基板の製造方法
【課題】 表面が平滑な電子デバイスに用いる基板の製造方法を提供する。
【解決手段】 電子デバイスに用いる基板の製造方法であって、繊維を含むシート状基材１に第１熱硬化性樹脂を含む第１樹脂材料を担持する担持工程と、シート状基材１に担持した第１樹脂材料が固化に至る前にシート状基材１の両側に支持体９を積層する積層工程と、支持体９を積層したシート状基材１を加熱処理して第１熱硬化性樹脂を少なくとも半硬化の状態になるまで硬化させる硬化工程と、硬化工程の後に支持体９をシート状基材１から剥離する剥離工程と、を備える。
【解決手段】 電子デバイスに用いる基板の製造方法であって、繊維を含むシート状基材１に第１熱硬化性樹脂を含む第１樹脂材料を担持する担持工程と、シート状基材１に担持した第１樹脂材料が固化に至る前にシート状基材１の両側に支持体９を積層する積層工程と、支持体９を積層したシート状基材１を加熱処理して第１熱硬化性樹脂を少なくとも半硬化の状態になるまで硬化させる硬化工程と、硬化工程の後に支持体９をシート状基材１から剥離する剥離工程と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイスに用いる基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フラットディスプレイ等の電子デバイスに用いる基板において、厚い、重い、割れ易い等の欠点を有するガラス基板に代えて、薄型化及び軽量化が可能でフレキシブル性に富んだ樹脂基板を使用することが検討されている。
【０００３】
このような樹脂基板は、一般に、ガラス等の繊維からなるシート状基材に熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂等を含浸し、加熱処理または光照射して樹脂を硬化させることによって作製することができる。従来、この種の技術としては、ガラス繊維のシート状基材に含浸する樹脂に無機粒子を含有させて、熱による樹脂層の収縮・膨張を抑制すること（例えば、特許文献１参照）や、樹脂層の表面にさらにオーバーコート層を積層することにより、樹脂基板の表面を平滑化すること（例えば、特許文献２参照）等、様々な方法が検討されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５６８４０号公報
【特許文献２】特開２００５−１５３２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記従来の樹脂基板の製造方法では、通常、シート状基材として繊維のマルチフィラメントからなるヤーンの織編物が使用されているため、シート状基材を作製する際や樹脂基板の製造過程等において、繊維の一部のフィラメントが切れてシート状基材の表面に毛羽が発生する場合があった。そして、このような繊維からなる毛羽は、シート状基材に形成した樹脂層を硬化させる前にその樹脂層の表面にも突出してしまうため、硬化させた後の樹脂基板においても表面が粗くなるという問題があった。
【０００６】
また、例え、そのような樹脂層の表面にオーバーコート層等を積層したとしても、積層される側の面の凹凸はオーバーコート層の側にも反映されるため、樹脂基板の表面は粗いものとなっていた。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、表面が平滑な電子デバイスに用いる基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る基板の製造方法の特徴手段は、電子デバイスに用いる基板の製造方法であって、繊維を含むシート状基材に第１熱硬化性樹脂を含む第１樹脂材料を担持する担持工程と、前記シート状基材に担持した前記第１樹脂材料が固化に至る前に前記シート状基材の両側に支持体を積層する積層工程と、前記支持体を積層した前記シート状基材を加熱処理して前記第１熱硬化性樹脂を少なくとも半硬化の状態になるまで硬化させる硬化工程と、前記硬化工程の後に前記支持体を前記シート状基材から剥離する剥離工程と、を備える点にある。
【０００９】
つまり、この手段によれば、シート状基材に担持した第１熱硬化性樹脂が固化する前に支持体を積層して、シート状基材の表面から突出する突出物を前記シート状基材の側に押圧しながら第１熱硬化性樹脂を硬化させることができるため、製造する基板の表面を平滑にすることができる。
【００１０】
なお、本発明において固化に至る前とは、シート状基材に担持した第１樹脂材料が液状の状態または粘着性を有する状態をいう。これは、貯蔵弾性率（レオメータによる弾性率変化）等の第１樹脂材料の物性を測定することによって判断でき、例えば、第１樹脂材料の貯蔵弾性率の場合は１×１０４Ｐａ以下であれば、第１樹脂材料は固化に至る前であると判断してもよい。貯蔵弾性率は、測定装置としてレオメトリック社のＡＲＥＳ（アレス）を使用し、第１樹脂材料を２５ｎｍのパラレルプレートに挟み込み、周波数１ｒａｄ／ｓｅｃ、歪０．５％、昇温速度３℃／分で室温より所定温度まで測定することによって得ることができる。
【００１１】
また、半硬化の状態とは、熱硬化性樹脂の官能基の一部は反応しているが、昇温することにより硬化反応し得る官能基が残っている状態をいい、これは、例えば、それぞれの樹脂の示差走査熱量分析（ＤＳＣ）による発熱ピークの面積比を求めることによって判断できる。そして、硬化工程において、少なくとも半硬化の状態になるまで硬化させることにより突出物を第１熱硬化性樹脂の中に留めることができるため、シート基材から支持体を剥離した後も突出物がその表面から突出することを防止することができる。さらには、少なくとも半硬化の状態になるまで硬化させることにより取扱いが容易となるため、シート状基材の再加工も可能となる。このような観点から発熱ピークの面積比は、少なくとも（硬化した第１熱硬化性樹脂のＤＳＣによる発熱ピークの面積）／（未硬化の第１熱硬化性樹脂のＤＳＣによる発熱ピークの面積）×１００が、５０％以上となる状態であることが特に好ましい。
【００１２】
本発明に係る基板の製造方法では、前記硬化工程における前記シート状基材の加熱処理は、１〜５０℃／分の昇温速度で加熱することが好ましい。これによれば、シート状基材と支持体との温度差を小さくすることができるため、第１熱硬化性樹脂が硬化する前に支持体がシート状基材から剥がれることを防止することができる。
【００１３】
また、前記シート状基材として、繊維シートに第２熱硬化性樹脂を含む第２樹脂材料を担持し、前記第２熱硬化性樹脂を少なくとも半硬化の状態になるまで硬化させたものを使用してもよい。
【００１４】
本発明において、前記支持体の線膨張係数Ａと、前記シート状基材の線膨張係数Ｂとは、Ａ−Ｂ＝０〜２０ｐｐｍの関係を有することが好ましい。すなわち、両者がこのような関係にあれば、シート基材の内部における残留歪を低減させることができるため、シート基材のうねりを小さくすることができる。なお、シート状基材の線膨張係数Ｂとは、担持した第１熱硬化樹脂が硬化した後のシート基材の線膨張係数をいう。
【００１５】
前記担持工程において、前記第１樹脂材料として、前記第１熱硬化性樹脂をアルコール類及びケトン類から選ばれる少なくとも１種類に溶解したワニスを使用することが好ましい。ワニスを使用すれば、ワニスの粘度によってシート状基材への担持の度合いを制御することができる。
【００１６】
前記第１熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂を含むことが好ましい。これによれば、透明な基板を製造する場合に好適である。
【００１７】
エポキシ樹脂は、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）による発熱ピークが１２０℃以下にあるものが好ましい。このような樹脂であれば、比較的低温で樹脂を硬化させることができるため、シート状基材及び第１熱硬化性樹脂に対する熱の影響を小さくすることができる。
【００１８】
また、エポキシ樹脂は、下記式（１）で表される構造を備えることが好ましい。
【化２】
【００１９】
また、本発明に係る基板の製造方法は、前記剥離工程の後に、さらに表面を平滑化する平滑化工程を備えることもできる。これにより基板の表面をより平滑にすることができる。
【００２０】
本発明に係る基板の製造方法は、電子デバイスとしてフラットディスプレイを製造する際に好ましく適用することができる。
【００２１】
そして、このような本発明に係る基板の製造方法によって得られる電子デバイス用基板は、表面が平滑な基板とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明に係る基板の製造方法は、繊維を含むシート状基材に第１熱硬化性樹脂を含む第１樹脂材料を担持する担持工程と、前記シート状基材に担持した前記第１樹脂材料が固化に至る前に前記シート状基材の両側に支持体を積層する積層工程と、前記支持体を積層した前記シート状基材を加熱処理して前記第１熱硬化性樹脂を少なくとも半硬化の状態になるまで硬化させる硬化工程と、前記硬化工程の後に前記支持体を前記シート状基材から剥離する剥離工程と、を備えるものである。この方法によれば、シート状基材に担持した第１熱硬化性樹脂が固化する前に支持体を積層して、シート状基材の表面に発生している毛羽を押えながら第１熱硬化性樹脂を硬化させることができるため、製造する基板の表面に発生する点欠陥を低減することができる。
