(57)【要約】  薄いシートおよび担体を備えた物品であって、その薄いシートおよび担体が、改質（コーティング）層、例えば、カチオン性高分子コーティング層を使用して共に結合された物品、および物品、例えば、ガラス物品を製造する方法、並びに、薄いシートおよび担体の間のファンデルワールス力、水素結合、および共有結合を制御するための、関連する堆積方法、担体、またはその両方が、ここに記載されている。その改質層は、高温（６００℃以下）加工中に薄いシートおよび担体の剥離を防ぐのに十分な結合強度で、薄いシートおよび担体を結合しつつ、そのような加工中にシート間の永久的結合の形成も防ぐ。
2020531385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品において、
第１のガラスシート結合面を有する第１のガラスシート、
第２のガラスシート結合面を有する第２のガラスシート、および
前記第１と第２のガラスシートの中間にあり、改質層結合面を有する改質層であって、１種類以上のカチオン性高分子から作られた改質層、
を備え、
前記改質層が前記第１のガラスシートを前記第２のガラスシートに結合している、物品。
【請求項２】
前記カチオン性高分子が水溶性である、請求項１記載の物品。
【請求項３】
前記カチオン性高分子が親水性である、請求項１または２記載の物品。
【請求項４】
前記カチオン性高分子がポリアルキル骨格を含む、請求項１から３いずれか１項記載の物品。
【請求項５】
前記カチオン性高分子の繰り返し単位が、正電荷を持つ窒素、リン、硫黄、ホウ素または炭素の１つ以上を含む、請求項１から４いずれか１項記載の物品。
【請求項６】
前記繰り返し単位が、正電荷を持つ窒素を含む、請求項５記載の物品。
【請求項７】
前記繰り返し単位が、２：１から２０：１の炭素：窒素比を有する、請求項６記載の物品。
【請求項８】
前記正電荷を持つ窒素が、アンモニウムカチオンである、請求項５から７いずれか１項記載の物品。
【請求項９】
前記繰り返し単位が、
【化１】
2020531385.tif 000048
またはその組合せを含む、請求項５から８いずれか１項記載の物品。
【請求項１０】
前記正電荷を持つ窒素が、イミダゾリウムカチオンである、請求項５から７いずれか１項記載の物品。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【０００１】
本出願は、その内容が依拠され、ここに全て引用される、２０１７年８月１８日に出願された米国仮特許出願第６２／５４７２８４号の米国法典第３５編第１１９条の下での優先権の恩恵を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、広く、担体上に薄いシートを備えた物品および担体上に薄いシートを製造する方法に関し、より詳しくは、ガラス担体上に制御可能に結合した薄いガラスシートを備えた物品およびガラス担体上に制御可能に結合した薄いガラスシートを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
可撓性基板は、ロール・ツー・ロール加工を使用したより安価なデバイスの展望、並びにより薄く、より軽く、より可撓性の耐久性ディスプレイを製造する可能性を提示する。しかしながら、高品質ディスプレイのロール・ツー・ロール加工のための技術、設備、および工程は、まだ完全には開発されていない。パネル製造業者は、大型のガラスシートを加工するための工具装置にかなりの資本を既に投じているので、シート・ツー・シート加工によって、担体上に可撓性基板を積層し、その可撓性基板上にディスプレイ装置を製造することは、より薄く、より軽く、より可撓性のディスプレイの価値命題を進展させるためのより短期的な解決策を提示する。ディスプレイは、高分子シート、例えば、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）上で実証されており、ここで、そのデバイス製造は、ガラス担体上にＰＥＮが積層された、シート・ツー・シートであった。このＰＥＮの温度上限により、デバイス品質および使用できる過程が限定される。その上、高分子基板の高い透過性は、ほぼ密閉包装が有益な有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）デバイスの環境劣化をもたらす。薄膜被包は、この限定を克服するための潜在的な解決策を提示するが、大量で許容できる収率を提示するものはまだ実証されていない。
【０００４】
似たやり方で、１つ以上の薄いガラス基板に積層されたガラス担体を使用して、ディスプレイ装置を製造することができる。この薄いガラスの低い透過性および改善された耐温度性と耐化学性によって、より高性能でより長い寿命の可撓性ディスプレイが可能になると予測される。
【０００５】
あるデバイスは、非晶質シリコン薄膜トランジスタ（ａ−Ｓｉ  ＴＦＴ）を利用しており、これは、典型的に、３５０℃辺りの温度で製造される。しかしながら、インジウム・ガリウム・亜鉛酸化物（ＩＧＺＯまたは酸化物ＴＦＴ）および低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）デバイスも重要である。酸化物ＴＦＴ加工は、典型的に、４００から４５０℃の温度で行われる。ＬＴＰＳデバイス製造過程において、温度は、典型的に、６００℃以上に到達する。これらの加工技術の各々において、真空環境およびウェットエッチング環境も使用されることがある。これらの条件は、使用できる材料を限定し、担体および／または薄いシートに高い要求をつきつける。したがって、望まれていることは、製造業者の既存の資本基幹設備を利用し、より高い加工温度で薄いシートと担体の間の結合強度を損なわずに、ガラスシート、例えば、０．３ミリメートル（ｍｍ）厚以下の厚さを有する薄いシートの加工を可能にする担体手法であって、工程の終わりに、薄いシートが担体から容易に剥離する、手法である。この手法は以下を可能にすべきである：ａ）十分な結合、または１００〜５００ｍＪ／ｍ２程度の付着エネルギーを提供するための、好ましくは積層の必要のない、室温での担体と薄いシートとの間の自発的結合；ｂ）薄いシートが担体から剥離しない、その後の湿式および乾式加工工程；ｃ）製造の熱的、化学的、真空の、および湿式加工工程に耐える結合対の能力；ｄ）熱加工中の最小のガス放出；およびｅ）加工の終了時での薄いシートの担体からの分離の容易さ。
【０００６】
商業上の利点の１つは、製造業者は、加工設備において既存の資本投資を利用しつつ、例えば、太陽電池（ＰＶ）、ＯＬＥＤ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）およびパターン化薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）電子機器のための、薄いシート、例えば、薄いガラスシートの利点を得ることである。それに加え、そのような手法により、結合を促進させるための薄いシートと担体の洗浄および表面処理のための過程を含むプロセス柔軟性が可能になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記に鑑みて、高温加工（それが使用される半導体またはディスプレイ製造過程に不適合であろうガス放出がない）を含む、ＴＦＴおよびフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）加工の厳しさに耐えられるが、それでも、別の薄いシートを加工するために担体の再利用を可能にするように、薄いシートの全域を担体から取り外せる（一度に揃って、または部分ずつのいずれか）薄いシートと担体の物品が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書には、ＴＦＴおよびＦＰＤ加工（約３００℃、約４００℃、約５００℃、および約６００℃までの温度での加工を含む）に耐えるのに十分に強力であるが、高温加工後でさえ、シートの担体からの剥離を可能にするのに十分に弱い一時的結合を作るために、担体と薄いシートとの間の付着を制御する方法が記載されている。そのような制御された結合を利用して、再利用できる担体を有する物品を作ることができる。より詳しくは、本開示は、薄いシートと担体との間の、室温でのファンデルワールス力、および／または水素結合および／または静電結合および高温での共有結合の両方を制御するために、薄いシート、担体、またはその両方に上に設けられる表面改質層（様々な材料および関連する表面熱処理を含む）を提供する。さらにより詳しくは、本開示は、薄いシートを担体に結合させる働きをするコーティング、または改質層を堆積させる方法、結合のためにコーティング層を調製する方法、およびコーティング層の薄いシートと担体の両方への結合を記載する。これらの方法は、結合エネルギーが高すぎないように（高すぎると、電子デバイスの加工後に構成要素が分離できなくなる虞がある）、また結合エネルギーが低すぎないように（低すぎると、結合品質が損なわれ、それゆえ、電子デバイスの加工中の薄いシートと担体との間の潜在的な剥離または流体侵入をもたらす虞がある）、構成要素の間の結合を生じる。これらの方法は、低いガス放出を示し、高温加工、例えば、カラーフィルタ（ＣＦ）加工、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）ＴＦＴ加工、Ｏｘ−ＴＦＴ加工、およびＬＴＰＳ加工、並びに追加の加工工程、例えば、湿式洗浄および乾式エッチングに耐える物品も製造する。
【０００９】
第１の態様において、第１のガラスシート結合面を有する第１のガラスシート、第２のガラスシート結合面を有する第２のガラスシート、および改質層結合面を有する改質層を備えた物品であって、その改質層が第１のガラスシートを第２のガラスシートに結合している、物品がある。その改質層は、１種類以上のカチオン性高分子から作られた。
【００１０】
第１の態様の一例において、カチオン性高分子は水溶性である。
【００１１】
第１の態様の別の例において、カチオン性高分子は親水性である。
【００１２】
第１の態様のさらに別の例において、カチオン性高分子はポリアルキル骨格を含む。
【００１３】
第１の態様の別の例において、カチオン性高分子の繰り返し単位は、正電荷を持つ窒素、リン、硫黄、ホウ素または炭素の１つ以上を含む。
【００１４】
第１の態様の別の例において、カチオン性高分子の繰り返し単位は、正電荷を持つ窒素を含む。
【００１５】
第１の態様のさらに別の例において、カチオン性高分子の繰り返し単位は、２：１から２０：１の炭素：窒素比を有する。
【００１６】
第１の態様の別の例において、正電荷を持つ窒素は、アンモニウムカチオンである。
【００１７】
第１の態様の別の例において、カチオン性高分子の繰り返し単位は、
【００１８】
【化１】
2020531385.tif 000003
【００１９】
またはその組合せを含む。
【００２０】
第１の態様の別の例において、正電荷を持つ窒素は、イミダゾリウムカチオンである。
【００２１】
第１の態様の別の例において、カチオン性高分子の繰り返し単位は、
【００２２】
【化２】
2020531385.tif 000004
【００２３】
またはその組合せを含む。
【００２４】
第１の態様の別の例において、正電荷を持つリンは、ホスホニウムイオンである。
【００２５】
第１の態様の別の例において、正電荷を持つ硫黄は、スルホニウムイオンである。
【００２６】
第１の態様の別の例において、高分子は、酸素を実質的に含まない。
【００２７】
第２の態様において、第１のシート結合面を有する第１のシート、および第２のシート結合面を有する第２のシートを備えた物品がある。第１と第２のシートの中間にあり、改質層結合面を有する改質層が、第１のシートを第２のシートに結合する。改質層は、
【００２８】
【化３】
2020531385.tif 000005
【００２９】
およびその組合せからなる群より選択される繰り返し単位を含む１種類以上のカチオン性高分子から作られた。
【００３０】
第１および／または第２の態様のいずれかまたは両方の一例において、改質層は、実質的に単分子層である。
【００３１】
第１または第２の態様の一方または両方の別の例において、改質層は、約０．１ナノメートル（ｎｍ）から約１００ｎｍの平均厚さを有する。
【００３２】
第１および／または第２の態様の別の例において、改質層は、約１０ｎｍ未満の平均厚さを有する。
【００３３】
第１および／または第２の態様の別の例において、改質層は、約３ｎｍ以下の平均厚さを有する。
【００３４】
第１の態様の別の例において、改質層結合面は、物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃で保持した後、約１００から約６００ミリジュール毎平方メートル（ｍＪ／ｍ２）の結合エネルギーで、第２のガラスシート結合面と結合している。
【００３５】
第１の態様の一例において、改質層結合面は、物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃で保持した後、約１５０から約４００ｍＪ／ｍ２の結合エネルギーで、第２のガラスシート結合面と結合している。
【００３６】
第１の態様の別の例において、改質層結合面は、物品を９０分に亘り４２５℃で保持し、その後、物品を１０分間に亘り６００℃で保持した後、２５０から４５０ｍＪ／ｍ２の結合エネルギーで、第２のガラスシート結合面と結合している。
【００３７】
第１の態様の別の例において、改質層の絶対膨れ面積は、ガラス物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃に保持した後、１０％未満である。
【００３８】
第１の態様の別の例において、改質層の絶対膨れ面積は、ガラス物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃に保持した後、２．５％未満である。
【００３９】
第２の態様の一例において、改質層結合面は、物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃で保持した後、約１００から約６００ｍＪ／ｍ２の結合エネルギーで、第２のガラスシート結合面と結合している。
【００４０】
第２の態様の別の例において、改質層結合面は、物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃で保持した後、約１５０から約４００ｍＪ／ｍ２の結合エネルギーで、第２のガラスシート結合面と結合している。
