JP6946751B2 - Silane coupling agent treatment method, silane coupling agent treatment base material manufacturing method, and laminate manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、高品位の処理表面を実現するシランカップリング剤処理方法に関し、当該シランカップリング剤処理方法を用いたシランカップリング剤処理基材の製造方法、さらには当該製造方法で得られたシランカップリング剤処理基材を用いた積層体の製造方法に関する。かかる積層体は、好ましくはフレキシブル電子デバイスを製造するための処理機材として有用である。 The present invention relates to a silane coupling agent treatment method for realizing a high-quality treated surface, a method for producing a silane coupling agent-treated substrate using the silane coupling agent treatment method, and further obtained by the production method. The present invention relates to a method for producing a laminate using a silane coupling agent-treated substrate. Such a laminate is preferably useful as a processing device for manufacturing a flexible electronic device.
シランカップリング剤はガラスなどの無機材料と高分子樹脂などの有機材料との界面において、両者の濡れ性、接着性などを改善するために広く用いられている。シランカップリング剤は無機材料に対する吸着力が強いと同時に、自己縮合反応を生じやすい。そのため、処理液、コート液中にて縮合物の粒子が形成され、それら粒子が塗布面、処理面での異物欠点となる場合が少なくない。 Silane coupling agents are widely used at the interface between an inorganic material such as glass and an organic material such as a polymer resin in order to improve the wettability and adhesiveness of the two. The silane coupling agent has a strong adsorptive power to the inorganic material and at the same time tends to cause a self-condensation reaction. Therefore, particles of the condensate are formed in the treatment liquid and the coating liquid, and these particles often cause foreign matter defects on the coated surface and the treated surface.
かかる問題を解決するために例えば特許文献1にはシランカップリング剤を気相状態で基板に塗布する技術が開示されている。かかる手法によれば極めて薄いシランカップリング剤層を低欠点で実現することが可能となるとされている。しかしながら、この手法では、装置内部の基材以外のあらゆる個所にシランカップリング剤が付着してしまうために、長時間にわたる連続処理が難しい。 In order to solve such a problem, for example, Patent Document 1 discloses a technique of applying a silane coupling agent to a substrate in a vapor phase state. According to such a method, it is possible to realize an extremely thin silane coupling agent layer with low defects. However, in this method, continuous treatment for a long period of time is difficult because the silane coupling agent adheres to every place other than the base material inside the apparatus.
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、湿式処理装置において特定のシーケンスに沿って処理することで、連続化が可能で、さらに低欠点でシランカップリング剤処理が行えることを見出し、本発明に到達した。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have made it possible to perform continuous treatment by processing in a wet processing apparatus according to a specific sequence, and further, it is possible to perform silane coupling agent treatment with low drawbacks. And arrived at the present invention.
すなわち、本発明は以下の構成からなる。
[1] 基材を、−18℃以上、40℃以下のシランカップリング剤処理液に、1秒間以上、10分間以下の時間接触させた後に、シランカップリング剤を実質的に含有しない洗浄溶媒に3秒間以上、10分間以下接触させる事を特徴とするシランカップリング剤処理方法。
[2] 前記シランカップリング剤処理液が、液状シランカップリング剤、またはシランカップリング剤を少なくとも0.1質量%以上含有する溶液である事を特徴とする[1]に記載のシランカップリング剤処理方法。
[3] 前記洗浄溶媒が、水、炭素数が8以下の一価のアルコール、炭素数が4以下の二価のアルコールから選択される少なくとも一種以上の液体であることを特徴とする[1]または[2]に記載のシランカップリング剤処理方法。
[4] 前記基材が、厚さ1μm以上、500μm以下の高分子フィルムであることを特徴とする[1]から[3]のいずれかに記載のシランカップリング剤処理方法。
[5] 基材に対し、[1]から[4]のいずれかに記載のシランカップリング剤処理を行った後に、基材の乾燥工程を有することを特徴とするシランカップリング剤処理基材の製造方法。
[6] 基材に対し、[1]から[4]のいずれかに記載のシランカップリング剤処理を行った後に、基材の乾燥工程を有することを特徴とするシランカップリング剤処理基材の製造方法。
[7] 請求項7の製造方法により得られたシランカップリング剤処理基材と、他の基材を積層することによる積層体の製造方法。
That is, the present invention has the following configuration.
[1] A cleaning solvent that does not substantially contain a silane coupling agent after the base material is brought into contact with a silane coupling agent treatment liquid at -18 ° C. or higher and 40 ° C. or lower for a time of 1 second or longer and 10 minutes or shorter. A method for treating a silane coupling agent, which comprises contacting the silane for 3 seconds or more and 10 minutes or less.
[2] The silane coupling according to [1], wherein the silane coupling agent treatment liquid is a liquid silane coupling agent or a solution containing at least 0.1% by mass or more of the silane coupling agent. Agent treatment method.
[3] The cleaning solvent is at least one liquid selected from water, a monohydric alcohol having 8 or less carbon atoms, and a divalent alcohol having 4 or less carbon atoms [1]. Alternatively, the method for treating a silane coupling agent according to [2].
[4] The method for treating a silane coupling agent according to any one of [1] to [3], wherein the base material is a polymer film having a thickness of 1 μm or more and 500 μm or less.
[5] A silane coupling agent-treated base material, which comprises a base material drying step after the base material is treated with the silane coupling agent according to any one of [1] to [4]. Manufacturing method.
[6] A silane coupling agent-treated base material, which comprises a base material drying step after the base material is treated with the silane coupling agent according to any one of [1] to [4]. Manufacturing method.
[7] A method for producing a laminate by laminating a silane coupling agent-treated substrate obtained by the production method according to claim 7 and another substrate.
