JPWO2015056602A1 - ガラスフィルム積層体の製造方法、ガラスフィルム積層体、電子デバイスの製造方法 - Google Patents

ガラスフィルム積層体の製造方法、ガラスフィルム積層体、電子デバイスの製造方法 Download PDF

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Abstract

ガラスフィルムのハンドリング性の向上を図りつつ、ガラスフィルムの歩留まりおよび良品率の向上を実現するガラスフィルム積層体およびガラスフィルム積層体の製造方法を提供する。支持ガラス12上にガラスフィルム10を積層して作製されるガラスフィルム積層体1の製造方法であって、ガラスフィルム10と支持ガラス12の少なくとも周辺部10d・12dに超音波USを印加する超音波印加工程(STEP−1−1)と、超音波印加工程(STEP−1−1)を経たガラスフィルム10と支持ガラス12を洗浄する洗浄工程(STEP−1−2)と、洗浄工程(STEP−1−2)を経た支持ガラス12上にガラスフィルム10を積層してガラスフィルム積層体1を作製する積層工程(STEP−1−3)と、を備える。

Description

本発明は、ガラスフィルム積層体の製造方法、ガラスフィルム積層体、電子デバイスの製造方法の技術に関する。
省スペース化の観点から、従来普及していたCRT型ディスプレイに替わり、近年は液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、有機ELディスプレイ等のフラットパネルディスプレイが普及している。
そして、これらのフラットパネルディスプレイにおいては、更なる薄型化へのニーズが存在している。
近年、フラットパネルディスプレイ等のデバイスに使用される基板やカバーガラスには、更なる薄化と高い可撓性を実現することへのニーズが高まっている。
ガラス基板に可撓性を付与するには、ガラス基板を薄化するのが有効であり、下記特許文献1には、厚み200μm以下のガラスフィルムが提案されている。
フラットパネルディスプレイや太陽電池等の電子デバイスに使用されるガラス基板には、加工処理や洗浄処理等、様々な製造関連処理がなされる。
ところが、これら電子デバイスに使用されるガラス基板を薄化すると、ガラスは脆性材料であるため、多少の応力変化により破損に至り、上述した各種電子デバイスの製造関連処理を行う際に、取扱いが大変困難であるという問題がある。
加えて、厚み200μm以下のガラスフィルムは可撓性に富むため、処理を行う際に位置決めを行い難く、パターニング時にずれ等が生じるという問題もある。
また、薄化したガラスフィルムの取扱い性を向上させるために、下記特許文献1では、支持ガラス上にガラスフィルムを積層させたガラスフィルム積層体が提案されている。
このようなガラスフィルム積層体によれば、単体では強度や剛性のないガラスフィルムを用いても、支持ガラスの剛性が高いため、処理の際にガラスフィルム積層体全体として位置決めが容易となる。
また、処理終了後は、ガラスフィルムを支持ガラスから剥離することが可能となっている。
ガラスフィルム積層体の厚みを従来のガラス基板の厚みと同一とすれば、従来のガラス基板用の電子デバイス製造ラインを共用して、電子デバイスを製造することも可能になる。
特開2011−183792号公報
特許文献1に示されたガラスフィルム積層体を用いて液晶パネル等の電子デバイスを製造する場合、ガラスフィルム積層体に対してレジスト液を塗布する工程(レジスト工程)が存在するのが一般的である。そして、レジスト工程でガラスフィルム積層体に塗布されたレジスト液は、感光、加熱、乾燥等の手法により固化される。
また、特許文献1に示された従来のガラスフィルム積層体1では、図16に示すように、ガラスフィルム10と支持体11となる支持ガラス12との界面13に気泡14が形成される場合がある。そして、その気泡14には、ガラスフィルム10の外周縁で大気に連通する形態で形成されるものがある。尚、以下では、このような気泡14をオープン泡14aと呼ぶものと規定する。
そして、界面13にオープン泡14aが存在するガラスフィルム積層体1では、レジスト工程で塗布したレジスト液がオープン泡に入り込んでしまうという問題がある。
また、オープン泡14aに入り込んだレジスト液はその後固化されるが、その固化したレジスト液によって、オープン泡14aが存在する部位のガラスフィルム10と支持ガラス12が固着するという問題があった。
さらに、レジスト液で固着したガラスフィルム積層体1は、支持ガラス12とガラスフィルム10を分離するときに、その固着した部位がうまく剥がせずに、ガラスフィルム10の破損を招き、ガラスフィルム10の歩留まりが悪化するとともに、ガラスフィルム積層体1から得たガラスフィルム10の良品率も悪化するという問題があった。
そこで、レジスト液による支持ガラスとガラスフィルムの固着を防止することにより、ガラスフィルムの剥離時における破損の発生を抑制して、ガラスフィルムの歩留まりおよび良品率の向上を図ることが望まれていた。
本発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、ガラスフィルムのハンドリング性の向上を図りつつ、ガラスフィルム積層体における積層界面のオープン泡の発生を防止し、ガラスフィルムの歩留まりおよび良品率の向上を実現するガラスフィルム積層体およびガラスフィルム積層体の製造方法を提供することを目的としている。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
本願の第1の発明は、支持体上にガラスフィルムを積層して作製されるガラスフィルム積層体の製造方法であって、前記ガラスフィルムと前記支持体の少なくとも周辺部に超音波を印加する超音波印加工程と、前記超音波印加工程を経た前記ガラスフィルムと前記支持体を洗浄する洗浄工程と、前記洗浄工程を経た前記支持体上に前記ガラスフィルムを積層してガラスフィルム積層体を作製する積層工程と、を備えることを特徴とする。
本願の第2の発明は、前記支持体は、支持ガラスであることを特徴とする。
本願の第3の発明は、前記超音波印加工程において、ホーン型超音波発生器を用いて超音波を印加することを特徴とする。
