JP7180967B2 - レーザ加工装置 - Google Patents

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Description

本発明の一態様は、レーザ加工装置、積層体の加工装置、および積層体の加工方法に関する。
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置、入出力装置、それらの駆動方法、それらを製造する装置、またはそれらの製造方法を一例として挙げることができる。
なお、本明細書等において、半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指す。トランジスタ、半導体回路、演算装置、記憶装置等は半導体装置の一態様である。また、撮像装置、電気光学装置、発電装置（薄膜太陽電池、有機薄膜太陽電池等を含む）、および電子機器は半導体装置を有している場合がある。
近年、エレクトロルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ：ＥＬ）を利用した発光素子の研究開発が盛んに行われている。当該発光素子は自発光型であるため、視認性がよい、バックライトが不要、消費電力が少ない、応答速度が高い等の利点を有する。
さらに、可撓性を有する基板を支持体として上述の発光素子を設けた、薄型軽量型の発光装置も知られている。例えば、有機ＥＬ素子が適用された可撓性を有する発光装置が特許文献１に開示されている。
また、特許文献２には、可撓性を有する発光装置等の作製に用いることができる加工装置が開示されている。
特開２０１４－１９７５２２号公報 特開２０１５－１７３０８８号公報
フレキシブルディスプレイに代表されるフレキシブルデバイスは、可撓性を有する基板（フィルム）上に、トランジスタなどの半導体素子や、そのほかの素子を形成することにより実現できる。しかしながら、可撓性を有する基板はガラス基板などに比べて耐熱性が乏しいため、可撓性を有する基板上に直接トランジスタ等を形成する方法では、トランジスタの電気特性および信頼性を高められない場合がある。
そこで特許文献１に記載されているように、剥離層を形成したガラス基板上に形成した半導体素子や発光素子などを剥離し、フレキシブル基板に転置する方法が検討されている。この方法では、半導体素子の形成温度を高めることが可能で、信頼性の高いフレキシブルデバイスを作製することが可能である。
また、剥離層に樹脂を用いた場合は、レーザ光などを照射して基板と当該樹脂との間の密着性を低下させる工程が用いられる。当該工程を行うレーザ照射装置は、レーザ発振器および光学系を備え非常に高価である。したがって、レーザ照射装置は一工程を担うだけでなく、複数の工程に適用できる機能を有していることが好ましい。
また、剥離工程は材料コスト、製品歩留り、および製品の信頼性などに大きく影響する。したがって、剥離工程およびその前後のプロセスが安定に行える装置を用いることが好ましい。
本発明の一態様は、光路の切り替えが可能なレーザ加工装置を提供することを目的の一つとする。または、平板状の構造物に対して第１の面側からのレーザ照射と、第１の面とは逆の面側からのレーザ照射とを切り替えることができるレーザ加工装置を提供することを目的の一つとする。または、第１の基板、第２の基板およびそれらで挟持される構造物を有する積層体において、第１の基板を第３の基板に置換する積層体の加工装置を提供することを目的の一つとする。または、第１の基板、第２の基板およびそれらで挟持される構造物を有する積層体において、第１の基板を第３の基板に置換し、第２の基板を第４の基板に置換する積層体の加工装置を提供することを目的の一つとする。または、新規な積層体の加工装置を提供することを目的の一つとする。または、低コストで量産性の高い積層体の加工装置を提供することを目的の一つとする。または、積層体の加工方法を提供することを目的の一つとする。
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
本発明の一態様は、レーザ加工装置または積層体の加工装置に関する。
本発明の一態様は、レーザ発振器と、光学系ユニットと、加工対象の構造物の固定機構と、第１のミラーと、第２のミラーと、第３のミラーと、第４のミラーと、第１のレンズと、第２のレンズと、を有し、光学系ユニットは、レーザ発振器から出力された第１のレーザ光を伸張して第２のレーザ光に成形する機能を有し、固定機構は、構造物を固定するステージと、ステージを水平方向に移動させる駆動機構と、を有し、第１のミラーは、第２のレーザ光を反射させて第１のレンズに入射させる機能を有し、第１のレンズは、第１のミラーから入射した第２のレーザ光を集光して第１の線状ビームを構成する機能を有し、第２のミラーは、第２のレーザ光を反射させて第３のミラーに入射させる機能を有し、第３のミラーは、第２のミラーから入射した第２のレーザ光を反射させて第４のミラーに入射させる機能を有し、第４のミラーは、第３のミラーから入射した第２のレーザ光を反射させて第２のレンズに入射させる機能を有し、第２のレンズは、第４のミラーから入射した第２のレーザ光を集光して第２の線状ビームを構成する機能を有し、ステージは第２のレンズから入射した第２のレーザ光を透過させる機能を有し、第１のミラーの位置を変化させることにより、選択的に第１のミラーまたは第２のミラーに第２のレーザ光を入射させる機能を有し、固定機構は、水平方向への移動動作に伴って光学系ユニットと重なる領域を有し、レーザ発振器から、第１のレーザ光を発振させながら固定機構を移動させることで、構造物の所望の領域に第１の線状ビームまたは第２の線状ビームを照射することを特徴とするレーザ加工装置である。
上記ステージには石英板を用いることが好ましい。
第１のミラーを第２のミラーの位置まで移動させることにより、第１のミラーを第２のミラーとして作用させてもよい。
上記構成において、第１の石英窓および第２の石英窓を有するチャンバーを設け、固定機構、第３のミラー、第４のミラー、および第２のレンズはチャンバー内に設置し、第１のレンズを透過した第２のレーザ光は、第１の石英窓を透過して第１の線状ビームを構成し、第２のミラーを反射した第２のレーザ光は、第２の石英窓を透過して第３のミラーに入射する構成としてもよい。
または、上記構成において、第１の石英窓、第２の石英窓、第３の石英窓および第４の石英窓を有するチャンバー設け、固定機構、第３のミラー、第４のミラー、および第２のレンズはチャンバー内に設置し、第１のレンズを透過した第２のレーザ光は、第１の石英窓を透過して第１の線状ビームを構成し、第２のミラーを反射した第２のレーザ光は、第２の石英窓および第３の石英窓を透過して第３のミラーに入射し、第２のレンズを透過した第２のレーザ光は、第４の石英窓を透過して第２の線状ビームを構成する構成としてもよい。
また、本発明の他の一態様は、第１の基板と、第１の層と、第２の層と、第３の層と、第２の基板と、が当該順序で貼り合わされた第１の積層体の第１の基板および第２の基板のいずれか一方を第３の基板に置換して第２の積層体を形成する積層体の加工装置であって、第１の室と、第２の室と、第３の室と、第４の室と、第５の室と、を有し、第１の室は、第１の積層体のロード室および第２の積層体のアンロード室としての機能を有し、第２の室は、第１の積層体、加工中の第１の積層体または第２の積層体を搬送する機能を有し、第３の室は、第１の基板を介した第１の層へのレーザ照射、または第２の基板を介した第３の層へのレーザ照射を選択的に行える機能を有し、第４の室は、第１の積層体から第１の基板または第２の基板を分離する機能を有し、第５の室は、露出した第１の層または第３の層上に第３の基板を貼り合わせる機能を有することを特徴とする積層体の加工装置である。
また、本発明の他の一態様は、第１の基板と、第１の層と、第２の層、第３の層と、第２の基板と、が当該順序で貼り合わされた第１の積層体を、第３の基板と、第１の層と、第２の層と、第３の層と、第４の基板と、が当該順序で貼り合わされた第２の積層体に加工する積層体の加工装置であって、第１の室と、第２の室と、第３の室と、第４の室と、第５の室と、第６の室と、第７の室と、第８の室と、第９の室と、を有し、第１の室は、第１の積層体のロード室としての機能を有し、第２の室は、第１の積層体または加工中の第１の積層体を搬送する機能を有し、第３の室は、第１の基板を介した第１の層へのレーザ照射、または第２の基板を介した第３の層へのレーザ照射を選択的に行える機能を有し、第４の室は、第１の積層体から第１の基板を分離する機能を有し、第５の室は、露出した第１の層上に第３の基板を貼り合わせる機能を有し、第６の室は、加工中の第１の積層体または第２の積層体を搬送する機能を有し、第７の室は、加工中の第１の積層体から第２の基板を分離する機能を有し、第８の室は、露出した第３の層上に第４の基板を貼り合わせて第２の積層体を形成する機能を有し、第９の室は、第２の積層体のアンロード室としての機能を有することを特徴とする積層体の加工装置である。
第１の層および第３の層は、樹脂であることが好ましい。
また、第３の室には、集塵機構が設けられていてもよい。
なお、本明細書等における「第１」、「第２」などの序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではないことを付記する。
本発明の一態様を用いることにより、光路の切り替えが可能なレーザ加工装置を提供することができる。または、平板状の構造物に対して第１の面側からのレーザ照射と、第１の面とは逆の面側からのレーザ照射とを切り替えることができるレーザ加工装置を提供することができる。または、第１の基板、第２の基板およびそれらで挟持される構造物を有する積層体において、第１の基板を第３の基板に置換する積層体の加工装置を提供することができる。または、第１の基板、第２の基板およびそれらで挟持される構造物を有する積層体において、第１の基板を第３の基板に置換し、第２の基板を第４の基板に置換する積層体の加工装置を提供することができる。または、新規な積層体の加工装置を提供することができる。または、低コストで量産性の高い積層体の加工装置を提供することができる。または、積層体の加工方法を提供することができる。
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
レーザ加工装置を説明する図。 レーザ加工装置を説明する図。 レーザ加工装置を説明する図。 レーザ加工装置を説明する図。 レーザ加工装置を説明する図。 構造体の構成およびレーザ加工を説明する図。 レーザ加工装置を説明する図。 搬送機構を説明する図。 積層体の加工装置を説明する図。 積層体の加工装置における剥離工程を説明する図。 積層体の加工装置の構成および搬送経路を説明する図。 積層体の加工装置における剥離工程を説明する図。 積層体の加工装置の構成および搬送経路を説明する図。 積層体の加工装置の構成および搬送経路を説明する図。 積層体の加工装置の構成を説明する図。 積層体の加工装置の構成および搬送経路を説明する図。 フレキシブルデバイスの作製方法の一例を示す図。 フレキシブルデバイスの作製方法の一例を示す図。 フレキシブルデバイスの作製方法の一例を示す図。 フレキシブルデバイスの作製方法の一例を示す図。 フレキシブルデバイスの作製方法の一例を示す図。 フレキシブルデバイスの作製方法の一例を示す図。 表示装置を説明する斜視図。 表示装置を説明する断面図。 電子機器を説明する図。 積層体の加工装置の動作を説明するフローチャート。 積層体の加工装置の動作を説明するフローチャート。 積層体の加工装置の動作を説明するフローチャート。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略することがある。
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様のレーザ加工装置について説明する。なお、当該レーザ加工装置の用途は限定されないが、特に可撓性基板を有する半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、または発電装置等の製造工程に用いることが有用である。
