(57)【要約】      （修正有）【課題】低汚染で効率の高い二層導電膜曲線回路プロセスを提供できる、二層導電膜パネルの曲線プロセスに用いるレーザー装置を提供する。【解決手段】レーザー装置がレーザーモジュール、Ｙ軸移動ステージ、Ｘ軸移動ステージ、リニアモータを含み、パネルはＸＹ平面に平行にＸ軸移動ステージ上に配置され、レーザーモジュールは波長範囲を調整可能なレーザービームを発生し、Ｘ軸方向に沿って第１導電膜を加工する。Ｙ軸移動ステージはレーザーモジュールを搭載し、Ｙ軸方向に沿ってレーザーモジュールを移動させ、Ｘ軸移動ステージはＸ軸方向に沿ってパネルを移動させる。リニアモータはレーザーモジュールとＹ軸移動ステージの間に連接され、Ｘ軸方向とＹ軸方向と直角に交わるＺ軸方向に沿ってレーザーモジュールの位置を調整する。【選択図】図２
0003164084.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
二層導電膜パネルの曲線プロセスに用いるレーザー装置であって、パネルの加工に用いられ、前記パネルが第１導電膜、第２導電膜、前記第１導電膜と前記第２導電膜の間に介在された基板を含み、前記第１導電膜が前記レーザー装置と前記基板の間に配置され、前記レーザー装置が、レーザーモジュールと、Ｙ軸移動ステージと、Ｘ軸移動ステージと、リニアモータを含み、
前記レーザーモジュールが、
波長範囲を調整可能な第１レーザービームを発生するレーザー光源と、
前記第１レーザービームを接受して較正した後第２レーザービームを出力する監視制御ユニットと、
前記第２レーザービームを接受して偏移させ、第３レーザービームを出力し、前記第３レーザービームに前記第１導電膜表面に平行なＸ軸方向に沿って前記第１導電膜を加工させるビーム移動ユニットを含み、
前記Ｙ軸移動ステージが前記レーザーモジュールを搭載し、前記Ｘ軸方向に直角に交わり、前記第１導電膜表面に平行なＹ軸方向に沿って前記レーザーモジュールを移動させ、前記第３レーザービームに前記Ｘ軸方向に沿って前記第１導電膜を加工させるのと同時に前記Ｙ軸方向に沿って移動させ、プラズマエッチング方式で前記第１導電膜を加工して曲線パターンを形成させ、
前記Ｘ軸移動ステージが前記パネルを搭載し、前記第１導電膜に曲線パターンを形成した後前記Ｘ軸方向に沿って前記パネルを移動させ、
前記リニアモータが前記レーザーモジュールと前記Ｙ軸移動ステージの間に連接され、前記Ｘ軸方向と前記Ｙ軸方向に直角に交わるＺ軸方向に沿って前記レーザーモジュールの位置を調整することを特徴とする、レーザー装置。
【請求項２】
前記レーザーモジュールがさらに、前記監視制御ユニットの外囲を遮蔽する遮蔽カバーを含むことを特徴とする、請求項１に記載のレーザー装置。
【請求項３】
前記レーザー光源が発生する前記第１レーザービームがＣＯ2（炭酸ガス）レーザーであることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー装置。
【請求項４】
前記レーザー光源が発生する前記第１レーザービームの波長調整範囲が９.２ｕｍ〜１０.６ｕｍであることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー装置。
【請求項５】
前記レーザー光源が発生する前記第１レーザービームの出力が１５００Ｗより大きいことを特徴とする、請求項１に記載のレーザー装置。
【請求項６】
前記パネルの前記第１導電膜と前記第２導電膜の材質がＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）であることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー装置。
【請求項７】
前記パネルの前記基板の材質がガラスであることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー装置。
【請求項８】
前記パネルの前記基板の材質がＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）であることを特徴とする、請求項１に記載のレーザー装置。
