(57)【要約】      （修正有）【課題】薄さが重要な要素となっている携帯デバイスの基板を接合する方法を提供する。【解決手段】基板を接合する方法であって、一対の基板１０１，２０１を提供することと、前記一対の基板の少なくとも一方の表面にオーバーコート層１０３を形成することと、前記一対の基板の少なくとも一方の表面に金属酸化膜層１０４，２０４を形成することと、前記金属酸化物層を介して、前記一対の基板を接合すること、を備える、基板の接合方法が提供される。【選択図】図５
2020136104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を接合する方法であって、
一対の基板を提供することと、
前記一対の基板の少なくとも一方の表面にオーバーコート層を形成することと、
前記一対の基板の少なくとも一方の表面に金属酸化物層を形成することと、
前記金属酸化物層を介して、前記一対の基板を接合すること、
を備える、基板の接合方法。
【請求項２】
前記オーバーコート層を形成する前記少なくとも一方の基板は、表面に凹凸を有する、
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記凹凸の段差は、１ｎｍ以上である、
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記凹凸の段差は、１００ｎｍ以上である、
請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記一対の基板の少なくとも一方は、透明基板である、
請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記一対の基板の少なくとも一方は、発光素子を備える、
請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記オーバーコート層の形成は、スリットコータを用いてオーバーコート剤を塗布することを含む、
請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記塗布されたオーバーコート剤を焼成することを更に備える、
請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記塗布されたオーバーコート剤を焼成することは、前記一対の基板を接合することの前に行う、
請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記塗布されたオーバーコート剤を焼成することは、前記オーバーコート層の表面に前記金属酸化物層を形成することの前に行う、
請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記オーバーコート層の形成は、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法又はスパッタ法を用いて行われる、
請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記金属酸化物層を形成することは、スパッタ法を用いて行われる、
請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記金属酸化物層を介して、前記一対の基板を接合することは、真空中で行う、
請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記一対の基板の両方の表面に金属酸化物層を形成することから、
前記金属酸化物層を介して前記一対の基板を接合することまでを
すべて真空中で、又は真空を破らずに行う、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記一対の基板を接合することの前に、前記金属酸化物の表面に対して活性化処理を行うことを更に備える、
請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記活性化処理は、プラズマ処理又は粒子ビーム照射を備える、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記金属酸化物は、酸化アルミニウム、酸化チタン又は酸化ニッケルである、
請求項１から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか一項に記載の方法により製造された基板接合体。
【請求項１９】
一対の基板と、
前記一対の基板の間に、
オーバーコート剤と、
金属酸化物層と、
を備える、
基板接合体。
【請求項２０】
第一基板と、
前記第一基板と接合された第二基板と、
前記第一基板と前記基板の間に、
前記第一基板上に形成されたオーバーコート層と、
前記オーバーコート層上に形成された第一金属酸化物層と、
前記第二基板上に形成され、前記第一金属酸化物層と接触している第二金属酸化物層と
を備える、
請求項１９に記載の基板接合体。
【請求項２１】
前記オーバーコート層が覆う前記第一基板の表面は凹凸を有している、
請求項１９又は２０に記載の基板接合体。
【請求項２２】
前記第一基板と前記第二基板との少なくとも一方は透明基板であり、
前記第一基板上に発光素子を更に備える、
請求項１８から２１のいずれか一項に記載の基板接合体。
