CN107073516B - 具有凹图案的构造体的制造方法、树脂组合物、导电膜的形成方法、电子电路及电子器件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有凹图案的构造体的制造方法、树脂组合物、导电膜的形成方法、电子电路及电子器件,所述构造体的制造方法包括下述步骤(i)及(ii),所述构造体具有相对于下述步骤(i)中获得的涂膜的膜厚而薄5%以上且小于90%的膜厚的凹图案。(i)使用包含具有酸解离性基的聚合体及酸产生剂的树脂组合物,在构造体的非平坦面上形成涂膜的步骤;以及(ii)通过对所述涂膜的一部分的既定部分进行放射线照射而形成凹部的步骤。本发明可在具有非平坦面的构造体上容易形成所需的凹图案,通过使用具有该凹图案的构造体,可防止导电膜形成用组合物的润湿扩展或渗透,可容易形成高精细且对具有非平坦面的构造体的密合性优异的导电膜。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有凹图案的构造体的制造方法、树脂组合物、导电膜的形成方法、电子电路及电子器件。
背景技术
在液晶显示器、手机、平板等移动信息设备、数码相机、有机电致发光(electroluminescent,EL)显示器、有机EL照明、传感器等电子设备中,除了小型化、薄型化以外,还要求进一步的高性能化。作为更廉价地制造这些电子设备的方法,将配线直接印刷的印刷电子学(printed electronics)受到关注。利用印刷法的电子零件的制造可跳过通常包含曝光、显影的多阶段步骤或蒸镀法等真空步骤,期待大幅度的步骤的简略化。
喷墨或网版印刷、凹版印刷、凹版胶刷(gravure offset)等印刷法可在基板上直接形成所需图案的配线,因此可作为简便且低成本的工艺来使用。然而,在形成所需图案的配线时,所使用的配线形成材料流动的结果为,产生这些材料的润湿扩展或渗透,对于形成直线性优异的微细图案而言存在极限。
另外,通过印刷将配线形成材料图案化,且通过热煅烧或光煅烧而形成金属配线的技术正在热烈地进行研究(例如参照专利文献1),但除了印刷时的材料的润湿扩展或渗透的问题,在所获得的配线的与基板的密合性方面也存在问题。
因此,为了解决所述课题,可进行高精细的印刷,另外,为了形成高精细的配线,而对设置成为配线的基底的层(基底层)的技术进行研究。设置基底层的基底处理在很多情况下是出于抑制涂布于基板上的配线形成材料的润湿扩展、渗透等,提高印刷性的目的来进行。
此种基底处理的方法例如已知:对基板进行环氧基的接枝的方法(例如参照专利文献2及专利文献3)、在基板上涂布光催化剂的方法(例如参照专利文献4及专利文献5)、在基板上涂布丙烯酸系的共聚物的方法(例如参照专利文献6及专利文献7)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2011-241309号公报
专利文献2:日本专利特开2003-114525号公报
专利文献3:日本专利特开2006-58797号公报
专利文献4:日本专利特开2003-209340号公报
专利文献5:日本专利特开2004-98351号公报
专利文献6:日本专利特开2012-232434号公报
专利文献7:日本专利特开2012-218318号公报
发明内容
[发明所欲解决的课题]
然而,现有的设置基底层的基底处理中,配线形成材料的润湿扩展、渗透的抑制并不充分,难以形成高精细的配线。例如,现有的基底处理中,涂布了配线形成材料的基底层表面的特性一样。因此,在以既定的图案来印刷配线形成材料的情况下,无法充分地抑制该材料自刚印刷后的状态起润湿扩展。另外,特别是在具有非平坦面的构造体上形成基底层的情况下,存在配线形成材料容易产生润湿扩展、渗透的倾向。
本发明人进行了锐意研究,结果认为,欲形成配线的部分预先成为凹部,通过在其上涂布配线形成材料等,可形成所需的配线,但现有的方法中,特别是在具有非平坦面的构造体上形成如上所述的具有凹部的基底层并不容易。
本发明是鉴于所述问题而形成的发明,目的在于提供一种在具有非平坦面的构造体上容易形成所需的凹图案的方法。
[解决课题的手段]
基于如上所述的状况,本发明人们为了解决所述课题而进行了锐意研究,结果发现,若利用制造具有膜厚薄至既定程度的凹图案的构造体的方法,则可解决所述课题,从而完成本发明。
本发明的构成例是如以下所述。
[1]一种构造体的制造方法,其包括下述步骤(i)及(ii),所述构造体具有相对于下述步骤(i)中获得的涂膜的膜厚而薄5%以上且小于90%的膜厚的凹图案,
(i)使用包含具有酸解离性基的聚合体及酸产生剂的树脂组合物,在构造体的非平坦面上形成涂膜的步骤;
(ii)通过对所述涂膜的一部分的既定部分进行放射线照射而形成凹部的步骤。
[2]根据[1]所述的制造方法,其还包括(iii)对放射线照射后的涂膜进行加热的步骤。
[3]根据[1]或[2]所述的制造方法,其中所述非平坦面包含选自由曲面及凹凸面所组成的群组中的至少一种面。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的制造方法,其中所述酸解离性基包含氟原子。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的制造方法,其中凹图案部与放射线未照射部的对于十四烷的接触角差为30°以上。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的制造方法,其中所述酸解离性基为包含选自由缩醛键及半缩醛酯键所组成的群组中的至少一种键的基团。
[7]根据[1]~[6]中任一项所述的制造方法,其中所述酸解离性基具有选自由下述式(1-1)及式(1-2)所表示的基团所组成的群组中的至少一种基团,
[化1]
(式(1-1)及式(1-2)中,R1及R2分别独立地表示氢原子或甲基,Rf独立地表示具有氟原子的有机基;*表示键结部位)。
[8]根据[1]~[7]中任一项所述的制造方法,其中所述树脂组合物包含具有乙烯性不饱和键的聚合性化合物。
[9]根据[1]~[8]中任一项所述的制造方法,其中所述树脂组合物具有选自由下述式(2)~式(5)所表示的构成单元的群组中的至少一者,
[化2]
(式(2)~式(5)中,R3独立地表示氢原子或甲基;R4独立地表示亚甲基、碳数2~12的亚烷基、碳数2~12的亚烯基、该亚烷基或亚烯基的一部分经-O-、-(C=O)O-或-O(C=O)-所取代的基团、碳数6~13的经取代或未经取代的芳香族烃基、碳数4~12的经取代或未经取代的脂环式烃基、或者这些基团的1个以上的氢原子经氟原子所取代的基团;R5独立地表示烃基的1个以上的氢原子经氟原子所取代的基团;m表示0或1;n独立地表示0~12的整数)。
[10]一种树脂组合物,其用于根据[1]~[9]中任一项所述的制造方法。
[11]一种树脂组合物,其含有具有包含氟原子的酸解离性基的聚合体、以及酸产生剂。
[12]一种树脂组合物,其含有具有酸解离性基的聚合体、以及酸产生剂,所述酸解离性基包含选自由缩醛键及半缩醛酯键所组成的群组中的至少一种键。
[13]一种导电膜的形成方法,其包括如下步骤:在利用根据[1]~[9]中任一项所述的制造方法来形成的凹图案上,使用导电膜形成用组合物来形成导电膜的步骤。
[14]一种电子电路,其具有利用根据[13]所述的导电膜的形成方法来形成的导电膜。
[15]一种电子器件,其具有根据[14]所述的电子电路。
[发明的效果]
依据本发明,可在具有非平坦面的构造体上容易地形成所需的凹图案,进而,通过使用具有该凹图案的构造体,可防止导电膜形成用组合物的润湿扩展或渗透,可容易地形成高精细且对具有非平坦面的构造体的密合性优异的导电膜。
附图说明
图1(A)是实施例中使用的立体构造物a的概略图,图1(B)是实施例中使用的立体构造物b的概略图,图1(C)是实施例中使用的立体构造物c的概略图。
图2(A)是实施例中所获得的具有凹图案或银配线的立体构造物a的概略图,图2(B)是实施例中获得的具有凹图案或银配线的立体构造物b的概略图,图2(C)是实施例中获得的具有凹图案或银配线的立体构造物c的概略图。
[符号的说明]
10:立体构造物a
20:立体构造物b
30:立体构造物c
12:带涂膜的立体构造物a
14:凹图案或者银配线
22:带涂膜的立体构造物b
24:凹图案或者银配线
32:带涂膜的立体构造物c
34:凹图案或者银配线
具体实施方式
《具有凹图案的构造体的制造方法》
本发明的具有凹图案的构造体的制造方法包括下述步骤(i)及(ii),且该凹图案为相对于下述步骤(i)中获得的涂膜的膜厚而薄5%以上且小于90%的膜厚。
(i)使用包含具有酸解离性基的聚合体及酸产生剂的树脂组合物,在构造体的非平坦面上形成涂膜的步骤;
(ii)通过对所述涂膜的一部分的既定部分进行放射线照射而形成凹部的步骤。
通过如上所述的本发明,可在具有非平坦面的构造体上容易地形成所需的凹图案,进而,通过使用具有该凹图案的构造体,可防止导电膜形成用组合物的润湿扩展或渗透,可容易地形成高精细且对具有非平坦面的构造体的密合性优异的导电膜。
当在具有非平坦面的构造体上形成涂膜时,若进行放射线照射,则由于形成涂膜的面为非平坦面,故而存在容易产生曝光不均的倾向。若欲在所述涂膜上,以先前的方式经过显影步骤而形成凹图案,则认为所获得的凹图案变得非常不均匀。另外,在使用如上所述的构造体来进行显影步骤的情况下,需要巨大的显影槽等,认为用以形成凹图案的工艺上的负荷大。
因此,就可容易、廉价且一边实现大幅度的步骤的简略化以及减少工艺上的负荷,一边制造具有所需的凹图案的构造体等的方面而言,本发明的制造方法优选为不包括显影步骤。
依据本发明,由于经过放射线照射而形成凹图案,故而可不进行显影步骤,而是通过对放射线难以照射的部位集中地进行放射线照射,或过剩地照射放射线,来形成基本上无不均的均匀的凹图案。
利用本发明的制造方法来形成的凹图案理想为如下形状:该凹图案的膜厚相对于所述步骤(i)中获得的涂膜的膜厚(放射线未照射部的膜厚),下限优选为薄10%以上,更优选为薄11%以上,上限优选为薄85%以下,更优选为薄80%以下,进而优选为薄12%~70%。
若所获得的凹图案具有所述形状,则当在该涂膜上涂布导电膜形成用组合物等时,由于涂膜表面的凹凸的阶差,难以自凹图案中溢出该组合物,另外,在凹图案以外的部位难以残留该组合物,因此可将大量的导电膜形成用组合物进行涂布等,且即便使用大量的导电膜形成用组合物,也可获得高精细的导电膜(膜宽50μm以下的导电膜(图案))。
具体而言,放射线未照射部以及凹图案的膜厚可利用下述实施例中记载的方法来测定。
所述凹图案部(表面)与放射线未照射部(表面)的对于十四烷的接触角差(放射线未照射部表面的接触角-凹图案部表面的接触角)优选为30°以上,更优选为40°以上,尤其优选为50°以上。通过接触角差在所述范围内,则当在具有凹图案的构造体上形成导电膜等时,即便是在放射线未照射部表面也涂布液状的导电膜形成用组合物等的情况,也可通过在作为拨液部的放射线未照射部中,排斥该组合物,该组合物容易转移至作为亲液部的凹图案部,从而沿着凹图案来形成导电膜。
具体而言,所述接触角差可利用下述实施例中记载的方法来测定。
此外,所谓放射线未照射部表面以及凹图案部表面,是指形成于构造体上的涂膜的与接触构造体的一侧相反侧的表面。
另外,在测定接触角时使用十四烷的原因在于:十四烷通常用于导电膜形成用组合物中,且难以挥发,适合于测定接触角。
若满足如下条件,即,所获得的凹图案部的膜厚相对于放射线未照射部的膜厚而薄5%以上且小于90%,且凹图案部表面与放射线未照射部表面的对于十四烷的接触角差为30°以上的条件,则由于与所述相同的原因,可将大量的导电膜形成用组合物更容易地仅设置于凹图案上。
利用本发明的制造方法来获得的具有凹图案的构造体与具有半导体抗蚀剂的构造体不同。半导体抗蚀剂通过显影,完全去除膜的部分与在显影中也残存膜的部分共存,从而形成图案,但本发明中,一旦形成的膜不存在完全去除膜的部分,因此与具有半导体抗蚀剂的构造体不同。利用本发明的制造方法来获得的构造体的用途等并无特别限制。该构造体特别适合用于包括导电膜的构造体,特别是包括配线、进而具有高精细的图案的导电膜(配线)的构造体的制造、生物工艺中使用的构造体等。
[步骤(i)]
步骤(i)是使用包含具有酸解离性基的聚合体及酸产生剂的树脂组合物,在构造体的非平坦面上形成涂膜的步骤,优选为将树脂组合物设置于构造体的非平坦面上,继而,通过对该组合物进行加热(预烘烤)而形成涂膜的步骤。
步骤(i)中,通过使用所述树脂组合物,可在下述步骤(ii)等中不进行显影步骤的情况下,在构造体上形成凹部。
此外,关于所述树脂组合物,以下进行具体说明。
所述具有非平坦面的构造体并无特别限制,例如只要是欲形成导电膜等的构造体,且为具有非平坦面的构造体即可,例如可列举具有选自由曲面及凹凸面所组成的群组中的至少一种面的构造体。
如上所述的构造体例如可列举:瓦状的构造体、具有凸部和/或凹部的构造体、筒状的构造体、球状的构造体。
此外,本发明中,当在立方体或长方体等棱柱体的至少两面涂布所述树脂组合物等的情况下,由于该涂布等的面为非平坦面,故而在本发明中,所述棱柱体也于在其至少两面涂布所述树脂组合物等的情况下,作为步骤(i)中的具有非平坦面的构造体。
包含非平坦面的构造体可列举:电气电子设备、信息终端设备、家电设备、办公自动化(office automation,OA)设备、以及这些设备的零件;机械零件、车辆零件、建筑构件及照明设备的筐体、零件或构件。电气电子设备、信息终端设备、家电设备、OA设备、以及这些设备的零件例如可列举:个人计算机、游戏机、钟表、液晶电视、有机EL电视、电子纸等显示器装置;打印机(printer);复印机(copier);扫描仪(scanner);传真(fax);电子记事簿(electronic organizer);个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)、手机、平板终端等各种便携式终端;电子式台式计算机;电子辞典;数码相机、摄影机或其镜头;电池组(battery pack);记录介质(recording medium)的驱动或读取装置;鼠标(mouse);十键小键盘(ten key);便携式音乐播放器(portable music player)等;以及这些设备的零件。机械零件、车辆零件可列举:仪表板((instrument panel)、控制台箱(console box)、手套箱(glove box)、仪表盘面(meter panel)、门饰(door ornament)、开关面板(switch panel)、中心线束面板(center cluster panel)、仪表盘(dashboard)、门护板(door trim)、车顶内饰、后侧装饰(rear side trim)、行李间内饰(trunk room trim)、把手等零件;建筑构件可列举:各种建材(例:住房的内壁等智能住宅(smart house)用建材);照明设备可列举:发光二极管(light emitting diode,LED)照明或有机EL照明等。进而,包含非平坦面的构造体可列举:各种传感器或穿戴式器件(wearable device)、玩具类等。
