JP2020136104A - Device encapsulation method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、基板を接合する方法に関する。 The present disclosure relates to a method of joining substrates.
オーバーコート剤などの塗布剤を介して基板を接合する技術が重要になってきている。例えば、液晶パネルや有機ＥＬパネルを製造するために、パネルとカバーガラスとが接合される。これらの間に、ＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ、光学用透明粘着剤）などのフィルムやＯＣＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ｒｅｓｉｎ）などの液体材料が緩衝剤又は接着剤として使用されている。しかし、これらはコストが高く歩留まりも低いといわれている。またこれらは、多くの場合１００μｍ前後の厚みを有し、薄さが重要な要素となっている携帯デバイスではその使用を回避したいという要望が多い。 A technique for joining substrates via a coating agent such as an overcoat agent has become important. For example, in order to manufacture a liquid crystal panel or an organic EL panel, the panel and the cover glass are joined. Between these, a film such as OCA (Optical Clear Adhesive) or a liquid material such as OCR (Optical Clear Resin) is used as a buffer or an adhesive. However, these are said to have high costs and low yields. In addition, these have a thickness of about 100 μm in many cases, and there are many requests to avoid their use in mobile devices in which thinness is an important factor.
本開示の一実施形態によれば、一対の基板の少なくとも一方の表面にオーバーコート剤を形成することと、少なくとも一方の基板の表面に金属酸化物層を形成することと、金属酸化物層を介して基板を接合する。 According to one embodiment of the present disclosure, the overcoating agent is formed on at least one surface of a pair of substrates, the metal oxide layer is formed on the surface of at least one substrate, and the metal oxide layer is formed. The substrates are joined through.
基板は、無機材料であってもよい。基板は、半導体、ガラス、アモルファス、金属、非金属材料であってもよい。例えば、基板は、Ｓｉ,ＳｉＣ,ＧａＮ等の基板であてもよい。基板は、有機材料であってもよい。いくつかの実施形態では、基板は高分子フィルムであってもよい。 The substrate may be an inorganic material. The substrate may be a semiconductor, glass, amorphous, metallic or non-metallic material. For example, the substrate may be a substrate of Si, SiC, GaN or the like. The substrate may be an organic material. In some embodiments, the substrate may be a polymeric film.
いくつかの実施形態では、基板は透明であってもよい。いくつかの実施形態では、基板は非透明であってもよい。基板は、透明であってもよい。可視光に対して透明であってもよい。赤外線に対して透明であってもよい。電磁波に対して透明であってもよい。紫外線に対して透明であってもよい。透明基板とは、可視光を含む光の透過率が高い基板をいう。例えば可視光線透過率が９０％以上であってもよい。基板は、ＳｉＯ２を含むガラス、強化ガラス、高分子などを基材とし又は含む基板であってもよい。 In some embodiments, the substrate may be transparent. In some embodiments, the substrate may be non-transparent. The substrate may be transparent. It may be transparent to visible light. It may be transparent to infrared rays. It may be transparent to electromagnetic waves. It may be transparent to ultraviolet rays. A transparent substrate is a substrate having a high transmittance of light including visible light. For example, the visible light transmittance may be 90% or more. The substrate may be a substrate containing or containing glass containing SiO 2 , tempered glass, a polymer, or the like.
いくつかの実施形態では、基板の一方、少なくとも一方、又は両方は、固い材料で形成されていてもよく、固い材料を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、基板の一方、少なくとも一方、又は両方は、フレキシブルであってもよい。 In some embodiments, one, at least one, or both of the substrates may be made of a hard material or may include a hard material. In some embodiments, one, at least one, or both of the substrates may be flexible.
いくつかの実施形態では、基板は内部に又はその表面又は表面近傍に、電子デバイスを有していてもよい。電子デバイスは、発光デバイス又は発光素子であってもよい。電子デバイスは複数の電子デバイスを含んでいてもよい。 In some embodiments, the substrate may have an electronic device inside or near or near its surface. The electronic device may be a light emitting device or a light emitting element. The electronic device may include a plurality of electronic devices.
基板は、凹凸、表面粗さ、段差、又は非平面形状を有していてもよい。凹凸は、Ｒｍａｘ、Ｒａ、段差の高さで定義されてもよい。一般に、凹凸等の表面構造を有する基板は、接合しにくい。本開示のいくつかの実施形態によれば、例示的に、凹凸等の表面構造をゆする基板を良好に接合することができる。 The substrate may have irregularities, surface roughness, steps, or non-planar shapes. The unevenness may be defined by Rmax, Ra, and the height of the step. Generally, a substrate having a surface structure such as unevenness is difficult to join. According to some embodiments of the present disclosure, it is possible to satisfactorily join a substrate that shakes a surface structure such as unevenness.
凹凸（表面粗さ、又は段差）は、１ｎｍ、５ｎｍ、１０ｎｍ、３０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍ、２００ｎｍ、２５０ｎｍ、３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、７００ｎｍ、１μｍ、５μｍ、１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、２００μｍなどの値より大きくてもよく、その値以上であってもよい。 The unevenness (surface roughness or step) is 1 nm, 5 nm, 10 nm, 30 nm, 50 nm, 100 nm, 150 nm, 200 nm, 250 nm, 300 nm, 400 nm, 500 nm, 700 nm, 1 μm, 5 μm, 10 μm, 50 μm, 100 μm, 200 μm, etc. It may be greater than or greater than that value.
凹凸構造は、ＩＴＯを含んでいてもよく、配線を含んでいてもよく、ブラックインクを含んでいてもよい。凹凸は、基板の表面に配置された構造体であってもよく、基板の表面の凹凸であってもよい。 The concavo-convex structure may contain ITO, may include wiring, or may contain black ink. The unevenness may be a structure arranged on the surface of the substrate, or may be an unevenness on the surface of the substrate.
接合される基板は、円形であっても長方形であってもよく、あるいは帯（テープ）状であってもよい。 The substrates to be joined may be circular, rectangular, or strip-shaped.
基板の厚さは、１ｍｍ、７００μｍ、５００μ、３００μｍ、２００μｍ、１００μｍ、７５μｍ、５０μｍ、４０μｍ、３０μｍ、２０μｍ、１０μｍなどの値以下であってもよい。基板の厚さは、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、７５μｍ、１００μｍ、２００μｍ３００μｍなどの値以上であってもよい。カバーガラスの厚さは、例えば３００μｍ〜５００μｍの間であってもよく、他の厚さであってもよい。デバイスガラスの厚さは、例えば３００μｍ〜５００μｍの間であってもよく、他の厚さであってもよい。 The thickness of the substrate may be 1 mm, 700 μm, 500 μm, 300 μm, 200 μm, 100 μm, 75 μm, 50 μm, 40 μm, 30 μm, 20 μm, 10 μm or less. The thickness of the substrate may be 10 μm, 20 μm, 30 μm, 40 μm, 50 μm, 75 μm, 100 μm, 200 μm, 300 μm or more. The thickness of the cover glass may be, for example, between 300 μm and 500 μm, and may be another thickness. The thickness of the device glass may be, for example, between 300 μm and 500 μm, and may be another thickness.
ハンドリングのために、接合する基板を別の基板に一時的に接合をしてもよい。例えば、接合基板の厚さが３０μｍである場合に、この基板のハンドリングは困難である。そこで、薄い基板（例えば３０μｍの厚さ）を比較的厚くハンドリングが可能な基板（例えば０．５ｍｍ，５００μｍの厚さ）（サポート基板、仮基板など）に貼り付け、接合などプロセスが終了した後に、このサポート基板を取り外してもよい。 For handling, the substrate to be joined may be temporarily joined to another substrate. For example, when the thickness of the bonded substrate is 30 μm, the handling of this substrate is difficult. Therefore, a thin substrate (for example, a thickness of 30 μm) is attached to a relatively thick and handleable substrate (for example, a thickness of 0.5 mm or 500 μm) (support substrate, temporary substrate, etc.), and after the process such as joining is completed. , This support board may be removed.
いくつかの実施形態では、接合される一対の基板の一方又は両方の表面にオーバーコート剤を塗布してもよく、又はオーバーコート層を形成してもよい。オーバーコート層は、基板の全面に亘って形成してもよく、基板の表面の一部に形成してもよい。 In some embodiments, the overcoating agent may be applied to one or both surfaces of the pair of substrates to be joined, or an overcoating layer may be formed. The overcoat layer may be formed over the entire surface of the substrate or may be formed on a part of the surface of the substrate.
