KR20150023312A - 유리 적층체 및 전자 디바이스의 제조 방법 - Google Patents

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요시타카 마츠야마
겐이치 에바타
다이스케 우치다
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아사히 가라스 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 고온 조건 하의 장시간 처리 후에도, 유리 기판을 용이하게 박리할 수 있는 유리 적층체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 지지 기판 및 지지 기판 위에 배치된 메탈실리사이드, 질화물, 탄화물 및 탄질화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 무기층을 구비하는 무기층을 갖는 지지 기판과, 무기층 위에 박리 가능하게 적층된 유리 기판을 구비하는 유리 적층체에 관한 것이다.

Description

유리 적층체 및 전자 디바이스의 제조 방법{GLASS LAMINATE AND METHOD FOR MANUFACTURING ELECTRONIC DEVICE}
본 발명은 유리 기판을 사용해서 액정 표시체, 유기 EL 표시체 등의 전자 디바이스를 제조할 때 사용되는 유리 기판과 지지 기판의 적층체인 유리 적층체 및 그것을 사용한 전자 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 들어, 태양 전지(PV), 액정 패널(LCD), 유기 EL 패널(OLED) 등의 전자 디바이스(전자 기기)의 박형화, 경량화가 진행되고 있고, 이들 전자 디바이스에 사용하는 유리 기판의 박판화가 진행되고 있다. 한편, 박판화에 의해 유리 기판의 강도가 부족하면, 전자 디바이스의 제조 공정에 있어서, 유리 기판의 핸들링성이 저하된다.
따라서, 최근에는, 상기 과제에 대응하기 위해서, 무기 박막을 갖는 지지 유리의 무기 박막 위에 유리 기판을 적층한 적층체를 준비하고, 적층체의 유리 기판 위에 소자의 제조 처리를 실시한 후, 적층체로부터 유리 기판을 분리하는 방법이 제안되고 있다(특허문헌 1). 이 방법에 의하면, 유리 기판의 취급성을 향상시켜, 적절한 위치 결정을 가능하게 함과 함께, 소정의 처리 후에 소자가 배치된 유리 기판을 적층체로부터 용이하게 박리할 수 있다는 취지가 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2011-184284호 공보
한편, 최근 들어, 전자 디바이스의 고성능화의 요구에 수반하여, 전자 디바이스의 제조 시에 보다 고온 조건 하(예를 들어, 350℃ 이상)에서의 처리의 실시가 요망되고 있다.
본 발명자들은, 특허문헌 1에서 구체적으로 기재되는 금속 산화물로 구성된 무기 박막을 갖는 지지 유리의 무기 박막 위에 유리 기판이 배치된 적층체를 사용하여, 고온 조건 하(예를 들어, 350℃, 1시간)에서의 가열 처리를 실시한 바, 처리 후에 적층체로부터 유리 기판을 박리할 수 없었다. 상기 형태에서는, 고온 조건 하에서의 디바이스 제조 후에, 소자가 형성된 유리 기판을 적층체로부터 박리할 수 없다는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 고온 조건 하의 장시간 처리 후에도, 유리 기판을 용이하게 박리할 수 있는 유리 적층체 및 그 유리 적층체를 사용한 전자 디바이스의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해서 예의 검토를 행한 결과, 유리 기판 위에 소정 성분의 무기층을 형성함으로써 상기 과제를 해결할 수 있는 것을 알아내고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 제1 형태는, 지지 기판 및 지지 기판 위에 배치된 메탈실리사이드, 질화물, 탄화물 및 탄질화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 무기층을 구비하는 무기층을 갖는 지지 기판과, 무기층 위에 박리 가능하게 적층된 유리 기판을 구비하는 유리 적층체이다.
제1 형태에 있어서, 메탈실리사이드가 W, Fe, Mn, Mg, Mo, Cr, Ru, Re, Co, Ni, Ta, Ti, Zr 및 Ba로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하고, 질화물이 Si, Hf, Zr, Ta, Ti, Nb, Na, Co, Al, Zn, Pb, Mg, Sn, In, B, Cr, Mo 및 Ba로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함하고, 탄화물 및 탄질화물이 Ti, W, Si, Zr 및 Nb로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함하는 것이 바람직하다.
제1 형태에 있어서, 무기층이 텅스텐실리사이드, 질화알루미늄, 질화티타늄, 질화규소 및 탄화규소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다.
제1 형태에 있어서, 무기층이 질화규소 및/또는 탄화규소를 포함하는 것이 바람직하다.
제1 형태에 있어서, 지지 기판이 유리 기판인 것이 바람직하다.
제1 형태에 있어서, 600℃에서 1시간 가열 처리를 실시한 후에도 무기층을 갖는 지지 기판과 유리 기판이 박리 가능한 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제2 형태는, 제1 형태인 유리 적층체 중 유리 기판의 표면 위에 전자 디바이스용 부재를 형성하여, 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체를 얻는 부재 형성 공정과,
전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체로부터 무기층을 갖는 지지 기판을 박리하여, 유리 기판과 전자 디바이스용 부재를 갖는 전자 디바이스를 얻는 분리 공정을 구비하는 전자 디바이스의 제조 방법이다.
본 발명에 따르면, 고온 조건 하의 장시간 처리 후에도, 유리 기판을 용이하게 박리할 수 있는 유리 적층체 및 그 유리 적층체를 사용한 전자 디바이스의 제조 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 유리 적층체의 일 실시 형태의 모식적 단면도.
도 2의 (A) 및 (B)는 본 발명에 따른 전자 디바이스의 제조 방법의 공정도.
이하, 본 발명의 유리 적층체 및 전자 디바이스의 제조 방법의 적합 형태에 대해서 도면을 참조하여 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시 형태에 제한되지 않으며, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고, 이하의 실시 형태에 다양한 변형 및 치환을 더할 수 있다.
본 발명의 유리 적층체에 있어서는, 지지 기판과 유리 기판 사이에 메탈실리사이드, 질화물, 탄화물 및 탄질화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 무기층을 개재시키는 것을 특징의 하나로 한다. 소정 성분의 무기층을 개재시킴으로써, 고온 조건 하에 있어서의 유리 기판의 지지 기판에의 접착을 억제할 수 있고, 소정의 처리 후에 있어서 용이하게 유리 기판을 박리할 수 있다. 특히, 이들 무기층에서는 그 표면 위에 수산기 등의 양이 적어, 가열 처리 시에 있어서도 무기층과 그 위에 적층되는 유리 기판 사이에서 화학 결합이 형성되기 어렵게 되기 때문에, 그 결과로 고온 처리 후에 있어서도 양자를 용이하게 박리할 수 있게 되었을 것으로 추측된다. 한편, 특허문헌 1에서 구체적으로 기재되는 금속 산화물의 층 표면 위에는 많은 수산기가 존재하여, 가열 처리 시에 유리 기판과의 사이에서 수많은 화학 결합이 형성되어 버려, 유리 기판의 박리성이 저하된 것으로 추측된다.
이하에 있어서는, 먼저 유리 적층체의 적합 형태에 대해서 상세히 설명하고, 그 후, 이 유리 적층체를 사용한 전자 디바이스의 제조 방법의 적합 형태에 대해서 상세히 설명한다.
<유리 적층체>
도 1은 본 발명에 따른 유리 적층체의 일 실시 형태의 모식적 단면도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 유리 적층체(10)는 지지 기판(12) 및 무기층(14)을 포함하는 무기층을 갖는 지지 기판(16)과, 유리 기판(18)을 갖는다. 유리 적층체(10) 중에 있어서, 무기층을 갖는 지지 기판(16)의 무기층(14)의 제1 주면(14a)(지지 기판(12)측과는 반대측 표면)과, 유리 기판(18)의 제1 주면(18a)을 적층면으로 해서, 무기층을 갖는 지지 기판(16)과 유리 기판(18)이 박리 가능하게 적층되어 있다. 즉, 무기층(14)은 그 한쪽 면이 지지 기판(12)의 층에 고정됨과 함께, 그 다른 쪽 면이 유리 기판(18)의 제1 주면(18a)에 접하여, 무기층(14)과 유리 기판(18)의 계면은 박리 가능하게 밀착되어 있다. 바꾸어 말하면, 무기층(14)은 유리 기판(18)의 제1 주면(18a)에 대하여 박리 용이성을 구비하고 있다.