本発明ではさらに下記の構成を有する事が好ましい。
[8] 基材を大気圧プラズマ処理装置によりドライ洗浄した後に、[1]から[4]のいずれかに記載の処理を行う事を特徴とするシランカップリング剤処理方法、および[6]に記載のシランカップリング剤処理基材の製造方法、および[7]に記載の積層体の製造方法。
[9] 基材をUVオゾン照射装置によりドライ洗浄した後に、[1]から[4]のいずれかに記載の処理を行う事を特徴とするシランカップリング剤処理方法、および[6]に記載のシランカップリング剤処理基材の製造方法、および[7]に記載の積層体の製造方法。
[10] 基材に[1]から[4]のいずれかに記載の処理を行う事を特徴とするシランカップリング剤処理を実施した後に、基材の少なくとも一部に大気圧プラズマ処理またはUVオゾン照射処理を行う事を特徴とするシランカップリング剤処理方法。
[11] 前記高分子フィルムが、0.1平方メートル以上の面積を有するシート状であることを特徴とする[1]から[4]のいずれかに記載のシランカップリング剤処理方法、および[6]に記載のシランカップリング剤処理基材の製造方法、および[7]に記載の積層体の製造方法。
[12] 前記高分子フィルムが幅240mm以上、長さが10m以上の長尺フィルムである事を特徴とする[1]から[4]のいずれかに記載のシランカップリング剤処理方法、および[6]に記載のシランカップリング剤処理基材の製造方法、および[7]に記載の積層体の製造方法。
[13] 前記高分子フィルムとしてポリイミドフィルムを用い、[1]から[4]のいずれかに記載のシランカップリング剤処理方法を用いたシランカップリング剤処理の後に、含水率が0.3質量%に達す須磨で乾燥する工程を有する事を特徴とする[6]に記載のシランカップリング剤処理基材の製造方法、および[7]に記載の積層体の製造方法。
[14] 前記高分子フィルムとしてポリイミドフィルムをシランカップリング剤処理前に、水酸化カリウムを含む洗浄剤でクリーニング処理を行う事を特徴とする[13]に記載のシランカップリング剤処理基材の製造方法、および[7]に記載の積層体の製造方法。
[15] 前記[1]から[4]のいずれかに記載の処理方法にて処理されたシランカップリング剤処理フィルムと、水酸化カリウムを含む洗浄剤でクリーニング処理された無機基板とをラミネートすることを特徴とする、ブリスター欠点数が15個/平方メートルの積層体の製造方法。
In the present invention, it is preferable to have the following configuration.
[8] The silane coupling agent treatment method, which comprises performing the treatment according to any one of [1] to [4] after dry cleaning the base material with an atmospheric pressure plasma treatment apparatus, and [6]. The method for producing a silane coupling agent-treated base material according to the above, and the method for producing a laminate according to [7].
[9] The method for treating a silane coupling agent, which comprises performing the treatment according to any one of [1] to [4] after the base material is dry-cleaned with a UV ozone irradiation device, and [6]. The method for producing a silane coupling agent-treated substrate and the method for producing a laminate according to [7].
[10] After performing the silane coupling agent treatment on the base material, which comprises performing the treatment according to any one of [1] to [4], at least a part of the base material is subjected to atmospheric pressure plasma treatment or UV. A silane coupling agent treatment method characterized by performing ozone irradiation treatment.
[11] The silane coupling agent treatment method according to any one of [1] to [4], wherein the polymer film is in the form of a sheet having an area of 0.1 square meter or more, and [6]. ] The method for producing a silane coupling agent-treated substrate, and the method for producing a laminate according to [7].
[12] The silane coupling agent treatment method according to any one of [1] to [4], wherein the polymer film is a long film having a width of 240 mm or more and a length of 10 m or more, and [12]. 6] The method for producing a silane coupling agent-treated substrate, and [7] a method for producing a laminate.
[13] A polyimide film is used as the polymer film, and after the silane coupling agent treatment using the silane coupling agent treatment method according to any one of [1] to [4], the water content is 0.3 mass by mass. The method for producing a silane coupling agent-treated substrate according to [6], and the method for producing a laminate according to [7], which comprises a step of drying with Suma reaching%.
[14] The silane coupling agent-treated base material according to [13], wherein the polyimide film as the polymer film is cleaned with a cleaning agent containing potassium hydroxide before being treated with a silane coupling agent. A manufacturing method and a method for manufacturing a laminate according to [7].
[15] The silane coupling agent-treated film treated by the treatment method according to any one of [1] to [4] above and the inorganic substrate cleaned with a cleaning agent containing potassium hydroxide are laminated. A method for producing a laminate having a blister defect number of 15 pieces / square meter.
本発明によれば、基材をシランカップリング剤処理液に接触させる工程において基材表面にシランカップリング剤を吸着させ、次いで洗浄溶媒に接触させることにより基材に吸着しなかった余剰のシランカップリング剤を除去することで、極めて単分子膜に近い、薄い処理膜を形成することができる。同時にシランカップリング剤の縮合物は基材表面との相互作用が弱いために、洗浄溶媒への接触に基板表面から容易に除去される。結果として極めて薄く、かつ低欠点の白幕を実現する事ができる。
本発明では、基材をシランカップリング処理液ないし洗浄溶媒とを接触させる手段としてシャワーコート、ブラシコート、スポンジコート、ディップコート、スピンコートから選択される少なくとも1種の手段を好ましく用いる事ができる。これらの処理は比較的簡単であり、既存の装置などの流用も十分可能である。
本発明では基材へのシランカップリング剤吸着を阻害しないためにも基材表面は清浄であることが好ましい。かかる清浄性は大気圧プラズマ洗浄、あるいはUVオゾン洗浄にて実現する事ができる。
According to the present invention, in the step of bringing the base material into contact with the silane coupling agent treatment liquid, the silane coupling agent is adsorbed on the surface of the base material, and then the excess silane not adsorbed on the base material by contacting with the washing solvent. By removing the coupling agent, a thin treated film that is extremely close to a monomolecular film can be formed. At the same time, the condensate of the silane coupling agent has a weak interaction with the surface of the substrate, so that it is easily removed from the surface of the substrate upon contact with the cleaning solvent. As a result, it is possible to realize a white curtain that is extremely thin and has low defects.
In the present invention, at least one means selected from shower coat, brush coat, sponge coat, dip coat and spin coat can be preferably used as a means for bringing the substrate into contact with the silane coupling treatment liquid or the cleaning solvent. .. These processes are relatively simple, and it is possible to divert existing equipment.
