JP5861647B2 - 積層体の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、積層体の製造方法に関する。
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）などの表示パネル、太陽電池、薄膜２次電池などの電子デバイスは、薄型化、軽量化が要望されており、これらの電子デバイスに用いられる基板の薄板化が進行している。薄板化によって基板の剛性が低くなると、基板のハンドリング性が悪くなる。加えて、薄板化により基板の厚さが変わると、既存の設備を用いた電子デバイスの製造が困難になる。
そこで、基板に補強板を貼り付けて積層体ブロックとし、積層体ブロックの基板上に、所定の機能層（例えば、導電層）を形成し、その後、積層体ブロックの基板から補強板を剥離する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。該方法によれば、基板のハンドリング性を確保でき、且つ、既存の設備を用いた薄型の電子デバイスの製造ができる。
補強板は、基板に剥離可能に結合する樹脂層と、樹脂層を介して基板を支持する支持板とを有する。樹脂層は、流動性を有する樹脂組成物を支持板上に塗布し、硬化させて形成される。樹脂組成物は、例えば、シリコーン樹脂組成物であって、ビニル基を有する直鎖状ポリオルガノシロキサンと、ハイドロシリル基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサンとを含み、白金触媒の存在下で加熱硬化される。この樹脂組成物の硬化物からなる樹脂層は、耐熱性や易剥離性に優れている。
図９に、従来の積層体ブロックの側面図を示す。積層体ブロック１は、基板２と、基板２を補強する補強板３とを有する。補強板３は、基板２に剥離可能に結合する樹脂層４と、樹脂層４を介して基板２を支持する支持板５とを有する。
積層体ブロック１は、樹脂組成物の塗布ムラに起因する、樹脂層４の厚さムラ６を有する。この厚さムラ６は、樹脂層４の外周縁近傍で顕著であり、樹脂層４に結合される基板２を歪ませることがあった。
また、積層体ブロック１は、基板２や支持板５が、耐衝撃性の観点から、面取りされているので、また、樹脂層４の外形が基板２の外形よりも小さく形成されているので、凹み７を側面に有する。
積層体ブロック１は、電子デバイスの製造工程に供され、導電層などの機能層が基板２上にパターン形成される。機能層のパターン形成には、レジスト液などのコーティング液が用いられることが多い。
コーティング液は、積層体ブロック１の側面の凹み７に毛管現象によって入り込むと、洗浄によっても除去され難く、乾燥後に異物として残りやすい。この異物は、後工程で加熱されたとき、機能層などを汚染する汚染源となるので、電子デバイスの歩留まりを低下させる。
そこで、凹み７の除去、耐衝撃性の向上などを目的として、積層体ブロック１を予め加工しておくことが考えられる。加工の種類としては、切断（溶断や割断を含む）や面取り、研磨などがあるが、面取りの前に、加工効率の観点から、切断を行って、支持板５、樹脂層４および基板２のそれぞれの外周縁の全周または一部を揃えることが好ましい。
しかしながら、支持板５、樹脂層４および基板２の全部を切断しようとすると、作業性に問題がある。
特に、支持板５および基板２の両方が脆性材料で構成される場合、支持板５および基板２の両方の表面に溝状の切線を形成し、各切線が開くように積層体ブロック１に曲げ応力を加えて、積層体ブロック１を両側から切断するので、作業性に問題がある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、電気デバイスの製造に適した積層体を効率良く製造できる、積層体の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
基板と、該基板を補強する補強板とを有する積層体ブロックを加工して積層体を得る加工工程を有する積層体の製造方法であって、
前記補強板は、前記基板に剥離可能に結合する樹脂層および該樹脂層を介して前記基板を支持する支持板で構成され、
前記積層体ブロックは、前記支持板の外形および前記樹脂層の外形がそれぞれ前記基板の外形よりも大きくなるよう形成されており、
前記加工工程は、前記積層体ブロックのうち、前記支持板および前記樹脂層のそれぞれの外周部を切断して、前記支持板、前記樹脂層および前記基板のそれぞれの外周縁の全周または一部を揃える切断工程を有し、
前記支持板は、脆性材料で構成されており、
前記切断工程において、前記積層体ブロックの前記支持板の表面に切線を形成した後、該切線に沿って、前記積層体ブロックの前記支持板および前記樹脂層のそれぞれの外周部を割断する、積層体の製造方法を提供する。
基板と、該基板を補強する補強板とを有する積層体ブロックを加工して積層体を得る加工工程を有する積層体の製造方法であって、
前記補強板は、前記基板に剥離可能に結合する樹脂層および該樹脂層を介して前記基板を支持する支持板で構成され、
前記積層体ブロックは、前記支持板の外形および前記樹脂層の外形がそれぞれ前記基板の外形よりも大きくなるよう形成されており、
