JP6450620B2 - 基板剥離装置および基板剥離方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板剥離装置および基板剥離方法に関する。

近年、電子デバイス用の基板として、ガラス基板に代わりフレキシブル性を有した樹脂基板の市場ニーズがある。このような樹脂基板を製造する製造装置としては、支持基板（支持体）に樹脂基板を形成した後、支持基板を樹脂基板から剥離する工程を含むものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−２４７７２１号公報

しかしながら、従来技術の製造装置では、樹脂基板を支持体から良好に剥離することができなかった。そこで、支持体から樹脂基板を良好に剥離できる新たな技術の提供が望まれている。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、支持体から樹脂基板を良好に剥離できる基板剥離装置および基板剥離方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１態様に係る基板剥離装置は、支持体上に形成された平面形状が矩形の樹脂基板を剥離する基板剥離装置において、前記樹脂基板の少なくとも１つの角部に配置され、前記樹脂基板の前記角部における前記支持体との界面に挿入可能な挿入部と、前記挿入部が前記界面に挿入された状態で、前記挿入部と前記支持体とを相対移動させる移動機構と、前記樹脂基板を保持し、前記挿入部により前記界面に形成されたスリットを基点として前記支持体から剥離する剥離機構と、を備え、前記挿入部は、前記樹脂基板の角部の四隅にそれぞれ配置されていることを特徴とする。
また、本発明の別の態様に係る基板剥離装置は、支持体上に形成された平面形状が矩形の樹脂基板を剥離する基板剥離装置において、前記樹脂基板の少なくとも１つの角部に配置され、前記樹脂基板の前記角部における前記支持体との界面に挿入可能な挿入部と、前記挿入部が前記界面に挿入された状態で、前記挿入部と前記支持体とを相対移動させる移動機構と、前記樹脂基板を保持し、前記挿入部により前記界面に形成されたスリットを基点として前記支持体から剥離する剥離機構と、を備え、前記挿入部は、前記樹脂基板の対角線上における一対の角部にそれぞれ配置されていることを特徴とする。

本態様に係る構成によれば、挿入部により界面に形成されたスリットを基点として支持体から樹脂基板を簡便かつ確実に剥離することができる。

また、上記基板剥離装置においては、前記挿入部は、刃物から構成されるのが好ましい。前記刃物は、平刃または丸刃から構成されるのが望ましい。
この構成によれば、スリットを簡便かつ確実に形成することができる。

また、上記基板剥離装置においては、前記挿入部は、前記樹脂基板の角部の四隅にそれぞれ配置されているのが好ましい。
この構成によれば、スリットを樹脂基板の四隅に形成することができる。よって、このスリットを基点として樹脂基板の剥離作業を簡便に行うことができる。

また、上記基板剥離装置においては、前記刃物は、前記樹脂基板の対角線上における一対の角部にそれぞれ配置されているのが好ましい。
この構成によれば、スリットを樹脂基板の一対の角部に形成することができる。よって、このスリットを基点として樹脂基板の剥離作業を簡便に行うことができる。

また、上記基板剥離装置においては、前記支持体の外周部に設けられ、前記支持体における前記樹脂基板が形成された面と同じ高さの面を有するとともに、前記挿入部の挿入動作をガイドするガイド部材をさらに備えるのが好ましい。
この構成によれば、平面視した状態において、支持体及び樹脂基板の大きさが略同じ場合であっても、ガイド部材に沿って挿入部の挿入動作がガイドされるので、スリットを良好に形成することができる。

また、上記基板剥離装置においては、前記移動機構は、前記挿入部を前記樹脂基板の外周に沿って移動させるのが好ましい。
この構成によれば、樹脂基板の外周に沿ってスリットを形成できる。よって、剥離動作を良好に行うことができる。

また、上記基板剥離装置においては、前記樹脂基板がポリイミド基板であるのが好ましい。
本発明によれば、電子デバイス用途として最適なポリイミド基板を支持体から良好に剥離することができる。

また、上記基板剥離装置においては、前記支持体として、前記樹脂基板が形成される面に予めシランカップリング剤からなる前処理層が設けられたガラス基板を用いるのが好ましい。
この構成によれば、前処理によって支持体表面のヒドロキシ基がシリル化されるので、例えば、樹脂基板がポリイミドから構成される場合、該樹脂基板が支持体表面と共有結合を形成することを抑制できる。また、シランカップリング剤に由来するシリル基が形成されるため、樹脂基板の剥離性を向上させることができる。

本発明の第２態様に係る基板剥離方法は、支持体上に形成された平面形状が矩形の樹脂基板を剥離する基板剥離方法において、前記樹脂基板の少なくとも１つの角部に配置された挿入部を、前記樹脂基板の前記角部における前記支持体との界面に挿入する挿入ステップと、前記挿入部が前記界面に挿入された状態で、前記挿入部と前記支持体とを相対移動させる移動ステップと、前記挿入部により前記界面に形成されたスリットを基点として、前記樹脂基板を前記支持体から剥離する剥離ステップと、を備え、前記挿入ステップにおいては、前記樹脂基板の四隅の角部に配置された前記挿入部を前記角部と前記樹脂基板との界面に挿入することを特徴とする。
また、本発明の別の態様に係る基板剥離方法は、支持体上に形成された平面形状が矩形の樹脂基板を剥離する基板剥離方法において、前記樹脂基板の少なくとも１つの角部に配置された挿入部を、前記樹脂基板の前記角部における前記支持体との界面に挿入する挿入ステップと、前記挿入部が前記界面に挿入された状態で、前記挿入部と前記支持体とを相対移動させる移動ステップと、前記挿入部により前記界面に形成されたスリットを基点として、前記樹脂基板を前記支持体から剥離する剥離ステップと、を備え、前記挿入ステップにおいては、前記樹脂基板の対角線上における一対の角部にそれぞれ配置された前記挿入部を前記角部と前記樹脂基板との界面に挿入することを特徴とする。