또한, 이 유리 적층체(10)는 후술하는 부재 형성 공정까지 사용된다. 즉, 이 유리 적층체(10)는 그 유리 기판(18)의 제2 주면(18b) 표면 위에 액정 표시 장치 등의 전자 디바이스용 부재가 형성될 때까지 사용된다. 그 후, 무기층을 갖는 지지 기판(16)의 층은, 유리 기판(18)의 층과의 계면에서 박리되며, 무기층을 갖는 지지 기판(16)의 층은 전자 디바이스를 구성하는 부재로는 되지 않는다. 분리된 무기층을 갖는 지지 기판(16)은 새로운 유리 기판(18)과 적층되어, 새로운 유리 적층체(10)로서 재이용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 고정과 (박리 가능한) 밀착은 박리 강도(즉, 박리에 필요로 하는 응력)에 차이가 있으며, 고정은 밀착에 대하여 박리 강도가 큰 것을 의미한다. 구체적으로는, 무기층(14)과 지지 기판(12)의 계면의 박리 강도가, 유리 적층체(10) 중 무기층(14)과 유리 기판(18)의 계면의 박리 강도보다도 커진다.
또한, 박리 가능한 밀착이란, 박리 가능한 동시에, 고정되어 있는 면의 박리를 발생시키지 않고 박리 가능한 것도 의미한다. 즉, 본 발명의 유리 적층체(10)에 있어서, 유리 기판(18)과 지지 기판(12)을 분리하는 조작을 행한 경우, 밀착된 면(무기층(14)과 유리 기판(18)의 계면)에서 박리하고, 고정된 면에서는 박리하지 않는 것을 의미한다. 따라서, 유리 적층체(10)를 유리 기판(18)과 지지 기판(12)으로 분리하는 조작을 행하면, 유리 적층체(10)는 유리 기판(18)과 무기층을 갖는 지지 기판(16)의 2개로 분리된다.
이하에서는, 먼저 유리 적층체(10)를 구성하는 무기층을 갖는 지지 기판(16) 및 유리 기판(18)에 대해서 상세히 설명하고, 그 후 유리 적층체(10)의 제조 수순에 대해서 상세히 설명한다.
[무기층을 갖는 지지 기판]
무기층을 갖는 지지 기판(16)은 지지 기판(12)과, 그 표면 위에 배치(고정)되는 무기층(14)을 구비한다. 무기층(14)은 후술하는 유리 기판(18)과 박리 가능하게 밀착하도록, 무기층을 갖는 지지 기판(16) 중 최외측에 배치된다.
이하에, 지지 기판(12) 및 무기층(14)의 형태에 대해서 상세히 설명한다.
(지지 기판)
지지 기판(12)은 제1 주면과 제2 주면을 갖고, 제1 주면 위에 배치된 무기층(14)과 협동하여, 유리 기판(18)을 지지해서 보강하고, 후술하는 부재 형성 공정(전자 디바이스용 부재를 제조하는 공정)에 있어서 전자 디바이스용 부재의 제조 시에 유리 기판(18)의 변형, 흠집 발생, 파손 등을 방지하는 기판이다.
지지 기판(12)으로서는, 예를 들어 유리판, 플라스틱판, SUS판 등의 금속판 등이 사용된다. 지지 기판(12)은 부재 형성 공정이 열처리를 수반하는 경우, 유리 기판(18)과의 선팽창 계수의 차가 작은 재료로 형성되는 것이 바람직하고, 유리 기판(18)과 동일 재료로 형성되는 것이 보다 바람직하고, 지지 기판(12)은 유리판인 것이 바람직하다. 특히, 지지 기판(12)은 유리 기판(18)과 동일한 유리 재료를 포함하는 유리판인 것이 바람직하다.
지지 기판(12)의 두께는, 후술하는 유리 기판(18)보다도 두꺼워도 되고, 얇아도 된다. 바람직하게는, 유리 기판(18)의 두께, 무기층(14)의 두께 및 후술하는 유리 적층체(10)의 두께에 기초하여, 지지 기판(12)의 두께가 선택된다. 예를 들어, 현행의 부재 형성 공정이 두께 0.5㎜인 기판을 처리하도록 설계된 것으로서, 유리 기판(18)의 두께 및 무기층(14)의 두께의 합이 0.1㎜인 경우, 지지 기판(12)의 두께를 0.4㎜로 한다. 지지 기판(12)의 두께는, 통상의 경우, 0.2 내지 5.0㎜인 것이 바람직하다.
지지 기판(12)이 유리판인 경우, 유리판의 두께는, 취급하기 쉽고, 깨지기 어려운 것 등의 이유에서, 0.08㎜ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 유리판의 두께는, 전자 디바이스용 부재 형성 후에 박리할 때, 깨지지 않고 적절하게 휘는 강성이 요망되는 이유에서, 1.0㎜ 이하인 것이 바람직하다.
지지 기판(12)과 유리 기판(18)의 25 내지 300℃에서의 평균 선팽창 계수(이하, 간단히 「평균 선팽창 계수」라고 함)의 차는, 바람직하게는 500×10-7/℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 300×10-7/℃ 이하이고, 더욱 바람직하게는 200×10-7/℃ 이하이다. 차가 너무 크면, 부재 형성 공정에 있어서의 가열 냉각 시에, 유리 적층체(10)가 심하게 휠 우려가 있다. 유리 기판(18)의 재료와 지지 기판(12)의 재료가 동일한 경우, 이러한 문제가 발생하는 것을 억제할 수 있다.
(무기층)
무기층(14)은 지지 기판(12)의 주면 위에 배치(고정)되어, 유리 기판(18)의 제1 주면(18a)과 접촉하는 층이다. 무기층(14)을 지지 기판(12) 위에 설치함으로써, 고온 조건 하의 장시간 처리 후에 있어서도, 유리 기판(18)의 접착을 억제할 수 있다.
무기층(14)은 메탈실리사이드, 질화물, 탄화물 및 탄질화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유한다. 그 중에서도, 유리 기판(18)의 무기층(14)에 대한 박리성이 보다 우수한 점에서, 텅스텐실리사이드, 질화알루미늄, 질화티타늄, 질화규소 및 탄화규소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 질화규소 및/또는 탄화규소를 포함하는 것이 보다 바람직하다. 상기 성분이 바람직한 이유로서는, 메탈실리사이드, 질화물, 탄화물 및 탄질화물 중에 포함되는, Si, N 또는 C와, 그들 원소와 조합되는 원소 사이의 전기 음성도의 차의 크기에 기인하고 있다고 추측된다. 전기 음성도의 차가 작으면, 분극이 작고, 물과의 반응에 의해 수산기를 생성하기 어렵기 때문에, 유리 기판의 무기층(14)에 대한 박리성이 보다 양호해진다. 보다 구체적으로는, SiN에 있어서는 Si 원소와 N 원소의 전기 음성도의 차가 1.14이고, AlN에 있어서는 Al 원소와 N 원소의 전기 음성도의 차가 1.43이고, TiN에 있어서는 Ti 원소와 N 원소의 전기 음성도의 차가 1.50이다. 3개를 비교하면, SiN이 전기 음성도의 차가 가장 작으며, 유리 기판(18)의 무기층(14)에 대한 박리성도 보다 우수하다.
또한, 무기층(14)에는, 상기 성분이 2종 이상 포함되어 있어도 된다.
