JP2023097915A - 層状構造の製造方法、電子装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】カーボンナノチューブを含む層を備える層状構造が、生産性よく製造される。
【解決手段】層状構造の製造方法は、第１工程から第５工程を備える。第１工程において、カーボンナノチューブを含む分散質と、分散質が分散される分散媒である液体とを有する第１塗工液が、基板の主面へ塗布される。第２工程において、主面へ塗布された第１塗工液に対して乾燥処理が行われる。第３工程においては、上述の液体が変成されつつ除去されて分散質を含む第１層が形成される。第４工程においては、高分子材料の前駆体を含む第２塗工液が、第１層に対して主面とは反対側から塗布される。第５工程においては、前駆体が重合して高分子材料を含む第２層が形成される。
【選択図】図１
【解決手段】層状構造の製造方法は、第１工程から第５工程を備える。第１工程において、カーボンナノチューブを含む分散質と、分散質が分散される分散媒である液体とを有する第１塗工液が、基板の主面へ塗布される。第２工程において、主面へ塗布された第１塗工液に対して乾燥処理が行われる。第３工程においては、上述の液体が変成されつつ除去されて分散質を含む第１層が形成される。第４工程においては、高分子材料の前駆体を含む第２塗工液が、第１層に対して主面とは反対側から塗布される。第５工程においては、前駆体が重合して高分子材料を含む第２層が形成される。
【選択図】図１
Description
本開示は層状構造を製造する方法および電子装置を製造する方法に関する。
電子装置、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイを典型とする表示装置には、軽量性、可撓性が望まれる。例えば、基材となるキャリア基板（例えばガラス基板）上にプラスチックフィルム（例えばポリイミドフィルム）が形成され、このプラスチックフィルム上にＴＦＴ（thin-film-transistor）回路が形成され、キャリア基板がプラスチックフィルムから剥離される。このようにして得られる電子装置は、軽量性、可撓性に富む。
特許文献１は、キャリア基板をプラスチックフィルムから剥離する方法として、浸液処理をすることによって剥離する方法、レーザーを用いて剥離する方法、キャリア基板とプラスチックフィルムの間に粘着層を形成して剥離する方法を例示する。
特許文献２はガラス基板からポリイミド膜をレーザーが用いられることなく剥離する技術を開示する。特許文献２は、キャリア基板であるガラス基板と、プラスチックフィルムであるポリイミド膜との間に、カーボンナノチューブ（carbon nanotube）を含む剥離層を設ける構造を例示する。特許文献２はカーボンナノチューブを分散質とする分散液をガラス基板に塗布し、当該分散液の分散媒を蒸発させることによって剥離層を形成する技術を開示する。
レーザーを用いて剥離する方法においては、例えばレーザーによってプラスチックフィルムのキャリア基板側の面を焼いた後に、プラスチックフィルムを機械的に引っ張ってキャリア基板から剥離する。かかる手法はＥＰＬａＲ(Electronics on Plastic by Laser Release)法と称される。ＥＰＬａＲ法では、高出力のレーザーがプラスチックフィルム、例えばポリイミド膜に強いダメージを与える。このダメージによりプラスチックフィルムに応力が発生する。この応力により、剥離後のプラスチックフィルムは、巻き取られるように変形する。この変形はプラスチックフィルム上に形成された回路にダメージを与え得る。ＥＰＬａＲ法には高価なレーザーアニール装置が採用される。
特許文献２は剥離層の形成を開示するが、その剥離層を形成するときの効率の向上についての詳細は開示しない。
本開示は、カーボンナノチューブを含む層を備える層状構造を、生産性よく製造する技術を提供する。
