JP7169746B2 - レーザ剥離装置、レーザ剥離方法、及び有機ｅｌディスプレイの製造方法 - Google Patents

Description

本発明はレーザ剥離装置、レーザ剥離方法、及び有機ＥＬディスプレイの製造方法に関し、例えばレーザビームを用いて基板から剥離層を分離するレーザ剥離装置、レーザ剥離方法、及び有機ＥＬディスプレイの製造方法に関する。

基板上に形成された剥離層に、基板側からレーザビームを照射して剥離層を基板から剥離するレーザ剥離装置が知られている。特許文献１には、線状のレーザスポットを連続的に照射して基板から剥離層を剥離するレーザ剥離装置が開示されている。

特開２０１５－８９５６５号公報

発明者は、レーザスポットを連続的に照射して基板から剥離層を剥離するレーザ剥離装置の開発に際し、レーザスポットの形状及び寸法について様々な課題を見出した。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

一実施の形態に係るレーザ剥離装置は、ワークに照射されるレーザビームのスポットが方形状であり、スポットの長軸幅Ｌが１０～２００ｍｍであり、スポットの短軸幅Ｓが２～３０ｍｍであり、スポットの短軸幅Ｓに対する長軸幅Ｌの比Ｌ／Ｓが１～２０である。

一実施の形態に係るレーザ剥離方法は、ワークに照射されるレーザビームのスポットが方形状であり、スポットの長軸幅Ｌが１０～２００ｍｍであり、スポットの短軸幅Ｓが２～３０ｍｍであり、スポットの短軸幅Ｓに対する長軸幅Ｌの比Ｌ／Ｓが１～２０である。

一実施の形態に係る有機ＥＬディスプレイの製造方法は、剥離層を基板から剥離する工程において、ワークに照射されるレーザビームのスポットが方形状であり、スポットの長軸幅Ｌが１０～２００ｍｍであり、スポットの短軸幅Ｓが２～３０ｍｍであり、スポットの短軸幅Ｓに対する長軸幅Ｌの比Ｌ／Ｓが１～２０である。

前記一実施の形態によれば、優れたレーザ剥離装置、レーザ剥離方法、及び有機ＥＬディスプレイの製造方法を提供することができる。

有機ＥＬディスプレイの一例を示す断面図である。 有機ＥＬディスプレイの製造工程の概要を示す断面フロー図である。 レーザ剥離装置の模式的側面図である。 比較例に係るレーザ剥離装置でのレーザスポットの形状を示す平面図である。 比較例に係るレーザ剥離装置でのレーザスポットＬＳの長軸方向及び短軸方向での強度プロファイルを示すグラフである。 実施の形態１に係るレーザ剥離装置でのレーザスポットの形状を示す平面図である。 実施の形態１に係るレーザ剥離装置でのレーザスポットの形状を示す平面図である。 実施の形態２に係るレーザ剥離装置の斜視図である。 可動ミラーＭＭ１の構成及び動作を示す側面図である。 可動ミラーＭＭ１、ＭＭ２の構成及び動作を示す正面図である。 実施の形態２に係るレーザ剥離装置によって照射されたレーザスポットＬＳを示す平面図である。 実施の形態３に係るレーザ剥離装置の斜視図である。 光路長調整ユニット２１の拡大斜視図である。 光路長調整ユニット２１の動作を示す平面図である。

以下、具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜簡略化されている。

（実施の形態１）
＜有機ＥＬディスプレイ＞
まず、図１を参照して、実施の形態１に係る有機ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイの製造方法を用いて製造される有機ＥＬディスプレイの構造について説明する。図１は、有機ＥＬディスプレイの一例を示す断面図である。図１に示す有機ＥＬディスプレイは、各画素ＰＸにＴＦＴが配置されたアクティブマトリクス型の表示装置である。

有機ＥＬディスプレイは、フィルム２１８、剥離層２１２、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）層３１１、有機層３１２、カラーフィルタ層３１３、及び保護層２１４を備えている。図１では、保護層２１４側が視認側となるトップエミッション方式の有機ＥＬディスプレイを示している。なお、以下の説明は、有機ＥＬディスプレイの一構成例を示すものであり、本実施の形態は、以下に説明される構成に限られるものではない。例えば、本実施の形態では、ボトムエミッション方式の有機ＥＬディスプレイに用いられてもよい。

フィルム２１８は、プラスチックフィルムであり、応力を加えることにより曲げることができる。フィルム２１８の上には、剥離層２１２、ＴＦＴ層３１１が設けられている。ＴＦＴ層３１１は、各画素ＰＸに配置されたＴＦＴ３１１ａを有している。さらに、ＴＦＴ層３１１は、ＴＦＴ３１１ａに接続される配線（不図示）等を有している。ＴＦＴ３１１ａ、及び配線等が画素回路を構成する。

ＴＦＴ層３１１の上には、有機層３１２が設けられている。有機層３１２は、画素ＰＸごとに配置された有機ＥＬ発光素子３１２ａを有している。有機ＥＬ発光素子３１２ａは、例えば、陽極、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、及び陰極が積層された積層構造を有している。トップエミッション方式の場合、陽極は金属電極であり、陰極はＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電膜である。さらに、有機層３１２には、画素ＰＸ間において、有機ＥＬ発光素子３１２ａを分離するための隔壁３１２ｂが設けられている。

