JP2013226784A - 積層体とその製造方法及びそれを用いたデバイス構造体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】積層体の製造方法は、支持体とポリイミドフィルムとの積層体の製造方法であって、前記支持体の前記ポリイミドフィルムに対向する側の面に対して、カップリング剤を塗布してカップリング剤層を形成した後、前記支持体と前記ポリイミドフィルムとを重ね合わせて加圧加熱処理することとし、前記カップリング剤層を形成するにあたり、カップリング剤量が異なる領域からなる所定のパターンを形成することを特徴とする。
【選択図】なし
Description
1)支持体とポリイミドフィルムとの積層体の製造方法であって、前記支持体の前記ポリイミドフィルムに対向する側の面に対して、カップリング剤を塗布してカップリング剤層を形成した後、前記支持体と前記ポリイミドフィルムとを重ね合わせて加圧加熱処理することとし、前記カップリング剤層を形成するにあたり、カップリング剤量が異なる領域からなる所定のパターンを形成することを特徴とする積層体の製造方法。
2)前記ポリイミドフィルムとして、予めプラズマ処理を施したフィルムを用いる前記1)に記載の積層体の製造方法。
3)前記ポリイミドフィルムとして、前記プラズマ処理の後に酸処理を施したフィルムを用いる前記2)に記載の積層体の製造方法。
4)前記カップリング剤の塗布は、インクジェット印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、平版印刷、反転印刷、マイクロコンタクト印刷およびディスペンサー塗布からなる群より選ばれる1種以上で行う前記1)〜3)のいずれかに記載の積層体の製造方法。
5)前記加圧加熱処理はロールを用いて大気圧雰囲気下で行う前記1)〜4)のいずれかに記載の積層体の製造方法。
6)前記加圧加熱処理は加圧プロセスと加熱プロセスとに分離して行い、120℃未満の温度で加圧した後に、低圧もしくは常圧にて120℃以上の温度で加熱する前記1)〜5)のいずれかに記載の積層体の製造方法。
8)前記ポリイミドフィルムの厚さ斑が20%以下である前記7)に記載の積層体。
前記カップリング剤量が少ない領域におけるポリイミドフィルムに切り込みを入れて該ポリイミドフィルムを前記支持体から剥離することを特徴とするデバイス構造体の製造方法。
10)前記デバイスを形成するにあたり前記積層体が250℃以上の高温に曝される工程を含む前記9)に記載のデバイス構造体の製造方法。
本発明の積層体の製造方法は、支持体とポリイミドフィルムとの積層体を製造する方法である。
本発明における支持体は、無機物からなり基板として用いることのできる板状のものであればよく、例えば、ガラス板、セラミック板、シリコンウエハ、金属等を主体としているもの、および、これらガラス板、セラミック板、シリコンウエハ、金属の複合体として、これらを積層したもの、これらが分散されているもの、これらの繊維が含有されているものなどが挙げられる。
CaZrO3+Al2O3、Crystallized glass+Al2O3、Cr
ystallized Ca−BSG、BSG+Quartz、BSG+Quartz、BSG+Al2O3、Pb+BSG+Al2O3、Glass−ceramic、ゼロデュア材などの基板用セラミックス、TiO2、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、アルミナ、MgO、ステアタイト、BaTi4O9、BaTiO3、BaTi4+CaZrO3、BaSrCaZrTiO3、Ba(TiZr)O3、PMN−PTやPFN−PFWなどのキャパシター材料、PbNb2O6、Pb0.5Be0.5Nb2O6、PbTiO3、BaTiO3、PZT、0.855PZT−95PT−0.5BT、0.873PZT−0.97PT−0.3BT、PLZTなどの圧電材料が含まれる。
ミウムテルル)、ZnSe(セレン化亜鉛) などの汎用の半導体ウエハも含まれる。
一般にポリイミドフィルムは、溶媒中でジアミン類とテトラカルボン酸類とを反応させて得られるポリアミド酸(ポリイミド前駆体)溶液を、ポリイミドフィルム作製用支持体(ここで言う支持体は、本発明の積層体の構成部材として上述した「支持体」とは異なる)に塗布、乾燥してグリーンフィルム(「前駆体フィルム」または「ポリアミド酸フィルム」ともいう)となし、さらにポリイミドフィルム作製用支持体上で、あるいは該支持体から剥がした状態でグリーンフィルムを高温熱処理して脱水閉環反応を行わせることによって得られる。
ニル]ブタン、2,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2−[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−2−[4−(4−アミノフェノキシ)−3−メチルフェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−3−メチルフェニル]プロパン、2−[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−2−[4−(4−アミノフェノキシ)−3,5−ジメチルフェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)−3,5−ジメチルフェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、1,4−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホキシド、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エーテル、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,4−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、4,4’−ビス[(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ベンゼン、1,1−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,3−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、3,4’−ジアミノジフェニルスルフィド、2,2−ビス[3−(3−アミノフェノキシ)フェニル]−1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]メタン、1,1−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホキシド、4,4’−ビス[3−(4−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[3−(