TW202226624A - 熱電變換材料之晶片之排列方法 - Google Patents

熱電變換材料之晶片之排列方法 Download PDF

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Abstract

提供將P型熱電變換材料之晶片及N型熱電變換材料之晶片，以支持體統疇有效率排列之方法，熱電變換材料之晶片之排列方法中，前述熱電變換材料之晶片則包含P型熱電變換材料之晶片及N型熱電變換材料之晶片，包含(A)之工程~(J)之工程(參照說明書)之熱電變換材料之晶片之排列方法。

Description

熱電變換材料之晶片之排列方法
本發明係有關熱電變換材料之晶片之排列方法。
以往，有使用具有塞貝克效應或帕耳帖效果之熱電變換材料，相互變換熱能與電能之熱電變換模組。 做為前述熱電變換模組，可知有稱之為π型之熱電變換元件之使用。π型之熱電變換元件係將相互隔離之一對電極設於基板上，例如於一方之電極上，將P型熱電元件之下面，於另一方之電極上，將N型熱電元件之下面，同樣地相互隔離設置，連接於對向兩型之熱電元件上面彼此之基板上電極的構成為基本單位，通常，將該基本單位在兩基板內，複數電性串聯連接而構成。又，亦已知有面內型之熱電變換元件之使用。面內型之熱電變換元件係P型熱電元件與N型熱電元件，交互設置於基板之面內方向，例如，將兩熱電元件間之接合部之下部，介入存在電極，電性串聯而構成。
如此，構成π型之熱電變換元件及面內型之熱電變換元件之時，需將P型熱電元件與N型熱電元件交互排列成特定之形態。 為滿足此等之要求，於專利文獻1中，揭示了將構成π型之帕耳帖模組之長方體之P型半導體元件及N型半導體元件，介入存在電極，使之交互連接加以排列的方法。 專利文獻2中，揭示了π型之熱電變換模組之製造方法中，將角材之形態之P型熱電變換元件及N型熱電變換元件之長度方向之兩端部，於一對之格子狀治具之各格子窗，使P型熱電變換元件及N型熱電變換元件成為交互形式，各別挿入排列之後，以特定之方法，於P型熱電變換元件及N型熱電變換元件之間隙，填充樹脂材料，成形整體為一體化之區塊，將此等使用切斷機，經由切斷成特定之厚度，使P型熱電變換元件及N型熱電變換元件複數對排列之方法。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2003-031859號公報 [專利文獻2]日本特開2010-161297號公報
[發明欲解決之課題]
但是，專利文獻1中，將長方體之P型半導體元件及N型半導體元件，複數對事先各別製作，更且需將此等一條一條交互排列於電極上之故，變得繁瑣而花費時間，不具有生產性。專利文獻2中，雖然最終工程中，交互排列之P型熱電變換元件及N型熱電變換元件則經由切斷一體化之區塊成形體而一次獲得，但需將角材之形態之P型熱電變換元件及N型熱電變換元件之複數對事先各別加以製作，而且需在格子狀治具，將P型熱電變換元件及N型熱電變換元件一條一條交互排列地加以插入等，繁瑣且花費時間之工程多，從生產性之觀點視之並不充分。
本發明係，有鑑於上述，提供將P型熱電變換材料之晶片與N型熱電變換材料之晶片，在支持體統籌有效率排列之方法為課題。 [為解決課題之手段]
本發明人等，為解決上述課題，重覆努力檢討之結果，發現經由將第1之支持體上之固定層上之P型熱電變換材料層成為複數單片化，成為P型熱電變換材料之晶片，下降黏著一部份之P型熱電變換材料之晶片之領域之固定層之黏著力，僅一部份之P型熱電變換材料之晶片，選擇性轉印於第2之支持體上之固定層上的方法，以及將同樣之操作，適用於第3之支持體上之固定層上之N型熱電變換材料層，僅一部份之N型熱電變換材料之晶片，選擇性更轉印於第4之支持體上之固定層上的方法，使用具有所得遠離之P型熱電變換材料之晶片或遠離之N型熱電變換材料之晶片之各別支持體，和具有轉印來源之遠離之P型熱電變換材料之晶片或遠離之N型熱電變換材料之晶片之各別支持體，經由在同一面內上交互排列貼合P型熱電變換材料之晶片與N型熱電變換材料之晶片，以解決上述課題，而完成本發明。 即，本發明係提供以下之[1]~[10]者。 [1]熱電變換材料之晶片之排列方法，前述熱電變換材料之晶片係包含P型熱電變換材料之晶片及N型熱電變換材料之晶片，包含： (A)將P型熱電變換材料層，黏著於第1之支持體上之固定層的工程； (B)將黏著於前述第1之支持體上之固定層之P型熱電變換材料層，單片化成P型熱電變換材料之晶片，得複數之P型熱電變換材料之晶片的工程； (C)複數之P型熱電變換材料之晶片中，使一部份之P型熱電變換材料之晶片與固定層之黏著力下降的工程； (D)將與固定層之黏著力下降後之前述一部份之P型熱電變換材料之晶片，自前述第1之支持體上之固定層剝離，將與前述一部份之P型熱電半導體晶片之黏著面相反側之面，轉印於第2之支持體上之固定層並黏著的工程； (E)將N型熱電變換材料層，黏著於第3之支持體上之固定層的工程； (F)將黏著於前述第3之支持體上之固定層之N型熱電變換材料層，單片化成N型熱電變換材料之晶片，得複數之N型熱電變換材料之晶片的工程； (G)複數之N型熱電變換材料之晶片中，使一部份之N型熱電變換材料之晶片與固定層之黏著力下降的工程； (H)使與固定層黏著力下降後之前述一部份之N型熱電變換材料之晶片，自前述第3之支持體上之固定層剝離，將與前述一部份之N型熱電變換材料之晶片之黏著面相反側之面，轉印於第4之支持體上之固定層並黏著的工程； (I)將在前述(D)之工程，維持與固定層之黏著力之P型熱電變換材料之晶片之黏著面相反側之面，黏著於以前述(H)之工程所得黏著在前述第4之支持體上之固定層之前述一部份之N型熱電變換材料之晶片間之固定層的工程； (J)將在前述(H)之工程，維持與固定層之黏著力之N型熱電變換材料之晶片之黏著面相反側之面，黏著於以前述(D)之工程所得黏著在前述第2之支持體上之固定層之前述一部份之P型熱電變換材料之晶片間之固定層的工程； 之熱電變換材料之晶片之排列方法。 [2]令前述固定層為可吸收雷射光之固定層，前述(C)之工程、前述(G)之工程係藉由依序對在黏著有前述一部份之P型熱電變換材料之晶片、前述一部份之N型熱電變換材料之晶片之各別領域之固定層之至少一部份，照射前述雷射光而進行之記載於上述[1]之熱電變換材料之晶片之排列方法。 [3]前述固定層係包含黏著劑層之記載於上述[1]或[2]之熱電變換材料之晶片之排列方法。 [4]可吸收前述雷射光之固定層係由包含著色劑或金屬填料的黏著劑層所成之記載於上述[2]之熱電變換材料之晶片之排列方法。 [5]前述支持體係由樹脂薄膜所成之記載於上述[1]~[4]之任一者之熱電變換材料之晶片之排列方法。 [6]前述(C)之工程及前述(G)之工程之一方或兩者中，做為前述支持體，使用熱膨脹性基材之記載於上述[1]之熱電變換材料之晶片之排列方法。 [7]前述(C)之工程及前述(G)之工程之一方或兩者中，於前述固定層，包含熱膨脹性粒子之記載於上述[1]之熱電變換材料之晶片之排列方法。 [8]前述熱電變換材料之晶片係由熱電半導體組成物所成，該熱電半導體組成物係包含熱電半導體材料、樹脂、以及離子液體及無機離子性化合物之一方或兩者之記載於上述[1]~[7]之任一者之熱電變換材料之晶片之排列方法。 [9]包含實施記載於上述[1]~[8]之任一之方法的工程之熱電變換材料之晶片排列體之製造方法。 [10]包含實施記載於上述[1]~[8]之任一之方法的工程，包含熱電變換材料之晶片之熱電變換模組之製造方法。 [發明效果]