オーバーコート層とは、基板表面に形成された層である。オーバーコート層の目的は、例示的に、基板表面、基板上のデバイス又は素子などを保護すること、凹凸を埋めることなどがある。いくつかの実施形態では、オーバーコート層は、無機材を含む層であってもよい。いくつかの実施形態では、オーバーコート層は、有機材料を含む層であってもよい。無機材料としては、シリカ、酸化錫、アルミナ、ジルコニア、チタニア等の無機酸化物であってもよい。例えば、シリカは、抵抗値に安定性がある材料であるといわれている。有機材料は絶縁体であってもよい。有機絶縁膜は、例示的に、一般汎用高分子（ＰＭＭＡ、ＰＳ）、フェノール基を有する高分子誘導体、アクリル系高分子、イミド系高分子、アリールエーテル系高分子、アミド系高分子、フッ素系高分子、ｐ−キシレン系高分子、ビニルアルコール系高分子、及びそれらの混合物などが含まれる。 The overcoat layer is a layer formed on the surface of the substrate. The purpose of the overcoat layer is, for example, to protect the surface of the substrate, a device or element on the substrate, and to fill irregularities. In some embodiments, the overcoat layer may be a layer containing an inorganic material. In some embodiments, the overcoat layer may be a layer containing an organic material. The inorganic material may be an inorganic oxide such as silica, tin oxide, alumina, zirconia, or titania. For example, silica is said to be a material with stable resistance. The organic material may be an insulator. Examples of the organic insulating film include general-purpose polymers (PMMA, PS), polymer derivatives having a phenol group, acrylic polymers, imide-based polymers, aryl ether-based polymers, amide-based polymers, and fluorine-based polymers. It includes polymers, p-xylene-based polymers, vinyl alcohol-based polymers, and mixtures thereof.
いくつかの実施形態では、オーバーコート層は、ウェットコーティング方法で形成されてもよい。いくつかの実施形態では、オーバーコート層は、ドライコーティング方法で形成されてもよい。いくつかの実施形態では、ウェットコーティングとドライコーティングを組み合わせてもよい。いくつかの実施形態では、オーバーコート層の形成は、複数回の工程に分けて行ってもよい。いくつかの実施形態では、異なる２種類の方法を組み合わせてもよい。いくつかの実施形態では、複数回のコーティング工程でオーバーコート層を形成してもよい。いくつかの実施形態では、オーバーコート剤は、接合する一対の基板の両方の接合面に塗布してもよい。いくつかの実施形態では、オーバーコート剤は、接合する一対の基板の一方の接合面のみに塗布してもよい。オーバーコート剤は、凹凸を有する基板の表面に塗布してもよい。 In some embodiments, the overcoat layer may be formed by a wet coating method. In some embodiments, the overcoat layer may be formed by a dry coating method. In some embodiments, a wet coating and a dry coating may be combined. In some embodiments, the formation of the overcoat layer may be carried out in multiple steps. In some embodiments, two different methods may be combined. In some embodiments, the overcoat layer may be formed in multiple coating steps. In some embodiments, the overcoating agent may be applied to both bonding surfaces of the pair of substrates to be bonded. In some embodiments, the overcoating agent may be applied to only one bonding surface of the pair of substrates to be bonded. The overcoating agent may be applied to the surface of the substrate having irregularities.
ドライコーティングの場合は、オーバーコート層は、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法又はスパッタ法により形成してもよい。 In the case of dry coating, the overcoat layer may be formed by a PVD method, a CVD method or a sputtering method.
ウェットコーティングの場合は、オーバーコート分散液を基板面上に塗布してもよい。溶液（オーバーコート剤）の塗布には、吹き付け塗装、浸漬コーティング、スピンコーティング、ナイフコーティング、キスコーティング、ロールコーティング、グラビアコーティング、スロットダイコーティング、バーコーティング、スクリーン印刷、インクジェット印刷、パット印刷、他の種類の印刷、または他の種類の印刷などを利用してもよい。ドライコーティング方法は、スパッタリング、蒸着などの物理気相成長や化学気相成長などを利用してもよい。いくつかの実施形態では、ウェットコーティングは、スリットコータを用いてオーバーコート剤を塗布してもよい。その他、例えば、ウェットコーティングによるシリカ含有オーバーコート層を形成する方法として、有機シラン化合物を用いてもよい。例示的に、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、テトラ−ｎ−ブトキシシランなどのテトラアルコキシシランなどの有機シラン化合物を加水分解して作製したシリカゾルを溶媒に溶解したものを塗布し、これの溶媒乾燥時に、シラノール基同士の脱水縮合を生じさせてもよい。 In the case of wet coating, the overcoat dispersion may be applied on the substrate surface. For application of solution (overcoating agent), spray coating, immersion coating, spin coating, knife coating, kiss coating, roll coating, gravure coating, slot die coating, bar coating, screen printing, inkjet printing, pad printing, etc. A type of printing, another type of printing, or the like may be used. As the dry coating method, physical vapor deposition such as sputtering or thin film deposition, chemical vapor deposition, or the like may be used. In some embodiments, the wet coating may be applied with an overcoat agent using a slit coater. In addition, for example, an organic silane compound may be used as a method for forming a silica-containing overcoat layer by wet coating. Illustratively, a silica sol prepared by hydrolyzing an organic silane compound such as tetraalkoxysilane such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-iso-propoxysilane, and tetra-n-butoxysilane. A solution of silane in a solvent may be applied, and when the solvent is dried, dehydration condensation between silanol groups may occur.
いくつかの実施形態では、オーバーコート剤（又はオーバーコート層）を焼成してもよい。焼成は、塗布後にオーバーコート剤を加熱することで行ってもよい。焼成は、オーバーコート剤が塗布された基板を加熱することで行ってもよい。焼成は、オーバーコート剤に対して熱エネルギーを与えることで行ってもよい。 In some embodiments, the overcoat agent (or overcoat layer) may be fired. The firing may be performed by heating the overcoating agent after coating. The firing may be performed by heating the substrate coated with the overcoating agent. The firing may be performed by applying thermal energy to the overcoating agent.
いくつかの実施形態では、オーバーコート剤（又はオーバーコート層）の焼成（加熱）は、オーバーコート層の表面に金属酸化物層を形成する前に行ってもよい。 In some embodiments, the overcoating agent (or overcoating layer) may be fired (heated) before the metal oxide layer is formed on the surface of the overcoating layer.
いくつかの実施形態では、オーバーコート剤（又はオーバーコート層）の焼成（加熱）は、基板を接合又は接合のために接触させる前に行ってもよい。 In some embodiments, the overcoating agent (or overcoating layer) may be fired (heated) prior to joining or contacting the substrates for joining.
いくつかの実施形態では、接合する一対の基板の一方又は両方（少なくとも一方）に、金属酸化物層を形成してもよい。いくつかの実施形態では、金属酸化物層は、オーバーコート層の表面に形成してもよい。金属酸化物層は、オーバーコート層上に形成してもよい。いくつかの実施形態では、金属酸化物層は、オーバーコート層上に直接形成されてもよい。いくつかの実施形態では、オーバーコート層と金属酸化物層との間に他の材料を含む層を形成してもよい。いくつかの実施形態では、一方の基板にオーバーコート層が形成され、他方の基板にオーバーコート層が形成されておらず、オーバーコート層上に金属酸化物層を形成し、オーバーコート層が形成されていない基板上に金属酸化物層を形成しなくてもよい。いくつかの実施形態では、一方の基板にオーバーコート層が形成され、他方の基板にオーバーコート層が形成されておらず、オーバーコート層上に金属酸化物層を形成せず、オーバーコート層が形成されていない基板上に金属酸化物層を形成してもよい。 In some embodiments, a metal oxide layer may be formed on one or both (at least one) of the pair of substrates to be joined. In some embodiments, the metal oxide layer may be formed on the surface of the overcoat layer. The metal oxide layer may be formed on the overcoat layer. In some embodiments, the metal oxide layer may be formed directly on the overcoat layer. In some embodiments, a layer containing other materials may be formed between the overcoat layer and the metal oxide layer. In some embodiments, the overcoat layer is formed on one substrate, the overcoat layer is not formed on the other substrate, the metal oxide layer is formed on the overcoat layer, and the overcoat layer is formed. It is not necessary to form the metal oxide layer on the substrate that has not been formed. In some embodiments, the overcoat layer is formed on one substrate, the overcoat layer is not formed on the other substrate, the metal oxide layer is not formed on the overcoat layer, and the overcoat layer is formed. A metal oxide layer may be formed on a substrate that has not been formed.
