JP2015074783A - 離型層、基板構造、およびフレキシブル電子デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フレキシブル電子デバイスの製造に用いる基板構造を提供する。【解決手段】基板構造は、支持層と、第１の面積で支持層を覆う、芳香族ポリイミドからなる離型層と、第２の面積で支持層および離型層を覆うフレキシブル層と、を含む。前記第２の面積は前記第１の面積より大きい。フレキシブル層と支持層との間の密着力は、離型層と支持層との間の密着力よりも高い。【選択図】図１Ａ

Description

本出願は、２０１４年３月５日に出願され、出願番号第１０３１０７３６６である台湾特許出願の優先権、および、２０１３年１０月４日に出願され、出願番号第６１／８８７，０３３の米国仮出願の利益を主張すると共に、これら出願に基づいており、これら出願の開示は参照によってその全てが本明細書中に組み込まれる。

本技術分野は、離型層、これを含む基板構造、およびその製造方法に関する。

移動通信は急速に発展し、２０１１年からはコンテンツサービスと組み合わせた形で利用可能となった。また、フレキシブルディスプレイは次世代ディスプレイの新たなトレンドになることが期待されている。主要ＩＴ企業は、厚く、重く、そして割れ易いガラス基板を、非ガラス（例えば軽量かつフレキシブルなプラスチック）基板に置き換えている。さらに、アクティブ型フルカラーＴＦＴディスプレイパネルも発展してきている。スマートフォンおよびタブレットにはフラットディスプレイが望ましいが、それらのプロダクトデザインは薄型および軽量という要求を満たすものでなければならない。別の新たな展開としては、フレキシブル／ソフトディスプレイ技術があるが、これはディスプレイデザインの新たな時代を拓き得るものである。中型または小型パネルの大量生産技術が成熟したことに伴って、軽量、薄型、かつ、より大きいセル空間をもつようなフレキシブルディスプレイを量産することが可能となってきた。

フレキシブル層の製造工程は、バッチタイプとロール・ツー・ロール（roll-to-roll）タイプに分類される。

特許文献１には、プラスチック基板をガラス基板から剥離する方法として、ａ）１μｍ未満の薄い層であるポリイミド（ＰＩ）層にレーザー放射を行い、ＰＩ層を直接レーザー剥離させ、この剥離プロセスの後にＰＩを溶解させる（したがって、付加的な離型層を必要としない）方法、および、ｂ）ａ−Ｓｉ離型層を用いてレーザー剥離プロセスを使用する方法、が開示されている。任意の黄色プラスチック基板が、レーザー光を吸収することにより直接レーザー剥離され得る。しかしながら、このプロセスはレーザー設備を必要とし、時間がかかり、かつ大面積に対しての歩留まりが低い。

特許文献２には、可溶性環状オレフィン共重合体をフレキシブル電子機器の離型層として使用できることが開示されている。該共重合体（単一のブロックまたは複数のブロック）が、ガラス基板上に離型層として塗布され、そしてその離型層を覆うように塗布可能な（coatable）基板材料が塗布され得る。しかしながら、該共重合体は低温プロセス（＜２５０℃）にしか適しておらず、高温ではその剥離効果を失うか、または黄変してしまう。

米国特許出願公開第２００７／００９１０６２号明細書 米国特許第８２７３４３９号明細書

ＴＦＴ素子のための従来の装置は、バッチタイプのＴＦＴ素子を製造するために使用することができる。しかし、バッチタイプでは、フレキシブルディスプレイをガラス基板から他のプラスチック基板へと転写する、またはフレキシブルディスプレイをガラス基板から直接剥離するための基板の転写（substarate transfer）および膜剥離（film-separation）技術の開発が必要とされる。また、ロール・ツー・ロールタイプでは、新たな装置が必要となり、かつ、回転および接触に起因するいくつかの問題が克服されなければならない。