【００２３】
以下、本発明に係る基板の製造方法の各工程について詳述する。
（担持工程）
担持工程は、シート状基材に第１熱硬化性樹脂を含む第１樹脂材料を担持する工程である。シート状基材に第１樹脂材料を担持する方法は、特に限定されず、含浸、浸漬、塗布等、従来公知の方法を適用することができる。
【００２４】
シート状基材に担持する第１樹脂材料は、第１熱硬化性樹脂を含むものであれば、その他の構成に制限はなく、触媒、少量の酸化防止剤、紫外線吸収剤、染顔料、他の無機フィラー等の充填剤、熱硬化性樹脂以外の樹脂等を含んでもよい。また、シート状基材に担持するという観点からは、第１樹脂材料として第１熱硬化性樹脂を溶媒に溶解したワニスを使用することが好ましく、ワニスの粘度によってシート状基材への担持の度合いを制御することができる。例えば、ワニスの樹脂含有量（ＲＣ）が４０〜７０％であればワニスの粘度を低くすることができるため、シート状基材の内部にまで第１熱硬化性樹脂を滲み込ませることができ、また、ＲＣが９５〜１００％のワニスを使用すれば、第１熱硬化性樹脂をシート状基材の表面のみに存在させることができる。ワニスに使用する溶媒は、第１熱硬化性樹脂を溶解するものであれば特に制限はなく、例えば、ｉ−プロパノールやエタノール等のアルコール類、メチルエチルケトンやメチルイソブチルケトン等のケトン類等、使用することができる。溶媒としては、室温においては揮発し難く、後述の硬化工程の加熱処理においては気化するものが好ましく、このような溶媒であれば、後述の積層工程において溶媒が存在する状態で支持体を積層することができる。
【００２５】
本発明に係る基板の製造方法において使用する第１熱硬化性樹脂は、特に限定されず、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂等、従来公知の熱硬化性樹脂を適用することができる。
また、特に透明な基板を製造する場合には、第１熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂を含むことが好ましい。第１熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を含むことにより、シート状基材を構成する材料の屈折率と第１熱硬化性樹脂との屈折率の差を比較的小さくすることができる。中でも示差走査熱量分析（ＤＳＣ）による発熱ピークが１２０℃以下にあるエポキシ樹脂を使用すれば、比較的低温で樹脂を硬化させることができるため、シート状基材及び第１熱硬化性樹脂に対する熱の影響を小さくすることができる。すなわち、シート状基材と第１熱硬化性樹脂との界面には、第１熱硬化性樹脂の硬化温度における熱膨張量と硬化後室温まで冷却される際の収縮量との差によって歪が生じる。この歪により界面近傍の第１熱硬化性樹脂は延伸され、第１熱硬化性樹脂に複屈折が生じて基板に光漏れが発生し易くなる。そして、これは、第１熱硬化性樹脂を高温で硬化した場合には熱膨張量が大きい状態で硬化されるため、硬化後の第１熱硬化性樹脂には大きな歪が残る。このため、光漏れのない透明な基板を作製する場合には、第１熱硬化性樹脂の硬化温度を低くして、第１熱硬化性樹脂の熱膨張量が小さい硬化させることが好ましい。
なお、透明な基板を液晶セル等の表示素子用基板に適用して画像表示装置を作製する場合、表示素子用基板は偏光板の間に設けられるが、画像表示装置を黒表示状態（直交クロスニコル下）にした際に、バックライトの光が漏れて画像表示装置の表示品位を低下させるという問題が発生する場合がある。このような問題の発生を光漏れといい、透明な基板を液晶表示素子用基板等に用いる場合には、この光漏れを抑制することが求められている。
【００２６】
このような観点からエポキシ樹脂は、具体的には脂環式エポシキ樹脂であることが好ましく、例えば、下記式（１）で表される構造を備える脂環式エポキシ樹脂や、下記式（２）で表される構造を備える脂環式エポキシ樹脂等を好ましく使用することができる。
【化３】
【化４】
（但し、式中のＸは、Ｏ,Ｓ,ＳＯ,ＳＯ２,ＣＨ２,ＣＨ(ＣＨ３),(ＣＨ２)２,Ｃ（ＣＨ３）２から選ばれた１種を示す。）
【００２７】
第１熱硬化性樹脂のおけるエポキシ樹脂の含有量は、特に制限はないが、透明性の観点からは、５０〜９８重量％であることが好ましく、８０〜９５重量％であることがより好ましい。また、エポキシ樹脂としては、１種類に限らず、複数種類のエポキシ樹脂を併用することができる。
【００２８】
このようなエポキシ樹脂は、熱カチオン系硬化触媒と共に用いることが好ましい。すなわち、エポキシ樹脂を熱カチオン系硬化触媒で硬化させる場合には、低温、かつ短時間で硬化させることができる。このため、光漏れを抑制することができる。さらには、熱カチオン系硬化触媒により硬化したエポキシ樹脂の架橋密度は、他の酸無水物等の触媒によって硬化したエポキシ樹脂の架橋密度よりも高くなると推測され、結果として、熱カチオン系硬化触媒により硬化したエポキシ樹脂のガラス転移温度等の耐熱性を、他の触媒によって硬化したエポキシ樹脂の耐熱性よりも高くすることができる。熱カチオン系硬化触媒の含有量は、特に限定されないが、エポキシ樹脂１００重量部に対して０．１〜３重量部であることが好ましく、０．５〜１．５重量部であることがより好ましい。熱カチオン系硬化触媒の含有量が低すぎると硬化性が低下する場合があり、含有量が高すぎると基板が脆くなる虞がある。
【００２９】
熱カチオン系硬化触媒としては、例えば芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、アルミニウムキレート等が挙げられる。具体的には、芳香族スルホニウム塩としては三新化学工業製のＳＩ−６０Ｌ、ＳＩ−８０Ｌ、ＳＩ−１００Ｌ、旭電化工業製のＳＰ−１７０、ＳＰ−１５０等が挙げられ、アルミニウムキレートとしてはダイセル化学工業製ＤＡＩＣＡＴ ＥＸ−１等が例示される。
【００３０】
（積層工程）
積層工程は、第１樹脂材料を担持したシート状基材の両側に支持体を積層する工程である。本工程においては、第１樹脂材料が固化に至る前に支持体をシート状基材に積層することが必要である。この手段により、シート状基材に担持した第１樹脂材料の表面から突出するシート状基材の毛羽等の突出物を、シート状基材の側に押圧することができる。
【００３１】
本発明に係る基板の製造方法において使用する支持体は、特に限定することなく、銅、アルミニウム、ステンレス等の金属箔、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂フィルム、ガラス板等、適用することができる。支持体の厚みは、５〜２００μｍであることが好ましく、１０〜１３０μｍであることがより好ましい。支持体の表面は平滑であることが好ましく、例えば、単位面積当たりの凹凸差が３０００ｎｍ／ｍｍ２以下であることが好ましく、２０００ｎｍ／ｍｍ２以下であることがより好ましい。また、表面粗度という観点からは、２μｍ未満のものが好ましい。すなわち、支持体の表面が粗すぎると、後述する剥離工程において、アンカー効果により支持体と第１樹脂材料との接着が強固なものとなり、支持体がシート状基材から剥がれ難くなる。同様の観点から支持体の表面を研磨処理するものや、支持体の表面に離型処理を施したものを使用するここともできる。
【００３２】
また、支持体の線膨張係数は、使用する材料によって決まるものであるため、特に限定はされないが、シート状基材の線膨張係数との関係が、支持体の線膨張係数をＡとし、シート状基材の線膨張係数をＢとした場合に、Ａ−Ｂ＝０〜２０ｐｐｍであることが好ましい。支持体の線膨張係数とシート状基材の線膨張係数とがこのような関係にあれば、シート基材の内部における残留歪を低減させることができるため、シート基材のうねりを小さくすることができる。さらに透明な基板を作製する場合には、残留歪を低減されるため光漏れを小さくすることもできる。このような観点から、Ａ−Ｂ＝０〜１０ｐｐｍであることがより好ましい。
【００３３】
（硬化工程）
硬化工程は、シート状基材を加熱処理して第１熱硬化性樹脂を半硬化またはそれ以上に硬化した状態になるまで硬化させる工程である。本工程における加熱処理は、第１熱硬化性樹脂が少なくとも半硬化の状態になる温度以上で処理する。処理温度までの昇温速度は、特に制限はないが、できるだけゆっくり昇温する方が好ましい。すなわち、急激に温度を昇温させると、ヒータに近い外側と内側との間に温度差が生じるため、第１熱硬化性樹脂が硬化する前に支持体がシート状基材から剥がれる場合が生じる。一方、基板の生産性の観点からは、速く昇温する方が好ましい。したがって、このような観点から、加熱処理は１〜５０℃／分の昇温速度で加熱することが好ましく、５〜５０℃／分の昇温速度で加熱することがより好ましい。
