在第二衬底(22)的角部(221)将楔形器具(6)插入第一衬底(21)与第二衬底(22)之间的间隙，且开始进行贴合了的第一衬底(21)与第二衬底(22)的剥离，然后，离角部(221)最近的第二吸附部(51)的第二吸盘(53)向上移动。接着，第一吸附部(41a)、(41b)、以及(41c)的第一吸盘(43)依次向上移动，由此，从叠层体剥离第二衬底(22)的一边。虽然在第二衬底(22)的剥离进行时，第二衬底(22)卷曲，但是，多个第一吸盘(43)中的各个弹性变形。因此，可以防止第一吸盘(43)的从第二衬底(22)解除吸附，且可以可靠地从叠层体剥离衬底(22)。
1.一种构成为从第一衬底剥离第二衬底的衬底剥离设备，包括：能够固定所述第一衬底的固定器具；
其中，所述多个第一吸附部分别包括能够通过吸附附接于所述第二衬底的顶面的多个第一吸盘，其中，所述第二吸附部包括能够通过吸附附接于所述第二衬底的顶面的第二吸盘，其中，所述衬底剥离设备构成为所述第二吸盘的吸附力大于所述多个第一吸附部中各个所述第一吸附部的全部所述多个第一吸盘的总吸力。
2.根据权利要求1所述的衬底剥离设备，还包括：能够插入所述第一衬底与所述第二衬底之间的间隙以从所述第一衬底剥离所述第二衬底的剥离开始器具，其中，所述第二吸附部配置为比所述多个第一吸附部更靠近所述剥离开始器具。
3.根据权利要求2所述的衬底剥离设备，还包括：能够对所述间隙供应液体的液体供应单元。
4.根据权利要求1所述的衬底剥离设备，还构成为所述多个第一吸附部配置在所述第二衬底的中央部且沿着所述第二衬底的边缘配置。
5.根据权利要求1所述的衬底剥离设备，还构成为所述第二吸附部配置在所述第二衬底的角部。
6.根据权利要求1所述的衬底剥离设备，还包括：能够控制所述多个第一吸附部及所述第二吸附部的移动的控制机构。
7.根据权利要求1所述的衬底剥离设备，其中所述第二吸附部的所述第二吸盘的吸附面积大于所述多个第一吸附部中各个所述第一吸附部的全部所述多个第一吸盘的总吸附面积。
8.根据权利要求1所述的衬底剥离设备，其中所述多个第一吸盘分别所具有的形状与所述第二吸盘的形状互不相同。
9.一种构成为剥离被贴合到第一衬底的第二衬底的衬底剥离设备，包括：能够固定所述第一衬底的固定器具；
其中，所述多个第一吸附部分别包括能够通过吸附附接于所述第一衬底上的所述第二衬底的顶面的多个第一吸盘，其中，所述第二吸附部包括能够通过吸附附接于所述第二衬底的顶面的第二吸盘，其中，所述多个第一吸附部沿着所述第二衬底的边缘配置，所述第二吸附部沿着所述第二衬底的边缘附近配置，并且，所述衬底剥离设备构成为所述第二吸盘的吸附力大于所述多个第一吸附部中各个所述第一吸附部的全部所述多个第一吸盘的总吸附力。
10.根据权利要求9所述的衬底剥离设备，还包括：能够插入所述第一衬底与所述第二衬底之间的间隙以从所述第一衬底剥离所述第二衬底的剥离开始器具，其中，所述第二吸附部配置为比所述多个第一吸附部更靠近所述剥离开始器具。
11.根据权利要求10所述的衬底剥离设备，还包括：能够对所述间隙供应液体的液体供应单元。
12.根据权利要求9所述的衬底剥离设备，还构成为所述多个第一吸附部配置在所述第二衬底的中央部且沿着边缘配置。
13.根据权利要求9所述的衬底剥离设备，还构成为所述第二吸附部配置在所述第二衬底的角部。
14.根据权利要求9所述的衬底剥离设备，还包括：能够控制所述多个第一吸附部及所述第二吸附部的移动的控制机构。