前記加工工程は、前記積層体ブロックのうち、前記支持板および前記樹脂層のそれぞれの外周部を切断して、前記支持板、前記樹脂層および前記基板のそれぞれの外周縁の全周または一部を揃える切断工程を有し、
前記支持板は、脆性材料で構成されており、
前記切断工程において、前記積層体ブロックの前記支持板の表面に切線を形成した後、該切線に沿って、前記積層体ブロックの前記支持板および前記樹脂層のそれぞれの外周部を割断する、積層体の製造方法を提供する。
本発明によれば、電気デバイスの製造に適した積層体を効率良く製造できる、積層体の製造方法を提供することができる。
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明するが、各図において、同一構成には同一符号を付す。
（積層体）
図１は、本発明の一実施形態による積層体の製造方法で用いられる積層体ブロックの側面図である。
図１は、本発明の一実施形態による積層体の製造方法で用いられる積層体ブロックの側面図である。
図１に示すように、積層体ブロック１０は、基板２０と、基板２０を補強する補強板３０とを有する。補強板３０は、基板２０に剥離可能に結合する樹脂層３２と、樹脂層３２を介して基板２０を支持する支持板３４とで構成される。
積層体ブロック１０は、加工された後、基板２０を製品構造の一部として有する製品の製造に用いられる。補強板３０は、製品の製造工程の途中で、基板２０から剥離され、製品構造の一部とはならない。製品としては、例えば表示パネル、太陽電池、薄膜２次電池などの電子デバイスが挙げられる。
積層体ブロック１０は、従来の基板（補強板によって補強されていない基板）を処理する処理設備を用いて電子デバイスを製造するため、従来の基板と略同一の厚さを有して良い。以下、図１に基づいて、各構成について説明する。
（基板）
基板２０は、電子デバイス用の基板である。基板２０の表面には、電子デバイスの製造工程において、所定の機能層（例えば、導電層）が形成される。機能層の種類は、電子デバイスの種類に応じて選択され、複数の機能層が基板２０上に順次積層されても良い。
基板２０は、電子デバイス用の基板である。基板２０の表面には、電子デバイスの製造工程において、所定の機能層（例えば、導電層）が形成される。機能層の種類は、電子デバイスの種類に応じて選択され、複数の機能層が基板２０上に順次積層されても良い。
基板２０の種類は、特に限定されないが、例えば、ガラス基板、セラミックス基板、樹脂基板、金属基板、半導体基板などが挙げられる。これらの中でも、ガラス基板が好ましい。ガラス基板は耐薬品性、耐透湿性に優れ、且つ、線膨張係数が小さいからである。線膨張係数が大きいと、電子デバイスの製造工程は加熱処理を伴うことが多いので、様々な不都合が生じやすい。例えば、加熱下でＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が形成された基板２０を冷却すると、基板２０の熱収縮によって、ＴＦＴの位置ずれが過大になるおそれがある。
ガラス基板のガラスとしては、特に限定されないが、例えば、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、高シリカガラス、その他の酸化ケイ素を主な成分とする酸化物系ガラスなどが挙げられる。酸化物系ガラスとしては、酸化物換算による酸化ケイ素の含有量が４０〜９０質量％のガラスが好ましい。
ガラス基板のガラスとしては、電子デバイスの種類やその製造工程に適したガラスが採用される。例えば、液晶パネル用のガラス基板は、アルカリ金属成分を実質的に含まないガラス（無アルカリガラス）からなる。このように、ガラス基板のガラスは、適用される電子デバイスの種類およびその製造工程に基づいて適宜選択される。
電子デバイスの特性として、フレキシブル性が要求される場合、基板２０としては、樹脂基板が用いられる。樹脂基板の樹脂は、結晶性樹脂であっても、非結晶性樹脂であっても良く、特に限定されない。
上記結晶性樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂であるポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、もしくはシンジオタクティックポリスチレンなどが挙げられ、熱硬化性樹脂ではポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、フッ素樹脂、もしくはポリエーテルニトリルなどが挙げられる。
上記非結晶性樹脂として、例えば、熱可塑性樹脂であるポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリシクロヘキセン、もしくはポリノルボルネン系樹脂などが挙げられ、熱硬化性樹脂ではポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、もしくは熱可塑性ポリイミドが挙げられる。
樹脂基板の樹脂としては、非結晶性で熱可塑性の樹脂が特に好ましい。
基板２０の厚さは、基板２０の種類に応じて設定される。例えば、ガラス基板の場合、電子デバイスの軽量化、薄板化のため、好ましくは０．７ｍｍ以下であり、より好ましくは０．３ｍｍ以下であり、さらに好ましくは０．１ｍｍ以下である。