In the present invention, the surface of the base material is preferably clean so as not to inhibit the adsorption of the silane coupling agent on the base material. Such cleanliness can be achieved by atmospheric pressure plasma cleaning or UV ozone cleaning.
本発明ではかかる処理方法を用いる事により、シランカップリング剤を高分子フィルムあるいは無機基板に塗布し、両者をラミネートして積層体を作成する際い生じるブリスター欠点数を大幅に低減することが可能となる。 In the present invention, by using such a treatment method, it is possible to significantly reduce the number of blister defects that occur when a silane coupling agent is applied to a polymer film or an inorganic substrate and the two are laminated to form a laminate. It becomes.
さらに、本発明によれば、前記方法によりラミネートされた積層体の無機基板と高分子フィルムの高分子フィルム面に薄膜技術ないしは印刷技術を用いた微細加工を行い、電子デバイスやMEMSデバイスを形成、その後に高分子フィルムごと無機基板から剥離することで、高分子フィルムを基材としたフレキシブルデバイスを形成することができる。 Further, according to the present invention, an electronic device or a MEMS device is formed by finely processing the inorganic substrate of the laminate laminated by the above method and the polymer film surface of the polymer film using thin film technology or printing technology. After that, the polymer film is peeled off from the inorganic substrate to form a flexible device using the polymer film as a base material.
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。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。 In the present invention, if a polymer film having high heat resistance is used, the inorganic substrate and the polymer film can be bonded to each other without using an adhesive or an adhesive having inferior heat resistance, for example, at a high temperature of 180 ° C. or higher. The functional element can be formed on the polymer film even when the above is required. In general, semiconductors, dielectrics, and the like can be expected to form higher-performance electronic devices because thin films with better film quality can be obtained when they are formed at high temperatures. Therefore, if the polymer film laminated substrate of the present invention is used, electronic devices such as dielectric elements, semiconductor elements, MEMS elements, display elements, light emitting elements, photoelectric conversion elements, piezoelectric conversion elements, and thermoelectric conversion elements can be placed on the polymer film. It is useful for manufacturing flexible electronic devices formed in.
本発明の第1の工程はシランカップリング剤処理液(以下単に処理液と記す))を基材に接触させる工程である。本工程では処理液により少なくとも基材の全体が濡れる状態になるまでの十分な量の処理液が用いられる事が好ましい。
本発明において処理液と基材を接触させる手段は特に限定されないが、シャワーコート、ブラシコート、スポンジコート、ディップコート、スピンコートから選択される少なくとも1種の手段を好ましく用いる事ができる。
シャワーコートはスプレーコートとも呼ばれ、基材に処理液をシャワー状ないしスプレー状に吹き付ける処理方法である。
ブラシコートは好ましくは回転する円柱ブラシを用いて、処理液を振りかけながらブラシで基材表面に万遍無く処理液が付着するように操作する装置である。なおその際にブラシが直接基材に接触すると基材に傷が生じる場合があるため、ブラシは基材に触れない距離に留めることが好ましい。ブラシと基材の距離は1mm以上50mmが好ましい。スポンジコートはブラシの代わりにスポンジロールなどを用いた方法である。
ディップコートは文字通り基材を処理液に浸漬する処理装置である。
The first step of the present invention is a step of bringing a silane coupling agent treatment liquid (hereinafter, simply referred to as a treatment liquid) into contact with a substrate. In this step, it is preferable to use a sufficient amount of the treatment liquid until at least the entire base material becomes wet with the treatment liquid.
In the present invention, the means for bringing the treatment liquid into contact with the base material is not particularly limited, but at least one means selected from a shower coat, a brush coat, a sponge coat, a dip coat, and a spin coat can be preferably used.
The shower coat is also called a spray coat, and is a treatment method in which a treatment liquid is sprayed onto a base material in a shower-like or spray-like manner.
The brush coat is a device that preferably uses a rotating cylindrical brush and sprinkles the treatment liquid on the brush so that the treatment liquid adheres evenly to the surface of the base material. At that time, if the brush comes into direct contact with the base material, the base material may be scratched. Therefore, it is preferable to keep the brush at a distance that does not touch the base material. The distance between the brush and the base material is preferably 1 mm or more and 50 mm. Sponge coating is a method that uses a sponge roll or the like instead of a brush.
A dip coat is a treatment device that literally immerses a base material in a treatment liquid.
本発明の第2の工程は、洗浄溶媒と基材を接触させる工程である。 第2の工程では、好ましくはシャワーコート、ブラシコート、ディップコート、スポンジコート、スピンコートから選択される少なくとも1種の手段により洗浄溶媒が基材に適用され、基材から余剰のシランカップリング剤が取り除かれる。なお、ここに洗浄溶媒にはシランカップリング剤は含まれて居らず、さらに洗浄溶媒は純水ないし処理液に用いられたシランカップリング剤の溶剤を含む有機溶剤、好ましくは処理液からシランカップリング剤を除去した成分である事が好ましい。第2工程において、基材表面に吸着できなかったシランカップリング剤は実質的にほぼ全て除去され、基材表面には第1工程から第2工程にかけての間に基材表面に吸着したシランカップリング剤分子のみが残存する。
本発明における洗浄溶媒は、水、炭素数が8以下の一価のアルコール、炭素数が4以下の二価のアルコールから選択される少なくとも一種以上の液体であることがこのましい。より好ましくは、メタノール、エタノール、ノルマルプロパノール、イソプロパノール、ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、水から選択される一種以上の溶媒である事が好ましい。本発明では2種以上の溶媒からなる混合溶媒を用いる事ができる。本発明では水とアルコールの混合溶媒、水とエチレングリコールまたはプロピレングリコールとの混合溶媒、さらに水、炭素数が3以下のアルコール、炭素数が3以下のジオールの混合溶媒の使用が好ましい。
The second step of the present invention is a step of bringing the cleaning solvent into contact with the base material. In the second step, the cleaning solvent is applied to the substrate by at least one means preferably selected from shower coat, brush coat, dip coat, sponge coat and spin coat, and excess silane coupling agent from the substrate. Is removed. The cleaning solvent does not contain a silane coupling agent, and the cleaning solvent is pure water or an organic solvent containing the solvent of the silane coupling agent used in the treatment liquid, preferably a silane cup from the treatment liquid. It is preferably a component from which the ring agent has been removed. In the second step, substantially all of the silane coupling agent that could not be adsorbed on the surface of the base material was removed, and the silane cup adsorbed on the surface of the base material between the first step and the second step on the surface of the base material. Only the ring agent molecule remains.
