JP2010010247A - 基板搬送用治具、及び素子基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】液状の接着材を用いて、所定の領域内に接着層を確実に形成する。
【解決手段】可撓性基板を表面に保持するための保持基板１０ａと、保持基板１０ａの表面に設けられ、可撓性基板を接着するための液状の接着剤１２ａとを備えた基板搬送用治具２０であって、保持基板１０ａの表面には、可撓性基板が保持されたときに接着剤１２ａを内部に封入するための枠状の粘着層１１ａが設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板搬送用治具、及び素子基板の製造方法に関し、特に、フレキシブルな表示パネルを構成する可撓性基板を保持して搬送するための基板搬送用治具、及びフレキシブルな表示パネルを構成する素子基板の製造方法に関するものである。

近年、液晶表示装置や有機ＥＬ（electroluminescence）表示装置などでは、従来より用いられてきたガラス基板の代わりに、プラスチック基板などの可撓性基板を用いたフレキシブルな表示パネルが開発されている。このフレキシブルな表示パネルは、ロール・ツー・ロール方式や枚葉方式の製造方法により、製造することができる。

例えば、上記枚葉方式の製造方法では、搬送用のガラス基板上に保持されたプラスチック基板を、スパッタリング装置、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）装置、エッチング装置などの種々の製造装置の内部に搬送して、プラスチック基板に対して種々の処理を行うことになる。

ここで、特許文献１には、表面に液晶表示素子の基板を支持して工程搬送される治具であって、表面に貼り付けられる基板を保持するための粘着力が、繰返しの使用によってもほぼ一定に維持される粘着材層が支持体上に設けられた基板搬送用治具が開示されている。そして、これによれば、単体では強度や剛性のない薄板状のガラスやプラスチックなどの基板材料を用いても、従来のガラス用液晶表示素子製造ラインを共用して、液晶表示素子を製造することが可能となる、と記載されている。

また、特許文献２には、加熱処理によって剥離可能な熱剥離シートによって基板を支持板に仮固定し、熱剥離粘着シートの周縁部をシールによって封止し、基板を仮固定した支持板を搬送する薄板の搬送方法が開示されている。そして、これによれば、仮固定した基板は、加熱処理によって容易に支持板から剥がすことができる、と記載されている。

また、特許文献３には、支持基板と、支持基板上に形成された接着剤層と、接着剤層上に形成され周辺部が接着剤層により取り囲んでいる粘着剤層とを含む表示基板搬送用ジグ（治具）が開示されている。そして、これによれば、液晶表示装置製造工程中に浮き上がりを防止して、プラスチック基板の表面平坦性を確保することができる、と記載されている。
特開平８−８６９９３号公報 特開２０００−２５２３４２号公報 特開２００６−７９０５７号公報

図９は、搬送用のガラス基板１１０にプラスチック基板１１５を保持するために、ガラス基板１１０にプラスチック基板１１５を熱プレスにより接着する際の従来の断面模式図であり、図９（ａ）は、熱プレスの前の断面模式図であり、図９（ｂ）は、熱プレスの後の断面模式図である。

ここで、ガラス基板１１０にプラスチック基板１１５を液状の接着剤を介して熱プレスにより接着する場合には、図９（ａ）に示すように、ガラス基板１１０及びプラスチック基板１１５の間に液状の接着剤１１２ａを配置させた後に、図９（ｂ）に示すように、そのプラスチック基板１１５の表面を加熱及び加圧する熱プレスにより、接着剤１１２ａを硬化させて、接着層１１２ｂが形成されることになる。そして、接着剤１１２ａは、比較的高い流動性を有し、図９（ｂ）に示すように、熱プレスにより硬化する前に広がり過ぎ易いので、所定の領域内に接着層１１２ｂが形成されなくなるおそれがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、液状の接着材を用いて、所定の領域内に接着層を確実に形成することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、保持基板及び可撓性基板の間において、液状の接着剤を内部に封入するための枠状の粘着層を配置するようにしたものである。

