JP3159906B2 - 液晶表示素子の製造方法 - Google Patents

液晶表示素子の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、透明基板上のカラーフ
ィルタをトリミング加工して該カラーフィルタの周囲に
遮光膜（ブラックマトリクス）を形成することにより、
迷光をなくして表示品位を高めたフルカラー表示の液晶
表示素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば特開平２−２８２２２
３号公報に記載されているように、フルカラー表示の液
晶表示素子の製造工程で、透明基板上の各カラーフィル
タの周囲に遮光膜（ブラックマトリクス）を形成するこ
とにより、迷光をなくして表示品位を向上させるという
技術が知られている。
【０００３】かかる従来技術の概略について説明する
と、まず、ガラス等からなる透明基板の片面に一定のピ
ッチ間隔で直線状に延びる透明電極を形成し、この透明
電極形成面にフォトレジスト層を形成した後、このフォ
トレジスト層上に、多数のスリットを有するマスクを重
ねて該マスク側から露光用光を照射し、現像処理してか
ら未露光のフォトレジストを除去することにより、多数
本の透明電極を横断するストライプ状のフォトレジスト
層を残存させる。次に、このストライプ状のフォトレジ
スト層が形成されていない露出している多数の透明電極
上に、電着法や染色法、印刷法等の手法により、Ｒ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタを積層
し、焼成して固化させる。そして、ストライプ状のフォ
トレジスト層をアルカリ溶液等を用いて剥離した後、透
明基板のカラーフィルタ形成面（透明電極形成面）に、
黒色色素を含むフォトレジスト層（いわゆるブラックレ
ジスト層）を形成し、背面側から露光用光を照射して現
像処理した後、未露光のブラックレジストを除去するこ
とにより、前記カラーフィルタの周囲の間隙部分にマト
リクス状の遮光膜が形成されることとなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来方法でカラーフィルタの周囲に遮光膜（ブラック
マトリクス）を形成するとなると、フォトレジスト層の
露光と現像を２回ずつ行わなければならないので、製造
工程が煩雑になってコストアップを余儀なくされるとい
う不具合があった。
【０００５】また、上述した従来方法は、耐熱温度が１
５０℃前後のフォトレジストを、カラーフィルタの焼成
時に約２５０℃まで加熱するので、この焼成工程で焼付
けを起こしたフォトレジストが透明電極の表面にこびり
付いて剥離しにくいという不具合があった。つまり、露
光されたフォトレジストはグレーに変色するので、スト
ライプ状のフォトレジスト層の一部が残ってしまうと、
その後に形成されるフォトレジスト（ブラックレジス
ト）が部分的に露光不足を起こして、カラーフィルタの
周囲にきれいな遮光膜が形成されなくなってしまい、表
示品位に悪影響を及ぼすこととなる。
【０００６】本発明はこのような従来技術の課題に鑑み
てなされたもので、その目的は、カラーフィルタの周囲
に所望の遮光膜が安価に形成できる、液晶表示素子の製
造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明は、レーザ発振器から供給されるレーザ
ビームの直線偏光を位相差部材にて円偏光に変換してか
らビームスプリッタへ導くことにより、前記レーザビー
ムを複数本の直線偏光に分割し、これらの分割ビームを
対物レンズを介して被加工物にスポット状に照射する加
工機本体と、被加工物を搭載して互いに直交する２方向
へ移送可能なＸＹテーブルとを備えた、レーザ加工機を
使用し、予め透明基板上に一方向に延びる多数本の透明
電極と該透明電極上に積層したカラーフィルタとを形成
してなる被加工物を、前記ＸＹテーブル上に搭載して該
ＸＹテーブルを制御しながら、この被加工物に対して、
前記カラーフィルタの長手方向と直交する方向に一定の
ピッチ間隔で前記複数本の分割ビームを照射することに
より、前記カラーフィルタを部分的に除去し、しかる