3−アミノフェノキシ)ベンゾイル]ジフェニルエーテル、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾフェノン、4,4’−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ジフェニルスルホン、ビス[4−{4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ}フェニル]スルホン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェノキシ−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノ−6−トリフルオロメチルフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノ−6−フルオロフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノ−6−メチルフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、1,3−ビス[4−(4−アミノ−6−シアノフェノキシ)−α,α−ジメチルベンジル]ベンゼン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジフェノキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノ−5,5’−ジフェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−4,5’−ジフェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4−フェノキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノ−5−フェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−4−フェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−5’−フェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4,4’−ジビフェノキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノ−5,5’−ジビフェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−4,5’−ジビフェノキシベンゾフェノン、3,3’−ジアミノ−4−ビフェノキシベンゾフェノン、4,4’−ジアミノ−5−ビフェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−4−ビフェノキシベンゾフェノン、3,4’−ジアミノ−5’−ビフェノキシベンゾフェノン、1,3−ビス(3−アミノ−4−フェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−4−フェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−5−フェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(4−アミノ−5−フェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(3−アミノ−4−ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,4−ビス(3−アミノ−4−ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノ−5−ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、1
,4−ビス(4−アミノ−5−ビフェノキシベンゾイル)ベンゼン、2,6−ビス[4−(4−アミノ−α,α−ジメチルベンジル)フェノキシ]ベンゾニトリル、および上記芳香族ジアミンの芳香環上の水素原子の一部もしくは全てが、ハロゲン原子、炭素数1〜3のアルキル基またはアルコキシル基、シアノ基、またはアルキル基またはアルコキシル基の水素原子の一部もしくは全部がハロゲン原子で置換された炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基またはアルコキシル基で置換された芳香族ジアミン等が挙げられる。
前記脂環式ジアミン類としては、例えば、1,4−ジアミノシクロヘキサン、4,4’−メチレンビス(2,6−ジメチルシクロヘキシルアミン)等が挙げられる。
芳香族ジアミン類以外のジアミン(脂肪族ジアミン類および脂環式ジアミン類)の合計量は、全ジアミン類の20質量%以下が好ましく、より好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下である。換言すれば、芳香族ジアミン類は全ジアミン類の80質量%以上が好ましく、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上である。
脂環式テトラカルボン酸類は、透明性を重視する場合には、例えば、全テトラカルボン酸類の80質量%以上が好ましく、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上である。
芳香族テトラカルボン酸類は、耐熱性を重視する場合には、例えば、全テトラカルボン酸類の80質量%以上が好ましく、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上である。
好ましくは280〜520℃である。熱処理時間は、0.05〜10時間が望ましい。
フィルムの厚さ斑(%)
=100×(最大フィルム厚−最小フィルム厚)÷平均フィルム厚
前記滑材(粒子)とは、無機物からなる微粒子であり、金属、金属酸化物、金属窒化物、金属炭素化物、金属酸塩、リン酸塩、炭酸塩、タルク、マイカ、クレイ、その他粘土鉱物、等からなる粒子を用いることができる。好ましくは、酸化珪素、リン酸カルシウム、リン酸水素カルシウム、リン酸二水素カルシウム、ピロリン酸カルシウム、ヒドロキシアパタイト、炭酸カルシウム、ガラスフィラーなどの金属酸化物、リン酸塩、炭酸塩を用いることができる。滑材は1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