有機層３１２の上には、カラーフィルタ層３１３が設けられている。カラーフィルタ層３１３は、カラー表示を行うためのカラーフィルタ３１３ａが設けられている。すなわち、各画素ＰＸには、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、又はＢ（青色）に着色された樹脂層がカラーフィルタ３１３ａとして設けられている。有機層３１２から放出された白色光は、カラーフィルタ３１３ａを通過すると、ＲＧＢの色の光に変換される。なお、有機層３１２に、ＲＧＢの各色を発光する有機ＥＬ発光素子が設けられている３色方式の場合、カラーフィルタ層３１３を省略してもよい。

カラーフィルタ層３１３の上には、保護層２１４が設けられている。保護層２１４は、樹脂材料で構成されており、有機層３１２の有機ＥＬ発光素子の劣化を防ぐために設けられている。

有機層３１２の有機ＥＬ発光素子３１２ａに流れる電流は、画素回路に供給される表示信号によって変化する。よって、表示画像に応じた表示信号を各画素ＰＸに供給することで、各画素ＰＸでの発光量を制御することができる。これにより、所望の画像を表示することができる。

＜有機ＥＬディスプレイの製造工程＞
次に、図２を参照して、実施の形態１に係る有機ＥＬディスプレイの製造方法の概要について説明する。図２は、有機ＥＬディスプレイの製造工程の概要を示す断面フロー図である。

なお、当然のことながら、図２及びその他の図面に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸プラス向きが鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。

有機ＥＬディスプレイを製造する際は、まず基板２１１を準備する（工程Ａ）。例えば、基板２１１にはレーザビームを透過するガラス基板を用いる。
次に、基板２１１の上に剥離層２１２を形成する（工程Ｂ）。剥離層２１２には、例えばポリイミドを用いることができる。

その後、剥離層２１２の上に回路素子２１３を形成する（工程Ｃ）。ここで、回路素子２１３は、図１に示すＴＦＴ層３１１、有機層３１２、カラーフィルタ層３１３を含む。回路素子２１３は、フォトリソグラフィ技術や成膜技術を用いて形成することができる。
その後、回路素子２１３の上に、回路素子２１３を保護するための保護層２１４を形成する（工程Ｄ）。

次に、基板２１１が上になるように基板２１１を反転させ（工程Ｅ）、基板２１１側から剥離層２１２にレーザビームＬＢを照射する（工程Ｆ）。レーザビームＬＢには方形ビームを用いることができる。図２に示す場合は、基板２１１をｘ方向に搬送しているので、基板２１１の右側から左側に向かってレーザビームＬＢが照射される。

その後、基板２１１と剥離層２１２とを分離する（工程Ｇ）。
最後に、フィルム２１８を剥離層２１２に積層する（工程Ｈ）。例えば、フィルム２１８はプラスチックフィルムであり、応力を加えることにより曲げることができるフィルムである。このような製造工程を用いることで、折り曲げ可能な有機ＥＬディスプレイを製造することができる。

＜レーザ剥離装置の基本構成＞
次に、図３を参照して、工程Ｆで用いられる実施の形態１に係るレーザ剥離装置の基本構成について説明する。図３は、レーザ剥離装置（レーザリフトオフ装置）の模式的側面図である。図３に示すように、レーザ剥離装置１００は、レーザ光源１０、光学系２０、及びステージ３０を備える。光学系２０には、レーザ光源１０からレーザビームＬＢが供給される。レーザ光源１０には、例えばエキシマレーザや紫外（ＵＶ）レーザを発生させるパルスレーザ発生装置を用いることができる。光学系２０はレンズやミラーから構成されている。

ステージ３０は、ステージ３０上に配置されたワーク２１０を搬送方向（ｘ軸方向）に搬送する搬送機である。例えば、ステージ３０は、上面から上向きにガスを噴射して、板状のワーク２１０を水平に浮上させながら搬送する。ここで、ワーク２１０は少なくとも基板２１１と剥離層２１２とを備える。なお、剥離層２１２の上に形成されている回路素子等は図示を省略している。ワーク２１０は、基板２１１側から基板２１１と剥離層２１２との界面にレーザビームＬＢが照射されるように、基板２１１が上側になるようにステージ３０上に配置されている。また、ステージ３０は、レーザビームＬＢの焦点が基板２１１と剥離層２１２との界面に合うように上下方向（ｚ軸に沿った方向）に移動可能に構成されている。

図３に示すように、レーザビームＬＢを照射しながら、ステージ３０を搬送方向（ｘ軸方向）に移動させてワーク２１０を搬送方向に搬送することで、ワーク２１０上においてレーザビームＬＢを走査することができる。このとき、レーザビームＬＢが照射されることで、基板２１１と剥離層２１２との界面付近において原子・分子の結合が分解するため、基板２１１と剥離層２１２とを界面において分離することができる。

＜実施の形態１の比較例に係るレーザ剥離装置でのレーザスポット＞
次に、図４を参照して、実施の形態１の比較例に係るレーザ剥離装置でのレーザスポットの形状について説明する。図４は、比較例に係るレーザ剥離装置でのレーザスポットの形状を示す平面図である。図４に示すように、ワーク２１０をｘ軸方向に搬送しながら、照射位置が固定されたライン状のレーザビームＬＢを照射する。レーザビームＬＢはパルス発振されているため、ワーク２１０上においてライン状のレーザスポットＬＳがｘ軸負方向に移動しながら間欠的に形成されていく。

ライン状のレーザスポットＬＳの寸法の一例は、図４に示すように、長軸幅Ｌは７５０ｍｍ、短軸幅Ｓは０．３９ｍｍである。図４の例では、レーザスポットＬＳを短軸方向（ｘ軸方向）において５０％ずつオーバーラップさせている。すなわち、レーザスポットＬＳを２回照射することによって、ワーク２１０における基板２１１と剥離層２１２とを剥離する。

