熱転写用結像システム
ドナーフィルムから基板への材料の選択的熱転写用光学結像システムが開示されている。この結像システムはパターン化光ビームを発光するように構成された光源アセンブリを含む。パターン化光ビームは複数の別個の出力光セグメントを含み、これらのセグメントの重複は多くても部分的である。この結像システムは複数の別個の出力光セグメントを受光するとともに転写面上へ投影して、複数の別個の出力光セグメントの実質的な重畳により投影光セグメントを形成する光中継アセンブリをさらに含む。転写可能材料を含むドナーフィルムが転写面にある基板に近接配置されると、投影光セグメントは基板上への転写可能材料の転写を誘起することが可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは結像システムに関し、特にはドナーフィルムから基板へ材料を転写するレーザ誘起熱結像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
画素化ディスプレイは情報を表示するために一般的に使用されている。一例には液晶コンピュータモニタおよびテレビジョン、携帯電話などの用途に用いられる有機発光ディスプレイ、および携帯デジタルビデオディスプレイがある。フォトリソグラフィ、光アブレーション、およびレーザ転写法（ＬＩＴＩ）などの様々な方法を用いてディスプレイの画素をパターン化することができる。ＬＩＴＩは有機電子ディスプレイ内の有機材料をパターニングする際に特に適切であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
広くは、本発明は結像システムに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施形態において、ドナーフィルムから基板への材料の選択的熱転写用光学結像システムは、パターン化光ビームを発光するように構成された光源アセンブリを含む。パターン化光ビームは複数の別個の出力光セグメントを含み、これらのセグメントの重複は多くても部分的である。光学結像システムは複数の別個の出力光セグメントを受光するとともに転写面上へ投影して、複数の別個の出力光セグメントの実質的な重畳により投影光セグメントを形成する光中継アセンブリをさらに含む。転写可能材料を含むドナーフィルムが転写面にある基板に近接配置されたときに、投影光セグメントは基板上への転写可能材料の転写を誘起することが可能である。
【０００５】
本発明の他の実施形態では、ドナーフィルムから基板への材料の選択的熱転写用光学結像システムは、パターン化光ビームを発光するように構成された光源アセンブリを含む。パターン化光ビームは別個の出力光セグメントの出力アレイを含む。出力アレイはｎ列とｍ行とを有し、ｎは２以上である。１列内の別個の出力光セグメントの重複は多くても部分的である。光学結像システムは出力アレイを受光するとともに転写面上へ投影して、転写面内に別個の投影光セグメントの投影アレイを形成する光中継アセンブリをさらに含む。投影アレイはｎ列と１行とを有する。１投影列内の別個の投影光セグメントの各々は出力アレイの対応列内の別個の出力光セグメントの実質的に完全な重複により形成され、転写可能材料を含むとともに担体に近接配置されたドナーフィルムが転写面にある基板に近接配置されたときに、別個の投影光セグメントの各々が担体から基板上への転写可能材料の転写を誘起することが可能である。
【０００６】
本発明の他の実施形態では、ドナーフィルムから基板への材料の選択的熱転写用光学結像システムは、パターン化光ビームを発光可能である光源を含む。パターン化光ビームは２個以上の発光セグメントを含む。各発光セグメントは第１の方向に沿った第１の均一性を有する。光学結像システムは、２個以上の発光セグメントを受光し、各発光セグメントを均質化するとともに対応均質化光セグメントを透過する光ホモジナイザをさらに含む。各透過均質化光セグメントは第１の方向に沿った第３の均一性を有する。各透過均質化光セグメントの第３の均一性は各対応発光セグメントの第１の均一性より大きい。光学結像システムは、透過均質化光セグメントの各々を受光するとともに各透過均質化光セグメントを、第１の方向に沿ったｎ個の別個の光サブセグメントの１行にパターン化するマスクをさらに含む。ｎは２１以上である。個々の光サブセグメントの各々は第１の方向に沿った長さを有する。マスクは別個の光サブセグメントの各々の長さを１ミクロン以下の精度で約５０ミクロン〜約１５０ミクロンの範囲の任意の値に設定可能である。光学結像システムは基板をさらに含む。光学結像システムは、ｎ個の別個の光サブセグメントの各行を第１の方向に沿って投影倍率１で基板上に投影することにより、第１の方向に沿ったｎ個の別個の投影光セグメントの単一行を形成する第１のレンズ系をさらに含む。１番目とｎ番目の別個の投影光セグメントとの間の距離が少なくとも１０ｍｍである。転写可能材料を含むとともに担体に近接配置されたドナーフィルムが第１のレンズと基板との間で基板に近接配置されると、ｎ個の別個の投影光セグメントの各々が担体から基板上への転写可能材料の転写を誘起することが可能である。
【０００７】
本発明の他の実施形態では、ドナーフィルムから基板への材料の選択的熱転写用光学結像システムは、２つ以上の組の光バーアセンブリを含む光源を含む。光バーアセンブリの各組は２つ以上の光バーを含む。組の各光バーが偏光を発光可能である。組の少なくとも１つの光バーから発光された偏光の第１の偏光方向が組の少なくとも他の光バーから発光された偏光の第２の偏光方向とは異なる。偏光ビームコンバイナは第１および第２の偏光方向の間の差を用いて組の２つ以上の光バーから発光された偏光を合成して合成発光ビームを形成する。空間フィルタは、１組の発光体からの少なくとも１つの合成発光ビームを反射するとともに他の組の発光体からの少なくとも１つの合成発光ビーム透過することにより、２つ以上の組の発光体からの合成発光ビームを合成する。合成発光ビームの合成がパターン化光ビームを形成する。パターン化光ビームが１個以上の発光セグメントを含む。各発光セグメントは第３の方向に沿った第１の均一性を有する。光学結像システムは、１個以上の発光セグメントを受光し、各発光セグメントを均質化するとともに対応均質化光セグメントを透過する光ホモジナイザをさらに含む。各透過均質化光セグメントは第３の方向に沿った第３の均一性を有する。各透過均質化光セグメントの第３の均一性が各対応発光セグメントの第１の均一性より大きい。光学結像システムは、透過均質化光セグメントの各々を受光するとともに第３の方向に沿ったｎ個の個々の光サブセグメントの１行にパターン化するマスクをさらに含む。ｎは２１以上である。別個の光サブセグメントの各々は第３の方向に沿った長さを有する。マスクは別個の光サブセグメントの各々の長さを１ミクロン以下の精度で約５０ミクロン〜約１５０ミクロンの範囲の任意の値に設定可能である。光学結像システムは基板をさらに含む。光学結像システムは、ｎ個の別個の光サブセグメントの各行を第３の方向に沿って投影倍率１で基板上に投影することにより、第３の方向に沿ったｎ個の別個の投影光セグメントの単一行を形成する第１のレンズ系をさらに含む。１番目とｎ番目の別個の投影光セグメントとの間の距離が少なくとも１０ミリメートルである。担体に近接配置された転写可能材料を含むドナーフィルムが第１のレンズと基板との間で基板に近接配置されたときに、ｎ個の個々の投影光セグメントの各々が担体から基板上への転写可能材料の転写を誘起することが可能である。
【０００８】
添付の図面と共に以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで本発明をより完全に理解および評価されよう。
【０００９】
特に記さない限り、種々の図面は一定の縮尺で描かれていないことは理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は一般に結像システムに適用される。本発明は特に、パターン化を短時間で達成して例えば処理コストを削減することが望ましい、ディスプレイの画素をパターン化するレーザ誘起熱結像システムに適用する。
【００１１】
明細書において多数の図面で用いられる同じ参照番号は同一または同様な特性および機能を有する同一または同様な要素を指す。
【００１２】
図２４は、本発明の一実施形態による結像システム２４００のブロック図を図示する。結像システム２４００は、光源アセンブリ２４１０と光中継アセンブリ２４２０とを含む。
【００１３】
本発明の特定の一実施形態では、光源アセンブリ２４１０の出力光２４１５はパターン化光ビームを含み、このパターンは複数の別個の出力光セグメントを含む。個々の光セグメントは互いに分離可能であり、これは任意の２個のセグメント間にほとんど重複がないことを意味する。一般に任意の２個の個々の出力光セグメントの重複は多くても部分的である。光中継アセンブリ２４２０は複数の別個の出力光セグメントを受光するとともに転写面２４３０上へ投影して、複数の出力光セグメントの実質的な重畳により投影光セグメントを形成する。投影光セグメントのパワーは複数の出力光セグメントのパワーの合計に近くなる。さらにまた担体に近接配置された転写可能材料を含むドナーフィルムが転写面２４３０にある基板に近接配置されると、投影光セグメントは担体から基板上への転写可能材料の転写を誘起することが可能である。
【００１４】
本発明の他の実施形態において光源アセンブリ２４１０の出力光２４１５はパターン化光ビームを含み、このパターンは別個の出力光セグメントの出力アレイを含み、出力アレイはｎ列とｍ行とを有し、ｎが２以上であり、ｍが２以上である場合がある。アレイ列の個々の出力光セグメントを互いに分離することができる。一般に１アレイ列の任意の２個の出力光セグメントの重複は多くても部分的である。光中継アセンブリ２４３０は出力アレイを受け取るとともに転写面２４３０上へ投影して、転写面内に個々の投影光セグメントの投影アレイを形成する。投影アレイはｎ列と単一行とを有し、１列内の別個の投影光セグメントの各々は出力アレイの対応する列内の別個の出力光セグメントの実質的に十分な重複により形成される。担体に近接配置された転写可能材料を含むドナーフィルムが転写面内にある基板に近接配置されると、別個の投影光セグメントの各々は担体から基板上への転送可能材料の転写を誘起することが可能である。
【００１５】
本発明の他の実施形態において、光源アセンブリ２４１０の出力光２４１５は別個の光セグメントの二次元出力アレイを含み、出力アレイはｎ列とｍ行とを有し、ｎは２以上である。ｍ行はｐ群に分割され、各群は少なくとも２行の別個の光サブセグメントを含み、２群以上に含まれる行はない。光中継アセンブリ２４２０は、各群内のすべての行を重畳することによりｍ×ｎアレイの別個の光サブセグメントを転写面２４３０上へ転写して、転写面２４３０面内に投影光セグメントの投影アレイを形成し、投影アレイはｎ列とｐ行とを有する。各投影光セグメントは転写可能材料の転写を誘起することが可能である。各投影光セグメントは、担体上に塗布されるとともに転写面２４３０内にある基板に近接配置された転写可能材料の転写を誘起することが可能である。ｐが１である場合、ｍ行は実質的に完全に重畳されてｎ個の投影光セグメントの単一行を形成している。
【００１６】
図１は本発明の一態様による結像システム１００の例示的ブロック図を示し、各ブロックは結像システム内の異なる構成要素またはサブアセンブリを説明する。本発明の結像システムは必ずしも図１に示したブロックをすべて含む必要はない。さらにまた本発明による結像システムは、図１に図示しない追加ブロックを有してもよい。結像システム１００は光源１１０と、第１の光中継器１２０と、光ホモジナイザ１３０と、第２の光中継器１４０と、マスク１５０と、第３の光中継器１６０と、基板１７０とを含む。
【００１７】
結像システム１００は、光源１１０により提供される光を基板１７０上に投影するため、例えば投影光は担体から基板１７０上への、担体上に塗布されるとともに基板１７０に近接配置された転写可能材料の転写を誘起することが可能である。
【００１８】
結像システム１００を用いてディスプレイ構成要素を選択的に転写し、故にパターン化することができる。例えば結像システム１００を用いて放射性物質、カラーフィルタ（例えば赤色、緑色および青色）、ブラックマトリクス、電極、トランジスタ、絶縁体、およびスペーサをディスプレイ基板上に転写し得る。本発明の一実施形態による結像システム１００の重要な特徴は高いスループットであり、スループットはある単位時間、例えば１時間にパターン化されるディスプレイまたはディスプレイ構成要素の数である。このようにスループットは、カラーフィルタおよびブラックマトリクスなどの様々なディスプレイ構成要素をパターン化するのに必要な時間に関する。高いスループットは低い処理製造コストにつながり、したがって最終的に安価なディスプレイ製品になるため一般に望ましい。
【００１９】
本発明の一実施形態によれば、スループットを向上する際に特に重要である結像システム１００の特徴は、基板１７０における光強度である。一般に基板１７０における光１０５の強度は、材料転写を誘起するために閾値より高い必要がある。さらにまた閾値を超える光強度のため、より高い光強度は概してカラーフィルタ材料などの材料をドナーフィルムから、例えばディスプレイ基板上に転写するのに必要な時間の削減になる。このように高い強度またはパワーを有する光１０５は全体スループットを向上することができる。本発明は基板１７０における高いビーム強度を送達することによりスループットを大幅に向上することが可能な様々な実施形態を提供する。
【００２０】
本発明の一実施形態による結像システム１００の他の重要な特徴は特に基板１７０におけるビーム均一性である。非均一光１０５は例えば転写可能材料の部分的転写または非転写、もしくは転写可能材料または隣接要素のダメージを生じる恐れがある。このように、本発明の一実施形態によるホモジナイザ１３０の機能は、１つまたは複数の方向でビーム均一性を改善することである。
【００２１】
結像システム１００は、入射光１０３を受光して所望の所定パターンまたは形状にパターン化された出力光、１０４にパターン化するマスク１５０をさらに含む。光パターンにより誘起される最終的な転写がすべて意図する箇所で生じ、転写および意図する箇所間の位置合わせが良好になるように、マスク１５０により生成された光パターンは少なくとも倍率内ではディスプレイ上の対応する画素設計に実質的に一致していることが好ましい。
【００２２】
結像システム１００は多数の光中継器（例えば図示のように第１の光中継器１２０、第２の光中継器１４０、および第３の光中継器１６０）をさらに含む。これらの光中継器の各々は、少なくとも部分的に光を前のブロックまたはサブアセンブリから次のブロックまたはサブアセンブリに転送することを目的とする。例えば第３の光中継器１６０は、主にマスク１５０によりパターン化された光を基板１７０上に投影するように設計されている。他の例として、第１の光中継器１２０は光源１１０により発光された光をホモジナイザ１３０に転送するように設計し得る。各光中継器はレンズ、ミラー、位相差板、ビームスプリッタ、ビームコンバイナ、およびビームエキスパンダなどの構成要素を含み得る。さらにまた、１つまたは複数の光中継器は視準、拡大、結像、焦点合わせまたは収差の低減などの他の機能も行い得る。
【００２３】
図２は、本発明の特定の一実施形態による結像システム２００の概略三次元図を図示する。結像システム２００は光源２１０と、ホモジナイザ２３０と、マスク２５０と、レンズ系２６０と、基板２７０とを含む。
【００２４】
光源２１０は、概ねｚ軸などの方向に沿って伝播するパターン化光ビーム２１５を発光する。パターン化光ビーム２１５は１個または複数の発光セグメントを含む。図２に示した特定例において、パターン化光ビーム２１５は３個の発光セグメント２１１Ａ、２１１Ｂおよび２１１Ｃを含み、各発光セグメントはｚ軸に沿って伝播するとともに、光セグメントの伝播方向に垂直な少なくとも一方向に沿って有限範囲を有する。具体的には各発光セグメントは、ｚ軸に沿った伝播方向に対してｘおよびｙ方向のうちの少なくとも１つに沿って有限範囲を有する。図２に示した例示的実施形態において、発光セグメント２１１Ａ、２１１Ｂおよび２１１Ｃの各々はｘおよびｙ方向に沿った有限範囲を有する。各発光セグメントは異なる方向に沿って異なる強度またはビーム均一性プロファイルを有することができる。具体的には発光セグメント２１１Ａ、２１１Ｂおよび２１１Ｃの各々は、ｘ軸に沿ったビーム均一性とｙ軸に沿ったビーム均一性とを有し、ｘ、ｙおよびｚ方向は図２に示すように互いに垂直である。さらに各発光セグメントはｚ軸に沿って伝播するにつれて発散、集光、または実質的に平行状態のままである。このように発光セグメント２１１Ａ、２１１Ｂおよび２１１Ｃの各々はｘ軸に沿った発散角とｙ軸に沿った発散角とを有する。本発明において光ビームの発散は半波高全幅（ＦＷＨＭ）における光ビームの角度の広がりを指す。各発光セグメントの発散およびビーム均一性を図３〜図５を参照してさらに説明する。
【００２５】
図３Ａは発光セグメント２１１Ａの一部分を示す。ｘｙ面の発光セグメント２１１Ａの断面、例えば断面２１１Ａ−１はｙ軸（方向ＡＡ’）に沿った均一性プロファイルとｘ軸（方向ＢＢ’）に沿った均一性プロファイルとを有することができる。図４Ａはｙ軸に沿った発光セグメント２１１Ａの均一性プロファイル２１１Ａ−ｙ（断面２１１Ａ−１）を示す。同様に図４Ｂはｘ軸に沿った発光セグメント２１１Ａの均一性プロファイル２１１Ａ−ｘ（同じ断面２１１Ａ−１）を示す。図４Ａおよび図４Ｂの垂直軸は、文字Ｉにより示される光強度を表わす。図４Ａおよび図４Ｂの水平および垂直軸は正確な縮尺で図示していない。図４Ａおよび図４Ｂに示す例において、発光セグメント２１１Ａは、ｙ軸に沿ったかなり非均一な強度プロファイル２１１Ａ−ｙとｘ軸に沿ったガウス強度プロファイル２１１Ａ−ｘとを有する。発光セグメント２１１Ａは、平頂または均一プロファイルなどのｘ軸に沿った他の強度プロファイル、もしくは結像用途で有利であり得る任意の他のプロファイルを有することができる。さらにまた結像システム２００は、１つの強度プロファイルを他の強度プロファイルに変換する光学デバイスを含み得る。例えば結像システム２００は、ガウス強度プロファイルを均一または平頂強度プロファイルに変換する光学デバイスを含み得る。ガウスプロファイルなどの非均一強度プロファイルを均一強度プロファイルに変換する１つのそのような光学デバイスは、米国特許第６，６５４，１８３号明細書に開示されている。
【００２６】
図５Ａおよび図５Ｂは、２つの異なる方向に沿った発光セグメント２１１Ａの発散を図示する。具体的には図５Ａはｙ−ｚ平面内の発光セグメント２１１Ａの発散、すなわち光セグメントがｚ軸に沿って伝播する際のｙ方向に沿った発散を図示する。α1はｙ軸に沿った発光セグメント２１１Ａの全発散角である。同様に図５Ｂはｘ−ｚ平面内の発光セグメント２１１Ａの発散、すなわち光セグメントがｚ軸に沿って伝播する際のｘ方向に沿った発散を図示する。α2はｘ軸に沿った発光セグメント２１１Ａの全発散角である。
【００２７】
図２に戻って参照すると、ホモジナイザ２３０はその入力面２３０Ａからパターン化光２１５を受光する。ホモジナイザ２３０は、少なくとも部分的に、１つまたは複数の方向の受光パターン化光２１５の各発光セグメントのビーム均一性を改善するように設計されている。具体的にはホモジナイザ２３０は、主にｙ軸に沿った各受光発光セグメントの均一性を改善するように設計されている。例えばホモジナイザ２３０は、ｙ軸に沿った発光セグメント２１１Ａ（光セグメントの範囲内）の均一性を改善するように設計されており、図４Ａに示した強度プロファイル２１１Ａ−ｙである。発光セグメント２１１Ａ、２１１Ｂ、および２１１Ｃの各々はｙ軸に沿ったホモジナイザ２３０により均質化される。ホモジナイザ２３０は本発明の特定の一実施形態において２つ以上の方向に沿った受光発光セグメントを均質化し得るが、ホモジナイザ２３０はｙ方向に沿って各受光発光セグメントを均質化するがｘ方向に沿っては均質化しない。このように本発明の特定の一実施形態によれば、ホモジナイザ２３０はパターン化光ビーム２１５を第１の方向に沿って均質化するが第２の方向に沿っては均質化せず、第１の方向は第２の方向とは異なる。
【００２８】
ホモジナイザ２３０は各均質化発光セグメントをその出力面２３０Ｂから透過すると、透過均質化光セグメント２３１Ａ、２３１Ｂおよび２３１Ｃを含む均質化パターン化光ビーム２３５になる。光セグメント２３１Ａは光セグメント２１１Ａに対応し、光セグメント２３１Ｂは光セグメント２１１Ｂに対応し、さらに光セグメント２３１Ｃは光セグメント２１１Ｃに対応する。図２に示す例示的実施形態では均質化パターン化光ビーム２３５はｚ軸に沿って伝播するが、一般には均質化パターン化光ビーム２３５は異なる方向に伝播し、方向の変化（パターン化光ビーム２１５に対して）は例えばホモジナイザ２３０により生じ得る。
【００２９】
透過均質化光セグメント２３１Ａ、２３１Ｂおよび２３１Ｃの各々の断面は、ｘ軸に沿ったビーム均一性プロファイルと、ｙ軸に沿ったビーム均一性プロファイルとを有する。加えて各透過均質化光セグメントはｚ軸に沿って伝播するにつれて発散、集光、または実質的に平行状態のままである。このように透過均質化光セグメント２３１Ａ、２３１Ｂおよび２３１Ｃの各々は、ｘ軸に沿った発散角とｙ軸に沿った発散角とを有する。各透過均質化光セグメントの発散およびビーム均一性を図３、図４および図６を参照してさらに説明する。
【００３０】
図３Ｂは均質化光セグメント２３１Ａの一部分を示す。ｘｙ平面の均質化光セグメント２３１Ａの断面、例えば断面２３１Ａ−１はｙ軸（方向ＣＣ’）に沿った均一性プロファイルとｘ軸（方向ＤＤ’）に沿った均一性プロファイルとを有することができる。図４Ａはｙ軸に沿った均質化光セグメント２３１Ａの均一性プロファイル２３１Ａ−ｙ（断面２３１Ａ−１内）を示す。ｙ軸に沿った光セグメントの一般的範囲内で２３１Ａ−ｙは２１１Ａ−ｙより均一であることが分かる。同様に図４Ｂはｘ軸に沿った光セグメント２３１Ａの均一性プロファイル２３１Ａ−ｘ（同じ断面２３１Ａ−１内）を示す。強度プロファイル２１１Ａ−ｘおよび２３１Ａ−ｘが基本的に重複していることが分かる。このようにホモジナイザ２３０はｙ軸に沿った均質化発光セグメント２１１Ａを有するが、ｘ軸に沿った発光セグメント２１１Ａの均一性はほとんど変化しなかった。
【００３１】
本発明の一実施形態によれば、ｙ軸に沿った均質化光セグメントの均一性は、対応する発光セグメントより少なくとも１０倍以上であることが好ましく、２０倍以上であることがより好ましく、３０倍以上であることがさらに好ましい。
【００３２】
図６Ａおよび図６Ｂは、２つの異なる方向に沿った透過均質化光セグメント２３１Ａの発散を図示する。具体的には図６Ａはｙ−ｚ平面内の透過均質化光セグメント２３１Ａの発散、すなわち光セグメントがｚ軸に沿って伝播する際のｙ方向に沿った発散を図示する。α’1はｙ軸に沿った透過均質化光セグメント２３１Ａの全発散角である。同様に図６Ｂはｘ−ｚ平面内の透過均質化光セグメント２３１Ａの発散、すなわち光セグメントがｚ軸に沿って伝播する際のｘ方向に沿った発散を図示する。α’2はｘ軸に沿った発光セグメント２１１Ａの全発散角である。
【００３３】
一般にα1およびα’1は同等である必要はない。同様にα2およびα’2は同等である必要はない。しかし本発明の一態様によればα2およびα’2は同等であるがα1およびα’1は同等ではない。このように本発明のこの特定の態様によればホモジナイザ２３０はｙ方向に沿った各発光セグメントの発散角を変えるが、ｘ方向に沿っては変えない。本発明の他の態様によればα2およびα’2は同等であるとともに、α1およびα’1も同等である。本発明のいくつかの実施形態では図２３に示すように、光中継器２３１０（図１の光中継器１２０など）は光源２１０とホモジナイザ２３０との間に配置されている。図２３は本発明の特定の一実施形態による結像システムの一部分の概略側面図を図示する。具体的には図２３は、光源２１０とホモジナイザ２３０との間に配置された光中継器２３１０を示す。光中継器２３１０は主に、例えば光源２１０からホモジナイザ２３０へ光を転送するように設計することができる。このような場合、光中継器２３１０およびホモジナイザ２３０の一方または両方がα1、α2またはその両方に影響し得る。本発明の一態様によれば、光中継器２３１０およびホモジナイザ２３０の一方または両方はα1を変えるがα2は変えない。本発明の好適な実施形態ではα’1はαと1同等であるとともにα’2はα2と同等である。光中継器２３１０はｘおよびｙ方向に沿って異なる拡大比率を有し得る。本発明の特定の一実施形態において光中継器２３１０は光源２１０の出力面２３０５の画像をホモジナイザ２３０の入力面２３０Ａ上に形成する。このように出力面２３０５および入力面２３０Ａは光中継器２３１０に対して被写体像関係を形成する。本発明の好適な実施形態において光中継器２３１０はｘおよびｙ方向に沿って同等の拡大比率を有する。本発明の他の好適な実施形態において、ｘおよびｙ方向に沿った光中継器２３１０の拡大比率はほぼ１に等しい。
【００３４】
