KR20080032177A - 내부셀 구조의 제조방법, 내부셀 구조, 및 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감광층의 노광면 상에 형성된 패턴의 해상도 변동 및 밀도 불균일을 감소시킴으로써 포토마스트를 사용하지 않고 내부 셀구조를 제조하는 방법; 상기 방법에 의해 제조된 미세 내부셀 구조; 및 상기 내부셀 구조를 사용한 표시장치를 제공한다.

내부셀 구조의 제조방법은, N회 다중노광에 사용되는 픽셀보를 지정하고, 이 지정된 픽셀부만이 노광에 관여하도록 픽셀부를 제어하고, 상기 노광헤드를 주사방향으로 상대적으로 이동시킴으로써, 노광헤드를 사용하여 감광층을 노광하는 공정; 및 상기 노광된 감광층을 현상하는 공정을 포함하고, 상기 노광헤드는 픽셀부의 열방향이 노광헤드의 주상방향에 대한 설정 경사각도 θ를 갖도록 배치된다.

내부셀 구조, 표시장치

Description

내부셀 구조의 제조방법, 내부셀 구조, 및 표시장치{METHOD FOR MANUFACTURING INTERNAL CELL STRUCTURE, INTERNAL CELL STRUCTURE, AND DISPLAY DEVICE}

본 발명은 스페이서, 액정배향 제어용 돌기, 적층 스페이서 및 절연막 중 적어도 하나를 고해상도로 제조할 수 있는 내부셀 구조의 제조방법에 관한 것이고; 또한 내부셀 구조 및 이 내부셀 구조를 사용한 표시장치에 관한 것이다.

최근, CRT(Cathode-Ray Tube) 디스플레이를 대신하는 플랫패널 디스플레이로는, 액정표시장치(LCD)가 가장 널리 사용되고 있어, LCD에 대한 기대도 크다. 액정표시장치 중에서도, 박막 트랜지스터(TFT) 시스템에 기초한 LCD(TFT-LCD)가 퍼스널 컴퓨터, 워드 프로세서, OA 기기, 및 휴대 텔레비젼으로의 적용을 통해 미래에 시장의 큰 성장 잠재력이 기대되고 있어, LCD의 화상 품질의 향상이 더욱 요구되고 있다.

현재, TFT-LCD 중에서 가장 널리 사용되고 있는 시스템은 노멀리 화이트 모드(normally white mode)의 TN(Twisted Nematic)이다. 그러나, TN-LCD는 통상적으로 시야각이 좁고, 표시화면을 관찰하는 위치에 따라 표시 상태가 다르므로, TFT-LCD의 용도가 한정된다고 하는 문제가 있다.

또한, 상기 TN-LCD가 갖는 문제는 전극을 구비한 한쌍의 기판 사이에 액정을 샌드위치하고, 그 전극 사이에 전압을 인가함으로써 화상을 표시하는 것이 가능한 LCD, 예컨대 단순 매트릭스형 LCD 및 플라즈마 어드레스형 LCD에서도 발생한다.

상술한 결점을 해결하는 수단으로는, 액정층에 돌기를 형성하는 기술이 제안되어 있다. 이러한 돌기는 액정배향을 제어하기 위해서 형성되며, 액정배향 제어용 돌기라고 칭한다. 상기 돌기는 액정의 표면을 따라 국부적으로 액정분자의 배향에 경사를 부여하여, 액정면을 비스듬한 방향으로부터 관찰했을 경우에도, 액정면을 정면으로부터 관찰했을 경우와 동일한 표시 상태를 얻을 수 있도록 시야각을 넓히는 기능을 한다.

이러한 기술로는, 예컨대 페놀 노볼락 수지를 이용하여 액정배향 제어용 돌기를 형성하는 기술이 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).

일반적으로, 액정표시장치에 있어서, 한 쌍의 기판 사이에 소정의 배향이 형성된 액정층이 배치되어 있고, 기판 간격, 즉 액정층의 두께를 균일하게 유지하는 것이 화질의 고저를 결정한다. 이 액정층의 두께를 일정하게 하기 위해서, 스페이서가 사용된다.

절연막은 개구율이 높은 고개구율 구조(HA 구조)에 사용되는 것으로, TFT 기판 상에 위치되어, 콘택트홀을 통해 픽셀 전극과 TFT를 접속하는 구조를 갖는다.

상기 표시장치의 분야에 있어서, 상대적으로 대향의 기판을 다면적으로 이용하여 생산성을 향상시키므로, 상기 액정배향 제어용 돌기 및 상기 스페이서 등에는 매우 높은 위치 정밀도를 갖도록 요구된다. 또한, 액정표시장치의 고해상도화에 따 라서, 미세 패턴화에 의해 액정 배향 제어용 돌기 및 스페이서가 배치된 공간면적을 감소시키는 것이 요구되고 있다.

상기 스페이서, 상기 액정배향 제어용 돌기, 및 상기 절연막과 같은 내부셀 구조의 형성 방법으로는, 일반적으로 감광성 조성물을 노광광으로 노광하고, 그 감광성 조성물을 현상함으로써 미세 패턴을 형성하는 포토리소그래피법이 알려져 있다.

상기 포토리소그래피법을 활용하는 노광장치로서, 포토마스크를 사용하지 않고, 반도체 레이저, 가스 레이저 등의 레이저빔을 배선 패턴 등의 디지털 데이터에 기초하여 감광성 조성물 상에 직접 주사함으로써, 가공할 감광층을 패터닝하는 레이저 다이렉트 이미징 시스템(이하, "LDI"라고도 함)에 기초한 노광장치가 연구되고 있다(예컨대, 비특허문헌 1 참조).

상기 노광장치의 노광헤드에 있어서, 예컨대 공간 광변조기로서 일반적으로 입수가능한 크기의 디지털 마이크로 미러 디바이스(DMD)를 사용하는 경우에는, 광원 어레이의 구성에 따라서 단일 노광헤드를 사용하여 충분히 큰 노광 영역을 커버하는 것이 곤란하다. 그러므로, 복수의 상기 노광헤드를 사용하여, 상기 노광헤드가 주사방향에 대해 경사지도록 병렬로 배열한 노광장치가 제안되어 있다.

예컨대, 특허문헌 2에는 마이크로 미러가 직사각형 격자형상으로 제공된 DMD를 갖는 복수의 노광헤드가 주사방향에 대해서 경사져 있고, 경사진 DMD의 양측에 삼각형 형상의 부분이 주사방향과 직교하는 방향으로 경사져 있는 인접한 DMD와 보완하는 구성으로 복수의 노광헤드가 구비된 노광장치가 개시되어 있다.

특허문헌 3에는, 주사방향과 직교하는 방향으로 인접한 DMD에 의해 형성된 노광부분이 다른 DMD에 의해 형성된 노광부분과 소정폭으로 중첩되도록, 직사각형 격자형상으로 배열된 DMD를 갖는 복수의 노광헤드가 주사방향에 대해 경사져 있지 않거나 또는 사실상 미소각으로 경사져 있고; 각 개개의 DMD에 의해 제공된 노광부분이 서로 중접되어 있는 부분에 있어서, 구동할 마이크로 미러의 수가 일정한 비율로 점감 또는 점증되어 있고; 각 개개의 DMD에 의해 형성된 노광부분이 각각 평행사변형으로 형성되는 노광장치가 개시되어 있다.

그러나, 복수의 노광헤드를 사용하여, 노광헤드가 주사방향에 대해서 경사지도록 하여 노광을 행할 경우, 상기 각각의 노광헤드 사이의 상대 위치 및 상대 설치각도를 미세하게 조정하는 것은 일반적으로 어렵다. 실제 상대 위치 및 상대 설치각도는 이상적 상대 위치 및 이상적 상대 설치각도로부터 약간 벗어난다고 하는 문제가 있다.

한편, 해상도의 개선을 목적으로, 상기 노광헤드를 하나의 픽셀부로부터의 광빔의 주사선이 다른 픽셀부로부터의 광빔의 주사선과 일치하도록 해서 사용하여, 감광성 조성물로 이루어진 감광층의 노광면 상의 각 점을 실질적으로 1회 이상 노광하는 다중 노광형식에 기초한 노광장치가 제안되어 있다.

예컨대, 특허문헌 4에는, 노광면 상에 형성된 2차원 패턴의 해상도를 향상시켜, 매끈한 경사선을 포함하는 패턴을 표현할 수 있게 하기 위해서, 복수의 마이크로 미러(픽셀부)가 2차원 모양으로 형성된 직사각형 DMD를 주사방향에 대해서 경사시켜 감광층의 표면을 노광하여, 근접하게 위치한 마이크로 미러로부터 발광된 노 광 스폿이 노광면 상에서 일부 충접되도록 한 노광장치가 개시되어 있다.

또한, 특허문헌 5에는, 직사각형 형상의 DMD를 주사방향으로 경사지게 하여, 노광면 상의 노광 스폿을 중첩시켜서 합계 조명 색도를 변화시킴으로써, 컬러 화상의 표현을 가능하게 하고 또한 일부 마이크로 렌즈의 결함 등에 의해 야기되는 이미징 에러를 방지하는 노광장치가 개시되어 있다.

그러나, 상기 다중 노광을 행할 경우에, 상기 노광헤드의 설치각도가 이상적 설정 경사각도로부터 벗어나서 어긋남으로써, 노광스폿의 밀도 및 배열이 상기 감광층 표면 상의 그외 영역의 것과는 다르다. 이것에 의해서, 형성된 화상의 해상도 및 농도가 불균일하게 되고, 또한 형성한 패턴에 있어서 가장자리 조도가 커진다.

또한, 상기 노광헤드의 설치 위치 및 설치각도의 어긋남 뿐만 아니라, 상기 픽셀부와 상기 감광층의 노광할 표면 사이의 광학계의 각종 수차 및 상기 마이크로 미러 그 자체의 왜곡에 의해 초래되는 패턴 왜곡도 상기 감광층의 노광면 상에 형성되는 패턴의 해상도 불균일 및 농도 불균일을 야기한다.

이들 문제를 해결하기 위해서, 상기 노광헤드의 설치 위치 및 설치각도의 조정 정밀도, 및 광학계의 조정 정밀도를 향상시키는 방법이 고려되지만; 정밀도 향상을 추구하면, 제조 비용이 매우 높아진다는 문제가 있다. 이러한 노광장치 뿐만 아니라 잉크젯 프린터와 같은 각종의 묘화장치도 이러한 문제를 가질 수 있다.

따라서, 예컨대 상기 노광헤드의 설치 위치와 설치각도의 어긋남, 노광헤드와 노광할 감광층의 표면 사이의 광학계의 각종 수차, 및 상기 픽셀부 자체의 왜곡에 의해 초래되는 패턴 왜곡에 의해 야기된 조사선량의 변동의 영향을 균일하게 하 고, 또한 상기 패턴의 해상도 변동 및 패턴의 농도 불균일을 경감시킴으로써, 스페이서, 액정배향 제어용 돌기, 적층 스페이서 및 절연막 등의 내부셀 구조를 효율적으로 제조하는 방법은 아직 제공되어 있지 않다. 내부셀 구조의 제조방법에 의해 제조된 미세 내부셀 구조, 및 상기 내부셀 구조를 사용한 표시장치는 아직 제공되어 있지 않다. 더욱 개량 및 개발이 소망되고 있는 것이 현재의 상황이다.

(특허문헌 1) 일본 특허공개 2002-122858호 공보

(특허문헌 2) 일본 특허공개 2004-9595호 공보

(특허문헌 3) 일본 특허공개 2003-195512호 공보

(특허문헌 4) 미국특허 제6493867호 명세서

(특허문헌 5) 일본 특허공개 2001-500628호 공보

(비특허문헌 1) 이시카와 아키히토 저의 “SHORTENING OF DEVELOPMENT TERM AND APPLICATION OF MASS-PRODUCTION BY MEANS OF MASK-LESS EXPOSURE(2002)", Gicho Publishing & Advertising Co., Ltd. 발행, pp.74~79, Vol.18 , No.6.

본 발명은 상술한 문제의 관점에서 이루어진 것으로서, 본 발명은 종래의 문제를 해결하는 것을 목적으로 하고, 이하의 과제를 달성할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 과제는 스페이서, 액정배향 제어용 돌기, 적층 스페이서, 및 절연막 등의 미세 내부셀 구조를 포토마스크를 사용하는 않고 효과적으로 형성가능한 내부셀 구조의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 내부셀 구조의 제조방법에 의해 제조된 미세 내부셀 구조를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 내부셀 구조를 사용한 표시장치를 제공하는 것이다.

상술한 문제를 해결하는 방법은 다음과 같다:

<1> 노광헤드의 사용가능한 픽셀부 지정유닛을 사용하여 사용가능한 픽셀부 중에서 N회 다중노광(N은 2 이상의 자연수)에 사용하는 픽셀부를 지정하고, 상기 노광헤드의 픽셀부 제어유닛을 사용하여 상기 사용가능한 픽셀부 지정유닛에 의해 지정된 상기 픽셀부만이 노광에 관여하도록 상기 픽셀부를 제어하고, 상기 노광헤드의 주사방향으로 노광헤드를 상대적으로 이동시킴으로써, 기재면 상에 위치한 감광층을 노광헤드를 사용하여 노광하는 공정; 및 상기 노광공정에 의해서 상기 감광층을 현상하는 공정을 포함하는 내부셀 구조의 제조방법으로서:

상기 감광층은 적어도 바인더를 함유하는 감광성 조성물을 함유하고; 상기 노광헤드는 광조사 유닛, 상기 광조사 유닛으로부터 광을 수광하는 2차원적으로 배열된 n개의 픽셀부(n은 2 이상의 자연수), 상기 각각의 픽셀부를 패턴정보에 따라 제어하는 광변조 유닛, 사용가능한 픽셀부 지정유닛, 및 픽셀부 제어유닛을 포함하고, 상기 노광헤드는 상기 픽셀부의 열방향이 노광헤드의 주사방향에 대해서 설정 경사각도 θ를 갖도록 배치되어 있는 것을 특징으로 한다. 상기 <1>에 기재된 내부셀 구조의 제조방법에 있어서는, 사용가능한 픽셀부 지정유닛은 사용가능한 픽셀부 중에서 N회 다중노광(N은 2 이상의 자연수)에 사용하는 픽셀부를 지정하고, 상기 픽셀부 제어유닛은 상기 사용가능한 픽셀부 지정유닛에 의해 지정된 픽셀부만이 노광에 관여하도록 픽셀부를 제어한다. 상기 노광헤드를 감광층에 대해 주사방향으로 상대적으로 이동시켜서 상기 감광층의 표면을 노광함으로써, 상기 노광헤드의 설치 위치 및 설치각도의 어긋남에 의해 야기되는 상기 감광층의 노광면 상에 형성된 패턴의 해상도의 변동 및 농도의 불균일을 경감시킬 수 있다. 그 결과, 상기 감광층이 미세하게 노광될 수 있고, 그 후 상기 감광층을 현상함으로써, 결함 또는 탈락과 같은 고장의 발생이 억제될 수 있는 미세 내부셀 구조를 제조할 수 있다. 또한, 포토마스크를 사용하지 않고 내부셀 구조를 제조함으로써, 포토마스크의 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 포토마스크를 제조하는데 사용되는 개발기간에 소요되는 그외 비용을 절감할 수 있다. 또한, 포토마스크의 오염에 기인하는 수율 저하를 방지할 수 있다.

<2> 상기 노광은 복수의 노광헤드를 사용하여 행해지고; 상기 사용가능한 픽셀부 지정유닛은 복수의 노광헤드를 사용함으로써 형성되는 노광면 상의 중첩된 노광부분인 연결부분의 노광에 관여하는 픽셀부 중에서 상기 노광헤드 사이의 연결부분의 N회 다중노광을 실현하기 위해서 사용되는 상기 픽셀부를 지정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상기 <1>에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다. 상기 <2>에 기재된 내부셀 구조의 제조방법에 있어서는, 노광은 복수의 노광헤드에 의해 행해지고; 사용가능한 픽셀부 지정유닛은 복수의 노광헤드에 의해 형성되는 노광면 상의 중첩된 노광부분인 연결부분의 노광에 관여하는 픽셀부 중에서 상기 노광헤드 사이의 연결부분의 N회 다중노광을 실현하기 위해서 사용되는 픽셀부를 지정한다. 연결부분의 N회 다중노광에 사용될 픽셀부를 지정함으로써, 상기 노광헤드의 설치 위치 및 설치각도의 어긋남에 의해 야기되어 상기 감광층의 노광면 상의 노광헤드 사이의 연결부분에 형성되는 상기 패턴의 해상도 변동 및 농도 불균일을 저감시킬 수 있다. 그 결과, 상기 감광층은 미세하게 노광될 수 있고, 그 후 상기 감광층을 현상함으로써 결함 및 탈락과 같은 고장의 발생이 억제될 수 있는 내부셀 구조를 제조할 수 있다.

<3> 상기 노광은 복수의 노광헤드를 사용하여 행해지고; 상기 사용가능한 픽셀부 지정유닛은 복수의 노광헤드에 의해 형성되는 노광면 상의 중첩된 노광부분인 연결부분 이외의 부분의 노광에 관여하는 픽셀부 중에서 상기 노광헤드 사이의 연결부분 이외의 부분의 N회 다중노광을 실현하기 위해서 사용되는 상기 픽셀부를 지정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상기 <2>에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다. 상기 <3>에 기재된 내부셀 구조의 제조방법에 있어서는, 노광이 복수의 노광헤드에 의해 행해지고; 사용가능한 픽셀부 지정유닛이 복수의 상기 노광헤드에 의해 형성되는 노광면 상의 중첩된 노광부분인 연결부분 이외의 부분의 노광에 관여하는 픽셀부 중에서 상기 노광헤드 사이의 연결부분 이외의 부분의 N회 다중노광을 실현하기 위해서 사용될 픽셀부를 지정한다. 연결부분 이외의 부분의 N회 다중노광에 사용될 픽셀부를 지정함으로써, 상기 노광헤드의 설치 위치 및 설치각도의 어긋남에 의해 야기되어, 상기 감광층의 노광면 상의 노광헤드 사이의 연결부분 이외의 부분에 형성되는 상기 패턴의 해상도 변동 및 농도 불균일을 저감시킬 수 있다. 그 결과, 상기 감광층은 미세하게 노광될 수 있고, 그 후 상기 감광층을 현상함으로써 결함 및 탈락과 같은 고장의 발생이 억제될 수 있는 내부셀 구조를 제조할 수 있다.

<4> N회 다중 노광의 수를 N으로 표시하고, 열방향의 픽셀수를 s로 표시하고, 열방향의 픽셀부의 간격을 p로 나타내고, 노광헤드가 경사져 있는 상태인 경우에, 설정 경사각도 θ는 노광헤드의 주사방향과 직교하는 방향에 따른 열방향의 픽셀부의 피치 δ에 대해서 sp sinθ_ideal≥ Nδ의 관계를 만족하는 θ_ideal에 대해서 θ≥θ_ideal의 관계를 만족하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 상기 <1>~<3> 중 어느 하나에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다.

<5> N회 다중노광의 N이 3 이상의 자연수인 것을 특징으로 하는 상기 <1>~<4> 중 어느 하나에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다. 상기 <5>에 기재된 내부셀 구조의 제조방법에 있어서는, N회 다중노광의 N이 3 이상의 자연수이므로, 다중 묘화를 행할 수 있다. 그 결과, 보충 효과에 의해, 노광헤드의 설치 위치 및 설치각도의 어긋남에 의해 야기되는 상기 감광층의 노광면 상에 형성되는 패턴의 해상도 변동 및 농도 불균일이 보다 정밀에 균일화될 수 있다.

<6> 상기 사용가능한 픽셀부 지정유닛은 노광면 상에서 노광부분을 구성하는 픽셀유닛으로서의 픽셀부에 의해 발생된 광점의 위치를 검출하도록 구성된 광점 위치 검출유닛; 및 상기 광점 위치 검출유닛에 의해 검출된 결과에 기초하여 N회 다중노광을 실현하는데 사용되는 픽셀부를 선택하도록 구성된 픽셀부 선택유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 상기 <1>~<5> 중 어느 하나에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다.

<7> 상기 사용가능한 픽셀부 지정유닛은 N회 다중노광을 실현하기 위해서 사용되는 픽셀부를 픽셀부 행기준으로 지정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 상기 <1>~<6> 중 어느 하나에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다.

<8> 상기 광점 위치 검출유닛은 검출한 2개 이상의 광점에 기초하여 노광헤드가 경사진 상태에서의 노광면 상의 광점의 열방향과 상기 노광헤드의 주사방향 사이에 형성된 실제 경사각도 θ'를 특정하고; 상기 픽셀부 선택유닛은 상기 실제 경사각도 θ'과 설정 경사각도 θ 사이의 오차를 흡수할 수 있도록 사용가능한 픽셀부를 선택하는 것을 특징으로 하는 상기 <6> 또는 <7>에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다.

<9> 상기 실제 경사각도 θ'는 노광헤드를 경사시킨 상태에서의 노광면 상의 광점의 열방향과 상기 노광헤드의 주사방향 사이에 형성되는 복수의 실제 경사각도의 평균치, 중앙치, 최대치 및 최소치 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상기 <8>에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다.

<10> 상기 픽셀부 선택유닛은 실제 경사각도 θ'에 기초하여 t tanθ'=N(N은 N회 다중 노광의 수임)의 관계를 만족하는 t에 가까운 자연수 T를 유도한 다음, "m"행(m은 2 이상의 자연수임)에 배열된 픽셀부에 있어서의 1행부터 T행까지의 픽셀부를 사용 픽셀부로서 선택하는 것을 특징으로 하는 상기 <8> 또는 <9>에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다.

<11> 상기 픽셀부 선택유닛은 실제 경사각도 θ'에 기초하여 t tanθ'=N(N은 N회 다중 노광의 수임)의 관계를 만족하는 t에 가까운 자연수 T를 유도하고, "m"행 (m은 2 이상의 자연수임)에 배열된 픽셀부에 있어서의 (T+1)행부터 m행까지의 픽셀부를 사용하지 않는 픽셀부로서 특정한 다음, 상기 사용하지 않는 픽셀부를 제외한 픽셀부를 사용 픽셀부로서 선택하는 것을 특징으로 하는 상기 <8> 또는 <9>에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다.

<12> 상기 픽셀부 선택유닛이, 복수의 픽셀부 열에 의해 형성되는 노광면 상의 중첩된 노광부분을 적어도 포함하는 부분에 있어서,

(1) 이상적인 N회 다중노광에서 보다 과다하게 노광된 부분과 불충분하게 노광된 부분의 합계 면적이 최소가 될 수 있도록 사용 픽셀부를 선택하는 유닛,

(2) 이상적인 N회 다중노광에서 보다 과다하게 노광된 부분의 픽셀유닛수와 불충분하게 노광된 부분의 픽셀유닛수가 동일하도록 사용 픽셀부를 선택하는 유닛,

(3) 이상적인 N회 다중노광에서 보다 과다하게 노광된 부분의 면적이 최소화될 수 있고, 또한 불충분하게 노광된 부분이 생기지 않도록 사용 픽셀부를 선택하는 유닛, 및

(4) 이상적인 N회 다중노광에서 보다 불충분하게 노광된 부분의 면적이 최소화될 수 있고, 또한 과다하게 노광된 부분이 생길 수 없도록 사용 픽셀부를 선택하는 유닛 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상기 <6>~<11> 중 어느 하나에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다.

<13> 상기 픽셀부 선택유닛이 복수의 노광헤드에 의해 형성되는 노광면 상의 중첩된 노광부분인 연결부분에 있어서,

(1) 이상적인 N회 다중노광에서 보다 과다하게 노광된 부분과 불충분하게 노광된 부분의 합계 면적이 최소가 될 수 잇도록, 상기 노광헤드 사이의 연결부분의 노광에 관여하는 픽셀부 중에서 사용하지 않는 픽셀부를 특정하는 유닛,

(2) 이상적인 N회 다중노광에서 보다 과다하게 노광된 부분의 픽셀유닛수와 불충분하게 노광된 부분의 픽셀유닛수가 동일하도록 상기 노광헤드 사이의 연결부분의 노광에 관여하는 픽셀부 중에서 비사용 픽셀부를 특정한 다음, 상기 비사용 픽셀부를 제외한 픽셀부를 사용 픽셀부로서 선택하는 유닛,

(3) 이상적인 N회 다중노광에서 보다 과다하게 노광된 부분의 면적이 최소화될 수 있고, 또한 불충분하게 노광된 부분이 생길 수 없도록, 상기 노광헤드 사이의 연결부분의 노광에 관여하는 픽셀부 중에서 비사용 픽셀부를 특정한 다음, 상기 비사용 픽셀부를 제외한 픽셀부를 사용 픽셀부로서 선택하는 유닛, 및

(4) 이상적인 N회 다중노광에서 보다 불충분하게 노광된 부분의 면적이 최소화될 수 있고, 또한 과다하게 노광된 부분이 생길 수 없도록, 상기 노광헤드 사이의 연결부분의 노광에 관여하는 픽셀부 중에서 비사용 픽셀부를 특정한 다음, 상기 비사용 픽셀부를 제외한 픽셀부를 사용 픽셀부로서 선택하는 유닛,

에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 상기 <6>~<12> 중 어느 하나에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다.

<14> 상기 비사용 픽셀부가 픽셀부 행단위에 대해 특정되는 것을 특징으로 하는 상기 <13>에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다.

<15> 상기 사용가능한 픽셀부 지정유닛에 있어서 사용되는 픽셀부를 지정하기 위해서 N회 다중노광의 N에 대해서, (N-1)열 마다의 픽셀부 열을 구성하는 픽셀부만을 사용해서 참조노광을 행하는 것을 특징으로 하는 상기 <5>~<14> 중 어느 하나에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다. 상기 <15>에 기재된 내부셀 구조의 제조방법에 있어서, 사용가능한 픽셀부 지정유닛에 있어서 사용 픽셀부를 지정하기 위해서, N회 다중노광의 N에 대해서 (N-1)열 마다 픽셀부 열을 구성하는 상기 픽셀부 만을 사용해서 참조노광을 행하여, 일반적으로 단독 묘화의 단순 패턴을 얻을 수 있다. 그 결과, 상기 노광헤드 사이의 연결부분에 있어서의 픽셀부가 용이하게 지정될 수 있다.

<16> 사용가능한 픽셀부 지정유닛에 있어서 픽셀부를 지정하기 위해서, 사용가능한 상기 픽셀부로부터 N회 다중노광의 N에 대해서 1/N행 마다 픽셀부행을 구성하는 픽셀부만을 사용하여 참조노광을 행하는 것을 특징으로 하는 상기 <5>~<14> 중 어느 하나에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다. 상기 <16>에 기재된 내부셀 구조의 제조방법에 있어서는, 사용가능한 픽셀부 지정유닛에 있어서 사용되는 픽셀부를 지정하기 위해서, 사용가능한 상기 픽셀부로부터 N회 다중노광의 N에 대해서 1/N행 마다 픽셀부 열을 구성하는 상기 픽셀부만을 사용하여 참조노광을 행하여, 일반적인 단독 묘화의 단순한 패턴을 얻을 수 있다. 그 결과, 상기 노광헤드 사이의 연결부분에서 상기 픽셀부가 용이하게 지정된다.