金属酸化物層は、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、スパッタ法（スパッタリング法）で行ってもよく、スパッタ法を含む手法又は工程で行われてもよい。スパッタ法は、イオンビームスパッタ法でもイオンビームアシストスパッタ法でもよい。イオンビームスパッタ法で形成された金属酸化物は、結晶性が比較的低く、結晶欠陥も比較的多く、また原子ベルで露出している表面が比較的多く、いわゆるダングリングボンドを多く有していると考えられる。したがって、比較的活性が高く、その表面が活性化されている状態にあり、接合しやすくなっていると考えられる。ただし、この物理的考察は推論であり、本開示はこのメカニズムはこれに限定されない。 The metal oxide layer may be carried out by a PVD method, a CVD method, a sputtering method (sputtering method), or by a method or process including a sputtering method. The sputtering method may be an ion beam sputtering method or an ion beam assist sputtering method. The metal oxide formed by the ion beam sputtering method has relatively low crystallinity, relatively many crystal defects, and a relatively large number of surfaces exposed by atomic bells, and has many so-called dangling bonds. It is thought that there is. Therefore, it is considered that the activity is relatively high and the surface thereof is in an activated state, which facilitates joining. However, this physical consideration is inference, and this disclosure is not limited to this mechanism.
例えば、酸化アルミニウムを例にとれば、金属をターゲットとし、実質的に不活性ガスと酸素とからなる混合ガスで行うスパッタ法により、酸化アルミニウムを対象基板上に形成することを含んでいてもよい。別の実施形態では、スパッタ法は、金属アルミニウムをターゲットとし、実質的に窒素ガスと酸素とからなる混合ガスで行ってもよい。混合ガスによって金属ターゲットを照射し、金属アルミニウムをスパッタすることで、アルミニウムと酸素の混合物又はアルミニウムの酸化物、酸化アルミニウムを接合面上に形成することができる。 For example, taking aluminum oxide as an example, it may include forming aluminum oxide on a target substrate by a sputtering method in which a metal is targeted and a mixed gas substantially composed of an inert gas and oxygen is used. .. In another embodiment, the sputtering method may be carried out by targeting metallic aluminum and using a mixed gas substantially consisting of nitrogen gas and oxygen. By irradiating a metal target with a mixed gas and sputtering metallic aluminum, a mixture of aluminum and oxygen, an oxide of aluminum, and aluminum oxide can be formed on the joint surface.
別の実施形態では、酸化アルミニウムを例にとれば、酸化アルミニウムの薄膜を基板の接合表面に形成することは、金属アルミニウムをターゲットとし、実質的に不活性ガスにより接合表面方向にスパッタし、他の方向から接合表面に対して酸素ガスを送り込むことを含んでいてもよい。 In another embodiment, taking aluminum oxide as an example, forming a thin film of aluminum oxide on the bonding surface of a substrate targets metallic aluminum, sputters substantially towards the bonding surface with an inert gas, and the like. It may include sending oxygen gas to the joint surface from the direction of.
不活性ガスは、希ガスであってもよい。希ガスは、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、ラドン（Ｒｎ）のいずれか一つであってもよく、これらの内の複数の混合ガスであってもよい。不活性ガスは、特にアルゴン（Ａｒ）であってもよい。 The inert gas may be a rare gas. The rare gas may be any one of helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), xenon (Xe), and radon (Rn), and a plurality of these rare gases may be used. It may be a mixed gas. The inert gas may be, in particular, argon (Ar).
スパッタに用いる混合ガスは、実質的にアルゴンガスと酸素ガスからなっていてもよい。混合ガスに含まれる酸素ガスの流量は、混合ガスの流量又は総流量に対して、実質的に、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、若しくは１０％、又はいずれかの値以上かそれより大きい値であってもよい。 The mixed gas used for sputtering may be substantially composed of argon gas and oxygen gas. The flow rate of oxygen gas contained in the mixed gas is substantially 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, or 10% with respect to the flow rate or total flow rate of the mixed gas. , Or a value greater than or equal to either value.
混合ガスは他のアルゴンガスを含んでいてもよく、アルゴンガス以外の希ガスを含んでいてもよい。混合ガスがアルゴンガスと異なるガスを含む場合、又は装置や環境の影響などにより、実質的にスパッタ特性が異なる場合は若しくは顕著に異なる場合には、適切な酸素ガスの流量が選択されてもよい。例えば、当該希ガスのスパッタ率がアルゴンガスのみを用いた場合より小さければ、酸素の流量比率が５％より小さくてもよく、例えば４％、３％以下であってもよい。逆に例えば、当該希ガスのスパッタ率がアルゴンガスのみを用いた場合より大きければ、酸素の流量比率が５％より大きくてもよく、例えば６％、７％以上であってもよい。 The mixed gas may contain another argon gas, or may contain a rare gas other than the argon gas. An appropriate oxygen gas flow rate may be selected when the mixed gas contains a gas different from that of argon gas, or when the sputtering characteristics are substantially different or significantly different due to the influence of equipment or the environment. .. For example, if the sputtering rate of the rare gas is smaller than that when only argon gas is used, the flow rate ratio of oxygen may be smaller than 5%, for example, 4% or 3% or less. On the contrary, for example, if the sputtering rate of the rare gas is larger than that when only argon gas is used, the flow rate ratio of oxygen may be larger than 5%, for example, 6% or 7% or more.
金属酸化物の金属は、貴金属でもよく、遷移金属でも良い。金属酸化物は、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＣｕＡｌＯ２、ＳｒＣｕ２Ｏ２、ＬａＣｕＯＳｅ、ＣｕＭｅＯ２、Ｉｎ２Ｏ３-ＳｎＯ２、ＳｎＯ２-Ｓｂ２Ｏ５、ＺｎＯ-Ａｌから選択されてもよい。金属酸化物は、電気伝導体であってもよく、半導体であってもよく、絶縁体であってもよい。金属酸化物は、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＶＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｒＴｉＯ３、ＩＧＺＯから選択されてもよい。金属酸化物は、不純物又は添加物を含んでいてもよい。不純物又は添加物は、金属、非金属、化合物、又は酸化物でもよい。金属酸化物は、結晶、非結晶、単結晶、多結晶、又はアモルファスであってもよい。金属酸化物の代わりに、金属窒化物を用いてもよい。 The metal of the metal oxide may be a noble metal or a transition metal. Metal oxides, Al 2 O 3, TiO 2 , CuAlO 2, SrCu 2 O 2, LaCuOSe, be selected from CuMeO 2, In 2 O 3 -SnO 2, SnO 2 -Sb 2 O 5, ZnO-Al Good. The metal oxide may be an electric conductor, a semiconductor, or an insulator. The metal oxide may be selected from ZnO, NiO, SnO 2 , TiO 2 , VO 2 , In 2 O 3 , SrTIO 3 , and IGZO. The metal oxide may contain impurities or additives. Impurities or additives may be metals, non-metals, compounds, or oxides. The metal oxide may be crystalline, non-crystalline, single crystal, polycrystalline, or amorphous. A metal nitride may be used instead of the metal oxide.
金属酸化物層の厚さは、０．１ｎｍから１０ｎｍ程度であってもよく、０．１ｎｍ、０．２ｎｍ、０．３ｎｍ、０．４ｎｍ、０．５ｎｍ、１ｎｍ、２ｎｍ、３ｎｍ、４ｎｍ、５ｎｍ、６ｎｍ、７ｎｍ、８ｎｍ、９ｎｍの値以上またはこれより大きい値であってもよい。金属酸化物層の厚さは、１０ｎｍ以下であってもよく、９ｎｍ、８ｎｍ、７ｎｍ、６ｎｍ、５ｎｍ、４ｎｍ、３ｎｍ、２ｎｍ、又は１ｎｍの値以下又は未満であってもよい。接合により形成された基板積層体での金属酸化物層の厚さは、０．１ｎｍから２０ｎｍ程度であってもよい。 The thickness of the metal oxide layer may be about 0.1 nm to 10 nm, 0.1 nm, 0.2 nm, 0.3 nm, 0.4 nm, 0.5 nm, 1 nm, 2 nm, 3 nm, 4 nm, 5 nm. , 6 nm, 7 nm, 8 nm, 9 nm or more, or a value larger than this. The thickness of the metal oxide layer may be 10 nm or less, and may be less than or less than the value of 9 nm, 8 nm, 7 nm, 6 nm, 5 nm, 4 nm, 3 nm, 2 nm, or 1 nm. The thickness of the metal oxide layer in the substrate laminate formed by bonding may be about 0.1 nm to 20 nm.
