JP2007284269A - レーザスクライブ方法および電気光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多光子吸収閾値以下のレーザ強度であっても改質層の形成を可能にするレーザスクライブ方法および電気光学装置を提供することを目的とする。
【解決手段】複数の表示パネル３１が形成された石英基板５１のレーザ光４の入射面５１ａと反対面５１ｂ近傍へ、まず、フェムト秒レーザ光４ａにより、石英自体より多光子吸収の生じ易い基礎改質層５５を形成する。次に、基礎改質層５５にＹＡＧレーザ光４ｂの集光点を合わせて、基礎改質層５５に重なるように改質層５６，５７を形成する。
【選択図】図８

Description

本発明は、レーザ光によって透明基板の内部に多光子吸収による改質層を形成し、改質層に沿って透明基板をスクライブ（切断）するレーザスクライブ方法およびレーザスクライブ方法を用いて加工された電気光学装置に関する。

従来、ガラスなどの脆性な透明基板を切断するために、パルスレーザ光を透明基板の内部に集光させ、集光部に多光子吸収による改質層を形成するレーザスクライブ方法が知られている。レーザスクライブ方法は、特許文献１および特許文献２に示されているように、まず、透明基板の切断予定ラインに沿って、パルスレーザ光の入射面から遠い位置および近い位置に２つの改質層を形成する。次に、この改質層を起点にして透明基板を切断すれば、容易に切断可能である。パルスレーザ光は、一般にＹＡＧレーザが用いられるが、近年、チタンサファイアレーザのような超短パルスレーザも用いられている。また、特許文献３には、超短パルスレーザによる多光子吸収について詳細に開示されている。

ここで、パルスレーザ光による改質層の形成について簡単に説明する。図１２（ａ）は、従来のレーザスクライブ方法による基板のレーザ光入射面側への改質層形成を示す断面図である。この場合、ＹＡＧレーザのレーザ光１００は、集光レンズ１０１によって、透明基板１０２の入射面１０７から透明基板１０２内部の入射面１０７の近傍へ集光されている。入射面１０７から入射したレーザ光１００は、透明基板１０２によって屈折することにより収差が生じ、集光点１０３および集光点１０４の間に集光される。集光されたレーザ光１００の強度Ｐが、多光子吸収を生じさせる多光子吸収閾値Ｐ_kより大きい強度Ｐ₁であれば、改質層が形成され、改質層の入射面１０７と直角方向の長さは、集光された集光点１０３と集光点１０４との距離△Ｌ₁である。このように、収差が生じた集光点間の距離△Ｌにおけるレーザ光１００の強度Ｐが多光子吸収閾値Ｐ_k以上であれば、△Ｌの長さを有する改質層が形成可能である。

特開２００２−１９２３７１号公報 特開２００４−３３７９０２号公報 特開２００２−２７３５８１号公報

しかし、従来の技術では、図１２（ｂ）の基板のレーザ光入射面側と反対面側への改質層形成を示す断面図のように、透明基板１０２の入射面１０７から離れた反対面１０８の近傍においては、収差による集光点１０５および集光点１０６との距離△Ｌ₂が距離△Ｌ₁より広がり、この間の強度Ｐが多光子吸収閾値Ｐ_k以下の強度Ｐ₂になる場合がある。この場合、改質層が形成されないため、改質層を形成するために、出力の大きなＹＡＧレーザを用いて対応をしていた。出力の大きなＹＡＧレーザによれば、図１２（ａ）の入射面１０７に近い位置においては、レーザ光１００の強度Ｐが必要以上に強くなることに起因して熱が発生し、発生した熱の影響により、改質層周辺の透明基板１０２の変質、膨張、応力集中などの課題があった。この課題は、厚い透明基板において改質層を形成する場合により顕著である。

本発明は、上記課題を解決するために、多光子吸収閾値以下のレーザ強度であっても改質層の形成を可能にするレーザスクライブ方法および電気光学装置を提供することを目的とする。

本発明のレーザスクライブ方法は、レーザ光を被加工物の内部へ照射し、レーザ光の集光点において被加工物の切断予定位置に多光子吸収による改質層を形成するために、被加工物に多光子吸収が生じ易い基礎改質領域を形成する基礎工程と、レーザ光を基礎改質領域へ集光させ、基礎改質領域に重ねて前記多光子吸収による改質層を形成する改質工程と、を有することを特徴とする。

このレーザスクライブ方法によれば、レーザ光を被加工物の内部に集光させ、集光点において改質層を形成する。改質層は、被加工物の内部に集光されたレーザ光の多数の光子が被加工物の電子と相互作用して吸収される、いわゆる多光子吸収の現象が生じた領域である。被加工物の切断予定位置に改質層を形成することにより、改質層を起点にして被加工物を容易に切断可能である。この場合、レーザ光は、一点に集光するように照射されるが、被加工物に入射すると屈折することにより収差が生じ、集光点が拡大して単位面積あたりのレーザ強度が低下する。そのため、被加工物の内部の所定位置へ最初に改質層を形成しようとすると、レーザ強度が改質層形成に必要な強度以下の弱レベルに低下していて、多光子吸収の現象が生じず、改質層の形成ができないことがある。このような事態を回避するために、まず、基礎工程において、被加工物に対して多光子吸収が生じ易い基礎改質領域を形成しておく。基礎改質領域は、被加工物自体に比べて、レーザ光が吸収されやすい状態の領域である。次に、改質工程において、基礎改質領域にレーザ光を集光させて、基礎改質領域へレーザ光による改質層を形成する。基礎改質領域へレーザ光を照射すると、レーザ強度が弱レベルであっても、基礎改質領域はレーザ光を吸収し易い領域のため、レーザ光が吸収されて多光子吸収の現象が生じ、改質層の形成が可能である。このように、基礎改質領域を形成しておけば、基礎改質領域を基にして、弱レベルの強度のレーザ光で改質層の形成ができ、出力の大きなレーザ加工装置などを用いる必要がない。

この場合、レーザ光は、ナノ秒レーザによるパルス幅がマイクロ秒からピコ秒の範囲のパルスレーザ光であることが好ましい。

この方法によれば、レーザ光として、汎用性および信頼性の高いパルス幅がナノ秒（１０^-9秒）クラスのパルスレーザ光を発する装置を用いることが可能である。一般に、高信頼性を有するナノ秒クラスのパルスレーザ光は、収差の影響を排除するためにレーザ強度を上げて被加工物に集光させると、パルスによるナノ秒クラスの照射時間では、多光子吸収により改質層を形成すると同時に、レーザ光が被加工物に吸収されて熱エネルギに変換されてしまい、被加工物の変質、膨張、応力集中が生じることがある。これに対し、被加工物に基礎改質領域を形成しておくことにより、ナノ秒クラスのパルスレーザ光であっても、パルスレーザ光の強度を熱変換が生じるほど上げることなく、基礎改質領域に重ねて改質層を形成することが可能である。

