CN105849637B - 感光性转印材料、图案形成方法及蚀刻方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种感光性转印材料、图案形成方法及蚀刻方法,所述感光性转印材料包括支撑体与感光性树脂组合物层,前述感光性树脂组合物层含有(A)包含聚合物的聚合物成分及(B)光酸产生剂,所述聚合物含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1),且前述感光性树脂组合物不具有乙烯性交联结构,所述感光性转印材料为正型,且耐热矩形性优异、耐蚀刻剂性优异、抗蚀剂剥离性优异、加工时的扬尘少。
Description
技术领域
本发明涉及一种感光性转印材料、图案形成方法及蚀刻方法。
背景技术
有机EL显示装置、液晶显示装置、静电电容型输入装置等中设置有形成有图案的层间绝缘膜。在形成该层间绝缘膜时,从用于获得所需的图案形状的工序数较少、且可获得充分的平坦性等考虑,广泛使用如下方法:隔着具有所期望的图案的掩膜,对使用感光性转印材料转印至任意的基板上的感光性树脂组合物层进行曝光,局部性地固化后进行显影。
感光性树脂组合物根据感光系统的不同,而分成照射了活性光线的部分作为图像而残留的负型、及未照射活性光线的部分作为图像而残留的正型。若为负型则曝光部固化,因此在所获得的图案形状不良的情况下必须连同基板一起废弃。另一方面,若为正型则使用通过照射活性光线而产生酸的光敏剂来提高曝光部的溶解性,因此在图案曝光的时间点曝光部及未曝光部均未固化,在所获得的图案形状不良的情况下通过整面曝光等而可对基板进行再利用(重新加工(rework))。因此,从所谓的重新加工性优异的观点考虑,优选正型的感光性树脂组合物。
作为使用这种正型感光性树脂组合物的转印材料的例子,已知有专利文献1~3中所记载的转印材料。
在专利文献1中记载有一种转印薄膜,其包括支撑薄膜、及由正型感放射线性树脂组合物形成在该支撑薄膜上的树脂膜。在该文献中,作为正型感放射线性树脂组合物,记载有含有如下的聚合物、感放射线性酸产生剂、及有机溶剂的化学放大型的正型感放射线性树脂组合物,前述聚合物具有含有通过酸而解离并产生酸性官能基的酸解离性官能基的结构单元及交联结构,且具有交联结构的聚合物尤其使用具有源自含有乙烯性双键的单体的交联结构的聚合物。在该文献中记载有若将正型感放射线性树脂组合物用作镀覆图案化用的干膜抗蚀剂,则灵敏度或分辨性等优异,并且与基板的密合性优异,显影后在开口部不会产生残渣,可抑制镀覆后的树脂膜产生裂纹,且可抑制镀覆对于树脂膜的压入,并且相对于曝光量的变化所形成的图案的尺寸变化小,并且,即便因环境中所存在的胺而产生T型顶(T-top),也可将其消除。尤其据专利文献1的[0050]段的记载,在形成镀覆造形物的情况下,当通过镀覆而在对树脂膜进行图案化所形成的槽中形成金属柱时,若为强度弱的树脂膜则存在树脂膜的槽变形的问题,但若使用专利文献1的正型感放射线性树脂组合物,则可在树脂膜中形成乙烯性交联结构,因此可形成牢固的树脂膜,而可形成侧壁垂直的金属柱。并且,在专利文献1的[0058]中,记载有相对于其他结构单元的合计,包含0.1~10摩尔%的含有交联结构的结构单元,由此不会胶化且作为抗蚀剂,能够获得适合得到良好的解析度的分子量,并显现出充分的耐镀覆性。
当将该专利文献1中所记载的含有具有交联结构的聚合物的正型感放射线性树脂组合物用作抗蚀阻剂时,为了赋予耐蚀刻剂性而需要显影后的热处理,对于该观点并无记载。另外,在专利文献1中记载有可将转印薄膜的树脂膜的厚度设为5~200μm来使用。
在专利文献2中记载有一种使用将化学放大型的正型感光性树脂组合物涂布于支撑体上所形成的感光性元件来形成光阻图案的方法。在专利文献2中记载有一种化学放大型的正型感光性树脂组合物,其包括:在分子内具有由酸切断的键及2个以上的乙烯性不饱和键的热聚合性化合物、使前述热聚合性化合物的热聚合反应开始的热聚合引发剂、以及通过照射活性能量射线而产生酸的化合物。在该文献中公开有一种使用具有-O-C-O-部位的热聚合性化合物的正型感光性树脂组合物。然而,专利文献2的热聚合性化合物并非聚合物(polymer),而仅记载有聚合性化合物(单体)。在专利文献2的[0021]中记载有热聚合性化合物的-O-C-O-部位由酸切断而分解成-OH基与酮化合物,且因该-OH基的形成而可溶于碱性的水溶液中,因此热聚合性化合物的-O-C-O-部位并不保护酸基。另外,在专利文献2的实施例中利用甲醇对曝光后的固化膜进行显影,因此专利文献2也未研究为了提高利用碱性的水溶液的显影性,而使用具有酸基的热聚合性化合物。
在专利文献3中记载有通过如下的树脂图案的制造方法,能够减少烘烤工序后所获得的挠性印刷电路(Flexible Printed Circuit,FPC)的翘曲、提高机械物性、改善耐溶剂性,前述树脂图案的制造方法包括:将正型感光性树脂组合物涂布于膜基材上,接着进行脱溶剂来制作感光性干膜的工序;将前述感光性干膜压接于配置有图案的基板上来形成感光层的工序;透过掩膜对前述感光层照射活性光线的工序;利用碱性水溶液对前述感光层进行显影的工序;利用选自由水及酸性水溶液所组成的群中的至少1种溶剂对前述感光层进行淋洗的工序;对前述整个感光层照射活性光线的工序;以及在100℃~400℃下进行固化的工序。在专利文献3的化学放大型的正型干膜中,作为碱可溶性树脂而使用聚酰亚胺树脂,作为通过照射活性光线而产生酸的光敏剂而组合使用萘醌二迭氮化合物,但对于碱可溶性树脂具有酸基的保护基的方式并无记载。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第4544219号公报
专利文献2:日本专利第4654938号公报
专利文献3:日本特开2010-211109号公报
发明的概要
发明要解决的技术课题
在此,当使用转印薄膜来形成图案时,要求显影后的热处理后的耐蚀刻剂性良好、且抗蚀剂剥离性良好。当使用含有具有通过酸而解离并产生酸性官能基的酸解离性官能基的结构单元的聚合物时,从促进通过酸而解离并产生酸性官能基的酸解离性官能基的脱离的观点考虑,要求在曝光显影时进行后烘干(曝光显影后的加热)。并且,在使用不具有酸基的保护基的树脂的情况下,从提高形成有图案的抗蚀剂部对于蚀刻液的耐受性的观点考虑,有时也要求进行后烘干。当进行后烘干时,从蚀刻后的金属图案的解析度的观点考虑,后烘干后的图案部分的剖面形状为圆顶形、无角且顶锥角较小(所谓的耐热矩形性良好)变得重要。
然而,如专利文献1使用具有特有的保护基、且具有乙烯性交联结构的聚合物的转印薄膜中,有时后烘干后的抗蚀剂剥离性会劣化。并且,可知在不使用具有保护基的聚合物,而使用具有保护基的单体的专利文献2中记载的转印薄膜,在耐热矩形性的方面留有不满意之处。
并且,在使用不具有酸基的保护基的聚酰亚胺树脂,并将在曝光时产生氮的萘醌二迭氮用于光敏剂的专利文献3中记载的方法中,当制成转印材料时存在如下的缺陷:因材料的加工等而有扬尘,受其影响容易在图案中产生缺陷。
本发明要解决的课题是提供一种耐热矩形性优异、耐蚀刻剂性优异、抗蚀剂剥离性优异、加工时的扬尘少的正型感光性转印材料。
用于解决技术课题的手段
本发明人等进行努力研究的结果,发现通过使用如下的感光性转印材料,可获得耐热矩形性优异、耐蚀刻剂性优异、抗蚀剂剥离性优异、加工时的扬尘少的感光性转印材料,从而可解决上述课题,前述感光性转印材料包括支撑体与感光性树脂组合物层,感光性树脂组合物层含有如下的聚合物成分、及光酸产生剂,所述聚合物成分含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元,且感光性树脂组合物不具有乙烯性交联结构。
用于解决上述课题的具体手段即本发明如下。
[1]一种感光性转印材料,其包括支撑体与感光性树脂组合物层,感光性树脂组合物层含有(A)包含聚合物的聚合物成分及(B)光酸产生剂,所述聚合物含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1),且感光性树脂组合物不具有乙烯性交联结构。
[2]根据[1]所述的感光性转印材料,其中,优选具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)为具有羧基或酚性羟基由缩醛的形式保护的基团的构成单元。
[3]根据[1]或[2]所述的感光性转印材料,其中,优选感光性树脂组合物层含有(C)杂环状化合物。
[4]根据[3]所述的感光性转印材料,其中,优选相对于感光性树脂组合物层的总固体成分量,(C)杂环状化合物的含量为0.1质量%~10质量%。
[5]根据[3]或[4]所述的感光性转印材料,其中,优选(C)杂环状化合物具有环氧基。
[6]根据[1]至[5]中任一个所述的感光性转印材料,其中,优选(A)包含聚合物的聚合物成分,其中所述聚合物含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1),为包含含有下述通式(A1)或通式(A1’)所表示的构成单元的聚合物的聚合物成分。
通式(A1)
[化学式1]
(通式(A1)中,R1及R2分别独立地表示氢原子、烷基或芳基,至少R1及R2的任一个为烷基或芳基,R3表示烷基或芳基,R1或R2与R3可连接而形成环状醚,R4表示氢原子或甲基。)
通式(A1’)
[化学式2]
(通式(A1’)中,R11及R12分别独立地表示氢原子、烷基或芳基,至少R11及R12的任一个为烷基或芳基,R13表示烷基或芳基,R11或R12与R13可连接而形成环状醚,R14分别独立地表示氢原子、羟基、卤素原子、烷基、烷氧基、烯基、芳基、芳烷基、烷氧基羰基、羟基烷基、芳基羰基或环烷基。)
[7]根据[1]至[6]中任一个所述的感光性转印材料,其中,优选感光性树脂组合物层中,所述(A)聚合物成分包含2种以上的含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)的聚合物,且含有具有下述通式(A2’)所表示的构成单元的聚合物作为(A)含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)的聚合物。
通式(A2’)
[化学式3]
(通式(A2’)中,R31及R32分别独立地表示氢原子、烷基或芳基,至少R31及R32的任一个为烷基或芳基,R33表示烷基或芳基,R31或R32与R33可连接而形成环状醚,R34表示氢原子或甲基,X0表示单键或亚芳基。)
[8]根据[1]至[7]中任一个所述的感光性转印材料,其中,优选感光性树脂组合物层的膜厚为0.5~10μm。
[9]根据[1]至[8]中任一个所述的感光性转印材料,其中,优选在感光性树脂组合物层中进一步含有敏化剂。
[10]根据[1]至[9]中任一个所述的感光性转印材料,其中,优选在感光性树脂组合物层中进一步含有碱性化合物。
[11]根据[1]至[10]中任一个所述的感光性转印材料,所述感光性转印材料优选进一步包括感光性树脂组合物层的保护膜。
[12]根据[1]至[11]中任一个所述的感光性转印材料,所述感光性转印材料优选为用于形成可去除的蚀刻用抗蚀剂的感光性转印材料。
[13]一种图案形成方法,其包括:使用根据[1]至[12]中任一个所述的感光性转印材料,在基板的至少一个面上形成感光性树脂组合物层的感光性树脂组合物层形成工序;对感光性树脂组合物层进行曝光的曝光工序;以及对经曝光的感光性树脂组合物层进行显影的显影工序。
[14]根据[13]所述的图案形成方法,所述方法优选进一步具有对包含进行显影而获得的感光性树脂组合物层的图案进行加热处理的后烘干工序。
[15]一种蚀刻方法,其包括:将通过根据[13]或[14]所述的图案形成方法所制作的图案用作蚀刻用抗蚀剂来进行蚀刻的工序;以及在蚀刻处理后通过化学处理来去除图案的工序。
发明效果
根据本发明,可提供一种耐热矩形性优异、耐蚀刻剂性优异、抗蚀剂剥离性优异、加工时的扬尘少的正型感光性转印材料。
附图说明
图1是表示包含可使用本发明的感光性转印材料而形成的透明电极图案的静电电容型输入装置的结构的剖视图。
图2是表示本发明中的前面板的一例的说明图。
图3是表示本发明中的第一透明电极图案及第二透明电极图案的一例的说明图。
图4是表示形成有开口部的强化处理玻璃的一例的俯视图。
图5是表示形成有掩膜层的前面板的一例的俯视图。
图6是表示形成有第一透明电极图案的前面板的一例的俯视图。
图7是表示形成有第一透明电极图案及第二透明电极图案的前面板的一例的俯视图。
图8是表示形成有与第一透明电极图案及第二透明电极图案不同的导电性要件的前面板的一例的俯视图。
具体实施方式
以下,对本发明的感光性转印材料、图案形成方法及蚀刻方法进行说明。
以下所记载的构成要件的说明有时基于本发明的代表性的实施方式或具体例来进行,但本发明并不限定于这种实施方式或具体例。另外,在本说明书中,使用“~”来表示的数值范围是指将“~”的前后所记载的数值作为下限值及上限值而包含的范围。
[感光性转印材料]
本发明的感光性转印材料包括支撑体与感光性树脂组合物层,前述感光性树脂组合物层含有(A)包含聚合物的聚合物成分及(B)光酸产生剂,所述聚合物含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1),且前述感光性树脂组合物层不具有乙烯性交联结构。
通过这种结构,本发明的感光性转印材料为正型,且耐热矩形性优异、耐蚀刻剂性优异、抗蚀剂剥离性优异、加工时的扬尘少。
并且,本发明的感光性转印材料优选处理性优异,尤其更优选粘性(粘着性)小。尤其,与使用聚合性化合物(单体)的日本专利第4654938号公报中所记载的正型感光性树脂组合物相比,含有前述聚合物成分的本发明的感光性转印材料的前述处理性、粘性优异。
本发明的感光性转印材料进一步优选灵敏度优异、分辨率良好,且线宽稳定性优异。
以下,对本发明的感光性转印材料的优选方式进行说明。
{支撑体}
本发明的感光性转印材料包含支撑体。
作为支撑体,可使用具有可挠性,且在加压下或加压及加热下不产生显著的变形、收缩或伸展的材料。作为这种支撑体的例子,可举出聚对苯二甲酸乙二酯膜、三乙酸纤维素膜、聚苯乙烯膜、聚碳酸酯膜等,其中,尤其优选双轴延伸聚对苯二甲酸乙二酯膜。
支撑体的厚度并无特别限制,通常为5~200μm的范围,从易处理性、通用性等的观点考虑,优选10~150μm的范围。
并且,支撑体可为透明,也可含有染料化硅、氧化铝溶胶(Aluminasol)、铬盐、锆盐等。
并且,可通过日本特开2005-221726号公报中所记载的方法等,对本发明的感光性转印材料中所使用的前述支撑体赋予导电性。
{感光性树脂组合物层}
本发明的感光性转印材料包含感光性树脂组合物层,前述感光性树脂组合物层含有前述(A)包含聚合物的聚合物成分及(B)光酸产生剂,所述聚合物含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1),且前述感光性树脂组合物不具有乙烯性交联结构。
本发明的感光性转印材料是前述感光性树脂组合物不具有乙烯性交联结构的感光性转印材料,由于不具有乙烯性交联结构,因此具有溶剂溶解性、显影时的溶解性的优点。具有交联结构的日本专利第4544219号中所公开的正型感放射线性树脂组合物或使用它的转印薄膜无法获得这种优点。另外,在日本专利第4544219号的[0058]中记载有在日本专利第4544219号中所记载的正型感放射线性树脂组合物中所使用的特定的聚合物(A)中,相对于具有2个以上的乙烯性不饱和双键的单体(I)以外的结构单元(具有酸解离性官能基的结构单元、具有羧基的结构单元、其他结构单元等)的合计100摩尔%,源自具有2个以上的乙烯性不饱和双键的单体(I)的结构单元(具有交联结构的结构单元)优选0.1~10摩尔%。
“乙烯性交联结构”是指通过使用具有2个以上的乙烯性不饱和双键的单体的均聚物或共聚物所形成的交联结构。
前述感光性树脂组合物不具有乙烯性交联结构是指在前述感光性树脂组合物中,实质上不含具有乙烯性交联结构的聚合物。本发明的感光性转印材料优选前述感光性树脂组合物除了不具有乙烯性交联结构之外,也不具有包括其他交联结构在内的一切交联结构。本发明的感光性转印材料优选前述感光性树脂组合物也不含具有乙烯性交联结构的聚合物,更优选也不含具有交联结构的聚合物。本发明的感光性转印材料优选前述感光性树脂组合物也不含具有交联性基团的单体。
并且,本说明书中,作为乙烯性交联性基团,可举出具有乙烯性不饱和双键的基团。
前述感光性树脂组合物中,优选具有乙烯性交联性基的聚合物的含量及含有交联性基的单体的含量的合计为小于0.1质量%,更优选为小于0.01质量%。尤其,含有交联性基的单体中,优选不含具有2个以上的交联性基的单体,前述感光性树脂组合物中,优选具有2个以上的交联性基的单体的含量为小于0.1质量%,更优选为小于0.01质量%。另外,这里所说的前述感光性树脂组合物的成分的比例为相对于除溶剂以外的总固体成分的比例。
前述(A)含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)的聚合物中,优选实质上不含具有交联性基团的构成单元,更优选相对于前述具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1),具有交联性基团的构成单元的混合比例为小于0.1摩尔%,尤其优选为小于0.01摩尔%。
<成分A:聚合物成分>
