開放特許抄録集電気関係

整理番号:0081

ガラス材料の加工方法

利用分野

ディスプレイパネル基板、光導波路、フォトニック結晶素子、電子部品、光学部品等

発明者

本間　剛
小松　高行
紅野　安彦
藤原　巧

発明の目的

この発明は、ガラスの表面やその内部にパターンを有する微細加工技術で、当該被加工物に対し微細加工を高精度かつ効率良く形成することを目的とします。

概要

特定のガラス形成酸化物と、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移元素及び希土類元素中少なくも１種とを含有するガラス母体に、チタン、鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、バナジウム、銅のうちの少なくとも１種を添加したガラスの表面または内部に局所的な異質層を形成した後、エッチング剤により前記異質層又は該異質層の周囲部分を除去する加工方法です。

特徴・効果

従来、ガラス表面を加工する技術は多々実施されていますが、当該ガラスの内部を微細加工する技術は確立されていませんでした。

この発明は、従来のフォトリソグラフィー等の複雑な工程を経ずにガラス内部の微細加工が可能となるので、特に電子部品や光学部品等加工部の仕上がりに滑らかさが要求される部材に有効で、かつ加工コストの削減にも役立ちます。

発明の詳細・図面等

【特許請求の範囲】

ＳｉＯ２、ＧｅＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｐ２Ｏ５、ＴｅＯ２、Ｇａ２Ｏ３、ＭｏＯ３及びＷＯ３から選ばれる少なくとも１種のガラス形成酸化物と、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移元素及び希土類元素から選ばれる少なくとも１種とを含有するガラス母体に、チタン、鉄、ニッケル、コバルト、マンガン、バナジウム、銅から選ばれる少なくとも１種を添加してなるガラスを、（ａ）還元処理または酸化処理して表面から所定深度にわたりレーザ光の発振波長における吸収係数が増大した光吸収層を形成した後、（ｂ）ガラス表面または前記光吸収層の所定の深度にレーザ光の焦点を合わせて該レーザ光を照射し、前記ガラスの表面から前記深度にわたり前記ガラスに含まれる成分からなる異質層を形成した後、エッチング剤と接触させて前記異質層または該異質層の周囲部分を除去することを特徴とするガラス材料の加工法。

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【詳細】

加工に際し、先ず、図中（ａ）のようにガラス１の表面を還元熱処理又は酸化熱処理を施します。これにより、ガラス１の熱源元素のイオン価が変わりその表面から所定深度にわたって光吸収層３が形成されます。次いで、該光吸収層中にレーザ光４を照射します。この場合、レンズ５により光吸収層３に前記レーザ光の集光点６を合わせ、その位置を例えばＸ方向に空間的に連続して移動させると線状の異質層２が形成されます。

その後、図中（ｂ）のようにガラス１を、異質層２が形成された深度までエッチング液に浸漬して異質層２のみを残すとその表面に線状の凸部が形成されます。

次いで、酸化処理又は還元処理により光吸収層３のガラス表面側の一部を所定の深度まで消失させ該光吸収層にレーザ光１を照射すると側端面に露出している異質層２を起点としてエッチング液がガラス内部へと浸入し異質層２が除去されます。