本開示にかかる層状構造の製造方法は、カーボンナノチューブを含む分散質と、前記分散質が分散される分散媒である液体とを有する第１塗工液を、基板の主面へ塗布する第１工程と、前記主面へ塗布された前記第１塗工液に対して乾燥処理を行う第２工程と、前記液体を変成しつつ除去して前記分散質を含む第１層を形成する第３工程と、高分子材料の前駆体を含む第２塗工液を、前記第１層に対して前記主面とは反対側から塗布する第４工程と、前記前駆体を重合させて前記高分子材料を含む第２層を形成する第５工程とを備える。
第２層に対して主面と反対側において構造物を形成することは、基板が構造物の形成の際に支持層となるので容易である。構造物が形成された後は、基板を第２層から分離することが容易である。
＜１．電子装置の製造工程の全体的な説明＞
図１は電子装置の製造工程を例示するフローチャートである。当該電子装置は例えば表示装置である。図２は基板１０を、その厚さ方向に対して直角の方向からみた側面図である。
図１は電子装置の製造工程を例示するフローチャートである。当該電子装置は例えば表示装置である。図２は基板１０を、その厚さ方向に対して直角の方向からみた側面図である。
ステップＳ１０は基板１０を準備する工程である。基板１０は平滑な主面１０ａを有する。基板１０には、例えば板状のガラスが採用される。基板１０は厚さ方向において主面１０ａと対向する面１０ｂを有する。厚さ方向は主面１０ａに垂直な方向であると言える。図１から図８において方向Ｐは、基板１０の厚さ方向のうち、主面１０ａから面１０ｂに向かう方向である。
方向Ｐに沿って見る平面視において、基板１０の形状やサイズは特に限定されない。例えば平面視において基板１０は矩形を呈する。平面視は、主面１０ａに対して垂直な方向から見ることに相当する。
基板１０は電子装置の製造工程において、後述するポリイミド層３０や回路層５０（あるいは更にバリア層４０）を保持して搬送するためのキャリア基板として機能する。基板１０は最終製品としての電子装置には残らない。
基板１０をキャリア基板として用いることにより、柔軟なポリイミド層３０が安定して保持され、このポリイミド層３０上へ回路層５０が形成されやすい。基板１０をキャリア基板として用いることは、既存の、一般的な基板上に回路層を形成する製造設備（例えば塗布装置、熱処理装置）を利用して電子装置を製造することを容易にする。
ステップＳ１１は、ステップＳ１０によって準備された基板１０上に第１塗工液１０２を塗布する工程である。ここで「基板１０上」は「主面１０ａの上」と同義である。第１塗工液１０２は公知の方法、例えば、スリット塗布法によって主面１０ａへ塗布される。
スリット塗布法においては、例えばスリットコータが利用される。スリットコータは例えば、第１塗工液１０２を塗布液として吐出するスリットノズルを、静止状態で保持される基板１０に対して一定速度で走査させる。塗布液の塗布範囲を制御することによって、平面視上、第１塗工液１０２は基板１０の主面１０ａに収まる。図３は、基板１０上に第１塗工液１０２が塗布された状態を示す側面図である。
ステップＳ１０とステップＳ１１との間に、主面１０ａを洗浄する処理が行われてもよい。このような処理の例としては、薬液によって主面１０ａを洗浄する薬液洗浄や、ブラシによって主面１０ａから機械的に汚染物質を除去するブラシ洗浄や、主面１０ａに紫外線を照射して汚染物質を分解除去する処理が挙げられる。
第１塗工液１０２は分散体であり、分散質と、被分散液体とを有する。本開示にかかる製造方法において、分散質にはカーボンナノチューブが含まれる。被分散液体は分散媒を含み、分散媒の中には分散質が分散する。分散媒としては水系の液体および有機系の液体のいずれかもしくは両方が採用される。被分散液体は更に分散剤を含んでもよい。分散剤の例として界面活性剤が挙げられる。分散剤は液体に限定されず、固体であってもよい。
ステップＳ１２は第１塗工液１０２を乾燥させる処理（図面および以下において単に「乾燥処理」と表記される）を実行する工程である。この乾燥処理の例として、減圧乾燥、加熱が挙げられる。この乾燥処理により、第１塗工液１０２の少なくとも分散媒の一部が減少する。
