JP2007319881A - 基体の製造方法、レーザ加工装置、表示装置、電気光学装置、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ光を用いて基体を切断・分割する製造方法において、基体表面にごみなどが付着していたとしても、基体を精度よく切断・分割することが可能な基体の製造方法を提供する。
【解決手段】基体としての基板Ｐの製造方法は、基板Ｐに第１のレーザ光４５ａを照射して、材料変質部４７を形成する工程と、材料変質部４７に第１のレーザ光４５ａとは性質の異なる第２のレーザ光４５ｂを照射して、第２のレーザ光４５ｂの透過光量を検出する透過光量検出工程と、透過光量検出工程で検出した検出結果に基づいて、透過率を演算する透過率演算工程と、基板Ｐに応力Ｆを加えて、分割片Ｑを形成する工程と、を備えている。
【選択図】図６

Description

本発明は、レーザ光による基体の製造方法、レーザ加工装置、表示装置、および、電気光学装置、並びに、電子機器に関する。

従来、半導体材料基板、圧電材料基板、ガラス基板などの基板を切断する場合、基板にレーザ光を照射させて、切断・分割する方法があった。

例えば特許文献１に開示されているように、半導体材料基板、圧電材料基板、ガラス基板などの基板を切断・分割する方法では、その切断予定ラインに沿って基板が吸収するレーザ光を照射し、多光子吸収による改質領域部を基板の表面から裏面に向けて形成し、この改質領域部に沿って切断・分割することで分割片を形成する方法が提案されていた。

特開２００２−１９２３７１号公報

ところが、特許文献１の方法では、基体表面にごみなどが付着しているような場合、ごみの付着している箇所ではレーザ光が基体内部に集光しにくくなってしまい、基体内部に改質領域部を正常に形成することができないことがあった。外部から基体に応力を加えて改質領域部に沿って基体を分割するときに、改質領域部の存在していない所では改質領域部の存在している所に比べて分割しにくいので、分割不良を発生させてしまうことがあった。特に、そりのある基体や、多層構造基板などの積層体のような場合では、レーザ光を所望の位置に集光させることができないことがあるため、ごみ付着があると改質領域部を精度よく形成することができない要因となっていた。そこで、基体を分割する前に基体内部に改質領域部が精度よく形成されているかどうかを確認する必要があったが、基体を分割してみないとわからないという不都合な面があった。

本発明の目的は、レーザ光を用いて基体を切断・分割する製造方法において、基体表面にごみなどが付着していたとしても、基体を精度よく切断・分割することが可能な基体の製造方法を提供することである。

本発明の基体の製造方法は、前記基体に第１のレーザ光を照射して、材料変質部を形成する材料変質部形成工程と、前記材料変質部に前記第１のレーザ光とは性質の異なる第２のレーザ光を照射して、前記第２のレーザ光の透過光量を検出する透過光量検出工程と、前記透過光量検出工程で検出した前記検出結果に基づいて、透過率を演算する透過率演算工程と、前記基体に応力を加えて、分割片を形成する工程と、を備えていることを特徴とする。

この発明によれば、材料変質部に照射した第２のレーザ光の透過光量を検出して、第２のレーザ光の透過率を演算することによって、基体内部に材料変質部が精度よく形成されているかどうかを判断することができる。例えば透過率が高ければ第２のレーザ光が透過しやすいので、材料変質部が形成されていないことがわかる。逆に、透過率が低ければ第２のレーザ光が透過しにくいので、材料変質部が形成されていることがわかる。基体を分割する前に基体内部に材料変質部が精度よく形成されているかどうかを判断することができる。基体内部に材料変質部が形成されているかどうかを判定してから基体を分割すれば、基体の切断・分割時の分割不良を抑制することができ、歩留まりを向上させることができる。

本発明の基体の製造方法は、前記基体が、前記第２のレーザ光に対して透過性を有する材料で構成されており、前記透過光量検出工程では、前記基体に前記第２のレーザ光を集光素子で集光して照射させて、前記材料変質部の透過光量を検出することが望ましい。

この発明によれば、第２のレーザ光を集光素子で集光させるから、材料変質部における透過光量をより正確に検出することができる。

本発明の基体の製造方法は、前記透過光量検出工程では、前記基体に対する前記第２のレーザ光の入射方向が、前記第１のレーザ光を入射する入射方向と同じであることが望ましい。

この発明によれば、基体に対するレーザ光の照射方法において、第１のレーザ光と、第２のレーザ光とを、相向き合いの方向から照射する方法に比べて、第１のレーザ光と、第２のレーザ光とを、同じ方向から照射する方法にすることによって、レーザ加工装置の構成を複雑にすることなく簡単にすることができる。

本発明の基体の製造方法は、前記透過光量検出工程では、前記第２のレーザ光の集光位置が、前記第１のレーザ光の集光位置と略等しい位置であることが望ましい。

この発明によれば、第１のレーザ光の集光位置と、第２のレーザ光の集光位置とを、略等しくなるように配置することで、材料変質部における透過光量をより正確に検出することができる。

本発明の基体の製造方法は、前記透過光量検出工程では、前記第２のレーザ光が、半導体レーザであり、前記半導体レーザを照射させて、前記材料変質部における前記第２のレーザ光の透過光量を検出することが望ましい。

この発明によれば、第２のレーザ光に連続発振する半導体レーザを用いれば、半導体レーザが連続発振することで、材料変質部を変質させるようなことがなく透過光量を検出することができるので、材料変質部における透過光量をより正確に検出することができる。

本発明の基体の製造方法は、前記透過率演算工程では、前記第２のレーザ光の透過率が、１００％未満であることを演算してから前記基体の分割可否判定をすることが望ましい。

この発明によれば、透過率を演算した結果、材料変質部を透過する第２のレーザ光の透過率が１００％未満であれば、材料変質部が形成されていることになるので、基体を分割してもよいことになり、透過率を確認するだけで基体の分割可否判定をすることが簡単にできる。

