CN115151866A - 感光性转印材料、树脂图案的制造方法、电路配线的制造方法及触摸面板的制造方法 - Google Patents

感光性转印材料、树脂图案的制造方法、电路配线的制造方法及触摸面板的制造方法 Download PDF

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CN115151866A CN202180016184.9A CN202180016184A CN115151866A CN 115151866 A CN115151866 A CN 115151866A CN 202180016184 A CN202180016184 A CN 202180016184A CN 115151866 A CN115151866 A CN 115151866A
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Abstract

一种感光性转印材料及其应用,所述感光性转印材料具备:临时支承体;及配置于临时支承体上的感光性树脂层,在临时支承体中,将比厚度方向的中心更靠感光性树脂层侧的区域设为第1区域,且将比厚度方向的中心更靠与感光性树脂层相反的一侧的区域设为第2区域时,第1区域中所包含的异物的个数少于第2区域中所包含的异物的个数。

Description

感光性转印材料、树脂图案的制造方法、电路配线的制造方法 及触摸面板的制造方法
技术领域
本发明涉及一种感光性转印材料、树脂图案的制造方法、电路配线的制造方法及触摸面板的制造方法。
背景技术
在具备静电电容型输入装置等触摸面板的显示装置(有机电致发光(EL)显示装置、液晶显示装置等)中,相当于视觉辨认部的传感器的电极图案、周边配线部分及引出配线部分的配线等导电层图案设置于触摸面板内部。
通常在经图案化的层的形成中,出于用于得到所需的图案形状的工序数量少的原因而广泛采用如下方法,即,使用感光性转印材料在基板上设置感光性树脂组合物的层(感光层),经由具有所期望的图案的掩模对感光层进行曝光之后进行显影。
在国际公开第2018/100730号中记载有一种感光性元件,其具备:支承膜;及感光层,配置于该支承膜上,其中,感光层含有粘合剂聚合物、具有烯属不饱和键的光聚合性化合物及光聚合引发剂,支承膜的感光层侧的表面中的直径2μm以上的缺陷的数量在每2mm2中为30个以下。
发明内容
发明要解决的技术课题
本发明的一实施方式的课题在于提供一种能够制造缺陷减少的树脂图案的感光性转印材料。并且,本发明的另一实施方式的课题在于提供一种使用了上述感光性转印材料的树脂图案的制造方法、电路配线的制造方法及触摸面板的制造方法。
用于解决技术课题的手段
本发明包括以下方式。
<1>一种感光性转印材料,其具备:临时支承体;及配置于临时支承体上的感光性树脂层,在临时支承体中,将比厚度方向的中心更靠感光性树脂层侧的区域设为第1区域,且将比厚度方向的中心更靠与感光性树脂层相反的一侧的区域设为第2区域时,第1区域中所包含的异物的个数少于第2区域中所包含的异物的个数。
<2>根据<1>所述的感光性转印材料,其中,异物的个数为长径2.5μm以上的异物的个数。
<3>根据<1>或<2>所述的感光性转印材料,其中,在临时支承体的从第1区域的表面至厚度方向1μm为止的区域中,直径0.1μm以上的添加粒子的个数为10000个/mm2以下。
<4>根据<1>至<3>中任一项所述的感光性转印材料,其中,在临时支承体的从第2区域的表面至厚度方向1μm为止的区域中,直径0.1μm以上的添加粒子的个数为10000个/mm2以下。
<5>根据<3>或<4>所述的感光性转印材料,其中,添加粒子为无机氧化物的粒子。
<6>根据<1>至<5>中任一项所述的感光性转印材料,其中,感光性树脂层的厚度为10μm以下。
<7>根据<1>至<6>中任一项所述的感光性转印材料,其在临时支承体与感光性树脂层之间还具备分离层。
<8>一种树脂图案的制造方法,其包括:使<1>至<7>中任一项所述的感光性转印材料中的感光性树脂层的未与临时支承体对置的一侧的面与基板贴合的工序;对贴合的工序后的感光性转印材料中的感光性树脂层进行图案曝光的工序;及对图案曝光的工序后的感光性树脂层进行显影而形成树脂图案的工序。
<9>一种电路配线的制造方法,其包括:使<1>至<7>中任一项所述的感光性转印材料中的感光性树脂层的未与临时支承体对置的一侧的面与基板贴合的工序;对贴合的工序后的感光性转印材料中的感光性树脂层进行图案曝光的工序;对图案曝光的工序后的感光性树脂层进行显影而形成树脂图案的工序;及对未配置有树脂图案的区域中的基板进行蚀刻处理的工序。
<10>一种触摸面板的制造方法,其包括:使<1>至<7>中任一项所述的感光性转印材料中的感光性树脂层的未与临时支承体对置的一侧的面与基板贴合的工序;对贴合的工序后的感光性转印材料中的感光性树脂层进行图案曝光的工序;对图案曝光的工序后的感光性树脂层进行显影而形成树脂图案的工序;及对未配置有树脂图案的区域中的基板进行蚀刻处理的工序。
发明效果
根据本发明的一实施方式,可提供一种能够制造缺陷减少的树脂图案的感光性转印材料。并且,根据本发明的另一实施方式,可提供一种使用了上述感光性转印材料的树脂图案的制造方法、电路配线的制造方法及触摸面板的制造方法。
附图说明
图1是表示第1实施方式的感光性转印材料的构成的一例的示意图。
图2是表示第2实施方式的感光性转印材料的构成的一例的示意图。
图3是表示图案A的示意俯视图。
图4是表示图案B的示意俯视图。
具体实施方式
以下,对本发明的内容进行说明。另外,参考所附附图进行说明,但有时省略符号。
在本说明书中的基团(原子团)的标记中,未标有经取代及未经取代的标记包含不具有取代基,并且还包含具有取代基。例如,“烷基”这一标记不仅包含不具有取代基的烷基(未经取代的烷基),还包含具有取代基的烷基(经取代的烷基)。
在本说明书中,“(甲基)丙烯酸”表示丙烯酸及甲基丙烯酸这两者或任一者,“(甲基)丙烯酸酯”表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯这两者或任一者,“(甲基)丙烯酰基”表示丙烯酰基及甲基丙烯酰基这两者或任一者。
并且,本说明书中的化学结构式也有时以省略了氢原子的简略结构式来记载。
在本说明书中,关于各成分的量(含量等),当各成分中所包含的物质存在多种时,只要没有特别指定,则是指这些多种物质的合计量(合计含量等)。
在本说明书中,使用“~”表示的数值范围是指将记载于“~”前后的数值作为下限值及上限值而包含的范围。
在本说明书中,“质量%”与“重量%”同义,“质量份”与“重量份”同义。
在本说明书中,“工序”这一术语不仅是指独立的工序,即使在无法与其他工序明确区分的情况下,只要为能够达成预期目的的工序,则也包含于本术语中。
在本说明书中,只要没有特别指定,则“曝光”不仅包括使用了光的曝光,还包括使用电子束及离子束等粒子束的描绘。并且,作为曝光中所使用的光,通常可以举出汞灯的明线光谱、以准分子激光为代表的远紫外线、极紫外线(EUV(Extreme ultravioletlithography)光)及X射线等光化射线(活性能量射线)。
在本说明书中,只要没有特别指定,则重均分子量(Mw)及数均分子量(Mn)通过使用了TSKgel GMHxL、TSKgel G4000HxL、TSKgel G2000HxL(均为TOSOH CORPORATION制造的商品名)的柱的凝胶渗透色谱(GPC:Gel Permeation Chromatography)分析装置,利用差示折射计检测出THF(四氢呋喃)溶剂中的化合物,并使用聚苯乙烯作为标准物质来换算的分子量。
在本说明书中,2个以上的优选方式的组合为更优选的方式。
在本说明书中,只要没有特别指定,则折射率为在波长550nm下使用椭偏仪测定的值。
在本说明书中,组合物的“固体成分”是指形成使用组合物制作的层的成分,当组合物包含溶剂(有机溶剂、水等)时,是指除溶剂以外的所有成分。并且,若为形成上述层的成分,则液体状的成分也视为固体成分。
在本说明书中,感光性转印材料所具备的各层的层厚通过如下步骤来测定:利用扫描型电子显微镜(SEM)观察相对于感光性转印材料的主面垂直的方向的剖面,根据所得到的观察图像测量任意5点以上各层的厚度,并计算出其平均值。
[感光性转印材料]
本发明所涉及的感光性转印材料具备:临时支承体;及感光性树脂层,配置于临时支承体上,在临时支承体中,将比厚度方向的中心更靠感光性树脂层侧的区域设为第1区域,且将比厚度方向的中心更靠与感光性树脂层相反的一侧的区域设为第2区域时,第1区域中所包含的异物的个数少于第2区域中所包含的异物的个数。
本发明人等得到了如下见解:在感光性转印材料中所使用的临时支承体中,临时支承体中所包含的异物不均匀地存在。具体而言,本发明人等得到了如下见解:在临时支承体中,在厚度方向上具有异物的分布,当将临时支承体以厚度方向的中心为基准分割为2个区域时,其中,一个区域中所包含的异物的个数少于另一个区域中所包含的异物的个数。而且,得到了如下见解:当在临时支承体上设置感光性树脂层时,通过在临时支承体中所包含的异物的个数少的区域侧设置感光性树脂层,能够制造缺陷减少的树脂图案。
以下,对本发明所涉及的感光性转印材料进行详细说明。
本发明所涉及的感光性转印材料具有临时支承体及感光性树脂层。
在感光性转印材料中,临时支承体和感光性树脂层可以不经由其他层而直接层叠,临时支承体和感光性树脂层也可以经由其他层而层叠。并且,可以在感光性树脂层的与临时支承体对置的面的相反侧的面上层叠有其他层。
作为临时支承体及感光性树脂层以外的其他层,例如可以举出热塑性树脂层、中间层、折射率调整层及覆盖膜(cover film)。
并且,各层可以为单层,也可以为两层以上的多层。
以下示出本发明所涉及的感光性转印材料的方式的一例,但并不限于此。
(1)“临时支承体/感光性树脂层/折射率调整层/覆盖膜”
(2)“临时支承体/感光性树脂层/覆盖膜”
(3)“临时支承体/中间层/感光性树脂层/覆盖膜”
(4)“临时支承体/热塑性树脂层/中间层/感光性树脂层/覆盖膜”
另外,在上述各构成中,感光性树脂层优选为负型感光性树脂层。并且,感光性树脂层也优选为着色树脂层。如后述,本发明所涉及的感光性转印材料可以用作配线保护膜用感光性转印材料,也可以用作抗蚀剂(etching resist)用感光性转印材料。
当用作配线保护膜用感光性转印材料时,作为感光性转印材料的构成,例如优选为上述(1)或(2)的构成。
并且,当用作抗蚀剂用感光性转印材料时,作为感光性转印材料的构成,例如优选为上述(2)~(4)的构成。
在感光性转印材料中,在感光性树脂层的与临时支承体侧相反的一侧还具有其他层的构成的情况下,配置于感光性树脂层的与临时支承体侧相反的一侧的其他层的合计厚度相对于感光性树脂层的层厚,优选为0.1%~30%,更优选为0.1%~20%。
从抑制在后述的贴合工序时产生气泡的观点而言,感光性转印材料的波纹的最大宽度优选为300μm以下,更优选为200μm以下,进一步优选为60μm以下。另外,作为感光性转印材料的波纹的最大宽度的下限值,优选为0μm以上,更优选为0.1μm以上,进一步优选为1μm以上。
感光性转印材料的波纹的最大宽度为通过以下步骤测定的值。
首先,将感光性转印材料沿与主面垂直的方向裁断为长20cm×宽20cm的尺寸而制作出试验样品。另外,当感光性转印材料具有覆盖膜时,剥离覆盖膜。接着,在表面平滑且水平的平台上,将上述试验样品以使临时支承体的表面与平台对置的方式静置。静置后,对试验样品的中心10cm见方的范围,用激光显微镜(例如,KEYENCE CORPORATION制造的VK-9700SP)扫描试验样品的表面而得到三维表面图像,从在所得到的三维表面图像中观察到的最大凸面高度减去最低凹面高度。对10个试验样品进行上述操作,将其算术平均值作为“感光性转印材料的波纹最大宽度”。
以下,举出具体的实施方式的一例,对本发明所涉及的感光性转印材料进行说明。另外,以下的第1实施方式的感光性转印材料为能够优选地用于抗蚀剂用感光性转印材料的构成,以下的第2实施方式的感光性转印材料为能够优选地用于配线保护膜用感光性转印材料的构成。
