JP2014237270A - Polymer film laminated substrate - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polymer film laminated substrate which allows stable peeling of a polymer film from an inorganic substrate through a small and constant force.SOLUTION: A polymer film laminated substrate includes a thin film formed continuously or discontinuously in a part of at least one side of an inorganic substrate, a silane coupling agent layer formed continuously or discontinuously on the thin film and a polymer film layer laminated on the silane coupling agent layer. The difference between the contact angle of the surface of the inorganic substrate to isopropyl alcohol and the contact angle of the surface of the thin film to isopropyl alcohol is 5 degrees or smaller. The surface on which the polymer film is laminated consists of an easily peelable part and a good adhesion part, and the adhesion strength of the inorganic substrate to the polymer film in the good adhesion part is at least twice the adhesion strength of the inorganic substrate to the polymer film in the easily peelable part.

Description

本発明は、無機基板と高分子フィルム層(以下、「高分子フィルム」ともいう)との間に薄膜を備えている高分子フィルム積層基板であって、フレキシブルな電子デバイスを製造するのに有用であり、かつ無機基板のリサイクル性にも優れた高分子フィルム積層基板に関する。   The present invention is a polymer film laminated substrate having a thin film between an inorganic substrate and a polymer film layer (hereinafter also referred to as “polymer film”), and is useful for producing a flexible electronic device. Further, the present invention relates to a polymer film laminated substrate excellent in recyclability of an inorganic substrate.

近年、半導体素子、MEMS素子、ディスプレイ素子など機能素子の軽量化、小型・薄型化、フレキシビリティ化を目的として、高分子フィルム上にこれらの素子を形成する技術開発が活発に行われている。すなわち、情報通信機器(放送機器、移動体無線、携帯通信機器等)、レーダーや高速情報処理装置などといった電子部品の基材の材料としては、従来、耐熱性を有し且つ情報通信機器の信号帯域の高周波数化(GHz帯に達する)にも対応し得るセラミックが用いられていたが、セラミックはフレキシブルではなく薄型化もしにくいので、適用可能な分野が限定されるという欠点があったため、最近は高分子フィルムが基板として用いられている。   In recent years, for the purpose of reducing the weight, size and thickness of functional elements such as semiconductor elements, MEMS elements, and display elements, and increasing flexibility, technological developments for forming these elements on polymer films have been actively conducted. That is, as a material for the base material of electronic parts such as information communication equipment (broadcast equipment, mobile radio, portable communication equipment, etc.), radar, high-speed information processing equipment, etc., conventionally, it has heat resistance and information communication equipment signals. Ceramics that can cope with higher frequency bands (up to the GHz band) have been used, but since ceramics are not flexible and difficult to reduce in thickness, there is a drawback that applicable fields are limited. A polymer film is used as a substrate.

半導体素子、MEMS素子、ディスプレイ素子などの機能素子を高分子フィルム表面に形成するにあたっては、高分子フィルムの特性であるフレキシビリティを利用した、いわゆるロール・ツー・ロールプロセスにて加工することが理想とされている。しかしながら、半導体産業、MEMS産業、ディスプレイ産業等の業界では、これまでウエハベースまたはガラス基板ベース等のリジッドな平面基板を対象としたプロセス技術が構築されてきた。そこで、既存インフラを利用して機能素子を高分子フィルム上に形成するために、高分子フィルムを、例えばガラス板、セラミック板、シリコンウエハ、金属板などの無機物からなるリジッドな支持体に貼り合わせ、その上に所望の素子を形成した後に支持体から剥離するというプロセスが用いられている。   When functional elements such as semiconductor elements, MEMS elements, and display elements are formed on the surface of a polymer film, it is ideal to process them using a so-called roll-to-roll process that uses the flexibility of polymer films. It is said that. However, in the industry such as the semiconductor industry, the MEMS industry, and the display industry, a process technology for a rigid flat substrate such as a wafer base or a glass substrate base has been constructed so far. Therefore, in order to form a functional element on a polymer film using existing infrastructure, the polymer film is bonded to a rigid support made of an inorganic material such as a glass plate, a ceramic plate, a silicon wafer, or a metal plate. A process is used in which a desired element is formed thereon and then peeled off from the support.

ところで、高分子フィルムと無機物からなる支持体とを貼り合わせた積層体に所望の機能素子を形成するプロセスにおいては、該積層体は高温に曝されることが多い。例えば、ポリシリコンや酸化物半導体などの機能素子の形成においては200〜500℃程度の温度域での工程が必要である。また、低温ポリシリコン薄膜トランジスターの作製においては脱水素化のために450℃程度の加熱が必要になる場合があり、水素化アモルファスシリコン薄膜の作製においては200〜300℃程度の温度がフィルムに加わる場合がある。したがって、積層体を構成する高分子フィルムには耐熱性が求められるが、現実問題としてかかる高温域にて実用に耐える高分子フィルムは限られている。また、支持体への高分子フィルムの貼り合わせには一般に粘着剤や接着剤を用いることが考えられるが、その際の高分子フィルムと支持体との接合面(すなわち貼り合せ用の接着剤や粘着剤)にも耐熱性が求められる。しかし、通常の貼り合せ用の接着剤や粘着剤は十分な耐熱性を有していないため、機能素子の形成温度が高い場合には接着剤や粘着剤による貼り合わせは適用できない。   By the way, in a process of forming a desired functional element on a laminate in which a polymer film and an inorganic support are bonded together, the laminate is often exposed to high temperatures. For example, in the formation of a functional element such as polysilicon or an oxide semiconductor, a process in a temperature range of about 200 to 500 ° C. is required. Further, in the production of a low-temperature polysilicon thin film transistor, heating at about 450 ° C. may be required for dehydrogenation, and in the production of a hydrogenated amorphous silicon thin film, a temperature of about 200 to 300 ° C. is applied to the film. There is a case. Therefore, although heat resistance is calculated | required for the polymer film which comprises a laminated body, the polymer film which can be practically used in this high temperature range is limited as a real problem. In addition, it is generally considered to use a pressure-sensitive adhesive or an adhesive for laminating the polymer film to the support, but the bonding surface of the polymer film and the support at that time (that is, an adhesive for laminating or the like) The adhesive also requires heat resistance. However, since a normal bonding adhesive or pressure-sensitive adhesive does not have sufficient heat resistance, bonding with an adhesive or pressure-sensitive adhesive cannot be applied when the functional element formation temperature is high.

高分子フィルムを無機基板に貼り付ける耐熱接着手段がないため、かかる用途においては、高分子溶液または高分子の前駆体溶液を無機基板上に塗布して支持体上で乾燥・硬化させてフィルム化し、当該用途に使用する技術が知られている。しかしながら、かかる手段により得られる高分子フィルムは、脆く裂けやすいため、高分子フィルム表面に形成された機能素子は支持体から剥離する際に破壊してしまう場合が多い。特に支持体から大面積のフィルムを剥離するのは極めて難しく、およそ工業的に成り立つ歩留まりを得ることはできない。   Since there is no heat-resistant adhesive means for attaching a polymer film to an inorganic substrate, in such applications, a polymer solution or a polymer precursor solution is applied onto an inorganic substrate and dried and cured on a support to form a film. Techniques used for such applications are known. However, since the polymer film obtained by such means is brittle and easily torn, the functional element formed on the surface of the polymer film often breaks when peeled from the support. In particular, it is extremely difficult to peel a large-area film from a support, and it is not possible to obtain a yield that is about industrially valid.

このような事情に鑑み、機能素子を形成するための高分子フィルムと支持体との積層体として、耐熱性に優れ強靭で薄膜化が可能なポリイミドフィルムを、シランカップリング剤を介して無機物からなる支持体(無機層)に貼り合わせてなる積層体が提案されている(特許文献1〜3)。   In view of such circumstances, as a laminate of a polymer film and a support for forming a functional element, a polyimide film that has excellent heat resistance and is strong and can be thinned from an inorganic substance via a silane coupling agent. The laminated body bonded together to the support body (inorganic layer) which becomes is proposed (patent documents 1-3).

ところで、高分子フィルムは元来、柔軟な素材であり、多少の伸縮や曲げ伸ばしを行ってもよい。一方で、高分子フィルム上に形成された機能素子は、多くの場合、無機物からなる導電体、半導体を所定のパターンにて組み合わせた微細な構造を有しており、微小な伸縮や曲げ伸ばしといったストレスによって、その構造は破壊され、電子デバイスとしての特性は損なわれてしまう。かかるストレスは、無機基板から高分子フィルムを機能素子ごと剥離するときに生じやすい。そのため、特許文献1〜3に記載の積層体では、高分子フィルムを支持体から剥離する際に機能素子の構造が破壊されるおそれがある。   By the way, the polymer film is originally a flexible material, and may be somewhat stretched or bent and stretched. On the other hand, the functional element formed on the polymer film often has a fine structure in which a conductor made of an inorganic material and a semiconductor are combined in a predetermined pattern, such as a minute expansion and contraction and bending extension. The structure is destroyed by the stress, and the characteristics as an electronic device are impaired. Such stress is likely to occur when the polymer film is peeled from the inorganic substrate together with the functional elements. Therefore, in the laminated body of patent documents 1-3, when peeling a polymer film from a support body, there exists a possibility that the structure of a functional element may be destroyed.

そこで、無機基板上にカップリング剤処理を施してカップリング処理層を形成し、次いでカップリング処理層の一部に不活性化処理を施して、ポリイミドフィルムを貼り合わせた際に、無機基板から比較的剥離しにくい良接着部分と、無機基板から比較的剥離しやすい易剥離部分とを作り、ポリイミドフィルムの易剥離部分の上に機能素子を形成し、ポリイミドフィルムの易剥離部分に切り込みを入れて、易剥離部分のみを機能素子ごと剥離することにより、機能素子に与えるストレスを減じた状態にて無機基板からポリイミドフィルムを剥離可能とする技術が提案されている(特許文献4)。   Therefore, when a coupling agent treatment is performed on the inorganic substrate to form a coupling treatment layer, and then a part of the coupling treatment layer is subjected to an inactivation treatment, and the polyimide film is bonded to the inorganic substrate, Make a good adhesion part that is relatively difficult to peel off and an easy peel part that is relatively easy to peel off from the inorganic substrate, form a functional element on the easy peel part of the polyimide film, and cut the easy peel part of the polyimide film Thus, a technique has been proposed in which only the easy-peeling portion is peeled together with the functional element, so that the polyimide film can be peeled from the inorganic substrate in a state where stress applied to the functional element is reduced (Patent Document 4).

特開2010−283262号公報JP 2010-283262 A 特開2011−011455号公報JP 2011-011455 A 特開2011−245675号公報JP 2011-245675 A 特開2013−010342号公報JP 2013-010342 A

上述した特許文献4では、積層体を従来のガラス板やシリコンウエハなどの無機物の基板上に直接機能素子を形成するプロセスに供することが可能であり、さらに良接着部分と易剥離部分を設けることにより、高分子フィルム上に形成した機能素子を、高分子フィルムごと無機基板から比較的容易に剥離することができる。そのため、フレキシブルな電子デバイスの作製する際に非常に有用である。しかしながら、かかる技術の提案においても、必ずしも全ての問題点が解決されたわけではない。   In Patent Document 4 described above, the laminate can be subjected to a process of directly forming a functional element on an inorganic substrate such as a conventional glass plate or silicon wafer, and further provided with a good adhesion portion and an easy peeling portion. Thus, the functional element formed on the polymer film can be relatively easily separated from the inorganic substrate together with the polymer film. Therefore, it is very useful when manufacturing a flexible electronic device. However, not all the problems have been solved even in the proposal of such technology.

特許文献4に提案された技術において、カップリング剤を塗布した無機基板に不活性化処理を行い、カップリング剤層の活性度を変化させた場合、良接着部分と易剥離部分とには接着強度差が生じるため、易剥離部分のみを剥離することが比較的容易になる。しかしながら、易剥離部分内での接着強度は一様ではなく、バラツキが存在する。かかるバラツキは、カップリング剤層の厚さのバラツキやカップリング剤の元々の活性度のバラツキが存在していることに加え、カップリング剤層に不活性化処理を行う際のバラツキが相まって、さらに易剥離部分の接着強度のバラツキが増すこととなる。   In the technology proposed in Patent Document 4, when an inactivation treatment is performed on an inorganic substrate coated with a coupling agent, and the activity of the coupling agent layer is changed, the well-bonded portion and the easily peelable portion are bonded. Since a difference in strength occurs, it is relatively easy to peel only the easily peelable portion. However, the adhesive strength within the easily peelable portion is not uniform and there is variation. In addition to the variation in the thickness of the coupling agent layer and the variation in the original activity of the coupling agent, such variation is coupled with the variation in the deactivation treatment of the coupling agent layer, Furthermore, the variation in the adhesive strength of the easily peelable portion will increase.

シランカップリング剤を用いた接着は、シランカップリング剤の官能基と、高分子フィルムの活性点との化学反応によるものと解釈されるが、かかる化学反応は貼り合わせ工程のときだけでなく、貼り合わせ後に機能素子を高分子フィルム上に形成する際にも、暴露される温度、湿度、雰囲気、活性エネルギー線量などに伴って、化学反応状態が変化し、接着の進行にも影響を及ぼす。化学反応には結合反応と解離反応があり、反応場では両者が複雑に絡み合っている。その結果、易剥離部分において、化学反応の程度、形態の異なる場所が生じ、易剥離部分の中でも接着力は一様ではなく、バラツキが存在する。よって、高分子フィルムを無機基板から剥離する工程では機能素子が微小なストレスによって容易に破壊されるおそれがあり、この方法で電子デバイスを工業的に生産するには困難を伴う。   Adhesion using a silane coupling agent is interpreted as a chemical reaction between the functional group of the silane coupling agent and the active point of the polymer film, but such chemical reaction is not only in the bonding process, Even when the functional element is formed on the polymer film after bonding, the chemical reaction state changes with the temperature, humidity, atmosphere, active energy dose, and the like, which affect the progress of adhesion. Chemical reactions include bonding and dissociation reactions, and both are intricately entangled in the reaction field. As a result, places with different degrees and forms of chemical reaction occur in the easily peelable portions, and the adhesive force is not uniform and varies in the easily peelable portions. Therefore, in the process of peeling the polymer film from the inorganic substrate, the functional element may be easily broken by a minute stress, and it is difficult to industrially produce an electronic device by this method.

また、フレキシブルな電子デバイスを工業的に生産する事を考えた場合、仮支持体である無機基板のリサイクル性は製造コストに直結する重要な課題となる。無機基板のリサイクル性は、高分子フィルムを剥離した後の無機基板表面の状態に大きく左右される。   Further, when considering the industrial production of flexible electronic devices, the recyclability of the inorganic substrate, which is a temporary support, is an important issue that directly affects the manufacturing cost. The recyclability of the inorganic substrate greatly depends on the state of the inorganic substrate surface after the polymer film is peeled off.

シランカップリング剤は、無機基板、特にシリコンウエハやガラス板の表面の水酸基と化学反応を生じ、強固な共有結合を行うことが知られている。よって、表面に結合したシランカップリング剤層が残存した状態で無機基板をリサイクルしようとしても、元々の無機基板表面と同等の性状を有する表面にはならないため、一度使用した無機基板上に再度シランカップリング剤を均一に塗布することは非常に困難である。一方、シランカップリング剤層を完全に除去するには無機基板表面を再研磨するに等しい手間が必要であり、無機基板のリサイクルコストが高くなってしまう。よって、無機基板を低コストでリサイクルするのは非常に困難であった。   It is known that a silane coupling agent causes a chemical reaction with a hydroxyl group on the surface of an inorganic substrate, particularly a silicon wafer or a glass plate, and performs a strong covalent bond. Therefore, even if it is attempted to recycle the inorganic substrate with the silane coupling agent layer bonded to the surface remaining, the surface does not have the same properties as the surface of the original inorganic substrate. It is very difficult to apply the coupling agent uniformly. On the other hand, in order to completely remove the silane coupling agent layer, an effort equivalent to re-polishing the surface of the inorganic substrate is required, and the recycling cost of the inorganic substrate is increased. Therefore, it has been very difficult to recycle the inorganic substrate at a low cost.

本発明者らは前記課題を解決するために鋭意検討した結果、所定の材料を用いて、無機基板表面の少なくとも片面の一部に薄膜を形成し、その薄膜の上にシランカップリング剤を塗布することによって、シランカップリング剤を安定かつ均一に塗布することが可能となることを見いだした。その結果、高分子フィルムをシランカップリング剤層の上に積層したときに、易剥離部において容易に高分子フィルムをシランカップリング剤層ごと無機基板から剥離することが可能となる。これにより、精度の高いフレキシブル電子デバイスを高収率で製造可能となる上に、無機基板のリサイクル性も改善されることとなった。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors formed a thin film on at least one part of the surface of the inorganic substrate using a predetermined material, and applied a silane coupling agent on the thin film. By doing so, it was found that the silane coupling agent can be applied stably and uniformly. As a result, when the polymer film is laminated on the silane coupling agent layer, the polymer film can be easily peeled from the inorganic substrate together with the silane coupling agent layer at the easy peeling portion. As a result, a flexible electronic device with high accuracy can be produced with a high yield, and the recyclability of the inorganic substrate is also improved.

すなわち、本発明は以下の構成からなる。   That is, the present invention has the following configuration.

本発明は、無機基板の少なくとも片面の一部に薄膜が連続又は不連続に形成され、薄膜の上にシランカップリング剤層が連続又は不連続に形成され、さらにシランカップリング剤層の上に高分子フィルム層が積層された高分子フィルム積層基板であって、無機基板表面のイソプロピルアルコールに対する接触角と薄膜表面のイソプロピルアルコールに対する接触角との差が5度以内であり、高分子フィルムが積層された面は、高分子フィルムに切り込みを入れると高分子フィルムをシランカップリング剤層ごと無機基板から容易に分離できる領域である易剥離部と容易に分離できない領域である良好接着部とからなり、良好接着部における無機基板と高分子フィルムとの接着強度は、易剥離部における無機基板と高分子フィルムとの接着強度の2倍以上であることを特徴とする。   In the present invention, a thin film is continuously or discontinuously formed on at least a part of one surface of an inorganic substrate, a silane coupling agent layer is continuously or discontinuously formed on the thin film, and further on the silane coupling agent layer. A polymer film laminated substrate in which a polymer film layer is laminated, wherein a difference between a contact angle with respect to isopropyl alcohol on the surface of the inorganic substrate and a contact angle with respect to isopropyl alcohol on the surface of the thin film is within 5 degrees, and the polymer film is laminated. The cut surface is composed of an easily peelable portion that is an area where the polymer film can be easily separated from the inorganic substrate together with the silane coupling agent layer when a cut is made in the polymer film, and a good adhesive portion that is an area that cannot be easily separated. The adhesion strength between the inorganic substrate and the polymer film in the good adhesion part is the adhesion strength between the inorganic substrate and the polymer film in the easy peeling part. Characterized in that at least twice.

前記薄膜には、Cr、貴金属、金属炭化物、又は金属窒化物の少なくとも1つが含まれていることが好ましい。   It is preferable that the thin film contains at least one of Cr, noble metal, metal carbide, or metal nitride.

前記無機基板の少なくとも片面において、上記薄膜が不連続に形成されており、上記易剥離部では上記薄膜に覆われており、上記良好接着部では上記薄膜に覆われていないことが好ましい。   It is preferable that the thin film is formed discontinuously on at least one surface of the inorganic substrate, the easy-peeling portion is covered with the thin film, and the good adhesion portion is not covered with the thin film.

前記高分子フィルムはポリイミドフィルムであることが好ましい。   The polymer film is preferably a polyimide film.

本発明に係る高分子フィルム積層基板は、高分子フィルム上に電子デバイス(機能素子)を形成する際に、無機基板に高分子フィルム材料を仮支持するために用いられるのが好ましい。   The polymer film laminated substrate according to the present invention is preferably used for temporarily supporting a polymer film material on an inorganic substrate when an electronic device (functional element) is formed on the polymer film.

また、本発明には、フレキシブル電子デバイスの製造方法も包含され、この方法は無機基板の少なくとも片面の一部に薄膜を連続又は不連続に形成する工程と、薄膜の上にシランカップリング剤層を連続又は不連続に形成する工程と、シランカップリング剤層の上に複数の高分子フィルム層を積層する工程と、加熱加圧することで隣接する互いの層を接着する工程と、高分子フィルム上に電子デバイスを形成する工程と、高分子フィルム層に切り込みを入れ、高分子フィルム層の少なくとも一部を電子デバイス及びシランカップリング剤層ごと無機基板から剥離する工程とを備えることを特徴とする。   The present invention also includes a method for producing a flexible electronic device, which includes a step of forming a thin film continuously or discontinuously on at least part of one surface of an inorganic substrate, and a silane coupling agent layer on the thin film. Forming a continuous or discontinuous layer, laminating a plurality of polymer film layers on the silane coupling agent layer, adhering adjacent layers by heating and pressing, and a polymer film A step of forming an electronic device thereon, and a step of cutting the polymer film layer and peeling at least a part of the polymer film layer together with the electronic device and the silane coupling agent layer from the inorganic substrate. To do.

上記製造方法においては、高分子溶液または高分子の前駆体溶液をシランカップリング剤層または高分子フィルム層上に塗布し、塗布した溶液を乾燥、加熱することによって高分子フィルム層を積層するのが好ましい。また、薄膜に所定のパターンを形成する工程を含むのが好ましい。   In the above production method, a polymer solution or a polymer precursor solution is applied onto a silane coupling agent layer or a polymer film layer, and the applied solution is dried and heated to laminate the polymer film layer. Is preferred. Moreover, it is preferable to include the process of forming a predetermined pattern in a thin film.

本発明によれば、高分子フィルムと無機基板との間に薄膜を形成することにより、シランカップリング剤の均質な塗布が可能となり、また高分子フィルムを無機基板から剥離する際に、安定に、かつ一定の低い力で剥離することが可能となる。そして、高分子フィルム層を無機基板から剥離する際に高分子フィルム層に切り込みを入れると高分子フィルム層をシランカップリング剤層ごと無機基板から剥離でき、そして、高分子フィルム層が剥離されなかった箇所については、無機基板上から高分子フィルム層を除去すると、ケイ酸ガラス成分を主体とした成分のみが無機基板上に残存することとなる。従って、良好接着部の領域(薄膜が形成されていなかった領域)では、高分子フィルム層の除去後、無機基板表面と近い性状の表面となるため、シランカップリング剤の再塗布も比較的容易であり、無機基板のリサイクル性が大幅に向上する。   According to the present invention, by forming a thin film between a polymer film and an inorganic substrate, a silane coupling agent can be uniformly applied, and when the polymer film is peeled from the inorganic substrate, And, it becomes possible to peel with a certain low force. When the polymer film layer is peeled from the inorganic substrate, the polymer film layer can be peeled off from the inorganic substrate together with the silane coupling agent layer when the polymer film layer is cut, and the polymer film layer is not peeled off. In the case where the polymer film layer is removed from the inorganic substrate, only the component mainly composed of the silicate glass component remains on the inorganic substrate. Therefore, in the area of the well-bonded area (area where the thin film was not formed), after removal of the polymer film layer, the surface has a property close to the surface of the inorganic substrate, so re-application of the silane coupling agent is relatively easy. Thus, the recyclability of the inorganic substrate is greatly improved.

さらに、本発明によれば、薄膜を所定のパターンとすることで、高分子フィルムが積層された面は、高分子フィルムに切り込みを入れると、高分子フィルムをシランカップリング剤層ごと無機基板から容易に分離できる領域である易剥離部と容易に分離できない領域である良好接着部とを作り分けることができ、易剥離部周辺に沿って切り込みを入れて、易剥離部の高分子フィルム上に形成された機能素子部分を高分子フィルムと一体で無機基板から剥離することが可能となる。   Furthermore, according to the present invention, by forming the thin film into a predetermined pattern, the surface on which the polymer film is laminated is cut from the inorganic substrate together with the silane coupling agent layer when the polymer film is cut. It is possible to create an easily peelable area that is an easily separable area and a good adhesive area that is an area that cannot be easily separated, and make a cut along the periphery of the easily peelable area on the polymer film of the easily peelable area. The formed functional element portion can be peeled off from the inorganic substrate integrally with the polymer film.