本発明の一態様は、例えば平板状の構造物に対して、当該構造物の第１の面にレーザ照射を行う工程と、当該構造物の第１の面とは逆の面にレーザ照射を行う工程とを、光路を切り替えることにより選択的に行うことができるレーザ加工装置である。
この機能により、強度的な問題で当該構造物を反転させられない場合に対応することができる。また、構造物を反転して固定することにより発生する傷などの問題を抑制することができる。また、構造物を反転するための機構などを不要とすることができる。また、レーザ発振器および光学系ユニットなどを共有しつつ、レーザ光の照射方向を変えられるため、安価にレーザ加工装置を構成することができる。
当該レーザ光は照射面での形状が略矩形の線状レーザであり、当該構造物を水平方向に移動させながらレーザ光を照射することで、当該構造物の第１面またはその逆の面の全体の所望の領域を加工することができる。
例えば、二つの基板で挟持された樹脂を含む構造物に対して、一方の基板を透過させたレーザ光を樹脂に照射して加工し、一方の基板を剥離する用途に用いることができる。
なお、本発明の一態様において、上記構造物の第１面およびその逆の面に対して同時にレーザ光を照射することは意図していない。したがって、光路の切り替えには反射率の高い全反射ミラーを用いることが好ましい。当該ミラーの反射率は、使用する特定の波長のレーザ光に対して９０％以上、好ましくは９５％以上、より好ましくは９８％以上とし、ミラーとしてハーフミラーなどの透過光量が大きいものは適さない。
図１は、本発明の一態様のレーザ加工装置２００を説明する上面図である。レーザ加工装置２００は、ロード／アンロード室２１０、トランスファー室２２０、レーザ加工室２３０、光学系ユニット２８０およびレーザ発振器２７０等を有する構成とすることができる。
ロード／アンロード室２１０は、加工の対象となる構造物２１１を収納するカセットを設置することができる。当該カセットから構造物２１１を搬出し、加工後の構造物２１１を搬入する。なお、二つのカセットを設置し、一方のカセットから加工前の構造物２１１を搬出し、加工後の構造物２１１を他方のカセットに搬入できる形態であってもよい。または、ロード室とアンロード室を別々に設けてもよい。
トランスファー室２２０には、構造物２１１をロード／アンロード室２１０またはレーザ加工室２３０に搬出入するための搬送機構２２１が設けられる。搬送機構２２１には、例えば、構造物２１１の一方の面を支持するフォークを有するアーム型ロボットなどを用いることができる。
レーザ発振器２７０は、加工の目的に適した波長および強度の光が出力できればよく、代表的にはパルスレーザが好ましいがＣＷレーザであってもよい。例えば、基板側からレーザ光を樹脂に照射し、樹脂の一部を脆弱化させる場合、当該基板に対する透過率が高く、当該樹脂に対する吸収が高い光を発するレーザ発振器を選べばよい。当該用途では、代表的には波長３５１－３５３ｎｍ（ＸｅＦ）、３０８ｎｍ（ＸｅＣｌ）などの光を照射できるエキシマレーザを用いることができる。または、固体レーザ（ＹＡＧレーザ、ファイバーレーザなど）の二倍波（５１５ｎｍ、５３２ｎｍなど）または三倍波（３４３ｎｍ、３５５ｎｍなど）を用いてもよい。また、レーザ発振器２７０は複数であってもよい。
光学系ユニット２８０は、例えばミラー、ビームエクスパンダ、ビームホモジナイザ等を有し、レーザ発振器２７０から出力されるレーザ光のエネルギーの面内分布を均一化させつつ伸張させる。本実施の形態では、構造物の加工面でのビーム形状を線状とするため、光学系ユニット２８０から出力されるレーザ光は矩形に成形されていることが好ましい。
図２（Ａ）にレーザ発振器２７０、光学系ユニット２８０、レーザ加工室２３０の内部およびその他の光学部品の側面から見た構成を示す。
レーザ加工室２３０には、構造物２１１の固定機構２３１が設けられる。固定機構２３１は水平移動機構２３４よって水平方向に移動することができる。水平移動機構２３４には、例えば、モータで駆動するボールネジ機構などを用いることができる。当該ボールネジ機構と固定機構２３１の支軸２３２はベアリングを有するナットを介して接続することができる。
レーザ加工室２３０の外部には、ミラー２８１、ミラー２８２、レンズ２８５が設けられる。また、レーザ加工室２３０の内部には、ミラー２８３、ミラー２８４、レンズ２８６が設けられる。また、レーザ加工室２３０の上部には石英窓２８７、２８８が設けられる。ミラー２８１乃至２８４には、例えば誘電体多層膜ミラーを用いることができる。レンズ２８５、２８６には、例えばシリンドリカルレンズを用いることができる。また、ミラー２８１乃至２８４は、レーザ光の入射角が略４５°となるように設置する。
なお、図２（Ａ）では、レーザ加工室２３０としてチャンバーを設けた形態を図示しているが、当該チャンバーを設けない構成とすることもできる。その場合、石英窓２８７、２８８は不要である。
本発明の一態様のレーザ加工装置２００は、ミラー２８１を移動させることにより光路を切り替えることができる。ここで、固定機構２３１のステージ２３３上に設置した構造物２１１に対する上面からのレーザ照射について図２（Ａ）、図３を用いて説明する。なお、図３では、チャンバーおよび石英窓２８７、２８８は図示していない。
まず、レーザ発振器２７０から出力されたレーザ光２７１ａは、光学系ユニット２８０で矩形に伸張されたレーザ光２７１ｂに成形され、ミラー２８１に入射する。このとき、レーザ光２７１ｂは複数に分割されていてもよい。また、図３に示すように光学系ユニットから射出するレーザ光２７１ｂは、平行光として図示しているが、射出方向に広がりを有する光であってもよい。
ミラー２８１で反射されたレーザ光２７１ｂは、レンズ２８５に入射し、石英窓２８７を介して集光し、構造物２１１における所望の位置で線状ビーム２７１ｃを形成する。このように線状ビーム２７１ｃが構造物２１１に照射される状態で固定機構２３１を水平方向に移動させることで、構造物２１１の所望の領域をレーザ加工することができる。
次に、固定機構２３１のステージ２３３上に設置した構造物２１１に対する下面からのレーザ照射について図２（Ｂ）、図４を用いて説明する。なお、図４では、チャンバーおよび石英窓２８７、２８８は図示していない。
まず、ミラー２８１を光学系ユニット２８０から射出するレーザ光２７１ｂが入射しない位置に移動させる。例えば、図２（Ｂ）および図４に示すように定位置の上方に移動させて光路から外す。または、図２（Ｃ）に示すようにミラー２８１の一端を軸として回転させて光路から外してもよい。または、図２（Ｄ）に示すようにミラー２８１をミラー２８２の定位置まで移動させて、ミラー２８２として機能させてもよい。この場合、定位置に設置するミラー２８２は不要とすることができる。なお、ミラー２８１の移動機構は図示していないが、精度よく定位置に戻すことができる機構であればよい。例えば、ステッピングモータを用いたスライド機構や回転機構などを用いればよい。
レーザ発振器２７０から出力されたレーザ光２７１ａは、光学系ユニット２８０で矩形に伸張されたレーザ光２７１ｂに成形され、ミラー２８２に入射する。
ミラー２８２で反射されたレーザ光２７１ｂは、石英窓２８８を介してミラー２８３に入射する。ミラー２８３で反射されたレーザ光２７１ｂは、ミラー２８４に入射する。
ミラー２８４で反射されたレーザ光２７１ｂは、レンズ２８６に入射し、ステージ２３３を介して集光し、構造物２１１における所望の位置で線状ビーム２７１ｄを形成する。このように線状ビーム２７１ｄが構造物２１１に照射される状態で固定機構２３１を水平方向に移動させることで、構造物２１１の所望の領域をレーザ加工することができる。
なお、ステージ２３３は、紫外光でも透過率が高い石英板とすることが好ましい。ただし、構造物２１１の加工に必要な線状ビーム２７１ｄのエネルギー密度が十分に得られる場合は、ステージ２３３をガラス板などで代用してもよい。または、構造物２１１に対する所望の加工領域に線状ビーム２７１ｄが照射されるようにステージ２３３に開口部が設けられていてもよい。この場合、ステージ２３３は金属やセラミクスなどのレーザ光を透過しない材料で形成してもよい。
なお、図示はしていないが、構造物２１１はステージ２３３に設けられた真空吸着機構などで固定することができる。また、構造物２１１を搬出入する際は、プッシャーピンによって構造物２１１を上下に移動させることができる。
また、図５（Ａ）に示すように、構造物２１１の端部までレーザ加工したとき、光学系ユニット２８０と固定機構２３１は互いに重なる領域を有することが好ましい。このような構成とすることで、レーザ加工装置全体のフットプリントを小さくすることができる。
また、そのためには、図１乃至図５に示しているように光学系ユニット２８０を起点として、ミラー２８２をミラー２８１よりも遠い位置に設け、ミラー２８１を移動させることで光路が切り替えられる構成とすることが好ましい。ミラー２８２をミラー２８１よりも光学系ユニット２８０の近い位置に設け、ミラー２８２を移動させることでも光路を切り替える構成とすることができるが、固定機構２３１を光学系ユニット２８０と重なる位置まで移動させると光路を遮ることになる。そのため、これを解消するには固定機構２３１を光学系ユニット２８０が重ならないようにフットプリントを大きくしなければならない。
なお、レーザ加工室２３０のチャンバーは、前述したように図２（Ａ）に示す形態およびチャンバーなしの形態のほか、図５（Ｂ）に示すようにレーザ発振器２７０以外の要素全体をチャンバー内に設けてもよい。このような構成とし、チャンバー内の雰囲気制御などを行うことでミラーやレンズなどの光学部品の劣化を防止することができる。なお、レーザ光２７１ａがチャンバーに入射する領域には石英窓２９１が必要になるが、石英窓２８７および２８８は不要になる。
または、図５（Ｃ）に示すように、ミラー２８１乃至２８４、レンズ２８５、２８６がレーザ加工室２３０のチャンバーの外に設けられる構成としてもよい。この場合、石英窓２８９、２９０が必要となるが、光路調整などのメンテナンスは容易に行うことができる。
なお、石英窓２８８乃至２９１の一部または全ては、線状ビーム２７１ｃ、２７１ｄに必要なエネルギー密度が得られる前提において、ガラス窓に置き換えることもできる。
ここで、図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を用いて、線状ビーム２７１ｃ、２７１ｄと加工の対象となる構造物２１１の関係について説明する。なお、図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）では線状ビーム２７１ｃを例として説明するが、線状ビーム２７１ｄも同様の説明を適用できる。
構造物２１１は、基板２１１ａ、基板２１１ｂおよび当該二つの基板で挟持された層２１２の構成とする。基板２１１ａおよび基板２１１ｂはガラス基板などであって、必要なエネルギー密度の線状ビーム２７１ｃ、２７１ｄが形成できるレーザ光が透過できる材料とする。また、層２１２は、例えば樹脂層を含み、一定強度以上の線状ビーム２７１ｃ、２７１ｄが照射されることによって当該樹脂層の加工が可能である層とする。また、基板２１１ａ、基板２１１ｂおよび層２１２の上面形状は矩形とする。
図６（Ａ）は、基板２１１ａおよび基板２１１ｂの内側に設けられた層２１２を層２１２の短軸の長さより長い線状ビーム２７１ｃを照射することにより加工領域２１３ａを設ける様子を示している。
この場合、層２１２の短軸方向は全域に渡って加工することができる。また、層２１２の長軸方向も全域に渡って加工することは可能であるが、線状ビーム２７１ｃの照射の開始位置を調整することで、図６（Ａ）に図示するように加工しない領域２１３ｂを設けることもできる。
図６（Ｂ）は、基板２１１ａおよび基板２１１ｂの内側に設けられた層２１２を層２１２の短軸の長さより短い線状ビーム２７１ｃを照射することにより加工領域２１３ａを設ける様子を示している。
この場合、層２１２の短軸方向には加工しない領域が発生する。また、層２１２の長軸方向は短軸方向の端部を除いて全域に渡って加工することは可能であるが、線状ビーム２７１ｃの照射の開始位置を調整することで、図６（Ｂ）に図示するように加工しない領域２１３ｂを設けることもできる。なお、短軸方向の全域を照射したい場合は、別途構造物２１１を移動するための移動機構を設け、線状ビーム２７１ｃを折り返して照射すればよい。