前述感光性树脂组合物层中,前述(A)聚合物成分包括:含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)的聚合物。
前述(A)聚合物成分可进一步包含这些以外的聚合物。只要无特别描述,则本发明中的(A)聚合物成分(以下,有时称为“(A)成分”)是指包含视需要而添加的其他聚合物的聚合物成分。
<<构成单元(a1)>>
通过前述(A)聚合物成分含有构成单元(a1),而可制成具有灵敏度极高的感光性树脂组合物层的感光性转印材料。
作为本发明中的“酸基由酸分解性基保护的基团”中的酸基或酸分解性基,可使用作为酸基及酸分解性基所公知的基团,并无特别限定。作为具体的酸基,可优选举出羧基、及酚性羟基。并且,作为酸分解性基,可使用比较容易由酸分解的基团(例如后述的式(A1)或式(A1’)所表示的基团的酯结构、四氢吡喃酯基、或四氢呋喃酯基等的缩醛系官能基)、或比较难以由酸分解的基团(例如叔丁基酯基等叔烷基、碳酸叔丁基酯基等碳酸叔烷基酯基)。
具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)优选具有由酸分解性基保护的保护酚性羟基的构成单元、或具有由酸分解性基保护的保护羧基的构成单元。
本发明的感光性转印材料更优选前述具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)为具有羧基或酚性羟基由缩醛的形式保护的基团的构成单元。
以下,依次对具有由酸分解性基保护的保护酚性羟基的构成单元、及具有由酸分解性基保护的保护羧基的构成单元分别进行说明。
<<<具有由酸分解性基保护的保护酚性羟基的构成单元>>>
上述具有由酸分解性基保护的保护酚性羟基的构成单元是指,具有酚性羟基的构成单元具有在以下进行详细说明的由酸分解性基保护的保护酚性羟基的构成单元。
作为上述具有酚性羟基的构成单元,从灵敏度的观点考虑,优选源自羟基苯乙烯、或α-甲基羟基苯乙烯的构成单元(例如酚醛清漆类的树脂中的构成单元)的羟基由酸分解性基保护的构成单元,从还进一步提高解析度的观点考虑,更优选为含有下述通式(A1)或通式(A1’)所表示的构成单元的聚合物。
通式(A1)
[化学式4]
通式(A1)中,R1及R2分别独立地表示氢原子、烷基或芳基,至少R1及R2的任一个为烷基或芳基,R3表示烷基或芳基,R1或R2与R3可连接而形成环状醚,R4表示氢原子或甲基。
前述通式(A1)中,当R1及R2为烷基时,优选碳数为1~10的烷基。当R1及R2为芳基时,优选苯基。R1及R2分别优选氢原子或碳数为1~4的烷基,更优选至少一个为氢原子。
前述通式(A1)中,R3表示烷基或芳基,优选碳数为1~10的烷基,更优选碳数为1~6的烷基。
R1或R2与R3可连接而形成环状醚,优选R1或R2与R3连接而形成环状醚。前述环状醚的环元数并无特别限制,但优选5或6,更优选5。
前述通式(A1)中,R4表示氢原子或甲基,优选氢原子。
通式(A1’)
[化学式5]
通式(A1’)中,R11及R12分别独立地表示氢原子、烷基或芳基,至少R11及R12的任一个为烷基或芳基,R13表示烷基或芳基,R11或R12与R13可连接而形成环状醚,R14分别独立地表示氢原子、羟基、卤素原子、烷基、烷氧基、烯基、芳基、芳烷基、烷氧基羰基、羟基烷基、芳基羰基或环烷基。
前述通式(A1’)中,当R11及R12为烷基时,优选碳数为1~10的烷基。当R11及R12为芳基时,优选苯基。R11及R12分别优选氢原子或碳数为1~4的烷基,更优选至少一个为氢原子。
前述通式(A1’)中,R13表示烷基或芳基,优选碳数为1~10的烷基,更优选碳数为1~6的烷基。
R11或R12与R13可连接而形成环状醚。
前述通式(A1’)中,R14表示氢原子或甲基,优选氢原子。
作为可用于上述具有由酸分解性基保护的保护酚性羟基的构成单元的上述酸分解性基,可使用公知的酸分解性基,并无特别限定。酸分解性基之中,从感光性树脂组合物的基本物性,尤其是灵敏度或图案形状、感光性树脂组合物的保存稳定性、接触孔的形成性的观点考虑,优选具有由缩醛保护的保护酚性羟基的构成单元。进而,酸分解性基之中,从灵敏度的观点考虑,更优选为酚性羟基为下述通式(a1-10)所表示的由缩醛的形式保护的保护酚性羟基。另外,在酚性羟基为下述通式(a1-10)所表示的由缩醛的形式保护的保护酚性羟基的情况下,保护酚性羟基的整体变成-Ar-O-CR101R102(OR103)的结构。另外,Ar表示亚芳基。
通式(a1-10)
[化学式6]
(式(a1-10)中,R101及R102分别独立地表示氢原子或烷基,但是,排除R101与R102均为氢原子的情况。R103表示烷基。R101或R102与R103可连接而形成环状醚)
上述通式(a1-10)中,R101~R103分别独立地表示氢原子或烷基,上述烷基可为直链状、支链状、环状的任一种。其中,不存在R101及R102均表示氢原子的情况,R101及R102的至少一个表示烷基。
上述通式(a1-10)中,当R101、R102及R103表示烷基时,上述烷基可为直链状、支链状或环状的任一种。
作为上述直链状或支链状的烷基,优选碳数为1~12,更优选碳数为1~6,进一步优选碳数为1~4。具体而言,可列举:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、第二丁基、叔丁基、正戊基、新戊基、正己基、环己基(2,3-二甲基-2-丁基)、正庚基、正辛基、2-乙基己基、正壬基、正癸基等。
作为上述环状烷基,优选碳数为3~12,更优选碳数为4~8,进一步优选碳数为4~6。作为上述环状烷基,例如可列举:环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基、降冰片基、异冰片基等。
上述烷基可具有取代基,作为取代基,可例示卤素原子、芳基、烷氧基。当具有卤素原子作为取代基时,R101、R102、R103成为卤代烷基,当具有芳基作为取代基时,R101、R102、R103成为芳烷基。
作为上述卤素原子,可例示氟原子、氯原子、溴原子、碘原子,这些卤素原子之中,优选氟原子或氯原子。
并且,作为上述芳基,优选碳数为6~20的芳基,更优选碳数为6~12,具体而言,可例示苯基、α-甲基苯基、萘基等,作为经芳基取代的烷基整体,即芳烷基,可例示苄基、α-甲基苄基、苯乙基、萘基甲基等。
作为上述烷氧基,优选碳数为1~6的烷氧基,更优选碳数为1~4,更优选为甲氧基或乙氧基。
并且,当上述烷基为环烷基时,上述环烷基可具有碳数为1~10的直链状或支链状的烷基作为取代基,当烷基为直链状或支链状的烷基时,可具有碳数为3~12的环烷基作为取代基。
这些取代基也可由上述取代基进一步取代。
上述通式(a1-10)中,当R101、R102及R103表示芳基时,上述芳基优选碳数为6~12,更优选碳数为6~10。上述芳基可具有取代基,作为上述取代基,可优选地例示碳数为1~6的烷基。作为芳基,例如可例示苯基、甲苯基、硅烷基、枯烯基、1-萘基等。
另外,R101、R102及R103可相互键合,并与这些所键合的碳原子一同形成环。作为R101与R102、R101与R103或R102与R103键合时的环结构,例如可列举:环丁基、环戊基、环己基、环庚基、四氢呋喃基、金刚烷基及四氢吡喃基等。
另外,上述通式(a1-10)中,优选R101及R102的任一个为氢原子或甲基。
酚性羟基的缩醛酯结构的优选例可例示R101=甲基、R102=氢原子、R103=乙基的情况,或R101=甲基、R102=氢原子、R103=乙基且R101及R103相互键合而形成5元环的情况,或R101=R102=R103=甲基的情况,或R101=R102=甲基且R103=苄基的情况。
并且,作为用于形成具有酚性羟基由缩醛的形式保护的保护酚性羟基的构成单元的聚合性单体,例如可举出日本特开2011-215590号公报的0042段落中所记载的聚合性单体等。
这些聚合性单体之中,从透明性的观点考虑,优选甲基丙烯酸4-羟基苯酯的1-烷氧基烷基保护体、甲基丙烯酸4-羟基苯酯的四氢吡喃基保护体。
作为酚性羟基的缩醛保护基的具体例,可举出1-烷氧基烷基,例如可列举1-乙氧基乙基、1-甲氧基乙基、1-正丁氧基乙基、1-异丁氧基乙基、1-(2-氯乙氧基)乙基、1-(2-乙基己氧基)乙基、1-正丙氧基乙基、1-环己氧基乙基、1-(2-环己基乙氧基)乙基、1-苄氧基乙基等,这些基可单独使用、或将2种以上组合使用。
用于形成上述具有由酸分解性基保护的保护酚性羟基的构成单元的聚合性单体可使用市售的聚合性单体,也可使用通过公知的方法所合成的聚合性单体。例如,可通过在酸催化剂的存在下使具有酚性羟基的化合物与乙烯基醚进行反应来合成。上述合成也可事先使具有酚性羟基的单体与其他单体进行共聚,然后在酸催化剂的存在下与乙烯基醚进行反应。
作为上述具有由酸分解性基保护的保护酚性羟基的构成单元的优选的具体例,可例示下述的构成单元,但本发明并不限定于这些。
[化学式7]
[化学式8]
[化学式9]
相对于含有前述具有由酸分解性基保护的保护酚基的构成单元的聚合物,在含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)的聚合物中,具有由酸分解性基保护的保护酚基的构成单元的共聚比例优选10~50摩尔%,更优选20~40摩尔%,尤其优选25~40摩尔%。
并且,在将所有聚合物成分(当前述聚合物成分为2种以上的聚合物的混合物时,是指所含有的所有聚合物)分解成构成单元(单体单元(Monomer Unit))后,相对于所有构成单元的摩尔数,具有酸基由酸分解性基保护的保护酚基的构成单元(a1)的比例优选0~40摩尔%,更优选10~35摩尔%,尤其优选15~30摩尔%。
<<<具有由酸分解性基保护的保护羧基的构成单元>>>
上述具有由酸分解性基保护的保护羧基的构成单元是具有保护羧基的构成单元,所述保护羧基是具有羧基的构成单元的羧基由以下详细说明的酸分解性基保护的保护羧基。
作为可用于上述具有由酸分解性基保护的保护羧基的构成单元的上述具有羧基的构成单元,并无特别限制,可使用公知的构成单元。例如可举出:源自不饱和一元羧酸、不饱和二元羧酸、不饱和三元羧酸等分子中具有至少1个羧基的不饱和羧酸等的构成单元(a1-1-1),或同时具有乙烯性不饱和基与源自酸酐的结构的构成单元(a1-1-2)。
以下,分别对可用作上述具有羧基的构成单元的源自分子中具有至少1个羧基的不饱和羧酸等的构成单元(a1-1-1)、及同时具有乙烯性不饱和基与源自酸酐的结构的构成单元(a1-1-2)依次进行说明。
<<<<源自分子中具有至少1个羧基的不饱和羧酸等的构成单元(a1-1-1)>>>>
作为上述源自分子中具有至少1个羧基的不饱和羧酸等的构成单元(a1-1-1),可使用如以下所列举的不饱和羧酸作为本发明中所使用的不饱和羧酸。即,作为不饱和一元羧酸,例如可列举:丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、α-氯丙烯酸、桂皮酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基-丁二酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基-邻苯二甲酸等。并且,作为不饱和二元羧酸,例如可列举:顺丁烯二酸、反丁烯二酸、衣康酸、柠康酸、中康酸等。并且,用于获得具有羧基的构成单元的不饱和多元羧酸也可为其酸酐。具体而言,可列举顺丁烯二酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐等。并且,不饱和多元羧酸也可为多元羧酸的单(2-甲基丙烯酰氧基烷基)酯,例如可列举:丁二酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯、丁二酸单(2-甲基丙烯酰氧基乙基)酯、邻苯二甲酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯、邻苯二甲酸单(2-甲基丙烯酰氧基乙基)酯等。进而,不饱和多元羧酸也可为其两末端二羧基聚合物的单(甲基)丙烯酸酯,例如可列举ω-羧基聚己内酯单丙烯酸酯、ω-羧基聚己内酯单甲基丙烯酸酯等。并且,作为不饱和羧酸,也可使用丙烯酸-2-羧基乙酯、甲基丙烯酸-2-羧基乙酯、顺丁烯二酸单烷基酯、反丁烯二酸单烷基酯、4-羧基苯乙烯等。
其中,从显影性的观点考虑,为了形成上述源自分子中具有至少1个羧基的不饱和羧酸等的构成单元(a1-1-1),优选使用丙烯酸、甲基丙烯酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基-丁二酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基-邻苯二甲酸、或不饱和多元羧酸的酐等,更优选使用丙烯酸、甲基丙烯酸、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酸。
上述源自分子中具有至少1个羧基的不饱和羧酸等的构成单元(a1-1-1)可单独包含1种,也可包含2种以上。
<<<<同时具有乙烯性不饱和基与源自酸酐的结构的构成单元(a1-1-2)>>>>
同时具有乙烯性不饱和基与源自酸酐的结构的构成单元(a1-1-2)优选源自使具有乙烯性不饱和基的构成单元中所存在的羟基与酸酐进行反应而获得的单体的单元。
作为上述酸酐,可使用公知的酸酐,具体而言,可列举:顺丁烯二酸酐、丁二酸酐、衣康酸酐、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、氯菌酸酐(chlorendicanhydride)等二元酸酐;偏苯三甲酸酐、均苯四甲酸酐、二苯甲酮四羧酸酐、联苯四羧酸酐等酸酐。这些酸酐之中,从显影性的观点考虑,优选邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、或丁二酸酐。
从显影性的观点考虑,上述酸酐对于羟基的反应率优选10~100摩尔%,更优选30~100摩尔%。
作为可用于上述具有由酸分解性基保护的保护羧基的构成单元的上述酸分解性基,可使用上述可用于前述具有由酸分解性基保护的保护酚基的构成单元的酸分解性基。
这些酸分解性基之中,从感光性树脂组合物的基团本物性,特别是灵敏度或图案形状、接触孔的形成性、感光性树脂组合物的保存稳定性的观点考虑,优选羧基为由缩醛的形式保护的保护羧基。进而,酸分解性基之中,从灵敏度的观点考虑,更优选羧基为前述通式(a1-10)所表示的由缩醛的形式保护的保护羧基。另外,在羧基为前述通式(a1-10)所表示的由缩醛的形式保护的保护羧基的情况下,保护羧基的整体变成-(C=O)-O-CR101R102(OR103)的结构。
用于形成具有前述通式(a1-10)所表示的保护羧基的构成单元的聚合性单体可使用市售的聚合性单体,也可使用通过公知的方法所合成的聚合性单体。例如,可通过日本特开2011-221494号公报的0037~0040段落中所记载的合成方法等来合成。
上述具有由酸分解性基保护的保护羧基的构成单元之中,从提高灵敏度的观点考虑,优选下述通式(A2’)所表示的构成单元。
[化学式10]
通式(A2’)
(通式(A2’)中,R31及R32分别独立地表示氢原子、烷基或芳基,至少R31及R32的任一个为烷基或芳基,R33表示烷基或芳基,R31或R32与R33可连接而形成环状醚,R34表示氢原子或甲基,X0表示单键或亚芳基。)
前述通式(A2’)中,当R31及R32为烷基时,优选碳数为1~10的烷基。当R31及R32为芳基时,优选苯基。R31及R32优选分别为氢原子或碳数为1~4的烷基。
前述通式(A2’)中,R33表示烷基或芳基,优选碳数为1~10的烷基,更优选碳数为1~6的烷基。
前述通式(A2’)中,R31或R32与R33可连接而形成环状醚,优选R31或R32与R33连接而形成环状醚。前述环状醚的环元数并无特别限制,但优选5或6,更优选为5。
前述通式(A2’)中,R34表示氢原子或甲基,优选氢原子。
前述通式(A2’)中,X0表示单键或亚芳基,优选单键。
前述通式(A2’)所表示的构成单元之中,从进一步提高灵敏度的观点考虑,更优选下述通式(A2”)所表示的结构单元。
[化学式11]
通式(A2”)
(式中,R121表示氢原子或碳数为1~4的烷基,R122~R128分别独立地表示氢原子或碳数为1~4的烷基。)
前述通式(A2”)中,R121优选氢原子或甲基。
前述通式(A2”)中,R122~R128优选氢原子。
作为上述具有由酸分解性基保护的保护羧基的构成单元的优选的具体例,可例示下述的构成单元。另外,R表示氢原子或甲基。
[化学式12]
相对于含有前述具有由酸分解性基保护的保护羧基的构成单元的聚合物,在含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)的聚合物中,具有由酸分解性基保护的保护羧基的构成单元的共聚比例优选5~60摩尔%,更优选10~50摩尔%,尤其优选30~50摩尔%。
并且,在将所有聚合物成分分解成构成单元(单体单元)后,相对于所有构成单元的摩尔数,具有酸基由酸分解性基保护的保护羧基的构成单元(a1)的比例优选0~60摩尔%,更优选10~50摩尔%,尤其优选15~25摩尔%。
<<其他构成单元>>