基板２０の外周面は、図１に示すように、基板２０の主面に対して垂直な面となっている。これによって、基板２０と樹脂層３２との間に隙間が形成されるのを防止でき、後述の面取り工程において、隙間の周辺が欠けるのを抑制できる。
（樹脂層）
樹脂層３２は、基板２０に密着されると、剥離操作が行われるまで、基板２０の位置ずれを防止する。樹脂層３２は剥離操作によって基板２０から容易に剥離する。容易に剥離することで、基板２０の破損を防止でき、また、意図しない位置での剥離を防止できる。
樹脂層３２は、基板２０に密着されると、剥離操作が行われるまで、基板２０の位置ずれを防止する。樹脂層３２は剥離操作によって基板２０から容易に剥離する。容易に剥離することで、基板２０の破損を防止でき、また、意図しない位置での剥離を防止できる。
樹脂層３２は、支持板３４との結合力が、基板２０との結合力よりも相対的に高くなるように形成される（形成方法の詳細は後述）。これによって、剥離操作が行われる際に、積層体ブロック１０が意図しない位置で剥離するのを防止できる。
樹脂層３２と基板２０の間での初期剥離強度は、電子デバイスの製造工程に依存する。例えば基板２０に板厚０．０５ｍｍのポリイミドフィルム（東レ・デュポン社製、カプトン２００ＨＶ）を用いた場合、下記のピール試験にて、初期剥離強度の下限値は０．３Ｎ／２５ｍｍ、好ましくは０．５Ｎ／２５ｍｍ、より好ましくは１Ｎ／２５ｍｍである。また、初期剥離強度の上限値は１０Ｎ／２５ｍｍ、好ましくは５Ｎ／２５ｍｍである。ここで、「初期剥離強度」とは、積層体ブロック１０の作製直後の剥離強度をいい、室温で測定した剥離強度をいう。
初期剥離強度が０．３Ｎ／２５ｍｍ以上であると、意図しない分離を十分に制限できる。一方、初期剥離強度が１０Ｎ／２５ｍｍ以下であると、樹脂層３２と基板２０との位置関係を修正する場合などに、基板２０から樹脂層３２を剥離するのが容易になる。
なお、ピール試験は、次の測定方法により表される。
縦２５ｍｍ×横７５ｍｍの支持板３４上の全面に樹脂層３２を形成し、縦２５ｍｍ×横５０ｍｍの基板２０を、支持板３４と基板２０との一方の縦の面が揃うように積層した物を評価サンプルとする。そして、このサンプルの基板２０の樹脂層側の面に対向する面を両面テープで検査台の端に固定したうえで、はみ出している支持板（２５×２５ｍｍ）の中央部を、デジタルフォースゲージを用いて垂直に突き上げ、剥離強度を測定する。
樹脂層３２と基板２０の間での加熱後の剥離強度は、電子デバイスの製造工程によるが、上記のピール試験にて、例えば８．５Ｎ／２５ｍｍ以下であることが好ましく、７．８Ｎ／２５ｍｍ以下がより好ましく、４．５Ｎ／２５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。ここで、「加熱後の剥離強度」とは、樹脂層３２が３５０℃（薄膜トランジスタを構成するアモルファスシリコン層の形成温度に相当）で加熱された後に、室温で測定した剥離強度をいう。
加熱後の剥離強度が０．３Ｎ／２５ｍｍ以上であると、意図しない分離を十分に制限できる。一方、加熱後の剥離強度が１０Ｎ／２５ｍｍ以下であると、基板２０から樹脂層３２を剥離するのが容易になる。
樹脂層３２の樹脂は、特に限定されない。例えば、樹脂層３２の樹脂としては、アクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミドシリコーン樹脂などが挙げられる。いくつかの種類の樹脂を混合して用いることもできる。中でも、耐熱性や剥離性の観点から、シリコーン樹脂、ポリイミドシリコーン樹脂が好ましい。
樹脂層３２の厚さは、特に限定されないが、好ましくは１〜５０μｍ、より好ましくは５〜３０μｍ、さらに好ましくは７〜２０μｍである。樹脂層３２の厚さを１μｍ以上とすることで、樹脂層３２と基板２０の間に気泡や異物が混入した場合に、基板２０の変形を抑制できる。また、樹脂層３２の厚さを５μｍとすることで、クリーンルーム内で発生しやすい数μｍオーダーの異物（繊維、樹脂の硬化むらによって発生する異物）が樹脂層３２中に埋もれ易い点で好ましい。一方、樹脂層３２の厚さが５０μｍ以下であると、樹脂層３２の形成時間を短縮でき、さらに樹脂層３２の樹脂を必要以上に使用しないため経済的である。
樹脂層３２の外形は、基板２０の外形よりも大きく形成される。これによって、樹脂層３２の平坦部分に基板２０を貼り付けることが可能であり、基板２０の歪みを低減できる。基板２０の歪みを十分に低減するため、樹脂層３２の外周縁から１５ｍｍ以内（より好ましくは２０ｍｍ以内、最も好ましくは２５ｍｍ以内）の領域に基板２０を貼り付けないことが好ましい。樹脂層３２の外周縁から１５ｍｍ以内の領域では、樹脂組成物の塗布ムラに起因する厚さムラ１２が顕著なためである。
（支持板）
支持板３４は、樹脂層３２を介して、基板２０を支持して補強する。支持板３４は、電子デバイスの製造工程における基板２０の変形、傷付き、破損などを防止する。
支持板３４は、樹脂層３２を介して、基板２０を支持して補強する。支持板３４は、電子デバイスの製造工程における基板２０の変形、傷付き、破損などを防止する。