ここで、比較例に係るレーザ剥離装置でのレーザスポットＬＳは、長軸幅Ｌと短軸幅Ｓに対する長軸幅Ｌの比Ｌ／Ｓとのいずれもが大きい。そのため、レーザスポットＬＳを成形するためのレンズ系が大型化・長大化してしまう問題があった。
他方、比較例に係るレーザ剥離装置でのレーザスポットＬＳは、短軸幅Ｓが小さい。そのため、レーザスポットＬＳのオーバーラップ率がばらつき易く、所定の照射回数（図４の例では２回）に達しない領域では、基板２１１と剥離層２１２とが未剥離となる問題があった。

さらに、レンズ系のさらなる大型化・長大化を抑制するために、レーザスポットＬＳを長軸方向にも隣接させて繋ぎ合わせる場合には、以下のような問題があった。
ここで、図５は、比較例に係るレーザ剥離装置でのレーザスポットＬＳの長軸方向及び短軸方向での強度プロファイルを示すグラフである。図５に示すように、レーザスポットＬＳの長軸幅Ｌは強度が一定の区間であり、その区間の両端に立ち上がり及び立ち下がりの傾斜部を有している。長軸方向では、一例として、長軸幅Ｌが７５０ｍｍであるのに対し、傾斜部の幅Ｗ１は１７．５ｍｍであった。

このように、比較例に係るレーザ剥離装置でのレーザスポットＬＳは、長軸幅Ｌが大きいため、長軸方向の傾斜部の幅も大きくなる。そのため、レーザスポットＬＳを長軸方向にも隣接させて繋ぎ合わせる場合、レーザスポットＬＳ同士の長軸方向の隣接部では、傾斜部同士が重なり合い、照射されるレーザ強度が不安定になるという問題があった。
なお、図５に示すように、短軸方向では、一例として、短軸幅Ｓが０．３９ｍｍであるのに対し、傾斜部の幅Ｗ２は０．０９ｍｍであった。すなわち、短軸方向の傾斜部は、幅が極めて小さいため、このような問題は生じない。

＜実施の形態１に係るレーザ剥離装置でのレーザスポット＞
次に、図６を参照して、実施の形態１に係るレーザ剥離装置でのレーザスポットの形状について説明する。図６は、実施の形態１に係るレーザ剥離装置でのレーザスポットの形状を示す平面図である。図６に示すように、実施の形態１に係るレーザ剥離装置から照射されるレーザビームＬＢのワーク２１０におけるレーザスポットＬＳの形状は方形状である。

図６に示すように、ワーク２１０の位置を固定した状態で、方形状のレーザスポットＬＳを有するレーザビームＬＢをｙ軸方向に繰り返し走査させながら照射する。レーザビームＬＢはパルス発振されているため、ワーク２１０上においてライン状のレーザスポットＬＳがｙ軸負方向に移動しながら間欠的に形成されていく。

図６の例では、レーザビームＬＢをｙ軸負方向に走査させた後、ｘ軸負方向に移動し、ｙ軸正方向に走査させた後、ｘ軸負方向に移動することを繰り返している。図６の例では、レーザスポットＬＳを長軸方向（ｘ軸方向）においてはオーバーラップさせずに、短軸方向（ｙ軸方向）において５０％ずつオーバーラップさせている。すなわち、レーザスポットＬＳを２回照射することによって、ワーク２１０における基板２１１と剥離層２１２とを剥離する。

ここで、方形状のレーザスポットＬＳの長軸幅Ｌは１０～２００ｍｍ（すなわち、１０ｍｍ≦Ｌ≦２００ｍｍ）であり、かつ短軸幅Ｓに対する長軸幅Ｌの比Ｌ／Ｓは２０以下（すなわち、Ｌ／Ｓ≦２０）を満たす。Ｌ＞２００ｍｍ、もしくは、Ｌ／Ｓ＞２０だと、レーザスポットＬＳを成形するためのレンズ系が大型化・長大化してしまう。他方、Ｌ＜１０ｍｍだと、レーザビームＬＢの走査回数が増加し、生産性が低下する。ここで、短軸幅Ｓと長軸幅Ｌとが等しく、Ｌ／Ｓ＝１であってもよい。すなわち、短軸幅Ｓに対する長軸幅Ｌの比Ｌ／Ｓは１～２０（すなわち、１≦Ｌ／Ｓ≦２０）である。

実施の形態１に係るレーザ剥離装置でのレーザスポットＬＳは、長軸幅Ｌが２００ｍｍ以下かつ短軸幅Ｓに対する長軸幅Ｌの比Ｌ／Ｓが１～２０であるため、レンズ系の大型化・長大化を抑制することができる。また、長軸幅Ｌが１０ｍｍ以上であるため、生産性に優れている。

また、Ｌ≦２００ｍｍとすることによって、比較例よりも上述の長軸方向の傾斜部の幅を小さくすることができる。そのため、図６に示したレーザスポットＬＳ同士の長軸方向の隣接部において、傾斜部同士が重なり合い、照射されるレーザ強度が不安定になることを抑制することができる。長軸方向の傾斜部の幅は、０．１ｍｍ以下であることが好ましい。
ここで、レンズ系によって成形されたレーザビームＬＢが通過するスリットを設けることによって、傾斜部の幅をさらに小さくしてもよい。

方形状のレーザスポットＬＳの短軸幅Ｓは２～３０ｍｍ（すなわち、２ｍｍ≦Ｓ≦３０ｍｍ）である。Ｓ＜２ｍｍだと、レーザスポットＬＳのオーバーラップ率がばらつき易くなる。そのため、所定の照射回数（図６の例では２回）に達しない領域では、ワーク２１０における基板２１１と剥離層２１２とが未剥離となる。他方、Ｓ＞３０ｍｍだと、レーザスポットＬＳの面積が大きくなり過ぎ、剥離に必要なレーザ強度が得られ難くなる。