そして、基礎改質領域は、被加工物のレーザ光の入射面に対して反対面の近傍に形成され、基礎工程では、フェムト秒レーザによるパルス幅がピコ秒からフェムト秒の範囲のパルスレーザ光を入射面の方向から被加工物へ照射して基礎改質領域を形成することが好ましい。

この方法によれば、通常、被加工物の入射面から反対面にかけて、収差により次第に集光点が広がり単位面積あたりのレーザ強度も弱くなる傾向であるが、それに対して、最もレーザ強度が弱くなり改質層を形成しにくい反対面の近傍へ、基礎改質領域を形成する。基礎工程における基礎改質領域の形成は、フェムト秒レーザによるパルス幅の極めて短いパルスレーザ光によって行う。フェムト秒（１０^-15秒）のパルスレーザ光を用いると、極短時間のパルス幅でレーザ光の照射の繰り返しが可能であるため、強いレーザ強度のレーザ光であっても、レーザ光が熱エネルギに変換される前の極短時間の間に多光子吸収を行うことができ、熱の発生をほとんど伴わずに基礎改質領域を形成可能である。従って、フェムト秒のパルスレーザ光によれば、パルス幅の長い他のレーザ光では被加工物へ熱影響を与えてしまうレーザ強度であっても、基礎改質領域を反対面の近傍へ効率良く形成することが可能である。

または、基礎改質領域は、被加工物のレーザ光の入射面に対する反対面の近傍に形成され、基礎工程では、レーザ光を反対面の方向から被加工物へ照射して基礎改質領域を形成することが好ましい。

この方法によれば、通常、被加工物の入射面から反対面にかけて、収差により次第に集光点が広がり単位面積あたりのレーザ強度が弱くなる傾向であるが、それに対して、入射面からのレーザ光のレーザ強度が最も弱くなり改質層を形成しにくい反対面の近傍へ、基礎改質領域を形成する。この基礎改質領域を形成する基礎工程では、レーザ光を被加工物の反対面の側から照射する。レーザ光を反対面の側から照射することにより、レーザ光の屈折による収差の影響をほとんど受けないため、レーザ光のレーザ強度が弱くならず、反対面の近傍への基礎改質領域の形成が可能である。このように、改質層を形成するためのレーザ光と同じレーザ光を用いて、照射方向を変える操作だけで、基礎改質領域が容易に形成可能である。

あるいは、基礎工程では、被加工物のレーザ光の入射面に対して反対面を非鏡面に加工した基礎改質領域を形成することが好ましい。

この方法によれば、通常、被加工物の入射面から反対面にかけて、収差により次第に集光点が広がり単位面積あたりのレーザ強度が弱くなる傾向であるが、それに対して、入射面からのレーザ光のレーザ強度が最も弱くなり改質層を形成しにくい反対面の近傍へ、基礎改質領域を形成する。この基礎改質領域は、レーザ光を吸収する領域であれば良く、この場合、基礎改質領域は、レーザ光を透過し難い非鏡面にした反対面である。非鏡面の反対面は、レーザ光のレーザ強度が弱レベルであっても、反対面である基礎改質領域に集光されたレーザ光を吸収するために多光子吸収の現象が生じ、改質層の形成が可能である。なお、反対面を非鏡面にする基礎工程の加工方法としては、微粒子を吹き付けるブラスト法、薬品による化学的な処理法などが挙げられる。

そして、被加工物とレーザ光とを切断予定位置に沿って複数回相対移動させ入射面および反対面の間に改質層を形成するための移動工程をさらに有していることが好ましい。

この方法によれば、切断予定位置に沿って改質層を形成するための移動工程は、複数回行う相対移動毎にレーザ光の集光点を被加工物の入射面の方向に移動させることにより、改質層を被加工物の入射面方向へ拡大させる。これにより、被加工物の入射面および反対面の間の厚さに関わらず、被加工物の厚さ方向のほぼ全域に改質層を形成可能である。ほぼ全域に改質層を形成することにより、被加工物を切断予定位置に沿って、正確に、且つ、容易に切断可能である。また、改質層は、切断予定位置に沿って被加工物の厚さ方向と直交方向に２０μｍ以下の微小幅で形成することが可能であり、被加工物を切断屑として無駄にすることがほとんどない。

本発明の電気光学装置は、上記記載のレーザスクライブ方法によって加工されたことを特徴とする。

この電気光学装置によれば、被加工物がレーザスクライブ方法によって、切断屑のほとんどないように切断され、また、切断のための無駄なスペースもなく効率的に形成されている。電気光学装置としては、液晶表示装置、有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置などが挙げられ、被加工物である基板の上に液晶、有機ＥＬ（Electro Luminescence）などの表示部を複数形成しておき、これら表示部を単位として基板をレーザ光によって切断する。レーザ光によれば、表示部間が狭隘であっても基板を確実に切断でき、基板上に表示部を近接させて最大数形成することが可能であり、電気光学装置の効率的な製造が図れる。

以下、本発明を具体化して製造した電気光学装置の一例として液晶表示装置を取り上げ、レーザ加工装置によるレーザスクライブ方法について説明する。最初に、レーザ加工装置および液晶表示装置についてそれぞれ図面を参照して説明する。
（実施形態１）

図１は、実施形態１におけるレーザ加工装置の構成を示すブロック図である。レーザ加工装置１は、レーザ光４を被加工物１０へ照射する照射機構部２と、照射機構部２を制御するホストコンピュータ３とを備えている。照射機構部２は、レーザ光４を出射するレーザ光源５と、出射されたレーザ光４を反射するダイクロイックミラー６と、ダイクロイックミラー６で反射したレーザ光４を集光する集光レンズ７とを備えている。

また、照射機構部２は、被加工物１０を載置する載置台１１と、載置台１１をレーザ光４の光軸と略直交する平面内でＸ軸方向へ相対的に移動させるＸ軸移動部１２と、Ｙ軸方向へ相対的に移動させるＹ軸移動部１３とを備えている。さらに、集光レンズ７に対して載置台１１を相対的に移動させて、レーザ光４の焦点（集光点）の位置を被加工物１０の厚み方向であるＺ軸方向へ調整可能なＺ軸移動部１４と、Ｘ軸移動部１２、Ｙ軸移動部１３およびＺ軸移動部１４を移動させるための移動機構部１５とを備えている。そして、ダイクロイックミラー６を挟んで集光レンズ７に対して反対側に位置する撮像部１６を備えている。

