(57)【要約】【課題】デフォーカスにより紫外レーザー光の任意のガウスビーム形状を発生させて、その強度分布が傾斜している部分を利用してなだらかなスロープ形状の断面形状を得る。【解決手段】有機材料薄膜からなる有機膜１をレーザービーム３照射によりパターニングする有機膜１のレーザー加工方法において、レーザービーム３として紫外レーザービームを用い、そのレーザービームの収束点Ｆを有機膜１の面に対してデフォーカスすることによって、レーザービームによって加工された有機膜の開口４の断面形状をスロープ状に形成する有機膜のレーザー加工方法。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機材料薄膜からなる有機膜をレーザービーム照射によりパターニングする有機膜のレーザー加工方法において、前記レーザービームとして紫外レーザービームを用い、そのレーザービームの収束点を前記有機膜の面に対してデフォーカスすることによって、前記レーザービームによって加工された前記有機膜の断面形状をスロープ状に形成することを特徴とする有機膜のレーザー加工方法。
【請求項２】
前記有機膜が基板の上に成膜されており、前記レーザービームがガウスビームからなり、前記レーザービームのピーク照射量が、前記有機膜の全厚を光解離させ下地の前記基板表面を露出させる照射量を越える量であることを特徴とする請求項１記載の有機膜のレーザー加工方法。
【請求項３】
前記レーザービームを線状に走査することを特徴とする請求項１又は２記載の有機膜のレーザー加工方法。
【請求項４】
前記レーザービームがパルス動作のものであり、連続するパルスによる前記有機膜上での照射円の中心間の距離がその照射円の半径未満になるように走査速度が選択されていることを特徴とする請求項３記載の有機膜のレーザー加工方法。
【請求項５】
前記有機材料が液晶材料であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載の有機膜のレーザー加工方法。
【請求項６】
前記有機材料がコレステリック液晶材料であることを特徴とする請求項５記載の有機膜のレーザー加工方法。
【請求項７】
請求項５又は６において、前記レーザービームの波長が２６６ｎｍであることを特徴とする有機膜のレーザー加工方法。
【請求項８】
請求項１から７の何れか１項記載の有機膜のレーザー加工方法により断面が加工された有機膜を構成部材として含むことを特徴とする画像表示体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機膜のレーザー加工方法に関し、特に、液晶表示装置等のディスプレイ装置で用いられる光学素子の製造方法に係り、とりわけ、光学素子として用いられる液晶層のパターニング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、本明細書中において、「液晶層」という用語は、光学的に液晶の性質を有する分子から構成される層という意味で用い、層の状態としては、流動性のある液晶相の状態の他、オリゴマー又はポリマーからなる固化された固相の状態のものも含み、さらに、液晶相の持つ分子配列を保っているものばかりでなく、等方性の相構造を持つ場合も含む。ただし、本発明の加工方法の対象の有機膜に属する液晶層は、流動状態でなく固定状態にあるものを意味する。
【０００３】
ディスプレイパネル用途に用いられる有機膜は、一般に、シール部分の除去、スルーホール加工、画素パターニング等、支持基板全面への成膜ではなく、所望のパターンにパターニングすることが必要である。
【０００４】
このような有機膜のパターニング方法としては、フォトリソグラフィによるものが一般的であり、さらに、切削やサンドブラスト等による方法がとられていた。
【０００５】
また、特許文献１、特許文献２では、レーザーによる有機膜の加工方法が提案されている。
【０００６】
また、特許文献３では、アッテネータでレーザービームのエネルギー密度を変化させることで有機膜に掘り込まれる内壁のテーパー角度を制御する方法が提案されている。
【０００７】
