JP3918892B2 - レーザマーキング用転写板 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザスパッタリング技術を用いたマーキング方法に好適な転写板に係り、特に、マーキング対象物の厚さや材質に拘わらず、これに精細なマーキングを行うことを可能としたレーザマーキング用転写板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザスパッタリング技術を用いたマーキング方法としては、例えば、特開昭６０−２２４５８８号公報に記載された方法が知られている。このマーキング方法は、図６に示されるように、マーキング用のビーム状レーザ光１００をマーキング対象物１０２を透過して着色材料である転写板１０１の表面１０１ａに照射する一方、それにより生じたスパッタをこれと対面するマーキング対象物体１０２の表面１０２ａに付着させて、所望形状のマーキングを行うものであり、（１）マーキング対象物体１０２の表面に傷を付けないこと、（２）走査型レーザマーカを使用でき、その都度、専用のマスクが不要であることから、任意の形状のマークを即座に描くことができること、等の優れた利点を有する。
【０００３】
なお、レーザ光１００としてはＹＡＧレーザが、マーキング対象物体１０２としては例えばガラス板が、また転写板１０１としては例えば着色素材からなる金属板が用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のマーキング方法に使用されるレーザマーキング用転写板１０１としては、着色材料である厚手の金属板若しくは金属箔（これらはレーザ光をいずれも透過させない）がそのまま使用されていたため、マーキング対象物１０２と対面する転写板面１０１ａにレーザ光１００を照射するためには、レーザ光１００をマーキング対象物１０２に透過させることが必要となり、その結果、（１）レーザ光を透過させないマーキング対象物には適用できないこと、（２）レーザ光を透過させるものであっても、厚みの大きな或いは歪みの大きな板の場合にはレーザ光が正確に転写板表面に焦点を結ばないことから精細なマーキングが困難であること、（３）その構造上、マーキング対象物の背後からレーザ光の照射が困難であるブラウン管等には適用が困難であること、（４）転写板で生ずるスパッタの内でレーザ光の進行方向と逆方向へ飛散する（僅かに拡散しつつ跳ね返る）ものを利用するため、レーザ光の小径化の割には精細な転写像が得られないこと、並びに、（５）スパッタが酸化されやすく、煤が多く発生して、煤取りのための後処理が煩雑であること、等の問題点があった。
【０００５】
この発明は、従来のレーザマーキング用転写板における上記の問題点に着目してなされてものであり、その目的とするところは、マーキング対象物の厚さや材質に拘わらず、これに精細なマーキングを行うことを可能としたレーザマーキング用転写板を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この出願の第１の発明は、レーザ光に対して透明な性質を有する基板の一方の面に、当該基板を他方の面からレーザ光を照射したときに瞬時に蒸発乃至昇華する性質を有する固体被膜を被着させてなることを特徴とするレーザマーキング用転写板にある。
【０００７】
ここで、『レーザ光に対して透明な性質を有する基板』とは、基板はレーザ光に対して透明でなければならないことを意味している。『透明』とは、例えば、波長１．０６μｍのＹＡＧレーザ光に対するガラス板のように、レーザ光を吸収して加熱溶融することがないことでもある。すなわち、基板の材質は、主として、レーザ光の波長との関係で規定され、当該レーザ光に対して透明な性質を有する限り、必ずしもガラスに限定されるものではなく、ある程度の耐熱性が許容されるならばプラスチック等も採用することができるであろう。
【０００８】
また、『当該基板を他方の面からレーザ光照射したときに瞬時に蒸発乃至昇華する性質を有する固体被膜』とは、固体被膜は基板を透過したレーザ光により瞬時に蒸発乃至昇華され、マーキング対象面に転写されるものであることを意味している。固体被膜の材質は、（１）レーザ光の照射により加熱されて瞬時に蒸発乃至昇華する温度特性を有すること、（２）必要なマーキングの色彩を有すること、（３）基板に対して均一な厚さの被膜を形成できること、（４）マーキング対象物の製造工程等における処理温度に対する耐熱性を有すること、並びに、（５）比較的に低コストで提供できること、等を考慮して決定されるであろう。
【０００９】
そして、この第１の発明によれば、転写板上に形成された固体被膜をその背後から照射されるレーザ光で加熱しこれを瞬時に蒸発乃至昇華させて、マーキング対象面上に転写するという手法を採用できるため、（１）肉厚や歪みの大きな透明なマーキング対象物、或いは最近のプラズマディスプレイパネル等のような表面に蛍光灯障害防止のためのＳｉＯ２被膜を有するマーキング対象物に適用できることは勿論のこと、（２）レーザ光を透過させない若しくは透過させ難い、レーザ光に対して半透明乃至不透明なマーキング対象物にも適用できること、（３）例えばブラウン管のパネル側面にマーキングする場合等のように、マーキング面の背後からレーザ光を照射することが困難なマーキング対象物にも適用できること、（４）固体被膜の厚さを調整することにより、マーキングの品質を制御することができること、等の従来のレーザマーキング方法にはない格別の効果を有するものである。
【００１０】
加えて、蒸発乃至昇華された固体被膜成分は、レーザ光の光圧に押されつつさほど拡散することなく直進して、レーザ光進行方向前方に置かれたマーキング対象物表面に衝突付着するため、（１）レーザ光の径を細く絞ることにより、精細かつ明瞭なマーキングを容易に形成することができること、（２）固体被膜としてクロム等の金属を使用する場合にも酸化され難く、煤の発生が少なくて拭き取りの手間が不要であること、等の従来のレーザマーキングにはない格別の効果を有するものである。
【００１１】
この出願の第２の発明は、前記第１の発明において、前記固体被膜と基板との間には、レーザ光を吸収して発熱する性質を有するレーザ光吸収層が介在されていることを特徴とするレーザマーキング用転写板にある。
【００１２】
『固体被膜』は必ずしも単層構造である必要はない。例えば、第３の発明として、基板を構成するガラス板の上に、酸化クロムによる黒色の第１層（下層）とクロムによる金属色の第２層（上層）とを順に重ねた二層構造による固体被膜とすれば、酸化クロム層（下層）の存在によりクロム層（上層）の反射を抑制すると同時にレーザ光の吸収効率を高めて、低光強度レーザ光による明瞭なマーキングを可能ならしめることができる。
【００１３】
そして、この第２の発明によれば、上述したように、レーザ光吸収層の存在により、固体被膜の反射を抑制すると同時にレーザ光の吸収効率を高めて、低強度レーザ光による明瞭なマーキングを可能ならしめることができるのである。
【００１４】
この出願の第４の発明は、前記第１の発明若しくは第２の発明において、前記基板の材質はガラスであり、かつ前記固体被膜の材質はその融点がガラスの融点よりも十分に高い性質を有する金属であることを特徴とするレーザマーキング用転写板にある。
