発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

近年、デバイスの性能向上を目的として加工プロセス中にて４２０℃以上、好ましくは４６０℃以上、なお好ましくは５０５℃以上、なおさらに好ましくは５３０℃以上の高温が用いられる場合がある。一般に真空薄膜はプロセス温度が高い方が膜質が良いとされ、また薄膜物性の改善に高温アニールが行われることは一般的である。しかしながら、ガラス基板では大きな問題にならないこれらの温度は、有機物である高分子フィルムに取っては大きな問題となる。
高分子フィルム、好ましくはポリイミドフィルム自身の耐熱性は言わずもがなであるが、本発明が特に注目する問題点は高分子フィルムと無機基板との接着性である。
高分子前駆体の場合は、耐熱性の観点からはポリイミドの前駆体やポリベンザゾールの前駆体が代表例となるが、これらの前駆体から高分子への転移は比較的高温での化学反応となる場合が多い。また先の特許文献４に開示されたフィルムをラミネートする場合は、同様にポリイミド、芳香族ポリアミド、ポリベンザソールなどのフィルムが代表例となるが、該技術は表面処理にて活性化された高分子フィルム表面と無機基板表面との固体表面間での化学結合を意図したものである。いずれも常温では生じにくい反応を高温度域にて行わせて、高分子層と無機基板との積層体を得ている。
いずれも場合においても、高分子層と無機基板表面との化学反応は、温度が高いほど生じやすいことは容易に類推できる。
結果として、かかる温度以上のプロセス温度を有する工程では、高分子層と無機基板間の化学結合部位の増加、あるいは化学結合強度の増加が生じ、高分子フィルムと無機基板との接着強度が上がってしまう。この現象は接着面では良い効果とも云えるが、最終的に無機基板から高分子層を高分子フィルムとして剥離してフレキシブルデバイスを製造する立場からは、高分子フィルムの剥離時に高分子フィルムに大きなテンションが加わり、高分子フィルムの伸張、ないし剥離角に於けるデバイスへの曲げ変形等により、デバイスが破損するリスクが高くなるという問題になる。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

本発明によれば、無機基板表面に形成されるアルミニウム酸化物の薄膜は、高分子前駆体溶液塗布の際には、比較的柔軟な分子、ないしはモノマー状態である前駆体、および前駆体の溶液となる溶媒との濡れが良く、均一な前駆体溶液の塗布が可能であり、均質な前駆体膜の形成が行える。一方で、目的とする高分子に化学転化した後は、高分子層との間の相互作用が小さく、安定した接着強度を維持することが出来る。アルミニウム酸化物においてアルミニウム元素と酸素との結合エネルギーは非常に高いため、前駆体が目的高分子に転移する際の化学的に活性な状態に対してもほとんど相互作用を生じない。この状態は室温から５５０℃前後の高温まで安定して維持される。 また、本発明では、無機板と高分子層の間にシランカップリング剤層を介在させることにより、さらに易剥離／良好接着の違いを際立たすことができる。この場合、本発明の薄膜はシランカップリング剤塗布の際には、液体であるシランカップリング剤、およびシランカップリング剤の溶剤として用いられる比較的低沸点のアルコール系溶剤との濡れが良く、均質なシランカップリング剤皮膜の形成が可能である。一方で、縮合反応を生じたシランカップリング剤層との間の相互作用が小さく、よりいっそうの低く安定した接着強度を維持することが出来る。 さらに、本発明によれば、薄膜を所定のパターンとすることで、高分子層が積層された面は、高分子層に切り込みを入れると、高分子層を高分子フィルムとして無機基板から容易に分離できる領域である易剥離部と容易に分離できない領域である良好接着部とを作り分けることができ、易剥離部周辺に沿って切り込みを入れて、易剥離部の高分子層上に形成された機能素子部分を高分子層と一体で無機基板から剥離することが可能となる。
本発明において、高耐熱性を有する高分子層を用いれば、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層とを貼り合わせが可能であり、例えば１８０℃以上、好ましくは２５０℃以上、さらに好ましくは３５０℃以上、なおさらに好ましくは４５０℃以上、さらに好ましくは５３０℃以上といった高温が必要な場合であっても高分子層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、本発明の高分子層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層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。