〔〔第1实施方式的感光性转印材料〕〕
以下,举出一例对第1实施方式的感光性转印材料进行说明。
图1所示的感光性转印材料20依次具有临时支承体11、包含热塑性树脂层13、中间层15及感光性树脂层17的转印层12、以及覆盖膜19。
另外,图1所示的感光性转印材料20为配置有覆盖膜19的方式,但也可以不配置覆盖膜19。
并且,图1所示的感光性转印材料20为配置有热塑性树脂层13及中间层15的方式,但也可以不配置热塑性树脂层13及中间层15。
以下,对构成第1实施方式的感光性转印材料的各要素进行说明。
〔临时支承体〕
本发明所涉及的感光性转印材料具备临时支承体。
临时支承体优选支承感光性树脂层或包含感光性树脂层的层叠体且能够剥离的支承体。
从在对感光性树脂层进行图案曝光时能够进行经由临时支承体的感光性树脂层的曝光的观点而言,临时支承体优选具有透光性。另外,在本说明书中,“具有透光性”是指图案曝光中所使用的波长的光的透射率为50%以上。
从提高感光性树脂层的曝光灵敏度的观点而言,临时支承体的图案曝光中所使用的波长(优选为波长365nm)的光的透射率优选为60%以上,更优选为70%以上。
另外,感光性转印材料所具备的层的透射率是指使光沿与层的主面垂直的方向(即,厚度方向)入射时的、通过层而出射的出射光的强度相对于入射光的强度的比率。关于透射率,使用Otsuka Electronics Co.,Ltd.制造的产品名“MCPD Series”来进行测定。
临时支承体可以为一层,也可以为层叠有两层以上的层叠体。
作为临时支承体,例如可以举出仅由基材构成的临时支承体;具备基材及配置于基材的一个面的粒子含有层的层叠体;及具备基材及配置于基材的2个面的粒子含有层的层叠体。其中,从得到缺陷减少的树脂图案的观点而言,临时支承体优选仅由基材构成。
作为构成临时支承体的基材,例如可以举出玻璃、树脂薄膜及纸。从强度、挠性及透光性的观点而言,构成临时支承体的基材优选为树脂薄膜。
作为树脂薄膜,可以举出聚对酞酸乙二酯(PET:polyethylene terephthalate)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,树脂薄膜优选为PET薄膜,更优选为双轴拉伸PET薄膜。
当在基材的一个面或两个面配置有粒子含有层时,粒子含有层可以为一层,也可以为两层以上。
粒子含有层例如通过在基材上涂布粒子含有层用组合物并使其干燥而形成。并且,粒子含有层也能够在制造树脂薄膜时通过共挤出法来配置。粒子含有层用组合物优选包含粘合剂聚合物及粒子。粘合剂聚合物的种类并不受特别限定,例如能够根据目的适当选择。作为粘合剂聚合物,例如可以举出丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、烯烃树脂、苯乙烯丁二烯系树脂、酯树脂、氯乙烯树脂及偏二氯乙烯树脂。当通过共挤出法配置粒子含有层时,优选使用PET作为粘合剂聚合物。
粒子含有层可以含有分别单独一种粘合剂聚合物及粒子,也可以含有两种以上。
粒子含有层中所包含的粒子并不受特别限定,能够根据目的适当选择。粒子含有层中的粒子的含量能够根据在粒子含有层用组合物中的粒子的添加量适当调整。在本说明书中,将粒子含有层中所包含的粒子称为“添加粒子”。
添加粒子为区别于在临时支承体的制造工序中意外混入的杂质及在临时支承体的制造工序中形成的粒子的粒子。添加粒子优选为具有在200℃下不熔融的特性的粒子。
在临时支承体中,例如能够利用以下方法来判别是否为添加粒子。添加粒子的形状及分布通常具有均匀性,因此能够通过用光学显微镜观察来判别。
作为添加粒子,例如可以举出无机粒子及有机粒子。
作为无机粒子,例如可以举出氧化硅(silica)、氧化钛(二氧化钛(titania))、氧化锆(二氧化锆(zirconia))、氧化镁(magnesia)、氧化铝(alumina)等无机氧化物的粒子。
作为有机粒子,例如可以举出丙烯酸树脂、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚烯烃、聚苯乙烯等聚合物的粒子。
当临时支承体具有粒子含有层时,粒子含有层中所包含的添加粒子优选为无机氧化物的粒子。
添加粒子的平均粒径并不受特别限定,例如为0.1μm~10μm。关于平均粒径,使用超薄切片机切出100nm的厚度的切片并使用TEM(透射型电子显微镜)来进行测定。
在本发明所涉及的感光性转印材料中,在临时支承体中,将比厚度方向的中心更靠感光性树脂层侧的区域设为第1区域,且将比厚度方向的中心更靠与感光性树脂层相反的一侧的区域设为第2区域时,第1区域中所包含的异物的个数少于第2区域中所包含的异物的个数。
在本说明书中,“异物”是指在用偏光显微镜观察临时支承体时具有能够观察到与周围区域的偏光的差异的区域的物质。作为异物,例如可以举出在基材的制造中所形成的树脂的碳化物及在基材的制造中所使用的催化剂。并且,当设置如上所述的粒子含有层时,若用偏光显微镜观察到偏光的差异,则粒子含有层中所包含的添加粒子也视为异物。
若在临时支承体中包含异物,则成为曝光障碍,有时会在树脂图案中产生缺陷。并且,在形成树脂图案之后对未配置有树脂图案的区域中的基板进行蚀刻处理而得到了配线图案的情况下,有时也会在配线图案中产生缺陷。尤其,异物与感光性树脂层的距离愈近,愈容易因异物而在树脂图案中产生缺陷。在本发明所涉及的感光性转印材料中,在临时支承体中的靠近感光性树脂层的一侧的异物少,因此能够减少树脂图案中的缺陷。
在本发明所涉及的感光性转印材料中,在临时支承体中,第1区域中所包含的长径2.5μm以上的异物的个数优选少于第2区域中所包含的长径2.5μm以上的异物的个数。长径2.5μm以上的异物容易对树脂图案中的缺陷产生影响。在临时支承体中,通过在靠近感光性树脂层的一侧减少长径2.5μm以上的异物,能够进一步减少配线图案中的缺陷。
临时支承体中的异物的个数及异物的长径例如利用以下方法进行测量。
首先,用偏光显微镜(产品名“BX60”中插入“U-POT”滤光片和“U-AN360”滤光片而作为简易偏光显微镜,物镜10倍,Olympus Corporation制造)观察临时支承体,将发生了偏光的紊乱的部分确定为异物。测量观察区域250mm2中所包含的异物的个数。用落射型激光显微镜(产品名“共焦点激光显微镜VL2000D”,Lasertec公司制造)观察所确定的异物。此时,测定临时支承体内部的厚度方向上的异物的存在位置,并分类在临时支承体的厚度方向的中心处分割时异物存在于2个区域中的哪个区域。并且,用光学显微镜(产品名“BX60”,物镜100倍,Olympus Corporation制造)测定异物的长径,测量观察区域250mm2中所包含的长径为2.5μm以上的异物的个数。另外,当异物中包含空隙时,测定包括空隙在内的长径。长径是指构成异物的区域中最长的部分的直径。
在本发明所涉及的感光性转印材料中,从得到缺陷减少的树脂图案的观点而言,临时支承体优选实质上不包含添加粒子。即,支承体优选在基材中实质上不包含添加粒子。并且,临时支承体优选不具备上述粒子含有层。
在本发明所涉及的感光性转印材料中,在临时支承体的从第1区域的表面至厚度方向1μm为止的区域中,直径0.1μm以上的添加粒子的个数优选为10000个/mm2以下,更优选为1000个/mm2以下,进一步优选为100个/mm2以下。并且,在临时支承体的从第2区域的表面至厚度方向1μm为止的区域中,直径0.1μm以上的添加粒子的个数优选为10000个/mm2以下,更优选为1000个/mm2以下,进一步优选为100个/mm2以下。直径0.1μm以上的添加粒子的个数的下限值为0个/mm2
直径2.5μm以上的添加粒子容易对树脂图案中的缺陷产生影响。并且,即使直径小于2.5μm,直径为0.1μm以上的添加粒子也会成为降低树脂图案的直线性的主要原因。因此,直径0.1μm以上的添加粒子的个数优选在上述范围内。
添加粒子的个数例如通过以下方法进行测定。
首先,用偏光显微镜(产品名“BX60”中插入“U-POT”滤光片和“U-AN360”滤光片而作为简易偏光显微镜,物镜10倍,Olympus Corporation制造)观察临时支承体,将发生了偏光的紊乱的部分确定为异物。用落射型激光显微镜(产品名“共焦点激光显微镜VL2000D”,Lasertec公司制造)观察所确定的异物。此时,测定临时支承体内部的厚度方向上的存在位置,并选择存在于从临时支承体的表面至厚度方向1μm为止的区域中的异物。用光学显微镜(产品名“BX60”,物镜100倍,Olympus Corporation制造)进行观察,从所选择的异物中判别出添加粒子。并且,用光学显微镜(产品名“BX60”,物镜100倍,Olympus Corporation制造)测定添加粒子的直径,测量观察区域250mm2中所包含的直径为0.1μm以上的添加粒子的个数。添加粒子的直径设为长径与短径的平均值。另外,当在添加粒子的周边产生了空隙时,添加粒子的直径即长径和短径测量也包括在添加粒子的周边产生的空隙的大小在内的测量。
临时支承体的厚度并不受特别限制,从作为支承体的强度、在与电路配线形成用基板的贴合中所要求的挠性及在最初的曝光工序中所要求的透光性的观点而言,根据材质适当选择即可。
临时支承体的厚度优选为5μm~100μm,从易操作性及通用性的观点而言,更优选为10μm~50μm。
〔感光性树脂层〕
本发明所涉及的感光性转印材料具备感光性树脂层。通过将感光性树脂层转印到被转印体上之后进行曝光及显影,能够在被转印体上形成图案。
在具备静电电容型输入装置等触摸面板的显示装置(有机电致发光(EL)显示装置及液晶显示装置等)中,相当于视觉辨认部的传感器的电极图案、周边配线部分及引出配线部分的配线等导电层图案设置于触摸面板内部。通常在经图案化的层的形成中,广泛采用如下方法,即,使用感光性转印材料等在基板上设置负型感光性树脂层,经由具有所期望的图案的掩模对感光性树脂层进行曝光之后进行显影。
感光性树脂层优选通过曝光而曝光部对于显影液的溶解性下降且非曝光部通过显影而被去除的负型感光性树脂层。但是,感光性树脂层并不限于负型感光性树脂层,也可以为通过曝光而曝光部对于显影液的溶解性得到提高且曝光部通过显影而被去除的正型感光性树脂层。
感光性树脂层例如通过涂布感光性树脂组合物并使其干燥而得到。
感光性树脂层优选包含聚合物A、聚合性化合物B及光聚合引发剂。在感光性树脂层中,相对于感光性树脂层的总质量,优选包含10质量%~90质量%的聚合物A、5质量%~70质量%的聚合性化合物B、0.01质量%~20质量%的光聚合引发剂。以下,对各成分依次进行说明。
<成分>
(聚合物A)
聚合物A优选为碱溶性树脂。碱溶性树脂是指容易溶解于碱物质的高分子。另外,在本说明书中,“碱溶性”是指在22℃下对于碳酸钠的1质量%水溶液100g的溶解度为0.1g以上。
若抑制由显影液引起的感光性树脂层的溶胀,则分辨率更优异,因此聚合物A的酸值优选为220mgKOH/g以下,更优选为小于200mgKOH/g,进一步优选为小于190mgKOH/g。
聚合物A的酸值的下限值并不受特别限制。从显影性更优异的观点而言,聚合物A的酸值优选为60mgKOH/g以上,更优选为120mgKOH/g以上,进一步优选为150mgKOH/g以上,尤其优选为170mgKOH/g以上。
另外,酸值为中和试样1g所需要的氢氧化钾的质量[mg]。
在本说明书中,将酸值的单位记载为mgKOH/g。酸值例如能够根据化合物中的酸基的平均含量来计算出。
聚合物A的酸值利用构成聚合物A的结构单元的种类及含有酸基的结构单元的含量进行调整即可。