15.根据权利要求9所述的衬底剥离设备，其中所述第二吸附部的所述第二吸盘的吸附面积大于所述多个第一吸附部中各个所述第一吸附部的全部所述多个第一吸盘的总吸附面积。
16.根据权利要求9所述的衬底剥离设备，其中所述多个第一吸盘分别所具有的形状与所述第二吸盘的形状互不相同。
17.一种从第一衬底剥离第二衬底的方法，包括如下步骤：将多个第一吸附部分别所具有的多个第一吸盘通过吸附附接于所述第二衬底的顶面；
将第二吸附部所具有的第二吸盘通过吸附附接于所述第二衬底的顶面；
移动所述第二吸盘以从所述第一衬底剥离所述第二衬底；以及在所述移动之后，移动所述多个第一吸盘以从所述第一衬底剥离所述第二衬底，其中，所述第二吸盘的吸附力大于所述多个第一吸附部中各个所述第一吸附部的全部所述多个第一吸盘的总吸附力。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括如下步骤：将剥离开始器具插入所述第一衬底与所述第二衬底之间的间隙。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括如下步骤：使用液体供应单元对所述间隙供应液体。
20.根据权利要求17所述的方法，其中所述多个第一吸附部配置在所述第二衬底的中央部且沿着所述第二衬底的边缘配置。
21.根据权利要求17所述的方法，其中所述第二吸附部配置在所述第二衬底的角部。
22.根据权利要求17所述的方法，其中使用控制机构控制所述多个第一吸附部及所述第二吸附部的移动。
23.根据权利要求17所述的方法，其中所述第二吸附部的所述第二吸盘的吸附面积大于所述多个第一吸附部中各个所述第一吸附部的全部所述多个第一吸盘的总吸附面积。
24.根据权利要求17所述的方法，其中所述多个第一吸盘分别所具有的形状与所述第二吸盘的形状互不相同。
叠层体的衬底剥离设备
技术领域
[0001] 本发明涉及一种叠层体的衬底剥离设备。更具体而言，本发明涉及一种用来从在一对衬底之间形成有包含发光元件、发电元件、蓄电元件、显示元件、存储元件或半导体元件等的元件层的叠层体剥离一个衬底的叠层体的衬底剥离设备。
背景技术
[0002] 近年来，对利用电致发光(EL)的发光元件的研究开发日益火热。这些发光元件的基本结构是在一对电极之间夹有包含发光物质的层的结构。通过对该发光元件施加电压，可以使发光物质发射光。已在研讨将柔性衬底(也记为可挠性衬底)用于具有发光元件的发光装置以实现柔性发光装置。作为使用柔性衬底的发光装置的制造方法，已开发出如下技术：在如玻璃衬底或石英衬底等衬底上形成剥离层，在该剥离层上制造薄膜晶体管等半导体元件，然后将该半导体元件转置到另一衬底(如柔性衬底)的技术(参照专利文献1)。
[0003] 当将发光装置的构成要素等直接形成在柔性衬底上时，用于柔性衬底的材料的耐热性低，由此需要将制造工序的上限温度设定为较低。因此，有时发光装置的构成要素的品质下降。另外，当在制造工序中需要对准位置时，制造工序中的加热所引起的柔性衬底的伸缩有可能降低成品率。由此，在使用柔性衬底的发光装置等的制造工序中，为了顺利地进行各种加热工序或位置对准的工序等，优选为：在如玻璃衬底等硬质衬底上进行上述工序，且在制造工序的最后阶段将发光装置等的构成要素转置到柔性衬底。