本態様に係る基板剥離方法によれば、挿入部により界面に形成されたスリットを基点として支持体から樹脂基板を簡便かつ確実に剥離することができる。

また、上記基板剥離方法においては、前記挿入部として、平刃または丸刃を用いるのが好ましい。
この構成によれば、スリットを簡便かつ確実に形成することができる。

また、上記基板剥離方法においては、前記挿入ステップにおいては、前記樹脂基板の四隅の角部に配置された前記挿入部を前記角部と前記樹脂基板との界面に挿入するのが好ましい。
この構成によれば、スリットを樹脂基板の四隅に形成することができる。よって、このスリットを基点として樹脂基板の剥離作業を簡便に行うことができる。

また、上記基板剥離方法においては、前記挿入ステップにおいては、前記樹脂基板の対角線上における一対の角部にそれぞれ配置された前記挿入部を前記角部と前記樹脂基板との界面に挿入するのが好ましい。
この構成によれば、スリットを樹脂基板の一対の角部に形成することができる。よって、このスリットを基点として樹脂基板の剥離作業を簡便に行うことができる。

また、上記基板剥離方法においては、前記挿入ステップにおいては、前記支持体の外周部に設けられ、前記支持体における前記樹脂基板が形成された面と同じ高さの面を有するガイド部材を用いて、前記挿入部の挿入動作をガイドさせるのが好ましい。
この構成によれば、平面視した状態において、支持体及び樹脂基板の大きさが略同じ場合であっても、ガイド部材に沿って挿入部の挿入動作がガイドされるので、スリットを良好に形成することができる。

また、上記基板剥離方法においては、前記移動ステップにおいては、前記挿入部が前記樹脂基板の外周に沿って移動するのが好ましい。
この構成によれば、樹脂基板の外周に沿ってスリットを形成できる。よって、剥離動作を良好に行うことができる。

また、上記基板剥離方法においては、前記樹脂基板がポリイミド基板であるのが好ましい。
本発明によれば、電子デバイス用途として最適なポリイミド基板を支持体から良好に剥離することができる。

また、上記基板剥離方法においては、前記支持体として、前記樹脂基板が形成される面に予めシランカップリング剤からなる前処理層が設けられたガラス基板を用いるのが好ましい。
この構成によれば、前処理によって支持体表面のヒドロキシ基がシリル化されるので、例えば、樹脂基板がポリイミドから構成される場合、該樹脂基板が支持体表面と共有結合を形成することを抑制できる。また、シランカップリング剤に由来するシリル基が形成されるため、樹脂基板の剥離性を向上させることができる。

本発明によれば、支持体から樹脂基板を簡便かつ確実に剥離することができる。

樹脂基板の製造を示す工程図である。 前処理工程で生じる化学反応を示した図である。 処理膜における剥離性向上の効果を示した実験結果である。 第１実施形態に係る基板剥離装置の概略構成を示す図である。 基板剥離装置による基板剥離方法を示すフローチャートである。 基板剥離工程を示す図である。 第２実施形態に係る基板剥離装置の概略構成を示す図である。 第２実施形態に係る基板剥離工程を示す図である。 変形例に係る構成を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態について説明する。本実施形態では、電子デバイス用の基板として用いられる樹脂基板を製造する場合を例に挙げて説明する。なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

本実施形態の樹脂基板の製造方法は、支持基板上にシランカップリング剤を処理する前処理工程と、支持基板における前処理面に樹脂基板形成用の材料を塗布する塗布工程と、支持基板を加熱して支持基板上に樹脂基板を形成する焼成工程と、支持基板から樹脂基板を剥離する剥離工程と、を備えている。

（第一実施形態）
図１は本実施形態に係る樹脂基板の製造工程を示す図である。
はじめに、図１（ａ）に示すように、支持基板１の表面（少なくとも一方の面）１ａにシランカップリング剤を処理する前処理を行う（前処理工程）。本実施形態において、支持基板１はガラスから構成されている。

前処理においては、処理液を支持基板（支持体）１の表面１ａに塗布によって行われる。ここで、塗布とは、吹き付けを含むものである。
前処理の処理時間は、１〜６０秒とするのが好ましい。なお、処理液を塗布に代えて、蒸着法により支持基板１にシランカップリング剤による処理を行っても良い。蒸着法による処理時間は、例えば、８０℃〜１２０℃のオーブン内で１〜１５分間行うのが好ましい。

本実施形態において、前処理に用いる処理液はシランカップリング剤（以後、「シリル化剤」ということがある）及び溶剤を含有するものである。以下、各成分について詳細に説明する。

（シリル化剤）
シリル化剤としては、特に限定されず、従来公知のあらゆるシリル化剤を用いることができる。具体的には、例えば下記式（１）〜（３）で表されるシリル化剤を用いることができる。本明細書において、アルキル基は炭素数１〜５であり、シクロアルキル基は炭素数５〜１０であり、アルコキシ基は炭素数１〜５であり、ヘテロシクロアルキル基は炭素数５〜１０である。