次に、このような構成の照射機構部２を制御するホストコンピュータ３について説明する。ホストコンピュータ３の制御部２０は、撮像部１６が撮像した画像情報を処理する画像処理部２１と、レーザ光源５を所定の出力、パルス幅、パルス周期で出射制御をするレーザ制御部２２と、移動機構部１５を制御する移動制御部２３とを有している。また、ホストコンピュータ３は、レーザ光４による加工の際に用いられる各種加工条件のデータなどを入力する入力部２８と、レーザ光４による加工状態などの情報を表示する表示部２７とを有している。

そして、制御部２０は、入力部２８から入力されたデータなどを一時的に保存するＲＡＭ（Random Access Memory）２６と、画像処理部２１、レーザ制御部２２、移動制御部２３の制御用プログラムなどを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）２５と、ＲＯＭ２５に記憶されているプログラムに従って各種の制御を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）２４とを有している。これら画像処理部２１、レーザ制御部２２、移動制御部２３、ＣＰＵ２４、ＲＯＭ２５およびＲＡＭ２６は、バス２９を介して相互に接続されている。

以上のような構成のレーザ加工装置１において、Ｘ軸移動部１２と、Ｙ軸移動部１３と、Ｚ軸移動部１４とは、それぞれ図示していないサーボモータによって駆動される。被加工物１０へのレーザ光４の集光点をＺ軸方向に移動させるＺ軸移動部１４には、移動距離を検出可能な位置センサが内蔵されており、移動制御部２３は、この位置センサの出力を検出してレーザ光４の集光点のＺ軸方向位置を制御可能である。

撮像部１６は、可視光を発する光源とＣＣＤ（Charge Coupled Device：固体撮像素子）が組み込まれたものである。光源から出射した可視光は、集光レンズ７を透過して焦点を結ぶ。被加工物１０のレーザ光４の入射面と入射面の反対側の面とに、それぞれ焦点を合わせるようにＺ軸移動部１４を移動させて、移動距離を位置センサで検出すれば被加工物１０の厚みを計測することが可能である。

また、レーザ加工装置１において、レーザ光源５は、チタンサファイアを固体光源とし、チタンサファイアからのフェムト秒（１０^-15秒）のパルス幅で出射可能なフェムト秒レーザ光４ａと、半導体レーザ励起によるＮｄ：ＹＡＧレーザ（以下ＹＡＧレーザと呼称する）からナノ秒（１０^-9秒）のパルス幅で出射が可能なＹＡＧレーザ光４ｂとを有している。そして、集光レンズ７は、倍率が１００倍、開口数（ＮＡ：Numerical Aperture）が０．８、ＷＤ（Working Distance）が３ｍｍの対物レンズを使用している。

次に、液晶表示装置（電気光学装置）について説明する。図２は、液晶表示装置の構成を示す部分断面を含む平面図であり、図３は、液晶表示装置の構成を示す部分断面を含む側面図である。図３は、図２のＰ−Ｐ’に沿った断面図である。図２および図３において、液晶表示装置３０は、ＴＦＴ基板３３と、ＴＦＴ基板３３に形成されている表示パネル（表示部）３１とを有し、表示パネル３１は、ＴＦＴ基板３３およびＴＦＴ基板３３と対をなす対向基板３４が封止材であるシール材３５によって貼り合わされている。シール材３５は、両基板面内の領域において閉ざされた枠状に形成されている。

シール材３５の形成されている領域の内側には、ＴＦＴ基板３３の表面にモザイク状に配置されている画素電極３６および各画素電極３６をスイッチング制御するＴＦＴ３７と、対向基板３４のＴＦＴ基板３３側の面に画素電極３６に対向して配置されている平面状の対向電極３８と、画素電極３６および対向電極３８を覆うように形成されている配向膜３９と、シール材３５および配向膜３９によって区画された領域内に封入保持されている液晶４０とが配置されている。また、液晶表示装置３０は、通常、外部との接続用のフレキシブル配線（ＦＰＣ、Flexible Printed Circuit board）基板３２を有する。

そして、シール材３５の形成されている領域の外側および下側には、データ線駆動回路４１と、フレキシブル配線基板３２と接続するための実装端子４２とが、ＴＦＴ基板３３の一辺に沿って形成されている。さらに、この一辺に隣接する二辺に沿って走査線駆動回路４３，４３がそれぞれ形成され、ＴＦＴ基板３３の残る一辺に、走査線駆動回路４３，４３の間を接続するための複数のパネル配線４４が設けられている。また、対向基板３４のコーナー部の少なくとも１箇所においては、ＴＦＴ基板３３と対向基板３４との間で電気的導通をとるための基板間導通材４５が配設されている。

図２に示すフレキシブル配線基板３２は、実装端子４２にそれぞれ接続するＦＰＣ配線４６を内部に有している。ＦＰＣ配線４６と実装端子４２とは、異方性導電膜部４７によって電気的導電がとられている。異方性導電膜部４７は、導電性粒子とバインダとを有する異方性導電膜をＦＰＣ配線４６と実装端子４２との間で熱圧着加工することによって、対応するＦＰＣ配線４６と実装端子４２とをそれぞれ電気的に導通させている。さらに、異方性導電膜部４７は、電気的導通を図るだけでなく、実装端子４２間の距離より微小な粒子径の導電性粒子をバインダに分散させることにより、隣接する実装端子４２間の絶縁性を確保している。

なお、表示パネル３１においては、使用する液晶４０の種類、すなわち、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード等の動作モードや、ノーマリホワイトモードまたはノーマリブラックモードの別に応じて、位相差板、偏光板等が所定の向きに配置されるが、ここでは図示を省略する。また、表示パネル３１をカラー表示用として構成する場合には、対向基板３４において、ＴＦＴ基板３３の各画素電極３６に対向する領域に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタをその保護膜とともに形成する。

この液晶表示装置３０は、石英基板に複数の表示パネル３１が形成された表示基板を、レーザ加工装置１によって表示パネル３１の単位でスクライブ（切断）したものである。このような液晶表示装置３０を効率的に製造するための表示基板について簡単に説明する。図４（ａ）は、複数の表示パネルが形成された表示基板を示す平面図である。また、図４（ｂ）は、複数の表示パネルが形成された表示基板の側面を示す断面図である。図４（ａ）および（ｂ）に示すように、表示基板５０は、石英基板（被加工物）５１の一方の表面５１ａに複数の表示パネル３１が形成されたものである。それぞれの表示パネル３１は、石英基板５１がＸ軸方向切断予定線（切断予定位置）５２およびＹ軸方向切断予定線（切断予定位置）５３に沿って、レーザ加工装置１によって切断されると、図２および図３に示す液晶表示装置３０として個別に取り出される。図４（ａ）は、石英基板５１に４０個の表示パネル３１が形成されている表示基板５０を示している。

石英基板５１は、レーザ加工装置１によって表示基板５０から切断された液晶表示装置３０において、ＴＦＴ基板３３として機能する。このように、表示基板５０を切断して液晶表示装置３０を得る方法について、次に、詳細に説明する。図５は、石英基板の切断方法を示すフローチャート図である。