さらには、レーザーを斜めから照射し、断面形状を斜めに加工する方法も提案されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００２−２９６４１９号公報
【０００９】
【特許文献２】
特開２００２−２９６４２０号公報
【００１０】
【特許文献３】
特開平１１−２６８１２１号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来のフォトリソグラフィによる方法では、材料が特殊であり、フォトリソグラフィに適さない物や、現像等のウエット工程で溶剤に接触することにより有機膜の性能を損なうような物、例えばＥＬ材料や液晶材料はパターニングを行うことができなかった。
【００１２】
また、カッター等の切削方法では、有機層が除去された端面にバリが出やすく、残された有機層がガラス基板等から剥がれやすい状態になるという問題がある。
【００１３】
また、レーザー光による方法では、カッター等の切削方法の問題は解決するが、レーザー光による加工は、加工断面がフォトリソグラフィによる方法に比べ垂直に立ちやすく、ディスプレイパネル等の薄膜を多層に積層する構成の場合、パターニングされた有機膜上に、さらに別の有機膜を形成する際に、上層が均一に塗布されなかったり、膜厚に段差ができたりする問題があった。また、パターン断面で上層の膜厚が変化することにより、例えばオーバーコート層等の特性が低下する問題も発生する。
【００１４】
斜め照射によるレーザー加工の場合、スロープ形状を形成することはできるが、スロープを形成できるのは片側だけであり、例えば四角枠状に加工した場合、４辺にスロープを形成しようとすれば、基板か若しくはレーザー照射ユニット自体を回転させなければならず、ディスプレイ用途等で加工精度が必須となる場合に精度が保証できず、不適である。
【００１５】
また、特許文献３のアッテネータでレーザービームのエネルギー密度を変化させることで有機膜に掘り込まれる内壁のテーパー角度を制御するとしているが、そのメカニズムが不明であるばかりでなく、レーザー出力を変化させてもテーパー角度は大きく変化できない。
【００１６】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、デフォーカスにより紫外レーザー光の任意のガウスビーム形状を発生させて、その強度分布が傾斜している部分を利用してなだらかなスロープ形状の断面形状を得るようにすることである。
【００１７】
【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有機膜のレーザー加工方法は、有機材料薄膜からなる有機膜をレーザービーム照射によりパターニングする有機膜のレーザー加工方法において、前記レーザービームとして紫外レーザービームを用い、そのレーザービームの収束点を前記有機膜の面に対してデフォーカスすることによって、前記レーザービームによって加工された前記有機膜の断面形状をスロープ状に形成することを特徴とする方法である。
【００１８】
この場合に、その有機膜が基板の上に成膜されており、レーザービームがガウスビームからなり、そのレーザービームのピーク照射量が、有機膜の全厚を光解離させ下地の基板表面を露出させる照射量を越える量であることが望ましい。
【００１９】
また、レーザービームを線状に走査するようにしてもよい。その場合に、レーザービームがパルス動作のものにおいては、連続するパルスによる有機膜上での照射円の中心間の距離がその照射円の半径未満になるように走査速度が選択されていることが望ましい。
【００２０】
また、その有機材料が液晶材料である場合にも適用でき、その有機材料としては例えばコレステリック液晶材料がある。
【００２１】
この有機材料が液晶材料の場合に、レーザービームの波長は例えば２６６ｎｍとすることができる。
【００２２】
なお、本発明は、以上の加工方法により断面が加工された有機膜を構成部材として含む画像表示体を含むものである。
【００２３】