図６（Ｃ）は、基板２１１ａおよび基板２１１ｂの一面の同サイズに設けられた層２１２を基板２１１ａおよび基板２１１ｂの短軸の長さより長い線状ビーム２７１ｃを照射することにより加工領域２１３ａを設ける様子を示している。
この場合、層２１２全域に渡って加工することは可能である。また、層２１２の長軸方向は、線状ビーム２７１ｃの照射の開始位置を調整することで、加工しない領域を設けることもできる。
以上のように、基板２１１ａおよび基板２１１ｂの大きさ、線状ビーム２７１ｃの長さ、および層２１２を形成する領域の大きさを適宜選択することで、層２１２の所望の領域を加工することができる。
図１乃至図５では、レーザ光の光路を切り替えることにより構造物２１１の第１面またはその逆の面に線状ビームを照射する構成を説明したが、構造物２１１に悪影響がなければ、構造物２１１を反転させてレーザ光を照射してもよい。
図７（Ａ）は、構造物２１１の反転が可能なレーザ加工装置２０１の上面図である。また、図７（Ｂ）は、レーザ発振器２７０、光学系ユニット２８０、レーザ加工室２３０の内部およびその他の光学部品の側面から見た構成を示す図である。
レーザ加工装置２０１の基本構成はレーザ加工装置２００と同等であるが、トランスファー室２２０に設けられる搬送機構２２２は構造物２１１を反転する機構を有する。
図８（Ａ）乃至（Ｄ）は搬送機構２２２および構造物２１１を反転する動作を説明する図である。なお、構造物２１１において、前述した層２１２は図示していない。
搬送機構２２２はアーム型ロボットであり、昇降機構２２９、関節機構２２３ａ、２２３ｂ、２２３ｃ、アーム２２７、２２８、反転機構２２４、およびフォーク２２５などを有する。関節機構２２３ａ、２２３ｂを軸にしたアーム２２７、２２８の伸縮動作、昇降機構２２９の昇降動作などによって、構造物２１１の搬送を行うことができる。
反転機構２２４は、図８（Ｄ）に示すように支持部２２４ａと回転部２２４ｂを有し、回転部２２４ｂが回転することでフォーク２２５を回転することができる。
また、構造物２１１は、吸着機構２２６によってフォーク２２５に支持される。したがって、図８（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、フォーク２２５を傾けた状態および反転した状態でも構造物２１１を支持することができる。なお、吸着機構２２６には例えば真空吸着機構を用いることができる。また、吸着機構２２６は吸盤を有していてもよい。
搬送機構２２２で構造物２１１の反転が行える場合は、レーザ照射を一方向から行えればよいため、図７（Ｂ）に示すようにステージ２３３側からのレーザ照射を行うためのミラーおよびレンズは不要となる。
以上のように本発明の一態様のレーザ加工装置を用いることで平板状の構造物に対して第１の面側からのレーザ照射と、第１の面とは逆の面側からのレーザ照射とを容易に行うことができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した本発明の一態様のレーザ加工装置を含む、積層体の加工装置について説明する。
図９（Ａ）は、本発明の一態様の積層体の加工装置１０００の構成および積層体８０乃至８４が搬送される経路を説明する模式図である。ここで、積層体８０は、図６（Ａ）乃至（Ｃ）などに示すレーザ照射前の構造物２１１とする。また、加工後の積層体を積層体８４とする。また、加工途中の積層体を積層体８１乃至８３とする。
本実施の形態で説明する積層体の加工装置１０００は、積層体８０が有する基板２１１ｂを基板２１１ｃに置換する工程を行うことができる。また、基板２１１ａを分離するための予備工程を行うことができる。
加工装置１０００は、図１に示すレーザ加工装置２００のレーザ照射を行うための構成（レーザ発振器２７０、光学系ユニット２８０、レーザ加工室２３０およびその他の光学部品等）を有する第１のユニット１０１０と、レーザ加工装置２００の基板を搬出入するための構成（ロード／アンロード室２１０、トランスファー室２２０）、第１の加工室２４０、第２の加工室２６０および基板回収室２５０を有する第２のユニット１０２０と、第３のユニット１０３０を有する構成となっている。
第１の加工室２４０は、積層体８０から基板２１１ｂを剥離する加工を行うことができる。当該加工は、例えば図１０（Ａ）に示すような複数の吸着機構１３５１を用いることができる。吸着機構１３５１には真空吸着機構および昇降機構が接続され、基板２１１ｂの端部近傍を吸着して上昇させることにより剥離を行う。また、ステージ１３７０は真空吸着機構などによって積層体８０の基板２１１ａを固定することができる。
なお、積層体８０からの基板２１１ｂの剥離は、層２１２をレーザ加工することにより、基板２１１ｂと層２１２との密着性が低下した状態で行う。したがって、図６（Ａ）、（Ｂ）などのように層２１２にレーザ照射を行っていない領域がある場合は、まず、図１０（Ａ）に示すように、ナイフ状の治具１３６０等でレーザ照射を行っていない領域を切断する。その後、図１０（Ｂ）、（Ｃ）に示すように吸着機構１３５１を順次上昇させて基板２１１ｂを剥離する。なお、図６（Ｃ）に示すように層２１２全体が加工できる場合は、治具１３６０による工程は不要である。
また、第１の加工室２４０には、洗浄機構が設けられていてもよい。
基板回収室２５０は、積層体８０から剥離した基板２１１ａを回収する機能を有する。なお、基板回収室２５０の機能は、第１の加工室２４０が有していてもよい。
第２の加工室２６０は、基板２１１ａを剥離した積層体８０に基板２１１ｃを貼り合わす加工を行うことができる。第２の加工室２６０では、例えば、露出した層２１２に接着剤を塗布し、基板２１１ｃを重ねあわせ、ローラ等で押圧しながら層２１２に基板２１１ｃを貼り合わせる。
第３のユニット１０３０は、基板２１１ｃを第２の加工室２６０に供給する機能を有する。なお、第３のユニット１０３０については、実施の形態３で詳細な説明を行う。
積層体８０の加工の詳細を図２６のフローチャートを用いて説明する。なお、以下の説明にある搬送経路番号は、図中に示してある。
まず、ロード／アンロード室２１０に積層体８０を収納したカセットを設置する（Ｓ１）。
次に、積層体８０をレーザ加工室２３０に搬送する（搬送経路１、Ｓ２）。そして、レンズ２８５を介して成形した線状ビーム２７１ｃを積層体８０の所望の領域に照射する（図２（Ａ）、図３参照、Ｓ３）。ここで、レーザ加工をした積層体８０を積層体８１とする。
次に、積層体８１を第１の加工室２４０に搬送する（搬送経路２、Ｓ４）。そして、図１０に示した一例の方法等を用いて基板２１１ｂを剥離する（Ｓ５）。剥離した基板２１１ｂは、基板回収室２５０に搬送して回収する。ここで、積層体８１から基板２１１ｂを剥離した積層体を積層体８２とする。
次に、積層体８２を第２の加工室２６０に搬送する（搬送経路３、Ｓ６）。そして、前述の一例の方法等を用いて、露出した層２１２に第３のユニット１０３０から供給された基板２１１ｃを貼り合わせる（Ｓ７）。ここで、積層体８２に基板２１１ｃを貼り合わせた積層体を積層体８３とする。
次に、積層体８３をレーザ加工室２３０に搬送する（搬送経路４、Ｓ８）。そして、レンズ２８６を介して成形した線状ビーム２７１ｃを積層体８３の所望の領域に照射する（図２（Ｂ）、図４参照、Ｓ９）。ここで、レーザ加工をした積層体８３を積層体８４とする。
そして、積層体８４をロード／アンロード室２１０に搬送する（搬送経路５、Ｓ１０）。
以上の工程は、基板２１１ｂを基板２１１ｃに置換する工程および基板２１１ａを剥離するための予備工程の説明である。基板２１１ａを分離するための予備工程を行わない場合は、図９（Ｂ）の搬送経路に示す順序で工程を行えばよい。この場合は、第２の加工室２６０で形成した積層体８３をロード／アンロード室２１０に搬送する。
以上により、積層体８０を積層体８４または積層体８３に加工することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態２で説明した積層体の加工装置を含む、別の形態の積層体の加工装置について説明する。
図１１は本発明の一態様の積層体の加工装置１００１の構成および積層体８０乃至８６が搬送される経路を説明する模式図である。ここで、積層体８０は、図６（Ａ）乃至（Ｃ）などに示すレーザ照射前の構造物２１１とする。また、加工後の積層体を積層体８６とする。また、加工途中の積層体を積層体８１乃至８５とする。
本実施の形態で説明する積層体の加工装置１００１は、積層体８０が有する基板２１１ｂを基板２１１ｃ１に置換する工程、および積層体８０が有する基板２１１ａを基板２１１ｃ２に置換する工程を行うことができる。
加工装置１００１は、大きく４つのユニットに分けられ、加工装置１０００と同等の構成の第１のユニット１０１０、第２のユニット１０２０および第３のユニット１０３０と、ロード／アンロード室３１０、トランスファー室３２０、第３の加工室３４０、第４の加工室３６０および基板回収室３５０を有する第４のユニット１０４０を有する構成となっている。なお、便宜上４ユニットに分類したが、それぞれのユニットの構成は限定しない。
第４のユニット１０４０が有するロード／アンロード室３１０およびトランスファー室３２０は、実施の形態１で説明したレーザ加工装置２００が有するロード／アンロード室２１０およびトランスファー室２２０と同等の構成とすることができる。
第３の加工室３４０は、図９（Ａ）に示す積層体８４に相当する積層体から、基板２１１ｃ１および層２１２を剥離する加工、すなわち基板２１１ａを分離する加工を行うことができる。
当該加工には、例えば図１２（Ａ）に示すような複数の吸着機構１３５２およびクランプ治具１３９０を用いることができる。吸着機構１３５２には真空吸着機構および昇降機構が接続され、基板２１１ｃ１および層２１２の端部近傍を吸着して上昇させることにより基板２１１ａの分離を行う。また、クランプ治具１３９０を基板２１１ｃ１および層２１２に張力がかかる方向に移動させ、分離動作を補助する。また、ステージ１３７０は真空吸着機構などによって積層体８０の基板２１１ａを固定することができる。
なお、積層体８４からの基板２１１ｃ１および層２１２の剥離は、層２１２をレーザ加工することにより、基板２１１ａと層２１２との密着性が低下した状態で行う。また、図６（Ａ）、（Ｂ）などのように層２１２にレーザ照射を行っていない領域がある場合は、まず、図１２（Ａ）に示すように、ナイフ状の治具１３８０等でレーザ照射を行っていない領域が分離するように基板２１１ｃ１および層２１２に切断領域１３８１を形成し、基板２１１ｃ１および層２１２の端部を吸着機構１３５２で持ち上げる。
その後、図１２（Ｂ）、（Ｃ）に示すようにクランプ治具１３９０で基板２１１ｃ１および層２１２の端部近傍を保持し、基板２１１ｃ１および層２１２に張力がかかる方向に移動させて、分離動作を行う。なお、層２１２と基板２１１ａとの密着力が十分に低下している場合は、クランプ治具１３９０を用いない分離動作を行ってもよい。
なお、図６（Ｃ）に示すように層２１２全体をレーザ加工する場合は、治具１３８０による切断領域１３８１を形成する工程は不要である。
基板回収室３５０は、積層体８４から分離した基板２１１ａを回収する機能を有する。なお、基板回収室２５０の機能は第３の加工室３４０が有していてもよい。
第４の加工室３６０は、基板２１１ａを分離した積層体８０に基板２１１ｃ２を貼り合わす加工を行うことができる。第４の加工室３６０では、例えば、露出した層２１２に接着剤を塗布し、基板２１１ｃ２を重ねあわせ、ローラ等で押圧しながら層２１２に基板２１１ｃ２を貼り合わせる。
なお、基板２１１ｃ２を貼り合わせる工程においては、基板２１１ａを分離した積層体８０を事前に反転させておくことが好ましい。当該反転は、例えば、トランスファー室３２０が有する搬送機構を図７（Ａ）、図８（Ａ）乃至（Ｄ）に示すような反転機構を有する搬送機構とすることで行うことができる。または、他の反転機構を第３の加工室３４０または第４の加工室３６０に設けてもよい。なお、反転動作を行わずに、基板２１１ｃ１側からローラ等で押圧して基板２１１ｃ２に貼り合わせを行ってもよい。