根據本發明時。可提供將P型熱電變換材料之晶片與N型熱電變換材料之晶片，在支持體統籌有效率排列之方法。
[熱電變換材料之晶片之排列方法]
本發明之熱電變換材料之晶片之排列方法係熱電變換材料之晶片之排列方法中，前述熱電變換材料之晶片係包含P型熱電變換材料之晶片及N型熱電變換材料之晶片；包含 (A)將P型熱電變換材料層，黏著於第1之支持體上之固定層的工程； (B)將黏著於前述第1之支持體上之固定層之P型熱電變換材料層，單片化成P型熱電變換材料之晶片，得複數之P型熱電變換材料之晶片的工程； (C)複數之P型熱電變換材料之晶片中，使一部份之P型熱電變換材料之晶片與固定層之黏著力下降的工程； (D)將與固定層之黏著力下降後之前述一部份之P型熱電變換材料之晶片，自前述第1之支持體上之固定層剝離，將與前述一部份之P型熱電半導體晶片之黏著面相反側之面，轉印於第2之支持體上之固定層並黏著的工程； (E)將N型熱電變換材料層，黏著於第3之支持體上之固定層的工程； (F)將黏著於前述第3之支持體上之固定層之N型熱電變換材料層，單片化成N型熱電變換材料之晶片，得複數之N型熱電變換材料之晶片的工程； (G)複數之N型熱電變換材料之晶片中，使一部份之N型熱電變換材料之晶片與固定層之黏著力下降的工程； (H)使與固定層黏著力下降後之前述一部份之N型熱電變換材料之晶片，自前述第3之支持體上之固定層剝離，將與前述一部份之N型熱電變換材料之晶片之黏著面相反側之面，轉印於第4之支持體上之固定層並黏著的工程； (I)將在前述(D)之工程，維持與固定層之黏著力之P型熱電變換材料之晶片之黏著面相反側之面，黏著於以前述(H)之工程所得黏著在前述第4之支持體上之固定層之前述一部份之N型熱電變換材料之晶片間之固定層的工程； (J)將在前述(H)之工程，維持與固定層之黏著力之N型熱電變換材料之晶片之黏著面相反側之面，黏著於以前述(D)之工程所得黏著在前述第2之支持體上之固定層之前述一部份之P型熱電變換材料之晶片間之固定層的工程； 為特徵。 本發明之熱電變換材料之晶片之排列方法係將基板上之固定層上之P型熱電變換材料層成為複數單片化，成為P型熱電變換材料之晶片，下降黏著一部份之P型熱電變換材料之晶片之領域之固定層之黏著力後，僅將一部份之P型熱電變換材料之晶片，選擇性轉印於其他基板上之固定層上，又將同樣之操作，適用於獨立之其他之基板上之固定層上之N型熱電變換材料層，僅將一部份之N型熱電變換材料之晶片，選擇性更轉印於其他基板上之固定層上，更進一步，各別使用就結果而言具有所得遠離之P型熱電變換材料之晶片或N型熱電變換材料之晶片之基板，將此等使P型熱電變換材料之晶片與N型熱電變換材料之晶片，例如交互排列地加以貼合。由此，在支持體統籌下，交互排列複數之P型熱電變換材料之晶片與N型熱電變換材料之晶片，容易大量製作π型之P型熱電元件及面內型之熱電變換元件。由此，可達成製造工程之簡略化所造成之節拍時間之縮餖，及產率之提升，可期待成本下降。
以後之說明中將(A)、(B)、(C)、(D)、(E)、(F)、(G)、(H)、(I)、及(J)之各工程，依此順序又稱為「(A)P型熱電變換材料層黏著工程」、「(B)P型熱電變換材料之晶片形成工程」、「(C)黏著力下降工程」、「(D)P型熱電變換材料之晶片轉印工程」、「(E)N型熱電變換材料層黏著工程」、「(F)N型熱電變換材料之晶片形成工程」、「(G)黏著力下降工程」、「(H)N型熱電變換材料之晶片轉印工程」、「(I)熱電變換材料之晶片貼合工程」、「(J)熱電變換材料之晶片貼合工程」。又，亦有單純稱「(A)工程」、「(B)工程」、「(C)工程」、「(D)工程」、「(E)工程」、「(F)工程」、「(G)工程」、「(H)工程」、「(I)工程」、「(J)工程」之情形。 更且，亦有將「P型熱電變換材料之晶片及N型熱電變換材料之晶片」，單純稱為「熱電變換材料之晶片」的情形。
圖1係顯示本發明之一形態之熱電變換材料之晶片之排列方法之工程的一形態的概略剖面圖， (a)係於第1之支持體1a上之固定層2上，黏著P型熱電變換材料層3p後之剖面圖， (b)係將P型熱電變換材料層3p，單片化成P型熱電變換材料之晶片3pt，形成複數之P型熱電變換材料之晶片3pt後之剖面圖， (c)係顯示在(b)所形成之複數之P型熱電變換材料之晶片3pt中，使一部份之P型熱電半導體晶片3pt與固定層2之黏著力下降後之形態之剖面圖(固定層2與P型熱電變換材料之晶片3pt間之空間係以誇張方式顯示)， (d)係將與固定層2之黏著力下降之一部份之P型熱電半導體晶片3pt，自第2之支持體1b上之固定層2剝離，將與一部份之P型熱電半導體晶片3pt之黏著面相反側之面，轉印黏著於第2之支持體1b上之固定層2後之剖面圖。 又，(e)係於第3之支持體1c上之固定層2上，黏著N型熱電變換材料層3n後之剖面圖， (f)係將N型熱電變換材料層3n，單片化成N型熱電變換材料之晶片3nt，形成複數之N型熱電變換材料之晶片3nt後之剖面圖， (g)係顯示在(f)所形成之複數之N型熱電變換材料之晶片3nt中，使一部份之P型熱電半導體晶片3nt與固定層2之黏著力下降後之形態之剖面圖(固定層2與N型熱電變換材料之晶片3nt間之空間係以誇張方式顯示)， (h)係將與固定層2之黏著力下降之一部份之N型熱電半導體晶片3nt，自第3之支持體1c上之固定層2剝離，將與一部份之N型熱電半導體晶片3nt之黏著面相反側之面，轉印黏著於第4之支持體1d上之固定層2後之剖面圖。 (i)係顯示在(d)，維持與固定層2之黏著力之P型熱電變換材料之晶片3pt之黏著面相反側之面，黏著於以(h)所得黏著在第4之支持體1d上之固定層2之前述一部份之N型熱電變換材料之晶片間之固定層2的形態的剖面圖， (j)係顯示在(h)，維持與固定層2之黏著力之N型熱電變換材料之晶片3nt之黏著面相反側之面，黏著於以(d)所得黏著在第2之支持體1b上之固定層之前述一部份之P型熱電變換材料之晶片3pt間之固定層2的形態的剖面圖。 (i’)係顯示在(i)，將N型熱電變換材料之晶片3nt與P型熱電變換材料之晶片3pt，交互排列於第4之支持體1d上之固定層2上後，由此剝離具有第1之支持體1a之固定層2後的形態的剖面圖。 (j’)係顯示在(j)，將P型熱電變換材料之晶片3pt與N型熱電變換材料之晶片3nt，交互排列於第2之支持體1b上之固定層2上後，由此剝離具有第3之支持體1c之固定層2後的形態的剖面圖。
・熱電變換材料層黏著工程 本發明之熱電變換材料之晶片之排列方法中，(A)包含P型熱電變換材料層黏著工程、及(E)N型熱電變換材料層黏著工程。 熱電變換材料層黏著工程係於支持體上之固定層，黏著熱電變換材料層之工程，例如，於圖1(a)中，於第1之支持體1a上之固定層2上，黏著P型熱電變換材料層3p之工程[(A)工程]。同樣地，例如，於圖1(e)中，係於第3之支持體1c上之固定層2上，黏著N型熱電變換材料層3n之工程[(E)工程]。
