叠层体的加工装置及加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及物体、方法或制造方法。此外，本发明涉及工艺(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或组合物(composit1n of matter)。尤其是，本发明涉及例如半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、加工装置、上述装置的驱动方法或它们的制造方法。尤其是，本发明的一个实施例涉及用于加工叠层体的方法或叠层体加工装置。
【背景技术】
[0002]近年来，对利用电致发光(Electro luminescence:EL)的发光元件的研究开发广泛展开。作为这些发光元件的基本结构，在一对电极之间夹有包含发光物质的层。对该元件施加电压以获得来自发光物质的发光。
[0003]因为上述发光元件是自发光型元件，所以使用该发光元件的发光装置具有诸如高可见度、无需背光及低功耗之类的优点。而且，使用该发光元件的发光装置的优点还在于其可以被制造得薄且轻以及具有高的响应速度等。
[0004]由于包括上述发光元件的发光装置能够具有柔性，因此提出了将上述发光装置应用于柔性衬底。
[0005]作为用于使用柔性衬底制造发光装置的方法，已对如下技术进行开发:在例如玻璃衬底或石英衬底等衬底上形成分离层，在该分离层上形成诸如薄膜晶体管等半导体元件，然后将半导体元件转移到另一衬底(例如柔性衬底)(参照专利文献1)。
[参考文献]
[专利文献]
[0006][专利文献1]日本专利申请公开2003-174153号公报
【发明内容】
[0007]当将发光装置等直接形成在柔性衬底上时，由于用于柔性衬底的材料具有低耐热性，由此需要将制造工艺的上限温度设定为较低。因此，可降低发光装置的部件的质量。另夕卜，当在制造工序中进行位置对准时，制造工艺中的加热所引起的柔性衬底的伸缩可能降低成品率。
[0008]为此，在使用柔性衬底的发光装置等的制造工艺中，为了顺利地进行诸如加热工艺或位置对准工艺等各种步骤，优选地在诸如具有耐热性的玻璃衬底之类的硬质衬底上进行上述步骤，且在制造工艺的最后阶段将发光装置等转移到柔性衬底。
[0009]另外，根据使用柔性衬底的发光装置等的种类，可以使用如下制造工艺:将形成在两个不同的硬质衬底上的薄型部件互相贴合，分离其中一个硬质衬底(第一分离步骤)且贴合柔性衬底，以及分离另一硬质衬底(第二分离步骤)且贴合柔性衬底。在该工艺中，第一分离步骤需要难度极高的技术来分离以极小的间隙彼此贴合的硬质衬底。
[0010]此外，为了以高再现性进行第二分离步骤，需要以高精度调整对柔性衬底施加的外力。当该调整不足够时，有时部件不能被分离，或者在分离期间部件被切断。
[0011]因此，本发明的一个实施例的目的是提供一种叠层体加工装置，该加工装置在彼此贴合的两个衬底之间的间隙中插入楔形器具。另一目的是提供一种叠层体加工装置，该加工装置检测彼此贴合的两个衬底之间的间隙。另一目的是提供一种叠层体加工装置，该加工装置将以其间具有间隙的方式彼此贴合的两个衬底中的一个从另一个分离。另一目的是提供一种叠层体加工装置，该加工装置分离包括形成在衬底上的部件及柔性衬底的叠层体。另一目的是提供一种叠层体加工装置，该加工装置使用吸附柔性衬底的一部分的器具分离包括形成在衬底上的部件及柔性衬底的叠层体。另一目的是提供一种叠层体加工装置，该加工装置使用吸附柔性衬底的一部分的器具及夹住且固定该柔性衬底的一部分的器具分离包括形成在衬底上的部件及柔性衬底的叠层体。另一目的是提供一种叠层体加工装置，该加工装置将以其间具有间隙的方式彼此贴合的两个衬底中的一个从另一个分离，并将柔性衬底贴合到剩余部。另一目的是提供一种叠层体加工装置，该加工装置将以其间具有间隙的方式彼此贴合的两个衬底中的一个从另一个分离以形成第一剩余部，将第一柔性衬底贴合到第一剩余部，分离另一衬底以形成第二剩余部，将第二柔性衬底贴合到第二剩余部。另一目的是提供一种新颖的叠层体加工装置。另一目的是提供一种新颖的制造装置。另一目的是提供一种使用上述任一个叠层体加工装置或制造装置的叠层体的加工方法。
[0012]注意，这些目的的说明不妨碍其他目的的存在。在本发明的一个实施例中，并不需要达到所有上述目的。根据说明书、附图、权利要求书等的说明，其他的目的将变得明显，且可以从说明书、附图、权利要求书等的记载中得出其他目的。