第３のユニット１０３０は、基板２１１ｃ１を第２の加工室２６０に供給し、基板２１１ｃ２を第４の加工室３６０に供給する機能を有する。なお、基板２１１ｃ１および基板２１１ｃ２は同一の構成であるが、ここでは便宜上異なる基板として説明する。なお、基板２１１ｃ１および基板２１１ｃ２は、具体的には樹脂フィルムなどの可撓性基板である。
第３のユニット１０３０は領域Ａ乃至Ｇを有する。各領域の機能ならびに基板２１１ｃ１および基板２１１ｃ２の形成手順を図２７のフローチャートを用いて説明する。なお、領域Ａ乃至Ｆには、適切な搬送機構が設けられていることとする。
まず、領域Ａに基板２１１ｃ１および基板２１１ｃ２の原反２１１ｅを設置し、巻出しを行う（Ｓ１）。
次に、領域Ｂで巻きだされた原反２１１ｅを裁断し、基板２１１ｄを形成する（Ｓ２）。なお、裁断した基板２１１ｄをストックする領域を設けてもよい。
次に、領域Ｃで基板２１１ｄから基板２１１ｆを剥離し、基板２１１ｃを形成する。なお、基板２１１ｆは、具体的にはセパレートフィルムなどである。また、基板２１１ｆは領域Ｄに回収される（Ｓ３）。基板２１１ｆが無い場合は、領域Ｃ、Ｄの機能を不要とすることができる。
次に、領域Ｅで基板２１１ｃの表面のクリーニングを行う（Ｓ４）。ここで表面とは、後に層２１２と貼り合わせられる面である。表面クリーニングは、例えば、超音波ドライクリーナーなどを用いることができる。超音波ドライクリーナーは、超音波振動させた空気または窒素などの気体を基板表面に噴射する機構およびその近傍で吸引を行う機構を有する集塵機構であり、パーティクルなどを効率良く除去することができる。
次に、領域Ｆで基板２１１ｃの表面改質を行う（Ｓ５）。当該表面改質は、活性化とも呼ばれ、例えばＵＶランプなどを用いて短波長の光を照射することにより、基板２１１ｃの表面に官能基を生成させる。当該表面改質によって、後工程における接着剤との濡れ性および接着性を向上させることができる。また、基板２１１ｃの表面改質は、コロナ放電などで行ってもよい。
領域Ｇには搬送機構が設けられ、領域Ｆで処理した基板２１１ｃを基板２１１ｃ１として第２の加工室２６０に搬送する。または、領域Ｆで処理した基板２１１ｃを基板２１１ｃ２として第４の加工室３６０に搬送する（Ｓ６）。
第４のユニット１０４０における積層体８４の加工の詳細を図２８のフローチャートを用いて説明する。以下の説明にある搬送経路番号は、第４のユニット１０４０の図中に示してある。積層体８４は、第２のユニット１０２０において、積層体８０を加工して形成する。当該加工の方法は実施の形態２を参照することができる。このとき、積層体８４の構成は、下から基板２１１ａ、層２１２、基板２１１ｃ１とする。
まず、ロード／アンロード室３１０に第２のユニット１０２０で形成した積層体８４を収納したカセットを設置する（Ｓ１）。
次に、積層体８４を第３の加工室３４０に搬送する（搬送経路６、Ｓ２）。そして、図１２に示す一例の方法等を用いて基板２１１ｃ１および層２１２を剥離する（Ｓ３）。分離した基板２１１ａは、基板回収室３５０に搬送して回収する。ここで、基板２１１ａを分離した積層体８４を積層体８５とする。
次に、積層体８５を第４の加工室３６０に搬送する（搬送経路７、Ｓ４）。そして、前述の一例の方法を用いて、露出した層２１２に基板２１１ｃ２を貼り合わせる（Ｓ５）。ここで、積層体８５に基板２１１ｃ２を貼り合わせた積層体を積層体８６とする。
そして、積層体８６をロード／アンロード室３１０に搬送する（搬送経路８、Ｓ６）。
以上の工程は、第２のユニット１０２０で基板２１１ｂを基板２１１ｃ１に置換する工程および基板２１１ａを剥離するための予備工程を行う場合の説明である。第２のユニット１０２０で基板２１１ａを分離するための予備工程を行わない場合は、図１３の搬送経路に示す順序で工程を行えばよい。この場合は、第２のユニット１０２０において、第２の加工室２６０で形成した積層体８３をロード／アンロード室２１０に搬送する。そして、第４のユニット１０４０から積層体８３をレーザ加工室２３０に搬送してレーザ加工、すなわち基板２１１ａを剥離するための予備工程を行えばよい。
また、図１１および図１３は、第２のユニット１０２０内での処理を完了した積層体８４または積層体８３をロード／アンロード室２１０から取り出し、第４のユニット１０４０のロード／アンロード室３１０に積層体８４または積層体８３を設置して後の工程を行う装置構成であるが、図１４に示すようにレーザ加工室２３０に受け渡し室としての機能を持たせてもよい。この場合、ロード／アンロード室２１０はロード室としてのみ機能し、ロード／アンロード室３１０はアンロード室としてのみ機能する。
また、レーザ加工室２３０は、超音波ドライクリーナーなどの集塵機構を有していてもよい。図１５（Ａ）は集塵機構３３０が設置されたレーザ加工室２３０を有する加工装置１００１の上面図、および図１５（Ｂ）は当該レーザ加工室２３０の内部およびその他の要素の側面から見た構成を説明する図である。このように、集塵機構３３０を水平移動機構２３４の動作によって、積層体８７の上面がクリーニングできる位置に設ければよい。ここで、積層体８７とは、前述した積層体８０乃至８６のいずれかの積層体である。
集塵機構３３０を用いたクリーニングは任意のタイミングで行ってよい。たとえば、図１３に示した搬送経路を基準として、基板２１１ｂを剥離した後および基板２１１ａを分離した後に露出した層２１２の表面クリーニングを行う場合の搬送経路を図１６に示す。
まず、搬送経路１で積層体８０をロード／アンロード室２１０からレーザ加工室２３０に搬送し、レーザ加工して積層体８１を形成する。
次に、搬送経路２で積層体８１を第１の加工室２４０に搬送し、基板２１１ｂを剥離し、積層体８２を形成する。
次に、搬送経路３で積層体８２をレーザ加工室２３０に搬送し、集塵機構３３０で層２１２の表面のクリーニングを行う。
次に、搬送経路４で積層体８２を第２の加工室２６０に搬送し、層２１２に基板２１１ｃ１を貼り付けて積層体８３を形成する。
そして、搬送経路５で積層体８３をロード／アンロード室２１０に搬送する。
次に、積層体８３をロード／アンロード室３１０に設置し、搬送経路６で積層体８３をレーザ加工室２３０に搬送し、レーザ加工して積層体８４を形成する。
次に、搬送経路７で積層体８４を第３の加工室３４０に搬送し、基板２１１ａを分離し、積層体８５を形成する。
次に、搬送経路８で積層体８５をレーザ加工室２３０に搬送し、集塵機構３３０で層２１２の表面のクリーニングを行う。なお、層２１２が上面になるように、レーザ加工室２３０に搬送するまでに積層体８５を反転させる。
次に、搬送経路９で積層体８５を第４の加工室３６０に搬送し、層２１２に基板２１１ｃ２を貼り付けて積層体８６を形成する。
そして、搬送経路１０で積層体８６をロード／アンロード室３１０に搬送する。
なお、レーザ加工室２３０が集塵機構３３０を有する構成は、実施の形態１に示すレーザ加工装置２００、実施の形態２に示す加工装置１０００にも適用することができる。また、集塵機構３３０をレーザ加工室２３０に設けず、独立のユニットとして設けてもよい。
以上のいずれかの構成の加工装置１００１を用い、それぞれの構成に適した方法で動作させることにより、積層体８０を積層体８６に加工することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様である構造物の剥離方法およびフレキシブルデバイスの作製方法について説明する。なお、当該構造物の剥離およびフレキシブルデバイスの作製には、本発明の一態様のレーザ加工装置または積層体の加工装置を用いることができる。
本発明の一態様は、基板上に樹脂層を形成し、樹脂層上に、チャネル形成領域に酸化物半導体を有するトランジスタを形成し、線状ビームに成形したレーザ光を樹脂層に照射し、トランジスタと基板とを分離する、剥離方法である。
トランジスタのチャネル形成領域には、酸化物半導体を用いる。酸化物半導体を用いることで、低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｐｏｌｙ－Ｓｉｌｉｃｏｎ））を用いる場合よりも、プロセスの最高温度を低くすることができる。
トランジスタのチャネル形成領域にＬＴＰＳを用いる場合、プロセスの最高温度が５００℃から５５０℃程度に達するため、樹脂層に耐熱性が求められる。また、レーザ結晶化の工程での周辺の絶縁層等へのダメージを緩和するため、樹脂層の厚膜化が必要となる。また、樹脂層にレーザ光を照射する際に、完成したトランジスタのチャネル形成領域にレーザ光が照射されることによる特性劣化を抑制するためにも、樹脂層の厚膜化が必要である。
一方、酸化物半導体を用いたトランジスタは、高温での熱処理は必要とせず、３５０℃以下、さらには３００℃以下で形成することができる。そのため、樹脂層に高い耐熱性は求められない。したがって、樹脂層に比較的安価な耐熱温度の低い樹脂を用いることができる。また、酸化物半導体を用いたトランジスタは、レーザ結晶化の工程が不要である。さらに、酸化物半導体のバンドギャップは２．５ｅＶ以上３．５ｅＶ以下と広く、特定の波長のレーザ光の吸収がシリコンに比べて少ないため、樹脂層の厚さを薄くしても問題がない。樹脂層に高耐熱性が要求されず、薄膜化できることで、デバイス作製の大幅なコストダウンが期待できる。また、ＬＴＰＳを用いる場合に比べて、工程が簡略化でき好ましい。
本発明の一態様では、樹脂層の耐熱温度以下の温度でトランジスタ等を形成する。ここで、樹脂層の耐熱性は、例えば、加熱による重量減少率、具体的には５％重量減少温度等で評価できる。樹脂層の５％重量減少温度は、４５０℃以下が好ましく、４００℃以下がより好ましく、３５０℃未満がさらに好ましい。例えば、トランジスタは、３５０℃以下、さらには３００℃以下の温度で作製する。
本発明の一態様では、感光性の材料を用いて樹脂層を作製してもよい。感光性の材料を用いることで、所望の形状の樹脂層を容易に形成することができる。例えば、開口を有する樹脂層、またはそれぞれ厚さの異なる２以上の領域を有する樹脂層を、容易に形成することができる。これにより、樹脂層が、バックゲート、外部接続端子、貫通電極等の作製の妨げになることを防止できる。
本発明の一態様では、線状ビームに成形したレーザ光を用いる。ＬＴＰＳ等の製造ラインのレーザ装置を使用することができるため、これらの装置の有効利用が可能である。レーザ光は、矩形長尺状に集光（線状ビームに成形）して、樹脂層に照射する。
本発明の一態様の構造物の剥離方法を用いて、フレキシブルデバイスを作製することができる。図１７および図１８を用いて、フレキシブルデバイスの作製方法の一例を示す。
まず、図１７（Ａ）に示すように、積層体１１０と積層体１２０を接着層１３２で貼り合わせた積層体１３０とする。
積層体１１０は、例えば、基板１１１、樹脂層１１２、絶縁層１１３、第１の素子層１１４、および第２の素子層１３１を有する。
積層体１２０は、例えば、基板１２１、樹脂層１２２、絶縁層１２３、および機能層１２４を有する。ここで、積層体１３０は、実施の形態１乃至３で説明した構造物２１１または積層体８０に相当する。また、基板１１１は、基板２１１ａおよび基板２１１ｂの一方に相当し、基板１２１は、基板２１１ａおよび基板２１１ｂの他方に相当する。また、樹脂層１１２、絶縁層１１３、第１の素子層１１４、および第２の素子層１３１、機能層１２４、絶縁層１２３および樹脂層１２２は、層２１２に相当する。
基板１１１、１２１には硬質基板を用いることができ、例えばガラス基板などを用いることができる。後の工程でレーザ光を基板１１１、１２１を介して樹脂層１１２、１２２に照射することから、基板１１１、１２１は当該レーザ光の透過率が高いことが好ましい。
樹脂層１１２、１２２には、例えば感光性および熱硬化性を有する材料を用いることができる。
絶縁層１１３、１２３には、例えば無機絶縁層を用いることができる。
第１の素子層１１４は、例えばチャネル形成領域に酸化物半導体を用いたトランジスタを有することができる。
第２の素子層１３１は、例えばＥＬ素子を有することができる。
機能層１２４は、例えば、カラーフィルタ等の着色層、ブラックマトリクス等の遮光層、およびタッチセンサ等の検知素子のうち、少なくとも一つを有することができる。
