JP2017220537A - キャリア基板と樹脂層からなるワークの分離方法および分離装置 - Google Patents

キャリア基板と樹脂層からなるワークの分離方法および分離装置 Download PDF

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Abstract

【課題】最終製品となる樹脂層を破損等させることなく、しかも樹脂層のその後の取り扱いが容易となるように、キャリア基板と樹脂層を分離可能な分離方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る分離方法は、樹脂層の表面を保護膜で覆う保護工程Ｓ２と、保護膜で覆われた樹脂層を平坦な吸着面を有する吸着ステージに吸着させる吸着保持工程Ｓ８と、キャリア基板の一端から他端に向かって移動可能な支持ローラーにキャリア基板の一端側の裏面を支持させた後に、支持ローラーを他端に向かって移動させながらキャリア基板の一端を下降させていくことにより、キャリア基板を支持ローラーによって支持された部分において屈曲させながら樹脂層から剥がしていく剥離工程Ｓ１０とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、矩形状のキャリア基板および該キャリア基板の表面上に形成された略矩形状の樹脂層からなるワークをキャリア基板と樹脂層とに分離する分離方法および分離装置に関する。
近年、次世代のディスプレイ装置、照明装置等への応用が期待されているフレキシブル有機ＥＬデバイスについて、様々な製造方法が検討されている。その１つに、ガラス等からなるキャリア基板上にポリイミド等の樹脂層を塗布により形成する工程と、樹脂層に発光素子のアレイを形成する工程と、キャリア基板の裏面側から樹脂層にレーザを照射してキャリア基板と樹脂層の結合を解くレーザリフトオフ工程と、結合が解かれた両者を分離する分離工程とを含むものがある（例えば、非特許文献１参照）。なお、レーザリフトオフは、Laser Lift Offの頭文字ととってＬＬＯと呼ばれることもある。
分離工程においてキャリア基板から分離された樹脂層は、フレキシブル有機ＥＬデバイス（最終製品）の主要部となる。一方、キャリア基板は廃棄等される。
"有機ＥＬディスプレイ・有機ＥＬ照明・有機ＥＬ材料の動向 フレキシブル有機ＥＬの製造工程、レーザ・リフト・オフ（ＬＬＯ：Laser Lift Off）"、［online］、平成２８年４月２７日、［平成２８年５月３０日検索］、インターネット＜URL：http://multitask1.seesaa.net/article/437179952.html＞
しかしながら、上記従来の製造方法では、分離工程においてキャリア基板から分離された、最終製品となる薄くて壊れやすい樹脂層の取り扱い（例えば、次工程への搬送）が非常に難しかった。また、レーザリフトオフ工程は、樹脂層の周縁部とキャリア基板の結合を十分に解くことができないという問題を抱えている。このため、上記従来の製造方法では、樹脂層とキャリア基板が結合したまま両者を無理に分離しようとした結果、最終製品となる樹脂層が破損等することがあった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その課題とするところは、最終製品となる樹脂層を破損等させることなく、しかも樹脂層のその後の取り扱いが容易となるように、キャリア基板と樹脂層を分離することができる分離方法および分離装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明に係る分離方法は、一端および該一端に対向する他端を有する矩形状のキャリア基板および該キャリア基板の表面上に形成された略矩形状の樹脂層からなるワークをキャリア基板と樹脂層とに分離する分離方法であって、（１）樹脂層の表面を保護膜で覆う保護工程と、（２）保護膜で覆われた樹脂層を平坦な吸着面を有する吸着ステージに吸着させる吸着保持工程と、（３）キャリア基板の一端から他端に向かって移動可能な支持ローラーにキャリア基板の一端側の裏面を支持させる支持工程と、（４）支持ローラーを他端に向かって移動させながらキャリア基板の一端を下降させていくことにより、キャリア基板を支持ローラーによって支持された部分において屈曲させながら樹脂層から剥がしていく剥離工程とを備えたことを特徴とする。
上記分離方法における樹脂層は、例えば、キャリア基板の表面上に塗布により形成されたポリイミド層であり、発光素子のアレイが形成された略矩形状の素子部と、素子部を取り囲む４つの縁部とを有する。
上記分離方法は、（５）保護工程と吸着保持工程の間に実行される、キャリア基板の裏面側から樹脂層にレーザを照射して樹脂層とキャリア基板との結合を解くレーザリフトオフ工程をさらに備えたことが好ましい。