本発明において、高耐熱性を有する高分子フィルムを用いれば、耐熱性に劣る接着剤や粘着剤を用いることなく無機基板と高分子フィルムとを貼り合わせが可能であり、例えば180℃以上といった高温が必要な場合であっても高分子フィルム上に機能素子を形成することができる。一般に半導体、誘電体等は、高温で形成した方が膜質の良い薄膜が得られるため、より高性能な電子デバイスの形成が期待できる。   In the present invention, if a polymer film having high heat resistance is used, it is possible to bond the inorganic substrate and the polymer film without using an adhesive or pressure-sensitive adhesive that is inferior in heat resistance. Even if it is necessary, a functional element can be formed on the polymer film. In general, semiconductors, dielectrics, and the like can be expected to form higher-performance electronic devices because a thin film with better film quality is obtained when formed at a high temperature.

従って、本発明の高分子フィルム積層基板を用いれば、誘電体素子、半導体素子、MEMS素子、ディスプレイ素子、発光素子、光電変換素子、圧電変換素子、熱電変換素子等の電子デバイスが高分子フィルム上に形成したフレキシブル電子デバイスの製造に有用である。   Therefore, when the polymer film laminated substrate of the present invention is used, an electronic device such as a dielectric element, a semiconductor element, a MEMS element, a display element, a light emitting element, a photoelectric conversion element, a piezoelectric conversion element, and a thermoelectric conversion element is formed on the polymer film. It is useful for the production of flexible electronic devices formed in the above.

(高分子フィルム積層基板およびその製造方法)
本発明は、無機基板の少なくとも片面の一部に薄膜が連続又は不連続に形成され、薄膜の上にシランカップリング剤層が連続又は不連続に形成され、さらにシランカップリング剤層の上に高分子フィルム層が積層された高分子フィルム積層基板である。
(Polymer film laminated substrate and manufacturing method thereof)
In the present invention, a thin film is continuously or discontinuously formed on at least a part of one surface of an inorganic substrate, a silane coupling agent layer is continuously or discontinuously formed on the thin film, and further on the silane coupling agent layer. This is a polymer film laminated substrate in which polymer film layers are laminated.

<無機基板>
本発明においては高分子フィルムの支持体として無機基板を用いる。また、高分子フィルム上に電子デバイスを形成して、フレキシブル電子デバイスを製造する場合においても、無機基板は高分子フィルム材料を仮支持するために用いられる。
<Inorganic substrate>
In the present invention, an inorganic substrate is used as a support for the polymer film. In addition, when a flexible electronic device is manufactured by forming an electronic device on a polymer film, the inorganic substrate is used for temporarily supporting the polymer film material.

無機基板としては無機物からなる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、半導体ウエハ、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、半導体ウエハ、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。   The inorganic substrate may be any plate-like material that can be used as a substrate made of an inorganic substance, for example, a glass plate, a ceramic plate, a semiconductor wafer, a material mainly made of metal, etc., and these glass plates, ceramic plates, Examples of semiconductor wafers and metal composites include those obtained by laminating them, those in which they are dispersed, and those containing these fibers.

前記ガラス板としては、石英ガラス、高ケイ酸ガラス(96%シリカ)、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス(パイレックス(登録商標))、ホウケイ酸ガラス(無アルカリ)、ホウケイ酸ガラス(マイクロシート)、アルミノケイ酸塩ガラス等が含まれる。これらの中でも、線膨張係数が5ppm/K以下のものが望ましく、市販品であれば、液晶用ガラスであるコーニング社製の「コーニング(登録商標)7059」や「コーニング(登録商標)1737」、「EAGLE」、旭硝子社製の「AN100」、日本電気硝子社製の「OA10」、SCHOTT社製の「AF32」などが望ましい。   Examples of the glass plate include quartz glass, high silicate glass (96% silica), soda lime glass, lead glass, aluminoborosilicate glass, borosilicate glass (Pyrex (registered trademark)), borosilicate glass (non-alkali), Borosilicate glass (microsheet), aluminosilicate glass and the like are included. Among these, those having a linear expansion coefficient of 5 ppm / K or less are desirable, and if it is a commercial product, “Corning (registered trademark) 7059” or “Corning (registered trademark) 1737” manufactured by Corning, which is a glass for liquid crystal, “EAGLE”, “AN100” manufactured by Asahi Glass, “OA10” manufactured by Nippon Electric Glass, “AF32” manufactured by SCHOTT, etc. are desirable.

前記セラミック板としては、Al、Mullite、AlN、SiC、Si、BN、結晶化ガラス、Cordierite、Spodumene、Pb−BSG+CaZrO+Al、Crystallized glass+Al、Crystallized Ca−BSG、BSG+Quartz、BSG+Al、Pb+BSG+Al、Glass−ceramic、ゼロデュア材などの基板用セラミックス、TiO、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、BaTi、BaTiO、BaTi4+CaZrO3、BaSrCaZrTiO3、Ba(TiZr)O3、PMN−PTやPFN−PFWなどのキャパシター材料、PbNb26、Pb0.5Be0.5Nb26、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。 Examples of the ceramic plate include Al 2 O 3 , Mullite, AlN, SiC, Si 3 N 4 , BN, crystallized glass, Cordierite, Spodumene, Pb—BSG + CaZrO 3 + Al 2 O 3 , Crystallized glass + Al 2 O 3 z ed, Cry Ceramics for substrates such as BSG, BSG + Quartz, BSG + Al 2 O 3 , Pb + BSG + Al 2 O 3 , Glass-ceramic, Zerodur material, TiO 2 , strontium titanate, calcium titanate, magnesium titanate, alumina, MgO, steatite, BaTi 4 O 9, BaTiO 3, BaTi 4 + CaZrO 3, BaSrCaZrTiO 3, Ba (TiZr) O 3, PMN-PT and PFN-PF Capacitor materials such, PbNb 2 O 6, Pb 0.5 Be 0.5 Nb 2 O 6, PbTiO 3, BaTiO 3, PZT, 0.855PZT-95PT-0.5BT, 0.873PZT-0.97PT-0.3BT, PLZT And other piezoelectric materials.

前記半導体ウエハとしては、特に限定されないが、シリコンウエハなどの半導体ウエハや化合物半導体ウエハ等を用いることができる。   Although it does not specifically limit as said semiconductor wafer, Semiconductor wafers, such as a silicon wafer, a compound semiconductor wafer, etc. can be used.

シリコンウエハとは、単結晶ないし多結晶のシリコンを薄板状に加工した物であり、n型或はp型にドーピングされたシリコンウエハ、イントリンシックシリコンウエハ等の全てが含まれ、また、シリコンウエハの表面に酸化シリコン層や各種薄膜が堆積されたシリコンウエハも含まれる。   A silicon wafer is a product obtained by processing single crystal or polycrystalline silicon into a thin plate shape, and includes all silicon wafers doped with n-type or p-type, intrinsic silicon wafers, etc. Also included is a silicon wafer having a silicon oxide layer and various thin films deposited on its surface.

また、シリコンウエハ以外の半導体ウエハ、化合物半導体ウエハなども前記半導体ウエハとして用いることができ、例えば、ゲルマニウム、シリコン−ゲルマニウム、ガリウム−ヒ素、アルミニウム−ガリウム−インジウム、窒素−リン−ヒ素−アンチモン、SiC、InP(インジウム燐)、InGaAs、GaInNAs、LT、LN、ZnO(酸化亜鉛)やCdTe(カドミウムテルル)、ZnSe(セレン化亜鉛)などのウエハが挙げられる。   Further, semiconductor wafers other than silicon wafers, compound semiconductor wafers, and the like can also be used as the semiconductor wafer. For example, germanium, silicon-germanium, gallium-arsenic, aluminum-gallium-indium, nitrogen-phosphorus-arsenic-antimony, SiC , InP (indium phosphorus), InGaAs, GaInNAs, LT, LN, ZnO (zinc oxide), CdTe (cadmium tellurium), ZnSe (zinc selenide) and the like.

前記金属としては、W、Mo、Pt、Fe、Ni、Auといった単一元素金属や、インコネル、モネル、ニモニック、炭素銅、Fe−Ni系インバー合金、スーパーインバー合金、といった合金等が含まれる。また、これら金属に、他の金属層、セラミック層を付加してなる多層金属板も含まれる。この場合、付加層との全体の線膨張係数(CTE)が低ければ、主金属層にCu、Alなども用いられる。付加金属層として使用される金属としては、高分子フィルムとの密着性を強固にするもの、拡散がないこと、耐薬品性や耐熱性が良いこと等の特性を有するものであれば限定されるものではないが、Cr、Ni、TiN、Mo含有Cuなどが好適な例として挙げられる。   Examples of the metal include single element metals such as W, Mo, Pt, Fe, Ni, and Au, alloys such as inconel, monel, mnemonic, carbon copper, Fe-Ni invar alloy, and super invar alloy. In addition, a multilayer metal plate formed by adding other metal layers and ceramic layers to these metals is also included. In this case, if the overall linear expansion coefficient (CTE) with the additional layer is low, Cu, Al or the like is also used for the main metal layer. The metal used as the additional metal layer is limited as long as it has strong properties such as adhesion to the polymer film, no diffusion, and good chemical resistance and heat resistance. Although it is not a thing, Cr, Ni, TiN, Mo containing Cu etc. are mentioned as a suitable example.

前記無機基板の平面部分は、充分に平坦である事が望ましい。具体的には、表面粗さのP−V値が50nm以下、より好ましくは20nm以下、さらに好ましくは5nm以下である。これより粗いと、高分子フィルム層と無機基板との接着強度が不充分となる場合がある。   The planar portion of the inorganic substrate is desirably sufficiently flat. Specifically, the PV value of the surface roughness is 50 nm or less, more preferably 20 nm or less, and further preferably 5 nm or less. If it is coarser than this, the adhesive strength between the polymer film layer and the inorganic substrate may be insufficient.

前記無機基板の厚さは特に制限されないが、取り扱い性の観点より10mm以下の厚さが好ましく、3mm以下がより好ましく、1.3mm以下がさらに好ましい。厚さの下限については特に制限されないが、好ましくは0.07mm以上、より好ましくは0.15mm以上、さらに好ましくは0.3mm以上である。   The thickness of the inorganic substrate is not particularly limited, but is preferably 10 mm or less, more preferably 3 mm or less, and even more preferably 1.3 mm or less from the viewpoint of handleability. The lower limit of the thickness is not particularly limited, but is preferably 0.07 mm or more, more preferably 0.15 mm or more, and further preferably 0.3 mm or more.

前記無機基板の面積は、高分子フィルム積層基板やフレキシブル電子デバイスの生産効率・コストの観点より、大面積であることが好ましい。具体的には、1000cm2以上であることが好ましく、1500cm2以上であることがより好ましく、2000cm2以上であることがさらに好ましい。 The area of the inorganic substrate is preferably a large area from the viewpoint of production efficiency and cost of the polymer film laminated substrate and the flexible electronic device. Specifically, it is preferably 1000 cm 2 or more, more preferably 1500 cm 2 or more, more preferably 2000 cm 2 or more.

<薄膜>
本発明においては、無機基板の少なくとも片面の一部に薄膜が連続又は不連続に形成されている。以下の例示は無機基板の片面側にのみ高分子フィルムを貼りつける形態を前提に説明するが、無機基板の両面に高分子フィルムを貼りつける形態も本発明の範囲内である。
<Thin film>
In the present invention, a thin film is formed continuously or discontinuously on a part of at least one surface of the inorganic substrate. The following examples are described on the assumption that the polymer film is attached only to one side of the inorganic substrate, but the embodiment in which the polymer film is attached to both surfaces of the inorganic substrate is also within the scope of the present invention.

薄膜には、少なくとも、Cr、貴金属、金属炭化物、金属窒化物の少なくとも1つが含まれる。特に、無機基板として、ガラス板ないしシリコンウエハを用いた場合には、少なくとも、Cr、貴金属、金属炭化物、金属窒化物の少なくとも1つが含まれるのが好ましい。薄膜は、Cr、貴金属、金属炭化物、金属窒化物の少なくとも1つが含まれる成膜源(蒸着源やターゲット)を用いて形成される。   The thin film contains at least one of Cr, noble metal, metal carbide, and metal nitride. In particular, when a glass plate or a silicon wafer is used as the inorganic substrate, it is preferable that at least one of Cr, noble metal, metal carbide, and metal nitride is included. The thin film is formed using a film formation source (evaporation source or target) containing at least one of Cr, noble metal, metal carbide, and metal nitride.

Crを主たる成膜源とする場合、成膜源にはCrが90質量%以上含まれているのが好ましい。また、Crと併用する元素としては、遷移金属元素であれば特に制限されないが、好ましくは、マンガン、コバルト、バナジウム、ニッケル、鉄、モリブデン等を例示することが出来る。これらの副成分は成膜源の10質量%を越えない範囲でCrと組み合わせて使用することができる。   When using Cr as the main film forming source, the film forming source preferably contains 90 mass% or more of Cr. Further, the element used in combination with Cr is not particularly limited as long as it is a transition metal element, but preferable examples include manganese, cobalt, vanadium, nickel, iron, molybdenum, and the like. These subcomponents can be used in combination with Cr within a range not exceeding 10 mass% of the film forming source.

貴金属としては金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウム、ルテニウム、オスミウム等を例示することができ、それらの中でも、金、白金を用いるのが好ましい。貴金属を主たる成膜源とする場合、成膜源には上記金属の少なくとも一種が85質量%以上含まれているのが好ましい。   Examples of the noble metal include gold, silver, platinum, palladium, rhodium, iridium, ruthenium, and osmium. Among these, gold and platinum are preferably used. When a noble metal is used as the main film forming source, it is preferable that the film forming source contains at least one of the above metals in an amount of 85% by mass or more.

金属炭化物としては、水に対して安定な金属炭化物を意味し、例えば、炭化タングステン、炭化モリブデン、炭化チタン、炭化タンタル、炭化ニオブ、炭化バナジウム、炭化ジルコニウム、炭化珪素、炭化硼素などを挙げることができ、それらの中でも、炭化珪素、炭化硼素を用いるのが好ましい。金属炭化物を主たる成膜源とする場合、成膜源には金属炭化物が80質量%以上含まれているのが好ましく、より好ましくは85質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上である。   The metal carbide means a metal carbide that is stable against water, and examples thereof include tungsten carbide, molybdenum carbide, titanium carbide, tantalum carbide, niobium carbide, vanadium carbide, zirconium carbide, silicon carbide, and boron carbide. Among them, it is preferable to use silicon carbide or boron carbide. When the metal carbide is the main film forming source, the film forming source preferably contains 80% by mass or more of metal carbide, more preferably 85% by mass or more, and still more preferably 90% by mass or more.

なお、アルカリ金属、アルカリ土類金属の炭化物は水により分解する場合があるため、好ましくない。   Note that an alkali metal or alkaline earth metal carbide is not preferable because it may be decomposed by water.

金属窒化物としては、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化ニオブ、窒化タンタル、窒化クロム、窒化バナジウム、窒化珪素、窒化ガリウム等を例示することができ、それらの中でも、窒化チタン、窒化ジルコニウム、窒化珪素を用いるのが好ましい。金属窒化物を主たる成膜源とする場合、成膜源には金属窒化物が80質量%以上含まれているのが好ましく、より好ましくは85質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上である。   Examples of the metal nitride include titanium nitride, zirconium nitride, niobium nitride, tantalum nitride, chromium nitride, vanadium nitride, silicon nitride, gallium nitride, etc. Among them, titanium nitride, zirconium nitride, silicon nitride can be exemplified. It is preferable to use it. When metal nitride is used as the main film formation source, the film formation source preferably contains 80% by mass or more of metal nitride, more preferably 85% by mass or more, and further preferably 90% by mass or more. .

薄膜を形成する手法については、特に制限されず、成膜源の種類、特性に応じて、蒸着、スパッタリング、反応性スパッタリング、イオンビームスパッタリング、CVD等の公知の薄膜形成手段を用いることができる。   The method for forming the thin film is not particularly limited, and known thin film forming means such as vapor deposition, sputtering, reactive sputtering, ion beam sputtering, and CVD can be used depending on the type and characteristics of the film forming source.

蒸着源やターゲットを用いて薄膜を形成することができるが、成膜源にCr、貴金属、金属炭化物、金属窒化物以外の物質を含む場合のように複数の物質が含まれている場合、合金にして単一の蒸着源やターゲットを用いて薄膜を形成してもよいし、合金にすることなく、複数の蒸着源やターゲットを用いて薄膜を形成してもよい。   A thin film can be formed using a vapor deposition source or target, but if the film formation source contains a plurality of substances such as a substance other than Cr, noble metal, metal carbide, or metal nitride, an alloy The thin film may be formed using a single vapor deposition source or target, or the thin film may be formed using a plurality of vapor deposition sources or targets without forming an alloy.

<シランカップリング剤処理>
本発明においてシランカップリング剤とは、無機基板と高分子フィルム層との間に物理的ないし化学的に介在し、両者間の接着力を高める作用を有する化合物を意味する。
<Silane coupling agent treatment>
In the present invention, the silane coupling agent means a compound that is physically or chemically interposed between the inorganic substrate and the polymer film layer and has an action of increasing the adhesive force between the two.

カップリング剤は、特に限定されるものではないが、アミノ基あるいはエポキシ基を持ったシランカップリング剤が好ましい。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、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。   The coupling agent is not particularly limited, but a silane coupling agent having an amino group or an epoxy group is preferable. Preferable specific examples of the silane coupling agent include N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2- ( Aminoethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, vinyltrichlorosilane, Vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysila P-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyl Trimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (vinylbenzyl) -2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride, 3-ureidopropyltriethoxysilane, 3-chloropropyl Trimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, 3-isocyanatopropyltriethoxy Orchid, tris- (3-trimethoxysilylpropyl) isocyanurate, chloromethylphenethyltrimethoxysilane, chloromethyltrimethoxysilane, aminophenyltrimethoxysilane, aminophenethyltrimethoxysilane, aminophenylaminomethylphenethyltrimethoxysilane, etc. Can be mentioned.

本発明で用いることのできるシランカップリング剤としては、上記のほかに、n−プロピルトリメトキシシラン、ブチルトリクロロシラン、2−シアノエチルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリクロロシラン、デシルトリクロロシラン、ジアセトキシジメチルシラン、ジエトキシジメチルシラン、ジメトキシジメチルシラン、ジメトキシジフェニルシラン、ジメトキシメチルフェニルシラン、ドデシルトリクロロシラン、ドデシルトリメトキシラン、エチルトリクロロシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクタデシルトリエトキシシラン、オクタデシルトリメトキシシラン、n−オクチルトリクロロシラン、n−オクチルトリエトキシシラン、n−オクチルトリメトキシシラン、トリエトキシエチルシラン、トリエトキシメチルシラン、トリメトキシメチルシラン、トリメトキシフェニルシラン、ペンチルトリエトキシシラン、ペンチルトリクロロシラン、トリアセトキシメチルシラン、トリクロロヘキシルシラン、トリクロロメチルシラン、トリクロロオクタデシルシラン、トリクロロプロピルシラン、トリクロロテトラデシルシラン、トリメトキシプロピルシラン、アリルトリクロロシラン、アリルトリエトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、ジエトキシメチルビニルシラン、ジメトキシメチルビニルシラン、トリクロロビニルシラン、トリエトキシビニルシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、トリクロロ−2−シアノエチルシラン、ジエトキシ(3−グリシジルオキシプロピル)メチルシラン、3−グリシジルオキシプロピル(ジメトキシ)メチルシラン、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランなどを使用することもできる。   In addition to the above, the silane coupling agent that can be used in the present invention includes n-propyltrimethoxysilane, butyltrichlorosilane, 2-cyanoethyltriethoxysilane, cyclohexyltrichlorosilane, decyltrichlorosilane, diacetoxydimethylsilane, Diethoxydimethylsilane, dimethoxydimethylsilane, dimethoxydiphenylsilane, dimethoxymethylphenylsilane, dodecyltrichlorosilane, dodecyltrimethoxysilane, ethyltrichlorosilane, hexyltrimethoxysilane, octadecyltriethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, n-octyltri Chlorosilane, n-octyltriethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, triethoxyethylsilane, triethoxymethylsilane , Trimethoxymethylsilane, trimethoxyphenylsilane, pentyltriethoxysilane, pentyltrichlorosilane, triacetoxymethylsilane, trichlorohexylsilane, trichloromethylsilane, trichlorooctadecylsilane, trichloropropylsilane, trichlorotetradecylsilane, trimethoxypropyl Silane, allyltrichlorosilane, allyltriethoxysilane, allyltrimethoxysilane, diethoxymethylvinylsilane, dimethoxymethylvinylsilane, trichlorovinylsilane, triethoxyvinylsilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, trichloro-2-cyanoethylsilane, diethoxy ( 3-glycidyloxypropyl) methylsilane, 3-glycidyloxypropyl (dimethoxy) ) Methylsilane, and the like can be used 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane.

本発明では、1つの分子中に1個のケイ素原子を有するシランカップリング剤が特に好ましく、例えば、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、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。プロセスで特に高い耐熱性が要求される場合、Siとアミノ基の間を芳香族基でつないだものが望ましい。   In the present invention, a silane coupling agent having one silicon atom in one molecule is particularly preferable. For example, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) ) -3-Aminopropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N -(1,3-dimethyl-butylidene) propylamine, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane , 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, aminophenyltrimethoxy Silane, amino phenethyltrimethoxysilane, such as aminophenyl aminomethyl phenethyltrimethoxysilane the like. In the case where particularly high heat resistance is required in the process, it is desirable to use an aromatic group between Si and an amino group.

