないので、光利用効率も高く保たれる。
なお、本発明のパターン形成方法においては、マイクロミラー５８の２つの対角線方向に光学的に対応するｘ方向およびｙ方向の曲率が異なるトーリックレンズであるマイクロレンズ５５ａが適用されているが、マイクロミラー５８の歪みに応じて、図５４Ａ、図５４Ｂにそれぞれ等高線付き正面形状、側面形状を示すように、矩形のマイクロミラー５８の２つの辺方向に光学的に対応するｘｘ方向およびｙｙ方向の曲率が互いに異なるトーリックレンズからなるマイクロレンズ５５ａ’が適用されてもよい。
また、本発明のパターン形成方法において、マイクロレンズ５５ａは、２次の非球面形状であってもよく、より高次（４次、６次・・・）の非球面形状であってもよい。前記高次の非球面形状を採用することにより、ビーム形状をさらに高精細にすることができる。
さらには、マイクロミラー５８の反射面の歪みに応じて、前述したｘ方向及びｙ方向の曲率が互いに一致しているようなレンズ形状を採用することも可能である。以下、そのようなレンズ形状の例について詳しく説明する。
図５５Ａ及び図５５Ｂにそれぞれ等高線付き正面形状、側面形状を示すマイクロレンズ５５ａ”は、ｘ方向及びｙ方向の曲率が互いに等しく、かつ、該曲率が、球面レンズの曲率Ｃｙをレンズ中心からの距離ｈに応じて補正したものとなっている。即ち、このマイクロレンズ５５ａ”のレンズ形状の基となる球面レンズ形状は、例えば、下記計算式（数２）でレンズ高さ（レンズ曲面の光軸方向位置）ｚを規定したものを採用する。
なお、上記曲率Ｃｙ＝（１／０．１ｍｍ）である場合の、レンズ高さｚと距離ｈとの関係をグラフにして図５６に示す。
そして、上記球面レンズ形状の曲率Ｃyをレンズ中心からの距離ｈに応じて下記計算式（数３）のように補正して、マイクロレンズ５５ａ”のレンズ形状とする。
前記計算式（数４）においても、ｚの意味するところは上述の計算式（数３）と同じであり、ここでは４次係数ａおよび６次係数ｂを用いて曲率Ｃyを補正している。なお、上記曲率Ｃy＝（１／０．１ｍｍ）、４次係数ａ＝１．２×１０３、６次係数ａ＝５．５×１０7である場合の、レンズ高さｚと距離ｈとの関係をグラフにして図５７に示す。
また、以上説明した実施形態では、マイクロレンズ５５ａの光出射側の端面が非球面（トーリック面）とされているが、２つの光通過端面の一方を球面とし、他方をシリンドリカル面としたマイクロレンズからマイクロレンズアレイを構成して、上記実施形態と同様の効果を得ることもできる。
さらに、以上説明した実施形態においては、マイクロレンズアレイ５５のマイクロレンズ５５ａが、マイクロミラー５８の反射面の歪みによる収差を補正する非球面形状とされているが、このような非球面形状を採用する代わりに、マイクロレンズアレイを構成する各マイクロレンズに、マイクロミラー５８の反射面の歪みによる収差を補正する屈折率分布を持たせても、同様の効果を得ることができる。
そのようなマイクロレンズ１５５ａの一例を図５８Ａ及び図５８Ｂに示す。図５８Ａ及び図５８Ｂはそれぞれ、このマイクロレンズ１５５ａの正面形状及び側面形状を示すものであり、図示の通りこのマイクロレンズ１５５ａの外形形状は平行平板状である。なお、同図におけるｘ、ｙ方向は、既述した通りである。
また、図５９Ａ及び図５９Ｂは、このマイクロレンズ１５５ａによる上記ｘ方向及びｙ方向に平行な断面内におけるレーザ光Ｂの集光状態を概略的に示している。このマイクロレンズ１５５ａは、光軸Ｏから外方に向かって次第に増大する屈折率分布を有するものであり、同図においてマイクロレンズ１５５ａ内に示す破線は、その屈折率が光軸Ｏから所定の等ピッチで変化した位置を示している。図示の通り、ｘ方向に平行な断面内とｙ方向に平行な断面内とを比較すると、後者の断面内の方がマイクロレンズ１５５ａの屈折率変化の割合がより大であって、焦点距離がより短くなっている。このような屈折率分布型レンズから構成されるマイクロレンズアレイを用いても、前記マイクロレンズアレイ５５を用いる場合と同様の効果を得ることが可能である。
なお、先に図４４Ａ、図４４Ｂ及び図４５に示したマイクロレンズ５５ａのように面形状を非球面としたマイクロレンズにおいて、併せて上述のような屈折率分布を与え、面形状と屈折率分布の双方によって、マイクロミラー５８の反射面の歪みによる収差を補正するようにしてもよい。
次に、図６０に示すように、前記描素部の周辺部からの光を入射させないレンズ開口形状を有するマイクロレンズからなるマイクロレンズアレイについて説明する。
先に図４１及び図４２Ａ及び図４２Ｂを参照して説明した通り、ＤＭＤ３６のマイクロミラー５８の反射面には歪みが存在するが、その歪み変化量はマイクロミラー５８の中心から周辺部に行くにつれて次第に大きくなる傾向を有している。そしてマイクロミラー５８の１つの対角線方向（ｙ方向）の周辺部歪み変化量は、別の対角線方向（ｘ方向）の周辺部歪み変化量と比べて大きく、上記の傾向もより顕著となっている。この問題に対処するために、図６０に示すように、アレイ状に配設されたマイクロレンズ２５５ａが、円形のレンズ開口を有することが好ましい。
そこで、上述のように歪みが大きいマイクロミラー５８の反射面の周辺部、特に、四隅部で反射したレーザ光Ｂはマイクロレンズ２５５ａによって集光されなくなり、集光されたレーザ光Ｂの集光位置における形状が歪んでしまうことを防止できる。したがって、歪みの無い、より高精細な画像を感光層１２に露光可能となる。
また前記マイクロレンズアレイ２５５においては、同図に示される通り、マイクロレンズ２５５ａを保持している透明部材２５５ｂ（これは通常、マイクロレンズ２５５ａと一体的に形成される）の裏面、つまりマイクロレンズ２５５ａが形成されている面と反対側の面に、互いに離れた複数のマイクロレンズ２５５ａのレンズ開口の外側領域を埋める状態にして、遮光性のマスク２５５ｃが形成されている。このようなマスク２５５ｃが設けられていることにより、マイクロミラー５８の反射面の周辺部、特に四隅部で反射したレーザ光Ｂはそこで吸収、遮断されるので、集光されたレーザ光Ｂの形状が歪んでしまうという問題がより確実に防止される。
前記マイクロレンズアレイ２５５において、マイクロレンズの開口形状は上述した円形に限られるものではなく、例えば図６１に示すように、楕円形の開口を有するマイクロレンズ４５５ａを複数並設してなるマイクロレンズアレイ４５５や、図６２に示すように多角形（図示の例では四角形）の開口を有するマイクロレンズ５５５ａを複数並設してなるマイクロレンズアレイ５５５等を適用することもできる。なお上記マイクロレンズ４５５ａおよび５５５ａは、通常の軸対称球面レンズの一部を円形あるいは多角形に切り取った形のものであり、通常の軸対称球面レンズと同様の集光機能を有する。
さらに、本発明においては、図６３Ａ、図６３Ｂ及び図６３Ｃに示すようなマイクロレンズアレイを適用することも可能である。同図６３Ａに示すマイクロレンズアレイ６５５は、透明部材６５５ｂのレーザ光Ｂが出射する側の面に、上記マイクロレンズ５５ａ、４５５ａおよび５５５ａと同様の複数のマイクロレンズ６５５ａが互いに密接するように並設され、レーザ光Ｂが入射する側の面に上記マスク２５５ｃと同様のマスク６５５ｃが形成されてなる。なお、図６０のマスク２５５ｃはレンズ開口の外側部分に形成されているのに対し、このマスク６５５ｃはレンズ開口内に設けられている。また同図６３Ｂに示すマイクロレンズアレイ７５５は、透明部材４５５ｂのレーザ光Ｂが出射する側の面に、互いに離して複数のマイクロレンズ７５５ａが並設され、それらのマイクロレンズ７５５ａどうしの間にマスク７５５ｃが形成されてなる。また同図６３Ｃに示すマイクロレンズアレイ８５５は、透明部材８５５ｂのレーザ光Ｂが出射する側の面に、互いに接する状態にして複数のマイクロレンズ８５５ａが並設され、各マイクロレンズ８５５ａの周辺部にマスク８５５ｃが形成されてなる。
なお、前記マスク６５５ｃ、７５５ｃおよび８５５ｃは全て、前述のマスク２５５ｃと同様に円形の開口を有するものであり、それによりマイクロレンズの開口が円形に規定されるようになっている。
以上説明したマイクロレンズ２５５ａ、４５５ａ、５５５ａ、６５５ａおよび７５５ａのように、マスクを設ける等によって、ＤＭＤ３６のマイクロミラー５８の周辺部からの光を入射させないレンズ開口形状とする構成は、図４４Ａ及び図４４Ｂに示す既述のマイクロレンズ５５ａのようにマイクロミラー５８の面の歪みによる収差を補正する非球面形状のレンズや、図５８Ａ及び図５８Ｂに示すマイクロレンズ１５５ａのように上記収差を補正する屈折率分布を有するレンズに併せて採用することも可能である。そのようにすれば、マイクロミラー５８の反射面の歪みによる露光画像の歪みを防止する効果が相乗的に高められる。
特に、図６３Ｃに示すようにマイクロレンズ８５５ａのレンズ面にマスク８５５ｃが形成される構成において、マイクロレンズ８５５ａが上述のような非球面形状や屈折率分布を有するものとされ、その上で、例えば、図３９に示したレンズ系５２、５４のような第１結像レンズ系の結像位置が、マイクロレンズ８５５ａのレンズ面に設定されているときは、特に光利用効率が高くなり、より高強度の光で感光層１２を露光することができる。即ち、そのときは、第１の結像レンズ系により、マイクロミラー５８の反射面の歪みによる迷光が該光学系の結像位置で１点に集束するように光が屈折するが、この位置にマスク８５５ｃが形成されていれば、迷光以外の光が遮光されることがなくなり、光利用効率が向上する。
また、上記の実施形態では、ＤＭＤ３６を構成するマイクロミラー５８の反射面の歪みによる収差を補正しているが、ＤＭＤ以外の空間光変調素子を用いる本発明のパターン形成方法においても、その空間光変調素子の描素部の面に歪みが存在する場合は、本発明を適用してその歪みによる収差を補正し、ビーム形状に歪みが生じることを防止可能である。
次に、前記結像レンズ系について更に説明する。
前記露光ヘッドでは、光照射手段１４４からレーザ光が照射されると、ＤＭＤ３６によりオン方向に反射される光束線の断面積が、レンズ系４５４、４５８により数倍（例えば、２倍）に拡大される。拡大されたレーザ光は、マイクロレンズアレイ４７２の各マイクロレンズによりＤＭＤ３６の各描素部に対応して集光され、アパーチャアレイ４７６の対応するアパーチャを通過する。アパーチャを通過したレーザ光は、レンズ系４８０、４８２により被露光面５６上に結像される。
この結像レンズ系では、ＤＭＤ３６により反射されたレーザ光は、拡大レンズ４５４、４５８により数倍に拡大されて被露光面５６に投影されるので、全体の画像領域が広くなる。このとき、マイクロレンズアレイ４７２及びアパーチャアレイ４７６が配置されていなければ、図４０Ｂに示すように、被露光面５６に投影される各ビームスポットＢＳの１描素サイズ（スポットサイズ）が露光エリア４６８のサイズに応じて大きなものとなり、露光エリア４６８の鮮鋭度を表すＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）特性が低下する。
一方、マイクロレンズアレイ４７２及びアパーチャアレイ４７６を配置した場合には、ＤＭＤ３６により反射されたレーザ光は、マイクロレンズアレイ４７２の各マイクロレンズによりＤＭＤ３６の各描素部に対応して集光される。これにより、図４０Ｃに示すように、露光エリアが拡大された場合でも、各ビームスポットＢＳのスポットサイズを所望の大きさ（例えば、１０μｍ×１０μｍ）に縮小することができ、ＭＴＦ特性の低下を防止して高精細な露光を行うことができる。なお、露光エリア４６８が傾いているのは、描素間の隙間を無くす為にＤＭＤ３６を傾けて配置しているからである。
また、マイクロレンズの収差によるビームの太りがあっても、アパーチャアレイによって被露光面５６上でのスポットサイズが一定の大きさになるようにビームを整形することができると共に、各描素に対応して設けられたアパーチャアレイを通過させることにより、隣接する描素間でのクロストークを防止することができる。
更に、光照射手段１４４に後述する高輝度光源を使用することにより、レンズ４５８からマイクロレンズアレイ４７２の各マイクロレンズに入射する光束の角度が小さくなるので、隣接する描素の光束の一部が入射するのを防止することができる。即ち、高消光比を実現することができる。
〔その他の光学系による補正方法〕
上述した以外の光学系による露光光の補正方法としては、特に制限はなく、公知の光学系の中から適宜選択したその他の光学系と併用してもよく、例えば、１対の組合せレンズからなる光量分布補正光学系などが挙げられる。
前記光量分布補正光学系は、光軸に近い中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比が入射側に比べて出射側の方が小さくなるように各出射位置における光束幅を変化させて、光照射手段からの平行光束をＤＭＤに照射するときに、被照射面での光量分布が略均一になるように補正する。以下、前記光量分布補正光学系について図面を参照しながら説明する。
まず、図６４Ａに示したように、入射光束と出射光束とで、その全体の光束幅（全光束幅）Ｈ０、Ｈ１が同じである場合について説明する。なお、図６４Ａにおいて、符号９１、９２で示した部分は、前記光量分布補正光学系における入射面及び出射面を仮想的に示したものである。
前記光量分布補正光学系において、光軸Ｚ１に近い中心部に入射した光束と、周辺部に入射した光束とのそれぞれの光束幅ｈ０、ｈ１が、同一であるものとする（ｈ０＝ｈｌ）。前記光量分布補正光学系は、入射側において同一の光束幅ｈ０、ｈ１であった光に対し、中心部の入射光束については、その光束幅ｈ０を拡大し、逆に、周辺部の入射光束に対してはその光束幅ｈ１を縮小するような作用を施す。即ち、中心部の出射光束の幅ｈ１０と、周辺部の出射光束の幅ｈ１１とについて、ｈ１１＜ｈ１０となるようにする。光束幅の比率で表すと、出射側における中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比「ｈ１１／ｈ１０」が、入射側における比（ｈ１／ｈ０＝１）に比べて小さくなっている（（ｈ１１／ｈ１０）＜１）。
このように光束幅を変化させることにより、通常では光量分布が大きくなっている中央部の光束を、光量の不足している周辺部へと生かすことができ、全体として光の利用効率を落とさずに、被照射面での光量分布が略均一化される。均一化の度合いは、例えば、有効領域内における光量ムラが３０％以内、好ましくは２０％以内となるようにする。
前記光量分布補正光学系による作用、効果は、入射側と出射側とで、全体の光束幅を変える場合（図６４Ｂ、図６４Ｃ）においても同様である。
図６４Ｂは、入射側の全体の光束幅Ｈ０を、幅Ｈ２に“縮小”して出射する場合（Ｈ０＞Ｈ２）を示している。このような場合においても、前記光量分布補正光学系は、入射側において同一の光束幅ｈ０、ｈ１であった光を、出射側において、中央部の光束幅ｈ１０が周辺部に比べて大きくなり、逆に、周辺部の光束幅ｈ１１が中心部に比べて小さくなるようにする。光束の縮小率で考えると、中心部の入射光束に対する縮小率を周辺部に比べて小さくし、周辺部の入射光束に対する縮小率を中心部に比べて大きくするような作用を施している。この場合にも、中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比「Ｈ１１／Ｈ１０」が、入射側における比（ｈ１／ｈ０＝１）に比べて小さくなる（（ｈ１１／ｈ１０）＜１）。
図６４Ｃは、入射側の全体の光束幅Ｈ０を、幅Η３に“拡大”して出射する場合（Ｈ０＜Ｈ３）を示している。このような場合においても、前記光量分布補正光学系は、入射側において同一の光束幅ｈ０、ｈ１であった光を、出射側において、中央部の光束幅ｈ１０が周辺部に比べて大きくなり、逆に、周辺部の光束幅ｈ１１が中心部に比べて小さくなるようにする。光束の拡大率で考えると、中心部の入射光束に対する拡大率を周辺部に比べて大きくし、周辺部の入射光束に対する拡大率を中心部に比べて小さくするような作用を施している。この場合にも、中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比「ｈ１１／ｈ１０」が、入射側における比（ｈ１／ｈ０＝１）に比べて小さくなる（（ｈ１１／ｈ１０）＜１）。
このように、前記光量分布補正光学系は、各出射位置における光束幅を変化させ、光軸Ｚ１に近い中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比を入射側に比べて出射側の方が小さくなるようにしたので、入射側において同一の光束幅であった光が、出射側においては、中央部の光束幅が周辺部に比べて大きくなり、周辺部の光束幅は中心部に比べて小さくなる。これにより、中央部の光束を周辺部へと生かすことができ、光学系全体としての光の利用効率を落とさずに、光量分布の略均一化された光束断面を形成することができる。
次に、前記光量分布補正光学系として使用する１対の組合せレンズの具体的なレンズデータの１例を示す。この例では、前記光照射手段がレーザアレイ光源である場合のように、出射光束の断面での光量分布がガウス分布である場合のレンズデータを示す。なお、シングルモード光ファイバの入射端に１個の半導体レーザを接続した場合には、光ファイバからの射出光束の光量分布がガウス分布になる。本発明のパターン形成方法では、このような場合の適用も可能である。また、マルチモード光ファイバのコア径を小さくしてシングルモード光ファイバの構成に近付ける等により光軸に近い中心部の光量が周辺部の光量よりも大きい場合にも適用可能である。
下記表１に基本レンズデータを示す。
表３から分かるように、１対の組合せレンズは、回転対称の２つの非球面レンズから構成されている。光入射側に配置された第１のレンズの光入射側の面を第１面、光出射側の面を第２面とすると、第１面は非球面形状である。また、光出射側に配置された第２のレンズの光入射側の面を第３面、光出射側の面を第４面とすると、第４面が非球面形状である。
表３において、面番号Ｓｉはｉ番目（ｉ＝１〜４）の面の番号を示し、曲率半径ｒｉはｉ番目の面の曲率半径を示し、面間隔ｄｉはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸上の面間隔を示す。面間隔ｄｉ値の単位はミリメートル（ｍｍ）である。屈折率Ｎｉはｉ番目の面を備えた光学要素の波長４０５ｎｍに対する屈折率の値を示す。
下記表４に、第１面及び第４面の非球面データを示す。
上記の非球面データは、非球面形状を表す下記式（Ａ）における係数で表される。
上記式（Ａ）において各係数を以下の通り定義する。
Ｚ：光軸から高さρの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（ｍｍ）
ρ：光軸からの距離（ｍｍ）
Ｋ：円錐係数
Ｃ：近軸曲率（１／ｒ、ｒ：近軸曲率半径）
ａｉ：第ｉ次（ｉ＝３〜１０）の非球面係数
表４に示した数値において、記号“Ｅ”は、その次に続く数値が１０を底とした“べき指数″であることを示し、その１０を底とした指数関数で表される数値が“Ｅ”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「１．０Ｅ−０２」であれば、「１．０×１０−２」であることを示す。
