JP2009269083A - レーザ加工装置、レーザ加工方法、およびフラットパネルディスプレイの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理物の照射対象部分の周辺にレーザ光が照射されるのを精度よく抑制すること。
【解決手段】レーザ光源８と、被処理物の保持手段と、レーザ光が導入される照射手段５と、保持手段と照射手段との相対的な位置を変化させる第１の移動手段４と、照射手段の光軸に交差して設けられたマスク１０と、光軸に対するマスクの相対的な位置を変化させる第２の移動手段１１と、第２の移動手段を制御する制御手段３とを備え、マスクは、被処理物の照射対象部分の少なくとも一部分と相似形または同一形状を有し、レーザ光の一部を透過させてスポット形状を成形する透過部１０ａを有し、照射手段は、スポット形状を照射対象部分に転写する結像光学系９を有し、制御手段は、第２の移動手段を制御することで、照射対象部分の形状に基づいてレーザ光が透過する位置を変化させることを特徴とするレーザ加工装置が提供される。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ加工装置、レーザ加工方法、およびフラットパネルディスプレイの製造方法に関する。

有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイ・液晶ディスプレイ・プラズマディスプレイ・表面伝導型電子放出素子ディスプレイ（ＳＥＤ）、電解放出ディスプレイ（ＦＥＤ）などのフラットパネルディスプレイにおいては内部に収納した電子素子や回路などを気密封止している。

例えば、フラットパネルディスプレイにおいては、２枚のガラス基板が互いに所定の間隔を開けて平行に対峙され、この２枚のガラス基板の周縁を封止することで、その内部に形成された電極や蛍光体層などを気密封止するようにしている。

このような気密封止においては、紫外線硬化樹脂などによる樹脂封止が行われているが、空気中の水分などが封止部を透過するおそれがある。そのため、水分などによる劣化が懸念されるようなもの（例えば、有機ＥＬディスプレイなど）には、気密の信頼性がより高いフリットによる封止が行われている。

ここで、フリットを用いた封止においては、ガラス基板の表面からフリットに向けてレーザ光を照射して溶融接合させる技術が知られている。そして、フリットが充分に溶融されるように、フリット幅以上のビーム幅を有するレーザ光を照射する技術が提案されている（特許文献１を参照）。

この場合、フリット幅以上のビーム幅を有するレーザ光を照射すれば、フリットの周辺部分にもレーザ光が照射され、封止される電子素子や回路などに熱的影響を与えてしまうおそれがある。そのため、フリット以外の部分をマスクで覆い、フリット部分のみにレーザ光が照射されるようにした技術が開示されている（特許文献２を参照）。

しかしながら、フリットの位置とマスクの透過部の位置とを精度良く合わせることは困難である。そのため、相互にずれが生じて、溶融不良となったり、封止される電子素子や回路などが破損したりするおそれがあった。
特開２００７−２００８３９号公報 特開２００７−２２０６４８号公報

本発明は、被処理物の照射対象部分の周辺にレーザ光が照射されるのを精度よく抑制することができるレーザ加工装置、レーザ加工方法、およびフラットパネルディスプレイの製造方法を提供する。

本発明の一態様によれば、レーザ光源と、被処理物を保持する保持手段と、 前記保持手段に対向して設けられ、前記レーザ光源からのレーザ光が導入される照射手段と、前記保持手段と、前記照射手段と、の相対的な位置を変化させる第１の移動手段と、前記照射手段の光軸に交差して設けられたマスクと、前記光軸に対する前記マスクの相対的な位置を変化させる第２の移動手段と、前記第２の移動手段を制御する制御手段と、を備え、前記マスクは、前記被処理物の照射対象部分の少なくとも一部分と相似形または同一形状を有し前記レーザ光の一部を透過させることで前記レーザ光のスポット形状を成形する透過部を有し、前記照射手段は、前記成形されたスポット形状を前記照射対象部分に転写する結像光学系を有し、前記制御手段は、前記第２の移動手段を制御することで、前記照射対象部分の形状に基づいて前記透過部の前記レーザ光が透過する位置を変化させること、を特徴とするレーザ加工装置が提供される。

また、本発明の他の一態様によれば、マスクに設けられ、被処理物の照射対象部分の少なくとも一部分と相似形または同一形状を有する透過部に、レーザ光の一部を透過させることで前記レーザ光のスポット形状を成形し、前記成形されたスポット形状を被処理物の照射対象部分に転写し、前記照射対象部分の形状に基づいて、前記透過部の前記レーザ光が透過する位置を変化させること、を特徴とするレーザ加工方法が提供される。

また、本発明の他の一態様によれば、上記のレーザ加工方法により、被処理物の照射対象部分を加熱すること、を特徴とするフラットパネルディスプレイの製造方法が提供される。

本発明によれば、被処理物の照射対象部分の周辺にレーザ光が照射されるのを精度よく抑制することができるレーザ加工装置、レーザ加工方法、およびフラットパネルディスプレイの製造方法が提供される。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置の要部を例示するための模式斜視図である。
なお、図１は、本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置の一例として、フリットを溶融させることで有機ＥＬディスプレイの封止を行うことができるレーザ加工装置を例示するものである。また、本実施の形態においては、フリットが被処理物の照射対象部分となる。
また、図２は、比較例に係るレーザ加工装置を例示するための模式斜視図である。

まず、比較例に係るレーザ加工装置から説明をする。
図２に示すレーザ加工装置１００は、本発明者が発明をするに至った過程で検討を加えたものである。
レーザ加工装置１００は、例えば、有機ＥＬディスプレイの製造工程において用いられる。そして、対峙する２枚のガラス基板Ｇ１、Ｇ２の間に設けられたフリットに向けてレーザ光Ｌを照射することで、フリットにより画される空間を気密封止する。