図５に示すように、レーザ加工装置１を用いて表示基板５０の石英基板５１を切断する方法の工程を列挙すると、まず、集光レンズ７と、載置台１１に載置された石英基板５１とを相対的に位置決めする石英基板位置決めの工程（Ｓ１）と、石英基板５１の厚みを測定する石英基板厚み測定の工程（Ｓ２）と、により石英基板５１をレーザ加工装置１へ正しくセットする。次に、フェムト秒レーザ光の焦点位置調整の工程（Ｓ３）において、レーザ光源５をフェムト秒レーザとし、Ｚ軸移動部１４によりフェムト秒レーザ光４ａの集光点である焦点の位置を、一方の表面（以降入射面と呼称する）５１ａに対して反対側の反対面５１ｂの近傍へ調整する。そして、Ｘ軸移動部１２およびＹ軸移動部１３により石英基板５１を相対移動させながら、Ｘ軸方向切断予定線５２およびＹ軸方向切断予定線５３に沿ってフェムト秒レーザ光４ａを照射するフェムト秒レーザ走査の工程（Ｓ４）を一回実行する。フェムト秒レーザ走査の工程が基礎工程に該当する。

ここで、図６は、フェムト秒レーザによる基礎改質層の形成を示す断面図であり、基礎工程の加工を示している。図６に示すように、フェムト秒レーザ光４ａは、石英基板５１の反対面５１ｂ近傍の集光点５４に集光され、フェムト秒レーザ光４ａによる多光子吸収によって基礎改質層（基礎改質領域）５５が形成される。基礎改質層５５は、石英自体に比してレーザ光４を吸収し易い性質を有している。

次に、レーザ光源５をＹＡＧレーザに交換する工程（Ｓ５）と、ＹＡＧレーザの走査回数を演算する工程（Ｓ６）を経て、ＹＡＧレーザ光の焦点位置調整の工程（Ｓ７）で、Ｚ軸移動部１４によってＹＡＧレーザ光焦点の位置をフェムト秒レーザ光４ａの焦点位置より入射面５１ａの側に移動調整する。そして、Ｘ軸移動部１２およびＹ軸移動部１３により石英基板５１を相対移動させながら、Ｘ軸方向切断予定線５２およびＹ軸方向切断予定線５３に沿ってＹＡＧレーザ光を照射するＹＡＧレーザ走査の工程（Ｓ８）を実行する。ＹＡＧレーザ走査の工程が改質工程に該当する。ＹＡＧレーザ走査の工程は、ＹＡＧレーザの走査回数を演算する工程の結果に基づき、所定走査終了を判断する工程（Ｓ９）により所定回数に達するまで移動をする。ステップＳ９が移動工程に該当する。最後に、石英基板の切断の工程（Ｓ１０）で、石英基板５１を切断する。

図７は、基礎改質層に重ねてＹＡＧレーザによる改質層の形成を示す断面図であり、改質工程の加工を示している。基礎改質層５５は、ＹＡＧレーザ光４ｂを吸収し易いため、石英に対して多光子吸収が生じ難い強度のＹＡＧレーザ光４ｂによっても、ＹＡＧレーザ光４ｂの集光点５８において、多光子吸収による改質層５６の形成が可能である。

ここで、フローチャートの各ステップの詳細な説明の前に、フェムト秒レーザおよびＹＡＧレーザによる多光子吸収について説明する。石英基板５１に用いられる石英は、可視領域のレーザ光を吸収せずに透過させるため、通常、この種のレーザ光によって石英基板５１を切断加工することは、困難であった。これに対して、パルス幅が小さいパルスレーザ光を石英基板５１の集光点に集光させ、且つ、パルスレーザ光の単位面積あたりの強度Ｐを多光子吸収が生じるべき多光子吸収閾値Ｐ_kである１×１０⁸（Ｗ／ｃｍ²）以上に設定すると、短時間にパルスレーザ光のエネルギが石英に集中し、集光されたパルスレーザ光の多数の光子が石英の電子と相互作用して吸収される、いわゆる多光子吸収の現象が生じる。

多光子吸収は、パルスレーザ光のエネルギが熱に変換される前に、短時間の間に行われるため、熱の発生をほとんど伴わず、さらに、パルスレーザ光を集光させた石英基板５１の内部にのみ作用させることが可能である。従って、パルス幅が極めて小さいフェムト秒（１０^-15秒）クラスのフェムト秒レーザ光４ａによれば、より超短時間で多光子吸収の現象が生じるため、強度Ｐを高めても、熱などの影響を与えることなく石英基板５１への加工が可能である。図６に示すように、石英基板５１の多光子吸収が生じた集光点５４の領域が基礎改質層５５である。

一方、ＹＡＧレーザ光４ｂのようにパルス幅がフェムト秒より長い例えばナノ秒（１０^-9秒）クラスのレーザ光４を用いて、ＹＡＧレーザ光４ｂを石英内に集光させ、且つ、レーザ光の強度Ｐを多光子吸収が生じるべき多光子吸収閾値Ｐ_k以上に設定しても、石英内に多光子吸収の現象が生じ改質層５６の形成が可能である。しかし、基礎改質層５５の無い石英基板５１の反対面５１ｂの近傍へ改質層５６を直接形成するためには、図１２（ｂ）を参照して説明したように、収差により、ＹＡＧレーザ光４ｂの強度Ｐが多光子吸収閾値Ｐ_k以下になり改質層５６の形成が困難な場合がある。この場合、反対面５１ｂの近傍へ改質層５６を形成可能になるように、収差の影響に抗して強度Ｐの強いＹＡＧレーザを用いると、改質層５６の形成は可能となる。

しかし、強度Ｐの強いＹＡＧレーザによるＹＡＧレーザ光４ｂは、収差の影響の少ない部分への加工時には強度Ｐが強くなり、パルス幅がフェムト秒レーザ光４ａより長いことと相まって、パルスの間に照射されたＹＡＧレーザ光４ｂのエネルギの一部が熱に変換してしまい、石英の溶解飛散、結晶の肥大化などのダメージを石英基板５１へ与えてしまうことがある。

フェムト秒レーザによって基礎改質層５５を形成しておけば、強度Ｐの強いＹＡＧレーザを用いる必要がなく、収差のために反対面５１ｂの近傍では多光子吸収閾値Ｐ_k以下となるＹＡＧレーザ光４ｂを用いても、基礎改質層５５に重ねて改質層５６を形成可能である。この強度ＰのＹＡＧレーザを用いれば、収差の影響の少ない入射面５１ａの近傍においても、石英基板５１に熱影響を与えることなく改質層加工が可能である。