【請求項２３】
前記金属酸化物は、酸化アルミニウム、酸化チタン又は酸化ニッケルである、
請求項１８から２２のいずれか一項に記載の基板接合体。
【請求項２４】
請求項１９から２３のいずれか一項に記載の基板接合体を備える、
ディスプレイデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、基板を接合する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
オーバーコート剤などの塗布剤を介して基板を接合する技術が重要になってきている。例えば、液晶パネルや有機ＥＬパネルを製造するために、パネルとカバーガラスとが接合される。これらの間に、ＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｌｅａｒ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ、光学用透明粘着剤）などのフィルムやＯＣＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｌｅａｒ  Ｒｅｓｉｎ）などの液体材料が緩衝剤又は接着剤として使用されている。しかし、これらはコストが高く歩留まりも低いといわれている。またこれらは、多くの場合１００μｍ前後の厚みを有し、薄さが重要な要素となっている携帯デバイスではその使用を回避したいという要望が多い。
【発明の概要】
【０００３】
本開示の一実施形態によれば、一対の基板の少なくとも一方の表面にオーバーコート剤を形成することと、少なくとも一方の基板の表面に金属酸化物層を形成することと、金属酸化物層を介して基板を接合する。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】一実施形態に係る封止方法の工程を示す断面図である。
【図２】一実施形態に係る封止方法の工程を示す断面図である。
【図３】一実施形態に係る封止方法の工程を示す断面図である。
【図４】一実施形態に係る封止方法の工程を示す断面図である。
【図５】一実施形態に係る封止方法の工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
基板は、無機材料であってもよい。基板は、半導体、ガラス、アモルファス、金属、非金属材料であってもよい。例えば、基板は、Ｓｉ,ＳｉＣ,ＧａＮ等の基板であてもよい。基板は、有機材料であってもよい。いくつかの実施形態では、基板は高分子フィルムであってもよい。
【０００６】
いくつかの実施形態では、基板は透明であってもよい。いくつかの実施形態では、基板は非透明であってもよい。基板は、透明であってもよい。可視光に対して透明であってもよい。赤外線に対して透明であってもよい。電磁波に対して透明であってもよい。紫外線に対して透明であってもよい。透明基板とは、可視光を含む光の透過率が高い基板をいう。例えば可視光線透過率が９０％以上であってもよい。基板は、ＳｉＯ２を含むガラス、強化ガラス、高分子などを基材とし又は含む基板であってもよい。
【０００７】
いくつかの実施形態では、基板の一方、少なくとも一方、又は両方は、固い材料で形成されていてもよく、固い材料を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、基板の一方、少なくとも一方、又は両方は、フレキシブルであってもよい。
【０００８】
いくつかの実施形態では、基板は内部に又はその表面又は表面近傍に、電子デバイスを有していてもよい。電子デバイスは、発光デバイス又は発光素子であってもよい。電子デバイスは複数の電子デバイスを含んでいてもよい。
【０００９】
基板は、凹凸、表面粗さ、段差、又は非平面形状を有していてもよい。凹凸は、Ｒｍａｘ、Ｒａ、段差の高さで定義されてもよい。一般に、凹凸等の表面構造を有する基板は、接合しにくい。本開示のいくつかの実施形態によれば、例示的に、凹凸等の表面構造をゆする基板を良好に接合することができる。
【００１０】
凹凸（表面粗さ、又は段差）は、１ｎｍ、５ｎｍ、１０ｎｍ、３０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍ、１５０ｎｍ、２００ｎｍ、２５０ｎｍ、３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、７００ｎｍ、１μｍ、５μｍ、１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、２００μｍなどの値より大きくてもよく、その値以上であってもよい。
【００１１】
凹凸構造は、ＩＴＯを含んでいてもよく、配線を含んでいてもよく、ブラックインクを含んでいてもよい。凹凸は、基板の表面に配置された構造体であってもよく、基板の表面の凹凸であってもよい。
【００１２】
接合される基板は、円形であっても長方形であってもよく、あるいは帯（テープ）状であってもよい。
【００１３】
基板の厚さは、１ｍｍ、７００μｍ、５００μ、３００μｍ、２００μｍ、１００μｍ、７５μｍ、５０μｍ、４０μｍ、３０μｍ、２０μｍ、１０μｍなどの値以下であってもよい。基板の厚さは、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、７５μｍ、１００μｍ、２００μｍ３００μｍなどの値以上であってもよい。カバーガラスの厚さは、例えば３００μｍ〜５００μｍの間であってもよく、他の厚さであってもよい。デバイスガラスの厚さは、例えば３００μｍ〜５００μｍの間であってもよく、他の厚さであってもよい。
