TW202220837A - 電子元件的製造方法以及玻璃板群 - Google Patents
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Abstract
本發明的電子元件的製造方法包括:準備步驟S1,準備包括多個玻璃板Gs的玻璃板群Gg;元件形成步驟S2,於玻璃板Gs形成電子元件D;以及剝離步驟S3,使玻璃板Gs自電子元件D的樹脂層6剝離。多個玻璃板Gs於波長308 nm~355 nm下的透射率的標準偏差為3.0以下。
Description
本發明是有關於一種製造有機(Electron Luminescence,EL)顯示器等電子元件的方法、以及該製造方法中所使用的玻璃板群。
可撓性顯示器等中所使用的有機EL元件是藉由將聚醯亞胺等的樹脂層作為基板並於其上形成薄膜電晶體(Thin Film Transistor,TFT)層、有機EL層等來製造。樹脂層是藉由在玻璃板(亦稱為載體玻璃)上塗佈清漆狀組成物,於樹脂成分的熱分解溫度以下實施恆定時間的熱處理而形成(例如參照專利文獻1)。
當有機EL元件形成於樹脂層上時,執行使有機EL元件(樹脂層)與玻璃板剝離的剝離步驟。於該剝離步驟中,自與用來形成有機EL元件的玻璃板的其中一個面相反之側照射雷射而對玻璃板與樹脂層的界面進行加熱。所使用的雷射有XeCl準分子雷射(波長308 nm)、摻釹釔鋁石榴石(Neodymium-doped Yttrium Aluminum Garnet,Nd-YAG)固體雷射(波長355 nm)、摻鐿釔鋁石榴石(Ytterbium-doped Yttrium Aluminum Garnet,Yb-YAG)固體雷射(波長343 nm)等。
經過如上所述的步驟而製造的有機EL元件是可撓性的,且具有良好的元件特性。因此,特別被用於顯示器或觸控面板、太陽能電池等可撓性的電子元件的製造。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:國際公開第2014/073591號
[發明所欲解決之課題]
於電子元件的製造步驟中,準備包括多個玻璃板的玻璃板群,對各玻璃板依次形成有機EL元件。於先前的製造步驟中,剝離步驟中,存在包括樹脂層自玻璃板的剝離變得不充分的有機EL元件的情況。具體而言,存在有機EL元件中的樹脂層的一部分不自玻璃板剝離,而是殘存於玻璃板上的情況。
作為解決該問題的方法,存在提高雷射的照射強度的方法。然而,於該方法中,對樹脂層施加過剩的熱應力,自玻璃板剝離樹脂層之後,由於樹脂層(樹脂基板)與TFT層之間的殘留應力,而有樹脂基板產生褶皺(局部的膜的剝落)之虞。
若樹脂基板產生褶皺,則會導致有機EL元件的動作不良。因此,有機EL元件的製造的成品率變低,從而有生產成本增大之虞。
本發明的技術性課題是於自電子元件剝離玻璃板時,使電子元件的樹脂層不易產生褶皺。
[解決課題之手段]
本發明者進行了各種研究,結果發現:於對玻璃板與電子元件的樹脂層的界面照射紫外線(Ultraviolet,UV)雷射的步驟中,關於玻璃板群的各玻璃板,藉由使波長308 nm~355 nm的透射率的偏差為某恆定的值以下,容易使玻璃板與樹脂層的界面上的加熱狀態均勻,從而可解決所述課題。
即,本發明包括:準備步驟,準備包括多個玻璃板的玻璃板群;元件形成步驟,於所述玻璃板形成包括樹脂層的電子元件;以及剝離步驟,藉由對所述電子元件的所述樹脂層與所述玻璃板的界面進行加熱,使所述玻璃板自所述電子元件的所述樹脂層剝離,且所述電子元件的製造方法的特徵在於:所述多個所述玻璃板具有用來形成所述樹脂層的第一主面、以及位於與所述第一主面相反之側的第二主面,所述多個玻璃板於波長308 nm~355 nm下的透射率的標準偏差為3.0以下。
如上所述,藉由將多個玻璃板於波長308 nm~355 nm下的透射率的標準偏差設為3.0以下,於剝離步驟中,容易使玻璃板與樹脂層的界面的加熱狀態均勻。藉此,於使玻璃板自樹脂層剝離時,可於玻璃板上不易殘留樹脂層。藉此,於剝離步驟中,樹脂層不易產生褶皺。再者,所謂將波長308 nm~355 nm的透射率的標準偏差設為3.0以下,是指於自308 nm~355 nm的範圍內選擇的特定的波長(例如波長308 nm、343 nm或355 nm)下,透射率的標準偏差為3.0以下,無需於308 nm~355 nm的範圍內的所有波長下透射率的標準偏差為3.0以下。
所述多個所述玻璃板的板厚的標準偏差Δt較佳為50 μm以下。
對玻璃板群於波長308 nm~355 nm下的透射率的偏差造成影響的因素之一為構成玻璃板群的各玻璃板的板厚的變化。於本發明中,藉由使玻璃板的板厚的標準偏差Δt為50 μm以下,能夠減小玻璃板群於波長308 nm~355 nm下的透射率的偏差。
於本發明中,所述玻璃板中的Fe
2O
3的含量較佳為以氧化物換算的質量%計為0.001%~0.05%。
對玻璃板群於波長308 nm~355 nm下的透射率的偏差造成影響的另一個因素為構成玻璃板群的各玻璃板中的Fe
2O
3的含量的變化。Fe是當導入至玻璃中時吸收430 nm以下的波長的光、及以1080 nm為中心的寬波長區域的光的成分。因而,當玻璃板群的Fe
