JP2017024947A - 積層体及びその製造方法並びに電子デバイス及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板同士を良好に貼り合わせることができ、かつ、容易に剥離することができる積層体の製造方法を提供する。【解決手段】厚さ３００μｍ以上１０００μｍ以下の支持ガラス基板１０と、厚さ２００μｍ以下のガラスフィルム基板２０との少なくとも一方を２００℃以上の温度で加熱を行う加熱工程と、加熱を開始した後に、支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０とを貼り合わせる貼合工程とを含む。【選択図】図４Ｂ

Description

本発明は、積層体及びその製造方法並びに電子デバイス及びその製造方法に関する。

従来、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）デバイスなどの電子デバイスには、ガラス基板が用いられている。電子デバイスの薄型化、フレキシブル化などを実現するためには、高い可撓性を有する薄膜ガラス基板が用いられる。

薄膜ガラス基板は、取り扱いが難しいため、支持ガラス基板に積層された状態で電子デバイスの製造工程に用いられる。電子デバイスが製造された後に、薄膜ガラス基板は、支持ガラス基板から剥離される。

ここで、電子デバイスの製造工程において高温プロセスを経ることで、支持ガラス基板と薄膜ガラス基板との結合が強くなるという問題がある。このため、支持ガラス基板と薄膜ガラス基板とを剥離するのが難しくなり、基板の破損などが発生するおそれがある。

これに対して、特許文献１には、ガラスフィルムの合わせ面における水接触角を６°〜２７°にすることで、剥離するのが容易になることが開示されている。ガラスフィルムの表面に有機物などを付着して適度に汚染することで、水接触角を６°〜２７°にすることが開示されている。

特開２０１４−１１１３６５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、積極的にガラス表面を汚染させるために、パーティクルによる気泡噛み込みなどが発生し、貼り合わせ不良の原因となる。

そこで、本発明は、基板同士を良好に貼り合わせることができ、かつ、容易に剥離することができる積層体の製造方法及び電子デバイスの製造方法などを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る積層体の製造方法は、厚さ３００μｍ以上１０００μｍ以下の支持ガラス基板と、厚さ２００μｍ以下のガラスフィルム基板との少なくとも一方を２００℃以上の温度で加熱を行う加熱工程と、前記加熱を開始した後に、前記支持ガラス基板と前記ガラスフィルム基板とを貼り合わせる貼合工程とを含む。

また、本発明の一態様に係る電子デバイスの製造方法は、前記積層体の製造方法によって製造された積層体の前記ガラスフィルム基板の前記支持ガラス基板とは反対側の面に電子素子を形成する工程と、前記電子素子が形成されたガラスフィルム基板を前記支持ガラス基板から剥離する工程とを含む。

本発明に係る積層体の製造方法などによれば、基板同士を良好に貼り合わせることができ、かつ、容易に剥離することができる。

実施の形態に係る積層体の断面図である。 実施の形態に係る電子デバイスの断面図である。 実施の形態に係る電子デバイスの製造方法を示す工程断面図である。 実施の形態に係る積層体の製造方法の実施例１を示すフローチャートである。 実施の形態に係る積層体の製造方法の実施例１を説明するための模式図である。 実施の形態に係る積層体の製造方法の実施例２を示すフローチャートである。 実施の形態に係る積層体の製造方法の実施例３を示すフローチャートである。 実施の形態に係る積層体の製造方法の実施例２及び３を説明するための模式図である。 実施の形態に係る積層体の製造方法における加熱温度と、支持ガラス基板とガラスフィルム基板との結合エネルギーとの関係を示す図である。 実施の形態に係る電子デバイスの製造方法において、結合エネルギーが加熱処理によって変化するメカニズムを説明するための図である。 実施の形態に係る基板の準備工程において紫外光を照射する例を説明するための模式図である。 実施の形態に係る基板の準備工程において大気圧プラズマ処理を行う例を説明するための模式図である。 実施の形態に係る基板の準備工程においてオゾンガスの吹き付けを行う例を説明するための模式図である。

以下では、本発明の実施の形態に係る積層体の製造方法及び電子デバイスの製造方法などについて、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、製造工程、製造工程の順序などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。

