TWI654654B - 疊層體的基板分離設備 - Google Patents

疊層體的基板分離設備

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Abstract

在第二基板(22)的角落(221)將楔形治具(6)插入第一基板(21)與第二基板(22)之間的間隙，附接的第一基板(21)及第二基板(22)的分離開始進行；然後，將離角落(221)最近的第二吸附部(51)的第二吸附盤(53)向上移動。然後，將第一吸附部(41a)、(41b)以及(41c)的第一吸附盤(43)依次向上移動，以使第二基板(22)的一側從疊層體分離。雖然在第二基板(22)的分離進行時第二基板(22)捲曲，複數個第一吸附盤(43)的每一個彈性變形。因此，能防止第一吸附盤(43)從第二基板(22)卸除，且能從疊層體可靠地分離第二基板(22)。

Description

疊層體的基板分離設備
本發明涉及一種用於疊層體的基板分離設備。更明確而言，本發明涉及一種用於疊層體的基板分離設備，以將一個基板從在一對基板之間形成有包含發光元件、發電元件、蓄電元件、顯示元件、記憶元件或半導體元件等的元件層之疊層體分離。
近年來，對利用電致發光(EL)的發光元件的研究及開發積極地進行。在一對電極之間夾有包含發光物質的層的結構，以作為發光元件的基本結構。對該發光元件施加電壓，以從發光物質獲得發射光。已在研討將具有可撓性的基板(也記為可撓性基板)用於具有發光元件的發光裝置以使發光裝置成可撓。作為使用可撓性基板的發光裝置的製造方法，已開發出如下技術：在像是玻璃基板或石英基板的基板上形成分離層，在該分離層上形成像是薄膜電晶體的半導體元件，然後將半導體元件轉移到另一基板(例如可撓性基板)的技術(參照專利文獻1)。
當將發光裝置的組件等直接形成在可撓性基板上時，由於可撓性基板的材料的耐熱性低，需要將製程的上限溫度設定為相對地低。由於此緣故，發光裝置的組件的品質可能下降。另外，當在製程中需要對準位置的案例中，肇因於製程中的加熱的可撓性基板的伸縮可能降低良率。由此，在使用可撓性基板的發光裝置等的製程中，為了合理地進行各種加熱步驟或位置對準步驟等，較佳為：在像是玻璃基板的硬質基板上進行步驟，及在製程的最後階段將發光裝置組件等轉移到可撓性基板。
另外，取決於使用可撓性基板的發光裝置等的種類，能進行如下製程：在形成在兩個不同的硬質基板上的薄型組件(如發光元件)被彼此附接之後，硬質基板中的一個被分離以由一個可撓性基板所取代，及另一個硬質基板被被分離以由可撓性基板所取代。在此製程中，第一分離步驟需要從具有極窄間隙的彼此附接的一對硬質基板分離一個硬質基板的高難度技術。為了實現上述分離，也開發出如下技術：用刀在分離層形成切口，從切口吹入氣體來引起分離，及藉由吸附盤拉起硬質基板來使該分離擴展到分離層的整個表面的技術(參照專利文獻2)。但是，在藉由吸附盤拉開硬質基板的方法中，拉開所需的力不必然是固定的，而是拉開所需的力隨著分離的進行而變動。然而，使用專利文獻2的方式是不可能對將被分離的玻璃基板施加適當的、調整的力量。
〔參考文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本專利申請公開第2003-174153號
〔專利文獻2〕日本專利申請公開第2010-50313號
本發明的一實施例的目的是提供一種用於疊層體的基板分離設備，該基板分離設備能夠將一個基板從包括在一對基板之間的元件層的疊層體可靠地分離。
藉由如下設備達成上述目的。就是說，本發明1是用來從包括在第一基板和第二基板之間的元件層的疊層體分離第二基板之用於疊層體的基板分離設備，其包括：用來固定第一基板的固定治具；以及用來吸附第二基板的第一吸附單元及第二吸附單元。第一吸附單元包括沿著第二基板的外邊緣所設置的複數個第一吸附部。第一吸附部各包括能夠藉由吸附來附接至第二基板的頂表面的複數個第一吸附盤。第二吸附單元包括在接近第二基板的邊緣處設置的第二吸附部。第二吸附部包括能夠藉由吸附來附接至第二基板的頂表面的第二吸附盤。第二吸附部配置為具有大於第一吸附部的吸附力之吸附力。