(支持體) 使用於本發明之支持體係雖未特別加以限制，做為主材，可列舉樹脂、玻璃、陶瓷、或矽等。 做為一形態，樹脂系之材料為主材之具有光透過性之樹脂薄膜為佳。 做為樹脂薄膜之具體例，可列舉低密度聚乙烯(LDPE)薄膜、直鏈低密度聚乙烯(LLDPE)薄膜、及高密度聚乙烯(HDPE)薄膜等之聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚丁烯薄膜、聚丁二烯薄膜、聚甲基戊烯薄膜、乙烯=降冰片烯共聚物薄膜、以及降冰片烯樹脂薄膜等之聚烯烴系薄膜；乙烯-醋酸乙烯共聚物薄膜、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物薄膜、及乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物軟片等之乙烯系共聚物薄膜；聚氯乙烯薄膜及氯化乙烯共聚物薄膜等之聚氯乙烯系薄膜；聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜及聚對苯二甲酸丁二酯薄膜等之聚酯系薄膜；聚胺甲酸酯薄膜；聚醯亞胺薄膜；聚苯乙烯薄膜；聚碳酸酯薄膜；氟樹脂薄膜等。又，可使用此等之交聯薄膜及離子交聯聚合物薄膜之改性薄膜。 支持體係可將此等之樹脂薄膜中之1種單獨加以使用，使用併用2種以上之層積薄膜亦可。
在此，樹脂薄膜係從泛用性之觀點、及強度較高易於防止彎曲之觀點、耐熱性之觀點、及後述雷射光光透過性提升之觀點，樹脂薄膜係低密度聚乙烯(LDPE)薄膜、直鏈低密度聚乙烯(LLDPE)薄膜、及高密度聚乙烯(HDPE)薄膜等之聚乙烯薄膜、聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜及聚對苯二甲酸丁二酯薄膜等之聚酯系薄膜以及聚丙烯薄膜者為佳。具體而言、樹脂薄膜係具有選自聚乙烯薄膜、聚酯系薄膜、及聚丙烯薄膜所成群之1層以上單層薄膜、或層積2層以上之層積薄膜為佳。 然而，從易於確保對於所期望之波長之光之高光線透過性之觀點視之，提高與形成支持體之後述固定層之面側相反面之平滑性為佳，算術平均粗糙度Ra為0.01μm~0.80μm為佳。然而，算術平均粗糙度Ra係依據JIS B 0601:1994測定之值。
又，支持體雖可含有著色劑，於後述(C)工程及(G)工程之黏著力下降工程中，使用雷射光之時，從成為雷射光光透過性優異之支持體之觀點視之，吸收該雷射光之著色劑等之成分之含有量為少者為佳。具體而言，吸收雷射光之著色劑之含有量係以支持體之全量基準，不足0.1質量%為佳，較佳為不足0.01質量%，更佳為不足0,001質量%，更甚者係不含有吸收所使用雷射光之波長的成分。
更且，另一形態中，做為支持體，例如於後述黏著力下降工程之(C)之工程及前述(G)之工程之一方或兩者中，使後述黏著劑層與熱電變換材料之晶片之黏著力下降之時，使用熱膨脹性基材為佳。
熱膨脹性基材係包含樹脂及熱膨脹性粒子之非黏著性之基材。 做為樹脂係列舉丙烯酸聚胺基甲酸酯系樹脂及烯烴系樹脂等。 做為熱膨脹性粒子，由熱可塑性樹脂所構成之外殼、和內包於該外殼，且加熱至特定之溫度會氣化之內包成分所構成的微型膠囊化發泡劑為佳。 做為構成微型膠囊化發泡劑之外殻之熱可塑性樹脂，例如氯化亞乙烯基-丙烯腈共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醇縮丁醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈、聚偏二氯乙烯、及聚碸等。 又，做為內包於外殼之內包成分，例如列舉丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷及異丁烷等。 此等之內包成分係可單獨使用，併用2種以上亦可。
熱膨脹性粒子之23℃之膨脹前之平均粒子徑係3~100μm為佳，較佳為4~70μm，更佳為6~60μm，更甚者為10~50μm。 然而，熱膨脹性粒子之膨脹前之平均粒子徑係體積中位粒子徑(D50)，意指使用雷射繞射式粒度分布測定裝置(例如Malvern公司製、製品名「Mastersizer 3000」)加以測定，於膨脹前之熱膨脹性粒子之粒子分布中，從膨脹前之熱膨脹性粒子之粒子徑小者計算之累積體積頻繁度相當於50%之粒子徑。
支持體之厚度雖未特別加以限定，較佳為20μm~450μm，更佳為25μm~400μm之範圍。
＜固定層＞ 使用於本發明之固定層係使用供予黏著支持體、和熱電變換材料層或熱電變換材料層之晶片，且經由後述物理化學作用選擇性下降複數之熱電變換材料之晶片中之一部份之熱電變換材料之晶片之黏著力的機能者。 固定層只要滿足上述者，可使用含熱硬化性樹脂或光硬化性樹脂之層。做為一形態，使用黏著劑層為佳。又，做為其他之一形態，從黏著性及光吸收性之觀點視之，使用含著色劑或金屬填料之黏著劑層為佳。更且，做為其他之一形態，從熱電變換材料之晶片保持性與轉印性之觀點視之，使用含有在於側鏈導入聚合性官能基之能量線硬化型之黏著性樹脂之黏著劑層為佳。 更且，又，做為其他之一形態，從熱電變換材料之晶片之剝離之容易性之觀點視之，在於黏著劑層令有前述熱膨脹性粒子之形態為佳。
黏著劑層係含有黏著性樹脂者即可，依需要，可含有交聯劑、黏著賦予劑、聚合性化合物、聚合起始劑等之黏著劑用添加劑。 黏著劑層係可由含黏著性樹脂之黏著劑組成物形成。 以下，對於含於黏著劑層之形成材料之黏著劑組成物的各成分加以說明。
(黏著性樹脂) 黏著性樹脂係在該樹脂單獨下，具有黏著性，質量平均分子量(Mw)為1萬以上之聚合物為佳。 做為黏著性樹脂之質量平均分子量(Mw)，從黏著力提升之觀點視之，較佳為1萬~200萬，更佳為2萬~150萬，更甚者為3萬~100萬。 又，黏著性樹脂之玻璃轉移溫度(Tg)係較佳為-60℃~ -10℃，更佳為-50℃~-20℃。
做為黏著性樹脂，例如列舉丙烯酸系樹脂、聚胺基甲酸酯系樹脂、聚異丁烯系樹脂等之橡膠系樹脂、聚酯系樹脂、烯烴系樹脂、聚矽氧系樹脂、及聚乙烯醚系樹脂等。 此等黏著性樹脂乃可單獨使用1種，併用2種以上亦可。 又，此等之黏著性樹脂為具有2種以上之構成單位之共聚物時，該共聚物之形態係不特別加以限定，可為嵌段共聚物、無規共聚物、及接枝共聚物之任一者。
黏著性樹脂係可為在於側鏈導入聚合性官能基之能量線硬化型之黏著性樹脂。惟，此時，含有後述之光聚合起始劑為佳。 做為該聚合性官能基，可列舉(甲基)丙烯醯基及乙烯基等。 又，做為能量線，可列舉紫外線及電子線等，例如於後述黏著力下降工程之(C)之工程及(G)之工程中，使黏著劑層與熱電變換材料之晶片之黏著力下降之時，做為一形態，使用紫外線為佳。
黏著性樹脂之含有量係對於黏著劑組成物之有效成分之全量(100質量%)而言，30~99.99質量%為佳，較佳為40~99.95質量%，更佳為50~99.90質量%，更甚者為55~99.80質量%，尤以60~99.50質量%為佳。 然而，本說明書之以下之記載中，「對於黏著劑組成物之有效成分之全量而言之各成分之含有量」係與「由該黏著劑組成物所形成之黏著劑層中之各成分之含有量」同義。
在此，從發現優異之黏著力之觀點視之，黏著性樹脂係含丙烯酸系樹脂為佳。 做為黏著性樹脂中之丙烯酸系樹脂之含有比例係對於含於黏著劑組成物之黏著性樹脂之全量(100質量%)而言，30~100質量%為佳，較佳為50~100質量%，更佳為70~100質量%，更甚者為85~100質量%。
(丙烯酸系樹脂) 就做為黏著性樹脂使用之丙烯酸系樹脂而言，例如可列舉含由來於具有直鏈或支鏈之烷基之烷基(甲基)丙烯酸酯之構成單位之聚合物、含由來於具有環狀構造之(甲基)丙烯酸酯之構成單位之聚合物等。
丙烯酸系樹脂之質量平均分子量(Mw)係10萬~150萬，較佳為20萬~130萬，更佳為35萬~120萬。
做為丙烯酸系樹脂，更佳為具有由來於烷基(甲基)丙烯酸酯(a1’)(以下，亦稱「單體(a1’)」)之構成單位(a1)及由來於含官能基單體(a2’)(以下，亦稱「單體(a2’)」)之構成單位(a2)之丙烯酸系共聚物(A1)。