【００３４】
また、本工程において、加熱処理する際に支持体を積層したシート状基材の両側からプレス加工を行うこともできる。これにより、基板の表面をより平滑化することができる。
【００３５】
（剥離工程）
剥離工程は、前述の硬化工程の後にシート状基材から支持体を剥離する工程である。シート状基材から支持体を剥離する方法は、特に限定されず、従来公知の方法によって行うことができる。なお、前述の通り、表面が平滑な支持体を用いることによってシート状基材から支持体を容易に剥離することができるようになる。
【００３６】
（前工程）
担持工程の前工程として、繊維シートに第２熱硬化性樹脂を含む第２樹脂材料を担持し、第２熱硬化性樹脂を少なくとも半硬化の状態になるまで硬化させる工程を行うことができる。本工程で使用する第２樹脂材料は、第１樹脂材料と同様に、ワニス等を使用することができ、これによって従来公知の方法により第２樹脂材料を繊維シートに担持することができる。
【００３７】
第２熱硬化性樹脂は、特に制限はないが、例えば、第１熱硬化性樹脂と同様に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂等、従来公知の熱硬化性樹脂を適用することができ、第１熱硬化性樹脂とは同種であっても異種であってもよい。また、透明な基板を作製する場合には、前述の通り、エポキシ樹脂が好ましく、できるだけ低温で硬化するものが好ましい。
【００３８】
そして、本工程においては、第２熱硬化性樹脂の硬化の状態を促進させ過ぎないことが好ましい。すなわち、第２熱硬化性樹脂の硬化を促進させ過ぎると、前述の担持工程において第１樹脂材料を担持する際に樹脂をはじき易くなるため好ましくない。したがって、硬化の状態は、（硬化した第２熱硬化性樹脂のＤＳＣによる発熱ピークの面積）／（未硬化の第２熱硬化性樹脂のＤＳＣによる発熱ピークの面積）×１００が、５０〜７０％であることが好ましく、このような硬化の状態は、例えば、１００℃以下の温度で加熱処理することにより達成することができる。
【００３９】
（後工程）
剥離工程の後工程として、さらに剥離工程後に得られたものの表面を平滑化する平滑化工程を行うことができる。これにより、基板の表面をより平滑にすることができる。このような工程は、従来公知の方法によって行うことができる。すなわち、例えば、剥離工程の後のシート状基材に、光硬化性樹脂を含む樹脂材料を予め塗布したＰＥＴフィルム等の支持体を積層し、ＵＶ照射した後、支持体を剥離することによって行うことができる。
【００４０】
（シート状基材）
本発明に係る基板の製造方法に使用するシート状基材は、繊維を含むものであれば特に制限はなく、例えば、繊維の織物、編物、不織布等、従来公知の繊維シートや、繊維シートに樹脂を担持したもの等を使用することができる。シート状基材の厚みは、製造する基板の厚みに応じて任意に設定可能であって限定されるものではないが、加工性の観点からは３０〜２００μｍの厚みを有するものが好ましく、３０〜１００μｍの厚みを有するものがより好ましい。また、シート状基材は、製造する基板の品質性向上の観点から均一に目詰めされているものが好ましく、例えば、１０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓ以下の通気量のものが好ましい。織物を用いる場合には経糸または緯糸が単独で存在する部分が２０％以下であるものが好ましい。
【００４１】
このようなシート状基材は、例えば、繊維径が４〜９μｍ、好ましくは５〜７μｍのフィラメントを５０〜５００本、好ましくは２００〜４００本収束したヤーンを用いて、密度が１０〜２５０ｇ／ｍ２、好ましくは４０〜１１０ｇ／ｍ２、より好ましくは７０〜１１０ｇ／ｍ２となるように作製することにより得ることができる。なお、繊維シートに用いる繊維材料の種類としては、特に限定されず、任意に選択可能であるが、透明な基板を作製する場合には、ガラス繊維が特に好ましい。ガラス繊維を使用する場合、ガラスの種類はＥガラス、Ｓガラス、Ｔガラス、ＮＥガラス等、従来公知のものが適用可能であり、特に限定されない。
【００４２】
また、本発明に係る基板の製造方法に使用するシート状基材には、ガラスと樹脂との親和性及び密着性を向上させるためにカップリング処理剤を塗布する等、従来公知の前処理を行っても何ら差し支えはない。
【００４３】
次に、本発明に係る基板の製造方法の具体的な一例について、図面を参照して説明する。ここでは、シート状基材を連続的に処理する方法を例示するが、これに限られるものではなく、バッチ式で処理する方法であっても本発明に係る基板の製造方法を好ましく実施することができる。また、本実施形態の工程の一部を省略したり、前後の工程または途中の工程として、従来公知の方法を付加してもよい。
【００４４】
（第一の実施形態）
本実施形態に係る基板の製造方法は、図１に示すように、まず、ガラス繊維を含むシート状基材１をニップローラ２によって巻き出し、ロール３、キスロール４、せん断用バー５、キスロール４、スクイズバー６を経由して浸漬槽７に送る。そして、浸漬槽７の中のロール３、スクイズバー８を経て、支持体９を積層し、ヒータ１１によって加熱処理した後、ロール３を経て、支持体９を剥離する。これによりシート状基材から基板を連続的に製造することができ、製造効率を向上させることができる。なお、加工速度は、例えば、０．１〜５ｍ／分で行うことができる。
【００４５】
本実施形態において、キスロール４は、シート状基材１の巻き出し速度に対し、１００〜２００％の速度で正回転させ、シート状基材１に第１樹脂材料を塗布する。なお、キスロール４によってシート状基材１に第１樹脂材料を塗布する場合には、高粘度のワニスを使用することが好ましい。また、シート状基材１に樹脂を塗布する方法としては、キスロール４に代えて、スリットバーを使用して、バーの内部から第１樹脂材料を吐出するようにしてもよい。
【００４６】
せん断用バー５は、無回転ロールであり、シート状基材１にせん断をかけて、キスロール４によって塗布された第１樹脂材料をシート状基材１の内部にまで含浸する。せん断用バー５は、含浸性の観点からシート状基材１の進行方向に対し、１５〜４５°傾けて設置することが好ましい。なお、せん断用バー５が回転すると、シート状基材１の表面に剥離泡が発生し、含浸不良となるため好ましくない。本実施形態では、せん断用バー５として、５本のせん断用バー５を使用する場合を例として示したが、設置するせん断用バー５の本数は特に限定されない。
【００４７】
浸漬槽７においては、シート状基材１を浸漬して、第１樹脂材料を塗布する。この際、シート状基材１の内部にまで第１樹脂材料が入り込むと、硬化工程の際に第１樹脂材料の溶媒がシート状基材の内部で発泡するため、好ましくない。また、同様の観点から、シート状基材１を浸漬することができれば、第１樹脂材料のＲＣは高い方が好ましく、例えば、ＲＣは９５〜１００％のものを使用することが好ましい。
【００４８】
第１樹脂材料に浸漬した後のシート状基材１は、２本の無回転のスクイズバー８の間を通過させることによって、第１樹脂材料の付着量を一定にする。スクイズバー８は、２本のスクイズバー８の間隔を任意に設定することにより、第１樹脂材料の付着量を制御することができる。第１樹脂材料の付着量は、例えば、シート状基材の重量の２０〜８０％となるように制御すればよい。
【００４９】
本実施形態における支持体９は、送り出しロール１０によってシート状基材１に積層する。支持体９を積層する際の送り出しロール１０の硬度やシート状基材１に対する圧力は、特に制限はなく、任意に設定可能である。送り出しロール１０としては、硬度５０のシリコンゴムを適用することができ、また、送り出しロール１０の圧力は、２つの送り出しロール１０の間隔を設定することによって制御することができる。なお、支持体９は、前述の通り特に限定はなく、任意に選択可能であるが、本実施形態にように連続的に処理する場合には、金属箔や樹脂フィルム等が扱い易いため、好ましく適用することができる。また、送り出しロール１０は、浸漬槽７との間の距離が短くなるように設置することが好ましく、これによればシート状基材１に第１樹脂材料が固化に至る前に支持体９を積層することができる。
【００５０】
ヒータ１１は、シート状基材１に担持する第１熱硬化性樹脂を硬化する。本実施形態においては、全長４ｍのヒータ１１を、それぞれ異なる温度に設定された６つのゾーンに均等に分割したＩＲヒータを使用する。例えば、それぞれのゾーンを４０℃、５５℃、７０℃、８５℃、１００℃、１１５℃に設定し、ヒータ１１の内にシート状基材１を１ｍ／分の速度で通過させることにより、昇温速度１９℃／分で加熱処理することができる。なお、ヒータ１１の長さ、ゾーンの数等は特に制限はなく、また、ヒータの種類もＩＲヒータに限定はされない。
【００５１】
ヒータ１１によって第１熱硬化性樹脂を硬化させた後は、支持体９を巻き取りロール１２で巻き取ることによって、シート状基材から剥離する。