具体的に本発明に係る基板搬送用治具は、可撓性基板を表面に保持するための保持基板と、上記保持基板の表面に設けられ、上記可撓性基板を接着するための液状の接着剤とを備えた基板搬送用治具であって、上記保持基板の表面には、上記可撓性基板が保持されたときに上記接着剤を内部に封入するための枠状の粘着層が設けられていることを特徴とする。

上記の構成によれば、保持基板の表面に枠状の粘着層が設けられているので、可撓性基板を保持基板の表面に保持させるために、液状の接着剤を可撓性基板を介して加熱及び加圧しても、その際の接着剤の外方への広がりが、その周囲に枠状に設けられた粘着層により抑制される。これにより、液状の接着剤を硬化させてなる接着層が枠状の粘着層の内側の領域に形成されるので、液状の接着材を用いて、所定の領域内に接着層を確実に形成することが可能になる。

上記粘着層は、上記保持基板の端面に外周端が一致するように設けられていてもよい。

上記の構成によれば、粘着層が保持基板の周端まで設けられているので、保持基板の周端における可撓性基板の剥離が抑制される。

上記保持基板の表面には、上記粘着層の外側に薄膜パターンが設けられていてもよい。

上記の構成によれば、保持基板の表面における粘着層の外側に薄膜パターンが設けられているので、その薄膜パターンを、例えば、保持基板の表面に可撓性基板を配置する際のアライメントマークとして用いることにより、保持基板の表面に保持される可撓性基板の位置ずれが抑制される。

上記可撓性基板は、プラスチック基板であり、上記保持基板は、ガラス基板であってもよい。

上記の構成によれば、ガラス基板の表面にプラスチック基板が保持されるので、例えば、プラスチック基板を用いたフレキシブルな表示パネルの製造に利用することが可能になる。

また、本発明に係る素子基板の製造方法は、保持基板の表面に可撓性基板を液状の接着剤を介して保持する基板保持工程と、上記保持基板に保持された可撓性基板に素子層を形成する素子層形成工程とを備える素子基板の製造方法であって、上記基板保持工程は、上記保持基板及び可撓性基板の間において、上記接着剤を内部に封入するための枠状の粘着層を配置した後に、該粘着層の内側に上記接着剤を配置する接着剤配置工程と、該粘着層及び接着剤が間に配置された保持基板及び可撓性基板を加熱及び加圧して、該接着剤を硬化させることにより、上記保持基板に上記可撓性基板を接着する接着工程とを備えることを特徴とする。

上記の方法によれば、接着剤配置工程では、保持基板及び可撓性基板の間において、枠状の粘着層、及びその粘着層の内側に液状の接着剤が配置されるので、接着工程において、可撓性基板を保持基板に接着するために、保持基板及び可撓性基板の間に配置された接着剤を加熱及び加圧しても、その際の接着剤の外方への広がりが、その周囲に枠状に設けられた粘着層により抑制される。これにより、液状の接着剤を硬化させてなる接着層が枠状の粘着層の内側の領域に形成されるので、液状の接着材を用いて、所定の領域内に接着層を確実に形成することが可能になる。

上記接着剤配置工程では、上記粘着層及び接着剤を上記保持基板の表面に配置してもよい。

上記の方法によれば、粘着層及び接着剤が保持基板の表面に配置されるので、保持基板と、保持基板の表面に設けられた枠状の粘着層と、その粘着層の内側に設けられた液状の接着剤とを備えた基板搬送用治具が具体的に構成される。

上記接着剤配置工程では、上記粘着層及び接着剤を上記可撓性基板の表面に配置してもよい。

上記の方法によれば、粘着層及び接着剤がプラスチック基板などの可撓性基板の表面に配置されるので、可撓性基板を必要な大きさに容易に分断することが可能になり、また、粘着層の端面と可撓性基板の端面とが一致し易くなるので、可撓性基板を保持する支持基板の表面に余分な接着剤が配置され難くなり、余分な接着剤による製造装置の内部の汚染が抑制される。

本発明によれば、保持基板及び可撓性基板の間において、液状の接着剤を内部に封入するための枠状の粘着層が配置されているので、液状の接着材を用いて、所定の領域内に接着層を確実に形成することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は、以下の各実施形態に限定されるものではない。