前述感光性树脂组合物层的前述(A)成分除上述具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)以外,也可含有这些以外的其他构成单元(a3)。上述聚合物成分(A)中所使用的聚合物,即含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)的聚合物也可含有这些其他构成单元(a3)作为共聚成分。并且,与上述前述聚合物成分(A)中所使用的含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)的聚合物不同,也可以实质上不含具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1),而含有其他构成单元的聚合物含有其他构成单元(a3)。
作为成为其他构成单元(a3)的单体,除如前述感光性树脂组合物无法形成乙烯性交联结构般的单体以外,并无特别限制,成为其他构成单元(a3)的单体优选仅具有1个聚合性基(或交联性基团)的单体,即优选并非含有2个以上的交联性基团的单体。作为成为其他构成单元(a3)的单体,例如可列举:苯乙烯类、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸环状烷基酯、(甲基)丙烯酸芳基酯、不饱和二元羧酸二酯、双环不饱和化合物类、顺丁烯二酰亚胺化合物类、不饱和芳香族化合物、共轭二烯类化合物、不饱和一元羧酸、不饱和二元羧酸、不饱和二元羧酸酐、其他不饱和化合物。并且,如后述,也可含有具有酸基的构成单元。
成为其他构成单元(a3)的单体可单独使用、或将2种以上组合使用。
具体而言,构成单元(a3)可列举由以下化合物等形成的构成单元:苯乙烯、叔丁氧基苯乙烯、甲基苯乙烯、羟基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙酰氧基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、乙氧基苯乙烯、氯苯乙烯、乙烯基苯甲酸甲酯、乙烯基苯甲酸乙酯、4-羟基苯甲酸(3-甲基丙烯酰氧基丙基)酯、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、丙烯腈、乙二醇单乙酰乙酸酯单(甲基)丙烯酸酯等。除此以外,可列举日本特开2004-264623号公报的0021~0024段落中所记载的化合物。
并且,作为其他构成单元(a3),从电特性的观点考虑,优选苯乙烯类、具有脂肪族环式骨架的基团。具体而言,可列举:苯乙烯、叔丁氧基苯乙烯、甲基苯乙烯、羟基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸苄酯等。
进而,作为其他构成单元(a3),从密合性的观点考虑,优选(甲基)丙烯酸烷基酯。具体而言,可列举(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯等,更优选为(甲基)丙烯酸甲酯。
构成含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)的聚合物的构成单元中,上述构成单元(a3)的含有率优选60摩尔%以下,更优选50摩尔%以下,进一步优选40摩尔%以下。下限值可为0摩尔%,但例如可设为1摩尔%以上,进一步可设为5摩尔%以上。若为上述数值的范围内,则由感光性树脂组合物所获得的固化膜的各种特性变得良好。
优选具有含有酸基的构成单元作为其他构成单元(a3)。通过具有含有酸基的构成单元,而易溶解于碱性的显影液中,本发明的效果得以更有效地发挥。本发明中的酸基是指pKa为10以下的质子解离性基。通常,使用可形成酸基的单体作为含有酸基的构成单元,而将酸基导入至聚合物中。通过在聚合物中包含这种含有酸基的构成单元,而存在易溶解于碱性的显影液中的倾向。
作为前述其他构成单元中所使用的含有酸基的构成单元的酸基,可例示源自羧酸基的酸基、源自磺酰胺基的酸基、源自膦酸基的酸基、源自磺酸基的酸基、源自酚性羟基的酸基、磺酰胺基、磺酰基酰亚胺基等,优选源自羧酸基的酸基及/或源自酚性羟基的酸基。
前述其他构成单元中所使用的含有酸基的构成单元更优选为相对于源自苯乙烯的构成单元、或源自乙烯基化合物的构成单元,取代有酸基的构成单元,或者源自(甲基)丙烯酸的构成单元。
进而,从对于显影液的溶解性、或使膜的物理物性最优选化的观点考虑,也优选具有含有酸基的酯的构成单元。
在本发明中,从灵敏度的观点考虑,尤其优选含有具有羧基的构成单元、或具有酚性羟基的构成单元作为前述其他构成单元(a3)。
含有前述具有由酸分解性基保护的保护酚基的构成单元作为前述具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)的聚合物,优选含有前述其他构成单元(a3)之中,源自酚性羟基的构成单元作为共聚成分,更优选含有源自羟基苯乙烯或α-甲基羟基苯乙烯的构成单元作为共聚成分,尤其优选含有源自羟基苯乙烯的构成单元作为共聚成分。
当酸基为酚性酸基时,相对于含有前述具有由酸分解性基保护的保护酚基的构成单元的聚合物,在含有前述具有由酸分解性基保护的保护酚基的构成单元的聚合物中,含有酸基的构成单元的共聚比例优选50~90摩尔%,更优选为60~75摩尔%。
并且,当酸基为羧酸性酸基时,相对于含有前述具有由酸分解性基保护的保护酚基的构成单元的聚合物,优选0~30摩尔%,更优选为5~10摩尔%。
相对于含有前述具有由酸分解性基保护的保护酚基的构成单元的聚合物,在含有前述具有由酸分解性基保护的保护酚基的构成单元的聚合物中,含有酸基的酯的构成单元的共聚比例优选0~30摩尔%,更优选0~10摩尔%,尤其优选0摩尔%。
含有前述具有由酸分解性基保护的保护羧基的构成单元作为前述具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)的聚合物,优选含有前述其他构成单元(a3)之中的源自羧酸基的构成单元及/或其酯作为共聚成分,更优选含有源自(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸苄酯或(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯的构成单元作为共聚成分。
当酸基为酚性酸基时,相对于含有前述具有由酸分解性基保护的羧基的构成单元的聚合物,在含有前述具有由酸分解性基保护的保护羧基的构成单元的聚合物中,含有酸基的构成单元的共聚比例优选50~90摩尔%,更优选为60~75摩尔%。
并且,当酸基为羧酸性酸基时,相对于含有前述具有由酸分解性基保护的羧基的构成单元的聚合物,优选0~30摩尔%,更优选为5~10摩尔%。
相对于含有前述具有由酸分解性基保护的保护羧基的构成单元的聚合物,在含有前述具有由酸分解性基保护的保护羧基的构成单元的聚合物中,含有酸基的酯的构成单元的共聚比例优选10~80摩尔%,更优选为30~70摩尔%,尤其优选40~60摩尔%。
<聚合物成分的优选实施方式>
上述具有由酸分解性基保护的保护羧基的构成单元与上述具有由酸分解性基保护的保护酚性羟基的构成单元相比,显影快。因此,当欲在曝光后对前述感光性树脂组合物层快速地进行显影时,优选具有由酸分解性基保护的保护羧基的构成单元。相反地,当欲使显影变慢时,优选使用具有由酸分解性基保护的保护酚性羟基的构成单元。
在本发明的感光性转印材料中,前述(A)聚合物成分中,含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)的聚合物可为1种,也可为2种以上。本发明的感光性转印材料优选包含2种以上的含有前述具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)的聚合物作为前述聚合物成分。其中,更优选为包含含有前述具有由酸分解性基保护的保护酚性羟基的构成单元的聚合物、及含有前述具有由酸分解性基保护的保护羧基的构成单元的聚合物作为前述聚合物成分。
从提高灵敏度的观点考虑,本发明的感光性转印材料尤其优选前述感光性树脂组合物层包含2种以上的含有前述具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)的聚合物作为前述聚合物成分,且含有具有前述通式(A2’)所表示的构成单元的聚合物作为含有前述具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)的聚合物。
从同时提高灵敏度及解析度的观点考虑,尤其优选前述感光性树脂组合物层包含2种以上的含有前述具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)的聚合物作为前述聚合物成分,且含有具有前述通式(A1)或前述通式(A1’)所表示的构成单元的聚合物中的至少一个、与具有前述通式(A2’)所表示的构成单元的聚合物作为含有前述具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)的聚合物。
当包含2种以上的含有前述具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)的聚合物作为前述聚合物成分时,以质量比计,含有前述具有由酸分解性基保护的保护酚性羟基的构成单元的聚合物与含有前述具有由酸分解性基保护的保护羧基的构成单元的聚合物的比例优选10:90~100:0,更优选30:70~60:40,尤其优选1:1。
<<含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)的聚合物的分子量>>
以聚苯乙烯换算重量平均分子量计,含有前述具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)的聚合物的分子量优选1,000~200,000,更优选2,000~50,000的范围。若为上述数值的范围内,则各种特性良好。
数量平均分子量与重量平均分子量的比(分散度)优选1.0~5.0,更优选1.05~3.5。
<<聚合物成分(A)的制造方法>>
并且,关于(A)成分的合成法,也已知有各种方法,若举出一例,则可通过利用聚合引发剂,使至少含有用于形成上述(a1)及上述(a3)所表示的构成单元的聚合性单体的聚合性单体混合物在有机溶剂中进行聚合来合成。并且,也可通过所谓的高分子反应来合成。
相对于总固体成分100质量份,前述感光性树脂组合物层优选以50~99.9质量份的比例含有(A)成分,更优选以70~98质量份的比例含有(A)成分。
<<其他聚合物成分>>
并且,与上述聚合物成分(A)中所使用的含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)的聚合物不同,也可包含实质上不含具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1),而含有其他构成单元的聚合物。当于上述聚合物成分(A)中所使用的聚合物不同,包含实质上不含具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1),而含有其他构成单元的聚合物时,在所有聚合物成分中,前述聚合物的配制量优选60质量%以下,更优选为40质量%以下,进一步优选为20质量%以下。
在前述感光性树脂组合物层中,可仅包含1种这些实质上不含构成单元(a1)而含有其他构成单元(a3)的聚合物,也可包含2种以上的聚合物。
作为这些实质上不含构成单元(a1)而含有其他构成单元(a3)的聚合物,优选不具有乙烯性交联性基的聚合物,作为前述不具有乙烯性交联性基的聚合物,例如可使用聚羟基苯乙烯,也可使用市售的SMA 1000P、SMA 2000P、SMA 3000P、SMA 1440F、SMA 17352P、SMA2625P、SMA 3840F(以上,Sartomer公司制造),ARUFON UC-3000、ARUFON UC-3510、ARUFONUC-3900、ARUFON UC-3910、ARUFON UC-3920、ARUFON UC-3080(以上,TOAGOSEI CO.,LTD.制造),Joncryl 690、Joncryl 678、Joncryl 67、Joncryl 586(以上,BASF公司制造)等。
另一方面,前述感光性树脂组合物中,作为不含构成单元(a1)而含有其他构成单元(a3)的聚合物,从使前述感光性树脂组合物无法形成乙烯性交联结构的观点考虑,优选具有乙烯性交联性基的聚合物的含量小于0.1质量%,更优选为小于0.01质量%。
<成分B:光酸产生剂>
前述感光性树脂组合物层含有(B)光酸产生剂。本发明中所使用的光酸产生剂(也称为“(B)成分”。)为可通过照射紫外线、远紫外线、X射线、荷电粒子束等放射线而产生酸的化合物。作为本发明中所使用的(B)光酸产生剂,优选与波长为300nm以上,优选波长为300nm~450nm的活性光线感应而产生酸的化合物,但不受其化学结构限制。并且,关于与波长为300nm以上的活性光线不直接感应的光酸产生剂,若为通过与敏化剂并用来与波长为300nm以上的活性光线感应而产生酸的化合物,则也可与敏化剂组合后优选地使用。通过放射线的照射所产生的酸的pKa的值优选4.0以下,更优选为3.0以下。下限值并无特别规定,例如可设为-10.0以上。
作为前述(B)光酸产生剂,可举出离子性光酸产生剂与非离子性光酸产生剂。
作为非离子性光酸产生剂的例子,可列举:三氯甲基-均三嗪类、重氮甲烷化合物、酰亚胺磺酸酯化合物、及肟磺酸酯化合物等。这些之中,从绝缘性的观点考虑,本发明的感光性转印材料优选前述(B)光酸产生剂为肟磺酸酯化合物。这些光酸产生剂可单独使用1种、或组合2种以上而使用。作为三氯甲基-均三嗪类、及重氮甲烷衍生物的具体例,可例示日本特开2011-221494号公报的0083~0088段落中所记载的化合物。
作为肟磺酸酯化合物,即具有肟磺酸酯结构的化合物,可优选地例示含有下述通式(B1)所表示的肟磺酸酯结构的化合物,这些内容可被编入至本申请说明书中。
通式(B1)
[化学式13]
(通式(B1)中,R21表示烷基或芳基。波浪线表示与其他基的键合。)
任何基均可被取代,R21中的烷基可为直链状,也可为分支状,也可为环状。以下说明所容许的取代基。
作为R21的烷基,优选碳数为1~10的直链状或分支状烷基。R21的烷基可由碳数为6~11的芳基、碳数为1~10的烷氧基、或环烷基(包含7,7-二甲基-2-氧代降冰片基等桥环式脂环基,优选双环烷基等)取代。
作为R21的芳基,优选碳数为6~11的芳基,更优选为苯基或萘基。R21的芳基可由低级烷基、烷氧基或卤素原子取代。
也优选含有上述通式(B1)所表示的肟磺酸酯结构的上述化合物为下述通式(B2)所表示的肟磺酸酯化合物。
[化学式14]
(式(B2)中,R42表示烷基或芳基,X10表示烷基、烷氧基、或卤素原子,m4表示0~3的整数,当m4为2或3时,多个X10可相同,也可不同。)
作为X10的烷基优选碳数为1~4的直链状或分支状烷基。
作为X10的烷氧基优选碳数为1~4的直链状或分支状烷氧基。
作为X10的卤素原子优选氯原子或氟原子。m4优选0或1。上述通式(B2)中,尤其优选m4为1,X10为甲基,X10的取代位置为邻位,R42为碳数为1~10的直链状烷基、7,7-二甲基-2-氧代降冰片基甲基、或对甲苯甲酰基的化合物。
含有上述通式(B1)所表示的肟磺酸酯结构的化合物,优选下述通式(B3)所表示的肟磺酸酯化合物。
[化学式15]
(式(B3)中,R43的含义与式(B2)中的R42相同,X11表示卤素原子、羟基、碳数为1~4的烷基、碳数为1~4的烷氧基、氰基或硝基,n4表示0~5的整数。)
作为上述通式(B3)中的R43,优选甲基、乙基、正丙基、正丁基、正辛基、三氟甲基、五氟乙基、全氟-正丙基、全氟-正丁基、对甲苯基、4-氯苯基或五氟苯基,尤其优选正辛基。
X11优选碳数为1~5的烷氧基,更优选为甲氧基。
n4优选0~2,尤其优选0~1。
作为上述通式(B3)所表示的化合物的具体例,可列举:α-(甲基磺酰氧基亚胺基)苄基氰、α-(乙基磺酰氧基亚胺基)苄基氰、α-(正丙基磺酰氧基亚胺基)苄基氰、α-(正丁基磺酰氧基亚胺基)苄基氰、α-(4-甲苯磺酰氧基亚胺基)苄基氰、α-[(甲基磺酰氧基亚胺基)-4-甲氧基苯基]乙腈、α-[(乙基磺酰氧基亚胺基)-4-甲氧基苯基]乙腈、α-[(正丙基磺酰氧基亚胺基)-4-甲氧基苯基]乙腈、α-[(正丁基磺酰氧基亚胺基)-4-甲氧基苯基]乙腈、α-[(4-甲苯磺酰氧基亚胺基)-4-甲氧基苯基]乙腈。
作为优选的肟磺酸酯化合物的具体例,可列举下述化合物(i)~(viii)等,可单独使用1种、或并用2种以上。化合物(i)~(viii)可作为市售品而获得。并且,也可与其他种类的(B)光酸产生剂组合使用。
[化学式16]
含有上述通式(B1)所表示的肟磺酸酯结构的化合物,优选下述通式(OS-1)所表示的化合物。
[化学式17]
通式(OS-1)
上述通式(OS-1)中,R411表示氢原子、烷基、烯基、烷氧基、烷氧基羰基、酰基、氨基甲酰基、氨磺酰基、磺基、氰基、芳基、或杂芳基。R412表示烷基、或芳基。
X401表示-O-、-S-、-NH-、-NR415-、-CH2-、-CR416H-、或-CR415R417-,R415~R417表示烷基、或芳基。
R421~R424分别独立地表示氢原子、卤素原子、烷基、烯基、烷氧基、胺基、烷氧基羰基、烷基羰基、芳基羰基、酰胺基、磺基、氰基、或芳基。R421~R424中的2个可分别相互键合而形成环。