図３は、ガラス基板の表面に設けられたフリットを例示するための模式図である。
図３に示すように、一方のガラス基板（図３に例示をするものの場合はガラス基板Ｇ１）の表面には、フリットＦが設けられている。フリットＦは、例えば、ガラス粉末に酸化物粉末などを含ませたものとすることができる。酸化物粉末としては、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化リチウム（Ｌｉ_２Ｏ）、酸化ナトリウム（Ｎａ_２Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ_２Ｏ）などを例示することができる。ただし、これに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。

フリットＦは、ガラス基板Ｇ１の周縁に枠状に設けられている。フリットＦにより画されたガラス基板Ｇ１の中央側は、電子素子や回路などが設けられるエリア（素子エリア１０１）となる。なお、ガラス基板Ｇ１の周縁であって素子エリア１０１の外側が、いわゆる額縁１０２と称されるエリアとなる。額縁１０２の幅寸法Ｗを小さくすれば、その分、素子エリア１０１を大きくすることができるので好ましい。そのため、幅寸法Ｗが小さくなる傾向にある。しかしながら、幅寸法Ｗが小さくなれば、その結果としてフリットＦの位置と素子エリア１０１の外縁位置とが接近することになるので、フリットＦを溶融する際にレーザ光が電子素子や回路などにも照射されてしまうおそれがある。

図４は、フリットへのレーザ照射を例示するための模式図である。
図３に例示をしたように、フリットＦはガラス基板の周縁に枠状に設けられる。そのため、枠状に設けられたフリットＦのコーナー部分における方向制御が容易となるように、スポットＳ１の形状は図４（ａ）に示すように円形となっている。

ここで、生産性を高めるためには加工速度（レーザ光の相対移動速度）を速くする必要がある。しかしながら、レーザ光の出力を一定にしたまま加工速度（レーザ光の相対移動速度）を速くすれば、フリットＦの加熱が不充分となり融着不良を起こすおそれがある。そのため、図４（ｂ）に示すように、低速時における入射エネルギー１０３と、高速時における入射エネルギー１０４とが同等となるようにする必要がある。

ところが、高速時における入射エネルギー１０４を高めるために、単にレーザ光の出力を高くすればフリットやガラス基板が急加熱、急冷却されるので、割れが発生するおそれがある。ここで、図４（ｃ）に示すように、スポットＳ２の大きさを大きくすれば相対的な照射時間を長くすることができる。そのため、レーザ光の出力を抑えることができるので、フリットやガラス基板が急加熱、急冷却されるのを抑制することができる。

しかしながら、スポットＳ２の大きさを大きくすれば、素子エリア１０１の内側にもレーザ光が照射されてしまうおそれがある。前述したように、幅寸法Ｗが小さくなる傾向にあるので、スポットＳ２の形状を円形にしたままその大きさを大きくするには限界がある。

そこで、図２（ａ）に例示をしたレーザ加工装置１００においては、スポットの形状をマスクにより成形することで、素子エリア１０１の内側にレーザ光が照射されるのを抑制するようにしている。図２（ａ）に例示をしたものの場合には、レーザ光が照射される側のガラス基板（図２（ａ）に例示をするものの場合はガラス基板Ｇ２）の表面にマスク基板１０５を重ねるようにして設け、フリットＦに照射されるスポットの形状を成形するようにしている。

そして、図２（ｂ）に例示をするように、素子エリア１０１の内側にレーザ光が照射されないような偏平形状のスポットＳ３とすることで、フリットＦを充分に加熱するとともに、素子エリア１０１の内側へのレーザ光の影響を抑制するようにしている。

しかしながら、ガラス基板の表面にマスク基板１０５を重ねるようにして設けるようにすれば、ガラス基板とマスク基板１０５とが接触しガラス基板に傷がはいるおそれがある。また、フリットＦの位置とマスク基板１０５の透過部の位置とを精度よく合わせることも難しい。そのため、相互にずれが生じて、溶融不良となったり、封止される電子素子や回路などが破損したりするおそれがある。また、マスク基板１０５の位置合わせ手段が必要になるなどして装置構成が複雑化するおそれもある。また、マスク基板１０５の位置合わせなどのために作業時間が長くなるおそれもある。また、フリットの形状や配置などに合わせて専用のマスク基板が必要となるおそれがある。

次に、図１に戻って本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置の要部を例示する。
図１に示すように、レーザ加工装置１は、封止手段２と、制御手段３とを備えている。 レーザ加工装置１は、例えば、有機ＥＬディスプレイの製造工程において用いられる。そして、対峙する２枚のガラス基板Ｇ１、Ｇ２の間に設けられたフリットＦに向けてレーザ光Ｌを照射することで、フリットＦにより画される空間を気密封止する。この際、対峙する２枚のガラス基板Ｇ１、Ｇ２を窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気中において重ね合わせ、その状態でフリットＦに向けてレーザ光を照射するようにすることができる。そのようにすれば、フリットＦにより画される空間に設けられた電子素子や回路などを、不活性ガス雰囲気の密閉空間内に封止することができる。そのような場合には、例えば、封止手段２をチャンバなどの気密容器に収納し、気密容器内を不活性ガス雰囲気とすればよい。

封止手段２には、ＸＹテーブル４、照射手段５が設けられている。照射手段５は、ＸＹテーブル４に設けられた後述する保持手段に対向するようにして設けられ、保持手段に保持された被処理物の照射対象部分（例えば、フリット）に向けてレーザ光を照射できるようになっている。
また、照射手段５に導入するレーザ光を発振させるレーザ光源としてのレーザ電源６、レーザ発振器７が設けられている。そして、照射手段５には、レーザヘッド８、結像光学系９、マスク１０、ＸＹテーブル１１が設けられている。