本願の第4の発明は、前記超音波印加工程において、前記ホーン型超音波発生器を用いて、前記ガラスフィルムと前記支持ガラスの前記周辺部のみに超音波を印加することを特徴とする。
本願の第5の発明は、前記超音波印加工程において、前記ガラスフィルムと前記支持ガラスを超音波洗浄槽の内部において液体に浸し、前記超音波洗浄槽により、前記ガラスフィルムと前記支持ガラスの全体に超音波を印加することを特徴とする。
本願の第6の発明は、前記ガラスフィルム積層体の前記ガラスフィルムと前記支持ガラスの界面に存在する気泡であって、前記ガラスフィルムの端辺に接する気泡であるオープン泡の有無を検査するオープン泡検査工程をさらに備えることを特徴とする。
本願の第7の発明は、前記オープン泡検査工程において、前記ガラスフィルムの周辺部に対応した前記ガラスフィルム積層体の周辺部における前記オープン泡以外の気泡の有無をさらに検査することを特徴とする。
本願の第8の発明は、前記ガラスフィルム積層体の周辺部は、前記ガラスフィルムの端辺から10mm以上の幅であることを特徴とする。
本願の第9の発明は、前記ガラスフィルム積層体の周辺部以外の気泡の個数が、0.1個/m以上かつ10000個/m以下であることを特徴とする。
本願の第10の発明は、ガラスフィルムと支持ガラスとを直接積層して作製されるガラスフィルム積層体であって、前記ガラスフィルムの全ての端辺が、隙間なく前記支持ガラスと接していることを特徴とする。
本願の第11の発明は、前記ガラスフィルムは、前記ガラスフィルムの全ての端辺から10mm以上の幅で、隙間なく前記支持ガラスと接していることを特徴とする。
本願の第12の発明は、前記ガラスフィルム積層体の前記ガラスフィルムと前記支持ガラスが隙間なく接している部位以外の部位における気泡の個数が、0.1個/m以上かつ10000個/m以下であることを特徴とする。
本願の第13の発明は、前記支持ガラスに薄膜層が設けられていることを特徴とする。
本願の第14の発明は、電子デバイス製造関連処理前に支持体上にガラスフィルムを積層してガラスフィルム積層体を作製する積層工程と、前記ガラスフィルム積層体における前記ガラスフィルムへ電子デバイス製造関連処理を行うことで前記ガラスフィルム積層体の前記ガラスフィルム上に素子を形成し、封止基板で前記素子を封止して支持体付電子デバイスを作製する工程と、前記支持体付電子デバイスにおける電子デバイス製造関連処理後の前記ガラスフィルムを前記支持体から剥がして電子デバイスを製造する工程と、を有する電子デバイスの製造方法であって、前記積層工程は、請求項1〜請求項8のいずれかに記載のガラスフィルム積層体の製造方法によりガラスフィルム積層体を作製する工程であることを特徴とする。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
本願の第1の発明によれば、ガラスフィルム積層体の周辺部にオープン泡が生じるのを防止することができる。
これにより、レジスト工程の際にガラスフィルムと支持体の界面にレジスト液が浸透するのを防止でき、ひいては、ガラスフィルムと支持体の固着を防止して、ガラスフィルムが剥離時に破損するのを防止することができる。
本願の第2の発明によれば、支持体として支持ガラスを用いる場合において、ガラスフィルム積層体の周辺部にオープン泡が生じるのを防止することができる。
本願の第3の発明によれば、ガラスフィルムおよび支持体の周辺部から、通常のオープン泡の要因となる異物を確実に除去することができる。
本願の第4の発明によれば、オープン泡の要因となる異物の除去に要する時間を短縮することができる。
本願の第5の発明によれば、ガラスフィルムおよび支持体の周辺部から、オープン泡の要因となる異物を確実に除去することができる。
また、ガラスフィルムおよび支持体の周辺部以外の部位の異物を除去することによって、ガラスフィルムの良品率を向上させることができる。
本願の第6の発明によれば、オープン泡が生じているガラスフィルム積層体を排除することができる。
これにより、製造関連処理後のガラスフィルムの歩留まりを向上させることができる。
本願の第7の発明によれば、オープン泡の有無を検査した後でオープン泡が生じるのを防止することができる。
これにより、製造関連処理後のガラスフィルムの歩留まりを確実に向上させることができる。
本願の第8の発明によれば、ガラスフィルム積層体の周辺部において、オープン泡が生じるのを確実に防止することができる。
本願の第9の発明によれば、時間や費用を抑制しつつ、ガラスフィルム積層体の周辺部より内側におけるクローズ泡の発生を確実に抑制することができる。
本願の第10の発明によれば、レジスト工程の際にガラスフィルムと支持体の界面にレジスト液が浸透するのを防止でき、ひいては、ガラスフィルムと支持体の固着を防止して、剥離時にガラスフィルムが破損するのを防止することができる。
本願の第11の発明によれば、ガラスフィルムの歩留まりを向上させることができる。
本願の第12の発明によれば、時間とコストを抑制させつつ、ガラスフィルム積層体の周辺部より内側におけるクローズ泡の発生を確実に抑制することができる。
本願の第13の発明によれば、ガラスフィルムの剥離が容易になり、ガラスフィルムの歩留まりを向上させることができる。
本願の第14の発明によれば、電子デバイスの歩留まりを向上させることができる。
本発明に係るガラスフィルム積層体の製造方法を含む電子デバイス(ガラスフィルム)の製造方法を示す模式図。 ガラスフィルムの作製方法(オーバーフローダウンドロー法)を示す模式図。 ガラスフィルム積層体の作製状況を示す斜視模式図。 ガラスフィルムと支持ガラスの接合メカニズムを説明するための模式図、(a)水酸基同士の水素結合の状況を示す図、(b)水分子を介在する水素結合の状況を示す図。 本発明に係るガラスフィルム積層体の別実施形態を示す模式図。 本発明に係るガラスフィルム積層体の製造方法を示すフロー図。 本発明に係るガラスフィルム積層体の構成部材を示す模式図、(a)ガラスフィルムを示す平面模式図、(b)支持ガラスを示す平面模式図。 本発明に係るガラスフィルム積層体を示す模式図、(a)平面模式図、(b)側面模式図。 本発明に係るガラスフィルム積層体の製造方法におけるホーン型超音波発生器による超音波の印加状況を示す斜視模式図。 ガラスフィルム積層体(周辺部にオープン泡がある状態)を示す平面模式図。 ガラスフィルム積層体(周辺部にクローズ泡がある状態)を示す平面模式図。 本発明に係るガラスフィルム積層体(周辺部の内側にクローズ泡がある状態)を示す平面模式図。 本発明に係るガラスフィルム積層体の一例である支持ガラス付電子デバイスを示す模式図。 ガラスフィルム積層体におけるオープン泡に対するレジスト液の浸透状況を示す平面模式図。 本発明に係るガラスフィルム積層体における良品率の改善状況を確認した実験結果を示す図。 従来のオープン泡が存在するガラスフィルム積層体を示す平面模式図。
