(57)【要約】【課題】（１）現像液やエッチング液などによる環境汚染を回避し、（２）レーザーの２度打ちを行うことなく、気泡や輝点による光透過性部材の光透過性の低下を抑え、（３）オンデマンド型の生産要求に柔軟に対応し、且つ（４）加工テーブルの移動機構を強化することによるレーザー加工設備のコストアップを抑えることができるレーザー加工方法を提供する。【解決手段】基体２０１にレーザー反射層２０３が固着層２０１によって固着されたワーク保持治具２００上に、透明基板１００を仮接着して、両者を一体的にレーザー加工装置の加工テーブルのガラス板５ａに吸引するようにした。【選択図】  図１４
2004298885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー加工時に用いられるレーザー加工用治具であって、
基体の表面にレーザー反射層が形成されたものであることを特徴とするレーザー加工用治具。
【請求項２】
請求項１のレーザー加工用治具であって、
上記基体がプラスチック、マグネシウム合金、アルミ又は紙からなることを特徴とするレーザー加工用治具。
【請求項３】
請求項１又は２のレーザー加工用治具であって、
上記レーザー反射層が８［μｍ］以上の厚みの金属箔からなることを特徴とするレーザー加工用治具。
【請求項４】
請求項３のレーザー加工用治具であって、
全体として可撓性を発揮することを特徴とするレーザー加工用治具。
【請求項５】
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、
上記光透過性部材を請求項１、２、３又は４のレーザー加工用治具の上に固定して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６】
請求項６のレーザー加工方法において、
上記レーザー加工用治具として請求項３又は４のものを用い、レーザー加工に先立って上記光透過性部材の裏面と該レーザー加工用治具とを接着しておき、レーザー加工後に該裏面から該レーザー加工用治具を剥離することを特徴とするレーザー加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶ディスプレイ、タッチパネル、プラズマディスプレイ等に用いられる透明基板などといった光透過性部材をレーザー加工するのに適したレーザー加工用治具及びこれを用いるレーザー加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶ディスプレイ、タッチパネル、プラズマディスプレイ等に用いられる透明基板は、次のような方法によって製造されるのが一般的であった。即ち、ガラスや透明樹脂等からなる透明基材上にＩＴＯ（インジウム酸化スズ）等からなる透明導電層を形成した後、これをフォトリソグラフィー法によって部分的に除去して透明電極パターンを形成するのである。しかしながら、かかる方法では、フォトレジストの現像液やエッチング液が廃液となって発生するので、環境保護の観点から好ましくない。また、フォトリソグラフィー法において、透明基板の種類に応じて異なったパターンの遮光マスクを用いる必要があるため、多品種少量受注というオンデマンド型の生産要求に十分に対応することができなかった。
【０００３】
そこで、本発明者は、ＹＡＧレーザー等のレーザー光の照射によって表面層たる上記透明導電層を部分的に除去して透明電極パターンを形成するレーザー加工方法を開発中である。かかる方法においては、フォトリソグラフィー法によらずに透明電極パターンを形成するので、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、透明基板等のワークに対するレーザー光走査をコンピュータ制御するための電子データを書き換えるだけで様々な種類の透明電極パターンを形成することができる。よって、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。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなレーザー光を用いるレーザー加工方法においては、気泡や輝点の発生によって透明基板の光透過性を低下させる場合があることがわかってきた。図１、図２は、それぞれ気泡が発生した透明基板を示す拡大平面図、拡大断面図である。これらの図において、透明基板１００は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の透明樹脂からなる基材層１００ａを有している。基材層１００ａの材質としてはガラス材を用いるのが一般的であったが、最近では、薄型化や軽量化を図るべく透明樹脂を用いることが多くなっている。基材層１００ａの裏面には、Ｓｉ（ケイ素）系の樹脂からなるハードコート層１００ｇが被覆されている。また、基材層１００ａのおもて面には、ハードコート層１００ｂ、固着層１００ｃ、第２反射防止層１００ｄ、第１反射防止層１００ｅ、導電層１００ｆが順次積層されている。導電層１００ｆは、導電性のＩＴＯやＳｎＯ２（酸化スズ）等からなる。図示しないレーザー光は、透明基板１００に対して表面層たる導電層１００ｆ側から照射され、透明基板１００の少なくとも導電層１００ｆを円形状に除去する。除去後にレーザー光の照射が停止されると、透明基板１００を載せている図示しないＸ−Ｙテーブルが水平方向に高速移動して次のレーザー照射位置が決定される。このようにしてレーザー光の照射と、Ｘ−Ｙテーブルの移動とが繰り返されると、図１、図２に示したように、導電層１００ｆの円形状除去部分が複数連なった溝状の凹部が形成され、残った導電層部分が透明電極パターンとなる。透明基板１００の各層はそれぞれ透明な材料から構成されている。このため、レーザー光は導電層１００ｆで遮光されることなく、各層を順次透過してハードコート層１００ｇから基板外に至る。