依据本发明,可在这些立体构造物上简便地形成凹图案,进而,通过在该凹图案上形成导电膜,可获得通过节省空间而带来的小型化、细长化及轻量化的带导电膜的构造体,另外,所获得的带导电膜的构造体期待高功能化。
所述构造体的材质只要根据所需的用途来适当选择即可,并无特别限制,例如可列举:无碱玻璃等玻璃;聚酯(例:聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚萘二甲酸乙二酯)、芴环改性聚酯、聚烯烃(例:聚乙烯、聚丙烯)、脂环式聚烯烃、聚苯乙烯、三乙酰基纤维素、聚酰亚胺、氟化聚酰亚胺、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚芳酯、聚醚砜、聚砜、聚醚醚酮、聚碳酸酯、芴环改性聚碳酸酯、脂环改性聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氨基甲酸酯、聚(甲基)丙烯酰基化合物、环状烯烃的开环聚合体(开环易位聚合(ringopening metathesis polymerization,ROMP)聚合物)及其氢化物、丙烯腈·丁二烯·苯乙烯共聚合树脂(acrylonitrile butadiene styrene resin,ABS树脂)、丙烯腈·乙烯-丙烯-二烯·苯乙烯共聚合树脂(acrylonitrile ethylene-propylene-diene styreneresin,AES树脂)、所述聚合物的掺合物、金属等。
当在构造体上设置树脂组合物时,也可预先视需要实施对构造体表面进行洗涤、粗糙面化、微少的凹凸面的赋予等预处理。
此外,本发明中,例如通过对作为立方体或长方体的构造体表面进行如上所述的预处理,则表面经粗糙面化,或形成有微小凹凸的表面并非所述“非平坦面”,是否为非平坦面通过宏观地观看表面来判断。
设置所述树脂组合物的方法并无特别限定,可采用:使用毛刷或刷子、布等的擦拭法、浸渍法、喷射法、旋转涂布法(旋涂法)、狭缝模涂布法、棒涂布法、喷墨印刷、分配法、各种曲面印刷法等适当的方法。这些方法中,特别优选为喷射法、浸渍法或者擦拭法。
步骤(i)中形成的涂膜的厚度只要根据所需的用途来适当调整即可,优选为0.1μm~20μm,更优选为0.2μm~10μm。
预烘烤的条件虽也根据所使用的树脂组合物的组成等而不同,但优选为60℃~120℃、1分钟~10分钟左右。
[步骤(ii)]
步骤(ii)是通过对步骤(i)中形成的涂膜的一部分的既定部分进行放射线照射而形成凹部的步骤。
步骤(ii)中,对构造体上的涂膜的一部分照射放射线,形成具有放射线照射部与放射线未照射部的涂膜。
本发明中,由于在步骤(i)中使用所述树脂组合物,故而通过步骤(ii),酸解离性基利用酸产生剂的效果而脱离挥发。其结果为,放射线照射部的膜厚与放射线未照射部的膜厚相比变薄,形成凹部。此外,本发明的具有凹图案的构造体的制造方法中,放射线未照射部的膜厚基本上自涂膜形成时未变化。
此时,若酸解离性基包含氟原子,则步骤(i)中获得的涂膜及放射线未照射部显示出拨液性,但放射线照射部(凹部)随着酸解离性基的消失,而与放射线未照射部相比成为亲液性。
因此,在使用包含如下化合物,即,含有具有氟原子的酸解离性基的化合物的组合物来作为步骤(i)中使用的树脂组合物的情况下,通过步骤(ii),在构造体上形成包括拨液性的放射线未照射部(凸部)、以及较该部分而言为亲液性的凹部(凹图案)即放射线照射部的涂膜。接着,若在如上所述的涂膜上,通过滴加、浸渍、喷射涂布或者各种印刷等来设置导电膜形成墨水等导电膜形成用组合物,则利用涂膜表面的凹凸,该组合物容易聚集于凹部上,但不仅通过该涂膜的表面形状的效果,而且通过该表面的亲液·拨液性,该组合物容易聚集于凹部上(对导电膜形成用组合物的图案化加以辅助),更容易将所需形状的、具体而言为微细且精巧的导电膜(配线)形成于构造体上。
另外,在使用包含如下化合物,即,含有具有氟原子的酸解离性基的化合物的组合物来作为步骤(i)中使用的树脂组合物的情况下,通过放射线照射,具有氟原子的基团脱离,该脱离基比较容易挥发,因此在步骤(ii)中,可更简便地形成放射线未照射部与凹部的膜厚差大的涂膜。
步骤(ii)中,为了形成与所欲形成的凹图案的形状相同的形状的凹部,优选为经由具有既定图案的光掩模(photomask)或掩模密封(mask seal),或者使用直描式曝光装置,对既定的图案进行描画曝光。
另外,就可形成线宽狭窄的凹部等方面而言,放射线照射优选为自步骤(i)中形成的涂膜侧照射放射线。
本发明中,曝光中使用的放射线可使用可见光线、紫外线、远紫外线、带电粒子束、X射线等。这些放射线中,优选为波长在190nm~450nm的范围内的放射线,特别优选为包含365nm的紫外线的放射线。
关于步骤(ii)中的曝光量,优选为以所形成的凹图案(凹部)的相对于放射线未照射部的膜厚成为所述范围的方式来曝光放射线,具体而言,以利用照度计(OAI模型(OAImodel)356,OAI光学公司(OAI Optical Associates Inc.)制造)来测定放射线的波长365nm下的强度而得的值计,优选为10mJ/cm2~1000mJ/cm2,更优选为20mJ/cm2~700mJ/cm2。
[步骤(iii)]
本发明中,所述步骤(ii)中形成的凹部可为形成于构造体上的凹图案,但就使所述凹部的凹陷进一步深化(使凹部的膜厚更薄)等方面而言,本发明的制造方法优选为包括对步骤(ii)中获得的放射线照射后的涂膜进行加热的步骤(iii)。
在进行该步骤(iii)的情况下,通过该步骤来制造具有凹图案的构造体。
由于在步骤(i)中使用所述树脂组合物,故而通过步骤(iii),可使步骤(ii)的放射线照射部中产生的成分,即,酸解离性基通过酸产生剂的效果而脱离的成分进一步挥发。其结果为,凹部的凹陷进一步深化(凹部的膜厚变得更薄),可容易地形成凹部的膜厚相对于所述凸部的膜厚而薄5%以上且小于90%的形状的涂膜。
另外,在使用包含通过放射线照射来切断化学键的化合物的组合物来作为步骤(i)中使用的树脂组合物的情况下,通过所述步骤(ii)的放射线照射,涂膜中的化合物的化学键被切断,进而通过步骤(iii),可有效率地去除被切断的化合物,从而形成凹图案。
所述通过放射线照射而切断化学键的化合物具体而言可列举:通过照射10mJ/cm2~1000mJ/cm2的包含150nm~450nm的波长的放射线,优选为包含150nm~365nm的短波长的放射线,来切断化学键的化合物。
进而,在使用包含如下成分,即,通过放射线照射而产生光交联,进而随着该交联而产生硬化收缩等的成分的组合物,来作为步骤(i)中使用的树脂组合物的情况下,通过对步骤(ii)中获得的涂膜在步骤(iii)中进行加热,可使步骤(ii)中获得的凹部进一步深化,可形成所需的凹图案。
在使用包含如下化合物,即,含有具有氟原子的酸解离性基的化合物的组合物来作为步骤(i)中使用的树脂组合物的情况下,通过步骤(iii),在基板上形成包括拨液性的放射线未照射部(凸部)、以及较该部分而言为亲液性的凹图案的涂膜。接着,若在如上所述的涂膜上,通过滴加、浸渍、喷射涂布或者各种印刷等来设置导电膜形成墨水等导电膜形成用组合物,则由于凸部与凹图案的膜厚差大,故而利用涂膜表面的凹凸,该组合物容易聚集于凹图案上,但不仅通过该涂膜的表面形状的效果,而且通过该表面的亲液·拨液性,该组合物容易聚集于凹图案上(对导电膜形成用组合物的图案化加以辅助),更容易将所需形状的、具体而言为微细且精巧的导电膜形成于构造体上。
另外,在使用包含如下化合物,即,含有具有氟原子的酸解离性基的化合物的组合物来作为步骤(i)中使用的树脂组合物的情况下,通过放射线照射,具有氟原子的基团脱离。该脱离基比较容易挥发,因此在步骤(iii)中,可更简便地形成放射线未照射部与凹图案的膜厚差大的涂膜。
对步骤(iii)中的涂膜进行加热的方法例如可列举:对步骤(ii)中获得的带有涂膜的构造体,使用加热板、批次式烘箱或者传送带式烘箱进行加热的方法;使用干燥器等进行热风干燥的方法;进行真空烘烤的方法。
所述加热的条件虽也根据步骤(i)中使用的树脂组合物的组成、或步骤(ii)中获得的涂膜的厚度等而不同,但优选为以步骤(iii)中形成的凹图案的相对于放射线未照射部的膜厚成为所述范围的方式进行加热,优选为60℃~150℃、3~60分钟左右。
此外,步骤(iii)中获得的凹图案的膜厚只要根据所需的用途来适当调整即可,优选为相对于放射线未照射部的膜厚而成为所述范围的膜厚,优选为0.01μm~18μm,更优选为0.05μm~15μm。
《导电膜的形成方法》
本发明的导电膜的形成方法包括如下步骤:在利用所述具有凹图案的构造体的制造方法来形成的凹图案上,使用导电膜形成用组合物来形成导电膜。
依据该导电膜的形成方法,可将高精细的导电膜(配线)容易地形成于具有非平坦面的构造体上,现有方法所无法容易形成的宽10μm以下、例如1μm左右的导电膜(配线)也可容易地形成于具有非平坦面的构造体上。
具体而言,本发明的导电膜的形成方法可适合作为在以下设备中形成导电膜时的方法来应用:个人计算机、游戏机、钟表、液晶电视、有机EL电视、电子纸等显示器装置、打印机、复印机、扫描仪、传真、电子记事簿;PDA、手机、平板终端等各种便携式终端;电子式台式计算机、电子辞典;数码相机、摄影机或其镜头;电池组、记录介质的驱动或读取装置、鼠标、十键小键盘、便携式音乐播放器;仪表板、控制台箱、手套箱、仪表盘面、门饰、开关面板、中心线束面板、仪表盘、门护板、车顶内饰、后侧装饰、行李间内饰、把手等车辆用零件;各种建材(例:住房的内壁等智能住宅用建材);LED照明或有机EL照明等。另外,可适合作为在各种传感器或穿戴式器件、玩具类等中形成导电膜时的方法来应用。
所述导电膜的形成方法具体而言优选为包括如下的步骤(iv):将导电膜形成用组合物设置于所述凹图案上,继而对该组合物进行加热和/或照射放射线的步骤(iv)。
此外,关于导电膜形成用组合物,以下进行具体说明。
设置所述导电膜形成用组合物的方法并无特别限定,例如可采用:使用毛刷或刷子的涂布法、滴加法、浸渍法、喷射法、旋转涂布法(旋涂法)、狭缝模涂布法、棒涂布法、刮板法、喷墨印刷、分配法、各种曲面印刷法等适当的方法。其中特别优选为滴加法、浸渍法、喷射法。
在使用包含如下化合物,即,含有具有氟原子的酸解离性基的化合物的组合物来作为步骤(i)中使用的树脂组合物的情况下,在所述制造方法中形成拨液性的放射线未照射部以及较其而言为亲液性的凹图案部,因此在使用液状的导电膜形成用组合物的情况下,使用所述任一种方法,均在放射线未照射部排斥该组合物,且该组合物容易聚集于凹图案部,因此容易成为沿着凹图案而设置有该组合物的状态。
所述步骤(iv)中的加热的温度并无特别限定,优选为190℃以下。另外,在使用包含聚对苯二甲酸乙二酯等缺乏耐热性的材料的构造体来作为构造体的情况下,优选为该构造体的耐热温度以下,具体而言为150℃以下。
另外,加热时间也无特别限制,优选为1分钟~120分钟,更优选为3分钟~60分钟。
所述加热的方法例如可列举:使用加热板、批次式烘箱或者传送带式烘箱进行加热的方法、使用干燥器等进行热风干燥的方法、进行真空烘烤的方法。
所述步骤(iv)中的照射放射线的条件并无特别限定,使用闪光灯等,照射量优选为500mJ/cm2~6000mJ/cm2,更优选为1000mJ/cm2~5000mJ/cm2。
所述导电膜的形成方法中,视需要经过形成导电膜的步骤后,优选为经过步骤(iv)后,也可进行如下的步骤(v):通过放射线照射或者加热,自所获得的带导电膜的构造体上去除所述步骤(i)的放射线未照射部的步骤(v)。
步骤(v)优选为:(a)在超过步骤(iv)中的加热温度的温度下进行加热的步骤;或者(b)对步骤(iv)中获得的带导电膜的构造体的凸部(所述步骤(i)中的放射线未照射部),以与所述步骤(ii)相同的条件照射放射线,继而,以与所述步骤(iii)相同的条件进行加热的步骤。
步骤(v)中,优选为以步骤(iv)后存在的凸部的膜厚成为与所述凹图案的膜厚同等的厚度的方式,去除该凸部的步骤。
步骤(v)中的加热的方法例如可列举:使用加热板、批次式烘箱或者传送带式烘箱进行加热的方法、使用干燥器等进行热风干燥的方法、进行真空烘烤的方法。
此外,所述任一步骤中的加热时的环境只要根据所使用的导电膜形成用组合物的种类来适当设定即可,并无特别限制,可在大气下进行,也可在减压下进行,也可在非氧化性环境下进行,另外还可在还原环境下进行。非氧化性环境可列举:氮气环境、氦气环境、氩气环境等。这些环境中,优选为可使用廉价的氮气的氮气环境。另外,还原环境可列举氢气等还原性气体环境。
所述(a)中的加热条件考虑到所使用的导电膜形成用组合物或构造体,优选为所述凸部分解或挥发的温度,优选为120℃~300℃,更优选为150℃~250℃。
所述(a)中的加热时间只要是所述凸部分解或挥发的温度即可,并无特别限定。例如在将加热的温度设定为250℃左右的温度的情况下,优选为3分钟~15分钟左右,在设定为200℃左右的加热温度的情况下,优选为5分钟~30分钟左右,在设定为150℃左右的加热温度的情况下,优选为10分钟~60分钟左右。
《电子电路以及电子器件》
本发明的电子电路具有利用所述导电膜的形成方法来形成的导电膜,优选为具有利用所述导电膜的形成方法来形成的导电膜与所述构造体的积层体。即,本发明的电子电路具有:在非平坦面上形成有涂膜的构造体,所述涂膜具有薄5%以上且小于90%的膜厚的部分(凹图案部);以及形成于该凹图案部上的导电膜。
另外,本发明的电子电路也可以是在利用所述导电膜的形成方法来形成的导电膜与构造体的积层体上,进而积层有现有公知的层、例如保护导电膜的保护膜或绝缘膜者。
本发明的电子器件具有所述电子电路。因此,成为小型化、薄型化、高功能化的电子器件。
所述电子器件例如可列举:触摸屏、液晶显示器、手机等便携式信息设备、数码相机、有机显示器、有机EL照明、各种传感器或穿戴式器件。
[树脂组合物]
所述树脂组合物为含有具有酸解离性基的聚合体(以下也称为“[A]聚合体”)以及酸产生剂(以下也称为“[C]酸产生剂”)的组合物。
依据所述组合物,由该组合物形成的涂膜通过放射线的照射以及视需要进行的加热而挥发、分解,因此优选。
如上所述的树脂组合物可适合作为用以在所述构造体上抑制导电膜形成用组合物的渗透、形成高精细的图案的基底层形成用组合物,另外作为使导电膜(配线)与所述构造体的密合性提高的基底层形成用组合物来使用。
所述树脂组合物也可还包含溶剂(以下也称为“[B]溶剂”)。该组合物通过含有[B]溶剂而呈现液状,可通过涂布或浸渍步骤而容易地形成涂膜。
所述树脂组合物可还包含增感剂(以下也称为“[D]增感剂”)来作为[C]酸产生剂的辅助材料,也可包含淬灭剂(以下也称为“[E]淬灭剂”)来作为来自[C]酸产生剂中的酸的扩散抑制材料。
另外,所述树脂组合物可包含[A]聚合体以外的具有乙烯性不饱和键的聚合性化合物(以下也称为“[F]聚合性化合物”),也可包含感放射线性聚合引发剂(以下也称为“[G]感放射线性聚合引发剂”)。
进而,所述树脂组合物中,只要不损及本发明的效果,则可调配其他的任意成分。