この場合、上記分離方法は、（６）レーザリフトオフ工程と吸着保持工程の間に実行される、キャリア基板の一端に平行な縁部を除く３つの縁部に切り込みを入れる第１切込工程と、（７）支持工程と剥離工程の間に実行される、キャリア基板の一端に平行な縁部に切り込みを入れる第２切込工程をさらに備えたことがより好ましい。
また、上記課題を解決するために、本発明に係る分離装置は、一端および該一端に対向する他端を有する矩形状のキャリア基板および該キャリア基板の表面上に形成された略矩形状の樹脂層からなるワークをキャリア基板と樹脂層とに分離する分離装置であって、（１）下方を向いた平坦な吸着面を有し、樹脂層上に予め設けられた保護膜を介して該樹脂層側からワークを吸着保持する吸着ステージと、（２）吸着保持されたワークを構成するキャリア基板の一端から他端に向かって移動可能な、キャリア基板の裏面を下方から支持する支持ローラーと、（３）キャリア基板の一端の上下への移動を規制する、昇降可能な一端側支持部と、（４）キャリア基板の他端の上下への移動を規制する、昇降可能な他端側支持部と、（５）支持ローラーの移動、並びに一端側支持部および他端側支持部の昇降を制御する制御部とを備え、制御部は、支持ローラーを他端に向かって移動させながら、他端側支持部を昇降させずに一端側支持部を下降させてキャリア基板の一端を下降させていくことにより、キャリア基板を支持ローラーによって支持された部分において屈曲させながら樹脂層から剥がしていくことを特徴とする。
上記分離装置における樹脂層は、例えば、キャリア基板の表面上に塗布により形成されたポリイミド層であり、発光素子のアレイが形成された略矩形状の素子部と、素子部を取り囲む４つの縁部とを有する。
上記分離装置における樹脂層は、キャリア基板の一端に平行な縁部を除く３つの縁部に、予め切り込みが入れられていることが好ましい。
この場合、上記分離装置は、（６）キャリア基板の一端に平行な縁部に切れ込みを入れるカッターユニットをさらに備えたことがより好ましい。
本発明によれば、最終製品となる樹脂層を破損等させることなく、しかも樹脂層のその後の取り扱いが容易となるように、キャリア基板と樹脂層を分離することができる分離方法および分離装置を提供することができる。
キャリア基板と樹脂等とで構成されるワークの平面図（Ａ）、Ｙ方向から見た側面図（Ｂ）およびＸ方向から見た側面図（Ｃ）である。 本発明の実施例に係る分離方法のフロー図である。 実施例に係る分離方法に含まれる保護工程Ｓ２を経たワークの平面図（Ａ）、Ｙ方向側面図（Ｂ）およびＸ方向側面図（Ｃ）である。 実施例に係る分離方法に含まれる主に第１切込工程Ｓ６の手順を示す図である。 実施例に係る分離方法に含まれる吸着保持工程Ｓ８、第２切込工程Ｓ９および剥離工程Ｓ１０を担う分離装置の模式的なＹ方向側面図である。 図５に示す分離装置の一部の模式的なＸ方向側面図である。 図５に示す分離装置の制御ブロック図である。 実施例に係る分離方法に含まれる吸着保持工程Ｓ８の手順を示す図である。 実施例に係る分離方法に含まれる第２切込工程Ｓ９の手順を示す図である。 実施例に係る分離方法に含まれる第２切込工程Ｓ９を経たワークの平面図である。 実施例に係る分離方法に含まれる剥離工程Ｓ１０の手順を示す図である。 実施例に係る分離方法に含まれる剥離工程Ｓ１０を経たワークの平面図である。 本発明の第１変形例に係る分離方法のフロー図である。 第１変形例に係る分離方法に含まれる吸着保持工程Ｓ８および剥離工程Ｓ１０を担う分離装置の模式的なＹ方向側面図である。 図１４に示す分離装置の制御ブロック図である。 本発明の第２変形例に係る分離方法に含まれる吸着保持工程Ｓ８、第２切込工程Ｓ９および剥離工程Ｓ１０を担う分離装置の模式的なＹ方向側面図である。 図１６に示す分離装置の制御ブロック図である。 図３に示すワークの変形例を示す平面図（Ａ）、Ｙ方向側面図（Ｂ）およびＸ方向側面図（Ｃ）である。
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例に係る分離方法および分離装置について説明する。
［実施例］
図１に、分離対象としてのワーク１Ａを示す。同図に示すように、ワーク１Ａは、一端２ａおよび該一端２ａに対向する他端２ｂを有する矩形状のキャリア基板２と、その表面上に形成された略矩形状の樹脂層３とからなる。キャリア基板２は、０．５〜１．１ｍｍ厚のガラス基板からなる。樹脂層３は、ポリイミド樹脂を塗布することにより形成されたポリイミド層に発光素子（有機ＥＬ素子）のアレイを形成したものであり、約１０μｍの厚みを有する。
樹脂層３は、発光素子のアレイが形成された略矩形状の素子部４と、これを取り囲む４つの縁部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ（以下、まとめて「縁部５」ともいう）とを有する。これらのうち、縁部５ａは、キャリア基板２の一端２ａに近接した該一端２ａに平行な縁部である。また、縁部５ｂは、キャリア基板２の他端２ｂに近接した該他端２ｂに平行な縁部である。樹脂層３は、本実施例に係る分離方法および分離装置によりキャリア基板２から分離された後、最終製品であるフレキシブル有機ＥＬデバイスの主要部となる。
