JPWO2015019916A1 - 板状体の加工方法、および電子デバイスの製造方法 - Google Patents
板状体の加工方法、および電子デバイスの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
本発明は、金属のボンドまたはセラミックのボンドを含む砥石によって板状体の外周の少なくとも一部を研削する研削工程と、前記板状体の前記砥石によって研削された部分を弾性砥石によって面取りする面取り工程とを有し、前記砥石は、円柱状または円錐台状であり、外周に板状体を研削する砥粒面を有し、該砥粒面に研削溝を有しない、板状体の加工方法に関する。
Description
本発明は、板状体の加工方法、電子デバイスの製造方法、および積層体に関する。
板状体の外周部の加工には、例えば金属のボンドを含む砥石が用いられる（例えば特許文献１参照）。砥石は、円柱状であって、外周に板状体を研削する砥粒面を有する。砥石の中心軸は板状体の主面に対して垂直とされる。砥石は、その中心軸を中心に回転させられると共に板状体の外周に沿って相対的に移動させられ、板状体の外周の少なくとも一部を研削する。砥石は、断面Ｖ字状の研削溝を砥粒面に有し、研削溝の壁面で板状体を研削する。ここで、断面Ｖ字状の研削溝とは、研削溝の底部が尖ったものだけでなく、平たいものや丸いものを含む。
研削溝の壁面で板状体を研削するとき、板状体の主面と側面との境界部にクラックが発生しやすい。このクラックは、板状体の強度低下の原因になりうる。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、板状体の強度を向上した板状体の加工方法の提供を主な目的とする。
上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
金属のボンドまたはセラミックのボンドを含む砥石によって板状体の外周の少なくとも一部を研削する研削工程と、
前記板状体の前記砥石によって研削された部分を弾性砥石によって面取りする面取り工程とを有し、
前記砥石は、円柱状または円錐台状であり、外周に板状体を研削する砥粒面を有し、該砥粒面に研削溝を有しない、板状体の加工方法が提供される。
金属のボンドまたはセラミックのボンドを含む砥石によって板状体の外周の少なくとも一部を研削する研削工程と、
前記板状体の前記砥石によって研削された部分を弾性砥石によって面取りする面取り工程とを有し、
前記砥石は、円柱状または円錐台状であり、外周に板状体を研削する砥粒面を有し、該砥粒面に研削溝を有しない、板状体の加工方法が提供される。
本発明の一態様によれば、板状体の強度を向上した板状体の加工方法が提供される。
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。各図面において、同一の又は対応する構成には、同一の又は対応する符号を付して、説明を省略する。尚、本実施形態の板状体は、複数の層によって構成される積層体であるが、１つの層によって構成される単板でもよい。また、本実施形態の積層体は、積層体を構成する複数の層のうち所定の層同士の間で剥離可能なものであるが、剥離困難なものでもよく、例えば液晶ディスプレイでもよい。
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態による加工前の積層体を示す側面図である。加工前の積層体１０は、例えば図１に示すようにガラス基板１１およびガラス基板１１と剥離可能に結合する補強板１２を備える。積層体１０は、後述の加工方法で加工された後、製品の製造に用いられる。１つの製品の製造に、複数の積層体１０が用いられてもよい。製品としては、例えば画像表示装置、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。画像表示装置としては、例えば液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどが挙げられる。
図１は、本発明の第１実施形態による加工前の積層体を示す側面図である。加工前の積層体１０は、例えば図１に示すようにガラス基板１１およびガラス基板１１と剥離可能に結合する補強板１２を備える。積層体１０は、後述の加工方法で加工された後、製品の製造に用いられる。１つの製品の製造に、複数の積層体１０が用いられてもよい。製品としては、例えば画像表示装置、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。画像表示装置としては、例えば液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ＥＬディスプレイなどが挙げられる。
ガラス基板１１は、製品の一部となるものであって、ガラス基板１１上には、製品の製造工程において、製品の種類に応じた機能膜が形成される。機能膜は、１つの層および複数の層のいずれで構成されてもよい。