所述树脂组合物的粘度(温度:20℃、剪切速度:10sec-1)只要根据设置所需树脂组合物的方法以及所欲形成的涂膜的膜厚等来调节即可。在形成膜厚为0.5μm~2μm的涂膜的情况,且使用旋涂法作为设置树脂组合物的方法的情况下,优选为可例示5cP(0.005Pa·s)~20cP(0.02Pa·s),在使用喷射涂布法来作为设置树脂组合物的方法的情况下,优选为可例示1cP(0.001Pa·s)~10cP(0.01Pa·s)。
<[A]具有酸解离性基的聚合体>
所述[A]聚合体若为含有具有通过酸而解离的性质的基团的聚合体,则并无特别限制。
所述酸解离性基优选为包含氟原子的基团。通过所述[A]聚合体具有所述基团,可在所述步骤(i)中形成拨液性的涂膜,通过经过其后的步骤(ii)等,可容易地形成拨液性的放射线未照射部、以及较该部分而言为亲液性的凹部(凹图案),且通过经过其后的步骤(iv)或(v)等,可形成高精细的导电膜,因此优选。
另外,就可形成高精细的导电膜等的方面而言,所述酸解离性基更优选为具有包含选自由缩醛键及半缩醛酯键所组成的群组中的至少一种键的基团的基团,如上所述的基团特别优选为选自由下述式(1-1)所表示的基团以及下述式(1-2)所表示的基团所组成的群组中的至少一种基团。
[化3]
(式(1-1)及式(1-2)中,R1及R2分别独立地表示氢原子或甲基,Rf独立地表示具有氟原子的有机基;*表示键结部位)
包含缩醛键的聚合体可通过使醇类与具有基团CH2=C(R1)-O-的化合物进行反应而获得,包含半缩醛酯键的聚合体可通过使羧酸类与具有基团CH2=C(R1)-O-的化合物进行反应而获得。
所述Rf优选为下述式(1-1)~式(1-33)所表示的基团、2,2,2-三氟乙基以及1,2,2-三氟乙烯基。
[化4]
[化5]
[A]聚合体优选为具有如下结构的化合物,所述结构为,在作为前体的具有羟基的化合物的羟基上导入由下述式(1)所表示的乙烯醚化合物(以下也称为“化合物(1)”)而来的保护基而成的结构。另外,[A]聚合体也可为具有如下结构的化合物,所述结构为,在作为前体的具有羧基的化合物的羧基上导入由化合物(1)而来的保护基而成的结构。
这些化合物(以下也称为“化合物(a)”)、特别是在具有羟基的化合物的羟基上导入有保护基的化合物具备难以产生因热而引起的保护基脱离的性质,另一方面,具备可控制因放射线照射而引起的保护基脱离的性质,故而可适合用作[A]聚合体。进而,化合物(a)由于可通过与后述[C]酸产生剂的组合,来控制因放射线照射而引起的更高精度的保护基脱离,故而优选。
[化6]
式(1)中,R0表示氢原子或甲基。
式(1)中,RA独立地表示亚甲基、碳数2~12的亚烷基、碳数2~12的亚烯基、该亚烷基或亚烯基的一部分经-O-、-(C=O)O-或-O(C=O)-所取代的基团、碳数6~13的经取代或未经取代的芳香族烃基、碳数4~12的经取代或未经取代的脂环式烃基、或者这些基团的1个以上的氢原子经氟原子所取代的基团。
RA中的碳数2~12的亚烷基可列举:亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、亚十一烷基、亚十二烷基等。
RA中的碳数2~12的亚烯基可列举:亚乙烯基、乙烯-1,2-二基、2-丁烯-1,4-二基等。
RA中的所述亚烷基或亚烯基的一部分经-O-、-(C=O)O-或-O(C=O)-所取代的基团(其中,碳数最大为12)可列举:-RC-O-RC-、-RC-(C=O)O-RC-、-RC-O(C=O)-RC-(RC独立地表示亚烷基或亚烯基)等。
RA中的碳数6~13的经取代或未经取代的芳香族烃基可列举:亚苯基、甲代亚苯基、均三甲苯基、亚萘基、亚联苯基等。
RA中的碳数4~12的经取代或未经取代的脂环式烃基可列举:环丁基、环戊基、环己基、环庚基、双环己基等。
RA中的亚甲基、碳数2~12的亚烷基、碳数2~12的亚烯基、碳数6~13的经取代或未经取代的芳香族烃基、或者碳数4~12的经取代或未经取代的脂环式烃基的1个以上的氢原子经氟原子所取代的基团可列举:所述例示的基团的1个以上的氢原子经氟原子所取代的基团等。
RA优选为亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、五亚甲基、六亚甲基、亚苯基、亚乙烯基。
式(1)中,RB表示烃基的1个以上的氢原子经氟原子所取代的基团。
式(1)中,RB例如可列举所述式(1-1)~式(1-33)所表示的基团、2,2,2-三氟乙基、1,2,2-三氟乙烯基,优选为:2,2,2-三氟乙基、所述式(1-1)的3,3,3-三氟丙基、式(1-2)的4,4,4-三氟丁基、式(1-4)的3,3,4,4,4-五氟丁基、所述式(1-16)的4,4,5,5,6,6,6-七氟己基、式(1-7)的3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟己基、式(1-8)的3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛基、式(1-9)的3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟癸基、1,2,2-三氟乙烯基、式(1-29)的2,3,4,5,6-五氟苯基。
式(1)中,x表示0~12的整数,优选为0~9的整数,更优选为0。
步骤(i)中使用的树脂组合物由于包含[A]聚合体,故而所述步骤(i)中形成的涂膜显示出基于[A]聚合体的特性,在使用所述化合物(a)作为[A]聚合体的情况下,显示出由该化合物(a)的保护基而来的特性。具体而言,若由包含该化合物(a)的树脂组合物形成涂膜,则首先,在所述步骤(i)中形成拨液性的涂膜,若对该涂膜进行放射线照射,则在曝光部分产生保护基的脱离,在保护基脱离的部分残留乙烯基氧基或羟基,失去由保护基引起的拨液性。
继而,对用以获得[A]聚合体的方法进行说明。用以获得该[A]聚合体的方法可为:使用聚合体来作为成为前体的化合物的方法、以及使用单体来作为成为前体的化合物的方法这两种方法。
在使用聚合体来作为成为前体的化合物的方法中,成为前体的聚合体在分子内含有羟基或羧基,可通过使所述化合物(1)与成为前体的聚合体的羟基或羧基进行反应而获得[A]聚合体。
另外,在使用单体来作为成为前体的化合物的方法中,成为前体的单体在分子内含有羟基或羧基,可通过使所述化合物(1)与成为前体的单体的羟基或羧基进行反应后,使所获得的单体进行聚合而获得[A]聚合体。
以下,对用以获得[A]聚合体的两种方法进行更具体的说明。
(1)使用聚合体作为成为前体的化合物的方法
该方法中,将具有羟基或羧基的单体进行聚合而获得具有羟基或羧基的聚合体(前体),然后,使所述化合物(1)与成为前体的聚合体的羟基或羧基进行反应,可获得[A]聚合体。另外,利用现有公知的方法,例如使苯酚与甲醛进行反应的方法而获得具有羟基或羧基的聚合体(前体),然后,使所述化合物(1)与成为前体的聚合体的羟基或羧基进行反应,可获得[A]聚合体。
所述具有羟基的单体优选为(甲基)丙烯酸酯,例如可列举:甲基丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、甲基丙烯酸2-羟基丁酯、丙烯酸2-羟基丁酯、丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、2-丙烯酰氧基乙基-2-羟基乙基邻苯二甲酸、二丙二醇甲基丙烯酸酯、二丙二醇丙烯酸酯、甲基丙烯酸4-羟基丁酯、丙烯酸4-羟基丁酯、环己烷二甲醇单丙烯酸酯、环己烷二甲醇单甲基丙烯酸酯、α-(羟基甲基)丙烯酸乙酯、聚丙二醇单甲基丙烯酸酯、聚丙二醇单丙烯酸酯、甘油单甲基丙烯酸酯、甘油单丙烯酸酯、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、聚乙二醇单丙烯酸酯、聚(乙二醇-丙二醇)单甲基丙烯酸酯、聚(乙二醇-丙二醇)单丙烯酸酯、聚乙二醇-聚丙二醇单甲基丙烯酸酯、聚乙二醇-聚丙二醇单丙烯酸酯、聚(乙二醇-四亚甲基二醇)单甲基丙烯酸酯、聚(乙二醇-四亚甲基二醇)单丙烯酸酯、聚(丙二醇-四亚甲基二醇)单甲基丙烯酸酯、聚(丙二醇-四亚甲基二醇)单丙烯酸酯、丙二醇聚丁二醇单甲基丙烯酸酯、丙二醇聚丁二醇单丙烯酸酯、甲基丙烯酸对羟基苯酯、丙烯酸对羟基苯酯、乙烯基苯酚,还可列举:以下的大赛璐(Daicel)(股)制造的皮拉克赛尔(Placcel)FM1、皮拉克赛尔(Placcel)FM1D、皮拉克赛尔(Placcel)FM2D、皮拉克赛尔(Placcel)FM3、皮拉克赛尔(Placcel)FM3X、皮拉克赛尔(Placcel)FM4、皮拉克赛尔(Placcel)FM5、皮拉克赛尔(Placcel)FA1、皮拉克赛尔(Placcel)FA1DDM、皮拉克赛尔(Placcel)FA2D、皮拉克赛尔(Placcel)FA5、皮拉克赛尔(Placcel)FA10L。
所述具有羧基的单体可列举:丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丙烯酰氧基乙基丁二酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基丁二酸、2-丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基邻苯二甲酸、2-丙烯酰氧基乙基四氢邻苯二甲酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基四氢邻苯二甲酸、2-丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基六氢邻苯二甲酸、2-丙烯酰氧基丙基邻苯二甲酸、2-甲基丙烯酰氧基丙基邻苯二甲酸、2-丙烯酰氧基丙基四氢邻苯二甲酸、2-甲基丙烯酰氧基丙基四氢邻苯二甲酸、2-丙烯酰氧基丙基六氢邻苯二甲酸、2-甲基丙烯酰氧基丙基六氢邻苯二甲酸。
成为[A]聚合体的前体的具有羟基或羧基的聚合体除了可仅使用所述具有羟基或羧基的单体而获得以外,还可将所述具有羟基或羧基的单体、与具有羟基或羧基的单体以外的单体进行共聚合而获得。具有羟基或羧基的单体以外的单体可列举:(甲基)丙烯酸链状烷基酯、(甲基)丙烯酸环状烷基酯、(甲基)丙烯酸芳基酯、不饱和芳香族化合物、共轭二烯、含有四氢呋喃骨架的不饱和化合物、顺丁烯二酰亚胺以及这些以外的单体。
若更具体地进行说明,则所述(甲基)丙烯酸链状烷基酯例如可列举:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸异癸酯、甲基丙烯酸正月桂酯、甲基丙烯酸十三烷基酯、甲基丙烯酸正硬脂基酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸正月桂酯、丙烯酸十三烷基酯、丙烯酸正硬脂基酯。
所述(甲基)丙烯酸环状烷基酯例如可列举:甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸2-甲基环己酯、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸2-甲基环己酯、丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基酯、丙烯酸异冰片酯。
所述(甲基)丙烯酸芳基酯例如可列举:甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯。
所述不饱和芳香族化合物例如可列举:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯。
所述共轭二烯例如可列举:1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯。
所述含有四氢呋喃骨架的不饱和化合物例如可列举:(甲基)丙烯酸四氢糠酯、2-甲基丙烯酰氧基-丙酸四氢糠酯、3-(甲基)丙烯酰氧基四氢呋喃-2-酮。
所述顺丁烯二酰亚胺例如可列举:N-苯基顺丁烯二酰亚胺、N-环己基顺丁烯二酰亚胺、N-甲苯基顺丁烯二酰亚胺、N-萘基顺丁烯二酰亚胺、N-乙基顺丁烯二酰亚胺、N-己基顺丁烯二酰亚胺、N-苄基顺丁烯二酰亚胺。
另外,所述单体以外的单体例如可列举:甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸3,4-环氧基环己酯、丙烯酸3,4-环氧基环己酯、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-3-乙基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰氧基甲基)-3-乙基氧杂环丁烷、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基氧基乙酯、丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基氧基乙酯。
合成成为[A]聚合体的前体的具有羟基或羧基的聚合体时可使用溶媒,该溶媒例如可列举:醇、二醇醚、乙二醇烷基醚乙酸酯、二乙二醇单烷基醚、二乙二醇二烷基醚、二丙二醇二烷基醚、丙二醇单烷基醚、丙二醇烷基醚乙酸酯、丙二醇单烷基醚丙烯酸酯、酮、酯。
用以获得成为[A]聚合体的前体的具有羟基或羧基的聚合体的聚合反应中,为了调整分子量,可使用分子量调整剂。分子量调整剂例如可列举:氯仿、四溴化碳等卤化烃类;正己基硫醇、正辛基硫醇、正十二烷基硫醇、叔十二烷基硫醇、硫代乙醇酸等硫醇类;硫化二甲基黄原酸酯(dimethyl xanthogen sulfide)、二硫化二异丙基黄原酸酯(diisopropylxanthogen disulfide)等黄原酸类;异松油烯(terpinolene)、α-甲基苯乙烯二聚体。
具有羟基或羧基的聚合体的利用凝胶渗透色谱法(Gel PermeationChromatography,GPC)而得的聚苯乙烯换算重量平均分子量(Mw)优选为1000~40000,更优选为5000~30000。通过将具有羟基或羧基的聚合体的Mw设为所述范围,可提高含有该分子量的[A]聚合体的树脂组合物的感度。
继而,使所述化合物(1)与具有羟基或羧基的聚合体的羟基或羧基进行反应而获得[A]聚合体的方法可如下述式所表示般,通过使羟基或羧基与乙烯醚基反应而进行。
[化7]
获得[A]聚合体的方法可以公知的方法为参考,例如可以日本专利特开2005-187609号公报中记载的方法为参考。
具体而言,由具有羟基的聚合体的羟基与所述化合物(1)的乙烯醚基来生成缩醛键,或者由具有羧基的聚合体的羧基与所述化合物(1)的乙烯醚基来生成半缩醛酯键,形成加成物。
例如,将具有羟基或羧基的聚合体溶解于适当的有机溶媒中后,添加相对于聚合体所具有的羟基或羧基而言为等摩尔或过剩量的所述化合物(1),将所获得的反应混合物自0℃冷却至室温(25℃)左右的温度后,滴加溶解在与所述有机溶媒相同的溶媒中的酸(例如乙二酸溶液)作为催化剂,滴加结束后,在室温下搅拌1小时~24小时,使其反应。反应结束后,可通过去除有机溶剂,而获得目标的[A]聚合体。