支持板３４の種類は、特に限定されないが、例えば、ガラス板、セラミックス板、樹脂板、半導体板、金属板、ガラス／樹脂複合板などが用いられる。支持板３４の種類は、電子デバイスの種類や基板２０の種類などに応じて選定され、基板２０と同種であると、支持板３４と基板２０の熱膨張差が小さいので、加熱による反りの発生を抑制できる。
支持板３４と基板２０の平均線膨張係数の差（絶対値）は、基板２０の外形などに応じて適宜設定されるが、例えば３５×１０−７／℃以下であることが好ましい。ここで、「平均線膨張係数」とは、５０〜３００℃の温度範囲における平均線膨張係数（ＪＩＳ Ｒ ３１０２：１９９５）をいう。
支持板３４の厚さは、特に限定されず、積層体ブロック１０を既存の処理設備に適合させるため、０．７ｍｍ以下であることが好ましい。また、支持板３４の厚さは、基板２０を補強するため、０．４ｍｍ以上であることが好ましい。支持板３４は、基板２０よりも厚くても良いし、薄くても良い。
支持板３４の外形は、基板２０の外形よりも大きく形成され、樹脂層３２の外形と同等、もしくは、樹脂層３２の外形よりも大きく形成される。
（積層体ブロックの製造方法）
積層体ブロック１０を製造する方法としては、（１）支持板３４上に流動性を有する樹脂組成物を塗布し、硬化させて、樹脂層３２を形成した後、樹脂層３２上に基板２０を圧着する方法、（２）所定の基材上に流動性を有する樹脂組成物を塗布し、硬化させて樹脂層３２を形成した後、樹脂層３２を所定の基材から剥離して、フィルムの形態で、基板２０と支持板３４の間に挟んで圧着する方法、（３）基板２０と支持板３４の間に樹脂組成物を挟んで、硬化させて樹脂層３２を形成する方法などがある。
積層体ブロック１０を製造する方法としては、（１）支持板３４上に流動性を有する樹脂組成物を塗布し、硬化させて、樹脂層３２を形成した後、樹脂層３２上に基板２０を圧着する方法、（２）所定の基材上に流動性を有する樹脂組成物を塗布し、硬化させて樹脂層３２を形成した後、樹脂層３２を所定の基材から剥離して、フィルムの形態で、基板２０と支持板３４の間に挟んで圧着する方法、（３）基板２０と支持板３４の間に樹脂組成物を挟んで、硬化させて樹脂層３２を形成する方法などがある。
上記（１）の方法では、樹脂組成物が硬化する時、樹脂組成物が支持板３４と相互作用するので、支持板３４と樹脂層３２の結合力が、樹脂層３２と基板２０の結合力よりも高くなりやすい。
上記（２）の方法は、樹脂層３２の圧着後の結合力が、基板２０に対して低く、支持板３４に対して高い場合に有効である。樹脂層３２との接触前に、基板２０または支持板３４の表面を表面処理して、樹脂層３２との圧着後の結合力に差をつけても良い。
上記（３）の方法は、樹脂組成物の硬化後の結合力が、基板２０に対して低く、支持板３４に対して高い場合に有効である。樹脂組成物との接触前に、基板２０または支持板３４の表面を表面処理して、樹脂組成物の硬化後の結合力に差をつけても良い。
上記（１）〜（３）の方法において、樹脂組成物の種類は、特に限定されない。例えば、樹脂組成物は、硬化機構に応じて、縮合反応型、付加反応型、紫外線硬化型、電子線硬化型に分類されるが、いずれも使用することができる。これらの中でも付加反応型が好ましい。硬化反応のしやすさ、樹脂層３２を形成した際に剥離性の程度が良好で、耐熱性も高いからである。
また、樹脂組成物は、形態に応じて、溶剤型、エマルジョン型、無溶剤型に分類されるが、いずれも使用可能である。これらの中でも無溶剤型が好ましい。その理由は、生産性、環境特性の面が優れるからである。また、その理由は、樹脂層３２を形成する際の硬化時、すなわち、加熱硬化、紫外線硬化または電子線硬化の時に発泡を生じる溶剤を含まないため、樹脂層３２中に気泡が残留しにくいからである。
付加反応型であって、且つ、無溶剤型であるシリコーン樹脂組成物としては、ビニル基を有する直鎖状ポリオルガノシロキサンと、ハイドロシリル基を有するメチルハイドロジェンポリシロキサンとを含むものがある。このシリコーン樹脂組成物は、白金触媒の存在下で加熱硬化され、シリコーン樹脂層となる。
樹脂組成物の塗布方法は、例えば、スプレーコート法、ダイコート法、スピンコート法、ディップコート法、ロールコート法、バーコート法、スクリーン印刷法、グラビアコート法などがある。これらの塗布方法は、樹脂組成物の種類に応じて適宜選択される。
樹脂組成物の塗工量は、樹脂組成物の種類などに応じて適宜選択される。例えば、上記シリコーン樹脂組成物の場合、好ましくは１〜１００ｇ／ｍ２、より好ましくは５〜２０ｇ／ｍ２である。
樹脂組成物の硬化条件は、樹脂組成物の種類などに応じて適宜選択される。例えば、上記シリコーン樹脂組成物として、直鎖状ポリオルガノシロキサンとメチルハイドロジェンポリシロキサンの合計量１００質量部に対して、白金系触媒を２質量部配合した場合、大気中で加熱する温度は、５０℃〜２５０℃、好ましくは１００℃〜２００℃である。また、この場合の反応時間は５〜６０分間、好ましくは１０〜３０分間とする。樹脂組成物の硬化条件が上記の反応時間の範囲および反応温度の範囲であれば、シリコーン樹脂の酸化分解が同時に起こらず、低分子量のシリコーン成分が生成せず、シリコーン移行性が高くならない。