金属酸化物層の特性や成膜条件は、例えば、オージェ電子分光法（ＡＥＳ，Ａｕｇｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ，Ｘ−ｒａｙ Ｐｈｏｔｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）、捜査型電子顕微鏡法（ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡法（ＴＥＭ）などの表面分析法を用いて確認又は分析してもよい。 The characteristics and film forming conditions of the metal oxide layer are, for example, Auger electron spectroscopy (AES, Auger Electron Spectroscopy), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS, X-ray Photo Electron Spectroscopy), and investigative electron microscopy (SEM). , Transmission electron microscopy (TEM) and other surface analysis methods may be used for confirmation or analysis.
いくつかの実施形態では、成膜された金属酸化物層又は接合面の表面に対して表面活性化処理を行ってもよい。 In some embodiments, the surface of the formed metal oxide layer or joint surface may be surface activated.
いくつかの実施形態では、金属酸化物膜の成膜後に表面活性化処理を行わずに、基板同士を貼り合わせてもよい。 In some embodiments, the substrates may be bonded to each other without performing the surface activation treatment after the metal oxide film is formed.
エネルギー粒子は、イオンビーム源又は高速原子ビーム（ＦＡＢ）源などの粒子ビーム源を用いて、使用されるガス粒子又は原子のイオン又は中性原子あるいはそれらの混合ガスを加速することで生成してもよい。エネルギー粒子の照射は、プラズマ源を用いて行ってもよい。いくつかの実施形態では、表面活性化は、プラズマ処理を含んでいてもよい。 Energy particles are generated by accelerating gas particles or atomic ions or neutral atoms or a mixture of them using a particle beam source such as an ion beam source or a fast atomic beam (FAB) source. May be good. Irradiation of energy particles may be performed using a plasma source. In some embodiments, the surface activation may include plasma treatment.
粒子ビーム源を用いて、粒子に所定の運動エネルギーを与えることができる。粒子ビーム源は、例えば圧力が１×１０−５Ｐａ（パスカル）以下などの真空中で作動する。 A particle beam source can be used to apply a given kinetic energy to a particle. The particle beam source operates in vacuum, for example, at a pressure of 1 × 10-5 Pa (Pascal) or less.
中性原子ビーム源としては、高速原子ビーム源（ＦＡＢ，Ｆａｓｔ Ａｔｏｍ Ｂｅａｍ）を用いることができる。高速原子ビーム源（ＦＡＢ）は、典型的には、ガスのプラズマを発生させ、このプラズマに電界を掛けて、プラズマから電離した粒子の陽イオンを摘出し電子雲の中を通過させて中性化する構成を有している。この場合、例えば、希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）の場合、高速原子ビーム源（ＦＡＢ）への供給電力を、１．５ｋＶ（キロボルト）、１５ｍＡ（ミリアンペア）に設定してもよく、あるいは０．１から５００Ｗ（ワット）の間の値に設定してもよい。たとえば、高速原子ビーム源（ＦＡＢ）を１００Ｗ（ワット）から２００Ｗ（ワット）で稼動してアルゴン（Ａｒ）の高速原子ビームを２分ほど照射すると、接合される表面の上記酸化物、汚染物等（表面層）は除去され、新生表面を露出させることができる。 As the neutral atom beam source, a high-speed atom beam source (FAB, Fast Atom Beam) can be used. A high-speed atomic beam source (FAB) typically generates a gas plasma and applies an electric field to the plasma to extract cations of particles ionized from the plasma and pass them through an electron cloud to neutralize them. It has a structure to be converted. In this case, for example, in the case of argon (Ar) as the rare gas, the power supply to the high-speed atomic beam source (FAB) may be set to 1.5 kV (kilovolt), 15 mA (milliampere), or 0.1. It may be set to a value between 1 and 500 W (watt). For example, when a high-speed atomic beam source (FAB) is operated at 100 W (watt) to 200 W (watt) and a high-speed atomic beam of argon (Ar) is irradiated for about 2 minutes, the oxides, contaminants, etc. on the surface to be joined are formed. The (surface layer) can be removed to expose the new surface.
イオンビーム源としては、コールドカソード型イオン源を用いることができる。 As the ion beam source, a cold cathode type ion source can be used.
イオンビーム源は、ライン型のコールドカソード型イオンビーム源であってもよい。ライン型粒子ビーム源とは、ライン型（線状）の又は細長い粒子ビーム放射口を有する粒子ビーム源であり、この放射口からライン型（線状）に粒子ビームを放射することができる。放射口の長さは、粒子ビームが照射される基板の直径より大きいことが好ましい。基板が円形でない場合には、放射口の長さは、粒子ビーム源に対して相対的に移動させられる基板に係る放射口が延びる方向の最大寸法より大きいことが好ましい。 The ion beam source may be a line type cold cathode type ion beam source. The line type particle beam source is a particle beam source having a line type (linear) or elongated particle beam emission port, and the particle beam can be emitted from the emission port in a line type (linear). The length of the emission port is preferably larger than the diameter of the substrate on which the particle beam is irradiated. If the substrate is not circular, the length of the emission port is preferably greater than the maximum dimension in the extending direction of the emission port for the substrate that is moved relative to the particle beam source.
ライン型粒子ビーム源から放射された粒子ビームは、表面活性化処理中のある時刻においては、基板上の線状の領域又は細長い領域を照射している。そして、ライン型粒子ビーム源から基板に向けて粒子ビームを放射させつつ、放射口が延びる方向と垂直方向に基板支持体を走査させる。その結果、線状の粒子ビームの照射領域が基板のすべての接合部上を通過する。ライン型の粒子ビーム源が、基板上を通過し終えると、基板全体が、粒子ビームにより実質的に均一に照射され、表面活性化される。 The particle beam emitted from the line-type particle beam source irradiates a linear region or an elongated region on the substrate at a certain time during the surface activation treatment. Then, while radiating the particle beam from the line-type particle beam source toward the substrate, the substrate support is scanned in the direction perpendicular to the direction in which the emission port extends. As a result, the irradiated region of the linear particle beam passes over all the junctions of the substrate. When the line-type particle beam source finishes passing over the substrate, the entire substrate is irradiated substantially uniformly by the particle beam and the surface is activated.
ライン型の粒子ビーム源は、比較的面積の大きい基板の表面を、比較的均一に粒子ビームで照射する際に適している。また、ライン型の粒子ビーム源は、基板の様々な形状に対応して、比較的均一に粒子ビームを照射することができる。 The line-type particle beam source is suitable for irradiating the surface of a substrate having a relatively large area with a particle beam relatively uniformly. In addition, the line-type particle beam source can irradiate the particle beam relatively uniformly corresponding to various shapes of the substrate.
エネルギー粒子は、実質的に希ガスと酸素ガスとからなる混合ガスであってもよく、同混合ガスであってもよく、その他のガスを含んでいてもよい。酸素ガスを含まずに希ガスだけを用いたエネルギー粒子ビームを照射すると、金属酸化物の表面近傍で酸素が金属に対して欠乏する場合がある。この際に、金属の量が比較的に増加することにより、可視光などの光の透過率が低下する場合がある。これは、この金属を比較的多く含む領域で吸収されるためであろうと推測される。したがって、接合面に対して照射するエネルギー粒子ビームは、酸素を含むことで、この酸素が金属酸化物表面に結合し、酸素の欠乏を回避又は低減させることができると考えられる。これにより、十分な接合された透明基板の積層体の光透過率を得ることが可能になると考えられる。 The energy particles may be a mixed gas substantially composed of a rare gas and an oxygen gas, may be the same mixed gas, or may contain other gases. When an energy particle beam using only a rare gas without containing oxygen gas is irradiated, oxygen may be deficient in the metal near the surface of the metal oxide. At this time, the transmittance of light such as visible light may decrease due to the relatively increase in the amount of metal. It is presumed that this is because it is absorbed in the region containing a relatively large amount of this metal. Therefore, it is considered that when the energy particle beam irradiating the joint surface contains oxygen, the oxygen is bound to the surface of the metal oxide, and the oxygen deficiency can be avoided or reduced. It is considered that this makes it possible to obtain the light transmittance of the laminated body of the transparent substrates sufficiently bonded.