(2)使用单体作为成为前体的化合物的方法
该方法中,通过使所述化合物(1)与具有羟基或羧基的单体的羟基或羧基进行反应而获得加成物,并使该加成物进行聚合,从而获得[A]聚合体。如上所述的获得[A]聚合体的方法可以公知的方法为参考。例如,如日本专利特开2005-187609号公报中所记载,由具有羟基的单体的羟基与化合物(1)的乙烯醚基而生成缩醛键,或者由具有羧基的单体的羧基与所述化合物(1)的乙烯醚基而生成半缩醛酯键,从而形成加成物。继而,可使用所获得的加成物,以与所述具有羟基或羧基的聚合体的制造方法相同的方式,来获得[A]聚合体。
以如上方式而获得的[A]聚合体的优选例可列举具有选自由下述式(2)~式(5)所表示的构成单元所组成的群组中的至少一者的聚合体。
[化8]
(式(2)~式(5)中,R3独立地表示氢原子或甲基;R4独立地表示亚甲基、碳数2~12的亚烷基、碳数2~12的亚烯基、该亚烷基或亚烯基的一部分经-O-、-(C=O)O-或-O(C=O)-所取代的基团、碳数6~13的经取代或未经取代的芳香族烃基、碳数4~12的经取代或未经取代的脂环式烃基、或者这些基团的1个以上的氢原子经氟原子所取代的基团;R5独立地表示烃基的1个以上的氢原子经氟原子所取代的基团;m表示0或1;n独立地表示0~12的整数)
所述R4可列举与所述RA中例示的基团相同的基团等。
所述R5可列举与所述RB中例示的基团相同的基团等。
所述n优选为0~9的整数。
[A]聚合体的更优选例可列举具有选自由下述式所表示的构成单元所组成的群组中的至少一者的聚合体。另外,下述式所表示的构成单元的侧链末端为所述(1-1)~(1-33)所表示的基团、2,2,2-三氟乙基、或者1,2,2-三氟乙烯基的构成单元也同样可作为优选例来列举。
[化9]
[A]聚合体可单独使用一种,也可使用两种以上。
<[B]溶剂>
[B]溶剂并无特别限定,除了[A]聚合体以外,优选为可将后述的[C]酸产生剂以及[F]聚合性化合物等各成分均匀地溶解或分散的溶剂。
优选的[B]溶剂可列举:醇系溶剂、醚类、二乙二醇烷基醚类、乙二醇烷基醚乙酸酯类、丙二醇单烷基醚乙酸酯类、丙二醇单烷基醚丙烯酸酯类、脂肪族烃类、芳香族烃类、酮类及酯类等。
所述醇系溶剂可列举:1-己醇、1-辛醇、1-壬醇、1-十二烷醇、1,6-己二醇、1,8-辛二醇等长链烷基醇类;
苄基醇等芳香族醇类;
乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚等乙二醇单烷基醚类;
丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚等丙二醇单烷基醚类;
二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单丙醚、二丙二醇单丁醚等二丙二醇单烷基醚类等。
这些醇系溶剂可单独使用或者使用两种以上。
这些醇系溶剂中,尤其就涂敷性提高的观点而言,优选为:苄基醇、乙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚。
所述醚类例如可列举:四氢呋喃、己基甲醚、三乙二醇二甲醚、三乙二醇二乙醚、1,4-二噁烷。
所述二乙二醇烷基醚类例如可列举:二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇乙基甲醚。
所述乙二醇烷基醚乙酸酯类例如可列举:甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯。
所述丙二醇单烷基醚乙酸酯类例如可列举:丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单丙醚乙酸酯、丙二醇单丁醚乙酸酯。
所述丙二醇单烷基醚丙烯酸酯类例如可列举:丙二醇单甲醚丙烯酸酯、丙二醇单乙醚丙烯酸酯、丙二醇单丙醚丙烯酸酯、丙二醇单丁醚丙烯酸酯。
所述脂肪族烃类例如可列举:正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、正壬烷、正癸烷、正十一烷、正十二烷、环己烷、十氢萘。
所述芳香族烃类例如可列举:苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、正丙基苯、异丙基苯、正丁基苯、均三甲苯、氯苯、二氯苯。
所述酮类例如可列举:甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、2-庚酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮。
所述酯类例如可列举:乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、羟基乙酸甲酯、羟基乙酸乙酯、羟基乙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸丁酯、3-羟基丙酸甲酯、3-羟基丙酸乙酯、3-羟基丙酸丙酯、3-羟基丙酸丁酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸丙酯、乙氧基乙酸丁酯、丙氧基乙酸甲酯、丙氧基乙酸乙酯、丙氧基乙酸丙酯、丙氧基乙酸丁酯、丁氧基乙酸甲酯、丁氧基乙酸乙酯、丁氧基乙酸丙酯、丁氧基乙酸丁酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸丁酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯等。
以上列举的[B]溶剂可单独使用一种,也可使用两种以上。
相对于所述树脂组合物的除溶剂以外的成分100质量份,溶剂的使用量优选为200质量份~1600质量份,更优选为400质量份~1000质量份。通过将溶剂的使用量设为所述范围内,可提高树脂组合物的涂布性,进而抑制涂布不均(条纹状不均、针迹不均、雾霭状不均等)的产生,从而获得膜厚均匀性提高的涂膜。
<[C]酸产生剂>
[C]酸产生剂为至少通过放射线的照射而产生酸的化合物。通过树脂组合物含有[C]酸产生剂,可使酸解离性基自[A]聚合体中脱离。
[C]酸产生剂例如可列举:肟磺酸酯化合物、鎓盐、磺酰亚胺化合物、含卤素的化合物、重氮甲烷化合物、砜化合物、磺酸酯化合物、羧酸酯化合物等。
[C]酸产生剂可单独使用,也可使用两种以上。
[肟磺酸酯化合物]
所述肟磺酸酯化合物优选为包含下述式(5)所表示的肟磺酸酯基的化合物。
[化10]
所述式(5)中,R11为碳数1~12的烷基、碳数1~12的氟烷基、碳数4~12的脂环式烃基、碳数6~20的芳基,或者这些烷基、脂环式烃基及芳基所具有的氢原子的一部分或全部经取代基所取代的基团。
所述R11所表示的烷基优选为碳数1~12的直链状或分支状的烷基。该碳数1~12的直链状或分支状的烷基也可由取代基所取代,取代基例如可列举:碳数1~10的烷氧基、7,7-二甲基-2-氧代降冰片基等包含桥联环式脂环基的脂环式基等。碳数1~12的氟烷基可列举:三氟甲基、五氟乙基、庚基氟丙基等。
所述R11所表示的碳数4~12的脂环式烃基可由取代基所取代,取代基例如可列举:碳数1~5的烷基、烷氧基、卤素原子。
所述R11所表示的碳数6~20的芳基优选为:苯基、萘基、甲苯基、二甲苯基。所述芳基可由取代基所取代,取代基例如可列举:碳数1~5的烷基、烷氧基、卤素原子。
含有所述式(5)所表示的肟磺酸酯基的化合物例如可列举下述式(5-1)、下述式(5-2)、下述式(5-3)所表示的肟磺酸酯化合物。
[化11]
所述式(5-1)、所述式(5-2)及所述式(5-3)中,R11与所述式(5)为相同含义。所述式(5-1)、所述式(5-2)及所述式(5-3)中,R15为碳数1~12的烷基、碳数1~12的氟烷基。
式(5-3)中,X为烷基、烷氧基或卤素原子。m为0~3的整数。但,在X为多个的情况下,多个X可相同,也可不同。
所述式(5-3)的X所表示的烷基优选为碳数1~4的直链状或分支状的烷基。所述X所表示的烷氧基优选为碳数1~4的直链状或分支状的烷氧基。所述X所表示的卤素原子优选为氯原子、氟原子。m优选为0或1。所述式(5-3)中,特别优选为m为1、X为甲基、X的取代位置为邻位的化合物。
所述(5-3)所表示的肟磺酸酯化合物例如可列举下述式(5-3-1)~式(5-3-5)所表示的化合物等。
[化12]
所述式(5-3-1)~所述式(5-3-5)所表示的化合物分别为:(5-丙基磺酰氧基亚氨基-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯基)乙腈、(5-辛基磺酰氧基亚氨基-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯基)乙腈、(樟脑磺酰氧基亚氨基-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯基)乙腈、(5-p-甲苯磺酰氧基亚氨基-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯基)乙腈、(5-辛基磺酰氧基亚氨基)-(4-甲氧基苯基)乙腈,可作为市售品而获取。
[鎓盐]
鎓盐例如可列举:二苯基碘鎓盐、三苯基锍盐、烷基锍盐、苄基锍盐、二苄基锍盐、经取代的苄基锍盐、苯并噻唑鎓盐、四氢噻吩鎓盐。
所述二苯基碘鎓盐例如可列举:二苯基碘鎓四氟硼酸盐、二苯基碘鎓六氟膦酸盐、二苯基碘鎓六氟砷酸盐、二苯基碘鎓三氟甲磺酸盐、二苯基碘鎓三氟乙酸盐、二苯基碘鎓-对甲苯磺酸盐、二苯基碘鎓丁基三(2,6-二氟苯基)硼酸盐、4-甲氧基苯基苯基碘鎓四氟硼酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘鎓四氟硼酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘鎓六氟砷酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘鎓三氟乙酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘鎓-对甲苯磺酸盐、双(4-叔丁基苯基)碘鎓樟脑磺酸盐。
所述三苯基锍盐例如可列举:三苯基锍三氟甲磺酸盐、三苯基锍樟脑磺酸盐、三苯基锍四氟硼酸盐、三苯基锍三氟乙酸盐、三苯基锍-对甲苯磺酸盐、三苯基锍丁基三(2,6-二氟苯基)硼酸盐。
所述烷基锍盐例如可列举:4-乙酰氧基苯基二甲基锍六氟锑酸盐、4-乙酰氧基苯基二甲基锍六氟砷酸盐、二甲基-4-(苄氧基羰氧基)苯基锍六氟锑酸盐、二甲基-4-(苯甲酰氧基)苯基锍六氟锑酸盐、二甲基-4-(苯甲酰氧基)苯基锍六氟砷酸盐、二甲基-3-氯-4-乙酰氧基苯基锍六氟锑酸盐。
所述苄基锍盐例如可列举:苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟锑酸盐、苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟磷酸盐、4-乙酰氧基苯基苄基甲基锍六氟锑酸盐、苄基-4-甲氧基苯基甲基锍六氟锑酸盐、苄基-2-甲基-4-羟基苯基甲基锍六氟锑酸盐、苄基-3-氯-4-羟基苯基甲基锍六氟砷酸盐、4-甲氧基苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟磷酸盐。
所述二苄基锍盐例如可列举:二苄基-4-羟基苯基锍六氟锑酸盐、二苄基-4-羟基苯基锍六氟磷酸盐、4-乙酰氧基苯基二苄基锍六氟锑酸盐、二苄基-4-甲氧基苯基锍六氟锑酸盐、二苄基-3-氯-4-羟基苯基锍六氟砷酸盐、二苄基-3-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基锍六氟锑酸盐、苄基-4-甲氧基苄基-4-羟基苯基锍六氟磷酸盐。
所述经取代的苄基锍盐例如可列举:对氯苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟锑酸盐、对硝基苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟锑酸盐、对氯苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟磷酸盐、对硝基苄基-3-甲基-4-羟基苯基甲基锍六氟锑酸盐、3,5-二氯苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟锑酸盐、邻氯苄基-3-氯-4-羟基苯基甲基锍六氟锑酸盐。
所述苯并噻唑鎓盐例如可列举:3-苄基苯并噻唑鎓六氟锑酸盐、3-苄基苯并噻唑鎓六氟磷酸盐、3-苄基苯并噻唑鎓四氟硼酸盐、3-(对甲氧基苄基)苯并噻唑鎓六氟锑酸盐、3-苄基-2-甲基硫代苯并噻唑鎓六氟锑酸盐、3-苄基-5-氯苯并噻唑鎓六氟锑酸盐。
所述四氢噻吩鎓盐例如可列举:4,7-二-正丁氧基-1-萘基四氢噻吩鎓三氟甲磺酸盐、1-(4-正丁氧基萘-1-基)四氢噻吩鎓三氟甲磺酸盐、1-(4-正丁氧基萘-1-基)四氢噻吩鎓九氟-正丁磺酸盐、1-(4-正丁氧基萘-1-基)四氢噻吩鎓-1,1,2,2-四氟-2-(降冰片烷-2-基)乙磺酸盐、1-(4-正丁氧基萘-1-基)四氢噻吩鎓-2-(5-叔丁氧基羰氧基双环[2.2.1]庚烷-2-基)-1,1,2,2-四氟乙磺酸盐、1-(4-正丁氧基萘-1-基)四氢噻吩鎓-2-(6-叔丁氧基羰氧基双环[2.2.1]庚烷-2-基)-1,1,2,2-四氟乙磺酸盐。
[磺酰亚胺化合物]