《発明の実施形態１》
図１〜図４は、本発明に係る基板搬送用治具、及び素子基板の製造方法の実施形態１を示している。具体的に、図２は、後述するように、本実施形態のＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板の製造方法における接着剤配置工程の後半を示す断面図であると共に、本実施形態の基板搬送用治具２０を示す断面図である。また、図３は、本実施形態のＴＦＴ基板の製造方法における接着工程を示す断面図であると共に、プラスチック基板１５が表面に保持された本実施形態の基板搬送用治具２０の断面図である。なお、図１は、本実施形態のＴＦＴ基板の製造方法における接着剤配置工程の前半を示す断面図であり、図４は、本実施形態のＴＦＴ基板の製造方法におけるＴＦＴアレイ層形成工程を示す断面図である。

基板搬送用治具２０は、図２に示すように、保持基板として設けられたガラス基板１０ａと、ガラス基板１０ａの表面に枠状に設けられた粘着層１１ａと、粘着層１１ａの内側に設けられた液状の接着剤１２ａとを備えている。

ガラス基板１０ａは、例えば、一般的な液晶表示パネルの製造に用いられている無アルカリガラス（厚さ０．７ｍｍ程度）により構成されている。

粘着層１１ａは、図１及び図２に示すように、ガラス基板１０ａの端面に外周端が一致するように設けられている。また、粘着層１１ａは、例えば、シリコーン系の接着剤を固化させたものであり、その表面が粘着性を有している。

接着剤１２ａは、例えば、液状のシリコーン系の接着剤である。なお、本実施形態では、粘着層１１ａ及び接着剤１２ａが互いに同じ材料により構成されているが、互いに異なる材料により構成されていてもよい。

上記構成の基板搬送用治具２０は、ガラス基板１０ａの表面に、例えば、可撓性基板としてプラスチック基板１５を保持するときに、図３に示すように、接着剤１２ａ（接着層１２ｂ）が枠状の粘着層１１ａの内側に封入されるようになっている。

次に、本実施形態の基板搬送用治具２０の製造方法、及び製造された基板搬送用治具２０を用いて素子基板としてＴＦＴ基板を製造する方法を説明する。なお、本実施形態の製造方法は、基板保持工程、素子層形成工程（ＴＦＴアレイ層形成工程）及び剥離工程を備える。

＜基板保持工程＞
まず、ガラス基板１０ａの表面の周端部に、例えば、シリコーン系の接着剤を、スクリーン印刷やオフセット印刷などにより、１μｍ〜１００μｍ程度の厚さに配置した後に、加熱（１５０℃程度）により固化させて、図１に示すように、粘着層１１ａを形成する。

続いて、粘着層１１ａが形成されたガラス基板１０ａの表面における粘着層１１ａの内側に、例えば、シリコーン系の接着剤１２ａを、図２に示すように、スクリーン印刷やオフセット印刷などにより、１μｍ〜１００μｍ程度の厚さに配置して、基板搬送用治具２０を作製する（接着剤配置工程）。

さらに、基板搬送用治具２０の表面に、プラスチック基板１５を配置した後に、プラスチック基板１５の表面を加熱（１５０℃〜２００℃程度）及び加圧して、すなわち、熱プレスして、接着剤１２ａを硬化させることにより、接着層１２ｂを形成して、図３に示すように、基板搬送用治具２０（ガラス基板１０ａ）の表面に、プラスチック基板１５を接着する（接着工程）。

＜ＴＦＴアレイ層形成工程＞
上記基板保持工程で基板搬送用治具２０に保持されたプラスチック基板１５を、液晶表示パネルの製造に一般的に用いられるスパッタリング装置、ＣＶＤ装置、エッチング装置などの種々の製造装置の内部に搬送して、その搬送されたプラスチック基板１５に対して種々の処理を行うことにより、図４に示すように、ゲート線、ソース線、ＴＦＴ及び画素電極を有するＴＦＴアレイ層１６を形成して、ＴＦＴ基板３０を作製する。

