JP4650095B2 - 薄膜デバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
さらには、例えば、ガラス面内の一部に機械的にスクライブ溝を刻んで、炭酸ガスレーザ等からのパワービームを走査し、スクライブ溝の一部を含むように照射スポットを維持、走査することで、ガラス面内に刻んだスクライブ溝を所望のパターンで延伸し、これによりガラス基板を割断する方法も提案されている(例えば、特許文献3参照)。
例えば、スクライブ溝を刻んだ後にそのスクライブ溝の部分を機械的または熱的応力によって割断分離すると、スクライブ溝の形成時に生じたひび割れをケミカル処理によって除去した場合であっても、その後に行うガラス割断の際に意図せぬ割れが多発してしまう可能性がある。
また、ガラス面内の一部に機械的に刻んだスクライブ溝を炭酸ガスレーザ等からのパワービームを走査して延伸することにより割断する方法は、ガラス板の厚さが例えば0.1〜0.2mm以下の場合、スクライブ溝の延伸時に炭酸ガスレーザの走査方向とは異なる、意図せぬ方向に溝が走ってしまう、すなわち、ガラス板が割れてしまうことが多くなり、実用上の問題が残されている。
そして、スクライブ溝の形成後は、次いで、板材のスクライブ溝形成面側にエッチングを行う。「エッチング」は、板材表面に対する化学的または電気化学的な除去処理であり、その代表的なものとしては、例えば板材がガラス基板を構成するものであれば弗化水素酸を含む溶液を用いて行うエッチングのように、方向によらず等速度で均一に行われる等方性エッチングが挙げられる。ただし、ここでいう「エッチング」には、等方性を有さない非等方的な異方性エッチングも含まれる。このエッチング(等方性エッチングまたは異方性エッチング)は、板材の厚さが基板の所望厚さとなるまで行う。したがって、エッチングが進行して板材が均一に薄くなっても、見かけ上におけるスクライブ溝の深さは変わらないため、スクライブ溝が基板の所望厚さよりも深く形成されていれば、板材の厚さが基板の所望厚さになったときには、その板材がスクライブ溝の形成箇所の部分で分断されることになる。
また、この間、エッチングが等方性を有する場合であれば、スクライブ溝の側壁部分も等方的なエッチングを受けるため、そのスクライブ溝の形成時に側壁周辺にマイクロクラックが生じていても、そのマイクロクラックを含む領域がエッチング除去され消失することになる。一方、エッチングが非等方的な異方性のものであっても、そのエッチングにより、スクライブ溝周辺のマイクロクラック領域を含む板材表面近傍部分は、その板材の元の厚さと所望厚さとの差分だけ削られて除去されることになる。つまり、いずれの場合であっても、板材の分断後は、その分断箇所にマイクロクラックが存在することなく、そのマイクロクラックに起因する機械的または熱的な強度低下を招いてしまうこともない。
図1は、本発明に係る薄膜デバイスの製造方法の第1実施形態の概要を示す説明図である。図例は、薄膜層の形成に先立ってガラス基板の切り出しを行う場合に適用して好適な実施形態を示している。
この分断後の板材101が、薄膜デバイスを構成するガラス基板となるのである。つまり、薄膜デバイスを構成するガラス基板は、機械的もしくは熱的応力による割断、またはレーザ等のパワービームを利用した割断によって切り出されるのではなく、スクライブ溝102および等方性エッチングを利用した分断によって切り出されるのである。
図2は、本発明に係る薄膜デバイスの製造方法の第2実施形態の概要を示す説明図である。図例は、薄膜層の形成後にガラス基板の切り出しを行う場合に適用して好適な実施形態を示している。
しかも、第2実施形態では、薄膜層104の形成面側に耐弗酸性のワックス105を塗布しているので、等方性エッチングに用いる溶液103が薄膜層104の形成面側に侵入して当該薄膜層104に悪影響を及ぼすのを回避することができ、さらには等方性エッチングが進行して板材101が分断された後にも、その分断後の板材101(分断によって得られるガラス基板)がばらばらにならないという利点が得られる。
図3〜5は、本発明に係る薄膜デバイスの製造方法の第3実施形態の概要を示す説明図である。
また、第2板材204としては、好ましくは、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、ステンレス、インコネル(例えば、インコネル625(組成はNi>58%、Cr20%〜23%、Fe<5%、Mo8%〜10%、Nb3.1%〜4.2%))等の耐酸性の金属板またはこれらの積層板、これらの耐酸性金属膜で被覆された金属板若しくはガラス板またはセラミックス板、またはこれらの積層板を用いることが考えられる。あるいは、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルホン、ポリオレフィン、ポリイミド等の樹脂板を用いてもよい。このような第2板材204の第1板材201への貼り合わせは、使用する第1接着剤203の特性に応じて行えばよい。例えば、第1接着剤203が熱可塑性接着剤(ホットメルト接着剤)であれば、加熱装置(例えばホットプレート)による加熱処理により行うことができる。
また、このとき、第1板材201では、スクライブ溝206の側壁部分も等方的なエッチングを受ける。そのため、スクライブ溝206の形成時に、その側壁周辺にマイクロクラックが生じていた場合であっても、そのマイクロクラックを含む領域がエッチング除去され消失することになる。