以上の説明を踏まえて、図５に示すフローチャートの各ステップについて、順に、詳細に説明する。最初に、ステップＳ１において、図４に示した表示基板５０の石英基板５１を、表示パネル３１が形成されている入射面５１ａに対する反対面５１ｂが載置台１１に接するように載置する。そして、Ｘ軸方向切断予定線５２がＸ軸に平行となるように石英基板５１を位置決めする。また、移動制御部２３は、レーザ光４の光軸が石英基板５１のＸ軸方向切断予定線５２またはＹ軸方向切断予定線５３の線上に位置するように、サーボモータを駆動しＸ軸移動部１２およびＹ軸移動部１３を移動させる。この場合、石英基板５１には、位置決め用のアライメントマークが形成されており、撮像部１６によってこのアライメントマークを認識し、画像処理部２１に取り込んだ画像データに基づいて座標を演算して、石英基板５１を位置決めする。位置決め後、ステップＳ２へ進む。

ステップＳ２において、石英基板５１の厚みを測定するために、石英基板５１のレーザ光４の入射面５１ａと反対面５１ｂとのそれぞれに、撮像部１６から出射される可視光の焦点を合わせ、撮像部１６が捉えた映像を表示部２７に表示させる。可視光の焦点合わせは、Ｚ軸移動部１４を移動させて行う。これら一連の操作は、作業者がホストコンピュータ３を操作して行う。ホストコンピュータ３は、Ｚ軸移動部１４の位置センサの出力から石英基板５１の厚みを演算し、演算結果は、ホストコンピュータ３のＲＡＭ２６にＺ軸方向の座標として記憶される。この表示基板５０の場合、石英基板５１の厚みは、１０００μｍである。厚み測定後、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３において、フェムト秒レーザによる基礎改質層５５の形成データとして、撮像部１６が捉えた可視光の焦点の位置とフェムト秒レーザ光４ａの集光点５４とのＺ軸方向の位置関係、および、フェムト秒レーザ光４ａによる基礎改質層５５の長さ△Ｌ₃を、予めフェムト秒レーザ光４ａの照射予備試験の結果から求めてある。これらデータは、ホストコンピュータ３へ入力されている。これらのデータと、ステップＳ２で求められた石英基板５１の厚みデータ（Ｚ軸方向の座標）とに基づいて、図６に示すように、移動制御部２３は、Ｚ軸移動部１４を駆動して、基礎改質層５５の端部が反対面５１ｂに掛かるように、集光点５４をＺ軸方向に移動させる。フェムト秒レーザ光４ａの集光点５４の調整後、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ４において、図６に示すように、集光レンズ７に対して石英基板５１を相対移動させる。図６は、Ｘ軸方向切断予定線５２に沿ってフェムト秒レーザ光４ａを照射して基礎改質層５５を形成している場合を示している。石英基板５１には、図４（ａ）に示すように、複数（４０個）の表示パネル３１が形成されており、Ｘ軸方向の９本のＸ軸方向切断予定線５２と、Ｙ軸方向の８本のＹ軸方向切断予定線５３とにより区画されている。つまり、Ｘ軸方向に所定のピッチでずらしながらレーザ操作を９回行い、続いてＹ軸方向に所定のピッチでずらしながらレーザ操作を８回行って、各表示パネル３１を基礎改質層５５で仕切る。Ｘ軸方向切断予定線５２およびＹ軸方向切断予定線５３は、あらかじめデータとして入力されているので、ホストコンピュータ３は、このデータに基づいた制御信号を移動制御部２３へ送り、移動制御部２３は、制御信号に基づいてＸ軸移動部１２とＹ軸移動部１３を移動させることにより、石英基板５１を集光レンズ７に対して相対移動させることが可能である。

ここで、フェムト秒レーザによる基礎改質層５５の形成について説明する。集光レンズ７で集光されて石英基板５１へ出射されたフェムト秒レーザ光４ａは、石英基板５１の入射面５１ａで屈折して石英基板５１へ入射し、石英基板５１の内部の集光点５４に集光する。集光点５４では、多光子吸収によって基礎改質層５５が形成される。フェムト秒レーザ光４ａは、本来、集光点５４に集光されるのが理想的であるが、図１２（ｂ）を参照して説明したように、収差の影響があるため、フェムト秒レーザ光４ａの集光点５４は、△Ｌ₃の範囲に拡大している。即ち、基礎改質層５５は、石英基板５１の厚み方向に長さ△Ｌ₃で形成される。

フェムト秒レーザ光４ａを出射するレーザ光源５は、出力が７００ｍＷであり、パルス幅を３００フェムト秒、波長を８００ｎｍ、繰り返し周波数を１ＫＨｚに設定した。そして、集光点５４における強度Ｐは、１×１０⁸（Ｗ／ｃｍ²）以上となるようにフェムト秒レーザ光４ａを集光させる。以上のような条件下において、載置台１１を２０ｍｍ／秒の速度で移動させると、形成される基礎改質層５５は、ピッチＳが２０μｍ、△Ｌ₃が３００μｍであった。フェムト秒レーザ光４ａによる基礎改質層５５の形成後、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５において、図７に示すようにレーザ光源５をＮｄ：ＹＡＧレーザに交換する。フェムト秒レーザによる基礎改質層５５の形成データと同様に、ＹＡＧレーザにおいて、撮像部１６が捉えた可視光の焦点の位置とＹＡＧレーザ光４ｂの集光点５８とのＺ軸方向の位置関係、および、ＹＡＧレーザ光４ｂによる改質層５６の長さ△Ｌ₄を、予めＹＡＧレーザ光４ｂの照射予備試験の結果から求めてある。ＹＡＧレーザは、フェムト秒レーザに比べて繰り返し周波数が高く１０ＫＨｚに設定可能であり、ピッチＳをフェムト秒レーザの場合と同様に２０μｍとすると、載置台１１の移動は、２００ｍｍの高速に設定可能であった。また、改質層５６の石英基板５１の厚み方向における長さ△Ｌ₄は、２００μｍであった。これらデータは、ホストコンピュータ３へ入力されている。レーザ光源５の交換後、ステップＳ６へ進む。

ステップＳ６において、ＹＡＧレーザの走査回数等を演算する。ここでは、基礎改質層５５に重ねて形成する改質層５６の形成位置の設定をはじめとして、図８の改質層に順に重ねてＹＡＧレーザによる改質層の形成を示す断面図のように、入射面５１ａの方向へ長さ△Ｌ₅の改質層５７を順に形成するための演算等を行う。具体的には、改質層５６を形成するための図７に示す集光点５８の位置、改質層５７を形成するための集光点５９の位置を順に設定する。最終的には、図９（ａ）のＸ軸方向に形成された改質層を示す断面図、および図９（ｂ）のＹ軸方向に形成された改質層を示す断面図のように、石英基板５１の厚み方向のほぼ断面全域に改質層５６，５７，・・，６０を形成するように、載置台１１を移動させる走査回数等を演算をする。演算後、ステップＳ７へ進む。