後、前記透明基板上に複数個の離間したカラーフィルタ
を形成し、次いで、前記カラーフィルタの周囲にブラッ
クレジストからなる遮光膜を形成することとした。ま
た、前記位相差部材を前記レーザビームの光軸まわりに
回動可能に設けることによって達成される。
【０００８】
【作用】レーザビームのパワー（エネルギーレベル）を
調整して照射することにより、透明電極上のカラーフィ
ルタのみを除去することができるので、ＸテーブルやＹ
テーブルを駆動制御して、前記透明基板をビームスポッ
トに対して水平面内で所定の軌跡で移動させてやれば、
この透明基板上に透明電極を介してストライプ状に形成
されているカラーフィルタを、その長手方向と直交する
方向に一定のピッチ間隔で簡単にトリミングでき、それ
ゆえ、カラーフィルタの形状を規定するために従来行っ
ていたマスキング工程やフォトレジストの露光および現
像工程を省略することができて、製造工程の簡素化が図
れる。
【０００９】しかも、複数本の分割ビームを照射するこ
とによってカラーフィルタのトリミング加工を行うの
で、同時に複数個所のトリミングが行えて、加工時間が
大幅に短縮できる。このとき、カラーフィルタのみを除
去するために必要なレーザビームのパワー調整を、すべ
ての分割ビームに対して行わねばならないが、レーザ加
工機の光学系に設けた前記位相差部材を適宜回動させる
ことにより、各分割ビームのパワーのばらつきを解消す
ることができる。
【００１０】また、このように、カラーフィルタの焼成
前にフォトレジスト層を設けておく必要がなくなると、
フォトレジストが焼付けを起こして剥離時に残ってしま
うという問題もなくなるので、カラーフィルタの周囲に
きれいな遮光膜を形成することができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図１１に
基づいて説明する。
【００１２】ここで、図１は本実施例に係るレーザ加工
機に組み込んだＸＹテーブルの正面図、図２は一部を図
示省略した該ＸＹテーブルの側面図、図３は該ＸＹテー
ブルを含むレーザ加工機の全体側面図、図４は該レーザ
加工機を覆う安全カバーの図３に対応する個所の側面
図、図５は該レーザ加工機でレーザビームの光路に配設
されている光学系のレイアウトを示す説明図、図６は該
レーザ加工機のレーザ発振器を示す説明図、図７は図６
に示すレーザ発振器に消磁カバーを取り付けた状態を示
す平面図、図８は該レーザ加工機のビーム照射部を示す
説明図、図９は図５に示す光学系で光ファイバから出射
されるレーザビームの光軸まわりのエネルギー分布を示
す特性図、図１０は該レーザ加工機を用いてカラーフィ
ルタのトリミング加工を行う液晶表示素子の製造方法を
示す工程説明図、図１１は図１０に示す製造過程におい
てカラーフィルタをレーザトリミングする工程を示す説
明図である。
【００１３】本実施例に係るレーザ加工機は、図３に示
すように、レーザ発振器５から供給されたレーザビーム
（ＹＡＧレーザ）をレンズ群やビームスプリッタ等から
なる光学系で導いて被加工物に照射させる加工機本体１
と、搭載した被加工物をリニアモータにより互いに直交
する２方向へ移送可能なＸＹテーブル２と、これら加工
機本体１およびＸＹテーブル２を載置した定盤（ベース
盤）３と、この定盤３を載置した除振台４とによって概
略構成されており、図３に鎖線で示すカバーフレーム６
を支持枠とする安全カバー７（図４参照）が、このレー
ザ加工機や真空ポンプ８等を覆っている。なお、図１中
の符号２１は加工機本体１を載置している光学定盤を示
しており、この光学定盤２１は支柱２２を介して定盤３
に支持されている。
【００１４】そして、このレーザ加工機に組み込んだＸ
Ｙテーブル２は、上面に多数開設した吸着孔を介して空
気を吸引することにより搭載した被加工物を吸着固定す
ることができる吸着テーブル９と、この吸着テーブル９
の底面中央部に開設されている軸穴に円柱状の支軸１０
ａを挿入して該吸着テーブル９を回動可能に支持するＸ
テーブル１０と、このＸテーブル１０を摺動自在に支持
する一対の平行なＸ軸レール部１１ａを両側縁に設けて
なる断面形状が凹状の支持台１１と、この支持台１１の
