JP6576019B2 - Transparent electrode film manufacturing method and laser processing machine - Google Patents
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Description
本発明は、主として静電容量式タッチセンサに用いる透明電極フィルム及び透明電極フィルムの製造方法に関し、特にレーザーパターニングによる透明電極等の加工技術に関する。 The present invention relates to a transparent electrode film mainly used for a capacitive touch sensor and a method for producing the transparent electrode film, and more particularly to a processing technique for a transparent electrode by laser patterning.
スマートフォン等のIT機器においては、これらのディスプレイに入力手段を兼ね備えるためのタッチセンサが広く用いられている。その代表的なタッチセンサは静電容量式タッチセンサであり、主として2枚の透明電極フィルムが使用され、それぞれの片面にストライプ状に透明電極が絶縁層を介して直交するように積層して構成される。そして、近年は該タッチセンサ用の透明電極フィルムとして、引用文献1に示されるようなレーザーにより透明電極をパターニングする方法が注目されている。
In IT devices such as smartphones, touch sensors for combining these displays with input means are widely used. A typical touch sensor is a capacitive touch sensor, which mainly uses two transparent electrode films, and is formed by laminating transparent electrodes in stripes on each side so that they are orthogonal to each other via an insulating layer. Is done. In recent years, as a transparent electrode film for the touch sensor, a method of patterning a transparent electrode with a laser as shown in the cited
しかし、前記透明電極フィルムの透明電極は本質的にレーザーのエネルギー吸収率が低い。このため透明電極のパターニングに際してはレーザー強度を高くして加工を行う必要があるが、レーザー強度を高くして加工すればする程、基材フィルムがレーザーによる熱の影響を受けて損傷・変形・融解・変色等し易くなる。その結果、歪みが生じ視認性やセンシング性能の劣化が問題になる。 However, the transparent electrode of the transparent electrode film essentially has a low energy absorption rate of the laser. For this reason, it is necessary to increase the laser intensity when patterning the transparent electrode. However, the higher the laser intensity, the more the substrate film is affected by the heat from the laser, causing damage, deformation, It becomes easy to melt and discolor. As a result, distortion occurs and visibility and sensing performance deteriorate.
さらに近年は、市場におけるLCD等のディスプレイの高精細化の動向に伴い、当該ディスプレイに装着されるタッチセンサについて精密化・高精細化の要求がされている。そのためには前記透明電極を高精細で形成し、且つ、各基材フィルム毎の透明電極を互いに精度良くアライメントする必要があるが、それに伴って上記のレーザーによる熱の影響の問題はより大きくなっている。 Furthermore, in recent years, with the trend toward higher definition of displays such as LCDs in the market, there has been a demand for higher precision and higher definition for touch sensors attached to the display. For that purpose, it is necessary to form the transparent electrodes with high definition and to align the transparent electrodes for each base film with high precision, but the problem of the influence of heat by the laser becomes larger accordingly. ing.
引用文献1の発明では、ノルボルネンとエチレンからなる環状オレフィン共重合ポリマーフィルムを用い、その中でも耐熱性が高くなる共重合比率のフィルムを基材フィルムとして使用することによって上記の問題を解決しようとしているが、該基材フィルムは従来の環状オレフィン系フィルムなどに比べて成形流動性が悪くゲルが発生しやすい性質を有するため、どうしても低品質な基材フィルムにならざるを得なかった。したがって、精密化・高精細化の要求が高いハイグレードなIT機器のタッチセンサ用透明電極フィルムには適用できない問題があった。
In the invention of
本発明は上記問題に鑑み、レーザー光線の移動速度に応じてレーザー光線のエネルギー量が可変するようにすること等で、従来の環状オレフィン系フィルムやポリエステルフィルムなどを基材フィルムとする透明電極フィルムに対しても適用できる透明電極のパターニング方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention makes it possible to change the amount of energy of the laser beam according to the moving speed of the laser beam, etc., so that the conventional cyclic olefin film or polyester film is used as a base film. An object of the present invention is to provide a transparent electrode patterning method that can be applied.
本発明の第一の特徴構成は、基材フィルム上に透明電極が形成された透明電極フィルムの製造方法であって、該透明電極は透明導電膜にレーザー光線を照射してパターニングされ、該レーザー光線の移動速度に応じてレーザー光線のエネルギー量が可変されて該透明電極がパターニングされることを特徴とする透明電極フィルムの製造方法である。 A first characteristic configuration of the present invention is a method for producing a transparent electrode film in which a transparent electrode is formed on a substrate film, and the transparent electrode is patterned by irradiating a transparent conductive film with a laser beam. A method for producing a transparent electrode film, wherein the transparent electrode is patterned by varying an energy amount of a laser beam according to a moving speed.
本発明の第二の特徴構成は、基材フィルム上に透明電極が形成され、該透明電極の外枠額縁部に引き回し回路が形成された透明電極フィルムの製造方法であって、該引き回し回路はレーザー光線を照射してパターニングされ、該レーザー光線の移動速度に応じてレーザー光線のエネルギー量が可変されて該引き回し回路がパターニングされることを特徴とする透明電極フィルムの製造方法である。 A second characteristic configuration of the present invention is a method for producing a transparent electrode film in which a transparent electrode is formed on a base film, and a routing circuit is formed on an outer frame frame portion of the transparent electrode, wherein the routing circuit is A method for producing a transparent electrode film, wherein patterning is performed by irradiating a laser beam, the amount of energy of the laser beam is varied according to the moving speed of the laser beam, and the routing circuit is patterned.