なお、図１においては、素子部４がポリイミド層に埋もれているが、素子部４はポリイミド層の表面から突出していてもよい。他の側面図（例えば、図３，図１８）についても同様である。
また、本明細書では、ワークを示す参照符号が、その状態の変化に応じて１Ａ→１Ｂ（１Ｂ’）→１Ｃ→１Ｄ→１Ｅの順に変化する。
図２に、実施例に係る分離方法のフロー図を示す。同図に示すように、本実施例に係る分離方法は、順次実行されるステップＳ１〜ステップＳ１０を含む。これらのうち、ステップＳ８〜ステップＳ１０の実行は分離装置２０Ａ（図５参照）が担う。
ステップＳ１では、コンベア等によりワーク１Ａを所定の第１ポジションまで搬送する。そして、ステップＳ２（保護工程）では、第１ポジションにおいて位置決めされたワーク１Ａの樹脂層３の表面に保護膜を貼り付ける。
図３に、ステップＳ２を経たワーク１Ｂを示す。同図に示すように、ワーク１Ｂは、キャリア基板２と、樹脂層３と、樹脂層３の表面に貼り付けられた保護膜６とからなる。保護膜６は、素子部４を完全に覆っている。すなわち、保護膜６のＸ方向およびＹ方向の寸法は、素子部４の寸法よりも大きい。一方、保護膜６のＸ方向およびＹ方向の寸法は、樹脂層３の寸法よりも小さい。このため、保護膜６を貼り付けた後においても、縁部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは部分的に露出している。
本実施例では、３０〜１００μｍ厚のポリエチレンフィルム（ＰＥ）を保護膜６として使用した。保護膜６は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリオレフィン（ＰＯ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）またはポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）のフィルムであってもよい。
ステップＳ３では、コンベア等によりワーク１Ｂを所定の第２ポジションまで搬送する。そして、ステップＳ４（レーザリフトオフ工程）では、第２ポジションにおいて位置決めされたワーク１Ｂを構成するキャリア基板２の裏面側から樹脂層３にレーザを照射する。これにより、キャリア基板２と樹脂層３の結合が解かれる。ただし、樹脂層３の縁部５は、通常、他の部分よりもキャリア基板２との結合が強固である。このため、ステップＳ４を実行した後においても、樹脂層３の縁部５とキャリア基板２は、弱く結合したままとなっていることがある。
ステップＳ５では、コンベア等によりワーク１Ｂを所定の第３ポジションまで搬送する。ステップＳ６（第１切込工程）では、第３ポジションにおいて位置決めされたワーク１Ｂを構成する樹脂層３の３つの縁部５ｂ，５ｃ，５ｄに切り込み７を入れる。そして、ステップＳ７では、切り込み７が入れられたワーク１Ｃをコンベア等により所定の第４ポジションまで搬送する。
ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７について、図４を参照しながらさらに詳細に説明する。
まず、等間隔に並んだ複数の搬送ローラー１０からなるコンベアによって搬送されてきたワーク１Ｂを、隣り合う２つ搬送ローラー１０の間を通って上昇させた位置決め板１１を用いて第３ポジションに位置決めする（図４（Ａ１），（Ａ２），（Ｂ１），（Ｂ２）参照）。続いて、縁部５ｄの縁部５ａ寄りの端部に第１カッター１２を降ろして食い込ませ、縁部５ｃの縁部５ａ寄りの端部に第２カッター１３を降ろして食い込ませ、縁部５ｂの縁部５ｄ寄りの端部に第３カッター１４を降ろして食い込ませ、これらを走行させることにより縁部５ａを除く３つの縁部５ｂ，５ｃ，５ｄに切り込み７を入れる（図４（Ｃ１），（Ｃ２）参照）。その後、位置決め板１１を下降させ、切り込み７が入れられたワーク１Ｃを第４ポジションまで搬送する（図４（Ｄ１），（Ｄ２）参照）。
本実施例では、カッター１２，１３，１４として丸刃を使用したが、各カッター１２，１３，１４の構成はこれに限定されない。例えば、所定の幅を有する溝状の切り込み７を入れるために、２枚の丸刃を隣り合うように配置したものを使用してもよい。
続いて、ステップＳ８〜ステップＳ１０の実行を担う分離装置２０Ａについて、図５〜図７を参照しながら説明する。
図５に示すように、分離装置２０Ａは、吸着ステージ２１を備える。吸着ステージ２１は、下方を向いた平坦な吸着面２１ａと、該吸着面２１ａに設けられた複数の吸着ノズル２１ｂとを有する。各吸着ノズル２１ｂはポンプ８１に接続されており、制御部８０Ａの制御下でポンプ８１が作動することにより、ワーク１Ｃの樹脂層３が保護膜６を介して吸着面２１ａに吸着保持される（図７参照）。
図５，図６に示すように、分離装置２０Ａは、基台２２と、基台２２の下段部に設けられた２本の外側ガイド２３と、基台２２の上段部に設けられた２本の内側ガイド２４とを備える。外側ガイド２３および内側ガイド２４は、いずれもＸ方向に延びている。また、基台２２の上段部（２本の内側ガイド２４）は、２本の外側ガイド２３の間に配置されている。