메탈실리사이드의 조성은 특별히 제한되지 않지만, 유리 기판(18)의 박리성이 보다 우수한 점에서, W, Fe, Mn, Mg, Mo, Cr, Ru, Re, Co, Ni, Ta, Ti, Zr 및 Ba로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 금속/실리콘 원소비를 변화시킴으로써, 무기층(14) 표면의 OH기 수나 표면 평탄도를 조정하여, 무기층(14)과 유리 기판(18) 사이의 밀착력의 제어도 가능하다.
또한, 질화물의 조성은 특별히 제한되지 않지만, 유리 기판(18)의 박리성이 보다 우수한 점에서, Si, Hf, Zr, Ta, Ti, Nb, Na, Co, Al, Zn, Pb, Mg, Sn, In, B, Cr, Mo 및 Ba로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 금속/질소 원소비를 변화시킴으로써, 무기층(14) 표면의 OH기 수나 표면 평탄도를 조정하여, 무기층(14)과 유리 기판(18) 사이의 밀착력의 제어도 가능하다.
또한, 탄화물 및 탄질화물의 조성은 특별히 제한되지 않지만, 유리 기판(18)의 박리성이 보다 우수한 점에서, Ti, W, Si, Zr 및 Nb로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 금속/탄소 원소비를 변화시킴으로써, 무기층(14) 표면의 OH기 수나 표면 평탄도를 조정하여, 무기층(14)과 유리 기판(18) 사이의 밀착력의 제어도 가능하다.
또한, 무기층(14)은 그 일부가 산화되어 있어도 된다. 즉, 무기층(14)에는, 산소 원자(산소 원소)(O)가 포함되어 있어도 된다.
또한, 상기 메탈실리사이드, 질화물, 탄화물 및 탄질화물에 있어서는, 산소 원자의 첨가량에 의해, 무기층(14) 표면의 OH기 수나 표면 평탄도를 조정하여, 무기층(14)과 유리 기판(18) 사이의 밀착력의 제어도 가능하다.
보다 구체적으로는, 메탈실리사이드로서는, 예를 들어 WSi, FeSi, MnSi, MgSi, MoSi, CrSi, RuSi, ReSi, CoSi, NiSi, TaSi, TiSi, ZrSi, BaSi 등을 들 수 있다.
질화물로서는, 예를 들어 SiN, TiN, WN, CrN, BN, MoN, AlN, ZrN 등을 들 수 있다.
탄화물로서는, 예를 들어 TiC, WC, SiC, NbC, ZrC 등을 들 수 있다.
탄질화물로서는, 예를 들어 TiCN, WCN, SiCN, NbCN, ZrCN 등을 들 수 있다.
무기층(14)의 평균 선팽창 계수는 특별히 제한되지 않지만, 지지 기판(12)으로서 유리판을 사용하는 경우에는, 그 평균 선팽창 계수는 10×10-7 내지 200×10-7/℃가 바람직하다. 상기 범위이면, 유리판(SiO2)과의 평균 선팽창 계수의 차가 작아져서, 고온 환경 하에 있어서의 유리 기판(18)과 무기층을 갖는 지지 기판(16)의 위치 어긋남을 보다 억제할 수 있다.
무기층(14)은 상기 메탈실리사이드, 질화물, 탄화물 및 탄질화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이 주성분으로서 포함되어 있는 것이 바람직하다. 여기서, 주성분이란, 이들 총 함유량이, 무기층(14) 전량에 대하여 90질량% 이상인 것을 의미하고, 98질량% 이상인 것이 바람직하고, 99질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 99.999질량% 이상인 것이 특히 바람직하다.
무기층(14)의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 내찰상성을 유지하는 점에서는, 5 내지 5000㎚가 바람직하고, 10 내지 500㎚가 보다 바람직하다.
무기층(14)은 도 1에 있어서 단층으로서 기재되어 있지만, 2층 이상의 적층이어도 된다. 2층 이상의 적층인 경우, 각 층마다 다른 조성이어도 된다.
무기층(14)은 통상 도 1에 도시한 바와 같이 지지 기판(12)의 한쪽 주면 전체에 설치되지만, 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서, 지지 기판(12) 표면 위의 일부에 설치되어 있어도 된다. 예를 들어, 무기층(14)이 지지 기판(12) 표면 위에, 섬 형상이나, 스트라이프 형상으로 설치되어 있어도 된다.
또한, 무기층(14)의 유리 기판(18)에 접한 면(즉, 무기층(14)의 제1 주면(14a))의 표면 조도(Ra)는 2.0㎚ 이하인 것이 바람직하고, 1.0㎚ 이하인 것이 보다 바람직하다. 하한값은 특별히 제한되지 않지만, 0이 가장 바람직하다. 상기 범위이면, 유리 기판(18)과의 밀착성이 보다 양호해져서, 유리 기판(18)의 위치 어긋남 등을 보다 억제할 수 있음과 함께, 유리 기판(18)의 박리성도 우수하다.
Ra는 JIS B 0601(2001년 개정)에 따라서 측정된다.
무기층(14)은 우수한 내열성을 나타낸다. 그로 인해, 유리 적층체(10)를 고온 조건에 노출시켜도 층 자체의 화학 변화가 일어나기 어렵고, 후술하는 유리 기판(18)과의 사이에서도 화학 결합이 발생하기 어렵고, 중박리화에 의한 유리 기판(18)의 무기층(14)에의 부착이 발생하기 어렵다.
상기 중박리화란, 무기층(14)과 유리 기판(18)의 계면의 박리 강도가, 지지 기판(12)과 무기층(14)의 계면의 박리 강도 및 무기층(14)의 재료 자체의 강도(벌크 강도) 중 어느 하나보다도 커지는 것을 말한다. 무기층(14)과 유리 기판(18)의 계면에서 중박리화가 일어나면, 유리 기판(18) 표면에 무기층(14)의 성분이 부착되기 쉽고, 그 표면의 청정화가 곤란해지기 쉽다. 유리 기판(18) 표면에의 무기층(14)의 부착이란, 무기층(14) 전체가 유리 기판(18) 표면에 부착되는 것 및 무기층(14) 표면이 손상되어 무기층(14) 표면 성분의 일부가 유리 기판(18) 표면에 부착되는 것 등을 의미한다.
(무기층을 갖는 지지 기판의 제조 방법)
무기층을 갖는 지지 기판(16)의 제조 방법은 특별히 제한되지 않고, 공지된 방법을 채용할 수 있다. 예를 들어, 증착법, 스퍼터링법 또는 CVD법에 의해, 지지 기판(12) 위에 소정의 성분을 포함하는 무기층(14)을 설치하는 방법을 들 수 있다.
제조 조건은 사용되는 재료에 따라서, 적절히 최적의 조건이 선택된다.
또한, 필요에 따라서, 지지 기판(12) 위에 형성된 무기층(14)의 표면 성상(예를 들어, 표면 조도 Ra)을 제어하기 위해서, 무기층(14)의 표면을 깎는 처리를 실시해도 된다. 상기 처리로서는, 예를 들어 이온 스퍼터링법 등을 들 수 있다.
[유리 기판]
유리 기판(18)은 제1 주면(18a)이 무기층(14)과 밀착하고, 무기층(14)측과는 반대측인 제2 주면(18b)에 후술하는 전자 디바이스용 부재가 설치된다.
유리 기판(18)의 종류는, 일반적인 것이어도 상관없으며, 예를 들어 LCD, OLED와 같은 표시 장치용 유리 기판 등을 들 수 있다. 유리 기판(18)은 내약품성, 내투습성이 우수하고 또한 열수축률이 낮다. 열수축률의 지표로서는, JIS R 3102(1995년 개정)에 규정되어 있는 선팽창 계수가 사용된다.