本発明の第三の特徴構成は、前記レーザー光線の移動速度とレーザー光線のエネルギー量とが略比例関係にあることを特徴とする透明電極フィルムの製造方法である。 A third characteristic configuration of the present invention is a method for producing a transparent electrode film, wherein the moving speed of the laser beam and the amount of energy of the laser beam are in a substantially proportional relationship.
本発明の第四の特徴構成は、レーザー光線の加工幅半径を調節することにより、レーザー光線の移動速度に応じてレーザー光線のエネルギー量が可変されることを特徴とする透明電極フィルムの製造方法である。 A fourth characteristic configuration of the present invention is a method for producing a transparent electrode film, wherein the amount of energy of a laser beam is varied according to the moving speed of the laser beam by adjusting the processing width radius of the laser beam.
本発明の第五の特徴構成は、レーザー発振器に付随するコントローラに指令する制御値、レーザー強度スタビライザに指令する制御値、レーザー発振器と加工ノズルとの間に介在する光学系に設けた減衰器に指令する制御値のいずれかの制御値を調節することにより、レーザー光線の移動速度に応じてレーザー光線のエネルギー量が可変されることを特徴とする透明電極フィルムの製造方法である。 A fifth characteristic configuration of the present invention is a control value commanded to a controller associated with a laser oscillator, a control value commanded to a laser intensity stabilizer, and an attenuator provided in an optical system interposed between the laser oscillator and the processing nozzle. By adjusting one of the control values to be commanded, the amount of energy of the laser beam is varied in accordance with the moving speed of the laser beam.
本発明の第六の特徴構成は、前記透明電極フィルムの製造方法に用いるレーザー加工機であって、レーザー光線の移動手段が加工ノズルの移動またはガルバノスキャナによることを特徴とするレーザー加工機である。 A sixth characteristic configuration of the present invention is a laser processing machine used in the method for producing a transparent electrode film, wherein the laser beam moving means is a processing nozzle movement or a galvano scanner.
本発明の第七の特徴構成は、前記透明電極フィルムの製造方法によって製造された透明電極フィルムであって、透明電極が金属酸化物からなる透明導電膜、極細線の導体繊維を含有させた透明導電膜、目視で確認できない程度の細線からなる透明導電膜、有機物からなる透明導電膜のいずれかから構成される透明電極フィルムである。 A seventh characteristic configuration of the present invention is a transparent electrode film produced by the method for producing a transparent electrode film, wherein the transparent electrode contains a transparent conductive film made of a metal oxide, and contains a conductive fiber of ultrafine wire It is a transparent electrode film comprised from either a conductive film, the transparent conductive film which consists of a thin line of a grade which cannot be visually confirmed, and the transparent conductive film which consists of organic substance.
本発明の第一の特徴構成によると、本発明の透明電極フィルムの製造方法は、レーザー光線の移動速度に応じてレーザー光線のエネルギー量が可変されて該透明電極がパターニングされることを特徴とする。したがって、パターニングの際にレーザー光線の移動速度が変化しても、基材フィルムに加わるレーザー光線のエネルギー量は適正に保つことができるので該レーザー光線による熱の影響を受けることは殆どなく、従来の基材フィルムからなる透明電極フィルムの透明電極に対してもレーザーによるパターニングが可能となる効果がある。 According to the first characteristic configuration of the present invention, the transparent electrode film manufacturing method of the present invention is characterized in that the amount of energy of the laser beam is varied according to the moving speed of the laser beam and the transparent electrode is patterned. Therefore, even if the moving speed of the laser beam changes during patterning, the amount of energy of the laser beam applied to the substrate film can be kept appropriate, so that it is hardly affected by the heat of the laser beam and the conventional substrate. The transparent electrode of the transparent electrode film made of a film also has an effect of enabling patterning with a laser.
本発明の第二の特徴構成によると、基材フィルム上に透明電極が形成され、該透明電極の外枠額縁部に引き回し回路が形成された透明電極フィルムの製造方法であって、該引き回し回路はレーザー光線を照射してパターニングされ、該レーザー光線の移動速度に応じてレーザー光線のエネルギー量が可変されて該引き回し回路がパターニングされることを特徴とする。したがって、パターニングの際にレーザー光線の移動速度が変化しても、基材フィルムに加わるレーザー光線のエネルギー量は適正に保つことができるので該レーザー光線による熱の影響を受けることは殆どなく、レーザー光線による高精細な引き回し回路のパターニングが生産性よく可能となる効果がある。 According to the second characteristic configuration of the present invention, a transparent electrode film is formed on a base film, and a routing circuit is formed on an outer frame frame portion of the transparent electrode. Is patterned by irradiating with a laser beam, and the amount of energy of the laser beam is varied according to the moving speed of the laser beam to pattern the routing circuit. Therefore, even if the moving speed of the laser beam changes during patterning, the amount of energy of the laser beam applied to the base film can be kept appropriate, so that it is hardly affected by the heat of the laser beam, and the high definition by the laser beam is high. Therefore, there is an effect that the patterning of the routing circuit can be performed with high productivity.
本発明の第三の特徴構成によると、前記レーザー光線の移動速度とレーザー光線のエネルギー量とが略比例関係にあることを特徴とする。したがって、レーザー照射機の移動速度が遅い場合に起こりやすい基体シートの熱による破損・変形を防止でき、レーザー照射機の移動速度が速い場合に起こりやすい透明電極のパターニング不良を防止できる効果がある。 According to a third characteristic configuration of the present invention, the moving speed of the laser beam and the energy amount of the laser beam are in a substantially proportional relationship. Therefore, it is possible to prevent the substrate sheet from being damaged or deformed by heat, which is likely to occur when the moving speed of the laser irradiator is slow, and to prevent defective patterning of the transparent electrode that is likely to occur when the moving speed of the laser irradiator is fast.
