JP2003334674A

JP2003334674A - レーザ加工方法

Info

Publication number: JP2003334674A
Application number: JP2002202835A
Authority: JP
Inventors: Eiju Murase; 英寿村瀬; Yoshinari Sasaki; 良成佐々木; Yukinari Aso; 幸成阿蘇; Kiyomi Kiyoi; 清美清井; Kazuhiko Yoshida; 和彦吉田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-03-13
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2003-11-25

Abstract

(57)【要約】【課題】凹凸形状やテーパ形状等の所望の三次元形状を
加工可能なレーザ加工方法を提供する。【解決手段】遮光部２０６Ｂと透光部２０６Ｃを有する
マスク２０６を通じて加工対象物の主面に形成された被
加工対象膜としてのレジスト層５５４に所定パターンの
レーザビームＬＢを照射し、レジスト層５５４をアブレ
ーションにより加工するレーザ加工方法であって、レー
ザビームＬＢとしてレジスト層５５４の一部のみを除去
可能な光強度のレーザビームＬＢを用い、マスク２０６
をレジスト層５５４に対して所定量移動させながら、所
定パターンのレーザビームＬＢをレジスト層５５４に複
数回重ねて照射し、レジスト層５５４を所望の三次元形
状に加工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ加工方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、マルチメディア情報化
時代の必需品として、携帯電話、携帯端末、ノート型パ
ーソナルコンピュータ、カメラ一体型ビデオテープレコ
ーダ等の多くの製品に使用されている。特に、低温ポリ
シリコンＴＦＴ液晶表示装置 (Low-Temperature Poly-S
iliconThin-Film-Transistor Liquid-Crystal-Display)
は、駆動回路であるＴＦＴ素子をガラス基板上に集積
することができるため、高精細化、低消費電力化が可能
となり、将来、様々な回路を集積できることで応用も広
がることが期待されている。また、低温ポリシリコンＴ
ＦＴ型の高精細液晶パネルを量産化するうえで、一層の
低コスト化への要求が高まっている。

【０００３】液晶表示装置を光の利用方法で分類する
と、液晶表示装置はバックライトを利用する透過型、外
光を利用する反射型、および、両方の機能を持った反射
／透過型に分類される。反射／透過型は、暗所ではバッ
クライトを利用し、明所では外光を画素電極で反射させ
ることにより、高輝度、省消費電力を実現している。

【０００４】図２１は、反射／透過型の液晶表示装置の
駆動基板の構造の一例を示す平面図である。この液晶表
示装置は、いわゆるボトムゲート型の低温ポリシリコン
ＴＦＴ−ＬＣＤである。図２１において、表示画素部１
０１は、マトリクス状に配置されており、この表示画素
部１０１は、反射用画素電極１０２とこの反射用画素電
極１０２の下に形成された透過用画素電極１０３を有す
る。各表示画素部１０１は、透過部Ｗを備えており、ま
た、各表示画素部１０１の一隅部には、ＴＦＴ素子１０
４が形成されている。ＴＦＴ素子１０４は、ゲート線１
０６、信号線１０５、反射用画素電極１０２および透過
用画素電極１０３にそれぞれ電気的に接続されている。

【０００５】図２２は、液晶表示装置のＴＦＴ素子１０
４の断面構造を示す断面図であって、図２１におけるＡ
−Ａ線方向の断面図である。また、図２３は液晶表示装
置の透過部Ｗの周辺の構造を示す断面図であって、図２
１におけるＢ−Ｂ線方向の断面図である。図２２に示す
ＴＦＴ素子１０４において、ガラス板等からなる絶縁性
で透明な基板１１０上には、たとえば、Ｍｏ等の導電材
料からなるゲート電極１０７が所定のパターンで形成さ
れている。このゲート電極１０７は、上記したゲート線
１０６に電気的に接続および図示しない蓄積容量配線に
電気的に接続されている。

【０００６】ゲート電極１０７上には、当該ゲート電極
１０７を被覆するように窒化シリコンからなるバリア絶
縁膜１１２が形成され、このバリア膜１１２上には酸化
シリコンからなるゲート絶縁膜１１３が形成されてい
る。このゲート絶縁膜１１３上には、所定パターンのポ
リシリコン層１０８が形成されている。このポリシリコ
ン層１０８は、図示しないコンタクトホールを通じて上
記の信号線１０５および反射用画素電極１０２、透過用
画素電極１０３に電気的に接続される。ポリシリコン層
１０８上には、当該ポリシリコン層１０８のゲート電極
１０７上に位置する部分を被覆するためのストッパ層１
１５が形成されている。ポリシリコン層１０８は、周知
の方法により、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain ）領域お
よびＮ⁺ 領域が形成され、活性化されている。ゲート絶
縁膜１１３上には、ポリシリコン層１０８およびストッ
パ層１１５を被覆するように、酸化シリコンからなる層
間絶縁膜１１６が形成され、層間絶縁膜１１６上には窒
化シリコンからなる層間絶縁膜１１７が形成されてい
る。

【０００７】層間絶縁膜１１７上には、表面に凹凸を有
する拡散板１１８が形成されている。この拡散板１１８
は、上層に形成される反射用画素電極１０２に凹凸を発
生させて、当該反射用画素電極１０２に入射する光を拡
散させて輝度を向上させるために設けられている。拡散
板１１８上には、平坦化層１１９が形成されている。こ
の平坦化層１１９は、反射用画素電極１０２を形成しや
すい程度に拡散板１１８の表面の凹凸を滑らかにするた
めに設けられている。

【０００８】平坦化層１１９上には、透過用画素電極１
０３が形成され、透過用画素電極１０３上には反射用画
素電極１０２が形成されている。透過用画素電極１０３
は、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)膜等の透明膜で形成さ
れ、反射用画素電極１０２はＡｌ等の反射膜で形成され
ている。

【０００９】基板１１０から反射用画素電極１０２まで
は、一連のプロセスで形成され、液晶表示装置を駆動す
る駆動基板を構成する。図２２に示すように、この駆動
基板の表面側にＩＴＯ膜等の透明膜からなる対向電極１
３４、カラーフィルタ１３５、位相差板１３６および偏
光板１３７が設けられており、反射用画素電極１０２と
対向電極１３４との間に液晶１３０が封入され、駆動基
板の裏面側に位相差板１３３、偏光板１３２および面状
光源１３１が設けられている。図２２に示すように、外
部から偏光板１３７に向かって入射する外光ＯＬは、液
晶１３０を通じて反射用画素電極１０２で反射し、液晶
１３０を通じて再び外部に出力可能となっている。一
方、面状光源１３１からの光ＢＬは、反射用画素電極１
０２が存在するため、偏光板１３７側に出力されない。