【００１４】
ハンドリングのために、接合する基板を別の基板に一時的に接合をしてもよい。例えば、接合基板の厚さが３０μｍである場合に、この基板のハンドリングは困難である。そこで、薄い基板（例えば３０μｍの厚さ）を比較的厚くハンドリングが可能な基板（例えば０．５ｍｍ，５００μｍの厚さ）（サポート基板、仮基板など）に貼り付け、接合などプロセスが終了した後に、このサポート基板を取り外してもよい。
【００１５】
いくつかの実施形態では、接合される一対の基板の一方又は両方の表面にオーバーコート剤を塗布してもよく、又はオーバーコート層を形成してもよい。オーバーコート層は、基板の全面に亘って形成してもよく、基板の表面の一部に形成してもよい。
【００１６】
オーバーコート層とは、基板表面に形成された層である。オーバーコート層の目的は、例示的に、基板表面、基板上のデバイス又は素子などを保護すること、凹凸を埋めることなどがある。いくつかの実施形態では、オーバーコート層は、無機材を含む層であってもよい。いくつかの実施形態では、オーバーコート層は、有機材料を含む層であってもよい。無機材料としては、シリカ、酸化錫、アルミナ、ジルコニア、チタニア等の無機酸化物であってもよい。例えば、シリカは、抵抗値に安定性がある材料であるといわれている。有機材料は絶縁体であってもよい。有機絶縁膜は、例示的に、一般汎用高分子（ＰＭＭＡ、ＰＳ）、フェノール基を有する高分子誘導体、アクリル系高分子、イミド系高分子、アリールエーテル系高分子、アミド系高分子、フッ素系高分子、ｐ−キシレン系高分子、ビニルアルコール系高分子、及びそれらの混合物などが含まれる。
【００１７】
いくつかの実施形態では、オーバーコート層は、ウェットコーティング方法で形成されてもよい。いくつかの実施形態では、オーバーコート層は、ドライコーティング方法で形成されてもよい。いくつかの実施形態では、ウェットコーティングとドライコーティングを組み合わせてもよい。いくつかの実施形態では、オーバーコート層の形成は、複数回の工程に分けて行ってもよい。いくつかの実施形態では、異なる２種類の方法を組み合わせてもよい。いくつかの実施形態では、複数回のコーティング工程でオーバーコート層を形成してもよい。いくつかの実施形態では、オーバーコート剤は、接合する一対の基板の両方の接合面に塗布してもよい。いくつかの実施形態では、オーバーコート剤は、接合する一対の基板の一方の接合面のみに塗布してもよい。オーバーコート剤は、凹凸を有する基板の表面に塗布してもよい。
【００１８】
ドライコーティングの場合は、オーバーコート層は、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法又はスパッタ法により形成してもよい。
【００１９】
ウェットコーティングの場合は、オーバーコート分散液を基板面上に塗布してもよい。溶液（オーバーコート剤）の塗布には、吹き付け塗装、浸漬コーティング、スピンコーティング、ナイフコーティング、キスコーティング、ロールコーティング、グラビアコーティング、スロットダイコーティング、バーコーティング、スクリーン印刷、インクジェット印刷、パット印刷、他の種類の印刷、または他の種類の印刷などを利用してもよい。ドライコーティング方法は、スパッタリング、蒸着などの物理気相成長や化学気相成長などを利用してもよい。いくつかの実施形態では、ウェットコーティングは、スリットコータを用いてオーバーコート剤を塗布してもよい。その他、例えば、ウェットコーティングによるシリカ含有オーバーコート層を形成する方法として、有機シラン化合物を用いてもよい。例示的に、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラ−ｉｓｏ−プロポキシシラン、テトラ−ｎ−ブトキシシランなどのテトラアルコキシシランなどの有機シラン化合物を加水分解して作製したシリカゾルを溶媒に溶解したものを塗布し、これの溶媒乾燥時に、シラノール基同士の脱水縮合を生じさせてもよい。
【００２０】
いくつかの実施形態では、オーバーコート剤（又はオーバーコート層）を焼成してもよい。焼成は、塗布後にオーバーコート剤を加熱することで行ってもよい。焼成は、オーバーコート剤が塗布された基板を加熱することで行ってもよい。焼成は、オーバーコート剤に対して熱エネルギーを与えることで行ってもよい。
【００２１】
いくつかの実施形態では、オーバーコート剤（又はオーバーコート層）の焼成（加熱）は、オーバーコート層の表面に金属酸化物層を形成する前に行ってもよい。
【００２２】
いくつかの実施形態では、オーバーコート剤（又はオーバーコート層）の焼成（加熱）は、基板を接合又は接合のために接触させる前に行ってもよい。
【００２３】