（実施の形態）
［積層体］
まず、本実施の形態に係る積層体の構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態に係る積層体１の断面図である。

図１に示すように、積層体１は、支持ガラス基板１０と、ガラスフィルム基板２０とを備える。支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０とは、隙間が形成されないように密着して積層されている。

支持ガラス基板１０は、ガラスフィルム基板２０を支持するためのガラス基板である。支持ガラス基板１０としては、ソーダガラス、石英ガラス、無アルカリガラス、高屈折率ガラスなどを用いることができる。

支持ガラス基板１０の厚さは、ガラスフィルム基板２０の厚さより大きく、３００μｍ以上１０００μｍ以下である。支持ガラス基板１０の平面視形状及び大きさは特に限定されないが、ガラスフィルム基板２０と同じ、又は、ガラスフィルム基板２０より大きくてもよい。例えば、支持ガラス基板１０は、平面視形状が矩形の板体である。

ガラスフィルム基板２０は、電子デバイスの一部として用いられる薄膜ガラス基板である。ガラスフィルム基板２０は、例えば、有機ＥＬ素子の発光層を封止するために用いられる。

ガラスフィルム基板２０の厚さは、２００μｍ以下である。ガラスフィルム基板２０の平面視形状及び大きさは特に限定されない。ガラスフィルム基板２０は、例えば、平面視形状が矩形の板体である。

ガラスフィルム基板２０は、可撓性を有してもよい。すなわち、ガラスフィルム基板２０は、曲げることが可能であり、フレキシブルな電子デバイスに用いることができる。また、ガラスフィルム基板２０は、光透過性を有してもよい。例えば、ガラスフィルム基板２０は、可視光を透過することで、有機ＥＬ素子、液晶デバイスなどの光学デバイスに利用することができる。

本実施の形態に係る積層体１は、支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０との少なくとも一方に対して２００℃以上の温度で加熱を開始した後に、支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０とが貼り合わされた積層構造を有する。積層体１の製造方法の詳細については、後で説明する。

［電子デバイス］
次に、本実施の形態に係る積層体１を用いて製造する電子デバイス１００について、図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態に係る電子デバイス１００の断面図である。

電子デバイス１００は、電力を利用又は生成するデバイスであり、例えば、有機ＥＬ素子、液晶デバイス、太陽電池などの光学デバイスである。あるいは、電子デバイス１００は、発熱素子などでもよい。

図２に示すように、電子デバイス１００は、ガラスフィルム基板２０と、電子素子３０と、対向ガラス基板４０とを備える。

ガラスフィルム基板２０は、図１に示す積層体１の支持ガラス基板１０から剥離されたガラス基板である。なお、図２では、剥離された支持ガラス基板１０を破線で示している。本実施の形態では、電子デバイス１００が製造された後に、ガラスフィルム基板２０が支持ガラス基板１０から機械的に剥離される。電子デバイス１００の製造方法の詳細については、後で説明する。

電子素子３０は、ガラスフィルム基板２０に設けられている。電子素子３０は、例えば、一対の電極層と、当該一対の電極層の間に設けられた発光層とを備える。電子素子３０は、一対の電極層に印加される電力によって発光する。電子素子３０は、例えば、スパッタ、蒸着、塗布などの各種成膜方法を用いて各層を順に成膜し、パターニングすることで形成される。

なお、電子素子３０は、一対の電極層と、当該一対の電極層の間に設けられた液晶とを備えてもよい。これにより、電子素子３０は、一対の電極に印加される電力によって光の配向制御などを行う。あるいは、電子素子３０は、電熱線などでもよい。

対向ガラス基板４０は、電子素子３０を間に挟むようにガラスフィルム基板２０に対向配置されたガラス基板である。対向ガラス基板４０は、ガラスフィルム基板２０とともに、電子素子３０を封止する。これにより、電子素子３０を外部からの衝撃から保護する。具体的には、電子素子３０を囲むように形成された封止材（図示せず）によって、対向ガラス基板４０とガラスフィルム基板２０とは接着されている。これにより、電子素子３０を密封封止することで、水分などが電子素子３０に到達しにくくすることができ、水分によって発光層などが破壊されるのを抑制することができる。