<17> 사용가능한 픽셀부 지정유닛은 광점 위치 검출유닛으로서의 슬릿 및 광검출기, 및 픽셀부 선택유닛으로서의 상기 광검출기와 접속된 연산장치를 갖는 상기 <1>~<16> 중 어느 하나에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다.

<18> N회 다중노광의 N이 3~7의 자연수인 상기 <1>~<17> 중 어느 하나에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다.

<19> 상기 광변조 유닛은 형성된 패턴정보에 기초하여 제어신호를 생성하는 패턴신호 생성유닛을 더 포함하고, 상기 광변조 유닛은 광조사 유닛으로부터 방출된 광을 상기 패턴신호 생성유닛에 의해 생성된 제어신호에 따라 변조시키는 상기 <1>~<18> 중 어느 하나에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다.

<20> 패턴정보로 표시되는 픽셀 패턴의 소정 부분의 치수가 지정된 사용되는 픽셀부에 의해 실현될 수 있는 해당 부분의 치수와 일치하도록 패턴정보를 변환하는 변환 유닛을 더 포함하는 상기 <1>~<19> 중 어느 하나에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다.

<21> 상기 광변조 유닛이 공간 광변조기인 상기 <1>~<20> 중 어느 하나에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다.

<22> 상기 공간 광변조기가 디지털·마이크로 미러·디바이스(DMD)인 상기 <21>에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다.

<23> 상기 픽셀부가 마이크로 미러인 상기 <21> 또는 <22>에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다.

<24> 상기 광조사 유닛은 2 이상의 광을 합성해서 조사하는 상기 <1>~<23> 중 어느 하나에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다. 상기 <24>에 기재된 내부셀 구조의 제조방법에 있어서, 상기 광조사 유닛은 2개 이상의 광을 합성해서 조사 가능하기 때문에, 노광을 초점심도가 깊은 노광광으로 행한다. 그 결과, 상기 감광층은 매우 미세하게 노광될 수 있다. 예컨대, 상기 노광공정 후 감광층을 현상함으로써, 매우 미세한 패턴이 형성될 수 있다.

<25> 상기 광조사 유닛은 복수의 레이저, 멀티모드 광섬유, 및 상기 복수의 레이저로부터 각각 방출된 레이저빔을 집광하여 상기 멀티모드 광섬유의 광입사 가 가장자리면 상에 집광된 레이저빔을 수렴하는 집합 광학계를 구비한 상기 <1>~<24> 중 어느 하나에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다. 상기 <25>에 기재된 내부셀 구조의 제조방법에 있어서는, 상기 광조사 유닛은 상기 복수의 레이저로부터 각각 방출된 레이저빔을 상기 집합 광학계를 통해 집광하고, 상기 집광 레이저빔을 상기 멀티모드 광섬유의 광입사 가장자리면에 수렴함으로써, 초점심도가 깊은 노광광으로 노광이 행해진다. 그 결과, 상기 감광층이 매우 미세하게 노광될 수 있다. 예컨대, 상기 노광 공정 후에 상기 감광층을 현상함으로써, 매우 세밀한 패턴을 형성할 수 있다.

<26> 상기 감광층은 포지티브 감광층 및 네거티브 감광층 중 어느 하나인 상기 <1>~<25> 중 어느 하나에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다.

<27> 상기 포지티브 감광층은 페놀수지 및 나프토퀴논 디아지드 유도체에서 선택되는 2종 이상을 함유하는 상기 <26>에 기재된 내부셀 구조의 제조방법이다.

<28> 상기 <1>~<27> 중 어느 하나에 기재된 내부셀 구조의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 내부셀 구조이다.

<29> 스페이서, 액정배향 제어용 돌기, 적층 스페이서, 및 절연막에서 선택되는 하나 이상인 상기 <28>에 기재된 내부셀 구조다.

<30> 상기 <28> 또는 <29>에 기재된 내부셀 구조를 사용한 표시장치이다.

본 발명에 의하면, 상기 종래의 문제점을 해결하여, 스페이서, 액정배향 제어용 돌기, 적층 스페이서, 및 절연막 등의 내부셀 구조를 포토마스크를 사용하지 않고 미세하게 형성가능하게 하는 내부셀 구조의 제조방법; 상기 내부셀 구조의 제조방법에 의해 제조되는 미세 내부셀 구조; 및 상기 내부셀 구조를 사용한 표시장치를 제공할 수 있다.

도 1은 노광장치의 일례의 외관을 나타내는 사시도이다.

도 2는 노광장치의 스캐너의 일례를 나타내는 사시도이다.

도 3a는 감광층의 표면 상에 형성된 노광된 영역을 나타내는 평면도이다.

도 3b는 각 노광헤드를 사용하여 노광한 노광된 영역의 배열의 예를 나타내는 평면도이다.

도 4는 노광헤드의 개략적인 구조의 일례를 나타내는 사시도이다.

도 5a는 노광헤드의 상세한 구조의 일례를 나타내는 상면도이다.

도 5b는 노광헤드의 상세한 구조의 일례를 나타내는 측면도이다.

도 6은 도 1에 나타낸 노광장치의 DMD의 일례를 나타내는 부분 확대도이다.

도 7a는 DMD의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.

도 7b는 DMD의 동작을 설명하기 위한 사시도이다.

도 8은 노광헤드의 설치각도의 어긋남 및 패턴 왜곡이 있는 경우, 노광면 상의 패턴에서 발생된 불균일의 예를 나타내는 설명도이다.

도 9는 1개의 DMD로 노광된 노광부분과 이 노광부분에 대응하는 슬릿 사이의 위치 관계를 대표적으로 나타내는 상면도이다.

도 10은 노광면 상의 광점의 위치를 슬릿을 이용하여 측정하는 방법을 설명하기 위한 상면도이다.

도 11은 선택된 마이크로 미러만을 노광에 사용한 결과로서, 노광면 상의 패턴에 생기는 불균일이 균일해진 상태를 나타내는 설명도이다.

도 12는 인접하는 노광헤드 사이에 상대 위치 어긋남이 있을 때에, 노광면 상의 패턴에 생기는 불균일의 예를 설명하는 설명도이다.

도 13은 인접하는 2개의 노광헤드에 의해 노광된 노광부분과 이 노광부분에 대응하는 슬릿 사이의 위치 관계를 대표적으로 나타내는 상면도이다.

도 14는 노광면 상의 광점의 위치를 슬릿을 이용하여 측정하는 기술을 설명하는 상면도이다.

도 15는 도 12에 나타낸 예에서 선택된 픽셀만을 실제적으로 동작시킨 상태에서, 노광면 상의 패턴에 발생된 불균일을 나타내는 설명도이다.

도 16은 인접하는 2개의 노광헤드 사이에 상대 위치 어긋남과 설치각도 어긋남이 있는 경우의 노광면 상의 패턴에 생기는 불균일의 예를 설명하는 설명도이다.

도 17은 도 16에 나타낸 예에서 선택된 픽셀부만을 사용한 노광을 나타내는 설명도이다.

도 18a는 배율 왜곡의 예를 나타내는 설명도이다.

도 18b는 빔지름의 왜곡의 예를 나타내는 설명도이다.

도 19a는 단일 노광헤드를 사용한 참조노광의 일례를 나타내는 설명도이다.

도 19b는 단일 노광헤드를 사용한 참조노광의 일례를 나타내는 설명도이다.

도 20은 복수 노광헤드를 사용한 참조노광의 일례를 나타내는 설명도이다.

도 21a는 단일 노광헤드를 사용한 참조노광의 다른 예를 나타내는 설명도이다.

도 21b는 단일 노광헤드를 사용한 참조노광의 다른 예를 나타내는 설명도이다.

도 22는 복수 노광헤드를 사용한 참조노광의 다른 예를 나타내는 설명도이다.

도 23은 도전층 상에 형성된 도트상 스페이서와 돌기를 갖는 기판의 일례를 나타내는 단면도이다.

도 24는 본 발명의 표시장치의 일례를 나타내는 단면 개략도이다.

도 25는 본 발명의 표시장치의 다른 일례를 나타내는 단면 개략도이다.

도 26은 각 픽셀부의 경사각도가 균일하지 않은 각도 왜곡에 의해 야기되는 노광면 상의 패턴에 발생한 불균일의 예를 나타내는 설명도이다.

(내부셀 구조의 제조방법)

본 발명의 내부셀 구조의 제조방법은 노광공정과 현상공정을 적어도 포함하고, 또한 필요에 따라서 적당히 선택된 그 밖의 공정을 더 포함한다.

본 발명의 내부셀 구조는 본 발명의 내부셀 구조의 제조방법에 의해 제조된다.

본 발명의 표시장치는 본 발명의 상기 내부셀 구조를 이용하고, 필요에 따라다른 유닛을 더 갖는다.

이하, 본 발명의 내부셀 구조 및 표시장치에 대해서 본 발명의 내부셀 구조의 제조방법의 설명을 통해서 상세하게 설명한다.

상기 감광층은 적어도 바인더를 함유하는 감광성 조성물을 함유한다. 감광층은 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있고, 단 감광층은 기재의 표면 상에 위치된다. 예컨대, 상기 감광층은 적어도 바인더를 함유하는 감광성 조성물을 사용하여 기재의 표면 상에 형성된다. 또한, 필요에 따라서 적당히 선택된 다른 층이 형성된다.

상기 감광층을 형성하는 방법은 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있고, 그 예로는 기재의 표면 상에 감광성 조성물을 도포함으로써 감광층을 형성하는 방법; 기재의 표면상에 시트상 감광층을 가압 및/또는 적층함으로써 감광층을 형성하는 방법; 및 그 조합방법이 열거된다. 그 바람직한 예로는 이하에 기재한 제 1 실시형태의 감광층 형성방법 및 제 2 실시형태의 감광층 형성방법이 열거된다.

제 1 실시형태의 감광층 형성방법의 예는 기재의 표면에 감광성 조성물을 도포하는 공정, 상기 기재의 표면을 건조하여 기재 상에 감광층을 형성하는 공정, 및 적당히 선택된 그 밖의 층을 형성하는 공정을 포함한다.

제 2 실시형태의 감광층 형성방법의 예는 기재의 표면 상에 적어도 감광성 조성물을 필름 형태로 형성한 감광성 필름(이하, "감광성 전사재료"라고 칭하는 경 우도 있음)을 가열 및/또는 가압하여 층구조로 층을 형성함으로써, 기재의 표면에 적어도 감광층을 형성하는 공정, 및 적당히 선택된 그 밖의 층을 형성하는 공정을 포함한다.

제 1 실시형태의 감광층 형성방법에 있어서, 상기 감광성 조성물을 도포하고 건조하는 방법은 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 그 예로는 감광성 조성물을 물 또는 용제에 용해, 유화 또는 분산시켜서 감광성 조성물 용액을 제조한 다음, 상기 용액을 기재의 표면 상에 직접 도포하고, 그 기재 표면을 건조시킴으로써 감광층을 형성하는 방법이 열거된다.

상기 감광성 조성물 용액의 용제는 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 그 예로는 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, sec-부탄올 및 n-헥사놀 등의 알콜류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 및 디이소부틸케톤 등의 케톤류; 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, n-아밀 아세테이트, 메틸 술페이트, 에틸 프로피오네이트, 디메틸 프탈레이트, 에틸 벤조에이트 및 메톡시프로필 아세테이트 등의 에스테르류; 톨루엔, 크실렌, 벤젠 및 에틸벤젠 등의 방향족 탄화수소류; 탄소 테트라클로라이드, 트리클로로에틸렌, 클로로포름, 1,1,1-트리클로로에탄, 메틸렌 클로라이드 및 모노클로로벤젠 등의 할로겐화 탄화수소류; 테트라히드로푸란, 디에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르 및 1-메톡시-2-프로판올 등의 에테르류; 디메틸포름아미드, 디메틸 아세토아미드, 디메틸술폭시드 및 술폴란이 열거된다. 이들 용제의 각각은 단독으로 사용해도 좋고, 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 좋다.

상기 감광성 조성물의 도포방법은 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 그 예로는 스핀코터, 슬릿 스핀코터, 슬릿 코터, 롤코터, 다이 코터, 커튼 코터 등을 이용하여 감광성 조성물을 기재의 표면에 직접 도포하는 방법이 열거된다.

상기 건조 조건은 각 성분, 용제의 종류, 사용 비율 등에 따라 다르지만, 기재의 표면은 통상 60~110℃의 온도에서 30초~15분간 건조된다.

상기 감광층의 두께는 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있지만, 0.5~10㎛가 바람직하고, 0.75~6㎛가 보다 바람직하고, 1~5㎛가 특히 바람직하다.

제 1 실시형태의 감광층 형성방법에 있어서 형성되는 그 밖의 층은 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 그 예로는 산소차단층, 박리층, 접착층, 광흡수층 및 표면보호층이 열거된다.

상기 층의 형성방법은 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있고, 그 예로는 상기 감광층 상에 다른 층을 도포하는 방법, 및 상기 감광층 상에 시트형상으로 형성된 다른 층을 층구조로 형성하는 방법이 열거된다.

상기 제 2 실시형태의 감광층 형성방법에 있어서, 기재의 표면에 감광층 및 필요에 따라 적당히 선택되는 그 밖의 층을 형성하는 방법의 예로는 상기 기재의 표면 상에 기판, 상기 기판 상에 감광성 조성물이 층구조로 형성된 감광층, 및 필요에 따라 적당히 선택되는 그 밖의 층을 갖는 감광성 필름(감광성 전사재료)를 가 열 및/또는 가압하여 층구조를 형성하는 방법이 열거된다. 그 바람직한 예로는 상기 기판 상에 층구조로 감광성 조성물이 형성된 감광성 필름을 상기 감광성 조성물이 기재의 표면측에 존재하도록 형성한 다음, 상기 기판을 감광성 조성물로부터 박리하는 방법이 열거된다.

상기 기판을 감광성 조성물로부터 박리함으로써, 기판에 의한 광산란 및 광굴절 등의 영향에 의해 야기되는 감광성 조성물층 상에 형성되는 화상의 화상 블러(image blur)를 방지하여, 소망한 패턴을 고해상도로 얻을 수 있다.

감광성 필름이 후술하는 보호필름을 갖는 경우, 상기 보호필름을 상기 감광층이 기재 상에 층구조로 중첩되도록 박리되는 것이 바람직하다.

상기 가열온도는 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 예컨대, 70~130℃가 바람직하고, 80~110℃가 보다 바람직하다.

상기 가압시 사용된 압력은 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 예컨대 0.01~1.0MPa가 바람직하고, 0.05~1.0MPa가 보다 바람직하다.

상기 가열 및/또는 가압에 사용되는 장치는 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있고, 그 바람직한 예로는 가열가압기, 가열롤 라미네이터(예컨대, Hitachi Industries Co., Ltd. 제품의 Lamic II), 진공 라미네이터(예컨대, MEIKI Co., Ltd. 제품의 MVLP500)가 열거된다.

상기 기판은 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있지만, 상기 감광층의 박리가 가능하고, 또한 광투과성이 양호한 기판이 바람직하 고, 또한 상기 이점 이외에 표면 평활성이 우수한 표면을 갖는 기판이 보다 바람직하다.

상기 기판의 두께는 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 예컨대, 그 두께는 4~300㎛가 바람직하고, 5~175㎛가 보다 바람직하고, 10~100㎛가 특히 바람직하다.

상기 기판의 형상은 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있지만, 장척상이 바람직하다. 상기 장척상의 기판의 길이는 특별히 제한하지 않고, 그 예로는 10m~20000m의 길이의 기판이 열거된다.

상기 기판은 합성 수지제이고, 투명한 것이 바람직하다. 그 예로는 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 디아세테이트 등의 셀룰로오스 필름; 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리(메타)아크릴산 알킬에스테르, 폴리(메타)아크릴산 에스테르 코폴리머, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐알콜, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 셀로판, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리아미드, 폴리이미드, 비닐클로라이드-비닐 아세테이트 코폴리머, 폴리테트라플루오로-에틸렌, 폴리트리플루오로-에틸렌 및 나일론 등의 각종의 플라스틱 필름이 열거된다. 이들 중에서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 특히 바람직하다. 이들 합성 수지의 각각은 단독으로 사용해도 좋고, 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 좋다.

상기 기판으로는, 일본 특허공개 평 4-208940호, 일본 특허공개 평 5-80503호, 일본 특허공개 평 5-173320호 및 일본 특허공개 평 5-72724호 공보에 기재된 기판을 사용할 수도 있다.

상기 감광층은 감광성 조성물 용액을 기재에 도포하고, 그 조성물 용액을 건조하는, 즉 제 1 실시형태의 감광층 형성방법에서와 동일한 방법으로 감광성 필름 상에 형성될 수 있다. 그 예로는 감광성 필름의 표면에 감광성 조성물 용액을 스핀 코터, 슬릿 스핀코터, 롤코터, 다이 코터 및 커튼 코터 등을 이용하여 도포하는 방법이 열거된다.

상기 보호필름은 상기 감광층의 오염 및 손상을 방지하여 보호하는 기능을 하는 것이다.

상기 보호필름의 두께는 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 예컨대, 5~100㎛가 바람직하고, 8~50㎛가 보다 바람직하고, 10~40㎛가 특히 바람직하다.

상기 보호필름이 상기 감광성 필름에 형성되는 장소는 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있지만, 보통 상기 감광층 상에 형성된다.

상기 보호필름을 사용하는 경우, 상기 감광층과 상기 기판 사이의 접착력 A와 상기 감광층과 보호필름 사이의 접착력 B의 관계는 접착력 A > 접착력 B으로 표시되는 것이 바람직하다.

상기 기판과 상기 보호필름 사이의 정지 마찰계수는 0.3~1.4가 바람직하고, 0.5~1.2가 보다 바람직하다.

상기 정지 마찰계수가 0.3~1.4인 경우에는, 기판이 권취 어긋남의 발생없이 양호한 롤형태로 권취될 수 있다.

상기 보호필름은 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있고, 그 예로는 상기 기판에 사용되는 보호필름, 실리콘지, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌이 라미네이트된 종이, 폴리올레핀 또는 폴리테트라플루오로에틸렌 시트가 열거된다. 이들 중에서, 폴리에틸렌 필름 및 폴리프로필렌 필름이 특히 바람직하다.

상기 기판 재료와 보호필름 재료의 조합(기판/보호필름)의 예로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트/폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트/폴리에틸렌, 폴리비닐클로라이드/셀로판, 폴리이미드/폴리프로필렌, 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트/폴리에틸렌 테레프탈레이트가 열거된다.

상기 보호필름은 상기 접착관계를 만족시키기 위해서, 표면처리하여 상기 보호필름과 상기 감광층 사이의 접착성을 조정하는 것이 바람직하다. 상기 표면처리방법으로는, 예컨대 일본 특허공개 2005-70767호의 단락번호 0151의 표면처리에 대한 기재를 참조할 수 있다.

상기 그 밖의 층은 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있고, 그 예로는 열가소성 수지층 및 중간층이 열거된다.

-열가소성 수지층-

상기 열가소성 수지층(이하, "쿠션층"이라도 함)은 알칼리 현상처리를 가능하게 하고, 또한 전사 시에 밀려나온 상기 열가소성 수지층에 의해 피전사체가 오염되는 것을 방지할 수 있는 관점에서 알칼리 가용성인 것이 바람직하다. 상기 열 가소성 수지층은 상기 감광성 전사재료를 피전사체 상에 전사시킬 경우에 피전사체 상에 존재하는 요철에 기인한 전사 불량을 효과적으로 방지하는 쿠션재로서의 기능을 갖는다. 상기 열가소성 수지층은, 상기 감광성 전사재료를 상기 피전사체 상에 가열하여 결합시켰을 때에, 상기 피전사체 상에 존재하는 요철에 따라 변형가능한 것이 더욱 바람직하다.

상기 열가소성 수지층에 사용되는 재료로는, 예컨대 일본 특허공개 평 5-72724호에 기재되어 있는 유기 고분자 재료가 바람직하다. 상기 재료는 비캣법(구체적으로는, 미국 ASTMD-1235에 기초한 폴리머 연화점 측정법)에 의해 측정된 연화점이 약 80℃ 이하인 유기 고분자 재료에서 선택되는 것이 특히 바람직하다. 유기 고분자 재료의 구체예로는 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀; 에틸렌과 비닐 아세테이트의 코폴리머 또는 그 비누화물; 에틸렌과 아크릴산 에스테르의 코폴리머 또는 그 비누화물 등의 에틸렌 코폴리머; 폴리비닐클로라이드; 폴리비닐클로라이드와 비닐 아세테이트의 코폴리머 또는 그 비누화물 등의 염화비닐 코폴리머; 폴리비닐리덴 클로라이드; 클로라이드 비닐리덴 코폴리머; 폴리비닐 톨루엔; 비닐 톨루엔과 (메타)아크릴산 에스테르의 비닐 톨루엔 코폴리머 또는 그 비누화물; 폴리(메타)아크릴레이트 에스테르, 및 부틸 (메타)아크릴레이트와 비닐 아세테이트의 코폴리머 등의 (메타)아크릴산 에스테르 코폴리머; 및 비닐 아세테이트 코폴리머 나일론, 코폴리머 나일론, N-알콕시메틸화 나일론 및 N-디메틸아미노화 나일론 등의 폴리아미드 수지가 열거된다.

건조된 열가소성 수지층의 두께는 2~30㎛가 바람직하고, 5~20㎛가 보다 바람 직하고, 7~16㎛가 특히 바람직하다.

-중간층-

상기 중간층은 상기 감광층 상에 형성된다. 상기 감광성 전사재료가 열가소성 수지층을 갖을 경우에는, 상기 감광층과 상기 열가소성 수지층 사이에는 중간층이 형성된다. 상기 중간층이 감광층과 열가소성 수징 사이에 형성되는 경우, 유기용제가 사용된다. 따라서, 상기 중간층이 그 사이에 샌드위치되어 있는 경우에는, 상기 양층이 서로 혼합되는 것을 방지할 수 있다.

상기 중간층의 재료로는, 물 또는 알칼리 수용액에 분산 또는 용해될 수 있는 재료가 바람직하다.

상기 중간층의 재료로는, 당업계에 공지된 것을 사용할 수 있고, 그 예로는 일본 특허공개 소 46-2121호 및 일본 특허공고 소 56-40824호에 기재된 것들, 예컨대 폴리비닐 에테르/무수 말레산 코폴리머, 카르복시알킬 셀룰로오스의 수용성 염, 수용성 셀룰로오스 에테르류, 카르복시알킬 전분의 수용성 염, 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈, 폴리아크릴아미드류, 수용성 폴리아미드, 폴리아크릴산의 수용성 염, 젤라틴, 에틸렌옥사이드 중합체, 각종 전분 및 그 유사재로 이루어진 군의 수용성 염, 스티렌/말레산 코폴리머 및 말레이네이트 수지가 열거된다.

이들 재료의 각각은 단독으로 사용해도 좋고, 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 좋다. 이들 중에서, 친수성 고분자를 사용하는 것이 바람직하고, 상기 친수성 고분자 중에서도 적어도 폴리비닐알콜과 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. 폴리비닐알콜과 폴리비닐피롤리돈의 조합이 특히 바람직하다.

상기 폴리비닐알콜은 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있지만, 그 비누화율은 80% 이상이 바람직하다.

상기 폴리비닐피롤리돈을 사용할 경우, 그 함유량은 상기 중간층의 고형분에 대해서 1~75질량%가 바람직하고, 1~60질량%가 보다 바람직하고, 10~50질량%가 특히 바람직하다.

상기 함유율이 1~5질량%이면, 상기 감광층과 충분한 접착성을 얻을 수 있고, 또한 산소차단성이 열화되지 않기 때문에 바람직하다.

상기 중간층은 산소투과율이 낮은 것이 바람직하다. 상기 중간층이 산소투과율이 낮고, 산소차단성이 높은 경우에는, 상기 감광층을 노광할 때의 광량을 증가시킬 필요가 없어 해상도가 열화되지 않기 때문에 바람직하다.

상기 중간층의 두께는 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있지만, 0.1~5㎛가 바람직하고, 0.5~2㎛가 보다 바람직하다.

상기 중간층의 두께가 0.1~5㎛이면, 산소투과성이 지나치게 높아질 수 없고, 또한 중간층의 현상 및 제거에 장시간을 요하지 않기 때문에 바람직하다.

상기 감광성 필름의 구조는 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 그 구조의 예로는 열가소성 수지층, 중간층, 및 감광층이 이 순서로 형성된 가기판이 기판 상에 형성되어 있는 구성이 열거된다. 상기 감광층은 단층 또는 다층이어도 좋다.

상기 감광성 필름은 원통형 권취 코어에 장척상으로 롤형상으로 재권취되어 보관되는 것이 바람직하다. 상기 장척상의 감광성 필름의 길이는 특별히 제한하지 않고, 예컨대 10m~20,000m에서 적당히 선택될 수 있다. 감광성 필름을 유저가 사용하기 쉽도록 슬릿가공하고, 100m~1,000m의 범위의 장척 형상을 롤형상으로 형성해도 좋다. 이 경우에, 상기 기판이 최외측이 되도록 감광성 필름을 재권취하는 것이 바람직하다. 롤형상으로 재권취된 감광성 필름을 시트 형상으로 슬릿해도 좋다. 보관시, 단보호 및 단용융(edge fusion)을 방지하는 관점에서, 가장자리면에 세퍼레이터(특히 방습성 세퍼레이터 또는 건조제를 구비한 세퍼레이터)를 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 감광성 필름을 패킹하는데에 투습성이 낮은 재료를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 감광성 필름은 이하에 상세하게 설명하는 본 발명의 내부셀 구조의 제조방법에 적합하게 사용될 수 있다.

제 2 실시형태의 감광층 형성방법에 의해 형성된 감광층을 갖는 층구조를 노광하는 방법은 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 예컨대, 쿠션층을 통해서 기판 상에 형성된 감광층이 형성된 필름을 사용하는 경우, 경우에 따라서 상기 기판을 박리하고, 쿠션층도 박리한 다음, 상기 산소차단층을 통해서 상기 감광층을 노광하는 것이 바람직하다.

상기 감광층으로는, 포지티브 감광층 및 네거티브 감광층 중 어느 것을 사용해도 좋지만, 액정배향 제어용 돌기를 형성하는 목적에서는, 액정배향 제어용 돌기가 통상 반원통 형상의 단면형태를 갖도록 형성할 필요가 있기 때문에, 포지티브 감광층이 바람직하다. 포지티브 감광층을 사용하는 경우, 현상공정에 의해 형성된 액정배향 제어용 돌기의 화상은 현상공정 후의 경화공정에서의 가열에 의해 용융되 어 유동하여, 적절한 반원통 형태로 쉽게 형성된다.

고개구율 구조의 LCD에 사용되는 콘택트홀을 갖는 절연층을 형성하는 경우에는, 콘택트홀의 형상이 일반적으로 원뿔형상이기 때문에 용융 유동하는 포지티브 감광층이 바람직하게 사용된다.