ＬＴＰＳなどのＴＦＴ素子を製造するためにバッチタイプが選択される場合、高いプロセス温度のため（４００℃を超える）、耐高温材料が必要とされる。バッチタイプでは既存のガラス基板のための装置を用いることができるため、装置に関するコストは節減できるが、素子製造のあいだのガラス上のフレキシブル層の剥離の防止、および、素子製造後の（ガラス上への付着なしの）フレキシブル層の簡便な剥離が、主な重要なポイントである。

本発明の一実施形態は、芳香族ポリイミドである離型層（release layer）であって、フレキシブル電子デバイスの製造に適用される離型層を提供する。

本発明の一実施形態は、支持層と、支持層を第１の面積で覆う離型層であって芳香族ポリイミドからなる離型層と、離型層および支持層を第２の面積で覆うフレキシブル層と、を含む基板構造であって、前記第２の面積が前記第１の面積より大きく、かつ、フレキシブル層と支持層との間の密着性が、離型層と支持層との間の密着性よりも高い基板構造を提供する。

本発明の一実施形態は、支持層を提供する工程と、支持層を第１の面積で覆う離型層を形成する工程であって、前記離型層が芳香族ポリイミドである工程と、離型層および支持層を第２の面積で覆うフレキシブル層を形成する工程であって、前記第２の面積が前記第１の面積より大きく、かつ、フレキシブル層と支持層との間の密着性が、離型層と支持層との間の密着性よりも高い工程と、フレキシブル層上に素子を形成する工程と、支持層と離型層とを分離する工程であって、支持層から分離される離型層およびフレキシブル層が、前記第２の面積と実質的に同じ面積を有する工程と、を含むフレキシブル電子デバイスを製造する方法を提供する。

本発明の基板構造は高温に耐え得るものである。耐高温離型層材料は、支持層とフレキシブル層との間に塗布され得る。フレキシブル層と支持層とが離型層で分離されているため、後工程の高温プロセスの後に、フレキシブル層がガラス上に付着すること（例えば、フレキシブル層の全体を剥離できないなど）が回避される。したがって、本発明の基板構造は、工程歩留まりを高めることができる。

添付の図面を参照しながら、以下の実施形態において詳細な説明を行う。添付の図面を参照し、後続の詳細な説明および実施例を読むことによって、本発明をより十分に理解することができる。

本発明の一実施形態による基板構造の断面図を示す。 本発明の実施形態による基板構造の上面図を示す。 本発明の実施形態による基板構造の上面図を示す。 本発明の一実施形態による、製造プロセスのあいだのフレキシブル電子デバイスの断面図を示す。 本発明の一実施形態による、製造プロセスのあいだのフレキシブル電子デバイスの断面図を示す。 本発明の一実施形態による、製造プロセスのあいだのフレキシブル電子デバイスの断面図を示す。 本発明の一実施形態による、製造プロセスのあいだのフレキシブル電子デバイスの断面図を示す。 本発明の一実施形態による、製造プロセスのあいだのフレキシブル電子デバイスの断面図を示す。

以下の詳細な説明では、例示を目的として、開示される実施形態が十分に理解されるよう多数の具体的詳細を記載する。しかしながら、１または複数の実施形態がこれら具体的詳細無しに実施できることは明らかであろう。また、図面を簡潔にすべく、既知の構造および装置は図面に概略的に示される。

図１Ａに示されるように、本発明の一実施形態は、フレキシブル電子デバイス製造に適用され得る基板構造１０を提供する。基板構造１０は、支持層１２、離型層１４、およびフレキシブル層１６を含む。支持層１２は、ガラスまたはシリコンウエハを含み得る。支持層１２は、面積Ａ１を有するパターン（例えば、図１Ｂまたは１Ｃに示される１つまたは複数のブロックなど）で離型層１４により覆われる。図１Ｂおよび１Ｃにおける離型層１４のパターンは例示に過ぎず、当業者が必要に応じて、離型層１４のパターンの形状、サイズおよび配置を変更することが可能であることは明らかであろう。離型層１４は、ジアミンおよび二酸無水物が重合された芳香族ポリイミドである。ジアミンとしては、例えば、４，４’−オキシジアニリン、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、ｐ−フェニレンジアミン、２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ジアミノベンジジン、またはこれらの組み合わせなどが好ましい。二酸無水物としては、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’−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフタル酸無水物、またはこれらの組み合わせなどが好ましい。式１に示されるように、先ずジアミンおよび二酸無水物が重合されてポリアミック酸（ＰＡＡ）が形成され、次いでこれが脱水されてポリイミド（ＰＩ）が形成される。

