(57)【要約】      （修正有）【課題】音速に近い移動速度でパネルを高速加工でき、その描画曲線に接続誤差がない、パネル導電薄膜の音響光学変調高速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、リニアモータ、リニアステージを含む。レーザーモジュールがレーザー光源、監視制御ユニット、アライメントユニット、ビーム移動ユニットを含み、レーザー光源が発生させた第１レーザービームを、監視制御ユニットが較正した後第２レーザービームを出力し、アライメントユニットが第２レーザービームの出の位置を観測かつ位置決めを補助し、ビーム移動ユニットが第２レーザービームを接受してその角度を音響光学変調方式で制御する。リニアモータが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し、リニアステージが導電膜表面に平行なＸ軸方向に沿ってパネルを移動させる。【選択図】図３
0003164079.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
パネル導電薄膜の音響光学変調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、前記パネルが導電膜と基板を含み、前記レーザー装置が、レーザーモジュールと、リニアモータと、リニアステージを含み、
前記レーザーモジュールが、
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、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、
前記監視制御ユニットが出力する前記第２レーザービームを接受し、前記第２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るアライメントユニットと、
前記アライメントユニットを経由した第２レーザービームを接受し、音響光学変調方式で前記第２レーザービームの角度を制御して、前記パネルの前記導電膜をエッチングさせ、曲線を形成させるビーム移動ユニットを含み、
前記リニアモータが前記レーザーモジュールに連接され、前記パネル表面に垂直な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し、
前記リニアステージが前記導電膜表面に平行なＸ軸方向に沿って前記パネルを移動させ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、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３５５ｎｍ波長の紫外光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】
前記パネルの前記導電膜の材質が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５】
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６】
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７】
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ビーム視準エキスパンダと、
前記ビーム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８】
前記ビーム移動ユニットが、
前記アライメントユニットを経由した前記第２レーザービームの角度を高速制御する音響光学スイッチと、
前記第２レーザービームを前記パネルに集光するリニアコンデンサ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。
【請求項９】
前記リニアコンデンサレンズがfθレンズ（ｆ−ｔｈｅｔａ  ｌｅｎｓ）であることを特徴とする、請求項８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、パネル導電薄膜の音響光学変調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】
オプトエレクトロニクス産業の発展で、液晶モニタとタッチパネルは、例えば現金自動預け払い機、液晶テレビ、ＰＤＡ、携帯電話など、すでに広く生活の中で使用されている。そのうち透明導電薄膜は重要な部材であり、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）が現在主に透明導電薄膜の材料として使用されており、透光性と導電性を備えているため、ＩＴＯを透明ガラスまたは硬質プラスチック上にめっきすると、非導電性のガラスまたは硬質プラスチックに導電性を持たせることができる。インジウムは材料が不足しており価格が高いため、現在例えば酸化亜鉛アルミニウム（ＡＺＯ）やガリウム添加酸化亜鉛（ＧＺＯ）などの代替材料に向かって発展しているが、その透光性及び抵抗値は共にＩＴＯほど優れていないため、現在の産業においてはやはりＩＴＯを透明導電材料としている。
【０００３】
図１に従来の抵抗膜方式タッチパネルの概略図を示す。上層のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）薄膜ａ１２と下層のガラスａ１４共にＩＴＯａ１６がめっきされ、それぞれＸ軸とＹ軸の導線が刻線されて、非導電性材質の両者に導電性を持たせており、上下二層間が均一に分布したドットスペーサａ１８で隔てられ、ペンまたは指でタッチパネルａ１０に触れると、上下二層のＸ軸ＩＴＯ ａ１６とＹ軸ＩＴＯ ａ１６が接触してショートし、電圧の変化が形成され、タッチ位置が分かるしくみである。