반면에, 스페이서를 형성하는 목적에서는, 네거티브 감광층이 바람직하다. 이것은 각각의 스페이서가 기판과 접촉시켜 하중을 지지하도록 기능하기 때문에 각각의 스페이서는 사다리콜 단면항상을 갖도록 형성하는 것이 바람직하고, 또한 네거티브 감광층은 노광시에 중합되어, 노광공정 후의 공정에서 형상 변화가 작기 때문에, 사다리꼴의 단면 형상이 얻어지기 쉽기 때문이다.

액정배향 제어용 돌기와 적층 스페이서를 동시에 형성할 경우에는, 액정배향 제어용 돌기에는 포지티브 감광층을 사용하고, 스페이서의 상부에도 포지티브 감광층을 사용하여 스페이서로서 구조체를 형성한다. 이 경우, 스페이서의 단면 형상이 쉽게 둥글게 되므로, 그 영향이 작아지도록 스페이서 전체의 사이즈를 증가시키는 모든 종류의 노력을 하는 것이 바람직하다.

<포지티브 감광층>

상기 포지티브 감광층은 페놀 수지 및 나프토퀴논 디아지드 유도체에서 선택되는 2종 이상을 함유한다. 페놀 수지의 예로는 페놀 노볼락 수지 및 크레졸노볼락 수지가 열거된다. 이들 수지 중에서, 넓은 현상 래티튜드를 얻는 관점에서, 포지티브 감광층은 크레졸 노볼락 수지와 나프토퀴논디아지드 유도체의 2종을 함유하는 것이 특히 바람직하다.

-페놀 노볼락 수지-

페놀 노볼락 수지로는 페놀에 대한 포름알데히드의 몰비가 0.5~1.0 정도인 것이 바람직하고, 현상성 및 버닝의 관점에서 0.8~1.0이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 페놀 노볼락 수지의 중량 평균 분자량은 300~4,000이 바람직하고, 400~800이 특히 바람직하다.

상기 페놀 노볼락 수지는 그 유도체이어도 좋다.

이들 각각의 페놀 노볼락 수지는 단독으로 사용해도 좋고, 또는 분자량이 다른 2종 이상을 조합하여 사용해도 좋고, 또는 이들 페놀노볼락 수지의 각각을 본 발명의 목적을 손상하지 않는 범위 내에서 크레졸노볼락과 같은 다른 수지와 혼합해도 좋다.

상기 페놀 노볼락 수지의 함유량은 포지티브 감광층의 전체 고형분에 대해서 40~90질량%가 바람직하고, 60~80질량%가 보다 바람직하다.

-크레졸 노볼락 수지-

크레졸 노볼락 수지로는, 크레졸에 대한 포름알데히드의 몰비가 0.7~1.0 정도인 것이 바람직하고, 0.8~1.0이 더욱 바람직하다. 또한 상기 크레졸 노볼락 수지의 중량 평균 분자량은 800~8,000이 바람직하고, 1000~6000이 보다 바람직하다.

상기 크레졸 노볼락 수지의 이성질체 비율(o-체/m-체/p-체의 몰비)은 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 그러나, 현상성을 향상시키는 관점에서 전체 이성질체에 대한 p-체의 비율이 10몰% 이상인 것이 바람직하고, 20몰% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 액정 패널 성능(번인(burn-in) 방지능)을 높이는 관점에서, m-체의 몰비는 5몰% 이상이 바람직하고, 20몰% 이상이 보다 바람직하다.

이들 각각의 크레졸 노볼락 수지는 단독으로 사용해도 좋고, 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용해도 좋다. 이들 각각의 크레졸 노볼락 수지는 페놀 노볼락 수지 등의 다른 수지와 혼합하여 사용해도 좋다.

본 발명에 있어서, 상기 크레졸 노볼락 수지로서, 나프토퀴논 디아지드 술포네이트 에스테르 등과의 반응 생성물 등의 크레졸 노볼락 수지의 유도체를 사용해도 좋다.

상기 크레졸 노볼락 수지의 사용량은 0.1~10g/m²이 바람직하고, 0.5~5g/m²이 보다 바람직하다.

-나프토퀴논 디아지드 유도체-

나프토퀴논 디아지드 유도체는 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있지만, 나프토퀴논 디아지드 유도체는 크레졸 노볼락 수지와 조합하여 사용하는 것이 특히 바람직하다. 상기 나프토퀴논 디아지드 유도체는 단관능의 화합물이여도 좋고, 또는 2관능 이상의 관능성 화합물이여도 좋고, 또는 이들의 혼합물 이어도 좋다.

상기 단관능의 나프토퀴논 디아지드 유도체의 예로는, 예컨대 나프토퀴논-4-술폰산 클로라이드 또는 나프토퀴논-5-술폰산 클로라이드와 치환 페놀을 반응시켜 얻어진 에스테르 화합물이 열거된다.

2관능 이상의 관능성 나프토퀴논 디아지드 유도체의 바람직한 예로는 나프토퀴논-4-술폰산 클로라이드 또는 나프토퀴논-5-술폰산 클로라이드을 복수개의 페놀 히드록시기를 갖는 화합물과 반응시켜 얻어진 에스테르 화합물이 열거된다. 상기 복수개의 페놀성 히드록시기를 갖는 화합물의 예로는 비스페놀류, 트리스페놀류 및 테트라페놀류 등의 폴리페놀류; 디히드록시 벤젠 및 트리히드록시 벤젠 등의 다관능 페놀류; 비스디히드록시 벤젠류 또는 트리스디히드록시 벤젠류 또는 트리히드록시벤젠류, 비대칭 다핵 페놀 또는 그 혼합물이 열거된다.

상기 복수개의 페놀 히드록시기를 갖는 화합물의 구체예로는 4-t-부틸페놀, 4-이소아밀페놀, 4-t-옥틸페놀, 2-이소프로필-5-메틸페놀, 2-아세틸페놀, 4-히드록시벤조페논, 3-클로로페놀, 4-벤질옥시카르보닐페놀, 4-도데실페놀, 레조르시놀, 4-(1-메틸-1-페닐에틸)-1,3-벤젠디올, 플로로글루시놀, 4,4'-디히드록시벤조페논, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)메탄, 2,3,4,4'-테트라히드록시 벤조페논 및 4,4'-[(4-히드록시페닐)메틸렌]비스[2-시클로헥실-5-메틸페놀]이 열거된다.

상기 나프토퀴논 디아지드 유도체의 예로는 4'-t-옥틸페닐나프토퀴논디아지드-4-술포네이트, 4'-t-옥틸페닐나프토퀴논디아지드-5-술포네이트, 4'-벤조일페닐나프토퀴논디아지드-5-술포네이트 및 2,3,4,4'-테트라히드록시벤조페논과 1,2-나프토퀴논 디아지드-5-술폰산 클로라이드의 반응물이 열거된다. 이들 나프토퀴논 디아지드 유도체의 각각은 단독으로 사용해도 좋고, 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 좋다.

상기 감광층에 첨가되는 나프토퀴논 디아지드 유도체의 양은 상기 크레졸 노볼락 수지 100질량부에 대해서 1~200질량부가 바람직하고, 5~50질량부가 보다 바람직하다.

-그 밖의 첨가제-

상기 포지티브 감광층에는, 포지티브 감광층의 현상성을 촉진시키기 위해서 2가 이상의 지방족 카르복실산 및/또는 2~6가의 페놀 화합물이 함유되어도 좋다.

상기 2가 이상의 카르복실산의 예로는 말론산, 숙신산, 푸마르산, 말레산, 히드록시숙신산, 글루타르산, 및 아디프산이 열거된다. 이들 중에서, 말론산 및 숙신산이 바람직하게 사용된다.

상기 2가 이상의 카르복실산의 함유량은 상기 감광층 중의 전체 고형분에 대해서 0.5~20질량%가 바람직하다.

상기 2~6가의 페놀 화합물의 예로는 레조르시놀, 4-(1-메틸-1-페닐에틸)-1,3-벤젠디올, 플로로글루시놀, 4,4'-디히드록시벤조페논, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산, 2,2-비스(3-메틸-4-히드록시페닐)메탄, 2,3,4,4'-테트라히드록시 벤조페논 및 4,4'-[(4-히드록시페닐)메틸렌]비스[2-시클로헥실-5-메틸페놀]이 열거된다. 이들 중에서, 레조르시놀 및 1,1-비스(4-히드록시페닐)시클로헥산이 특히 바람직하다.

상기 감광층의 전체 고형분에 대한 2~6가의 페놀 화합물의 함유량은 0.5~20질량%가 바람직하고, 5~15질량%가 보다 바람직하다.

또한, 상기 포지티브 감광층에는, 전사 불량 및 정밀도 불량 등의 고장의 인 식을 가능하게 하고, 또한 제조 적성을 향상시키는 관점에서, 소색성 염료를 첨가할 수 있다. 상기 소색성 염료란 일반적으로 200℃에서 1시간 가열에 의해 탈색될 수 있고, 베이킹 시에 소색할 수 있는 염료이다. 상기 소색성 염료로는, 180℃에서 1시간 가열함으로써 탈색될 수 있는 염료가 바람직하다. 일반적으로, 이들 염료는 열에 의한 분해되거나 산화에 의해 구조가 변화되거나, 또는 열에 의해 증발 또는 승화된다. 소색성 염료를 이용하여 내부셀 구조를 제조하는 경우, 내부셀 구조는 탈색 후에 파장 400~800nm의 평행 광선에 대해서 90% 이상의 광투과율을 갖는 것이 바람직하다.

상기 소색성 염료의 예로는 열에 의해 분해되는 염료로서 Victoria Pure Blue BOH, Victoria Pure Blue BOH-M, 말라카이트 그린, 아이젠 말라카이트 그린, 말라카이트 그린 히드로클로라이드, 및 아이젠 다이아몬드 그린 등의 디알킬아미노트리페닐메탄 염료가 열거된다. 소색성 염료의 예로는 열에 의해 증발 또는 승화하는 염료로서 오리엔트 오일 브라운, 메틸 옐로우, 스미카론 브릴리언트 블루 B, 및 1,3,5-트리페닐테트라졸륨 포르마잔이 열거된다.

상기 소색성 염료로는, 상기 염료 이외에, 염료편람(일본 유기 합성 화학 협회편, MARUZEN 발행, 1972년 7월 20일)에 기재된 승화 견뢰시험의 내오염성에 대해 180℃에서 1시간의 조건하에서 1~3으로서 평가한 염료를 사용할 수 있다. 그 구체예로는 C.I. Disperse Yellow 8, 31, 72; C.I. Disperse Orange 1, 3, 20, 21; C.I. Disperse Red 15, 55, 60, 65; C.I. Disperse Violet 8, 23, 26, 37; C.I. Disperse Blue 20, 26, 55, 56, 72, 90, 91, 92, 106; C.I. Disperse Black 29; 및 Diacellition Direct Black B M/D(Mitsubishi Chemical Corporation 제품); Sumikaron Violet RS(Sumitomo Chemical Co., Ltd. 제품); Dianix Fast Sky Blue B M/D(Mitsubishi Chemical Corporation 제품); Miketon Polyester Blue BCL 및GRN(Mitsu Oil Co., Ltd. 제품); 및 Kayaron Polyester Navy Blue GF(Nippon Kayaku Co., Ltd. 제품)가 열거된다. 이들 중에서, 가열기의 적성 및 환경오염을 고려하면, 상기 소색성 염료로는 열분해성 염료가 바람직하다.

상기 소색성 염료의 첨가량은 포지티브 감광층의 전체 고형분에 대해서 0.1~10질량%가 바람직하다.

또한, 상기 포지티브 감광층에는 열가소성 바인더를 사용할 수 있다. 상기 열가소성 바인더의 예로는 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 화합물이 열거된다.

상기 바인더의 첨가량은 본 발명의 효을 손상하지 않는 범위 내에서 적당하게 선택할 수 있다.

또한, 상기 포지티브 감광층에는 수지를 가소화할 수 있는 첨가제를 첨가할 수 있다. 상기 수지를 가소화할 수 있는 첨가제의 예로는 글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 알킬페놀, 및 트리크레실 포스페이트가 열거된다.

상기 수지를 가소화할 수 있는 첨가제의 첨가량은 수지 전체량에 대해서 0~10질량%가 바람직하고, 1~8질량%가 보다 바람직하다.

상기 포지티브 감광층은 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 및 나프토퀴논 디아지드 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 2종을 함유한다. 포지티 브 감광층에 있어서, 원하는 패턴에 기초하여 노광된 노광부분을 알칼리 수용액 등을 사용하여 현상에 의해 제거할 수 있는 포지티브의 감광성 전사재료를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 나프토퀴논 디아지드 유도체는 알칼리 가용성 페놀 노볼락 수지 및 크레졸 노볼락 수지에 대해서 용해 억제제로서 작용하지만, 나프토퀴논 디아지드 유도체는 광조사되면, 3-인덴카르복실산을 생성하여, 용해 억제효과가 없어진다. 이 때문에, 크레졸 노볼락 수지 및 나프토퀴논 디아지드를 함유하는 상기 포지티브 감광층은 알칼리 현상에 의해 광조사부만이 용해되는 포지티브 레지스트로서 기능한다.

상기 포지티브 감광층의 두께는 0.5~10㎛가 바람직하고, 1~6㎛가 더욱 바람직하다. 상기 두께가 0.5~10㎛의 범위내에 있으면, 포지티브 감광층의 도포액을 기판의 표면 상에 도포할 때에, 핀홀이 거의 발생하지 않아서 현상시에 노광부분을 쉽게 제거할 수 있다.

상기 포지티브 감광층의 도포액은 상기 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지 및 나프토퀴논 디아지드 유도체 등의 포지티브 감광층에 함유되는 성분을 용제에 용해하여 제조할 수 있다. 상기 포지티브 감광층의 도포액을 기판의 표면 상에 각종의 도포장치를 사용하여 도포하고, 그 표면을 건조함으로써 포지티브 감광층을 형성한다. 기판과 포지티브 감광층 사이에 열가소성 수지층 및 중간층이 형성되어 있는 경우에는, 포지티브 감광층의 도포액을 상기 열가소성 수지층 또는 중간층의 표면 상에 도포한다.

상기 포지티브 감광층의 도포액에 사용되는 용제는 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 그 예로는 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, sec-부탄올 및 n-헥사놀 등의 알콜류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 및 디이소부틸케톤등의 케톤류; 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, n-아밀 아세테이트, 메틸 술페이트, 에틸 프로피오네이트, 디메틸 프탈레이트, 에틸 벤조에이트 및 메톡시프로필아세테이트 등의 에스테르류; 톨루엔, 크실렌, 벤젠 및 에틸벤젠 등의 방향족 탄화수소류; 테트라클로라이드, 트리클로로에틸렌, 클로로포름, 1,1,1-트리클로로에탄, 메틸렌 클로라이드 및 모노클로로벤젠 등의 할로겐화 탄화수소류; 테트라히드로푸란, 디에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르 및 1-메톡시-2-프로판올 등의 에테르류; 및 디메틸포름아미드, 디메틸 아세토아미드, 디메틸술폭시드 및 술폴란이 열거된다. 이들 각각의 용제는 단독으로 사용해도 좋고, 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 좋다. 이들 중에서, 바람직한 예로는 3-메틸에톡시 프로피오네이트, 3-에틸에톡시 프로피오네이트, 에틸셀로솔브 아세테이트, 에틸 락테이트, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 부틸 아세테이트, 3-메틸메톡시 프로피오네이트, 2-헵타논, 시클로헥산, 에틸카르비톨 아세테이트, 부틸카르비톨 아세테이트 및 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트가 열거된다. 이들 각각의 용제는 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용해도 좋다.

<네거티브 감광층>

상기 네거티브 감광층은 적어도 수지를 함유하고, 또한 중합성 모노머, 중합 개시제, 체질안료, 및 필요에 따라 적당히 선택한 그 밖의 성분을 더 함유한다.

상기 수지로는, 알칼리 수용액으로 현상가능한 것 및 유기용제로 현상가능한 것이 알려져 있지만, 공해 방지 및 노동 안전성의 확보의 관점에서 알칼리 수용액으로 현상가능한 것이 바람직하다.

상기 수지 중에서, 본 발명에 따른 감광층의 바인더에 사용하는 수지의 예로는 (메타)아크릴산과 (메타)아크릴산 에스테르의 코폴리머; 스티렌/무수 말레산의 코폴리머; 및 스티렌/무수 말레산 코폴리머와 알콜류의 반응물이 열거된다. 이들 중에서, (메타)아크릴산과 (메타)아크릴산 에스테르의 코폴리머가 바람직하다.

일반적으로, 상기 (메타)아크릴산을 함유하는 코폴리머의 예로는, 예컨대 일본 특허공개 소 59-44615호, 일본 특허공개 소 59-53836호, 일본 특허공개 소 59-71048호, 일본 특허공고 소 54-34327호, 일본 특허공고 소 58-12577호, 일본 특허공고 소 54-25957호 공보에 기재된 메타크릴산 코폴리머, 아크릴산 코폴리머, 이타콘산 코폴리머, 크로톤산 코폴리머, 말레산 코폴리머, 및 부분 에스테르화 말레산 코폴리머 등의 측쇄에 카르복실산기를 갖는 폴리머; 및 측쇄에 카르복실산기를 갖는 셀룰로오스 유도체가 열거된다.

상술한 코폴리머 이외에, 바람직한 예로는 히드록시기를 갖는 폴리머에 환상 산무수물을 부가한 것도 열거된다. 특히, 미국특허 제4139391호에 기재된 벤질(메타)아크릴레이트와 (메타)아크릴산의 코폴리머, 및 벤질(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴산 및 다른 모노머의 다원 코폴리머가 바람직한 예이다. 또한, 알콜 가용성 나일론도 바람직한 예이다.

또한, 복수의 (메타)아크릴산 함유 코폴리머를 조합하여 사용해도 좋다.

일반적으로, 상기 (메타)아크릴산 함유 코폴리머는 50~300mgKOH/1g의 범위의 산가 및 1,000~300,000의 범위의 중량 평균 분자량을 갖는 것들 중에서 적당히 선택하여 사용한다.

상기 산가가 50mgKOH/1g 미만이면, 알칼리 현상성이 저하하는 경우가 있고, 산가가 300mgKOH/1g을 초과하면, 목표로 하는 구조가 얻어지지 않는 경우가 있다.

상기 (메타)아크릴산 함유 코폴리머의 중량 평균 분자량은 상기한 바와 같이 1,000~300,000이 바람직하고, 10,000~250,000이 보다 바람직하다.

상기 중량 평균 분자량이 1,000 미만이면, 목표로 하는 구조를 얻을 수 없는 경우가 있다. 반면, 중량 평균 분자량이 300,000을 초과하면, 현상성이 극단적으로 저하하는 경우가 있다. 상기 중량 평균 분자량은 GPC(겔투과 크로마토그래피)에 기초하여 측정한 폴리스티렌 환산 평균 분자량이다.

상기 수지의 함유량은 감광층의 전체 고형분에 대해서 20~60질량%가 바람직하고, 30~55질량%가 보다 바람직하다. 상기 함유량이 20질량% 미만이면, 도포시 네거티브 감광층의 막형성이 곤란하게 될 수 있고, 그 함유량이 60질량%를 초과하면 실리카 등의 첨가량이 제한되므로, 본 발명의 목적을 달성하는 것이 곤란하기 될 수 있기 때문에 바람직하지 않다.

-중합성 모노머-

상기 중합성 모노머는 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있지만, 단 상기 모노머는 1개 이상의 부가 중합가능한 에틸렌성 불포화기를 갖는다. 그 예로는 에스테르 화합물, 아미드 화합물 및 그 밖의 화합물이 열 거된다. 이들 각각은 단독으로 사용해도 좋고, 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 좋다.

상기 에스테르 화합물의 예로는 단관능 (메타)아크릴산 에스테르, 다관능 (메타)아크릴산 에스테르, 이타콘산 에스테르, 크로톤산 에스테르, 이소크로톤산 산 에스테르, 말레산 에스테르, 및 그 밖의 에스테르 화합물이 열거된다. 이들 각각의 에스테르 화합물은 단독으로 사용해도 좋고, 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 좋다. 이들 중에서, 단관능 (메타)아크릴산 에스테르 및 다관능 (메타)아크릴산 에스테르가 바람직하다.

상기 단관능 (메타)아크릴산 에스테르의 예로는 폴리에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 및 페녹시에틸 모노(메타)아크릴레이트가 열거된다.

상기 다관능 (메타)아크릴산 에스테르의 예로는 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,3-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 테트라메틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 디(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 폴리(메타)아크릴레이트, 소르비톨 트리(메타)아크릴레이트, 소르비톨 테트라(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄 트리(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타) 아크릴레이트, 헥산디올 디(메타)아크릴레이트가 열거된다.

이들 중에서, 디펜타에리스리톨 폴리(메타)아크릴레이트가 특히 바람직하다.

상기 다관능 (메타)아크릴산 에스테르의 다른 예로는 글리세린 및 트리메틸올에탄 등의 다관능 알콜에 에틸렌옥사이드 및/또는 프로필렌옥사이드를 부가시킨 후 (메타)아크릴레이트화한 것; 일본 특허공고 소 48-41708호, 일본 특허공고 소 50-6034호, 일본 특허공개 소 51-37193호에 기재된 우레탄 아크릴레이트류; 일본 특허공개 소 48-64183호, 일본 특허공고 소 49-43191호, 일본 특허공고 소 52-30490호에 기재된 폴리에스테르 아크릴레이트류; 에폭시 수지와 (메타)아크릴산의 반응 생성물인 에폭시 아크릴레이트류; 및 일본 특허공개 소 60-258539호에 기재된 (메타)아크릴산 에스테르, 우레탄 (메타)아크릴레이트 및 비닐 에스테르가 열거된다.

상기 그 밖의 에스테르 화합물의 예로는 트리메틸올프로판 트리(아크릴로일옥시프로필)에테르, 트리(아크릴로일옥시에틸)이소시아누레이트, 및 일본 접착협회지 Vol．20, No. 7, pp. 300~308에 기재된 광경화성 모노머 및 올리고머가 열거된다.

상기 아미드 화합물의 예로는 불포화 카르복실산과 지방족 다가 아민 화합물의 아미드(모노머)가 열거된다. 그 구체예로는 메틸렌비스(메타)아크릴아미드, 1,6-헥사메틸렌 비스(메타)아크릴아미드, 디에틸렌트리아민 트리스(메타)아크릴아미드 및 크실렌 비스(메타)아크릴아미드 이외에, 일본 특허공개 소 60-258539호에 기재된 (메타)아크릴산 아미드가 열거된다.

상기 그 밖의 화합물의 예로는 일본 특허공개 소 60-258539호에 기재된 알릴 화합물이 열거된다.

상기 감광성 조성물 중의 상기 중합성 모노머의 함유량은 감광성 조성물의 전체 고형분에 대해서 10~60질량%가 바람직하고, 20~50질량%가 보다 바람직하다.

-중합 개시제-

상기 중합 개시제는 약 300~500nm의 파장영역에서 약 50 이상의 분자흡광계수를 갖는 성분을 1개 이상 갖는 것이 바람직하다. 그 예로는 일본 특허공개 평 2-48664호, 일본 특허공개 평 1-152449호 및 일본 특허공개 평 2-153353호에 기재된 방향족 케톤, 로핀 다이머, 벤조인, 벤조인 에테르, 폴리할로겐화 화합물, 할로겐화 탄화수소 유도체, 케톤 화합물, 케톡심 화합물, 유기 과산화물, 티오 화합물, 헥사아릴 비이미다졸, 방향족 오늄염 및 케톡심 에테르가 열거된다.

이들 중합 개시제의 각각은 단독으로 사용해도 좋고, 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 좋다. 이들 중에서, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논과 2-(o-클로로페닐)-4,5-디페닐이미다졸 다이머의 조합; 4-[p-N,N'-디(에톡시카르보닐메틸)-2,6-디(트리클로로메틸)-s-트리아진], 2,4-비스-(트리클로로메틸)-6-[4-(N,N'-디에톡시카르보닐메틸아미노)-3-브로모페닐]-s-트리아진이 바람직하다.

상기 중합 개시제의 사용량은 상기 중합성 모노머의 사용량에 대해서 0.1~20질량%가 바람직하고, 0.5~10질량%가 보다 바람직하다.

-체질안료-

상기 체질안료는 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택 할 수 있다. 그 예로는 실리카, 산화아연, 황산바륨, 탄산바륨, 알루미나 화이트, 탄산칼슘, 및 칼슘 스테아레이트가 열거된다. 이들 각각의 체질안료는 단독으로 사용해도 좋고, 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 좋다. 이들 중에서, 무착색의 것이 바람직하고, 실리카 및 산화아연이 특히 바람직하다.

상기 실리카의 바람직한 구체예로는 R-972, #200(Nippon Aerosil Co., Ltd. 제품), Sea-Hoster KE(Nippon Shokubai Co., Ltd. 제품), SNOWTEX(상품명: 메탄올 실리카졸, MA-ST-M, IPA-ST, MEK-ST 및 MIBK-ST, Nissan Chemical Industries, Ltd. 제품)의 시판품이 열거된다.

상기 산화아연의 바람직한 구체예로는 ZnO-100 및 ZnO-200(Sumitomo Cement Co., Ltd. 제품)의 시판품이 열거된다.

이들 중에서, SNOWTEX로 대표되는 콜로이드 실리카가 특히 바람직하다.

상기 체질안료는 적당히 선택된 실란 커플링제 또는 티타네이트 커플링제를 사용하여 표면처리하여 분산성을 향상시켜도 좋다.

상기 체질안료의 입경은 0.01~0.5㎛가 바람직하고, 0.02~0.4㎛가 보다 바람직하다.

상기 입경이 0.01~0.5㎛이면, 분산 안정성이 우수하기 때문에, 상기 감광층의 표면상의 요철이 확대되지 않아서 바람직하다.

상기 체질안료의 첨가량은 상기 감광성 조성물의 전체 고형분에 대해서 5~50질량%가 바람직하고, 10~40질량%가 보다 바람직하고, 15~35질량%가 특히 바람직하다.

상기 체질안료의 첨가량이 5~50질량%이면, 충분한 막강도를 얻을 수 있고, 또한 전사시의 두께 저하 및 현상시의 브러시 상처를 방지할 수 있고, 또한 전사시에 기포가 거의 생성되지 않아서 감광층의 투명성이 거의 저하하지 않기 때문에 바람직하다.

상기 체질안료는 적당히 선택한 분산제에 균일하게 분산된 상태에서 사용해도 좋다.

상기 분산제는 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 그 구체예로는 Solsperse 3000, 9000, 17000, 20000, 27000(Zeneka Co., Ltd. 제품); Adisper PB-711, PN-411, PA-111(Ajinomoto Co., Ltd. 제품); 및 EFKA-766, 5244, 71, 65, 64, 63, 44(EFKA Chemicals 제품) 등의 시판품이 열거된다. 이들 중에서, Solsperse 20000이 바람직하게 사용된다.

상기 분산제의 사용량은 분산성이 양호한 분산액을 얻는 관점에서 상기 체질안료 100질량부에 대해서 0.5~100질량부인 것이 바람직하다.

상기 체질안료를 분산제를 사용하여 분산시킨 분산액에 필요에 따라서 계면활성제를 첨가함으로써, 분산액의 분산 안정성을 향상시킬 수 있다.