いくつかの実施形態では、接合する一対の基板の一方又は両方（少なくとも一方）に、金属酸化物層を形成してもよい。いくつかの実施形態では、金属酸化物層は、オーバーコート層の表面に形成してもよい。金属酸化物層は、オーバーコート層上に形成してもよい。いくつかの実施形態では、金属酸化物層は、オーバーコート層上に直接形成されてもよい。いくつかの実施形態では、オーバーコート層と金属酸化物層との間に他の材料を含む層を形成してもよい。いくつかの実施形態では、一方の基板にオーバーコート層が形成され、他方の基板にオーバーコート層が形成されておらず、オーバーコート層上に金属酸化物層を形成し、オーバーコート層が形成されていない基板上に金属酸化物層を形成しなくてもよい。いくつかの実施形態では、一方の基板にオーバーコート層が形成され、他方の基板にオーバーコート層が形成されておらず、オーバーコート層上に金属酸化物層を形成せず、オーバーコート層が形成されていない基板上に金属酸化物層を形成してもよい。
【００２４】
金属酸化物層は、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、スパッタ法（スパッタリング法）で行ってもよく、スパッタ法を含む手法又は工程で行われてもよい。スパッタ法は、イオンビームスパッタ法でもイオンビームアシストスパッタ法でもよい。イオンビームスパッタ法で形成された金属酸化物は、結晶性が比較的低く、結晶欠陥も比較的多く、また原子ベルで露出している表面が比較的多く、いわゆるダングリングボンドを多く有していると考えられる。したがって、比較的活性が高く、その表面が活性化されている状態にあり、接合しやすくなっていると考えられる。ただし、この物理的考察は推論であり、本開示はこのメカニズムはこれに限定されない。
【００２５】
例えば、酸化アルミニウムを例にとれば、金属をターゲットとし、実質的に不活性ガスと酸素とからなる混合ガスで行うスパッタ法により、酸化アルミニウムを対象基板上に形成することを含んでいてもよい。別の実施形態では、スパッタ法は、金属アルミニウムをターゲットとし、実質的に窒素ガスと酸素とからなる混合ガスで行ってもよい。混合ガスによって金属ターゲットを照射し、金属アルミニウムをスパッタすることで、アルミニウムと酸素の混合物又はアルミニウムの酸化物、酸化アルミニウムを接合面上に形成することができる。
【００２６】
別の実施形態では、酸化アルミニウムを例にとれば、酸化アルミニウムの薄膜を基板の接合表面に形成することは、金属アルミニウムをターゲットとし、実質的に不活性ガスにより接合表面方向にスパッタし、他の方向から接合表面に対して酸素ガスを送り込むことを含んでいてもよい。
【００２７】
不活性ガスは、希ガスであってもよい。希ガスは、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）、ラドン（Ｒｎ）のいずれか一つであってもよく、これらの内の複数の混合ガスであってもよい。不活性ガスは、特にアルゴン（Ａｒ）であってもよい。
【００２８】
スパッタに用いる混合ガスは、実質的にアルゴンガスと酸素ガスからなっていてもよい。混合ガスに含まれる酸素ガスの流量は、混合ガスの流量又は総流量に対して、実質的に、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、若しくは１０％、又はいずれかの値以上かそれより大きい値であってもよい。
【００２９】
混合ガスは他のアルゴンガスを含んでいてもよく、アルゴンガス以外の希ガスを含んでいてもよい。混合ガスがアルゴンガスと異なるガスを含む場合、又は装置や環境の影響などにより、実質的にスパッタ特性が異なる場合は若しくは顕著に異なる場合には、適切な酸素ガスの流量が選択されてもよい。例えば、当該希ガスのスパッタ率がアルゴンガスのみを用いた場合より小さければ、酸素の流量比率が５％より小さくてもよく、例えば４％、３％以下であってもよい。逆に例えば、当該希ガスのスパッタ率がアルゴンガスのみを用いた場合より大きければ、酸素の流量比率が５％より大きくてもよく、例えば６％、７％以上であってもよい。
【００３０】
金属酸化物の金属は、貴金属でもよく、遷移金属でも良い。金属酸化物は、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＣｕＡｌＯ２、ＳｒＣｕ２Ｏ２、ＬａＣｕＯＳｅ、ＣｕＭｅＯ２、Ｉｎ２Ｏ３-ＳｎＯ２、ＳｎＯ２-Ｓｂ２Ｏ５、ＺｎＯ-Ａｌから選択されてもよい。金属酸化物は、電気伝導体であってもよく、半導体であってもよく、絶縁体であってもよい。金属酸化物は、ＺｎＯ、ＮｉＯ、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＶＯ２、Ｉｎ２Ｏ３、ＳｒＴｉＯ３、ＩＧＺＯから選択されてもよい。金属酸化物は、不純物又は添加物を含んでいてもよい。不純物又は添加物は、金属、非金属、化合物、又は酸化物でもよい。金属酸化物は、結晶、非結晶、単結晶、多結晶、又はアモルファスであってもよい。金属酸化物の代わりに、金属窒化物を用いてもよい。
【００３１】
金属酸化物層の厚さは、０．１ｎｍから１０ｎｍ程度であってもよく、０．１ｎｍ、０．２ｎｍ、０．３ｎｍ、０．４ｎｍ、０．５ｎｍ、１ｎｍ、２ｎｍ、３ｎｍ、４ｎｍ、５ｎｍ、６ｎｍ、７ｎｍ、８ｎｍ、９ｎｍの値以上またはこれより大きい値であってもよい。金属酸化物層の厚さは、１０ｎｍ以下であってもよく、９ｎｍ、８ｎｍ、７ｎｍ、６ｎｍ、５ｎｍ、４ｎｍ、３ｎｍ、２ｎｍ、又は１ｎｍの値以下又は未満であってもよい。接合により形成された基板積層体での金属酸化物層の厚さは、０．１ｎｍから２０ｎｍ程度であってもよい。
【００３２】