ホモジナイザ２３０は任意の三次元形状、例えば六面体などの多面体を有することができる。ホモジナイザ２３０は中実または中空のいずれでもよい。ホモジナイザ２３０は、反射、全反射、屈折、散乱、または回折もしくはそれらの組み合わせなどの任意の適当な光学的方法、あるいは入力光を均質化するのに用い得る任意の他の適当な方法により入力光を均質化し得る。
【００３５】
ホモジナイザ２３０の光透過率は５０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、さらに８０％以上であることがなお好ましい。ここで光透過率とは、入射面２３０Ａに入射する全光強度に対する出力面２３０Ｂを出射する全光強度の比である。
【００３６】
図２に戻って参照すると、マスク２５０は透過均質化光セグメントの各々を受光するとともにｙ方向に沿ったｎ個の光セグメントの行にパターン化する。ここでｎは２以上であり得る。このようにマスク２５０の光出力は多数の光行（図２では３つ）を含むマスクパターン化光ビーム２５５であり、各光行は多数の光セグメント（図２では再度３つ）を有する。本発明によればｎは１０を超えることが好ましく、２０を超えることがより好ましく、３０を超えることがさらに好ましく、さらに５０を超えることがなお好ましい。図２に示した例示的実施形態ではマスク２５０は、光セグメント２３１Ａを光行２５５−１を形成する３個の光サブセグメント２５１Ａ−１、２５１Ａ−２、および２５１Ａ−３に、光セグメント２３１Ｂを光行２５５−２を形成する３個の光サブセグメント２５１Ｂ−１、２５１Ｂ−２、および２５１Ｂ−３に、さらに光セグメント２３１Ｃを光行２５５−３を形成する３個の光サブセグメント２５１Ｃ−１、２５１Ｃ−２、および２５１Ｃ−３にパターン化する。そのため図２に示した例示的実施形態においてｎは３に等しい、各個々の光サブセグメントは矩形断面などの任意の断面を有し得るが、この場合各サブセグメントはｙ方向に沿った長さとｘ方向に沿った幅とを有する。図７はｘｙ平面内の光サブセグメント２５１Ａ−１、２５１Ａ−２および２５１Ａ−３の断面を示す。光サブセグメント２５１Ａ−１は長さＬ1と幅Ｗ1とを有し、光サブセグメント２５１Ａ−２は長さＬ2と幅Ｗ2とを有し、さらに光サブセグメント２５１Ａ−３は長さＬ3と幅Ｗ3とを有する。一般にマスク２５０は、受光した対応均質化光セグメントの長さにより通常は限定される任意の値の各個々の光サブセグメントの長さの設定を可能にする。
【００３７】
マスク２５０は、入射光をパターン化するのに適した任意のタイプのマスクであり得る。例えばマスク２５０は例えば、薄い光非透過板内に複数の穴を有するシャドーマスクを含み得る。マスク２５０は光回折を用いた回折素子を含むことにより入射光をパターン化し得る。マスク２５０は光弁もしくは液晶によるＳＬＭまたは切換可能ミラーＳＬＭなどの空間光変調器（ＳＬＭ）を含み得る。マスク２５０はデジタルマイクロミラーデバイスまたは回折格子ライトバルブなどのマイクロ電気機械システムを含み得る。マスク２５０は対象波長において実質的に光学的に透明または非透過のいずれかである一定または永久パターンを有する光マスクを含み得る。光マスクの作製に使用可能な例示的方法には、フォトリソグラフィ、電子ビームリソグラフィ、印刷、または光学的に透明および非透過領域を有する一定のパターンを生成し得る任意の他の方法がある。
【００３８】
本発明の特定の一実施形態によれば、マスク２５０は別個の光サブセグメントの各々の長さを、約０．１ミクロン以上の精度で約０．２〜約２５００ミクロンの範囲、より好ましくは約０．１ミクロン以上の精度で約１〜約５００ミクロンの範囲、さらに好ましくは約１ミクロン以上の精度で約１０〜約３００ミクロンの範囲、さらになお好ましくは約１ミクロン以上の精度で約５０〜約１５０ミクロンの範囲の任意の値に設定することができる。通常、精度δを用いてマスク２５０はサブセグメントの長さをＬ±δミクロンに設定することが可能であり、ここでＬは所与の好適な範囲の任意の長さの値である。例えば１ミクロンの精度によりマスク２５０はサブセグメントの長さをＬ±１ミクロンに設定可能であり、ここでＬは約１０ミクロン〜約３００ミクロン、または約５０ミクロン〜約１５０ミクロンなどの好適な範囲の任意の長さの値である。
【００３９】
本発明の一実施形態によれば長さＬaの場合、ここでＬaは約５０ミクロン〜約３０００ミクロンの範囲の任意の値であるが、マスク２５０は別個の光サブセグメントの各々の長さを、約０．１ミクロン以上の精度で約０．９Ｌa〜約１．１Ｌaの範囲の任意の値に設定するように構成可能である。本発明の他の実施形態によれば長さＬaの場合、ここでＬaは約５ミクロン〜約５００ミクロンの範囲の任意の値であるが、マスク２５０は別個の光サブセグメントの各々の長さを、約０．１ミクロン以上の精度で約０．８Ｌa〜約１．２Ｌaの範囲の任意の値に設定するように構成可能である。
【００４０】
図７に戻って参照すると、光サブセグメント２５１Ａ−１と２５１Ａ−２との間の距離はｄ1であるとともに、光サブセグメント２５１Ａ−３と２５１Ａ−２との間の距離はｄ2である。一般に隣接の個々の光サブセグメント間の距離は用途における任意の値であり得る。本発明の一実施形態によればマスク２５０は任意の２個の隣接する別個の光サブセグメント間の距離を０．１ミクロン以上に設定するように設計可能である。
【００４１】
本発明の特定の一実施形態においてすべての光サブセグメントは実質的に同じ長さを有するとともに実質的に同等に離間している。さらにまた隣接光サブセグメント間の間隔は各光サブセグメントの長さのほぼ２倍である。
【００４２】
図２に戻って参照すると、レンズ系２６０はマスクパターン化光ビーム２５５を基板２７０上に投影する。このようにレンズ系２６０はｎ個の個々の光サブセグメントの各光行（光行２５５−１など）を基板２７０上に投影する。
【００４３】
さらにまたレンズ系２６０は、各行からの対応するサブセグメント（すなわちパターン化光ビーム２５５内の列を形成するサブセグメント）が基板２７０上で実質的に一致するように、光行２５５−１、２５５−２および２５５−３の各々を基板２７０上に投影する。例えばレンズ系２６０は光サブセグメント２５１Ａ−１、２５１Ｂ−１および２５１Ｃ−１を基板２７０上に投影して、単一の投影光セグメント２７０Ａを形成する。同様にレンズ系２６０は光サブセグメント２５１Ａ−２、２５１Ｂ−２および２５１Ｃ−２を基板２７０上に投影して、単一の投影光セグメント２７０Ｂを形成する。さらに他の実施形態としてレンズ系２６０は光サブセグメント２５１Ａ−３、２５１Ｂ−３および２５１Ｃ−３を基板２７０上に投影して、単一の投影光セグメント２７０Ｃを形成する。そのためレンズ系２６０は基板２７０上でｙ方向に沿ったｎ個の個々の投影光セグメントの単一行を形成する。
【００４４】
本発明の好適な実施形態において第１と第ｎすなわち最後の投影光セグメントとの間の距離は少なくとも５ミリメートル、より好適には少なくとも１０ミリメートル、さらに好適には少なくとも１５ミリメートル、さらになお好適には少なくとも２０ｍｍである。
【００４５】
本発明の一実施形態によればマスクパターン化光ビーム２５５は、別個の光サブセグメントの二次元アレイを含み、ここでアレイはｎ列およびｍ行を有する。ｍ行はｐ群に分割され、各群は少なくとも２行の別個の光サブセグメントを含み、ここで２つ以上の群に含まれる行はない。さらにまたレンズ系２６０は、各群のすべての行を重畳することによりｍ×ｎアレイの個々の光セグメントを基板２７０上に投影して投影光セグメントのアレイを形成し、ここでアレイはｎ列およびｐ行を有する。ｐが１である場合、パターン化光ビーム２５５内のｍ行のすべてが重畳されてｎ個の投影光セグメントの行を形成する。
【００４６】
このような投影光セグメントのアレイを用いて、例えば同じ大きさのアレイの転写可能な材料を担体から基板２７０上に転写することができる。そのため本発明を用いてディスプレイ構成要素に画素のアレイを同時にパターン化することができる。さらにまた投影光セグメントのアレイを用いて、例えばステップアンドリピートプロセスを用いることによりディスプレイ構成要素全体に画素をパターン化することができる。
【００４７】
基板２７０上へ投影した対応サブセグメントの重畳または重複を、図２からの結像システム２００の一部分の概略側面図を示す図８を参照してさらに説明する。具体的には図８はマスク２５０と、レンズ系２６０と、基板２７０とを示す。図８はマスク２５０の出力として且つｚ方向に沿って伝播する光サブセグメント２５１Ａ−１、２５１Ｂ−１、および２５１Ｃ−１をさらに示す。図８は基板２７０上への投影光セグメント２７０Ａをさらに示す。本発明の特定の一実施形態によればレンズ系２６０は、転送光サブセグメントが基板２７０上で一致するように、光サブセグメント２５１Ａ−１、２５１Ｂ−１および２５１Ｃ−１を基板２７０上に投影、中継または転送することにより単一の投影光セグメント２７０Ａを形成する。
【００４８】
対応光サブセグメントを基板２７０上に重畳する利点は、各投影光セグメントに対する光強度の増加である。その結果セグメント２７０Ａなどの各投影光セグメントは、より短い時間で転写可能な材料の転写を誘起して全体のスループットを向上させることが可能であり得る。
【００４９】
本発明において、第１の平面から第２の平面への光の投影は第１の平面から第２の平面への光の転送を指す。このように第２の平面は第１の平面の画像面内にある必要はない。具体的には図２を参照すると、マスク２５０の出射面２５２と基板２７０の表面２７１とは概して、レンズ系２６０に対して被写体像関係を形成していない。換言すればレンズ系２６０は表面２５２を基板２７１上に結像する必要はない。
【００５０】
本発明の特定の一実施形態においてレンズ系２６０は、表面２５２を基板２７１上にｙ方向に沿って結像するがｘ方向に沿っては結像しない。このように、レンズ系２６０はマスク２５０からの出力光（すなわちパターン化光ビーム２５５）をｘおよびｙ方向の両方に沿って基板２７０上に投影するが、このレンズ系は出力光を基板２７１上にｙ方向に沿って結像するがｘ方向に沿っては結像しない。そのためレンズ系２６０はマスク２５０と基板２７０との間のような拡大係数と、ｘ軸に沿ったそれら２つの間の投影倍率係数とを有し得る。図８に戻って参照すると光サブセグメント２５１Ａ−１はｙ軸に沿った長さＬ1とｘ軸に沿った高さＷ1とを有する。同様に投影光セグメント２７０Ａはｙ軸に沿った長さＬ0とｘ軸に沿った高さＷ0とを有する。このようにレンズ系２６０は拡大係数Ｌ0／Ｌ1と投影倍率係数Ｗ0／Ｗ1とを有する。
【００５１】
本発明の好適な実施形態によればマスク２５０と基板２７０との間のようなレンズ系２６０の拡大係数は５未満であり、より好適には３未満であり、さらに好適には２未満である。本発明の他の好適な実施形態では拡大係数は約０．８〜約１．２の範囲であり、より好適には約０．９〜約１．１の範囲であり、さらに好適には約０．９５〜約１．０５の範囲である。本発明のさらに他の好適な実施形態において拡大係数はほぼ１に等しい。
【００５２】
さらにまた、マスク２５０と基板２７０との間のようなレンズ系２６０の投影倍率係数は好適には約０．０２〜約１の範囲であり、より好適には約０．０４〜約０．２の範囲であり、さらに好適には約０．０５〜約０．２の範囲であり、さらになお好適には約０．０６〜約０．１の範囲である。
【００５３】
本発明の好適な実施形態ではレンズ系２６０は、ｙ軸に沿って約１の拡大係数と約０．０６〜約０．１の範囲の投影倍率係数とを有するアナモルフィックレンズ系である。
【００５４】
図８に戻って参照すると、光セグメント２７０Ａなどの投影光セグメントはｘおよびｙ方向に沿った任意の強度プロファイルを有し得る。さらにまた光セグメント２７０Ａは異なる方向に沿って異なる強度プロファイルを有し得る。本発明の一実施形態によれば投影光セグメントはｙ軸に沿って実質的に均一な強度プロファイルまたは平頂強度プロファイルと、ｘ軸に沿ってガウス強度プロファイルとを有する。本発明の他の実施形態によれば投影光セグメントはｘおよびｙ方向の両方に沿って実質的に均一な強度プロファイルを有する。
【００５５】
本発明によれば、担体に塗布された転写可能材料を含むドナーフィルムがレンズ系２６０と基板２７０との間で基板２７０に接してまたは近接配置されると、ｎ個の別個の光セグメント（図２のセグメント２７０Ａ、２７０Ｂおよび２７０Ｃなど）の各々は、担体から基板２７０上への転写可能材料の転写を誘起することが可能である。このような材料の転写を図９および図１０を参照してさらに説明する。
【００５６】
図９はドナーフィルムから基板上への転写可能材料の転写の例を図示する、本発明による結像システムの一部分の概略側面図を示す。具体的には図９は任意の台２８０上に配置された基板２７０を示し、台２８０はｘ、ｙおよびｚ方向などの１つまたは複数の方向に沿って所定の方法で移動可能であり、図９のｘ方向はその中心に点を有する円で示された頁の平面に対して垂直である。図９はドナーフィルムが基板２７０に面した状態で担体９２０上に塗布されたドナーフィルム９１０を含む転写フィルム９０５をさらに示す。ドナーフィルム９１０は転写可能材料を含む。転写可能材料およびそれを含むドナーフィルムの例は、例えば米国特許第５，７４７，２１７号明細書、同第５，９３５，７５８号明細書、同第６，１１４，０８８号明細書、同第６，１９４，１１９号明細書、同第５，５２１，０３５号明細書、同第５，７６６，８２７号明細書、同第５，３０８，７３７号明細書、同第５，７２５，９８９号明細書および同第５，９９８，０８５号明細書に既に記載されている。
【００５７】
図９はドナーフィルム９１０と基板２７０との間の間隙「Ｒ」を示す。一般にＲが非常に小さくなり得るが、その場合ドナーフィルム９１０は基板２７０に接しまたは近接し得る。Ｒは例えば担体９２０の上側に圧力を加えることにより小さくすることができる。他の例として、間隙領域に真空を印加することにより間隙Ｒを低減することができる。図９は基板２７０上に投影光セグメント２７０Ａ、２７０Ｂおよび２７０Ｃをさらに示す。これらの投影光セグメントはレンズ系２６０によって基板２７０上に形成される。ビーム軌跡９３０Ａ、９３０Ｂおよび９３０Ｃは、それぞれレンズ系２６０から投影光セグメント２７０Ａ、２７０Ｂおよび２７０Ｃへの例示的光投影経路を示す。各投影光セグメントは、投影光セグメントにより照明されるフィルム９１０の領域のドナーフィルム９１０を転写することが可能である。例えば投影光セグメント２７０Ｂはドナーフィルム９１０の部分９２０Ｂの転写が可能であり、部分９２０Ｂは投影光セグメント２７０Ｂにより照明されるドナーフィルム９１０の一部分に対応している。同様に投影光セグメント２７０Ａおよび２７０Ｃはそれぞれドナーフィルム９２０の部分９２０Ａおよび９２０Ｃの転写が可能である。このような転写の結果が図１０に概略的に示されており、ドナーフィルム９１０の部分９２０Ａ、９２０Ｂおよび９２０Ｃが担体９２０から基板２７０上に転写されている。一般にドナーフィルム９２０の転写部分はフィルムの対応する照明部分と同じ形状または大きさを有していてもいなくてもよい。本発明の一実施形態では転写領域の大きさは、ドナーフィルム９１０の対応照明領域の大きさの３０％以内であり、より好適には２０％以内であり、さらに好適には１０％以内である。本発明の他の実施形態ではドナーフィルム９２０の転写部分の大きさおよび形状は対応する照明領域と実質的に同じである。
【００５８】
転写フィルム９０５は図９に示されない追加層またはフィルム、例えば光熱変換フィルムを含み得る。転写フィルム９０５に含まれ得る様々な層の例は、例えば米国特許第５，５２１，０３５号明細書、同第６，１１４，０８８号明細書、同第５，７２５，９８９号明細書、同第６，１９４，１１９号明細書および同第５，６９５，９０７号明細書に既に開示されている。
【００５９】
図２に戻って参照すると、シャッタを光源２１０から基板２７０のビーム経路に沿った１つまたは複数の箇所に配置することにより、基板２７０上の投影光セグメントを「オン」または「オフ」にし得る。１つのこのようなシャッタの一例が図９に概略的に示されており、シャッタ９４０がレンズ系２６０と基板２７０との間に配置されている。このようにシャッタ９４０が開放されると、投影光セグメント２７０Ａ、２７０Ｂおよび２７０Ｃが基板２７０上に形成されるとともにドナーフィルム９１０の各部分の転写が可能になる。同様にシャッタ９４０が閉鎖されると、光は基板２７０に到達できないためドナーフィルム９１０の転写は誘起されない。台２８０がｘｙ平面内の特定の経路に沿って移動される場合、投影光セグメント２７０Ａなどの投影光セグメントは台２８０が取る経路に密接に追従する形状または形態の転写を誘起できる。例えば投影光セグメント２７０Ａ、２７０Ｂおよび２７０Ｃがすべてオンである間に台２８０がｘ軸に沿って移動されるときは、投影光セグメントはドナーフィルム９１０をｘ軸に沿った３本の線の形態で基板２７０上に転写することができる。一方例えば台２８０が固定型である場合には、転写領域は投影光セグメントの大きさに密接に対応することができる。従って本発明の一実施形態による結像システムを用いて転写可能材料を所定の形態、例えばディスプレイ内の画素に対応する個々の画素、または例えばディスプレイ内の対応する列を覆う平行線、または特定の用途のディスプレイ構成要素をパターン化する際に所望であり得る任意の他の形状または形態などで転写することができる。
【００６０】
光源２５０の全光出力は、投影光セグメント２７０Ａ、２７０Ｂおよび２７０Ｃがドナーフィルムから基板２７０へ転写可能材料の転写を誘起可能であるように十分に高いことが好ましい。本発明の一実施形態において、光源２５０の全出力は少なくとも２００ワットであり、少なくとも４００ワットであることがより好ましく、少なくとも６００ワットであることがさらに好ましく、少なくとも８００ワットであることがさらに好ましく、さらに少なくとも９００ワットであることがなお好ましい。さらにまた光源２５０の光出力はパルスまたは連続のいずれでもよい。
【００６１】
本発明の一実施形態において、基板２７０に送出される全光出力は少なくとも５０ワットであり、少なくとも１００ワットであることがより好ましく、少なくとも１５０ワットであることがさらに好ましく、さらに少なくとも２００ワットであることがなお好ましい。
【００６２】
図２に戻って参照すると、本発明の一実施形態によればマスク２５０は各均質化光セグメント（セグメント２３１Ａなど）を別個の光サブセグメント（サブセグメント２５１Ａ−１、２５１Ａ−２および２５１Ａ−３など）の１行にパターン化することが可能であり、各サブセグメントの長さは高精度で設定することができる。マスク２５０のいくつかの実施形態をここで説明する。
【００６３】
図１１はマスク２５０の特定の実施形態としてのマスク１１００の概略上面図を図示する。マスク１１００は多数の光透過領域あるいは光非透過領域内の部分を含む。具体的には例示的マスク１１００は光非透過領域１１１０に取り囲まれた３つの光透過領域１１３０Ａ、１１３０Ｂおよび１１３０Ｃを有する。本発明の一態様によれば、各透過部分は軸に沿って中心がある。例えば光透過部１１３０Ｃは軸１１４３Ｃ上に中心がある。さらにまた本発明の一実施形態によれば、軸１１４３Ｃはｘ軸に沿って配向されている。
【００６４】
光非透過により、領域１１１０により透過され得る任意の光がドナーフィルムから基板２７０上への転写可能な材料の転写を誘起することが不可能であるように十分に低い光出力または強度を有することを意味する。本発明の一実施形態において領域１１１０の全光透過は３０％未満であることが好ましく、２０％未満であることがより好ましく、１０％未満であることがさらに好ましく、さらに５％未満であることがなお好ましい。領域１１１０は光学的に反射、吸収、回折、またはそれらの組み合わせであることにより光学的に非透過でもよい。領域１１１０は例えば反射金属コーティングを含むことにより光学的に反射性でもよい。反射金属コーティングに用いることができる例示的金属材料には、銀、金、クロム、アルミニウム、銅、またはそれらの組み合わせ、もしくは任意の他の適当な反射金属材料がある。概してすべての金属は若干の残存光吸収性を有する。このようにマスク１１００への高強度光入射は反射金属層に、故にマスク１１００に大量の熱を発生させることができる。発生した熱は金属コーティングに損傷を与える恐れがあるだけでなくマスク内に熱膨張、しかも非均一熱膨張を生じることにより、マスクの様々な特徴の目的寸法に大幅な変化をもたらす恐れがある。
【００６５】
他の例として領域１１１０は、光干渉により対象の波長において光を反射する多層誘電体コーティングを含むことにより光学的に反射性であり得る。このような場合、多層誘電体コーティング内の１つまたは複数の層は、例えば対象の波長において４分の１波長の厚さであり得る。
【００６６】
他の例として領域１１１０は、反射金属層上に配置された反射性多層誘電体コーティングを含むことにより光学的に反射性であり得る。この例では多層誘電体コーティングは入射光の大部分を反射することが可能であり、光学吸収は基本的にほとんどない。多層誘電体コーティングにより透過され得る任意の残存光は金属層により反射される。このような構造の利点は、金属層に損傷を与えるまたは許容不可能な量の熱を生じる恐れがある高い強度の入射光に金属が直接露出されないということである。
【００６７】
領域１１１０は、この領域により反射されうる任意の光が軸外方向、すなわち光入射方向から十分に異なる方向に反射されて、結像システム２００内の他の要素を回避するように構成可能である。
【００６８】
簡易化のため且つ一般性を失わずに、３つの光学的に透明または透過領域１１３０Ａ、１１３０Ｂおよび１１３０Ｃが同じ形状および寸法を有すると仮定する。具体的には透明領域の各々は下辺に対して長さＬ4（ｘ軸に沿った箇所Ｘ1に対応する）と、上辺に対して長さＬ5（ｘ軸に沿った箇所Ｘ2に対応する）と、高さＷ4（Ｘ1とＸ2との間の距離に対応する）を有する台形である。図１１はｘ軸に沿った箇所Ｘ0でマスク１１００に入射する均質化光セグメント２３１Ａ（図２から）を示す。マスク１１００が均質化光セグメント２３１Ａを、それぞれ透明領域１１２０Ａ、１１２０Ｂおよび１１２０Ｃに対応する３個の光サブセグメント２５１Ａ−１、２５１Ａ−２および２５１Ａ−３にパターン化することは理解できよう。ここで各サブセグメント（図７を参照）の長さはＬ’4、光入射の箇所のＸ0における各台形の長さである。本発明の特定の一実施形態によるマスク１１００の主要特徴は、各光セグメント（サブセグメント２５１Ａ−１など）の長さを、ｘ軸に沿った適当な箇所を選択することにより基本的に約Ｌ4〜約Ｌ5の範囲の任意の値に設定することができることである。
【００６９】
市販のパターニング方法またはマスクを作製するのに適当な任意のパターニング技術のいずれかまたは組み合わせを用いてマスク１１００を作製することができる。例示的パターニング方法にはフォトリソグラフィ、インクジェット印刷、レーザアブレーション、フォトブリーチング、電子ビームリソグラフィ、機械加工、イオンミリング、反応性イオンエッチング等がある。前記例示的パターニング方法の１つまたは複数は例えば２５ｃｍ×２５ｃｍもの大きなマスクを、基本的に全体領域にわたり１ミクロンまたは０．１ミクロン以上もの寸法精度で、１ミクロンより小さいおよび例えば１００ミクロンより大きい特徴をパターニングすることが可能である。
【００７０】
図１１に戻って参照すると「活性領域」をマスク１１００に対して規定することが可能であり、活性領域は入射ビームをパターン化するのに用いられるマスク内のすべての光学的に透明な特徴を含む最も小さい外周により規定される。例えばマスク１１００の場合、矩形活性領域をｙ軸に沿った長さＬ6とｘ軸に沿った幅Ｗ4とで規定することができる。寸法Ｗ4およびＬ6は、マスク１１００が用いられる特定の用途に従って任意の値を取ることができる。具体的には本発明によればマスク１１００の活性領域は約５ｍｍ×５ｍｍ〜約４０ｃｍ×４０ｃｍの範囲の任意の領域を覆うことができる。
【００７１】
図１１は各透明な開口（領域１１３０Ｃなど）の長さ（ｙ軸に沿った寸法）がＬ4とＬ5との間で基本的に連続的に変化するマスクパターンを示す。図１２はマスク２５０の他の実施形態としてのマスク１２００の概略上面図を図示し、各透明な開口の長さがｘ軸に沿った数箇所において個々の段差で変化する。マスク１１００と同様にマスク１２００は光非透過領域１２１０により取り囲まれた３つの光透過領域１２３０Ａ、１２３０Ｂおよび１２３０Ｃを含み、領域１２１０はマスク１１００内の領域１１１０と同様に光非透過に作製し得る。
【００７２】
マスク１１００と同様に簡易化のため且つ一般性を失わずに、３つの光学的透明領域１２３０Ａ、１２３０Ｂおよび１２３０Ｃが同じ形状および寸法を有すると仮定する。具体的には透明領域の各々が３個のセグメントを含み、各セグメントが一定の長さを有する。例えば光透過領域１２３０Ｃは一定の長さＬ7を有する底部透明セグメントと、一定の長さＬ8を有する中央透明セグメントと、一定の長さＬ9を有する上部透明セグメントとを有する。このように光学的透明領域１２３０Ｃの長さはＸ4で段差変化し、Ｘ5で他の段差変化をする。さらにまた光透過領域１２３０Ｃは座標Ｘ3とＸ7との間の距離である高さＷ5を有する。図１２はｘ軸に沿った箇所Ｘ6におけるマスク１２００に入射する均質化光セグメント２３１Ａも示す。そのため図１２の例において、マスク１２００は均質化光セグメント２３１Ａを、それぞれ透明領域１２２０Ａ、１２２０Ｂおよび１２２０Ｃに対応する３個の光サブセグメント２５１Ａ−１、２５１Ａ−２および２５１Ａ−３にパターン化し、ここで各サブセグメントの長さはＬ9である。マスク１２００の利点は、入射光の箇所の僅かな変化（すなわちＸ6の僅かな変化）が各パターン化光サブセグメントの長さに影響しないことである。同時に各光サブセグメントの長さは、例えば入射光およびマスク１２００の一方または両方を移動させることにより、個々の値のうちの１つ、この場合３つの値Ｌ7、Ｌ8およびＬ9のうちの１つであり得る。
