CN114846407A - 转印薄膜、层叠体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种覆膜的剥离性优异的转印薄膜及层叠体的制造方法。本发明的转印薄膜依次具有临时支承体、感光性组合物层及覆膜,覆膜从感光性组合物层侧依次具有剥离性树脂层及基材,剥离性树脂层的感光性组合物层侧的表面的表面自由能的氢键成分为4.0mN/m以下。
Description
技术领域
本发明涉及一种转印薄膜及层叠体的制造方法。
背景技术
由于用于获得规定图案的工序数少,因此广泛使用在经由掩模对使用转印薄膜设置于任意的基板上的感光性组合物层进行曝光之后进行显影的方法。
例如,在专利文献1中,公开了一种具有支承体、感光性组合物层及覆膜的转印薄膜,且在感光性组合物层与覆膜之间设置有中间层的方式。另外,中间层包含聚乙烯醇等。
以往技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2007-293006号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
另一方面,近年来,要求更进一步提高覆膜的剥离性。更具体而言,当剥离覆膜时,期望能够以使感光性组合物层不附着于覆膜的表面上的方式剥离覆膜。另外,以下将感光性组合物层在从转印薄膜中的感光性组合物层上剥离的覆膜上附着少的情况也称为覆膜的剥离性优异。
本发明人等关于专利文献1中具体记载的转印薄膜进行了研究的结果,发现了感光性组合物层与中间层之间的剥离性不充分,导致被剥离的中间层上附着有感光性组合物层,需要进一步的改善。
本发明的课题在于提供一种覆膜的剥离性优异的转印薄膜。
并且,本发明的课题也在于提供一种使用上述转印薄膜的层叠体的制造方法。
用于解决技术课题的手段
为了解决上述问题,本发明人等进行深入研究的结果,发现了通过以下结构能够解决上述问题。
(1)一种转印薄膜,其依次具有临时支承体、感光性组合物层及覆膜,
覆膜从感光性组合物层侧依次具有剥离性树脂层及基材,
剥离性树脂层的感光性组合物层侧的表面的表面自由能的氢键成分为4.0mN/m以下。
(2)根据(1)所述的转印薄膜,其中,
剥离性树脂层的厚度为10~500nm。
(3)根据(1)或(2)所述的转印薄膜,其中,
剥离性树脂层的感光性组合物层侧的表面的表面粗糙度Ra为50nm以下。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的转印薄膜,其中,
剥离性树脂层包含树脂及表面活性剂。
(5)根据(4)所述的转印薄膜,其中,
树脂包含烯烃系树脂。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的转印薄膜,其中,
基材包含聚酯树脂。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的转印薄膜,其中,
剥离性树脂层的感光性组合物层侧的表面的表面自由能的氢键成分与分散力成分满足后述式(1)的关系。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的转印薄膜,其中,
感光性组合物层包含聚合性化合物、碱溶性树脂及聚合引发剂。
(9)根据(1)至(8)中任一项所述的转印薄膜,其中,
感光性组合物层用于形成触摸面板电极保护膜。
(10)一种层叠体的制造方法,其具有:
贴合工序,从(1)至(9)中任一项所述的转印薄膜剥离覆膜,使临时支承体上的感光性组合物层与具有导电层的基板接触而进行贴合,获得带感光性组合物层的基板;
曝光工序,对感光性组合物层进行图案曝光;及
显影工序,对经曝光的感光性组合物层进行显影而形成图案,
层叠体的制造方法还具有剥离工序,在贴合工序与曝光工序之间或曝光工序与显影工序之间,从带感光性组合物层的基板剥离临时支承体。
发明效果
根据本发明,能够提供一种覆膜的剥离性优异的转印薄膜。
并且,根据本发明,能够提供一种使用上述转印薄膜的层叠体的制造方法。
附图说明
图1表示实施方式所涉及的转印薄膜的层结构的一例的示意图。
具体实施方式
以下,对本发明进行详细说明。
另外,本说明书中,使用“~”表示的数值范围是指将“~”前后所记载的数值作为下限值及上限值而包含的范围。
并且,在本说明书中阶段性记载的数值范围中,以某个数值范围记载的上限值或下限值可替换为其他阶段性记载的数值范围的上限值或下限值。并且,本说明书中所记载的数值范围中,某个数值范围中所记载的上限值或下限值可替换为实施例所示的值。
并且,本说明书中的“工序”这一术语不仅为独立的工序,即使在无法与其他工序明确地区别的情况下,只要可达成该工序的所期望的目的,则也包含于本术语中。
在本说明书中,“透明”是指波长400~700nm的可见光的平均透射率为80%以上,优选为90%以上。
并且,可见光的平均透射率是使用分光光度计测定的值,例如,能够使用Hitachi,Ltd.制的分光光度计U-3310进行测定。
在本说明书中,除非另有说明,否则聚合物的各结构单元的含有比率为摩尔比。
并且,关于本发明中的重均分子量(Mw)及数均分子量(Mn),只要无特别说明,是利用使用了TSKgel GMHxL、TSKgel G4000HxL、TSKgel G2000HxL(均为TOSOH CORPORATION制的产品名称)的管柱的凝胶渗透色谱法(GPC)分析装置,通过THF(四氢呋喃)、差示折射计来检测,使用聚苯乙烯作为标准物质而换算的分子量。
在本发明中,除非另有说明,否则分子量分布所具有的化合物的分子量为重均分子量。
并且,在本说明书中,除非另有说明,否则折射率是通过椭圆偏振计在波长550nm下测定的值。
本说明书中,“(甲基)丙烯酸”是包括丙烯酸及甲基丙烯酸这两者的概念,“(甲基)丙烯酸酯”是包括丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯这两者的概念,“(甲基)丙烯酰氧基”是包括丙烯酰氧基及甲基丙烯酰氧基这两者的概念。
作为本发明的转印薄膜的特征点,可列举调整剥离性树脂层的感光性组合物层侧的表面的表面自由能的氢键成分这一点。
在专利文献1中所记载的转印薄膜中,对中间层与感光性组合物层的剥离性不充分的原因进行了研究的结果,发现了在中间层中的聚乙烯醇等成分与感光性组合物层中的成分之间产生相互作用(尤其是氢键),结果剥离性不充分。在本发明中,发现了通过调整与感光性组合物层接触的剥离性树脂层的表面自由能的氢键成分,不产生如上所述的相互作用而提高覆膜的剥离性。
本发明的转印薄膜依次具有临时支承体、感光性组合物层及覆膜,覆膜从感光性组合物层侧依次具有剥离性树脂层及基材,剥离性树脂层的感光性组合物层侧的表面的表面自由能的氢键成分为4.0mN/m以下。
更具体而言,如图1所示,转印薄膜10依次具有临时支承体12、感光性组合物层14及覆膜16,覆膜16从感光性组合物层14侧依次具有剥离性树脂层18及基材20。即,转印薄膜10依次具有临时支承体12、感光性组合物层14、剥离性树脂层18及基材20。如图1所示,感光性组合物层14与剥离性树脂层18接触。
另外,剥离性树脂层18的感光性组合物层14侧的表面18a的表面自由能的氢键成分为4.0mN/m以下。
另外,转印薄膜的结构不限于图1的结构,如后述,可以具有其他层。
并且,如在后面进行详细说明,在本发明的转印薄膜中,若实施覆膜的剥离处理,则在覆膜与感光性组合物层之间产生剥离。即,覆膜可剥离地配置于感光性组合物层上。
因此,通常,临时支承体与感光性组合物层之间的剥离强度及剥离性树脂层与基材的剥离强度优选大于感光性组合物层与覆膜之间的剥离强度。若满足上述剥离强度的关系,则能够容易地从感光性组合物层上剥离转印薄膜中的覆膜。
以下,对构成转印薄膜的各部件进行详细说明。
<临时支承体>
转印薄膜具有临时支承体。临时支承体为支承后述感光性组合物层等的部件,最终通过剥离处理被去除。
临时支承体优选为薄膜,更优选为树脂薄膜。作为临时支承体,能够使用具有挠性,并且在加压下或加压及加热下不产生显著的变形、收缩或伸展的薄膜。
作为这种薄膜,可列举聚对苯二甲酸乙二酯薄膜(例如、双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二酯薄膜)、三乙酸纤维素薄膜、聚苯乙烯薄膜、聚酰亚胺薄膜及聚碳酸酯薄膜。
这些中,作为临时支承体,优选双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二酯薄膜。
并且,用作临时支承体的薄膜优选不具有皱纹等变形及损伤等。
从能够经由临时支承体进行图案曝光的观点考虑,优选临时支承体的透明性高,365nm下的透射率优选为60%以上,365nm下的透射率更优选为70%以上。
从经由临时支承体进行图案曝光时的图案形成性及临时支承体的透明性的观点考虑,优选临时支承体的雾度小。具体而言,临时支承体的雾度值优选为2%以下,更优选为0.5%以下,进一步优选为0.1%以下。
从经由临时支承体进行图案曝光时的图案形成性及临时支承体的透明性的观点考虑,优选临时支承体中所包含的微粒、异物及缺陷的数量少。直径1μm以上的微粒、异物及缺陷的数量优选为50个/10mm2以下,更优选为10个/10mm2以下,进一步优选为3个/10mm2以下,尤其优选为0个/10mm2。
临时支承体的厚度并无特别限制,优选5~200μm,从易操作性及通用性的观点考虑,更优选10~150μm,进一步优选10~50μm。
从赋予处理性的观点考虑,可以在临时支承体的表面上设置具有微小粒子的层(润滑剂层)。润滑剂层可以设置于临时支承体的一面,也可以设置于两面。润滑剂层中所包含的粒子的直径能够设为0.05~0.8μm。并且,润滑剂层的膜厚能够设为0.05~1.0μm。
作为临时支承体,例如可列举膜厚16μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二酯薄膜、膜厚12μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二酯薄膜及膜厚9μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二酯薄膜。
作为临时支承体的优选方式,例如在日本特开2014-085643号公报的[0017]~[0018]段、日本特开2016-027363号公报的[0019]~[0026]段、国际公开第2012/081680号的[0041]~[0057]段及国际公开第2018/179370号的[0029]~[0040]段中有记载,这些公报的内容被编入本说明书中。
<感光性组合物层>
转印薄膜具有感光性组合物层。能够通过将感光性组合物层转印到被转印物上后进行曝光及显影,在被转印物上形成图案。
作为感光性组合物层,能够使用公知的感光性组合物层,可以为正型,也可以为负型。
另外,正型感光性组合物层是曝光部通过曝光而在显影液中的溶解性变高的感光性组合物层,负型感光性组合物层是曝光部通过曝光而在显影液中的溶解性降低的感光性组合物层。
其中,优选使用负型感光性组合物层。当感光性组合物层为负型感光性组合物层时,所形成的图案对应于固化层。
以下,对负型感光性组合物层中所包含的成分进行详细说明。
〔聚合性化合物〕
感光性组合物层可以包含聚合性化合物。
聚合性化合物为具有聚合性基团的化合物。作为聚合性基团,可列举自由基聚合性基团及阳离子聚合性基团,优选自由基聚合性基团。
聚合性化合物优选包含具有烯属不饱和基团的自由基聚合性化合物(以下,也简称为“烯属不饱和化合物”。)。
作为烯属不饱和基团,优选(甲基)丙烯酰氧基。
烯属不饱和化合物优选包含2官能以上的烯属不饱和化合物。在此,“2官能以上的烯属不饱和化合物”是指在一分子中具有2个以上的烯属不饱和基团的化合物。
作为烯属不饱和化合物,优选(甲基)丙烯酸酯化合物。
作为烯属不饱和化合物,例如,从固化后的膜强度的观点考虑,优选包含2官能的烯属不饱和化合物(优选为2官能的(甲基)丙烯酸酯化合物)及3官能以上的烯属不饱和化合物(优选为3官能以上的(甲基)丙烯酸酯化合物)。
作为2官能的烯属不饱和化合物,例如可列举三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯及1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯。