＜剥離工程＞
上記ＴＦＴアレイ層形成工程で作製されたＴＦＴ基板３０が保持された基板搬送治具２０に対し、ＴＦＴ基板３０が保持されていない側から、例えば、レーザー光を照射するなどの急激な熱処理を行うことにより、基板搬送治具２０からＴＦＴ基板３０を剥離させる。ここで、プラスチック基板１５の裏面には、例えば、アルミニウムなどの金属膜、及びアモルファスシリコン膜を順に成膜して剥離層を予め形成しておき、上記のように、急激な熱処理を行うことにより、その剥離層を基板搬送治具２０側に残して、ＴＦＴ基板３０が基板搬送治具２０から剥離される。

以上のようにして、本実施形態のＴＦＴ基板３０を製造することができる。また、上記基板保持工程で基板搬送用治具２０に保持されたプラスチック基板１５に対し、カラーフィルタ及び共通電極などを形成することにより、ＣＦ（Color Filter）基板を製造することができ、それらの両基板を液晶材料を介して貼り合わせることにより、フレキシブルな液晶表示パネルを製造することができる。

以上説明したように、本実施形態の基板搬送用治具２０及びＴＦＴ基板３０の製造方法によれば、接着剤配置工程では、ガラス基板１０ａの表面において、枠状の粘着層１１ａ、及びその粘着層１１ａの内側に液状の接着剤１２ａが配置されるので、接着工程において、プラスチック基板１５をガラス基板１０ａに接着するために、ガラス基板１０ａ及びプラスチック基板１５の間に配置された接着剤１２ａを加熱及び加圧しても、その際の接着剤１２ａの外方への広がりをその周囲に枠状に設けられた粘着層１１ａにより抑制することができる。これにより、液状の接着剤１２ａを硬化させてなる接着層１２ｂを枠状の粘着層１１ａの内側の領域に形成することができるので、液状の接着材１２ａを用いて、所定の領域内に接着層１２ｂを確実に形成することができる。

また、本実施形態の基板搬送用治具２０及びＴＦＴ基板３０の製造方法によれば、粘着層１１ａがガラス基板１０ａの周端まで設けられているので、ガラス基板１０ａの周端におけるプラスチック基板１５の剥離を抑制することができる。

《発明の実施形態２》
図５〜図８は、本発明に係る素子基板の製造方法の実施形態２を示している。なお、以下の実施形態において、図１〜図４と同じ部分については同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。具体的に、図５（ａ）は、本実施形態のＴＦＴ基板の製造方法における接着剤配置工程の前半を示す平面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）中のＡ−Ａ線に沿った断面図である。また、図６（ａ）は、本実施形態のＴＦＴ基板の製造方法における接着剤配置工程の後半を示す平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）中のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。さらに、図７は、本実施形態のＴＦＴ基板の製造方法における接着工程を示す平面図であり、図８（ａ）は、図７中のＣ−Ｃ断面に沿った接着工程（熱プレス前）を示す断面図であり、図８（ｂ）は、その熱プレス後の断面図である。

上記実施形態１では、粘着層１１ａ及び接着剤１２ａをガラス基板１０ａの表面に配置させた基板搬送用治具２０を用いる製造方法を例示したが、本実施形態では、基板搬送用治具２０を用いることなく、粘着層１１ｂ（１１ｃ）及び接着剤１２ａをプラスチック基板１５ｂ（１５ｃ）の表面に配置させてＴＦＴ基板を製造する方法を例示する。なお、本実施形態のＴＦＴ基板を製造する方法は、基板保持工程、ＴＦＴアレイ層形成工程及び剥離工程を備える。

＜基板保持工程＞
まず、プラスチック基板１５ｂの表面の周端に沿って、例えば、シリコーン系の接着剤を、スクリーン印刷やオフセット印刷などにより、１μｍ〜１００μｍ程度（例えば、４０μｍ）の厚さに配置した後に、加熱（１５０℃程度）により固化させて、図５に示すように、粘着層１１ｂを形成する。

続いて、粘着層１１ｂが形成されたプラスチック基板１５ｂを、例えば、ＣＯ_２レーザーカッターにより、粘着層１１ｂの幅方向における中央部分で分断する（図６参照）。この分断により、プラスチック基板１５ｂは、プラスチック基板１５ｃ（例えば、３００ｍｍ×４０５ｍｍ×１００μｍ）となり、粘着層１１ｂは、粘着層１１ｃ（例えば、幅１ｍｍ）となる。