2O
3的含量變化時,於308 nm~355 nm的波長下的透射率變化。本發明的玻璃板群藉由將Fe
2O
3的含量控制在0.001%~0.05%的範圍,能夠減小玻璃板群於波長308 nm~355 nm下的透射率的偏差。
於本發明中,所述玻璃板中的Fe
2O
3的含量的標準偏差較佳為以氧化物換算的質量%計為0.0009%以下。如此,藉由將多個玻璃板中的Fe
2O
3的含量的標準偏差控制在0.0009%以下,能夠減小玻璃板群於波長308 nm~355 nm下的透射率的偏差。
所述玻璃板的板厚較佳為2.0 mm以下。若玻璃板群的板厚過厚,則於剝離步驟中,樹脂層的剝離中所使用的UV雷射的能量容易被玻璃板吸收,從而樹脂層變得難以剝離。於本發明中,藉由將玻璃板的板厚設為2.0 mm以下,容易使玻璃板自電子元件的樹脂層剝離。
於所述準備步驟中,對所述玻璃板設定具有沿著拉板方向的第一邊以及沿著與所述拉板方向正交的方向的第二邊的長方形的評價區域,所述評價區域的表背撓曲差較佳為-0.8 mm~0.8 mm。
若玻璃板群的表背撓曲差過大,則玻璃板的形狀會成為凹凸大的形狀,當於剝離步驟中藉由UV雷射對玻璃板與樹脂層的界面進行加熱而剝離時,容易產生雷射的焦點偏移。其結果,玻璃板與樹脂層的界面上的加熱狀態容易變得不均勻,樹脂層的剝離性下降。於本發明中,藉由設為表背撓曲差的所述數值範圍,可使玻璃板自樹脂層適宜地剝離。
另外,所述玻璃板較佳為具有200 mm以上的邊的四邊形。藉此,可效率良好地製造電子元件。
所述多個所述玻璃板於30℃~380℃下的線熱膨脹係數較佳為30×10
-7/℃~50×10
-7/℃。藉此,可防止製造電子元件時的總間距偏移的產生,並且可防止玻璃板上所形成的樹脂層的裂痕。
另外,玻璃板的熱收縮率較佳為30 ppm以下。藉此,特別是於製作使用了低溫多晶矽(Low Temperature Poly Silicon,LTPS)的有機EL元件時,可將總間距偏移(TFT圖案的偏移)抑制在最小限度。
所述玻璃板於波長308 nm下的透射率較佳為60%~85%。若採用所述結構,則於使用XeCl準分子雷射的剝離步驟中,於使玻璃板自電子元件的樹脂層剝離時,能夠將雷射的輸出抑制在最小限度。
所述玻璃板於波長343 nm下的透射率較佳為83%~92%。若採用所述結構,則於使用了Yb-YAG固體雷射的剝離步驟中,於使玻璃板自電子元件的樹脂層剝離時,能夠將雷射的輸出抑制在最小限度。
所述玻璃板於波長355 nm下的透射率較佳為87%~92%。若採用所述結構,則於使用了Nd-YAG固體雷射的剝離步驟中,於使玻璃板自電子元件的樹脂層剝離時,能夠將雷射的輸出抑制在最小限度。
於本發明中,構成玻璃板群的玻璃板較佳為包括以氧化物換算的質量%計而含有50%~70%的SiO
2、10%~25%的Al
2O
3、0.1%~5%的B
2O
3、10%~30%的MgO+CaO+SrO+BaO的玻璃。
於元件形成步驟中形成於玻璃板的所述樹脂層可含有選自由聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚酯醯亞胺所組成的群組中的至少一種。若採用所述結構,則可製作為可撓性且具有良好的元件特性的有機EL元件。
[發明的效果]
根據本發明,於自電子元件剝離玻璃板時,能夠使電子元件的樹脂層不易產生褶皺。
以下,參照圖式對用於實施本發明的形態進行說明。圖1至圖10D表示本發明的電子元件的製造方法以及該方法中所使用的玻璃板群的一實施方式。
如圖1所示,本方法包括:準備步驟S1,準備包括多個玻璃板的玻璃板群;元件形成步驟S2,於作為載體玻璃的玻璃板形成包括樹脂層(樹脂基板)的電子元件;以及剝離步驟S3,對電子元件的樹脂層與玻璃板的界面進行加熱,使玻璃板自樹脂層剝離。以下,以製造有機EL元件(有機EL顯示器)作為電子元件的情況為例進行說明。
圖2及圖3表示於準備步驟S1中準備的玻璃板群的例子。
如圖2所示,玻璃板群Gg包括以縱姿勢(相對於水平方向較佳為45°~80°的傾斜姿勢,更佳為60°~75°)積載於一個縱置托板1之上的多個玻璃板Gs。托板1包括:支撐包括縱姿勢的玻璃板Gs的積層體的玻璃板群Gg的底面的底面支撐部1a、以及支撐玻璃板群Gg的背面的背面支撐部1b。
如圖3所示,玻璃板群Gg亦可包括以橫姿勢(較佳為0°(水平姿勢)~30°,更佳為0°~15°)積層於一個橫置用托板2之上的多個玻璃板Gs。托板2包括底面支撐部2a,所述底面支撐部2a支撐包括橫姿勢的玻璃板Gs的積層體的玻璃板群Gg的底面。
於所述玻璃板群Gg中,較佳為於玻璃板Gs的各相互間夾持紙(襯紙)或發泡樹脂片等保護片。玻璃板群Gg中所包括的玻璃板Gs的塊數例如可設為50塊~500塊。
此處,對測定玻璃板群Gg的透射率及其標準偏差的方法進行說明。關於自玻璃板群Gg中隨機提取的20塊玻璃板Gs,製作切斷加工成50 mm×50 mm尺寸的樣品,對各樣品測定透射率。