作为2官能的烯属不饱和化合物的市售品,例如可列举三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯〔商品名:NK ESTER A-DCP、Shin Nakamura Chemical Co.,Ltd.〕、三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯〔商品名:NK ESTER DCP、Shin Nakamura Chemical Co.,Ltd.〕、1,9-壬二醇二丙烯酸酯〔商品名:NK ESTER A-NOD-N、Shin Nakamura Chemical Co.,Ltd.〕、1,10-癸二醇二丙烯酸酯〔商品名:NK ESTER A-DOD-N、Shin Nakamura Chemical Co.,Ltd.〕及1,6-己二醇二丙烯酸酯〔商品名:NK ESTER A-HD-N、Shin Nakamura Chemical Co.,Ltd.〕。
作为3官能以上的烯属不饱和化合物,可列举例如二季戊四醇(三/四/五/六)(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇(三/四)(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、异三聚氰酸(甲基)丙烯酸酯及甘油三(甲基)丙烯酸酯。
在此,“(三/四/五/六)(甲基)丙烯酸酯”是包含三(甲基)丙烯酸酯、四(甲基)丙烯酸酯、五(甲基)丙烯酸酯及六(甲基)丙烯酸酯的概念。并且,“(三/四)(甲基)丙烯酸酯”是包含三(甲基)丙烯酸酯及四(甲基)丙烯酸酯的概念。
作为3官能以上的烯属不饱和化合物,对官能团数的上限并无特别限制,例如能够设为20官能以下,也能够设为15官能以下。
作为3官能以上的烯属不饱和化合物的市售品,例如可列举二季戊四醇六丙烯酸酯〔产品名称:KAYARAD DPHA,SHIN-NAKAMURA CHEMICAL CO,LTD.〕。
烯属不饱和化合物更优选包含1,9-壬烷二醇二(甲基)丙烯酸酯或1,10-癸烷二醇二(甲基)丙烯酸酯及二季戊四醇(三/四/五/六)(甲基)丙烯酸酯。
作为烯属不饱和化合物,还可列举(甲基)丙烯酸酯化合物的己内酯改性化合物〔Nippon Kayaku Co.,Ltd.的KAYARAD(注册商标)DPCA-20、Shin Nakamura Chemical Co.,Ltd.的A-9300-1CL等〕、(甲基)丙烯酸酯化合物的环氧烷改性化合物〔Nippon Kayaku Co.,Ltd.的KAYARAD(注册商标)RP-1040、Shin Nakamura Chemical Co.,Ltd.的ATM-35E、A-9300、DAICEL-ALLNEX LTD.的EBECRYL(注册商标)135等〕及乙氧基化丙三醇三丙烯酸酯〔Shin Nakamura Chemical Co.,Ltd.的NK ESTER A-GLY-9E等〕。
作为烯属不饱和化合物,也可列举氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物。作为氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物,优选3官能以上的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物。作为3官能以上的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物,例如可列举8UX-015A〔Taisei FineChemical Co.,Ltd.〕、NK ESTER UA-32P〔Shin Nakamura Chemical Co.,Ltd.〕及NK ESTERUA-1100H〔Shin Nakamura Chemical Co.,Ltd.〕。
从提高显影性的观点考虑,烯属不饱和化合物优选包含具有酸基的烯属不饱和化合物。
作为酸基,例如可列举磷酸基、磺酸基及羧基。在上述中,作为酸基,优选羧基。
作为具有酸基的烯属不饱和化合物,可列举具有酸基的3~4官能的烯属不饱和化合物〔将羧基导入至季戊四醇三和四丙烯酸酯(PETA)骨架而得的化合物(酸值:80~120mgKOH/g)〕及具有酸基的5~6官能的烯属不饱和化合物(将羧基导入至二季戊四醇五和六丙烯酸酯(DPHA)骨架而得的化合物〔酸值:25~70mgKOH/g)〕。具有酸基的3官能以上的烯属不饱和化合物根据需要可以与具有酸基的2官能的烯属不饱和化合物同时使用。
作为具有酸基的烯属不饱和化合物,优选选自由具有羧基的2官能以上的烯属不饱和化合物及其羧酸酐组成的组中的至少一种化合物。若具有酸基的烯属不饱和化合物为选自由具有羧基的2官能以上的烯属不饱和化合物及其羧酸酐组成的组中的至少一种化合物,则显影性及膜强度进一步提高。
作为具有羧基的2官能以上的烯属不饱和化合物,可列举ARONIX(注册商标)TO-2349〔TOAGOSEI CO.,LTD.〕、ARONIX(注册商标)M-520〔TOAGOSEI CO.,LTD.〕及ARONIX(注册商标)M-510〔TOAGOSEI CO.,LTD.〕。
作为具有酸基的烯属不饱和化合物,能够优选使用日本特开2004-239942号公报的[0025]~[0030]段中记载的具有酸基的聚合性化合物,该公报中记载的内容通过参考被编入本说明书中。
烯属不饱和化合物的分子量优选200~3,000,更优选250~2,600,进一步优选280~2,200,尤其优选300~2,200。
烯属不饱和化合物中,分子量为300以下的烯属不饱和化合物的含量相对于感光性组合物层中所包含的所有烯属不饱和化合物的含量,优选30质量%以下,更优选25质量%以下,进一步优选20质量%以下。
感光性组合物层可以包含单独1种烯属不饱和化合物,也可以包含2种以上的烯属不饱和化合物。
烯属不饱和化合物的含量相对于感光性组合物层的总质量,优选1~70质量%,更优选10~70质量%,进一步优选20~60质量%,尤其优选20~50质量%。
感光性组合物层包含2官能以上的烯属不饱和化合物时,还可以包含单官能烯属不饱和化合物。
感光性组合物层包含2官能以上的烯属不饱和化合物时,2官能以上的烯属不饱和化合物优选在感光性组合物层中所包含的烯属不饱和化合物中为主成分。
感光性组合物层包含2官能以上的烯属不饱和化合物时,2官能以上的烯属不饱和化合物的含量相对于感光性组合物层中所包含的所有烯属不饱和化合物的含量,优选60~100质量%,更优选80~100质量%,进一步优选90~100质量%。
感光性组合物层包含具有酸基的烯属不饱和化合物(优选为,具有羧基的2官能以上的烯属不饱和化合物或其羧酸酐)时,具有酸基的烯属不饱和化合物的含量相对于感光性组合物层的总质量,优选1~50质量%,更优选1~20质量%,进一步优选1~10质量%。
[聚合引发剂]
感光性组合物层可以包含聚合引发剂。
作为聚合引发剂,优选光聚合引发剂。
作为光聚合引发剂,例如可列举具有肟酯结构的光聚合引发剂(以下,也称为“肟系光聚合引发剂”。)、具有α-氨基烷基苯酮结构的光聚合引发剂(以下,也称为“α-氨基烷基苯酮系光聚合引发剂”。)、具有α-羟烷基苯酮结构的光聚合引发剂(以下,也称为“α-羟烷基苯酮系聚合引发剂”。)、具有酰基氧化膦结构的光聚合引发剂(以下,也称为“酰基氧化膦系光聚合引发剂”。)及具有N-苯基甘氨酸结构的光聚合引发剂(以下,也称为“N-苯基甘氨酸系光聚合引发剂”。)。
光聚合引发剂优选包含选自由肟系光聚合引发剂、α-氨基烷基苯酮系光聚合引发剂、α-羟烷基苯酮系聚合引发剂、及N-苯基甘氨酸系光聚合引发剂组成的组中的至少一种,更优选包含选自由肟系光聚合引发剂、α-氨基烷基苯酮系光聚合引发剂及N-苯基甘氨酸系光聚合引发剂组成的组中的至少一种。
并且,作为光聚合引发剂,例如可使用日本特开2011-095716号公报的
[0031]~[0042]段及日本特开2015-014783号公报的[0064]~[0081]段中记载的聚合引发剂。
作为光聚合引发剂的市售品,可列举例如1-[4-(苯硫基)]苯基-1,2-辛二酮-2-(O-苯甲酰肟)〔商品名称:IRGACURE(注册商标)OXE-01、BASF公司制〕、1-[9-乙基-6-(2-苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮-1-(O-乙酰肟)〔商品名称:IRGACURE(注册商标)OXE-02、BASF公司制〕、8-[5-(2,4,6-三甲基苯基)-11-(2-乙基己基)-11H-苯并[a]咔唑基][2-(2,2,3,3-四氟丙氧基)苯基]甲酮-(O-乙酰肟)〔商品名称:IRGACURE(注册商标)OXE-03、BASF公司制〕、1-[4-[4-(2-苯并呋喃基羰基)苯基]硫代]苯基]-4-甲基-1-戊酮-1-(O-乙酰肟)〔商品名称:IRGACURE(注册商标)OXE-04、BASF公司制〕、2-(二甲基氨基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮〔商品名称:IRGACURE(注册商标)379EG、BASF公司制〕、2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-吗啉基丙烷-1-酮〔商品名称:IRGACURE(注册商标)907、BASF公司制〕、2-羟基-1-{4-[4-(2-羟基-2-甲基-丙酰基)苄基]苯基}-2-甲基丙烷-1-酮〔商品名称:IRGACURE(注册商标)127、BASF公司制〕、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁酮-1〔商品名称:IRGACURE(注册商标)369、BASF公司制〕、2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙烷-1-酮〔商品名称:IRGACURE(注册商标)1173、BASF公司制〕、1-羟基环己基苯基酮〔商品名称:IRGACURE(注册商标)184、BASF公司制〕、2,2-二甲氧基-1,2-二苯乙烷-1-酮〔商品名称:IRGACURE 651、BASF公司制〕及肟酯系的化合物〔商品名称:Lunar(注册商标)6、DKSH JapanK.K.制〕、1-[4-(苯硫基)苯基]-3-环戊基丙烷-1,2-二酮-2-(O-苯甲酰肟)(商品名称:TR-PBG-305、Changzhou Tronly New Electronic Materials Co.,Ltd.制)、1,2-丙烷二酮,3-环己基-1-[9-乙基-6-(2-呋喃基羧基)-9H-咔唑-3-基]-,2-(O-乙酰肟)(商品名称:TR-PBG-326、Changzhou Tronly New Electronic Materials Co.,Ltd.制)、3-环己基-1-(6-(2-(苯甲酰氧基亚胺基)己酰基)-9-乙基-9H-咔唑-3-基)-丙烷-1,2-二酮-2-(O-苯甲酰肟)(商品名称:TR-PBG-391、Changzhou Tronly New Electronic Materials Co.,Ltd.制)、API-307(1-(联苯基-4-基)-2-甲基-2-吗啉代丙烷-1-酮、Shenzhen UV-ChemTechLtd.制)等。
感光性组合物层可以包含单独1种光聚合引发剂,也可以包含两种以上的光聚合引发剂。
光聚合引发剂的含量相对于感光性组合物层的总质量,优选0.1质量%以上,更优选0.5质量%以上。并且,光聚合引发剂的含量的上限相对于感光性组合物层的总质量,优选10质量%以下,更优选5质量%以下。
[碱溶性树脂]
感光性组合物层可以包含碱溶性树脂。
感光性组合物层包含碱溶性树脂,从而显影液中的感光性组合物层(非曝光部)的溶解性提高。
作为碱溶性树脂,优选碱溶性丙烯酸树脂。
以下,对碱溶性丙烯酸树脂进行详细说明。
在本发明中,“碱溶性”是指通过以下方法求出的溶解速度为0.01μm/秒以上。
将目标化合物(例如为树脂)的浓度为25质量%的丙二醇单甲醚乙酸酯溶液涂布于玻璃基板上,接着在100℃的烘箱中加热3分钟,由此形成上述目标化合物的涂膜(厚度2.0μm)。通过将上述涂膜浸渍于碳酸钠1质量%水溶液(液温30℃)来求出上述涂膜的溶解速度(μm/秒)。
另外,当目标化合物不溶于丙二醇单甲醚乙酸酯时,将目标化合物溶解于除丙二醇单甲醚乙酸酯以外的沸点小于200℃的有机溶剂(例如,四氢呋喃、甲苯或乙醇)。
作为碱溶性丙烯酸树脂,只要为具有上述进行说明的碱溶性的丙烯酸树脂,则并无限制。在此,“(甲基)丙烯酸树脂”是指包含来自于(甲基)丙烯酸的结构单元及来自于(甲基)丙烯酸酯的结构单元中的至少一者的树脂。
碱溶性丙烯酸树脂中的来自于(甲基)丙烯酸的结构单元及来自于(甲基)丙烯酸酯的结构单元的合计比例优选30摩尔%以上,更优选50摩尔%以上。