ステップＳ７において、ＹＡＧレーザ光４ｂの焦点位置を調整する。図７に示すように、移動制御部２３は、Ｚ軸移動部１４を駆動してＹＡＧレーザ光４ｂの焦点位置である集光点５８の位置を基礎改質層５５内に設定する。このとき、△Ｌ₃が３００μｍで既に形成されている基礎改質層５５に対し、△Ｌ₄が２００μｍの改質層５６をそれぞれの入射面５１ａ側の端部が重なるように設定した。こうすれば、収差により強度Ｐの弱いＹＡＧレーザ光４ｂによってでも確実に改質層５６が形成可能である。これは必須ではなく、改質層５６が基礎改質層５５に重なっていれば、改質層５６を基礎改質層５５に対して入射面５１ａの側寄りに形成するように集光点５８を調整しても良い。焦点位置の調整後、ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８において、ステップＳ４と同様に載置台１１を移動させる走査を行い、ＹＡＧレーザ光４ｂによって改質層５６を形成する。形成後、ステップＳ９へ進む。

ステップＳ９において、ステップＳ６で演算した所定の走査が終了したか否かを制御部２０が判断する。終了していれば、ステップＳ１０へ進み、一方、終了していなければ、ステップＳ７へ戻る。

ステップＳ７へ戻ると、図８に示すように、改質層５６に重ねて改質層５７を形成する。この場合、焦点位置は、改質層５７を改質層５６より入射面５１ａ方向へ、９０μｍの長さＲだけずらして重なるように調整する。そして、ステップＳ８において、載置台１１を移動させて改質層５７を形成する。ステップＳ７およびステップＳ８の同様の操作を繰り返し行い、順に、図９（ａ）に示すように、改質層６０までを形成する。改質層６０が形成されれば、ステップＳ１０へ進む。

ステップＳ１０において、石英基板５１をＸ軸方向切断予定線５２およびＹ軸方向切断予定線５３に沿って切断する。図９に示すように、石英基板５１の厚み方向に連続して形成された基礎改質層５５、改質層５６，５７，６０に対して、曲げ応力または引っ張り応力のような外部応力を加える。外部応力を加えることにより、石英基板５１は、Ｘ軸方向切断予定線５２およびＹ軸方向切断予定線５３に沿って容易に切断可能である。

これら改質層５６，５７，６０は、石英基板５１の厚み方向断面の全面に連続して形成されているため、改質層５６，５７，６０以外が切断されて、いわゆるチッピングなどによる液晶表示装置３０の外形不良が発生することをほぼ防止可能である。また、石英基板５１の厚さ方向に対し直交方向の改質層５６，５７，６０の幅は、約２０μｍ程度の微小幅であり、この微小幅に沿って石英基板５１を切断可能であるため、高い外形寸法精度の液晶表示装置３０が入手可能である。なお、フェムト秒レーザによる基礎改質層５５とＹＡＧレーザによる改質層５６，５７，６０との切断面は、基礎改質層５５が改質された屈折率変化領域であり、改質層５６，５７，６０が極微小クラック領域であり、それぞれ異なった断面を有している。

以下、実施形態１の効果をまとめて記載する。

（１）フェムト秒レーザ光４ａを用いて石英基板５１の入射面５１ａに対する反対面５１ｂの近傍に基礎改質層５５を形成しておくことにより、ＹＡＧレーザ光４ｂの強度Ｐが収差のため反対面５１ｂ近傍において、改質層５６を形成可能な強度Ｐ_k以下であっても、基礎改質層５５に重ねて改質層を形成可能である。これにより、収差による強度低下を補うために、より強い出力のＹＡＧレーザを用いることなく、順に改質層５６，５７，６０の形成が可能である。

（２）基礎改質層５５以外の加工には、繰り返し周波数の高いＹＡＧレーザを用いることができ、基礎改質層５５と同じピッチＳで改質層５６，５７，６０を形成する場合、フェムト秒レーザを用いた時と比べて、例えば１０倍の速度で載置台１１を移動させて処理速度の向上が図れる。従って、短時間に、効率良く改質層５６，５７，６０を形成することが可能である。

（３）液晶表示装置３０は、基礎改質層５５および改質層５６，５７，６０が形成されたＸ軸方向切断予定線５２およびＹ軸方向切断予定線５３に沿って、表示基板５０から切断されるため、チッピングなどの外形不良が発生することをほぼ防止した高い外形寸法精度を有する。
（実施形態２）

次に、本発明を他の方法で具体化した実施形態２について説明する。図１０（ａ）は、実施形態２におけるレーザ加工装置の構成を示すブロック図、図１０（ｂ）は、基礎改質層の形成を示す断面図である。実施形態１との相違点は、フェムト秒レーザを用いずにＹＡＧレーザによって、基礎改質層７８を被加工物１０である石英基板５１の反対面５１ｂ近傍に形成していることである。そのため、レーザ加工装置７０の構成が実施形態１のレーザ加工装置１とは、異なっている。

図１０（ａ）に示すように、レーザ加工装置７０は、実施形態１のレーザ加工装置１の有するダイクロイックミラー６、集光レンズ７、載置台１１、撮像部１６等の構成に加え、レーザ光源５に替えてＹＡＧレーザ光源７１と、基礎改質層７８を形成する場合にＹＡＧレーザ光７２の進路を変えて反対面５１ｂへ導く３枚のダイクロイックミラー７３と、載置台１１に対して集光レンズ７と反対側に位置する集光レンズ７５とを有している。また、載置台１１を移動させる載置台移動部７６は、ＹＡＧレーザ光７２が反対面５１ｂへ入射するのを妨げないように配置され、Ｘ軸移動部１２、Ｙ軸移動部１３、Ｚ軸移動部１４の機能を有している。載置台移動部７６は、移動機構部１５により制御される。

なお、ＹＡＧレーザ光源７１とダイクロイックミラー６の間に設けられたダイクロイックミラー７３は、基礎改質層７８を形成する場合にのみ、ＹＡＧレーザ光７２の進路をかえるために挿入される構成である。そして、ＹＡＧレーザ光源７１から出射されるＹＡＧレーザ光７２は、レーザ光源５から出射されるＹＡＧレーザ光４ｂであっても良い。

以上のような構成のレーザ加工装置７０を用いて基礎改質層７８を形成する方法について、図５に示すフローチャート図に基づき、実施形態１と異なるステップを中心に説明する。ステップＳ１およびＳ２においては、ＹＡＧレーザ光７２を集光レンズ７または集光レンズ７５のいずれかから石英基板５１へ照射して、石英基板５１の位置決めおよび厚み測定をする。