聚合物A的重均分子量优选为5,000~500,000。若重均分子量为500,000以下,则分辨率及显影性得到提高,因此优选。聚合物A的重均分子量更优选为100,000以下,进一步优选为60,000以下,尤其优选为50,000以下。另一方面,若重均分子量为5,000以上,则能够控制显影凝聚物的性状以及制成感光性树脂层叠体时的边缘熔融(edge fuse)性、切屑(cut chip)性等未曝光膜的性状,因此优选。聚合物A的重均分子量更优选为10,000以上,进一步优选为20,000以上,尤其优选为30,000以上。边缘熔融性是指作为感光性树脂层叠体而卷取为卷状时,感光性树脂层容易从卷的端面溢出的程度。切屑性是指用切刀切断时切屑容易飞散的程度。若该切屑附着于感光性树脂层叠体的上表面等,则在其后的曝光工序等中其转印到掩模而成为不良品的原因。
聚合物A的分散度优选为1.0~6.0,更优选为1.0~5.0,进一步优选为1.0~4.0,尤其优选为1.0~3.0。在本发明中,分子量为使用凝胶渗透色谱法测定的值。并且,分散度为重均分子量相对于数均分子量之比(重均分子量/数均分子量)。
从抑制曝光时的焦点位置偏离时的线宽变粗及解析度的下降的观点而言,聚合物A优选包含来自于具有芳香族烃基的单体的结构单元。作为芳香族烃基,例如可以举出经取代或未经取代的苯基及经取代或未经取代的芳烷基。聚合物A中的来自于具有芳香族烃基的单体的结构单元的含量相对于聚合物A的总质量,优选为20质量%以上,更优选为30质量%以上,进一步优选为40质量%以上,尤其优选为45质量%以上,最优选为50质量%以上。上述含量的上限值并不受特别限定。上述含量以聚合物A的总质量为基准,优选为95质量%以下,更优选为85质量%以下。另外,当含有多种聚合物A时,作为重量平均值求出来自于具有芳香族烃基的单体的结构单元的含量。
作为具有芳香族烃基的单体,例如可以举出具有芳烷基的单体、苯乙烯及能够聚合的苯乙烯衍生物(例如,甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、叔丁氧基苯乙烯、乙酰氧基苯乙烯、4-乙烯基苯甲酸、苯乙烯二聚物及苯乙烯三聚物)。其中,具有芳香族烃基的单体优选具有芳烷基的单体或苯乙烯。当具有芳香族烃基的单体为苯乙烯时,来自于苯乙烯的结构单元的含量以聚合物A的总质量为基准,优选为20质量%~50质量%,更优选为25质量%~45质量%,进一步优选为30质量%~40质量%,尤其优选为30质量%~35质量%。另外,当感光性树脂层包含多种聚合物A时,作为重量平均值求出具有芳香族烃基的结构单元的含有率。
作为芳烷基,可以举出经取代或未经取代的苯基烷基(苄基除外)及经取代或未经取代的苄基。芳烷基优选为经取代或未经取代的苄基。
作为具有苯基烷基的单体,可以举出(甲基)丙烯酸苯乙酯。
作为具有苄基的单体,可以举出具有苄基的(甲基)丙烯酸酯及具有苄基的乙烯基单体。作为具有苄基的(甲基)丙烯酸酯,例如可以举出(甲基)丙烯酸苄酯及(甲基)丙烯酸氯苄酯。作为具有苄基的乙烯基单体,例如可以举出乙烯基苄基氯(4-vinylbenzylchloride)及乙烯基苄醇。其中,作为具有苄基的单体优选为(甲基)丙烯酸苄酯。具有芳香族烃基的单体为(甲基)丙烯酸苄酯时,来自于(甲基)丙烯酸苄酯的结构单元的含量以聚合物A的总质量为基准,优选为50质量%~95质量%,更优选为60质量%~90质量%,进一步优选为70质量%~90质量%,尤其优选为75质量%~90质量%。
含有来自于具有芳香族烃基的单体的结构单元的聚合物A优选含有来自于具有芳香族烃基的单体的结构单元和来自于选自后述的第一单体及后述的第二单体中的至少一种单体的结构单元聚合物。
不含有来自于具有芳香族烃基的单体的结构单元的聚合物A优选含有来自于选自第一单体及第二单体中的至少一种单体的结构单元的聚合物,更优选含有来自于至少一种第一单体的结构单元和来自于至少一种第二单体的结构单元的聚合物。
第一单体为具有阴离子性基且在分子中具有至少1个聚合性不饱和基的单体。作为第一单体,例如可以举出(甲基)丙烯酸、富马酸、桂皮酸、巴豆酸、衣康酸、4-乙烯基苯甲酸、马来酸酐及马来酸半酯。其中,第一单体优选为(甲基)丙烯酸。
聚合物A中的来自于第一单体的结构单元的含量相对于聚合物A的总质量,优选为5质量%~50质量%,更优选为10质量%~40质量%,进一步优选为15质量%~30质量%。
第二单体为不具有阴离子性基且在分子中具有至少1个聚合性不饱和基单体。作为第二单体,例如可以举出(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)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯等(甲基)丙烯酸酯;乙酸乙烯酯等乙烯酯;及(甲基)丙烯腈。其中,第二单体优选为(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯或(甲基)丙烯酸正丁酯,尤其优选为(甲基)丙烯酸甲酯。
聚合物A中的来自于第二单体的结构单元的含量相对于聚合物A的总质量,优选为5质量%~60质量%,更优选为15质量%~50质量%,进一步优选为20质量%~45质量%。
从抑制曝光时的焦点位置偏离时的线宽变粗及解析度的下降的观点而言,聚合物A优选含有来自于选自具有芳烷基的单体及苯乙烯中的至少一种单体的结构单元。具体而言,聚合物A优选包含来自于苯乙烯的结构单元、来自于甲基丙烯酸甲酯的结构单元及来自于甲基丙烯酸的结构单元的共聚物。
作为第1方式,聚合物A优选包含来自于具有芳香族烃基的单体的结构单元25质量%~40质量%、来自于第一单体的结构单元20质量%~35质量%、来自于第二单体的结构单元30质量%~45质量%的聚合物。并且,作为第2方式,聚合物A优选包含来自于具有芳香族烃基的单体的结构单元70质量%~90质量%、来自于第一单体的结构单元10质量%~25质量%的聚合物。并且,作为第3方式,聚合物A优选包含来自于具有芳香族烃基的单体的结构单元40质量%~60质量%、来自于第一单体的结构单元20质量%~35质量%、来自于第二单体的结构单元10质量%~25质量%的聚合物。
聚合物A可以在侧链中具有直链结构、分支结构及脂环结构中的任一种。通过使用包含在侧链中具有分支结构的基团的单体或包含在侧链中具有脂环结构的基团的单体,能够将分支结构或脂环结构导入到聚合物A的侧链中。脂环结构可以为单环结构,也可以为多环结构。
作为包含在侧链中具有分支结构的基团的单体,例如可以举出(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸叔戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸2-辛酯、(甲基)丙烯酸3-辛酯及(甲基)丙烯酸叔辛酯。在这些之中,包含在侧链中具有分支结构的基团的单体优选为(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸异丁酯或甲基丙烯酸叔丁酯,更优选为甲基丙烯酸异丙酯或甲基丙烯酸叔丁酯。
作为包含在侧链中具有脂环结构的基团的单体的具体例,可以举出具有单环的脂肪族烃基的单体及具有多环的脂肪族烃基的单体。并且,可以举出具有碳原子数(碳原子数)5个~20个的脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯。作为更具体的例子,可以举出(甲基)丙烯酸(双环[2.2.1]庚基-2)酯、(甲基)丙烯酸-1-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸-2-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸-3-甲基-1-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸-3,5-二甲基-1-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸-3-乙基金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸-3-甲基-5-乙基-1-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸-3,5,8-三乙基-1-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸-3,5-二甲基-8-乙基-1-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸2-甲基-2-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸2-乙基-2-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸3-羟基-1-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸八氢-4,7-甲桥茚(methanoinden)-5-基酯、(甲基)丙烯酸八氢-4,7-甲桥茚-1-基甲酯、(甲基)丙烯酸-1-薄荷脑基酯、(甲基)丙烯酸三环癸烷、(甲基)丙烯酸-3-羟基-2,6,6-三甲基-双环[3.1.1]庚酯、(甲基)丙烯酸-3,7,7-三甲基-4-羟基-双环[4.1.0]庚酯、(甲基)丙烯酸(降)莰基酯、(甲基)丙烯酸异莰基酯、(甲基)丙烯酸葑酯、(甲基)丙烯酸-2,2,5-三甲基环己酯及(甲基)丙烯酸环己酯。
在这些(甲基)丙烯酸酯之中,优选为(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸(降)莰基酯、(甲基)丙烯酸异莰基酯、(甲基)丙烯酸-1-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸-2-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸葑酯、(甲基)丙烯酸-1-薄荷脑基酯或(甲基)丙烯酸三环癸烷,更优选为(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸(降)莰基酯、(甲基)丙烯酸异莰基酯、(甲基)丙烯酸-2-金刚烷基酯或(甲基)丙烯酸三环癸烷。
感光性树脂层可以单独含有一种聚合物A,也可以含有两种以上。当包含两种以上的聚合物A时,感光性树脂层优选含有两种包含来自于具有芳香族烃基的单体的结构单元的聚合物A。并且,感光性树脂层优选含有包含来自于具有芳香族烃基的单体的结构单元的聚合物A1和不包含来自于具有芳香族烃基的单体的结构单元的聚合物A2。在后者的情况下,聚合物A1的含量以聚合物A的总质量为基准,优选为50质量%以上,更优选为70质量%以上,优选为80质量%以上,更优选为90质量%以上。
聚合物A的合成优选通过向将上述一种或多种单体用丙酮、甲基乙基酮、异丙醇等溶剂稀释而成的溶液中添加适量过氧化苯甲酰、偶氮异丁腈等自由基聚合引发剂并一边加热一边搅拌来进行。反应结束后,可以进一步加入溶剂而调整为所期望的浓度。作为聚合方法,除了溶液聚合以外,可以举出本体聚合、悬浮聚合及乳化聚合。
聚合物A的玻璃化转变温度Tg优选为30℃~135℃。通过使感光性树脂层含有具有135℃以下的Tg的聚合物A,能够抑制曝光时的焦点位置偏离时的线宽变粗及解析度的下降。聚合物A的Tg更优选为130℃以下,进一步优选为120℃以下,尤其优选为110℃以下。并且,从提高耐边缘熔融性的观点而言,优选使感光性树脂层含有具有30℃以上的Tg的聚合物A。聚合物A的Tg更优选为40℃以上,进一步优选为50℃以上,尤其优选为60℃以上,最优选为70℃以上。
聚合物A的含量相对于感光性树脂层的总质量,优选为10质量%~90质量%的范围,更优选为30质量%~70质量%,进一步优选为40质量%~60质量%。若聚合物A相对于感光性树脂层的总质量的含量为90质量%以下,则能够控制显影时间,因此优选。另一方面,若聚合物A相对于感光性树脂层的总质量的含量为10质量%以上,则耐边缘熔融性得到提高,因此优选。
(聚合性化合物B)
感光性树脂层含有具有聚合性基团的聚合性化合物B。
在本说明书中,“聚合性化合物”是受到后述的聚合引发剂的作用而聚合的化合物,并且是指与上述聚合物A不同的化合物。
