JP2007054893A - レーザー加工方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光透過性部材たる透明基板100を次のようにしてレーザー加工装置にて加工するようにした。即ち、透明基板100の加工対象領域に対し、変形させない程度に弱い弱レーザー光を照射した後に、これよりも強い強レーザー光の照射によってその表面の導電層を部分的に除去するようにした。このようにすると、導電層の下側部分の基材層に発生する気泡や、導電層と基材層の間にある層に発生する輝点を有効に抑えることができた。
【選択図】 図6
Description
このレーザー加工方法においては、フォトリソグラフィー法によらずに光透過性部材を加工するので、現像液やエッチング液などによる環境汚染を回避することができる。また、フォトリソグラフィーのための遮光マスクを必要とせず、光透過性部材に対するレーザー光走査のパターンを異ならせるだけで様々なパターンの加工を施すことができるので、オンデマンド型の生産要求にも柔軟に対応することができる。しかも、滑剤が混練されていない基材層を有する光透過性部材を用いて、該基材層に発生する気泡を大幅に低減することで、該気泡による光透過性部材の光透過性の低下を抑えることができる。
また、請求項3の発明は、光透過性を発揮する基材層と、これの上に形成された表面層とを有する光透過性部材に対してレーザー光を照射するレーザー光照射手段を備え、該レーザー光の照射による該表面層の除去処理を施して該光透過性部材を加工するレーザー加工装置において、上記光透過性部材の少なくとも加工対象領域に対して加熱処理を施す加熱手段を設けたことを特徴とするものである。
これらの発明においても、フォトリソグラフィー法のための現像液やエッチング液などによる環境汚染を回避し、且つオンデマンド型の生産要求にも柔軟に対応することができる。しかも、レーザー光の照射に先立って光透過性部材の少なくとも加工対象領域を加熱しておくことで、後の表面層の除去処理に必要なレーザー光のエネルギー強度をより低く抑えることが可能になる。そして、このことにより、気泡や輝点の発生を抑えることができる。請求項1の発明とは異なり、気泡だけでなく輝点も抑えるのである。よって、請求項1の発明よりも光透過性部材の光透過性の低下を確実に抑えることができる。
この発明においても、フォトリソグラフィー法のための現像液やエッチング液などによる環境汚染を回避することができる。また、フォトリソグラフィー法のための遮光マスクを必要としないので、オンデマンド型の生産要求にも柔軟に対応することができる。しかも、光透過性部材の加工対象領域に対し、これを変形させない程度の弱レーザー光の照射による前処理を施すことで、後の表面層の除去処理に必要な強レーザー光のエネルギー強度を更に低く抑えることが可能になる。そして、このことにより、請求項2や3の発明よりも更に確実に、光透過性部材の光透過性の低下を抑えることができる。
また、請求項6の発明は、請求項5のレーザー加工方法において、上記光透過性部材を上記光反射部材の上記表面層とは反対側の面に直接接触させながらレーザー加工することを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項5又は6のレーザー加工方法において、上記光反射部材の光反射面の研磨加工方向に沿って上記光透過性部材に対するレーザー光の照射箇所を移動させることを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項6のレーザー加工方法において、上記光反射部材として、多孔質のものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項8のレーザー加工方法において、多孔質の上記光反射部材として、多孔質アルミナからなるものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、光透過性を発揮する基材層と、これの上に形成された表面層とを有する光透過性部材に対してレーザー光を照射するレーザー光照射手段を備え、該レーザー光の照射による該表面層の除去処理を施して該光透過性部材を加工するレーザー加工装置において、上記レーザー光照射手段から発せられて上記表面層側から上記基材層側に透過した上記レーザー光を反射して上記光透過性部材の少なくとも既透過領域とは異なる領域に再進入させる光反射部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項10のレーザー加工装置であって、上記光反射部材が上記光透過性部材の上記表面層とは反対側の面に直接接触するように配設されることを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、請求項10又は11のレーザー加工装置であって、上記光反射部材と上記光透過性部材とのうち、該光反射部材だけをその配置方向が変化するように移動させる光反射部材移動手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、請求項11のレーザー加工装置において、上記光反射部材として、多孔質のものを用いることを特徴とするものである。