続いて、ステップＳ３において、フェムト秒レーザ光４ａではなくＹＡＧレーザ光７２を用い、ダイクロイックミラー７３を経由して、集光レンズ７５からＹＡＧレーザ光７２を石英基板５１へ照射する。ＹＡＧレーザ光７２による基礎改質層７８の形成データとして、撮像部１６が捉えた可視光の焦点の位置とＹＡＧレーザ光７２の集光点７７とのＺ軸方向の位置関係、および、ＹＡＧレーザ光７２による基礎改質層７８の長さ△Ｌ₆を、予めＹＡＧレーザ光７２の照射予備試験の結果から求めてある。これらデータは、ホストコンピュータ３へ入力されている。これらのデータとステップＳ２で求められた石英基板５１の厚みデータ（Ｚ軸方向の座標）とに基づいて、図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、載置台移動部７６は、載置台１１を移動させて、基礎改質層７８の端部が反対面５１ｂに掛かるように、集光点７７をＺ軸方向に移動させる。

集光点７７の調整後、ステップＳ４へ進み、ステップＳ４において、図１０（ｂ）に示すように、ＹＡＧレーザ光７２を照射して基礎改質層７８を形成する。この場合、基礎改質層７８は、ＹＡＧレーザ光７２が石英基板５１へ入射した面である反対面５１ｂの近傍に位置するため、基礎改質層７８の加工時は、ＹＡＧレーザ光７２の屈折による収差の影響が少なく、収差による強度Ｐの低下がほとんど無い状態である。

基礎改質層７８の形成後、レーザ光をＹＡＧレーザに交換する工程であるステップＳ５は、ＹＡＧレーザ光７２の照射方向を集光レンズ７５の方向から集光レンズ７の方向へ変更する工程となる。つまり、ＹＡＧレーザ光源７１とダイクロイックミラー６の間に挿入されているダイクロイックミラー７３を移動させ、ＹＡＧレーザ光７２がダイクロイックミラー６で反射して集光レンズ７へ導かれるようにする。

以降、ステップＳ６からステップＳ９までは、実施形態１と同様に、基礎改質層７８に重ねて、石英基板５１の入射面側からＹＡＧレーザ光７２を照射して、改質層７９を形成する。この場合、改質層７９は、図７に示す実施形態１の改質層５６に相当する。そして、最終的には、改質層７９に重ねて図示していない改質層を、図９（ａ）および（ｂ）に示す状態のように、石英基板５１の厚み方向断面のほぼ全面へ、順に形成する。従って、ステップＳ１０で表示基板５０から切断された液晶表示装置３０は、チッピングなどによる外形不良が発生することをほぼ防止した高い外形寸法精度のものである。

以下、実施形態２の効果を記載する。

（１）石英基板５１の入射面５１ａからＹＡＧレーザ光７２を照射した場合に、強度Ｐが収差の影響で最も弱くなり基礎改質層７８を形成しにくい反対面５１ｂの近傍へ、ＹＡＧレーザ光７２を反対面５１ｂから照射することにより、収差の影響を排除でき、且つ、出力の強いＹＡＧレーザ光源７１を用いることなく、基礎改質層７８を形成可能である。

（２）ダイクロイックミラー６またはダイクロイックミラー７３によりＹＡＧレーザ光７２の進路を変えることにより、同じＹＡＧレーザ光源７１を用いて、それぞれ異なる方向から基礎改質層７８および改質層７９を形成可能である。
（実施形態３）

次に、本発明をさらに他の方法で具体化した実施形態３について説明する。図１１（ａ）は、実施形態３における基礎改質層の形成を示す断面図、図１１（ｂ）は、基礎改質層に重ねてＹＡＧレーザによる改質層の形成を示す断面図である。実施形態１および実施形態２との相違点は、フェムト秒レーザやＹＡＧレーザを用いずに、基礎改質層８０を石英基板５１の反対面５１ｂに形成していることである。

図１１（ａ）に示すように、基礎改質層８０は、反対面５１ｂを非鏡面にして、光が吸収されやすいように加工したものである。反対面５１ｂを非鏡面にする方法としては、セラミックなどの微粒子を空気圧などによって反対面５１ｂへ吹き付けるブラスト法や、薬品によって反対面５１ｂを腐食させて非鏡面にする化学処理法などがある。ここでは、ハードビッカース硬度７００、粒径０．２ｍｍのジルコニア粉を空気圧５Ｋｇ／ｃｍ²で吹き付け加工した。これにより、石英基板５１の反対面５１ｂは、非鏡面の微細な凹凸面の基礎改質層８０となり、光を吸収し易くなる。基礎改質層８０の厚みは、１０μｍ程度である。このブラスト法による加工は、図５に示すフローチャート図のステップＳ４の工程に該当する。

基礎改質層８０の形成後、実施形態１と同様にステップＳ１、ステップＳ２を経て、次に、ステップＳ６からステップＳ１０の工程を実行する。この場合、図１１（ｂ）に示すように、図１１（ａ）の基礎改質層８０に重なるようにＹＡＧレーザ光４ｂの集光点８１を設定し、改質層８２を形成する。続いて、改質層８１に重ねて改質層８３を形成する。この場合、基礎改質層８０の厚みが薄いため、改質層８２の長さは、８０μｍ程度となり、以降の加工による改質層８３は、２００μｍの長さである。改質層８２は、図８に示す実施形態１の改質層５６に相当し、改質層８３は、実施形態１の改質層５７に相当する。

そして、最終的には、改質層８３に重ねて図示していない改質層を、図９（ａ）および（ｂ）に示す状態のように、石英基板５１の厚み方向断面のほぼ全面へ、順に形成する。これにより、実施形態１および２と同様な高い外形寸法精度の液晶表示装置３０が得られる。

以下に実施形態３の効果を記載する。

（１）基礎改質層８０の形成をブラスト法により行うため、レーザ加工装置１，７０を用いる場合に比べて、多数の石英基板５１に対して迅速に加工可能である。

また、本発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、次に挙げる変形例のような形態であっても、それぞれ各実施形態と同様な効果が得られる。

（変形例１）液晶表示装置３０の石英基板５１の厚みは、１０００μｍに限定されず、さらに厚板の石英基板５１に対しても加工可能である。その際、石英基板５１が厚く、実施形態１および２の基礎改質層５５，７８に重ねてＹＡＧレーザ光４ｂ，７２による改質層５６，７９の形成が、収差のため困難な場合、基礎改質層５５，７８を入射面５１ａの方向へ複数列形成しても良い。こうすれば、ＹＡＧレーザ光４ｂ，７２の収差の影響を低減でき、改質層５６，７９の形成が容易に可能である。