図５に示すように、分離装置２０Ａは、一端側支持ユニット２５と、他端側支持ユニット２６と、第１支持ローラーユニット２７と、第２支持ローラーユニット２８と、第４カッターユニット２９とをさらに備える。
一端側支持ユニット２５は、本発明の「一端側支持部」に相当する第１ピロー３０と、第１ピロー第１支持部３１と、第１ピロー第２支持部３２と、ガイド３３と、第１ピロー走行手段３４とを含む。第１ピロー３０は、Ｖ字状に加工された端面によってキャリア基板２の一端２ａを支持し、該一端２ａの上下への移動を規制する。第１ピロー３０は、第１ピロー第１支持部３１に固定されている。第１ピロー第１支持部３１は、第１ピロー第２支持部３２の一側面に設けられたガイド３３にスライド可能に取り付けられている。また、第１ピロー第２支持部３２は、外側ガイド２３に沿って走行する第１ピロー走行手段３４に固定されている。
制御部８０Ａの制御下で第１ピロー第１支持部３１が第１ピロー第２支持部３２に対して上下にスライドすると、これにともなって、キャリア基板２の一端２ａを支持したまま第１ピロー３０も上下に移動する（昇降する）。つまり、第１ピロー第１支持部３１、第１ピロー第２支持部３２およびガイド３３は、第１ピロー３０を昇降させる「第１ピロー昇降手段」であるといえる。
また、制御部８０Ａの制御下で第１ピロー走行手段３４が外側ガイド２３に沿って走行すると、第１ピロー３０のＶ字状端面および第２ピロー４０のＶ字状端面の間の距離が変化し、ワーク１Ｃが把持または解放される。
他端側支持ユニット２６は、本発明の「他端側支持部」に相当する第２ピロー４０と、第２ピロー第１支持部４１と、第２ピロー第２支持部４２と、ガイド４３と、第２ピロー走行手段４４とを含む。第２ピロー４０は、Ｖ字状に加工された端面によってキャリア基板２の他端２ｂを支持し、該他端２ｂの上下への移動を規制する。第２ピロー４０は、第２ピロー第１支持部４１に固定されている。第２ピロー第１支持部４１は、第２ピロー第２支持部４２の一側面に設けられたガイド４３にスライド可能に取り付けられている。また、第２ピロー第２支持部４２は、外側ガイド２３に沿って走行する第２ピロー走行手段４４に固定されている。
制御部８０Ａの制御下で第２ピロー第１支持部４１が第２ピロー第２支持部４２に対して上下にスライドすると、これにともなって、キャリア基板２の他端２ｂを支持したまま第２ピロー４０も上下に移動する（昇降する）。つまり、第２ピロー第１支持部４１、第２ピロー第２支持部４２およびガイド４３は、第２ピロー４０を昇降させる「第２ピロー昇降手段」であるといえる。
また、制御部８０Ａの制御下で第２ピロー走行手段４４が外側ガイド２３に沿って走行すると、第１ピロー３０のＶ字状端面および第２ピロー４０のＶ字状端面の間の距離が変化し、ワーク１Ｃが把持または解放される。
第１支持ローラーユニット２７は、第１支持ローラー５０と、第１支持ローラー昇降手段５１と、第１支持ローラー走行手段５２とを含む。第１支持ローラー５０は、キャリア基板２の裏面を下方から支持する。第１支持ローラー５０は、シリンダ等からなる第１支持ローラー昇降手段５１の上端部に回転自在に取り付けられている。また、第１支持ローラー昇降手段５１は、内側ガイド２４に沿って走行する第１支持ローラー走行手段５２に固定されている。
制御部８０Ａの制御下で第１支持ローラー昇降手段５１を構成するシリンダが伸縮すると、これにともなって、第１支持ローラー５０も上下に移動する（昇降する）。これにより、第１支持ローラー５０は、任意のＺ位置においてワーク１Ｃ（キャリア基板２）を支持したり、ワーク１Ｃを吸着ステージ２１の吸着面２１ａに押し付けたりする。
また、制御部８０Ａの制御下で第１支持ローラー走行手段５２が内側ガイド２４に沿って走行すると、第１支持ローラー５０はＸ方向に移動する。つまり、第１支持ローラー５０は、一端２ａと他端２ｂの間の任意のＸ位置においてキャリア基板２を支持または押圧することができる。
第２支持ローラーユニット２８は、第２支持ローラー６０と、第２支持ローラー昇降手段６１と、第２支持ローラー走行手段６２とを含む。第２支持ローラー６０は、第１支持ローラー５０よりも他端２ｂ寄りのＸ位置においてキャリア基板２の裏面を下方から支持する。第２支持ローラー６０は、シリンダ等からなる第２支持ローラー昇降手段６１の上端部に回転自在に取り付けられている。また、第２支持ローラー昇降手段６１は、内側ガイド２４に沿って走行する第２支持ローラー走行手段６２に固定されている。
制御部８０Ａの制御下で第２支持ローラー昇降手段６１を構成するシリンダが伸縮すると、これにともなって、第２支持ローラー６０も上下に移動する（昇降する）。これにより、第２支持ローラー６０は、任意のＺ位置においてワーク１Ｃ（キャリア基板２）を支持したり、ワーク１Ｃを吸着ステージ２１の吸着面２１ａに押し付けたりする。