【０００５】
上述の気泡は、同図中の符号Ａｐで示され、レーザー光が透過した基材層１００ａ部分に無数に発生している。このような気泡Ａｐが発生してしまうと、透明基板１００の光透過性を著しく低下させて、商品価値が失われてしまう。なお、図２においては、便宜上、レーザー光の照射によって導電層１００ｆだけが除去された透明基板１００を示した。しかし、基材層１００ａの１つ上側のハードコート層１００ｂまでを限度として、複数の層が除去される場合もあり得る。また、図１や図２を用いて、レーザー光としてスポット形状が円形状のものを透明基板１００に照射して、導電層１００ｆを部分的に円形状に除去する例について説明した。しかしながら、スポット形状が多角形状などといった他の形状のレーザー光を照射しも、同様の気泡が発生すると思われる。また、例えば上述の円形状除去部分のようなレーザー光１スポットあたりの導電層除去部分を複数連ねて溝状の凹部を形成しなくても、１スポットあたりの導電層除去部分単独でも、同様の気泡が発生することは言うまでもない。
【０００６】
図３は、上記輝点が発生した透明基板を示す平面図である。この図において、輝点は符号Ｂｐで示されており、先に図示した上記気泡Ａｐよりも遙かに大きい。同じ材質の透明基板であっても、レーザー照射位置によってはビームスポット径の１／５〜５倍程度を占めることもある。光を反射して輝いて見えることが、「輝点」と呼ばれる所以である。この輝点Ｂｐを電子顕微鏡にて観察したところ、図４や図５に示すような構造になっていることがわかった。具体的には、基材層１００ａよりも上側の第１反射防止層１００ｅ〜ハードコート層１００ｂの何れか１層又は複数層が部分的に除去され、残った部分が捲れたり、盛り上がったりして輝点Ｂｐを形成していることがわかった。このような輝点Ｂｐが形成された場合にも、透明基板１００の光透過性が著しく低下して、商品価値が失われてしまう。
【０００７】
そこで、本発明者は、これら気泡Ａｐや基点Ｂｐの発生を抑えるべく鋭意研究を行ったところ、弱レーザー照射による透明基板１００の前処理が有効であることを見出した。具体的には、透明基板１００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を前もって照射して前処理を施してから、弱レーザー光よりも強い強レーザー光を照射して導電層１００ｆを部分的に除去するのである。そうすると、原因は不明であるが、かかる前処理を行わない場合に比べて低いエネルギー強度で導電層１００ｆを除去することが可能になった。そして、エネルギー強度を低くしたことで、気泡Ａｐや輝点ＢＰを有効に抑えることができた。なお、「変形させない程度の弱レーザー光」とは、具体的には、基材層１００ａに積層された導電層１００ｆなどの各層に亀裂（層の局所的な消失による）を生じない程度に弱いレーザー光である。
【０００８】
しかしながら、かかる前処理を行うレーザー加工方法では、透明基板１００に対して弱レーザー光と強レーザー光とを２度打ちすることによって生産性を低下させてしまう。
【０００９】
そこで、本発明者は更に鋭意研究を行った結果、レーザー光の２度打ちを行うことなく、気泡Ａｐや輝点Ｂｐを有効に抑えることに成功した。透明基板１００を白金板等の反射鏡上に載置してレーザー加工するのである。これにより、上述の前処理と同様にエネルギー強度を低く抑えて、気泡Ａｐや輝点Ｂｐを有効に抑えることができた。かかる方法で気泡Ａｐや輝点Ｂｐを抑え得る理由は、次のように考えられる。即ち、まず、第１の理由として、反射に伴って弱エネルギー化した反射光による前処理が挙げられる。具体的には、透明基板１００を透過した後に反射鏡で反射した反射光の一部は、反射に伴って弱エネルギー化しながら透明基板１００の未透過領域に進入する。この進入により、透明基板１００のレーザースポット領域の周辺に前処理が施され、次のレーザー照射での加工性が向上したものと考えられる。また、第２の理由として、反射に伴って弱エネルギー化した反射光による後処理が挙げられる。具体的には、反射光の一部は上述のように透明基板１００の未透過領域に進入するが、他の一部は透明基板１００の既透過領域に戻ることになる。そして、透明基板１００のレーザースポット領域に対して弱エネルギー化した反射光による後処理が施される。このように反射光が後処理を行うことによっても、より低いエネルギー強度での加工が可能になったものと考えられる。
【００１０】
ところが、この方法を採用すると、次に掲げる２つの新たな問題が発生してしまう。
