(57)【要約】【課題】光学素子を有する基板を所定の位置で分割できる基板の分割方法、当該基板を備えた電気光学装置の製造方法を提供すること。【解決手段】本発明の基板の分割方法は、基板としてのマザー基板Ｗ２の切断予定ライン上に位置するマイクロレンズ３の位置を計測する計測工程と、計測結果に基づいてレーザ光１１３のマイクロレンズ３に対する照射間隔を求める演算工程と、演算結果に基づいてマザー基板Ｗ２にレーザ光１１３を照射する照射工程と、レーザ光１１３が照射されたマザー基板Ｗ２を分割する分割工程とを備えた。照射工程では、マイクロレンズ３の内部に集光点を結ぶように所定の間隔Ｌｍでレーザ光１１３を照射し、集光点において多光子吸収を発生させ、改質領域２１を形成する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を透過可能であると共に、切断予定ラインに沿った位置に少なくとも１つの光学素子を有する基板の分割方法であって、
前記基板における前記光学素子の位置情報を基に前記切断予定ラインに沿った方向における前記レーザ光の照射間隔を求める演算工程と、
前記レーザ光を前記切断予定ラインに沿って相対的に移動させる走査を前記基板の内部において前記レーザ光の集光点の位置を変えて複数回行うと共に、前記集光点において多光子吸収が発生するように照射する照射工程と、
前記レーザ光が照射された前記基板を分割する分割工程と、を備え、
前記照射工程では、前記光学素子の内部に前記集光点を位置させて前記照射間隔を置いて前記レーザ光を照射する少なくとも１回の前記走査を行うことを特徴とする基板の分割方法。
【請求項２】
前記基板に参照光を照射して、前記光学素子の位置を計測する計測工程をさらに備え、
前記演算工程では、前記計測工程で得られた前記光学素子の位置情報を基に前記照射間隔を求めることを特徴とする請求項１に記載の基板の分割方法。
【請求項３】
前記演算工程では、前記光学素子の位置情報を基に前記切断予定ラインに沿った方向における前記光学素子の光学軸の位置を求め、
前記照射工程では、前記光学素子の内部において前記光学軸上に前記集光点を位置させて前記レーザ光を照射する前記走査を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の基板の分割方法。
【請求項４】
前記光学素子が前記切断予定ラインに沿って周期的に設けられており、
前記照射工程において、前記光学素子に対して前記レーザ光を照射する前記照射間隔が、前記光学素子の周期と同じ、または前記周期の整数倍であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の基板の分割方法。
【請求項５】
前記照射工程において、前記レーザ光と前記基板との相対移動速度を一定とし、前記レーザ光を遮るシャッターの開閉を制御して、前記照射間隔を設定することを特徴とする請求項４に記載の基板の分割方法。
【請求項６】
前記レーザ光としてパルスレーザ光を用い、
前記照射工程において、前記パルスレーザ光と前記基板との相対移動速度を一定とし、前記照射間隔が前記光学素子の周期と同じになるように前記パルスレーザ光の繰り返し率を設定することを特徴とする請求項４に記載の基板の分割方法。
【請求項７】
前記光学素子がマイクロレンズまたはプリズムであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の基板の分割方法。
【請求項８】
レーザ光を透過可能であると共に、外形位置に少なくとも１つの光学素子を有する基板を備えた電気光学装置の製造方法であって、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の基板の分割方法を用い、マザー基板の切断予定ラインに沿って前記レーザ光を照射して、前記マザー基板から前記基板を分割することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を透過する基板の分割方法、当該基板を備えた電気光学装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光を透過する基板の分割方法として、加工対象物の表面に溶融や切断予定ラインから外れた割れが生じることなく、加工対象物を切断することができるレーザ加工方法が知られている（特許文献１）。
【０００３】
上記レーザ加工方法では、加工対象物の内部に焦点を合わせてレーザ光を照射し、加工対象物の切断予定ラインに沿ってその内部に多光子吸収による改質領域を形成する。この改質領域を起点として切断予定ラインに沿って加工対象物を割る。
【０００４】
レーザ光を透過する基板を備えた電気光学装置としては、光源と、光源から入射した光を集光するマイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）とを備えた表示装置（液晶プロジェクタ）が知られている（特許文献２）。また、マイクロレンズを備えたデバイスとしての有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）の製造方法が知られている（特許文献３）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１９２３７０号公報
【特許文献２】特開２０００−７５１０６号公報