The cleaning solvent in the present invention is preferably at least one liquid selected from water, a monohydric alcohol having 8 or less carbon atoms, and a divalent alcohol having 4 or less carbon atoms. More preferably, it is one or more solvents selected from methanol, ethanol, normal propanol, isopropanol, butanol, ethylene glycol, propylene glycol, and water. In the present invention, a mixed solvent composed of two or more kinds of solvents can be used. In the present invention, it is preferable to use a mixed solvent of water and alcohol, a mixed solvent of water and ethylene glycol or propylene glycol, and a mixed solvent of water, an alcohol having 3 or less carbon atoms, and a diol having 3 or less carbon atoms.
本発明では、本発明のシランカップリング剤処理の後に乾燥工程を設け、シランカップリング剤処理フィルムの製造方法とすることができる。乾燥はクリーンエアによる風乾、あるいは加熱乾燥、赤外線加熱による乾燥などを利用し、さらに複数の乾燥方法を組み合わせて用いる事ができる。
本発明において基材に高分子フィルムを用いた場合には、高分子フィルムの含水率が好ましくは0.3質量%以下、さらに好ましくは0.15質量%以下、なお好ましくは0.08質量%以下となるまで乾燥させることが好ましい。高分子フィルムに必要以上に水分が残存するとブリスター欠点が発生しやすくなる。含水率の制御は特に高分子フィルムとしてアラミドフィルム、ポリイミドフィルム、ポリアミドイミドフィルムを用いた場合に重要である。
In the present invention, a drying step may be provided after the silane coupling agent treatment of the present invention to provide a method for producing a silane coupling agent-treated film. For drying, air drying with clean air, heat drying, drying with infrared heating, or the like can be used, and a plurality of drying methods can be used in combination.
When a polymer film is used as the base material in the present invention, the water content of the polymer film is preferably 0.3% by mass or less, more preferably 0.15% by mass or less, still more preferably 0.08% by mass. It is preferable to dry until the following. If more water remains on the polymer film than necessary, blister defects are likely to occur. Controlling the water content is particularly important when an aramid film, a polyimide film, or a polyamide-imide film is used as the polymer film.
本発明では、基材を大気圧プラズマ処理装置によりドライ洗浄した後に本発明の湿式処理を行う事が好ましい。本発明では基材をUVオゾン照射装置によりドライ洗浄した後に湿式処理を行う事が好ましい。ここにUVオゾン処理装置とは大気中にて波長が300nm以下の紫外線を基材に照射すると同時に、UV光源近傍で発生するオゾンに基材を暴露する処理装置である。 In the present invention, it is preferable to dry-clean the substrate with an atmospheric pressure plasma treatment apparatus and then perform the wet treatment of the present invention. In the present invention, it is preferable to dry-clean the substrate with a UV ozone irradiation device and then perform wet treatment. Here, the UV ozone treatment device is a treatment device that irradiates the base material with ultraviolet rays having a wavelength of 300 nm or less in the atmosphere and at the same time exposes the base material to ozone generated in the vicinity of the UV light source.
本発明では、基材をウェット洗浄した後に、本発明の湿式処理を行う事ができる。ここにウェット洗浄とは液状の洗浄溶媒にて基材を洗浄することを意味し、洗浄溶媒としては一般公知の界面活性剤を含む洗浄溶媒、有機溶剤を主体とする洗浄溶媒、水とアルコールを主成分とする洗浄溶媒、アルカリ性を示す水性洗浄溶媒、アルカリ金属の水酸化物または炭酸塩を含む洗浄溶媒、アンモニアまたは尿素を含む洗浄溶媒、第一級アンモニウム塩を含む洗浄溶媒、第二級アンモニウム塩を含む洗浄溶媒、第三級アンモニウム塩を含む洗浄溶媒、第四級アンモニウム塩を含む洗浄溶媒などを用いる事ができる。洗浄溶媒に含まれるアルカリ金属イオンまたはアンモニウムイオンの濃度は、0.02〜8.0質量%が好ましい。 In the present invention, the wet treatment of the present invention can be performed after the substrate is wet-cleaned. Here, wet cleaning means cleaning the base material with a liquid cleaning solvent, and as the cleaning solvent, a cleaning solvent containing a generally known surfactant, a cleaning solvent mainly composed of an organic solvent, water and alcohol are used. Main component cleaning solvent, alkaline aqueous cleaning solvent, alkali metal hydroxide or carbonate-containing cleaning solvent, ammonia or urea-containing cleaning solvent, primary ammonium salt-containing cleaning solvent, secondary ammonium A cleaning solvent containing a salt, a cleaning solvent containing a tertiary ammonium salt, a cleaning solvent containing a quaternary ammonium salt, and the like can be used. The concentration of alkali metal ions or ammonium ions contained in the cleaning solvent is preferably 0.02 to 8.0% by mass.
本発明では基材に本発明の湿式処理によりシランカップリング剤処理を実施した後に、基材の少なくとも一部に大気圧プラズマ処理またはUVオゾン照射処理を行う事ができる。特に基材がシート状、フィルム状、板状、基板上である場合に表裏の処理に差を付けたい場合にかかる後処理が有効である。 In the present invention, after the silane coupling agent treatment is applied to the base material by the wet treatment of the present invention, at least a part of the base material can be subjected to atmospheric pressure plasma treatment or UV ozone irradiation treatment. In particular, when the base material is a sheet, a film, a plate, or a substrate, the post-treatment is effective when it is desired to make a difference between the front and back treatments.