本発明の基体の製造方法は、前記材料変質部形成工程では、前記第１のレーザ光が、チタンサファイヤレーザ、またはＹＡＧレーザのうちのいずれかであり、前記チタンサファイヤレーザ、または前記ＹＡＧレーザの基本波を照射させて、前記材料変質部を形成することが望ましい。

この発明によれば、チタンサファイヤレーザ、またはＹＡＧレーザの基本波を基体に照射させると、チタンサファイヤレーザ、またはＹＡＧレーザの基本波が、基体に対して透過性を有している波長であるので、基体の所定の位置に材料変質部を形成することができる。

本発明の基体の製造方法は、前記分割片を形成する工程では、前記基体に曲げ応力または引っ張り応力のうち、いずれか一方の応力を加えて、前記分割片を形成することが望ましい。

この発明によれば、基体に応力を加えるだけで基体を切断・分割することができるので、分割片を簡単に形成することができる。

本発明のレーザ加工装置は、基体にレーザ光を照射させて、前記基体を切断するレーザ加工装置であって、前記基体にレーザ光を集光する集光素子と、前記基体を載置可能なステージと、前記ステージを制御するステージ制御部と、前記レーザ光は、第１のレーザ光と、前記第１のレーザ光とは性質の異なる第２のレーザ光と、を含み、前記第１のレーザ光を照射する第１レーザ光源と、前記第２のレーザ光を照射する第２レーザ光源と、前記第１レーザ光源および前記第２レーザ光源を制御するレーザ制御部と、前記第２のレーザ光を前記材料変質部に照射して、前記材料変質部の透過光量を検出する透過光量検出部と、前記ステージ制御部と、前記レーザ制御部と、前記透過光量検出部と、を制御する制御部とを、備え、前記制御部は、前記透過光量検出部の検出結果に基づいて、前記材料変質部の透過率を演算してから、前記基体の分割可否判定をすることを特徴とする。

この発明によれば、材料変質部に照射された第２のレーザ光の透過光量を検出して、制御部が第２のレーザ光の透過率を演算することによって、基体内部に材料変質部が精度よく形成されているかどうかを判断することができ、基体を分割する前に基体の分割可否判定をすることが可能なレーザ加工装置を提供できる。

本発明のレーザ加工装置は、前記第１のレーザ光が、チタンサファイヤレーザ、ＹＡＧレーザのいずれかであり、前記チタンサファイヤレーザ、または前記ＹＡＧレーザの基本波を照射する前記第１レーザ光源を備えていることが望ましい。

この発明によれば、チタンサファイヤレーザ、またはＹＡＧレーザの基本波が、基体に対して透過性を有している波長であるので、基体の所定の位置に材料変質部を形成することが可能なレーザ加工装置を提供できる。

本発明のレーザ加工装置は、前記第２のレーザ光が、半導体レーザであり、前記半導体レーザを照射する前記第２レーザ光源を備えていることが望ましい。

この発明によれば、第２のレーザ光に半導体レーザを用いれば、半導体レーザが連続発振することによって、材料変質部を変質させることなく透過光量を検出することができ、材料変質部における透過光量をより正確に検出することが可能なレーザ加工装置を提供できる。

本発明の表示装置は、前述に記載の基体の製造方法を用いて形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、品質問題を抑制することが可能な製造方法で製造されているので、より品質の良好な表示装置を提供することができる。

本発明の電気光学装置は、前述に記載の表示装置を備えていることを特徴とする。

この発明によれば、より品質の良好な表示装置を備えているので、より表示品質の良好な電気光学装置を提供することができる。

本発明の電子機器は、前述に記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする。

この発明によれば、より表示品質の良好な電気光学装置を備えているので、より表示性能の良好な電子機器を提供することができる。

以下、本発明の基体の製造方法について実施形態を挙げ、添付図面に沿って詳細に説明する。なお、本発明の特徴的な製造方法について説明する前に、本実施形態で使用する基体、および基体内部に材料変質部を形成する形成方法について説明する。
＜基体＞

本実施形態で用いうる基体は、その材料にガラス、石英、水晶、シリコン、などの材料（主に、セラミックス材料）を用いることができる。なお、ここでは、基体材料として石英を用いた。
＜材料変質部の形成方法＞

基体にレーザ光を照射して基体内部に材料変質部を形成する形成方法について説明する。

図１は、レーザ光による改質層としての材料変質部の形成方法を説明するための説明図である。

図１において、基体としての基板Ｐの内部にレーザ光４５を集光して照射させて、スキャン方向Ｘ（分割方向）に、レーザ光４５をスキャンする。レーザ光４５は集光素子としてのレンズ４６で集光されるから、基板Ｐの内部に焦点を合わせることができる。スキャン方向Ｘ（分割方向）に、レーザ光４５をスキャンさせると、基板Ｐの内部に改質層としての材料変質部４７を形成できる。なお、レーザ光４５のスキャン方向Ｘにおける移動速度は、１００ｍｍ／ｓｅｃである。基板Ｐの厚さは約２００μｍである。

また、レーザ光４５を１回スキャンさせるだけでは、改質層としての材料変質部４７のできる量が数十μｍであるので、基板Ｐの深さ方向全域に材料変質部４７を形成するためには、レーザ光４５を何回かスキャン方向Ｘ（分割方向）にスキャンさせる必要がある。そして、レーザ光４５をスキャンさせるごとに、集光素子としてのレンズ４６の焦点位置を基板Ｐの下面から上面に向かって上昇させる。ここで、基板Ｐの下面から上面に向けてレーザ光４５の焦点位置を上昇させるのは、先に形成された材料変質部４７によってレーザ光４５が散乱してしまい、基板Ｐの深さ方向全域にわたって材料変質部４７を形成することができなくなることを避けるためである。

（実施形態）
本実施形態では、基板に第一のレーザ光を照射して基板内部に材料変質部を形成し、形成した材料変質部に第二のレーザ光を照射して基板の透過率を求め、基板の外部から応力を加えて基板を切断・分割して分割片を形成する製造方法について説明する。