また、請求項14の発明は、請求項13のレーザー加工装置において、多孔質の上記光反射部材として、多孔質アルミナからなるものを用いることを特徴とするものである。
これらの発明においても、フォトリソグラフィー法のための現像液やエッチング液などによる環境汚染を回避し、且つオンデマンド型の生産要求にも柔軟に対応することができる。しかも、光透過性部材を透過したレーザー光を光反射部材で反射させて光透過性部材の未光透過領域に再進入させることで、表面層の除去処理に必要なレーザー光のエネルギー強度を更に低く抑えることが可能になる。そして、このことにより、請求項2や3の発明よりも更に確実に、光透過性部材の光透過性の低下を抑えることができる。また、請求項4の発明とは異なり、弱レーザー光と強レーザー光とを用いてレーザー光を2度打ちすることなく低エネルギー強度化を実現するので、2度打ちによる生産性の低下を回避することもできる。
特に、請求項6や11の発明においては、光透過性部材を光反射部材の表面層とは反対側の面に直接接触させながらレーザー加工することで、両者を離間させて配設する場合に比べ、更に低いエネルギー強度で且つより輪郭のはっきりしたレーザー加工を行うことができる。
また特に、請求項7の発明においては、光反射部材の光反射面の研磨加工方向に沿って光透過性部材に対するレーザー光の照射箇所を移動させることで、より低エネルギーでのレーザー加工を確実に実現することができる。
また特に、請求項12の発明においては、加工形状に合わせて光反射部材を光反射部材移動手段によって適宜移動させながらレーザー加工を行うことで、加工形状にかかわらず、光反射性部材に対するレーザー光の照射箇所を光反射部材の光反射面の研磨加工方向に沿って移動させることができる。よって、請求項7の発明と同様に、より低エネルギーでのレーザー加工を確実に実現することができる。
また特に、請求項8、9、13又は14の発明においては、レーザー加工パターン毎に異なった吸引孔パターンの光反射部材を用意する必要が無くなるので、加工コストを低減することができる。
また特に、請求項9又は14の発明においては、多孔質アルミナからなる光反射部材を用いることで、その多孔構造を吸引孔として確実に機能させながら、それにYAGレーザーを良好に反射させることができる。
また、請求項16の発明は、請求項15のレーザー加工用光透過性部材であって、上記レーザー透過阻害層が、誘電体多層膜からなることを特徴とするものである。
また、請求項17の発明は、請求項15のレーザー加工用光透過性部材であって、上記レーザー透過阻害層が、チタン(Ti)、タンタル(Ta)及び亜鉛(Zn)の群から選ばれる少なくとも1つの材料を主成分とすることを特徴とするものである。
また、請求項18の発明は、光透過性を発揮する基材層と、これの上に形成された表面層とを有する光透過性部材に対しレーザー光の照射による該表面層の除去処理を施して該光透過性部材を加工するレーザー加工方法において、上記光透過性部材として、請求項15、16又は17のレーザー加工用光透過性部材を用いることを特徴とするものである。
これらの発明においても、フォトリソグラフィー法のための現像液やエッチング液などによる環境汚染を回避し、且つオンデマンド型の生産要求にも柔軟に対応することができる。また、これらの発明においては、光透過性部材の表面層を除去した後のレーザー光を、レーザー透過阻害層に透過させて減衰させてから基材層に到達させることにより、基材層に発生する輝点や気泡を抑える。そして、このことにより、光透過性部材の光透過性の低下を抑えることができる。また、請求項4の発明とは異なり、弱レーザー光と強レーザー光とを用いてレーザー光を2度打ちすることなく低エネルギー強度化を実現するので、2度打ちによる生産性の低下を回避することもできる。
特に、請求項16の発明においては、誘電体多層膜からなるレーザー透過阻害層が、光成分のうち、YAGレーザー光を選択的に反射せしめたり吸収せしめたりして輝点や気泡の発生を抑えつつ、可視光についてはそれを良好に透過せしめる。よって、光透過性部材にレーザー透過阻害層を設けていても、可視光については良好に透過させて所望の光透過性を得ることができる。