上記（１）および（２）の方法において、圧着は、クリーン度の高い環境下で実施されることが好ましい。圧着の方式としては、ロール式、プレス式などがある。圧着を実施する雰囲気は、大気圧雰囲気であっても良いが、気泡の混入を抑制するため、減圧雰囲気であることが好ましい。圧着を実施する温度は、室温よりも高い温度であっても良いが、樹脂層３２の劣化を防止するため、室温であることが好ましい。
（積層体の製造方法）
積層体の製造方法は、積層体ブロック１０を加工して積層体を得る加工工程を有する。
積層体の製造方法は、積層体ブロック１０を加工して積層体を得る加工工程を有する。
図２は、図１の積層体ブロックの外周部を切断して得られる積層体の側面図である。図２において、積層体ブロックを加工して取り除かれる部分の形状を２点鎖線で示す。図３は、図２の積層体の外周部を面取りして得られる積層体の側面図である。図３において、面取り前の状態を２点鎖線で示す。図４は、図３の積層体の基板を表面研磨して得られる積層体の側面図である。図４において、表面研磨前の状態を２点鎖線で示す。
加工工程は、積層体ブロック１０の外周部を切断して積層体１０Ａを得る切断工程（図２参照）と、積層体１０Ａの外周部を面取りして積層体１０Ｂを得る面取り工程（図３参照）と、積層体１０Ｂの基板を表面研磨して積層体１０Ｃを得る研磨工程（図４参照）とを有する。研磨工程後に得られる積層体１０Ｃは、必要に応じて、洗浄され、乾燥された後、電子デバイスの製造工程に供される。
切断工程は、面取り工程における加工効率を高めるため、積層体ブロック１０の外周部を切断して、支持板、樹脂層および基板のそれぞれの外周の全周または一部を揃える工程である。ここで、「支持板、樹脂層および基板のそれぞれの外周の全周または一部を揃える」とは、積層体１０Ａの平面視にて、支持板、樹脂層および基板のそれぞれの外周の全周または一部が重なっていることを意味する。
本実施形態の切断工程では、積層体ブロック１０のうち、支持板３４および樹脂層３２は、それぞれ、外周部が切断され、支持板３４Ａおよび樹脂層３２Ａとなる。これによって、図２に示すように、支持板３４Ａ、樹脂層３２Ａ、および基板２０のそれぞれの外周縁の全周または一部が揃う。従って、基板２０の外周部が切断されないので、切断工程における作業性が向上する。なお、切断工程の詳細については後述する。
切断により得られる積層体１０Ａは、基板２０と、基板２０を補強する補強板３０Ａとを有する。補強板３０Ａは、基板２０に剥離可能に結合する樹脂層３２Ａと、樹脂層３２Ａを介して基板２０を支持する支持板３４Ａとで構成される。
面取り工程は、耐衝撃性を向上するため、積層体１０Ａの外周部を面取りする工程である。この工程において、基板２０、樹脂層３２Ａおよび支持板３４Ａは、それぞれ、外周部が研削され、基板２０Ｂ、支持板３４Ｂおよび樹脂層３２Ｂとなる。
面取りは、例えば、円板状の砥石の外周面を積層体１０Ａの外周部に当接した状態で、積層体１０Ａの外周部に沿って砥石を移動させながら、砥石の中心軸の周りに砥石を回転させて行われる。面取りは、Ｒ面取りであっても、Ｃ面取りであっても良く、面取りの種類に制限はない。積層体１０Ａの外周部のうち、面取りを施す部分は、外周が揃っている部分を含んでいれば良く、外周が揃っていない部分を含んでも良い。
面取りを実施することで、研磨工程において、基板２０Ｂや研磨パッドが傷付くのを低減することも可能である。基板２０Ｂや研磨パッドが傷付くのを防止するため、また、耐衝撃性を高めるため、積層体１０Ａの外周部の全周を面取りすることが好ましく、この場合、切断工程において、支持板３４Ａ、樹脂層３２Ａ、および基板２０のそれぞれの外周を全周に亘って揃えておくことが好ましい。
面取りにより得られる積層体１０Ｂは、基板２０Ｂと、基板２０Ｂを補強する補強板３０Ｂとを有する。補強板３０Ｂは、基板２０Ｂに剥離可能に結合する樹脂層３２Ｂと、樹脂層３２Ｂを介して基板２０Ｂを支持する支持板３４Ｂとで構成される。
研磨工程は、基板表面の平坦度を高めるため、面取りにより得られる積層体１０Ｂの基板２０Ｂを表面研磨する工程である。この工程において、基板２０Ｂは、表面研磨され、基板２０Ｃとなる。
研磨工程において、基板２０Ｂには、補強板３０Ｂが貼り付いているので、基板２０Ｂの変形が抑制される。基板２０Ｂを表面研磨する方法は、基板２０Ｂの種類に応じて選択される。例えば、ガラス基板の場合、セリア砥粒を用いた研磨が行われる。
研磨により得られる積層体１０Ｃは、基板２０Ｃと、基板２０Ｃを補強する補強板３０Ｂとを有する。補強板３０Ｂは、基板２０Ｂに剥離可能に結合する樹脂層３２Ｂと、樹脂層３２Ｂを介して基板２０Ｃを支持する支持板３４Ｂとで構成される。
なお、本実施形態では、加工工程は、切断工程と、面取り工程と、研磨工程とを有するとしたが、本発明はこれに限定されない。即ち、加工工程は、少なくとも切断工程を有していれば良く、面取り工程や研磨工程を有さなくても良い。
次に、切断工程の詳細について、図５〜図７に基づいて説明する。図５は、ステージ上に載置した積層体ブロックを一部透視して示す平面図、図６は、ステージ上に載置した積層体ブロックおよび加工ヘッドを一部破断して示す側面図である、図７は、別のステージ上に載置した積層体ブロックおよび挟持治具を示す側面図である。
図５に示すように、切断工程において、積層体ブロック１０の基板２０の主面がステージ５０で支持されると共に、積層体ブロック１０の基板２０の外周縁がステージ５０上に設けられる位置決めブロック５１〜５３に当接される。