作为聚合性化合物B所具有的聚合性基团,只要为参与聚合反应的基团,则不受特别限制,例如可以举出乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、苯乙烯基、马来酰亚胺基等烯属不饱和基团;及环氧基、氧环丁烷基等阳离子聚合性基团。
聚合性基团优选为烯属不饱和基团,更优选为丙烯酰基或甲基丙烯酰基。
作为聚合性化合物B,从感光性树脂层的感光性更优异的观点上,优选具有1个以上的烯属不饱和基团的化合物(即,烯属不饱和化合物),更优选在一个分子中具有2个以上的烯属不饱和基团的化合物(即,多官能烯属不饱和化合物)。
并且,从分辨率及剥离性更优异的观点上,烯属不饱和化合物在一个分子中所具有的烯属不饱和基团的数量优选为6个以下,更优选为3个以下,进一步优选为2个以下。
在感光性树脂层的感光性与分辨率及剥离性的平衡更优异的观点上,感光性树脂层优选含有在一个分子中具有2个烯属不饱和基团的2官能烯属不饱和化合物或具有3个烯属不饱和基团的3官能烯属不饱和化合物,更优选含有2官能烯属不饱和化合物。
从剥离性优异的观点而言,2官能烯属不饱和化合物的含量相对于聚合性化合物B的总质量,优选为60质量%以上,更优选为超过70质量%,进一步优选为90质量%以上。2官能烯属不饱和化合物的含量的上限值并不受特别限制,可以为100质量%。即,感光性树脂层中所包含的聚合性化合物B可以全部为2官能烯属不饱和化合物。
并且,烯属不饱和化合物优选为(甲基)丙烯酸酯化合物。
-聚合性化合物B1-
感光性树脂层优选含有在一个分子中具有至少1个芳香环且具有2个烯属不饱和基团的聚合性化合物B1。
从分辨率更优异的观点而言,在感光性树脂层中聚合性化合物B1的含量相对于聚合性化合物B的总质量,优选为40质量%以上,更优选为50质量%以上,进一步优选为55质量%以上,尤其优选为60质量%以上。聚合性化合物B1的含量的上限值并不受特别限制。从剥离性的观点而言,聚合性化合物B1的含量相对于聚合性化合物B的总质量,优选为99质量%以下,更优选为95质量%以下,进一步优选为90质量%以下,尤其优选为85质量%以下。
作为聚合性化合物B1所具有的芳香环,例如可以举出苯环、萘环及蒽环等芳香族烃环;噻吩环、呋喃环、吡咯环、咪唑环、三唑环、吡啶环等芳香族杂环;及这些的稠环。聚合性化合物B1所具有的芳香环优选为芳香族烃环,更优选为苯环。另外,上述芳香环可以具有取代基。
从抑制由显影液引起的感光性树脂层的溶胀而提高清晰性的观点而言,聚合性化合物B1优选具有双酚骨架。
作为双酚骨架,例如可以举出来自于双酚A(2,2-双(4-羟基苯基)丙烷)的双酚A骨架、来自于双酚F(2,2-双(4-羟基苯基)甲烷)的双酚F骨架及来自于双酚B(2,2-双(4-羟基苯基)丁烷)的双酚B骨架。其中,双酚骨架优选为双酚A骨架。
作为具有双酚骨架的聚合性化合物B1,例如可以举出具有双酚骨架和键合于双酚骨架的两端的2个聚合性基团(优选为(甲基)丙烯酰基)的化合物。
双酚骨架和聚合性基团可以直接键合,也可以经由1个以上的亚烷氧基而键合。与双酚骨架键合的亚烷氧基优选为亚乙氧基或亚丙氧基,更优选为亚乙氧基。与双酚骨架键合的亚烷氧基的加成数并不受特别限制。亚烷氧基的加成数在每一个分子中优选为4个~16个,更优选为6个~14个。
关于具有双酚骨架的聚合性化合物B1,记载于日本特开2016-224162号公报的0072~0080段中,该公报中所记载的内容被编入本说明书中。
聚合性化合物B1优选具有双酚A骨架的2官能烯属不饱和化合物,更优选2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基聚烷氧基)苯基)丙烷。
作为2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基聚烷氧基)苯基)丙烷,例如可以举出2,2-双(4-(甲基丙烯酰氧基二乙氧基)苯基)丙烷(FA-324M,Hitachi Chemical Co.,Ltd.制造)、2,2-双(4-(甲基丙烯酰氧基乙氧基丙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-(甲基丙烯酰氧基五乙氧基)苯基)丙烷(BPE-500,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、2,2-双(4-(甲基丙烯酰氧基十二乙氧基四丙氧基)苯基)丙烷(FA-3200MY,Hitachi Chemical Co.,Ltd.制造)、2,2-双(4-(甲基丙烯酰氧基十五乙氧基)苯基)丙烷(BPE-1300,Shin-Nakamura ChemicalCo.,Ltd.制造)、2,2-双(4-(甲基丙烯酰氧基二乙氧基)苯基)丙烷(BPE-200,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)及乙氧基化(10)双酚A二丙烯酸酯(NK Ester A-BPE-10,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)。
作为聚合性化合物B1,可以举出下述通式(I)所表示的化合物。
[化学式1]
Figure BDA0003809824630000191
式(I)中,R1及R2分别独立地表示氢原子或甲基,A为C2H4,B为C3H6,n1及n3分别独立地为1~39的整数,且n1+n3为2~40的整数,n2及n4分别独立地为0~29的整数,且n2+n4为0~30的整数,-(A-O)-及-(B-O)-的重复单元的排列可以为无规也可以为嵌段。在嵌段的情况下,-(A-O)-和-(B-O)-中的任一个可以在双酚基侧。
n1+n2+n3+n4优选为2~20,更优选为2~16,进一步优选为4~12。并且,n2+n4优选为0~10,更优选为0~4,进一步优选为0~2,尤其优选为0。
感光性树脂层可以单独含有一种聚合性化合物B1,也可以含有两种以上。
从分辨率更优异的观点而言,聚合性化合物B1的含量相对于感光性树脂层的总质量,优选为10质量%以上,更优选为20质量%以上。聚合性化合物B1的含量的上限值并不受特别限制。从提高转印性及耐边缘熔融性的观点而言,聚合性化合物B1的含量优选为70质量%以下,更优选为60质量%以下。
感光性树脂层可以含有聚合性化合物B1以外的聚合性化合物B。
聚合性化合物B1以外的聚合性化合物B并不受特别限制,能够从公知的化合物中适当选择。例如,作为聚合性化合物B1以外的聚合性化合物B,可以举出在一个分子中具有1个烯属不饱和基团的化合物(即,单官能烯属不饱和化合物)、不具有芳香环的2官能烯属不饱和化合物及3官能以上的烯属不饱和化合物。
作为单官能烯属不饱和化合物,例如可以举出(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基琥珀酸酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯及(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯。
作为不具有芳香环的2官能烯属不饱和化合物,例如可以举出亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯、氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯及三羟甲基丙烷二丙烯酸酯。
作为亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯,例如可以举出三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(A-DCP,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯(DCP,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、1,9-壬二醇二丙烯酸酯(A-NOD-N,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(A-HD-N,Shin-NakamuraChemical Co.,Ltd.制造)、乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,10-癸二醇二丙烯酸酯及季戊二醇二(甲基)丙烯酸酯。
作为聚亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯,例如可以举出聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯及聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯。
作为氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯,例如可以举出环氧丙烷改性氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯以及环氧乙烷及环氧丙烷改性氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯。作为市售品,例如可以举出8UX-0 15A(Taisei Fine Chemical Co.,Ltd.制造)、UA-32P(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)及UA-1100H(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)。
作为3官能以上的乙烯性不饱和化合物,可以举出二季戊四醇(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)丙烯酸酯骨架的(甲基)丙烯酸酯化合物。
其中,“(三/四/五/六)(甲基)丙烯酸酯”为包含三(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,“(三/四)(甲基)丙烯酸酯”为包含三(甲基)丙烯酸酯及四(甲基)丙烯酸酯的概念。
感光性树脂层优选包含聚合性化合物B1及3官能以上的烯属不饱和化合物,更优选包含聚合性化合物B1及两种以上的3官能以上的烯属不饱和化合物。在该情况下,聚合性化合物B1与3官能以上的烯属不饱和化合物的质量比(聚合性化合物B1的总质量:3官能以上的烯属不饱和化合物的总质量)优选为1:1~5:1,更优选为1.2:1~4:1,进一步优选为1.5:1~3:1。
作为3官能以上的烯属不饱和化合物的环氧烷改性物,例如可以举出己内酯改性(甲基)丙烯酸酯化合物(KAYARAD(注册商标)DPCA-20,Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造;A-9300-1CL,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、环氧烷改性(甲基)丙烯酸酯化合物(KAYARAD RP-1040,Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造;ATM-35E及A-9300,Shin-NakamuraChemical Co.,Ltd.制造;EBECRYL(注册商标)135,DAICEL-ALLNEX LTD.制造)、乙氧基化甘油三丙烯酸酯(A-GLY-9E,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、ARONIX(注册商标)TO-2349(TOAGOSEI CO.,LTD.制造)、ARONIX M-520(TOAGOSEI CO.,LTD.制造)及ARONIX M-510(TOAGOSEI CO.,LTD.制造)。