ステップＳ１３は乾燥処理が施された後の第１塗工液１０２から剥離層２０を形成する工程である。例えばステップＳ１３は、被分散液体を変成しつつ除去して分散質を含む剥離層２０を形成する工程である。ここで「変成」とは、その一態様として被分散液体の分解を含み、種々の態様が下記に例示される。
被分散液体が除去されることにより、カーボンナノチューブが相互に絡み合った紙状物として剥離層２０が得られる。紙状物とは、繊維形状物で形成された多孔質膜である。カーボンナノチューブはそれ自体が繊維形状物である。第１塗工液１０２から被分散液体が除去されることによって、繊維形状のカーボンナノチューブが相互に絡み合った紙状物が形成される。剥離層２０の膜厚は例えば１００ｎｍ以下である。
ステップＳ１４は、剥離層２０へ第２塗工液１０３を塗布する工程である。より具体的には剥離層２０に対して、主面１０ａとは反対側から、第２塗工液１０３を塗布する。第２塗工液１０３は公知の方法、例えば、スリット塗布法によって剥離層２０へ塗布される。
本実施形態においては、平面視で第２塗工液１０３は剥離層２０を覆いつつ、主面１０ａに収まる。第２塗工液１０３は剥離層２０の周囲の主面１０ａにも塗布される。平面視上、剥離層２０から外側に位置する第２塗工液１０３は主面１０ａと接触する。
図４は、剥離層２０上に第２塗工液１０３が塗布された状態を示す側面図である。図４において、剥離層２０の平面視における外縁２０ｆが示される。
ステップＳ１５は第２塗工液１０３からポリイミド層３０を形成する工程である。例えばステップＳ１５は重合を含む。ポリイミド層３０の膜厚は約１０μｍである。
第２塗工液１０３は高分子材料の前駆体、本実施の形態の例ではポリイミド前駆体を含む。ステップＳ１５は当該前駆体を重合させて、高分子材料を含む層、本実施の形態の例ではポリイミド層３０を形成する工程である。例えばステップＳ１５は第２塗工液１０３を、基板１０と共に３５０℃以上に加熱してイミド化する。ステップＳ１５においては、例えば熱処理炉が利用される。当該熱処理炉は、熱風を送風することによって基板１０を加熱する。
図５は、剥離層２０上にポリイミド層３０が形成された状態を示す平面図である。剥離層２０の外縁２０ｆからはみ出たポリイミド層３０の四辺の周縁部は、外縁２０ｆの外方にいて主面１０ａと接触する。
剥離層２０は繊維状構造を有する多孔質膜であり、繊維状構造の微小な凹凸に第２塗工液１０３が入り込み易い。重合して得られるポリイミド層３０と剥離層２０との密着性は高い。主面１０ａは平滑であり、これと剥離層２０との密着性は低い。基板１０と剥離層２０との剥離性は、ポリイミド層３０と剥離層２０との剥離性よりも高い。
剥離層２０と基板１０との密着性が低くなると、表示装置の製造工程の途中で剥離層２０が基板１０から剥離する懸念が生じる。剥離層２０の外縁２０ｆよりも外方にて主面１０ａと接触する部分のポリイミド層３０は、表示装置の製造工程の途中で剥離層２０が基板１０から剥離することを抑制する機能を有する。
ステップＳ４０はポリイミド層３０上にバリア層４０を形成する工程である。図６は、ポリイミド層３０上にバリア層４０が形成された状態を示す断面図である。図７は、ポリイミド層３０上にバリア層４０が形成された状態を示す平面図である。
バリア層４０は、後述される回路層５０に水分が浸透するのを防ぐための層であり、例えば窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜で構成される。バリア層４０は、例えばＣＶＤ法等の公知の種々の手法によって形成される。
バリア層４０はポリイミド層３０上の所定領域Ｒにおいて形成される。所定領域Ｒは、平面視上、外縁２０ｆに囲まれる。
ステップＳ１６はバリア層４０上に回路層５０を形成する工程である。図７は、バリア層４０上に回路層５０が形成された状態を示す平面図である。図８は、バリア層４０上に回路層５０が形成された状態を示す断面図である。バリア層４０は平面視において所定領域Ｒにおいて形成されており、回路層５０も同様である。
例えば回路層５０は薄膜トランジスタを含む電子回路を有する。回路層５０は、成膜、フォトリソグラフィー、エッチング等の工程を繰り返す公知のアレイプロセスによって形成される。回路層５０の形成後に、さらに有機ＥＬ層や封止層が形成されてもよい。