유리 기판(18)은 유리 원료를 용융하고, 용융 유리를 판상으로 성형해서 얻을 수 있다. 이러한 성형 방법은, 일반적인 것이어도 상관없으며, 예를 들어 플로트법, 퓨전법, 슬롯 다운드로법, 푸르콜법, 러버스법 등이 사용된다. 또한, 특히 두께가 얇은 유리 기판은, 일단 판상으로 성형한 유리를 성형 가능 온도로 가열하고, 연신 등의 수단에 의해 잡아 늘려 얇게 하는 방법(리드로우법)으로 성형해서 얻을 수 있다.
유리 기판(18)의 유리는, 특별히 한정되지 않지만, 무알칼리붕규산 유리, 붕규산 유리, 소다석회 유리, 고실리카 유리, 그 밖의 산화규소를 주된 성분으로 하는 산화물계 유리가 바람직하다. 산화물계 유리로서는, 산화물 환산에 의한 산화규소의 함유량이 40 내지 90질량%인 유리가 바람직하다.
유리 기판(18)의 유리로서는, 디바이스의 종류나 그 제조 공정에 적합한 유리가 채용된다. 예를 들어, 액정 패널용 유리 기판은, 알칼리 금속 성분의 용출이 액정에 영향을 끼치기 쉽기 때문에, 알칼리 금속 성분을 실질적으로 포함하지 않는 유리(무알칼리 유리)를 포함한다(단, 통상 알칼리 토금속 성분은 포함된다). 이와 같이, 유리 기판(18)의 유리는, 적용되는 디바이스의 종류 및 그 제조 공정에 기초하여 적절히 선택된다.
유리 기판(18)의 두께는, 특별히 한정되지 않지만, 유리 기판(18)의 박형화 및/또는 경량화의 관점에서, 통상 0.8㎜ 이하이고, 바람직하게는 0.3㎜ 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.15㎜ 이하이다. 0.8㎜ 초과인 경우, 유리 기판(18)의 박형화 및/또는 경량화의 요구를 만족시킬 수 없다. 0.3㎜ 이하인 경우, 유리 기판(18)에 양호한 가요성을 부여하는 것이 가능하다. 0.15㎜ 이하인 경우, 유리 기판(18)을 롤 형상으로 권취하는 것이 가능하다. 또한, 유리 기판(18)의 두께는, 유리 기판(18)의 제조가 용이한 것, 유리 기판(18)의 취급이 용이한 것 등의 이유에서, 0.03㎜ 이상인 것이 바람직하다.
또한, 유리 기판(18)은 2층 이상을 포함하고 있어도 되며, 이 경우, 각각의 층을 형성하는 재료는 동종 재료여도 되고, 이종 재료여도 된다. 또한, 이 경우, 「유리 기판의 두께」는 모든 층의 합계의 두께를 의미하는 것으로 한다.
유리 기판(18)의 제1 주면(18a) 위에는, 또한 무기 박막층이 적층되어 있어도 된다.
무기 박막층이 유리 기판(18) 위에 배치(고정)되는 경우, 유리 적층체 중에 있어서는, 무기층을 갖는 지지 기판(16)의 무기층(14)과 무기 박막층이 접촉한다. 무기 박막층을 유리 기판(18) 위에 설치함으로써, 고온 조건 하의 장시간 처리 후에 있어서도, 유리 기판(18)과 무기층을 갖는 지지 기판(16)의 접착을 보다 억제할 수 있다.
무기 박막층의 형태는 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 산질화물, 금속 탄화물, 금속 탄질화물, 금속 규화물 및 금속 불화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함한다. 그 중에서도, 유리 기판(18)의 박리성이 보다 우수한 점에서, 금속 산화물을 포함하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 산화인듐주석이 보다 바람직하다.
금속 산화물, 금속 질화물, 금속 산질화물로서는, 예를 들어 Si, Hf, Zr, Ta, Ti, Y, Nb, Na, Co, Al, Zn, Pb, Mg, Bi, La, Ce, Pr, Sm, Eu, Gd, Dy, Er, Sr, Sn, In 및 Ba로부터 선택되는 1종류 이상의 원소의 산화물, 질화물, 산질화물을 들 수 있다. 보다 구체적으로는, 산화티타늄(TiO2), 산화인듐(In2O3), 산화주석(SnO2), 산화아연(ZnO), 산화갈륨(Ga2O3), 산화인듐주석(ITO), 산화인듐아연(IZO), 산화아연주석(ZTO), 갈륨첨가산화아연(GZO) 등을 들 수 있다.
금속 탄화물, 금속 탄질화물로서는, 예를 들어 Ti, W, Si, Zr, Nb로부터 선택되는 1종 이상의 원소 탄화물, 탄질화물을 들 수 있다. 금속 규화물로서는, 예를 들어 Mo, W, Cr로부터 선택되는 1종 이상의 원소의 규화물을 들 수 있다. 금속 불화물로서는, 예를 들어 Mg, Y, La, Ba로부터 선택되는 1종 이상의 원소 불화물을 들 수 있다.
<유리 적층체 및 그 제조 방법>
본 발명의 유리 적층체(10)는 상술한 무기층을 갖는 지지 기판(16)에 있어서 무기층(14)의 제1 주면(14a)과 유리 기판(18)의 제1 주면(18a)을 적층면으로 해서, 무기층을 갖는 지지 기판(16)과 유리 기판(18)을 박리 가능하게 적층하여 이루어지는 적층체이다. 바꾸어 말하면, 지지 기판(12)과 유리 기판(18) 사이에, 무기층(14)이 개재하는 적층체이다.
본 발명의 유리 적층체(10)의 제조 방법은 특별히 제한되지 않지만, 구체적으로는, 상압 환경 하에서 무기층을 갖는 지지 기판(16)과 유리 기판(18)을 포갠 후, 롤이나 프레스를 사용해서 압착시키는 방법을 들 수 있다. 롤이나 프레스로 압착함으로써 무기층을 갖는 지지 기판(16)과 유리 기판(18)이 보다 밀착되므로 바람직하다. 또한, 롤 또는 프레스에 의한 압착에 의해, 무기층을 갖는 지지 기판(16)과 유리 기판(18) 사이에 혼입되어 있는 기포가 비교적 용이하게 제거되므로 바람직하다.
진공 라미네이트법이나 진공 프레스법에 의해 압착하면, 기포 혼입의 억제나 양호한 밀착의 확보가 바람직하게 행해지므로 보다 바람직하다. 진공 하에서 압착함으로써, 미소한 기포가 잔존한 경우에도, 가열에 의해 기포가 성장하는 일이 없어, 왜곡 결함으로 이어지기 어렵다고 하는 이점도 있다.
무기층을 갖는 지지 기판(16)과 유리 기판(18)을 박리 가능하게 밀착시킬 때는, 무기층(14) 및 유리 기판(18)이 서로 접촉하는 측의 면을 충분히 세정하여, 클린도가 높은 환경에서 적층하는 것이 바람직하다. 클린도가 높을수록 그 평탄성은 양호해지므로 바람직하다.
세정의 방법은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 무기층(14) 또는 유리 기판(18)의 표면을 알칼리 수용액으로 세정한 후, 또한 물을 사용해서 세정하는 방법을 들 수 있다.
본 발명의 유리 적층체(10)는 다양한 용도로 사용할 수 있으며, 예를 들어 후술하는 표시 장치용 패널, PV, 박막 2차 전지, 표면에 회로가 형성된 반도체 웨이퍼 등의 전자 부품을 제조하는 용도 등을 들 수 있다. 또한, 상기 용도로는, 유리 적층체(10)가 고온 조건(예를 들어, 350℃ 이상)에 노출되는(예를 들어, 1시간 이상) 경우가 많다.
여기서, 표시 장치용 패널이란, LCD, OLED, 전자 페이퍼, 플라즈마 디스플레이 패널, 필드 에미션 패널, 양자 도트 LED 패널, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 셔터 패널 등이 포함된다.