并且,聚合性化合物B1以外的聚合性化合物B可以为日本特开2004-239942号公报的0025~0030段中所记载的具有酸基的聚合性化合物。
感光性树脂层可以单独含有一种聚合性化合物B,也可以含有两种以上。
聚合性化合物B的含量相对于感光性树脂层的总质量,优选为10质量%~70质量%,更优选为20质量%~60质量%,进一步优选为20质量%~50质量%。
包含聚合性化合物B1的聚合性化合物B的重均分子量(Mw)优选为200~3,000,更优选为280~2,200,进一步优选为300~2,200。
(任意成分)
感光性树脂层可以含有聚合物A及聚合性化合物B以外的成分。
-光聚合引发剂-
感光性树脂层优选含有光聚合引发剂。
光聚合引发剂为具有通过紫外线、可见光线、X射线等光化射线而引发聚合性化合物的聚合的作用的化合物。作为光聚合引发剂,并不受特别限制,能够使用公知的光聚合引发剂。
作为光聚合引发剂,例如可以举出光自由基聚合引发剂及光阳离子聚合引发剂。其中,光聚合引发剂优选为光自由基聚合引发剂。
作为光自由基聚合引发剂,例如可以举出具有肟酯骨架的光聚合引发剂、具有α-氨基烷基苯酮骨架的光聚合引发剂、具有α-羟基烷基苯酮骨架的光聚合引发剂、具有酰基氧化膦骨架的光聚合引发剂及具有N-苯基甘氨酸骨架的光聚合引发剂。
并且,从感光性、曝光部及非曝光部的视觉辨认度以及分辨率的观点而言,感光性树脂层优选包含选自2,4,5-三芳基咪唑二聚体及其衍生物中的至少一种作为光自由基聚合引发剂。另外,2,4,5-三芳基咪唑二聚体及其衍生物中的2个2,4,5-三芳基咪唑骨架可以相同也可以不同。
作为2,4,5-三芳基咪唑二聚体的衍生物,例如可以举出2-(邻氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、2-(邻氯苯基)-4,5-二(甲氧基苯基)咪唑二聚体、2-(邻氟苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、2-(邻甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体及2-(对甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体。
光自由基聚合引发剂可以为日本特开2011-95716号公报的0031~0042段及日本特开2015-14783号公报的0064~0081段中所记载的聚合引发剂。
作为光自由基聚合引发剂,例如可以举出二甲基氨基苯甲酸乙酯(DBE、CASNo.10287-53-3)、安息香甲醚、(p,p’-二甲氧基苄基)大茴香酯及二苯甲酮。
作为光自由基聚合引发剂的市售品,例如可以举出2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(4-甲基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪(商品名:TAZ-110,Midori Kagaku Co.,Ltd.制造)、(商品名:TAZ-111,Midori Kagaku Co.,Ltd.制造)、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)、1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮-2-(O-苯甲酰肟)(商品名:Irgacure(注册商标)OXE-01,BASF Japan Ltd.制造)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮-1-(O-乙酰肟)(商品名:Irgacure OXE-02,BASF Japan Ltd.制造)、Irgacure OXE-03(BASF Japan Ltd.制造)、Irgacure OXE-04(BASF Japan Ltd.制造)、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:Omnirad 379EG,IGM Resins B.V.公司制造)、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉基丙烷-1-酮(商品名:Omnirad 907,IGM Resins B.V.制造)、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:Omnirad 127,IGM ResinsB.V.制造)、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)丁酮-1(商品名:Omnirad 369,IGMResins B.V.公司制造)、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮(商品名:Omnirad 1173,IGMResins B.V.制造)、1-羟基环己基苯基酮(商品名:Omnirad 184,IGM Resins B.V.公司制造)、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(商品名:Omnirad 651,IGM Resins B.V.公司制造)、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(商品名:Omnirad TPO H,IGM Resins B.V.制造)、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦(商品名:Omnirad 819,IGM Resins B.V.制造)、肟酯系的光聚合引发剂(商品名:Lunar 6,DKSH Japan K.K.制造)、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑(2-(2-氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体)(商品名:B-CIM,Hampford制造)及2-(邻氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体(商品名:BCTB,Tokyo ChemicalIndustry Co.,Ltd.制造)。
光阳离子聚合引发剂(光产酸剂)为受到光化射线而产生酸的化合物。光阳离子聚合引发剂并不受特别限制,但优选为反应于波长300nm以上、优选为波长300nm~450nm的光化射线而产生酸的化合物。并且,即使为不直接感应于波长300nm以上的光化射线的化合物,只要为通过与增感剂同时使用而感应于波长300nm以上的光化射线从而产生酸的化合物,则能够与增感剂组合而优选地使用。
光阳离子聚合引发剂优选产生pKa为4以下的酸的光阳离子聚合引发剂,更优选产生pKa为3以下的酸的光阳离子聚合引发剂,尤其优选产生pKa为2以下的酸的光阳离子聚合引发剂。pKa的下限值并不受特别限制,例如优选-10.0。
作为光阳离子聚合引发剂,可以举出离子性光阳离子聚合引发剂及非离子性光阳离子聚合引发剂。
作为离子性光阳离子聚合引发剂,例如可以举出二芳基錪盐、三芳基锍盐等鎓盐化合物及季铵盐。
离子性光阳离子聚合引发剂可以为日本特开2014-85643号公报的0114~0133段中所记载的离子性光阳离子聚合引发剂。
作为非离子性光阳离子聚合引发剂,例如可以举出三氯甲基-s-三嗪化合物、重氮甲烷化合物、酰亚胺磺酸盐化合物及肟磺酸盐化合物。三氯甲基-s-三嗪化合物、重氮甲烷化合物及酰亚胺磺酸盐化合物可以为日本特开2011-221494号公报的0083~0088段中所记载的化合物。并且,肟磺酸盐化合物可以为国际公开第2018/179640号的0084~0088段中所记载的化合物。
感光性树脂层可以单独含有一种光聚合引发剂,也可以含有两种以上。
光聚合引发剂的含量并不受特别限制,但相对于感光性树脂层的总质量,优选为0.1质量%以上,更优选为0.5质量%以上,1.0质量%以上进一步优选为。光聚合引发剂的含量的上限值并不受特别限制。光聚合引发剂的含量相对于感光性树脂层的总质量,优选为10质量%以下,更优选为5质量%以下。
<色素>
从曝光部及非曝光部的视觉辨认度、显影后的图案视觉辨认度以及分辨率的观点而言,感光性树脂层优选含有显色时的波长范围400nm~780nm中的最大吸收波长为450nm以上且最大吸收波长通过酸、碱或自由基而变化的色素(以下,也简称为“色素N”。)。若含有色素N,则虽然详细的机理尚不明确,但与邻接的层(例如,临时支承体及中间层)的粘附性得到提高,从而分辨率更优异。
在本说明书中,色素的“极大吸收波长通过酸、碱或自由基而变化”可以指处于显色状态的色素通过酸、碱或自由基而脱色的方式、处于脱色状态的色素通过酸、碱或自由基而显色的方式及处于显色状态的色素变为其他色相的显色状态的方式中的任一方式。
具体而言,色素N可以为通过曝光从脱色状态变化而显色的化合物,也可以为通过曝光从显色状态变化而脱色的化合物。在该情况下,可以为通过曝光在感光性树脂层内产生酸、碱或自由基,从而显色或脱色的状态变化的色素,也可以为感光性树脂层内的状态(例如pH)通过酸、碱或自由基而变化,从而显色或脱色的状态变化的色素。并且,色素N也可以为不经过曝光而直接将酸、碱或自由基作为刺激而显色或脱色的状态变化的色素。
其中,从曝光部及非曝光部的视觉辨认度以及分辨率的观点而言,色素N优选最大吸收波长通过酸或自由基而变化的色素,更优选最大吸收波长通过自由基而变化的色素。
从曝光部及非曝光部的视觉辨认度以及分辨率的观点而言,感光性树脂层优选含有作为色素N的最大吸收波长通过自由基而变化的色素及光自由基聚合引发剂这两者。
并且,从曝光部及非曝光部的视觉辨认度的观点而言,色素N优选通过酸、碱或自由基而显色的色素。
作为色素N的显色机理的例子,可以举出如下方式:向感光性树脂层中添加光自由基聚合引发剂、光阳离子聚合引发剂(光产酸剂)或光产碱剂,通过曝光后从光自由基聚合引发剂、光阳离子聚合引发剂或光产碱剂产生的自由基、酸或碱而显色。
从曝光部及非曝光部的视觉辨认度的观点而言,色素N的显色时的波长范围400nm~780nm中的极大吸收波长优选为550nm以上,更优选为550~700nm,进一步优选为550nm~650nm。
并且,色素N可以仅具有1个显色时的波长范围400nm~780nm中的极大吸收波长,也可以具有2个以上。当色素N具有2个以上显色时的波长范围400~780nm中的极大吸收波长时,2个以上的极大吸收波长中吸光度最高的极大吸收波长为450nm以上即可。
色素N的极大吸收波长通过在大气气氛下使用分光光度计(UV3100,ShimadzuCorporation制造)在400nm~780nm的范围内测量含有色素N的溶液(液温25℃)的透射光谱,并检测光的强度成为极小的波长(即,极大吸收波长)而得到。
作为通过曝光而显色或脱色的色素,例如可以举出无色化合物。作为通过曝光而脱色的色素,例如可以举出无色化合物、二芳基甲烷系色素、噁嗪系色素、呫呸系色素、亚氨基萘醌系色素、偶氮次甲基系色素及蒽醌系色素。其中,从曝光部及非曝光部的视觉辨认度的观点而言,色素N优选为无色化合物。
作为无色化合物,例如可以举出具有三芳基甲烷骨架的无色化合物(三芳基甲烷系色素)、具有螺旋哌喃骨架的无色化合物(螺旋哌喃系色素)、具有荧烷骨架的无色化合物(荧烷系色素)、具有二芳基甲烷骨架的无色化合物(二芳基甲烷系色素)、具有罗丹明内酰胺骨架的无色化合物(罗丹明内酰胺系色素)、具有吲哚基酞内酯骨架的无色化合物(吲哚基酞内酯系色素)及具有无色金黄胺骨架的无色化合物(无色金黄胺系色素)。
其中,无色化合物优选为三芳基甲烷系色素或荧烷系色素,更优选为具有三苯基甲烷骨架的无色化合物(三苯基甲烷系色素)或荧烷系色素。
