[发明专利]聚酰亚胺膜和无机基板的层叠体

说明书

本发明要解决的课题为提供一种聚酰亚胺膜和无机基板的层叠体，其可用于以高成品率制造包括有机EL显示元件之类的微小设备阵列的挠性电子设备。将经过充分地洗涤、清洁从而除去无机物异物的聚酰亚胺膜与无机基板贴合形成层叠体，进一步地在350℃以上且小于600℃的温度下热处理后急速冷却，从而使有机异物碳化减少，并且起泡内的气体迅速冷却，从而使起泡高度降低，得到内部包埋有碳化物粒子的起泡缺陷的个数密度为50个/平方米以下、起泡的平均高度在2μm以下、起泡个数密度(个/平方米)和起泡的平均高度(μm)之积在20以下的聚酰亚胺膜和无机基板的层叠体。

技术领域

本发明涉及聚酰亚胺膜和玻璃等无机基板的层叠体，进一步地详述，使聚酰亚胺膜层叠于无机基板上暂时支撑挠性聚酰亚胺膜，在聚酰亚胺膜上制造加工电子设备等功能元件后，将聚酰亚胺膜从无机基板上剥离的、用于制造以聚酰亚胺膜作为基板的挠性功能元件的聚酰亚胺膜和无机基板的层叠体。

背景技术

近年来，以半导体元件、MEMS元件、显示元件、可穿戴传感器等功能元件的轻量化、小型化、薄型化、挠性化为目的，正在积极进行在高分子膜上形成这些元件的技术开发。即，作为信息通讯设备(广播设备、移动无线电、移动通讯装置等)、雷达、高速信息处理装置等所谓的电子部件基材的材料，以往使用具有耐热性且也能够应对信息通讯设备的信号频带的高频率化(达到GHz带)的陶瓷，但是，陶瓷因非挠性而难以薄型化，因此，存在可使用的领域受限的缺点，故而，最近使用高分子膜作为基板。

在高分子膜表面形成功能元件时，理想的是用利用了高分子膜特性中的挠性的、所谓的卷对卷工艺(roll-to-roll process)进行加工。但是，在半导体产业、MEMS产业、显示产业等产业界，迄今为止，已经构建出以晶片基底或玻璃基板基底等刚性平面基板为对象的工艺技术。于是，为了使用现有的基础设施在高分子膜上形成功能元件，使用下述工艺：将高分子膜贴合于例如玻璃板、陶瓷板、硅晶片、金属板等无机物刚性支撑体上，在其上形成所期望的元件后将其从支撑体上剥离。

另一方面，使功能元件使用的导体材料、绝缘体材料、半导体材料等形成为高分子膜状时，可使用真空薄膜法、厚膜法等，在形成工艺中常进行加热。通常，使用高温工艺更加使这些材料体现良好特性。因此，在将高分子膜贴合于无机物支撑体的状态下，要求具有耐热性。但是，多数情况下，在支撑体上使用粘合材料而贴附高分子膜时，粘合材料的耐热性低，因此，多在工序上产生障碍。

由于缺乏将高分子膜贴附于无机基板的耐热粘合手段，故而，在该用途中，已知有下述技术：将高分子溶液或高分子的前驱体溶液涂布于无机基板上，使其在支撑体上干燥、固化从而膜化，使用于该用途。进一步地，为了使剥离变容易，提出了：形成多层，一部分用作牺牲层的技术，或者使粘合/剥离功能与膜物性功能分离的技术等(专利文献1～3)。

通过该手段得到的高分子膜易于脆裂，因此，将形成于高分子膜表面的功能元件从支撑体剥离时被破坏的情况较多。特别是将大面积的膜从支撑体剥离极其困难，不能得到工业上大致可行的收率。鉴于这样的情况，作为用于形成功能元件的高分子膜和支撑体的层叠体，建议了将耐热性优异、强韧能够薄膜化的聚酰亚胺膜藉由硅烷偶联剂贴合于无机物支撑体(无机层)而成的层叠体(专利文献4～5)。

实际上，这些层叠体的高分子膜面中存在多种缺陷，使功能性元件制造的收率降低。高分子膜自身具有裂纹等缺陷时，就有改善高分子膜的品质的需要。高分子膜的表面附着有异物时，可通过进行工序的洁净化同时进行高分子膜表面的清洁从而对应。但是，即使使用高质量的高分子膜并进一步地清洁，然而，高分子膜面上残留有缺陷，通常不能提高功能性元件制造的收率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-120629号公报

专利文献2：日本特开2016-120630号公报

专利文献3：日本专利4834758号公报