実施の形態１に係るレーザ剥離装置でのレーザスポットＬＳは、短軸幅Ｓが２ｍｍ以上であるため、ワーク２１０における基板２１１と剥離層２１２との未剥離を抑制することができる。また、短軸幅Ｓが３０ｍｍ以下であるため、剥離に必要な充分なレーザ強度が得られる。

レーザスポットＬＳのオーバーラップ率は、２回照射の５０％の他に、３回照射の６７％、４回照射の７５％、５回照射の８０％、１０回照射の９０％、２０回照射の９５％などを採用してもよい。しかしながら、オーバーラップ率が８０％を超えると、照射回数が多くなり過ぎ、生産性が低下する。すなわち、オーバーラップ率は５０～８０％であることが好ましい。

ここで、図７も、実施の形態１に係るレーザ剥離装置でのレーザスポットの形状を示す平面図である。図７に示したレーザスポットＬＳの形状は、図６に示したレーザスポットＬＳの形状と同じである。図７では、方形状のレーザスポットＬＳを有するレーザビームＬＢをｘ軸方向に繰り返し走査させながら照射する。レーザビームＬＢはパルス発振されているため、ワーク２１０上においてライン状のレーザスポットＬＳがｘ軸負方向に移動しながら間欠的に形成されていく。

図７の例では、レーザビームＬＢをｘ軸負方向に走査させた後、ｙ軸負方向に移動し、ｘ軸正方向に走査させた後、ｙ軸負方向に移動することを繰り返している。図７の例では、レーザスポットＬＳを短軸方向（ｙ軸方向）においてはオーバーラップさせずに、長軸方向（ｘ軸方向）において５０％ずつオーバーラップさせている。すなわち、レーザスポットＬＳを２回照射することによって、ワーク２１０における基板２１１と剥離層２１２とを剥離する。
図６、図７に示したように、レーザスポットＬＳを短軸方向にオーバーラップさせても、レーザスポットＬＳを長軸方向にオーバーラップさせてもよい。

（実施の形態２）
＜レーザ剥離装置の詳細構成＞
次に、図８を参照して、実施の形態２に係るレーザ剥離装置の詳細構成について説明する。図８は、実施の形態２に係るレーザ剥離装置の斜視図である。実施の形態２に係るレーザ剥離装置２００も、図３に示した実施の形態１に係るレーザ剥離装置１００と同様に、レーザ光源１０、光学系２０、及びステージ３０を備えるが、図８では、ステージ３０は省略されている。

図８に示すように、実施の形態２に係るレーザ剥離装置２００では、光学系２０が、ミラーＭ１、Ｍ２、成形レンズＬ１、Ｌ２、可動ミラーＭＭ１、ＭＭ２を備えている。
図８に示すように、レーザ光源１０からｘ軸負方向に出射されたレーザビームＬＢは、ミラーＭ１で反射してｚ軸正方向に進行した後、ミラーＭ２で反射してｙ軸正方向に進行する。レーザ光源１０から出射されるレーザビームＬＢは、断面方形状の平行光である。

図８の例では、ミラーＭ２で反射したレーザビームＬＢは、成形レンズＬ１によってｘ軸方向に拡げられた後、成形レンズＬ２によって再び平行光に変換されている。成形レンズＬ１、Ｌ２は、例えばシリンドリカルレンズである。成形レンズＬ１、Ｌ２によって成形されたレーザビームＬＢは、可動ミラーＭＭ１、ＭＭ２のいずれかで反射してｚ軸負方向に進行し、ワーク２１０に照射される。この際、ワーク２１０はｘ軸正方向に搬送されている。

図８に示すように、可動ミラーＭＭ１は、ｙ軸方向に延設されたｙ軸レールＹＲ１上をスライドするスライダＳ１に搭載されている。すなわち、可動ミラーＭＭ１はｙ軸方向に移動することができる。ここで、ｙ軸レールＹＲ１はｙ軸レールＹＲ２と平行に設けられており、可動ミラーＭＭ１はｙ軸レールＹＲ１からｙ軸レールＹＲ２に向かって、すなわちｘ軸負方向に突き出すように設けられている。ｙ軸レールＹＲ１の両端には、ｙ軸レールＹＲ１を支持する一対の支柱Ｃ１が設けられている。さらに、可動ミラーＭＭ１は、スライダＳ１に固定されたｚ軸レールＺＲ１に搭載されており、ｚ軸方向にも移動することができる。

同様に、可動ミラーＭＭ２は、ｙ軸方向に延設されたｙ軸レールＹＲ２上をスライドするスライダＳ２に搭載されている。すなわち、可動ミラーＭＭ２はｙ軸方向に移動することができる。ここで、可動ミラーＭＭ２はｙ軸レールＹＲ２からｙ軸レールＹＲ１に向かって、すなわちｘ軸正方向に突き出すように設けられている。ｙ軸レールＹＲ２の両端には、ｙ軸レールＹＲ２を支持する一対の支柱Ｃ２が設けられている。さらに、可動ミラーＭＭ２は、スライダＳ２に固定されたｚ軸レールＺＲ２に搭載されており、ｚ軸方向にも移動することができる。

ここで、図８に加えて、図９、図１０を参照しながら、可動ミラーＭＭ１、ＭＭ２の構成及び動作についてさらに詳細に説明する。図９は、可動ミラーＭＭ１の構成及び動作を示す側面図である。図１０は、可動ミラーＭＭ１、ＭＭ２の構成及び動作を示す正面図である。図９の上段は、図１０の上段に対応しており、図９の下段は、図１０の下段に対応している。