対向ガラス基板４０の形状、大きさ及び材料などは、ガラスフィルム基板２０と同じであるが、これに限定されない。また、対向ガラス基板４０は設けられていなくてもよい。例えば、対向ガラス基板４０の代わりに、シリコン窒化膜などの保護膜によって電子素子３０を覆ってもよい。

［電子デバイスの製造方法］
次に、本実施の形態に係る電子デバイス１００の製造方法について、図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態に係る電子デバイス１００の製造方法を示す工程断面図である。

まず、図３の（ａ）に示すように、支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０とを準備する。具体的には、支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０との各々を洗浄することで、表面に付着した有機物の汚染物などのパーティクルを除去する。

次に、図３の（ｂ）に示すように、支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０とを貼り合わせることで、積層体１を製造する。このとき、支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０とを貼り合わせる前に、支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０との少なくとも一方を加熱する。貼り合わせの詳細については、後で詳しく説明する。

次に、図３の（ｃ）に示すように、ガラスフィルム基板２０の支持ガラス基板１０とは反対側の面に電子素子３０を形成する。例えば、ガラスフィルム基板２０上にスパッタなどによりＩＴＯなどの透明導電膜を電極層として形成する。次に、塗布などにより、発光層を含む各種有機層を形成する。次に、蒸着などにより、アルミニウム膜などを電極層として形成する。

なお、本実施の形態では、電子素子３０の形成工程で、所定温度以上の高温プロセスを行う。例えば、ＩＴＯの成膜時に２００℃で基板（支持ガラス基板１０及びガラスフィルム基板２０）を加熱する。

次に、図３の（ｄ）に示すように、対向ガラス基板４０によって電子素子３０を封止する。具体的には、電子素子３０を囲むように所定の樹脂材料（例えば、紫外光硬化樹脂）をガラスフィルム基板２０上に塗布した後、対向ガラス基板４０を載置する。その後、樹脂材料を硬化させることで、対向ガラス基板４０とガラスフィルム基板２０とによって電子素子３０を封止する。これにより、電子デバイス１００が製造される。

次に、図３の（ｅ）に示すように、電子デバイス１００を支持ガラス基板１０から機械的に剥離する。具体的には、電子素子３０が形成されたガラスフィルム基板２０を支持ガラス基板１０から剥離する。例えば、先端が尖ったシート状のブレード９０をガラスフィルム基板２０と支持ガラス基板１０との間に挿入することで、ガラスフィルム基板２０を持ち上げて剥離する。

本実施の形態では、後述するように、ガラスフィルム基板２０と支持ガラス基板１０との結合エネルギーが強くないので、ガラスフィルム基板２０を容易に剥離することができる。

［積層体の製造方法］
続いて、本実施の形態に係る積層体１の製造方法について、図４Ａ〜図５Ｃを用いて説明する。具体的には、図３の（ｂ）に示す基板の貼合工程の詳細について説明する。本実施の形態に係る積層体１の製造方法には、加熱と貼り合わせとのタイミングに応じた３つの方法がある。以下では、３つの方法の各々を実施例１〜３として説明する。

図４Ａは、本実施の形態に係る積層体１の製造方法の実施例１を示すフローチャートである。図４Ｂは、本実施の形態に係る積層体１の製造方法の実施例１を説明するための模式図である。

実施例１では、図４Ａに示すように、まず、支持ガラス基板１０及びガラスフィルム基板２０の少なくとも一方の加熱を開始する（Ｓ１０）。例えば、図４Ｂに示すように、支持ガラス基板１０を所定の温度で加熱する。所定の温度は、２００℃以上の温度である。例えば、所定の温度は、基板の貼り合わせの後に行われる高温プロセスでのプロセス温度以上の温度である。本実施の形態では、図３の（ｃ）の電子素子３０を形成する工程で、２００℃での加熱処理が行われる。このため、所定の温度は、２００℃である。

次に、所定時間加熱を維持した後、加熱を終了する（Ｓ１１）。所定時間は、特に限定されないが、例えば、１０分以上である。

加熱を終了した後に、支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０とを貼り合わせる（Ｓ１２）。例えば、図４Ｂに示すように、加熱によって高温になった支持ガラス基板１０を、常温（例えば、室温）のガラスフィルム基板２０に貼り合わせる。