なお、その他の装置の構成、機能、使用方法については、従来公知の方法と同様である。
【００５２】
（第二の実施形態）
本発明に係る基板の製造方法の第二の実施形態について説明する。本実施形態に係る基板の製造方法は、図２に示すように担持工程の前に、ガラス繊維シート１３に第２熱硬化性樹脂を含む第２樹脂材料を担持し、第２熱硬化性樹脂を少なくとも半硬化の状態になるまで硬化させる工程を行う。担持工程の前工程では、含浸槽１４においては、２つの回転するせん断ロール１５によってガラス繊維シート１３に曲げせん断を加え、第２樹脂材料を効率よく含浸できるようにする。本工程で使用する第２樹脂材料は、ガラス繊維シート１３の内部にまで含浸されるように、ＲＣが４０〜７０％のものを使用することが好ましい。また、本工程では、支持体９を積層しないため、加熱処理の際に昇温速度を制御する必要はなく、１つのゾーンからなるヒータ１１を使用すればよい。
【００５３】
また、本実施形態における担持工程では、前工程でガラス繊維シート１３に第２熱硬化性樹脂を硬化させたシート状基材１６を使用するため、キスロール４、せん断用バー５は使用せず、浸漬槽７のみによって第１樹脂材料を担持する。その他の装置の構成、機能、使用方法については、第一の実施形態と同様である。
【００５４】
（その他の実施形態）
前記各実施形態においては、剥離工程の後に従来公知の方法によって、第１熱硬化性樹脂が硬化したシート状基材の表面をさらに平滑化する平滑化工程を行うことができる。
【実施例】
【００５５】
以下、本発明に係る基板の製造方法の実施例について説明する。
（実施例１）
図１に示すように、シート状基材１として、繊維径７μのガラス繊維（日東紡製ＮＥＡ２３１９）を２００本収束したヤーンを平織に製織し、厚みを９０μｍとしたものを用い、このシート状基材１に、第１熱硬化樹脂である上記式（１）で表されるＥ−ＢＰを第１樹脂材料としてキスロール４にて塗布し、せん断用バー５を経由した後、再びキスロール４にて第１樹脂材料を塗布した。この後、シート状基材１を、ＲＣが１００の第１樹脂材料が入った浸漬層７に浸漬し、間隔を２０ｍｍに設定した２本のスクイズバー８の間を通過させて、第１樹脂材料の付着量を５０ｇ／ｍ２にした。次いで、第１樹脂材料を付着させたシート状基材１の両側に、支持体９として厚み５０μｍ、表面粗さ４０ｎｍ（測定面積１×１．５ｍｍ、Zygo New View5032／干渉式平面粗さ計）のポリイミドフィルム（宇部興産、コーピレックス５０Ｓ）を積層し、ヒータ１１によって、昇温速度１０℃／分で１２０℃まで加熱処理して、第１熱硬化性樹脂を硬化させた。なお、この時の第１熱硬化性樹脂の硬化の状態は半硬化状態以上であった。そして、第１熱硬化性樹脂を硬化させた後、室温にてポリイミドフィルムを剥離した。このようにして得られた基板に対し、さらにその表面を平滑化する平滑化工程として、光硬化樹脂であるアクリル樹脂（ＲＣ１００）を予め塗布したＰＥＴフィルムを積層し、波長２５６ｎｍのＵＶを照射して、光硬化性樹脂を硬化させた。本実施例における加工速度は、１ｍ／分であった。
【００５６】
その結果、表面粗さが１００ｎｍ（測定面積１×１．５ｍｍ、Zygo New View5032）である平滑な基板が得られた。
また、本実施例におけるシート状基材１の加工前後による線膨張係数は、１３ｐｐｍであった。支持体９であるポリイミドフィルムの線膨張係数は１６ｐｐｍであり、両者の線膨張係数の差は３ｐｐｍであった。
なお、本実施例で使用した第１熱硬化性樹脂は、常温において樹脂粘度３００ｍＰａ・ｓｅｃの液状体であるため、第１樹脂材料が固化に至る前に支持体９を積層することができる。支持体９を積層する直前のシート状基材１に担持した第１樹脂材料の貯蔵弾性率を測定したところ、１００Ｐａであった。
【００５７】
（実施例２）
図２に示すように、前工程として、ガラス繊維シート１３に実施例１で用いたシート状基材１を使用し、このガラス繊維シート１３に、第２熱硬化樹脂であるＥ−ＢＰをメチルイソブチルケトンに溶解させてＲＣを５０とした第２樹脂材料を実施例１と同様にキスロール４、せん断用バー５を経由して第２樹脂材料を塗布し、次いで、ガラス繊維シートを、前記第２樹脂材料が入った含浸層１４に浸漬し、ヒータ１１によって、１００℃で加熱処理して、第２熱硬化性樹脂を硬化させた。なお、この時の第２熱硬化性樹脂の硬化の状態は半硬化であった。そして、この後、実施例１と同様の第１樹脂材料が入った浸漬層７に浸漬し、実施例１と同様に硬化工程、剥離工程、平滑化工程を行った。本実施例における加工速度は、１ｍ／分であった。
【００５８】
その結果、表面粗さが１５０ｎｍである平滑な基板が得られた。
また、本実施例におけるシート状基材１の加工前後による線膨張係数は、１３ｐｐｍであり、支持体９であるポリイミドフィルムの線膨張係数との差は３ｐｐｍであった。
第２熱硬化樹脂を硬化させた後の硬化状態を調べたところ、硬化であった。
【００５９】
（比較例１）
実施例２における前工程を行った後、平滑化工程を行い、基板を作製した。加工方法及び条件は実施例２と同様である。
【００６０】
（比較例２）
支持体９を積層する前にシート状基材１に担持した第１樹脂材料を固化させたこと以外は、実施例１と同様の方法によって基板を作製した。すなわち、シート状基材１に第１樹脂材料を担持した後、１１０℃で３分間熱処理を行って第１樹脂材料を固化させた。
【００６１】
実施例１、実施例２、比較例１、比較例２によって作製したそれぞれの基板について、表面におけるシート状基材１の毛羽起因の点欠陥を調べた。その結果、実施例１で作製したものの点欠陥は０個／１０ｃｍ２、実施例２で作製したものの点欠陥は５個／１０ｃｍ２であったのに対し、比較例１で作製したものの点欠陥は４０個／１０ｃｍ２、比較例２で作製したものの点欠陥は３５個／１０ｃｍ２であった。すなわち、本発明に係る基板の製造方法により、基板の表面に発生する点欠陥を低減できることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明に係る基板の製造方法は、フラットディスプレイ等、様々な電子用デバイスの製造に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る基板の製造工程を示す図
【図２】本発明の第二の実施形態に係る基板の製造工程を示す図
【符号の説明】
【００６４】
１ シート状基材
４ キスロール
５ せん断用バー
７ 浸漬槽
８ スクイズバー
９ 支持体
１１ ヒータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイスに用いる基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フラットディスプレイ等の電子デバイスに用いる基板において、厚い、重い、割れ易い等の欠点を有するガラス基板に代えて、薄型化及び軽量化が可能でフレキシブル性に富んだ樹脂基板を使用することが検討されている。
【０００３】
このような樹脂基板は、一般に、ガラス等の繊維からなるシート状基材に熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂等を含浸し、加熱処理または光照射して樹脂を硬化させることによって作製することができる。従来、この種の技術としては、ガラス繊維のシート状基材に含浸する樹脂に無機粒子を含有させて、熱による樹脂層の収縮・膨張を抑制すること（例えば、特許文献１参照）や、樹脂層の表面にさらにオーバーコート層を積層することにより、樹脂基板の表面を平滑化すること（例えば、特許文献２参照）等、様々な方法が検討されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５６８４０号公報
【特許文献２】特開２００５−１５３２７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前記従来の樹脂基板の製造方法では、通常、シート状基材として繊維のマルチフィラメントからなるヤーンの織編物が使用されているため、シート状基材を作製する際や樹脂基板の製造過程等において、繊維の一部のフィラメントが切れてシート状基材の表面に毛羽が発生する場合があった。そして、このような繊維からなる毛羽は、シート状基材に形成した樹脂層を硬化させる前にその樹脂層の表面にも突出してしまうため、硬化させた後の樹脂基板においても表面が粗くなるという問題があった。
【０００６】
また、例え、そのような樹脂層の表面にオーバーコート層等を積層したとしても、積層される側の面の凹凸はオーバーコート層の側にも反映されるため、樹脂基板の表面は粗いものとなっていた。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、表面が平滑な電子デバイスに用いる基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る基板の製造方法の特徴手段は、電子デバイスに用いる基板の製造方法であって、繊維を含むシート状基材に第１熱硬化性樹脂を含む第１樹脂材料を担持する担持工程と、前記シート状基材に担持した前記第１樹脂材料が固化に至る前に前記シート状基材の両側に支持体を積層する積層工程と、前記支持体を積層した前記シート状基材を加熱処理して前記第１熱硬化性樹脂を少なくとも半硬化の状態になるまで硬化させる硬化工程と、前記硬化工程の後に前記支持体を前記シート状基材から剥離する剥離工程と、を備える点にある。
