JP3208450B2 - フラットパネルディスプレイの製造 - Google Patents

フラットパネルディスプレイの製造

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JP3208450B2 JP50635390A JP50635390A JP3208450B2 JP 3208450 B2 JP3208450 B2 JP 3208450B2 JP 50635390 A JP50635390 A JP 50635390A JP 50635390 A JP50635390 A JP 50635390A JP 3208450 B2 JP3208450 B2 JP 3208450B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［技術の分野］ 本発明は、TV用、ビデオ用、または、コンピュータ用
ディスプレイのフラットスクリーンとして使用されるフ
ラットパネルディスプレイの製造に関する。
［背景技術］ TV、ビデオ、または、コンピュータスクリーンとして
用いられる大形のフラットパネルディスプレイが開発途
上にあり、これらは、一表面に液晶素子からなるマトリ
クスが形成されたフラットで透明な（典型的にはガラス
の）基板を備えている。
今まで、フラットパネル型アクティブマトリクス液晶
ディスプレイは、半導体ウエハ上に集積回路を形成する
工程に相当するフォトイメージ処理およびエッチング工
程において、きわめて多くのトランジスタおよび液晶素
子を基板表面に形成するものであったが、この工程のと
き、パネル全体にわたり、そのパネルのエリアからエリ
アへとステップ式にしなければならなかった。
［発明の開示］ ここに発明された方法は、ステップ式にすることな
く、パネルの感光面上に所望のパターンを形成すること
ができ、その像（image）は高精度かつ高解像度のもの
である。
本発明によるときは、マスクを通過したコヒーレント
光のオブジェクトビーム（物体波）と、記録媒体が置か
れている表面で全反射されるコヒーレント光のリファレ
ンスビーム（参照光）との干渉により、記録媒体上に体
積ホログラフィック像を形成すること、つぎに、マスク
を感光物質のコーティングが施されたフラットパネルと
置き換えること、および、第一リファレンスビームに対
し反対方向である共役の第二リファレンスビームを用い
て、感光コーティングの上にホログラフィック記録像を
形成することを含むフラットパネルディスプレイの形成
方法が提供される。
望ましくは、ホログラフィック像は、ある装置内の記
録媒体上に記録され、そのホログラフィック記録を再生
するためのプロセスは、マスクから記録媒体へホログラ
フィック像を記録するために用いた上記装置と対応する
別の装置のフラットパネル上で再生される。
第一リファレンスビームは、レーザにより供給するこ
とができるが、第二リファレンスビームすなわち共役リ
ファレンスビームは、レーザによるか、または、第一リ
ファレンスビームの波長に近い別のスペクトル線を有す
る光源のいずれかにより供給され、この場合は、光源か
ら発せられる他の波長の光を取り除くためにフィルタが
用いられる。
記録媒体は、感光性を有し、屈折率が可変であって、
ホログラフィック像の記録過程における光の散乱が無視
できる程度の材料であることを要する。
適切な記録媒体は、光の散乱、吸収が無視できるほど
小さく、露光中に収縮したり歪んだりせず、高解像度の
記録像が得られる光高分子材料および重クロム酸塩ゼラ
チンである。
本発明による方法は、アクティブマトリクス液晶ディ
スプレイ、エレクトロルミネセントディスプレイ、プラ
ズマディスプレイ、および、真空マイクロエレクトロニ
クスディスプレイなどを含む各種のフラットパネルディ
スプレイを形成する際に適用することができる。
特に、この方法は、フォトレジストによるコーティン
グ、露光、および、エッチングを何回も繰り返してパネ
ル上に形成しなければならない画素（たとえば、液晶素
子またはエレクトロウミネセント素子）、薄膜トランジ
スタ、電気導体の所望パターンに対応した像をフラット
パネル上に形成する際に、用いることができる。
［図面の簡単な説明］ 添付の図面に示された本発明の一実施形態について説
明すると、図面中、 図１はフラットパネルディスプレイの製造において、
ホログラフィック像を記録媒体上に記録し、そのホログ
ラフィック記録をフラットパネル上に再生するために用
いられる装置の略図、 図２は再生された像をフラットパネル上に自動的に焦
点合わせするための配置を示す図である。
［発明を実施するための最良の形態］ 図面中の図１を参照して、装置は、コリメートレンズ
12によりオブジェクトビームOBが得られるコヒーレント
光源10を含んでいる。
このビームOBは、プリズム14の表面Ｘに向けて垂直に
当てられる。
装置は、さらに、コリメートレンズ18によりリファレ