第１の問題は、せっかくレーザー加工法を採用しているにもかかわらず、オンデマンド型の生産要求に対応することが困難になってしまうことである。具体的には、透明基板１００として可撓性に優れたものを用いる場合、それを加工テーブル上に吸引してしっかりと密着させないと、部分的に加工テーブル上から浮き上がらせて加工精度を悪化させてしまうおそれがある。このような加工精度の悪化を回避するためには、透明基板１００を保持する加工テーブルに設けられた複数の吸引孔を通して、透明基板１００を加工テーブルに向けて吸引する吸引手段を用いる必要がある。そして、反射鏡を加工テーブルのワーク保持面として機能させるべくそれに複数の吸引孔を設けなければならないが、吸引孔を設けた箇所でレーザー反射が行われなくなってしまう。このため、反射鏡の複数の吸引孔を、透明基板１００に対するレーザー加工パターンから外して形成しなければならない。すると、レーザー加工パターンが変わる毎に、それ専用の吸引孔パターンの反射鏡を用意する必要が生ずるため、オンデマンド型の生産要求に対応することが困難になってしまうのである。
【００１１】
第２の問題は、透明基板１００に対するレーザー照射位置を変化させるように移動可能な加工テーブルの移動機構を強化することで、レーザー加工設備をコスト高にしてしまうことである。具体的には、反射鏡としては、複数の吸引孔を設けても所望の剛性を維持させるという観点から、金属板を用いることが望ましい。しかしながら、加工テーブルの表面を重い金属板で構成してしまうと、従来の樹脂製のものに比べてテーブル全体の重量をかなり増加させてしまう。そして、このことにより、加工テーブルの移動機構を強化する必要が生じて、レーザー加工設備をコスト高にしてしまうのである。
【００１２】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次に掲げる（１）〜（４）の事項を何れも実現することができるレーザー加工方法及びこれに用いられるレーザー加工用治具を提供することである。
（１）現像液やエッチング液などによる環境汚染を回避する。
（２）レーザーの２度打ちを行うことなく、気泡や輝点による光透過性部材の光透過性の低下を抑える。
（３）オンデマンド型の生産要求に柔軟に対応する。
（４）加工テーブルの移動機構を強化することによるレーザー加工設備のコストアップを抑える。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、レーザー加工時に用いられるレーザー加工用治具であって、基体の表面にレーザー反射層が形成されたものであることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のレーザー加工用治具であって、上記基体がプラスチック、マグネシウム合金、アルミ又は紙からなることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２のレーザー加工用治具であって、上記レーザー反射層が８［μｍ］以上の厚みの金属箔からなることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３のレーザー加工用治具であって、全体として可撓性を発揮することを特徴とするものである。
また、請求項５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、上記光透過性部材を請求項１、２、３又は４のレーザー加工用治具の上に固定して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６の発明は、請求項６のレーザー加工方法において、上記レーザー加工用治具として請求項３又は４のものを用い、レーザー加工に先立って上記光透過性部材の裏面と該レーザー加工用治具とを接着しておき、レーザー加工後に該裏面から該レーザー加工用治具を剥離することを特徴とするものである。
【００１４】
これらの発明においては、フォトリソグラフィー法によらずに、レーザー照射によって光透過性部材を加工することで、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、レーザーの２度打ちによる前処理が行われなくても、光透過性部材の下にあるレーザー加工用治具のレーザー反射層が、光透過性部材を透過してきたレーザー光をそれに向けて反射させることで、光透過性部材に生ずる気泡や輝点を抑えることができる。
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。しかも、光透過性部材を、反射鏡として機能するレーザー反射層が設けられたレーザー加工用治具の上に固定し、両者を一体として吸引手段によって加工テーブルに向けて吸引することで、吸引孔を設けた反射鏡を用いる必要がなくなる。よって、加工パターン毎の専用の遮光マスクや反射鏡を用意する手間をなくして、オンデマンド型の生産要求に柔軟に対応することができる。また、反射鏡として機能するレーザー反射層を、加工テーブルではなく、レーザー加工用治具に設けたことで、ワーク保持面としては従来と同様の樹脂等を用いることができる。しかも、高い剛性が要求される加工テーブルとは異なり、レーザー加工用治具にはそれほどの剛性が要求されないため、その基体については、金属以外の軽い材料で構成して、金属材料の使用を薄厚のレーザー反射層だけに留めることができる。よって、加工テーブルの移動機構を強化することによるレーザー加工設備のコストアップを抑えることもできる。