於透射率的測定中,將樣品設置於分析光度計,進行波長308 nm、343 nm、355 nm的透射率的定點測定。於該定點測定中,對樣品的定點進行300次透射率的測定,並將其平均值作為該樣品的透射率。將20塊樣品的透射率的平均值作為玻璃板群Gg的透射率,將20塊樣品的透射率的標準偏差作為玻璃板群Gg的透射率的標準偏差。
玻璃板群Gg於波長308 nm~355 nm下的透射率的標準偏差較佳為3.0以下、2.5以下、2.2以下、1.8以下、1.5以下、1.3以下、1.1以下、1.0以下、0.9以下、0.8以下、0.7以下,特別是0.4以下。
若標準偏差過大,則於剝離步驟S3中難以使玻璃板Gs與電子元件的樹脂層的界面上的加熱狀態均勻,樹脂層無法自玻璃板Gs乾淨地剝落,從而有自玻璃板Gs剝離後的樹脂層產生褶皺之虞。另一方面,於標準偏差過小的情況下,需要使玻璃原料中的Fe
2O
3混入無限為零。因此,需要使用純度極端高的玻璃原料,從而製造成本大幅度上升。此外,為了減小板厚的標準偏差Δt,藉由溢流下拉法成形玻璃板Gs時的拉板速度極端下降,生產性大幅度劣化。就所述製造成本、生產性的觀點而言,玻璃板群Gg於波長308 nm~355 nm下的透射率的標準偏差較佳為設為0.01以上。
繼而,對測定玻璃板群Gg的板厚t的標準偏差Δt的方法進行說明。對自玻璃板群Gg中隨機提取的20塊玻璃板Gs進行板厚t的測定。於板厚t的測定中,藉由測微計(micrometer)等沿著與拉板方向正交的方向以20 mm的間距測定板厚t。
其後,根據所獲得的測定結果算出板厚t的平均值作為該玻璃板Gs的板厚t。將20塊玻璃板Gs的板厚t的平均值作為玻璃板群Gg的玻璃板Gs的板厚t,將20塊玻璃板Gs的板厚t的標準偏差作為玻璃板群Gg的板厚的標準偏差。板厚t較佳為2.0 mm以下、1.5 mm以下、1.0 mm以下、0.7 mm以下,特別是0.6 mm以下。
若板厚t過厚,則於剝離步驟S3中使用的UV雷射的能量容易被玻璃板Gs吸收,從而電子元件的樹脂層變得難以自玻璃板剝離。另一方面,就防止玻璃板的翹曲的觀點而言,板厚t較佳為設為0.1 mm以上。
另外,玻璃板群Gg的板厚的標準偏差Δt較佳為50 μm以下、40 μm以下、35 μm以下、30 μm以下、27 μm以下、25 μm以下,特別是20 μm以下。
若板厚的標準偏差Δt過大,則波長308 nm~355 nm下的透射率的偏差變大,從而於剝離步驟S3中難以使玻璃板Gs與電子元件的樹脂層的界面上的加熱狀態均勻。另一方面,就生產性的觀點而言,板厚的標準偏差Δt較佳為設為1 μm以上。
繼而,對測定玻璃板群Gg的Fe
2O
3含量的標準偏差的方法進行說明。關於自玻璃板群Gg中隨機提取的20塊玻璃板Gs,藉由化學分析法測定Fe
2O
3含量。若詳述,則將玻璃試樣粉碎、乾燥後,使用酸溶液將試樣溶液化,使用電感耦合電漿光發射光譜儀(Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometer,ICP-OES)測定溶液中的Fe濃度。將其換算成玻璃中的含量,求出Fe
2O
3含量。根據20塊玻璃板Gs的Fe
2O
3含量算出標準偏差,作為玻璃板群Gg的Fe
2O
3含量的標準偏差。玻璃板群Gg的Fe
2O
3含量的標準偏差較佳為以氧化物換算的質量%計為0.0009%以下、0.0008%以下,特別是0.0007%以下。
若Fe
2O
3含量的標準偏差過大,則玻璃板群Gg於波長308 nm~355 nm下的透射率的偏差變大,從而難以使玻璃板Gs與電子元件的樹脂層的界面上的加熱狀態均勻。另一方面,就製造成本的觀點而言,Fe
2O
3的含量的標準偏差Δt較佳為設為0.0001%以上。再者,關於玻璃板Gs的成分的詳細情況將於後面敘述。
如圖4所示,以如上方式製造的玻璃板Gs構成為具有第一邊Ga及第二邊Gb的四邊形形狀。各邊Ga、邊Gb較佳為200 mm以上、500 mm以上、800 mm以上,特別是1000 mm以上。
若玻璃板Gs的邊Ga、邊Gb的長度尺寸過小,則為了增加電子元件的生產量而需要極端多的玻璃板Gs,從而生產性劣化。另外,於使用四邊形以外的形狀的玻璃板Gs的情況下,切割為製品形狀時的損失增加而生產性劣化。另一方面,各邊Ga、邊Gb的長度的上限例如可設為3000 mm。
玻璃板Gs具有用來形成電子元件的第一主面GS1、以及位於第一主面GS1的相反側的第二主面GS2。
以下,對玻璃板Gs的製造方法進行說明。玻璃板Gs可藉由如下而製造:將以成為所期望的玻璃組成的方式調配的玻璃原料投入至連續熔融爐,將玻璃原料加熱熔融,於脫泡之後,供給至成形爐,然後將熔融玻璃成形為板狀,並進行緩冷等。
就製造所要求的良好的成形品質的玻璃板Gs的觀點而言,玻璃板Gs較佳為使用溢流下拉法成形。圖5及圖6示出能夠實施溢流下拉方法的成形爐。
如圖5及圖6所示,成形爐3具有成形體4以及覆蓋成形體4的爐壁部5a~爐壁部5f。如圖6所示,成形體4具有:供熔融玻璃Gm溢出的溢流槽4a、將熔融玻璃Gm向下方引導的側壁部4b、側壁部4c、以及使熔融玻璃Gm融合的下端部4d。
爐壁部5a~爐壁部5f較佳為分別切削加工單一構件的耐火物而製作。亦存在由接合構件(藉由砂漿等將小耐火物塊接合而製作的構件)的耐火物製作爐壁部5a~爐壁部5f的方法,但有於接合構件自身的接合位置產生裂紋的問題。
