JP2019093449A - プラスチックフィルムのレーザ加工方法及びプラスチックフィルム - Google Patents

Abstract

【課題】プラスチックフィルム表面の汚染を容易に低減可能で且つプラスチックフィルムを自由形状に切断可能なレーザ加工方法を提供する。【解決手段】本発明に係るレーザ加工方法は、赤外域の波長を有するレーザ光Ｌをレーザ光源１からパルス発振してプラスチックフィルムＦに照射することでプラスチックフィルムを切断する工程を含み、プラスチックフィルムに照射するレーザ光のピークエネルギー密度が７０Ｊ／ｃｍ２以上２７０Ｊ／ｃｍ２以下である、ことを特徴とする。【選択図】 図１

Description

本発明は、光学フィルム等のプラスチックフィルムをレーザ光を用いて切断加工するレーザ加工方法、及びこのレーザ加工方法を用いて得られるプラスチックフィルムに関する。特に、本発明は、プラスチックフィルムをレーザ加工する際に生じる飛散物がプラスチックフィルム表面に付着することに起因したプラスチックフィルム表面の汚染を容易に低減可能で且つプラスチックフィルムを自由形状に切断可能なレーザ加工方法、及びこのレーザ加工方法を用いて得られるプラスチックフィルムに関する。

近年、偏光フィルム等の光学フィルムは、テレビやパーソナルコンピュータに用いられるのみならず、スマートフォン、スマートウォッチ、車載ディスプレイなど、多種多様のディスプレイ用途に用いられている。
このため、光学フィルムに要求される形状は、複雑化、自由形状化しており、高い寸法精度も必要とされている。

矩形以外の各種形状に切断加工する異形加工の方法として、エンドミル加工、打ち抜き加工、倣い加工、レーザ加工等が知られている。
これら各種の異形加工方法のうち、レーザ加工方法は、形状の複雑化・自由形状化に対応し易い上、高い寸法精度を得やすく、加工品質にも優れるという優れた利点を有する。

しかしながら、レーザ加工方法の場合、切断箇所において被加工物が溶融化及びガス化して生じる飛散物が、光学フィルム表面に付着し、光学フィルム表面を汚染させるという問題がある。これは、光学フィルムを含むプラスチックフィルム全般に共通する問題である。

上記のような問題を解決する方法として、集塵機によって飛散物を吸引して回収する方法が考えられる。しかしながら、この方法では、プラスチックフィルムの切断箇所近傍に位置する飛散物を効果的に吸引することができない。

また、上記のような問題を解決するため、特許文献１に記載の方法が提案されている。
特許文献１に記載の方法は、プラスチックフィルム等の被加工物に特定の特性を有するレーザ加工用保護シートを貼付してレーザ加工を行った後に、この保護シートを剥離する方法である（特許文献１の請求項１等）。
特許文献１に記載の方法によれば、被加工物表面の汚染を低減可能であるものの、レーザ加工用保護シートを貼付・剥離する手間が掛かる他、保護シートを用いることにより製造コストが増加する。

さらに、上記のような問題を解決するため、特許文献２に記載の方法が提案されている。
特許文献２に記載の方法は、レーザ光の光軸を、プラスチックフィルム等の被加工物の表面に垂直な方向に対し所定角度で加工の進行方向に傾斜させた状態で、レーザ光を被加工物に照射することを特徴とするレーザ加工方法である（特許文献２の請求項１等）。
特許文献２に記載の方法によれば、被加工物表面の汚染を低減可能であるものの、レーザ光と被加工物とを相対的に一方向にのみ走査する場合にしか適用できないため、プラスチックフィルムを自由形状に切断できない。

特開２００６−１９２４７８号公報 特開２００８−３０２３７６号公報

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、プラスチックフィルムをレーザ加工する際に生じる飛散物がプラスチックフィルム表面に付着することに起因したプラスチックフィルム表面の汚染を容易に低減可能で且つプラスチックフィルムを自由形状に切断可能なレーザ加工方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明者は鋭意検討した結果、赤外域の波長を有するレーザ光をパルス発振してプラスチックフィルムに照射することでプラスチックフィルムを切断する場合に、プラスチックフィルムに照射するレーザ光のピークエネルギー密度を所定範囲に設定することで、プラスチックフィルム表面の汚染を容易に低減可能であることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、前記課題を解決するため、本発明の第１手段は、赤外域の波長を有するレーザ光をパルス発振してプラスチックフィルムに照射することで該プラスチックフィルムを切断する工程を含み、前記プラスチックフィルムに照射するレーザ光のピークエネルギー密度が７０Ｊ／ｃｍ^２以上２７０Ｊ／ｃｍ^２以下である、ことを特徴とするプラスチックフィルムのレーザ加工方法を提供する。