本発明で用いることのできるカップリング剤としては、上記のシランカップリング剤以外のカップリング剤も併用することができる。例えば、1−メルカプト−2−プロパノール、3−メルカプトプロピオン酸メチル、3−メルカプト−2−ブタノール、3−メルカプトプロピオン酸ブチル、3−(ジメトキシメチルシリル)−1−プロパンチオール、4−(6−メルカプトヘキサロイル)ベンジルアルコール、11−アミノ−1−ウンデセンチオール、11−メルカプトウンデシルホスホン酸、11−メルカプトウンデシルトリフルオロ酢酸、2,2’−(エチレンジオキシ)ジエタンチオール、11−メルカプトウンデシルトリ(エチレングリコール)、(1−メルカプトウンデイック−11−イル)テトラ(エチレングリコール)、1−(メチルカルボキシ)ウンデック−11−イル)ヘキサ(エチレングリコール)、ヒドロキシウンデシルジスルフィド、カルボキシウンデシルジスルフィド、ヒドロキシヘキサドデシルジスルフィド、カルボキシヘキサデシルジスルフィド、テトラキス(2−エチルヘキシルオキシ)チタン、チタンジオクチロキシビス(オクチレングリコレート)、ジルコニウムトリブトキシモノアセチルアセトネート、ジルコニウムモノブトキシアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、ジルコニウムトリブトキシモノステアレート、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、3−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン、2,3−ブタンジチオール、1−ブタンチオール、2−ブタンチオール、シクロヘキサンチオール、シクロペンタンチオール、1−デカンチオール、1−ドデカンチオール、3−メルカプトプロピオン酸−2−エチルヘキシル、3−メルカプトプロピオン酸エチル、1−ヘプタンチオール、1−ヘキサデカンチオール、ヘキシルメルカプタン、イソアミルメルカプタン、イソブチルメルカプタン、3−メルカプトプロピオン酸、3−メルカプトプロピオン酸−3−メトキシブチル、2−メチル−1−ブタンチオール、1−オクタデカンチオール、1−オクタンチオール、1−ペンタデカンチオール、1−ペンタンチオール、1−プロパンチオール、1−テトラデカンチオール、1−ウンデカンチオール、1−(12−メルカプトドデシル)イミダゾール、1−(11−メルカプトウンデシル)イミダゾール、1−(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。   As a coupling agent that can be used in the present invention, a coupling agent other than the above-mentioned silane coupling agent can be used in combination. For example, 1-mercapto-2-propanol, methyl 3-mercaptopropionate, 3-mercapto-2-butanol, butyl 3-mercaptopropionate, 3- (dimethoxymethylsilyl) -1-propanethiol, 4- (6- Mercaptohexaloyl) benzyl alcohol, 11-amino-1-undecenethiol, 11-mercaptoundecylphosphonic acid, 11-mercaptoundecyltrifluoroacetic acid, 2,2 ′-(ethylenedioxy) diethanethiol, 11- Mercaptoundecyltri (ethylene glycol), (1-mercaptoundec-11-yl) tetra (ethylene glycol), 1- (methylcarboxy) undec-11-yl) hexa (ethylene glycol), hydroxyundecyl disulfide, carboxy Ndecyl disulfide, hydroxyhexadodecyl disulfide, carboxyhexadecyl disulfide, tetrakis (2-ethylhexyloxy) titanium, titanium dioctyloxybis (octylene glycolate), zirconium tributoxy monoacetylacetonate, zirconium monobutoxyacetylacetonate bis (Ethyl acetoacetate), zirconium tributoxy monostearate, acetoalkoxyaluminum diisopropylate, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, 2,3-butanedithiol, 1-butanethiol, 2-butanethiol, cyclohexanethiol, cyclo Pentanethiol, 1-decanethiol, 1-dodecanethiol, 2-ethylhexyl 3-mercaptopropionate, 3 Ethyl mercaptopropionate, 1-heptanethiol, 1-hexadecanethiol, hexyl mercaptan, isoamyl mercaptan, isobutyl mercaptan, 3-mercaptopropionic acid, 3-methoxybutyl 3-mercaptopropionate, 2-methyl-1-butanethiol, 1-octadecanethiol, 1-octanethiol, 1-pentadecanethiol, 1-pentanethiol, 1-propanethiol, 1-tetradecanethiol, 1-undecanethiol, 1- (12-mercaptododecyl) imidazole, 1- (11- Mercaptoundecyl) imidazole, 1- (10-mercaptodecyl) imidazole, 1- (16-mercaptohexadecyl) imidazole, 1- (17-mercaptoheptadecyl) imidazole, 1- (15-mercapto) dodecanoic acid, 1- (11-mercapto) undecanoic acid, 1- (10-mercapto) decanoic acid and the like can also be used.

<シランカップリング剤層の形成方法>
シランカップリング剤層の形成方法としては、シランカップリング剤溶液を塗布する方法や蒸着法などを用いることが出来る。
<Method for forming silane coupling agent layer>
As a method for forming the silane coupling agent layer, a method of applying a silane coupling agent solution, a vapor deposition method, or the like can be used.

シランカップリング剤溶液を塗布する方法としては、シランカップリング剤をアルコールなどの溶媒で希釈した溶液を用いて、スピンコート法、カーテンコート法、ディップコート法、スリットダイコート法、グラビアコート法、バーコート法、コンマコート法、アプリケーター法、スクリーン印刷法、スプレーコート法等の従来公知の溶液の塗布手段を適宜用いることができる。シランカップリング剤溶液を塗布する方法を用いた場合、塗布後に速やかに乾燥し、さらに100±30℃程度で数十秒〜10分程度の熱処理を行うことが好ましい。熱処理により、シランカップリング剤と被塗布面の表面とが化学反応により結合される。   As a method of applying the silane coupling agent solution, a solution obtained by diluting the silane coupling agent with a solvent such as alcohol is used, and a spin coating method, a curtain coating method, a dip coating method, a slit die coating method, a gravure coating method, a bar coating method, Conventionally known solution coating means such as a coating method, a comma coating method, an applicator method, a screen printing method, and a spray coating method can be appropriately used. When the method of applying the silane coupling agent solution is used, it is preferable to dry quickly after the application, and to perform a heat treatment at about 100 ± 30 ° C. for about several tens of seconds to 10 minutes. By the heat treatment, the silane coupling agent and the surface of the coated surface are bonded by a chemical reaction.

また、シランカップリング剤層を蒸着法によって形成することもでき、具体的には、基板をシランカップリング剤の蒸気、すなわち実質的に気体状態のシランカップリング剤に暴露して形成する。シランカップリング剤の蒸気は、液体状態のシランカップリング剤を40℃〜シランカップリング剤の沸点程度までの温度に加温することによって得ることが出来る。シランカップリング剤の沸点は、化学構造によって異なるが、概ね100〜250℃の範囲である。ただし200℃以上の加熱は、シランカップリング剤の有機基側の副反応を招く恐れがあるため好ましくない。   The silane coupling agent layer can also be formed by vapor deposition. Specifically, the substrate is formed by exposing the substrate to vapor of the silane coupling agent, that is, a substantially gaseous silane coupling agent. The vapor of the silane coupling agent can be obtained by heating the silane coupling agent in a liquid state to a temperature from 40 ° C. to about the boiling point of the silane coupling agent. Although the boiling point of a silane coupling agent changes with chemical structures, it is the range of about 100-250 degreeC in general. However, heating at 200 ° C. or higher is not preferable because it may cause a side reaction on the organic group side of the silane coupling agent.

シランカップリング剤を加温する環境は、加圧下、常圧下、減圧下のいずれでも構わないが、シランカップリング剤の気化を促進する場合には常圧下ないし減圧下が好ましい。多くのシランカップリング剤は可燃性液体であるため、密閉容器内にて、好ましくは容器内を不活性ガスで置換した後に気化作業を行うことが好ましい。   The environment for heating the silane coupling agent may be under pressure, normal pressure, or reduced pressure, but is preferably under normal pressure or reduced pressure when promoting vaporization of the silane coupling agent. Since many silane coupling agents are flammable liquids, it is preferable to perform the vaporizing operation in an airtight container, preferably after replacing the inside of the container with an inert gas.

無機基板をシランカップリング剤に暴露する時間は特に制限されないが、20時間以内が好ましく、より好ましくは60分以内、さらに好ましくは15分以内、最も好ましくは1分以内である。   The time for exposing the inorganic substrate to the silane coupling agent is not particularly limited, but is preferably within 20 hours, more preferably within 60 minutes, further preferably within 15 minutes, and most preferably within 1 minute.

無機基板をシランカップリング剤に暴露する間の無機基板の温度は、シランカップリング剤の種類と、求めるシランカップリング剤層の厚さにより−50℃から200℃の間の適正な温度に制御することが好ましい。   The temperature of the inorganic substrate during exposure of the inorganic substrate to the silane coupling agent is controlled to an appropriate temperature between −50 ° C. and 200 ° C. depending on the type of silane coupling agent and the thickness of the desired silane coupling agent layer. It is preferable to do.

シランカップリング剤に暴露された無機基板は、好ましくは、暴露後に、70℃〜200℃、さらに好ましくは75℃〜150℃に加熱される。かかる加熱によって、無機基板表面の水酸基などと、シランカップリング剤のアルコキシ基やシラザン基が反応し、シランカップリング剤処理が完了する。加熱に要する時間は10秒以上10分以内である。暴露後の加熱温度が高すぎたり、暴露後の加熱時間が長すぎる場合にはシランカップリング剤の劣化が生じる場合がある。また暴露後の加熱時間が短すぎると処理効果が得られない。なお、シランカップリング剤に暴露中の基板温度が既に80℃以上である場合には、暴露後の加熱を省略することも出来る。   The inorganic substrate exposed to the silane coupling agent is preferably heated to 70 ° C. to 200 ° C., more preferably 75 ° C. to 150 ° C. after the exposure. By such heating, the hydroxyl group on the surface of the inorganic substrate reacts with the alkoxy group or silazane group of the silane coupling agent, and the silane coupling agent treatment is completed. The time required for heating is 10 seconds or more and 10 minutes or less. If the heating temperature after exposure is too high or the heating time after exposure is too long, the silane coupling agent may be deteriorated. If the heating time after exposure is too short, the treatment effect cannot be obtained. If the substrate temperature during the exposure to the silane coupling agent is already 80 ° C. or higher, the heating after the exposure can be omitted.

本発明では、蒸着法を用いて、無機基板のシランカップリング剤層を形成させたい面を下向きに保持してシランカップリング剤蒸気に暴露することが好ましい。シランカップリング剤溶液を塗布する方法では、必然的に塗布中および塗布前後に無機基板の塗布面が上を向くため、作業環境下の浮遊異物などが無機基板表面に沈着する可能性を否定できない。しかしながら蒸着法では無機基板のシランカップリング剤層を形成させたい面を下向きに保持することが出来るため、環境中の異物が無機基板の表面(あるいは薄膜表面)やシランカップリング剤層の表面に付着する可能性が低くなる。   In the present invention, it is preferable that the surface of the inorganic substrate on which the silane coupling agent layer is to be formed is held downward and exposed to the silane coupling agent vapor by vapor deposition. In the method of applying the silane coupling agent solution, the coating surface of the inorganic substrate is inevitably facing upward during and before coating, so it is impossible to deny the possibility of floating foreign substances, etc. in the working environment being deposited on the surface of the inorganic substrate. . However, the vapor deposition method can hold the surface of the inorganic substrate on which the silane coupling agent layer is to be formed facing downward, so that foreign substances in the environment can adhere to the surface of the inorganic substrate (or the surface of the thin film) or the surface of the silane coupling agent layer. The possibility of adhesion is reduced.

なおシランカップリング剤処理前の無機基板表面を短波長UV/オゾン照射などの手段により清浄化したり液体洗浄剤で清浄化するのが好ましい。   In addition, it is preferable to clean the inorganic substrate surface before a silane coupling agent process by means, such as short wavelength UV / ozone irradiation, or a liquid cleaning agent.

シランカップリング剤層の膜厚は、無機基板、高分子フィルム等と比較しても極めて薄く、機械設計的な観点からは無視される程度の厚さであり、原理的には最低限、単分子層オーダーの厚さがあれば十分である。一般には400nm未満であり、200nm以下が好ましく、さらに実用上は100nm以下が好ましく、より好ましくは50nm以下、さらに好ましくは10nm以下である。ただし、計算上5nm以下の領域になるとシランカップリング剤層が均一な塗膜としてではなく、クラスター状に存在するおそれがある。なお、シランカップリング剤層の膜厚は、エリプソメトリー法または塗布時のシランカップリング剤溶液の濃度と塗布量から計算して求めることができる。   The film thickness of the silane coupling agent layer is extremely thin compared to inorganic substrates, polymer films, etc., and is negligible from a mechanical design standpoint. A thickness on the order of the molecular layer is sufficient. Generally, it is less than 400 nm, preferably 200 nm or less, more preferably 100 nm or less in practical use, more preferably 50 nm or less, and further preferably 10 nm or less. However, when the calculation is in the region of 5 nm or less, the silane coupling agent layer may exist in a cluster form, not as a uniform coating film. In addition, the film thickness of a silane coupling agent layer can be calculated | required from the ellipsometry method or calculating from the density | concentration and application amount of the silane coupling agent solution at the time of application | coating.

<高分子フィルム>
薄膜及びシランカップリング剤層が形成された無機基板の上に、高分子の溶液や高分子前駆体溶液を塗布し、乾燥・製膜することによって高分子フィルム層を形成することが可能である。
<Polymer film>
It is possible to form a polymer film layer by applying a polymer solution or a polymer precursor solution on an inorganic substrate on which a thin film and a silane coupling agent layer are formed, and drying and forming a film. .

本発明における高分子フィルムとしては、ポリイミド・ポリアミドイミド・ポリエーテルイミド・フッ素化ポリイミドといった芳香族ポリイミド、脂環族ポリイミドなどのポリイミド系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレートといった全芳香族ポリエステル、半芳香族ポリエステルなどの共重合ポリエステル、ポリメチルメタクリレートに代表される共重合(メタ)アクリレート、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルケトン、酢酸セルロース、硝酸セルロース、芳香族ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリフェノール、ポリアリレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキシド、ポリスチレン等のフィルムを用いることが出来、耐熱性が100℃以上の高分子を用いたフィルム、所謂エンジニアリングプラスチックを用いたフィルムであることが好ましい。エンジニアリングプラスチックを用いたフィルムとは、例えば、芳香族ポリエステルフィルムであることが好ましく、さらには耐熱温度が150℃を越える芳香族ポリアミドフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリイミドフィルムなどのスーパーエンプラフィルムなどを挙げることができる。ここに耐熱性とはガラス転移温度ないしは熱変形温度をいう。   Examples of the polymer film in the present invention include aromatic polyimides such as polyimide, polyamideimide, polyetherimide, and fluorinated polyimide, polyimide resins such as alicyclic polyimide, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polyethylene-2. Copolyesters such as wholly aromatic polyesters and semi-aromatic polyesters such as 1,6-naphthalate, copolymerized (meth) acrylates represented by polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyamide, polysulfone, polyethersulfone, polyetherketone, acetic acid Cellulose, cellulose nitrate, aromatic polyamide, polyvinyl chloride, polyphenol, polyarylate, polyphenylene sulfide, polyphenyleneoxy , It can be used a film of polystyrene, the film heat resistance using 100 ° C. or more polymeric, preferably a film using a so-called engineering plastics. The film using engineering plastic is preferably, for example, an aromatic polyester film, and further includes a super engineering plastic film such as an aromatic polyamide film, a polyamideimide film, or a polyimide film having a heat resistant temperature exceeding 150 ° C. Can do. Here, the heat resistance means a glass transition temperature or a heat distortion temperature.

以下にポリイミド系樹脂フィルムについての詳細を説明する。一般にポリイミド系樹脂フィルムは、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に塗布、乾燥してグリーンフィルム(以下では「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。   Details of the polyimide resin film will be described below. In general, a polyimide resin film is obtained by applying a polyamic acid (polyimide precursor) solution obtained by reacting diamines and tetracarboxylic acids in a solvent to a support for preparing a polyimide film, followed by drying to obtain a green film (hereinafter, referred to as a polyimide film). It is also referred to as “polyamic acid film”), and it is obtained by subjecting the green film to high-temperature heat treatment on a support for preparing a polyimide film or in a state peeled from the support to cause a dehydration ring-closing reaction.

ポリアミド酸を構成するジアミン類としては、特に制限はなく、ポリイミド合成に通常用いられる芳香族ジアミン類、脂肪族ジアミン類、脂環式ジアミン類等を用いることができる。耐熱性の観点からは、芳香族ジアミン類が好ましく、芳香族ジアミン類の中では、ベンゾオキサゾール構造を有する芳香族ジアミン類がより好ましい。ベンゾオキサゾール構造を有する芳香族ジアミン類を用いると、高い耐熱性とともに、高弾性率、低熱収縮性、低線膨張係数を発現させることが可能になる。ジアミン類は、単独で用いてもよいし二種以上を併用してもよい。   There is no restriction | limiting in particular as diamine which comprises a polyamic acid, The aromatic diamine, aliphatic diamine, alicyclic diamine etc. which are normally used for a polyimide synthesis | combination can be used. From the viewpoint of heat resistance, aromatic diamines are preferable, and among aromatic diamines, aromatic diamines having a benzoxazole structure are more preferable. When aromatic diamines having a benzoxazole structure are used, it is possible to develop a high elastic modulus, a low heat shrinkage, and a low linear expansion coefficient as well as a high heat resistance. Diamines may be used alone or in combination of two or more.

ベンゾオキサゾール構造を有する芳香族ジアミン類としては、特に限定はなく、例えば、5−アミノ−2−(p−アミノフェニル)ベンゾオキサゾール、6−アミノ−2−(p−アミノフェニル)ベンゾオキサゾール、5−アミノ−2−(m−アミノフェニル)ベンゾオキサゾール、6−アミノ−2−(m−アミノフェニル)ベンゾオキサゾール、2,2’−p−フェニレンビス(5−アミノベンゾオキサゾール)、2,2’−p−フェニレンビス(6−アミノベンゾオキサゾール)、1−(5−アミノベンゾオキサゾロ)−4−(6−アミノベンゾオキサゾロ)ベンゼン、2,6−(4,4’−ジアミノジフェニル)ベンゾ[1,2−d:5,4−d’]ビスオキサゾール、2,6−(4,4’−ジアミノジフェニル)ベンゾ[1,2−d:4,5−d’]ビスオキサゾール、2,6−(3,4’−ジアミノジフェニル)ベンゾ[1,2−d:5,4−d’]ビスオキサゾール、2,6−(3,4’−ジアミノジフェニル)ベンゾ[1,2−d:4,5−d’]ビスオキサゾール、2,6−(3,3’−ジアミノジフェニル)ベンゾ[1,2−d:5,4−d’]ビスオキサゾール、2,6−(3,3’−ジアミノジフェニル)ベンゾ[1,2−d:4,5−d’]ビスオキサゾール等が挙げられる。   The aromatic diamine having a benzoxazole structure is not particularly limited. For example, 5-amino-2- (p-aminophenyl) benzoxazole, 6-amino-2- (p-aminophenyl) benzoxazole, 5 -Amino-2- (m-aminophenyl) benzoxazole, 6-amino-2- (m-aminophenyl) benzoxazole, 2,2'-p-phenylenebis (5-aminobenzoxazole), 2,2 ' -P-phenylenebis (6-aminobenzoxazole), 1- (5-aminobenzoxazolo) -4- (6-aminobenzoxazolo) benzene, 2,6- (4,4'-diaminodiphenyl) benzo [1,2-d: 5,4-d ′] bisoxazole, 2,6- (4,4′-diaminodiphenyl) benzo [1,2-d 4,5-d '] bisoxazole, 2,6- (3,4'-diaminodiphenyl) benzo [1,2-d: 5,4-d'] bisoxazole, 2,6- (3,4 ' -Diaminodiphenyl) benzo [1,2-d: 4,5-d '] bisoxazole, 2,6- (3,3'-diaminodiphenyl) benzo [1,2-d: 5,4-d'] Examples thereof include bisoxazole and 2,6- (3,3′-diaminodiphenyl) benzo [1,2-d: 4,5-d ′] bisoxazole.

上述したベンゾオキサゾール構造を有する芳香族ジアミン類以外の芳香族ジアミン類としては、例えば、2,2’−ジメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、1,4−ビス[2−(4−アミノフェニル)−2−プロピル]ベンゼン(ビスアニリン)、1,4−ビス(4−アミノ−2−トリフルオロメチルフェノキシ)ベンゼン、2,2’−ジトリフルオロメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(3−アミノフェノキシ)ビフェニル、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]ケトン、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルフィド、ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン、2,2−ビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2−ビス[4−(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、m−フェニレンジアミン、o−フェニレンジアミン、p−フェニレンジアミン、m−アミノベンジルアミン、p−アミノベンジルアミン、3,3’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,3’−ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’−ジアミノジフェニルスルホキシド、3,4’−ジアミノジフェニルスルホキシド、4,4’−ジアミノジフェニルスルホキシド、3,3’−ジアミノジフェニルスルホン、3,4’−ジアミノジフェニルスルホン、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、3,3’−ジアミノベンゾフェノン、3,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]メタン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]エタン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)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]プロパン、1,1−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、1,3−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、1,4−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]ブタン、2,2−ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェ
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。
Examples of the aromatic diamine other than the aromatic diamine having the benzoxazole structure described above include 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 1,4-bis [2- (4-aminophenyl). ) -2-propyl] benzene (bisaniline), 1,4-bis (4-amino-2-trifluoromethylphenoxy) benzene, 2,2′-ditrifluoromethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 4,4 '-Bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 4,4'-bis (3-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl Sulfide, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propyl Pan, 2,2-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, m-phenylenediamine, o-phenylenediamine, p-phenylenediamine, m-aminobenzylamine, p-aminobenzylamine, 3,3′-diaminodiphenyl ether, 3,4′-diaminodiphenyl ether, 4,4′-diaminodiphenyl ether, 3,3′-diaminodiphenyl sulfide, 3,3′- Diaminodiphenyl sulfoxide, 3,4'-diaminodiphenyl sulfoxide, 4,4'-diaminodiphenyl sulfoxide, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 3,4'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 3 , 3'-diaminobenzophenone, 3,4'-diaminobenzo Zophenone, 4,4′-diaminobenzophenone, 3,3′-diaminodiphenylmethane, 3,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylmethane, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] methane, 1, 1-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ethane, 1,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ethane, 1,1-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] Propane, 1,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-amino) Phenoxy) phenyl] propane, 1,1-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] butane, 1,3-bis [4- (4-aminopheno) Cis) phenyl] butane, 1,4-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] butane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] butane, 2,3-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] butane, 2- [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -2- [4- (4-aminophenoxy) -3-methylphenyl] propane, 2,2-bis [4 -(4-aminophenoxy) -3-methylphenyl] propane, 2- [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -2- [4- (4-aminophenoxy) -3,5-dimethylphenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) -3,5-dimethylphenyl] propane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] -1,1,1,3,3 , 3-he Xafluoropropane, 1,4-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (3-aminophenoxy) benzene, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 4,4′-bis ( 4-aminophenoxy) biphenyl, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ketone, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfide, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfoxide, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ether, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] ether, 1,3-bis [4- ( 4-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,3-bis [4- (3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1 , 4-Bis [4- (3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 4,4′-bis [(3-aminophenoxy) benzoyl] benzene, 1,1-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] Propane, 1,3-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] propane, 3,4'-diaminodiphenyl sulfide, 2,2-bis [3- (3-aminophenoxy) phenyl] -1,1, 1,3,3,3-hexafluoropropane, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] methane, 1,1-bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] ethane, 1,2-bis [ 4- (3-aminophenoxy) phenyl] ethane, bis [4- (3-aminophenoxy) phenyl] sulfoxide, 4,4′-bis [3- (4-aminophenoxy) benzo Diphenyl ether, 4,4′-bis [3- (3-aminophenoxy) benzoyl] diphenyl ether, 4,4′-bis [4- (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) phenoxy] benzophenone, 4, 4′-bis [4- (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) phenoxy] diphenylsulfone, bis [4- {4- (4-aminophenoxy) phenoxy} phenyl] sulfone, 1,4-bis [4 -(4-aminophenoxy) phenoxy-α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-aminophenoxy) phenoxy-α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4 -(4-Amino-6-trifluoromethylphenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-amino-6-fur) Olophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- (4-amino-6-methylphenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 1,3-bis [4- ( 4-amino-6-cyanophenoxy) -α, α-dimethylbenzyl] benzene, 3,3′-diamino-4,4′-diphenoxybenzophenone, 4,4′-diamino-5,5′-diphenoxybenzophenone 3,4′-diamino-4,5′-diphenoxybenzophenone, 3,3′-diamino-4-phenoxybenzophenone, 4,4′-diamino-5-phenoxybenzophenone, 3,4′-diamino-4- Phenoxybenzophenone, 3,4′-diamino-5′-phenoxybenzophenone, 3,3′-diamino-4,4′-dibiphenoxybenzophenone, 4,4′-dia No-5,5′-dibiphenoxybenzophenone, 3,4′-diamino-4,5′-dibiphenoxybenzophenone, 3,3′-diamino-4-biphenoxybenzophenone, 4,4′-diamino-5-bi Phenoxybenzophenone, 3,4'-diamino-4-biphenoxybenzophenone, 3,4'-diamino-5'-biphenoxybenzophenone, 1,3-bis (3-amino-4-phenoxybenzoyl) benzene, 1,4 -Bis (3-amino-4-phenoxybenzoyl) benzene, 1,3-bis (4-amino-5-phenoxybenzoyl) benzene, 1,4-bis (4-amino-5-phenoxybenzoyl) benzene, 1, 3-bis (3-amino-4-biphenoxybenzoyl) benzene, 1,4-bis (3-amino-4-biphenoxybenzoy) ) Benzene, 1,3-bis (4-amino-5-biphenoxy benzoyl) benzene, 1
, 4-bis (4-amino-5-biphenoxybenzoyl) benzene, 2,6-bis [4- (4-amino-α, α-dimethylbenzyl) phenoxy] benzonitrile, and the aromatic ring of the above aromatic diamine Some or all of the above hydrogen atoms are substituted by halogen atoms, some or all of the hydrogen atoms of a halogen atom, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or an alkoxyl group, a cyano group, or an alkyl group or alkoxyl group. An aromatic diamine substituted with a halogenated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or an alkoxyl group is exemplified.