ＸＹテーブル４には、図中のＹ１方向に往復自在な図示しない第１の駆動部と、図示しない第１の駆動部の主面に設けられ、図中のＸ１方向に往復自在な図示しない第２の駆動部とが設けられている。そして、図示しない第２の駆動部の主面には被処理物（ガラス基板）を保持する図示しない保持手段が設けられている。図示しない保持手段としては、例えば、静電チャックなどを例示することができる。また、対峙する２枚のガラス基板の相互の位置がずれないようにガラス基板の周縁を保持する手段を設けるようにすることもできる。
なお、被処理物を保持する保持手段と、照射手段５と、の相対的な位置を変化させる移動手段として保持手段側を移動させるＸＹテーブル４を例示したが、照射手段５側を移動させる移動手段とすることもできる。

レーザ電源６には、レーザ発振器７が電気的に接続されている。そして、レーザ電源６からレーザ発振器７に必要な電力が供給できるようになっている。
レーザ発振器７は、例えば、半導体レーザ光やＹＡＧレーザ光などを発振可能なものとすることができる。ただし、これらに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。この場合、フリットに吸収されやすい８００ｎｍ〜１２００ｎｍ程度の波長を有するレーザ光を発振可能なものとすることが好ましい。そのようなものとしては、例えば、波長が８０８ｎｍ、９４０ｎｍ、９７６ｎｍなどの半導体レーザ光や、波長が１０６４ｎｍのNd-YAGレーザ光などを発振可能なレーザ発振器を例示することができる。
また、レーザ発振器７には、光ファイバ１４を介してレーザヘッド８が光学的に接続されている。レーザヘッド８は、光ファイバ１４を介して伝送されてきたレーザ光を結像光学系９に向けて出射する。

結像光学系９には、レーザ光を集光させるための集光レンズ９ａ〜９ｃや、光路を変更させるための反射ミラー９ｄが設けられている。なお、集光レンズ９ａ〜９ｃ、反射ミラー９ｄの数や配設形態などは図示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、照射手段５（結像光学系９）の光軸と交差するようにしてマスク１０が設けられている。

集光レンズ９ａは、レーザヘッド８から出射されたレーザ光をマスク１０上に集光させる。マスク１０には、レーザ光が透過可能な透過部１０ａとレーザ光が透過できない遮光部１０ｂが設けられている。そして、透過部１０ａは、被処理物の照射対象部分（例えば、フリット）の少なくとも一部分と相似形または同一形状を有し、レーザ光の一部を透過させることでレーザ光のスポット形状を成形する。例えば、マスク１０上に集光された円形のスポット形状を図２（ｂ）において例示をしたような偏平形状のスポット形状に成形する。

なお、図１に例示をしたものの場合には、透過部１０ａの形状は、照射対象部分（例えば、フリット）と相似形または同一形状である。すなわち、透過部１０ａの形状は、枠状のとなっている。
結像光学系９は、透過部１０ａを透過することで成形されたスポット形状を照射対象部分（例えば、フリット）に転写する機能をも有している。図１に例示をしたものの場合には、集光レンズ９ｂ、９ｃにより転写が行われるようになっている。
集光レンズ９ｂ、９ｃは、透過部１０ａを透過することで所定の形状に成形されたレーザ光をフリットＦ上に転写する。すなわち、フリットＦ上に照射されたレーザ光のスポットの形状および寸法が、マスク１０（透過部１０ａ）で成形された際のスポットと略同一となるようになっている。

この場合、例えば、集光レンズ９ｂ、９ｃの焦点距離などを適宜選択することで、マスク１０（透過部１０ａ）で成形されたレーザ光をフリットＦ上に転写させることができる。例えば、集光レンズ９ｂ、９ｃの焦点距離を等しいものとすれば、マスク１０（基準点）からフリットＦ上（投影点）までの間に対称的なビーム軌跡を形成させることができる。そのため、フリットＦ上（投影点）にマスク１０（基準点）で成形されたレーザ光と略同一のスポット形状および寸法を有するものを転写させることができることになる。なお、集光レンズ９ｂ、９ｃの焦点距離が等しい場合に限定されるわけではない。例えば、焦点距離、マスク１０からフリットＦまでの間における集光レンズの配設位置などを適宜変更することで、マスク１０で成形されたレーザ光をフリットＦ上に転写するようにしてもよい。

ＸＹテーブル１１は、マスク１０を保持するとともに、照射手段５（結像光学系９）の光軸に略直交する方向にマスク１０を移動させることができるようになっている。ＸＹテーブル１１には、図中のＺ１方向に往復自在な図示しない第３の駆動部と、図示しない第３の駆動部の主面に設けられ、図中のＸ２方向に往復自在な図示しない第４の駆動部とが設けられている。そして、図示しない第４の駆動部の主面にはマスク１０を保持する図示しない保持手段が設けられている。図示しない保持手段としては、例えば、機械的な把持チャックなどを例示することができる。なお、マスク１０を保持する際には、マスク１０の外周や遮光部１０ｂを保持し、遮光部１０ｂが遮られないようになっている。

なお、照射手段５（結像光学系９）の光軸に対するマスク１０の相対的な位置を変化させる移動手段として、保持手段側（マスク１０側）を移動させるＸＹテーブル１１を例示したが、照射手段５側を移動させる移動手段とすることもできる。

制御手段３には、ＸＹテーブル４、レーザ電源６、ＸＹテーブル１１などが電気的に接続されている。そして、例えば、レーザ電源６を制御することで、レーザ光源（レーザ発振器７）の出力を所望の値に制御したり、レーザ光の出射と停止（出力の切り替え）が行えるようになっている。