【００７３】
マスク１１００と同様に矩形「活性領域」は、ｙ軸に沿った長さＬ10とｘ軸に沿った幅Ｗ5とを有するマスク１２００に対して規定することができる。
【００７４】
図１３はマスク２５０の他の実施形態としてのマスク１３００の概略上面図を図示し、各透明開口の長さはｘ軸に沿って一定である。マスク１１００と同様にマスク１３００は光非透過領域１３１０により取り囲まれた多数の、例えば３つの光透過領域１３３０Ａ、１３３０Ｂおよび１３３０Ｃなどを含み、領域１３１０はマスク１１００内の領域１１１０と同様に光非透過に作製可能である。
【００７５】
マスク１１００と同様に簡易化のため且つ一般性を失わずに、３つの光学的透明領域１３３０Ａ、１３３０Ｂおよび１３３０Ｃが同じ形状および寸法を有すると仮定する。具体的には透明領域の各々が一定の長さＬ11と高さＷ6とを有する矩形形状を有する。箇所Ｘ8とＸ9との間の任意の箇所Ｘ10においてマスク１３００に入射する均質化光セグメント２３１Ａは、それぞれ透明領域１３２０Ａ、１３２０Ｂおよび１３２０Ｃに対応する３個の光サブセグメント２５１Ａ−１、２５１Ａ−２および２５１Ａ−３への化均質化光セグメントのパターニングを生じ、ここで各サブセグメントの長さはＬ11である。マスク１３００の利点は、入射光の箇所の大きな変化（すなわちＸ10の大きな変化）でさえＬ11、すなわち各パターン化光サブセグメントの長さに影響しないことである。
【００７６】
マスク１１００と同様に矩形「活性領域」を、ｙ軸に沿った長さＬ12とｘ軸に沿った高さＷ6とを有するマスク１３００に対して規定することができる。
【００７７】
図１１〜図１３で説明したマスク２５０の例示的実施形態の各々において、実施形態は３つの個々の光学的透明領域を含むことにより、各実施形態は入射均質化光セグメントを３個の光サブセグメントにパターン化することが可能である。本発明によればＭ、マスク２５０内の個々の光学的透明領域の数は１０を超えることが好ましく、２０を超えることがより好ましく、３０を超えることがさらにより好ましく、さらに５０を超えることがなお好ましい。
【００７８】
例えば図１１の領域１１３０Ａ、図１２の領域１２３０Ｂ、および図１３の領域１３２０Ｃなどの光透過領域の全光透過率（対象波長における）、特に正光透過率（これも対象波長における）は、光学的透明領域の全体領域内で非常に均一である。本発明の一態様によれば、本発明の任意の実施形態によるマスクの光透過領域の全領域内の全光透過率の均一性は、１％以下であり、１０-2％以下であることがより好適であり、１０-3％以下であることがさらに好適であり、１０-4％以下であることがより好適であり、さらに１０-5％以下であることがなお好適である。このことは、例えば１０-4％以下の光均一性により、光透過領域内の任意の２点における全光透過率間のパーセント差が１０-4以下であることを意味する。
【００７９】
さらにまた内部光透過率を、必要に応じてすべての界面（またはフレネル）反射損失を除いて、全光透過率（対象波長における）としてマスクの光透過領域内の任意の箇所に対して規定し得る。マスクの光透過領域内の任意の点における本発明の任意の実施形態によるマスクの内部光透過率は、少なくとも９９％であり、少なくとも９９．９％であることがより好ましく、９９．９９％であることがさらに好ましく、さらに少なくとも９９．９９９％であることがさらに好ましい。
【００８０】
本発明の一実施形態においてマスク２５０は効率よく入射光ビームをパターン化することが可能であり、ほとんど全体光損失がないことを意味する。このようにマスク２５０は入射光の大部分を排除することなく入射光ビームをパターン化することが可能である。例えば結像システム２００は光再循環機構を含むことにより、高い全体光透過率を維持しつつ入射光をパターン化することができる。他の例として結像システム２００は入射光の大部分または基本的にはすべてをマスク２５０の光透過部へ向ける光学装置含むことができる。例えば円柱マイクロレンズなどのマイクロレンズのアレイを用いて入射光をマスク２５０の異なる光透過部へ向けることができる。入射光をマスク２５０の透明部に再指向する光学装置の例は米国特許第６，３６６，３３９号明細書に見出せる。
【００８１】
本発明の一実施形態によれば、結像システム２００は高い全体光透過率を有し、ここで全体光透過率は、光源２１０の全体光出力に対する基板２７０に送達される全体光量の比を指す。本発明の一実施形態によれば結像システム２００の全体光透過率は少なくとも２０％であり、少なくとも３０％であることがより好ましく、少なくとも４０％であることがさらに好ましく、さらに少なくとも５０％であることがなお好ましい。本発明の他の実施形態によれば結像システム２００の全体光透過率は少なくとも７０％であり、さらに少なくとも８０％であることがより好ましい。
【００８２】
本発明の任意の実施形態によるマスクは主マスクと１つまたは複数のプレマスクとを含み得るが、ここでプレマスクは主として、主マスクの光非透過領域を例えば高い強度入射光ビームにより生じ得るダメージから保護するように構成可能である。さらにまた主マスクの各光透過領域は１つまたは複数のプレマスクの対応光透過領域を有する。加えてプレマスク内の光透過領域により提供される開口または光学開口は、主マスク内の対応光透過率領域により提供される開口または光学開口より大きい。このようにプレマスク内の光学的透明領域の周囲は主マスク内の対応透明領域の周囲の外にある。図１４は本発明の一実施形態によるマスク１４００の一部分の概略側面図を図示し、マスクはプレマスクを含む。具体的には光マスク１４００は主マスク１４１０と主マスク１４１０に近接配置されたプレマスク１４２０とを含む。主マスク１４１０は光非透過領域１４３０Ａ、１４３０Ｂおよび１４３０Ｃならびに光透過領域１４４０Ａおよび１４４０Ｂを含む。同様にプレマスク１４２０は光非透過領域１４３０Ａ’、１４３０Ｂ’および１４３０Ｃ’、ならびに光透過領域１４４０Ａ’および１４４０Ｂ’を含む。光透過領域１４４０Ａおよび１４４０Ｂはそれぞれ長さＬ13およびＬ14を有する。Ｌ’ 13がＬ13より大きく、Ｌ’ 14がＬ14より大きいということが図１４から分かる。このように例えば透明領域１４４０Ａ’により提供された光学開口が、対応透明領域１４４０Ａにより提供された光学開口より大きい。主マスク内の対応光学的透明領域より大きい光学的透明領域を有するプレマスク１４２０の利点は、プレマスクと主マスクとの間の位置合わせの容易さである。さらなる利点はマスクまたはプレマスクによる不注意による僅かな移動、またはプレマスク１４２０の任意の熱的膨張が光サブセグメント（図２の光サブセグメント２５１Ａ−１など）の線幅を変化させないことである。
【００８３】
図１１に戻って参照すると、入射均質化光セグメント２３１Ａの強度は、光非透過領域１１１０の残存光吸収がマスク１１００を熱的に膨張させ得るように十分に高く（且つ光透過領域においてより小さい範囲）なり得る。マスク内の熱膨張は、例えば膨張が投影光セグメント（例えば図２の光セグメント２７０Ａ、２７０Ｂ、および２７０Ｃ）とパターン化されるディスプレイ構成要素との間の容認できない位置ずれを生じるため、長さＬ’4などのマスク内の特徴の寸法を許容可能な値を超えて変化させる場合がある。１つまたは複数のプレマスクを設けることにより、主マスク内の熱膨張の望ましくない影響を緩和することができる。代替的または追加的手法は、マスクに例えば残存光吸収により生じる望ましくない熱的影響を補償する冷却機構を提供することである。冷却は例えば冷気をマスク上方に流すことにより提供することができる。他の例は冷却室１５１０内に封入されたマスク１５０５を含むマスクアセンブリ１５００の概略側面図を示す図１５に図示されている。冷却室１５１０はマスク１５０５内で発生した熱を除去する冷媒１５４０を含む。冷却室１５１０は冷媒１５４０を冷却室１５１０に出し入れする任意の入口１５２０と出口１５３０とを有する。図１５に表示する冷却機構は開放または閉鎖冷却システムの一部であり得る。冷媒１５４０は空気などの気体、もしくはアルゴンまたは窒素などの化学的不活性気体であり得る。冷媒１５４０は水、または改質水溶液などの液体であり得る。冷却室１５１０は光透過入力窓１５１１と入射光ビームの通過を提供する出力窓１５１２とをさらに含む。
【００８４】
いくつかの用途において、本発明の結像システムの少なくともいくつかの構成要素または部分を比較的一定の温度に維持することが望ましいまたは必要である場合がある。いくつかの用途において、光学素子およびその素子を正しい場所に保持する台のすべてを含む結像システムの全体を比較的一定の温度に維持することが望ましいまたは必要である場合がある。例えばディスプレイ構成要素のパターニング中に正確な位置合わせを維持するために比較的一定の温度が必要である場合がある。このように結像システムの直接の一部ではない要素、ディスプレイ構成要素またはドナーフィルムなども一定の温度に維持されることが必要である場合がある。例えば結像システムの各要素またはサブアセンブリ毎に専用温度制御システムを設けることにより一定の全体温度の維持を達成し得る。温度制御室などの温度制御筐体内に結像システム全体を配置することにより温度を比較的一定の値に維持し得る。
【００８５】
図２に戻って参照すると、光源２１０はパターン化光ビーム２１５を発光することが可能である。以下において光源２１０の異なる実施形態を若干詳細に説明する。図１６は本発明の特定の一実施形態による光バーアセンブリ１６００の概略三次元図を図示する。本発明の一実施形態において、光源２５０は１つまたは複数の光バーアセンブリ１６００を含む。光バーアセンブリ１６００は光バー１６１０とコリメーティングレンズアセンブリ１６３０とを含む。光バー１６１０は複数の個々の発光体１６２０を含む。例えば図１６は４つのそのような発光体を示す。
【００８６】
発光体１６２０は１つまたは複数の別個の対象波長、１つまたは連続波長範囲、もしくはそれらの組み合わせの光を発光することが可能である。さらにまた発光体１６２０は、紫外域、近紫外域、可視域、近赤外域、または赤外域、もしくはそれらの組み合わせなどの電磁スペクトルの任意の範囲の光を発光し得る。本発明の特定の一実施形態において、各発光体１６２０は約７００ナノメートル〜約１７００ｎｍの範囲の１つまたは複数の波長の光を発光し、約７５０ナノメートル〜約１２００ｎｍの範囲であることがより好ましく、約７５０ナノメートル〜約９００ｎｍの範囲であることがさらに好ましく、約７７０ナノメートル〜約８３０ｎｍの範囲であることがさらに好ましく、さらに約７８０ナノメートル〜約８２０ｎｍの範囲であることがなお好ましい。
【００８７】
一般に発光体１６２０は任意の断面プロファイルを有する光を発光することができる。例えば図１６に示した発光体１６２０の各々は矩形プロファイルを有する光を発光し、光バー１６１０の出力面１６１２における矩形プロファイルはｙ軸に沿った長さｌeとｘ軸に沿った高さｗeとを有する。他の例示的プロファイルには円形、楕円形、四角形などの多角形、菱形、平行四辺形、台形、長方形、正方形、または三角形がある。さらにまた発光体１６２０により発光される光の大きさおよび寸法は、有用性、結像システム全体の設計、および対象の特定用途のようなパラメータによって変化し得る。本発明の特定の一実施形態において、発光体１６２０は多角形プロファイルを有する光を発光することが好ましく、四角形プロファイルがより好ましく、さらに長方形プロファイルがなお好ましい。
【００８８】
さらにまた本発明の特定の一実施形態によれば、発光体１６２０は長方形プロファイルを有する光を発光し、ｌeが約２５〜約４００ミクロンの範囲であるとともにｗeが約０．１〜約１０ミクロンの範囲であることが好ましく、ｌeが約５０〜約３００ミクロンの範囲であるとともにｗeが約０．３〜約５ミクロンの範囲であることがより好ましく、さらにｌeが約７５〜約２２５ミクロンの範囲であるとともにｗeが約０．５〜約３ミクロンの範囲であることがなお好ましい。さらにまたｓe、隣接する発光体１６２０間の距離は約２５ミクロン〜約４００ミクロンの範囲であることが好ましく、約５０ミクロン〜約３００ミクロンの範囲であることがより好ましく、さらに約７５ミクロン〜約２２５ミクロンの範囲であることがなお好ましい。
【００８９】
発光体１６２０により発光され且つコリメーティングレンズアセンブリ１６３０を通過する前の光は、ｙ軸に沿って全発散角α”1とｘ軸に沿って全発散角α”2とを有し、α”1は通例約２度〜約１５度の範囲であり得るとともに、α”2は通例約５度〜約５０度の範囲であり得る。
【００９０】
簡易化、図示を容易にするため且つ一般性を失わずに、図１６はコリメーティングレンズアセンブリ１６３０と光バー１６１０の出力面１６１２との間の物理的距離を示す。しかしほとんどの用途において、コリメーティングレンズアセンブリ１６３０は例えば光学接着剤により光バー１６１０の出力面１６１２に取り付けられることが望ましい場合がある。いくつかの用途において屈折率整合材料などの光透過材料がコリメーティングレンズアセンブリ１６３０と光バー１６１０との間の間隙を満たすことにより例えば反射損失を低減し得る。
【００９１】
コリメーティングレンズアセンブリ１６３０は発散角α”1およびα”2を低減するように設計し得る。本発明の一実施形態においてコリメーティングレンズアセンブリ１６３０は、α”1に大きく影響を与えることなく発散角α”2を大幅に低減する。このようにコリメーティングレンズアセンブリ１６３０は円柱レンズのように動作することができるが、多数のレンズをその光学的パワーの方向が図１６に示したようにｘ軸に沿って配向されている状態で含み得る。本発明のこの実施形態によればコリメーティングレンズアセンブリ１６３０はｘ軸に沿って各発光体１６２０の出力光を実質的に平行にする。各発光体１６２０により発光され且つコリメーティングレンズアセンブリにより透過された光は、ｘ軸に沿った全発散角α2とｙ軸に沿った全発散角α1とを有し、ここでα1はα”1とほぼ同じであり得る。α2は１度以下であることが好ましく、０．５度以下であることがより好ましく、０．１度以下であることがさらに好ましく、０．０５度以下であることがさらに好ましく、さらに０．０３度以下であることがなお好ましい。
【００９２】
本発明の一態様によれば、比較的小さいｓe（例えばｓeは２２５ミクロン以下である）と組み合わせた比較的大きいα”1（例えばα”1は少なくとも３０度である）により、発光体１６２０から発光された光がｙｚ平面（ｙ軸に沿った）内で部分的に混合して重複することができるため、発光セグメント１６１１Ａ、コリメーティングレンズアセンブリ１６３０の光出力はｘｙ平面内の連続プロファイスを有するように見える。具体的には発光セグメント１６１１Ａは、図４Ａに示したプロファイル２１１Ａ−ｙと同様なｙ軸に沿った均一性プロファイルと、図４Ｂに示したプロファイル２１１Ａ−ｘと同様なｘ軸に沿った均一性プロファイルとを有する。発光セグメント１６１１Ａは図２に示した発光セグメントのうちの１つ、例えば光セグメント２１１Ａであり得る。
【００９３】
光バーアセンブリは２つ以上の光バー１６１０、例えば図１７に示した光バーアセンブリを含み得る。図１７は本発明の他の実施形態による光バーアセンブリ１７００の概略三次元図を図示する。光バーアセンブリ１７００は２つの別個の光バー１７１０Ａおよび１７１０Ｂのスタックを含む。光バー１７１０Ａおよび１７１０Ｂの各々はそれぞれ複数の発光体１７２０Ａおよび１７２０Ｂを含む。例えば図１７は各光バー内の３つの発光体を示す。光バーアセンブリ１７００はコリメーティングレンズアセンブリ１７３０をさらに含む。概して各光バーは１つまたは複数の方向に光コリメーションを提供するその独自の専用コリメーティングレンズ系を必要とする。同様にコリメーティングレンズアセンブリ１７３０は、２つのコリメーティングレンズサブアセンブリ１７３０Ａおよび１７３０Ｂを含み、１つのサブアセンブリが各光バーのためのものである。本発明の一態様によれば各レンズサブアセンブリは、その対応する光バーにより発光された光をｘ方向に実質的に平行にするがｙ方向には平行にしない。コリメーティングレンズサブアセンブリ１７３０Ａおよび１７３０Ｂはコリメーティングレンズアセンブリ１７３０を形成する別体部分であってもよく、またはレンズアセンブリの一体部分であってもよい。
【００９４】
本発明の他の一態様によれば、コリメーティングレンズアセンブリ１７３０の出力は発光セグメント１７１１Ａおよび１７１１Ｂを含み、各々矩形プロファイルを有するとともにｚ軸に沿って伝播する。具体的には発光セグメント１７１１Ａおよび１７１１Ｂの各々は図４Ａに示したプロファイル２１１Ａ−ｙと同様なｙ軸に沿った均一性プロファイルと、図４Ｂに示したプロファイル２１１Ａ−ｘと同様なｘ軸に沿った均一性プロファイルとを有する。発光セグメント１７１１Ａおよび１７１１Ｂは例えば図２に示した発光セグメントのうちの２つ、例えば発光セグメント２１１Ａおよび２１１Ｂであり得る。
【００９５】
図１７は各々発光体（それぞれ１７２０Ａおよび１７２０Ｂ）の一次元アレイを有する２つの別個の光バー１７１０Ａおよび１７１０Ｂを積み重ねることによる発光体の二次元アレイを示す。一方図１８は発光体１８２０の単体二次元アレイ（例えば図１８に示すような３×３のアレイ）を含む光バー１８００を図示し、ここで発光体１８２０は発光体１６２０と同様であり得る。具体的には光バーアセンブリ１８００は発光体１８２０の３行１８４０Ａ、１８４０Ｂおよび１８４０Ｃを含み、発光体の各行は３つの発光体を含む。光バーアセンブリ１８００は３つのコリメーティングレンズサブアセンブリ１８３０Ａ、１８３０Ｂおよび１８３０Ｃを含むコリメーティングレンズアセンブリ１８３０をさらに含み、各々発光体の対応する行からの出力光をｘ方向に実質的に平行にするが、ｙ方向にはしないように設計されている。
【００９６】
本発明の一態様によればコリメーティングレンズアセンブリ１８３０の出力は発光セグメント１８１１Ａ、１８１１Ｂおよび１８１１Ｃを含み、各々矩形プロファイルを有するとともにｚ軸に沿って伝播する。具体的には発光セグメント１８１１Ａ、１８１１Ｂおよび１８１１Ｃの各々は、図４Ａに示したプロファイル２１１Ａ−ｙと同様なｙ軸に沿った均一性プロファイルと、図４Ｂに示したプロファイル２１１Ａ−ｘと同様なｘ軸に沿った均一性プロファイルとを有する。発光セグメント１８１１Ａ、１８１１Ｂおよび１８１１Ｃは例えば図２に示した３個の発光セグメント２１１Ａ、２１１Ｂおよび２１１Ｃであり得る。
【００９７】
図２に戻って参照すると本発明の一実施形態によれば、複数の発光セグメントを含むパターン化光ビーム２１５は、２個以上の組の発光セグメントを合成することにより形成することが可能であり、ここで各組を例えば図１６〜図１８に示したような光バーにより作製することができる。図１９は２組の発光セグメントを合成して新たなより大きい組の発光セグメントを形成する概略三次元図を図示する。具体的には図１９は第１の組の発光セグメント１９１１−１と第２の組の発光セグメント１９１１−２とを示し、ここで各組の発光セグメントは図１６〜図１８に示したような光バーアセンブリの出力であり得る。図１９に示した例示的実施形態において、第１の組の発光セグメント１９１１−１は３個の発光セグメント１９１１Ｂ、１９１１Ｄおよび１９１１Ｆを含み、各発光セグメントは図１６を参照して説明した光セグメント１６１１Ａと同様であり得る。同様に第２の組の発光セグメント１９１１−２は３個の発光セグメント１９１１Ａ、１９１１Ｃおよび１９１１Ｅを含み、各発光セグメントは光セグメント１６１１Ａと同様であり得る。
【００９８】
図１９は高い正光透過率および反射率の交互領域を有する光コンバイナ１９５０をさらに示す。具体的にはコンバイナ１９５０は、各々が高い正光反射率を有する領域１９５０Ａ、１９５０Ｃおよび１９５０Ｅならびに、各々が高い正光透過率を有する領域１９５０Ｂ、１９５０Ｄおよび１９５０Ｆを有する。ビームコンバイナ１９５０は、ビームコンバイナの各光透過領域が対応発光セグメントを第１の組の光セグメントから透過するとともにビームコンバイナの各光反射領域が対応発光セグメントを第２の組の光セグメントから反射して、透過および反射発光セグメントがセグメント間で混合または部分的に重複することなく同じ方向に沿って伝播する光セグメントの新たな大きい組を形成するように配向されている。例えば第１の組の光セグメント１９１１−１は、図２０Ａに示すようにｘｙ平面内の断面プロファイルを有してｚ方向に沿って伝播することができる。さらにまた第２の組の光セグメント１９１１−２は、図２０Ｂに示すようにｘｚ平面内の断面プロファイルを有してｙ方向に沿って伝播することができる。光コンバイナ１９５０をｙｚ平面に垂直な平面内に位置するように配向することができるとともに、ｙまたはｚ軸に対して４５度の角度をなすことができる。さらにまた図２０Ａおよび図２０Ｂから分かるように、第１の組の発光セグメントは、ｘ軸に沿って第２の組の発光セグメントに対して位置ずれしている。さらにまた光コンバイナ１９５０は、第１の組の発光セグメント１９１１Ｂ、１９１１Ｄおよび１９１１Ｆがコンバイナの透過領域１９５０Ｂ、１９５０Ｄおよび１９５０Ｆと整列するとともに、第２の組の発光セグメント１９１１Ａ、１９１１Ｃおよび１９１１Ｅがコンバイナの反射領域１９５０Ａ、１９５０Ｃおよび１９５０Ｅと整列するように位置決めされている。その結果ビームコンバイナ１９５０は発光セグメント１９１１Ｂ、１９１１Ｄおよび１９１１Ｆを透過して発光セグメント１９１１Ｂ’、１９１１Ｄ’および１９１１Ｆ’を形成するとともに、発光セグメント１９１１Ａ、１９１１Ｃおよび１９１１Ｅを反射して発光セグメント１９１１Ａ’、１９１１Ｃ’および１９１１Ｅ’を形成するため、反射および透過発光セグメントはｚ方向に沿って伝播する発光セグメント１９１１Ａ’〜１９１１Ｆ’を含むパターン化光ビーム１９１２を形成する。本発明の一態様において、ｘ軸に沿った発光セグメント間の光混合または部分的重複はほとんどない。本発明の他の態様ではｘ軸に沿った発光セグメント間に若干の重複がある。本発明の好適な実施形態において、発光セグメント間のいかなる重複も多くても部分的であり、その重複が隣接発光セグメント間で約５０％以下であるということを意味する。パターン化光ビーム１９１２は図２０Ｃに示すようなｘｙ平面内の断面プロファイルを有するとともに、例えば図２に示したパターン化光ビーム２１５であり得る。
【００９９】
図１９に示すような発光セグメントの組を合成する利点は、全体スループットの増加につながる基板２７０（図２）における光パワーまたは強度の増大である。パターン化光ビーム１９１２を光コンバイナ１９５０と同様な光コンバイナを用いて同様なパターン化光ビームと合成することにより、より多くの発光セグメントを有し、そのため基板２７０においてさらに大きな光パワーまたは強度を有する新たなパターン化光ビームを形成し得ることは理解できよう。このように図１９を参照して説明した合成方法を用いて２つ以上の組の発光セグメントを合成することにより、図２に示したパターン化光ビーム２１５などのパターン化光ビームを形成する。
【０１００】
本発明の特定の一実施形態によれば光コンバイナ１９５０を用いて、ｎ’個の発光セグメントを有する第１の組の発光セグメントを、同様にｎ’個の発光セグメントを有する第２の組の発光セグメントと合成することにより、２ｎ’個の発光セグメントを有するパターン化光ビームを形成する。ここでｎ’は少なくとも１であることが好ましく、少なくとも２であることがより好ましく、少なくとも３であることがさらに好ましく、さらに少なくとも４であることがなお好ましい。本発明の特定の一実施形態においてｎ’は８である。
【０１０１】
図２１は本発明の他の実施形態による２つ以上の組の発光セグメントを合成してより大きい組の発光セグメントを形成する異なる方法の概略上面である。具体的には図２１はｙ方向に沿って伝播する第１の組の発光セグメント２１１１−１と、ｚ方向に沿って伝播する第２の組の発光セグメント２１１１−２とを示す。各組の光は偏光されている。例えば各組は直線配向平行偏光を有し、偏光の方向が符号２１０２により示すようなｙｚ平面内にあるということを意味する。図２１は偏光方向を平行から垂直に変化させて垂直偏光を有する第１の組２１１１−１’を形成するように組２１１１−１の経路内に配置された位相差要素２１１０をさらに示し、ここで垂直偏光により偏光方向が符号２１０１により示すようなｘ軸（ｙｚ平面に垂直）に沿っているということを意味する。
【０１０２】
図２１は平行および垂直偏光間の差を用いて第１および第２の組を合成する偏光ビームコンバイナ２１２０をさらに示す。例えば図２１は第２の組から光を受光する入力面２１２１と、第１の組から光を受光する入力面２１２２とを有する立方体偏光ビームコンバイナ２１２０を示す。偏光ビームコンバイナ２１２０は、垂直偏光を有する光を反射するとともに平行透過を有する光を透過する特性を有する斜辺２１２５を有する。このように偏光ビームコンバイナ２１２０は、第１の組からの光を反射するとともに第２の組からの透過光を透過することにより、第１の組からの光を第２の組からの光と合成してパターン化光ビーム２１１５−１を形成する。パターン化光ビーム２１１５−１は例えば図２のパターン化光ビーム２１５であり得る。
