JPH05115991A - レーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微細加工性能を上げるとともに、観察画像の
正確な色調を得る。 【構成】 可視レーザ光源８から出射されたレーザ光は
ビームエキスパンダ９で拡大され、ミラー駆動機構６に
よって光路中に挿入されたレーザ導入ミラー７で全反射
された後に、対物レンズ１１によって加工面１２上に集
光される。加工面１２で反射したレーザ光の一部はレー
ザ導入ミラー７を透過し、結像レンズ１０を介してＴＶ
カメラ２に入射される。ＴＶカメラ２は入射した加工面
像を画像処理装置３に出力し、画像処理装置３でＴＶカ
メラ２からの加工面像と観察時に画像メモリ４上にスト
アした画像とを合成してＴＶモニタ５上に表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明はレーザ加工装置に関し、特に液晶
パネルなどの加工を行うレーザリペア装置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、レーザリペア装置においては、マス
クの残留欠陥や液晶パネルのショート部の修正などを行
っている。このレーザリペア装置にはＮｄ：ＹＡＧレー
ザが用いられることが多く、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの基本
波である１．０６μｍの赤外光を用いる場合と、ＳＨＧ
（第２高調波）光である０．５３μｍのグリーン光を用
いる場合とがある。

【０００３】レーザ加工では通常、短波長であるほど集
光スポットが小さいので、レーザ光で照明されたスリッ
ト開口像をレンズによって加工面上に縮小投影する結像
方式の加工でも、短波長のグリーン光を用いることで微
細加工を実現している。

【０００４】しかしながら、グリーン光を用いるレーザ
リペア装置において、加工面をレーザ光の光軸と観察光
学系の光軸とを同軸にして常時観察しようとすれば、強
力な加工用グリーン光がＴＶカメラや接眼レンズ部に入
り込み、観察者の目やカメラ撮像面にダメージを与える
恐れがある。よって、レーザ光を全反射させることで、
可視レーザ光が観察系に入らないようにする必要があ
る。

【０００５】この場合、観察光学系にグリーン光が入ら
ないため、観察画像が赤っぽくなり、加工物の正確な色
情報を得ることができない。液晶パネルに代表されるよ
うに各種薄膜から構成される加工対象ではコントラスト
よりも、むしろ正確な色情報を含んだ画像によってはじ
めて欠陥部分を認知できる場合がある。

【０００６】よって、レーザリペア装置で正確な色情報
を得ようとすれば、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの基本波である
１．０６μｍの赤外光を用い、ＲＧＢの色調に影響を与
えないようなコーティングを採用することとなる。赤外
光を用いた場合、上述したようにグリーン光ほど集光特
性がよくなく、薄膜材料によってはグリーン光よりも吸
収係数が低くなるので、この種の薄膜材料の加工には余
分なレーザパワーが必要になる場合がある。

【０００７】このような従来のレーザリペア装置では、
加工精度（微細加工性能）を上げるためにグリーン光を
用いると観察画像の色調が不正確になり、観察画像の色
調を正確にするために赤外光を用いると微細加工性能が
悪くなるという問題がある。

【０００８】

【発明の目的】本発明は上記のような従来のものの問題
点を除去すべくなされたもので、微細加工性能を上げる
ことができるとともに、観察画像の正確な色調を得るこ
とができるレーザ加工装置の提供を目的とする。

【０００９】

【発明の構成】本発明によるレーザ加工装置は、観察光
学系を介してモニタ光を照射して前記被加工物の加工面
の観察を行い、加工光学系を介してレーザ光を照射して
前記被加工物の加工を行うレーザ加工装置であって、前
記レーザ光を全反射して前記被加工物上に照射するレー
ザ導入ミラーと、前記被加工物に対する加工の有無に応
じて前記レーザ導入ミラーの前記レーザ光の光軸上への
移動を行う移動手段と、前記モニタ光の照射によって前
記観察光学系から得た前記加工面の画像データを保持す
る保持手段と、前記被加工物の加工時に前記移動手段に
よって前記光軸上に移動された前記レーザ導入ミラーと
前記観察光学系とを介して得た前記加工面の画像データ
と前記保持手段に保持された画像データとを合成して表
示する手段とを設けたことを特徴とする。