作为[C]酸产生剂而优选的磺酰亚胺化合物例如可列举:N-(三氟甲基磺酰氧基)丁二酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)丁二酰亚胺、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)丁二酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)丁二酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)丁二酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)邻苯二甲酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)邻苯二甲酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)邻苯二甲酰亚胺、N-(2-氟苯基磺酰氧基)邻苯二甲酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)二苯基顺丁烯二酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)二苯基顺丁烯二酰亚胺、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)二苯基顺丁烯二酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)二苯基顺丁烯二酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)二苯基顺丁烯二酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)二苯基顺丁烯二酰亚胺、N-(苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(三氟甲磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(九氟丁磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)-7-氧杂双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)-7-氧杂双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)-7-氧杂双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)-7-氧杂双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)-7-氧杂双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧基酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)双环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基酰亚胺、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧基酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)萘基二羧基酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)萘基二羧基酰亚胺、N-(4-甲基苯基磺酰氧基)萘基二羧基酰亚胺、N-(苯基磺酰氧基)萘基二羧基酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)萘基二羧基酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)萘基二羧基酰亚胺、N-(五氟乙基磺酰氧基)萘基二羧基酰亚胺、N-(七氟丙基磺酰氧基)萘基二羧基酰亚胺、N-(九氟丁基磺酰氧基)萘基二羧基酰亚胺、N-(乙基磺酰氧基)萘基二羧基酰亚胺、N-(丙基磺酰氧基)萘基二羧基酰亚胺、N-(丁基磺酰氧基)萘基二羧基酰亚胺、N-(戊基磺酰氧基)萘基二羧基酰亚胺、N-(己基磺酰氧基)萘基二羧基酰亚胺、N-(庚基磺酰氧基)萘基二羧基酰亚胺、N-(辛基磺酰氧基)萘基二羧基酰亚胺、N-(壬基磺酰氧基)萘基二羧基酰亚胺等。
[含卤素的化合物]
作为[C]酸产生剂而优选的含卤素的化合物例如可列举:含卤代烷基的烃化合物、含卤代烷基的杂环状化合物。
[重氮甲烷化合物]
作为[C]酸产生剂而优选的重氮甲烷化合物例如可列举:双(三氟甲基磺酰基)重氮甲烷、双(环己基磺酰基)重氮甲烷、双(苯基磺酰基)重氮甲烷、双(p-甲苯基磺酰基)重氮甲烷、双(2,4-二甲苯基磺酰基)重氮甲烷、双(对氯苯基磺酰基)重氮甲烷、甲基磺酰基-对甲苯磺酰基重氮甲烷、环己基磺酰基(1,1-二甲基乙基磺酰基)重氮甲烷、双(1,1-二甲基乙基磺酰基)重氮甲烷、苯基磺酰基(苯甲酰基)重氮甲烷等。
[砜化合物]
作为[C]酸产生剂而优选的砜化合物例如可列举:β-酮砜化合物、β-磺酰基砜化合物、二芳基二砜化合物。
[磺酸酯化合物]
作为[C]酸产生剂而优选的磺酸酯化合物例如可列举:烷基磺酸酯、卤代烷基磺酸酯、芳基磺酸酯、亚氨基磺酸酯。
[羧酸酯化合物]
作为[C]酸产生剂而优选的羧酸酯化合物例如可列举:羧酸邻硝基苄基酯。
[C]酸产生剂优选为肟磺酸酯化合物、鎓盐、磺酸酯化合物,更优选为肟磺酸酯化合物。所述肟磺酸酯化合物优选为所述式(5-3-1)~式(5-3-5)所表示的包含肟磺酸酯基的化合物,更优选为所述式(5-3-5)所表示的化合物。
另外,所述鎓盐优选为四氢噻吩鎓盐、苄基锍盐,更优选为4,7-二-正丁氧基-1-萘基四氢噻吩鎓三氟甲磺酸盐、苄基-4-羟基苯基甲基锍六氟磷酸盐,尤其优选为4,7-二-正丁氧基-1-萘基四氢噻吩鎓三氟甲磺酸盐。所述磺酸酯化合物优选为卤代烷基磺酸酯,更优选为N-羟基萘二甲酰亚胺-三氟甲磺酸酯。通过使用所述化合物来作为[C]酸产生剂,可提高所述树脂组合物的感度,进而可提高溶解性。
相对于[A]聚合体100质量份,[C]酸产生剂的含量优选为0.1质量份~10质量份,更优选为1质量份~5质量份。通过将[C]酸产生剂的含量设为所述范围,可使树脂组合物的感度最佳化,因此可通过经过所述步骤(i)~(ii)来形成高解析度的凹图案。
<[D]增感剂>
所述树脂组合物可含有[D]增感剂。
通过所述树脂组合物含有[D]增感剂,可进一步提高该组合物的放射线感度。[D]增感剂优选为吸收光化射线或者放射线而成为电子激发状态的化合物。通过成为电子激发状态的[D]增感剂与[C]酸产生剂接触,而产生电子转移、能量转移、发热等,借此,[C]酸产生剂产生化学变化而分解产生酸。
[D]增感剂可列举属于以下的化合物类,且在350nm~450nm的区域具有吸收波长的化合物等。
[D]增感剂例如可列举:芘、苝、三亚苯基、蒽、9,10-二丁氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、3,7-二甲氧基蒽、9,10-二丙氧基蒽等多核芳香族类;
荧光素(fluorescein)、曙红(eosin)、赤藓红(erythrosine)、罗丹明B(rhodamineB)、孟加拉玫瑰红(Rose Bengal)等呫吨(xanthene)类;
呫吨酮(xanthone)、噻吨酮(thioxanthone)、二甲基噻吨酮、二乙基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨-9-酮等呫吨酮类;
硫杂羰花青(thiacarbocyanine)、氧杂羰花青(oxacarbocyanine)等花青(cyanine)类;
部花青(merocyanine)、羰部花青(carbomerocyanine)等部花青类;
若丹菁(rhodacyanine)类;
氧杂菁(oxonol)类;
硫堇(thionine)、亚甲基蓝(methylene blue)、甲苯胺蓝(toluidine blue)等噻嗪(thiazine)类;
吖啶橙(acridine orange)、氯黄素(chloroflavin)、吖啶黄素(acriflavin)等吖啶类;
吖啶酮(acridone)、10-丁基-2-氯吖啶酮等吖啶酮类;
蒽醌(anthraquinone)等蒽醌类;
方酸(squarylium)等方酸类;
苯乙烯基类;
2-[2-[4-(二甲基氨基)苯基]乙烯基]苯并噁唑等基础苯乙烯基类;
7-二乙基氨基4-甲基香豆素、7-羟基4-甲基香豆素、2,3,6,7-四氢-9-甲基-1H,5H,11H[1]苯并吡喃并[6,7,8-ij]喹嗪-11-酮等香豆素类等。
这些[D]增感剂中,优选为多核芳香族类、吖啶酮类、苯乙烯基类、基础苯乙烯基类、香豆素类、呫吨酮类,更优选为呫吨酮类。呫吨酮类中特别优选为二乙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨-9-酮以及异丙基噻吨酮。
[D]增感剂可单独使用一种,也可使用两种以上。在使用[D]增感剂的情况下,相对于[A]聚合体100质量份,其使用量优选为0.05质量份~8质量份,更优选为0.1质量份~4质量份。通过将[D]增感剂的使用量设为所述范围,可使树脂组合物的感度最佳化,因此可通过经过所述步骤(i)~(ii)而形成高解析度的凹图案。
<[E]淬灭剂>
所述树脂组合物可含有[E]淬灭剂。
[E]淬灭剂作为防止来自[C]酸产生剂的酸的扩散的酸扩散抑制剂而发挥功能。[E]淬灭剂可列举烷基胺类或咪唑类等环式胺类,具体而言,例如可列举:具有咪唑结构的化合物(2-苯基苯并咪唑、2,4,5-三苯基咪唑等)、具有哌啶结构的化合物[N-羟基乙基哌啶以及双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯等]、具有吡啶结构的化合物(4-二甲基氨基吡啶等)、以及具有安替比林(antipyrine)结构的化合物(安替比林及羟基安替比林等)、1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯以及1,8-二氮杂双环[5.4.0]-十一-7-烯。
另外,[E]淬灭剂可列举通过曝光而感光,产生弱酸的光崩解性碱。光崩解性碱在曝光部中产生酸,另一方面,在未曝光部中发挥由阴离子带来的高的酸捕捉功能,捕捉来自[C]酸产生剂的酸,使自曝光部扩散至未曝光部的酸失活。即,由于仅在未曝光部中使酸失活,故而保护基的脱离反应的对比度提高,结果可进一步提高解析性。光崩解性碱的一例可列举通过曝光而分解,失去酸扩散控制性的鎓盐化合物。
[E]淬灭剂可单独使用一种,也可使用两种以上。
相对于[A]聚合体100质量份,[E]淬灭剂的含量优选为0.001质量份~5质量份,更优选为0.005质量份~3质量份。通过将[D]增感剂的含量设为所述范围,可使树脂组合物的反应性最佳化,因此可通过经过所述步骤(i)~(ii)而形成高解析度的凹图案。
<[F]聚合性化合物>
树脂组合物通过含有[F]聚合性化合物,可使该组合物硬化。
[F]聚合性化合物优选为具有乙烯性不饱和键的聚合性化合物。但,为[A]聚合体以外的化合物。
就聚合性良好,由树脂组合物获得的膜的强度提高的观点而言,所述[F]聚合性化合物优选为单官能、二官能或者三官能以上的(甲基)丙烯酸酯。
此外,所谓单官能化合物是指具有1个(甲基)丙烯酰基的化合物,所谓二官能或三官能以上的化合物分别是指具有2个或3个以上的(甲基)丙烯酰基的化合物。
所述单官能(甲基)丙烯酸酯例如可列举:丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、二乙二醇单乙醚丙烯酸酯、二乙二醇单乙醚甲基丙烯酸酯、(2-丙烯酰氧基乙基)(2-羟基丙基)邻苯二甲酸酯、(2-甲基丙烯酰氧基乙基)(2-羟基丙基)邻苯二甲酸酯、ω-羧基聚己内酯单丙烯酸酯。市售品例如可列举:亚罗尼斯(Aronix)(注册商标)M-101、亚罗尼斯(Aronix)M-111、亚罗尼斯(Aronix)M-114、亚罗尼斯(Aronix)M-5300(以上,东亚合成公司);卡亚拉德(KAYARAD)(注册商标)TC-110S、卡亚拉德(KAYARAD)TC-120S(以上,日本化药公司);毕斯寇特(Viscoat)158、毕斯寇特(Viscoat)2311(以上,大阪有机化学工业公司)。
所述二官能(甲基)丙烯酸酯例如可列举:乙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二甲基丙烯酸酯。市售品例如可列举:亚罗尼斯(Aronix)(注册商标)M-210、亚罗尼斯(Aronix)M-240、亚罗尼斯(Aronix)M-6200(以上,东亚合成公司);卡亚拉德(KAYARAD)(注册商标)HDDA、卡亚拉德(KAYARAD)HX-220、卡亚拉德(KAYARAD)R-604(以上,日本化药公司);毕斯寇特(Viscoat)260、毕斯寇特(Viscoat)312、毕斯寇特(Viscoat)335HP(以上,大阪有机化学工业公司);莱特丙烯酸酯(LightAcrylate)1,9-NDA(共荣社化学公司)。
所述三官能以上的(甲基)丙烯酸酯例如可列举:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇五甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯与二季戊四醇六丙烯酸酯的混合物、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、环氧乙烷改性二季戊四醇六丙烯酸酯、三(2-丙烯酰氧基乙基)磷酸酯、三(2-甲基丙烯酰氧基乙基)磷酸酯、丁二酸改性季戊四醇三丙烯酸酯、丁二酸改性二季戊四醇五丙烯酸酯、三(丙烯酰氧基乙基)异氰脲酸酯,除此以外可列举:使具有直链亚烷基及脂环式结构且具有2个以上的异氰酸酯基的化合物,与分子内具有1个以上的羟基且具有3个、4个或5个(甲基)丙烯酰基氧基的化合物进行反应而获得的多官能丙烯酸氨基甲酸酯系化合物。市售品例如可列举:亚罗尼斯(Aronix)(注册商标)M-309、亚罗尼斯(Aronix)M-315、亚罗尼斯(Aronix)M-400、亚罗尼斯(Aronix)M-405、亚罗尼斯(Aronix)M-450、亚罗尼斯(Aronix)M-7100、亚罗尼斯(Aronix)M-8030、亚罗尼斯(Aronix)M-8060、亚罗尼斯(Aronix)TO-1450(以上,东亚合成公司);卡亚拉德(KAYARAD)(注册商标)TMPTA、卡亚拉德(KAYARAD)DPHA、卡亚拉德(KAYARAD)DPCA-20、卡亚拉德(KAYARAD)DPCA-30、卡亚拉德(KAYARAD)DPCA-60、卡亚拉德(KAYARAD)DPCA-120、卡亚拉德(KAYARAD)DPEA-12(以上,日本化药公司);毕斯寇特(Viscoat)295、毕斯寇特(Viscoat)300、毕斯寇特(Viscoat)360、毕斯寇特(Viscoat)GPT、毕斯寇特(Viscoat)3PA、毕斯寇特(Viscoat)400(以上,大阪有机化学工业公司);含有多官能丙烯酸氨基甲酸酯系化合物的市售品可列举:纽佛帝尔(NewFrontier)(注册商标)R-1150(第一工业制药公司)、卡亚拉德(KAYARAD)(注册商标)DPHA-40H(日本化药公司)等。
这些[F]聚合性化合物中,优选为:ω-羧基聚己内酯单丙烯酸酯、1,9-壬二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯与二季戊四醇五丙烯酸酯的混合物、环氧乙烷改性二季戊四醇六丙烯酸酯、丁二酸改性季戊四醇三丙烯酸酯、丁二酸改性二季戊四醇五丙烯酸酯、含有多官能丙烯酸氨基甲酸酯系化合物的市售品等。其中,优选为三官能以上的(甲基)丙烯酸酯,特别优选为二季戊四醇六丙烯酸酯与二季戊四醇五丙烯酸酯的混合物。
[F]聚合性化合物可单独使用一种,也可使用两种以上。相对于[A]聚合体100质量份,[F]聚合性化合物的使用量优选为1质量份~300质量份,更优选为3质量份~200质量份,尤其优选为4质量份~100质量份。通过将[F]聚合性化合物的使用量设为所述范围内,可提高由树脂组合物所获得的涂膜的高度,使耐热性更良好。