【０００９】
つまり、この手段によれば、シート状基材に担持した第１熱硬化性樹脂が固化する前に支持体を積層して、シート状基材の表面から突出する突出物を前記シート状基材の側に押圧しながら第１熱硬化性樹脂を硬化させることができるため、製造する基板の表面を平滑にすることができる。
【００１０】
なお、本発明において固化に至る前とは、シート状基材に担持した第１樹脂材料が液状の状態または粘着性を有する状態をいう。これは、貯蔵弾性率（レオメータによる弾性率変化）等の第１樹脂材料の物性を測定することによって判断でき、例えば、第１樹脂材料の貯蔵弾性率の場合は１×１０４Ｐａ以下であれば、第１樹脂材料は固化に至る前であると判断してもよい。貯蔵弾性率は、測定装置としてレオメトリック社のＡＲＥＳ（アレス）を使用し、第１樹脂材料を２５ｎｍのパラレルプレートに挟み込み、周波数１ｒａｄ／ｓｅｃ、歪０．５％、昇温速度３℃／分で室温より所定温度まで測定することによって得ることができる。
【００１１】
また、半硬化の状態とは、熱硬化性樹脂の官能基の一部は反応しているが、昇温することにより硬化反応し得る官能基が残っている状態をいい、これは、例えば、それぞれの樹脂の示差走査熱量分析（ＤＳＣ）による発熱ピークの面積比を求めることによって判断できる。そして、硬化工程において、少なくとも半硬化の状態になるまで硬化させることにより突出物を第１熱硬化性樹脂の中に留めることができるため、シート基材から支持体を剥離した後も突出物がその表面から突出することを防止することができる。さらには、少なくとも半硬化の状態になるまで硬化させることにより取扱いが容易となるため、シート状基材の再加工も可能となる。このような観点から発熱ピークの面積比は、少なくとも（硬化した第１熱硬化性樹脂のＤＳＣによる発熱ピークの面積）／（未硬化の第１熱硬化性樹脂のＤＳＣによる発熱ピークの面積）×１００が、５０％以上となる状態であることが特に好ましい。
【００１２】
本発明に係る基板の製造方法では、前記硬化工程における前記シート状基材の加熱処理は、１〜５０℃／分の昇温速度で加熱することが好ましい。これによれば、シート状基材と支持体との温度差を小さくすることができるため、第１熱硬化性樹脂が硬化する前に支持体がシート状基材から剥がれることを防止することができる。
【００１３】
また、前記シート状基材として、繊維シートに第２熱硬化性樹脂を含む第２樹脂材料を担持し、前記第２熱硬化性樹脂を少なくとも半硬化の状態になるまで硬化させたものを使用してもよい。
【００１４】
本発明において、前記支持体の線膨張係数Ａと、前記シート状基材の線膨張係数Ｂとは、Ａ−Ｂ＝０〜２０ｐｐｍの関係を有することが好ましい。すなわち、両者がこのような関係にあれば、シート基材の内部における残留歪を低減させることができるため、シート基材のうねりを小さくすることができる。なお、シート状基材の線膨張係数Ｂとは、担持した第１熱硬化樹脂が硬化した後のシート基材の線膨張係数をいう。
【００１５】
前記担持工程において、前記第１樹脂材料として、前記第１熱硬化性樹脂をアルコール類及びケトン類から選ばれる少なくとも１種類に溶解したワニスを使用することが好ましい。ワニスを使用すれば、ワニスの粘度によってシート状基材への担持の度合いを制御することができる。
【００１６】
前記第１熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂を含むことが好ましい。これによれば、透明な基板を製造する場合に好適である。
【００１７】
エポキシ樹脂は、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）による発熱ピークが１２０℃以下にあるものが好ましい。このような樹脂であれば、比較的低温で樹脂を硬化させることができるため、シート状基材及び第１熱硬化性樹脂に対する熱の影響を小さくすることができる。
【００１８】
また、エポキシ樹脂は、下記式（１）で表される構造を備えることが好ましい。
【化２】
【００１９】
また、本発明に係る基板の製造方法は、前記剥離工程の後に、さらに表面を平滑化する平滑化工程を備えることもできる。これにより基板の表面をより平滑にすることができる。
【００２０】
本発明に係る基板の製造方法は、電子デバイスとしてフラットディスプレイを製造する際に好ましく適用することができる。
【００２１】
そして、このような本発明に係る基板の製造方法によって得られる電子デバイス用基板は、表面が平滑な基板とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明に係る基板の製造方法は、繊維を含むシート状基材に第１熱硬化性樹脂を含む第１樹脂材料を担持する担持工程と、前記シート状基材に担持した前記第１樹脂材料が固化に至る前に前記シート状基材の両側に支持体を積層する積層工程と、前記支持体を積層した前記シート状基材を加熱処理して前記第１熱硬化性樹脂を少なくとも半硬化の状態になるまで硬化させる硬化工程と、前記硬化工程の後に前記支持体を前記シート状基材から剥離する剥離工程と、を備えるものである。この方法によれば、シート状基材に担持した第１熱硬化性樹脂が固化する前に支持体を積層して、シート状基材の表面に発生している毛羽を押えながら第１熱硬化性樹脂を硬化させることができるため、製造する基板の表面に発生する点欠陥を低減することができる。
【００２３】
以下、本発明に係る基板の製造方法の各工程について詳述する。
（担持工程）
担持工程は、シート状基材に第１熱硬化性樹脂を含む第１樹脂材料を担持する工程である。シート状基材に第１樹脂材料を担持する方法は、特に限定されず、含浸、浸漬、塗布等、従来公知の方法を適用することができる。
【００２４】
シート状基材に担持する第１樹脂材料は、第１熱硬化性樹脂を含むものであれば、その他の構成に制限はなく、触媒、少量の酸化防止剤、紫外線吸収剤、染顔料、他の無機フィラー等の充填剤、熱硬化性樹脂以外の樹脂等を含んでもよい。また、シート状基材に担持するという観点からは、第１樹脂材料として第１熱硬化性樹脂を溶媒に溶解したワニスを使用することが好ましく、ワニスの粘度によってシート状基材への担持の度合いを制御することができる。例えば、ワニスの樹脂含有量（ＲＣ）が４０〜７０％であればワニスの粘度を低くすることができるため、シート状基材の内部にまで第１熱硬化性樹脂を滲み込ませることができ、また、ＲＣが９５〜１００％のワニスを使用すれば、第１熱硬化性樹脂をシート状基材の表面のみに存在させることができる。ワニスに使用する溶媒は、第１熱硬化性樹脂を溶解するものであれば特に制限はなく、例えば、ｉ−プロパノールやエタノール等のアルコール類、メチルエチルケトンやメチルイソブチルケトン等のケトン類等、使用することができる。溶媒としては、室温においては揮発し難く、後述の硬化工程の加熱処理においては気化するものが好ましく、このような溶媒であれば、後述の積層工程において溶媒が存在する状態で支持体を積層することができる。
【００２５】
本発明に係る基板の製造方法において使用する第１熱硬化性樹脂は、特に限定されず、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂等、従来公知の熱硬化性樹脂を適用することができる。
また、特に透明な基板を製造する場合には、第１熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂を含むことが好ましい。第１熱硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を含むことにより、シート状基材を構成する材料の屈折率と第１熱硬化性樹脂との屈折率の差を比較的小さくすることができる。中でも示差走査熱量分析（ＤＳＣ）による発熱ピークが１２０℃以下にあるエポキシ樹脂を使用すれば、比較的低温で樹脂を硬化させることができるため、シート状基材及び第１熱硬化性樹脂に対する熱の影響を小さくすることができる。すなわち、シート状基材と第１熱硬化性樹脂との界面には、第１熱硬化性樹脂の硬化温度における熱膨張量と硬化後室温まで冷却される際の収縮量との差によって歪が生じる。この歪により界面近傍の第１熱硬化性樹脂は延伸され、第１熱硬化性樹脂に複屈折が生じて基板に光漏れが発生し易くなる。そして、これは、第１熱硬化性樹脂を高温で硬化した場合には熱膨張量が大きい状態で硬化されるため、硬化後の第１熱硬化性樹脂には大きな歪が残る。このため、光漏れのない透明な基板を作製する場合には、第１熱硬化性樹脂の硬化温度を低くして、第１熱硬化性樹脂の熱膨張量が小さい硬化させることが好ましい。