本発明の有機膜のレーザー加工方法においては、レーザービームとして紫外レーザービームを用い、そのレーザービームの収束点を有機膜の面に対してデフォーカスすることによって、レーザービームによって加工された有機膜の断面形状をスロープ状に形成するので、加工量は紫外光照射量に比例するから、デフォーカスにより光照射量分布曲線をスロープ形状に合わせて任意に変化させることで所望のスロープ形状を得ることができる。また、有機膜の断面形状をなだらかなスロープ形状にすることができ、パターニングされた有機膜上にさらに別の有機膜を施す場合にも、各層において良質な膜を成膜することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の有機膜のレーザー加工方法の原理と実施例について説明する。
【００２５】
まず、本発明におけるレーザー加工の原理について、ステップを踏んで説明する。
【００２６】
レーザー加工の一般的なメカニズムについて、レーザー加工は強いレーザー光を対象物質に照射したときの広義の光と物質の相互作用の１つであると考えられる。加工のステップを踏んで考えると、レーザー光の吸収が起きる。物質の光吸収については、波長帯域によって異なるが、図５のように分類される。
【００２７】
紫外光励起の場合は、レーザーの波長と物質の電子準位（紫外の吸収端）の関係が問題になる。
【００２８】
レーザー光を吸収した物質のその後の挙動は図６のように分類される。
【００２９】
ここで、例えばＮｄ−ＹＡＧレーザーの第４高調波である波長２６６ｎｍの紫外レーザー光では、有機材料でＣ−Ｈ結合、Ｃ−Ｃ結合を切ることが可能で、多くの有機材料が直接解離する。  解離した分子は気化するものと、低分子化して留まるものがある（図６）。  全く熱作用なしでは、加工速度はかなり遅くなる。紫外レーザー光照射でも、励起緩和プロセスにより必ず発熱がある。  熱作用の結果、
＊溶融して再固化するケース・・・・・バリとして残留
＊細粒子として蒸散した物が周囲に飛散して付着するもの
＊空中でレーザー光に再加熱され、プラズマ状態となって最終的に低分子ガスに分解されて気化するもの
＊直接気化するもの
に分かれる。
【００３０】
そこで、波長２６６ｎｍ程度の紫外レーザー光での加工は、紫外線による解離と熱作用が平行して生じていると考えられる。
【００３１】
次に、加工のしきい値について考える。図７に光解離と熱加工の差を模式的に示す。光解離の速度は、本来紫外（ＵＶ）光出力（横軸）に比例するが、レーザー出力が非常に低い領域では解離物の除去が困難であり、低いレベルであるが、しきい値がある。  これに対して、熱解離の速度には明確なしきい値があり、そのしきい値以下のレーザー出力では全く加工が行なわれず、そのしきい値以上で加工速度が急速に速くなる。
【００３２】
また、加工量については、光解離では加工量∝紫外光照射量の関係が成立する。
【００３３】
したがって、紫外レーザー光を用いて有機物薄膜（有機薄膜）を加工するような光解離が主な加工メカニズムである場合には、加工形状は略照射されたレーザービームの強度分布形状と相似形で若干裾が切れた形で進行することになる。
【００３４】
これが本発明の有機膜のレーザー加工方法の加工メカニズムである。
【００３５】
そして、本発明においては、有機膜の加工断面形状をスロープ状にするために、中心からの半径の二乗の指数関数で減少する強度分布（ガウス分布）を持つガウスビームのような、中心から周辺に向けてレーザー光の強度が指数関数的に減少するデフォーカスレーザービームを用いて、所望のスロープ形状の加工断面を得ようとするものである。ここで、ガウスビーム形状のデフォーカスレーザービームについて説明する。
【００３６】
レーザーの基本波は単一横モード発振に制御されており、綺麗なガウスビーム形状を呈している。ＳＨＧ変換、ＦＨＧ（第４高調波）変換されたレーザービームもガウスビーム形状は維持される。波長変換時のウォークオフ等や光学系の歪み、反射光の混入等によって実際のビーム形状はガウス分布から若干崩れるが、本発明ではこのようにガウス分布形状から若干崩れた分布もガウスビーム形状に含めて考えることにする。
【００３７】
一般のガウスビーム形状は以下のように記述される。
【００３８】