【００１０】一方、図２３に示すように、基板１１０上
に積層されたバリア膜１１２、ゲート絶縁膜１１３、層
間絶縁膜１１６，１１７、拡散板１１８および平坦化層
１１９には、基板１１０にまで達する穴Ｈが形成されて
いる。透過用画素電極１０３は、平坦化層１１９上に形
成されているとともに、穴Ｈの底部である基板１１０の
表面および穴Ｈの内周面を覆うように形成されている。
さらに、この透過用画素電極１０３上に形成された反射
用画素電極１０２は、穴Ｈの底部において窓１０２ｗが
形成されている。このため、図２３に示すように、面状
光源１３１からの光ＢＬは窓１０２ｗを通じて偏光板１
３７側に出力可能となっている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記構成の
液晶表示装置のゲート電極１０７、拡散板１１８、反射
用画素電極１０２、透過用画素電極１０３等の形成に
は、通常、いわゆるウエットプロセスであるフォトリソ
グラフィー工程が用いられる。フォトリソグラフィー工
程は、処理前洗浄・レジスト塗布・プリベーク・露光・
現像・ポストベーク等の多くの工程からなりたってい
る。このため、量産工場においては工程数が多く、大型
のコーターディベロッパーが多数必要となり設備コスト
が嵩み、製品の低コスト化を妨げる要因となっている。
また、フォトリソグラフィー工程では、多量の薬液を使
用するため、省資源化や環境汚染の防止の観点から、い
わゆるドライプロセスへの転換が望まれていた。

【００１２】一方、ゲート電極１０７、拡散板１１８、
反射用画素電極１０２、透過用画素電極１０３等を加工
する方法として、たとえば、レーザを用いた加工が提案
されている。レーザ加工は、マスクを通じた所定パター
ンのレーザ光を被加工面に照射することにより被加工面
を構成する材料を選択的に除去する。一般に、エキシマ
レーザは、アブレーション及び熱的加工、またはアブレ
ーションと呼ばれる、光化学的に直接結合を解離する熱
的な影響を受けにくい加工を行うため、被加工面のエッ
ジの仕上がりが非常にシャープとなるとともに、ビーム
整形器によりレーザ光の断面積を拡大することにより比
較的広い面積を一括して加工できる。しかしながら、ゲ
ート電極１０７や拡散板１１８は、凹凸形状やテーパ形
状等の三次元的な形状を有しており、所定パターンのレ
ーザ光の照射による単なる平面的な加工だけでは、ゲー
ト電極１０７や拡散板１１８を加工することができな
い。このため、液晶表示装置の製造プロセスに必要なウ
エットプロセスであるフォトリソグラフィーをドライプ
ロセスに転換するのが困難であった。

【００１３】本発明は、上述した問題に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、凹凸形状やテーパ形状等の
三次元形状を加工可能なレーザ加工方法を提供すること
にある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の観点に係
るレーザ加工方法は、遮光部と透光部を有するマスクを
通じて加工対象物の主面に形成された被加工対象膜に所
定パターンのレーザ光を照射し当該被加工対象膜をアブ
レーション及び熱的加工、またはアブレーションにより
加工するレーザ加工方法であって、前記レーザ光として
前記被加工対象膜の一部のみを除去可能な強度のレーザ
光を用い、互いに異なるパターンのレーザ光を前記被加
工対象膜に複数回重ねて照射し当該被加工対象膜を所望
の三次元形状に加工する。

【００１５】本発明の第２の観点に係るレーザ加工方法
は、遮光部と透光部を有するマスクを通じて加工対象物
の主面に形成された被加工対象膜に所定パターンのレー
ザ光を照射し当該被加工対象膜をアブレーション及び熱
的加工、またはアブレーションにより加工するレーザ加
工方法であって、前記レーザ光として前記被加工対象膜
の一部のみを除去可能な光強度のレーザ光を用い、前記
マスクを前記被加工対象膜に対して所定量移動させなが
ら、所定パターンのレーザ光を前記被加工対象膜に複数
回重ねて照射し当該被加工対象膜を所望の三次元形状に
加工する。

【００１６】本発明の第３の観点に係るレーザ加工方法
は、遮光部と透光部を有するマスクを通じて加工対象物
の主面に形成された被加工対象膜に所定形状のレーザ光
を照射し当該被加工対象膜をアブレーション及び熱的加
工、またはアブレーションにより加工するレーザ加工方
法であって、前記レーザ光として前記被加工対象膜の一
部のみを除去可能な光強度のレーザ光を用い、前記レー
ザ光の前記主面に対する入射角度を所定角度に傾斜さ
せ、当該レーザ光を前記被加工対象膜に照射して所望の
三次元形状に加工する。

【００１７】本発明の第４の観点に係るレーザ加工方法
は、遮光部と透光部を有するマスクを通じて加工対象物
の主面に形成された被加工対象膜に所定パターンのレー
ザ光を照射し当該被加工対象膜をアブレーション及び熱
的加工、またはアブレーションにより加工するレーザ加
工方法であって、前記被加工対象膜に照射されるレーザ
光のエネルギー強度分布を所望の分布とし、前記被加工
対象膜を前記分布に基づく所望の三次元形状に加工す
る。

【００１８】本発明の第１の観点では、被加工対象膜へ
照射するレーザ光のパターンを変更しながら被加工対象
膜にレーザ光を複数回重ねて照射すると、被加工対象膜
のうち重複してレーザ光が照射された領域は重複してレ
ーザ光が照射されない領域よりもアブレーション及び熱
的加工、またはアブレーションによる除去量が多い。こ
のため、レーザ光が重複して照射された領域と重複して
照射されない領域との間には高低差が発生する。適宜マ
スクを選択して、積極的に被加工対象膜に高低差をつく
り出すことにより、所望の三次元形状が加工される。

【００１９】本発明の第２の観点では、マスクを被加工
対象膜に対して移動させることにより、被加工対象膜に
おけるレーザ光の被照射領域が変更される。被加工対象
膜のうち重複してレーザ光が照射された領域は重複して
レーザ光が照射されない領域よりもアブレーション及び
熱的加工、またはアブレーションによる除去量が多い。
このため、レーザ光が重複して照射された領域と重複し
て照射されない領域との間には高低差が発生する。この
高低差を被加工対象膜に積極的につくり出すことによ
り、所望の三次元形状が加工される。

【００２０】本発明の第３の観点では、レーザ光は光軸
が主面に対して所定角度で傾斜した状態で被加工対象膜
に入射する。これにより、被加工対象膜の表層はアブレ
ーション及び熱的加工、またはアブレーションにより除
去されるが、被加工対象膜の被加工面は、レーザ光の光
軸に略垂直となるが、この被加工面は主面に対して所定
角度で傾斜する。このことから、被加工対象膜に主面に
対して傾斜した傾斜面をもつ三次元形状が加工される。

【００２１】本発明の第４の観点では、被加工対象膜に
照射される所定パターンのレーザ光は、所望のエネルギ
ー分布をもつ。このため、強度の高い部分では被加工対
象膜のアブレーション及び熱的加工、またはアブレーシ
ョンによる除去量が多く、強度の低い部分ではアブレー
ション及び熱的加工、またはアブレーションによる除去
量が少なくなり、この結果、被加工対象膜に高低差が生
じる。このレーザ光のエネルギー強度分布を適宜設定す
ることにより、積極的に被加工対象膜に高低差をつくり
出すことにより、所望の三次元形状が加工される。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。第１実施形態図１は、本発明のレーザ加工方法に用いられるレーザ加
工装置の概略構成を示す図である。レーザ加工装置２０
０は、レーザ光源２０１と、複数のミラー２０２，２０
３，２０４と、ビーム整形器２０５と、ビーム平坦化光
学系２２０と、集光レンズ２２１と、マスク２０６と、
縮小投影レンズ２０７と、ステージ２０８とを有する。