本発明の第四の特徴構成によると、本発明の透明電極フィルムの製造方法は、レーザー発振器に付随するコントローラに指令する制御値、レーザー強度スタビライザに指令する制御値、レーザー発振器と加工ノズルとの間に介在する光学系に設けた減衰器に指令する制御値のいずれかの制御値を調節することにより、レーザー光線の移動速度に応じたレーザー光線のエネルギー量が可変されることを特徴とする。したがって、所定の適正な制御値に設定さえされていればレーザー光線の移動速度に応じてレーザー光線のエネルギー量が可変されるので、容易にレーザーによるパターニングが可能となる効果がある。 According to the fourth characteristic configuration of the present invention, the transparent electrode film manufacturing method of the present invention includes a control value commanded to a controller associated with a laser oscillator, a control value commanded to a laser intensity stabilizer, a laser oscillator and a processing nozzle. The amount of energy of the laser beam can be varied according to the moving speed of the laser beam by adjusting one of the control values commanded to the attenuator provided in the optical system interposed therebetween. Therefore, as long as a predetermined appropriate control value is set, the amount of energy of the laser beam can be varied according to the moving speed of the laser beam, so that there is an effect that patterning by laser can be easily performed.
本発明の第五の特徴構成によると、本発明の透明電極フィルムの製造方法は、レーザー光線の加工幅半径を調節することにより、レーザー光線の移動速度に応じたレーザー光線のエネルギー量が可変されることを特徴とする。したがって、適切なレーザー光線の加工幅半径に調節さえすれば、レーザー光線の移動速度に応じてレーザー光線のエネルギー量が可変されるので、容易にレーザーによるパターニングが可能となる効果がある。 According to the fifth characteristic configuration of the present invention, the transparent electrode film manufacturing method of the present invention is such that the amount of energy of the laser beam can be varied according to the moving speed of the laser beam by adjusting the processing width radius of the laser beam. Features. Accordingly, as long as the processing width radius of the laser beam is adjusted to an appropriate value, the amount of energy of the laser beam can be varied according to the moving speed of the laser beam.
本発明の第六の特徴構成によると、本発明のレーザー加工機は、前記透明電極フィルムの製造方法に用いるレーザー加工機であって、レーザー光線の移動手段が加工ノズルの移動またはガルバノスキャナによることを特徴とする。したがって、二次元方向にも移動が可能であり、かつその移動速度を精度よく制御して可変することも可能であるため、レーザー光線の移動速度とレーザー光線のエネルギー量とが略比例関係になるようにすることを容易にできる効果がある。 According to a sixth characteristic configuration of the present invention, the laser processing machine of the present invention is a laser processing machine used in the method for manufacturing the transparent electrode film, wherein the laser beam moving means is a processing nozzle movement or a galvano scanner. Features. Therefore, it is possible to move in the two-dimensional direction, and it is also possible to control and vary the moving speed with high accuracy, so that the moving speed of the laser beam and the amount of energy of the laser beam have a substantially proportional relationship. There is an effect that can be easily done.
本発明の第七の特徴構成によると、本発明の透明電極フィルムは、本発明の透明電極フィルムは、前記透明電極フィルムの製造方法によって製造された透明電極フィルムであって、透明電極が金属酸化物からなる透明導電膜、極細線の導体繊維を含有させた透明導電膜、目視で確認できない程度の細線からなる透明導電膜、有機物からなる透明導電膜のいずれかから構成される。したがって、高精細な透明電極からなりセンシング感度の優れた透明電極フィルムが得られる効果がある。 According to the seventh characteristic configuration of the present invention, the transparent electrode film of the present invention is a transparent electrode film of the present invention, which is a transparent electrode film manufactured by the method for manufacturing a transparent electrode film, and the transparent electrode is metal-oxidized. It is comprised from the transparent conductive film which consists of a thing, the transparent conductive film which contained the conductor fiber of extra fine wire, the transparent conductive film which consists of a thin line of the grade which cannot be visually confirmed, and the transparent conductive film which consists of organic substance. Therefore, there is an effect that a transparent electrode film made of a high-definition transparent electrode and excellent in sensing sensitivity can be obtained.
以下、本発明に係る透明電極フィルムの製造方法の実施形態を図面に基づいて説明する。本発明の透明電極フィルム100は、基材フィルム10上に透明電極20が形成され、該透明電極20は透明導電膜21にレーザー光線1を照射してパターニングされている(図1)。そして該レーザー光線1は移動速度に応じてエネルギー量が可変されていることを特徴とする(図2、図3)。
Hereinafter, an embodiment of a manufacturing method of a transparent electrode film concerning the present invention is described based on a drawing. In the transparent electrode film 100 of the present invention, a
基材フィルム10は、従来から用いられている材質のフィルムでよく、熱可塑性樹脂、熱や紫外線や電子線や放射線などで硬化する硬化性樹脂のほか、ガラス、セラミックス、無機材などの材質からなる。熱可塑性樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピレン、環状ポリオレフィン等のオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン等のビニル系樹脂、ニトロセルロース、トリアセチルセルロース等のセルロース系樹脂、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリジメチルシクロヘキサンテレフタレート、芳香族ポリエステル等のエステル系樹脂、ABS樹脂、これらの樹脂の共重合体樹脂、これらの樹脂の混合樹脂が挙げられる。硬化性樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂が挙げられる。そして、これらの樹脂等は単独の材質であってもよいし、アロイや複層品であってもよい。 The base film 10 may be a film of a conventionally used material, such as a thermoplastic resin, a curable resin that is cured by heat, ultraviolet rays, an electron beam, radiation, or the like, or a material such as glass, ceramics, or an inorganic material. Become. Examples of thermoplastic resins include olefin resins such as polyethylene, polypropylene, and cyclic polyolefin, vinyl resins such as polyvinyl chloride, polymethyl methacrylate, and polystyrene, cellulose resins such as nitrocellulose and triacetyl cellulose, polycarbonate, polyethylene terephthalate, and poly Examples thereof include ester resins such as dimethylcyclohexane terephthalate and aromatic polyester, ABS resins, copolymer resins of these resins, and mixed resins of these resins. Examples of the curable resin include an epoxy resin and a polyimide resin. These resins and the like may be a single material, or may be an alloy or a multilayer product.