また、制御部８０Ａの制御下で第２支持ローラー走行手段６２が内側ガイド２４に沿って走行すると、第２支持ローラー６０はＸ方向に移動する。つまり、第２支持ローラー６０は、第１支持ローラー５０と他端２ｂの間の任意のＸ位置においてキャリア基板２を支持または押圧することができる。
図６に示すように、他端側支持ユニット２６は門型を有する。このため、第１支持ローラーユニット２７および第２支持ローラーユニット２８は、第２ピロー４０の下をくぐって退避位置に移動することができる。同様に、一端側支持ユニット２５も門型を有する。このため、第１支持ローラーユニット２７および第２支持ローラーユニット２８は、第１ピロー３０の下をくぐって別の退避位置に移動することもできる。
第４カッターユニット２９は、第４カッター７０と、第４カッター第１支持部７１と、第４カッター第２支持部７２と、ガイド７３と、第４カッター走行手段７４とを含む。第４カッター７０は、第４カッター第１支持部７１の下端部に取り付けられている。また、第４カッター第１支持部７１は、第４カッター第２支持部７２のＺ方向に対して２５°傾斜した一側面に設けられたガイド７３にスライド可能に取り付けられている。第４カッター第２支持部７２は、吸着ステージ２１に設けられたガイド７５に沿って走行する第４カッター走行手段７４に固定されている。ガイド７５は、Ｙ方向に延びている。なお、上記の２５°は単なる一例である。ガイド７３が設けられた第４カッター第２支持部７２の一側面は、Ｚ方向に対して平行であってもよい、
制御部８０Ａの制御下で第４カッター第１支持部７１が第４カッター第２支持部７２に対してスライドすると、第４カッター７０もＺ方向に対して２５°傾斜した方向に移動する（昇降する）。つまり、第４カッター第１支持部７１、第４カッター第２支持部７２およびガイド７３は、第４カッター７０を昇降させる「第４カッター昇降手段」であるといえる。
また、制御部８０Ａの制御下で第４カッター走行手段７４がガイド７５に沿って走行すると、第４カッター７０はＹ方向に移動する。
本実施例では、第４カッター７０として丸刃を使用したが、第４カッター７０の構成はこれに限定されない。例えば、所定の幅を有する溝状の切り込み７（図１０参照）を入れるために、２枚の丸刃を隣り合うように配置したものを使用してもよい。
図７に、本実施例に係る分離装置２０Ａの制御ブロック図を示す。同図に示すように、制御部８０Ａは、（１）吸着ステージ２１に接続されたポンプ８１の制御、（２）第１ピロー３０、第１ピロー昇降手段３１，３２，３３および第１ピロー走行手段３４からなる一端側支持ユニット２５の制御、（３）第２ピロー４０、第２ピロー昇降手段４１，４２，４３および第２ピロー走行手段４４からなる他端側支持ユニット２６の制御、（４）第１支持ローラー５０、第１支持ローラー昇降手段５１および第１支持ローラー走行手段５２からなる第１支持ローラーユニット２７の制御、（５）第２支持ローラー６０、第２支持ローラー昇降手段６１および第２支持ローラー走行手段６２からなる第２支持ローラーユニット２８の制御、並びに、（６）第４カッター７０、第４カッター昇降手段７１，７２，７３および第４カッター走行手段７４からなる第４カッターユニット２９の制御、を行う。
続いて、図８を参照しながら、分離装置２０Ａによって実行されるステップＳ８（吸着保持工程）について説明する。なお、図８においては、一部の構成要素および参照符号が省略されている。図９，図１１についても同様である。
図８（Ａ）は、ステップＳ８の初期状態を示している。この状態では、吸着ステージ２１の吸着面２１ａおよびワーク１Ｃは上下に離間している。また、第１ピロー３０および第２ピロー４０の高さが同一であり、かつ、第１支持ローラー５０および第２支持ローラー６０がキャリア基板２の裏面を下方から支持しているので、ワーク１Ｃは、自重により撓むことなく、吸着ステージ２１の吸着面２１ａに対して平行に保たれている。
図８（Ｂ）は、（Ａ）に示す初期状態から第１ピロー３０および第１支持ローラー５０を略同量上昇させるとともに、これらよりも僅かに第２支持ローラー６０を上昇させることにより、ワーク１Ｃを所定の湾曲姿勢とした状態を示している。この状態では、第２ピロー４０が一端２ａよりも低い位置において他端２ｂを支持するとともに、第２支持ローラー６０が一端２ａよりも低く他端２ｂよりも高い位置においてキャリア基板２を支持している。
図８（Ｃ）は、（Ｂ）に示す状態から第１ピロー３０、第１支持ローラー５０、第２支持ローラー６０および第２ピロー４０を同量上昇させ、保護膜６の一部のみを吸着ステージ２１の吸着面２１ａに吸着保持させた状態を示している。第１ピロー３０、第１支持ローラー５０、第２支持ローラー６０および第２ピロー４０の上昇量が等しいため、ワーク１Ｃの姿勢は所定の湾曲姿勢のままである。