做為具有單體(a1’)之烷基之碳數，係從黏著特性之提升之觀點視之，1~24為佳，較佳為1~12，更佳為2~10，更甚者為4~8。 然而，具有單體(a1’)之烷基係可為直鏈烷基，亦可為支鏈烷基。
做為單體(a1’)，例如列舉甲基(甲基)丙烯酸酯、乙基(甲基)丙烯酸酯、丙基(甲基)丙烯酸酯、丁基(甲基)丙烯酸酯、2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯、月桂基(甲基)丙烯酸酯、十三烷基(甲基)丙烯酸酯、及十八烷基(甲基)丙烯酸酯等。 此等單體(a1’)乃可單獨使用1種，併用2種以上亦可。 做為單體(a1’)，係選自甲基(甲基)丙烯酸酯、丁基(甲基)丙烯酸酯、及2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯之1種以上為佳，選自甲基(甲基)丙烯酸酯及丁基(甲基)丙烯酸酯之1種以上為更佳。
構成單位(a1)之含有量係對於丙烯酸系共聚物(A1)之全構成單位(100質量%)而言，50~99.9質量%為佳，較佳為60~99.0質量%，更佳為70~97.0質量%，更甚者為80~95.0質量%。
做為具有單體(a2’)之官能基，例如列舉羥基、羧基、胺基、及環氧基等。 即，做為單體(a2’)，例如列舉含羥基單體、含羧基單體、含胺基單體、及含環氧基單體等。 此等單體(a2’)乃可單獨使用，併用2種以上亦可。 此等之中，做為單體(a2’)，含羥基單體及含羧基單體為佳，含羥基單體為更佳。
做為含羥基單體，例如列舉2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥丙基(甲基)丙烯酸酯、3-羥丙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥丁基(甲基)丙烯酸酯、3-羥丁基(甲基)丙烯酸酯、及4-羥丁基(甲基)丙烯酸酯等之羥基烷基(甲基)丙烯酸酯類；乙烯醇及烯丙醇等之不飽和醇類等。 其中，又以2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯為佳。
做為含羧基單體，例如列舉(甲基)丙烯酸、巴豆酸等之乙烯性不飽和單羧酸；富馬酸、衣康酸、馬來酸、及檸康酸等之乙烯性不飽和二羧酸及該無水物、2-(丙烯醯氧基)乙基琥珀酸酯、及2-羧基乙基(甲基)丙烯酸酯等。
構成單位(a2)之含有量係對於丙烯酸系共聚物(A1)之全構成單位(100質量%)而言，0.1~40質量%為佳，較佳為0.5~35質量%，更佳為1.0~30質量%，更甚者為3.0~25質量%。
丙烯酸系共聚物(A1)係更具有由來於單體(a1’)及(a2’)以外之其他之單體(a3’)之構成單位(a3)亦可。 然而，於丙烯酸系共聚物(A1)中，構成單位(a1)及(a2)之含有量係對於丙烯酸系共聚物(A1)之全構成單位(100質量%)而言，70~100質量%為佳，較佳為80~100質量%，更佳為90~100質量%，更甚者為95~100質量%。
做為單體(a3’)係例如列舉乙烯、丙烯、及異丁烯等之烯烴類；氯化乙烯及氯化亞乙烯等之鹵化烯烴類；丁二烯、異戊二烯、及氯丁二烯等之二烯系單體類；環己基(甲基)丙烯酸酯、苄基(甲基)丙烯酸酯、異冰片烷基(甲基)丙烯酸酯、二環戊基(甲基)丙烯酸酯、二環戊基(甲基)丙烯酸酯、二環戊基氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、及醯亞胺基(甲基)丙烯酸酯等之具有環狀構造之(甲基)丙烯酸酯；苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、丙烯腈、(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯醯嗎啉、及N-乙烯基吡咯烷酮等。
又，丙烯酸系共聚物(A1)係可為在於側鏈導入聚合性官能基之能量線硬化型之丙烯酸系共聚物。 做為該聚合性官能基，可列舉(甲基)丙烯醯基及乙烯基等。 又，做為能量線，可列舉紫外線及電子線等，以紫外線為佳。 然而、聚合性官能基係可反應具有上述之構成單位(a1)及(a2)之丙烯酸系共聚物、和具有與具有該丙烯酸系共聚物之構成單位(a2)之官能基鍵結的置換基與聚合性官能基之化合物加以導入。 做為前述化合物，例如列舉(甲基)丙烯醯氧基乙基異氰酸酯，(甲基)丙烯醯基異氰酸酯及環氧丙基(甲基)丙烯酸酯等。
(交聯劑) 黏著劑組成物係更包含交聯劑為佳。 該交聯劑係如上述之丙烯酸系共聚物(A1)，與具有官能基之黏著性樹脂反應，將該官能基做為交聯起點，交聯黏著性樹脂彼此者。
做為交聯劑，例如列舉異氰酸酯系交聯劑、環氧系交聯劑、氮丙環系交聯劑、金屬螯合系交聯劑等。 此等交聯劑係可單獨使用1種，併用2種以上亦可。 此等之交聯劑中，從提高凝聚力，提升黏著力之觀點視之，及易於入手等之觀點視之，異氰酸酯系交聯劑為佳。
交聯劑之含有量係經由具有黏著性樹脂之官能基之數適切調整者，對於具有官能基之黏著性樹脂100質量份而言，0.01~10質量份為佳，較佳為0.03~7質量份，更佳為0.05~5質量份。
(黏著賦予劑) 本實施形態中，黏著劑組成物係從更提升黏著力之觀點視之，更含有黏著賦予劑亦可。 於本說明書中，「黏著賦予劑」係輔助提升上述黏著性樹脂之黏著力的成分，質量平均分子量(Mw)係指不足1萬之寡聚物，與上述黏著性樹脂區別者。 黏著賦予劑之質量平均分子量(Mw)係400~不足10000為佳，較佳為500~8000，更佳為800~5000。
做為黏著賦予劑係例如列舉松脂系樹脂、萜烯系樹脂、苯乙烯系樹脂、共聚合以石油石腦油之熱分解生成之戊烯、異戊二烯、胡椒鹼、及1,3-戊二烯等之C5餾份所得之C5系石油樹脂、共聚合以石油石腦油之熱分解所生成之茚及乙烯基甲苯等之C9餾份所得之C9系石油樹脂、以及氫化此等之氫化樹脂等。
黏著賦予劑之軟化點係60~170℃為佳，較佳為65~160℃，更佳為70~150℃。 然而，本說明書中，黏著賦予劑之「軟化點」係指依據JIS K 2531測定之值。 黏著賦予劑係可單獨使用1種，併用軟化點、構造等不同之2種以上亦可。 然後，使用2種以上之複數之黏著賦予劑時，此等複數之黏著賦予劑之軟化點之加權平均為屬於上述範圍為佳。
黏著賦予劑之含有量係對於黏著劑組成物之有效成分之全量(100質量%)而言，0.01~65質量%為佳，較佳為0.05~55%，更佳為0.1~50%，更甚者為0.5~45質量%，尤以1.0~40質量%為佳。
(光聚合起始劑) 本實施形態中，黏著劑組成物做為黏著性樹脂，包含能量線硬化型之黏著性樹脂時，更且含有光聚合起始劑為佳。 藉由含有光聚合起始劑，即使較低能量之能量線之照射，亦可充分進行硬化反應。 做為光聚合起始劑係例如列舉1-羥基-環己基-苯基-酮、安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香丙醚、苄基苯基硫醚、一硫化四甲基秋蘭姆、偶氮二異丁腈、聯苄、丁二酮、及8-氯蒽醌等。 此等光聚合起始劑係可單獨使用1種，併用2種以上亦可。
光聚合起始劑之含有量係對於能量線硬化型之黏著性樹脂100質量份而言，0.01~10質量份為佳，較佳為0.03~5質量份，更佳為0.05~2質量份。