【特許文献３】特開２００６−２３６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献２あるいは特許文献３に記載のマイクロレンズを備えた基板の分割方法として、上記レーザ加工方法を適用することが考えられる。しかしながら、マイクロレンズが形成された基板にレーザ光を照射すると、マイクロレンズによってレーザ光が屈折して集光点の位置が基板内部において定まらず、切断予定ラインに沿って加工対象物としての基板を割ることができないという課題があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を改善するためになされたものであり、光学素子を有する基板を所定の位置で分割できる基板の分割方法、当該基板を備えた電気光学装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の基板の分割方法は、レーザ光を透過可能であると共に、切断予定ラインに沿った位置に少なくとも１つの光学素子を有する基板の分割方法であって、基板における光学素子の位置情報を基に切断予定ラインに沿った方向におけるレーザ光の照射間隔を求める演算工程と、レーザ光を切断予定ラインに沿って相対的に移動させる走査を基板の内部において集光点の位置を変えて複数回行うと共に、集光点において多光子吸収が発生するように照射する照射工程と、レーザ光が照射された基板を分割する分割工程と、を備え、照射工程では、光学素子の内部に集光点を位置させて上記照射間隔を置いてレーザ光を照射する少なくとも１回の上記走査を行うことを特徴とする。
【０００９】
光学素子に対してレーザ光を照射する場合、照射位置によって入射時のレーザ光の光軸上に集光点が必ず位置するとは限らない。この方法によれば、演算工程で基板における光学素子の位置情報を基に切断予定ラインに沿った方向におけるレーザ光の照射間隔を求める。そして、照射工程では、光学素子の内部に集光点を位置させて、演算工程で求められた照射間隔を置いてレーザ光を照射する少なくとも１回の走査を行う。したがって、光学素子に対するレーザ光の照射位置が一定となり、集光点における多光子吸収を光学素子の内部において切断予定ラインに沿った一定の位置で発生させることができる。ゆえに、多光子吸収によってできる改質層を起点として基板を切断予定ラインに沿って精度よく分割することができる。
【００１０】
上記基板に参照光を照射して、光学素子の位置を計測する計測工程をさらに備え、演算工程では、計測工程で得られた光学素子の位置情報を基に照射間隔を求めるとしてもよい。これによれば、計測工程で基板における光学素子の位置を実測し、実測に基づいてレーザ光の照射間隔が求められる。したがって、切断予定ライン上に光学素子がどのように配置されていても正確にレーザ光の照射間隔を求めることができる。ゆえに、高い精度で基板を分割することができる。
【００１１】
また、上記演算工程では、光学素子の位置情報を基に切断予定ラインに沿った方向における光学素子の光学軸の位置を求め、照射工程では、光学素子の内部において光学軸上に集光点を位置させてレーザ光を照射する走査を行うことが好ましい。これによれば、光学素子の光学軸とレーザ光の光軸とが合致することになる。したがって、光学素子の光学軸とレーザ光の光軸とがずれる場合に比べて、光学素子に対するレーザ光の入射角度が一定し、レーザ光の光軸上に多光子吸収による改質層を安定して形成することができる。ゆえに、より高い精度で基板を分割することができる。
【００１２】
また、上記光学素子が切断予定ラインに沿って周期的に設けられており、照射工程において、光学素子に対してレーザ光を照射する照射間隔が、光学素子の周期と同じ、または周期の整数倍であることを特徴とする。これによれば、光学素子の周期に同期あるいは整数倍の照射間隔でレーザ光が照射される。したがって、基板を分割可能な程度に、多光子吸収による改質層を光学素子の内部において切断予定ラインに沿った位置に形成することができる。
【００１３】
また、上記照射工程において、レーザ光と基板との相対移動速度を一定とし、レーザ光を遮るシャッターの開閉を制御して、上記照射間隔を設定するとしてもよい。これによれば、レーザ光の種類に寄らず、光学素子の配置に対応してシャッターの開閉を制御することにより、適正な照射間隔を設定することができる。
【００１４】
上記レーザ光としてパルスレーザ光を用い、照射工程において、パルスレーザ光と基板との相対移動速度を一定とし、照射間隔が光学素子の周期と同じになるようにパルスレーザ光の繰り返し率を設定するとしてもよい。これによれば、光学素子の周期が微細となっても、レーザ光の照射間隔を精度よく対応させることができる。
【００１５】
これらの発明は、光学素子としてマイクロレンズまたはプリズムを備えた基板の分割方法に適用可能である。
【００１６】
本発明の電気光学装置の製造方法は、レーザ光を透過可能であると共に、外形位置に少なくとも１つの光学素子を有する基板を備えた電気光学装置の製造方法であって、上記発明の基板の分割方法を用い、マザー基板の切断予定ラインに沿ってレーザ光を照射して、マザー基板から上記基板を分割することを特徴とする。
【００１７】
この方法によれば、マザー基板から光学素子を有する基板を寸法精度よく分割し、且つ分割に伴う外形不良を低減して歩留まりよく電気光学装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本実施形態は、電子機器としての投射型表示装置に備えられた電気光学装置としての液晶表示装置の製造方法を例に説明する。
【００１９】
まず、投射型表示装置について簡単に説明する。図１は、投射型表示装置の構成を示す概略図である。