ｅｘｐ（−ｒ２  ／ａ２  ）  （ｒ：半径，ａ：ビーム半径）  ・・・（１）
レーザー出力Ｐ０  のガウスビームについては、強度分布Ｐ（ｒ）は円対称で、ｒの関数として以下で与えられる。
【００３９】
Ｐ（ｒ）＝（Ｐ０  ／πａ２  ）ｅｘｐ（−ｒ２  ／ａ２  ）      ・・・（２）
この式は、中心におけるピーク光強度が、丁度半径ａの円にレーザー出力Ｐ０  が平均的に照射された場合のその平均強度と等しく、半径の二乗の指数関数で中心から減衰するような強度分布形状を呈することを示している。なお、レーザー光強度は半径ａの位置でピーク値の１／ｅになる。
【００４０】
ガウスビームの特徴は、レンズ系あるいは反射光学系を介して収束させてもやはりガウスビーム形状が維持されることであり、収束途中の形状、収束点の形状も全てガウス分布形となる。
【００４１】
しったがって、ガウスビームを用いることは本発明の場合に重要なことである。
【００４２】
図８には、ｆθレンズＬにより収束されるガウスビームの収束状況を示している。図８中、ｄ０  は焦点Ｆでのビーム半径を示しており、収束ビームの形状は、焦点Ｆ近傍で双曲線になるので、デフォーカス距離Ｄｆ  とスポット径ｄの関係は以下の式で示される。ただし、ｆθレンズＬの開口での入力レーザービームの半径を５ｍｍ、ｆθレンズＬの焦点距離を１５０ｍｍとしている。
【００４３】
ｄ＝｛（５×Ｄｆ  ／１５０）２  ＋ｄ０  ２  ｝１／２                    ・・・（３）
この式は、Ｄｆ  ≫ｄ０  でｄ＝５／１５０×Ｄｆ  となり、Ｄｆ  ≦ｄ０  でｄ≒ｄ０  となることを示している。ここで、ｄ０  は７μｍ程度であり、通常のデフォーカス距離で考えると、ｄ０  は無視できる範囲であり、ｄは略Ｄｆ  と比例関係にあると言える。
【００４４】
以上から、ガウスビームをデフォーカスさせることにより、任意のスポット半径ｄのガウスビームを得ることが可能なことが分かる。
【００４５】
以上のような知見の下に、図１を参照にして、本発明の有機膜のレーザー加工方法について説明する。図１（ａ）と（ｂ）の上の図は横軸にレーザービームを横切る方向の座標を、縦軸に光照射量を示し、下の図はそれらの場合の有機膜の加工断面形状を示す図であり、図１（ｃ）と（ｄ）はそれぞれ図１（ａ）と（ｂ）に対応したレーザービームの入射状態を示す図である。
【００４６】
加工対象として基板２の上に液晶層のような所定厚の有機膜１を成膜したものを用意し、その有機膜１に対して、図１（ｃ）に示すように、収束状のガウスビームの紫外レーザービーム３を焦点Ｆが基板２上の有機膜１に合うように入射させ、かつ、その紫外レーザービーム３のピーク照射量がその有機膜１の全厚を光解離させ下地の基板２表面を露出させる照射量Ｗ０  （以後、下地露出照射量Ｗ０  ）を越える量だけ照射すると、有機膜１には、その基板２に接する位置では、有機膜１に照射されたガウス分布状の光照射量分布曲線を照射量Ｗ０  の位置で切った幅で、有機膜１の表面では光照射量分布曲線の略裾の幅（前記のように、低いレベルの加工しきい値があるので、光照射量分布曲線の裾の幅よりは小さくなるが、焦点Ｆでのビーム半径ｄ０  に比例した値）Ｄ０  の開口４が形成される。レーザービーム３の焦点Ｆではビーム半径ｄ０  が小さいので、図１（ａ）の下の図に示すように、有機膜１の開口４が形成された加工断面の斜面（スロープ）は勾配がきつく立った形状をしており、基板２側からの立ち上がり角（有機膜１が基板２に接する位置での加工断面に対する接線と基板２表面がなす角度）θは大きなものとなっている。
【００４７】