(著色劑) 後述之黏著力下降工程之(C)工程及(G)工程中，例如使用雷射光之時，於黏著劑層，吸收特定之波長之雷射光而發熱之著色劑為佳。 做為著色劑，例如可列舉選自1種以上之顏料及染料。 顏料係可為有機顏料，亦可為無機顏料。 做為染料，例如列舉氯基性染料、酸性染料、分散染料、及直接染料等。 做為黑色顏料，係列舉碳黑、氧化銅、四氧化三鐵、二氧化錳、苯胺黑、及活性碳等。 做為黃色顏料係例如列舉、鉻黃、鉻酸鋅、鎘黃、氧化鐵黃、礦物質堅牢黃、鎳銻鈦黃、那不勒斯黃、萘酚黃S、耐曬黃、聯苯胺黃G、聯苯胺黃GR、喹啉黃色澱、永固黃NCG、及酒石黃色澱等。 做為橙色顏料係例如列舉紅色黃鉛、鉬橙、永固橙GTR、吡唑橙、巴爾幹橙、陰丹士林亮橙RK、聯苯胺橙G、及陰丹士林亮橙GKM等。 做為紅色顏料例如列舉氧化鐵紅、鎘紅、鉛丹、硫化汞、鎘、永固紅4R、立索紅、吡唑哢紅、計液紅、鈣鹽、色澱紅D、亮洋紅6B、曙红色澱、若丹明色澱B、茜素色澱、及亮洋紅3B等。 做為紫色顏料係例如列舉錳紫、永固紫B、及甲基紫色澱等。 做為藍色顏料人係例如紺青、鈷藍、鹼藍色澱、維多利亞藍色澱、酞花青藍、無金屬酞花青藍、酞花青藍部分氯化物、永固湖藍、及陰丹士林藍BC等。 做為綠色顏料係例如列舉鉻綠、氧化鉻、顏料綠B、孔雀石綠色澱、及最終黃綠G等。 做為染料係例如列舉尼格洛辛、亞甲基藍、玫瑰紅、喹啉黃、及群青等。 著色劑之含有量係雖可藉由雷射光之波長、輸出、照射時間等適宜調整，通常對於黏著劑組成物之全量而言，0.01~10質量%為佳，較佳為0.05~7質量%，更佳為0.1~5質量%。
(金屬填料) 後述之黏著力下降工程之(C)工程及(G)工程中，例如使用雷射光之時，於黏著劑層，可含有吸收特定之波長之雷射光而發熱之金屬填料等。 金屬填料雖未特別加以限制，例如可列舉銅、銀、金、鋅、鎳、或鈀所成金屬填料等。 金屬填料之含有量係雖可藉由雷射光之波長、輸出、照射時間等適宜調整，通常對於黏著劑組成物之全量而言，0.01~10質量%為佳，較佳為0.05~5質量%，更佳為0.1~3質量%。 然而，組合前述著色劑與金屬填料使用亦可。
＜熱電變換材料層＞ 使用於本發明之熱電變換材料層(以下有稱為「熱電變換材料層之薄膜」，或「熱電變換材料之晶片」的情形。)係不特別限制，可為由熱電半導體材料所成，亦可由熱電半導體組成物所成薄膜。 從彎曲性、薄型之觀點視之，由包含熱電半導體材料(以下有稱「熱電半導體粒子」之情形。)、樹脂、離子液體及無機離子性化合物之一方或雙方之熱電半導體組成物所成薄膜而成為佳。
(熱電半導體材料) 使用於熱電變換材料層之熱電半導體材料係經微粉碎裝置等，粉碎至特定之尺寸，做為熱電半導體粒子使用為佳(以下，有將熱電半導體材料稱為「熱電半導體粒子」之情形。 熱電半導體粒子之粒徑係10nm~100μm為佳，較佳為20nm~50μm，更佳為30nm~30μm。 前述熱電半導體微粒子之平均粒徑係經由雷射繞射式粒度分析裝置(Malvern公司製，Mastersizer 3000)測定而得粒徑分布之中央值。
使用於本發明之熱電變換材料層中，做為構成P型熱電變換材料層及N型變換材料層之熱電半導體材料，只要是經由賦予溫度差，可產生熱起電力之材料，則不特別加以限制，例如使用P型碲化鉍、N型碲化鉍等之鉍-碲系熱電半導體材料；GeTe、PbTe等之碲化物系熱電半導體材料；銻-碲系熱電半導體材料；ZnSb、Zn 3Sb 2、Zn 4Sb 3等之鋅-銻系熱電半導體材料；SiGe等之矽-鍺系熱電半導體材料；Bi 2Se 3等之硒化鉍系熱電半導體材料；β-FeSi 2、CrSi 2、MnSi 1.73、Mg 2Si等之矽化物少熱電半導體材料；氧化物系熱電半導體材料；FeVAl、FeVAlSi、FeVTiAl等之豪斯勒材料、TiS 2等之硫化物系熱電半導體材料等。
此等之中，使用於本發明之前述熱電半導體材料係以P型碲化鉍或N型碲化鉍等之銻-碲系熱電半導體材料為佳。 前述P型碲化鉍係載子為電洞，塞貝克係數為正值，例如較佳使用以Bi XTe 3Sb 2-X表示者。此時，X係較佳為0＜X≦0.8，更佳為0.4≦X≦0.6。Ｘ較0為大，0.8以下時，塞貝克係數與電導率則變大，可維持做為P型熱電變換材料之特性之故為佳。 又，前述N型碲化鉍係載子為電子，塞貝克係數為負值，例如較佳使用以Bi 2Te 3-YSe Y表示者。此時，Y係較佳為0≦Y≦3(Y=0之時：Bi 2Te 3)，更佳為0.1＜Y≦2.7。Y為0以上，3以下時，塞貝克係數與電導率則變大，可維持做為N型熱電變換材料之特性之故為佳。
熱電半導體粒子之前述熱電半導體組成物中之含有量係較佳為30~99質量%。更佳為50~96質量%，更甚者為70~95質量%。熱電半導體粒子之含有量為上述範圍內時，塞貝克係數(帕耳帖係數之絕對值)為大，又抑制電導率之下降，僅熱傳導率下降之故，顯示高熱電性能的同時，可得充分皮膜強度，及具有彎曲性之膜因而為佳。
又，熱電半導體粒子係進行退火處理者(以下，有稱為「退火處理A」之情形)為佳。經由進行退火處理A，熱電半導體粒子係提升結晶性，更且除去熱電半導體粒子之表面氧化膜之故，熱電變換材料之塞貝克係數(帕耳帖係數之絕對值)則增大，更提升熱電性能指數。
(樹脂) 使用於本發明之樹脂係具有物理性鍵結熱電半導體材料(熱電半導體粒子)間之作用，可提高熱電變換模組之彎曲性的同時，可容易進行塗佈等所成薄膜之形成。 做為樹脂，係耐熱性樹脂，或黏合劑樹脂為佳
耐熱性樹脂係將熱電半導體組成物所成薄膜，經由退火處理等，結晶成長熱電半導體粒子之時，做為樹脂之機械性強度及熱傳導率等之諸物性不被損及而被維持。 前述耐熱性樹脂係從耐熱性更高，且對於薄膜中之熱電半導體粒子之結晶成長不會有不良影響之觀點視之，較佳為聚醯胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、環氧樹脂，從彎曲性優異之點視之，更較為聚醯胺樹脂、聚醯胺醯亞胺樹脂，聚醯亞胺樹脂。
前述耐熱性樹脂係分解溫度為300℃以上為佳。分解溫度為上述範圍之時，如後所述，退火處理熱電半導體組成物所成薄膜之時，不會失去做為黏合劑之機能，可維持彎曲性。
又，前述耐熱性樹脂係熱重量測定(TG)所成300℃之質量減少率為10%以下為佳，更佳為5%以下，更甚者為1%以下。質量減少率為上述範圍之時，如後所述，退火處理熱電半導體組成物所成薄膜之時，不會失去做為黏合劑之機能，可維持熱電變換材料之晶片之彎曲性。
前述耐熱性樹脂之前述熱電半導體組成物中之含有量係0.1~40質量%，較佳為0.5~20質量%，更佳為1~20質量%，更甚者為2~15質量%。前述耐熱性樹脂之含有量為上述範圍內之時，可得可做為熱電半導體材料之黏合劑工作，易於薄膜之形成，且兼顧高熱電性能與皮膜強度之膜，於熱電變換材料之晶片之外表面，存在樹脂部。
黏合劑樹脂係易於從使用於燒成(退火)處理(對應於後述「退火處理B」，以下相同)後之熱電變換材料之晶片之製作時之玻璃、氧化鋁、矽等之基材之剝離。
做為黏合劑樹脂，係指在燒成(退火)溫度以上，90質量%以上被分解之樹脂，較佳為95質量%以上被分解之樹脂，尤以99質量%以上被分解之樹脂為佳。又，經由燒成(退火)處理等熱電半導體組成物所成塗佈膜(薄膜)結晶成長熱電半導體粒子之時，機械性強度及熱傳導率等之諸物性不被損及而被維持之樹脂為更佳。 做為黏合劑樹脂，使用在燒成(退火)溫度以上90質量%以上被分解之樹脂，即，使用較前述耐熱性樹脂低溫被分解之樹脂時，減少經由燒成黏合劑樹脂被分解之故，成為含於燒成體中之絕緣性之成分的黏合劑樹脂之含有量，促進熱電半導體組成物之熱電半導體粒子之結晶成長之故，減少熱電變換材料層之空隙，提升填充率。 然而，是否為在燒成(退火)溫度以上特定值(例如90質量%)以上被分解之樹脂，係經由測定熱重量測定(TG)所成燒成(退火)溫度之質量減少率(以分解前之質量除上分解後之質量之值)加以判斷。