【００２０】
図１に示すように、投射型表示装置２００は、光源２１０と、２つのダイクロイックミラー２１３，２１４と、３つの反射ミラー２１５，２１６，２１７と、入射レンズ２１８と、リレーレンズ２１９と、出射レンズ２２０と、３つの液晶光変調装置２２２，２２３，２２４と、クロスダイクロイックプリズム２２５と、投射レンズ２２６とを備えている。光源２１０はメタルハライド等のランプ２１１と、ランプ２１１の光を反射するリフレクタ２１２とを有する。ダイクロイックミラー２１３は、光源２１０からの光束のうちの赤色光を透過させ、青色光と緑色光を反射する。透過した赤色光は反射ミラー２１７で反射されて、赤色光用の液晶光変調装置２２２に入射する。一方、ダイクロイックミラー２１３で反射された光のうち緑色光はダイクロイックミラー２１４によって反射され、緑色光用の液晶光変調装置２２３に入射する。ダイクロイックミラー２１３で反射された光のうち青色光はダイクロイックミラー２１４も透過する。青色光に対しては、長い光路による光損失を防ぐため、入射レンズ２１８、リレーレンズ２１９、出射レンズ２２０を含むリレーレンズ系からなる導光機構２２１が設けられ、これを介して青色光が青色光用の液晶光変調装置２２４に入射する。各液晶光変調装置２２２，２２３，２２４により変調された３つの色光はクロスダイクロイックプリズム２２５に入射する。このクロスダイクロイックプリズム２２５は、４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成される。そして、合成された光からなるカラー画像が投射光学系である投射レンズ２２６によってスクリーン２２７上に投射され拡大して表示される。
【００２１】
各液晶光変調装置２２２，２２３，２２４はライトバルブと呼ばれ、後述する液晶表示装置と、液晶表示装置の光の入射側と出射側とにそれぞれ配設された偏光素子としての偏光板（図示省略）とを備えたものである。
【００２２】
次に、液晶表示装置について説明する。図２は、液晶表示装置の構造を示す概略断面図である。
【００２３】
図２に示すように、液晶表示装置２０は、一対の基板としての対向基板１および素子基板７と、対向基板１と素子基板７とによって挟持された液晶９とを備えている。
【００２４】
対向基板１は、透明な石英ガラスを用いたガラス基板２と、ガラス基板２上に複数形成された光学素子としての半球状のマイクロレンズ３と、複数のマイクロレンズ３を覆って積層された透明樹脂層４とを備えている。透明樹脂層４の表面には、対向電極５および配向膜６が液晶９に面する所定の範囲に形成されている。なお、ガラス基板２は光を透過する材料であれば石英ガラスに限らず、透明な樹脂基板でもよい。
【００２５】
複数のマイクロレンズ３は、ガラス基板２の表面に所定の間隔で配置されている。また、配置されたマイクロレンズ３の間を埋めるように遮光膜１３が形成されている。遮光膜１３は、例えば、Ｃｒなどの金属薄膜や、遮光性の顔料などを含む樹脂膜でもよい。マイクロレンズ３の群をＭＬＡ（マイクロレンズアレイ）と呼ぶ。
【００２６】
このようなＭＬＡの形成方法は、例えば、特開２０００−７５１０６号公報に開示されているように、開口部を有する遮光膜１３上にフォトポリマーを含む感光性樹脂をコーティングしてフォトリソグラフィにより画素部１０を形成する。その後に、加熱工程を経ることにより、画素部１０を溶融（軟化）して表面が凸状となったマイクロレンズ３とする。あるいは、遮光膜１３の開口部に向けてフォトポリマーを含む紫外線硬化型樹脂を液滴として吐出する。そして、表面張力により盛り上がった状態で紫外線を照射して硬化させマイクロレンズ３とする方法が挙げられる。
【００２７】
この場合、マイクロレンズ３は、マトリクス状に配置され画素部１０を構成している。その大きさは、直径がおよそ１００μｍ、高さがおよそ５０μｍである。
【００２８】
ＭＬＡを覆う透明樹脂層４は、例えば、紫外線硬化型のアクリル系樹脂を用いることができる。透明樹脂層４を形成する方法としては、スピンコート、ロールコートなどが挙げられる。厚みはおよそ５０〜１００μｍである。
【００２９】
対向電極５は、例えば、スパッタ等の方法で成膜されたＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）からなる透明電極を用いることができる。
【００３０】
素子基板７は、対向基板１と同様に石英ガラス基板を用い、その表面に対向基板１の画素部１０に対向して設けられた画素電極１１と、画素電極１１ごとに設けられた薄膜トランジスタ１２とを有している。また、これらの画素電極１１および薄膜トランジスタ１２を覆うように配向膜８が設けられている。素子基板７も光を透過する材料であれば石英ガラスに限らず、透明な樹脂基板でもよい。
【００３１】
図１の光源２１０から射出した光は、前述の光学系を介してガラス基板２側から入射し、マイクロレンズ３により集光され、対向する画素電極１１を透過する。これにより入射光を効率よく利用して明るい画面を表示することができる液晶表示装置２０を実現している。
【００３２】
＜液晶表示装置の製造方法＞
次に本実施形態の電気光学装置としての液晶表示装置の製造方法について説明する。図３（ａ）および（ｂ）は、マザー基板を示す概略図である。同図（ａ）は概略平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線で切った概略断面図である。
【００３３】