[0013]本发明一个实施例涉及一种叠层体加工装置。
[0014]本发明的一个实施例是一种叠层体的加工装置，该叠层体包括以其端部之间具有间隙的方式彼此贴合的两个衬底，该加工装置包括:固定叠层体的一部分的固定机构；固定叠层体的一个衬底的外边缘部的多个吸附器具；以及插在叠层体的角部的楔形器具。多个吸附器具包括使各吸附器具沿垂直方向及水平方向独立地移动的机构。
[0015]上述叠层体的加工装置优选包括检测叠层体中的端部之间的间隙的位置的传感器。
[0016]可以采用如下结构:上述楔形器具的尖端沿着形成在叠层体的端面上的倒角部移动，并且，上述楔形器具插在叠层体中的端部之间的间隙中。
[0017]上述叠层体的加工装置优选包括向叠层体注入液体的喷管。
[0018]上述叠层体的加工装置可以包括与叠层体的一个衬底接触的辊。
[0019]本发明的另一实施例是一种叠层体的加工装置，该叠层体包括柔性衬底。该叠层体的加工装置包括:固定叠层体的一部分的固定机构；固定叠层体的柔性衬底的外边缘部的多个吸附器具；以及固定叠层体的柔性衬底的一部分的多个夹钳器具。多个吸附器具及多个夹钳器具均包括使多个吸附器具或多个夹钳器具沿垂直方向及水平方向独立地移动的机构。
[0020]上述叠层体的加工装置优选包括用于向叠层体注入液体的喷管。
[0021 ]优选上述多个夹钳器具包括第一夹钳器具及第二夹钳器具，并且该第一夹钳器具及第二夹钳器均包括允许沿固定的柔性衬底的扩展方向的移动的机构。
[0022]本发明的另一实施例是一种第一叠层的加工装置，该第一叠层体包括以其端部之间具有间隙的方式彼此贴合的两个衬底。该加工装置包括:供应第一叠层体的装载单元;供应支撑体的支撑体供应单元;分离第一叠层体的一个衬底以形成剩余部的分离单元;使用粘合层将支撑体贴合到剩余部的贴合单元；以及传送包括由粘合层彼此贴合的剩余部及支撑体的第二叠层体的卸载单元。分离单元包括:固定第一叠层体的一部分的固定机构；固定第一叠层体的一个衬底的外边缘部的多个吸附器具；以及插在第一叠层体的角部的楔形器具。多个吸附器具包括允许各吸附器具沿垂直方向及水平方向独立地移动的机构。
[0023]注意，在本说明书等中，诸如“第一”、“第二”等序数词的使用是为了避免部件之间的混淆，而不是在数目上限制这些部件。
[0024]本发明的另一实施例是一种第一叠层体的加工装置，该第一叠层体包括以其端部之间具有间隙的方式彼此贴合的两个衬底。该加工装置包括:供应第一叠层体的第一装载单元;供应第一支撑体及第二支撑体的支撑体供应单元;分离第一叠层体的一个衬底以形成第一剩余部的第一分离单元;使用第一粘合层将第一支撑体贴合到第一剩余部的第一贴合单元;传送包括由第一粘合层彼此贴合的第一剩余部及第一支撑体的第二叠层体的第一卸载单元;供应第二叠层体的第二装载单元;在第一剩余部及第一支撑体的端部附近形成分离起点的起点形成单元；分离第二叠层体的另一衬底以形成第二剩余部的第二分离单元;使用第二粘合层将第二支撑体贴合到第二剩余部的第二贴合单元；以及传送包括由第二粘合层彼此贴合的第二剩余部及第二支撑体的第三叠层体的第二卸载单元。第一分离单元包括:固定第一叠层体的一部分的固定机构；固定第一叠层体的一个衬底的外边缘部的多个吸附器具；以及插在第一叠层体的角部的楔形器具，多个吸附器具包括允许各吸附器具沿垂直方向及水平方向独立地移动的机构。第二分离单元包括:固定第二叠层体的另一衬底的固定机构；固定第二叠层体的第一支撑体的外边缘部的多个吸附器具；以及固定第二叠层体的第一支撑体的一部分的多个夹钳器具。多个吸附器具及多个夹钳器具均包括允许多个吸附器具或多个夹钳器具沿垂直方向及水平方向独立地移动的机构。
[0025]本发明的另一实施例是一种用于加工叠层体的方法，该叠层体包括以其端部之间具有间隙的方式彼此贴合的两个衬底，该加工方法包括如下步骤:将该叠层体的一部分固定于固定机构；移动多个吸附器具并使用多个吸附器具固定叠层体的一个衬底的外边缘部;将楔形器具插在叠层体的角部中；使多个吸附器具中的最靠近该角部的吸附器具向上移动以开始叠层体的一个衬底的分离;选择性地依次移动所述吸附器具，使得分离的区域从所述分离的起点增大。