次に、図１７（Ｂ）に示すように、基板１２１を介して樹脂層１２２に線状ビームに成形したレーザ光１６０を照射する。レーザ光１６０は、基板１２１に対して相対的に移動させながら照射すればよい。ここでは、基板１２１を基板１１１よりも先に分離する例を示すが、これに限られない。基板１１１を先に分離する場合は、基板１１１を介して樹脂層１１２にレーザ光１６０を照射すればよい。
次に、図１７（Ｃ）に示すように、積層体１３０から基板１２１を分離する。図１７（Ｃ）では、樹脂層１２２中で分離が生じる例を示す。基板１２１上には樹脂層の一部（樹脂層１２２ａ）が残存する。絶縁層１２３側に残存する樹脂層１２２は図１７（Ｂ）に比べて薄膜化されている。なお、作製条件（樹脂層１２２の材料、レーザ照射条件等）によっては、基板１２１と樹脂層１２２の界面で分離が生じる場合がある。
次に、図１７（Ｄ）に示すように、露出した樹脂層１２２と基板１５１を貼り合わせる。基板１５１は、可撓性を有することが好ましい。例えば、樹脂層１１２と基板１５１は、接着剤を用いて貼り合わせることができる。
次に、図１８（Ａ）に示すように、基板１１１を介して樹脂層１１２に線状ビームに成形したレーザ光１６０を照射する。レーザ光１６０は、基板１１１に対して相対的に移動させながら照射すればよい。
次に、図１８（Ｂ）に示すように、図１８（Ａ）に示す積層体から基板１１１を分離する。図１８（Ｂ）では、樹脂層１１２中で分離が生じる例を示す。基板１１１上には樹脂層の一部（樹脂層１１２ａ）が残存する。絶縁層１１３側に残存する樹脂層１１２は図１８（Ｂ）に比べて薄膜化されている。
次に、図１８（Ｃ）に示すように、露出した樹脂層１１２と基板１４１を貼り合わせる。基板１４１は、可撓性を有することが好ましい。
以上の工程により、図１８（Ｄ）に示すフレキシブルデバイス１００を作製することができる。
本発明の一態様の構造物の剥離方法およびフレキシブルデバイスの作製方法では、トランジスタのチャネル形成領域に酸化物半導体を用いることで、トランジスタの作製工程を比較的低温で行うことができる。また、耐熱性が高くない樹脂層を用いることができ、比較的薄い膜厚で工程を行うことができる。したがって、樹脂層の材料の選択の幅が広い、低コストで量産性が高い、大判基板を用いて行うことができる等のメリットを有する。
以下では、本発明の一態様のフレキシブルデバイスの作製方法について、図１９乃至図２２を用いて、より具体的に説明する。ここでは、フレキシブルデバイスとして、トランジスタおよび有機ＥＬ素子を有する表示装置を作製する場合を例に挙げて説明する。当該表示装置は、基板に可撓性を有する材料を用いることで、折り曲げ可能な有機ＥＬ表示装置とすることができる。
まず、基板１４上に、感光性および熱硬化性を有する材料で樹脂層２３を形成する（図１９（Ａ）参照）。
基板１４には、例えば、ガラス、石英、セラミック、サファイヤ、樹脂などを用いることができる。ガラスとしては、例えば、無アルカリガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等が挙げられる。
樹脂層２３は、感光性および熱硬化性を有する材料を塗布し、加熱することで厚さが０．１μｍ以上３μｍ以下となるように形成する。特に、樹脂層２３上に形成する各層の作製温度よりも高い温度で加熱することが好ましい。例えば、トランジスタの作製温度が３５０℃までである場合、樹脂層２３となる膜を３５０℃より高く４５０℃以下で加熱することが好ましく、４００℃以下がより好ましく、４００℃未満がさらに好ましく、３７５℃未満がさらに好ましい。これにより、トランジスタの作製工程における、樹脂層２３からの脱ガスを大幅に抑制することができる。
樹脂層２３は、感光性を有する材料を用いて形成するため、フォトリソグラフィ法により、一部を除去することができる。具体的には、材料を成膜した後に溶媒を除去するための熱処理（プリベーク処理ともいう）を行った後、選択的に露光を行う。続いて、現像処理を施すことで、不要な部分を除去することができる。また、その後に熱処理（ポストベーク処理ともいう）を行うことが好ましい。ポストベーク処理では、樹脂層２３上に形成する各層の作製温度よりも高い温度で加熱することが好ましい。
樹脂層２３は、可撓性を有する。基板１４は、樹脂層２３よりも可撓性が低い。基板１４上に樹脂層２３を形成することで、樹脂層２３の搬送を容易にすることができる。
樹脂層２３には、感光性のポリイミド樹脂（ｐｈｏｔｏ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ、ＰＳＰＩともいう）を有することが好ましい。そのほか、樹脂層２３に用いることができる材料としては、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミドアミド樹脂、シロキサン樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。
樹脂層２３の厚さは、０．０１μｍ以上１０μｍ未満であることが好ましく、０．１μｍ以上３μｍ以下であることがより好ましく、０．５μｍ以上１μｍ以下であることがさらに好ましい。
樹脂層２３の形成方法としては、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、インクジェット、ディスペンス、スクリーン印刷、オフセット印刷等の方法、ドクターナイフ、スリットコート、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート、ダイコート等のツールが挙げられる。
樹脂層２３の熱膨張係数は、０．１ｐｐｍ／℃以上２０ｐｐｍ／℃以下であることが好ましく、０．１ｐｐｍ／℃以上１０ｐｐｍ／℃以下であることがより好ましい。樹脂層２３の熱膨張係数が低いほど、加熱により、トランジスタ等が破損することを抑制できる。
表示装置の表示面側に樹脂層２３が位置する場合、樹脂層２３は、可視光に対する透光性が高いことが好ましい。
次に、樹脂層２３上に、絶縁層３１を形成する（図１９（Ｂ）参照）。
絶縁層３１は、樹脂層２３の耐熱温度以下の温度で形成する。また、前述の樹脂層２３の加熱工程における加熱温度より低い温度で形成することが好ましい。
絶縁層３１は、樹脂層２３に含まれる不純物が、後に形成するトランジスタや表示素子に拡散することを防ぐバリア層として用いることができる。例えば、絶縁層３１は、樹脂層２３を加熱した際に、樹脂層２３に含まれる水分等がトランジスタや表示素子に拡散することを防ぐことができる。
絶縁層３１としては、例えば、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜などの無機絶縁膜を用いることができる。また、上述の絶縁膜を２以上積層して用いてもよい。特に、樹脂層２３上に窒化シリコン膜を形成し、窒化シリコン膜上に酸化シリコン膜を形成することが好ましい。無機絶縁膜は、成膜温度が高いほど緻密でバリア性の高い膜となるため、高温で形成することが好ましい。
樹脂層２３の表面に凹凸がある場合、絶縁層３１は当該凹凸を平坦化する平坦化層としての機能を有していてもよい。例えば、絶縁層３１として、有機絶縁材料と無機絶縁材料の積層を用いることができる。有機絶縁材料としては、樹脂層２３に用いることができる樹脂が挙げられる。
次に、絶縁層３１上に、トランジスタ４０を形成する（図１９（Ｃ）参照）。ここではトランジスタ４０の一例として、酸化物半導体層４４を有する、ボトムゲート構造のトランジスタを作製する例を示す。シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料をトランジスタの半導体膜に用いると、トランジスタのオフ状態における電流を低減することができる。
トランジスタ４０の構造は特に限定されない。例えば、プレーナ型のトランジスタとしてもよいし、スタガ型のトランジスタとしてもよいし、逆スタガ型のトランジスタとしてもよい。また、トップゲート構造またはボトムゲート構造のいずれのトランジスタ構造としてもよい。または、チャネルの上下にゲート電極が設けられていてもよい。
トランジスタ４０は、樹脂層２３の耐熱温度以下の温度で形成する。また、前述の樹脂層２３の加熱工程における加熱温度より低い温度で形成することが好ましい。
具体的には、まず、絶縁層３１上に導電層４１を形成する。導電層４１は、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することで形成できる。
導電層４１には、アルミニウム、チタン、クロム、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、銀、タンタル、もしくはタングステン等の金属、またはこれを主成分とする合金を単層構造または積層構造として用いることができる。または、酸化インジウム、インジウム錫酸化物、タングステンを含むインジウム酸化物、タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、チタンを含むインジウム酸化物、チタンを含むインジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛、またはシリコンを含むインジウム錫酸化物等の透光性を有する導電性材料を用いてもよい。
続いて、絶縁層３２を形成する。絶縁層３２は、絶縁層３１に用いることのできる無機絶縁膜を援用できる。
続いて、酸化物半導体層４４を形成する。酸化物半導体層４４は、酸化物半導体膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該酸化物半導体膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することで形成できる。
酸化物半導体膜の成膜時の基板温度は、３５０℃以下が好ましく、室温以上２００℃以下がより好ましく、室温以上１３０℃以下がさらに好ましい。
酸化物半導体膜はスパッタ法で成膜することができ、成膜時における酸素の流量比は、０％以上３０％以下が好ましく、５％以上３０％以下がより好ましく、７％以上１５％以下がさらに好ましい。
酸化物半導体膜の成膜に用いることができる酸化物ターゲットは、Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ系酸化物（Ｍは、Ａｌ、Ｇａ、Ｙ、またはＳｎ）を用いることができる。特に、Ｉｎ－Ｇａ－Ｚｎ系酸化物を好適に用いることができる。
酸化物半導体膜は、スパッタ法のほか、例えばＰＬＤ（Ｐｕｌｓｅｄ Ｌａｓｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ ＣＶＤ）法、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ Ｌａｙｅｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、真空蒸着法などを用いてもよい。ＣＶＤ法の例としては、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ ＣＶＤ）法が挙げられる。
続いて、導電層４３ａおよび導電層４３ｂを形成する。導電層４３ａおよび導電層４３ｂは、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。
なお、導電層４３ａおよび導電層４３ｂの加工の際に、レジストマスクに覆われていない酸化物半導体層４４の一部がエッチングにより薄膜化する場合がある。
以上の工程で、トランジスタ４０を作製することができる。トランジスタ４０において、導電層４１の一部はゲートとして機能し、絶縁層３２の一部はゲート絶縁層として機能し、導電層４３ａおよび導電層４３ｂは、それぞれソースまたはドレインのいずれか一方として機能する。
次に、トランジスタ４０を覆う絶縁層３３を形成する。絶縁層３３は、絶縁層３２と同様の方法により形成することができる。