本発明の第１手段における「ピークエネルギー密度」は、プラスチックフィルムに照射されるレーザ光のパルスエネルギーをプラスチックフィルムに照射されるレーザ光（レーザスポット）の面積で除算して２倍した値を意味する。レーザ光の面積は、レーザ光をプラスチック表面に垂直な方向から照射する場合、円周率×（スポット径／２）^２で算出される。レーザ光のスポット径は、レーザ光のピーク強度の１／ｅ^２倍（約１３．５％）の強度になる位置間の距離を意味する。「パルスエネルギー」は、プラスチックフィルムに照射されるレーザ光のパワーを繰り返し周波数（単位時間当たりに発振されるレーザ光のパルス数に相当）で除算した値であり、１パルスのレーザ光が有するエネルギーを意味する。

プラスチックフィルムに照射するレーザ光のピークエネルギー密度が低すぎる、具体的には、７０Ｊ／ｃｍ^２未満であると、プラスチックフィルムの赤外光吸収に伴う温度上昇が十分でなくなる。このために、切断箇所において、溶融成分が多く含まれる飛散物が生じる。溶融成分が多く含まれる飛散物の運動エネルギーは小さいため、切断箇所近傍のプラスチックフィルム表面に付着して汚染源になってしまうと考えられる。
本発明の第１手段によれば、プラスチックフィルムに照射するレーザ光のピークエネルギー密度が７０Ｊ／ｃｍ^２以上であるため、プラスチックフィルムの赤外光吸収に伴う温度上昇が活発化する。これにより、プラスチックフィルムが溶融化及びガス化して生じる飛散物の運動エネルギーが増大し、切断箇所近傍のプラスチックフィルム表面に付着する飛散物を低減可能である。この結果、プラスチックフィルム表面の汚染を低減可能である。なお、運動エネルギーが増大した飛散物は、ヒュームになって遠くまで飛ばされるため、例えば集塵機によって吸引することで効果的に回収可能である。

一方、プラスチックフィルムに照射するレーザ光のピークエネルギー密度が高すぎる、具体的には、２７０Ｊ／ｃｍ^２を超えると、特にプラスチックフィルムが複数の層からなる積層フィルムである場合には層間剥離が生じ、切断箇所におけるプラスチックフィルム端面の品質低下を招くおそれがある。
本発明の第１手段によれば、プラスチックフィルムに照射するレーザ光のピークエネルギー密度が２７０Ｊ／ｃｍ^２以下であるため、切断箇所におけるプラスチックフィルム端面の品質低下を招くおそれがない。

以上のように、本発明の第１手段によれば、プラスチックフィルムに照射するレーザ光のピークエネルギー密度が７０Ｊ／ｃｍ^２以上であり２７０Ｊ／ｃｍ^２以下であるため、切断箇所近傍のプラスチックフィルム表面に付着する飛散物が低減し、プラスチックフィルム表面の汚染を低減可能であると共に、切断箇所におけるプラスチックフィルム端面の品質低下を招くおそれもない。
本発明の第１手段によれば、特許文献１に記載の方法のように、レーザ加工用保護シートを貼付・剥離する手間が掛からないため、プラスチックフィルム表面の汚染を容易に低減可能である。
また、本発明の第１手段によれば、特許文献２に記載の方法のように、レーザ光の光軸を、プラスチックフィルムの表面に垂直な方向に対し所定角度で加工の進行方向に傾斜させた状態にする制約がないため、必要に応じてプラスチックフィルムを自由形状に切断可能である。