ガラス基板１１のガラスとしては、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。酸化物系ガラスは、酸化物換算による酸化ケイ素の含有量が４０質量％〜９０質量％のガラスが好ましい。ガラス基板１１のガラスは、製品の種類に応じて選択される。例えば、液晶ディスプレイの場合、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）が用いられる。
ガラス基板１１の厚さは、例えば０．３ｍｍ以下であり、より好ましくは０．１ｍｍ以下、さらに好ましくは０．０５ｍｍ以下である。また、ガラス基板１１の厚さは、成形性の観点から、好ましくは０．０１ｍｍ以上である。
補強板１２は、補強板１２とガラス基板１１との剥離操作が行われるまで、ガラス基板１１と結合し、ガラス基板１１を補強する。補強板１２の厚さは、ガラス基板１１の厚さよりも厚くてよい。補強板１２は、製品の製造工程の途中で、ガラス基板１１から剥離され、製品の一部とはならない。
補強板１２は、熱処理による反りや剥離を防止するため、ガラス基板１１との熱膨張差の小さいものが好ましい。そのため、補強板１２はガラス板を含むものが好ましく、ガラス基板１１のガラスと、補強板１２のガラスとは同種のガラスであることが好ましい。
補強板１２は、例えば、ガラス基板１１と剥離可能に結合する中間膜としての有機膜１３、および有機膜１３を介してガラス基板１１を支持する支持板１４を含む。有機膜１３とガラス基板１１とは、その間に作用するファンデルワールス力などにより剥離可能に結合される。
有機膜１３は、有機膜１３とガラス基板１１との剥離操作が行われるまで、ガラス基板１１の位置ずれを防止する。有機膜１３は剥離操作によってガラス基板１１から容易に剥離する。剥離操作によるガラス基板１１の破損を防止できる。
有機膜１３は、支持板１４との結合力がガラス基板１１との結合力よりも相対的に高くなるように形成される。剥離操作時に意図しない有機膜１３と支持板１４との剥離が防止できる。
有機膜１３は、例えば、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、またはポリイミドシリコーン樹脂などで形成される。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。
シリコーン樹脂は、日本国特開２０１１−４６１７４号公報に開示のものが好ましい。具体的には、シリコーン樹脂は、下記線状オルガノポリシロキサン（ａ）と下記線状オルガノポリシロキサン（ｂ）とを含む硬化性シリコーン樹脂組成物の硬化物であることが好ましい。
線状オルガノポリシロキサン（ａ）は、アルケニル基を１分子あたり少なくとも２個有するものである。
線状オルガノポリシロキサン（ｂ）は、ケイ素原子に結合した水素原子を１分子あたり少なくとも３個有するものであって、かつ、ケイ素原子に結合した水素原子の少なくとも１個を分子末端に有するものである。
硬化性シリコーン樹脂組成物における全アルケニル基に対する全ケイ素原子に結合した水素原子のモル比（水素原子／アルケニル基）は、０．７〜１．０５であることが好ましい。
硬化性シリコーン樹脂組成物は、ケイ素元素に結合した水素原子とアルケニル基との反応を促進する触媒などの添加物を含んでよい。触媒としては、例えば白金系、パラジウム系、ロジウム系などが挙げられる。
有機膜１３は、支持板１４との結合力がガラス基板１１との結合力よりも相対的に高くなるように形成されればよい。有機膜１３の形成方法としては、下記の（１）〜（３）の方法がある。
（１）支持板１４上に塗布した樹脂組成物を硬化させて有機膜１３を形成した後、有機膜１３を介してガラス基板１１と支持板１４とを圧着する。支持板１４と有機膜１３の結合力が、ガラス基板１１と有機膜１３の結合力よりも高くなりやすい。
（２）所定の基材上に塗布した樹脂組成物を硬化させて有機膜１３を形成した後、所定の基材から有機膜１３を剥離し、有機膜１３を介してガラス基板１１と支持板１４とを圧着する。結合力に差を付けるため、ガラス基板１１および支持板１４の少なくとも一方の表面を予め表面処理してよい。
（３）ガラス基板１１と支持板１４との間に挟んだ樹脂組成物を硬化させて有機膜１３を形成する。結合力に差を付けるため、ガラス基板１１および支持板１４の少なくとも一方の表面を予め表面処理してよい。
上記（１）及び（２）の方法における圧着は、クリーン度の高い環境下で実施されてよい。圧着時の周辺の気圧は、大気圧でもよいが、空気の噛み込みを抑制するため、大気圧よりも低い負圧であることが好ましい。圧着の方式としては、ロール式、プレス式などがある。圧着温度は、室温よりも高い温度でもよいが、有機膜の劣化を防止するため、室温であってよい。
樹脂組成物は、縮合反応型、付加反応型、紫外線硬化型、電子線硬化型のいずれの仕組みで硬化するものでもよい。付加反応型の樹脂組成物は、硬化しやすく、剥離性に優れ、耐熱性も高いため、特に好ましい。
また、樹脂組成物は、溶剤型、エマルジョン型、無溶剤型のいずれの形態で使用されるものでよいが、生産性、環境特性の観点で、無溶剤型が好ましい。また、無溶剤型の樹脂組成物は、硬化時に発泡しうる溶剤を含まないため、欠陥の少ない有機膜１３が得られる。