これらの結果、上述した（１）〜（４）の事項を何れも実現することができる。
【００１５】
特に、請求項２の発明においては、レーザー加工用治具（以下、単に治具ともいう）の基体の材料として軽量なプラスチック、マグネシウム合金、アルミ又は紙を用いることで、加工テーブルの移動機構を強化することによるコストアップをより確実に抑えることができる。
【００１６】
また特に、請求項３、４又は６の発明においては、治具のレーザー反射層が３００［ｎｍ］程度の積層厚を限度とする蒸着法によるものでなく、８［μｍ］以上の厚みの金属箔からなる。かかるレーザー反射層は、被接着体に対して仮接着された後に剥離されると基体から容易に剥がれてしまう蒸着法によるものとは異なり、仮接着と剥離とが繰り返されても基体から剥がれ落ちることが殆どないため、治具に対する光透過性部材の仮接着と剥離との繰り返しを可能にする。よって、治具に仮接着した光透過性部材を、加工テーブル上で吸引される治具に確実に追従させて、光透過性部材の部分的な浮き上がりによる加工精度の悪化を確実に抑えることができる。
更には、蒸着法による金属製のレーザー反射層をその薄さに起因して容易にレーザー加工してしまうのに対し、厚み８［μｍ］以上の金属箔で構成することで、耐レーザー性に優れたレーザー反射層とすることができる。よって、レーザー照射によるレーザー反射層の劣化を抑えることもできる。
【００１７】
また特に、請求項４の発明においては、光透過性部材が可撓性のものであれば、仮接着された治具と一体となって吸引される加工テーブルに向けて柔軟に撓むことができるので、加工テーブル上での浮き上がりによる加工精度の悪化を更に確実に抑えることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用したレーザー加工方法の一実施形態として、ハイブリッド型のタッチパネルの絶縁性透明基板上に形成された透明導電層の一部を、スリット状に除去して透明電極パターンを形成する例について説明する。
【００１９】
まず、透明基板の加工に用いるレーザー加工装置について説明する。図６は、このレーザー加工装置の概略構成図である。図において、Ｑスイッチ１０ａで制御されるＹＡＧレーザー光源部１０からは、波長λ＝１０６４［ｎｍ］の近赤外光からなるＹＡＧレーザー光（以下、単にレーザー光という）が出射される。そして、ステップインデックス型の光ファイバ２によって加工ヘッド３に導かれる。この加工ヘッド３は、複数のレンズから構成されたレンズ群３ａ、これらを収容するヘッドケース３ｂ、レーザー出口３ｃなどを有している。加工ヘッド３に進入したレーザー光Ｌは、レンズ群３ａによって集光せしめられながら、レーザー出口３ｃからレーザー加工対象物１００に向けて出射される。
【００２０】
加工対象物は、タッチパネルに用いられる光透過性部材たる透明基板１００である。図７は、この透明基板１００を示す拡大断面図である。透明基板１００は、多層構造となっている。具体的には、基材層１００ａの裏面（図中下側面）にハードコート層１００ｇが被覆されている。また、基材層１００ａのおもて面に、ハードコート層１００ｂ、固着層１００ｃ、第２反射防止層１００ｄ、第１反射防止層１００ｅ、導電層１００ｆが順次積層されている。各層の材質や厚みは、次の表１に示す通りである。
【表１】
2004298885.tif 000003
【００２１】
先に示した図６において、上記レーザー出口３ｃから出射されたレーザー光Ｌは、透明基板１００を表面層たる導電層１００ｆ側から照射して、照射領域における少なくとも導電層１００ｆを円形状に加熱・蒸発させる。透明基板１００はＸ−Ｙテーブル４の移動台５上に固定されている。この移動台５は駆動部６内に配設されたリニアモータ６ａで駆動されることで図中水平方向に２次元的に移動可能となっている。レーザー光Ｌの１照射あたりの時間は極めて短い。レーザー光Ｌの照射が停止されると、移動台５がＸ−Ｙ方向に高速移動して次のレーザー照射位置が決定される。このようにしてレーザー光Ｌの照射と、移動台５の移動とが繰り返されると、導電層１００ｆの円形状除去部分が複数連なった溝状の凹部が形成され、残った導電層部分が透明電極パターンとなる。本レーザー加工装置では、加工ヘッド３内において、レンズ群３ａによってレーザー光Ｌを集光せしめて透明基板１００に対する照射面積を小さくするので、そのエネルギー密度を高めて加工効率を向上させることができる。しかも、寸法の小さな加工パターンまで加工できるため、加工パターンの微細化も可能となる。
【００２２】
上記ＹＡＧレーザー光源部１０やリニアモータ６ａは、パーソナルコンピュータ１１ａ、シーケンサ１１ｂ、同期連動型運転用の制御回路基板１１ｃ等からなる制御部１１で制御される。例えば、制御部１１はＹＡＧレーザー光源部１０の駆動部を制御し、これによってレーザー光の繰り返し周期が変更される。また、ＹＡＧレーザー光源部１０からのレーザー光の出力に応じてリニアモータ４ａを駆動制御して透明基板１００を移動させる。また、移動台５の移動状態に応じてＹＡＧレーザー光源部１０からのレーザー光の出力を変化させる。また、次に説明する目的などのために、レーザー光の繰り返し周期を移動台５の移動速度に応じてリアルタイムに変化させる。即ち、移動台５の移動開始や移動終了の際における加減速時に、導電層１００ｆ上のレーザー光のエネルギー密度を一定にして均一な加工形状（テーパ形状）を形成できるようにする目的などである。これらの制御が行われることにより、移動台５の加速及び減速時に必要な助走距離が大幅に短縮される。そして、このことにより、従来のエッチング加工と同等もしくはそれ以上の加工速度（例えば１基板あたり３５秒〜１５秒程度）でスリット加工が可能となる。また、寸法精度の向上によって焦げ付きや未加工部分の発生が防止される。なお、本実施形態に係るレーザー加工装置には上記移動台５の移動距離を検知するセンサを設けており、このセンサの出力に基づいてリニアモータ６ａをフィードバック制御させるようにしている。