【０１０３】
偏光斜辺２１２５は第１の偏光を有する光を反射するとともに第２の偏光を有する光を透過することが可能な任意の偏光素子であり得る。ここで第１および第２の偏光は異なる。例えば偏光斜辺２１２５は、例えば米国特許第２，４０３，７３１号明細書に記載されているような多層誘電体フィルムであり得る。偏光斜辺２１２５は多層有機光フィルムまたは、例えば米国特許第６，４８６，９９７号明細書に以前に記載されているワイヤグリッド偏光子であり得る。概して偏光ビームコンバイナ２１２０は、ある偏光の光を反射するとともに異なる偏光の光を透過することが可能な任意の偏光感知素子であり得る。
【０１０４】
本発明の一実施形態において、第１の組２１１１−１の発光セグメントは第２の組２１１１−２の発光セグメントとｘ軸に沿って実質的に位置合わせされているため、ビームコンバイナ２１２０により合成される場合、その２組からの対応セグメントが実質的に重複する。本発明の他の実施形態において、第１の組２１１１−１の発光セグメントは第２の組２１１１−２の発光セグメントに対してｘ軸に沿ってずれているため、ビームコンバイナ２１２０により合成される場合、パターン化光ビーム２１５０内の発光セグメントの数は第１および第２の組の発光セグメントの全数である。パターン化光ビーム２１５０は例えば図２のパターン化光ビーム２１５であり得る。
【０１０５】
必要に応じて偏光ビームコンバイナ２１２０と同様な偏光ビームコンバイナ２１３０を用いて、第３の組の発光セグメント２１１１−３（位相差板２１１０’を通過する）からの光を第４の組の発光セグメント２１１１−４と合成して、パターン化光ビーム２１１５−２を形成することができる。ここでパターン化光ビーム２１１５−２は例えば図２のパターン化光ビーム２１５であり得る。
【０１０６】
本発明の一実施形態において、図１９の光コンバイナ１９５０と同様に光コンバイナ２１５０を用いることにより、パターン化光ビーム２１１５−１と２１１５−２とを合成してパターン化光ビーム２１１５−３を形成し得る。
【０１０７】
図２２は本発明の他の実施形態による光源２２１０を図示する。図２２も図示の簡略化のため結像システム２００の一部分を示す。光源２２１０は例えば図２に示した光源２１０であり得る。光源２２１０は複数、例えば３つの発光デバイス２２２０Ａ、２２２０Ｂおよび２２２０Ｃを含む。発光デバイスの各々は例えばファイバ光源などの導光体光源であり得る。例えば各発光デバイスはレーザの出力に結合された光ファイバであり得る。このように発光デバイス２２２０Ａ、２２２０Ｂおよび２２２０Ｃの出力光は偏光され得る。
【０１０８】
光源２２１０は、発光デバイスの出力光を１つまたは複数の方向に平行にするまたは部分的に平行にするコリメーティングレンズアセンブリ２２２５Ａ、２２２５Ｂおよび２２２５Ｃをさらに含む。加えて光コリメーティングレンズアセンブリ２２２５Ａ、２２２５Ｂおよび２２２５Ｃは、発光デバイスの出力で行うことが望ましいビーム形成、偏光、遅延、または任意の他の機能などのさらなる機能を行い得る。
【０１０９】
光源２２１０は発光デバイスの各々の出力光を受光するとともにマスク２５０にわたって各受光出力を走査するスキャナ２２３０をさらに含む。図２２に示す例示的スキャナはＰＰ’、ミラーの中心軸を中心に高速回転する多角形状ミラー２２３０である。多角形形状ミラー２２３０の各面２２３１は高い正光反射性を有する。多角形状ミラー２２３０は回転すると、発光セグメント２２１１Ａ、２２１１Ｂおよび２２１１Ｃを含むパターン化光ビーム２２１５を形成する。パターン化光ビーム２２１５は例えば図２に示したパターン化光ビーム２１５であり得る。この場合発光セグメント２２１１Ａ、２２１１Ｂおよび２２１１Ｃは発光セグメント２１１Ａ、２１１Ｂおよび２１１Ｃであり得る。発光セグメント２２１１Ａ、２２１１Ｂおよび２２１１Ｃは最終的に（例えば光ホモジナイザ２３０を通過した後）受光されてマスク２５０によりパターン化され得る。
【０１１０】
他のタイプの光スキャナを用いて発光デバイス２２２０Ａ、２２２０Ｂおよび２２２０Ｃの光出力を走査することができる。例示的光スキャナにはガルバノミラー（広帯域または共振）、ホログフラフィックスキャナ、電気光学スキャナ、音響光学スキャナ、光学機械スキャナ、または個々の発光セグメントを形成するのに適し得る任意の他の走査方法がある。
【０１１１】
本発明の一実施形態によれば、２つ以上の結像システムを用いてディスプレイ構成要素を同時にパターン化することができる。ここで例えば各結像システムはディスプレイ構成要素の異なる領域をパターン化する。
【０１１２】
図９に戻って参照すると、ドナーフィルム９１０の十分な部分を転写することにより転写フィルム９０５を処理した後、処理済転写フィルム９０５を未処理転写フィルム９０５と交換して転写プロセスを継続し得る。処理済転写フィルム９０５の個々のシートを除去するとともに未処理転写フィルム９０５を正しい位置に配置することにより交換を達成し得る。このようにディスプレイ構成要素のパターニングは数枚の転写フィルム９０５を用いることにより達成し得る。代替例として転写フィルム９０５を連続形状、例えば連続ロールで提供し得る。この場合連続ロールの一部分を図９に示すように被処理位置に配置し得るとともに、その適切な位置にある部分が処理されると、そのロールは前方に割送りされて処理位置にそのロールの未処理部分を配置することができる。
【０１１３】
いくつかの用途において例えば空気内より、例えばアルゴンまたは窒素環境内を意味する不活性環境内において、担体フィルム９２０から基板２７０への転写可能材料の転写を行うことは望ましくまたは必要である場合がある。これは転写フィルム９０５が十分に強い光で照明される場合、例えば酸素の存在下で望ましくない化学反応を受け得る材料または層を含み得るためである場合がある。さらにまたいくつかの用途において転写フィルム９５０の処理を含むいくつかまたはすべての取り扱いを不活性環境で行う必要がある場合がある。
【０１１４】
上記に引用されたすべての特許、特許出願および他の公開を完全に再現するように本明細書に参照により援用する。本発明の様々な態様の説明を容易にするために本発明の特定の実施例を上記に詳細に説明したが、本発明をそれらの実施例の詳細に限定しようとするものではないことは理解されよう。むしろ添付の特許請求の範囲により規定されるように本発明の趣旨および範囲内にあるすべての変形例、実施形態および代替例をすべて網羅しようとするものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の一実施形態による結像システムのブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による結像システムの概略三次元図である。
【図３Ａ】ホモジナイザを通過する前の発光セグメントの概略三次元図である。
【図３Ｂ】ホモジナイザを通過した後の発光セグメントの概略三次元図である。
【図４Ａ】図３Ａに示した発光セグメントに対する、２つの異なる方向に沿ったビーム均一性を図示する図である。
【図４Ｂ】図３Ｂに示した発光セグメントに対する、２つの異なる方向に沿ったビーム均一性を図示する図である。
【図５Ａ】２つの異なる方向に沿った発光セグメントの発散を図示する図である。
【図５Ｂ】２つの異なる方向に沿った発光セグメントの発散を図示する図である。
【図６Ａ】２つの異なる方向に沿った均質化光セグメントの発散を図示する図である。
【図６Ｂ】２つの異なる方向に沿った均質化光セグメントの発散を図示する図である。
【図７】本発明の一実施形態によるマスクによってパターン化された光の一部分の断面図である。
【図８】本発明の一実施形態によるマスクによってパターン化された光の重畳の概略側面図である。
【図９】本発明の一実施形態による転写可能材料の転写の概略側面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による転写された転写可能材料の概略側面図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるマスクの概略上面図である。
【図１２】本発明の一実施形態によるマスクの概略上面図である。
【図１３】本発明の一実施形態によるマスクの概略上面図である。
【図１４】本発明の一実施形態によるプレマスクを有するマスクの概略側面図である。
【図１５】本発明の一実施形態によるマスクアセンブリの概略側面図である。
【図１６】本発明の一実施形態による光バーアセンブリの概略三次元図である。
【図１７】本発明の一実施形態による光バーアセンブリの概略三次元図である。
【図１８】本発明の一実施形態による光バーアセンブリの概略三次元図である。
【図１９】本発明の一実施形態による２組の発光セグメントを合成する光コンバイナの概略三次元図である。
【図２０Ａ】図１９に示した２組の発光セグメントおよびその結果得られる２組の合成を示す断面図である。
【図２０Ｂ】図１９に示した２組の発光セグメントおよびその結果得られる２組の合成を示す断面図である。
【図２０Ｃ】図１９に示した２組の発光セグメントおよびその結果得られる２組の合成を示す断面図である。
【図２１】異なる組の発光セグメントを合成する偏光ビームコンバイナの概略上面図である。
【図２２】本発明の一実施形態による光源および結像システムの一部の概略三次元図である。
【図２３】本発明の一実施形態による結像システムの一部分の概略側面図である。
【図２４】本発明の一実施形態による結像システムのブロック図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは結像システムに関し、特にはドナーフィルムから基板へ材料を転写するレーザ誘起熱結像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
画素化ディスプレイは情報を表示するために一般的に使用されている。一例には液晶コンピュータモニタおよびテレビジョン、携帯電話などの用途に用いられる有機発光ディスプレイ、および携帯デジタルビデオディスプレイがある。フォトリソグラフィ、光アブレーション、およびレーザ転写法（ＬＩＴＩ）などの様々な方法を用いてディスプレイの画素をパターン化することができる。ＬＩＴＩは有機電子ディスプレイ内の有機材料をパターニングする際に特に適切であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
広くは、本発明は結像システムに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施形態において、ドナーフィルムから基板への材料の選択的熱転写用光学結像システムは、パターン化光ビームを発光するように構成された光源アセンブリを含む。パターン化光ビームは複数の別個の出力光セグメントを含み、これらのセグメントの重複は多くても部分的である。光学結像システムは複数の別個の出力光セグメントを受光するとともに転写面上へ投影して、複数の別個の出力光セグメントの実質的な重畳により投影光セグメントを形成する光中継アセンブリをさらに含む。転写可能材料を含むドナーフィルムが転写面にある基板に近接配置されたときに、投影光セグメントは基板上への転写可能材料の転写を誘起することが可能である。
【０００５】
本発明の他の実施形態では、ドナーフィルムから基板への材料の選択的熱転写用光学結像システムは、パターン化光ビームを発光するように構成された光源アセンブリを含む。パターン化光ビームは別個の出力光セグメントの出力アレイを含む。出力アレイはｎ列とｍ行とを有し、ｎは２以上である。１列内の別個の出力光セグメントの重複は多くても部分的である。光学結像システムは出力アレイを受光するとともに転写面上へ投影して、転写面内に別個の投影光セグメントの投影アレイを形成する光中継アセンブリをさらに含む。投影アレイはｎ列と１行とを有する。１投影列内の別個の投影光セグメントの各々は出力アレイの対応列内の別個の出力光セグメントの実質的に完全な重複により形成され、転写可能材料を含むとともに担体に近接配置されたドナーフィルムが転写面にある基板に近接配置されたときに、別個の投影光セグメントの各々が担体から基板上への転写可能材料の転写を誘起することが可能である。
【０００６】
本発明の他の実施形態では、ドナーフィルムから基板への材料の選択的熱転写用光学結像システムは、パターン化光ビームを発光可能である光源を含む。パターン化光ビームは２個以上の発光セグメントを含む。各発光セグメントは第１の方向に沿った第１の均一性を有する。光学結像システムは、２個以上の発光セグメントを受光し、各発光セグメントを均質化するとともに対応均質化光セグメントを透過する光ホモジナイザをさらに含む。各透過均質化光セグメントは第１の方向に沿った第３の均一性を有する。各透過均質化光セグメントの第３の均一性は各対応発光セグメントの第１の均一性より大きい。光学結像システムは、透過均質化光セグメントの各々を受光するとともに各透過均質化光セグメントを、第１の方向に沿ったｎ個の別個の光サブセグメントの１行にパターン化するマスクをさらに含む。ｎは２１以上である。個々の光サブセグメントの各々は第１の方向に沿った長さを有する。マスクは別個の光サブセグメントの各々の長さを１ミクロン以下の精度で約５０ミクロン〜約１５０ミクロンの範囲の任意の値に設定可能である。光学結像システムは基板をさらに含む。光学結像システムは、ｎ個の別個の光サブセグメントの各行を第１の方向に沿って投影倍率１で基板上に投影することにより、第１の方向に沿ったｎ個の別個の投影光セグメントの単一行を形成する第１のレンズ系をさらに含む。１番目とｎ番目の別個の投影光セグメントとの間の距離が少なくとも１０ｍｍである。転写可能材料を含むとともに担体に近接配置されたドナーフィルムが第１のレンズと基板との間で基板に近接配置されると、ｎ個の別個の投影光セグメントの各々が担体から基板上への転写可能材料の転写を誘起することが可能である。
【０００７】
本発明の他の実施形態では、ドナーフィルムから基板への材料の選択的熱転写用光学結像システムは、２つ以上の組の光バーアセンブリを含む光源を含む。光バーアセンブリの各組は２つ以上の光バーを含む。組の各光バーが偏光を発光可能である。組の少なくとも１つの光バーから発光された偏光の第１の偏光方向が組の少なくとも他の光バーから発光された偏光の第２の偏光方向とは異なる。偏光ビームコンバイナは第１および第２の偏光方向の間の差を用いて組の２つ以上の光バーから発光された偏光を合成して合成発光ビームを形成する。空間フィルタは、１組の発光体からの少なくとも１つの合成発光ビームを反射するとともに他の組の発光体からの少なくとも１つの合成発光ビーム透過することにより、２つ以上の組の発光体からの合成発光ビームを合成する。合成発光ビームの合成がパターン化光ビームを形成する。パターン化光ビームが１個以上の発光セグメントを含む。各発光セグメントは第３の方向に沿った第１の均一性を有する。光学結像システムは、１個以上の発光セグメントを受光し、各発光セグメントを均質化するとともに対応均質化光セグメントを透過する光ホモジナイザをさらに含む。各透過均質化光セグメントは第３の方向に沿った第３の均一性を有する。各透過均質化光セグメントの第３の均一性が各対応発光セグメントの第１の均一性より大きい。光学結像システムは、透過均質化光セグメントの各々を受光するとともに第３の方向に沿ったｎ個の個々の光サブセグメントの１行にパターン化するマスクをさらに含む。ｎは２１以上である。別個の光サブセグメントの各々は第３の方向に沿った長さを有する。マスクは別個の光サブセグメントの各々の長さを１ミクロン以下の精度で約５０ミクロン〜約１５０ミクロンの範囲の任意の値に設定可能である。光学結像システムは基板をさらに含む。光学結像システムは、ｎ個の別個の光サブセグメントの各行を第３の方向に沿って投影倍率１で基板上に投影することにより、第３の方向に沿ったｎ個の別個の投影光セグメントの単一行を形成する第１のレンズ系をさらに含む。１番目とｎ番目の別個の投影光セグメントとの間の距離が少なくとも１０ミリメートルである。担体に近接配置された転写可能材料を含むドナーフィルムが第１のレンズと基板との間で基板に近接配置されたときに、ｎ個の個々の投影光セグメントの各々が担体から基板上への転写可能材料の転写を誘起することが可能である。
【０００８】
添付の図面と共に以下の本発明の様々な実施形態の詳細な説明を検討することで本発明をより完全に理解および評価されよう。
【０００９】
特に記さない限り、種々の図面は一定の縮尺で描かれていないことは理解されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明は一般に結像システムに適用される。本発明は特に、パターン化を短時間で達成して例えば処理コストを削減することが望ましい、ディスプレイの画素をパターン化するレーザ誘起熱結像システムに適用する。
【００１１】
明細書において多数の図面で用いられる同じ参照番号は同一または同様な特性および機能を有する同一または同様な要素を指す。
【００１２】
図２４は、本発明の一実施形態による結像システム２４００のブロック図を図示する。結像システム２４００は、光源アセンブリ２４１０と光中継アセンブリ２４２０とを含む。
【００１３】
本発明の特定の一実施形態では、光源アセンブリ２４１０の出力光２４１５はパターン化光ビームを含み、このパターンは複数の別個の出力光セグメントを含む。個々の光セグメントは互いに分離可能であり、これは任意の２個のセグメント間にほとんど重複がないことを意味する。一般に任意の２個の個々の出力光セグメントの重複は多くても部分的である。光中継アセンブリ２４２０は複数の別個の出力光セグメントを受光するとともに転写面２４３０上へ投影して、複数の出力光セグメントの実質的な重畳により投影光セグメントを形成する。投影光セグメントのパワーは複数の出力光セグメントのパワーの合計に近くなる。さらにまた担体に近接配置された転写可能材料を含むドナーフィルムが転写面２４３０にある基板に近接配置されると、投影光セグメントは担体から基板上への転写可能材料の転写を誘起することが可能である。
【００１４】
本発明の他の実施形態において光源アセンブリ２４１０の出力光２４１５はパターン化光ビームを含み、このパターンは別個の出力光セグメントの出力アレイを含み、出力アレイはｎ列とｍ行とを有し、ｎが２以上であり、ｍが２以上である場合がある。アレイ列の個々の出力光セグメントを互いに分離することができる。一般に１アレイ列の任意の２個の出力光セグメントの重複は多くても部分的である。光中継アセンブリ２４３０は出力アレイを受け取るとともに転写面２４３０上へ投影して、転写面内に個々の投影光セグメントの投影アレイを形成する。投影アレイはｎ列と単一行とを有し、１列内の別個の投影光セグメントの各々は出力アレイの対応する列内の別個の出力光セグメントの実質的に十分な重複により形成される。担体に近接配置された転写可能材料を含むドナーフィルムが転写面内にある基板に近接配置されると、別個の投影光セグメントの各々は担体から基板上への転送可能材料の転写を誘起することが可能である。
【００１５】
本発明の他の実施形態において、光源アセンブリ２４１０の出力光２４１５は別個の光セグメントの二次元出力アレイを含み、出力アレイはｎ列とｍ行とを有し、ｎは２以上である。ｍ行はｐ群に分割され、各群は少なくとも２行の別個の光サブセグメントを含み、２群以上に含まれる行はない。光中継アセンブリ２４２０は、各群内のすべての行を重畳することによりｍ×ｎアレイの別個の光サブセグメントを転写面２４３０上へ転写して、転写面２４３０面内に投影光セグメントの投影アレイを形成し、投影アレイはｎ列とｐ行とを有する。各投影光セグメントは転写可能材料の転写を誘起することが可能である。各投影光セグメントは、担体上に塗布されるとともに転写面２４３０内にある基板に近接配置された転写可能材料の転写を誘起することが可能である。ｐが１である場合、ｍ行は実質的に完全に重畳されてｎ個の投影光セグメントの単一行を形成している。
【００１６】
図１は本発明の一態様による結像システム１００の例示的ブロック図を示し、各ブロックは結像システム内の異なる構成要素またはサブアセンブリを説明する。本発明の結像システムは必ずしも図１に示したブロックをすべて含む必要はない。さらにまた本発明による結像システムは、図１に図示しない追加ブロックを有してもよい。結像システム１００は光源１１０と、第１の光中継器１２０と、光ホモジナイザ１３０と、第２の光中継器１４０と、マスク１５０と、第３の光中継器１６０と、基板１７０とを含む。
【００１７】
結像システム１００は、光源１１０により提供される光を基板１７０上に投影するため、例えば投影光は担体から基板１７０上への、担体上に塗布されるとともに基板１７０に近接配置された転写可能材料の転写を誘起することが可能である。
【００１８】
結像システム１００を用いてディスプレイ構成要素を選択的に転写し、故にパターン化することができる。例えば結像システム１００を用いて放射性物質、カラーフィルタ（例えば赤色、緑色および青色）、ブラックマトリクス、電極、トランジスタ、絶縁体、およびスペーサをディスプレイ基板上に転写し得る。本発明の一実施形態による結像システム１００の重要な特徴は高いスループットであり、スループットはある単位時間、例えば１時間にパターン化されるディスプレイまたはディスプレイ構成要素の数である。このようにスループットは、カラーフィルタおよびブラックマトリクスなどの様々なディスプレイ構成要素をパターン化するのに必要な時間に関する。高いスループットは低い処理製造コストにつながり、したがって最終的に安価なディスプレイ製品になるため一般に望ましい。
【００１９】
本発明の一実施形態によれば、スループットを向上する際に特に重要である結像システム１００の特徴は、基板１７０における光強度である。一般に基板１７０における光１０５の強度は、材料転写を誘起するために閾値より高い必要がある。さらにまた閾値を超える光強度のため、より高い光強度は概してカラーフィルタ材料などの材料をドナーフィルムから、例えばディスプレイ基板上に転写するのに必要な時間の削減になる。このように高い強度またはパワーを有する光１０５は全体スループットを向上することができる。本発明は基板１７０における高いビーム強度を送達することによりスループットを大幅に向上することが可能な様々な実施形態を提供する。
【００２０】
本発明の一実施形態による結像システム１００の他の重要な特徴は特に基板１７０におけるビーム均一性である。非均一光１０５は例えば転写可能材料の部分的転写または非転写、もしくは転写可能材料または隣接要素のダメージを生じる恐れがある。このように、本発明の一実施形態によるホモジナイザ１３０の機能は、１つまたは複数の方向でビーム均一性を改善することである。
【００２１】
結像システム１００は、入射光１０３を受光して所望の所定パターンまたは形状にパターン化された出力光、１０４にパターン化するマスク１５０をさらに含む。光パターンにより誘起される最終的な転写がすべて意図する箇所で生じ、転写および意図する箇所間の位置合わせが良好になるように、マスク１５０により生成された光パターンは少なくとも倍率内ではディスプレイ上の対応する画素設計に実質的に一致していることが好ましい。
【００２２】
結像システム１００は多数の光中継器（例えば図示のように第１の光中継器１２０、第２の光中継器１４０、および第３の光中継器１６０）をさらに含む。これらの光中継器の各々は、少なくとも部分的に光を前のブロックまたはサブアセンブリから次のブロックまたはサブアセンブリに転送することを目的とする。例えば第３の光中継器１６０は、主にマスク１５０によりパターン化された光を基板１７０上に投影するように設計されている。他の例として、第１の光中継器１２０は光源１１０により発光された光をホモジナイザ１３０に転送するように設計し得る。各光中継器はレンズ、ミラー、位相差板、ビームスプリッタ、ビームコンバイナ、およびビームエキスパンダなどの構成要素を含み得る。さらにまた、１つまたは複数の光中継器は視準、拡大、結像、焦点合わせまたは収差の低減などの他の機能も行い得る。
【００２３】
図２は、本発明の特定の一実施形態による結像システム２００の概略三次元図を図示する。結像システム２００は光源２１０と、ホモジナイザ２３０と、マスク２５０と、レンズ系２６０と、基板２７０とを含む。
【００２４】
光源２１０は、概ねｚ軸などの方向に沿って伝播するパターン化光ビーム２１５を発光する。パターン化光ビーム２１５は１個または複数の発光セグメントを含む。図２に示した特定例において、パターン化光ビーム２１５は３個の発光セグメント２１１Ａ、２１１Ｂおよび２１１Ｃを含み、各発光セグメントはｚ軸に沿って伝播するとともに、光セグメントの伝播方向に垂直な少なくとも一方向に沿って有限範囲を有する。具体的には各発光セグメントは、ｚ軸に沿った伝播方向に対してｘおよびｙ方向のうちの少なくとも１つに沿って有限範囲を有する。図２に示した例示的実施形態において、発光セグメント２１１Ａ、２１１Ｂおよび２１１Ｃの各々はｘおよびｙ方向に沿った有限範囲を有する。各発光セグメントは異なる方向に沿って異なる強度またはビーム均一性プロファイルを有することができる。具体的には発光セグメント２１１Ａ、２１１Ｂおよび２１１Ｃの各々は、ｘ軸に沿ったビーム均一性とｙ軸に沿ったビーム均一性とを有し、ｘ、ｙおよびｚ方向は図２に示すように互いに垂直である。さらに各発光セグメントはｚ軸に沿って伝播するにつれて発散、集光、または実質的に平行状態のままである。このように発光セグメント２１１Ａ、２１１Ｂおよび２１１Ｃの各々はｘ軸に沿った発散角とｙ軸に沿った発散角とを有する。本発明において光ビームの発散は半波高全幅（ＦＷＨＭ）における光ビームの角度の広がりを指す。各発光セグメントの発散およびビーム均一性を図３〜図５を参照してさらに説明する。