内側に設置され前記Ｘ軸レール部１１ａに沿ってＸテー
ブル１０を往復直線移動させるＸ軸リニアモータ１２
と、Ｘテーブル１０の位置データを検出するＸ軸リニア
エンコーダ１３と、支持台１１を載置したＹテーブル１
４と、前記Ｘ軸レール部１１ａと直交する方向に延びて
Ｙテーブル１４を摺動自在に支持する３本のＹ軸レール
１５，１６と、これらＹ軸レール群１５，１６に沿って
Ｙテーブル１４を往復直線移動させるＹ軸リニアモータ
１７と、Ｙテーブル１４の位置データを検出するＹ軸リ
ニアエンコーダ１８とによって主に構成されている。た
だし、Ｘテーブル１０と各Ｘ軸レール部１１ａ間、およ
びＹテーブル１４と各Ｙ軸レール１５，１６間にはそれ
ぞれ、テーブル側に設けたエアーノズルから圧縮空気を
吹き出すことによりエアーギャップが形成され、これら
のエアーギャップで摩擦力を低減することにより、被加
工物がＸ軸方向およびＹ軸方向へ円滑に移送できるよう
になっている。
【００１５】なお、図１において、符号３ａはＹ軸レー
ル群１５，１６の各底部を挿入して幅方向に位置決めす
るために定盤３の上面に設けた取付溝を示し、符号１７
ａ，１７ｂ，１７ｃはそれぞれＹ軸リニアモータ１７を
構成するコイルと磁石とヨークを示し、符号１８ａ，１
８ｂはそれぞれＹ軸リニアエンコーダ１８を構成する光
素子等の検出部と目盛部（リニアスケール）を示してい
る。また、図２において、符号１０ｂはＸテーブル１０
のエアー吹き出し面を示し、符号１２ａ，１２ｂ，１２
ｃはそれぞれＸ軸リニアモータ１２を構成するコイルと
磁石とヨークを示し、符号１３ａ，１３ｂはそれぞれＸ
軸リニアエンコーダ１３を構成する光素子等の検出部と
目盛部（リニアスケール）を示し、符号２０は支軸１０
ａを回動中心として吸着テーブル９を回転駆動するため
のモータを示している。さらにまた、図２中の符号Ｐ
は、Ｘ軸リニアモータ１２が生起する磁気駆動力の作用
点を示しており、本実施例の場合、この作用点ＰとＸテ
ーブル１０の重心とを略合致させることにより、Ｘテー
ブル１０が起動時や停止時にガタを起こさないように配
慮してある。
【００１６】このようなＸＹテーブル２を組み込んだレ
ーザ加工機は、ＸＹテーブル２を駆動制御することによ
り、吸着テーブル９上に搭載した被加工物を水平面内に
おいて高い位置精度で移動させることができるので、加
工機本体１の光学系の先端部（対物レンズ）から照射さ
れるスポット状のレーザビーム（ビームスポット）に対
して、この被加工物を所定の軌跡で移動させることによ
り、ビーム照射による所望の加工パターンを被加工物に
描画することができる。
【００１７】なお、ＸＹテーブル２に組み込まれている
リニアモータ１２，１７は、重量物を駆動するため強い
磁力を発生するので、本実施例では、周辺に配置されて
いるモニター用のＣＲＴや測定機に対してリニアモータ
１２，１７の磁力が悪影響を及ぼさないようにするた
め、主に強磁性体からなる安全カバー７でレーザ加工機
をすっぽり覆っている。すなわち、この安全カバー７は
図３，４に示すように、支持枠であるカバーフレーム６
に鉄板や消磁板等を取り付けてなるもので、具体的に
は、図４のア部はＳＵＳ３０４のステンレス板を取着し
た個所で、イ部とウ部はＳＵＳ３０４のステンレス板の
内側にＳＵＳ４３０の消磁板を付設して消磁効果を高め
た２層構造の個所で、このうちウ部は開閉可能な両開き
カバーとなっていて、さらにエ部は、着色アクリル板の
外側をウ部と同じ構成にした３層構造の個所となってい
る。このように、消磁効果を有する安全カバー７でレー
ザ加工機を覆い、しかもリニアモータ１２，１７の近傍
で強い磁力が予想される個所は２層構造にして消磁効果
を高めておけば、リニアモータ１２，１７の磁力が周辺
機器に悪影響を及ぼす虞がなくなり、ウ部の両開きカバ
ーを開けることにより加工機本体１の光学系の調整も容
易に行える。また、レーザビームが被加工物に正しく照
射されているかどうかを直接確認する際には、エ部の両
開きカバーを開ければ、着色アクリル板を介して安全に
目視確認が行える。
【００１８】次に、このレーザ加工機の加工機本体１の
構成について、詳細に説明する。
【００１９】レーザ発振器５は、図６に示すように、ア