【００４１】
第２の態様の別の例において、改質層結合面は、物品を９０分に亘り４２５℃で保持し、その後、物品を１０分間に亘り６００℃で保持した後、２５０から４５０ｍＪ／ｍ２の結合エネルギーで、第２のガラスシート結合面と結合している。
【００４２】
第１および／または第２の態様のいずれかまたは両方の別の例において、改質層の膨れ面積の変化パーセントは、ガラス物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃に保持した後、３％未満である。
【００４３】
第１および／または第２の態様の別の例において、改質層の膨れ面積の変化パーセントは、ガラス物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃に保持した後、１％未満である。
【００４４】
第１および／または第２の態様のさらに別の例において、改質層の膨れ面積の変化パーセントは、ガラス物品を９０分間に亘り４２５で保持し、その後、物品を１０分間に亘り６００℃に保持した後、０．１％未満である。
【００４５】
第１および／または第２の態様の別の例において、第２のガラスシートの平均厚さは、約３００マイクロメートル以下である。
【００４６】
第１および／または第２の態様の別の例において、第２のガラスシートの平均厚さは、第１のガラスシートの平均厚さより小さい。
【００４７】
第１の態様の別の例において、第１のガラスシートの平均厚さは、約２００マイクロメートル以上である。
【００４８】
第１の態様の別の例において、繰り返し単位は、
【００４９】
【化４】
2020531385.tif 000006
【００５０】
を含む。
【００５１】
第１の態様の別の例において、改質層結合面は、物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃で保持した後、約１５０から約２５０ｍＪ／ｍ２の結合エネルギーで、第２のガラスシート結合面と結合している。
【００５２】
第１の態様の別の例において、改質層結合面は、物品を９０分間に亘り４２５℃で保持し、その後、物品を１０分間に亘り６００℃で保持した後、約２５０から約４５０ｍＪ／ｍ２の結合エネルギーで、第２のガラスシート結合面と結合している。
【００５３】
第１の態様の別の例において、改質層の絶対膨れ面積は、物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃に保持した後、３％未満である。
【００５４】
第１の態様の別の例において、改質層の絶対膨れ面積は、物品を９０分間に亘り４２５℃に保持し、その後、物品を１０分間に亘り６００℃に保持した後、１％未満である。
【００５５】
第１の態様のさらに別の例において、繰り返し単位は、
【００５６】
【化５】
2020531385.tif 000007
【００５７】
を含む。
【００５８】
第１の態様の別の例において、改質層結合面は、物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃で保持した後、約１５０から約４００ｍＪ／ｍ２の結合エネルギーで、第２のガラスシート結合面と結合している。
【００５９】
第１の態様の別の例において、改質層結合面は、物品を９０分に亘り４２５℃で保持し、その後、物品を１０分間に亘り６００℃で保持した後、約２５０から約５００ｍＪ／ｍ２の結合エネルギーで、第２のガラスシート結合面と結合している。
【００６０】
第１の態様の別の例において、改質層の絶対膨れ面積は、物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃に保持した後、２％未満である。
【００６１】
第１の態様の別の例において、改質層の絶対膨れ面積は、物品を９０分間に亘り４２５で保持し、その後、物品を１０分間に亘り６００℃に保持した後、０．１％未満である。
【００６２】
第１の態様の別の例において、繰り返し単位は、
【００６３】
【化６】
2020531385.tif 000008
【００６４】
を含む。
【００６５】
第１の態様の別の例において、改質層結合面は、物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃で保持した後、約１７５から約３７５ｍＪ／ｍ２の結合エネルギーで、第２のガラスシート結合面と結合している。
【００６６】
第１の態様の別の例において、改質層の絶対膨れ面積は、物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃に保持した後、１％未満である。
【００６７】
第１の態様のさらに別の例において、カチオン性高分子の繰り返し単位は、
【００６８】
【化７】
2020531385.tif 000009
【００６９】
を含む。
【００７０】
第１の態様の別の例において、改質層結合面は、物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃で保持した後、約２５０から約４５０ｍＪ／ｍ２の結合エネルギーで、第２のガラスシート結合面と結合している。
【００７１】
第１の態様の別の例において、改質層の絶対膨れ面積は、物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃に保持した後、２％未満である。
【００７２】
第１の態様のさらに別の例において、カチオン性高分子の繰り返し単位は、
【００７３】
【化８】
2020531385.tif 000010
【００７４】
を含む。
【００７５】
第１の態様の別の例において、改質層結合面は、物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃で保持した後、約７５から約３５０ｍＪ／ｍ２の結合エネルギーで、第２のガラスシート結合面と結合している。
【００７６】
第１の態様の別の例において、改質層の絶対膨れ面積は、物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃に保持した後、１％未満である。
【００７７】
第２の態様の一例において、第２のシートは、ガラス、シリコン、またはその組合せから作られている。
【００７８】
第３の態様において、ガラス物品を製造する方法において、少なくとも１種類のカチオン性高分子を堆積させることによって、第１のガラスシートの結合面上に、改質層結合面を有する改質層を形成する工程を有してなる方法がある。次に、その改質層結合面は、第２のガラスシートの結合面に結合される。
【００７９】
第４の態様において、物品を製造する方法において、少なくとも１種類のカチオン性高分子を堆積させることによって、第１のシートの結合面上に、改質層結合面を有する改質層を形成する工程を有してなる方法がある。そのカチオン性高分子は、
【００８０】
【化９】
2020531385.tif 000011
【００８１】
およびその組合せからなる群より選択される繰り返し単位を含む。
【００８２】
この方法は、改質層結合面を第２のシートの結合面に結合させる工程をさらに含む。
【００８３】
第３または第４の態様のいずれかまたは両方の一例において、その方法は、第１のガラスシートおよび／または第２のガラスシートの結合面から改質層結合面の少なくとも一部を剥離する工程をさらに含む。
【００８４】
第３の態様の一例において、カチオン性高分子の繰り返し単位は、正電荷を持つ窒素、リン、硫黄、ホウ素または炭素の１つ以上を含む。
【００８５】
第３の態様の別の例において、正電荷を持つ窒素は、アンモニウムカチオン、イミダゾリウムカチオン、ピリジニウムカチオン、ピロリウムカチオン、およびその組合せからなる群より選択される。
【００８６】
第３の態様の別の例において、カチオン性高分子の繰り返し単位は、
【００８７】
【化１０】
2020531385.tif 000012
【００８８】
およびその組合せからなる群より選択される。
【００８９】
第３および／または第４の態様のいずれかまたは両方の別の例において、その方法は、カチオン性高分子を堆積させる前に、第１のガラスシートおよび／または第２のガラスシートのＯ２プラズマ処理の工程をさらに含む。
【００９０】
第３および／または第４の態様の別の例において、その方法は、カチオン性高分子を堆積させる前に、第１のガラスシートおよび／または第２のガラスシートを洗浄する工程をさらに含む。
【００９１】
第３および／または第４の態様の別の例において、その方法は、カチオン性高分子の堆積後に、第１のガラスシートを洗浄する工程をさらに含む。
【００９２】
第３および／または第４の態様の別の例において、その方法は、乾燥工程をさらに含む。
【００９３】
第３および／または第４の態様の別の例において、カチオン性高分子は、回転塗布、浸漬被覆、または吹付け塗りにより堆積される。
【００９４】
第３および／または第４の態様の別の例において、カチオン性高分子は、水溶液として堆積される。
【００９５】
第３および／または第４の態様の別の例において、カチオン性高分子の水溶液は、０．００１質量パーセントから３．０質量パーセントの高分子濃度を有する。
【００９６】
第３および／または第４の態様の別の例において、カチオン性高分子の水溶液は、０．５質量パーセント未満の高分子濃度を有する。
【００９７】
第３および／または第４の態様の別の例において、カチオン性高分子の水溶液は、０．１質量パーセント未満の高分子濃度を有する。
【００９８】
第３および／または第４の態様の別の例において、カチオン性高分子の水溶液は、有機溶媒を実質的に含まない。
【００９９】
第３および／または第４の態様の別の例において、改質層は、約０．１ｎｍから約１０ｎｍの平均厚さを有する。
【０１００】
第３および／または第４の態様の別の例において、改質層は、約５ｎｍ未満の平均厚さを有する。
【０１０１】
第３および／または第４の態様の別の例において、改質層は、約３ｎｍ未満の平均厚さを有する。
【０１０２】
第４の態様の一例において、第２のシートは、ガラス、シリコンまたはその組合せから作られる。
【０１０３】
本開示の態様または実施例の先と他の特徴、例および利点が、以下の詳細な説明を、添付図面を参照して読んだときに、よりよく理解される。
【図面の簡単な説明】
【０１０４】
【図１】いくつかの実施の形態による、間に改質層を備えた、第２のシートに結合された第１のシートを有する物品の概略側面図
【図２】図１の物品の分解部分切り欠き図
【図３】物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃で処理することによって形成されたＬＵＶＩＱＵＡＴ  ＦＣ−５５０改質層に関する、濃度（ｘ軸の質量％）に対する接触角（左手のｙ軸の度）および結合エネルギー（右手のｙ軸のｍＪ／ｍ２）のグラフ
【図４ａ】ＬＵＶＩＱＵＡＴ  ＦＣ−５５０改質層（左の枠）およびＰＤＡＤＭＡＣ改質層（右の枠）に関する濃度（ｘ軸の質量％）に対する結合エネルギー（左手のｙ軸のｍＪ／ｍ２）のグラフ。両方の改質層は、それぞれ、実験１ｂおよび２ｂに記載された第５世代のロール・ツー・シート加工にしたがって形成した。
【図４ｂ】濯ぎなし（左の枠）および濯ぎあり（右の枠）の条件下でのＬＵＶＩＱＵＡＴ  ＦＣ−５５０改質層に関する濃度に対する改質層の厚さ（ｙ軸のｎｍ）のグラフ。両方の改質層は、それぞれ、実験１ｂおよび２ｂに記載された第５世代のロール・ツー・シート加工にしたがって形成した。
【図５】物品を１０分間に亘り５８０℃で処理することによって形成されたＰＤＡＤＭＡＣ改質層に関する、濃度（ｘ軸の質量％）に対する接触角（左手のｙ軸の度）および結合エネルギー（右手のｙ軸のｍＪ／ｍ２）のグラフ
【図６】物品を１０分間に亘り５８０℃で処理することによって形成されたＰＶＢＴＡＣｌ改質層（４００ｋＤａ）に関する、濃度（ｘ軸の質量％）に対する接触角（左手のｙ軸の度）および結合エネルギー（右手のｙ軸のｍＪ／ｍ２）のグラフ
【図７】物品を１０分間に亘り５８０℃で処理することによって形成されたＰＶＭＰｙＢｒ改質層に関する、濃度（ｘ軸の質量％）に対する接触角（左手のｙ軸の度）および結合エネルギー（右手のｙ軸のｍＪ／ｍ２）のグラフ
【図８】ＸＰＳにより測定された、物品の結合前と剥離後の炭素の原子パーセント（ｙ軸）のグラフ
【発明を実施するための形態】
【０１０５】
ここで、例示の実施の形態が示されている添付図面を参照して、例示の実施の形態を下記により詳しく記載する。できるときはいつでも、図面に亘り、同じまたは同様の部分を称するために、同じ参照番号が使用される。しかしながら、実施の形態は、多くの異なる形態をとってもよく、ここに具体的に述べられたものに限定されると解釈されるべきではない。これらの例示の実施の形態は、この開示が完全かつ十分であり、当業者に特許請求の範囲を完全に伝えるように与えられる。
【０１０６】
ここに用いられているような方向を示す用語（例えば、上、下、右、左、前、後ろ、上部、底部）は、描かれた図面に関してのみ用いられ、絶対的な向きを暗示する意図はない。
【０１０７】
ここに用いられているように、「約」という用語は、量、サイズ、配合、パラメータ、および他の数量と特徴が、正確ではなく、正確である必要ないが、許容範囲、変換係数、丸め、測定誤差など、および当業者に公知の他の要因を反映して、要望通りに、近似および／またはより大きいかより小さいことがあることを意味する。値または範囲の端点を記載する上で、「約」という用語が使用されている場合、その開示は、言及されているその特定の値または端点を含むと理解すべきである。明細書における数値または範囲の端点に「約」が付いていようとなかろうと、その数値または範囲の端点は、以下の２つの実施の形態：「約」で修飾されているもの、および「約」で修飾されていないものを含むことが意図されている。それらの範囲の各々の端点は、他方の端点に関してと、他方の端点に関係なくの両方で有意であることがさらに理解されよう。
【０１０８】
ここに用いられているような、「実質的」、「実質的に」などの用語、およびその変種は、記載された特徴が、ある値または記載と等しいまたはほぼ等しいことを指摘する意図がある。例えば、「実質的に平らな」表面は、平らまたはほぼ平らである表面を意味する意図がある。さらに、「実質的に」は、２つの値が等しいまたはほぼ等しいことを意味する意図がある。いくつかの実施の形態において、「実質的に」は、互いの約５％以内、または互いの約２％以内など、互いの約１０％以内の値を意味することがある。