さらに、粘着層１１ｃが形成されたプラスチック基板１５ｃの表面における粘着層１１ｃの内側に、例えば、シリコーン系の接着剤１２ａを、図６に示すように、スクリーン印刷やオフセット印刷などにより、１μｍ〜１００μｍ程度（例えば、４０μｍ〜５０μｍ）の厚さに配置する（接着剤配置工程）。

最後に、図７に示すように、薄膜パターンとして、アライメントマーク９が形成されたガラス基板１０ｂ（例えば、３６０ｍｍ×４６０ｍｍ×０．７ｍｍ）の表面に、表裏反転させたプラスチック基板１５ｃを（ガラス基板１０ｂの各辺から３０ｍｍ内側に）配置させた後に、図８に示すように、プラスチック基板１５ｃの表面を加熱（１５０℃〜２００℃程度）及び加圧（熱プレス）して、接着剤１２ａを硬化させることにより、接着層１２ｂ（例えば、厚さ４０μｍ）を形成して、ガラス基板１０ｂの表面にプラスチック基板１５ｃを接着する（接着工程）。

＜ＴＦＴアレイ層形成工程＞
上記基板保持工程でガラス基板１０ｂに保持されたプラスチック基板１５ｃを、液晶表示パネルの製造に一般的に用いられる一般的なスパッタリング装置、ＣＶＤ装置、エッチング装置などの種々の製造装置の内部に搬送して、その搬送されたプラスチック基板１５に対して種々の処理を行うことにより、ゲート線、ソース線、ＴＦＴ及び画素電極を有するＴＦＴアレイ層を形成して、ＴＦＴ基板を作製する。

＜剥離工程＞
上記ＴＦＴアレイ層形成工程で作製されたＴＦＴ基板が保持されたガラス基板１０ｂに対し、上記実施形態１と同様に、ＴＦＴ基板が保持されていない側から、例えば、レーザー光を照射するなどの急激な熱処理を行うことにより、ガラス基板１０ｂからＴＦＴ基板を剥離させる。

以上のようにして、本実施形態のＴＦＴ基板を製造することができる。

以上説明したように、本実施形態のＴＦＴ基板の製造方法によれば、接着剤配置工程では、プラスチック基板１５ｂ（１５ｃ）の表面において、枠状の粘着層１１ｂ（１１ｃ）、及びその粘着層１１ｃの内側に液状の接着剤１２ａが配置されるので、接着工程において、プラスチック基板１５ｃをガラス基板１０ｂに接着するために、ガラス基板１０ｂ及びプラスチック基板１５ｃの間に配置された接着剤１２ａを加熱及び加圧しても、その際の接着剤１２ａの外方への広がりを、その周囲に枠状に設けられた粘着層１１ｃにより抑制することができる。これにより、液状の接着剤１２ａを硬化させてなる接着層１２ｂを枠状の粘着層１１ｃの内側の領域に形成することができるので、液状の接着材１２ａを用いて、所定の領域内に接着層１２ｂを確実に形成することができる。

また、本実施形態のＴＦＴ基板の製造方法によれば、ガラス基板１０ｂの表面における粘着層１１ｃの外側にアライメントマーク９が設けられているので、ガラス基板１０ｂの表面のアライメントマーク９を基準にして、プラスチック基板１５ｃを配置することにより、ガラス基板１０ｂの表面に保持されるプラスチック基板１５ｃの位置ずれを抑制することができる。

また、本実施形態のＴＦＴ基板の製造方法によれば、粘着層１１ｂ（１１ｃ）及び接着剤１２ａがプラスチック基板１５ｂ（１５ｃ）の表面に配置されるので、プラスチック基板１５ｂを必要な大きさに容易に分断することができ、また、粘着層１１ｃの端面とプラスチック基板１５ｃの端面とが一致し易くなるので、プラスチック基板１５ｃを保持するガラス基板１０ｂの表面に余分な接着剤が配置され難くなり、余分な接着剤による製造装置の内部の汚染を抑制することができる。