多層ポリイミドフィルムの多層化(積層)方法は、両層の密着に問題が生じなければ、特に限定されるものではなく、かつ接着剤層などを介することなく密着するものであればよい。例えば、i)一方のポリイミドフィルムを作製後、このポリイミドフィルム上に他方のポリアミド酸溶液を連続的に塗布してイミド化する方法、ii)一方のポリアミド酸溶液を流延しポリアミド酸フィルムを作製後このポリアミド酸フィルム上に他方のポリアミド酸溶液を連続的に塗布した後、イミド化する方法、iii)共押し出しによる方法、iv)滑材を含有しないか又はその含有量が少量であるポリアミド酸溶液で形成したフィルムの上に、滑材を多く含有するポリアミド酸溶液をスプレーコート、Tダイ塗工などで塗布してイミド化する方法などが挙げられる。好ましくは、上記i)や上記ii)の方法がよい。
を使った処理、フレーム処理、イトロ処理なども含める。これらの中でも真空中でのRFプラズマ処理、マイクロ波プラズマ処理、大気圧プラズマ処理が好ましい。
プラズマなど化学的にエッチング効果が高いことが知られるプラズマ、或はArプラズマのように物理的なエネルギーをポリイミド表面に与えて物理的にエッチングする効果の高いプラズマによる処理が望ましい。また、CO2、H2、N2などプラズマ、およびこれら
の混合気体や、さらに水蒸気を付加することも好ましい。短時間での処理を目指す場合、プラズマのエネルギー密度が高く、プラズマ中のイオンの持つ運動エネルギーが高いもの、活性種の数密度が高いプラズマが望ましい。この観点からは、マイクロ波プラズマ処理、マイクロ波ECRプラズマ処理、高いエネルギーのイオンを打ち込みやすいイオン源によるプラズマ照射、PBII法なども望ましい。
このクレーターは、プラズマ処理によってポリイミドフィルム表面から露出した滑材が酸によって溶出された残部と考えられ、単なる凹みではなく、その縁部が盛り上がった状態の窪みである。参考として、図4に、クレーター部を示すAFM像を、図5に、図4に示すクレーター部の直線部分における断面像を、図6に、クレーター部を含むAFM像(10μm四方)を示す。クレーターの縁部分は、中に滑材粒子が内包された状態の突起に比較して柔らかく、ポリイミドフィルムと支持体とを加圧密着させる際に比較的弱い力で変形する。滑材を内包した突起は変形しがたく、ポリイミドフィルムと支持体との密着を阻害するが、滑材部分をこのようなクレーター様の形状にすることにより、ポリイミドフ
ィルムと支持体との密着性が高まり、ポリイミドフィルムと支持体との剥離強度をより向上させることができる。
常水溶液として用いられる。例えば、10質量%のHF水溶液のSiO2(エッチング溶
解効率)は常温で12Å/sec程度であるので、80nm程度のSiO2滑材は1分程
度の薬液との接触で充分に処理できる事になる。したがって、HF水溶液やBHF水溶液による酸処理を行う場合には、SiO2を滑材とすることが好ましいが、勿論、滑材種類
はSiO2に限られたものではない。
薬液中の酸濃度は、20質量%以下が好ましく、より好ましくは3〜10質量%である。薬液中の酸濃度が薄すぎるとエッチング時間がかかり生産性が落ち、濃すぎるとエッチング時間が早すぎて必要以上に薬液に曝すことになる。
.95nmであることが好ましく、これにより、接着性が向上し、支持体との接着剤なしでの接合・積層により適した平滑度合いが付与された面を有するものとなる。
ポリイミドフィルムは、支持体との接着剤なしでの接合積層において、より適正な剥離強度を有するものとなる。好ましくは、クレーターの数は100μm2当り5〜30個であ
り、クレーターの直径は30〜100nmである。クレーターの直径が10nmに満たない場合は、接着性向上効果が小さくなり、500nmを超える場合は、過度なエッチングをすることとなり、ポリイミドフィルム強度に悪影響を及ぼしたり、接着性向上にも効果が現れにくくなる。クレーターの数が2個に満たない場合は、接着性向上効果が小さくなり、100個を超える場合は、ポリイミドフィルム強度に悪影響を及ぼしかつ接着性向上にも効果が現れにくくなる。
宜のすべり性も付与されポリイミドフィルム製造も容易となる。
本発明の積層体では、前記支持体と前記ポリイミドフィルムとの間に、カップリング剤を塗布して形成されたカップリング剤層が介在しており、該カップリング剤層はカップリング剤量が異なる領域からなる所定のパターンを有するものである。ここで所定のパターンを有するとは、カップリング剤の量(付着量;詳しくは各領域におけるカップリング剤の付着総量)が多い領域と少ない領域とが所定のパターンで存在することと、カップリング剤が存在する領域とカップリング剤が存在しない領域とが所定のパターンで存在することを意味し、さらに前者は、網点を変えて所定のパターンを印刷する場合のように、微細な点の大小あるいは細線の太細により微細な被覆面積に差を設けてカップリング剤を塗布し、被覆面積の多い領域と少ない領域とを所定のパターンで存在させた態様を包含する。このようにカップリング剤量(被覆面積)の多少あるいは有無によってパターン化すれば、カップリング剤が多く介在する領域(以下「良好接着部」ともいう)でデバイス形成時に剥がれを生じさせないだけの十分な接着力を発現させつつ、カップリング剤が少量しか介在しないか或いは全く存在しない領域(以下「易剥離部」ともいう)においてポリイミドフィルムに切り込みを入れて剥離することによってデバイスを搭載したポリイミドフィルムを支持体から容易に分離することが可能になる。
シランカップリング剤の好ましい具体例としては、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−トリエトキシシリル−N−(1,3−ジメチル−ブチリデン)プロピルアミン、2−(3,4−エポキシシクロへキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリ
メトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピル
トリメトキシシラン、N−フェニル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−(ビニルベンジル)−2−アミノエチル−3−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビス(トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、トリス−(3−トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、クロロメチルフェネチルトリメトキシシラン、クロロメチルトリメトキシシラン、アミノフェニルトリメトキシシラン、アミノフェネチルトリメトキシシラン、アミノフェニルアミノメチルフェネチルトリメトキシシランなどが挙げられる。
(10−メルカプトデシル)イミダゾール、1−(16−メルカプトヘキサデシル)イミダゾール、1−(17−メルカプトヘプタデシル)イミダゾール、1−(15−メルカプト)ドデカン酸、1−(11−メルカプト)ウンデカン酸、1−(10−メルカプト)デカン酸などを使用することもできる。
本発明の積層体は、カップリング剤層を設けた前記支持体と前記ポリイミドフィルムとを重ね合わせて加圧加熱処理することにより作製される。