また、ＸＹテーブル４、ＸＹテーブル１１の位置制御を行うことで、マスク１０（遮光部１０ｂ）、ガラス基板（フリットＦ）の位置制御が行えるようになっている。マスク１０（遮光部１０ｂ）、ガラス基板（フリットＦ）の位置制御は、図示しない画像処理手段でこれらの位置を検出し、この検出値に基づいてＸＹテーブル４、ＸＹテーブル１１の位置を制御することで行うようにすることができる。

また、制御手段３は、ＸＹテーブル１１を制御することで、照射対象部分（例えば、フリット）の形状に基づいて透過部１０ａのレーザ光が透過する位置を変化させる。
そして、透過部１０ａの形状が照射対象部分（例えば、フリット）と相似形または同一形状の場合には、ＸＹテーブル４（照射対象部分）の位置に合わせるようにしてＸＹテーブル１１（透過部１０ａ）の位置が同期制御されるようになっている。また、透過部１０ａの形状に沿って透過部１０ａのレーザ光が透過する位置が変化するようになっている。このようにすれば、照射対象部分（例えば、フリット）の照射位置に合わせて、最適なスポット形状のレーザ光を照射することができる。

例えば、枠状のフリットＦの照射位置に同期させて枠状の透過部１０ａを移動させることで、フリットＦの照射位置に合わせて、最適なスポット形状のレーザ光が枠状のフリットＦ上に照射されるようになっている。すなわち、フリットＦの直線部分においては、透過部１０ａの直線部分によりレーザ光のスポット形状が成形される。この場合、図２（ｂ）において例示をしたような偏平形状に成形される。

ここで、この偏平形状のままでは移動方向が変更されるフリットＦのコーナー近傍を適切に照射することができない。しかしながら、本実施の形態においては、枠状のフリットＦの照射位置に合わせて枠状の透過部１０ａを同期移動させているので、フリットＦのコーナー近傍においてスポットの移動方向を適切に変更することができる。

図５は、フリットのコーナー近傍におけるスポットの成形を例示するための模式斜視図である。
本実施の形態によれば、図５に示すように、フリットＦのコーナー形状に沿うようなＬ字状のスポットに成形をすることができる。また、直線部分における偏平形状のスポットから連続的にＬ字状のスポットに移行することができる。また、コーナー部分におけるＬ字状のスポットから連続的に偏平形状のスポットに移行することもできる。そのため、枠状のフリットＦ上を沿うようにして連続的な照射を行うことができる。また、レーザ光の照射位置に合わせてフリットＦを移動させることができるので、照射位置の位置精度を向上させることができる。
そのため、フリット部分にレーザ光を充分に照射することができるとともに、フリット周辺にレーザ光が照射されるのを精度よく抑制することができる。その結果、フリットが溶融不良となったり、封止される電子素子や回路などが破損したりすることを抑制することもできる。

図６は、他の実施の形態に係るマスクを例示するための模式図である。
図６に示すように、マスク１２には、レーザ光が透過可能な透過部１２ａとレーザ光が透過できない遮光部１２ｂが設けられている。そして、透過部１２ａには、５つの直線部１２ａ１と、４つのコーナー部１２ａ２が設けられている。なお、コーナー部１２ａ２は、照射対象部分（例えば、フリット）のコーナー部と相似形または同一形状となっている。

本実施の形態においては、照射対象部分（例えば、フリット）の直線部分を照射する場合にはマスク１２の直線部１２ａ１を用いてスポット形状の成形を行い、照射対象部分（例えば、フリット）のコーナー部を照射する場合にはマスク１２のコーナー部１２ａ２を用いてスポット形状の成形を行うようにしている。
この場合、制御手段３は、ＸＹテーブル１１を制御することで、照射対象部分（例えば、フリット）の形状に対応する透過部１２ａの形状を選択するように透過部１２ａのレーザ光が透過する位置を変化させる。

図７は、図６に例示をしたマスクを用いた照射を例示するための模式図である。
図６に例示をしたマスク１２を用いて、図７（ａ）に示すフリットＦ１へのレーザ光の照射を行う場合には、以下のようにすることができる。
図７（ａ）に示すように、照射の開始点からフリットＦ１のコーナー部Ａ２までの間の直線部Ａ１においては、図７（ｂ）に示すように、透過部１２ａの直線部１２ａ１に円形のスポットＳのレーザ光を照射して、偏平形状のスポットＳ３に成形し、これをフリットＦ１に照射するようにする。そして、例えば、ＸＹテーブル４により照射位置を変化させて直線部Ａ１における溶融、封止を行うようにする。

次に、フリットＦ１のコーナー部Ａ２においては、図７（ｃ）に示すように、透過部１２ａのコーナー部１２ａ２に円形のスポットＳのレーザ光を照射して、フリットＦ１のコーナー部形状に適合したスポット形状に成形するようにする。そして、これをフリットＦ１のコーナー部Ａ２に照射することで溶融、封止を行うようにする。なお、透過部１２ａに対するレーザ光の照射位置の変更は、ＸＹテーブル１１によりマスク１２を移動させることで行うことができる。

次に、フリットＦ１の直線部Ａ３においては、図７（ｄ）に示すように、透過部１２ａの直線部１２ａ１に円形のスポットＳのレーザ光を照射して、偏平形状のスポットＳ３に成形し、これをフリットＦ１に照射するようにする。この場合、次に溶融、封止を行うコーナー部Ａ４を考慮して、コーナー部１２ａ２の直前の直線部１２ａ１にレーザ光を照射し成形を行うようにすることが好ましい。このようにすれば、直線部Ａ３からコーナー部Ａ４への移行を迅速に行うことができる。

