(57)【要約】炭素ナノチューブを用いたフレキシブル基板の製造方法が開示される。その方法は、基板上に炭素ナノチューブを含有したインクを塗布して蒸着層を形成し、前記炭素ナノチューブ蒸着層上に高分子或いは単分子を含む化学溶液をコーティングして薄膜層を形成することを含む。その方法によれば、スピンコーティング(回転塗布)された炭素ナノチューブ層上に高分子或いは単分子化学溶液をコーティングしてベース基板と高分子フィルムとが当接する面積を最小化することにより、外部ストレスやレーザを加えることなく基板から容易に分離可能なフレキシブル基板を形成できる効果がある。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に炭素ナノチューブを含有したインクを塗布して蒸着層を形成し、
前記炭素ナノチューブ蒸着層上に高分子或いは単分子が含まれた化学溶液をコーティングして薄膜層を形成する
ことから構成される、炭素ナノチューブを用いたフレキシブル基板の製造方法。
【請求項２】
前記化学溶液が、芳香族ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、フッ素系樹脂から選ばれる、請求項１に記載のフレキシブル基板の製造方法。
【請求項３】
前記化学溶液が、ポリイミド(polyimide, PI)又はポリメチルメタクリレート(Poly Methyl Methacrylate, PMMA)である、請求項１に記載のフレキシブル基板の製造方法。
【請求項４】
前記基板が、ガラス、シリコンウェハ、ステンレススチール、サファイアから選ばれる、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のフレキシブル基板の製造方法。
【請求項５】
前記蒸着層と前記薄膜層の形成工程を少なくとも１回繰り返し、前記フレキシブル基板を構成する前記前記蒸着層と薄膜層とで構成される少なくとも１つの複合フィルム層を形成する、請求項４に記載のフレキシブル基板の製造方法。
【請求項６】
基板上に、接触角が８０度以上の高疏水性物質を含有したインクを塗布して蒸着層を形成し、
前記蒸着された疏水性物質上に高分子或いは単分子が含まれた化学溶液をコーティングして薄膜層を形成する、
ことで構成されるフレキシブル基板の製造方法。
【請求項７】
前記疏水性物質は接触角が８０度以上〜１３０度以下である、請求項６に記載のフレキシブル基板の製造方法。
【請求項８】
前記疏水性物質が、水酸基、アミノ基、カルボキシル基又はこれらの混合物を含む、請求項７に記載のフレキシブル基板の製造方法。
【請求項９】
前記化学溶液が、芳香族ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、フッ素系樹脂から選ばれる、請求項７に記載のフレキシブル基板の製造方法。
【請求項１０】
前記化学溶液が、ポリイミド(polyimide, PI)又はポリメチルメタクリレート(Poly Methyl Methacrylate, PMMA)である、請求項７に記載のフレキシブル基板の製造方法。
【請求項１１】
前記基板が、ガラス、シリコンウェハ、ステンレススチール、サファイアから選ばれる、請求項７乃至請求項１０のいずれかに記載のフレキシブル基板の製造方法。
【請求項１２】
前記蒸着層と前記薄膜層の形成工程を少なくとも１回繰り返して、前記フレキシブル基板を構成する前記前記蒸着層と薄膜層とで構成される少なくとも１つの複合フィルム層を形成する、請求項１１に記載のフレキシブル基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェハやガラス基板などに固定されたフレキシブル基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック基板はフレキシブルであるため、既存のシリコンウェハやガラス基板に最適化された製造装備を用いるには、堅固な基板上に固定しなければならない。
【０００３】
このようなプラスチック基板を堅固なガラス基板上に固定させる方法は大きく分けて３種類がある。
【０００４】
図１に関し提案されているのが、単面接着テープを用いてプラスチック基板をガラス基板に固定する方法であり、プラスチックフィルム２をガラス基板１上に配置し、両端部を単面接着テープ３で固定する。この方法は非常に簡単で利便性があるが、ガラス基板１とプラスチック基板は、密着せず、熱膨張係数が相異なるので、高温工程でプラスチック基板に歪みが発生するという問題がある。
【０００５】