図８（Ｄ）は、（Ｃ）に示す状態から第１支持ローラー５０および第２支持ローラー６０を同じ速度でＸ方向に走行させつつ、ワーク１Ｃが湾曲し過ぎるのを防ぐために、第２ピロー４０を僅かに上昇させた状態を示している。ワーク１Ｃを湾曲させたまま、ワーク１Ｃを吸着ステージ２１の吸着面２１ａに吸着保持させていくことにより、保護膜６および樹脂層３に皺が発生したり、保護膜６と吸着面２１ａとの間に空気が挟み込まれたりするのを防ぐことができる。
その後、第１支持ローラー５０がキャリア基板２の他端２ｂ近傍に到達すると、ステップＳ８は終了する。なお、このとき、第２支持ローラー６０は、第２ピロー４０の下をくぐって退避位置に移動している。
続いて、図９を参照しながら、分離装置２０Ａによって実行されるステップＳ９（第２切込工程）について説明する。
図９（Ａ）は、ステップＳ８の終了後に第１支持ローラー５０および第２支持ローラー６０を移動させた、ステップＳ９の初期状態を示している。この状態では、第１支持ローラー５０は、一端２ａ近傍においてキャリア基板２の裏面を支持している。また、第２支持ローラー６０は、一端２ａと他端２ｂの略中央においてキャリア基板２の裏面を支持している。なお、第１支持ローラー５０にキャリア基板２の一端２ａ近傍の裏面を支持させることは、本発明の「支持工程」に相当する。
図９（Ｂ）は、（Ａ）に示す初期状態から第４カッター７０を下降させ、第４カッター７０を樹脂層３の縁部５ａ（図３参照）に食い込ませた状態を示している。キャリア基板２の一端２ａ近傍は、第１支持ローラー５０によってしっかりと支持されている。このため、第４カッター７０を下降させたときに、キャリア基板２の一端２ａが第１ピロー３０から脱落することはない。
図９（Ｃ）は、（Ｂ）に示す状態から第４カッター７０をＹ方向に走行させて樹脂層３の縁部５ａに切り込み７を入れた後に、第４カッター７０を上昇させた状態を示している。これにより、ワーク１Ｃは、素子部４を取り囲むように切り込み７が形成されたワーク１Ｄとなる（図１０参照）。
仮にステップＳ６（第１切込工程）において全ての縁部５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに切れ込み７を入れると、ステップＳ７，Ｓ８において、樹脂層３の素子部４とキャリア基板２の位置関係がずれるおそれがある。これを防ぐために、本実施例では、後述するステップＳ１０（剥離工程）の直前に縁部５ａに切れ込み７を入れる。言い換えると、本実施例では、ステップＳ１０（剥離工程）の直前まで、素子部４と縁部５を少なくとも１か所において繋げておく。
続いて、図１１を参照しながら、分離装置２０Ａによって実行されるステップＳ１０（剥離工程）について説明する。
図１１（Ａ）は、ステップＳ１０の初期状態を示している。図９（Ａ）と同様、この状態では、第１支持ローラー５０は、一端２ａ近傍においてキャリア基板２の裏面を支持している。また、第２支持ローラー６０は、一端２ａと他端２ｂの略中央においてキャリア基板２の裏面を支持している。
図１１（Ｂ）は、（Ａ）に示す初期状態から第１支持ローラー５０および第２支持ローラー６０を同じ速度でＸ方向に走行させつつ、第１ピロー３０を下降させた状態を示している。第１ピロー３０が下降すると、キャリア基板２の一端２ａも同じように下降する。その結果、キャリア基板２は、第１支持ローラー５０に支持された部分において屈曲した姿勢となる。
このとき、樹脂層３のうち、縁部４からなる切り込み７よりも外側の部分は、キャリア基板２に貼り付いたまま該キャリア基板２と一緒に屈曲する。一方、主に素子部４からなる切り込み７よりも内側の部分は、ステップＳ４（レーザリフトオフ工程）でキャリア基板２との結合が解かれているので、キャリア基板２と一緒に屈曲するのではなく、吸着ステージ２１（保護膜６）側に残る。すなわち、最終製品となる樹脂層３の素子部４がキャリア基板２から分離する。言い換えると、最終製品となる樹脂層３の素子部４から不要なキャリア基板２が剥離される。
図１１（Ｃ）は、（Ｂ）に示す状態から第１支持ローラー５０をＸ方向に走行させつつ、第１ピロー３０を下降させた結果、キャリア基板２と樹脂層３（特に素子部４）の分離がさらに進んだ状態を示している。この状態では、第２支持ローラー６０は、第２ピロー４０の下をくぐって退避位置に移動している。
ここで、キャリア基板２と樹脂層３の分離がある程度進むと、図５，図７に図示されていない第３支持ローラー９０でキャリア基板２の裏面を支持することが好ましい。第３支持ローラー９０は、第１支持ローラー５０および一端２ａの間においてキャリア基板２の裏面を支持し、キャリア基板２の一端２ａが第１ピロー３０から脱落するのを防ぐ。
図１１（Ｄ）は、分離（剥離）が終了した状態を示している。この状態では、第１支持ローラー５０および第２支持ローラー６０は、退避位置に移動している。また、最終製品となる樹脂層３の素子部４は、キャリア基板２から完全に分離している。
なお、この状態では、前述の第３支持ローラー９０でキャリア基板２の略中央を支持することが好ましい。これにより、キャリア基板２と、該キャリア基板２の表面に残った樹脂層３の縁部５とからなるワーク１Ｅ（図１２参照）が自重により撓むのを防ぐことができる。