[0026]本发明的另一实施例是一种加工包括柔性衬底的叠层体的方法，该方法包括如下步骤:将叠层体的一部分固定于固定机构;移动多个吸附器具，使用多个吸附器具固定叠层体的柔性衬底的外边缘部;移动吸附器具中的一部分以分离叠层体的柔性衬底的一部分；将多个夹钳器具固定到分离的区域的一部分；以及移动吸附器具及夹钳器具，以进行叠层体的柔性衬底的分离。
[0027]通过本发明的一个实施例，可以提供一种叠层体加工装置，该加工装置在彼此贴合的两个衬底之间的间隙中插入楔形器具。可以提供一种叠层体加工装置，该加工装置检测彼此贴合的两个衬底之间的间隙。可以提供一种叠层体加工装置，该加工装置将以其间具有间隙的方式彼此贴合的衬底中的一个从另一个分离。可以提供一种叠层体加工装置，该加工装置分离包括形成在衬底上的部件及柔性衬底的叠层体。可以提供一种叠层体加工装置，该加工装置使用吸附柔性衬底的一部分的器具分离包括形成在衬底上的部件及柔性衬底的叠层体。可以提供一种叠层体加工装置，该加工装置使用吸附柔性衬底的一部分的器具及夹住且固定该柔性衬底的一部分的器具来分离包括形成在衬底上的部件及柔性衬底的叠层体。可以提供一种加工装置，该加工装置将以其间具有间隙的方式彼此贴合的两个衬底中的一个从另一个分离，并将柔性衬底贴合到剩余部。可以提供一种叠层体加工装置，该加工装置将以其间具有间隙的方式彼此贴合的两个衬底中的一个从另一个分离以形成第一剩余部，将第一柔性衬底贴合到第一剩余部，分离另一个衬底以形成第二剩余部，且将第二柔性衬底贴合到第二剩余部。可以提供一种新颖的叠层体加工装置。可以提供一种新颖的制造装置。可以提供一种使用上述任一个叠层体加工装置或制造装置来加工叠层体的方法。
[0028]注意，这些效果的说明不妨碍其他效果的存在。本发明的一个实施例并不需要实现以上列出的所有目的。根据说明书、附图、权利要求书等的说明，其他效果将变得明显，并且可以从说明书、附图、权利要求书等的说明得出其他效果。
【附图说明】
[0029]图1说明叠层体加工装置。
图2说明叠层体加工装置。
图3A至图3C均说明将楔形器具插入加工构件中之前的状态。
图4A至图4C说明使用叠层体加工装置执行分离步骤。
图5说明包括辊的叠层体加工装置。
图6说明叠层体加工装置。
图7说明形成在加工构件中的分离起点。
图8A和图8B说明使用叠层体加工装置进行分离步骤。
图9A至图9C说明使用叠层体加工装置进行分离步骤。
图10说明使用叠层体加工装置执行的分离步骤。
图11说明叠层体加工装置的结构。
图12A1、图12A2、图12B1、图12B2、图12C、图12D1、图12D2、图12E1以及图12E2说明叠层体的制造工艺。
图13说明叠层体加工装置的结构。
图14A1、图14A2、图14B1、图14B2、图14C、图14D1、图14D2、图14E1以及图14E2说明叠层体的制造工艺。
图15A1、图15A2、图15B、图15C、图15D1、图15D2、图15E1以及图15E2说明叠层体的制造工艺。
图16说明叠层体加工装置的结构。
图17A1和图17A2说明加工的构件面板。
图18A和图18B说明发光面板。
图19A和图19B说明发光面板。
图20A至图20C说明用于制造发光面板的方法。
图21A至图21C说明用于制造发光面板的方法。
图22A和图22B均说明发光面板。 图23说明发光面板。
图24A至图24D说明电子设备及照明装置的示例。
图25A和图25B说明电子设备的示例。
图26是叠层体加工装置的照片。
图27是叠层体加工装置的照片。
图28说明检测柔性衬底的位置(高度)的传感器。
图29是用来控制分离步骤的流程图。
图30是用来控制分离布置的流程图。
【具体实施方式】
[0030]将参照附图对实施例进行详细说明。注意，本发明不局限于以下说明，并且所属技术领域的普通技术人员容易理解，在不脱离本发明的宗旨及范围的情况下，可以不同方式改变实施方式及详细内容。因此，本发明不应该被解释为仅限定在下面所示的实施例的说明。注意，在以下说明的本发明的结构中，有时在不同的附图中使用同一附图标记来表示同一部分或具有同样的功能的部分，且不重复其说明。
[0031]实施例1
在本实施例中，说明了本发明的一个实施例的叠层体加工装置。注意，对该叠层体加工装置的用途没有特别的限制。该叠层体加工装置在包括柔性衬底的半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置或发电装置等的制造工艺中尤为有用。