まず、図９の上段、図１０の上段に示すように、可動ミラーＭＭ１は、ｙ軸負方向に移動しながら、ｙ軸正方向に進行するレーザビームＬＢをｚ軸負方向に反射する。すなわち、可動ミラーＭＭ１がレーザビームＬＢの入射光軸に沿ってｙ軸負方向に移動することによって、可動ミラーＭＭ１で反射したレーザビームＬＢもワーク２１０においてｙ軸負方向に走査される。可動ミラーＭＭ１のストロークＳＴ１は、ワーク２１０の幅（ｙ軸方向の長さ）と同程度である。ここで、レーザビームＬＢの入射光軸は、ワーク２１０の基板２１１の主面に平行かつワーク２１０の搬送方向（ｘ軸方向）に垂直である。

次に、可動ミラーＭＭ１はｙ軸レールＹＲ１のｙ軸負方向側端部に到達すると、図９の下段、図１０の下段に示すように、ｚ軸レールＺＲ１に沿ってｚ軸正方向に移動する。これにより、レーザビームＬＢは、ｙ軸レールＹＲ２（図９では不図示）のｙ軸正方向側端部において待機している可動ミラーＭＭ２によって照射される。なお、図９の下段には、分かり易いように可動ミラーＭＭ２が示されている。

そして、図９の下段、図１０の下段に示すように、可動ミラーＭＭ１は、レーザビームＬＢを反射せずにｙ軸正方向に移動する。可動ミラーＭＭ１は、ｙ軸レールＹＲ１のｙ軸正方向側端部に到達すると、ｚ軸レールＺＲ１に沿ってｚ軸負方向に移動して待機する。この間、可動ミラーＭＭ２は、ｙ軸負方向に移動しながら、ｙ軸正方向に進行するレーザビームＬＢをｚ軸負方向に反射する。可動ミラーＭＭ２がレーザビームＬＢの入射光軸に沿ってｙ軸負方向に移動することによって、可動ミラーＭＭ２で反射したレーザビームＬＢもワーク２１０においてｙ軸負方向に走査される。可動ミラーＭＭ２のストロークは、可動ミラーＭＭ１のストロークＳＴ１と同じである。

次に、可動ミラーＭＭ２はｙ軸レールＹＲ２のｙ軸負方向側端部に到達すると、図１０の上段に示すように、ｚ軸レールＺＲ２に沿ってｚ軸正方向に移動する。これにより、図９の上段、図１０の上段に示すように、レーザビームＬＢは、ｙ軸レールＹＲ１のｙ軸正方向側端部において待機している可動ミラーＭＭ１に照射される。

以上に説明した通り、可動ミラーＭＭ１、ＭＭ２は、図９の上段、図１０の上段に示した動作と、図９の下段、図１０の下段に示した動作とを交互に繰り返す。すなわち、可動ミラーＭＭ１、ＭＭ２は、交互にｙ軸負方向に移動しながら、ｙ軸正方向に進行するレーザビームＬＢをｚ軸負方向に反射する。このような構成によって、ワーク２１０を一定速度で搬送しながら、レーザビームＬＢをワーク２１０の全面に照射することができる。

図１１は、実施の形態２に係るレーザ剥離装置によって照射されたレーザスポットＬＳを示す平面図である。図１１に示すように、ワーク２１０を一定速度でｘ軸正方向に搬送しながら、レーザビームＬＢをｙ軸負方向に走査する。そのため、レーザスポットＬＳは実線矢印に示すように、それぞれの列において、ｘ軸負方向にずれながらｙ軸負方向に順次形成されていく。

ここで、図１１に示したレーザスポットＬＳのｙ軸方向の移動距離は、図９に示した可動ミラーＭＭ１のｙ軸方向の移動距離（すなわちストロークＳＴ１）に等しい。可動ミラーＭＭ１、ＭＭ２のいずれかがレーザビームＬＢを反射しながらストロークＳＴ１分だけ移動する間に、ワーク２１０は長軸幅Ｌ分だけ搬送される。ここで、可動ミラーＭＭ１、ＭＭ２の移動速度は、レーザビームＬＢのパルス周波数とレーザスポットＬＳのオーバーラップ率とによって設定することができる。そして、可動ミラーＭＭ１、ＭＭ２の移動速度からワーク２１０の搬送速度を設定することができる。

（実施の形態３）
＜レーザ剥離装置の詳細構成＞
次に、図１２を参照して、実施の形態３に係るレーザ剥離装置の詳細構成について説明する。図１２は、実施の形態３に係るレーザ剥離装置の斜視図である。実施の形態３に係るレーザ剥離装置３００は、図８に示した実施の形態２に係るレーザ剥離装置２００の構成に加えて、光路長調整ユニット２１を備えている。光路長調整ユニット２１は、可動ミラーＭＭ１、ＭＭ２の移動によるレーザビームＬＢの光路長の変化を相殺し、レーザビームＬＢの光路長が一定になるように調整する。

実施の形態２に係るレーザ剥離装置２００では、可動ミラーＭＭ１、ＭＭ２が、ｙ軸負方向に移動しながら、ｙ軸正方向に進行するレーザビームＬＢをｚ軸負方向に反射する。そのため、可動ミラーＭＭ１、ＭＭ２がｙ軸負方向へ移動するにつれて、レーザビームＬＢの光路長が短くなる。これに対し、実施の形態３に係るレーザ剥離装置３００では、光路長調整ユニット２１によって、可動ミラーＭＭ１、ＭＭ２がｙ軸負方向へ移動しても、レーザビームＬＢの光路長を一定に維持することができる。