<전자 디바이스 및 그 제조 방법>
이어서, 전자 디바이스 및 그 제조 방법의 적합 실시 형태에 대해서 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 전자 디바이스의 제조 방법의 적합 실시 형태에 있어서의 각 제조 공정을 순서대로 나타내는 모식적 단면도이다. 본 발명의 전자 디바이스의 적합 실시 형태는, 부재 형성 공정 및 분리 공정을 구비한다.
이하에, 도 2를 참조하면서, 각 공정에서 사용되는 재료 및 그 수순에 대해서 상세히 설명한다. 먼저 부재 형성 공정에 대해서 상세히 설명한다.
[부재 형성 공정]
부재 형성 공정은, 유리 적층체 중 유리 기판 위에 전자 디바이스용 부재를 형성하는 공정이다.
보다 구체적으로는, 도 2의 (A)에 도시한 바와 같이, 본 공정에 있어서, 유리 기판(18)의 제2 주면(18b) 위에 전자 디바이스용 부재(20)가 형성되어, 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체(22)가 제조된다.
먼저, 본 공정에서 사용되는 전자 디바이스용 부재(20)에 대해서 상세히 설명하고, 그 후속 공정의 수순에 대해서 상세히 설명한다.
(전자 디바이스용 부재(기능성 소자))
전자 디바이스용 부재(20)는 유리 적층체(10) 중 유리 기판(18)의 제2 주면(18b) 위에 형성되어 전자 디바이스의 적어도 일부를 구성하는 부재이다. 보다 구체적으로는, 전자 디바이스용 부재(20)로서는, 표시 장치용 패널, 태양 전지, 박막 2차 전지, 표면에 회로가 형성된 반도체 웨이퍼 등의 전자 부품 등에 사용되는 부재를 들 수 있다. 표시 장치용 패널로서는, 유기 EL 패널, 플라즈마 디스플레이 패널, 필드 에미션 패널 등이 포함된다.
예를 들어, 태양 전지용 부재로서는, 실리콘형에서는, 정극의 산화주석 등 투명 전극, p층/i층/n층으로 표현되는 실리콘층 및 부극의 금속 등을 들 수 있고, 그 밖에, 화합물형, 색소 증감형, 양자 도트형 등에 대응하는 각종 부재 등을 들 수 있다.
또한, 박막 2차 전지용 부재로서는, 리튬 이온형에서는, 정극 및 부극의 금속 또는 금속 산화물 등의 투명 전극, 전해질층의 리튬 화합물, 집전층의 금속, 밀봉층으로서의 수지 등을 들 수 있고, 그 밖에, 니켈 수소형, 중합체형, 세라믹스 전해질형 등에 대응하는 각종 부재 등을 들 수 있다.
또한, 전자 부품용 부재로서는, CCD나 CMOS에서는, 도전부의 금속, 절연부의 산화규소나 질화규소 등을 들 수 있고, 그 밖에, 압력 센서·가속도 센서 등 각종 센서나 리지드 프린트 기판, 플렉시블 프린트 기판, 리지드 플렉시블 프린트 기판 등에 대응하는 각종 부재 등을 들 수 있다.
(공정의 수순)
상술한 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체(22)의 제조 방법은 특별히 한정되지 않고, 전자 디바이스용 부재의 구성 부재의 종류에 따라서 종래 공지된 방법으로, 유리 적층체(10)의 유리 기판(18)의 제2 주면(18b)의 표면 위에, 전자 디바이스용 부재(20)를 형성한다.
또한, 전자 디바이스용 부재(20)는 유리 기판(18)의 제2 주면(18b)에 최종적으로 형성되는 부재의 전부(이하, 「전체 부재」라고 함)가 아닌, 전체 부재의 일부(이하, 「부분 부재」라고 함)여도 된다. 부분 부재를 갖는 유리 기판을, 그 후의 공정에서 전체 부재를 갖는 유리 기판(후술하는 전자 디바이스에 상당)으로 할 수도 있다. 또한, 전체 부재를 갖는 유리 기판에는, 그 박리면(제1 주면)에 다른 전자 디바이스용 부재가 형성되어도 된다. 또한, 전체 부재를 갖는 적층체를 조립하고, 그 후, 전체 부재를 갖는 적층체로부터 무기층을 갖는 지지 기판(16)을 박리하여, 전자 디바이스를 제조할 수도 있다. 또한, 전체 부재를 갖는 적층체를 2매 사용해서 전자 디바이스를 조립하고, 그 후, 전체 부재를 갖는 적층체로부터 2매의 무기층을 갖는 지지 기판(16)을 박리하여, 전자 디바이스를 제조할 수도 있다.
예를 들어, OLED를 제조하는 경우를 예로 들면, 유리 적층체(10)의 유리 기판(18)의 제2 주면(18b)의 표면 위에 유기 EL 구조체를 형성하기 위해서, 투명 전극을 형성하는 것, 또한 투명 전극을 형성한 면 위에 홀 주입층·홀 수송층·발광층·전자 수송층 등을 증착하는 것, 이면 전극을 형성하는 것, 밀봉판을 사용해서 밀봉하는 것 등의 각종 층 형성이나 처리가 행해진다. 이들 층 형성이나 처리로서, 구체적으로는, 성막 처리, 증착 처리, 밀봉판의 접착 처리 등을 들 수 있다.
또한, 예를 들어 TFT- LCD의 제조 방법은, 유리 적층체(10)의 유리 기판(18)의 제2 주면(18b) 위에 레지스트액을 사용하여, CVD법 및 스패터법 등, 일반적인 성막법에 의해 형성되는 금속막 및 금속 산화막 등에 패턴 형성해서 박막 트랜지스터(TFT)를 형성하는 TFT 형성 공정과, 다른 유리 적층체(10)의 유리 기판(18)의 제2 주면(18b) 위에 레지스트액을 패턴 형성에 사용해서 컬러 필터(CF)를 형성하는 CF 형성 공정과, TFT를 갖는 디바이스 기판과 CF를 갖는 디바이스 기판을 적층하는 접합 공정 등의 각종 공정을 갖는다.
TFT 형성 공정이나 CF 형성 공정에서는, 주지의 포토리소그래피 기술이나 에칭 기술 등을 사용하여, 유리 기판(18)의 제2 주면(18b)에 TFT나 CF를 형성한다. 이때, 패턴 형성용 코팅액으로서 레지스트액이 사용된다.
또한, TFT나 CF를 형성하기 전에, 필요에 따라, 유리 기판(18)의 제2 주면(18b)을 세정해도 된다. 세정 방법으로서는, 주지의 드라이 세정이나 웨트 세정을 사용할 수 있다.
접합 공정에서는, TFT를 갖는 적층체와, CF를 갖는 적층체 사이에 액정재를 주입해서 적층한다. 액정재를 주입하는 방법으로서는, 예를 들어 감압 주입법, 적하 주입법이 있다.
[분리 공정]
분리 공정은, 상기 부재 형성 공정에서 얻어진 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체(22)로부터 무기층을 갖는 지지 기판(16)을 박리하여, 전자 디바이스용 부재(20) 및 유리 기판(18)을 포함하는 전자 디바이스(24)(전자 디바이스용 부재를 갖는 유리 기판)를 얻는 공정이다. 즉, 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체(22)를 무기층을 갖는 지지 기판(16)과 전자 디바이스용 부재를 갖는 유리 기판(24)으로 분리하는 공정이다.
박리 시의 유리 기판(18) 위의 전자 디바이스용 부재(20)가 필요한 전체 구성 부재의 형성의 일부인 경우에는, 분리 후, 나머지 구성 부재를 유리 기판(18) 위에 형성할 수도 있다.