図６５は、前記表３及び表４に示す１対の組合せレンズによって得られる照明光の光量分布を示している。横軸は光軸からの座標を示し、縦軸は光量比（％）を示す。なお、比較のために、図６６に、補正を行わなかった場合の照明光の光量分布（ガウス分布）を示す。図６６及び図６５から分かるように、光量分布補正光学系で補正を行うことにより、補正を行わなかった場合と比べて、略均一化された光量分布が得られている。これにより、光の利用効率を落とさずに、均一なレーザ光でムラなく露光を行うことができる。
＜パターン信号生成手段＞
前記光変調手段は、形成するパターン情報に基づいて制御信号を生成するパターン信号生成手段を更に有してなり、光照射手段から照射される光を該パターン信号生成手段が生成した制御信号に応じて変調させることが好ましい。
前記パターン信号生成手段を有することにより、前記光変調手段の使用描素部の選択や、露パターンの形成においてグレースケーリングが可能となる。
−高速変調−
前記光変調手段のデータ処理速度には限界があり、使用する描素数に比例して１ライン当りの変調速度が決定されるので、連続的に配列された任意のｎ個未満の描素部だけを使用することで１ライン当りの変調速度が速くなる。
なお本例では、図６７Ａ及び図６７Ｂに示すように、ＤＭＤ３６には、主走査方向にマイクロミラーが１０２４個配列されたマイクロミラー列が副走査方向に７６８組配列されているが、本例では、図８に示すコントローラ３０２により一部のマイクロミラー列（例えば、１０２４個×２５６列）だけが駆動するように制御がなされる。
この場合、図６７Ａに示すようにＤＭＤ３６の中央部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよく、図６７Ｂに示すように、ＤＭＤ３６の端部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよい。また、一部のマイクロミラーに欠陥が発生した場合は、欠陥が発生していないマイクロミラー列を使用するなど、状況に応じて使用するマイクロミラー列を適宜変更してもよい。
ＤＭＤ３６のデータ処理速度には限界があり、使用する描素数に比例して１ライン当りの変調速度が決定されるので、一部のマイクロミラー列だけを使用することで１ライン当りの変調速度が速くなる。一方、連続的に露光ヘッドを露光面に対して相対移動させる露光方式の場合には、副走査方向の描素を全部使用する必要はない。
例えば、７６８組のマイクロミラー列の内、３８４組だけ使用する場合には、７６８組全部使用する場合と比較すると１ライン当り２倍速く変調することができる。また、７６８組のマイクロミラー列の内、２５６組だけ使用する場合には、７６８組全部使用する場合と比較すると１ライン当り３倍速く変調することができる。
このように、コントローラにより一部のマイクロミラー列だけが駆動されるように制御することにより、全部のマイクロミラー列を駆動する場合に比べて、１ライン当りの変調速度が速くなる。
〔多重露光による補正〕
上述のとおり、前記露光ヘッドを構成する各種レンズ系に起因する露光光の歪みの影響は、使用するマイクロミラーを選択し、Ｎ重露光による埋め合わせの効果で均すこともできる。さらに、前記露光ヘッドの取付け位置や取付け角度のズレに起因する解像度のばらつきや濃度ムラも、使用するマイクロミラーを選択し、Ｎ重露光による埋め合わせの効果で均すこともできる。
具体的には、走査方向に対し描素部の列方向が所定の設定傾斜角度θをなすように配置されてなる露光ヘッドを用い、前記露光ヘッドについて、使用描素部指定手段により、使用可能な前記描素部のうち、Ｎ重露光（ただし、Ｎは２以上の自然数）に使用する前記描素部を指定し、前記露光ヘッドについて、使用描素部制御手段により、前記使用描素部指定手段により指定された前記描素部のみが露光に関与するように、前記描素部の制御し、前記感光層に対し、前記露光ヘッドを走査方向に相対的に移動させて露光を行う方法が好適に挙げられる。
前記Ｎ重露光とは、前記感光層上の被露光面の略すべての領域において、前記露光ヘッドの走査方向に平行な直線が、該被露光面上に照射されたＮ本の光線列と交わる露光をいう。
前記Ｎ重露光のＮとしては、２以上の自然数であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、３以上の自然数が好ましく、３以上７以下の自然数がより好ましい。
＜＜使用描素部指定手段＞＞
前記使用描素部指定手段としては、描素単位としての光点の位置を被露光面上において検出する光点位置検出手段と、前記光点位置検出手段による検出結果に基づき、Ｎ重露光を実現するために使用する描素部を選択する描素部選択手段とを少なくとも備えることが好ましい。
以下、前記使用描素部指定手段による、Ｎ重露光に使用する描素部の指定方法の例について説明する。
（１）単一露光ヘッド内における使用描素部の指定方法
本実施形態（１）では、露光装置１０により、感光層１２に対して２重露光を行う場合であって、各露光ヘッド３０の取付角度誤差に起因する解像度のばらつきと濃度むらとを軽減し、理想的な２重露光を実現するための使用描素部の指定方法を説明する。
露光ヘッド３０の走査方向に対する描素部（マイクロミラー５８）の列方向の設定傾斜角度θとしては、露光ヘッド３０の取付角度誤差等がない理想的な状態であれば、使用可能な１０２４列×２５６行の描素部を使用してちょうど２重露光となる角度θidealよりも、若干大きい角度を採用するものとする。
この角度θidealは、Ｎ重露光の数Ｎ、使用可能なマイクロミラー５８の列方向の個数ｓ、使用可能なマイクロミラー５８の列方向の間隔ｐ、及び露光ヘッド３０を傾斜させた状態においてマイクロミラーによって形成される走査線のピッチδに対し、下記式１、
ｓｐsinθideal≧Ｎδ（式１）
により与えられる。本実施形態におけるＤＭＤ３６は、上記のとおり、縦横の配置間隔が等しい多数のマイクロミラー５８が矩形格子状に配されたものであるので、
ｐcosθideal＝δ（式２）
であり、上記式１は、
ｓtanθideal＝Ｎ（式３）
となる。本実施形態（１）では、上記のとおりｓ＝２５６、Ｎ＝２であるので、前記式３より、角度θidealは約０．４５度である。したがって、設定傾斜角度θとしては、たとえば０．５０度程度の角度を採用するとよい。露光装置１０は、調整可能な範囲内で、各露光ヘッド３０即ち各ＤＭＤ３６の取付角度がこの設定傾斜角度θに近い角度となるように、初期調整されているものとする。
図６８は、上記のように初期調整された露光装置１０において、１つの露光ヘッド３０の取付角度誤差、及びパターン歪みの影響により、露光面上のパターンに生じるむらの例を示した説明図である。以下の図面及び説明においては、各描素部（マイクロミラー）により生成され、被露光面上の露光領域を構成する描素単位としての光点について、第ｍ行目の光点をｒ（ｍ）、第ｎ列目の光点をｃ（ｎ）、第ｍ行第ｎ列の光点をＰ（ｍ、ｎ）とそれぞれ表記するものとする。
図６８の上段部分は、ステージ１４を静止させた状態で感光層１２の被露光面上に投影される、使用可能なマイクロミラー５８からの光点群のパターンを示し、下段部分は、上段部分に示したような光点群のパターンが現れている状態でステージ１４を移動させて連続露光を行った際に、被露光面上に形成される露光パターンの状態を示したものである。
なお、図６８では、説明の便宜のため、使用可能なマイクロミラー５８の奇数列による露光パターンと偶数列による露光パターンを分けて示してあるが、実際の被露光面上における露光パターンは、これら２つの露光パターンを重ね合わせたものである。
図６８の例では、設定傾斜角度θを上記の角度θidealよりも若干大きい角度を採用した結果として、また露光ヘッド３０の取付角度の微調整が困難であるために、実際の取付角度と上記の設定傾斜角度θとが誤差を有する結果として、被露光面上のいずれの領域においても濃度むらが生じている。具体的には、奇数列のマイクロミラーによる露光パターン及び偶数列のマイクロミラーによる露光パターンの双方で、複数の描素部列により形成された、被露光面上の重複露光領域において、理想的な２重露光に対して露光過多となり、描画が冗長となる領域が生じ、濃度むらが生じている。
さらに、図６８の例では、露光面上に現れるパターン歪みの一例であって、露光面上に投影された各画素列の傾斜角度が均一ではなくなる「角度歪み」が生じている。このような角度歪みが生じる原因としては、ＤＭＤ３６と露光面間の光学系の各種収差やアラインメントずれ、及びＤＭＤ３６自体の歪みやマイクロミラーの配置誤差などが挙げられる。
図６８の例に現れている角度歪みは、走査方向に対する傾斜角度が、図の左方の列ほど小さく、図の右方の列ほど大きくなっている形態の歪みである。この角度歪みの結果として、露光過多となっている領域は、図の左方に示した被露光面上ほど小さく、図の右方に示した被露光面上ほど大きくなっている。
上記したような、複数の描素部列により形成された、被露光面上の重複露光領域における濃度むらを軽減するために、前記光点位置検出手段としてスリット２８及び光検出器の組を用い、露光ヘッド３０ごとに実傾斜角度θ´を特定し、該実傾斜角度θ´に基づき、前記描素部選択手段として前記光検出器に接続された前記演算装置を用いて、実際の露光に使用するマイクロミラーを選択する処理を行うものとする。
実傾斜角度θ´は、光点位置検出手段が検出した少なくとも２つの光点位置に基づき、露光ヘッドを傾斜させた状態における被露光面上の光点の列方向と前記露光ヘッドの走査方向とがなす角度により特定される。
以下、図６９及び７０を用いて、前記実傾斜角度θ´の特定、及び使用画素選択処理について説明する。
−実傾斜角度θ´の特定−
図６９は、１つのＤＭＤ３６による露光エリア３２と、対応するスリット２８との位置関係を示した上面図である。スリット２８の大きさは、露光エリア３２の幅を十分覆う大きさとされている。
本実施形態（１）の例では、露光エリア３２の略中心に位置する第５１２列目の光点列と露光ヘッド３０の走査方向とがなす角度を、上記の実傾斜角度θ´として測定する。具体的には、ＤＭＤ３６上の第１行目第５１２列目のマイクロミラー５８、及び第２５６行目第５１２列目のマイクロミラー５８をオン状態とし、それぞれに対応する被露光面上の光点Ｐ（１，５１２）及びＰ（２５６，５１２）の位置を検出し、それらを結ぶ直線と露光ヘッドの走査方向とがなす角度を実傾斜角度θ´として特定する。
図７０は、光点Ｐ（２５６，５１２）の位置の検出手法を説明した上面図である。
まず、第２５６行目第５１２列目のマイクロミラー５８を点灯させた状態で、ステージ１４をゆっくり移動させてスリット２８をＹ軸方向に沿って相対移動させ、光点Ｐ（２５６，５１２）が上流側のスリット２８ａと下流側のスリット２８ｂの間に来るような任意の位置に、スリット２８を位置させる。このときのスリット２８ａとスリット２８ｂとの交点の座標を（Ｘ０，Ｙ０）とする。この座標（Ｘ０，Ｙ０）の値は、ステージ１４に与えられた駆動信号が示す上記の位置までのステージ１４の移動距離、及び、既知であるスリット２８のＸ方向位置から決定され、記録される。
次に、ステージ１４を移動させ、スリット２８をＹ軸に沿って図７０における右方に相対移動させる。そして、図７０において二点鎖線で示すように、光点Ｐ（２５６、５１２）の光が左側のスリット２８ｂを通過して光検出器で検出されたところでステージ１４を停止させる。このときのスリット２８ａとスリット２８ｂとの交点の座標（Ｘ０、Ｙ１）を、光点Ｐ（２５６，５１２）の位置として記録する。
次いで、ステージ１４を反対方向に移動させ、スリット２８をＹ軸に沿って図７０における左方に相対移動させる。そして、図７０において二点鎖線で示すように、光点Ｐ（２５６，５１２）の光が右側のスリット２８ａを通過して光検出器で検出されたところでステージ１４を停止させる。このときのスリット２８ａとスリット２８ｂとの交点の座標（Ｘ０，Ｙ２）を光点Ｐ（２５６，５１２）の位置として記録する。
以上の測定結果から、光点Ｐ（２５６，５１２）の被露光面上における位置を示す座標（Ｘ，Ｙ）を、Ｘ＝Ｘ０＋（Ｙ１−Ｙ２）／２、Ｙ＝（Ｙ１＋Ｙ２）／２の計算により決定する。同様の測定により、Ｐ（１，５１２）の位置を示す座標も決定し、それぞれの座標を結ぶ直線と、露光ヘッド３０の走査方向とがなす傾斜角度を導出し、これを実傾斜角度θ´として特定する。
‐使用描素部の選択‐
このようにして特定された実傾斜角度θ´を用い、前記光検出器に接続された前記演算装置は、下記式４
ｔtanθ´＝Ｎ（式４）
の関係を満たす値ｔに最も近い自然数Ｔを導出し、ＤＭＤ３６上の１行目からＴ行目のマイクロミラーを、本露光時に実際に使用するマイクロミラーとして選択する処理を行う。これにより、第５１２列目付近の露光領域において、理想的な２重露光に対して、露光過多となる領域と、露光不足となる領域との面積合計が最小となるようなマイクロミラーを、実際に使用するマイクロミラーとして選択することができる。
ここで、上記の値ｔに最も近い自然数を導出することに代えて、値ｔ以上の最小の自然数を導出することとしてもよい。その場合、第５１２列目付近の露光領域において、理想的な２重露光に対して、露光過多となる領域の面積が最小になり、かつ露光不足となる領域が生じないようなマイクロミラーを、実際に使用するマイクロミラーとして選択することができる。
また、値ｔ以下の最大の自然数を導出することとしてもよい。その場合、第５１２列目付近の露光領域において、理想的な２重露光に対して、露光不足となる領域の面積が最小になり、かつ露光過多となる領域が生じないようなマイクロミラーを、実際に使用するマイクロミラーとして選択することができる。
図７１は、上記のようにして実際に使用するマイクロミラーとして選択されたマイクロミラーが生成した光点のみを用いて行った露光において、図６８に示した露光面上のむらがどのように改善されるかを示した説明図である。
この例では、上記の自然数ＴとしてＴ＝２５３が導出され、第１行目から第２５３行目のマイクロミラーが選択されたものとする。選択されなかった第２５４行目から第２５６行目のマイクロミラーに対しては、前記使用描素部制御手段により、常時オフ状態の角度に設定する信号が送られ、それらのマイクロミラーは、実質的に露光に関与しない。図７１に示すとおり、第５１２列目付近の露光領域では、露光過多及び露光不足は、ほぼ完全に解消され、理想的な２重露光に極めて近い均一な露光が実現される。
一方、図７１の左方の領域（図中のｃ（１）付近）では、前記角度歪みにより、被露光面上における光点列の傾斜角度が中央付近（図中のｃ（５１２）付近）の領域における光線列の傾斜角度よりも小さくなっている。したがって、ｃ（５１２）を基準として測定された実傾斜角度θ´に基づいて選択されたマイクロミラーのみによる露光では、偶数列による露光パターン及び奇数列による露光パターンのそれぞれにおいて、理想的な２重露光に対して露光不足となる領域がわずかに生じてしまう。
しかしながら、図示の奇数列による露光パターンと偶数列による露光パターンとを重ね合わせてなる実際の露光パターンにおいては、露光量不足となる領域が互いに補完され、前記角度歪みによる露光むらを、２重露光による埋め合わせの効果で最小とすることができる。
また、図７１の右方の領域（図中のｃ（１０２４）付近）では、前記角度歪みにより、被露光面上における光線列の傾斜角度が、中央付近（図中のｃ（５１２）付近）の領域における光線列の傾斜角度よりも大きくなっている。したがって、ｃ（５１２）を基準として測定された実傾斜角度θ´に基づいて選択されたマイクロミラーによる露光では、図に示すように、理想的な２重露光に対して露光過多となる領域がわずかに生じてしまう。
しかし、図示の奇数列による露光パターンと偶数列による露光パターンとを重ね合わせてなる実際の露光パターンにおいては、露光過多となる領域が互いに補完され、前記角度歪による濃度むらを、２重露光による埋め合わせの効果で最小とすることができる。
本実施形態（１）では、上述のとおり、第５１２列目の光線列の実傾斜角度θ´が測定され、該実傾斜角度θ´を用い、前記式（４）により導出されたＴに基づいて使用するマイクロミラー５８を選択したが、前記実傾斜角度θ´の特定方法としては、複数の描素部の列方向（光点列）と、前記露光ヘッドの走査方向とがなす複数の実傾斜角度をそれぞれ測定し、それらの平均値、中央値、最大値、及び最小値のいずれかを実傾斜角度θ´として特定し、前記式４等によって実際の露光時に実際に使用するマイクロミラーを選択する形態としてもよい。
前記平均値又は前記中央値を実傾斜角度θ´とすれば、理想的なＮ重露光に対して露光過多となる領域と露光不足となる領域とのバランスがよい露光を実現することができる。例えば、露光過多となる領域と、露光量不足となる領域との合計面積が最小に抑えられ、かつ、露光過多となる領域の描素単位数（光点数）と、露光不足となる領域の描素単位数（光点数）とが等しくなるような露光を実現することが可能である。
また、前記最大値を実傾斜角度θ´とすれば、理想的なＮ重露光に対して露光過多となる領域の排除をより重要視した露光を実現することができ、例えば、露光不足となる領域の面積を最小に抑え、かつ、露光過多となる領域が生じないような露光を実現することが可能である。
さらに、前記最小値を実傾斜角度θ´とすれば、理想的なＮ重露光に対して露光不足となる領域の排除をより重要視した露光を実現することができ、例えば、露光過多となる領域の面積を最小に抑え、かつ、露光不足となる領域が生じないような露光を実現することが可能である。
一方、前記実傾斜角度θ´の特定は、同一の描素部の列（光点列）中の少なくとも２つの光点の位置に基づく方法に限定されない。例えば、同一描素部列ｃ（ｎ）中の１つ又は複数の光点の位置と、該ｃ（ｎ）近傍の列中の１つ又は複数の光点の位置とから求めた角度を、実傾斜角度θ´として特定してもよい。
具体的には、ｃ（ｎ）中の１つの光点位置と、露光ヘッドの走査方向に沿って直線上かつ近傍の光点列に含まれる１つ又は複数の光点位置とを検出し、これらの位置情報から、実傾斜角度θ´を求めることができる。さらに、ｃ（ｎ）列近傍の光点列中の少なくとも２つの光点（たとえば、ｃ（ｎ）を跨ぐように配置された２つの光点）の位置に基づいて求めた角度を、実傾斜角度θ´として特定してもよい。
以上のように、露光装置１０を用いた本実施形態（１）の使用描素部の指定方法によれば、各露光ヘッドの取付角度誤差やパターン歪みの影響による解像度のばらつきや濃度のむらを軽減し、理想的なＮ重露光を実現することができる。
（２）複数露光ヘッド間における使用描素部の指定方法＜１＞
本実施形態（２）は、露光装置１０により、感光層１２に対して２重露光を行う場合である。以下、複数の露光ヘッド３０により形成された被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域において、２つの露光ヘッド（一例として露光ヘッド３０１２と３０２１）のＸ軸方向に関する相対位置の、理想的な状態からのずれに起因する解像度のばらつきと濃度むらとを軽減し、理想的な２重露光を実現するための使用描素部の指定方法を説明する。
各露光ヘッド３０即ち各ＤＭＤ３６の設定傾斜角度θとしては、露光ヘッド３０の取付角度誤差等がない理想的な状態であれば、使用可能な１０２４列×２５６行の描素部マイクロミラー５８を使用してちょうど２重露光となる角度θidealを採用するものとする。