ークランプ５ａ内で発生する電子線ＥにてＹＡＧロッド
５ｂを励起することにより、このＹＡＧロッド５ｂがレ
ーザ光を発振するように構成されている公知のものであ
り、本実施例では図５，７に示すように、２台のレーザ
発振器５を並設して２本のレーザビームが同時に供給で
きるようにしてある。
【００２０】また、本実施例においては図７に示すよう
に、これら２台のレーザ発振器５の外周部に、強磁性体
の金属板からなる２層構造で両アークランプ５ａを包囲
する消磁カバー４２が設けてある。具体的に述べると、
この消磁カバー４２は、鉄板やパーマロイ板からなり両
アークランプ５ａを余裕をもって包囲する下シールド板
４２ａと、ケイ素鋼板からなり両アークランプ５ａの大
きさに合わせた幅寸法を有する上シールド板４２ｂとに
よって構成されており、強磁性体からなるこれら２層の
シールド板４２ａ，４２ｂの消磁効果により、この消磁
カバー４２の内側では、ＸＹテーブル２の前記リニアモ
ータ１２，１７の生起する磁力が極端に弱められてい
る。したがって、各レーザ発振器５のアークランプ５ａ
の電子線Ｅが、リニアモータ１２，１７の磁力の影響で
曲げられる心配がなく、それゆえ、各レーザ発振器５か
ら供給されるレーザビームのパワーやモードが変化した
り、アークランプ５ａの寿命が劣化する虞はない。
【００２１】次いで、加工機本体１の光学系について述
べると、２台のレーザ発振器５から供給された２本のレ
ーザビームはそれぞれ、図５に示すような光路に沿って
導かれる。なお、これら２台のレーザ発振器５から供給
される各レーザビームの光路中には、同等の構成の光学
系が配設されているので、一方のレーザビーム用の光学
系についてのみ符号を付して説明する。
【００２２】レーザ発振器５から出射されたレーザビー
ムはまず、音響光学素子（ＡＯＭ）２３を経て反射ミラ
ー２４で反射されてから、１／４λ板とも称される第１
の位相差板２５へ入射されて直線偏光が円偏光に変換さ
れる。ここで、音響光学素子２３は一種のスイッチング
素子であり、これがスイッチオンされると、超音波を加
えて光軸を歪ませることにより入射光（レーザビーム）
の大部分を使用不能な光となすことができる。つまり、
この音響光学素子２３は、レーザ加工を行っている間は
オフ状態に保たれてレーザビームをそのまま通過させる
が、レーザ加工を一時中断させたいときにはオフ状態へ
の切換えが行われるようになっている。
【００２３】さて、第１の位相差板２５から出射された
円偏光のレーザビームは、拡散防止レンズ２６を経て反
射ミラー２７で反射された後、第１のビームスプリッタ
２８へ入射されて２方向へ向かう直線偏光に分割され、
これにより、複数個所を同時にレーザ加工できる２本の
分割ビームが得られる。ただし、薄膜精密化工のような
微細な加工を行うためには、第１のビームスプリッタ２
８から出射される各分割ビームのパワー（エネルギーレ
ベル）を同等に設定しておかなければならないが、実際
には各部材の取付誤差等により２本の分割ビーム（直線
偏光）のパワーには若干のばらつきが生じやすい。そこ
で本実施例では、第１の位相差板２５を光路中に回動可
能に設置し、この位相差板２５を適宜回動させることに
より、２本の分割ビームのパワー調整が容易に行えるよ
うになっている。
【００２４】第１のビームスプリッタ２８から出射され
た一方の分割ビームは、反射ミラー２９を経た後、光フ
ァイバ４３を通過してから、回動可能な第２の位相差板
３０に入射されて再び円偏光に変換され、この円偏光は
円筒レンズ３１を経て長円形に拡大された後、第２のビ
ームスプリッタ３５に入射されて、２方向へ向かう直線
偏光に分割される。同様に、第１のビームスプリッタ２
８から出射された他方の分割ビームは、反射ミラー３２
を経た後、光ファイバ４４を通過してから、回動可能な
第３の位相差板３３に入射されて再び円偏光に変換さ
れ、この円偏光は円筒レンズ３４を経て長円形に拡大さ
れた後、第２のビームスプリッタ３５に入射されて、２
方向へ向かう直線偏光に分割される。すなわち、レーザ
発振器５から出射された１本のレーザビームが、所定の
光路を経て第２のビームスプリッタ３５から出射される
ときには計４本のレーザビームに分割されることとな