本發明2是根據本發明1之用於疊層體的基板分離設備，另包括用來從第一基板分離第二基板的一部分的分離開始治具，以致此部分用作為供分離第二基板用的分離開始位置。第二吸附部設置為比第一吸附部更靠近 分離開始位置。本發明3是根據本發明1或2的用於疊層體的基板分離設備，其中複數個第一吸附部在第二基板的中央並沿著第二基板的外邊緣配置。本發明4是根據本發明1至3中任一者的用於疊層體的基板分離設備，另包括用於對分離開始位置供應液體的液體供應單元。
本發明5是根據本發明1至4中任一者的用於疊層體的基板分離設備，另包括控制機構，該控制機構能夠首先將第二吸附單元在分離第二基板的方向上移動，然後將第一吸附單元在分離第二基板的方向上移動。
本發明6是根據本發明1至5中任一者的用於疊層體的基板分離設備，其中第二吸附部的吸附面積比第一吸附部的吸附面積大。
在本發明的用於疊層體的基板分離設備中，複數個第一吸附部的每一者包括複數個第一吸附盤，且第一吸附盤根據被分離的第二基板的捲曲而彈性變形。因此，能防止第一吸附盤的卸離，且能可靠地分離基板。
1、11‧‧‧基板分離設備
2‧‧‧疊層體
21‧‧‧第一基板
22‧‧‧第二基板
221‧‧‧角落
222‧‧‧對角的位置
23‧‧‧元件層
3‧‧‧固定台(固定治具)
4‧‧‧第一吸附單元
41‧‧‧第一吸附部
41a、41b、41c、41d、41e、41f‧‧‧第一吸附部
41g、41h、41i、41j、41k‧‧‧第一吸附部
411、412、413、414‧‧‧第一吸附部
42‧‧‧附接塊
43‧‧‧第一吸附盤
44‧‧‧吸氣口
5‧‧‧第二吸附單元
51‧‧‧第二吸附部
52‧‧‧附接塊
53‧‧‧第二吸附盤
54‧‧‧吸氣口
6‧‧‧楔形治具(分離開始治具)
61‧‧‧感測器
62‧‧‧噴嘴(水供應單元)
71‧‧‧垂直移動機構
72‧‧‧可動部
81、82、83、84‧‧‧分離方向
在隨附圖式中：圖1是示出本發明的第一實施例的用於疊層體的基板分離設備的整體立體圖；圖2是示出圖1的疊層體固定於固定台上的狀態的整體立體圖；圖3A是示出其一部分被截斷的圖1的第一吸附部的 正視圖，且圖3B是圖3A的仰視圖；圖4A分別是示出其一部分被截斷的圖1的第二吸附部的正視圖，且圖4B是圖4A的仰視圖；圖5是示出本發明的第一實施例的用於疊層體的基板分離設備的分離製程的整體立體圖；圖6是示出圖5中所示的分離製程以後的一製程的整體立體圖；圖7是示出圖6中所示的分離製程以後的一製程的整體立體圖；圖8是示出圖7中所示的分離製程的修改例子的整體立體圖；圖9是示出本發明的第一實施例的用於疊層體的基板分離設備的分離製程的放大縱向剖面圖；圖10是示出圖9中所示的分離製程的修改例子的放大縱向剖面圖；以及圖11示出本發明的第二實施例的用於疊層體的基板分離設備。
(第一實施例)
以下將參照隨附圖式說明本發明的第一實施例。圖1是示出本發明的第一實施例的用於疊層體的基板分離設備的整體立體圖。第一實施例的基板分離設備1包括用於固 定疊層體2的固定台(固定治具)3、第一吸附單元4、第二吸附單元5以及楔形治具(分離開始治具)6。注意，在圖1中未圖示各組件所設有的像是動力機構的細節。
疊層體2對應於由第一基板21、第二基板22、以及其間夾有薄型元件層23(參照圖6、圖7以及圖9)所製成的組件。對第一基板21和第二基板22沒有特別的限制，而例如能為像是玻璃基板的硬質基板。例如，元件層23能為包括像是半導體元件、顯示元件、發光元件的功能元件等的疊層體。較佳為在第二基板22與元件層23之間或在第一基板21與元件層23之間形成有使分離製程更容易的分離層。在進行分離製程時，分離層可保持附接至第一基板21、第二基板22或元件層23。另外，分離層或元件層23的一部分較佳地包括將成為分離起點的區域。