【００１５】
レーザ光としてＹＡＧレーザ光が使用される場合には、基板の材質としては通常のガラス（例えば、ソーダライムガラス等）を使用することができる。なお、被膜形成技術としてスパッタリングを利用する場合には、ガラスに被着できる物質としては、Ａｕ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｔａ，Ｎｉ−Ｃｕ，Ｎｉ−Ｃｒ，ＴｉＮ，ＴｉＣ，ＩＴＯ，ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，Ｎｂ−Ｔｉ，Ｍｏ，Ｍｏ−Ｓｉ，Ｃｏ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｐ，Ａｌ2Ｏ3，ＴｉＷ，ＳＵＳ等が挙げられる。従って、これらの候補物質の中から、条件（１）〜（５）（（１）レーザ光の照射により加熱されて瞬時に蒸発乃至昇華する温度特性を有すること、（２）必要なマーキングの色彩を有すること、（３）基板に対して均一な厚さの被膜を形成できること、（４）マーキング対象物の処理温度等に対する耐熱性を有すること、（５）比較的に低コストで提供できること、）に合致する物質を固体被膜の材料として選択することができる。
【００１６】
この出願の第５の発明は、前記第４の発明において、前記固体被膜の厚さは、１００ｎｍ〜３００ｎｍであることを特徴とするレーザマーキング用転写板にある。
【００１７】
転写板として、分厚い金属板や金属箔を使用した従来方法とは異なり、本発明方法では極めて薄い固体被膜がスパッタリング材料として使用されている。しかも、この固体被膜の膜厚はマーキング品質と重要な関連を有している。
【００１８】
そして、この第５の発明によれば、固体被膜の膜厚調整により、マーキング品質を適宜に制御することができる。なお、従来の分厚い金属板や金属箔を使用したマーキング方法では、このような膜厚調整によるマーキング品質の制御は不可能であることは、言うまでもない。
【００１９】
この出願の第６の発明は、前記第４の発明において、前記金属は、クロム、タンタル、又はニッケルと銅との合金であることを特徴とするレーザマーキング用転写板にある。
【００２０】
マーキング対象物として、例えばプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）のガラス基板や各種モニタ用のブラウン管等を想定し、かつレーザ光としてＹＡＧレーザ光を又基板としてガラス板を想定するのであれば、固体被膜の材質としては例えば（１）クロム、（２）タンタル、（３）ニッケルと銅の合金、等のいずれかを選択的に採用することができるであろう。すなわち、これらの物質であれば、真空蒸着技術やスパッタリング技術でガラス板の表面に均一な厚さの被膜を形成することができると共に、ＹＡＧレーザ光の照射により瞬時に蒸発乃至昇華して、スパッタリング原理でマーキング対象面であるガラス表面に明瞭なマーキングを行うことができ、加えて、それらマーキング対象物に加えられる熱処理温度にも耐えることができ（融点はガラスよりも高いため）、しかも比較的に安価に提供することができる。因みに、ＰＤＰのガラス基板はマーキングに続くその後の製造工程において、摂氏５００度以上の加熱炉に少なくとも５回以上に亘り装入されて加熱処理される。これは、いわゆるリブ形成処理や蛍光体定着処理等のためである。また、各種モニタ用のブラウン管も同様であって、マーキングに続くその後の製造工程において１若しくは２以上の回数の熱処理が加えられる。これは、ブラウン管を構成するガラスは比較的に厚いためにその歪みを除去する等の必要のためである。
【００２１】
以上（１）〜（３）の材質の固体被膜であれば、それらの加熱処理に際しても溶融や脱落の虞がない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
本発明に係るレーザマーキング用転写板の実施の一形態が図１（ａ），（ｂ）にそれぞれ示されている。同図（ａ）に示されるレーザマーキング用転写板１は、レーザ光（図示せず）に対して透明な性質を有する基板２の一方の面（図中下面）２ａに、当該基板２を他方の面（図中上面）２ｂからレーザ光照射したときに瞬時に蒸発乃至昇華する性質を有する固体被膜３を被着させてなることを特徴とするものである。なお、レーザマーキング用転写板１の形状は、所望のマーキングパターンに応じて様々に決定することができる。
【００２４】
ここで、『レーザ光に対して透明な性質を有する基板２』とは、基板２はレーザ光に対して透明でなければならないことを意味している。『透明』とは、例えば、波長１．０６μｍのＹＡＧレーザ光に対するガラス板のように、レーザ光を吸収して加熱溶融することがないことでもある。すなわち、基板２の材質は、主として、レーザ光の波長との関係で規定され、当該レーザ光に対して透明な性質を有する限り、必ずしもガラスに限定されるものではなく、ある程度の耐熱性が許容されるならばプラスチック等も採用することができるであろう。
【００２５】
また、『当該基板２を他方の面２ｂからレーザ光照射したときに瞬時に蒸発乃至昇華する性質を有する固体被膜３』とは、固体被膜３は基板２を透過したレーザ光により瞬時に蒸発乃至昇華され、マーキング対象面に転写されるものであることを意味している。固体被膜３の材質は、（１）レーザ光の照射により加熱されて瞬時に蒸発乃至昇華する温度特性を有すること、（２）必要なマーキングの色彩を有すること、（３）基板に対して均一な厚さの被膜を形成できること、（４）マーキング対象物の製造工程等における処理温度に対する耐熱性を有すること、並びに、（５）比較的に低コストで提供できること、等を考慮して決定することができる。
【００２６】
なお、被膜形成技術としてスパッタリングを利用する場合には、ガラス若しくはプラスチックに固体被膜として被着できる物質としては、Ａｕ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｔａ，Ｎｉ−Ｃｕ，Ｎｉ−Ｃｒ，ＴｉＮ，ＴｉＣ，ＩＴＯ，ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，Ｎｂ−Ｔｉ，Ｍｏ，Ｍｏ−Ｓｉ，Ｃｏ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｐ，Ａｌ2Ｏ3，ＴｉＷ，ＳＵＳ等が挙げられる。従って、これらの候補物質の中から、条件（１）〜（５）（（１）レーザ光の照射により加熱されて瞬時に蒸発乃至昇華する温度特性を有すること、（２）必要なマーキングの色彩を有すること、（３）基板に対して均一な厚さの被膜を形成できること、（４）マーキング対象物の処理温度等に対する耐熱性を有すること、（５）比較的に低コストで提供できること、）に合致する物質を固体被膜の材料として選択することができる。
【００２７】
一方、図１（ｂ）に示されるレーザマーキング用転写板１は、同図（ａ）に示される構成に加えて、固体被膜３と基板２との間に、レーザ光を吸収して発熱する性質を有するレーザ光吸収層４を介在させたものである。この図から明らかなように、固体被膜の全体は必ずしも単層構造である必要はない。例えば、基板２を構成するガラス板（例えば、ソーダライムガラス）の上に、酸化クロムによる黒色の第１層（ＹＡＧレーザ光吸収層）４とクロムによる金属色の第２層（固体被膜）３とを順に重ねた二層構造による固体被膜とすれば、酸化クロム層（ＹＡＧレーザ光吸収層）４の存在によりクロム層（固体被膜）３の反射を抑制すると同時にＹＡＧレーザ光の吸収効率を高めて、低光強度ＹＡＧレーザ光による明瞭なマーキングを可能ならしめることができる。