り、ここでも第２および第３の位相差板３０，３３を適
宜回動させることにより、これら４本の分割ビームのパ
ワー調整が容易に行えるようになっている。
【００２５】なお、第１および第２のビームスプリッタ
２８，３５として、本実施例では、２つのプリズム体を
接着させたタイプのものを用いているが、ガラス平板の
片面に反射層を設けたタイプのビームスプリッタを用い
てもよい。
【００２６】また、上述した光路中で第２および第３の
位相差板３０，３３の前に設置されている光ファイバ４
３，４４は、石英材料を反射膜で被覆して構成される公
知のもので、該反射膜で反射されながら伝送されるレー
ザビームはシングルモードがマルチモードに変換された
状態で出射されるので、各光ファイバ４３，４４へ入射
されたレーザビームの光軸まわりのエネルギー分布曲線
は、図９に符号Ｌ１で示すマルチモードのトップハット
形に変換された状態、換言するなら光軸を中心とする高
エネルギー領域の面積を拡大させた状態で出射されるこ
とになる。
【００２７】こうして第２のビームスプリッタ３５から
４本の分割ビームが出射されると、これらの分割ビーム
はアパーチャ３６を通過してから、収束レンズ３７や結
像レンズ３８等を経た後、光路の先端部に位置する対物
レンズ３９に入射され、この対物レンズ３９から加工面
Ａに向けて、互いに平行な４本の分割ビームがスポット
状に照射されるようになっている。ただし、実際には、
もう１台のレーザ発振器５から出射されたレーザビーム
も、その光路の先端部に位置する対物レンズから４本の
分割ビームとなって加工面に照射されるので、結局、本
実施例では、加工面に配置される被加工物に対して計８
本の分割ビームがスポット状に照射されて、複数個所の
レーザ加工が同時に行えるようになっている。
【００２８】なお、アパーチャ３６の４個所には、各分
割ビームを通過させるための長方形状の光透過孔３６ａ
が並設してあり、各分割ビームがその光路中に開口して
いる光透過孔３６ａを通過すると、ビーム形状は高速加
工に好適な長方形状に成形されることとなる。そして、
このアパーチャ３６に入射される分割ビームは、光ファ
イバ４３または４４を通過したマルチモードのレーザビ
ームなので、このレーザビームの光軸と、その光路中に
開口している光透過孔３６ａの中心とが極端な位置ずれ
を起こしていない限り、アパーチャ３６を通過してビー
ム形状が成形されるのは該レーザビームの高エネルギー
部分のみであり、不要な低エネルギー部分が対物レンズ
３９へ導かれる心配はない。つまり、図９に示すよう
に、アパーチャ３６に入射されるレーザビームの光軸
（横軸座標が０の位置）が、その光路中に開口している
幅寸法ｗの光透過孔３６ａの中心（一点鎖線Ｃの横軸座
標）に対して若干ずれている場合、仮に光軸まわりのエ
ネルギー分布曲線が正規分布のガウシアン形（破線Ｌ
２）になっているとすると、レーザビームは低エネルギ
ー部分もアパーチャ３６を通過することになるので、こ
の低エネルギー部分が加工面Ａに照射されてそこだけレ
ーザ加工が良好に行えず、例えばトリミング幅の寸法誤
差やばらつきといった加工不良が招来されることにな
る。しかるに、本実施例では、アパーチャ３６に入射さ
れるレーザビームの光軸まわりのエネルギー分布曲線が
トップハット形（実線Ｌ１）なので、その光軸が光透過
孔３６ａの中心に対して若干ずれていても、レーザビー
ムの低エネルギー部分がアパーチャ３６を通過すること
はなく、それゆえ、対物レンズ３９から出射されるビー
ムスポットＳ（図８参照）を、光軸まわりの光エネルギ
ーの分布がほぼ均一なレーザ光に設定することができ
て、加工形状の寸法誤差が極めて少なくなっている。
【００２９】なお、レーザ発振器５からのレーザビーム
は波長３８０ｎｍ以下からなり、例えば、固体ＹＡＧレ
ーザが発生するレーザビームの第３高調波（３５５ｎ
ｍ）からなるレーザビームを走査照射し、レーザビーム
を走査照射した部分のカラーフィルタを溶融、蒸発、昇
華等の熱的変形を生じさせることによって除去する。特
に、レーザビームとして、波長が２８０ｎｍ以下の短波
長のものを用いた場合は、波長が２８０ｎｍ以下の短波
長のレーザビームが透明基板（ガラス基板）の一面から