[0004] 另外，根据使用柔性衬底的发光装置等的种类，可以进行如下制造工序：在将形成在两个不同的硬质衬底上的薄型结构物(如发光元件)贴合于彼此之后，剥离一个硬质衬底并贴合一个柔性衬底，然后剥离另一个硬质衬底并贴合另一柔性衬底。此时，在第一剥离工序中需要从以极小间隙彼此贴合了的一对硬质衬底剥离一个硬质衬底的难度高的技术。为了实现上述剥离，也开发出如下技术：首先对剥离层用刀形成切口，从该切口引入气体流来引起剥离，再用吸盘拉起硬质衬底来使该剥离扩展到整个表面的技术(参照专利文献2)。但是，在使用该用吸盘拉起衬底来进行分开的方法中，分开所需的力不一定是固定的，而是伴随分开的进行变动的。由此，专利文献2所公开的方法不能对待分离的玻璃衬底施加微细、调整过的力。
[0005] [参考文献]
[0006] [专利文献1]日本专利申请公开第2003-174153号公报
[0007] [专利文献2]日本专利申请公开第2010-50313号公报
发明内容
[0008] 本发明的一个方式的目的是提供一种叠层体的衬底剥离设备，该设备能够从在一对衬底之间具有元件层的叠层体可靠地剥离一个衬底。
[0009] 通过使用如下设备可以实现上述目的。就是说，本发明1是用来从在第一衬底和第二衬底之间具有元件层的叠层体剥离上述第二衬底的叠层体的衬底剥离设备，包括：用来固定上述第一衬底的固定器具；以及用来吸附所述第二衬底的第一吸附器及第二吸附器。所述第一吸附器具有沿着所述第二衬底的边缘配置的多个第一吸附部。所述第一吸附部具有能够接触并通过吸附附接于所述第二衬底的顶面的多个第一吸盘。所述第二吸附器具有在所述第二衬底的边缘附近配置的第二吸附部。所述第二吸附部具有能够接触并通过吸附附接于所述第二衬底的顶面的第二吸盘。所述第二吸附部的构成为具有比所述第一吸附部大的吸附力。
[0010] 本发明2是根据本发明1的叠层体的衬底剥离设备，还包括：剥离开始单元，其用来从所述第一衬底分离所述第二衬底的一部分，使得该部分用作用于剥离所述第二衬底时的剥离开始位置。所述第二吸附部配置为比所述第一吸附部更靠近所述剥离开始位置。本发明3是根据在本发明1或2的叠层体的衬底剥离设备，其中所述多个第一吸附部既配置在所述第二衬底的中央部上又沿着所述第二衬底的边缘配置。本发明4是根据本发明1至3中的任一个的叠层体的衬底剥离设备，还包括：用于对所述剥离开始位置供应液体的液体供应单元。
[0011] 本发明5是根据本发明1至4中的任一个的叠层体的衬底剥离设备，还包括：控制机构，该控制机构能够首先将所述第二吸附器向剥离所述第二衬底的方向移动，且然后将所述第一吸附器向剥离所述第二衬底的方向移动。
[0012] 本发明6是根据本发明1至5中的任一个的叠层体的衬底剥离设备，其中所述第二吸附部的吸附面积比所述第一吸附部的吸附面积大。
[0013] 在本发明的叠层体的衬底剥离设备中，多个第一吸附部中的各个具有多个第一吸盘，且第一吸盘伴随被剥离的第二衬底的卷曲而弹性变形。因此，来可以防止第一吸盘的解除吸附，且可以可靠地剥离衬底。
附图说明
[0014] 在附图中：
[0015] 图1是示出本发明的实施方式1的叠层体的衬底剥离设备的整体透视图；
[0016] 图2是示出将图1的叠层体固定于固定台上的状态的整体透视图；
[0017] 图3A是其一部分被截断的图1的第一吸附部的正视图且图3B是图3A的底面图；
[0018] 图4A是其一部分被截断的图1的第二吸附部的正视图且图4B是图4A的底面图；
[0019] 图5是示出本发明的实施方式1的叠层体的衬底剥离设备的剥离工序的整体透视图；
[0020] 图6是示出图5的剥离工序的后工序的整体透视图；
[0021] 图7是示出图6的剥离工序的后工序的整体透视图；
[0022] 图8是示出图7的剥离工序的变形例子的整体透视图；
[0023] 图9是示出本发明的实施方式1的叠层体的衬底剥离设备的剥离工序的放大纵向截面图；