本発明の第１手段において、プラスチックフィルムを切断するには、照射するレーザ光を所定のスポット径以下（例えば、φ２００μｍ以下）のレーザスポットに集光する必要がある。本発明の第１手段において、プラスチックフィルムに照射するレーザ光のピークエネルギー密度が７０Ｊ／ｃｍ^２以上２７０Ｊ／ｃｍ^２以下であることを満足し、なお且つ、照射するレーザ光を所定のスポット径以下のレーザスポットに集光する場合、前記プラスチックフィルムに照射するレーザ光のパルスエネルギーが３．４ｍＪ／ｐｕｌｓｅ以上８ｍＪ／ｐｕｌｓｅ以下であることが好ましい。

また、前記課題を解決するため、本発明者は鋭意検討した結果、少なくとも保護フィルムと粘着剤と基材とがこの順に積層されたプラスチックフィルムに対し、保護フィルム側から赤外域の波長を有するレーザ光をパルス発振してプラスチックフィルムに照射することでプラスチックフィルムを切断する場合、保護フィルム表面を汚染する飛散物が粘着剤に由来することを知見した。具体的には、粘着剤がアクリル粘着剤である場合に、フーリエ変換赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ）によって、保護フィルム表面に付着した飛散物を分析したところ、アクリル粘着剤に由来するカルボン酸に対応する波長で吸光度がピークを有することを知見した。このように、保護フィルム表面に付着した飛散物が粘着剤に由来することから、粘着剤の厚みを薄くすれば、プラスチックフィルム表面の汚染を容易に低減可能であることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、前記課題を解決するため、本発明の第２手段は、少なくとも保護フィルムと粘着剤と基材とがこの順に積層されたプラスチックフィルムに対し、該保護フィルム側から赤外域の波長を有するレーザ光をパルス発振して該プラスチックフィルムに照射することで該プラスチックフィルムを切断する工程を含み、前記粘着剤の厚みが２０μｍ以下である、ことを特徴とするプラスチックフィルムのレーザ加工方法を提供する。

本発明の第２手段によれば、レーザ光照射側の最表面に付着した飛散物の要因となる粘着剤の厚みが２０μｍ以下と薄いため、プラスチックフィルム表面の汚染を低減可能である。好ましくは、粘着剤の厚みは、１５μｍ以下とされる。
なお、本発明の第２手段においても、第１手段と同様に、プラスチックフィルムに照射するレーザ光のピークエネルギー密度が７０Ｊ／ｃｍ^２以上２７０Ｊ／ｃｍ^２以下であることが好ましい。また、プラスチックフィルムに照射するレーザ光のパルスエネルギーが３．４ｍＪ／ｐｕｌｓｅ以上８ｍＪ／ｐｕｌｓｅ以下であることが好ましい。

本発明の第１手段及び第２手段において、前記レーザ光の波長が５μｍ以上１１μｍ以下であることが好ましい。
上記のような波長のレーザ光をパルス発振するレーザ光源としては、例えば、ＣＯレーザ光源（発振波長：５μｍ）や、ＣＯ_２レーザ光源（発振波長：９．３〜１０．６μｍ）を用いることが可能である。

本発明の第１手段及び第２手段において、前記プラスチックフィルムの切断形態としては、フルカットに限るものではなく、ハーフカットにすることも可能である。

本発明の第１手段及び第２手段において、前記レーザ光と前記プラスチックフィルムとを相対的に２次元走査することで、前記プラスチックフィルムを自由形状に切断することが好ましい。
レーザ光とプラスチックフィルムとを相対的に２次元走査する態様としては、例えば、枚葉状のプラスチックフィルムをＸＹ２軸ステージに載置して固定（例えば、吸着固定）し、ＸＹ２軸ステージを駆動することで、レーザ光に対するプラスチックフィルムのＸＹ２次元平面上での相対的な位置を変更することが考えられる。また、プラスチックフィルムの位置を固定し、ガルバノミラーやポリゴンミラーを用いてレーザ光源から発振したレーザ光を偏向させることで、プラスチックフィルムに照射されるレーザ光のＸＹ２次元平面上での位置を変更することも考えられる。さらには、上記のＸＹ２軸ステージを用いたプラスチックフィルムの走査と、ガルバノミラー等を用いたレーザ光の走査との双方を併用することも可能である。
また、プラスチックフィルムがロール状に巻回された原反フィルムであり、いわゆるロール・トゥー・ロール方式によって連続的にプラスチックフィルムを切断する場合、レーザ光とプラスチックフィルムとを相対的に２次元走査する態様としては、例えば、レーザ光源をＸＹ２軸ステージに載置して固定し、ＸＹ２軸ステージを駆動することで、プラスチックフィルムに照射されるレーザ光のＸＹ２次元平面上での位置を変更することが考えられる。また、ＸＹ２軸ステージを用いたレーザ光源の走査と、ガルバノミラー等を用いたレーザ光の走査との双方を併用することも可能である。