加熱を終了してから貼り合わせるまでの時間は、特に限定されないが、例えば、３０秒以上４０分以下である。加熱した基板の温度が常温（加熱前の温度）に戻っていてもよい。

なお、図４Ｂに示す例では、支持ガラス基板１０を加熱したが、ガラスフィルム基板２０を加熱してもよい。あるいは、支持ガラス基板１０及びガラスフィルム基板２０の両方を加熱してもよい。

図５Ａは、本実施の形態に係る積層体１の製造方法の実施例２を示すフローチャートである。図５Ｂは、本実施の形態に係る積層体１の製造方法の実施例３を示すフローチャートである。図５Ｃは、本実施の形態に係る積層体１の製造方法の実施例２及び３を説明するための模式図である。

実施例２では、図５Ａに示すように、まず、支持ガラス基板１０及びガラスフィルム基板２０の少なくとも一方の加熱を開始する（Ｓ２０）。例えば、図５Ｃに示すように、ガラスフィルム基板２０を所定の温度で加熱する。所定の温度は、図４Ａに示す実施例１と同じ条件であり、例えば、２００℃以上の温度である。

次に、加熱を維持しながら、支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０とを貼り合わせる（Ｓ２１）。次に、加熱を開始してから予め定められた加熱時間、加熱を維持した後、加熱を終了する（Ｓ２２）。

加熱を開始してから加熱を終了するまでの時間（加熱時間）は、例えば、１０分以上である。実施例２では、加熱時間中に貼り合わせを行うが、そのタイミングは特に限定されない。例えば、加熱開始後１０分以上経過してから貼り合わせを行ってもよい。貼り合わせを行った後の加熱を維持する時間についても特に限定されない。例えば、加熱の開始直後に貼り合わせを行ってもよく、加熱時間の終了直前に貼り合わせを行ってもよい。

実施例３では、図５Ｂに示すように、まず、支持ガラス基板１０及びガラスフィルム基板２０の少なくとも一方の加熱を開始する（Ｓ２０）。加熱を開始する工程は、図５Ａに示す実施例２と同じである。

次に、加熱を維持しながら、加熱を開始してから５分以内の所定のタイミングで支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０とを貼り合わせる（Ｓ３１）。次に、加熱開始後５分以内に、加熱を終了する（Ｓ３２）。貼り合わせを行うタイミングは、特に限定されない。例えば、加熱の開始直後に貼り合わせを行ってもよく、加熱時間の終了直前に貼り合わせを行ってもよい。

なお、図５Ｃに示す例では、ガラスフィルム基板２０を加熱したが、支持ガラス基板１０を加熱してもよい。あるいは、支持ガラス基板１０及びガラスフィルム基板２０の両方を加熱してもよい。

実施例１〜３において、水蒸気が少ない環境下で加熱を行ってもよい。例えば、所定の気圧以下の減圧環境下で加熱を行ってもよい。所定の気圧は、例えば、大気圧、又は、１００Ｐａ以下の気圧である。あるいは、不活性ガス雰囲気下で加熱を行ってもよい。不活性ガスは、例えば、窒素、アルゴン、乾燥空気などである。

［加熱と結合エネルギーとの関係］
続いて、実施例１〜３の各々の製造方法に基づいて作製した積層体１を用いて電子デバイス１００を作製した場合において、剥離前の支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０との結合エネルギーについて、図６を用いて説明する。

図６は、本実施の形態に係る積層体１の製造方法における加熱温度と、支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０との結合エネルギーとの関係を示す図である。図６において、横軸は、支持ガラス基板１０及びガラスフィルム基板２０の少なくとも一方に対して貼り合わせ前又は貼り合わせ中に行った加熱温度を示している。縦軸は、電子デバイス１００を作製後の支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０とを剥離する直前の結合エネルギーを示している。

図６では、実施例１〜３の各々において、貼り合わせ前の加熱温度を２００℃、２５０℃、３００℃、３５０℃とした場合の結合エネルギーの測定結果を示している。結合エネルギーは、基板の４ヶ所で測定した結果をプロットしている。

また、図６には、比較例として、貼り合わせ前に加熱を行わなかった場合についても示している。すなわち、比較例では、支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０とを常温（２５℃）で貼り合わせた。