樹脂組成物の塗布方法としては、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。
有機膜１３の厚さは、好ましくは１００μｍ以下である。有機膜１３の厚さが１００μｍを超えると、有機膜１３の材料費が高く、また、有機膜１３にクラックが生じやすい。クラックが生じる原因としては、（１）樹脂組成物の乾燥収縮、（２）樹脂組成物の硬化収縮、（３）ガラスと樹脂との熱膨張差が挙げられる。（１）は樹脂組成物が溶剤を含む場合に生じる。溶剤が蒸発して樹脂組成物が収縮するとき、その収縮が樹脂組成物を支持する基板によって妨げられ、応力が生じ、クラックが生じる。（２）の場合、硬化反応による水などの生成物が脱けることによって、クラックが生じる。（３）の場合、乾燥後、冷却時に、樹脂の熱収縮がガラスの熱収縮よりも著しく大きいために、クラックが生じる。有機膜１３の厚さは、より好ましくは５０μｍ以下、さらに好ましくは３０μｍ以下である。
また、有機膜１３の厚さは、好ましくは１μｍ以上である。有機膜１３に異物が埋没できる。硬化前、樹脂組成物は流動性を有するので、樹脂組成物に異物が埋没する。硬化後、積層前に、有機膜１３とガラス基板１１との間に異物が入る場合、有機膜１３が弾性変形することによって有機膜１３に異物が埋没する。
有機膜１３の外形は、有機膜１３がガラス基板１１の全体を支持できるように、図１に示すようにガラス基板１１の外形と同一か、ガラス基板１１の外形よりも大きいことが好ましい。有機膜１３の外形がガラス基板１１の外形よりも大きいと、有機膜１３のガラス基板１１からはみ出す部分を撓み変形させることで補強板１２とガラス基板１１との剥離が徐々に行われ、剥離が円滑に行われる。
尚、本実施形態の有機膜１３は、１種類の有機膜からなるが、複数種類の有機膜からなっていてもよい。この場合、「中間膜の厚さ」は全ての有機膜の合計の厚さを意味する。
支持板１４は、有機膜１３を介してガラス基板１１を支持する。支持板１４は、ガラス基板１１との熱膨張差の小さいガラス板であることが好ましい。
支持板１４としてのガラス板の厚さは、好ましくは０．７ｍｍ以下である。また、支持板１４としてのガラス板の厚さは、ガラス基板１１の補強のため、好ましくは０．４ｍｍ以上である。
支持板１４の外形は、支持板１４が有機膜１３の全体を支持できるように、図１に示すように有機膜１３の外形と同一であるか、有機膜１３の外形よりも大きいことが好ましい。
尚、本実施形態の支持板１４は、ガラス板のみからなる単板であるが、ガラス板および樹脂膜からなる複合板でもよい。
図２は、図１の積層体を砥石によって研削する研削工程を示す図である。図３は、図２の積層体を弾性砥石によって面取りする面取り工程を示す図である。図１５は、図３の一部拡大図である。
積層体１０の加工方法は、研削工程（図２参照）と、面取り工程（図３および図１５参照）とを有する。研削工程は、積層体を所望の寸法に整えると共に、ガラス基板の側面、有機膜の側面、および支持板の側面を面一にする工程である。面取り工程は、研削工程によって得られる積層体を面取りする工程である。
研削工程では、砥石２０によって積層体１０の外周の少なくとも一部を研削し、積層体１０Ａを得る。図２に示す積層体１０Ａは、図１に示す積層体１０を砥石２０によって研削したものである。
砥石２０は、円柱状（円盤状を含む）であって、外周に積層体１０を研削する砥粒面を有する。砥粒面は、全体又は一部が若干の湾曲形状をしていてもよい。砥石２０の中心軸は例えば積層体１０の主面に対して垂直とされ、砥石２０の中心軸上に回転軸が配設される。砥石２０は、その中心軸を中心に回転させられると共に積層体１０の外周に沿って相対的に移動させられ、積層体１０の外周の少なくとも一部を研削する。砥石２０および積層体１０が相対的に移動させられるとき、どちらが移動させられてもよく、両方が移動させられてもよい。
砥石２０のボンドは、金属またはセラミックを含む。金属のボンドを含む砥石としては、メタルボンド砥石、電着砥石が挙げられる。メタルボンド砥石は、金属粉末および砥粒を焼結したものである。電着砥石は、メッキ層に砥粒を固着させたものである。砥石２０のボンドは、金属を含む場合、例えば銅、鉄、タングステン、スズ、およびニッケルから選ばれる少なくとも１種類を含む。セラミックスのボンドを含む砥石としては、ビトリファイドボンド砥石が挙げられる。金属のボンドまたはセラミックスのボンドを含む砥石２０を用いると、研削効率が良く、積層体を所望の寸法に整える時間が短い。
砥石２０の砥粒は、例えばダイヤモンド、ＣＢＮ（Ｃｕｂｉｃ ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ）、炭化ケイ素、アルミナ、ガーネット、天然石（例えば軽石）から選ばれる少なくとも１種類を含む。
研削工程によって得られる積層体１０Ａは、加工前の積層体１０と同様に、ガラス基板１１Ａおよび補強板１２Ａを有する。この補強板１２Ａは、加工前の補強板１２と同様に、有機膜１３Ａおよび支持板１４Ａを有する。
ガラス基板１１Ａの側面、有機膜１３Ａの側面、および支持板１４Ａの側面は砥石２０によって面一とされ、積層体１０Ａの側面は積層体１０Ａの主面に対して垂直とされる。