図３（ａ）および（ｂ）に示すように、液晶表示装置２０の製造方法は、まず１つの液晶表示装置２０に対応する素子基板７の各構成がマトリクス状に複数形成されたマザー基板Ｗ１に、各液晶表示装置２０に対応した所定の位置でシール材を塗布する。塗布方法としては印刷法、転写法、ディスペンス法などが挙げられる。シール材で囲われた内側に液晶９を充填して減圧下で、各液晶表示装置２０に対応した位置に対向基板１を接着する。そして、Ｘ軸およびＹ軸方向の切断シロＳｘ，Ｓｙをダイシングやスクライブ等の方法で切断して複数の液晶表示装置２０を取り出している。
【００３４】
図４は、対向基板側のマザー基板を示す概略平面図である。図４に示すように、マザー基板Ｗ２には、対向基板１の各構成がマトリクス状に複数形成されている。マザー基板Ｗ２の切断予定ラインＤｘ，Ｄｙに沿ってレーザ光を照射することにより、個々の対向基板１を分割した。マイクロレンズ３は、マザー基板Ｗ２の表面のほぼ全面に渡って形成されている。したがって、切断予定ラインＤｘ，Ｄｙ上には、マイクロレンズ３が周期的に存在する。
【００３５】
＜基板の分割方法＞
次に本実施形態の基板としてのマザー基板Ｗ２の分割方法について図５〜図１１に基づいて説明する。まず、本実施形態で用いたレーザ照射装置とそのレーザ加工の原理について説明する。
【００３６】
図５は、レーザ照射装置の構成を示す概略図である。図５に示すように、レーザ照射装置１００は、レーザ光を出射するレーザ光源１０１と、出射されたレーザ光を反射するダイクロイックミラー１０２と、反射したレーザ光を集光する集光手段としての集光レンズ１０３とを備えている。また、加工対象物としての基板Ｗを載置するステージ１０５と、集光レンズ１０３に対してステージ１０５をレーザ光の光軸１０１ａとほぼ直交する平面内で相対的に移動可能な移動手段としてのＸ軸スライド部１０８およびＹ軸スライド部１０６とを備えている。また、ステージ１０５に載置された基板Ｗに対して集光レンズ１０３を相対的に移動させてレーザ光の集光点の位置を基板Ｗの厚み方向で可変可能な移動手段としてのＺ軸スライド機構１０４を備えている。さらには、ダイクロイックミラー１０２を挟んで集光レンズ１０３と反対側に位置する撮像機構１１０を備えている。レーザ光源１０１とダイクロイックミラー１０２との間には、レーザ光を遮蔽するシャッター１１１が設けられている。シャッター１１１は、レーザ制御部１２１によってその開閉が制御されている。
【００３７】
レーザ照射装置１００は、上記各構成を制御する制御部としての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、ＣＰＵや各種メモリーの他に撮像機構１１０が撮像した画像情報を処理する画像処理部１２４を有している。撮像機構１１０は、同軸落射型光源とＣＣＤ（固体撮像素子）が組み込まれたものである。同軸落射型光源から出射した参照光としての可視光は、集光レンズ１０３を透過して焦点を結ぶ。同軸落射型光源としては、レーザ光源１０１から射出されるレーザ光とほぼ同じ波長を有する例えば半導体レーザを用いることができる。これにより、実際のレーザ照射に近い条件で、照射位置を設定することが可能となる。
【００３８】
また、メインコンピュータ１２０には、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入力部１２５とレーザ加工時の各種情報を表示する表示部１２６が接続されている。そして、レーザ光源１０１の出力やレーザ光のパルス幅、パルス周期を制御するレーザ制御部１２１と、Ｚ軸スライド機構１０４を駆動して集光レンズ１０３のＺ軸方向の位置を制御するレンズ制御部１２２とが接続されている。さらに、Ｘ軸スライド部１０８とＹ軸スライド部１０６をそれぞれレール１０７，１０９に沿って移動させるサーボモータ（図示省略）を駆動するステージ制御部１２３が接続されている。
【００３９】
集光レンズ１０３をＺ軸方向に移動させるＺ軸スライド機構１０４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、レンズ制御部１２２は、この位置センサの出力を検出して集光レンズ１０３のＺ軸方向の位置を制御可能となっている。したがって、撮像機構１１０の同軸落射型光源から出射した可視光の焦点が基板Ｗの表面と合うように集光レンズ１０３をＺ軸方向に移動させれば、基板Ｗの厚みを計測することが可能である。言い換えれば、可視光の焦点をＺ軸方向に移動させた場合の移動距離を検出することができる。
【００４０】
レーザ光源１０１は、例えばチタンサファイアを固体光源とするレーザ光をフェムト秒のパルス幅で出射するいわゆるフェムト秒レーザである。この場合、レーザ光は、波長分散特性を有しており、中心波長が８００ｎｍであり、その半値幅はおよそ１０ｎｍである。またパルス幅はおよそ３００ｆｓ（フェムト秒）、出力はおよそ７００ｍＷであり、繰り返し率としてのパルス周期は１〜１０ｋＨｚまで可変することができる。
【００４１】
集光レンズ１０３は、この場合、倍率が１００倍、開口数（ＮＡ）が０．８、ＷＤ（Working  Distance）が３ｍｍの対物レンズである。集光レンズ１０３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。
【００４２】
なお、本実施形態では、ステージ１０５は、Ｙ軸スライド部１０６に支持されているが、Ｘ軸スライド部１０８とＹ軸スライド部１０６との位置関係を逆転させてＸ軸スライド部１０８に支持される形態としてもよい。また、ステージ１０５をθテーブルを介してＹ軸スライド部１０６に支持することが好ましい。これによれば、基板Ｗを光軸１０１ａに対してより垂直な状態とすることが可能である。