【請求項９】
前記監視制御ユニットが、
前記第１レーザービームを接受し、電源がオンのときに前記第１レーザービームを通過させるレーザー光ゲートと、
前記レーザー光ゲートを通過した前記第１レーザービームを９０度の角度で偏移した第１反射ビームと、元の進行方向と同じ第１横方向偏移ビームに分光する第１分光器と、
前記第１横方向偏移ビームを接受し、前記第１レーザービームのスペクトルを分析するスペクトロメータと、
前記第１反射ビームを接受し、前記第１反射ビームの光量を制御するレーザーアッテネータと、
前記レーザーアッテネータを通過した前記第１反射ビームを９０度の角度で偏移した第２反射ビームと元の進行方向と同じ第２横方向偏移ビームに分光する第２分光器と、
前記第２反射ビームを接受し、前記第２反射ビームの出力を分析する光パワーメータと、
前記第２横方向偏移ビームを９０度偏移させる第１ビーム進路転換装置と、
前記第１ビーム進路転換装置によって９０度偏移された前記第２横方向偏移ビームを接受し、前記第２横方向偏移ビームのガウシアンエネルギー分布をトップフラット（ｔｏｐ−ｆｌａｔ）エネルギー分布に変換するビーム整形素子と、
前記ビーム整形素子を経由した前記第２横方向偏移ビームを接受し、前記第２横方向偏移ビームの進行方向を視準し、前記第２横方向偏移ビームの直径を調整する視準エキスパンダと、
前記視準エキスパンダを経由した前記第２横方向偏移ビームを接受して９０度偏移させる第２ビーム進路転換装置と、
前記第２ビーム進路転換装置を通過した前記第２横方向偏移ビームを９０度の角度で偏移した前記第２レーザービーム及び元の進行方向と同じ第３横方向偏移ビームに分光する第３分光器と、
前記第３横方向偏移ビームを９０度偏移させる第３ビーム進路転換装置と、
前記第３ビーム進路転換装置によって９０度偏移した前記第３横方向偏移ビームを接受し、前記第３横方向偏移ビームを分析して、光パラメータがあらかじめ定めた範囲を超過したとき警告を発するビームプロファイラを含むことを特徴とする、請求項１に記載のレーザー装置。
【請求項１０】
前記ビーム移動ユニットがガルバノスキャナ運動方式で前記第３レーザービームに前記Ｘ軸方向に沿って前記第１導電膜を加工させ、前記ビーム移動ユニットが、
前記第２レーザービームを接受し、前記第３レーザービームの出力位置の観測と位置決め補助に用いられるアライメントモジュールと、
前記アライメントモジュールに連接され、前記第２レーザービームを偏移させ、前記第３レーザービームを出力し、前記第３レーザービームに前記Ｘ軸方向に沿って前記第１導電膜を加工させるガルバノスキャナと、
前記ガルバノスキャナに連接され、前記第３レーザービーム及び前記パネルを歪みなくとらえるテレセントリックレンズを含むことを特徴とする、請求項１に記載のレーザー装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案はレーザー装置に関し、特に二層導電膜パネルの曲線プロセスに用いるレーザー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）はすでにタッチパネル中の導電薄膜の材料として広く使用されており、静電容量式タッチパネルはガラス基板の二面にＩＴＯ導電薄膜をめっきし、特殊な設計のパターンにエッチングして、均一な電界を形成し、指やタッチペンでタッチパネルに接触したとき、電界強度の変化によってタッチ位置を知るものである。
【０００３】
現在二層のＩＴＯ導電膜を備えたパネルのＩＴＯ回路はフォトリソグラフィプロセス（またはウェットプロセスともいう）でエッチングされているが、そのエッチング液は汚染性があり、プロセス中で廃液を再処理する必要があるだけでなく、プロセス設備も高価であり、環境汚染と製造コストを抑えるためには、レーザーのドライプロセスを採用することが良い解決法である。レーザーのドライプロセスはウェットプロセスに比べて簡易、低汚染、低コスト等のメリットがある。しかしながら、現有のレーザー加工プロセスはＩＴＯ導電薄膜が発生する熱効果が二層ＩＴＯのプロセスに影響し、一面のＩＴＯ導電薄膜の回路を他面に影響せずに形成することができないため、二層ＩＴＯ回路プロセスはやはりフォトリソグラフィプロセスが主となっている。