本発明の第１手段及び第２手段によれば、少なくとも保護フィルムと粘着剤と基材とがこの順に積層されたプラスチックフィルムであって、前記保護フィルム表面に付着した前記粘着剤に由来する成分による汚染幅が０．３ｍｍ以下である、ことを特徴とするプラスチックフィルムを得ることが可能である。

このプラスチックフィルムにおいて、前記粘着剤の厚みが２０μｍ以下であることが好ましい。

また、前記プラスチックフィルムとして、偏光フィルムを例示できる。

本発明によれば、プラスチックフィルムをレーザ加工する際に生じる飛散物がプラスチックフィルム表面に付着することに起因したプラスチックフィルム表面の汚染を容易に低減可能で且つプラスチックフィルムを自由形状に切断可能である。

本発明の一実施形態に係るレーザ加工方法に用いるレーザ加工装置の一例を模式的に示す図である。 実施例及び比較例に係る試験に用いたプラスチックフィルムの断面を模式的に示す図である。 プラスチックフィルム表面の汚染を評価する方法を説明する説明図である。 実施例及び比較例に係るレーザ加工方法の各種条件と、評価した汚染幅Ｗとを示す図である。

以下、添付図面を適宜参照しつつ、本発明の一実施形態に係るプラスチックフィルムのレーザ加工方法について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るレーザ加工方法に用いるレーザ加工装置の一例を模式的に示す図である。
図１に示すように、本実施形態のレーザ加工装置１００は、レーザ光源１と、光学素子２と、反射ミラー３、４と、ガルバノミラー５と、テレセントリックｆθレンズ６と、ＸＹ２軸ステージ７と、制御装置８とを備えている。

レーザ光源１は、赤外域の波長を有するレーザ光Ｌをパルス発振するレーザ光源であれば特に限定されないが、好ましくは、レーザ光源１からパルス発振するレーザ光Ｌの波長が５μｍ以上１１μｍ以下であり、具体的には、ＣＯレーザ光源（発振波長：５μｍ）や、ＣＯ_２レーザ光源（発振波長：９．３〜１０．６μｍ）が用いられる。ＣＯレーザ光源を用いる場合には、レーザ光Ｌの光路を窒素等の不活性ガスでパージしてもよい。

光学素子２は、レーザ光Ｌのパワー（強度）を制御するための音響光学素子（ＡＯＭ）、レーザ光Ｌを集光するためのエキスパンダや集光レンズやアパーチャ、レーザ光Ｌの空間ビームプロファイルを平坦化するためのホモジナイザ等、種々の光学部品から構成されている。

レーザ光源１から発振され、光学素子２を通ったレーザ光Ｌは、反射ミラー３、４でそれぞれ反射して偏向し、ガルバノミラー５に入射する。

ガルバノミラー５に入射したレーザ光Ｌは、ガルバノミラー５で反射して偏向し、テレセントリックｆθレンズ６に入射する。ガルバノミラー５は、揺動することで、反射するレーザ光Ｌの偏向方向を変更することが可能である。図１に示す例では、ガルバノミラー５によって、レーザ光Ｌの偏向方向はＸＹ２次元平面のＸ方向に変更される（図１に実線の矢符で示すレーザ光Ｌの偏向方向が、点線の矢符で示す偏向方向に順次変化する）。すなわち、レーザ光ＬはＸ方向に走査される。

ガルバノミラー５から入射し、テレセントリックｆθレンズ６から出射したレーザ光Ｌは、Ｘ方向の何れの走査位置においても、プラスチックフィルムＦ表面に垂直な方向からプラスチックフィルムＦ上に照射されると共に、何れの走査位置においても、均一なスポット径で照射されることになる。