[0024] 图10是示出图9的剥离工序的变形例子的放大纵向截面图；
[0025] 图11示出本发明的实施方式2的叠层体的衬底剥离设备。
具体实施方式
[0026] (实施方式1)
[0027] 以下参照附图说明本发明的实施方式1。图1是示出本发明的实施方式1的叠层体的衬底剥离设备的整体透视图。实施方式1的衬底剥离设备1具备固定叠层体2的固定台(固定器具)3、第一吸附器4、第二吸附器5以及楔形器具(剥离开始单元)6。注意，在图1中未图示各构成要素所具备的动力机构等的细节。
[0028] 叠层体2对应于在由第一衬底21和第二衬底22夹有薄型元件层23(参照图6、图7以及图9)的部件。例如，虽然对第一衬底21和第二衬底22没有特别的限制，但是可以举出玻璃衬底等硬质衬底。例如，作为元件层23，可以举出包含半导体元件、显示元件、发光元件等功能元件等的叠层体。另外，优选在第二衬底22与元件层23之间或在第一衬底21与元件层23之间形成有用来容易进行剥离工序的剥离层。在进行该剥离工序时，该剥离层可以残留在第一衬底21、第二衬底22或元件层23。另外，优选在该剥离层或元件层23的一部分中形成有将成为剥离起点的区域。
[0029] 作为固定叠层体2的固定台3，可以使用例如真空吸附台或静电吸附台等。或者，也可以使用拧螺丝用器具、空气压气缸等将叠层体2固定于台。作为楔形器具(剥离开始单元)6，可以使用刀状器具。楔形器具6用来被插入彼此贴合的第一衬底21和第二衬底22之间的极窄的间隙，挤开两者，以设定剥离第二衬底22时的剥离开始位置。因此，楔形器具6的尖锐部分的顶端的厚度优选小于该间隙，而楔形器具6的板状部分的厚度优选大于该间隙。另外，也可以具备检测出楔形器具6的插入位置的传感器61。
[0030] 另外，优选在叠层体2的楔形器具6的插入位置附近设置有被供应液体的喷嘴(水供应单元)62。作为液体，可以使用例如水(优选为纯水)、有机溶剂等。另外，也可以使用中性、碱性或酸性水溶液或溶解有盐的水溶液等。然而，优选使用含水液体。通过使液体存在于剥离进行部，可以减少剥离所需的力。另外，可以防止电子器件等的静电破坏。
[0031] 第一吸附器4分别具有多个第一吸附部41。十一个第一吸附部41沿着矩形的第二衬底22的边缘配置为矩形状。第二吸附器5具有第二吸附部51。第二吸附部51配置在矩形的第二衬底22的边缘附近的角部221(剥离开始位置附近)。在第一吸附部41及第二吸附部51的上部形成有具有同一结构的上下移动机构71及具有同一结构的可动部72，来可以独立地控制第一吸附部41及第二吸附部51的上下方向的移动。虽然在此示出十一个第一吸附部41的例子，但是本发明的一个方式不局限于此。
[0032] 如图3A和3B所示，第一吸附部41中的各个具有在上下移动机构71下部的可动部72的下端固定的安装用台42，且在该安装用台42的底面安装有多个第一吸盘43。作为可动部72，可以使用具有万向接头或铰链的机构。另外，可动部72也可以由橡胶或弹簧等具有弹性的材料构成。在安装用台42的顶面上形成有连接到真空泵等的吸气口44，该吸气口44连通到第一吸盘43。四个各自由橡胶制成且具有底面(吸附区)为圆形的圆筒形状的第一吸盘43接触第二衬底22的边缘的顶面，且同时真空吸附第二衬底22。虽然在此示出一个吸附部包括四个第一吸盘43的例子，但是本发明的一个方式不局限于此。