【００２５】
図３Ａは発光セグメント２１１Ａの一部分を示す。ｘｙ面の発光セグメント２１１Ａの断面、例えば断面２１１Ａ−１はｙ軸（方向ＡＡ’）に沿った均一性プロファイルとｘ軸（方向ＢＢ’）に沿った均一性プロファイルとを有することができる。図４Ａはｙ軸に沿った発光セグメント２１１Ａの均一性プロファイル２１１Ａ−ｙ（断面２１１Ａ−１）を示す。同様に図４Ｂはｘ軸に沿った発光セグメント２１１Ａの均一性プロファイル２１１Ａ−ｘ（同じ断面２１１Ａ−１）を示す。図４Ａおよび図４Ｂの垂直軸は、文字Ｉにより示される光強度を表わす。図４Ａおよび図４Ｂの水平および垂直軸は正確な縮尺で図示していない。図４Ａおよび図４Ｂに示す例において、発光セグメント２１１Ａは、ｙ軸に沿ったかなり非均一な強度プロファイル２１１Ａ−ｙとｘ軸に沿ったガウス強度プロファイル２１１Ａ−ｘとを有する。発光セグメント２１１Ａは、平頂または均一プロファイルなどのｘ軸に沿った他の強度プロファイル、もしくは結像用途で有利であり得る任意の他のプロファイルを有することができる。さらにまた結像システム２００は、１つの強度プロファイルを他の強度プロファイルに変換する光学デバイスを含み得る。例えば結像システム２００は、ガウス強度プロファイルを均一または平頂強度プロファイルに変換する光学デバイスを含み得る。ガウスプロファイルなどの非均一強度プロファイルを均一強度プロファイルに変換する１つのそのような光学デバイスは、米国特許第６，６５４，１８３号明細書に開示されている。
【００２６】
図５Ａおよび図５Ｂは、２つの異なる方向に沿った発光セグメント２１１Ａの発散を図示する。具体的には図５Ａはｙ−ｚ平面内の発光セグメント２１１Ａの発散、すなわち光セグメントがｚ軸に沿って伝播する際のｙ方向に沿った発散を図示する。α1はｙ軸に沿った発光セグメント２１１Ａの全発散角である。同様に図５Ｂはｘ−ｚ平面内の発光セグメント２１１Ａの発散、すなわち光セグメントがｚ軸に沿って伝播する際のｘ方向に沿った発散を図示する。α2はｘ軸に沿った発光セグメント２１１Ａの全発散角である。
【００２７】
図２に戻って参照すると、ホモジナイザ２３０はその入力面２３０Ａからパターン化光２１５を受光する。ホモジナイザ２３０は、少なくとも部分的に、１つまたは複数の方向の受光パターン化光２１５の各発光セグメントのビーム均一性を改善するように設計されている。具体的にはホモジナイザ２３０は、主にｙ軸に沿った各受光発光セグメントの均一性を改善するように設計されている。例えばホモジナイザ２３０は、ｙ軸に沿った発光セグメント２１１Ａ（光セグメントの範囲内）の均一性を改善するように設計されており、図４Ａに示した強度プロファイル２１１Ａ−ｙである。発光セグメント２１１Ａ、２１１Ｂ、および２１１Ｃの各々はｙ軸に沿ったホモジナイザ２３０により均質化される。ホモジナイザ２３０は本発明の特定の一実施形態において２つ以上の方向に沿った受光発光セグメントを均質化し得るが、ホモジナイザ２３０はｙ方向に沿って各受光発光セグメントを均質化するがｘ方向に沿っては均質化しない。このように本発明の特定の一実施形態によれば、ホモジナイザ２３０はパターン化光ビーム２１５を第１の方向に沿って均質化するが第２の方向に沿っては均質化せず、第１の方向は第２の方向とは異なる。
【００２８】
ホモジナイザ２３０は各均質化発光セグメントをその出力面２３０Ｂから透過すると、透過均質化光セグメント２３１Ａ、２３１Ｂおよび２３１Ｃを含む均質化パターン化光ビーム２３５になる。光セグメント２３１Ａは光セグメント２１１Ａに対応し、光セグメント２３１Ｂは光セグメント２１１Ｂに対応し、さらに光セグメント２３１Ｃは光セグメント２１１Ｃに対応する。図２に示す例示的実施形態では均質化パターン化光ビーム２３５はｚ軸に沿って伝播するが、一般には均質化パターン化光ビーム２３５は異なる方向に伝播し、方向の変化（パターン化光ビーム２１５に対して）は例えばホモジナイザ２３０により生じ得る。
【００２９】
透過均質化光セグメント２３１Ａ、２３１Ｂおよび２３１Ｃの各々の断面は、ｘ軸に沿ったビーム均一性プロファイルと、ｙ軸に沿ったビーム均一性プロファイルとを有する。加えて各透過均質化光セグメントはｚ軸に沿って伝播するにつれて発散、集光、または実質的に平行状態のままである。このように透過均質化光セグメント２３１Ａ、２３１Ｂおよび２３１Ｃの各々は、ｘ軸に沿った発散角とｙ軸に沿った発散角とを有する。各透過均質化光セグメントの発散およびビーム均一性を図３、図４および図６を参照してさらに説明する。
【００３０】
図３Ｂは均質化光セグメント２３１Ａの一部分を示す。ｘｙ平面の均質化光セグメント２３１Ａの断面、例えば断面２３１Ａ−１はｙ軸（方向ＣＣ’）に沿った均一性プロファイルとｘ軸（方向ＤＤ’）に沿った均一性プロファイルとを有することができる。図４Ａはｙ軸に沿った均質化光セグメント２３１Ａの均一性プロファイル２３１Ａ−ｙ（断面２３１Ａ−１内）を示す。ｙ軸に沿った光セグメントの一般的範囲内で２３１Ａ−ｙは２１１Ａ−ｙより均一であることが分かる。同様に図４Ｂはｘ軸に沿った光セグメント２３１Ａの均一性プロファイル２３１Ａ−ｘ（同じ断面２３１Ａ−１内）を示す。強度プロファイル２１１Ａ−ｘおよび２３１Ａ−ｘが基本的に重複していることが分かる。このようにホモジナイザ２３０はｙ軸に沿った均質化発光セグメント２１１Ａを有するが、ｘ軸に沿った発光セグメント２１１Ａの均一性はほとんど変化しなかった。
【００３１】
本発明の一実施形態によれば、ｙ軸に沿った均質化光セグメントの均一性は、対応する発光セグメントより少なくとも１０倍以上であることが好ましく、２０倍以上であることがより好ましく、３０倍以上であることがさらに好ましい。
【００３２】
図６Ａおよび図６Ｂは、２つの異なる方向に沿った透過均質化光セグメント２３１Ａの発散を図示する。具体的には図６Ａはｙ−ｚ平面内の透過均質化光セグメント２３１Ａの発散、すなわち光セグメントがｚ軸に沿って伝播する際のｙ方向に沿った発散を図示する。α’1はｙ軸に沿った透過均質化光セグメント２３１Ａの全発散角である。同様に図６Ｂはｘ−ｚ平面内の透過均質化光セグメント２３１Ａの発散、すなわち光セグメントがｚ軸に沿って伝播する際のｘ方向に沿った発散を図示する。α’2はｘ軸に沿った発光セグメント２１１Ａの全発散角である。
【００３３】
一般にα1およびα’1は同等である必要はない。同様にα2およびα’2は同等である必要はない。しかし本発明の一態様によればα2およびα’2は同等であるがα1およびα’1は同等ではない。このように本発明のこの特定の態様によればホモジナイザ２３０はｙ方向に沿った各発光セグメントの発散角を変えるが、ｘ方向に沿っては変えない。本発明の他の態様によればα2およびα’2は同等であるとともに、α1およびα’1も同等である。本発明のいくつかの実施形態では図２３に示すように、光中継器２３１０（図１の光中継器１２０など）は光源２１０とホモジナイザ２３０との間に配置されている。図２３は本発明の特定の一実施形態による結像システムの一部分の概略側面図を図示する。具体的には図２３は、光源２１０とホモジナイザ２３０との間に配置された光中継器２３１０を示す。光中継器２３１０は主に、例えば光源２１０からホモジナイザ２３０へ光を転送するように設計することができる。このような場合、光中継器２３１０およびホモジナイザ２３０の一方または両方がα1、α2またはその両方に影響し得る。本発明の一態様によれば、光中継器２３１０およびホモジナイザ２３０の一方または両方はα1を変えるがα2は変えない。本発明の好適な実施形態ではα’1はαと1同等であるとともにα’2はα2と同等である。光中継器２３１０はｘおよびｙ方向に沿って異なる拡大比率を有し得る。本発明の特定の一実施形態において光中継器２３１０は光源２１０の出力面２３０５の画像をホモジナイザ２３０の入力面２３０Ａ上に形成する。このように出力面２３０５および入力面２３０Ａは光中継器２３１０に対して被写体像関係を形成する。本発明の好適な実施形態において光中継器２３１０はｘおよびｙ方向に沿って同等の拡大比率を有する。本発明の他の好適な実施形態において、ｘおよびｙ方向に沿った光中継器２３１０の拡大比率はほぼ１に等しい。
【００３４】
ホモジナイザ２３０は任意の三次元形状、例えば六面体などの多面体を有することができる。ホモジナイザ２３０は中実または中空のいずれでもよい。ホモジナイザ２３０は、反射、全反射、屈折、散乱、または回折もしくはそれらの組み合わせなどの任意の適当な光学的方法、あるいは入力光を均質化するのに用い得る任意の他の適当な方法により入力光を均質化し得る。
【００３５】
ホモジナイザ２３０の光透過率は５０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、さらに８０％以上であることがなお好ましい。ここで光透過率とは、入射面２３０Ａに入射する全光強度に対する出力面２３０Ｂを出射する全光強度の比である。
【００３６】
図２に戻って参照すると、マスク２５０は透過均質化光セグメントの各々を受光するとともにｙ方向に沿ったｎ個の光セグメントの行にパターン化する。ここでｎは２以上であり得る。このようにマスク２５０の光出力は多数の光行（図２では３つ）を含むマスクパターン化光ビーム２５５であり、各光行は多数の光セグメント（図２では再度３つ）を有する。本発明によればｎは１０を超えることが好ましく、２０を超えることがより好ましく、３０を超えることがさらに好ましく、さらに５０を超えることがなお好ましい。図２に示した例示的実施形態ではマスク２５０は、光セグメント２３１Ａを光行２５５−１を形成する３個の光サブセグメント２５１Ａ−１、２５１Ａ−２、および２５１Ａ−３に、光セグメント２３１Ｂを光行２５５−２を形成する３個の光サブセグメント２５１Ｂ−１、２５１Ｂ−２、および２５１Ｂ−３に、さらに光セグメント２３１Ｃを光行２５５−３を形成する３個の光サブセグメント２５１Ｃ−１、２５１Ｃ−２、および２５１Ｃ−３にパターン化する。そのため図２に示した例示的実施形態においてｎは３に等しい、各個々の光サブセグメントは矩形断面などの任意の断面を有し得るが、この場合各サブセグメントはｙ方向に沿った長さとｘ方向に沿った幅とを有する。図７はｘｙ平面内の光サブセグメント２５１Ａ−１、２５１Ａ−２および２５１Ａ−３の断面を示す。光サブセグメント２５１Ａ−１は長さＬ1と幅Ｗ1とを有し、光サブセグメント２５１Ａ−２は長さＬ2と幅Ｗ2とを有し、さらに光サブセグメント２５１Ａ−３は長さＬ3と幅Ｗ3とを有する。一般にマスク２５０は、受光した対応均質化光セグメントの長さにより通常は限定される任意の値の各個々の光サブセグメントの長さの設定を可能にする。
【００３７】
マスク２５０は、入射光をパターン化するのに適した任意のタイプのマスクであり得る。例えばマスク２５０は例えば、薄い光非透過板内に複数の穴を有するシャドーマスクを含み得る。マスク２５０は光回折を用いた回折素子を含むことにより入射光をパターン化し得る。マスク２５０は光弁もしくは液晶によるＳＬＭまたは切換可能ミラーＳＬＭなどの空間光変調器（ＳＬＭ）を含み得る。マスク２５０はデジタルマイクロミラーデバイスまたは回折格子ライトバルブなどのマイクロ電気機械システムを含み得る。マスク２５０は対象波長において実質的に光学的に透明または非透過のいずれかである一定または永久パターンを有する光マスクを含み得る。光マスクの作製に使用可能な例示的方法には、フォトリソグラフィ、電子ビームリソグラフィ、印刷、または光学的に透明および非透過領域を有する一定のパターンを生成し得る任意の他の方法がある。
【００３８】
本発明の特定の一実施形態によれば、マスク２５０は別個の光サブセグメントの各々の長さを、約０．１ミクロン以上の精度で約０．２〜約２５００ミクロンの範囲、より好ましくは約０．１ミクロン以上の精度で約１〜約５００ミクロンの範囲、さらに好ましくは約１ミクロン以上の精度で約１０〜約３００ミクロンの範囲、さらになお好ましくは約１ミクロン以上の精度で約５０〜約１５０ミクロンの範囲の任意の値に設定することができる。通常、精度δを用いてマスク２５０はサブセグメントの長さをＬ±δミクロンに設定することが可能であり、ここでＬは所与の好適な範囲の任意の長さの値である。例えば１ミクロンの精度によりマスク２５０はサブセグメントの長さをＬ±１ミクロンに設定可能であり、ここでＬは約１０ミクロン〜約３００ミクロン、または約５０ミクロン〜約１５０ミクロンなどの好適な範囲の任意の長さの値である。
【００３９】
本発明の一実施形態によれば長さＬaの場合、ここでＬaは約５０ミクロン〜約３０００ミクロンの範囲の任意の値であるが、マスク２５０は別個の光サブセグメントの各々の長さを、約０．１ミクロン以上の精度で約０．９Ｌa〜約１．１Ｌaの範囲の任意の値に設定するように構成可能である。本発明の他の実施形態によれば長さＬaの場合、ここでＬaは約５ミクロン〜約５００ミクロンの範囲の任意の値であるが、マスク２５０は別個の光サブセグメントの各々の長さを、約０．１ミクロン以上の精度で約０．８Ｌa〜約１．２Ｌaの範囲の任意の値に設定するように構成可能である。
【００４０】
図７に戻って参照すると、光サブセグメント２５１Ａ−１と２５１Ａ−２との間の距離はｄ1であるとともに、光サブセグメント２５１Ａ−３と２５１Ａ−２との間の距離はｄ2である。一般に隣接の個々の光サブセグメント間の距離は用途における任意の値であり得る。本発明の一実施形態によればマスク２５０は任意の２個の隣接する別個の光サブセグメント間の距離を０．１ミクロン以上に設定するように設計可能である。
【００４１】
本発明の特定の一実施形態においてすべての光サブセグメントは実質的に同じ長さを有するとともに実質的に同等に離間している。さらにまた隣接光サブセグメント間の間隔は各光サブセグメントの長さのほぼ２倍である。
【００４２】
図２に戻って参照すると、レンズ系２６０はマスクパターン化光ビーム２５５を基板２７０上に投影する。このようにレンズ系２６０はｎ個の個々の光サブセグメントの各光行（光行２５５−１など）を基板２７０上に投影する。
【００４３】
さらにまたレンズ系２６０は、各行からの対応するサブセグメント（すなわちパターン化光ビーム２５５内の列を形成するサブセグメント）が基板２７０上で実質的に一致するように、光行２５５−１、２５５−２および２５５−３の各々を基板２７０上に投影する。例えばレンズ系２６０は光サブセグメント２５１Ａ−１、２５１Ｂ−１および２５１Ｃ−１を基板２７０上に投影して、単一の投影光セグメント２７０Ａを形成する。同様にレンズ系２６０は光サブセグメント２５１Ａ−２、２５１Ｂ−２および２５１Ｃ−２を基板２７０上に投影して、単一の投影光セグメント２７０Ｂを形成する。さらに他の実施形態としてレンズ系２６０は光サブセグメント２５１Ａ−３、２５１Ｂ−３および２５１Ｃ−３を基板２７０上に投影して、単一の投影光セグメント２７０Ｃを形成する。そのためレンズ系２６０は基板２７０上でｙ方向に沿ったｎ個の個々の投影光セグメントの単一行を形成する。
【００４４】
本発明の好適な実施形態において第１と第ｎすなわち最後の投影光セグメントとの間の距離は少なくとも５ミリメートル、より好適には少なくとも１０ミリメートル、さらに好適には少なくとも１５ミリメートル、さらになお好適には少なくとも２０ｍｍである。
【００４５】
本発明の一実施形態によればマスクパターン化光ビーム２５５は、別個の光サブセグメントの二次元アレイを含み、ここでアレイはｎ列およびｍ行を有する。ｍ行はｐ群に分割され、各群は少なくとも２行の別個の光サブセグメントを含み、ここで２つ以上の群に含まれる行はない。さらにまたレンズ系２６０は、各群のすべての行を重畳することによりｍ×ｎアレイの個々の光セグメントを基板２７０上に投影して投影光セグメントのアレイを形成し、ここでアレイはｎ列およびｐ行を有する。ｐが１である場合、パターン化光ビーム２５５内のｍ行のすべてが重畳されてｎ個の投影光セグメントの行を形成する。
【００４６】
このような投影光セグメントのアレイを用いて、例えば同じ大きさのアレイの転写可能な材料を担体から基板２７０上に転写することができる。そのため本発明を用いてディスプレイ構成要素に画素のアレイを同時にパターン化することができる。さらにまた投影光セグメントのアレイを用いて、例えばステップアンドリピートプロセスを用いることによりディスプレイ構成要素全体に画素をパターン化することができる。
【００４７】
基板２７０上へ投影した対応サブセグメントの重畳または重複を、図２からの結像システム２００の一部分の概略側面図を示す図８を参照してさらに説明する。具体的には図８はマスク２５０と、レンズ系２６０と、基板２７０とを示す。図８はマスク２５０の出力として且つｚ方向に沿って伝播する光サブセグメント２５１Ａ−１、２５１Ｂ−１、および２５１Ｃ−１をさらに示す。図８は基板２７０上への投影光セグメント２７０Ａをさらに示す。本発明の特定の一実施形態によればレンズ系２６０は、転送光サブセグメントが基板２７０上で一致するように、光サブセグメント２５１Ａ−１、２５１Ｂ−１および２５１Ｃ−１を基板２７０上に投影、中継または転送することにより単一の投影光セグメント２７０Ａを形成する。
【００４８】
対応光サブセグメントを基板２７０上に重畳する利点は、各投影光セグメントに対する光強度の増加である。その結果セグメント２７０Ａなどの各投影光セグメントは、より短い時間で転写可能な材料の転写を誘起して全体のスループットを向上させることが可能であり得る。
【００４９】
本発明において、第１の平面から第２の平面への光の投影は第１の平面から第２の平面への光の転送を指す。このように第２の平面は第１の平面の画像面内にある必要はない。具体的には図２を参照すると、マスク２５０の出射面２５２と基板２７０の表面２７１とは概して、レンズ系２６０に対して被写体像関係を形成していない。換言すればレンズ系２６０は表面２５２を基板２７１上に結像する必要はない。
【００５０】
本発明の特定の一実施形態においてレンズ系２６０は、表面２５２を基板２７１上にｙ方向に沿って結像するがｘ方向に沿っては結像しない。このように、レンズ系２６０はマスク２５０からの出力光（すなわちパターン化光ビーム２５５）をｘおよびｙ方向の両方に沿って基板２７０上に投影するが、このレンズ系は出力光を基板２７１上にｙ方向に沿って結像するがｘ方向に沿っては結像しない。そのためレンズ系２６０はマスク２５０と基板２７０との間のような拡大係数と、ｘ軸に沿ったそれら２つの間の投影倍率係数とを有し得る。図８に戻って参照すると光サブセグメント２５１Ａ−１はｙ軸に沿った長さＬ1とｘ軸に沿った高さＷ1とを有する。同様に投影光セグメント２７０Ａはｙ軸に沿った長さＬ0とｘ軸に沿った高さＷ0とを有する。このようにレンズ系２６０は拡大係数Ｌ0／Ｌ1と投影倍率係数Ｗ0／Ｗ1とを有する。
【００５１】
本発明の好適な実施形態によればマスク２５０と基板２７０との間のようなレンズ系２６０の拡大係数は５未満であり、より好適には３未満であり、さらに好適には２未満である。本発明の他の好適な実施形態では拡大係数は約０．８〜約１．２の範囲であり、より好適には約０．９〜約１．１の範囲であり、さらに好適には約０．９５〜約１．０５の範囲である。本発明のさらに他の好適な実施形態において拡大係数はほぼ１に等しい。
【００５２】
さらにまた、マスク２５０と基板２７０との間のようなレンズ系２６０の投影倍率係数は好適には約０．０２〜約１の範囲であり、より好適には約０．０４〜約０．２の範囲であり、さらに好適には約０．０５〜約０．２の範囲であり、さらになお好適には約０．０６〜約０．１の範囲である。
【００５３】
本発明の好適な実施形態ではレンズ系２６０は、ｙ軸に沿って約１の拡大係数と約０．０６〜約０．１の範囲の投影倍率係数とを有するアナモルフィックレンズ系である。
【００５４】
図８に戻って参照すると、光セグメント２７０Ａなどの投影光セグメントはｘおよびｙ方向に沿った任意の強度プロファイルを有し得る。さらにまた光セグメント２７０Ａは異なる方向に沿って異なる強度プロファイルを有し得る。本発明の一実施形態によれば投影光セグメントはｙ軸に沿って実質的に均一な強度プロファイルまたは平頂強度プロファイルと、ｘ軸に沿ってガウス強度プロファイルとを有する。本発明の他の実施形態によれば投影光セグメントはｘおよびｙ方向の両方に沿って実質的に均一な強度プロファイルを有する。
【００５５】
本発明によれば、担体に塗布された転写可能材料を含むドナーフィルムがレンズ系２６０と基板２７０との間で基板２７０に接してまたは近接配置されると、ｎ個の別個の光セグメント（図２のセグメント２７０Ａ、２７０Ｂおよび２７０Ｃなど）の各々は、担体から基板２７０上への転写可能材料の転写を誘起することが可能である。このような材料の転写を図９および図１０を参照してさらに説明する。
【００５６】
図９はドナーフィルムから基板上への転写可能材料の転写の例を図示する、本発明による結像システムの一部分の概略側面図を示す。具体的には図９は任意の台２８０上に配置された基板２７０を示し、台２８０はｘ、ｙおよびｚ方向などの１つまたは複数の方向に沿って所定の方法で移動可能であり、図９のｘ方向はその中心に点を有する円で示された頁の平面に対して垂直である。図９はドナーフィルムが基板２７０に面した状態で担体９２０上に塗布されたドナーフィルム９１０を含む転写フィルム９０５をさらに示す。ドナーフィルム９１０は転写可能材料を含む。転写可能材料およびそれを含むドナーフィルムの例は、例えば米国特許第５，７４７，２１７号明細書、同第５，９３５，７５８号明細書、同第６，１１４，０８８号明細書、同第６，１９４，１１９号明細書、同第５，５２１，０３５号明細書、同第５，７６６，８２７号明細書、同第５，３０８，７３７号明細書、同第５，７２５，９８９号明細書および同第５，９９８，０８５号明細書に既に記載されている。
【００５７】
図９はドナーフィルム９１０と基板２７０との間の間隙「Ｒ」を示す。一般にＲが非常に小さくなり得るが、その場合ドナーフィルム９１０は基板２７０に接しまたは近接し得る。Ｒは例えば担体９２０の上側に圧力を加えることにより小さくすることができる。他の例として、間隙領域に真空を印加することにより間隙Ｒを低減することができる。図９は基板２７０上に投影光セグメント２７０Ａ、２７０Ｂおよび２７０Ｃをさらに示す。これらの投影光セグメントはレンズ系２６０によって基板２７０上に形成される。ビーム軌跡９３０Ａ、９３０Ｂおよび９３０Ｃは、それぞれレンズ系２６０から投影光セグメント２７０Ａ、２７０Ｂおよび２７０Ｃへの例示的光投影経路を示す。各投影光セグメントは、投影光セグメントにより照明されるフィルム９１０の領域のドナーフィルム９１０を転写することが可能である。例えば投影光セグメント２７０Ｂはドナーフィルム９１０の部分９２０Ｂの転写が可能であり、部分９２０Ｂは投影光セグメント２７０Ｂにより照明されるドナーフィルム９１０の一部分に対応している。同様に投影光セグメント２７０Ａおよび２７０Ｃはそれぞれドナーフィルム９２０の部分９２０Ａおよび９２０Ｃの転写が可能である。このような転写の結果が図１０に概略的に示されており、ドナーフィルム９１０の部分９２０Ａ、９２０Ｂおよび９２０Ｃが担体９２０から基板２７０上に転写されている。一般にドナーフィルム９２０の転写部分はフィルムの対応する照明部分と同じ形状または大きさを有していてもいなくてもよい。本発明の一実施形態では転写領域の大きさは、ドナーフィルム９１０の対応照明領域の大きさの３０％以内であり、より好適には２０％以内であり、さらに好適には１０％以内である。本発明の他の実施形態ではドナーフィルム９２０の転写部分の大きさおよび形状は対応する照明領域と実質的に同じである。
【００５８】
転写フィルム９０５は図９に示されない追加層またはフィルム、例えば光熱変換フィルムを含み得る。転写フィルム９０５に含まれ得る様々な層の例は、例えば米国特許第５，５２１，０３５号明細書、同第６，１１４，０８８号明細書、同第５，７２５，９８９号明細書、同第６，１９４，１１９号明細書および同第５，６９５，９０７号明細書に既に開示されている。
【００５９】
図２に戻って参照すると、シャッタを光源２１０から基板２７０のビーム経路に沿った１つまたは複数の箇所に配置することにより、基板２７０上の投影光セグメントを「オン」または「オフ」にし得る。１つのこのようなシャッタの一例が図９に概略的に示されており、シャッタ９４０がレンズ系２６０と基板２７０との間に配置されている。このようにシャッタ９４０が開放されると、投影光セグメント２７０Ａ、２７０Ｂおよび２７０Ｃが基板２７０上に形成されるとともにドナーフィルム９１０の各部分の転写が可能になる。同様にシャッタ９４０が閉鎖されると、光は基板２７０に到達できないためドナーフィルム９１０の転写は誘起されない。台２８０がｘｙ平面内の特定の経路に沿って移動される場合、投影光セグメント２７０Ａなどの投影光セグメントは台２８０が取る経路に密接に追従する形状または形態の転写を誘起できる。例えば投影光セグメント２７０Ａ、２７０Ｂおよび２７０Ｃがすべてオンである間に台２８０がｘ軸に沿って移動されるときは、投影光セグメントはドナーフィルム９１０をｘ軸に沿った３本の線の形態で基板２７０上に転写することができる。一方例えば台２８０が固定型である場合には、転写領域は投影光セグメントの大きさに密接に対応することができる。従って本発明の一実施形態による結像システムを用いて転写可能材料を所定の形態、例えばディスプレイ内の画素に対応する個々の画素、または例えばディスプレイ内の対応する列を覆う平行線、または特定の用途のディスプレイ構成要素をパターン化する際に所望であり得る任意の他の形状または形態などで転写することができる。