【００２３】レーザ光源２０１は、レーザビームＬＢを
出力する。このレーザ光源２０１から出力されるレーザ
ビームＬＢによって加工対象物２１０の被加工面２１０
ｆが加工される。レーザ光源２０１には、たとえば、エ
キシマレーザや、ＹＡＧレーザが用いられる。エキシマ
レーザには、レーザ媒質の異なる複数の種類が存在す
る。レーザ媒質としては、波長の長いほうからＸｅＦ
（３５１ｎｍ）、ＸｅＣｌ（３０８ｎｍ）、ＫｒＦ（２
４８ｎｍ）、ＡｒＦ（１９３ｎｍ）、Ｆ₂ （１５７ｎ
ｍ）が存在する。エキシマレーザは、熱エネルギーを利
用した加工を行うＹＡＧレーザ（１．０６μｍ）、ＣＯ
₂ レーザ（１０．６μｍ）と大きく異なる点は、発振波
長が紫外線の領域にあることである。エキシマレーザ
は、本質的にパルスでのみ発振し、パルス幅は、たとえ
ば数ｎｓから数十ｎｓでありレーザビームの形は長方形
である。

【００２４】一般に、エキシマレーザは、アブレーショ
ンと呼ばれる、光化学的に直接結合を解離する熱的な影
響を受けにくい加工を行うため、被加工面のエッジの仕
上がりが非常にシャープとなる。これに対して、ＹＡＧ
レーザ、ＣＯ₂ レーザでは加工部分が溶融後蒸発するた
め、熱の影響で周辺部が丸くなりきれいな端面とならな
い。さらに、エキシマレーザは、初期のビームの断面が
約１０×１０mmの寸法を有し、このレーザビームを後述
するビーム整形器により長面積化、大面積化することに
より比較的広い面積を一括して加工できる。したがっ
て、大面積の領域を同時に加工するのにエキシマレーザ
は適している。

【００２５】ビーム整形器２０５は、ミラー２０２によ
って反射されたレーザ光源２０１からのレーザビームＬ
Ｂを拡大整形し、ミラー２０４に向けて出力する。

【００２６】ビーム平坦化光学系２２０は、ミラー２０
３によって反射されたレーザ光源２０１からのレーザビ
ームＬＢの強度分布を平坦化する。平坦化光学系２２０
に入射する前のレーザビームＬＢの光軸に垂直な断面内
における強度分布は正規分布となっている。ビーム平坦
化光学系２２０は、加工対象物２１０に照射されるレー
ザビームＬＢのパターンにおいて強度分布が略均一にな
るように平坦化する。

【００２７】集光レンズ２２１は、ミラー２０４で反射
されたレーザビームＬＢを集光する。マスク２０６は、
ビーム整形器２０５で整形されミラー２０４で反射され
たレーザビームＬＢを通過させる所定パターンを有して
いる。このマスク２０６には、たとえば、金属材料で形
成されたマスク、透明なガラス材料や透明な樹脂で形成
されたマスク、誘電体材料で形成されたマスク等を用い
ることができるが、詳細な構造については後述する。

【００２８】縮小投影レンズ２０７は、マスク２０６の
パターンを通過したレーザビームＬＢを所定倍率で縮小
してステージ２０８上の加工対象物２１０の被加工面２
１０ｆに投影する。

【００２９】ステージ２０８は、加工対象物２１０を保
持しており、縮小投影レンズ２０７から投影されるレー
ザビームＬＢが加工対象物２１０の被加工面２１０ｆに
合焦するように縮小投影レンズ２０７に対して配置され
ている。このステージ２０８は、たとえば、真空チャッ
ク等の固定手段を備えており、レーザビームＬＢを加工
対象物２１０の被加工面２１０ｆ上の所望の位置に照射
し、かつ、レーザビームＬＢを被加工面２１０ｆ上で合
焦させることが可能なように、ｘ、ｙ，ｚ方向およびθ
方向に移動位置決めが可能となっている。また、ステー
ジ２０８は、レーザビームＬＢの光軸に対してα方向に
傾斜可能になっている。

【００３０】図２は、本発明のレーザ加工方法が適用さ
れる加工対象物としての液晶表示装置における駆動基板
の構成の一例を示す平面図である。図２に示すように、
駆動基板１は、マトリクス状に配列された画素電極部２
と、各画素電極部２に対して設けられたＴＦＴ(Thin Fi
lm Transistor)素子３０とを有する。各画素電極部２の
間には、信号線６およびゲート線５が設けられている。

【００３１】画素電極部２は、透過用画素電極１０と、
この透過用画素電極１０上に形成された反射用画素電極
１２とを有する。また、反射用画素電極１２には、開口
１２ｗが形成されている。

【００３２】ＴＦＴ素子３０は、ゲート電極７とこのゲ
ート電極７に交差するように配置されたポリシリコン層
８とを有している。ゲート電極７は、ゲート線６に電気
的に接続されている。ポリシリコン層８の一端部は信号
線５に電気的に接続され、他端部は透過用画素電極１０
に電気的に接続されている。なお、ゲート線６はＴＦＴ
素子３０に走査信号を供給するための配線であり、信号
線５はＴＦＴ素子３０に信号電圧を印加するための配線
である。

【００３３】図３は、駆動基板１のＴＦＴ素子３０の周
辺の断面構造を示す断面図であって、図２におけるＡ−
Ａ線方向の断面を示している。また、図４は、駆動基板
１の開口１２ｗの周辺の断面構造を示す断面図であっ
て、図２におけるＢ−Ｂ線方向の断面図である。また、
図３および図４に示すように、駆動基板１の電極形成面
側に対向して配置された対向電極６２、カラーフィルタ
６４、位相差板６６および偏光板６８と、駆動基板１の
裏面側に配置された位相差板７０、偏光板７２および面
状光源７４とによって液晶表示装置は構成される。

【００３４】駆動基板１は、基板４０と、ゲート電極７
と、バリア膜４４と、ゲート絶縁膜４６と、ポリシリコ
ン層８と、ストッパ層５０と、層間絶縁膜４８，５２
と、拡散板５４と、平坦化層５６と、透過用画素電極１
０と、反射用画素電極１２とを有する。

【００３５】基板４０は、たとえば、ガラス材料等の光
を透過する材料で形成されている。ゲート電極７は、基
板４０上に上記したゲート線６とともにパターニングさ
れている。このゲート電極７は、図３に示すように、両
側の側面が基板４０に対して所定角度で傾斜するテーパ
面７ｆを備えている。ゲート電極７は、たとえば、Ｃｒ
（クローム）やＭｏ（モリブデン）等の導電材料を基板
４０上にスパッタリングにより成膜し、この薄膜を、後
述するレーザ加工方法によってパターニングすることに
より得られる。

【００３６】バリア膜４４は、ゲート電極７を被覆する
ように基板４０上に成膜されている。このバリア膜４４
は、たとえば、プラズマＣＶＤ法により、窒化シリコン
を基板４０上に成膜したものである。ゲート絶縁膜４６
は、バリア膜４４上に形成されており、たとえば、酸化
シリコンをプラズマＣＶＤ法により成膜したものであ
る。