[0033] 如图4A和4B所示，第二吸附部51具有在上下移动机构71下部的可动部72的下端固定的安装用台52，且在该安装用台52的底面安装有一个由橡胶制成且具有底面(吸附区)为椭圆形的圆筒形状的第二吸盘53。在安装用台52的顶面上形成有连接到真空泵等的吸气口54，且该吸气口54连通到第二吸盘53。第二吸盘53接触第二衬底22的角部221附近的顶面，且真空吸附第二衬底22。第二吸盘53的吸附面积大于四个第一吸盘43的吸附面积的总值。
由此，第二吸附部51的吸附力大于第一吸附部41的吸附力。
[0034] 就是说，在第二衬底22的剥离开始，在剥离开始位置附近的角部221，为了拿起第二衬底22需要大吸附力。由此，第二吸附部51的吸附面积大，由此第二吸附部51的吸附力大于第一吸附部41。虽然在本例子中第二吸附部51具有一个吸盘，但是也可以具有多个吸盘以增大吸附力。另外，虽然在此示出第二吸盘53的吸附面积大于四个第一吸盘43的吸附面积的总值的例子，但是本发明的一个实施方式不局限于此。例如，第二吸附部51的真空度可以设定为大于第一吸附部41的真空度，以使第二吸附部51的吸附力大于第一吸附部41的吸附力。
[0035] 如图2所示，将第一衬底21固定于固定台3，且使十一个第一吸附部41的所有第一吸盘43和第二吸附部51的一个第二吸盘53吸附于第二衬底22的顶面。此时，将楔形器具6插入第一衬底21与第二衬底22之间的间隙。由第一衬底21与第二衬底22夹持的元件层23的厚度极小，由此第一衬底21与第二衬底22之间的间隙极窄。在假设元件层23为发光元件或包含该发光元件的叠层体的情况下，上述间隙大约为1μm至15μm。由此，固定楔形器具6的位置且将使楔形器具6插在该间隙中是非常困难的。因此，优选使用图1所示的传感器61(光传感器、位移传感器或相机等)检测出该间隙的位置，并在该位置中插入楔形器具6。
[0036] 如图2所示，在第二衬底22的角部221将楔形器具6插入第一衬底21与第二衬底22之间的间隙，使得将被贴合了的第一衬底21与第二衬底22挤开。由此从预先形成的将成为剥离起点的区域开始进行剥离。此时，如上所述，优选将水从喷嘴62供应到剥离的进行部。图5、图6、图7及图9示出剥离工序。为了容易理解，图5、图6及图7省略示出图2所示的一部分的构成要素。另外，对第一吸附部41及第二吸附部51附上的箭头示意性地示出第一吸盘43及第二吸盘53向上方的移动量或第一吸盘43及第二吸盘53向上方被拿起的吸引力大小。
[0037] 如图5所示，将楔形器具6插入第二衬底22的角部221的间隙，使得贴合了的第一衬底21与第二衬底22的剥离开始进行，然后，将离角部221最近的第二吸附部51的第二吸盘53缓慢地向上移动。接着，为了在图5的箭头所示的剥离方向81上进行剥离，将第一吸附部41a、41b以及41c的第一吸盘43依次向上移动，由此第二衬底22的一边从元件层被剥离。
[0038] 接着，为了在图6的箭头所示的剥离方向82上从第二衬底22的被剥离了的一边进行剥离，将第一吸附部41d、41e、41f以及41g的第一吸盘43依次向上移动。然后，如图7所示，将第一吸附部41h、41i、41j以及41k的第一吸盘43依次向上移动，以使剥离在箭头所示的剥离方向83上进行，使得插入了楔形器具6的第二衬底22的角部221的对角地相反的角部位置222成为剥离终点。图8为示出图7的剥离工序的变形例子的整体立体图。如图8所示，第一吸附部41k、41j、41i以及41h的第一吸盘43依次向上移动，以使剥离在箭头所示的剥离方向84上进行，使得配置有第一吸附部41h的角部成为剥离终点。即，不是以第二衬底22的一边而是以第二衬底22的角部为剥离终点来进行剥离。