本発明ではかかる湿式処理方法を用いたシランカップリング剤処理を、基材として無機基板あるいは高分子フィルム、または無機基板と高分子フィルムの両方に行い、無機基板と高分子フィルムをラミネートすることにより、欠点の少ない高分子フィルムと無機基板の積層体を得ることができる。 In the present invention, a silane coupling agent treatment using such a wet treatment method is performed on an inorganic substrate or a polymer film as a base material, or both an inorganic substrate and a polymer film, and the inorganic substrate and the polymer film are laminated. It is possible to obtain a laminate of a polymer film and an inorganic substrate having few defects.
本発明の無機基板としては、例えば、ガラス基板、セラミック板、半導体ウエハ、金属板等を例示できる。またガラス基板、セラミック板、半導体ウエハ、金属板から選択される2種以上が積層された複合基板も使用できる。さらにガラス、セラミック、金属から選択される一種以上の材料が、他の無機材料中ないし有機材料中に粉体的に分散している複合体を例示できる。さらにガラス、セラミック、金属から選択される一種以上の繊維状物が他の無機材料中、ないし有機材料中に複合化された繊維強化コンポジット構造を有する基板材料などを例示することができる。 Examples of the inorganic substrate of the present invention include a glass substrate, a ceramic plate, a semiconductor wafer, a metal plate, and the like. Further, a composite substrate in which two or more types selected from a glass substrate, a ceramic plate, a semiconductor wafer, and a metal plate are laminated can also be used. Further exemplifying a composite in which one or more materials selected from glass, ceramics and metals are powder-dispersed in other inorganic or organic materials. Further, a substrate material having a fiber-reinforced composite structure in which one or more fibrous materials selected from glass, ceramics, and metals are composited in another inorganic material or an organic material can be exemplified.
本発明における高分子フィルムとは、PET、PEN、PBT等のポリエステルフィルム、ポリアミドフィルム、ポリイミドフィルム、ポリイミドベンゾチアゾールフィルム、ポリイミドベンゾオキサゾールフィルム、ポリイミドベンゾイミダゾールフィルム、ポリベンゾオキサゾールフィルム、ポリエーテルスルホンフィルム、ポリアミドイミドフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム等を用いることができる。
本発明では厚さが1μm以上500μm以下のフィルムないしシートを用いる事ができる。本発明で好ましいフィルム厚さは4μm以上、260μm以下であり、好ましくは、7μm以上、130μm以下であり、なお好ましくは12μm以上80μm以下の範囲である。
本発明では0.1平方メートル以上の面積を有するシート状の高分子フィルムを用いる事ができる。また、本発明では幅240mm以上、長さが10m以上の長尺フィルムの形態の高分子フィルムを用いる事ができる。大面積の基材を用いた方が生産性の点で優位である。が一方で大面積であると確率的に欠点が生じやすく、製品の収率が伸びにくい。しかしながら本発明の処理方法では欠点発生頻度が非常に低いために、大面積の基材を有効に利用することができる。
The polymer film in the present invention includes polyester films such as PET, PEN, and PBT, polyamide films, polyimide films, polyimide benzothiazole films, polyimide benzoxazole films, polyimide benzoimidazole films, polybenzoxazole films, and polyether sulfone films. Polyamidoimide film, polyethylene film, polypropylene film, polyvinyl chloride film, polyvinylidene chloride film and the like can be used.
In the present invention, a film or sheet having a thickness of 1 μm or more and 500 μm or less can be used. In the present invention, the preferable film thickness is 4 μm or more and 260 μm or less, preferably 7 μm or more and 130 μm or less, and more preferably 12 μm or more and 80 μm or less.
In the present invention, a sheet-shaped polymer film having an area of 0.1 square meter or more can be used. Further, in the present invention, a polymer film in the form of a long film having a width of 240 mm or more and a length of 10 m or more can be used. Using a large-area base material is superior in terms of productivity. However, on the other hand, if the area is large, defects are likely to occur stochastically, and the yield of the product is difficult to increase. However, in the treatment method of the present invention, since the frequency of occurrence of defects is very low, a large-area base material can be effectively used.
本発明におけるシランカップリング剤処理液とは、液状のシランカップリング剤ないしはシランカップリング剤を0.1質量%以上、好ましくは0.5質量%以上、さらに好ましくは2質量%以上含有する溶液である。
本発明ではシランカップリング剤処理液の温度を−18℃以上、40℃以下に調整して基材と接触させることが好ましい。シランカップリング剤処理液の温度は−15℃以上が好ましく、−10℃以上がさらに好ましく、−5℃以上がなお好ましい。またシランカップリング剤処理液の温度の上限は33℃以下が好ましく。24℃以下がなお好ましく、18℃以下がなおさらに好ましい。
温度が所定の範囲を超えるとシランカップリング剤の活性度が上がり、処理液中にてシランカップリング剤の縮合反応が進み、凝集物が生じやすくなり、また縮合が進むとシラノール基の濃度が下がりカップリング効果が低下する。しょりおんどが化学活性の観点からは低い方が好ましいが、零度を下回ると溶媒として純水を使うことが困難になる。この場合、アルコール系の溶媒を用いるか、水を含んだ混合溶媒として溶媒の凝固点を下げて使用することができる。もちろん複数の水以外の溶媒を単独または混合して用いても良い。
The silane coupling agent treatment liquid in the present invention is a solution containing a liquid silane coupling agent or silane coupling agent in an amount of 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, and more preferably 2% by mass or more. Is.
In the present invention, it is preferable to adjust the temperature of the silane coupling agent treatment liquid to −18 ° C. or higher and 40 ° C. or lower so that the silane coupling agent is brought into contact with the substrate. The temperature of the silane coupling agent treatment liquid is preferably −15 ° C. or higher, more preferably −10 ° C. or higher, and even more preferably −5 ° C. or higher. The upper limit of the temperature of the silane coupling agent treatment liquid is preferably 33 ° C. or lower. 24 ° C. or lower is still more preferable, and 18 ° C. or lower is even more preferable.
When the temperature exceeds a predetermined range, the activity of the silane coupling agent increases, the condensation reaction of the silane coupling agent proceeds in the treatment liquid, and agglomerates are likely to occur, and when the condensation proceeds, the concentration of silanol groups increases. The lowering coupling effect is reduced. It is preferable that the water content is low from the viewpoint of chemical activity, but if the temperature is lower than zero, it becomes difficult to use pure water as a solvent. In this case, an alcohol-based solvent can be used, or a mixed solvent containing water can be used by lowering the freezing point of the solvent. Of course, a plurality of solvents other than water may be used alone or in combination.