例えば、基板２０の下面がステージ５０の上面で支持されると共に、矩形状の基板２０の互いに垂直な２辺２１、２２が位置決めブロック５１〜５３に当接される。その後、基板２０の残りの各辺２３、２４に、移動ブロック５４、５５が矢印方向から接近され、当接される。
このように、切断工程の少なくとも一部（例えば、後述の切線３６を形成する工程）において、基板２０の外周縁が位置決めブロック５１〜５３に当接されると、基板２０の外周縁とステージ５０との位置合わせ精度が良くなる。よって、基板２０の外周縁と、支持板３４Ａおよび樹脂層３２Ａの外周縁とが精度良く揃えられる。
次いで、ステージ５０の上面に複数設けられる吸着孔内が真空ポンプなどで減圧され、ステージ５０の上面に基板２０が吸着される。ステージ５０の上面には、基板２０を保護するため、樹脂フィルムなどが設置されて良い。
次いで、撮像装置がステージ５０上の積層体ブロック１０を撮像する。撮像された画像はコンピュータに送信される。コンピュータは、受信した画像を画像処理して、基板２０の外周縁と、ステージ５０との位置関係を検出する。
次いで、コンピュータは、画像処理の結果に基づいて、積層体ブロック１０を加工する加工ヘッド６０をステージ５０に対して相対移動させる。加工ヘッド６０の移動軌跡は、平面視にて基板２０の外周縁と重なるように制御する。
なお、本実施形態では、コンピュータは、加工ヘッド６０の移動軌跡を制御するため、画像処理の結果を利用するとしたが、その代わりに、ハードディスクなどの記録媒体などに予め記録されている基板２０の形状寸法に関する情報を利用しても良い。その場合、撮像装置が不要となる。
加工ヘッド６０は、支持板３４の種類や厚さなどに応じて構成される。例えば、支持板３４が、ガラスやセラミックス、半導体などの脆性材料で構成されている場合、加工ヘッド６０は、図６に示すように、支持板３４の表面に切線３６を形成するものであって、カッタ６２などで構成される。
カッタ６２は、例えば円板状であって、外周部がダイヤモンドや超鋼合金などで形成され、ホルダ６４に回転可能に支持されている。カッタ６２の外周部を支持板３４の表面に押し付けた状態で、ホルダ６４を支持板３４の面内方向に相対移動させると、カッタ６２が回転しながら、支持板３４の表面に切線３６を形成する。切線３６は、矩形状の基板２０の４辺２１〜２４に対応して４本設けられ、それぞれ、平面視にて基板２０の対応する辺と重なるように形成される。各切線３６は、支持板３４の表面を分断するように、支持板３４の一辺から他辺まで伸びている。
なお、本実施形態の加工ヘッド６０は、カッタ６２などで構成されるとしたが、レーザ光源などで構成されても良い。レーザ光源は、支持板３４の表面にスポット光を照射する。スポット光は、支持板３４の表面上で走査され、熱応力によって切線３６を形成する。
なお、本実施形態の加工ヘッド６０は、支持板３４の表面に切線３６を形成するものであるとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、支持板３４が樹脂で構成されている場合、加工ヘッド６０は、支持板３４および樹脂層３２を分断するものであって良く、この場合、ナイフなどで構成される。一方、支持板３４がガラスや樹脂、金属などの比較的融点の低い材料で構成されている場合、加工ヘッド６０は、支持板３４および樹脂層３２を溶断するものであって良く、この場合、熱源（例えば、レーザ光源）などで構成される。
加工ヘッド６０によって切線３６が形成された後、真空ポンプが作動停止され、吸着孔内が大気に開放され、吸着が解除される。次いで、移動ブロック５４、５５が基板２０から離間されると共に、基板２０が位置決めブロック５１〜５３から離間される。その後、積層体ブロック１０は、ステージ５０から上方に持ち上げられ、別のステージ７０の上方に移送される。続いて、積層体ブロック１０は、下方に降ろされ、ステージ７０に載置される。
次いで、図７に示すように、ステージ７０の上面に複数設けられる吸着孔内が真空ポンプなどで減圧され、ステージ７０の上面に基板２０が吸着させる。この状態では、ステージ７０の外側に、１本の切線３６がはみ出ている。
次いで、１本の切線３６よりも外側の部分が、板厚方向に挟持治具７２で挟持される。この状態で、挟持治具７２が下方向に回動されると、支持板３４および樹脂層３２に曲げ応力が加わるので、１本の切線３６を起点として板厚方向にクラック３７が伸展し、支持板３４および樹脂層３２が一度に割断される。
次いで、ステージ５０上での基板２０の吸着が解除され、積層体ブロック１０は、平行移動または９０°回動された後、再び吸着される。その後、他の１本の切線３６に沿って支持板３４および樹脂層３２が割断される。これを繰り返して、４本の切線３６に沿って支持板３４および樹脂層３２が割断される。
なお、本実施形態では、割断を行うため、積層体ブロック１０が、ステージ５０から別のステージ７０に移送されるとしたが、同じステージ５０上で、平行移動または９０°回動された後、割断が行われても良い。
（電子デバイスの製造方法）