【００２３】
図８は、本レーザー加工方法によって電極パターンが形成されたタッチパネルの断面図である。また、図９（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、同タッチパネルの分解斜視図及び平面図である。図８に示すように、タッチパネルには、導電層１００ｆからなる複数の透明電極がレーザー加工によって形成されている。これら透明電極をそれぞれ通常状態で接触させないように、１組の上下タッチパネル基板１０１、１０２が所定の高さ（例えば９〜１２μｍ）のスペーサー１０３を介して対向した構造になっている。このタッチパネルを図８中の上方から押圧すると、上タッチパネル基板１０１が２点鎖線で示すように変形し、上下のタッチパネル基板１０１、１０２の透明電極同士が接触する。この接触による上下透明電極間の抵抗の変化から、押圧されたか否か及び押圧された位置を知ることができる。また、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、上下のタッチパネル基板１０１、１０２のそれぞれには、互いに直交するスリット１０４、１０５が各導電層１００ｆに形成されている。
【００２４】
これらスリット１０４、１０５は、図６に示したレーザー加工装置によって導電層１００ｆが部分的に除去されて形成されたものである。具体的には、真空蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等によって表面に導電層１００ｆが形成された透明基板１００は、導電層１００ｆを上方に向けてＸ−Ｙテーブル４上にセットされる。セットされた透明基板１００の導電層１００ｆは、所定のスポット径に絞られたレーザー光が照射されながら移動台５とともにＸ−Ｙ方向に移動せしめられる。この移動の過程で、約数［μｍ］〜１０００［μｍ］の幅のレーザー光Ｌの照射によって発生した熱によってレーザー照射部分が蒸発して導電層１００ｆから除去される。これによって各電極領域を絶縁するスリット１０４、１０５が形成され、上タッチパネル基板１０１、あるいは下タッチパネル基板１０２になるのである。
【００２５】
このようにしてスリット１０４、１０５を得る本レーザー加工方法では、エッチング処理を伴うフォトリソグラフィー法を用いることなく、透明基板１００に複数の透明電極を形成することができる。このため、フォトレジストの現像液やエッチング液の廃液によって環境を汚すことなく、上下のタッチパネル基板１０１、１０２を製造することができる。また、透明電極のパターン形状を変える場合でも、フォトリソグラフィー用の遮光マスクを用いることなくＣＡＤデータに基づいた導電層１００ｆの加工を施してパターンに応じた複数の透明電極を形成することができる。このため、異なった電極パターンのタッチパネル用基板１０１、１０２についてそれぞれ専用の遮光パターンの遮光マスクを用意しなければならないためにリードタイムを長くしてしまうといった事態が起こらない。遮光マスクの使用に起因してオンデマンド型の生産要求に対応できないといった事態を回避することができる。
【００２６】
一方、フォトリソグラフィー法を用いた電極加工では、フォトレジストの現像液やエッチング液等の廃液が発生して環境を汚してしまうという不具合がある。また、透明電極のパターンを変える場合は、フォトリソグラフィー用の遮光マスクを新規に作成しなければならないため、加工効率が悪く、他品種少量生産への対応及び低コスト化が難しかった。特に、ハイブリッド方式のタッチパネルのように導電層１００ｆに数本のスリットを形成するような場合でも、数百本のスリットを形成するデジタル方式のタッチパネルの場合と同じフォトリソグラフィー工程が必要になってくるため、加工部分が少ないにもかかわらず廃液の低減及び低コスト化を図ることが難しかった。
【００２７】
図１０は、上記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。同図において、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つの側壁で支持しながら、内部に空隙Ｇを形成している。ガラス板５ａには、直径１〜２［ｍｍ］の吸引孔５ｃが複数設けられている。空隙Ｇ内が図示しない吸引手段によって吸引されて減圧せしめられることにより、各吸引孔５ｃに吸引力が発生してガラス板５ａ上に載置された図示しないワーク（本例では透明基板）をガラス面に密着せしめる仕組みである。このようにして吸引されたワークに対して、レーザー加工がなされる。
【００２８】