また、基材フィルム10の厚みはとくに制限はなく、適宜設定するとよい。好ましい厚みは0.15〜0.3mmである。0.15mmより薄いと剛性が不足して加工がしづらくなり、0.3mmより厚いと重量が重くなりかさばるからである。基材フィルム10の製造方法としては、通常押出法、溶融押出法、カレンダー法、キャスト法などが挙げられる。 Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the thickness of the base film 10, It is good to set suitably. A preferred thickness is 0.15 to 0.3 mm. This is because if the thickness is less than 0.15 mm, the rigidity is insufficient and the processing is difficult, and if the thickness is more than 0.3 mm, the weight becomes heavy and bulky. Examples of the method for producing the base film 10 include a normal extrusion method, a melt extrusion method, a calendar method, and a casting method.
また、基材フィルム10は直線偏光フィルムや位相差フィルムなどの偏光フィルムであってもよい。偏光フィルムの例としては、芯材のポリビニルアルコール層にヨウ素等を吸着させ、その両面にアセチルセルロース層が形成され、防汚や光漏れ抑制などの加工をしたフィルムが挙げられる。 Moreover, the base film 10 may be a polarizing film such as a linearly polarizing film or a retardation film. As an example of a polarizing film, the film which made the polyvinyl alcohol layer of a core material adsorb | suck iodine etc., the acetylcellulose layer was formed in the both surfaces, and processed, such as antifouling and light leakage suppression, is mentioned.
透明電極20は、透明導電膜21にレーザー光線1を照射して不要な透明導電膜21をアブレーション(レーザー光線のエネルギーを受けた膜の材料が急激に蒸発気化する現象)して形成される(図1)。透明導電膜21としては、金属酸化物からなる透明導電膜、極細線の導体繊維を含有させた透明導電膜、目視で確認できない程度の細線からなる透明導電膜、有機物からなる透明導電膜透明導電膜などが挙げられる。
The
金属酸化物からなる透明導電膜21の例としては、酸化錫、酸化インジウム、酸化アンチモン、酸化亜鉛、酸化カドミウム、インジウムスズ酸化物(ITO)などからなる透明導電膜が挙げられる。製膜方法としては、DCマグネトロンスパッタ法、RFスパッタ法、パルススパッタ法などの種々のスパッタリング法のほか、真空蒸着法、イオンプレーティング法、鍍金法などが挙げられる。また、溶媒に溶解または分散させて液体状態にし、スプレーやディップコーティングした後に溶媒を飛散させて形成する方法でも構わない。厚みは10〜800nm程度とするのが好ましい。
Examples of the transparent
極細線の導体繊維を含有させた透明導電膜21の例としては、銅、白金、金、銀、ニッケル等からなる金属ナノワイヤやシリコンナノワイヤ、カーボンナノチューブを含有させた透明導電膜が挙げられる。光学特性および電気特性の観点から該極細線の導体繊維の直径は0.3〜100nm、長さは1〜100μm程度の寸法の導体繊維が好ましく、バインダー中に分散・連結されて二次元ネットワークが形成される膜に形成されることによって導電性が発揮される。
Examples of the transparent
極細線の導体繊維を含有させた透明導電膜21の製膜方法としては、適切なバインダーに分散させてインキ化した後、スクリーン印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷などの汎用印刷や塗装、各種コーターにより形成する方法が挙げられる。該バインダーとしてはポリエステル、ポリ塩化ビニル、アクリルなどの透明な熱可塑性樹脂、ウレタンアクリレートやエポキシなどの熱や電離放射線で硬化する透明な硬化性樹脂等が挙げられる。厚みは0.5〜20μm程度とするのが好ましい。
As a method for forming the transparent
目視で確認できない程度の細線からなる透明導電膜21の例としては、銀、銅、パラジウムなどの導体金属を線幅0.5〜7μm程度、開口率(単位面積あたりの導体金属のパターンが形成されない比率)90.0〜99.9%の格子状またはハニカム状にパターン化した透明導電膜等が挙げられる。製膜方法としては、電解または無電解のメッキ法のほか、真空蒸着法や拡散転写法などにより形成する方法が挙げられる。厚みは0.5〜30μm程度とするのが好ましい。
As an example of the transparent
有機物からなる透明導電膜21の例としては、PEDOT(ポリエチレンジオキシチオフェン)などのチオフェン系導電ポリマーやグラフェン等からなる透明導電膜が挙げられる。チオフェン系導電ポリマーからなる透明導電膜の製膜方法としては、前出の汎用印刷や塗装、各種コーターにより形成する方法が挙げられ、厚みは1〜30μm程度とするのが好ましい。グラフェンからなる透明導電膜の製膜方法としては、CVD法やプラズマCVD法などによって0.5〜100nmの薄膜で形成するのが好ましい。
Examples of the transparent
また、本発明の透明電極フィルム100には、透明電極20の外枠額縁部に引き回し回路25が形成されていてもよい。引き回し回路25は、透明電極20でセンシングした電気信号を高速で集積回路チップや外部の制御回路に伝達するための回路層であり、高速で伝達するための必要性から透明電極20よりも高導電性の材質およびパターンで形成される。そして、この引き回し回路25のパターニングも、前記透明電極20のパターニングと同様にレーザー光線1を照射して不要な箇所をアブレーションする方法で行うことができる。
Further, the transparent electrode film 100 of the present invention may be provided with a