また、絶縁層３３として、酸素を含む雰囲気下で比較的低温で成膜した酸化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜等の酸化物絶縁膜を用いることが好ましい。さらに、当該酸化シリコンや酸化窒化シリコン膜上に窒化シリコン膜などの酸素を拡散、透過しにくい絶縁膜を積層することが好ましい。酸素を含む雰囲気下で、比較的低温で形成した酸化物絶縁膜は、加熱により多くの酸素を放出しやすい絶縁膜とすることができる。このような酸素を有する酸化絶縁膜と、酸素を拡散、透過しにくい絶縁膜を積層した状態で、加熱処理を行うことにより、酸化物半導体層４４に酸素を供給することができる。その結果、酸化物半導体層４４中の酸素欠損、および酸化物半導体層４４と絶縁層３３の界面の欠陥を修復し、欠陥準位を低減することができる。これにより、極めて信頼性の高い半導体装置を実現できる。
以上の工程により、樹脂層２３上に絶縁層３１、トランジスタ４０、および絶縁層３３を形成することができる（図１９（Ｄ）参照）。
この段階において、後述する方法を用いて基板１４と絶縁層３１とを分離することで、表示素子を有さないフレキシブルデバイスを作製することができる。例えば、トランジスタ４０や、トランジスタ４０に加えて容量素子、抵抗素子、および配線などを形成することで、半導体回路を有するフレキシブルデバイスを作製することができる。
次に、絶縁層３３上に絶縁層３４を形成する（図１９（Ｅ）参照）。絶縁層３４は、後に形成する表示素子の被形成面を有する層であるため、平坦化層として機能することが好ましい。絶縁層３４は、絶縁層３１に適用できる有機絶縁膜または無機絶縁膜を用いることができる。
絶縁層３４は、樹脂層２３の耐熱温度以下の温度で形成する。また、前述の樹脂層２３の加熱工程における加熱温度より低い温度で形成することが好ましい。
次に、絶縁層３４および絶縁層３３に、導電層４３ｂ等に達する開口を形成する。
その後、導電層６１を形成する。導電層６１は、その一部が表示素子６０の画素電極として機能する。導電層６１は、導電膜を成膜した後、レジストマスクを形成し、当該導電膜をエッチングした後にレジストマスクを除去することにより形成できる。
導電層６１は、樹脂層２３の耐熱温度以下の温度で形成する。また、前述の樹脂層２３の加熱工程における加熱温度より低い温度で形成することが好ましい。
次に、導電層６１の端部を覆う絶縁層３５を形成する（図２０（Ａ）参照）。絶縁層３５は、絶縁層３１に適用できる有機絶縁膜または無機絶縁膜を用いることができる。
絶縁層３５は、樹脂層２３の耐熱温度以下の温度で形成する。また、前述の樹脂層２３の加熱工程における加熱温度より低い温度で形成することが好ましい。
次に、ＥＬ層６２および導電層６３を形成する（図２０（Ｂ）参照）。導電層６３は、その一部が表示素子６０の共通電極として機能する。
ＥＬ層６２は、蒸着法、塗布法、印刷法、吐出法などの方法で形成することができる。ＥＬ層６２を画素毎に作り分ける場合、メタルマスクなどのシャドウマスクを用いた蒸着法、またはインクジェット法等により形成することができる。ＥＬ層６２を画素毎に作り分けない場合には、メタルマスクを用いない蒸着法を用いることができる。
導電層６３は、蒸着法やスパッタ法等を用いて形成することができる。
ＥＬ層６２および導電層６３は、それぞれ、樹脂層２３の耐熱温度以下の温度で形成する。また、前述の樹脂層２３の加熱工程における加熱温度より低い温度で形成することが好ましい。
以上の工程で表示素子６０を形成することができる。表示素子６０は、一部が画素電極として機能する導電層６１と、ＥＬ層６２と、一部が共通電極として機能する導電層６３が積層された構成を有する。
ここでは、表示素子６０として、トップエミッション型の発光素子を作製する例を示したが、本発明の一態様はこれに限られない。発光素子は、トップエミッション型、ボトムエミッション型、デュアルエミッション型のいずれであってもよい。光を取り出す側の電極には、可視光を透過する導電膜を用いる。また、光を取り出さない側の電極には、可視光を反射する導電膜を用いることが好ましい。
また、上述とは別の工程で、基板９１上に、感光性および熱硬化性を有する材料を用いて、樹脂層９３を形成する（図２０（Ｃ）参照）。
樹脂層９３は、可撓性を有する。基板９１は、樹脂層９３よりも可撓性が低い。基板９１上に樹脂層９３を形成することで、樹脂層９３の搬送を容易にすることができる。
樹脂層９３には、ポリイミド樹脂を用いることが好ましい。樹脂層９３の厚さは、０．１μｍ以上３μｍ以下であることが好ましく、０．５μｍ以上１μｍ以下であることがより好ましい。そのほか、樹脂層９３の材料および形成方法については、樹脂層２３の記載を援用できる。
表示装置の表示面側に樹脂層９３が位置する場合、樹脂層９３は、可視光に対する透光性が高いことが好ましい。
基板９１については、基板１４の記載を援用できる。
次に、樹脂層９３上に絶縁層９５、着色層９７および遮光層９８を形成する（図２０（Ｃ）参照）。
絶縁層９５については、絶縁層３１の記載を援用できる。
着色層９７として、カラーフィルタ等を用いることができる。着色層９７は表示素子６０の表示領域と重なるように配置する。
遮光層９８として、ブラックマトリクス等を用いることができる。遮光層９８は、絶縁層３５と重なるように配置する。
次に、基板１４の樹脂層２３等が形成されている面と、基板９１の樹脂層９３等が形成されている面とを接着層９９を用いて貼り合わせる（図２０（Ｃ）参照）。
次に、基板１４を介して樹脂層２３にレーザ光６５を照射する（図２１（Ａ）参照）。ここでは、基板１４を基板９１よりも先に分離する例を示す。
次に、図２１（Ａ）に示す積層体から基板１４を分離する（図２１（Ｂ）参照）。図２１（Ｂ）では、樹脂層２３中で分離が生じる例を示す。基板１４上には樹脂層の一部（樹脂層２３ａ）が残存する。絶縁層３１側に残存する樹脂層２３は図２１（Ａ）に比べて薄膜化されている。そして、露出した樹脂層２３と基板２９とを接着層２８を用いて貼り合わせる。
次に、基板９１を介して樹脂層９３にレーザ光６５を照射する（図２２（Ａ）参照）。
次に、基板９１と絶縁層９５とを分離する（図２２（Ｂ）参照）。図２２（Ｂ）では、樹脂層９３中で分離が生じる例を示す。基板９１上には樹脂層の一部（樹脂層９３ａ）が残存する。絶縁層９５側に残存する樹脂層９３は図２２（Ｂ）に比べて薄膜化されている。そして、露出した樹脂層９３と基板２２とを接着層１３を用いて貼り合わせる（図２２（Ｂ）参照）。
接着層１３、２８には、紫外線硬化型等の光硬化型接着剤、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、嫌気型接着剤等の各種硬化型接着剤を用いることができる。なお、これらの接着剤の形態は液状に限らず、シート状であってもよい。
基板２２、２９には可撓性を有する基板を用いることができる。例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、ポリアクリロニトリル樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）樹脂、ポリアミド樹脂（ナイロン、アラミド等）、ポリシロキサン樹脂、シクロオレフィン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂、ＡＢＳ樹脂、セルロースナノファイバー等を用いることができる。
図２２（Ｂ）において、表示素子６０の発光は、着色層９７および樹脂層９３を通して、表示装置の外部に取り出される。そのため、樹脂層９３の可視光の透過率は高いことが好ましい。本発明の一態様の剥離方法では、樹脂層９３の厚さを薄くすることができる。そのため、樹脂層９３の可視光の透過率を高めることができる。
図２２（Ｃ）に示すように、樹脂層９３を除去し、接着層１３を用いて絶縁層９５に基板２２を貼り合わせてもよい。
以上の工程により、トランジスタに酸化物半導体が適用され、ＥＬ素子にカラーフィルタ方式が適用された表示装置を作製することができる。
本実施の形態で説明したように、本発明の一態様の剥離方法では、トランジスタの作製工程を、低温で行うことができる。また、樹脂層を、薄膜で耐熱性が低い層とすることができる。したがって、樹脂層の材料の選択の幅が広い、低コストで量産性が高い、大判基板を用いて行うことができる等のメリットを有する。また、樹脂層の厚さ起因でフレキシブルデバイスが反ることを抑制できることがある。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態５）
本実施の形態では、フレキシブルデバイスについて図面を用いて説明する。本実施の形態では、表示装置の一例を説明する。なお、当該表示装置の作製には、本発明の一態様のレーザ加工装置または積層体の加工装置を用いることができる。
表示装置が有する表示素子には、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍ）を利用した光学素子、ＥＬ素子、ＬＥＤ等の発光素子、液晶素子、電気泳動素子などを適用することができる。
本発明の一態様が適用された表示装置の厚さは、例えば３０μｍ以上３００μｍ以下とすることができ、５０μｍ以上２００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以上１５０μｍ以下がより好ましく、５０μｍ以上１００μｍ以下がさらに好ましい。表示装置の機械的強度を高めるために、表示装置の厚さは５０μｍ以上とすることが好ましい。表示装置の可撓性を高めるために、表示装置の厚さは、２００μｍ以下、さらには１００μｍ以下とすることが好ましい。例えば、厚さが１００μｍ以下であると、曲率半径１ｍｍでの曲げ、または曲率半径５ｍｍでの繰り返し（例えば１０万回以上）の曲げが可能な表示装置を実現できる。
図２３は、表示装置４００Ａの斜視概略図である。表示装置４００Ａは、基板４７１と基板４７２とが貼り合わされた構成を有する。図２３では、基板４７２を破線で明示している。
表示装置４００Ａは、表示部４８１および駆動回路部４８２を有する。表示装置４００Ａには、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）４７３およびＩＣ４７４が実装されている。
表示部４８１は、複数の画素を有し、画像を表示する機能を有する。
画素は、複数の副画素を有する。例えば、赤色を呈する副画素、緑色を呈する副画素、および青色を呈する副画素によって１つの画素が構成されることで、表示部４８１ではフルカラーの表示を行うことができる。なお、副画素が呈する色は、赤、緑、および青に限られない。画素には、例えば、白、黄、マゼンタ、またはシアン等の色を呈する副画素を用いてもよい。なお、本明細書等において、副画素を単に画素と記す場合がある。
表示装置４００Ａは、走査線駆動回路および信号線駆動回路のうち、一方または双方を有していてもよい。または、走査線駆動回路および信号線駆動回路の双方を有していなくてもよい。表示装置４００Ａが、タッチセンサ等のセンサを有する場合、表示装置４００Ａは、センサ駆動回路を有していてもよい。本実施の形態では、駆動回路部４８２として、走査線駆動回路を有する例を示す。走査線駆動回路は、表示部４８１が有する走査線に、走査信号を出力する機能を有する。
表示装置４００Ａでは、ＩＣ４７４が、ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式などの実装方式により、基板４７１に実装されている。ＩＣ４７４は、例えば、信号線駆動回路、走査線駆動回路、およびセンサ駆動回路のうち、いずれか一以上を有する。
表示装置４００Ａには、ＦＰＣ４７３が電気的に接続されている。ＦＰＣ４７３を介して、ＩＣ４７４および駆動回路部４８２には外部から信号および電力が供給される。また、ＦＰＣ４７３を介して、ＩＣ４７４から外部に信号を出力することができる。
ＦＰＣ４７３には、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｉｌｍ）方式等により、ＩＣが実装されていてもよい。例えば、ＦＰＣ４７３には、信号線駆動回路、走査線駆動回路、およびセンサ駆動回路のうち、いずれか一以上を有するＩＣが実装されていてもよい。
表示部４８１および駆動回路部４８２には、配線４０７から、信号および電力が供給される。当該信号および電力は、ＩＣ４７４から、またはＦＰＣ４７３を介して外部から、配線４０７に入力される。