図１１は、本レーザー加工方法に用いられるレーザー加工用治具たるワーク保持治具を示す拡大断面図である。同図において、ワーク保持治具２００は、基体２０１と、これの上に形成された固着層２０２と、更にこの上に形成されたレーザー反射層２０３とを有している。基体２０１は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等のプラスチックからなっている。また、レーザー反射層２０３は、厚さ８〜１０［μｍ］の電解銅箔からなり、軟性であった固着層２０２が硬化したことによって固着層２０２に固着している。かかる構成のワーク保持具２００は、図１２に示すように、レーザー反射層２０３の上に両面粘着フィルム３００が全面に粘着せしめられた状態で使用される。レーザー反射層２０３に用いる材料については、電解銅箔の他、メッキ法や圧延法によって製造された各種の金属箔を用いることができる。また、金属箔からなるレーザー反射層２０３を基体２０１上に積層する方法としては、接着剤の硬化によって形成した固着層２０２によってレーザー反射層２０３を固着させる方法の他、熱圧着させる方法を用いることもできる。
【００２９】
上記透明基板１００は、全体として良好な可撓性を発揮するものである。そして、レーザー加工に先立ち、図１３に示すように、その裏面側がワーク保持治具２００上の両面粘着フィルム３００に圧接せしめられてワーク保持治具２００に仮接着される。なお、同図においては、便宜上、透明基板１００のハードコート層、固着層、第２反射防止層及び第１反射防止層の図示を省略している。
【００３０】
図１４は、上記移動台（５）上に固定された透明基板１００を示す拡大断面図である。同図において、透明基板１００は、これに接着されたワーク保持治具２００を下にして、移動台（５）のガラス板５ａ上に載置される。この状態で図示しない吸引手段が作動すると、ガラス板５ａの吸引孔５ｃに発生する吸引力により、ワーク保持治具２００がガラス面に向けて吸引されて、透明基板１００とともに固定される。この際、ワーク保持治具２００、ガラス板５ａがガラス板５ａの表面形状にならって柔軟に撓むことで、ガラス面にピッタリと密着する。このことにより、ガラス面上で透明基板１００が部分的に浮き上がることによる加工精度の悪化が抑えられる。また、透明基板１００が両面粘着フィルム３００によってワーク保持治具２００上に仮接着されていることにより、ワーク保持治具２００に追従してガラス面に向けて引かれることで、透明基板１００の部分的な浮き上がりによる加工精度の悪化がより確実に抑えられる。
【００３１】
透明基板１００に向けて照射されたＹＡＧレーザー光Ｌは、透明基板１００を次のような順序で透過する。即ち、導電層１００ｆ、第１反射防止層（図７の１００ｅ）、第２反射防止層（図７の１００ｄ）、固着層（図７の１００ｃ）、ハードコート層（図７の１００ｂ）、基材層１００ａ、ハードコート層（図７の１００ｇ）という順である。ＹＡＧレーザー光Ｌは、少なくとも導電層１００ｆを除去し得る程度のエネルギー強度になっている。よって、透過に伴って少なくとも導電層１００ｆを除去する。そして、透明基板１００をワーク保持治具２００に向けて透過する。この際、図示のようにスポット中心側から外側に向けて徐々に拡散して行くのに伴ってエネルギーを減衰させていく。そして、両面粘着フィルム３００を経由してワーク保持治具２００のレーザー反射層２０３に到達し、ここで反射して反射光する。この時点で、ＹＡＧレーザー光Ｌのエネルギーは、拡散に伴って当初よりも大幅に減衰している。本レーザー加工方法では、この時点のＹＡＧレーザー光Ｌを、透明基板１００の全ての層を変形させない程度までエネルギー減衰させ得る値に、導電層１００ｆ到達時のエネルギー強度を設定している。レーザー反射層２０３上で反射した反射光の大部分は、当初の導電層１００ｆ表面でのビームスポット径Ｒ１よりも外側領域を透過する。この透過により、当初のビームスポット径Ｒ１の周囲が、径Ｒ２の範囲内で前処理される。
【００３２】
透明基板１００に対するＹＡＧレーザー光Ｌの１スポットが終わると、移動台（５）が水平方向に高速移動して、次のレーザー照射領域が先のレーザー照射領域の隣設部分に設定される。この隣設部分は、先のレーザー照射に伴って前処理されている。このように前処理された導電層１００ｆは、前処理されていない場合に比べて低いエネルギー強度でのレーザー加工が可能になる。前処理されていない場合に必要なレーザー強度を「１００」とすると、「３５〜７５」程度の値で加工される。反射光による前処理が行われることで、レーザーエネルギー強度が約２．５割〜６．５割も低減されるのである。このようなエネルギー強度の低減により、基材層１００ａ（もしくは、この上の何層かを含めて）の気泡や輝点を有効に抑えることができる。なお、「３５〜７５」と広範囲の値になったのは、ＩＴＯの種類によって除去可能なエネルギー強度が異なってきたためである。
【００３３】
なお、本レーザー加工方法において、反射光による前処理を施し得る領域は、その反射光の元となったＹＡＧレーザー光Ｌのビームスポット径の隣設領域に限られる。このため、次のレーザー照射領域が先のレーザー照射領域から比較的離れている場合には、次のレーザー照射領域に対する前処理を施すことができない。このような場合には、次のレーザー照射において、弱レーザー光の照射による前処理と、強レーザー光の照射による加工とを、そのときだけ実施することが望ましい。このようにすれば、次のレーザー照射領域においても前処理後の加工処理を行うことができる。更には、透明基板１００に対する初のレーザー照射でも、当然ながら前処理が行われていないので、弱レーザー光と、強レーザー光との連続照射を行うことが望ましい。