また、第3板材208は、耐熱温度100℃以上の基材が好ましく、具体的にはポリイミドを例示できるが、その他にポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルサルフォン、ポリオレフィン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンエーテル、ポリアセタール、ポリメチルペンテン、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、液晶プラスチック、ポリベンゾイミダゾール、熱硬化性ポリブタジエン等からなる基板、またはこれらの材料からなるポリマーアロイ、ファイバー強化された単体材料基板、シリカ等のフィラーで強化された単体材料基板、または同一材料の積層基板、またはこれらのうち少なくとも一つを含む積層基板でもよく、ステンレス、アルミニウム等の金属板、またはアルミナ(Al2O3)、シリカ(SiO2)、シリコンカーバイド(SiC)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(CaO)等を成分とするセラミックス板の単体材料基板、またはこれらのうち少なくとも一つを含む積層基板を用いることが考えられる。特に、第3板材208としては、金属板またはセラミックス板の単体材料基板、または同一材料の積層基板、またはこれらのうち少なくとも一つを含む積層基板が好ましい。このような積層基板は、接着剤による接着または熱融着のうち少なくとも一方により製造することができる。さらに、第3板材208は、反射型液晶表示装置におけるTFT基板、有機EL表示装置におけるTFT/発光層基板等のように、偏光特性が問題とならない場合には、ポリマー基板製造時に、一般に広く知られている2軸延伸法によって、例えば室温から100℃〜120℃までの低温領域における線膨張係数を見掛け上低減した基板を用いることもできる。なお、2軸延伸法が既に実用化されている材料としては、ポリエチレンテレフタレートとポリエチレンナフレートを挙げることができる。
このようにして第1接着剤203および第2板材204を除去しても、第1板材201に第2接着剤207を介して第3板材208を接着した後であれば、第1板材201がばらばらにならないという利点が得られる。
図6〜8は、本発明に係る薄膜デバイスの製造方法の第4実施形態の概要を示す説明図である。
上述した第1〜第4実施形態は、例えば液晶表示装置に適用することが考えられる。液晶表示装置への適用は、第1〜第4実施形態で説明した内容のいずれであってもよいが、ここでは第3実施形態で説明した基板分断を適用して構成した液晶表示装置を例に挙げて説明する。
上述した第5実施形態では、本発明を液晶表示装置に適用した場合を例に挙げたが、これと同様に、本発明は有機EL表示装置にも適用することが考えられる。有機EL表示装置への適用は、第1〜第4実施形態で説明した内容のいずれであってもよいが、ここでは第3実施形態で説明した基板分断を適用して構成した液晶表示装置を例に挙げて説明する。
ただし、この「エッチング」は、必ずしも第1〜第6実施形態で説明したような等方性エッチングに限定されることはなく、等方性を有さない非等方的な異方性エッチングであってもよい。エッチングが非等方的な異方性のものであっても、例えば図12に示すように、そのエッチングをスクライブ溝の形成面側に対して行えば、そのエッチングにより、スクライブ溝周辺のマイクロクラック領域を含む板材表面近傍部分は、その板材の元の厚さと所望厚さとの差分だけ削られて除去されるので、結果としてスクライブ溝周辺に生じているマイクロクラックも除去されるからである。
Claims (6)
- 薄膜層が形成された基板となる板材で当該基板の所望厚さよりも大きな厚さを有するものに対して、前記所望厚さよりも深いスクライブ溝を形成する工程と、
前記板材の前記スクライブ溝の形成面側に当該板材の厚さが前記所望厚さとなるまでエッチングを行う工程と
を含み、
前記エッチングを行う工程によって前記板材が前記スクライブ溝の形成箇所の部分で分断され、分断後の板材が前記薄膜層が形成された基板となる薄膜デバイスの製造方法。 - 前記スクライブ溝を形成する工程に先立ち、前記板材を薄板化するための研磨処理の工程を行う
請求項1に記載の薄膜デバイスの製造方法。 - 基板となる第1板材で当該基板の所望厚さよりも大きな厚さを有するものの片面に薄膜層を形成する工程と、
前記第1板材の前記薄膜層が形成された面側に第1接着剤を介して第2板材を接着し当該薄膜層を封止する工程と、
前記第1板材の他の片面上で前記薄膜層の外周端縁よりも外方の位置に前記所望厚さよりも深いスクライブ溝を形成する工程と、
前記第1板材の前記スクライブ溝の形成面側に当該第1板材の厚さが前記所望厚さとなるまでエッチングを行う工程と、
前記エッチングの後における前記第1板材の前記スクライブ溝の形成面側に第2接着剤を介して第3板材を接着するとともに、前記第1接着剤および前記第2板材を除去する工程と、
前記薄膜層の外周端縁よりも外方に位置する前記スクライブ溝の形成位置または当該スクライブ溝よりもさらに外方の位置で前記第1板材、前記第2接着剤および前記第3板材を切断する工程と
を含む薄膜デバイスの製造方法。 - 前記スクライブ溝を形成する工程に先立ち、前記第1板材を薄板化するための研磨処理の工程を行う
請求項3に記載の薄膜デバイスの製造方法。 - 基板となる板材で当該基板の所望厚さよりも大きな厚さを有するものを2枚用いて当該板材の間に薄膜層が封止されてなるセル構造体を形成する工程と、
前記セル構造体を構成する前記板材の外面側にスクライブ溝を形成する工程と、
前記板材の前記スクライブ溝の形成面側にエッチングを行うとともに、当該エッチングを当該板材の厚さが前記所望厚さとなり、かつ、前記スクライブ溝の底部における残厚さが予め設定された許容割断厚さとなるまで行う工程と、
前記エッチングの後における前記板材の前記スクライブ溝の部分に対する割断処理を行う工程と
を含む薄膜デバイスの製造方法。 - 前記スクライブ溝を形成する工程に先立ち、前記板材を薄板化するための研磨処理の工程を行う
請求項5に記載の薄膜デバイスの製造方法。
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