エネルギー粒子は、希ガスであってもよく、希ガスを含んでいてもよい。当該希ガスは、アルゴンであってよく、他の希ガスであってもよい。エネルギー粒子は、中性原子又はイオンでもよく、さらには、ラジカル種でもよく、またさらには、これらが混合した粒子群でもよい。 The energy particles may be a rare gas or may contain a rare gas. The rare gas may be argon or another rare gas. The energy particles may be neutral atoms or ions, may be radical species, or may be a group of particles in which they are mixed.
「表面活性化」とは、これなしに接触をさせた場合に実質的な結合又は接合がなされない表面に対して行う処理又は工程であって、当該処理等の後の表面を互いに接触させると所望又は実質的に有効な結合が得られる処理等を意味する。基板が表面活性化処理後に接合されることで形成された積層体は、そのまま加熱や光処理などをされてもよく、またされなくてもよい。 "Surface activation" is a treatment or step performed on a surface that is not substantially bonded or bonded when contacted without this, and when the surfaces after the treatment or the like are brought into contact with each other. It means a process or the like that can obtain a desired or substantially effective bond. The laminate formed by joining the substrates after the surface activation treatment may or may not be directly heated or light-treated.
各プラズマ又はビーム源の稼動条件、又は粒子の運動エネルギーに応じて、表面層の除去速度は変化しえる。そこで、表面活性化処理の処理時間を含む各条件を調節する必要がある。例えば、オージェ電子分光法（ＡＥＳ，Ａｕｇｅｒ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）やＸ線光電子分光法（ＸＰＳ，Ｘ−ｒａｙ Ｐｈｏｔｏ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）などの表面分析法を用いて、表面層に含まれる酸素や炭素の存在が確認できなくなる時間又はそれより長い時間を、表面活性化処理の処理時間として採用してもよい。 The removal rate of the surface layer can vary depending on the operating conditions of each plasma or beam source, or the kinetic energy of the particles. Therefore, it is necessary to adjust each condition including the treatment time of the surface activation treatment. For example, the presence of oxygen and carbon contained in the surface layer is confirmed by using a surface analysis method such as Auger electron spectroscopy (AES, Auger Electron Spectroscopy) or X-ray photoelectron spectroscopy (XPS, X-ray Photoelectron Spectroscopy). The time during which the surface activation treatment cannot be performed or a time longer than that may be adopted as the treatment time for the surface activation treatment.
いくつかの実施形態では、金属酸化物層の成膜前に基板の接合表面に対してエネルギー粒子を照射することを更に含んでいてもよい。エネルギー粒子の照射により、基板の接合表面を活性化することで、例えば、当該接合表面とその上に形成される薄膜との接合強度を上げることができる。 In some embodiments, the bonding surface of the substrate may be further irradiated with energy particles before the metal oxide layer is formed. By activating the bonding surface of the substrate by irradiation with energy particles, for example, the bonding strength between the bonding surface and the thin film formed on the bonding surface can be increased.
いくつかの実施形態では、金属酸化物層を介して、一対の基板（例えば、デバイス基板とカバー基板）を接合又は貼り合わせてもよい。接触させる際に基板の接合面と反対側又は接合面以外の面から、基板に対して力を加えてもよい。例えば、接合面に垂直方向の力を基板の外側から加えてもよい。いくつかの実施形態では、加圧は、接触した接合面全体に実質的に均等になるように力を加えてもよい。別の実施形態では、加圧は、接触した接合面の異なる面に対してそれぞれのタイミングで行われてもよい。加圧の際の、力の強さは時間的に一定であってもよく、可変であってもよい。加圧は、接合面の各部位に対して異なるタイミングで行ってもよい。接触した基板に対して、加圧装置をスライドさせて動かすことで、接合面に対して順次加圧してもよい。当該加圧装置は、ローラ状の加圧部を有していてもよい。 In some embodiments, a pair of substrates (eg, a device substrate and a cover substrate) may be joined or bonded via a metal oxide layer. A force may be applied to the substrate from the side opposite to the joint surface of the substrate or a surface other than the joint surface at the time of contact. For example, a force perpendicular to the joint surface may be applied from the outside of the substrate. In some embodiments, the pressurization may be applied so that it is substantially even over the entire contact surface. In another embodiment, the pressurization may be applied to different surfaces of the contacted joint surfaces at different timings. The strength of the force at the time of pressurization may be constant in time or variable. Pressurization may be performed at different timings on each part of the joint surface. By sliding the pressurizing device against the contacted substrate and moving it, the joint surface may be sequentially pressurized. The pressurizing device may have a roller-shaped pressurizing portion.
いくつかの実施形態では、接合を真空下で行ってもよい。いくつかの実施形態では、金属酸化物層の形成から接合までを真空下で行ってもよい。いくつかの実施形態では、基板上のデバイス形成から接合までを真空下で行ってもよい。いくつかの実施形態では、デバイス形成、金属酸化物層形成、接合まで真空を破らずに行ってもよい。いくつかの実施形態では、更に金属酸化物層形成との接合の間に接合面の活性化を真空中で行ってもよい。 In some embodiments, the bonding may be performed under vacuum. In some embodiments, the process from formation to bonding of the metal oxide layer may be performed under vacuum. In some embodiments, the process from device formation to bonding on the substrate may be performed under vacuum. In some embodiments, device formation, metal oxide layer formation, and bonding may be performed without breaking the vacuum. In some embodiments, the activation of the junction surface may be further performed in vacuum during the junction with the metal oxide layer formation.
いくつかの実施形態では、窒素などの不活性雰囲気中で接合してもよい。真空下又は不活性雰囲気中で接合を行うことで、例えば、デバイスの封止雰囲気を非酸化状態又はデバイスへの悪影響を防ぐ状態にすることができる。 In some embodiments, the bonding may be carried out in an inert atmosphere such as nitrogen. By performing the bonding under vacuum or in an inert atmosphere, for example, the sealing atmosphere of the device can be brought into a non-oxidizing state or a state of preventing adverse effects on the device.
本開示に含まれる封止方法は、接合又は貼り合わせの後に、積層体（接合体）に対して加熱することを更に含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、加熱は、接合体の少なくとも一部を加熱してもよい。いくつかの実施形態では、加熱は、接合体全体を加熱してもよい。加熱は、基板又は接合体全体に対して同時行ってもよく、基板又は接合体の部分ごとに行ってもよい。 The sealing method included in the present disclosure may further include heating the laminate (bonded body) after joining or bonding. In some embodiments, heating may heat at least a portion of the conjugate. In some embodiments, heating may heat the entire conjugate. The heating may be performed simultaneously on the entire substrate or the joint, or may be performed on each portion of the substrate or the joint.
いくつかの実施形態では、基板上に金属酸化物層を接合表面に形成した後、一対の基板を接触させること又は貼り合わせることを、真空中又は低圧力下の雰囲気で行わずに、大気中で行ってもよい。大気中とは、大気と同じ圧力下であっても異なる圧力下であってもよい。大気中とは、雰囲気が大気と同じ成分であってもよく、異なる成分であってもよい。大気中とは、大気から粒子などの浮遊する粒子を部分的又は実質的にすべて取り除いた雰囲気下であってもよい。 In some embodiments, a metal oxide layer is formed on the bonding surface on the substrate and then the pair of substrates are brought into contact with or bonded together in the atmosphere without vacuum or under pressure. You may go with. The pressure in the atmosphere may be the same as or different from that in the atmosphere. The atmosphere may be the same component as the atmosphere, or may be a different component from the atmosphere. The atmosphere may be an atmosphere in which suspended particles such as particles are partially or substantially completely removed from the atmosphere.
加熱の温度は、実質的に又はおおよそ、８０℃（摂氏８０度、以下同様）、１００℃、２００℃、２５０℃、３００℃、３５０℃、４００℃などの温度以上又はそれより高くてもよい。加熱温度は、実質的にまたはおおよそ、５５０℃、５００℃、４５０℃、４００℃、３５０℃、３００℃、２５０℃、２００℃などの温度以下又はそれより低くてもよい。 The heating temperature may be substantially or approximately 80 ° C. (80 degrees Celsius, and so on), 100 ° C., 200 ° C., 250 ° C., 300 ° C., 350 ° C., 400 ° C. or higher, or higher. .. The heating temperature may be substantially or approximately below or below temperatures such as 550 ° C, 500 ° C, 450 ° C, 400 ° C, 350 ° C, 300 ° C, 250 ° C, 200 ° C.