以降、同様にして、直線部Ａ５、コーナー部Ａ６、直線部Ａ７、コーナー部Ａ８、直線部Ａ９の溶融、封止を行うようにする。
そして、次のフリットＦ１に対する照射を行うためにガラス基板を移動させている間に、透過部１２ａに対する照射位置を適宜変化させる。例えば、図７（ｅ）に示すように、コーナー部１２ａ２の直前の直線部１２ａ１に照射位置を変化させるようにすることができる。なお、透過部１２ａのどの部分を用いるかについては制限がないが、なるべく均等に使用されるようにすればマスク１２の寿命を延ばすことができる。例えば、図７（ｂ）〜（ｅ）に例示をしたように、透過部１２ａに対する照射位置を循環させるようにすれば、使用する部分の偏りを抑制することができるので、マスク１２の寿命を延ばすことができる。

図８は、透過部のコーナー部における照射の様子を例示するための模式図である。
なお、図中の矢印は、透過位置の変化方向を表している。
図８（ａ）に示すように、マスク１０の透過部１０ａのコーナー部にスポットＳが入る場合には、スポットＳの大きさが大きいためコーナー部の出口近傍に先行して照射される部分Ｂが生じることになる。このように、先行して照射される部分Ｂが生じると、レーザ光源の出力の大きさなどによってはこの部分が加熱されすぎるおそれがある。

このような場合には、レーザ光源の出力を制御することで先行して照射される部分Ｂに入射するエネルギーが抑制されるようにすることが好ましい。
例えば、図８（ｂ）に示すように、レーザ光が透過する位置が透過部１０ａのコーナー部中心に向かうにつれレーザ光源の出力を減少（例えば、漸減）させ、レーザ光が透過する位置がコーナー部中心から離れるにつれレーザ光源の出力を増加（例えば、漸増）させるような制御を例示することができる。
また、図８（ｃ）に示すように、レーザ光が透過する位置が透過部１０ａのコーナー部中心に向かうにつれレーザ光源の出力を減少（例えば、漸減）させ、所定の間レーザ光源の出力を所定の値に保ち、その後、レーザ光が透過する位置がコーナー部中心から離れるにつれレーザ光源の出力を増加（例えば、漸増）させるような制御をすることもできる。この場合、レーザ光が透過する位置が透過部１０ａのコーナー部にある時には、レーザ光源の出力を任意に制御することができるようにすることもできる。すなわち、透過部１０ａのコーナー部を出力可変領域とすることができる。
なお、コーナー部における制御の形態は例示したものに限定されるわけではなく、出力制御のタイミング、量、変化のさせ方などは適宜変更することができる。
このようにすれば、先行して照射される部分Ｂの過熱を抑制することができるので、フリットやガラス基板の割れなどを抑制することができる。

図９は、他の実施の形態に係るマスクを例示するための模式図である。
図９に示すように、マスク１３には、レーザ光が透過可能な透過部１３ａとレーザ光が透過できない遮光部１３ｂが設けられている。また、透過部１３ａのコーナー部には、レーザ光が透過する位置が変化する方向と略直角方向の寸法（幅寸法Ｗ１）が狭くなる狭隘部１３ａ１が設けられている。
このようにすれば、図８において例示をしたような先行して照射される部分が生じたとしても、先行して照射される部分に入射するエネルギーを抑制することができる。そのため、先行して照射される部分の過熱を抑制することができるので、フリットやガラス基板の割れなどを抑制することができる。なお、狭隘部１３ａ１の幅寸法Ｗ１はレーザ光源の出力、移動速度、スポットＳの大きさなどを考慮して適宜決定することができる。また、幅寸法Ｗ１が変化するようにすることもできる。
また、図９においては、コーナー部の全域に狭隘部１３ａ１を設けるようにしたが、コーナー部の一部に狭隘部１３ａ１を設けてもよい。例えば、コーナー部の出口近傍に狭隘部を設けるようにすることもできる。

図１０は、他の実施の形態に係るマスクを例示するための模式図である。なお、図１０（ａ）はマスクの形状を例示するための模式図、図１０（ｂ）はフリットへのレーザ照射の形態を例示するための模式図、図１０（ｃ）はレーザ光源の出力制御を例示するための模式グラフ図である。
図１０（ａ）に示すように、マスク２３には、レーザ光が透過可能な透過部２３ａとレーザ光が透過できない遮光部２３ｂが設けられている。また、透過部２３ａにおいて、レーザ光の照射が開始する部分にはレーザ光が透過する位置が変化する方向と略直角方向の寸法（幅寸法）が狭くなる狭隘部２３ａ１が設けられている。また、透過部２３ａにおいて、レーザ光の照射が終了する部分にはレーザ光が透過する位置が変化する方向と略直角方向の寸法（幅寸法）が狭くなる狭隘部２３ａ２が設けられている。また、必ずしも必要ではないが、狭隘部２３ａ１と狭隘部２３ａ２との間にはレーザ光が透過できない遮光部が設けられている。
狭隘部２３ａ１は、レーザ光が透過する位置が変化する方向に向かって幅寸法が増加する（例えば、漸増する）ようになっている。すなわち、レーザ光が透過する位置がレーザ光の照射を開始する位置から離れるにつれ幅寸法が増加する（例えば、漸増する）ようになっている。
また、狭隘部２３ａ２は、レーザ光が透過する位置が変化する方向に向かって幅寸法が減少する（例えば、漸減する）ようになっている。すなわち、レーザ光が透過する位置がレーザ光の照射を終了させる位置に近づくにつれ幅寸法が減少する（例えば、漸減する）ようになっている。