ここでは、支持ガラス基板１０として厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラスを用い、ガラスフィルム基板２０として厚さが５０μｍの無アルカリガラスを用いた。また、電子素子３０の形成中に行う加熱は、２００℃の温度で２０分間行った。

図６に示すように、常温で貼り合わせた場合（比較例）には、結合エネルギーが約０．４５Ｊ／ｍ^２であった。貼り合わせ直後は、結合エネルギーが約０．１Ｊ／ｍ^２であり、電子素子３０の形成工程における加熱の影響で、約４．５倍に結合力が上がったことが分かる。

図７は、本実施の形態に係る電子デバイス１００の製造方法において、結合エネルギーが加熱処理によって変化するメカニズムを説明するための図である。なお、図７では、支持ガラス基板１０を例について説明するが、ガラスフィルム基板２０についても同様である。

図７の（ａ）に示すように、貼り合わせ前に加熱（事前加熱）を行わない場合、支持ガラス基板１０の表面には、ヒドロキシル基（ＯＨ基）が存在し、支持ガラス基板１０の内部には、水分子が存在する。支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０とは、互いの表面に存在するヒドロキシル基が水素結合することで貼り合わせられる。

その後、電子素子３０を形成する工程において加熱されることで、水素結合が共有結合に変化する。なお、このとき、全ての水素結合が共有結合に変化するのではなく、内部に存在する水分子が一部の水素結合の共有結合への変化を抑制する。

このように、剥離の直前においては、貼り合わせ直後に比べて結合エネルギーが増加する。したがって、機械的に支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０とを剥離しようとしたとき、ガラスフィルム基板２０が変形するので、ガラスフィルム基板２０又は電子素子３０が破壊される恐れがある。

これに対して、図６に示すように、実施例１〜３の場合はいずれも結合エネルギーが大きく低下している。具体的には、加熱終了後に貼り合わせた実施例１の場合、加熱しなかった比較例に比べて、結合エネルギーが約３５％低下している。加熱しながら貼り合わせた実施例２の場合、加熱しなかった比較例に比べて、結合エネルギーが約４５％低下している。加熱しながら５分以内で貼り合わせた実施例３の場合、加熱しなかった比較例に比べて、結合エネルギーが約７０％低下している。

このように、加熱時間に応じて結合エネルギーの低下具合が異なっている。これは、以下の理由によるものと推定される。

図７の（ｂ）に示すように、１０分以上加熱した場合、支持ガラス基板１０の内部に存在した水分子は離散し、表面に存在したヒドロキシル基の個数も減少する。このため、支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０との水素結合の数も減少する。共有結合の元となる水素結合の数が少なくなっているので、電子素子３０を形成する工程において加熱された後の結合エネルギーは、比較例の場合に比べて減少する。

また、図７の（ｃ）に示すように、加熱時間が５分以内である場合、表面に存在したヒドロキシル基の個数が減少する。このため、図７の（ｂ）の場合と同様に、支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０との水素結合の数も減少する。

加熱時間が５分以内である場合、支持ガラス基板１０の内部に存在する水分子は全てが離散するのではなく、一部が残っていると考えられる。このため、電子素子３０の形成の際の加熱工程において、支持ガラス基板１０内に残った水分子は、水素結合が共有結合に変化するのを抑制する。これにより、図７の（ｂ）に示す場合に比べて、共有結合の数が少なくなり、結合エネルギーは、より一層小さくなる。

また、加熱時間が短い場合には、支持ガラス基板１０の接触角が大きく、有機物の汚染物が残っていることも考えられる。このため、支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０との間の距離が僅かに大きくなって水素結合を阻害する。これにより水素結合の数が減少したことも、加熱時間が短い場合に剥離がしやすくなったことの理由と考えられる。

なお、図６に示すように、各実施例では、加熱温度が２５０℃以上の場合は、結合エネルギーの低下の度合いは略一定になっている。つまり、必要以上に高い温度で加熱しなくてよいことが分かる。具体的には、結合エネルギーが効果的に下がる温度の上限値は、基板の貼り合わせ後の工程における加熱の温度より約５０℃高い温度である。本実施の形態では、電子素子３０の形成の際に２００℃での加熱を行っているので、加熱温度の上限値は、例えば、図６に示すように２５０℃である。