この角度θidealは、上記の実施形態（１）と同様にして前記式１〜３から求められる。本実施形態（２）において、露光装置１０は、各露光ヘッド３０即ち各ＤＭＤ３６の取付角度がこの角度θidealとなるように、初期調整されているものとする。
図７２は、上記のように初期調整された露光装置１０において、２つの露光ヘッド（一例として露光ヘッド３０１２と３０２１）のＸ軸方向に関する相対位置の、理想的な状態からのずれの影響により、被露光面上のパターンに生じる濃度むらの例を示した説明図である。各露光ヘッドのＸ軸方向に関する相対位置のずれは、露光ヘッド間の相対位置の微調整が困難であるために生じ得るものである。
図７２の上段部分は、ステージ１４を静止させた状態で感光層１２の被露光面上に投影される、露光ヘッド３０１２と３０２１が有するＤＭＤ３６の使用可能なマイクロミラー５８からの光点群のパターンを示した図である。図７２の下段部分は、上段部分に示したような光点群のパターンが現れている状態でステージ１４を移動させて連続露光を行った際に、被露光面上に形成される露光パターンの状態を、露光エリア３２１２と３２２１について示したものである。
なお、図７２では、説明の便宜のため、使用可能なマイクロミラー５８の１列おきの露光パターンを、画素列群Ａによる露光パターンと画素列群Ｂによる露光パターンとに分けて示してあるが、実際の被露光面上における露光パターンは、これら２つの露光パターンを重ね合わせたものである。
図７２の例では、上記したＸ軸方向に関する露光ヘッド３０１２と３０２１との間の相対位置の、理想的な状態からのずれの結果として、画素列群Ａによる露光パターンと画素列群Ｂによる露光パターンとの双方で、露光エリア３２１２と３２２１の前記ヘッド間つなぎ領域において、理想的な２重露光の状態よりも露光量過多な部分が生じてしまっている。
上記したような、複数の前記露光ヘッドにより被露光面上に形成される前記ヘッド間つなぎ領域に現れる濃度むらを軽減するために、本実施形態（２）では、前記光点位置検出手段としてスリット２８及び光検出器の組を用い、露光ヘッド３０１２と３０２１からの光点群のうち、被露光面上に形成される前記ヘッド間つなぎ領域を構成する光点のいくつかについて、その位置（座標）を検出する。該位置（座標）に基づいて、前記描素部選択手段として前記光検出器に接続された演算装置を用いて、実際の露光に使用するマイクロミラーを選択する処理を行うものとする。
−位置（座標）の検出−
図７３は、図７２と同様の露光エリア３２１２及び３２２１と、対応するスリット２８との位置関係を示した上面図である。スリット２８の大きさは、露光ヘッド３０１２と３０２１による露光済み領域３４間の重複部分の幅を十分覆う大きさ、即ち、露光ヘッド３０１２と３０２１により被露光面上に形成される前記ヘッド間つなぎ領域を十分覆う大きさとされている。
図７４は、一例として露光エリア３２２１の光点Ｐ（２５６，１０２４）の位置を検出する際の検出手法を説明した上面図である。
まず、第２５６行目第１０２４列目のマイクロミラーを点灯させた状態で、ステージ１４をゆっくり移動させてスリット２８をＹ軸方向に沿って相対移動させ、光点Ｐ（２５６，１０２４）が上流側のスリット２８ａと下流側のスリット２８ｂの間に来るような任意の位置に、スリット２８を位置させる。このときのスリット２８ａとスリット２８ｂとの交点の座標を（Ｘ０，Ｙ０）とする。この座標（Ｘ０，Ｙ０）の値は、ステージ１４に与えられた駆動信号が示す上記の位置までのステージ１４の移動距離、及び、既知であるスリット２８のＸ方向位置から決定され、記録される。
次に、ステージ１４を移動させ、スリット２８をＹ軸に沿って図７４における右方に相対移動させる。そして、図７４において二点鎖線で示すように、光点Ｐ（２５６，１０２４）の光が左側のスリット２８ｂを通過して光検出器で検出されたところでステージ１４を停止させる。このときのスリット２８ａとスリット２８ｂとの交点の座標（Ｘ０，Ｙ１）を、光点Ｐ（２５６，１０２４）の位置として記録する。
次いで、ステージ１４を反対方向に移動させ、スリット２８をＹ軸に沿って図７４における左方に相対移動させる。そして、図７４において二点鎖線で示すように、光点Ｐ（２５６，１０２４）の光が右側のスリット２８ａを通過して光検出器で検出されたところでステージ１４を停止させる。このときのスリット２８ａとスリット２８ｂとの交点の座標（Ｘ０，Ｙ２）を、光点Ｐ（２５６，１０２４）として記録する。
以上の測定結果から、光点Ｐ（２５６，１０２４）の被露光面における位置を示す座標（Ｘ、Ｙ）を、Ｘ＝Ｘ０＋（Ｙ１−Ｙ２）／２、Ｙ＝（Ｙ１＋Ｙ２）／２の計算により決定する。
−不使用描素部の特定−
図７２の例では、まず、露光エリア３２１２の光点Ｐ（２５６，１）の位置を、上記の光点位置検出手段としてスリット２８と光検出器の組により検出する。続いて、露光エリア３２２１の第２５６行目の光点行ｒ（２５６）上の各光点の位置を、Ｐ（２５６，１０２４）、Ｐ（２５６，１０２３）・・・と順番に検出していき、露光エリア３２１２の光点Ｐ（２５６，１）よりも大きいＸ座標を示す露光エリア３２２１の光点Ｐ（２５６，ｎ）が検出されたところで、検出動作を終了する。そして、露光エリア３２２１の光点列ｃ（ｎ＋１）からｃ（１０２４）を構成する光点に対応するマイクロミラーを、本露光時に使用しないマイクロミラー（不使用描素部）として特定する。
例えば、図７２において、露光エリア３２２１の光点Ｐ（２５６，１０２０）が、露光エリア３２１２の光点Ｐ（２５６，１）よりも大きいＸ座標を示し、その露光エリア３２２１の光点Ｐ（２５６，１０２０）が検出されたところで検出動作が終了したとすると、図７５において斜線で覆われた部分７０に相当する露光エリア３２２１の第１０２１行から第１０２４行を構成する光点に対応するマイクロミラーが、本露光時に使用しないマイクロミラーとして特定される。
次に、Ｎ重露光の数Ｎに対して、露光エリア３２１２の光点Ｐ（２５６，Ｎ）の位置が検出される。本実施形態（２）では、Ｎ＝２であるので、光点Ｐ（２５６，２）の位置が検出される。
続いて、露光エリア３２２１の光点列のうち、上記で本露光時に使用しないマイクロミラーに対応する光点列として特定されたものを除き、最も右側の第１０２０列を構成する光点の位置を、Ｐ（１，１０２０）から順番にＰ（１，１０２０）、Ｐ（２，１０２０）・・・と検出していき、露光エリア３２１２の光点Ｐ（２５６，２）よりも大きいＸ座標を示す光点Ｐ（ｍ，１０２０）が検出されたところで、検出動作を終了する。
その後、前記光検出器に接続された演算装置において、露光エリア３２１２の光点Ｐ（２５６，２）のＸ座標と、露光エリア３２２１の光点Ｐ（ｍ，１０２０）及びＰ（ｍ−１，１０２０）のＸ座標とが比較され、露光エリア３２２１の光点Ｐ（ｍ，１０２０）のＸ座標の方が露光エリア３２１２の光点Ｐ（２５６，２）のＸ座標に近い場合は、露光エリア３２２１の光点Ｐ（１，１０２０）からＰ（ｍ−１，１０２０）に対応するマイクロミラーが本露光時に使用しないマイクロミラーとして特定される。
また、露光エリア３２２１の光点Ｐ（ｍ−１，１０２０）のＸ座標の方が露光エリア３２１２の光点Ｐ（２５６，２）のＸ座標に近い場合は、露光エリア３２２１の光点Ｐ（１、１０２０）からＰ（ｍ−２，１０２０）に対応するマイクロミラーが、本露光に使用しないマイクロミラーとして特定される。
さらに、露光エリア３２１２の光点Ｐ（２５６，Ｎ−１）即ち光点Ｐ（２５６，１）の位置と、露光エリア３２２１の次列である第１０１９列を構成する各光点の位置についても、同様の検出処理及び使用しないマイクロミラーの特定が行われる。
その結果、たとえば、図７５において網掛けで覆われた領域７２を構成する光点に対応するマイクロミラーが、実際の露光時に使用しないマイクロミラーとして追加される。これらのマイクロミラーには、常時、そのマイクロミラーの角度をオフ状態の角度に設定する信号が送られ、それらのマイクロミラーは、実質的に露光に使用されない。
このように、実際の露光時に使用しないマイクロミラーを特定し、該使用しないマイクロミラーを除いたものを、実際の露光時に使用するマイクロミラーとして選択することにより、露光エリア３２１２と３２２１の前記ヘッド間つなぎ領域において、理想的な２重露光に対して露光過多となる領域、及び露光不足となる領域の合計面積を最小とすることができ、図７５の下段に示すように、理想的な２重露光に極めて近い均一な露光を実現することができる。
なお、上記の例においては、図７５において網掛けで覆われた領域７２を構成する光点の特定に際し、露光エリア３２１２の光点Ｐ（２５６，２）のＸ座標と、露光エリア３２２１の光点Ｐ（ｍ，１０２０）及びＰ（ｍ−１，１０２０）のＸ座標との比較を行わずに、ただちに、露光エリア３２２１の光点Ｐ（１，１０２０）からＰ（ｍ−２，１０２０）に対応するマイクロミラーを、本露光時に使用しないマイクロミラーとして特定してもよい。その場合、前記ヘッド間つなぎ領域において、理想的な２重露光に対して露光過多となる領域の面積が最小になり、かつ露光不足となる領域が生じないようなマイクロミラーを、実際に使用するマイクロミラーとして選択することができる。
また、露光エリア３２２１の光点Ｐ（１，１０２０）からＰ（ｍ−１，１０２０）に対応するマイクロミラーを、本露光に使用しないマイクロミラーとして特定してもよい。その場合、前記ヘッド間つなぎ領域において、理想的な２重露光に対して露光不足となる領域の面積が最小になり、かつ露光過多となる領域が生じないようなマイクロミラーを、実際に使用するマイクロミラーとして選択することができる。
さらに、前記ヘッド間つなぎ領域において、理想的な２重描画に対して露光過多となる領域の描素単位数（光点数）と、露光不足となる領域の描素単位数（光点数）とが等しくなるように、実際に使用するマイクロミラーを選択することとしてもよい。
以上のように、露光装置１０を用いた本実施形態（２）の使用描素部の指定方法によれば、複数の露光ヘッドのＸ軸方向に関する相対位置のずれに起因する解像度のばらつきと濃度むらとを軽減し、理想的なＮ重露光を実現することができる。
（３）複数露光ヘッド間における使用描素部の指定方法＜２＞
本実施形態（３）は、露光装置１０により、感光層１２に対して２重露光を行う場合である。以下、複数の露光ヘッド３０により形成された被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域において、２つの露光ヘッド（一例として露光ヘッド３０１２と３０２１）のＸ軸方向に関する相対位置の理想的な状態からのずれ、並びに各露光ヘッドの取付角度誤差、及び２つの露光ヘッド間の相対取付角度誤差に起因する解像度のばらつきと濃度むらとを軽減し、理想的な２重露光を実現するための使用描素部の指定方法を説明する。
各露光ヘッド３０即ち各ＤＭＤ３６の設定傾斜角度としては、露光ヘッド３０の取付角度誤差等がない理想的な状態であれば、使用可能な１０２４列×２５６行の描素部（マイクロミラー５８）を使用してちょうど２重露光となる角度θidealよりも若干大きい角度を採用するものとする。
この角度θidealは、前記式１〜３を用いて上記（１）の実施形態と同様にして求められる値であり、本実施形態では、上記のとおりｓ＝２５６、Ｎ＝２であるので、角度θidealは約０．４５度である。したがって、設定傾斜角度θとしては、たとえば０．５０度程度の角度を採用するとよい。露光装置１０は、調整可能な範囲内で、各露光ヘッド３０即ち各ＤＭＤ３６の取付角度がこの設定傾斜角度θに近い角度となるように、初期調整されているものとする。
図７６は、上記のように各露光ヘッド３０即ち各ＤＭＤ３６の取付角度が初期調整された露光装置１０において、２つの露光ヘッド（一例として露光ヘッド３０１２と３０２１）の取付角度誤差、並びに各露光ヘッド３０１２と３０２１間の相対取付角度誤差及び相対位置のずれの影響により、露光面上のパターンに生じるむらの例を示した説明図である。
図７６の例では、図７２の例と同様の、Ｘ軸方向に関する露光ヘッド３０１２と３０２１の相対位置のずれの結果として、一列おきの光点群（画素列群Ａ及びＢ）による露光パターンの双方で、露光エリア３２１２と３２２１の被露光面上の前記露光ヘッドの走査方向と直交する座標軸上で重複する露光領域において、理想的な２重露光の状態よりも露光量過多な領域７４が生じ、これが濃度むらを引き起こしている。
さらに、図７６の例では、各露光ヘッドの設定傾斜角度θを前記式（１）を満たす角度θidealよりも若干大きくしたことによる結果、及び各露光ヘッドの取付角度の微調整が困難であるために、実際の取付角度が上記の設定傾斜角度θからずれてしまったことの結果として、被露光面上の前記露光ヘッドの走査方向と直交する座標軸上で重複する露光領域以外の領域でも、一列おきの光点群（画素列群Ａ及びＢ）による露光パターンの双方で、複数の描素部列により形成された、被露光面上の重複露光領域である描素部列間つなぎ領域において、理想的な２重露光の状態よりも露光過多となる領域７６が生じ、これがさらなる濃度むらを引き起こしている。
本実施形態（３）では、まず、各露光ヘッド３０１２と３０２１の取付角度誤差及び相対取付角度のずれの影響による濃度むらを軽減するための使用画素選択処理を行う。
具体的には、前記光点位置検出手段としてスリット２８及び光検出器の組を用い、露光ヘッド３０１２と３０２１のそれぞれについて、実傾斜角度θ´を特定し、該実傾斜角度θ´に基づき、前記描素部選択手段として光検出器に接続された演算装置を用いて、実際の露光に使用するマイクロミラーを選択する処理を行うものとする。
−実傾斜角度θ´の特定−
実傾斜角度θ´の特定は、露光ヘッド３０１２ついては露光エリア３２１２内の光点Ｐ（１，１）とＰ（２５６，１）の位置を、露光ヘッド３０２１については露光エリア３２２１内の光点Ｐ（１，１０２４）とＰ（２５６，１０２４）の位置を、それぞれ上述した実施形態（２）で用いたスリット２８と光検出器の組により検出し、それらを結ぶ直線の傾斜角度と、露光ヘッドの走査方向とがなす角度を測定することにより行われる。
−不使用描素部の特定−
そのようにして特定された実傾斜角度θ´を用いて、光検出器に接続された演算装置は、上述した実施形態（１）における演算装置と同様、下記式４
ｔtanθ´＝Ｎ（式４）
の関係を満たす値ｔに最も近い自然数Ｔを、露光ヘッド３０１２と３０２１のそれぞれについて導出し、ＤＭＤ３６上の第（Ｔ＋１）行目から第２５６行目のマイクロミラーを、本露光に使用しないマイクロミラーとして特定する処理を行う。
例えば、露光ヘッド３０１２についてはＴ＝２５４、露光ヘッド３０２１についてはＴ＝２５５が導出されたとすると、図７７において斜線で覆われた部分７８及び８０を構成する光点に対応するマイクロミラーが、本露光に使用しないマイクロミラーとして特定される。これにより、露光エリア３２１２と３２２１のうちヘッド間つなぎ領域以外の各領域において、理想的な２重露光に対して露光過多となる領域、及び露光不足となる領域の合計面積を最小とすることができる。
ここで、上記の値ｔに最も近い自然数を導出することに代えて、値ｔ以上の最小の自然数を導出することとしてもよい。その場合、露光エリア３２１２と３２２１の、複数の露光ヘッドにより形成された被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域以外の各領域において、理想的な２重露光に対して露光量過多となる面積が最小になり、かつ露光量不足となる面積が生じないようになすことができる。
あるいは、値ｔ以下の最大の自然数を導出することとしてもよい。その場合、露光エリア３２１２と３２２１の、複数の露光ヘッドにより形成された被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域以外の各領域において、理想的な２重露光に対して露光不足となる領域の面積が最小になり、かつ露光過多となる領域が生じないようになすことができる。
複数の露光ヘッドにより形成された被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域以外の各領域において、理想的な２重露光に対して、露光過多となる領域の描素単位数（光点数）と、露光不足となる領域の描素単位数（光点数）とが等しくなるように、本露光時に使用しないマイクロミラーを特定することとしてもよい。
その後、図７７において斜線で覆われた領域７８及び８０を構成する光点以外の光点に対応するマイクロミラーに関して、図７２から１７を用いて説明した本実施形態（３）と同様の処理がなされ、図７７において斜線で覆われた領域８２及び網掛けで覆われた領域８４を構成する光点に対応するマイクロミラーが特定され、本露光時に使用しないマイクロミラーとして追加される。
これらの露光時に使用しないものとして特定されたマイクロミラーに対して、前記描素部素制御手段により、常時オフ状態の角度に設定する信号が送られ、それらのマイクロミラーは、実質的に露光に関与しない。
以上のように、露光装置１０を用いた本実施形態（３）の使用描素部の指定方法によれば、複数の露光ヘッドのＸ軸方向に関する相対位置のずれ、並びに各露光ヘッドの取付角度誤差、及び露光ヘッド間の相対取付角度誤差に起因する解像度のばらつきと濃度むらとを軽減し、理想的なＮ重露光を実現することができる。
以上、露光装置１０による使用描素部指定方法ついて詳細に説明したが、上記実施形態（１）〜（３）は一例に過ぎず、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更が可能である。
また、上記の実施形態（１）〜（３）では、被露光面上の光点の位置を検出するための手段として、スリット２８と単一セル型の光検出器の組を用いたが、これに限られずいかなる形態のものを用いてもよく、たとえば２次元検出器等を用いてもよい。
さらに、上記の実施形態（１）〜（３）では、スリット２８と光検出器の組による被露光面上の光点の位置検出結果から実傾斜角度θ´を求め、その実傾斜角度θ´に基づいて使用するマイクロミラーを選択したが、実傾斜角度θ´の導出を介さずに使用可能なマイクロミラーを選択する形態としてもよい。さらには、たとえばすべての使用可能なマイクロミラーを用いた参照露光を行い、参照露光結果の目視による解像度や濃度のむらの確認等により、操作者が使用するマイクロミラーを手動で指定する形態も、本発明の範囲に含まれるものである。
なお、被露光面上に生じ得るパターン歪みには、上記の例で説明した角度歪みの他にも、種々の形態が存在する。
一例としては、図７８Ａに示すように、ＤＭＤ３６上の各マイクロミラー５８からの光線が、異なる倍率で露光面上の露光エリア３２に到達してしまう倍率歪みの形態がある。
また、別の例として、図７８Ｂに示すように、ＤＭＤ３６上の各マイクロミラー５８からの光線が、異なるビーム径で露光面上の露光エリア３２に到達してしまうビーム径歪みの形態もある。これらの倍率歪み及びビーム径歪みは、主として、ＤＭＤ３６と露光面間の光学系の各種収差やアラインメントずれに起因して生じる。