図２は、本実施形態におけるレーザ加工装置の概略図であり、図３は、レーザ加工装置の制御系のブロック図である。

図２および図３を参照して、レーザ加工装置について説明する。

図２に示すように、レーザ加工装置１００は、第１のレーザ光４５ａを射出する第１レーザ光源１０１と、射出された第１のレーザ光４５ａを反射するダイクロイックミラー１０２と、ダイクロイックミラー１０２で反射した第１のレーザ光４５ａを、集光する集光素子としてのレンズ４６ａとを、備えている。さらに、第２のレーザ光４５ｂを射出する第２レーザ光源２０１と、射出された第２のレーザ光４５ｂを反射するダイクロイックミラー２０２と、ダイクロイックミラー２０２で反射した第２のレーザ光４５ｂを、集光する集光素子としてのレンズ４６ｂとを、備えている。また、加工対象物である基体としての基板Ｐを載置するステージ１０７と、ステージ１０７を集光素子としてのレンズ４６ａおよび４６ｂに対して、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向へ移動させるＸ軸スライド部１１０およびＹ軸スライド部１０８とを、備えている。そして、図４に示すように、第２のレーザ光４５ｂを基板Ｐの内部に形成された材料変質部４７に照射して、第２のレーザ光４５ｂが材料変質部４７を透過したときの透過量を検出する透過量検出部１５１を備えている。

また、ステージ１０７に載置された基板Ｐに対して集光素子としてのレンズ４６ａのＺ軸方向の位置を変えてレーザ光の集光点の位置を調整するＺ軸スライド機構１０４を備えている。さらに、ダイクロイックミラー１０２を挟んで集光素子としてのレンズ４６ａの反対側に位置する撮像装置１１２を備えている。撮像装置１１２は、同軸落射型光源（図示省略）と、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）（図示省略）とが、組み込まれたものである。撮像装置１１２は、画像を撮像することができ、撮像した画像データは、画像処理部１２４に取り込まれるように構成されている。そして、同軸落射型光源から射出した可視光は、集光素子としてのレンズ４６ａを透過して焦点を結ぶ。

集光素子としてのレンズ４６ａは、Ｚ軸スライド機構１０４から延びたスライドアーム１０４ａによって支持されている。同様に、集光素子としてのレンズ４６ｂは、Ｚ軸スライド機構１０５から延びたスライドアーム１０５ｂによって支持されている。これら集光素子としてのレンズ４６ａおよび４６ｂは、倍率が５０倍、開口数が０．８、ＷＤ（Ｗｏｒｋｉｎｇ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）が３ｍｍの対物レンズである。

ここで、第１のレーザ光４５ａは、基板Ｐに対して透過性を有するものが採用される。本実施形態では、第１レーザ光源１０１から射出される第１のレーザ光４５ａには、半導体レーザを励起するＹＡＧレーザを採用した。ＹＡＧレーザは、ナノ秒のパルス幅で射出するいわゆるナノ秒レーザである。第１のレーザ光４５ａの詳細な条件は以下のとおりである。レーザ光源は、半導体レーザを励起するものである。レーザ媒質：Ｎｄ：ＹＡＧ。レーザ波長：１０６４ｎｍ。レーザ光スポット断面積：３．１４×１０^-8ｃｍ²。発振形態：Ｑスイッチパルス。繰り返し周波数：１００ＫＨｚ。パルス幅：３０ｎｓ。出力：２０μＪ／パルス。レーザ光品質：ＴＥＭ₀₀。偏光特性：直線偏光（Ｃ）。集光用レンズ倍率：５０倍。ＮＡ：０．５５。レーザ光波長に対する透過率：６０％（Ｄ）。移動速度：１００ｍｍ／ｓｅｃである。

ＹＡＧレーザのレーザ波長は、１０６４ｎｍにこだわることはなく、例えばＹＡＧレーザの第２高調波を用いてもよい。第２高調波のレーザ波長は、５３２ｎｍである。また、第１のレーザ光４５ａは、ＹＡＧレーザでなくてもよく、例えばチタンサファイヤレーザに代表される超短パルスレーザを採用してもよい。超短パルスレーザであるチタンサファイヤレーザを使用すれば、収差の影響でビーム径が多少大きくなったとしても、問題なく内部加工ができ、材料変質部４７を形成することができる。この場合のレーザ光４５ａの詳細な条件は以下のとおりである。レーザ波長：約８００ｎｍ。パルス幅：約３００ｆｓ（フェムト秒）。パルス周期：１ｋＨｚ。出力：約７００ｍＷである。

次に、第２のレーザ光４５ｂは、基板Ｐに対して透過性を有するものが採用される。本実施形態では、第２レーザ光源２０１から射出される第２のレーザ光４５ｂには、半導体レーザを採用した。第２のレーザ光４５ｂの詳細な条件は以下のとおりである。レーザ光源は、半導体レーザを励起するものである。レーザ波長：６００〜８００ｎｍ。レーザ光スポット断面積：３．１４×１０^-8ｃｍ²。発振形態：連続発振。出力：２０μＪ／パルス。レーザ光品質：ＴＥＭ₀₀。偏光特性：直線偏光（Ｃ）。集光用レンズ倍率：５０倍。ＮＡ：０．５５。レーザ光波長に対する透過率：６０％（Ｄ）。移動速度：１００ｍｍ／ｓｅｃである。

第１のレーザ光４５ａを射出する第１レーザ光源１０１、および第２のレーザ光４５ｂを射出する第２レーザ光源２０１は、レーザ制御部１２１によって所定の条件で制御されている。

図３に示すように、レーザ加工装置１００（図２参照）は、上記各構成を制御することができるメインコンピュータ１２０を備えている。メインコンピュータ１２０には、ＣＰＵ１２７（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と、ＲＡＭ１２８（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、画像処理部１２４とを、備えている。ＣＰＵ１２７は、加工異常が発生したら、その判定をすることができる機能を有している。ＲＡＭ１２８は、切断予定ラインの座標位置を記憶しておくことができる機能を有している。

メインコンピュータ１２０は、入力部１２５と、表示部１２６と、接続されている。入力部１２５は、レーザ加工の際に用いられる各種加工条件のデータを入力することができる。表示部１２６は、レーザ加工時の各種情報を表示することができる。