【０００４】
液晶モニタは上下のＩＴＯ導電ガラスを利用して液晶ボックスを構成し、ＩＴＯ導電ガラスのＩＴＯに設計を経たパターンの電極をエッチングし、電極に対して電圧を印加して、液晶ボックス内の液晶の配列方式を変化させ、液晶の光に対する反射に変化を生じ、対応する図案を形成させる。
【０００５】
タッチパネル及び液晶モニタは共にＩＴＯを必要なパターンまたは回路にエッチングする必要があり、ＩＴＯエッチングプロセスは従来フォトリソグラフィーウェットエッチングプロセスを採用しているが、設備が高価で工程が多く、発生する化学廃棄物を処理する必要があるため、レーザーでエッチングするドライエッチング方式でＩＴＯのエッチングが行われるようになっている。よく用いられる方法は３種類あり、１つは複数またはアレイ式のガルバノスキャナモジュールを用い、各々のレーザー光源に組み合わせ、同時にＩＴＯ薄膜に対してレーザー描画を行い、ＩＴＯの一部を除去して必要な曲線回路を得る方法である。この方法は迅速ながらコストが高く、且つガルバノメータは大面積のスキャン時に曲線の接続が不正確になり、曲線が重なるという問題がある。２つ目は単一のレーザー光源及びガルバノスキャナモジュールを用いてマトリクススキャンで描画を行う方法であるが、これは速度が遅く、量産のニーズを満たすことができない。３つ目はＸＹステージにフォーカスヘッドモジュールを組み合わせて曲線の描画を行う方法であり、接続の誤差はないが、描画する曲線の変化が微細であるため、ステージ構造上での動作制御に速度が不安定、または遅いという問題がある。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
これに鑑みて、本考案の主な目的は、音響光学変調でレーザー光の角度を高速制御し、音速に近い移動速度でパネルを高速加工でき、且つその描画した曲線に接続誤差がない、パネル導電薄膜の音響光学変調高速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】
【０００７】
本考案のレーザー装置はレーザーモジュール、リニアモータ、リニアステージを含む。レーザーモジュールはレーザー光源、監視制御ユニット、アライメントユニット、ビーム移動ユニットを含み、レーザー光源は第１レーザービームの発生に用いられ、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、アライメントユニットは監視制御ユニットが出力する第２レーザービームの出力位置の観測及び位置決め補助に用いられ、ビーム移動ユニットは第２レーザービームを接受し、音響光学変調の方式で第２レーザービームの角度を制御して、パネルの導電膜をエッチングし、曲線を形成するために用いられる。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のパネルのＺ軸方向に垂直な位置を調整し、第２レーザービームを正確に導電膜上にフォーカスさせるために用いられる。リニアステージにはパネルが搭載され、前記パネルのＸ軸方向に平行にパネルを移動させ、残りの曲線パターンプロセスを完了するために用いられる。
【０００８】
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】
【０００９】
【図１】従来のタッチパネルの概略図である。
【図２】本考案の概略図である。
【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】
【００１０】
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。
【００１１】
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２０、リニアモータ３０、リニアステージ４０を含み、基板５２と導電膜５４を含むパネル５０の加工に用いられる。本実施例において、基板５２はガラスまたはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等の透明材質とすることができ、導電膜５４の材質はＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）とすることができ、パネル５０はＸＹ平面に平行にレーザーモジュール２０の下方に配置される。
【００１２】
レーザーモジュール２０はレーザー光源２２、監視制御ユニット２４、アライメントユニット２６、ビーム移動ユニット２８を含む。レーザー光源２２は第１レーザービーム６０の発生に用いられ、監視制御ユニット２４は第１レーザービーム６０を接受して較正した後、第２レーザービーム６１を出力し、アライメントユニット２６は第２レーザービーム６１を接受し、第２レーザービーム６１の出力位置の観測と位置決め補助に用いられ、ビーム移動ユニット２８はアライメントユニット２６を経由した第２レーザービーム６１を接受し、第２レーザービーム６１の角度を制御して、パネル５０の導電膜５４に必要なパターンをエッチングするために用いられる。リニアモータ３０はレーザーモジュール２０に連接され、ＸＹ平面に垂直なＺ軸方向に沿ってレーザーモジュール２０の位置を調整し、第２レーザービーム６１を正確に制御して導電膜５４上にフォーカスさせるために用いられる。
【００１３】
監視制御ユニット２４は外囲が遮蔽カバー３２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。レーザー光源２２が発生する第１レーザービーム６０は実質上３５５ｎｍ波長の紫外光レーザーとする。
【００１４】
