JP3021330B2 - 液晶カラーフィルタの溝加工方法 - Google Patents
液晶カラーフィルタの溝加工方法Info
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- JP3021330B2 JP3021330B2 JP25310595A JP25310595A JP3021330B2 JP 3021330 B2 JP3021330 B2 JP 3021330B2 JP 25310595 A JP25310595 A JP 25310595A JP 25310595 A JP25310595 A JP 25310595A JP 3021330 B2 JP3021330 B2 JP 3021330B2
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- crystal color
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/36—Removing material
- B23K26/362—Laser etching
- B23K26/364—Laser etching for making a groove or trench, e.g. for scribing a break initiation groove
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
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- Microscoopes, Condenser (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶カラーフィルタ
の溝加工方法に関し、特に複数本の微小幅の溝を均一に
形成する場合に用いて有用なものである。
の溝加工方法に関し、特に複数本の微小幅の溝を均一に
形成する場合に用いて有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶カラーフィルタは、例えばラップト
ップ形パソコンの表示部として利用されている。この種
の液晶カラーフィルタは、図５（ａ）に示すように、三
原色である赤（Ｒ），青（Ｂ），緑（Ｇ）に対応する三
種類の高分子材料で形成した着色層１，２，３を有して
おり、Ｒ，Ｂ，Ｇの各要素をガラス基板４上に透明電極
５を介して順に規則正しくマトリックス状に並べたもの
である。
ップ形パソコンの表示部として利用されている。この種
の液晶カラーフィルタは、図５（ａ）に示すように、三
原色である赤（Ｒ），青（Ｂ），緑（Ｇ）に対応する三
種類の高分子材料で形成した着色層１，２，３を有して
おり、Ｒ，Ｂ，Ｇの各要素をガラス基板４上に透明電極
５を介して順に規則正しくマトリックス状に並べたもの
である。
【０００３】かかる液晶カラーフィルタは、図５（ｂ）
に示すように、線状の各着色層１，２，３がその幅方向
で順次隣接するように、ガラス基板４上に透明電極５を
介して交互に平行に並べて形成した複数本の着色層１，
２，３に、線状の各着色層１，２，３の幅方向に伸びる
溝６を複数本形成してマトリックス化したものである。
に示すように、線状の各着色層１，２，３がその幅方向
で順次隣接するように、ガラス基板４上に透明電極５を
介して交互に平行に並べて形成した複数本の着色層１，
２，３に、線状の各着色層１，２，３の幅方向に伸びる
溝６を複数本形成してマトリックス化したものである。
【０００４】このとき、マトリックス状の着色層１，
２，３の一辺は、例えば数１０μｍと微小であり、また
この溝６は例えばその幅が２５μｍで、±２μｍの加工
精度が要求され、その数は例えば４８０本という多数本
が必要とされる。
２，３の一辺は、例えば数１０μｍと微小であり、また
この溝６は例えばその幅が２５μｍで、±２μｍの加工
精度が要求され、その数は例えば４８０本という多数本
が必要とされる。
【０００５】かかる微小で均質な多数本の溝６を複数本
づつ能率良く形成するための微細加工は、従来、フォト
リソグラフィの技術を利用して実現していた。
づつ能率良く形成するための微細加工は、従来、フォト
リソグラフィの技術を利用して実現していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、フォトリソ
グラフィではレジストの塗布からはじまり露光，現像，
エッチング等、多段のウェット工程を必要とするため製
造効率が悪いばかりでなく、これに要する装置の設備費
も膨大なものとなる。
グラフィではレジストの塗布からはじまり露光，現像，
エッチング等、多段のウェット工程を必要とするため製
造効率が悪いばかりでなく、これに要する装置の設備費
も膨大なものとなる。
【０００７】本発明は、上記従来技術に鑑み、安価な設