當爐壁部5a~爐壁部5f產生裂紋時,外部氣體通過裂紋而侵入至成形爐3內,從而引起局部的熔融玻璃Gm的溫度下降。其結果,於熔融玻璃Gm的產生了溫度下降的部位,玻璃帶Gr的板厚產生變化,由此引起的玻璃板Gs的板厚t的偏差變大。
進而,由成形體4成形的熔融玻璃Gm容易成為因板厚t的變化而撓曲的形狀,結果玻璃板Gs的表背撓曲差變大。於本實施方式中,藉由對成形爐3的爐壁部5a~爐壁部5f使用單一構件的耐火物,可製作板厚t的偏差小、表背撓曲差小的玻璃板Gs。
於溢流下拉法中,首先,使熔融玻璃Gm自成形體4的溢流槽4a的兩側溢出。進而,將沿著側壁部4b、側壁部4c流下熔融玻璃Gm於成形體4的下端部4d融合一體化。藉此,熔融玻璃Gm成形為板狀的玻璃帶Gr。
其後,藉由在利用輥夾持玻璃帶Gr並沿寬度方向拉伸的同時向下方延伸成形(拉板),而將玻璃帶Gr的寬度及厚度設為所期望的尺寸。再者,於圖5及圖6中,以符號X表示玻璃帶Gr的拉板方向。
其後,經過緩冷步驟、冷卻步驟、切斷步驟,由玻璃帶Gr製造四邊形形狀的玻璃板Gs。
於所述溢流下拉法的情況下,應成為玻璃板Gs的表面的熔融玻璃Gm的外表面不與成形體4接觸,而是以自由表面的狀態成形。藉此,與作為其他成形方法的浮式法、流孔下拉法、再拉法等相比,藉由溢流下拉法製造的玻璃板Gs的表面品質良好。
以如上方式製造的玻璃板Gs的表背撓曲差較佳為-0.8 mm~0.8 mm、-0.7 mm~0.7 mm、-0.6 mm~0.6 mm,特別是-0.5 mm~0.5 mm。玻璃板Gs的表背撓曲差是以如下方式測定。
首先,如圖7所示,自玻璃板Gs切出具有沿著拉板方向X的第一邊EAa以及沿著與所述拉板方向正交的方向Y的第二邊EAb的矩形的評價區域EA。矩形的評價區域EA的各邊EAa、邊EAb設為250 mm~500 mm。
接著,如圖8所示,測定於以藉由切出評價區域EA而形成的玻璃板片Gp的第一主面GS1為上側,支撐沿著與拉板方向正交的方向Y的第二邊EAb的兩端部時產生的玻璃板片Gp的彎曲量W1、與以該玻璃板片Gp的第二主面GS2為上側藉由相同的方法產生的玻璃板片Gp的彎曲量W2,算出其差(W1-W2)作為表背撓曲差。此時,支撐間隔L設為自第二邊EAb的長度減去20 mm後的值。表背撓曲差設為以支撐間隔L成為350 mm的方式以(W1-W2)×(350/L)換算。表背撓曲差是針對各評價區域EA測定。所謂表背撓曲差為-0.8 mm~0.8 mm,是指全部的評價區域EA的表背撓曲差為-0.8~0.8 mm。
若表背撓曲差過大,則玻璃板Gs的形狀成為凹凸大的形狀,當於剝離步驟S3中藉由UV雷射對玻璃板Gs與電子元件的樹脂層的界面進行加熱而剝離時,容易產生雷射的焦點偏移。其結果,玻璃板Gs與電子元件的樹脂層的界面上的加熱狀態容易變得不均勻,從而電子元件的樹脂層的剝離性下降。
玻璃板Gs於30℃~380℃下的線熱膨脹係數較佳為30×10
-7/℃~50×10
-7/℃、33×10
-7/℃~47×10
-7/℃,特別是35×10
-7/℃~45×10
-7/℃。
若熱膨脹係數過大,則特別是於製作使用了低溫多晶矽(LTPS)的有機EL元件時,容易產生總間距偏移(TFT圖案的偏移)。另一方面,若熱膨脹係數過小,則與樹脂層的熱膨脹係數的差變大,從而樹脂層容易產生裂痕。
玻璃板Gs於波長308 nm下的板厚方向的透射率較佳為60%以上、63%以上、67%以上,特別是70%以上。另外,玻璃板Gs於波長343 nm下的板厚方向的透射率較佳為83%以上、84%以上、85%以上,特別是87%以上。另外,玻璃板Gs於波長355 nm下的板厚方向的透射率較佳為87%以上、88%以上,特別是89%以上。若透射率過小,則剝離樹脂層中所使用的UV雷射的能量容易被玻璃板Gs吸收,從而樹脂層變得難以剝離。
玻璃板Gs較佳為作為玻璃構成成分,以氧化物換算的質量%計而含有50%~70%的SiO
2、10%~25%的Al
2O
3、0.1%~5%的B
2O
3、15%~30%的MgO+CaO+SrO+BaO、0.001%~0.005%的Fe
2O
3。
將如上所述般限定各成分的含量的理由示於以下。
SiO
2為形成玻璃骨架結構的主要成分。SiO
2的含量為50%~70%,且為52%~68%、55%~65%,特別是57%~63%。若SiO
2的含量過多,則熔融性下降而製造成本上升。另一方面,若SiO
2的含量過少,則化學耐久性下降而於樹脂層的煆燒時玻璃成分會溶出至樹脂中。
Al
2O
3為形成玻璃骨架結構的主要成分,且亦為提高玻璃的穩定性的成分。Al
2O
3的含量為10%~25%,且為12%~23%,特別是15%~22%。若Al
2O
3的含量過多,則熔融性下降而製造成本上升。另一方面,若Al
2O
3的含量過少,則玻璃的穩定性下降,而富鋁紅柱石或鈣長石等失透晶體容易析出,從而玻璃中的缺陷增加。
B
2O
3與SiO
2同樣地於玻璃網狀結構中為形成其骨架的成分,但並非如SiO
2般提高玻璃的熔融溫度,反而具有使熔融溫度下降的作用。B
2O