【００２８】
このようなレーザマーキング用転写板１を使用するマーキング方法は、様々な用途に用いられるが、ここでは表示パネル、中でも、プラズマディスプレイパネルの製造工程において、ガラス基板に識別情報をマーキングするために応用した場合を説明する。
【００２９】
この識別情報記録工程においては、まず、図２（ａ）並びに図３（ａ）に示されるように、ＹＡＧレーザ光に対して透明な性質を有する基板である０．７ｍｍ厚のガラス板（例えば、ソーダライムガラス）５を用意し、その片面に耐熱性固体被膜（融点摂氏１６００度）であるクロム被膜６を、真空蒸着やスパッタリング技術により、１８０ｎｍ程度の均一な厚さに被着させることにより、転写板７を提供する。なお、この被膜の厚さはマーキング品質に影響を与えるものであり、そのため、１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度の範囲の中から最適な厚さを選定することとなる。図２並びに図３においては、この転写板７はその下面側にクロム被膜６が被着されている。
【００３０】
なお、転写板７を構成するガラス板５としては、通常の材質のガラス板（例えば、ソーダライムガラス等）を使用することができる。また、転写板７を構成するガラス板５の厚さは、レーザ光の屈折の影響等を考慮すれば薄い方が好ましいが、あまりに薄すぎるとクロム被膜６が蒸発乃至昇華するときの熱で割れる虞があるため、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度の範囲が好ましいと考えられる。また、クロム被膜６の厚さはマーキング品質に応じて適宜に設定すればよいのであるが、実用的には１００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲が好ましいと考えられる。
【００３１】
次に、このようにして提供された転写板７を、マーキング対象となるＰＤＰガラス基板（例えば、２．８ｍｍ厚）８の所望位置に、前記クロム被膜６が対面するように重ね合わせて載置する。このとき、必要に応じて、図２（ａ）に示されるように、適当な圧力Ｐをもって、転写板７をＰＤＰガラス基板８上に押し付けるようにしてもよい。
【００３２】
すなわち、先に説明したように、本発明のマーキング方法はスパッタリング原理を利用していることから、固体被膜とマーキング対象面との間には某かの間隙の存在が必要とされる。この間隙の大きさは、本発明者等の鋭意研究によれば、例えばクロム被膜付きガラス基板とＰＤＰガラス基板との組み合わせでＹＡＧレーザを使用する場合には、１μｍ乃至３０μｍ程度が必要とされ、好ましくは、１μｍ乃至５μｍ程度が最適であることが知見された。これに対して、ガラスメーカーから納入されるマーキング対象となるＰＤＰガラス基板の面精度は、納入時点で実際に４０μｍ程度であり、ＰＤＰガラス基板８上に転写板７を単に載置しただけでは、両者間の間隙が大き過ぎることが確認された。
【００３３】
そこで、この実施形態では、転写板７をマーキング対象となるＰＤＰガラス基板８の面に押し付け、両者間に形成される微細間隙の大きさを適当に狭めることにより、マーキング品質を高めようとするものである。なお、本発明者等が行った押圧例では、２０〜３０ｇｆ／ｃｍ2程度の圧力にて転写板をＰＤＰガラス基板に押し付けることが行われた。
【００３４】
次いで、図２（ａ）並びに図３（ａ）に示されるように、転写板１３の上方に配置されたＹＡＧレーザマーカ装置９を用いて、レンズ系９ａを通してＹＡＧレーザ光（波長約１．０６μｍ）１０を出射させ、ＰＤＰガラス基板８に重ね合わせられた転写板７をその背後から（すなわち、クロム被膜６の存在しないガラスの露出した面側から）レーザ光１０で前記識別情報を表すマーキング形状に対応して照射しつつ、ガラス板５を透過したレーザ光１０により前記クロム被膜６を加熱し、これを瞬時に蒸発乃至昇華させることにより、いわゆるレーザスパッタリングの原理で、転写板７上のクロム被膜６をマーキング対象となるＰＤＰガラス基板８の表面に所望のマーキング形状で転写させる。
【００３５】
ここで、良く知られているように（例えば、特開平６−８６３４号公報参照）、レーザマーカ装置９は、細く絞られたレーザ光１０を任意の軌跡を描いて首振り照射可能になされており、この光照射軌跡は、与えられた識別情報により任意に制御される。
【００３６】
レーザ光１０の照射軌跡としては、いわゆる一筆書き方式とラスタスキャン方式とが考えられる。一筆書き方式とラスタスキャン方式とのいずれを採用すべきかは、レーザ光強度との関係により選択すれば良いであろう。一般に、レーザ光強度がさほど高くない場合には、光エネルギを局部的に集中できる一筆書き方式が好ましいであろう。当業者には良く知られているように、この一筆書き方式には、徐々に中心をずらしつつ円を描くように光を振りながら規定の領域を埋めてゆくワブリング方式と僅かにピッチをずらせつつ多数の平行線で規定の領域を埋めてゆく塗りつぶし方式とが存在する。なお、一般に、バーコードの描線には、図４に示されるように、多数の平行線１８で規定の領域１９を埋めてゆく塗りつぶし方式が採用される。これにより、ＰＤＰガラス基板７の図中上面側には、このレーザ光１０の照射により瞬時に蒸発乃至昇華したクロム被膜が、レーザスパッタリングの原理で、そのまま転写されることとなる。
【００３７】
次に、図２（ｂ）に示されるように、ＰＤＰガラス基板８上に重ね合わせられた転写板７を真空吸盤等で持ち上げて除去すると、ＰＤＰガラス基板８上の所定位置には、転写クロム被膜６ａが残される。もしも、所望のマーキング形状が、図３（ｂ）に示されるように、バーコードマーク１１であれば、転写板７が取り除かれたガラス基板８の上面側には、転写クロム被膜６ａをもって描かれたバーコードマーク１１が残される。
【００３８】
以上の識別情報記憶工程においては、ＹＡＧレーザマーカ装置９から出射されるレーザ光１０を適宜な軌跡を描いて指向制御しつつ、ＰＤＰガラス基板８上に重ね合わせられた転写板７をその背後から照射し、これによりクロム被膜６を瞬時に蒸発乃至昇華させて、ガラス基板８上に転写させるという構成を採用しているため、レーザ光１０を使用しつつも、ＰＤＰガラス基板８の表面を損傷させることなく、その表面に明瞭なマーキングを迅速に行うことができるのである。従って、この方法によれば、マーキング作業に際して粉塵が発生しないため、高いクリーン度が要求されるプラズマディスプレイパネルの製造工程においても、何等支障なくマーキング作業を行うことができる他、ガラス基板８の表面に傷を付けないことから、その後の蛍光体定着工程やリブ製作工程に伴う加熱処理に際して傷が成長してＰＤＰガラス基板が割れてしまう等の虞もないのである。
【００３９】
さらに、レーザマーカ装置９を用いたレーザ光１０の指向制御は、公知の機構により、極めて自由度が高いため、製造工程上において受信された任意の識別情報を、直ちにＰＤＰガラス基板８の表面にマーキングすることができ、工程管理の自由度を向上させることができる。