透明基板（ガラス基板）内に入射することがない（光透
過率０％）ことから、透明基板（ガラス基板）内に入射
したレーザビームが透明基板（ガラス基板）の他面で反
射し、この反射したレーザビームが他のカラーフィルタ
に照射され、その一部を除去してしまうという不所望な
事態の発生を避けることができ、より高い加工品質のカ
ラーフィルタを製造することができる。
【００３０】図８は、上述した光路の先端部に位置する
対物レンズ３９を含むビーム照射部４０を示しており、
ここには、ビームスポットＳを包囲する漏斗状のノズル
４１のほかに、このノズル４１と対物レンズ３９との間
に圧縮空気を吹き出すエアー送出部４０ａと、ノズル４
１の先端近傍の空気を強制的に吸い込むエアー吸引部４
０ｂとが設けてあり、ノズル４１の円錐面状の内壁面に
沿って上方から下方へ圧縮空気の流れ（図８中の矢印）
が形成されるように構成してある。すなわち、本実施例
では、レーザ加工時に発生する煙の多くをエアー吸引部
４０ｂにて吸い込んで排出経路へ導くことにより、金属
成分等を含有するその煙が周辺の作業者の健康に悪影響
を及ぼさないように配慮してある。また、煙の一部がノ
ズル４１の内部へ侵入したとしても、その煙は圧縮空気
の流れによって速やかにノズル４１の下部から外部へと
排出されて、エアー吸引部４０ｂに吸い込まれるように
なっているので、ビームスポットＳや対物レンズ３９に
煙の悪影響が及ぶ可能性も極めて少ない。
【００３１】さて、このようなレーザ加工機を使用し
て、本実施例では、液晶表示素子の製造過程におけるカ
ラーフィルタのトリミング加工を行い、周囲を遮光膜に
て囲まれた所望のカラーフィルタを形成した。
【００３２】かかる製造技術について述べると、まず、
図１０（ａ）に示すように、ガラス基板等の透明基板５
０の片面に、ＩＴＯをパターニングすることにより、一
定のピッチ間隔で一方向に延びる多数本の透明電極５１
を形成する。次いで、図１０（ｂ）に示すように、各透
明電極５１上に、電着法や印刷法等の手法により、Ｒ
（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタ５２を所
定の配列で積層する。ちなみに、図１０（ｂ）の例で
は、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｒ……の順にカラーフィ
ルタ５２が積層されている。そして、積層後、約２５０
℃で焼成してカラーフィルタ５２を固化する。
【００３３】しかる後、透明基板５０を前記ＸＹテーブ
ル２の吸着テーブル９上に搭載し、このＸＹテーブル２
を制御しながら、カラーフィルタ５２の長手方向と直交
する方向に一定のピッチ間隔で８本の分割ビームを照射
することにより、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタ５２を部
分的に除去するというレーザトリミング加工を行い、こ
れにより図１０（ｃ）に示すように、遮光膜が未形成で
はあるが所定の配置に並んだカラーフィルタ５２が得ら
れる。なお、かかるカラーフィルタ５２のレーザトリミ
ング加工を模式的に示す図１１において、吸着テーブル
９上の透明基板５０は同図の紙面直交方向に移送され、
その移動に伴い、対物レンズ３９から照射されるビーム
スポットＳがカラーフィルタ５２の不要部分を除去して
いく。
【００３４】そして、カラーフィルタ５２の不要部分を
除去したなら、透明基板５０のカラーフィルタ形成面に
ブラックレジストを塗布して乾燥させた後、他面側から
露光用光を照射し、露光後に現像処理して未露光の前記
ブラックレジストを除去することにより、図１０（ｄ）
に示すように、カラーフィルタ５２の周囲の間隙部分に
遮光膜５３を形成した。
【００３５】このようにしてカラーフィルタ５２や遮光
膜５３を形成するという本実施例の製造技術において
は、前述したようにレーザビームの光路中に配設した位
相差板２５，３０，３３等を適宜回動させることによ
り、複数本の分割ビームのパワーにばらつきが生じない
ように調整できるので、図１１に示すように、透明電極
５１上のカラーフィルタ５２のみを除去するために必要
な所定のビームパワーを各分割ビームに過不足なく付与