金属酸化物層の特性や成膜条件は、例えば、オージェ電子分光法（ＡＥＳ，Ａｕｇｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ，Ｘ−ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）、捜査型電子顕微鏡法（ＳＥＭ）、透過型電子顕微鏡法（ＴＥＭ）などの表面分析法を用いて確認又は分析してもよい。
【００３３】
いくつかの実施形態では、成膜された金属酸化物層又は接合面の表面に対して表面活性化処理を行ってもよい。
【００３４】
いくつかの実施形態では、金属酸化物膜の成膜後に表面活性化処理を行わずに、基板同士を貼り合わせてもよい。
【００３５】
エネルギー粒子は、イオンビーム源又は高速原子ビーム（ＦＡＢ）源などの粒子ビーム源を用いて、使用されるガス粒子又は原子のイオン又は中性原子あるいはそれらの混合ガスを加速することで生成してもよい。エネルギー粒子の照射は、プラズマ源を用いて行ってもよい。いくつかの実施形態では、表面活性化は、プラズマ処理を含んでいてもよい。
【００３６】
粒子ビーム源を用いて、粒子に所定の運動エネルギーを与えることができる。粒子ビーム源は、例えば圧力が１×１０−５Ｐａ（パスカル）以下などの真空中で作動する。
【００３７】
中性原子ビーム源としては、高速原子ビーム源（ＦＡＢ，Ｆａｓｔ  Ａｔｏｍ  Ｂｅａｍ）を用いることができる。高速原子ビーム源（ＦＡＢ）は、典型的には、ガスのプラズマを発生させ、このプラズマに電界を掛けて、プラズマから電離した粒子の陽イオンを摘出し電子雲の中を通過させて中性化する構成を有している。この場合、例えば、希ガスとしてアルゴン（Ａｒ）の場合、高速原子ビーム源（ＦＡＢ）への供給電力を、１．５ｋＶ（キロボルト）、１５ｍＡ（ミリアンペア）に設定してもよく、あるいは０．１から５００Ｗ（ワット）の間の値に設定してもよい。たとえば、高速原子ビーム源（ＦＡＢ）を１００Ｗ（ワット）から２００Ｗ（ワット）で稼動してアルゴン（Ａｒ）の高速原子ビームを２分ほど照射すると、接合される表面の上記酸化物、汚染物等（表面層）は除去され、新生表面を露出させることができる。
【００３８】
イオンビーム源としては、コールドカソード型イオン源を用いることができる。
【００３９】
イオンビーム源は、ライン型のコールドカソード型イオンビーム源であってもよい。ライン型粒子ビーム源とは、ライン型（線状）の又は細長い粒子ビーム放射口を有する粒子ビーム源であり、この放射口からライン型（線状）に粒子ビームを放射することができる。放射口の長さは、粒子ビームが照射される基板の直径より大きいことが好ましい。基板が円形でない場合には、放射口の長さは、粒子ビーム源に対して相対的に移動させられる基板に係る放射口が延びる方向の最大寸法より大きいことが好ましい。
【００４０】
ライン型粒子ビーム源から放射された粒子ビームは、表面活性化処理中のある時刻においては、基板上の線状の領域又は細長い領域を照射している。そして、ライン型粒子ビーム源から基板に向けて粒子ビームを放射させつつ、放射口が延びる方向と垂直方向に基板支持体を走査させる。その結果、線状の粒子ビームの照射領域が基板のすべての接合部上を通過する。ライン型の粒子ビーム源が、基板上を通過し終えると、基板全体が、粒子ビームにより実質的に均一に照射され、表面活性化される。
【００４１】
ライン型の粒子ビーム源は、比較的面積の大きい基板の表面を、比較的均一に粒子ビームで照射する際に適している。また、ライン型の粒子ビーム源は、基板の様々な形状に対応して、比較的均一に粒子ビームを照射することができる。
【００４２】
エネルギー粒子は、実質的に希ガスと酸素ガスとからなる混合ガスであってもよく、同混合ガスであってもよく、その他のガスを含んでいてもよい。酸素ガスを含まずに希ガスだけを用いたエネルギー粒子ビームを照射すると、金属酸化物の表面近傍で酸素が金属に対して欠乏する場合がある。この際に、金属の量が比較的に増加することにより、可視光などの光の透過率が低下する場合がある。これは、この金属を比較的多く含む領域で吸収されるためであろうと推測される。したがって、接合面に対して照射するエネルギー粒子ビームは、酸素を含むことで、この酸素が金属酸化物表面に結合し、酸素の欠乏を回避又は低減させることができると考えられる。これにより、十分な接合された透明基板の積層体の光透過率を得ることが可能になると考えられる。
【００４３】
エネルギー粒子は、希ガスであってもよく、希ガスを含んでいてもよい。当該希ガスは、アルゴンであってよく、他の希ガスであってもよい。エネルギー粒子は、中性原子又はイオンでもよく、さらには、ラジカル種でもよく、またさらには、これらが混合した粒子群でもよい。
【００４４】
「表面活性化」とは、これなしに接触をさせた場合に実質的な結合又は接合がなされない表面に対して行う処理又は工程であって、当該処理等の後の表面を互いに接触させると所望又は実質的に有効な結合が得られる処理等を意味する。基板が表面活性化処理後に接合されることで形成された積層体は、そのまま加熱や光処理などをされてもよく、またされなくてもよい。
【００４５】
各プラズマ又はビーム源の稼動条件、又は粒子の運動エネルギーに応じて、表面層の除去速度は変化しえる。そこで、表面活性化処理の処理時間を含む各条件を調節する必要がある。例えば、オージェ電子分光法（ＡＥＳ，Ａｕｇｅｒ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）やＸ線光電子分光法（ＸＰＳ，Ｘ−ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）などの表面分析法を用いて、表面層に含まれる酸素や炭素の存在が確認できなくなる時間又はそれより長い時間を、表面活性化処理の処理時間として採用してもよい。