【００４０】
加えて、ガラス基板８の表面に形成されるマーキングは、転写クロム膜６ａによりなるものであるため、このままＰＤＰガラス基板８を化学処理乃至熱処理工程へ移行したとしても、転写クロム膜６ａは剥がれたり脱落したりすることもなく、従来のバーコードラベルを用いる場合のように、その使用に何等制約を受けることもないほか、転写クロム膜６ａはガラス基板７の表面において目視での読取認識率が非常に高く、機械読取りのみならず人間の目による読取にも適する等の効果を有するものである。
【００４１】
尚、以上の実施の形態においては、表示パネルとしてプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）を例に取りそのガラス基板８にマーキングを行う場合で説明したが、液晶表示パネル等のガラス基板を有するその他の表示パネル、或いはブラウン管の側面等でも同様である。また、レーザ光に対して透明な基板としてガラス板を用いたが、その他耐熱性の高いプラスチック等でも良いと思われる。また、固体被膜の材質としてはクロムに限らず、その他タンタル、銅とニッケルの合金等を採用することができる。更に、以上の実施の形態では、本発明をガラスの上にマーキングを行う場合で説明したが、その他セラミック板や金属板等のような比較的に耐熱性がありかつ平坦度のある任意の平面をマーキング対象として選択することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の転写板によれば、転写板上に形成された固体被膜をその背後から照射されるレーザ光で加熱しこれを瞬時に蒸発乃至昇華させて、マーキング対象面上に転写するという手法を採用することが可能となるため、（１）肉厚や歪みの大きな透明なマーキング対象物、或いは最近のプラズマディスプレイパネル等のような表面に蛍光灯障害防止のためのＳｉＯ２被膜を有するマーキング対象物に適用できることは勿論のこと、（２）レーザ光を透過させない若しくは透過させ難い、レーザ光に対して半透明乃至不透明なマーキング対象物にも適用できること、（３）例えばブラウン管の側面にマーキングする場合等のように、マーキング面の背後からレーザ光を照射することが困難なマーキング対象物にも適用できること、（４）固体被膜の厚さを調整することにより、マーキングの品質を制御することができること、等の従来のレーザマーキング方法にはない格別の効果を有するものである。
【００４３】
加えて、蒸発乃至昇華された固体被膜成分は、レーザ光の光圧に押されつつさほど拡散することなく直進して、レーザ光進行方向前方に置かれたマーキング対象物表面に衝突付着するため、（１）レーザ光の径を細く絞ることにより、精細かつ明瞭なマーキングを容易に形成することができること、（２）固体被膜としてクロム等の金属を使用する場合にも酸化され難く、煤の発生が少なくて拭き取りの手間が不要であること、等の従来のレーザマーキングにはない格別の効果を有するものである。
【００４４】
この点をさらに図解して説明する。特開昭６０−２２４５８８号公報に記載された従来のレーザマーキング方法が図５（ａ）に、また本発明のレーザマーキング方法が図５（ｂ）にそれぞれ示されている。なお、これらの図は、マーキング対象面と転写材料面との間隙部分を拡大乃至誇張して示すものである。
【００４５】
これらの図から明らかなように、従来のレーザマーキング方法にあっては、同図（ａ）に示されるように、レーザスパッタリングのメカニズムとして、着色素材となる金属板１２へのレーザ光１３の照射により瞬時に加熱昇華されて立ち上る金属蒸気１４を、レーザ光の進行方向とは逆方向に位置するマーキング対象物１５の表面１５ａに付着させると言う構成（換言すれば、床面の水たまりに石を落下させたときの天井への水の跳ね返りを連想させるような構成）を採用しているため、（１）レーザ光照射により加熱昇華されて立ち上る金属蒸気は拡散する傾向が認められ、その結果、如何にレーザ光径を細く絞ろうとも、それによりマーキングされる線幅には限界があり、精細なマーキングには適しないこと、（２）レーザ光照射により加熱昇華されて立ち上る金属蒸気はマーキング対象面に到達するまでに酸化される傾向が認められ、マーキング対象面にはマーキングされた線のほかにかなりの量の煤が付着するため、不要な煤を拭き取るための後行程が不可欠であること、等の問題点がある。
【００４６】
これに対して、本発明の転写板を用いたレーザマーキング方法にあっては、同図（ｂ）に示されるように、蒸発乃至昇華された固体被膜１６である蒸気１４は、レーザ光１３の光圧に押されつつさほど拡散することなく直進して、レーザ光進行方向前方に置かれたマーキング対象物１５の表面１５ａに衝突付着するため、（１）レーザ光の径を細く絞ることにより、精細かつ明瞭なマーキングを容易に形成することができること、（２）固体被膜としてクロム等の金属を使用する場合にも酸化され難く、煤の発生が少なくて拭き取りの手間が不要であること、等の従来のレーザマーキングにはない格別の効果を有するものである。なお、１７は本発明の転写板を構成するガラス板である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る転写板の実施の一形態を示す断面図である。
【図２】 プラズマディスプレイの製造ラインにおける識別情報記録工程を説明するための模式的工程図である。
【図３】 転写板の使用方法と転写されたマーキング形状との関係を示す説明図である。
【図４】 バーコードマーキングの際のレーザ光の照射軌跡の一例を示す図である。
【図５】 特開昭６０−２２４５８８号公報に記載された従来の転写板を使用したレーザマーキング方法と本発明の転写板を使用したレーザマーキング方法とを、マーキング対象面と転写材料面との間隙部分について拡大乃至誇張して示す模式的な断面図である。
【図６】 特開昭６０−２２４５８８号公報に記載された従来の転写板を使用したレーザマーキング方法を説明するための模式的な断面図である。
【符号の説明】
１ 転写板
２ 基板
２ａ 一方の面
２ｂ 他方の面
３ 固体被膜
４ レーザ光吸収層
５ ガラス基板
６ クロム被膜
６ａ 転写クロム被膜
７ 転写板
８ ＰＤＰガラス基板
９ レーザマーカ装置
９ａ レンズ系
１０ レーザ光
１１ バーコードマーク
１２ 着色素材である金属板
１３ レーザ光
１４ 着色素材の蒸気
１５ マーキング対象物
１５ａ マーキング対象物の表面
１６ 着色素材である固体被膜
１７ 転写板を構成するガラス板
１８ 平行線
１９ 規定の領域
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザスパッタリング技術を用いたマーキング方法に好適な転写板に係り、特に、マーキング対象物の厚さや材質に拘わらず、これに精細なマーキングを行うことを可能としたレーザマーキング用転写板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レーザスパッタリング技術を用いたマーキング方法としては、例えば、特開昭６０−２２４５８８号公報に記載された方法が知られている。このマーキング方法は、図６に示されるように、マーキング用のビーム状レーザ光１００をマーキング対象物１０２を透過して着色材料である転写板１０１の表面１０１ａに照射する一方、それにより生じたスパッタをこれと対面するマーキング対象物体１０２の表面１０２ａに付着させて、所望形状のマーキングを行うものであり、（１）マーキング対象物体１０２の表面に傷を付けないこと、（２）走査型レーザマーカを使用でき、その都度、専用のマスクが不要であることから、任意の形状のマークを即座に描くことができること、等の優れた利点を有する。