做為如此黏合劑樹脂，可使用熱可塑性樹脂或硬化性樹脂。做為熱可塑性樹脂係例如列舉聚乙烯、聚丙烯、聚異丁烯、聚甲基戊烯等之聚烯烴系樹脂；聚碳酸酯；聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二酯等之熱可塑性聚酯樹脂；聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物、聚乙酸乙烯酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯化乙烯、聚乙烯基吡啶、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮等之聚乙烯聚合物；聚胺甲酸酯；乙基纖維素等之纖維素衍生物等。做為硬化性樹脂可列舉熱硬化性樹脂或光硬化性樹脂。做為熱硬化性樹脂，例如可列舉環氧樹脂、酚醛樹脂等。做為光硬化性樹脂，例如可列舉光硬化性丙烯酸樹脂、光硬化性胺甲酸乙酯樹脂、光硬化性環氧樹脂等。此等係可單獨使用1種，併用2種以上亦可。 此等之中，從熱電變換材料層之熱電變換材料之電阻率之觀點視之，熱可塑性樹脂為佳，聚碳酸酯、乙基纖維素纖維素等之纖維素衍生物為更佳，尤以聚碳酸酯為佳。
黏合劑樹脂係對應於燒成(退火)處理工程之熱電半導體材料之燒成(退火)處理之溫度適切加以選擇。以具有黏合劑樹脂之最終分解溫度以上進行燒成(退火)處理，從熱電變換材料層之熱電變換材料之電阻率之觀點視之為佳。 本說明書中，「最終分解溫度」係指熱重量測定(TG)所成燒成(退火)溫度之質量減少率成為100%(分解後之質量為分解前之質量之0%)之溫度。
黏合劑樹脂之最終分解溫度係通常150~600℃，200~560℃為佳，較佳為220~460℃，尤以240~360℃為佳。使用最終分解溫度為此範圍之黏合劑樹脂時，可做為熱電半導體材料之黏合劑而作用，於印刷時，薄膜之形成則易於進行。
黏合劑樹脂之熱電半導體組成物中之含有量係0.1~40質量%，較佳為0.5~20質量%，更佳為0.5~10質量%，尤以0.5~5質量%為佳。黏合劑樹脂之含有量在上述範圍內之時，可減少熱電變換材料層之熱電變換材料之電阻率。
熱電變換材料中之黏合劑樹脂之含有量係0~10質量%為佳，較佳為0~5質量%，尤以0~1質量%為佳。熱電變換材料中之黏合劑樹脂之含有量在上述範圍內之時，可減少熱電變換材料層之熱電變換材料之電阻率。
(離子液體) 含於熱電半導體組成物所得之離子液體係指組合陽離子與陰離子而成之熔融鹽，於-50℃以上不足400℃之任一溫度領域中，以液體存在之鹽。換言之，離子液體係融點為-50℃以上不足400℃之範圍之離子性化台物。離子液體之融點係較佳為-25℃以上200℃以下，更佳為0℃以上150℃以下。離子液體係具有蒸氣壓極低為非揮發性，具有優異熱安定性及電化學安定性，粘度為低，且離子傳導度高等之特徵之故，做為導電補助劑，有效果抑制熱電半導體材料間之電導率之減低。又，離子液體係顯示根據非質子性之離子構造之高極性。與耐熱性樹脂之相溶性優異之故，可均勻熱電變換材料之電導率。
離子液體係可使用公知或市售者。例如可列舉吡啶鎓、嘧啶鎓、吡唑鎓、吡咯烷鎓、哌啶鎓、咪唑鎓等之含氮環狀陽離子化合物及此等之衍生物；四烷基銨系之胺系陽離子及此等衍生物；鏻、三烷基鋶、四烷基鏻等磷化氫系陽離子及此等之衍生物；鋰陽離子及該衍生物等之陽離子成分、和Cl -、Br -、I -、AlCl 4 -、Al 2Cl 7 -、BF 4 -、PF 6 -、ClO 4 -、NO 3 -、CH 3COO -、CF 3COO -、CH 3SO 3 -、CF 3SO 3 -、(FSO 2) 2N -、(CF 3SO 2) 2N -、(CF 3SO 2) 3C -、AsF 6 -、SbF 6 -、NbF 6 -、TaF 6 -、F(HF) n -、(CN) 2N -、C 4F 9SO 3 -、(C 2F 5SO 2) 2N -、C 3F 7COO -、(CF 3SO 2)(CF 3CO)N -等之陰離子成分所構成者。
上述離子液體中，從高溫安定性、與熱電半導體材料及樹脂之相溶性、熱電半導體材料間隙之電導率之下降抑制等之觀點視之，離子液體之陽離子成分為包含至少1種選自吡啶鎓及該衍生物、咪唑鎓陽離子及該衍生物為佳。
陽離子成分為做為包含吡啶鎓陽離子及該衍生物之離子液體，1-丁基-4-甲基溴化吡啶、1-丁基溴化吡啶、1-丁基-4-甲基吡啶六氟磷酸鹽為佳。
又，陽離子成分為做為包含咪唑鎓陽離子及該衍生物之離子液體，[1-丁基-3-(2-羥乙基)溴化咪唑]、[1-丁基-3-(2-羥乙基)咪唑鎓四氟硼酸鹽]為佳。
又，上述離子液體係分解溫度為300℃以上為佳。分解溫度為上述範圍之時，如後所述，退火處理熱電半導體組成物所成薄膜之時，仍可維持做為導電補助劑之效果。
離子液體之熱電半導體組成物中之含有量係0.01~50質量%為佳，較佳為0.5~30質量%，更佳為1.0~20質量%。離子液體之含有量為上述範圍內時，可得有效抑制電導率之下降，具有高熱電性能之膜。
(無機離子性化合物) 含於熱電半導體組成物所得無機離子性化合物係至少由陽離子與陰離子所構成之化合物。無機離子性化合物係於400~900℃之寬廣之溫度領域中，以固體存在，具有離子導電度高等之特徵之故，做為導電補助劑，可抑制熱電半導體材料間之電導率之減低。
無機離子性化合物之熱電半導體組成物中之含有量係較佳為0.01~50質量%，更佳為0.5~30質量%，更甚者為1.0~10質量%。無機離子性化合物之含有量為上述範圍內時，可有效抑制電導率之下降，結果可得熱電性能提升之膜。 然而，併用無機離子性化合物與離子液體之時，熱電半導體組成物中之無機離子性化合物及離子液體之含有量之總量係較佳為0.01~50質量%，更佳為0.5~30質量%，更甚者為1.0~10質量%。
熱電變換材料層係經由黏著於支持體上之固定層而形成。做為一形態，例如於事前，使用準備於可剝離之基材上之熱電變換材料層。從熱電性能之觀點視之，進行後述之退火處理B時，於該黏著前，進行退火處理B為佳。 做為由使用於本發明之熱電半導體組成物所成熱電變換材料層之形成方法，例如可於玻璃、矽等之公知之基材上，塗佈前述熱電半導體組成物加以乾燥而形成。經由如此形成，可簡便低成本獲得多數之熱電變換材料層。 做為塗佈熱電半導體組成物，得熱電變換材料層之方法，可列舉網版印刷法、彈性凸版印刷法、凹版印刷法、旋塗法、浸泡式塗佈法、模塗法、噴塗法、棒塗法、刮刀塗佈法等之公知之方法，未特別加以限制。 接著，乾燥所得塗膜，形成熱電變換材料層。
熱電變換材料層之厚度非特別加以限定者，從熱電性能與皮膜強度之觀點視之，100nm~1000μm為佳，較佳為300nm~600μm，更佳為5~400μm。
做為熱電半導體組成物所成薄膜之P型熱電變換材料層及N型熱電變換材料層係更進行退火處理(以下有稱為「退火處理B」的情形。)為佳。藉由進行該退火處理，安定化熱電性能的同時，可結晶成長薄膜中之熱電半導體粒子，更提升熱電性能。退火處理B雖未特別加以限定，通常在氣體流量被控制之氮、氬等之非活性氣體環境下、還原氣體環境下、或真空條件下進行，關連於使用之熱電半導體組成物、基材等之耐熱溫度，但以100~500℃，進行數分鐘~數十小時。