レーザ制御部１２１は、Ｉ／Ｆ１３１を介して、バッファ１２９によってメインコンピュータ１２０と接続されており、第１レーザ光源１０１の出力や、パルス幅、パルス周期などを制御することができる。また、レーザ制御部１２１は、第２レーザ光源２０１の出力などを制御することができる。

レンズ制御部１２２は、Ｉ／Ｆ１３１を介して、バッファ１２９によってメインコンピュータ１２０と接続されている。レンズ制御部１２２には、移動距離を検出することが可能な位置センサ（図示省略）が内蔵されている。そして、この位置センサの出力を検出することにより、図２に示すＺ軸スライド機構１０４、１０５を駆動して集光素子としてのレンズ４６ａ、４６ｂのＺ軸方向の位置を制御することができる。

ステージ制御部１２３は、Ｉ／Ｆ１３１を介して、バッファ１２９によってメインコンピュータ１２０と接続されている。ステージ制御部１２３は、図２に示すＸ軸スライド部１１０と、Ｙ軸スライド部１０８とを、それぞれレール１１１、１０９（図２参照）に沿って移動させるサーボモータ（図示省略）を駆動することができる。

画像処理部１２４は、撮像装置１１２と接続されている。画像処理部１２４は、撮像装置１１２で取得された画像情報の撮像データに基づいて、集光素子としてのレンズ４６ａのＺ軸方向の位置を確認することや、集光素子としてのレンズ４６ａの焦点位置を調整する処理を行うことができる。さらに、画像処理部１２４は、基板Ｐにおける切断予定ラインの位置を確認することや、その位置を調整する処理を行うこともできる。

透過光量検出部１５１は、メインコンピュータ１２０と接続されており、集光素子としてのレンズ４６ｂから照射された第２レーザ光４５ｂの透過光量を検出することができる。そこで、透過光量検出部１５１は、透過光量を検出して、検出した透過光量をメインコンピュータ１２０に送信することができる。そして、材料変質部４７の有無によって異なる透過光量のデータをメインコンピュータ１２０で演算することによって、第２のレーザ光４５ｂの透過率を求めることができる。なお、透過光量検出部１５１は、レーザ光源から射出されたレーザ光をセンサの受光部に入射させ、その光エネルギを電気信号に変換して表示させるレーザパワーメータや、光パワーの検出が可能なフォトダイオードなどの検出器を内蔵している。

レーザ加工装置１００は、これら、レーザ制御部１２１と、レンズ制御部１２２と、ステージ制御部１２３と、画像処理部１２４とを、制御することができる制御部としてのメインコンピュータ１２０を備えている。

図４は、基板上にごみが付着していない場合のレーザ光の透過光量検出方法を説明するための説明図である。

図４を参照して、ごみが付着していない基板にレーザ光を照射したときのレーザ光の透過光量検出方法について説明する。

図４に示すように、基板Ｐの入射面Ｐｕ側から射出面Ｐｄ側に向けて第１のレーザ光４５ａを照射する。照射された第１のレーザ光４５ａは、集光素子としてのレンズ４６ａで集光され、基板Ｐの内部に材料変質部４７を形成することができる（図４の場合、基板内部に一層形成されている）。次に、基板Ｐの入射面Ｐｕ側から射出面Ｐｄ側に向けて第２のレーザ光４５ｂを照射する。照射された第２のレーザ光４５ｂは、集光素子としてのレンズ４６ｂで集光され、基板Ｐの内部に形成された材料変質部４７に照射される。そこで、材料変質部４７に照射された第２のレーザ光４５ｂは、射出面Ｐｄ側に射出される。そして、射出された第２のレーザ光４５ｂは、透過光量検出部１５１に照射される。ここで、透過光量検出部１５１に照射された第２のレーザ光４５ｂは、材料変質部４７において遮光されてしまうから、第２レーザ光源２０１から射出される透過光量と比べて、低い値になる。

図５は、基板上にごみが付着している場合のレーザ光の透過光量検出方法を説明するための説明図である。

図５を参照して、ごみが付着している基板にレーザ光を照射したときのレーザ光の透過光量検出方法について説明する。

図５に示すように、基板Ｐの入射面Ｐｕ側から射出面Ｐｄ側に向けて第１のレーザ光４５ａを照射する。ただし、基板Ｐの上には、第１のレーザ光４５ａの入射面Ｐｕ側にごみＫが付着している。基板Ｐの上にごみＫが付着している箇所では、第１のレーザ光４５ａは基板Ｐを透過することができない。照射された第１のレーザ光４５ａは、集光素子としてのレンズ４６ａで集光されるが、ごみＫが付着していると、基板Ｐの内部に材料変質部４７を形成することができない。材料変質部４７の存在していない所では、改質されていないので、光を遮光することがない。

次に、基板Ｐの入射面Ｐｕ側から射出面Ｐｄ側に向けて第２のレーザ光４５ｂを照射する。照射された第２のレーザ光４５ｂは、集光素子としてのレンズ４６ｂで集光され、基板Ｐの内部を透過する。そこで、照射された第２のレーザ光４５ｂは、基板Ｐにおいて材料変質部４７が形成されていない所を透過して、射出面Ｐｄ側に射出され、射出された第２のレーザ光４５ｂは、透過光量検出部１５１に照射される。基板Ｐに材料変質部４７が改質されていないから、第２のレーザ光４５ｂが遮光されてしまうことがない。そして、透過光量検出部１５１で検出される第２のレーザ光４５ｂの透過光量は、基板Ｐをそのまま透過することになるので、第２レーザ光源２０１から射出される透過光量と、ほぼ等しくなる。

そして、第２レーザ光源２０１から照射される第２のレーザ光４５ｂの透過光量と、透過光量検出部１５１で検出された第２のレーザ光４５ｂの透過光量との比を、図２に示すメインコンピュータ１２０を用いて演算することによって、材料変質部４７における第２のレーザ光４５ｂの透過率を求めることができる。