【００６０】
光源２５０の全光出力は、投影光セグメント２７０Ａ、２７０Ｂおよび２７０Ｃがドナーフィルムから基板２７０へ転写可能材料の転写を誘起可能であるように十分に高いことが好ましい。本発明の一実施形態において、光源２５０の全出力は少なくとも２００ワットであり、少なくとも４００ワットであることがより好ましく、少なくとも６００ワットであることがさらに好ましく、少なくとも８００ワットであることがさらに好ましく、さらに少なくとも９００ワットであることがなお好ましい。さらにまた光源２５０の光出力はパルスまたは連続のいずれでもよい。
【００６１】
本発明の一実施形態において、基板２７０に送出される全光出力は少なくとも５０ワットであり、少なくとも１００ワットであることがより好ましく、少なくとも１５０ワットであることがさらに好ましく、さらに少なくとも２００ワットであることがなお好ましい。
【００６２】
図２に戻って参照すると、本発明の一実施形態によればマスク２５０は各均質化光セグメント（セグメント２３１Ａなど）を別個の光サブセグメント（サブセグメント２５１Ａ−１、２５１Ａ−２および２５１Ａ−３など）の１行にパターン化することが可能であり、各サブセグメントの長さは高精度で設定することができる。マスク２５０のいくつかの実施形態をここで説明する。
【００６３】
図１１はマスク２５０の特定の実施形態としてのマスク１１００の概略上面図を図示する。マスク１１００は多数の光透過領域あるいは光非透過領域内の部分を含む。具体的には例示的マスク１１００は光非透過領域１１１０に取り囲まれた３つの光透過領域１１３０Ａ、１１３０Ｂおよび１１３０Ｃを有する。本発明の一態様によれば、各透過部分は軸に沿って中心がある。例えば光透過部１１３０Ｃは軸１１４３Ｃ上に中心がある。さらにまた本発明の一実施形態によれば、軸１１４３Ｃはｘ軸に沿って配向されている。
【００６４】
光非透過により、領域１１１０により透過され得る任意の光がドナーフィルムから基板２７０上への転写可能な材料の転写を誘起することが不可能であるように十分に低い光出力または強度を有することを意味する。本発明の一実施形態において領域１１１０の全光透過は３０％未満であることが好ましく、２０％未満であることがより好ましく、１０％未満であることがさらに好ましく、さらに５％未満であることがなお好ましい。領域１１１０は光学的に反射、吸収、回折、またはそれらの組み合わせであることにより光学的に非透過でもよい。領域１１１０は例えば反射金属コーティングを含むことにより光学的に反射性でもよい。反射金属コーティングに用いることができる例示的金属材料には、銀、金、クロム、アルミニウム、銅、またはそれらの組み合わせ、もしくは任意の他の適当な反射金属材料がある。概してすべての金属は若干の残存光吸収性を有する。このようにマスク１１００への高強度光入射は反射金属層に、故にマスク１１００に大量の熱を発生させることができる。発生した熱は金属コーティングに損傷を与える恐れがあるだけでなくマスク内に熱膨張、しかも非均一熱膨張を生じることにより、マスクの様々な特徴の目的寸法に大幅な変化をもたらす恐れがある。
【００６５】
他の例として領域１１１０は、光干渉により対象の波長において光を反射する多層誘電体コーティングを含むことにより光学的に反射性であり得る。このような場合、多層誘電体コーティング内の１つまたは複数の層は、例えば対象の波長において４分の１波長の厚さであり得る。
【００６６】
他の例として領域１１１０は、反射金属層上に配置された反射性多層誘電体コーティングを含むことにより光学的に反射性であり得る。この例では多層誘電体コーティングは入射光の大部分を反射することが可能であり、光学吸収は基本的にほとんどない。多層誘電体コーティングにより透過され得る任意の残存光は金属層により反射される。このような構造の利点は、金属層に損傷を与えるまたは許容不可能な量の熱を生じる恐れがある高い強度の入射光に金属が直接露出されないということである。
【００６７】
領域１１１０は、この領域により反射されうる任意の光が軸外方向、すなわち光入射方向から十分に異なる方向に反射されて、結像システム２００内の他の要素を回避するように構成可能である。
【００６８】
簡易化のため且つ一般性を失わずに、３つの光学的に透明または透過領域１１３０Ａ、１１３０Ｂおよび１１３０Ｃが同じ形状および寸法を有すると仮定する。具体的には透明領域の各々は下辺に対して長さＬ4（ｘ軸に沿った箇所Ｘ1に対応する）と、上辺に対して長さＬ5（ｘ軸に沿った箇所Ｘ2に対応する）と、高さＷ4（Ｘ1とＸ2との間の距離に対応する）を有する台形である。図１１はｘ軸に沿った箇所Ｘ0でマスク１１００に入射する均質化光セグメント２３１Ａ（図２から）を示す。マスク１１００が均質化光セグメント２３１Ａを、それぞれ透明領域１１２０Ａ、１１２０Ｂおよび１１２０Ｃに対応する３個の光サブセグメント２５１Ａ−１、２５１Ａ−２および２５１Ａ−３にパターン化することは理解できよう。ここで各サブセグメント（図７を参照）の長さはＬ’4、光入射の箇所のＸ0における各台形の長さである。本発明の特定の一実施形態によるマスク１１００の主要特徴は、各光セグメント（サブセグメント２５１Ａ−１など）の長さを、ｘ軸に沿った適当な箇所を選択することにより基本的に約Ｌ4〜約Ｌ5の範囲の任意の値に設定することができることである。
【００６９】
市販のパターニング方法またはマスクを作製するのに適当な任意のパターニング技術のいずれかまたは組み合わせを用いてマスク１１００を作製することができる。例示的パターニング方法にはフォトリソグラフィ、インクジェット印刷、レーザアブレーション、フォトブリーチング、電子ビームリソグラフィ、機械加工、イオンミリング、反応性イオンエッチング等がある。前記例示的パターニング方法の１つまたは複数は例えば２５ｃｍ×２５ｃｍもの大きなマスクを、基本的に全体領域にわたり１ミクロンまたは０．１ミクロン以上もの寸法精度で、１ミクロンより小さいおよび例えば１００ミクロンより大きい特徴をパターニングすることが可能である。
【００７０】
図１１に戻って参照すると「活性領域」をマスク１１００に対して規定することが可能であり、活性領域は入射ビームをパターン化するのに用いられるマスク内のすべての光学的に透明な特徴を含む最も小さい外周により規定される。例えばマスク１１００の場合、矩形活性領域をｙ軸に沿った長さＬ6とｘ軸に沿った幅Ｗ4とで規定することができる。寸法Ｗ4およびＬ6は、マスク１１００が用いられる特定の用途に従って任意の値を取ることができる。具体的には本発明によればマスク１１００の活性領域は約５ｍｍ×５ｍｍ〜約４０ｃｍ×４０ｃｍの範囲の任意の領域を覆うことができる。
【００７１】
図１１は各透明な開口（領域１１３０Ｃなど）の長さ（ｙ軸に沿った寸法）がＬ4とＬ5との間で基本的に連続的に変化するマスクパターンを示す。図１２はマスク２５０の他の実施形態としてのマスク１２００の概略上面図を図示し、各透明な開口の長さがｘ軸に沿った数箇所において個々の段差で変化する。マスク１１００と同様にマスク１２００は光非透過領域１２１０により取り囲まれた３つの光透過領域１２３０Ａ、１２３０Ｂおよび１２３０Ｃを含み、領域１２１０はマスク１１００内の領域１１１０と同様に光非透過に作製し得る。
【００７２】
マスク１１００と同様に簡易化のため且つ一般性を失わずに、３つの光学的透明領域１２３０Ａ、１２３０Ｂおよび１２３０Ｃが同じ形状および寸法を有すると仮定する。具体的には透明領域の各々が３個のセグメントを含み、各セグメントが一定の長さを有する。例えば光透過領域１２３０Ｃは一定の長さＬ7を有する底部透明セグメントと、一定の長さＬ8を有する中央透明セグメントと、一定の長さＬ9を有する上部透明セグメントとを有する。このように光学的透明領域１２３０Ｃの長さはＸ4で段差変化し、Ｘ5で他の段差変化をする。さらにまた光透過領域１２３０Ｃは座標Ｘ3とＸ7との間の距離である高さＷ5を有する。図１２はｘ軸に沿った箇所Ｘ6におけるマスク１２００に入射する均質化光セグメント２３１Ａも示す。そのため図１２の例において、マスク１２００は均質化光セグメント２３１Ａを、それぞれ透明領域１２２０Ａ、１２２０Ｂおよび１２２０Ｃに対応する３個の光サブセグメント２５１Ａ−１、２５１Ａ−２および２５１Ａ−３にパターン化し、ここで各サブセグメントの長さはＬ9である。マスク１２００の利点は、入射光の箇所の僅かな変化（すなわちＸ6の僅かな変化）が各パターン化光サブセグメントの長さに影響しないことである。同時に各光サブセグメントの長さは、例えば入射光およびマスク１２００の一方または両方を移動させることにより、個々の値のうちの１つ、この場合３つの値Ｌ7、Ｌ8およびＬ9のうちの１つであり得る。
【００７３】
マスク１１００と同様に矩形「活性領域」は、ｙ軸に沿った長さＬ10とｘ軸に沿った幅Ｗ5とを有するマスク１２００に対して規定することができる。
【００７４】
図１３はマスク２５０の他の実施形態としてのマスク１３００の概略上面図を図示し、各透明開口の長さはｘ軸に沿って一定である。マスク１１００と同様にマスク１３００は光非透過領域１３１０により取り囲まれた多数の、例えば３つの光透過領域１３３０Ａ、１３３０Ｂおよび１３３０Ｃなどを含み、領域１３１０はマスク１１００内の領域１１１０と同様に光非透過に作製可能である。
【００７５】
マスク１１００と同様に簡易化のため且つ一般性を失わずに、３つの光学的透明領域１３３０Ａ、１３３０Ｂおよび１３３０Ｃが同じ形状および寸法を有すると仮定する。具体的には透明領域の各々が一定の長さＬ11と高さＷ6とを有する矩形形状を有する。箇所Ｘ8とＸ9との間の任意の箇所Ｘ10においてマスク１３００に入射する均質化光セグメント２３１Ａは、それぞれ透明領域１３２０Ａ、１３２０Ｂおよび１３２０Ｃに対応する３個の光サブセグメント２５１Ａ−１、２５１Ａ−２および２５１Ａ−３への化均質化光セグメントのパターニングを生じ、ここで各サブセグメントの長さはＬ11である。マスク１３００の利点は、入射光の箇所の大きな変化（すなわちＸ10の大きな変化）でさえＬ11、すなわち各パターン化光サブセグメントの長さに影響しないことである。
【００７６】
マスク１１００と同様に矩形「活性領域」を、ｙ軸に沿った長さＬ12とｘ軸に沿った高さＷ6とを有するマスク１３００に対して規定することができる。
【００７７】
図１１〜図１３で説明したマスク２５０の例示的実施形態の各々において、実施形態は３つの個々の光学的透明領域を含むことにより、各実施形態は入射均質化光セグメントを３個の光サブセグメントにパターン化することが可能である。本発明によればＭ、マスク２５０内の個々の光学的透明領域の数は１０を超えることが好ましく、２０を超えることがより好ましく、３０を超えることがさらにより好ましく、さらに５０を超えることがなお好ましい。
【００７８】
例えば図１１の領域１１３０Ａ、図１２の領域１２３０Ｂ、および図１３の領域１３２０Ｃなどの光透過領域の全光透過率（対象波長における）、特に正光透過率（これも対象波長における）は、光学的透明領域の全体領域内で非常に均一である。本発明の一態様によれば、本発明の任意の実施形態によるマスクの光透過領域の全領域内の全光透過率の均一性は、１％以下であり、１０-2％以下であることがより好適であり、１０-3％以下であることがさらに好適であり、１０-4％以下であることがより好適であり、さらに１０-5％以下であることがなお好適である。このことは、例えば１０-4％以下の光均一性により、光透過領域内の任意の２点における全光透過率間のパーセント差が１０-4以下であることを意味する。
【００７９】
さらにまた内部光透過率を、必要に応じてすべての界面（またはフレネル）反射損失を除いて、全光透過率（対象波長における）としてマスクの光透過領域内の任意の箇所に対して規定し得る。マスクの光透過領域内の任意の点における本発明の任意の実施形態によるマスクの内部光透過率は、少なくとも９９％であり、少なくとも９９．９％であることがより好ましく、９９．９９％であることがさらに好ましく、さらに少なくとも９９．９９９％であることがさらに好ましい。
【００８０】
本発明の一実施形態においてマスク２５０は効率よく入射光ビームをパターン化することが可能であり、ほとんど全体光損失がないことを意味する。このようにマスク２５０は入射光の大部分を排除することなく入射光ビームをパターン化することが可能である。例えば結像システム２００は光再循環機構を含むことにより、高い全体光透過率を維持しつつ入射光をパターン化することができる。他の例として結像システム２００は入射光の大部分または基本的にはすべてをマスク２５０の光透過部へ向ける光学装置含むことができる。例えば円柱マイクロレンズなどのマイクロレンズのアレイを用いて入射光をマスク２５０の異なる光透過部へ向けることができる。入射光をマスク２５０の透明部に再指向する光学装置の例は米国特許第６，３６６，３３９号明細書に見出せる。
【００８１】
本発明の一実施形態によれば、結像システム２００は高い全体光透過率を有し、ここで全体光透過率は、光源２１０の全体光出力に対する基板２７０に送達される全体光量の比を指す。本発明の一実施形態によれば結像システム２００の全体光透過率は少なくとも２０％であり、少なくとも３０％であることがより好ましく、少なくとも４０％であることがさらに好ましく、さらに少なくとも５０％であることがなお好ましい。本発明の他の実施形態によれば結像システム２００の全体光透過率は少なくとも７０％であり、さらに少なくとも８０％であることがより好ましい。
【００８２】
本発明の任意の実施形態によるマスクは主マスクと１つまたは複数のプレマスクとを含み得るが、ここでプレマスクは主として、主マスクの光非透過領域を例えば高い強度入射光ビームにより生じ得るダメージから保護するように構成可能である。さらにまた主マスクの各光透過領域は１つまたは複数のプレマスクの対応光透過領域を有する。加えてプレマスク内の光透過領域により提供される開口または光学開口は、主マスク内の対応光透過率領域により提供される開口または光学開口より大きい。このようにプレマスク内の光学的透明領域の周囲は主マスク内の対応透明領域の周囲の外にある。図１４は本発明の一実施形態によるマスク１４００の一部分の概略側面図を図示し、マスクはプレマスクを含む。具体的には光マスク１４００は主マスク１４１０と主マスク１４１０に近接配置されたプレマスク１４２０とを含む。主マスク１４１０は光非透過領域１４３０Ａ、１４３０Ｂおよび１４３０Ｃならびに光透過領域１４４０Ａおよび１４４０Ｂを含む。同様にプレマスク１４２０は光非透過領域１４３０Ａ’、１４３０Ｂ’および１４３０Ｃ’、ならびに光透過領域１４４０Ａ’および１４４０Ｂ’を含む。光透過領域１４４０Ａおよび１４４０Ｂはそれぞれ長さＬ13およびＬ14を有する。Ｌ’ 13がＬ13より大きく、Ｌ’ 14がＬ14より大きいということが図１４から分かる。このように例えば透明領域１４４０Ａ’により提供された光学開口が、対応透明領域１４４０Ａにより提供された光学開口より大きい。主マスク内の対応光学的透明領域より大きい光学的透明領域を有するプレマスク１４２０の利点は、プレマスクと主マスクとの間の位置合わせの容易さである。さらなる利点はマスクまたはプレマスクによる不注意による僅かな移動、またはプレマスク１４２０の任意の熱的膨張が光サブセグメント（図２の光サブセグメント２５１Ａ−１など）の線幅を変化させないことである。
【００８３】
図１１に戻って参照すると、入射均質化光セグメント２３１Ａの強度は、光非透過領域１１１０の残存光吸収がマスク１１００を熱的に膨張させ得るように十分に高く（且つ光透過領域においてより小さい範囲）なり得る。マスク内の熱膨張は、例えば膨張が投影光セグメント（例えば図２の光セグメント２７０Ａ、２７０Ｂ、および２７０Ｃ）とパターン化されるディスプレイ構成要素との間の容認できない位置ずれを生じるため、長さＬ’4などのマスク内の特徴の寸法を許容可能な値を超えて変化させる場合がある。１つまたは複数のプレマスクを設けることにより、主マスク内の熱膨張の望ましくない影響を緩和することができる。代替的または追加的手法は、マスクに例えば残存光吸収により生じる望ましくない熱的影響を補償する冷却機構を提供することである。冷却は例えば冷気をマスク上方に流すことにより提供することができる。他の例は冷却室１５１０内に封入されたマスク１５０５を含むマスクアセンブリ１５００の概略側面図を示す図１５に図示されている。冷却室１５１０はマスク１５０５内で発生した熱を除去する冷媒１５４０を含む。冷却室１５１０は冷媒１５４０を冷却室１５１０に出し入れする任意の入口１５２０と出口１５３０とを有する。図１５に表示する冷却機構は開放または閉鎖冷却システムの一部であり得る。冷媒１５４０は空気などの気体、もしくはアルゴンまたは窒素などの化学的不活性気体であり得る。冷媒１５４０は水、または改質水溶液などの液体であり得る。冷却室１５１０は光透過入力窓１５１１と入射光ビームの通過を提供する出力窓１５１２とをさらに含む。
【００８４】
いくつかの用途において、本発明の結像システムの少なくともいくつかの構成要素または部分を比較的一定の温度に維持することが望ましいまたは必要である場合がある。いくつかの用途において、光学素子およびその素子を正しい場所に保持する台のすべてを含む結像システムの全体を比較的一定の温度に維持することが望ましいまたは必要である場合がある。例えばディスプレイ構成要素のパターニング中に正確な位置合わせを維持するために比較的一定の温度が必要である場合がある。このように結像システムの直接の一部ではない要素、ディスプレイ構成要素またはドナーフィルムなども一定の温度に維持されることが必要である場合がある。例えば結像システムの各要素またはサブアセンブリ毎に専用温度制御システムを設けることにより一定の全体温度の維持を達成し得る。温度制御室などの温度制御筐体内に結像システム全体を配置することにより温度を比較的一定の値に維持し得る。
【００８５】
図２に戻って参照すると、光源２１０はパターン化光ビーム２１５を発光することが可能である。以下において光源２１０の異なる実施形態を若干詳細に説明する。図１６は本発明の特定の一実施形態による光バーアセンブリ１６００の概略三次元図を図示する。本発明の一実施形態において、光源２５０は１つまたは複数の光バーアセンブリ１６００を含む。光バーアセンブリ１６００は光バー１６１０とコリメーティングレンズアセンブリ１６３０とを含む。光バー１６１０は複数の個々の発光体１６２０を含む。例えば図１６は４つのそのような発光体を示す。
【００８６】
発光体１６２０は１つまたは複数の別個の対象波長、１つまたは連続波長範囲、もしくはそれらの組み合わせの光を発光することが可能である。さらにまた発光体１６２０は、紫外域、近紫外域、可視域、近赤外域、または赤外域、もしくはそれらの組み合わせなどの電磁スペクトルの任意の範囲の光を発光し得る。本発明の特定の一実施形態において、各発光体１６２０は約７００ナノメートル〜約１７００ｎｍの範囲の１つまたは複数の波長の光を発光し、約７５０ナノメートル〜約１２００ｎｍの範囲であることがより好ましく、約７５０ナノメートル〜約９００ｎｍの範囲であることがさらに好ましく、約７７０ナノメートル〜約８３０ｎｍの範囲であることがさらに好ましく、さらに約７８０ナノメートル〜約８２０ｎｍの範囲であることがなお好ましい。
【００８７】
一般に発光体１６２０は任意の断面プロファイルを有する光を発光することができる。例えば図１６に示した発光体１６２０の各々は矩形プロファイルを有する光を発光し、光バー１６１０の出力面１６１２における矩形プロファイルはｙ軸に沿った長さｌeとｘ軸に沿った高さｗeとを有する。他の例示的プロファイルには円形、楕円形、四角形などの多角形、菱形、平行四辺形、台形、長方形、正方形、または三角形がある。さらにまた発光体１６２０により発光される光の大きさおよび寸法は、有用性、結像システム全体の設計、および対象の特定用途のようなパラメータによって変化し得る。本発明の特定の一実施形態において、発光体１６２０は多角形プロファイルを有する光を発光することが好ましく、四角形プロファイルがより好ましく、さらに長方形プロファイルがなお好ましい。
【００８８】
さらにまた本発明の特定の一実施形態によれば、発光体１６２０は長方形プロファイルを有する光を発光し、ｌeが約２５〜約４００ミクロンの範囲であるとともにｗeが約０．１〜約１０ミクロンの範囲であることが好ましく、ｌeが約５０〜約３００ミクロンの範囲であるとともにｗeが約０．３〜約５ミクロンの範囲であることがより好ましく、さらにｌeが約７５〜約２２５ミクロンの範囲であるとともにｗeが約０．５〜約３ミクロンの範囲であることがなお好ましい。さらにまたｓe、隣接する発光体１６２０間の距離は約２５ミクロン〜約４００ミクロンの範囲であることが好ましく、約５０ミクロン〜約３００ミクロンの範囲であることがより好ましく、さらに約７５ミクロン〜約２２５ミクロンの範囲であることがなお好ましい。
【００８９】
発光体１６２０により発光され且つコリメーティングレンズアセンブリ１６３０を通過する前の光は、ｙ軸に沿って全発散角α”1とｘ軸に沿って全発散角α”2とを有し、α”1は通例約２度〜約１５度の範囲であり得るとともに、α”2は通例約５度〜約５０度の範囲であり得る。
【００９０】
簡易化、図示を容易にするため且つ一般性を失わずに、図１６はコリメーティングレンズアセンブリ１６３０と光バー１６１０の出力面１６１２との間の物理的距離を示す。しかしほとんどの用途において、コリメーティングレンズアセンブリ１６３０は例えば光学接着剤により光バー１６１０の出力面１６１２に取り付けられることが望ましい場合がある。いくつかの用途において屈折率整合材料などの光透過材料がコリメーティングレンズアセンブリ１６３０と光バー１６１０との間の間隙を満たすことにより例えば反射損失を低減し得る。
【００９１】
コリメーティングレンズアセンブリ１６３０は発散角α”1およびα”2を低減するように設計し得る。本発明の一実施形態においてコリメーティングレンズアセンブリ１６３０は、α”1に大きく影響を与えることなく発散角α”2を大幅に低減する。このようにコリメーティングレンズアセンブリ１６３０は円柱レンズのように動作することができるが、多数のレンズをその光学的パワーの方向が図１６に示したようにｘ軸に沿って配向されている状態で含み得る。本発明のこの実施形態によればコリメーティングレンズアセンブリ１６３０はｘ軸に沿って各発光体１６２０の出力光を実質的に平行にする。各発光体１６２０により発光され且つコリメーティングレンズアセンブリにより透過された光は、ｘ軸に沿った全発散角α2とｙ軸に沿った全発散角α1とを有し、ここでα1はα”1とほぼ同じであり得る。α2は１度以下であることが好ましく、０．５度以下であることがより好ましく、０．１度以下であることがさらに好ましく、０．０５度以下であることがさらに好ましく、さらに０．０３度以下であることがなお好ましい。
【００９２】
本発明の一態様によれば、比較的小さいｓe（例えばｓeは２２５ミクロン以下である）と組み合わせた比較的大きいα”1（例えばα”1は少なくとも３０度である）により、発光体１６２０から発光された光がｙｚ平面（ｙ軸に沿った）内で部分的に混合して重複することができるため、発光セグメント１６１１Ａ、コリメーティングレンズアセンブリ１６３０の光出力はｘｙ平面内の連続プロファイスを有するように見える。具体的には発光セグメント１６１１Ａは、図４Ａに示したプロファイル２１１Ａ−ｙと同様なｙ軸に沿った均一性プロファイルと、図４Ｂに示したプロファイル２１１Ａ−ｘと同様なｘ軸に沿った均一性プロファイルとを有する。発光セグメント１６１１Ａは図２に示した発光セグメントのうちの１つ、例えば光セグメント２１１Ａであり得る。
【００９３】
光バーアセンブリは２つ以上の光バー１６１０、例えば図１７に示した光バーアセンブリを含み得る。図１７は本発明の他の実施形態による光バーアセンブリ１７００の概略三次元図を図示する。光バーアセンブリ１７００は２つの別個の光バー１７１０Ａおよび１７１０Ｂのスタックを含む。光バー１７１０Ａおよび１７１０Ｂの各々はそれぞれ複数の発光体１７２０Ａおよび１７２０Ｂを含む。例えば図１７は各光バー内の３つの発光体を示す。光バーアセンブリ１７００はコリメーティングレンズアセンブリ１７３０をさらに含む。概して各光バーは１つまたは複数の方向に光コリメーションを提供するその独自の専用コリメーティングレンズ系を必要とする。同様にコリメーティングレンズアセンブリ１７３０は、２つのコリメーティングレンズサブアセンブリ１７３０Ａおよび１７３０Ｂを含み、１つのサブアセンブリが各光バーのためのものである。本発明の一態様によれば各レンズサブアセンブリは、その対応する光バーにより発光された光をｘ方向に実質的に平行にするがｙ方向には平行にしない。コリメーティングレンズサブアセンブリ１７３０Ａおよび１７３０Ｂはコリメーティングレンズアセンブリ１７３０を形成する別体部分であってもよく、またはレンズアセンブリの一体部分であってもよい。