しかし、引き回し回路25の回路幅は高導電性の必要性から広ければ広いほど良いが、広くすればするほど外枠額縁部の幅が広がり、結果的に外枠額縁部に囲まれた中央部のディスプレイ画面が小さくなる問題が生じる。したがって、外枠額縁部の幅を維持しつつ引き回し回路25の回路幅を広げるために、引き回し回路25の線間幅はできるだけ狭い高精細なパターンに仕上げる必要がある。ところが、従来のレーザーによるパターニングの方法では、生産性良くパターニングしようとすると、外枠額縁部の隅70付近の基材フィルム10がレーザー光線の熱の影響により変形・変色する問題が生じる。
However, the wider the circuit width of the
すなわち、引き回し回路25を生産性良くレーザーでパターニングしようとすると、X方向の外枠額縁部の辺71では、高速でレーザー光線を移動させ、できる限りX方向の外枠額縁部の隅に近い箇所72までその移動速度を維持し、該X方向の外枠額縁部の隅に近い箇所72から外枠額縁部の隅70までは急速にレーザー光線の移動速度を低下させ、外枠額縁部の隅70では一旦停止し、外枠額縁部の隅70からY方向の外枠額縁部の隅に近い箇所73までは急速にレーザー光線の移動速度を上昇させ、該Y方向の外枠額縁部の隅に近い箇所73からY方向の外枠額縁部の辺74は再び高速でレーザー光線を移動させるという方式を採らざるを得ない(図5)。
That is, when patterning the
しかし、従来のレーザーによるパターニングでは、充分に移動速度に応じてエネルギー量が可変するように制御されていないので、レーザー光線の移動速度が急速に低下し、停止し、レーザー光線の移動速度が上昇するまでの過程において、レーザー光線の過度のエネルギー量が基材フィルム10に加わることになる。すなわち、外枠額縁部の隅70で最もレーザー光線の過度のエネルギー量が基材フィルム10に加わることになり、該外枠額縁部の隅70付近の基材フィルム10がレーザー光線の熱の影響により変形・変色する問題が生じる。この問題は、引き回し回路25を生産性良くかつ高精細にパターン化しようとすればするほど大きくなる。
However, in conventional laser patterning, the amount of energy is not controlled to be sufficiently variable according to the moving speed, so the moving speed of the laser beam rapidly decreases, stops, and the moving speed of the laser beam increases. In this process, an excessive amount of energy of the laser beam is applied to the base film 10. That is, the most excessive amount of energy of the laser beam is applied to the base film 10 at the
その点、後述する本発明の図2や図3のプロファイルのようにX方向の外枠額縁部の隅に近い箇所72から外枠額縁部の隅70まではレーザー光線1の移動速度の低下に略比例してレーザー光線1のエネルギー量が低下し、該外枠額縁部の隅70ではレーザー光線1のエネルギー量がほぼゼロとなり、該外枠額縁部の隅70からY方向の外枠額縁部の隅に近い箇所73まではレーザー光線1の移動速度の上昇に略比例してレーザー光線1のエネルギー量が増加するようにすれば、上記の問題が発生することなく引き回し回路25を生産性良くかつ高精細にパターン化できる効果がある。
In that respect, as shown in FIGS. 2 and 3 of the present invention to be described later, from the
引き回し回路25としては、金、銀、銅、アルミニウム、ニッケル、パラジウムなどの導体金属回路、該導体金属を含有させた導電インキ回路などが挙げられる。導体金属回路はメッキ、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどの方法で厚み0.1〜50μm程度で形成するとよい。導電インキ回路は、アクリル、ウレタン、ポリエステル、セルロースなどの各種樹脂系バインダーに前記導体金属の粒子を分散させ、グラビア、オフセット、スクリーンなどの汎用の印刷手法や塗装、各種コーターによるコートなどの方法で厚み0.5〜100μm程度で形成するとよい。
Examples of the
透明導電膜21や引き回し回路25の照射に適するレーザー光線1の例としては、波長1064nmの近赤外レーザー、波長532nmの緑色レーザー、波長355nmの紫外レーザーなどが挙げられる。とくに、パルス発振の近赤外レーザーは高出力でかつエネルギー量を安定化させやすいため、基材フィルム10への熱の影響を極力防ぎつつ効率的にパターン化できる点で好ましい。
Examples of the
なお、透明導電膜21や引き回し回路25が最表面ではなく、透明導電膜21や引き回し回路25上にオーバーコート層やオーバーコートフィルムなどが被覆形成されている場合には、オーバーコート層やオーバーコートフィルムを透過して、その下の透明導電膜21面や引き回し回路25面にレーザー光線のエネルギーが集中しやすくなるようにできるレーザー光線1を選択しなければならない。
In the case where the transparent
レーザー光線1を照射するためのレーザー加工機50は、原則としてレーザー発振器が発振するレーザー光線を伝搬させるための光学系と、該光学系を介して供給されるレーザー光線1を基材フィルム10に形成された透明導電膜21や引き回し回路25に向けて出射させる加工ノズル52との組み合わせからなり、加工ノズル52の出射端から鉛直方向にレーザー光線1が出射される(図4)。各加工ノズル52にはそれぞれ、レーザー発振器から供給される複数種類のレーザー光線1を導く複数本の光ファイバが接続されていてもよい。光学系は、光ファイバ、ミラー、レンズ等の任意の光学要素を用いて構成するとよい。
The
レーザー加工機50の加工ノズル52は、支持体に支持させた基材フィルム10に対して、X方向(幅方向)及び/またはY方向(奥行方向)に沿って相対的に移動可能であるように構成される。そのようにすれば、透明導電膜21や引き回し回路25の任意の部位にレーザー光線1を照射することが可能となり、かつ移動速度を制御しながらレーザー光線1の移動ができるからである。具体的には、加工ノズル52をリニアモーター台車等に搭載して運動させるようにしてもよいし、逆に、基材フィルム10を支持する支持体にXYステージ等を配設して基材フィルム10を運動させるようにしてもよい。
The processing nozzle 52 of the
また、上記のような加工ノズル52の移動はせずに、ガルバノスキャナを採用してレーザー光線1が移動するようにしてもよい。ガルバノスキャナは、該レーザー光線1を反射するミラーをサーボモータまたはステッピングモータ等により回動させるものであり、ミラーの方向を変えることでレーザー発振器から発振されたレーザー光線1の光軸を変位させることができる。レーザー光線1の光軸の照射位置を二次元で制御するためには、X軸方向に変化させるX軸ガルバノスキャナとY軸方向に変化させるY軸ガルバノスキャナとを両方具備するのが好ましい。