作为R421~R424,优选氢原子、卤素原子、及烷基,并且,也可优选地举出R421~R424中的至少2个相互键合而形成芳基的方式。其中,从灵敏度的观点考虑,优选R421~R424均为氢原子的方式。
已述的官能基均可进一步具有取代基。
上述通式(OS-1)所表示的化合物,更优选为下述通式(OS-2)所表示的化合物。
[化学式18]
通式(OS-2)
上述通式(OS-2)中,R401、R402、R421~R424的含义分别与式(OS-1)中的R411、R412、R421~R424相同,并且,优选例也相同。
这些之中,更优选上述通式(OS-1)及上述通式(OS-2)中的R401为氰基、或芳基的方式,最优选为由上述通式(OS-2)表示,且R401为氰基、苯基或萘基的方式。
并且,在上述肟磺酸酯化合物中,关于肟或苯并噻唑环的立体结构(E、Z等),分别可为任一个,也可为混合物。
作为可适宜地用于本发明的上述通式(OS-1)所表示的化合物的具体例,可列举日本特开2011-221494号公报的0128~0132段落中所记载的化合物(例示化合物b-1~b-34),但本发明并不限定于此。
在本发明中,作为含有上述通式(B1)所表示的肟磺酸酯结构的化合物,优选下述通式(OS-3)、下述通式(OS-4)或下述通式(OS-5)所表示的肟磺酸酯化合物。
[化学式19]
(通式(OS-3)~通式(OS-5)中,R22、R25及R28分别独立地表示烷基、芳基或杂芳基,R23、R26及R29分别独立地表示氢原子、烷基、芳基或卤素原子,R24、R27及R30分别独立地表示卤素原子、烷基、烷氧基、磺酸基、氨基磺酰基或烷氧基磺酰基,X1~X3分别独立地表示氧原子或硫原子,n1~n3分别独立地表示1或2,m1~m3分别独立地表示0~6的整数)
上述通式(OS-3)~(OS-5)中,R22、R25及R28中的烷基、芳基或杂芳基可具有取代基。
上述式(OS-3)~(OS-5)中,作为R22、R25及R28中的烷基,优选可具有取代基的总碳数为1~30的烷基。
并且,上述通式(OS-3)~(OS-5)中,作为R22、R25及R28中的芳基,优选可具有取代基的总碳数为6~30的芳基。
并且,上述通式(OS-3)~(OS-5)中,作为R22、R25、和R28中的杂芳基,优选可具有取代基的总碳数为4~30的杂芳基。
上述通式(OS-3)~(OS-5)中,R22、R25及R28中的杂芳基只要至少1个环为杂芳环即可,例如杂芳环与苯环也可进行缩环。
上述通式(OS-3)~(OS-5)中,R23、R26及R29优选氢原子、烷基或芳基,更优选为氢原子或烷基。
上述通式(OS-3)~(OS-5)中,优选在化合物中存在2个以上的R23、R26及R29中的1个或2个为烷基、芳基或卤素原子,更优选为1个为烷基、芳基或卤素原子,尤其优选1个为烷基、且其余为氢原子。
作为R23、R26及R29中的烷基,优选可具有取代基的总碳数为1~12的烷基,更优选可具有取代基的总碳数为1~6的烷基。
作为R23、R26及R29中的芳基,优选可具有取代基的总碳数为6~30的芳基。
上述通式(OS-3)~(OS-5)中,X1~X3分别独立地表示O或S,优选O。
上述通式(OS-3)~(OS-5)中,含有X1~X3作为环元的环为5元环或6元环。
上述通式(OS-3)~(OS-5)中,n1~n3分别独立地表示1或2,当X1~X3为O时,优选n1~n3分别独立地为1,并且,当X1~X3为S时,优选n1~n3分别独立地为2。
上述通式(OS-3)~(OS-5)中,R24、R27及R30分别独立地表示卤素原子、烷基、烷氧基、磺酸基、氨基磺酰基或烷氧基磺酰基。其中,优选R24、R27及R30分别独立地为烷基或烷氧基。
R24、R27及R30中的烷基、烷氧基、磺酸基、氨基磺酰基及烷氧基磺酰基可具有取代基。
上述通式(OS-3)~(OS-5)中,作为R24、R27及R30中的烷基,优选可具有取代基的总碳数为1~30的烷基。
上述通式(OS-3)~(OS-5)中,作为R24、R27及R30中的烷氧基,优选可具有取代基的总碳数为1~30的烷氧基。
并且,上述通式(OS-3)~(OS-5)中,m1~m3分别独立地表示0~6的整数,优选0~2的整数,更优选为0或1,尤其优选0。
并且,关于上述(OS-3)~(OS-5)的各个取代基的优选范围与日本特开2011-221494号公报的0092~0109段落中所记载的(OS-3)~(OS-5)的取代基的优选范围相同。
并且,含有上述通式(B1)所表示的肟磺酸酯结构的化合物,尤其优选下述通式(OS-6)~(OS-11)的任一个所表示的肟磺酸酯化合物。
[化学式20]
(式(OS-6)~(OS-11)中,R301~R306表示烷基、芳基或杂芳基,R307表示氢原子或溴原子,R308~R310、R313、R316及R318分别独立地表示氢原子、碳数为1~8的烷基、卤素原子、氯甲基、溴甲基、溴乙基、甲氧基甲基、苯基或氯苯基,R311及R314分别独立地表示氢原子、卤素原子、甲基或甲氧基,R312、R315、R317及R319分别独立地表示氢原子或甲基。)
上述通式(OS-6)~(OS-11)中的优选范围与日本特开2011-221494号公报的0110~0112段落中所记载的(OS-6)~(OS-11)的优选范围相同。
作为上述通式(OS-3)~上述通式(OS-5)所表示的肟磺酸酯化合物的具体例,可举出日本特开2011-221494号公报的0114~0120段落中所记载的化合物,但本发明并不限定于这些化合物。
在前述感光性树脂组合物层中,相对于感光性树脂组合物中的所有树脂成分(优选为总固体成分,更优选为聚合物的合计)100质量份,优选使用0.1~10质量份的(B)非离子性光酸产生剂,更优选使用0.5~10质量份的(B)非离子性光酸产生剂。也可并用2种以上。
作为离子性光酸产生剂的例子,可列举:二芳基碘鎓盐类、三芳基锍盐类、四级铵盐类等。这些之中,优选三芳基锍盐类及二芳基碘鎓盐类。
用作离子性光酸产生剂的三芳基锍盐类由下述通式(1)表示。
通式(1)
[化学式21]
(通式(1)中,R505、R506及R507分别表示可具有取代基的烷基或芳香族基,在烷基的情况下,可相互连接而形成环;X-表示共轭碱。)
作为R505、R506及R507中的烷基,优选碳数为1~10的烷基,也可具有取代基。作为这种烷基,可列举:甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、新戊基、己基、环己基、庚基、辛基等。其中,优选甲基、乙基、叔丁基。并且,当R505、R506及R507中的2个以上为烷基时,优选该2个以上的烷基相互连接而形成环,作为这种环形式,优选含有硫原子的形式且为5元环(硫杂环戊烷)、及6元环(硫杂环己烷)。
作为R505、R506及R507中的芳香族基,优选碳数为6~30的芳香族基,也可具有取代基。作为这种芳香族基,可列举:苯基、萘基、4-甲氧基苯基、4-氯苯基、4-甲基苯基、4-叔丁基苯基、4-苯硫基苯基、2,4,6-三甲基苯基、4-甲氧基-1-萘基、4-(4'-二苯基锍基苯硫基)苯基(4-(4'-diphenylsulfoniophenyllthio)phenyl)。
并且,通式(1)所表示的离子性光酸产生剂也可通过R505~R507的任一个进行键合而形成二聚体等多聚体。例如,前述4-(4'-二苯基锍基苯硫基)苯基为二聚体的一例,前述4-(4'-二苯基锍基苯硫基)苯基中的对阴离子与X-相同。
作为R505、R506及R507中的烷基及芳香族基可具有的取代基,优选芳香族基,具体而言,尤其优选苯基、4-甲氧基苯基、4-氯苯基、4-(4'-二苯基锍基苯硫基)苯基。这些取代基可由上述取代基进一步取代。
作为X-中的共轭碱,优选烷基磺酸的共轭碱、芳基磺酸的共轭碱、BY4 -(Y表示卤素原子。以下也同样如此。)、PY6 -、AsY6 -、SbY6 -、或下述通式(3)或通式(4)所表示的一价的阴离子,尤其优选烷基磺酸的共轭碱、芳基磺酸的共轭碱、PY6 -、或通式(3)所表示的一价的阴离子。
作为烷基磺酸及芳基磺酸的共轭碱,优选碳数为1~7的烷基磺酸的共轭碱,进一步更优选碳数为1~4的烷基磺酸的共轭碱,若以酸的形式表述,则例如尤其优选甲磺酸、三氟甲磺酸、正丙烷磺酸、庚烷磺酸。
作为芳基磺酸的共轭碱,若以酸的形式表述,则例如可列举苯磺酸、氯苯磺酸、对甲苯磺酸。
X-中的BY4 -、PY6 -、AsY6 -、SbY6 -中的Y优选氟原子、氯原子,尤其优选氟原子。
[化学式22]
(通式(3)及通式(4)中,R521、R522及R523分别独立地表示碳原子数为1~10的烷基、碳原子数为1~10的具有氟原子的烷基、或者R521与R522通过碳原子数为2~6的亚烷基或碳原子数为2~6的具有氟原子的亚烷基相互键合而成的环。)
通式(3)及通式(4)中,作为R521、R522及R523中的碳原子数为1~10的烷基,例如可列举:甲基、乙基、丁基、叔丁基、环己基、辛基等。并且,作为碳原子数为1~10的具有氟原子的烷基,例如可列举:三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基、九氟丁基、十二氟戊基、全氟辛基等。这些之中,R521、R522及R523优选碳原子数为1~10的具有氟原子的烷基,尤其优选碳原子数为1~6的具有氟原子的烷基。
通式(3)及通式(4)中,作为R521与R522相互键合而形成环时的碳原子数为2~6的亚烷基,可列举:亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基等。并且,作为碳原子数为2~6的具有氟原子的亚烷基,可列举:四氟亚乙基、六氟亚丙基、八氟亚丁基、十氟亚戊基、十一氟亚己基等。这些之中,当R521与R522相互键合而形成环时,优选通过碳原子数为2~6的具有氟原子的亚烷基来进行键合,尤其优选通过碳原子数为2~4的具有氟原子的亚烷基来进行键合。
并且,作为通式(1)所表示的离子性光酸产生剂,优选下述通式(5)所表示的光酸产生剂。
[化学式23]
(式中,R510、R511、R512及R513分别独立地表示可具有取代基的烷基或芳香族基,Ar3及Ar4分别独立地表示可具有取代基的二价的芳香族基,X1-及X2-分别独立地表示共轭碱。)
R510、R511、R512及R513中的烷基及芳香族基的含义与通式(1)的R505、R506及R507所表示的烷基及芳香族基相同,优选方式也相同。并且,可具有的取代基也相同。
X1-及X2-中的共轭碱的含义与通式(1)的X-所表示的共轭碱相同,优选方式也相同。
作为Ar3及Ar4中的二价的芳香族基,优选亚苯基或亚萘基,尤其优选亚苯基。
作为用作离子性光酸产生剂的三芳基锍盐类的具体例,可列举:三苯基锍三氟甲磺酸盐、三苯基锍三氟乙酸盐、4-甲氧基苯基二苯基锍三氟甲磺酸盐、4-甲氧基苯基二苯基锍三氟乙酸盐、4-苯硫基苯基二苯基锍三氟甲磺酸盐或4-苯硫基苯基二苯基锍三氟乙酸盐等。
作为市售的化合物,可列举:TPS-102、TPS-103、TPS-105、TPS-106、TPS-109、TPS-300、TPS-1000,MDS-103、MDS-105、MDS-109、MDS-205、MDS-209,BDS-109,DTS-103、DTS-105,MNPS-109,HDS-109(以上,Midori Kagaku Co.,Ltd.制造),GSID-26-1、Cyracure UVI-6976(以上,BASF公司制造)。
用作离子性光酸产生剂的二芳基碘鎓盐类由下述通式(2)表示。
通式(2)
[化学式24]
(通式(2)中,R508及R509分别独立地表示可具有取代基的芳香族基,X-表示共轭碱。)
通式(2)中,R508及R509中的芳香族基的含义与通式(1)的R505、R506及R507所表示的芳香族基相同,优选方式也相同。
通式(2)中,X-中的共轭碱的含义与通式(1)的X-所表示的共轭碱相同,优选方式也相同。
并且,通式(2)所表示的光酸产生剂也可通过R508~R509进行键合而形成二聚体等多聚体。例如,前述4-(4'-二苯基锍基苯硫基)苯基(0114有一样的)为二聚体的一例,前述4-(4'-二苯基锍基苯硫基)苯基中的对阴离子与前述X-相同。
作为用作离子性光酸产生剂的二芳基碘鎓盐类的具体例,可列举:二苯基碘鎓三氟乙酸盐、二苯基碘鎓三氟甲磺酸盐、4-甲氧基苯基苯基碘鎓三氟甲磺酸盐、4-甲氧基苯基苯基碘鎓三氟乙酸盐、苯基,4-(2'-羟基-1'-十四氧基)苯基碘鎓三氟甲磺酸盐、4-(2'-羟基-1'-十四氧基)苯基碘鎓六氟锑酸盐、苯基,4-(2'-羟基-1'-十四氧基)苯基碘鎓-对甲苯磺酸盐等。
作为市售的化合物,可列举:DPI-105、DPI-106、DPI-109、DPI-201,BI-105,MPI-105、MPI-106、MPI-109,BBI-102、BBI-103、BBI-105、BBI-106、BBI-109、BBI-110、BBI-201、BBI-300,BBI-301(以上,Midori Kagaku Co.,Ltd.制造)。
作为用作离子性光酸产生剂的四级铵盐类的具体例,可列举:四甲基铵丁基三(2,6-二氟苯基)硼酸盐、四甲基铵己基三(对氯苯基)硼酸盐、四甲基铵己基三(3-三氟甲基苯基)硼酸盐、苄基二甲基苯基铵丁基三(2,6-二氟苯基)硼酸盐、苄基二甲基苯基铵己基三(对氯苯基)硼酸盐、苄基二甲基苯基铵己基三(3-三氟甲基苯基)硼酸盐等。
除上述具体例以外,作为(B)成分的具体例,可举出如下的化合物,但本发明并不限定于这些。
[化学式25]
[化学式26]
[化学式27]
相对于聚合物成分100质量份,前述感光性树脂组合物层中的成分B的含量优选0.1~10质量份,更优选0.5~5质量份。若成分B的含量为0.1质量份以上,则容易获得所期望的灵敏度(高灵敏度化),并且,若为10质量份以下,则容易确保涂膜的透明性。
并且,非离子性光酸产生剂的添加量优选1质量%以下,优选实质上不含非离子性光酸产生剂的方式。
<成分D:溶剂>
前述感光性树脂组合物层优选含有溶剂。前述感光性树脂组合物层优选作为使本发明的必需成分、及后述的任意的成分溶解于溶剂中而成的溶液来制备。
作为前述感光性树脂组合物层中所使用的溶剂,可使用公知的溶剂,可例示:乙二醇单烷基醚类、乙二醇二烷基醚类、乙二醇单烷基醚乙酸酯类、丙二醇单烷基醚类、丙二醇二烷基醚类、丙二醇单烷基醚乙酸酯类、二乙二醇二烷基醚类、二乙二醇单烷基醚乙酸酯类、二丙二醇单烷基醚类、二丙二醇二烷基醚类、二丙二醇单烷基醚乙酸酯类、酯类、酮类、酰胺类、内酯类等。并且,作为前述感光性树脂组合物层中所使用的溶剂的具体例,也可列举日本特开2011-221494号公报的0174~0178段落中所记载的溶剂,这些内容可被编入至本申请说明书中。
并且,视需要也可向这些溶剂中进一步添加苄基乙醚、二己醚、乙二醇单苯醚乙酸酯、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、异佛尔酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苄醇、茴香醚、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、顺丁烯二酸二乙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等溶剂。这些溶剂可单独使用1种、或混合2种以上而使用。可用于本发明的溶剂优选单独使用1种、或并用2种,更优选并用2种,进一步优选并用丙二醇单烷基醚乙酸酯类或二烷基醚类、二乙酸酯类与二乙二醇二烷基醚类、或酯类与丁二醇烷基醚乙酸酯类。
并且,作为成分D,优选沸点为130℃以上且小于160℃的溶剂,沸点为160℃以上的溶剂,或这些的混合物。
作为沸点为130℃以上且小于160℃的溶剂,可例示:丙二醇单甲醚乙酸酯(沸点为146℃)、丙二醇单乙醚乙酸酯(沸点为158℃)、丙二醇甲基-正丁醚(沸点为155℃)、丙二醇甲基-正丙醚(沸点为131℃)。
作为沸点为160℃以上的溶剂,可例示:3-乙氧基丙酸乙酯(沸点为170℃)、二乙二醇甲基乙基醚(沸点为176℃)、丙二醇单甲醚丙酸酯(沸点为160℃)、二丙二醇甲醚乙酸酯(沸点为213℃)、3-甲氧基丁醚乙酸酯(沸点为171℃)、二乙二醇二乙醚(沸点为189℃)、二乙二醇二甲醚(沸点为162℃)、丙二醇二乙酸酯(沸点为190℃)、二乙二醇单乙醚乙酸酯(沸点为220℃)、二丙二醇二甲醚(沸点为175℃)、1,3-丁二醇二乙酸酯(沸点为232℃)。
相对于感光性树脂组合物中的所有树脂成分100质量份,前述感光性树脂组合物层中的溶剂的含量优选50~95质量份,更优选60~90质量份。
<成分E:敏化剂>
前述感光性树脂组合物层优选在与(B)光酸产生剂的组合中含有敏化剂,以促进光酸产生剂的分解,尤其当使用非离子性光酸产生剂时,优选含有敏化剂。敏化剂吸收活性光线或放射线而成为电子激发状态。成为电子激发状态的敏化剂与光酸产生剂接触,而产生电子移动、能量移动、发热等作用。由此,光酸产生剂产生化学变化而分解,并生成酸。
通过含有敏化剂,曝光灵敏度进一步提升,并且,当使用可见光的吸收效率低的非离子性光酸产生剂时,在曝光光源为g射线、h射线的混合射线的情况下特别有效。
作为敏化剂,优选蒽衍生物、吖啶酮衍生物、硫杂蒽酮衍生物、香豆素衍生物、碱性苯乙烯基衍生物、二苯乙烯基苯衍生物,更优选蒽衍生物。