<[G]感放射线性聚合引发剂>
[G]感放射线性聚合引发剂是受到放射线的照射而促进[F]聚合性化合物的聚合的化合物。因此,在树脂组合物含有[F]聚合性化合物的情况下,优选为使用[G]感放射线性聚合引发剂。
[G]感放射线性聚合引发剂可列举:O-酰基肟化合物、苯乙酮化合物、联咪唑化合物等。
所述O-酰基肟化合物的具体例可列举:乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、1-[9-乙基-6-苯甲酰基-9.H.-咔唑-3-基]-辛烷-1-酮肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙烷-1-酮肟-O-苯甲酸酯、1-[9-正丁基-6-(2-乙基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙烷-1-酮肟-O-苯甲酸酯、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢吡喃基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢呋喃基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧杂环戊基)甲氧基苯甲酰基}-9.H.-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)。这些O-酰基肟化合物可单独使用或者使用两种以上。
这些化合物中,优选的O-酰基肟化合物可列举:乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基甲氧基苯甲酰基)-9.H.-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧杂环戊基)甲氧基苯甲酰基}-9.H.-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)。
所述苯乙酮化合物例如可列举:α-氨基酮化合物、α-羟基酮化合物。
所述α-氨基酮化合物的具体例可列举:2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁烷-1-酮、2-二甲基氨基-2-(4-甲基苄基)-1-(4-吗啉-4-基-苯基)-丁烷-1-酮、2-甲基-1-(4-甲基硫苯基)-2-吗啉基丙烷-1-酮。
所述α-羟基酮化合物的具体例可列举:1-苯基-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、4-(2-羟基乙氧基)苯基-(2-羟基-2-丙基)酮、1-羟基环己基苯基酮。
以上的苯乙酮化合物可单独使用或者使用两种以上。
这些苯乙酮化合物中优选为α-氨基酮化合物,特别优选为2-二甲基氨基-2-(4-甲基苄基)-1-(4-吗啉-4-基-苯基)-丁烷-1-酮、2-甲基-1-(4-甲基硫苯基)-2-吗啉基丙烷-1-酮。
所述联咪唑化合物的具体例可列举:2,2′-双(2-氯苯基)-4,4′,5,5′-四(4-乙氧基羰基苯基)-1,2′-联咪唑、2,2′-双(2-氯苯基)-4,4′,5,5′-四苯基-1,2′-联咪唑、2,2′-双(2,4-二氯苯基)-4,4′,5,5′-四苯基-1,2′-联咪唑、2,2′-双(2,4,6-三氯苯基)-4,4′,5,5′-四苯基-1,2′-联咪唑。这些联咪唑化合物可单独使用或者使用两种以上。
这些联咪唑化合物中,优选为:2,2′-双(2-氯苯基)-4,4′,5,5′-四苯基-1,2′-联咪唑、2,2′-双(2,4-二氯苯基)-4,4′,5,5′-四苯基-1,2′-联咪唑、2,2′-双(2,4,6-三氯苯基)-4,4′,5,5′-四苯基-1,2′-联咪唑,特别优选为2,2′-双(2,4-二氯苯基)-4,4′,5,5′-四苯基-1,2′-联咪唑。
在所述树脂组合物中,使用联咪唑化合物作为[G]感放射线性聚合引发剂的情况下,为了使其增感,可添加具有二烷基氨基的脂肪族或者芳香族化合物(以下称为“氨基系增感剂”)。
如上所述的氨基系增感剂例如可列举:4,4′-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4′-双(二乙基氨基)二苯甲酮。这些氨基系增感剂中,特别优选为4,4′-双(二乙基氨基)二苯甲酮。这些氨基系增感剂可单独使用或者使用两种以上。
进而,在将联咪唑化合物与氨基系增感剂并用的情况下,可添加硫醇化合物作为氢自由基供给剂。联咪唑化合物利用氨基系增感剂而增感、开裂,产生咪唑自由基,但在该状态下存在未表现出高的聚合引发能力的情况。但是,在联咪唑化合物与氨基系增感剂共存的体系中,通过添加硫醇化合物,而由硫醇化合物对咪唑自由基供给氢自由基。其结果为,咪唑自由基转变为中性的咪唑,并且产生聚合引发能力高的硫自由基的成分。因此,在对所述树脂组合物添加联咪唑化合物、氨基系增感剂及硫醇化合物的情况下,即便是低放射线照射量,也可形成硬度高的膜。
如上所述的硫醇化合物的具体例可列举:2-巯基苯并噻唑、2-巯基苯并噁唑、2-巯基苯并咪唑、2-巯基-5-甲氧基苯并噻唑等芳香族硫醇化合物;
3-巯基丙酸、3-巯基丙酸甲酯等脂肪族单硫醇化合物;
季戊四醇四(巯基乙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙烯酸酯)等二官能以上的脂肪族硫醇化合物。
这些硫醇化合物可单独使用或者使用两种以上。
这些硫醇化合物中,特别优选为2-巯基苯并噻唑。
在将联咪唑化合物与氨基系增感剂并用的情况下,相对于联咪唑化合物100质量份,氨基系增感剂的使用量优选为0.1质量份~50质量份,更优选为1质量份~20质量份。通过将氨基系增感剂的使用量设为所述范围内,可提高曝光时的反应性。
另外,在将联咪唑化合物、氨基系增感剂及硫醇化合物并用的情况下,相对于联咪唑化合物100质量份,硫醇化合物的使用量优选为0.1质量份~50质量份,更优选为1质量份~20质量份。通过将硫醇化合物的使用量设为所述范围内,可进一步提高曝光时的反应性。
在树脂组合物含有[G]感放射线性聚合引发剂的情况下,优选为含有选自由O-酰基肟化合物及苯乙酮化合物所组成的群组中的至少一种,也可更含有联咪唑化合物。
[G]感放射线性聚合引发剂可单独使用一种,也可使用两种以上。
相对于[A]聚合体100质量份,[G]感放射线性聚合引发剂的使用量优选为0.05质量份~50质量份,更优选为0.1质量份~20质量份。通过将[G]感放射线性聚合引发剂的使用量设为所述范围内,即便是低曝光量,也可以高的放射线感度来进行涂膜的硬化。
<其他的任意成分>
只要不损及本发明的效果,所述树脂组合物可更含有其他的任意成分。
其他的任意成分可列举:表面活性剂、保存稳定剂、粘接助剂、耐热性提高剂等。
其他的任意成分可单独使用一种,也可使用两种以上。
[导电膜形成用组合物]
所述导电膜形成用组合物并无特别限定,只要是可形成导电膜的组合物即可,优选为具有流动性的液状的墨水、膏。
例如可列举:导电膜形成墨水、导电膜形成膏、包含颜料或染料的着色性墨水、着色性膏、有机半导体溶液或氧化物半导体分散体、有机EL发光体溶液或量子点(quantumdot),包含碳纳米管(carbon nanotube)、石墨烯(graphene)、碳黑等纳米碳的墨水。
这些组合物中,优选为导电膜形成墨水以及导电膜形成膏,具体而言,优选为:分散有金属粒子的墨水或膏、包含金属盐及还原剂的墨水或膏、分散有可通过还原环境下的加热而金属化的金属氧化物粒子的墨水或膏、导电性高分子的分散体或溶液、分散有碳纳米管或石墨烯等纳米碳的墨水或膏,尤其就导电性与涂敷性的观点而言,优选为分散有金属粒子的墨水或膏、包含金属盐及还原剂的墨水或膏。
这些墨水或膏可利用各种的印刷法、涂布法、浸渍法等来形成涂膜,另外,该涂膜经加热而成为导电性的导通性膜(导电膜)。
如上所述的墨水或膏理想为,粘度(温度:20℃、剪切速度:10sec-1)在优选为0.001Pa·s~100Pa·s、更优选为0.001Pa·s~1Pa·s的范围内。
形成导电膜时,就涂布性或操作性、保存容易性等方面而言,以前要求使用0.001Pa·s~100Pa·s、优选为0.001Pa·s~1Pa·s的低粘度(温度:20℃、剪切速度:10sec-1)的导电膜形成用组合物,但就导电膜形成用组合物的润湿扩展或渗透等方面而言,现有的导电膜的制造方法中,为了制造高精细的导电膜,无法使用如上所述的低粘度的组合物。
另一方面,本发明中,由于在所述凹图案上形成导电膜,故而即便使用所述低粘度的导电膜形成用组合物,也可抑制该组合物的润湿扩展或渗透,可制造高精细的导电膜。
因此,就进一步发挥本发明的效果的方面而言,优选为使用所述低粘度的导电膜形成用组合物。
(金属盐)
就所述金属盐而言,该金属盐中所含的金属离子由所述还原剂还原而成为金属单体。而且,在所形成的导电膜中,发挥表现导电性的作用。例如,在金属盐为铜盐的情况下,铜盐中所含的铜离子由还原剂还原而成为铜单体,形成导电膜。
所述金属盐优选为铜盐、银盐。
所述金属盐可单独使用一种,也可使用两种以上。
铜盐只要是含有铜离子的化合物即可,并无特别限定,例如可列举包含铜离子、与无机阴离子种及有机阴离子种中的至少一者的铜盐。这些铜盐中,就溶解度的观点而言,优选为使用选自由铜羧酸盐、铜的氢氧化物、以及铜与乙酰基丙酮衍生物的错盐所组成的群组中的一种或者两种以上。
作为所述铜羧酸盐,例如可列举以下的铜盐来作为优选化合物:丙二酸铜、丁二酸铜、顺丁烯二酸铜等与二羧酸的铜盐,苯甲酸铜、水杨酸铜等与芳香族羧酸的铜盐,乙酸铜、三氟乙酸铜、丙酸铜、丁酸铜、异丁酸铜、2-甲基丁酸铜、2-乙基丁酸铜、戊酸铜、异戊酸铜、特戊酸铜、己酸铜、庚酸铜、辛酸铜、2-乙基己酸铜、壬酸铜、甲酸铜、羟基乙酸铜、乙醛酸铜、乳酸铜、乙二酸铜、酒石酸铜、苹果酸铜、柠檬酸铜等与具有单羧基的有机酸的铜盐。此外,甲酸铜可为无水合物,也可水合。甲酸铜的水合物可列举四水合物。
另外,作为所述铜与乙酰基丙酮衍生物的错盐,例如可列举以下错盐来作为优选的化合物:乙酰基丙酮酸铜、1,1,1-三甲基乙酰基丙酮酸铜、1,1,1,5,5,5-六甲基乙酰基丙酮酸铜、1,1,1-三氟乙酰基丙酮酸铜、以及1,1,1,5,5,5-六氟乙酰基丙酮酸铜。
这些化合物中,在考虑到对于还原剂或溶剂的溶解性或分散性、所形成的导电膜的电阻特性的情况下,优选为:乙酸铜、丙酸铜、异丁酸铜、戊酸铜、异戊酸铜、甲酸铜、甲酸铜四水合物、乙醛酸铜等铜羧酸盐。
银盐若为银的盐,则并无特别限定。
例如可列举:硝酸银、乙酸银、氧化银、乙酰基丙酮银、苯甲酸银、溴酸银、溴化银、碳酸银、氯化银、柠檬酸银、氟化银、碘酸银、碘化银、乳酸银、亚硝酸银、过氯酸银、磷酸银、硫酸银、硫化银、及三氟乙酸银。
作为所述金属盐,在所形成的导电膜中,就抑制金属原子的迁移的观点而言,优选为使用铜盐。铜盐中,特别优选为还原性优异的甲酸铜。甲酸铜可为无水合物,也可为甲酸铜四水合物。
相对于该组合物的总量,导电膜形成用组合物中的金属盐的含量优选为0.01质量%~50质量%的范围,更优选为0.1质量%~30质量%的范围。通过将金属盐的含量设为所述范围,可形成具有稳定且优异的导电性的导电膜。就获得低电阻值的导电膜的观点而言,金属盐的含量优选为0.01质量%以上。另外,就获得化学性稳定的导电膜形成用组合物的观点而言,金属盐的含量优选为50质量%以下。
(还原剂)
出于将金属盐中所含的金属离子进行还原而形成金属单体的目的,所述导电膜形成用组合物优选为与所述金属盐一起含有还原剂。还原剂若对于所使用的金属盐中所含的金属离子具有还原性,则并无特别限定。
所述还原剂例如可列举:具有选自由硫醇基、腈基、氨基、羟基及羟基羰基所组成的群组中的一种或两种以上的官能基的单分子化合物,或在分子结构内具有选自由氮原子、氧原子及硫原子所组成的群组中的一种或两种以上的杂原子的聚合物。
所述单分子化合物例如可列举:烷烃硫醇类、胺类、肼类、单醇类、二醇类、羟基胺类、α-羟基酮类及羧酸类。
所述聚合物例如可列举:聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、羧基甲基纤维素、聚乙烯醇及聚环氧乙烷。
这些化合物中,若考虑到金属盐的溶解性等,优选为选自由烷烃硫醇类及胺类所组成的群组中的一种以上。
所述烷烃硫醇类例如可列举:乙硫醇、正丙硫醇、异丙硫醇、正丁硫醇、异丁硫醇、叔丁硫醇、正戊硫醇、正己硫醇、正庚硫醇、正辛硫醇、2-乙基己硫醇。
另外,所述胺类可列举胺化合物,例如可列举:3-(2-乙基己氧基)丙基胺、乙基胺、正丙基胺、异丙基胺、正丁基胺、异丁基胺、叔丁基胺、正戊基胺、正己基胺、环己基胺、正庚基胺、正辛基胺、2-乙基己基胺、2-乙基己基丙基胺、3-乙氧基丙基胺、正壬基胺、正癸基胺、正十一烷基胺、正十二烷基胺、正十三烷基胺、正十四烷基胺、正十五烷基胺、正十六烷基胺、苄基胺、氨基乙醛二乙基缩醛等单胺化合物,乙二胺、N-甲基乙二胺、N,N′-二甲基乙二胺、N,N,N′,N′-四甲基乙二胺、N-乙基乙二胺、N,N′-二乙基乙二胺、1,3-丙二胺、N,N′-二甲基-1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、N,N′-二甲基-1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、N,N′-二甲基-1,5-戊二胺、1,6-己二胺、N,N′-二甲基-1,6-己二胺、异佛尔酮二胺等二胺化合物,二亚乙基三胺、N,N,N′,N″N″-五甲基二亚乙基三胺、N-(氨基乙基)哌嗪、N-(氨基丙基)哌嗪等三胺化合物。
所述肼类例如可列举:1,1-二-正丁基肼、1,1-二-叔丁基肼、1,1-二-正戊基肼、1,1-二-正己基肼、1,1-二环己基肼、1,1-二-正庚基肼、1,1-二-正辛基肼、1,1-二-(2-乙基己基)肼、1,1-二苯基肼、1,1-二苄基肼、1,2-二-正丁基肼、1,2-二-叔丁基肼、1,2-二-正戊基肼、1,2-二-正己基肼、1,2-二环己基肼、1,2-二-正庚基肼、1,2-二-正辛基肼、1,2-二-(2-乙基己基)肼、1,2-二苯基肼以及1,2-二苄基肼。
所述单醇类例如可列举:甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、戊醇、己醇、庚醇、辛醇、环己醇、苄基醇、萜品醇。
所述二醇类例如可列举:乙二醇、丙二醇、1,2-丁二醇、1,2-戊二醇、1,2-己二醇、2,3-丁二醇、2,3-戊二醇、2,3-己二醇、2,3-庚二醇、3,4-己二醇、3,4-庚二醇、3,4-辛二醇、3,4-壬二醇、3,4-癸二醇、4,5-辛二醇、4,5-壬二醇、4,5-癸二醇、5,6-癸二醇、3-N,N-二甲基氨基-1,2-丙二醇、3-N,N-二乙基氨基-1,2-丙二醇、3-N,N-二-正丙基氨基-1,2-丙二醇、3-N,N-二-异丙基氨基-1,2-丙二醇、3-N,N-二-正丁基氨基-1,2-丙二醇、3-N,N-二-异丁基氨基-1,2-丙二醇以及3-N,N-二-叔丁基氨基-1,2-丙二醇。