本発明において用いる事ができるシランカップリング剤としては、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、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)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、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、ヘキサメチルジシラザンなどが挙げられる。 Examples of the silane coupling agent that can be used in the present invention include N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, and 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, vinyl Trichlorsilane, Vinyltrimethoxysilane, Vinyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3 -Glysidoxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltri Ethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, N- (vinylbenzyl) -2-aminoethyl-3-aminopropyltrimethoxysilane hydrochloride, 3-ureidopropyl Triethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, 3-isocyanuppropyltriethoxysilane, tris- (3) -Trimethoxysilylpropyl) isocyanurate, chloromethylphenetyltrimethoxysilane, chloromethyltrimethoxysilane, aminophenyltrimethoxysilane, aminophenetyltrimethoxysilane, aminophenylaminomethylphenetyltrimethoxysilane, hexamethyldisilazane, etc. Be done.
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, silane coupling agents that can be used in the present invention include n-propyltrimethoxysilane, butyltrichlorosilane, 2-cyanoethyltriethoxysilane, cyclohexyltrichlorosilane, decyltrichlorosilane, diacetoxydimethylsilane, and diacetoxydimethylsilane. Ethoxydimethylsilane, dimethoxydimethylsilane, dimethoxydiphenylsilane, dimethoxymethylphenylsilane, dodecyllichlorosilane, dodecyltrimethoxylane, ethyltrichlorosilane, hexyltrimethoxysilane, octadecyltriethoxysilane, octadecyltrimethoxysilane, n-octyltrichlorosilane , N-octyltriethoxysilane, n-octyltrimethoxysilane, triethoxyethylsilane, triethoxymethylsilane, trimethoxymethylsilane, trimethoxyphenylsilane, pentyltriethoxysilane, pentyllichlorosilane, triacetoxymethylsilane, trichloro Hexylsilane, trichloromethylsilane, trichlorooctadecylsilane, trichloropropylsilane, trichlorotetradecylsilane, trimethoxypropylsilane, allyltrichlorosilane, allyltriethoxysilane, allyltrimethoxysilane, diethoxymethylvinylsilane, dimethoxymethylvinylsilane, trichlorovinylsilane , Triethoxyvinylsilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, trichloro-2-cyanoethylsilane, diethoxy (3-glycidyloxypropyl) methylsilane, 3-glycidyloxypropyl (dimethoxy) methylsilane, 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane, Etc. can also be used.
また、シランカップリング剤の中に他のアルコキシラン類、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシランなどを適宜加えても良い。また、シランカップリング剤の中に他のアルコキシラン類、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシランなどを適宜加えた場合、あるいは、加えない場合も含めて、混合、加熱操作を加えて、反応を若干進めてから、使用しても良い。 Further, other alkoxylans such as tetramethoxysilane and tetraethoxysilane may be appropriately added to the silane coupling agent. Further, the reaction is slightly carried out by adding mixing and heating operations, including the case where other alkoxylans such as tetramethoxysilane and tetraethoxysilane are appropriately added to the silane coupling agent, and the case where the silane coupling agent is not added. You may use it after proceeding.
かかるシランカップリング剤の中で、本発明にて好ましく用いられるシランカップリング剤はカップリング剤の、一分子あたりに一個の珪素原子を有する化学構造のシランカップリング剤が好ましい。
本発明では、特に好ましいシランカップリング剤としては、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、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。
なお本発明では必要に応じて、リン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤等を併用しても良い。
Among such silane coupling agents, the silane coupling agent preferably used in the present invention is preferably a silane coupling agent having a chemical structure having one silicon atom per molecule.
In the present invention, particularly preferable silane coupling agents include N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, and 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, aminophenyl Examples thereof include trimethoxysilane, aminophenyl trimethoxysilane, and aminophenylaminomethylphenyl trimethoxysilane. When particularly high heat resistance is required in the process, it is desirable to connect Si and an amino group with an aromatic group.
In the present invention, a phosphorus-based coupling agent, a titanate-based coupling agent, or the like may be used in combination, if necessary.
本発明のシランカップリング剤処理を行って得られた基材も用いた積層体は、ブリスター欠点数が極めて少なく、微細な構造を有する電子デバイスの基板として有用に用いる事ができる。本発明では積層体の基材の一方にポリイミドフィルムを用い、ポリイミドフィルムと無機基板の少なくともどちらか一方にシランカップリング剤処理を行って積層体とし、ポリイミドフィルム上に電子デバイスなどを形成した後にポリイミドフィルムと無機基板を剥離することにより、ポリイミドフィルムを基板としたフレキシブルな電子デバイスを得ることができる。 The laminate using the base material obtained by the silane coupling agent treatment of the present invention has an extremely small number of blister defects and can be usefully used as a substrate for an electronic device having a fine structure. In the present invention, a polyimide film is used as one of the base materials of the laminate, and at least one of the polyimide film and the inorganic substrate is treated with a silane coupling agent to form a laminate, and after forming an electronic device or the like on the polyimide film. By peeling the polyimide film and the inorganic substrate, a flexible electronic device using the polyimide film as a substrate can be obtained.
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い。以下の実施例は基材として高分子フィルムと無機基板(ガラス基板)を用いた例である。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。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples. The following examples are examples in which a polymer film and an inorganic substrate (glass substrate) are used as the base material. The evaluation method of the physical properties in the following examples is as follows.
<接着強度>
積層体の無機基板と高分子フィルム(ポリイミドフィルム)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。
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
なお、測定は、積層体作製直後と、イナートオーブン中にて500℃10分間の熱処理後について行った。測定数N=5とし、平均値を求めた。
<Adhesive strength>
The adhesive strength (180 degree peel strength) between the inorganic substrate of the laminate and the polymer film (polyimide film) was measured under the following conditions according to the 180 degree peeling method described in JIS C6471.
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
The measurement was carried out immediately after the laminate was prepared and after the heat treatment at 500 ° C. for 10 minutes in the inert oven. The number of measurements was N = 5, and the average value was calculated.
