JPH10104407A - 光量調整フィルタとその製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＲＴの蛍光体等を露光する場合に使用する
光量調整フィルタにおいて、その製造時間の短縮と光量
分布の高精度化を図る。 【解決手段】 光源１からの光を集光した集光ビームス
ポットを回転テーブル８と走査手段４にて螺旋状または
同心円状に走査することにより、ほぼ透明なガラス基板
の表面に光源１の波長に感光する感光体が塗布された乾
板７を露光し、露光する線束の粗密を制御することによ
り、任意の高精度な透過光量分布を持つ光量調整フィル
タを短時間で製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＲＴの蛍光体等
を露光するための露光台などにおいて、光量分布を調整
するために用いられる光量調整フィルタとその製造方法
及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の光量調整フィルタは、例えば図３
に示すような露光機を用いて、図４に示すような金属膜
の線幅を変化させたパターンをガラス基板などに作成す
ることで、任意の透過率を有するものを製造している。

【０００３】図３、図４を参照して詳しく説明する。図
３は、通常パターンジェネレータと呼ばれている露光機
で、水銀灯あるいはキセノンランプから成る光源２１
で、可変アパーチャ２２を照射し、縮小レンズ２３で乾
板２４に投光するように構成されている。可変アパーチ
ャ２２は、そのアパーチャサイズをコンピュータ制御さ
れたアパーチャ移動モータ２５で可変できるように構成
されている。そして、アパーチャサイズによって乾板２
４に露光される線幅を変化させ、ＸＹステージ２６をコ
ンピュータ制御されたＸＹステージモータ２７で移動さ
せることで、任意の線幅の任意パターンを乾板２４上に
描画できるように構成されている。Ｚステージ２８はＺ
スージモータ２９で駆動され、焦点合わせに使用する。

【０００４】このような露光機を使用して作成した光量
調整フィルタ３０の例を模式的に表したのが図４であ
る。図４において、３１はほぼ透明なガラス基板であ
り、その上に斜線で表すように露光後蒸着した金属膜３
２が形成されている。この金属膜３２を蒸着した部分は
光の透過率が低く、他の部分はほぼ透明で光の透過率が
高い。

【０００５】通常の光量調整フィルタ３０は、一辺２０
０ｍｍ程度の大きさの方形で、線幅は３〜３００μｍ程
度、線ピッチは３００〜１０００μｍ程度である。この
光量調整フィルタ３０をＹ方向に微小量（例えば０．１
ｍｍ）往復移動させながら使用することにより光量分布
のむらを除去することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の製造方法では、一辺２００ｍｍの光量調整フィルタ
３０を露光するのに、線ピッチを１０００μｍとしても
約２時間かかっており、線ピッチを３００μｍにすれば
約５時間かかってしまう。したがって、高精度な光量制
御のために、線ピッチを小さくすることは製作時間がか
かり過ぎることから実用上不可能であるという問題があ
った。

【０００７】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、光量
制御の高精度化と製造時間の短縮を図ることができる光
量調整フィルタとその製造方法及び装置を提供すること
を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の光量調整フィル
タは、ほぼ透明な基板と、基板上に形成された螺旋状又
は同心円状の透過率の低い物質とから成り、透過率の低
い物質で形成されたパターンの粗密により透過光量を変
化させたものであり、基板を高速で回転させて微小ピッ
チでパターンを形成することにより、高精度の光制御を
行えるとともに、短時間で製作できるようにしたもので
ある。この光量調整フィルタは、露光対象のＣＲＴ等と
露光用光源との間に設置し、光軸方向に微小量往復移動
することで、露光光量の分布をむらなく調整する作用を
奏する。