［汚染物の除去例］
本実施の形態では、基板を加熱する前の基板の洗浄工程などにおいて、汚染物を除去するための所定の処理を行ってもよい。以下では、汚染物を除去するための処理の３つの例について、図８Ａ〜図８Ｃを用いて説明する。

例えば、本実施の形態では、支持ガラス基板１０及びガラスフィルム基板２０の少なくとも一方に紫外光を照射してもよい。図８Ａは、本実施の形態に係る基板の準備工程（図３の（ａ））において紫外光を照射する例を説明するための模式図である。

図８Ａに示すように、本実施の形態では、ＵＶ光源９１を用いて、支持ガラス基板１０に紫外光９２を照射してもよい。ＵＶ光源９１は、紫外光９２を照射する水銀ランプ又はＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）モジュールなどである。紫外光９２を照射することで、支持ガラス基板１０の表面に付着した有機汚染物などを分解し除去することができる。

あるいは、本実施の形態では、支持ガラス基板１０及びガラスフィルム基板２０の少なくとも一方に大気圧プラズマ処理を行ってもよい。図８Ｂは、本実施の形態に係る基板の準備工程において大気圧プラズマ処理を行う例を説明するための模式図である。

図８Ｂに示すように、本実施の形態では、支持ガラス基板１０の表面を大気圧プラズマ９３に曝す。大気圧プラズマ９３は、大気圧プラズマ洗浄装置などのプラズマ発生装置を利用することで発生させる。大気圧プラズマ９３によって、支持ガラス基板１０の表面に付着した有機汚染物などを分解し除去することができる。

あるいは、本実施の形態では、支持ガラス基板１０及びガラスフィルム基板２０の少なくとも一方にオゾンガスを吹き付けてもよい。図８Ｃは、本実施の形態に係る基板の準備工程においてオゾンガスの吹き付けを行う例を説明するための模式図である。

図８Ｃに示すように、本実施の形態では、支持ガラス基板１０の表面にオゾンガス９４を吹き付ける。オゾンガス９４は、オゾン発生装置などによって発生させる。オゾンガス９４によって、支持ガラス基板１０の表面に付着した有機汚染物などを分解し除去することができる。

なお、汚染物を除去する例については、上記３つの例に限定されない。例えば、オゾンガス９４の代わりに分解力の強い他のガスを利用してもよい。

［効果など］
以上のように、本実施の形態に係る積層体１の製造方法は、厚さ３００μｍ以上１０００μｍ以下の支持ガラス基板１０と、厚さ２００μｍ以下のガラスフィルム基板２０との少なくとも一方を２００℃以上の温度で加熱を行う加熱工程と、加熱を開始した後に、支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０とを貼り合わせる貼合工程とを含む。

これにより、貼り合わせ前に加熱を開始することで、基板表面のヒドロキシル基の個数を減少させることができ、共有結合の元になる水素結合の数を減らすことができる。したがって、後の工程で高温プロセスを経た場合であっても共有結合の数が少ないので、基板同士の結合エネルギーが小さくなり、基板同士を容易に剥離することができる。また、加熱によって基板表面の汚染物質も除去される。したがって、基板同士を良好に貼り合わせることができる。このように、本実施の形態によれば、支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０とを良好に貼り合わせることができ、かつ、容易に剥離することができる。これにより、剥離の際にガラスフィルム基板２０及び電子素子３０が破損するのを抑制することができるので、歩留まりを向上させることができる。

なお、加熱温度が２００℃未満ではヒドロキシル基の個数を減らす効果が弱く、水素結合の数を充分に減らすことができない。これに対して、本実施の形態のように２００℃以上の加熱温度で加熱することで、より効果的に結合エネルギーを減少させることができる。

また、例えば、貼合工程では、加熱を終了した後に、支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０とを貼り合わせてもよい。

これにより、後の工程で高温プロセスを経た場合に、図６に示したように、高温プロセス後の結合エネルギーが、事前加熱をしない場合より３５％低下する。したがって、ガラスフィルム基板２０を容易に剥離することができ、ガラスフィルム基板２０及び電子素子３０の破損を抑制することができる。