<異物数>
シランカップリング剤処理面の顕微鏡観察により、30μm以上の異物の個数を計数し、平方メートル当たりの個数に換算した。
<ブリスター数>
積層体において直径0.2mm以上のブリスターの個数を計数し,平方メートルあたりの個数に換算した。なおブリスターとは高分子フィルムと無機基板の間に空隙が生じるタイプの欠点であり、ウキ、気泡、バブル等と呼ばれることがある。
<高分子フィルムの含水率>
乾燥処理後の高分子フィルムを100mm×100mmに切断し、初期の質量W0を測定し、次いで200℃にて10分間加熱処理した後の質量Whを測定し、
含水率(質量%)=100×(W0−Wh)/W0
にて含水率を求めた。
<Number of foreign substances>
By observing the surface treated with the silane coupling agent under a microscope, the number of foreign substances having a size of 30 μm or more was counted and converted into the number per square meter.
<Number of blister>
The number of blisters having a diameter of 0.2 mm or more in the laminated body was counted and converted into the number per square meter. The blister is a drawback of a type in which a gap is formed between the polymer film and the inorganic substrate, and is sometimes called a float, a bubble, a bubble, or the like.
<Moisture content of polymer film>
The polymer film after the drying treatment was cut into 100 mm × 100 mm, the initial mass W0 was measured, and then the mass Wh after heat treatment at 200 ° C. for 10 minutes was measured.
Moisture content (mass%) = 100 x (W0-Wh) / W0
The water content was determined in.
<実施例/比較例>
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「KBE−603」)をイソプロパノール(IPA)よって1.0質量%に希釈したシランカップリング剤希釈液を処理液として調製した。
基材として周囲をステンレススチール製の枠で固定した、有効サイズ360mm×460mmの長方形であるポリイミドフィルムを用いた。
まず第1の工程としてディップコーターを用い、25℃に温度調整した処理液に基材を60秒間浸漬した。第2工程の洗浄溶媒に接触させる処理は省略し、そのまま120℃にて15分間乾燥し、シランカップリング剤処理フィルムを得た。得られたシランカップリング剤処理フィルムの含水率を測定し結果を表1に示した。
<Example / Comparative example>
As a silane coupling agent, a silane coupling agent diluted solution obtained by diluting 3-aminopropyltrimethoxysilane (“KBE-603” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) with isopropanol (IPA) to 1.0% by mass was prepared as a treatment solution. ..
As a base material, a rectangular polyimide film having an effective size of 360 mm × 460 mm, in which the periphery was fixed with a stainless steel frame, was used.
First, as the first step, a dip coater was used, and the base material was immersed in the treatment liquid whose temperature was adjusted to 25 ° C. for 60 seconds. The treatment of contacting with the washing solvent in the second step was omitted, and the film was dried as it was at 120 ° C. for 15 minutes to obtain a silane coupling agent-treated film. The water content of the obtained silane coupling agent-treated film was measured, and the results are shown in Table 1.
得られたシランカップリング剤処理フィルムを枠から切り取り、UVオゾン処理を行ったガラス基板(370mm×470mm)に、周囲から5mm離すように配置してラミネーター(クライムプロダクツ社製SE650nH)を用いて仮ラミネートし、仮ラミネート積層体を得た。ラミネート条件は、処理基板側温度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体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(ポリイミドフィルム)とガラス基板の積層体を得た。同一の操作を行い、積層体5枚を得て、全ての積層体についてブリスター個数を計数し、平方メートルあたりに換算し、ブリスター密度とし、結果を表1に示した。なおブリスター密度が500個/平方メートル以上に相当する場合はそこで計数を止め、「>500」と示した。 The obtained silane coupling agent-treated film was cut out from the frame, placed on a UV ozone-treated glass substrate (370 mm × 470 mm) at a distance of 5 mm from the surroundings, and temporarily used with a laminator (SE650nH manufactured by Climb Products Co., Ltd.). Lamination was performed to obtain a temporary laminated laminate. The laminating conditions were a processing substrate side temperature of 100 ° C., a roll pressure of 5 kg / cm2 at the time of laminating, and a roll speed of 5 mm / sec. The polyimide film after the temporary lamination was not peeled off by the weight of the film itself, but the adhesiveness was such that it could be easily peeled off when the edge of the film was scratched. Then, the obtained temporary laminate laminate was placed in a clean oven, heated at 200 ° C. for 30 minutes, and then allowed to cool to room temperature to obtain a laminate of a polymer film (polyimide film) and a glass substrate. The same operation was performed to obtain 5 laminated bodies, the number of blister was counted for all the laminated bodies, converted per square meter to obtain the blister density, and the results are shown in Table 1. When the blister density corresponds to 500 pieces / square meter or more, the counting is stopped there and indicated as "> 500".
以下、表1.表2に示す基材、処理装置、条件により順次実験を行い、得られた基材の特性について評価した。結果を表1、表2、に示す。
なお、表1、表2中の略語などの意味するところは以下のとおりである。
ポリイミドフィルム:東洋紡株式会社製XENOMAX−F38LR
ディップコーター: 容量120リットル浸漬層を2槽+水洗槽を有する浸漬コーター
スピンコーター:ジャパンクリエイト社製スピンコーター
シャワーコーター:第一工程1m、第二工程2mの連続式
SCA:シランカップリング剤
KBM−603:3−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−603」)
KBE−903:3−アミノプロピルトリメトキシシラン(信越化学工業社製「KBE−903」)
IPA:イソプロパノール
ETOH:エタノール
MEOH:メタノール
水/MEOH:水対メタノール=50/50(質量比)の混合溶媒
ラミネート基材:処理基材に対してラミネートする相手側の基材
Below, Table 1. Experiments were carried out in sequence according to the base material, processing device and conditions shown in Table 2, and the characteristics of the obtained base material were evaluated. The results are shown in Tables 1 and 2.
The meanings of the abbreviations in Tables 1 and 2 are as follows.
Polyimide film: XENOMAX-F38LR manufactured by Toyobo Co., Ltd.