備費で効率良く高精度の溝を微細加工し得る液晶カラー
フィルタの溝加工方法を提供することを目的とする。ま
た、このとき、透明電極は残し、着色層のみに溝を形成
する液晶カラーフィルタの溝加工方法を提供することを
他の目的とする。
備費で効率良く高精度の溝を微細加工し得る液晶カラー
フィルタの溝加工方法を提供することを目的とする。ま
た、このとき、透明電極は残し、着色層のみに溝を形成
する液晶カラーフィルタの溝加工方法を提供することを
他の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は次の点を特徴とする。
明の構成は次の点を特徴とする。
【０００９】１）三原色である赤，青，緑に対応する線
状の高分子顔料で形成するとともに、各高分子顔料をそ
の幅方向で順次隣接するように交互に並べ、基板上に透
明電極を介して形成した複数本の着色層に、その幅方向
に伸びる溝を、複数本形成してマトリックス状の着色層
を形成する場合における液晶カラーフィルタの溝加工方
法において、レーザ光をビーム均一化素子としての矩形
波導波管を通すことにより均一な矩形のレーザ光を形成
し、この矩形のレーザ光を複数本のスリットを有するス
リット状マスクを通した後、縮小投影光学系を介して投
影することにより複数本の線状ビームを形成するととも
に、この線状ビームを上記着色層に照射する一方、線状
ビーム若しくは液晶カラーフィルタを線状の着色層の長
手方向に移動することにより一度に複数本の上記溝を形
成すること。
状の高分子顔料で形成するとともに、各高分子顔料をそ
の幅方向で順次隣接するように交互に並べ、基板上に透
明電極を介して形成した複数本の着色層に、その幅方向
に伸びる溝を、複数本形成してマトリックス状の着色層
を形成する場合における液晶カラーフィルタの溝加工方
法において、レーザ光をビーム均一化素子としての矩形
波導波管を通すことにより均一な矩形のレーザ光を形成
し、この矩形のレーザ光を複数本のスリットを有するス
リット状マスクを通した後、縮小投影光学系を介して投
影することにより複数本の線状ビームを形成するととも
に、この線状ビームを上記着色層に照射する一方、線状
ビーム若しくは液晶カラーフィルタを線状の着色層の長
手方向に移動することにより一度に複数本の上記溝を形
成すること。
【００１０】２）１）において、レーザ光はその波長が
１９３ｎｍ乃至３０８ｎｍであること。
１９３ｎｍ乃至３０８ｎｍであること。
【００１１】３）１）又は２）において、溝は、線状ビ
ームの照射による着色層の蒸発加工により透明電極部分
が残るように着色層の部分のみに形成すること。
ームの照射による着色層の蒸発加工により透明電極部分
が残るように着色層の部分のみに形成すること。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づき詳細に説明する。
基づき詳細に説明する。
【００１３】図１は本発明の実施の形態に係る溝加工方
法を実現する装置を概念的に示す説明図、図２はそのカ
ライドスコープ１３を抽出して示す斜視図、図３はマス
ク１６を抽出して示す平面図、図４（ａ）はマスク１
６、縮小投影光学系１７及び液晶カラーフィルタＩの部
分を抽出して示す斜視図、図４（ｂ）はその液晶カラー
フィルタＩの部分を抽出・拡大して示す平面図である。
法を実現する装置を概念的に示す説明図、図２はそのカ
ライドスコープ１３を抽出して示す斜視図、図３はマス
ク１６を抽出して示す平面図、図４（ａ）はマスク１
６、縮小投影光学系１７及び液晶カラーフィルタＩの部
分を抽出して示す斜視図、図４（ｂ）はその液晶カラー
フィルタＩの部分を抽出・拡大して示す平面図である。
【００１４】図１に示すように、本装置は、レーザ光の
光源としてのエキシマレーザ１１、カライド入射光学系
１２、カライドスコープ１３、マスク１６の照明用光学
系１４、反射ミラー１５、マスク１６、縮小投影光学系
１７及び被加工物である液晶カラーフィルタＩを載置す
る加工テーブル１８を有する。
光源としてのエキシマレーザ１１、カライド入射光学系
１２、カライドスコープ１３、マスク１６の照明用光学
系１４、反射ミラー１５、マスク１６、縮小投影光学系
１７及び被加工物である液晶カラーフィルタＩを載置す
る加工テーブル１８を有する。
【００１５】これらのうち、カライドスコープ１３は、
図２に示すように、矩形の入射部及び出射部を有するビ
ーム均一化素子である矩形状導波管であり、カライド入
射光学系１２を介して入射するレーザ光を矩形で均一密
度のレーザ光に整形するものである。このため、カライ
ドスコープ１３の内周面には反射コート１３ａが形成し
てある。マスク１６は、図３に示すように、相互に平行
な多数のスリット１６ａを等間隔に設けたものである。
このスリット１６ａは、縮小投影光学系１７を介して液
晶カラーフィルタＩに投影し、溝６を形成するレーザビ