図２に示すのは、両面接着層４でガラス基板１とプラスチック基板２を固定する方法である。この方法は、ガラス基板とプラスチック基板との密着性を向上でき、且つ、これにより高温工程でのプラスチックフィルムの歪みが排除できるという点では効果がある。しかしながら、この方法は接着強度の調節が困難であるという問題がある。すなわち、両面接着層が強い接着力を有する場合には工程完了後にプラスチック基板の分離に大きい外部ストレスを必要とし、弱い接着力を有する場合には工程の途中で基板が分離してしまうという問題がある。
【０００６】
図３に関し、上記の問題を解決する試みで、ガラス基板１とプラスチック基板２との間に犠牲層５を挿入し、工程完了後にレーザ照射で犠牲層に熱を加えることでフィルムが分離される。この方法は、ガラス基板とプラスチック基板との密着性が向上し、プラスチック基板をガラス基板から分離する時にストレスを最小化できるという利点がある。しかしながら、この方法は、犠牲層の再使用が可能でなく、レーザを使用するため製造コストがアップするという欠点がある。
【０００７】
図４に示すように、上記の工程とは異なり、高分子溶液６をガラス基板１上にスピンコーティング(回転塗布)などの方法でコーティングして高分子フィルムを形成した後、フィルムを加熱・固化して取り外すという方法がある。この方法もガラス基板と高分子フィルムとの接着力が非常に強いため分離し難いという欠点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、上記の諸問題を考慮して本発明がなされ、本発明の目的の一つは、スピンコーティング(回転塗布)された炭素ナノチューブ層上に高分子又は単分子化学溶液をコーティングしてベース基板と高分子フィルムとが当接する面積を最小化し、それにより、外部ストレスやレーザを加えることなく基板から容易に分離可能なフレキシブル基板を形成する、炭素ナノチューブを用いたフレキシブル基板の製造方法を提供することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、炭素ナノチューブを含むインクと同様に、疏水性物質を含むインクを用いて蒸着層を形成することで上記と同等の効果を実現する、フレキシブル基板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、上記及びその他の目的は、基板上に炭素ナノチューブを含有したインクをスピンコーティング(回転塗布)して蒸着層を形成し、前記炭素ナノチューブ蒸着層上に高分子又は単分子溶液をスピンコーティングして薄膜層を形成することで構成される、炭素ナノチューブを用いたフレキシブル基板の製造方法を提供することで達成できる。
【００１１】
特に、上記した製造方法に用いることのできる前記化学溶液は、芳香族ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、フッ素系樹脂から選ぶことができる。
【００１２】
より具体的には、前記化学溶液は、ポリイミド(polyimide, PI)又はポリメチルメタクリレート(Poly Methyl Methacrylate, PMMA)であってよい。
【００１３】
上記した製造工程で用いられる前記基板は、ガラス基板、シリコンウェハ基板、ステンレススチール基板、サファイア基板から選ぶことができる。
【００１４】
或いは、上記した製造工程を少なくとも１回繰り返し、蒸着層と薄膜層とで構成された少なくとも１つの複合フィルム層を形成することによるフレキシブル基板の製造方法が提供される。
【００１５】
製造工程では、炭素ナノチューブの代わりに疏水性物質を含むインクを用いて蒸着層を形成することができる。この製造工程は、炭素ナノチューブを含むインク層を用いて蒸着層を実現するのと同一の一連の工程で実現される。
【００１６】
特に、疏水性物質を用いる場合、疏水性物質の疏水性が高くて接触角が８０度以上であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、ベース基板と高分子フィルムとが当接する面積を最小化するために、スピンコーティング(回転塗布)された炭素ナノチューブ層上に高分子或いは単分子化学溶液をコーティングすることにより、外部ストレスやレーザを加えることなく基板から容易に分離できるフレキシブル基板の製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来技術による基板の製造方法を示す断面図である。
【図２】従来技術による基板の製造方法を示す断面図である。
【図３】従来技術による基板の製造方法を示す断面図である。
【図４】従来技術による基板の製造方法を示す断面図である。
【図５】本発明による基板の製造方法を示す断面図である。
【図６】本発明による基板の製造方法を示す断面図である。