3的含量為0.1%~5%,較佳為0.2%~3%、0.4%~2%,特別是0.5%~1%。若B
2O
3的含量過多,則玻璃的楊氏模量下降而表背撓曲差變大。另一方面,若B
2O
3的含量過少,則熔融性下降而製造成本上升。
MgO、CaO、SrO、BaO為提高玻璃的熔融性的成分。MgO+CaO+SrO+BaO的含量為10%~30%,較佳為13%~28%、15%~25%,特別是17%~22%。若MgO+CaO+SrO+BaO的含量過多,則玻璃的化學耐久性極端劣化,於元件形成步驟S2中的電子元件的樹脂層的煆燒時玻璃成分會溶出至樹脂層,而樹脂層的特性大幅變化。另一方面,若MgO+CaO+SrO+BaO的含量過少,則熔融性下降而製造成本上升。
Fe
2O
3為作為澄清劑發揮作用的成分。Fe
2O
3的含量較佳為0.001%~0.05%、0.003%~0.04%、0.005%~0.03%,特別是0.007%~0.02%。若Fe
2O
3的含量過高,則玻璃板群Gg於波長308 nm~355 nm下的透射率的偏差變大,從而於剝離步驟S3中難以使玻璃板Gs與電子元件的樹脂層的界面上的加熱狀態均勻。另一方面,Fe並非有意地添加,而是自製造過程中於玻璃板的製造中使用的玻璃原料或玻璃屑、設備等中作為雜質不可避免地混入。此處,所謂玻璃屑,是指玻璃製造步驟中產生的不良玻璃或自家電製品等中回收的回收玻璃。
作為將Fe
2O
3的含量的標準偏差設為0.0009%以下的方法,例如可採用減少玻璃屑的使用量、或者不使用玻璃屑。另外,亦可採用使用雜質少的高純度的玻璃原料。
藉由將以如上方式製造的規定數量的玻璃板Gs積載於托板1、托板2,準備元件形成步驟S2中所使用的玻璃板群Gg。
接著,參照圖9A~圖9C對元件形成步驟S2進行說明。
如圖9A所示,於元件形成步驟S2中,首先,於玻璃板Gs的第一主面GS1形成作為有機EL元件的基板的樹脂層6(樹脂層形成步驟)。
樹脂層6較佳為含有選自由聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚酯醯亞胺所組成的群組中的至少一種。藉由含有該些成分,可製作具有良好的元件特性的有機EL元件。
於將本實施方式中的樹脂層6的成分設為聚醯亞胺層的情況下,藉由將作為聚醯亞胺的前驅物的聚醯亞胺溶液(將聚醯亞胺熔融或溶解於有機溶媒的溶液)塗佈於玻璃板Gs,並使其加熱乾燥,能夠形成樹脂層6。作為塗佈方法,例如能夠使用旋轉塗佈機,但不限定於該方法。所塗佈的溶液例如藉由真空乾燥等進行乾燥處理。另外,聚醯亞胺層亦可藉由聚醯胺酸的熱醯亞胺化來形成。如此形成的聚醯亞胺層的厚度例如為5 μm~50 μm。
接著,如圖9B所示,於樹脂層6上形成TFT層7(TFT:Thin Film Transistor)(TFT層形成步驟)。
TFT層7包括實現主動矩陣的TFT陣列電路。構成TFT元件的半導體層的材料包括例如結晶性的矽、非晶質的矽、氧化物半導體、低溫多晶矽(LTPS)。TFT層7的厚度例如為4 μm,但不限定於該尺寸。
其後,如圖9C所示,於TFT層7上形成絕緣層8(絕緣層形成步驟)。絕緣層8用於使TFT層7的上表面的階差平坦化。絕緣層8與樹脂層6同樣地,包括聚醯亞胺等的樹脂層。
其後,於絕緣層8上形成有機EL層9(有機EL層形成步驟)。有機EL層9包括可各自獨立地驅動的有機發光二極體(Organic Light Emitting Diode,OLED)元件的陣列。另外,有機EL層9具有除了積層有機發光層以外,亦積層有電洞傳輸層、電子傳輸層、電洞注入層、電子注入層等的公知的結構。有機EL層9的厚度例如為1 μm,但不限定於該尺寸。
於元件形成步驟S2中,除了積層TFT層7、絕緣層8及有機EL層9以外,亦積層電極層、密封層等公知的構成部件。藉由該元件形成步驟S2,形成作為電子元件的有機EL元件D與玻璃板Gs積層而成的積層體LM。
接著,參照圖10A~圖10D對剝離步驟S3進行說明。
如圖10A所示,於剝離步驟S3中,首先,對有機EL元件D貼附保護片10。保護片10可具有黏著性或氣體阻隔性。保護片10的厚度例如為50 μm~300 μm。
接著,如圖10B所示,使積層體LM反轉並載置於平台11。於此情況下,積層體LM以保護片10介隔存在於積層體LM與平台11之間的方式載置於平台11。藉此,積層體LM以玻璃板Gs位於上部的方式載置於平台11。
其後,藉由圖10C所示的雷射照射裝置12,對玻璃板Gs照射包括UV雷射等的雷射LS。雷射LS例如構成為線狀,於對樹脂層6與玻璃板Gs的第一主面GS1的界面照射的狀態下沿規定的方向掃描。雷射LS的波長是以使儘可能不被玻璃吸收,而是被樹脂層6吸收、分解的方式選擇。雷射LS的波長例如為308 nm、355 nm、343 nm。如圖10D所示,藉由利用雷射LS對界面進行加熱,玻璃板Gs自有機EL元件D的樹脂層6剝離,並自有機EL元件D取下。
根據以上說明的本實施方式的電子元件(有機EL元件D)的製造方法,藉由將玻璃板群Gg中所包括的多個玻璃板Gs於波長308 nm~355 nm下的透射率的標準偏差設為3.0以下,於剝離步驟S3中容易使玻璃板Gs的第一主面GS1與電子元件的樹脂層6的界面上的加熱狀態均勻。藉此,於剝離步驟S3中,可適宜地使玻璃板Gs自電子元件剝離,而不會於玻璃板Gs上殘留樹脂層6。藉此,於剝離步驟S3中,樹脂層6不易產生褶皺。