[0032]本发明的一个实施例可用于将形成在衬底上的部件转移到柔性衬底上的步骤中。例如，本发明的一个实施例用于在贴合形成在两个衬底上的薄型部件并接着分离一个衬底的步骤中。虽然优选使用诸如玻璃衬底等硬质衬底作为衬底，但也可以使用诸如树脂衬底等柔性衬底。
[0033]图1是本发明的一个实施例的叠层体加工装置的立体图。该加工装置包括固定加工构件200的固定载物台230、吸附机构240和楔形器具250。注意，各构成要素的诸如动力机构等细节没有显示在图1中。此外，可以设置影像拍摄装置等，来监视和控制各步骤。
[0034]利用该加工装置加工的加工构件200可以为包括衬底210、衬底220以及设置在该两个衬底之间的薄型部件(未显示在图1中)的构件。衬底210及220的示例包括玻璃衬底，且设置在该玻璃衬底之间的部件的示例包括发光装置的部件等。
[0035]注意，当衬底210是待分离的衬底时，分离层优选形成在衬底210与部件之间，以促进分离步骤。在分离步骤中，该分离层保留在衬底210—侧，有时也保留在部件一侧。优选的是，用作分离起点的区域应当形成在该分离层的一部分中或者该分离层上的部件的一部分中。注意，用作分离起点的区域可由诸如刀子等物理手段或激光加工等形成。
[0036]作为固定加工构件200的固定载物台230，例如，可以使用真空吸附载物台或静电吸附载物台等。或者，可以用螺纹器具等将加工构件200固定在载物台上。此时，加工构件200被对准且固定在规定的位置上。
[0037]吸附机构240包括多个吸附器具241。放置该吸附器具，以固定加工构件200的第一面(图1中的衬底210)的边缘附近。吸附器具241的每一个包括垂直移动机构242及吸附部243。垂直移动机构242被包括在吸附器具241中，以独立地控制吸附部243的垂直移动。吸附部243的每一个具有连接于真空栗等的吸气口 243a，并进行加工构件200的真空吸附。可动部245设置在垂直移动机构242的轴244与吸附部243之间。吸附器具241包括用于由双箭头表示的水平方向上的移动的装置。因此，即使在分离步骤中衬底210变形或其位置变化，衬底210也可以保持吸附状态。注意，可动部245可以使用具有接合部的机械机构或诸如橡胶或弹簧等具有弹性的材料形成。虽然图1示出包括12个吸附器具的吸附机构240，但是其结构不局限于此。吸附器具241的个数及吸附部243的大小等可以根据加工构件200的大小及物理特性来决定。图26是本发明的一个实施例的叠层体加工装置的照片，该加工装置包括固定载物台230及吸附器具241。
[0038]作为楔形器具250，可以使用刀状器具。在此，通过将楔形器具250插在彼此贴合的衬底210与220之间的极窄间隙来挤开该衬底210和220。因此，优选的是，楔形器具250的尖端部分的厚度应当小于该间隙，楔形器具250的板状部分的厚度应当大于该间隙。可以包括用来检测楔形器具250的插入位置的传感器255。注意，在本实施例中，用语“间隙”是指在衬底210与衬底220之间没有设置部件的区域，并主要是指衬底的外边缘的区域。
[0039]另外，被供应液体的喷管270优选设置在加工构件200的楔形器具250被插入的位置附近。作为液体，例如可以使用水。当水存在于正进行分离的部分中时，可以降低分离强度。另外，可以防止对电子设备等的静电放电损伤。作为液体，可以使用有机溶剂等来代替水;例如，可以使用中性、碱性或酸性的水溶液。
[0040]图2示出如下状态的立体图，其中，加工构件200的不进行分离的一侧(衬底220)固定于固定载物台230，被包括在吸附机构240中的多个吸附器具241吸附在加工构件200的进行剥离的一侧(衬底210)上，并且楔形器具250插在加工构件200中的间隙中。
[0041 ]在此，楔形器具250插入到加工构件200的间隙之前的状态被示出在图3A至3C的截面图中。在图3A至3C中，设置在衬底210和220之间的部件260具有非常小的厚度，所以加工构件200具有极小的间隙。当假设部件260是发光装置的部件时，该间隙大约为ΙΟμπι至15μπι，且难以固定楔形器具250的位置，并难以将楔形器具250插入到该间隙中。因此，优选的是，使用图1所示的传感器255(例如，光学传感器、位移传感器或影像拍摄装置)检测该间隙的位置或衬底厚度，并然后在该间隙中插入