ステップＳ１７は回路層５０が形成された後に実行される。ステップＳ１７はポリイミド層３０および剥離層２０を切断する工程である。ステップＳ１８はステップＳ１７が実行された後に実行される。ステップＳ１８は剥離層２０から基板１０を剥離する工程である。ステップＳ１７，Ｓ１８は纏まって、基板１０から剥離層２０、ポリイミド層３０、バリア層４０および回路層５０を含む積層体６０を剥離する工程であるということもできる。
図９は、ステップＳ１７，Ｓ１８を説明する、あるいは基板１０から積層体６０を剥離する工程を説明する断面図である。ステップＳ１７においては外縁２０ｆと所定領域Ｒとの間で、ポリイミド層３０および剥離層２０が切断される。ステップＳ１８においては、積層体６０が基板１０から機械的に引き剥がされる。図９において鎖線は、ポリイミド層３０および剥離層２０が切断される位置を示し、引き剥がされた積層体６０と、基板１０に残されたポリイミド層３０および剥離層２０との位置関係を示す。
剥離層２０とポリイミド層３０との密着性が高い一方で剥離層２０と基板１０との密着性は低い。ポリイミド層３０を含む積層体６０を機械的に引っ張ると、剥離層２０と基板１０との界面が容易に剥離する。従って、ポリイミド層３０に与えるダメージを小さくしつつ、基板１０からポリイミド層３０が容易に剥離される。
剥離された後の積層体６０は、薄いポリイミド基板上に電子回路が形成された構成を有する。かかる積層体６０は、柔軟性に富んだフレキシブルデバイス、例えば表示装置の主要構成部品に供される。
剥離層２０とポリイミド層３０との密着性が高いため、積層体６０においてポリイミド層３０に剥離層２０が貼り付いて残る。剥離層２０は、例えば膜厚１００ｎｍ以下の紙状物であって、積層体６０の可撓性を妨げにくい。剥離層２０がバリア層としての機能を有してもよい。
ステップＳ１７を省略できる場合もある。例えば基板１０に接触するポリイミド層３０の周縁部の面積が小さいとき、単に積層体６０を機械的に引っ張って基板１０から外してもよい。かかる処理は、第２塗工液１０３が外縁２０ｆを超えずに剥離層２０へ塗布され、ポリイミド層３０が基板１０に接触しない場合にも同様である。
本実施形態において、剥離層２０が基板１０とポリイミド層３０との間に挟み込まれる。剥離層２０はポリイミド層３０との密着性が高い一方、基板１０との密着性は低い。ポリイミド層３０を機械的に引っ張ることにより、ポリイミド層３０は剥離層２０とともに基板１０から剥離され易い。剥離層２０はデボンディングレイヤーとして機能する。
本実施の形態によれば、レーザー等を使用してポリイミド層３０を焼き切らなくても、ポリイミド層３０は基板１０から容易に剥離される。高価なレーザーアニール装置が不要であるため、安価に基板１０からポリイミド層３０が剥離される。
本実施の形態によれば、ポリイミド層３０の剥離にレーザーを使用しないので、基板１０からポリイミド層３０を剥離すときにポリイミド層３０に与えられるダメージは小さい。よってポリイミド層３０に応力が発生して当該ポリイミド層３０が巻き取られるような変形はし難く、ポリイミド層３０上の回路層５０に機械的なダメージを与えることも抑制される。かかる変形やダメージの抑制は、積層体６０を利用したデバイスの製造歩留まりの向上に寄与する。
剥離層２０に含まれるカーボンナノチューブは導電性を有する。かかる導電性は、基板１０からポリイミド層３０を剥離するときの静電気発生を抑制することに寄与する。静電気発生の抑制は、回路層５０への電気的なダメージの抑制に寄与する。
＜２．層状構造の製造方法の説明＞
ステップＳ１１～Ｓ１５は剥離層２０が第１層として例示され、ポリイミド層３０が第２層として例示される、下記の層状構造の製造方法であると考えることができる。
ステップＳ１１～Ｓ１５は剥離層２０が第１層として例示され、ポリイミド層３０が第２層として例示される、下記の層状構造の製造方法であると考えることができる。
ステップＳ１１は、カーボンナノチューブを含む分散質と、分散質が分散される被分散液体とを有する第１塗工液１０２を、基板１０の主面１０ａへ塗布する第１工程であると言える。