【０００３】
なお、レーザ光１００としてはＹＡＧレーザが、マーキング対象物体１０２としては例えばガラス板が、また転写板１０１としては例えば着色素材からなる金属板が用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のマーキング方法に使用されるレーザマーキング用転写板１０１としては、着色材料である厚手の金属板若しくは金属箔（これらはレーザ光をいずれも透過させない）がそのまま使用されていたため、マーキング対象物１０２と対面する転写板面１０１ａにレーザ光１００を照射するためには、レーザ光１００をマーキング対象物１０２に透過させることが必要となり、その結果、（１）レーザ光を透過させないマーキング対象物には適用できないこと、（２）レーザ光を透過させるものであっても、厚みの大きな或いは歪みの大きな板の場合にはレーザ光が正確に転写板表面に焦点を結ばないことから精細なマーキングが困難であること、（３）その構造上、マーキング対象物の背後からレーザ光の照射が困難であるブラウン管等には適用が困難であること、（４）転写板で生ずるスパッタの内でレーザ光の進行方向と逆方向へ飛散する（僅かに拡散しつつ跳ね返る）ものを利用するため、レーザ光の小径化の割には精細な転写像が得られないこと、並びに、（５）スパッタが酸化されやすく、煤が多く発生して、煤取りのための後処理が煩雑であること、等の問題点があった。
【０００５】
この発明は、従来のレーザマーキング用転写板における上記の問題点に着目してなされてものであり、その目的とするところは、マーキング対象物の厚さや材質に拘わらず、これに精細なマーキングを行うことを可能としたレーザマーキング用転写板を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この出願の第１の発明は、レーザ光に対して透明な性質を有する基板の一方の面に、当該基板を他方の面からレーザ光を照射したときに瞬時に蒸発乃至昇華する性質を有する固体被膜を被着させてなることを特徴とするレーザマーキング用転写板にある。
【０００７】
ここで、『レーザ光に対して透明な性質を有する基板』とは、基板はレーザ光に対して透明でなければならないことを意味している。『透明』とは、例えば、波長１．０６μｍのＹＡＧレーザ光に対するガラス板のように、レーザ光を吸収して加熱溶融することがないことでもある。すなわち、基板の材質は、主として、レーザ光の波長との関係で規定され、当該レーザ光に対して透明な性質を有する限り、必ずしもガラスに限定されるものではなく、ある程度の耐熱性が許容されるならばプラスチック等も採用することができるであろう。
【０００８】
また、『当該基板を他方の面からレーザ光照射したときに瞬時に蒸発乃至昇華する性質を有する固体被膜』とは、固体被膜は基板を透過したレーザ光により瞬時に蒸発乃至昇華され、マーキング対象面に転写されるものであることを意味している。固体被膜の材質は、（１）レーザ光の照射により加熱されて瞬時に蒸発乃至昇華する温度特性を有すること、（２）必要なマーキングの色彩を有すること、（３）基板に対して均一な厚さの被膜を形成できること、（４）マーキング対象物の製造工程等における処理温度に対する耐熱性を有すること、並びに、（５）比較的に低コストで提供できること、等を考慮して決定されるであろう。
【０００９】
そして、この第１の発明によれば、転写板上に形成された固体被膜をその背後から照射されるレーザ光で加熱しこれを瞬時に蒸発乃至昇華させて、マーキング対象面上に転写するという手法を採用できるため、（１）肉厚や歪みの大きな透明なマーキング対象物、或いは最近のプラズマディスプレイパネル等のような表面に蛍光灯障害防止のためのＳｉＯ２被膜を有するマーキング対象物に適用できることは勿論のこと、（２）レーザ光を透過させない若しくは透過させ難い、レーザ光に対して半透明乃至不透明なマーキング対象物にも適用できること、（３）例えばブラウン管のパネル側面にマーキングする場合等のように、マーキング面の背後からレーザ光を照射することが困難なマーキング対象物にも適用できること、（４）固体被膜の厚さを調整することにより、マーキングの品質を制御することができること、等の従来のレーザマーキング方法にはない格別の効果を有するものである。
【００１０】
加えて、蒸発乃至昇華された固体被膜成分は、レーザ光の光圧に押されつつさほど拡散することなく直進して、レーザ光進行方向前方に置かれたマーキング対象物表面に衝突付着するため、（１）レーザ光の径を細く絞ることにより、精細かつ明瞭なマーキングを容易に形成することができること、（２）固体被膜としてクロム等の金属を使用する場合にも酸化され難く、煤の発生が少なくて拭き取りの手間が不要であること、等の従来のレーザマーキングにはない格別の効果を有するものである。
【００１１】
この出願の第２の発明は、前記第１の発明において、前記固体被膜と基板との間には、レーザ光を吸収して発熱する性質を有するレーザ光吸収層が介在されていることを特徴とするレーザマーキング用転写板にある。
【００１２】
『固体被膜』は必ずしも単層構造である必要はない。例えば、第３の発明として、基板を構成するガラス板の上に、酸化クロムによる黒色の第１層（下層）とクロムによる金属色の第２層（上層）とを順に重ねた二層構造による固体被膜とすれば、酸化クロム層（下層）の存在によりクロム層（上層）の反射を抑制すると同時にレーザ光の吸収効率を高めて、低光強度レーザ光による明瞭なマーキングを可能ならしめることができる。
【００１３】
そして、この第２の発明によれば、上述したように、レーザ光吸収層の存在により、固体被膜の反射を抑制すると同時にレーザ光の吸収効率を高めて、低強度レーザ光による明瞭なマーキングを可能ならしめることができるのである。
【００１４】
この出願の第４の発明は、前記第１の発明若しくは第２の発明において、前記基板の材質はガラスであり、かつ前記固体被膜の材質はその融点がガラスの融点よりも十分に高い性質を有する金属であることを特徴とするレーザマーキング用転写板にある。
【００１５】
レーザ光としてＹＡＧレーザ光が使用される場合には、基板の材質としては通常のガラス（例えば、ソーダライムガラス等）を使用することができる。なお、被膜形成技術としてスパッタリングを利用する場合には、ガラスに被着できる物質としては、Ａｕ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｔａ，Ｎｉ−Ｃｕ，Ｎｉ−Ｃｒ，ＴｉＮ，ＴｉＣ，ＩＴＯ，ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，Ｎｂ−Ｔｉ，Ｍｏ，Ｍｏ−Ｓｉ，Ｃｏ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｐ，Ａｌ2Ｏ3，ＴｉＷ，ＳＵＳ等が挙げられる。従って、これらの候補物質の中から、条件（１）〜（５）（（１）レーザ光の照射により加熱されて瞬時に蒸発乃至昇華する温度特性を有すること、（２）必要なマーキングの色彩を有すること、（３）基板に対して均一な厚さの被膜を形成できること、（４）マーキング対象物の処理温度等に対する耐熱性を有すること、（５）比較的に低コストで提供できること、）に合致する物質を固体被膜の材料として選択することができる。