可以使用例如真空吸附台或靜電吸引台等來作為作為固定疊層體2的固定台3。或者，可以使用螺固工具、氣壓缸等將疊層體2固定於台上。可以使用刀狀工具作為楔形治具(分離開始治具)6。楔形治具6被插入至彼此附接的第一基板21和第二基板22之間的極窄的間隙，以擠開兩基板，藉此設定用於分離第二基板22的分離開始位置。由於此緣故，楔形治具6的尖端的厚度較佳為小於該間隙，而楔形治具6的板狀部分的厚度較佳為大於該間隙。另外，也可以設置感測楔形治具6插入的位置 之感測器61。
較佳為在接近楔形治具6插入的疊層體2位置處設置有供應液體的噴嘴(水供應單元)62。可以使用水(較佳為純水)、有機溶劑等作為液體。亦可使用中性、鹼性或酸性水溶液或溶解有鹽的水溶液等。較佳為使用含水的液體。液體在分離進行部的存在能減少分離所需的力量。另外，能防止對電子裝置等的靜電破壞。
第一吸附單元4各包括複數個第一吸附部41。十一個第一吸附部41沿著矩形的第二基板22的外邊緣配置以形成矩形。第二吸附單元5包括一個第二吸附部51。第二吸附部51設置在接近矩形的第二基板22的外邊緣處的角落221(亦即接近分離開始位置)。在第一吸附單元41及第二吸附單元51的上部形成有具有同一結構的垂直移動機構71及具有同一結構的可動部72，藉此能個別地控制第一吸附部41及第二吸附部51的垂直方向的移動。雖然在此示出第一吸附部41的數量為十一個的例子，但是本發明的一實施例不侷限於此。
如圖3A和3B所示，第一吸附部41的每一者包括在垂直移動機構71下方固定至可動部72的下端之附接塊42，且在附接塊42的底表面附接有複數個第一吸附盤43。作為可動部72，可以使用包括萬向接頭或鉸鏈的機構。另外，可動部72可使用像是橡膠或彈簧的彈性材料來形成。在附接塊42的頂表面上形成有導向到真空泵等的吸氣口44，且吸氣口44與第一吸附盤43連接。四 個第一吸附盤43(它們各由橡膠製成且具有底表面(吸附面積)為圓形的圓筒形)接觸第二基板22的外邊緣的頂表面，且同時真空吸附第二基板22。雖然在此示出第一吸附部41包括四個第一吸附盤43的例子，但是本發明的一實施例不侷限於此。
如圖4A和4B所示，第二吸附部51包括在垂直移動機構71下方的固定至可動部72的下端之附接塊52，且在附接塊52的底表面附接有第二吸附盤53(它由橡膠製成且具有底表面(吸附面積)為橢圓形的圓筒形)。在附接塊52的頂表面上形成有導向到真空泵等的吸氣口54，且吸氣口54與第二吸附盤53連接。第二吸附盤53接觸接近第二基板22的角落221處的頂表面，且真空吸附第二基板22。第二吸附盤53的吸附面積大於四個第一吸附盤43的吸附面積的總值。由此，第二吸附部51的吸附力大於第一吸附部41的吸附力。
明確而言，在第二基板22的分離的開始時，在接近開始位置處的角落221需要大吸附力來提起第二基板22。由此，第二吸附部51的吸附面積作成大的，且第二吸附部51的吸附力大於第一吸附部41的吸附力。雖然在此例子中第二吸附部51包括一個吸附盤，但是可包括複數個吸附盤以增大吸附力。此外，雖然在此示出第二吸附盤53的吸附面積大於四個第一吸附盤43的吸附面積的總值的例子，但是本發明的一實施例不侷限於此。例如，第二吸附部51的真空度可設定成大於第一吸附部41的真 空度，以使第二吸附部51的吸附力大於第一吸附部41的吸附力。
如圖2所示，在固定台3上固定第一基板21，且十一個第一吸附部41的所有第一吸附盤43以及第二吸附部51的一個第二吸附盤53藉由吸附被附接至第二基板22的頂表面。然後，將楔形治具6插入第一基板21與第二基板22之間的間隙。第一基板21與第二基板22之間所夾持的元件層23的厚度極小，且第一基板21與第二基板22之間的間隙極窄。假設元件層23為發光元件或包括發光元件的疊層體，間隙約為1μm至15μm。由此，固定楔形治具6的位置且將楔形治具6插入間隙是非常困難的。因此，較佳的是：藉由圖1所示的感測器61(例如光感測器、位移感測器或影像拍攝裝置等)決定間隙的位置，且然後在該位置中插入楔形治具6。