また加圧加熱処理は、上述のように大気圧雰囲気中で行うこともできるが、全面の安定した剥離強度を得る為には、真空下で行うことが好ましい。このとき真空度は、通常の油回転ポンプによる真空度で充分であり、10Torr以下程度あれば充分である。
加圧加熱処理に使用することができる装置としては、真空中でのプレスを行うには、例えば井元製作所製の「11FD」等を使用でき、真空中でのロール式のフィルムラミネーターあるいは真空にした後に薄いゴム膜によりガラス全面に一度に圧力を加えるフィルムラミネーター等の真空ラミネートを行うには、例えば名機製作所製の「MVLP」等を使用できる。
本発明の積層体の製造方法においては、応用例として、必要に応じて、積層体中のポリイミドフィルムまたは積層体全体の膜厚方向に貫通する孔部分を設けることにより、非ポリイミド部分を設けてもよい。該部分としては、特に限定はされるものではないが、好ましくは、Cu、Al、Ag、Auなどの金属を主たる成分としている金属で充填されているもの、機械式のドリルやレーザー穴あけによって形成された空孔、および、空孔の壁面に金属膜がスパッタリングや無電解めっきシード層形成などにより形成されているもの等が挙げられる。
本発明の積層体は、支持体とポリイミドフィルムとの間にカップリング剤層が介在し、該カップリング剤層が、カップリング剤量が異なる所定のパターンを有している。これにより、デバイス作製時の高温プロセスにおいても剥がれることなく、しかもポリイミドフィルム上にデバイスを作製した後には容易に支持体からポリイミドフィルムを剥離することができる積層体となる。本発明の積層体は、本発明の積層体の製造方法により得ることができ、支持体、ポリイミドフィルム、カップリング剤層等の詳細については、上述した通りである。
本発明のデバイス構造体の製造方法は、支持体とポリイミドフィルムとを有する本発明の積層体を用いて、基材であるポリイミドフィルム上にデバイスが形成されてなる構造体を製造する方法である。
本発明のデバイス構造体の製造方法においては、本発明の積層体のポリイミドフィルム上にデバイスを形成した後、前記積層体の易剥離部のポリイミドフィルムに切り込みを入れて該ポリイミドフィルムを前記支持体から剥離する。
Sには、電気的にシールドできる点、割れ難さといった利点がある。なお、高分子フィルムとしては、既に高温を必要とするプロセスを通過した後であるため、耐熱性の制約は少なく、さまざまな高分子フィルムを選択しうる。これら補強部材の固定は、接着あるいは粘着により行うことができる。
本発明におけるデバイスとしては、特に制限はなく、例えば、電子回路用配線のみ、電気抵抗のほか、コイル、コンデンサーといった受動デバイス、半導体素子などを含む能動デバイス、およびそれらを組み合わせてなる電子回路システムがある。半導体素子としては、太陽電池、薄膜トランジスター、MEMS素子、センサー、論理回路等が挙げられる。
以下、フィルム状太陽電池を構成するよう形成される上記積層体Xの典型例として、光電変換層を一対の電極層で挟んでなる積層構造を説明する。しかし、光電変換層を何層か積み重ねた構成なども、PVDやCVDでの作製ならば、本発明の太陽電池といえる。勿論、積層体Xの積層構造は、以下に記載される態様に限定されず、従来技術の太陽電池が有する積層体の構成を適宜参照してよく、保護層や公知補助手段を付加してもよいものである。
、ITO(In2O3にSnを添加したもの)などの酸化物半導体系の導電材料などが挙げられる。好ましくは、裏面電極層は金属薄膜であるのがよい。裏面電極層の厚さは特に限定はなく、通常、30〜1000nm程度である。また、一部の電極引き出しで、Agペーストといった真空を利用しない膜形成法を採用してもよい。
造半導体薄膜)であるCuInSe2(CIS)膜、またはこれにGaを固溶したCu(
In,Ga)Se2(CIGS)膜(以下、両者をまとめてCIS系膜ともいう)、シリ
コン系半導体からなる層である。シリコン系半導体には、薄膜シリコン層、無定形シリコン層、多結晶シリコン層などが挙げられる。光電変換層は、異なる半導体からなる複数の層を有する積層体であってもよい。また、色素を用いた光電変換層であってもよい。さらに導電性ポリマーやフラーレンなどの有機化合物よる有機薄膜半導体を用いるものでもよい。
無定形シリコン層は、実質的に結晶性をもたないシリコンからなる層である。実質的に結晶性をもたないことは、X線を照射しても回折ピークを与えないことによって確かめることができる。無定形シリコン層を得る手段は公知であり、そのような手段には、例えば
、プラズマCVD法や熱CVD法などが含まれる。
多結晶シリコン層は、シリコンからなる微小結晶の集合体からなる層である。上述の無定形シリコン層とは、X線の照射により回折ピークを与えることによって区別される。多結晶シリコン層を得る手段は公知であり、そのような手段には、無定形シリコンを熱処理する手段などが含まれる。
光電変換層は、シリコン系半導体層に限られず、例えば、厚膜半導体層であってもよい。厚膜半導体層とは、酸化チタン、酸化亜鉛、ヨウ化銅などのペーストから形成される半導体層である。
したもの)などの酸化物半導体系の材料を好ましく用いることができる。
かくして、本発明の好適な態様例である、透明電極/p型a−Si/i型a−Si/n型a−Si/金属電極/ポリイミドフィルムの順で積層されてなるフィルム状太陽電池が得られる。また、p層をa−Si、n層を多結晶シリコンとして、両者の間に薄いアンドープa−Si層を挿入した構造にしてもよい。特に、a−Si/多結晶シリコン系のハイブリッド型にすると、太陽光スペクトルに対する感度が改善される。太陽電池の作製においては、上記構成に加えて、反射防止層、表面保護層などを付加せしめてもよい。
ジャイロセンサー、加速度センサー、地震センサー、一次元画像・リニアイメージセンサー、二次元画像・CCDイメージセンサー、CMOSイメージセンサー、液・漏液センサー(リークセンサー)、液検知センサー(レベルセンサー)、硬度センサー、電場センサー、電流センサー、電圧センサー、電力センサー、赤外線センサー、放射線センサー、湿度センサー、においセンサー、流量センサー、傾斜センサー、振動センサー、時間センサー、およびこれらのセンサーを複合した複合センサーや、これらのセンサーで検出した値から何らかの計算式に基づき別の物理量や感性値などを出力するセンサーなどを含む。
図1は、本発明の積層体の製造方法の一実施態様を示す模式図であり、(1)はガラス基板1を示し、(2)はガラス基板1上にカップリング剤の量を変えて塗布乾燥することによりパターン化したカップリング剤層2を形成した段階を示している。ここでカップリング剤層2のうち、カップリング剤量が少ない領域が易剥離部3となり、カップリング剤量が多い領域が良好接着部4となる。(3)はポリイミドフィルム5を貼り付けした段階を示し、(4)は易剥離部3上のポリイミドフィルム5’に切り込みを入れガラス基板1から剥離した段階を示す。