以下、本発明に係るガラスフィルム積層体の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
まず、本発明に係るガラスフィルム積層体1の製造方法について、説明をする。
本発明に係るガラスフィルム積層体1の製造方法では、図1に示すように、第1の工程において、支持体11上にガラスフィルム10を積層することによりガラスフィルム積層体1が作製される。
ガラスフィルム10は、ケイ酸塩ガラス、シリカガラスが用いられ、好ましくはホウケイ酸ガラスが用いられ、最も好ましくは無アルカリガラスが用いられる。
ガラスフィルム10にアルカリ成分が含有されていると、表面において陽イオンの脱落が発生し、いわゆるソーダ吹きの現象が生じ、構造的に粗となる。この場合、ガラスフィルム10を湾曲させて使用していると、経年劣化により粗となった部分から破損する可能性がある。
尚、ここでいう無アルカリガラスとは、アルカリ成分(アルカリ金属酸化物)が実質的に含まれていないガラスのことであって、具体的には、アルカリ成分が3000ppm以下のガラスのことである。
本発明で用いる無アルカリガラスのアルカリ成分の含有量は、好ましくは1000ppm以下であり、より好ましくは500ppm以下、更に好ましくは300ppm以下である。
ガラスフィルム10の厚みは、好ましくは300μm以下、より好ましくは5〜200μm、最も好ましくは5〜100μmである。
これにより、ガラスフィルム10の厚みをより薄くして、適切な可撓性を付与することができる。
厚みをより薄くしたガラスフィルム10は、ハンドリング性が困難で、かつ、位置決めミスやパターニング時の撓み等の問題が生じやすいが、後述する支持体11を使用することでパターニング等の製造関連処理等を容易に行うことができる。
尚、ガラスフィルム10の厚みが5μm未満であると、ガラスフィルム10の強度が不足がちになり、支持体11からガラスフィルム10を剥離し難くなるおそれがある。
支持体11は、ガラスフィルム10を支持可能であれば、その材質については特に限定されず、合成樹脂板、天然樹脂板、木板、金属板、ガラス板、セラミック板、結晶化ガラス板等の板状体を使用することができる。また、支持体11の厚みについても特に限定されず、支持体として選択した材質の剛性に応じて、適宜支持体11の厚みを選択しても良い。ガラスフィルム10のハンドリングの改善等を目的とする場合は、PETフィルム等の樹脂フィルムを使用しても良い。尚、上述の板状体の表面に、ガラスフィルム10との接着性や剥離性を調整するために後述する樹脂層を適宜設けることで、支持体11としても良い。
支持体11には、支持ガラス12を使用することが好ましい。これにより、電子デバイス製造関連処理の際の熱処理や薬液処理、露光処理等に対してガラスフィルム10および支持ガラス12はその特性や形状が安定であるため、ガラスフィルム積層体1の安定した積層状態を維持することが可能になる。
支持ガラス12は、ガラスフィルム10と同様、ケイ酸塩ガラス、シリカガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等が用いられる。
支持ガラス12については、ガラスフィルム10との30〜380℃における熱膨張係数の差が、5×10−7/℃以内のガラスを使用することが好ましい。
そして、膨張率の差を抑える観点から、支持ガラス12とガラスフィルム10とは、同一の組成を有するガラスを使用することが最も好ましい。
支持ガラス12の厚みは、400μm以上であることが好ましい。支持ガラス12の厚みが400μm未満であると、支持ガラス12を単体で取り扱う場合に、強度の面で問題が生じるおそれがある。支持ガラス12の厚みは、400〜700μmであることが好ましく、500〜700μmであることが最も好ましい。
これにより、支持ガラス12でガラスフィルム10を確実に支持することが可能となるとともに、支持ガラス12からガラスフィルム10を剥離する際に生じ得るガラスフィルム10の破損を効果的に抑制することが可能となる。
尚、後述するレジスト液の塗布時(第3の工程)等に、図示しないセッター上に、ガラスフィルム積層体1を載置する場合は、支持ガラス12の厚みは400μm未満(例えば300μm等、ガラスフィルム10と同一の厚み)でも良い。
本発明に使用されるガラスフィルム10および支持ガラス12は、ダウンドロー法によって成形されていることが好ましく、オーバーフローダウンドロー法によって成形されていることがより好ましい。
特に、図2に示すオーバーフローダウンドロー法は、成形時にガラス板の両面が、成形部材と接触しない成形法であり、得られたガラス板の両面(透光面)には傷が生じ難く、研磨しなくても高い表面品位を得ることができる。無論、本発明に使用されるガラスフィルム10および支持ガラス12は、フロート法やスロットダウンドロー法、ロールアウト法、アップドロー法、リドロー法等によって成形されたものであってもよい。
図2に示すオーバーフローダウンドロー法において、断面が楔型の成形体20の下端部21から流下した直後のガラスリボンGは、冷却ローラ22によって幅方向の収縮が規制されながら下方へ引き伸ばされて所定の厚みまで薄くなる。次に、前記所定厚みに達したガラスリボンGを図示しない徐冷炉(アニーラ)で徐々に冷却し、ガラスリボンGの熱歪を除き、ガラスリボンGを所定寸法に切断することにより、ガラスフィルム10および支持ガラス12が夫々成形される。