【図７】本発明による基板の製造方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付の図面を参照して本発明の構成及び作用を具体的に説明する。
【００２０】
図５及び図６に関し、本発明によるフレキシブル基板の製造方法は、基板１０上に炭素ナノチューブ２１を含有したインクを塗布して蒸着層２０を形成し、前記炭素ナノチューブ蒸着層上に高分子或いは単分子を含む化学溶液をスピンコーティングして薄膜層３０を形成することにより構成される。スピンコーティング(spin coating)、スリットコーティング(slit coating)、スプレーコーティング(spray coating)、ディップコーティング(dip coating)等の種々のコーティング方法を本発明に適用することができる。
【００２１】
その方法により形成されるフレキシブル基板は、スピンコーティング(回転塗布)された炭素ナノチューブ間に前記化学溶液が入り込むので、薄膜層としての薄膜フィルムとガラス基板との当接面積を効果的に低減することができ、従ってガラス基板から薄膜層を効果的に分離できる。
【００２２】
上記した製造工程に用いられる化学溶液としての高分子溶液は、溶液状態で蒸着して固化されることにより薄膜が得られるポリイミド(PI)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等の有機物又はそれらの混合物から選ぶことができる。また、前記高分子溶液は、前記有機物と少量の無機物との混合物であってもよい。具体的には、上記した高分子溶液は、芳香族ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、フッ素系樹脂及びそれらの混合物から選ぶことができる。若しくは、高分子溶液は、ピロメリト酸二無水物又はビフェニルテトラカルボン酸無水物と、ジアミノジフェニルエーテルなどの芳香族ポリイミドとの縮合で得られる芳香族ポリイミドであってよい。ここで、ポリイミド(PI)樹脂とは、芳香族テトラカルボキシル酸又はその誘導体と、芳香族ジイソシアネート又はその誘導体とを縮重合した後イミド化して製造される高耐熱樹脂を言う。このポリイミド(PI)樹脂は、使われる単量体の種類に応じて様々な分子構造を有することができ、従って様々な物性を呈することができる。一般的に、ポリイミド(PI)樹脂の製造のために使われる芳香族テトラカルボキシル酸は、ピロメリト酸二無水物(PMDA)又はビフェニルテトラカルボキシル酸二無水物(BPDA)等であってよく、芳香族ジアミンはオキシジアニリン(ODA)又はｐ-フェニレンジアミン(p-PDA)であってよい。
【００２３】
なお、本発明に使える単分子溶液は、エポキシ系化合物やＵＶ硬化型単分子を用いることができ、熱処理又はＵＶ照射により高分子化できる。
【００２４】
なお、製造工程に用いることのできる基板は、ガラス、シリコンウェハ、ステンレススチール、サファイアから選ばれた、半導体工程に使える堅固な材質から造ることができる。
【００２５】
図７に関し、製造工程は、炭素ナノチューブを含むインクを用いた蒸着層を形成し、高分子又は単分子を含む溶液を用いた薄膜層を形成することで構成される一連の段階を少なくとも１回繰り返することで構成でき、炭素ナノチューブを含む薄膜層２０ａ、２０ｂ、２０ｃを複数含む多層構造を持つフレキシブル基板を形成して、炭素ナノチューブによって高い強度を有しながらもガラス基板から容易に分離できる高強度フレキシブル基板を実現できる。
【００２６】
以下、別の実施例を説明する。製造工程は、炭素ナノチューブの代わりに疏水性物質を含むインクを用いて蒸着層を実現することができる。この製造工程は、炭素ナノチューブを含むインク層を用いて蒸着層を実現するのと同じ一連の工程で実現される。この場合、前記疏水性物質は疏水性が高く、接触角が８０度以上〜１３０度以下であるのが好ましい。疏水性物質は、例えば、水酸基、アミノ基又はカルボキシル基を含んでよい。
【００２７】
上記したように、本発明による製造工程によれば、基板と薄膜フィルムとが当接する面積を最小化することにより、外部ストレスやレーザを加えることなく基板から容易に分離できるフレキシブル基板の形成が可能となる。
【００２８】
以上、例示のために本発明の好適実施例を開示してきたが、添付の請求の範囲に開示されているような本発明の範囲及び要旨を逸脱することなく種々の修飾、追加及び置換が可能であることは当業者なら理解されるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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