また、例えば、貼合工程では、加熱を維持しながら、支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０とを貼り合わせてもよい。

これにより、後の工程で高温プロセスを経た場合に、図６に示したように、高温プロセス後の結合エネルギーが、事前加熱をしない場合より４５％低下する。したがって、ガラスフィルム基板２０を容易に剥離することができ、ガラスフィルム基板２０及び電子素子３０の破損を抑制することができる。

また、例えば、加熱工程における貼り合わせ前の加熱時間は、５分以内であってもよい。

これにより、後の工程で高温プロセスを経た場合に、図６に示したように、高温プロセス後の結合エネルギーが、事前加熱しない場合より７０％低下する。したがって、ガラスフィルム基板２０を容易に剥離することができ、ガラスフィルム基板２０及び電子素子３０の破損を抑制することができる。

また、例えば、加熱工程では、大気圧以下の減圧環境下で加熱を行ってもよい。

これにより、水蒸気が少ない環境下で加熱を行うことができるので、基板表面のヒドロキシル基の増加を抑制することができる。したがって、水素結合及び共有結合の増加を抑制することができ、結合エネルギーの増加を抑制することができる。

また、例えば、加熱工程では、不活性ガス雰囲気下で加熱を行ってもよい。

これにより、水蒸気が少ない環境下で加熱を行うことができるので、基板表面のヒドロキシル基の増加を抑制することができる。したがって、水素結合及び共有結合の増加を抑制することができ、結合エネルギーの増加を抑制することができる。

また、例えば、不活性ガスは、乾燥空気であってもよい。

これにより、水蒸気が少ない環境下で加熱を行うことができるので、基板表面のヒドロキシル基の増加を抑制することができる。したがって、水素結合及び共有結合の増加を抑制することができ、結合エネルギーの増加を抑制することができる。

また、例えば、さらに、加熱を開始する前に、支持ガラス基板１０及びガラスフィルム基板２０の少なくとも一方に紫外光９２を照射する工程を含んでもよい。

これにより、貼り合わせ前に紫外光９２によって基板表面の汚染物を除去することができるので、汚染物に起因する結合エネルギーの面内ばらつきを抑制することができる。つまり、他より強く結合している部分などを減らすことができるので、剥離を安定させることができる。したがって、電子デバイス１００を安定して製造することができ、歩留まりを向上させることができる。

また、例えば、さらに、加熱を開始する前に、支持ガラス基板１０及びガラスフィルム基板２０の少なくとも一方に大気圧プラズマ処理を行う工程を含んでもよい。

これにより、貼り合わせ前に大気圧プラズマ９３によって基板表面の汚染物を除去することができるので、汚染物に起因する結合エネルギーの面内ばらつきを抑制することができる。つまり、剥離を安定させることができるので、電子デバイス１００を安定して製造することができ、歩留まりを向上させることができる。

また、例えば、さらに、加熱を開始する前に、支持ガラス基板１０及びガラスフィルム基板２０の少なくとも一方にオゾンガス９４を吹き付ける工程を含んでもよい。

これにより、貼り合わせ前にオゾンガス９４によって基板表面の汚染物を除去することができるので、汚染物に起因する結合エネルギーの面内ばらつきを抑制することができる。つまり、剥離を安定させることができるので、電子デバイス１００を安定して製造することができ、歩留まりを向上させることができる。

また、例えば、本実施の形態に係る電子デバイス１００の製造方法は、積層体の製造方法によって製造された積層体１のガラスフィルム基板２０の支持ガラス基板１０とは反対側の面に電子素子３０を形成する工程と、電子素子３０が形成されたガラスフィルム基板２０を支持ガラス基板１０から剥離する工程とを含む。

これにより、支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０とを容易に剥離することができるので、ガラスフィルム基板２０及び電子素子３０の破壊が抑制される。したがって、良好な電子デバイス１００を安定して製造することができ、歩留まりを向上させることができる。

また、例えば、本実施の形態に係る積層体１は、厚さ３００μｍ以上１０００μｍ以下の支持ガラス基板１０と、厚さ２００μｍ以下のガラスフィルム基板２０とを備え、少なくとも一方に対して２００℃以上の温度で加熱を開始した後に、支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０とが貼り合わされている。