また特に、請求項17の発明においては、チタン、タンタル及び亜鉛の群から選ばれる少なくとも1つの材料を主成分とするレーザー透過阻害層が、光成分のうち、YAGレーザー光を選択的に反射せしめて輝点や気泡の発生を抑えつつ、可視光についてはそれを良好に透過せしめる。よって、光透過性部材にレーザー透過阻害層を設けていても、可視光については良好に透過させて所望の光透過性を得ることができる。
また、請求項20の発明は、加工対象物に対してレーザー光を照射するレーザー光照射手段を備え、該加工対象物を該レーザー光の照射によって加工するレーザー加工装置において、上記加工対象物の少なくとも加工対象領域に対して加熱処理を施す加熱手段を設けたことを特徴とするものである。
これらの発明においては、レーザー光の照射に先立って加工対象物を加熱処理することで、レーザー光発生用のエネルギー消費を従来よりも低減することができる。
図12は、本レーザー加工装置のX−Yテーブルを示す拡大構成図である。図において、X−Yテーブル4の上に設けられた移動台5は、透明基板等のワーク(光透過性部材)が載置されるガラス板5aと、これを支持する支持部5bとを備えている。支持部5bは、ポリアセタール樹脂などのYAGレーザー光に侵され難い材料で構成され、天板の無い箱状に形成されている。4つの側壁と、底盤とを有しているのである。そして、矩形状のガラス板5aの縁部付近を4つの側壁で支持している。支持部5b内には、その箱状の形状によって空隙Gが形成されている。また、支持部5bの底盤上には、白金等の光反射性材料からなる光反射部材としての反射板5cが固定されている。透明基板100は、図示しない固定機構により、上記導電層を上方に向けた状態で移動台5のガラス板5a上に固定された状態で、導電層側からレーザー光Lが照射される。
図23は、本透明導電膜の一例を示す拡大断面図である。同図において、透明導電膜110は、ポリカーボネイト(PC)やPET等からなる基材層110aと、ITO等からなる表面層としての導電層110cと、両層の間に設けられたレーザー透過阻害層110bとを有している。図示しないYAGレーザー光等のレーザー光は図中上側から透明導電膜110に向けて照射される。そして、導電層110cを除去した後、レーザー透過阻害層110bに進入する。このレーザー透過阻害層110bは、レーザー光を吸収あるいは反射してその透過を阻害する。よって、レーザー光はレーザー透過阻害層110bによって大幅に減衰せしめられてから、基材層110aに到達することになる。これにより、基材層110aに生ずる輝点や気泡を抑えることができる。
一方で、一般的な可視光を良好に透過させる材料で構成することが望ましい。このようにすることで、レーザー透過阻害層110bを設けることによる透明導電膜110の光透過性の悪化を抑えることができ、例えばタッチパネル基板や液晶ディスプレイ用基板として十分に機能させ得るようになるからである。
2 光ファイバ
3 加工ヘッド
3a レンズ群
3b ヘッドケース
3c レーザー出口
4 X−Yテーブル
5 移動台(載置台)
5a ガラス板
5b 支持部
5c 反射板(光反射部材)
5d 反射板(光反射部材)
10 YAGレーザー光源
11 制御部
100 透明基板(光透過性部材)
100a 基材層(基材)
100b ハードコート層
100c 固着層
100d 第2反射防止層
100e 第1反射防止層
100f 導電層(表面層)
100g ハードコート層
101 上タッチパネル基板
102 下タッチパネル基板
103 スペーサー
104 スリット
105 スリット
110 透明導電膜(レーザー加工用光透過性部材)
Ap 気泡
Bp 輝点
G 空隙
Claims (20)
- 光透過性を発揮する基材層と、これの上に形成された表面層とを有する光透過性部材に対しレーザー光の照射による該表面層の除去処理を施して該光透過性部材を加工するレーザー加工方法において、
上記基材層として滑剤が混練されていないものを有する光透過性部材を用いることを特徴とするレーザー加工方法。 - 光透過性を発揮する基材層と、これの上に形成された表面層とを有する光透過性部材に対してレーザー光の照射による該表面層の除去処理を施して該光透過性部材を加工するレーザー加工方法において、
上記光透過性部材の少なくとも加工対象領域に対して、加熱処理を施した後にレーザー光の照射によって上記除去処理を施すことを特徴とするレーザー加工方法。 - 光透過性を発揮する基材層と、これの上に形成された表面層とを有する光透過性部材に対してレーザー光を照射するレーザー光照射手段を備え、該レーザー光の照射による該表面層の除去処理を施して該光透過性部材を加工するレーザー加工装置において、