ンスビームRB1が得られる第二のコヒーレント光源16を
も含んでいる。
このビームRB1は、プリズムの一つの傾斜面Ｙに向け
て垂直に当てられる。
望ましくは、光源10、16は、ビームスプリッタ、また
は、その他の装置を用いて、単一のレーザから得られる
ようにする。
記録媒体上にホログラフィック像を記録するために当
該装置を用いる場合、まず、プリズム14の表面Ｘ上にオ
イルまたはその他の屈折率整合物質を置いて、その上に
ガラス板20を載せる。プリズム14とガラス板20とは、こ
れらの屈折率が互いに等しい。
レーザ光源16からのリファレンスビームRB1は、プリ
ズム14の表面を通って板20に入り、板20の外表面で全反
射され、反射されたビームは、プリズムの他の一つの傾
斜面Ｚに対して垂直な角度でプリズムから出る。
ガラス板20の外表面には、たとえば、すでに説明した
光高分子材料または重クロム酸塩ゼラチンなど、記録媒
体のコーティング21が施されている。
記録すべきパターンが付されて形成されたマスク22
は、ガラス板20に近接して、かつ、スペーサ24を介して
ガラス板から隔たりをもって配置されている。
オブジェクトビームOBは、マスクを通ってガラス板20
上の記録媒体21に当たる。
干渉は、このオブジェクトビームOBとリファレンズビ
ームRB1と反射ビームとの間で起こり、記録媒体21上に
ボリュームホログラフィック像が生じる。
記録媒体21が上述したような光高分子材料であるなら
ば、これを紫外線で露光することにより、像が記録媒体
21内で現像される。
所望のパターンをフラットパネルディスプレイ上に記
録するために、マスク22が取り除かれ、フラットパネル
と置き換えられる。
さらに、リファレンズビームRB1が、反対方向のリフ
ァレンスビームRB2、すなわち、ビームRB1と共役のリフ
ァレンスビームに置き換えられる。
これは、レーザ光源16とコリメートレンズ18とを図１
の16a、18aに配置して、新しいリファレンスビームBR2
をプリズム14の他の傾斜面Ｚに向けることによっても行
なうことができる。
レーザ光源16aの代わりに、レーザ光源16の波長付近
にある別のスペクトル線を有する光源を用い、さらに、
フィルタを用いて、この光源が発する他の波長を取り除
くようにしてもよい。
かくて、ガラス板20上の記録媒体内にあるホログラフ
ィック記録は、共役リファレンスビームRB2を用いてフ
ラットパネル26上の感光性またはフォトレジストコーテ
ィング上に実像として再生される 所望の像をフラットパネル26上の感光性コーティング
に形成するプロセスが簡単であり、高精度かつ高解像度
の鮮明な像が得られることは明らかである。
すでに述べたように、ホログラフィック記録をフラッ
トパネル26上に再生するプロセスは、マスク22からガラ
ス板20上の記録媒体21へホログラフィック像を記録する
ために用いた装置と対応する別の装置を用いて実行され
る。
正確な結像を行なうために、ホログラムの再生時にお
いて高フラットパネル26の平滑度のバラツキを補償する
必要を生じることがある。
したがって、再生時に記録媒体21と光フラットパネル
26との距離を調節するための手段すなわちスペーサ24
は、厚さを使用電圧に応じて変えることのできるピエゾ
電気素子で構成される。
再生中のパネル26の露光は、記録媒体に対するパネル
の相対位置が自動調節されるスキャンニングモード（sc
anning mode）により実行することができるので、これ
らの瞬間露光において、パネルの各点は、ホログラムの
再生が行なわれている記録媒体からほぼ均一な距離とな
る。
スキャンニングプロセスは、ステップ式にすることを
要せず、連続自動の距離調節または焦点合わせで、連続
的に行なわれる。
図２は、焦点決定用の構成を示している。
リファレンスビームRB2は、プリズム14に入る前に、
ビームスプリッタ30を通る。
フラットパネル上にあるフォトレジストコーティング
PCからのリターンビームは、ビームスプリッタによって
Ａ方向に反射される。リファレンスビームRB2のうち、
ビームスプリッタによって反射された部分は、通常のミ
ラーＭによって反射され、ビームスプリッタを通ってＡ
方向にもどる。
再生されたホログラフィック像が正確にフォトレジス
トコーティングPC上に結像するならば、Ａ方向に進む二
本のビームは干渉することがない。
しかし、再生されたホログラフィック像が正確にフォ
トレジストコーティングPC上に結像しないならば、二本
のビームは干渉して干渉縞をつくる。
干渉縞を検出して上述したピエゾ電気スペーサ素子を
制御するための電気出力信号を得る干渉計がこの位置に
配備されることにより、走査の進行に合わせて自動的に
焦点合わせを行なうことができる。
これに代わる方法として、ピエゾ電気スペーサ24に振
動性信号を与え、フラットパネル26上に再生されるホロ
グラムを記録した媒体からの間隔の範囲内で振動させる
こともできる。