（式（１）中、Ｒ^１は水素原子、又は飽和若しくは不飽和アルキル基を示し、Ｒ^２は飽和若しくは不飽和アルキル基、飽和若しくは不飽和シクロアルキル基、又は飽和若しくは不飽和ヘテロシクロアルキル基を示す。Ｒ^１及びＲ^２は互いに結合して窒素原子を有する飽和又は不飽和ヘテロシクロアルキル基を形成してもよい。）

（式（２）中、Ｒ^３は水素原子、メチル基、トリメチルシリル基、又はジメチルシリル基を示し、Ｒ^４，Ｒ^５はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、又はビニル基を示す。）

（式（３）中、ＸはＯ、ＣＨＲ^７、ＣＨＯＲ^７、ＣＲ^７Ｒ^７、又はＮＲ^８を示し、Ｒ^６，Ｒ^７はそれぞれ独立に水素原子、飽和若しくは不飽和アルキル基、飽和若しくは不飽和シクロアルキル基、トリアルキルシリル基、トリアルキルシロキシ基、アルコキシ基、フェニル基、フェネチル基、又はアセチル基を示し、Ｒ８は水素原子、アルキル基、又はトリアルキルシリル基を示す。）

上記式（１）で表されるシリル化剤としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノトリメチルシラン、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノトリメチルシラン、ｔ−ブチルアミノトリメチルシラン、アリルアミノトリメチルシラン、トリメチルシリルアセタミド、トリメチルシリルピペリジン、トリメチルシリルイミダゾール、トリメチルシリルモルホリン、３−トリメチルシリル−２−オキサゾリジノン、トリメチルシリルピラゾール、トリメチルシリルピロリジン、２−トリメチルシリル−１，２，３−トリアゾール、１−トリメチルシリル−１，２，４−トリアゾール等が挙げられる。

また、上記式（２）で表されるシリル化剤としては、ヘキサメチルジシラザン、Ｎ−メチルヘキサメチルジシラザン、１，２−ジ−Ｎ−オクチルテトラメチルジシラザン、１，２−ジビニルテトラメチルジシラザン、ヘプタメチルジシラザン、ノナメチルトリシラザン、トリス（ジメチルシリル）アミン等が挙げられる。

また、上記式（３）で表されるシリル化剤としては、トリメチルシリルアセテート、トリメチルシリルプロピオネート、トリメチルシリルブチレート、トリメチルシリルオキシ−３−ペンテン−２−オン等が挙げられる。

シリル化剤の含有量は、表面処理液中、０．１〜５０質量％が好ましく、０．５〜３０質量％がより好ましく、１．０〜２０質量％がさらに好ましい。上記範囲とすることにより、表面処理液の塗布性を確保した上でパターン表面の疎水性を十分に高めることができる。

（溶剤）
溶剤としては、シリル化剤を溶解でき、かつ、表面処理対象となる樹脂パターン又は被エッチングパターンに対するダメージの少ないものであれば、特に限定されずに従来公知の溶剤を使用することができる。
具体的には、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類；ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、ビス（２−ヒドロキシエチル）スルホン、テトラメチレンスルホン等のスルホン類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド等のアミド類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ−プロピル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシメチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン等のラクタム類；１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジエチル−２−イミダゾリジノン、１，３−ジイソプロピル−２−イミダゾリジノン等のイミダゾリジノン類；ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル等のジアルキルエーテル類；ジメチルグリコール、ジメチルジグリコール、ジメチルトリグリコール、メチルエチルジグリコール、ジエチルグリコール等のジアルキルグリコールエーテル類；メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、２−ヘプタノン、３−ヘプタノン等のケトン類；ｐ−メンタン、ジフェニルメンタン、リモネン、テルピネン、ボルナン、ノルボルナン、ピナン等のテルペン類；等が挙げられる。

上述の前処理により、図１（ｂ）に示すように、支持基板１の表面１ａにシランカップリング剤（シリル化剤）に由来する処理膜２が表面１ａの全体に形成される。

ここで、前処理工程において処理膜２と支持基板１の表面１ａとの間で生じる化学反応について説明する。図２は前処理工程において処理膜２と支持基板１の表面１ａとの間で生じる化学反応を示した図である。以下の説明では、上記式（２）で表したシリル化剤（ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン））を例に挙げて説明する。

ガラスからなる支持基板１は、表面１ａにＯＨ基（ヒドロキシ基）が存在している。そのため、シランカップリング剤による前処理が行われると、ＨＭＤＳが分解して２つの水酸基に結合し、アンモニア（ＮＨ_３）が発生する。これにより、支持基板１は表面１ａにおけるＯＨ基（ヒドロキシ基）がシリル化され、図２に示すようにシリル化剤に由来したシリル基を含む処理膜２が表面１ａに形成される。したがって、支持基板１は、表面１ａに処理膜２（シリル基）が形成されることでＯＨ基（ヒドロキシ基）が存在しない状態またはほとんど存在しない状態となっている。

続いて、図１（ｃ）に示すように、前処理工程による処理が施された処理面、すなわち処理膜２上に樹脂基板形成用の材料として、ポリアミック酸を含む溶液３ａを塗布する。本実施形態では、処理膜２上に例えば、溶液３ａをインクジェット法により選択的に形成するようにした。これにより、後述のように、平面視した状態において、支持基板１上の樹脂基板３が支持基板１よりもサイズが小さいものとすることが可能である。
以下、本実施形態に用いるポリアミック酸について説明する。