なお、本実施形態では、薄膜パターンとして、アライメントマーク９を例示したが、薄膜パターンは、種々の配線及び電極並びにＴＦＴなどのテストパターンであってもよい。

また、上記各実施形態では、素子基板として、液晶表示パネルを構成するＴＦＴ基板を例示したが、本発明は、有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示パネルなど、他の表示パネルの製造にも適用することができる。

以上説明したように、本発明は、保持基板と、保持基板の表面に保持される可撓性基板との間に接着層を確実に形成することができるので、フレキシブルな表示パネルの製造について有用である。

実施形態１に係るＴＦＴ基板３０の製造方法における接着剤配置工程の前半を示す断面図である。 実施形態１に係るＴＦＴ基板３０の製造方法における接着剤配置工程の後半を示す断面図である。 実施形態１に係るＴＦＴ基板３０の製造方法における接着工程を示す断面図である。 実施形態１に係るＴＦＴ基板３０の製造方法におけるＴＦＴアレイ層形成工程を示す断面図である。 実施形態２に係るＴＦＴ基板の製造方法における接着剤配置工程の前半を示す平面図及び断面図である。 実施形態２に係るＴＦＴ基板の製造方法における接着剤配置工程の後半を示す平面図及び断面図である。 実施形態２に係るＴＦＴ基板の製造方法における接着工程を示す平面図である。 図７中のＣ−Ｃ断面に沿った接着工程を示す断面図である。 搬送用のガラス基板１１０にプラスチック基板１１５を熱プレスにより接着する際の従来の断面模式図である。

符号の説明

９ アライメントマーク（薄膜パターン）
１０ａ，１０ｂ ガラス基板（保持基板）
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 粘着層
１２ａ 接着剤
１２ｂ 接着層
１５，１５ｂ，１５ｃ プラスチック基板（可撓性基板）
１６ ＴＦＴアレイ層（素子層）
２０ 基板搬送用治具
３０ ＴＦＴ基板（素子基板）

Claims (7)

1. 可撓性基板を表面に保持するための保持基板と、
   上記保持基板の表面に設けられ、上記可撓性基板を接着するための液状の接着剤とを備えた基板搬送用治具であって、
   上記保持基板の表面には、上記可撓性基板が保持されたときに上記接着剤を内部に封入するための枠状の粘着層が設けられていることを特徴とする基板搬送用治具。
2. 請求項１に記載された基板搬送用治具において、
   上記粘着層は、上記保持基板の端面に外周端が一致するように設けられていることを特徴とする基板搬送用治具。
3. 請求項１に記載された基板搬送用治具において、
   上記保持基板の表面には、上記粘着層の外側に薄膜パターンが設けられていることを特徴とする基板搬送用治具。
4. 請求項１に記載された基板搬送用治具において、
   上記可撓性基板は、プラスチック基板であり、
   上記保持基板は、ガラス基板であることを特徴とする基板搬送用治具。
5. 保持基板の表面に可撓性基板を液状の接着剤を介して保持する基板保持工程と、
   上記保持基板に保持された可撓性基板に素子層を形成する素子層形成工程とを備える素子基板の製造方法であって、
   上記基板保持工程は、上記保持基板及び可撓性基板の間において、上記接着剤を内部に封入するための枠状の粘着層を配置した後に、該粘着層の内側に上記接着剤を配置する接着剤配置工程と、該粘着層及び接着剤が間に配置された保持基板及び可撓性基板を加熱及び加圧して、該接着剤を硬化させることにより、上記保持基板に上記可撓性基板を接着する接着工程とを備えることを特徴とする素子基板の製造方法。
6. 請求項５に記載された素子基板の製造方法において、
   上記接着剤配置工程では、上記粘着層及び接着剤を上記保持基板の表面に配置することを特徴とする素子基板の製造方法。
7. 請求項５に記載された素子基板の製造方法において、
   上記接着剤配置工程では、上記粘着層及び接着剤を上記可撓性基板の表面に配置することを特徴とする素子基板の製造方法。

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