【００４６】
いくつかの実施形態では、金属酸化物層の成膜前に基板の接合表面に対してエネルギー粒子を照射することを更に含んでいてもよい。エネルギー粒子の照射により、基板の接合表面を活性化することで、例えば、当該接合表面とその上に形成される薄膜との接合強度を上げることができる。
【００４７】
いくつかの実施形態では、金属酸化物層を介して、一対の基板（例えば、デバイス基板とカバー基板）を接合又は貼り合わせてもよい。接触させる際に基板の接合面と反対側又は接合面以外の面から、基板に対して力を加えてもよい。例えば、接合面に垂直方向の力を基板の外側から加えてもよい。いくつかの実施形態では、加圧は、接触した接合面全体に実質的に均等になるように力を加えてもよい。別の実施形態では、加圧は、接触した接合面の異なる面に対してそれぞれのタイミングで行われてもよい。加圧の際の、力の強さは時間的に一定であってもよく、可変であってもよい。加圧は、接合面の各部位に対して異なるタイミングで行ってもよい。接触した基板に対して、加圧装置をスライドさせて動かすことで、接合面に対して順次加圧してもよい。当該加圧装置は、ローラ状の加圧部を有していてもよい。
【００４８】
いくつかの実施形態では、接合を真空下で行ってもよい。いくつかの実施形態では、金属酸化物層の形成から接合までを真空下で行ってもよい。いくつかの実施形態では、基板上のデバイス形成から接合までを真空下で行ってもよい。いくつかの実施形態では、デバイス形成、金属酸化物層形成、接合まで真空を破らずに行ってもよい。いくつかの実施形態では、更に金属酸化物層形成との接合の間に接合面の活性化を真空中で行ってもよい。
【００４９】
いくつかの実施形態では、窒素などの不活性雰囲気中で接合してもよい。真空下又は不活性雰囲気中で接合を行うことで、例えば、デバイスの封止雰囲気を非酸化状態又はデバイスへの悪影響を防ぐ状態にすることができる。
【００５０】
本開示に含まれる封止方法は、接合又は貼り合わせの後に、積層体（接合体）に対して加熱することを更に含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、加熱は、接合体の少なくとも一部を加熱してもよい。いくつかの実施形態では、加熱は、接合体全体を加熱してもよい。加熱は、基板又は接合体全体に対して同時行ってもよく、基板又は接合体の部分ごとに行ってもよい。
【００５１】
いくつかの実施形態では、基板上に金属酸化物層を接合表面に形成した後、一対の基板を接触させること又は貼り合わせることを、真空中又は低圧力下の雰囲気で行わずに、大気中で行ってもよい。大気中とは、大気と同じ圧力下であっても異なる圧力下であってもよい。大気中とは、雰囲気が大気と同じ成分であってもよく、異なる成分であってもよい。大気中とは、大気から粒子などの浮遊する粒子を部分的又は実質的にすべて取り除いた雰囲気下であってもよい。
【００５２】
加熱の温度は、実質的に又はおおよそ、８０℃（摂氏８０度、以下同様）、１００℃、２００℃、２５０℃、３００℃、３５０℃、４００℃などの温度以上又はそれより高くてもよい。加熱温度は、実質的にまたはおおよそ、５５０℃、５００℃、４５０℃、４００℃、３５０℃、３００℃、２５０℃、２００℃などの温度以下又はそれより低くてもよい。
【００５３】
加熱時間は、実質的に又はおおよそ、５分、１０分、１５分、３０分、４５分、１時間、２時間、３時間、４時間、５時間、６時間、８時間、１０時間、１２時間、１５時間、１８時間、２０時間、２４時間、３６時間、４８時間、７２時間などの時間以上又はそれより長くてもよい。加熱時間は、実質的に又はおおよそ、９６時間、７２時間、４８時間、３６時間、２４時間、２０時間、１８時間、１５時間、１２時間、１０時間、８時間、６時間、５時間、４時間、３時間、２時間などの時間以下又はそれより短くてもよい。
【００５４】
加熱は、例えば３００℃で１時間行ってもよい。加熱は例えば２００℃で１時間行ってもよい。
【００５５】
加熱は、両基板が実質的に接触又は接合している個所（接合面）又はその近傍を局所的に加熱することを含んでいてもよい。加熱は、接合面又はその近傍をレーザで加熱することを含んでいてもよい。加熱は、その他の手法で、接合面又はその近傍に対して熱エネルギーを与えることを含んでいてもよい。
【００５６】
加熱処理の雰囲気は、大気であってもよく、窒素雰囲気であってもよく、希ガス雰囲気であってもよい。
【００５７】
＜実施例１＞
図１から図５に、ある実施形態による基板の接合方法を模式的に断面図で示す。
【００５８】
図１に示すように、第一基板１０１は、表面に凹凸（凹凸構造）１０２を有している。凹凸１０２は、第一基板１０１の一部であってもよく、第一基板１０１上に形成された別部材であってもよい。凹凸１０２は、配線であってもよく、ブラックインクであってもよく、電子デバイスであってもよく、それらの任意の複数種類の凹凸構造を含んでいてもよい。凹凸１０２は、金属を含んでいてもよく、金属を含んでいなくてもよい。
【００５９】