式１中、Ａｒ¹およびＡｒ²はそれぞれ独立して芳香族基を表し、ｎは繰り返し単位数である。実際には、ポリアミック酸を形成するためにジアミンおよび二酸無水物が始めに重合され得る。非プロトン性極性溶媒（例えばジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）など）が、ポリアミック酸溶液の固体成分含有量を調整するためにポリアミック酸溶液に添加されてもよい。ポリアミック酸溶液がその後、支持層１２上に塗布される。塗膜がその後加熱され、塗膜のポリアミック酸がポリイミドの離型層１４を形成するように反応される。本発明の一実施形態において、離型層１４の厚さは、０．１μｍ〜４μｍである。過度に厚い離型層１４は、コスト増加につながり、かつ加熱乾燥後の膜表面が不良となり易い。過度に薄い離型層１４は、塗布工程のあいだに不均一になり得、この結果、離型層１４の一部がその剥離効果を失ってしまう。

続いて、離型層１４および支持層１２を覆うようにフレキシブル層１６が形成され、ここでフレキシブル層１６は面積Ａ２を有する。面積Ａ２が面積Ａ１より大きい点に留意されたい。一実施形態において、フレキシブル層１６と支持層１２との間の密着性は、２Ｂから５Ｂ（密着性クロスカットテスターにより測定）であり得、フレキシブル層１６と支持層１２との間の密着性は、離型層１４と支持層１２との間の密着性よりも高い。実際には、フレキシブル層１６の材料溶液が、塗膜を形成するために支持層１２および離型層１４上に塗布されてもよい。フレキシブル層１６の組成は、離型層１４の組成とは異なる。フレキシブル層１６としては、ポリイミド（ＰＩ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリアクリル酸（ＰＡ）、ポリノルボルネン（ＰＮＢ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、またはポリエーテルイミド（ＰＥＩ）が挙げられ得る。一実施形態において、フレキシブル層１６の材料溶液に例えばシリカ、有機質粘土、またはこれらの組み合わせなどの粉末がさらに添加され、これによりフレキシブル層１６と支持層１２との間の密着性がより高められ得る。例えば、いくつかの芳香族ポリイミドが離型層１４となるよう選択され、そして、この同じ芳香族ポリイミドと前記粉末との混合物がフレキシブル層１６とされてもよい。この実施形態では、フレキシブル層１６中の芳香族ポリイミドおよび粉末の重量比は、１：０．１１〜１：０．４３であり、そして、粉末のサイズは２００ｎｍ未満である。粉末の比率が高すぎると、フレキシブル層１６の柔軟性が低下し、ひいてはフレキシブル層１６が割れてしまう可能性がある。粉末の比率が低すぎると、フレキシブル層１６と支持層１２との間の密着性が不十分となることがあり、これによって高温プロセスのあいだに剥離の問題が生じる恐れがある。また粉末のサイズが大き過ぎると、膜が不透明または非常に曇った（hazy）したものとなってしまう。別の実施形態において、離型層１４の芳香族ポリイミドは、フレキシブル層１６の組成とは異なる。フレキシブル層１６の厚さは、５μｍ〜４０μｍである。過度に厚いフレキシブル層１６は、コストを増加させる。過度に薄いフレキシブル層１６は、製品に十分な機械的強度を付与することができない。