【００４３】
図６（ａ）および（ｂ）は、レーザ光の集光領域の位置を加工対象物の厚み方向で可変した状態を示す概略断面図である。同図（ａ）はレーザ光の集光領域の端部がレーザ光の入射面Ｗａと反対側の表面Ｗｂに掛かるように位置決めされた状態を示す概略断面図、同図（ｂ）はレーザ光の集光領域が入射面Ｗａに徐々に近づいた状態を示す概略断面図である。
【００４４】
図６（ａ）に示すように、集光レンズ１０３により集光されたレーザ光１１３は、波長分散特性を有しているため、屈折率がおよそ１．４６の基板Ｗ（石英ガラスの部分を指す）に入射すると、短波長側のレーザ光１１４から長波長側のレーザ光１１５までその集光点が光軸１０１ａ上でずれた集光領域１１６に集光される。集光領域１１６は、いわゆる軸上色収差を有している。この場合、集光領域１１６の長波長側のレーザ光１１５の集光点が表面Ｗｂに近接しているので、短波長側のレーザ光１１４と長波長側のレーザ光１１５との光路差が最も大きくなっている。すなわち、基板Ｗの厚み方向における集光領域１１６の幅が最大となっている。
【００４５】
図６（ｂ）に示すように、集光領域１１６の位置を入射面Ｗａ側に近づくように、Ｚ軸スライド機構１０４を駆動して集光レンズ１０３をＺ軸方向に移動させてゆくと、短波長側のレーザ光１１４と長波長側のレーザ光１１５との光路差が次第に小さくなってゆく。したがって、基板Ｗの厚み方向における幅が徐々に小さくなった集光領域１１７から集光領域１１８へと変化する。当然ながら、集光領域が入射面Ｗａの近傍から表面Ｗｂに近づくようにＺ軸スライド機構１０４を駆動して集光レンズ１０３をＺ軸方向に移動させてゆくと、集光領域１１８から集光領域１１６へと基板Ｗの厚み方向における幅が徐々に大きくなる。
【００４６】
なお、レーザ光源１０１として波長分散特性が小さい、すなわち半値幅が非常に狭く、且つ集光レンズ１０３の色収差が小さいあるいは補正されたものを用いれば、基板Ｗの厚み方向における集光点の位置によって集光領域の幅が変化する変化量を抑えることは可能である。
【００４７】
ここで多光子吸収による改質領域の形成について説明する。加工対象物が透明な材料であっても、材料の吸収のバンドギャップＥｇよりも光子のエネルギーｈνが非常に大きいと吸収が生じる。これを多光子吸収と言い、レーザ光のパルス幅を極めて短くして、多光子吸収を加工対象物の内部に起こさせると、多光子吸収のエネルギーが熱エネルギーに転化せずに、イオン価数変化、結晶化または分極配向等の永続的な構造変化が誘起されて屈折率変化領域が形成される。本実施形態では、この屈折率変化領域を改質領域と呼ぶ。
【００４８】
本実施形態の加工対象物であるマザー基板Ｗ２は、その表面のほぼ全面に渡って複数のマイクロレンズ３が形成されている。マザー基板Ｗ２の内部に集光点を位置させてレーザ光１１３を切断予定ラインＤｘ，Ｄｙ（図４参照）に沿って走査すると、マイクロレンズ３の半球面に入射したレーザ光１１３は、入射位置によって必ずしも光軸１０１ａ上にその集光点が位置しない。したがって、上記改質領域をマイクロレンズ３の内部において一定の位置に形成することは困難である。それゆえ、本実施形態の基板の分割方法を用いた。
【００４９】
図７は、基板の分割方法を示すフローチャートである。図７に示すように、本実施形態のマザー基板Ｗ２の分割方法は、マザー基板Ｗ２の切断予定ラインＤｘ，Ｄｙ上に位置するマイクロレンズ３の位置を計測する計測工程（ステップＳ１）と、計測結果に基づいてレーザ光１１３のマイクロレンズ３に対する照射間隔を求める演算工程（ステップＳ２）と、演算結果に基づいてマザー基板Ｗ２にレーザ光１１３を照射する照射工程（ステップＳ３）と、レーザ光１１３が照射されたマザー基板Ｗ２を分割する分割工程（ステップＳ４）とを備えている。以下、各工程について図８〜図１１を参照して説明する。図８（ａ）〜（ｄ）は基板の分割方法を示す概略断面図、図９（ａ）〜（ｃ）は光学素子としてのマイクロレンズに対するレーザ光の照射方法を示す概略図、図１０は改質領域の形成状態の一例を示す概略断面図、図１１（ａ）および（ｂ）は分割工程を示す概略断面図である。
【００５０】
図７のステップＳ１は計測工程である。ステップＳ１では、図８（ａ）に示すように、ガラス基板２側を下方にしてマザー基板Ｗ２をステージ１０５に載置する。ステージ制御部１２３は、光軸１０１ａとマザー基板Ｗ２の切断予定ラインＤｘとが合致するようにサーボモータを駆動してステージ１０５を移動させる。レンズ制御部１２２は、Ｚ軸スライド機構１０４を駆動することにより撮像機構１１０から射出した可視光１１０ａの焦点が遮光膜１３の表面に位置するように集光レンズ１０３を位置決めする。そして、ステージ１０５を切断予定ラインＤｘに沿った矢印方向に移動させる走査を行う。メインコンピュータ１２０は、画像処理部１２４を介して撮像機構１１０から画像情報を入手する。この画像情報から切断予定ラインＤｘに沿った遮光膜１３の形成位置情報を入手可能であり、ひいては切断予定ラインＤｘに沿ったマイクロレンズ３の位置情報（具体的には寸法ｍ）を入手することができる。この場合、寸法ｍはおよそ１２０μｍである。
【００５１】
上記走査において、可視光１１０ａの焦点がマイクロレンズ３の半球面に結ぶように集光レンズ１０３の位置を移動させて、撮像機構１１０からマイクロレンズ３の位置情報を入手してもよい。このようにすればマイクロレンズ３のＺ軸方向における位置情報も入手できる。
【００５２】