図２に示すように、第一基板１０１上に凹凸１０２を覆うようにオーバーコート剤を塗布してオーバーコート層１０３を形成する。いくつかの実施形態では、オーバーコート層は、スリットコータ―（図示せず）でオーバーコート剤を塗布することにより形成してもよい。
【００６０】
図３に示すように、第二基板２０１を用意し、両基板の接合面に金属酸化物層１０４，２０４を形成する。第一基板１０１上のオーバーコート層１０３上に第一金属酸化物層１０４を形成する。第二基板２０１上にオーバーコート層２０４を形成する。
【００６１】
図４に示すように、第一基板１０１の第一金属酸化物層１０４と第二基板２０１の第二金属酸化物層２０４の表面（接合表面）に対して、表面活性化を行う。表面活性化は、エネルギー粒子３０１を各表面に照射することで行う。
【００６２】
図５に示すように、表面活性化された金属酸化物層１０４，２０４を接触させることで、両基板１０１，２０１は金属酸化物層１０４，２０４を介して接合される。
【００６３】
図５に示すように、一対の基板、すなわち第一基板１０１と第二基板２０１が、第一基板１０１上の凹凸１０２を覆うオーバーコート層１０３と、第一金属酸化物層１０４、第二金属酸化物層２０４を介して接合され、これにより基板接合体１００が形成されている。
【００６４】
例えば、凹凸構造１０２は発光デバイスを含んでいてもよい。第二基板２０１は透明基板であってもよい。金属酸化物層１０４，２０４は比較的透明に形成することができる。発光デバイス１０２から発せられた光は、いずれも透明な、オーバーコート層１０３、金属酸化物層１０４，２０４、及び第二基板２０１を通過して、基板接合体１００の外部に、効果的に取り出すことができる。
【００６５】
従来の液晶パネルや有機ＥＬデバイスを形成するために基板を接合する際にはパネルとカバーガラスとが接合される。これらの間に、ＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｌｅａｒ  Ａｄｈｅｓｉｖｅ、光学用透明粘着剤）などのフィルムやＯＣＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｌｅａｒ  Ｒｅｓｉｎ）などの液体材料が緩衝剤又は接着剤として使用されている。しかし、これらはコストが高く歩留まりも低いといわれている。本開示のいくつかの実勢形態による基板の接合方法を用いることで、例示的に、ディプレイを、低コスト、高歩留まりに製造することができる。また、ＯＣＡやＯＣＲの使用によっては実現が難しかった、フレキシブル基板の折り曲げの自由度や、折り曲げの繰り返し耐久性が、本開示のいくつかの実施形態により、解決され、又は向上する。
【００６６】
一例として、ＯＣＲを介して接合では、他にも問題点が指摘されている。例えば、液剤の粘度により、ディスペンサ、スリットコート、スクリーン印刷など様々な塗布方法が使われている。しかし、多くの場合、液剤は熱硬化性又は紫外線硬化性であり、反応に時間が掛かる。しかり、十分な時間が経過すると硬化が進みすぎ、接着性が悪くなる。したがって、液剤の塗布後、反応途中で、基板を貼り合わせる。そのため、この接合工程では、反応ガスを脱気できないので、ガスの残渣が存在する。これを解決するために、貼り合わせ後にオートクレーブが必要になる。それでもボイド等が残りうるため、この方法は実際の製造工程では使われていないといわれている。
【００６７】
その他の例として、ＯＣＲの膜厚は数十μｍ又はそれ以上であるため、フレキシブル基板が曲げられるとクラックが入りやすい。
【００６８】
一例として、ＯＣＡのテープやフィルムも一般に高価である。
【００６９】
本開示によれば、例示的に、ＯＣＲやＯＣＡを使わずに、良好な接合を実現することができる。例えば、オーバーコート剤は、塗布後に加熱硬化させて内部のガスを抜くことができる。一例として、オーバーコート剤は、比較的薄く塗布することができる。あるいは、薄膜のオーバーコート層を形成することができる。したがって、本開示のいくつかの実施形態に係る接合方法は、例えば、フレキシブル基板の接合、フレキシブルなディプレイ素子の製造に用いることができる。
【００７０】
本開示によれば、例示的に、ＯＣＡやＯＣＲを使用することが不要となり、透過性を失うことなく基板を接合して、ディスプレイなどの基板接合体を薄く製造することができる。また例示的に、電池などの基板接合体の搭載容量を増やすことができる。例えば、ＯＣＲやＯＣＡの透過率は一般的に９０％程度と言われている。これに対し、金属酸化膜を用いた接合膜は、９９％程度の透過率で、１０ｎｍ程度の厚さで形成することができる。
【００７１】
本開示はまた、本出願で開示されたいずれかの基板接合方法を含む方法で製造された電子又は光電子又は光デバイスを含み、一般にデバイスを含む。いくつかの実施形態では、デバイスは、本開示のいずれかの基板接合方法を含む方法で製造された積層体を含んでいてもよい。更なる実施形態ではデバイスは、有機ＥＬ素子を含んでいても良い。また更なる実施形態ではデバイスは、スマートフォン、ディスプレイデバイス、太陽電池、ＳＡＷフィルターデバイスであってもよく、窓、耐圧ガラスなどの建築資材であってもよい。
【００７２】
本開示は以下の実施形態を含む：
Ａ０１
基板を接合する方法であって、
一対の基板を提供することと、
前記一対の基板の少なくとも一方の表面にオーバーコート剤を塗布することと、
前記一対の基板の少なくとも一方の表面に金属酸化物層を形成することと、