상기 계면활성제는 특별히 제한하지 않고, 그 예로는 알킬나프탈렌 술포네이트 및 인산 에스테르로 대표되는 음이온 계면활성제; 아민염으로 대표되는 양이온 계면활성제; 및 아미노카르복실산 및 베타인 계면활성제로 대표되는 양성 계면활성제 등의 각종 계면활성제가 열거된다.

상기 감광성 조성물은 목적한 용도에 따라서 적당히 선택한 착색제를 함유해 도 좋다.

상기 착색제는 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 그 예로는 유기안료, 무기안료, 및 염료가 열거된다. 이들의 각각은 단독으로 사용해도 좋고, 또는 2종 이상을 조합하여 사용해도 좋다. 이들 중에서, 후술하는 현상처리 및/또는 열처리에 의해 소색된 것도 바람직하게 사용된다.

상기 착색제의 바람직한 예로는 일본 특허공개 2005-17716호의 단락번호 0038~0040에 기재된 색재; 일본 특허공개 2005-361447호의 단락번호 0068~0072에 기재된 안료, 및 일본 특허공개 2005-17521호의 단락번호 0080~0088에 기재된 착색제가 열거된다.

- 그 밖의 성분-

상기 그 밖의 성분은 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있고, 그 예로는 중합억제제, 자외선 흡수제 및 가소제 등의 각종 첨가제가 열거된다.

상기 중합억제제는 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있고, 그 예로는 일본 특허공개 2005-258431호의 단락 0316에 기재된 화합물이 열거된다.

상기 중합억제제의 함유량은 감광성 조성물의 전체 성분에 대해서 0.0001~10질량%가 바람직하고, 0.0005~5질량%가 보다 바람직하고, 0.001~1질량%가 특히 바람직하다.

상기 자외선 흡수제의 예로는 일본 특허공개 평 5-72724호에 기재된 화합물 이외에, 살리실레이트, 벤조페논, 벤조트리아졸, 시아노아크릴레이트, 니켈킬레이트 및 힌더드 아민이 열거된다.

구체예로는 페닐 살리실레이트, 4-t-부틸페닐살리실레이트, 2,4-디-t-부틸 페닐-3',5'-디-t-4'-히드록시벤조에이트, 4-t-부틸페닐살리실레이트, 2,4-디-히드록시벤조페논, 2-히드록시-4-메톡시벤조페논, 2-히드록시-4-n-옥톡시벤조페논, 2-(2'-히드록시-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 에틸-2-시아노-3,3-디-페닐아크릴레이트, 2,2'-히드록시-4-메톡시벤조페논, 니켈디부틸디티오카르바메이트, 비스(2,2,6,6-테트라메토르-4-피리딘)-세바케이트, 4-t-부틸페닐살리실레이트, 페닐살리실레이트, 4-히드록시-2,2',6,6-테트라메틸 피페리딘 축합물, 숙신산-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리디닐)-에스테르, 2-[2-히드록시-3,5-비스(α,α-디메틸벤질)페닐]-2H-벤조트리아졸, 및 7-{[4-클로로-6-(디에틸아미노)-5-트리아진-2-일]아미노}-3-페닐쿠마린이 열거된다.

상기 감광성 조성물의 전체 고형분에 대한 상기 자외선 흡수제의 함유량은 0.5~15질량%가 바람직하고, 1~12질량%가 보다 바람직하고, 1.2~10질량%가 특히 바람직하다.

상기 가소제는 상기 감광층의 가요성을 제어하기 위해 첨가해도 좋다.

상기 가소제의 예로는 일본 특허공개 2005-258431호의 단락 0318에 기재된 화합물이 열거된다.

상기 가소제의 함유량은 상기 감광층의 전체 성분에 대해서 0.1~50질량%가 바람직하고, 0.5~40질량%가 보다 바람직하고, 1~30질량%가 특히 바람직하다.

상기 감광성 조성물 중에 상기 계면활성제가 함유됨으로써, 도포액의 유동성이 양호하고; 도포공정에서 사용되는 스핀코터의 노즐, 튜브 및 용기내에서의 용액의 부착성이 개선되어, 상기 노즐 내에 오염으로서 남는 잔류물을 효과적으로 감소시킬 수 있다. 그 결과, 도포액을 바꾼 경우에 세정에 필요한 세정액의 양 및 작업시간을 경감할 수 있어, 내부셀 구조의 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 내부셀 구조를 형성할 때에 발생하는 평면 불균일 등을 감소시킬 수 있다.

상기 네거티브 감광층을 형성하는 네거티브 감광성 조성물은 용제를 이용하여 제조할 수 있다. 상기 용제는 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있고, 상기 포지티브 감광층에서 사용한 것과 동일한 것을 사용할 수 있다.

상기 네거티브 감광층의 두께는 0.3~10㎛가 바람직하고, 0.75~6㎛가 보다 바람직하고, 1.0~3㎛가 특히 바람직하다.

상기 네거티브 감광층의 두께가 0.3~10㎛이면, 포지티브 감광층의 도포액을 기판의 표면에 도포할 때에 핀홀이 거의 생기지 않아서, 제조적성이 거의 저하하지 않고, 또한 현상시 미노광부의 제거 시간을 단축할 수 있다.

<기재>

상기 감광층 형성공정에 사용되는 기재는 특별히 제한하지 않고, 본 분야에 공지된 재료, 즉 표면 평활성의 높은 것으로부터 요철면을 갖는 것 중에서 적당히 선택할 수 있지만, 시트상 또는 층상 기재가 바람직하다. 바람직한 구체예로는 소 다유리판, 산화규소가 스퍼터링된 유리판, 무알칼리 유리판 및 석영 유리판 등의 유리판; 합성 수지 필름, 종이 및 금속판이 열거된다.

[노광공정]

상기 노광공정은 N회 다중노광(N은 2 이상의 자연수)에 사용되는 픽셀부를 노광헤드의 픽셀부 지정유닛을 사용하여 사용가능한 픽셀부 중에서 지정하고; 상기 픽셀부를 상기 픽셀부 지정유닛에 의해 지정된 픽셀부만이 노광에 관여하도록 상기 노광헤드의 픽셀부 제어유닛에 의해 제어하고; 상기 노광헤드를 노광헤드의 주사방향을 향하여 상대적으로 이동시켜 감광층을 노광하는 공정이다. 상기 노광헤드는 광조사 유닛 및 광변조 유닛을 구비고, 상기 노광헤드에 있어서 픽셀부의 열방향은 노광헤드의 주사방향에 대해서 소정의 설정 경사각도 θ를 갖도록 배치된다.

본 발명에 있어서, "N회 다중노광"이란 감광층의 노광면 상의 노광된 영역의 거의 모든 부분에 있어서, 상기 노광헤드의 주사방향에 평행한 직선이 감광층의 노광면 상에 입사된 N 광점열(픽셀열)과 교차하는 배치에 기초한 노광을 의미한다. 여기서, "광점열(픽셀열)"이란 상기 픽셀부에 의해 생성된 픽셀 유닛으로서 광점 어레이(픽셀 어레이) 중에서 상기 노광헤드의 주사방향으로 형성된 좁은 각도의 광점(픽셀)의 어레이를 의미한다. 상기 픽셀부는 직사각형 격자상으로 배열될 필요는 없고, 예컨대 평행사변형 형태로 배열되어도 좋다.

여기서, 노광된 영역의 "거의 모든 부분"이라고 한 이유는 다음과 같다. 각 픽셀부의 양 가장자리에서, 노광헤드의 주사방향에 평행한 직선과 각각 교차하는 사용가능한 픽셀부의 픽셀부 열의 수가 경사진 픽셀부 열에 의해 감소하기 때문에, 이 경우에는 복수의 노광헤드를 서로 연결된 것과 같이 사용했을 때에도, 상기 노광헤드의 설치각도 및 배치 등의 어긋남 때문에 주사방향과 평행한 직선과 교차하는 사용가능한 픽셀부의 픽셀부 열의 수가 약간 증가하거나 감소할 수 있고; 또한 각 사용가능한 픽셀부에 있어서 해상한계 이하에 있는 픽셀부 열 사이의 최소 연결부분에서, 주사방향과 직교하는 방향을 따른 픽셀부의 피치가 노광헤드의 설치각도 및 픽셀부의 배치의 어긋남 때문에 다른 픽셀부의 피치와 엄밀하게 일치하지 않아서, 주사방향에 평행한 직선과 교차하는 사용가능한 픽셀부의 픽셀부 열의 수가 ±1의 범위에서 증감하는 경우가 있다. N이 2 이상의 자연수인 N회 다중노광을 이하 "다중노광"이라고 한다. 또한, 이하의 설명에서는, 묘화장치 또는 묘화방법의 실시형태로서의 본 발명의 노광장치 또는 노광방법의 실시형태에 대해서 "N회 묘화" 및 "다중 묘화"라는 용어를 사용한다.

상기 N회 다중노광의 값 "N"은 2 이상의 자연수이면 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있지만, N은 3 이상의 자연수인 것이 바람직하고, 3~7의 자연수인 것이 보다 바람직하다.

상기 노광공정에 있어서, 감광층을 빈산소 분위기하에서 노광하는 것이 바람직하다. 예컨대, 감광층은 불활성 가스 분위기 하에서 또는 산소차단층이 감광층 상에 형성된 상태에 있는 것이 바람직하다.

감광층을 빈산소 분위기 하에서 노광하는 방법은 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 상기 방법의 예로는 불활성 가스를 상기 감광층 표면에 직접 분사하는 방법; 및 노광할 대상인 감광층이 형성되어 있는 시료를 프레임의 일측이 개방되어 있고, 적어도 상기 프레임의 나머지 일측에는 불활성 가스의 주입홀이 형성되어 있는 시료 스탠드의 노광공간에 위치시키고, 상기 불활성 가스를 불활성 가스 주입홀로부터 샘플 스탠드로 도입하여 감광층을 불활성 가스로 커버링하면서 감광층을 노광하는 방법이 열거된다.

또한, 상기 노광공간을 밀폐공간으로 사용하여 감압하에서 상기 밀폐공간으로 불활성 가스를 주입할 수 있다.

상기 불활성 가스로는 산소의 영향에 의해 상기 감광층의 중합반응이 저해되는 것을 방지할 수 있으면 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 불활성 가스의 예로는 질소 가스, 헬륨 가스 및 아르곤 가스가 열거된다.

이하, 내부셀 구조의 제조방법 및 상기 내부셀 구조의 제조방법에 적합하게 사용되는 노광장치의 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다.

노광장치의 바람직한 예로는, 상기 기재가 유기 기재 등일 경우에는 플랫베드(flat-bed)식 노광장치가 열거된다. 상기 기재가 플렉시블 기재인 경우에는 외장형 드럼식 노광장치, 내장형 드럼식 노광장식 등이 사용될 수 있다. 이하, 플랫베드식 노광장치에 대해서 설명한다.

<노광장치>

도 1에 나타낸 바와 같이, 노광장치(10)는 감광층이 층구조로 형성된 층구조체(이하, "감광성 재료(12)" 또는 "감광층(12)"이라고 함)를 그 표면에 부착하여 지지시킨 평판상 이동 스테이지(14)를 구비하고 있다. 4개의 다리부(16)에 의해 지 지된 두꺼운 판상 설치대(18)의 상면에는, 스테이지 이동방향을 따라 연장된 2개의 가이드(20)가 설치되어 있다. 스테이지(14)는 그 길이방향이 스테이지 이동방향을 향하도록 배치되고, 가이드(20)에 의해 왕복 이동가능하도록 지지되어 있다. 이 노광장치(10)에는 스테이지(14)를 가이드(20)에 따라 구동시키는 스테이지 구동유닛(도시하지 않음)이 구비되어 있다.

설치대(18)의 중앙부에는, 스테이지(14)의 이동경로를 건너 뛰도록 브리지 거더(bridge girder)와 같은 형상으로 형성된 게이트(22)가 설치되어 있다. 상기 게이트(22)의 양 가장자리는 설치대(18)의 양측에 고정되어 있다. 이 게이트(22)에 의해 샌드위치된 위치에 스캐너(24)가 설치되어 있다. 게이트(22)의 타측에는, 감광성 재료(12)의 선단 및 후단을 감지하는 복수의 센서(26)(예컨대 2개의 센서(26))가 설치되어 있다. 상기 스캐너(24) 및 센서(26)는 게이트(22)에 각각 탑재되어, 스테이지(14)의 이동경로의 상방에 고정 된다. 상기 스캐너(24) 및 센서(26)는 이들을 제어하는 콘트롤러(도시하지 않음)에 각각 접속되어 있다.

여기에서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 스테이지(14)의 표면에 평행한 평면 상에는, 서로 직교하는 X축과 Y축이 규정되어 있다.

스테이지(14)의 주사방향을 따른 스테이지(14)의 단상류(이하, 간단히 "상류측"이라고 하는 경우도 있음)에는, X축 방향을 향해서 각각 개방된 개다리 형상의 10개의 슬릿(28)이 동일한 간격으로 형성되어 있다. 각 슬릿(28)은 상류측에 위치하는 슬릿(28a)과 하류측에 위치하는 슬릿(28b)으로 이루어져 있다. 상기 슬릿(28a)과 슬릿(28b)은 각각 서로 직교하고, 슬릿(28a)은 X축에 대해서 -45°의 각 도를 갖고, 슬릿(28b)은 X축에 대해서 +45°의 각도를 갖는다.

슬릿(28)은 노광헤드(30)의 각 중심부와 대체로 일치하도록 위치한다. 각 슬릿(28)은 대응하는 노광헤드(30)에 의해 노광된 각 노광영역(32)의 폭이 충분히 커버되는 크기를 갖는다. 슬릿(28)은 2개의 인접하는 노광된 영역(34) 사이의 중첩된 부분의 중심과 대체로 일치하도록 위치한다. 이 경우, 각 슬릿(28)은 노광된 영역(34)의 중첩된 부분의 폭을 충분히 커버하는 크기를 갖는다.

스테이지(14) 내부에 배치된 각 슬릿(28)의 하부에는, 단일 셀형 광검출기(도시하지 않음)가 후술하는 사용가능한 픽셀부 지정단계에 있어서 픽셀 유닛으로서 광점을 검출하기 위한 광점 위치 검출유닛으로서 각각 구비되어 있다. 상기 각 광검출기는 후술하는 사용가능한 픽셀부 지정단계에 있어서 픽셀부를 선택하기 위한 픽셀부 선택유닛으로서 연산장치(도시하지 않음)에 접속되어 있다.

노광시 상기 노광장치의 동작 실시형태로는, 노광헤드를 항상 이동시키면서 감광층을 연속적으로 노광하는 실시형태이어도 좋고, 또는 노광헤드를 단계적으로 이동시켜서 노광헤드를 각 목적위치에 정지시키면서 감광층을 노광하는 실시형태이어도 좋다.

<<노광헤드>>

각 노광헤드(30)는 후술하는 각 노광헤드(30)의 내부에 탑재된 디지털·마이크로 미러·디바이스(DMD)(36)의 각 픽셀부(마이크로 미러)의 열방향이 주사방향과 소정의 설정 경사각도 θ를 갖도록 스캐너(24)에 탑재되어 있다. 이 때문에, 각 노광헤드(30)에 의해 노광된 노광영역(32)은 각각 주사방향에 대해서 경사진 직사각 형 에리어이다. 스테이지(14)의 이동에 따라, 각 노광헤드(30)에 대해 감광층(12)에는 띠형상의 노광된 영역(34)이 형성된다.

도 2및 도 3b에 나타낸 예에서는, 스캐너(24)에는 2행 5열의 대략 매트릭스로 배열된 10개의 노광헤드가 구비되어 있다.

하기 설명에 있어서, m행 n열에 배열된 노광헤드를 나타내는 경우에는, 노광헤드(30_mn)로 표시하고, m행 n열에 배열된 노광헤드에 의해 노광된 노광영역을 나타내는 경우에는, 노광영역(32_mn)로 표기한다.

도 3a 및 도 3b에 나타낸 바와 같이, 띠형상의 노광된 영역(34)의 각각이 인접하는 노광된 영역(34)와 부분적으로 중첩되도록, 라인으로 배열된 각 행의 노광헤드(30)의 각각은 일정 간격(노광영역의 장측의 정수배, 본 실시예에서는 노광영역의 장측의 2배)으로 어긋나도록 배치되어 있다. 이렇게 하여, 제 1 행에 형성된 노광영역(32₁₁)와 노광영역(32₁₂) 사이의 노광할 수 없는 부분은 제 2 행에 형성된 노광영역(32₂₁)에 의하여 노광할 수 있다.

노광헤드(30)의 각각은 화상 데이터에 따라 각 픽셀부에 대한 입사광을 변조하는 광변조 유닛(각 픽셀부에 대해 광을 변조하는 공간 광변조기)로서 DMD(36)(Texas Instruments 제품)을 구비하고 있다. 이 DMD(36)는 데이터 처리부와 미러 구동 제어부를 구비한 픽셀부 제어유닛으로서의 콘트롤러에 접속되어 있다. 이 콘트롤러의 데이터 처리부에서는, 입력된 화상 데이터에 기초하여 각각의 노광헤드(30)에 대해서 DMD(36)의 사용 영역 내에서 각 마이크로 미러를 구동 제어하는 제어신호를 생성한다. 상기 미러 구동 제어부에서는, 화상 데이터 처리부에서 생성한 제어신호에 기초하여 각각의 노광헤드(30)에 대해서 DMD(36)의 각 마이크로 미러의 반사면의 각도를 제어한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, DMD(36)의 광입사측에는 섬유 어레이 광원(38), 렌즈계(40) 및 미러(42)가 이 순서로 배치되어 있다. 상기 섬유 어레이 광원(38)은 광섬유의 발광 단부(발광점)가 노광영역(32)의 장측방향과 동일한 방향을 따라 라인으로 배열된 레이저 발광부를 구비한다. 상기 렌즈계(40)는 섬유 어레이 광원(38)으로부터 발광된 레이저빔을 보정해서 그 레이저빔을 DMD(36) 상에 수렴한다. 상기 미러(42)는 DMD(36)을 향해서 렌즈계(40)를 통과한 레이저빔을 반사한다. 도 4에 렌즈계(40)를 개략적으로 나타낸다.

상기 렌즈계(40)는 도 5에 상세하게 나타낸 바와 같이 섬유 어레이 광원(38)으로부터 각각 방출된 레이저빔을 평행 레이저빔으로 하는 1쌍의 조합 렌즈(44); 상기 평행 레이저빔의 레이저 광량 분포가 균일해지도록 평행 레이저빔을 보정하는 1쌍의 조합 렌즈(46); 및 레이저 광량 분포가 보정된 레이저빔을 DMD(36) 상에 집광하는 집광렌즈(48)로 구성되어 있다.

DMD(36)의 광반사측에는, DMD(36)에 의해 반사된 레이저빔을 감광층(12)의 노광면 상에 결상하는 렌즈계(50)가 배치되어 있다. 상기 렌즈계(50)는 DMD(36)가 감광층(12)의 노광면과 공역관계를 갖도록 배치된 2매의 시트 렌즈(52 및 54)를 구비한다.

본 실시형태에서는, 섬유 어레이 광원(38)으로부터 각각 방출된 레이저빔은 레이저빔을 실질적으로 5배로 확대한 후, DMD(36) 상의 각 마이크로 미러로부터의 레이저빔이 렌즈계(50)를 통해 약 5㎛의 초점으로 좁아지도록 설정되어 있다.

-광변조 유닛-

광변조 유닛은 2차원으로 배열된 n개의 픽셀부(n은 2 이상의 자연수)를 갖고, 패턴정보("픽셀 데이터"라고도 함)에 따라 상기 픽셀부를 제어가능한 광변조 유닛이면 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 예컨대, 공간 광변조기가 바람직하게 사용된다.

상기 공간 광변조기의 예로는 디지털·마이크로 미러·디바이스(DMD), MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 타입의 공간 광변조기(SLM), 전기광학효과에 의해 투과광을 변조하는 광학소자(PLZT 소자), 및 액정 광셔터(FLC)가 열거된다. 이들 중에서, DMD가 적합한 예이다.

상기 광변조 유닛은 형성하는 패턴정보(픽셀 데이터)에 기초하여 제어신호를 생성하는 패턴신호 생성유닛을 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 광변조 유닛은 상기 패턴 신호 생성유닛에 의해 생성된 제어신호에 따라 광을 변조시킨다.

상기 제어신호는 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 예컨대, 디지털 신호가 적합한 예이다.

이하, 상기 광변조 유닛의 일례에 대해서 도면을 참조여 설명한다.

DMD(36)은 다수의 마이크로 미러(58)가 SRAM셀(메모리셀)(56) 상에 각각 픽셀을 구성하는 픽셀부로서 격자상으로 배열되어 있는 미러 디바이스이다. 본 실시형태에서는, 1024열×768행으로 배열된 마이크로 미러(58)를 구비한 DMD(36)를 사 용하지만, 이들 마이크로 미러(58) 중에서 DMD(36)에 접속된 콘트롤러에 의해 구동가능한 마이크로 미러, 즉 사용가능한 마이크로 미러(58)는 1024열×256행뿐이다. DMD(36)의 데이터 처리속도에는 한계가 있고, 1라인당 변조속도는 사용하는 마이크로 미러수에 비례해서 결정되므로, 이렇게 1라인당 변조속도는 일부의 마이크로 미러의 일부만을 사용함으로써 빨라진다. 각 마이크로 미러(58)는 지주(column support)로 지지되고, 그 표면에는 알루미늄 등의 반사율이 높은 재료가 증착되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 각 마이크로 미러의 반사율은 90% 이상이고, 그 배열 피치는 세로방향과 가로방향 모두 13.7㎛이다. SRAM 셀(56)은 힌지 및 요크를 포함하는 지주를 통해서 일반적인 반도체 메모리의 제조라인에서 제조되는 Silicon-Gate CMOS이고, 일체구조로 일체 형성된다.

DMD(36)의 SRAM셀(메모리셀)(56)에 원하는 2차원 패턴을 구성하는 각 점의 농도를 2진수로 표시한 화상신호를 기록하면, 지주에 의해 지지된 각 마이크로 미러(58)는 대각선을 중심위치로 하여 DMD(36)이 배치된 기판면에 대해서 +α도 또는 -α도(예컨대 +10도 또는 -10도) 경사져 있다. 도 7a는 마이크로 미러(58)가 +α도경사진 상태, 즉 온상태 마이크로 미러(58)를 나타내는 도이다. 도 7b는 마이크로 미러(58)가 -α도 경사진 상태, 즉 오프상태 마이크로 미러(58)를 나타내는 도이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 화상 신호에 따라서 DMD(36)의 각 픽셀에 있어서의 마이크로 미러(58)의 경사를 제어함으로써, DMD(36)의 표면에 입사한 레이저빔 B은 각각의 마이크로 미러(58)가 경사진 방향으로 반사된다.

도 6은 DMD(36)의 부분 확대도이고, 각 마이크로 미러(58)가 기판면에 대해 서 +α도 또는 -α도 경사지도록 제어되는 상태의 일례를 나타낸다. 각각의 마이크로 미러(58)는 DMD(36)에 접속된 콘트롤러에 의해 온-오프 제어된다. 오프 상태의 마이크로 미러(58)로부터 반사된 레이저빔 B이 진행하는 연장된 방향에는, 광흡수체(도시하지 않음)가 배치되어 있다.

-광조사 유닛-

상기 광조사 유닛은 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있고, 그 예로는 초고압 수은등, 제논등, 카본 아크등, 할로겐 램프, 및 복사기, LED, 반도체 레이저용 등의 형광관 등의 공지의 광원; 및 2개 이상의 광을 조합하여 대상을 조사하는 유닛이 열거된다. 이들 중에서, 2 이상의 광을 조합해서 대상을 조사하는 유닛이 바람직하다.

상기 광조사 유닛으로부터 방출되는 광의 예로는, 감광층을 기판을 통해서 조사하는 경우에는, 전자파 및 증감제; 상기 기판을 투과하여 사용된 광중합 개시제를 활성화시키는 자외선~가시광선, 전자빔, X선, 및 레이저빔이 열거된다. 이들 중에서, 레이저빔이 바람직하고, 2개 이상의 레이저빔을 조합한 레이저(이하, "다중 레이저"라고 하는 경우도 있음)가 더욱 바람직하다. 기판을 박리한 후 감광층을 광조사하는 경우에도, 동일한 광 또는 레이저빔을 사용할 수 있다.

상기 자외선~가시광빔의 파장은 300~1,500nm이 바람직하고, 320~800nm이 보다 바람직하고, 330nm~650nm이 특히 바람직하다.

상기 레이저빔의 파장은 200~1,500nm이 바람직하고, 300~800nm이 보다 바람직하고, 400nm~450nm이 특히 바람직하다.

상기 다중 레이저를 조사가능한 유닛으로는, 복수의 레이저, 멀티모드 광섬유, 및 상기 복수의 레이저로부터 각각 방출된 레이저빔을 조합하여, 이 집광 레이저빔과 상기 멀티모드 광섬유를 조합시키는 집합 광학계를 갖는 것이 바람직하다.

이하, 상기 다중 레이저를 조사가능한 유닛(섬유 어레이 광원)의 예는 일본 특허공개 2005-258431호의 단락 0109~0146에 기재된 유닛이 열거된다.

<<픽셀부 지정유닛>>

상기 사용 픽셀부 지정유닛은 노광면 상에 픽셀 유닛으로서 광점의 위치를 검출하도록 구성된 광점 위치 검출유닛; 및 상기 광점 위치 검출유닛의 검출 결과에 기초하여 N회 다중노광을 실현하기 위해서 사용하는 픽셀부를 선택하도록 구성된 픽셀부 선택유닛을 적어도 구비하는 것이 바람직하다.

이하, 상기 픽셀부 지정유닛을 사용하여 N회 다중노광에 사용되는 픽셀부를 지정하는 방법의 예를 설명한다.

(1) 단일 노광헤드 내에서 사용되는 사용가능한 픽셀부의 지정방법

본 실시형태(1)에 있어서는, 감광성 재료(12)를 노광장치(10)를 사용하여 2중 노광하는 경우에 이상적인 2중 노광을 실현하기 위해 사용되는 픽셀부 지정방법을 설명한다. 실시형태(1)에서는, 각각의 노광해드(30)의 설치각도 어긋남에 기인하는 해상도 변동 및 농도 불균일을 균일화한다.

노광헤드(30)의 주사방향에 대한 열방향으로의 픽셀부(마이크로 미러(58))의 설정 경사각도 θ로는, 노광헤드(30)의 설정 경사각도 어긋남이 없는 이상적인 상태이면, 1024열×256행의 사용가능한 픽셀부를 사용해서 2중 노광이 가능한 각도 θ_ideal보다도 약간 큰 각도를 채용한다.