【００３７】ポリシリコン層８は、ゲート絶縁膜４６上
にパターニングされている。このポリシリコン層８は、
たとえば、非晶質シリコンをゲート絶縁膜４６上にプラ
ズマＣＶＤ法により成膜したのち、アニール処理を施し
て非晶質シリコンに含まれる水素を除去し、ポリシリコ
ンに転換させ、このポリシリコンを、たとえば、フォト
リソグラフィーによりパターニングすることにより得ら
れる。また、ポリシリコン層８のストッパ層５０の両側
には、たとえば、リン（Ｐ）等の不純物が所定の濃度で
注入され、活性化されることによりＬＤＤ（LightlyDop
ed Drain ）領域およびＮ⁺ 領域が形成されている。

【００３８】ストッパ層５０は、たとえば、酸化シリコ
ンで形成されている。このストッパ層５０は、たとえ
ば、ＣＶＤ法によりポリシリコン層８を覆うようにゲー
ト絶縁膜４６上に酸化シリコンを成膜したのち、この酸
化シリコンをゲート電極７をマスクとしてセルフアライ
メントによりパターニングすることにより得られる。こ
のため、ストッパ層５０は、ポリシリコン層８のゲート
電極７上に位置する部分を被覆している。なお、上記の
ＬＤＤ領域は、このストッパ層５０をマスクとして不純
物がイオン注入されることにより形成される。また、こ
のストッパ層５０および当該ストッパ層５０の周辺をフ
ォトレジストによりマスクしたのち、不純物をポリシリ
コン層８にイオン注入することにより、Ｎ⁺ 領域が形成
される。その後、アニール処理により、不純物の活性化
を図る。

【００３９】層間絶縁膜４８は、ストッパ層５０および
ポリシリコン層８を覆うようにゲート絶縁膜４６上に形
成されている。この層間絶縁膜４８は、たとえば、酸化
シリコンがＣＶＤ法により成膜されている。層間絶縁膜
５２は、層間絶縁膜４８上に形成されている。この層間
絶縁膜４８は、たとえば、窒化シリコンがＣＶＤ法によ
り成膜されている。

【００４０】拡散板５４は、層間絶縁膜５２上に形成さ
れている。この拡散板５４は、表面に凹凸を有してい
る。この凹凸により、当該拡散板５４上層に形成される
反射用電極１２に凹凸を形成し、当該反射用電極１２に
入射する光を拡散させて画面の輝度を向上させるために
設けられている。拡散板５４は、層間絶縁膜５２上にア
クリル樹脂等からなるレジストをスピンコートにより塗
布し、ポストベーク処理によりレジストを下地層に定着
させ溶媒を除去し、このレジストの表面に凹凸を形成す
ることにより得られる。レジスト表面への凹凸の加工
は、後述するレーザ加工方法により行われる。

【００４１】平坦化層５６は、拡散板５４上に形成され
ており、拡散板５４の表面の凹凸を滑らかにし、透過用
電極１０および反射用画素電極１２が定着しやすいよう
にするために設けられている。このため、平坦化層５６
の表面は拡散板５４の表面よりも滑らかになっている。

【００４２】図４に示すように、上記のバリア膜４２、
ゲート絶縁膜４６、層間絶縁膜４８，５２、拡散板５４
および平坦化層５６には、基板４０にまで達するテーパ
状の穴Ｈが形成されている。透過用画素電極１０は、図
３に示すように、平坦化層５６上に形成されているとと
もに、図４に示すように、上記のテーパ状の穴Ｈの内周
面および穴Ｈの底部である基板４０の表面を覆うように
形成されている。この透過用画素電極１０は、たとえ
ば、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)等の導電性の透過膜によ
って形成されている。また、透過用画素電極１０は、図
２に示したように、矩形状にパターニングされている。
透過用画素電極１０は、たとえば、上記したレーザ加工
装置２００を用いてレーザ光によるアブレーション及び
熱的加工、またはアブレーション加工によりパターニン
グされる。

【００４３】反射用画素電極１２は、透過用画素電極１
０の表面に全面的に形成されている。この反射用画素電
極１２は、図３に示すように、開口１２ｗが形成されて
いる。反射用画素電極１２は、たとえば、Ａｌ等で形成
された導電性の反射膜で形成されている。このため、反
射用画素電極１２は、透過用画素電極１０と電気的に接
続されている。なお、反射用画素電極１２は、たとえ
ば、上記したレーザ加工装置２００を用いてレーザ光に
よるアブレーション及び熱的加工、またはアブレーショ
ン加工によりパターニングされる。

【００４４】対向電極６２、カラーフィルタ６４、位相
差板６６および偏光板６８は、一体化されて駆動基板１
の画素電極形成側に対向配置される。また、位相板７
０、偏光板７２および面状光源７４は、駆動基板１の非
画素電極形成側に対向配置される。対向電極６２は、Ｉ
ＴＯ(Indium Tin Oxide)等の導電性の透過膜によって形
成されており、透過用画素電極１０および反射用画素電
極１２との間で電界を形成する。

【００４５】偏光板６８および７２は、入射する光を直
線偏光にする。位相差板６６，７０は、液晶表示装置の
コントラストの向上、色変化の低減、防止のために、偏
光板６８または７２を通じて入射する直線偏光を円偏光
にする光学補償を行う。カラーフィルタ６４は、赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色の微細な着色層と
ブラックマトリックスと呼ばれる遮光層とが所定パター
ンに形成されたものである。面状光源７４は、たとえ
ば、冷陰極蛍光管等の光源を内蔵しており、面状の光Ｂ
Ｌを基板４０側に向けて出力する。

【００４６】対向電極６２と透過用画素電極１０および
反射用画素電極１２との間に封入される液晶６０には、
たとえば、ツイスティッドネマティック（ＴＮ）液晶が
使用される。

【００４７】上記構成の液晶表示装置では、偏光板６８
側から入射した外光ＯＬは、偏光板６８、位相差板６
６、カラーフィルタ６４および対向電極６２を通過して
反射用画素電極１０に入射し、この反射用画素電極１２
で反射されて偏光板６８から外部に再び出力される。反
射用画素電極１２の表面は、拡散板５４の表面の凹凸に
より凹凸を有しているので、反射用画素電極１２に入射
された外光ＯＬは、散乱し画面の輝度が向上する。

【００４８】一方、面状光源７４から出力された光ＢＬ
は、図３に示すように、反射用画素電極１２が存在する
領域では、反射用画素電極１２によって遮断され、偏光
板６８から外部へ出力されないが、図４に示すように、
透過用画素電極１０に入射した光ＢＬの一部は反射用画
素電極１２の開口１２ｗを通過し、対向電極６２、カラ
ーフィルタ６４、位相差板６６および偏光板６８を通じ
て外部に出力される。この結果、暗所では面状光源７４
を利用し、明所では外光を反射用画素電極１２で反射さ
せることにより、高輝度で省消費電力化された液晶表示
装置が得られる。