前記脂肪族ジアミン類としては、例えば、1,2−ジアミノエタン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,8−ジアミノオクタン等が挙げられる。   Examples of the aliphatic diamines include 1,2-diaminoethane, 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,8-diaminooctane, and the like.

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。   Examples of the alicyclic diamines include 1,4-diaminocyclohexane, 4,4′-methylenebis (2,6-dimethylcyclohexylamine), and the like.

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。   The total amount of diamines other than aromatic diamines (aliphatic diamines and alicyclic diamines) is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and still more preferably 5% by mass or less of the total diamines. It is. In other words, the aromatic diamine is preferably 80% by mass or more of the total diamines, more preferably 90% by mass or more, and still more preferably 95% by mass or more.

ポリアミド酸を構成するテトラカルボン酸類としては、ポリイミド合成に通常用いられる芳香族テトラカルボン酸類(その酸無水物を含む)、脂肪族テトラカルボン酸類(その酸無水物を含む)、脂環族テトラカルボン酸類(その酸無水物を含む)を用いることができる。中でも、芳香族テトラカルボン酸無水物類、脂環族テトラカルボン酸無水物類が好ましく、耐熱性の観点からは芳香族テトラカルボン酸無水物類がより好ましく、光透過性の観点からは脂環族テトラカルボン酸類がより好ましい。これらが酸無水物である場合、分子内に無水物構造は1個であってもよいし2個であってもよいが、好ましくは2個の無水物構造を有するもの(二無水物)がよい。テトラカルボン酸類は単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。   The tetracarboxylic acids constituting the polyamic acid include aromatic tetracarboxylic acids (including acid anhydrides), aliphatic tetracarboxylic acids (including acid anhydrides), and alicyclic tetracarboxylic acids that are commonly used for polyimide synthesis. Acids (including acid anhydrides thereof) can be used. Among them, aromatic tetracarboxylic acid anhydrides and alicyclic tetracarboxylic acid anhydrides are preferable, aromatic tetracarboxylic acid anhydrides are more preferable from the viewpoint of heat resistance, and alicyclic from the viewpoint of light transmission. Group tetracarboxylic acids are more preferred. In the case where these are acid anhydrides, the number of anhydride structures in the molecule may be one or two, but those having two anhydride structures (dianhydrides) are preferred. Good. Tetracarboxylic acids may be used alone or in combination of two or more.

脂環族テトラカルボン酸類としては、例えば、シクロブタンテトラカルボン酸、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸、3,3’,4,4’−ビシクロヘキシルテトラカルボン酸等の脂環族テトラカルボン酸、およびこれらの酸無水物が挙げられる。これらの中でも、2個の無水物構造を有する二無水物(例えば、シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物等)が好適である。なお、脂環族テトラカルボン酸類は単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。   Examples of the alicyclic tetracarboxylic acids include alicyclic tetracarboxylic acids such as cyclobutanetetracarboxylic acid, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid, and 3,3 ′, 4,4′-bicyclohexyltetracarboxylic acid. Carboxylic acids and their acid anhydrides are mentioned. Among these, dianhydrides having two anhydride structures (for example, cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4 '-Bicyclohexyltetracarboxylic dianhydride and the like) are preferred. In addition, alicyclic tetracarboxylic acids may be used independently and may use 2 or more types together.

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。   In the case where importance is attached to transparency, the alicyclic tetracarboxylic acids are, for example, preferably 80% by mass or more of all tetracarboxylic acids, more preferably 90% by mass or more, and further preferably 95% by mass or more.

芳香族テトラカルボン酸類としては、特に限定されないが、ピロメリット酸残基(すなわちピロメリット酸由来の構造を有するもの)であることが好ましく、その酸無水物であることがより好ましい。このような芳香族テトラカルボン酸類としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、3,3',4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、4,4'−オキシジフタル酸二無水物、3,3',4,4'−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3',4,4'−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,2−ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン酸無水物等が挙げられる。   The aromatic tetracarboxylic acids are not particularly limited, but are preferably pyromellitic acid residues (that is, those having a structure derived from pyromellitic acid), and more preferably acid anhydrides thereof. Examples of such aromatic tetracarboxylic acids include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 4,4′-oxydiphthalic dianhydride, 3 , 3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis [4- (3,4-di Carboxyphenoxy) phenyl] propanoic anhydride and the like.

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。   In the case of placing importance on heat resistance, the aromatic tetracarboxylic acids are, for example, preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and still more preferably 95% by mass or more of all tetracarboxylic acids.

シランカップリング剤層上への高分子の溶液や高分子前駆体溶液の塗布は、例えば、スピンコート、ドクターブレード、アプリケーター、コンマコーター、スクリーン印刷法、スリットコート、リバースコート、ディップコート、カーテンコート、スリットダイコート等従来公知の溶液の塗布手段を適宜用いることができる。   For example, spin coating, doctor blade, applicator, comma coater, screen printing method, slit coating, reverse coating, dip coating, curtain coating can be applied to the silane coupling agent layer. Conventionally known solution application means such as slit die coating can be appropriately used.

例えば、ポリイミド系樹脂フィルムは、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)溶液を無機基板に所定の厚さとなるように塗布し、乾燥した後に、高温熱処理して脱水閉環反応を行わせる熱イミド化法又は無水酢酸等を脱水剤とし、ピリジン等を触媒として用いる化学イミド化法を行うことによって得ることができる。   For example, after applying a polyamic acid (polyimide precursor) solution obtained by reacting diamines and tetracarboxylic acids in a solvent in a solvent to a predetermined thickness on an inorganic substrate and drying, It can be obtained by a thermal imidation method in which a dehydration ring-closing reaction is performed by heat treatment at high temperature or a chemical imidation method using acetic anhydride or the like as a dehydrating agent and pyridine or the like as a catalyst.

熱可塑性の高分子である場合は、溶融延伸法により高分子フィルム層を得ることが出来る。また、熱可塑性の高分子でない場合は、溶液製膜法により高分子フィルム層を得ることが出来る。さらに、高分子によっては、シランカップリング剤層上に高分子材料そのものやその前駆体の溶液を塗布・乾燥してフィルム化する手法を用いることもできる。   In the case of a thermoplastic polymer, a polymer film layer can be obtained by a melt stretching method. Moreover, when it is not a thermoplastic polymer, a polymer film layer can be obtained by a solution casting method. Furthermore, depending on the polymer, a technique of applying a film of the polymer material itself or a precursor thereof onto the silane coupling agent layer and drying it to form a film can be used.

本発明の高分子フィルムの厚さは3μm以上が好ましく、より好ましくは11μm以上であり、さらに好ましくは24μm以上であり、より一層好ましくは45μm以上である。高分子フィルムの厚さの上限は特に制限されないが、フレキシブル電子デバイスとして用いるためには250μm以下であることが好ましく、より好ましくは150μm以下であり、さらに好ましくは90μm以下である。   The thickness of the polymer film of the present invention is preferably 3 μm or more, more preferably 11 μm or more, still more preferably 24 μm or more, and even more preferably 45 μm or more. The upper limit of the thickness of the polymer film is not particularly limited, but is preferably 250 μm or less, more preferably 150 μm or less, and still more preferably 90 μm or less for use as a flexible electronic device.

本発明の高分子フィルムは、ガラス転移温度が250℃以上、好ましくは300℃以上、さらに好ましくは350℃以上であり、あるいは500℃以下の領域においてガラス転移点が観測されないことが好ましい。本発明におけるガラス転移温度は、示差熱分析(DSC)により求めるものである。   The polymer film of the present invention preferably has a glass transition temperature of 250 ° C. or higher, preferably 300 ° C. or higher, more preferably 350 ° C. or higher, or no glass transition point observed in the region of 500 ° C. or lower. The glass transition temperature in the present invention is determined by differential thermal analysis (DSC).

本発明の高分子フィルムの30℃から300℃の間の平均のCTEは、好ましくは、−5ppm/℃〜+20ppm/℃であり、より好ましくは−5ppm/℃〜+15ppm/℃であり、さらに好ましくは1ppm/℃〜+10ppm/℃である。CTEが前記範囲であると、一般的な支持体(無機基板)との線膨張係数の差を小さく保つことができ、熱を加えるプロセスに供しても高分子フィルムと無機基板とが剥がれることを回避できる。   The average CTE of the polymer film of the present invention between 30 ° C. and 300 ° C. is preferably −5 ppm / ° C. to +20 ppm / ° C., more preferably −5 ppm / ° C. to +15 ppm / ° C., and further preferably Is 1 ppm / ° C. to +10 ppm / ° C. When the CTE is in the above range, the difference in linear expansion coefficient from a general support (inorganic substrate) can be kept small, and the polymer film and the inorganic substrate can be peeled off even when subjected to a process of applying heat. Can be avoided.

本発明における高分子フィルムの引張破断強度は、60MPa以上が好ましく、より好ましくは120MPa以上であり、さらに好ましくは240MPa以上である。引張破断強度の上限は特に制限されないが、事実上1000MPa程度未満である。なお、前記高分子フィルムの引張破断強度とは、高分子フィルムの流れ方向(MD方向)の引張破断強度及び幅方向(TD方向)の引張破断強度の平均値を指す。   The tensile strength at break of the polymer film in the present invention is preferably 60 MPa or more, more preferably 120 MPa or more, and further preferably 240 MPa or more. The upper limit of the tensile strength at break is not particularly limited, but is practically less than about 1000 MPa. The tensile breaking strength of the polymer film refers to the average value of the tensile breaking strength in the flow direction (MD direction) and the tensile breaking strength in the width direction (TD direction) of the polymer film.

本発明における高分子フィルムの厚さ斑は、20%以下であることが好ましく、より好ましくは12%以下、さらに好ましくは7%以下、特に好ましくは4%以下である。厚さ斑が20%を超えると、狭小部へ適用し難くなる傾向がある。なお、フィルムの厚さ斑は、例えば接触式の膜厚計にて被測定フィルムから無作為に10点程度の位置を抽出してフィルム厚を測定し、下記式に基づき求めることができる。
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
The thickness unevenness of the polymer film in the present invention is preferably 20% or less, more preferably 12% or less, still more preferably 7% or less, and particularly preferably 4% or less. When the thickness unevenness exceeds 20%, it tends to be difficult to apply to narrow portions. In addition, the thickness unevenness of a film can be calculated | required based on the following formula, for example, extracting about 10 points | pieces positions from a film to be measured at random with a contact-type film thickness meter, measuring film thickness.
Film thickness spots (%)
= 100 × (maximum film thickness−minimum film thickness) ÷ average film thickness

本発明における高分子フィルムは、その製造時において幅が300mm以上、長さが10m以上の長尺高分子フィルムとして巻き取られた形態で得られるものが好ましく、巻取りコアに巻き取られたロール状高分子フィルムの形態のものがより好ましい。   The polymer film according to the present invention is preferably obtained in the form of being wound as a long polymer film having a width of 300 mm or more and a length of 10 m or more at the time of production, and a roll wound around a winding core. More preferably in the form of a polymer film.

高分子フィルムを特にフレキシブルディスプレイ素子の製造に用いる場合には、無色透明性を有するポリイミド系樹脂フィルムを用いることが好ましいが、反射型又は自発光型のディスプレイの背面素子を形成する場合においては、この限りではない。   In the case of using a polymer film particularly for the production of a flexible display element, it is preferable to use a polyimide resin film having colorless transparency, but in the case of forming a back element of a reflective or self-luminous display, This is not the case.

高分子フィルムにおいては、ハンドリング性および生産性を確保する為、高分子フィルム中に滑材(粒子)を添加・含有させて、高分子フィルム表面に微細な凹凸を付与して滑り性を確保することが好ましい。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。   In the polymer film, in order to ensure handling and productivity, a lubricant (particle) is added to and contained in the polymer film, and the polymer film surface is provided with fine irregularities to ensure slipperiness. It is preferable. The lubricant (particle) is a fine particle made of an inorganic substance, and includes metal, metal oxide, metal nitride, metal carbonized product, metal acid salt, phosphate, carbonate, talc, mica, clay, and other clay minerals. Or the like. Preferably, metal oxides such as silicon oxide, calcium phosphate, calcium hydrogen phosphate, calcium dihydrogen phosphate, calcium pyrophosphate, hydroxyapatite, calcium carbonate, glass filler, phosphates, and carbonates can be used. Only one type of lubricant may be used, or two or more types may be used.

前記滑材(粒子)の体積平均粒子径は、通常0.001〜10μmであり、好ましくは0.03〜2.5μm、より好ましくは0.05〜0.7μm、さらに好ましくは0.05〜0.3μmである。かかる体積平均粒子径は光散乱法で得られる測定値を基準とする。粒子径が下限より小さいと高分子フィルムの工業的生産が困難となり、また上限を超えると表面の凹凸が大きくなりすぎて貼り付け強度が弱くなり、実用上の支障が出る虞がある。   The volume average particle diameter of the lubricant (particles) is usually 0.001 to 10 μm, preferably 0.03 to 2.5 μm, more preferably 0.05 to 0.7 μm, still more preferably 0.05 to 0.3 μm. The volume average particle diameter is based on a measurement value obtained by a light scattering method. If the particle diameter is smaller than the lower limit, industrial production of the polymer film becomes difficult, and if the particle diameter exceeds the upper limit, the surface irregularities become too large and the sticking strength becomes weak, which may cause practical problems.

前記滑材の添加量は、高分子フィルム中の高分子成分に対する添加量として、0.02〜5質量%であり、好ましくは0.04〜1質量%、より好ましくは0.08〜0.4質量%である。滑材の添加量が少なすぎると滑材添加の効果が期待し難く、滑り性の確保がそれほどなく高分子フィルム製造に支障をきたす場合があり、多すぎると、フィルムの表面凹凸が大きくなり過ぎて、滑り性の確保が見られても平滑性の低下を招いたり、高分子フィルムの破断強度や破断伸度の低下を招いたり、CTEの上昇を招くなどの課題を招く場合がある。   The addition amount of the lubricant is 0.02 to 5% by mass, preferably 0.04 to 1% by mass, more preferably 0.08 to 0.00% as the addition amount with respect to the polymer component in the polymer film. 4% by mass. If the amount of lubricant added is too small, it is difficult to expect the effect of lubricant addition, and there is a case where the slipperiness is not sufficiently secured, which may hinder the production of polymer film. Even if the slipperiness is ensured, the smoothness may be lowered, the breaking strength or breaking elongation of the polymer film may be lowered, or the CTE may be raised.

高分子フィルムに滑材(粒子)を添加・含有させる場合、滑材が均一に分散した単層の高分子フィルムとしてもよいが、例えば、一方の面が滑材を含有させた高分子フィルムで構成され、他方の面が滑材を含有しないか含有していても滑材含有量が少量である高分子フィルムで構成された多層の高分子フィルムとしてもよい。このような多層の高分子フィルムにおいては、一方の層(フィルム)表面に微細な凹凸が付与されて該層(フィルム)で滑り性を確保することができ、良好なハンドリング性や生産性を確保できる。   When a lubricant (particles) is added to and contained in a polymer film, a single-layer polymer film in which the lubricant is uniformly dispersed may be used. For example, one surface may be a polymer film containing a lubricant. It is good also as a multilayer polymer film comprised by the polymer film which is comprised and the other surface does not contain a lubricant, or contains the lubricant, even if it contains a lubricant. In such a multilayer polymer film, fine unevenness is given to the surface of one layer (film) to ensure slipperiness with this layer (film), ensuring good handling properties and productivity. it can.

多層高分子フィルムは、溶融延伸製膜法にて製造される場合、例えば、滑材を含有しないか又はその含有量が少量である高分子含有溶液で形成したフィルムの上に、滑材を多く含有する高分子含有溶液を塗布して積層することにより得ることが出来る。もちろん、この逆で、滑剤を含有する高分子含有溶液で形成したフィルムの上に、滑材を含有しないか又はその含有量が少量である高分子含有溶液を塗布して積層することにより得ることも出来る。   When a multilayer polymer film is produced by a melt-stretching film-forming method, for example, a large amount of lubricant is formed on a film formed of a polymer-containing solution that does not contain or contains a small amount of lubricant. It can be obtained by applying and laminating a polymer-containing solution. Of course, conversely, it is obtained by applying and laminating a polymer-containing solution containing no lubricant or a small amount on a film formed of a polymer-containing solution containing a lubricant. You can also.

溶液製膜法を用いて得られるポリイミドフィルムのような高分子フィルムの場合にも同様で、例えば、ポリアミド酸溶液(ポリイミドの前駆体溶液)として、滑材(好ましくは平均粒子径0.05〜2.5μm程度)をポリアミド酸溶液中のポリマー固形分に対して0.02質量%〜50質量%(好ましくは0.04〜3質量%、より好ましくは0.08〜1.2質量%)含有したポリアミド酸溶液と、滑材を含有しないか又はその含有量が少量(好ましくはポリアミド酸溶液中のポリマー固形分に対して0.02質量%未満、より好ましくは0.01質量%未満)である2種のポリアミド酸溶液を用いて製造することができる。   The same applies to a polymer film such as a polyimide film obtained by using a solution casting method. For example, as a polyamic acid solution (a polyimide precursor solution), a lubricant (preferably an average particle size of 0.05 to About 2.5 μm) to 0.02 mass% to 50 mass% (preferably 0.04 to 3 mass%, more preferably 0.08 to 1.2 mass%) based on the polymer solid content in the polyamic acid solution. Containing polyamic acid solution and no lubricant or a small amount thereof (preferably less than 0.02% by mass, more preferably less than 0.01% by mass with respect to polymer solids in the polyamic acid solution) Can be produced using two types of polyamic acid solutions.

多層高分子フィルムの多層化(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。   The method of multilayering (lamination) of the multilayer polymer film is not particularly limited as long as no problem occurs in the adhesion between both layers, and any method may be used as long as the adhesion is achieved without using an adhesive layer or the like.

高分子フィルムがポリイミドフィルムである場合、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を例示できる。本発明では、上記i)ないし上記ii)の方法を用いることが好ましい。   When the polymer film is a polyimide film, for example, i) after one polyimide film is produced, the other polyamic acid solution is continuously applied onto the polyimide film and imidized, and ii) one polyamic acid After casting the solution to produce a polyamic acid film, the other polyamic acid solution is continuously applied onto the polyamic acid film and then imidized, iii) a method by coextrusion, iv) does not contain a lubricant Or the method of apply | coating the polyamic acid solution which contains many lubricants by spray coating, T-die coating, etc. on the film formed with the polyamic acid solution whose content is a small amount can be illustrated. In the present invention, it is preferable to use the methods i) to ii).

多層の高分子フィルムにおける各層の厚さの比率は、特に限定されないが、滑材を多く含有する高分子層を(a)層、滑材を含有しないか又はその含有量が少量である高分子層を(b)層とすると、(a)層/(b)層は0.05〜0.95が好ましい。(a)層/(b)層が0.95を超えると(b)層の平滑性が失われがちとなり、一方0.05未満の場合、表面特性の改良効果が不足し易滑性が失われることがある。   The ratio of the thickness of each layer in the multi-layer polymer film is not particularly limited, but the polymer layer containing a large amount of the lubricant (a) is a layer, the polymer does not contain the lubricant or the content thereof is small. When the layer is the (b) layer, the (a) layer / (b) layer is preferably 0.05 to 0.95. If the (a) layer / (b) layer exceeds 0.95, the smoothness of the (b) layer tends to be lost. On the other hand, if it is less than 0.05, the effect of improving the surface properties is insufficient and the slipperiness is lost. May be.

<高分子フィルムの表面活性化処理>
本発明において用いられる高分子フィルムには表面活性化処理を行うことが好ましい。高分子フィルムに表面活性化処理を行うことによって、高分子フィルムの表面は官能基が存在する状態(いわゆる活性化した状態)に改質され、無機基板に対する接着性が向上する。
<Surface activation treatment of polymer film>
The polymer film used in the present invention is preferably subjected to a surface activation treatment. By subjecting the polymer film to surface activation treatment, the surface of the polymer film is modified to a state in which a functional group exists (so-called activated state), and adhesion to the inorganic substrate is improved.

本発明における表面活性化処理とは、乾式又は湿式の表面処理である。乾式の表面処理としては、例えば、真空プラズマ処理、常圧プラズマ処理、紫外線・電子線・X線などの活性エネルギー線を表面に照射する処理、コロナ処理、火炎処理、イトロ処理等を挙げることができる。湿式の表面処理としては、例えば、高分子フィルム表面を酸ないしアルカリ溶液に接触させる処理を挙げることができる。   The surface activation treatment in the present invention is a dry or wet surface treatment. Examples of the dry surface treatment include vacuum plasma treatment, atmospheric pressure plasma treatment, treatment of irradiating the surface with active energy rays such as ultraviolet rays, electron beams, and X-rays, corona treatment, flame treatment, and intro treatment. it can. Examples of the wet surface treatment include a treatment in which the polymer film surface is brought into contact with an acid or alkali solution.

本発明においては複数の表面活性化処理を組み合わせて行っても良い。かかる表面活性化処理は高分子フィルム表面を清浄化し、さらに活性な官能基を生成する。生成された官能基は、シランカップリング剤層と水素結合や化学反応などにより結びつき、高分子フィルム層とシランカップリング剤層とを強固に接着することが可能となる。   In the present invention, a plurality of surface activation treatments may be combined. Such surface activation treatment cleans the surface of the polymer film and generates more active functional groups. The generated functional group is bonded to the silane coupling agent layer by hydrogen bonding or chemical reaction, and the polymer film layer and the silane coupling agent layer can be firmly bonded.

また、プラズマ処理を行うと高分子フィルム表面をエッチングする効果も得ることが出来る。特に滑剤粒子を比較的多く含む高分子フィルムにおいては、滑剤による突起が、高分子フィルムと無機基板との接着を阻害する場合がある。この場合、プラズマ処理によって高分子フィルム表面を薄くエッチングし、滑剤粒子の一部を露出せしめた上で、フ酸にて処理を行えば、高分子フィルム表面近傍の滑剤粒子を除去することが可能である。   Moreover, the effect of etching the polymer film surface can also be obtained by performing plasma treatment. In particular, in a polymer film containing a relatively large amount of lubricant particles, protrusions due to the lubricant may inhibit the adhesion between the polymer film and the inorganic substrate. In this case, it is possible to remove the lubricant particles in the vicinity of the polymer film surface by etching the polymer film surface thinly by plasma treatment to expose a part of the lubricant particles and then treating with hydrofluoric acid. It is.

本発明において好ましく用いられる表面活性化処理は、乾式の表面処理であるプラズマ処理と湿式の表面処理である酸溶液に接触させる処理との組み合わせである。   The surface activation treatment preferably used in the present invention is a combination of a plasma treatment which is a dry surface treatment and a treatment which is brought into contact with an acid solution which is a wet surface treatment.