상기 각도 θ_ideal은 N회 다중노광의 수를 N으로 나타내고; 노광헤드(30)의 주사방향에 대한 열방향에서 사용가능한 마이크로 미러(58)의 수를 s로 나타내고; 상기 열방향에서 사용가능한 마이크로 미러(58)의 간격을 p로 나타내고; 또한 노광헤드(30)를 경사시킨 상태에서 마이크로 미러(58)에 의해 형성되는 주사선의 피치를 δ로 나타낸 경우, 하기 식(1)로부터 얻어진다.

sp sinθ_ideal ≥ Nδ … 식(1)

본 실시형태에서 DMD(36)은 다수의 동일 간격의 마이크로 미러(58)가 에그크레이트(egg-crate) 형태로 종횡 배치된 것이기 때문에, 하기 식(2)이 주어진다.

p cosθ_ideal = δ … 식(2)

본 실시형태의 상기 식(1)은 다음과 같다.

s tanθ_ideal = N … 식(3)

본 실시형태(1)에서는, 상기한 바와 같이 s는 256이고, N은 2이므로, 상기 각도 θ_ideal는 약 0.45도다. 따라서, 설정 경사각도 θ로는, 예컨대 0.50도 정도의 각도를 채용하는 것이 바람직하다. 노광장치(10)는 각 노광헤드(30)의 설치각도, 즉 각 DMD(36)가 이 설정 경사각도 θ에 가까운 각도를 갖도록 초기에 조정되어 있어야 한다.

도 8은 1개의 노광헤드(30)의 설치각도의 어긋남 및 패턴 왜곡에 의해, 노광 면 상의 패턴에 생기는 불균일의 예를 나타내는 설명도이다. 하기 도면 및 설명에 있어서는, 각 픽셀부(마이크로 미러)에 의해 생성되는, 노광면 상의 노광부분을 구성하는 픽셀 유닛으로서 규정되는 광점에 대해서, 제 m 행의 광점을 r(m)로 표시하고; 제 n 열의 광점을 c(n)로 표시하고; 제 m 행, 제 n 열의 광점을 P(m, n)로 각각 표시한다.

도 8의 상단부분은 스테이지(14)를 정지시킨 상태에서 감광성 재료(12)의 노광면 상에 투영되는 사용가능한 마이크로 미러(58)로부터의 광점군의 패턴을 나타낸다. 도 8의 하단부분은 도면의 상단부분에 나타낸 바와 같은 광점군의 패턴이 드러나 있는 상태에서 스테이지(14)를 이동시켜서 감광성 재료(12)의 표면을 연속 노광한 경우에, 노광면 상에 형성되는 노광패턴의 상태를 나타낸다.

도 8은 설명의 편의를 위해서, 홀수열에 대한 마이크로 미러(58)를 사용한 노광패턴과 짝수열에 대한 마이크로 미러(58)를 사용한 노광패턴을 분리하여 나타낸 도면이지만, 노광면에 형성된 실제 노광패턴은 이들 패턴이 서로 포개진 노광패턴이다.

도 8의 예에서는, 설정 경사각도 θ에 대해 상기 각도 θ_ideal 보다도 약간 큰 각도를 채용한 결과, 및 노광헤드(30)의 설치각도를 미세 조정하기 곤란하기 때문에 노광헤드(30)의 실제 설치각도와 상기 설정 경사각도 θ 사이에는 오차가 있는 결과로서, 노광면 상의 일부 영역에서 농도 불균일이 발생한다. 구체적으로는, 홀수열의 마이크로 미러에 의한 형성된 노광패턴 및 짝수열의 마이크로 미러에 의한 노광패턴 모두에서, 조사선량이 복수의 픽셀부 열에 의해 형성된 노광면 상의 중첩 노광부분에서, 이상적인 2중 노광에서 보다 조사선량이 더욱 과다로 가해져서, 과다한 픽셀을 갖는 부분이 생성되어 농도 불균일이 야기된다.

도 8에 나타낸 예는 노광면 상에 투영된 픽셀부의 각 열의 경사각도가 불균일한 "각도 왜곡"이 발생하는 경우에 노광면 상에 발생된 패턴 왜곡의 예이다. 이러한 각도 왜곡의 발생 원인의 예로는 DMD(36)와 노광면 사이의 광학계의 각종 수차 및 어긋남, DMD(36) 그 자체의 왜곡, 및 마이크로 미러의 배치오차가 열거된다.

도 8에 나타낸 예에서는, 주사방향에 대한 도면의 좌측에 위치한 픽셀부의 열의 경사각도가 그 우측에 위치한 픽셀부의 열의 것보다 좁다. 바꾸어 말하면, 경사각도가 좁을 수록 픽셀부는 도면의 좌측에 위치하고, 경사각도가 넓을 수록 픽셀부는 도면의 우측에 위치한다. 각도 왜곡의 결과로서의 과다 노광된 영역의 면적은 도면의 좌측에 나타낸 노광면에서 작아지고, 도면의 우측 방향에 나타낸 노광면에서는 커진다.

상기한 바와 같은 복수의 픽셀부 열에 의해 형성된 노광면 상의 중첩 노광부분에 있어서의 농도 불균일을 경감시키기 위해서, 상기 광점 위치 검출유닛으로서 슬릿(28) 및 광검출기의 조합이 각 노광헤드(30)에 대한 실제 경사각도 θ'를 특정한 다음, 상기 실제 경사각도 θ'에 기초하여 광검출기에 접속된 연산장치를 이용하여 노광에 실제 사용되는 마이크로 미러를 선택하는데 사용된다.

실제 경사각도 θ'은 광점 위치 검출유닛에 의해 검출된 적어도 2개의 광점 위치에 기초하여, 노광헤드를 경사시킨 상태에서의 노광면 상의 광점의 열방향과 상기 노광헤드의 주사방향 사이에 형성된 각도에 의해 특정된다.

이하, 도 9 및 10을 참조하여, 상기 실제 경사각도 θ'의 특정 및 사용가능한 픽셀부 선택단계에 관하여 설명한다.

-실제 경사각도 θ'의 특정-

도 9는 1개의 DMD(36)에 의해 노광된 노광영역(32) 및 상기 노광영역(32)에 대응하는 슬릿(28)의 위치 관계를 나타내는 상면도이다. 슬릿(28)은 노광영역(32)의 폭을 충분히 커버하는 크기를 갖는다.

본 실시형태(1)의 예에서는, 노광영역(32)의 실질적 중심에 위치하는 제 512 열의 광점과 노광헤드(30)의 주사방향 사이에 형성된 각도는 실제 경사각도 θ'로서 측정된다. 구체적으로는, DMD(36) 상의 제 1 행, 제 512 열의 마이크로 미러(58), 및 제 256 행, 제 512 열의 마이크로 미러(58)를 온-상태로 하고, 각각의 마이크로 미러에 대응하는 노광면 상의 광점 P(1, 512) 및 P(256, 512)의 위치를 검출한 다음; 그 점들을 연결하는 직선과 노광헤드의 주사방향 사이에 형성된 각도를 실제 경사각도 θ'로서 특정한다.

도 10은 광점 P(256, 512)의 위치를 검출하는 방법을 설명한 상면도이다.

우선, 제 256 행, 제 512 열의 마이크로 미러(58)를 점등시킨 상태에서, 스테이지(14)를 천천히 이동시켜서 슬릿(28)을 Y축 방향을 따라 상대적으로 이동시킨 후, 광점 P(256, 512)가 상류에 위치한 슬릿(28a)과 하류에 위치한 슬릿(28b) 사이에 위치하는 임의의 위치에 위치시킨다. 이 때의 슬릿(28a)과 슬릿(28b)의 교점의 좌표를 (X0, Y0)로 정의한다. 이 좌표(X0, Y0)의 값은 스테이지(14)에 주어진 구동 신호가 나타내는 위치까지의 스테이지(14)의 이동거리, 및 X방향에서의 슬릿(28)의 공지의 위치에 기초하여 결정한 다음, 좌표를 기록한다.

다음에, 스테이지(14)를 이동시켜서 도 10에서의 우측 방향으로 Y축을 따라 슬릿(28)을 상대적으로 이동시킨다. 도 10에 있어서의 2점 단쇄선으로 나타낸 바와 같이, 광점 P(256, 512)의 광빔이 좌측에 위치한 슬릿(28b)을 투과하여 광검출기에 의해 검출되면, 스테이지(14)가 정지된다. 이 때의 슬릿(28a)과 슬릿(28b)의 교점의 좌표(X0, Y1)를 광점 P(256, 512)의 위치로서 기록한다.

다음에, 스테이지(14)를 그 반대방향으로 이동시켜서 도 10에 있어서의 좌측 방향으로 슬릿(28)을 Y축을 따라 상대적으로 이동시킨다. 도 10에 있어서 2점 단쇄선으로 나타낸 바와 같이, 광점 P(256, 512)의 광빔이 우측에 위치한 슬릿(28b)을 투과하여 광검출기에 의해 검출되면, 스테이지(14)가 정지된다. 이 때의 슬릿(28a)과 슬릿(28b)의 교점의 좌표(X0, Y2)를 광점 P(256, 512)의 위치로서 기록한다.

상기 측정결과에 기초하여, 노광면 상의 광점 P(256, 512)의 위치를 나타내는 좌표(X, Y)는 식 X=X0+(Y1-Y2)/2 및 Y=(Y1+Y2)/2에 의해 결정된다. 상기와 동일한 방법으로, 광점 P(1, 512)의 위치를 나타내는 좌표도 결정된다. 각각의 좌표를 연결하는 직선과 노광헤드(30)의 주사방향 사이에 형성된 경사각도를 얻고, 이 좌표를 실제 경사각도 θ'로서 특정한다.

-사용 픽셀부의 선택-

이렇게 하여 특정된 실제 경사각도 θ'를 사용하여, 상기 광검출기에 접속된 상기 연산장치에 의해서, 하기 식(4)를 만족시키는 값 t에 가장 가까운 자연수를 유도한다.

t tanθ' = N … 식(4)

그 다음, DMD(36) 상의 제 1 행으로부터 제 T 행의 마이크로 미러를 노광에 실제로 사용하는 마이크로 미러로서 선택한다. 이들 마이크로 미러를 선택함으로써, 제 512 열의 마이크로 미러 부근의 노광부분에 있어서, 이상적인 2중 노광 보다 더욱 과다하게 노광된 영역과 부족하게 노광된 영역의 총면적을 최소화시키는 마이크로 미러를 노광에 실제로 사용하는 마이크로 미러로서 선택할 수 있다.

여기에서, 상기 값 t에 가장 가까운 자연수를 도출하는 대신에, 값 t 이상의 최소 자연수를 도출해도 좋다. 이 경우, 제 512 열의 마이크로 미러 부근의 노광부분에 있어서, 이상적인 2중 노광에서 보다 과다하게 노광된 부분의 면적을 최소화시키고, 또한 불충분하게 노광된 부분이 생기는 것을 방지하는 마이크로 미러를 이상적인 2중 노광에 실제 사용하는 마이크로 미러로서 선택할 수 있다.

값 t 이하의 최대의 자연수를 도출해도 좋다. 이 경우, 제 512 열의 마이크로 미러 부근의 노광부분에 있어서, 이상적인 2중 노광에서 보다 불충분하게 노광된 부분의 면적을 최소화시키고, 과다하게 노광된 부분이 생기는 것을 방지하는 마이크로 미러를 실제로 사용하는 마이크로 미러로서 선택할 수 있다.

도 11은 상기한 바와 같이 실제로 사용하는 마이크로 미러로서 선택되는 마이크로 미러에 의해 생성된 광점만을 사용한 노광에 있어서, 도 8에 나타낸 노광면 상의 불균일이 어떻게 균일화되는지를 나타내는 설명도이다.

이 예에서는, 상기 자연수 T로서 T=23이 얻어졌고, 또한 제 1 행으로부터 제 253 행의 마이크로 미러가 선택된 것이라고 간주한다. 선택되지 않은 제 254 행로부터 제 256 행의 마이크로 미러에 대해서는, 상기 픽셀부 제어유닛에 의해, 항상 오프 상태의 각도를 설정하도록 신호가 송신되어, 이들 마이크로 미러는 실질적으로 노광에 관여하지 않는다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 제 512 열의 마이크로 미러 부근의 노광부분에서는, 과다하게 노광된 부분과 불충분하게 노광된 부분이 거의 완전히 제거되어, 이상적인 2중 노광에 매우 가까운 균일한 노광이 실현된다.

반대로, 도 11의 좌측 방향의 부분(도 11 중의 c(1) 부근)에서는, 상기 각도 왜곡에 의해, 노광면 상에 있어서의 광점열의 경사각도가 상기 도면의 중앙 영역(c(512) 부근)에서의 광빔열의 경사각도보다도 작아진다. 따라서, c(512)를 기준으로 측정한 실제 경사각도 θ'에 기초하여 선택된 마이크로 미러만을 사용한 노광으로, 짝수열을 사용하여 형성한 노광패턴 및 홀수열을 사용하여 형성한 노광패턴의 각각에 있어서, 이상적인 2중 노광에서보다 불충분하게 노광된 부분이 소량으로 생긴다.

그러나, 도면에 나타낸 홀수열을 사용하여 형성한 노광패턴을 짝수열을 사용하여 형성한 노광패턴과 중첩된 상태에서 형성한 실제 노광패턴에 있어서, 조사선량이 불충분한 부분이 서로 보완되어, 상기 각도 왜곡에 의한 노광 불균일의 정도를 2중 노광에 의한 보충 효과에 의해 최소화시킬 수 있다.

도 11의 우측의 노광부분(도면 중의 c(1024) 부근)에서는, 상기 각도 왜곡에 의해서, 노광면 상의 광빔열의 경사각도가 상기 도면의 중앙 영역(c(512) 부근)에서의 광빔열의 경사각도보다 커진다. 따라서, 도 11에 나타낸 바와 같이, c(512)를 기준으로 측정한 실제 경사각도 θ'에 기초하여 선택한 마이크로 미러만을 사용한 노광으로, 이상적인 2중 노광에서 보다 과다하게 노광된 부분이 조금 생긴다.

그러나, 도면에 나타낸 홀수열을 사용하여 형성한 노광패턴을 짝수열을 사용하여 형성한 노광패턴과 중첩시킨 상태에서 형성한 실제 노광패턴에 있어서는, 과다하게 노광된 부분이 서로 보완되어, 상기 각도 왜곡에 의해 야기되는 노광 불균일의 정도를 2중 노광의 보충 효과에 의해 최소화시킬 수 있다.

본 실시형태(1)에서는, 상술한 바와 같이 제 512 열의 광빔의 실제 경사각도 θ'를 측정하고, 사용되는 마이크로 미러(58)를 상기 실제 경사각도 θ'를 사용하여 상기 식(4)로부터 유도한 값 T에 기초하여 선택한다. 그러나, 상기 실제 경사각도 θ'를 특정하는 방법으로는, 열방향(복수의 광점열)의 복수의 픽셀부와 주사방향의 노광헤드 사이에 형성된 복수의 실제 경사각도를 각각 측정한 다음; 평균치, 중앙치, 최대치 및 최소치 중 어느 하나를 실제 경사각도 θ'로서 특정하고; 상기 식(4) 등을 사용하여 실제 노광에 사용되는 마이크로 미러를 선택하는 실시형태를 사용해도 좋다.

평균치 또는 중앙치를 실제 경사각도 θ'로서 특정하면, 이상적인 N회 다중노광에서 보다 과다하게 노광된 부분과 불충분하게 노광된 부분이 밸런스 좋게 배열된 노광을 실현할 수 있다. 예컨대, N회 다중노광에서 보다 과다하게 노광된 부분과 불충분하게 노광된 부분의 합계 면적이 최소화될 수 있고, 또한 과다하게 노광된 부분에서의 픽셀 유닛수(광점수)가 불충분하게 노광된 부분의 픽셀 유닛수(광점수)와 동일해지는 노광을 실현하는 것이 가능하다.

상기 최대값을 실제 경사각도 θ'로서 특정하면, 이상적인 N회 다중노광에 서 보다 과다하게 노광된 부분을 제거하는 것을 가장 중요시하는 노광을 실현할 수 있다. 예컨대, 불충분하게 노광된 부분의 면적을 최소화하고, 과다하게 노광된 부분이 생기는 것을 억제하는 노광을 실현하는 것이 가능하다.

또한, 상기 최소치를 실제 경사각도 θ'로서 특정하면, 이상적인 N회 다중노광에서 보다 불충분하게 노광된 부분을 제거하는 것을 보다 중요시하는 노광을 실현할 수 있다. 예컨대, 과다하게 노광된 부분의 면적을 최소화하고, 불충분하게 노광된 부분이 생기는 것을 억제하는 노광을 실현하는 것이 가능하다.

그러나, 상기 실제 경사각도 θ'의 특정은 동일한 픽셀부의 열(광점열) 중의 적어도 2개의 광점의 위치에 근거하는 방법에 한정되지 않는다. 예컨대, 동일 픽셀부의 열 c(n) 중의 1개의 광점의 위치 또는 복수의 광점의 위치, 및 상기 c(n) 부근의 열 중의 1개의 광점의 위치 또는 복수의 광점의 위치로부터 얻어진 각도를 실제 경사각도 θ'로서 특정해도 좋다.

구체적으로는, c(n) 중의 1개의 광점 위치와 노광헤드의 주사방향을 따른 광점열 및 c(n)열 부근에 포함되는 1개의 광점 위치 또는 복수의 광점 위치를 검출한 다음, 그 위치 정보로부터, 실제 경사각도 θ'를 얻을 수 있다. 또한, c(n)열 부근의 광점열 중의 적어도 2개의 광점, 예컨대 c(n)을 건너 뛰도록 배치된 2개의 광점의 위치에 기초하여 얻어진 각도를 실제 경사각도 θ'로서 특정해도 좋다.

상술한 바와 같이, 노광장치(10)를 사용한 본 실시형태(1)의 픽셀부의 지정방법에 의하면, 각 노광헤드의 설치각도 어긋남 및 패턴 왜곡에 의해 야기된 해상 도의 변동 및 농도 불균일을 균일화시킬 수 있어, 이상적인 N회 다중노광을 실현할 수 있다.

(2) <1> 복수의 노광헤드에 사용되는 픽셀부의 지정방법

본 실시형태(2)에서는, 노광장치(10)를 사용하여 감광성 재료(12)를 2중 노광하는 경우에 있어서, 복수의 노광헤드(30)에 의해 노광면 상에 형성된 노광부분이 중첩된 노광헤드 사이의 연결부분에 있어서 2개의 노광헤드(예컨대 노광헤드(3012 및 3021)의 X축 방향에 대한 상대위치의 이상적인 상태로부터의 어긋남에 기인하는 해상도의 변동 및 농도 불균일을 경감시키는 이상적인 2중 노광을 실현하기 위해 사용되는 픽셀부의 지정방법을 설명한다.

각 노광헤드(30), 즉 각 DMD(36)의 설정 경사각도 θ로는, 노광헤드(30)의 설치각도 어긋남 등이 없는 이상적인 상태이면, 1024열×256행의 마이크로 미러(58)의 사용가능한 픽셀부를 사용함으로써 2중 노광이 가능케 되는 각도 θ_ideal를 채용한다.

이 각도 θ_ideal는 상기 실시형태(1)과 같은 방법으로 상기 식(1)~(3)으로부터 구할 수 있다. 본 실시형태(2)에 있어서, 노광장치(10)는 각 노광헤드(30), 즉 각 DMD(36)의 설치각도가 이 각도 θ_ideal을 갖도록, 초기 조정된다.

도 12는 상기한 바와 같이 초기 조정된 노광장치(10)에 있어서, X축 방향에 대한 2개의 노광헤드(예컨대, 노광헤드(30₁₂ 및 30₂₁))의 상대 위치의 이상적인 상태로부터의 어긋남에 의해 야기되는, 노광면 상의 패턴에 생기는 농도 불균일의 예를 설명하는 도면이다. X축 방향에 대한 각 노광헤드의 상대 위치의 어긋남은 복수 노광헤드 사이의 상대 위치를 미세하게 조정하는 것이 곤란하기 때문에 생긴다.

도 12의 상단부는 스테이지(14)를 정지시킨 상태에서 감광성 재료(12)의 노광면 상에 투영되는 노광헤드(30₁₂ 및 30₂₁)에 의해 지지된 DMD(36)의 사용가능한 마이크로 미러(58)로부터의 광점군의 패턴을 나타내는 도면이다. 도 12의 하단부는 상기 도면의 상단부에 나타낸 바와 같은 광점군의 패턴이 나타나 있는 상태에서 스테이지(14)를 이동시켜서 감광성 재료(12)를 연속 노광하는 경우에, 노광영역(32₁₂ 및 32₂₁)에 대해서 픽셀열군 A를 사용하여 형성된 노광패턴의 상태를 나타내는 도면이다.

도 12에 있어서, 설명의 편의를 위해서, 2열 마다의 사용가능한 마이크로 미러(58)의 노광패턴을, 픽셀열군 A를 사용한 노광패턴과 픽셀열군 B를 사용한 노광패턴으로 나누지만, 실제 노광면 상에 형성된 실제 노광패턴은 이들 패턴이 서로 중첩된 노광패턴이다.

도 12의 예에서는, 상기 X축 방향에 대한 노광헤드(30₁₂ 및 30₂₁) 사이의 상대 위치의 이상적인 상태로부터의 어긋남의 결과로서, 픽셀열군 A를 사용하여 형성한 노광패턴과 픽셀열군 B를 사용하여 형성한 노광패턴 양쪽에서, 노광영역(32₁₂ 및 32₂₁)의 노광헤드 사이의 연결부분에서 이상적인 2중 노광의 조사선량 보다도 지나치게 조사선량이 과다한 영역이 생긴다.

실시형태(2)에 있어서, 상기한 바와 같이 복수의 상기 노광헤드에 의해 노광면 상에 형성되는 2개의 노광헤드 사이의 연결부분에서의 농도 불균일을 경감시키기 위해서, 노광헤드(30₁₂ 및 30₂₁)에 의해 형성된 광점군 중에서 노광면 상에 형성된 상기 노광헤드(30₁₂ 및 30₂₁) 사이의 연결부분을 구성하는 일부 광점, 위치 또는 좌표를 상기 광점 위치 검출유닛으로서 슬릿(28)과 광검출기의 조합을 사용하여 검출한다. 상기 위치 또는 좌표에 기초하여, 상기 픽셀부 선택유닛으로서의 상기 광검출기에 접속된 연산장치를 이용하여, 노광에 실제 사용되는 마이크로 미러를 선택한다.

-위치(좌표)의 검출-

도 13은 도 12에서와 같이 일부 노광영역(32₁₂ 및 32₂₁) 및 상기 노광영역(32₁₂ 및 32₂₁)에 대응하는 슬릿(28) 사이의 위치 관계를 나타내는 상면도이다. 상기 슬릿(28)은 노광헤드(30₁₂ 및 30₂₁)에 의해 형성된 노광된 영역(34)의 중첩된 부분의 폭을 충분히 커버하는 크기, 즉 노광면 상에 노광헤드(30₁₂ 및 30₂₁)에 의해 형성된 이들 노광 헤드 사이의 연결부분을 충분히 커버하는 크기를 갖는다.

도 14는 노광영역(32₂₁)의 광점 P(256, 1024)의 위치를 검출하는 방법의 예를 설명하는 상면도이다.

우선, 제 256 행, 제 1024열의 마이크로 미러를 점등시킨 상태에서, 스테이지(14)를 천천히 이동시켜서 슬릿(28)을 Y축 방향을 따라 상대적으로 이동시킨 다 음, 광점 P(256, 1024)가 상류에 위치한 슬릿(28a)과 하류에 위치한 슬릿(28b) 사이에 위치하도록 한다. 이 때의 슬릿(28a)과 슬릿(28b)의 교점 좌표를 (X0, Y0)이라고 정의한다. 이 좌표(X0, Y0)의 값은 스테이지(14)에 주어진 구동 신호가 나타내는 상기 위치까지의 스테이지(14)의 이동거리, 및 공지의 슬릿(28)의 X방향에서의 위치에 기초하여 결정한 후, 그 좌표를 기록한다.

다음에, 스테이지(14)를 이동시켜서 슬릿(28)을 Y축에 따라 도 14에 있어서의 우측 방향으로 상대적으로 이동시킨다. 그리고, 도 14에 있어서 2점 단쇄선으로 나타낸 바와 같이, 광점 P(256, 1024)의 광빔이 슬릿(28)의 좌측에 위치하는 슬릿(28b)를 투과해서 광검출기에 의해 검출되면, 스테이지(14)를 정지시킨다. 이 때의 슬릿(28a)과 슬릿(28b)의 교점 좌표(X0, Y1)를 광점 P(256, 1024)의 위치로서 기록한다.

이어서, 스테이지(14)를 반대 방향으로 이동시켜서, 슬릿(28)을 Y축을 따라 도 14에 있어서의 좌측 방향으로 상대적으로 이동시킨다. 도 14에 있어서 2점 단쇄선으로 나타낸 바와 같이, 광점 P(256, 1024)의 광빔이 슬릿(28)의 우측에 위치하는 슬릿(28b)를 투과해서 광검출기에 의해 검출되면, 스테이지(14)를 정지시킨다. 이 때의 슬릿(28a)과 슬릿(28b)의 교점 좌표(X0, Y2)를 광점 P(256, 1024)의 위치로서 기록한다.

상기 측정 결과에 기초하여, 광점 P(256, 1024)의 노광면에 있어서의 위치를 나타내는 좌표(X, Y)를 식 X=X0+(Y1-Y2)/2, Y=(Y1+Y2)/2에 기초하여 결정한다.

-사용하지 않는 픽셀부의 특정-

예컨대, 도 12의 예에서는, 우선 노광영역(32₁₂)의 광점 P(256, 1)의 위치를 상기 광점 위치 검출유닛으로서 슬릿(28)과 광검출기의 조합을 사용하여 검출한다. 노광영역(32₂₁)의 제 256 행의 광점행 r(256) 상에 형성된 각 광점의 위치를 P(256, 1024), P(256, 1023)···의 순서와 같이 순차로 검출한 다음, 노광영역(32₁₂)의 광점 P(256, 1)보다도 큰 X좌표를 나타내는 노광영역(32₂₁)의 광점 P(256, n)이 검출되면, 검출 조작을 종료한다. 그 다음, 노광영역(32₂₁)에 광점광점열 c(n+1)~c(1024)을 구성하는 광점에 대응하는 마이크로 미러를 노광을 위해 사용하지 않는 마이크로 미러(사용하지 않는 픽셀부)로서 특정한다.

다음에, N회 다중노광의 수 N에 대해서, 노광영역(32₁₂)의 광점 P(256, N)의 위치를 검출한다. 본 실시형태(2)에서는, N=2이므로, 광점 P(256, 2)의 위치가 검출된다.

계속해서, 노광영역(32₂₁)의 광점열 중에서, 노광시 사용하지 않는 마이크로 미러에 대응하는 광점열로서 특정된 광점열을 제외하고, 도면에서 가장 우측의 열(제 1020 열)을 구성하는 광점의 위치를 P(1, 1020)부터 순서대로 P(1, 1020), P(2, 1020)···와 같이 검출한 후, 노광영역(32₁₂)의 광점 P(256, 2)보다도 큰 X좌표를 나타내는 광점 P(m, 1020)이 검출되면, 검출 조작을 종료한다.