【００４９】ゲート電極の加工次に、上記したゲート電極７のレーザ加工装置２００を
用いた加工方法について説明する。図５は、たとえば、
ＣｒやＭｏ等の導電材料からなる薄膜５７０を基板４０
上にスパッタリングにより成膜した状態を示す断面図で
ある。この薄膜５７０を形成した基板４０を上記したレ
ーザ加工装置２００のステージ２０８に設置する。

【００５０】上記の状態から、図６に示すように、薄膜
５７０に所定パターンのレーザビームＬＢを照射する。
なお、図６において、縮小投影レンズ２０７は省略して
いる。このとき使用するマスク２０６−１は、たとえ
ば、マスク基板２０６Ａの表面に所定パターンの遮光膜
２０６Ｂが形成されている。マスク基板２０６Ａは、無
アルカリガラスあるいは合成石英等の透明な材料で形成
されている。遮光膜２０６Ｂは、クロム、酸化クロム等
の遮光性の材料で形成されている。遮光膜２０６Ｂは、
本発明の遮光部を構成しており、マスク基板２０６Ａの
遮光膜２０６Ｂの非形成部分２０６Ｃが本発明の透過部
を構成している。遮光膜２０６Ｂは幅Ｗ１を有してお
り、この幅Ｗ１は上記したゲート電極７の上面の幅に対
応している。

【００５１】レーザ加工装置２００のレーザ光源２０１
から出力されるレーザビームＬＢのエネルギー強度は、
一回の照射で薄膜５７０のすべての厚みがアブレーショ
ン及び熱的加工、またはアブレーションにより除去され
ないエネルギー強度、すなわち、一回の照射で薄膜５７
０の表層のみが除去される程度のエネルギー強度に設定
する。

【００５２】図６に示すように、マスク２０６−１を通
じてレーザビームＬＢが薄膜５７０に照射されると、薄
膜５７０の遮光膜２０６Ｂに対応する突出部分５７０ａ
を残して、薄膜５７０の表層部分が選択的に除去され
る。

【００５３】次いで、図６に示した状態から、図７に示
すように、マスク２０６−１を新たなマスク２０６−２
に交換する。このマスク２０６−２は、マスク基板２０
６に形成された遮光膜２０６Ｂが幅Ｗ２を有する。この
幅Ｗ２は、上記の幅Ｗ１よりも所定量だけ大きい。した
がって、マスク２０６−２を通過したレーザビームＬＢ
のパターンは、マスク２０６−１を通過したレーザビー
ムＬＢのパターンとは異なる。このマスク２０６−２を
通じて、レーザビームＬＢを薄膜５７０に照射すると、
図７に示すように、薄膜５７０のマスク２０６−２の遮
光膜２０６Ｂに対応する部分以外の表層部分が選択的に
除去され、突出部分５７０ａの両側に階段状部分５７０
ｂが形成される。

【００５４】このように、遮光膜２０６Ｂの幅を序々に
拡大したマスク２０６を複数使用して、薄膜５７０への
レーザビームＬＢの照射を繰り返し行うと、図８に示す
ように、ゲート電極７が加工される。ゲート電極７の両
側面には、所定角度で傾斜したテーパ面７ｆが形成され
る。このテーパ面７ｆは、複数の階段状部分から構成さ
れるため凹凸を有しているが、レーザビームＬＢの照射
毎の遮光膜２０６Ｂの幅の変更量をできるだけ小さくす
ることにより、テーパ面７ｆは滑らかとなる。また、実
際には、レーザビームＬＢにＫｒＦエキシマレーザ等の
紫外線レーザを用いると、いわゆる回り込み現象により
テーパ面７ｆにはエッジが発生しにくいため、テーパ面
７ｆは滑らかとなる。

【００５５】以上のように、遮光膜２０６Ｂの幅が異な
るマスク２０６を複数使用して、薄膜５７０へそれぞれ
異なるパターンのレーザビームＬＢを重ねて複数回照射
することにより、所望の三次元形状をもつゲート電極７
を加工することが可能となる。

【００５６】拡散板の加工次に、上記した拡散板５４のレーザ加工装置２００を用
いた加工方法について説明する。図９は、基板４０上に
アクリル樹脂等からなるレジスト層５５４をスピンコー
トにより塗布した状態を示している。なお、図９におい
て、基板４０とレジスト層５５４との間には、ＴＦＴ素
子３０等を構成するための各種の層が実際には形成され
ているが、図示を省略している。

【００５７】基板４０上にレジスト層５５４を塗布した
のち、このレジスト層５５４を下層に定着させ溶媒を除
去するためにポストベーク処理を行ったのち、図１０に
示すように、この基板４０をレーザ加工装置２００のス
テージ２０８上に設置する。図１０に示すように、レジ
スト層５５４の加工に用いるマスク２０６は、マスク基
板２０６Ａに所定パターンの遮光膜２０６Ｂが形成され
たものである。この遮光膜２０６Ｂが本発明の遮光部を
構成しており、遮光膜２０６Ｂの非形成部分２０６Ｃが
本発明の透過部を構成している。この透過部２０６Ｃは
幅Ｗ３を有している。

【００５８】レーザ加工装置２００のレーザ光源２０１
から出力されるレーザビームＬＢのエネルギー強度は、
一回の照射でレジスト層５５４のすべての厚みがアブレ
ーション及び熱的加工、またはアブレーションにより除
去されないエネルギー強度、すなわち、一回の照射でレ
ジスト層５５４の表層のみが除去される程度のエネルギ
ー強度に設定する。

【００５９】マスク２０６の透過部２０６Ｃを通じて所
定パターンのレーザビームＬＢがレジスト層５５４に照
射されると、図１０に示すように、レジスト層５５４の
表層の一部が選択的に除去され、凹部５５４ｒ１が形成
される。

【００６０】次いで、図１１に示すように、ステージ２
０８を図１０に示す状態からマスク２０６に対して所定
の移動量ａだけ水平方向に移動させる。この移動量ａ
は、透過部２０６Ｃの幅Ｗ３よりも小さな値である。

【００６１】ステージ２０８を移動させたのち、図１０
に示したマスク２０６と同じマスク２０６を用いて、所
定パターンのレーザビームＬＢがレジスト層５５４に照
射されると、レジスト層５５４の前回のレーザビームＬ
Ｂの被照射領域と今回の被照射領域との間に重複してレ
ーザビームＬＢが照射される領域が発生する。このた
め、レジスト層５５４には、図１１に示すように、前回
のレーザビームＬＢの照射により形成された凹部５５４
ｒ１の一部である階段状部分５５４ｒ２と、重複してレ
ーザビームＬＢが照射された領域である凹部５５４ｒ４
と、今回新たに形成された階段状部分５５４ｒ３とが形
成される。階段状部分５５４ｒ２と階段状部分５５４ｒ
３とは略同じ高さであり、凹部５５４ｒ４はこれらより
深く掘り下がっている。