Alternatively, the
実際に、レーザー光線1をX方向に移動させながら照射して透明電極21や引き回し回路25を形成する際には、前述したようにレーザー光線1のX方向の移動速度は停止した状態から加速度的に速くなり、一定速度で移動した後、加速度的に遅くなって停止に至るプロファイルとなる。二次元的にはレーザー光線1のY方向の移動についても同様のプロファイルになる。本発明では、このレーザー光線1の移動速度に応じてレーザー光線1のエネルギー量が可変される。
Actually, when the
レーザー光線1の移動速度に応じてレーザー光線1のエネルギー量が可変される理想的なプロファイルとしては、図2に示したように加工ノズル52の移動速度とレーザー光線1のエネルギー量とが完全に比例関係になるようなプロファイルが挙げられる。ただし、完全にこのような比例関係になるようにすることが技術的に難しい場合は、例えば図3に示したようにレーザー光線1のエネルギー量が段階的に可変できるようにし、マクロ的にみて比例の関係に近い略比例関係になるようにするとよい。なお、本発明では該「略比例関係」を、図3に示したような各段階におけるポイントAからIに対して線形近似の回帰直線Lを引いた場合に、相関係数が0.8〜1.2の範囲にある関係と定義する。該ポイントは、少なくとも4点(すなわち、図3でいうAからDのポイント)があり、移動速度ゼロまたは極微動の移動速度の場合に、エネルギー量をゼロとしてもよい。
As an ideal profile in which the energy amount of the
このようにレーザー光線1の移動速度とレーザー光線1のエネルギー量とが略比例関係にあるようになれば、レーザー光線1の移動速度が遅い場合に起こりやすい基体シートの熱による損傷・変形・融解・変色等を防止できるだけでなく、レーザー光線1の移動速度が速い場合に起こりやすいエネルギー量不足による透明電極20や引き回し回路25のパターニング不良も防止できる。その結果、非常に効率的に透明電極フィルム100が生産できる。
Thus, if the moving speed of the
上記のようなレーザー光線1の移動速度に応じてレーザー光線1のエネルギー量が可変されるプロファイルになるよう制御する方法としては、レーザー光線1の移動速度に略比例してレーザー光線1の発振周波数の可変調節する方法が挙げられる。すなわち、Qスイッチ法などのパルス発振レーザー加工機50を用い、レーザー光線1の移動速度の低下に比例して、レーザー光線1の発振周波数を下げる(すなわち、周期を長くする)方法である。レーザー光線1の発振周波数の周期が長くなれば、単位時間当たりのレーザー光線1の照射回数が減少するので、間接的にレーザー光線1のエネルギー量を減少させることができる。反対に、レーザー光線1の移動速度の増加に比例して、レーザー光線1の発振周波数を上げる(すなわち、周期を短くする)ようにすれば、単位時間当たりのレーザー光線1の照射回数が増加して間接的にレーザー光線1のエネルギー量を増加させることができる。
As a method for controlling the
このようなレーザー光線1の発振周波数の可変調節する方法を用いる場合、レーザー加工機50は
一定の出力を連続して発振する連続発振のCWレーザー加工機ではなく、パルス状の出力を一定の周波数で発振できるパルスレーザー加工機にする必要がある。パルスレーザー加工機の例としては、直接変調法、Qスイッチ法、モード同期法(モードロック法)のレーザー加工機が挙げられる。
When such a method of variably adjusting the oscillation frequency of the
その中でもQスイッチ法のパルスレーザー加工機は、レーザー光線1の媒質中で十分に反転分布が起こるまで待ち一気にレーザー光線1を発振できるタイプなので、非常に大きなエネルギー量のレーザー光線1を照射することができる点で好ましい。該Qスイッチ法のパルスレーザー加工機を使用して、ガルバノスキャナを採用してレーザー光線1が移動させながら加工する場合、発振周波数は2kHZ〜600kHZ程度の範囲で実施するのが好ましい。発振周波数が2kHZよりも低いとエネルギー量が不足する場合があり、発振周波数が600kHZよりも高いとガルバノスキャナと同期した照射が難しくなるからである。
Among them, the pulse laser processing machine of the Q switch method is a type that can oscillate the
上記のレーザー加工機50には、加工中の発振周波数を外部トリガーによって周波数変調することができる機能や、該機能と合わせて発振周波数に同期した非線形制御ができる機能を具備させた方が好ましい。従来の一般的なモーションコントローラとレーザー発振器との組合せでは、速度に同期した発振周波数の制御は可能であっても、発振周波数に同期した照射エネルギーの制御を行うのは難しいからである。なお、モーションコントローラは、レーザー光線1の走査速度に比例してレーザー発振周波数の変調信号を出力する機能と、該機能と同期してレーザー発振器の発振電流指令値を発信器へ送信できるインターフェースを具備させてもよい。また、レーザー発振器には、該モーションコントローラからの変調入力を受信して発振周波数および発振電流を変調可できる機能を具備させてもよい。
The
なお、上記レーザー光線1の発振周波数を可変調節する方法以外に、レーザー発振器から出射されるレーザー光線自体のエネルギー量を調節する方法もある。レーザー光線1自体のエネルギー量を調節する方法としては、レーザー発振器に付随するコントローラまたはレーザ強度スタビライザに指令する制御値(具体的には、電流値等)を調節したり、レーザー発振器と加工ノズルとの間に介在する光学系に設けたアッテネータ(減衰器)に指令する制御値(具体的には、レーザ−光線1の透過率または反射率を変えることのできる特殊膜の付いたガラス板の光軸に対する交差角度や、偏光ビームスプリッタの直前にある1/2波長板の光軸回りの回転角度等)を調節するする方法が挙げられる。
In addition to the method of variably adjusting the oscillation frequency of the
あるいは、レーザー光線1の移動速度に応じてレーザー光線1の加工幅半径を調節することによりレーザー光線1自体のエネルギー量を可変できるようにしてもよい。レーザー光線1のエネルギー分布は一般的にガウス分布になるため、レーザー光線1の焦点ビーム半径に対して加工幅半径を調節することにより該ガウス分布のピーク値は増減する。この調節を適宜行うと、前記ピーク値の対応位置を中心する焦点ビーム半径の内部において、該焦点ビーム半径よりも小さい加工幅半径の範囲に限定されるものの、レーザー光線1のエネルギー量を可変することができる。