電子デバイスを製造する方法は、積層体１０Ｃの基板上に、所定の機能層（例えば、導電層）を形成する形成工程と、所定の機能層を形成した基板から補強板を剥離する剥離工程とを有する。なお、積層体１０Ｃの代わりに、積層体１０Ａや積層体１０Ｂを用いても良い。
電子デバイスを製造する方法は、積層体１０Ｃの基板上に、所定の機能層（例えば、導電層）を形成する形成工程と、所定の機能層を形成した基板から補強板を剥離する剥離工程とを有する。なお、積層体１０Ｃの代わりに、積層体１０Ａや積層体１０Ｂを用いても良い。
形成工程では、所定の機能膜を形成する方法として、例えばフォトリソグラフィ法やエッチング法、蒸着法などが用いられる。また、機能層をパターン形成するため、レジスト液などのコーティング液が用いられる。
剥離工程では、基板から補強板を剥離する方法として、例えば、補強板を構成する樹脂層と基板との間に剃刀などを刺入して隙間をつくった後、基板側と支持板側とを引き離す方法が用いられる。
電子デバイスを製造する方法は、剥離工程の後、基板や機能層上に別の機能層を積層する工程をさらに有しても良い。
また、電子デバイスを製造する方法は、所定の機能層を形成した２組の積層体１０Ｃを用いて、電子デバイスを組み立て、その後、２組の積層体１０Ｃの基板からそれぞれ補強板を剥離する方法であっても良い。
次に、電子デバイスの製造方法の具体例について説明する。
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の製造方法は、例えば、積層体の基板上にＴＦＴなどを形成してＴＦＴ基板を作製するＴＦＴ基板作製工程と、別の積層体の基板上にＣＦなどを形成して、ＣＦ基板を作製するＣＦ基板作製工程とを有する。また、液晶パネルの製造方法は、ＴＦＴ基板とＣＦ基板との間に液晶材を封止する組み立て工程と、各積層体の基板から補強板を剥離する剥離工程とを有する。
ＴＦＴ基板作製工程やＣＦ基板作製工程では、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）やＣＦ（カラーフィルタ）を形成する方法として、例えばフォトリソグラフィ法やエッチング法などが用いられる。また、ＴＦＴやＣＦなどをパターン形成するため、コーティング液としてレジスト液が用いられる。
なお、ＴＦＴ基板作製工程やＣＦ基板作製工程の前に、積層体の基板表面が洗浄されても良い。洗浄方法としては、周知のドライ洗浄やウェット洗浄が用いられる。
組み立て工程では、ＴＦＴ基板とＣＦ基板との間に、液晶材が注入される。液晶材を注入する方法としては、減圧注入法、滴下注入法がある。
減圧注入法では、例えば、先ず、シール材およびスペーサ材を介して、ＴＦＴ基板とＣＦ基板とが貼り合わされ、大型パネルが作製される。このとき、ＴＦＴやＣＦが内側に配置されるように、大型パネルが作製され、複数のセルに切断される。次いで、各セルの内部が減圧雰囲気とされ、注入孔から各セルの内部に液晶材が注入された後、注入孔が封止される。続いて、各セルに、偏光板が貼り付けられ、バックライト等が組み付けられることで、液晶ディスプレイが製造される。
滴下注入法では、例えば、先ず、ＴＦＴ基板およびＣＦ基板のいずれか一方に液晶材が滴下され、その後、シール材およびスペーサ材を介して、ＴＦＴ基板とＣＦ基板とが貼り合わされ、大型パネルが作製される。このとき、ＴＦＴやＣＦが内側に配置されるように、大型パネルが作製される。その後、大型パネルは、複数のセルに切断される。続いて、セルに偏光板が貼り付けられ、バックライト等が組み付けられることで、液晶ディスプレイが製造される。
剥離工程は、ＴＦＴ基板作製工程やＣＦ基板作製工程の後であって、組み立て工程の前に行われても良いし、組み立て工程の途中で行われても良い。剥離工程は、減圧注入法による組み立て工程の途中で行われる場合、大型パネルを作製した後であって、大型パネルを複数のセルに切断する前に行われても良いし、各セルに液晶材を封止した後であって、各セルに偏光板を貼り付ける前に行われても良い。また、剥離工程は、適下注入法による組み立て工程の途中で行われる場合、大型パネルを作製した後であって、大型パネルを複数のセルに切断する前に行われても良いし、大型パネルを複数のセルに切断した後であって、各セルに偏光板を貼り付ける前に行われても良い。
有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）の製造方法は、例えば、積層体の基板上に、有機ＥＬ素子を形成する有機ＥＬ素子形成工程と、有機ＥＬ素子が形成された基板と対向基板とを貼り合わせる、貼り合わせ工程と、積層体の基板から補強板を剥離する剥離工程とを有する。
有機ＥＬ素子形成工程では、有機ＥＬ素子を形成する方法として、例えばフォトリソグラフィ法や蒸着法などが用いられる。また、有機ＥＬ素子をパターン形成するため、コーティング液としてレジスト液が用いられる。有機ＥＬ素子は、例えば、透明電極層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層などからなる。
なお、有機ＥＬ素子形成工程の前に、必要に応じて、積層体の基板表面が洗浄されても良い。洗浄方法としては、周知のドライ洗浄やウェット洗浄が用いられる。
貼り合わせ工程では、有機ＥＬ素子が形成された基板が複数のセルに切断され、各セルに対向基板が貼り付けられることで、有機ＥＬディスプレイが作製される。