【００６２】このことからわかるように、移動量ａを適
宜設定し、マスク２０６とステージ２０８との相対移動
を繰り返しながらレジスト層５５４にレーザビームＬＢ
を繰り返し重ねて照射することにより、レジスト層５５
４には傾斜面あるいは曲面をもつ凹部を形成することが
できる。この結果、表面に凹凸をもつ拡散板５４を加工
することができる。なお、図１１に示したように、凹部
の内面は階段状の凹凸を有するが、この凹凸を滑らかに
するには、レーザ加工したのちに、加熱処理を施すこと
が有効である。また、実際には、ゲート電極７の加工の
場合と同様に、レーザビームＬＢにＫｒＦエキシマレー
ザ等の紫外線レーザを用いると、いわゆる回り込み現象
により凹部にエッジは発生しにくい。

【００６３】以上のように、所定パターンのマスク２０
６に対してレジスト層５５４が形成された基板を所定の
移動量だけ移動させながら、同一パターンのレーザビー
ムＬＢを繰り返し重複して照射することにより、レジス
ト層５５４の表面に滑らかな凹凸を加工することがで
き、所望の三次元形状をもつ拡散板５４が得られる。な
お、上述した実施形態では、拡散板５４の加工の際に、
ステージ２０８を移動させる構成としたが、マスク２０
６を移動させる構成とすることも可能である。

【００６４】第２実施形態本実施形態では、上記したゲート電極７のレーザ加工装
置２００を用いた他の加工方法について図１２〜図１５
を参照して説明する。なお、図１２〜図１５において上
述した実施形態と同一の構成部分については同一の符号
を使用している。図１２に示すように、薄膜５７０が形
成された基板４０をステージ２０８に設置し、このステ
ージ２０８を水平方向から傾斜させる。なお、ステージ
２０８の主面に対してレーザビームＬＢの光軸ＬＯが所
定角度βとなるようにする。また、角度βは、ゲート電
極７のテーパ面７ｆの傾斜角度である。

【００６５】ステージ２０８を傾斜させた状態で、マス
ク２０６を通じて所定パターンのレーザビームＬＢを薄
膜５７０に照射する。なお、縮小投影レンズ２０７から
照射されるレーザビームＬＢは、マスク２０６側に最も
近い薄膜５７０の表面で合焦しているものとする。

【００６６】レーザ加工装置２００のレーザ光源２０１
から出力されるレーザビームＬＢのエネルギー強度は、
一回の照射で薄膜５７０のすべての厚みがアブレーショ
ン及び熱的加工、またはアブレーションにより除去され
ないエネルギー強度、すなわち、一回の照射で薄膜５７
０の表層のみが除去される程度のエネルギー強度に設定
する。

【００６７】マスク２０６を通じてレーザビームＬＢが
薄膜５７０に照射されると、図１３に示すように、薄膜
５７０のレーザビームＬＢが照射された表層部は選択的
に除去される。このとき、レーザビームＬＢのエネルギ
ー強度を上記のように設定している。このため、最初の
レーザビームＬＢの照射により、たとえば、図１３に示
す加工部５７０ｈ１が形成され、次のレーザビームＬＢ
の照射により、加工部５７０ｈ２が形成され、さらに次
のレーザビームＬＢの照射により加工部５７０ｈ３が形
成される。

【００６８】このように、傾斜した基板４０上の薄膜５
７０に所定パターンのレーザビームＬＢを複数回重ねて
照射することにより、図１４に示すように、薄膜５７０
に先端が基板４０に達する凹部５７０ｈが形成される。
この凹部５７０ｈの一側面５７０ｆは、基板４０の主面
に対して所定角度βで傾斜した傾斜面である。

【００６９】図１４に示す状態から、図１５に示すよう
に、薄膜５７０の不要な部分５７０ｂにレーザビームＬ
Ｂを照射し、これを除去する。薄膜５７０に形成された
傾斜面５７０ｆが、上記したゲート電極７の２つのテー
パ面７ｆの一方となる。

【００７０】次いで、ステージ２０８を逆向きに角度β
で傾斜させ、上記したのと同様のレーザ加工により、ゲ
ート電極７の他方のテーパ面７ｆを加工することによ
り、ゲート電極７が得られる。

【００７１】以上のように、本実施形態によれば、被加
工対象膜としての薄膜５７０の一部のみを除去可能な光
強度のレーザビームＬＢを用い、このレーザビームＬＢ
の基板４０の主面に対する入射角度を所定角度βに傾斜
させ、レーザビームＬＢを薄膜５７０に照射することに
より、所望の三次元形状のゲート電極７が得られる。

【００７２】第３実施形態本実施形態では、上記したゲート電極７のレーザ加工装
置２００を用いたさらに他の加工方法について説明す
る。ここで、図１６は、上記したレーザ加工装置２００
におけるレーザビームＬＢのビーム平坦化光学系２２０
を通過する前の強度分布を示すグラフである。図１６に
示すように、ビーム平坦化光学系２２０を通過する前の
レーザビームＬＢの強度分布ＢＳは、正規分布に近い分
布をとる。上述した各実施形態では、図１６に示すよう
な強度分布ボールＢＳをもつレーザビームＬＢをビーム
平坦化光学系２２０によって、図１７に示すような略均
一な強度分布ＡＳｎをもつレーザビームＬＢに変換す
る。

【００７３】本実施形態では、ビーム平坦化光学系２２
０によってレーザビームＬＢの強度分布ＢＳを平坦化す
るのではなく、たとえば、図１８（ａ）に示すように、
レーザビームＬＢの中心部で強度が高く、周辺部へいく
ほど強度が低下する強度分布ＡＳｐに変換する。

【００７４】このエネルギー強度分布を所望の分布とし
たレーザビームＬＢを所定パターンのマスク２０６を通
じて、薄膜５７０に照射する。なお、レーザ加工装置２
００のレーザ光源２０１から出力されるレーザビームＬ
Ｂのエネルギー強度は、一回の照射で薄膜５７０のすべ
ての厚みがアブレーション及び熱的加工、またはアブレ
ーションにより除去されないエネルギー強度、すなわ
ち、一回の照射で薄膜５７０の表層のみが除去される程
度のエネルギー強度に設定する。

【００７５】エネルギー強度分布を所望の分布としたレ
ーザビームＬＢを複数回重ねて薄膜５７０に照射する
と、図１８（ｂ）に示すように、薄膜５７０には凹部５
７０ｈが形成される。この凹部５７０ｈの両方の側面
は、図１８（ａ）に示した強度分布ＡＳｐに応じた角度
の傾斜面５７０ｆとなる。

【００７６】図１８（ｂ）に示す状態から、薄膜５７０
の不要な部分５７０ｂにレーザビームＬＢを照射し、こ
れを除去する。薄膜５７０に形成された傾斜面５７０ｆ
が、上記したゲート電極７の２つのテーパ面７ｆの一方
となる。さらに、同様のレーザ加工により、ゲート電極
７の他方のテーパ面７ｆを加工することにより、ゲート
電極７が得られる。

【００７７】以上のように、本実施形態によれば、薄膜
５７０に照射されるレーザビームＬＢのエネルギー強度
分布を積極的に所望の分布とし、これを薄膜５７０に照
射することにより、薄膜５７０を所望の三次元形状に加
工することができ、この結果、テーパ面７ｆをもつゲー
ト電極７のレーザ加工が可能となる。