【００３４】
また、ワーク保持治具２００を用いずに、移動台（５）のガラス板５ａを銅板に代えてこれを反射鏡として利用するようにした場合には、移動台（５）の重量を大幅に増加させてしまうことになる。仮に５００×５００［ｍｍ］の保持面を確保しようとすると、銅板の重さだけで約２ｋｇにもなってしまう。更には、ワーク保持治具２００を多層構造にしないで銅板だけで構成した場合にも同様である。
【００３５】
レーザー加工が終了したら、透明基板１００をワーク保持治具２００から剥離した後、ワーク保持治具２００から両面粘着フィルム３００を引き剥がす。そして、ワーク保持治具２００に新たな両面粘着フィルム３００を粘着せしめて、次のレーザー加工に備える。
【００３６】
本発明者は、ワーク保持治具２００として、電解銅箔からなるレーザー反射層２０３の代わりに、銅を基体２０１表面に３００［ｎｍ］程度の厚みで蒸着させてレーザー反射層２０３を形成したものを試作した。そして、同様のレーザー加工を試みたところ、ワーク保持治具２００から両面粘着フィルム３００を引き剥がす際に、レーザー反射層２０３を部分的に両面粘着フィルム３００に転移させてしまった。よって、蒸着によってレーザー反射層２０３を形成したワーク保持治具２００では、透明基板１００を仮接着するのが困難である。
【００３７】
以上のレーザー加工方法によれば、ＹＡＧレーザーの２度打ちによる前処理を行わなくても、透明基板１００の下にあるワーク保持治具２００のレーザー反射層２０３上でのＹＡＧレーザー光Ｌを反射させることで、透明基板１００に生ずる気泡や輝点を抑えることができる。
【００３８】
また、上述のように、フォトリソグラフィー用の遮光マスクを必要としない。しかも、透明基板１００を、レーザー反射層２０３が設けられたワーク保持治具２００の上に固定し、両者を一体としてガラス板５ａに向けて吸引することで、ガラス板５ａの代わりに銅板等からなる反射鏡を用いるといったことを行わなくて済む。よって、加工パターン毎の専用の遮光マスクや反射鏡を用意する手間をなくして、オンデマンド型の生産要求に柔軟に対応することができる。
【００３９】
また、反射鏡として機能するレーザー反射層２０３を、移動台（５）ではなく、ワーク保持治具２００に設けたことで、ワーク保持面としては従来と同様のガラス板５ａを用いることができる。しかも、高い剛性が要求される移動台（５）のガラス板５ａとは異なり、ワーク保持治具２００にはそれほどの剛性が要求されないため、その基体２０１については、プラスチック等の軽い材料で構成して軽量化を図ることができる。よって、Ｘ−Ｙテーブル４の移動機構を強化することによるレーザー加工装置のコストアップを抑えることもできる。なお、基体２０１の材料としては、プラスチックの他、軽量性に優れたマグネシウム合金、アルミ、紙等が好適である。
【００４０】
なお、裏面にワーク保持治具２００を粘着させた透明基板１００を取り扱うことにより、取り扱い時に生ずる透明基板１００の裏面の傷を抑えることができるという効果も得られる。
【００４１】
これまで、光透過性部材としてタッチパネル用の透明基板１００を加工する例について説明したが、他の光透過性部材を加工するレーザー加工方法についても、本発明の適用が可能である。また、ＹＡＧレーザー光Ｌとしてスポット形状が円形状のものを透明基板１００に照射して、導電層１００ｆなどの表層を部分的に円形状に除去する例について説明した。しかしながら、スポット形状が多角形状などといった他の形状のレーザー光を照射する場合にも、本発明の適用が可能である。
【００４２】
【発明の効果】
請求項１乃至６の発明によれば、上述した（１）〜（４）の事項を何れも実現することができるという優れた効果がある。
特に、請求項２の発明によれば、加工テーブルの移動機構を強化することによるコストアップをより確実に抑えることができるという優れた効果がある。
また特に、請求項３、４又は６の発明によれば、治具に仮接着した光透過性部材を、加工テーブル上で吸引される治具に確実に追従させて、光透過性部材の部分的な浮き上がりによる加工精度の悪化を確実に抑えることができるという優れた効果がある。更には、レーザー照射によるレーザー反射層の劣化を抑えることができるという優れた効果もある。
また特に、請求項４の発明によれば、加工テーブル上での光透過性部材の浮き上がりによる加工精度の悪化を更に確実に抑えることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】気泡が発生した透明基板を示す拡大平面図。
【図２】同透明基板を示す拡大断面図。
【図３】輝点が発生した透明基板を示す拡大平面図。
【図４】捲れによる輝点が発生した透明基板を示す拡大断面図。
【図５】盛り上がりによる輝点が発生した透明基板を示す拡大断面図。
【図６】実施形態に係るレーザー加工方法に用いるレーザー加工装置を示す概略構成図。
【図７】タッチパネル用の透明基板を示す拡大断面図。