更に別の例として、ＤＭＤ３６上の各マイクロミラー５８からの光線が、異なる光量で露光面上の露光エリア３２に到達してしまう光量歪みの形態もある。この光量歪みは、各種収差やアラインメントずれのほか、ＤＭＤ３６と露光面間の光学要素（たとえば１枚レンズである図５Ａ及び図５Ｂのレンズ５２及び５４）の透過率の位置依存性や、ＤＭＤ３６自体による光量むらに起因して生じる。これらの形態のパターン歪みも、露光面上に形成されるパターンに解像度や濃度のむらを生じさせる。
上記の実施形態（１）〜（３）によれば、本露光に実際に使用するマイクロミラーを選択した後の、これらの形態のパターン歪みの残留要素も、上記の角度歪みの残留要素と同様、２重露光による埋め合わせの効果で均すことができる。
＜＜参照露光＞＞
上記の実施形態（１）〜（３）の変更例として、使用可能なマイクロミラーのうち、（Ｎ−１）列おきのマイクロミラー列、又は全光点行のうち１／Ｎ行に相当する隣接する行を構成するマイクロミラー群のみを使用して参照露光を行い、均一な露光を実現できるように、前記参照露光に使用されたマイクロミラー中、実際の露光時に使用しないマイクロミラーを特定することとしてもよい。
前記参照露光手段による参照露光の結果をサンプル出力し、該出力された参照露光結果に対し、解像度のばらつきや濃度のむらを確認し、実傾斜角度を推定するなどの分析を行う。前記参照露光の結果の分析は、操作者の目視による分析であってもよい。
図７９Ａ及び図７９Ｂは、単一露光ヘッドを用い、（Ｎ−１）列おきのマイクロミラーのみを使用して参照露光を行う形態の一例を示した説明図である。
この例では、本露光時は２重露光とするものとし、したがって、Ｎ＝２である。まず、図７９Ａに実線で示した奇数列の光点列に対応するマイクロミラーのみを使用して参照露光を行い、参照露光結果をサンプル出力する。前記サンプル出力された参照露光結果に基づき、解像度のばらつきや濃度のむらを確認したり、実傾斜角度を推定したりすることで、本露光時において使用するマイクロミラーを指定することができる。
例えば、図７９Ｂに斜線で覆って示す光点列に対応するマイクロミラー以外のマイクロミラーが、奇数列の光点列を構成するマイクロミラー中、本露光において実際に使用されるものとして指定される。偶数列の光点列については、別途同様に参照露光を行って、本露光時に使用するマイクロミラーを指定してもよいし、奇数列の光点列に対するパターンと同一のパターンを適用してもよい。
このようにして本露光時に使用するマイクロミラーを指定することにより、奇数列及び偶数列双方のマイクロミラーを使用した本露光においては、理想的な２重露光に近い状態が実現できる。
図８０は、複数の露光ヘッドを用い、（Ｎ−１）列おきのマイクロミラーのみを使用して参照露光を行う形態の一例を示した説明図である。
この例では、本露光時は２重露光とするものとし、したがって、Ｎ＝２である。まず、図８０に実線で示した、Ｘ軸方向に関して隣接する２つの露光ヘッド（一例として露光ヘッド３０１２と３０２１）の奇数列の光点列に対応するマイクロミラーのみを使用して、参照露光を行い、参照露光結果をサンプル出力する。前記出力された参照露光結果に基づき、２つの露光ヘッドにより被露光面上に形成されるヘッド間つなぎ領域以外の領域における解像度のばらつきや濃度のむらを確認したり、実傾斜角度を推定したりすることで、本露光時において使用するマイクロミラーを指定することができる。
例えば、図８０に斜線で覆って示す領域８６及び網掛けで示す領域８８内の光点列に対応するマイクロミラー以外のマイクロミラーが、奇数列の光点を構成するマイクロミラー中、本露光時において実際に使用されるものとして指定される。偶数列の光点列については、別途同様に参照露光を行って、本露光時に使用するマイクロミラーを指定してもよいし、奇数列目の画素列に対するパターンと同一のパターンを適用してもよい。
このようにして本露光時に実際に使用するマイクロミラーを指定することにより、奇数列及び偶数列双方のマイクロミラーを使用した本露光においては、２つの露光ヘッドにより被露光面上に形成される前記ヘッド間つなぎ領域以外の領域において、理想的な２重露光に近い状態が実現できる。
図８１Ａ及び図８１Ｂは、単一露光ヘッドを用い、全光点行数の１／Ｎ行に相当する隣接する行を構成するマイクロミラー群のみを使用して参照露光を行う形態の一例を示した説明図である。
この例では、本露光時は２重露光とするものとし、したがってＮ＝２である。まず、図８１Ａに実線で示した１行目から１２８（＝２５６／２）行目の光点に対応するマイクロミラーのみを使用して参照露光を行い、参照露光結果をサンプル出力する。前記サンプル出力された参照露光結果に基づき、本露光時において使用するマイクロミラーを指定することができる。
例えば、図８１Ｂに斜線で覆って示す光点群に対応するマイクロミラー以外のマイクロミラーが、第１行目から第１２８行目のマイクロミラー中、本露光時において実際に使用されるものとして指定され得る。第１２９行目から第２５６行目のマイクロミラーについては、別途同様に参照露光を行って、本露光時に使用するマイクロミラーを指定してもよいし、第１行目から第１２８行目のマイクロミラーに対するパターンと同一のパターンを適用してもよい。
このようにして本露光時に使用するマイクロミラーを指定することにより、全体のマイクロミラーを使用した本露光においては、理想的な２重露光に近い状態が実現できる。
図８２は、複数の露光ヘッドを用い、Ｘ軸方向に関して隣接する２つの露光ヘッド（一例として露光ヘッド３０１２と３０２１）について、それぞれ全光点行数の１／Ｎ行に相当する隣接する行を構成するマイクロミラー群のみを使用して参照露光を行う形態の一例を示した説明図である。
この例では、本露光時は２重露光とするものとし、したがってＮ＝２である。まず、図８２に実線で示した第１行目から第１２８（＝２５６／２）行目の光点に対応するマイクロミラーのみを使用して、参照露光を行い、参照露光結果をサンプル出力する。前記サンプル出力された参照露光結果に基づき、２つの露光ヘッドにより被露光面上に形成されるヘッド間つなぎ領域以外の領域における解像度のばらつきや濃度のむらを最小限に抑えた本露光が実現できるように、本露光時において使用するマイクロミラーを指定することができる。
例えば、図８２に斜線で覆って示す領域９０及び網掛けで示す領域９２内の光点列に対応するマイクロミラー以外のマイクロミラーが、第１行目から第１２８行目のマイクロミラー中、本露光時において実際に使用されるものとして指定される。第１２９行目から第２５６行目のマイクロミラーについては、別途同様に参照露光を行って、本露光に使用するマイクロミラーを指定してもよいし、第１行目から第１２８行目のマイクロミラーに対するパターンと同一のパターンを適用してもよい。
このようにして本露光時に使用するマイクロミラーを指定することにより、２つの露光ヘッドにより被露光面上に形成される前記ヘッド間つなぎ領域以外の領域において理想的な２重露光に近い状態が実現できる。
以上の実施形態（１）〜（３）及び変更例においては、いずれも本露光を２重露光とする場合について説明したが、これに限定されず、２重露光以上のいかなる多重露光としてもよい。特に３重露光から７重露光程度とすることにより、高解像度を確保し、解像度のばらつき及び濃度むらが軽減された露光を実現することができる。
また、上記の実施形態及び変更例に係る露光装置には、さらに、画像データが表す２次元パターンの所定部分の寸法が、選択された使用画素により実現できる対応部分の寸法と一致するように、画像データを変換する機構が設けられていることが好ましい。そのように画像データを変換することによって、所望の２次元パターンどおりの高精細なパターンを露光面上に形成することができる。
〔ジャギー低減方法〕
解像度を高めるために、前記露光ヘッドを傾斜させて露光を行うと、形成する露光パターンによっては、無視できないジャギーが発生してしまうという問題がある。例えば、走査方向又はそれと直交する方向に延在する直線状のパターンを形成する場合、前記光変調手段によって形成される各描素部の位置と、パターンの所望の描画位置との間のずれがジャギーとして視認されてしまうことがある。
この問題に対し、単位面積当たりの描画画素数を増加させる等の手段を講じることなく、最適な描画条件を設定することにより、ジャギーの発生を抑制する方法を説明する。
図８３は、図８４に示す各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊの構成を示す。前記露光ヘッド２４ａ〜２４ｊは、図８４に示すように、シートフイルムＦ（感光材料１２）の走査方向（移動ステージ１４の移動方向）と直交する方向に２列で千鳥状に配列される。各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊに組み込まれるＤＭＤ３６は、図８５に示すように、高い解像度を実現すべく、走査方向に対して所定角度傾斜した状態に設定される。即ち、ＤＭＤ３６をシートフイルムＦ（感光材料１２）の走査方向に対して傾斜させることにより、ＤＭＤ３６を構成するマイクロミラーの走査方向と直交する方向に対する間隔が狭くなり、これによって、走査方向と直交する方向に対する解像度を高くすることができる。なお、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊ間の継ぎ目が生じることのないよう、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊによる露光エリア５８ａ〜５８ｊが走査方向と直交する方向に重畳するように設定される。
図８６は、図１に示す露光装置１０の制御回路の要部構成ブロック図である。露光装置１０を制御する制御ユニット４２（制御手段）は、エンコーダ６２により検出した移動ステージ１４の位置データに基づいて同期信号を生成する同期信号生成部６４と、生成された同期信号に基づいて移動ステージ１４を走査方向に移動させる露光ステージ駆動部６６と、シートフイルムＦ（感光材料１２）に描画される画像の描画データを記憶する描画データ記憶部６８と、同期信号及び描画データに基づいてＤＭＤのＳＲＡＭセルを変調制御し、マイクロミラーを駆動するＤＭＤ変調部７０とを備える。
また、制御ユニット４２は、同期信号生成部６４により生成される同期信号を調整する周波数変更部７２（描画タイミング変更手段）、位相差変更部７４（位相差変更手段）及び移動速度変更部７５（移動速度変更手段）を備える。
周波数変更部７２は、ＤＭＤを構成するマイクロミラーの走査方向に対するオンオフ制御のタイミングを決定する周波数を変更して同期信号生成部６４に供給し、シートフイルムＦ（感光材料１２）に描画される画素の走査方向の間隔を調整する。位相差変更部７４は、走査方向と略直交する方向に隣接して配列されたマイクロミラー４０のオンオフ制御のタイミングの位相差を変更して同期信号生成部６４に供給し、シートフイルムＦ（感光材料１２）に描画される画素の走査方向に対する位相差を調整する。移動速度変更部７５は、移動ステージ１４の移動速度を変更して同期信号生成部６４に供給することで移動ステージ１４の移動速度を調整する。
さらに、制御ユニット４２には、必要に応じて、露光ヘッド回転駆動部７６（描画画素群回転手段）及び光学倍率変更部７８（描画倍率変更手段）を配設することができる。露光ヘッド回転駆動部７６は、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊをレーザビームＬの光軸の回りに所定角度回転させ、シートフイルムＦ（感光材料１２）上に形成される画素配列の走査方向に対する傾斜角度を調整する。なお、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊの一部の光学部材を回転させることによって、画素配列の傾斜角度を調整するようにしてもよい。光学倍率変更部７８は、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊの第２結像光学レンズ５０、５２により構成されるズーム光学系７９を制御して光学倍率を変更し、隣接するマイクロミラーによりシートフイルムＦ（感光材料１２）上に形成される画素の配列ピッチ又は同一のマイクロミラーによる描画ピッチを調整する。
本実施形態の露光装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、
その動作について説明する。
移動ステージ１４に感光材料１２を吸着保持させた後、制御ユニット４２は、露光ステージ駆動部６６を駆動し、移動ステージ１４を定盤１４のガイドレール２０に沿って一方の方向に移動させる。移動ステージ１４がコラム２２間を通過する際、カメラ２６が感光材料１２）の所定位置に記録されているアライメントマークを読み取る。制御ユニット４２は、読み取ったアライメントマークの位置データに基づき、シートフイルムＦの位置補正データを算出する。
位置補正データが算出された後、制御ユニット４２は、移動ステージ１４を他方の方向に移動させ、スキャナ２６によりシートフイルムＦ（感光材料１２）に対する画像の露光記録を開始する。
即ち、光源ユニット２８から出力されたレーザビームＬは、光ファイバ３０を介して各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊに導入される。導入されたレーザビームＬは、ロッドレンズ３２から反射ミラー３４を介してＤＭＤ３６に入射する。
一方、描画データ記憶部６８から読み出され、位置補正データにより補正された描画データは、ＤＭＤ変調部７０において、同期信号生成部６４から供給される同期信号に従ったタイミングで変調されてＤＭＤ３６に供給される。この結果、ＤＭＤ３６を構成する各マイクロミラーが描画データに従い同期信号に応じたタイミングでオンオフ制御される。
図７に示すように、ＤＭＤ３６を構成する各マイクロミラー４０により所望の方向に選択的に反射されたレーザビームＬは、第１結像光学レンズ４４、４６によって拡大された後、マイクロアパーチャアレー５４、マイクロレンズアレー４８及びマイクロアパーチャアレー５６を介して所定の径に調整され、次いで、光学倍率変更部７８を構成する第２結像光学レンズ５０、５２により所定の倍率に調整されて感光材料１２に導かれる。
この場合、移動ステージ１４は移動し、シートフイルムＦ（感光材料１２）には、露光ステージ１８の移動方向と直交する方向に配列される複数の露光ヘッド２４ａ〜２４ｊにより所望の二次元画像が描画される。
ところで、前記のようにしてシートフイルムＦ（感光材料１２）上に描画される二次元画像は、ＤＭＤ３６を構成するマイクロミラーに基づく離散的な多数の画素の集合によって構成されている。この場合、描画前のオリジナル画像は、シートフイルムＦ（感光材料１２）上の離散的な描画点にマッピングされて再現されるため、オリジナル画像と描画点の配置との関係で、再現画像にジャギーが発生し、あるいは、オリジナル画像の線幅の精度が低下する、といった不具合の発生するおそれがある。
本発明は、シートフイルムＦ（感光材料１２）上に形成される描画点の配置を調整することにより、ジャギーの発生を抑制し、適切な画像の描画を可能とするものであり、次にその調整方法について説明する。
図８７は、１つのＤＭＤ３６を構成する多数のマイクロミラー４０の配列を模式的に示した図である。図８７において、感光材料１２の走査方向をｙ、走査方向ｙと直交する方向をｘとし、略走査方向ｙに沿って配列されるマイクロミラー４０の列をスワス７７と定義する。この場合、スワス７７は、描画される画像のｘ方向に対する解像度を高めるため、ｘ方向に対して所定の角度θｓ（以下、スワス傾斜角度θｓ（≠９０゜）という。）に設定される。なお、スワス７７上で隣接する２つのマイクロミラー４０をＤＭＤ画素Ａ、Ｂとする。
図８８は、図８７に示すように設定されたＤＭＤ３６を用いた感光材料１２上での描画可能な描画点であるアドレス格子点（制御点）（実線丸及び点線丸で示す。）と、描画したい直線状のオリジナル画像８０との関係を模式的に示した図である。この場合、オリジナル画像８０は、実線丸で示される複数のアドレス格子点によって再現される。なお、レーザビームＬは、各アドレス格子点を中心とする所定のビーム径（ドット径）で画素を形成する。従って、シートフイルムＦ（感光材料１２）上に実際に形成される画像は、外郭線８２で示すように、実線で示すアドレス格子点の輪郭よりも広がった画像となる。
アドレス格子点の並びには、図８８に示すように、格子点列１〜３の３種類がある。各格子点列１〜３を特徴づけるパラメータとしては、格子点列１〜３のｘ方向に対する傾斜角度θｇｉ（ｉ＝１〜３）、格子点列１〜３を構成するアドレス格子点の格子点ピッチｐｇｉ（ｉ＝１〜３）、及び、格子点列１〜３の列ピッチｄｇｉ（ｉ＝１〜３）がある。
これらのパラメータは、スワス７７上での隣接するＤＭＤ画素Ａ、Ｂ（図８７参照）により感光材料１２上に形成されるアドレス格子点（以下、アドレス格子点Ａ、Ｂとも言う。）の配列ピッチｐｓ、スワス傾斜角度θｓ（ｘ方向を基準として反時計回りを＋とする。）、各アドレス格子点のｙ方向に対する描画ピッチｐｙにより決定される。以下、これらのパラメータ間の関係を説明する。
（ａ） 傾斜角度θｇｉ（ｉ＝１〜３）
図８９に示す３つの隣接するアドレス格子点Ａ、Ｂ′、Ｂ″を考える。格子点列３の傾
斜角度θｇ３は、
θｇ３＝９０゜ （１）
である。また、格子点列１、２の傾斜角度θｇ１、θｇ２については、
Ｎ１＝ｉｎｔｅｇｅｒ（ｐｓ・ｓｉｎθｓ／ｐｙ）
（ｉｎｔｅｇｅｒは、切り捨て演算を表す。）
Ｎ２＝Ｎ１＋１
とすると、アドレス格子点Ａに対するアドレス格子点Ｂ′、Ｂ″のｙ方向の距離Δｙ１、Δｙ２（位相差）は、
Δｙｉ＝ｐｓ・ｓｉｎθｓ−ｐｙ・Ｎ１ （ｉ＝１、２）
となる。また、アドレス格子点Ａ、Ｂ′、Ｂ″のｘ方向の描画ピッチｐｘは、
ｐｘ＝ｐｓ・ｃｏｓθｓ
であるから、
ｔａｎθｇｉ＝Δｙｉ／ｐｙ （ｉ＝１、２） （２）
となる。従って、格子点列１〜３の傾斜角度θｇ１、θｇ２は、
θｇｉ＝ｔａｎ-1｛（ｐｓ・ｓｉｎθｓ−ｐｙ・Ｎｉ）／（ｐｓ・ｃｏｓθｓ）｝
（ｉ＝１、２） （３）
として求まる。
（ｂ） 格子点ピッチｐｇｉ（ｉ＝１〜３）
格子点列３は、ｙ方向に配列されたアドレス格子点で構成されるから、
ｐｇ３＝ｐｙ （４）
である。また、
ｐｇｉ＝ｐｘ／ｃｏｓθｇｉ （ｉ＝１、２） （５）
である。
（ｃ） 列ピッチｄｇｉ（ｉ＝１〜３）
格子点列３の列ピッチｄｇ３は、
ｄｇ３＝ｐｘ （６）
である。また、
ｄｇｉ＝ｐｙ・ｃｏｓθｇｉ （ｉ＝１、２） （７）
である。
一方、オリジナル画像８０をアドレス格子点によって再現した際に発生するジャギーは、格子点列１〜３によって発生するため、上記で求めた格子点列１〜３のパラメータ及びオリジナル画像８０のｘ方向に対する傾斜角度θＬを用いて定義することができる。この場合、ジャギーをジャギーピッチｐｊ１〜ｐｊ３、ジャギー振幅ａｊ１〜ａｊ３で表す。
（ｄ） ジャギーピッチｐｊｉ（ｉ＝１〜３）
ジャギーピッチｐｊｉは、格子点列１〜３の列ピッチｄｇｉと、格子点列１〜３の傾斜角度θｇｉ及びオリジナル画像８０の傾斜角度θＬの差（θｇｉ−θＬ）とで決まる。この場合、各格子点列１〜３上にアドレス格子点が連続的に形成されるものと仮定して、平均値としてのジャギーピッチｐｊｉは、
ｐｊｉ＝ｄｇｉ／ｓｉｎ（θｇｉ−θＬ） （ｉ＝１〜３） （８）
となる。
（ｅ） ジャギー振幅ａｊｉ（ｉ＝１〜３）