그 후, 상기 광검출기에 접속된 연산장치에 있어서, 노광영역(32₁₂)의 광점 P(256, 2)의 X좌표를 노광영역(32₂₁)의 광점 P(m, 1020)의 X좌표 및 광점 P(m-1, 1020)의 X좌표와 비교한다. 노광영역(32₂₁)의 광점 P(m, 1020)의 X좌표가 광점 P(m-1, 1020)의 X축 보다 노광영역(32₁₂)의 광점 P(256, 2)의 X좌표에 더 가깝게 위치하는 경우에는, 노광영역(32₂₁)의 광점 P(1, 1020)~P(m-1, 1020)에 대응하는 마이크로 미러가 노광시에 사용하지 않는 마이크로 미러로서 특정된다.

노광영역(32₂₁)의 광점 P(m-1, 1020)의 X좌표가 노광영역(32₁₂)의 광점 P(m-2, 1020)의 X좌표 보다 노광영역(32₁₂)의 광점 P(256, 2)의 X좌표에 더 가깝게 위치하는 경우에는, 노광영역(32₂₁)의 광점 P(1, 1020)~P (m-2, 1020)에 대응하는 마이크로 미러가 노광시에 사용하지 않는 마이크로 미러로서 특정된다.

또한, 노광영역(32₁₂)의 광점 P(256, N-1), 즉 광점 P(256, 1)의 위치와 노광영역(32₂₁)의 다음열인 제 1019 열을 구성하는 각 광점의 위치도 상술한 것과 동일한 방법으로 검출하여, 사용하지 않는 마이크로 미러를 특정한다.

그 결과, 예컨대 도 15에 있어서 메시부분(72)을 구성하는 광점에 대응하는 마이크로 미러가 노광에 실제로 사용하지 않는 마이크로 미러로서 추가된다. 이들 마이크로 미러에는, 이들 마이크로 미러의 각도를 오프 상태로 설정하는 신호가 항상 송신되어, 이들 마이크로 미러가 실질적으로 노광에 사용되지 않는다.

상술하듯이, 실제 노광시에 사용하지 않는 마이크로 미러를 특정하여, 상기 노광에 사용하지 않는 마이크로 미러로서 마이크로 미러를 제외하고, 실제 노광시에 사용하는 마이크로 미러를 선택함으로써, 노광영역(32₁₂ 및 32₂₁) 사이의 연결부분에 있어서, 이상적인 2중 노광에 대해서 과다하게 노광된 부분과 불충분하게 노광된 부분의 합계 면적을 최소화할 수 있고, 또한 도 15의 하단부에 나타낸 바와 같이 이상적인 2중 노광에 매우 근접한 균일한 노광을 실현할 수 있다.

상기 예에 있어서는, 도 15에 있어서 메시부분(72)을 구성하는 광점을 특정할 때, 노광영역(32₁₂)의 광점 P(256, 2)의 X좌표를 노광영역(32₂₁)의 광점 P(m, 1020)의 X좌표 및 P(m-1, 1020)의 X좌표와 비교하지 않고, 노광영역(32₂₁)의 광점 P(1, 1020)~P(m-2, 1020)에 대응하는 마이크로 미러를 노광시 사용하지 않는 마이크로 미러로서 간단히 특정해도 좋다. 이 경우, 상기 노광헤드 사이의 연결부분에 있어서, 이상적인 2중 노광에서 보다 과다하게 노광된 부분의 면적을 최소화시키고, 또한 불충분하게 노광된 부분이 생기지 않게 하는 마이크로 미러를, 실제 노광에 사용하는 마이크로 미러로서 선택할 수 있다.

또한, 노광영역(32₂₁)의 광점 P(1, 1020)~P(m-1, 1020)에 대응하는 마이크로 미러를 노광에 사용하지 않는 마이크로 미러로서 특정해도 좋다. 이 경우, 상기 노광헤드 사이의 연결부분에 있어서, 이상적인 2중 노광에서 보다 불충분하게 노광된 부분의 면적을 최소화시키고, 또한 과다하게 노광된 부분이 생기지 않게 하는 마이크로 미러를 실제 노광에 사용하는 마이크로 미러로서 선택할 수 있다.

또한, 상기 노광헤드 사이의 연결부분에 있어서, 이상적인 2중 노광에 대해 서 과다하게 노광된 부분의 픽셀 유닛수(광점수)가 불충분하게 노광된 부분의 픽셀 유닛수(광점수)와 동일하게 되도록, 실제 사용하는 마이크로 미러를 선택해도 좋다.

상술하듯이, 노광장치(10)를 사용한 실시형태(2)의 사용 픽셀부의 특정방법 에 의하면, 복수의 노광헤드의 X축 방향에 대한 상대 위치의 어긋남에 기인하는 해상도의 변동과 농도 불균일을 균일화할 수 있고, 또한 이상적인 N회 다중노광을 실현할 수 있다.

(3) <2> 복수 노광헤드에서 사용되는 픽셀부의 지정방법

본 실시형태(3)에서는, 감광성 재료(12)를 노광장치(10)를 사용하여 2중 노광하는 경우에 있어서, 복수의 노광헤드(30)에 의해 형성된 중첩 노광부분인 노광헤드 사이의 연결부분에서, 2개의 노광헤드(일례로서 노광헤드(30₁₂ 및 30₂₁)의 X축 방향에 대한 상대 위치의 이상적인 상태로부터의 어긋남, 각 노광헤드의 설치각도 어긋남, 및 2개의 노광헤드의 상대 설치각도의 오차에 기인하는 해상도의 변동 및 농도 불균일을 경감시키는, 이상적인 2중 노광을 실현하기 위해 사용되는 픽셀부의 지정방법을 설명한다.

각 노광헤드(30)(각 DMD(36))의 설정 경사각도로는, 노광헤드(30)의 설치 경사각도의 어긋남 등이 없는 이상적인 상태이면, 1024열×256행의 사용가능한 픽셀부(마이크로 미러(58))를 사용해서 2중 노광이 가능하게 되는 각도 θ_ideal 보다도 약간 큰 각도를 채용한다.

이 각도 θ_ideal는 상기 식(1)~(3)을 사용해서 상기 실시형태(1)과 동일한 방법으로 얻을 수 있는 값이다. 본 실시형태에서는, 상기한 바와 같이 s는 256이고, N은 2이므로, 각도 θ_ideal는 약 0.45도이다. 따라서, 설정 경사각도 θ로는, 예컨대 0.50도 정도의 각도가 바람직하게 채용된다. 노광장치(10)는 각 노광헤드(30), 즉 각 DMD(36)의 설치각도가 상기 설정 경사각도 θ에 가깝도록 초기 조정된다.

도 16은 각 노광헤드(30), 즉 각 DMD(36)의 설치각도가 초기 조정된 노광장치(10)에 있어서 2개의 노광헤드(예컨대, 노광헤드(30₁₂ 및 30₂₁)의 어긋남; 및 2개의 노광헤드(30₁₂ 및 30₂₁)의 상대 설치각도 및 상대 위치의 어긋남에 의해 야기되는 노광면 상의 패턴의 불균일의 예를 나타내는 설명도이다.

도 16의 예에서는, 도 12의 예와 같은 X축 방향에 대한 노광헤드(30₁₂ 및 30₂₁)의 상대 위치의 어긋남의 결과로서, 매 2열 마다 형성된 광점군(픽셀열군 A 및 B)을 사용한 노광패턴의 양쪽에서, 노광면의 노광영역(32₁₂ 및 32₂₁)에서의 노광헤드의 주사방향에 직교하는 좌표축 상에서 중첩된 노광부분에서 이상적인 2중 노광 보다도 과다하게 노광된 부분(74)이 생긴다. 이 과다하게 노광된 부분(74)에 의해 농도 불균일이 야기된다.

또한, 도 16의 예에서는, 각 노광헤드의 설정 경사각도 θ를 상기 식(1)을 만족시키는 각도 θ_ideal보다도 약간 크게 한 결과, 및 각 노광헤드의 설치각도의 미세 조정이 곤란하기 때문에, 실제의 설치각도가 상기 설정 경사각도 θ로부터 어긋 나는 결과로서, 노광헤드의 주사방향과 직교하는 좌표축상에서 중첩하는 노광부분 이외의 노광영역의 부분에 있어서, 매 2열 마다의 광점군(픽셀열군 A 및 B)을 사용하여 형성한 양쪽 노광패턴 모두에서, 복수의 픽셀부열에 의해 형성된 노광면 상의 중첩 노광부분인 픽셀부열 사이의 연결부분에 이상적인 노광상태에서 보다 과다하게 노광된 부분(76)이 생긴다. 또한, 상기 과다하게 노광된 부분(76)은 농도 불균일을 일으킨다.

본 실시형태(3)에서는, 우선 각 노광헤드(30₁₂ 및 30₂₁)의 설치각도 및 상대 설치각도의 어긋남에 의해 야기되는 농도 불균일을 경감시키기 위해서, 노광에 사용되는 픽셀을 선택한다.

구체적으로는, 상기 광점 위치 검출유닛으로서 슬릿(28) 및 광검출기의 조합을 사용하여, 노광헤드(30₁₂ 및 30₂₁)의 각각에 대해서 실제 경사각도 θ'를 특정한다. 상기 실제 경사각도 θ'에 기초하여, 상기 픽셀부 선택유닛으로서 광검출기에 접속된 연산장치를 이용하여, 노광에 실제 사용하는 마이크로 미러를 선택한다.

-실제 경사각도 θ'의 특정-

실제 경사각도 θ'는 다음과 같이 특정된다. 노광헤드(30₁₂)에 대해서는, 노광영역(32₁₂) 내의 광점 P(1, 1)과 P (256, 1)의 위치, 및 노광헤드(30₂₁)에 대해서는 노광영역(32₂₁) 내의 광점 P(1, 1024)과 P(256, 1024)의 위치를 각각 상기 실시형태(2)에서 사용한 슬릿(28)과 광검출기의 조합을 사용하여 검출한다. 그 다음, 이들 위치를 연결한 직선의 경사각도와 주사방향과 노광헤드에 의해 형성된 각도를 측정하여 실제 경사각도 θ'를 특정한다.

-사용하지 않는 픽셀부의 특정-

이렇게 하여 특정된 실제 경사각도 θ'를 이용하여, 광검출기에 접속된 연산장치를 상기 실시형태(1)에 있어서의 연산장치와 같이 노광헤드(30₁₂ 및 30₂₁)의 각각에 대해서 하기 식(4)를 만족시키는 값 t에 가장 가까운 자연수 T를 얻은 다음, 노광에 사용하지 않는 마이크로 미러로서 DMD(36) 상의 제 (T+1) 행~제 256 행의 마이크로 미러를 특정한다.

ttanθ'=N … 식(4)

예컨대, 노광헤드(30₁₂)에 대한 T=254이고, 노광헤드(30₂₁)에 대한 T=255이 얻어진 경우에는, 도 17에 있어서의 사선으로 덮혀진 부분(78 및 80)을 구성하는 광점에 대응하는 마이크로 미러가 노광에 사용하지 않는 마이크로 미러로서 특정된다. 사용하지 않는 마이크로 미러를 특정함으로써, 노광영역(32₁₂ 및 32₂₁) 중에서, 노광헤드 사이의 연결부분 이외의 각 부분에 있어서, 이상적인 노광에서 보다도 과다하게 노광된 부분과 불충분하게 노광된 부분의 합계 면적을 최소화할 수 있다.

여기에서, 상기 값 t에 가장 가까운 자연수를 유도하는 대신에, 값 t 이상의 최소의 자연수를 유도해도 좋다. 이 경우, 노광영역(32₁₂ 및 32₂₁)의 복수의 노광헤드에 의해 형성된 중첩 노광부분인 헤드 사이의 연결부분 이외의 각 부분에 있어서, 이상적인 2중 노광에서 보다 과다하게 노광된 부분의 면적을 최소화시키고, 또 한 부족하게 노광된 부분이 생기지 않도록 할 수 있다.

또는, 값 t 이하의 최대의 자연수를 유도해도 좋다. 이 경우, 노광영역(32₁₂ 및 32₂₁)의 복수의 노광헤드에 의해 형성된 중첩 노광부분인 노광헤드 사이의 연결부분 이외의 각 부분에 있어서, 이상적인 2중 노광에서 보다 불충분하게 노광된 부분의 면적이 최소화되고, 또한 과다하게 노광된 부분이 생기지 않도록 할 수 있다.

또한, 복수의 노광헤드에 의해 형성된 중첩 노광부분인 노광헤드 사이의 연결부분 이외의 각 부분에 있어서, 이상적인 2중 노광에서 보다 과다하게 노광된 부분의 픽셀유닛수(광점수)가 이상적이 2중 노광에서 보다 불충분하게 노광된 부분의 픽셀유닛수(광점수)와 동일하게 되도록, 노광에 사용되지 않는 마이크로 미러를 특정해도 좋다.

도 17에 있어서 사선으로 덮혀진 부분(78 및 80)을 구성하는 광점 이외의 광점에 대응하는 마이크로 미러를, 도 12, 13, 14 및 15를 사용하여 설명한 본 실시형태(3)에서와 같은 동일한 조작을 행한다. 그 다음, 도 17에 있어서, 사선으로 덮혀진 부분(82) 및 메시부분(84)을 구성하는 광점에 대응하는 마이크로 미러를 특정하고, 이 특정된 마이크로 미러를 노광에 사용하지 않는 마이크로 미러로서 추가한다.

상기 노광에 사용하지 않는 것으로서 특정된 마이크로 미러에 대해서, 항상 오프 상태인 각도를 설정하는 신호를 송신하여, 이들 마이크로 미러가 실질적으로 노광에 관여하지 않는다.

상기와 같이, 노광장치(10)를 사용한 본 실시형태(3)의 사용 픽셀부의 지정방법에 의하면, 복수의 노광헤드의 X축 방향에 대한 상대 위치의 어긋남, 및 노광헤드 사이의 상대 설치각도의 어긋남에 기인하는 해상도의 변동과 농도 불균일을 경감시켜서, 이상적인 N회 다중노광을 실현할 수 있다.

상기에 노광장치(10)를 사용한 사용 픽셀부 지정방법에 대해서 설명했지만, 상기 실시형태(1)~(3)의 각각은 일례에 지나지 않고, 본 발명의 범위를 일탈하는 않고 각종의 변경이 가능하다.

상기 실시형태(1)~(3)에서는, 노광면 상의 광점의 위치를 검출하기 위한 유닛으로서 슬릿(28)과 광검출기의 조합을 사용했지만, 검출유닛이 이것에 한정되지 않고, 어느 검출유닛을 사용해도 좋다. 예컨대, 2차원 검출기 등을 사용해도 좋다.

또한, 상기 실시형태(1)~(3)에서는, 슬릿(28)과 광검출기의 조합을 사용한 노광면 상의 광점 위치 검출결과로부터 실제 경사각도 θ'를 구하고, 실제 경사각도 θ'에 기초하여 사용하는 마이크로 미러를 선택했지만, 실제 경사각도 θ'의 유도를 하지 않고 사용가능한 마이크로 미러를 선택해도 좋다. 또한, 예컨대 모든 사용가능한 마이크로 미러를 사용한 참조노광을 행하고, 참조노광 결과를 목시로 확인하고, 이 목시 확인에 기초하여 조작자가 사용 마이크로 미러를 수동으로 지정하는 실시형태도 본 발명의 범위에 포함된다.

노광면 상에 생길 수 있는 패턴 왜곡에는, 상기 예에서 설명한 "각도 왜곡" 이외에도, 각종 형태가 있다.

패턴 왜곡의 일례로는, 도 18a에 나타낸 바와 같이 DMD(36) 상의 각 마이크 로 미러로부터의 광빔이 각종의 배율로 노광면 상의 노광된 영역(32)에 도달하는 배율 왜곡이 있다.

패턴 왜곡의 다른 예로는, DMD(36) 상의 각 마이크로 미러로부터의 광빔이 각종 빔지름으로 노광면 상의 노광된 영역(32)에 도달하는 빔지름 왜곡이 있다. 배율 왜곡 및 빔지름 왜곡은 DMD(36)과 노광면 사이의 광학계의 각종 수차 및/또는 어긋남에 기인한다.

패턴 왜곡의 또 다른 예로서, DMD(36) 상의 각 마이크로 미러(58)로부터의 광빔이 각종 광에너지로 노광면 상의 노광된 영역(32)에 도달하는 광에너지(조사선량) 왜곡이 있다. 이 광에너지(조사선량) 왜곡은 DMD(36)와 노광면 사이에 배치된 광학요소(예컨대, 각각 단일 렌즈인 도 5의 렌즈(52) 및 렌즈(54))의 투과율의 위치 의존성, 및 DMD(36) 자체의 광에너지(조사선량) 불균일에 기인한다. 이들 형태의 패턴 왜곡은 노광면 상에 형성되는 패턴에 해상도 및 농도 불균일을 야기한다.

상기 실시형태(1)~(3)에 의하면, 실제 노광에 사용하는 마이크로 미러를 선택한 후의, 이들 형태의 패턴 왜곡의 잔류 요소도 상기 각도 왜곡의 잔류 요소와 마찬가지로 다중 노광의 보충 효과에서 균일화될 수 있어, 해상도 및 농도 불균일을 각 노광헤드에 의해 형성된 전체 노광 영역에 걸쳐 경감시킬 수 있다.

<<참조노광>>

상기 실시형태(1)~(3)의 변형예로서, 사용가능한 마이크로 미러 중에서 (N-1)열 마다의 마이크로 미러열, 또는 전체 광점행 중에서 1/N행에 해당하는 인접 행을 구성하는 마이크로 미러군만을 사용해서 참조노광을 행한 후, 상기 참조노광 에 사용되는 마이크로 미러 중에서 노광에 실제 사용되지 않는 마이크로 미러를 특정해도 좋다.

상기 참조노광 유닛을 사용한 참조노광의 결과 샘플을 출력하고, 이 출력된 참조노광 결과를 해상도 변동 및 농도 불균일의 관점에서 확인하여, 실제 경사각도를 추정하는 등의 분석을 행한다. 상기 참조노광의 결과는 조작자에 의해 목시로 확인되어도 좋다.

도 19는 단일 노광헤드 및 매 (N-1)열 마다 위치한 마이크로 미러만을 사용하여 참조노광을 행하는 실시형태의 예를 설명하는 도이다.

이 예에서는, 감광성 재료는 2중 노광되어, N은 2이다. 우선, 도 19a에 실선으로 나타낸 홀수열에 배열된 광점열에 대응하는 마이크로 미러를 사용해서 감광성 재료에 참조노광을 행하고, 참조노광의 결과 샘플을 출력한다. 상기 출력된 참조노광 결과에 기초하여, 해상도의 변동 및 농도 불균일을 확인하고, 또한 실제 경사각도를 추정함으로써 노광에 사용되는 마이크로 미러를 특정할 수 있다.

예컨대, 도 19b에 있어서, 홀수열로 배열된 광점열을 구성하는 마이크로 미러 중에서 도 19b에 나타낸 사선으로 덮혀진 광점열에 대응하는 마이크로 미러 이외의 마이크로 미러를 실제 노광에 사용되는 마아크로 미러로서 지정한다. 짝수열의 광점열에 대해서는, 상기와 동일한 방식으로 감광성 재료에 참조노광을 별도로 행한 다음, 노광에 실제 사용되는 마이크로 미러를 저정해도 좋고, 또는 홀수열에 배열된 광점열에 대한 패턴과 동일한 패턴을 사용해도 좋다.

이렇게 노광에 실제 사용되는 마이크로 미러를 지정함으로써, 홀수열과 짝수 열 모두에 배열된 마이크로 미러를 사용하는 노광에 있어서 이상적인 2중 노광에 가까운 상태를 실현할 수 있다.

도 20은 복수의 노광헤드를 사용하고, (N-1)열 마다 배열된 마이크로 미러만을 사용해서 참조노광을 행하는 실시형태의 일례를 나타내는 설명도이다.

이 예에서는, 감광성 재료가 2중 노광되므로, N은 2이다. 우선, X축 방향에 대해서 인접하는 2개의 노광헤드(예로서, 노광헤드(30₁₂ 및 30₂₁))의 홀수열에 배열된 광점열에 대응하는 마이크로 미러만을 사용하여 감광성 재료에 참조노광을 행한 후, 참조노광의 결과 샘플을 출력한다. 상기 출력된 참조노광 결과에 기초하여 2개의 노광헤드에 의해 노광면 상에 형성된 노광헤드 사이의 연결부분 이외의 부분에서의 해상도의 변동 및 농도 불균일을 확인하고, 또한 실제 경사각도를 추정함으로써, 노광에 실제 사용되는 마이크로 미러를 지정할 수 있다.

예컨대, 도 20에 있어서, 홀수열의 광점을 구성하는 마이크로 미러 중에서, 도 20에서 사선으로 덮혀진 부분 및 메시부분(88) 내의 광점열에 대응하는 마이크로 미러 이외의 마이크로 미러가 노광에 실제 사용되는 마이크로 미러로서 지정된다. 짝수열에 배열된 광점열에 대해서는, 상술한 것과 동일한 방법으로 감광성 재료에 참조노광을 별도로 행하여 노광에 실제 사용되는 마이크로 노광을 지정해도 좋고, 또는 홀수열에 배열된 힉셀부열에 대한 패턴과 동일한 패턴을 사용해도 좋다.

이렇게 노광에 실제 사용되는 마이크로 미러를 지정함으로써, 홀수열과 짝수 열 모두에 배열된 마이크로 미러를 사용하는 노광에서, 상기 노광면 상의 2개의 노광헤드에 의해 형성된 노광헤드 사이의 연결부분 이외의 부분에서 이상적인 2중 노광에 가까운 상태를 실현할 수 있다.

도 21a 및 21b는 단일 노광헤드를 사용하고, 전체 광점행 중에서 1/N행에 해당하는 인접하는 행을 구성하는 마이크로 미러군만을 사용해서 참조노광을 행하는 예를 각각 나타내는 설명도이다.

이 예에서는, 감광성 재료는 2중 노광되므로, N은 2이다. 우선, 도 21a에 실선으로 나타낸 제 1 행으로부터 제 128(=256/2) 행의 광점에 대응하는 마이크로 미러만을 사용해서 감광성 재료에 참조노광을 행한 다음, 참조노광의 결과 샘플을 출력한다. 상기 출력된 참조노광 결과에 기초하여 실제 노광에 사용되는 마이크로 미러를 지정할 수 있다.

예컨대, 도 21b에 있어서, 제 1 행로부터 제 128 행의 마이크로 미러 중에서 도 21b에서 사선으로 덮혀진 광점군에 대응하는 마이크로 미러 이외의 마이크로 미러를 노광에 실제 사용되는 마이크로 미로로서 지정할 수 있다. 제 129 행으로부터 제 256 행에 배열된 마이크로 미러에 대해서는, 상기와 동일한 방법으로 감광성 재료에 참조노광을 별도로 행한 다음, 노광에 실제 사용되는 마이크로 미러를 지정해도 좋고, 또는 제 1 행으로부터 제 128 행의 마이크로 미러에 대한 패턴과 동일한 패턴을 사용해도 좋다.

이렇게 노광에 실제 사용되는 마이크로 미러를 지정함으로써, 모든 마이크로 미러가 사용되는 이러한 노광에 있어서 이상적인 2중 노광에 가까운 상태를 실현할 수 있다.

도 22는 복수의 노광헤드를 사용하고, X축 방향에 대해서 인접하는 2개의 노광헤드(일례로서 노광헤드(30₁₂ 및 30₂₁))에 대해서, 각각 전체 광점수의 1/N행에 해당하는 인접하는 행을 구성하는 마이크로 미러군만을 사용해서 참조노광을 행하는 실시형태의 예를 나타내는 설명도이다.

이 예에서는, 감광성 재료는 2중 노광되므로, N은 2이다. 우선, 도 22에서 실선으로 나타낸 제 1 행으로부터 제 128(=256/2) 행의 광점에 대응하는 마이크로 미러만을 사용해서 감광성 재료에 참조노광을 행한 다음, 참조노광의 결과 샘플을 출력한다. 상기 출력된 참조노광 결과에 기초하여, 2개의 노광헤드에 의해 노광면 상에 형성되는 연결부분 이외의 부분에 있어서의 해상도의 변동 및 농도 불균일을 최소화시킬 수 있는 노광을 실현하도록 실제 노광에 사용되는 마이크로 미러를 지정할 수 있다.

예컨대, 도 22에 있어서, 제 1 행으로부터 제 128 행의 마이크로 미러 중에서, 도 22에서의 사선으로 덮혀진 부분(90)과 메시부분(92) 내의 광점열에 대응하는 마이크로 미러 이외의 마이크로 미러가 노광에 실제 사용되는 마이크로 미러로서 지정된다. 제 129 행으로부터 제 256 행의 마이크로 미러에 대해서는, 상기와 동일한 방법으로 감광성 재료에 참조노광을 별도로 행해도 좋고, 또는 제 1 행으로부터 제 128 행의 마이크로 미러에 대한 패턴과 동일한 패턴을 사용해도 좋다.

이렇게 노광에 실제 사용되는 마이크로 미러를 지정함으로써, 2개의 노광헤 드에 의해 노광면 상에 형성된 상기 노광헤드 사이의 연결부분 이외의 부분에서 이상적인 2중 노광에 가까운 상태를 실현할 수 있다.

상기 실시형태(1)~(3) 및 변형예 중 어느 것에 있어서, 감광성 재료를 2중 노광하는 경우에 대해서 설명하였지만, 상기 노광은 2중 노광에 한정되지 않고, 2중 이상의 다중노광이어도 좋다. 특히, 3중 노광 내지 7중 노광의 다중노광을 채용함으로써, 고해상도를 확보할 수 있고, 또한 해상도의 변동 및 농도 불균일을 경감시킬 수 있는 노광을 실현할 수 있다.

또한, 상기 실시형태 및 변형예에 관계되는 노광장치에는, 화상 데이터에 의해 의미되는 2차원 패턴의 소정 부분의 치수가 선택된 사용 픽셀에 의해 실현될 수 있는 해당부분의 치수와 일치하도록, 화상 데이터를 변환하는 기구를 구비되어 있는 것이 바람직하다. 상기와 같이 화상 데이터를 변환함으로써, 2차원 패턴에 대해 정확히 소망하는 미세 패턴을 노광면 상에 형성할 수 있다.

[현상공정]

상기 현상공정에 있어서, 노광공정에 의해 노광된 감광층에 있어서의 미노광부분을 제거한다.

상기 미경화부를 제거하는 방법은 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있지만, 그 예는 현상액을 사용하여 미경화부를 제거하는 방법이 열거된다.

상기 현상액은 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 그 예로는 알칼리성 수용액, 수계 현상액, 및 유기용제가 열거된다. 이들 중에서, 약 알칼리성 수용액이 바람직하다. 약 알칼리 수용액의 염기성분의 예로는 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산리튬, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산수소리튬, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 인산나트륨, 인산칼륨, 피로인산 나트륨, 피로인산 칼륨 및 붕사가 열거된다.

상기 약 알칼리성 수용액의 pH는 약 8~12이 바람직하고, 약 9~11이 보다 바람직하다. 상기 약 알칼리성 수용액의 구체예로는 0.1~5질량%의 탄산나트륨 수용액또는 탄산칼륨 수용액, 0.01~0.2질량%의 KOH 수용액이 열거된다.

