[发明专利]线束光源及线束照射装置以及激光剥离方法

说明书

本发明的线束照射装置(1000)包括：工作台(200)；线束光源(100)，其利用线束照射放置于工作台(200)上的工件(300)；及输送装置(250)，其使工作台(200)及线束光源(100)的至少一者移动以使线束在工件上的照射位置在与线束交叉的方向上移动。线束光源具有多个半导体激光元件、及支承多个半导体激光元件的支承体。多个半导体激光元件沿快轴方向上延伸的同一条线排列，且从半导体激光元件各自的发光区域射出的激光在同一在线平行地扩散而形成线束。

技术领域

本案涉及一种线束光源及线束照射装置。此外，本案涉及一种使用线束照射装置执行的激光剥离方法及电子设备的制造方法。

背景技术

在制造高亮度发光二极管(Light Emitting Diode，LED)及柔性显示器等电子设备的技术领域中，一直积极进行激光剥离法的开发。在使用激光剥离法制造高亮度LED的情况下，首先，在蓝宝石(sapphire)基板等结晶成长用基板上形成包含氮化物半导体的层叠结构的LED。之后，通过激光剥离法，将LED从结晶成长用基板剥离。在制造柔性显示器的情况下，在作为载体而发挥功能的玻璃基板上形成聚合物层之后，在其上形成包含薄膜晶体管层及有机发光二极管(OLED：Organic Light Emitting Diode)层的设备。设备在形成工艺完成之后，通过激光剥离法，与聚合物层一并从玻璃基板剥离。

激光剥离法中，需要用光强度高的激光束来照射处于设备固接的状态的载体(工件)，并通过热及光化学反应而引起剥离现象。目前，激光束的光源主要使用高输出的准分子激光(Excimer Laser)装置。从准分子激光装置射出的脉冲激光成形为剖面形状细长且呈线状延伸的光束。这种线状的光束被称为“线束”。线束在工件上的剖面形状、即光照射区域的形状例如为长轴方向720mm、短轴方向1mm以下的矩形。

具备用于形成线束的复杂的光学系统的准分子激光退火(ELA：Excimer LaserAnneal)装置在平板显示器的制造工序中作为用于将非晶硅膜熔融再结晶化的装置被实用化。因此，即便在激光剥离法中，也借用非晶硅膜的熔融再结晶化所使用的ELA装置。ELA装置大型且操作复杂，装置价格及运行成本极高。

与ELA装置相比，低价且易于操作的半导体激光装置的高输出化不断取得进展。因此，正研究以高输出半导体激光装置替换ELA装置的一部分。例如，正开发一种将多个发光区域(发射极)在水平方向上排列所成的激光棒进一步在纵向上堆栈而成的激光二极管阵列的模块。这种激光二极管阵列由于具备以高密度二维排列的多个发射极，因此整体上能够达成如超过1千瓦(kW)的高的光输出。

专利文献1及专利文献2公开了一种多个半导体激光元件的二维面状阵列(激光二极管阵列)。

此外，专利文献3公开了一种包括分别具有1瓦特以上的平均输出的多个蓝色半导体激光元件的激光加工装置。在该激光加工装置中，通过光纤将从各蓝色半导体激光元件射出的激光结合，从而生成高输出的激光。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2009-170881号公报

专利文献2：美国专利第6240116号说明书

专利文献3：日本专利特开2013-233556号公报

发明内容

本发明所要解决的技术问题

在专利文献1及专利文献2所公开的激光二极管阵列中，从各个发射极射出的激光分别通过准直(collimate)透镜被准直为平行的光束。该光束的射束是通过包含反射镜或其他透镜的光学系统成形，以具有所期望的剖面形状。若想要使用这种已有的高输出激光二极管阵列来执行激光剥离，则需要使从面状的阵列光源射出的光束成形为所期望的线束。