このようなマイクロレンズ３の位置情報の入手は、当然ながら切断予定ラインＤｙに沿った方向においても実施される。なお、本実施形態では、マザー基板Ｗ２に複数の対向基板１がマトリクス状に形成されているため、切断予定ラインＤｘ，Ｄｙに沿ってそれぞれ１回ずつ可視光１１０ａを走査すれば、すべての切断予定ラインＤｘ，Ｄｙ上に位置するマイクロレンズ３の位置情報を入手可能である。そして、ステップＳ２へ進む。
【００５３】
図７のステップＳ２は演算工程である。ステップＳ２では、計測工程で得られたマイクロレンズ３の位置情報に基づいて、マイクロレンズ３に対してレーザ光１１３を照射する照射間隔を演算する。より具体的には、この場合、図９（ａ）に示すように、切断予定ラインＤｘ，Ｄｙがマイクロレンズ３の光学軸３ａと直交するように設定されている。よって、光学軸３ａの間隔Ｌｍを求める。マイクロレンズ３は周期的に配置されているので、間隔Ｌｍはおよそ１２０μｍである。
【００５４】
図９（ｂ）はＺ軸方向からマイクロレンズを見た概略平面図、図９（ｃ）は切断予定ラインに沿った方向から見たマイクロレンズの概略断面図である。図９（ｂ）に示すように、切断予定ラインＤｘ，Ｄｙを光学軸３ａと直交するように設定することが液晶表示装置２０の設計上できない場合もある。言い換えれば、Ｘ軸方向またはＹ軸方向において複数のマイクロレンズ３の中心線と切断予定ラインＤｘ，Ｄｙとが合致しない場合である。その場合には、図９（ｃ）に示すように、マイクロレンズ３の半球面に入射したレーザ光１１３が光軸１０１ａからずれて集光するので、そのずれ量Δｄを考慮してマイクロレンズ３の光学軸３ａに沿った照射位置、言い換えればレーザ光１１３の光軸１０１ａの位置を求める。このようにすればマイクロレンズ３の内部においてレーザ光１１３の集光点を切断予定ラインＤｘ，Ｄｙ上に位置させることが可能である。そして、ステップＳ３へ進む。
【００５５】
図７のステップＳ３は、レーザ光１１３を照射する照射工程である。ステップＳ３では、まず、図８（ｂ）に示すように、切断予定ラインＤｘ上に位置するマイクロレンズ３の内部にレーザ光１１３の集光点が位置するように集光レンズ１０３とマザー基板Ｗ２とをＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向において位置決めする。その後、集光レンズ１０３に対してマザー基板Ｗ２をＸ軸方向に移動させながら、間隔Ｌｍを置いてレーザ光１１３を照射する。前述したようにレーザ光１１３は、フェムト秒レーザすなわちパルスレーザである。よって、照射間隔として間隔Ｌｍでレーザ光１１３をマイクロレンズ３に照射するには、レーザ光１１３のパルス間隔と、ステージ１０５の集光レンズ１０３に対する相対移動速度と、シャッター１１１の開閉タイミングとを考慮しなければならない。レーザ加工の生産性を確保するために相対移動速度を速くすると、照射間隔を決めるシャッター１１１の開閉が追いつかないことが考えられる。そこで、本実施形態では、シャッター１１１を開放したままでパルス周期を調整した。具体的には、相対移動速度を一定の１２０ｍｍ／秒とし、パルス間隔を１ｋＨｚとした。これにより、１２０μｍの間隔Ｌｍでレーザ光１１３をマイクロレンズ３に照射することが可能となる。仮に、間隔Ｌｍが２０μｍならば、パルス周期は相対移動速度を間隔Ｌｍで除することにより求められるので、６ｋＨｚとなる。すなわち、マイクロレンズ３が微細に形成されていても、相対移動速度に対してパルス周期を調整することにより所望の照射間隔を置いてレーザ光１１３を照射することが可能である。
【００５６】
マイクロレンズ３の内部ではレーザ光１１３の集光領域において多光子吸収が発生する。多光子吸収により形成される改質領域の大きさは、レーザ光１１３の照射エネルギーを一定とした場合、マイクロレンズ３の材質、屈折率、軸上色収差などの条件により異なる。この場合、石英ガラスにレーザ光１１３を集光させた場合に比べて改質領域が小さくなる。そこで、マイクロレンズ３の内部で集光点の位置を光学軸３ａに沿って移動させ、再び切断予定ラインＤｘに沿って上記照射間隔を置いてレーザ光１１３を照射する走査を行う。これにより、図８（ｃ）に示すように、マイクロレンズ３の光学軸３ａに沿ってその内部に改質領域２１を形成する。
【００５７】
次に、透明樹脂層４の内部に集光点が位置するように集光レンズ１０３をＺ軸方向において位置決めし、切断予定ラインＤｘに沿ってレーザ光１１３を連続的に照射する走査を行う。この場合、Ｚ軸方向において集光点の位置をずらしてレーザ光１１３を照射する走査を２回行ったので、図８（ｄ）に示すように透明樹脂層４には２つの改質領域２２，２３が形成される。このような走査は、他の切断予定ラインＤｘはもちろんのこと切断予定ラインＤｙに対しても実施する。
【００５８】
次に、図８（ｄ）に示すように、マザー基板Ｗ２を表裏反転させてステージ１０５に載置する。そして、ガラス基板２の表面２ａからレーザ光１１３を入射させ、ガラス基板２の内部に集光点を位置させて切断予定ラインＤｘ，Ｄｙに沿って連続的にレーザ光１１３を照射する走査を行う。この場合も、ガラス基板２の厚みに応じて集光点の位置をＺ軸方向にずらしてレーザ光１１３を照射する走査を繰り返して行った。そして、ステップＳ４へ進む。
【００５９】