上記光透過性部材の少なくとも加工対象領域に対して加熱処理を施す加熱手段を設けたことを特徴とするレーザー加工装置。 - 光透過性を発揮する基材層と、これの上に形成された表面層とを有する光透過性部材に対しレーザー光の照射による該表面層の除去処理を施して該光透過性部材を加工するレーザー加工方法において、
上記光透過性部材の少なくとも加工対象領域に対し、変形させない程度に弱い弱レーザー光を照射する前処理を施した後に、該弱レーザー光よりも強い強レーザー光の照射によって上記除去処理を施すことを特徴とするレーザー加工方法。 - 光透過性を発揮する基材層と、これの上に形成された表面層とを有する光透過性部材に対しレーザー光の照射による該表面層の除去処理を施して該光透過性部材を加工するレーザー加工方法において、
上記光透過性部材の加工対象領域に対する上記レーザー光の照射によって上記基材層を透過したレーザー光を光反射部材で反射させ、該光透過性部材の少なくとも既透過領域とは異なる領域に再進入させることを特徴とするレーザー加工方法。 - 請求項5のレーザー加工方法において、
上記光透過性部材を上記光反射部材の上記表面層とは反対側の面に直接接触させながらレーザー加工することを特徴とするレーザー加工方法。 - 請求項5又は6のレーザー加工方法において、
上記光反射部材の光反射面の研磨加工方向に沿って上記光透過性部材に対するレーザー光の照射箇所を移動させることを特徴とするレーザー加工方法。 - 請求項6のレーザー加工方法において、
上記光反射部材として、多孔質のものを用いることを特徴とするレーザー加工方法。 - 請求項8のレーザー加工方法において、
多孔質の上記光反射部材として、多孔質アルミナからなるものを用いることを特徴とするレーザー加工方法。 - 光透過性を発揮する基材層と、これの上に形成された表面層とを有する光透過性部材に対してレーザー光を照射するレーザー光照射手段を備え、該レーザー光の照射による該表面層の除去処理を施して該光透過性部材を加工するレーザー加工装置において、
上記レーザー光照射手段から発せられて上記表面層側から上記基材層側に透過した上記レーザー光を反射して上記光透過性部材の少なくとも既透過領域とは異なる領域に再進入させる光反射部材を設けたことを特徴とするレーザー加工装置。 - 請求項10のレーザー加工装置であって、
上記光反射部材が上記光透過性部材の上記表面層とは反対側の面に直接接触するように配設されることを特徴とするレーザー加工装置。 - 請求項10又は11のレーザー加工装置であって、
上記光反射部材と上記光透過性部材とのうち、該光反射部材だけをその配置方向が変化するように移動させる光反射部材移動手段を設けたことを特徴とするレーザー加工装置。 - 請求項11のレーザー加工装置において、
上記光反射部材として、多孔質のものを用いることを特徴とするレーザー加工装置。 - 請求項13のレーザー加工装置において、
多孔質の上記光反射部材として、多孔質アルミナからなるものを用いることを特徴とするレーザー加工装置。 - 光透過性を発揮する基材層と、これの上に形成された表面層とを有し、レーザー光の照射による該表面層の除去処理が施されるためのレーザー加工用光透過性部材であって、
上記表面層と上記基材層との間に、レーザー光の透過を阻害するレーザー透過阻害層を有することを特徴とするレーザー加工用光透過性部材。 - 請求項15のレーザー加工用光透過性部材であって、
上記レーザー透過阻害層が、誘電体多層膜からなることを特徴とするレーザー加工用光透過性部材。 - 請求項15のレーザー加工用光透過性部材であって、
上記レーザー透過阻害層が、チタン(Ti)、タンタル(Ta)及び亜鉛(Zn)の群から選ばれる少なくとも1つの材料を主成分とすることを特徴とするレーザー加工用光透過性部材。 - 光透過性を発揮する基材層と、これの上に形成された表面層とを有する光透過性部材に対しレーザー光の照射による該表面層の除去処理を施して該光透過性部材を加工するレーザー加工方法において、
上記光透過性部材として、請求項15、16又は17のレーザー加工用光透過性部材を用いることを特徴とするレーザー加工方法。 - 加工対象物をレーザー光の照射によって加工するレーザー加工方法において、
上記加工対象物の少なくとも加工対象領域に対して、加熱処理を施した後にレーザー光の照射による加工を施すことを特徴とするレーザー加工方法。 - 加工対象物に対してレーザー光を照射するレーザー光照射手段を備え、該加工対象物を該レーザー光の照射によって加工するレーザー加工装置において、
上記加工対象物の少なくとも加工対象領域に対して加熱処理を施す加熱手段を設けたことを特徴とするレーザー加工装置。
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