図９０は、格子点列１とオリジナル画像８０との間で発生するジャギーの説明図である。この場合、オリジナル画像８０の境界と格子点列１との交点間の距離がジャギーピッチｐｊ１となる。また、ジャギー振幅ａｊ１は、格子点列１及び格子点列２と、格子点列１及び格子点列３との間でそれぞれ定義できる。これらのジャギー振幅ａｊ１のうち、小さい方を代表値としてのジャギー振幅ａｊ１に選択すると、図９０に示す関係から、
ａｊ１＝ｐｊ１・ｔａｎθ′１・ｔａｎθ′２／（ｔａｎθ′２−ｔａｎθ′１）
（θ′１＝θｇ１−θＬ）
となる。従って、ジャギー振幅ａｊｉは、
ａｊｉ＝ｐｊｉ・ｔａｎθ′ｉ・ｔａｎθ′ｋ／（ｔａｎθ′ｋ−ｔａｎθ′ｉ）
（ｉ＝１〜３、θ′ｉ＝θｇｉ−θＬ、ｋ＝１〜３、ｉ≠ｋ）
（９）
である。なお、θ′ｋは、選択されたジャギー振幅ａｊｉの小さい格子点列とオリジナル画像８０とのなす角度である。
感光材料１２上に再現される画像におけるジャギーは、ジャギーピッチｐｊｉ及びジャギー振幅ａｊｉがともにある程度大きい場合に視認される。画像を構成する各画素は、図８８に示すアドレス格子点を中心として、レーザビームＬのビーム径に基づく所定の径で描画されるため、ジャギーピッチｐｊｉが小さい場合には、ジャギー振幅ａｊｉが大きくてもジャギーが視認されることはない。従って、ジャギーの視認を低下させるためには、ジャギーピッチｐｊｉ又はジャギー振幅ａｊｉのいずれかが所定値以下となるように、パラメータを設定すればよいことになる。なお、所定値としては、レーザビームＬのビーム径を所定値として設定することができる。
ジャギーピッチｐｊｉ及びジャギー振幅ａｊｉは、（１）〜（９）式から、オリジナル画像８０のｘ方向に対する傾斜角度θＬ、スワス傾斜角度θｓ、スワス７７上での隣接するＤＭＤ画素Ａ、Ｂの配列ピッチｐｓ、アドレス格子点のｙ方向に対する描画ピッチｐｙの各パラメータによって決定される。従って、これらのパラメータを個別に調整し、あるいは、２つ以上のパラメータを同時に調整することにより、ジャギーの視認を低下させた画像を再現することができる。
この場合、傾斜角度θＬは、感光材料１２に描画するオリジナル画像８０によって予め決まっている。スワス傾斜角度θｓは、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊに組み込まれたＤＭＤ３６の傾斜角度によって決定されるが、この傾斜角度は、露光ヘッド回転駆動部７６により露光ヘッド２４ａ〜２４ｊを光軸の回りに所定角度回転させて調整することができる。なお、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊの一部の光学部材、例えば、マイクロレンズアレー４８、マイクロアパーチャアレー５４、５６を回転させることで前記傾斜角度を調整することもできる。また、光学像を回転させるダブプリズム等の像回転素子を配設し、この像回転素子を回転させて前記傾斜角度を調整することもできる。像回転素子は、第２結像光学レンズ５０、５２の後に配置することができる。また、第２結像光学レンズ５０、５２を配設することなく、マイクロレンズアレー４８により直接シートフイルムＦ（感光材料１２）上にレーザビームＬを結像させるような装置構成の場合、像回転素子をマイクロレンズアレー４８の後に配置することができる。
配列ピッチｐｓは、ＤＭＤを構成するマイクロミラーの間隔に依存しているが、光学倍率変更部７８によりズーム光学系７９を構成する第２結像光学レンズ５０、５２の位置を変更させることで、感光材料１２上での配列ピッチｐｓを調整することができる。描画ピッチｐｙは、同期信号生成部６４により生成される同期信号の出力タイミングを周波数変更部７２からの周波数変更信号によって調整し、あるいは、移動速度変更部７５からの移動速度変更信号を同期信号生成部６４に供給して同期信号の出力タイミングを変更し、露光ステージ駆動部６６により移動ステージのｙ方向への移動速度を変更することで調整することができる。
なお、傾斜角度θＬがｙ方向の位置によって変化するオリジナル画像８０に対しては、
スワス傾斜角度θｓをオリジナル画像８０の傾斜角度θＬに応じて迅速に変更することは困難であるため、例えば、周波数変更部７２によって描画ピッチｐｙを変更するのが適当である。
さらに、ジャギーピッチｐｊｉ及びジャギー振幅ａｊｉは、例えば、図８８において、ＤＭＤ画素Ａ及びＢを同時に描画するのではなく、位相差変更部７４によってｙ方向に対するＤＭＤ画素Ａ及びＢの描画タイミングを所定時間ずらすことにより、ＤＭＤ画素Ａのｘ方向に隣接して形成されるＤＭＤ画素Ｂ′、Ｂ″の位相差Δｙｉを変更し、この結果として傾斜角度θｇｉを変更して調整することもできる。
図９１〜図９３及び図９４〜図９６は、各パラメータを所定の値に設定し、（８）及び（９）式に従って、各格子点列１〜３のジャギーピッチｐｊｉ及びジャギー振幅ａｊｉを計算した結果を示す。なお、格子点列間で生じるジャギー振幅については、小さい方の値の絶対値を選択するものとする。また、ジャギーピッチｐｊｉの許容範囲を−５μｍ〜＋５μｍ、ジャギー振幅ａｊｉの許容範囲を−１μｍ〜＋１μｍとする。
図９１に示す格子点列１では、オリジナル画像８０の傾斜角度θＬ＝０゜〜５５゜の範囲で許容されないジャギーが発生し、図９２に示す格子点列２では、オリジナル画像８０の傾斜角度θＬ＝１１０゜〜１３５゜の範囲で許容されないジャギーが発生し、図９３に示す格子点列３では、ジャギーが発生しないことが予測される。この場合、例えば、オリジナル画像８０に傾斜角度１５゜前後の直線が含まれていると、この直線に格子点列１に起因する許容できないジャギーが発生するおそれがある。
これに対して、パラメータを変更した図９４〜図９６に示す格子点列１〜３では、オリジナル画像８０の傾斜角度１５゜の前後でいずれもジャギーが発生することがなく、従って、良好な画像の得られることが期待される。
ここで、上述した実施形態では、１つのＤＭＤによって生じるジャギーを抑制する場合について説明したが、複数の露光ヘッド２４ａ〜２４ｊを構成する各ＤＭＤ３６に対し、同様の調整処理を施すことができることは勿論である。この場合、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊ毎に個別に各パラメータの調整を行ってもよいが、描画される画像全体としてジャギーを低減させるため、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊによって生じるジャギーのジャギーピッチ又はジャギー振幅の平均値が所定値以下となるように、例えば、移動ステージの移動速度を調整するようにしてもよい。
また、各パラメータは、オリジナル画像８０のパターン、例えば、各オリジナル画像８０のｙ方向に対する傾斜角度θＬに応じて設定又は変更するようにしてもよい。特に、オリジナル画像８０のパターンがジャギーの目立ち易いｘ方向又はｘ方向に近い方向に延在するライン状のパターンである場合、このパターンに対するジャギーが最も低減されるようにパラメータを調整すると好適である。
また、ジャギーピッチ又はジャギー振幅によって規定されるオリジナル画像８０のジャギーの形状と、ジャギーを調整するための各パラメータとの相関関係を求めておき、この相関関係に基づいて最適なパラメータを設定し、あるいは、パラメータが既に設定されている場合には、そのパラメータを変更することにより、適切な画像を容易に得ることが可能となる。
また、前記ジャギーの形状を許容範囲内とすることのできる各パラメータの条件を選択条件として求めておき、オリジナル画像８０に応じた所望のパラメータを選択して設定し、あるいは、前記ジャギーの形状を許容範囲外とする各パラメータの条件を禁止条件として求めておき、オリジナル画像８０に応じて当該パラメータの選択を禁止するようにすることもできる。
オリジナル画像８０とパラメータとの相関関係は、オリジナル画像８０を構成するパターンの方向、例えば、オリジナル画像８０の所定の領域内における支配的なパターンの方向、平均値、方向のヒストグラムが最大となる方向等を選択して求めることができる。なお、オリジナル画像８０を複数の領域に分割し、各領域毎に前記相関関係を求め、各領域毎にジャギーを低減することのできるパラメータを設定するようにしてもよい。
さらに、ジャギーを低減させるためのパラメータは、初期パラメータを設定した状態で画像を描画し、その画像から、各パラメータとジャギー形状等との相関関係を計測し、最適なパラメータを探索して設定することも可能である。
上述した実施形態では、マイクロミラーを直交する格子上に配列したＤＭＤを使用したが、傾斜角度θｓで交差する格子上にマイクロミラー４０を配列したＤＭＤを使用すれば、ＤＭＤを傾斜させることなく露光ヘッド２４ａ〜２４ｊに組み込んでジャギーの抑制された画像を形成することができる。
［現像工程］
前記現像工程としては、前記露光工程により前記感光層を露光し、未露光部分を除去することにより現像する工程を有する。
前記未硬化領域の除去方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、現像液を用いて除去する方法などが挙げられる。
前記現像液としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルカリ性水溶液、水系現像液、有機溶剤などが挙げられ、これらの中でも、弱アルカリ性の水溶液が好ましい。該弱アルカリ水溶液の塩基成分としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素リチウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウム、硼砂などが挙げられる。
前記弱アルカリ性の水溶液のｐＨとしては、例えば、約８〜１２が好ましく、約９〜１１がより好ましい。前記弱アルカリ性の水溶液としては、例えば、０．１〜５質量％の炭酸ナトリウム水溶液又は炭酸カリウム水溶液、０．０１〜０．１質量％の水酸化カリウム水溶液などが挙げられる。
前記現像液の温度としては、前記感光層の現像性に合わせて適宜選択することができ、例えば、約２５〜４０℃が好ましい。
前記現像液は、界面活性剤、消泡剤、有機塩基（例えば、エチレンジアミン、エタノールアミン、テトラメチルアンモニウムハイドロキサイド、ジエチレントリアミン、トリエチレンペンタミン、モルホリン、トリエタノールアミン等）や、現像を促進させるため有機溶剤（例えば、アルコール類、ケトン類、エステル類、エーテル類、アミド類、ラクトン類等）などと併用してもよい。また、前記現像液は、水又はアルカリ水溶液と有機溶剤を混合した水系現像液であってもよく、有機溶剤単独であってもよい。
なお、現像の方式としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、パドル現像、シャワー現像、シャワー＆スピン現像、ディプ現像などが挙げられる。
ここで、上記シャワー現像について説明すると、露光後の感光性樹脂層に現像液をシャワーにより吹き付けることにより、未硬化部分を除去することができる。尚、現像の前に感光性樹脂層の溶解性が低いアルカリ性の液をシャワーなどにより吹き付け、熱可塑性樹脂層、中間層などを除去しておくことが好ましい。また、現像の後に、洗浄剤などをシャワーにより吹き付け、ブラシなどで擦りながら、現像残渣を除去することが好ましい。
［その他の工程］
前記その他の工程としては、特に制限はなく、公知のカラーフィルタ製造方法における工程の中から適宜選択することが挙げられるが、例えば、硬化処理工程、などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
−硬化処理工程−
前記現像工程後に、感光層に対して硬化処理を行う硬化処理工程を備えることが好ましい。
前記硬化処理工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、全面露光処理、全面加熱処理などが好適に挙げられる。
前記全面露光処理の方法としては、例えば、前記現像工程の後に、前記パターンが形成された前記積層体上の全面を露光する方法が挙げられる。該全面露光により、前記感光層を形成する感光性組成物中の樹脂の硬化が促進され、形成されたパターンの表面が硬化される。
前記全面露光を行う装置としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、超高圧水銀灯などのＵＶ露光機が好適に挙げられる。
前記全面加熱処理の方法としては、前記現像工程の後に、前記パターンが形成された前記積層体上の全面を加熱する方法が挙げられる。該全面加熱により、前記パターンの表面の膜強度が高められる。
前記全面加熱における加熱温度としては、１２０〜２５０℃が好ましく、１２０〜２００℃がより好ましい。該加熱温度が１２０℃未満であると、加熱処理による膜強度の向上が得られないことがあり、２５０℃を超えると、前記感光性組成物中の樹脂の分解が生じ、膜質が弱く脆くなることがある。
前記全面加熱における加熱時間としては、１０〜１２０分が好ましく、１５〜６０分がより好ましい。
前記全面加熱を行う装置としては、特に制限はなく、公知の装置の中から、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ドライオーブン、ホットプレート、ＩＲヒーターなどが挙げられる。
本発明のカラーフィルタ製造方法は、感光層の被露光面上に結像させる像の歪みを抑制することにより、パターンを高精細に、かつ、効率よく形成可能であるため、高精細な露光が必要とされる各種パターンの形成などに好適に使用することができ、特に高精細なカラーフィルタパターンの形成に好適に使用することができる。
本発明のカラーフィルタの製造方法においては、上述したように、ガラス基板等の透明基板上に、本発明のパターン形成方法により、少なくとも３原色から構成される（例えば、ＲＧＢ）画素をモザイク状又はストライプ状に配置することができる。
各画素の寸法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、４０〜２００μｍとすることが好適に挙げられる。ストライプ状であれば４０〜２００μｍ巾が通常用いられる。
前記カラーフィルタの製造方法としては、例えば、透明基板上に黒色に着色された感光層を用いて、露光及び現像を行いブラックマトリックスを形成し、次いで、ＲＧＢの３原色のいずれかに着色された感光層を用いて、前記ブラックマトリックスに対して所定の配置で、各色毎に、順次、露光及び現像を繰り返して、前記透明基板上にＲＧＢの３原色がモザイク状又はストライプ状に配置されたカラーフィルタを形成する方法が挙げられる。
（カラーフィルタ）
本発明のカラーフィルタは、本発明の前記カラーフィルタの製造方法により製造される。
前記カラーフィルタは、赤色（Ｒ）着色に顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４、緑色（Ｇ）着色に顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６及び顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０、並びに青色（Ｂ）着色に顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６及び、顔料Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレッド２３を用いて製造した場合には、色再現域が広く、色温度が高いＴＶ用のカラーフィルタが作製できる。
（液晶表示装置）
本発明の液晶表示装置は、互いに対向して配される一対の基板間に液晶が封入されてなり、本発明の前記カラーフィルタを有してなり、更に必要に応じてその他の部材を有してなる。
本発明のカラーフィルタは、液晶表示装置の対向基板（ＴＦＴなどの能動素子が無い側の基板）に形成するものを対象としている他、ＴＦＴ基板側に形成するＣＯＡ方式、ＴＦＴ基板側に黒だけを形成するＢＯＡ方式、又はＴＦＴ基板にハイアパーチャー構造を有するＨＡ方式も対象とすることができる。
前記カラーフィルタ上には、更に必要に応じて、オーバーコート膜や透明導電膜を形成することができる。その後、カラーフィルタと対向基板との間に液晶が封入され、液晶表示装置が作製される。適用される液晶の表示方式としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選定され、例えば、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）、ＴＮ（Twisted Nematic）、ＯＣＢ（Optically Compensatory Bend）、ＶＡ（Vertically Aligned）、ＨＡＮ（Hybrid Aligned Nematic）、ＳＴＮ（Supper Twisted Nematic）、ＩＰＳ（In-Plane Switching）、ＧＨ（Guest Host）、ＦＬＣ（強誘電性液晶）、ＡＦＬＣ（反強誘電性液晶）、及びＰＤＬＣ（高分子分散型液晶）などが挙げられる。
前記液晶表示装置の基本的な構成態様としては、（１）薄膜トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」という。）等の駆動素子と画素電極（導電層）とが配列形成された駆動側基板と、カラーフィルタ及び対向電極（導電層）を備えるカラーフィルタ側基板とをスペーサーを介在させて対向配置し、その間隙部に液晶材料を封入して構成されるもの、（２）カラーフィルタが前記駆動側基板に直接形成されたカラーフィルタ一体型駆動基板と、対向電極（導電層）を備える対向基板とをスペーサーを介在させて対向配置し、その間隙部に液晶材料を封入して構成されるものなどが挙げられる。
本発明の液晶表示装置は、Ｄ６５光源視野２度において良好な色度を有する本発明のカラーフィルタを用いることにより、透過モード及び反射モードのいずれにおいても鮮明な色を表示することができ、透過モードと反射モードを兼用する携帯端末や携帯ゲーム機等の機器に好適に用いることができる。
また、本発明の液晶表示装置は、Ｆ１０光源視野２度において良好な色度を有する本発明のカラーフィルタを用いることにより、高い色純度と色温度を実現でき、例えば、ノートパソコン、テレビモニター等の液晶表示装置などに好適に用いることができる。
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
＜カラーフィルタパターンの形成（塗布法）＞
（１）ブラック（Ｋ）画像の形成
無アルカリガラス基板を、ＵＶ洗浄装置で洗浄後、洗浄剤を用いてブラシ洗浄し、更に超純水で超音波洗浄した。該基板を１２０℃３分熱処理して表面状態を安定化させた。
該基板を冷却し２３℃に温調後、スリット状ノズルを有すガラス基板用コーター（エフ・エー・エス・ジャパン社製、商品名：ＭＨ−１６００）にて、下記表５に記載の組成よりなる下記着色感光性組成物Ｋ１を塗布した。引き続き、ＶＣＤ（真空乾燥装置；東京応化工業（株）製）で３０秒間、溶媒の一部を乾燥して塗布層の流動性を無くした後、ＥＢＲ（エッジ・ビード・リムーバー）にて基板周囲の不要な塗布液を除去し、１２０℃３分間プリベークして厚み１．５μｍの感光層Ｋ１を得た。