在本发明中,以摩尔分数(摩尔比例)规定“结构单元”的含量时,除非另有说明,否则上述“结构单元”的含义与“单体单位”的含义相同。并且,在本发明中,树脂或聚合物具有2种以上的特定结构单元时,除非另有说明,否则上述特定的结构单元的含量表示上述2种以上的特定结构单元的总含量。
从显影性的观点考虑,碱溶性丙烯酸树脂优选具有羧基。作为向碱溶性丙烯酸树脂导入羧基的方法,例如可列举使用具有羧基的单体来合成碱溶性丙烯酸树脂的方法。通过上述方法,具有羧基的单体作为具有羧基的结构单元而导入到碱溶性丙烯酸树脂中。作为具有羧基的单体,例如可列举丙烯酸及甲基丙烯酸。
碱溶性丙烯酸树脂可以具有一个羧基,也可具有2个以上的羧基。并且,碱溶性丙烯酸树脂中的具有羧基的结构单元可以为单独1种,也可以为2种以上。
具有羧基的结构单元的含量相对于碱溶性丙烯酸树脂的总量,优选5~50摩尔%,更优选5~40摩尔%,进一步优选10~30摩尔%。
从固化后的透湿度及强度的观点考虑,碱溶性丙烯酸树脂优选具有含有芳香环的结构单元。作为具有芳香环的结构单元,优选为来自于苯乙烯化合物的结构单元。
作为形成具有芳香环的结构单元的单体,例如可列举形成来自于苯乙烯化合物的结构单元的单体及(甲基)丙烯酸苄酯。
作为形成来自于上述苯乙烯化合物的结构单元的单体,例如可列举苯乙烯、对甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、α,对二甲基苯乙烯、对乙基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯、叔丁氧基苯乙烯及1,1-二苯乙烯,优选苯乙烯或α-甲基苯乙烯,更优选苯乙烯。
碱溶性丙烯酸树脂中的具有芳香环的结构单元可以为单独1种,也可以为2种以上。
当碱溶性丙烯酸树脂具有含有芳香环的结构单元时,具有芳香环的结构单元的含量相对于碱溶性丙烯酸树脂的总量优选5~90摩尔%,更优选10~80摩尔%,进一步优选15~70摩尔%。
从粘性及固化后的强度的观点考虑,碱溶性丙烯酸树脂优选包含具有脂肪族环式骨架的结构单元。脂肪族环式骨架可以为单环,也可以为多环。
作为脂肪族环式骨架中的脂肪族环,例如可列举二环戊烷环、环己烷环、异佛尔酮环及三环癸烷环。上述中,作为脂肪族环式骨架中的脂肪族环,优选三环癸烷环。
作为形成具有脂肪族环式骨架的结构单元的单体,例如可列举(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯及(甲基)丙烯酸异冰片酯。
碱溶性丙烯酸树脂中的具有脂肪族环式骨架的结构单元可以为单独1种,也可以为2种以上。
当碱溶性丙烯酸树脂具有含有脂肪族环式骨架的结构单元时,具有脂肪族环式骨架的结构单元的含量相对于碱溶性丙烯酸树脂的总量优选5~90摩尔%,更优选10~80摩尔%,进一步优选10~60摩尔%。
从粘性及固化后的强度的观点考虑,碱溶性丙烯酸树脂优选具有反应性基团。
作为反应性基团,优选自由基聚合性基团,更优选烯属不饱和基团。并且,当碱溶性丙烯酸树脂具有烯属不饱和基团时,碱溶性丙烯酸树脂优选具有在侧链上具有烯属不饱和基团的结构单元。
在本发明中,“主链”表示在构成树脂的高分子化合物的分子中相对最长的连接链,“侧链”表示从主链分支的原子团。
作为烯属不饱和基团,优选(甲基)丙烯酸基或(甲基)丙烯酰氧基,更优选(甲基)丙烯酰氧基。
碱溶性丙烯酸树脂中的具有烯属不饱和基团的结构单元可以为单独1种,也可以为2种以上。
当碱溶性丙烯酸树脂具有含有烯属不饱和基团的结构单元时,具有烯属不饱和基团的结构单元的含量相对于碱溶性丙烯酸树脂的总量优选5~70摩尔%,更优选10~50摩尔%,进一步优选15~40摩尔%。
作为将反应性基团导入到碱溶性丙烯酸树脂的方法,可列举使环氧化合物、封端异氰酸酯化合物、异氰酸酯化合物、乙烯砜化合物、醛化合物、羟甲基化合物及羧酸酐等与羟基、羧基、伯氨基、仲氨基、乙酰乙酰基及磺酸等反应的方法。
作为将反应性基团导入到碱溶性丙烯酸树脂的方法的优选例,可列举通过聚合反应合成具有羧基的碱溶性丙烯酸树脂之后,通过聚合物反应,使(甲基)丙烯酸缩水甘油酯与碱溶性丙烯酸树脂的羧基的一部分反应,从而将(甲基)丙烯酰氧基导入到碱溶性丙烯酸树脂的方法。通过上述方法,能够获得在侧链上具有(甲基)丙烯酰氧基的碱溶性丙烯酸树脂。
上述聚合反应优选在70~100℃的温度条件下进行,更优选在80~90℃的温度条件下进行。作为用于上述聚合反应的聚合引发剂,优选偶氮系引发剂,例如,更优选FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制的V-601(产品名称)或V-65(产品名称)。并且,上述聚合物反应优选在80~110℃的温度条件下进行。在上述聚合物反应中,优选使用铵盐等催化剂。
碱溶性丙烯酸树脂优选包含具有直链或支链的链状结构的结构单元。
作为链状结构,能够列举碳原子数1~20的直链或支链的烷基,其碳原子数优选为1~4。
作为用于形成具有链状结构的结构单元的单体,可列举(甲基)丙烯酸烷基酯,作为烷基,可列举碳原子数1~20的烷基。作为具体例,例如可列举(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸十一烷基酯及(甲基)丙烯酸十二烷基酯等。
作为(甲基)丙烯酸酯,优选具有碳原子数1~4的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯,更优选(甲基)丙烯酸甲酯或(甲基)丙烯酸乙酯。
当碱溶性丙烯酸树脂含有具有链状结构的结构单元时,从本发明的效果更优异的观点考虑,具有链状结构的结构单元的含量相对于碱溶性丙烯酸树脂的所有结构单元,优选1~90摩尔,更优选10~70摩尔%,进一步优选20~60摩尔%。
碱溶性丙烯酸树脂的重均分子量(Mw)优选10,000以上,更优选10,000~100,000,进一步优选15,000~50,000。
从显影性的观点考虑,碱溶性丙烯酸树脂的酸值优选50mgKOH/g以上,更优选60mgKOH/g以上,进一步优选70mgKOH/g以上,尤其优选80mgKOH/g以上。在本发明中,碱溶性丙烯酸树脂的酸值为通过JIS K0070:1992中所记载的方法测定的值。
从抑制溶解于显影液中的观点考虑,碱溶性丙烯酸树脂的酸值的上限优选200mgKOH/g以下,更优选150mgKOH/g以下。
从图案形成性及可靠性的观点考虑,感光性组合物层中的碱溶性树脂的各结构单元的残留单体的含量相对于碱溶性树脂总质量,优选1000质量ppm以下,更优选500质量ppm以下,进一步优选100质量ppm以下。下限并无特别限制,优选0.1质量ppm以上,更优选1质量ppm以上。
以下示出碱溶性丙烯酸树脂的具体例。另外,下述碱溶性丙烯酸树脂中的各结构单元的含有比率(摩尔比)能够根据目的来适当地设定。
[化学式1]
[化学式2]
[化学式3]
感光性组合物层可以包含单独1种碱溶性树脂,也可以包含2种以上的碱溶性树脂。
从显影性的观点考虑,碱溶性树脂的含量相对于感光性组合物层的总质量,优选10~90质量%,更优选20~80质量%,进一步优选25~70质量%。
[包含具有羧酸酐结构的结构单元的聚合物]
感光性组合物层作为粘合剂可进一步含有包含具有羧酸酐结构的结构单元的聚合物(以下,也称为“聚合物B”。)。感光性组合物层包含聚合物B,从而能够提高显影性及固化后的强度。
羧酸酐结构可以为链状羧酸酐结构及环状羧酸酐结构中的任一种,优选环状羧酸酐结构。
作为环状羧酸酐结构的环,优选5~7元环,更优选5元环或6元环,进一步优选5元环。
具有羧酸酐结构的结构单元优选为在主链中包含从由下述式P-1表示的化合物去除2个氢原子而得的2价的基团的结构单元或从由下述式P-1表示的化合物去除1个氢原子而得的1价的基团直接或经由2价的连结基团键合于主链的结构单元。
[化学式4]
式P-1中,RA1a表示取代基,n1a个RA1a可以相同也可以不同,Z1a表示形成包含-C(=O)-O-C(=O)-的环的2价的基团,n1a表示0以上的整数。
作为由RA1a表示的取代基,例如可列举烷基。
作为Z1a,优选碳原子数2~4的亚烷基,更优选碳原子数2或3的亚烷基,进一步优选碳原子数2的亚烷基。
n1a表示0以上的整数。Z1a表示碳原子数2~4的亚烷基时,n1a优选为0~4的整数,更优选为0~2的整数,进一步优选为0。
当n1a表示2以上的整数时,存在多个的RA1a可以相同也可以不同。并且,存在多个的RA1a可以彼此键合而形成环,优选不彼此键合而形成环。
作为具有羧酸酐结构的结构单元,优选来自于不饱和羧酸酐的结构单元,更优选来自于不饱和环式羧酸酐的结构单元,进一步优选来自于不饱和脂肪族环式羧酸酐的结构单元,尤其优选来自于马来酸酐或衣康酸酐的结构单元,最优选来自于马来酸酐的结构单元。
聚合物B中的具有羧酸酐结构的结构单元可以为单独1种,也可以为2种以上。
具有羧酸酐结构的结构单元的含量相对于聚合物B的总量,优选0~60摩尔%,更优选5~40摩尔%,进一步优选10~35摩尔%。
感光性组合物层可以包含单独1种聚合物B,也可以包含2种以上的聚合物B。
从图案形成性及可靠性的观点考虑,感光性组合物层中的聚合物B的各结构单元的残留单体的含量相对于聚合物B总质量,优选1000质量ppm以下,更优选500质量ppm以下,进一步优选100质量ppm以下。下限并无特别限制,优选0.1质量ppm以上,更优选1质量ppm以上。
当感光性组合物层包含聚合物B时,从显影性及固化后的强度的方面考虑,聚合物B的含量相对于感光性组合物层的总质量,优选0.1~30质量%,更优选0.2~20质量%,进一步优选0.5~20质量%,尤其优选1~20质量%。
[杂环化合物]
感光性组合物层优选包含杂环化合物。
杂环化合物所具有的杂环可以为单环及多环中的任一个杂环。
作为杂环化合物所具有的杂原子,可列举氮原子、氧原子及硫原子。杂环化合物优选具有选自由氮原子、氧原子及硫原子组成的组中的至少一种的原子,更优选具有氮原子。
作为杂环化合物,例如可列举三唑化合物、苯并三唑化合物、四唑化合物、噻二唑化合物、三嗪化合物、绕丹宁化合物、噻唑化合物、苯并噻唑化合物、苯并咪唑化合物、苯并噁唑化合物及嘧啶化合物。
在上述中,作为杂环化合物,优选选自由三唑化合物、苯并三唑化合物、四唑化合物、噻二唑化合物、三嗪化合物、绕丹宁化合物、噻唑化合物、苯并咪唑化合物及苯并噁唑化合物组成的组中的至少一种化合物,更优选选自由三唑化合物、苯并三唑化合物、四唑化合物、噻二唑化合物、噻唑化合物、苯并噻唑化合物、苯并咪唑化合物及苯并噁唑化合物组成的组中的至少一种化合物。
以下示出杂环化合物的优选具体例。作为三唑化合物及苯并三唑化合物,能够例示以下化合物。
[化学式5]
[化学式6]
作为四唑化合物,能够例示以下化合物。
[化学式7]
[化学式8]
作为噻二唑化合物,能够例示以下化合物。
[化学式9]
作为三嗪化合物,能够例示以下化合物。
[化学式10]
作为绕丹宁化合物,能够例示以下化合物。
[化学式11]
作为噻唑化合物,能够例示以下化合物。
[化学式12]
作为苯并噻唑化合物,能够例示以下化合物。
[化学式13]
作为苯并咪唑化合物,能够例示以下化合物。
[化学式14]
[化学式15]
作为苯并噁唑化合物,能够例示以下化合物。
[化学式16]
感光性组合物层可以包含单独1种杂环化合物,也可以包含2种以上的杂环化合物。
当感光性组合物层包含杂环化合物时,杂环化合物的含量相对于感光性组合物层的总质量,优选0.01~20质量%,更优选0.1~10质量%,进一步优选0.3~8质量%,尤其优选0.5~5质量%。
[脂肪族硫醇化合物]
感光性组合物层优选包含脂肪族硫醇化合物。
通过感光性组合物层包含脂肪族硫醇化合物,脂肪族硫醇化合物与具有烯属不饱和基团的自由基聚合性化合物进行烯-硫醇反应,从而所形成的膜的固化收缩得到抑制,并且应力得到缓解。
作为脂肪族硫醇化合物,优选单官能的脂肪族硫醇化合物或多官能脂肪族硫醇化合物(即,2官能以上的脂肪族硫醇化合物)。
在上述中,作为脂肪族硫醇化合物,例如从所形成的图案的密合性(尤其为曝光后的密合性)的观点考虑,优选多官能的脂肪族硫醇化合物。
在本发明中,“多官能的脂肪族硫醇化合物”是指在分子内具有2个以上的硫醇基(也称为“巯基”。)的脂肪族化合物。
作为多官能的脂肪族硫醇化合物,优选分子量为100以上的低分子化合物。具体而言,多官能的脂肪族硫醇化合物的分子量更优选100~1,500,进一步优选150~1,000。
作为多官能的脂肪族硫醇化合物的官能团数,例如从所形成的图案的密合性的观点考虑,优选2~10官能,更优选2~8官能,进一步优选2~6官能。