ームを拡大した相似形に形成してある。
図２に示すように、矩形の入射部及び出射部を有するビ
ーム均一化素子である矩形状導波管であり、カライド入
射光学系１２を介して入射するレーザ光を矩形で均一密
度のレーザ光に整形するものである。このため、カライ
ドスコープ１３の内周面には反射コート１３ａが形成し
てある。マスク１６は、図３に示すように、相互に平行
な多数のスリット１６ａを等間隔に設けたものである。
このスリット１６ａは、縮小投影光学系１７を介して液
晶カラーフィルタＩに投影し、溝６を形成するレーザビ
ームを拡大した相似形に形成してある。
【００１６】かくして、エキシマレーザ１１が照射する
レーザ光は、カライド入射光学系１２を介してカライド
スコープ１３に入射し、このカライドスコープ１３で、
均一密度で矩形形状に広がるレーザ光に整形される。そ
の後、この矩形形状のレーザ光は、照明用光学系１４及
び反射ミラー１５を介してマスク１６に照射される。
レーザ光は、カライド入射光学系１２を介してカライド
スコープ１３に入射し、このカライドスコープ１３で、
均一密度で矩形形状に広がるレーザ光に整形される。そ
の後、この矩形形状のレーザ光は、照明用光学系１４及
び反射ミラー１５を介してマスク１６に照射される。
【００１７】この結果、矩形形状のレーザ光は、さらに
スリット状のレーザ光に整形され、縮小投影光学系１７
を介してマスク１６のスリット１６ａの形状を縮小した
多数の線状ビームからなるレーザ光となり、この線状ビ
ームが液晶カラーフィルタ上に投射される。
スリット状のレーザ光に整形され、縮小投影光学系１７
を介してマスク１６のスリット１６ａの形状を縮小した
多数の線状ビームからなるレーザ光となり、この線状ビ
ームが液晶カラーフィルタ上に投射される。
【００１８】かかる装置を用いて液晶カラーフィルタを
形成する場合には次の様な手順で行なう。
形成する場合には次の様な手順で行なう。
【００１９】１）エキシマレーザ１１よりレーザ光を照
射する。この場合のレーザ光はその波長が１９３ｎｍ〜
３０８ｎｍのパルス波で、そのパルス幅はナノsec オー
ダの非常に幅狭の尖頭値が高い波形の光である。この場
合の１９３ｎｍ〜３０８ｎｍという波長の範囲は、三種
類（Ｒ，Ｂ，Ｇ）の異なる高分子顔料の各着色層１，
２，３を同一エネルギー密度のレーザ光で同時に加工し
た場合の加工深さがほぼ同一になるという波長範囲を追
求した結果の知見を基礎として決定したものである。す
なわち、この範囲の波長であれば液晶カラーフィルタＩ
に加工する溝６の均質化を保証し得る。したがって、同
範囲の波長であればエキシマレーザ光に限定する必要は
なく、例えばＹＡＧレーザ光の４倍波であっても同様の
効果を得る。
射する。この場合のレーザ光はその波長が１９３ｎｍ〜
３０８ｎｍのパルス波で、そのパルス幅はナノsec オー
ダの非常に幅狭の尖頭値が高い波形の光である。この場
合の１９３ｎｍ〜３０８ｎｍという波長の範囲は、三種
類（Ｒ，Ｂ，Ｇ）の異なる高分子顔料の各着色層１，
２，３を同一エネルギー密度のレーザ光で同時に加工し
た場合の加工深さがほぼ同一になるという波長範囲を追
求した結果の知見を基礎として決定したものである。す
なわち、この範囲の波長であれば液晶カラーフィルタＩ
に加工する溝６の均質化を保証し得る。したがって、同
範囲の波長であればエキシマレーザ光に限定する必要は
なく、例えばＹＡＧレーザ光の４倍波であっても同様の
効果を得る。
【００２０】２）エキシマレーザ１１の出射光をカライ
ド入射光学系１２を介してカライドスコープ１３に入射
し、矩形形状の均一密度のレーザ光を得る。このように
均一密度とすることにより、最終的に液晶カラーフィル
タＩに投射する線状ビームのそれぞれのエネルギー密度
を均一にすることができ、均一な溝６の形成が保証され
る。
ド入射光学系１２を介してカライドスコープ１３に入射
し、矩形形状の均一密度のレーザ光を得る。このように
均一密度とすることにより、最終的に液晶カラーフィル
タＩに投射する線状ビームのそれぞれのエネルギー密度
を均一にすることができ、均一な溝６の形成が保証され
る。
【００２１】３）カライドスコープ１３で矩形に整形し
たレーザ光を照明用光学系１４及び反射ミラー１５を介
してマスク１６に照射し、このマスク１６により相互に
平行な多数のスリット状のレーザ光を形成する。
たレーザ光を照明用光学系１４及び反射ミラー１５を介
してマスク１６に照射し、このマスク１６により相互に
平行な多数のスリット状のレーザ光を形成する。
【００２２】4) マスク１６を透過したレーザ光を縮小
投影光学系１７により液晶カラーフィルタＩに縮小投影
する。この結果、液晶カラーフィルタＩにはレーザ光が
多数の線状ビームとなって照射され、この照射部分の着
色層１，２，３が蒸発して一度に多数（実際には４０〜
８０本程度）の溝６が形成される。すなわち、線状ビー