【００７８】第４実施形態本実施形態では、上記した拡散板のレーザ加工装置２０
０を用いた他のレーザ加工方法について図１９を参照し
て説明する。図１９に示すマスク２０６は、マスク基板
２０６Ａに形成された遮光膜２０６Ｄが複数の膜厚を有
する。遮光膜２０６Ｄのうち、膜厚の薄い薄膜部分２０
６Ｄ１はレーザビームＬＢが所定の透過率で透過する厚
さとなっており、膜厚の厚い厚膜部分２０６Ｄ２はレー
ザビームＬＢが透過しない厚さとなっている。したがっ
て、遮光膜２０６Ｄに入射したレーザビームＬＢは、薄
膜部分２０６Ｄ１からのみ、エネルギー強度が低下した
レーザビームＬＢが出力される。また、透過部２０６Ｃ
からは、薄膜部分２０６Ｄ１よりもエネルギー強度が高
いレーザビームＬＢが出力される。すなわち、透過部２
０６Ｃと遮光膜２０６Ｄの膜厚の薄膜部分２０６Ｄ１と
を適切に組み合わせることにより、所望のエネルギー強
度分布のレーザビームＬＢをレジスト層５５４に照射す
ることが可能となる。

【００７９】図１９において、マスク２０６を通じて、
レジスト層５５４にレーザビームＬＢを照射すると、レ
ジスト層５５４には凹部５５４ｈが加工される。この凹
部５５４ｈは、透過部２０６Ｃを通過したレーザビーム
ＬＢに対応する加工部５５４ｈａと、遮光膜２０６Ｄの
薄膜部分２０６Ｄ１を通過したレーザビームＬＢに対応
する加工部５５４ｈｂとからなる。加工部５５４ｈａ
は、加工部５５４ｈｂよりも深く掘り下げられた位置に
ある。

【００８０】上記の凹部５５４ｈには大きな段差が発生
しているが、たとえば、マスク２０６に、遮光膜２０６
ＤのうちレーザビームＬＢを透過する部分を薄膜部分２
０６Ｄ１だけでなく、この薄膜部分２０６Ｄ１と透過率
が異なる薄膜部分を複数形成し、マスク２０６を通過し
たレーザビームＬＢのエネルギー強度分布を滑らかにす
ることにより、凹部５５４ｈの内面を滑らな曲面あるい
は傾斜面にすることができる。

【００８１】以上のように、本実施形態によれば、マス
ク２０６や基板４０（ステージ２０８）を移動すること
なく、マスク２０６の遮光膜２０６Ｄ１のレーザビーム
ＬＢの透過率を調整することにより所望のエネルギー強
度分布のレーザビームＬＢをレジスト層５５４に照射す
る。この結果、表面に凹凸を有する所望の三次元形状の
拡散板５４の加工が可能となる。

【００８２】第５実施形態本実施形態では、上記した拡散板のレーザ加工装置２０
０を用いたさらに他のレーザ加工方法について図２０を
参照して説明する。上述した拡散板５４には、実際に
は、拡散板５４の上層に形成された配線と下層に形成さ
れた配線とを電気的に接続するためのコンタクトホール
が形成される。本実施形態では、拡散板５４を構成する
レジスト層５５４に凹凸とともにコンタクトホールを同
時に加工可能なレーザ加工方法について説明する。

【００８３】図２０に示すように、本実施形態のレーザ
加工方法に用いるマスク２０６は、マスク基板２０６Ａ
と、このマスク基板２０６Ａの表面に形成された所定パ
ターンのハーフトーン膜２０６Ｅと、このハーフトーン
膜２０６Ｅの表面に形成された所定パターンの遮光膜２
０６Ｆとを有する。ハーフトーン膜２０６Ｅおよび遮光
膜２０６Ｆは、本発明の遮光部を構成しており、ハーフ
トーン膜２０６Ｅおよび遮光膜２０６Ｆが形成されてい
ない部分が本発明の透過部を構成している。

【００８４】ハーフトーン膜２０６Ｅは、複数の膜厚を
有している。ハーフトーン膜２０６Ｅのうち、膜厚の薄
い薄膜部分２０６Ｅ１と、膜厚の厚い厚膜部分２０６Ｅ
２とでは、薄膜部分２０６Ｅ１のほうがレーザビームＬ
Ｂの透過率が高くなっている。このハーフトーン膜２０
６Ｅには、たとえば、透過率が６パーセント程度のＭｏ
Ｓｉ膜を用いることができる。

【００８５】遮光膜２０６Ｆは、マスク基板２０６Ａに
入射したレーザビームＬＢを遮断する。

【００８６】透過部２０６Ｃは、レジスト層５５４の表
面に凹凸を加工するレーザビームＬＢを透過させるため
に設けられている。一方、透過部２０６Ｇは、レジスト
層５５４に下層まで貫通するコンタクトホールを形成す
るために設けられている。

【００８７】ハーフトーン膜２０６Ｅのうち、コンタク
トホールを形成するための透過部２０６Ｇに隣接する部
分２０６Ｅ５は、マスク基板２０６Ａに入射したレーザ
ビームＬＢの位相を透過部２０６Ｇを通過するレーザビ
ームＬＢに対して反転させる位相シフタとしての機能を
果たす。

【００８８】上記のマスク２０６を通じてレーザビーム
ＬＢをレジスト層５５４に向けて照射すると、図２０に
示すように、透過部２０６Ｃ、ハーフトーン膜２０６Ｅ
の薄膜部分２０６Ｅ１および厚膜部分２０６Ｅ２をそれ
ぞれ透過したレーザビームＬＢによって、レジスト層５
５４の表層部には階段状の内面を有する凹部５５４ｈが
加工される。一方、透過部２０６Ｇを通過したレーザビ
ームＬＢに対して、透過部２０６Ｇに隣接する部分２０
６Ｅ５を透過したレーザビームＬＢは位相が反転する。
このため、透過部２０６Ｇとこれに隣接する部分２０６
Ｅ５との境界部では、位相反転による光強度低下が起こ
り、透過部２０６Ｇを透過したレーザビームＬＢの裾の
広がりを抑えることができ、効率良くコンタクトホール
ＣＨが形成される。

【００８９】以上のように、本実施形態によれば、拡散
板５４の表面の凹凸の加工のために必要な所望のエネル
ギー強度分布のレーザビームＬＢを形成するのに、ハー
フトーン膜２０６Ｅを用いるとともにこのハーフトーン
膜２０６Ｅの膜厚を調整することにより、拡散板５４の
表面の凹凸のレーザ加工が可能になる。これに加えて、
ハーフトーン膜２０６Ｅの一部を位相シフタとして用い
ることにより、拡散板５４の表面の凹凸の加工とともに
コンタクトホールの加工が可能になる。

【００９０】

【発明の効果】本発明によれば、金属膜やレジスト膜等
の薄膜を凹凸形状やテーパ形状等の所望の三次元形状に
レーザ加工することが可能となる。この結果、従来、薄
膜のパターニングや形状加工に必要であったフォトリソ
グラフィ工程を省略し、いわゆるドライプロセスにより
パターニングや形状加工が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレーザ加工方法に用いられるレーザ加
工装置の概略構成を示す図である。