【０００９】また、本発明の光量調整フィルタの製造方
法は、ほぼ透明な基板上に感光材料を塗布して成る乾板
上に螺旋状又は同芯円状に集光ビームスポットを走査
し、集光ビームスポットの光量をオン・オフ制御するこ
とにより任意のパターンを露光し、そのパターンの粗密
により透過光量を変化させるものである。例えば、好適
例としては、集光ビームスポットを０．５〜１μｍに集
光し、基板を１．２〜２．４ｍ／ｓｅｃの一定の線速度
で回転制御して走査することにより、線幅１〜２μｍ、
線ピッチ２〜４μｍのパターンを形成する。この場合、
一辺２００ｍｍの基板を１〜２時間で露光できる。

【００１０】また、本発明の光量調整フィルタの製造装
置は、光源と、光源からの出射光を集束する対物レンズ
と、対物レンズで集光されたビームスポットを移動する
走査手段と、ほぼ透明な基板上に感光材料を塗布して成
る乾板を回転する回転テーブルと、光源をオン・オフ制
御する手段とを備え、光源のオン・オフ制御による露光
のパターンの粗密により透過光量を変化させるようにし
たものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光量調整フィルタ
とその製造方法及び装置の一実施形態を図１、図２を参
照しながら説明する。

【００１２】光量調整フィルタの製造装置を示す図１に
おいて、１は光源であり、例えばＨｅ−Ｎｅレーザ、Ａ
ｒレーザ、水銀ランプとコンデンサレンズ等にて構成さ
れている。２は光スイッチであり、ＥＯ変調器、ＡＯ変
調器等にて構成されている。

【００１３】３はビームエクスパンダである。４は走査
手段であり、エアスライダ等のリニアガイドを有し、モ
ータとボールネジまたはリニアモータで駆動される一軸
ステージが好適である。５は反射ミラー、６は対物レン
ズである。７は乾板であり、ほぼ透明なガラス基板の表
面に光源の波長に感光する感光体が塗布されている。８
は乾板７を設置して回転させる回転テーブルであり、走
査手段４と回転テーブル８は、対物レンズ６で集光され
たビームスポットが線速度一定で乾板７上を走査するよ
うに速度制御される。

【００１４】以上の構成において、光源１から出射した
ほぼ平行な光は、光スイッチ２を介してビームエクスパ
ンダ３で光束を広げる。光束径は基板７上に集束される
ビームスポット径を得るために必要な対物レンズ６の開
口数によって決定される。例えば、波長が０．６３μｍ
の光源の場合、対物レンズ６の焦点距離を２ｍｍとする
と、集光ビームスポット径０．６μｍを得るためには光
束径は３．６ｍｍ必要である。

【００１５】回転テーブル８上にエア吸着あるいはメカ
ニカルに固定された乾板７を回転し、集光ビームスポッ
トで線速度一定で露光する。集光ビームスポットの乾板
７上の走査に同期して光スイッチ２で光量をオン・オフ
制御することで、螺旋状又は同心円状のパターンの線束
の密度を任意に変化させることができる。回転テーブル
８が１回転後、走査手段４をステップ送りすれば同心円
状のパターン、回転テーブル８と走査手段４を同時に回
転及び移動すれば螺旋状のパターンが露光できることは
言うまでもない。

【００１６】乾板７を上記のように露光した後、現像処
理することでパターンの線束の密度差による濃度差を有
する光量調整フィルタ１０が得られる。そして、線束の
密度と濃度の関係を予め測定しておくことで、任意の濃
度パターンを持つ光量調整フィルタ１０を製造できる。

【００１７】なお、光源１を半導体レーザとコリメータ
レンズで構成することも可能であり、この場合直接レー
ザ駆動電流でオン・オフ制御できるので、光スイッチ２
は不要である。さらに、対物レンズ６に必要な光束に対
し、十分大きな光束を出射する光源１であれば、ビーム
エクスパンダ３も不要である。