【０１０９】
「実質的に」および「約」という用語は、任意の定量比較、値、測定、または他の表現に寄与するであろう不確実さの固有の程度を表すために、ここに使用されることがあることに留意のこと。これらの用語は、定量的表現が、問題となっている主題の基本機能を変化させずに、述べられた基準から変動するかもしれない程度を表すためにも、ここに利用される。それゆえ、例えば、「Ｂ２Ｏ３を含まない」または「Ｂ２Ｏ３を実質的に含まない」ガラスは、Ｂ２Ｏ３が、そのガラス中に能動的に添加されていない、またはバッチ配合されていないが、汚染物質として非常に少量（例えば、０．００１モル％未満）で存在することもあるものである。Ｂ２Ｏ３と同様に、他の成分は、同様の様式で、「含まない」または「実質的に含まない」と特徴付けられることがある。
【０１１０】
第２のシートに結合された第１のシートの加工を可能にし、それによって、第２のシート、例えば、薄いシートまたは薄いガラスシートの少なくとも一部が、デバイス（例えば、ＴＦＴ）が薄いシート上に加工された後、その薄いシートが第１のシート、例えば、担体から取り外せるように、非永久的に結合されたままである解決策が提供される。有利な表面形状特徴を維持するために、担体は、典型的に、Ｃｏｒｎｉｎｇ  ＥＡＧＬＥ  ＸＧ（登録商標）無アルカリディスプレイ用ガラスなどのディスプレイ等級のガラス基板である。したがって、ある状況において、担体を一回使用した後に単に廃棄することは、無駄遣いであり、高くつくであろう。それゆえ、ディスプレイの製造費用を減少させるために、担体を再利用して、複数の薄いシートの基板を加工できることが望ましい。本開示には、高温加工が、約３００℃以上、約４００℃以上、約５００℃以上、および約６００℃までの温度で行われ、加工温度が、製造されているデバイスの温度に応じて変動する−例えば、ＬＴＰＳ加工などにおいては約６００℃までの温度−、高温加工を含む、ＴＦＴまたはＬＴＰＳなどの加工ラインの苛酷な環境を通じて薄いシートを加工でき、それでも、薄いシートまたは担体に損傷（例えば、担体および薄いシートの一方が、２つ以上の破片に割れるまたは壊れる）なく、薄いシートを担体から容易に取り外せ、それによって、担体を再利用できる、物品および方法が述べられている。本開示の物品および方法は、他の高温加工、例えば、２５０℃から６００℃の範囲の温度での加工に適用でき、それでもまだ、薄いシートに著しい損傷を与えずに、薄いシートを担体から取り外すことができる。下記の表１には、本開示の物品および方法が有用であろう、多数のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）加工工程に関するピーク温度と時間周期が述べられている。
【０１１１】
【表１】
2020531385.tif 000013
【０１１２】
図１および２に示されるように、物品２、例えば、ガラス物品は、厚さ８を有し、厚さ１８を有する第１のシート１０（例えば、担体）、厚さ２８を有する第２のシート２０（例えば、薄いガラスシート）、および厚さ３８を有する改質層３０を備える。薄いシート２０の平均厚さ２８は、以下に限られないが、例えば、約１０から約５０マイクロメートル、約５０から約１００マイクロメートル、約１００から約１５０マイクロメートル、約１５０から約３００マイクロメートル、約３００マイクロメートル、約２５０マイクロメートル、約２００マイクロメートル、約１９０マイクロメートル、約１８０マイクロメートル、約１７０マイクロメートル、約１６０マイクロメートル、約１５０マイクロメートル、約１４０マイクロメートル、約１３０マイクロメートル、約１２０マイクロメートル、約１１０マイクロメートル、約１００マイクロメートル、約９０マイクロメートル、約８０マイクロメートル、約７０マイクロメートル、約６０マイクロメートル、約５０マイクロメートル、約４０マイクロメートル、約３０マイクロメートル、約２０マイクロメートル、または約１０マイクロメートルを含む、約３００マイクロメートル（μｍ）以下であることがある。
【０１１３】
物品２は、より厚いシート、例えば、約０．４ｍｍ以上程度、例えば、約０．４ｍｍ、約０．５ｍｍ、約０．６ｍｍ、約０．７ｍｍ、約０．８ｍｍ、約０．９ｍｍ、または約１．０ｍｍ程度の平均厚さを有するもののために設計された装置内で薄いシート２０を加工できるように構成されているが、薄いシート２０自体は、約３００マイクロメートル以下である。物品２の厚さ８は、厚さ１８、２８、および３８の合計であり、この厚さ８は、装置、例えば、基板シート上に電子デバイス構成要素を配置するために設計された装置がそれを加工するように設計されたより厚いシートの厚さと同等であり得る。一例において、加工装置が、７００マイクロメートルのシートのために設計され、薄いシートの厚さ２８が約３００マイクロメートルであったら、ひいては、厚さ１８は、厚さ３８が取るに足らないと仮定すると、約４００マイクロメートルとして選択されるであろう。すなわち、改質層３０は、一定の縮尺で描かれておらず、むしろ、図解のためだけに、大幅に誇張されている。それに加え、図２において、改質層は、切り欠きで示されている。その改質層は、再利用できる担体を提供する場合、結合面１４上に、均一に、または実質的に均一に配置することができる。典型的に、平均厚さ３８は、ナノメートル（ｎｍ）程度、例えば、約０．１ｎｍから約１マイクロメートル（μｍ）、約２ｎｍから約２５０ｎｍ、または約３ｎｍから約１００ｎｍ、もしくは約２ｎｍ、約３ｎｍ、約５ｎｍ、約１０ｎｍ、約２０ｎｍ、約３０ｎｍ、約４０ｎｍ、約５０ｎｍ、約６０ｎｍ、約７０ｎｍ、約８０ｎｍ、または約９０ｎｍであろう。別の例において、厚さ３８は、約１０ｎｍ未満、約８ｎｍ未満、約６ｎｍ未満、約５ｎｍ未満、約４ｎｍ未満、または約３ｎｍ未満であり得る。改質層の存在は、界面化学分析、例えば、飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴｏＦ  ＳＩＭＳ）またはＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）により検出できる。
【０１１４】
第１のシート１０は、例えば、担体として使用されることがあり、このシート１０は、第一面１２、結合面１４、および周囲１６を有する。第１のシート１０は、ガラスを含むどの適切な材料のものであってもよい。この第１のシートは、非ガラス材料、例えば、セラミック、溶融シリカ、ガラスセラミック、シリコン、金属、またはその組合せであり得る（表面エネルギーおよび／または結合が、ガラス担体に関連して下記に記載されている様式と類似の様式で制御されるであろうから）。第１のシート１０は、ガラスから製造されている場合、アルミノケイ酸塩、ホウケイ酸塩、アルミノホウケイ酸塩、ソーダ石灰ケイ酸塩を含むどの適切な組成のものであってもよく、その最終用途に応じて、アルカリ含有または無アルカリのいずれであってもよい。さらに、ある例では、第１のシート結合面は、ガラス、ガラスセラミック、または他の材料から製造されている場合、その第１のシートの根本的なバルク材料上に配置された金属材料のコーティングまたは層から作られることもある。厚さ１８は、約０．２から約３ｍｍ、またはそれより大きい、例えば、約０．２ｍｍ、約０．３ｍｍ、約０．４ｍｍ、約０．５ｍｍ、約０．６ｍｍ、約０．６５ｍｍ、約０．７ｍｍ、約１．０ｍｍ、約２．０ｍｍ、または約３．０ｍｍ、またはそれより大きいことがあり、厚さ２８、および厚さ３８が、上述したように取るに足らないものではない場合、厚さ３８に依存する。いくつかの実施の形態において、第１のシート１０の平均厚さ１８は、薄いシート２０の厚さ２８よりも大きいであろう。いくつかの実施の形態において、厚さ１８は、厚さ２８より小さいことがある。いくつかの実施の形態において、第１のシート１０は、図示されたような、一層、または互いに結合された多層（多数の薄い層を含む）から作られることがある。さらに、第１のシートは、第１世代のサイズ以上、例えば、第２世代、第３世代、第４世代、第５世代、第８世代以上（例えば、約１００ｍｍ×１００ｍｍから約３メートル×３メートル以上のシートサイズ）のものであってよい。
【０１１５】
薄いシート２０は、第一面２２、結合面２４、および周囲２６を有する。周囲１６（第１のシート）および２６（第２のシート）は、どの適切な形状のものであってもよく、互いに同じであってもまたは互いと異なってもよい。さらに、薄いシート２０は、ガラス、セラミック、ガラスセラミック、シリコン、金属またはその組合せを含むどの適切な材料のものであってもよい。第１のシート１０について先に記載したように、薄いシート２０は、ガラスから製造されている場合、アルミノケイ酸塩、ホウケイ酸塩、アルミノホウケイ酸塩、ソーダ石灰ケイ酸塩を含むどの適切な組成のものであってもよく、その最終用途に応じて、アルカリ含有または無アルカリのいずれであってもよい。この薄いシートの熱膨張係数は、高温での加工中の物品の反りを減少させるために、第１のシートのものと実質的に同じに一致させることができる。薄いシート２０の平均厚さ２８は、約２００マイクロメートルまたは約１００マイクロメートルなど、上述したように、約３００マイクロメートル以下である。さらに、その薄いシートは、第１世代のサイズ以上、例えば、第２世代、第３世代、第４世代、第５世代、第８世代以上（例えば、約１００ｍｍ×１００ｍｍから約３メートル×３メートル以上のシートサイズ）のものであってよい。
【０１１６】
物品２は、既存の装置による加工に対応する厚さを有し得、同様に、その加工が行われる苛酷な環境に耐えることができる。例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）加工は、高温（例えば、約２００℃以上、約３００℃以上、約４００℃以上、および５００℃未満まで）で行われることがある。低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）の加工は、６００℃までの温度に到達することがある。上述したようなある過程について、温度は、任意の範囲およびそれらの間の部分的範囲を含む、約３００℃以上、約３５０℃以上、約４００℃以上、約５００℃以上、および約６００℃までであることがある。
【０１１７】
物品２が加工される苛酷な環境に耐えるために、結合面１４は、薄いシート２０が第１のシート１０から自発的に分離しないような十分な強度で結合面２４に結合されるべきである。この強度は、加工中にシート２０がシート１０から分離しないように、加工中ずっと維持されるべきである。さらに、シート２０をシート１０から取り外せるように（例えば、担体を再利用できるように）、結合面１４は、最初に設計された結合力、および／または、例えば、物品が高温で、例えば、約３００℃以上、約３５０℃以上、約４００℃以上、約５００℃以上、および約６００℃までの温度での加工を経たときに生じるかもしれない、最初に設計された結合力の変化により生じる結合力のいずれかにより、結合面２４に強すぎるほど結合されるべきではない。改質層３０は、改質層３０と、第１のシート１０および／または第２のシート２０との間のファンデルワールス力（および／または水素結合）および共有結合エネルギーの寄与を制御することによって、これらの目的の両方を達成するように、結合面１４と結合面２４との間の結合の強度を制御するために使用されることがある。この制御された結合は、例えば、約２００℃以上、約３００℃以上、約３５０℃以上、約４００℃以上、約５００℃以上、および約６００℃までの温度を含む、ＴＦＴまたはＬＴＰＳ加工に耐えるのに十分に強力であり、シートを分離するのに十分であるが、シート２０および／またはシート１０に著しい損傷を与えない力の印加によって剥離可能のままである。例えば、印加した力は、シート２０またはシート１０のいずれも割るべきではない。そのような剥離により、シート２０およびその上で製造されたデバイスを取り外すことができ、担体としてシート１０を再利用することも可能である。
【０１１８】
改質層３０は、シート２０とシート１０との間の固体層として示されているが、その必要はない。例えば、層３０は、約０．１ｎｍから約１マイクロメートル厚程度（例えば、約１ｎｍから約１０ｎｍ、約１０ｎｍから約５０ｎｍ、約５０ｎｍから約１００ｎｍ、約２５０ｎｍ、約５００ｎｍから約１マイクロメートル）であることがあり、結合面１４の全ての部分を完全に覆わなくてもよい。例えば、結合面１４上の被覆率は、任意の範囲およびそれらの間の部分的範囲を含む、結合面１４の約１００％以下、約１％から約１００％、約１０％から約１００％、約２０％から約９０％、または約５０％から約９０％であることがある。いくつかの実施の形態において、改質層３０は単分子層であり、他の実施の形態において、改質層３０は実質的に単分子層である。他の実施の形態において、層３０は、約３ｎｍ厚、または他の実施の形態において、５ｎｍ、１０ｎｍ、またさらには、約１００ｎｍから約２５０ｎｍ厚までであることがある。改質層３０は、シート１０およびシート２０の一方または他方と接触しないことがあるけれども、シート１０とシート２０との間に配置されると考えられるであろう。他の実施の形態において、改質層３０は、結合面２４と結合する結合面１４の能力を変更し、それによって、シート１０とシート２０との間の結合の強度を制御する。改質層３０の材料と厚さ、並びに結合前の結合面１４、２４の処理を使用して、シート１０とシート２０との間の結合の強度（付着エネルギー）を制御することができる。
【０１１９】
改質層の堆積
本開示にしたがって使用されるポリカチオン性、またはカチオン性高分子の利点の内の１つは、そのような高分子は、可能ならいつでも、室温で担体と薄いシートとの間の自発的結合を可能にする簡単な一段階過程によって施せることである。ここに記載されたイオン性高分子は、高分子鎖に沿った電荷と水分子の双極子との間の強力な相互作用のために、高度に親水性である。したがって、これらのポリカチオンなどのイオン性高分子で被覆されたガラス面は、高度に親水性のままであり、裸のガラスの表面エネルギー（約７５ｍＪ／ｍ２）と一致する、またはほぼ一致する高い表面エネルギーを有する。これにより、有機高分子に大抵要求されるような、改質層の表面エネルギーを増加させるためのエネルギー増強プラズマ処理、または表面を結合させるための加圧積層の必要性がなくなる。
【０１２０】