なお、透明な基板を液晶セル等の表示素子用基板に適用して画像表示装置を作製する場合、表示素子用基板は偏光板の間に設けられるが、画像表示装置を黒表示状態（直交クロスニコル下）にした際に、バックライトの光が漏れて画像表示装置の表示品位を低下させるという問題が発生する場合がある。このような問題の発生を光漏れといい、透明な基板を液晶表示素子用基板等に用いる場合には、この光漏れを抑制することが求められている。
【００２６】
このような観点からエポキシ樹脂は、具体的には脂環式エポシキ樹脂であることが好ましく、例えば、下記式（１）で表される構造を備える脂環式エポキシ樹脂や、下記式（２）で表される構造を備える脂環式エポキシ樹脂等を好ましく使用することができる。
【化３】
【化４】
（但し、式中のＸは、Ｏ,Ｓ,ＳＯ,ＳＯ２,ＣＨ２,ＣＨ(ＣＨ３),(ＣＨ２)２,Ｃ（ＣＨ３）２から選ばれた１種を示す。）
【００２７】
第１熱硬化性樹脂のおけるエポキシ樹脂の含有量は、特に制限はないが、透明性の観点からは、５０〜９８重量％であることが好ましく、８０〜９５重量％であることがより好ましい。また、エポキシ樹脂としては、１種類に限らず、複数種類のエポキシ樹脂を併用することができる。
【００２８】
このようなエポキシ樹脂は、熱カチオン系硬化触媒と共に用いることが好ましい。すなわち、エポキシ樹脂を熱カチオン系硬化触媒で硬化させる場合には、低温、かつ短時間で硬化させることができる。このため、光漏れを抑制することができる。さらには、熱カチオン系硬化触媒により硬化したエポキシ樹脂の架橋密度は、他の酸無水物等の触媒によって硬化したエポキシ樹脂の架橋密度よりも高くなると推測され、結果として、熱カチオン系硬化触媒により硬化したエポキシ樹脂のガラス転移温度等の耐熱性を、他の触媒によって硬化したエポキシ樹脂の耐熱性よりも高くすることができる。熱カチオン系硬化触媒の含有量は、特に限定されないが、エポキシ樹脂１００重量部に対して０．１〜３重量部であることが好ましく、０．５〜１．５重量部であることがより好ましい。熱カチオン系硬化触媒の含有量が低すぎると硬化性が低下する場合があり、含有量が高すぎると基板が脆くなる虞がある。
【００２９】
熱カチオン系硬化触媒としては、例えば芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、アルミニウムキレート等が挙げられる。具体的には、芳香族スルホニウム塩としては三新化学工業製のＳＩ−６０Ｌ、ＳＩ−８０Ｌ、ＳＩ−１００Ｌ、旭電化工業製のＳＰ−１７０、ＳＰ−１５０等が挙げられ、アルミニウムキレートとしてはダイセル化学工業製ＤＡＩＣＡＴ ＥＸ−１等が例示される。
【００３０】
（積層工程）
積層工程は、第１樹脂材料を担持したシート状基材の両側に支持体を積層する工程である。本工程においては、第１樹脂材料が固化に至る前に支持体をシート状基材に積層することが必要である。この手段により、シート状基材に担持した第１樹脂材料の表面から突出するシート状基材の毛羽等の突出物を、シート状基材の側に押圧することができる。
【００３１】
本発明に係る基板の製造方法において使用する支持体は、特に限定することなく、銅、アルミニウム、ステンレス等の金属箔、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂フィルム、ガラス板等、適用することができる。支持体の厚みは、５〜２００μｍであることが好ましく、１０〜１３０μｍであることがより好ましい。支持体の表面は平滑であることが好ましく、例えば、単位面積当たりの凹凸差が３０００ｎｍ／ｍｍ２以下であることが好ましく、２０００ｎｍ／ｍｍ２以下であることがより好ましい。また、表面粗度という観点からは、２μｍ未満のものが好ましい。すなわち、支持体の表面が粗すぎると、後述する剥離工程において、アンカー効果により支持体と第１樹脂材料との接着が強固なものとなり、支持体がシート状基材から剥がれ難くなる。同様の観点から支持体の表面を研磨処理するものや、支持体の表面に離型処理を施したものを使用するここともできる。
【００３２】
また、支持体の線膨張係数は、使用する材料によって決まるものであるため、特に限定はされないが、シート状基材の線膨張係数との関係が、支持体の線膨張係数をＡとし、シート状基材の線膨張係数をＢとした場合に、Ａ−Ｂ＝０〜２０ｐｐｍであることが好ましい。支持体の線膨張係数とシート状基材の線膨張係数とがこのような関係にあれば、シート基材の内部における残留歪を低減させることができるため、シート基材のうねりを小さくすることができる。さらに透明な基板を作製する場合には、残留歪を低減されるため光漏れを小さくすることもできる。このような観点から、Ａ−Ｂ＝０〜１０ｐｐｍであることがより好ましい。
【００３３】
（硬化工程）
硬化工程は、シート状基材を加熱処理して第１熱硬化性樹脂を半硬化またはそれ以上に硬化した状態になるまで硬化させる工程である。本工程における加熱処理は、第１熱硬化性樹脂が少なくとも半硬化の状態になる温度以上で処理する。処理温度までの昇温速度は、特に制限はないが、できるだけゆっくり昇温する方が好ましい。すなわち、急激に温度を昇温させると、ヒータに近い外側と内側との間に温度差が生じるため、第１熱硬化性樹脂が硬化する前に支持体がシート状基材から剥がれる場合が生じる。一方、基板の生産性の観点からは、速く昇温する方が好ましい。したがって、このような観点から、加熱処理は１〜５０℃／分の昇温速度で加熱することが好ましく、５〜５０℃／分の昇温速度で加熱することがより好ましい。
【００３４】
また、本工程において、加熱処理する際に支持体を積層したシート状基材の両側からプレス加工を行うこともできる。これにより、基板の表面をより平滑化することができる。
【００３５】
（剥離工程）
剥離工程は、前述の硬化工程の後にシート状基材から支持体を剥離する工程である。シート状基材から支持体を剥離する方法は、特に限定されず、従来公知の方法によって行うことができる。なお、前述の通り、表面が平滑な支持体を用いることによってシート状基材から支持体を容易に剥離することができるようになる。
【００３６】
（前工程）
担持工程の前工程として、繊維シートに第２熱硬化性樹脂を含む第２樹脂材料を担持し、第２熱硬化性樹脂を少なくとも半硬化の状態になるまで硬化させる工程を行うことができる。本工程で使用する第２樹脂材料は、第１樹脂材料と同様に、ワニス等を使用することができ、これによって従来公知の方法により第２樹脂材料を繊維シートに担持することができる。
【００３７】
第２熱硬化性樹脂は、特に制限はないが、例えば、第１熱硬化性樹脂と同様に、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂等、従来公知の熱硬化性樹脂を適用することができ、第１熱硬化性樹脂とは同種であっても異種であってもよい。また、透明な基板を作製する場合には、前述の通り、エポキシ樹脂が好ましく、できるだけ低温で硬化するものが好ましい。
【００３８】
そして、本工程においては、第２熱硬化性樹脂の硬化の状態を促進させ過ぎないことが好ましい。すなわち、第２熱硬化性樹脂の硬化を促進させ過ぎると、前述の担持工程において第１樹脂材料を担持する際に樹脂をはじき易くなるため好ましくない。したがって、硬化の状態は、（硬化した第２熱硬化性樹脂のＤＳＣによる発熱ピークの面積）／（未硬化の第２熱硬化性樹脂のＤＳＣによる発熱ピークの面積）×１００が、５０〜７０％であることが好ましく、このような硬化の状態は、例えば、１００℃以下の温度で加熱処理することにより達成することができる。
【００３９】
（後工程）
剥離工程の後工程として、さらに剥離工程後に得られたものの表面を平滑化する平滑化工程を行うことができる。これにより、基板の表面をより平滑にすることができる。このような工程は、従来公知の方法によって行うことができる。すなわち、例えば、剥離工程の後のシート状基材に、光硬化性樹脂を含む樹脂材料を予め塗布したＰＥＴフィルム等の支持体を積層し、ＵＶ照射した後、支持体を剥離することによって行うことができる。
【００４０】
（シート状基材）
本発明に係る基板の製造方法に使用するシート状基材は、繊維を含むものであれば特に制限はなく、例えば、繊維の織物、編物、不織布等、従来公知の繊維シートや、繊維シートに樹脂を担持したもの等を使用することができる。シート状基材の厚みは、製造する基板の厚みに応じて任意に設定可能であって限定されるものではないが、加工性の観点からは３０〜２００μｍの厚みを有するものが好ましく、３０〜１００μｍの厚みを有するものがより好ましい。また、シート状基材は、製造する基板の品質性向上の観点から均一に目詰めされているものが好ましく、例えば、１０ｃｍ３／ｃｍ２／ｓ以下の通気量のものが好ましい。織物を用いる場合には経糸または緯糸が単独で存在する部分が２０％以下であるものが好ましい。
【００４１】