図２４（Ａ）は、表示装置４００Ａの表示部４８１、駆動回路部４８２、および配線４０７を含む断面図である。表示装置４００Ａは、カラーフィルタ方式が適用されたトップエミッション構造の表示装置である。
表示装置４００Ａは、基板４７１、絶縁層４７８、複数のトランジスタ、容量素子４０５、配線４０７、絶縁層４１２、絶縁層４１３、絶縁層４１４、絶縁層４１５、発光素子４０４、導電層４５５、スペーサ４１６、接着層４１７、着色層４２５、遮光層４２６、絶縁層４７６、および基板４７２を有する。
基板４７１および基板４７２は、それぞれ、本発明の一態様の剥離方法によって基板から剥離された樹脂層を含んでいてもよい。または、基板４７１および基板４７２は、それぞれ、フィルムを含んでいてもよい。フィルムは、本発明の一態様の剥離方法によって基板から剥離された表面に、接着剤等を用いて貼り付けられている。
駆動回路部４８２はトランジスタ４０１を有する。表示部４８１は、トランジスタ４０２およびトランジスタ４０３を有する。
各トランジスタは、ゲート、絶縁層４１１、半導体層、ソース、およびドレインを有する。ゲートと半導体層は、絶縁層４１１を介して重なる。絶縁層４１１の一部は、ゲート絶縁層としての機能を有し、他の一部は、容量素子４０５の誘電体としての機能を有する。トランジスタ４０２のソースまたはドレインとして機能する導電層は、容量素子４０５の一方の電極を兼ねる。
図２４（Ａ）では、ボトムゲート構造のトランジスタを示す。駆動回路部４８２と表示部４８１とで、トランジスタの構造が異なっていてもよい。駆動回路部４８２および表示部４８１は、それぞれ、複数の種類のトランジスタを有していてもよい。
容量素子４０５は、一対の電極と、その間の誘電体とを有する。容量素子４０５は、トランジスタのゲートと同一の材料、および同一の工程で形成した導電層と、トランジスタのソースおよびドレインと同一の材料、および同一の工程で形成した導電層と、を有する。
絶縁層４１２、絶縁層４１３、および絶縁層４１４は、それぞれ、トランジスタ等を覆って設けられる。トランジスタ等を覆う絶縁層の数は特に限定されない。絶縁層４１４は、平坦化層としての機能を有する。絶縁層４１２、絶縁層４１３、および絶縁層４１４のうち、少なくとも一層には、水または水素などの不純物が拡散しにくい材料を用いることが好ましい。外部から不純物がトランジスタに拡散することを効果的に抑制することが可能となり、表示装置の信頼性を高めることができる。
図２４（Ａ）では、絶縁層４１４が表示装置の一面全体にわたって設けられている。図２４（Ａ）の構成では、本発明の一態様のフレキシブルデバイスの作製工程の歩留まりを高めることができるため、好ましい。
絶縁層４１４として有機材料を用いる場合、表示装置の端部に露出した絶縁層４１４を通って発光素子４０４等に表示装置の外部から水分等の不純物が侵入する恐れがある。不純物の侵入により、発光素子４０４が劣化すると、表示装置の劣化につながる。そのため、図２４（Ｂ）に示すように、絶縁層４１４が、表示装置の端部に位置しないことが好ましい。図２４（Ｂ）の構成では、有機材料を用いた絶縁層が表示装置の端部に位置しないため、発光素子４０４に不純物が侵入することを抑制できる。
発光素子４０４は、電極４２１、ＥＬ層４２２、および電極４２３を有する。発光素子４０４は、光学調整層４２４を有していてもよい。発光素子４０４は、着色層４２５側に光を射出する、トップエミッション構造である。
トランジスタ、容量素子、および配線等を、発光素子４０４の発光領域と重ねて配置することで、表示部４８１の開口率を高めることができる。
電極４２１および電極４２３のうち、一方は、陽極として機能し、他方は、陰極として機能する。電極４２１および電極４２３の間に、発光素子４０４の閾値電圧より高い電圧を印加すると、ＥＬ層４２２に陽極側から正孔が注入され、陰極側から電子が注入される。注入された電子と正孔はＥＬ層４２２において再結合し、ＥＬ層４２２に含まれる発光物質が発光する。
電極４２１は、トランジスタ４０３のソースまたはドレインと電気的に接続される。これらは、直接接続されてもよいし、他の導電層を介して接続されてもよい。電極４２１は、画素電極として機能し、発光素子４０４ごとに設けられている。隣り合う２つの電極４２１は、絶縁層４１５によって電気的に絶縁されている。
ＥＬ層４２２は、発光性の物質を含む層である。
電極４２３は、共通電極として機能し、複数の発光素子４０４にわたって設けられている。電極４２３には、定電位が供給される。
発光素子４０４は、接着層４１７を介して着色層４２５と重なる。スペーサ４１６は、接着層４１７を介して遮光層４２６と重なる。図２４（Ａ）では、電極４２３と遮光層４２６との間に隙間がある場合を示しているが、これらが接していてもよい。図２４（Ａ）では、スペーサ４１６を基板４７１側に設ける構成を示したが、基板４７２側（例えば遮光層４２６よりも基板４７１側）に設けてもよい。
カラーフィルタ（着色層４２５）とマイクロキャビティ構造（光学調整層４２４）との組み合わせにより、表示装置からは、色純度の高い光を取り出すことができる。光学調整層４２４の厚さは、各画素の色に応じて変化させる。
着色層４２５は特定の波長帯域の光を透過する有色層である。例えば、赤色、緑色、青色、または黄色の波長帯域の光を透過するカラーフィルタなどを用いることができる。
なお、本発明の一態様は、カラーフィルタ方式に限られず、塗り分け方式、色変換方式、または量子ドット方式等を適用してもよい。
遮光層４２６は、隣接する着色層４２５の間に設けられている。遮光層４２６は隣接する発光素子４０４からの光を遮光し、隣接する発光素子４０４間における混色を抑制する。ここで、着色層４２５の端部を、遮光層４２６と重なるように設けることにより、光漏れを抑制することができる。遮光層４２６としては、発光素子が発する光を遮る材料を用いることができる。なお、遮光層４２６は、駆動回路部４８２などの表示部４８１以外の領域に設けると、導波光などによる意図しない光漏れを抑制できるため好ましい。
図２４（Ｂ）に示すように、表示装置は、着色層４２５および遮光層４２６を覆うオーバーコート４３６を有していてもよい。オーバーコート４３６は、着色層４２５に含有された不純物等の発光素子への拡散を防止することができる。オーバーコート４３６は、発光素子からの発光を透過する材料から構成され、例えば窒化シリコン膜、酸化シリコン膜等の無機絶縁膜、または、アクリル膜、ポリイミド膜等の有機絶縁膜を用いることができ、有機絶縁膜と無機絶縁膜との積層構造としてもよい。
また、接着層４１７の材料を着色層４２５および遮光層４２６上に塗布する場合、オーバーコートの材料として接着層４１７の材料に対して濡れ性の高い材料を用いることが好ましい。例えば、オーバーコート４３６として、インジウム錫酸化物膜などの酸化物導電膜、または透光性を有する程度に薄いＡｇ膜等の金属膜を用いることが好ましい。
オーバーコート４３６の材料に、接着層４１７の材料に対して濡れ性の高い材料を用いることで、接着層４１７の材料を均一に塗布することができる。これにより、一対の基板を貼り合わせた際に気泡が混入することを抑制でき、表示不良を抑制できることができる。
基板４７１の一方の表面には絶縁層４７８が形成されている。また、基板４７２の一方の表面には絶縁層４７６が形成されている。絶縁層４７６および絶縁層４７８に防湿性の高い膜を用いることが好ましい。一対の防湿性の高い絶縁層の間に発光素子４０４およびトランジスタ等を配置することで、これらの素子に水等の不純物が侵入することを抑制でき、表示装置の信頼性が高くなるため好ましい。
防湿性の高い絶縁膜としては、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の窒素と珪素を含む膜、および、窒化アルミニウム膜等の窒素とアルミニウムを含む膜等が挙げられる。また、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜等を用いてもよい。
例えば、防湿性の高い絶縁膜の水蒸気透過量は、１×１０－５［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、好ましくは１×１０－６［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、より好ましくは１×１０－７［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下、さらに好ましくは１×１０－８［ｇ／（ｍ２・ｄａｙ）］以下とする。
接続部４０６は、配線４０７および導電層４５５を有する。配線４０７と導電層４５５は、電気的に接続されている。配線４０７は、トランジスタのソースおよびドレインと同一の材料、および同一の工程で形成することができる。導電層４５５は、駆動回路部４８２に外部からの信号や電位を伝達する外部入力端子と電気的に接続する。ここでは、外部入力端子としてＦＰＣ４７３を設ける例を示している。接続層４１９を介してＦＰＣ４７３と導電層４５５は電気的に接続する。
接続層４１９としては、様々な異方性導電フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍ）または異方性導電ペースト（ＡＣＰ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｐａｓｔｅ）などを用いることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様の加工装置を用いて作製することのできるフレキシブルデバイスを利用した電子機器について、図面を用いて説明する。
電子機器としては、例えば、テレビジョン装置、デスクトップ型もしくはノート型のパーソナルコンピュータ、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
当該電子機器は、様々な機能を有することができる。例えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、タッチパネル機能、カレンダー、日付または時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プログラム）を実行する機能、無線通信機能、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出す機能等を有することができる。
さらに、複数の表示部を有する電子機器においては、一つの表示部を主として画像情報を表示し、別の一つの表示部を主として文字情報を表示する機能、または複数の表示部に視差を考慮した画像を表示することで立体的な画像を表示する機能等を有することができる。さらに、受像部を有する電子機器においては、静止画または動画を撮影する機能、撮影した画像を自動または手動で補正する機能、撮影した画像を記録媒体（外部または電子機器に内蔵）に保存する機能、撮影した画像を表示部に表示する機能等を有することができる。なお、本発明の一態様の電子機器が有する機能はこれらに限定されず、様々な機能を有することができる。
図２５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に、湾曲した表示部７０００を有する電子機器の一例を示す。表示部７０００はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。なお、表示部７０００は可撓性を有していてもよい。
図２５（Ａ）に携帯電話機の一例を示す。図２５（Ａ）に示す携帯電話機７１１０は、筐体７１０１、表示部７０００、操作ボタン７１０３、外部接続ポート７１０４、スピーカ７１０５、マイク７１０６、カメラ７１０７等を有する。
携帯電話機７１１０は、表示部７０００にタッチセンサを備える。電話を掛ける、或いは文字を入力するなどのあらゆる操作は、指やスタイラスなどで表示部７０００に触れることで行うことができる。
また、操作ボタン７１０３の操作により、電源のＯＮ、ＯＦＦ動作や、表示部７０００に表示される画像の種類を切り替えることができる。例えば、メール作成画面から、メインメニュー画面に切り替えることができる。