研削工程において、積層体１０Ａの主面と側面との境界部１５Ａ、１６Ａには、クラックが発生しやすい。
面取り工程では、積層体１０Ａの砥石２０によって研削された部分を弾性砥石３０によって面取りし、積層体１０Ｂを得る。図３に示す積層体１０Ｂは、図２に示す積層体１０Ａを弾性砥石３０によって面取りしたものである。
弾性砥石３０は、円柱状であって、外周に積層体１０Ａを研削する砥粒面を有する。砥粒面は、全体又は一部が若干の湾曲形状をしていてもよい。弾性砥石３０は、積層体１０Ａが挿入される凹部を砥粒面に有してよい。弾性砥石３０の中心軸は積層体１０Ａの主面に対して垂直とされ、弾性砥石３０の中心軸上に回転軸が配設される。弾性砥石３０は、その中心軸を中心に回転させられる共に積層体１０Ａの外周に沿って相対的に移動させられ、積層体１０Ａの砥石２０によって研削された部分を研削する。弾性砥石３０および積層体１０Ａが相対的に移動させられるとき、どちらが移動させられてもよく、両方が移動させられてもよい。
弾性砥石３０は、積層体１０Ａの主面と垂直な方向に積層体１０Ａに押し付けられ、積層体１０Ａの側面に面接触するように弾性変形する。弾性砥石３０のボンドは、弾性を有する材料を含み、例えばフェノール、エポキシ、ポリイミド、シリコーン、ポリウレタン、ブチルゴム、天然ゴムから選ばれる少なくとも１種類を含む。弾性砥石３０の砥粒は、例えばダイヤモンド、ＣＢＮ（Ｃｕｂｉｃ ｂｏｒｏｎ ｎｉｔｒｉｄｅ）、炭化ケイ素、アルミナ、ガーネット、天然石（例えば軽石）から選ばれる少なくとも１種類を含む。
弾性砥石３０は、図２に示す積層体１０Ａの主面と側面との境界部１５Ａ、１６Ａを削り、図３に示す面取り部１５Ｂ、１６Ｂを作成する。面取り部１５Ｂ、１６Ｂは、丸みを帯びた曲面であってよい。
ところで、本実施形態では、研削工程で用いられる砥石２０が研削溝を砥粒面に有しない。この砥粒面には凹凸がない。よって、従来のように砥石が断面Ｖ字状の研削溝を有する場合と異なり、研削工程によって得られる積層体１０Ａの側面が積層体１０Ａの主面に対して垂直となり、積層体１０Ａの側面と主面との境界部１５Ａ、１６Ａよりも外側に突出した部分がない。そのため、面取り工程において境界部１５Ａ、１６Ａに応力が集中しやすく、境界部１５Ａ、１６Ａが弾性砥石３０によって集中的に削られやすい。研削工程によって境界部１５Ａ、１６Ａに形成されたクラックが効率的に除去でき、面取り工程によって得られる積層体１０Ｂの強度が向上する。
また、砥石２０が研削溝を有しないことで別の効果が得られる。例えば、本実施形態によれば、研削工程においてガラス基板および支持板が有機膜近傍において欠けにくく、欠片によるメタボンド砥石の損傷が制限できる。従来のように断面Ｖ字状の研削溝が存在すると、研削工程においてガラス基板および支持板の少なくとも一方が尖鋭化し、材料の異なる有機膜近傍において欠けやすい。また、その欠片によって砥石が損傷しやすい。また、本実施形態によれば、研削溝がない分、砥石の製造コストが低減できる。
また、砥石２０が研削溝を有しないため、砥石２０と積層体１０との相対的な累積移動距離に応じて、砥石２０と積層体１０との積層体１０の主面に対して垂直な方向（図２において上下方向）における相対位置が変更されてよい。この変更は、１枚以上の積層体１０を研削する研削工程において行われる。例えば、この変更は、所定枚数の積層体１０を加工する度に行われる。この変更の前後で、得られる積層体１０Ａの形状は変わらない。砥石２０に研削溝が存在しないためである。この変更によって、砥石２０における積層体１０との接触位置が変更され、砥石２０の偏摩耗が防止できる。
尚、本実施形態では、砥石２０と積層体１０との相対位置の変更を、一の積層体１０の加工後であって別の積層体１０の加工前に行うが、一の積層体１０の加工途中で行ってもよい。砥石２０と積層体１０との相対的な累積移動距離の起算時は、砥石２０の使用開始時でもよいし、ユーザの指定した時点でもよい。
面取り工程によって得られる積層体１０Ｂは、加工前の積層体１０と同様に、ガラス基板１１Ｂおよび補強板１２Ｂを有する。この補強板１２Ｂは、加工前の補強板１２と同様に、有機膜１３Ｂおよび支持板１４Ｂを有する。
本実施形態では、面取り工程で用いられる弾性砥石３０が有機膜１３Ｂを選択的に削る。有機膜１３Ｂは、ガラス基板１１Ｂおよび支持板１４Ｂよりも柔らかく、選択的に削られる。図１５に示すように、ガラス基板１１Ｂを削る砥粒３０ａ−１および支持板１４Ｂを削る砥粒３０ａ−２が押し返されるのに対し、有機膜１３Ｂを削る砥粒３０ａ−３は有機膜１３Ｂに入り込む。これは、弾性砥石３０の弾性変形によって可能である。このように、弾性砥石３０の弾性変形によって弾性砥石３０の砥粒３０ａ−３がガラス基板１１Ｂと支持板１４Ｂとの間に入り込む。その結果、ガラス基板１１Ｂにおける有機膜１３Ｂ側の主面と側面との境界部に面取り部１８Ｂが形成され、支持板１４Ｂにおける有機膜１３Ｂ側の主面と側面との境界部に面取り部１９Ｂが形成される。面取り部１８Ｂ、１９Ｂは、丸みを帯びた曲面であってよい。