−感光性組成物Ｋ１の調製−
感光性組成物Ｋ１は、まず表５に記載の量のＫ顔料分散物１、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをはかり取り、温度２４℃（±２℃）で混合して１５０ｒｐｍで１０分間攪拌し、次いで、メチルエチルケトン、バインダー４、フェノチアジン、ＤＰＨＡ液、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−［４’−（Ｎ，Ｎ−ビスエトキシカルボニルメチル）−３’−ブロモフェニル］−ｓ−トリアジン、界面活性剤１をはかり取り、温度２５℃（±２℃）でこの順に添加して、温度４０℃（±２℃）で１５０ｒｐｍで３０分間攪拌することによって得られる。
なお、表５に記載の組成物のうち、
・Ｋ顔料分散物１の組成は、カーボンブラック（デグッサ社製）１３．１質量％、分散剤（下記化学式１）０．６５質量％、ポリマー（ベンジルメタクリレート／メタクリル酸＝７２／２８モル比のランダム共重合物、分子量３．７万）６．７２質量％、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７９．５３質量％からなる。
・Ｋ顔料分散物２の組成は、カーボンブラック（デグッサ社製）１３．１質量％、分散剤（下記化学式１）０．６５質量％、ポリマー（ベンジルメタクリレート／メタクリル酸＝７２／２８モル比のランダム共重合物、分子量３．７万）４．０質量％、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート８２．２５質量％からなる。
・バインダー４の組成は、ポリマー（ベンジルメタクリレート／メタクリル酸＝７２／２８モル比のランダム共重合物、分子量３．８万）２７質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７３質量部からなる。
・ＤＰＨＡ液の組成は、ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート（重合禁止剤ＭＥＨＱ ５００ｐｐｍ含有、日本化薬（株）製、商品名：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ）７６質量％、及びプロピレングリコールモノメチルアセテート２４質量％からなる。
・界面活性剤１の組成は、下記構造物１ ３０質量％、及びメチルエチルケトン（ＭＥＫ）７０質量％からなる。
ただし、前記構造物１の式中、ｘ及びｙの数値はモル比を表す。
上記Ｋ顔料分散物を、モーターミルＭ−５０（アイガー社製）と、直径０．６５ｍｍのジルコニアビーズを用い、周速９ｍ／ｓで２７時間分散し、顔料分散組成物を調製した。この時の顔料の数平均粒径を表１０に示す。
−露光工程−
基材上の前記感光層Ｋ１に対し、図１に示す露光装置を用い、前記感光層Ｋ１と露光ヘッドとを相対移動させながら、２００ｍＪ／ｃｍ２相当のカラーフィルタパターンの露光を行った。露光は、波長４０５ｎｍのレーザ光で行った。
光源として、波長が４０５ｎｍのレーザ光を、長辺、短辺の長さがそれぞれ異なる長方形パターンが得られるように照射して露光し、前記感光層の一部の領域を硬化させた。
−現像工程−
露光が終了した前記感光層を室温にて１０分間静置した後、感光層の全面に、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ（株）製のＫＯＨ現像液（商品名；ＣＤＫ−１）を用い、２３℃で８０秒間、フラットノズル圧力０，０４ＭＰａでシャワー現像し、次いで超純水を、超高圧洗浄ノズルを用いて９．８ＭＰａの圧力で噴射して残渣の除去を行い、ブラックマトリクスパターンを得た。その後、２２０℃で３０分間熱処理を行った。
（２）レッド（Ｒ）画素の形成
前記Ｋの画像を形成した基板に、下記表６に記載の組成よりなる下記感光性組成物Ｒ１−１を用い、前記ブラック（Ｋ）画像の形成と同様の工程により、熱処理済みＲ画素を形成した。該Ｒ１感光層の厚みは１．６μｍ、及び顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４）の塗布量は、０．８８ｇ／ｍ２、顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７の塗布量は、０．２２ｇ／ｍ２であった。
−感光性組成物Ｒ１の調製−
表６記載の量のＲ顔料分散物１、Ｒ顔料分散物２、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをはかり取り、温度２４℃（±２℃）で混合して１５０ＲＰＭで１０分間攪拌した。次いで、表６記載の量のメチルエチルケトン、バインダー１、ＤＰＨＡ液、２−トリクロロメチル−５−（ｐ−スチリルスチリル）−１，３，４−オキサジアゾール、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−［４’−（Ｎ，Ｎ−ビスエトキシカルボニルメチル）−３’−ブロモフェニル］−ｓ−トリアジン、フェノチアジンをはかり取り、温度２４℃（±２℃）でこの順に添加して１５０ＲＰＭで３０分間攪拌した。更に、表８に記載の量の界面活性剤１を計り取り、温度２４℃（±２℃）で添加して３０ＲＰＭで５分間攪拌し、ナイロンメッシュ＃２００で濾過した。以上により、感光性組成物Ｒ１を調製した。
なお、表６に記載の組成物のうち、
・Ｒ顔料分散物１の組成は、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４（チバスペシャリティケミカルズ社製）８質量％、上記分散剤０．８質量％、ポリマー（ベンジルメタクリレート／メタクリル酸＝７２／２８モル比のランダム共重合物）８質量％、及びプロピレングリコールモノメチルエーテル８３．２質量％からなる。
・Ｒ顔料分散物２の組成は、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７（チバスペシャリティケミカルズ社製）１８質量部、ポリマー（ベンジルメタクリレート／メタクリル酸＝７２／２８モル比のランダム共重合物）１２質量部、及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７０質量部からなる。
・バインダー１の組成は、ポリマー（ベンジルメタクリレート／メタクリル酸／メチルメタクリレート＝３８／２５／３７のランダム共重合物、分子量３．８万）２７質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７３質量部からなる。
・添加剤１は、燐酸エステル系特殊活性剤（楠本化成（株）製、商品名：ＨＩＰＬＡＡＤ ＥＤ１５２）を用いた。
−露光工程及び現像工程−
基板上の前記感光層Ｒ１に対し、Ｋ１と同様に露光した。露光量は５０ｍＪ／ｃｍ２であった。また、評価のため、Ｋを形成しない基板にも、これと同様に感光層Ｒ１を形成し、カラーフィルタパターンを用いて同様の処理をした。その後、Ｋと同様に現像した。
（３）グリーン（Ｇ）画素の形成
前記Ｋの画像とＲの画素を形成した基板に、下記表７に記載の組成よりなる下記感光性組成物Ｇ１を用い、前記ブラック（Ｋ）画像の形成と同様の工程により、熱処理済みＧ画素を形成した。該Ｇ１感光層の厚みは１．４μｍ、及び顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６）の塗布量は１．１２ｇ／ｍ２、顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０）の塗布量は０．４８ｇ／ｍ２であった。Ｋと同様に露光し、現像した。露光量は４０ｍＪ／ｃｍ２相当であった。
−感光性組成物Ｇ１の調製−
表７に記載の量のＧ顔料分散物１、Ｙ顔料分散物１、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートをはかり取り、温度２４℃（±２℃）で混合して１５０ＲＰＭで１０分間攪拌した。次いで、表７に記載の量のメチルエチルケトン、シクロヘキサン、バインダー１、ＤＰＨＡ液、２−トリクロロメチル−５−（ｐ−スチリルスチリル）−１，３，４−オキサジアゾール、７−［２−［４−（３−ヒドロキシメチルピペリジノ）−６−ジエチルアミノ］トリアジニルアミノ］−３−フェニルクマリン、フェノチアジンをはかり取り、温度２４℃（±２℃）でこの順に添加して１５０ＲＰＭで３０分間攪拌した。更に、表９に記載の量の界面活性剤１をはかり取り、温度２４℃（±２℃）で添加して３０ＲＰＭで５分間攪拌し、ナイロンメッシュ＃２００で濾過した。以上により、感光性組成物Ｇ１を調製した。

なお、表７に記載の組成物のうち、
・Ｇ顔料分散物１の組成は、Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６（東洋インキ製造（株）製、分散物）１８質量％、ポリマー（ベンジルメタクリレート／メタクリル酸＝７２／２８モル比のランダム共重合物、分子量３．８万）１２質量％、シクロヘキサノン３５質量％、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート３５質量％からなる。
・Ｙ顔料分散物１の組成は、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０、１５質量部、ポリマー（ベンジルメタクリレート／メタクリル酸＝７２／２８モル比のランダム共重合物、分子量３．７万）９質量部、分散剤（上記化学式１）１．５質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７４．５質量部からなる。
・バインダー２の組成は、ポリマー（ベンジルメタクリレート／メタクリル酸＝７８／２２、モル比のランダム共重合物、重量平均分子量３．７万）２７質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７３質量部からなる。
（４）ブルー（Ｂ）画素の形成
前記Ｋの画像、Ｒ及びＧの画素を形成した基板に、下記表８に記載の組成よりなる下記感光性組成物Ｂ１−１を用い、前記ブラック（Ｋ）画像の形成と同様の工程により、熱処理済みＢ画素を形成し、目的のカラーフィルタを作製した。
該Ｂ１感光層の厚みは１．４μｍ、及び顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６）の塗布量は０．６７ｇ／ｍ２、顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレッド２３）の塗布量は０．０３ｇ／ｍ２であった。Ｋと同様に露光し、現像した。露光量は５０ｍＪ／ｃｍ２であった。
−感光性組成物Ｂ１の調製−
表８に記載の量のＢ顔料分散物１、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを計り取り、温度２４℃（±２℃）で混合して１５０ＲＰＭで１０分間攪拌した。次いで、表８に記載の量のメチルエチルケトン、バインダー２、バインダー３、バインダー４、ＤＰＨＡ液、２−トリクロロメチル−５−（ｐ−スチリルスチリル）−１，３，４−オキサジアゾール、２，４，６−トリス［２，４−ビス（メトキシカルボニルオキシ）フェニル］−１，３，５−トリアジン、フェノチアジンをはかり取り、温度２５℃（±２℃）でこの順に添加して、温度４０℃（±２℃）で１５０ＲＰＭ、３０分間攪拌した。更に、表８に記載の量の界面活性剤１をはかり取り、温度２４℃（±２℃）で添加して３０ＲＰＭで５分間攪拌し、ナイロンメッシュ＃２００で濾過した。以上により、感光性組成物Ｂ１を調製した。

なお、表８に記載の組成物のうち、
・Ｂ顔料分散物１の組成は、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６（東洋インキ製造（株）製）１５質量％、分散剤１（ＥＦＫＡ−６７４５、ＥＦＫＡ ＡＤＤＩＴＩＶＥＳ Ｂ．Ｖ社製）０．５質量％、分散剤２（ディスパロンＤＡ−７２５、楠本化成（株）製）０．６３質量％、ポリマー（ベンジルメタクリレート／メタクリル酸＝７２／２８モル比のランダム共重合物、分子量３．８万）１２．５質量％、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７１．３７質量％からなる。
・Ｂ顔料分散物２の組成は、Ｃ．Ｉ．Ｐ．Ｂ．１５：６（東洋インキ製造（株）製） １１．２８質量部、Ｃ．Ｉ．Ｐ．Ｖ．２３ ０．７２質量部、分散剤１（ＥＦＫＡ−６７４５、ＥＦＫＡ ＡＤＤＩＴＩＶＥＳ Ｂ．Ｖ社製）０．６質量部、分散剤２（ディスパロンＤＡ−７２５、楠本化成（株）製）０．７５質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート ８６．６５質量部からなる。
・バインダー２の組成は、ポリマー（ベンジルメタクリレート／メタクリル酸＝７８／２２モル比のランダム共重合物、分子量３．７万）２７質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７３質量部からなる。
・バインダー３の組成は、ポリマー（ベンジルメタクリレート／メタクリル酸／メチルメタクリレート＝３６／２２／４２モル比のランダム共重合物、分子量３．８万）２７質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７３質量部からなる。
・バインダー４の組成は、ポリマー（ベンジルメタクリレート／メタクリル酸＝７２／２８モル比のランダム共重合物、分子量３．８万）２７質量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート７３質量部からなる。
＜感光層の光学特性−吸光度と厚みの関係＞
前記感光層の光学特性として、該感光層の記録に用いるレーザ光の吸収波長における該感光層の吸光度をＡとし、該感光層の厚みをＸ（μｍ）とすると、前記感光層の光学特性は、Ａ／Ｘとして表すことができる。該Ａ／Ｘの値は表１０及び１１に示す。
該吸光度Ａの測定は、（株）島津製作所製ＵＶ−分光光度計ＵＶ−２４０を用いた。また、上記吸光度Ａは支持体込みのものから支持体単独の値を差し引いた値とする。
前記感光層の厚みＸは、触針式段差膜厚計（Ｔｅｎｃｏｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製Ｐ−１０）を用いて測定した。
（実施例２〜２０、比較例１〜３）
実施例１において、用いたＫ１、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１の処方を表１０及び１１に記載の処方に変更した以外は、実施例１と同様の方法でカラーフィルタを作製した。
なお、表１０及び１１に特に指示していない感光性組成物の処方は、実施例１と同様の処方（表５〜表８に記載）である。
なお、粒径の異なる顔料分散物は分散時間を下記表９のように変更して得た。
（実施例２１〜４０）（比較例４〜６）
＜カラーフィルタパターンの形成（フィルム法）＞
−感光性転写材料の作製−
厚み７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム仮支持体の上に、スリット状ノズルを用いて、下記処方Ｈ１からなる熱可塑性樹脂層用塗布液を塗布、乾燥させた。次に、下記処方Ｐ１から成る中間層用塗布液を塗布、乾燥させた。更に、前記着色感光性組成物Ｋ１を塗布、乾燥させ、該仮支持体の上に乾燥厚みが１４．６μｍの熱可塑性樹脂層と、乾燥厚みが１．６μｍの中間層と、乾燥厚みが１．５μｍの感光層を設け、保護フィルム（厚み１２μｍのポリプロピレンフィルム）を圧着した。
こうして仮支持体と熱可塑性樹脂層と中間層（酸素遮断膜）とブラック（Ｋ）の感光層とが一体となった感光性転写材料を作製し、サンプル名を感光性転写材料Ｋ１とした。
熱可塑性樹脂層用塗布液：処方Ｈ１
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・メタノール １１．１質量部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
６．３６質量部
・メチルエチルケトン ５２．４質量部
・メチルメタクリレート／２−エチルヘキシルアクリレート／ベンジルメタクリレート
／メタクリル酸共重合体（共重合組成比（モル比）＝５５／１１．７／４．５／２８．８、分子量＝９万、Ｔｇ≒７０℃） ５．８３質量部
・スチレン／アクリル酸共重合体（共重合組成比（モル比）＝６３／３７、分子量＝
１万、Ｔｇ≒１００℃） １３．６質量部
・ビスフェノールＡにペンタエチレングリコールモノメタクリートを２当量脱水縮合
した化合物（新中村化学工業（株）製）商品名：２，２−ビス[４−（メタクリロキシ
ポリエトキシ）フェニル]プロパン） ９.１質量部
・前記界面活性剤１ ０．５４質量部
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中間層用塗布液：処方Ｐ１
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・ＰＶＡ２０５（ポリビニルアルコール、（株）クラレ製、鹸化度＝８８％、重合度５５０）
３２．２質量部
・ポリビニルピロリドン（アイエスピー・ジャパン（株）製、Ｋ−３０）
１４．９質量部
・蒸留水 ５２４質量部
・メタノール ４２９質量部
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次に、前記感光性転写材料Ｋ１の作製において用いた前記着色感光性組成物Ｋ１を、上記表５〜表８に記載の組成よりなる下記着色感光性組成物Ｒ３、Ｇ１及びＢ１に変更し、それ以外は上記と同様の方法により、感光性転写材料Ｒ１０１、Ｇ１０１及びＢ１０１を作製した。
なお、着色感光性組成物Ｒ３、Ｇ１及びＢ１の調製方法は、それぞれ前記着色感光性組成物Ｒ３、Ｇ１及びＢ１の調製方法に準ずる。
−ブラック（Ｋ）画像の形成−
無アルカリガラス基板を、２５℃に調整したガラス洗浄剤液をシャワーにより２０秒間吹き付けながらナイロン毛を有する回転ブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液（Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン０．３％水溶液、商品名：ＫＢＭ６０３、信越化学工業（株）製）をシャワーにより２０秒間吹き付け、純水シャワー洗浄した。この基板を基板予備加熱装置で１００℃２分加熱して次のラミネーターに送った。
前記感光性転写材料Ｋ１の保護フィルムを剥離後、ラミネーター（（株）日立インダストリイズ製（ＬａｍｉｃＩＩ型））を用い、前記１００℃に加熱した基板に、ゴムローラー温度１３０℃、線圧１００Ｎ／ｃｍ、搬送速度２．２ｍ／分でラミネートした。
−露光工程−
仮支持体を剥離後、実施例１の露光装置を用いて、波長が４０５ｎｍのレーザ光を、長辺、短辺の長さがそれぞれ異なる長方形パターンが得られるように照射して露光し、前記感光層の一部の領域を硬化させた。実施例１と同様にカラーフィルタパターンを作製した。また、露光量は５０ｍＪ／ｃｍ２で、大気雰囲気下で行った。
−現像工程−