図６は、本実施形態における基板を切断・分割して分割片を形成する製造方法を示す図であり、図（ａ）は、基板に第１のレーザ光を照射して材料変質部を形成する形成過程を示す図であり、図（ｂ）は、第２のレーザ光を照射して透過光量を検出する過程を示す図であり、図（ｃ）は、分割片を示す図である。図７は、基板を切断・分割して分割片を形成する製造手順を説明するためのフローチャートである。

図６および図７を参照して、分割片の製造方法について説明する。より、具体的には、材料変質部におけるレーザ光の透過光量を検出して、検出した透過光量と、レーザ光源から射出されたレーザ光のレーザ光量とを比較・演算して、透過率を求め、基板の分割可否判定をする分割片の製造方法について説明する。

図７のステップＳ１では、図６（ａ）に示すように、内部加工を行う。この内部加工では、第１のレーザ光４５ａを集光素子としてのレンズ４６ａで集光して基板Ｐに対して照射して、基板Ｐの内部に改質層としての材料変質部４７を形成する。そして、基板Ｐの厚さ方向全域に材料変質部４７を形成する（図１参照）。射出される第１のレーザ光４５ａは、基板Ｐの入射面Ｐｕ側から射出面Ｐｄ側に向けて照射される。なお、ここで使用される第１のレーザ光４５ａは、ＹＡＧレーザを採用したナノ秒レーザである。

次に、図７のステップＳ２では、図６（ｂ）に示すように、基板Ｐに対する第２のレーザ光４５ｂの透過光量検査をする。この透過光量検査では、第２のレーザ光４５ｂを集光素子としてのレンズ４６ｂで集光して材料変質部４７に照射させる。射出される第２のレーザ光４５ｂは、第１のレーザ光４５ａと同様に、入射面Ｐｕ側から射出面Ｐｄ側に向けて照射される。なお、ここで使用される第２のレーザ光４５ｂは、半導体レーザであり、この半導体レーザは、連続発振制御される。材料変質部４７に照射された第２のレーザ光４５ｂは、透過光量検出部１５１に入射し、透過光量検出部１５１に入射した第２のレーザ光４５ｂの透過光量を検出する。なお、基板Ｐの上には、ごみＫが存在していない状態（図４参照）と、ごみＫが存在している状態（図５参照）とが、想定される。そして、透過光量検出部１５１で検出される第２のレーザ光４５ｂの透過光量は、基板Ｐの上にごみＫが存在していない状態と、ごみＫが存在している状態とで、それぞれ異なる値を示すことになる。

次に、図７のステップＳ３では、分割可否判定をする。ここでの分割可否判定は、図２に示すレーザ加工装置１００を用いて、基板Ｐの内部に材料変質部４７が正常に形成されているかどうかを判定する。この分割可否判定方法は、基板Ｐの上にごみＫが存在している状態と、存在していない状態と、から得られたそれぞれの透過光量を制御部としてのメインコンピュータ１２０を用いて演算することによって、それぞれの透過率を求める。透過率が低ければ、第２のレーザ光４５ｂが基板Ｐを透過していないことになるから、基板Ｐには材料変質部４７が所定の位置に形成されていることになる。逆に、透過率が、高ければ（この場合、１００％）第２のレーザ光４５ｂが基板Ｐを透過したことになるから、材料変質部４７が所定の位置に形成されていないことになる。なお、ここで定義する透過率とは、第２レーザ光源２０１から射出された第２のレーザ光４５ｂのレーザ強度と、透過光量検出部１５１で検出された第２のレーザ光４５ｂのレーザ強度とを、比較して得られる。そして、材料変質部４７が基板Ｐの所定の位置に形成されていないことがわかれば、メインコンピュータ１２０は、基板Ｐの分割不可（ＮＯ）の判定を行い、以前のステップＳ１の内部加工に戻る。逆に、材料変質部４７が所定の位置に形成されていることがわかれば、メインコンピュータ１２０は、基板Ｐの分割可能（ＹＥＳ）の判定を行い、次のステップＳ４の分割に進む。そして、レーザ光４５ａを遮光するごみＫ（図５（ａ）参照）などの遮光物を基板Ｐ上から取り除いたその後に、基板Ｐの内部加工を行えば、基板Ｐの内部に材料変質部４７を精度よく形成することができる。

次に、図７のステップＳ４では、図６（ｃ）に示すように、分割を行う。ここでの分割方法は、基板Ｐの上面側から基板Ｐに対して応力Ｆを加える。基板Ｐの外部から応力Ｆを加える方法としては、例えば切断予定ラインに沿って基板Ｐに曲げや、せん断応力を加えることである。また、基板Ｐに温度差を与えることによって熱応力を発生させることもできる。材料変質部４７を有する基板Ｐに対して外部から応力Ｆを加えると、分割片Ｑを形成することができる。