【０００４】
上述をまとめると、直接レーザーで二層の導電薄膜を備えたパネルを加工でき、二層のＩＴＯの回路を破壊することがないプロセスを提示することができれば、現在のウェットプロセスの汚染性、高コスト、工程数が多いなどの欠点を改善することができる。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
これに鑑みて、本考案の主な目的は、二層導電膜のパネルの加工に用いられ、プラズマエッチング方式で導電膜の回路を製作し、低汚染で効率の高い二層導電膜曲線回路プロセスを提供できる、二層導電膜パネルの曲線プロセスに用いるレーザー装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本考案のレーザー装置はレーザーモジュール、Ｙ軸移動ステージ、Ｘ軸移動ステージ、リニアモータを含み、パネルの加工に用いられ、パネルは第１導電膜、第２導電膜、第１導電膜と第２導電膜の間に介在された基板を含み、第１導電膜はレーザー装置と基板の間に位置する。レーザーモジュールはレーザー光源、監視制御ユニット、ビーム移動ユニットを含み、レーザー光源は波長を調整可能な第１レーザービームを発生し、監視制御ユニットは第１レーザービームを接受して較正した後第２レーザービームを出力し、ビーム移動ユニットは第２レーザービームを接受して偏移させ、第３レーザービームを出力し、第３レーザービームに第１導電膜表面に平行なＸ軸方向に沿って第１導電膜を加工させる。Ｙ軸移動ステージはレーザーモジュールを搭載し、Ｘ軸方向と直角に交わり導電膜表面に平行なＹ軸方向に沿ってレーザーモジュールを移動させ、第３レーザービームがＸ軸方向に沿って移動するとき同時にＹ軸方向に向かって移動させ、プラズマエッチング方式で第１導電膜を加工し、第２導電膜に影響せずに曲線パターンを形成し、Ｘ軸移動ステージはパネルを搭載し、第１導電膜に曲線パターンを形成した後Ｘ軸方向に沿ってパネルを移動させ、その残りの曲線プロセスを完成させることができ、リニアモータはレーザーモジュールに連接され、レーザーモジュールを調整し、パネル表面に垂直なＺ軸方向に沿ってレーザーモジュールの位置を調整するために用いられる。
【０００７】
本考案の最良の実施例とその効果について、図面を組み合わせて以下で説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本考案の立体外観図である。
【図２】本考案のレーザーモジュールのブロック図である。
【図３】パネルの曲線描画を示す概略図である。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
以下、具体的な実施例を挙げて本考案の内容を詳細に説明し、図面を説明の補助とする。説明の中で言及する符号は図面の符号を参照する。
【００１０】
図１と図２に本考案の概略図を示す。本考案のレーザー装置は、レーザーモジュール１０、Ｙ軸移動ステージ２０、Ｘ軸移動ステージ２２、リニアモータ３０を含み、パネル４０の加工に用いられ、パネル４０は第１導電膜４２、第２導電膜４６、第１導電膜４２と第２導電膜４６の間に介在された基板４４を含み、第１導電膜４２はレーザー装置と基板４４の間に位置する。
【００１１】
ここで、第１導電膜４２と第２導電膜４６の材質はＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）とすることができ、基板４４の材質はガラスまたはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）とすることができる。
【００１２】
レーザーモジュール１０はレーザー光源１２、監視制御ユニット１４、ビーム移動ユニット１６を含み、レーザー光源１２は波長を調整可能な第１レーザービーム５０を発生し、監視制御ユニット１４は第１レーザービーム５０を接受して、第１レーザービーム５０の波長、ビームプロファイル、スポットサイズ等の光パラメータを調整した後第２レーザービーム５１を出力し、第２導電膜４６にダメージを与えずに第１導電膜４２をエッチングするというニーズを達することができる。ビーム移動ユニット１６は第２レーザービーム５１を接受して偏移させ、第３レーザービーム５２を出力し、第３レーザービーム５２に第１導電膜４２表面に平行なＸ軸方向に沿って第１導電膜４２を加工させる。