次に、トリエタノールアミン系現像液（２．５質量％のトリエタノールアミン含有、ノニオン界面活性剤含有、ポリプロピレン系消泡剤含有、商品名：Ｔ−ＰＤ１、富士写真フイルム（株）製）を用いて、３０℃にて５０秒、フラットノズル圧力０．０４ＭＰａでシャワー現像し熱可塑性樹脂層を除去した。
引き続き、炭酸Ｎａ系現像液（０．０６モル／リットルの炭酸水素ナトリウム、同濃度の炭酸ナトリウム、１％のジブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、アニオン界面活性剤、消泡剤、安定剤含有、商品名：Ｔ−ＣＤ１、富士写真フイルム（株）製）を用い、３５℃にて３５秒、コーン型ノズル圧力０．１５ＭＰａでシャワー現像し感光層を現像しパターニング画像を得た。
引き続き、洗浄剤（燐酸塩、珪酸塩、ノニオン界面活性剤、消泡剤、安定剤含有、商品名：Ｔ−ＳＤ１、富士写真フイルム（株）製、あるいは、炭酸ナトリウム、フェノキシオキシエチレン系界面活性剤含有、商品名：Ｔ−ＳＤ２、富士写真フイルム（株）製）を用い、３３℃にて２０秒、コーン型ノズル圧力０．０２ＭＰａでシャワーとナイロン毛を有す回転ブラシにより残渣除去を行い、ブラック（Ｋ）の画像を得た。その後２２０℃、１５分熱処理（ベーク）した。
このＫの画像を形成した基板を再び、前記のようにブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液は使用せずに、基板予備加熱装置に送った。
（１）レッド（Ｒ）画素の形成
前記感光性転写材料Ｒ３を用い、前記感光性転写材料Ｋ１と同様の工程で、熱処理済みのレッド（Ｒ）画素を得た。ただし露光量は４０ｍＪ／ｃｍ2、炭酸Ｎａ系現像液による現像は３５℃３５秒とした。
該Ｒ３感光層の厚みは２．０μｍ、顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド２５４）の塗布量は０．８８ｇ／ｍ２、顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７）の塗布量は、０．２２ｇ／ｍ２であった。
このＫの画像とＲの画素を形成した基板を再び、前記のようにブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液は使用せずに、基板予備加熱装置に送った。
（２）グリーン（Ｇ）画素の形成
前記感光性転写材料Ｇ１を用い、前記感光性転写材料Ｒ１と同様の工程で、熱処理済みのグリーン（Ｇ）の画素を作製した。露光量は４０ｍＪ／ｃｍ２とした。
該Ｇ１の感光層の厚みは２．０μｍ、及び顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントグリーン３６）の塗布量１．１２ｇ／ｍ２、顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５０）の塗布量は０．４８ｇ／ｍ２であった。
このＫ画像とＲとＧの画素を形成した基板を再び、前記のようにブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄後、シランカップリング液は使用せずに、基板予備加熱装置に送った。
（３）ブルー（Ｂ）画素の形成
前記感光性転写材料Ｂ１を用い、前記感光性転写材料Ｒ１と同様の工程で、熱処理済みのブルー（Ｂ）の画素を作製した。露光量は５０ｍＪ／ｃｍ２とした。
該Ｂ１感光層の厚みは２．０μｍ、及び顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６）の塗布量は０．６７ｇ／ｍ２、顔料（Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３）の塗布量は０．０３ｇ／ｍ２であった。
このＫ画像とＲとＧとＢの画素を形成した基板を２４０℃で５０分ベークして、目的のカラーフィルタを得た。
＜感光層の光学特性−吸光度と厚みの関係＞
前記感光層の光学特性として、該感光層の記録に用いるレーザ光の吸収波長における該感光層の吸光度をＡとし、該感光層の厚みをＸ（μｍ）とすると、前記感光層の光学特性は、Ａ／Ｘとして表すことができる。該Ａ／Ｘの値は表１０及び１１に示す。
該吸光度Ａの測定は、（株）島津製作所製ＵＶ−分光光度計ＵＶ−２４０を用いた。また、上記吸光度Ａは支持体込みのものから支持体単独の値を差し引いた値とする。
前記感光層の厚みＸは、触針式段差膜厚計（Ｔｅｎｃｏｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ製Ｐ−１０）を用いて測定した。
〔評価〕
＜パターン線幅のばらつき＞
前記パターン線幅のばらつきは、図９８で示すように、被露光部２１０の中心線２１２に対して線幅２１４が大小にばらつき、線幅が太くなったり、細くなったりする部分（エッジラフネス：μｍ）を測定し評価した。
前記エッジラフネスの評価方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ライン幅３０μｍのラインの任意の５箇所について、レーザ顕微鏡（ＶＫ−９５００、キーエンス（株）製；対物レンズ５０倍）を用いて観察し、視野内のエッジ位置のうち、最も膨らんだ箇所（山頂部）と、最もくびれた箇所（谷底部）との差を絶対値として求め、観察した５箇所の平均値を算出した。この場合のエッジラフネスとしては、値が小さい程、良好な性能を示すため好ましい。結果を表１０及び１１に示す。
（実施例４１）
実施例１において、以下に説明する露光装置を使用した以外は、実施例１と同様にして、目的とするカラーフィルタを作製し、ブラック（Ｂ）画像の線幅ばらつきを以下の方法により評価した。結果を表１０に示す。
＜画像の線幅ばらつきの評価＞
ストライプ状に形成されたブラックマトリクスにおいて、画面中央付近の１本について１０ｃｍの長さに亘って線幅測定を行い、そのばらつきを求めた。
図２５に概略構成図を示す露光ヘッドであって、ファイバアレイ光源３８から入射されるレーザ光に対し、主光線の角度に所定の分布を持たせたレーザ光を出射してＤＭＤ３６に照射する機能を備えた集光レンズを備えた露光装置を用いて露光を行った。
（実施例４２）
実施例１において、以下に説明する露光装置を使用した以外は、実施例１と同様にして、目的とするカラーフィルタを作製し、ブラック（Ｂ）画像の線幅ばらつきを評価した。結果を表１０に示す。
図３０Ａに示すように、投影レンズ３００の周辺領域である領域３２０に像面湾曲、領域３３０に歪曲が大きいという特性を持たせた投影レンズが組み込まれ、図２９に概略図を示す露光ヘッドを備えた露光装置を用いて露光を行った。
（実施例４３）
実施例１において、以下に説明する露光装置を使用した以外は、実施例１と同様にして、目的とするカラーフィルタを作製し、ブラック（Ｂ）画像の線幅ばらつきを評価した。結果を表１０に示す。
前記光照射手段として合波レーザ光源と、前記光変調手段として図６７Ａ及び図６７Ｂに示す主走査方向にマイクロミラーが１０２４個配列されたマイクロミラー列が、副走査方向に７６８組配列された前記光変調手段の内、１０２４個×２５６列のみを駆動するように制御されたＤＭＤ５０と、図４０Ａ〜図４０Ｃに示した一方の面がトーリック面であるマイクロレンズをアレイ状に配列したマイクロレンズアレイ４７２及び該マイクロレンズアレイを通した光を前記感光層に結像する光学系４８０、４８２とを有するパターン形成装置を用いた。
前記マイクロレンズとしては、図４４Ａ、図４４Ｂ及び図４５に示すように、トーリックレンズ５５ａが用いられており、前記ｘ方向に光学的に対応する方向の曲率半径Ｒx＝−０．１２５ｍｍ、前記ｙ方向に対応する方向の曲率半径Ｒy＝−０．１ｍｍである。
また、マイクロレンズアレイ５５の集光位置近傍に配置されるアパーチャアレイ５９は、その各アパーチャ５９ａに、それと対応するマイクロレンズ５５ａを経た光のみが入射するように配置されている。
（実施例４４）
実施例１において、以下に説明する露光方法により露光を行った以外は、実施例１と同様にして、目的とするカラーフィルタを作製し、ブラック（Ｂ）画像の線幅ばらつきを評価した。結果を表１０に示す。
前記光照射手段として合波レーザ光源と、前記光変調手段として主走査方向にマイクロミラー５８が１０２４個配列されたマイクロミラー列が、副走査方向に７６８組配列された内、１０２４個×２５６列のみを駆動するように制御したＤＭＤと、図５Ａ及び図５Ｂに概略図を示した集光レンズ系及び結像レンズ系とを有する露光ヘッドを備えた露光装置を用いた。
前記ＤＭＤの設定傾斜角度としては、使用可能な１０２４列×２５６行のマイクロミラーを使用してちょうど２重露光となる角度θidealよりも若干大きい角度を採用した。
この角度θidealを、Ｎ重露光の数Ｎ、使用可能なマイクロミラーの列方向の個数ｓ、使用可能なマイクロミラーの列方向の間隔ｐ、及び露光ヘッドを傾斜させた状態においてマイクロミラーによって形成される走査線のピッチδに対し、下記式１〜式３を用いて求めた。
ｓｐsinθideal≧Ｎδ（式１）
ｐcosθideal＝δ（式２）
ｓtanθideal＝Ｎ（式３）
ｓ＝２５６、Ｎ＝２であるので、角度θidealは約０．４５度である。したがって、設定傾斜角度θとして、０．５０度を採用した。
まず、２重露光における解像度のばらつきと露光むらを補正するため、被露光面の露光パターンの状態を調べた。結果を図７６に示した。ただし、図７６では、説明の便宜のため、使用可能なマイクロミラー５８の１列おきの露光パターンを、画素列群Ａによる露光パターンと画素列群Ｂによる露光パターンとに分けて示したが、実際の被露光面上における露光パターンは、これら２つの露光パターンを重ね合わせたものである。
図７６に示したとおり、露光ヘッド３０１２と３０２１の間の相対位置の、理想的な状態からのずれの結果として、画素列群Ａによる露光パターンと画素列群Ｂによる露光パターンとの双方で、露光エリア３２１２と３２２１の前記露光ヘッドの走査方向と直交する座標軸上で重複する露光領域において、理想的な２重露光の状態よりも露光過多な領域が生じていることが判る。
前記光点位置検出手段として図１に示すスリット２８及び光検出器の組を用い、露光ヘッド３０１２ついては露光エリア３２１２内の光点Ｐ（１，１）とＰ（２５６，１）の位置を、露光ヘッド３０２１については露光エリア３２２１内の光点Ｐ（１，１０２４）とＰ（２５６，１０２４）の位置を検出し、それらを結ぶ直線の傾斜角度と、露光ヘッドの走査方向とがなす角度を測定した。
実傾斜角度θ´を用いて、下記式４
ｔtanθ´＝Ｎ（式４）
の関係を満たす値ｔに最も近い自然数Ｔを、露光ヘッド３０１２と３０２１のそれぞれについて導出した。露光ヘッド３０１２についてはＴ＝２５４、露光ヘッド３０２１についてはＴ＝２５５がそれぞれ導出された。その結果、図７７において斜線で覆われた部分７８及び８０を構成するマイクロミラーが、本露光時に使用しないマイクロミラーとして特定された。
その後、図７２において斜線で覆われた領域７８及び８０を構成する光点以外の光点に対応するマイクロミラーに関して、同様にして図７２において斜線で覆われた領域８２及び網掛けで覆われた領域８４を構成する光点に対応するマイクロミラーが特定され、本露光時に使用しないマイクロミラーとして追加された。
これらの露光時に使用しないものとして特定されたマイクロミラーに対して、前記描素部素制御手段により、常時オフ状態の角度に設定する信号が送られ、それらのマイクロミラーは、実質的に露光に関与しないように制御した。
（実施例４５）
実施例１において、以下に説明する露光方法により露光を行った以外は、実施例１と同様にして、目的とするカラーフィルタを作製し、ブラック（Ｂ）画像の線幅ばらつきを評価した。結果を表１０に示す。
露光装置として、図８６の制御ユニットを備えた図６２の露光ヘッドを用いて露光を行った。ジャギーピッチ又はジャギー振幅のいずれかが、露光光のビーム径以下となるように、露光ヘッド回転駆動部７６により露光ヘッド２４ａ〜２４ｊを光軸の回りに所定角度回転させて傾斜角を設定し、露光を行った。
（実施例４６）
実施例１において、デジタルダイレクト露光機（ＤＥ−Ｓ、日立ビアメカトロニクス社製）を使用した以外は、実施例１と同様にして、目的とするカラーフィルタを作製し、ブラック（Ｂ）画像の線幅ばらつきを評価した。結果を表１０に示す。
（実施例４７）
実施例１において、デジタルダイレクト露光機（ＤＩ−２０８０、ペンタックス社製）を使用した以外は、実施例１と同様にして、目的とするカラーフィルタを作製し、ブラック（Ｂ）画像の線幅ばらつきを評価した。結果を表１０に示す。
（実施例４８）
実施例１において、デジタルダイレクト露光機（ＤＰ−１００Ｍ、オルボテック社製）を使用した以外は、実施例１と同様にして、目的とするカラーフィルタを作製し、ブラック（Ｂ）画像の線幅ばらつきを評価した。結果を表１０に示す。


表１０及び表１１中の総合評価欄は、ＯＤ／厚みとエッジラフネスから判断した。具体的には、黒画像用感光性組成物の場合には、ＯＤ／厚みが２．０以上でエッジラフネスが１．０以下のものを○、ＯＤ／厚みが１．０から２．０でエッジラフネスが１．０以下のものを△、エッジラフネスが１．０を超えるものを×とした。また、黒画像以外の赤緑青画素用感光性組成物の場合には、ＯＤ／厚みが１．０以上でエッジラフネスが１．０以下のものを○、ＯＤ／厚みが１．０未満でエッジラフネスが１．０以下のものを△、エッジラフネスが１．０を超えるものを×とした。
表１０及び表１１の、比較例１〜６と比べ実施例１〜４８のカラーフィルタパターンはエッジラフネスが小さく、露光感度及び解像度が高く、良好なカラーフィルタが製造できることが認められた。
［液晶表示装置の作製及び評価］
実施例１〜４８、比較例１〜６のカラーフィルタを用いてＬＥＤバックライトを有する反射、透過兼用の液晶表示装置を作製した。実施例１〜４８のカラーフィルタは、比較例１〜６と比べ液晶表示装置が、良好な表示特性を示すことを確認した。
本発明のカラーフィルタの製造方法により製造されるカラーフィルタは、透過モード及び反射モードのいずれにおいても良好な表示特性を備え、携帯端末、携帯ゲーム機等の液晶表示装置（ＬＣＤ）用に好適であり、また、ノートパソコン、テレビモニター等の液晶表示装置（ＬＣＤ）用、ＰＡＬＣ（プラズマアドレス液晶）、プラズマディスプレイ用としても好適に用いられる。また、ここに実例として挙げたカラーフィルタの他に、特開平１１−２４８９２１号公報、特許第３２５５１０７号公報などに記載の、少なくともＲＧＢのいずれかの色を重ねてスペーサーを形成することもできる。
図１は、露光装置の一例の外観を示す斜視図である。 図２は、露光装置のスキャナの構成の一例を示す斜視図である。 図３Ａは、感光層の被露光面上に形成される露光済み領域を示す平面図である。 図３Ｂは各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す平面図である。 図４は、露光ヘッドの概略構成の一例を示す斜視図である。 図５Ａは、露光ヘッドの詳細な構成の一例を示す上面図である。 図５Ｂは、露光ヘッドの詳細な構成の一例を示す側面図である。 図６は、図１の露光装置のＤＭＤの一例を示す部分拡大図である。 図７Ａは、ＤＭＤの動作を説明するための斜視図である。 図７Ｂは、ＤＭＤの動作を説明するための斜視図である。 図８は、パターン情報に基づいて、ＤＭＤの制御をするコントローラの一例である。 図９Ａは、ＤＭＤを傾斜配置しない場合と傾斜配置する場合とで、露光ビームの配置及び走査線を比較して示した平面図の一例である。 図９Ｂは、ＤＭＤを傾斜配置しない場合と傾斜配置する場合とで、露光ビームの配置及び走査線を比較して示した平面図の一例である。 図１０は、スキャナによる１回の走査で感光層を露光する露光方式を説明するための平面図の一例である。 図１１Ａは、スキャナによる複数回の走査で感光層を露光する露光方式を説明するための平面図の一例である。 図１１Ｂは、スキャナによる複数回の走査で感光層を露光する露光方式を説明するための平面図の一例である。 図１２は、ファイバアレイ光源の構成の一例を示す斜視図である。 図１３は、ファイバアレイ光源のレーザ出射部における発光点の配列の一例を示す正面図である。 図１４は、マルチモード光ファイバの構成を示す図の一例である。 図１５は、合波レーザ光源の構成を示す平面図の一例である。 図１６は、レーザモジュールの構成を示す平面図の一例である。 図１７は、図１６に示すレーザモジュールの構成を示す側面図の一例である。 図１８は、図１６に示すレーザモジュールの構成を示す部分側面図である。 図１９は、レーザアレイの構成を示す斜視図の一例である。 図２０Ａは、マルチキャビティレーザの構成を示す斜視図の一例である。 図２０Ｂは、図２０Ａに示すマルチキャビティレーザをアレイ状に配列したマルチキャビティレーザアレイの斜視図の一例である。 図２１は、合波レーザ光源の他の構成を示す平面図の一例である。 図２２は、合波レーザ光源の他の構成を示す平面図の一例である。 図２３Ａは、合波レーザ光源の他の構成を示す平面図の一例である。 図２３Ｂは、図２３Ａの光軸に沿った断面図の一例である。 図２４Ａは、従来の露光装置における焦点深度と本発明のパターン形成方法（露光装置）による焦点深度との相違を示す光軸に沿った断面図の一例である。 図２４Ｂは、従来の露光装置における焦点深度と本発明のパターン形成方法（露光装置）による焦点深度との相違を示す光軸に沿った断面図の一例である。 図２５は、光量補正方法に好適な露光ヘッドの概略構成図の一例である。 図２６Ａは、ＤＭＤ上に照射されるレーザ光の主光線の傾きを模式的に示す模式図である。 図２６Ｂは、ＤＭＤ上に照射されるレーザ光の主光線角度の分布を示すグラフ図である。 図２７は、図２６Ｂに示したＤＭＤ上に照射されるレーザ光の主光線角度の分布（１）に対応する、主光線角度の分布を有するレーザ光をＤＭＤ上に照射したときの光量分布を示すグラフ図（２）、ＤＭＤ−マイクロレンズアレイ間の光透過特性を示すグラフ図（３）、前記グラフ図（３）のように調整したレーザ光で画像露光を行うことにより露光エリアでの光量分布が均一化されて補正された状態を示すグラフ図（４）である。 図２８Ａは、光量補正方法の第２の実施形態に係る非球面レンズを有するテレセントリック光学系を示す構成図である。 図２８Ｂは、図２７Ａのテレセントリック光学系のベースとなる球面レンズを有するテレセントリック光学系を示す構成図である。 図２９は、焦点位置精度補正方法に好適な露光ヘッドを構成概略図である。 図３０Ａは、投影レンズを示した平面図である。 図３０Ｂは、投影レンズを示した平面図である。 図３１は、結像光学系を備える鏡筒の概略側面断面図と鏡筒の概略平面図である。 図３２Ａは、ＤＭＤを構成するマイクロミラーの使用領域を説明するための図である。 図３２Ｂは、ＤＭＤを構成するマイクロミラーの使用領域を説明するための図である。 図３３は、くさび型プリズムペアの構成を示す側面図である。 図３４は、くさび型プリズムペアの概略斜視図である。 図３５は、露光ヘッドを構成する光学要素を説明するための図である。 図３６Ａは、ピエゾ素子を備えたマイクロレンズアレイの構成を示す図である。 図３６Ｂは、ピエゾ素子を備えたマイクロレンズアレイの構成を示す図である。 