ステップＳ１２は、主面１０ａへ塗布された第１塗工液１０２に対して乾燥処理を行う第２工程であると言える。
ステップＳ１３は、被分散液体を変成しつつ除去して分散質を含む第１層（上述の例では剥離層２０）を形成する第３工程であると言える。
ステップＳ１４は、高分子材料の前駆体（上述の例ではポリイミド前駆体）を含む第２塗工液１０３を、第１層に対して主面１０ａとは反対側から塗布する第４工程であると言える。
ステップＳ１５は、当該前駆体を重合させて高分子材料（上述の例ではポリイミド）を含む第２層（上述の例ではポリイミド層３０）を形成する第５工程であると言える。
第２層に対して主面１０ａと反対側において、構造物（上述の例では回路層５０）を形成することは、基板１０が構造物の形成の際に支持層となるので容易である。構造物が形成された後は、基板１０を第２層から分離することが容易である。
以下では、主としてステップＳ１２，Ｓ１３における種々の方法が説明される。
＜２－１．光照射による、被分散液体の変成＞
図１０はステップＳ１３の内容（剥離層２０の形成）を例示するフローチャートである。ステップＳ１３ａにおいては光の照射が、ステップＳ１３ｂにおいては加熱処理が、それぞれ実行される。ステップＳ１３ｂが実行された後、処理は図１に示されたフローチャートに復帰する（具体的にはステップＳ１４の実行の開始）。
図１０はステップＳ１３の内容（剥離層２０の形成）を例示するフローチャートである。ステップＳ１３ａにおいては光の照射が、ステップＳ１３ｂにおいては加熱処理が、それぞれ実行される。ステップＳ１３ｂが実行された後、処理は図１に示されたフローチャートに復帰する（具体的にはステップＳ１４の実行の開始）。
具体的には、ステップＳ１３ａにおいては、第１塗工液１０２に対して、３００ｎｍ以下の波長を有する光（以下「紫外光」と称する）が照射される。かかる光の照射は第１塗工液１０２の近傍において酸素ラジカルを生成する。第１塗工液１０２は例えば被分散液体に含まれる分散媒において有機物を含み、あるいは被分散液体に含まれ得る分散剤において有機物を含み、当該有機物は主として炭素、水素、酸素を含む化合物である。
炭素原子Ｃ、水素原子Ｈ、酸素原子Ｏ、酸素ラジカルＯ＊を導入して、酸素ラジカルＯ＊は下記のように有機物を分解し、一酸化炭素、二酸化炭素、水を生成する。かかる分解は上述の変成の一態様である。一酸化炭素、二酸化炭素は気体として、水は液体若しくは気体として第１塗工液１０２から除去され、カーボンナノチューブを含む分散媒が主面１０ａに残置する。
本実施の形態において紫外光の光源としては、例えば深紫外発光ダイオード、低圧水銀ランプ、エキシマランプが例示される。低圧水銀ランプは主として波長が２５４ｎｍの光を発生させる。エキシマランプは主として波長が１７２ｎｍの光を発生させる。
ステップＳ１３ａによる光の照射の後、ステップＳ１３ｂが実行される。ステップＳ１３ｂでは例えば３５０℃の加熱が行われる。例えばステップＳ１３ａにおいて低圧水銀ランプによって一平方センチメートル辺り１０００ｍＪの紫外線が第１塗工液１０２に照射された後、ステップＳ１３ｂにおいて３０分間、３５０℃での加熱が行われる。
酸素ラジカルＯ＊を用いた被分散液体の変成は、単なる加熱による被分散液体の除去と比較して、高温の処理を省略しやすい。例えば酸素ラジカルＯ＊を用いない場合、被分散液体の除去には５００℃程度の加熱が必要である。これに対して酸素ラジカルＯ＊を用いることにより、加熱温度が低くてすみ、剥離層２０を形成する効率が向上する。
ステップＳ１３ａには加熱が伴われてもよい。例えばステップＳ１２において減圧乾燥が採用され、ステップＳ１３ａにおいて第１温度の加熱を伴って紫外光の照射が行われ、ステップＳ１３ｂにおいて第１温度よりも高い第２温度で加熱処理が行われる。
例えばステップＳ１２において加熱によって乾燥処理が行われ、加熱を伴わずにあるいは加熱を維持してステップＳ１３ａが実行される。その後、ステップＳ１２における加熱よりも高い温度でステップＳ１３ｂが実行される。例えばステップＳ１２，Ｓ１３ａにおいては、１００～１５０℃の加熱が採用される。