以下、支持体11として支持ガラス12を採用した実施形態について、説明をする。支持ガラス12の材質に起因した特有の説明箇所以外の部分については、適宜支持ガラス12を支持体11と読み替え可能とする。
図3に示すように、ガラスフィルム10には、接触面10aと有効面10bを設定している。
接触面10aは、支持ガラス12と積層するときに、該支持ガラス12と相対し接触する側の面である。
また、有効面10bは、接触面10aとは反対側の面であって、素子の形成等の製造関連処理が施される側の面である。
また、支持ガラス12には、接触面12aと搬送面12bを設定している。
接触面12aは、ガラスフィルム10と積層するときに、該ガラスフィルム10と相対し接触する側の面である。
また、搬送面12bは、接触面12aとは反対側の面であって、ガラスフィルム積層体1が搬送ローラ上を搬送されるときに、該搬送ローラに接する側の面である。
図3では、支持ガラス12上に略同一面積のガラスフィルム10が積層されているが、支持ガラス12がガラスフィルム10から食み出すように積層されていてもよい。
この場合、支持ガラス12のガラスフィルム10からの食み出し量は、0.5〜10mmであることが好ましく、0.5〜1mmであることがより好ましい。
支持ガラス12の食み出し量を少なくすることで、ガラスフィルム10の有効面10bの面積をより広く確保することができる。
また、支持ガラス12上にガラスフィルム10を積層する工程は、減圧下で行っても良い。これにより、ガラスフィルム10と支持ガラス12とを積層させた際に両者間に生じる気泡を低減させることができる。
ガラスフィルム10の接触面10aと、支持ガラス12の接触面12aの表面粗さRaが2.0nm以下であることが好ましい。これにより、ガラスフィルムと支持ガラスとが滑らかな表面同士で接触するため密着性が良く、接着剤を使用しなくてもガラスフィルムと支持ガラスとを強固に安定して積層させることが可能となる。
ガラスフィルム10と支持ガラス12とを接着剤無しで強固に積層するためには、本発明において使用するガラスフィルム10および支持ガラス12の夫々の接触面10a・12aの表面粗さRaは、夫々1.0nm以下であることが好ましく、0.5nm以下であることがより好ましく、0.2nm以下であることが最も好ましい。
本実施形態では、ガラスフィルム10と支持ガラス12の相互に接触する側の面の表面粗さRaを夫々2.0nm以下としており、第1の工程では、相互に接触する側の面の表面粗さRaが夫々2.0nm以下であるガラスフィルム10と支持ガラス12とを積層して、ガラスフィルム10を支持ガラス12に対して強固に固定することにより、ガラスフィルム積層体1が作製される。
ガラスフィルム10と支持ガラス12の各接触面10a・12aの表面粗さRaが2.0nm以下となるように平滑化すると、これらの2つの平滑なガラス基板を密着させた場合にガラス基板同士が接着剤なしに剥離可能な程度に固着してガラスフィルム積層体1となる。この現象は次のメカニズムによると推察される。
図4(a)に示すように、ガラスフィルム10の表面(接触面10a)と支持ガラス12の表面(接触面12a)に形成された水酸基同士の水素結合により引き付けあうと考えられる。あるいは、図4(b)のようにガラスフィルム10と支持ガラス12の界面13に存在する水分子を介在して水素結合が形成されることによりガラスフィルム10と支持ガラス12とが互いに固着することもあると考えられている。
尚、本実施形態では、支持ガラス12上にガラスフィルム10を直接積層しているが、図5に示す通り、支持ガラス12上に薄膜層15を形成した後にガラスフィルム10を積層させてもよい。薄膜層15には、ITO、ZrO等の無機酸化物や、SiN、TiN、CrN、TiAlN、AlCrN等の窒化物、Ti等の金属、ダイヤモンドライクカーボン、TiC、WC等の炭化物、MgF等のフッ化物を用いることが好ましい。また、その際には、薄膜層15の表面粗さRaは、それぞれ2.0nm以下、1.0nm以下、0.5nm以下、0.2nm以下であることがこの順で好ましい。また、薄膜層15には、樹脂を用いてもよく、その際には、ガラスフィルム10は最後に剥離されるため、支持ガラス12上に形成されている薄膜層15には、微粘着性のものを使用することが好ましい。この場合、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、ナイロン、セロファン、シリコーン樹脂等を使用することができ、薄膜層15は、材質自身に粘着性を有している場合については基材のみを使用してもよく、基材の両面に別途粘着剤を塗布したものを使用しても良く、基材無しで粘着層のみであっても良い。
一方、ガラスフィルム10の有効面10bの表面粗さは特には限定されないが、後述する第3の工程において、素子の形成処理等を行うことから、表面粗さRaが2.0nm以下であることが好ましく、1.0nm以下がより好ましく、0.5nm以下がさらに好ましく、0.2nm以下が最も好ましい。支持ガラス12の搬送面12bの表面粗さは、特には限定されない。
本発明に係るガラスフィルム積層体1の製造方法では、図1および図6に示す如く、第1の工程において、ガラスフィルム10と支持ガラス12を直接積層してガラスフィルム積層体1を作製する工程である積層工程(STEP−1−3)の前に、ガラスフィルム10および支持ガラス12のそれぞれに超音波USを印加する超音波印加工程(STEP−1−1)と、超音波印加工程(STEP−1−1)を経たガラスフィルム10および支持ガラス12に付着した異物を洗浄して除去する洗浄工程(STEP−1−2)を有する点に特徴を有している。
超音波印加工程(STEP−1−1)および洗浄工程(STEP−1−2)は、ガラスフィルム積層体1の界面13に、オープン泡が生じるのを防止するための工程である。
図16に示す如く、ガラスフィルム10と支持ガラス12を積層するときに界面13に異物があると、その異物によりガラスフィルム10と支持ガラス12が局所的に密着せず、ガラスフィルム積層体1の界面13に気泡14が形成される場合がある。
即ち、ガラスフィルム10の接触面10aおよび支持ガラス12の接触面12aにおける異物を確実に除去すれば、界面13に気泡14が形成されるのを防止できる。