図２Ａ〜２Ｅは、本発明の一実施形態による、製造プロセスのあいだのフレキシブル電子デバイスの断面図を示している。始めに、図１Ａに示される基板構造１０が提供され、そして、素子（図示せず）が、基板構造１０のフレキシブル層１６上に形成される。前記素子は、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）、光電変換素子（optoelectronic conversion devices）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のようなエレクトロルミネセンス素子、その他の素子、またはこれらの組み合わせであり得る。一実施形態において、素子を製造するためのプロセスは、２５０℃〜４５０℃の温度で行われる。すなわちここで、他の組成が離型層１４を形成するために選ばれた場合、素子製造のための処理温度で離型層１４が変形するまたは割れる可能性がある。

素子の形成後、支持層１２と離型層１４とが分離される。理想的な場合において、分離工程は、図２Ａに示されるように、離型層１４の端部（Ａ’）で切断されるように実行される。実際の操作では、分離工程は、フレキシブル層１６と重なりあっている離型層１４の縁部（例えば図２Ｂにおける切断部Ｂ’）を、支持層１２の表面に対して垂直な方向で切断するように実行され、これによって、切断工程後に、図２Ｃに示されているようにフレキシブル層１６と支持層１２との間にフレキシブル層１６が残ってしまうことが避けられる。支持層１２から分離されたフレキシブル層１６および離型層１４は、面積Ａ２と実質的に同じ面積を有する。支持層１２を貫通して切断する切断工程が例示されているが、実際の操作においては、支持層１２を完全に切断することなく、支持層１２の表面のみをカットするように工程が行われてもよい。

切断工程の後、フレキシブル層１６と支持層１２との間には離型層１４のみが配置されており、支持層１２に接続されているフレキシブル層１６は無い。故に、図２Ｄに示されるように、離型層１４と支持層１２とは容易に分離され得る。一実施形態においては、上記工程の後、図２Ｅに示されるように、離型層１４とフレキシブル層１６とが分離され得る。

離型層１４は、製品の保護膜として機能してもよく、そして、支持層１２と離型層１４とを分離する工程の後、直ちに除去されなくてもよい。例えば、離型層１４とフレキシブル層１６は、製品がユーザーへ届けられた後にユーザーによって分離されてもよい。離型層１４は、フレキシブル層１６から容易に剥がされ得る。一方、その上に素子が形成されているフレキシブル層１６が半製品である場合は、それは次の処理地点まで運ばれ、そこで離型層１４が除去されてもよい。

当業者がより容易に理解できるよう、以下に例示的な実施例を添付の図面を参照して詳細に説明する。本発明の概念は、ここに記載される例示的な実施例に限定されることなく、様々な形式で具体化することができる。説明を明確なものとするため、公知の部分の説明は省かれている。

実施例１（ポリアミック酸の合成)
ｐ−フェニレンジアミン（ＰＰＤ）１６．５３ｇ（０．１５３ｍｏｌ）をジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）２４６．１３ｇに溶解した。このＰＰＤ溶液に、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二酸無水物（ＢＰＤＡ）４５ｇ（０．１５３ｍｏｌ）を、３０分の間隔で３回に分けて加えた。全てのＢＰＤＡをＰＰＤ溶液に加えた後、混合物を室温で少なくとも８時間撹拌し反応させて粘性液を得た。反応は発熱反応であった。次いで、粘性液を希釈するために、反応物にＤＭＡｃ１０２．５４ｇを添加し、均一に撹拌した。希釈された液体は、固形分１５％、および５０００ｃｐｓ〜１０００００ｃｐｓの粘度であった。反応は以下の式２に示される。

実施例２（離型層の形成）
ＤＭＡｃ２７５ｇを実施例１のポリアミック酸溶液１００ｇに添加し、そしてその後、均一に撹拌し、これにより固形分４％の希釈されたポリアミック酸溶液を得た。希釈されたポリアミック酸溶液を、厚さ６０μｍの湿潤膜を形成させるために、ガラス担体上に塗布した。湿潤膜を５０℃で３０分、１５０℃で３０分、２１０℃で３０分、および４００℃で３０分ベークし、湿潤膜のポリアミック酸を脱水し、そして環化して、ガラス担体上にポリイミドの離型層（Ｐ１）を形成した。反応を以下の式３に示す。