それらの高度な親水性および水溶性のために、イオン性高分子は、第１および／または第２のシート上への簡単な施用が可能である。その高分子の水溶液を製造することができ、次に、第１および／または第２のシートを、回転被覆、浸漬塗布、吹付け塗り、およびその組合せなどの、様々な簡単な分配方法によって処理することができる。水性加工も、有機溶媒の必要性を都合よく回避し、それによって、費用と環境影響が減少する。
【０１２１】
改質層の表面エネルギー
ここに述べられるように、改質層の表面エネルギーは、担体上または薄いシート上に存在するときの、改質層の表面エネルギーの尺度である。一般に、改質層３０の表面エネルギーは、堆積された際、および／または、例えば、窒素による活性化によりさらに処理された際に、測定することができる。この固体表面の表面エネルギーは、空気中の固体表面上に個別に堆積された３つの液体−水、ジヨードメタンおよびヘキサデカン−の静的接触角を測定することによって、間接的に測定される。ここに開示された表面エネルギーは、下記に述べられるように、Ｗｕモデル（S.Wu, J.Polym. Sci. C, 34, 19, 1971参照）にしたがって決定した。Ｗｕモデルにおいて、全成分、極性成分、および分散成分を含む表面エネルギーは、３つの試験液体：水、ジヨードメタンおよびヘキサデカンの３つの接触角に理論モデルを合わせることによって測定される。３つの液体の接触角値から、回帰分析を行って、固体表面エネルギーの極性成分と分散成分を計算する。表面エネルギー値を計算するために使用される理論モデルは、３つの液体の３つの接触角値および固体表面並びに３つの試験液体の表面エネルギーの分散成分と極性成分を関連付ける以下の３つの独立した式を含む：
【０１２２】
【数１】
2020531385.tif 000014
【０１２３】
【数２】
2020531385.tif 000015
【０１２４】
【数３】
2020531385.tif 000016
【０１２５】
式中、下付文字「Ｗ」、「Ｄ」および「Ｈ」は、それぞれ、水、ジヨードメタンおよびヘキサデカンを表し、上付き文字「ｄ」および「ｐ」は、それぞれ、表面エネルギーの分散成分と極性成分を表す。ジヨードメタンおよびヘキサデカンは、実質的に非極性液体であるので、先の一連の式は、以下に変換される：
【０１２６】
【数４】
2020531385.tif 000017
【０１２７】
【数５】
2020531385.tif 000018
【０１２８】
【数６】
2020531385.tif 000019
【０１２９】
先の一連の３つの式（４〜６）から、回帰分析によって、固体表面の２つの未知のパラメータである分散と極性の表面エネルギー成分
2020531385.tif 000020
【０１３０】
を計算することができる。しかしながら、この手法では、固体表面の表面エネルギーを測定できる限界最大値がある。この限界最大値は水の表面張力であり、それは約７３ｍＪ／ｍ２である。固体表面の表面エネルギーが水の表面張力よりもかなり大きい場合、その表面は、水で十分に濡れ、それによって、接触角が０に近づく。したがって、表面エネルギーのこの値を超えると、全ての計算された表面エネルギー値は、実際の表面エネルギー値にかかわらず、約７３〜７５ｍＪ／ｍ２に相当するであろう。例えば、２つの固体表面の実際の表面エネルギーが７５ｍＪ／ｍ２および１５０ｍＪ／ｍ２である場合、液体の接触角を使用して計算された値は、両方の表面について、約７５ｍＪ／ｍ２となる。
【０１３１】
したがって、ここに開示された全ての接触角は、空気中の固体表面上に液滴を配置し、固体表面と、接触線での液体空気界面との間の角度を測定することによって測定される。それゆえ、表面エネルギー値が５５ｍＪ／ｍ２から７５ｍＪ／ｍ２であると主張された場合、これらの値は、実際の表面エネルギー値ではなく、上述した方法に基づく計算された表面エネルギー値に対応することを理解すべきである（計算値が実際の表面エネルギーの値に近づくと、７５ｍＪ／ｍ２より大きくなり得る）。
【０１３２】
改質層に対する第２のまたは薄いシートの結合エネルギー
ここに述べられるように、改質層の結合エネルギーは、薄いシートおよび担体を結合する力の尺度である。一般に、２つの表面間の付着エネルギー（すなわち、結合エネルギー）は、ダブルカンチレバービーム法またはウェッジ試験によって測定することができる。これらの試験は、改質層３０と第２のシート２０との界面での接着ボンドジョイント上での力および影響を質的様式でシミュレートする。ウェッジ試験は、一般に、結合エネルギーを測定するために使用される。例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ５０４１、Standard Test Method for Fracture Strength in Cleavage of Adhesives in Bonded Joints、およびＡＳＴＭ  Ｄ３７６２、Standard Test Method for Adhesive-Bonded Surface Durability of Aluminumは、楔で２枚の基板の結合を測定するための標準試験方法である。
【０１３３】
上述したＡＳＴＭ法に基づく、ここに開示されたような結合エネルギーを決定するための試験方法の要約は、試験が行われる温度と相対湿度、例えば、研究室内での温度と相対湿度の記録を含む。第２のシートは、第１のシートと第２のシートとの間の結合を壊すために、ガラス物品の角で穏やかに予亀裂が形成されられるか、分離される。第１のシートからの第２のシートの予亀裂を形成するために、鋭いカミソリの刃、例えば、厚さが約９５マイクロメートルのＧＥＭブランドのカミソリの刃が使用される。予亀裂の形成の際に、結合を疲労させるために、瞬間的な持続圧力が使用されることがある。その亀裂および分離が増加するように亀裂前縁が伝播するのを観察できるまで、アルミニウムタブが取り外された平らなカミソリの刃をゆっくりと挿入する。平らなカミソリの刃は、亀裂を誘発するために、著しく挿入する必要がない。亀裂が一旦形成されたら、ガラス物品は、亀裂が安定化するように少なくとも５分間に亘り静置される。高湿度の環境、例えば、相対湿度が５０％を超える環境では、より長い静置時間が使用されることがある。
【０１３４】
亀裂が生じたガラス物品を顕微鏡で評価して、亀裂長さを記録する。亀裂長さは、第１のシートからの第２のシートの端部分離点から、カミソリの刃の最も近い非先細部分まで測定される。亀裂長さは、記録され、結合エネルギーを計算するために以下の式に用いられる。
【０１３５】
【数７】
2020531385.tif 000021
【０１３６】
式中、γは結合エネルギーを表し、ｔｂは刃物、カミソリの刃または楔の厚さを表し、Ｅ１は第１のシート１０（例えば、ガラス担体）のヤング率を表し、ｔｗ１は第１のシートの厚さを表し、Ｅ２は第２のシート２０（例えば、薄いガラスシート）のヤング率を表し、ｔｗ２は第２のシート２０の厚さを表し、Ｌは、上述したような刃物、カミソリの刃、または楔の挿入の際の、第１のシート１０と第２のシート２０との間の亀裂長さを表す。
【０１３７】
その結合エネルギーは、シリコンウエハー結合におけるように挙動すると理解され、その場合、最初に水素結合されたウエハーの対が加熱されて、シラノール−シラノール水素結合の多くまたは全てをＳｉ−Ｏ−Ｓｉ共有結合に転化させる。最初の室温での水素結合により、約１００〜２００ｍＪ／ｍ２程度の結合エネルギーが生じ、これにより結合した表面の分離は可能であるが、約３００から約８００℃程度の加工中に達成されるような完全に共有結合したウエハー対は、約２０００から約３０００ｍＪ／ｍ２の付着エネルギーを有し、これでは、結合した表面の分離はできない；その代わりに、２つのウエハーはモノリスとして機能する。他方で、両方の表面が、下にある基板の影響を遮蔽するのに十分に大きい厚さの低表面エネルギー材料、例えば、フルオロポリマーで完全に被覆されると、その付着エネルギーは、その被覆材料のものとなるであろうし、非常に低くなり、結合面１４、２４の間の付着が低くなるか、なくなるであろう。それにより、薄いシート２０は、結合を破損させずに、また薄いシート２０に潜在的な損傷を与えずに、シート１０（例えば、担体）上で加工できないであろう。２つの極端な例を考える：（ａ）シラノール基で飽和した２つの標準洗浄１（当該技術分野で公知のＳＣ１）で洗浄したガラス面を、水素結合により（それにより、付着エネルギーは約１００から約２００ｍＪ／ｍ２である）室温で互いに結合した、その後、シラノール基を共有Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ結合（それにより、付着エネルギーは約２０００から約３０００ｍＪ／ｍ２になる）に転化させる温度に加熱した。この後者の付着エネルギーは高すぎて、ガラス面の対を取り外せない；および（ｂ）低い表面付着エネルギー（表面当たり約１２から約２０ｍＪ／ｍ２）を有するフルオロポリマーで完全に被覆された２つのガラス面を室温で結合させ、高温に加熱した。この後者の場合（ｂ）では、ガラス面は低温では結合しないだけでなく（ガラス面が合わされときの、約２４から約４０ｍＪ／ｍ２の全付着エネルギーは低すぎるので）、極性反応基が少なすぎるので、それらは、高温でも結合しない。これら２つの極端な例の間、例えば、約５０から約１０００ｍＪ／ｍ２の間に、所望の程度の制御された結合を生じることのできる、ある範囲の付着エネルギーが存在する。したがって、本願の発明者等は、これらの２つの極端な例の間の結合エネルギーをもたらし、よって、苛酷なＴＦＴまたはＬＴＰＳ加工を通じて互いに結合された一対の基板（例えば、ガラス担体またはシート１０および薄いガラスシート２０）を維持するのに十分であるだけでなく、加工が完了した後にシート２０をシート１０から取り外せる程度（例えば、約３００℃以上、約４００℃以上、約５００℃以上、そして約６００℃までの高温加工の後でさえも）の制御された結合を生じることができる、改質層３０を提供する様々な方法を発見した。さらに、シート２０のシート１０からの取外しは、機械力により、少なくともシート２０に著しい損傷を与えない様式で、好ましくはシート１０にも著しい損傷を与えないように、行うことができる。
【０１３８】
選り抜きの表面改質剤、すなわち、改質層３０、および／または結合前の表面の熱処理を使用することによって、適切な結合エネルギーを達成することができる。この適切な結合エネルギーは、結合面１４および結合面２４のいずれか一方または両方の化学修飾剤の選択により達成されることがあり、その化学修飾剤は、ファンデルワールス力（および／または水素結合、これらの用語は、明細書を通じて交換可能に使用される）付着エネルギー、並びに高温加工（例えば、約３００℃以上、約４００℃以上、約５００℃以上、そして約６００℃までの程度）により生じる、起こり得る共有結合付着エネルギーの両方を制御する。
【０１３９】
物品の製造
物品、例えば、ガラス物品を製造するために、改質層３０が、シートの内の１つ、好ましくは第１のシート１０（例えば、担体）上に形成される。所望であれば、改質層３０に、ここに記載されたように、表面エネルギーを増加させ、加工中のガス放出を減少させ、改質層３０の結合性能を改善するために、表面活性化およびアニール処理などの工程を施しても差し支えない。他方のシート、例えば、薄いシート２０を結合するために、他方のシートを改質層３０に接触させる。改質層３０が十分に高い表面エネルギーを有する場合、他方のシートを改質層３０に案内すると、その他方のシートが自己伝播結合により改質層３０に結合される。自己伝播結合は、組立時間および／または費用を減少させる上で都合よい。しかしながら、自己伝播結合が生じない場合、その他方のシートは、例えば、複数のシートを互いにローラでプレスすることによって、または結合のために２片の材料を一緒にするための、積層の技術分野で公知の他の技術によって、積層などの追加の技術を使用して、改質層３０に結合することができる。
【０１４０】
ＴＦＴまたはＬＴＰＳ加工（約３００℃、約４００℃、約５００℃、および約６００℃までの温度での加工を含む）に適した、第１のシート１０および第２のシート２０（例えば、担体および薄いシート）を備えた物品は、第１のシート１０および／または第２のシート２０をポリカチオン性高分子で被覆することによって製造できることが分かった。本開示によるポリカチオン性高分子は、できるだけ熱安定性であり、液体または溶液表面処理／被覆過程に適した、どのポリカチオン系高分子を含んでも差し支えない。詳しくは、水溶性および／または親水性のポリカチオン性高分子が、特に好ましい。ポリアルキル骨格を有するポリカチオン性高分子が、特に好ましい。概して、熱安定性がより高い、芳香族基を含むポリカチオン性高分子も好ましい。ポリカチオン性繰り返し単位は、正電荷を持つ窒素、リン、硫黄、ホウ素、または炭素の１つ以上を含み得る。詳しくは、第一級、第二級、第三級、または第四級アンモニウムカチオン、イミダゾリウムカチオン、ピリジニウムカチオン、ピリミジニウムカチオン、ピロールカチオン、イミダゾリウムカチオン、イミニウムカチオン、ホスホニウムイオン、スルホニウムイオン、またはその組合せを含むポリカチオン性繰り返し単位が好ましい。正電荷を持つ窒素を含むポリカチオン性繰り返し単位、特に、アンモニウムカチオン、ピリジニウムカチオン、およびイミダゾリウムカチオンを含むポリカチオン性繰り返し単位が特に好ましい。いくつかの実施の形態において、その高分子の繰り返し単位は、２：１から２０：１、または３：１から１５：１、または３：１から１２：１の炭素：窒素比を有する。いくつかの実施の形態において、カチオン性高分子は、酸素を含まない、または実質的に含まない。
【０１４１】
一例において、改質層３０は、アンモニウムカチオンを含む高分子の堆積によって形成することができる。そのアンモニウムカチオンは、第一級、第二級、第三級または第四級アンモニウムカチオンであっても差し支えない。第二級、第三級または第四級アンモニウムカチオンの場合、窒素は、以下に限られないが、アルキル、ビニル、アリルまたはアミノ、およびグリシジルを含む多種多様の置換基で置換することができる。各置換基は、さらに、置換されていても、置換されていなくても、保護されていても、または保護されていなくても差し支えない。アルキル置換基が選択される場合、その置換基は、分岐または非分岐、飽和または不飽和であってよい。アルキル基の例としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、第三ブチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−デシル、テトラデシルなどが挙げられる。メチルおよびエチル置換基が特に好ましい。一例において、その高分子は、ポリ（塩化ジアリルジメチルアンモニウム）（ＰＤＡＤＭＡＣ）（Ｉ）、または他の類似の塩またはその誘導体であり得る。別の例において、その高分子は、ポリ（塩化ビニルベンジルトリメチルアンモニウム）（ＰＶＢＴＡＣｌ）（ＩＩ）、または他の類似の塩またはその誘導体であり得る。ＰＤＡＤＭＡＣおよびＰＶＢＴＡＣｌの環構造は、熱安定性を与えるのに役立つと考えられる。