如圖2所示，在第二基板22的角落221將楔形治具6插入至第一基板21與第二基板22之間的間隙，以將附接的第一基板21與第二基板22推開。然後，從預先形成的將成為分離起點的區域開始進行分離。此時，如上所述，較佳為將水從噴嘴62供應到分離的進行部。圖5、圖6、圖7及圖9示出分離製程。注意，為了簡單起見，圖5、圖6及圖7省略圖2所示的一些組件。另外，第一吸附部41及第二吸附部51上所標的箭頭示意性地示出第一吸附盤43及第二吸附盤53的向上移動的量、或是將第一吸附盤43及第二吸附盤53向上移動的吸附力的 量。
在如圖5所示的將楔形治具6插入在第二基板22的角落221的間隙且附接的第一基板21與第二基板22的分離開始進行以後，將離角落221最近的第二吸附部51的第二吸附盤53緩慢地向上移動。然後，為了在圖5的箭頭所示的分離方向81上進行分離，將第一吸附部41a、41b以及41c的第一吸附盤43依次向上移動，使得第二基板22的一側從元件層分離。
接著，如圖6所示，為了從第二基板22的分離的一側向箭頭所示的分離方向82進行分離，將第一吸附部41d、41e、41f以及41g的第一吸附盤43依次向上移動。然後，如圖7所示，第一吸附部41h、41i、41j以及41k的第一吸附盤43依次向上移動，來讓分離在箭頭所示的分離方向83上進行，以使分離在角落位置222結束，角落位置222對角地對向於插入楔形治具6的第二基板22的角落221。圖8為示出圖7的分離製程的修改例子的整體立體圖。如圖8所示，第一吸附部41k、41j、41i以及41h的第一吸附盤43依次向上移動，來讓分離在箭頭所示的分離方向84上進行，以使分離在設置有第一吸附部41h的角落結束。亦即，進行分離以使分離在第二基板22的角落結束，而不是在第二基板22的一側結束。
圖9是示出第一實施例的基板分離設備1的分離製程的放大縱向剖面圖。如圖9所示，第一吸附部41包括各具有小直徑的複數個第一吸附盤43。雖然在進 行第二基板22的分離時第二基板22捲曲，由橡膠所製成的第一吸附盤43的每一個根據第二基板22的捲曲而彈性變形。因此，能防止第一吸附盤43從第二基板22卸除，且第二基板22能從元件層可靠地分離。注意，圖9示出在第二基板22與元件層23之間發生分離的案例。以此方式，能在元件層23為平坦的狀態下進行分離；因此，來可以抑制對元件層23的損害。圖10是示出圖9的分離製程的修改例子的放大縱向剖面圖。如圖10所示，分離能在第一基板21與元件層23之間發生。這樣的案例是較佳的，因為第二基板22能在其上的元件層23面向下方的情形下轉移。
(第二實施例)
圖11示出本發明的第二實施例的用於疊層體的基板分離設備。如圖11所示，第二實施例的基板分離設備11除了上述第一實施例的基板分離設備1(參照圖5)的組件以外還包括配置在第二基板22的中央的四個第一吸附部411、412、413以及414。就是說，在上述第一實施例的基板分離設備1中，只在第二基板22的外邊緣配置有第一吸附部41和第一吸附部51。對比地，在第二實施例的基板分離設備11中，在第二基板22的中央額外地配置有四個第一吸附部411、412、413以及414。
藉由採用上述結構，可以在第二基板22的整個表面上配置第一吸附部。因此，可以更精確地控制分離 時的第一基板21與第二基板22之間所形成的角度、或是將第一吸附部向上移動的拉力。結果，可以防止分離部的斷裂和第一吸附盤43的卸除，且可以高良率地進行疊層體的分離製程。
其他實施例
以上說明了本發明的實施例，但是本發明不侷限於上述實施例。例如，在上述實施例中，第一吸附部41各構成為使用一個垂直移動機構71使複數個第一吸附盤43同時移動。作為另一例子，可使用個別的垂直移動機構71來個別地移動複數個第一吸附盤43。這樣的結構是較佳的，因為能更精確地控制分離時的第一基板21與第二基板22之間所形成的角度、或是將第一吸附部向上移動的拉力。另外，能不斷地感測第一吸附盤43和第二吸附盤53的吸氣迴路的空氣壓，以在空氣壓不正常時能中斷分離操作。藉由使用這樣的結構，能防止分離部的斷裂和第一吸附盤43或第二吸附盤53的卸除，且能高良率地進行疊層體的分離製程。
本申請案是基於日本專利申請案第2014-095579號(於2014年5月3日向日本專利局申請)，且其全部內容在此以參照方式併入。

Claims (17)