加熱時間は、実質的に又はおおよそ、５分、１０分、１５分、３０分、４５分、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、８時間、１０時間、１２時間、１５時間、１８時間、２０時間、２４時間、３６時間、４８時間、７２時間などの時間以上又はそれより長くてもよい。加熱時間は、実質的に又はおおよそ、９６時間、７２時間、４８時間、３６時間、２４時間、２０時間、１８時間、１５時間、１２時間、１０時間、８時間、６時間、５時間、４時間、３時間、２時間などの時間以下又はそれより短くてもよい。 The heating time is substantially or approximately 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, 30 minutes, 45 minutes, 1 hour, 2 hours, 3 hours, 4 hours, 5 hours, 6 hours, 8 hours, 10 hours, 12 It may be more than or longer than hours, 15 hours, 18 hours, 20 hours, 24 hours, 36 hours, 48 hours, 72 hours and the like. The heating time is substantially or approximately 96 hours, 72 hours, 48 hours, 36 hours, 24 hours, 20 hours, 18 hours, 15 hours, 12 hours, 10 hours, 8 hours, 6 hours, 5 hours, 4 hours. The time may be less than or shorter than a time such as 3 hours or 2 hours.
加熱は、例えば３００℃で１時間行ってもよい。加熱は例えば２００℃で１時間行ってもよい。 The heating may be performed at 300 ° C. for 1 hour, for example. Heating may be performed at 200 ° C. for 1 hour, for example.
加熱は、両基板が実質的に接触又は接合している個所（接合面）又はその近傍を局所的に加熱することを含んでいてもよい。加熱は、接合面又はその近傍をレーザで加熱することを含んでいてもよい。加熱は、その他の手法で、接合面又はその近傍に対して熱エネルギーを与えることを含んでいてもよい。 Heating may include locally heating at or near a location (joint surface) where both substrates are substantially in contact or joined. Heating may include heating the joint surface or its vicinity with a laser. Heating may include, in other ways, applying thermal energy to or near the junction surface.
加熱処理の雰囲気は、大気であってもよく、窒素雰囲気であってもよく、希ガス雰囲気であってもよい。 The atmosphere of the heat treatment may be an atmosphere, a nitrogen atmosphere, or a rare gas atmosphere.
＜実施例１＞
図１から図５に、ある実施形態による基板の接合方法を模式的に断面図で示す。
<Example 1>
1 to 5 schematically show a method of joining substrates according to an embodiment in a cross-sectional view.
図１に示すように、第一基板１０１は、表面に凹凸（凹凸構造）１０２を有している。凹凸１０２は、第一基板１０１の一部であってもよく、第一基板１０１上に形成された別部材であってもよい。凹凸１０２は、配線であってもよく、ブラックインクであってもよく、電子デバイスであってもよく、それらの任意の複数種類の凹凸構造を含んでいてもよい。凹凸１０２は、金属を含んでいてもよく、金属を含んでいなくてもよい。
As shown in FIG. 1, the
図２に示すように、第一基板１０１上に凹凸１０２を覆うようにオーバーコート剤を塗布してオーバーコート層１０３を形成する。いくつかの実施形態では、オーバーコート層は、スリットコータ―（図示せず）でオーバーコート剤を塗布することにより形成してもよい。
As shown in FIG. 2, an overcoat agent is applied on the
図３に示すように、第二基板２０１を用意し、両基板の接合面に金属酸化物層１０４，２０４を形成する。第一基板１０１上のオーバーコート層１０３上に第一金属酸化物層１０４を形成する。第二基板２０１上にオーバーコート層２０４を形成する。
As shown in FIG. 3, a
図４に示すように、第一基板１０１の第一金属酸化物層１０４と第二基板２０１の第二金属酸化物層２０４の表面（接合表面）に対して、表面活性化を行う。表面活性化は、エネルギー粒子３０１を各表面に照射することで行う。
As shown in FIG. 4, surface activation is performed on the surfaces (bonded surfaces) of the first
図５に示すように、表面活性化された金属酸化物層１０４，２０４を接触させることで、両基板１０１，２０１は金属酸化物層１０４，２０４を介して接合される。
As shown in FIG. 5, both
図５に示すように、一対の基板、すなわち第一基板１０１と第二基板２０１が、第一基板１０１上の凹凸１０２を覆うオーバーコート層１０３と、第一金属酸化物層１０４、第二金属酸化物層２０４を介して接合され、これにより基板接合体１００が形成されている。
As shown in FIG. 5, a pair of substrates, that is, the
例えば、凹凸構造１０２は発光デバイスを含んでいてもよい。第二基板２０１は透明基板であってもよい。金属酸化物層１０４，２０４は比較的透明に形成することができる。発光デバイス１０２から発せられた光は、いずれも透明な、オーバーコート層１０３、金属酸化物層１０４，２０４、及び第二基板２０１を通過して、基板接合体１００の外部に、効果的に取り出すことができる。
For example, the concave-
従来の液晶パネルや有機ＥＬデバイスを形成するために基板を接合する際にはパネルとカバーガラスとが接合される。これらの間に、ＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ、光学用透明粘着剤）などのフィルムやＯＣＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ｒｅｓｉｎ）などの液体材料が緩衝剤又は接着剤として使用されている。しかし、これらはコストが高く歩留まりも低いといわれている。本開示のいくつかの実勢形態による基板の接合方法を用いることで、例示的に、ディプレイを、低コスト、高歩留まりに製造することができる。また、ＯＣＡやＯＣＲの使用によっては実現が難しかった、フレキシブル基板の折り曲げの自由度や、折り曲げの繰り返し耐久性が、本開示のいくつかの実施形態により、解決され、又は向上する。 When joining substrates to form a conventional liquid crystal panel or organic EL device, the panel and cover glass are joined. Between these, a film such as OCA (Optical Clear Adhesive) or a liquid material such as OCR (Optical Clear Resin) is used as a buffer or an adhesive. However, these are said to have high costs and low yields. By using some of the methods of joining substrates according to the present disclosure, the display can be manufactured at low cost and high yield by way of example. Further, the degree of freedom of bending of the flexible substrate and the repeated bending durability, which have been difficult to realize by using OCA or OCR, are solved or improved by some embodiments of the present disclosure.
一例として、ＯＣＲを介して接合では、他にも問題点が指摘されている。例えば、液剤の粘度により、ディスペンサ、スリットコート、スクリーン印刷など様々な塗布方法が使われている。しかし、多くの場合、液剤は熱硬化性又は紫外線硬化性であり、反応に時間が掛かる。しかり、十分な時間が経過すると硬化が進みすぎ、接着性が悪くなる。したがって、液剤の塗布後、反応途中で、基板を貼り合わせる。そのため、この接合工程では、反応ガスを脱気できないので、ガスの残渣が存在する。これを解決するために、貼り合わせ後にオートクレーブが必要になる。それでもボイド等が残りうるため、この方法は実際の製造工程では使われていないといわれている。 As an example, other problems have been pointed out in joining via OCR. For example, depending on the viscosity of the liquid, various coating methods such as dispenser, slit coating, and screen printing are used. However, in many cases, the liquid agent is thermosetting or ultraviolet curable, and the reaction takes a long time. However, after a sufficient period of time, the curing progresses too much and the adhesiveness deteriorates. Therefore, after the liquid agent is applied, the substrates are bonded together during the reaction. Therefore, in this joining step, the reaction gas cannot be degassed, so that a gas residue is present. To solve this, an autoclave is required after bonding. It is said that this method is not used in the actual manufacturing process because voids and the like may still remain.
その他の例として、ＯＣＲの膜厚は数十μｍ又はそれ以上であるため、フレキシブル基板が曲げられるとクラックが入りやすい。 As another example, since the film thickness of OCR is several tens of μm or more, cracks are likely to occur when the flexible substrate is bent.
一例として、ＯＣＡのテープやフィルムも一般に高価である。 As an example, OCA tapes and films are also generally expensive.
本開示によれば、例示的に、ＯＣＲやＯＣＡを使わずに、良好な接合を実現することができる。例えば、オーバーコート剤は、塗布後に加熱硬化させて内部のガスを抜くことができる。一例として、オーバーコート剤は、比較的薄く塗布することができる。あるいは、薄膜のオーバーコート層を形成することができる。したがって、本開示のいくつかの実施形態に係る接合方法は、例えば、フレキシブル基板の接合、フレキシブルなディプレイ素子の製造に用いることができる。 According to the present disclosure, good bonding can be achieved without using OCR or OCA, for example. For example, the overcoating agent can be heat-cured after application to release the gas inside. As an example, the overcoat agent can be applied relatively thinly. Alternatively, a thin overcoat layer can be formed. Therefore, the joining method according to some embodiments of the present disclosure can be used, for example, for joining flexible substrates and manufacturing a flexible display element.