ここで、環状のマスクを用いてレーザ光を被処理物の照射対象部分（フリット）へ照射するものとすれば、図１０（ｂ）に示すように、照射の軌跡も環状となる。この場合、照射の開始点と終了点との近傍において相互に重複してレーザ光が照射される部分（図１０（ｂ）におけるレーザ照射重複部分）が生じることになる。
このような重複して照射される部分が生じると、レーザ光源の出力の大きさなどによってはこの部分が加熱されすぎるおそれがある。

そのため、図１０（ａ）に例示をしたマスク２３においては、狭隘部２３ａ１、２３ａ２とその間にレーザ光が透過できない遮光部を設けることで、重複してレーザ光が照射される部分が加熱されすぎないようにしている。
このようにすれば、重複して照射される部分の過熱を抑制することができるので、フリットやガラス基板の割れなどを抑制することができる。
なお、狭隘部２３ａ１、２３ａ２や遮光部の寸法などは、レーザ光源の出力、移動速度、スポットＳの大きさなどを考慮して適宜決定することができる。また、狭隘部２３ａ１と狭隘部２３ａ２との間に設けられる遮光部は必ずしも必要ではないが、設けるようにすれば狭隘部２３ａ１、２３ａ２の設計の自由度を高めることができる。

また、レーザ光源の出力を制御することで、重複してレーザ光が照射される部分が加熱されすぎないようにすることもできる。
例えば、図１０（ｃ）に示すように、レーザ光が透過する位置がレーザ光の照射を開始する位置から離れるにつれレーザ光源の出力を増加させ（例えば、漸増させ）、レーザ光が透過する位置がレーザ光の照射を終了させる位置に近づくにつれレーザ光源の出力を減少させる（例えば、漸減させる）ようにすることができる。
このようにすれば、重複して照射される部分の過熱を抑制することができるので、フリットやガラス基板の割れなどを抑制することができる。
なお、重複して照射される部分における制御の形態は例示したものに限定されるわけではなく、出力制御のタイミング、量、変化のさせ方などは適宜変更することができる。

次に、本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置の作用とともに本発明の実施の形態に係るレーザ加工方法について例示をする。

図示しない搬送手段により、重ね合わされた２枚のガラス基板Ｇ１、Ｇ２がＸＹテーブル４に載置、保持される。なお、前述したようにガラス基板Ｇ２には枠状にフリットが設けられており、枠状のフリットの内側（素子エリア１０１）には、電子素子や回路などが設けられている。

次に、フリットの所定の位置にレーザが照射され、照射位置を順次変化させることで素子エリア１０１に設けられた電子素子や回路などが気密封止される。この際、前述したマスクを用い、フリットの照射部分の形状に適合したスポット形状のレーザ光が照射されるようにする。

すなわち、前述したマスクに設けられ、被処理物の照射対象部分（例えば、フリット）の少なくとも一部分と相似形または同一形状を有する透過部を、レーザ光の一部を透過させることでレーザ光のスポット形状を成形し、成形されたスポット形状を被処理物の照射対象部分（例えば、フリット）に転写し、照射対象部分（例えば、フリット）の形状に基づいて、透過部のレーザ光が透過する位置を変化させるようにしてレーザ加工が行われる。

また、照射対象部分（例えば、フリット）の形状に対応する透過部の形状を選択するように透過部のレーザ光が透過する位置を変化させるようにすることができる。
また、透過部の形状に沿って透過部のレーザ光が透過する位置を変化させるようにすることができる。
また、レーザ光が透過する位置が透過部のコーナー部中心に向かうにつれレーザ光の出力を減少（例えば、漸減）させ、レーザ光が透過する位置がコーナー部中心から離れるにつれレーザ光の出力を増加（例えば、漸増）させるようにすることができる。

また、ガラス基板Ｇ１、Ｇ２を窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気中において重ね合わせ、その状態でフリットに向けてレーザ光を照射するようにすることができる。そのようにすれば、フリットにより画される空間に設けられた電子素子や回路などを、不活性ガス雰囲気の密閉空間内に封止することができる。

１つのフリットの溶融、封止が終了した場合には、ガラス基板Ｇ１、Ｇ２がＸＹテーブル４により移動されて、次のフリットの溶融、封止が行われる。すべてのフリットの溶融、封止が終了した場合には、図示しない搬送手段により封止がされたガラス基板Ｇ１、Ｇ２が搬出される。

次に、本発明の実施の形態に係るフラットパネルディスプレイの製造方法について例示をする。
なお、本発明の実施の形態に係るフラットパネルディスプレイの製造方法の一例として、有機ＥＬディスプレイの製造方法を例にとり例示をする。
まず、ガラス基板Ｇ１の表面にＴＦＴトランジスタ、各種電極配線などを形成し、複数の画素を備えたアレイ基板を作成する。なお、ＴＦＴトランジスタ、各種電極配線などの形成は、既知のフォトリソグラフィー技術を用いることができるので、その説明は省略する。

次に、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)法などを用いて、前述の画素の上に透明な絶縁膜（例えば、酸化シリコン膜など）を成膜する。その後、ドライエッチング法などを用いて、絶縁膜にＴＦＴトランジスタのドレイン領域まで貫通するコンタクトホールなどを適宜設ける。なお、ＣＶＤ法やドライエッチング法などに用いられる技術については、既知の技術を適用することができるので、その説明は省略する。

次に、各画素に対して、透明な電極部材（例えば、ＩＴＯ(Indium Tin Oxide)）を配設することでアノード電極を形成する。アノード電極は、ＩＴＯをガラス基板全面に成膜した後、フォトリソグラフィー技術を用いて形成させることもできるし、マスクスパッタ法を用いて直接形成させるようにすることもできる。なお、薄膜形成やフォトリソグラフィー技術などについては、既知の技術を適用することができるので、その説明は省略する。