前記金属酸化物層を介して、前記一対の基板を接合すること、
を備える、基板の接合方法。
Ａ０１ｂ
基板を接合する方法であって、
一対の基板を提供することと、
前記一対の基板の少なくとも一方の表面にオーバーコート層を形成することと、
前記オーバーコート層の表面に第一金属酸化物層を形成することと、
前記一対の基板の他方の表面に第二金属酸化物層を形成することと、
前記第一金属酸化物層と前記第二金属酸化物層とを接触させて、前記一対の基板を接合すること、
を備える、基板の接合方法。
Ａ１１
前記オーバーコート層を形成する前記少なくとも一方の基板は、表面に凹凸を有する、
実施形態Ａ０１に記載の方法。
Ａ１２
前記凹凸の段差は、１ｎｍ以上である、
実施形態Ａ１１に記載の方法。
Ａ１２ｂ
前記凹凸の段差は、５０ｎｍ以上である、
実施形態Ａ１１に記載の方法。
Ａ１３
前記凹凸の段差は、１００ｎｍ以上である、
実施形態Ａ１１に記載の方法。
Ａ１４
前記一対の基板の少なくとも一方は、透明基板である、
実施形態Ａ０１からＡ１３のいずれか一項に記載の方法。
Ａ１５
前記一対の基板の少なくとも一方は、発光素子を備える、
実施形態Ａ０１からＡ１４のいずれか一項に記載の方法。
Ａ２１
前記オーバーコート層の形成は、オーバーコート剤を塗布することを含む、
実施形態Ａ０１からＡ１５のいずれか一項に記載の方法。
Ａ２２
前記オーバーコート剤の塗布は、スリットコータを用いて行う、
実施形態Ａ２１に記載の方法。
Ａ３１
前記塗布されたオーバーコート剤を焼成することを更に備える、
実施形態Ａ２１又はＡ２２に記載の方法。
Ａ３２
前記塗布されたオーバーコート剤を焼成することは、前記一対の基板を接合することの前に行う、
実施形態Ａ３１に記載の方法。
Ａ３３
前記塗布されたオーバーコート剤を焼成することは、前記オーバーコート層の表面に前記金属酸化物層を形成することの前に行う、
実施形態Ａ３１又はＡ３２に記載の方法。
Ａ３４
前記オーバーコート層の形成は、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法又はスパッタ法を用いて行われる、
実施形態Ａ０１からＡ１５のいずれか一項に記載の方法。
Ａ４１
前記金属酸化物を形成することは、スパッタ法を用いて行われる、
実施形態Ａ０１からＡ３４のいずれか一項に記載の方法。
Ａ５１
前記金属酸化物層を介して、前記一対の基板を接合することは、真空中で行う、
実施形態Ａ０１からＡ４１のいずれか一項に記載の方法。
Ａ５２
前記一対の基板の両方の表面に金属酸化物層を形成することから、
前記金属酸化物層を介して前記一対の基板を接合することまでを
すべて真空中で、又は真空を破らずに行う、
実施形態Ａ５１に記載の方法。
Ａ６１
前記一対の基板を接合することの前に、前記金属酸化物の表面に対して活性化処理を行うことを更に備える、
実施形態Ａ０１からＡ５２のいずれか一項に記載の方法。
Ａ６２
前記活性化処理は、プラズマ処理又は粒子ビーム照射を備える、
実施形態Ａ６１に記載の方法。
Ａ７０
前記金属酸化物は、酸化アルミニウム、酸化チタン又は酸化ニッケルである、
実施形態Ａ１からＡ６１のいずれか一項に記載の方法。
Ｂ０１
実施形態Ａ０１からＡ６２のいずれか一項に記載の方法により製造された基板接合体。
Ｃ０１
一対の基板と、
前記一対の基板の間に、
オーバーコート剤と、
金属酸化物層と、
を備える、
基板接合体。
Ｃ０２
第一基板と、
前記第一基板と接合された第二基板と、
前記第一基板と前記基板の間に、
前記第一基板上に形成されたオーバーコート層と、
前記オーバーコート層上に形成された第一金属酸化物層と、
前記第二基板上に形成され、前記第一金属酸化物層と接触している第二金属酸化物層と
を備える、
実施形態Ｃ０１に記載の基板接合体。
Ｃ０３
前記オーバーコート層が覆う前記第一基板の表面は凹凸を有している、
実施形態Ｃ０１又はＣ０２に記載の基板接合体。
Ｃ０４
前記第一基板と前記第二基板との少なくとも一方は透明基板であり、
前記第一基板上に発光素子を更に備える、
実施形態Ｃ０１からＣ０３のいずれか一項に記載の基板接合体。
Ｃ０５
前記金属酸化物は、酸化アルミニウム、酸化チタン又は酸化ニッケルである、
実施形態Ｂ０１、Ｃ０１からＣ０４のいずれか一項に記載の基板接合体。
Ｄ０１
実施形態Ｂ０１，Ｃ０１からＣ０５のいずれか一項に記載の基板接合体を備える、
ディスプレイデバイス。
【００７３】
以上、本願発明の幾つかの実施形態及び実施例について説明したが、これらの実施形態及び実施例は、本願発明を例示的に説明するものである。特許請求の範囲は、本願発明の技術的思想から逸脱することのない範囲で、実施の形態に対する多数の変形形態を包括するものである。したがって、本明細書に開示された実施形態及び実施例は、例示のために示されたものであり、本願発明の範囲を限定するものと考えるべきではない。
【符号の説明】
【００７４】
１０１，２０１  基板
１０２  凹凸構造
１０３  オーバーコート層
１０４，２０４  金属酸化物層
１００  基板接合体
【図１】
2020136104.tif 000003
【図２】
2020136104.tif 000004
【図３】
2020136104.tif 000005
【図４】
2020136104.tif 000006
【図５】
2020136104.tif 000007