무기층(14)의 제1 주면(14a)과 유리 기판(18)의 제1 주면(18a)을 박리(분리)하는 방법은, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 무기층(14)과 유리 기판(18)의 계면에 예리한 칼날 형상의 것을 삽입하여, 박리의 시작점을 부여한 다음, 물과 압축 공기의 혼합 유체를 분사하거나 해서 박리할 수 있다. 바람직하게는, 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체(22)의 지지 기판(12)이 상측, 전자 디바이스용 부재(20)측이 하측으로 되도록 정반 위에 설치하고, 전자 디바이스용 부재(20)측을 정반 위에 진공 흡착하고(양면에 지지 기판이 적층되어 있는 경우에는 순차 행함), 이 상태에서 먼저 칼날을 무기층(14)-유리 기판(18) 계면에 칼날을 침입시킨다. 그리고, 그 후에 지지 기판(12)측을 복수의 진공 흡착 패드로 흡착하여, 칼날을 삽입한 개소 부근부터 순서대로 진공 흡착 패드를 상승시킨다. 그렇게 하면 무기층(14)과 유리 기판(18)의 계면에 공기층이 형성되고, 그 공기층이 계면의 전체면으로 퍼져서, 무기층을 갖는 지지 기판(16)을 용이하게 박리할 수 있다.
상기 공정에 의해 얻어진 전자 디바이스(24)는 휴대 전화나 PDA와 같은 모바일 단말기에 사용되는 소형 표시 장치의 제조에 적합하다. 표시 장치는 주로 LCD 또는 OLED이며, LCD로서는, TN형, STN형, FE형, TFT형, MIM형, IPS형, VA형 등을 포함한다. 기본적으로 패시브 구동형, 액티브 구동형 중 어느 쪽 표시 장치의 경우에도 적용할 수 있다.
실시예
이하에, 실시예 등에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 예에 의해 한정되는 것은 아니다.
이하의 실시예 및 비교예에서는, 유리 기판으로서, 무알칼리붕규산 유리를 포함하는 유리판(세로 720㎜, 가로 600㎜, 판 두께 0.3㎜, 선팽창 계수 38×10-7/℃, 아사히 가라스사 제조 상품명 「AN100」)을 사용하였다. 또한, 지지 기판으로서는, 마찬가지로 무알칼리붕규산 유리를 포함하는 유리판(세로 720㎜, 가로 600㎜, 판 두께 0.4㎜, 선팽창 계수 38×10-7/℃, 아사히 가라스사 제조 상품명 「AN100」)을 사용하였다.
<실시예 1>
지지 기판의 한쪽 주면을 순수 세정하고, 그 후 UV 세정해서 청정화하였다. 또한, 청정화한 면에, 마그네트론 스퍼터링법(가열 온도 300℃, 성막 압력 5mTorr, 파워 밀도 4.9W/㎠)에 의해, 두께 20㎚인 TiN(질화티타늄)층(무기층에 해당)을 형성하여, 무기층을 갖는 지지 기판을 얻었다.
이어서, 유리 기판의 한쪽 주면을 순수 세정하고, 그 후 UV 세정해서 청정화하였다. 무기층을 갖는 지지 기판의 무기층의 노출 표면과 유리 기판의 청정화한 표면에, 알칼리 수용액에 의한 세정 및 물에 의한 세정을 실시한 후, 청정화된 양면을 실온 하에서 진공 프레스에 의해 접합하여, 유리 적층체 A1을 얻었다.
얻어진 유리 적층체 A1에 있어서는, 무기층을 갖는 지지 기판과 유리 기판은, 기포를 발생시키는 일 없이 밀착되어 있으며, 왜곡 형상 결점도 없고, 평활성도 양호하였다.
유리 적층체 A1에 대하여 대기 분위기에서, 350℃에서 1시간 가열 처리를 실시하였다.
이어서, 박리 시험을 행하였다. 구체적으로는, 먼저 유리 적층체 A1에 있어서의 유리 기판의 제2 주면을 고정대 위에 고정하고, 지지 기판의 제2 주면을 흡착 패드로 흡착하였다. 이어서, 유리 적층체 A1이 갖는 4개의 코너부 중 하나로서 무기층과 유리 기판의 계면에, 두께 0.4㎜인 나이프를 삽입하여, 유리 기판을 약간 박리하여, 박리의 시작점을 부여하였다. 이어서, 흡착 패드를 고정대로부터 이격되는 방향으로 이동시켜서, 무기층을 갖는 지지 기판과 유리 기판을 박리하였다. 박리된 유리 기판의 면 상에는, 무기층의 잔사는 없었다.
또한, 상기 결과로부터, 무기층과 지지 기판의 층의 계면의 박리 강도가, 무기층과 유리 기판의 계면의 박리 강도보다도 큰 것이 확인되었다.
<실시예 2>
TiN층을 형성하는 대신에, 이하의 수순에 따라서 AlN(질화알루미늄)층을 제작한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 수순에 따라서, 유리 적층체 A2를 제조하였다.
(AlN층의 제작 수순)
지지 기판의 한쪽 주면을 순수 세정하고, 그 후 UV 세정해서 청정화하였다. 또한, 청정화한 면에, 마그네트론 스퍼터링법(가열 온도 300℃, 성막 압력 5mTorr, 파워 밀도 4.9W/㎠)에 의해, 두께 20㎚인 AlN층(무기층에 해당)을 형성하여, 무기층을 갖는 지지 기판을 얻었다.
유리 적층체 A1 대신에 유리 적층체 A2를 사용하여, 실시예 1과 마찬가지 수순으로 유리 기판의 박리를 실시한 바, 무기층을 갖는 지지 기판과 유리 기판으로 박리(분리)할 수 있었다. 박리된 유리 기판의 면 상에는, 무기층의 잔사는 없었다.
<실시예 3>
TiN층을 형성하는 대신에, 이하의 수순에 따라서 WSi(텅스텐실리사이드)층을 제작한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 수순에 따라서, 유리 적층체 A3을 제조하였다.
(WSi층의 제작 수순)
지지 기판의 한쪽 주면을 순수 세정하고, 그 후 UV 세정해서 청정화하였다. 또한, 청정화한 면에, 마그네트론 스퍼터링법(실온, 성막 압력 5mTorr, 파워 밀도 4.9W/㎠)에 의해, 두께 20㎚인 WSi층(무기층에 해당)을 형성하여, 무기층을 갖는 지지 기판을 얻었다.
유리 적층체 A1 대신에 유리 적층체 A3을 사용하여, 실시예 1과 마찬가지 수순으로 유리 기판의 박리를 실시한 바, 무기층을 갖는 지지 기판과 유리 기판으로 박리(분리)할 수 있었다. 박리된 유리 기판의 면 상에는, 무기층의 잔사는 없었다.
<실시예 4>
유리 기판 대신에 후술하는 무기 박막층을 갖는 유리 기판을 사용한 것 이외에는, 실시예 3과 마찬가지 수순에 따라서, 유리 적층체 A4를 제조하였다. 또한, 유리 적층체 A4에 있어서는, 무기층과 무기 박막층이 접촉해 있다.
(무기 박막층을 갖는 유리 기판)
유리 기판의 한쪽 주면을 순수 세정하고, 그 후 UV 세정해서 청정화하였다. 또한, 청정화한 면에, 마그네트론 스퍼터링법(가열 온도 300℃, 성막 압력 5mTorr, 파워 밀도 4.9W/㎠)에 의해, 두께 150㎚인 ITO층(무기 박막층에 해당)을 형성하여, 무기 박막층을 갖는 유리 기판을 얻었다. ITO층의 표면 조도 Ra는, 0.85㎚였다.
유리 적층체 A1 대신에 유리 적층체 A4를 사용하고, 가열 온도를 350℃에서 450℃로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 수순으로 유리 기판의 박리를 실시한 바, 무기층을 갖는 지지 기판과 무기 박막층을 갖는 유리 기판으로 박리(분리)할 수 있었다. 박리된 무기 박막층을 갖는 유리 기판의 면 상에는, 무기층의 잔사는 없었다.