大気下加熱速度１０℃／分で熱重量分析（ＴＧＡ）により離型層（Ｐ１）を分析したところ、その熱劣化温度（Ｔｄ）は６１４．１９℃と測定された。

実施例３（基板構造）
実施例１の固形分１５％のポリアミック酸溶液３０ｇおよび２０％シリカゾルゲル（ＮＣＴ（Nissan Chemical Taiwan 台湾日産化学） ＤＭＡｃ溶液）５．６３ｇを、均一に分散させるため機械的撹拌により混合した。混合終了後、フレキシブル層に用いるシリカ／ポリアミック酸分散液を得た。

次いで、そのシリカ／ポリアミック酸分散液を、厚さ４００μｍの湿潤膜を形成させるために、実施例２の離型層およびガラス担体上に塗布した。湿潤膜を５０℃で３０分、１５０℃で３０分、２１０℃で３０分、３００℃で３０分、および４００℃で１時間ベークし、湿潤膜のポリアミック酸を脱水し、そして環化して、シリカ／ポリイミドのフレキシブル層（Ｐ１＋ＳｉＯ₂）を形成した。これにより、フレキシブル層（Ｐ１＋ＳｉＯ₂）が離型層（Ｐ１）およびガラス担体を覆っている耐高温基板構造が完成した。離型層と重なりあっているフレキシブル層の端部がナイフでカットされ、そして、剥離力（release force）（ｇ）を測定するために幅２ｃｍでストリップとして剥離された。結果が表１および２に示されている。

実施例４（ポリアミック酸の合成）
４，４’−オキシジアニリン（ＯＤＡ）３０．６３ｇ（０．１５３ｍｏｌ）をＤＭＡｃ３０２．５２ｇに溶解した。このＯＤＡ溶液に、ＢＰＤＡ４５ｇ（０．１５３ｍｏｌ）を３０分の間隔で３回に分けて加えた。全てのＢＰＤＡをＯＤＡ溶液に加えた後、混合物を室温で少なくとも８時間撹拌し反応させて粘性液を得た。反応は発熱反応であった。次いで、粘性液を希釈するために、反応物にＤＭＡｃ１２６．０５ｇを添加し、均一に撹拌した。希釈された液体は、固形分１５％、および５０００ｃｐｓ〜１０００００ｃｐｓの粘度であった。反応は以下の式４に示される。

実施例５（離型層の形成）
ＤＭＡｃ２７５ｇを実施例４のポリアミック酸溶液１００ｇに添加し、そしてその後、均一に撹拌し、これにより固形分４％の希釈されたポリアミック酸溶液を得た。希釈されたポリアミック酸溶液を、厚さ６０μｍの湿潤膜を形成させるために、ガラス担体上に塗布した。湿潤膜を５０℃で３０分、１５０℃で３０分、２１０℃で３０分、および４００℃で３０分ベークし、湿潤膜のポリアミック酸を脱水し、そして環化して、ガラス担体上にポリイミドの離型層（Ｐ２）を形成した。反応を以下の式５に示す。

大気下加熱速度１０℃／分でＴＧＡにより離型層（Ｐ２）を分析したところ、その熱劣化温度（Ｔｄ）は５７６．６７℃と測定された。

実施例６（基板構造）
実施例３で調製されたシリカ／ポリアミック酸分散液を、厚さ４００μｍの湿潤膜を形成させるために、実施例５の離型層およびガラス担体上に塗布した。湿潤膜を５０℃で３０分、１５０℃で３０分、２１０℃で３０分、３００℃で３０分、および４００℃で１時間ベークし、湿潤膜のポリアミック酸を脱水し、そして環化して、シリカ／ポリイミドのフレキシブル層（Ｐ１＋ＳｉＯ₂）を形成した。これにより、フレキシブル層（Ｐ１＋ＳｉＯ₂）が離型層（Ｐ２）およびガラス担体を覆っている耐高温基板構造が完成した。離型層と重なりあっているフレキシブル層の端部がナイフでカットされ、そして、剥離力（ｇ）を測定するために幅２ｃｍでストリップとして剥離された。結果が表１に示されている。