【図２】本発明のレーザ加工方法が適用される加工対象
物としての液晶表示装置における駆動基板の構成の一例
を示す平面図である。

【図３】駆動基板１のＴＦＴ素子３０の周辺の断面構造
を示す断面図である。

【図４】駆動基板１の開口１２ｗの周辺の断面構造を示
す断面図である。

【図５】薄膜５７０を基板４０上にスパッタリングによ
り成膜した状態を示す断面図である。

【図６】ゲート電極７のレーザ加工装置２００を用いた
加工手順を説明するための断面図である。

【図７】図６に続くゲート電極７の加工手順を説明する
ための断面図である。

【図８】ゲート電極７が加工された状態を示す断面図で
ある。

【図９】基板４０上にレジスト層５５４を塗布した状態
を示す断面図である。

【図１０】拡散板５４のレーザ加工装置２００を用いた
加工方法を説明するための断面図である。

【図１１】図１０に続く拡散板５４の加工手順を説明す
るための断面図である。

【図１２】ゲート電極７のレーザ加工装置２００を用い
た他の加工方法を説明するための断面図である。

【図１３】図１２に続くゲート電極７の加工手順を説明
するための断面図である。

【図１４】図１３に続くゲート電極７の加工手順を説明
するための断面図である。

【図１５】図１４に続くゲート電極７の加工手順を説明
するための断面図である。

【図１６】レーザ加工装置２００におけるレーザビーム
ＬＢのビーム平坦化光学系２２０を通過する前の強度分
布を示すグラフである。

【図１７】ビーム平坦化光学系２２０を通過後のレーザ
ビームＬＢの通常の強度分布を示すグラフである。

【図１８】拡散板５４のレーザ加工装置２００を用いた
さらに他の加工方法を説明するための図であって、
（ａ）はビーム平坦化光学系２２０を通過後のレーザビ
ームＬＢの強度分布を示すグラフであり、（ｂ）は
（ａ）に示す強度分布をもつレーザビームＬＢによりレ
ジスト層５５４を加工した状態を示す断面図である。

【図１９】拡散板５４のレーザ加工装置２００を用いた
さらに他の加工方法を説明するための断面図である。

【図２０】拡散板５４のレーザ加工装置２００を用いた
さらに他の加工方法を説明するための断面図である。

【図２１】反射／透過型の液晶表示装置の駆動基板の構
造の一例を示す平面図である。

【図２２】液晶表示装置のＴＦＴ素子１０４の断面構造
を示す断面図である。

【図２３】液晶表示装置の透過部Ｗの周辺の構造を示す
断面図である。

【符号の説明】

１…駆動基板、２…画素電極部、５…信号線、６…ゲー
ト線、７…ゲート電極、８…ポリシリコン層、１０…透
過用画素電極、１２…反射用画素電極、１５…ストッパ
層、３０…ＴＦＴ素子、４０…基板、４２…バリア膜、
４６…ゲート絶縁膜、４８，５２…層間絶縁膜、５４…
拡散板、５６…平坦化層、６０…液晶、６２…対向電
極、６４…カラーフィルタ、６６，７０…位相差板、６
８，７２…偏光板、７４…面状光源、２００…レーザ加
工装置、２０５…ビーム整形器、２０６…マスク、２０
７…縮小投影レンズ、２０８…ステージ、２１０…加工
対象物、２１１…集光レンズ、２２０…ビーム平坦化光
学系、５５４…レジスト層、ＬＢ…レーザビーム。

フロントページの続き (72)発明者阿蘇幸成東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者清井清美東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者吉田和彦東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 2H092 GA19 HA04 HA05 JA26 JB08 KA04 KA18 KB22 KB25 MA12 NA25 PA13 4E068 AC01 CA01 CA02 CA08 CD05 CD10 DA09 5F072 AA06 AB01 KK30 MM09 MM17 RR05 YY08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】遮光部と透光部を有するマスクを通じて加
工対象物の主面に形成された被加工対象膜に所定パター
ンのレーザ光を照射し当該被加工対象膜をアブレーショ
ン及び熱的加工、またはアブレーションにより加工する
レーザ加工方法であって、前記レーザ光として前記被加工対象膜の一部のみを除去
可能な強度のレーザ光を用い、互いに異なるパターンの
レーザ光を前記被加工対象膜に複数回重ねて照射し当該
被加工対象膜を所望の三次元形状に加工するレーザ加工
方法。
【請求項２】遮光部と透光部を有するマスクを通じて加
工対象物の主面に形成された被加工対象膜に所定パター
ンのレーザ光を照射し当該被加工対象膜をアブレーショ
ン及び熱的加工、またはアブレーションにより加工する
レーザ加工方法であって、前記レーザ光として前記被加工対象膜の一部のみを除去
可能な光強度のレーザ光を用い、前記マスクを前記被加
工対象膜に対して所定量移動させながら、所定パターン
のレーザ光を前記被加工対象膜に複数回重ねて照射し当
該被加工対象膜を所望の三次元形状に加工するレーザ加
工方法。
【請求項３】遮光部と透光部を有するマスクを通じて加
工対象物の主面に形成された被加工対象膜に所定形状の
レーザ光を照射し当該被加工対象膜をアブレーション及
び熱的加工、またはアブレーションにより加工するレー
ザ加工方法であって、前記レーザ光として前記被加工対象膜の一部のみを除去
可能な光強度のレーザ光を用い、前記レーザ光の前記主
面に対する入射角度を所定角度に傾斜させ、当該レーザ
光を前記被加工対象膜に照射して所望の三次元形状に加
工するレーザ加工方法。
【請求項４】レーザ光を前記被加工対象膜に複数回重ね
て照射する請求項３に記載のレーザ加工方法。
【請求項５】遮光部と透光部を有するマスクを通じて加
工対象物の主面に形成された被加工対象膜に所定パター
ンのレーザ光を照射し当該被加工対象膜をアブレーショ
ン及び熱的加工、またはアブレーションにより加工する
レーザ加工方法であって、前記被加工対象膜に照射されるレーザ光のエネルギー強
度分布を所望の分布とし、前記被加工対象膜を前記分布
に基づく所望の三次元形状に加工するレーザ加工方法。
【請求項６】前記被加工対象膜の一部のみを除去可能な
エネルギー密度のレーザ光を用い、当該レーザ光を前記
被加工対象膜に複数回重ねて照射する請求項５に記載の
レーザ加工方法。
【請求項７】前記レーザ光が通過する光学系によって、
前記被加工対象膜に照射されるレーザ光のエネルギー強
度分布を所望の分布とする請求項５に記載のレーザ加工
方法。
【請求項８】前記マスクの遮光部の光の透過率を調整す
ることにより、前記被加工対象膜に照射されるレーザ光
のエネルギー強度分布を所望の分布とする請求項５に記
載のレーザ加工方法。
【請求項９】前記マスクの遮光部に所定の透過率でレー
ザ光を透過するハーフトーン膜を用い、当該ハーフトー
ン膜の膜厚により前記エネルギー強度分布を調整する請
求項８に記載のレーザ加工方法。
【請求項１０】前記エネルギー強度分布の調整により前
記被加工対象膜を所望の三次元形状に加工するととも
に、前記ハーフトーン膜の一部を位相シフタとして用い
て被加工対象膜を加工する請求項９に記載のレーザ加工
方法。