【図８】同レーザー加工方法によって電極パターンが形成されたダッチパネルを示す断面図。
【図９】（ａ）は同パッチパネルの分解斜視図。（ｂ）は同タッチパネルの平面図。
【図１０】同レーザー加工装置のＸ−Ｙテーブルを示す拡大構成図。
【図１１】同レーザー加工方法に用いられるワーク保持治具を示す拡大断面図。
【図１２】両面粘着フィルムが貼り付けられた同ワーク保持治具を示す拡大断面図。
【図１３】同ワーク保持治具と、これに仮接着された透明基板とを示す拡大断面図。
【図１４】同Ｘ−Ｙテーブルの移動台上に固定された透明基板を示す拡大断面図。
【符号の説明】
１          レーザー発生部
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
５ａ        ガラス板
５ｂ        支持部
５ｃ        吸引孔
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
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
２００      ワーク保持治具（レーザー加工用治具）
２０１      基体
２０２      固着層
２０３      レーザー反射層
Ａｂ        気泡
Ｂｐ        輝点
Ｇ          空隙
【図１】
2004298885.tif 000004
【図２】
2004298885.tif 000005
【図３】
2004298885.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004298885.tif 000010
【図８】
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【図９】
2004298885.tif 000012
【図１０】
2004298885.tif 000013
【図１１】
2004298885.tif 000014
【図１２】
2004298885.tif 000015
【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年5月17日(2004.5.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー加工時に用いられるレーザー加工用治具であって、
基体の表面にレーザー反射層が形成されたものであることを特徴とするレーザー加工用治具。
【請求項２】
請求項１のレーザー加工用治具であって、
上記基体がプラスチック、マグネシウム合金、アルミ又は紙などの軽量な材料からなることを特徴とするレーザー加工用治具。
【請求項３】
請求項１又は２のレーザー加工用治具であって、
上記レーザー反射層が８［μｍ］以上の厚みの金属箔からなることを特徴とするレーザー加工用治具。
【請求項４】
請求項３のレーザー加工用治具であって、
全体として可撓性を発揮することを特徴とするレーザー加工用治具。
【請求項５】
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、
上記光透過性部材を請求項１、２、３又は４のレーザー加工用治具の上に固定して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６】
請求項５のレーザー加工方法において、
上記レーザー加工用治具として請求項３又は４のものを用い、レーザー加工に先立って上記光透過性部材の裏面と該レーザー加工用治具とを接着しておき、レーザー加工後に該裏面から該レーザー加工用治具を剥離することを特徴とするレーザー加工方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、レーザー加工時に用いられるレーザー加工用治具であって、基体の表面にレーザー反射層が形成されたものであることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のレーザー加工用治具であって、上記基体がプラスチック、マグネシウム合金、アルミ又は紙などの軽量な材料からなることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２のレーザー加工用治具であって、上記レーザー反射層が８［μｍ］以上の厚みの金属箔からなることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３のレーザー加工用治具であって、全体として可撓性を発揮することを特徴とするものである。
また、請求項５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、上記光透過性部材を請求項１、２、３又は４のレーザー加工用治具の上に固定して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６の発明は、請求項５のレーザー加工方法において、上記レーザー加工用治具として請求項３又は４のものを用い、レーザー加工に先立って上記光透過性部材の裏面と該レーザー加工用治具とを接着しておき、レーザー加工後に該裏面から該レーザー加工用治具を剥離することを特徴とするものである。