することが容易であり、それゆえ、複数本（具体的には
８本）の分割ビームを複数個所に同時に照射することに
よって、カラーフィルタ５２のレーザトリミング加工を
効率良く行うことができて、加工時間が大幅に短縮でき
る。また、本実施例では前述したように、アパーチャ３
６に入射されるレーザビームの光軸まわりのエネルギー
分布曲線をトップハット形にして、その低エネルギー部
分が該アパーチャ３６を通過しないように工夫してある
ので、対物レンズ３９から出射されるビームスポットＳ
を光軸まわりの光エネルギーの分布がほぼ均一なレーザ
光に設定することができ、よってカラーフィルタ５２の
トリミング幅に寸法誤差やばらつきが少ない高精度なレ
ーザ加工が行えるようになっている。さらにまた、本実
施例では、従来技術においてカラーフィルタ焼成前に設
けておく必要があったフォトレジスト層が不要となって
いるので、フォトレジストが焼付けを起こして剥離時に
残ってしまうという問題が起こらず、それゆえ、カラー
フィルタ５２の周囲にきれいな遮光膜５３が形成できる
という利点もある。
【００３６】なお、本実施例のように透明電極５１を残
してカラーフィルタ５２のみを除去すると、その後に行
われる洗浄工程やラビング処理工程において静電気の帯
電が起こりにくくなるので、静電気に起因する液晶表示
素子の表示むらや配向膜の損傷等が回避できるという利
点がある。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による液晶
表示素子の製造方法は、予め透明基板上に多数本の透明
電極と該透明電極上に積層したカラーフィルタとを形成
してなる被加工物を、ＸＹテーブル上に搭載して所定の
軌跡で移動させながら、複数本の分割ビームを照射する
ことにより、前記カラーフィルタをその長手方向と直交
する方向に一定のピッチ間隔でレーザトリミングすると
いうものであり、また、レーザ加工機の光学系に設けた
位相差部材を適宜回動させることにより、各分割ビーム
のパワーのばらつきが解消できるというものなので、従
来行われていたマスキング工程やフォトレジストの露光
および現像工程を省略することができて、製造工程の簡
素化が図れるとともに、フォトレジストの焼付けに起因
する遮光膜の露光不足が回避でき、その結果、カラーフ
ィルタの周囲にきれいな遮光膜が安価に形成できるとい
う優れた効果を奏する。
【００３８】また、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色
（Ｂ）のカラーフィルタを共通のレーザビームで部分的
に除去する際に、短波長のレーザビーム、具体的には、
波長が３８０ｎｍ以下の短波長のレーザビームを用いる
ようにしていることから、波長が３８０ｎｍ以下の短波
長のレーザビームの赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色
（Ｂ）のカラーフィルタに対する光透過率はそれぞれ１
０％前後またはそれ以下になり、波長が３８０ｎｍ以下
の短波長のレーザビームが赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青
色（Ｂ）のカラーフィルタにおいてほぼ均一に反射され
るようになっている。そして、波長が３８０ｎｍ以下の
短波長のレーザビームが赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色
（Ｂ）のカラーフィルタにおいてほぼ均一に反射された
場合、波長が３８０ｎｍ以下の短波長のレーザビームに
よる赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフィ
ルタに対する除去（カッティング）幅は同じになること
から、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のカラーフ
ィルタのサイズを同じにすることができ、カラーフィル
タの加工品質の低下を招くことがなくなって、表示品質
の良好なカラーフィルタを製造できるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係るレーザ加工機に組み込んだＸＹ