これに対して、図１（ｄ）に示すように、収束状のガウスビームの紫外レーザービーム３の焦点Ｆが基板２上の有機膜１に合わずに、その有機膜１から入射側に離れるか（図１（ｄ）の場合）あるいは有機膜１から射出側に離れる（基板２の裏面側）ように入射させ、、かつ、その紫外レーザービーム３のピーク照射量がその有機膜１の全厚を光解離させ下地の基板２表面を露出させる照射量Ｗ０  を越える量だけ照射すると、有機膜１には、その基板２に接する位置では、有機膜１に照射されたガウス分布状の光照射量分布曲線を照射量Ｗ０  の位置で切った幅で、有機膜１の表面では光照射量分布曲線の略裾の幅（前記のように、低いレベルの加工しきい値があるので、光照射量分布曲線の裾の幅よりは小さくなるが、そのデフォーカス位置でのビーム半径ｄに比例した値）Ｄの開口４が形成される。レーザービーム３のデフォーカス位置ではビーム半径ｄが焦点Ｆでのビーム半径ｄ０  よりデフォーカス量に比例した分大きくなるので、図１（ｂ）の下の図に示すように、有機膜１の開口４が形成された加工断面の斜面（スロープ）は勾配が図１（ａ）の場合に比較して緩い形状となり、基板２側からの立ち上がり角θは小さなものとなる。
【００４８】
この点をもう少し説明すると、紫外レーザービーム３のピーク照射量が同じである場合には、図１（ｂ）の開口４は図の横方向（ビーム３の幅方向）にデフォーカス量に比例する量だけ図１（ａ）の開口４を引き伸ばした形状になっており、当然その引き伸ばし量に応じただけ立ち上がり角θは縮小される。
【００４９】
なお、図１（ｂ）の上の図であるガウス分布状の光照射量分布曲線を見れば分かる通り、曲線の片側の曲線の勾配は、ピーク近傍で小さく、中間で大きく、裾に近づくにつれ徐々に小さくなっていく。したがって、デフォーカス状態で紫外レーザービーム３を照射する場合でも、下地露出照射量Ｗ０  の高さの選択によって、有機膜１が基板２と接する位置での加工断面の勾配や有機膜１表面での加工断面の勾配を任意に選べるようにすることができる。
【００５０】
図２は、得られる加工断面の斜面のテーパー形状と下地露出照射量Ｗ０  の関係を説明するための図であり、有機膜１の開口４の断面の勾配として得られるテーパーの形状は、下地露出照射量Ｗ０  と加工のしきい値の間の光照射量分布曲線部分を有機膜１の実際の厚さに換算した形状となる。すなわち、図２の縦軸の下地露出照射量Ｗ０  と加工のしきい値の間の長さを有機膜１の厚さに等しくなるように換算し、かつ、横軸の位置を実際の紫外レーザービーム３の光照射量分布に合わせたときの下地露出照射量Ｗ０  と加工のしきい値の間の曲線部分が開口４の断面のテーパー形状となる。なお、図２の加工のしきい値での光照射量分布曲線の幅が上記の光照射量分布曲線の略裾の幅Ｄである。
【００５１】
ところで、ガウスビームを移動（走査）して線状に照射して行く場合も、走査線を横切る方向の積算された照射量の分布は略ガウス分布になるので、上記の検討は走査して線状に照射する場合にもそのまま当てはまる。
【００５２】
ただ、実際の紫外レーザーはパルス動作のものが多い。パルスガウスビームを移動（走査）して線状に照射して行く場合、走査線を横切る方向の照射量分布が略ガウス分布になるのは、図３も示すように、デフォーカスの１個のパルスの照射円５が重なる領域が、１個の照射円５半径以上、すなわち、隣接する照射円５の中心Ｏ間の距離ｓがその半径ｒｄ  （ここで言う半径は、上記の加工のしきい値で決まる半径とする。）より小さいことが必要である。したがって、パルス動作の紫外レーザービーム３を用いる場合には、連続するパルスによる照射円５の中心間の距離ｓが照射円５の半径ｒｄ  未満になるように走査速度を選択する必要がある。
【００５３】
ところで、紫外線露光光源として最も一般的である波長２４８ｎｍを発生するＫｒＦエキシマレーザーは、構造上パルス発振の周波数が低いため、走査型の露光は困難であり、ビームを矩形に整形した後に、マスクを用いて転写する露光方式が必須である。この場合、光学的に焦点位置のみで求めるパターンが得られるものであり、焦点以外ではレーザー光強度の分布が極端に変形し、裾に凹凸ができる等の問題があり、スロープ形状を任意に定めることが困難で、本発明の加工方法には適用し難い。
【００５４】
実際に上記のようなデフォーカスした略ガウス分布の紫外レーザービーム３を用いて有機膜１をレーザー加工するには、まず、支持基材（基板）２上に有機膜１が成膜されたパターニング対象物を準備する。ここでは、有機膜１の中、外周部に位置する部分を除去する場合であって、有機膜１が液晶膜の場合を例にあげて説明する。
【００５５】