キャリア基板２から分離された樹脂層３の素子部４は、保護膜６を介して吸着ステージ２１にしっかりと吸着保持されているので、キャリア基板２に接していた側の面（裏面）への保護膜の貼り付けや、吸着ステージ２１の移動による次工程への搬送が容易である。
以上、本発明に係る分離方法および分離装置の実施例について説明してきたが、本発明は実施例の構成に限定されるものではない。以下、本発明に係る分離方法および分離装置の変形例を例示する。
［第１変形例］
図１３に、本発明の第１変形例に係る分離方法のフロー図を示す。同図に示すように、本変形例に係る分離方法は、ステップＳ５（第３ポジションへの搬送）、ステップＳ６（第１切込工程）およびステップＳ９（第２切込工程）を備えていない。また、これに対応して、本変形例に係る分離装置２０Ｂは、第４カッターユニット２９が省略されている（図１４参照）。このため、制御部８０Ｂは、第４カッターユニット２９の制御を行わない（図１５参照）。
ステップＳ４（レーザリフトオフ工程）で、樹脂層３の縁部５とキャリア基板２との結合を解くことができる場合は、上記の通りに分離方法および分離装置を構成することで、工程および装置を簡略化することができる。
［第２変形例］
図１６に、本発明の第２変形例に係る分離装置２０Ｃを示す。同図に示すように、本変形例に係る分離装置２０Ｃは、第２支持ローラーユニット２８を備えていない。このため、制御部８０Ｃは、第２支持ローラーユニット２８の制御を行わない（図１７参照）。
ワーク１Ｃの寸法が比較的小さく、自重によるワーク１Ｃの撓みが問題にならない場合は、上記の通りに分離装置を構成することで、装置および該装置における制御を簡略化することができる。
反対に、ワーク１Ｃの寸法が比較的大きい場合は、第２支持ローラーユニット２８の数を複数にすることで、ワーク１Ｃの撓みや脱落をより確実に防ぐことができる。この場合は、第３支持ローラー９０（図１１参照）の数も複数であることがより好ましい。
［その他の変形例］
図１８に、図３に示すワーク１Ｂの変形例を示す。同図に示すように、変形例に係るワーク１Ｂ’においては、保護膜６’が樹脂層３の素子部４および縁部５を完全に覆っている。すなわち、保護膜６’のＸ方向およびＹ方向の寸法は、樹脂層３の寸法よりも大きい。ただし、保護膜６’のＸ方向およびＹ方向の寸法は、キャリア基板２の寸法よりも小さい。
この場合、ステップＳ６（第１切込工程）における各カッター１２，１３，１４およびステップＳ９（第２切込工程）における第４カッター７０は、保護膜６’越しに樹脂層３の縁部５に切れ込み７を入れることになる。この構成によれば、切れ込み７を入れる際に、縁部５を構成する樹脂の屑が周囲に飛び散るのを防ぐことができる。
また、ステップＳ８（吸着保持工程）においては、他端２ｂ側（第２ピロー４０側）を他の部分に先駆けて吸着保持させてもよいし、第１支持ローラー５０によって押し上げられて他の部分よりも突出した中央部分を該他の部分に先駆けて吸着保持させてもよい。後者の場合、第１支持ローラー５０は、一端２ａまたは他端２ｂに向かって走行した後、反対方向に走行する。
また、キャリア基板２は、ガラス以外の任意の材料で構成されていてもよい。ただし、キャリア基板２は、ステップＳ４（レーザリフトオフ工程）において必要とされる透光性を有し、かつ、一端側支持ユニット２５および他端側支持ユニット２６で支持され得る程度の剛性を有している必要がある。
また、樹脂層３は、ポリイミド以外の樹脂で構成されていてもよい。
また、これらの変形例は、適宜組み合わせることができる。
１Ａ，１Ｂ，１Ｂ’，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ ワーク
２ キャリア基板
２ａ （キャリア基板の）一端
２ｂ （キャリア基板の）他端
３ 樹脂層
４ 素子部
５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ 縁部
６，６’ 保護膜
７ 切り込み
１０ 搬送ローラー
１１ 位置決め板
１２ 第１カッター
１３ 第２カッター
１４ 第３カッター
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ 分離装置
２１ 吸着ステージ
２１ａ 吸着面
２１ｂ 吸着ノズル
２２ 基台
２３ 外側ガイド
２４ 内側ガイド
２５ 一端側支持ユニット
２６ 他端側支持ユニット
２７ 第１支持ローラーユニット
２８ 第２支持ローラーユニット
２９ 第４カッターユニット
３０ 第１ピロー
３１ 第１ピロー第１支持部（第１ピロー昇降手段）
３２ 第１ピロー第２支持部（第１ピロー昇降手段）
３３ ガイド（第１ピロー昇降手段）
３４ 第１ピロー走行手段
４０ 第２ピロー
４１ 第２ピロー第１支持部（第２ピロー昇降手段）
４２ 第２ピロー第２支持部（第２ピロー昇降手段）
４３ ガイド（第２ピロー昇降手段）
４４ 第２ピロー走行手段
５０ 第１支持ローラー
５１ 第１支持ローラー昇降手段