[0039] 图9是示出实施方式1的衬底剥离设备1的剥离工序的放大纵向截面图。如图9所示，第一吸附部41具有各自具有小直径的多个第一吸盘43。虽然在进行第二衬底22的剥离时，第二衬底22卷曲，但是，由橡胶制成的多个第一吸盘43中的各个伴随第二衬底22的卷曲而弹性变形。因此，可以防止第一吸盘43从第二衬底22解除吸附，以可靠地从元件层剥离衬底22。另外，图9示出在第二衬底22与元件层23之间发生剥离的情况。由此，可以在元件层23为平坦的状态下进行剥离，因此可以抑制元件层23受损。图10是示出图9的剥离工序的变形例子的放大纵向截面图。如图10所示，也可以在第一衬底21与元件层23之间发生剥离。在此情况下，可以以第二衬底22的元件层23一侧朝下的方式搬运，因此是优选的。
[0040] (实施方式2)
[0041] 图11示出本发明的实施方式2的叠层体的衬底剥离设备。如图11所示，实施方式2的衬底剥离设备11除了上述实施方式1的衬底剥离设备1(参照图5)的构成要素以外还具有布置在第二衬底22的中央部的四个第一吸附部411、412、413以及414。就是说，在上述实施方式1的衬底剥离设备1中，只在第二衬底22的边缘配置有第一吸附部41和第二吸附部51。但是在实施方式2的衬底剥离设备11中，在第二衬底22的中央部上追加配置有四个第一吸附部411、412、413以及414。
[0042] 通过采用上述结构，可以在第二衬底22的整个表面上配置第一吸附部。因此，可以更精确地控制剥离时的第一衬底21与第二衬底22之间形成的角度或使第一吸附部向上移动时的拉起力量。由此，可以防止剥离部的断裂和第一吸盘43的解除吸附，以可以高成品率地进行叠层体的剥离工序。
[0043] [其他实施方式]
[0044] 虽然以上说明了本发明的实施方式，但是本发明不局限于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，第一吸附部41各自构成为使用一个上下移动机构71同时移动多个第一吸盘43。作为另一例子，可通过使用单独的上下移动机构71独立地移动多个第一吸盘43。因此，可以更精确地控制剥离时的第一衬底21与第二衬底22之间形成的角度或使第一吸附部向上移动时的拉起力量，因而此种结构是优选的。另外，可不断地检测出第一吸盘43和第二吸盘53的吸气回路的空气压，使得可以在发生空气压不正常时中断剥离工作。通过此种结构，可以防止剥离部的断裂和第一吸盘43或第二吸盘53的解除吸附，且可以高成品率地进行叠层体的剥离工序。
[0045] 附图标记说明
[0046] 1和11：衬底剥离设备；2：叠层体；21：第一衬底；22：第二衬底；221：角部；222：对角地相反的角部位置；23：元件层；3：固定台(固定器具)；4：第一吸附器；41：第一吸附部；41a、41b、41c、41d、41e、41f：第一吸附部；41g、41h、41i、41j、和41k：第一吸附部；411、412、413、和414：第一吸附部；42：安装用台；43：第一吸盘；44：吸气口；5：第二吸附器；51：第二吸附部；52：安装用台；53：第二吸盘；54：吸气口；6：楔形器具(剥离开始单元)；61：传感器；62：喷嘴(水供应单元)；71：上下移动机构；72：可动部；81、82、83、和84：剥离方向[0047] 本申请基于2014年5月3日提交到日本专利局的日本专利申请no.2014-095579，通过引用将其完整内容并入在此。