作为多官能的脂肪族硫醇化合物,例如可列举三羟甲基丙烷三(3-巯基丁酸酯)、1,4-双(3-巯基丁酰氧基)丁烷、季戊四醇四(3-巯基丁酸酯)、1,3,5-三(3-巯基丁酰氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、三羟甲基乙烷三(3-巯基丁酸酯)、三[(3-巯基丙酰基氧基)乙基]异氰脲酸酯、三羟甲基丙烷三(3-巯基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)、四乙二醇双(3-巯基丙酸酯)、二季戊四醇六(3-巯基丙酸酯)、乙二醇双硫基丙酸酯、1,4-双(3-巯基丁酰氧基)丁烷、1,2-乙二硫醇、1,3-丙二硫醇、1,6-六亚甲基二硫醇、2,2’-(亚乙基二硫代)二乙硫醇、meso-2,3-二巯基丁二酸及二(巯基乙基)醚。
在上述中,作为多官能的脂肪族硫醇化合物,优选选自由三羟甲基丙烷三(3-巯基丁酸酯)、1,4-双(3-巯基丁酰氧基)丁烷及1,3,5-三(3-巯基丁酰氧基乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮组成的组中的至少一种化合物。
作为单官能的脂肪族硫醇化合物,例如可列举1-辛烷硫醇、1-十二烷硫醇、β-巯基丙酸、甲基-3-巯基丙酸酯、2-乙基己基-3-巯基丙酸酯、正辛基-3-巯基丙酸酯、甲氧基丁基-3-巯基丙酸酯及硬酯基-3-巯基丙酸酯。
感光性组合物层可以包含单独1种脂肪族硫醇化合物,也可以包含2种以上的脂肪族硫醇化合物。
当感光性组合物层包含脂肪族硫醇化合物时,脂肪族硫醇化合物的含量相对于感光性组合物层的总质量,优选5质量%以上,更优选5~50质量%,进一步优选5~30质量%,尤其优选8~20质量%。
[封端异氰酸酯化合物]
感光性组合物层优选包含封端异氰酸酯化合物。封端异氰酸酯化合物有助于提高所形成的图案的强度。
由于封端异氰酸酯化合物与羟基及羧基反应,因此,例如粘合剂聚合物及具有烯属不饱和基团的自由基聚合性化合物中的至少一者具有羟基及羧基中的至少一者时,具有所形成的膜的亲水性降低,作为保护膜的功能增强的倾向。另外,封端异氰酸酯化合物是指“具有使用封端剂保护(所谓掩模)异氰酸酯的异氰酸酯基的结构的化合物”。
作为封端异氰酸酯化合物的解离温度,优选100~160℃,更优选110~150℃。
在本发明中,“封端异氰酸酯化合物的解离温度”是指使用差示扫描量热计,通过DSC(Differential scanning calorimetry:差示扫描量热法)分析进行测定时、伴随封端异氰酸酯化合物的脱保护反应的吸热峰的温度。作为差示扫描量热计,例如可优选使用Seiko Instruments Inc.制的差示扫描量热计(型号:DSC6200)。但是,差示扫描量热计不限于上述差示扫描量热计。
作为解离温度为100~160℃的封端剂,可列举活性亚甲基化合物〔(丙二酸二酯(丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、丙二酸二正丁酯、丙二酸二2-乙基己酯等))等〕及肟化合物(甲醛肟、乙醛肟、丙酮肟、甲基乙基酮肟、环己酮肟等在分子内具有由-C(=N-OH)-表示的结构的化合物)。在上述中,作为解离温度为100~160℃的封端剂,例如从保存稳定性的观点考虑,优选肟化合物。
从改善膜的脆性、提高与被转印体的密合力等的观点考虑,封端异氰酸酯化合物优选具有异氰脲酸酯结构。具有异氰脲酸酯结构的封端异氰酸酯化合物例如可通过将六亚甲基二异氰酸酯进行异氰脲酸酯化来进行保护而获得。
具有异氰脲酸酯结构的封端异氰酸酯化合物中,从比不具有肟结构的化合物更容易将解离温度设为优选范围,并且容易减少显影残渣的观点考虑,优选具有将肟化合物用作封端剂的肟结构的化合物。
从所形成的图案的强度的观点考虑,封端异氰酸酯化合物优选具有聚合性基团,更优选具有自由基聚合性基团。
作为聚合性基团,可列举(甲基)丙烯酰氧基、(甲基)丙烯酰胺基及苯乙烯基等烯属不饱和基团、以及具有缩水甘油基等环氧基的基团。在上述中,作为聚合性基团,从所获得的图案中的表面的面状、显影速度及反应性的观点考虑,优选烯属不饱和基团,更优选(甲基)丙烯酰氧基。
作为封端异氰酸酯化合物,能够使用市售品。作为封端异氰酸酯化合物的市售品的例子,例如可列举Karenz(注册商标)AOI-BM、Karenz(注册商标)MOI-BM、Karenz(注册商标)AOI-BP、Karenz(注册商标)MOI-BP等〔以上为Showa Denko K.K.制〕及封端型的DURANATE系列〔例如,DURANATE(注册商标)TPA-B80E、Asahi Kasei ChemicalsCorporation制〕。
感光性组合物层可以包含单独1种封端异氰酸酯化合物,也可以包含2种以上的封端异氰酸酯化合物。
当感光性组合物层包含封端异氰酸酯化合物时,封端异氰酸酯化合物的含量相对于感光性组合物层的总质量,优选1~50质量%,更优选5~30质量%。
[表面活性剂]
感光性组合物层优选包含表面活性剂。
作为表面活性剂,可列举例如在日本专利第4502784号公报的[0017]段及日本特开2009-237362号公报的[0060]~[0071]段中记载的表面活性剂。
作为表面活性剂,优选非离子系表面活性剂、氟系表面活性剂或硅酮系表面活性剂。
作为氟系表面活性剂的市售品,例如可列举Megaface F-171、F-172、F-173、F-176、F-177、F-141、F-142、F-143、F-144、F-437、F-475、F-477、F-479、F-482、F-551-A、F-552、F-554、F-555-A、F-556、F-557、F-558、F-559、F-560、F-561、F-565、F-563、F-568、F-575、F-780、EXP、MFS-330、R-41、R-41-LM、R-01、R-40、R-40-LM、RS-43、TF-1956、RS-90、R-94、RS-72-K、DS-21(以上为DIC Corporation制)、Fluorad FC430、FC431、FC171(以上为Sumitomo 3M Limited制)、Surflon S-382、SC-101、SC-103、SC-104、SC-105、SC-1068、SC-381、SC-383、S-393、KH-40(以上为AGC Inc.制)、PolyFox PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(以上为OMNOVA Solutions Inc.制)、Ftergent 710FL、710FM、610FM、601AD、601ADH2、602A、215M、245F、251、212M、250、209F、222F、208G、710LA、710FS、730LM、650AC、681、683(以上为Neos Corporation制)等。
并且,作为氟系表面活性剂,也能够优选使用丙烯酸系化合物,该丙烯酸系化合物具有具备含有氟原子的官能团的分子结构,若加热,则含氟原子的官能团部分被切断而氟原子挥发。作为这些氟系表面活性剂,可列举DIC Corporation制的MAGAFACE DS系列(化学工业日报(2016年2月22日)、日经产业新闻(2016年2月23日))、例如MAGAFACE DS-21。
并且,作为氟系表面活性剂也优选使用具有氟化烷基或氟化亚烷基醚基的含氟原子乙烯醚化合物与亲水性乙烯醚化合物的聚合物。
并且,作为氟系表面活性剂,也能够使用封端聚合物。
并且,作为氟系表面活性剂,还能够优选使用含氟高分子化合物,该含氟高分子化合物含有:来自于具有氟原子的(甲基)丙烯酸酯化合物的结构单元;及来自于具有2个以上(优选为5个以上)亚烷氧基(优选为亚乙氧基、亚丙氧基)的(甲基)丙烯酸酯化合物的结构单元。
并且,作为氟系表面活性剂,也能够使用在侧链上具有含有烯属不饱和键的基团的含氟聚合物。可列举Megaface RS-101、RS-102、RS-718K、RS-72-K(以上为DICCorporation制)等。
作为氟系表面活性剂,从提高环境适应性的观点考虑,优选为来自于全氟辛烷酸(PFOA)及全氟辛烷磺酸(PFOS)等具有碳原子数为7以上的直链状全氟烷基的化合物的代替材料的表面活性剂。
作为非离子系表面活性剂,可列举甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷以及它们的乙氧基化物及丙氧基化物(例如,甘油丙氧基化物、甘油乙氧基化物等)、聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、脱水山梨糖醇脂肪酸酯、PLURONIC L10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2(以上为BASF公司制)、TETRONIC 304、701、704、901、904、150R1(以上为BASF公司制)、SOLSPERSE 20000(以上为Lubrizol Japan Ltd.制)、NCW-101、NCW-1001、NCW-1002(以上为Wako Pure Corporation制)、PIONIN D-6112、D-6112-W、D-6315(以上为Takemoto Oil&Fat Co.,Ltd.制)、OLFIN E1010、Surfynol 104、400、440(以上为NissinChemical Co.,Ltd.制)等。
作为硅酮系表面活性剂,可列举包括硅氧烷键的直链状聚合物、及将有机基团导入到侧链或末端中的改性硅氧烷聚合物。
作为表面活性剂的具体例,可列举DOWSIL 8032ADDITIVE、Toray SiliconeDC3PA、Toray Silicone SH7PA、Toray Silicone DC11PA、Toray Silicone SH21PA、ToraySilicone SH28PA、Toray Silicone SH29PA、Toray Silicone SH30PA、Toray SiliconeSH8400(以上为Dow Corning Toray Co.,Ltd.制)、以及X-22-4952、X-22-4272、X-22-6266、KF-351A、K354L、KF-355A、KF-945、KF-640、KF-642、KF-643、X-22-6191、X-22-4515、KF-6004、KP-341、KF-6001、KF-6002(以上为Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.制)、F-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4460、TSF-4452(以上为Momentive Performance Materials Inc.制)、BYK307、BYK323、BYK330(以上为BYK Chemie GmbH制)等。
感光性组合物层可以包含单独1种表面活性剂,也可以包含两种以上表面活性剂。
当感光性组合物层包含表面活性剂时,表面活性剂的含量相对于感光性组合物层的总质量,优选0.01~3质量%,更优选0.05~1质量%,进一步优选0.1~0.8质量%。
[供氢性化合物]
感光性组合物层优选包含供氢性化合物。供氢性化合物具有进一步提高光聚合引发剂相对于光化射线的灵敏度的、抑制氧引起的聚合性化合物的聚合阻碍等的作用。
作为供氢性化合物例子,可列举胺类、例如M.R.Sander等人著“Journal ofPolymer Society”第10卷3173页(1972)、日本特公昭44-020189号公报、日本特开昭51-082102号公报、日本特开昭52-134692号公报、日本特开昭59-138205号公报、日本特开昭60-084305号公报、日本特开昭62-018537号公报、日本特开昭64-033104号公报及ResearchDisclosure 33825号等中记载的化合物。
作为供氢性化合物,例如可列举三乙醇胺、对二甲基氨基苯甲酸乙酯、对甲酰基二甲基苯胺及对甲基硫代二甲基苯胺。
并且,作为供氢性化合物,也可列举氨基酸化合物(N-苯基甘氨酸等)、日本特公昭48-042965号公报中记载的有机金属化合物(三丁基锡乙酸酯等)、日本特公昭55-034414号公报中记载的氢供体及日本特开平6-308727号公报中记载的硫化合物(三噻烷等)。
感光性组合物层可以包含单独1种供氢性化合物,也可以包含2种以上的供氢性化合物。
当感光性组合物层包含供氢性化合物时,从通过聚合生长速度和链转移的平衡而提高固化速度的观点考虑,供氢性化合物的含量相对于感光性组合物层的总质量,优选0.01~10质量%,更优选0.03~5质量%,进一步优选0.05~3质量%。
[其他成分]