以上のような実施形態の基体の製造方法によれば、以下の効果が得られる。
（１）材料変質部４７に照射した第２のレーザ光４５ｂの透過光量を検出して、第２のレーザ光４５ｂの透過率を演算することによって、基体としての基板Ｐの内部に材料変質部４７が精度よく形成されているかどうかを判断することができる。例えば透過率が高ければ、第２のレーザ光４５ｂが透過しやすいので、材料変質部４７が形成されていないことがわかる。逆に、透過率が低ければ第２のレーザ光４５ｂが透過しにくいので、材料変質部４７が形成されていることがわかる。基板Ｐを分割する前に基板Ｐの内部に材料変質部４７が精度よく形成されているかどうかを判断することができる。基板Ｐの内部に材料変質部４７が形成されているかどうかを判定してから基板Ｐを分割すれば、基板Ｐの切断・分割時の分割不良を抑制することができ、歩留まりを向上させることができる。
（２）第２のレーザ光４５ｂを集光素子としてのレンズ４６ｂで集光させるから、材料変質部４７における透過光量をより正確に検出することができる。
（３）基体としての基板Ｐに対するレーザ光の照射方法において、第１のレーザ光４５ａと、第２のレーザ光４５ｂとを、相向き合いの方向から照射する方法に比べて、第１のレーザ光４５ａと、第２のレーザ光４５ｂとを、同じ方向から照射する方法にすることによって、レーザ加工装置１００の構成を複雑にすることなく簡単にすることができる。
（４）第１のレーザ光４５ａの集光位置と、第２のレーザ光４５ｂの集光位置とを、略等しくなるように配置することで、材料変質部４７における透過光量をより正確に検出することができる。
（５）第２のレーザ光４５ｂに連続発振する半導体レーザを用いれば、半導体レーザが連続発振することで、材料変質部４７を変質させるようなことがなく透過光量を検出することができるので、材料変質部４７における透過光量をより正確に検出することができる。
（６）制御部としてのメインコンピュータ１２０が、透過率を演算した結果、材料変質部４７を透過する第２のレーザ光４５ｂの透過率が１００％未満であれば、材料変質部４７が形成されていることになるので、基板Ｐを分割してもよいことになり、透過率を確認するだけで基板Ｐの分割可否判定をすることが簡単にできる。
（７）チタンサファイヤレーザ、またはＹＡＧレーザの基本波を基板Ｐに照射させると、チタンサファイヤレーザ、またはＹＡＧレーザの基本波が、基板Ｐに対して透過性を有している波長であるので、基板Ｐの所定の位置に材料変質部４７を形成することができる。
（８）基板Ｐに応力Ｆを加えるだけで基板Ｐを切断・分割することができるので、分割片Ｑを簡単に形成することができる。
（９）材料変質部４７に照射された第２のレーザ光４５ｂの透過光量を検出して、制御部としてのメインコンピュータ１２０が第２のレーザ光４５ｂの透過率を演算することによって、基板Ｐの内部に材料変質部４７が精度よく形成されているかどうかを判断することができ、基板Ｐを分割する前に基板Ｐの分割可否判定をすることが可能なレーザ加工装置１００を提供できる。
（１０）チタンサファイヤレーザ、またはＹＡＧレーザの基本波が、基板Ｐに対して透過性を有している波長であるので、基板Ｐの所定の位置に材料変質部４７を形成することが可能なレーザ加工装置１００を提供できる。
（１１）第２のレーザ光４５ｂに半導体レーザを用いれば、半導体レーザが連続発振することによって、材料変質部４７を変質させることなく透過光量を検出することができ、材料変質部４７における透過光量をより正確に検出することが可能なレーザ加工装置１００を提供できる。

次に、本発明に係る表示装置としての液晶パネルについて説明する。

図８は、本実施形態における液晶パネルの構造を示す概略図であり、同図（ａ）は、概略平面図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断した概略断面図である。

図８（ａ）および（ｂ）に示すように、液晶パネル１０は、ＴＦＴ３を有するＴＦＴ基板１と、対向電極６を有する対向基板２と、シール材４によって接着されたＴＦＴ基板１と、対向基板２との隙間に充填された液晶５とを備えている。

ＴＦＴ基板１には、厚さ約１．２ｍｍの石英基板が用いられており、その表面には画素
を構成する画素電極（図示省略）と、複数のトランジスタ素子（図示省略）で構成されて
いるＴＦＴ３とが形成されている。ＴＦＴ３を構成する個々のトランジスタ素子の３端子
のうちの一つは画素電極に接続されており、残りの二つは、画素電極を囲んで互いに絶縁
状態で格子状に配置されたデータ線（図示省略）と走査線（図示省略）とに接続されてい
る。データ線および走査線は、配線パターン１１を介して端子部１ａにおいて駆動回路部９に接続されている。駆動回路部９の入力側配線パターン１２は、端子部１ａに配列形成された実装端子１３に接続されている。

対向基板２は、対向基板本体２ａ、マイクロレンズ１５およびカバーガラス１６より構成されている。対向基板本体２ａには、厚さ約１．１ｍｍの石英基板が用いられており、ＴＦＴ基板１の画素電極に対向する部分にはマイクロレンズ面２ｂが形成されている。マイクロレンズ１５は、対向基板本体２ａのマイクロレンズ面２ｂに合性樹脂を充填することにより形成したものである。カバーガラス１６には、厚さ約５０μｍの石英基板が用いられており、マイクロレンズ１５を形成している合性樹脂により、対向基板本体２ａに接着されている。

マイクロレンズ１５は、液晶パネル１０の開口率を向上させる働きをしており、画素電
極とは一対一で対応している。カバーガラス１６は、対向基板本体２ａの全域を覆うこと
により、マイクロレンズ１５を保護している。

対向基板２には、共通電極としての対向電極６が設けられている。対向電極６は、対向
基板２の四隅に設けられた上下導通部１４を介してＴＦＴ基板１側に設けられた配線パタ
ーン（図示省略）と導通しており、当該配線パターンも端子部１ａに設けられた実装端子
１３に接続されている。液晶５に面するＴＦＴ基板１の表面および対向基板２の表面には、それぞれ配向膜７、８が形成されている。

液晶パネル１０は、外部駆動回路（図示省略）と電気的に繋がる中継基板（図示省略）
が実装端子１３に接続される。そして、外部駆動回路からの入力信号が駆動回路部９に入
力されることにより、ＴＦＴ３が画素電極ごとにスイッチングされ、画素電極と対向電極
６との間に駆動電圧が印加されて表示が行われる。

液晶パネル１０が、本実施形態の切断・分割方法で製造されているので、ＴＦＴ基板１にごみＫが付着していたとしても、外形精度の良好な分割片Ｑを製造することができる。

次に、本発明に係る電気光学装置の一例である液晶表示装置について説明する。

図９は、電気光学装置としての液晶表示装置の分解斜視図である。

図９に示すように、液晶表示装置５００は、多層回路基板３０を備えている。そして、液晶表示装置５００は、カラー表示用の液晶パネル１０と、液晶パネル１０に接続される多層回路基板３０と、多層回路基板３０に実装される液晶駆動用ＩＣ３００などで構成されている。なお必要に応じて、バックライト等の照明装置や、その他の付帯機器が、液晶パネル１０に付設される。なお、液晶表示装置５００は、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ・Ｏｎ・Ｆｉｌｍ）構造である。