・熱電變換材料之晶片形成工程 本發明之熱電變換材料之晶片之排列方法中，包含(B)P型熱電變換材料之晶片形成工程、及(F)N型熱電變換材料之晶片形成工程。 熱電變換材料之晶片形成工程係單片化熱電變換材料層，得熱電變換材料之晶片之程，例如於圖1(b)中，單片化P型熱電變換材料層3p，得P型熱電變換材料之晶片3pt之工程[(B)工程]。同樣地，圖1(f)中，單片化成N型熱電變換材料層3n，得N型熱電變換材料之晶片3nt之工程[(F)工程]。
單片化熱電變換材料層之方法未特別加以限制，可使用公知之方法。例如可列舉切割所成之方法。 切割方法雖未特別加以限制，可採用刀片切割及雷射切割等之公知方法，例如貫通熱電變換材料層，設置缺口部加以進行。
・黏著力下降工程 本發明之熱電變換材料之晶片之排列方法中，包含關於P型熱電變換材料之晶片之(C)黏著力下降工程、及關於N型熱電變換材料之晶片之(G)黏著力下降工程。 黏著力下降工程係降低固定層與熱電變換材料之晶片之黏著力的工程，例如圖1(c)中，使黏著一部份之P型熱電變換材料之晶片3pt之領域之固定層2之黏著力下降的工程[(C)工程]。同樣，於圖1(g)中，使黏著一部份之N型熱電變換材料之晶片3nt之領域之固定層2之黏著力下降的工程[(G)工程]。
黏著力下降工程係做為一形態，將前述固定層，成為可吸收雷射光之固定層，前述(C)之工程、前述(G)之工程則依此順序，於黏著前述一部份之P型熱電變換材料之晶片、前述一部份之N型熱電變換材料之晶片之各別領域之固定層之至少一部份，經由照射前述雷射光加以進行為佳。
圖2係顯示本發明之黏著力下降工程之一形態之剖面模式圖，黏著於第1之支持體1a上之固定層2之複數之P型熱電變換材料之晶片3pt之中，將降低一部份之P型熱電變換材料之晶片3pt與固定層2之黏著力的形態，模示性加以顯示。 (C)工程或(G)工程中，將固定層與熱電變換材料之晶片之黏著力的下降，以雷射光之照射進行時，例如從與固定層2之P型熱電變換材料之晶片3pt之黏著面相反側之面，使用雷射照射裝置4，於黏著一部份之P型熱電變換材料之晶片3pt之領域之固定層2之至少一部份，經由照射雷射光4，固定層2之一部份被侵蝕，產生昇華氣體6，於雷射光4之照射部周圍，減少一部份之P型熱電變換材料之晶片3pt與固定層2之接觸面積。然後，將雷射光5，更向固定層2之面內方向掃瞄，藉由擴展對固定層2之照射領域，固定層2被廣範圍侵蝕，產生昇華氣體，經由更減少一部份之P型熱電變換材料之晶片3pt與固定層2之接觸面積，更減低一部份之P型熱電變換材料之晶片3pt與固定層2之黏著力。 然而，昇華氣體6即使漏出於一部份之P型熱電變換材料之晶片3pt之周圍，漏出之昇華氣體6係從P型熱電變換材料之晶片3pt間之間隙7放出。因此，對於不期望一部份之P型熱電變換材料之晶片3pt之周圍之剝離的P型熱電變換材料之晶片3pt，可防止黏著力下降。 做為雷射光之照射手段之其他之一形態，配合一部份之熱電變換材料之晶片之配置及數目，多陣列化雷射，統疇加以進行者，從生產性之觀點視之為佳。
又，做為其他之一形態，於(C)工程或(G)工程中，使固定層與熱電變換材料之晶片之黏著力下降，以紫外線之照射進行為佳。此時，例如不期望黏著力之下降之熱電變換材料之所有晶片，從與固定層之熱電變換材料之晶片之黏著面相反側之面，以支持體統疇遮蔽，且從該遮蔽面側，使用紫外線照射裝置，於各別之黏著一部份之熱電變換材料之所晶片之領域之固定層，經由照射紫外線，可使複數之熱電變換材料之晶片中之一部份之熱電變換材料之所有晶片，以支持體統疇，選擇性地容易剝離。 做為遮蔽之材料，只要不透過紫外線之材料，且溫度上昇少之材料則不特別加以限制，可使用鋁待等熱傳導率高之金屬板等。
更且，又，做為其他之一形態，將前述支持體，成為前述熱膨脹性基材，於前述(C)之工程及前述(G)之工程之一方或雙方，於與黏著對應一部份之P型熱電變換材料之晶片、對應一部份之N型熱電變換材料之晶片之各別領域之固定層相同領域之熱膨脹性基材之至少一部份，經由選擇性加熱加以進行為佳。 藉由將熱膨脹性基材之一部份加熱至熱膨脹性粒子膨脹之溫度以上，於膨脹熱膨脹性粒子之溫度中，熱膨脹性基材追逐熱膨脹性粒子之體積膨脹而變形，藉由於固定層之黏著劑層之熱電變換材料之晶片側之表面，形成凹凸，選擇性容易剝離複數之熱電變換材料之晶片中之一部份之熱電變換材料之晶片。
就做為支持體之熱膨脹性基材之加熱手段而言，只要可選擇性加熱至熱膨脹性基材中之熱膨脹性粒子膨脹之溫度以上者，不特別加以限定，例如可適切使用近紅外線、中紅外線、遠紅外線等之電磁波所進行之加熱等。然而，加熱方式係可為直接加熱方式及間接加熱方式之任一加熱方式。
更且，又，做為其他之一形態，於前述(C)之工程及前述(G)之工程之一方或雙方，於與黏著對應一部份之P型熱電變換材料之晶片、對應一部份之N型熱電變換材料之晶片之各別領域之固定層之熱膨脹性粒子之至少一部份，經由選擇性加熱加以進行為佳。 從更容易剝離前述對應一部份之P型熱電變換材料之晶片、前述對應一部份之N型熱電變換材料之晶片之觀點視之，於前述(C)之工程及前述(G)之工程之一方或雙方中，可併用做為包含熱膨脹性粒子之固定層(黏著劑層)及支持體之熱膨脹性基材。
・熱電變換材料之晶片轉印工程 本發明之熱電變換材料之晶片之排列方法中，包含(D)P型熱電變換材料之晶片轉印工程、及(H)N型熱電變換材料之晶片轉印工程。 熱電變換材料之晶片轉印工程係僅將一部份之黏著力下降之熱電變換材料之晶片，選擇性轉印於其他之支持體上之固定層上，加以黏著之工程，例如，於圖1(d)中，僅將一部份之P型熱電變換材料之晶片3pt，從第1之支持體1a上之固定層2上選擇性剝離，轉印於第2之支持體1b上之固定層2加以黏著之工程[(D)工程]。同樣地，於圖1(h)中，僅將一部份之N型熱電變換材料之晶片3nt，從第3之支持體1c上之固定層2上選擇性剝離，轉印於第4之支持體1d上之固定層2加以黏著之工程[(H)工程]。 做為從黏著力下降之固定層，將熱電變換材料之晶片，轉印於其他之支持體上之固定層上加以黏著的方法，沒有特別之制限，可以公知之方法進行。
・熱電變換材料之晶片貼合工程 本發明之熱電變換材料之晶片之排列方法中，包含(I)熱電變換材料之晶片貼合工程、及(J)N型熱電變換材料之晶片貼合工程。 熱電變換材料之晶片貼合工程係黏著於熱電變換材料之晶片轉印工程所得支持體上之固定層之遠離之P型熱電變換材料之晶片(或N型熱電變換材料之晶片)與遠離於其他之支持體上之固定層上之N型熱電變換材料之晶片(或P型熱電變換材料之晶片)，使成為特定之排列，使兩支持體上之熱電變換材料之晶片之面彼此對向而貼合的工程。例如，於圖1(i)中，貼合轉印於轉印工程所得第4之支持體1d上之固定層2之遠離之N型熱電變換材料之晶片3nt與第1之支持體1a上之固定層2上之遠離之P型熱電變換材料之晶片3pt，交互排列N型熱電變換材料之晶片3nt與P型熱電變換材料之晶片3pt的工程[(I}工程]。同樣地，例如於圖1(j)中，貼合轉印於轉印工程所得第2之支持體1b上之固定層2之遠離之P型熱電變換材料之晶片3pt與第3之支持體1c上之固定層2上之遠離之N型熱電變換材料之晶片3nt，交互排列P型熱電變換材料之晶片3pt與N型熱電變換材料之晶片3nt的工程[(J)工程]。 做為將黏著於熱電變換材料之晶片轉印工程所得支持體上之固定層之遠離之P型熱電變換材料之晶片(或N型熱電變換材料之晶片)與遠離於其他之支持體上之固定層上之N型熱電變換材料之晶片(或P型熱電變換材料之晶片)，使成為特定之排列加以貼合之方法，沒有特別限制，可以公知之方法進行。 例如，貼合轉印於轉印工程所得第4之支持體1d上之固定層2之遠離之N型熱電變換材料之晶片3nt與第1之支持體1a上之固定層2上之遠離之P型熱電變換材料之晶片3pt之時，將第1之支持體1a上之固定層2上之遠離之P型熱電變換材料之晶片3pt，為了精度佳地配置於轉印於第4之支持體1d上之固定層2之遠離之N型熱電變換材料之晶片3nt間之特定位置，於第1之支持體及第2之支持體，預先設置對準標記，以顯微鏡等進行定位，以公知之方法加以貼合。