（ポリアミック酸）
本実施形態において、ポリイミドからなる樹脂基板の生成に使用されるポリアミック酸は特に限定されず、従来からポリイミド樹脂の前駆体として知られているポリアミック酸から適宜選択される。

好適なポリアミック酸としては、例えば、下式（４）で表される構成単位からなるポリアミック酸が挙げられる。

（式（４）中、Ｒ^９は４価の有機基であり、Ｒ^１０は２価の有機基であり、ｎは式（１）で表される構成単位の繰り返し数である。）

式（４）中、Ｒ^９は４価の有機基であり、Ｒ^１０は２価の有機基であり、それらの炭素数は２〜５０が好ましく、２〜３０がより好ましい。Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ、脂肪族基であっても、芳香族基であっても、これらの構造を組合せた基であってもよい。Ｒ^９及びＲ^１０は、炭素原子、及び水素原子の他に、ハロゲン原子、酸素原子、及び硫黄原子を含んでいてもよい。Ｒ^９及びＲ^１０が酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子を含む場合、酸素原子、窒素原子、又は硫黄原子は、含窒素複素環基、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨ−、−Ｎ＝Ｎ−、−ＣＨ＝Ｎ−、−ＣＯＯ−、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＳＯ−、−ＳＯ_２−、−Ｓ−、及び−Ｓ−Ｓ−から選択される基として、Ｒ^９及びＲ^１０に含まれてもよく、−Ｏ−、−ＣＯ−、−ＳＯ−、−ＳＯ_２−、−Ｓ−、及び−Ｓ−Ｓ−から選択される基として、Ｒ^９及びＲ^１０に含まれるのがより好ましい。

上記式（４）で表される構成単位からなるポリアミック酸を加熱することにより、下式（５）で表される構成単位からなるポリイミド樹脂が得られる。

（式（５）中、Ｒ^１及びＲ^２は式（４）と同意であり、ｎは式（５）で表される構成単位の繰り返し数である。）

以下、ポリアミック酸の調製に用いられる、テトラカルボン酸二無水物成分、ジアミン成分、及びＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルウレアと、ポリアミック酸の製造方法とについて説明する。

（テトラカルボン酸二無水物成分）
ポリアミック酸の合成原料となるテトラカルボン酸二無水物成分は、ジアミン成分と反応することによりポリアミック酸を形成可能なものであれば特に限定されない。テトラカルボン酸二無水物成分は、従来からポリアミック酸の合成原料として使用されているテトラカルボン酸二無水物から適宜選択することができる。テトラカルボン酸二無水物成分は、芳香族テトラカルボン酸二無水物であっても、脂肪族テトラカルボン酸二無水物であってもよいが、得られるポリイミド樹脂の耐熱性の点から、芳香族テトラカルボン酸二無水物が好ましい。テトラカルボン酸二無水物成分は、２種以上を組合せて用いてもよい。

芳香族テトラカルボン酸二無水物の好適な具体例としては、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、２，３，３’，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、４，４’−オキシジフタル酸無水物、及び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等が挙げられる。これらの中では、価格、入手容易性等から、３，３’，４，４’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、及びピロメリット酸二無水物が好ましい。

（ジアミン成分）
ポリアミック酸の合成原料となるジアミン成分は、テトラカルボン酸二無水物成分と反応することによりポリアミック酸を形成可能なものであれば特に限定されない。ジアミン成分は、従来からポリアミック酸の合成原料として使用されているジアミンから適宜選択することができる。ジアミン成分は、芳香族ジアミンであっても、脂肪族ジアミンであってもよいが、得られるポリイミド樹脂の耐熱性の点から、芳香族ジアミンが好ましい。ジアミン成分は、２種以上を組合せて用いてもよい。

芳香族ジアミンの好適な具体例としては、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、２，４−ジアミノトルエン、４，４’−ジアミノビフェニル、４，４’−ジアミノ−２，２’−ビス（トリフルオロメチル）ビフェニル、３，３’−ジアミノジフェニルスルフォン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフォン、４，４’−ジアミノジフェニルスルフィド、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−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、３，３’−ジアミノジフェニルエーテル、１，４−ビス（４−アミノフェノキシ）ベンゼン、１，３−ビス（４−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、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］スルフォン、ビス［４−（３−アミノフェノキシ）フェニル］スルフォン、２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、及び２，２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン等が挙げられる。これらの中では、価格、入手容易性等から、ｐ−フェニレンジアミン、ｍ−フェニレンジアミン、２，４−ジアミノトルエン、及び４，４’−ジアミノジフェニルエーテルが好ましい。

（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルウレア）
テトラカルボン酸二無水物成分と、ジアミン成分とは、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルウレアを溶媒として用いて合成される。Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルウレアを溶媒として用いて合成されたポリアミック酸を加熱してポリイミド樹脂を生成させると、引張伸度及び耐熱性に優れるポリイミド樹脂を得やすい。

（ポリアミック酸の合成）
以上説明した、テトラカルボン酸二無水物成分と、ジアミン成分とを、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルウレアを溶媒として用いて反応させてポリアミック酸を合成する。ポリアミック酸を合成する際の、テトラカルボン酸二無水物成分及びジアミン成分の使用量は特に限定されないが、テトラカルボン酸二無水物成分１モルに対して、ジアミン成分を０．５０〜１．５０モル用いるのが好ましく、０．６０〜１．３０モル用いるのがより好ましく、０．７０〜１．２０モル用いるのが特に好ましい。

Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルウレアの使用量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。典型的には、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルウレアの使用量は、テトラカルボン酸二無水物成分の量とジアミン成分の量との合計１００質量部に対して、１００〜４０００質量部が好ましく、１５０〜２０００質量部がより好ましい。