液晶パネル１０は、シール材４によって接着された一対のＴＦＴ基板１および対向基板２を有し、これらのＴＦＴ基板１と、対向基板２との、間に形成される間隙（セルギャップ）に液晶５（図８参照）が封入され、封入された液晶５は、ＴＦＴ基板１と、対向基板２とに、よって挟持される。これらのＴＦＴ基板１と、対向基板２とは、一般には透光性材料、例えば石英、ガラス、合成樹脂等によって形成される。ＴＦＴ基板１および対向基板２の外側表面には偏光板５６が貼り付けられている。

また、ＴＦＴ基板１の内側表面には画素電極６６が形成され、対向基板２の内側表面には対向電極６が形成される。これらの画素電極６６、対向電極６は、例えばＩＴＯ（（Ｉｎｄｉｕｍ・Ｔｉｎ・Ｏｘｉｄｅ）：インジウムスズ酸化物）等の透光性材料によって形成される。ＴＦＴ基板１は対向基板２に対して張り出した張り出し部を有し、この張り出し部に複数の実装端子１３が形成されている。これらの実装端子１３は、ＴＦＴ基板１上に画素電極６６を形成するときに画素電極６６と同時に形成される。従って、これらの実装端子１３は、例えばＩＴＯによって形成される。これらの実装端子１３には、画素電極６６から一体に延びるもの、および導電材（図示省略）を介して対向電極６に接続されるものが含まれる。

一方、多層回路基板３０の表面には、配線パターン３９ａ、３９ｂが形成されている。すなわち、多層回路基板３０の一方の短辺から中央に向かって入力用配線パターン３９ａが形成され、他方の短辺から中央に向かって出力用配線パターン３９ｂが形成されている。これらの入力用配線パターン３９ａおよび出力用配線パターン３９ｂの中央側の端部には、電極パッド（図示省略）が形成されている。

多層回路基板３０の表面には、液晶駆動用ＩＣ３００が実装されている。具体的には、多層回路基板３０の表面に形成された複数の電極パッド（図示省略）に対して、液晶駆動用ＩＣ３００の能動面に形成された複数のバンプ電極が、ＡＣＦ（Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ・Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ・Ｆｉｌｍ：異方性導電膜）１６０を介して接続されている。このＡＣＦ１６０は、熱可塑性又は熱硬化性の接着用樹脂の中に、多数の導電性粒子を分散させることによって形成されている。このように、多層回路基板３０の表面に液晶駆動用ＩＣ３００を実装することにより、いわゆるＣＯＦ構造が実現されている。

そして、液晶駆動用ＩＣ３００を備えた多層回路基板３０が、液晶パネル１０のＴＦＴ基板１に接続されている。具体的には、多層回路基板３０の出力用配線パターン３９ｂが、ＡＣＦ１４０を介して、ＴＦＴ基板１の実装端子１３と電気的に接続されている。なお、多層回路基板３０は可撓性を有するので、自在に折り畳むことによって省スペース化を実現しうるようになっている。

上記のように構成された液晶表示装置５００では、多層回路基板３０の入力用配線パターン３９ａを介して、液晶駆動用ＩＣ３００に信号が入力される。すると、液晶駆動用ＩＣ３００から、多層回路基板３０の出力用配線パターン３９ｂを介して、液晶パネル１０に駆動信号が出力される。これにより、液晶パネル１０において画像表示が行われるようになっている。

品質が良好で、より安価な表示装置としての液晶パネル１０を備えているので、表示品質が良好で、より安価な電気光学装置としての液晶表示装置５００を提供することができる。

次に、本発明の電気光学装置としての液晶表示装置を搭載した電子機器について説明する。

図１０は、電子機器としての携帯電話の斜視図である。

図１０に示すように、本実施形態の電子機器としての携帯電話２０００は、上述した液晶表示装置５００を表示手段として搭載している。携帯電話２０００は、表示部２００１を備えている。このように本発明に係る電子機器としての携帯電話２０００は、簡単に切断・分割することが可能な電気光学装置としての液晶表示装置５００を備えることができるので、生産効率の良好な電子機器としての携帯電話２０００を提供できる。また、電子機器としては、携帯電話２０００にこだわることはなく、例えばプリンタ、腕時計、ＮＯＴＥ―ＰＣ、ＰＤＡ、電子ペーパ、と呼ばれる携帯型情報機器、携帯端末機器、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、モニタ直視型のデジタルビデオレコーダ、カーナビゲーション装置、電子手帳、ワークステーション、テレビ電話機、ＰＯＳ端末機等々の画像表示手段として好適に用いることができる。このようにすれば、電気光学装置としての液晶表示装置５００の用途は広がり、いろいろな電子機器を提供できる。

以上、好ましい実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含み、本発明の目的を達成できる範囲で、他のいずれの具体的な構造および形状に設定できる。

（変形例１）
前述の実施形態で、第２のレーザ光４５ｂの照射方向として、第１のレーザ光４５ａの左側から照射（図４および図５参照）させたがこれに限らない。例えば第１のレーザ光４５ａの右側から第２のレーザ光４５ｂを照射させる構成にしてもかまわない。このようにしても、第２のレーザ光４５ｂが、透過光量検出部１５１で受光できれば、第２のレーザ光４５ｂの透過光量を検出することができるので、実施形態と同様の効果が得られる。

（変形例２）
前述の実施形態で、基板Ｐの入射面Ｐｕに対して第２のレーザ光４５ｂを傾斜させて照射（図４および図５参照）させたがこれに限らない。例えば第１のレーザ光４５ａと同じ位置に第２のレーザ光４５ｂを配置して第２のレーザ光４５ｂを照射させる構成にしてもかまわない。このようにしても、第２のレーザ光４５ｂが、透過光量検出部１５１で受光できれば、第２のレーザ光４５ｂの透過光量を検出することができるので、実施形態と同様の効果が得られる。