ＸＹ２軸ステージ７には、プラスチックフィルムＦが載置されて固定（吸着固定）され、プラスチックフィルムＦのＸＹ２次元平面上での位置を変更する。

本実施形態の制御装置８は、ガルバノミラー５及びＸＹ２軸ステージ７を協調させて制御する。具体的には、制御装置８には、所望するプラスチックフィルムＦの切断形状が予め入力される。制御装置８は、この入力された切断形状に応じてプラスチックフィルムＦを切断する（所望する切断形状に応じた切断箇所にレーザ光Ｌを走査する）ための制御信号をガルバノミラー５及びＸＹ２軸ステージ７に出力する。ガルバノミラー５及びＸＹ２軸ステージ７は、入力された制御信号に応じてそれぞれ動作し、ガルバノミラー５及びＸＹ２軸ステージ７が協働することで、所望する切断形状に応じたプラスチックフィルムＦの切断箇所に、順次レーザ光Ｌが走査されることになる。
また、制御装置８は、レーザ光源１に対して制御信号を出力し、レーザ光源１から発振されるレーザ光Ｌのオン／オフのタイミング、繰り返し周波数、及びパワーの設定を制御する。

以下、上記の構成を有するレーザ加工装置１００を用いた本実施形態に係るレーザ加工方法について説明する。
本実施形態に係るレーザ加工方法は、レーザ光源１からレーザ光Ｌをパルス発振してプラスチックフィルムＦに照射することでプラスチックフィルムＦを切断する工程を含んでいる。この際、制御装置８がガルバノミラー５及びＸＹ２軸ステージ７を制御することで、レーザ光ＬとプラスチックフィルムＦとが相対的に２次元走査され、プラスチックフィルムＦを所望する自由形状に切断する。プラスチックフィルムＦの切断形態としては、フルカットに限るものではなく、ハーフカットにすることも可能である。

本実施形態に係るレーザ加工方法で切断対象となるプラスチックフィルムＦとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル樹脂、環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）、環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ウレタン樹脂、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリスチレン（ＰＳ）、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、エチレン−酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリアミド（ＰＡ）、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、液晶ポリマー、各種樹脂製発泡体などのプラスチック材料で形成された単層フィルム、又は複数の層からなる積層フィルムを例示できる。
本実施形態に係るレーザ加工方法で切断対象とするプラスチックフィルムＦは、照射されるレーザ光Ｌの波長に対して１５％以上の吸収率を有することが好ましい。

プラスチックフィルムＦが複数の層からなる積層フィルムである場合、層間に、アクリル粘着剤、ウレタン粘着剤、シリコーン粘着剤などの各種粘着剤や、接着剤が介在してもよい。
また、表面に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕなどの導電性の無機膜が形成されていてもよい。
本実施形態に係るレーザ加工方法は、特にディスプレイに用いられる偏光フィルムや位相差フィルム等の各種光学フィルムに好適に用いられる。
プラスチックフィルムＦの厚みは、好ましくは、２０〜５００μｍとされる。プラスチックフィルムＦの形態は、本実施形態のように枚葉状であってもよいし、ロール状に巻回された原反フィルムであってもよい。

本実施形態に係るレーザ加工方法において、レーザ光源１から発振され、プラスチックフィルムＦに照射するレーザ光Ｌのピークエネルギー密度（フィルムＦに照射される位置でのピークエネルギー密度）は、７０Ｊ／ｃｍ^２以上２７０Ｊ／ｃｍ^２以下に設定されている。また、プラスチックフィルムＦに照射するレーザ光Ｌのパルスエネルギー（フィルムＦに照射される位置でのパルスエネルギー）は、３．４ｍＪ／ｐｕｌｓｅ以上８ｍＪ／ｐｕｌｓｅ以下に設定されている。上記のピークエネルギー密度やパルスエネルギーが得られるように、光学素子２を構成するＡＯＭ等の光学部品が調整されている。

本実施形態に係るレーザ加工方法において、制御装置８は、レーザ光ＬのプラスチックフィルムＦ上でのスポット径よりもレーザ光Ｌのショットピッチが小さくなるように、ガルバノミラー５及びＸＹ２軸ステージ７を制御する。ショットピッチは、レーザ光Ｌの走査速度（レーザ光ＬとプラスチックフィルムＦとの相対的な移動速度）を繰り返し周波数（単位時間当たりに発振されるレーザ光Ｌのパルス数に相当）で除算した値であり、あるパルス発振で照射されたレーザ光Ｌと次のパルス発振で照射されたレーザ光Ｌとの間隔を意味する。