図１２の例では、光路長調整ユニット２１は、ミラーＭ２と成形レンズＬ１と間に設けられている。光路長調整ユニット２１の設置位置は、レーザビームＬＢの経路上であれば特に限定されない。図１２に示した実施の形態３に係るレーザ剥離装置３００において、光路長調整ユニット２１以外の構成は、図８に示した実施の形態２に係るレーザ剥離装置２００と同様であるため、詳細な説明は省略する。

以下に、光路長調整ユニット２１の詳細について説明する。図１３は、光路長調整ユニット２１の拡大斜視図である。図１３に示すように、光路長調整ユニット２１は、ｘ軸レールＸＲ、ベースＢ、４つの固定ミラーＭ１１、Ｍ１２、Ｍ２１、Ｍ２２、２つの回転ミラーＲＭ１、ＲＭ２を備えている。

ｘ軸レールＸＲは、ｘ軸方向に延設されたレールである。ｘ軸レールＸＲは、ｘ軸負方向の中央部に、ｙ軸方向の両側に突出した突出部を有している。ここで、ｙ軸負方向に突出した突出部に回転ミラーＲＭ１がｚ軸周りに回転可能に固定され、ｙ軸正方向に突出した突出部に回転ミラーＲＭ２がｚ軸周りに回転可能に固定されている。

ベースＢは、ｘ軸方向に延設された平面視Ｉ字状の板状部材であって、ｘ軸レールＸＲ上にｘ軸方向にスライド可能に載置されている。ベースＢのｘ軸負方向の端部では、ｙ軸負方向に突出した突出部に固定ミラーＭ１１が固定され、ｙ軸正方向に突出した突出部に固定ミラーＭ１２が固定されている。ベースＢのｘ軸正方向の端部では、ｙ軸負方向に突出した突出部に固定ミラーＭ２１が固定され、ｙ軸正方向に突出した突出部に固定ミラーＭ２２が固定されている。

図１２、図１３に示すように、光路長調整ユニット２１では、ｙ軸正方向に進行するレーザビームＬＢが回転ミラーＲＭ１に入射し、固定ミラーＭ１１、Ｍ１２もしくは固定ミラーＭ２１、Ｍ２２を経由して、回転ミラーＲＭ２からｙ軸正方向に出射される。図１２では、レーザビームＬＢが固定ミラーＭ２１、Ｍ２２（図１３参照）を経由している。

より詳細には、レーザビームＬＢは、回転ミラーＲＭ１で反射してｘ軸正方向又はｘ軸正方向に進行する。回転ミラーＲＭ１は回転可能であるため、ｙ軸正方向に進行するレーザビームＬＢをｘ軸正方向又はｘ軸正方向に反射することができる。図１２では、レーザビームＬＢが回転ミラーＲＭ１で反射してｘ軸正方向に進行している。

この場合、図１２、図１３に示すように、ｘ軸正方向に進行するレーザビームＬＢは、固定ミラーＭ２１で反射してｙ軸正方向に進行し、固定ミラーＭ２２で反射してｘ軸負方向に進行した後、回転ミラーＲＭ２に入射する。そして、レーザビームＬＢは、回転ミラーＲＭ２で反射してｙ軸正方向に進行する。

ここで、図１３に示すように、ベースＢはｘ軸レールＸＲ上をｘ軸方向にスライドすることができるため、回転ミラーＲＭ１と固定ミラーＭ２１との距離及び回転ミラーＲＭ２と固定ミラーＭ２２との距離を変化させることができる。

具体的には、レーザビームＬＢが固定ミラーＭ２１、Ｍ２２を経由する場合、ベースＢがｘ軸正方向に移動すると、回転ミラーＲＭ１、ＲＭ２と固定ミラーＭ２１、Ｍ２２とが遠ざかるため、光路長調整ユニット２１における光路長が長くなる。反対に、ベースＢがｘ軸負方向に移動すると、回転ミラーＲＭ１、ＲＭ２と固定ミラーＭ２１、Ｍ２２とが近づくため、光路長調整ユニット２１における光路長が短くなる。

一方、レーザビームＬＢが回転ミラーＲＭ１で反射してｘ軸負方向に進行する場合、レーザビームＬＢは、固定ミラーＭ１１で反射してｙ軸正方向に進行し、固定ミラーＭ１２で反射してｘ軸正方向に進行した後、回転ミラーＲＭ２に入射する。そして、レーザビームＬＢは、回転ミラーＲＭ２で反射してｙ軸正方向に進行する。回転ミラーＲＭ２は回転可能であるため、このようにｘ軸正方向に進行するレーザビームＬＢでも、図１２に示したようにｘ軸負方向に進行するレーザビームＬＢでも、ｙ軸正方向に反射することができる。

ここで、図１３に示すように、ベースＢはｘ軸レールＸＲ上をｘ軸方向にスライドすることができるため、回転ミラーＲＭ１と固定ミラーＭ１１との距離及び回転ミラーＲＭ２と固定ミラーＭ１２との距離を変化させることができる。

具体的には、レーザビームＬＢが固定ミラーＭ１１、Ｍ１２を経由する場合、ベースＢがｘ軸負方向に移動すると、回転ミラーＲＭ１、ＲＭ２と固定ミラーＭ１１、Ｍ１２とが遠ざかるため、光路長調整ユニット２１における光路長が長くなる。反対に、ベースＢがｘ軸正方向に移動すると、回転ミラーＲＭ１、ＲＭ２と固定ミラーＭ１１、Ｍ１２とが近づくため、光路長調整ユニット２１における光路長が短くなる。