【００９４】
本発明の他の一態様によれば、コリメーティングレンズアセンブリ１７３０の出力は発光セグメント１７１１Ａおよび１７１１Ｂを含み、各々矩形プロファイルを有するとともにｚ軸に沿って伝播する。具体的には発光セグメント１７１１Ａおよび１７１１Ｂの各々は図４Ａに示したプロファイル２１１Ａ−ｙと同様なｙ軸に沿った均一性プロファイルと、図４Ｂに示したプロファイル２１１Ａ−ｘと同様なｘ軸に沿った均一性プロファイルとを有する。発光セグメント１７１１Ａおよび１７１１Ｂは例えば図２に示した発光セグメントのうちの２つ、例えば発光セグメント２１１Ａおよび２１１Ｂであり得る。
【００９５】
図１７は各々発光体（それぞれ１７２０Ａおよび１７２０Ｂ）の一次元アレイを有する２つの別個の光バー１７１０Ａおよび１７１０Ｂを積み重ねることによる発光体の二次元アレイを示す。一方図１８は発光体１８２０の単体二次元アレイ（例えば図１８に示すような３×３のアレイ）を含む光バー１８００を図示し、ここで発光体１８２０は発光体１６２０と同様であり得る。具体的には光バーアセンブリ１８００は発光体１８２０の３行１８４０Ａ、１８４０Ｂおよび１８４０Ｃを含み、発光体の各行は３つの発光体を含む。光バーアセンブリ１８００は３つのコリメーティングレンズサブアセンブリ１８３０Ａ、１８３０Ｂおよび１８３０Ｃを含むコリメーティングレンズアセンブリ１８３０をさらに含み、各々発光体の対応する行からの出力光をｘ方向に実質的に平行にするが、ｙ方向にはしないように設計されている。
【００９６】
本発明の一態様によればコリメーティングレンズアセンブリ１８３０の出力は発光セグメント１８１１Ａ、１８１１Ｂおよび１８１１Ｃを含み、各々矩形プロファイルを有するとともにｚ軸に沿って伝播する。具体的には発光セグメント１８１１Ａ、１８１１Ｂおよび１８１１Ｃの各々は、図４Ａに示したプロファイル２１１Ａ−ｙと同様なｙ軸に沿った均一性プロファイルと、図４Ｂに示したプロファイル２１１Ａ−ｘと同様なｘ軸に沿った均一性プロファイルとを有する。発光セグメント１８１１Ａ、１８１１Ｂおよび１８１１Ｃは例えば図２に示した３個の発光セグメント２１１Ａ、２１１Ｂおよび２１１Ｃであり得る。
【００９７】
図２に戻って参照すると本発明の一実施形態によれば、複数の発光セグメントを含むパターン化光ビーム２１５は、２個以上の組の発光セグメントを合成することにより形成することが可能であり、ここで各組を例えば図１６〜図１８に示したような光バーにより作製することができる。図１９は２組の発光セグメントを合成して新たなより大きい組の発光セグメントを形成する概略三次元図を図示する。具体的には図１９は第１の組の発光セグメント１９１１−１と第２の組の発光セグメント１９１１−２とを示し、ここで各組の発光セグメントは図１６〜図１８に示したような光バーアセンブリの出力であり得る。図１９に示した例示的実施形態において、第１の組の発光セグメント１９１１−１は３個の発光セグメント１９１１Ｂ、１９１１Ｄおよび１９１１Ｆを含み、各発光セグメントは図１６を参照して説明した光セグメント１６１１Ａと同様であり得る。同様に第２の組の発光セグメント１９１１−２は３個の発光セグメント１９１１Ａ、１９１１Ｃおよび１９１１Ｅを含み、各発光セグメントは光セグメント１６１１Ａと同様であり得る。
【００９８】
図１９は高い正光透過率および反射率の交互領域を有する光コンバイナ１９５０をさらに示す。具体的にはコンバイナ１９５０は、各々が高い正光反射率を有する領域１９５０Ａ、１９５０Ｃおよび１９５０Ｅならびに、各々が高い正光透過率を有する領域１９５０Ｂ、１９５０Ｄおよび１９５０Ｆを有する。ビームコンバイナ１９５０は、ビームコンバイナの各光透過領域が対応発光セグメントを第１の組の光セグメントから透過するとともにビームコンバイナの各光反射領域が対応発光セグメントを第２の組の光セグメントから反射して、透過および反射発光セグメントがセグメント間で混合または部分的に重複することなく同じ方向に沿って伝播する光セグメントの新たな大きい組を形成するように配向されている。例えば第１の組の光セグメント１９１１−１は、図２０Ａに示すようにｘｙ平面内の断面プロファイルを有してｚ方向に沿って伝播することができる。さらにまた第２の組の光セグメント１９１１−２は、図２０Ｂに示すようにｘｚ平面内の断面プロファイルを有してｙ方向に沿って伝播することができる。光コンバイナ１９５０をｙｚ平面に垂直な平面内に位置するように配向することができるとともに、ｙまたはｚ軸に対して４５度の角度をなすことができる。さらにまた図２０Ａおよび図２０Ｂから分かるように、第１の組の発光セグメントは、ｘ軸に沿って第２の組の発光セグメントに対して位置ずれしている。さらにまた光コンバイナ１９５０は、第１の組の発光セグメント１９１１Ｂ、１９１１Ｄおよび１９１１Ｆがコンバイナの透過領域１９５０Ｂ、１９５０Ｄおよび１９５０Ｆと整列するとともに、第２の組の発光セグメント１９１１Ａ、１９１１Ｃおよび１９１１Ｅがコンバイナの反射領域１９５０Ａ、１９５０Ｃおよび１９５０Ｅと整列するように位置決めされている。その結果ビームコンバイナ１９５０は発光セグメント１９１１Ｂ、１９１１Ｄおよび１９１１Ｆを透過して発光セグメント１９１１Ｂ’、１９１１Ｄ’および１９１１Ｆ’を形成するとともに、発光セグメント１９１１Ａ、１９１１Ｃおよび１９１１Ｅを反射して発光セグメント１９１１Ａ’、１９１１Ｃ’および１９１１Ｅ’を形成するため、反射および透過発光セグメントはｚ方向に沿って伝播する発光セグメント１９１１Ａ’〜１９１１Ｆ’を含むパターン化光ビーム１９１２を形成する。本発明の一態様において、ｘ軸に沿った発光セグメント間の光混合または部分的重複はほとんどない。本発明の他の態様ではｘ軸に沿った発光セグメント間に若干の重複がある。本発明の好適な実施形態において、発光セグメント間のいかなる重複も多くても部分的であり、その重複が隣接発光セグメント間で約５０％以下であるということを意味する。パターン化光ビーム１９１２は図２０Ｃに示すようなｘｙ平面内の断面プロファイルを有するとともに、例えば図２に示したパターン化光ビーム２１５であり得る。
【００９９】
図１９に示すような発光セグメントの組を合成する利点は、全体スループットの増加につながる基板２７０（図２）における光パワーまたは強度の増大である。パターン化光ビーム１９１２を光コンバイナ１９５０と同様な光コンバイナを用いて同様なパターン化光ビームと合成することにより、より多くの発光セグメントを有し、そのため基板２７０においてさらに大きな光パワーまたは強度を有する新たなパターン化光ビームを形成し得ることは理解できよう。このように図１９を参照して説明した合成方法を用いて２つ以上の組の発光セグメントを合成することにより、図２に示したパターン化光ビーム２１５などのパターン化光ビームを形成する。
【０１００】
本発明の特定の一実施形態によれば光コンバイナ１９５０を用いて、ｎ’個の発光セグメントを有する第１の組の発光セグメントを、同様にｎ’個の発光セグメントを有する第２の組の発光セグメントと合成することにより、２ｎ’個の発光セグメントを有するパターン化光ビームを形成する。ここでｎ’は少なくとも１であることが好ましく、少なくとも２であることがより好ましく、少なくとも３であることがさらに好ましく、さらに少なくとも４であることがなお好ましい。本発明の特定の一実施形態においてｎ’は８である。
【０１０１】
図２１は本発明の他の実施形態による２つ以上の組の発光セグメントを合成してより大きい組の発光セグメントを形成する異なる方法の概略上面である。具体的には図２１はｙ方向に沿って伝播する第１の組の発光セグメント２１１１−１と、ｚ方向に沿って伝播する第２の組の発光セグメント２１１１−２とを示す。各組の光は偏光されている。例えば各組は直線配向平行偏光を有し、偏光の方向が符号２１０２により示すようなｙｚ平面内にあるということを意味する。図２１は偏光方向を平行から垂直に変化させて垂直偏光を有する第１の組２１１１−１’を形成するように組２１１１−１の経路内に配置された位相差要素２１１０をさらに示し、ここで垂直偏光により偏光方向が符号２１０１により示すようなｘ軸（ｙｚ平面に垂直）に沿っているということを意味する。
【０１０２】
図２１は平行および垂直偏光間の差を用いて第１および第２の組を合成する偏光ビームコンバイナ２１２０をさらに示す。例えば図２１は第２の組から光を受光する入力面２１２１と、第１の組から光を受光する入力面２１２２とを有する立方体偏光ビームコンバイナ２１２０を示す。偏光ビームコンバイナ２１２０は、垂直偏光を有する光を反射するとともに平行透過を有する光を透過する特性を有する斜辺２１２５を有する。このように偏光ビームコンバイナ２１２０は、第１の組からの光を反射するとともに第２の組からの透過光を透過することにより、第１の組からの光を第２の組からの光と合成してパターン化光ビーム２１１５−１を形成する。パターン化光ビーム２１１５−１は例えば図２のパターン化光ビーム２１５であり得る。
【０１０３】
偏光斜辺２１２５は第１の偏光を有する光を反射するとともに第２の偏光を有する光を透過することが可能な任意の偏光素子であり得る。ここで第１および第２の偏光は異なる。例えば偏光斜辺２１２５は、例えば米国特許第２，４０３，７３１号明細書に記載されているような多層誘電体フィルムであり得る。偏光斜辺２１２５は多層有機光フィルムまたは、例えば米国特許第６，４８６，９９７号明細書に以前に記載されているワイヤグリッド偏光子であり得る。概して偏光ビームコンバイナ２１２０は、ある偏光の光を反射するとともに異なる偏光の光を透過することが可能な任意の偏光感知素子であり得る。
【０１０４】
本発明の一実施形態において、第１の組２１１１−１の発光セグメントは第２の組２１１１−２の発光セグメントとｘ軸に沿って実質的に位置合わせされているため、ビームコンバイナ２１２０により合成される場合、その２組からの対応セグメントが実質的に重複する。本発明の他の実施形態において、第１の組２１１１−１の発光セグメントは第２の組２１１１−２の発光セグメントに対してｘ軸に沿ってずれているため、ビームコンバイナ２１２０により合成される場合、パターン化光ビーム２１５０内の発光セグメントの数は第１および第２の組の発光セグメントの全数である。パターン化光ビーム２１５０は例えば図２のパターン化光ビーム２１５であり得る。
【０１０５】
必要に応じて偏光ビームコンバイナ２１２０と同様な偏光ビームコンバイナ２１３０を用いて、第３の組の発光セグメント２１１１−３（位相差板２１１０’を通過する）からの光を第４の組の発光セグメント２１１１−４と合成して、パターン化光ビーム２１１５−２を形成することができる。ここでパターン化光ビーム２１１５−２は例えば図２のパターン化光ビーム２１５であり得る。
【０１０６】
本発明の一実施形態において、図１９の光コンバイナ１９５０と同様に光コンバイナ２１５０を用いることにより、パターン化光ビーム２１１５−１と２１１５−２とを合成してパターン化光ビーム２１１５−３を形成し得る。
【０１０７】
図２２は本発明の他の実施形態による光源２２１０を図示する。図２２も図示の簡略化のため結像システム２００の一部分を示す。光源２２１０は例えば図２に示した光源２１０であり得る。光源２２１０は複数、例えば３つの発光デバイス２２２０Ａ、２２２０Ｂおよび２２２０Ｃを含む。発光デバイスの各々は例えばファイバ光源などの導光体光源であり得る。例えば各発光デバイスはレーザの出力に結合された光ファイバであり得る。このように発光デバイス２２２０Ａ、２２２０Ｂおよび２２２０Ｃの出力光は偏光され得る。
【０１０８】
光源２２１０は、発光デバイスの出力光を１つまたは複数の方向に平行にするまたは部分的に平行にするコリメーティングレンズアセンブリ２２２５Ａ、２２２５Ｂおよび２２２５Ｃをさらに含む。加えて光コリメーティングレンズアセンブリ２２２５Ａ、２２２５Ｂおよび２２２５Ｃは、発光デバイスの出力で行うことが望ましいビーム形成、偏光、遅延、または任意の他の機能などのさらなる機能を行い得る。
【０１０９】
光源２２１０は発光デバイスの各々の出力光を受光するとともにマスク２５０にわたって各受光出力を走査するスキャナ２２３０をさらに含む。図２２に示す例示的スキャナはＰＰ’、ミラーの中心軸を中心に高速回転する多角形状ミラー２２３０である。多角形形状ミラー２２３０の各面２２３１は高い正光反射性を有する。多角形状ミラー２２３０は回転すると、発光セグメント２２１１Ａ、２２１１Ｂおよび２２１１Ｃを含むパターン化光ビーム２２１５を形成する。パターン化光ビーム２２１５は例えば図２に示したパターン化光ビーム２１５であり得る。この場合発光セグメント２２１１Ａ、２２１１Ｂおよび２２１１Ｃは発光セグメント２１１Ａ、２１１Ｂおよび２１１Ｃであり得る。発光セグメント２２１１Ａ、２２１１Ｂおよび２２１１Ｃは最終的に（例えば光ホモジナイザ２３０を通過した後）受光されてマスク２５０によりパターン化され得る。
【０１１０】
他のタイプの光スキャナを用いて発光デバイス２２２０Ａ、２２２０Ｂおよび２２２０Ｃの光出力を走査することができる。例示的光スキャナにはガルバノミラー（広帯域または共振）、ホログフラフィックスキャナ、電気光学スキャナ、音響光学スキャナ、光学機械スキャナ、または個々の発光セグメントを形成するのに適し得る任意の他の走査方法がある。
【０１１１】
本発明の一実施形態によれば、２つ以上の結像システムを用いてディスプレイ構成要素を同時にパターン化することができる。ここで例えば各結像システムはディスプレイ構成要素の異なる領域をパターン化する。
【０１１２】
図９に戻って参照すると、ドナーフィルム９１０の十分な部分を転写することにより転写フィルム９０５を処理した後、処理済転写フィルム９０５を未処理転写フィルム９０５と交換して転写プロセスを継続し得る。処理済転写フィルム９０５の個々のシートを除去するとともに未処理転写フィルム９０５を正しい位置に配置することにより交換を達成し得る。このようにディスプレイ構成要素のパターニングは数枚の転写フィルム９０５を用いることにより達成し得る。代替例として転写フィルム９０５を連続形状、例えば連続ロールで提供し得る。この場合連続ロールの一部分を図９に示すように被処理位置に配置し得るとともに、その適切な位置にある部分が処理されると、そのロールは前方に割送りされて処理位置にそのロールの未処理部分を配置することができる。
【０１１３】
いくつかの用途において例えば空気内より、例えばアルゴンまたは窒素環境内を意味する不活性環境内において、担体フィルム９２０から基板２７０への転写可能材料の転写を行うことは望ましくまたは必要である場合がある。これは転写フィルム９０５が十分に強い光で照明される場合、例えば酸素の存在下で望ましくない化学反応を受け得る材料または層を含み得るためである場合がある。さらにまたいくつかの用途において転写フィルム９５０の処理を含むいくつかまたはすべての取り扱いを不活性環境で行う必要がある場合がある。
【０１１４】
上記に引用されたすべての特許、特許出願および他の公開を完全に再現するように本明細書に参照により援用する。本発明の様々な態様の説明を容易にするために本発明の特定の実施例を上記に詳細に説明したが、本発明をそれらの実施例の詳細に限定しようとするものではないことは理解されよう。むしろ添付の特許請求の範囲により規定されるように本発明の趣旨および範囲内にあるすべての変形例、実施形態および代替例をすべて網羅しようとするものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の一実施形態による結像システムのブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態による結像システムの概略三次元図である。
【図３Ａ】ホモジナイザを通過する前の発光セグメントの概略三次元図である。
【図３Ｂ】ホモジナイザを通過した後の発光セグメントの概略三次元図である。
【図４Ａ】図３Ａに示した発光セグメントに対する、２つの異なる方向に沿ったビーム均一性を図示する図である。
【図４Ｂ】図３Ｂに示した発光セグメントに対する、２つの異なる方向に沿ったビーム均一性を図示する図である。
【図５Ａ】２つの異なる方向に沿った発光セグメントの発散を図示する図である。
【図５Ｂ】２つの異なる方向に沿った発光セグメントの発散を図示する図である。
【図６Ａ】２つの異なる方向に沿った均質化光セグメントの発散を図示する図である。
【図６Ｂ】２つの異なる方向に沿った均質化光セグメントの発散を図示する図である。
【図７】本発明の一実施形態によるマスクによってパターン化された光の一部分の断面図である。
【図８】本発明の一実施形態によるマスクによってパターン化された光の重畳の概略側面図である。
【図９】本発明の一実施形態による転写可能材料の転写の概略側面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による転写された転写可能材料の概略側面図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるマスクの概略上面図である。
【図１２】本発明の一実施形態によるマスクの概略上面図である。
【図１３】本発明の一実施形態によるマスクの概略上面図である。
【図１４】本発明の一実施形態によるプレマスクを有するマスクの概略側面図である。
【図１５】本発明の一実施形態によるマスクアセンブリの概略側面図である。
【図１６】本発明の一実施形態による光バーアセンブリの概略三次元図である。
【図１７】本発明の一実施形態による光バーアセンブリの概略三次元図である。
【図１８】本発明の一実施形態による光バーアセンブリの概略三次元図である。
【図１９】本発明の一実施形態による２組の発光セグメントを合成する光コンバイナの概略三次元図である。
【図２０Ａ】図１９に示した２組の発光セグメントおよびその結果得られる２組の合成を示す断面図である。
【図２０Ｂ】図１９に示した２組の発光セグメントおよびその結果得られる２組の合成を示す断面図である。
【図２０Ｃ】図１９に示した２組の発光セグメントおよびその結果得られる２組の合成を示す断面図である。
【図２１】異なる組の発光セグメントを合成する偏光ビームコンバイナの概略上面図である。
【図２２】本発明の一実施形態による光源および結像システムの一部の概略三次元図である。
【図２３】本発明の一実施形態による結像システムの一部分の概略側面図である。
【図２４】本発明の一実施形態による結像システムのブロック図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドナーフィルムから基板への材料の選択的熱転写用光学結像システムであって、
パターン化光ビームを発光するように構成され、前記パターン化光ビームが複数の別個の出力光セグメントを含み、前記別個の出力光セグメントの重複は多くても部分的である、光源アセンブリと、
前記複数の別個の出力光セグメントを受光するとともに転写面上へ投影して、前記複数の別個の出力光セグメントの実質的な重畳により投影光セグメントを形成し、担体に近接配置された転写可能材料を含むドナーフィルムが前記転写面にある基板に近接配置されたときに、前記投影光セグメントが前記担体から前記基板上への前記転写可能材料の転写を誘起することが可能である、光中継アセンブリとを備える、光学結像システム。
【請求項２】
前記複数の別個の出力光セグメントは実質的に同じ大きさを有する、請求項１に記載の光学結像システム。
【請求項３】
ドナーフィルムから基板への材料の選択的熱転写用光学結像システムであって、
パターン化光ビームを発光するように構成され、前記パターン化光ビームが別個の出力光セグメントの出力アレイを含み、前記出力アレイがｎ列とｍ行とを有し、ｎが２以上であり、１列内の前記別個の出力光セグメントの重複は多くても部分的である、光源アセンブリと、
前記出力アレイを受光するとともに転写面上へ投影して、前記転写面内に別個の投影光セグメントの投影アレイを形成し、前記投影アレイがｎ列と１行とを有し、１列内の別個の投影光セグメントの各々が前記出力アレイの対応列内の前記別個の出力光セグメントの実質的に完全な重複により形成され、担体に近接配置された転写可能材料を含むドナーフィルムが前記転写面にある基板に近接配置されると、前記別個の投影光セグメントの各々が前記担体から前記基板上への前記転写可能材料の転写を誘起することが可能である、光中継アセンブリとを備える、光学結像システム。
【請求項４】
ｍが２以上である、請求項３に記載の光学結像システム。
【請求項５】
ドナーフィルムから基板への材料の選択的熱転写用光学結像システムであって、
パターン化光ビームを発光可能であり、前記パターン化光ビームが２個以上の発光セグメントを含み、各発光セグメントが、
第１の全発散角および第１の方向に沿った第１の均一性、並びに
第２の全発散角および第２の方向に沿った第２の均一性を有する、光源と、
前記２個以上の発光セグメントを入力面から受光し、各発光セグメントを均質化するとともに対応均質化光セグメントを出力面から透過する光ホモジナイザであって、各透過均質化光セグメントが、
第３の全発散角および前記第１の方向に沿った第３の均一性、並びに
第４の全発散角および前記第２の方向に沿った第４の均一性を有し、
各透過均質化光セグメントの前記第３の均一性が各対応発光セグメントの前記第１の均一性より大きい、光ホモジナイザと、
透過均質化光セグメントの各々を受光するとともに各透過均質化光セグメントを、前記第１の方向に沿ったｎ個の別個の光サブセグメントの１行にパターン化するマスクであって、ｎが２１以上であり、別個の光サブセグメントの各々が前記第１の方向に沿った長さおよび前記第２の方向に沿った高さを有する、マスクと、
基板と、
ｎ個の別個の光サブセグメントの各行を前記第１の方向に沿って投影倍率１で前記基板上に投影することにより、前記第１の方向に沿ったｎ個の別個の投影光セグメントの単一行を形成し、１番目とｎ番目の別個の投影光セグメントとの間の距離が少なくとも１０ミリメートルである、第１のレンズ系とを備え、
前記マスクが別個の光サブセグメントの各々の長さを１ミクロン以下の精度で約５０ミクロン〜約１５０ミクロンの範囲の任意の値に設定可能であり、
担体に近接配置された転写可能材料を含むドナーフィルムが前記第１のレンズ系と前記基板との間で前記基板に近接配置されたときに、前記ｎ個の別個の投影光セグメントの各々が前記担体から前記基板上への前記転写可能材料の転写を誘起することが可能である、光学結像システム。
【請求項６】
前記発光セグメントのうちの少なくともいくつかが前記第２の方向に沿って部分的に重複する、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項７】
前記第１の方向が前記第２の方向に実質的に垂直である、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項８】
前記光源が前記発光パターン化光ビームを第３の方向に沿って平行にする第２のレンズ系を備える、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項９】
前記第３の方向が前記第１および第２の方向に実質的に垂直である、請求項８に記載の光学結像システム。
【請求項１０】
前記光源が複数のレーザダイオードエミッタを備える、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項１１】
前記光源が１つ以上のレーザダイオードバーを備え、各バーが複数のレーザダイオードエミッタを含む、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項１２】
前記光源が少なくとも２つのレーザダイオードバーを備える、請求項１１に記載の光学結像システム。
【請求項１３】
前記１つ以上のレーザダイオードバーの各々が前記第１の方向に沿って配置されている、請求項１１に記載の光学結像システム。
【請求項１４】
各発光セグメントの前記第２の発散角がゼロに近い、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項１５】
前記光ホモジナイザが光ロッドを備える、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項１６】
前記光ホモジナイザの少なくとも一部分が中空である、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項１７】
前記光ホモジナイザの少なくとも一部分が中実である、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項１８】
前記光ホモジナイザが先細である、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項１９】
前記光ホモジナイザの前記入力面が長方形である、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項２０】
前記光ホモジナイザの前記出力面が長方形である、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項２１】