ムのレーザ光により多数の溝６を同時に蒸発加工（Abla
tion）する。
投影光学系１７により液晶カラーフィルタＩに縮小投影
する。この結果、液晶カラーフィルタＩにはレーザ光が
多数の線状ビームとなって照射され、この照射部分の着
色層１，２，３が蒸発して一度に多数（実際には４０〜
８０本程度）の溝６が形成される。すなわち、線状ビー
ムのレーザ光により多数の溝６を同時に蒸発加工（Abla
tion）する。
【００２３】このとき、一度の投影で形成される溝の長
さは、液晶カラーフィルタＩに最終的に形成する溝６の
数分の１とする。このため、溝６は液晶カラーフィルタ
Ｉ若しくは線状ビームをその長手方向に移動させ乍ら形
成する。すなわち、１本の溝６は複数本の線状ビームで
形成する。こうすることにより液晶カラーフィルタＩ若
しくは線状ビームを高速で移動しても溝６がその長手方
向の途中で途切れることなく連続して形成される。すな
わち、エキシマレーザ１１のパルス状レーザ光の繰り返
し周期（例えば２００Ｈｚ）に制限されることなく当該
技術分野で特に肝要とされる溝６の加工時間の短縮化が
実現される。
さは、液晶カラーフィルタＩに最終的に形成する溝６の
数分の１とする。このため、溝６は液晶カラーフィルタ
Ｉ若しくは線状ビームをその長手方向に移動させ乍ら形
成する。すなわち、１本の溝６は複数本の線状ビームで
形成する。こうすることにより液晶カラーフィルタＩ若
しくは線状ビームを高速で移動しても溝６がその長手方
向の途中で途切れることなく連続して形成される。すな
わち、エキシマレーザ１１のパルス状レーザ光の繰り返
し周期（例えば２００Ｈｚ）に制限されることなく当該
技術分野で特に肝要とされる溝６の加工時間の短縮化が
実現される。
【００２４】また、本方法によれば着色層１，２，３の
みを蒸発加工し、透明電極５は残すことも可能である。
そこで、このように溝６を形成していも良い。エキシマ
レーザ光は尖頭値の高い幅狭で短波長のパルス状レーザ
光であるため、表層部（本例では着色層１，２，３）の
みの加工が可能であるからである。
みを蒸発加工し、透明電極５は残すことも可能である。
そこで、このように溝６を形成していも良い。エキシマ
レーザ光は尖頭値の高い幅狭で短波長のパルス状レーザ
光であるため、表層部（本例では着色層１，２，３）の
みの加工が可能であるからである。
【００２５】このように透明電極５を残した場合、着色
層１，２，３の処理工程でこれの一部を損傷した場合で
あっても、透明電極５上に棒状の着色層１，２，３を形
成する工程に戻せば良く、その分、製品分溜まりを向上
させることができる。
層１，２，３の処理工程でこれの一部を損傷した場合で
あっても、透明電極５上に棒状の着色層１，２，３を形
成する工程に戻せば良く、その分、製品分溜まりを向上
させることができる。
【００２６】なお、溝６の本数が多い場合には液晶カラ
ーフィルタＩ若しくは線状ビームを溝６の幅方向に適宜
移動して同様の加工を繰り返す。
ーフィルタＩ若しくは線状ビームを溝６の幅方向に適宜
移動して同様の加工を繰り返す。
【００２７】
【発明の効果】以上実施の形態とともに具体的に説明し
たように本発明によればレーザ光の投影だけで液晶カラ
ーフィルタに充分な精度で所望の溝を形成することが可
能となるため、当該溝加工のための設備費が大幅に削除
されるばかりでなく、加工時間の大幅な短縮化も実現し
得る。
たように本発明によればレーザ光の投影だけで液晶カラ
ーフィルタに充分な精度で所望の溝を形成することが可
能となるため、当該溝加工のための設備費が大幅に削除
されるばかりでなく、加工時間の大幅な短縮化も実現し
得る。
【図１】本発明の実施の形態に係る溝加工方法を実現す
る装置を概念的に示す説明図。
る装置を概念的に示す説明図。
【図２】図１に示す装置のカライドスコープ１３を抽出
して示す斜視図。
して示す斜視図。
【図３】図１に示す装置のマスク１６を抽出して示す平
面図。
面図。
【図４】図１に示す装置のマスク１６、縮小投影光学系
１７及び液晶カラーフィルタＩの部分を抽出して示す平
面図（ａ）及びその液晶カラーフィルタＩの部分を抽出
・拡大して示す平面図（ｂ）。
１７及び液晶カラーフィルタＩの部分を抽出して示す平
面図（ａ）及びその液晶カラーフィルタＩの部分を抽出
・拡大して示す平面図（ｂ）。
【図５】液晶カラーフィルタを示す斜視図（ａ）及びそ
の加工途中の製品の状態を示す斜視図（ｂ）。
の加工途中の製品の状態を示す斜視図（ｂ）。
Ｉ 液晶カラーフィルタ １，２，３ 着色層 ４ ガラス基板 ５ 透明電極 ６ 溝 １１ エキシマレーザ １３ カライドスコープ １６ マスク １６ａ スリット １７ 縮小投影光学系