【００１６】
この出願の第５の発明は、前記第４の発明において、前記固体被膜の厚さは、１００ｎｍ〜３００ｎｍであることを特徴とするレーザマーキング用転写板にある。
【００１７】
転写板として、分厚い金属板や金属箔を使用した従来方法とは異なり、本発明方法では極めて薄い固体被膜がスパッタリング材料として使用されている。しかも、この固体被膜の膜厚はマーキング品質と重要な関連を有している。
【００１８】
そして、この第５の発明によれば、固体被膜の膜厚調整により、マーキング品質を適宜に制御することができる。なお、従来の分厚い金属板や金属箔を使用したマーキング方法では、このような膜厚調整によるマーキング品質の制御は不可能であることは、言うまでもない。
【００１９】
この出願の第６の発明は、前記第４の発明において、前記金属は、クロム、タンタル、又はニッケルと銅との合金であることを特徴とするレーザマーキング用転写板にある。
【００２０】
マーキング対象物として、例えばプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）のガラス基板や各種モニタ用のブラウン管等を想定し、かつレーザ光としてＹＡＧレーザ光を又基板としてガラス板を想定するのであれば、固体被膜の材質としては例えば（１）クロム、（２）タンタル、（３）ニッケルと銅の合金、等のいずれかを選択的に採用することができるであろう。すなわち、これらの物質であれば、真空蒸着技術やスパッタリング技術でガラス板の表面に均一な厚さの被膜を形成することができると共に、ＹＡＧレーザ光の照射により瞬時に蒸発乃至昇華して、スパッタリング原理でマーキング対象面であるガラス表面に明瞭なマーキングを行うことができ、加えて、それらマーキング対象物に加えられる熱処理温度にも耐えることができ（融点はガラスよりも高いため）、しかも比較的に安価に提供することができる。因みに、ＰＤＰのガラス基板はマーキングに続くその後の製造工程において、摂氏５００度以上の加熱炉に少なくとも５回以上に亘り装入されて加熱処理される。これは、いわゆるリブ形成処理や蛍光体定着処理等のためである。また、各種モニタ用のブラウン管も同様であって、マーキングに続くその後の製造工程において１若しくは２以上の回数の熱処理が加えられる。これは、ブラウン管を構成するガラスは比較的に厚いためにその歪みを除去する等の必要のためである。
【００２１】
以上（１）〜（３）の材質の固体被膜であれば、それらの加熱処理に際しても溶融や脱落の虞がない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
本発明に係るレーザマーキング用転写板の実施の一形態が図１（ａ），（ｂ）にそれぞれ示されている。同図（ａ）に示されるレーザマーキング用転写板１は、レーザ光（図示せず）に対して透明な性質を有する基板２の一方の面（図中下面）２ａに、当該基板２を他方の面（図中上面）２ｂからレーザ光照射したときに瞬時に蒸発乃至昇華する性質を有する固体被膜３を被着させてなることを特徴とするものである。なお、レーザマーキング用転写板１の形状は、所望のマーキングパターンに応じて様々に決定することができる。
【００２４】
ここで、『レーザ光に対して透明な性質を有する基板２』とは、基板２はレーザ光に対して透明でなければならないことを意味している。『透明』とは、例えば、波長１．０６μｍのＹＡＧレーザ光に対するガラス板のように、レーザ光を吸収して加熱溶融することがないことでもある。すなわち、基板２の材質は、主として、レーザ光の波長との関係で規定され、当該レーザ光に対して透明な性質を有する限り、必ずしもガラスに限定されるものではなく、ある程度の耐熱性が許容されるならばプラスチック等も採用することができるであろう。
【００２５】
また、『当該基板２を他方の面２ｂからレーザ光照射したときに瞬時に蒸発乃至昇華する性質を有する固体被膜３』とは、固体被膜３は基板２を透過したレーザ光により瞬時に蒸発乃至昇華され、マーキング対象面に転写されるものであることを意味している。固体被膜３の材質は、（１）レーザ光の照射により加熱されて瞬時に蒸発乃至昇華する温度特性を有すること、（２）必要なマーキングの色彩を有すること、（３）基板に対して均一な厚さの被膜を形成できること、（４）マーキング対象物の製造工程等における処理温度に対する耐熱性を有すること、並びに、（５）比較的に低コストで提供できること、等を考慮して決定することができる。
【００２６】
なお、被膜形成技術としてスパッタリングを利用する場合には、ガラス若しくはプラスチックに固体被膜として被着できる物質としては、Ａｕ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｔａ，Ｎｉ−Ｃｕ，Ｎｉ−Ｃｒ，ＴｉＮ，ＴｉＣ，ＩＴＯ，ＳｉＯ2，Ｓｉ3Ｎ4，Ｎｂ−Ｔｉ，Ｍｏ，Ｍｏ−Ｓｉ，Ｃｏ−Ｃｒ，Ｃｏ−Ｐ，Ａｌ2Ｏ3，ＴｉＷ，ＳＵＳ等が挙げられる。従って、これらの候補物質の中から、条件（１）〜（５）（（１）レーザ光の照射により加熱されて瞬時に蒸発乃至昇華する温度特性を有すること、（２）必要なマーキングの色彩を有すること、（３）基板に対して均一な厚さの被膜を形成できること、（４）マーキング対象物の処理温度等に対する耐熱性を有すること、（５）比較的に低コストで提供できること、）に合致する物質を固体被膜の材料として選択することができる。
【００２７】
一方、図１（ｂ）に示されるレーザマーキング用転写板１は、同図（ａ）に示される構成に加えて、固体被膜３と基板２との間に、レーザ光を吸収して発熱する性質を有するレーザ光吸収層４を介在させたものである。この図から明らかなように、固体被膜の全体は必ずしも単層構造である必要はない。例えば、基板２を構成するガラス板（例えば、ソーダライムガラス）の上に、酸化クロムによる黒色の第１層（ＹＡＧレーザ光吸収層）４とクロムによる金属色の第２層（固体被膜）３とを順に重ねた二層構造による固体被膜とすれば、酸化クロム層（ＹＡＧレーザ光吸収層）４の存在によりクロム層（固体被膜）３の反射を抑制すると同時にＹＡＧレーザ光の吸収効率を高めて、低光強度ＹＡＧレーザ光による明瞭なマーキングを可能ならしめることができる。
【００２８】
このようなレーザマーキング用転写板１を使用するマーキング方法は、様々な用途に用いられるが、ここでは表示パネル、中でも、プラズマディスプレイパネルの製造工程において、ガラス基板に識別情報をマーキングするために応用した場合を説明する。
【００２９】