从曝光部及非曝光部的视觉辨认度的观点而言,无色化合物优选具有内酯环、亚磺内酯环(sultine ring)或磺内酯环。无色化合物所具有的内酯环、亚磺内酯环或磺内酯环通过与从光自由基聚合引发剂产生的自由基或从光阳离子聚合引发剂产生的酸进行反应而从闭环状态变为开环状态而显色或者从开环状态变为闭环状态而脱色。无色化合物优选为具有内酯环、亚磺内酯环或磺内酯环且通过自由基或酸开环而显色的化合物,更优选具有内酯环且通过自由基或酸开环而显色的化合物。
作为色素N,例如可以举出以下染料及无色化合物。
作为染料,可以举出亮绿(brilliant green)、乙基紫、甲基绿、结晶紫、碱性品红(basic fuchsine)、甲基紫2B、喹纳啶红(quinaldine red)、孟加拉玫瑰红(rose bengal)、米塔尼尔黄(metanil yellow)、百里酚磺酞(thymol sulfonphthalein)、二甲酚(xylenol)蓝、甲基橙、对甲基红、刚果红、苯并红紫素(benzopurpurine)4B、α-萘基红、尼罗蓝(nileblue)2B、尼罗蓝A、甲基紫、孔雀绿(malachite green)、副品红(parafuchsin)、维多利亚纯蓝(victoria pure blue)-萘磺酸盐、维多利亚纯蓝BOH(Hodogaya Chemical Co.,Ltd.制造)、油蓝#603(Orient Chemical Industries Co.,Ltd.制造)、油粉红#312(OrientChemical Industries Co.,Ltd.制造)、油红5B(Orient Chemical Industries Co.,Ltd.制造)、油猩红(oil scarlet)#308(Orient Chemical Industries Co.,Ltd.制造)、油红OG(Orient Chemical Industries Co.,Ltd.制造)、油红RR(Orient Chemical IndustriesCo.,Ltd.制造)、油绿#502(Orient Chemical Industries Co.,Ltd.制造)、史必隆红(spilon red)BEH特殊(Hodogaya Chemical Co.,Ltd.制造)、间甲酚紫、甲酚红、罗丹明B、罗丹明6G、磺基罗丹明B、金黄胺、4-对二乙基氨基苯基亚氨基萘醌、2-羧基苯胺基-4-对二乙基氨基苯基亚氨基萘醌、2-羧基硬脂氨基-4-对-N,N-双(羟基乙基)氨基-苯基亚氨基萘醌、1-苯基-3-甲基-4-对二乙基氨基苯基亚氨基-5-吡唑啉酮及1-β-萘基-4-对二乙基氨基苯基亚氨基-5-吡唑啉酮。
作为无色化合物,可以举出p,p’,p”-六甲基三氨基三苯基甲烷(无色结晶紫)、Pergascript Blue SRB(Ciba-Geigy公司制造)、结晶紫内酯、孔雀绿内酯、苯甲酰无色亚甲蓝、2-(N-苯基-N-甲基氨基)-6-(N-对甲苯基-N-乙基)氨基荧烷、2-苯胺基-3-甲基-6-(N-乙基-对甲苯胺基)荧烷、3,6-二甲氧荧烷、3-(N,N-二乙基氨基)-5-甲基-7-(N,N-二苄基氨基)荧烷、3-(N-环己基-N-甲基氨基)-6-甲基-7-苯胺基荧烷、3-(N,N-二乙基氨基)-6-甲基-7-苯胺基荧烷、3-(N,N-二乙基氨基)-6-甲基-7-茬胺基荧烷、3-(N,N-二乙基氨基)-6-甲基-7-氯荧烷、3-(N,N-二乙基氨基)-6-甲氧基-7-胺基荧烷、3-(N,N-二乙基氨基)-7-(4-氯苯胺基)荧烷、3-(N,N-二乙基氨基)-7-氯荧烷、3-(N,N-二乙基氨基)-7-苄基氨基荧烷、3-(N,N-二乙基氨基)-7,8-苯并荧烷、3-(N,N-二丁基氨基)-6-甲基-7-苯胺基荧烷、3-(N,N-二丁基氨基)-6-甲基-7-茬胺基荧烷、3-哌啶基-6-甲基-7-苯胺基荧烷、3-吡咯烷基-6-甲基-7-苯胺基荧烷、3,3-双(1-乙基-2-甲基吲哚-3-基)酞内酯(phthalide)、3,3-双(1-正丁基-2-甲基吲哚-3-基)酞内酯、3,3-双(对二甲基氨基苯基)-6-二甲基氨基酞内酯、3-(4-二乙基氨基-2-乙氧基苯基)-3-(1-乙基-2-甲基吲哚-3-基)-4-氮杂酞内酯、3-(4-二乙基氨基苯基)-3-(1-乙基-2-甲基吲哚-3-基)酞内酯及3’,6’-双(二苯基氨基)螺异苯并呋喃-1(3H),9’-[9H]呫呸-3-酮。
从曝光部及非曝光部的视觉辨认度、显影后的图案视觉辨认度以及分辨率的观点而言,色素N优选为最大吸收波长通过自由基而变化的色素,更优选为通过自由基而显色的色素。
色素N优选为无色结晶紫、结晶紫内酯、亮绿或维多利亚纯蓝-萘磺酸盐。
感光性树脂层可以单独含有一种色素N,也可以含有两种以上。
从曝光部及非曝光部的视觉辨认度、显影后的图案视觉辨认度以及分辨率的观点而言,色素N的含量相对于感光性树脂层的总质量,优选为0.1质量%以上,更优选为0.1质量%~10质量%,进一步优选为0.1质量%~5质量%,尤其优选为0.1质量%~1质量%。
色素N的含量是指使感光性树脂层中所包含的所有色素N成为显色状态时的色素的含量。以下,以通过自由基而显色的色素为例子,对色素N的含量的定量方法进行说明。
制备向甲基乙基酮100mL中溶解色素0.001g及0.01g而成的溶液。向所得到的各溶液中加入光自由基聚合引发剂(Irgacure OXE01,BASF Japan Ltd.制造),并照射365nm的光,由此产生自由基而使所有色素成为显色状态。然后,在大气气氛下,使用分光光度计(UV3100,Shimadzu Corporation制造)测定液温为25℃的各溶液的吸光度,并制作校准曲线。
接着,除了代替色素而将感光性树脂层3g溶解于甲基乙基酮以外,利用与上述相同的方法测定使色素全部显色的溶液的吸光度。基于所得到的含有感光性树脂层的溶液的吸光度,根据校准曲线计算出感光性树脂层中所包含的色素的含量。
<热交联性化合物>
从所得到的固化膜的强度及所得到的未固化膜的粘结性的观点而言,感光性树脂层优选包含热交联性化合物。另外,在本说明书中,后述的具有烯属不饱和基团的热交联性化合物不作为烯属不饱和化合物而处理,而作为热交联性化合物进行处理。
作为热交联性化合物,可以举出羟甲基化合物及封端异氰酸酯化合物。其中,从所得到的固化膜的强度及所得到的未固化膜的粘结性的观点而言,优选封端异氰酸酯化合物。
封端异氰酸酯化合物与羟基及羧基进行反应,因此例如当碱溶性树脂及/或烯属不饱和化合物等具有羟基及羧基中的至少一者时,所形成的膜的亲水性下降,从而将使感光性树脂层固化而成的膜用作保护膜时的功能趋于增强。
另外,封端异氰酸酯化合物是指具有“用封端剂保护(所谓的遮盖(mask))了异氰酸酯的异氰酸酯基的结构的化合物”。
封端异氰酸酯化合物的解离温度并不受特别限制,但优选为100℃~160℃,更优选为130℃~150℃。
封端异氰酸酯的解离温度是指使用“示差扫描热量计并通过DSC(Differentialscanning calorimetry)分析测定时的伴随封端异氰酸酯的脱保护反应的吸热峰的温度”。
作为示差扫描热量计,例如能够优选地使用Seiko Instruments Inc.制造的示差扫描热量计(型号:DSC6200)。但是,示差扫描热量计并不限定于此。
作为解离温度为100℃~160℃的封端剂,可以举出活性亚甲基化合物〔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)〕、肟化合物(甲醛肟、乙醛肟、丙酮肟、甲基乙基酮肟及环己酮肟等在分子内具有-C(=N-OH)-所表示的结构的化合物)。
在这些之中,作为解离温度为100℃~160℃的封端剂,例如从保存稳定性的观点而言,优选包含肟化合物。
例如,从改善膜的脆性、提高与被转印体的密接力等观点而言,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以对其加以保护而得到。
在具有异氰脲酸酯结构的封端异氰酸酯化合物中,从与不具有肟结构的化合物相比,更容易将解离温度设在优选的范围,且容易减少显影残渣的观点而言,优选为将肟化合物用作封端剂的具有肟结构的化合物。
封端异氰酸酯化合物可以具有聚合性基团。
作为聚合性基团,并没有特别限制,能够使用公知的聚合性基团,优选为自由基聚合性基团。
作为聚合性基团,可以举出(甲基)丙烯酰氧基、(甲基)丙烯酰胺基、苯乙烯基等烯属不饱和基团以及缩水甘油基等具有环氧基的基团。
其中,作为聚合性基团,优选为烯属不饱和基团,更优选为(甲基)丙烯酰氧基,进一步优选为丙烯酰氧基。
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,可以举出Karenz(注册商标)AOI-BM、Karenz(注册商标)MOI-BM、Karenz(注册商标)MOI-BP等(以上为SHOWA DENKO K.K.制造)、封端型的Duranate系列(例如,Duranate(注册商标)TPA-B80E、Duranate(注册商标)WT32-B75P等,Asahi Kasei Chemicals Corporation制造)。
并且,作为封端异氰酸酯化合物,也能够使用下述结构的化合物。
[化学式2]
Figure BDA0003809824630000291
热交联性化合物可以单独使用一种,也可以使用两种以上。
当感光性树脂层包含热交联性化合物时,热交联性化合物的含量相对于感光性树脂层的总质量,优选为1质量%~50质量%,更优选为5质量%~30质量%。
<表面活性剂>
从厚度均匀性的观点而言,感光性树脂层优选含有表面活性剂。
作为表面活性剂,例如可以举出阴离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、非离子性表面活性剂及两性表面活性剂。其中,表面活性剂优选为非离子性表面活性剂。
作为非离子性表面活性剂,例如可以举出聚氧乙烯高级烷基醚、聚氧乙烯高级烷基苯基醚、聚氧乙二醇的高级脂肪酸二酯、硅酮系非离子性表面活性剂及氟系非离子性表面活性剂。
从提高清晰性的观点而言,感光性树脂层优选含有氟系非离子性表面活性剂。认为这是由于,通过感光性树脂层含有氟系非离子性表面活性剂,蚀刻液向感光性树脂层的渗透得到抑制,从而侧面蚀刻(side etching)减少。
表面活性剂可以为国际公开第2018/179640号的0120~0125段中所记载的表面活性剂、日本专利第4502784号公报的0017段中所记载的表面活性剂及日本特开2009-237362号公报的0060~0071段中所记载的表面活性剂。
作为氟系表面活性剂的市售品,例如可以举出MEGAFACE(商品名)F-171、F-172、F-173、F-176、F-177、F-141、F-142、F-143、F-144、F-437、F-444、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、MFS-578、MFS-579、MFS-586、MFS-587、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制造)、Fluorad(商品名)FC430、FC431、FC171(以上为Sumitomo 3M Limited制造)、Surflon(商品名)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.制造)、PolyFox(商品名)PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(以上为OMNOVA Solutions Inc.制造)、Ftergent(商品名)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制造)等。
并且,氟系表面活性剂也能够优选地使用丙烯酸系化合物,该丙烯酸系化合物为具有包含含有氟原子的官能团的分子结构,且施加热时含有氟原子的官能团部分被切断,从而氟原子挥发。作为这种氟系表面活性剂,可以举出DIC Corporation制造的MEGAFACE(商品名)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MEGAFACE(商品名)DS-21。