次に、図１４を参照しながら、光路長調整ユニット２１の動作について説明する。図１４は、光路長調整ユニット２１の動作を示す平面図である。図１４に示すように、光路長調整ユニット２１は、図９、図１０を参照して説明した可動ミラーＭＭ１、ＭＭ２の動作と同期して動作する。すなわち、レーザビームＬＢの光路長を一定に維持するように、可動ミラーＭＭ１、ＭＭ２がｙ軸負方向へ移動するのと同期して、ベースＢがｘ軸方向に移動する。以下に図１４と共に、図９も参照しながら、光路長調整ユニット２１の動作の詳細について説明する。

まず、図９の上段に示すように、可動ミラーＭＭ１がｙ軸レールＹＲ１のｙ軸正方向側端部においてレーザビームＬＢの反射を開始する際、図１４の最も左側に示すように、ベースＢは最もｘ軸正方向側に位置している。ここで、回転ミラーＲＭ１に入射したレーザビームＬＢが、固定ミラーＭ１１、Ｍ１２を経由して、回転ミラーＲＭ２から出射される。ベースＢが最もｘ軸正方向側に位置しているため、回転ミラーＲＭ１、ＲＭ２と固定ミラーＭ１１、Ｍ１２とが最も近づき、光路長調整ユニット２１における光路長が最も短くなっている。

次に、図９の上段に示すように、可動ミラーＭＭ１がｙ軸負方向に前進すると、図１４の左から２番目に示すように、ベースＢも同期してｘ軸負方向に移動する。図１４の左から２番目に示す状態は、ベースＢが最もｘ軸負方向側に到達した状態である。そのため、回転ミラーＲＭ１、ＲＭ２と固定ミラーＭ１１、Ｍ１２とが最も遠ざかり、光路長調整ユニット２１における光路長が最も長くなっている。

ここで、可動ミラーＭＭ１が移動すると、その分光路長が減少する。他方、ベースＢが移動すると、回転ミラーＲＭ１と固定ミラーＭ１１との距離及び回転ミラーＲＭ２と固定ミラーＭ１２との距離がその分増加する。すなわち、ベースＢの移動距離の２倍だけ光路長が増加する。従って、光路長を一定に維持するためには、図１４に示すように、ベースＢのストロークＳＴ２は、図９に示した可動ミラーＭＭ１のストロークＳＴ１の１／２とする。また、ベースＢの移動速度も、可動ミラーＭＭ１の移動速度の１／２とする。

次に、可動ミラーＭＭ１がｙ軸レールＹＲ１のｙ軸負方向側端部に到達すると、図９の下段に示すように、レーザビームＬＢの照射対象が、可動ミラーＭＭ１から可動ミラーＭＭ２に切り換わる。これと同時に、図１４の左から２番目に示す状態において回転ミラーＲＭ１、ＲＭ２が回転する。これにより、図１４の左から３番目に示すように、回転ミラーＲＭ１に入射したレーザビームＬＢが、固定ミラーＭ２１、Ｍ２２を経由して、回転ミラーＲＭ２から出射されるように切り換わる。この際、ベースＢは移動しない。

図１４の左から３番目に示す状態では、ベースＢが最もｘ軸負方向側に位置しているため、回転ミラーＲＭ１、ＲＭ２と固定ミラーＭ２１、Ｍ２２とが最も近づき、光路長調整ユニット２１における光路長が最も短くなっている。すなわち、光路長調整ユニット２１において、図１４の最も左側に示す状態の光路長と、図１４の左から３番目に示す状態の光路長とは等しい。

次に、可動ミラーＭＭ２がｙ軸負方向に前進すると、図１４の最も右側に示すように、ベースＢも同期してｘ軸正方向に移動する。図１４の最も右側に示す状態は、ベースＢが最もｘ軸正方向側に到達した状態である。そのため、回転ミラーＲＭ１、ＲＭ２と固定ミラーＭ２１、Ｍ２２とが最も遠ざかり、光路長調整ユニット２１における光路長が最も長くなっている。すなわち、光路長調整ユニット２１において、図１４の２番目に示す状態の光路長と、図１４の最も右側に示す状態の光路長とは等しい。

次に、可動ミラーＭＭ２がｙ軸レールＹＲ２のｙ軸負方向側端部に到達すると、図９の上段に示すように、レーザビームＬＢの照射対象が、可動ミラーＭＭ２から可動ミラーＭＭ１に切り換わる。これと同時に、図１４の最も右側に示す状態において回転ミラーＲＭ１、ＲＭ２が回転する。これにより、図１４の最も左側に示す状態に戻り、回転ミラーＲＭ１に入射したレーザビームＬＢが、固定ミラーＭ１１、Ｍ１２を経由して、回転ミラーＲＭ２から出射されるように切り換わる。この際、ベースＢは移動しない。

光路長調整ユニット２１が以上のような動作を繰り返すことによって、可動ミラーＭＭ１、ＭＭ２が順次ｙ軸負方向へ移動しても、レーザビームＬＢの光路長を常に一定に維持することができる。

