High quality laser processing with low visibility for flexible film with transparent conductive layer

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18K03873
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 岡本 康寛 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (40304331)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 篠永 東吾 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (60748507)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 銀ナノワイヤ透明導電膜 / 近赤外光 / パルスレーザ / 除去加工 / 視認性 / 電磁場解析 / 偏光 / フレキシブル

Outline of Annual Research Achievements

情報化社会において重要なインターフェースのフレキシブル化に貢献できる銀ナノワイヤ透明導電膜に対する近赤外パルスレーザによる高品位除去加工を目指して，２０２０年度は主にレーザ光の偏光状態が加工特性に及ぼす影響を評価するとともに，その除去特性明らかにするために電磁場解析を行った．２０１８年度に取り組んだレーザ光照射系を用いて実験的検討を行ったところ，円偏光と直線偏光における加工形態は異なり，直線偏光においては偏光方向に平行な銀ナノワイヤが優先的に除去されるが，円偏光においては銀ナノワイヤの方向に依存せず除去される．フルエンスの増大あるいはパルス幅が短くなると，銀ナノワイヤの除去に起因する除去痕が大きくなり，一定以上のフルエンスにおいては偏光方向に垂直な銀ナノワイヤも除去される．オーバーラップ率を変化させても，銀ナノワイヤの除去形態は変化せず，最終的な加工痕の状態は１パルスのレーザ光照射による加工痕の形状に依存することが明かとなった．また，一本の銀ナノワイヤおよび交差した２本の銀ナノワイヤを用いて電磁場解析を行ったところ，両者とも偏光方向に平行な銀ナノワイヤにおいて周期的に電場の強められる箇所が存在し，銀ナノワイヤの除去痕は周期的に形成される傾向にある．銀ナノワイヤの交差部においては偏光方向に平行な銀ナノワイヤのみでなく，垂直な銀ナノワイヤの電場も強められることから交差部における除去痕は大きく，顕著となることが明かとなった．これらの結果をあせて考えると，ピコ秒以下では偏光特性の影響を受けて除去痕の存在が顕著になることから，低視認性の除去加工を実現するためにはナノ秒オーダーのパルス幅が適していることが明かとなった．
新型コロナウィルス感染症拡大の影響により研究時間が短縮されたこと，ならびに学会参加がほとんどできなかったことから，今後早急に成果の発表に努めたい．