ステップＳ１３ｂにおける加熱処理が７００℃を超えないことは、剥離層２０におけるカーボンナノチューブの特性を劣化させないことに寄与する。
ステップＳ１３ａの実行に関し、二つの態様が提案される。図１１は基板１０を移動させつつ紫外光を照射する態様を模式的に示す側面図である。図１２は基板１０を移動させずに紫外光を照射する態様を模式的に示す側面図である。
エキシマランプ８は複数のランプ管８１を備える。ランプ管８１の各々は紙面垂直方向に描かれる方向Ｍに沿って延在する。ランプ管８１の複数が、方向Ｑに沿って並んで配置される。方向Ｑは方向Ｍと非平行であり、ここでは方向Ｍと直交する場合が例示される。
第１塗工液１０２が塗布された基板１０はその方向Ｐを方向Ｍ，Ｑのいずれにも非平行にして配置される。ここでは方向Ｐが方向Ｍ，Ｑと直交する場合が例示される。基板１０は第１塗工液１０２をエキシマランプ８へ向けて配置される。
図１１に示される態様においては、基板１０は方向Ｑに沿って移動する。基板１０は例えば方向Ｍに沿って延在するローラ９の複数によって面１０ｂが支持されつつ方向Ｑへ搬送される。ローラ９の、図面において時計回り方向への回転は、基板１０の方向Ｑへの移動に寄与する。
図１１に示される態様は、搬送機構が必要であるが、ランプ管８１の本数は少なくて済む。図１２に示される態様においては、搬送機構が不要であるが、ランプ管８１の本数は多く必要である。
＜２－２．プラズマによる、被分散液体の変成＞
図１３はステップＳ１３の他の内容を例示するフローチャートである。ステップＳ１３ｃにおいては反応性プラズマの発生が、ステップＳ１３ｄにおいては加熱処理が、それぞれ実行される。ステップＳ１３ｄが実行された後、処理は図１に示されたフローチャートに復帰する（具体的にはステップＳ１４の実行の開始）。
図１３はステップＳ１３の他の内容を例示するフローチャートである。ステップＳ１３ｃにおいては反応性プラズマの発生が、ステップＳ１３ｄにおいては加熱処理が、それぞれ実行される。ステップＳ１３ｄが実行された後、処理は図１に示されたフローチャートに復帰する（具体的にはステップＳ１４の実行の開始）。
ステップＳ１３ｄで実行される加熱処理の温度は、例えば２００℃以上である。ステップＳ１３ｄにおける加熱処理が７００℃を超えないことは、剥離層２０におけるカーボンナノチューブの特性を劣化させないことに寄与する。
ステップＳ１３ｃにおいては、第１塗工液１０２の近傍において反応性プラズマが生成される（以下「反応性プラズマが発生する」とも表現される）。反応性プラズマの生成に用いられる反応性ガスとして、酸化性のガスが用いられる態様と、還元性のガスが用いられる態様とが例示される。
酸化性のガスとしては酸素ガスが例示され、反応性プラズマの発生には例えば酸素ガスとアルゴンガスとの混合ガスが利用される。還元性のガスとしては水素ガスが例示され、反応性プラズマの発生には例えば水素ガスとアルゴンガスとの混合ガスが利用される。これらの混合ガスを用いた反応性プラズマの発生については周知であるので、その詳細は省略される。
反応性プラズマの生成に酸素ガスが用いられた場合、発生した酸素プラズマは酸素ラジカルＯ＊を第１塗工液１０２に供給する。上述された紫外光の照射と同様の化学反応により、カーボンナノチューブを含む分散媒が主面１０ａに残置する。
反応性プラズマの生成に水素ガスが用いられた場合、発生した水素プラズマは水素ラジカルＨ＊を第１塗工液１０２に供給する。水素ラジカルＨ＊を導入して、水素ラジカルＨ＊は下記のように有機物を分解して水を生成する。かかる分解は上述の変成の一態様である。水は液体若しくは気体として第１塗工液１０２から除去され、カーボンナノチューブを含む分散媒が主面１０ａに残置する。
有機物においてＣ－Ｈの結合エネルギーは４１３ＫＪ／ｍｏｌであり、Ｏ－Ｈの結合エネルギーは４６３ＫＪ／ｍｏｌであり、Ｃ＝Ｏの結合エネルギーは７９９ＫＪ／ｍｏｌである。Ｃ＝Ｏの結合エネルギーはＣ－Ｈの結合エネルギーよりも大きい。水素ラジカルＨ＊も酸素ラジカルＯ＊と同様に有機物における結合を切断できる。