５２ 第１支持ローラー走行手段
６０ 第２支持ローラー
６１ 第２支持ローラー昇降手段
６２ 第２支持ローラー走行手段
７０ 第４カッター
７１ 第４カッター第１支持部（第４カッター昇降手段）
７２ 第４カッター第２支持部（第４カッター昇降手段）
７３ ガイド（第４カッター昇降手段）
７４ 第４カッター走行手段
７５ ガイド
８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ 制御部
８１ ポンプ
９０ 第３支持ローラー

Claims (11)

  1. 一端および該一端に対向する他端を有する矩形状のキャリア基板および該キャリア基板の表面上に形成された略矩形状の樹脂層からなるワークを前記キャリア基板と前記樹脂層とに分離する分離方法であって、
    前記樹脂層の表面を保護膜で覆う保護工程と、
    前記保護膜で覆われた前記樹脂層を平坦な吸着面を有する吸着ステージに吸着させる吸着保持工程と、
    前記キャリア基板の前記一端から前記他端に向かって移動可能な支持ローラーに前記キャリア基板の前記一端側の裏面を支持させる支持工程と、
    前記支持ローラーを前記他端に向かって移動させながら前記キャリア基板の前記一端を下降させていくことにより、前記キャリア基板を前記支持ローラーによって支持された部分において屈曲させながら前記樹脂層から剥がしていく剥離工程と、
    を備えたことを特徴とする分離方法。
  2. 前記樹脂層が、前記キャリア基板の表面上に塗布により形成されたポリイミド層であることを特徴とする請求項１に記載の分離方法。
  3. 前記樹脂層が、発光素子のアレイが形成された略矩形状の素子部と、前記素子部を取り囲む４つの縁部とを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の分離方法。
  4. 前記保護工程と前記吸着保持工程の間に実行される、前記キャリア基板の裏面側から前記樹脂層にレーザを照射して前記樹脂層と前記キャリア基板との結合を解くレーザリフトオフ工程をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載の分離方法。
  5. 前記レーザリフトオフ工程と前記吸着保持工程の間に実行される、前記キャリア基板の前記一端に平行な前記縁部を除く３つの前記縁部に切り込みを入れる第１切込工程をさらに備えたことを特徴とする請求項４に記載の分離方法。
  6. 前記支持工程と前記剥離工程の間に実行される、前記キャリア基板の前記一端に平行な前記縁部に切り込みを入れる第２切込工程をさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載の分離方法。
  7. 一端および該一端に対向する他端を有する矩形状のキャリア基板および該キャリア基板の表面上に形成された略矩形状の樹脂層からなるワークを前記キャリア基板と前記樹脂層とに分離する分離装置であって、
    下方を向いた平坦な吸着面を有し、前記樹脂層上に予め設けられた保護膜を介して該樹脂層側から前記ワークを吸着保持する吸着ステージと、
    吸着保持された前記ワークを構成する前記キャリア基板の前記一端から前記他端に向かって移動可能な、前記キャリア基板の裏面を下方から支持する支持ローラーと、
    前記キャリア基板の前記一端の上下への移動を規制する、昇降可能な一端側支持部と、
    前記キャリア基板の前記他端の上下への移動を規制する、昇降可能な他端側支持部と、
    前記支持ローラーの移動、並びに前記一端側支持部および前記他端側支持部の昇降を制御する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記支持ローラーを前記他端に向かって移動させながら、前記他端側支持部を昇降させずに前記一端側支持部を下降させて前記キャリア基板の前記一端を下降させていくことにより、前記キャリア基板を前記支持ローラーによって支持された部分において屈曲させながら前記樹脂層から剥がしていく
    ことを特徴とする分離装置。
  8. 前記樹脂層が、前記キャリア基板の表面上に塗布により形成されたポリイミド層であることを特徴とする請求項７に記載の分離装置。
  9. 前記樹脂層が、発光素子のアレイが形成された略矩形状の素子部と、前記素子部を取り囲む４つの縁部とを有することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の分離装置。
  10. 前記キャリア基板の前記一端に平行な前記縁部を除く３つの前記縁部に、予め切り込みが入れられていることを特徴とする請求項９に記載の分離装置。
  11. 前記キャリア基板の前記一端に平行な前記縁部に切れ込みを入れるカッターユニットをさらに備えたことを特徴とする請求項１０に記載の分離装置。
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