  1. 一種基板分離設備，其構成為從第一基板分離第二基板，該基板分離設備包含：能夠固定該第一基板的固定治具；該固定治具上的多個第一吸附部；以及該固定治具上的第二吸附部，其中，該多個第一吸附部的每一者包含能夠藉由吸附來附接至該第二基板的頂表面的多個第一吸附盤，其中，該第二吸附部包含能夠藉由吸附來附接至該第二基板的該頂表面的第二吸附盤，其中，該基板分離設備構成為使得該第二吸附盤的吸附力大於該多個第一吸附部中的每一個第一吸附部的該多個第一吸附盤的吸附力的總值。
  2. 一種基板分離設備，其構成為分離被貼合到第一基板的第二基板，該基板分離設備包含：能夠固定該第一基板的固定治具；該固定治具上的多個第一吸附部；以及該固定治具上的第二吸附部，其中，該多個第一吸附部的每一者包含能夠藉由吸附來附接至該第一基板上的該第二基板的頂表面的多個第一吸附盤，其中，該第二吸附部包含能夠藉由吸附來附接至該第二基板的該頂表面的第二吸附盤，其中，該多個第一吸附部沿著該第二基板的外邊緣設 置，其中，該第二吸附部在接近該第二基板的外邊緣處設置，且其中，該基板分離設備構成為使得該第二吸附盤的吸附力大於該多個第一吸附部中的每一個第一吸附部的該多個第一吸附盤的吸附力的總值。
  3. 根據申請專利範圍第1或2項之基板分離設備，另包含：能夠插入該第一基板與該第二基板之間的間隙以從該第一基板分離該第二基板的分離開始治具，其中，該第二吸附部配置為比該多個第一吸附部更靠近該分離開始治具。
  4. 根據申請專利範圍第3項之基板分離設備，另包含：能夠對該間隙供應液體的液體供應單元。
  5. 根據申請專利範圍第1或2項之基板分離設備，另構成為使得該多個第一吸附部在該第二基板的中央並沿著該第二基板的外邊緣配置。
  6. 根據申請專利範圍第1或2項之基板分離設備，另構成為使得該第二吸附部配置在該第二基板的角落。
  7. 根據申請專利範圍第1或2項之基板分離設備，另包含：能夠控制該多個第一吸附部及該第二吸附部的移動的控制機構。
  8. 根據申請專利範圍第1或2項之基板分離設備，其中，該第二吸附部的該第二吸附盤的吸附面積大於該第一吸附部的該多個第一吸附盤的吸附面積的總值。
  9. 根據申請專利範圍第1或2項之基板分離設備，其中，該多個第一吸附盤的每一者的形狀與該第二吸附盤的形狀互不相同。
  10. 一種從第一基板分離第二基板的方法，包含如下步驟：將多個第一吸附部的每一者所具有的多個第一吸附盤藉由吸附來附接至該第二基板的頂表面；將第二吸附部所具有的第二吸附盤藉由吸附來附接至該第二基板的該頂表面；移動該第二吸附盤以從該第一基板分離該第二基板；以及在上述移動之後，移動該多個第一吸附盤以從該第一基板分離該第二基板，其中，該第二吸附盤的吸附力大於該多個第一吸附部中的每一個第一吸附部的該多個第一吸附盤的吸附力的總值。
  11. 根據申請專利範圍第10項之從第一基板分離第二基板的方法，另包含如下步驟：將分離開始治具插入該第一基板與該第二基板之間的間隙。
  12. 根據申請專利範圍第11項之從第一基板分離第 二基板的方法，另包含如下步驟：藉由液體供應單元對該間隙供應液體。
  13. 根據申請專利範圍第10項之從第一基板分離第二基板的方法，其中，該多個第一吸附部在該第二基板的中央並沿著該第二基板的外邊緣配置。
  14. 根據申請專利範圍第10項之從第一基板分離第二基板的方法，其中，該第二吸附部配置在該第二基板的角落。
  15. 根據申請專利範圍第10項之從第一基板分離第二基板的方法，其中，藉由控制機構控制該多個第一吸附部及該第二吸附部的移動。
  16. 根據申請專利範圍第10項之從第一基板分離第二基板的方法，其中，該第二吸附部的該第二吸附盤的吸附面積大於該多個第一吸附部的每一者的該多個第一吸附盤的吸附面積的總值。
  17. 根據申請專利範圍第10項之從第一基板分離第二基板的方法，其中，該多個第一吸附盤的每一者的形狀與該第二吸附盤的形狀互不相同。
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