また、ポリアミック酸を合成する際には、溶媒として、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルウレアのみを用いるのが最も好ましい。しかし、本発明の目的を阻害しない範囲で、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルウレアと共に、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルウレアの他の溶媒を用いることができる。Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルウレアの他の溶媒は、従来からポリアミック酸の合成に用いられている溶媒から適宜選択することができる。Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルウレアの他の溶媒の好適な例としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、及び１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等が挙げられる。Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルウレアと共に、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルウレアの他の溶媒を用いる場合、他の溶媒の使用量は、ポリアミック酸の合成に用いる溶媒の全質量に対して２０質量％以下が好ましく、１０質量％以下がより好ましく、５質量％以下が特に好ましい。

テトラカルボン酸二無水物成分と、ジアミン成分とを反応させる際の温度は、反応が良好に進行する限り特に限定されない。典型的には、テトラカルボン酸二無水物成分と、ジアミン成分との反応温度は、−５〜１５０℃が好ましく、０〜１２０℃がより好ましく、０〜７０℃が特に好ましい。また、テトラカルボン酸二無水物成分と、ジアミン成分とを反応させる時間は、反応温度によっても異なるが、典型的には、１〜５０時間が好ましく、２〜４０時間がより好ましく、５〜３０時間が特に好ましい。

以上説明した方法により、ポリアミック酸溶液が得られる。なお、ポリイミドパウダーを含む溶液を用いてポリイミドを形成しても良い。

続いて、図１（ｄ）に示すように、溶液３ａが塗布された支持基板１を加熱して焼成することで支持基板１にポリイミドからなる樹脂基板３が形成された積層体１０を形成する（焼成工程）。

焼成工程では、例えば、支持基板１を１２０℃〜３５０℃、好ましくは１５０℃〜３５０℃に加熱する。このような温度範囲で加熱することで、生成されるポリイミド（樹脂基板３）の熱劣化や熱分解を抑制することで良質なものを製造することができる。また、ポリアミック酸の加熱を高温で行なう場合、多量のエネルギーの消費や、高温での処理設備の経時劣化が促進される場合があるため、ポリアミック酸の加熱を低めの温度で行なうことも好ましい。具体的には、ポリアミック酸を加熱する温度の上限を、２５０℃以下とするのが好ましく、２２０℃以下とするのがより好ましく、２００℃以下とするのが特に好ましい。

本実施形態において、支持基板１の表面１ａと樹脂基板３との間には処理膜２が存在している。表面１ａには処理膜２によるシリル基が形成されており、ＯＨ基（ヒドロキシ基）が存在しないまたはほとんど存在しないため、樹脂基板３を構成するポリイミドと共有結合を作ることが抑制される。また、シリル基が形成されることでポリイミドと処理膜２との密着性が低下し、樹脂基板３の剥離性が向上する。

図３は処理膜２における剥離性向上の効果を示した実験結果である。図３において、横軸は樹脂基板を支持基板上に形成してから経過した時間（経過日数）を示し、縦軸はポリイミド（樹脂基板）と支持基板との密着強度（単位：ｇ）を示したものである。また、図３には、比較としてシランカップリング剤による処理を行わなかった支持基板を用いた場合を「未処理」として示し、シランカップリング剤による処理を行った支持基板を用いた場合を「処理済１」、「処理済２」とした。なお、「処理済１」および「処理済２」は、処理に用いたシランカップリング剤が異なっており、「処理済１」ではシランカップリング剤ＯＡＰ（東京応化工業株式会社製）、「処理済２」ではシランカップリング剤ＯＳＲＡ（東京応化工業株式会社製）を用いた。

図３に示すように、シランカップリング剤による処理を行った場合（処理済１、２）又は行わない場合（未処理）のいずれにおいても、樹脂基板を支持基板上に形成してから経過すると密着強度が低下していく。経過日数が３日を超えると、密着強度はシランカップリング剤による処理を行った場合と行わない場合とで大きな差が無くなる。この原因は、時間の経過に伴って樹脂基板を構成するポリイミドが水分を吸着したことで支持基板の界面における密着強度が低下したことによる。

通常、樹脂基板を形成した直後に支持基板からの剥離が行われる。そのため、経過時間が短い場合において、密着強度を低下させることが重要である。

図３からは、シランカップリング剤による処理を行った場合（処理済１、２）、経過時間が短い、すなわち、ポリイミドの水分吸着が生じていなくても、低い密着力で樹脂基板を支持基板から剥離されることが確認できた。

続いて、樹脂基板３の上面に用途に応じた電子デバイス（不図示）を積層する。例えば、樹脂基板３上にＴＦＴ素子を形成し、さらに表示素子を積層又は貼り合せることで液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、電子ペーパーなどの表示デバイス、特にはフレキシブル表示デバイスを形成することが可能である。

不図示の電子デバイスを形成した後、図１（ｅ）に示すように、支持基板１から樹脂基板３を剥離する（剥離工程）。支持基板１から樹脂基板３を剥離する際、本実施形態の基板剥離装置を使用することで樹脂基板３を支持基板１から良好に剥離可能である。

図４は、本実施形態の基板剥離装置１００の概略構成を示す図である。
図４に示すように、基板剥離装置１００は、挿入部２０と、移動機構２１と、剥離機構２２と、を備えている。