<실시예 5>
WSi층을 형성하는 대신에, 이하의 수순에 따라서 SiC(탄화규소)층을 제작한 것 이외에는, 실시예 4와 마찬가지 수순에 따라서, 유리 적층체 A5를 제조하였다.
(SiC층의 제작 수순)
지지 기판의 한쪽 주면을 순수 세정하고, 그 후 UV 세정해서 청정화하였다. 또한, 청정화한 면에, 마그네트론 스퍼터링법(실온, 성막 압력 5mTorr, 파워 밀도 4.9W/㎠)에 의해, 두께 20㎚인 SiC층(무기층에 해당)을 형성하여, 무기층을 갖는 지지 기판을 얻었다.
유리 적층체 A1 대신에 유리 적층체 A5를 사용하고, 가열 온도를 350℃에서 600℃로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 수순으로 유리 기판의 박리를 실시한 바, 무기층을 갖는 지지 기판과 무기 박막층을 갖는 유리 기판으로 박리(분리)할 수 있었다. 박리된 무기 박막층을 갖는 유리 기판의 면 상에는, 무기층의 잔사는 없었다.
<실시예 6>
TiN층을 형성하는 대신에, 이하의 수순에 따라서 SiN(질화규소)층을 제작한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 수순에 따라서, 유리 적층체 A6을 제조하였다.
(SiN층의 제작 수순)
지지 기판의 한쪽 주면을 순수 세정하고, 그 후 UV 세정해서 청정화하였다. 또한, 청정화한 면에, 마그네트론 스퍼터링법(가열 온도 300℃, 성막 압력 5mTorr, 파워 밀도 4.9W/㎠)에 의해, 두께 20㎚인 SiN층(무기층에 해당)을 형성하여, 무기층을 갖는 지지 기판을 얻었다.
유리 적층체 A1 대신에 유리 적층체 A6을 사용하고, 가열 온도를 350℃에서 600℃로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 수순으로 유리 기판의 박리를 실시한 바, 무기층을 갖는 지지 기판과 유리 기판으로 박리(분리)할 수 있었다. 박리된 유리 기판의 면 상에는, 무기층의 잔사는 없었다.
<실시예 7>
TiN층을 형성하는 대신에, 이하의 수순에 따라서 SiC(탄화규소)층을 제작한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 수순에 따라서, 유리 적층체 A7을 제조하였다.
(SiC층의 제작 수순)
지지 기판의 한쪽 주면을 순수 세정하고, 그 후 UV 세정해서 청정화하였다. 또한, 청정화한 면에, 마그네트론 스퍼터링법(실온, 성막 압력 5mTorr, 파워 밀도 4.9W/㎠)에 의해, 두께 20㎚인 SiC층(무기층에 해당)을 형성하여, 무기층을 갖는 지지 기판을 얻었다.
유리 적층체 A1 대신에 유리 적층체 A7을 사용하고, 가열 온도를 350℃에서 600℃로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지 수순으로 유리 기판의 박리를 실시한 바, 무기층을 갖는 지지 기판과 유리 기판으로 박리(분리)할 수 있었다. 박리된 유리 기판의 면 상에는, 무기층의 잔사는 없었다.
<비교예 1>
지지 기판의 한쪽 주면을 순수 세정하고, 그 후 UV 세정해서 청정화하였다. 또한, 청정화한 면에, 마그네트론 스퍼터링법(가열 온도 300℃, 성막 압력 5mTorr, 파워 밀도 4.9W/㎠)에 의해, 두께 150㎚인 ITO층(산화인듐주석층)을 형성하여, ITO층을 갖는 지지 기판을 얻었다. ITO층의 표면 조도 Ra는, 0.85㎚였다.
이어서, 유리 기판의 한쪽 주면을 순수 세정하고, 그 후 UV 세정해서 청정화하였다. 유리 기판의 청정화한 면과 ITO층을 갖는 지지 기판의 ITO층의 노출 표면을 알칼리 수용액에 의한 세정 및 물에 의한 세정을 실시한 후, 청정화된 양면을 실온 하에서 진공 프레스에 의해 접합하여, 유리 적층체 B1을 얻었다.
얻어진 유리 적층체 B1에 있어서는, ITO층을 갖는 지지 기판과 유리 기판은, 기포를 발생시키는 일 없이 밀착되어 있으며, 왜곡 형상 결점도 없고, 평활성도 양호하였다.
유리 적층체 B1에 대하여 대기 분위기에서, 350℃에서 1시간 가열 처리를 실시하였다.
이어서, 실시예 1과 마찬가지 수순에 따라서, ITO층을 갖는 지지 기판의 무기층과 유리 기판의 계면에, 나이프를 삽입해서 유리 기판의 박리를 시도했지만, 유리 기판을 박리할 수는 없었다.
상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1의 결과를 이하의 표 1에 정리해서 나타낸다.
또한, 실시예 2 내지 7에 있어서는, 실시예 1과 마찬가지로, 상기 유리 기판의 박리 결과로부터, 무기층과 지지 기판의 층의 계면의 박리 강도가, 무기층과 유리 기판의 계면의 박리 강도보다도 큰 것이 확인되었다.
또한, 표 1 중, 「무기층」란은, 지지 기판 위에 배치(고정)된 무기층의 종류를 나타낸다. 「무기 박막층」란은, 유리 기판 위에 배치(고정)된 무기 박막층의 종류를 나타낸다. 「가열 온도(℃)」란은, 유리 적층체를 가열했을 때의 온도를 나타낸다. 「박리성 평가」란은, 가열 처리 후에 유리 기판과 지지 기판의 박리가 가능한 경우를 「A」, 박리가 불가능한 경우를 「B」로 나타낸다.
Figure pct00001
표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 7에서 얻어진 유리 적층체는, 고온 조건 하의 처리 후에도, 유리 기판을 용이하게 박리할 수 있었다.
그 중에서도, 실시예 3과 4의 비교로부터, 유리 기판의 표면 위에 무기 박막층을 설치한 경우, 보다 고온(450℃)에 있어서도 유리 기판의 박리가 가능한 것이 확인되었다.
또한, 실시예 1 내지 2와 실시예 6 내지 7의 비교로부터, 무기층으로서 SiN 또는 SiC를 사용한 경우, 보다 고온(600℃)에 있어서도 유리 기판의 박리가 가능한 것이 확인되었다.
한편, 특허문헌 1에서 구체적으로 사용되고 있는 금속 산화물인 ITO를 사용한 비교예 1에 있어서는, 350℃의 가열 조건에 있어서도 유리 기판의 박리를 할 수 없는 것이 확인되었다.
<실시예 8>
본 예에서는, 실시예 1에서 제조된, 유리 적층체를 사용해서 OLED를 제작하였다.
보다 구체적으로는, 유리 적층체에 있어서의 유리 기판의 제2 주면 위에, 스퍼터링법에 의해 몰리브덴을 성막하고, 포토리소그래피법을 사용한 에칭에 의해 게이트 전극을 형성하였다. 이어서, 플라즈마 CVD법에 의해, 게이트 전극을 설치한 유리 기판의 제2 주면측에, 또한 질화실리콘, 진성 아몰퍼스 실리콘, n형 아몰퍼스 실리콘의 순으로 성막하고, 계속해서 스퍼터링법에 의해 몰리브덴을 성막하여, 포토리소그래피법을 사용한 에칭에 의해 게이트 절연막, 반도체 소자부 및 소스/드레인 전극을 형성하였다. 이어서, 플라즈마 CVD법에 의해, 유리 기판의 제2 주면측에, 또한 질화실리콘을 성막해서 패시베이션층을 형성한 후에, 스퍼터링법에 의해 산화인듐주석을 성막하고, 포토리소그래피법을 사용한 에칭에 의해 화소 전극을 형성하였다.