再者,本發明並不限定於所述實施方式的結構,亦不限定於所述作用效果。本發明能夠於不脫離本發明的主旨的範圍內進行各種變更。
[實施例]
以下,基於實施例對本發明進行詳細說明,但本發明並不限定於該實施例。
(1)玻璃的組成、特性
下述的表1示出構成本發明中使用的玻璃板群的玻璃的組成例(試樣No.1)及特性(熱膨脹係數、透射率)的測定結果。
首先,以成為表1的玻璃組成的方式秤量天然原料、化成原料等各種玻璃原料並予以混合,而製作玻璃配合料。接著,於將該玻璃配合料投入至鉑銠合金製坩堝之後,於間接加熱電爐內以1600℃熔融24小時,其後,將熔融的玻璃流出至碳板上,並成形為板狀。使用該玻璃試樣測定了熱膨脹係數。
關於熱膨脹係數,基於日本工業標準(Japanese Industrial Standards,JIS)R3102,使用膨脹計(dilatometer)測定了30℃~380℃的溫度範圍內的平均熱膨脹係數。
[表1]
試樣No. | 1 | |
玻璃組成 (質量%) | SiO 2Al 2O 3B 2O 3MgO+CaO+SrO+BaO | 60 20 0.7 19.3 |
熱膨脹係數(10 -7℃) | 39 | |
(2)玻璃板的製作及各種測定
關於實施例1~實施例11,藉由玻璃熔融爐將以成為試樣No.1的組成的方式僅調配了低鐵原料的配合料熔融,使用由單一構件的耐火物製作的成形爐藉由溢流下拉法成形玻璃帶,並進行切斷加工而獲得1500 mm×1850 mm尺寸的四邊形的玻璃板。
此時,以玻璃板的短邊(1500 mm)成為拉板方向、玻璃板的長邊(1850 mm)成為與拉板方向正交的寬度方向的方式進行切斷採集。於固定玻璃的製造條件後,採集200塊玻璃板,將其以縱姿勢積載於縱置托板上,製作實施例1的玻璃板群。
進而,於利用溢流下拉法進行的成形時,使拉伸輥的速度、冷卻輥的速度、加熱裝置的溫度分佈、熔融玻璃的溫度、玻璃的流量、拉板速度、攪拌攪拌器的轉速等變化,並調整玻璃板的板厚t、表背撓曲差、熱收縮率,而製作實施例2~實施例11的玻璃板群。
繼而,比較例1中,藉由玻璃熔融爐將以成為試樣No.1的組成的方式調配了包含Fe作為雜質的原料與玻璃屑的配合料,使用由接合構件的耐火物製作的成形爐,藉由與實施例1相同的方法製作比較例1的玻璃板群。
此處,實施例及比較例的板厚t、表背撓曲差、熱收縮是使用了自玻璃基板組中抽取一塊玻璃基板並測定的結果。
關於各例中的玻璃板的板厚t,自一塊玻璃板切出拉板方向的長度為50 mm、與拉板方向正交的寬度方向的長度為1850 mm的玻璃試樣,於任意提取的板厚方向的剖面中,以20 mm的間距測定93處板厚t,並算出其平均值。
於表背撓曲差的測定中,於一塊玻璃板設定了四個評價區域。各評價區域設為與拉板方向正交的寬度方向的長度為370 mm、拉板方向的長度為470 mm大小的長方形。使用對該些評價區域進行切斷加工而獲得的玻璃片測定了表背撓曲差。
關於熱收縮率,自玻璃板切出30 mm×160 mm的試樣,按照下述要領進行了測定。即,如圖11A所示,於玻璃板的試樣Gp的規定部位,以規定間隔於兩處記有直線狀的標記M1、標記M2,如圖11B所示,於與標記M1、標記M2垂直的方向上將試樣Gp分斷,藉此獲得兩個玻璃板片Gpa、Gpb。
然後,僅將其中一個玻璃板片Gpa自常溫以10℃/分鐘的速度升溫至500℃,於500℃下保持1小時之後,以10℃/分鐘的速度冷卻至常溫。
其後,如圖11C所示,於利用接著帶T將實施了熱處理的玻璃板片Gpa與未實施熱處理的玻璃板片Gpb並排地固定的狀態下,測定與玻璃板片Gpa的標記M1、標記M2的偏移量,並基於下述的式(1)計算熱收縮率C。
C(ppm)=(Δl
1(μm)+Δl
2(μm))/l
0(m)···(1)
於所述式(1)中,l
0是玻璃板片Gp於標記M1、標記M2間的距離,Δl
1是玻璃板片Gpa的標記M1與玻璃板片Gpb的標記M1之間的距離,Δl
2是玻璃板片Gpa的標記M2與玻璃板片Gpb的標記M2之間的距離。
關於透射率,將玻璃板切斷加工成50 mm×50 mm尺寸而製作樣品,將50 mm×50 mm的面作為測定面設置於分析光度計(島津製作所股份有限公司製造 UV-3100PC),測定了波長308 nm、343 nm、355 nm下的透射率。
(3)有機EL元件的製作及評價
自實施例1~實施例11及比較例1的玻璃板群中隨機提取20塊玻璃板,將提取出的玻璃板切斷成一半的尺寸1500 mm×925 mm而採集試樣用的玻璃板。使用該試樣用玻璃板製作有機EL元件。
有機EL元件的製作方法如下所述。首先,於試樣用玻璃板的其中一個面上塗佈聚醯亞胺溶液(將聚醯亞胺熔融或溶解於有機溶媒的溶液),於450℃下實施加熱乾燥處理而形成無色透明的聚醯亞胺層作為樹脂層。繼而,於聚醯亞胺層之上形成了TFT層、有機EL層。進而,於有機EL層之上貼附了包括聚對苯二甲酸乙二酯的保護片。