挿入部２０は、樹脂基板３の少なくとも１つの角部に配置され、樹脂基板３の角部における支持基板１との界面に挿入されるものである。本実施形態では、挿入部２０は、第１挿入部３０と、第２挿入部３１と、第３挿入部３２と、第４挿入部３３と、を含む。

第１挿入部３０、第２挿入部３１、第３挿入部３２および第４挿入部３３は、平面形状が矩形状の樹脂基板３の４つの角部３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄにそれぞれ対応して配置される。

これら第１挿入部３０、第２挿入部３１、第３挿入部３２および第４挿入部３３は、同一の構成を有している。本実施形態において、第１挿入部３０は、刃物３０Ａと、押し出し部３０Ｂと、を備えている。第２挿入部３１は、刃物３１Ａと、押し出し部３１Ｂと、を備えている。第３挿入部３２は、刃物３２Ａと、押し出し部３２Ｂと、を備えている。第４挿入部３３は、刃物３３Ａと、押し出し部３３Ｂと、を備えている。

刃物３０Ａ、３１Ａ、３２Ａ、３３Ａとしては、平刃または丸刃のいずれを用いるのが好ましい。本実施形態では、刃物３０Ａ、３１Ａ、３２Ａ、３３Ａとして、例えば、カッター刃から構成される平刃を用いた。
押し出し部３０Ｂ、３１Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂは、例えば、アクチュエーター等から構成され、刃物３０Ａ、３１Ａ、３２Ａ、３３Ａをそれぞれ所定方向に押し出すことで支持基板１と樹脂基板３との界面に挿入可能である。

移動機構２１は、挿入部２０（各刃物３０Ａ、３１Ａ、３２Ａ、３３Ａ）が樹脂基板３と支持基板１との界面に挿入された状態で、該挿入部２０と支持基板１とを相対移動させるものである。移動機構２１は、例えば、アクチュエーター等の駆動装置から構成されている。移動機構２１は、第１挿入部３０、第２挿入部３１、第３挿入部３２および第４挿入部３３をそれぞれ独立して樹脂基板３の外周に沿って移動可能であり、これにより、樹脂基板３および支持基板１の界面にはスリットが形成される。

本実施形態では、第１挿入部３０、第２挿入部３１、第３挿入部３２および第４挿入部３３がそれぞれ樹脂基板３の外周に沿って独立して移動することで、樹脂基板３および支持基板１の界面には該樹脂基板３の外周を枠状に囲むようにスリットが形成される。

剥離機構２２は、樹脂基板３を保持し、第１挿入部３０および第２挿入部３１により界面に形成されたスリットを基点として支持基板１から樹脂基板３を剥離する。

剥離機構２２は、樹脂基板３を保持する保持部４０を有する。保持部４０における樹脂基板３の保持方法は特に限定されず、例えば、樹脂基板３を吸着して保持する吸着保持方式や、樹脂基板３を接着して保持する接着方式や、樹脂基板３のスリット部分を直接把持する把持方式や、スリット部分をローラー部材に巻き付ける巻付方式等を採用することができる。

ここで、基板剥離装置１００による基板剥離方法について図５に示すフローチャートに基づいて説明する。
本実施形態の基板剥離方法は、挿入ステップＳ１と、移動ステップＳ２と、剥離ステップＳ３と、を備えている。

挿入ステップＳ１において、挿入部２０は、樹脂基板３の角部３Ａ，３Ｂにおける支持基板１との界面に挿入される。具体的に、第１挿入部３０、第２挿入部３１、第３挿入部３２および第４挿入部３３は、各押し出し部３０Ｂ、３１Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂにより、刃物３０Ａ、３１Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂを角部３Ａ，３Ｂから徐々に押し込むことで、界面Ｋに挿入する。

本実施形態において、図４に示したように、第１挿入部３０は、例えば、平刃から構成された刃物３０Ａの刃面が角部３Ａに対し、略４５度の角度をなすように配置されている。
本実施形態において、押し出し部３０Ｂは、刃物３０Ａを刃面の直交方向に押し出し、角部３Ａの界面Ｋに挿入させる。

また、第２挿入部３１においても、図４に示したように、平刃から構成された刃物３１Ａの刃面が角部３Ｂに対し、略４５度の角度をなすように配置されている。押し出し部３１Ｂは、刃物３１Ａを刃面の直交方向に押し出し、角部３Ｂの界面に挿入させる。
また、第３挿入部３２においても、図４に示したように、平刃から構成された刃物３２Ａの刃面が角部３Ｃに対し、略４５度の角度をなすように配置されている。押し出し部３２Ｂは、刃物３２Ａを刃面の直交方向に押し出し、角部３Ｃの界面に挿入させる。
また、第４挿入部３３においても、図４に示したように、平刃から構成された刃物３３Ａの刃面が角部３Ｄに対し、略４５度の角度をなすように配置されている。押し出し部３３Ｂは、刃物３３Ａを刃面の直交方向に押し出し、角部３Ｄの界面に挿入させる。

本実施形態では、樹脂基板３を支持基板１よりも小さく形成している。そのため、刃物３０Ａ、３１Ａ、３２Ａ、３３Ａが支持基板１の表面に摺接した状態となる。よって、支持基板１は、刃物３０Ａ、３１Ａ、３２Ａ、３３Ａが樹脂基板３の界面に挿入する挿入動作をガイドすることができる。

移動ステップＳ２において、移動機構２１は、図６に示すように、界面に挿入された刃物３０Ａ、３１Ａ、３２Ａ、３３Ａを樹脂基板３の外周に沿って独立して移動させる。刃物３０Ａ、３１Ａ、３２Ａ、３３Ａは、支持基板１の表面に摺接した状態で移動することでスリットＳを良好に形成できる。