図2は、本発明のデバイス構造体の製造方法の一実施態様を示す模式図であり、(1)はガラス基板1を示し、(2)はガラス基板1上にカップリング剤の量を変えて塗布乾燥することによりパターン化したカップリング剤層2を形成した段階を示している。ここでカップリング剤層2のうち、カップリング剤量が少ない領域が易剥離部3となり、カップリング剤量が多い領域が良好接着部4となる。(3)はポリイミドフィルム5を貼り付けした段階を示し、(4)はその後に易剥離部3上のポリイミドフィルム5表面へデバイス6を作製した段階を示し、(5)は易剥離部3上のポリイミドフィルム5’に切り込みを入れガラス基板1から剥離した段階を示す。
ポリマー濃度が0.2g/dlとなるようにN,N−ジメチルアセトアミドに溶解した溶液についてウベローデ型の粘度管を用いて30℃で測定した。
ポリイミドフィルムの厚さは、マイクロメーター(ファインリューフ社製「ミリトロン1245D」)を用いて測定した。
ポリイミドフィルムの厚さ斑は、マイクロメーター(ファインリューフ社製「ミリトロン1245D」)を用いて、被測定フィルムから無作為に10点を抽出してフィルム厚を測定し、得られた10個の値の最大値(最大フィルム厚)、最小値(最小フィルム厚)、および平均値(平均フィルム厚)から、下記式に基づき算出した。
フィルムの厚さ斑(%)=100×(最大フィルム厚−最小フィルム厚)÷平均フィルム厚
測定対象とするポリイミドフィルムから、流れ方向(MD方向)及び幅方向(TD方向)がそれぞれ100mm×10mmである短冊状の試験片を切り出し、引張試験機(島津製作所社製「オートグラフ(登録商標);機種名AG−5000A」)を用い、引張速度50mm/分、チャック間距離40mmの条件で、MD方向、TD方向それぞれについて、引張弾性率、引張強度および引張破断伸度を測定した。
測定対象とするポリイミドフィルムの流れ方向(MD方向)および幅方向(TD方向)について、下記条件にて伸縮率を測定し、15℃の間隔(30℃〜45℃、45℃〜60℃、…)での伸縮率/温度を測定し、この測定を300℃まで行って、MD方向およびTD方向で測定した全測定値の平均値を線膨張係数(CTE)として算出した。
機器名 ; MACサイエンス社製「TMA4000S」
試料長さ ; 20mm
試料幅 ; 2mm
昇温開始温度 ; 25℃
昇温終了温度 ; 400℃
昇温速度 ; 5℃/分
雰囲気 ; アルゴン
初荷重 ; 34.5g/mm2
DSC示差熱分析装置を用いて、室温から500℃までの範囲での構造変化に起因する吸放熱の有無からポリイミドフィルムのガラス転移温度を求めた。いずれのポリイミドフィルムにおいてもガラス転移温度は観察されなかった。
ポリイミドフィルム2枚を、異なる面同士で重ね合わせ(すなわち、同じ面同士ではなく、フィルムロールとして巻いた場合の巻き外面と巻き内面とを重ね合わせ)、重ねたポリイミドフィルムを親指と人差し指で挟み、軽く摺り合わせたときに、ポリイミドフィルムとポリイミドフィルムが滑る場合を「○」又は「良好」、滑らない場合を「×」又は「不良」と評価した。なお、巻き外面同士あるいは巻き内面同士では滑らない場合もあるが、これは評価項目とはしない。
長尺状のポリイミドフィルムを巻取りロ−ル(心棒の外径:15cm)に2m/分の速度で巻取る際に、皺が生じず円滑に巻取りが可能である場合を「○」、部分的に皺が発生する場合を「△」、皺が発生したり、ロ−ルに巻きついて円滑に巻取りができない場合を「×」と評価した。
得られたポリイミドフィルムから、50mm×50mmの正方形を切り出し、フィルム試験片とした。フィルム試験片を切り出すに際しては、正方形の各辺がフィルムの長手方向および幅方向と一致するようにし、かつ正方形の中心がフィルムの幅方向において(a)中央、(b)左端から全幅長の1/3に当たる点、(c)右端から全幅長の1/3に当たる点、に位置するように、3箇所から切り出した。
上記フィルム試験片(a)〜(c)をそれぞれ平面上に凹状となるように静置し、四隅の平面からの距離(h1、h2、h3、h4:単位mm)を測定して、その平均値を反り量(mm)とした。この反り量を試験片の各頂点から中心までの距離(35.36mm)で除して百分率(%)で表わしたもの(100×(反り量(mm))/35.36)を反
り度(%)とし、フィルム試験片(a)〜(c)の反り度を平均して求めた。
ポリイミドフィルムの反り度の測定に用いたのと同様のフィルム試験片(a)〜(c)に250℃のドライオーブンにて30分間熱処理を施し、その後、熱処理後のフィルムについて上記と同様に反り度を測定し、熱処理後のフィルムの反り度(%)をカール度とした。
以下のAFM法により測定した。すなわち、ポリイミドフィルム表面のクレーター数の計測は、表面物性評価機能付走査型プローブ顕微鏡(エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製「SPA300/nanonavi」)を用いて行った。計測はDFMモードで行い、カンチレバーはエスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製「DF3」又は「DF20」を使用し、スキャナーはエスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製「FS−20A」を使用し、走査範囲は10μm四方とし、測定分解能は1024×512ピクセルとした。計測像について装置付属のソフトウエアで二次傾き補正を行った後、クレーター部を観測した。図7に示すように、クレーターは平坦部から盛り上がった凸状部の中心が窪んだ形状をしている。よって、盛り上がりの最大高さの位置における断面の直径(最大高さ間の距離)をクレーター部の直径とした(図7において、(1)は、ポリイミドフィルムの凹凸の高さを色の濃淡で表した図(白が高い位置、黒が低い位置)であり、(2)は、(1)の白線部のポリイミドフィルムの凹凸の断面表示例であり、(3)はクレーター部の直径を示す)。
反転した例であり、(6)は、(4)と(5)の論理積である)。この操作で得た画像論理
積の画像から直径が10〜500nmのクレーターを数えてクレーター数を算出した。そして任意の3箇所について計測を行ってクレーター数を求め、それらの平均値を採用した。
カップリング剤層(SC層)の厚さ(nm)は、別途、洗浄したSiウエハ上に各実施例、比較例と同様の方法でカップリング剤を塗布乾燥させて得たサンプルを作製し、このSiウエハ上に形成したカップリング剤層の膜厚について、エリプソメトリー法にて、分光エリプソメータ(Photal社製「FE−5000」)を用いて下記の条件で測定した。
反射角度範囲 ; 45°から80°
波長範囲 ; 250nmから800nm
波長分解能 ; 1.25nm
スポット径 ; 1mm
tanΨ ; 測定精度±0.01
cosΔ ; 測定精度±0.01
測定 ; 方式回転検光子法
偏向子角度 ; 45°
入射角度 ; 70°固定
検光子 ; 11.25°刻みで0〜360°
波長 ; 250nm〜800nm
非線形最小2乗法によるフィッティングで膜厚を算出した。このとき、モデルとしては、Air/薄膜/Siのモデルで、