以下、本実施形態（実施例）及び比較例に係るレーザ加工方法を用いてプラスチックフィルムＦを切断する試験結果の一例について説明する。
図２は、実施例及び比較例に係る試験に用いたプラスチックフィルムＦの断面を模式的に示す図である。図２（ａ）は、実施例１〜１３及び比較例１、２に係るレーザ加工方法を適用したプラスチックフィルムＦの断面を示す。図２（ｂ）は、実施例１４、１５に係るレーザ加工方法を適用したプラスチックフィルムＦの断面を示す。図２（ｃ）は、実施例１６、１７に係るレーザ加工方法を適用したプラスチックフィルムＦの断面を示す。

図２（ａ）に示すように、実施例１〜１３及び比較例１、２のプラスチックフィルムＦとしては、上から順に（レーザ光Ｌが照射される側から順に）、保護フィルム、基材及び剥離ライナーが積層された積層フィルムを用いた。この積層フィルムＦの下面に搬送用のキャリアテープを貼付し、キャリアテープ以外の積層フィルムＦを切断するハーフカット加工を行った。
保護フィルムの形成材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用い、保護フィルムの下面にアクリル粘着剤（図示せず）を塗布した。基材としては、偏光フィルムを用いた。偏光フィルムとしては、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）及びポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の積層フィルムを用い、偏光フィルムの下面にアクリル粘着剤（図示せず）を塗布した。剥離ライナーの形成材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用い、剥離ライナーの上面にアクリル粘着剤（図示せず）を塗布した。キャリアテープの形成材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用い、キャリアテープの上面にアクリル粘着剤（図示せず）を塗布した。

図２（ｂ）に示すように、実施例１４、１５のプラスチックフィルムＦとしては、基材のみからなる単層フィルムを用い、この単層フィルムを切断するフルカット加工を行った。実施例１４のプラスチックフィルムＦとしては、ポリイミド（ＰＩ）から形成された単層フィルムを用いた。実施例１５のプラスチックフィルムＦとしては、ポリプロピレン（ＰＰ）から形成された単層フィルムを用いた。

図２（ｃ）に示すように、実施例１６、１７のプラスチックフィルムＦとしては、上から順に（レーザ光Ｌが照射される側から順に）、保護フィルム、粘着剤及び基材が積層された積層フィルムを用いた。この積層フィルムＦの保護フィルム及び粘着剤を切断するハーフカット加工を行った。保護フィルムについては、実施例１〜１３及び比較例１、２と同じものを用いた。実施例１６、１７の基材の形成材料としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いた。実施例１６の粘着剤としては、実施例１〜１３及び比較例１、２のアクリル粘着剤に代えて、ウレタン粘着剤を用いた。実施例１７の粘着剤としては、実施例１〜１３及び比較例１、２のアクリル粘着剤に代えて、シリコーン粘着剤を用いた。

以上に説明した各プラスチックフィルムＦに対して、レーザ光源１としてＣＯ_２レーザ光源（発振波長：９．４μｍ）を用い、各プラスチックフィルムＦに照射するレーザ光Ｌのピークエネルギー密度を種々の値に変更した条件で、プラスチックフィルムＦを５０ｍｍ×５０ｍｍの矩形状に切断加工した。
そして、切断後の各プラスチックフィルムＦ表面の汚染を評価した。

図３は、プラスチックフィルムＦ表面の汚染を評価する方法を説明する説明図である。
図３に示すように、プラスチックフィルムＦの表面（レーザ光Ｌが照射される側の表面）を光学顕微鏡を用いて観察し、切断箇所のエッジからの飛散物の付着長さ（最大長さ）を測定して汚染幅Ｗとした。
図３は、図２（ａ）に示すプラスチックフィルムＦを図示しているが、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すプラスチックフィルムＦについても同じ方法で汚染幅Ｗを測定した。