面取り部１８Ｂ、１９Ｂ同士の間の隙間は外方に向けて拡開する。そのため、後述の剥離工程において面取り部１８Ｂ、１９Ｂ同士の間に外方から刃先が挿入しやすい。刃先を挿入することによってガラス基板１１Ｂと支持板１４Ｂとが離れ、結合力の低いガラス基板１１Ｂと有機膜１３Ｂとの間に剥離起点が形成される。
面取り部１８Ｂ、１９Ｂが形成されるため、研削工程においてガラス基板１１Ａの境界部１８Ａおよび支持板１４Ａの境界部１９Ａに発生しうるクラックやチッピングが面取り工程において除去できる。これにより、面取り工程によって得られるガラス基板１１Ｂの端面強度や支持板１４Ｂの端面強度が向上し、剥離操作時にガラス基板１１Ｂの破損や支持板１４Ｂの破損が抑制できる。
次に、上記加工方法によって得られる積層体１０Ｂを用いた電子デバイスの製造方法について説明する。電子デバイスの製造方法は、積層体１０Ｂのガラス基板１１Ｂ上に機能膜を形成する工程と、機能膜を形成したガラス基板１１Ｂと補強板１２Ｂとを剥離する工程とを有する。以下、具体例について説明する。
液晶ディスプレイの製造方法は、例えば、ＴＦＴ基板作製工程（図４参照）、ＣＦ基板作製工程（図５参照）、組み立て工程（図６参照）、および剥離工程（図７参照）を有する。
ＴＦＴ基板作製工程では、図４に示すように、積層体１０Ｂのガラス基板１１Ｂ上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４１などを形成してＴＦＴ基板４２を作製する。ＴＦＴ基板４２は、ガラス基板１１Ｂおよび薄膜トランジスタ４１などを含む。ＴＦＴ基板４２の作製方法は、一般的なものであるので、説明を省略する。
ＣＦ基板作製工程では、図５に示すように、別の積層体１０Ｂのガラス基板１１Ｂ上にカラーフィルタ４３などを形成してＣＦ基板４４を作製する。ＣＦ基板４４は、ガラス基板１１Ｂおよびカラーフィルタ４３などを含む。ＣＦ基板４４の作製方法は、一般的なものであるので、説明を省略する。
組み立て工程は、図６に示すように、ＴＦＴ基板４２とＣＦ基板４４との間に液晶材４５を封止する工程を有する。ＴＦＴ基板４２とＣＦ基板４４との間に液晶材４５を注入する方法は、減圧注入法、滴下注入法のいずれでもよい。
剥離工程では、図７に示すように、ガラス基板１１Ｂと補強板１２Ｂとを剥離する。ガラス基板１１Ｂは液晶ディスプレイの一部となり、補強板１２Ｂは液晶ディスプレイの一部とならない。剥離工程は、本実施形態では組み立て工程の後に行われるが、ＴＦＴ基板作製工程およびＣＦ基板作製工程の後であればよく、組み立て工程の前、または、組み立て工程の途中で行われてもよい。
尚、本実施形態では、薄膜トランジスタ４１およびカラーフィルタ４３をそれぞれ別の積層体１０Ｂのガラス基板１１Ｂ上に形成したが、いずれかを単板のガラス基上に形成してもよい。
有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）の製造方法は、例えば、有機ＥＬ素子形成工程（図８参照）、貼り合わせ工程（図９参照）、および剥離工程（図１０参照）を有する。
有機ＥＬ素子形成工程では、図８に示すように、積層体１０Ｂのガラス基板１１Ｂ上に有機ＥＬ素子５１を形成する。有機ＥＬ素子５１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。有機ＥＬ素子５１の形成方法は、一般的な方法であるので、説明を省略する。
貼り合わせ工程では、図９に示すように、有機ＥＬ素子５１が形成されたガラス基板１１Ｂと対向基板５２とを貼り合わせる。
剥離工程では、図１０に示すように、ガラス基板１１Ｂと補強板１２Ｂとを剥離する。ガラス基板１１Ｂは有機ＥＬディスプレイの一部となり、補強板１２Ｂは有機ＥＬディスプレイの一部とならない。剥離工程は、本実施形態では貼り合わせ工程の後に行われるが、有機ＥＬ素子形成工程の後に行われればよく、貼り合わせ工程の前、または、貼り合わせ工程の途中で行われてもよい。
太陽電池の製造方法は、太陽電池素子形成工程（図１１参照）、および剥離工程（図１２参照）を有する。
太陽電池素子形成工程では、図１１に示すように、積層体１０Ｂのガラス基板１１Ｂ上に太陽電池素子６１を形成する。太陽電池素子６１は、例えば、透明電極層、半導体層などからなる。太陽電池素子６１の形成方法は、一般的な方法であるので、説明を省略する。
剥離工程では、図１２に示すように、ガラス基板１１Ｂと補強板１２Ｂとを剥離する。ガラス基板１１Ｂは太陽電池の一部となり、補強板１２Ｂは太陽電池の一部とならない。剥離工程は、太陽電池素子形成工程の後に行われてよい。
［第２実施形態］
第２実施形態の積層体の加工方法は、砥石が円錐台状である点で、上記第１実施形態の積層体の加工方法とは異なる。以下、相違点を中心に説明する。
第２実施形態の積層体の加工方法は、砥石が円錐台状である点で、上記第１実施形態の積層体の加工方法とは異なる。以下、相違点を中心に説明する。
積層体１０の加工方法は、研削工程（図１３参照）と、面取り工程（図１４参照）とを有する。