【０１４２】
【化１１】
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【０１４３】
別の例において、改質層３０は、ピリジニウムカチオンを含む高分子の堆積によって形成することができる。上述したように、ピリジンまたはピロールの芳香環は、その環の炭素および／または窒素の１つ以上に共有結合したいくつの適切な数の置換もさらに含み得、Ｈ、アルキル、ビニル、アリル、アミノ、グリシジル、およびチオールから独立して選択することができる。各置換基は、さらに、置換されていても、置換されていなくても、保護されていても、または保護されていなくても差し支えない。アルキル置換基が選択される場合、その置換基は、分岐または非分岐、飽和または不飽和であってよい。アルキル基の例としては、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、第三ブチル、ｎ−ヘキシル、ｎ−デシル、テトラデシルなどが挙げられる。ピリジニウムカチオンを含有する高分子の好ましい例としては、ポリ（臭化４−ビニル−１−メチルピリジニウム）（ＰＶＭＰｙＢｒ）（ＩＩＩ）およびポリ（４−ビニルピリジン塩酸塩）（ＰＶＰｙＣｌ）（ＩＶ）が挙げられる。これらの高分子の両方とも、芳香環における第四級窒素の存在のために選択され、それは、熱安定性を増加させると考えられる。
【０１４４】
【化１２】
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【０１４５】
さらに別の例において、改質層３０は、イミダゾリウムカチオンを含む高分子の堆積によって形成することができる。上述したように、イミダゾールは、環構造に共有結合した多種多様な適切な置換基で置換されていても、置換されていなくても差し支えない。イミダゾリウムカチオンを含む高分子の好ましい例に、ＬＵＶＩＱＵＡＴ  ＦＣ  ５５０（ＢＡＳＦ）（Ｖ）があり、これは、１−ビニルピロリドンおよび塩化３−メチル−１ビニルイミダゾリウムの第四級共重合体である。ＬＵＶＩＱＵＡＴは、イミダゾリウム環とビニルピロリドンの組合せのために、本出願のために選択された。
【０１４６】
【化１３】
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【０１４７】
ここに開示されたポリカチオン性高分子の利点は、それらの多くが、片面について測定して（極性および分散成分を含む）、７０ｍＪ／ｍ２超の表面エネルギー（これは、上述したような自己伝播波によりガラス面と自発的に結合するのに十分に高い）を持つ結合面を有する改質層３０を提供することである。裸のガラスは、接触角で測定して、７５ｍＪ／ｍ２超の表面エネルギーを有する。ある場合には、ポリカチオン性高分子は、最適より低い表面エネルギーのために、弱い結合を生じる表面を提供することがある。同様に、ガラス以外の表面が使用される場合、結合前に、結合面の表面エネルギーを増加させることが望ましいことがある。言い換えると、結合に必要な所望の表面エネルギーが、最初に堆積されたポリカチオン性高分子の改質層の表面エネルギーではないことがある。所望な場合に表面エネルギーを増加させるために、堆積層をさらに処理してもよい。最初に堆積された状態で、さらに加工されていない場合、改質層は、良好な熱安定性を示すことができるが、薄いシートに対する良好な一時的結合を促進するのには十分でないことがある。これらの表面エネルギーは、裸のガラスまたは他の所望の表面に対する一時的結合を促進するのに低いことがあるので、ガラス結合を促進するために、改質層の表面活性化が必要なことがある。必要ならば、堆積されたポリカチオン性高分子層の表面エネルギーは、Ｎ２、Ｎ２−Ｈ２、Ｎ２−Ｏ２、ＮＨ３、Ｎ２Ｈ４、ＨＮ３、ＣＯ２、またはその混合物へのプラズマ暴露によって、ガラス結合のために、約７０ｍＪ／ｍ２またはそれ以上に上昇させることができる。エネルギー（プラズマ処理後の）は、２つの表面が、自己伝播結合により、改質層を介して、互いに結合するのに十分に高いことがある。表２〜５には、様々な濃度の高分子溶液の回転被覆から生じた、それぞれ、ＬＵＶＩＱＵＡＴ、ＰＤＡＤＭＡＣ、ＰＶＢＴＡＣｌおよびＰＶＭＰｙＢｒ改質層に関する測定した接触角および結合エネルギーが報告されている。
【０１４８】
【表２】
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【０１４９】
【表３】
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【０１５０】
【表４】
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【０１５１】
【表５】
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【０１５２】
必要に応じて、結合面の処理と共に、表面改質層３０を使用すると、制御された結合区域、すなわち、物品２をＴＦＴまたはＬＴＰＳタイプの過程において加工できるのに十分な室温結合をシート２０とシート１０の間に提供することができる結合区域であって、物品２の高温加工、例えば、約３００℃以上、約４００℃以上、約５００℃以上、および約６００℃までの温度での加工後に、シート２０をシート１０から取り外せる（これらのシートに損傷を与えずに）ように、シート２０とシート１０との間の共有結合を制御する（高温でさえ）結合区域を達成することができる。ＴＦＴまたはＬＴＰＳ加工に適した再利用できる担体を提供するであろう、潜在的な結合面の処理、および様々な結合エネルギーを有する改質層を評価するために、一連の試験を使用して、各々の適合性を評価した。異なる用途には異なる要件があるが、現時点では、ＬＴＰＳおよび酸化物ＴＦＴ過程が最も厳しいようである。それゆえ、これらが物品２の所望の用途であるので、これらの過程における工程を代表する試験を選択した。ＬＴＰＳ過程において、約６００℃でのアニーリングが使用される。したがって、以下の試験を行って、特定の結合面の処理および改質層により、ＬＴＰＳ加工中ずっと薄いシートを担体に結合したままにする一方で、そのような加工（例えば、約３００℃、約４００℃、約５００℃、および約６００℃までの温度での加工を含む）後にその薄いシートを担体から取り外せる（薄いシートおよび／または担体に損傷を与えずに）可能性を評価した。
【０１５３】
結合エネルギーの熱試験
表面改質層を使用して、室温で薄いシートを担体に結合することができる。例えば、薄いガラスは、高い表面エネルギーと調和する速い結合速度で、ポリカチオン性高分子改質層の結合面に非常によく結合することができる。ここに用いられているように、改質層の結合面は、結合後に、結合されたシート、すなわち、薄いシートと接触する改質層の表面である。
【０１５４】
薄いシート、例えば、薄いガラスシートに対する改質層の結合エネルギーを、特定の加熱条件後に試験した。特定の表面改質層により、薄いシートが担体に結合したままであり、それでも、加工後に薄いシートを担体から剥離できるか否かを確認するために、以下の試験を行った。
【０１５５】
薄いガラスウェハーについて、物品（表面改質層を介して担体に結合した薄いシート）を、毎秒４℃の速度で所望の加工試験温度に昇温された管型炉または急速熱処理（ＲＴＰ）槽内に置いた。次に、物品を１０分間に亘り炉（所望の加工試験温度に維持された）内に保持した。次に、炉を４５分以内で約１５０℃に冷却し、試料を引っ張った。
【０１５６】
インラインまたは第５世代（Ｒ２Ｓ）試験について、インライン設備を改良する必要なく、典型的な洗浄手順を使用した。典型的な洗浄は、洗浄剤の使用、回転、濯ぎおよび乾燥を含む。いくつかの実施の形態において、洗浄剤を使用する代わりに、０．０００５質量％から５質量％までの様々な濃度でポリカチオンを洗浄剤槽に入れ、ガラス面に吹き付けた。毎分２５リットルの平均流量を適用して、担体のガラス面へとポリカチオン性高分子溶液を吸い出した。次に、そのガラス面を毎分２５リットルの流量の水で濯いで、過剰のポリカチオン性高分子を除去した。次に、処理したガラス面を乾燥させた。乾燥後、処理した担体を、実質的に同じサイズのＷＩＬＬＯＷガラスの薄いシートに結合させて、ガラス物品を作った。結合後、下記に記載する試験にしたがって、初期膨れ面積を測定した。次に、結合したガラスを、８℃／分の加熱速度で３０分間に亘り１３０℃から４５０℃に予熱した加熱槽内で加熱した。そのガラス物品を９０分間に亘り４５０℃に保持し、その後、６℃／分の速度で６００℃に再び加熱した。１０分間に亘り保持した後、ガラス物品を、さらに試験するために室温に冷却した。
【０１５７】
室温での結合後、次いで、物品を熱試験して、結合エネルギーの上述した熱試験を使用することによって、熱処理後の結合エネルギーを決定した。カチオン性高分子の改質層と結合した薄いガラスの結合エネルギーは、約１５０から約５００ｍＪ／ｍ２に及び、約３００℃、約４００℃、約５００℃または約６００℃までの温度で物品を処理した後に、その値に近いままであった。それゆえ、ポリカチオン性高分子の表面改質層は、結合エネルギーの熱試験によれば、約３００℃、約４００℃、約５００℃または約６００℃まででの加工後でさえも、例えば、約１０分間に亘り、約３００℃、約４００℃、約５００℃または約６００℃までの不活性雰囲気内にガラス物品を保持した際に、約５００ｍＪ／ｍ２、約４５０ｍＪ／ｍ２、約４００ｍＪ／ｍ２、約３５０ｍＪ／ｍ２、約３００ｍＪ／ｍ２、約２５０ｍＪ／ｍ２、または約２００ｍＪ／ｍ２未満の結合エネルギーを一貫して維持することができる。
【０１５８】
改質層のガス放出
典型的なウエハー結合用途に使用される高分子接着剤は、一般に、約１０から約１００μｍ厚であり、その温度限界で、またはその近くで質量の約５％を失う。厚い高分子膜から発生するそのような物質について、質量分析法により質量損失またはガス放出の量を数量化することは容易である。他方で、約２から約１００ｎｍ厚以下程度の薄い表面処理、例えば、先に記載された単分子層の表面改質層からのガス放出を測定することは、より難題である。そのような物質について、質量分析法は、十分な感度がなく、ガス放出は異なる様式で測定した。
【０１５９】
以後、「ガス放出試験」と称する例示の試験において、少量のガス放出を測定することは、組み立てられた物品、例えば、薄いシートが、カチオン性高分子の改質層を介して担体に結合されたものに基づくことができ、ガス放出を決定するために、膨れ区域の変化パーセントを使用する。下記に記載されたガス放出試験を使用して、ここに述べられるような膨れ区域の変化パーセントを測定した。ガラス物品の加熱中、担体と薄いシートとの間に、膨れ（気泡またはピロイング(pillowing)）が形成され得、これは、改質層のガス放出を示す。ガス放出は、層中の小分子の蒸発、並びに層の熱分解から生じる。薄いシートの下のガス放出は、薄いシートと担体との間の強力な接着により制限されるであろう。それでもなお、約１０ｎｍ厚以下の層は、より小さい絶対質量損失にもかかわらず、熱処理中に膨れをまだ形成するであろう。そして、薄いシートと担体との間の膨れの形成により、薄いシート上でのデバイス加工中に、パターン生成、フォトリソグラフィー加工、および／またはアライメントに関する問題が生じるであろう。その上、薄いシートと担体との間の結合区域の境界での膨れにより、あるプロセスからのプロセス流体が後続プロセスを汚染するという問題が生じるであろう。約５以上の膨れ区域の変化パーセントは、重大であり、ガス放出を示し、望ましくない。他方で、約１以下の膨れ区域の変化パーセントは、取るに足らず、ガス放出がないことを示す。
【０１６０】
手作業結合によるクラス１０００のクリーンルーム内での結合した薄いガラスの平均膨れ区域は、約１％である。結合した担体における膨れパーセントは、担体、薄いガラスシート、および表面処理の清浄度の関数である。これらの初期欠陥は、熱処理後の膨れ成長の核形成部位としての機能を果たすので、約１％未満の熱処理の際の膨れ区域のどの変化も、試料調製のばらつき内である。このガス放出試験を行うために、透過原稿ユニットを備えた市販のデスクトップ型スキャナー（Ｅｐｓｏｎ  Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ  １００００ＸＬ  Ｐｈｏｔｏ）を使用して、結合直後の薄いシートと担体を結合する区域の第１の走査画像を作成する。５０８ｄｐｉ（５０マイクロメートル／画素）および２４ビットＲＧＢを使用し、標準Ｅｐｓｏｎソフトウェアを使用して部品を走査した。この画像処理ソフトウェアは、最初に、必要に応じて、試料の異なる区分の画像を１つの画像に一緒に綴じ、スキャナー・アーチファクトを除去する（スキャナーに試料を用いずに行った検定標準走査を使用することにより）ことによって、画像を調製する。次に、その結合区域を、閾値化、ホールフィリング、縮小処理／膨張処理、およびブロブ解析などの標準的な画像処理技術を使用して解析する。Ｅｐｓｏｎ  Ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ  １１０００ＸＬ  Ｐｈｏｔｏも同様に使用してよい。透過モードにおいて、結合区域の膨れは、走査画像で目に見え、膨れ区域の値を決定することができる。次に、膨れ区域を全結合区域（すなわち、薄いシートと担体との間の全重複区域）と比較して、全結合区域に対する結合区域内の膨れ区域の面積パーセントを計算する。次に、それらの試料を、１０分間に亘り、約３００℃、約４００℃、または約５００℃までの試験限界温度で、Ｎ２／Ｏ２雰囲気内で管型炉内において、または約５００℃または約６００℃までの試験限界温度で、Ｎ２雰囲気内でＭＰＴ−ＲＴＰ６００ｓ  Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇシステム内で熱処理する。具体的に、使用した時間・温度サイクルは、以下を含む：物品を、室温および大気圧で加熱室に入れる工程；加熱室を毎分９℃の速度で試験限界温度に加熱する工程；約１０分間に亘り加熱室を試験限界温度に維持する工程；加熱室を炉の冷める速度で約２００℃に冷却する工程；加熱室から物品を取り出し、物品を室温まで冷ませる工程；および物品をオプティカルスキャナーで２回目に走査する工程。次に、第２の走査からの膨れ区域パーセントを先のように計算し、第１の走査からの膨れ区域パーセントと比較して、膨れ区域の変化パーセントを決定した。先に述べたように、５％以上の膨れ区域の変化は、重大であり、ガス放出を示す。膨れ区域の変化パーセントは、膨れ区域の元のばらつきパーセントのために、測定基準として選択した。すなわち、ほとんどの表面改質層は、薄いシートと担体を調製した後であって、それらを結合する前の、取扱いと清浄度のために、第１の走査において約２％未満の膨れ区域を有する。しかしながら、材料間でばらつきが生じることがある。