図４は、実施例及び比較例に係るレーザ加工方法の各種条件と、評価した汚染幅Ｗとを示す図である。なお、図４に示す「粘着剤厚み」の欄に記載の数値は、保護フィルムの下面に塗布した（保護フィルムと基材との間に介在する）アクリル粘着剤の厚みを意味する。
図４に示すように、実施例１〜１７では、プラスチックフィルムＦに照射するレーザ光Ｌのピークエネルギー密度を７０Ｊ／ｃｍ^２以上２７０Ｊ／ｃｍ^２以下に設定することで、汚染幅Ｗが規格の上限値である０．３ｍｍ以下に低減されている。また、実施例８〜１３では、保護フィルムと基材との間に介在する粘着剤（アクリル粘着剤）の厚みが２０μｍ以下であることで、汚染幅Ｗが０．３ｍｍ以下に低減されている。そして、粘着剤の厚みを薄くするほど、汚染幅Ｗが小さくなっている。
これに対し、比較例１では、ピークエネルギー密度が７０Ｊ／ｃｍ^２未満であるため、汚染幅Ｗが０．３ｍｍを超えた。また、比較例２では、ピークエネルギー密度が２７０Ｊ／ｃｍ^２を超えているため、保護フィルムが基材の偏光フィルムから剥離する状態になった。

以上に説明したように、本実施形態に係るレーザ加工方法によれば、プラスチックフィルムＦに照射するレーザ光Ｌのピークエネルギー密度が７０Ｊ／ｃｍ^２以上であるため、プラスチックフィルムＦの赤外光吸収に伴う温度上昇が活発化する。これにより、プラスチックフィルムＦが溶融化及びガス化して生じる飛散物の運動エネルギーが増大し、切断箇所近傍のプラスチックフィルムＦ表面に付着する飛散物を低減可能である。この結果、プラスチックフィルムＦ表面の汚染を低減可能である。
また、本実施形態に係るレーザ加工方法によれば、プラスチックフィルムＦに照射するレーザ光Ｌのピークエネルギー密度が２７０Ｊ／ｃｍ^２以下であるため、切断箇所におけるプラスチックフィルムＦ端面の品質低下を招くおそれがない。

１・・・レーザ光源
２・・・光学素子
３、４・・・反射ミラー
５・・・ガルバノミラー
６・・・テレセントリックｆθレンズ
７・・・ＸＹ２軸ステージ
８・・・制御装置
１００・・・レーザ加工装置
Ｆ・・・プラスチックフィルム
Ｌ・・・レーザ光

Claims (9)

1. 赤外域の波長を有するレーザ光をパルス発振してプラスチックフィルムに照射することで該プラスチックフィルムを切断する工程を含み、
   前記プラスチックフィルムに照射するレーザ光のピークエネルギー密度が７０Ｊ／ｃｍ^２以上２７０Ｊ／ｃｍ^２以下である、
   ことを特徴とするプラスチックフィルムのレーザ加工方法。
2. 前記プラスチックフィルムに照射するレーザ光のパルスエネルギーが３．４ｍＪ／ｐｕｌｓｅ以上８ｍＪ／ｐｕｌｓｅ以下である、
   ことを特徴とする請求項１に記載のプラスチックフィルムのレーザ加工方法。
3. 少なくとも保護フィルムと粘着剤と基材とがこの順に積層されたプラスチックフィルムに対し、該保護フィルム側から赤外域の波長を有するレーザ光をパルス発振して該プラスチックフィルムに照射することで該プラスチックフィルムを切断する工程を含み、
   前記粘着剤の厚みが２０μｍ以下である、
   ことを特徴とするプラスチックフィルムのレーザ加工方法。
4. 前記レーザ光の波長が５μｍ以上１１μｍ以下である、
   ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のプラスチックフィルムのレーザ加工方法。
5. 前記プラスチックフィルムの切断形態がフルカット又はハーフカットである、
   ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のプラスチックフィルムのレーザ加工方法。
6. 前記レーザ光と前記プラスチックフィルムとを相対的に２次元走査することで、前記プラスチックフィルムを自由形状に切断する、
   ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のプラスチックフィルムのレーザ加工方法。
7. 少なくとも保護フィルムと粘着剤と基材とがこの順に積層されたプラスチックフィルムであって、
   前記保護フィルム表面に付着した前記粘着剤に由来する成分による汚染幅が０．３ｍｍ以下である、
   ことを特徴とするプラスチックフィルム。
8. 前記粘着剤の厚みが２０μｍ以下である、
   ことを特徴とする請求項７に記載のプラスチックフィルム。
9. 前記プラスチックフィルムが偏光フィルムである、
   ことを特徴とする請求項７又は８に記載のプラスチックフィルム。

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