Alternatively, the amount of energy of the
とくに、透明電極20のエッジ付近のパターニングにおいては、上記手段は有用である。加工幅半径を焦点ビーム半径に対して極力小さくしてレーザー光線1を照射すれば、該レーザー光線1の加工幅の外側におけるエネルギー量は十分低くなる。このため、該加工幅の外縁の箇所における熱の影響が小さくなるので、アブレーションされる透明導電膜21の部分と透明電極20のエッジ部分との境界線の連続性、直線性等が良好に保たれ、エッジが綺麗な透明電極20のパターンが形成できるからである。
In particular, the above means is useful in patterning near the edge of the
なお、レーザー光線1を照射するためのレーザー加工機50には、レーザー光線の出力分布を略均一化する均一化手段や、前記均一化手段により出力分布が略均一化したレーザー光線の像を結像させる結像光学系、前記結像光学系によりレーザー光線の像が結像する位置の近傍に配置されそのレーザー光線をカットオフして被加工物に照射するための形状に整形するマスキング手段等が具備されていてもよい。
Note that the
通常、レーザー発振器が発するレーザー光線の出力分布はガウシアン分布に近いが、上記のような手段等を具備すると照射されるレーザー光線1の出力分布は元のレーザー光線の不均一さが混入しなくなるため、透明電極20や引き回し回路25のパターン加工精度が向上するからである。なお、レーザー光線の出力分布を略均一化するにはレーザー発振器が発するレーザー光線の出力分布を計測する必要があり、その計測にはCCDセンサ、フォトダイオードセンサ、感熱式パワーセンサなどを用いるとよい。
Normally, the output distribution of the laser beam emitted from the laser oscillator is close to the Gaussian distribution. However, if the above-mentioned means are provided, the output distribution of the
また、レーザー加工機50には、被増幅光線のパワー及び出力モード品質を簡便に調整するためのレーザー増幅器が備えられておいてもよい。レーザー増幅器には、一方の端面から被増幅光線の入射を受け他方の端面からこれを出射する固体の利得媒質や、利得媒質に励起光線を照射して被増幅光線を増幅させる励起光源、利得媒質と励起光源との間に介在し励起光線を通過させる回転操作可能な1/2波長板などが備えられる。該レーザー増幅器では、1/2波長板の回転操作を通じて、利得媒質に照射される励起光線の偏光方向、ひいては励起光線の吸収の度合いを簡単に増減させることができる。これにより、利得媒質の熱歪みを抑制して被増幅光線の出力モード品質を担保しつつ、被増幅光線のエネルギーを必要十分な大きさまで高めることが容易となる。
Further, the
また、レーザー加工機50には、複数本の加工ノズルの移動を制御する移動機構制御コントローラや、各加工ノズルからのレーザー光線1の出射を個別にON/OFF制御するための専用の加工ノズル制御コントローラが具備されていてもよい。複数のコントローラによって制御することにより、安定したパルス発振からなるレーザー光線1を照射できるからである。その結果、遮蔽マスクを用いずとも複雑なパターンを好適に形成することができる。
Further, the
上記加工ノズル制御コントローラには、リニアスケールから出力される信号を移動機構制御コントローラを介さず直接に受信する位置信号受信部や、加工ノズル52の加工対象物に対する相対位置と各加工ノズル毎のレーザー光線の出射のON/OFFとの関係を規定する情報を記憶するパターン情報記憶部、位置信号受信部で受信した信号に基づき、パターン情報記憶部に記憶している情報に対応して各加工ノズル52からのレーザー光線1の出射を個別にON/OFF制御する照射制御部などが備えられていてもよい。
The processing nozzle control controller includes a position signal receiving unit that directly receives a signal output from the linear scale without using the moving mechanism controller, a relative position of the processing nozzle 52 to the processing object, and a laser beam for each processing nozzle. Each processing nozzle 52 corresponding to the information stored in the pattern information storage unit based on the signal received by the pattern information storage unit and the position signal reception unit that stores information defining the relationship between ON / OFF of the emission of An irradiation control unit that individually controls ON / OFF of emission of the
また、レーザ加工機50にはレーザー加工時に基材フィルム10を動かないよう保定する保定機構や、基材フィルム10を下方から支持しながらレーザー加工時に固定の基材フィルム10及び架台に対してピッチ送り方向に相対移動しレーザー光軸との干渉を回避可能とする支持機構が具備されていてもよい。そして支持機構には、走行方向に沿って延伸する複数の走行方向開口と、ピッチ送り方向に沿って延伸するピッチ送り方向開口とを設けておくとよい。
Further, the
1 レーザー光線
10 基材フィルム
20 透明電極
21 透明導電膜
25 引き回し回路
50 レーザー加工機
52 加工ノズル
70 外額縁部の四隅
71 X方向の外枠額縁部の辺
72 X方向の外枠額縁部の四隅に近い箇所
73 Y方向の外枠額縁部の四隅に近い箇所
74 Y方向の外枠額縁部の辺
100 透明電極フィルム
DESCRIPTION OF
Claims (4)
レーザー光線を照射して前記透明導電膜をパターニングすることで、前記環状オレフィン系フィルムに透明電極を形成する工程と、を備えた透明電極フィルムの製造方法であって、