作为蒽衍生物,优选蒽、9,10-二丁氧基蒽、9,10-二氯蒽、2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、9-羟甲基蒽、9-溴蒽、9-氯蒽、9,10-二溴蒽、2-乙基蒽、9,10-二甲氧基蒽。
作为吖啶酮衍生物,优选吖啶酮、N-丁基-2-氯吖啶酮、N-甲基吖啶酮、2-甲氧基吖啶酮、N-乙基-2-甲氧基吖啶酮。
作为硫杂蒽酮衍生物,优选硫杂蒽酮、二乙基硫杂蒽酮、1-氯-4-丙氧基硫杂蒽酮、2-氯硫杂蒽酮。
作为香豆素衍生物,优选香豆素-1、香豆素-6H、香豆素-110、香豆素-102。
作为碱性苯乙烯基衍生物,可列举2-(4-二甲胺基苯乙烯基)苯并噁唑、2-(4-二甲胺基苯乙烯基)苯并噻唑、2-(4-二甲胺基苯乙烯基)萘噻唑。
作为二苯乙烯基苯衍生物,可列举二苯乙烯基苯、二(4-甲氧基苯乙烯基)苯、二(3,4,5-三甲氧基苯乙烯基)苯。
作为敏化剂的具体例,可举出下述具体例,但本发明并不限定于这些。另外,在下述中,Me表示甲基,Et表示乙基,Bu表示丁基。
[化学式28]
相对于聚合性成分100质量份,前述感光性树脂组合物层中的敏化剂的含量优选0.1~10质量份,更优选0.5~5质量份。通过将敏化剂的含量设为0.1质量份以上,而容易获得所期望的灵敏度,并且,通过设为10质量份以下,而容易确保涂膜的透明性。
<成分S:碱性化合物>
前述感光性树脂组合物层可含有碱性化合物。作为碱性化合物,可从化学放大抗蚀剂中所使用的碱性化合物中任意地选择来使用。例如可列举:脂肪族胺、芳香族胺、杂环式胺、氢氧化四级铵、羧酸的四级铵盐等。作为这些的具体例,可列举日本特开2011-221494号公报的0204~0207段落中所记载的化合物,这些内容可被编入至本申请说明书中。
具体而言,作为脂肪族胺,例如可列举:三甲胺、二乙胺、三乙胺、二-正丙胺、三-正丙胺、二-正戊胺、三-正戊胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二环己胺、二环己基甲胺等。
作为芳香族胺,例如可列举:苯胺、苄基胺、N,N-二甲基苯胺、二苯基胺等。
作为杂环式胺,例如可列举:吡啶、2-甲基吡啶、4-甲基吡啶、2-乙基吡啶、4-乙基吡啶、2-苯基吡啶、4-苯基吡啶、N-甲基-4-苯基吡啶、4-二甲胺基吡啶、咪唑、苯并咪唑、4-甲基咪唑、2-苯基苯并咪唑、2,4,5-三苯基咪唑、烟碱、烟碱酸、烟碱酰胺、喹啉、8-羟基喹啉、吡嗪、吡唑、哒嗪、嘌呤、吡咯啶、哌啶、哌嗪、吗啉、4-甲基吗啉、1,5-二氮杂双环[4.3.0]-5-壬烯、1,8-二氮杂双环[5.3.0]-7-十一碳烯等。
作为氢氧化四级铵,例如可列举:氢氧化四甲基铵、氢氧化四乙基铵、氢氧化四-正丁基铵、氢氧化四-正己基铵等。
作为羧酸的四级铵盐,例如可列举:乙酸四甲基铵、苯甲酸四甲基铵、乙酸四-正丁基铵、苯甲酸四-正丁基铵等。
可用于本发明的碱性化合物可单独使用1种,也可并用2种以上。
相对于感光性树脂组合物中的总固体成分100质量份,前述感光性树脂组合物层中的碱性化合物的含量优选0.001~3质量份,更优选0.005~1质量份。
<成分F:杂环状化合物>
前述感光性树脂组合物层优选视需要而含有杂环状化合物。通过添加杂环状化合物,而可使由前述感光性树脂组合物层所获得的固化膜变成更牢固的膜,线宽稳定性也提升。
作为杂环状化合物,只要不具有乙烯性交联性基,则并无特别限制。例如可添加以下前述的分子内具有环氧基或氧杂环丁基的化合物、含有烷氧基甲基的杂环状化合物,除此以外,可添加各种环状醚、环状酯(内酯)等含氧单体、或环状胺、噁唑啉等含氮单体,进一步可添加硅、硫、磷等具有d电子的杂环单体等。
相对于感光性树脂组合物的总固体成分100质量份,前述感光性树脂组合物层中的杂环状化合物的添加量优选0.01~50质量份,更优选0.1~10质量份,进一步优选1~5质量份。通过在该范围内添加,而可获得机械强度优异的固化膜,且可获得耐化学品性优异的固化膜,线宽稳定性也提升。杂环状化合物也可并用多种,在此情况下,将所有杂环状化合物加以合计来计算含量。
[分子内具有环氧基或氧杂环丁基的化合物]
作为分子内具有环氧基的化合物的具体例,可列举:双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、脂肪族环氧树脂等。
这些可作为市售品而获得。例如可列举:JER828、JER1007、JER157S70(MitsubishiChemical Corporation.制造),JER157S65(Mitsubishi Chemical HoldingsCorporation.制造)等,日本特开2011-221494号公报的0189段落中所记载的市售品等。
除此以外,可列举:ADEKA RESIN EP-4000S、ADEKA RESIN EP-4003S、ADEKA RESINEP-4010S、ADEKA RESIN EP-4011S(以上,ADEKA CORPORATION.制造),NC-2000、NC-3000、NC-7300、XD-1000、EPPN-501、EPPN-502(以上,ADEKA CORPORATION.制造),Denacol EX-611、EX-612、EX-614、EX-614B、EX-622、EX-512、EX-521、EX-411、EX-421、EX-313、EX-314、EX-321、EX-211、EX-212、EX-810、EX-811、EX-850、EX-851、EX-821、EX-830、EX-832、EX-841、EX-911、EX-941、EX-920、EX-931、EX-212L、EX-214L、EX-216L、EX-321L、EX-850L、DLC-201、DLC-203、DLC-204、DLC-205、DLC-206、DLC-301、DLC-402、EX-111、EX-121、EX-141、EX-145、EX-146、EX-147、EX-171、EX-192(以上Nagase ChemteX Corporation.制造),YH-300、YH-301、YH-302、YH-315、YH-324、YH-325(以上Nippon Steel Chemical Co.,Ltd.制造),Celloxide 2021P、2081、2000、3000,EHPE3150,Epolead GT400,Celvenus B0134、B0177(Daicel Corporation.制造)等。
这些可单独使用1种、或将2种以上组合使用。
这些之中,更优选地列举双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂及脂肪族环氧树脂,尤其优选地举出脂肪族环氧树脂。
作为分子内具有氧杂环丁基的化合物的具体例,可使用ARONE OXETANE OXT-201、OXT-211、OXT-212、OXT-213、OXT-121、OXT-221、OX-SQ、PNOX(以上,TOAGOSEI CO.,LTD.制造)。
并且,含有氧杂环丁基的化合物优选单独使用、或与含有环氧基的化合物混合使用。
这些之中,从改善线宽稳定性的观点考虑,本发明的感光性转印材料优选前述(C)杂环状化合物具有环氧基。
并且,也可适宜地使用于分子内具有烷氧基硅烷结构与杂环状结构两者的化合物。例如可列举:γ-缩水甘油醚丙基三烷氧基硅烷、γ-缩水甘油醚丙基烷基二烷氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三烷氧基硅烷。这些之中,更优选为γ-缩水甘油醚丙基三烷氧基硅烷。这些可单独使用1种、或组合2种以上而使用。
<成分W:表面活性剂>
前述感光性树脂组合物层可含有表面活性剂。作为表面活性剂,可使用阴离子系、阳离子系、非离子系、或两性的任一种,但优选的表面活性剂为非离子系表面活性剂。
作为非离子系表面活性剂的例子,可列举:聚氧乙烯高级烷基醚类、聚氧乙烯高级烷基苯醚类、聚氧乙烯二醇的高级脂肪酸二酯类、硅酮类、氟类表面活性剂。并且,可列举以下商品名:KP(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造),Polyflow(KYOEISHA CHEMICAL CO.,LTD.制造),Eftop(JEMCO公司制造),Megafac(DIC Corporation.制造),Fluorad(Sumitomo3M Limited制造),Asahi Guard、Surflon(ASAHI GLASS CO.,LTD.制造),PolyFox(OMNOVASolution Inc.制造),SH-8400(Toray-Dow corning silicone)等各系列。
并且,作为表面活性剂,可列举如下的共聚物作为优选例,该共聚物含有下述通式(I-1)所表示的结构单元A及结构单元B,且将四氢呋喃(THF)作为溶剂时的由凝胶渗透色谱法所测定的聚苯乙烯换算的重量平均分子量(Mw)为1,000以上且10,000以下。
通式(I-1)
(通式(I-1)中,R401及R403分别独立地表示氢原子或甲基,R402表示碳数为1以上且4以下的直链亚烷基,R404表示氢原子或碳数为1以上且4以下的烷基,L表示碳数为3以上且6以下的亚烷基,p及q为表示聚合比的质量百分率,p表示10质量%以上且80质量%以下的数值,q表示20质量%以上且90质量%以下的数值,r表示1以上且18以下的整数,s表示1以上且10以下的整数。)
上述L优选下述通式(I-2)所表示的分支亚烷基。通式(I-2)中的R405表示碳数为1以上且4以下的烷基,从相容性与对于被涂布面的润湿性的观点考虑,优选碳数为1以上且3以下的烷基,更优选碳数为2或3的烷基。p与q的和(p+q)优选p+q=100,即为100质量%。
通式(I-2)
[化学式30]
上述共聚物的重量平均分子量(Mw)更优选为1,500以上且5,000以下。
此外,也可使用日本专利第4502784号公报的[0017]段落、日本特开2009-237362号公报的[0060]~[0071]段落中所记载的表面活性剂。
这些表面活性剂可单独使用1种、或混合2种以上而使用。
相对于感光性树脂组合物中的总固体成分100质量份,前述感光性树脂组合物层中的表面活性剂的添加量优选10质量份以下,更优选为0.001~10质量份,进一步更优选为0.01质量份~3质量份。
<其他成分>
在前述感光性树脂组合物层中,除上述成分以外,可进一步向前述感光性树脂组合物层中添加金属氧化物粒子、杂环状化合物以外的交联剂、烷氧基硅烷化合物、抗氧化剂、分散剂、酸增殖剂、显影促进剂、导电性纤维、着色剂、增塑剂、热自由基产生剂、热酸产生剂、紫外线吸收剂、增粘剂、及有机或无机的防沉淀剂等公知的添加剂。例如,当将本发明的感光性转印材料用于静电电容型输入装置的掩膜层的形成时,优选使感光性树脂组合物中含有着色剂,而制成着色感光性树脂组合物层。并且,当将本发明的感光性转印材料用于静电电容型输入装置的透明电极图案时,优选使感光性树脂组合物层中含有导电性纤维等,而制成导电性感光性树脂组合物层。
[金属氧化物粒子]
为了调节折射率或透光性,前述感光性树脂组合物层优选含有金属氧化物粒子。金属氧化物粒子由于透明性高、具有透光性,因此可获得折射率高、透明性优异的正型感光性树脂组合物。
金属氧化物粒子优选折射率比包含除前述粒子以外的材料的树脂组合物的折射率高的粒子,具体而言,更优选在具有400~750nm的波长的光中的折射率为1.50以上的粒子,进一步优选折射率为1.70以上的粒子,尤其优选折射率为1.90以上的粒子。
其中,所谓在具有400~750nm的波长的光中的折射率为1.50以上,是指在具有上述范围的波长的光中的平均折射率为1.50以上,无需在具有上述范围的波长的所有光中的折射率为1.50以上。并且,平均折射率是对于具有上述范围的波长的各光的折射率的测定值的总和除以测定点的数量所得的值。
另外,本发明中的金属氧化物粒子的金属也包含B、Si、Ge、As、Sb、Te等半金属。
作为透光性、折射率高的金属氧化物粒子,优选包含Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、Ce、Gd、Tb、Dy、Yb、Lu、Ti、Zr、Hf、Nb、Mo、W、Zn、B、Al、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Te等原子的氧化物粒子,更优选氧化钛、钛复合氧化物、氧化锌、氧化锆、铟/锡氧化物、锑/锡氧化物,进一步优选氧化钛、钛复合氧化物、氧化锆,尤其优选氧化钛、氧化锆,最优选二氧化钛。作为二氧化钛,优选折射率特别高的金红石型。为了赋予分散稳定性,也可利用有机材料对这些金属氧化物粒子的表面进行处理。
从树脂组合物的透明性的观点考虑,成分C的平均一次粒径优选1~200nm,尤其优选3~80nm。其中,利用电子显微镜测定任意的200个粒子的粒径,并将其算术平均作为粒子的平均一次粒径。并且,当粒子的形状并非球形时,将最长的边作为直径。
并且,金属氧化物粒子可单独使用1种,也可并用2种以上。
前述感光性树脂组合物层中的金属氧化物粒子的含量只要考虑对由树脂组合物所获得的光学构件所要求的折射率或透光性等,而适宜决定即可,相对于前述感光性树脂组合物层的总固体成分,优选设为5~80质量%,更优选设为10~70质量%。
[杂环状化合物以外的交联剂:封闭型异氰酸酯化合物]
在前述感光性树脂组合物层中,也可优选地采用封闭型异氰酸酯系化合物作为交联剂。封闭型异氰酸酯化合物只要是具有封闭型异氰酸酯基的化合物,则并无特别限制,但从固化性的观点考虑,优选在1分子内具有2个以上的封闭型异氰酸酯基的化合物。
另外,本发明中的封闭型异氰酸酯基是指可通过热而生成异氰酸酯基的基团,例如,可优选地例示使封闭剂与异氰酸酯基进行反应来保护异氰酸酯基的基团。并且,前述封闭型异氰酸酯基优选可通过90℃~250℃的热而生成异氰酸酯基的基团。
并且,作为封闭型异氰酸酯化合物,其骨架并无特别限定,只要是在1分子中具有2个异氰酸酯基的化合物,则可为任何化合物,可为脂肪族、脂环族或芳香族的聚异氰酸酯,例如可适宜地使用:2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,3-三亚甲基二异氰酸酯、1,4-四亚甲基二异氰酸酯、2,2,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、2,4,4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯、1,9-九亚甲基二异氰酸酯、1,10-十亚甲基二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、2,2'-二乙醚二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯、邻二甲苯二异氰酸酯、间二甲苯二异氰酸酯、对二甲苯二异氰酸酯、亚甲基双(环己基异氰酸酯)、环己烷-1,3-二亚甲基二异氰酸酯、环己烷-1,4-二亚甲基二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、3,3'-亚甲基二甲苯-4,4'-二异氰酸酯、4,4'-二苯醚二异氰酸酯、四氯亚苯基二异氰酸酯、降冰片烷二异氰酸酯、氢化1,3-苯二甲基二异氰酸酯、氢化1,4-苯二甲基二异氰酸酯等异氰酸酯化合物及由这些化合物衍生出的预聚物型的骨架的化合物。这些之中,尤其优选甲苯二异氰酸酯(Tolylene Diisocyanate,TDI)或二苯基甲烷二异氰酸酯(Diphenyl Methane Diisocyanate,MDI)、六亚甲基二异氰酸酯(Hexamethylene Diisocyanate,HDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(Isophorone Diisocyanate,IPDI)。
作为前述感光性树脂组合物层中的封闭型异氰酸酯化合物的母结构,可列举:缩二脲型、异氰脲酸酯型、加合物型、二官能预聚物型等。
作为形成前述封闭型异氰酸酯化合物的封闭结构的封闭剂,可列举:肟化合物、内酰胺化合物、酚化合物、醇化合物、胺化合物、活性亚甲基化合物、吡唑化合物、硫醇化合物、咪唑类化合物、酰亚胺类化合物等。这些之中,尤其优选选自肟化合物、内酰胺化合物、酚化合物、醇化合物、胺化合物、活性亚甲基化合物、吡唑化合物中的封闭剂。
作为前述肟化合物,可列举肟、及酮肟,具体而言,可例示:丙酮肟、甲醛肟、环己烷肟、甲基乙基酮肟、环己酮肟、二苯甲酮肟等。
作为前述内酰胺化合物,可例示:ε-己内酰胺、γ-丁内酰胺等。
作为前述酚化合物,可例示:苯酚、萘酚、甲酚、二甲酚、卤素取代苯酚等。
作为前述醇化合物,可例示:甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、环己醇、乙二醇单烷基醚、丙二醇单烷基醚、乳酸烷基酯等。
作为前述胺化合物,可列举一级胺及二级胺,可为芳香族胺、脂肪族胺、脂环族胺的任一种,可例示:苯胺、二苯基胺、乙烯亚胺、聚乙烯亚胺等。
作为前述活性亚甲基化合物,可例示:丙二酸二乙酯、丙二酸二甲酯、乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸甲酯等。