상기 현상액의 온도는 상기 감광층의 현상특성에 따라서 적당히 선택될 수 있다. 예컨대, 약 25~40℃가 바람직하다.

상기 현상액은 계면활성제; 소포제; 에틸렌디아민, 에탄올아민, 테트라메틸암모늄 하이드록사이드, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌펜타민, 모르폴린 및 트리에탄올아민 등의 유기염기; 및 알콜류, 케톤류, 에스테르류, 에테르류, 아미드류 및 락톤류 등의 현상을 촉진하는 유기용제를 조합하여 사용해도 좋다. 상기 현상액은 물또는 알칼리 수용액과 유기용제를 혼합한 수계 현상액이거나, 또는 단일 유기 용제이어도 좋다.

현상방법은 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있고, 그 예로는 패들 현상, 샤워 현상, 샤워&스핀 현상, 및 딥현상이 열거된다.

여기에서, 상기 샤워 현상에 대해서 설명한다. 노광된 감광층의 표면에 현상액을 샤워분사함으로써, 감광층 상의 미경화부를 제거할 수 있다. 감광층을 현상하기 전에, 상기 감광층의 표면에 용해성이 낮은 알칼리성 용액을 샤워 등으로 분사 함으로서 열가소성 수지층, 중간층 등을 제거하는 것이 바람직하다. 또한, 감광층을 현상한 후에, 감광층의 표면을 브러시로 러빙하면서 감광층 표면에 세제 등을 샤워로 분사하여 현상 잔류물을 제거하는 것이 바람직하다.

[그 밖의 공정]

그 밖의 공정은 특별히 제한하지 않고, 본 분야에 공지된 패턴형성시의 공정 중에서 적당히 선택해도 좋고, 그 예로는 경화 처리 공정이 열거된다. 이들은 단독으로 채용해도 좋고, 또는 2개 이상을 조합하여 채용해도 좋다.

-경화 처리 공정-

상기 현상 공정 후에 감광층을 경화 처리하는 경화 처리 공정을 하는 것이 바람직하다.

상기 경화 처리 공정은 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있지만, 그 바람직한 예로는 전면 노광처리, 전면 가열처리가 열거된다.

상기 전면 노광처리의 예로는, 상기 현상 공정 후에 상기 패턴이 형성된 상기 층구조의 전면을 노광하는 방법이 열거된다. 상기 전면 노광에 의해, 상기 감광층을 구성하는 감광성 조성물 중의 수지의 경화가 촉진될 수 있어, 상기 패턴의 표면이 경화뒬 수 있다.

상기 전면 노광처리에 사용되는 장치는 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있지만, 바람직한 예로는 초고압 수은등 등의 UV 노광장치가 열거된다.

감광층의 전면을 가열하는 방법의 예로는 상기 패턴이 형성된 상기 층구조 상의 전면을 가열하는 방법이 열거된다. 상기 전면을 가열함으로써, 상기 패턴 표면의 막강도를 높일 수 있다.

상기 전면 가열시의 가열 온도는 120~250℃가 바람직하고, 120~200℃가 보다 바람직하다. 상기 가열온도가 120~250℃이면, 가열처리에 의한 패턴의 막강도가 향상되고, 감광성 조성물 중에 함유된 수지가 거의 분해되지 않고, 또한 패턴이 부서지기 어렵다.

상기 전면 가열시 가열시간은 10~120분이 바람직하고, 15~60분이 보다 바람직하다.

상기 전면을 가열하는데 사용되는 장치는 특별히 제한하지 않고, 본 분야에 공지된 것들 중에서 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있고, 그 예로는 드라이 오븐, 핫플레이트, 및 IR 히터가 열거된다.

내부셀 구조의 제조방법은 감광층의 노광면 상에 형성된 화상의 왜곡을 방지함으로써, 패턴을 선명하고 효율적으로 형성할 수 있기 때문에, 미세한 노광이 필요로 되는 스페이서, 액정배향 제어용 돌기, 적층 스페이서, 및 절연막 등의 내부셀 구조의 제조에 적합하게 사용될 수 있다.

(내부셀 구조)

본 발명의 내부셀 구조는 본 발명의 상기 내부셀 구조의 제조방법에 의해 제조된다.

상기 내부셀 구조는 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있지만, 스페이서, 액정배향 제어용 돌기, 적층 스페이서 및 절연막 중 적 어도 어느 하나가 바람직하다.

상기 스페이서는 액정표시장치에 있어서의 액정층의 두께를 일정하게 유지할 수 있는 것이면 형상, 크기, 수 등을 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있다.

상기 스페이서의 형상, 즉 스페이서를 기판과 평행한 면으로 절단했을 때의 그 횡단면은 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 예컨대, 원, 타원, 모서리가 둥근 다각형, 십자 형상, T자 형상, 또는 L자 형상이 바람직하다. 스페이서를 층구조로 형성하는 경우, 스페이서의 각 층의 형상도 특별히 제한하지 않고, 원, 타원, 모서리가 둥근 다각형, 십자 형상, T자 형상 또는 L자 형상이 바람직하다. 이들 각각의 형상 중에서 각 층을 임의로 형성하여 스페이서를 형성해서 좋다.

상기 스페이서의 크기 또는 높이는 1~9㎛가 바람직하고, 2~8㎛가 보다 바람직하다. 상기 스페이서의 높이가 1~9㎛이면, 충분한 셀간격을 확보할 수 있고, 또한 액정표시장치의 셀간격이 지나치게 커지는 일이 없어서 구동에 필요한 전압이 지나치게 증가하지 않는다.

스페이서에 의해 지지되는 2매의 액정표시장치용 기판 시트 사이의 공간의 화면내 균일성을 향상시키는 점으로부터, 화면내 비표시 영역 및 화면외의 비표시 영역에 스페이서를 형성하는 것이 바람직하지만, 경우에 따라서는 스페이서를 화면내의 비표시 영역 또는 화면외의 비표시 영역에 형성해도 좋다.

스페이서 하나에 대한 스페이서 면적 및 배치장소는 액정표시장치의 구조에 크게 영향을 받는다. 고정된 도트상 스페이서를 갖는 컬러필터에 있어서 1 픽셀 중의 비표시 영역의 면적은 제약되기 때문에, 화면 내의 1개의 스페이서당 스페이서 면적은 10~1,000㎛²이 바람직하고, 10~250㎛²이 보다 바람직하다. 여기에서 말하는 스페이서 면적은 스페이서의 상부이고, 표시장치를 제조할 때에 형성된 대향 기판면에 접촉하는 부분의 면적 또는 상기 대향 기판면 상에 형성된 스페이서에 접촉하는 부분의 면적을 의미한다.

상기 액정배향 제어용 돌기(돌기 또는 배향제어용 돌기라고 하는 경우도 있음)는 액정분자의 배향방향을 제어할 수 있는 것이 바람직하고, 돌기의 형상 및 형태는 표시장치의 도전층의 내면측(도전층과 액정층의 사이)에 형성되어 있으면 특별히 제한하지 않는다. 액정배향 제어용 돌기의 형태로는, 예컨대 기재면(컬러필터면)을 바닥기재로 하는 피라미드 형상의 것(3각뿔, 4각뿔 등); 반구형의 것; 기판면 (또는 컬러필터면)을 바닥기재로 하는 원뿔형; 사다리꼴형; 통상의 반원통형의 것; 돌기가 띠형상으로 기재(컬러필터) 상에 각각 형성되어 있고, 그 길이방향과 직교하는 단면 형상이 삼각형인 원주형상의 것; 및 그 길이방향과 직교하는 단면의 형상이 반원형, 사각형, 사다리꼴 또는 반원통형인 주상체의 것을 사용할 수 있다.

상기 액정배향 제어용 돌기의 배치 형태로는 공지의 형태 중에서 적당히 선택할 수 있다. 예컨대, 상기 돌기는 일본 특허 제2947350호 등에 기재된 형태로 형성할 수 있다. 예컨대, 돌기가 띠형상으로 기재상(컬러필터상)에 각각 형성되어 있고, 그 길이방향과 직교하는 단면 형상이 삼각형인 복수의 원주상 돌기가 동일한 피치로 하나의 연장방향으로 평행하게 배치되어 있고, 또한 상기 돌기가 2개의 기재 모두에 있어서 각 도전층과 각 기재 사이에 형성되어 있는 패턴을 갖는 돌기의 형태이어도 좋다(일본 특허 제2947350호의 도 14 참조). 상기 액정배향 제어용 돌기가 2개의 기재에 있어서 각 도전층과 기재 사이에 각각 형성되어 있는 경우, 동일 형상의 구조체를 형성할 필요는 없고, 이형상의 구조체를 조합하여 형성해도 좋다. 띠형상으로 기재(또는 컬러필터) 상에 형성된 돌기의 구조체 형상은 직선상에 한정되지 않고, 소정 각도를 갖는 굴곡된 형태로 형성되어도 좋다(일본 특허 제2947350호의 도 42 및 도 55 참조).

액정배향 제어용 돌기의 크기, 배치 간격, 배치 형상 등의 상기 이외에 상세한 것은 일본 특허 제2947350호의 설명을 참조할 수 있다.

상기 액정배향 제어용 돌기의 형상 중에서도, 기재와 직교하는 단면이 사다리꼴 또는 반원통형인 액정배향 제어용 돌기가 바람직하고, 상기 돌기는 기재(컬러필터) 상에 바닥기재로서 기판면(또는 컬러필터면)이 사다리꼴형, 통상적으로 반원통형 또는 띠형상의 형상을 갖는 원주상체를 갖고, 그 길이방향과 직교하는 단면의 형상이 반원형 또는 사다리꼴인 것이 바람직하다.

상술하듯이, 도전층의 내면측(도전층과 기판 사이)에 액정배향 제어용 돌기를 형성하여 액정면 상에 볼록부가 있게 함으로써, 액정배향 제어용 돌기의 볼력면을 따라 액정 분자의 배향이 경사지도록 조절되므로, 액정면을 관찰하는 위치(시 약각)에 의존하지 않고, 액정표시장치를 관찰했을 때의 광각을 확보할 수 있다.

적층 스페이서란, 스페이서, 액정배향 제어용 돌기 및 컬러필터의 착색층을 적층한 구조체를 의미한다. 예컨대, 도트상 스페이서는 착색층의 1층, 2층 또는 3층의 착색층으로 구성될 수 있다. 구체적으로, 소정의 제 1 착색층의 패턴을 블랙 매트릭스가 형성되어 있는 기판의 표면 상에 형성하는 경우, 제 1 착색층은 블랙 매트릭스의 개구부를 피복하는 부분과, 층구조로 착색층을 갖는 스페이서를 형성하는 부분에 남겨진다. 동일한 처리를 제 2 착색층 및 제 3 착색층에 대해서 반복함으로써, 블랙 매트릭스의 개수부에 단일 착색층이 형성된다. 스페이서로서 충분한 셀간격을 확보하기 위해서, 2층 내지 3층의 착색층을 각 스페이서가 형성되는 부분에 층구조로 형성하는 것이 바람직하다.

표시부의 면적을 감소시키지 않고 충분한 셀간격을 확보하는 관점에서, 비표시 영역인 블랙 매트릭스 상에 단일 착색층, 2층 또는 3층의 착색층을 층구조로 형성하여 그 위에 스페이서를 형성하는 것이 바람직하다. 그러나, 스페이서가 분할 배향용 돌기와 동일한 높이를 갖는 경우, 즉 분할 배향용 돌기가 도트상 스페이서 및 분할 배향용 돌기가 동시에 형성되는 경우에도 증가된 스페이서의 높이에 인하여 그 대향하는 위치에 위치한 적극기판과 접촉할 수 없는 경우에는, 착색층을 스페이서가 형성되는 위치에 형성할 수 없을 수 있다. 바꾸어 말하면, 스페이서는 분할 배향용 돌기의 경우와 마찬가지로 단일 착색층으로 이루어진다.

상기 적층 스페이서를 형성하는 방법은 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당히 선택할 수 있다. 예컨대, 도 23에 나타낸 바와 같이, 무알칼리 유리(501) 상에 블랙 페이스트를 사용하여 블랙 매트릭스(502)를 형성한다. 그 다음, 청색 착색층(503)을 형성하여, 상기 블랙 매트릭스(502)의 개구부를 청색 착색 층(503)으로 채우고, 또한 각 스페이서가 형성되는 위치에 청색 착색층을 배치한다. 동일한 방법으로, 적색 착색층을 블랙 매트릭스의 개구부(507) 및 스페이서 형성 위치(508)에 형성한다. 다음에, 녹색 착색층을 블랙 매트릭스의 개구부(505) 및 스페이서 형성 위치(508)에 층구조로 형성한다. 다음에, 상기 녹색 착색층 상에투명 보호층(509)을 형성하고, 상기 투명 보호층(509) 상에 투명 도전층(510)을 층구조로 더 형성한다. 투명 도전층(510) 상에 분할 배향용 돌기(511) 및 도트상 스페이서(512)를 동시에 형성한다. 상술한 과정에 기초하여, 적층 스페이서가 형성된다.

(표시장치)

본 발명의 표시장치는 표면에 도전층이 각각 형성되어 있는 2매의 기판, 액정층, 및 내부셀 구조(예컨대, 액정배향 제어용 돌기)를 구비하고 있다. 상기 액정층은 각 도전층과 대면하도록 2매의 기판 사이에 샌드위치되어 형성되어 있다. 상기 내부셀 구조(액정배향 제어용 돌기)는 돌기가 하나의 기판 상의 도전층의 내면측(도전층과 기판 사이의 표시영역)으로부터 액정층을 향하여 볼록하게 되도록 형성되어 있다. 도전층 상에 배향필름을 형성하여 이들 돌기를 덮을 수 있다.

본 발명의 표시장치의 기본적인 구조형태의 예로는, (1) 박막 트랜지스터 (이하, "TFT"라고 함) 등의 구동 소자와 화소전극(도전층)이 형성 배열된 구동측 기판과, 컬러필터 및 대향 전극(도전층)을 구비하는 컬러필터측 기판을 스페이서를 통해 서로 대향시키고, 그 사이의 공간부에 액정재료를 패킹한 실시형태; 및 (2) 컬러필터가 상기 구동측 기판에 직접 형성된 컬러필터 일체형 구동기판과, 대향 전 극(도전층)이 형성되어 있는 대향 기판을 스페이서를 통해 서로 대향하도록 배치하고, 그 사이의 공간부에 액정재료를 패킹한 실시형태가 열거된다.

도전층에 사용되는 재료의 예로는 ITO층; Al, Zn, Cu, Fe, Ni, Cr 및 Mo 등의 금속층; SiO₂ 등의 산화금속층이 열거된다. 이들 중에서도, 투명층이 바람직하고, ITO층이 특히 바람직하다.

상기 구동측 기판, 컬러필터측 기판, 및 대향기판은, 예컨대 소다 유리판, 저팽창 유리판, 무알칼리 유리판, 및 석영 유리판 등의 공지의 유리판; 또는 플라스틱 필름 등을 기재로서 사용하여 형성된다.

TFT 등의 구동 소자와 화소전극이 형성 배열된 구동측 기판의 예로는 서로 교차하여 매트릭스 형태로 배열된 라인을 갖는 데이터 버스라인; 및 게이트 버스라인에 접속된 TFT; 및 TFT를 통해서 데이터 버스라인에 접속된 도전층이 형성되어 있는 구동측 기판이 열거된다.

사용되는 액정의 표시방법은 특별히 제한하지 않고, 목적한 용도에 따라서 적당하게 선택될 수 있다. 그 예로는, 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(Ferroelectric Liquid Crystal), AFLC(Antiferroelectric Liquid Crystal), 및 PDLC(Polymer-dispersed Liquid Crystal)이 열거된다.

상기 실시형태 중 어느 것에 있어서도, 도전층은 표시장치를 구성하는 기판의 양측에 형성되고, 상기 도전층 사이에는 전압이 인가되어, 상기 도전층 사이에 샌드위치된 액정재료는 전압 강도에 따라 배향 상태를 변화시켜 화상을 표시를 행한다. 따라서, 상술한 내부셀 구조는 소망한 형상 및 구성으로 어느 도전층 내면측(어느 하나의 도전층과 이 도면층과 대향하는 하나의 기판 사이)에도 형성될 수 있다.

이하, 상기 구조 실시형태(1)의 예를 도 24를 참조하여 설명한다.

기판(210)은 컬러필터측 기판이다. 액정층(206)에 대향하는 기판(210)의 표면(203)에는, 컬러필터층(207), 단면적으로 보았을 때 사다리꼴 형상으로 형성된 등간격의 구조체(208, 208···), 및 공통 전극을 구비한 ITO층(도전층)(201)이 형성되어 있다. 또한, 상기 기판의 상면에는, 배향층(도시하지 않음)이 형성되어 있다.

다른 기판(220)은 TFT가 형성되어 있는 구동측 기판이다. 액정층(206)에 대향하는 기판(220)의 표면(204)에는, TFT(도시하지 않음), 단면적으로 보았을 때 사다리꼴 형상으로 형성된 등간격의 구조체(208, 208···), 및 TFT의 드레인 전극에 접속된 ITO층(도전층)(202)이 형성되어 있다. 상기 기판(220)에는, 게이트 전극이 형성되어 있는 복수의 게이트 버스라인(도시하지 않음)이 형성되어 있고; 복수의 데이터 버스라인(도시하지 않음)은 각각의 게이트 버스라인에 대해 직교하여 평행하게 배열되어 있고; 복수의 TFT는 각각의 게이트 버스라인과 데이타버스 라인의 교점에 배열되어 있다. 또한, 상기 기판의 상면에는 배향막(도시하지 않음)이 형성 되어 있다.

액정재료가 패킹되어 있는 액정층(206)은 기판(219)과 기판(220) 사이에 샌드위치되어 있고, 구조체(208)는 도전층(201, 202)의 각 내면측으로부터 액정층(206)을 향하여 볼록한 형태로 돌기되어 있고, 상기 볼록면을 따라서 액정분자(205)가 배향되어 있다.

상술하듯이, 비착색 투명 구조체가 기판 상에 형성된 도전층의 내면측(도전층과 액정층 사이)에 형성되어 있기 때문에, 액정표시면의 시야각(관찰 위치)에 의존하지 않고 광시야각을 확보할 뿐만 아니라, 원색 B(청색), G(녹색) 및 R(적색)의 색순도를 손상시키지 않고 또한 색상 불균일이 없이 선명한 풀컬러 화상을 표시할 수 있어 고품질의 표시장치를 제공할 수 있다.

도 25는 본 발명의 표시장치의 또 다른 예를 나타내는 도면이다. 상기 표시장치는 컬러필터를 구비하지 않은 것을 제외하고는 도 24에 나타낸 것과 동일한 구조를 갖는다. 즉, 액정재료가 패킹되어 있는 액정층(206)이 기판(220)과 기판(220) 사이에 샌드위치되어 있고; 구조체(208)가 도전층(202)의 내면측 상에 액정층(206)을 향하여 볼록한 형태로 돌기되어 있고; 또한 상기 볼록면을 따라서 액정분자(205)가 배향되어 있다.

이 구조 실시형태를 이용하여, 미착색 투명 구조체를 기판 상의 도전층과 액정층 사이에 형성할 수 있고, 따라서 액정표시면의 관찰위치(시야각)에 의존하지 않고 광시야각을 확보할 수 있어 고품질의 표시장치를 제공할 수 있다.

실시예

이하, 본 발명을 구체예를 참조하여 상세하게 설명하지만, 본 발명이 이 개시된 예에 한정되는 것은 아니다.

특별히 기재하지 않는 한, 하기 설명에 있어서 "부", "%" 및 "분자량"은 각각 "질량부", "질량%" 및 "중량 평균 분자량"을 나타낸다.

(실시예 1)

[액정배향 제어용 돌기의 형성]

-포지티브 감광층의 형성(도포법)-

우선, 블랙 매트릭스용 수지 조성물을 이용하여, 소정 사이즈의 유리기판에 소정 사이즈 및 형상의 줄무늬상의 블랙 매트릭스 및 프레임상의 차광부를 형성하였다. 그 다음, 일본 특허공개 2005-3861호의 실시예 1에 기재된 컬러필터의 제조방법에 의해, 유리기판 표면의 소정 위치에 R(적색), G(녹색) 및 B(청색)의 착색층을 형성하였다. 상기 착색층 상에 투명 전극층 ITO를 스퍼터링에 의해 더 형성하였다.

상기 기판의 온도를 23℃로 유지한 다음, 슬릿상 노즐을 갖는 유리기판용 코터(FAS Asia Co., Ltd. 제품, 상품명: MH-1600)를 사용하여, 하기 조성을 갖는 포지티브 감광성 조성물을 상기 착색층이 형성된 기판의 표면에 도포하였다. 포지티브 감광성 조성물의 용제의 일부를 진공건조기(Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. 제품)로 30초간 건조해서 도포층의 유동성을 없앤 후, 기판 표면을 120℃에서 3분간 프리베이크해서 두께 2㎛의 감광층을 형성하였다.

-포지티브 감광층용 도포액(T1)의 제조-

하기 조성을 갖는 포지티브 감광층용 도포액을 일반적인 방법으로 제조하였다.

ㆍ포지티브 레지스트 용액 ……… 58.6질량부

(Fuji Film Electronics Materials Co., Ltd. 제품; FH2405, 크레졸, 노볼락 수지, 나프토퀴논 디아지드 에스테르, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 함유)

ㆍ메틸에틸케톤 ……… 22.5질량부,

ㆍ1-메톡시프로필-2-아세테이트 ……… 18.9질량부

ㆍ30질량%의 메틸에틸케톤 용액 ……… 0.03질량부

(Megafac F780F, Dainippon Ink and Chemicals, Inc. 제품; C₆F₁₃CH₂CH₂OCOCH=CH₂, H(O(CH₃)CHCH₂)₇OCOCH=CH₂, 및 H(OCH(CH₃)CH₂)₇OCOCH=CH₂의 코폴리머(공중합 조성비(질량비)=40/55/5, 중량 평균 분자량 30,000)

상기 기판상에 형성된 포지티브 감광층을 노광장치를 사용하여 노광하고, 노광방법에 대해서는 후술한다.

포지티브 감광층의 표면을 조사선량 300mJ/cm²의 파장 405nm의 레이저빔으로 15스텝 웨지패턴(ΔOD=0.15) 및 소망하는 내부셀 구조 패턴을 얻을 수 있도록 노광하였다.

그 다음, 상기 기판을 33℃에서 30초간 샤워 현상장치를 사용하여 기판 표면에 2.38질량%의 테트라메틸암모늄히드록시 수용액을 분사하면서 현상하여, 포지티 브 감광층의 불필요부(노광부분)을 현상 제거하였다. 그 다음, 컬러필터측 상의 기판의 ITO 필름의 R, G 및 B 픽셀의 상부에 포지티브 감광층이 소망의 형상으로 패터닝되어 있는 돌기(내부셀 구조 패턴)를 형성하였다.

형성된 내부셀 구조 패턴을 하기 방법에 따라서 노광감도, 해상도, 고장율, 선폭 변동을 평가하였다. 표 1에 그 평가 결과를 나타낸다.

다음에, 돌기가 형성되어 있는 컬러필터측 기판을 230℃에서 30분간 베이킹함으로써, 컬러필터측 기판 상에 액정 배향을 분할하는 돌기(내부셀 구조 패턴)를 형성할 수 있었다.

액정배향 제어용 돌기의 형상을 주사형 전자현미경(SEM)을 사용하여 관찰하였더니, 각각의 돌기는 통상적으로 선폭이 11㎛이고 중앙부의 높이가 약 1.5㎛인 반원통형의 단면을 가졌다.

여기서, 상기 베이킹된 내부셀 구조를 상기 프리베이크한 내부셀 구조와 동일한 방법으로 노광감도, 해상도, 고장율, 선폭 변동을 평가하였다. 베이킹된 내부셀 구조의 평가결과는 상기 프리베이킹된 내부셀 구조와 동일하였다.

<<노광장치, 노광방법>>

광조사 유닛으로서 일본 특허공개 2005-258431호 공보에 기재된 다중 레이저 광원; 광변조 유닛으로서 도 6에 나타낸 주 주사방향으로 1024개의 마이크로 미러(58)가 배열되어 있고, 부주사방향으로 768조가 배열된 마이크로 미러열 중에서 마이크로 미러 1024개×256열만을 제어하도록 구성된 DMD(36); 및 도 5에 나타낸 광학 시스템을 갖고, 상기 감광층의 표면상에 광빔을 형성하도록 구성된 노광헤 드(30)를 구비한 노광장치(10)를 사용하였다.

각 노광헤드(30), 즉 각 DMD(36)의 설정 경사각도는, 사용가능한 1024열×256행의 마이크로 미러(58)를 사용하여 2중 노광이 되는 각도 θ_ideal 보다도 약간 큰 각도를 채용하였다.

이 각도 θ_ideal는 N회 다중노광의 수를 N으로 표시하고; 노광헤드(30)의 주사방향에 대한 열방향에서의 사용가능한 마이크로 미러(58)의 수를 s로 표시하고; 열방향에서의 사용가능한 마이크로 미러(58)간 간격을 p로 표시하고; 노광헤드(30)가 경사진 상태에서 마이크로 미러(58)에 의해 형성된 주사선의 피치를 δ로 표시하는 경우, 하기 식(1)로부터 얻어진다.

s p sinθ_ideal ≥ Nδ … 식(1)

본 실시예에 있어서의 DMD(36)는 다수의 등간격의 마이크로 미러(58)가 에그크레이트 형태로 종횡 배치되어 있는 것이기 때문에, 하기 식(2)가 얻어진다.

p cosθ_ideal = δ … 식(2)

본 실시형태의 상기 식(1)은 다음과 같다.

s tanθ_ideal = N … 식(3)

s는 256이고, N은 2이므로, 각도 θ_ideal는 약 0.45도이다. 따라서, 설정 경사각도 θ로는, 예컨대 0.50도의 각도를 사용하였다.

우선, 2중 노광에 있어서의 해상도의 변동과 노광 불균일을 보정하기 위해 서, 노광패턴의 노광면의 상태를 조사하였다. 도 16에 그 결과를 나타낸다. 도 16은, 스테이지(14)를 정지시킨 상태에서 감광성 재료(12)의 노광면 상에 투영되는 사용가능한 마이크로 미러(58)로부터 광점군의 패턴을 나타내는 도면이다. 도 16의 하단부는 상기 도의 상단부에 나타낸 바와 같은 광점군의 패턴이 드러나 있는 상태에서 스테이지(14)를 이동시켜서 감광재(12)의 표면을 연속 노광하는 경우에 노광면상에 형성되는 노광영역(32₁₂ 및 32₂₁)의 상태를 나타낸다. 도 16에서는, 설명의 편의를 위해서, 2열 마다 사용가능한 마이크로 미러(58)의 노광패턴에 대해서는 픽셀열군 A를 사용하는 노광패턴을 픽셀열군 B를 사용하는 노광패턴과 구분하여 나타내었지만, 노광면 상에 실제 노광패턴은 이들 패턴이 서로 중첩된 노광패턴이다.