并且,作为氟系表面活性剂,也优选为使用具有氟化烷基或氟化亚烷基醚基的含氟原子的乙烯醚化合物与亲水性乙烯醚化合物的聚合物。
作为氟系表面活性剂,也能够使用封端聚合物。氟系表面活性剂也能够优选地使用含氟高分子化合物,该含氟高分子化合物包含来源于具有氟原子的(甲基)丙烯酸酯化合物的结构单元和来源于具有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。
作为氟系表面活性剂,也能够使用在侧链上具有烯属不饱和基团的含氟聚合物。可以举出MEGAFACE(商品名)RS-101、RS-102、RS-718K、RS-72-K(以上为DIC Corporation制造)等。
作为氟系表面活性剂,例如也可以使用具有碳原子数为7以上的直链状全氟烷基的化合物。但是,从提高环境适性的观点而言,作为氟系表面活性剂,优选使用全氟辛酸(PFOA)或全氟辛磺酸(PFOS)的代替材料。
作为非离子性表面活性剂,可以举出甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷以及这些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(商品名)L10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2(以上为BASF公司制造)、Tetronic(商品名)304、701、704、901、904、150R1(以上为BASF公司制造)、Solsperse(商品名)20000(以上为Lubrizol JapanLimited.制造)、NCW-101、NCW-1001、NCW-1002(以上为FUJIFILM Wako Pure ChemicalCorporation制造)、PIONIN(商品名)D-6112、D-6112-W、D-6315(以上为Takemoto Oil&FatCo.,Ltd.制造)、Olfine E1010、Surfynol 104、400、440(以上为Nissin Chemical Co.,Ltd.制造)等。
作为硅酮系表面活性剂,可以举出由硅氧烷键构成的直链状聚合物及在侧链或末端导入有有机基的改性硅氧烷聚合物。
作为硅酮系表面活性剂的具体例,可以举出DOWSIL(商品名)8032ADDITIVE、ToraySilicone DC3PA、Toray Silicone SH7PA、Toray Silicone DC11PA、Toray SiliconeSH21PA、Toray Silicone SH28PA、Toray Silicone SH29PA、Toray Silicone SH30PA、Toray Silicone SH8400(以上为Dow Corning Toray Silicone Co.,Ltd.制造)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 ChemicalCo.,Ltd.制造)、F-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4460、TSF-4452(以上为MomentivePerformance Materials Inc.制造)、BYK307、BYK323、BYK330(以上为BYK Chemie公司制造)等。
感光性树脂层可以单独含有一种表面活性剂,也可以含有两种以上。
表面活性剂的含量相对于感光性树脂层的总质量,优选为0.001质量%~10质量%,更优选为0.01质量%~3质量%。
<添加剂>
感光性树脂层除了上述成分以外,根据需要可以含有公知的添加剂。
作为添加剂,例如可以举出自由基阻聚剂、增感剂、增塑剂、杂环状化合物、苯并三唑类、羧基苯并三唑类、聚合物A以外的树脂及溶剂。感光性树脂层可以单独含有一种各添加剂,也可以含有两种以上。
感光性树脂层可以含有自由基阻聚剂。
作为自由基阻聚剂,例如可以举出日本专利第4502784号公报的0018段中所记载的热阻聚剂。并且,作为自由基阻聚剂,可以举出啡噻嗪、啡噁嗪、4-甲氧基苯酚、萘胺、氯化亚铜、亚硝基苯基羟胺铝盐及二苯基亚硝基胺。其中,自由基阻聚剂优选为啡噻嗪、啡噁嗪、4-甲氧苯酚或亚硝基苯基羟胺铝盐。
作为苯并三唑类,例如可以举出1,2,3-苯并三唑、1-氯-1,2,3-苯并三唑、双(N-2-乙基己基)氨基亚甲基-1,2,3-苯并三唑、双(N-2-乙基己基)氨基亚甲基-1,2,3-甲苯基三唑及双(N-2-羟基乙基)氨基亚甲基-1,2,3-苯并三唑。
作为羧基苯并三唑类,例如可以举出4-羧基-1,2,3-苯并三唑、5-羧基-1,2,3-苯并三唑、N-(N,N-二-2-乙基己基)氨基亚甲基羧基苯并三唑、N-(N,N-二-2-羟基乙基)氨基亚甲基羧基苯并三唑及N-(N,N-二-2-乙基己基氨基亚乙基羧基苯并三唑。作为羧基苯并三唑类的市售品,例如可以举出CBT-1(JOHOKU CHEMICAL CO.,LTD.制造)。
自由基阻聚剂、苯并三唑类及羧基苯并三唑类的合计含量相对于感光性树脂层的总质量,优选为0.01质量%~3质量%,更优选为0.05质量%~1质量%。若上述含量为0.01质量%以上,则感光性树脂组合物的保存稳定性优异。另一方面,若上述含量为3质量%以下,则能够维持灵敏度,从而抑制染料的脱色。
感光性树脂层可以含有增感剂。
作为增感剂,并不受特别限制,能够使用公知的增感剂、染料及颜料。作为增感剂,例如可以举出二烷基氨基二苯甲酮化合物、吡唑啉化合物、蒽化合物、香豆素化合物、氧蒽酮(xanthone)化合物、噻吨酮(thioxanthone)化合物、吖啶酮化合物、噁唑化合物、苯并噁唑化合物、噻唑化合物、苯并噻唑化合物、三唑化合物(例如,1,2,4-三唑)、茋化合物、三嗪化合物、噻吩化合物、萘二甲酰亚胺化合物、三芳基胺化合物及氨基吖啶化合物。
感光性树脂层可以单独含有一种增感剂,也可以含有两种以上。
当感光性树脂层含有增感剂时,增感剂的含量能够根据目的适当选择。从提高对于光源的灵敏度及通过聚合速度与链转移的平衡来提高固化速度的观点而言,增感剂的含量相对于感光性树脂层的总质量,优选为0.01质量%~5质量%,更优选为0.05质量%~1质量%。
感光性树脂层可以含有选自增塑剂及杂环状化合物中的至少一种。
作为增塑剂及杂环状化合物,可以举出国际公开第2018/179640号的0097~0103段及0111~0118段中所记载的化合物。
感光性树脂层可以含有聚合物A以外的树脂。
作为聚合物A以外的树脂,可以举出丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物(其中,来自于苯乙烯的结构单元的含量为40质量%以下)、聚氨酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚酰胺、聚酯、环氧树脂、聚缩醛、聚羟基苯乙烯、聚酰亚胺、苯并噁唑、聚硅氧烷、聚乙烯亚胺、聚烯丙基胺及聚亚烷基二醇。
感光性树脂层可以含有溶剂。当使包含溶剂的感光性树脂组合物干燥而形成了感光性树脂层时,溶剂有时残留于感光性树脂层中。
并且,感光性树脂层可以还含有金属氧化物粒子、抗氧化剂、链转移剂、分散剂、酸增殖剂、显影促进剂、导电性纤维、热自由基聚合引发剂、热酸产生剂、紫外线吸收剂、增稠剂、交联剂、有机或无机的沉淀抑制剂等公知的添加剂。
关于感光性树脂层可以含有的添加剂,记载于日本特开2014-85643号公报的0165~0184段中,该公报的内容被编入本说明书中。
<杂质等>
感光性树脂层可以包含规定量的杂质。作为杂质,例如可以举出钠、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以杂质形式混入,因此优选设为下述含量。
感光性树脂层中的杂质的含量以质量基准计,优选为80ppm以下,更优选为10ppm以下,进一步优选为2ppm以下。感光性树脂层中的杂质的含量以质量基准计,能够设为1ppb以上或0.1ppm以上。
作为将杂质设在上述范围内的方法,可以举出:作为感光性树脂层的原料而选择杂质的含量少;形成感光性树脂层时防止杂质的混入;及清洗杂质而将其去除。通过这种方法,能够将感光性树脂层中的杂质的含量设在上述范围内。
杂质例如能够利用ICP(Inductively Coupled Plasma:感应耦合等离子体)发光分光分析法、原子吸光分光法、离子色谱法等公知的方法进行定量。
感光性树脂层中的苯、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的特定化合物的含量优选少。感光性树脂层中的特定化合物的含量以质量基准计,优选为100ppm以下,更优选为20ppm以下,进一步优选为4ppm以下。含量的下限值以质量基准计,优选为10ppb,更优选为100ppb。特定化合物的含量能够利用与上述杂质相同的方法来抑制。并且,特定化合物的含量能够通过公知的测定法进行定量。
从提高可靠性及层压性的观点而言,感光性树脂层中的水的含量优选为0.01质量%~1.0质量%,更优选为0.05质量%~0.5质量%。
<残留单体>
感光性树脂层有时包含与上述聚合物A的各结构单元相对应的残留单体。
从图案化性及可靠性的观点而言,残留单体的含量相对于碱溶性树脂的总质量,优选为5,000质量ppm以下,更优选为2,000质量ppm以下,进一步优选为500质量ppm以下。下限并不受特别限制,但优选为1质量ppm以上,更优选为10质量ppm以上。
从图案化性及可靠性的观点而言,聚合物A的各结构单元的残留单体相对于感光性树脂层的总质量,优选为3,000质量ppm以下,更优选为600质量ppm以下,进一步优选为100质量ppm以下。下限并不受特别限制,但优选为0.1质量ppm以上,更优选为1质量ppm以上。
通过高分子反应合成聚合物A时的单体的残留单体量也优选设在上述范围内。例如,当使丙烯酸缩水甘油酯与羧酸侧链进行反应而合成聚合物A时,将丙烯酸缩水甘油酯的含量优选设在上述范围内。
残留单体的量能够利用液相色谱及气相色谱等公知的方法来进行测定。
<物性等>
感光性树脂层的厚度优选为10μm以下,更优选为5μm以下,进一步优选为3μm以下。若感光性树脂层的厚度为10μm以下,则感光性树脂层的显影性得到提高,且分辨率得到提高。感光性树脂层的厚度的下限值例如为0.5μm。
关于感光性转印材料所具备的各层的厚度,利用扫描型电子显微镜(SEM:Scanning Electron Microscope)观察相对于感光性转印材料的主面垂直的方向的剖面,根据所得到的观察图像测量10点以上各层的厚度,作为其平均值而计算出。
从粘附性更优异的观点而言,感光性树脂层的波长365nm的透光率优选为10%以上,优选为30%以上,更优选为50%以上。感光性树脂层的波长365nm的透光率的上限值并不受特别限制,但优选为99.9%。
<形成方法>
感光性树脂层的形成方法只要为能够形成含有上述成分的层的方法,则不受特别限制。
作为感光性树脂层的形成方法,例如可以举出通过准备含有聚合物A、聚合性化合物B及溶剂的感光性树脂组合物,在临时支承体等的表面上涂布感光性树脂组合物,并使感光性树脂组合物的涂膜干燥而形成的方法。
作为感光性树脂层的形成中所使用的感光性树脂组合物,例如可以举出含有聚合物A、聚合性化合物B、上述任意成分及溶剂的组合物。
为了调节感光性树脂组合物的粘度并使得容易形成感光性树脂层,感光性树脂组合物优选含有溶剂。
(溶剂)
作为感光性树脂组合物中所含有的溶剂,只要能够溶解或分散聚合物A、聚合性化合物B及上述任意成分,则不受特别限制,能够使用公知的溶剂。
作为溶剂,例如可以举出亚烷基二醇醚、亚烷基二醇醚乙酸酯、醇(例如,甲醇及乙醇)、酮(例如,丙酮及甲基乙基酮)、芳香族烃(例如,甲苯)、非质子性极性溶剂(例如,N,N-二甲基甲酰胺)、环状醚(例如,四氢呋喃)、酯、酰胺、内酯及包含这些中的两种以上的混合溶剂。