感光性组合物层也可以包含除上述成分以外的成分(以下,也称为“其他成分”。)。作为其他成分,例如可列举粒子(例如,金属氧化物粒子)、及着色剂。其中,从覆膜的剥离性的观点考虑,感光性组合物优选不包含着色剂。
并且,作为其他成分,例如也可列举日本专利第4502784号公报的[0018]段中所记载的热阻聚剂及日本特开2000-310706号公报的[0058]~[0071]段中所记载的其他添加剂。
感光性组合物层可以以调节折射率、透光性等为目的而包含粒子。作为粒子,例如可列举金属氧化物粒子。
金属氧化物粒子中的金属还包含B、Si、Ge、As、Sb及Te等半金属。
作为粒子的平均一次粒径,例如从图案的透明性的观点考虑,优选1~200nm,更优选3~80nm。粒子的平均一次粒径通过使用电子显微镜测定任意200个粒子的粒径,并将测定结果进行算术平均来计算。另外,粒子的形状为非球形的情况下,将最长的边作为粒径。
感光性组合物层可以包含单独1种粒子,也可以包含2种以上的粒子。并且,当感光性组合物层包含粒子时,可以仅包含1种金属种类、大小等不同的粒子,也可以包含2种以上。
感光性组合物层优选不包含粒子,或粒子的含量相对于感光性组合物层的总质量超过0质量%且为35质量%以下,更优选不包含粒子,或粒子的含量相对于感光性组合物层的总质量超过0质量%且为10质量%以下,进一步优选不包含粒子,或粒子的含量相对于感光性组合物层的总质量超过0质量%且为5质量%以下,尤其优选不包含粒子,或粒子的含量相对于感光性组合物层的总质量超过0质量%且为1质量%以下,最优选不包含粒子。
感光性组合物层可以包含微量的着色剂(例如,颜料及染料),例如,从透明性的观点考虑,优选实质上不包含着色剂。
当感光性组合物层包含着色剂时,着色剂的含量相对于感光性组合物层的总质量,优选小于1质量%,更优选小于0.1质量%。
[杂质等]
感光性组合物层可以包含规定量的杂质。
作为杂质的具体例,可列举钠、钾、镁、钙、铁、锰、铜、铝、钛、铬、钴、镍、锌、锡、卤素及这些的离子。其中,卤化物离子、钠离子及钾离子容易作为杂质而混入,因此优选设为下述含量。
感光性组合物层中的杂质的含量以质量基准计,优选80ppm以下,更优选10ppm以下,进一步优选2ppm以下。感光性组合物层中的杂质的含量以质量基准计,能够设为1ppb以上,并能够设为0.1ppm以上。
作为将杂质设定在上述范围的方法,可列举如下方法:作为感光性组合物层的原料选择杂质的含量少的原料及在形成感光性组合物层时防止杂质的混入、通过清洗将其去除。通过这种方法,能够将杂质量设定在上述范围内。
杂质例如能够通过ICP(Inductively Coupled Plasma:电感耦合等离子体)发射光谱分析法、原子吸收光谱法及离子色谱法等公知的方法来定量。
感光性组合物层中的、苯、甲醛、三氯乙烯、1,3-丁二烯、四氯化碳、氯仿、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺及己烷等化合物的含量优选少。作为这些化合物在感光性组合物层中的含量,以质量基准计,优选100ppm以下,更优选20ppm以下,进一步优选4ppm以下。下限以质量基准计,能够设为10ppb以上,也能够设为100ppb以上。这些化合物能够通过与上述金属的杂质相同的方法来抑制含量。并且,能够通过公知的测定法来定量。
从提高可靠性及层压性的观点考虑,感光性组合物层中的水的含量优选0.01~1.0质量%,更优选0.05~0.5质量%。
[感光性组合物层的厚度]
感光性组合物层的厚度并无特别限制,优选10.0μm以下,更优选8.0μm以下。
感光性组合物层的厚度的下限并无限制。感光性组合物层的厚度越小,越能够提高耐弯曲性。从制造适用性的观点考虑,感光性组合物层的厚度的下限优选0.05μm以上。从提高透明导电部的保护性的观点考虑,感光性组合物层的厚度的下限优选0.5μm以上,更优选1.1μm以上。
感光性组合物层的厚度作为通过基于扫描型电子显微镜(SEM)的剖面观察进行测定而得的任意5点的平均值而计算。
[感光性组合物层的折射率]
感光性组合物层的折射率优选1.47~1.56,更优选1.49~1.54。
[感光性组合物层的颜色]
感光性组合物层优选为无彩色。感光性组合物层的a*值优选为-1.0~1.0,感光性组合物层的b*值优选为-1.0~1.0。
[感光性组合物层中的异物]
从图案形成性的观点考虑,感光性组合物层中的直径1.0μm以上的异物的数量优选10个/mm2以下,更优选5个/mm2以下。
异物个数如下进行测定。
使用光学显微镜从感光性组合物层的表面的法线方向目视观察感光性组合物层的面上的任意5个区域(1mm×1mm),测定各区域中的直径1.0μm以上的异物的数量,将这些进行算术平均而作为异物的数量来计算。作为具体的优选数值,例如可列举0个/mm2、1个/mm2、4个/mm2及8个/mm2等。
[感光性组合物层中的溶解物的雾度]
从抑制显影时产生凝聚物的观点考虑,将1.0cm3的感光性组合物层溶解于30℃的碳酸钠水溶液(碳酸钠浓度:1.0质量%)1.0L而获得的溶液的雾度优选60%以下,更优选30%以下,进一步优选10%以下,尤其优选1%以下。
雾度如下进行测定。
首先,准备碳酸钠水溶液(碳酸钠浓度:1.0质量%),并将液温调整为30℃。在碳酸钠水溶液1.0L中放入1.0cm3的感光性组合物层。一边注意不要混入气泡,一边在30℃下搅拌4小时。搅拌后,测定溶解有感光性组合物层的溶液的雾度。使用雾度计(产品名称“NDH4000”、NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES CO.、LTD.制),并使用液体测定用单元及光路长度20mm的液体测定专用池来测定雾度。作为具体的优选数值,例如可列举0.4%、1.0%、9%及24%等。
[感光性组合物层的溶解速度]
从抑制显影时的残渣的观点考虑,感光性组合物层在碳酸钠水溶液(碳酸钠浓度:1.0质量%)中的溶解速度优选0.01μm/秒以上,更优选0.10μm/秒以上,进一步优选0.20μm/秒以上。从图案的边缘形状的观点考虑,优选5.0μm/秒以下,更优选4.0μm/秒以下,进一步优选3.0μm/秒以下。作为具体的优选数值,可列举1.8μm/秒、1.0μm/秒及0.7μm/秒等。
感光性组合物层在碳酸钠水溶液(碳酸钠浓度:1.0质量%)中的每单位时间的溶解速度如下进行测定。
对于玻璃基板上所形成的充分去除溶剂的感光性组合物层(膜厚1.0~10μm的范围内),使用碳酸钠水溶液(碳酸钠浓度:1.0质量%)在25℃下进行喷淋显影直至感光性组合物层完全融化(但是,最长设为2分钟为止)。通过将感光性组合物层的膜厚除以感光性组合物层完全融化所需的时间而求出。另外,当在2分钟内没有完全融化时,根据到此为止的膜厚变化量以同样的方式进行计算。
显影使用H.IKEUCHI Co.,Ltd.制1/4MINJJX030PP的喷淋喷嘴,喷淋的喷雾器压力设为0.08MPa。为上述条件时,每单位时间的喷淋流量设为1,800mL/min。
[感光性组合物层的透射率]
感光性组合物层的每1.0μm膜厚的可见光透射率优选80%以上,更优选90%以上,最优选95%以上。
作为可见光透射率,优选波长400~800nm下的平均透射率、波长400~800nm下的透射率的最小值及波长400nm下的透射率均满足上述。作为透射率的优选值,例如可列举87%、92%、98%等。
固化层的可见光透射率的优选范围也相同。
<覆膜>
转印薄膜具有覆膜。覆膜为配置于感光性组合物层上且保护感光性组合物层的保护薄膜。
覆膜具有基材及配置于基材上的剥离性树脂层。
[基材]
作为基材,可列举树脂基材及纸等,从强度及挠性等的观点考虑,尤其优选树脂基材。
作为基材,可列举聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚对苯二甲酸乙二酯薄膜、三乙酸纤维素薄膜、聚苯乙烯薄膜及聚碳酸酯薄膜。其中,基材优选包含聚酯树脂,更优选聚对苯二甲酸乙二酯薄膜。
基材的厚度并无特别限制,优选1μm~2mm,更优选5~50μm。
另外,作为基材,若使用聚对苯二甲酸乙二酯薄膜等聚酯树脂薄膜,则转印薄膜的耐划伤性更优异。因此,在辊输送转印薄膜情况等中,不易划伤转印薄膜,因此优选。
[剥离性树脂层]
转印薄膜具有剥离性树脂层。剥离性树脂层为与感光性组合物层接触而设置的层。
剥离性树脂层的感光性组合物层侧的表面的表面自由能的氢键成分为4.0mN/m以下。其中,从覆膜的剥离性更优异的观点(以下,也简称为“本发明的效果更优异的观点”。)出发,上述氢键成分优选3.0mN/m以下,更优选2.0mN/m以下,进一步优选1.0mN/m以下。下限并无特别限制,可列举0mN/m,0.1mN/m以上的情况较多。
并且,剥离性树脂层的感光性组合物层侧的表面的表面自由能的分散力成分并无特别限制,但是从本发明的效果更优异的观点出发,优选40mN/m以下,更优选30mN/m以下。下限并无特别限制,可列举10mN/m以上,20mN/m以上的情况较多。
本发明中所记载的表面自由能通过以下方法来计算。
本发明中所记载的表面自由能根据参考D.K.Owens:J.Appl.Polym.Sci.,13,1741(1969)而实际测定而得的纯水H2O与二碘甲烷CH2I2的各自的接触角θH2O及θCH2I2,并通过以下的联立方程式(A)及(B)来求出。
〔联立方程式〕
(A):1+cosθH2O=2√γsd(√γH2O d/γH2O v)+2√γsh(√γH2O h/γH2O v)
(B):1+cosθCH2I2=2√γsd(√γCH2I2 d/γCH2I2 v)+2√γsh(√γCH2I2 h/γCH2I2 v)
γH2O d=21.8、γH2O h=51.0、γH2O v=72.8、
γCH2I2 d=49.5、γCH2I2 h=1.3、γCH2I2 v=50.8
其中,在上述联立方程式中,γsd相当于表面自由能的分散力成分,γsh相当于表面自由能的氢键成分,将由这些的和表示的值γsv(=γsd+γsh)定义为表面自由能。
关于上述接触角的测定,使用接触角计(Kyowa Interface Science Co.,Ltd制、DROPMASTER-501)在25℃、相对湿度55%的条件下,在样品的测定面滴落纯净水或二碘甲烷2μL之后通过液滴法测定7秒后的接触角。
其中,从将转印薄膜放置规定期间后的覆膜的剥离性更优异的观点出发,剥离性树脂层的感光性组合物层侧的表面的表面自由能的氢键成分与分散力成分优选满足式(1)的关系。
式(1) γd+10×γh≤42.0mN/m
γd表示表面自由能的分散力成分,γh表示表面自由能的氢键成分。
其中,从将转印薄膜放置规定期间后的覆膜的剥离性更优异的观点出发,更优选满足式(2)的关系。
式(2) γd+10×γh≤30.0mN/m
剥离性树脂层的感光性组合物层侧的表面的表面粗糙度Ra并无特别限制,从能够减少感光性组合物层与覆膜之间的气泡的混入的观点出发,表面粗糙度Ra优选50nm以下,更优选20nm以下。若能够减少气泡的混入,则转印感光性组合物层之后不易视觉辨认缺陷等,因此优选。
上述表面粗糙度Ra的测定方法如下。
使用三维光学轮廓仪(New View7300、Zygo公司制),在以下条件下,获得覆膜的剥离性树脂层侧的表面轮廓。另外,对于测定·分析软件使用MetroPro ver8.3.2的Microscope Application。接着,利用上述分析软件(MetroPro ver8.3.2-MicroscopeApplication)显示Surface Map画面,在Surface Map画面中获得直方图数据。根据所获得的直方图数据,计算算术平均粗糙度,作为表面粗糙度Ra值。
[测定条件]
物镜:50倍
Zoom:0.5倍
测定区域:1.00mm×1.00mm
[分析条件]
Removed:plane
Filter:off
FilterType:average
Remove spikes:on
Spike Height(xRMS):7.5
另外,当测定剥离性树脂层的表面粗糙度时,可以在制作覆膜之后立即测定剥离性树脂层的表面粗糙度,也可以从转印薄膜剥离覆膜,而测定暴露的剥离性树脂层的表面的表面粗糙度。
构成剥离性树脂层的材料只要为显示上述表面自由能的氢键成分的层,则并无特别限制,通常包含树脂。
树脂的种类并无特别限制,可列举聚烯烃树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、聚缩醛树脂、(甲基)丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、聚氨酯树脂及聚酯树脂。其中,从本发明的效果更优异的观点出发,优选聚烯烃树脂。
上述聚烯烃树脂可以具有取代基。取代基的种类并无特别限制,可列举酸性基(例如,羧基、马来酸酐基)。