図７のステップＳ４は、分割工程である。図１０に示すように、前段の照射工程において、切断予定ラインＤｘ，Ｄｙに沿った対向基板１の内部では、各マイクロレンズ３の部分にＺ軸方向に改質領域２１が形成され、透明樹脂層４やガラス基板２の部分にはＺ軸方向と切断予定ラインＤｘ，Ｄｙの方向とに連続した改質領域２２，２３，２４，２５が形成される。図１１（ａ）に示すように、これらの改質領域２１〜２５を切断予定ラインＤｘ，Ｄｙに沿った方向（Ｘ軸またはＹ軸方向）から見ると、マザー基板Ｗ２の厚み方向（Ｚ軸方向）に連続した改質層Ｒｃが形成されている。ステップＳ４では、この改質層Ｒｃを分断するようにマザー基板Ｗ２に矢印方向の力を加える。そうすると、図１１（ｂ）に示すように、改質層Ｒｃを起点としてマザー基板Ｗ２を容易に分割することができる。このようにして各切断予定ラインＤｘ，Ｄｙに沿ってマザー基板Ｗ２を分割し、個々の対向基板１を取り出す。
【００６０】
このようなマザー基板Ｗ２の分割方法によれば、マイクロレンズ３が周期的に形成されていても、マイクロレンズ３に対して上記照射間隔を置いてレーザ光１１３を照射するので、その内部において集光点の位置が安定し、所定の切断予定ラインＤｘ，Ｄｙに沿って改質層Ｒｃが形成され精度よく分割することが可能である。
【００６１】
なお、マイクロレンズ３にレーザ光１１３を入射させる方向は、透明樹脂層４の表面４ａ（図８（ｃ）参照）からでも、ガラス基板２の表面２ａ（図８（ｄ）参照）からでもよい。好ましくは、屈折率がマイクロレンズ３に比べて低い材質の表面から入射させる。その方が、レーザ光１１３がマイクロレンズ３の内部で集光し易い。
【００６２】
また、本実施形態では、図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、切断予定ラインＤｘ，Ｄｙ上に対向電極５と配向膜６が掛からないように、それぞれを必要な領域においてマザー基板Ｗ２に形成している。この方がマザー基板Ｗ２の全面に渡って対向電極５および配向膜６を成膜する場合に比べて、レーザ光１１３が対向電極５と配向膜６によって吸収され、そのエネルギーが損失することを低減できる。
【００６３】
本実施形態の効果は、以下の通りである。
（１）上記実施形態のマザー基板Ｗ２の分割方法によれば、石英ガラス基板上にマイクロレンズ３が周期的に形成されており、その形成周期（寸法ｍ）に合わせた照射間隔（間隔Ｌｍ）でレーザ光１１３を照射する。また、マイクロレンズ３の光学軸３ａとレーザ光１１３の光軸１０１ａとが合致しているので、マイクロレンズ３に対して一定の入射角でレーザ光１１３が入射する。したがって、マイクロレンズ３の切断予定ラインＤｘ，Ｄｙに沿った内部に改質領域２１を安定した位置で形成することができる。ゆえに、複数のマイクロレンズ３を有するマザー基板Ｗ２を所定の位置で精度よく分割することができる。
【００６４】
（２）上記実施形態のマザー基板Ｗ２の分割方法において、計測工程（ステップＳ１）では、レーザ光１１３の波長とほぼ同じ波長の可視光を照射して、マイクロレンズ３の形成位置を計測するので、実際にレーザ光１１３をマイクロレンズ３に照射する条件に近づけて計測ができる。したがって、より適正なマイクロレンズ３の位置情報を入手することができる。
【００６５】
（３）上記実施形態のマザー基板Ｗ２の分割方法において、照射工程（ステップＳ３）では、レーザ光１１３をマザー基板Ｗ２の内部に集光させ切断予定ラインＤｘ，Ｄｙに沿って相対的に移動させる走査を集光点の位置を変えて複数回行う。したがって、マザー基板Ｗ２の厚み方向に連続した改質層Ｒｃが形成される。ゆえに、この改質層Ｒｃを起点としてマザー基板Ｗ２を容易に分割することができる。
【００６６】
（４）上記実施形態の電気光学装置としての液晶表示装置２０の製造方法は、上記マザー基板Ｗ２の分割方法を用いているので、対向基板１の外形不良の発生を低減し、歩留りよく液晶表示装置２０を製造することができる。
【００６７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。例えば上記実施形態以外の変形例は、以下の通りである。
【００６８】
（変形例１）上記実施形態のマザー基板Ｗ２の分割方法において、計測工程（ステップＳ１）は必須ではない。演算工程（ステップＳ２）では、マザー基板Ｗ２におけるマイクロレンズ３の設計情報を基にして照射間隔を演算してもよい。
【００６９】
（変形例２）上記実施形態のマザー基板Ｗ２の分割方法において、照射工程（ステップＳ３）におけるレーザ光１１３の照射方法はこれに限定されない。例えば、ガラス基板２の表面２ａから先にレーザ光１１３を照射して、マイクロレンズ３とガラス基板２をレーザ加工（改質領域の形成）してから、マザー基板Ｗ２を表裏反転させて、透明樹脂層４のレーザ加工を行ってもよい。
【００７０】
（変形例３）上記実施形態のマザー基板Ｗ２の分割方法において、マイクロレンズ３に対してレーザ光１１３を照射する照射間隔は、間隔Ｌｍに限定されない。例えば、間隔Ｌｍを一つ飛ばす、あるいは間隔Ｌｍの整数倍など途中のレーザ光１１３の照射を間引いてもよい。マイクロレンズ３を挟んでガラス基板２と透明樹脂層４とに厚み方向で連続して改質領域が形成されているので、マザー基板Ｗ２の分割が可能である。ゆえに、レーザ光１１３の照射時間を短縮することができる。
【００７１】
（変形例４）上記実施形態のマザー基板Ｗ２の分割方法において、マイクロレンズ３の配置は、これに限定されない。例えば、画素電極１１に対向する画素部１０において、複数のマイクロレンズ３を配置してもよい。
【００７２】
（変形例５）上記実施形態のマザー基板Ｗ２の分割方法において、マイクロレンズ３は周期的に形成されていることに限定されない。例えば、液晶表示装置２０に入射する入射光の輝度分布に応じて、面内の明るさを均一にするためにマイクロレンズ３を不等間隔で配置することが考えられる。その場合にも、マイクロレンズ３の位置情報に基づいて照射間隔を決めるので位置精度よく分割が可能である。