これにより、支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０とが良好に貼り合わせられており、かつ、容易に剥離することができるので、積層体１を電子デバイス１００の作製などに利用することができる。

また、例えば、本実施の形態に係る電子デバイス１００は、積層体１の支持ガラス基板１０から剥離されたガラスフィルム基板２０と、ガラスフィルム基板２０に設けられた電子素子３０とを備える。

これにより、ガラスフィルム基板２０及び電子素子３０が剥離の際に破壊されにくくなるので、信頼性を高めることができる。

（その他）
以上、本発明に係る積層体の製造方法及び電子デバイスの製造方法などについて、上記実施の形態及びその変形例に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。

例えば、上記の実施の形態では、積層体１の製造方法における加熱温度が、後の工程中の加熱温度以上の温度である例について示したが、これに限らない。例えば、積層体１の製造方法における加熱温度は、後の工程中の加熱温度より５０℃以上高い温度でもよい。

また、例えば、上記の実施の形態では、支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０とを、ブレード９０を用いて機械的に剥離する例について示したが、これに限らない。例えば、支持ガラス基板１０とガラスフィルム基板２０との少なくとも一方を治具で固定し、他の一方に粘着テープのような部材を貼り付けて引っ張ることで剥離してもよい。その他、機械的な剥離方法については特に限定されない。

その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

１ 積層体
１０ 支持ガラス基板
２０ ガラスフィルム基板
３０ 電子素子
１００ 電子デバイス

Claims (13)

1. 厚さ３００μｍ以上１０００μｍ以下の支持ガラス基板と、厚さ２００μｍ以下のガラスフィルム基板との少なくとも一方を２００℃以上の温度で加熱を行う加熱工程と、
   前記加熱を開始した後に、前記支持ガラス基板と前記ガラスフィルム基板とを貼り合わせる貼合工程とを含む
   積層体の製造方法。
2. 前記貼合工程では、前記加熱を終了した後に、前記支持ガラス基板と前記ガラスフィルム基板とを貼り合わせる
   請求項１に記載の積層体の製造方法。
3. 前記貼合工程では、前記加熱を維持しながら、前記支持ガラス基板と前記ガラスフィルム基板とを貼り合わせる
   請求項１に記載の積層体の製造方法。
4. 前記加熱工程における貼り合わせ前の加熱時間は、５分以内である
   請求項２又は３に記載の積層体の製造方法。
5. 前記加熱工程では、大気圧以下の減圧環境下で前記加熱を行う
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の積層体の製造方法。
6. 前記加熱工程では、不活性ガス雰囲気下で前記加熱を行う
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の積層体の製造方法。
7. 前記不活性ガスは、乾燥空気である
   請求項６に記載の積層体の製造方法。
8. さらに、
   前記加熱を開始する前に、前記支持ガラス基板及び前記ガラスフィルム基板の少なくとも一方に紫外光を照射する工程を含む
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の積層体の製造方法。
9. さらに、
   前記加熱を開始する前に、前記支持ガラス基板及び前記ガラスフィルム基板の少なくとも一方に大気圧プラズマ処理を行う工程を含む
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の積層体の製造方法。
10. さらに、
    前記加熱を開始する前に、前記支持ガラス基板及び前記ガラスフィルム基板の少なくとも一方にオゾンガスを吹き付ける工程を含む
    請求項１〜７のいずれか１項に記載の積層体の製造方法。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の積層体の製造方法によって製造された積層体の前記ガラスフィルム基板の前記支持ガラス基板とは反対側の面に電子素子を形成する工程と、
    前記電子素子が形成されたガラスフィルム基板を前記支持ガラス基板から剥離する工程とを含む
    電子デバイスの製造方法。
12. 厚さ３００μｍ以上１０００μｍ以下の支持ガラス基板と、
    厚さ２００μｍ以下のガラスフィルム基板とを備え、
    少なくとも一方に対して２００℃以上の温度で加熱を開始した後に、前記支持ガラス基板と前記ガラスフィルム基板とが貼り合わされている
    積層体。
13. 請求項１２に記載の積層体の前記支持ガラス基板から剥離された前記ガラスフィルム基板と、
    前記ガラスフィルム基板に設けられた電子素子とを備える
    電子デバイス。

Images