プラズマ処理は、特に限定されるものではないが、真空中でのRFプラズマ処理、マイクロ波プラズマ処理、マイクロ波ECRプラズマ処理、大気圧プラズマ処理、コロナ処理などがあり、フッ素を含むガス処理、イオン源を使ったイオン打ち込み処理、PBII法を使った処理、熱プラズマに暴露する火炎処理、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。   The plasma treatment is not particularly limited, but includes RF plasma treatment in vacuum, microwave plasma treatment, microwave ECR plasma treatment, atmospheric pressure plasma treatment, corona treatment, etc., gas treatment containing fluorine, ion Includes ion implantation using a source, treatment using PBII, flame treatment exposed to thermal plasma, and intro treatment. Among these, RF plasma treatment, microwave plasma treatment, and atmospheric pressure plasma treatment in vacuum are preferable.

プラズマ処理の適当な条件としては、酸素プラズマ、CF4、C26などフッ素を含む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高分子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。 Appropriate conditions for the plasma treatment include oxygen plasma, plasma containing fluorine such as CF 4 and C 2 F 6, plasma known to have a high etching effect, or physical energy such as Ar plasma. It is desirable to use a plasma treatment that has a high effect of physically etching the polymer surface. Further, it is also preferable to add plasma such as CO 2 , H 2 , N 2 , a mixed gas thereof, and further water vapor. When aiming at processing in a short time, a plasma having a high plasma energy density, a high kinetic energy of ions in the plasma, and a high number density of active species are desirable. From this point of view, microwave plasma treatment, microwave ECR plasma treatment, plasma irradiation with an ion source that easily implants high-energy ions, PBII method, and the like are also desirable.

表面活性化処理は、高分子フィルムの片面のみに施してもよいし、両面に施してもよい。片面にプラズマ処理を行う場合、並行平板型電極でのプラズマ処理で片側の電極上に高分子フィルムを接して置くことにより、高分子フィルムの電極と接していない側の面のみにプラズマ処理を施すことができる。また2枚の電極間の空間に電気的に浮かせる状態で高分子フィルムを置くようにすれば、両面にプラズマ処理が行える。また、高分子フィルムの片面に保護フィルムを貼った状態でプラズマ処理を行うことで片面処理が可能となる。なお保護フィルムとしては粘着剤付のPETフィルムやオレフィンフィルムなどが使用できる。   The surface activation treatment may be performed only on one side of the polymer film or on both sides. When plasma treatment is performed on one side, the polymer film is placed in contact with the electrode on one side in the plasma treatment with parallel plate electrodes, so that only the side of the polymer film not in contact with the electrode is subjected to plasma treatment. be able to. If a polymer film is placed in a state where it is electrically floated in the space between the two electrodes, plasma treatment can be performed on both sides. Moreover, single-sided processing becomes possible by performing plasma processing in the state which stuck the protective film on the single side | surface of the polymer film. In addition, as a protective film, a PET film with an adhesive or an olefin film can be used.

<加圧加熱処理>
本発明の積層体は、シランカップリング剤層を設けた無機基板と前記高分子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。
<Pressurized heat treatment>
The laminate of the present invention is produced by stacking an inorganic substrate provided with a silane coupling agent layer and the polymer film, followed by pressure and heat treatment.

加圧加熱処理は、例えば、大気圧雰囲気下あるいは真空中で、プレス、ラミネート、ロールラミネート等を、加熱しながら行えばよい。またフレキシブルなバッグに入れた状態で加圧加熱する方法も応用できる。生産性の向上や、高い生産性によりもたらされる低加工コスト化の観点からは、大気雰囲気下でのプレスまたはロールラミネートが好ましく、特にロールを用いて行う方法(ロールラミネート等)が好ましい。   The pressure heat treatment may be performed while heating a press, a laminate, a roll laminate, or the like, for example, in an atmospheric pressure atmosphere or in a vacuum. A method of heating under pressure in a flexible bag can also be applied. From the viewpoint of improving productivity and reducing the processing cost brought about by high productivity, press or roll lamination in an air atmosphere is preferable, and a method using rolls (roll lamination or the like) is particularly preferable.

加圧加熱処理の際の圧力としては、1MPa〜20MPaが好ましく、さらに好ましくは3MPa〜10MPaである。圧力が高すぎると、無機基板を破損する虞があり、圧力が低すぎると、密着しない部分が生じ、接着が不充分になる場合がある。加圧加熱処理の際の温度としては、150℃〜400℃、さらに好ましくは250℃〜350℃である。高分子フィルムがポリイミドフィルムである場合には、温度が高すぎると、ポリイミドフィルムにダメージを与える虞があり、温度が低すぎると、密着力が弱くなる傾向がある。   The pressure during the pressure heat treatment is preferably 1 MPa to 20 MPa, more preferably 3 MPa to 10 MPa. If the pressure is too high, the inorganic substrate may be damaged. If the pressure is too low, a non-adhering part may be produced, and adhesion may be insufficient. The temperature during the pressure heat treatment is 150 ° C to 400 ° C, more preferably 250 ° C to 350 ° C. When the polymer film is a polyimide film, if the temperature is too high, the polyimide film may be damaged. If the temperature is too low, the adhesion tends to be weak.

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、全面の安定した接着強度を得る為には、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。   The pressure heat treatment can be performed in an atmospheric pressure atmosphere as described above, but is preferably performed under vacuum in order to obtain a stable adhesive strength on the entire surface. At this time, the degree of vacuum by a normal oil rotary pump is sufficient, and about 10 Torr or less is sufficient.

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。   As an apparatus that can be used for pressure heat treatment, for example, “11FD” manufactured by Imoto Seisakusho can be used to perform pressing in a vacuum, and a roll-type film laminator in vacuum or a vacuum is used. For example, “MVLP” manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd. can be used to perform vacuum laminating such as a film laminator that applies pressure to the entire glass surface at once with a thin rubber film.

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うことが可能である。この場合、まず、比較的低温(例えば120℃未満、より好ましくは95℃以下の温度)で高分子フィルムと無機基板とを加圧(好ましくは0.2〜50MPa程度)して両者の密着確保し、その後、低圧(好ましくは0.2MPa未満、より好ましくは0.1MPa以下)もしくは常圧にて比較的高温(例えば120℃以上、より好ましくは120〜250℃、さらに好ましくは150〜230℃)で加熱することにより、密着界面の化学反応が促進されて高分子フィルムと無機基板とを積層できる。   The pressure heat treatment can be performed separately in a pressure process and a heating process. In this case, first, the polymer film and the inorganic substrate are pressed (preferably about 0.2 to 50 MPa) at a relatively low temperature (for example, a temperature of less than 120 ° C., more preferably 95 ° C. or less) to ensure adhesion between the two. Then, at a low pressure (preferably less than 0.2 MPa, more preferably 0.1 MPa or less) or at a normal pressure, a relatively high temperature (for example, 120 ° C. or more, more preferably 120 to 250 ° C., further preferably 150 to 230 ° C.). ), The chemical reaction at the adhesion interface is promoted, and the polymer film and the inorganic substrate can be laminated.

<各層表面の接触角>
薄膜表面のイソプロピルアルコールに対する接触角は、0.2度〜10度が好ましく、0.5度〜9度がより好ましく、0.9度〜7.5度がさらに好ましい。薄膜表面のイソプロピルアルコールに対する接触角がこの範囲を超えると、シランカップリング剤の塗布量が不安定となり塗布斑が生じやすくなる。
<Contact angle of each layer surface>
The contact angle with respect to isopropyl alcohol on the surface of the thin film is preferably 0.2 ° to 10 °, more preferably 0.5 ° to 9 °, and still more preferably 0.9 ° to 7.5 °. When the contact angle with respect to isopropyl alcohol on the surface of the thin film exceeds this range, the coating amount of the silane coupling agent becomes unstable and coating spots are likely to occur.

無機基板表面のイソプロピルアルコールに対する接触角と薄膜表面のイソプロピルアルコールに対する接触角との差が5度以下であり、好ましくは4度以下であり、より好ましくは3度以下であり、さらに好ましくは2度以下である。   The difference between the contact angle with respect to isopropyl alcohol on the surface of the inorganic substrate and the contact angle with respect to isopropyl alcohol on the surface of the thin film is 5 degrees or less, preferably 4 degrees or less, more preferably 3 degrees or less, and further preferably 2 degrees. It is as follows.

無機基板表面のイソプロピルアルコールに対する接触角と薄膜表面のイソプロピルアルコールに対する接触角との差が5度を超えると、シランカップリング剤を無機基板表面上に塗布した場合とシランカップリング剤を薄膜表面上に塗布した場合とでは、シランカップリング剤の塗布量が異なり、シランカップリング剤層の厚さが、結果としてシランカップリング剤を無機基板表面上に塗布した場合と、シランカップリング剤を薄膜表面上に塗布した場合とで異なることになる。特に、無機基板表面のイソプロピルアルコールに対する接触角よりも、薄膜形成時における薄膜表面のイソプロピルアルコールに対する接触角の方が大きく、その差が5度を超えている場合には、薄膜表面上において、シランカップリング剤が島状に分散した形で塗布されてしまい、高分子フィルムとの接着力の均一性が損なわれる場合があり、また薄膜表面上のシランカップリング剤の塗布にバラツキが生じて、薄膜表面に凹凸が生じやすくなり、高分子フィルムの貼りつけに支障がでる場合がある。   When the difference between the contact angle of isopropyl alcohol on the surface of the inorganic substrate and the contact angle of isopropyl alcohol on the surface of the thin film exceeds 5 degrees, the silane coupling agent is applied on the surface of the thin film and the case where the silane coupling agent is applied on the surface of the thin film. The amount of silane coupling agent applied is different from the case where it is applied to the surface, and the thickness of the silane coupling agent layer is the same as the case where the silane coupling agent is applied on the surface of the inorganic substrate. It will be different from the case where it is applied on the surface. In particular, when the contact angle with respect to isopropyl alcohol on the surface of the thin film is larger than the contact angle with respect to isopropyl alcohol on the surface of the inorganic substrate, and the difference exceeds 5 degrees, Coupling agent is applied in the form of dispersed islands, the uniformity of the adhesive force with the polymer film may be impaired, and variation occurs in the application of the silane coupling agent on the thin film surface, Unevenness is likely to occur on the surface of the thin film, which may hinder the application of the polymer film.

無機基板表面のイソプロピルアルコールに対する接触角は、0.3〜15度が好ましく、1〜12度がより好ましく、1.5〜9度がさらに好ましい。無機基板表面のイソプロピルアルコールに対する接触角がこの範囲を超えると、シランカップリング剤の塗布量が不安定となり塗布斑が生じやすくなる。   The contact angle with respect to isopropyl alcohol on the surface of the inorganic substrate is preferably 0.3 to 15 degrees, more preferably 1 to 12 degrees, and further preferably 1.5 to 9 degrees. When the contact angle with respect to isopropyl alcohol on the surface of the inorganic substrate exceeds this range, the coating amount of the silane coupling agent becomes unstable and coating spots are likely to occur.

薄膜表面の水に対する接触角は、2度〜30度が好ましく、3度〜25度がより好ましく、5度〜21度がさらに好ましい。薄膜表面の水に対する接触角がこの範囲を超えると、シランカップリング剤の塗布量が不安定となり塗布斑が生じやすくなる。   The contact angle of the thin film surface with respect to water is preferably 2 ° to 30 °, more preferably 3 ° to 25 °, and still more preferably 5 ° to 21 °. When the contact angle with respect to the water of the thin film surface exceeds this range, the coating amount of the silane coupling agent becomes unstable and coating spots are likely to occur.

薄膜表面の塩化メチレンに対する接触角は、18〜45度が好ましい。薄膜表面の塩化メチレンに対する接触角がこの範囲を超えると、シランカップリング剤の塗布量が不安定となり塗布斑が生じやすくなる。   The contact angle with respect to methylene chloride on the surface of the thin film is preferably 18 to 45 degrees. When the contact angle with respect to methylene chloride on the surface of the thin film exceeds this range, the coating amount of the silane coupling agent becomes unstable and coating spots are likely to occur.

なお、接触角が測定される際の無機基板や薄膜材料の表面は、工業的に実現可能なレベルにて有機物、シリコンオイル等による汚染の無い表面としており、好ましくはUVオゾン洗浄(酸素存在下に200nm以下の波長のUVを照射するドライ洗浄処理)後の表面である。   In addition, the surface of the inorganic substrate or thin film material when the contact angle is measured is a surface that is not contaminated by organic matter, silicon oil, etc. at a level that can be industrially realized, preferably UV ozone cleaning (in the presence of oxygen). The surface after dry cleaning treatment of irradiating UV with a wavelength of 200 nm or less.

<接着強度>
高分子フィルムが積層された面は、高分子フィルムに切り込みを入れると高分子フィルムをシランカップリング剤層ごと無機基板から容易に分離できる領域である易剥離部と容易に分離できない領域である良好接着部とからなる。易剥離部と良好接着部とからなるようにするには、後述のパターン化を行うのが好ましい。
<Adhesive strength>
The surface on which the polymer film is laminated is a region where the polymer film can be easily separated from the inorganic substrate together with the silane coupling agent layer when the cut is made in the polymer film. It consists of an adhesive part. In order to consist of an easy peeling part and a favorable adhesion part, it is preferable to perform the below-mentioned patterning.

良好接着部における無機基板と高分子フィルムとの接着強度は易剥離部における無機基板と高分子フィルムとの接着強度の2倍以上であり、3倍以上であることが好ましく、さらに好ましくは5倍以上である。以下、良好接着部における無機基板と高分子フィルムとの接着強度の易剥離部における無機基板と高分子フィルムとの接着強度に対する倍率を接着強度倍率という。また、上記接着強度倍率は100倍以下であることが好ましく、より好ましくは50倍以下である。なお、接着強度の測定方法については後述する。   The adhesive strength between the inorganic substrate and the polymer film in the well-bonded portion is 2 times or more, preferably 3 times or more, more preferably 5 times the adhesive strength between the inorganic substrate and the polymer film in the easily peelable portion. That's it. Hereinafter, the magnification with respect to the adhesive strength between the inorganic substrate and the polymer film in the easily peelable portion of the adhesive strength between the inorganic substrate and the polymer film in the good adhesion portion is referred to as an adhesive strength magnification. Moreover, it is preferable that the said adhesive strength magnification is 100 times or less, More preferably, it is 50 times or less. A method for measuring the adhesive strength will be described later.

接着強度倍率が2倍未満であると、高分子フィルムを無機基板から剥離する際に、良好接着部と易剥離部との接着強度差を利用してデバイス形成部を低ストレスにて剥離する事が困難となり、フレキシブル電子デバイスの収率を低下させてしまうおそれがある。逆に接着強度倍率が100倍より大きいと、易剥離部が無機基板から剥離したり、易剥離部にウキ、ブリスター(塗膜の膨れ)等が発生する原因となる場合がある。   When the adhesive strength magnification is less than 2 times, when the polymer film is peeled from the inorganic substrate, the device forming part is peeled off with low stress by utilizing the difference in the adhesive strength between the well-bonded part and the easily peelable part. May become difficult and may reduce the yield of the flexible electronic device. On the other hand, if the adhesive strength magnification is greater than 100 times, the easily peelable portion may peel from the inorganic substrate, or may cause the occurrence of uki or blister (blowing of the coating film) in the easily peelable portion.

良好接着部の接着強度が0.8N/cm以上であることが好ましく、より好ましくは1.5N/cm以上、さらに好ましくは2.4N/cm以上、最も好ましくは3.2N/cm以上である。   The adhesive strength of the good adhesion part is preferably 0.8 N / cm or more, more preferably 1.5 N / cm or more, still more preferably 2.4 N / cm or more, and most preferably 3.2 N / cm or more. .

易剥離部の接着強度は、1.0N/cm未満であることが好ましく、より好ましくは0.67N/cm未満であり、さらに好ましくは0.34N/cm未満である。また、易剥離部の接着強度は0.06N/cm以上であることが好ましく、より好ましくは0.12N/cm以上である。易剥離部の接着強度が0.06N/cm未満であると、プロセス中に高分子フィルムや無機基板側に生じるストレスなどの影響により、易剥離部が無機基板から剥離したり、易剥離部にウキ、ブリスター等が発生する原因となる場合がある。   The adhesive strength of the easily peelable portion is preferably less than 1.0 N / cm, more preferably less than 0.67 N / cm, and still more preferably less than 0.34 N / cm. Moreover, it is preferable that the adhesive strength of an easily peelable part is 0.06 N / cm or more, More preferably, it is 0.12 N / cm or more. If the adhesive strength of the easily peelable portion is less than 0.06 N / cm, the easily peelable portion peels from the inorganic substrate due to the influence of the stress generated on the polymer film or the inorganic substrate during the process, It may be a cause of generation of snow, blisters, etc.

<薄膜のパターン化>
薄膜は連続的に無機基板の全面に形成されていてもよいが、薄膜はパターン化に形成されているのが好ましい。本発明においては、薄膜が形成されていない部分が、良好接着部となる。すなわち、無機基板のリサイクルの際に無機基板上にシランカップリング剤層を介して高分子フィルム層が残存している部分である。好ましくは、薄膜は良好接着部が易剥離部を取り囲むようになっているのが好ましいので、薄膜は易剥離部を取り囲むようにパターン形成されていることが好ましい。薄膜のパターン化手段については一般的なマスキング法、あるいは前面に薄膜を形成した後にレジストを用いてのエッチング法、リフトオフ法など公知の手段を用いることができる。
<Thin film patterning>
The thin film may be continuously formed on the entire surface of the inorganic substrate, but the thin film is preferably formed in a pattern. In the present invention, a portion where no thin film is formed is a good adhesion portion. That is, the polymer film layer remains on the inorganic substrate through the silane coupling agent layer when the inorganic substrate is recycled. Preferably, the thin film is preferably formed so that the good adhesion portion surrounds the easily peelable portion. Therefore, the thin film is preferably patterned so as to surround the easily peelable portion. As a method for patterning the thin film, a known masking method, or a known method such as an etching method using a resist after a thin film is formed on the front surface, or a lift-off method can be used.

パターン形状は、積層するデバイスの種類等に応じて適宜設定すればよく、特に限定されず、必要なデバイスの形状が平面上に単独ないし複数がタイリングされているパターンとすればよい。   The pattern shape may be appropriately set according to the type of device to be stacked, and is not particularly limited. The required device shape may be a pattern in which a single device or a plurality of devices are tiled on a plane.

<シランカップリング剤層のパターン化>
本発明においては、上述の薄膜形成によるパターン化に組み合わせて、または上述の薄膜形成によるパターン化に代えて、シランカップリング剤層もパターン化を行うことができる。シランカップリング剤層のパターン化処理とは、意図的にカップリング剤の塗布量や表面活性化処理の活性度等を操作した領域を作ることをいう。これにより、積層体において、無機基板と高分子フィルムとの間の剥離強度が異なる良好接着部と易剥離部とを有することとなり、所定のパターンを形成することができる。パターン化処理として、シランカップリング剤塗布を行う際に、あらかじめ所定のパターンで準備されたマスクを用いて、シランカップリング剤の塗布量を操作する方法を例示できる。またシランカップリング剤の塗布面に活性エネルギー線照射を行い、その際に、マスキングないしスキャン操作などの手法を併用することによりパターン化することも可能である。ここに活性エネルギー線照射とは、紫外線、電子線、X線等のエネルギー線を照射する操作、さらには極短波長の紫外線照射処理のように紫外線照射光効果と同時に照射面近傍で発生するオゾンガスガス暴露の効果を併せ持つものを含める。さらにこれらの他に、コロナ処理、真空プラズマ処理、常圧プラズマ処理、サンドブラスト処理等によってパターン化処理を行うことも可能である。
<Patterning of silane coupling agent layer>
In the present invention, the silane coupling agent layer can also be patterned in combination with the patterning by the above-described thin film formation or instead of the patterning by the above-described thin film formation. The patterning treatment of the silane coupling agent layer means that a region where the coating amount of the coupling agent or the activity of the surface activation treatment is intentionally manipulated is created. Thereby, in a laminated body, it has a favorable adhesion part and easy peeling part from which the peeling strength between an inorganic substrate and a polymer film differs, and can form a predetermined pattern. An example of the patterning treatment is a method of manipulating the coating amount of the silane coupling agent using a mask prepared in advance with a predetermined pattern when applying the silane coupling agent. It is also possible to perform patterning by irradiating the surface to which the silane coupling agent is applied with active energy rays and using a technique such as masking or scanning operation at the same time. Here, the active energy ray irradiation means the operation of irradiating energy rays such as ultraviolet rays, electron rays, X-rays, etc., and ozone gas generated near the irradiated surface simultaneously with the ultraviolet ray irradiation light effect as in the ultraviolet ray irradiation treatment of an extremely short wavelength. Include gas exposure effects. In addition to these, patterning can also be performed by corona treatment, vacuum plasma treatment, atmospheric pressure plasma treatment, sandblast treatment, or the like.

<高分子フィルム層のパターン化処理>
本発明においては、上述の薄膜形成によるパターン化に組み合わせて、高分子フィルム層にもパターン化処理を行うことができる。ここでのパターン化処理とは、意図的に表面活性化処理の活性度等を操作した領域を作ることをいう。
<Patterning treatment of polymer film layer>
In the present invention, the polymer film layer can also be patterned in combination with the above-described patterning by thin film formation. The patterning process here refers to creating a region where the activity of the surface activation process is intentionally manipulated.

パターン化処理として、表面活性化処理を行う際に、あらかじめ所定のパターンで準備されたマスクを用いて表面活性化処理量を操作する方法を例示できる。また表面活性化処理を行う際にマスキングないしスキャン操作などの手法を併用することによりパターン化処理することも可能である。表面活性化後の高分子フィルム表面に、さらに別の活性エネルギー線処理をマスキングないしスキャニングを併用して行い、活性度の強弱を実現することも可能である。ここに活性エネルギー線照射とは、紫外線、電子線、X線等のエネルギー線を照射する操作、さらには極短波長の紫外線照射処理のように紫外線照射光効果と同時に照射面近傍で発生するオゾンガスガス暴露の効果を併せ持つものを含める。さらにこれらの他に、コロナ処理、真空プラズマ処理、常圧プラズマ処理、サンドブラスト処理等によってパターン化処理を行うことも可能である。なお、薄膜における易剥離部の位置と高分子フィルム層における易剥離部の位置とを合致させるのが好ましい。   An example of the patterning process is a method of manipulating the surface activation process amount using a mask prepared in a predetermined pattern in advance when the surface activation process is performed. Further, when performing the surface activation treatment, it is possible to perform the patterning treatment by using a technique such as masking or scanning operation together. The surface of the polymer film after the surface activation can be further subjected to another active energy ray treatment in combination with masking or scanning to realize the intensity of activity. Here, the active energy ray irradiation means the operation of irradiating energy rays such as ultraviolet rays, electron rays, X-rays, etc., and ozone gas generated near the irradiated surface simultaneously with the ultraviolet ray irradiation light effect as in the ultraviolet ray irradiation treatment of an extremely short wavelength. Include gas exposure effects. In addition to these, patterning can also be performed by corona treatment, vacuum plasma treatment, atmospheric pressure plasma treatment, sandblast treatment, or the like. In addition, it is preferable to make the position of the easy peeling part in a thin film correspond with the position of the easy peeling part in a polymer film layer.

以上のように、薄膜、シランカップリング剤、高分子フィルム層の各々単独に、あるいは組み合わせてパターン化処理を行うことによって、積層体において無機基板と高分子フィルムとの間の剥離強度が異なる良好接着部と易剥離部を有することとなり、高分子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高分子フィルムを無機基板から容易に分離することが可能になる。   As described above, the peel strength between the inorganic substrate and the polymer film is different in the laminate by performing the patterning process individually or in combination with each of the thin film, the silane coupling agent, and the polymer film layer. It has an adhesion part and an easy peeling part, and it becomes possible to easily separate the polymer film on which the device is mounted from the inorganic substrate by cutting and peeling the polymer film.