図３７Ａは、ピエゾ素子を備えたマイクロレンズアレイの構成を示す図である。 図３７Ｂは、ピエゾ素子を備えたマイクロレンズアレイの構成を示す図である。 図３８Ａは、感光材料とＤＭＤの位置関係を概略的に示した斜視図と側面図である。 図３８Ｂは、感光材料とＤＭＤの位置関係を概略的に示した斜視図と側面図である。 図３９は、図４に示す露光ヘッドの構成を示す光軸に沿った副走査方向の断面図の一例である。 図４０Ａは、結合光学系の異なる他の露光ヘッドの構成を示す光軸に沿った断面図の一例である。 図４０Ｂは、マイクロレンズアレイ等を使用しない場合に被露光面に投影される光像を示す平面図の一例である。 図４０Ｃは、マイクロレンズアレイ等を使用した場合に被露光面に投影される光像を示す平面図の一例である。 図４１は、ＤＭＤを構成するマイクロミラーの反射面の歪みを等高線で示す図の一例である。 図４２Ａは、前記マイクロミラーの反射面の歪みを、該ミラーの２つの対角線方向について示すグラフの一例である。 図４２Ｂは、前記マイクロミラーの反射面の歪みを、該ミラーの２つの対角線方向について示すグラフの一例である。 図４３Ａは、露光装置に用いられたマイクロレンズアレイの正面図の一例である。 図４３Ｂは、露光装置に用いられたマイクロレンズアレイの側面図の一例である。 図４４Ａは、マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズの正面図の一例である。 図４４Ｂは、マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズの側面図の一例である。 図４５Ａは、マイクロレンズによる集光状態を１つの断面内について示す概略図の一例である。 図４５Ｂは、マイクロレンズによる集光状態を別の断面内について示す概略図の一例である。 図４６は、マイクロレンズの集光位置近傍におけるビーム径をシミュレーションした結果を示す図の一例である。 図４７は、図４６と同様のシミュレーション結果を、別の位置について示す図の一例である。 図４８は、図４６と同様のシミュレーション結果を、別の位置について示す図の一例である。 図４９は、図４６と同様のシミュレーション結果を、別の位置について示す図の一例である。 図５０は、従来のパターン形成方法において、マイクロレンズの集光位置近傍におけるビーム径をシミュレーションした結果を示す図の一例である。 図５１は、図５０と同様のシミュレーション結果を、別の位置について示す図の一例である。 図５２は、図５０と同様のシミュレーション結果を、別の位置について示す図の一例である。 図５３は、図５０と同様のシミュレーション結果を、別の位置について示す図の一例である。 図５４Ａは、マクロアレイを構成するマイクロアレイレンズの他の例を示す正面図である。 図５４Ｂは、マクロアレイを構成するマイクロアレイレンズの他の例を示す側面図である。 図５５Ａは、マクロアレイを構成するマイクロアレイレンズの正面図の一例である。 図５５Ｂは、マクロアレイを構成するマイクロアレイレンズの側面図の一例である。 図５６は、球面レンズ形状例を示すグラフである。 図５７は、他のレンズ面形状例を示すグラフである。 図５８Ａは、マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズの正面図の一例である。 図５８Ｂは、マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズの側面図の一例である。 図５９Ａは、図５８Ａのマイクロレンズによる集光状態の断面の一例である。 図５９Ｂは、図５８Ａのマイクロレンズによる集光状態の別の断面について示す概略図の一例である。 図６０は、マイクロアレイレンズアレイの他の例を示す斜視図である。 図６１は、マイクロアレイレンズアレイの他の例を示す平面図である。 図６２は、マイクロアレイレンズアレイの他の例を示す平面図である。 図６３Ａは、いずれもマイクロアレイレンズアレイの他の例を示す縦断面図である。 図６３Ｂは、いずれもマイクロアレイレンズアレイの他の例を示す縦断面図である。 図６３Ｃは、いずれもマイクロアレイレンズアレイの他の例を示す縦断面図である。 図６４Ａは、光量分布補正光学系による補正の概念についての説明図の一例である。 図６４Ｂは、光量分布補正光学系による補正の概念についての説明図の一例である。 図６４Ｃは、光量分布補正光学系による補正の概念についての説明図の一例である。 図６５は、光量分布補正光学系による補正後の光量分布を示すグラフの一例である。 図６６は、光照射手段がガウス分布で且つ光量分布の補正を行わない場合の光量分布を示すグラフの一例である。 図６７Ａは、ＤＭＤの使用領域の例を示す図の一例である。 図６７Ｂは、ＤＭＤの使用領域の例を示す図の一例である。 図６８は、露光ヘッドの取付角度誤差及びパターン歪みがある際に、露光面上のパターンに生じるむらの例を示した説明図である。 図６９は、１つのＤＭＤによる露光エリアと、対応するスリットとの位置関係を示した上面図である。 図７０は、被露光面上の光点の位置を、スリットを用いて測定する手法を説明するための上面図である。 図７１は、選択されたマイクロミラーのみが露光に使用された結果、露光面上のパターンに生じるむらが改善された状態を示す説明図である。 図７２は、隣接する露光ヘッド間に相対位置のずれがある際に、露光面上のパターンに生じるむらの例を示した説明図である。 図７３は、隣接する２つの露光ヘッドによる露光エリアと、対応するスリットとの位置関係を示した上面図である。 図７４は、露光面上の光点の位置を、スリットを用いて測定する手法を説明するための上面図である。 図７５は、図７２の例において選択された使用画素のみが実動され、露光面上のパターンに生じるむらが改善された状態を示す説明図である。 図７６は、隣接する露光ヘッド間に相対位置のずれ及び取付角度誤差がある際に、露光面上のパターンに生じるむらの例を示した説明図である。 図７７は、図７６の例において選択された使用描素部のみを用いた露光を示す説明図である。 図７８Ａは、倍率歪みの例を示した説明図である。 図７８Ｂは、ビーム径歪みの例を示した説明図である。 図７９Ａは、単一露光ヘッドを用いた参照露光の第一の例を示した説明図である。 図７９Ｂは、単一露光ヘッドを用いた参照露光の第一の例を示した説明図である。 図８０は、複数露光ヘッドを用いた参照露光の第一の例を示した説明図である。 図８１Ａは、単一露光ヘッドを用いた参照露光の第二の例を示した説明図である。 図８１Ｂは、単一露光ヘッドを用いた参照露光の第二の例を示した説明図である。 図８２は、複数露光ヘッドを用いた参照露光の第二の例を示した説明図である。 図８３は、ジャギー低減方法に好適な露光装置における露光ヘッドの概略構成図である。 図８４は、露光装置における露光ヘッドと、露光ステージに位置決めされたシートフイルム（感光材料）との関係説明図である。 図８５は、露光装置における露光ヘッドと、シートフイルム上の露光エリアとの関係説明図である。 図８６は、ジャギー低減方法に好適な露光装置の制御回路ブロック図である。 図８７は、露光装置における露光ヘッドに使用されるＤＭＤを構成するマイクロミラーの配列状態の説明図である。 図８８は、露光装置における露光ヘッドにより形成される画像のパラメータの説明図である。 図８９は、露光装置における露光ヘッドにより形成される画像のパラメータの説明図である。 図９０は、露光装置における露光ヘッドにより形成される画像のパラメータの説明図である。 図９１は、露光装置における露光ヘッドにより形成される画像のジャギーピッチ及びジャギー振幅の計算結果説明図である。 図９２は、露光装置における露光ヘッドにより形成される画像のジャギーピッチ及びジャギー振幅の計算結果説明図である。 図９３は、露光装置における露光ヘッドにより形成される画像のジャギーピッチ及びジャギー振幅の計算結果説明図である。 図９４は、露光装置における露光ヘッドにより形成される画像のジャギーピッチ及びジャギー振幅の計算結果説明図である。 図９５は、露光装置における露光ヘッドにより形成される画像のジャギーピッチ及びジャギー振幅の計算結果説明図である。 図９６は、露光装置における露光ヘッドにより形成される画像のジャギーピッチ及びジャギー振幅の計算結果説明図である。 図９７は、露光装置における露光ヘッドにより形成される画像のエッジラフネスの説明図である。 図９８は、露光装置における露光ヘッドにより形成される被露光部のエッジラフネスの説明図である。
符号の説明
Ｂ１〜Ｂ７ レーザビーム
Ｌ１〜Ｌ７ コリメータレンズ
ＬＤ１〜ＬＤ７ ＧａＮ系半導体レーザ
１０ 露光装置
１２ 感光層
１４ 移動ステージ
１８ 設置台
２０ ガイド
２２ ゲート
２４ スキャナ
２６ センサ（カメラ）
２８ スリット
３０ 露光ヘッド
３６ デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）
３８ ファイバアレイ光源
４０ 集光レンズ系
５０ 結像レンズ系
５８ マイクロミラー（描素部）
６０ レーザモジュール
６２ マルチモード光ファイバ
６４ 光ファイバ
６６ レーザ出射部
１１０ ヒートブロック
１１１ マルチキャビティレーザ
１１３ ロッドレンズ
１１４ レンズアレイ
１４０ レーザアレイ
２００ 集光レンズ
２０５ 露光
２１０ 被露光部
２１２ 被露光部中心線
２１４ 線幅

Claims (26)

  1. 感光性組成物からなり基材の表面に位置する感光層に対して、
    光照射手段及び光変調手段を少なくとも備えた露光ヘッドと、前記感光層の少なくともいずれかを移動させつつ、前記光照射手段から出射された光を前記光変調手段によりパターン情報に応じて変調しながら前記露光ヘッドから照射して、前記感光層を露光する露光工程を含み、
    前記感光性組成物が、バインダー、重合性化合物、着色剤、及び光重合開始剤を含んでなり、前記着色剤に含まれる顔料の数平均粒径が、大きくとも１００ｎｍであり、かつ該顔料の前記感光性組成物の固形分中の含有量が、少なくとも３０質量％であることを特徴とするカラーフィルタの製造方法。
  2. 光変調手段が、光照射手段からの光を受光し出射するｎ個（ただし、ｎは２以上の自然数）の２次元状に配列された描素部を有し、前記描素部をパターン情報に基づいて制御可能である請求項１に記載のカラーフィルタの製造方法。
  3. 光照射手段が、半導体レーザ素子から生ずるレーザ光を出射するレーザ光源である請求項１から２のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
  4. 露光ヘッドが、光照射手段からの光を集光して光変調手段に照射する集光レンズ系と、前記光変調手段により変調された光による像を感光層の被露光面上に結像する結像レンズ系とを備える請求項１から３のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
  5. 結像レンズ系が、マイクロレンズがアレイ状に配されてなるマイクロレンズアレイを含む請求項４に記載のカラーフィルタの製造方法。
  6. 結像レンズ系が、マイクロレンズの集光位置近傍に、該マイクロレンズを経た光のみが入射するように配列されたアパーチャが配置されてなるアパーチャアレイを含む請求項４から５のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
  7. 集光レンズ系により光照射手段から光変調手段に照射される光の照射領域内における光量に分布を持たせ、前記光変調手段により変調された光の感光層の被露光面における光量分布が均一になるように補正する請求項１から６のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
  8. 露光が、光変調手段により変調された光の光路長を変更し、感光層の被露光面に結像する露光光の焦点を調節する焦点調節手段を用いて行われる請求項１から７のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
  9. 結像レンズ系の中央部を含む略矩形状の領域のみにおいて、光変調手段により変調された光を結像する請求項８に記載のカラーフィルタの製造方法。
  10. 焦点調節手段が、光変調手段により変調された光の光軸方向の厚さが変化するように形成されたくさび型プリズムペアを有し、該くさび型プリズムペアを構成する各くさび型プリズムを移動することによって、前記変調された光を感光層の被露光面上に結像する際の焦点を調節する請求項８から９のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
  11. マイクロレンズアレイの各マイクロレンズが、描素部の面の歪みによる収差を補正する非球面を有する請求項５から１０のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
  12. 非球面がトーリック面である請求項１１に記載のカラーフィルタの製造方法。
  13. マイクロレンズアレイの各マイクロレンズが、前記画素部の面の歪みによる収差を補正する屈折率分布を有する請求項５から１０のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
  14. マイクロレンズアレイの各マイクロレンズが、前記画素部の周辺部からの光を入射させないレンズ開口形状を有する請求項５から１０のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
  15. 走査方向に対し描素部の列方向が所定の設定傾斜角度θをなすように配置されてなる露光ヘッドを用い、
    前記露光ヘッドについて、使用描素部指定手段により、使用可能な前記描素部のうち、Ｎ重露光（ただし、Ｎは２以上の自然数）に使用する前記描素部を指定し、
    前記露光ヘッドについて、使用描素部制御手段により、前記使用描素部指定手段により指定された前記描素部のみが露光に関与するように、前記描素部の制御し、
    前記感光層に対し、前記露光ヘッドを走査方向に相対的に移動させて露光を行う請求項１から１４のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
  16. 光変調手段が、形成するパターン情報に基づいて制御信号を生成するパターン信号生成手段を更に有してなり、光照射手段から照射される光を該パターン信号生成手段が生成した制御信号に応じて変調させる請求項１から１５のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
  17. 感光層の被露光面に対する描画画素の配置と、パターン情報に係る描画パターンとの関係で生じるジャギーのジャギーピッチ又はジャギー振幅が所定値以下となるよう、
    隣接する前記描素部により描画される前記描画画素間の配列ピッチ（Ａ）、
    複数の前記描画画素からなる二次元状の描画画素群の走査方向に対する傾斜角度（Ｂ）、
    前記走査方向に対する前記描画画素の描画ピッチ（Ｃ）、及び
    前記走査方向と略直交する方向に隣接して描画される前記描画画素の前記走査方向に対する描画位置の位相差（Ｄ）の少なくともいずれかを設定し、
    前記パターン情報に従い、前記各描素部を所定のタイミングで変調制御することを特徴とする請求項１から１６のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
  18. 少なくともオンオフ制御可能な二次元配列の制御点を感光層の被露光面上に設定し、
    前記制御点と、前記感光層の被露光面上とを相対走査するとともに、前記制御点を制御して描画を行う描画方法であって、
    前記制御点の略走査方向に沿った点列のピッチ（Ｅ）、
    前記点列の並び方向（Ｆ）、
    前記制御点の前記走査方向に対するピッチ（Ｇ）、及び
    前記走査方向と略直交する方向に隣接する前記制御点の前記走査方向に対する位相差（Ｈ）の少なくともいずれかと、描画する描画パターンにより生じるジャギーの形状との相関関係を求め、
    前記相関関係に基づいて、前記点列のピッチ（Ｅ）、前記点列の並び方向（Ｆ）、前記制御点の前記走査方向に対するピッチ（Ｇ）、及び前記位相差（Ｈ）の少なくともいずれかを設定又は変更する請求項１から１６のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
  19. 少なくともオンオフ制御可能な二次元配列の制御点を感光層の被露光面上に設定し、
    前記制御点と前記感光層の被露光面上とを相対走査するとともに前記制御点を制御して描画を行う描画方法であって、
    前記制御点の配列状態と、描画する描画パターンにより生じるジャギーの形状との相関
    関係を求め、前記相関関係に基づいて前記配列状態を設定又は変更する請求項１から１６のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
  20. 少なくともオンオフ制御可能な二次元配列の制御点を感光層の被露光面上に設定し、
    前記制御点と前記感光層の被露光面上とを相対走査するとともに前記制御点を制御して描画を行う描画方法であって、
    描画する描画パターンにより生じるジャギーが低減されるよう、前記制御点の配列状態
    を設定又は変更することを特徴とする請求項１から１６のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
  21. 感光層が、感光性組成物を基材の表面に塗布し、乾燥することにより形成される請求項１から２０のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
  22. 支持体上に少なくとも一層の感光性組成物層を設けた感光性フィルムを、感光層の表面と基材とが当接するように該基材上に積層し、次いで、支持体を剥離することにより形成される請求項１から２０のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
  23. 感光性組成物が、少なくとも、黒色（Ｋ）に着色されている請求項１から２２のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
  24. 少なくとも、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、及び青色（Ｂ）の３原色に着色された感光性組成物を用いて、基材の表面に所定の配置で、Ｒ、Ｇ及びＢの各色毎に、順次、感光層形成工程、露光工程、及び現像工程を繰り返してカラーフィルタを形成する請求項１から２３のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法。
  25. 請求項１から２４のいずれかに記載のカラーフィルタの製造方法により製造されたことを特徴とするカラーフィルタ。
  26. 請求項２５に記載のカラーフィルタを用いたことを特徴とする液晶表示装置。
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