并且,从本发明的效果更优异的观点出发,聚烯烃树脂优选具有长链烷基。长链烷基是指碳原子数为10以上的烷基。
作为上述树脂,可以使用市售品。作为市售品,例如可列举RESEM T-738(CHUKYOYUSHI CO.,LTD.)、ZAIKTHENE NC(Sumitomo Seika Chemicals Company,Limited)、HITECH3121(TOHO Chemical Industry Co.,Ltd.)及MGP-055(丸邦化成品股份有限公司)。
另外,从本发明的效果更优异的观点出发,剥离性树脂层中优选实质上不包含聚乙烯醇等具有羟基的树脂。实质上不包含是指相对于剥离性树脂层中所包含的树脂总质量,聚乙烯醇等具有羟基的树脂的含量为1质量%以下,优选为0质量%。
剥离性树脂层中的树脂的含量并无特别限制,从本发明的效果更优异的观点出发,相对于剥离性树脂层总质量,优选70质量%以上,更优选90质量%以上。上限并无特别限制,99质量%以下的情况较多。
并且,当作为树脂使用聚烯烃系树脂时,聚烯烃系树脂的含量相对于剥离性树脂层中的树脂总质量优选90质量%以上,更优选95质量%以上。上限并无特别限制,可列举100质量%。
剥离性树脂层优选包含表面活性剂。
表面活性剂的种类并无特别限制,可列举非离子系表面活性剂、阳离子系表面活性剂、阴离子系表面活性剂、硅酮系表面活性剂及氟系表面活性剂。表面活性剂可以单独使用1种,也可以包含2种以上。当表面活性剂包含2种以上时,其组合并无特别限制,从表面粗糙度降低的观点出发,优选非离子系表面活性剂与阴离子系活性剂的组合。
作为上述表面活性剂,也可以使用市售品。作为市售品,例如可列举RAPISOL A-90(NOF CORPORATION)、NAROACTY CL-95(Sanyo Chemical Industries,Ltd.)及CELOZOL524(CHUKYO YUSHI CO.,LTD.)。
剥离性树脂层中的表面活性剂的含量并无特别限制,从本发明的效果更优异的观点出发,相对于剥离性树脂层总质量,优选0.1质量%以上,更优选1.0质量%以上。上限并无特别限制,10质量%以下的情况较多。
剥离性树脂层可以包含除上述树脂及表面活性剂以外的其他材料。
剥离性树脂层的厚度并无特别限制,从本发明的效果更优异的观点出发,优选10~500nm,更优选10~100nm,进一步优选10~70nm,尤其优选20~70nm,最优选40~60nm。
另外,剥离性树脂层的厚度为平均值,测定剥离性树脂层的任意10个点的厚度,将这些进行算术平均来求出。
(覆膜的制造方法)
上述覆膜的制造方法并无特别限制,可列举公知的方法。
例如,可列举将剥离性树脂层形成用组合物涂布于基材上,根据需要实施干燥处理的方法。
剥离性树脂层形成用组合物包含形成剥离性树脂层的成分(例如为树脂及表面活性剂)及溶剂。
剥离性树脂层形成用组合物的涂布方法并无特别限制,可列举狭缝涂布、旋转涂布、帘式涂布及喷墨涂布。
并且,从提高基材与剥离性树脂层的密合力的观点考虑,基材为拉伸薄膜时,也优选在拉伸基材之前进行上述剥离性树脂层形成用组合物的涂布。
当基材为双轴拉伸薄膜时,例如通过在纵向拉伸(薄膜的输送方向的拉伸)之后进行剥离性树脂层形成用组合物的涂布,接着进行横向拉伸(在薄膜的面上与薄膜的输送方向垂直的方向的拉伸)来形成对基材的密合力优异的剥离性树脂层。
<其他层>
转印薄膜可以具有除上述临时支承体、感光性组合物层及覆膜以外的其他部件。
作为其他部件,可列举抗静电层。由于转印薄膜具有抗静电层,因此能够抑制剥离配置于抗静电层上的薄膜等时产生静电,并且,还能够抑制由于与设备或其他薄膜等的摩擦而导致的静电的产生,因此,例如能够抑制电子设备中的不良情况的产生。
抗静电层优选配置于临时支承体与感光性组合物层之间。
抗静电层为具有抗静电性的层,至少包含抗静电剂。作为抗静电剂并无特别限制,能够适用公知的抗静电剂。
<转印薄膜的制造方法>
本发明的转印薄膜的制造方法并无特别限制,能够使用公知的方法。
其中,从生产率优异的观点出发,优选具有在临时支承体上形成感光性组合物层的工序(工序X)及将覆膜贴合于感光性组合物层上以使剥离性树脂层与感光性组合物层接触的工序(工序Y)的方法。
以下,对具有工序X及工序Y的方法的顺序进行详细说明。
[工序X]
作为在临时支承体上形成感光性组合物层的方法,可列举将感光性组合物涂布于临时支承体上,并根据需要实施干燥处理的方法。
另外,感光性组合物优选包含构成上述感光性组合物层的成分(例如,聚合性化合物、碱溶性树脂及聚合引发剂等)及溶剂。
作为溶剂,优选有机溶剂。作为有机溶剂,例如可列举甲基乙基酮、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯(别名:1-甲氧基-2-丙基乙酸酯)、二乙二醇乙基甲基醚、环己酮、甲基异丁基酮、乳酸乙酯、乳酸甲酯、己内酰胺、正丙醇及2-丙醇。作为溶剂,优选甲基乙基酮与丙二醇单甲醚乙酸酯的混合溶剂或二乙二醇乙基甲基醚与丙二醇单甲醚乙酸酯的混合溶剂。
并且,作为溶剂,根据需要也能够使用沸点为180~250℃的有机溶剂(高沸点溶剂)。
感光性组合物可以包含单独1种溶剂,也可以包含两种以上的溶剂。
当感光性组合物包含溶剂时,感光性组合物的总固体成分量相对于感光性组合物的总质量,优选5~80质量%,更优选5~40质量%,进一步优选5~30质量%。
当感光性组合物包含溶剂时,例如从涂布性的观点考虑,感光性组合物在25℃下的粘度优选1~50mPa·s,更优选2~40mPa·s,进一步优选3~30mPa·s。粘度使用粘度计来进行测定。作为粘度计,能够适合使用例如TOKI SANGYO CO.,LTD.制的粘度计(产品名称:VISCOMETER TV-22)。但是,粘度计不限于上述粘度计。
当感光性组合物包含溶剂时,例如从涂布性的观点考虑,感光性组合物在25℃下的表面张力优选5~100mN/m,更优选10~80mN/m,进一步优选15~40mN/m。表面张力使用表面张力计来进行测定。作为表面张力计,能够适合使用例如Kyowa Interface ScienceCo.,Ltd.制的表面张力计(产品名称:Automatic Surface Tensiometer CBVP-Z)。但是,表面张力计不限于上述表面张力计。
作为感光性组合物的涂布方法,可列举例如印刷法、喷涂法、辊涂法、棒涂法、帘涂法、旋涂法及模涂法(即,狭缝涂布法)。
作为干燥方法,例如可列举自然干燥、加热干燥及减压干燥。能够单独或组合多个来使用上述方法。
在本发明中,“干燥”是指去除组合物中所含有的溶剂的至少一部分。
[工序Y]
将保护膜贴合于感光性组合物层的方法并无特别限制,可列举公知的方法。另外,在本工序Y中,将覆膜贴合于感光性组合物层以使覆膜的剥离性树脂层与感光性组合物层接触。
作为将覆膜贴合于感光性组合物层的装置,可列举真空层压机及自动切割层压机等公知的层压机。
层压机具备橡胶辊等任意的可加热的辊,优选能够进行加压及加热。
<层叠体的制造方法>
通过使用上述转印薄膜,能够将感光性组合物层转印到被转印物。
其中,层叠体的制造方法优选具有:贴合工序,从转印薄膜剥离覆膜并使临时支承体上的感光性组合物层与具有导电层的基板接触并贴合,从而获得带感光性组合物层的基板;曝光工序,对感光性组合物层进行图案曝光;及显影工序,对经曝光的感光性组合物层进行显影而形成图案,在贴合工序与曝光工序之间或曝光工序与显影工序之间,还具有从带感光性组合物层的基板剥离临时支承体的剥离工序。
在通过上述顺序获得的层叠体中,在具有导电层的基板上配置有图案。
以下,对层叠体的各工序的顺序进行详细说明。
[贴合工序]
贴合工序为从转印薄膜剥离覆膜并使临时支承体上的感光性组合物层与具有导电层的基板接触并贴合,而获得带感光性组合物层的基板的工序。
从转印薄膜剥离覆膜的方法并无特别限制,能够采用公知的方法。例如,能够使用日本特开2010-072589号公报的[0161]~[0162]段中所记载的覆膜剥离机构。
从转印薄膜剥离覆膜之后,使临时支承体上的暴露的感光性组合物层与具有导电层的基板接触并贴合。通过该贴合,在具有导电层的基板上配置感光性组合物层及临时支承体。
在上述贴合中,优选以上述导电层与上述感光性组合物层的表面接触的方式进行压接。若为上述方式,则能够将曝光及显影后获得的图案优选用作对导电层进行蚀刻时的蚀刻抗蚀剂。
作为上述压接的方法并无特别限制,能够使用公知的转印方法及层叠方法。其中,优选将感光性组合物层的表面重叠于具有导电层的基板上,通过辊等进行加压及加热来进行。
能够使用真空层压机及自动切割层压机等公知的层压机进行贴合。
具有导电层的基板在基板上具有导电层,并且可以根据需要形成任意的层。即,具有导电层的基板为至少具有基板及配置于基板上的导电层的导电性基板。
作为基板,例如可列举树脂基板、玻璃基板及半导体基板。
作为基板的优选方式,例如在国际公开第2018/155193号的0140段中有记载,该内容被编入本说明书中。
作为导电层,从导电性及细线形成性的观点考虑,优选选自由金属层、导电性金属氧化物层、石墨烯层、碳纳米管层及导电聚合物层组成的组中的至少一种层。
并且,在基板上可以仅配置1层导电层,也可以配置2层以上。当配置2层以上的导电层时,优选具有不同材质的导电层。
作为导电层的优选方式,例如在国际公开第2018/155193号的[0141]段中有记载,该内容被编入本说明书中。
〔曝光工序〕
曝光工序为对感光性组合物层进行图案曝光的工序。
另外,在此,“图案曝光”是指以图案状曝光的方式、即存在曝光部和非曝光部的方式的曝光。
图案曝光中的图案的详细配置及具体尺寸并无特别限制。另外,通过后述显影工序形成的图案优选包含宽度为20μm以下的细线,更优选包含宽度为10μm以下的细线。
作为图案曝光的光源,只要至少能够照射能够使感光性组合物层固化的波长范围的光(例如为365nm或405nm),则能够适当选择使用。其中,图案曝光的曝光光的主波长优选为365nm。
另外,主波长为强度最高的波长。
作为光源,例如可列举各种激光、发光二极管(LED)、超高压汞灯、高压汞灯及金属卤化物灯。
曝光量优选5~200mJ/cm2,更优选10~200mJ/cm2。
作为用于曝光的光源、曝光量及曝光方法的优选方式,例如在国际公开第2018/155193号的[0146]~[0147]段中有记载,这些内容被编入本说明书中。
[剥离工序]
剥离工序为在贴合工序与曝光工序之间或曝光工序与后述显影工序之间,从带感光性组合物层的基板剥离临时支承体的工序。
剥离方法并无特别限制,能够使用与日本特开2010-072589号公报的[0161]~[0162]段中所记载的覆膜剥离机构相同的机构。
[显影工序]
显影工序为对经曝光的感光性组合物层进行显影而形成图案的工序。
上述感光性组合物层的显影能够使用显影液来进行。
作为显影液,优选碱性水溶液。作为可包含于碱性水溶液中的碱性化合物,例如可列举氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、炭酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、四丙基氢氧化铵、四丁基氢氧化铵及胆碱(2-羟乙基三甲基氢氧化铵)。
作为显影的方式,例如可列举旋覆浸没显影、喷淋显影、旋转显影及浸渍显影等方式。
作为在本发明中优选使用的显影液,例如可列举国际公开第2015/093271号的[0194]段中所记载的显影液,作为优选使用的显影方式,例如可列举国际公开第2015/093271号的[0195]段中所记载的显影方式。
通过上述工序形成的图案(感光性组合物层的固化膜)优选为无彩色。具体而言,在L*a*b*表色系统中,图案的a*值优选为-1.0~1.0,图案的b*值优选为-1.0~1.0。
从提高图案形成性的观点考虑,图案(固化层)相对于碳酸钠水溶液(碳酸钠浓度:1.0质量%)的溶胀率优选100%以下,更优选50%以下,进一步优选30%以下。
在此,溶胀率如下进行测定。使用超高压汞灯以500mj/cm2(i射线测定)对形成于玻璃基板上的、充分去除溶剂而成的感光性树脂层(膜厚1.0~10μm的范围内)进行曝光。在25℃下将每个玻璃基板浸渍于碳酸钠水溶液(碳酸钠浓度:1.0质量%)中,测定经过30秒时的膜厚。然后,计算浸渍后的膜厚相对于浸渍前的膜厚增加的比例。作为具体的优选数值,可列举4%、13%及25%等。
从器件的可靠性的观点考虑,图案(固化层)的膜厚40μm处的透湿度优选500g/m2/24hr以下,更优选300g/m2/24hr以下,进一步优选100g/m2/24hr以下。
在此,关于透湿度,使用将感光性组合物层通过i射线以曝光量300mJ/cm2进行曝光之后,在145℃下进行30分钟的后烘烤,从而使感光性组合物层固化而得的固化膜来进行测定。