作为前述吡唑化合物,可例示:吡唑、甲基吡唑、二甲基吡唑等。
作为前述硫醇化合物,可例示:烷基硫醇、芳基硫醇等。
可用于前述感光性树脂组合物层的封闭型异氰酸酯化合物可作为市售品而获得,例如可优选地使用:Coronate AP Stable M、Coronate2503、2515、2507、2513、2555、Millionate MS-50(以上,Nippon Polyurethane Industry Co.,Ltd.制造),Takenate B-830、B-815N、B-820NSU、B-842N、B-846N、B-870N、B-874N、B-882N(以上,Mitsui Chemicals,Inc.制造),Duranate 17B-60PX、17B-60P、TPA-B80X、TPA-B80E、MF-B60X、MF-B60B、MF-K60X、MF-K60B、E402-B80B、SBN-70D、SBB-70P、K6000(以上,Asahi Kasei Chemical sCorporation.制造),Desmodur BL1100、BL1265MPA/X、BL3575/1、BL3272MPA、BL3370MPA、BL3475BA/SN、BL5375MPA、VPLS2078/2、BL4265SN、PL340、PL350、Sumidur BL3175(以上,Sumika Bayer Urethane Co.,Ltd.制造)等。
[烷氧基硅烷化合物]
前述感光性树脂组合物层优选含有烷氧基硅烷化合物。若使用烷氧基硅烷化合物,则可提升由前述感光性树脂组合物层所形成的膜与基板的密合性,进而可调整由前述感光性树脂组合物层所形成的膜的性质。作为烷氧基硅烷化合物,优选具有二烷氧基硅烷结构的化合物或具有三烷氧基硅烷结构的化合物,更优选具有三烷氧基硅烷结构的化合物。烷氧基硅烷化合物所具有的烷氧基的碳数优选1~5。烷氧基硅烷化合物的分子量优选100~500,更优选150~400。
可用于前述感光性树脂组合物层的烷氧基硅烷化合物优选提升成为基材的无机物(例如硅、氧化硅、氮化硅等硅化合物,金、铜、鉬、钛、铝等金属)与绝缘膜的密合性的化合物。另外,作为前述烷氧基硅烷化合物,也可使用具有烷氧基硅烷结构、且也包含在前述杂环状化合物中的化合物(3-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷等)。
具体而言,公知的硅烷偶联剂等也有效。
作为硅烷偶联剂,例如可列举:γ-胺基丙基三甲氧基硅烷、γ-胺基丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚丙基三烷氧基硅烷、γ-缩水甘油醚丙基烷基二烷氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三烷氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基烷基二烷氧基硅烷、γ-氯丙基三烷氧基硅烷、γ-巰基丙基三烷氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三烷氧基硅烷、乙烯基三烷氧基硅烷。这些可单独使用1种、或组合2种以上而使用。
并且,也可优选地采用下述具体例中所示的化合物。
[化学式31]
[化学式32]
上述具体例中,Ph为苯基。
前述感光性树脂组合物层中的烷氧基硅烷化合物可不必特别限定于这些,可使用公知的化合物。
相对于感光性树脂组合物中的总固体成分100质量份,前述感光性树脂组合物层中的烷氧基硅烷化合物的含量优选0.1~30质量份,更优选0.5~30质量份,进一步优选5~25质量份。
在本发明中,通过设为5~25质量份的比例,当综合性地评价灵敏度、绝缘性及保存稳定性时,变得特别优异。
[抗氧化剂]
前述感光性树脂组合物层可含有抗氧化剂。可含有公知的抗氧化剂作为抗氧化剂。通过添加抗氧化剂,具有如下的优点:可防止固化膜的着色、或可减少由分解所引起的膜厚减少,并且,耐热透明性优异。
作为这种抗氧化剂,例如可列举:磷类抗氧化剂、酰胺类、酰肼类、受阻胺类抗氧化剂、硫黄类抗氧化剂、酚类抗氧化剂、抗坏血酸类、硫酸锌、糖类、亚硝酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、羟基胺衍生物等。这些当中,从固化膜的着色、膜厚减少的观点考虑,尤其优选酚类抗氧化剂、酰胺系抗氧化剂、酰肼系抗氧化剂、硫黄类抗氧化剂。这些可单独使用1种,也可混合2种以上。
作为酚类抗氧化剂的市售品,例如可列举:Adekastab AO-15、Adekastab AO-18、Adekastab AO-20、Adekastab AO-23、Adekastab AO-30、Adekastab AO-37、Adekastab AO-40、Adekastab AO-50、Adekastab AO-51、Adekastab AO-60、Adekastab AO-70、AdekastabAO-80、Adekastab AO-330、Adekastab AO-412S、Adekastab AO-503、Adekastab A-611、Adekastab A-612、Adekastab A-613、Adekastab PEP-4C、Adekastab PEP-8、AdekastabPEP-8W、Adekastab PEP-24G、Adekastab PEP-36、Adekastab PEP-36Z、Adekastab HP-10、Adekastab 2112、Adekastab 260、Adekastab 522A、Adekastab 1178、Adekastab 1500、Adekastab C、Adekastab 135A、Adekastab 3010、Adekastab TPP、Adekastab CDA-1、Adekastab CDA-6、Adekastab ZS-27、Adekastab ZS-90、Adekastab ZS-91(以上,ADEKACORPORATION.制造),Irganox 245FF、Irganox 1010FF、Irganox 1010、Irganox MD1024、Irganox 1035FF、Irganox 1035、Irganox 1098、Irganox 1330、Irganox 1520L、Irganox3114、Irganox 1726、Irgafos 168、Irgamod 295(BASF公司制造)等。其中,可适宜地使用Adekastab AO-60、Adekastab AO-80、Irganox 1726、Irganox 1035、Irganox 1098。
相对于感光性树脂组合物的总固体成分,抗氧化剂的含量优选0.1~10质量%,更优选0.2~5质量%,尤其优选0.5~4质量%。通过设为该范围内,所形成的膜可获得充分的透明性、且图案形成时的灵敏度也变得良好。
并且,也可将“高分子添加剂的新进展(NIKKAN KOGYO SHIMBUN,LTD.)”中所记载的各种紫外线吸收剂、或金属钝化剂等作为抗氧化剂以外的添加剂,添加至前述感光性树脂组合物层中。
[分散剂]
前述感光性树脂组合物层可使用公知的分散剂作为分散剂,优选具有酸基的分散剂。
[酸增殖剂]
为了提升灵敏度,前述感光性树脂组合物层可使用酸增殖剂。
可用于本发明的酸增殖剂是可通过酸催化剂反应而进一步产生酸并使反应系统内的酸浓度上升的化合物,且为在不存在酸的状态下稳定地存在的化合物。这种化合物通过1次反应而增加1种以上的酸,因此伴随反应的进展,反应加速地进行,但所产生的酸本身会诱发自分解,因此此处所产生的酸的强度以酸解离常数、pKa计,优选为3以下,尤其优选为2以下。
作为酸增殖剂的具体例,可列举:日本特开平10-1508号公报的0203~0223段落、日本特开平10-282642号公报的0016~0055段落、及日本特表平9-512498号公报第39页第12行~第47页第2行中所记载的化合物,这些内容可被编入至本申请说明书中。
作为可用于本发明的酸增殖剂,可列举通过由酸产生剂所产生的酸而分解,并产生二氯乙酸、三氯乙酸、甲磺酸、苯磺酸、三氟甲磺酸、苯基膦酸等pKa为3以下的酸的化合物。
具体而言,可列举如下的化合物等:
[化学式33]
从曝光部与未曝光部的溶解对比度的观点考虑,相对于光酸产生剂100质量份,将酸增殖剂在感光性树脂组合物中的含量优选设为10~1,000质量份,进一步优选设为20~500质量份。
[显影促进剂]
前述感光性树脂组合物层可含有显影促进剂。
作为显影促进剂,可参考日本特开2012-042837号公报的0171~0172段落中的记载,该内容可被编入至本申请说明书中。
显影促进剂可单独使用1种,也可并用2种以上。
从灵敏度与残膜率的观点考虑,相对于感光性树脂组合物的总固体成分100质量份,前述感光性树脂组合物层中的显影促进剂的添加量优选0~30质量份,更优选0.1~20质量份,最优选为0.5~10质量份。
[其他添加剂]
并且,作为其他添加剂,也可使用日本特开2012-8223号公报的0120~0121段落中所记载的热自由基产生剂、WO2011/136074A1中所记载的含氮化合物及热酸产生剂,这些内容可被编入至本申请说明书中。
进而,前述感光性树脂组合物可使用日本专利第4502784号公报的[0018]段落中所记载的热聚合防止剂,进而,可使用日本特开2000-310706号公报的[0058]~[0071]段落中所记载的其他添加剂、日本特开2005-221726号公报中所记载的材料等,但并不限定于此。
<感光性树脂组合物层的膜厚>
感光性树脂组合物层的膜厚优选0.5~10μm。若感光性树脂组合物层的膜厚为10μm以下,则图案的解析度提升,若为0.5μm以上,则对于蚀刻液的耐受性提升。
作为前述感光性树脂组合物层的膜厚,进一步优选0.8~5μm,尤其优选1.0~3.0μm。
<感光性树脂组合物层的形成方法>
以规定的比例且以任意的方法将各成分混合,然后进行搅拌溶解来制备感光性树脂组合物。例如,也可事先使成分分别溶解于溶剂中而制成溶液后,以规定的比例将这些溶液混合来制备树脂组合物。如上制备的组合物溶液也可在使用孔径为0.2μm的过滤器等进行过滤后,供于使用。
{其他层}
在本发明中所使用的感光性转印材料中,可在感光性树脂组合物与临时支撑体之间设置剥离层、或在感光性树脂组合物的表面进一步设置保护膜(以下,也称为覆盖膜)等而适宜地构成。本发明的感光性转印材料优选进一步包含前述感光性树脂组合物层的保护膜。
<感光性转印材料的制作方法>
本发明中的感光性转印材料可通过将感光性树脂组合物层用涂布液涂布于临时支撑体上,并进行干燥来层叠感光性树脂组合物层而适宜地制作。也可包含进一步层叠前述感光性树脂组合物层的保护膜的工序。
[图案形成方法]
本发明的图案形成方法包括:使用本发明的感光性转印材料,在基板的至少一个面上形成感光性树脂组合物层的感光性树脂组合物层形成工序;对前述感光性树脂组合物层进行曝光的曝光工序;以及对经曝光的前述感光性树脂组合物层进行显影的显影工序。
本发明的蚀刻方法包括:将通过本发明的图案形成方法所制作的图案用作蚀刻用抗蚀剂来进行蚀刻的工序;以及在前述蚀刻处理后通过化学品处理来去除前述图案的工序。
以下,关于将本发明的感光性转印材料用作抗蚀阻剂(蚀刻图案)来获得光阻图案的情况,以形成静电电容型输入装置的透明电极图案的方法为例,对本发明的图案形成方法及本发明的蚀刻方法进行说明。
(覆盖膜去除工序)
当本发明的感光性转印材料具有前述覆盖膜时,本发明的图案形成方法优选具有从本发明的感光性转印材料中去除前述覆盖膜的覆盖膜去除工序。
此时,在前述感光性树脂组合物层形成工序中,优选使用去除了前述覆盖膜的本发明的感光性转印材料,在基板的至少一个面上形成感光性树脂组合物层。
(感光性树脂组合物层形成工序)
感光性树脂组合物层形成工序是使用本发明的感光性转印材料,在基板的至少一个面上形成感光性树脂组合物层的工序。前述感光性树脂组合物层形成工序优选将去除了前述覆盖膜的前述感光性转印材料的前述感光性树脂组合物转印至基材上的工序。
此时,在将前述感光性转印材料的感光性树脂组合物层压在基材上后,可去除前述支撑体(临时支撑体)来使用,也可不去除支撑体(临时支撑体)来使用。当在残留临时支撑体的状态下进行下述的曝光时,在曝光后实施剥离。在对于光掩膜的异物附着等方面,优选在残留临时支撑体的状态下进行曝光的情况,另一方面,在剥离临时支撑体来进行曝光的情况下,具有不存在临时支撑体中的异物的影响的优点。
感光性树脂组合物向基材表面上的转印(贴合)可通过将感光性树脂组合物重叠在基材表面,并进行加压、加热来进行。贴合时可使用层压机、真空层压机、及可进一步提高生产性的自动切割层压机等公知的层压机。
(曝光工序、显影工序、及其他工序)
在本发明中,作为前述曝光工序、显影工序、及其他工序的例子,也可适宜地使用日本特开2006-23696号公报的[0035]~[0051]段落中所记载的方法。
前述曝光工序是对转印至基材上的前述感光性树脂组合物层进行曝光的工序。
具体而言,可列举如下的方法:在形成于前述基材上的感光性树脂组合物层的上方配置规定的掩膜,之后隔着前述掩膜而从掩膜上方进行曝光。
其中,作为前述曝光的光源,只要可照射能够使感光性树脂组合物层固化的波长区域的光(例如365nm、405nm等),则可适宜选定来使用。具体而言,可列举:超高压汞灯、高压汞灯、金属卤化物灯等。作为曝光量,通常为5~200mJ/cm2左右,优选为10~100mJ/cm2左右。
另外,图案化曝光可在剥离支撑体后进行,也可在剥离支撑体前进行曝光,之后剥离支撑体。可为隔着掩膜的曝光,也可为使用激光等的数字曝光。
除了利用显影液对经(图案化)曝光的前述感光性树脂组合物层,以可获得所期望的图案的方式进行显影的狭义的含义的显影工序以外,前述显影工序还包含将感光性转印材料可具有的其他层(例如热塑性树脂层或其他中间层)去除的工序。前述显影工序优选利用显影液对经(图案化)曝光的前述感光性树脂组合物层,以可获得所期望的图案的方式进行显影的狭义的含义的显影工序。
前述显影可使用显影液来进行。作为前述显影液,并无特别限制,可使用日本特开平5-72724号公报中所记载的显影液等公知的显影液。另外,显影液优选感光性树脂组合物层进行溶解型的显影行为的显影液,例如,优选以0.05~5mol/L的浓度含有pKa=7~13的化合物的显影液,可进一步添加少量的与水具有混合性的有机溶剂。作为与水具有混合性的有机溶剂,可列举:甲醇、乙醇、2-丙醇、1-丙醇、丁醇、二丙酮醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单-正丁醚、苄醇、丙酮、甲基乙基酮、环己酮、ε-己内酯、γ-丁内酯、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、六甲基磷酰胺、乳酸乙酯、乳酸甲酯、ε-己内酰胺、N-甲基吡咯啶酮等。前述有机溶剂的浓度优选0.1质量%~30质量%。
并且,在前述显影液中,可进一步添加公知的表面活性剂。表面活性剂的浓度优选0.01质量%~10质量%。
作为前述显影的方式,可为搅拌式显影、喷淋显影、喷淋&旋转显影、浸渍显影等的任一种。其中,若对前述喷淋显影进行说明,则通过喷淋而将显影液吹附至曝光后的感光性树脂组合物中,由此可将正型中的曝光部分去除。并且,优选在显影后,通过喷淋来吹附洗涤剂等,并一边利用刷子等进行摩擦,一边将显影残渣去除。显影液的液温优选20℃~40℃,并且,显影液的pH优选8~13。
本发明的图案形成方法优选进一步具有对包含前述进行显影而获得的感光性树脂组合物层的图案进行加热处理的后烘干工序。
通过具有前述后烘干工序,在前述感光性树脂组合物层中可促进由酸所引起的保护基的脱离,而优选。从使保护基脱离的活化能下降、避免曝光后的加热处理的观点考虑,本发明的感光性转印材料中的前述具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)优选通过缩醛来保护羧基。
前述后烘干的加热优选在0.08~1.2atm的环境下进行,更优选在0.5atm以上的环境下进行。另一方面,更优选在1.1atm以下的环境下进行,尤其优选在1.0atm以下的环境下进行。进而,从不使用特别的减压装置而可减少制造成本的观点考虑,尤其优选在约1atm(大气压)环境下进行。
前述后烘干的温度优选为110~170℃,更优选为120~160℃,尤其优选为130~150℃。
前述后烘干的时间优选为1~30分钟,更优选为2~10分钟,尤其优选为2~4分钟。
前述后烘干可在空气环境下进行,也可在氮气置换环境下进行,但从不使用特别的减压装置而可减少制造成本的观点考虑,尤其优选在空气环境下进行。
本发明的图案形成方法也可具有后曝光工序等其他工序。前述后曝光工序是在前述显影工序后、前述后烘干工序前,对经显影的感光性树脂组合物进行整面曝光的工序。
(蚀刻)
本发明的蚀刻方法包含将通过本发明的图案形成方法所制作的图案用作蚀刻用抗蚀剂来进行蚀刻的工序。
前述蚀刻可通过日本特开2010-152155公报的[0048]~[0054]段落等中所记载的公知的方法而应用蚀刻、抗蚀剂剥离。
例如,作为蚀刻的方法,可举出通常所进行的浸渍在蚀刻液中的湿式蚀刻法。用于湿式蚀刻的蚀刻液只要结合蚀刻的对象而适宜选择酸性类型或碱性类型即可。作为酸性类型的蚀刻液,可例示:盐酸、硫酸、氟酸、磷酸等单一酸性成分的水溶液,酸性成分与氯化铁、氟化铵、高锰酸钾等的盐的混合水溶液等。也可使用将多种酸性成分组合而成的酸性成分。并且,作为碱性类型的蚀刻液,可例示:如氢氧化钠、氢氧化钾、氨、有机胺、氢氧化四甲基铵等有机胺的盐等单一碱成分的水溶液,碱成分与高锰酸钾等的盐的混合水溶液等。也可使用将多种碱成分组合而成的碱成分。