【００１３】
Ｙ軸移動ステージ２０はレーザーモジュール１０とリニアモータ３０を搭載し、Ｘ軸方向に直角で第１導電膜４２表面に平行なＹ軸方向に沿ってレーザーモジュール１０を移動させ、第３レーザービーム５２にＸ軸方向に沿って第１導電膜４２を加工させると同時にＹ軸方向に沿って移動させ、プラズマエッチング方式で上方に位置する第１導電膜４２を加工し、曲線パターン４８を形成することができる（図３参照）。Ｘ軸移動ステージ２２はパネル４０を搭載し、第１導電膜４２に曲線パターン４８を形成した後、Ｘ軸方向に沿ってパネル４０を別のパターン描画待ち位置まで移動させ、残りの曲線プロセスを継続させることができる。リニアモータ３０はレーザーモジュール１０とＹ軸移動ステージ２０の間に連接され、Ｘ軸方向とＹ軸方向に直角なＺ軸方向に沿ってレーザーモジュール１０を移動させ、第３レーザービーム５２のフォーカススポット位置を調整し、第３レーザービーム５２のフォーカス高さを正確に調整するために用いられる。
【００１４】
ここで、レーザー光源１２が発生する第１レーザービーム５０は実質上波長を調整可能なＣＯ2（炭酸ガス）レーザーとすることができ、その波長範囲は９.２ｕｍ〜１０.６ｕｍとし、パネル４０の基板４４に対して吸収率のよい波長を選択し、第３レーザービーム５２でパネル４０の第１導電膜４２を加工した後、パネル４０の基板４４に進入して吸収されるようにし、第２導電膜４６にダメージを与えにようにする。また、レーザー光源１２が発生する第１レーザービーム５０の出力は１５００Ｗより大きくでき、量産のニーズを満たすことができる。
【００１５】
監視制御ユニット１４はレーザー光ゲート１４１、第１分光器１４２、スペクトロメータ１４３、レーザーアッテネータ１４４、第２分光器１４５、光パワーメータ１４６、第１ビーム進路転換装置１４７、ビーム整形素子１４８、視準エキスパンダ１４９、第２ビーム進路転換装置１５０、第３分光器１５１、第３ビーム進路転換装置１５２、ビームプロファイラ１５３を含む。レーザー光ゲート１４１は第１レーザービーム５０を接受し、電源がオンのとき第１レーザービーム５０にレーザー光ゲート１４１を通過させて第１分光器１４２に到達させ、第１分光器１４２が第１レーザービーム５０を９０度の角度で偏移した第１反射ビーム５３と元の進行方向と同じ第１横方向偏移ビーム５４に分光する。スペクトロメータ１４３は第１横方向偏移ビーム５４を接受してそのスペクトルを分析し、レーザーアッテネータ１４４は第１反射ビーム５３を接受してその光量を制御した後、第２分光器１４５に出力し、第２分光器１４５は第１反射ビーム５３を９０度の角度で偏移した第２反射ビーム５５と元の進行方向と同じ第２横方向偏移ビーム５６に分光する。光パワーメータ１４６は第２反射ビーム５５を接受してその出力を分析し、第１ビーム進路転換装置１４７は第２横方向偏移ビーム５６を接受してそれをビーム整形素子１４８へと９０度偏移させ、ビーム整形素子１４８は第２横方向偏移ビーム５６を接受して、第２横方向偏移ビーム５６のガウシアンエネルギー分布をトップフラット（ｔｏｐ−ｆｌａｔ）エネルギー分布に変換した後出力するために用いられる。視準エキスパンダ１４９はビーム整形素子１４８を経由した第２横方向偏移ビーム５６を接受し、その進行方向と直径を視準した後第２ビーム進路転換装置１５０へと出力し、第２ビーム進路転換装置１５０は第２横方向偏移ビーム５６を第３分光器１５１へと９０度偏移させ、第３分光器１５１は第２横方向偏移ビーム５６を９０度の角度で偏移した第２レーザービーム５１と元の進行方向と同じ第３横方向偏移ビーム５７に分光する。第３ビーム進路転換装置１５２は第３横方向偏移ビーム５７を接受してそれをビームプロファイラ１５３へと９０度偏移させ、ビームプロファイラ１５３は第３横方向偏移ビーム５７のビームプロファイルを分析するために用いられ、かつ即時の光パラメータの上限と下限の範囲を品質管理に提供し、光パラメータが範囲を超過すると警告を発し、出力光の品質を管理すると共に、レーザー加工で設定したパラメータに対し記録と修正警告情報を提供することができる。