まず、液晶膜の中、除去すべき除去対象部分の輪郭部分にデフォーカスした略ガウス分布の紫外レーザービームを所定の線幅で照射し、液晶膜から輪郭部分を取り除く。このとき、紫外レーザービームとしては、その有機膜を除去するだけの出力があれば、任意の波長の紫外光を用いることができるが、加工効率や加工後の形状、状態から、波長２６６ｎｍのレーザービームがより好ましい。線幅や走査速度、繰り返し周波数等の加工条件は、除去膜の性質により適宜調整して加工を行う。
【００５６】
パターニングに際して、面加工を行う場合は、除去部分全面にレーザービームを走査させる方法や、除去エリア部分のみを剥離する方法等がある。
【００５７】
次に、除去部分の液晶膜を基材から剥離し、取り除く。剥離方法としては、粘着フィルム等で剥離部分の膜をラミネートし、粘着フィルムを基材から遠ざける方向に引き剥がす方法でもよいし、圧縮ガスの吹き付けで剥離部分の液晶膜のみを吹き飛ばして剥がす方法でも、また、単にピンセット等で剥離部分の液晶膜を摘まみ上げながら剥離する方法でもよい。また他に、加工形状に関しては、ホール加工、ストライプ加工等のようなパターンでもよく、数μｍ程度の微細加工であってもよい。
【００５８】
次に、本発明で対象とする有機膜について説明しておく。
【００５９】
有機膜としては、有機膜単体のものや、支持基材を伴うもの、又は、複数の部材を積層したもの等がある。具体的には、基材上に成膜されアクリル樹脂等が用いられるオーバーコート層、液晶分子からなる位相差層を有する偏光素子、コレステリック液晶層を有する偏光分離素子等の偏光層や、ＥＬディスプレイで用いられる発光層等があげられ、さらに、それら有機膜が複数積層されたものや、カラーフィルターを付与したもの、位相差板や直線偏光板を組み合わせたもの等がある。
【００６０】
また、本発明で対象とする有機膜の１つとしての液晶層について説明しておく。
【００６１】
液晶性を示す分子からなる層であれば特に制限ないが、偏光素子の安定性、その上に保護層を成膜することから、流動性のないものを対象とする。さらには、オリゴマーやポリマー等の重合性のある分子層であることが好ましい。液晶層の相状態としては、偏光素子の機能により異なるが、等方相、ネマチック相、スメクチック相、コレステリック相であったり、また、軸方向もプラーナー配向、垂直配向でも如何なる状態でもよく、さらに、面内で複数の相状態を持つ場合でもよい。
【００６２】
中でも、円偏光分離層として利用されるコレステリック液晶層としては、グランジャン配向により入射光を左右の円偏光に分離する機能を有するものを用いる。コレステリック液晶層は液晶配向性を付与する共役性の直鎖状分子を有するものが用いることができ、モノマー、オリゴマー、ポリマー何れでもよいが、保持基材等を用いずに安定してフィルム状に形成する場合、オリゴマー又はポリマー等が好ましい。また、コレステリック液晶層は中心選択反射波長が異なる、すなわち螺旋ピッチが異なる複数の層を積層したものでもよく、また、１層の中で螺旋ピッチが可変しているものでもよい。コレステリック液晶としては、例えば、メソゲン基を結合した構造を有するポリエステル系、ポリアミド系、ポリアクリレート系等があげられ、必要に応じカイラル剤と呼ばれるキラル成分を有する化合物が混合される。円偏光分離層はそれ単体で用いることもできるし、層形成の際に用いた支持基板と共に用いることもできる。支持基板としては、光学的に等方性であるものは特に限定なく用いることができ、ガラス等が一般的である。延伸フィルム等の異方性があるものは、その支持体自体を光が透過するときに偏光状態を変化させてしまうので好ましくはないが、支持体自体が位相差量を設計されたものであれば問題はない。
【００６３】
次に、有機膜の支持基材について説明しておく。
【００６４】
有機膜の支持基材としては、ディスプレイに多く使われることから、透明な素材が好ましいが、鏡面反射を有するものや、拡散反射を有するもの等、特に限定はない。透明基材としては、ガラス基板が最も適切である。フィルム基材の場合、偏光素子に用いるということから、フィルム基材自体の位相差作用に注意する必要があるが、その性質を考慮した光学的な設計がなされていれば問題はない。