<フレキシブル電子デバイスの製造方法>
本発明の積層体を用いると、既存の電子デバイス製造用の設備、プロセスを用いて積層体の高分子フィルム上に電子デバイスを形成し、積層体から高分子フィルムごと剥離することで、フレキシブルな電子デバイスを作製することができる。
<Method for manufacturing flexible electronic device>
When the laminate of the present invention is used, an electronic device is formed on the polymer film of the laminate using existing equipment and processes for manufacturing electronic devices, and the polymer film is peeled off from the laminate, so that the flexible film is flexible. An electronic device can be fabricated.

本発明における電子デバイスとは、電気配線を担う配線基板、トランジスタ、ダイオードなどの能動素子や、抵抗、キャパシタ、インダクタなどの受動デバイスを含む電子回路、他、圧力、温度、光、湿度などをセンシングするセンサー素子、発光素子、液晶表示、電気泳動表示、自発光表示などの画像表示素子、無線、有線による通信素子、演算素子、記憶素子、MEMS素子、太陽電池、薄膜トランジスタなどをいう。   The electronic device in the present invention refers to an electronic circuit including an active element such as a wiring board, a transistor, and a diode that carries electric wiring, and a passive device such as a resistor, a capacitor, and an inductor, and others such as pressure, temperature, light, and humidity. An image display element such as a sensor element, a light emitting element, a liquid crystal display, an electrophoretic display, a self-luminous display, a wireless or wired communication element, an arithmetic element, a memory element, a MEMS element, a solar cell, a thin film transistor, and the like.

高分子フィルム積層基板から電子デバイスが載置された高分子フィルムを剥離する方法としては、例えば、無機基板側から強い光を照射し、無機基板と高分子フィルムとの間の接着部位を熱分解又は光分解させて剥離する方法、あらかじめ接着強度を弱めておき、高分子フィルムの弾性強度限界値未満の力で高分子フィルムを引きはがす方法、加熱水、加熱蒸気などに晒し、無機基板と高分子フィルム界面の結合強度を弱めて剥離させる方法などを挙げることができるが、高分子フィルムの易剥離部にあたる位置に電子デバイスを形成し、次いで、易剥離部の外周部に切り込みを入れ、高分子フィルムの電子デバイスが形成された領域を無機基板から剥離する方法が好ましい。この方法により、高分子フィルムと無機基板の剥離がより容易になる。   As a method of peeling the polymer film on which the electronic device is mounted from the polymer film laminated substrate, for example, the strong substrate is irradiated with light from the inorganic substrate side to thermally decompose the bonding portion between the inorganic substrate and the polymer film. Or a method of peeling by photolysis, weakening the adhesive strength in advance, a method of peeling the polymer film with a force less than the elastic strength limit value of the polymer film, exposing it to heated water, steam, etc. Examples include a method in which the bond strength at the molecular film interface is weakened and peeled off, but an electronic device is formed at a position corresponding to the easily peelable portion of the polymer film, and then the outer peripheral portion of the easily peelable portion is cut. The method of peeling the area | region in which the electronic device of the molecular film was formed from an inorganic substrate is preferable. This method makes it easier to separate the polymer film and the inorganic substrate.

本発明のデバイス構造体の製造方法においては、上述した方法で作製された積層体の高分子フィルム上にデバイスを形成した後、上記積層体の易剥離部の高分子フィルムに切り込みを入れて該高分子フィルムを上記無機基板から剥離する。   In the method for producing a device structure of the present invention, after forming a device on the polymer film of the laminate produced by the above-described method, the polymer film at the easy peelable portion of the laminate is cut to form the device. The polymer film is peeled from the inorganic substrate.

上記積層体の易剥離部の高分子フィルムに切り込みを入れる方法としては、刃物などの切削具によって高分子フィルムを切断する方法や、レーザーと積層体を相対的にスキャンさせることにより高分子フィルムを切断する方法、ウォータージェットと積層体を相対的にスキャンさせることにより高分子フィルムを切断する方法、半導体チップのダイシング装置により若干ガラス層まで切り込みつつ高分子フィルムを切断する方法などがあるが、特に方法は限定されるものではない。例えば、上述した方法を採用するにあたり、切削具に超音波を重畳させたり、往復動作や上下動作などを付け加えて切削性能を向上させる等の手法を適宜採用することもできる。   As a method for cutting the polymer film of the easy peelable part of the laminate, a method of cutting the polymer film with a cutting tool such as a blade or a method of cutting the polymer film by relatively scanning the laser and the laminate. There are a method of cutting, a method of cutting a polymer film by relatively scanning a water jet and a laminate, a method of cutting a polymer film while cutting slightly to a glass layer by a semiconductor chip dicing device, etc. The method is not limited. For example, in adopting the above-described method, it is possible to appropriately employ a technique such as superimposing ultrasonic waves on the cutting tool or adding a reciprocating operation or an up-and-down operation to improve the cutting performance.

上記積層体の高分子フィルムの易剥離部に切り込みを入れるにあたり、切り込みを入れる位置は、少なくとも易剥離部の一部を含んでいればよく、基本的にはパターンに従って切断するのが通常である。ただし、正確にパターンに従い良好接着部と易剥離部の境で切断しようとすると誤差も生じることから、パターンより若干易剥離部側に切り込むことが生産性を上げる点で好ましい。また、剥離させるまでに勝手に剥離してしまうことを防ぐうえでは、該パターンより若干良好接着部に切り込む生産方式もありえる。更には、良好接着部の幅を狭く設定するようにすれば、剥離時に良好接着部に残存する高分子フィルムを減らすことができ、高分子フィルムの利用効率が向上し、該積層体面積に対するデバイス面積が多くなり、生産性が向上する。   When making an incision in the easily peelable part of the polymer film of the laminate, it is only necessary that the incision position includes at least a part of the easily peelable part, and basically it is basically cut according to the pattern. . However, if an attempt is made to accurately cut according to the pattern at the boundary between the good adhesion portion and the easy peeling portion, an error also occurs. Therefore, it is preferable to cut slightly to the easy peeling portion side from the pattern in terms of increasing productivity. Moreover, in order to prevent peeling without permission before peeling, there may be a production system that cuts into the bonded portion slightly better than the pattern. Furthermore, if the width of the good adhesion portion is set narrow, the polymer film remaining in the good adhesion portion at the time of peeling can be reduced, the use efficiency of the polymer film is improved, and the device for the laminate area The area increases and productivity is improved.

デバイス付きの高分子フィルムを無機基板から剥離する方法としては、特に制限されないが、ピンセットなどで端から捲る方法、高分子フィルムの切り込み部分の1辺に粘着テープを貼着させた後にそのテープ部分から捲る方法、高分子フィルムの切り込み部分の1辺を真空吸着した後にその部分から捲る方法等が採用できる。なお、剥離の際に、高分子フィルムの切り込み部分に曲率が小さい曲がりが生じると、その部分のデバイスに応力が加わることになりデバイスを破壊するおそれがあるため、極力曲率の大きな状態で剥がすことが望ましい。例えば、曲率の大きなロールに巻き取りながら捲るか、あるいは曲率の大きなロールが剥離部分に位置するような構成の機械を使って捲ることが望ましい。   The method of peeling the polymer film with the device from the inorganic substrate is not particularly limited. However, the method of rolling the film from the end with tweezers, etc., and sticking the adhesive tape to one side of the cut portion of the polymer film, the tape part It is possible to employ a method of winding from a part, a method of winding from one side of a cut portion of the polymer film after vacuum suction, and the like. In addition, when a small curvature occurs in the cut portion of the polymer film during peeling, stress may be applied to the device in that portion and the device may be destroyed. Is desirable. For example, it is desirable to roll while winding on a roll having a large curvature, or to roll using a machine having a configuration in which the roll having a large curvature is located at the peeling portion.

また、剥離する部分に予め別の補強基材を貼りつけて、補強基材ごと剥離する方法も有用である。剥離するフレキシブル電子デバイスが、表示デバイスのバックプレーンである場合、あらかじめ表示デバイスのフロントプレーンを貼りつけて、無機基板上で一体化した後に両者を同時に剥がし、フレキシブルな表示デバイスを得ることも可能である。   In addition, a method in which another reinforcing base material is attached in advance to the part to be peeled and the whole reinforcing base material is peeled off is also useful. When the flexible electronic device to be peeled off is the backplane of the display device, it is also possible to obtain a flexible display device by pasting the front plane of the display device in advance and integrating them on the inorganic substrate before peeling them off at the same time. is there.

<無機基板のリサイクル>
本発明の高分子フィルム積層基板においては、電子デバイスを剥離した後、高分子フィルム積層基板から残存する高分子フィルムを完全に除去し、簡便な洗浄処理等を行う事により、無機基板を再利用することができる。これは、易剥離部における薄膜とシランカップリング剤層との接着力が均一で安定しており、高分子フィルム層の剥離がスムースに行えるために、無機基板側に剥離残渣がほとんど残らないことによる。このことは高分子フィルムを剥離する際の剥離面が、薄膜表面(薄膜とシランカップリング剤層との界面)になるためと考えられる。このため、高分子フィルムを剥離した後では、無機基板に薄膜が形成された状態(以下、この状態の無機基板を薄膜積層無機基板という)を維持している。
<Recycling of inorganic substrates>
In the polymer film laminated substrate of the present invention, after peeling the electronic device, the polymer film remaining from the polymer film laminated substrate is completely removed, and the inorganic substrate is reused by performing a simple cleaning process, etc. can do. This is because the adhesive force between the thin film and the silane coupling agent layer in the easy-peeling part is uniform and stable, and the polymer film layer can be smoothly peeled off, leaving almost no peeling residue on the inorganic substrate side. by. This is presumably because the peeling surface when peeling the polymer film becomes the thin film surface (interface between the thin film and the silane coupling agent layer). For this reason, after peeling a polymer film, the state by which the thin film was formed in the inorganic substrate (henceforth an inorganic substrate of this state is called thin film lamination inorganic substrate) is maintained.

高分子フィルム層に切り込みを入れて無機基板から剥離した場合、剥離を行っていない領域では高分子フィルム層が無機基板上に残存することとなる。無機基板上に残存した高分子フィルム層については、レーザー剥離やアルカリ薬液処理等の適切な処方によって除去する必要がある。   When the polymer film layer is cut and peeled from the inorganic substrate, the polymer film layer remains on the inorganic substrate in a region where peeling is not performed. The polymer film layer remaining on the inorganic substrate needs to be removed by an appropriate formulation such as laser peeling or alkaline chemical treatment.

薄膜をパターン状に形成した場合、高分子フィルム層が剥離されなかった箇所については、高分子フィルム層の除去を行うと、シランカップリング剤層が露出することになる。しかし、上記除去によって、高分子フィルム層のみならずシランカップリング剤層の有機部分についても相当量が除去されているため、シランカップリング剤の無機成分、すなわちケイ酸ガラス成分を主体とした成分のみが無機基板上に残存することとなる。従って、良好接着部の領域(薄膜が形成されていなかった領域)では、高分子フィルム層の除去後であっても無機基板表面と近い性状の表面となる。   In the case where the thin film is formed in a pattern, the silane coupling agent layer is exposed when the polymer film layer is removed at locations where the polymer film layer has not been peeled off. However, due to the above removal, not only the polymer film layer but also the organic part of the silane coupling agent layer is removed in a considerable amount, so that the inorganic component of the silane coupling agent, that is, a component mainly composed of a silicate glass component Only remains on the inorganic substrate. Therefore, in the region of the good adhesion portion (region where the thin film is not formed), even after the removal of the polymer film layer, the surface has a property close to the surface of the inorganic substrate.

したがって、薄膜積層無機基板は、最初にシランカップリング剤層を形成したときと同様に再度シランカップリング剤層を形成して、シランカップリング剤層の上に高分子フィルム層を積層することが可能であり、リサイクル性の高い薄膜積層無機基板として、薄膜表面にシランカップリング剤層を形成し、シランカップリング剤層上に高分子フィルム層を積層し、高分子フィルム層上に電子デバイスを形成した後に高分子フィルムに切り込みを入れて、高分子フィルム層を無機基板から剥離する、という一連のサイクルを繰り返して電子デバイスを作成することが可能となる。   Therefore, in the thin film laminated inorganic substrate, the silane coupling agent layer is formed again in the same manner as when the silane coupling agent layer is first formed, and the polymer film layer is laminated on the silane coupling agent layer. As a thin-film laminated inorganic substrate that is possible and highly recyclable, a silane coupling agent layer is formed on the thin film surface, a polymer film layer is laminated on the silane coupling agent layer, and an electronic device is placed on the polymer film layer. After the formation, an electronic device can be produced by repeating a series of cycles of cutting the polymer film and peeling the polymer film layer from the inorganic substrate.

薄膜積層無機基板の再利用時において、無機基板表面のイソプロピルアルコールに対する接触角と薄膜表面のイソプロピルアルコールに対する接触角との差が5度以下であることが好ましく、より好ましくは4度以下であり、さらに好ましくは3度以下であり、最も好ましくは2度以下である。   When the thin film laminated inorganic substrate is reused, the difference between the contact angle with respect to isopropyl alcohol on the surface of the inorganic substrate and the contact angle with respect to isopropyl alcohol on the surface of the thin film is preferably 5 degrees or less, more preferably 4 degrees or less, More preferably, it is 3 degrees or less, and most preferably 2 degrees or less.

薄膜積層無機基板の再利用時において、良好接着部における無機基板と高分子フィルムとの接着強度は、易剥離部における無機基板と高分子フィルムとの接着強度の2倍以上であることが好ましく、より好ましくは3倍以上であり、さらに好ましくは5倍以上である。   At the time of reuse of the thin film laminated inorganic substrate, the adhesive strength between the inorganic substrate and the polymer film in the good adhesion portion is preferably at least twice the adhesive strength between the inorganic substrate and the polymer film in the easy peelable portion, More preferably, it is 3 times or more, and further preferably 5 times or more.

薄膜積層無機基板の再利用時において、良好接着部の接着強度が0.8N/cm以上であることが好ましく、より好ましくは1.5N/cm以上、さらに好ましくは2.4N/cm以上、最も好ましくは3.2N/cm以上である。   When the thin film laminated inorganic substrate is reused, the adhesive strength of the good adhesion portion is preferably 0.8 N / cm or more, more preferably 1.5 N / cm or more, further preferably 2.4 N / cm or more, most preferably Preferably it is 3.2 N / cm or more.

薄膜積層無機基板の再利用時において、易剥離部の接着強度は、1.0N/cm未満であることが好ましく、より好ましくは0.67N/cm未満であり、さらに好ましくは0.34N/cm未満である。また、易剥離部の接着強度は0.06N/cm以上であることが好ましく、より好ましくは0.12N/cm以上である。易剥離部の接着強度の下限が0.06N/cm未満であると、プロセス中に高分子フィルムや無機基板側に生じるストレスなどの影響により、易剥離部が無機基板から剥離したり、易剥離部にウキ、ブリスター等が発生する原因となる場合がある。   When the thin film laminated inorganic substrate is reused, the adhesive strength of the easily peelable portion is preferably less than 1.0 N / cm, more preferably less than 0.67 N / cm, and still more preferably 0.34 N / cm. Is less than. Moreover, it is preferable that the adhesive strength of an easily peelable part is 0.06 N / cm or more, More preferably, it is 0.12 N / cm or more. If the lower limit of the adhesive strength of the easily peelable portion is less than 0.06 N / cm, the easily peelable portion peels off from the inorganic substrate due to the influence of the polymer film or the stress generated on the inorganic substrate side during the process. There may be a case in which uki, blister, etc. occur in the part.

以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記実施例によって限定されるものではなく、前・後記の趣旨に適合しうる範囲で適宜変更して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and may be appropriately modified and implemented within a range that can meet the purpose described above and below. All of which are within the scope of the present invention.

以下の実施例における物性の評価方法は下記の通りである。
<ポリアミド酸溶液の還元粘度>
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。
The physical property evaluation methods in the following examples are as follows.
<Reduced viscosity of polyamic acid solution>
A solution dissolved in N, N-dimethylacetamide so that the polymer concentration was 0.2 g / dl was measured at 30 ° C. using an Ubbelohde type viscosity tube.

<高分子フィルムの厚さ>
高分子フィルムの厚さは、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。
<Thickness of polymer film>
The thickness of the polymer film was measured using a micrometer ("Millitron 1245D" manufactured by FineLuf).

<高分子フィルムの厚さ斑>
高分子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
<Thickness unevenness of polymer film>
Ten thicknesses of the polymer film were obtained by randomly extracting 10 points from the film to be measured using a micrometer ("Millitron 1245D" manufactured by Finelfu) and measuring the film thickness. From the maximum value (maximum film thickness), the minimum value (minimum film thickness), and the average value (average film thickness), the following values were calculated.
Film thickness variation (%) = 100 × (maximum film thickness−minimum film thickness) ÷ average film thickness

<高分子フィルムの引張弾性率、引張破断強度および引張破断伸度>
測定対象とする高分子フィルムから、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、引張破断強度および引張破断伸度を測定した。
<Tensile modulus, tensile breaking strength and tensile breaking elongation of polymer film>
A strip-shaped test piece having a flow direction (MD direction) and a width direction (TD direction) each of 100 mm × 10 mm was cut out from a polymer film to be measured, and a tensile tester (manufactured by Shimadzu Corporation “Autograph (registered) (Trademark); model name AG-5000A "), tensile modulus, tensile breaking strength and tensile breaking elongation were measured in each of the MD direction and the TD direction under the conditions of a tensile speed of 50 mm / min and a chuck distance of 40 mm. .

<高分子フィルムの線膨張係数(CTE)>
測定対象とする高分子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420℃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 ; 30℃
昇温終了温度 ; 420℃
昇温速度 ; 5℃/分
雰囲気 ; アルゴン
初荷重 ; 34.5g/mm2
<Linear expansion coefficient (CTE) of polymer film>
About the flow direction (MD direction) and the width direction (TD direction) of the polymer film to be measured, the stretch rate is measured under the following conditions, and the intervals of 15 ° C. (30 ° C. to 45 ° C., 45 ° C. to 60 ° C., ...) was measured, and this measurement was performed up to 420 ° C., and an average value of all measured values measured in the MD direction and the TD direction was calculated as a linear expansion coefficient (CTE).
Device name: “TMA4000S” manufactured by MAC Science
Sample length; 20mm
Sample width: 2 mm
Temperature rising start temperature: 30 ° C
Temperature rising end temperature: 420 ° C
Temperature increase rate: 5 ° C./min Atmosphere: Argon initial load: 34.5 g / mm 2

<ガラス転移温度>
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高分子フィルムのガラス転移温度を求めた。いずれの高分子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。
<Glass transition temperature>
Using a DSC differential thermal analyzer, the glass transition temperature of the polymer film was determined from the presence or absence of heat absorption / dissipation due to the structural change in the range from room temperature to 500 ° C. No glass transition temperature was observed in any of the polymer films.

<高分子フィルムの評価:滑り性>
高分子フィルム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)、重ねた高分子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、高分子フィルムと高分子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。
<Evaluation of polymer film: slipperiness>
Two polymer films are stacked on different surfaces (that is, not on the same surface but on the wound outer surface and the wound inner surface when wound as a film roll), and the stacked polymer films are stacked with the thumb and forefinger When sandwiched and rubbed lightly, the case where the polymer film slipped was evaluated as “◯” or “good”, and the case where it did not slip was evaluated as “x” or “bad”. In addition, although it may not slip on winding outer surfaces or between winding inner surfaces, this is not made into an evaluation item.

<接触角>
無機基板表面及び薄膜材料表面のイソプロピルアルコール、水、又はヨウ化メチレンに対する接触角は、無機基板表面及び薄膜材料表面を後述のUVオゾン洗浄を行った後に測定した。
<Contact angle>
The contact angles of the inorganic substrate surface and the thin film material surface with respect to isopropyl alcohol, water, or methylene iodide were measured after the UV ozone cleaning described later was performed on the inorganic substrate surface and the thin film material surface.

UVオゾン洗浄:ランテクニカルサービス株式会社製のUV/O3洗浄改質装置(「SKB1102N−01」)とUVランプ(「SE−1103G05」)とを用い、該UVランプから3cm程度離れた距離から60秒照射を行った。なお、照射時にはUV/O3洗浄改質装置内には特別な気体は入れず空気中とし、UV照射は、大気雰囲気、室温で行った。なお、UVランプは185nm(不活性化処理を促進するオゾンを発生させうる短波長)と254nmの波長の輝線を出しており、このとき照度は20mW/cm2程度(照度計(「ORC UV−M03AUV」)にて254nmの波長で測定)であった。 UV ozone cleaning: using a UV / O 3 cleaning and reforming device (“SKB1102N-01”) and a UV lamp (“SE-1103G05”) manufactured by Run Technical Service Co., Ltd., from a distance of about 3 cm from the UV lamp. Irradiation was performed for 60 seconds. At the time of irradiation, a special gas was not put in the UV / O 3 cleaning and reforming apparatus, and the irradiation was performed in air, and UV irradiation was performed in an air atmosphere and at room temperature. The UV lamp emits an emission line with a wavelength of 185 nm (short wavelength capable of generating ozone that promotes inactivation treatment) and a wavelength of 254 nm. At this time, the illuminance is about 20 mW / cm 2 (illuminance meter (“ORC UV− M03AUV ") at a wavelength of 254 nm.

接触角の測定:接触角の測定は、協和界面科学社製接触角計 CA−X型を用いてJIS R3257の静滴法に準じて行った。具体的には、被測定対象から約50mm×50mmのフィルム試料を切り出し、温度 23℃ 湿度50%RHの環境下で、得られた測定物の試料片を接触角の測定対象である面を上にして水平に置き、イソプロピルアルコール、水、ヨウ化メチレンの各溶媒について5回ずつ接触角を測定し、その平均値をフィルム試料に対する各溶媒の接触角とした。フィルム試料に対するイソプロピルアルコールの接触角測定は、イソプロピルアルコールの滴下量を2.5μlとし、10秒間静置後の接触角を読み取って行った。フィルム試料に対する水の接触角測定は、水の滴下量を1.8μlとし1分間静置後の接触角を読み取って行った。フィルム試料に対するヨウ化メチレンの接触角測定は、ヨウ化メチレンの滴下量を0.9μlとし、30秒間静置後の接触角を読み取って行った。   Measurement of contact angle: The contact angle was measured according to the JIS R3257 sessile drop method using a contact angle meter CA-X manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. Specifically, a film sample of about 50 mm × 50 mm is cut out from the object to be measured, and the sample piece of the obtained measurement object is placed on the surface whose contact angle is to be measured in an environment of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 50% RH. The contact angle was measured five times for each solvent of isopropyl alcohol, water, and methylene iodide, and the average value was taken as the contact angle of each solvent with respect to the film sample. The contact angle of isopropyl alcohol with respect to the film sample was measured by setting the dropping amount of isopropyl alcohol to 2.5 μl and reading the contact angle after standing for 10 seconds. The contact angle of water with respect to the film sample was measured by reading the contact angle after standing for 1 minute with the amount of water dropped 1.8 μl. The contact angle of methylene iodide on the film sample was measured by setting the drop amount of methylene iodide to 0.9 μl and reading the contact angle after standing for 30 seconds.

<シランカップリング剤層の厚さ>
シランカップリング剤層(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シラン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シラン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。
<Thickness of silane coupling agent layer>
For the thickness (nm) of the silane coupling agent layer (SC layer), a sample obtained by applying and drying a silane coupling agent on a separately cleaned Si wafer by the same method as in each example and comparative example was prepared. The film thickness of the silane coupling agent layer formed on the Si wafer was measured by an ellipsometry method using a spectroscopic ellipsometer (“FE-5000” manufactured by Photo) under the following conditions.
Reflection angle range: 45 ° to 80 °
Wavelength range: 250 nm to 800 nm
Wavelength resolution: 1.25 nm
Spot diameter: 1mm
tan Ψ; Measurement accuracy ± 0.01
cosΔ; Measurement accuracy ± 0.01
Measurement: Method Rotating analyzer method Deflector angle: 45 °
Incident angle: 70 ° fixed Analyzer: 0-360 ° in 11.25 ° increments
Wavelength: 250 nm to 800 nm
The film thickness was calculated by fitting by a non-linear least square method. At this time, the model is Air / thin film / Si,
n = C3 / λ4 + C2 / λ2 + C1
k = C6 / λ4 + C5 / λ2 + C4
The wavelength dependence C1 to C6 was determined by the following formula.