次に、各画素間の電気的な短絡を防ぐために、各画素を囲むように格子状の隔壁を形成する。隔壁は、例えば、紫外線硬化型アクリル樹脂レジストを配設し、２２０℃で３０分間ベーク処理などをすることで形成させることができる。なお、紫外線硬化型アクリル樹脂レジストによる隔壁の形成やベーク処理などについては、既知の技術を適用することができるので、その説明は省略する。
次に、各画素のアノード電極上に有機ＥＬ層を形成する。
有機ＥＬ層の形成においては、まず、アノード電極上にホール輸送層が形成される。ホール輸送層は、例えば、芳香族アミン誘導体などの材料を直接蒸着したり、溶媒に溶解した溶液を塗布して乾燥させることにより形成させることができる。
次に、ホール輸送層上に、赤、緑、青の各色を発光する発光層を積層させる。積層は、例えば、ストライプ状のシャドウマスクを用いて行うことができる。この場合、発光層は、材料を直接蒸着することにより形成させることもできるし、インク状の発光材料を用いてスピンコート方式やインクジェット方式により塗布、乾燥させることにより形成させることもできる。
なお、蒸着や、スピンコート方式・インクジェット方式による塗布、乾燥などについては、既知の技術を適用することができるので、その説明は省略する。

次に、有機ＥＬ層の上に、カソード電極を形成し、カソード電極の上に保護層を形成する。カソード電極は、例えば、減圧環境下において、バリウム単体を蒸着させることにより形成させることができる。保護層は、例えば、減圧環境下において、アルミニウム単体またはその合金を蒸着させることにより形成させることができる。なお、減圧環境下における蒸着などについては、既知の技術を適用することができるので、その説明は省略する。

一方、ガラス基板Ｇ２の表面に所定の形状にフリットを塗布し、これを焼成することで封止基板を作成する。
フリットは、ガラス粉末に酸化物粉末などを含んだものとすることができる。酸化物粉末としては、例えば、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化リチウム（Ｌｉ_２Ｏ）、酸化ナトリウム（Ｎａ_２Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ_２Ｏ）などを例示することができる。ただし、これに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。
また、フリットの塗布は、ディスペンシング法またはスクリーン印刷法を用いることができる。フリットを焼成する温度は、例えば、３００℃〜７００℃程度とすることができる。なお、ディスペンシング法、スクリーン印刷法、焼成方法などについては、既知の技術を適用することができるので、その説明は省略する。

次に、前述のようにして有機ＥＬ層などが形成されたアレイ基板と、フリットが形成された封止基板とを窒素ガスやアルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気中において重ね合わせ、フリットにレーザを照射して封止を行う。これにより、有機ＥＬ層、ＴＦＴトランジスタ、電極などで構成される有機ＥＬ素子は、不活性ガス雰囲気の密閉空間内に封入される。レーザには、波長が８０８ｎｍ、９４０ｎｍ、９７６ｎｍなどの半導体レーザ、１０６４ｎｍのNd-YAGレーザなどを用いることができる。

ここで、フリットへのレーザ照射については、前述したレーザ加工装置１を用いることができる。また、レーザ加工装置１の作用とともに例示をしたレーザ加工方法を用いることができる。そのため、封止に関する説明は省略する。
また、不活性ガス雰囲気中におけるガラス基板の重ね合わせに関しても、既知の技術を適用することができるので、その説明も省略する。

以上のようにして形成されたものが複数の有機ＥＬディスプレイパネルの集合体である場合には、分断加工を行い単体の有機ＥＬディスプレイパネルに分断する。分断は、例えば、有機ＥＬディスプレイパネルの集合体を割断予定線に沿って割断し、割断された有機ＥＬディスプレイパネルの集合体をブレーク加工することで分断することができる。なお、割断やブレーク加工については、既知の技術を適用することができるので、その説明は省略する。

次に、以上のようにして製造した有機ＥＬディスプレイパネルに機構部材などを装着する。
機構部材としては、ドライバＩＣと、それに入力する制御信号を生成する駆動回路などを例示することができる。また、必要に応じてカバーなどを適宜設けるようにすることもできる。なお、機構部材、カバーなどに関しては既知の技術を適用させることができるので、その説明は省略する。また、機構部材の装着、カバーなどの取り付けに関しても既知の技術を適用することができるので、その説明は省略する。
なお、本発明の実施の形態に係るフラットパネルディスプレイの製造方法を有機ＥＬディスプレイの製造方法を例にとり例示したが、これに限定されるわけではない。例えば、液晶ディスプレイ・プラズマディスプレイ・表面伝導型電子放出素子ディスプレイ（ＳＥＤ）、電解放出ディスプレイ（ＦＥＤ）などの他のフラットパネルディスプレイの製造においても前述したレーザ加工装置、レーザ加工方法を適用させることができる。
この場合、前述した本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置、レーザ加工方法以外のものは、各フラットパネルディスプレイにおける既知の技術を適用させることができるので、他のフラットパネルディスプレイの製造方法の説明は省略する。

以上、本発明の実施の形態について例示をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
例えば、レーザ加工装置１などが備える各要素の形状、寸法、材質、配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

本発明の実施の形態に係るレーザ加工装置の要部を例示するための模式斜視図である。 比較例に係るレーザ加工装置を例示するための模式斜視図である。 ガラス基板の表面に設けられたフリットを例示するための模式図である。 フリットへのレーザ照射を例示するための模式図である。 フリットのコーナー近傍におけるスポットの成形を例示するための模式斜視図である。 他の実施の形態に係るマスクを例示するための模式図である。 図６に例示をしたマスクを用いた照射を例示するための模式図である。 透過部のコーナー部における照射の様子を例示するための模式図である。 他の実施の形態に係るマスクを例示するための模式図である。 他の実施の形態に係るマスクを例示するための模式図である。