テーブルの正面図である。
【図２】一部を図示省略した該ＸＹテーブルの側面図で
ある。
【図３】該ＸＹテーブルを含むレーザ加工機の全体側面
図である。
【図４】該レーザ加工機を覆う安全カバーの図３に対応
する個所の側面図である。
【図５】該レーザ加工機でレーザビームの光路に配設さ
れている光学系のレイアウトを示す説明図である。
【図６】該レーザ加工機のレーザ発振器を示す説明図で
ある。
【図７】図６に示すレーザ発振器に消磁カバーを取り付
けた状態を示す平面図である。
【図８】該レーザ加工機のビーム照射部を示す説明図で
ある。
【図９】図５に示す光学系で光ファイバから出射される
レーザビームの光軸まわりのエネルギー分布を示す特性
図である。
【図１０】該レーザ加工機を用いてカラーフィルタのト
リミング加工を行う液晶表示素子の製造方法を示す工程
説明図である。
【図１１】図１０に示す製造過程においてカラーフィル
タをレーザトリミングする工程を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 加工機本体 ２ ＸＹテーブル ５ レーザ発振器 ９ 吸着テーブル １０ Ｘテーブル １２ Ｘ軸リニアモータ １４ Ｙテーブル １７ Ｙ軸リニアモータ ２５，３０，３３ 位相差板（１／４λ板） ２８，３５ ビームスプリッタ ３６ アパーチャ ３９ 対物レンズ ５０ 透明基板 ５１ 透明電極 ５２ カラーフィルタ ５３ 遮光膜（ブラックマトリクス） Ｓ ビームスポット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1335 505 B23K 26/06 B23K 26/18 G02B 5/20 101

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レーザ発振器から供給されるレーザビー
    ムの直線偏光を位相差部材にて円偏光に変換してからビ
    ームスプリッタへ導くことにより、前記レーザビームを
    複数本の直線偏光に分割し、これらの分割ビームを対物
    レンズを介して被加工物にスポット状に照射する加工機
    本体と、被加工物を搭載して互いに直交する２方向へ移
    送可能なＸＹテーブルとを備えた、レーザ加工機を使用
    し、予め透明基板上に一方向に延びる多数本の透明電極
    と該透明電極上に積層したカラーフィルタとを形成して
    なる被加工物を、前記ＸＹテーブル上に搭載して該ＸＹ
    テーブルを制御しながら、この被加工物に対して、前記
    カラーフィルタの長手方向と直交する方向に一定のピッ
    チ間隔で前記複数本の分割ビームを照射することによ
    り、前記カラーフィルタを部分的に除去し、しかる後、
    前記透明基板上に複数個の離間したカラーフィルタを形
    成し、次いで、前記カラーフィルタの周囲に遮光膜を形
    成することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
  2. 【請求項２】 前記レーザビームが３８０ｎｍ以下の波
    長のものであることを特徴とする請求項１記載の液晶表
    示素子の製造方法。
  3. 【請求項３】 前記レーザビームが２８０ｎｍ以下の波
    長のものであることを特徴とする請求項１記載の液晶表
    示素子の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記分割ビームが４本または８本の分割
    ビームであることを特徴とする請求項１記載の液晶表示
    素子の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記位相差部材が前記レーザ発振器から
    出射されたレーザビームの光軸まわりに回動可能な位相
    差板であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示素
    子の製造方法。
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