【０１６１】
膨れ区域パーセントは、第２のシートの結合面２４と接触していない改質層の結合面の全表面積のパーセントとして特徴付けることができる。膨れ区域（ピロイング）の変化パーセントは、熱処理後の膨れ区域パーセントから減算された熱処理前の膨れ区域パーセントを表す。上述したように、第２のシートと接触していない改質層の結合面の全表面積のパーセントは、ガラス物品が、毎分約２００℃から約６００℃の範囲の速度で、室温から、約３００℃、約４００℃、約５００℃、または約６００℃まで加熱し、次に、１０分間に亘り試験温度に保持し、その後、ガラス物品を室温まで冷ますことによる温度サイクルを施した後に、約１０％未満、約８％未満、約５％未満、約３％未満、約１％未満、そして約０．５％未満までであることが好ましい。
【０１６２】
改質層の剥離
ここに記載された改質層により、ガラス物品に上述した温度サイクルおよび熱試験を施した後に、第２のシートを２片以上に割らずに、第２のシートを第１のシートから分離することができる。
【０１６３】
さらに、ポリカチオン性高分子の改質層が担体に施された場合、剥離後に、その改質層のほとんど、実質的に全て、または全てが、担体上に残っていることが分かった。改質層の存在は、結合前の高分子処理後と、再び、熱処理後の剥離後に、担体表面上に存在する炭素の原子パーセントを測定する、界面化学分析、例えば、飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴｏＦ  ＳＩＭＳ）またはＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）により検出できる。剥離後に、その高分子の全て、または実質的に全てが担体上に残っていることが望ましい。いくつかの実施の形態において、高分子の一部、または改質層の結合面の一部が、熱処理後に、担体から剥離される。すなわち、結合前と剥離後の担体の炭素含有量の変化パーセントが、約３０％未満、約２５％未満、約２０％未満、約１５％未満、約１０％未満、約５％未満、約３％未満、約２％未満、または約１％未満であることが望ましい。同様に、結合前と剥離後の薄いシートの炭素含有量の変化パーセントが、約２０％未満、約１５％未満、約１０％未満、約５％未満、約３％未満、約２％未満、または約１％未満であることが好ましい。あるいは、結合前と剥離後の担体の窒素含有量の変化パーセントも測定することができる。いくつかの実施の形態において、剥離前と剥離後の担体または薄いシートの窒素含有量の変化パーセントが、約２０％未満、約１５％未満、約１０％未満、約５％未満、約３％未満、約２％未満、または約１％未満であることが望ましい。
【実施例】
【０１６４】
実施例１ａ：ＬＵＶＩＱＵＡＴによる表面処理−ウエハー／回転被覆
ＬＵＶＩＱＵＡＴ  ＦＣ  ５５０（ＢＡＳＦ）は、１−ビニルピロリドンおよび塩化３−メチル−１−ビニルイミダゾリウムの第四級共重合体である。
【０１６５】
１）ＬＵＶＩＱＵＡＴ  ＦＣ  ５５０の貯蔵液（水中４０％の活性成分）を希釈して、０．００５質量％から０．０２質量％に及ぶ濃度を有する溶液を製造した。
【０１６６】
２）ＥＡＧＬＥ  ＸＧ（登録商標）ガラス（ニューヨーク州、コーニング所在のＣｏｒｎｉｎｇ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄより入手できる）ウエハー（０．５ｍｍ）および１００μｍ厚のＷｉｌｌｏｗ（登録商標）ガラス基板（Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄより入手できる）を、最初に、５分間に亘りＯ２プラズマで処理し、その後、１０分間に亘り、過酸化水素：ＪＴＢ１００（アンモニア）洗浄剤（ＪＴ  Ｂａｋｅｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）：Ｈ２Ｏ（２：１：４０）溶液を使用した濯ぎ（または洗浄）工程を行った。洗浄後、ガラスウェハーを回転濯ぎ乾燥させた。
【０１６７】
３）ＬＵＶＩＱＵＡＴ  ＦＣ−５５０の異なる濃度の溶液（下記参照）を「ＥＡＧＬＥ  ＸＧ」ウエハー上に回転被覆（５００ｒｐｍで３０秒、その後、２０００ｒｐｍで１．５分）し、その後、１．５分に亘り吹付け濯ぎ（２：１：４０の過酸化水素：ＪＴＢ１００：水）を行い、ウエハー上に堆積した過剰のポリカチオン性高分子を洗い落とした。次に、ウエハーを回転乾燥させた。
【０１６８】
４）ＬＵＶＩＱＵＡＴ被覆されたウエハーおよび洗浄した「ＷＩＬＬＯＷ」の両方を、乾燥工程として、２分間に亘り１５０℃に保持して、残留水を除去した。各「ＥＡＧＬＥ  ＸＧ」ウエハーを一片の「ＷＩＬＬＯＷ」ガラスに、それを光学的に接触させ、その対の中心点に圧力を印加することによって、結合した。結合波が、「ＥＡＧＬＥ  ＸＧ」ウエハー上の親水性コーティングと「ＷＩＬＬＯＷ」ガラスのヒドロキシル末端表面との間の強力な引力相互作用力のために自己伝播した。
【０１６９】
５）その結合対は、Ｎ２環境下で急速熱処理（ＲＴＰ）槽内において１０分間に亘り５８０℃で熱処理（Ｎ２／Ｏ２）を受けた。
【０１７０】
６）結合対が室温に戻った後、その試料を、膨れの成長および新たな膨れの形成について分析した。ウエハーと「ＷＩＬＬＯＷ」との間の結合エネルギーは、４つの角に金属刃を挿入し、値を平均することによって、測定した。下記の表６参照のこと。
【０１７１】
７）次に、スコッチテープを使用して、「ＷＩＬＬＯＷ」ガラスから「ＥＡＧＬＥ  ＸＧ」ウエハーを持ち上げることによって、試料を手作業で完全に剥離した。
【０１７２】
８）以下の３種類の液体：水、ヘキサデカン、およびジヨードメタンによる接触角の測定のために、異なる濃度のＬＵＶＩＱＵＡＴで被覆した一連の「ＥＡＧＬＥ  ＸＧ」ウエハーを使用した。先の表２および図３を参照のこと。
【０１７３】
【表６】
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【０１７４】
図３は、担体上に堆積されたＬＵＶＩＱＵＡＴ改質層を備え、さらに、その改質層を介して担体に結合した薄いガラスシート（厚さ１００ｎｍ）をさらに有するガラス物品の結合エネルギー（右手のＹ軸）および接触角（左手のＹ軸）を示す。ＬＵＶＩＱＵＡＴを０．０５質量％の濃度で施した場合、結果として生じた結合エネルギーは低すぎて、薄いシートを担体に一時的にさえ結合できなかった。それより低い濃度のＬＵＶＩＱＵＡＴが施された試料は、自己伝播波によって容易に結合した。ＬＵＶＩＱＵＡＴ改質層は、堆積されたままで、１０分間に亘り５８０℃で熱試験した後、約１７５〜２３０ｍＪ／ｍ２（表６に詳述されている）で変動する濃度依存性結合エネルギーを生じた（図３の星印参照）。
【０１７５】
表６に示されているように、膨れの最大絶対面積は、ＬＵＶＩＱＵＡＴ被覆結合対のいずれについても約２．７％であった（０．０２質量％）。５８０℃への熱処理後の膨れの差のパーセントは、約０．５％から約１．１％に及んだ。結合エネルギーの値は、０．０２質量％から０．００５質量％に亘る濃度について、約１７５〜２３０ｍＪ／ｍ２に及んだ。これらの試料は、「ＷＩＬＬＯＷ」ガラスをどのようにも壊さずに、試験した全ての濃度で、１０分間に亘る５８０℃での熱処理後に、容易に剥離できた（図３の陰影部分を参照のこと）。
【０１７６】
実施例１ｂ：ＬＵＶＩＱＵＡＴによる表面処理−第４．５世代および第５世代／インライン処理
第５世代のロール・ツー・シート（Ｒ２Ｓ）試行において、ＬＴＰＳ用途に拡張するために、ＬＵＶＩＱＵＡＴ  ＦＣ  ５５０を試験した。
【０１７７】
Ｒ２Ｓ加工のために、第５世代洗浄ラインにおいて、乾燥したガラスシート（予洗なし）を吹付け塗りし、平均で毎分２５リットルの流量で吹き付けることによって、０．００２５質量％から０．０１質量％までの様々なポリカチオン性高分子の溶液を施すことによって、「ＥＡＧＬＥ  ＸＧ」担体上の「ＷＩＬＬＯＷ」ガラス（ＷＧｏＣ）の試料を調製した。いわゆる「濯ぎあり」の実験について、ガラス担体上のポリカチオン性高分子溶液の堆積後、結合の前に、ガラスを毎分２５リットルの流量で水で濯いで、過剰の高分子を除去した。「濯ぎなし」の実験について、そのような濯ぎは行わず、結合の前に、過剰な高分子は除去しなかった。処理した担体ガラスを、室温で同じくらいの大きさの「ＷＩＬＬＯＷ」ガラスシートに結合し、初期膨れを測定した。周囲空気中で熱アニールを４２５℃で行い、９０分間保持し（１３０℃の開始温度から、毎分８℃の速度で４２５℃に昇温させた）、その後、物品を１０分間に亘り６００℃に保持した（毎分６℃の速度で４２５℃から６００℃に昇温させた）。第２の保持期間後、さらなる試験のために、ガラス物品を室温まで冷却した。ＷＧｏＣ試料は、全ての濃度について、熱アニール後に、手作業で剥離できた。結合エネルギーを、試料の全てについて、カミソリの刃を使用して、手動で測定した。
【０１７８】
【表７】
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【０１７９】
表７および図４ａの左の枠は、ＬＵＶＩＱＵＡＴ改質層を介して薄いガラスシート（１００ｎｍ）を担体シートに結合したガラス物品の結合エネルギー（図４ａのｙ軸）を示す。表７および図４ａの左の枠に示されるように、改質層の結合エネルギーは、大きく濃度に依存する様式で変動した。図７は、第５世代Ｒ２Ｓ試験において、ガラス物品は、概して、良好な膨れ性能を示したことを示している。しかしながら、濯ぎなし条件下で施された０．１質量％のＬＵＶＩＱＵＡＴ溶液を有するガラス物品は、熱処理の前でさえ、酷い膨れを示し、さらに試験されなかった。図４ａの左の枠から分かるように、試験した残りの第５世代のＬＵＶＩＱＵＡＴ試料についての結合エネルギーは、濯ぎありとなしの両方の条件下で、全ての濃度について、約２５０から４３０ｍＪ／ｍ２で様々であった。第５世代について試験した全てのＬＵＶＩＱＵＡＴ試料の平均結合エネルギーは、約３２５ｍＪ／ｍ２であった。
【０１８０】
第５世代のＲ２Ｓ試験において、いくつかの試料は、速い結合速度を示したが、不十分な反りを示した。処理量のためには、速い結合速度が望ましいが、結合速度が速すぎると、ガラス物品の反りが生じ得ると判定された。この反りは、高分子電解質水溶液の濃度を減少させることにより、および／または結合前に濯ぎありの条件を用いることにより、最小にできると判定された。しかしながら、図４ａに示されるように、濯ぎありの条件は、濯ぎなし条件と比べて、結合エネルギーの試料間のバラツキが大きかった。
【０１８１】
第５世代試験における全ての濃度について、ＷＧｏＣ試料は、熱処理後に、剥離装置または手動の剥離のいずれによっても剥離できた。濃度の減少および濯ぎありの条件の使用は、第５世代の場合、結合前部速度（ＢＦＳ）および全シート反り（ＦＳＷ）を減少させるのに役立った。
【０１８２】
過剰な高分子溶液を濯ぎで洗い落とせるか否かを確かめるために、第５世代試験に、ＬＵＶＩＱＵＡＴのより高濃度のコーティング（０．１質量％）を使用した試験も行った。濯ぎありの条件下で、０．１質量％の濃度により膨れは減少し、濯ぎが使用されない場合、酷い膨れが示された。濯ぎありの条件により、結合エネルギーはわずかに増加したが、それでもまだ、剥離可能な範囲内であった。したがって、濯ぎありの条件を使用することは、より高濃度のポリカチオン性高分子溶液を使用するのに都合よいであろうと結論付けることができる。
【０１８３】
濯ぎ後、０．１質量％のＬＵＶＩＱＵＡＴ溶液から形成されたコーティングの厚さは、０．０２質量％のＬＵＶＩＱＵＡＴ溶液から形成されたコーティングとほぼ等しいことも分かった。改質層の厚さは、偏光解析法によって測定した。図４ｂから分かるように、０．０２質量％のＬＵＶＩＱＵＡＴの堆積により形成された改質層の厚さ（ｎｍ、ｙ軸）は、濯ぎなしの条件について、約２．１〜２．６ｎｍ、濯ぎありの条件について、約１．８〜２．１ｎｍと様々であった。０．１質量％のＬＵＶＩＱＵＡＴの堆積により形成された改質層の厚さ（ｎｍ、ｙ軸）は、約２．０〜３．３ｎｍ（濯ぎなし）、および約１．９〜２．２ｎｍ（濯ぎあり）と様々であった。ＬＵＶＩＱＵＡＴ高分子層の平均厚さは、濃度および濯ぎあり／なしの条件にかかわらず、約２．２ｎｍであった。このことは、高濃度溶液の濯ぎ後に、適切なＬＵＶＩＱＵＡＴ堆積がガラス上に残されたことを示唆する。
【０１８４】
実施例２ａ：ＰＤＡＤＭＡＣによる表面処理−ウエハー／回転被覆
ポリ塩化（ジアリルジメチルアンモニウム）（ＰＤＡＤＭＡＣ）の貯蔵液（ＭＷ  ４００〜５００ｋＤａ、水中２０％の活性成分）を、水中で０．００５質量％から０．０５質量％に及ぶ異なる濃度の溶液に希釈した。高分子の堆積および得られた性質の試験を、先の実施例１ａに述べられたように行った。
【０１８５】
【表８】
2020531385.tif 000031
【０１８６】
表８は、ＰＤＡＤＭＡＣ改質層を備えたガラス物品の結合エネルギー、膨れ、および剥離可能性を示している。０．０５質量％のＰＤＡＤＭＡＣコーティングは、熱処理後に、約１６％の膨れの絶対面積、および約１３．５％の膨れの変化（ピローイング）で、著しい膨れを示した。それより低濃度の試料は、Ｎ２環境中の５８０℃への熱処理後に、より少ない膨れを示し、膨れの差のパーセントは、−０．２２％から０．２７％に及んだ。結合エネルギーの値は、０．０２質量％から０．００５質量％に亘る濃度について、約１５５〜３８０ｍＪ／ｍ２に及んだ（表８および図５の黒い星印を参照のこと）。０．０５質量％および０．０２質量％のＰＤＡＤＭＡＣが被覆された試料は、「ＷＩＬＬＯＷ」ガラスをどのようにも壊さずに、容易に剥離可能であった。しかしながら、０．００５質量％の試料の結合エネルギーは、高すぎて、剥離可能ではなかった。