【００１６】
ここで、監視制御ユニット１４は外囲が遮蔽カバー１８で覆われ、レーザーまたはその他放射線が外部に漏れて人体に害を与えないよう防止する。
【００１７】
ビーム移動ユニット１６はアライメントモジュール１６１、ガルバノスキャナ１６２、テレセントリックレンズ１６３を含む。アライメントモジュール１６１は監視制御ユニット１４が出力する第２レーザービーム５１を接受し、第３レーザービーム５２の出力位置の観測と位置決め補助に用いられ、ガルバノスキャナ１６２はアライメントモジュール１６１に連接され、第２レーザービーム５１を偏移させ、第３レーザービーム５２を出力し、第３レーザービーム５２にＸ軸方向に沿って第１導電膜４２を加工させる。テレセントリックレンズ１６３はガルバノスキャナ１６２に連接され、第３レーザービーム５２及びパネル４０を歪みなくとらえるために用いられる。
【００１８】
ここで、本実施例のレーザー装置はさらにホスト６０とディスプレイ６２を含む。ホスト６０及びディスプレイ６２はアライメントモジュール１６１に連結され、アライメントモジュール１６１がキャプチャした画面の判別と表示に用いられる。
【００１９】
上述をまとめると、本考案は波長を調整可能なＣＯ2レーザーをパネル４０のガラスまたはＰＥＴ材質の基板４４が吸収する波長に調整し、Ｍ２、ビームプロファイル、極化性、スポットサイズ等の光パラメータを組み合わせ、かつ適宜のフォーカス高さとエネルギーに調整してプラズマの除去能力を発生し、第１導電膜４２の曲線プロセスを完成させると共に、即時光パラメータと品質を管理でき、第２導電膜４６にダメージを与えずに、確実に二層導電膜を備えたパネルに必要な曲線をエッチングでき、従来のウェットプロセスを代替することができる。
【００２０】
本考案の技術内容はすでに最良の実施例を挙げて上述のように開示したが、上述は本考案を限定するものではなく、当業者による本考案の要旨を逸脱しないいくらかの変更や修飾はすべて本考案の範疇内に含まれるため、本考案の保護範囲は後付の実用新案登録請求の範囲に準じる。
【符号の説明】
【００２１】
１０        レーザーモジュール
１２        レーザー光源
１４        監視制御ユニット
１４１      レーザー光ゲート
１４２      第１分光器
１４３      スペクトロメータ
１４４      レーザーアッテネータ
１４５      第２分光器
１４６      光パワーメータ
１４７      第１ビーム進路転換装置
１４８      ビーム整形素子
１４９      視準エキスパンダ
１５０      第２ビーム進路転換装置
１５１      第３分光器
１５２      第３ビーム進路転換装置
１５３      ビームプロファイラ
１６        ビーム移動ユニット
１６１      アライメントモジュール
１６２      ガルバノスキャナ
１６３      テレセントリックレンズ
１８        遮蔽カバー
２０        Ｙ軸移動ステージ
２２        Ｘ軸移動ステージ
３０        リニアモータ
４０        パネル
４２        第１導電膜
４４        基板
４６        第２導電膜
４８        曲線パターン
５０        第１レーザービーム
５１        第２レーザービーム
５２        第３レーザービーム
５３        第１反射ビーム
５４        第１横方向偏移ビーム
５５        第２反射ビーム
５６        第２横方向偏移ビーム
５７        第３横方向偏移ビーム
６０        ホスト
６２        ディスプレイ
Ｘ          Ｘ軸方向
Ｙ          Ｙ軸方向
Ｚ          Ｚ軸方向
【図１】
0003164084.tif 000003
【図２】
0003164084.tif 000004
【図３】
0003164084.tif 000005