図16に示すように、気泡14には、ガラスフィルム10の端辺10cに接している気泡14であるオープン泡14aと、ガラスフィルム10の端辺10cに接していない気泡14であるクローズ泡14bとが存在している。
オープン泡14aとは、ガラスフィルム積層体1におけるガラスフィルム10と支持ガラス12の界面13に存在する気泡14のうち、ガラスフィルム10の端辺10cに接している気泡のことをいい、外部と連通している。またクローズ泡14bは、ガラスフィルム10の端辺10cに接しておらず、外部とも連通していない。
本発明に係るガラスフィルム積層体1の製造方法では、超音波印加工程(STEP−1−1)および洗浄工程(STEP−1−2)における異物の除去を、図7(a)(b)に示すように、ガラスフィルム10および支持ガラス12の各表面の、少なくとも周辺部10d・12dに対して行う。
尚、ガラスフィルム10の周辺部10dとは、図7(a)に示すように、ガラスフィルム10の接触面10aにおける4つの各端辺10c・10c・・・から所定の幅Lの範囲(右上がりの斜線を付した範囲)を指し、支持ガラス12の周辺部12dとは、図7(b)に示すように、支持ガラス12の接触面12aにおける4つの各端辺12c・12c・・・から所定の幅Mの範囲(右下がりの斜線を付した範囲)を指す。
そして、図8(a)に示すように、周辺部10d・12dとが重なる範囲(網掛け状に斜線を付した所定の幅Nの範囲)を、ガラスフィルム積層体1における周辺部1dと規定する。
尚、ガラスフィルム10の周辺部10dと支持ガラス12の周辺部12dとは範囲が完全に一致している必要はなく、ガラスフィルム10の周辺部10dが支持ガラス12の周辺部12dよりも食み出していても良く、逆に、支持ガラス12の周辺部12dがガラスフィルム10の周辺部10dよりも食み出していても良い。
周辺部1dに存在する異物は、オープン泡14aの要因となる可能性が特に高い。また、周辺部10d・12dに存在する異物に起因して生じたクローズ泡14bは、外部からの応力や経時変化等によって、位置がずれることでオープン泡14aに変化する可能性が高い。
即ち、オープン泡14aを確実に防止するためには、周辺部1dにおけるクローズ泡14bの形成をも防止する必要がある。
このため、本発明に係るガラスフィルム積層体1の製造方法では、超音波印加工程(STEP−1−1)および洗浄工程(STEP−1−2)によって、周辺部10d・12dに存在する異物を確実に除去して、周辺部1dに異物がないようにする構成としている。そして、本発明に係るガラスフィルム積層体1は、周辺部1dにオープン泡14aが存在しないように作製され、図8(b)に示すように、ガラスフィルム10の端辺10c・10c・・・が、支持ガラス12の接触面12aに対して隙間なく接している。
また、周辺部10d以外のクローズ泡14bが少ないことが好ましい。
具体的には、気泡の円換算時直径が5mm以上のものが、10000個/m以下であることが好ましく、1000個/m以下であることがより好ましく、100個/m以下であることがさらに好ましく、10個/m以下であることが最も好ましい。
これは、素子(電子デバイス)の製造関連処理等を行う際には平滑性が求められるため、周辺部10d以外のクローズ泡14bについても少ない方が好ましいことによる。
また、周辺部10d以外のクローズ泡14bの泡個数は、0.1個/m以上であることが好ましい。
これは、周辺部10d以外のクローズ泡14bの個数を可及的に少なくしようとすると、洗浄等に時間を要するからであり、ガラスフィルム積層体の作製時にコストがアップするおそれがあることによる。周辺部10d以外のクローズ泡14b泡個数は、0.5個/m以上であることが好ましく、1個/m以上であることがより好ましく、2個/m以上であることがさらに好ましい。
そして、本実施形態に係るガラスフィルム積層体1における周辺部1dの所定の幅Nは、10mmとしており、本発明に係るガラスフィルム積層体における所定の幅Nは10mm以上とすることが好ましい。
これは、ガラスフィルム10の端辺10cから10mm未満の位置で生じた気泡14は、オープン泡14aとなる可能性が特に高く、また、その範囲で生じたクローズ泡14bは、外部からの応力や経時変化等により位置がずれることでオープン泡14aに変化する可能性があることによる。
さらに、ガラスフィルム10の端辺10cから10mm以上内側に存在する異物は、オープン泡14aの要因となりにくいことによる。
また、超音波印加工程(STEP−1−1)において超音波USを印加する範囲は、周辺部10d・12d(図7(a)(b)に示す所定の幅LやMの範囲)より内側に及ぶ範囲としてもよく、あるいは、ガラスフィルム10および支持ガラス12の全面(全範囲)に超音波USを印加してもよい。
これは、周辺部10d・12dよりもさらに内側に存在する異物まで除去しておくことで、ガラスフィルム10の良品率向上に寄与することができることによる。
また、図9に示すように、本発明に係るガラスフィルム積層体1の積層方法では、ガラスフィルム10および支持ガラス12に超音波USを印加する手段として、ホーン型超音波発生器30を使用する構成としている。
ホーン型超音波発生器30は、槽タイプの超音波発生器に比して、局所的により強力な超音波USを印加することができるという点で、ガラスフィルム10および支持ガラス12の表面に付着している異物を除去する用途に好適である。特にホーン型超音波発生器30を使用した場合、通常の擦り洗いでは取り除くことができないような表面に付着したガラス粉等を除去することができる。
また、ホーン型超音波発生器30は、作業者が超音波USを印加する場所を選びながら走査をすることができるため、ガラスフィルム10および支持ガラス12において、異物がオープン泡14aの要因となる部位(即ち、所定の幅LやMの範囲)を優先的に選択して超音波USを印加することができる。
そして、ホーン型超音波発生器30を用いて、所定の幅LやMの範囲のみに超音波USを印加する構成とすれば、超音波USの印加作業に要する時間の短縮を図ることができ、効率良くオープン泡14aの発生を防止することができる。