【０１８７】
実施例２ｂ：ＰＤＡＤＭＡＣによる表面処理−第５世代／インライン処理
ＰＤＡＤＭＡＣも、実施例１ｂにおいて先に記載したように、第５世代（Ｒ２Ｓ）の試験において、ＬＴＰＳ用途に拡張するために試験した。ＰＤＡＤＭＡＣの試行に関して、０．０１および０．００５質量％のＰＤＡＤＭＡＣ（４００ｋＤａ）溶液を試験した。
【０１８８】
【表９】
2020531385.tif 000032
【０１８９】
結合エネルギーは、全ての試料について手動で測定し（カミソリの刃）、約２５０から６００ｍＪ／ｍ２超の範囲にあると決定した（表９および図４ａの右の枠）。測定した４つの試料の内、高い（＞５００ｍＪ／ｍ２）結合エネルギーのために、たった１つしか剥離しなかった（濯ぎなしの条件での、０．０１質量％）。ＰＤＡＤＭＡＣコーティングの厚さは、０．００５質量％および０．０１質量％について、標準的な偏光解析法により測定し、１．６ｎｍから２．５ｎｍの範囲内にあると判定された。
【０１９０】
実施例３：ＰＶＢＴＡＣｌによる表面処理−ウエハー／回転被覆
ポリ（塩化ビニルベンジルトリメチルアンモニウム）（ＰＶＢＴＡＣｌ）の貯蔵液（ＭＷ  １００ｋＤａおよび４００ｋＤａ、水中３０％の活性成分）を、水中で０．００５質量％から０．０５質量％に及ぶ異なる濃度の溶液に希釈した。高分子の堆積および試験を、先の実施例１ａに述べられたように行った。
【０１９１】
【表１０】
2020531385.tif 000033
【０１９２】
表１０は、ＰＶＢＴＡＣｌ（１００ｋＤａ）改質層を備えたガラス物品の結合エネルギーを示している。表１０から分かるように、０．０９質量％で施した１００ｋＤａのコーティング溶液は、熱処理後に著しい膨れを有する改質層を生じた。したがって、この試料の結合エネルギーは、測定しなかった。残りの濃度は、良好な膨れプロファイルを有した（膨れ面積の差は、全結合面積の１％未満であった）。０．０５質量％および０．０２質量％のＰＶＢＴＡＣｌ溶液から得られたコーティング溶液の結合エネルギーは、約２２０ｍＪ／ｍ２であり、両方の試料は、１０分間に亘るＮ２環境中の５８０℃への熱処理後に、容易に剥離可能であった。
【０１９３】
【表１１】
2020531385.tif 000034
【０１９４】
表１１および図５は、様々な濃度で施されたＰＶＢＴＡＣｌ（４００ｋＤａ）改質層を備えたガラス物品の結合エネルギーを示している。４００ｋＤａのＰＶＢＴＡＣｌ溶液を使用したコーティングについて、０．０５質量％溶液から得られたコーティングを除いて、膨れ面積の差は約１％であった。０．０５質量％溶液から得られたコーティングは、５８０℃での熱処理後に２５％を越える絶対膨れ面積を有した。この試料の結合エネルギーは、不満足な膨れのために、測定しなかった。それより低い濃度の溶液から製造されたコーティングは、約２００から３２０ｍＪ／ｍ２に及ぶ結合エネルギーを有した（図５、黒い星印）。しかしながら、０．０１および０．０２質量％の試料だけが、手動で剥離できた（図５の陰影部分を参照のこと）。
【０１９５】
実施例４：ＰＶＭＰｙＢｒによる表面処理−ウエハー／回転被覆
ポリ（臭化４−ビニル−１−メチルピリジニウム）（ＰＶＭＰｙＢｒ）の貯蔵液を、水中で０．０１質量％から０．０５質量％に及ぶ異なる濃度の溶液に希釈した。高分子の堆積および試験を、先の実施例１ａに述べられたように行った。
【０１９６】
【表１２】
2020531385.tif 000035
【０１９７】
表１２および図６は、ＰＶＭＰｙＢｒ改質層を備えたガラス物品の結合エネルギーを示している。結合試料の４つ角に金属刃を挿入することによって測定した結合エネルギーは、約２７０〜４１５ｍＪ／ｍ２に及び、全ての試料は、スコッチテープを使用して手動で剥離可能であった（図６、星印）。膨れの絶対面積は、０．０２質量％の高分子溶液が最低であり（約３．８％）、０．０５質量％のＰＶＭＰｙＢｒ溶液から製造されたコーティングが最高であった（約７％）。５８０℃での熱処理後の膨れの変化パーセントは、全結合面積の約１．５％から約３％まで濃度に依存しない様式で様々であった。
【０１９８】
実施例５：ＰＶＰｙＣｌによる表面処理−ウエハー／回転被覆
室温で濃ＨＣｌをポリ（４−ビニルピリジン）の水性懸濁液に撹拌しながら添加することによって、ポリ（４−ビニルピリジン）からポリ（塩化４−ビニルピリジン）（ＰＶＰｙＣｌ）を合成した。０．００５質量％から０．０５質量％のＰＶＰｙＣｌに及ぶ濃度の水溶液に調製した。試験を、先の実施例１ａに述べられたように行った。
【０１９９】
【表１３】
2020531385.tif 000036
【０２００】
表１３は、様々な濃度のＰＶＰｙＣｌ改質層を備えた様々なガラス物品の結合エネルギー、膨れ、および剥離可能性を示している。０．０５質量％のＰＶＰｙＣｌ溶液が被覆された試料は、熱処理前でさえ著しい膨れを示し、さらに試験されなかった。５８０℃での熱処理後、試験された残りの濃度のＰＶＰｙＣｌコーティング試料の膨れの変化パーセントは、測定された全試料について、結合面積の１％未満であった。膨れの絶対面積は、測定された全試料について、２％未満であった。結合試料の４つ角に金属刃を挿入することによって測定した平均結合エネルギーは、約９０〜３２０ｍＪ／ｍ２に及び、全ての試料は、スコッチテープを使用して手動で剥離可能であった。０．０５質量％の試料の結合エネルギーは、上述した膨れのために、測定しなかった。
【０２０１】
実施例６：薄いシートからの担体の剥離
剥離の際に改質層がどのように転写されるかを理解することを目指して、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）（単色Ａｌ  Ｋα線を使用したＰＨＩ  Ｑｕａｎｔｕｍ  ２０００）を使用して、結合の前および剥離の後の担体上に存在する原子状炭素の量、並びに剥離後の薄いシート上に存在する原子状炭素の量を測定した。そのデータは、ＸＰＳ製造供給元により提供されたＭｕｌｔｉｐａｋソフトウェアパッケージを使用して解析した。ＬＵＶＩＱＵＡＴ高分子の０．０２質量％溶液を、先の実施例１ａに記載されたように、「ＥＡＧＬＥ  ＸＧ」ガラス上に堆積した。結合前に、堆積した高分子溶液の炭素含有量は、ＸＰＳによって、９．６％であると測定された。次に、「ＥＡＧＬＥ  ＸＧ」ガラスを、先に記載されたように、「ＷＩＬＬＯＷ」薄いシートに結合させた。この結合したシートを１０分間に亘り５８０℃の熱処理に施した。室温に冷却した後、シートを手動で剥離し、薄いシートおよび担体の炭素含有量は、それぞれ、２．８％および８．７％であると測定された。表１４および図８は、薄いガラスへの高分子のある程度の転写が生じるのに対し、高分子の実質的に全てが、剥離の際に薄いシートに結合したままであることを示す。このことは、薄いシートに残された改質層の残留物（したがって、その後の洗浄工程が必要である）が最小になるので都合よい。これにより、担体シートの再利用可能性も改善される。表１４および図８に示されるように、担体は、ポリカチオン性高分子コーティングの９０％超を保持し、これは、使用前に、再被覆を必要とせずに、担体を再利用するのに十分であると考えられる。
【０２０２】
【表１４】
2020531385.tif 000037
【０２０３】
本開示の精神および範囲から逸脱せずに、開示された実施の形態に様々な改変および変更を行えることが、当業者に明白であろう。それゆえ、本開示は、付随の特許請求の範囲およびその等価物の範囲内に入るような任意と全てのそのような改変および変更を包含することが意図されている。
【０２０４】
例えば、ここに開示された改質層は、担体を薄いシートに結合する、２つの担体を一緒に結合する、２つ以上の薄いシートを一緒に結合する、または様々な数の薄いシートおよび担体を有する積層体を一緒に結合するために、使用してよい。
【０２０５】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０２０６】
実施形態１
物品において、
第１のガラスシート結合面を有する第１のガラスシート、
第２のガラスシート結合面を有する第２のガラスシート、および
前記第１と第２のガラスシートの中間にあり、改質層結合面を有する改質層であって、１種類以上のカチオン性高分子から作られた改質層、
を備え、
前記改質層が前記第１のガラスシートを前記第２のガラスシートに結合している、物品。
【０２０７】
実施形態２
前記カチオン性高分子が水溶性である、実施形態１に記載の物品。
【０２０８】
実施形態３
前記カチオン性高分子が親水性である、実施形態１または２に記載の物品。
【０２０９】
実施形態４
前記カチオン性高分子がポリアルキル骨格を含む、実施形態１から３いずれか１つに記載の物品。
【０２１０】
実施形態５
前記カチオン性高分子の繰り返し単位が、正電荷を持つ窒素、リン、硫黄、ホウ素または炭素の１つ以上を含む、実施形態１から４いずれか１つに記載の物品。
【０２１１】
実施形態６
前記繰り返し単位が、正電荷を持つ窒素を含む、実施形態５に記載の物品。
【０２１２】
実施形態７
前記繰り返し単位が、２：１から２０：１の炭素：窒素比を有する、実施形態６に記載の物品。
【０２１３】
実施形態８
前記正電荷を持つ窒素が、アンモニウムカチオンである、実施形態５から７いずれか１つに記載の物品。
【０２１４】
実施形態９
前記繰り返し単位が、
【０２１５】
【化１４】
2020531385.tif 000038
【０２１６】
またはその組合せを含む、実施形態５から８いずれか１つに記載の物品。
【０２１７】
実施形態１０
前記正電荷を持つ窒素が、イミダゾリウムカチオンである、実施形態５から７いずれか１つに記載の物品。
【０２１８】
実施形態１１
前記繰り返し単位が、
【０２１９】
【化１５】
2020531385.tif 000039
【０２２０】
またはその組合せを含む、実施形態５、６または９に記載の物品。
【０２２１】
実施形態１２
前記正電荷を持つリンが、ホスホニウムイオンである、実施形態５に記載の物品。
【０２２２】
実施形態１３
前記正電荷を持つ硫黄が、スルホニウムイオンである、実施形態５に記載の物品。
【０２２３】
実施形態１４
前記高分子が、酸素を実質的に含まない、実施形態１から１３いずれか１つに記載の物品。
【０２２４】
実施形態１５
前記改質層が、実質的に単分子層である、実施形態１から１４いずれか１つに記載の物品。
【０２２５】
実施形態１６
前記改質層が、約０．１ｎｍから約１００ｎｍの平均厚さを有する、実施形態１５に記載の物品。
【０２２６】
実施形態１７
前記改質層の平均厚さが約１０ｎｍ未満である、実施形態１６に記載の物品。
【０２２７】
実施形態１８
前記改質層の平均厚さが約５ｎｍ未満である、実施形態１７に記載の物品。
【０２２８】
実施形態１９
前記改質層の平均厚さが約３ｎｍ未満である、実施形態１７に記載の物品。
【０２２９】
実施形態２０
前記改質層結合面が、前記物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃で保持した後、約１００から約６００ｍＪ／ｍ２の結合エネルギーで、前記第２のガラスシート結合面と結合している、実施形態１から１９いずれか１つに記載の物品。
【０２３０】
実施形態２１
前記結合エネルギーが約１５０から約４００ｍＪ／ｍ２である、実施形態２０に記載の物品。
【０２３１】
実施形態２２
前記改質層結合面が、前記物品を９０分に亘り４２５℃で保持し、その後、該物品を１０分間に亘り６００℃で保持した後、２５０から４５０ｍＪ／ｍ２の結合エネルギーで、前記第２のガラスシート結合面と結合している、実施形態１から２１いずれか１つに記載の物品。
【０２３２】
実施形態２３
前記改質層の絶対膨れ面積が、前記物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃に保持した後、１０％未満である、実施形態１から２２いずれか１つに記載の物品。
【０２３３】
実施形態２４
前記改質層の絶対膨れ面積が２．５％未満である、実施形態２３に記載の物品。
【０２３４】
実施形態２５
前記改質層の膨れ面積の変化パーセントが、前記物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃に保持した後、３％未満である、実施形態１から２４いずれか１つに記載の物品。
【０２３５】
実施形態２６
前記改質層の膨れ面積の変化パーセントが１％未満である、実施形態２５に記載の物品。
【０２３６】
実施形態２７
前記改質層の膨れ面積の変化パーセントが、前記物品を９０分間に亘り４２５で保持し、その後、該物品を１０分間に亘り６００℃に保持した後、０．１％未満である、実施形態１から２６いずれか１つに記載の物品。
【０２３７】
実施形態２８
前記第２のガラスシートの平均厚さが約３００マイクロメートル以下である、実施形態１から２７いずれか１つに記載の物品。
【０２３８】
実施形態２９
前記第２のガラスシートの平均厚さが、前記第１のガラスシートの平均厚さより小さい、実施形態２８に記載の物品。
【０２３９】
実施形態３０
前記第１のガラスシートの平均厚さが約２００マイクロメートル以上である、実施形態２９に記載の物品。
【０２４０】
実施形態３１
前記繰り返し単位が、
【０２４１】
【化１６】
2020531385.tif 000040
【０２４２】
を含む、実施形態１から３０いずれか１つに記載の物品。
【０２４３】
実施形態３２
前記改質層結合面が、前記物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃で保持した後、約１５０から約２５０ｍＪ／ｍ２の結合エネルギーで、前記第２のガラスシート結合面と結合している、実施形態３１に記載の物品。
【０２４４】
実施形態３３
前記改質層結合面が、前記物品を９０分間に亘り４２５℃で保持し、その後、該物品を１０分間に亘り６００℃で保持した後、約２５０から約４５０ｍＪ／ｍ２の結合エネルギーで、前記第２のガラスシート結合面と結合している、実施形態３１または３２に記載の物品。
【０２４５】
実施形態３４
前記改質層の絶対膨れ面積が、前記物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃に保持した後、３％未満である、実施形態３１から３３いずれか１つに記載の物品。
【０２４６】
実施形態３５
前記改質層の絶対膨れ面積が、前記物品を９０分間に亘り４２５℃に保持し、その後、該物品を１０分間に亘り６００℃に保持した後、１％未満である、実施形態３１から３４いずれか１つに記載の物品。