実施例７（ポリアミック酸の合成）
ＰＰＤ１６．３５ｇ（０．１５３ｍｏｌ）をＤＭＡｃ２３６．７２ｇに溶解した。このＰＰＤ溶液に、ＢＰＤＡ３５．９８ｇ（０．１２２ｍｏｌ）およびピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ）６．６７ｇ（０．０３ｍｏｌ）を、３０分の間隔で３回に分けて加えた。全てのＢＰＤＡおよびＰＭＤＡをＰＰＤ溶液に加えた後、混合物を室温で少なくとも８時間撹拌し反応させて粘性液を得た。反応は発熱反応であった。次いで、粘性液を希釈するために、反応物にＤＭＡｃ９８．６３ｇを添加し、均一に撹拌した。希釈された液体は、固形分は１５％、および５０００ｃｐｓ〜１０００００ｃｐｓの粘度であった。反応は以下の式６に示される。

実施例８（離型層の形成）
ＤＭＡｃ２７５ｇを実施例７のポリアミック酸溶液１００ｇに添加し、そしてその後、均一に撹拌し、これにより固形分４％の希釈されたポリアミック酸溶液を得た。希釈されたポリアミック酸溶液を、厚さ６０μｍの湿潤膜を形成させるために、ガラス担体上に塗布した。湿潤膜を５０℃で３０分、１５０℃で３０分、２１０℃で３０分、および４００℃で３０分ベークし、湿潤膜のポリアミック酸を脱水し、そして環化して、ガラス担体上にポリイミドの離型層（Ｐ３）を形成した。反応を以下の式７に示す。

大気下加熱速度１０℃／分でＴＧＡにより離型層（Ｐ３）を分析したところ、その熱劣化温度（Ｔｄ）は６０１．５９℃と測定された。

実施例９（基板構造）
実施例３で調製されたシリカ／ポリアミック酸分散液を、厚さ４００μｍの湿潤膜を形成させるために、実施例８の離型層およびガラス担体上に塗布した。湿潤膜を５０℃で３０分、１５０℃で３０分、２１０℃で３０分、３００℃で３０分、および４００℃で１時間ベークし、湿潤膜のポリアミック酸を脱水し、そして環化して、シリカ／ポリイミドのフレキシブル層（Ｐ１＋ＳｉＯ₂）を形成した。これにより、フレキシブル層（Ｐ１＋ＳｉＯ₂）が離型層（Ｐ３）およびガラス担体を覆っている耐高温基板構造が完成した。離型層と重なりあっているフレキシブル層の端部がナイフでカットされ、そして、剥離力（ｇ）を測定するために幅２ｃｍでストリップとして剥離された。結果が表１に示されている。

実施例１０（ポリアミック酸の合成）
ＰＰＤ１０．８１ｇ（０．１ｍｏｌ）およびＯＤＡ５ｇ（０．０２５ｍｏｌ）をＤＭＡｃ２０７．７２ｇに溶解した。このＰＰＤおよびＯＤＡ溶液に、ＢＰＤＡ２９．４２ｇ（０．１ｍｏｌ）およびＰＭＤＡ５．４５ｇ（０．０２５ｍｏｌ）を３０分の間隔で３回に分けて加えた。全てのＢＰＤＡおよびＰＭＤＡをＰＰＤおよびＯＤＡ溶液に加えた後、混合物を室温で少なくとも８時間撹拌し反応させて粘性液を得た。反応は発熱反応であった。次いで、粘性液を希釈するために、反応物にＤＭＡｃ１０１３．６ｇを添加し、均一に撹拌した。希釈された液体は、固形分４％、および５００ｃｐｓ〜５０ｃｐｓの粘度であった。反応は以下の式８に示される。

実施例１１（基板構造）
実施例１０の固形分４％である希釈されたポリアミック酸溶液を、厚さ６０μｍの湿潤膜を形成させるために、ガラス担体上に塗布した。湿潤膜を５０℃で３０分、１５０℃で３０分、２１０℃で３０分、および４００℃で３０分ベークし、湿潤膜のポリアミック酸を脱水し、そして環化して、ガラス担体上にポリイミドの離型層（Ｐ４）を形成した。反応を以下の式９に示す。