계속해서, 유리 기판의 제2 주면측에, 또한 증착법에 의해 정공 주입층으로서 4,4',4"-트리스(3-메틸페닐페닐아미노)트리페닐아민, 정공 수송층으로서 비스 [(N-나프틸)-N-페닐]벤지딘, 발광층으로서 8-퀴놀리놀알루미늄 착체(Alq3)에 2,6-비스[4-[N-(4-메톡시페닐)-N-페닐]아미노스티릴]나프탈렌-1,5-디카르보니트릴(BSN-BCN)을 40체적% 혼합한 것, 전자 수송층으로서 Alq3을 이 순서로 성막하였다. 이어서, 유리 기판의 제2 주면측에 스퍼터링법에 의해 알루미늄을 성막하고, 포토리소그래피법을 사용한 에칭에 의해 대향 전극을 형성하였다. 이어서, 대향 전극을 형성한 유리 기판의 제2 주면 위에, 자외선 경화형의 접착층을 개재하여 다른 한장의 유리 기판을 접합해서 밀봉하였다. 상기 수순에 의해 얻어진, 유리 기판 위에 유기 EL 구조체를 갖는 유리 적층체는, 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체에 해당한다.
계속해서, 얻어진 유리 적층체의 밀봉체측을 정반에 진공 흡착시킨 다음, 유리 적층체의 코너부의 무기층과 유리 기판의 계면에, 두께 0.1㎜의 스테인리스제 칼날을 삽입하여, 유리 적층체로부터 무기층을 갖는 지지 기판을 분리하여, OLED 패널(전자 디바이스에 해당. 이하 패널 A라고 함)을 얻었다. 제작한 패널 A에 IC 드라이버를 접속하여, 상온 상압 하에서 구동시킨 바, 구동 영역 내에 있어서 표시 불균일은 확인되지 않았다.
<실시예 9>
본 예에서는, 실시예 1에서 제조된, 유리 적층체를 사용해서 LCD를 제작하였다.
유리 적층체를 2매 준비하여, 먼저 한쪽 유리 적층체에 있어서의 유리 기판의 제2 주면 위에, 스퍼터링법에 의해 몰리브덴을 성막하고, 포토리소그래피법을 사용한 에칭에 의해 게이트 전극을 형성하였다. 이어서, 플라즈마 CVD법에 의해, 게이트 전극을 설치한 유리 기판의 제2 주면측에, 또한 질화실리콘, 진성 아몰퍼스 실리콘, n형 아몰퍼스 실리콘의 순으로 성막하고, 계속해서 스퍼터링법에 의해 몰리브덴을 성막하고, 포토리소그래피법을 사용한 에칭에 의해 게이트 절연막, 반도체 소자부 및 소스/드레인 전극을 형성하였다. 이어서, 플라즈마 CVD법에 의해, 유리 기판의 제2 주면측에, 또한 질화실리콘을 성막해서 패시베이션층을 형성한 후에, 스퍼터링법에 의해 산화인듐주석을 성막하고, 포토리소그래피법을 사용한 에칭에 의해 화소 전극을 형성하였다. 이어서, 화소 전극을 형성한 유리 기판의 제2 주면 위에, 롤 코트법에 의해 폴리이미드 수지액을 도포하고, 열경화에 의해 배향층을 형성하고, 러빙을 행하였다. 얻어진 유리 적층체를, 유리 적층체 X1이라 칭한다.
이어서, 다른 한쪽 유리 적층체에 있어서의 유리 기판의 제2 주면 위에, 스퍼터링법에 의해 크롬을 성막하고, 포토리소그래피법을 사용한 에칭에 의해 차광층을 형성하였다. 이어서, 차광층을 형성한 유리 기판의 제2 주면측에, 또한 다이 코트법에 의해 컬러 레지스트를 도포하고, 포토리소그래피법 및 열경화에 의해 컬러 필터층을 형성하였다. 이어서, 유리 기판의 제2 주면측에, 또한 스퍼터링법에 의해 산화인듐주석을 성막하여, 대향 전극을 형성하였다. 이어서, 대향 전극을 설치한 유리 기판의 제2 주면 위에, 다이코트법에 의해 자외선 경화 수지액을 도포하고, 포토리소그래피법 및 열경화에 의해 기둥 형상 스페이서를 형성하였다. 이어서, 기둥 형상 스페이서를 형성한 유리 기판의 제2 주면 위에, 롤 코트법에 의해 폴리이미드 수지액을 도포하고, 열경화에 의해 배향층을 형성하고, 러빙을 행하였다. 이어서, 유리 기판의 제2 주면측에, 디스펜서법에 의해 시일용 수지액을 프레임 형상으로 묘화하고, 프레임 내에 디스펜서법에 의해 액정을 적하한 후에, 상술한 유리 적층체 X1을 사용하여, 2매의 유리 적층체의 유리 기판의 제2 주면측끼리를 접합하여, 자외선 경화 및 열경화에 의해 LCD 패널을 갖는 적층체를 얻었다. 여기에서의 LCD 패널을 갖는 적층체를 이하, 패널을 갖는 적층체 X2라고 한다.
이어서, 실시예 1과 마찬가지로 패널을 갖는 적층체 X2로부터 양면의 무기층을 갖는 지지 기판을 박리하여, TFT 어레이를 형성한 기판 및 컬러 필터를 형성한 기판을 포함하는 LCD 패널 B(전자 디바이스에 해당)를 얻었다.
제작한 LCD 패널 B에 IC 드라이버를 접속하여, 상온 상압 하에서 구동시킨 바, 구동 영역 내에 있어서 표시 불균일은 확인되지 않았다.
본 출원은, 2012년 5월 29일 출원된 일본 특허 출원 제2012-122492호에 기초하는 것이고, 그 내용은 여기에 참조로 해서 도입된다.
10 : 유리 적층체
12 : 지지 기판
14 : 무기층
16 : 무기층을 갖는 지지 기판
18 : 유리 기판
20 : 전자 디바이스용 부재
22 : 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체
24 : 전자 디바이스(전자 디바이스용 부재를 갖는 유리 기판)

Claims (7)

  1. 지지 기판 및 상기 지지 기판 위에 배치된 메탈실리사이드, 질화물, 탄화물 및 탄질화물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 함유하는 무기층을 구비하는 무기층을 갖는 지지 기판과,
    상기 무기층 위에 박리 가능하게 적층된 유리 기판을 구비하는 유리 적층체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메탈실리사이드가 W, Fe, Mn, Mg, Mo, Cr, Ru, Re, Co, Ni, Ta, Ti, Zr 및 Ba로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하고,
    상기 질화물이 Si, Hf, Zr, Ta, Ti, Nb, Na, Co, Al, Zn, Pb, Mg, Sn, In, B, Cr, Mo 및 Ba로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함하고,
    상기 탄화물 및 상기 탄질화물이 Ti, W, Si, Zr 및 Nb로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 포함하는 유리 적층체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 무기층이 텅스텐실리사이드, 질화알루미늄, 질화티타늄, 질화규소 및 탄화규소로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하는 유리 적층체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 무기층이 질화규소 및/또는 탄화규소를 포함하는 유리 적층체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지 기판이 유리 기판인 유리 적층체.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    600℃에서 1시간 가열 처리를 실시한 후에도 상기 무기층을 갖는 지지 기판과 상기 유리 기판이 박리 가능한 유리 적층체.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 유리 적층체 중 유리 기판의 표면 위에 전자 디바이스용 부재를 형성하여, 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체를 얻는 부재 형성 공정과,
    상기 전자 디바이스용 부재를 갖는 적층체로부터 상기 무기층을 갖는 지지 기판을 박리하여, 상기 유리 기판과 상기 전자 디바이스용 부재를 갖는 전자 디바이스를 얻는 분리 공정을 구비하는 전자 디바이스의 제조 방법.
KR20147033403A 2012-05-29 2013-05-13 유리 적층체 및 전자 디바이스의 제조 방법 KR20150023312A (ko)

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