剥離工程は、例えば、有機ＥＬ素子形成工程の後であって、貼り合わせ工程の前に行われても良いし、貼り合わせ工程の途中や後で行われても良い。
太陽電池の製造方法は、例えば、積層体の基板上に、太陽電池素子を形成する太陽電池素子形成工程と、積層体の基板から補強板を剥離する剥離工程とを有する。
太陽電池素子形成工程では、太陽電池素子を形成する方法として、例えばフォトリソグラフィ法や蒸着法などが用いられる。また、太陽電池素子をパターン形成するため、コーティング液としてレジスト液が用いられる。太陽電池素子は、例えば、透明電極層、半導体層などからなる。
剥離工程は、例えば、太陽電池素子形成工程の後に行われる。
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上記の実施形態に種々の変形および置換を加えることができる。
例えば、図１に示す積層体ブロック１０では、基板２０の側面が基板２０の主面に対して垂直な面となっているが、本発明はこれに限定されない。例えば、図８に示す積層体ブロック１１０のように、基板１２０の側面が丸く面取りされていても良い。図８に示す積層体ブロック１１０では、積層体ブロック１１０の側面にある凹み１１２が、切断工程の後にある程度残るので、面取り工程で凹み１１２を除去する。
本発明を詳細に、また特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の範囲と精神を逸脱することなく、様々な修正や変更を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
本出願は、２０１０年１２月２８日出願の日本特許出願２０１０−２９３２４８に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
本出願は、２０１０年１２月２８日出願の日本特許出願２０１０−２９３２４８に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
１０ 積層体ブロック
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 積層体
２０ 基板
２１〜２４ 基板の外周縁（基板の４辺）
３０、３０Ａ 補強板
３２、３２Ａ 樹脂層
３４、３４Ａ 支持板
５０ ステージ
５１〜５３ 位置決めブロック
７０ ステージ
７２ 挟持治具
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 積層体
２０ 基板
２１〜２４ 基板の外周縁（基板の４辺）
３０、３０Ａ 補強板
３２、３２Ａ 樹脂層
３４、３４Ａ 支持板
５０ ステージ
５１〜５３ 位置決めブロック
７０ ステージ
７２ 挟持治具
Claims (5)
- 基板と、該基板を補強する補強板とを有する積層体ブロックを加工して積層体を得る加工工程を有する積層体の製造方法であって、
前記補強板は、前記基板に剥離可能に結合する樹脂層および該樹脂層を介して前記基板を支持する支持板で構成され、
前記積層体ブロックは、前記支持板の外形および前記樹脂層の外形がそれぞれ前記基板の外形よりも大きくなるよう形成されており、
前記加工工程は、前記積層体ブロックのうち、前記支持板および前記樹脂層のそれぞれの外周部を切断して、前記支持板、前記樹脂層および前記基板のそれぞれの外周縁の全周または一部を揃える切断工程を有し、
前記支持板は、脆性材料で構成されており、
前記切断工程において、前記積層体ブロックの前記支持板の表面に切線を形成した後、該切線に沿って、前記積層体ブロックの前記支持板および前記樹脂層のそれぞれの外周部を割断する、積層体の製造方法。 - 前記加工工程は、前記積層体ブロックを切断して得られる前記積層体の外周部を面取りする面取り工程をさらに有する請求項１に記載の積層体の製造方法。
- 基板と、該基板を補強する補強板とを有する積層体ブロックを加工して積層体を得る加工工程を有する積層体の製造方法であって、
前記補強板は、前記基板に剥離可能に結合する樹脂層および該樹脂層を介して前記基板を支持する支持板で構成され、
前記積層体ブロックは、前記支持板の外形および前記樹脂層の外形がそれぞれ前記基板の外形よりも大きくなるよう形成されており、
前記加工工程は、前記積層体ブロックのうち、前記支持板および前記樹脂層のそれぞれの外周部を切断して、前記支持板、前記樹脂層および前記基板のそれぞれの外周縁の全周または一部を揃える切断工程を有し、
前記加工工程は、前記積層体ブロックを切断して得られる前記積層体の外周部を面取りする面取り工程をさらに有する、積層体の製造方法。 - 前記加工工程は、前記面取り工程により得られる前記積層体の基板を表面研磨する研磨工程をさらに有する請求項２または３に記載の積層体の製造方法。
- 前記切断工程の少なくとも一部において、前記積層体ブロックの前記基板の主面をステージで支持すると共に、前記積層体ブロックの前記基板の外周縁を前記ステージ上に設けられる位置決めブロックに当接させる請求項１〜４のいずれか１項に記載の積層体の製造方法。
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