n=C3/λ4+C2/λ2+C1
k=C6/λ4+C5/λ2+C4
の式で波長依存C1〜C6を求めた。
剥離強度(180度剥離強度)は、JIS C6471に記載の180度剥離法に従い、下記条件で測定した。なお、この測定に供するサンプルには、100mm×1000mmの支持体(ガラス)に対してポリイミドフィルムのサイズを110mm×2000mmに設計することにより片側にポリイミドフィルムの未接着部分を設け、この部分を“つかみしろ”とした。
装置名 ; 島津製作所社製「オートグラフ(登録商標)AG−IS」
測定温度 ; 室温
剥離速度 ; 50mm/分
雰囲気 ; 大気
測定サンプル幅 ; 1cm
良好接着部の剥離強度の測定には、インクジェット印刷およびグラビア印刷の場合には、全面が良好接着部となるようにしたこと(全面を良好接着部の網点面積密度で印刷するようにしたこと)以外は各実施例・比較例と同様にして別途作製した積層体を用いた。口の字形状のスタンプを用いた場合や田の字形状のスタンプを用いた場合には、字画に相当するシランカップリング剤が付着した部分(良好接着部)の周囲に切り込みを入れて当該部分のみを剥がすことにより、良好接着部の剥離強度を測定した。
易剥離部の剥離強度の測定には、インクジェット印刷およびグラビア印刷の場合には、全面が易剥離部となるようにしたこと(全面を易剥離部の網点面積密度で印刷するようにしたこと)以外は各実施例・比較例と同様にして別途作製した積層体を用いた。口の字形状のスタンプを用いた場合や田の字形状のスタンプを用いた場合には、字画に相当する部分を避けてシランカップリング剤が付着していない部分(易剥離部)の周囲に切り込みを入れて当該部分のみを剥がすことにより、易剥離部の剥離強度を測定した。
耐熱剥離強度の測定は、各実施例・比較例の方法で得た積層体を窒素雰囲気としたマッフル炉に入れ、これを昇温速度10℃/分で400℃まで加熱し、そのまま400℃で1時間保持した後、マッフル炉の扉を開放して大気中で放冷することにより得た積層体サンプルを用いて行った。
耐酸性剥離強度の測定は、各実施例・比較例の方法で得た積層体を18質量%の塩酸溶液中に室温(23℃)にて30分間浸漬し、3回水洗した後に風乾することにより得た積層体サンプルを用いて行った。
耐アルカリ性剥離強度の測定は、各実施例・比較例の方法で得た積層体を2.38質量%の水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)水溶液(室温(23℃))中に30分間浸漬し、3回水洗した後に風乾することにより得た積層体サンプルを用いて行った。
積層体の易剥離部に切り込みを入れてポリイミドフィルムを支持体から剥離し、剥離したポリイミドフィルムの中央部分から50mm×50mmの正方形を切り出してフィルム試験片とし、該試験片の反り度(%)を上記ポリイミドフィルムの反り度と同様にして測定し、剥離後のフィルム反り度とした。
〔製造例1−1〕
(ポリアミド酸溶液の調製)
窒素導入管、温度計、攪拌棒を備えた反応容器内を窒素置換した後、N、N−ジメチルアセトアミド8000質量部、ピロメリット酸無水物(PMDA)530質量部、パラフェニレンジアミン(PDA)108質量部と、オルソジアニリン(ODA)204質量部、滑材としてコロイダルシリカをジメチルアセトアミドに分散してなる分散体(日産化学工業製「スノーテックス(登録商標)DMAC−ST30」)をシリカ(滑材)がポリアミド酸溶液中のポリマー固形分総量に対して0.1質量%になるように加え、温度を20℃に保ったまま24時間攪拌を行い、表1に示す還元粘度を有するポリアミド酸溶液V1を得た。
上記で得られたポリアミド酸溶液V1を、スリットダイを用いて幅1050mmの長尺ポリエステルフィルム(東洋紡績株式会社製「A−4100」)の平滑面(無滑材面)上に、最終膜厚(イミド化後の膜厚)が25μmとなるように塗布し、105℃にて20分間乾燥した後、ポリエステルフィルムから剥離して、幅920mmの自己支持性のポリアミド酸フィルムを得た。
次いで、得られた自己支持性ポリアミド酸フィルムをピンテンターによって、150℃〜420℃の温度領域で段階的に昇温させて(1段目150℃×5分、2段目250℃×10分、3段目420℃×5分間)熱処理を施してイミド化させ、両端のピン把持部分をスリットにて落とし、幅850mmの長尺ポリイミドフィルムF1(1000m巻き)を得た。得られたフィルムF1の特性を表1に示す。
(ポリアミド酸溶液の調製)
窒素導入管、温度計、攪拌棒を備えた反応容器内を窒素置換した後、3,3',4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)398質量部と、パラフェニレンジアミン(PDA)147質量部とを、4600質量部のN、N−ジメチルアセトアミドに溶解させて加え、滑材としてコロイダルシリカをジメチルアセトアミドに分散してなる分散体(日産化学工業製「スノーテックス(登録商標)DMAC−ST30」)をシリカ(滑材)がポリアミド酸溶液中のポリマー固形分総量に対して0.15質量%になるように加え、25℃の反応温度で24時間攪拌して、表1に示す還元粘度を有する褐色で粘調なポリアミド酸溶液V2を得た。
ポリアミド酸溶液V1に代えて、上記で得られたポリアミド酸溶液V2を用い、熱処理を200℃〜480℃の温度領域で段階的に昇温させて(1段目200℃×5分、2段目320℃×10分、3段目480℃×5分間)とした以外は製造例1−1と同様に操作し、幅850mmの長尺ポリイミドフィルムF2を得た。得られたフィルムF2の特性を表1に示す。
(ポリアミド酸溶液の調製)
窒素導入管、温度計、攪拌棒を備えた反応容器内を窒素置換した後、5−アミノ−2−(p−アミノフェニル)ベンゾオキサゾール(DAMBO)223質量部と、N,N−ジメチルアセトアミド4416質量部とを加えて完全に溶解させ、次いで、ピロメリット酸二無水物(PMDA)217質量部とともに、滑材としてコロイダルシリカをジメチルアセトアミドに分散してなる分散体(日産化学工業製「スノーテックス(登録商標)DMAC−ST30」)とをシリカ(滑材)がポリアミド酸溶液中のポリマー固形分総量にて0.12質量%)になるように加え、25℃の反応温度で24時間攪拌して、表1に示す還元粘度を有する褐色で粘調なポリアミド酸溶液V3を得た。
ポリアミド酸溶液V1に代えて、上記で得られたポリアミド酸溶液V3を用いたこと以外、製造例1と同様にして、長尺ポリイミドフィルムF3を得た。得られたフィルムF3の特性を表1に示す。
〔製造例2−1〕
製造例1−1で得られたポリイミドフィルムF1の片面に真空プラズマ処理を施して、プラズマ処理ポリイミドフィルムP1を得た。得られたフィルムP1の特性を表2に示す。
真空プラズマ処理としては、平行平板型の電極を使ったRIEモード、RFプラズマによる処理を採用し、真空チャンバー内に窒素ガスを導入し、13.54MHzの高周波電力を導入するようにし、処理時間は3分間とした。