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤羽 崇 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番 １号 三菱重工業株式会社 神戸造船所 内 (56)参考文献 特開 平２−92476（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−193289（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−100685（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−308788（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−263589（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−230057（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1335 505 B23K 26/00 - 26/06
Claims (3)
- 【請求項１】 三原色である赤，緑，青に対応する線状
の高分子顔料で形成するとともに、各高分子顔料をその
幅方向で順次隣接するように交互に並べ、基板上に透明
電極を介して形成した複数本の着色層に、その幅方向に
伸びる溝を、複数本形成してマトリックス状の着色層を
形成する場合における液晶カラーフィルタの溝加工方法
において、 レーザ光をビーム均一化素子としての矩形波導波管を通
すことにより均一な矩形のレーザ光を形成し、 この矩形のレーザ光を複数本のスリットを有するスリッ
ト状マスクを通した後、縮小投影光学系を介して投影す
ることにより複数本の線状ビームを形成するとともに、
この線状ビームを上記着色層に照射する一方、線状ビー
ム若しくは液晶カラーフィルタを線状の着色層の長手方
向に移動することにより一度に複数本の上記溝を形成す
ることを特徴とする液晶カラーフィルタの溝加工方法。 - 【請求項２】 レーザ光はその波長が１９３ｎｍ乃至３
０８ｎｍであることを特徴とする［請求項１］に記載す
る液晶カラーフィルタの溝加工方法。 - 【請求項３】 溝は、線状ビームの照射による着色層の
蒸発加工により透明電極部分が残るように着色層の部分
のみに形成することを特徴とする［請求項１］又は［請
求項２］に記載する液晶カラーフィルタの溝加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25310595A JP3021330B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 液晶カラーフィルタの溝加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25310595A JP3021330B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 液晶カラーフィルタの溝加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0994683A JPH0994683A (ja) | 1997-04-08 |
| JP3021330B2 true JP3021330B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=17246571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25310595A Expired - Fee Related JP3021330B2 (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 液晶カラーフィルタの溝加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3021330B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1376100A (zh) * | 1999-09-28 | 2002-10-23 | 住友重机械工业株式会社 | 激光钻孔的加工方法及其加工装置 |
| JP2001105164A (ja) * | 1999-10-07 | 2001-04-17 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | レーザ穴あけ加工方法及び加工装置 |
-
1995
- 1995-09-29 JP JP25310595A patent/JP3021330B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0994683A (ja) | 1997-04-08 |
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