本開示によれば、例示的に、ＯＣＡやＯＣＲを使用することが不要となり、透過性を失うことなく基板を接合して、ディスプレイなどの基板接合体を薄く製造することができる。また例示的に、電池などの基板接合体の搭載容量を増やすことができる。例えば、ＯＣＲやＯＣＡの透過率は一般的に９０％程度と言われている。これに対し、金属酸化膜を用いた接合膜は、９９％程度の透過率で、１０ｎｍ程度の厚さで形成することができる。 According to the present disclosure, it is not necessary to use OCA or OCR as an example, and the substrates can be bonded without losing the transparency, and a substrate bonding body such as a display can be manufactured thinly. Also, as an example, the mounting capacity of a substrate bonding body such as a battery can be increased. For example, the transmittance of OCR and OCA is generally said to be about 90%. On the other hand, the bonding film using the metal oxide film can be formed with a transmittance of about 99% and a thickness of about 10 nm.
本開示はまた、本出願で開示されたいずれかの基板接合方法を含む方法で製造された電子又は光電子又は光デバイスを含み、一般にデバイスを含む。いくつかの実施形態では、デバイスは、本開示のいずれかの基板接合方法を含む方法で製造された積層体を含んでいてもよい。更なる実施形態ではデバイスは、有機ＥＬ素子を含んでいても良い。また更なる実施形態ではデバイスは、スマートフォン、ディスプレイデバイス、太陽電池、ＳＡＷフィルターデバイスであってもよく、窓、耐圧ガラスなどの建築資材であってもよい。 The disclosure also includes electronic or photoelectron or optical devices manufactured by methods including any of the substrate bonding methods disclosed in this application, and generally includes devices. In some embodiments, the device may include a laminate manufactured by a method that includes any of the substrate bonding methods of the present disclosure. In a further embodiment, the device may include an organic EL element. In a further embodiment, the device may be a smartphone, a display device, a solar cell, a SAW filter device, or a building material such as a window or pressure resistant glass.
本開示は以下の実施形態を含む：
Ａ０１
基板を接合する方法であって、
一対の基板を提供することと、
前記一対の基板の少なくとも一方の表面にオーバーコート剤を塗布することと、
前記一対の基板の少なくとも一方の表面に金属酸化物層を形成することと、
前記金属酸化物層を介して、前記一対の基板を接合すること、
を備える、基板の接合方法。
Ａ０１ｂ
基板を接合する方法であって、
一対の基板を提供することと、
前記一対の基板の少なくとも一方の表面にオーバーコート層を形成することと、
前記オーバーコート層の表面に第一金属酸化物層を形成することと、
前記一対の基板の他方の表面に第二金属酸化物層を形成することと、
前記第一金属酸化物層と前記第二金属酸化物層とを接触させて、前記一対の基板を接合すること、
を備える、基板の接合方法。
Ａ１１
前記オーバーコート層を形成する前記少なくとも一方の基板は、表面に凹凸を有する、
実施形態Ａ０１に記載の方法。
Ａ１２
前記凹凸の段差は、１ｎｍ以上である、
実施形態Ａ１１に記載の方法。
Ａ１２ｂ
前記凹凸の段差は、５０ｎｍ以上である、
実施形態Ａ１１に記載の方法。
Ａ１３
前記凹凸の段差は、１００ｎｍ以上である、
実施形態Ａ１１に記載の方法。
Ａ１４
前記一対の基板の少なくとも一方は、透明基板である、
実施形態Ａ０１からＡ１３のいずれか一項に記載の方法。
Ａ１５
前記一対の基板の少なくとも一方は、発光素子を備える、
実施形態Ａ０１からＡ１４のいずれか一項に記載の方法。
Ａ２１
前記オーバーコート層の形成は、オーバーコート剤を塗布することを含む、
実施形態Ａ０１からＡ１５のいずれか一項に記載の方法。
Ａ２２
前記オーバーコート剤の塗布は、スリットコータを用いて行う、
実施形態Ａ２１に記載の方法。
Ａ３１
前記塗布されたオーバーコート剤を焼成することを更に備える、
実施形態Ａ２１又はＡ２２に記載の方法。
Ａ３２
前記塗布されたオーバーコート剤を焼成することは、前記一対の基板を接合することの前に行う、
実施形態Ａ３１に記載の方法。
Ａ３３
前記塗布されたオーバーコート剤を焼成することは、前記オーバーコート層の表面に前記金属酸化物層を形成することの前に行う、
実施形態Ａ３１又はＡ３２に記載の方法。
Ａ３４
前記オーバーコート層の形成は、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法又はスパッタ法を用いて行われる、
実施形態Ａ０１からＡ１５のいずれか一項に記載の方法。
Ａ４１
前記金属酸化物を形成することは、スパッタ法を用いて行われる、
実施形態Ａ０１からＡ３４のいずれか一項に記載の方法。
Ａ５１
前記金属酸化物層を介して、前記一対の基板を接合することは、真空中で行う、
実施形態Ａ０１からＡ４１のいずれか一項に記載の方法。
Ａ５２
前記一対の基板の両方の表面に金属酸化物層を形成することから、
前記金属酸化物層を介して前記一対の基板を接合することまでを
すべて真空中で、又は真空を破らずに行う、
実施形態Ａ５１に記載の方法。
Ａ６１
前記一対の基板を接合することの前に、前記金属酸化物の表面に対して活性化処理を行うことを更に備える、
実施形態Ａ０１からＡ５２のいずれか一項に記載の方法。
Ａ６２
前記活性化処理は、プラズマ処理又は粒子ビーム照射を備える、
実施形態Ａ６１に記載の方法。
Ａ７０
前記金属酸化物は、酸化アルミニウム、酸化チタン又は酸化ニッケルである、
実施形態Ａ１からＡ６１のいずれか一項に記載の方法。
Ｂ０１
実施形態Ａ０１からＡ６２のいずれか一項に記載の方法により製造された基板接合体。
Ｃ０１
一対の基板と、
前記一対の基板の間に、
オーバーコート剤と、
金属酸化物層と、
を備える、
基板接合体。
Ｃ０２
第一基板と、
前記第一基板と接合された第二基板と、
前記第一基板と前記基板の間に、
前記第一基板上に形成されたオーバーコート層と、
前記オーバーコート層上に形成された第一金属酸化物層と、
前記第二基板上に形成され、前記第一金属酸化物層と接触している第二金属酸化物層と
を備える、
実施形態Ｃ０１に記載の基板接合体。
Ｃ０３
前記オーバーコート層が覆う前記第一基板の表面は凹凸を有している、
実施形態Ｃ０１又はＣ０２に記載の基板接合体。
Ｃ０４
前記第一基板と前記第二基板との少なくとも一方は透明基板であり、
前記第一基板上に発光素子を更に備える、
実施形態Ｃ０１からＣ０３のいずれか一項に記載の基板接合体。
Ｃ０５
前記金属酸化物は、酸化アルミニウム、酸化チタン又は酸化ニッケルである、
実施形態Ｂ０１、Ｃ０１からＣ０４のいずれか一項に記載の基板接合体。
Ｄ０１
実施形態Ｂ０１，Ｃ０１からＣ０５のいずれか一項に記載の基板接合体を備える、
ディスプレイデバイス。
The disclosure includes the following embodiments:
A01
It is a method of joining substrates
To provide a pair of boards
Applying an overcoating agent to at least one surface of the pair of substrates
To form a metal oxide layer on at least one surface of the pair of substrates,
Joining the pair of substrates via the metal oxide layer,
A method of joining a substrate.
A01b
It is a method of joining substrates
To provide a pair of boards
To form an overcoat layer on at least one surface of the pair of substrates,
Forming a first metal oxide layer on the surface of the overcoat layer and
To form a second metal oxide layer on the other surface of the pair of substrates,
Bringing the first metal oxide layer into contact with the second metal oxide layer to join the pair of substrates.
A method of joining a substrate.
A11
The at least one substrate forming the overcoat layer has irregularities on the surface.
The method according to embodiment A01.
A12
The uneven step is 1 nm or more.
The method according to embodiment A11.
A12b
The uneven step is 50 nm or more.
The method according to embodiment A11.
A13
The uneven step is 100 nm or more.
The method according to embodiment A11.
A14
At least one of the pair of substrates is a transparent substrate.