この識別情報記録工程においては、まず、図２（ａ）並びに図３（ａ）に示されるように、ＹＡＧレーザ光に対して透明な性質を有する基板である０．７ｍｍ厚のガラス板（例えば、ソーダライムガラス）５を用意し、その片面に耐熱性固体被膜（融点摂氏１６００度）であるクロム被膜６を、真空蒸着やスパッタリング技術により、１８０ｎｍ程度の均一な厚さに被着させることにより、転写板７を提供する。なお、この被膜の厚さはマーキング品質に影響を与えるものであり、そのため、１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度の範囲の中から最適な厚さを選定することとなる。図２並びに図３においては、この転写板７はその下面側にクロム被膜６が被着されている。
【００３０】
なお、転写板７を構成するガラス板５としては、通常の材質のガラス板（例えば、ソーダライムガラス等）を使用することができる。また、転写板７を構成するガラス板５の厚さは、レーザ光の屈折の影響等を考慮すれば薄い方が好ましいが、あまりに薄すぎるとクロム被膜６が蒸発乃至昇華するときの熱で割れる虞があるため、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度の範囲が好ましいと考えられる。また、クロム被膜６の厚さはマーキング品質に応じて適宜に設定すればよいのであるが、実用的には１００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲が好ましいと考えられる。
【００３１】
次に、このようにして提供された転写板７を、マーキング対象となるＰＤＰガラス基板（例えば、２．８ｍｍ厚）８の所望位置に、前記クロム被膜６が対面するように重ね合わせて載置する。このとき、必要に応じて、図２（ａ）に示されるように、適当な圧力Ｐをもって、転写板７をＰＤＰガラス基板８上に押し付けるようにしてもよい。
【００３２】
すなわち、先に説明したように、本発明のマーキング方法はスパッタリング原理を利用していることから、固体被膜とマーキング対象面との間には某かの間隙の存在が必要とされる。この間隙の大きさは、本発明者等の鋭意研究によれば、例えばクロム被膜付きガラス基板とＰＤＰガラス基板との組み合わせでＹＡＧレーザを使用する場合には、１μｍ乃至３０μｍ程度が必要とされ、好ましくは、１μｍ乃至５μｍ程度が最適であることが知見された。これに対して、ガラスメーカーから納入されるマーキング対象となるＰＤＰガラス基板の面精度は、納入時点で実際に４０μｍ程度であり、ＰＤＰガラス基板８上に転写板７を単に載置しただけでは、両者間の間隙が大き過ぎることが確認された。
【００３３】
そこで、この実施形態では、転写板７をマーキング対象となるＰＤＰガラス基板８の面に押し付け、両者間に形成される微細間隙の大きさを適当に狭めることにより、マーキング品質を高めようとするものである。なお、本発明者等が行った押圧例では、２０〜３０ｇｆ／ｃｍ2程度の圧力にて転写板をＰＤＰガラス基板に押し付けることが行われた。
【００３４】
次いで、図２（ａ）並びに図３（ａ）に示されるように、転写板１３の上方に配置されたＹＡＧレーザマーカ装置９を用いて、レンズ系９ａを通してＹＡＧレーザ光（波長約１．０６μｍ）１０を出射させ、ＰＤＰガラス基板８に重ね合わせられた転写板７をその背後から（すなわち、クロム被膜６の存在しないガラスの露出した面側から）レーザ光１０で前記識別情報を表すマーキング形状に対応して照射しつつ、ガラス板５を透過したレーザ光１０により前記クロム被膜６を加熱し、これを瞬時に蒸発乃至昇華させることにより、いわゆるレーザスパッタリングの原理で、転写板７上のクロム被膜６をマーキング対象となるＰＤＰガラス基板８の表面に所望のマーキング形状で転写させる。
【００３５】
ここで、良く知られているように（例えば、特開平６−８６３４号公報参照）、レーザマーカ装置９は、細く絞られたレーザ光１０を任意の軌跡を描いて首振り照射可能になされており、この光照射軌跡は、与えられた識別情報により任意に制御される。
【００３６】
レーザ光１０の照射軌跡としては、いわゆる一筆書き方式とラスタスキャン方式とが考えられる。一筆書き方式とラスタスキャン方式とのいずれを採用すべきかは、レーザ光強度との関係により選択すれば良いであろう。一般に、レーザ光強度がさほど高くない場合には、光エネルギを局部的に集中できる一筆書き方式が好ましいであろう。当業者には良く知られているように、この一筆書き方式には、徐々に中心をずらしつつ円を描くように光を振りながら規定の領域を埋めてゆくワブリング方式と僅かにピッチをずらせつつ多数の平行線で規定の領域を埋めてゆく塗りつぶし方式とが存在する。なお、一般に、バーコードの描線には、図４に示されるように、多数の平行線１８で規定の領域１９を埋めてゆく塗りつぶし方式が採用される。これにより、ＰＤＰガラス基板７の図中上面側には、このレーザ光１０の照射により瞬時に蒸発乃至昇華したクロム被膜が、レーザスパッタリングの原理で、そのまま転写されることとなる。
【００３７】
次に、図２（ｂ）に示されるように、ＰＤＰガラス基板８上に重ね合わせられた転写板７を真空吸盤等で持ち上げて除去すると、ＰＤＰガラス基板８上の所定位置には、転写クロム被膜６ａが残される。もしも、所望のマーキング形状が、図３（ｂ）に示されるように、バーコードマーク１１であれば、転写板７が取り除かれたガラス基板８の上面側には、転写クロム被膜６ａをもって描かれたバーコードマーク１１が残される。
【００３８】
以上の識別情報記憶工程においては、ＹＡＧレーザマーカ装置９から出射されるレーザ光１０を適宜な軌跡を描いて指向制御しつつ、ＰＤＰガラス基板８上に重ね合わせられた転写板７をその背後から照射し、これによりクロム被膜６を瞬時に蒸発乃至昇華させて、ガラス基板８上に転写させるという構成を採用しているため、レーザ光１０を使用しつつも、ＰＤＰガラス基板８の表面を損傷させることなく、その表面に明瞭なマーキングを迅速に行うことができるのである。従って、この方法によれば、マーキング作業に際して粉塵が発生しないため、高いクリーン度が要求されるプラズマディスプレイパネルの製造工程においても、何等支障なくマーキング作業を行うことができる他、ガラス基板８の表面に傷を付けないことから、その後の蛍光体定着工程やリブ製作工程に伴う加熱処理に際して傷が成長してＰＤＰガラス基板が割れてしまう等の虞もないのである。
【００３９】
さらに、レーザマーカ装置９を用いたレーザ光１０の指向制御は、公知の機構により、極めて自由度が高いため、製造工程上において受信された任意の識別情報を、直ちにＰＤＰガラス基板８の表面にマーキングすることができ、工程管理の自由度を向上させることができる。
【００４０】
加えて、ガラス基板８の表面に形成されるマーキングは、転写クロム膜６ａによりなるものであるため、このままＰＤＰガラス基板８を化学処理乃至熱処理工程へ移行したとしても、転写クロム膜６ａは剥がれたり脱落したりすることもなく、従来のバーコードラベルを用いる場合のように、その使用に何等制約を受けることもないほか、転写クロム膜６ａはガラス基板７の表面において目視での読取認識率が非常に高く、機械読取りのみならず人間の目による読取にも適する等の効果を有するものである。
【００４１】