符号の説明

１ レーザ加工装置、２ 封止手段、３ 制御手段、４ ＸＹテーブル、５ 照射手段、６ レーザ電源、７ レーザ発振器、８ レーザヘッド、９ 結像光学系、１０ マスク、１０ａ 透過部、１０ｂ 遮光部、１１ ＸＹテーブル、１２ マスク、１２ａ 透過部、１２ａ１ 直線部、１２ａ２ コーナー部、１２ｂ 遮光部、１３ マスク、１３ａ 透過部、１３ａ１ 狭隘部、１３ｂ 遮光部、２３ マスク、２３ａ 透過部、２３ａ１ 狭隘部、２３ａ２ 狭隘部、２３ｂ 遮光部、Ｆ フリット、Ｆ１ フリット、Ｇ１ ガラス基板、Ｇ２ ガラス基板、Ｓ スポット、Ｓ１〜Ｓ３ スポット

Claims (14)

1. レーザ光源と、
   被処理物を保持する保持手段と、
   前記保持手段に対向して設けられ、前記レーザ光源からのレーザ光が導入される照射手段と、
   前記保持手段と、前記照射手段と、の相対的な位置を変化させる第１の移動手段と、
   前記照射手段の光軸に交差して設けられたマスクと、
   前記光軸に対する前記マスクの相対的な位置を変化させる第２の移動手段と、
   前記第２の移動手段を制御する制御手段と、
   を備え、
   前記マスクは、前記被処理物の照射対象部分の少なくとも一部分と相似形または同一形状を有し前記レーザ光の一部を透過させることで前記レーザ光のスポット形状を成形する透過部を有し、
   前記照射手段は、前記成形されたスポット形状を前記照射対象部分に転写する結像光学系を有し、
   前記制御手段は、前記第２の移動手段を制御することで、前記照射対象部分の形状に基づいて前記透過部の前記レーザ光が透過する位置を変化させること、を特徴とするレーザ加工装置。
2. 前記透過部の形状は、前記照射対象部分と相似形または同一形状であること、を特徴とする請求項１記載のレーザ加工装置。
3. 前記制御手段は、前記第２の移動手段を制御することで、前記照射対象部分の形状に対応する前記透過部の形状を選択するように前記透過部のレーザ光が透過する位置を変化させること、を特徴とする請求項１または２に記載のレーザ加工装置。
4. 前記制御手段は、前記第２の移動手段を制御することで、前記透過部の形状に沿って前記透過部のレーザ光が透過する位置を変化させること、を特徴とする請求項２記載のレーザ加工装置。
5. 前記透過部のコーナー部には、前記レーザ光が透過する位置が変化する方向と略直角方向の寸法が狭くなる第１の狭隘部が設けられていること、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のレーザ加工装置。
6. 前記レーザ光源の出力を制御する出力制御手段をさらに備え、
   前記出力制御手段は、前記レーザ光が透過する位置が前記透過部のコーナー部中心に向かうにつれ前記出力を減少させ、前記レーザ光が透過する位置が前記コーナー部中心から離れるにつれ前記出力を増加させること、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のレーザ加工装置。
7. 前記透過部の前記レーザ光の照射が開始する部分に設けられ、前記レーザ光が透過する位置が変化する方向と略直角方向の寸法が狭くなる第２の狭隘部と、
   前記透過部の前記レーザ光の照射が終了する部分に設けられ、前記レーザ光が透過する位置が変化する方向と略直角方向の寸法が狭くなる第３の狭隘部と、が設けられていること、を特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のレーザ加工装置。
8. 前記出力制御手段は、前記レーザ光が透過する位置が前記レーザ光の照射を開始する位置から離れるにつれ前記出力を増加させ、前記レーザ光が透過する位置が前記レーザ光の照射を終了させる位置に近づくにつれ前記出力を減少させること、を特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のレーザ加工装置。
9. マスクに設けられ、被処理物の照射対象部分の少なくとも一部分と相似形または同一形状を有する透過部に、レーザ光の一部を透過させることで前記レーザ光のスポット形状を成形し、
   前記成形されたスポット形状を被処理物の照射対象部分に転写し、
   前記照射対象部分の形状に基づいて、前記透過部の前記レーザ光が透過する位置を変化させること、を特徴とするレーザ加工方法。
10. 前記照射対象部分の形状に対応する前記透過部の形状を選択するように前記透過部のレーザ光が透過する位置を変化させること、を特徴とする請求項９記載のレーザ加工方法。
11. 前記透過部の形状に沿って前記透過部のレーザ光が透過する位置を変化させること、を特徴とする請求項９記載のレーザ加工方法。
12. 前記レーザ光が透過する位置が前記透過部のコーナー部中心に向かうにつれ前記レーザ光の出力を減少させ、前記レーザ光が透過する位置が前記コーナー部中心から離れるにつれ前記レーザ光の出力を増加させること、を特徴とする請求項９〜１１のいずれか１つに記載のレーザ加工方法。
13. 前記レーザ光が透過する位置が前記レーザ光の照射を開始する位置から離れるにつれ前記出力を増加させ、前記レーザ光が透過する位置が前記レーザ光の照射を終了させる位置に近づくにつれ前記出力を減少させること、を特徴とする請求項９〜１１のいずれか１つに記載のレーザ加工方法。
14. 請求項９〜１３のいずれか１つに記載のレーザ加工方法により、被処理物の照射対象部分を加熱すること、を特徴とするフラットパネルディスプレイの製造方法。

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