研削工程では、砥石１２０によって積層体１０の外周の少なくとも一部を研削し、積層体１１０Ａを得る。図１３に示す積層体１１０Ａは、図１に示す積層体１０を砥石１２０によって研削したものである。
砥石１２０は、円錐台状であって、外周に積層体１０を研削する砥粒面を有する。砥石１２０の中心軸は例えば積層体１０の主面に対して垂直とされ、砥石１２０の中心軸上に回転軸が配設される。砥石１２０は、その中心軸を中心に回転させられると共に積層体１０の外周に沿って相対的に移動させられ、積層体１０の外周の少なくとも一部を研削する。
研削工程によって得られる積層体１１０Ａは、加工前の積層体１０と同様に、ガラス基板１１１Ａおよび補強板１１２Ａを有する。この補強板１１２Ａは、加工前の補強板１２と同様に、有機膜１１３Ａおよび支持板１１４Ａを有する。
ガラス基板１１１Ａの側面、有機膜１１３Ａの側面、および支持板１１４Ａの側面は砥石１２０によって面一とされ、積層体１１０Ａの側面は積層体１１０Ａの主面に対して斜めとされる。支持板１１４Ａは、ガラス基板１１１Ａよりも外側に突出し、ガラス基板１１１Ａの側面を保護する。積層体１１０Ａの主面に対して垂直な位置決めピンなどの物体が積層体１１０Ａの側面に当たるとき、支持板１１４Ａの側面に物体が当たり、ガラス基板１１１Ａの側面には物体が当たらない。よって、製品の一部となるガラス基板１１１Ａの破損が防止できる。
研削工程において、積層体１１０Ａの主面と側面との境界部１１５Ａ、１１６Ａには、クラックが発生しやすい。境界部１１５Ａ、１１６Ａのうち、尖鋭化される境界部において、クラックがより発生しやすい。本実施形態では、支持板１１４Ａの主面と側面の境界部１１６Ａが尖鋭化され、境界部１１６Ａにおいてクラックがより発生しやすい。
面取り工程では、積層体１１０Ａの砥石１２０によって研削された部分を弾性砥石１３０によって面取りし、積層体１１０Ｂを得る。図１４に示す積層体１１０Ｂは、図１３に示す積層体１１０Ａを弾性砥石１３０によって面取りしたものである。
弾性砥石１３０は、その形状が円錐台状である点を除き、図３に示す弾性砥石３０と同様に構成される。尚、弾性砥石１３０は、円柱状であってもよい。弾性砥石１３０は、積層体１１０Ａの主面と垂直な方向に積層体１１０Ａに押し付けられ、積層体１１０Ａの側面に面接触するように弾性変形する。
弾性砥石１３０は、図１３に示す積層体１１０Ａの主面と側面との境界部１１５Ａ、１１６Ａを削り、図１４に示す面取り部１１５Ｂ、１１６Ｂを作成する。面取り部１１５Ｂ、１１６Ｂは、丸みを帯びた曲面であってよい。
本実施形態では、上記第１実施形態と同様に、砥石１２０が研削溝を砥粒面に有しない。この砥粒面には凹凸がない。よって、従来のように砥石が断面Ｖ字状の研削溝を有する場合と異なり、研削工程によって得られる積層体１１０Ａの側面が積層体１１０Ａの主面に対して斜めとなる。そのため、積層体１１０Ａの側面と主面との境界部１１５Ａ、１１６Ａの一方（本実施形態では境界部１１６Ａ）よりも外側に突出した部分がない。よって、面取り工程において上記一方の境界部１１６Ａに応力が集中しやすく、上記一方の境界部１１６Ａが弾性砥石１３０によって集中的に削られやすい。研削工程によって境界部１１６Ａに形成されたクラックが効率的に除去でき、面取り工程によって得られる積層体１１０Ｂの強度が向上する。
また、砥石１２０が研削溝を有しないことで別の効果が得られる。例えば、研削溝がない分、砥石の製造コストが低減できる。また、第１実施形態と同様に、砥石１２０と積層体１１０との相対的な累積移動距離に応じて、砥石１２０と積層体１１０との積層体１１０の主面に対して垂直な方向（図１３において上下方向）における相対位置が変更できる。その結果、砥石１２０の偏摩耗が防止できる。尚、本実施形態では、砥石１２０と積層体１１０とが接触するように、積層体１１０の主面と垂直な方向とは別の方向（図１３において左右方向）における砥石１２０と積層体１１０との相対位置も同時に変更される。
面取り工程によって得られる積層体１１０Ｂは、加工前の積層体１０と同様に、ガラス基板１１１Ｂおよび補強板１１２Ｂを有する。この補強板１１２Ｂは、加工前の補強板１２と同様に、有機膜１１３Ｂおよび支持板１１４Ｂを有する。支持板１１４Ｂは、ガラス基板１１１Ｂよりも外側に突出し、ガラス基板１１１Ｂの側面を保護する。積層体１１０Ｂの主面に対して垂直な位置決めピンなどの物体が積層体１１０Ｂの側面に当たるとき、支持板１１４Ｂの側面に物体が当たり、ガラス基板１１１Ｂの側面には物体が当たらない。よって、製品の一部となるガラス基板１１１Ｂの破損が防止できる。
また、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、弾性砥石１３０の弾性変形によって弾性砥石１３０の砥粒がガラス基板１１１Ｂと支持板１１４Ｂとの間に入り込む。その結果、ガラス基板１１１Ｂにおける有機膜１１３Ｂ側の主面と側面との境界部に面取り部１１８Ｂが形成され、支持板１１４Ｂにおける有機膜１１３Ｂ側の主面と側面との境界部に面取り部１１９Ｂが形成される。面取り部１１８Ｂ、１１９Ｂは、丸みを帯びた曲面であってよい。