また、本発明に係るガラスフィルム積層体1の製造方法では、超音波印加工程(STEP−1−1)において、ガラスフィルム10および支持ガラス12に超音波USを印加するときには、液体31を入れた槽32の内部にガラスフィルム10および支持ガラス12を配置し、液体31に浸した状態でガラスフィルム10および支持ガラス12に超音波USを印加する構成としている。
本実施形態では、ガラスフィルム10および支持ガラス12を浸す液体31として純水を使用している。ガラスフィルム10および支持ガラス12を浸す液体31としては、純粋以外の液体を使用することも可能であり、例えば、エタノール等を使用してもよい。
また、本発明に係るガラスフィルム積層体1の製造方法では、槽32として超音波洗浄槽を用いて、更に超音波洗浄工程を有していても良い。つまり、ガラスフィルム10および支持ガラス12に対してホーン型超音波発生器30で超音波USを印加する前後、又は印加している最中に、併せて槽(超音波洗浄槽)32でガラスフィルム10および支持ガラス12の全体に超音波を印加しても良い。
超音波洗浄槽を用いて、ガラスフィルム10および支持ガラス12の全体に超音波を印加しつつ、さらに所定の幅LやMの範囲にホーン型超音波発生器30で超音波を印加する構成とすれば、周辺部1dにおけるオープン泡14aの発生を防止するのみならず、ガラスフィルム10および支持ガラス12の全範囲に付着した異物を除去することができるため、ガラスフィルム10の良品率向上を図ることが可能になる。
図1および図6に示す如く、本発明に係るガラスフィルム積層体1の製造方法では、ガラスフィルム積層体1を作製した後で、ガラスフィルム積層体1の周辺部1dにオープン泡14aが無いかどうかを検査する第2の工程たるオープン泡検査工程(STEP−2)を備えている。
このオープン泡検査工程(STEP−2)では、図10に示すような周辺部1dにオープン泡14aが存在するガラスフィルム積層体1を不良品として排除する。
オープン泡検査工程(STEP−2)としては、目視による検査の他、エッジライト、顕微鏡、ラインカメラ等を適宜使用して光学的な検査等を使用することができる。
即ち、本発明に係るガラスフィルム積層体1の製造方法は、ガラスフィルム積層体1のガラスフィルム10と支持ガラス12の界面13に存在する気泡14であって、ガラスフィルム10の端辺10cに接するオープン泡14aの有無を検査するオープン泡検査工程(STEP−2)をさらに備えるものである。
このような構成により、オープン泡14aが生じているガラスフィルム積層体1を排除することができ、またこれにより、ガラスフィルム10の歩留まりを向上させることができる。
また、本発明に係るガラスフィルム積層体1の製造方法では、オープン泡検査工程(STEP−2)において、周辺部1dにおけるオープン泡14aだけでなく、周辺部1dにおけるクローズ泡14bの有無も検査する構成としても良い。
クローズ泡14bは、検査時においてガラスフィルム10の端辺10cに接していないが、経時変化や外力等の影響で、端辺10cに接する位置に移動する可能性があるものであり、検査後にオープン泡14aに変化する可能性を有しているものである。
このため、本発明に係るガラスフィルム積層体1の製造方法では、(STEP−2)において、図11に示すような周辺部1dにクローズ泡14bが存在するガラスフィルム積層体1も不良品として排除する構成としている。
一方、オープン泡検査工程(STEP−2)では、図12に示すような周辺部1dよりもさらに内側に気泡14(クローズ泡14b)が存在するガラスフィルム積層体1については、良品として扱う。
尚、オープン泡検査工程(STEP−2)で不良品と判定されたガラスフィルム積層体1は、ガラスフィルム10と支持ガラス12に分離し、第1の工程に戻すことで、それぞれ再利用することができる。
図1に示す第3の工程では、電子デバイス製造関連処理を行う。図13は、支持ガラス付電子デバイス40を示す図であるが、ガラスフィルム積層体1のガラスフィルム10上に液晶や有機EL、太陽電池等の素子41を形成する。そして、図1に示すように、素子41の形成に際しては、素子41を部分的に保護するために、ガラスフィルム積層体1に対してレジスト液42が塗布される。そのレジスト液42は、感光・乾燥・加熱等の手法により固化される。
このとき仮に、ガラスフィルム積層体1が、図14に示すように、その界面13にオープン泡14aが存在しているガラスフィルム積層体1であるなら、該オープン泡14aにはレジスト液42が浸透し、感光・乾燥等の手法によりその後固化され、ガラスフィルム10と支持ガラス12が固着される。そのため、前述したオープン泡検査工程(STEP−2)において、斯様なオープン泡14aを有するガラスフィルム積層体1については、不良品として排除している。
そして、素子41をカバーガラス43で封止するとともに液晶パネルの場合は液晶の注入(図示せず)等を施して、支持ガラス付電子デバイス40を形成する。
尚、図13に示す形態では、カバーガラス43とガラスフィルム10とを直接接着しているが、適宜公知のガラスフリットやスペーサ等を使用してカバーガラス43とガラスフィルム10とを接着しても良い。
そして、素子41の封止に用いる封止基板としては、前述のガラスフィルム10と同様、ケイ酸塩ガラス、シリカガラス、ホウケイ酸ガラス、無アルカリガラス等からなるカバーガラス43が用いられる。
カバーガラス43については、ガラスフィルム10との30〜380℃における熱膨張係数の差が、5×10−7/℃以内のガラスを使用することが好ましい。
これにより、作製された電子デバイス50の周辺環境の温度が変化したとしても、膨張率の差による熱反りやガラスフィルム10およびカバーガラス43の割れ等が生じ難く、破損し難い電子デバイス50とすることが可能となる。
そして、膨張率の差を抑える観点から、カバーガラス43とガラスフィルム10とは、同一の組成を有するガラスを使用することが最も好ましい。
カバーガラス43の厚みは、好ましくは300μm以下、より好ましくは5〜200μm、最も好ましくは5〜100μmである。これによりカバーガラス43の厚みをより薄くして、適切な可撓性を付与することができる。カバーガラス43の厚みが5μm未満であると、カバーガラス43の強度が不足がちになるおそれがある。