蚀刻液的温度并无特别限定,但优选为45℃以下。在本发明中,用作蚀刻掩膜(蚀刻图案)的树脂图案是使用上述感光性树脂组合物来形成,由此对于这种温度范围内的酸性及碱性的蚀刻液发挥特别优异的耐受性。因此,在蚀刻工序中防止树脂图案剥离,而选择性地蚀刻不存在树脂图案的部分。
在前述蚀刻后,为了防止线污染,视需要可进行清洗工序、干燥工序。关于清洗工序,例如在常温下利用纯水对基材清洗10~300秒来进行,关于干燥工序,只要使用鼓风,并适宜调整鼓风压力(0.1~5kg/cm2左右)来进行即可。
本发明的蚀刻方法包含在前述蚀刻处理后通过化学品处理来去除前述图案(以下,也称为树脂图案)的工序。
接着,作为树脂图案的剥离方法,并无特别限定,例如可举出:在30~80℃,优选为50~80℃下使基材在搅拌中的剥离液中浸渍5~30分钟的方法。在本发明中,用作蚀刻掩膜的树脂图案如上前述在45℃以下显示出优异的耐药液性,但若药液温度变成50℃以上,则显示出因碱性的剥离液而膨润的性质。根据这种性质,若使用50~80℃的剥离液进行剥离工序,则具有工序时间缩短、树脂图案的剥离残渣变少这一优点。即,在前述蚀刻工序与剥离工序之间对于药液温度设定温度差,由此在本发明中用作蚀刻掩膜的树脂图案在蚀刻工序中发挥良好的耐药液性,另一方面,在剥离工序中显示出良好的剥离性,而可同时满足耐药液性与剥离性这两个相反的特性。
作为剥离液,例如可列举:使氢氧化钠、氢氧化钾等无机碱成分,或三级胺、四级铵盐等有机碱成分溶解于水、二甲基亚碸、N-甲基吡咯啶酮、或这些的混合溶液中而成的剥离液。也可使用前述剥离液,通过喷雾法、喷淋法、覆液法等来进行剥离。
(形成静电电容型输入装置的电极图案的方法)
对将本发明的感光性转印材料用作抗蚀阻剂(蚀刻图案)来获得静电电容型输入装置的电极图案的情况进行说明。
前述静电电容型输入装置优选具有前面板,并在前述前面板的非接触侧至少具有下述(1)~(4)的要件,且通过本发明的图案形成方法及本发明的蚀刻方法来形成前述(2)、(3)中的至少1个。
(1)掩膜层
(2)多个垫部分经由连接部分而在第一方向上延伸所形成的多个第一透明电极图案
(3)与前述第一透明电极图案电性绝缘、且包含在与前述第一方向交叉的方向上延伸所形成的多个垫部分的多个第二电极图案
(4)使前述第一透明电极图案与前述第二电极图案电性绝缘的绝缘层
并且,前述静电电容型输入装置中,第二电极图案也可为透明电极图案。以下,有时对第二电极图案为透明电极图案的情况进行说明,但并不限定于这种方式。
进而,前述静电电容型输入装置可进一步具有下述(5),优选通过本发明的图案形成方法及本发明的蚀刻方法来形成前述(2)、(3)及(5)中的至少1个。
(5)与前述第一透明电极图案及前述第二电极图案的至少一个电性连接、且与前述第一透明电极图案及前述第二电极图案不同的导电性要件
前述静电电容型输入装置优选以覆盖前述(1)~(5)的要件的全部或一部分的方式进一步设置透明保护层。
首先,对静电电容型输入装置的结构进行说明。图1是表示静电电容型输入装置的构成的剖视图。在图1中,静电电容型输入装置10包括:前面板1、掩膜层2、第一透明电极图案3、第二透明电极图案4、绝缘层5、导电性要件6、及透明保护层7。
前面板1由玻璃基板等透光性基板构成,可使用以Corning Inc.的大猩猩玻璃(Gorilla Glass)为代表的强化玻璃等。并且,在图1中,将前面板1的设置有各要件之侧称为非接触面。在前述静电电容型输入装置10中,使手指等与前面板1的接触面(非接触面的相反面)接触等来进行输入。以下,有时将前面板称为“基材”。
并且,在前面板1的非接触面上设置有掩膜层2。掩膜层2是在触控面板前面板的非接触侧形成的显示区域周围的边框状的图案,其为了使引绕配线等不被看到而形成。
在前述静电电容型输入装置10中,如图2所示,以覆盖前面板1的一部分的区域(图2中输入面以外的区域)的方式设置有掩膜层2。进而,在前面板1中,如图2所示,可在一部分中设置开口部8。在开口部8中,可设置利用按压的机械式开关。
在前面板1的接触面上形成有多个第一透明电极图案3、多个第二透明电极图案4、及绝缘层5,前述多个第一透明电极图案3由多个垫部分经由连接部分而在第一方向上延伸所形成,前述多个第二透明电极图案4与第一透明电极图案3电性绝缘、且包含在与第一方向交叉的方向上延伸所形成的多个垫部分,前述绝缘层5使第一透明电极图案3与第二透明电极图案4电性绝缘。前述第一透明电极图案3、第二透明电极图案4、及后述的导电性要件6例如可通过ITO(Indium Tin Oxide)或IZO(Indium Zinc Oxide)等透光性的导电性金属氧化膜来制作。作为这种金属膜,可列举:ITO膜;Al、Zn、Cu、Fe、Ni、Cr、Mo等的金属膜;SiO2等的金属氧化膜等。此时,各要件的膜厚可设为10~200nm。并且,因通过煅烧来使非晶的ITO膜变成多晶的ITO膜,因此也可减少电阻。
并且,前述第一透明电极图案3、第二透明电极图案4、及后述的导电性要件6优选将本发明的感光性转印材料用作抗蚀阻剂(蚀刻图案)来形成。此外,也可使用感光性转印材料来制造,该感光性转印材料具有使用了前述导电性纤维的感光性树脂组合物。当通过ITO等来形成第一导电性图案等时,可参考日本专利第4506785号公报的[0014]~[0016]段落等。
并且,第一透明电极图案3及第二透明电极图案4的至少一个可横跨前面板1的非接触面、及掩膜层2的与前面板1为相反侧的面这两个区域来设置。在图1中,表示第二透明电极图案横跨前面板1的非接触面、及掩膜层2的与前面板1为相反侧的面这两个区域来设置的图。
使用图3对第一透明电极图案3及第二透明电极图案4进行说明。图3是表示本发明中的第一透明电极图案及第二透明电极图案的一例的说明图。如图3所示,第一透明电极图案3是垫部分3a经由连接部分3b而在第一方向上延伸来形成。并且,第二透明电极图案4通过绝缘层5而与第一透明电极图案3电性绝缘、且包含在与第一方向交叉的方向(图3中的第二方向)上延伸所形成的多个垫部分。其中,当形成第一透明电极图案3时,可将前述垫部分3a与连接部分3b作为一体来制作,也可仅制作连接部分3b,而将垫部分3a与第二透明电极图案4作为一体来制作(图案化)。当将垫部分3a与第二透明电极图案4作为一体来制作(图案化)时,如图3所示,以如下方式形成各层:连接部分3b的一部分与垫部分3a的一部分相连接、且第一透明电极图案3与第二透明电极图案4通过绝缘层5而电性绝缘。
在图1中,在掩膜层2的与前面板1为相反侧的面侧设置有导电性要件6。导电性要件6是与第一透明电极图案3及第二透明电极图案4的至少一个电性连接、且与第一透明电极图案3及第二透明电极图案4不同的要件。在图1中,示出有导电性要件6与第二透明电极图案4连接的图。
并且,在图1中,以将各构成要件全部覆盖的方式设置有透明保护层7。透明保护层7也可以以仅覆盖各构成要件的一部分的方式构成。绝缘层5与透明保护层7可为相同的材料,也可为不同的材料。作为构成绝缘层5与透明保护层7的材料,优选表面硬度、耐热性高的材料,可使用公知的感光性硅氧烷树脂材料、丙烯酸树脂材料等。
在前述静电电容型输入装置的制造方法中,前述第一透明电极图案3、第二透明电极图案4及导电性要件6中的至少1个优选将本发明的感光性转印材料用作抗蚀阻剂(蚀刻图案)进行蚀刻处理来形成。并且,优选黑色的掩膜层2与绝缘层5、及视需要的透明保护层7的至少一个要件也使用依次具有临时支撑体与热塑性树脂层、及光固化性树脂层的感光性膜来形成。
前述第一透明电极图案3、第二透明电极图案4及导电性要件6中的至少1个优选将本发明的感光性转印材料用作抗蚀阻剂(蚀刻图案)进行蚀刻处理来形成。
当通过蚀刻处理来形成前述第一透明电极图案3、第二透明电极图案4及不同的导电性要件6时,首先在形成有黑色的掩膜层2等的前面板1的非接触面上,针对设置有黑色的掩膜层2的部分至少设置无机绝缘层,并通过溅镀而在前面板1的非接触面上或无机绝缘层上形成ITO等的透明电极层。接着,使用具有蚀刻用光固化性树脂层作为前述光固化性树脂层的本发明的感光性转印材料,并通过曝光、显影而在前述透明电极层上形成蚀刻图案。之后,对透明电极层进行蚀刻来对透明电极进行图案化,并将蚀刻图案去除,由此可形成第一透明电极图案3等。
当使用具有导电性光固化性树脂层的前述感光性膜,形成前述第一透明电极图案3、第二透明电极图案4及不同的导电性要件6时,可通过如下方式来形成:在前述前面板1的表面上,针对设置有黑色的掩膜层2的部分至少设置无机绝缘层,并将前述导电性光固化性树脂层转印至前面板1的非接触面上或无机绝缘层上。
前述掩膜层2、绝缘层5及透明保护层7可通过使用感光性膜,并将光固化性树脂层转印至前面板1上来形成。例如,当形成黑色的掩膜层2时,可通过使用具有黑色光固化性树脂层作为光固化性树脂层的前述感光性膜,并将前述黑色光固化性树脂层转印至前述前面板1的表面上来形成。当形成绝缘层5时,可通过使用具有绝缘性的光固化性树脂层作为前述光固化性树脂层的前述感光性膜,并将前述光固化性树脂层转印至形成有第一透明电极图案或第二透明电极图案的前述前面板1的表面上来形成。当形成透明保护层7时,可通过使用具有透明的光固化性树脂层作为前述光固化性树脂层的前述感光性膜,并将前述光固化性树脂层转印至形成有各要件的前述前面板1的表面上来形成。
作为前述静电电容型输入装置的形态例,可列举图4~图8的形态。图4是表示形成有开口部8的强化处理玻璃11的一例的俯视图。图5是表示形成有掩膜层2的前面板的一例的俯视图。图6是表示形成有第一透明电极图案3的前面板的一例的俯视图。图7是表示形成有第一透明电极图案3及第二透明电极图案4的前面板的一例的俯视图。图8是表示形成有与第一透明电极图案及第二透明电极图案不同的导电性要件6的前面板的一例的俯视图。这些图是表示对上述说明加以具体化的例的图,本发明的范围并不由这些附图限定性地进行解释。
当将本发明的感光性转印材料用作抗蚀阻剂(蚀刻图案)来形成前述透明电极图案或其他导电性要件等时,将感光性转印材料层压在基材上后,曝光成所需的图案状,在正型材料的情况下对曝光部分进行显影处理来加以去除,由此可获得图案。此时,显影可利用不同的液体对热塑性树脂层与感光性树脂组合物层进行显影去除,也可利用相同的液体来去除。视需要,也可组合刷子或高压喷嘴等公知的显影设备。显影后,视需要可进行后曝光、后烘干。
并且,为了提高之后的转印工序中的由层压所产生的感光性树脂组合物层的密合性,可事先对基材(前面板)的非接触面实施表面处理。作为前述表面处理,优选实施使用硅烷化合物的表面处理(硅烷偶合处理)。优选具有与感光性树脂进行相互作用的官能基作为硅烷偶联剂。例如通过喷淋来吹附硅烷偶合液(N-β(胺基乙基)γ-胺基丙基三甲氧基硅烷0.3质量%水溶液,商品名:KBM603,Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)20秒,并进行纯水喷淋清洗。之后,通过加热来进行反应。也可使用加热槽,即便是层压机的基板预加热,也可促进反应。
《静电电容型输入装置、及具备静电电容型输入装置作为构成要件的图像显示装置》
通过使用本发明的图案形成方法所获得的静电电容型输入装置、及具备前述静电电容型输入装置作为构成要件的图像显示装置可应用“最新触控面板技术”(2009年7月6日发行,Techno Times公司)、三谷雄二监修,“触控面板的技术与开发”、CMC出版(2004,12)、FPD International 2009 Forum T-11讲演教材、Cypress Semiconductor Corporation.应用指南AN2292等中所公开的结构。
实施例
以下,列举实施例来更具体地对本发明进行说明。只要不脱离本发明的主旨,则以下的实施例中所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理程序等可适宜变更。因此,本发明的范围并不限定于以下所示的具体例。另外,只要事先无特别说明,则“份”、“%”为质量基准。
在以下的合成例中,以下的符号分别表示以下的化合物。
MATHF:甲基丙烯酸2-四氢呋喃酯(合成品)
MAEVE:甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯(Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)
PHS:对羟基苯乙烯
PHS-EVE:对羟基苯乙烯的1-乙氧基乙基保护体
PHS-THF:对羟基苯乙烯的2-四氢呋喃基保护体
MAA:甲基丙烯酸(Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造)
HEMA:甲基丙烯酸羟基乙酯(Wako Pure Chemical,Ltd.制造)
BzMA:甲基丙烯酸苄酯
EDM:二乙二醇乙基甲基醚
PGMEA:丙二醇单甲醚乙酸酯
[合成例1:PHS-EVE的合成]
在烧瓶中,溶解碱可溶性树脂(VP-8000 Nippon Soda Co.,Ltd.制造)20g及丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)320g,并进行减压蒸馏,而将水与PGMEA共沸馏去。在确认含水量充分变低后,添加乙基乙烯基醚24g及对甲苯磺酸0.35g,并在室温下搅拌1小时。向其中添加三乙胺0.28g并停止反应。向反应液中添加乙酸乙酯,进一步进行水洗后,通过减压馏去来将乙酸乙酯、水、共沸部分的PGMEA馏去,而获得作为由酸分解性基保护的碱可溶性树脂的PHS-EVE。所获得的树脂的重量平均分子量为11,000。并且,多分散度为1.13。
聚合物PHS-EVE的结构为对羟基苯乙烯的1-乙氧基乙基保护体/对羟基苯乙烯共聚物(30摩尔%/70摩尔%)。
PHS-EVE
[化学式34]
[合成例2:PHS-THF的合成]
在烧瓶中,溶解碱可溶性树脂(VP-8000 Nippon Soda Co.,Ltd.制造)15.6g及丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)100g,并进行减压蒸馏,而将水与PGMEA共沸馏去。在确认含水量充分变低后,添加2,3-二氢呋喃2.7g及对甲苯磺酸0.015g,并在室温下搅拌2小时。向其中添加三乙胺0.090g并停止反应。向反应液中添加乙酸乙酯,进一步进行水洗后,通过减压馏去来将乙酸乙酯、水馏去,而获得作为保护率为25摩尔%的可溶性树脂的聚合物PHS-THF。所获得的树脂的重量平均分子量为12,000。并且,多分散度为1.13。
聚合物PHS-THF的结构为对羟基苯乙烯的2-四氢呋喃基保护体/对羟基苯乙烯共聚物(30摩尔%/70摩尔%)。
PHS-THF
[化学式35]
[合成例3:聚合物酚醛清漆-EVE(1-乙氧基乙基保护体)的合成]
以与日本特开2003-98671号公报的实施例1相同的方法来合成。所获得的树脂的重量平均分子量为5,000。并且,多分散度为7.0。
聚合物酚醛清漆-EVE
[化学式36]
[合成例4:MAEVE共聚物的合成]
如下合成MAEVE共聚物。
向乙基乙烯基醚144.2份(2摩尔当量)中添加啡噻嗪0.5份,在反应系统中一边冷却至10℃以下一边滴加甲基丙烯酸86.1份(1摩尔当量)后,在室温(25℃)下搅拌4小时。添加对甲苯磺酸吡啶鎓5.0份后,在室温下搅拌2小时,然后在室温下放置一夜。向反应液中添加碳酸氢钠5份及硫酸钠5份,在室温下搅拌1小时,将不溶物过滤后在40℃以下进行减压浓缩,对残渣的黄色油状物进行减压蒸馏,而获得作为无色油状物的沸点(bp.)43~45℃/7mmHg馏分的甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯(MAEVE)134.0份。
在氮气气流下,将所获得的甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯(63.28份(0.4摩尔当量))、BzMA(52.83份(0.3摩尔当量))、MAA(8.61份(0.1摩尔当量))、HEMA(26.03份(0.2摩尔当量))及EDM(110.8份)的混合溶液加热至70℃。一边对该混合溶液进行搅拌,一边历时2.5小时滴加自由基聚合引发剂V-65(商品名,(Wako Pure Chemical Industries,Ltd.制造,4份)及EDM(100.0份)的混合溶液。滴加结束后,在70℃下进行4小时反应,由此获得将MAEVE用作单体的1种所合成的MAEVE共聚物的EDM溶液(固体成分浓度:40%)。
所获得的MAEVE共聚物的通过凝胶渗透色谱法(GPC)所测定的重量平均分子量为15,000。
MAEVE共聚物
[化学式37]
[合成例5:MATHF共聚物的合成]
先将甲基丙烯酸(86g,1mol)冷却至15℃,然后添加樟脑磺酸(4.6g,0.02mol)。向该溶液中滴加2-二氢呋喃(71g,1mol,1.0当量)。搅拌1小时后,添加饱和碳酸氢钠(500mL),并利用乙酸乙酯(500mL)进行萃取,利用硫酸镁进行干燥后,将不溶物过滤,然后在40℃以下进行减压浓缩,对残渣的黄色油状物进行减压蒸馏,而获得作为无色油状物的沸点(bp.)54~56℃/3.5mmHg馏分的甲基丙烯酸四氢-2H-呋喃-2-基酯(MATHF)125g(产率为80%)。