監視制御ユニット２４はレーザー光ゲート２４１、第１分光器２４２、スペクトロメータ２４３、レーザーアッテネータ２４４、第２分光器２４５、光パワーメータ２４６、第１ビーム進路転換装置２４７、ビーム整形素子２４８、ビーム視準エキスパンダ２４９、第２ビーム進路転換装置２５０、第３分光器２５１、第３ビーム進路転換装置２５２、ビームプロファイラ２５３を含む。レーザー光ゲート２４１は第１レーザービーム６０を接受し、電源がオンのとき第１レーザービーム６０にレーザー光ゲート２４１を通過させて第１分光器２４２に到達させ、第１分光器２４２が第１レーザービーム６０を９０度の角度で偏移した第１反射ビーム６２と元の進行方向と同じ第１横方向偏移ビーム６３に分光する。スペクトロメータ２４３は第１横方向偏移ビーム６３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２４４は第１反射ビーム６２を接受してその光量を制御した後、第２分光器２４５に出力し、第２分光器２４５は第１反射ビーム６２を９０度の角度で偏移した第２反射ビーム６４と元の進行方向と同じ第２横方向偏移ビーム６５に分光する。光パワーメータ２４６は第２反射ビーム６４を接受してその出力を分析し、第１ビーム進路転換装置２４７は第２横方向偏移ビーム６５を接受してそれをビーム整形素子２４８へと９０度偏移させ、ビーム整形素子２４８は第２横方向偏移ビーム６５を接受して、第２横方向偏移ビーム６５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。ビーム視準エキスパンダ２４９はビーム整形素子２４８を経由した第２横方向偏移ビーム６５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２５０へと出力し、第２ビーム進路転換装置２５０は第２横方向偏移ビーム６５を第３分光器２５１へと９０度偏移させ、第３分光器２５１は第２横方向偏移ビーム６５を９０度の角度で偏移した第２レーザービーム６１と元の進行方向と同じ第３横方向偏移ビーム６６に分光する。第３ビーム進路転換装置２５２は第３横方向偏移ビーム６６を接受してそれをビームプロファイラ２５３へと９０度偏移させ、ビームプロファイラ２５３は第３横方向偏移ビーム６６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。
【００１５】
図３に示すように、ビーム移動ユニット２８は音響光学スイッチ２８２とリニアコンデンサレンズ２８４を含み、音響光学スイッチ２８２は音速に近い速度で監視制御ユニット２４が出力する第２レーザービーム６１を回動範囲５６内の角度に高速制御し、リニアコンデンサレンズ２８４は第２レーザービーム６１をパネル５０に集光し、導電膜５４に集中するエネルギーを高めるために用いられ、第２レーザービーム６１が移動して導電膜５４をエッチングし、曲線パターン５８が形成されるが、図に示す曲線パターン５８の様式は例を挙げたのみであり、これに限定されない。ここで、リニアコンデンサレンズは実質上fθレンズ（ｆ−ｔｈｅｔａ  ｌｅｎｓ）とすることができる。
【００１６】
リニアステージ４０にはパネル５０が搭載され、Ｘ軸方向に沿ってパネル５０を移動させ、その他の曲線を継続してエッチングし、全パネルの曲線回路プロセスを完了することができる。
【００１７】
本考案が開示した実施例は音響光学スイッチ２８２でレーザー光を回動範囲５６内の角度で高速移動させており、その速度は音速に近いものとでき、リニアステージ４０を組み合わせてＸ軸方向に沿ってパネル５０を移動させることで、全パネルの曲線回路プロセスを完了でき、従来のフォトリソグラフィーウェットエッチングプロセスを確実に代替すると同時に現在のレーザードライプロセスのボトルネックを克服し、ＩＴＯ膜またはＩＴＯパネルの曲線回路パターンの製作に用いることができ、この産業プロセスに適用することができる。
【００１８】
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実用新案登録請求の範囲に準じる。
【符号の説明】
【００１９】
ａ１０    タッチパネル
ａ１２    ＰＥＴ薄膜
ａ１４    ガラス
ａ１６    ＩＴＯ
ａ１８    間隙子
２０      レーザーモジュール
２２      レーザー光源
２４      監視制御ユニット
２４１    レーザー光閘
２４２    第１分光器
２４３    スペクトロメータ
２４４    レーザーアッテネータ
２４５    第２分光器
２４６    光パワーメータ
２４７    第１ビーム進路転換装置
２４８    ビーム整形素子
２４９    ビーム視準エキスパンダ
２５０    第２ビーム進路転換装置
２５１    第３分光器
２５２    第３ビーム進路転換装置
２５３    ビームプロファイラ
２６      アライメントユニット
２８      ビーム移動ユニット
２８２    音響光学スイッチ
２８４    リニアコンデンサレンズ
３０      リニアモータ
３２      遮蔽カバー
４０      リニアステージ
５０      パネル
５２      基板
５４      導電膜
５６      回動範囲
５８      曲線パターン
６０      第１レーザービーム
６１      第２レーザービーム
６２      第１反射ビーム
６３      第１横方向偏移ビーム
６４      第２反射ビーム
６５      第２横方向偏移ビーム
６６      第３横方向偏移ビーム
Ｘ        Ｘ軸方向
Ｙ        Ｙ軸方向
Ｚ        Ｚ軸方向
【図１】
0003164079.tif 000003
【図２】
0003164079.tif 000004
【図３】
0003164079.tif 000005