面取り部１１８Ｂ、１１９Ｂ同士の間の隙間は外方に向けて拡開する。そのため、剥離工程において面取り部１１８Ｂ、１１９Ｂ同士の間に外方から刃先が挿入しやすい。刃先の挿入によって、結合力の低いガラス基板１１１Ｂと有機膜１１３Ｂとの間に剥離起点が形成される。
面取り部１１８Ｂ、１１９Ｂが形成されるため、研削工程においてガラス基板１１１Ａの境界部１１８Ａおよび支持板１１４Ａの境界部１１９Ａに発生しうるクラックやチッピングが面取り工程において除去できる。これにより、面取り工程によって得られるガラス基板１１１Ｂの端面強度や支持板１１４Ｂの端面強度が向上し、剥離操作時にガラス基板１１１Ｂの破損や支持板１１４Ｂの破損が抑制できる。
上記加工方法によって得られる積層体１１０Ｂは、図３に示す積層体１０Ｂと同様に、電子デバイスの製造に用いられる。
以上、積層体の加工方法などの実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されず、本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
例えば、上記実施形態では、補強板の中間膜として有機膜が用いられるが、無機膜が用いられてもよい。無機膜は、例えばメタルシリサイド、窒化物、炭化物、および炭窒化物からなる群から選択される少なくとも１種を含む。
メタルシリサイドは、例えばＷ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、およびＢａからなる群から選択される少なくとも１種を含むものであり、好ましくはタングステンシリサイドである。
窒化物は、例えばＳｉ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｎａ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｍｇ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、およびＢａからなる群から選択される少なくとも１種を含むものであり、好ましくは窒化アルミニウム、窒化チタン、または窒化ケイ素である。
炭化物は、例えばＴｉ、Ｗ、Ｓｉ、Ｚｒ、およびＮｂからなる群から選択される少なくとも１種を含むものであり、好ましくは炭化ケイ素である。
炭窒化物は、例えばＴｉ、Ｗ、Ｓｉ、Ｚｒ、およびＮｂからなる群から選択される少なくとも１種を含むものであり、好ましくは炭窒化ケイ素である。
メタルシリサイド、窒化物、炭化物、および炭窒化物は、その材料に含まれるＳｉ、ＮまたはＣと、その材料に含まれる他の元素との間の電気陰性度の差が小さく、分極が小さい。そのため、無機膜と水との反応性が低く、無機膜の表面に水酸基が生じにくい。よって、無機膜とガラス基板との離型性が良好に保たれる。
中間膜としての無機膜は、ガラス基板や支持板よりも柔らかいことが好ましい。面取り工程において無機膜が選択的に削られ、ガラス基板における無機膜側の主面と側面との境界部、および支持板における無機膜側の主面と側面との境界部が面取りできる。尚、中間膜としての無機膜がガラス基板や支持板よりも脆い場合も同様の効果が得られる。
また、上記実施形態の補強板は中間膜と支持板とを有するが、中間膜は無くてもよい。例えば、補強板はガラス板のみで構成され、補強板としてのガラス板とガラス基板１１とが直接接触していてもよい。
また、上記実施形態では、基板としてガラス基板が用いられるが、セラミック基板、樹脂基板、金属基板などが用いられてもよい。同様に、上記実施形態では支持板としてガラス板が用いられるが、セラミック板、樹脂板、金属板などが用いられてもよい。
また、上記実施形態の面取り工程に供される積層体は、研削溝のない砥石によって研削されたものであるが、研削溝付きの砥石によって研削されたものでもよいし、切断器によって切断されたものでもよい。いずれの場合も、面取り工程において、基板における中間膜側の主面と側面との境界部、および、支持板における中間膜側の主面と側面との境界部が面取りできる。
また、上記実施形態の研削工程は、面取り工程の前に行われるものであるが、面取り工程を前提としないものでもよい。研削溝のない砥石と板状体との相対的な累積移動距離に応じて、砥石と板状体との板状体の主面と垂直な方向における相対位置を変更すれば、砥石の偏摩耗が抑制できる。
また、図２に示す砥石２０の中心軸は、積層体１０の主面に対して垂直とされるが、斜めとされてもよい。この場合、図１３に示す積層体１１０Ａと同じ形状のものが研削工程によって得られる。また、この場合、砥石２０と積層体１０との相対的な累積移動距離に応じて、砥石２０と積層体１０との積層体１０の主面に対して垂直な方向における相対位置が変更されてよい。砥石２０の偏摩耗が防止できる。尚、この場合、砥石２０と積層体１０とが接触するように、第２実施形態と同様に、積層体１０の主面に対して垂直な方向とは別の方向における砥石２０と積層体１０との相対位置も同時に変更される。
本出願は、２０１３年８月７日出願の日本特許出願２０１３−１６４２５２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、１０Ａ、１０Ｂ 積層体