本發明之熱電變換材料之晶片之排列方法中，包含將具有固定層之支持體之一方，從熱電變換材料之晶片剝離的工程。例如，圖1(i’)中，從交互排列於第4之支持體1d上之固定層2上之N型熱電變換材料之晶片3nt及P型熱電變換材料之晶片3pt之面，按每第1之支持體1a上之固定層加以剝離的工程。同樣地，例如，圖1(j’)中，從交互排列於第2之支持體1b上之固定層2上之P型熱電變換材料之晶片3pt與N型熱電變換材料之晶片3nt之面，按每第3之支持體1c上之固定層加以剝離的工程。 做為剝離具有固定層之支持體之一方的方法，以與(C)工程或(G)工程同樣之方法，降低黏著於黏著力未下降之熱電變換材料之晶片[例如圖1(I’)中，相當於P型熱電變換材料之晶片3pt]之領域之固定層之所有黏著力後，以公知之方法加以剝離即可。 然而，從容易進行該剝離之觀點視之，令剝離對象之一方之支持體上之固定層之黏著力(例如黏著劑層之黏著力)，較不成為對向之剝離對象之另一方之支持體上之固定層之黏著力(例如黏著劑層之黏著力)為低者為佳。
[熱電變換材料之晶片排列體之製造方法] 本發明之熱電變換材料之晶片排列體之製造方法係包含實施含有(A)工程~(J)工程之本發明之熱電變換材料之晶片之排列方法或本發明之一形態之排列方法的工程。 尤其，本發明之熱電變換材料之晶片排列體之製造方法係經由包含實施(A)工程~(J)工程依此順序之本發明之一形態之熱電變換材料之晶片之排列方法的工程，可製造從P型及N型熱電變換材料層，P型及N型熱電變換材料之晶片以支持體統疇有效率交互排列之熱電變換材料之晶片排列體。
[熱電變換模組之製造方法] 本發明之熱電變換模組之製造方法係包含實施含有(A)工程~(J)工程之本發明之熱電變換材料之晶片之排列方法或本發明之一形態之排列方法的工程。 因此，可將以支持體統疇交互排列之所有複數之P型熱電變換材料之晶片及N型熱電變換材料之晶片，供予熱電變換模組之組裝之工程。 具體而言，可將以支持體統疇交互排列之所有複數之P型及N型熱電變換材料之晶片，供予熱電變換模組之組裝之工程，達成熱電變換模組之產率的提升及生產性之提升。
根據本發明時之熱電變換材料之晶片之排列方法。可將P型變換材料之晶片與N型熱電變換材料之晶片，在支持體統籌下有效率交互排列。為此，經由將此供予熱電變換模組之組裝之工程，可達成熱電變換模組之生產性之提升。 [產業上的可利用性]
包含實施本發明之熱電變換材料之晶片之排列方法之熱電變換材料之晶片之製造方法中，可將以支持體統疇交互排列之所有複數之P型及N型熱電變換材料之晶片，供予熱電變換模組之組裝之工程，達成熱電變換模組之產率的提升及生產性之提升之故，可期望大量提供便宜之熱電變換模組。
1a:第1之支持體 1b:第2之支持體 1c:第3之支持體 1d:第4之支持體 2:固定層 3p:P型熱電變換材料層 3n:N型熱電變換材料層 3pt:P型熱電變換材料之晶片 3nt:N型熱電變換材料之晶片 4:雷射照射裝置 5:雷射光 6:昇華氣體 7:間隙
[圖1]顯示本發明之一形態之熱電變換材料之晶片之排列方法之工程的一形態的概略剖面圖。 [圖2]顯示本發明之黏著力下降工程之一形態的剖面模式圖。

Claims (10)

  1. 一種熱電變換材料之晶片之排列方法，前述熱電變換材料之晶片係包含P型熱電變換材料之晶片及N型熱電變換材料之晶片，包含： (A)將P型熱電變換材料層，黏著於第1之支持體上之固定層的工程； (B)將黏著於前述第1之支持體上之固定層之P型熱電變換材料層，單片化成P型熱電變換材料之晶片，得複數之P型熱電變換材料之晶片的工程； (C)複數之P型熱電變換材料之晶片中，使一部份之P型熱電變換材料之晶片與固定層之黏著力下降的工程； (D)將與固定層間之黏著力下降後之前述一部份之P型熱電變換材料之晶片，自前述第1之支持體上之固定層剝離，將與前述一部份之P型熱電半導體晶片之黏著面相反側之面，轉印於第2之支持體上之固定層並黏著的工程； (E)將N型熱電變換材料層，黏著於第3之支持體上之固定層的工程； (F)將黏著於前述第3之支持體上之固定層之N型熱電變換材料層，單片化成N型熱電變換材料之晶片，得複數之N型熱電變換材料之晶片的工程； (G)複數之N型熱電變換材料之晶片中，使一部份之N型熱電變換材料之晶片與固定層之黏著力下降的工程； (H)使與固定層間之黏著力下降後之前述一部份之N型熱電變換材料之晶片，自前述第3之支持體上之固定層剝離，將與前述一部份之N型熱電變換材料之晶片之黏著面相反側之面，轉印於第4之支持體上之固定層並黏著的工程； (I)將在前述(D)之工程，維持與固定層之黏著力之P型熱電變換材料之晶片之黏著面相反側之面，黏著於以前述(H)之工程所得黏著在前述第4之支持體上之固定層之前述一部份之N型熱電變換材料之晶片間之固定層的工程； (J)將在前述(H)之工程，維持與固定層之黏著力之N型熱電變換材料之晶片之黏著面相反側之面，黏著於以前述(D)之工程所得黏著在前述第2之支持體上之固定層之前述一部份之P型熱電變換材料之晶片間之固定層的工程。
  2. 如請求項1記載之熱電變換材料之晶片之排列方法，其中，令前述固定層為可吸收雷射光之固定層，前述(C)之工程、前述(G)之工程係藉由依序對在黏著有前述一部份之P型熱電變換材料之晶片、前述一部份之N型熱電變換材料之晶片之各別領域之固定層之至少一部份，照射前述雷射光而進行。
  3. 如請求項1或2記載之熱電變換材料之晶片之排列方法，其中，前述固定層係包含黏著劑層。
  4. 如請求項2記載之熱電變換材料之晶片之排列方法，其中，可吸收前述雷射光之固定層係由包含著色劑或金屬填料的黏著劑層所成。
  5. 如請求項1~4之任1項記載之熱電變換材料之晶片之排列方法，其中，前述支持體係由樹脂薄膜所成。
  6. 如請求項1記載之熱電變換材料之晶片之排列方法，其中，前述(C)之工程及前述(G)之工程之一方或兩者中，做為前述支持體，使用熱膨脹性基材。
  7. 如請求項1記載之熱電變換材料之晶片之排列方法，其中，前述(C)之工程及前述(G)之工程之一方或兩者中，於前述固定層，包含熱膨脹性粒子。
  8. 如請求項1~7之任1項記載之熱電變換材料之晶片之排列方法，其中，前述熱電變換材料之晶片係由熱電半導體組成物所成，該熱電半導體組成物係包含熱電半導體材料、樹脂、以及離子液體及無機離子性化合物之一方或兩者。
  9. 一種熱電變換材料之晶片排列體之製造方法，其特徵係包含實施如請求項1~8之任1項記載之方法的工程。
  10. 一種包含熱電變換材料之晶片之熱電變換模組之製造方法，其特徵係包含實施如請求項1~8之任1項記載之方法的工程。
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