本実施形態では、各角部３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄにおいて刃物の挿入方向や挿入量の制御を精度良く行うことで、樹脂基板３の外周を囲むようにスリットＳを均一に形成することが可能である。

スリットＳを形成した後、剥離ステップＳ３を実行する。
剥離ステップＳ３において、剥離機構２２は、保持部４０における樹脂基板３のスリットＳが形成された部分（スリット形成部分）を保持する。本実施形態において、保持部４０は、スリット形成部分を吸着保持する。

剥離機構２２は、挿入部２０により界面Ｋに形成されたスリットＳを基点とし、樹脂基板３を支持基板１から徐々に剥離する。

本実施形態によれば、支持基板１の表面１ａに処理膜２が形成されるため、上述のようにポリイミドと処理膜２との密着性が低下している。そのため、上記スリットＳを起点として、電子デバイスが形成された樹脂基板３を支持基板１から簡便且つ確実に剥離することができる。
よって、剥離時に樹脂基板３にダメージを与えることなく、支持基板１から容易に剥離することができる。

（第二実施形態）
続いて、本発明の第二実施形態について説明する。
本実施形態と第一実施形態との違いは挿入部の設置数である。そのため、以下では、第一実施形態と共通の構成および部材については同じ符号を付し、その詳細な説明については省略するものとする。

図７は、本実施形態の基板剥離装置２００の概略構成を示す図である。
図７に示すように、基板剥離装置２００は、挿入部１２０と、移動機構１２１と、剥離機構２２と、回転機構１２３と、を備えている。

本実施形態の挿入部１２０は、図７に示すように、矩形状の樹脂基板３の対角線上における一対の角部３Ａ，３Ｃにそれぞれ配置された第１挿入部１３０および第３挿入部１３２を含んでいる。

第１挿入部１３０および第３挿入部１３２は、同一の構成を有している。本実施形態において、第１挿入部１３０は、刃物１３０Ａと、押し出し部１３０Ｂと、を備えている。第３挿入部１３２は、刃物１３２Ａと、押し出し部１３２Ｂと、を備えている。

移動機構１２１は、第１挿入部１３０および第３挿入部１３２が樹脂基板３と支持基板１との界面に挿入された状態で、図７中の左右方向（Ｘ方向）に沿って第１挿入部１３０および第３挿入部１３２を移動させる。

回転機構１２３は、図６の紙面貫通方向に設定され、支持基板１の中心を通る回転軸Ｏ周りに該支持基板１を回転させる。

続いて、本実施形態の基板剥離装置２００による基板剥離方法について図８を参照にしつつ説明する。
まず、挿入部１２０は、樹脂基板３の角部３Ａ，３Ｃにおける支持基板１との界面に挿入される。図８（ａ）に示すように、第１挿入部１３０は、刃物１３０Ａを角部３Ａから徐々に押し込んで界面に挿入する。一方、第３挿入部１３２は、刃物１３２Ａを角部３Ｃから徐々に押し込んで界面に挿入する。

移動機構１２１は、刃物１３０Ａを角部３Ｂ側（図８（ａ）に示す＋Ｘ側）に移動させるとともに、刃物１３２Ａを角部３Ｄ側（図８（ａ）に示す−Ｘ側）に移動させる。これにより、樹脂基板３の外周に沿って２つのスリットＳを形成することができる。

続いて、移動機構１２１は、図８（ｂ）に示すように、刃物１３０Ａおよび１３２Ａを初期位置まで戻す。その後、回転機構１２３は、回転軸Ｏを基準に、支持基板１を反時計回りに９０度回転させる。これにより、第１挿入部１３０が樹脂基板３の角部３Ｂに対向し、第３挿入部１３２が樹脂基板３の角部３Ｄに対向した状態となる。

続いて、図８（ｃ）に示すように、第１挿入部１３０は、刃物１３０Ａを角部３Ｂの界面Ｋに徐々に押し込む。一方、第３挿入部１３２は、刃物１３２Ａを角部３Ｄの界面Ｋに徐々に押し込む。

続いて、移動機構１２１は、刃物１３０Ａを角部３Ｃ側（図８（ｃ）に示す＋Ｘ側）に移動させるとともに、刃物１３２Ａを角部３Ａ側（図８（ｃ）に示す−Ｘ側）に移動させる。これにより、樹脂基板３の外周に沿って２つのスリットＳを形成することができる。
以上のようにして、樹脂基板３の外周を囲む４つのスリットＳを形成することができる。

スリットＳを形成した後、剥離機構２２は、保持部４０における樹脂基板３のスリットＳが形成された部分（スリット形成部分）を保持する。剥離機構２２は、挿入部１２０により界面Ｋに形成されたスリットＳを基点とし、樹脂基板３を支持基板１から徐々に剥離する。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、上記内容に限定されることはなく、発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、支持基板１の表面１ａの全面に処理膜２を形成する場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。

なお、上記実施形態では、支持基板１よりも樹脂基板３のサイズを小さく形成することで、支持基板１の表面を挿入部２０，１２０のガイドとして利用する場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。

例えば、図９（ａ）に示すように、支持基板１の外周部に配置したガイド部材８０を利用しても良い。ガイド部材８０は、支持基板１における樹脂基板３が形成された面（表面１ａ）と同じ高さのガイド面８０ａを有している。