次に、支持ガラス付電子デバイス40は、第4の工程において、支持ガラス12からガラスフィルム10が剥離され、素子41が形成された態様のガラスフィルム10である電子デバイス50が作製される。
本発明に係る第4の工程は、図1に示す通り、支持ガラス付電子デバイス40を電子デバイス50(ガラスフィルム10)と支持ガラス12とに分離する工程である。
支持ガラス12から電子デバイス50を剥離するときには、ガラスフィルム10と支持ガラス12との界面13に楔体(図示せず)を挿入しながら、ガラスフィルム10の端部を支持ガラス12から離間する方向に引っ張ることで、電子デバイス50(ガラスフィルム10)を剥離することができる。
仮に、ガラスフィルム10と支持ガラス12が固着した図14に示すようなガラスフィルム積層体1では、レジスト液42による固着部に支持ガラス12からガラスフィルム10を剥離するときに応力が集中して、この固着部を起点として、ガラスフィルム10が破損する可能性が高くなる。
一方、本発明に係るガラスフィルム積層体1(図8および図12参照)のように、周辺部1dにおけるオープン泡14aの生成を防止する態様においては、界面13にレジスト液42が浸透することがないため、固化したレジスト液42に起因してガラスフィルム10と支持ガラス12が固着することがなく、そして、剥離時にガラスフィルム10が破損することもない。
また、図1に示す如く、第4の工程で剥離した支持ガラス12(支持体11)は、第1の工程に戻して、再度ガラスフィルム積層体1を作製するのに再利用することができる。
そして、本発明に係るガラスフィルム積層体1の製造方法のように、ガラスフィルム10の破損を抑制する構成とすることによって、支持ガラス12の再利用率も向上させることができ、ガラスフィルム積層体1のコスト削減にも寄与することができる。
以上説明した通り、本発明に係るガラスフィルム積層体1の製造方法は、ガラスフィルム10と支持ガラス12とを積層して作製されるガラスフィルム積層体1の製造方法であって、ガラスフィルム10と支持ガラス12の少なくとも周辺部10d・12dに超音波USを印加する超音波印加工程(STEP−1−1)と、超音波印加工程(STEP−1−1)を経たガラスフィルム10と支持ガラス12を洗浄する洗浄工程(STEP−1−2)と、洗浄工程(STEP−1−2)を経たガラスフィルム10と支持ガラス12を積層してガラスフィルム積層体1を作製する積層工程(STEP−1−3)と、を備えるものである。
このような構成により、ガラスフィルム積層体1の周辺部1dにオープン泡14aが生じるのを防止することができる。
これにより、レジスト工程(第3の工程)の際にガラスフィルム10と支持ガラス12の界面13にレジスト液42が浸透するのを防止でき、ひいては、ガラスフィルム10と支持ガラス12の固着を防止して、剥離時にガラスフィルム10が破損するのを防止することができる。
次に、本発明に係るガラスフィルム積層体1の製造方法の効果を確認した実験結果について説明をする。
本実験では、日本電気硝子株式会社製の薄板ガラス(製品名:OA−10G)を用いて、350mm×450mm×0.2mmのものをガラスフィルムとして使用し、360mm×460mm×0.5mmのものを支持ガラスとして使用した。
そして、上記仕様のガラスフィルムおよび支持ガラスを用いて、実施例1〜実施例3に係るガラスフィルム積層体1と、比較例1に係るガラスフィルム積層体1が任意の割合で混在した合計4種類のガラスフィルム積層体をそれぞれ100枚作製した。
また各接触面10a・12aの洗浄は、ガラスフィルム10および支持ガラス12にアルカリ性洗剤を添加した洗浄液を掛けながら、ウレタン製スポンジで擦り洗いすることで行った。
実施例1に係るガラスフィルム積層体1は、ガラスフィルム10および支持ガラス12の各周辺部10d・12dのみにホーン型超音波発生器(先端面積20×80mm)で超音波(周波数25kHz)を30秒間印加した後に、各接触面10a・12aを洗浄し、その後直接積層して作製した。
そして、実施例1に係るガラスフィルム積層体1に対しては、界面13内の気泡14の個数のみにより、良否判定を行った。
尚、界面13内の気泡14の個数による検査では、気泡14の個数が100個/m以下の場合に良品と判定した(以下同じ)。
また、実施例2に係るガラスフィルム積層体1は、ガラスフィルム10および支持ガラス12の各接触面10a・12a(全面)にホーン型超音波発生器(同上)で超音波(周波数25kHz)を30秒間印加した後に、各接触面10a・12aを洗浄し、その後直接積層して作製した。
そして、実施例2に係るガラスフィルム積層体1に対しては、界面13内の気泡14の個数のみにより、良否判定を行った。
さらに、実施例3に係るガラスフィルム積層体1は、ガラスフィルム10および支持ガラス12の各接触面10a・12a(全面)にホーン型超音波発生器(同上)で超音波(周波数25kHz)を30秒間印加した後に、各接触面10a・12aを洗浄し、その後直接積層して作製した。
そして、実施例3に係るガラスフィルム積層体1に対しては、まず、界面13内の気泡14の個数をカウントして、良否判定を行うとともに、周辺部1d(L=10mm)におけるオープン泡14aおよびクローズ泡14bの有無を検査することで、さらに良否の判定を行った。
一方、比較例1に係るガラスフィルム積層体1は、超音波の印加は行わず、各接触面10a・12aの洗浄のみを行って、その後直接積層して作製した。
そして、比較例1に係るガラスフィルム積層体1に対しては、界面13内の気泡14の個数のみによって、良否判定を行った。
このようにして、実施例1〜実施例3および比較例1に係る各ガラスフィルム積層体について良否判定を起こった場合に、最終製品としてのパネル良品率の差異がどのようになるかをまとめた結果を、図15に示している。
実施例1に係るガラスフィルム積層体1の場合、界面13における気泡14の有無のみで判定した結果、最終パネルにおいて、1個の不良品が生じ、最終パネル良品率が99%となった。
また、実施例2に係るガラスフィルム積層体1の場合、界面13における気泡14の有無のみで判定した結果、最終パネルにおいて、2個の不良品が生じ、最終パネル良品率が98%となった。