【０２４７】
実施形態３６
前記繰り返し単位が、
【０２４８】
【化１７】
2020531385.tif 000041
【０２４９】
を含む、実施形態１から３０いずれか１つに記載の物品。
【０２５０】
実施形態３７
前記改質層結合面が、前記物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃で保持した後、約１５０から約４００ｍＪ／ｍ２の結合エネルギーで、前記第２のガラスシート結合面と結合している、実施形態３６に記載の物品。
【０２５１】
実施形態３８
前記改質層結合面が、前記物品を９０分に亘り４２５℃で保持し、その後、該物品を１０分間に亘り６００℃で保持した後、約２５０から約５００ｍＪ／ｍ２の結合エネルギーで、前記第２のガラスシート結合面と結合している、実施形態３６または３７に記載の物品。
【０２５２】
実施形態３９
前記改質層の絶対膨れ面積が、前記物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃に保持した後、２％未満である、実施形態３６から３８いずれか１つに記載の物品。
【０２５３】
実施形態４０
前記改質層の絶対膨れ面積が、前記物品を９０分間に亘り４２５で保持し、その後、該物品を１０分間に亘り６００℃に保持した後、０．１％未満である、実施形態３６から３９いずれか１つに記載の物品。
【０２５４】
実施形態４１
前記繰り返し単位が、
【０２５５】
【化１８】
2020531385.tif 000042
【０２５６】
を含む、実施形態１から３０いずれか１つに記載の物品。
【０２５７】
実施形態４２
前記改質層結合面が、前記物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃で保持した後、約１７５から約３７５ｍＪ／ｍ２の結合エネルギーで、前記第２のガラスシート結合面と結合している、実施形態４１に記載の物品。
【０２５８】
実施形態４３
前記改質層の絶対膨れ面積が、前記物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃に保持した後、１％未満である、実施形態４０または４１に記載の物品。
【０２５９】
実施形態４４
前記繰り返し単位が、
【０２６０】
【化１９】
2020531385.tif 000043
【０２６１】
を含む、実施形態１から３０いずれか１つに記載の物品。
【０２６２】
実施形態４５
前記改質層結合面が、前記物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃で保持した後、約２５０から約４５０ｍＪ／ｍ２の結合エネルギーで、前記第２のガラスシート結合面と結合している、実施形態４４に記載の物品。
【０２６３】
実施形態４６
前記改質層の絶対膨れ面積が、前記物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃に保持した後、２％未満である、実施形態４４または４５に記載の物品。
【０２６４】
実施形態４７
前記前記繰り返し単位が、
【０２６５】
【化２０】
2020531385.tif 000044
【０２６６】
を含む、実施形態１から３０いずれか１つに記載の物品。
【０２６７】
実施形態４８
前記改質層結合面が、前記物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃で保持した後、約７５から約３５０ｍＪ／ｍ２の結合エネルギーで、前記第２のガラスシート結合面と結合している、実施形態４７に記載の物品。
【０２６８】
実施形態４９
前記改質層の絶対膨れ面積が、前記物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃に保持した後、１％未満である、実施形態４７または４８に記載の物品。
【０２６９】
実施形態５０
ガラス物品を製造する方法において、
少なくとも１種類のカチオン性高分子を堆積させることによって、第１のガラスシートの結合面上に、改質層結合面を有する改質層を形成する工程、および
前記改質層結合面を第２のガラスシートの結合面に結合させる工程、
を有してなる方法。
【０２７０】
実施形態５１
前記第１のガラスシートおよび／または前記第２のガラスシートの結合面から前記改質層結合面の少なくとも一部を剥離する工程をさらに含む、実施形態５０に記載の方法。
【０２７１】
実施形態５２
前記カチオン性高分子の繰り返し単位が、正電荷を持つ窒素、リン、硫黄、ホウ素または炭素の１つ以上を含む、実施形態５０または５１に記載の方法。
【０２７２】
実施形態５３
前記正電荷を持つ窒素が、アンモニウムカチオン、イミダゾリウムカチオン、ピリジニウムカチオンおよびその組合せからなる群より選択される、実施形態５２に記載の方法。
【０２７３】
実施形態５４
前記繰り返し単位が、
【０２７４】
【化２１】
2020531385.tif 000045
【０２７５】
およびその組合せからなる群より選択される、実施形態５２または５３に記載の方法。
【０２７６】
実施形態５５
前記カチオン性高分子を堆積させる前に、前記第１のガラスシートおよび／または前記第２のガラスシートのＯ２プラズマ処理の工程をさらに含む、実施形態５０から５４いずれか１つに記載の方法。
【０２７７】
実施形態５６
前記カチオン性高分子を堆積させる前に、前記第１のガラスシートおよび／または前記第２のガラスシートを洗浄する工程をさらに含む、実施形態５０から５５いずれか１つに記載の方法。
【０２７８】
実施形態５７
前記カチオン性高分子の堆積後に、前記第１のガラスシートを洗浄する工程をさらに含む、実施形態５０から５６いずれか１つに記載の方法。
【０２７９】
実施形態５８
乾燥工程をさらに含む、実施形態５０から５７いずれか１つに記載の方法。
【０２８０】
実施形態５９
前記カチオン性高分子が、回転塗布、浸漬被覆、または吹付け塗りにより堆積される、実施形態５０から５８いずれか１つに記載の方法。
【０２８１】
実施形態６０
前記カチオン性高分子が水溶液として堆積される、実施形態５０から５９いずれか１つに記載の方法。
【０２８２】
実施形態６１
前記カチオン性高分子の水溶液が、０．００１質量パーセントから３．０質量パーセントの高分子濃度を有する、実施形態６０に記載の方法。
【０２８３】
実施形態６２
前記高分子濃度が０．５質量パーセント未満である、実施形態６１に記載の物品。
【０２８４】
実施形態６３
前記高分子濃度が０．１質量パーセント未満である、実施形態６２に記載の物品。
【０２８５】
実施形態６４
前記カチオン性高分子の水溶液が、有機溶媒を実質的に含まない、実施形態６０から６３いずれか１つに記載の方法。
【０２８６】
実施形態６５
前記改質層が、約０．１ｎｍから約１０ｎｍの平均厚さを有する、実施形態５０から６４いずれか１つに記載の方法。
【０２８７】
実施形態６６
前記改質層の平均厚さが約５ｎｍ未満である、実施形態６５に記載の方法。
【０２８８】
実施形態６７
前記改質層の平均厚さが約３ｎｍ未満である、実施形態６６に記載の方法。
【０２８９】
実施形態６８
物品において、
第１のシート結合面を有する第１のシート、
第２のシート結合面を有する第２のシート、および
前記第１と第２のシートの中間にあり、改質層結合面を有する改質層であって、
【０２９０】
【化２２】
2020531385.tif 000046
【０２９１】
およびその組合せからなる群より選択される繰り返し単位を含む１種類以上のカチオン性高分子から作られた改質層、
を備え、
前記改質層は、前記第１のシートを前記第２のシートに結合する、物品。
【０２９２】
実施形態６９
前記改質層が実質的に単分子層である、実施形態６８に記載の物品。
【０２９３】
実施形態７０
前記改質層が、約０．１ｎｍから約１００ｎｍの平均厚さを有する、実施形態６８または６９に記載の物品。
【０２９４】
実施形態７１
前記改質層の平均厚さが約１０ｎｍ未満である、実施形態７０に記載の物品。
【０２９５】
実施形態７２
前記改質層の平均厚さが約５ｎｍ未満である、実施形態７１に記載の物品。
【０２９６】
実施形態７３
前記改質層の平均厚さが約３ｎｍ未満である、実施形態７２に記載の物品。
【０２９７】
実施形態７４
前記改質層結合面が、前記物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃で保持した後、約１００から約６００ｍＪ／ｍ２の結合エネルギーで、前記第２のシート結合面と結合している、実施形態６８から７３いずれか１つに記載の物品。
【０２９８】
実施形態７５
前記結合エネルギーが約１５０から約４００ｍＪ／ｍ２である、実施形態７４に記載の物品。
【０２９９】
実施形態７６
前記改質層結合面が、前記物品を９０分に亘り４２５℃で保持し、その後、該物品を１０分間に亘り６００℃で保持した後、２５０から４５０ｍＪ／ｍ２の結合エネルギーで、前記第２のシート結合面と結合している、実施形態６８から７５いずれか１つに記載の物品。
【０３００】
実施形態７７
前記改質層の絶対膨れ面積が、前記物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃に保持した後、１０％未満である、実施形態６８から７６いずれか１つに記載の物品。
【０３０１】
実施形態７８
前記改質層の絶対膨れ面積が２．５％未満である、実施形態７７に記載の物品。
【０３０２】
実施形態７９
前記改質層の膨れ面積の変化パーセントが、前記物品を窒素環境下で１０分間に亘り５８０℃に保持した後、３％未満である、実施形態６８から７８いずれか１つに記載の物品。
【０３０３】
実施形態８０
前記改質層の膨れ面積の変化パーセントが１％未満である、実施形態７９に記載の物品。
【０３０４】
実施形態８１
前記改質層の膨れ面積の変化パーセントが、前記物品を９０分間に亘り４２５で保持し、その後、該物品を窒素環境下で１０分間に亘り６００℃に保持した後、０．１％未満である、実施形態６８から８０いずれか１つに記載の物品。
【０３０５】
実施形態８２
前記第２のシートの平均厚さが約３００マイクロメートル以下である、実施形態６８から８１いずれか１つに記載の物品。
【０３０６】
実施形態８３
前記第２のシートの平均厚さが、前記第１のシートの平均厚さより小さい、実施形態８２に記載の物品。
【０３０７】
実施形態８４
前記第１のシートの平均厚さが約２００マイクロメートル以上である、実施形態８３に記載の物品。
【０３０８】
実施形態８５
前記第２のシートが、ガラス、シリコン、またはその組合せから作られている、実施形態６８から８４いずれか１つに記載の物品。
【０３０９】
実施形態８６
物品を製造する方法において、
少なくとも１種類のカチオン性高分子を堆積させることによって、第１のシートの結合面上に、改質層結合面を有する改質層を形成する工程であって、該カチオン性高分子は、
【０３１０】
【化２３】
2020531385.tif 000047
【０３１１】
およびその組合せからなる群より選択される繰り返し単位を含む、工程、および
前記改質層結合面を第２のシートの結合面に結合させる工程、
を有してなる方法。
【０３１２】
実施形態８７
前記第１のシートおよび／または前記第２のシートの結合面から前記改質層結合面の少なくとも一部を剥離する工程をさらに含む、実施形態８６に記載の方法。
【０３１３】
実施形態８８
前記カチオン性高分子を堆積させる前に、前記第１のシートおよび／または前記第２のシートのＯ２プラズマ処理の工程をさらに含む、実施形態８６または８７に記載の方法。
【０３１４】
実施形態８９
前記カチオン性高分子を堆積させる前に、前記第１のシートおよび／または前記第２のシートを洗浄する工程をさらに含む、実施形態８６から８８いずれか１つに記載の方法。
【０３１５】
実施形態９０
前記カチオン性高分子の堆積後に、前記第１のシートを洗浄する工程をさらに含む、実施形態８６から８９いずれか１つに記載の方法。
【０３１６】
実施形態９１
乾燥工程をさらに含む、実施形態８６から９０いずれか１つに記載の方法。
【０３１７】
実施形態９２
前記カチオン性高分子が、回転塗布、浸漬被覆、または吹付け塗りにより堆積される、実施形態８６から９１いずれか１つに記載の方法。
【０３１８】
実施形態９３
前記カチオン性高分子が水溶液として堆積される、実施形態８６から９２いずれか１つに記載の方法。
【０３１９】
実施形態９４
前記カチオン性高分子の水溶液が、０．００１質量パーセントから３．０質量パーセントの高分子濃度を有する、実施形態９３に記載の方法。
【０３２０】
実施形態９５
前記高分子濃度が０．５質量パーセント未満である、実施形態９４に記載の物品。
【０３２１】
実施形態９６
前記高分子濃度が０．１質量パーセント未満である、実施形態９５に記載の物品。
【０３２２】
実施形態９７
前記カチオン性高分子の水溶液が、有機溶媒を実質的に含まない、実施形態９３から９６いずれか１つに記載の方法。
【０３２３】
実施形態９８
前記改質層が、約０．１ｎｍから約１０ｎｍの平均厚さを有する、実施形態８６から９７いずれか１つに記載の方法。
【０３２４】
実施形態９９
前記改質層の平均厚さが約５ｎｍ未満である、実施形態９８に記載の方法。
【０３２５】
実施形態１００
前記改質層の平均厚さが約３ｎｍ未満である、実施形態９９に記載の方法。
【０３２６】
実施形態１０１
前記第２のシートが、ガラス、シリコン、またはその組合せから作られている、実施形態８６から１００いずれか１つに記載の方法。
【符号の説明】
【０３２７】
２    物品
１０    第１のシート
１２    第一面
１４    結合面
１６    周囲
２０    薄いシート
２２    第一面
２４    結合面
２６    周囲
３０    改質層
【図１】
2020531385.tif 000049
【図２】
2020531385.tif 000050
【図３】
2020531385.tif 000051
【図４ａ】
2020531385.tif 000052
【図４ｂ】
2020531385.tif 000053
【図５】
2020531385.tif 000054
【図６】
2020531385.tif 000055
【図７】
2020531385.tif 000056
【図８】
2020531385.tif 000057
【国際調査報告】
2020531385.tif 000058
2020531385.tif 000059