【００６５】
次に、本発明による有機膜のレーザー加工方法の実施例について説明する。
【００６６】
実施例１
１００ｍｍ□のガラス基板上に、ネマチック液晶層を１５μｍ厚で配向させて成膜した液晶膜基板を準備した。この液晶膜基板は、ガラス基板全面に液晶層が成膜されている。
【００６７】
このような液晶膜基板の液晶層側に、出力が１５０ｍＷ、ビーム半径５ｍｍのレーザー光を焦点距離１５０ｍｍのｆθレンズで収束し、その焦点位置から２．５ｍｍ垂直方向（光軸方向）に液晶膜表面をレーザー光源側に近づけた位置（デフォーカス距離２．５ｍｍ）で照射した。このとき、パルス周波数２．５ｋＨｚ、走査速度２５ｍｍ／ｓであった。このとき、レーザー光としてはＹＡＧレーザーのＦＨＧ変換の波長２６６ｎｍを使用した。線加工のパターンは、１辺が６ｃｍの正方形とした。
【００６８】
次に、加工線より外周部にある液晶膜を粘着テープ等で剥離し、基板中央に６ｃｍ□の液晶膜パターンを得た。
【００６９】
この液晶膜１０のパターンのレーザー加工断面は、図４に示すように、基板２０側からの立ち上がり角が３５°で膜表面が丸いなだらかな形状であった。
【００７０】
実施例２
デフォーカス距離２ｍｍ、走査速度３０ｍｍ／ｓ以外は実施例１と同じ条件で液晶膜パターンを得た。この場合の液晶膜１０のパターンのレーザー加工断面の基板２０側からの立ち上がり角が４０°で膜表面が丸いなだらかな形状であった。
【００７１】
実施例３
デフォーカス距離３．５ｍｍ、走査速度２０ｍｍ／ｓ以外は実施例１と同じ条件で液晶膜パターンを得た。この場合の液晶膜１０のパターンのレーザー加工断面の基板２０側からの立ち上がり角が４０°で膜表面が丸いなだらかな形状であった。
【００７２】
以上、本発明の有機膜のレーザー加工方法をその原理と実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれらの実施例に限定されず種々の変形が可能である。
【００７３】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の有機膜のレーザー加工方法によると、レーザービームとして紫外レーザービームを用い、そのレーザービームの収束点を有機膜の面に対してデフォーカスすることによって、レーザービームによって加工された有機膜の断面形状をスロープ状に形成するので、加工量は紫外光照射量に比例するから、デフォーカスにより光照射量分布曲線をスロープ形状に合わせて任意に変化させることで所望のスロープ形状を得ることができる。また、有機膜の断面形状をなだらかなスロープ形状にすることができ、パターニングされた有機膜上にさらに別の有機膜を施す場合にも、各層において良質な膜を成膜することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機膜のレーザー加工方法を説明するための図である。
【図２】得られる加工断面の斜面のテーパー形状と下地露出照射量の関係を説明するための図である。
【図３】パルスガウスビームを移動して線状に照射して行く場合の条件を説明するための図である。
【図４】実施例１のレーザー加工断面の形状を示す図である。
【図５】物質の光吸収を分類した図である。
【図６】レーザー光を吸収した物質のその後の挙動を分類した図である。
【図７】光解離と熱加工の差をＵＶ光出力と解離速度の関係から模式的に示す図である。
【図８】ｆθレンズにより収束されるガウスビームの収束状況を示す図である。
【符号の説明】
Ｌ…ｆθレンズ
Ｆ…焦点
１…有機膜
２…基板
３…紫外レーザービーム
４…開口
５…１個のパルスの照射円
１０…液晶膜
２０…基板
【図１】
2004226903.tif 000003
【図２】
2004226903.tif 000004
【図３】
2004226903.tif 000005
【図４】
2004226903.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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