<接着強度>
仮支持用無機基板に、所定の方法でシランカップリング剤を塗布し、次いで所定のプロセスを経て高分子フィルムをラミネートした。そして、仮支持用無機基板と高分子フィルムとの接着強度(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 : 10mm
<Adhesive strength>
A silane coupling agent was applied to the temporary supporting inorganic substrate by a predetermined method, and then a polymer film was laminated through a predetermined process. And the adhesive strength (180 degree peeling strength) of the inorganic substrate for temporary support and a polymer film was measured on condition of the following according to the 180 degree peeling method of JISC6471. In addition, the sample used for this measurement is provided with an unadhered portion of the polyimide film on one side by designing the size of the polyimide film to 110 mm × 2000 mm with respect to a 100 mm × 1000 mm support (glass). "Grasping."
Device name: “Autograph (registered trademark) AG-IS” manufactured by Shimadzu Corporation
Measurement temperature: Room temperature Peeling speed: 50 mm / min Atmosphere: Atmosphere Measurement sample width: 10 mm

<外観>
品位については、積層体全体の目視検査での結果である。
<Appearance>
About quality, it is the result in the visual inspection of the whole laminated body.

<ポリイミドフィルムの製造>
〔製造例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、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V1を得た。
<Manufacture of polyimide film>
[Production Example 1]
(Preparation of polyamic acid solution)
After the inside of the reaction vessel equipped with a nitrogen introduction tube, a thermometer, and a stirring rod was purged with nitrogen, 398 parts by mass of 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) and paraphenylenediamine ( (PDA) 147 parts by mass is dissolved in 4600 parts by mass of N, N-dimethylacetamide, and a dispersion obtained by dispersing colloidal silica as a lubricant in dimethylacetamide (“Snowtex (registered trademark)” manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd. ) DMAC-ST30 ”) was added so that the silica (lubricant) was 0.15% by mass with respect to the total amount of polymer solids in the polyamic acid solution, and the mixture was stirred at a reaction temperature of 25 ° C. for 24 hours. A brown and viscous polyamic acid solution V1 having a reduced viscosity as shown in FIG.

(ポリイミドフィルムの作製)
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。
(Preparation of polyimide film)
The polyamic acid solution V1 obtained above is applied to the final film thickness (imide) on the smooth surface (non-sliding material surface) of a long polyester film (“A-4100” manufactured by Toyobo Co., Ltd.) having a width of 1050 mm using a slit die. The film thickness after conversion was 25 μm, dried at 105 ° C. for 20 minutes, and then peeled from the polyester film to obtain a self-supporting polyamic acid film having a width of 920 mm.

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180℃×5分間、2段目270℃×10分間、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。   Next, the obtained self-supporting polyamic acid film was heated stepwise by a pin tenter in a temperature range of 150 ° C. to 420 ° C. (first stage 180 ° C. × 5 minutes, second stage 270 ° C. × 10 minutes, (Third stage 420 ° C. × 5 minutes) Heat treatment was performed to imidize, and pin grip portions at both ends were dropped with a slit to obtain a long polyimide film F1 (1000 m roll) having a width of 850 mm. Table 1 shows the characteristics of the obtained film F1.

〔製造例2〕
(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、滑材として前記コロイダルシリカ分散体をシリカ(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0.12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V2を得た。
[Production Example 2]
(Preparation of polyamic acid solution)
After the inside of the reaction vessel equipped with a nitrogen introduction tube, a thermometer, and a stirring rod was purged with nitrogen, 223 parts by mass of 5-amino-2- (p-aminophenyl) benzoxazole (DAMBO), N, N-dimethylacetamide 4416 Next, the colloidal silica dispersion is mixed with 217 parts by mass of pyromellitic dianhydride (PMDA) and the colloidal silica dispersion as a lubricant is polymer solids in the polyamic acid solution. It added so that it might become 0.12 mass% with respect to the total amount, and it stirred for 24 hours at 25 degreeC reaction temperature, and obtained the brown and viscous polyamic-acid solution V2 which has the reduced viscosity shown in Table 1.

(ポリイミドフィルムの作製)
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、ピンテンターによって、150℃〜485℃の温度領域で段階的に昇温させた(1段目150℃×5分間、2段目220℃×5分間、3段目485℃×10分間)以外は製造例1と同様に操作し、幅850mmの長尺ポリイミドフィルムF2(1000m巻き)を得た。得られたフィルムF2の特性を表1に示す。
(Preparation of polyimide film)
Instead of the polyamic acid solution V1, the polyamic acid solution V2 obtained above was used, and the temperature was raised stepwise in a temperature range of 150 ° C. to 485 ° C. with a pin tenter (first stage 150 ° C. × 5 minutes, 2 minutes Except for the stage 220 ° C. × 5 minutes and the third stage 485 ° C. × 10 minutes), the same operation as in Production Example 1 was performed to obtain a long polyimide film F2 (1000 m roll) having a width of 850 mm. Table 1 shows the characteristics of the obtained film F2.

〔製造例3〕
(ポリアミド酸溶液の調製)
製造例2において、前記コロイダルシリカ分散体を添加しなかった以外は同様に操作し、ポリアミド酸溶液V3を得た。
[Production Example 3]
(Preparation of polyamic acid solution)
The same procedure as in Production Example 2 was carried out except that the colloidal silica dispersion was not added to obtain a polyamic acid solution V3.

(ポリイミドフィルムの作製)
上記で得られたポリアミド酸溶液V3をコンマコーターを用いて幅1050mmの長尺ポリエステルフィルム(東洋紡社製「A−4100」)の平滑面(無滑材面)上に、最終膜厚(イミド化後の膜厚)が約5μmとなるように塗布し、次いでポリアミド酸溶液V2をスリットダイを用いて、最終膜厚がV3を含めて38μmとなるように塗布し、105℃にて25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。
(Preparation of polyimide film)
The final thickness (imidized) of the polyamic acid solution V3 obtained above on the smooth surface (non-sliding material surface) of a long polyester film (“A-4100” manufactured by Toyobo Co., Ltd.) having a width of 1050 mm using a comma coater. (After film thickness) is applied to be about 5 μm, and then the polyamic acid solution V2 is applied using a slit die so that the final film thickness is 38 μm including V3, and dried at 105 ° C. for 25 minutes. Then, it was peeled from the polyester film to obtain a self-supporting polyamic acid film having a width of 920 mm.

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、180℃〜495℃の温度領域で段階的に昇温させて(1段目180℃×5分間、2段目220℃×5分間、3段目495℃×10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F3(1000m巻き)を得た。得られたフィルムF3の特性を表1に示す。   Next, the obtained self-supporting polyamic acid film was heated stepwise by a pin tenter in a temperature range of 180 ° C. to 495 ° C. (first stage 180 ° C. × 5 minutes, second stage 220 ° C. × 5 minutes, The third stage (495 ° C. × 10 minutes) was subjected to heat treatment to imidize, and pin holding portions at both ends were dropped with slits to obtain a long polyimide film F3 (1000 m roll) having a width of 850 mm. The properties of the obtained film F3 are shown in Table 1.

Figure 2014237270
Figure 2014237270

<プラズマ処理フィルムの製造>
製造例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。得られたプラズマ処理ポリイミドフィルムP1の特性を表2に示す。
<Manufacture of plasma-treated film>
One side of the polyimide film F1 obtained in Production Example 1 was subjected to vacuum plasma treatment to obtain a plasma-treated polyimide film P1. Table 2 shows the characteristics of the obtained plasma-treated polyimide film P1.

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。   As the vacuum plasma processing, RIE mode using parallel plate type electrodes and RF plasma processing are adopted, nitrogen gas is introduced into the vacuum chamber, high frequency power of 13.54 MHz is introduced, and the processing time is 3 minutes.

また、プラズマ処理ポリイミドフィルムP1において、ポリイミドフィルムF1に代えてポリイミドフィルムF2を用いたこと以外はプラズマ処理ポリイミドフィルムP1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。   Moreover, in plasma processing polyimide film P1, it replaced with polyimide film F1, and except having used polyimide film F2, it carried out similarly to plasma processing polyimide film P1, and obtained plasma processing polyimide film P2.

さらに、プラズマ処理ポリイミドフィルムP1において、ポリイミドフィルムF1に代えてポリイミドフィルムF3を用いたこと、ポリイミドフィルムF3の滑剤を含まない層側の片面に同様にプラズマ処理を行ったこと以外はプラズマ処理ポリイミドフィルムP1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。   Further, in the plasma-treated polyimide film P1, a plasma-treated polyimide film was used except that the polyimide film F3 was used instead of the polyimide film F1 and that the same plasma treatment was performed on one side of the polyimide film F3 that does not contain a lubricant. A plasma-treated polyimide film P3 was obtained in the same manner as P1.

また、プラズマ処理ポリイミドフィルムP1において、ポリイミドフィルムF1に代えて厚さ100μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムA4100(東洋紡社製)を用いたこと以外はプラズマ処理ポリイミドフィルムP1と同様にして、プラズマ処理PETフィルムP4を得た。   Further, in the plasma-treated polyimide film P1, a plasma-treated PET was used in the same manner as the plasma-treated polyimide film P1 except that a polyethylene terephthalate (PET) film A4100 (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) having a thickness of 100 μm was used instead of the polyimide film F1. Film P4 was obtained.

さらに、プラズマ処理ポリイミドフィルムP1において、ポリイミドフィルムF1に代えて厚さ100μmのポリエチレンナフタレート(PEN)フィルム「テオネックス(登録商標)」(帝人社製)を用いたこと以外はプラズマ処理ポリイミドフィルムP1と同様にして、プラズマ処理PENフィルムP5を得た。
得られたプラズマ処理フィルムP1〜P5の特性を表2に示す。
Further, in the plasma-treated polyimide film P1, instead of the polyimide film F1, a 100 μm-thick polyethylene naphthalate (PEN) film “Teonex (registered trademark)” (manufactured by Teijin Limited) was used. Similarly, a plasma-treated PEN film P5 was obtained.
Table 2 shows the characteristics of the obtained plasma-treated films P1 to P5.

Figure 2014237270
Figure 2014237270

<無機基板への薄膜形成>
370mm×470mm×1.1mmtのソーダガラス板を超純水を用いて超音波洗浄を行い、HEPAフィルターを通じた乾燥空気により十分に乾燥させた。その後、薄膜加工用の真空チャンバーに入れ、50mm×80mmの開口部を複数有する田の字形状が連結したパターンのステンレススチール製マスクを介して、DCスパッタリング法により、基板温度100℃で、厚さ49nmの金薄膜を田の字形状が連結したパターンに形成し、薄膜積層無機基板G1を得た。
<Thin film formation on inorganic substrates>
A soda glass plate of 370 mm × 470 mm × 1.1 mmt was subjected to ultrasonic cleaning using ultrapure water and sufficiently dried with dry air through a HEPA filter. Thereafter, the substrate is placed in a vacuum chamber for thin film processing, and is formed by a DC sputtering method at a substrate temperature of 100 ° C. at a substrate temperature of 100 ° C. through a pattern of stainless steel masks in which a plurality of 50 mm × 80 mm openings are connected. A 49 nm gold thin film was formed into a pattern in which a square shape was connected to obtain a thin film laminated inorganic substrate G1.

370mm×470mm×0.7mmtのコーニング社製ガラス(EAGLE XG(登録商標))を超純水で超音波洗浄をし、HEPAフィルターを通じた乾燥空気により十分に乾燥させた。その後、薄膜加工用の真空チャンバーに入れ、50mm×80mmの開口部を複数有する田の字形状が連結したパターンのステンレススチール製マスクを介して、DCスパッタリング法により、無加熱で、厚さ48nmのCr薄膜を田の字形状が連結したパターンに形成し、薄膜積層無機基板G2を得た。   Corning glass (EAGLE XG (registered trademark)) of 370 mm × 470 mm × 0.7 mmt was subjected to ultrasonic cleaning with ultrapure water and sufficiently dried with dry air through a HEPA filter. Then, it is put into a vacuum chamber for thin film processing, and is heated by a DC sputtering method through a stainless steel mask having a pattern in which a plurality of 50 mm × 80 mm openings are connected, and a thickness of 48 nm. A Cr thin film was formed into a pattern in which a square shape was connected to obtain a thin film laminated inorganic substrate G2.

370mm×470mm×0.7mmtのコーニング社製ガラス(EAGLE XG(登録商標))を超純水を用いて超音波洗浄を行い、HEPAフィルターを通じた乾燥空気により十分に乾燥させた。その後、薄膜加工用の真空チャンバーに入れ、50mm×80mmの開口部を複数有する田の字形状が連結したパターンのステンレススチール製マスクを介して、DCスパッタリング法により、無加熱で、厚さ50nmの炭化ケイ素薄膜を田の字形状が連結したパターンに形成し、薄膜積層無機基板G3を得た。   Corning glass (EAGLE XG (registered trademark)) of 370 mm × 470 mm × 0.7 mmt was subjected to ultrasonic cleaning using ultrapure water and sufficiently dried with dry air through a HEPA filter. Then, it is put into a vacuum chamber for thin film processing, and is heated by a DC sputtering method through a stainless steel mask having a pattern in which a plurality of 50 mm × 80 mm openings are connected to each other, and is heated to a thickness of 50 nm. A silicon carbide thin film was formed into a pattern in which a square shape was connected to obtain a thin film laminated inorganic substrate G3.

薄膜積層無機基板G2において、DCスパッタリング法により、無加熱で、厚さ48nmのCr薄膜を形成したことに代えて、DC反応性スパッタリング法により、基板温度210℃で、厚さ98nmの窒化ケイ素薄膜を形成したこと以外は薄膜積層無機基板G2と同様にして、薄膜積層無機基板G4を得た。   In the thin film laminated inorganic substrate G2, a silicon nitride thin film having a thickness of 98 nm at a substrate temperature of 210 ° C. is obtained by a DC reactive sputtering method instead of forming a 48 nm thick Cr thin film by DC sputtering without heating. A thin-film laminated inorganic substrate G4 was obtained in the same manner as the thin-film laminated inorganic substrate G2, except that was formed.

薄膜積層無機基板G2において、厚さ48nmのCr薄膜に代えて厚さ46nmのチタン薄膜を形成したこと以外は薄膜積層無機基板G2と同様にして、薄膜積層無機基板G5を得た。   In the thin film laminated inorganic substrate G2, a thin film laminated inorganic substrate G5 was obtained in the same manner as the thin film laminated inorganic substrate G2, except that a 46 nm thick titanium thin film was formed instead of the 48 nm thick Cr thin film.

薄膜積層無機基板G2において、DCスパッタリング法により、厚さ48nmのCr薄膜を形成したことに代えて、RFスパッタリング法により、厚さ150nmのシリコン薄膜を形成したこと以外は薄膜積層無機基板G2と同様にして、薄膜積層無機基板G6を得た。   The thin film laminated inorganic substrate G2 is the same as the thin film laminated inorganic substrate G2 except that a silicon thin film with a thickness of 150 nm is formed by RF sputtering instead of forming a Cr thin film with a thickness of 48 nm by DC sputtering. Thus, a thin film laminated inorganic substrate G6 was obtained.

薄膜積層無機基板G2において、マスクを介して、厚さ48nmのCr薄膜を形成したことに代えて、マスクを介さずに、厚さ55nmの炭化ケイ素薄膜を形成したこと以外は薄膜積層無機基板G2と同様にして、薄膜積層無機基板G7を得た。   In the thin film laminated inorganic substrate G2, the thin film laminated inorganic substrate G2 except that a silicon carbide thin film having a thickness of 55 nm was formed without using a mask instead of forming a Cr thin film having a thickness of 48 nm through a mask. In the same manner, a thin film laminated inorganic substrate G7 was obtained.

薄膜積層無機基板G2において、マスクを介して、DCスパッタリング法により、厚さ48nmのCr薄膜を形成したことに代えて、マスクを介さずに、EB蒸着法により、厚さ15nmのフッ素系撥水膜を形成したこと以外は薄膜積層無機基板G2と同様にして、薄膜積層無機基板G8を得た。   In the thin film laminated inorganic substrate G2, instead of forming a 48 nm thick Cr thin film by a DC sputtering method through a mask, a fluorine water repellent film having a thickness of 15 nm by an EB vapor deposition method without using a mask. A thin film laminated inorganic substrate G8 was obtained in the same manner as the thin film laminated inorganic substrate G2, except that a film was formed.

370mm×470mm×0.7mmtのコーニング社製ガラス(EAGLE XG(登録商標))を超純水で超音波洗浄し、HEPAフィルターを通じた乾燥空気により十分に乾燥させたものを無機基板G9とした。
薄膜形成時の条件等については、表3に示す。
Corning glass (EAGLE XG (registered trademark)) of 370 mm × 470 mm × 0.7 mmt was ultrasonically washed with ultrapure water and sufficiently dried with dry air through a HEPA filter to obtain an inorganic substrate G9.
The conditions for forming the thin film are shown in Table 3.

Figure 2014237270
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<無機基板へのシランカップリング剤層形成>
<塗布例1(スピンコート法)>
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(信越化学工業社製「KBM−903」)をイソプロピルアルコールによって0.5質量%に希釈したシランカップリング剤希釈液を調製した。上記薄膜積層無機基板G1をジャパンクリエイト社製スピンコーターに設置して、イソプロピルアルコール70mlを回転中央部に滴下して500rpmにて液の振り切りと乾燥を行い、引き続き、上記シランカップリング剤希釈液約35mlを回転中央部に滴下して、まず500rpmにて10秒間回転させ、次いで回転数を1500rpmまで上げて20秒間回転させ、シランカップリング剤希釈液を振り切った。次に、クリーンベンチ内に載置されている100℃に加熱したホットプレートに、シランカップリング剤が塗布された上記薄膜積層無機基板G1をシランカップリング剤塗布面が上になるように載せ、約3分間加熱して、シランカップリング剤塗布基板S1を得た。
<Silane coupling agent layer formation on inorganic substrate>
<Application example 1 (spin coating method)>
A silane coupling agent diluted solution was prepared by diluting 3-aminopropyltrimethoxysilane (“KBM-903” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) to 0.5 mass% with isopropyl alcohol as a silane coupling agent. The thin film laminated inorganic substrate G1 was placed on a spin coater manufactured by Japan Create Co., and 70 ml of isopropyl alcohol was dropped onto the center of the rotation, and the liquid was shaken off and dried at 500 rpm. 35 ml was dropped on the center of rotation, first rotated at 500 rpm for 10 seconds, then increased to 1500 rpm and rotated for 20 seconds, and the silane coupling agent diluted solution was shaken off. Next, the thin-film laminated inorganic substrate G1 coated with the silane coupling agent is placed on a hot plate heated to 100 ° C. placed in a clean bench so that the silane coupling agent coating surface is on top, By heating for about 3 minutes, a silane coupling agent-coated substrate S1 was obtained.

シランカップリング剤塗布基板S1において、薄膜積層無機基板G1を薄膜積層無機基板G2〜G8と変更した以外は、シランカップリング剤塗布基板S1と同様にシランカップリング剤塗布基板S2〜S8、S10を得た。   In the silane coupling agent coated substrate S1, the silane coupling agent coated substrates S2 to S8 and S10 are the same as the silane coupling agent coated substrate S1, except that the thin film laminated inorganic substrate G1 is changed to the thin film laminated inorganic substrates G2 to G8. Obtained.

シランカップリング剤塗布基板S1において、薄膜積層無機基板G1を薄膜積層無機基板G9と変更し、シランカップリング剤層にパターン化を行った以外は、シランカップリング剤塗布基板S1と同様にシランカップリング剤塗布基板S9を得た。なお、シランカップリング剤層のパターン化は、ステンレススチール製マスクにより必要部分を遮光し、UVオゾン洗浄で用いたランテクニカルサービス株式会社製のUV/O3洗浄改質装置(「SKB1102N−01」)とUVランプ(「SE−1103G05」)とにより、該UVランプから3cm程度離れた距離から240秒照射を行うことによって実施した。 In the silane coupling agent coated substrate S1, the thin film laminated inorganic substrate G1 is changed to the thin film laminated inorganic substrate G9, and the silane coupling agent layer is patterned, so that the silane cup is similar to the silane coupling agent coated substrate S1. A ring agent-coated substrate S9 was obtained. The silane coupling agent layer is patterned by shielding a necessary portion with a stainless steel mask and using a UV / O 3 cleaning reformer ("SKB1102N-01") manufactured by Run Technical Service Co., Ltd. used in UV ozone cleaning. ) And a UV lamp (“SE-1103G05”), irradiation was performed for 240 seconds from a distance of about 3 cm from the UV lamp.

<塗布例2(気相塗布法)>
ホットプレートを有する真空チャンバーを用い、以下の条件にて無機基板へのシランカップリング剤塗布を行った。
<Application example 2 (vapor phase coating method)>
Using a vacuum chamber having a hot plate, a silane coupling agent was applied to the inorganic substrate under the following conditions.

シランカップリング剤(信越化学工業社製「KBM−903」:3−アミノプロピルトリメトキシシラン)100質量部をシャーレに満たし、ホットプレートの上に静置した。このときホットプレート温度は25℃である。次いでシランカップリング剤の液面から垂直方向に300mm離れた箇所に、薄膜積層無機基板G2を薄膜面を下にして水平に保持し、真空チャンバーを閉じ、大気圧にて酸素濃度が0.1体積%以下となるまで窒素ガスを導入した。次いで窒素ガスの導入を止め、チャンバー内を3×10-4Paまで減圧し、ホットプレート温度を120℃まで昇温し、10分間保持してシランカップリング剤蒸気への暴露を行った。その後、ホットプレート温度を下げ、同時に真空チャンバー内にクリーンな窒素ガスを静かに導入して大気圧まで戻し、ガラス板を取り出し、クリーン環境下にて100℃のホットプレートに、シランカップリング剤塗布面を上にして載せ、約3分間熱処理を行い、表4に示すシランカップリング剤塗布基板V2を得た。 100 parts by mass of a silane coupling agent (“KBM-903” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: 3-aminopropyltrimethoxysilane) was filled in a petri dish and allowed to stand on a hot plate. At this time, the hot plate temperature is 25 ° C. Next, the thin film laminated inorganic substrate G2 is held horizontally with the thin film surface facing downward at a position 300 mm away from the liquid surface of the silane coupling agent, the vacuum chamber is closed, and the oxygen concentration is 0.1 at atmospheric pressure. Nitrogen gas was introduced until the volume was less than or equal to volume%. Next, the introduction of nitrogen gas was stopped, the inside of the chamber was depressurized to 3 × 10 −4 Pa, the hot plate temperature was raised to 120 ° C., held for 10 minutes, and exposed to the silane coupling agent vapor. Then, the hot plate temperature is lowered, and at the same time, clean nitrogen gas is gently introduced into the vacuum chamber to return to atmospheric pressure, the glass plate is taken out, and a silane coupling agent is applied to the hot plate at 100 ° C. in a clean environment. The substrate was placed face up and heat treated for about 3 minutes to obtain a silane coupling agent coated substrate V2 shown in Table 4.

シランカップリング剤塗布基板V2において使用した薄膜積層無機基板G2を薄膜積層無機基板G3、G4と変更した以外は、シランカップリング剤塗布基板V2と同様にシランカップリング剤塗布基板V3、V4を得た。   The silane coupling agent coated substrates V3 and V4 are obtained in the same manner as the silane coupling agent coated substrate V2, except that the thin film laminated inorganic substrate G2 used in the silane coupling agent coated substrate V2 is changed to the thin film laminated inorganic substrates G3 and G4. It was.