大気下加熱速度１０℃／分でＴＧＡにより離型層（Ｐ４）を分析したところ、その熱劣化温度（Ｔｄ）は６０３．６２℃と測定された。

実施例３で調製されたシリカ／ポリアミック酸分散液を、厚さ４００μｍの湿潤膜を形成させるために、離型層およびガラス担体上に塗布した。湿潤膜を５０℃で３０分、１５０℃で３０分、２１０℃で３０分、３００℃で３０分、および４００℃で１時間ベークし、湿潤膜のポリアミック酸を脱水し、そして環化して、シリカ／ポリイミドのフレキシブル層（Ｐ１＋ＳｉＯ₂）を形成した。これにより、フレキシブル層（Ｐ１＋ＳｉＯ₂）が離型層（Ｐ４）およびガラス担体を覆っている耐高温基板構造が完成した。離型層と重なりあっているフレキシブル層の端部がナイフでカットされ、そして、剥離力（ｇ）を測定するために幅２ｃｍでストリップとして剥離された。結果が表１に示されている。

実施例１２（基板構造）
実施例４の固形分１５％であるポリアミック酸３０ｇおよびテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）０．１８ｇを、均一に分散させるため機械的撹拌により混合した。反応完了後、フレキシブル層に用いるＴＥＯＳ／ポリアミック酸混合溶液を得た。

ＴＥＯＳ／ポリアミック酸混合溶液を、厚さ４００μｍの湿潤膜を形成させるために、実施例２の離型層（Ｐ１）およびガラス担体上に塗布した。湿潤膜を５０℃で３０分、１５０℃で３０分、２１０℃で３０分、３００℃で３０分、および４００℃で１時間ベークし、湿潤膜のポリアミック酸を脱水し、そして環化して（式５）、シリカ／ポリイミドのフレキシブル層（Ｐ２＋ＴＥＯＳ ＳｉＯ₂）を形成した。これにより、フレキシブル層（Ｐ２＋ＴＥＯＳ ＳｉＯ₂）が離型層（Ｐ１）およびガラス担体を覆っている耐高温基板構造が完成した。離型層と重なりあっているフレキシブル層の端部がナイフでカットされ、そして、剥離力（ｇ）を測定するために幅２ｃｍでストリップとして剥離された。結果を表２に示す。

実施例１３（基板構造）
実施例７の、固形分１５％であるポリアミック酸３０ｇおよびγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（Ｚ−６０４０）０．１８ｇを、均一に分散させるため機械的撹拌により混合した。反応完了後、フレキシブル層に用いるＺ−６０４０／ポリアミック酸混合溶液を得た。

Ｚ−６０４０／ポリアミック酸混合溶液を、厚さ４００μｍの湿潤膜を形成させるために、実施例２の離型層（Ｐ１）およびガラス担体上に塗布した。湿潤膜を５０℃で３０分、１５０℃で３０分、２１０℃で３０分、３００℃で３０分、および４００℃で１時間ベークし、湿潤膜のポリアミック酸を脱水し、そして環化して（式７）、シリカ／ポリイミドのフレキシブル層（Ｐ３＋Ｚ−６０４０ ＳｉＯ₂）を形成した。これにより、フレキシブル層（Ｐ３＋Ｚ−６０４０ ＳｉＯ₂）が離型層（Ｐ１）およびガラス担体を覆っている耐高温基板構造が完成した。離型層と重なりあっているフレキシブル層の端部がナイフでカットされ、そして、剥離力（ｇ）を測定するために幅２ｃｍでストリップとして剥離された。結果を表２に示す。

表１および２に示されるように、離型層は１５ｇ未満の剥離力（幅２ｃｍ）で容易に剥離された。この結果は、離型層Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４のそれぞれが、顕著な効果を奏していたことを示している。さらに、離型層Ｐ１は異なる基板材料に対しても良好に機能することが見出され、異なる基板材料に対する剥離試験の結果は類似していた。