【００１８】図２は、上記製造装置で製造した光量調整
フィルタ１０の例を模式的に表したものである。この光
量調整フィルタ１０は、ガラス板等のほぼ透明な基板１
１の表面に、感光材を光源１で露光後現像して形成され
た金属膜あるいはカーボン等の透過率の低い物質１２が
配設されている。この光量調整フィルタ１０は、同心円
状に走査露光した例であり、外周部より内周部で線束の
密度が小さいため、内周部の濃度が低く設定されてい
る。露光する線束が断続的であっても良く、必要な濃度
分布にしたがってパターンを決定する。

【００１９】この光量調整フィルタ１０は、ＣＲＴの蛍
光体等を露光する場合に使用するが、光量調整する必要
のある対象物の近くに設置することが望ましい。その理
由は、遠く離れる程、回折による光のむらのピッチが大
きくなり、無視できなくなるからである。また、近くに
設置する場合も微小ピッチの光のむらが生じるため、Ｚ
方向に０．１〜１ｍｍ往復移動しながら使用することが
望ましい。

【００２０】

【発明の効果】本発明の光量調整フィルタによれば、以
上の説明から明らかなように、ほぼ透明な基板と、基板
上に形成された螺旋状又は同心円状の断続的な透過率の
低い物質とから成り、透過率の低い物質で形成されたパ
ターンの粗密により透過光量を変化させるようにしてい
るので、微小ピッチのパターンを形成することにより高
精度の光制御を実現することができ、かつ基板を高速で
回転させてパターン形成することで短時間で製造するこ
とができる。

【００２１】また、本発明の光量調整フィルタの製造方
法によれば、ほぼ透明な基板上に感光材料を塗布して成
る乾板上に螺旋状又は同芯円状に集光ビームスポットを
走査し、集光ビームスポットの光量をオン・オフ制御す
ることにより任意のパターンを露光し、そのパターンの
粗密により透過光量を変化させるようにしているので、
上記光量調整フィルタを乾板を用いて効率的に製造する
ことができる。

【００２２】また、本発明の光量調整フィルタの製造装
置によれば、光源と、光源からの出射光を集束する対物
レンズと、対物レンズで集光されたビームスポットを移
動する走査手段と、感光材料を塗布した乾板を回転する
回転テーブルと、光源をオン・オフ制御する手段とを備
え、光源のオン・オフ制御による露光のパターンの粗密
により透過光量を変化させるようにしているので、上記
製造方法を簡単な構成の製造装置で実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の光量調整フィルタの製造
装置の概略構成図である。

【図２】同実施形態の光量調整フィルタの模式図であ
る。

【図３】従来例の光量調整フィルタの製造装置の概略構
成図である。

【図４】従来例の光量調整フィルタの模式図である。

【符号の説明】

１ 光源 ４ 走査手段 ７ 乾板 ８ 回転テーブル １０ 光量調整フィルタ １１ 基板 １２ 透過率の低い物質

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ほぼ透明な基板と、基板上に形成された
   螺旋状又は同心円状の透過率の低い物質とから成り、透
   過率の低い物質で形成されたパターンの粗密により透過
   光量を変化させたことを特徴とする光量調整フィルタ。
2. 【請求項２】 ほぼ透明な基板上に感光材料を塗布して
   成る乾板上に螺旋状又は同芯円状に集光ビームスポット
   を走査し、集光ビームスポットの光量をオン・オフ制御
   することにより任意のパターンを露光し、そのパターン
   の粗密により透過光量を変化させることを特徴とする光
   量調整フィルタの製造方法。
3. 【請求項３】 光源と、光源からの出射光を集束する対
   物レンズと、対物レンズで集光されたビームスポットを
   移動する走査手段と、ほぼ透明な基板上に感光材料を塗
   布して成る乾板を回転する回転テーブルと、光源をオン
   ・オフ制御する手段とを備え、光源のオン・オフ制御に
   よる露光のパターンの粗密により透過光量を変化させる
   ようにしたことを特徴とする光量調整フィルタの製造装
   置。