【００１０】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。

【００１１】図１は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。図において、観察時にＴＶカメラ２の光軸上に設け
られた図示せぬモニタ光源から照射された白色光は対物
レンズ１１によって加工面１２上に導かれて反射し、結
像レンズ１０を介してＴＶカメラ２に入射される。この
観察時には白色光が用いられるので、色情報を損うこと
なく加工面１２を観察することができる。また、この観
察時にはレーザ導入ミラー７をミラー駆動機構６によっ
て矢印Ａの方向に移動することで光路中から外してあ
る。

【００１２】ＴＶカメラ２は入射した画像を電気信号に
変換し、画像データとして画像処理装置３に出力する。
画像処理装置３はＴＶカメラ２からの画像データを画像
メモリ４上にストアする。

【００１３】一方、加工時に可視レーザ光源８から出射
されたレーザ光はビームエキスパンダ９で拡大され、ミ
ラー駆動機構６によって光路中に挿入されたレーザ導入
ミラー７で全反射された後に、対物レンズ１１によって
加工面１２上に集光される。

【００１４】このとき、加工面１２で反射したレーザ光
の一部はレーザ導入ミラー７を透過し、結像レンズ１０
を介してＴＶカメラ２に入射される。ＴＶカメラ２は入
射した加工面像を電気信号に変換し、画像データとして
画像処理装置３に出力する。画像処理装置３はＴＶカメ
ラ２からの画像データと画像メモリ４上にストアした画
像データとを合成し、ＴＶモニタ５上に表示する。

【００１５】ここで、レーザ導入ミラー７には誘電体多
層膜がコーティングされ、可視光領域全体に対して均一
かつ高反射率（例えば９９．５％）を示すものとし、Ｔ
Ｖモニタ５上に表示される合成画像の色調が変化しない
ようにしている。

【００１６】通常はミラー駆動機構６によってレーザ導
入ミラー７が光路中から外されて観察状態となってお
り、ＴＶモニタ５上には合成画像でなく、観察画像のみ
がリアルタイムで表示されている。

【００１７】コントローラ１からレーザ加工指令信号が
出力されると、現在ＴＶモニタ５上に表示された画像デ
ータが画像処理装置３によって画像メモリ４にストアさ
れ、ミラー駆動機構６によってレーザ導入ミラー７が光
路中に挿入される。レーザ導入ミラー７が光路中に挿入
されると、コントローラ１は可視レーザ光源８にレーザ
発振指令信号を出力し、可視レーザ光源８から出射され
るレーザ光によって加工面１２の加工を行う。加工面１
２に対するレーザ加工がレーザリペアの場合、単パルス
〜数十パルスのレーザパルスで加工面１２に対するレー
ザ加工が行われる。

【００１８】加工面１２に対するレーザ加工が終了する
と、コントローラ１の制御の下にミラー駆動機構６によ
ってレーザ導入ミラー７が光路中から外され、ＴＶモニ
タ５上には加工面１２の画像データが直接表示される。

【００１９】上記の加工方法では加工物を停止させた状
態で特定の位置のみレーザ加工しているが、ＴＶモニタ
５に表示されている範囲内で加工物をＸＹステージ１３
で移動させながら連続加工を行う場合にも本実施例は適
用可能である。

【００２０】ＸＹステージ１３で加工物を移動させなが
ら連続加工を行う場合、画像メモリ４内にストアされた
画像データをＸＹステージ１３の移動に合わせてシフト
してＴＶモニタ５に表示する方法をとる。加工位置を示
すクロスラインをＴＶモニタ５に映し出している場合に
は、クロスラインの画像データはシフトさせない。

【００２１】上述した如く、ＸＹステージ１３の動きに
合せてシフトした画像データと、レーザ導入ミラー７を
通じて見たレーザ加工の様子を示す画像データとを重ね
合わせてＴＶモニタ５上に表示することによって、色情
報を損うことなく加工面１２の加工状態を観察すること
ができる。

【００２２】また、加工軌跡をＴＶモニタ５上に表示す
るには各レーザショット後の加工像を別の画像メモリ
（図示せず）上に重ね合わせて表示していく必要があ
る。この加工軌跡画像はＸＹステージ１３の移動とは無
関係で、先のシフトする加工前画像と合成してＴＶモニ
タ５に表示すれば、色情報を損うことなく、加工時に加
工軌跡を確認することができる。