除使用所获得的甲基丙烯酸四氢-2H-呋喃-2-基酯来代替甲基丙烯酸1-乙氧基乙酯以外,以与合成例4的MAEVE共聚物的合成相同的方式合成MATHF共聚物。
所获得的MATHF共聚物的通过凝胶渗透色谱法(GPC)所测定的重量平均分子量为14,000。
MATHF共聚物
[化学式38]
[实施例1~实施例16以及比较例1及比较例2]
<1.感光性树脂组合物的制备>
(感光性树脂组合物的制备)
使以下述表1所示的各成分溶解混合(所有感光性树脂组合物中所添加的表面活性剂1(F-554)在下述表1中省略记载),然后使用孔径为0.2μm的聚四氟乙烯制过滤器进行过滤,而获得感光性树脂组合物涂布液。另外,感光性树脂组合物涂布液中的各成分的混合比为下述表2中所记载的固体成分组成,另外在进行上述过滤之前,为固体成分量为10质量%的PGMEA溶液。
表示实施例及比较例中所使用的各化合物的简称的详细情况如下。
(上述合成例中所记载的以外的粘合剂)
PHS:下述结构的对羟基苯乙烯
[化学式39]
酚醛清漆:下述结构的酚醛清漆树脂(MEIWA PLASTIC INDUSTRIES,LTD.制造,(A)不含具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元的聚合物)
[化学式40]
(单体)
单体A:根据日本专利第4654938号公报的[0126]~[0130]段落中所记载的方法所合成的下述结构的化合物(在聚合后形成交联结构)。
[化学式41]
(光酸产生剂)
PAG-1:根据日本特表2002-528451号公报的[0108]段落中所记载的方法所合成的下述结构的化合物(Ts部分表示对甲苯磺酰基)。
[化学式42]
NAI-105:下述结构的三氟甲磺酸-1,8-萘二甲酰亚胺
[化学式43]
(光敏剂)
NQD(萘醌二迭氮):下述结构的化合物(制造商:Daito Chemix公司制造,型号:DTEP-250)
[化学式44]
(热聚合引发剂)
引发剂1:下述结构的2,2-偶氮双异丁腈(AIBN)
[化学式45]
(敏化剂)
敏化剂1:下述结构的二丁氧基蒽(制造商:KAWASAKI KASEI CHEMICALS LTD.制造,型号:9,10-二丁氧基蒽)
[化学式46]
(碱性化合物)
碱性化合物1:下述结构的化合物(制造商:TOYO KASEI CO.,LTD.制造,型号:CMTU)
[化学式47]
(杂环状化合物)
杂环状化合物1:Denacol EX-321L(Nagase ChemteX Corporation.制造)
杂环状化合物2:下述结构的3-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷(商品名,K BM-403Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制造)
[化学式48]
(表面活性剂)
表面活性剂1:F-554,下述结构式所表示的含有全氟烷基的非离子表面活性剂(DIC Corporation.制造)
[化学式49]
<2.感光性转印材料的制作>
使用狭缝状喷嘴,以干燥膜厚变成2.0μm的方式,将下述表1及表2中所记载的组成的各实施例及比较例的感光性树脂组合物涂布于厚度为75μm的聚对苯二甲酸乙二酯膜支撑体(临时支撑体)上,并在100℃的对流烤箱中进行2分钟干燥。最后,压接聚乙烯膜(Tredegar公司制造,OSM-N)作为保护膜。如此制作临时支撑体与感光性树脂组合物层及保护膜成为一体的实施例1~实施例16、比较例1及比较例2的感光性转印材料。
[评价]
通过以下的各评价的方法中所记载的方法对各实施例及比较例的感光性转印材料进行评价。将所获得的结果记载于下述表1中。
<使用基板>
作为各评价中的使用基板即附有铜(Cu)的薄膜的PET,使用通过溅镀法以500nm的厚度在厚度为188μm的PET(聚对苯二甲酸乙二酯)上所制作的附有Cu的PET。使用前,利用1N的盐酸在室温下清洗30sec,而将表面的氧化物去除。
<粘性的评价>
利用手指按压所制作的感光性转印材料的表面,将感觉到粘着性设为1分,将不粘着设为5分。
<灵敏度的评价>
在层压辊温度130℃下对附有Cu的PET基板进行层压,而制作附有感光性转印材料的玻璃基板。不剥离PET临时支撑体而隔着掩膜对所制作的附有感光性转印材料的玻璃基板进行曝光/PET临时支撑体剥离/显影,将10μm的线与空间图案正好变成10μm的曝光量设为最优选曝光量并评价灵敏度。
1分:需要100mJ/cm2以上的曝光量
2分:需要50mJ/cm2以上且小于100mJ/cm2的曝光量
3分:需要20mJ/cm2以上且小于50mJ/cm2的曝光量
4分:需要10mJ/cm2以上且小于20mJ/cm2的曝光量
5分:需要小于10mJ/cm2的曝光量
<解析度的评价>
在层压辊温度130℃下对附有Cu的PET基板进行层压,而制作附有感光性转印材料的玻璃基板。不剥离PET临时支撑体而隔着掩膜对所制作的附有感光性转印材料的玻璃基板进行曝光/PET临时支撑体剥离/显影,将线与空间图案之中可进行解析的最小的图案设为解析度。
1分:解析度为5μm以上
2分:3.0μm进行解析,但2.5μm不进行解析
3分:2.5μm进行解析,但2.0μm不进行解析
4分:2.0μm进行解析,但1.5μm不进行解析
5分:1.5μm进行解析。
<耐热矩形性的评价>
在层压辊温度130℃下对附有Cu的PET基板进行层压,而制作附有感光性转印材料的玻璃基板。不剥离PET临时支撑体而隔着掩膜对所制作的附有感光性转印材料的玻璃基板进行曝光/PET临时支撑体剥离/显影,之后在140℃下进行3分钟后烘干,并对后烘干后的3μm的线与空间图案部分的形状的矩形性进行评价。
1分:剖面形状为圆顶状且无角,顶锥角小于45°
2分:剖面形状为圆顶状且无角,顶锥角为45°以上且小于60°
3分:剖面形状为圆顶状且无角,顶锥角为60°以上且小于75°
4分:剖面形状中有角,顶锥角为60°以上且小于75°
5分:剖面形状中有角,顶锥角为75°以上
<线宽稳定性的评价>
在层压辊温度130℃下对附有Cu的PET基板进行层压,而制作附有感光性转印材料的玻璃基板。不剥离PET临时支撑体而隔着掩膜,以10μm的线与空间图案正好变成10μm的曝光量,对所制作的附有感光性转印材料的玻璃基板进行曝光/PET临时支撑体剥离/显影,准备10片前述附有线与空间图案的基板,利用光学式测量器ZYGO New View7200(ZYGO公司制造),在每1片基板上对10个点测定10μm的线宽,并计算共计100个点的实测线宽的标准偏差(σ)。评价基准如下。
1:标准偏差σ为0.4μm以上
2:标准偏差σ为0.25μm以上且小于0.4μm
3:标准偏差σ为0.15μm以上且小于0.25μm
4:标准偏差σ为0.1μm以上且小于0.15μm
5:标准偏差σ小于0.1μm
<耐蚀刻剂性评价>
在层压辊温度130℃下对附有Cu的PET基板进行层压,而制作附有感光性转印材料的玻璃基板。不剥离PET临时支撑体而隔着具有线宽为10μm的透过部的掩膜对所制作的附有感光性转印材料的玻璃基板进行曝光/PET临时支撑体剥离/显影,之后在140℃下进行3分钟后烘干,在35℃下在铜蚀刻液(ADEKA CORPO RATION.制造的ADEKA TEC DP(A液/B液/纯水=1/2/10(质量比)的混合液))中浸渍5分钟,并对抗蚀剂线的剥落进行评价。将无剥落设为5分,将一部分剥离设为3分,将全部剥离设为1分。
<抗蚀剂剥离性评价>
在层压辊温度130℃下对附有Cu的PET基板进行层压,而制作附有感光性转印材料的玻璃基板。不剥离PET临时支撑体而隔着具有线宽为10μm的透过部的掩膜对所制作的附有感光性转印材料的玻璃基板进行曝光/PET临时支撑体剥离/显影,之后在140℃下进行3分钟后烘干,在70℃下浸渍在抗蚀剂剥离液(MS2001,FUJIFILM Electronic MaterialsCo.,Ltd.制造)中,并评价剥离时间。将在5分钟以下被剥离的情况设为5分,将7分钟以下设为4分,将9分钟以下设为3分,将11分钟以下设为2分,将超过11分钟设为1分。
<加工时的扬尘性评价>
利用刀以20cm的长度在感光性转印材料中切入切口,并利用显微镜对该切口部分进行观察,清点在切口剖面上附着有50μm以上的尺寸的异物的数量。将异物的尺寸设为异物的最大长度。
如下进行评价。
1:异物数量为100个以上
2:异物数量为50~99个
3:异物数量为20~49个
4:异物数量为5~19个
5:异物数量为4个以下
[表1]
[表2]
根据上述表1及表2,可知本发明的感光性转印材料为正型,且耐热矩形性优异、耐蚀刻剂性优异、抗蚀剂剥离性优异、加工时的扬尘少。
另一方面,可知在感光性树脂组合物中不含(A)含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)的聚合物,并使用具有2个乙烯性不饱和双键的单体成分来形成可形成交联结构的感光性树脂组合物层的比较例1的感光性转印材料的耐热矩形性差、耐蚀刻剂性差、抗蚀剂剥离性差、扬尘性也差。
可知使用含有具有未由酸分解性基保护的酸基的结构单元的酚醛清漆类的聚合物来代替含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元)的聚合物的比较例2的感光性转印材料的耐热矩形性差,扬尘性也差。
另外,可知本发明的感光性转印材料的粘性、灵敏度、解析力及线宽稳定性也良好。
[实施例101~实施例115]
<向ITO基板上的贴合、利用蚀刻的图案形成>
在ITO基板上,使用Hitachi Industries.制造的LamicI型,以橡胶辊温度130℃、线压100N/cm、搬送速度2.2m/min,将实施例1~实施例15的感光性转印材料层压在以140℃进行了加热的基板上。之后,使用高压汞灯,从掩膜上以100mJ/cm2(照度为20mW/cm2)照射i射线(365nm)。之后,利用碱性水溶液进行显影而形成图案。之后,在蚀刻工序前以140℃进行3分钟的后烘干加热处理。
将该光阻图案用作蚀刻用抗蚀剂(所谓的掩膜),在40℃下使ITO基板在ITO蚀刻剂(3%草酸水溶液)中浸渍1min,由此利用湿式蚀刻进行ITO的图案加工。之后,在70℃下在抗蚀剂剥离液(MS2001,FUJIFILM Electronic Materials Co.,Ltd.制造)中浸渍7min,然后将上述光阻图案剥离。
可知将实施例1~实施例15的感光性转印材料用作蚀刻用抗蚀剂而获得的ITO图案为无缺陷、可用作静电电容型输入装置用的透明电极图案的程度。即,可知本发明的感光性转印材料即便在用作可去除的抗蚀阻剂时,也显示出良好的特性。
[实施例116]
在实施例101中,如实施例16在曝光前不剥离PET而进行曝光,之后剥离PET,除此之外,与实施例101以同样的方式进行。可知所获得的ITO图案为无缺陷、可用作静电电容型输入装置用的透明电极图案的程度。即,可知本发明的感光性转印材料即便在用作可去除的抗蚀阻剂时,也显示出良好的特性。
[实施例201~实施例216]
在实施例101~实施例116中,使用通过溅镀法所形成的具有Cu膜(1000nm厚)的PET,且在蚀刻中使用过氧化氢/硫酸系蚀刻液,除此之外,以同样的方式实施。可知所获得的Cu图案为无缺陷、可用作静电电容型输入装置用的透明电极图案的程度。即,可知本发明的感光性转印材料即便在用作可去除的抗蚀阻剂时,也显示出良好的特性。
符号说明
1-前面板,2-掩膜层,3-第一透明电极图案,3a-垫部分,3b-连接部分,4-第二透明电极图案,5-绝缘层,6-导电性要件,7-透明保护层,8-开口部,10-静电电容型输入装置,11-强化处理玻璃,C-第一方向,D-第二方向。
Claims (15)
1.一种感光性转印材料,
所述感光性转印材料包括支撑体与感光性树脂组合物层,
所述感光性树脂组合物层含有(A)包含聚合物的聚合物成分及(B)光酸产生剂,所述聚合物含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1),
所述(A)包含聚合物的聚合物成分,其中所述聚合物含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1),为包含含有下述通式(A1)或通式(A1’)所表示的构成单元的聚合物的聚合物成分,
所述感光性树脂组合物不具有乙烯性交联结构,
通式(A1)
通式(A1)中,R1及R2分别独立地表示氢原子、烷基或芳基,至少R1及R2的任一个为烷基或芳基,R3表示烷基或芳基,R1或R2与R3可连接而形成环状醚,R4表示氢原子或甲基;
通式(A1’)
通式(A1’)中,R11及R12分别独立地表示氢原子、烷基或芳基,至少R11及R12的任一个为烷基或芳基,R13表示烷基或芳基,R11或R12与R13可连接而形成环状醚,R14分别独立地表示氢原子、羟基、卤素原子、烷基、烷氧基、烯基、芳基、芳烷基、烷氧基羰基、羟基烷基、芳基羰基或环烷基。
2.一种感光性转印材料,
所述感光性转印材料包括支撑体与感光性树脂组合物层,
所述感光性树脂组合物层含有(A)包含聚合物的聚合物成分及(B)光酸产生剂,所述聚合物含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1),
所述感光性树脂组合物层中,所述(A)聚合物成分包含2种以上的所述含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)的聚合物,且含有具有下述通式(A2’)所表示的构成单元的聚合物作为所述(A)含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)的聚合物,
所述感光性树脂组合物不具有乙烯性交联结构,
通式(A2’)
通式(A2’)中,R31及R32分别独立地表示氢原子、烷基或芳基,至少R31及R32的任一个为烷基或芳基,R33表示烷基或芳基,R31或R32与R33可连接而形成环状醚,R34表示氢原子或甲基,X0表示单键或亚芳基。
3.一种感光性转印材料,
所述感光性转印材料包括支撑体与感光性树脂组合物层,
所述感光性树脂组合物层含有(A)包含聚合物的聚合物成分及(B)光酸产生剂,所述聚合物含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1),
所述感光性树脂组合物层含有(C)杂环状化合物,
所述感光性树脂组合物不具有乙烯性交联结构。
4.根据权利要求3所述的感光性转印材料,其中,
相对于所述感光性树脂组合物层的总固体成分量,所述(C)杂环状化合物的含量为0.1质量%~10质量%。
5.根据权利要求3所述的感光性转印材料,其中,
所述(C)杂环状化合物具有环氧基。
6.根据权利要求3所述的感光性转印材料,其中,
所述具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)为具有羧基或酚性羟基由缩醛的形式保护的基团的构成单元。
7.一种感光性转印材料,
所述感光性转印材料包括支撑体与感光性树脂组合物层,
所述感光性树脂组合物层含有(A)包含聚合物的聚合物成分及(B)光酸产生剂,所述聚合物含有具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1),
在所述感光性树脂组合物层中进一步含有碱性化合物,
所述感光性树脂组合物不具有乙烯性交联结构。
8.根据权利要求7所述的感光性转印材料,其中,
所述具有酸基由酸分解性基保护的基团的构成单元(a1)为具有羧基或酚性羟基由缩醛的形式保护的基团的构成单元。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的感光性转印材料,其中,
所述感光性树脂组合物层的膜厚为0.5μm~10μm。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的感光性转印材料,其中,
在所述感光性树脂组合物层中进一步含有敏化剂。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的感光性转印材料,
所述感光性转印材料进一步包括所述感光性树脂组合物层的保护膜。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的感光性转印材料,
所述感光性转印材料为用于形成能去除的蚀刻用抗蚀剂的感光性转印材料。
13.一种图案形成方法,其包括:
使用根据权利要求1至12中任一项所述的感光性转印材料,在基板的至少一个面上形成感光性树脂组合物层的感光性树脂组合物层形成工序;对所述感光性树脂组合物层进行曝光的曝光工序;以及对经曝光的所述感光性树脂组合物层进行显影的显影工序。
14.根据权利要求13所述的图案形成方法,
所述方法进一步具有对包含进行所述显影而获得的感光性树脂组合物层的图案进行加热处理的后烘干工序。
15.一种蚀刻方法,其包括:
将通过根据权利要求13或14所述的图案形成方法所制作的图案用作蚀刻用抗蚀剂来进行蚀刻的工序;以及在所述蚀刻处理后通过化学药品处理来去除所述图案的工序。
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