このようなシート状基材は、例えば、繊維径が４〜９μｍ、好ましくは５〜７μｍのフィラメントを５０〜５００本、好ましくは２００〜４００本収束したヤーンを用いて、密度が１０〜２５０ｇ／ｍ２、好ましくは４０〜１１０ｇ／ｍ２、より好ましくは７０〜１１０ｇ／ｍ２となるように作製することにより得ることができる。なお、繊維シートに用いる繊維材料の種類としては、特に限定されず、任意に選択可能であるが、透明な基板を作製する場合には、ガラス繊維が特に好ましい。ガラス繊維を使用する場合、ガラスの種類はＥガラス、Ｓガラス、Ｔガラス、ＮＥガラス等、従来公知のものが適用可能であり、特に限定されない。
【００４２】
また、本発明に係る基板の製造方法に使用するシート状基材には、ガラスと樹脂との親和性及び密着性を向上させるためにカップリング処理剤を塗布する等、従来公知の前処理を行っても何ら差し支えはない。
【００４３】
次に、本発明に係る基板の製造方法の具体的な一例について、図面を参照して説明する。ここでは、シート状基材を連続的に処理する方法を例示するが、これに限られるものではなく、バッチ式で処理する方法であっても本発明に係る基板の製造方法を好ましく実施することができる。また、本実施形態の工程の一部を省略したり、前後の工程または途中の工程として、従来公知の方法を付加してもよい。
【００４４】
（第一の実施形態）
本実施形態に係る基板の製造方法は、図１に示すように、まず、ガラス繊維を含むシート状基材１をニップローラ２によって巻き出し、ロール３、キスロール４、せん断用バー５、キスロール４、スクイズバー６を経由して浸漬槽７に送る。そして、浸漬槽７の中のロール３、スクイズバー８を経て、支持体９を積層し、ヒータ１１によって加熱処理した後、ロール３を経て、支持体９を剥離する。これによりシート状基材から基板を連続的に製造することができ、製造効率を向上させることができる。なお、加工速度は、例えば、０．１〜５ｍ／分で行うことができる。
【００４５】
本実施形態において、キスロール４は、シート状基材１の巻き出し速度に対し、１００〜２００％の速度で正回転させ、シート状基材１に第１樹脂材料を塗布する。なお、キスロール４によってシート状基材１に第１樹脂材料を塗布する場合には、高粘度のワニスを使用することが好ましい。また、シート状基材１に樹脂を塗布する方法としては、キスロール４に代えて、スリットバーを使用して、バーの内部から第１樹脂材料を吐出するようにしてもよい。
【００４６】
せん断用バー５は、無回転ロールであり、シート状基材１にせん断をかけて、キスロール４によって塗布された第１樹脂材料をシート状基材１の内部にまで含浸する。せん断用バー５は、含浸性の観点からシート状基材１の進行方向に対し、１５〜４５°傾けて設置することが好ましい。なお、せん断用バー５が回転すると、シート状基材１の表面に剥離泡が発生し、含浸不良となるため好ましくない。本実施形態では、せん断用バー５として、５本のせん断用バー５を使用する場合を例として示したが、設置するせん断用バー５の本数は特に限定されない。
【００４７】
浸漬槽７においては、シート状基材１を浸漬して、第１樹脂材料を塗布する。この際、シート状基材１の内部にまで第１樹脂材料が入り込むと、硬化工程の際に第１樹脂材料の溶媒がシート状基材の内部で発泡するため、好ましくない。また、同様の観点から、シート状基材１を浸漬することができれば、第１樹脂材料のＲＣは高い方が好ましく、例えば、ＲＣは９５〜１００％のものを使用することが好ましい。
【００４８】
第１樹脂材料に浸漬した後のシート状基材１は、２本の無回転のスクイズバー８の間を通過させることによって、第１樹脂材料の付着量を一定にする。スクイズバー８は、２本のスクイズバー８の間隔を任意に設定することにより、第１樹脂材料の付着量を制御することができる。第１樹脂材料の付着量は、例えば、シート状基材の重量の２０〜８０％となるように制御すればよい。
【００４９】
本実施形態における支持体９は、送り出しロール１０によってシート状基材１に積層する。支持体９を積層する際の送り出しロール１０の硬度やシート状基材１に対する圧力は、特に制限はなく、任意に設定可能である。送り出しロール１０としては、硬度５０のシリコンゴムを適用することができ、また、送り出しロール１０の圧力は、２つの送り出しロール１０の間隔を設定することによって制御することができる。なお、支持体９は、前述の通り特に限定はなく、任意に選択可能であるが、本実施形態にように連続的に処理する場合には、金属箔や樹脂フィルム等が扱い易いため、好ましく適用することができる。また、送り出しロール１０は、浸漬槽７との間の距離が短くなるように設置することが好ましく、これによればシート状基材１に第１樹脂材料が固化に至る前に支持体９を積層することができる。
【００５０】
ヒータ１１は、シート状基材１に担持する第１熱硬化性樹脂を硬化する。本実施形態においては、全長４ｍのヒータ１１を、それぞれ異なる温度に設定された６つのゾーンに均等に分割したＩＲヒータを使用する。例えば、それぞれのゾーンを４０℃、５５℃、７０℃、８５℃、１００℃、１１５℃に設定し、ヒータ１１の内にシート状基材１を１ｍ／分の速度で通過させることにより、昇温速度１９℃／分で加熱処理することができる。なお、ヒータ１１の長さ、ゾーンの数等は特に制限はなく、また、ヒータの種類もＩＲヒータに限定はされない。
【００５１】
ヒータ１１によって第１熱硬化性樹脂を硬化させた後は、支持体９を巻き取りロール１２で巻き取ることによって、シート状基材から剥離する。
なお、その他の装置の構成、機能、使用方法については、従来公知の方法と同様である。
【００５２】
（第二の実施形態）
本発明に係る基板の製造方法の第二の実施形態について説明する。本実施形態に係る基板の製造方法は、図２に示すように担持工程の前に、ガラス繊維シート１３に第２熱硬化性樹脂を含む第２樹脂材料を担持し、第２熱硬化性樹脂を少なくとも半硬化の状態になるまで硬化させる工程を行う。担持工程の前工程では、含浸槽１４においては、２つの回転するせん断ロール１５によってガラス繊維シート１３に曲げせん断を加え、第２樹脂材料を効率よく含浸できるようにする。本工程で使用する第２樹脂材料は、ガラス繊維シート１３の内部にまで含浸されるように、ＲＣが４０〜７０％のものを使用することが好ましい。また、本工程では、支持体９を積層しないため、加熱処理の際に昇温速度を制御する必要はなく、１つのゾーンからなるヒータ１１を使用すればよい。
【００５３】
また、本実施形態における担持工程では、前工程でガラス繊維シート１３に第２熱硬化性樹脂を硬化させたシート状基材１６を使用するため、キスロール４、せん断用バー５は使用せず、浸漬槽７のみによって第１樹脂材料を担持する。その他の装置の構成、機能、使用方法については、第一の実施形態と同様である。
【００５４】
（その他の実施形態）
前記各実施形態においては、剥離工程の後に従来公知の方法によって、第１熱硬化性樹脂が硬化したシート状基材の表面をさらに平滑化する平滑化工程を行うことができる。
【実施例】
【００５５】
以下、本発明に係る基板の製造方法の実施例について説明する。
（実施例１）
図１に示すように、シート状基材１として、繊維径７μのガラス繊維（日東紡製ＮＥＡ２３１９）を２００本収束したヤーンを平織に製織し、厚みを９０μｍとしたものを用い、このシート状基材１に、第１熱硬化樹脂である上記式（１）で表されるＥ−ＢＰを第１樹脂材料としてキスロール４にて塗布し、せん断用バー５を経由した後、再びキスロール４にて第１樹脂材料を塗布した。この後、シート状基材１を、ＲＣが１００の第１樹脂材料が入った浸漬層７に浸漬し、間隔を２０ｍｍに設定した２本のスクイズバー８の間を通過させて、第１樹脂材料の付着量を５０ｇ／ｍ２にした。次いで、第１樹脂材料を付着させたシート状基材１の両側に、支持体９として厚み５０μｍ、表面粗さ４０ｎｍ（測定面積１×１．５ｍｍ、Zygo New View5032／干渉式平面粗さ計）のポリイミドフィルム（宇部興産、コーピレックス５０Ｓ）を積層し、ヒータ１１によって、昇温速度１０℃／分で１２０℃まで加熱処理して、第１熱硬化性樹脂を硬化させた。なお、この時の第１熱硬化性樹脂の硬化の状態は半硬化状態以上であった。そして、第１熱硬化性樹脂を硬化させた後、室温にてポリイミドフィルムを剥離した。このようにして得られた基板に対し、さらにその表面を平滑化する平滑化工程として、光硬化樹脂であるアクリル樹脂（ＲＣ１００）を予め塗布したＰＥＴフィルムを積層し、波長２５６ｎｍのＵＶを照射して、光硬化性樹脂を硬化させた。本実施例における加工速度は、１ｍ／分であった。
【００５６】
その結果、表面粗さが１００ｎｍ（測定面積１×１．５ｍｍ、Zygo New View5032）である平滑な基板が得られた。
また、本実施例におけるシート状基材１の加工前後による線膨張係数は、１３ｐｐｍであった。支持体９であるポリイミドフィルムの線膨張係数は１６ｐｐｍであり、両者の線膨張係数の差は３ｐｐｍであった。
なお、本実施例で使用した第１熱硬化性樹脂は、常温において樹脂粘度３００ｍＰａ・ｓｅｃの液状体であるため、第１樹脂材料が固化に至る前に支持体９を積層することができる。支持体９を積層する直前のシート状基材１に担持した第１樹脂材料の貯蔵弾性率を測定したところ、１００Ｐａであった。
【００５７】
（実施例２）