（変形例２）または、基礎改質層５５，７８を石英基板５１の反対面５１ｂ近傍ではなく、入射面５１ａに近い側に一列形成しても良い。基礎改質層５５，７８は、改質層５６，７９を重ねて形成するための一列あれば形成可能である。ただし、反対面５１ｂ近傍に基礎改質層５５，７８が形成されている方が、石英基板５１の切断には、より好ましい。

（変形例３）レーザスクライブ方法により切断する基板材は、石英に限らず、水晶、ガラスなどの光透過材であっても良い。種々の基板材が適用でき、レーザスクライブ方法の応用範囲の拡大が図れる。

（変形例４）ステップＳ５において、石英基板５１を載置したレーザ加工装置１のレーザ光源５をフェムト秒レーザからＹＡＧレーザに交換したが、石英基板５１をフェムト秒レーザ装置からＹＡＧレーザ装置へ移動させても良い。基礎改質層と改質層の形成工程別に順送りの加工ができ、多数の石英基板５１の切断が効率的に行える。

（変形例５）レーザ加工装置１，７０の照射機構部２における、レーザ光４，７２の焦点位置の調整は、集光レンズ７，７５側を固定し、石英基板５１側をＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に移動させて行う構成であるが、石英基板５１側を固定し、レーザ光源５，７１、ダイクロイックミラー６，７３、集光レンズ７，７５の側をＸ，Ｙ，Ｚ軸方向に移動させて行う構成としても良い。これにより、レーザ加工装置１，７０の設計の自由度が広げられる。

本発明のレーザスクライブ方法を用いれば、表示基板５０から液晶表示装置３０を無駄なく効率的に多数個切り出せる。表示基板５０に形成される表示パネル３１は、液晶に限らず有機ＥＬなどの形成も可能であり、液晶表示装置３０以外の電気光学装置である有機ＥＬ表示装置なども効率的に切断して得ることが可能である。また、石英基板５１に限らず、水晶、ガラスなどの光透過性の材料に対しても有効な切断方法であり、水晶基板やガラス基板に形成されたＳＡＷ（Surface Acoustic Wave、弾性表面波）デバイス、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイス、各種半導体デバイスなどの切断への利用が可能で、応用範囲の広いものである。これら電気光学装置は、携帯電話、電子辞書、デジタルカメラ、ビューファインダ、電子時計などの電子機器の表示部に最適である。

実施形態１におけるレーザ加工装置の構成を示すブロック図。 液晶表示装置の構成を示す部分断面を含む平面図。 液晶表示装置の構成を示す部分断面を含む側面図。 （ａ）複数の表示パネルが形成された表示基板を示す平面図、（ｂ）複数の表示パネルが形成された表示基板の側面を示す断面図。 石英基板の切断方法を示すフローチャート図。 フェムト秒レーザによる基礎改質層の形成を示す断面図。 基礎改質層に重ねてＹＡＧレーザによる改質層の形成を示す断面図。 改質層に順に重ねてＹＡＧレーザによる改質層の形成を示す断面図。 （ａ）Ｘ軸方向に形成された改質層を示す断面図、（ｂ）Ｙ軸方向に形成された改質層を示す断面図。 （ａ）実施形態２におけるレーザ加工装置の構成を示すブロック図、（ｂ）基礎改質層の形成を示す断面図。 （ａ）実施形態３における基礎改質層の形成を示す断面図、（ｂ）基礎改質層に重ねてＹＡＧレーザによる改質層の形成を示す断面図。 （ａ）従来のレーザスクライブ方法による基板のレーザ光入射面側への改質層形成を示す断面図、（ｂ）基板のレーザ光出射面側への改質層形成を示す断面図。

符号の説明

１…レーザ加工装置、２…照射機構部、３…ホストコンピュータ、４…レーザ光、５…レーザ光源、６…ダイクロイックミラー、７…集光レンズ、１０…被加工物、１１…載置台、１５…移動機構部、２０…制御部、３０…電気光学装置としての液晶表示装置、３１…表示部としての表示パネル、３３…ＴＦＴ基板、５０…表示基板、５１…石英基板、５１ａ…入射面、５１ｂ…反対面、５２…切断予定位置としてのＸ軸方向切断予定線、５３…切断予定位置としてのＹ軸方向切断予定線、５４…集光点、５５…基礎改質領域としての基礎改質層、５６，５７，６０…改質層、５８，５９…集光点、７０…レーザ加工装置、７２…ＹＡＧレーザ光、７３…ダイクロイックミラー、７７…集光点、７８…基礎改質層、７９…改質層、８０…非鏡面としての基礎改質層、８２，８３…改質層、Ｐ…レーザ強度、Ｐ_k…多光子吸収閾値、Ｐ₁…レーザ光入射面でのレーザ強度、Ｐ₂…レーザ光出射面でのレーザ強度、Ｌ…レーザ光入射面からの距離。

Claims (7)

1. レーザ光を被加工物の内部へ照射し、前記レーザ光の集光点において前記被加工物の切断予定位置に多光子吸収による改質層を形成するレーザスクライブ方法であって、
   前記被加工物に多光子吸収が生じ易い基礎改質領域を形成する基礎工程と、
   前記レーザ光を前記基礎改質領域へ集光させ、前記基礎改質領域に重ねて前記多光子吸収による前記改質層を形成する改質工程と、を有することを特徴とするレーザスクライブ方法。
2. 請求項１に記載のレーザスクライブ方法において、
   前記レーザ光は、ナノ秒レーザによるパルス幅がマイクロ秒からピコ秒の範囲のパルスレーザ光であることを特徴とするレーザスクライブ方法。
3. 請求項１または２に記載のレーザスクライブ方法において、
   前記基礎改質領域は、前記被加工物の前記レーザ光の入射面に対する反対面の近傍に形成され、
   前記基礎工程では、フェムト秒レーザによるパルス幅がピコ秒からフェムト秒の範囲のパルスレーザ光を前記入射面の方向から前記被加工物へ照射して前記基礎改質領域を形成することを特徴とするレーザスクライブ方法。
4. 請求項１または２に記載のレーザスクライブ方法において、
   前記基礎改質領域は、前記被加工物の前記レーザ光の入射面に対する反対面の近傍に形成され、
   前記基礎工程では、前記レーザ光を前記反対面の方向から前記被加工物へ照射して前記基礎改質領域を形成することを特徴とするレーザスクライブ方法。
5. 請求項１または２に記載のレーザスクライブ方法において、
   前記基礎工程では、前記被加工物の前記レーザ光の入射面に対する反対面を非鏡面に加工した前記基礎改質領域を形成することを特徴とするレーザスクライブ方法。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のレーザスクライブ方法において、
   前記被加工物と前記レーザ光とを前記切断予定位置に沿って複数回相対移動させ前記入射面および前記反対面の間に前記改質層を形成するための移動工程をさらに有していることを特徴とするレーザスクライブ方法。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載のレーザスクライブ方法によって加工されたことを特徴とする電気光学装置。
   

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