接著,使該有機EL元件連同玻璃板上下反轉,並設置於平台上。其後,向玻璃板照射線狀UV雷射(波長308 nm、343 nm、355 nm),並將玻璃板與聚醯亞胺層剝離。將玻璃板升離,藉由目視確認玻璃板上的聚醯亞胺的殘存,並且確認聚醯亞胺層有無褶皺並進行了評價。
表2及表3所示的玻璃基板上的聚醯亞胺層的殘存及聚醯亞胺層的褶皺的評價的意義如下所述。
◎:於20塊有機EL元件中的全部未產生玻璃基板上的聚醯亞胺層的殘存及聚醯亞胺層的褶皺,表示優良。
○:僅於20塊有機EL元件中的幾處產生玻璃基板上的聚醯亞胺層的殘存及聚醯亞胺層的褶皺,表示良好。
×:於20塊有機EL元件中的大多數產生玻璃基板上的聚醯亞胺層的殘存和聚醯亞胺層的褶皺,表示不可。
將實施例1~實施例11及比較例1的玻璃板群的測定結果及評價結果示於下述的表2及表3。
[表2]
[表3]
實施例 | |||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
玻璃板群 | 308 nm透射率(%) | 76 | 76 | 75 | 77 | 75 | 76 |
308 nm透射率的標準偏差 | 0.3 | 0.2 | 0.6 | 0.2 | 0.6 | 0.5 | |
343 nm透射率(%) | 88 | 88 | 88 | 88 | 88 | 88 | |
343 nm透射率的標準偏差 | 0.1 | <0.1 | 0.1 | <0.1 | <0.1 | 0.1 | |
355 nm透射率(%) | 90 | 90 | 89 | 90 | 89 | 89 | |
355 nm透射率的標準偏差 | 0.1 | <0.1 | 0.1 | <0.1 | 0.1 | 0.1 | |
板厚t(mm) | 0.512 | 0.507 | 0.492 | 0.485 | 0.502 | 0.501 | |
板厚的標準偏差Δt(μm) | 17 | 6 | 19 | 5 | 12 | 18 | |
表背撓曲差(mm) | -0.2 | 0.5 | -0.7 | -0.1 | 0.2 | -02 | |
熱收縮率(ppm) | 11 | 15 | 13 | 14 | 11 | 13 | |
Fe 2O 3含量(質量%) | 0.008 | 0.009 | 0.010 | 0.009 | 0.011 | 0.010 | |
Fe 2O 3含量的標準偏差 | 0.0003 | 0.0003 | 0.0005 | 0.0002 | 0.0005 | 0.0006 | |
有機EL 元件 | 玻璃基板上的聚醯亞胺層的殘存及聚醯亞胺層的褶皺 | ◎ | ◎ | 〇 | ◎ | 〇 | 〇 |
實施例 | 比較例 | ||||||
7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | ||
玻璃板群 | 308 nm透射率(%) | 75 | 73 | 78 | 76 | 79 | 59 |
308 nm透射率的標準偏差 | 0.2 | 0.8 | 0.5 | 0.7 | 0.2 | 5.3 | |
343 nm透射率(%) | 88 | 88 | 89 | 87 | 90 | 82 | |
343 nm透射率的標準偏差 | <0.1 | 0.1 | <0.1 | 0.1 | <0.1 | 0.7 | |
355 nm透射率(%) | 90 | 89 | 89 | 89 | 90 | 86 | |
355 nm透射率的標準偏差 | <0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | <0.1 | 0.4 | |
板厚t(mm) | 0.497 | 0.527 | 0.392 | 0.615 | 0.202 | 0.501 | |
板厚的標準偏差Δt(μm) | 7 | 14 | 11 | 16 | 8 | 73 | |
表背撓曲差(mm) | -0.3 | 0.4 | -0.6 | 0.7 | -0.2 | 0.9 | |
熱收縮率(ppm) | 13 | 12 | 16 | 10 | 13 | 12 | |
Fe 2O 3含量(質量%) | 0.009 | 0.011 | 0.011 | 0.012 | 0.009 | 0.080 | |
Fe 2O 3含量的標準偏差 | 0.0002 | 0.0007 | 0.0006 | 0.0005 | 0.0002 | 0.0017 | |
有機EL 元件 | 玻璃基板上的聚醯亞胺層的殘存及聚醯亞胺層的褶皺 | ◎ | 〇 | 〇 | 〇 | ◎ | × |
如由表2、表3的結果所明確般,於比較例中,透射率的標準偏差超過3.0,其結果,玻璃基板上的聚醯亞胺層的殘存和聚醯亞胺層的褶皺頻繁發生,評價為×。於實施例1~實施例11中,透射率的標準偏差為3.0以下,玻璃基板上的聚醯亞胺層的殘存等減少,評價為◎或○。另外,於實施例1、實施例2、實施例4、實施例7、實施例11中,透射率的標準偏差為0.4以下,且表背撓曲差為-0.5 mm~0.5 mm,未產生玻璃基板上的聚醯亞胺層的殘存等,評價為◎。
1:托板/縱置托板
1a、2a:底面支撐部