尚、以上の実施の形態においては、表示パネルとしてプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）を例に取りそのガラス基板８にマーキングを行う場合で説明したが、液晶表示パネル等のガラス基板を有するその他の表示パネル、或いはブラウン管の側面等でも同様である。また、レーザ光に対して透明な基板としてガラス板を用いたが、その他耐熱性の高いプラスチック等でも良いと思われる。また、固体被膜の材質としてはクロムに限らず、その他タンタル、銅とニッケルの合金等を採用することができる。更に、以上の実施の形態では、本発明をガラスの上にマーキングを行う場合で説明したが、その他セラミック板や金属板等のような比較的に耐熱性がありかつ平坦度のある任意の平面をマーキング対象として選択することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の転写板によれば、転写板上に形成された固体被膜をその背後から照射されるレーザ光で加熱しこれを瞬時に蒸発乃至昇華させて、マーキング対象面上に転写するという手法を採用することが可能となるため、（１）肉厚や歪みの大きな透明なマーキング対象物、或いは最近のプラズマディスプレイパネル等のような表面に蛍光灯障害防止のためのＳｉＯ２被膜を有するマーキング対象物に適用できることは勿論のこと、（２）レーザ光を透過させない若しくは透過させ難い、レーザ光に対して半透明乃至不透明なマーキング対象物にも適用できること、（３）例えばブラウン管の側面にマーキングする場合等のように、マーキング面の背後からレーザ光を照射することが困難なマーキング対象物にも適用できること、（４）固体被膜の厚さを調整することにより、マーキングの品質を制御することができること、等の従来のレーザマーキング方法にはない格別の効果を有するものである。
【００４３】
加えて、蒸発乃至昇華された固体被膜成分は、レーザ光の光圧に押されつつさほど拡散することなく直進して、レーザ光進行方向前方に置かれたマーキング対象物表面に衝突付着するため、（１）レーザ光の径を細く絞ることにより、精細かつ明瞭なマーキングを容易に形成することができること、（２）固体被膜としてクロム等の金属を使用する場合にも酸化され難く、煤の発生が少なくて拭き取りの手間が不要であること、等の従来のレーザマーキングにはない格別の効果を有するものである。
【００４４】
この点をさらに図解して説明する。特開昭６０−２２４５８８号公報に記載された従来のレーザマーキング方法が図５（ａ）に、また本発明のレーザマーキング方法が図５（ｂ）にそれぞれ示されている。なお、これらの図は、マーキング対象面と転写材料面との間隙部分を拡大乃至誇張して示すものである。
【００４５】
これらの図から明らかなように、従来のレーザマーキング方法にあっては、同図（ａ）に示されるように、レーザスパッタリングのメカニズムとして、着色素材となる金属板１２へのレーザ光１３の照射により瞬時に加熱昇華されて立ち上る金属蒸気１４を、レーザ光の進行方向とは逆方向に位置するマーキング対象物１５の表面１５ａに付着させると言う構成（換言すれば、床面の水たまりに石を落下させたときの天井への水の跳ね返りを連想させるような構成）を採用しているため、（１）レーザ光照射により加熱昇華されて立ち上る金属蒸気は拡散する傾向が認められ、その結果、如何にレーザ光径を細く絞ろうとも、それによりマーキングされる線幅には限界があり、精細なマーキングには適しないこと、（２）レーザ光照射により加熱昇華されて立ち上る金属蒸気はマーキング対象面に到達するまでに酸化される傾向が認められ、マーキング対象面にはマーキングされた線のほかにかなりの量の煤が付着するため、不要な煤を拭き取るための後行程が不可欠であること、等の問題点がある。
【００４６】
これに対して、本発明の転写板を用いたレーザマーキング方法にあっては、同図（ｂ）に示されるように、蒸発乃至昇華された固体被膜１６である蒸気１４は、レーザ光１３の光圧に押されつつさほど拡散することなく直進して、レーザ光進行方向前方に置かれたマーキング対象物１５の表面１５ａに衝突付着するため、（１）レーザ光の径を細く絞ることにより、精細かつ明瞭なマーキングを容易に形成することができること、（２）固体被膜としてクロム等の金属を使用する場合にも酸化され難く、煤の発生が少なくて拭き取りの手間が不要であること、等の従来のレーザマーキングにはない格別の効果を有するものである。なお、１７は本発明の転写板を構成するガラス板である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る転写板の実施の一形態を示す断面図である。
【図２】 プラズマディスプレイの製造ラインにおける識別情報記録工程を説明するための模式的工程図である。
【図３】 転写板の使用方法と転写されたマーキング形状との関係を示す説明図である。
【図４】 バーコードマーキングの際のレーザ光の照射軌跡の一例を示す図である。
【図５】 特開昭６０−２２４５８８号公報に記載された従来の転写板を使用したレーザマーキング方法と本発明の転写板を使用したレーザマーキング方法とを、マーキング対象面と転写材料面との間隙部分について拡大乃至誇張して示す模式的な断面図である。
【図６】 特開昭６０−２２４５８８号公報に記載された従来の転写板を使用したレーザマーキング方法を説明するための模式的な断面図である。
【符号の説明】
１ 転写板
２ 基板
２ａ 一方の面
２ｂ 他方の面
３ 固体被膜
４ レーザ光吸収層
５ ガラス基板
６ クロム被膜
６ａ 転写クロム被膜
７ 転写板
８ ＰＤＰガラス基板
９ レーザマーカ装置
９ａ レンズ系
１０ レーザ光
１１ バーコードマーク
１２ 着色素材である金属板
１３ レーザ光
１４ 着色素材の蒸気
１５ マーキング対象物
１５ａ マーキング対象物の表面
１６ 着色素材である固体被膜
１７ 転写板を構成するガラス板
１８ 平行線
１９ 規定の領域
Claims (5)
- レーザ光に対して透明な性質を有する基板の一方の面に、当該基板を他方の面からレーザ光を照射したときに瞬時に蒸発乃至昇華する性質を有する固体被膜を被着させてなり、前記固体被膜と基板との間には、レーザ光を吸収して発熱する性質を有するレーザ光吸収層が介在されていることを特徴とするレーザマーキング用転写板。
- 前記固体被膜の材質はは金属でありかつ前記レーザ光吸収層の材質は前記金属の酸化物であることを特徴とする請求項１に記載のレーザマーキング用転写板。
- 前記基板の材質はガラスであり、かつ前記固体被膜の材質はその融点がガラスの融点よりも十分に高い性質を有する金属であることを特徴とする請求項１に記載のレーザマーキング用転写板。
- 前記固体被膜の厚さは、１００ｎｍ〜３００ｎｍであることを特徴とする請求項３に記載のレーザマーキング用転写板。
- 前記金属は、クロム、タンタル、又はニッケルと銅との合金であることを特徴とする請求項３に記載のレーザマーキング用転写板。
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| JP26483297A Expired - Lifetime JP3918892B2 (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | レーザマーキング用転写板 |
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