また、携帯電話機内部に、ジャイロセンサまたは加速度センサ等の検出装置を設けることで、携帯電話機の向き（縦か横か）を判断して、表示部７０００の画面表示の向きを自動的に切り替えるようにすることができる。また、画面表示の向きの切り替えは、表示部７０００を触れること、操作ボタン７１０３の操作、またはマイク７１０６を用いた音声入力等により行うこともできる。
図２５（Ｂ）に携帯情報端末の一例を示す。図２５（Ｂ）に示す携帯情報端末７２１０は、筐体７２０１および表示部７０００を有する。さらに、操作ボタン、外部接続ポート、スピーカ、マイク、アンテナ、カメラ、またはバッテリ等を有していてもよい。表示部７０００にはタッチセンサを備える。携帯情報端末の操作は、指やスタイラスなどで表示部７０００に触れることで行うことができる。
本実施の形態で例示する携帯情報端末は、例えば、電話機、手帳または情報閲覧装置等から選ばれた一つまたは複数の機能を有する。具体的には、スマートフォンとしてそれぞれ用いることができる。本実施の形態で例示する携帯情報端末は、例えば、移動電話、電子メール、文章閲覧および作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。
携帯情報端末７２１０は、文字および画像情報等をその複数の面に表示することができる。例えば、３つの操作ボタン７２０２を一の面に表示し、矩形で示す情報７２０３を他の面に表示することができる。図２５（Ｂ）では、携帯情報端末７２１０の上側に操作ボタン７２０２が表示され、携帯情報端末７２１０の横側に情報７２０３が表示される例を示す。なお、例えば携帯情報端末７２１０の横側に操作ボタン７２０２を表示し、例えば携帯情報端末７２１０の上側に情報７２０３を表示してもよい。また、携帯情報端末７２１０の３面以上に情報を表示してもよい。
情報７２０３の例としては、ＳＮＳ（ソーシャル・ネットワーキング・サービス）の通知、電子メールや電話などの着信を知らせる表示、電子メールなどの題名もしくは送信者名、日時、時刻、バッテリの残量、アンテナ受信の強度などがある。または、情報７２０３が表示されている位置に、情報の代わりに、操作ボタン、アイコンなどを表示してもよい。
図２５（Ｃ）にテレビジョン装置の一例を示す。テレビジョン装置７３００は、筐体７３０１に表示部７０００が組み込まれている。ここでは、スタンド７３０３により筐体７３０１を支持した構成を示している。
図２５（Ｃ）に示すテレビジョン装置７３００の操作は、筐体７３０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機７３１１により行うことができる。または、表示部７０００にタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部７０００に触れることで操作してもよい。リモコン操作機７３１１は、当該リモコン操作機７３１１から出力する情報を表示する表示部を有していてもよい。リモコン操作機７３１１が備える操作キーまたはタッチパネルにより、チャンネルおよび音量の操作を行うことができ、表示部７０００に表示される映像を操作することができる。
なお、テレビジョン装置７３００は、受信機およびモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができる。また、モデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
図２５（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）に、可撓性を有し、曲げることのできる表示部７００１を有する携帯情報端末の一例を示す。
表示部７００１は、本発明の一態様の表示装置等を用いて作製される。例えば、曲率半径０．０１ｍｍ以上１５０ｍｍ以下で曲げることができる表示装置等を適用できる。また、表示部７００１はタッチセンサを備えていてもよく、指等で表示部７００１に触れることで携帯情報端末を操作することができる。表示部７００１は、本発明の一態様の加工装置を用いて作製した表示装置等を用いて作製することができる。
図２５（Ｄ）に腕時計型の携帯情報端末の一例を示す。携帯情報端末７８００は、バンド７８０１、表示部７００１、入出力端子７８０２、操作ボタン７８０３等を有する。バンド７８０１は、筐体としての機能を有する。また、携帯情報端末７８００は、可撓性を有するバッテリ７８０５を搭載することができる。バッテリ７８０５は、例えば表示部７００１またはバンド７８０１等と重ねて配置してもよい。
バンド７８０１、表示部７００１、およびバッテリ７８０５は可撓性を有する。そのため、携帯情報端末７８００を所望の形状に湾曲させることが容易である。
操作ボタン７８０３は、時刻設定のほか、電源のオン、オフ動作、無線通信のオン、オフ動作、消音モードの実行および解除、省電力モードの実行および解除など、様々な機能を持たせることができる。例えば、携帯情報端末７８００に組み込まれたオペレーティングシステムにより、操作ボタン７８０３の機能を自由に設定することもできる。
また、表示部７００１に表示されたアイコン７８０４に指等で触れることで、アプリケーションを起動することができる。
また、携帯情報端末７８００は、通信規格に準拠した近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。
また、携帯情報端末７８００は入出力端子７８０２を有していてもよい。入出力端子７８０２を有する場合、他の情報端末とコネクタを介して直接データのやりとりを行うことができる。また入出力端子７８０２を介して充電を行うこともできる。なお、本実施の形態で例示する携帯情報端末の充電動作は、入出力端子を介さずに非接触電力伝送により行ってもよい。
図２５（Ｅ）、（Ｆ）に、折りたたみ可能な携帯情報端末の一例を示す。図２５（Ｅ）では、表示部７００１が内側になるように折りたたんだ状態、図２５（Ｆ）では、表示部７００１が外側になるように折りたたんだ状態の携帯情報端末７６５０を示す。携帯情報端末７６５０は表示部７００１および非表示部７６５１を有する。携帯情報端末７６５０を使用しない際に、表示部７００１が内側になるように折りたたむことで、表示部７００１の汚れおよび傷つきを抑制できる。なお、図２５（Ｅ）、（Ｆ）では携帯情報端末７６５０を２つ折りにした構成を示しているが、携帯情報端末７６５０は３つ折りにしてもよいし、４つ折り以上にしてもよい。また、携帯情報端末７６５０は、操作ボタン、外部接続ポート、スピーカ、マイク、アンテナ、カメラ、またはバッテリ等を有していてもよい。
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
１３ 接着層
１４ 基板
２２ 基板
２３ 樹脂層
２３ａ 樹脂層
２８ 接着層
２９ 基板
３１ 絶縁層
３２ 絶縁層
３３ 絶縁層
３４ 絶縁層
３５ 絶縁層
４０ トランジスタ
４１ 導電層
４３ａ 導電層
４３ｂ 導電層
４４ 酸化物半導体層
６０ 表示素子
６１ 導電層
６２ ＥＬ層
６３ 導電層
６５ レーザ光
８０ 積層体
８１ 積層体
８２ 積層体
８３ 積層体
８４ 積層体
８５ 積層体
８６ 積層体
８７ 積層体
９１ 基板
９３ 樹脂層
９３ａ 樹脂層
９５ 絶縁層
９７ 着色層
９８ 遮光層
９９ 接着層
１００ フレキシブルデバイス
１１０ 積層体
１１１ 基板
１１２ 樹脂層
１１２ａ 樹脂層
１１３ 絶縁層
１１４ 第１の素子層
１２０ 積層体
１２１ 基板
１２２ 樹脂層
１２２ａ 樹脂層
１２３ 絶縁層
１２４ 機能層
１３０ 積層体
１３１ 第２の素子層
１３２ 接着層
１４１ 基板
１５１ 基板
１６０ レーザ光
２００ レーザ加工装置
２０１ レーザ加工装置
２１０ ロード／アンロード室
２１１ 構造物
２１１ａ 基板
２１１ｂ 基板
２１１ｃ 基板
２１１ｃ１ 基板
２１１ｃ２ 基板
２１１ｄ 基板
２１１ｅ 原反
２１１ｆ 基板
２１２ 層
２１３ａ 加工領域
２１３ｂ 領域
２２０ トランスファー室
２２１ 搬送機構
２２２ 搬送機構
２２３ａ 関節機構
２２３ｂ 関節機構
２２３ｃ 関節機構
２２４ 反転機構
２２４ａ 支持部
２２４ｂ 回転部
２２５ フォーク
２２６ 吸着機構
２２７ アーム
２２８ アーム
２２９ 昇降機構
２３０ レーザ加工室
２３１ 固定機構
２３２ 支軸
２３３ ステージ
２３４ 水平移動機構
２４０ 加工室
２５０ 基板回収室
２６０ 加工室
２７０ レーザ発振器
２７１ａ レーザ光
２７１ｂ レーザ光
２７１ｃ 線状ビーム
２７１ｄ 線状ビーム
２８０ 光学系ユニット
２８１ ミラー
２８２ ミラー
２８３ ミラー
２８４ ミラー
２８５ レンズ
２８６ レンズ
２８７ 石英窓
２８８ 石英窓
２８９ 石英窓
２９０ 石英窓
２９１ 石英窓
３１０ ロード／アンロード室
３２０ トランスファー室
３３０ 集塵機構
３４０ 加工室
３５０ 基板回収室
３６０ 加工室
４００Ａ 表示装置
４０１ トランジスタ
４０２ トランジスタ
４０３ トランジスタ
４０４ 発光素子
４０５ 容量素子
４０６ 接続部
４０７ 配線
４１１ 絶縁層
４１２ 絶縁層
４１３ 絶縁層
４１４ 絶縁層
４１５ 絶縁層
４１６ スペーサ
４１７ 接着層
４１９ 接続層
４２１ 電極
４２２ ＥＬ層
４２３ 電極
４２４ 光学調整層
４２５ 着色層
４２６ 遮光層
４３６ オーバーコート
４５５ 導電層
４７１ 基板
４７２ 基板
４７３ ＦＰＣ
４７４ ＩＣ
４７６ 絶縁層
４７８ 絶縁層
４８１ 表示部
４８２ 駆動回路部
１０００ 加工装置
１００１ 加工装置
１０１０ 第１のユニット
１０２０ 第２のユニット
１０３０ 第３のユニット
１０４０ 第４のユニット
１３５１ 吸着機構
１３５２ 吸着機構
１３６０ 治具
１３７０ ステージ
１３８０ 治具
１３８１ 切断領域
１３９０ クランプ治具
７０００ 表示部
７００１ 表示部
７１０１ 筐体
７１０３ 操作ボタン
７１０４ 外部接続ポート
７１０５ スピーカ
７１０６ マイク
７１０７ カメラ
７１１０ 携帯電話機
７２０１ 筐体
７２０２ 操作ボタン
７２０３ 情報
７２１０ 携帯情報端末
７３００ テレビジョン装置
７３０１ 筐体
７３０３ スタンド
７３１１ リモコン操作機
７６５０ 携帯情報端末
７６５１ 非表示部
７８００ 携帯情報端末
７８０１ バンド
７８０２ 入出力端子
７８０３ 操作ボタン
７８０４ アイコン
７８０５ バッテリ

Claims (1)

  1. レーザ発振器から出力されたレーザ光を成形する光学系ユニットと、レーザ加工室と、加工対象の構造物の固定機構と、前記固定機構を水平方向に移動させる水平移動機構と、第１のミラーと、第２のミラーと、第３のミラーと、第４のミラーと、第１のレンズと、第２のレンズと、を有し、
    前記固定機構の上方から第１の線状ビームを照射する機能と、前記固定機構の下方から第２の線状ビームを照射する機能と、を有し、
    前記第１のミラーと前記第２のミラーと前記第１のレンズとは、前記レーザ加工室の外部に位置し、
    前記第３のミラーと前記第４のミラーと前記第２のレンズとは、前記レーザ加工室の内部に位置し、
    前記第２のミラーと前記第３のミラーと前記第４のミラーと前記第１のレンズと前記第２のレンズとは、固定されており、
    前記第４のミラーと前記第２のレンズとは、前記固定機構と前記水平移動機構との間に位置し、
    前記第１の線状ビームは、前記光学系ユニットにより成形された前記レーザ光を、前記第１のミラーにより反射して、前記第１のレンズにより集光することで形成され、
    前記第２の線状ビームは、前記レーザ光を、前記第２のミラー乃至前記第４のミラーにより反射して、前記第２のレンズにより集光することで形成され、
    前記固定機構が有するステージは、前記第２のレンズから入射した前記レーザ光を透過する機能を有し、
    前記第１のミラーを移動させることにより、前記レーザ光の光路を切り替え、前記第１の線状ビームの形成をするか、前記第２の線状ビームの形成をするかを調整するレーザ加工装置。
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