酸素よりも水素のほうが、原子間乖離エネルギーは低く、プラズマ放電し易い。酸素ガスを用いるよりも、水素ガスを用いた反応性プラズマの方が、多くのプラズマが生成され易い。
図１４は反応性プラズマの発生を模式的に示す側面図である。チャンバー７は一対の電極８３を収容する。一対の電極８３の間には混合ガス８２が供給される。混合ガス８２はチャンバー７の外部から供給され、ここでは一対の電極８３の間に供給される態様が例示される。
混合ガス８２は、上述の例に即して言えば、アルゴンガスと酸素ガスとの混合ガスであり、あるいはアルゴンガスと水素ガスとの混合ガスである。例えば反応性プラズマとして大気圧プラズマが採用される。
第１塗工液１０２が塗布された基板１０は第１塗工液１０２を電極８３へ向けつつ、チャンバー７内を方向Ｑに沿って移動する。図１１および図１２と同様に、図１４においても、方向Ｑが方向Ｐと直交する場合が例示される。
基板１０は例えばローラ９の複数によって、面１０ｂが支持されつつ方向Ｑへ搬送される。ローラ９のそれぞれは、方向Ｐ，Ｑのいずれとも直交する方向Ｍに沿って延在する。ローラ９の、図面において時計回り方向への回転は、基板１０の方向Ｑへの移動に寄与する。
反応性プラズマは電極８３で挟まれた領域Ｊにおいて発生する。領域Ｊからは酸素ラジカルＯ＊あるいは水素ラジカルＨ＊が基板１０へ向かって拡散し、第１塗工液１０２へ供給される。反応性プラズマは、第１塗工液１０２に含まれる被分散液体に対して、主面１０ａとは反対側において生成される。
紫外光の照射と同様、酸化性ガスを利用した反応性プラズマによって発生する酸素ラジカルＯ＊を用いた被分散液体の変成も、単なる加熱による被分散液体の除去と比較して、高温の処理を省略しやすい。還元性ガスを利用した反応性プラズマによる被分散液体の変成も同様である。例えば反応性プラズマによって被分散液体を変成して除去するとき、ステップＳ１３ｄは省略されてもよい。
特許文献２は分散液を塗布して形成した塗布膜を乾燥させて分散媒を蒸発させることを開示するが、分散剤を除去する技術について明記していない。分散剤が被分散液体に含まれる場合、例えば分散剤は、第１塗工液１０２を５００℃の温度において３０分程度で加熱することで、変成されつつ除去される。このような加熱処理は剥離層２０を形成する効率を低下させる要因となり得る。実施の形態で例示された変成では加熱処理に必要な温度が低く、剥離層２０を形成する効率を向上させる。
＜３．電子装置の製造方法の説明＞
ステップＳ１６，Ｓ１７，Ｓ１８は層状構造を製造するステップＳ１１～Ｓ１５と相まって、回路層５０が有する電子回路を備えた電子装置を製造する方法であると考えることができる。
ステップＳ１６，Ｓ１７，Ｓ１８は層状構造を製造するステップＳ１１～Ｓ１５と相まって、回路層５０が有する電子回路を備えた電子装置を製造する方法であると考えることができる。
回路層５０は、ポリイミド層３０で例示される第２層上に形成され、電子回路を有する第３層の例であると言える。ステップＳ１６は、ポリイミド層３０で例示される第２層上に、例えば所定領域Ｒにおいて回路層５０で例示される第３層を形成する第６工程であると言える。
ステップＳ１７は、平面視上、外縁２０ｆと所定領域Ｒとの間において剥離層２０で例示される第１層およびポリイミド層３０で例示される第２層を切断する第７工程であると言える。この場合、ステップＳ１８は第１層から基板１０を剥離する第８工程であると言える。
あるいは、ステップＳ１７が省略されるときには、ステップＳ１８が上述の第７工程であると言える。
＜変形＞
以上、本開示の実施の形態について説明したが、本開示はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えばバリア層４０の形成を省略し、ポリイミド層３０の上に直接に回路層５０が形成されてもよい。
以上、本開示の実施の形態について説明したが、本開示はその趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えばバリア層４０の形成を省略し、ポリイミド層３０の上に直接に回路層５０が形成されてもよい。