前記光ホモジナイザの前記入力面が正方形である、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項２２】
前記光ホモジナイザの前記出力面が正方形である、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項２３】
前記光ホモジナイザの前記出力面が前記光ホモジナイザの前記入力面に実質的に平行である、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項２４】
前記光ホモジナイザが反射、全反射、屈折、散乱、および回折のうちの１つ以上により各発光セグメントを均質化する、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項２５】
前記光ホモジナイザが各発光セグメントを前記第１の方向に沿って均質化するが、前記第２の方向に沿っては均質化しない、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項２６】
前記光ホモジナイザが光パワーを有する、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項２７】
各透過均質化光セグメントの前記第４の全発散角が、各発光セグメントの前記第２の全発散角と実質的に同等である、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項２８】
各透過均質化光セグメントの前記第４の全発散角がゼロに近い、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項２９】
各透過均質化光セグメントの前記第３の均一性が、各対応発光セグメントの前記第１の均一性より少なくとも１０倍大きい、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項３０】
各透過均質化光セグメントの前記第３の均一性が、各対応発光セグメントの前記第１の均一性より少なくとも２０倍大きい、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項３１】
前記マスクが複数の光学透過部分を含み、各部分が軸上に中心があり、各部分の各軸が前記第２の方向に沿っている、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項３２】
各部分が前記第１の方向に沿った長さと前記第２の方向に沿った高さとを有し、少なくとも１つの部分に対して、前記部分の高さに沿ったある箇所における前記部分の長さが、前記部分の高さに沿った異なる箇所における前記部分の長さとは異なる、請求項３１に記載の光学結像システム。
【請求項３３】
前記複数の光透過部分が光を正透過する、請求項３１に記載の光学結像システム。
【請求項３４】
少なくとも１つの部分が、光を正透過不可能な領域に取り囲まれている、請求項３１に記載の光学結像システム。
【請求項３５】
前記領域が光学的に反射性である、請求項３４に記載の光学結像システム。
【請求項３６】
前記領域が光学的に吸収性である、請求項３４に記載の光学結像システム。
【請求項３７】
前記領域が光学的に拡散性である、請求項３４に記載の光学結像システム。
【請求項３８】
前記第１のレンズ系がアナモルフィックである、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項３９】
前記第１のレンズ系が前記マスクを前記ドナーフィルム上に前記第１の方向に沿って結像するが、前記第２の方向に沿っては結像しない、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項４０】
前記第１のレンズ系がｎ個の別個の光サブセグメントの各行を前記第２の方向に沿って前記ドナーフィルム上に焦点を合わせる、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項４１】
前記ｎ個の別個の投影光セグメントが同等に離間している、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項４２】
前記ｎ個の別個の投影光セグメントの各々が前記第１の方向に沿って実質的に同じ長さを有する、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項４３】
前記ｎ個の別個の投影光セグメントの各々が前記第２の方向に沿って実質的に同じ高さを有する、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項４４】
少なくとも１個の個々の投影光セグメントが前記第１の方向に沿って実質的に均一な強度プロファイルと前記第２の方向に沿って実質的にガウスプロファイルとを有する、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項４５】
少なくとも１個の別個の投影光セグメントが前記第１および第２の方向に沿って実質的に均一な強度プロファイルを有する、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項４６】
前記基板が台の上に配置され、前記台が前記第１および第２の方向に沿って移動可能である、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項４７】
請求項５に記載の前記光学結像システムを用いて構成されたディスプレイシステム。
【請求項４８】
ＯＬＥＤデバイスを備える、請求項４７に記載のディスプレイシステム。
【請求項４９】
ドナーフィルムから基板への材料の選択的熱転写用光学結像システムであって、
２つ以上の組の光バーアセンブリを含み、光バーアセンブリの各組が、
２つ以上の光バーであって、前記組の各光バーが偏光を発光可能であり、前記組の少なくとも１つの光バーから発光された偏光の第１の偏光方向が前記組の少なくとも他の光バーから発光された偏光の第２の偏光方向とは異なる、２つ以上の光バー、並びに
前記第１および第２の偏光方向の間の差を用いて前記組の前記２つ以上の光バーから発光された偏光を合成して合成発光ビームを形成する偏光ビームコンバイナを含む、光源と、
１組の発光体からの少なくとも１つの合成発光ビームを反射するとともに他の組の発光体からの少なくとも１つの合成発光ビーム透過することにより、前記２つ以上の組の発光体からの前記合成発光ビームを合成する空間フィルタであって、前記合成発光ビームの合成がパターン化光ビームを形成し、前記パターン化光ビームが１個以上の発光セグメントを含み、各発光セグメントが、
第１の全発散角および第３の方向に沿った第１の均一性、並びに
第２の全発散角および第４の方向に沿った第２の均一性を有し、前記第３の方向が前記第４の方向とは異なる、空間フィルタと、
前記１個以上の発光セグメントを入力面から受光し、各発光セグメントを均質化するとともに対応均質化光セグメントを出力面から透過する光ホモジナイザであって、各透過均質化光セグメントが、
第３の全発散角および前記第３の方向に沿った第３の均一性、並びに
第４の全発散角および前記第４の方向に沿った第４の均一性を有し、
各透過均質化光セグメントの前記第３の均一性が各対応発光セグメントの前記第１の均一性より大きい、光ホモジナイザと、
透過均質化光セグメントの各々を受光するとともに各透過均質化光セグメントを、前記第３の方向に沿ったｎ個の別個の光サブセグメントの１行にパターン化するマスクであって、ｎが２１以上であり、別個の光サブセグメントの各々が前記第３の方向に沿った長さと前記第４の方向に沿った高さとを有する、マスクと、
基板と、
ｎ個の別個の光サブセグメントの各行を前記第３の方向に沿って投影倍率１で前記基板上に投影することにより、前記第３の方向に沿ったｎ個の別個の投影光セグメントの単一行を形成し、１番目とｎ番目の別個の投影光セグメントとの間の距離が少なくとも１０ミリメートルである、第１のレンズ系とを備え、
前記マスクが別個の光サブセグメントの各々の長さを１ミクロン以下の精度で約５０ミクロン〜約１５０ミクロンの範囲の任意の値に設定可能であり、
担体に近接配置された転写可能材料を含むドナーフィルムが前記第１のレンズ系と前記基板との間で前記基板に近接配置されたときに、前記ｎ個の別個の投影光セグメントの各々が前記担体から前記基板上への前記転写可能材料の転写を誘起することが可能である、光学結像システム。
【請求項１】
ドナーフィルムから基板への材料の選択的熱転写用光学結像システムであって、
パターン化光ビームを発光するように構成され、前記パターン化光ビームが複数の別個の出力光セグメントを含み、前記別個の出力光セグメントの重複は多くても部分的である、光源アセンブリと、
前記複数の別個の出力光セグメントを受光するとともに転写面上へ投影して、前記複数の別個の出力光セグメントの実質的な重畳により投影光セグメントを形成し、担体に近接配置された転写可能材料を含むドナーフィルムが前記転写面にある基板に近接配置されたときに、前記投影光セグメントが前記担体から前記基板上への前記転写可能材料の転写を誘起することが可能である、光中継アセンブリとを備える、光学結像システム。
【請求項２】
前記複数の別個の出力光セグメントは実質的に同じ大きさを有する、請求項１に記載の光学結像システム。
【請求項３】
ドナーフィルムから基板への材料の選択的熱転写用光学結像システムであって、
パターン化光ビームを発光するように構成され、前記パターン化光ビームが別個の出力光セグメントの出力アレイを含み、前記出力アレイがｎ列とｍ行とを有し、ｎが２以上であり、１列内の前記別個の出力光セグメントの重複は多くても部分的である、光源アセンブリと、
前記出力アレイを受光するとともに転写面上へ投影して、前記転写面内に別個の投影光セグメントの投影アレイを形成し、前記投影アレイがｎ列と１行とを有し、１列内の別個の投影光セグメントの各々が前記出力アレイの対応列内の前記別個の出力光セグメントの実質的に完全な重複により形成され、担体に近接配置された転写可能材料を含むドナーフィルムが前記転写面にある基板に近接配置されると、前記別個の投影光セグメントの各々が前記担体から前記基板上への前記転写可能材料の転写を誘起することが可能である、光中継アセンブリとを備える、光学結像システム。
【請求項４】
ｍが２以上である、請求項３に記載の光学結像システム。
【請求項５】
ドナーフィルムから基板への材料の選択的熱転写用光学結像システムであって、
パターン化光ビームを発光可能であり、前記パターン化光ビームが２個以上の発光セグメントを含み、各発光セグメントが、
第１の全発散角および第１の方向に沿った第１の均一性、並びに
第２の全発散角および第２の方向に沿った第２の均一性を有する、光源と、
前記２個以上の発光セグメントを入力面から受光し、各発光セグメントを均質化するとともに対応均質化光セグメントを出力面から透過する光ホモジナイザであって、各透過均質化光セグメントが、
第３の全発散角および前記第１の方向に沿った第３の均一性、並びに
第４の全発散角および前記第２の方向に沿った第４の均一性を有し、
各透過均質化光セグメントの前記第３の均一性が各対応発光セグメントの前記第１の均一性より大きい、光ホモジナイザと、
透過均質化光セグメントの各々を受光するとともに各透過均質化光セグメントを、前記第１の方向に沿ったｎ個の別個の光サブセグメントの１行にパターン化するマスクであって、ｎが２１以上であり、別個の光サブセグメントの各々が前記第１の方向に沿った長さおよび前記第２の方向に沿った高さを有する、マスクと、
基板と、
ｎ個の別個の光サブセグメントの各行を前記第１の方向に沿って投影倍率１で前記基板上に投影することにより、前記第１の方向に沿ったｎ個の別個の投影光セグメントの単一行を形成し、１番目とｎ番目の別個の投影光セグメントとの間の距離が少なくとも１０ミリメートルである、第１のレンズ系とを備え、
前記マスクが別個の光サブセグメントの各々の長さを１ミクロン以下の精度で約５０ミクロン〜約１５０ミクロンの範囲の任意の値に設定可能であり、
担体に近接配置された転写可能材料を含むドナーフィルムが前記第１のレンズ系と前記基板との間で前記基板に近接配置されたときに、前記ｎ個の別個の投影光セグメントの各々が前記担体から前記基板上への前記転写可能材料の転写を誘起することが可能である、光学結像システム。
【請求項６】
前記発光セグメントのうちの少なくともいくつかが前記第２の方向に沿って部分的に重複する、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項７】
前記第１の方向が前記第２の方向に実質的に垂直である、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項８】
前記光源が前記発光パターン化光ビームを第３の方向に沿って平行にする第２のレンズ系を備える、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項９】
前記第３の方向が前記第１および第２の方向に実質的に垂直である、請求項８に記載の光学結像システム。
【請求項１０】
前記光源が複数のレーザダイオードエミッタを備える、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項１１】
前記光源が１つ以上のレーザダイオードバーを備え、各バーが複数のレーザダイオードエミッタを含む、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項１２】
前記光源が少なくとも２つのレーザダイオードバーを備える、請求項１１に記載の光学結像システム。
【請求項１３】
前記１つ以上のレーザダイオードバーの各々が前記第１の方向に沿って配置されている、請求項１１に記載の光学結像システム。
【請求項１４】
各発光セグメントの前記第２の発散角がゼロに近い、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項１５】
前記光ホモジナイザが光ロッドを備える、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項１６】
前記光ホモジナイザの少なくとも一部分が中空である、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項１７】
前記光ホモジナイザの少なくとも一部分が中実である、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項１８】
前記光ホモジナイザが先細である、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項１９】
前記光ホモジナイザの前記入力面が長方形である、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項２０】
前記光ホモジナイザの前記出力面が長方形である、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項２１】
前記光ホモジナイザの前記入力面が正方形である、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項２２】
前記光ホモジナイザの前記出力面が正方形である、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項２３】
前記光ホモジナイザの前記出力面が前記光ホモジナイザの前記入力面に実質的に平行である、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項２４】
前記光ホモジナイザが反射、全反射、屈折、散乱、および回折のうちの１つ以上により各発光セグメントを均質化する、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項２５】
前記光ホモジナイザが各発光セグメントを前記第１の方向に沿って均質化するが、前記第２の方向に沿っては均質化しない、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項２６】
前記光ホモジナイザが光パワーを有する、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項２７】
各透過均質化光セグメントの前記第４の全発散角が、各発光セグメントの前記第２の全発散角と実質的に同等である、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項２８】
各透過均質化光セグメントの前記第４の全発散角がゼロに近い、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項２９】
各透過均質化光セグメントの前記第３の均一性が、各対応発光セグメントの前記第１の均一性より少なくとも１０倍大きい、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項３０】
各透過均質化光セグメントの前記第３の均一性が、各対応発光セグメントの前記第１の均一性より少なくとも２０倍大きい、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項３１】
前記マスクが複数の光学透過部分を含み、各部分が軸上に中心があり、各部分の各軸が前記第２の方向に沿っている、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項３２】
各部分が前記第１の方向に沿った長さと前記第２の方向に沿った高さとを有し、少なくとも１つの部分に対して、前記部分の高さに沿ったある箇所における前記部分の長さが、前記部分の高さに沿った異なる箇所における前記部分の長さとは異なる、請求項３１に記載の光学結像システム。
【請求項３３】
前記複数の光透過部分が光を正透過する、請求項３１に記載の光学結像システム。
【請求項３４】
少なくとも１つの部分が、光を正透過不可能な領域に取り囲まれている、請求項３１に記載の光学結像システム。
【請求項３５】
前記領域が光学的に反射性である、請求項３４に記載の光学結像システム。
【請求項３６】
前記領域が光学的に吸収性である、請求項３４に記載の光学結像システム。
【請求項３７】
前記領域が光学的に拡散性である、請求項３４に記載の光学結像システム。
【請求項３８】
前記第１のレンズ系がアナモルフィックである、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項３９】
前記第１のレンズ系が前記マスクを前記ドナーフィルム上に前記第１の方向に沿って結像するが、前記第２の方向に沿っては結像しない、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項４０】
前記第１のレンズ系がｎ個の別個の光サブセグメントの各行を前記第２の方向に沿って前記ドナーフィルム上に焦点を合わせる、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項４１】
前記ｎ個の別個の投影光セグメントが同等に離間している、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項４２】
前記ｎ個の別個の投影光セグメントの各々が前記第１の方向に沿って実質的に同じ長さを有する、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項４３】
前記ｎ個の別個の投影光セグメントの各々が前記第２の方向に沿って実質的に同じ高さを有する、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項４４】
少なくとも１個の個々の投影光セグメントが前記第１の方向に沿って実質的に均一な強度プロファイルと前記第２の方向に沿って実質的にガウスプロファイルとを有する、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項４５】
少なくとも１個の別個の投影光セグメントが前記第１および第２の方向に沿って実質的に均一な強度プロファイルを有する、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項４６】
前記基板が台の上に配置され、前記台が前記第１および第２の方向に沿って移動可能である、請求項５に記載の光学結像システム。
【請求項４７】
請求項５に記載の前記光学結像システムを用いて構成されたディスプレイシステム。
【請求項４８】
ＯＬＥＤデバイスを備える、請求項４７に記載のディスプレイシステム。
【請求項４９】
ドナーフィルムから基板への材料の選択的熱転写用光学結像システムであって、
２つ以上の組の光バーアセンブリを含み、光バーアセンブリの各組が、
２つ以上の光バーであって、前記組の各光バーが偏光を発光可能であり、前記組の少なくとも１つの光バーから発光された偏光の第１の偏光方向が前記組の少なくとも他の光バーから発光された偏光の第２の偏光方向とは異なる、２つ以上の光バー、並びに
前記第１および第２の偏光方向の間の差を用いて前記組の前記２つ以上の光バーから発光された偏光を合成して合成発光ビームを形成する偏光ビームコンバイナを含む、光源と、
１組の発光体からの少なくとも１つの合成発光ビームを反射するとともに他の組の発光体からの少なくとも１つの合成発光ビーム透過することにより、前記２つ以上の組の発光体からの前記合成発光ビームを合成する空間フィルタであって、前記合成発光ビームの合成がパターン化光ビームを形成し、前記パターン化光ビームが１個以上の発光セグメントを含み、各発光セグメントが、
第１の全発散角および第３の方向に沿った第１の均一性、並びに
第２の全発散角および第４の方向に沿った第２の均一性を有し、前記第３の方向が前記第４の方向とは異なる、空間フィルタと、
前記１個以上の発光セグメントを入力面から受光し、各発光セグメントを均質化するとともに対応均質化光セグメントを出力面から透過する光ホモジナイザであって、各透過均質化光セグメントが、
第３の全発散角および前記第３の方向に沿った第３の均一性、並びに
第４の全発散角および前記第４の方向に沿った第４の均一性を有し、
各透過均質化光セグメントの前記第３の均一性が各対応発光セグメントの前記第１の均一性より大きい、光ホモジナイザと、
透過均質化光セグメントの各々を受光するとともに各透過均質化光セグメントを、前記第３の方向に沿ったｎ個の別個の光サブセグメントの１行にパターン化するマスクであって、ｎが２１以上であり、別個の光サブセグメントの各々が前記第３の方向に沿った長さと前記第４の方向に沿った高さとを有する、マスクと、
基板と、
ｎ個の別個の光サブセグメントの各行を前記第３の方向に沿って投影倍率１で前記基板上に投影することにより、前記第３の方向に沿ったｎ個の別個の投影光セグメントの単一行を形成し、１番目とｎ番目の別個の投影光セグメントとの間の距離が少なくとも１０ミリメートルである、第１のレンズ系とを備え、
前記マスクが別個の光サブセグメントの各々の長さを１ミクロン以下の精度で約５０ミクロン〜約１５０ミクロンの範囲の任意の値に設定可能であり、
担体に近接配置された転写可能材料を含むドナーフィルムが前記第１のレンズ系と前記基板との間で前記基板に近接配置されたときに、前記ｎ個の別個の投影光セグメントの各々が前記担体から前記基板上への前記転写可能材料の転写を誘起することが可能である、光学結像システム。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２０Ｃ】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０Ａ】
【図２０Ｂ】
【図２０Ｃ】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公表番号】特表２００８−５０２５１９（Ｐ２００８−５０２５１９Ａ）
【公表日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５２７２３７（Ｐ２００７−５２７２３７）
【出願日】平成１７年４月１９日（２００５．４．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０１３５０８
【国際公開番号】ＷＯ２００６／００１８９２
【国際公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年１月３１日（２００８．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１９日（２００５．４．１９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０１３５０８
【国際公開番号】ＷＯ２００６／００１８９２
【国際公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
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