図２に示すように、前工程として、ガラス繊維シート１３に実施例１で用いたシート状基材１を使用し、このガラス繊維シート１３に、第２熱硬化樹脂であるＥ−ＢＰをメチルイソブチルケトンに溶解させてＲＣを５０とした第２樹脂材料を実施例１と同様にキスロール４、せん断用バー５を経由して第２樹脂材料を塗布し、次いで、ガラス繊維シートを、前記第２樹脂材料が入った含浸層１４に浸漬し、ヒータ１１によって、１００℃で加熱処理して、第２熱硬化性樹脂を硬化させた。なお、この時の第２熱硬化性樹脂の硬化の状態は半硬化であった。そして、この後、実施例１と同様の第１樹脂材料が入った浸漬層７に浸漬し、実施例１と同様に硬化工程、剥離工程、平滑化工程を行った。本実施例における加工速度は、１ｍ／分であった。
【００５８】
その結果、表面粗さが１５０ｎｍである平滑な基板が得られた。
また、本実施例におけるシート状基材１の加工前後による線膨張係数は、１３ｐｐｍであり、支持体９であるポリイミドフィルムの線膨張係数との差は３ｐｐｍであった。
第２熱硬化樹脂を硬化させた後の硬化状態を調べたところ、硬化であった。
【００５９】
（比較例１）
実施例２における前工程を行った後、平滑化工程を行い、基板を作製した。加工方法及び条件は実施例２と同様である。
【００６０】
（比較例２）
支持体９を積層する前にシート状基材１に担持した第１樹脂材料を固化させたこと以外は、実施例１と同様の方法によって基板を作製した。すなわち、シート状基材１に第１樹脂材料を担持した後、１１０℃で３分間熱処理を行って第１樹脂材料を固化させた。
【００６１】
実施例１、実施例２、比較例１、比較例２によって作製したそれぞれの基板について、表面におけるシート状基材１の毛羽起因の点欠陥を調べた。その結果、実施例１で作製したものの点欠陥は０個／１０ｃｍ２、実施例２で作製したものの点欠陥は５個／１０ｃｍ２であったのに対し、比較例１で作製したものの点欠陥は４０個／１０ｃｍ２、比較例２で作製したものの点欠陥は３５個／１０ｃｍ２であった。すなわち、本発明に係る基板の製造方法により、基板の表面に発生する点欠陥を低減できることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明に係る基板の製造方法は、フラットディスプレイ等、様々な電子用デバイスの製造に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る基板の製造工程を示す図
【図２】本発明の第二の実施形態に係る基板の製造工程を示す図
【符号の説明】
【００６４】
１ シート状基材
４ キスロール
５ せん断用バー
７ 浸漬槽
８ スクイズバー
９ 支持体
１１ ヒータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子デバイスに用いる基板の製造方法であって、
繊維を含むシート状基材に第１熱硬化性樹脂を含む第１樹脂材料を担持する担持工程と、
前記シート状基材に担持した前記第１樹脂材料が固化に至る前に前記シート状基材の両側に支持体を積層する積層工程と、
前記支持体を積層した前記シート状基材を加熱処理して前記第１熱硬化性樹脂を少なくとも半硬化の状態になるまで硬化させる硬化工程と、
前記硬化工程の後に前記支持体を前記シート状基材から剥離する剥離工程と、
を備える基板の製造方法。
【請求項２】
前記硬化工程における前記シート状基材の加熱処理は、１〜５０℃／分の昇温速度で加熱する請求項１に記載の基板の製造方法。
【請求項３】
前記シート状基材として、繊維シートに第２熱硬化性樹脂を含む第２樹脂材料を担持し、前記第２熱硬化性樹脂を少なくとも半硬化の状態になるまで硬化させたものを使用する請求項１または２に記載の基板の製造方法。
【請求項４】
前記積層工程において、前記支持体は前記シート状基材の表面から突出する突出物を前記シート状基材の側に押圧する請求項１に記載の基板の製造方法。
【請求項５】
前記支持体の線膨張係数Ａと、前記シート状基材の線膨張係数Ｂとは、Ａ−Ｂ＝０〜２０ｐｐｍの関係を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項６】
前記担持工程において、前記第１樹脂材料として、前記第１熱硬化性樹脂をアルコール類及びケトン類から選ばれる少なくとも１種類に溶解したワニスを使用する請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項７】
前記第１熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂を含む請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項８】
前記エポシキ樹脂は、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）による昇温速度５℃／分で測定した時の発熱ピークが１２０℃以下にある請求項７に記載の基板の製造方法。
【請求項９】
前記エポキシ樹脂は、下記式（１）で表される構造を備える請求項７に記載の基板の製造方法。
【化１】
【請求項１０】
前記剥離工程の後に、さらに表面を平滑化する平滑化工程を備える請求項１〜９のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項１１】
前記電子デバイスは、フラットディスプレイである請求項１〜１０のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の基板の製造方法によって得られる電子デバイス用基板。
【請求項１】
電子デバイスに用いる基板の製造方法であって、
繊維を含むシート状基材に第１熱硬化性樹脂を含む第１樹脂材料を担持する担持工程と、
前記シート状基材に担持した前記第１樹脂材料が固化に至る前に前記シート状基材の両側に支持体を積層する積層工程と、
前記支持体を積層した前記シート状基材を加熱処理して前記第１熱硬化性樹脂を少なくとも半硬化の状態になるまで硬化させる硬化工程と、
前記硬化工程の後に前記支持体を前記シート状基材から剥離する剥離工程と、
を備える基板の製造方法。
【請求項２】
前記硬化工程における前記シート状基材の加熱処理は、１〜５０℃／分の昇温速度で加熱する請求項１に記載の基板の製造方法。
【請求項３】
前記シート状基材として、繊維シートに第２熱硬化性樹脂を含む第２樹脂材料を担持し、前記第２熱硬化性樹脂を少なくとも半硬化の状態になるまで硬化させたものを使用する請求項１または２に記載の基板の製造方法。
【請求項４】
前記積層工程において、前記支持体は前記シート状基材の表面から突出する突出物を前記シート状基材の側に押圧する請求項１に記載の基板の製造方法。
【請求項５】
前記支持体の線膨張係数Ａと、前記シート状基材の線膨張係数Ｂとは、Ａ−Ｂ＝０〜２０ｐｐｍの関係を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項６】
前記担持工程において、前記第１樹脂材料として、前記第１熱硬化性樹脂をアルコール類及びケトン類から選ばれる少なくとも１種類に溶解したワニスを使用する請求項１〜５のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項７】
前記第１熱硬化性樹脂は、エポキシ樹脂を含む請求項１〜６のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項８】
前記エポシキ樹脂は、示差走査熱量分析（ＤＳＣ）による昇温速度５℃／分で測定した時の発熱ピークが１２０℃以下にある請求項７に記載の基板の製造方法。
【請求項９】
前記エポキシ樹脂は、下記式（１）で表される構造を備える請求項７に記載の基板の製造方法。
【化１】
【請求項１０】
前記剥離工程の後に、さらに表面を平滑化する平滑化工程を備える請求項１〜９のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項１１】
前記電子デバイスは、フラットディスプレイである請求項１〜１０のいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の基板の製造方法によって得られる電子デバイス用基板。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−３９４９５（Ｐ２００７−３９４９５Ａ）
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２２７２８（Ｐ２００５−２２２７２８）
【出願日】平成１７年８月１日（２００５．８．１）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月１日（２００５．８．１）
【出願人】（０００００２１４１）住友ベークライト株式会社 (2,927)
【Ｆターム（参考）】
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