도 16에 나타낸 바와 같이, 픽셀열군 A를 사용하는 노광패턴과 픽셀열군 B를 사용하는 노광패턴 모두에 있어서, 이상적인 2중 노광의 상태보다도 노광 과다한 부분이 노광헤드의 주사방향과 직교하는 좌표축에 노광영역(32₁₂ 및 32₂₁)의 중첩된 노광부분에 생긴 것을 알 수 있다.

상기 광점 위치 검출유닛으로서 슬릿(28) 및 광검출기의 조합을 사용하여, 노광헤드(30₁₂)에 대해서는 노광영역(32₁₂) 내의 광점 P(1, 1)과 P(256, 1)의 위치를, 노광헤드(30₂₁)에 대해서는 노광영역(32₂₁) 내의 광점 P(1, 1024)과 P(256, 1024)의 위치를 검출한 다음, 상기 광점에 연결된 직선과 상기 노광헤드의 주사방향 사이에 형성된 경사각도를 측정하였다.

노광헤드(30₁₂ 및 30₂₁)의 각각에 대해서, 하기 식(4)를 만족하는 값 t에 가장 근접한 자연수 T를 유도하였다.

ttanθ'=N … 식(4)

노광헤드(30₁₂)에 대해서는, T=254가 산출되었고, 노광헤드(30₂₁)에 대해서는 T=255가 각각 산출되었다. 그 결과, 도 17에 있어서 사선으로 덮혀진 부분을 구성하는 마이크로 미러가 상기 노광에 사용되지 않는 마이크로 미러로서 특정되었다.

그 후, 도 17에 있어서 사선에서 덮혀진 부분(78 및 80)을 구성하는 광점이외의 광점에 대응하는 마이크로 미러에 대해서, 상기와 마찬가지로 도 17에 있어서 부분(82) 및 메시부분(84)을 구성하는 광점에 대응하는 마이크로 미러를 특정하여, 상기 노광시에 사용하지 않는 마이크로 미러로서 추가하였다.

노광시에 사용하지 않는 것으로서 특정된 마이크로 미러에 대해서, 항상 오프 상태에서 각도를 설정하는 신호가 송신되어, 이들 마이크로 미러가 실질적으로 노광에 관여하지 않았다.

이러한 구성에 의해서, 노광영역(32₁₂ 및 32₂₁) 중 복수의 노광헤드로 형성된 노광면 상의 중첩 노광부분인, 노광헤드 사이의 연결부분 이외의 각 부분에 있어서 이상적인 2중 노광에서 보다 과다하게 노광된 부분 및 불충분하게 노광된 부분의 합계 면적을 최소화시키는 것이 가능하다.

<노광 감도>

얻어진 내부셀 구조 패턴에 있어서, 상기 감광층에 남은 경화부의 두께를 측 정하였다. 이어서, 레이저빔의 조사선량과 경화층의 두께의 관계를 플로팅하여 감도곡선을 얻었다. 기판 상에 형성된 감광층이 제로인 경우의 광에너지의 조사선량을 최소 조사선량으로 하였다.

<해상도>

내부셀 구조 패턴의 해상도 평가를 위해서, 패턴표면을 최소 조사선량의 2배의 조사선량으로 노광하여, 상기 패턴 표면에 지름이 다른 다수의 홀화상을 형성하였다. 상기 홀화상을 광학 현미경을 사용하여 관찰하고, 경화층 패턴에 있어서 내면측에 잔류층이 없는 최소 홀의 지름(㎛)을 측정하고, 그 측정된 지름을 해상도로 하였다. 상기 해상도의 값이 작을 수록 내부셀 구조가 양호하다.

<고장율>

얻어진 내부셀 구조의 액정배향 제어용 돌기의 결함 및 탈락 발생 용이성에 대해서 평가하기 위해서, 패턴 표면을 최저 조사선량의 2배의 조사선량으로 노광하고, 폭 6㎛의 테스트 화상을 형성하였다. 100개의 테스트 화상 중에서, 액정배향 제어용 돌기의 결함 및/또는 탈락이 있는 테스트 화상의 수를 카운트하였다. 카운트된 결함 및/또는 탈락이 있는 테스트 화상의 수가 작을 수록 고장율이 낮아서 내부셀 구조가 바람직하다.

<선폭 변동의 평가>

액정배향 제어용 돌기에 있어서, 임의로 선택된 100개의 액정배향 제어용 돌기의 패턴을 선택하여 선폭을 측정하여 선폭 변동의 결과를 얻었다. 라인/스페이스 패턴의 선폭(CD)을 측장 주사형 전자현미경(SEM)(S-9260, Hitachi High- Technologies Corporation 제품)을 사용하여, 가속 전압 300V, 전류치 5pA의 조건하에서 측정하였다.

(실시예 2)

[액정배향 제어용 돌기의 형성]

-전사재료(1)의 제조(포지티브 감광층을 갖는 필름의 형성)-

두께 75㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름의 표면 상에, 하기 조성을 갖는 열가소성 수지층용 도포액 H1을 도포하고, 그 필름 표면을 건조하여 건조 두께가 14.6㎛인 열가소성 수지층을 형성하였다.

<열가소성 수지층용 도포액 H1의 제조>

열가소성 수지층용 도포액 H1을 통상의 방법으로 제조하였다. 도포액 H1의 조성은 다음과 같다.

·메틸 메타크릴레이트/2-에틸헥실 아크릴레이트/벤질메타크릴레이트/메타크릴산 코폴리머(공중합 조성비(몰비)=55/11.7/4.5/28.8, 중량 평균 분자량=100,000, Tg≒70℃)의 메틸에틸케톤, 1-메톡시프로필-2-아세테이트 용액(Mitsui Chemicals, Inc. 제품, FM-601) ……… 55.5질량부

·스티렌/아크릴산 코폴리머(공중합 조성비(몰비)=63/37, 중량 평균 분자량=100,000, Tg≒100℃)의 메탄올, 메틸에틸케톤, 1-메톡시프로필-2-아세테이트 용액(AROSET 7055, Nipoon Shokubai Co., Ltd. 제품) ……… 64.8질량부

·비스페놀A를 펜타에틸렌글리콜 모노메타크릴레이트 2당량으로 탈수 축합한 화합물의 1-메톡시프로필-2-아세테이트 용액(2,2-비스[4-(메타크릴옥시 폴리에톡 시)페닐]프로판, Shin-Nakamura Chemicals Co., Ltd. 제품) ……… 18.1질량부

·C₆F₁₃CH₂CH₂OCOCH=CH₂, H(O(CH₃)CHCH₂)₇OCOCH=CH₂, 및 H(OCH(CH₃)CH₂)₇OCOCH=CH₂의 코폴리머(공중합 조성비(질량비)=40/55/5, 중량 평균 분자량 30,000)의 메틸에틸케톤 용액(Megafac F780F, Dainippon Ink and Chemicals, Inc. 제품) ……… 1.08질량부

·메틸에틸케톤 ……… 60.5질량부

계속해서, 상기 열가소성 수지층의 표면 상에, 하기 조성을 갖는 중간층용 도포액 B1을 도포하고, 그 표면을 건조하여 건조 두께 1.6㎛의 중간층을 형성하였다.

<중간층용 도포액 B1의 제조>

증간층용 도포액을 통상의 방법으로 제조하였다. 중간층용 도포액의 조성은 다음과 같다.

·폴리비닐알콜(PVA-405, Kuraray Co., Ltd. 제품, 비누화도=82%, 중합도 500) ……… 2.90질량부,

·폴리비닐피롤리돈(PVP K-30, ISP Japan Co., Ltd. 제품) ……… 1.49질량부

·폴리프로필렌글리콜(Denka Co. Ltd. 제품, ADEKA POLYETHER G-300) ……… 0.32질량부

·메탄올 ……… 42.9질량부

·증류수 ……… 52.4질량부

계속해서, 상기 조성을 갖는 포지티브 감광층용 도포액 T1을 제조하였다. 상기 도포액 T1을 중간층 표면 상에 더 도포하고, 건조하여 중간층 상에 건조층 두께 2.0㎛의 포지티브 감광층을 형성하였다.

또한, 상기 포지티브 감광층 상에 커버 필름으로서 폴리에틸렌 필름(OSM-N,두께 23㎛, Tredegar Corporation 제품)을 압착 결합시켜, 상기 기판 상에 열가소성 수지층, 중간층, 포지티브 감광층, 및 커버 필름이 이 순서로 적층된 전사재료(1)를 제조하였다.

-내부셀 구조의 제조-

우선, 블랙 매트릭스 수지 조성물을 이용하여, 소정 사이즈의 유리기판에, 소정 사이즈 및 형상을 갖는 줄무늬상의 블랙 매트릭스와 프레임상의 차광부를 형성하였다. 그 다음, 일본 특허공개 2000-98599호 공보의 실시예 1에 기재된 컬러필터의 제조방법에 의해, R(적색), G(녹색) 및 B (청색)의 착색층을 유리기판 표면의 소정 위치에 형성하였다. 상기 착색층 상에, 투명 전극층 ITO를 스퍼터링에 의해 더 형성하였다.

계속해서, 상기 얻어진 전사재료(1)로부터 커버 필름을 박리하고, 포지티브 감광층이 형성된 전사재료(1)의 표면을 상기 ITO 필름이 형성되어 있는 컬러필터측 기판의 표면 상에 포개어, 라미네이터(Lamic II형, Hitachi Industries Co., Ltd. 제품)를 이용하여 100N/cm, 가압/가열 온도 130℃, 반송속도 2.2m/분의 조건하에서 전사재료(1)와 컬러필터측 기판을 결합시켰다. 그 후, 상기 전사재료의 기 판만을 열가소성 수지층과의 계면에서 박리하여 제거하였다. 이 상태에서는, 컬러필터측 기판 상에 포지티브 감광층, 중간층 및 열가소성 수지층이 이 순서로 형성된 것이었다.

다음에, 기재의 최외층인 열가소성 수지층의 상방으로부터 기재 상에 형성된 포지티브 감광층의 표면을 실시예 1과 같은 방법으로 파장 405nm의 레이저빔으로 조사선량 300mJ/cm²으로 15스텝 웨지패턴(ΔOD=0.15) 및 소망하는 내부셀 구조 패턴을 얻을 수 있도록 노광하였다.

이어서, 30질량%의 트리에탄올 아민 수용액(상품명: T-PD2(Fuji Photo Film Co., Ltd. 제품)을 순수로 12배 희석한 용액; 구체적으로 T-PD2를 순수와 1질량부:11질량부의 비율로 혼합한 용액)을 샤워 현상장치를 사용하여 30℃에서 60초간 상기 포지티브 감광층 상에 분무하여, 열가소성 수지층 및 중간층을 용해하여 제거하였다. 이 단계에서는, 포지티브 감광층은 실질적으로 현상되지 않았다.

계속해서, 기재 상에 2.38질량% 테트라메틸암모늄 히드록시드 용액을 샤워 현상장치를 사용하여 23℃에서 30초간 분무하면서 기재를 현상하여, 포지티브 감광층의 불필요부(노광부)를 현상하여 제거하였다. 그 다음, 컬러필터측 기판 상에는 소망하는 형태로 패터닝된 포지티브 감광층으로 이루어진 구조체가 형성되었다.

여기에서, 얻어진 내부셀 구조를 실시예 1과 같은 방법으로 노광 감도, 해상도, 고장율 및 선폭 변동에 대해서 평가하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

다음에, 상기 구조체가 형성된 컬러필터측 기판을 230℃에서 30분간 베이킹 함으로써, 컬러필터측 기판 상에 액정배향 제어용 돌기를 형성할 수 있었다. 액정배향 제어용 돌기의 형상은 주사형 전자현미경(SEM)을 사용하여 관찰하였고, 그 결과 돌기는 각각 선폭 11㎛, 중앙부 높이 약 1.5㎛의 통상의 반원통형 단면형상을 갖고 있었다.

(실시예 3)

[스페이서의 형성]

-전사재료(2)의 제조(네거티브 감광층을 갖는 필름의 형성)-

포지티브 감광층용 도포액을 후술하는 네거티브 감광층용 도포액으로 변경한 이외는 실시예 2와 동일한 방법으로 감광성 전사재료(2)을 제조하였다. 네거티브 감광층의 건조 두께는 4.0㎛이었다. 단, 커버필름으로는 두께 12㎛의 폴리프로필렌 필름을 사용하였다.

-네거티브 감광층용 도포액 T1의 제조-

네거티브 감광층용 도포액을 통상의 방법으로 제조하였다. 네거티브 감광층용 도포액의 조성은 다음과 같다.

·메타크릴산/아크릴메타크릴레이트 코폴리머(몰비=20/80, 중량 평균 분자량=40,000) ……… 3.0질량부

·디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트 ……… 1.8질량부

·실리카졸의 30질량% 메틸이소부틸케톤 분산물(MIBK-ST, Nissan Chemical Industries, Ltd. 제품) ……… 7.1질량부

·페노티아진 ……… 0.001질량부

·B-CIM ……… 0.3질량부

·NBCA ……… 0.05중량부

(Kurogane Chemical Co., Ltd. 제품)

·N-페닐 메르캅토벤즈이미다졸 ……… 0.01중량부

·Aizen Victoria Pure Blue BOH-M ……… 0.02질량부

·C₆F₁₃CH₂CH₂OCOCH=CH₂, H(O(CH₃)CHCH₂)₇OCOCH=CH₂ 및 H(OCH(CH₃)CH₂)₇OCOCH=CH₂의 코폴리머(공중합 조성비(질량비)=40/55/5, 중량 평균 분자량 30,000)의 30질량%의 메틸에틸케톤 용액(Megafac F780F, Dainippon Ink and Chemicals, Inc. 제품) ……… 8.6질량부

·메탄올 ……… 0.5질량부

다음에, 상기 제조한 감광성 전사재료 T1로부터 커버필름을 박리하였다. 네거티브 감광층이 형성되어 있는 상기 전사재료의 표면을 스퍼터링에 의해 ITO 필름이 형성된 컬러필터측 기판의 표면 상에 포개어, 라미네이터(Lamic II, Hitachi Industries Co., Ltd. 제품)을 이용하여, 선압 100N/cm, 가압가열온도 130℃, 반송 속도 2.2m/분의 조건 하에서 상기 감광성 전사재료 T1과 상기 컬러필터측 기판을 결합시켰다.

그 후, 가기판(폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름)을 열가소성 수지층으로부터 박리하여 제거하였다.

<노광공정>

상기 가기판을 박리한 후, 실시예 1과 동일한 방법으로 기재 상에 형성된 네거티브 감광층의 표면을 파장 405nm의 레이저빔을 사용하여 15스텝 웨지패턴(ΔOD=0.15) 및 소망하는 내부셀 구조 패턴을 얻을 수 있도록 실시예 1과 동일한 노광장치를 사용하여 조사선량 20mJ/cm²으로 노광하였다.

이어서, 상기 감광층의 기재에 30질량% 트리에탄올 아민 수용액(상품명: T-PD2(Fuji Photo Film Co., Ltd. 제품)을 순수로 12배 희석한 용액; 구체적으로 T-PD2를 순수와 1질량부:11질량부의 비율로 혼합한 용액)을 샤워 현상잔치를 사용하여 30℃에서 60초간 분무하여, 열가소성 수지층 및 중간층을 용해 제거하였다. 이 단계에서는 네거티브 감광층은 실질적으로 현상되지 않았다.

계속해서, 상기 기재를 KOH 현상액(CDK-1, Fuji Film Electronics Materials Co., Ltd. 제품)을 100배(질량비) 희석한 희석액, 샤워 현상장치를 이용하여 25℃에서 60초간 노즐에서 분무하면서 현상하여, 네거티브 감광층의 불필요부(미노광부)를 현상 제거하였다. 그 후, 컬러필터측 기판 상에는 소망하는 형상으로 패터닝된 네거티브 감광층으로 이루어진 구조체가 형성되었다.

여기에서, 실시예 1과 같은 방법으로, 내부셀 구조 패턴에 대해서 노광 감도, 해상도, 고장율, 및 선폭 변동을 평가하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

상기 내부셀 구조 패턴은 네거티브 감광성의 것이므로, 감도곡선으로부터 경화영역의 두께가 4.0㎛이고, 경화부의 표면이 광택면일 때의 광에너지의 조사선량을 필요 조사선량으로 하였다. 고장율에 대해서는, 스페이서이기 때문에, 탈락이 쉽게 발생하는 지름 6㎛의 100개의 도트를 패턴 표면 상에 형성하고, 그 탈락한 도트의 수를 카운트하여 내부셀 구조를 평가하였다. 선폭 변동에 대해서는, 100개의 도트의 선폭 변동을 측정하여 평가하였다.

다음에, 상기 내부셀 구조 패턴이 형성된 컬러필터측 기판을 230℃에서 30분 베이킹함으로써, 컬러필터측 기판 상에 스페이서를 형성할 수 있었다. 이 스페이서의 단면형상을 주사형 전자현미경(SEM)에 의해 관찰한 결과, 스페이서는 저부 14㎛, 상부 12㎛의 사다리꼴 단면 형상을 갖는다.

여기서, 베이킹된 내부셀 구조를 프리베이킹한 내부셀 구조와 동일한 방법으로 노광 감도, 해상도, 고장율, 및 선폭 변동에 대해서 평가하였다. 베이킹된 내부셀 구조의 평가 결과는 프리베이킹된 내부셀 구조의 것과 유사하였다.

(비교예 1)

실시예 1에서 사용한 노광장치에 있어서, 상기 식(3)에 근거해 N의 값을 1로 설정하여 설정 경사각도 θ를 산출하고, 상기 식 4에 근거해 t tanθ'=1을 만족시키는 값 t에 가장 가까운 자연수 T를 유도하여 패턴 상에 N회 다중노광(N=1)을 행한 이외는, 실시예 1과 동일한 방법으로 내부셀 구조 패턴을 형성하였다. 상기 내부셀 구조 패턴에 대해서, 노광 감도, 해상도, 고장율, 및 선폭 변동을 평가하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

(비교예 2)

실시예 1에서 사용한 노광장치에 있어서, 상기 식(3)에 근거해 N의 값을 1로설정하여 설정 경사각도 θ를 산출하고, 상기 식 4에 근거해 t tanθ'=1을 만족시 키는 값 t에 가장 가까운 자연수 T를 유도하여 패턴 상에 N회 다중노광(N=1)을 행한 이외는, 실시예 2와 동일한 방법으로 내부셀 구조 패턴을 형성하였다. 상기 내부셀 구조 패턴에 대해서, 노광 감도, 해상도, 고장율, 및 선폭 변동을 평가하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

(비교예 3)

실시예 1에서 사용한 노광장치에 있어서, 상기 식(3)에 근거해 N의 값을 1로설정하여 설정 경사각도 θ를 산출하고, 상기 식 4에 근거해 t tanθ'=1을 만족시키는 값 t에 가장 가까운 자연수 T를 유도하여 패턴 상에 N회 다중노광(N=1)을 행한 이외는, 실시예 3과 동일한 방법으로 내부셀 구조 패턴을 형성하였다. 상기 내부셀 구조 패턴에 대해서, 노광 감도, 해상도, 고장율, 및 선폭 변동을 평가하였다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

도 26에 비교예 1~3에 있어서의 각각의 노광면의 노광상태의 예를 나타낸다. 도 26은 스테이지(14)를 정지시킨 상태에서 감광성 재료(12)의 노광면 상에 투영되는 하나의 노광헤드(예컨대 30₁₂)에 의해 지지된 DMD(36)의 사용가능한 마이크로 미러(58)로부터의 광점군의 패턴을 나타낸다. 상기 도면의 하단 부분에는 도면의 상단 부분에 나타나 있는 바와 같은 광점군의 패턴이 드러나고 있는 상태에서 스테이지(14)를 이동시키면서 감광재를 연속적으로 노광했을 때에, 하나의 노광영역(예컨대 32₁₂)에 대해서 노광면 상에 형성되는 노광패턴의 상태를 나타낸다.

이것은 상기 하나의 노광헤드(예컨대 30₁₂)의 이상적인 상태로부터의 어긋남 의 결과적로서 노광면 상에 나타나는 패턴 왜곡의 일례이며, 노광면 상에 투영된 각 픽셀열의 경사각도가 불균일해지는 "각도 왜곡"이 발생한다. 도 26의 예에 나타나는 각도 왜곡은 주사방향에 대한 경사각도가 도면의 좌측 방향에 위치한 열일 수록 크고, 도면의 우측 방향에 위치한 열일 수록 작아지는 형태의 왜곡이다. 이 각도 왜곡의 결과로서, 도면의 좌측 방향에 나타낸 노광면 상에 과다하게 노광된 부분이 생기고, 도면의 우측 방향에 나타낸 노광면 상에 불충분하게 노광된 부분이 생긴다.

	노광 감도(mJ/cm2)	해상도(㎛)	고장율(%)	선폭 변동(㎛)
실시예 1	200	10	1	±1.1
실시예 2	200	10	1	±1.2
실시예 3	20	15	1	±1.2
비교예 1	200	10	1	±2.5
비교예 2	200	10	1	±2.5
비교예 3	20	15	1	±2.5

표 1의 결과로부터, 비교예 1~3에서 제조된 내부셀 구조보다, 2중 노광에 있어서의 해상도의 변동 및 노광 불균일을 보정한 실시예 1~3에서 제조된 내부셀 구조가 더욱 선명하며, 선폭 변동도 작은 것을 알 수 있었다.

[표시장치의 제조 및 평가]

실시예 1 및 2의 액정배향 제어용 돌기가 있는 기판을 이용하여, 실시예 3에 기재된 방법에 의해 기판 상에 스페이서를 형성한 다음, 공지의 방법(일본 특허공개 평11-248921호 공보)에 의해 액정 패널을 제조하였다. 액정 패턴에 대해서 표시성능을 평가하였다. 그 결과, 제조된 상기 액정 패널(표시장치)은 양호한 표시 특성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

(산업상의 이용 가능성)

본 발명의 내부셀 구조의 제조방법에 의해 제조되는 내부셀 구조는 휴대 단말기용; 휴대형 게임기용 등의 액정표시장치(LCD)용; 노트북 및 텔레비젼 모니터용 등의 액정표시장치(LCD)용; PALC(플라즈마 어드레스 액정)용 등의 표시장치용으로서 적합하게 사용된다.

Claims (16)

1. 노광헤드의 사용가능한 픽셀부 지정유닛을 사용하여 사용가능한 픽셀부 중에서 N회 다중노광(N은 2 이상의 자연수)에 사용되는 픽셀부를 지정하고,

   상기 사용가능한 픽셀부 지정유닛에 의해 지정된 상기 픽셀부만이 노광에 관여하도록 상기 노광헤드의 픽셀부 제어유닛을 사용하여 상기 픽셀부를 제어하고,

   상기 노광헤드의 주사방향으로 노광헤드를 상대적으로 이동시킴으로써, 기재면 상에 위치한 감광층을 노광헤드를 사용하여 노광하는 공정; 및

   상기 노광공정에서 노광된 상기 감광층을 현상하는 공정을 포함하는 내부셀 구조의 제조방법으로서:

   상기 감광층은 적어도 바인더를 함유하는 감광성 조성물을 함유하고;

   상기 노광헤드는 광조사 유닛, 상기 광조사 유닛으로부터 광을 각각 수광하는 2차원적으로 배열된 n개의 픽셀부(n은 2 이상의 자연수), 상기 각각의 픽셀부를 패턴정보에 따라 제어하는 광변조 유닛, 사용가능한 픽셀부 지정유닛, 및 픽셀부 제어유닛을 포함하고, 상기 노광헤드는 노광헤드의 주사방향에 대해서 상기 픽셀부의 열방향이 설정 경사각도 θ를 갖도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 내부셀 구조의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 노광은 복수의 노광헤드에 의해 행해지고; 또한 상기 사용가능한 픽셀부 지정유닛은 상기 복수의 노광헤드에 의해 형성되는 노광면 상의 중첩 노광부분인 연결부분의 노광에 관여하는 픽셀부 중에서, 상기 노광헤드 사이의 연결부분의 N회 다중노광을 실현하기 위해서 사용되는 픽셀부를 지정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 내부셀 구조의 제조방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 노광은 복수의 노광헤드에 의해 행해지고; 또한 상기 사용가능한 픽셀부 지정유닛은 상기 복수의 노광헤드에 의해 형성되는 노광면 상의 중첩 노광부분인 연결부분이외의 노광에 관여하는 픽셀부 중에서, 상기 노광헤드 사이의 연결부분 이외의 부분의 N회 다중노광을 실현하기 위해서 사용되는 픽셀부를 지정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 내부셀 구조의 제조방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, N회 다중 노광의 수를 N으로 표시하고, 열방향의 픽셀수를 s로 표시하고, 열방향의 픽셀부의 간격을 p로 표시하고, 노광헤드가 경사진 상태인 경우에, 상기 설정 경사각도 θ는 노광헤드의 주사방향과 직교하는 방향을 따른 열방향의 픽셀부의 피치δ에 대해서 식 sp sinθ_ideal≥ Nδ을 만족하는 θ_ideal에 대해서 θ≥θ_ideal의 관계를 만족하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 내부셀 구조의 제조방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사용가능한 픽셀부 지정유닛은 노광면 상에서 노광부분을 구성하는 픽셀유닛으로서의 픽셀부에 의해 발 생된 광점의 위치를 검출하도록 구성된 광점 위치 검출유닛; 및 상기 광점 위치 검출유닛에 의해 검출된 결과에 기초하여 N회 다중노광을 실현하기 위해서 사용되는 픽셀부를 선택하도록 구성된 픽셀부 선택유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 내부셀 구조의 제조방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 사용가능한 픽셀부 지정유닛은 광점 위치 검출유닛으로서의 슬릿 및 광검출기, 및 픽셀부 선택유닛으로서의 상기 광검출기와 접속된 연산장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부셀 구조의 제조방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 N회 다중노광의 N이 3~7의 자연수인 것을 특징으로 하는 내부셀 구조의 제조방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광변조 유닛이 공간 광변조소자인 것을 특징으로 하는 내부셀 구조의 제조방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 공간 광변조 소자가 디지털 마이크로 미러 디바이스(DMD)인 것을 특징으로 하는 내부셀 구조의 제조방법.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광조사 유닛이 2개 이 상의 광을 합성해서 조사가능한 것을 특징으로 하는 내부셀 구조의 제조방법.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광조사 유닛은 복수의 레이저, 멀티 모드 광섬유, 및 상기 복수의 레이저로부터 각각 조사된 레이저빔을 집광하여 상기 멀티 모드 광섬유의 광입사 가장자리면에 상기 집광된 레이저빔을 수렴시키는 집합 광학계를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부셀 구조의 제조방법.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 감광층은 포지티브 감광층 및 네거티브 감광층 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 내부셀 구조의 제조방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 포지티브 감광층은 페놀수지 및 나프토퀴논 디아지드 유도체에서 선택되는 2종 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 내부셀 구조의 제조방법.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 기재된 내부셀 구조의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 내부셀 구조.
15. 제 14 항에 있어서, 스페이서, 액정배향 제어용 돌기, 적층 스페이서 및 절연막에서 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 내부셀 구조.
16. 제 14 항 또는 제 15 항에 기재된 내부셀 구조를 사용한 것을 특징으로 하는 표시장치.

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