Figure 2014237270
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<実施例1>
<積層体の作製と初期特性の評価>
得られたシランカップリング剤塗布基板S1のシランカップリング剤層側に、360mm×460mmの長方形にトリミングしたプラズマ処理フィルムP1のプラズマ処理面を、周囲にシランカップリング剤塗布基板が幅5mm露出するように重ね、得られたシランカップリング剤処理済支持体のシラン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を、ラミネーター(クライムプロダクツ社製SE650nH)を用いて仮ラミネートした。ラミネート条件は、無機基板側温度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基板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、高分子フィルム積層基板を得た。得られた積層基板の特性を表5に示す。
<Example 1>
<Production of laminate and evaluation of initial characteristics>
The plasma treatment surface of the plasma treatment film P1 trimmed into a 360 mm × 460 mm rectangle is exposed on the silane coupling agent layer side of the obtained silane coupling agent application substrate S1, and the silane coupling agent application substrate is exposed to a width of 5 mm around the periphery. Thus, the plasma-treated film P1 was temporarily laminated on each silane coupling agent layer of the obtained silane coupling agent-treated support using a laminator (SE650nH manufactured by Climb Products). did. Lamination conditions were an inorganic substrate side temperature of 100 ° C., a roll pressure of 5 kg / cm 2 during lamination, and a roll speed of 5 mm / second. The polyimide film after temporary lamination did not peel off due to its own weight, but had such adhesiveness that it was easily peeled off when the film edge was scratched. Thereafter, the obtained temporary laminated laminated substrate was put in a clean oven, heated at 200 ° C. for 30 minutes, and then allowed to cool to room temperature, to obtain a polymer film laminated substrate. Table 5 shows the characteristics of the obtained multilayer substrate.

なお、積層体における高分子フィルムと無機基板との接着強度については、薄膜形成をパターン状に行った試料については、薄膜形成部での接着強度を易剥離部の接着強度、薄膜が形成されていない部分の接着強度を良好接着部の接着強度とした。また活性エネルギー線などを用いて不活性化処理を行った試料の場合には、不活性化した部分の接着強度を易剥離部の接着教、不活性化されていない部分の接着強度を良好接着部の接着強度とした。   As for the adhesive strength between the polymer film and the inorganic substrate in the laminate, for the sample in which the thin film was formed in a pattern, the adhesive strength at the thin film forming portion was the adhesive strength at the easy peeling portion, and the thin film was formed. The adhesive strength of the non-existing portion was defined as the adhesive strength of the good bonded portion. In addition, in the case of a sample that has been subjected to inactivation treatment using active energy rays, etc., the adhesive strength of the inactivated part is set to be the adhesion of the easily peelable part, and the adhesive strength of the non-inactivated part is well bonded. It was set as the adhesive strength of the part.

<リサイクル特性の評価>
接着強度を測定した積層基板と同様の工程で製作した積層基板について、リサイクルに相当する操作を行い、無機基板を再利用した場合の特性についての評価を行った。具体的には、易剥離部周辺に切り込みを入れて無機基板から剥離した後、一部の高分子フィルム層が残った基板を10%の水酸化ナトリウム水溶液に室温にて20時間浸積し、ブラッシングし、次いで水洗の後、液晶基板用ガラス洗浄装置にてクリーニング洗浄を行い、乾燥後にドライ環境にて3分間のUVオゾン洗浄を行い、以後、無機基板へのシランカップリング剤層形成、積層体の作製をリサイクル前と同様に行い、外観品位の観察、および易剥離部、良好接着部における接着強度を評価した。リサイクル特性について表5に示す。
<Evaluation of recycling characteristics>
The laminated substrate manufactured in the same process as the laminated substrate for which the adhesive strength was measured was subjected to an operation corresponding to recycling, and the characteristics when the inorganic substrate was reused were evaluated. Specifically, after cutting off from the inorganic substrate by making a cut around the easy-peeling portion, the substrate with a part of the polymer film layer was immersed in a 10% aqueous sodium hydroxide solution at room temperature for 20 hours, Brushing, then washing with water, cleaning and cleaning with a glass cleaning device for liquid crystal substrates, drying and UV ozone cleaning for 3 minutes in a dry environment, and then forming and laminating a silane coupling agent layer on an inorganic substrate The body was prepared in the same manner as before recycling, and the appearance quality was observed, and the adhesive strength at the easily peeled portion and the good bonded portion was evaluated. Table 5 shows the recycling characteristics.

<実施例2〜7>
実施例1において使用したシランカップリング剤塗布基板をS2、S3、S4、S7、S10、V2に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜7の高分子フィルム積層基板を得た。また、リサイクル特性の評価結果を実施例1と同様に行った。
得られた積層基板の評価結果、リサイクル特性の評価結果を表5に示す。
<Examples 2 to 7>
The polymer film laminated substrates of Examples 2 to 7 were the same as Example 1 except that the silane coupling agent-coated substrate used in Example 1 was changed to S2, S3, S4, S7, S10, and V2. Got. The evaluation results of the recycling characteristics were the same as in Example 1.
Table 5 shows the evaluation results of the obtained multilayer substrate and the evaluation results of the recycling characteristics.

<比較例1〜3>
実施例1において使用したシランカップリング剤塗布基板をS5、S6、S8に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、比較例1〜3の高分子フィルム積層基板を得た。また、リサイクル特性の評価結果を実施例1と同様に行った。
得られた積層基板の評価結果、リサイクル特性の評価結果を表5に示す。
<Comparative Examples 1-3>
Except having changed the silane coupling agent application board | substrate used in Example 1 into S5, S6, and S8, it carried out similarly to Example 1, and obtained the polymer film laminated substrate of Comparative Examples 1-3. The evaluation results of the recycling characteristics were the same as in Example 1.
Table 5 shows the evaluation results of the obtained multilayer substrate and the evaluation results of the recycling characteristics.

<比較例4>
実施例1において使用したシランカップリング剤塗布基板を、薄膜を形成していないシランカップリング剤塗布基板S9に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、比較例4の高分子フィルム積層基板を得た。また、リサイクル特性の評価結果を実施例1と同様に行った。
<Comparative example 4>
Polymer film lamination of Comparative Example 4 in the same manner as in Example 1 except that the silane coupling agent-coated substrate used in Example 1 was changed to a silane coupling agent-coated substrate S9 in which no thin film was formed. A substrate was obtained. The evaluation results of the recycling characteristics were the same as in Example 1.

得られた積層基板の評価結果、リサイクル特性の評価結果を表5に示す。なお、リサイクル時には易剥離部に高分子フィルムと無機基板との間に異物が入ったためと見られる突起が散見された。   Table 5 shows the evaluation results of the obtained multilayer substrate and the evaluation results of the recycling characteristics. In addition, the protrusion which seems to be because the foreign material entered between the polymer film and the inorganic substrate in the easy peeling part at the time of recycling was scattered.

Figure 2014237270
Figure 2014237270

<実施例8〜15>
シランカップリング剤塗布基板とプラズマ処理フィルムを表6に示す組み合わせにて適宜替えて、実施例1と同様に操作を行い、同様に評価した。結果を表6に示す。なお、プラズマ処理フィルムP4又はP5を用いた場合においては、ラミネート後のクリーンオーブンによる熱処理温度を150℃とした。また、リサイクル特性の評価結果を実施例1と同様に行った。
<Examples 8 to 15>
The silane coupling agent-coated substrate and the plasma-treated film were appropriately changed according to the combinations shown in Table 6, and the same operations as in Example 1 were performed and evaluated in the same manner. The results are shown in Table 6. In the case of using the plasma-treated film P4 or P5, the heat treatment temperature in the clean oven after lamination was set to 150 ° C. The evaluation results of the recycling characteristics were the same as in Example 1.

得られた積層基板の評価結果、リサイクル特性の評価結果を表6に示す。   Table 6 shows the evaluation results of the obtained multilayer substrate and the evaluation results of the recycling characteristics.

Figure 2014237270
Figure 2014237270

<応用例1>
実施例1、実施例2、実施例3、実施例13、実施例15、比較例2にて得られた積層体を用い、以下の工程により、高分子フィルム上にボトムゲート型構造を有する薄膜トランジスタアレイを作製した。
<Application example 1>
A thin film transistor having a bottom gate structure on a polymer film by using the laminate obtained in Example 1, Example 2, Example 3, Example 13, Example 15, and Comparative Example 2 and performing the following steps. An array was made.

高分子フィルム側全面に反応性スパッタリング法を用いてSiONからなる100nmのガスバリア膜を形成した。次いで、厚さ80nmのアルミニウム層をスパッタリング法にて形成し、フォトリソグラフ法によりゲート配線とゲート電極を形成した。続いて、スリットダイコーターを用いてエポキシ樹脂系のゲート絶縁膜(厚さ80nm)を形成した。さらに、スパッタリング法にて5nmのCr層、40nmの金層を形成し、フォトリソグラフ法にてソース電極とドレイン電極を形成した。加えて、スリットダイコーターを用いて、絶縁層兼ダム層となるエポキシ樹脂を塗布し、UV−YAGレーザーによるアブレーションにて、ソース電極とドレイン電極を含む半導体層用の厚さ250nmのダム層を直径100μmの円形となるように形成し、また上部電極との接続点となるビア形成も同時に行った。そして、インクジェット印刷法により有機半導体であるポリチオフェンをダム内に塗出、ビア部には銀ペーストを埋め込み、さらに上部電極としてアルミ配線を形成し640×480ピクセルを有する薄膜トランジスタアレイを形成した。   A 100 nm gas barrier film made of SiON was formed on the entire surface of the polymer film using a reactive sputtering method. Next, an aluminum layer having a thickness of 80 nm was formed by a sputtering method, and a gate wiring and a gate electrode were formed by a photolithography method. Subsequently, an epoxy resin-based gate insulating film (thickness 80 nm) was formed using a slit die coater. Further, a 5 nm Cr layer and a 40 nm gold layer were formed by sputtering, and a source electrode and a drain electrode were formed by photolithography. In addition, using a slit die coater, an epoxy resin that becomes an insulating layer / dam layer is applied, and a 250-nm thick dam layer for a semiconductor layer including a source electrode and a drain electrode is formed by ablation with a UV-YAG laser. A circular shape having a diameter of 100 μm was formed, and a via forming a connection point with the upper electrode was simultaneously formed. Then, polythiophene, which is an organic semiconductor, was coated in the dam by an ink jet printing method, a silver paste was buried in the via portion, and an aluminum wiring was formed as an upper electrode to form a thin film transistor array having 640 × 480 pixels.

得られた薄膜トランジスタアレイをバックプレーンとし、フロントプレーンに電気泳動表示媒体を重ねることにより、ディスプレイ素子とし、トランジスタの収率と表示性能を、各ピクセルのON/OFFにて判定した。その結果、いずれの積層体を用いて作製された薄膜トランジスタアレイでは、いずれも表示性能は良好であった。   The obtained thin film transistor array was used as a back plane, and an electrophoretic display medium was overlaid on the front plane to form a display element. The yield and display performance of the transistor were determined by ON / OFF of each pixel. As a result, the thin film transistor array produced using any of the laminates had good display performance.

また、薄膜トランジスタアレイにフロントプレーンを重ねた後に、薄膜パターン外周の0.5mm程度内側に沿ってUV−YAGレーザーにて高分子フィルム部を焼き切り、切れ目の端部から薄いカミソリ上の刃を用いてすくい上げるように剥離を行った。   In addition, after the front plane is overlaid on the thin film transistor array, the polymer film portion is burned out with a UV-YAG laser along the inner side of the thin film pattern about 0.5 mm, and a thin razor blade is used from the edge of the cut. Peeling was performed to scoop up.

実施例1、実施例2,実施例3、実施例13、及び実施例15にて得られた積層体を用いて作製された薄膜トランジスタアレイでは容易に剥離が可能であり、フレキシブル電気泳動ディスプレイデバイスを得ることができた。   The thin film transistor array produced using the laminates obtained in Example 1, Example 2, Example 3, Example 13, and Example 15 can be easily peeled off, and a flexible electrophoretic display device can be used. I was able to get it.

一方、比較例2にて得られた積層体を用いて作製された薄膜トランジスタアレイでは、上記剥離を行うのに上記各実施例に比較して大きな力を要した。また、剥離前の電気泳動部の表示は良好であったが、剥離後は一部の走査線に動作不良が生じ、書き換えが出来ないエリアが生じた。   On the other hand, the thin film transistor array produced using the laminate obtained in Comparative Example 2 required a larger force than the above Examples to perform the above-described peeling. In addition, although the display of the electrophoretic portion before peeling was good, after the peeling, some scanning lines had malfunctioned, and an area that could not be rewritten was generated.

<応用例2>
応用例1にてフレキシブル電気泳動ディスプレイデバイスを剥離した後に、無機基板を10%の水酸化ナトリウム水溶液に室温にて20時間浸積した。その後、水洗を行い、さらに液晶基板用ガラス洗浄装置にてクリーニング洗浄を行い、乾燥後にUVオゾン洗浄を3分間行った。以後、上記<無機基板へのシランカップリング剤層形成>の工程に戻り、それ以降の工程については最初に積層体を作製したときと同様の作製法を行うことにより積層体を得た。得られた積層体の品位は良好で、十分にリサイクル使用が可能な状態であった。
<Application example 2>
After peeling the flexible electrophoretic display device in Application Example 1, the inorganic substrate was immersed in a 10% aqueous sodium hydroxide solution at room temperature for 20 hours. Thereafter, it was washed with water, further cleaned with a glass cleaning device for liquid crystal substrates, and after drying, UV ozone cleaning was performed for 3 minutes. Thereafter, the process returns to the above-described <Formation of Silane Coupling Agent Layer on Inorganic Substrate>, and the subsequent steps were performed by the same production method as that for producing the laminate first to obtain a laminate. The quality of the obtained laminate was good, and it was sufficiently recyclable.

<応用例3>
実施例4〜9、実施例12、実施例14にて得られた積層体を、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、積層体の温度を設定できるようにし、積層体の温度を2℃に設定した。まず、積層体の高分子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(Cr10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、積層体の温度を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。
<Application example 3>
The laminates obtained in Examples 4 to 9, Example 12 and Example 14 were covered with a stainless steel frame having an opening and fixed to a substrate holder in the sputtering apparatus. The substrate holder and the support of the laminate were fixed in close contact with each other, and a coolant was allowed to flow through the substrate holder so that the temperature of the laminate could be set. The temperature of the laminate was set to 2 ° C. First, plasma treatment was applied to the polymer film surface of the laminate. The plasma treatment conditions were as follows: argon gas, frequency 13.56 MHz, output 200 W, gas pressure 1 × 10 −3 Torr, treatment temperature 2 ° C., treatment time 2 minutes. Next, under the conditions of a frequency of 13.56 MHz, an output of 450 W, and a gas pressure of 3 × 10 −3 Torr, a nickel-chromium (Cr 10% by mass) alloy target is used to perform a DC magnetron sputtering method in an argon atmosphere at 1 nm / A nickel-chromium alloy coating (underlayer) having a thickness of 11 nm was formed at a rate of seconds. Subsequently, the temperature of the laminated body was set to 2 ° C., and sputtering was performed. Then, copper was vapor-deposited at a rate of 10 nm / second to form a copper thin film having a thickness of 0.22 μm. Thus, the laminated board with a base metal thin film formation film was obtained from each laminated body. The thicknesses of the copper and NiCr layers were confirmed by the fluorescent X-ray method.

次に、各フィルムからの下地金属薄膜形成フィルム付きの積層板をCu製の枠に固定し、硫酸銅めっき浴を用い、電解めっき液(硫酸銅80g/l、硫酸210g/l、HCl、光沢剤少量)に浸漬し、電気を1.5A/dm2流すことにより、厚さ4μmの厚付け銅メッキ層(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、積層体の高分子フィルム面に銅箔層を形成した。 Next, a laminated board with a base metal thin film forming film from each film is fixed to a Cu frame, and an electroplating solution (copper sulfate 80 g / l, sulfuric acid 210 g / l, HCl, gloss, using a copper sulfate plating bath). A thick copper plating layer (thickening layer) having a thickness of 4 μm was formed by immersing in a small amount of the agent and passing 1.5 A / dm 2 of electricity. Then, it heat-processed for 10 minutes at 120 degreeC, it dried, and the copper foil layer was formed in the polymer film surface of a laminated body.

得られた各銅箔層に対して、フォトレジスト(シプレー社製「FR−200」)を塗布乾燥した後に、ガラスフォトマスクでオフコンタクト露光し、さらに1.2質量%KOH水溶液にて現像した。次に、HClおよび過酸化水素を含む塩化第二銅のエッチングラインで、40℃、2kgf/cm2のスプレー圧でエッチングし、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い、配線パターンを得た。 After applying and drying a photoresist (“FR-200” manufactured by Shipley Co., Ltd.) on each of the obtained copper foil layers, it was subjected to off-contact exposure with a glass photomask and further developed with a 1.2 mass% KOH aqueous solution. . Next, etching was performed with a cupric chloride etching line containing HCl and hydrogen peroxide at 40 ° C. and a spray pressure of 2 kgf / cm 2 to form a line row of lines / spaces = 20 μm / 20 μm as a test pattern. Next, after electroless tin plating was performed to a thickness of 0.5 μm, annealing treatment was performed at 125 ° C. for 1 hour to obtain a wiring pattern.

得られた配線パターンを光学顕微鏡で観察し、またテストパターンを用いて断線/短絡の有無をチェックした。結果、いずれも配線パターンには、断線、短絡は無く、パターン形状も良好であった。次いで、応用例1と同様の手法にてガラス板から高分子フィルムを剥離し、フレキシブル配線基板とした。得られたフレキシブル配線板の屈曲性は良好であった。   The obtained wiring pattern was observed with an optical microscope, and the presence or absence of disconnection / short circuit was checked using the test pattern. As a result, there was no disconnection or short circuit in the wiring pattern, and the pattern shape was good. Subsequently, the polymer film was peeled from the glass plate by the same method as in Application Example 1 to obtain a flexible wiring board. The flexibility of the obtained flexible wiring board was good.

本発明の高分子フィルム積層基板は、高分子フィルム上に電子デバイスを形成した後に、電子デバイスが載置された高分子フィルムを無機基板から容易に剥離することが可能である。また、上記剥離を行った無機基板をリサイクルしても、電子デバイスが載置された高分子フィルムを無機基板からリサイクル前と同様に容易に剥離することが可能であり、特にフレキシブルな電子デバイスの製造に有用であり、産業界への寄与は大きい。   The polymer film laminated substrate of the present invention can easily peel the polymer film on which the electronic device is mounted from the inorganic substrate after forming the electronic device on the polymer film. In addition, even when the inorganic substrate that has been peeled off is recycled, the polymer film on which the electronic device is placed can be easily peeled off from the inorganic substrate in the same manner as before recycling. It is useful for manufacturing and contributes greatly to the industry.

Claims (8)

無機基板の少なくとも片面の一部に薄膜が連続又は不連続に形成され、薄膜の上にシランカップリング剤層が連続又は不連続に形成され、さらにシランカップリング剤層の上に高分子フィルム層が積層された高分子フィルム積層基板であって、
無機基板表面のイソプロピルアルコールに対する接触角と薄膜表面のイソプロピルアルコールに対する接触角との差が5度以下であり、
高分子フィルムが積層された面は、高分子フィルムに切り込みを入れると高分子フィルムをシランカップリング剤層ごと無機基板から容易に分離できる領域である易剥離部と容易に分離できない領域である良好接着部とからなり、
良好接着部における無機基板と高分子フィルムとの接着強度は、易剥離部における無機基板と高分子フィルムとの接着強度の2倍以上である
ことを特徴とする高分子フィルム積層基板。
A thin film is formed continuously or discontinuously on a part of at least one surface of the inorganic substrate, a silane coupling agent layer is formed continuously or discontinuously on the thin film, and a polymer film layer is further formed on the silane coupling agent layer. Is a polymer film laminated substrate laminated,
The difference between the contact angle with respect to isopropyl alcohol on the surface of the inorganic substrate and the contact angle with respect to isopropyl alcohol on the surface of the thin film is 5 degrees or less,
The surface on which the polymer film is laminated is a region where the polymer film can be easily separated from the inorganic substrate together with the silane coupling agent layer when the cut is made in the polymer film. It consists of an adhesive part,
The polymer film laminated substrate characterized in that the adhesive strength between the inorganic substrate and the polymer film in the good adhesion portion is at least twice the adhesive strength between the inorganic substrate and the polymer film in the easily peelable portion.
上記薄膜には、Cr、貴金属、金属炭化物、又は金属窒化物の少なくとも1つが含まれている請求項1に記載の高分子フィルム積層基板。   The polymer film laminated substrate according to claim 1, wherein the thin film contains at least one of Cr, a noble metal, a metal carbide, or a metal nitride. 無機基板の少なくとも片面において、上記薄膜が不連続に形成されており、上記易剥離部では上記薄膜に覆われており、上記良好接着部では上記薄膜に覆われていない請求項1又は2に記載の高分子フィルム積層基板。   The thin film is formed discontinuously on at least one surface of the inorganic substrate, the easy peeling part is covered with the thin film, and the good adhesion part is not covered with the thin film. Polymer film laminated substrate. 前記高分子フィルムはポリイミドフィルムである請求項1〜3のいずれか1項に記載の高分子フィルム積層基板。   The polymer film laminated substrate according to claim 1, wherein the polymer film is a polyimide film. 高分子フィルム上に電子デバイスを形成する際に、無機基板に高分子フィルム材料を仮支持するために用いられる請求項1〜3のいずれか1項に記載の高分子フィルム積層基板。   The polymer film laminated substrate according to any one of claims 1 to 3, which is used for temporarily supporting a polymer film material on an inorganic substrate when an electronic device is formed on the polymer film. 無機基板の少なくとも片面の一部に薄膜を連続又は不連続に形成する工程と、
薄膜の上にシランカップリング剤層を連続又は不連続に形成する工程と、
シランカップリング剤層の上に複数の高分子フィルム層を積層する工程と、
加熱加圧することで隣接する互いの層を接着する工程と、
高分子フィルム上に電子デバイスを形成する工程と、
高分子フィルム層に切り込みを入れ、高分子フィルム層の少なくとも一部を電子デバイス及びシランカップリング剤層ごと無機基板から剥離する工程と、
を備えることを特徴とするフレキシブル電子デバイスの製造方法。
Forming a thin film continuously or discontinuously on a part of at least one side of the inorganic substrate;
Forming a silane coupling agent layer continuously or discontinuously on the thin film;
Laminating a plurality of polymer film layers on the silane coupling agent layer;
Adhering adjacent layers by heating and pressing; and
Forming an electronic device on the polymer film;
Cutting the polymer film layer and peeling at least part of the polymer film layer from the inorganic substrate together with the electronic device and the silane coupling agent layer;
A method of manufacturing a flexible electronic device, comprising:
高分子フィルム層を積層する上記工程において、
高分子溶液または高分子の前駆体溶液をシランカップリング剤層または高分子フィルム層上に塗布し、塗布した溶液を乾燥、加熱することによって高分子フィルム層を積層する
請求項6に記載のフレキシブル電子デバイスの製造方法。
In the above step of laminating the polymer film layer,
The flexible film according to claim 6, wherein a polymer solution or a polymer precursor solution is applied onto a silane coupling agent layer or a polymer film layer, and the applied solution is dried and heated to laminate the polymer film layer. Electronic device manufacturing method.
薄膜に所定のパターンを形成する工程を含む請求項6又は7に記載のフレキシブル電子デバイスの製造方法。   The manufacturing method of the flexible electronic device of Claim 6 or 7 including the process of forming a predetermined pattern in a thin film.
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