所述羟基胺类例如可列举:N,N-二乙基羟基胺、N,N-二-正丙基羟基胺、N,N-二-正丁基羟基胺、N,N-二-正戊基羟基胺以及N,N-二-正己基羟基胺。
所述α-羟基酮类例如可列举:羟基丙酮、1-羟基-2-丁酮、3-羟基-2-丁酮、1-羟基-2-戊酮、3-羟基-2-戊酮、2-羟基-3-戊酮、3-羟基-2-己酮、2-羟基-3-己酮、4-羟基-3-己酮、4-羟基-3-庚酮、3-羟基-4-庚酮以及5-羟基-4-辛酮。
所述羧酸类若为对金属盐具有还原性者,则并无特别限定,例如可列举:甲酸、羟基乙酸、乙醛酸、乳酸、乙二酸、酒石酸、苹果酸以及柠檬酸。
以上的还原剂可根据所述金属盐的种类,来适当选择或者组合使用一种或者两种以上的可将其还原者。例如,在使用甲酸铜作为金属盐的情况下,还原剂优选为胺化合物,更优选为2-乙基己基丙基胺以及3-乙氧基丙基胺。
相对于该组合物的总量,所述导电膜形成用组合物中的还原剂的含量优选为1质量%~99质量%的范围,更优选为10质量%~90质量%的范围。通过将还原剂的含量设为1质量%~99质量%的范围,可形成具有优异的导电性的导电膜。另外,进而通过设为10质量%~90质量%的范围,可形成具有低的电阻值、且与电极的密合性优异的导电膜。
(金属微粒子)
出于提高金属盐的还原析出速度的目的、或者调节该组合物的粘度的目的,所述导电膜形成用组合物可含有金属微粒子。
金属微粒子并无特别限定,但就该粒子的导电性与稳定性的观点而言,例如优选为含有选自由金、银、铜、铂及钯所组成的群组中的一种或两种以上的金属种的粒子。这些金属种可为单体,也可为与其他金属的合金。在这些金属种为单体的情况下,优选的金属微粒子可列举选自由金微粒子、银微粒子、铜微粒子、铂微粒子及钯微粒子所组成的群组中的至少一种或两种以上的组合。
所述金属微粒子中,就成本方面、获取的容易度、以及形成导电膜时的催化剂能力而言,优选为含有选自由银、铜及钯所组成的群组中的一种或两种以上的金属种的金属微粒子。也可使用这些以外的金属微粒子,例如在对金属盐使用铜盐的情况下,存在如下顾虑:通过铜离子,金属微粒子受到氧化,或催化剂能力下降,自铜盐向金属铜的还原析出速度下降;因此更优选为使用所述金属微粒子。
所述金属微粒子的平均粒径优选为0.05μm~5μm的范围。就防止金属表面的活性提高而产生氧化反应的观点、以及防止金属微粒子彼此的凝聚的观点而言,金属微粒子的粒径优选为0.05μm以上。另外,就在将导电膜形成用组合物长期保存时防止金属微粒子的沉降的观点而言,金属微粒子的平均粒径优选为5μm以下。
所述平均粒径的测定方法如以下所述。
可通过如下方式来求出:在使用透射型电子显微镜(Transmission ElectronMicroscopy,TEM)、场发射型透射电子显微镜(Field Emission-Transmission ElectronMicroscopy,FE-TEM)、场发射型扫描电子显微镜(Field Emission-Scanning ElectronMicroscope,FE-SEM)等显微镜来观测的视野中,选择任意的3个部位,以最适合粒径测定的倍率进行拍摄。根据所获得的各个照片,任意地选择100个粒子,以TEM、FE-TEM、FE-SEM等来测定粒子的长轴,除以测定倍率而算出粒径,将这些值进行算术平均。另外,关于标准偏差,可在所述观察时利用各个金属微粒子的粒径与数量来求出。
所述金属微粒子可为市售者,也可为利用公知的方法来合成者,并无特别限定。公知的合成方法例如可列举:溅射法或气体中蒸镀法等气相法(干式法);将金属化合物溶液在表面保护剂的存在下进行还原而使金属微粒子析出等的液相法(湿式法)。
金属微粒子中的金属纯度并无特别限定,但若为低纯度,则存在对所获得的导电膜的导电性造成不良影响的顾虑,因此优选为95%以上,更优选为99%以上。
相对于该组合物的总量,所述导电膜形成用组合物中的金属微粒子的含量优选为0质量%~60质量%的范围,更优选为1质量%~40质量%,特别优选为1质量%~20质量%的范围。
(溶剂)
就调节该组合物的粘度来提高导电膜的生产性的观点、或获得低电阻且均匀的导电膜的观点而言,所述导电膜形成用组合物优选为含有溶剂。
溶剂是可使导电膜形成用组合物中的各成分溶解或者分散者,可列举不参与金属盐的还原反应的有机溶媒。具体而言,可列举:选自由醚类、酯类、脂肪族烃类及芳香族烃类所组成的群组中的一种或者具有相溶性的两种以上的混合物。
醚类、脂肪族烃类及芳香族烃类可列举作为所述[B]溶剂而例示的化合物等。
酯类例如可列举:甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丁酯、γ-丁内酯,除此以外可列举作为[B]溶剂而例示的化合物。
这些有机溶剂中,尤其就粘度的调整的容易度的观点而言,优选为醚类,特别优选为己基甲醚、二乙二醇二甲醚等。
相对于该组合物的总量,导电膜形成用组合物中所含有的溶剂的含量优选为0质量%~95质量%的范围,更优选为1质量%~70质量%的范围,特别优选为10质量%~50质量%的范围。
导电膜形成用组合物可通过将所述各成分进行混合来制造。该混合方法并无特别限定,例如可列举:利用搅拌叶片的搅拌、利用搅拌器及搅拌子的搅拌、利用沸腾器的搅拌、利用超声波(均质机)的搅拌。作为搅拌条件,例如在利用搅拌叶片的搅拌的情况下,搅拌叶片的旋转速度通常为1rpm~4000rpm的范围,优选为100rpm~2000rpm的范围。
实施例
以下,基于实施例来对本发明进行详细说明,但本发明并不限定于该实施例来解释。
[GPC分析]
以下的合成例中获得的聚合体的聚苯乙烯换算的重量平均分子量(Mw)及分子量分布(Mw/Mn)是利用以下的条件来测定。
·测定方法:凝胶渗透色谱法(GPC)法
·标准物质:聚苯乙烯换算
·装置:东曹(股)制造,商品名:HLC-8220
·管柱:将东曹(股)制造的保护管柱(guard column)HXL-H、TSK gel G7000HXL、2根TSK gel GMHXL、TSK gel G2000HXL依次连结者
·溶媒:四氢呋喃
·样品浓度:0.7质量%
·注入量:70μL
·流速:1mL/min
[1H-NMR的测定]
1H-NMR是使用CDCl3作为溶媒,且使用核磁共振装置(布鲁克(Bruker)制造,阿旺斯(AVANCE)III AV400N),在温度为25℃的条件下进行测定。
<聚合体的合成>
[合成例1]
在具备冷却管及搅拌机的烧瓶中,加入8质量份的2,2′-偶氮双(2-甲基丙烯酸)二甲酯、2质量份的2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯、以及200质量份的二乙二醇二甲醚。继而加入42质量份的甲基丙烯酸2-羟基乙酯以及58质量份的甲基丙烯酸苄酯,在氮气环境下一边缓缓搅拌,一边使溶液的温度上升至80℃,将该温度保持4小时来进行聚合,借此获得包含作为共聚物的聚合体(A-1)的溶液(固体成分浓度=34.6质量%、Mw=26000、Mw/Mn=2.2)。此外,固体成分浓度是指共聚物质量在共聚物溶液的总质量中所占的比例。
继而,在10质量份的所获得的包含聚合体(A-1)的溶液中,添加13质量份的二乙二醇二甲醚、以及4.8质量份的3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟-1-乙烯基氧基辛烷,充分搅拌后,添加0.27质量份的三氟乙酸,在氮气环境下,在80℃下反应9小时。继而将反应溶液冷却至室温,添加0.3质量份的吡啶,将反应淬灭。通过将所获得的反应溶液滴加于大量过剩的甲醇中而进行再沉淀纯化,继而使沉淀物溶解于10质量份的二乙二醇二甲醚中后,通过滴加于大量过剩的己烷中而进行再沉淀纯化,使沉淀物干燥,借此获得作为白色固形状的共聚物的6.8质量份的[A]聚合体(P-1)。对于所获得的[A]聚合体(P-1),使用1H-NMR进行分析,确认缩醛化正在进行(化学位移:4.80ppm,缩醛基C-H)。
[合成例2]
在具备冷却管及搅拌机的烧瓶中,加入8质量份的2,2′-偶氮双(2-甲基丙烯酸)二甲酯、2质量份的季戊四醇四(3-巯基丙烯酸酯)、以及200质量份的丙二醇单甲醚。继而加入75质量份的甲基丙烯酸2-羟基乙酯以及25质量份的甲基丙烯酸苄酯,进行氮气置换后,一边缓缓搅拌,一边使溶液的温度上升至80℃,将该温度保持4小时来进行聚合,借此获得含有作为共聚物的聚合体(A-2)的溶液。将所获得的溶液滴加于大量过剩的己烷中,使沉淀物干燥,借此获得白色固体状的聚合体(A-2)(Mw=28000、Mw/Mn=2.3)。
继而,使5质量份的聚合体(A-2)溶解于42质量份的四氢呋喃中,添加12.4质量份的3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟-1-乙烯基氧基辛烷,充分搅拌后,添加0.66质量份的三氟乙酸,在氮气环境下,在80℃下反应9小时。继而将反应溶液冷却至室温,添加0.7质量份的吡啶,将反应淬灭。通过将所获得的反应溶液滴加于过剩量的甲醇中,而进行再沉淀纯化,继而使沉淀物再次溶解于15质量份的二乙二醇二甲醚中后,通过滴加于己烷中而进行再沉淀纯化,使沉淀物干燥,借此获得作为白色固形状的共聚物的11.0质量份的[A]聚合体(P-2)。对于所获得的[A]聚合体(P-2),使用1H-NMR来进行分析,确认缩醛化正在进行(化学位移:4.80ppm、缩醛基C-H)。
[合成例3]
在具备冷却管及搅拌机的烧瓶中,加入8质量份的2,2′-偶氮双(2-甲基丙烯酸)二甲酯、2质量份的2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯、以及200质量份的丙二醇单甲醚。继而加入30质量份的甲基丙烯酸以及70质量份的甲基丙烯酸苄酯,进行氮气置换后,一边缓缓搅拌,一边使溶液的温度上升至80℃,将该温度保持4小时来进行聚合,借此获得含有作为共聚物的聚合体(A-3)的溶液。将所获得的溶液滴加于大量过剩的己烷中,使沉淀物干燥,借此获得白色固体状的聚合体(A-3)(Mw=24000、Mw/Mn=2.2)。
继而,将5质量份的聚合体(A-3)溶解于34质量份的二乙二醇二甲醚中,添加9.4质量份的3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟-1-乙烯基氧基癸烷,充分搅拌后,添加0.09质量份的对甲苯磺酸吡啶鎓,在氮气环境下,在80℃下反应5小时。继而将反应溶液冷却至室温,添加0.04质量份的吡啶,将反应淬灭。通过将所获得的反应溶液滴加于过剩量的甲醇中,而进行再沉淀纯化,继而使沉淀物再次溶解于15质量份的二乙二醇二甲醚中后,通过滴加于己烷中而进行再沉淀纯化,使沉淀物干燥,借此获得作为白色固形状的共聚物的10.9质量份的[A]聚合体(P-3)。对于所获得的[A]聚合体(P-3),使用1H-NMR来进行分析,确认缩醛化正在进行(化学位移:5.74ppm、缩醛基C-H)。
[合成例4]
在具备冷却管及搅拌机的烧瓶中,加入8质量份的2,2′-偶氮双(2-甲基丙烯酸)二甲酯、2质量份的2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯、以及200质量份的丙二醇单甲醚。继而加入60质量份的2-甲基丙烯酰氧基乙基丁二酸以及40质量份的甲基丙烯酸苄酯,进行氮气置换后,一边缓缓搅拌,一边使溶液的温度上升至80℃,将该温度保持4小时来进行聚合,借此获得含有作为共聚物的聚合体(A-4)的溶液。将所获得的溶液滴加于大量过剩的己烷中,使沉淀物干燥,借此获得白色固体状的聚合体(A-4)(Mw=23400、Mw/Mn=2.2)。
继而,将5质量份的聚合体(A-4)溶解于20质量份的四氢呋喃中,添加3.5质量份的3,3,4,4,5,5,6,6,6-九氟-1-乙烯基氧基己烷,充分搅拌后,添加0.06质量份的对甲苯磺酸吡啶鎓,在氮气环境下,在60℃下反应5小时。继而将反应溶液冷却至室温,添加0.03质量份的吡啶,将反应淬灭。通过将所获得的反应溶液滴加于过剩量的甲醇中,而进行再沉淀纯化,继而使沉淀物再次溶解于15质量份的四氢呋喃中后,通过滴加于己烷中而进行再沉淀纯化,使沉淀物干燥,借此获得作为白色固形状的共聚物的6.0质量份的[A]聚合体(P-4)。对于所获得的[A]聚合体(P-4),使用1H-NMR来进行分析,确认缩醛化正在进行(化学位移:5.74ppm、缩醛基C-H)。
[合成例5]
在具备冷却管及搅拌机的烧瓶中,添加5质量份的聚乙烯基苯酚(马鲁卡林卡(Maruka Lyncur)S-4P,丸善石油化学(股)),以50质量份的四氢呋喃进行溶解,添加16质量份的3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟-1-乙烯基氧基辛烷,充分搅拌后,添加0.50质量份的三氟乙酸,在氮气环境下,在60℃下反应9小时。继而将反应溶液冷却至室温,添加0.5质量份的吡啶,将反应淬灭。通过将所获得的反应溶液滴加于过剩量的甲醇中,而进行再沉淀纯化,继而使沉淀物再次溶解于30质量份的四氢呋喃中后,通过滴加于己烷中而进行再沉淀纯化,使沉淀物干燥,借此获得作为白色固形状的共聚物的[A]聚合体(P-5)。对于所获得的[A]聚合体(P-5),使用1H-NMR来进行分析,确认缩醛化正在进行(化学位移:5.48ppm、缩醛基C-H)。
[合成例6]
在具备冷却管及搅拌机的烧瓶中,添加5质量份的下述式所表示的苯酚酚醛清漆脂P-200(荒川化学工业(股)制造),以60质量份的四氢呋喃进行溶解,添加20质量份的3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-十七氟-1-乙烯基氧基癸烷,充分搅拌后,添加0.50质量份的三氟乙酸,在氮气环境下,在60℃下反应9小时。继而将反应溶液冷却至室温,添加0.5质量份的吡啶,将反应淬灭。通过将所获得的反应溶液滴加于过剩量的甲醇中,而进行再沉淀纯化,继而使沉淀物再次溶解于30质量份的四氢呋喃中后,通过滴加于己烷中而进行再沉淀纯化,使沉淀物干燥,借此获得作为白色固形状的共聚物的12.1质量份的[A]聚合体(P-6)。对于所获得的[A]聚合体(P-6),使用1H-NMR来进行分析,确认缩醛化正在进行(化学位移:5.49ppm、缩醛基C-H)。
[化13]
[合成例7]
在具备冷却管及搅拌机的烧瓶中,加入25质量份的甲基丙烯酸2-羟基乙酯、101质量份的3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟-1-乙烯基氧基辛烷、2.0质量份的三氟乙酸(TFA)以及200质量份的四氢呋喃(THF),在氮气环境下,在60℃下保持9小时而进行反应。冷却后,在反应液中添加2.1质量份的吡啶,进行淬灭。将所获得的反应液进行水洗、分液,利用旋转蒸发器来去除溶剂,通过减压蒸馏而去除未反应成分,借此获得缩醛化产物(M-1)。
[化14]