透湿度的测定根据JIS Z0208的杯法来进行。温度40℃/湿度90%、温度65℃/湿度90%及温度80℃/湿度95%的任何试验条件下也优选为上述透湿度。
[后曝光工序及后烘烤工序]
上述层叠体的制造方法可以具有对通过上述显影工序获得的图案进行曝光的工序(后曝光工序)及/或进行加热的工序(后烘烤工序)。
包括后曝光工序及后烘烤工序这两者时,优选后曝光后实施后烘烤。
[蚀刻工序]
上述层叠体的制造方法可以具有对处于在所获得的层叠体中未配置图案的区域的导电层进行蚀刻处理的蚀刻工序。
在上述蚀刻工序中,将通过上述显影工序由上述感光性组合物层形成的图案用作蚀刻抗蚀剂,并进行上述导电层的蚀刻处理。
作为蚀刻处理的方法,能够适用日本特开2017-120435号公报的[0209]~
[0210]段中所记载的方法、日本特开2010-152155号公报的[0048]~[0054]段等中所记载的方法、基于公知的等离子体蚀刻等干式蚀刻的方法等、公知的方法。
[去除工序]
上述层叠体的制造方法可以具有去除图案的去除工序。
去除工序能够根据需要来进行,但是优选在蚀刻工序之后进行。
作为去除图案的方法并无特别限制,但可列举通过药品处理去除的方法,优选使用去除液。
作为图案的去除方法,可列举在优选为30~80℃、更优选为50~80℃下进行搅拌的去除液中浸渍具有图案的层叠体1~30分钟的方法。
作为去除液,例如可列举将氢氧化钠、氢氧化钾等无机碱成分或伯胺化合物、仲胺化合物、叔胺化合物、季铵盐化合物等有机碱成分溶解于水、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮或这些的混合溶液的去除液。
并且,可以使用去除液,通过喷涂法、喷淋法、旋覆浸没法等去除。
[其他工序]
本发明的层叠体的制造方法可以包含除上述以外的任意工序(其他工序)。
例如,可列举在国际公开第2019/022089号的[0172]段中所记载的降低可见光线反射率的工序、在国际公开第2019/022089号的[0172]段中所记载的在绝缘膜上形成新的导电层的工序等,但是并不限于这些工序。
通过本发明的层叠体的制造方法制造的层叠体能够应用于各种装置。作为具备上述层叠体的装置,例如可列举输入装置等,优选为触摸面板,更优选为静电电容型触摸面板。并且,上述输入装置能够应用于有机电致发光显示装置、液晶显示装置等显示装置。
当层叠体应用于触摸面板时,由感光性组合物层形成的图案优选用作触摸面板电极的保护膜。即,转印薄膜中所包含的感光性组合物层优选用于形成触摸面板电极保护膜。
实施例
以下列举实施例来进一步具体说明本发明。示于以下的实施例的材料、使用量、比例、处理内容及处理顺序等只要不脱离本发明的宗旨,则能够适当地进行变更。因此,本发明的范围并不限定于以下所示的具体例。另外,只要无特别说明,则“份”、“%”为质量基准。
另外,除非另有说明,否则聚合物中的组成比为摩尔比。
<剥离性树脂层形成用组合物的制备>
分别制备了下述表1所示的组成的剥离性树脂层形成用组合物A-1~A-10。另外,表1中的各成分栏的数值表示质量比率。
所获得的剥离性树脂层形成用组合物使用6μm过滤器(F20、MAHLE FILTERSYSTEMS CO.,LTD.制)实施了过滤及膜脱气(2x6radial flow SuperPhobic、PolyporeInternational,Inc.制)。
[表1]
<制造例1>
按照以下顺序,在用作基材的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的一个表面涂布上述制备的剥离性树脂层形成用组合物A-1之后对其进行拉伸,从而获得了制造例1的覆膜。
[PET颗粒的制作]
如下所示,使对苯二甲酸和乙二醇直接反应、蒸馏除去水,酯化后,使用在减压下进行缩聚的直接酯化法,通过连续式聚合装置获得了PET颗粒。
(1)酯化反应
经90分钟混合高纯度对苯二甲酸4.7吨和乙二醇1.8吨而形成浆料,以3800kg/h的流量连续地供给至第一酯化反应槽。进而,将柠檬酸与Ti金属配位的柠檬酸螯合钛络合物(VERTEC AC-420、Johnson Matthey公司制)的乙二醇溶液连续地供给到第一酯化反应槽,在反应槽内温度251℃、搅拌下,平均滞留时间为约4.3小时下进行了反应。此时,柠檬酸螯合钛络合物以Ti添加量以元素换算值计成为9质量ppm的方式连续地添加。此时,所获得的低聚物的酸值为500eq/吨。
将所获得的产物移送至第二酯化反应槽,在搅拌下、反应槽内温度250℃、平均滞留时间1.2小时下使其反应,获得了酸值为190eq/吨的低聚物。第二酯化反应槽的内部分为3个区域,从第2区域开始以Mg添加量以元素换算值计成为75质量ppm的方式连续地供给乙酸镁的乙二醇溶液,接着从第3区域开始以P添加量以元素换算值计成为65质量ppm的方式连续地供给了磷酸三甲酯的乙二醇溶液。
(2)缩聚反应
将上述获得的酯化反应产物连续地供给到第一缩聚反应槽中,在搅拌下、反应温度270℃、反应槽内压力20torr(2.67×10-3MPa)下,平均滞留时间为约1.8小时下使其缩聚。
进而,将所获得的产物移送到第二缩聚反应槽,在该反应槽中,在搅拌下、反应槽内温度276℃、反应槽内压力3.0torr(3.99×10-4MPa)下滞留时间为约1.2小时的条件下使其反应(缩聚)。
接着,将所获得的产物进一步移送到第三缩聚反应槽中,在该反应槽中,在反应槽内温度278℃、反应槽内压力1.0torr(1.33×10-4MPa)下,滞留时间1.5小时的条件使其反应(缩聚),从而获得了PET。
接着,将所获得的反应物以股线状喷出到冷水中,立即切断以制作PET的颗粒<截面:长径约4mm、短径2mm、长度:约3mm>。
[挤出成型]
将上述制作的PET的颗粒干燥至含水率50ppm以下之后,投入到直径30mm的单轴混练挤出机的料斗中,在280℃下熔融并挤出。使该熔融体(熔体)通过滤过器(孔径3μm)之后,从模具中挤出到25℃的冷却辊上,获得了未拉伸薄膜。另外,被挤出的熔体使用静电施加法而与冷却辊密合。
[拉伸、涂布]
通过上述方法挤出到冷却辊上,并通过以下方法(a)~(c)对已固化的未拉伸薄膜依次实施双轴拉伸,获得了具有厚度16μm的基材(聚酯薄膜)及厚度50nm的剥离性树脂层的覆膜。
(a)纵向拉伸
使未拉伸薄膜通过圆周速度不同的2对夹持辊之间,并沿纵向(即,输送方向)拉伸。另外,将预热温度设为75℃,将拉伸温度设为90℃,将拉伸倍率设为3.4倍,将拉伸速度设为1300%/秒而实施了拉伸。
(b)涂布
以制膜后的厚度成为50nm的方式使用棒涂布机将剥离性树脂层形成用组合物A-1涂布于纵向拉伸的薄膜的一个表面上。
(c)横向拉伸
使用拉幅机在下述条件下对进行了纵向拉伸和涂布的薄膜进行了横向拉伸。
-条件-
预热温度:110℃
拉伸温度:120℃
拉伸倍率:4.2倍
拉伸速度:50%/秒
[热定型、热松弛]
接着,将结束纵向拉伸及横向拉伸之后的拉伸薄膜在下述条件下进行了热定型。进而,热定型之后,缩小拉幅机宽度并在下述条件下进行了热松弛。
-热定型条件-
热定型温度:227℃
热定型时间:6秒
-热松弛条件-
热松弛温度:190℃
热松弛率:4%
[卷取]
热定型及热松弛之后,修整两端,在端部以宽度10mm进行了挤出加工(滚花)后,以张力40kg/m进行了卷取。另外,宽度为1.5m,卷长为6300m。将所获得的薄膜卷作为制造例1的覆膜。
所获得的覆膜的基材中,雾度:0.2,在150℃下加热30分钟时的热收缩率为MD(Machine Direction:纵向):1.0%、TD(Transverse Direction:横向):0.2%。由截面TEM(Transmission Electron Microscope:透射式电子显微镜)照片测定而得的剥离性树脂层的膜厚为50nm。
<制造例2~7、9~10、12~14>
除了根据表3的记载变更剥离性树脂层形成用组合物的点及调整涂布时的棒并根据表3的记载变更剥离性树脂层的制膜后的厚度的点以外,以与制造例1相同的方式获得了制造例2~7、9~10、12~14的覆膜。
调整挤出时的厚度,将基材(聚酯薄膜)的厚度设为12μm,除此以外,以与制造例6相同的方式获得了制造例8的覆膜。
<制造例11>
在涂布工序中,以制膜后的厚度成为60nm的方式将下述上涂层形成用涂布液进一步涂布于纵向拉伸的薄膜的、与涂布有剥离性树脂层形成用组合物A-6的表面相反的一侧的表面上,除了这一点以外,以与制造例6相同的方式获得了制造例11的覆膜。
[上涂层形成用组合物]
·丙烯酸聚合物(AS-563A、Daicel Miraizu Ltd.制、固体成分27.5质量%):16.7份
·非离子系表面活性剂(NAROACTY CL95、SANYO KASEI CO.,LTD.制、固体成分100质量%):0.07份
·阴离子系表面活性剂(RAPISOL A-90、NOF CORPORATION制、固体成分1质量%水稀释):11.44份
·巴西棕榈蜡分散物(CELOZOL524、CHUKYO YUSHI CO.,LTD.制、固体成分30质量%)0.7份
·碳二亚胺化合物(CARBODILIT V-02-L2、Nisshinbo Holdings Inc.制、固体成分10质量%水稀释):2.09份
·消光剂(SNOWTEX XL、Nissan Chemical Corporation制、固体成分40质量%):0.28份
·水:69.0份
<组合物的制备>
根据下述表2的记载,分别制备了感光性组合物B-1及抗静电层形成用组合物C-1。另外,表2中的各成分栏的数值表示质量比率。
以下示出表2中所记载的缩写的详细内容。
化合物P-1:苯乙烯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸二环戊二烯酯/甲基丙烯酸-甲基丙烯酸缩水甘油酯加成物=41/24/15/20(摩尔比)、重均分子量1.9万
抗静电剂AS-1通过如下制备而获得。
将206g的苯乙烯磺酸钠溶解于1000mL的离子交换水中,接着,一边将所获得的溶液在80℃下搅拌,一边将预先溶解于10mL的水中而得的1.14g的过硫酸铵氧化剂水溶液滴加到上述溶液20分钟之后,将所获得的溶液搅拌了12小时。
将1000mL的稀释为10质量%的硫酸添加到所获得的含聚苯乙烯磺酸钠的水溶液之后,使用超滤法去除了含聚苯乙烯磺酸的水溶液的1000mL溶液。将2000mL的离子交换水添加到残留液体之后,使用超滤法去除了约2000mL的溶液。将上述超滤操作重复3次。
此外,将约2000mL的离子交换水添加到所获得的滤液之后,使用超滤法去除了约2000mL的溶液。将该超滤操作重复3次。
减压去除所获得的溶液中的水,从而获得了无色的固体物质。对于所获得的聚苯乙烯磺酸,使用利用了GPC(凝胶过滤色谱)管柱的HPLC(高速液相色谱)系统,以ShowaDenko K.K.制的普鲁兰多糖作为标准物质测定重均分子量的结果,分子量为30万。
在20℃下将14.2g的3,4-乙二氧基噻吩与将上述获得的聚苯乙烯磺酸36.7g溶解于2000mL的离子交换水中而成的溶液进行了混合。一边将由此获得的混合溶液保持为20℃并搅拌,一边缓慢添加溶解于200ml的离子交换水中的29.64g的过硫酸铵与8.0g的硫酸铁的氧化催化剂溶液,搅拌3小时使其反应。
将2000mL的离子交换水添加到所获得的反应液之后,使用超滤法去除了约2000mL的溶液。将该操作重复3次。
接着,向所获得的溶液中添加200ml的10质量%硫酸水溶液与2000ml的离子交换水,使用超滤法除去了约2000ml的溶液。将2000mL的离子交换水添加到残留液体之后,使用超滤法去除了约2000mL的溶液。将该操作重复3次。
此外,将2000mL的离子交换水添加到所获得的溶液之后,使用超滤法去除了约2000mL的溶液。将该操作重复5次,获得了1.2质量%的蓝色PEDOT/PSS的水溶液。
将上述获得的PEDOT(聚(3,4-乙二氧基噻吩))/PSS(聚苯乙烯磺酸)的水溶液100g与100g的甲醇混合,在50℃下一边搅拌所获得的混合液,一边将200g的甲醇与12.5g的C12、C13混合高级醇缩水甘油醚的混合液滴加60分钟,获得了深蓝色的析出物。将该析出物过滤回收之后,分散于甲基乙基酮(MEK)中,获得了PEDOT/PSS的1质量%的MEK分散液(AS-1)。
[表2]
<实施例1~10、12及比较例1~3>
使用狭缝状喷嘴将感光性组合物B-1涂布于作为临时支承体的Lumirror16KS40(厚度16μm、Toray Industries,Inc.制、聚对苯二甲酸乙二酯薄膜),接着,在120℃的干燥区域中使溶剂挥发,由此在临时支承体上形成了感光性组合物层。感光性组合物的涂布量调节为表3中所记载的感光性组合物层的厚度。接着,在上述感光性组合物层上压接上述制作的制造例1~14的覆膜。