The method according to any one of embodiments A01 to A13.
A15
At least one of the pair of substrates comprises a light emitting element.
The method according to any one of embodiments A01 to A14.
A21
The formation of the overcoat layer comprises applying an overcoat agent.
The method according to any one of embodiments A01 to A15.
A22
The overcoating agent is applied using a slit coater.
The method according to embodiment A21.
A31
Further comprising firing the applied overcoat agent.
The method according to embodiment A21 or A22.
A32
Firing the applied overcoating agent is performed prior to joining the pair of substrates.
The method according to embodiment A31.
A33
Firing the applied overcoat agent is performed before forming the metal oxide layer on the surface of the overcoat layer.
The method according to embodiment A31 or A32.
A34
The overcoat layer is formed by using a CVD method, a PVD method or a sputtering method.
The method according to any one of embodiments A01 to A15.
A41
The formation of the metal oxide is carried out by using a sputtering method.
The method according to any one of embodiments A01 to A34.
A51
Joining the pair of substrates via the metal oxide layer is performed in vacuum.
The method according to any one of embodiments A01 to A41.
A52
Since the metal oxide layer is formed on both surfaces of the pair of substrates,
The process of joining the pair of substrates via the metal oxide layer is performed in vacuum or without breaking the vacuum.
The method according to embodiment A51.
A61
It further comprises performing an activation treatment on the surface of the metal oxide prior to joining the pair of substrates.
The method according to any one of embodiments A01 to A52.
A62
The activation treatment comprises plasma treatment or particle beam irradiation.
The method according to embodiment A61.
A70
The metal oxide is aluminum oxide, titanium oxide or nickel oxide.
The method according to any one of embodiments A1 to A61.
B01
A substrate bonding body produced by the method according to any one of embodiments A01 to A62.
C01
A pair of boards and
Between the pair of substrates
Overcoat agent and
With the metal oxide layer
To prepare
Wafer bonding.
C02
With the first board
The second substrate bonded to the first substrate and
Between the first substrate and the substrate
The overcoat layer formed on the first substrate and
The first metal oxide layer formed on the overcoat layer and
A second metal oxide layer formed on the second substrate and in contact with the first metal oxide layer is provided.
The substrate bonding body according to the embodiment C01.
C03
The surface of the first substrate covered by the overcoat layer has irregularities.
The substrate bonding according to the embodiment C01 or C02.
C04
At least one of the first substrate and the second substrate is a transparent substrate.
A light emitting element is further provided on the first substrate.
The substrate bonding according to any one of embodiments C01 to C03.
C05
The metal oxide is aluminum oxide, titanium oxide or nickel oxide.
The substrate bonding according to any one of embodiments B01, C01 to C04.
D01
The substrate bonding body according to any one of embodiments B01, C01 to C05 is provided.
Display device.
以上、本願発明の幾つかの実施形態及び実施例について説明したが、これらの実施形態及び実施例は、本願発明を例示的に説明するものである。特許請求の範囲は、本願発明の技術的思想から逸脱することのない範囲で、実施の形態に対する多数の変形形態を包括するものである。したがって、本明細書に開示された実施形態及び実施例は、例示のために示されたものであり、本願発明の範囲を限定するものと考えるべきではない。 Although some embodiments and examples of the present invention have been described above, these embodiments and examples exemplify the present invention. The scope of the claims covers a large number of modifications to the embodiments without departing from the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments and examples disclosed herein are provided for illustration purposes only and should not be considered to limit the scope of the invention of the present application.
１０１，２０１ 基板
１０２ 凹凸構造
１０３ オーバーコート層
１０４，２０４ 金属酸化物層
１００ 基板接合体
101,201
Claims (24)
一対の基板を提供することと、
前記一対の基板の少なくとも一方の表面にオーバーコート層を形成することと、
前記一対の基板の少なくとも一方の表面に金属酸化物層を形成することと、
前記金属酸化物層を介して、前記一対の基板を接合すること、
を備える、基板の接合方法。 It is a method of joining substrates
To provide a pair of boards
To form an overcoat layer on at least one surface of the pair of substrates,
To form a metal oxide layer on at least one surface of the pair of substrates,
Joining the pair of substrates via the metal oxide layer,
A method of joining a substrate.
請求項１に記載の方法。 The at least one substrate forming the overcoat layer has irregularities on the surface.
The method according to claim 1.
請求項２に記載の方法。 The uneven step is 1 nm or more.
The method according to claim 2.
請求項２に記載の方法。 The uneven step is 100 nm or more.
The method according to claim 2.
請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。 At least one of the pair of substrates is a transparent substrate.
The method according to any one of claims 1 to 4.
請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。 At least one of the pair of substrates comprises a light emitting element.
The method according to any one of claims 1 to 5.
請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。 The formation of the overcoat layer includes applying an overcoat agent using a slit coater.
The method according to any one of claims 1 to 6.
請求項７に記載の方法。 Further comprising firing the applied overcoat agent.
The method according to claim 7.
請求項８に記載の方法。 Firing the applied overcoating agent is performed prior to joining the pair of substrates.
The method according to claim 8.
請求項８又は９に記載の方法。 Firing the applied overcoat agent is performed before forming the metal oxide layer on the surface of the overcoat layer.
The method according to claim 8 or 9.
請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。 The overcoat layer is formed by using a CVD method, a PVD method or a sputtering method.
The method according to any one of claims 1 to 6.
請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。 The formation of the metal oxide layer is carried out by using a sputtering method.
The method according to any one of claims 1 to 11.
請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。 Joining the pair of substrates via the metal oxide layer is performed in vacuum.
The method according to any one of claims 1 to 12.
前記金属酸化物層を介して前記一対の基板を接合することまでを
すべて真空中で、又は真空を破らずに行う、
請求項１３に記載の方法。 Since the metal oxide layer is formed on both surfaces of the pair of substrates,
The process of joining the pair of substrates via the metal oxide layer is performed in vacuum or without breaking the vacuum.
13. The method of claim 13.
請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の方法。 It further comprises performing an activation treatment on the surface of the metal oxide prior to joining the pair of substrates.
The method according to any one of claims 1 to 14.
請求項１５に記載の方法。 The activation treatment comprises plasma treatment or particle beam irradiation.
15. The method of claim 15.
請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。 The metal oxide is aluminum oxide, titanium oxide or nickel oxide.
The method according to any one of claims 1 to 16.
前記一対の基板の間に、
オーバーコート剤と、
金属酸化物層と、
を備える、
基板接合体。 A pair of boards and
Between the pair of substrates
Overcoat agent and
With the metal oxide layer
To prepare
Wafer bonding.
前記第一基板と接合された第二基板と、
前記第一基板と前記基板の間に、
前記第一基板上に形成されたオーバーコート層と、
前記オーバーコート層上に形成された第一金属酸化物層と、
前記第二基板上に形成され、前記第一金属酸化物層と接触している第二金属酸化物層と
を備える、
請求項１９に記載の基板接合体。 With the first board
The second substrate bonded to the first substrate and
Between the first substrate and the substrate
The overcoat layer formed on the first substrate and
The first metal oxide layer formed on the overcoat layer and
A second metal oxide layer formed on the second substrate and in contact with the first metal oxide layer is provided.
The substrate bonding body according to claim 19.
請求項１９又は２０に記載の基板接合体。 The surface of the first substrate covered by the overcoat layer has irregularities.
The substrate bonding according to claim 19 or 20.
前記第一基板上に発光素子を更に備える、
請求項１８から２１のいずれか一項に記載の基板接合体。 At least one of the first substrate and the second substrate is a transparent substrate.
A light emitting element is further provided on the first substrate.
The substrate bonding according to any one of claims 18 to 21.
請求項１８から２２のいずれか一項に記載の基板接合体。 The metal oxide is aluminum oxide, titanium oxide or nickel oxide.
The substrate bonding according to any one of claims 18 to 22.
ディスプレイデバイス。
The substrate bonding according to any one of claims 19 to 23 is provided.
Display device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019028938A JP2020136104A (en) | 2019-02-20 | 2019-02-20 | Device encapsulation method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019028938A JP2020136104A (en) | 2019-02-20 | 2019-02-20 | Device encapsulation method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020136104A true JP2020136104A (en) | 2020-08-31 |
Family
ID=72263506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019028938A Pending JP2020136104A (en) | 2019-02-20 | 2019-02-20 | Device encapsulation method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2020136104A (en) |
-
2019
- 2019-02-20 JP JP2019028938A patent/JP2020136104A/en active Pending
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