以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

１０ レーザ光源
２０ 光学系
２１ 光路長調整ユニット
３０ ステージ
１００、２００、３００ レーザ剥離装置
２１０ ワーク
２１１ 基板
２１２ 剥離層
２１３ 回路素子
２１４ 保護層
２１８ フィルム
３１１ ＴＦＴ層
３１１ａ ＴＦＴ
３１２ 有機層
３１２ａ 有機ＥＬ発光素子
３１２ｂ 隔壁
３１３ カラーフィルタ層
３１３ａ カラーフィルタ
Ｂ ベース
Ｃ１、Ｃ２ 支柱
Ｌ１、Ｌ２ 成形レンズ
ＬＢ レーザビーム
ＬＳ レーザスポット
Ｍ１、Ｍ２ ミラー
Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ２１、Ｍ２２ 固定ミラー
ＭＭ１、ＭＭ２ 可動ミラー
ＰＸ 画素
ＲＭ１、ＲＭ２ 回転ミラー
Ｓ１、Ｓ２ スライダ
ＸＲ ｘ軸レール
ＹＲ１、ＹＲ２ ｙ軸レール
ＺＲ１、ＺＲ２ ｚ軸レール

Claims (11)

1. 基板と当該基板上に形成された剥離層とを備えるワークを搬送しながら、当該ワークにレーザビームを照射して前記剥離層を前記基板から剥離するレーザ剥離装置であって、
   前記ワークに照射される前記レーザビームのスポットが方形状であり、
   前記スポットの長軸幅Ｌが１０～２００ｍｍであり、
   前記スポットの短軸幅Ｓが２～３０ｍｍであり、
   前記スポットの短軸幅Ｓに対する長軸幅Ｌの比Ｌ／Ｓが１～２０であり、
   前記基板の主面に平行かつ前記ワークの搬送方向に垂直な方向に進行する前記レーザビームを反射しつつ、前記レーザビームの入射光軸に沿って移動可能な第１及び第２の可動ミラーを備え、
   前記第１及び第２の可動ミラーの一方が移動しながら前記レーザビームを反射することによって、前記ワークに前記レーザビームを照射した後、前記第１及び第２の可動ミラーの他方が移動しながら前記レーザビームを反射することによって、前記ワークに前記レーザビームを照射する、
   レーザ剥離装置。
2. 前記スポットの短軸方向又は長軸方向に、前記スポットをオーバーラップさせながら、前記ワークに複数回ずつ前記レーザビームを照射する、
   請求項１に記載のレーザ剥離装置。
3. 前記スポットのオーバーラップ率が５０～８０％である、
   請求項２に記載のレーザ剥離装置。
4. 前記可動ミラーの移動による前記レーザビームの光路長の変化を相殺し、前記光路長が一定になるように調整する光路長調整ユニットをさらに備える、
   請求項１に記載のレーザ剥離装置。
5. 基板と当該基板上に形成された剥離層とを備えるワークを搬送しながら、当該ワークにレーザビームを照射して前記剥離層を前記基板から剥離するレーザ剥離方法であって、
   前記ワークに照射される前記レーザビームのスポットが方形状であり、
   前記スポットの長軸幅Ｌが１０～２００ｍｍであり、
   前記スポットの短軸幅Ｓが２～３０ｍｍであり、
   前記スポットの短軸幅Ｓに対する長軸幅Ｌの比Ｌ／Ｓが１～２０であり、
   前記基板の主面に平行かつ前記ワークの搬送方向に垂直な方向に進行する前記レーザビームを反射しつつ、前記レーザビームの入射光軸に沿って移動可能な第１及び第２の可動ミラーを備え、
   前記第１及び第２の可動ミラーの一方が移動しながら前記レーザビームを反射することによって、前記ワークに前記レーザビームを照射した後、前記第１及び第２の可動ミラーの他方が移動しながら前記レーザビームを反射することによって、前記ワークに前記レーザビームを照射する、
   レーザ剥離方法。
6. 前記スポットの短軸方向又は長軸方向に、前記スポットをオーバーラップさせながら、前記ワークに複数回ずつ前記レーザビームを照射する、
   請求項５に記載のレーザ剥離方法。
7. 前記スポットのオーバーラップ率が５０～８０％である、
   請求項６に記載のレーザ剥離方法。
8. 前記可動ミラーの移動による前記レーザビームの光路長の変化を相殺し、前記光路長が一定になるように調整する、
   請求項５に記載のレーザ剥離方法。
9. 基板上に剥離層を形成する工程と、
   前記剥離層上に駆動素子及び有機ＥＬ素子を形成する工程と、
   前記基板と前記剥離層とを含むワークを搬送しながら、当該ワークにレーザビームを照射して前記剥離層を前記基板から剥離する工程と、
   前記基板から剥離した前記剥離層にフィルムを積層する工程と、を含み、
   前記剥離層を前記基板から剥離する工程において、
   前記ワークに照射される前記レーザビームのスポットが方形状であり、
   前記スポットの長軸幅Ｌが１０～２００ｍｍであり、
   前記スポットの短軸幅Ｓが２～３０ｍｍであり、
   前記スポットの短軸幅Ｓに対する長軸幅Ｌの比Ｌ／Ｓが１～２０であり、
   前記基板の主面に平行かつ前記ワークの搬送方向に垂直な方向に進行する前記レーザビームを反射しつつ、前記レーザビームの入射光軸に沿って移動可能な第１及び第２の可動ミラーを備え、
   前記第１及び第２の可動ミラーの一方が移動しながら前記レーザビームを反射することによって、前記ワークに前記レーザビームを照射した後、前記第１及び第２の可動ミラーの他方が移動しながら前記レーザビームを反射することによって、前記ワークに前記レーザビームを照射する、
   有機ＥＬディスプレイの製造方法。
10. 前記スポットの短軸方向又は長軸方向に、前記スポットをオーバーラップさせながら、前記ワークに複数回ずつ前記レーザビームを照射する、
    請求項９に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
11. 前記スポットのオーバーラップ率が５０～８０％である、
    請求項１０に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。

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