さらに、実施例3に係るガラスフィルム積層体1の場合、界面13における気泡14の有無と、周辺部1dにおけるオープン泡14aおよびクローズ泡14bの有無で判定した結果、最終パネルにおいて不良品が生じることがなく、最終パネル良品率が100%となった。
一方、比較例1に係るガラスフィルム積層体1の場合、界面13における気泡14のみで判定した結果、最終パネルにおいて、10個の不良品が生じ、最終パネル良品率が89%となった。
そして、図15に示す実験結果によれば、実施例1〜実施例3に係る各ガラスフィルム積層体1・1・1のように、ガラスフィルム10および支持ガラス12に超音波USを印加するとともに、その後洗浄してからガラスフィルム積層体1を作製することで、超音波USを印加しない場合(即ち、比較例1の場合)に比して、より多くの最終パネル良品枚数を得ることをできることが確認できた。
また、この実験結果によれば、実施例3に係るガラスフィルム積層体1のように、ガラスフィルム積層体1の周辺部1dにオープン泡14aおよびクローズ泡14bが無いことを確認することで、さらに最終製品における歩留まりを向上できることが確認できた。
1 ガラスフィルム積層体
1d 周辺部
10 ガラスフィルム
10c 端辺
10d 周辺部
12 支持ガラス
12d 周辺部
14 気泡
14a オープン泡
14b クローズ泡
30 ホーン型超音波発生器
31 液体
32 槽(超音波洗浄槽)

Claims (14)

  1. 支持体上にガラスフィルムを積層して作製されるガラスフィルム積層体の製造方法であって、
    前記ガラスフィルムと前記支持体の少なくとも周辺部に超音波を印加する超音波印加工程と、
    前記超音波印加工程を経た前記ガラスフィルムと前記支持体を洗浄する洗浄工程と、
    前記洗浄工程を経た前記支持体上に前記ガラスフィルムを積層してガラスフィルム積層体を作製する積層工程と、
    を備える、
    ことを特徴とするガラスフィルム積層体の製造方法。
  2. 前記支持体は、支持ガラスである、
    ことを特徴とする請求項1に記載のガラスフィルム積層体の製造方法。
  3. 前記超音波印加工程において、
    ホーン型超音波発生器を用いて超音波を印加する、
    ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のガラスフィルム積層体の製造方法。
  4. 前記超音波印加工程において、
    前記ガラスフィルムと前記支持ガラスの前記周辺部のみに超音波を印加する、
    ことを特徴とする請求項3に記載のガラスフィルム積層体の製造方法。
  5. 前記ガラスフィルムと前記支持ガラスを超音波洗浄槽の内部において液体に浸し、前記超音波洗浄槽により、前記ガラスフィルムと前記支持ガラスの全体に超音波洗浄を行う超音波洗浄工程を有する、
    ことを特徴とする請求項2〜請求項4のいずれか一項に記載のガラスフィルム積層体の製造方法。
  6. 前記ガラスフィルム積層体の前記ガラスフィルムと前記支持ガラスの界面に存在する気泡であって、前記ガラスフィルムの端辺に接する気泡であるオープン泡の有無を検査するオープン泡検査工程をさらに備える、
    ことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載のガラスフィルム積層体の製造方法。
  7. 前記オープン泡検査工程において、
    前記ガラスフィルムの周辺部に対応した前記ガラスフィルム積層体の周辺部における前記オープン泡以外の気泡の有無をさらに検査する、
    ことを特徴とする請求項6に記載のガラスフィルム積層体の製造方法。
  8. 前記ガラスフィルム積層体の周辺部は、
    前記ガラスフィルムの端辺から10mm以上の幅である、
    ことを特徴とする請求項7に記載のガラスフィルム積層体の製造方法。
  9. 前記ガラスフィルム積層体の周辺部以外の気泡の個数が、
    0.1個/m以上かつ10000個/m以下である、
    ことを特徴とする請求項7または請求項8に記載のガラスフィルム積層体の製造方法。
  10. ガラスフィルムと支持ガラスとを直接積層して作製されるガラスフィルム積層体であって、
    前記ガラスフィルムの全ての端辺が、
    隙間なく前記支持ガラスと接している、
    ことを特徴とするガラスフィルム積層体。
  11. 前記ガラスフィルムは、
    前記ガラスフィルムの全ての端辺から10mm以上の幅で、隙間なく前記支持ガラスと接している、
    ことを特徴とする請求項10に記載のガラスフィルム積層体。
  12. 前記ガラスフィルム積層体の前記ガラスフィルムと前記支持ガラスが隙間なく接している部位以外の部位における気泡の個数が、
    0.1個/m以上かつ10000個/m以下である、
    ことを特徴とする請求項10または請求項11に記載のガラスフィルム積層体。
  13. 前記支持ガラスに薄膜層が設けられている、
    ことを特徴とする請求項10〜請求項12のいずれか一項に記載のガラスフィルム積層体。
  14. 電子デバイス製造関連処理前に支持体上にガラスフィルムを積層してガラスフィルム積層体を作製する積層工程と、
    前記ガラスフィルム積層体における前記ガラスフィルムへ電子デバイス製造関連処理を行うことで前記ガラスフィルム積層体の前記ガラスフィルム上に素子を形成し、封止基板で前記素子を封止して支持体付電子デバイスを作製する工程と、
    前記支持体付電子デバイスにおける電子デバイス製造関連処理後の前記ガラスフィルムを前記支持体から剥がして電子デバイスを製造する工程と、
    を有する電子デバイスの製造方法であって、
    前記積層工程は、
    請求項1〜請求項9のいずれかに記載のガラスフィルム積層体の製造方法によりガラスフィルム積層体を作製する工程である、
    ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
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