ポリイミドフィルムF1に代えて製造例1−2で得られたポリイミドフィルムF2を用いたこと以外は、製造例2−1と同様にして、プラズマ処理ポリイミドフィルムP2を得た。得られたフィルムP2の特性を表2に示す。
ポリイミドフィルムF1に代えて製造例1−3で得られたポリイミドフィルムF3を用いたこと以外は、製造例2−1と同様にして、プラズマ処理ポリイミドフィルムP3を得
た。得られたフィルムP3の特性を表2に示す。
真空プラズマ処理において真空チャンバー内のガスを酸素ガスに変更したこと以外は、製造例2−3と同様にして、プラズマ処理ポリイミドフィルムP4を得た。得られたフィルムP4の特性を表2に示す。
真空プラズマ処理において真空チャンバー内のガスをアルゴンガスに変更したこと以外は、製造例2−3と同様にして、プラズマ処理ポリイミドフィルムP5を得た。得られたフィルムP5の特性を表2に示す。
〔製造例3−1〕
製造例2−1にて得られたプラズマ処理フィルムP1を、10%HF水溶液に1分間浸漬し、十分に水洗した後、120℃にて10分間乾燥し、プラズマ処理・酸処理ポリイミドフィルムT1を得た。得られたフィルムT1の特性を表3に示す。なお、クレーター数は、フィルム表面100μm2当りの直径10nm〜500nmのクレーターの平均数値
である。
プラズマ処理フィルムP1に代えて製造例2−2〜製造例2−5で得られたポリイミドフィルムP2〜P5を用いたこと以外は、製造例3−1と同様にして、プラズマ処理・酸処理ポリイミドフィルムT2〜T5を得た。得られたフィルムT2〜T5の特性を表3に示す。なお、クレーター数は、フィルム表面100μm2当りの直径10nm〜500n
mのクレーターの平均数値である。
シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製「KBM−603」)1質量部と、イソプロピルアルコール99質量部とからなる溶液をインクとし、ドロップオンデマンド型インクジェットプリンター(Xaar社製;1001式プリントヘッド使用)を用いて、支持体とするガラス(コーニング社製「コーニングEAGLE XG」;100mm×100mm×0.7mm厚)の上に、300lpiのスクリーンパターンにて網点面積密度80%(良好接着部)と、300lpiのスクリーンパターンにて網点面積密度10%(易剥離部)のグレイスケールを印刷した。そして印刷後のガラス基板を100℃のクリーンオーブンに入れ、30分間加熱して、カップリング剤層を形成した。
次に、得られたカップリング剤処理済支持体のカップリング剤層の上に、各実施例ごと
にそれぞれプラズマ処理フィルムP1〜P5を、ラミネーター(クライムプロダクツ社製)を用いて仮ラミネートした。ラミネート条件は、ガラス温度100℃、ラミネート時のロール圧力5kg/cm2、ロール速度5mm/秒とした。仮ラミネート後のポリイミド
フィルムはフィルムの自重では剥がれないが、フィルム端部を引っ掻くと簡単に剥がれる程度の接着性であった。その後、得られた仮ラミネート積層体をクリーンオーブンに入れ、200℃にて30分間加熱した後、室温まで放冷して、本発明の積層体L1〜L5を得た。得られた積層体の特性を表4に示す。
シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製「KBE−603」)1.5質量部と、イソプロピルアルコール90質量部と、ミリスチン酸イソプロピル8.5質量部とからなる溶液をインクとし、枚葉式グラビアオフセット印刷機を用いて、支持体とするガラス(コーニング社製「コーニングEAGLE XG」;100mm×100mm×0.7mm厚)の上に、250lpiのスクリーンパターンにて網点面積密度70%(良好接着部)と、250lpiのスクリーンパターンにて網点面積密度5%(易剥離部)のグレイスケールを印刷した。そして印刷後のガラス基板を100℃のクリーンオーブンに入れ、30分間加熱して、カップリング剤層を形成した。
次に、得られたカップリング剤処理済支持体のカップリング剤層の上に、各実施例ごとにそれぞれプラズマ処理フィルムP1〜P5を、ラミネーター(クライムプロダクツ社製)を用いて仮ラミネートした。ラミネート条件は、ガラス温度100℃、ラミネート時のロール圧力5kg/cm2、ロール速度5mm/秒とした。仮ラミネート後のポリイミド
フィルムはフィルムの自重では剥がれないが、フィルム端部を引っ掻くと簡単に剥がれる程度の接着性であった。その後、得られた仮ラミネート積層体をクリーンオーブンに入れ、200℃にて30分間加熱した後、室温まで放冷して、本発明の積層体L6〜L10を得た。得られた積層体の特性を表4に示す。
シランカップリング剤として3−アミノプロピルトリメトキシシランをイソプロピルアルコールによって0.5質量%に希釈したカップリング剤希釈液を調製し、内側が1辺80mmの正方形、外側の1辺120mmの正方形で囲まれた部分にシリコーンゴムを有する口の字形状のスタンプ(図3(1)の形状)をカップリング剤希釈液に浸してから、実施例1−1と同様のガラスの概略外周部分にシランカップリング剤希釈液が付くように押し付け、次いで、15秒かけて3000rpmまで回転させ、次いで15秒間3000rpmにて回転し、次いで15秒かけて回転を止めることによりシランカップリング剤希釈液をスピンコートさせて口の字の周囲に液を広げた後、乾燥状態とした。これをクリーンベンチ内に載置した100℃に加熱したホットプレート上で1分間加熱して、厚さ10nmで口の字の外部のみにカップリング剤が塗布されたカップリング剤層を備えたカップリング剤処理済支持体を得た。
次に、得られたカップリング剤処理済支持体を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして、本発明の積層体L11を得た。
得られた積層体の特性を表5に示す。
実施例2−1において、口の字形状のスタンプ(図3(1)の形状)に代えて、内側が1辺80mmの正方形、外側の1辺120mmの正方形で囲まれた部分にシリコーンゴムを有するとともに、内側の80mmの正方形の中心部分を縦横に分断するよう配された10mm巾のシリコーンゴムを有する田の字形状のスタンプ(図3(2)の形状)を用い、カップリング剤希釈液に浸してから一旦別のガラス板に押し付け、その後支持体とするガラスに押し付けることによりカップリング剤を付着させ、次いで、カップリング剤が付着したガラスを100℃のクリーンオーブンに入れ30分間加熱して、厚さ50nmで田の字にカップリング剤が部分的に塗布されたカップリング剤層を備えたカップリング剤処理済支持体を得た。
次に、得られたカップリング剤処理済支持体を用いたこと以外は、実施例1−1と同様にして、本発明の積層体L12を得た。
得られた積層体の特性を表5に示す。
シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製「KBM−603」)1質量部と、イソプロピルアルコール99質量部とからなる溶液をインクとし、ドロップオンデマンド型インクジェットプリンター(Xaar社製;1001式プリントヘッド使用)を用いて、支持体とするガラス(コーニング社製「コーニングEAGLE XG」;100mm×100mm×0.7mm厚)の上に、300lpiのスクリーンパターンにて網点面積密度80%(良好接着部)と、300lpiのスクリーンパターンにて網点面積密度10%(易剥離部)のグレイスケールを印刷した。そして印刷後のガラス基板を100℃のクリーンオーブンに入れ、30分間加熱して、カップリング剤層を形成した。
次に、得られたカップリング剤処理済支持体のカップリング剤層の上に、ワニスとして製造例1−1により得られたポリアミド酸溶液V1を乾燥厚さが25μm程度となるようにアプリケーターで塗布し、105℃にて20分間乾燥後、ドライオーブンにて150℃にて5分間保持した後、50℃/分で昇温し250℃にて10分間保持した後、さらに50℃/分で昇温し420℃にて5分間保持する熱処理を行った。その後、室温まで冷却し積層体L13を得た。
得られた積層体の特性を表5に示す。良好接着部の剥離強度については、フィルムが脆く割れてしまうために測定することができなかった。
シランカップリング剤(信越化学工業株式会社製「KBM−603」)1質量部と、イソプロピルアルコール99質量部とからなる溶液をインクとし、ドロップオンデマンド型インクジェットプリンター(Xaar社製;1001式プリントヘッド使用)を用いて、支持体とするガラス(コーニング社製「コーニングEAGLE XG」;100mm×100mm×0.7mm厚)の上に、300lpiのスクリーンパターンにて網点面積密度が100%、すなわち完全べた塗りで(パターンなしで)印刷した。そして印刷後のガラス基板を100℃のクリーンオーブンに入れ、30分間加熱して、カップリング剤層を形成した。
次に、得られたカップリング剤処理済支持体のカップリング剤層の上に、製造例3−1で得られたプラズマ処理・酸処理ポリイミドフィルムT1を、実施例1−1と同様の操作によりラミネートし、積層体L14を得た。得られた積層体の特性を表5に示す。
実施例1−1において用いたプラズマ処理フィルムP1の代わりに、製造例3−1〜3−5で得られたプラズマ処理・酸処理ポリイミドフィルムT1〜T5を用いたこと以外は、実施例1−1と同様に操作し、積層体L15〜L19を得た。
得られた積層体の特性を表5に示す。
実施例1−1〜1−5、実施例2−1〜2−2、実施例3−1〜3−5、および比較例1で得られた各積層体を、開口部を有するステンレス製の枠を被せてスパッタリング装置内の基板ホルダーに固定した。基板ホルダーと積層体の支持体とを密着するように固定して、基板ホルダー内に冷媒を流すことによって、積層体のフィルムの温度を設定できるようにし、積層体のフィルムの温度を2℃に設定した。まず、フィルム表面にプラズマ処理を施した。プラズマ処理条件は、アルゴンガス中で、周波数13.56MHz、出力200W、ガス圧1×10−3Torrの条件とし、処理時の温度は2℃、処理時間は2分間とした。次いで、周波数13.56MHz、出力450W、ガス圧3×10−3Torrの条件で、ニッケル−クロム(クロム10質量%)合金のターゲットを用いて、アルゴン雰囲気下にてDCマグネトロンスパッタリング法により、1nm/秒のレートで厚さ11nmのニッケル−クロム合金被膜(下地層)を形成した。次いで、基板のスパッタ面の裏面を、3℃に温度コントロールした冷媒を中に流した基板ホルダーのSUSプレートと接する状態とすることで、積層体のフィルムの温度を2℃に設定し、スパッタリングを行った。そして、10nm/秒のレートで銅を蒸着させ、厚さ0.22μmの銅薄膜を形成した。このようにして、各積層体から下地金属薄膜形成フィルム付きの積層板を得た。なお、銅およびNiCr層の厚さは蛍光X線法によって確認した。
銅メッキ層(厚付け層)を形成した。引き続き120℃で10分間熱処理して乾燥し、金属化ポリイミドフィルム・支持体積層体を得た。
ライン/スペース=20μm/20μmのライン列をテストパターンとして形成した。次いで、0.5μm厚に無電解スズメッキを施した後、125℃で1時間のアニール処理を行った。そして、形成したパターンを光学顕微鏡で観察し、だれ、パターン残り、パターン剥がれなどの有無を評価した。
これに対して、比較例1の積層体を用いた場合は、剥離後にフィルムの反りが非常に大きかった。さらに反りを強制しようと、反りの逆方向に曲げたところ、フィルムに割れが生じた。
2:カップリング剤層
3:易剥離部
4:良好接着部
5:ポリイミドフィルム
6:デバイス
10:良好接着部
20:易剥離部
Claims (10)
- 支持体とポリイミドフィルムとの積層体の製造方法であって、
前記支持体の前記ポリイミドフィルムに対向する側の面に対して、カップリング剤を塗布してカップリング剤層を形成した後、前記支持体と前記ポリイミドフィルムとを重ね合わせて加圧加熱処理することとし、
前記カップリング剤層を形成するにあたり、カップリング剤量が異なる領域からなる所定のパターンを形成することを特徴とする積層体の製造方法。 - 前記ポリイミドフィルムとして、予めプラズマ処理を施したフィルムを用いる請求項1に記載の積層体の製造方法。
- 前記ポリイミドフィルムとして、前記プラズマ処理の後に酸処理を施したフィルムを用いる請求項2に記載の積層体の製造方法。
- 前記カップリング剤の塗布は、インクジェット印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷、平版印刷、反転印刷、マイクロコンタクト印刷およびディスペンサー塗布からなる群より選ばれる1種以上で行う請求項1〜3のいずれかに記載の積層体の製造方法。
- 前記加圧加熱処理はロールを用いて大気圧雰囲気下で行う請求項1〜4のいずれかに記載の積層体の製造方法。
- 前記加圧加熱処理は加圧プロセスと加熱プロセスとに分離して行い、120℃未満の温度で加圧した後に、低圧もしくは常圧にて120℃以上の温度で加熱する請求項1〜5のいずれかに記載の積層体の製造方法。
- 支持体とポリイミドフィルムとの積層体であって、
前記支持体と前記ポリイミドフィルムの間にカップリング剤層が介在し、該カップリング剤層が、カップリング剤量が異なる領域からなる所定のパターンを有することを特徴とする積層体。 - 前記ポリイミドフィルムの厚さ斑が20%以下である請求項7に記載の積層体。
- ポリイミドフィルム上にデバイスが形成されてなる構造体を製造する方法であって、支持体とポリイミドフィルムとカップリング剤層とを有する請求項7または8に記載の積層体を用いることとし、該積層体のポリイミドフィルム上にデバイスを形成した後、前記カップリング剤量が少ない領域におけるポリイミドフィルムに切り込みを入れて該ポリイミドフィルムを前記支持体から剥離することを特徴とするデバイス構造体の製造方法。
- 前記デバイスを形成するにあたり前記積層体が250℃以上の高温に曝される工程を含む請求項9に記載のデバイス構造体の製造方法。
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