このようなガイド部材８０を利用すれば、平面視した状態において、支持基板１及び樹脂基板３の大きさが略同じ場合であっても、図９（ｂ）に示すように、ガイド部材８０のガイド面８０ａに沿って挿入部２０，１２０の挿入動作がガイドされるので、界面にスリットＳを良好に形成することができる。

なお、本実施形態では、樹脂基板３に対する挿入部１２０の挿入位置を変更するために、回転機構１２３を用いて支持基板１を回転させる場合を例に挙げたが、本発明はこれに限定されない。例えば、回転機構１２３により挿入部１２０自体を９０度回転させつつ、移動機構１２１による挿入部１２０の移動方向を９０度変更することで支持基板１を回転させることなくスリットＳを形成しても良い。

１…支持基板（支持体）、２…処理膜、３…樹脂基板、３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ…角部、２０…挿入部、２１…移動機構、２２…剥離機構、３０Ａ，３１Ａ，３２Ａ，３３Ａ，３４Ａ…刃物、８０…ガイド部材、８０ａ…ガイド面、１００，２００…基板剥離装置、１２３…回転機構、Ｓ…スリット。

Claims (15)

1. 支持体上に形成された平面形状が矩形の樹脂基板を剥離する基板剥離装置において、
   前記樹脂基板の少なくとも１つの角部に配置され、前記樹脂基板の前記角部における前記支持体との界面に挿入可能な挿入部と、
   前記挿入部が前記界面に挿入された状態で、前記挿入部と前記支持体とを相対移動させる移動機構と、
   前記樹脂基板を保持し、前記挿入部により前記界面に形成されたスリットを基点として前記支持体から剥離する剥離機構と、を備え、
   前記挿入部は、前記樹脂基板の角部の四隅にそれぞれ配置されている
   基板剥離装置。
2. 支持体上に形成された平面形状が矩形の樹脂基板を剥離する基板剥離装置において、
   前記樹脂基板の少なくとも１つの角部に配置され、前記樹脂基板の前記角部における前記支持体との界面に挿入可能な挿入部と、
   前記挿入部が前記界面に挿入された状態で、前記挿入部と前記支持体とを相対移動させる移動機構と、
   前記樹脂基板を保持し、前記挿入部により前記界面に形成されたスリットを基点として前記支持体から剥離する剥離機構と、を備え、
   前記挿入部は、前記樹脂基板の対角線上における一対の角部にそれぞれ配置されている
   基板剥離装置。
3. 前記挿入部は、刃物から構成される
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の基板剥離装置。
4. 前記刃物は、平刃または丸刃から構成される
   請求項３に記載の基板剥離装置。
5. 前記支持体の外周部に設けられ、前記支持体における前記樹脂基板が形成された面と同じ高さの面を有するとともに、前記挿入部の挿入動作をガイドするガイド部材をさらに備える
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板剥離装置。
6. 前記移動機構は、前記挿入部を前記樹脂基板の外周に沿って移動させる
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板剥離装置。
7. 前記樹脂基板がポリイミド基板である
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板剥離装置。
8. 前記支持体として、前記樹脂基板が形成される面に予めシランカップリング剤からなる前処理層が設けられたガラス基板を用いる
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の基板剥離装置。
9. 支持体上に形成された平面形状が矩形の樹脂基板を剥離する基板剥離方法において、
   前記樹脂基板の少なくとも１つの角部に配置された挿入部を、前記樹脂基板の前記角部における前記支持体との界面に挿入する挿入ステップと、
   前記挿入部が前記界面に挿入された状態で、前記挿入部と前記支持体とを相対移動させる移動ステップと、
   前記挿入部により前記界面に形成されたスリットを基点として、前記樹脂基板を前記支持体から剥離する剥離ステップと、を備え、
   前記挿入ステップにおいては、前記樹脂基板の四隅の角部に配置された前記挿入部を前記角部と前記樹脂基板との界面に挿入する
   基板剥離方法。
10. 支持体上に形成された平面形状が矩形の樹脂基板を剥離する基板剥離方法において、
    前記樹脂基板の少なくとも１つの角部に配置された挿入部を、前記樹脂基板の前記角部における前記支持体との界面に挿入する挿入ステップと、
    前記挿入部が前記界面に挿入された状態で、前記挿入部と前記支持体とを相対移動させる移動ステップと、
    前記挿入部により前記界面に形成されたスリットを基点として、前記樹脂基板を前記支持体から剥離する剥離ステップと、を備え、
    前記挿入ステップにおいては、前記樹脂基板の対角線上における一対の角部にそれぞれ配置された前記挿入部を前記角部と前記樹脂基板との界面に挿入する
    基板剥離方法。
11. 前記挿入部として、平刃または丸刃を用いる
    請求項９または１０に記載の基板剥離方法。
12. 前記挿入ステップにおいては、前記支持体の外周部に設けられ、前記支持体における前記樹脂基板が形成された面と同じ高さの面を有するガイド部材を用いて、前記挿入部の挿入動作をガイドさせる
    請求項９〜１１のいずれか一項に記載の基板剥離方法。
13. 前記移動ステップにおいては、前記挿入部が前記樹脂基板の外周に沿って移動する
    請求項９〜１２のいずれか一項に記載の基板剥離方法。
14. 前記樹脂基板がポリイミド基板である
    請求項９〜１３のいずれか一項に記載の基板剥離方法。
15. 前記支持体として、前記樹脂基板が形成される面に予めシランカップリング剤からなる前処理層が設けられたガラス基板を用いる
    請求項９〜１４のいずれか一項に記載の基板剥離方法。

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