上に開示した方法および材料に様々な変更および修飾が加え得ることは、当業者には明らかであろう。明細書および実施例は単に例示として考慮されることが意図されており、本発明の真の範囲は、以下の特許請求の範囲の記載およびその均等物により示される。

Claims (13)

1. 芳香族ポリイミドからなる、フレキシブル電子デバイスの製造に適用される離型層。
2. 前記芳香族ポリイミドが、ジアミンと二酸無水物との重合により製造され、前記ジアミンが、４，４’−オキシジアニリン、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、ｐ−フェニレンジアミン、２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ジアミノベンジジン、またはこれらの組み合わせであり、前記二酸無水物が、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’−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフタル酸無水物、またはこれらの組み合わせである、請求項１記載の離型層。
3. 支持層と、
   前記支持層を第１の面積で覆う離型層であって、芳香族ポリイミドからなる離型層と、
   前記離型層および前記支持層を第２の面積で覆うフレキシブル層と、を含む基板構造であって、前記第２の面積が前記第１の面積より大きく、かつ、前記フレキシブル層と前記支持層との間の密着性が、前記離型層と前記支持層との間の密着性よりも高い基板構造。
4. 前記芳香族ポリイミドが、ジアミンと二酸無水物との重合により製造され、前記ジアミンが、４，４’−オキシジアニリン、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、ｐ−フェニレンジアミン、２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ジアミノベンジジン、またはこれらの組み合わせであり、前記二酸無水物が、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’−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフタル酸無水物、またはこれらの組み合わせである、請求項３記載の基板構造。
5. 前記支持層がガラス担体またはシリコンウエハを含む、請求項３または４に記載の基板構造。
6. 前記フレキシブル層の組成が、前記離型層の組成と異なっており、および、前記フレキシブル層が、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアクリル酸、ポリノルボルネン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンナフタレート、またはポリエーテルイミドを含む、請求項３〜５のいずれか１項に記載の基板構造。
7. 前記フレキシブル層に混合された粉末をさらに含む、請求項３〜６のいずれか１項に記載の基板構造。
8. 前記フレキシブル層上に形成された素子をさらに含む、請求項３〜７のいずれか１項に記載の基板構造。
9. 支持層を提供する工程と、
   前記支持層を第１の面積で覆うように離型層を形成する工程であって、前記離型層が芳香族ポリイミドである工程と、
   前記離型層および前記支持層を第２の面積で覆うようにフレキシブル層を形成する工程であって、前記第２の面積が前記第１の面積より大きく、かつ、前記フレキシブル層と前記支持層との間の密着性が、前記離型層と前記支持層との間の密着性よりも高い工程と、
   前記フレキシブル層上に素子を形成する工程と、
   前記支持層と前記離型層とを分離する工程であって、前記支持層から分離される前記離型層および前記フレキシブル層が、前記第２の面積と実質的に同じ面積を有する工程と、
   を含むフレキシブル電子デバイスを製造する方法。
10. 前記芳香族ポリイミドが、ジアミンと二酸無水物との重合により製造され、前記ジアミンが、４，４’−オキシジアニリン、３，４’−ジアミノジフェニルエーテル、ｐ−フェニレンジアミン、２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ジアミノベンジジン、またはこれらの組み合わせであり、前記二酸無水物が、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’−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフタル酸無水物、またはこれらの組み合わせである、請求項９記載の方法。
11. 前記フレキシブル層上に前記素子を形成する工程が、２５０℃〜４５０℃の間の温度で行われる請求項９または１０に記載の方法。
12. 前記支持層と前記離型層とを分離する工程が、前記フレキシブル層と重なりあっている前記離型層の縁部を、前記支持層の表面に対して垂直な方向で切断する工程を含む、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記支持層と前記離型層とを分離する工程の後に、前記フレキシブル層と前記離型層とを分離する工程をさらに含む請求項９〜１２のいずれか１項に記載の方法。

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