前記透明電極を形成する工程において、前記環状オレフィン系フィルムがレーザー光線の熱により破損・変形しないよう、前記レーザー光線の移動速度に応じてレーザー光線の発振周波数を可変調節することでレーザー光線のエネルギー量を可変させて、前記透明導電膜のパターニングを行う、透明電極フィルムの製造方法。 A step you form either a cyclic olefin-based transparent conductive film made of a metal oxide film, a transparent conductive film obtained by incorporating conductive fiber filament, or a transparent conductive film made of an organic substance,
Forming a transparent electrode on the cyclic olefin-based film by patterning the transparent conductive film by irradiating a laser beam, and a method for producing a transparent electrode film comprising:
In the step of forming the transparent electrode, the amount of energy of the laser beam is varied by variably adjusting the oscillation frequency of the laser beam according to the moving speed of the laser beam so that the cyclic olefin-based film is not damaged or deformed by the heat of the laser beam. A method for producing a transparent electrode film , wherein the transparent conductive film is patterned .
レーザー光線を照射して前記透明導電膜をパターニングすることで、前記環状オレフィン系フィルムに透明電極を形成する工程と、を備えた透明電極フィルムの製造方法であって、
前記透明電極を形成する工程において、前記環状オレフィン系フィルムがレーザー光線の熱により破損・変形しないよう、前記レーザー光線の移動速度に応じてレーザー強度スタビライザまたは減衰器に指令する制御値を可変調節することでレーザー光線のエネルギー量を可変させて、前記透明導電膜のパターニングを行う、透明電極フィルムの製造方法。 A step you form either a cyclic olefin-based transparent conductive film made of a metal oxide film, a transparent conductive film obtained by incorporating conductive fiber filament, or a transparent conductive film made of an organic substance,
Forming a transparent electrode on the cyclic olefin-based film by patterning the transparent conductive film by irradiating a laser beam, and a method for producing a transparent electrode film comprising:
In the step of forming the transparent electrode, wherein that the cyclic olefin-based film is not damaged or deformed by heat of the laser beam, a control value for commanding the laser intensity stabilizer or attenuator in accordance with the moving speed of the laser beam by varying regulatory the amount of energy les Za rays by varying, patterning of the transparent conductive film, method for producing a transparent electrode film.
レーザー光線を照射して前記透明導電膜をパターニングすることで、前記環状オレフィン系フィルムに透明電極を形成する工程と、を備えた透明電極フィルムの製造方法であって、
前記透明電極を形成する工程において、前記環状オレフィン系フィルムがレーザー光線の熱により破損・変形しないよう、前記レーザー光線の移動速度に応じてレーザー光線の加工幅半径を調節することでレーザー光線のエネルギー量を可変させて、前記透明導電膜のパターニングを行う、透明電極フィルムの製造方法。 A step you form either a cyclic olefin-based transparent conductive film made of a metal oxide film, a transparent conductive film obtained by incorporating conductive fiber filament, or a transparent conductive film made of an organic substance,
Forming a transparent electrode on the cyclic olefin-based film by patterning the transparent conductive film by irradiating a laser beam, and a method for producing a transparent electrode film comprising:
In the step of forming the transparent electrode, such that the cyclic olefin-based film is not damaged or deformed by heat of the laser beam, the energy of delle Za rays adjusting the processing width radius of the laser beam in accordance with the moving speed of the laser beam A method for producing a transparent electrode film , wherein the transparent conductive film is patterned while being varied.
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