このようにすれば、パネルコーティングの表面を横切
る各点は、いずれかの瞬間に、記録媒体から正しい位置
にきてホログラフィック像のそれと正確に焦点が合う。
さらに、これに代わる方法として、連続する各露光ご
とにスペーサ24を調節して記録媒体とマスク22との間の
距離を変え、かつ、連続する露光の間、光ビームOBまた
はRB1を遮断すべくシャッタを閉じて、ホログラフィッ
ク記録媒体の上に複数のホログラフィック像を形成する
こともできる。
このようにすれば、記録媒体にうつされた異なる各ホ
ログラフィック像が、それぞれの平面上に「スタック
（stack）」される。
その後、フラットパネル上へ再生する間、感光性コー
ティングの表面を横切る各点に、これら「スタック」さ
れたいずれか一つの像が結像される。
二つ以上の異なるパターンをディスク上に被せる必要
のある場合、各パターンを先に形成したパターンに合わ
せて配置しなければならない。
これを達成するため、はじめ、フラットパネルのエッ
ジを基準にして全体的な粗調整を行ない、機械的に実行
することができる。
つぎに、記録されたホログラムの一部となるマスク上
のグレーティング（格子）構造を利用して、微調整を実
行することができる。
フラットパネル上には、前記と等価なグレーティング
構造が備えられていなければならない。
イメージ化されたグレーティングとフラットパネル上
にあるグレーティングとの空間位相のずれによる相互作
用が、二つの構造の相対的位置に比例した光の強度をつ
くり出す。
フラットパネル上の感光材料（おそらくフォトレジス
ト）の露光を防ぐためには、パターンの露光に用いられ
る以外に位置合わせ用の異なる波長が必要になる。
たとえば、再生に用いられるプリズム14として、図１
に示すように、表面Ｘに平行でフラットな表面Ｗを頂点
の代わりとする截頭形（truncated form）のものが用い
られる。
それで、グレーティングを用いた調整は、適切な波長
のビームＢをフラットな表面Ｗを通る方向に向け、この
表面を通って反射された干渉パターンを観察することに
よりチェックすることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G03H 1/00 - 1/34

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】マスク（22）を通過したコヒーレント光の
    オブジェクトビーム（OB）と、記録媒体（21）が置かれ
    ている表面で全反射されるコヒーレント光のリファレン
    スビーム（RB1）との干渉により、記録媒体上に体積ホ
    ログラフィック像を形成すること、つぎに、マスクを感
    光物質のコーティング（PC）が施されたフラットパネル
    （26）と置き換えること、および、第一リファレンスビ
    ーム（RB1）に対し反対方向である共役の第二リファレ
    ンスビーム（RB2）を用いて、感光コーティングの上に
    ホログラフィック記録像を形成することを含むフラット
    パネルディスプレイの形成方法であって、マスク（22）
    と記録媒体（21）との間の間隔を変えて連続露光するこ
    とにより、複数のホログラフィック像がスタックされた
    状態で記録媒体（21）上に形成され、それによって、再
    生中に、フラットパネル（26）の各点がそこに焦点のあ
    ったこれらのスタック像のいずれか一つを有することに
    なるフラットパネルディスプレイの形成方法。
  2. 【請求項２】ホログラフィック像は、ある装置内の記録
    媒体（21）上に記録され、そのホログラフィック記録を
    再生するためのプロセスは、マスク（22）から記録媒体
    （21）へホログラフィック像を記録するために用いた上
    記装置と対応する別の装置のフラットパネル（26）上で
    再生される請求の範囲１記載の方法。
  3. 【請求項３】第一のリファレンスビーム（RB1）がレー
    ザにより供給され、第二のリファレンスビーム（RB2）
    が第一のリファレンスビーム（RB1）の波長付近にある
    別のスペクトル線を有する光源により供給される請求の
    範囲１記載の方法。
  4. 【請求項４】フラットパネル上に再生される像に対し
    て、このフラットパネルを位置合わせするための調整手
    順が行なわれる請求の範囲１記載の方法。
  5. 【請求項５】再生される像が回折グレーティングを含
    み、これと対対応する回折グレーティングもフラットパ
    ネル上に備えられ、かつ、調整手順が、イメージ化され
    たグレーティングとフラットパネル上のグレーティング
    との位置合わせを含んでいる請求の範囲１記載の方法。
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