【００２３】図２は本考案の他の実施例を示す構成図で
ある。図において、本考案の他の実施例は加工光学系以
外は本発明の一実施例と同様の構成となっており、同一
構成部品には同一符号を付してある。また、それら同一
構成部品の動作は本発明の一実施例の動作と同様であ
る。尚、図においてはコントローラ１と画像処理装置３
と画像メモリ４とＴＶモニタ５とからなる観察光学系の
図示を省略してある。

【００２４】加工時に可視レーザ光源８から出射された
レーザ光はスリット１６を照射する。これによって、ス
リット１６の開口部から出射されたレーザ光は結像レン
ズ１７を通ってレーザ導入ミラー１５で全反射された後
に、対物レンズ１１によって加工面１２上に集光され
る。

【００２５】このとき、加工面１２で反射したレーザ光
の一部はレーザ導入ミラー１５を透過し、結像レンズ１
０を介してＴＶカメラ２に入射される。ＴＶカメラ２は
入射した加工面像を電気信号に変換し、画像データとし
て画像処理装置３に出力する。画像処理装置３はＴＶカ
メラ２からの画像データと画像メモリ４上にストアした
画像データとを合成し、ＴＶモニタ５上に表示する。

【００２６】観察光学系と加工光学系との光路の切替え
は、ミラー回転装置１４によってレーザ導入ミラー１５
を矢印Ｂの方向に回転することで行われる。このレーザ
導入ミラー１５には９０°毎に可視光に対して高反射率
を有する高反射率コート部とＡＲ（無反射）コート部と
が設けられており、ミラー回転装置１４によって定速回
転される。

【００２７】レーザ加工はレーザ導入ミラー１５の高反
射率コート部が光路中に入ったことをセンサ（図示せ
ず）が検出したときに行われる。また、画像データの取
込みはレーザ導入ミラー１５のＡＲコート部が光路中に
入ったことをセンサが検出したときに行われる。

【００２８】このように、可視光に対して高い反射率を
有するレーザ導入ミラー７，１５をレーザ加工時にのみ
光路中に挿入してレーザ光を加工面１２上に集光してレ
ーザ加工を行い、非加工時に観察光学系を介して画像メ
モリ４にストアした画像と加工時の画像とを合成してＴ
Ｖモニタ５に表示することによって、常時正確な色調の
加工面画像を観察することができる。これによって、コ
ントラストのみでは見分けにくい欠陥場所も容易に識別
することができるので、微細加工性能を上げることがで
きるとともに、観察画像の正確な色調を得ることができ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、レ
ーザ光を全反射して被加工物上に照射するレーザ導入ミ
ラーの光軸上への移動を被加工物に対する加工の有無に
応じて行い、モニタ光の照射によって観察光学系から得
て一時保持された加工面の画像データと被加工物の加工
時に得た加工面の画像データとを合成して表示するよう
にすることによって、微細加工性能を上げることができ
るとともに、観察画像の正確な色調を得ることができる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】本発明の他の実施例を示す構成図である。

【符号の説明】

１ コントローラ ２ ＴＶカメラ ３ 画像処理装置 ４ 画像メモリ ５ ＴＶモニタ ６ ミラー駆動機構 ７，１５ レーザ導入ミラー ８ 可視レーザ光源 １２ 加工面 １４ ミラー回転装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 観察光学系を介してモニタ光を照射して
   前記被加工物の加工面の観察を行い、加工光学系を介し
   てレーザ光を照射して前記被加工物の加工を行うレーザ
   加工装置であって、前記レーザ光を全反射して前記被加
   工物上に照射するレーザ導入ミラーと、前記被加工物に
   対する加工の有無に応じて前記レーザ導入ミラーの前記
   レーザ光の光軸上への移動を行う移動手段と、前記モニ
   タ光の照射によって前記観察光学系から得た前記加工面
   の画像データを保持する保持手段と、前記被加工物の加
   工時に前記移動手段によって前記光軸上に移動された前
   記レーザ導入ミラーと前記観察光学系とを介して得た前
   記加工面の画像データと前記保持手段に保持された画像
   データとを合成して表示する手段とを設けたことを特徴
   とするレーザ加工装置。