１１、１１Ａ、１１Ｂ ガラス基板
１２、１２Ａ、１２Ｂ 補強板
１３、１３Ａ、１３Ｂ 有機膜
１４、１４Ａ、１４Ｂ 支持板
１８Ａ、１９Ａ 境界部
１８Ｂ、１９Ｂ 面取り部
２０ 砥石
３０ 弾性砥石
３０ａ−１、３０ａ−２、３０ａ−３ 砥粒
１１、１１Ａ、１１Ｂ ガラス基板
１２、１２Ａ、１２Ｂ 補強板
１３、１３Ａ、１３Ｂ 有機膜
１４、１４Ａ、１４Ｂ 支持板
１８Ａ、１９Ａ 境界部
１８Ｂ、１９Ｂ 面取り部
２０ 砥石
３０ 弾性砥石
３０ａ−１、３０ａ−２、３０ａ−３ 砥粒
上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
板状体の外周の少なくとも一部を弾性砥石によって面取りする面取り工程を有する板状体の加工方法であって、
前記板状体は、基板および該基板と剥離可能に結合する補強板を有する積層体であり、
前記補強板は、前記基板と剥離可能に結合する中間膜、および該中間膜を介して前記基板を支持する支持板を有し、
前記面取り工程において、前記弾性砥石の弾性変形によって前記弾性砥石の砥粒が前記基板と前記支持板との間に入り込むことで、前記基板における前記中間膜側の主面と側面との境界部、および、前記支持板における前記中間膜側の主面と側面との境界部が面取りされる、板状体の加工方法が提供される。
板状体の外周の少なくとも一部を弾性砥石によって面取りする面取り工程を有する板状体の加工方法であって、
前記板状体は、基板および該基板と剥離可能に結合する補強板を有する積層体であり、
前記補強板は、前記基板と剥離可能に結合する中間膜、および該中間膜を介して前記基板を支持する支持板を有し、
前記面取り工程において、前記弾性砥石の弾性変形によって前記弾性砥石の砥粒が前記基板と前記支持板との間に入り込むことで、前記基板における前記中間膜側の主面と側面との境界部、および、前記支持板における前記中間膜側の主面と側面との境界部が面取りされる、板状体の加工方法が提供される。
Claims (9)
- 金属のボンドまたはセラミックのボンドを含む砥石によって板状体の外周の少なくとも一部を研削する研削工程と、
前記板状体の前記砥石によって研削された部分を弾性砥石によって面取りする面取り工程とを有し、
前記砥石は、円柱状または円錐台状であり、外周に板状体を研削する砥粒面を有し、該砥粒面に研削溝を有しない、板状体の加工方法。 - 前記板状体は、基板および該基板と剥離可能に結合する補強板を有する積層体である、請求項１に記載の板状体の加工方法。
- 前記補強板は、前記基板と剥離可能に結合する中間膜、および該中間膜を介して前記基板を支持する支持板を有する、請求項２に記載の板状体の加工方法。
- 前記面取り工程において、前記弾性砥石の弾性変形によって前記弾性砥石の砥粒が前記基板と前記支持板との間に入り込むことで、前記基板における前記中間膜側の主面と側面との境界部、および、前記支持板における前記中間膜側の主面と側面との境界部が面取りされる、請求項３に記載の板状体の加工方法。
- 板状体の外周の少なくとも一部を弾性砥石によって面取りする面取り工程を有する板状体の加工方法であって、
前記板状体は、基板および該基板と剥離可能に結合する補強板を有する積層体であり、
前記補強板は、前記基板と剥離可能に結合する中間膜、および該中間膜を介して前記基板を支持する支持板を有し、
前記面取り工程において、前記弾性砥石の弾性変形によって前記弾性砥石の砥粒が前記基板と前記支持板との間に入り込むことで、前記基板における前記中間膜側の主面と側面との境界部、および、前記支持板における前記中間膜側の主面と側面との境界部が面取りされる、板状体の加工方法。 - 金属のボンドまたはセラミックのボンドを含む砥石によって１枚以上の板状体の外周の少なくとも一部を研削する研削工程を有する板状体の加工方法であって、
前記砥石は、円柱状または円錐台状であり、外周に板状体を研削する砥粒面を有し、該砥粒面に研削溝を有せず、前記研削工程において、前記板状体の主面に対して垂直または斜めの回転軸を中心に回転させられると共に前記板状体の外周に沿って相対的に移動させられ、
相対的な累積移動距離に応じて、前記砥石と前記板状体との前記板状体の主面に対して垂直な方向における相対位置が変更される、板状体の加工方法。 - 請求項４または５に記載された加工方法によって加工された積層体の基板上に機能膜を形成する工程と、
前記機能膜が形成された前記基板と前記補強板とを剥離する工程とを有する、電子デバイスの製造方法。 - 前記電子デバイスは画像表示装置である、請求項７に記載の電子デバイスの製造方法。
- 基板および該基板と剥離可能に結合した補強板を有する積層体であって、
前記補強板は、前記基板と剥離可能に結合する中間膜、および該中間膜を介して前記基板を支持する支持板を有し、
前記積層体は、前記基板における前記中間膜側の主面と側面との境界部、および前記支持板における前記中間膜側の主面と側面との境界部にそれぞれ面取り部を有する、積層体。
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