Dip coater: Immersion coater with 2 tanks of 120 liter capacity dipping layer + water washing tank Spin coater: Spin coater manufactured by Japan Create Co., Ltd. Shower coater: Continuous type of 1m in the first process and 2m in the second process SCA: Silane coupling agent KBM- 603: 3-Aminopropyltrimethoxysilane (“KBM-603” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
KBE-903: 3-aminopropyltrimethoxysilane ("KBE-903" manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
IPA: Isopropanol ETOH: Ethanol MEOH: Methanol Water / MEOH: Water to methanol = 50/50 (mass ratio) mixed solvent Laminated base material: Base material on the other side to be laminated to the treated base material
<応用例>
実施例および比較例にて得られた積層体を用い、以下の工程により、ポリイミドフィルム上に真空蒸着法を用いてタングステン膜(膜厚75nm)を形成し、さらに大気にふれることなく、絶縁膜として酸化シリコン膜(膜厚150nm)を積層形成した。次いで、プラズマCVD法で下地絶縁膜となる酸化窒化シリコン膜(膜厚100nm)を形成し、さらに大気にふれることなく、アモルファスシリコン膜(膜厚54nm)を積層形成した。
<Application example>
Using the laminates obtained in Examples and Comparative Examples, a tungsten film (thickness 75 nm) was formed on the polyimide film by the vacuum deposition method by the following steps, and an insulating film was further formed without being exposed to the atmosphere. A silicon oxide film (thickness: 150 nm) was laminated and formed. Next, a silicon oxide film (thickness 100 nm) to be a base insulating film was formed by a plasma CVD method, and an amorphous silicon film (thickness 54 nm) was laminated and formed without being exposed to the atmosphere.
次いでアモルファスシリコン膜の水素元素を除去し結晶化を促進し、ポリシリコン膜を形成する為に510℃の熱処理を10分間行った。
得られたポリシリコン膜の易剥離部にある部分を用いてTFT素子を作製した。まず、ポリシリコン薄膜をパターニングを行って所定の形状のシリコン領域を形成し、適宜、ゲート絶縁膜の形成、ゲート電極の形成、活性領域へのドーピングによるソース領域またはドレイン領域の形成、層間絶縁膜の形成、ソース電極およびドレイン電極の形成、活性化処理を行い、ポリシリコンを用いたPチャンネルTFTのアレイを作製した。
TFTアレイ外周の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い、フレキシブルなTFTアレイを得た。剥離は極微力で可能であり、TFTにダメージを与えること無く剥離することが可能であった。得られたフレキシブルTFTアレイは3mmφの丸棒に巻き付けても性能劣化は見られず、良好なON/OFF特性を維持した。
Next, the hydrogen element of the amorphous silicon film was removed to promote crystallization, and a heat treatment at 510 ° C. was performed for 10 minutes to form a polysilicon film.
A TFT element was manufactured using the portion of the obtained polysilicon film in the easily peelable portion. First, a polysilicon thin film is patterned to form a silicon region having a predetermined shape, and as appropriate, a gate insulating film is formed, a gate electrode is formed, a source region or a drain region is formed by doping the active region, and an interlayer insulating film is formed. , The source electrode and the drain electrode were formed, and the activation treatment was performed to prepare an array of P-channel TFTs using polysilicon.
The polymer film part is burnt off with a UV-YAG laser along the inside of the outer circumference of the TFT array by about 0.5 mm, and peeled off from the end of the cut by using a blade on a thin razor to scoop up the flexible TFT array. Obtained. The peeling was possible with a very small force, and it was possible to peel without damaging the TFT. The obtained flexible TFT array did not show any deterioration in performance even when wound around a 3 mmφ round bar, and maintained good ON / OFF characteristics.
本発明のシランカップリング剤処理方法、およびそれを用いたシランカップリング剤処理基材の製造方法、さらに処理基材を用いた積層体は、特にシランカップリング剤処理において、異物の少ない高品位の処理膜を形成することが出来る。本湿式処理装置をフレキシブル電子デバイスの製造に適用した場合には高収率で電子デバイスの生産が可能となり産業界への寄与は大きい。
さらに本発明では基材として長尺の高分子フィルムを用いる事ができる。本発明はシート状高分子フィルム、あるいは長尺のロール状高分子フィルムのいずれにも適用可能である。基材として高分子フィルムを用いた場合には未処理の無機基板、あるいは同様の処理を行った無機基板との貼り合わせが可能となり、ブリスターなどの欠点が極めて少ない高分子フィルム積層体を得ることができる。
従って、本発明の高分子フィルム積層体を用いれば、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。
The silane coupling agent treatment method of the present invention, the method for producing a silane coupling agent-treated base material using the same, and the laminate using the treated base material are of high quality with few foreign substances, especially in the silane coupling agent treatment. It is possible to form a treated film of. When this wet processing device is applied to the production of flexible electronic devices, it is possible to produce electronic devices in high yield, which greatly contributes to the industrial world.
Further, in the present invention, a long polymer film can be used as a base material. The present invention can be applied to either a sheet-shaped polymer film or a long roll-shaped polymer film. When a polymer film is used as the base material, it can be bonded to an untreated inorganic substrate or an inorganic substrate subjected to the same treatment, and a polymer film laminate having extremely few defects such as blister can be obtained. Can be done.
Therefore, if the polymer film laminate of the present invention is used, electronic devices such as dielectric elements, semiconductor elements, MEMS elements, display elements, light emitting elements, photoelectric conversion elements, piezoelectric conversion elements, and thermoelectric conversion elements can be placed on the polymer film. It is useful for manufacturing flexible electronic devices formed in.
Claims (5)
前記基材が、厚さ1μm以上、500μm以下の高分子フィルムである事を特徴とするシランカップリング剤処理方法。 The substrate is brought into contact with a silane coupling agent treatment solution at -18 ° C. or higher and 40 ° C. or lower for 1 second or longer and 10 minutes or shorter, and then in a cleaning solvent containing substantially no silane coupling agent for 3 seconds. above, it is contacted more than 10 minutes,
Wherein the substrate, the thickness of 1μm or more, a silane coupling agent treatment method, characterized in that Ru following polymeric film Der 500 [mu] m.
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