2:托板/橫置用托板
1b:背面支撐部
3:成形爐
4:成形體
4a:溢流槽
4b、4c:側壁部
4d:下端部
5a、5b、5c、5d、5e、5f:爐壁部
6:樹脂層
7:TFT層
8:絕緣層
9:有機EL層
10:保護片
11:平台
12:雷射照射裝置
C:熱收縮率
D:電子元件/有機EL元件
EA:評價區域
EAa第一邊/邊
Eab:第二邊/邊
Ga:玻璃板的第一邊/邊
Gb:玻璃板的第一邊/邊
Gg:玻璃板群
Gm:熔融玻璃
Gp:玻璃板片/試樣
Gpa、Gpb:玻璃板片
Gr:玻璃帶
Gs:玻璃板
GS1:玻璃板的第一主面
GS2:玻璃板的第二主面
L:支撐間隔
LM:積層體
LS:雷射
l
0、Δl
1、Δl
2:距離
M1、M2:標記
S1:準備步驟
S2:元件形成步驟
S3:剝離步驟
T:接著帶
t:板厚
W1、W2:彎曲量
X:拉板方向/符號
Y:與拉板方向正交的方向
Δt:標準偏差
圖1是表示電子元件的製造方法的流程圖。
圖2是表示以縱置姿勢積載有玻璃板的托板的側視圖。
圖3是表示以橫置姿勢積載有玻璃板的托板的側視圖。
圖4是玻璃板的立體圖。
圖5是成形爐的正面剖視圖。
圖6是圖5的VI-VI向視線的成形爐的剖視圖。
圖7是設定了評價區域的玻璃板的平面圖。
圖8是用於說明玻璃板的撓曲差的概念圖。
圖9A是表示元件形成步驟的側視圖。
圖9B是表示元件形成步驟的側視圖。
圖9C是表示元件形成步驟的側視圖。
圖10A是表示剝離步驟的側視圖。
圖10B是表示剝離步驟的側視圖。
圖10C是表示剝離步驟的側視圖。
圖10D是表示剝離步驟的側視圖。
圖11A是用於說明熱收縮率的測定方法的平面圖。
圖11B是用於說明熱收縮率的測定方法的平面圖。
圖11C是用於說明熱收縮率的測定方法的平面圖。
S1:準備步驟
S2:元件形成步驟
S3:剝離步驟
Claims (15)
- 一種電子元件的製造方法,包括: 準備步驟,準備包括多個玻璃板的玻璃板群; 元件形成步驟,於所述玻璃板形成包括樹脂層的電子元件;以及 剝離步驟,藉由對所述電子元件的所述樹脂層與所述玻璃板的界面進行加熱,使所述玻璃板自所述電子元件的所述樹脂層剝離,且所述電子元件的製造方法的特徵在於: 所述多個所述玻璃板具有用來形成所述樹脂層的第一主面、以及位於與所述第一主面相反之側的第二主面, 所述多個玻璃板於波長308 nm~355 nm下的透射率的標準偏差為3.0以下。
- 如請求項1所述的電子元件的製造方法,其中所述多個所述玻璃板的板厚的標準偏差Δt為50 μm以下。
- 如請求項1或請求項2所述的電子元件的製造方法,其中所述玻璃板中的Fe 2O 3的含量以氧化物換算的質量%計為0.001%~0.05%。
- 如請求項1至請求項3中任一項所述的電子元件的製造方法,其中所述多個所述玻璃板中的Fe 2O 3的含量的標準偏差以氧化物換算的質量%計為0.0009%以下。
- 如請求項1至請求項4中任一項所述的電子元件的製造方法,其中所述玻璃板的板厚t為2.0 mm以下。
- 如請求項1至請求項5中任一項所述的電子元件的製造方法,其中於所述準備步驟中,對所述玻璃板設定具有沿著拉板方向的第一邊以及沿著與所述拉板方向正交的方向的第二邊的長方形的評價區域, 所述評價區域的表背撓曲差為-0.8 mm~0.8 mm。
- 如請求項1至請求項6中任一項所述的電子元件的製造方法,其中所述玻璃板為具有200 mm以上的邊的四邊形。
- 如請求項1至請求項7中任一項所述的電子元件的製造方法,其中所述玻璃板於30℃~380℃下的線熱膨脹係數為30×10 -7/℃~50×10 -7/℃。
- 如請求項1至請求項8中任一項所述的電子元件的製造方法,其中所述玻璃板的熱收縮率為30 ppm以下。
- 如請求項1至請求項9中任一項所述的電子元件的製造方法,其中所述玻璃板於波長308 nm下的透射率為60%~85%。
- 如請求項1至請求項10中任一項所述的電子元件的製造方法,其中所述玻璃板於波長343 nm下的透射率為83%~92%。
- 如請求項1至請求項10中任一項所述的電子元件的製造方法,其中所述玻璃板於波長355 nm下的透射率為87%~92%。
- 如請求項1至請求項12中任一項所述的電子元件的製造方法,其中所述玻璃板包括以氧化物換算的質量%計而含有50%~70%的SiO 2、10%~25%的Al 2O 3、0.1%~5%的B 2O 3、10%~30%的MgO+CaO+SrO+BaO的玻璃。
- 如請求項1至請求項13中任一項所述的電子元件的製造方法,其中所述樹脂層含有選自由聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚酯醯亞胺所組成的群組中的至少一種。
- 一種玻璃板群,包括多個玻璃板,且所述玻璃板群的特徵在於: 所述玻璃板具有用來形成電子元件的樹脂層的第一主面、以及位於與所述第一主面相反之側的第二主面, 所述多個所述玻璃板於波長308 nm~355 nm下的透射率的標準偏差為3.0以下。
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