通过以上顺序,分别制作了实施例1~10、12及比较例1~3的转印薄膜。上述转印薄膜依次具有临时支承体、感光性组合物层及覆膜。
<实施例11>
使用狭缝状喷嘴以干燥后的厚度成为0.2μm的方式将抗静电层形成用组合物C-1涂布于作为临时支承体的Lumirror 16KS40(厚度16μm、Toray Industries,Inc.制、聚对苯二甲酸乙二酯薄膜),接着在80℃下干燥2分钟,由此形成了抗静电层。
使用狭缝状喷嘴以干燥后的厚度成为8.0μm的方式将感光性组合物B-1涂布于上述抗静电层上,接着在120℃的干燥区域中使溶剂挥发,由此制作了感光性组合物层。此外,在上述感光性组合物层上压接上述制作的制造例7的覆膜,由此制作了实施例11的转印薄膜。上述转印薄膜依次具有临时支承体、抗静电层、感光性层及覆膜。
<表面自由能的测定>
在下述剥离条件下从实施例1~12及比较例1~3的转印薄膜剥离覆膜,将覆膜中暴露的剥离性树脂层侧作为测定面来测定了水及二碘甲烷的接触角。另外,如比较例那样感光性组合物层附着在覆膜上并且剥离性树脂层未暴露时,将附着在覆膜上的感光性组合物层进一步层压在玻璃(Eagle XG、厚度0.7mm、Corning Incorporated制),形成由覆膜、剥离性树脂层、附着的感光性组合物层及玻璃构成的层叠体之后,再次剥离覆膜而使剥离性树脂层暴露并进行了测定。
具体而言,使用接触角计(Kyowa Interface Science Co.,Ltd制、DROPMASTER-501)在25℃、相对湿度55%的温湿度条件下,在测定面滴落纯净水或二碘甲烷2μL之后通过液滴法测定了7秒钟后的接触角。
基于所获得的水及二碘甲烷的接触角,使用上述Owens的方法来求解联立方程式,评价了表面自由能的分散力成分(γd)和氢键成分(γh)。
<表面粗糙度Ra的测定>
在下述剥离条件下从实施例1~12及比较例1~3的转印薄膜剥离覆膜,将暴露的剥离性树脂层侧作为测定面来测定了表面粗糙度Ra。另外,如比较例那样感光性组合物层附着在覆膜上并且剥离性树脂层未暴露时,将附着在覆膜上的感光性组合物层进一步层压在玻璃(Eagle XG、厚度0.7mm、Corning Incorporated制),形成由覆膜、剥离性树脂层、附着的感光性组合物层及玻璃构成的层叠体之后,再次剥离覆膜而使剥离性树脂层暴露并进行了测定。
具体而言,使用三维光学轮廓仪(New View7300、Zygo公司制),在以下条件下,获得了覆膜的剥离性树脂层侧的表面轮廓。另外,对于测定·分析软件使用了MetroProver8.3.2的Microscope Application。接着,利用上述分析软件(MetroPro ver8.3.2-Microscope Application)显示Surface Map画面,在Surface Map画面中获得了直方图数据。根据所获得的直方图数据,计算算术平均粗糙度,作为表面粗糙度Ra值。
[测定条件]
物镜:50倍
Zoom:0.5倍
测定区域:1.00mm×1.00mm
[分析条件]
Removed:plane
Filter:off
FilterType:average
Remove spikes:on
Spike Height(xRMS):7.5
<初始剥离性(覆膜的初始剥离性评价)>
对于实施例及比较例的各转印薄膜,在后述[剥离条件]下将覆膜剥离之后,根据下述基准,对覆膜的剥离性进行了评价。将评价结果示于表2。另外,直至D为止为实用范围。
[基准]
A:感光性组合物层未附着于剥离的覆膜的整个面上。
B:感光性组合物层附着至剥离的覆膜的面积的30%以下。
C:感光性组合物层附着至超过剥离的覆膜的面积的30%且50%以下。
D:感光性组合物层附着至超过剥离的覆膜的面积的50%且80%以下。
E:感光性组合物层附着至超过剥离的覆膜的面积的80%。
[剥离条件]
将转印薄膜切成宽度4.5cm×长度9cm,并将临时支承体使用双面粘合胶带贴合于玻璃板上。在贴合的转印薄膜中,以对准粘合胶带的宽度方向和转印薄膜的宽度方向,并且粘合胶带在宽度方向上未突出,而是在长度方向上粘合胶带突出前后各3cm的方式,将切成宽度4.5cm×长度15cm的粘合胶带贴合于转印薄膜的覆膜侧。把持胶带的一个端部,使用拉伸试验机以500mm/min的剥离速度进行了180°剥离。在此,粘合胶带及双面粘合胶带使用JIS Z 0109:2015中所记载的粘合胶带,拉伸试验机使用了JIS B 7721:2009中规定的拉伸试验机(试验机的等级1:相对指示误差±1.0%)或与此同等的拉伸试验机。
<耐久后剥离性(覆膜的耐久剥离性评价)>
对于实施例及比较例的各转印薄膜,在温度50℃、湿度10%RH的环境下保管7天后,在上述[剥离条件]下剥离了覆膜。根据下述基准,对覆膜的剥离性进行了评价。将评价结果示于表3。另外,直至D为止为实用范围。
[基准]
A:感光性组合物层未附着于剥离的覆膜的整个面上。
B:感光性组合物层附着至剥离的覆膜的面积的30%以下。
C:感光性组合物层附着至超过剥离的覆膜的面积的30%且50%以下。
D:感光性组合物层附着至超过剥离的覆膜的面积的50%且80%以下。
E:感光性组合物层附着至超过剥离的覆膜的面积的80%。
<透明导电薄膜的制作>
[银纳米线的直径及长轴长度的测定]
使用透射型电子显微镜(TEM;JEOL Ltd.制、JEM-2000FX),观察300个银纳米线,测定了各银纳米线的直径及长轴长度。通过对300个的测定值进行算术平均来计算银纳米线的直径及长轴长度。
[银纳米线层形成用涂布液的制备]
(添加液A的制备)
将硝酸银粉末0.51g溶解于纯水50mL中。向所获得的溶液中添加1mol/L的氨水直至液体变得透明为止。然后,向所获得的溶液中添加纯水以使溶液的总量成为100mL,从而制备了添加液A。
(添加液G的制备)
在140mL的纯水中溶解葡萄糖粉末0.5g,从而制备了添加液G。
(添加液H的制备)
在27.5mL的纯水中溶解HTAB(十六烷基-三甲基溴化铵)粉末0.5g,从而制备了添加液H。
(银纳米线层形成用涂布液的制备)
向三口烧瓶内添加纯水(410mL)后,一边在20℃下搅拌,一边用料斗添加了添加液H(82.5mL)及添加液G(206mL)。向所获得的溶液以流量2.0mL/分、搅拌转速800rpm(revolutions per minute。以下相同。)添加了添加液A(206mL)。10分后,向所获得的溶液中添加了82.5mL的添加液H。然后,将所获得的溶液以3℃/分升温至内温75℃。然后,将搅拌转速降低至200rpm,加热了5小时。将所获得的溶液冷却之后,放入不锈钢杯中,并使用通过硅管连接超滤模块SIP1013(ASAHI KASEI CORPORATION制、截留分子量6,000)、磁力泵及不锈钢杯的超滤装置进行了超滤。在来自模块的滤液成为50mL的时点,向不锈钢杯中添加950mL的蒸馏水,并进行了清洗。将上述清洗重复10次后,进行了浓缩直至液体的量成为50mL。另外,对于添加液A、添加液G及添加液H,通过上述方法重复制作,用于制备银纳米线层形成用涂布液。
将所获得的浓缩液用纯水及甲醇(纯水及甲醇的体积比率:60/40)稀释,由此获得了银纳米线层形成用涂布液。
接着,将银纳米线层形成用涂布液涂布于环烯烃聚合物薄膜,从而制作了透明导电薄膜。银纳米线层形成用涂布液的涂布量设为湿膜厚达到20μm的量。干燥后的银纳米线层的层厚为30nm,包含银纳米线的层的薄片电阻为60Ω/□。薄片电阻的测定使用了非接触式的涡流方式的电阻测定器EC-80P(NAPSON CORPORATION制)。并且,银纳米线的直径为17nm,长轴长度为35μm。
<感光性组合物层的图案形成性的评价>
对于实施例的各转印薄膜,在上述剥离条件下剥离覆膜之后,将暴露的感光性组合物层的表面贴合于ITO基材(具有ITO层的基板),由此分别获得了具有临时支承体/感光性组合物层/ITO基材的层叠结构的结构体。层压条件设为辊温度:110℃、线压:0.6MPa、线速度(层压速度):2.0m/分。对于上述各结构体,不剥离临时支承体,经由具有L/S=100μm/100μm的图案的掩模,使用具有超高压汞灯的接近式曝光机(Hitachi High-TechCorporation制),以曝光量60mJ/cm2(i射线)进行了曝光。曝光后,放置1小时之后,剥离上述各结构体的临时支承体后,使用碳酸钠1质量%水溶液(液温30℃)显影45秒钟,由此显影去除了非曝光部中的感光性组合物层。此外,吹送空气以去除水分。
同样地,在具有制作的银纳米线层的透明导电薄膜的银纳米线层侧层压感光性组合物层,对图案形成性进行了评价。
在上述显影后的所有实施例中,确认到在ITO基材和具有银纳米线层的透明导电薄膜中的任一基材中均能够形成L/S=100μm/100μm的图案。
<气泡>
对于实施例及比较例的各转印薄膜,不剥离覆膜,在荧光灯的照明下目视观察,提取了直径100μm以上的气泡。观察3次转印薄膜的1m2的面积,平均计算转印薄膜的每1m2的气泡的数量,并根据下述基准进行了评价。将评价结果示于表3。气泡优选为B以上,更优选为A。
A:小于1.0个/m2
B:1.0个/m2以上且小于10.0个/m2
C:10.0个/m2以上
表3中,“剥离性树脂层的表面自由能(mN/m)”栏中的“合计”表示剥离性树脂层的表面自由能(mN/m)。
表3中,“剥离性树脂层的表面自由能(mN/m)”栏中的“γd+γh×10”表示上述式(1)的左边(γd+γh×10)。
表3中,“表面粗糙度”栏表示剥离性树脂层的感光性组合物层侧的表面的表面粗糙度。
[表3]
如表3所示,确认到只要为本发明的转印薄膜,则可获得所期望的效果。
其中,由实施例1~5的比较可知,确认到当满足式(1)的关系时(优选为,满足式(2)的关系时),耐久后剥离性进一步提高。
并且,由与实施例1~3的比较,确认到当氢键成分为3.0mN/m以下时(优选为2.0mN/m以下时),初始剥离性更优异。
并且,由实施例7、9及10的比较确认到,当剥离性树脂层的厚度为20nm以上时,初始剥离性更优异。
符号说明
10-转印薄膜,12-临时支承体,14-感光性组合物层,16-覆膜,18-剥离性树脂层,20-基材。
Claims (10)
1.一种转印薄膜,其依次具有临时支承体、感光性组合物层及覆膜,
所述覆膜从所述感光性组合物层侧依次具有剥离性树脂层及基材,
所述剥离性树脂层的所述感光性组合物层侧的表面的表面自由能的氢键成分为4.0mN/m以下。
2.根据权利要求1所述的转印薄膜,其中,
所述剥离性树脂层的厚度为10nm~500nm。
3.根据权利要求1或2所述的转印薄膜,其中,
所述剥离性树脂层的所述感光性组合物层侧的表面的表面粗糙度Ra为50nm以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的转印薄膜,其中,
所述剥离性树脂层包含树脂及表面活性剂。
5.根据权利要求4所述的转印薄膜,其中,
所述树脂包含烯烃系树脂。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的转印薄膜,其中,
所述基材包含聚酯树脂。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的转印薄膜,其中,
所述剥离性树脂层的所述感光性组合物层侧的表面的表面自由能的氢键成分与分散力成分满足式(1)的关系,
式(1) γd+10×γh≤42.0mN/m
γd表示所述表面自由能的分散力成分,γh表示所述表面自由能的氢键成分。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的转印薄膜,其中,
所述感光性组合物层包含聚合性化合物、碱溶性树脂及聚合引发剂。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的转印薄膜,其中,
所述感光性组合物层用于形成触摸面板电极保护膜。
10.一种层叠体的制造方法,其具有:
贴合工序,从权利要求1至9中任一项所述的转印薄膜剥离所述覆膜,使所述临时支承体上的所述感光性组合物层与具有导电层的基板接触而进行贴合,获得带感光性组合物层的基板;
曝光工序,对所述感光性组合物层进行图案曝光;及
显影工序,对经曝光的所述感光性组合物层进行显影而形成图案,
所述层叠体的制造方法还具有剥离工序,在所述贴合工序与所述曝光工序之间或所述曝光工序与所述显影工序之间,从所述带感光性组合物层的基板剥离所述临时支承体。
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