上述された技術は、有機ＥＬディスプレイや液晶ディスプレイ等の表示装置の製造、例えばポリイミド基板上に回路を形成したフレキシブルデバイスの製造への利用が可能である。
１０ 基板
１０ａ 主面
２０ 剥離層（第１層）
２０ｆ 外縁
３０ ポリイミド層（第２層）
５０ 回路層（第３層）
１０２ 第１塗工液
１０３ 第２塗工液
Ｃ 炭素原子
Ｈ 水素原子
Ｈ＊ 水素ラジカル
Ｏ 酸素原子
Ｏ＊ 酸素ラジカル
Ｐ （主面に垂直な）方向
Ｒ 所定領域
Ｓ１１ ステップ（第１工程）
Ｓ１２ ステップ（第２工程）
Ｓ１３ ステップ（第３工程）
Ｓ１４ ステップ（第４工程）
Ｓ１５ ステップ（第５工程）
Ｓ１６ ステップ（第６工程）
Ｓ１７ ステップ（第７工程）
Ｓ１８ ステップ（第８工程；第７工程）
１０ａ 主面
２０ 剥離層（第１層）
２０ｆ 外縁
３０ ポリイミド層（第２層）
５０ 回路層（第３層）
１０２ 第１塗工液
１０３ 第２塗工液
Ｃ 炭素原子
Ｈ 水素原子
Ｈ＊ 水素ラジカル
Ｏ 酸素原子
Ｏ＊ 酸素ラジカル
Ｐ （主面に垂直な）方向
Ｒ 所定領域
Ｓ１１ ステップ（第１工程）
Ｓ１２ ステップ（第２工程）
Ｓ１３ ステップ（第３工程）
Ｓ１４ ステップ（第４工程）
Ｓ１５ ステップ（第５工程）
Ｓ１６ ステップ（第６工程）
Ｓ１７ ステップ（第７工程）
Ｓ１８ ステップ（第８工程；第７工程）
Claims (10)
- カーボンナノチューブを含む分散質と、前記分散質が分散される分散媒である液体とを有する第１塗工液を、基板の主面へ塗布する第１工程と、
前記主面へ塗布された前記第１塗工液に対して乾燥処理を行う第２工程と、
前記液体を変成しつつ除去して前記分散質を含む第１層を形成する第３工程と、
高分子材料の前駆体を含む第２塗工液を、前記第１層に対して前記主面とは反対側から塗布する第４工程と、
前記前駆体を重合させて前記高分子材料を含む第２層を形成する第５工程と
を備える、層状構造の製造方法。 - 前記第３工程において酸素ラジカルが前記液体へ供給される、請求項１に記載の層状構造の製造方法。
- 前記第３工程において、３００ｎｍ以下の波長を有する光を用いて前記酸素ラジカルが生成される、請求項２に記載の層状構造の製造方法。
- 前記第３工程において、酸素プラズマを用いて前記酸素ラジカルが生成される、請求項２に記載の層状構造の製造方法。
- 前記第３工程において、前記液体に対して前記主面とは反対側において反応性プラズマが生成される、請求項１に記載の層状構造の製造方法。
- 酸化性ガスを反応性ガスとして前記反応性プラズマが生成される、請求項５に記載の層状構造の製造方法。
- 還元性ガスを反応性ガスとして前記反応性プラズマが生成される、請求項５に記載の層状構造の製造方法。
- 前記第４工程において、前記第２塗工液は前記第１層の周囲の前記主面に対しても塗布される、請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の層状構造の製造方法。
- 電子回路を有する電子装置を製造する方法であって、
請求項１から請求項７のいずれか一つに記載の層状構造の製造方法が備える前記第１工程から前記第５工程と、
前記第２層上に前記電子回路を有する第３層を形成する第６工程と、
前記第６工程の後に、前記第１層から前記基板を剥離する第７工程と
を備える、電子装置の製造方法。 - 電子回路を有する電子装置を製造する方法であって、
請求項８に記載の層状構造の製造方法が備える前記第１工程から前記第５工程と、
前記第２層上に、前記主面に垂直な方向から見て前記第１層の外縁に囲まれる所定領域において、前記電子回路を有する第３層を形成する第６工程と、
前記第６工程の後に、前記方向から見て前記第１層の外縁と前記所定領域との間において前記第１層および前記第２層を切断する第７工程と、
前記第７工程の後に、前記第１層から前記基板を剥離する第８工程と
を備える、電子装置の製造方法。
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