レーザ光による改質層としての材料変質部の形成方法を説明するための説明図。 実施形態におけるレーザ加工装置の概略図。 レーザ加工装置の制御系のブロック図。 基板上にごみが付着していない場合のレーザ光の透過光量検出方法を説明するための説明図。 基板上にごみが付着している場合のレーザ光の透過光量検出方法を説明するための説明図。 基板を切断・分割して分割片を形成する製造方法を示す図であり、図（ａ）は、基板に第１のレーザ光を照射して材料変質部を形成する形成過程を示す図であり、図（ｂ）は、第２のレーザ光を照射して材料変質部における透過光量を検出する方法を示す図であり、図（ｃ）は、分割片を示す図。 基板を切断・分割して分割片を形成する製造手順を説明するためのフローチャート。 表示装置としての液晶パネルの構造を示す概略図であり、図（ａ）は、概略平面図であり、図（ｂ）は、図（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断した概略断面図。 電気光学装置としての液晶表示装置の分解斜視図。 電子機器としての携帯電話の斜視図。

符号の説明

１０…表示装置としての液晶パネル、４５ａ…第１のレーザ光、４５ｂ…第２のレーザ光、４６ａ…集光素子としてのレンズ、４６ｂ…集光素子としてのレンズ、４７…改質層としての材料変質部、１００…レーザ加工装置、１０１…第１レーザ光源、１０７…ステージ、１１２…撮像装置、１２０…制御部としてのメインコンピュータ、１２１…レーザ制御部、１２２…レンズ制御部、１２３…ステージ制御部、１５１…透過光量検出部、２０１…第２レーザ光源、５００…電気光学装置としての液晶表示装置、２０００…電子機器としての携帯電話、Ｆ…応力、Ｋ…ごみ、Ｐ…基体としての基板、Ｐｕ…入射面、Ｐｄ…射出面、Ｑ…分割片。

Claims (14)

1. 基体の製造方法であって、
   前記基体に第１のレーザ光を照射して、材料変質部を形成する材料変質部形成工程と、
   前記材料変質部に前記第１のレーザ光とは性質の異なる第２のレーザ光を照射して、前記第２のレーザ光の透過光量を検出する透過光量検出工程と、
   前記透過光量検出工程で検出した前記検出結果に基づいて、透過率を演算する透過率演算工程と、
   前記基体に応力を加えて、分割片を形成する工程と、
   を備えていることを特徴とする基体の製造方法。
2. 請求項１に記載の基体の製造方法において、
   前記基体が、前記第２のレーザ光に対して透過性を有する材料で構成されており、
   前記透過光量検出工程では、
   前記基体に前記第２のレーザ光を集光素子で集光して照射させて、
   前記材料変質部の透過光量を検出することを特徴とする基体の製造方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の基体の製造方法において、
   前記透過光量検出工程では、
   前記基体に対する前記第２のレーザ光の入射方向が、前記第１のレーザ光を入射する入射方向と同じであることを特徴とする基体の製造方法。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の基体の製造方法において、
   前記透過光量検出工程では、
   前記第２のレーザ光の集光位置が、前記第１のレーザ光の集光位置と略等しい位置であることを特徴とする基体の製造方法。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の基体の製造方法において、
   前記透過光量検出工程では、
   前記第２のレーザ光が、半導体レーザであり、
   前記半導体レーザを照射させて、前記材料変質部における前記第２のレーザ光の透過光量を検出することを特徴とする基体の製造方法。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の基体の製造方法において、
   前記透過率演算工程では、
   前記第２のレーザ光の透過率が、１００％未満であることを演算してから前記基体の分割可否判定をすることを特徴とする基体の製造方法。
7. 請求項１に記載の基体の製造方法において、
   前記材料変質部形成工程では、
   前記第１のレーザ光が、チタンサファイヤレーザ、またはＹＡＧレーザのうちのいずれかであり、
   前記チタンサファイヤレーザ、または前記ＹＡＧレーザの基本波を照射させて、
   前記材料変質部を形成することを特徴とする基体の製造方法。
8. 請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の基体の製造方法において、
   前記分割片を形成する工程では、
   前記基体に曲げ応力または引っ張り応力のうち、いずれか一方の応力を加えて、前記分割片を形成することを特徴とする基体の製造方法。
9. 基体にレーザ光を照射させて、前記基体を切断するレーザ加工装置であって、
   前記基体にレーザ光を集光する集光素子と、
   前記基体を載置可能なステージと、
   前記ステージを制御するステージ制御部と、
   前記レーザ光は、第１のレーザ光と、前記第１のレーザ光とは性質の異なる第２のレーザ光と、を含み、
   前記第１のレーザ光を照射する第１レーザ光源と、
   前記第２のレーザ光を照射する第２レーザ光源と、
   前記第１レーザ光源および前記第２レーザ光源を制御するレーザ制御部と、
   前記第２のレーザ光を前記材料変質部に照射して、前記材料変質部の透過光量を検出する透過光量検出部と、
   前記ステージ制御部と、前記レーザ制御部と、前記透過光量検出部と、を制御する制御部とを、備え、
   前記制御部は、前記透過光量検出部の検出結果に基づいて、前記材料変質部の透過率を演算してから、前記基体の分割可否判定をすることを特徴とするレーザ加工装置。
10. 請求項９に記載のレーザ加工装置において、
    前記第１のレーザ光が、チタンサファイヤレーザ、ＹＡＧレーザのいずれかであり、
    前記チタンサファイヤレーザ、または前記ＹＡＧレーザの基本波を照射する前記第１レーザ光源を備えていることを特徴とするレーザ加工装置。
11. 請求項９に記載のレーザ加工装置において、
    前記第２のレーザ光が、半導体レーザであり、
    前記半導体レーザを照射する前記第２レーザ光源を備えていることを特徴とするレーザ加工装置。
12. 請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の基体の製造方法を用いて形成されていることを特徴とする表示装置。
13. 請求項１２に記載の表示装置を備えていることを特徴とする電気光学装置。
14. 請求項１３に記載の電気光学装置を備えていることを特徴とする電子機器。
    

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