在具备冷却管及搅拌机的烧瓶中,加入8质量份的2,2′-偶氮双(2-甲基丙烯酸)二甲酯、2质量份的2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯、以及200质量份的丙二醇单甲醚。继而加入70质量份的所述获得的缩醛化产物(M-1)以及30质量份的甲基丙烯酸苄酯,进行氮气置换后,一边缓缓搅拌,一边使溶液的温度上升至80℃,将该温度保持4小时来进行聚合,借此获得含有作为共聚物的[A]聚合体(P-7)的溶液(Mw=22200、Mw/Mn=2.3、1H-NMR化学位移:4.80ppm、缩醛基C-H)。
[合成例8]
在具备冷却管及搅拌机的烧瓶中,加入25质量份的甲基丙烯酸羟基苯基酯、82质量份的3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟-1-乙烯基氧基辛烷、1.6质量份的三氟乙酸(TFA)以及200质量份的四氢呋喃(THF),在氮气环境下,在60℃下保持9小时而进行反应。冷却后,在反应液中添加1.7质量份的吡啶,将反应淬灭。将所获得的反应液进行水洗、分液,以旋转蒸发器来去除溶剂,通过减压蒸馏而去除未反应成分,借此获得缩醛化产物(M-2)。
[化15]
在具备冷却管及搅拌机的烧瓶中,加入8质量份的2,2′-偶氮双(2-甲基丙烯酸)二甲酯、2质量份的2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯、以及200质量份的丙二醇单甲醚。继而,加入75质量份的所述获得的缩醛化产物(M-2)、25质量份的甲基丙烯酸苄酯,进行氮气置换后,一边缓缓搅拌,一边使溶液的温度上升至80℃,将该温度保持4小时来进行聚合,借此获得含有作为共聚物的[A]聚合体(P-8)的溶液(Mw=23200、Mw/Mn=2.2、1H-NMR化学位移:5.50ppm、缩醛基C-H)。
[合成例9]
在具备冷却管及搅拌机的烧瓶中,加入25质量份的甲基丙烯酸2-(2-乙烯氧基乙氧基)乙酯(VEEM,日本催化剂(股)制造)、45质量份的3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-十三氟辛醇、1.6质量份的对甲苯磺酸吡啶鎓(PPTSA)以及200质量份的四氢呋喃(THF),在氮气环境下,在室温下保持8小时而进行反应。反应结束后,在反应液中添加0.7质量份的吡啶,将反应淬灭。将所获得的反应液进行水洗、分液,以旋转蒸发器来去除溶剂,通过减压蒸馏而去除未反应成分,借此获得缩醛化产物(M-3)
[化16]
在具备冷却管及搅拌机的烧瓶中,加入8质量份的2,2′-偶氮双(2-甲基丙烯酸)二甲酯、2质量份的2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯、以及200质量份的丙二醇单甲醚。继而,加入75质量份的所述获得的缩醛化产物(M-3)以及25质量份的甲基丙烯酸苄酯,进行氮气置换后,一边缓缓搅拌,一边使溶液的温度上升至80℃,将该温度保持4小时来进行聚合,借此获得含有作为共聚物的[A]聚合体(P-9)的溶液(Mw=24200、Mw/Mn=2.1、化学位移:4.80ppm、缩醛基C-H)。
<树脂组合物的制备>
以下示出实施例及比较例中使用的各成分的详情。
<[C]酸产生剂>
C-1:N-羟基萘二甲酰亚胺-三氟甲磺酸酯
C-2:4,7-二-正丁氧基-1-萘基四氢噻吩鎓三氟甲磺酸盐
C-3:CGI725(巴斯夫(BASF)公司制造)
<[D]增感剂>
D-1:2-异丙基噻吨酮
D-2:2,4-二乙基噻吨-9-酮
<[E]淬灭剂>
E-1:2-苯基苯并咪唑
E-2:4-(二甲基氨基)吡啶
<[F]聚合性化合物>
F-1:二季戊四醇六丙烯酸酯
F-2:1,9-壬二醇二丙烯酸酯
<[G]感放射线性聚合引发剂>
G-1:2-甲基-1-(4-甲基硫苯基)-2-吗啉基丙烷-1-酮(艳佳固(Irgacure)(注册商标)907,巴斯夫(BASF)公司制造)
G-2:2-二甲基氨基-2-(4-甲基苄基)-1-(4-吗啉-4-基-苯基)-丁烷-1-酮(艳佳固(Irgacure)(注册商标)379,巴斯夫(BASF)公司制造)
G-3:乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)(艳佳固(Irgacure)(注册商标)OXE02,巴斯夫(BASF)公司制造)
[实施例1~9以及比较例1~2]
将表1所示的种类、含量的各成分加以混合,以固体成分浓度成为10质量%的方式,分别添加丙二醇单甲醚作为[B]溶剂后,利用孔径为0.5μm的膜滤器(默克密理博(MerckMillipore)公司制造)进行过滤,借此制备各树脂组合物。此外,表1中的“-”表示未使用相符的成分。
<膜评价>
使用实施例1~9以及比较例1~2中制备的各树脂组合物来形成膜,实施以下的评价。将结果示于表2或表3中。
[接触角]
在包含聚碳酸酯/AES(丙烯腈·乙烯-丙烯-二烯·苯乙烯)树脂(CW50:特克诺聚合物(Techno Polymer)公司制造)的平板上,分别利用旋转器来涂布实施例1~9或者比较例1~2中制备的树脂组合物后,在90℃的洁净烘箱上预烘烤5分钟,借此形成0.5μm厚的涂膜。继而,对于所获得的涂膜,经由石英掩模(接触),使用高压水银灯(曝光机:大日本科研公司制造的MA-1400),将曝光量设为500mJ/cm2来进行放射线照射。然后,使用洁净烘箱,在100℃下烘烤10分钟,借此形成涂膜。
在使用实施例1~9中制备的树脂组合物的情况下,获得曝光部(凹部)成为亲液部、曝光部分以外(凸部)成为拨液部的由亲液部与拨液部来图案化的膜(以下,有时称为“亲拨图案化膜”)。
在所形成的涂膜中,使用接触角计(协和界面科学(股)制造的CA-X),测定曝光部的涂膜表面、未曝光部分的涂膜表面各自的水及十四烷的接触角,来确认亲拨性能。此外,表2中,将曝光部表面的水的接触角表示为“亲液部水”,将未曝光部表面的水的接触角表示为“拨液部水”。对于十四烷的接触角也同样表示。
[凹图案化性确认]
关于利用与所述[接触角]相同的方法来获得的膜,利用接触式膜厚计(基恩斯(Keyence)(股)制造:阿尔法台阶仪(Alpha Step)IQ)来测定曝光部(凹部)与未曝光部(凸部)的膜厚。接着,算出未曝光部(拨液部)的膜厚与曝光部(亲液部)的膜厚的差,根据下述式来算出的膜厚减少率(%),借此确认凹图案化形成性。
膜厚减少率(%)=(拨液部的膜厚-亲液部的膜厚)×100/拨液部的膜厚
<在立体构造物上的涂布评价>
使用实施例1~9以及比较例1~2中制备的树脂组合物,进行立体构造物上的膜形成,实施以下的评价。将结果示于表2中。
[在立体构造物上的凹图案形成]
在图1(A)~(C)所示的形状的立体构造物a~c上,分别喷射涂布实施例1~9或者比较例1~2中制备的树脂组合物后,在90℃的洁净烘箱上烘烤5分钟,使溶剂干燥,形成0.5μm厚的涂膜。继而,在所获得的涂膜上,以形成具有图2(A)~(C)所示形状的凹图案的构造体的方式,贴附包括所需的遮光部与500μm宽的直线状透过部的膜密封。对于贴附有该膜密封的立体构造物,使用高压水银灯(曝光机:大日本科研(股)制造,MA-1400),以涂膜的曝光量成为500mJ/cm2的方式进行放射线照射。然后,剥离膜密封,使用洁净烘箱,以100℃烘烤10分钟,借此形成涂膜。
此外,立体构造物a为曲面玻璃,对该曲面玻璃的图1(A)中的上表面整体喷射涂布树脂组合物。
立体构造物b为包含聚碳酸酯/AES树脂(“CW50”:特克诺聚合物(Techno Polymer)公司制造)的立体构造物,对该立体构造物的图1(B)中的上表面整体喷射涂布树脂组合物。
立体构造物c为包含聚碳酸酯/ABS(丙烯腈·丁二烯·苯乙烯)树脂(“CK50”:特克诺聚合物(Techno Polymer)公司制造)的立体构造物,对该立体构造物的表面整体喷射涂布树脂组合物。
[外观评价]
利用与[在立体构造物上的凹图案形成]的评价相同的方法来制成带涂膜的立体构造物。关于该带涂膜的立体构造物,以如下方式来进行目视下的外观评价:若立体构造物未劣化,形成目视可确认的凹图案,则为良好(○);在无法形成目视可确认的凹图案的情况,或者若在目视下,立体构造物上产生膜粗糙、白化等,则为不良(×)。
[密合性评价]
利用与[在立体构造物上的凹图案形成]的评价相同的方法,来制成带涂膜的立体构造物。对于该带涂膜的立体构造物,在包含凹图案的1cm见方的四方形状的涂膜部分,使用切割刀来切出切口,在该部分实施胶带剥离试验(CT-18赛罗胶带(Cellotape),米其邦(Nichiban)(股)制造),对涂膜与立体构造物的密合性进行评价。
若未产生剥离,则评价为良好(○),将产生剥离的情况评价为不良(×)。
[金属配线形成:滴加法]
在所述[在立体构造物上的凹图案形成]中获得的具有直线状的凹图案的涂膜的凹图案上,滴加银纳米墨水NPS-JL(哈利玛化成(Harima Chemical)(股)制造),当该墨水流动结束后,在洁净烘箱中以100℃煅烧60分钟,借此形成银配线。关于所形成的银配线,获得500μm宽的直线状的银配线,在银配线部的长度10cm间隔的2点,测定使用2000型数字万用表(digital multimeter)(吉时利(Keithley)公司制造)的电阻,若无断线且确认导通则评价为(○),若未获得500μm宽的直线状的银配线,则评价为(×)。
此外,是否获得直线状的银配线,是使用光学显微镜(伊克利普斯(Eclipse)L200D,尼康(Nikon)(股)制造)来确认。
[金属配线形成:浸渍法]
将所述[在立体构造物上的凹图案形成]中获得的具有直线状的凹图案的立体构造物,在银纳米墨水NPS-JL(哈利玛化成(Harima Chemical)(股)制造)中浸渍3秒,然后提起立体构造物,在使用立体构造体a及b的情况下加以倾斜来静置(例如,图2的(A)及(B)中,以上表面相对于地板面而成为60°以上的角度来静置),在使用立体构造体c的情况下以图2的(C)的朝向来静置。然后在洁净烘箱中以100℃煅烧60分钟,借此形成银配线。关于所形成的银配线,获得500μm宽的直线状的银配线,在银配线部的长度10cm间隔的2点,测定使用2000型数字万用表(吉时利(Keithley)公司制造)的电阻,若无断线且确认导通,则评价为(○),若未获得500μm宽的直线状的银配线,则评价为(×)。
此外,是否获得直线状的银配线,是使用光学显微镜(伊克利普斯(Eclipse)L200D,尼康(Nikon)(股)制造)来确认。
[金属配线的密合性评价]
利用与[金属配线形成:滴加法]以及[金属配线形成:浸渍法]的评价相同的方法来制成带有银配线的立体构造物。对于该带有银配线的立体构造物,以银配线成为孤立的1cm长的方式,以切割刀来切出切口,在该部分实施胶带剥离试验(CT-18赛罗胶带(Cellotape),米其邦(Nichiban)(股)制造),对银配线与涂膜的密合性进行评价。
若未产生剥离,则评价为良好(○),将产生剥离的情况评价为不良(×)。
在使用实施例1~9中制备的树脂组合物的情况下,获得作为膜密封的透过部的曝光部(凹部)成为亲液部、且曝光部分以外(凸部)成为拨液部的具有亲拨图案化膜的构造体。
根据表2的结果可知,对于涂布面为非平坦面的构造体,使用实施例1~9中制备的树脂组合物来形成的亲拨图案化膜与使用比较例1~2中制备的树脂组合物来形成的涂膜相比,具有良好的亲拨性能、外观及密合性,具有所需的凹图案。即可知,实施例1~9中制备的树脂组合物可适合用于制造具有凹图案的立体构造物。
此外认为,形成于立体构造物a~c上的涂膜的凹图案部与放射线未照射部的膜厚及接触角与形成于所述平板上的基板上的涂膜为相同程度。
在利用浸渍法来形成金属配线的情况下,实施例1~9中,当浸渍于银纳米墨水中后,将立体构造物提起时,该墨水自凹图案以外的部位上滑落,比较例1及2中,在将立体构造物提起后,墨水也未从凹图案以外的部位上滑落。结果可知,通过使用实施例1~9中制备的树脂组合物,可在具有非平坦面的构造体上形成良好的银配线;且可知,在使用比较例1及2中制备的树脂组合物的情况下,形成覆盖构造体的银膜,无法形成良好的银配线(表3)。
即可知,实施例1~9中制备的树脂组合物可适合用于在具有凹图案的立体构造物的凹图案上形成导电膜。
[产业上的可利用性]
依据本发明,可在具有非平坦面的立体构造物上容易地形成具有凹图案的涂膜,另外,在使用包含含有具有氟原子的酸解离性基的聚合体的组合物的情况下,通过放射线照射,可由该涂膜来形成亲拨图案化膜。该亲拨图案化膜可在使用滴加法或浸渍法、喷射涂布法或各种印刷法来涂布导电膜形成墨水等各种墨水时,利用亲拨性能来辅助这些墨水的图案化。进而,依据本发明,可形成微细且精巧的图案,所获得的图案对于具有非平坦面的立体构造物的密合性也优异。根据以上,由本发明形成的具有凹图案的构造体可适合用作印刷电子中的基材。
利用本发明的导电膜的形成方法,可在具有非平坦面的立体构造物上,利用滴加法、浸渍法、喷射涂布法或各种印刷法等简便的方法来形成微细且精巧的导电膜(配线)。而且,所获得的金属配线等导电膜的导电性以及对于立体构造物的密合性优异,因此本发明的导电膜的形成方法适合于电子电路的形成。因此,利用本发明中的制造方法来制造的具有凹图案的构造体成为安装半导体芯片等的基材,对于汽车用零件或液晶显示器、手机等便携式信息设备、数码相机、有机显示器、有机EL照明、各种传感器或穿戴式器件等电子设备的小型化、薄型化、轻量化、高功能化而言有效。
Claims (10)
1.一种构造体的制造方法,其包括下述步骤(i)及(ii),所述构造体具有相对于下述步骤(i)中获得的涂膜的膜厚而薄5%以上且小于90%的膜厚的凹图案;
(i)使用包含具有酸解离性基的聚合体、溶剂及酸产生剂的树脂组合物,在构造体的非平坦面上形成涂膜的步骤;
(ii)通过对所述涂膜的一部分的既定部分进行放射线照射而形成凹部的步骤;
所述酸解离性基具有选自由下述式(1-1)及式(1-2)所表示的基团所组成的群组中的至少一种基团,相对于所述树脂组合物的除所述溶剂以外的成分100质量份,所述溶剂的含量为400质量份~1000质量份,
式(1-1)及式(1-2)中,R1及R2分别独立地表示氢原子或甲基,Rf独立地表示具有氟原子的有机基;*表示键结部位。
2.根据权利要求1所述的制造方法,其还包括(iii)对放射线照射后的涂膜进行加热的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法,其中所述非平坦面包含选自由曲面及凹凸面所组成的群组中的至少一种面。
4.根据权利要求1或2所述的制造方法,其中凹图案部与放射线未照射部的对于十四烷的接触角差为30°以上。
5.根据权利要求1或2所述的制造方法,其中所述树脂组合物包含具有乙烯性不饱和键的聚合性化合物。
8.一种导电膜的形成方法,其包括:在利用根据权利要求1至6中任一项所述的制造方法来形成的凹图案上,使用导电膜形成用组合物来形成导电膜的步骤。
9.一种电子电路,其具有利用根据权利要求8所述的导电膜的形成方法来形成的导电膜。
10.一种电子器件,其具有根据权利要求9所述的电子电路。
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