【００７３】
（変形例６）上記実施形態のマザー基板Ｗ２の分割方法において、レーザ光１１３は、フェムト秒レーザなどのパルスレーザに限定されない。例えば、ＹＡＧレーザやガスレーザなどの連続光（ＣＷ光）を用いることができる。その場合には、光学素子としてのマイクロレンズ３に対してその形成周期に同期するようにシャッター１１１の開閉を制御してレーザ光１１３を照射すればよい。
【００７４】
（変形例７）上記実施形態の液晶表示装置２０の製造方法は、これに限定されない。例えば、マザー基板Ｗ１と同様にマザー基板Ｗ２をウェハ状として、二つのマザー基板Ｗ１，Ｗ２を接合した後に、上記基板の分割方法を用いてレーザ光１１３を照射し分割して、個々の液晶表示装置２０を取り出すことも可能である。
【００７５】
（変形例８）上記実施形態の液晶表示装置２０の製造方法において、液晶表示装置２０の構成は、これに限定されない。図１２は変形例の液晶表示装置を示す概略断面図である。例えば、図１２に示すように、液晶表示装置３００は、一対の基板としての対向基板３０１および素子基板３０９と、両基板３０１，３０９により挟持されシール材３１３により密封された液晶３１２とを備えている。素子基板３０９は、マトリクス状に配置された画素電極３１０と、画素電極３１０に接続したスイッチング素子としての薄膜トランジスタ３１１とを有する。対向基板３０１は、ガラス基板３０２と、ガラス基板３０２の凹部３０６にフォトポリマーを含む樹脂を充填して形成されたマイクロレンズ３０３と、上記樹脂部分を覆ったカバーガラス３０４とを有する。カバーガラス３０４の液晶３１２に面する表面には、画素部３０５を区画する遮光膜３０７と、各遮光膜３０７を覆うように成膜された対向電極３０８が設けられている。このように、マイクロレンズ３０３が凹状に設けられていても、上記実施形態の基板の分割方法を適用することができる。
【００７６】
（変形例９）上記実施形態において、電気光学装置および光学素子の形態は、これに限定されない。図１３は、有機ＥＬ発光素子を備えた有機ＥＬ装置を示す概略断面図である。図１３に示すように、有機ＥＬ装置４００は、一方の基板としてガラス基板４０１上に有機発光層を含む機能層４０２と、各機能層４０２を覆うように形成されたプリズム層４０３とを少なくとも有する。プリズム層４０３には、二つの斜面からなるプリズム４０４が複数形成されている。機能層４０２の幅ｄに対してプリズム４０４の幅４０４ｄが狭くなっており、１つの機能層４０２に複数のプリズム４０４が対向している。したがって、機能層４０２に電流を印加して励起された発光は、プリズム４０４を介して所定の方向に射出する。すなわち、一定の方向から見たときに非常に明るい射出光が得られる。このような光学素子としてのプリズム４０４を有するガラス基板４０１であっても、上記基板の分割方法を適用することができる。すなわち、ガラス基板４０１を有する有機ＥＬ装置の製造方法に適用することができる。光学素子としては、マイクロレンズやプリズムの他にもフレネルレンズ、回折格子、偏光素子などが考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】投射型表示装置の構成を示す概略図。
【図２】液晶表示装置の構造を示す概略断面図。
【図３】（ａ）はマザー基板を示す概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線で切った概略断面図。
【図４】対向基板側のマザー基板を示す概略平面図。
【図５】レーザ照射装置の構成を示す概略図。
【図６】（ａ）および（ｂ）はレーザ光の集光領域の位置を加工対象物の厚み方向で可変した状態を示す概略断面図。
【図７】基板の分割方法を示すフローチャート。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は基板の分割方法を示す概略断面図。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は光学素子としてのマイクロレンズに対するレーザ光の照射方法を示す概略図。
【図１０】改質領域の形成状態の一例を示す概略断面図。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は分割工程を示す概略断面図。
【図１２】変形例の液晶表示装置を示す概略断面図。
【図１３】有機ＥＬ発光素子を備えた有機ＥＬ装置を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００７８】
１…基板としての対向基板、３…光学素子としてのマイクロレンズ、３ａ…光学軸、２０…電気光学装置としての液晶表示装置、１１０ａ…参照光としての可視光、１１１…シャッター、１１３…レーザ光およびパルスレーザ光、３００…電気光学装置としての変形例の液晶表示装置、３０１…基板としての対向基板、４００…電気光学装置としての有機ＥＬ装置、４０１…基板としてのガラス基板、４０４…光学素子としてのプリズム、Ｄｘ，Ｄｙ…切断予定ライン、Ｌｍ…照射間隔としての間隔、ｍ…光学素子の周期としての寸法、Ｗ２…マザー基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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