当制造具备临时支承体、热塑性树脂层、中间层及感光性树脂层的感光性转印材料时,感光性树脂组合物优选含有选自亚烷基二醇醚及亚烷基二醇醚乙酸酯中的至少一种。其中,溶剂更优选包含选自亚烷基二醇醚及亚烷基二醇醚乙酸酯溶剂中的至少一种和选自酮及环状醚中的至少一种的混合溶剂,进一步优选至少包含选自亚烷基二醇醚及亚烷基二醇醚乙酸酯中的至少一种、酮以及环状醚的混合溶剂。
作为亚烷基二醇醚,例如可以举出乙二醇单烷基醚、乙二醇二烷基醚、丙二醇单烷基醚、丙二醇二烷基醚、二乙二醇二烷基醚、二丙二醇单烷基醚及二丙二醇二烷基醚。
作为亚烷基二醇醚乙酸酯,例如可以举出乙二醇单烷基醚乙酸酯、丙二醇单烷基醚乙酸酯、二乙二醇单烷基醚乙酸酯及二丙二醇单烷基醚乙酸酯。
溶剂也可以为国际公开第2018/179640号的0092~0094段中所记载的溶剂及日本特开2018-177889公报的0014段中所记载的溶剂,这些内容被编入本说明书中。
感光性树脂组合物可以单独含有一种溶剂,也可以含有两种以上。
感光性树脂组合物中的溶剂的含量相对于感光性树脂组合物中的总固体成分100质量份,优选为50质量份~1,900质量份,更优选为100质量份~900质量份。
感光性树脂组合物的制备方法并不受特别限制,例如可以举出通过预先制备将各成分溶解于上述溶剂而成的溶液,并将所得到的溶液以规定的比例进行混合而制备感光性树脂组合物的方法。
感光性树脂组合物优选在形成感光性树脂层之前使用孔径0.2μm~30μm的过滤器进行过滤。
感光性树脂组合物的涂布方法并不受特别限制,利用公知的方法涂布即可。作为涂布方法,例如可以举出狭缝涂布、旋涂、帘式涂布及喷墨涂布。
并且,感光性树脂层可以通过将感光性树脂组合物涂布于后述的覆盖膜上并使其干燥而形成。
本发明所涉及的感光性转印材料优选在临时支承体与感光性树脂层之间还具备分离层。若在临时支承体与感光性树脂层之间存在分离层,则与不存在分离层的情况相比,临时支承体中所包含的异物与感光性树脂层的距离增大。异物与感光性树脂层的距离愈近,愈容易因异物而在配线图案中产生缺陷。因此,通过在临时支承体与感光性树脂层之间设置分离层,能够进一步减少配线图案中的缺陷。
作为配置于临时支承体与感光性树脂层之间的分离层,可以举出热塑性树脂层及中间层。
〔热塑性树脂层〕
本发明所涉及的感光性转印材料优选在临时支承体与感光性树脂层之间具备热塑性树脂层。若在临时支承体与感光性树脂层之间配置热塑性树脂层,则在与基板的贴合工序中对基板的追踪性得到提高而基板与感光性转印材料之间的气泡的混入得到抑制,从而与邻接的层(例如临时支承体)的粘附性得到提高。
<成分>
(碱溶性树脂)
热塑性树脂层含有碱溶性树脂作为热塑性树脂。
另外,在本说明书中,“碱溶性”是指在22℃下对于碳酸钠的1质量%水溶液100g的溶解度为0.1g以上。
作为碱溶性树脂,例如可以举出丙烯酸树脂、聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯酸共聚物、聚氨酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚酰胺、聚酯、环氧树脂、聚缩醛、聚羟基苯乙烯、聚酰亚胺、聚苯并噁唑、聚硅氧烷、聚乙烯亚胺、聚烯丙基胺及聚亚烷基二醇。
作为碱溶性树脂,从显影性及与邻接的层的粘附性的观点而言,优选丙烯酸树脂。
在此,丙烯酸树脂是指具有选自来自于(甲基)丙烯酸的结构单元、来自于(甲基)丙烯酸酯的结构单元及来自于(甲基)丙烯酸酰胺的结构单元中的至少一种结构单元的树脂。
作为丙烯酸树脂,来自于(甲基)丙烯酸的结构单元、来自于(甲基)丙烯酸酯的结构单元及来自于(甲基)丙烯酸酰胺的结构单元的合计含量相对于丙烯酸树脂的总质量,优选为50质量%以上。
其中,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含量相对于丙烯酸树脂的总质量,优选为30质量%~100质量%,更优选为50质量%~100质量%。
并且,碱溶性树脂优选为具有酸基的聚合物。作为酸基,可以举出羧基、磺酸基、磷酸基及膦酸基,优选为羧基。
从显影性的观点而言,碱溶性树脂优选为酸值60mgKOH/g以上的碱溶性树脂更,进一步优选为酸值60mgKOH/g以上的含有羧基的丙烯酸树脂。
碱溶性树脂的酸值的上限值并不受特别限制。碱溶性树脂的酸值优选为200mgKOH/g以下,更优选为150mgKOH/g以下。
作为酸值60mgKOH/g以上的含有羧基的丙烯酸树脂,并不受特别限制,能够从公知的树脂中适当选择使用。
作为酸值60mgKOH/g以上的含有羧基的丙烯酸树脂,例如可以举出日本特开2011-95716号公报的0025段中所记载的聚合物中的酸值60mgKOH/g以上的含有羧基的丙烯酸树脂的碱溶性树脂、日本特开2010-237589号公报的0033~0052段中所记载的聚合物中的酸值60mgKOH/g以上的含有羧基的丙烯酸树脂及日本特开2016-224162号公报的0053~0068段中所记载的粘合剂聚合物中的酸值为60mgKOH/g以上的含有羧基的丙烯酸树脂。
上述含有羧基的丙烯酸树脂中的具有羧基的结构单元的含量相对于丙烯酸树脂的总质量,优选为5质量%~50质量%,更优选为10质量%~40质量%,进一步优选为12质量%~30质量%。
从显影性及与邻接的层的粘附性的观点而言,碱溶性树脂尤其优选具有来自于(甲基)丙烯酸的结构单元的丙烯酸树脂。
碱溶性树脂可以具有反应性基团。作为反应性基团,只要为能够进行加成聚合的基团即可,可以举出烯属不饱和基团;羟基、羧基等缩聚性基;环氧基、(封端)异氰酸酯基等加聚反应性基团。
碱溶性树脂的重均分子量(Mw)优选为1,000以上,更优选为1万~10万,进一步优选为2万~5万。
热塑性树脂层可以单独含有一种碱溶性树脂,也可以含有两种以上。
从显影性及与邻接的层的粘附性的观点而言,碱溶性树脂的含量相对于热塑性树脂层的总质量,优选为10质量%~99质量%,更优选为20质量%~90质量%,进一步优选为40质量%~80质量%,尤其优选为50质量%~70质量%。
(色素)
热塑性树脂层优选含有显色时的波长范围400nm~780nm中的最大吸收波长为450nm以上且最大吸收波长通过酸、碱或自由基而变化的色素(也简称为“色素B”。)。色素B的优选方式除了后述点以外,与色素N的优选方式相同。
从曝光部及非曝光部的视觉辨认度以及分辨率的观点而言,色素B优选最大吸收波长通过酸或自由基而变化的色素,更优选最大吸收波长通过酸而变化的色素。
从曝光部及非曝光部的视觉辨认度以及分辨率的观点而言,热塑性层优选含有作为色素B的最大吸收波长通过酸而变化的色素及后述的通过光而产生酸的化合物这两者。
热塑性树脂层可以单独含有一种色素B,也可以含有两种以上。
从曝光部及非曝光部的视觉辨认度的观点而言,色素B的含量相对于热塑性树脂层的总质量,优选为0.2质量%以上,更优选为0.2质量%~6质量%,进一步优选为0.2质量%~5质量%,0.25质量%~3.0质量%尤其优选为。
在此,色素B的含量是指使热塑性树脂层中所包含的所有色素B成为显色状态时的色素的含量。以下,以通过自由基而显色的色素为例子,对色素B的含量的定量方法进行说明。
制备向甲基乙基酮100mL中溶解色素0.001g及0.01g而成的溶液。向所得到的各溶液中加入光自由基聚合引发剂(Irgacure OXE01,BASF Japan Ltd.制造),并照射365nm的光,由此产生自由基而使所有色素成为显色状态。然后,在大气气氛下,使用分光光度计(UV3100,Shimadzu Corporation制造)测定液温为25℃的各溶液的吸光度,并制作校准曲线。
接着,除了代替色素而将热塑性树脂层0.1g溶解于甲基乙基酮以外,利用与上述相同的方法测定使色素全部显色的溶液的吸光度。基于所得到的含有热塑性树脂层的溶液的吸光度,根据校准曲线计算出热塑性树脂层中所包含的色素的量。
(通过光而产生酸、碱或自由基的化合物)
热塑性树脂层可以含有通过光而产生酸、碱或自由基的化合物(也简称为“化合物C”。)。
作为化合物C,优选受到紫外线及可见光线等光化射线而产生酸、碱或自由基的化合物。
化合物C可以为公知的光产酸剂、光产碱剂及光自由基聚合引发剂(光自由基产生剂)。其中,化合物C优选为光产酸剂。
-光产酸剂-
从分辨率的观点而言,热塑性树脂层优选含有光产酸剂。
作为光产酸剂,可以举出上述感光性树脂层可以含有的光阳离子聚合引发剂,除了后述点以外,优选方式也相同。
从灵敏度及分辨率的观点而言,光产酸剂优选选自鎓盐化合物及肟磺酸盐化合物中的至少一种化合物,从灵敏度、分辨率及粘附性的观点而言,更优选肟磺酸盐化合物。
并且,光产酸剂也优选具有以下结构的光产酸剂。
[化学式3]
Figure BDA0003809824630000401
-光自由基聚合引发剂-
热塑性树脂层可以含有光自由基聚合引发剂。
作为光自由基聚合引发剂,可以举出上述感光性树脂层可以含有的光自由基聚合引发剂,优选方式也相同。
-光产碱剂-
热塑性树脂层可以含有光产碱剂。
作为光产碱剂,只要为公知的光产碱剂,则不受特别限制,例如可以举出2-硝基苄基环己基胺甲酸酯、三苯基甲醇、O-氨甲酰基羟基酰胺、O-氨甲酰基肟、[[(2,6-二硝基苄基)氧基]羰基]环己基胺、双[[(2-硝基苄基)氧基]羰基]己烷1,6-二胺、4-(甲硫基苯甲酰基)-1-甲基-1-吗啉基乙烷、(4-吗啉基苯甲酰基)-1-苄基-1-二甲基氨基丙烷、N-(2-硝基苄氧基羰基)吡咯烷、六胺合钴(III)三(三苯基甲基硼酸盐)、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-丁酮、2,6-二甲基-3,5-二乙酰基-4-(2-硝基苯基)-1,4-二氢吡啶及2,6-二甲基-3,5-二乙酰基-4-(2,4-二硝基苯基)-1,4-二氢吡啶。
热塑性树脂层可以单独含有一种化合物C,也可以含有两种以上。
从曝光部及非曝光部的视觉辨认度以及分辨率的观点而言,化合物C的含量相对于热塑性树脂层的总质量,优选为0.1质量%~10质量%,更优选为0.5质量%~5质量%。
(增塑剂)
从分辨率、与邻接的层的粘附性及显影性的观点而言,热塑性树脂层优选含有增塑剂。
增塑剂的分子量优选为(当为低聚物或聚合物时为重均分子量(Mw))小于碱溶性树脂的分子量。增塑剂的分子量(重均分子量(Mw))优选为200~2,000。
增塑剂只要为与碱溶性树脂相容而显现可塑性的化合物,则不受特别限制。从赋予可塑性的观点而言,增塑剂优选在分子中具有亚烷氧基,更优选为聚亚烷基二醇化合物。增塑剂中所包含的亚烷氧基更优选具有聚亚乙氧基结构或聚亚丙氧基结构。
并且,从分辨率及保存稳定性的观点而言,增塑剂优选含有(甲基)丙烯酸酯化合物。从相容性、分辨率及与邻接的层的粘附性的观点而言,碱溶性树脂优选为丙烯酸树脂且增塑剂含有(甲基)丙烯酸酯化合物更。
作为用作增塑剂的(甲基)丙烯酸酯化合物,可以举出作为上述感光性树脂层中所含有的聚合性化合物B而记载的(甲基)丙烯酸酯化合物。
在感光性转印材料中,当热塑性树脂层与感光性树脂层直接接触而层叠时,优选热塑性树脂层及感光性树脂层含有相同的(甲基)丙烯酸酯化合物。若热塑性树脂层及感光性树脂层分别含有相同的(甲基)丙烯酸酯化合物,则抑制层间的成分扩散,保存稳定性得到提高。
当热塑性树脂层含有(甲基)丙烯酸酯化合物作为增塑剂时,从与邻接的层的粘附性的观点而言,优选为(甲基)丙烯酸酯化合物在曝光后的曝光部也不聚合。
并且,从分辨率、与接的层的粘附性及显影性的观点而言,用作增塑剂的(甲基)丙烯酸酯化合物优选在一个分子中具有2个以上的(甲基)丙烯酰基的多官能(甲基)丙烯酸酯化合物。
另外,用作增塑剂的(甲基)丙烯酸酯化合物也优选具有酸基的(甲基)丙烯酸酯化合物或氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物。
热塑性树脂层可以单独含有一种增塑剂,也可以含有两种以上。
从分辨率、与邻接的层的粘附性及显影性的观点而言,增塑剂的含量相对于热塑性树脂层的总质量,优选为1质量%~70质量%,更优选为10质量%~60质量%,尤其优选为20质量%~50质量%。
(表面活性剂)
从厚度均匀性的观点而言,热塑性树脂层优选含有表面活性剂。作为表面活性剂,可以举出与上述感光性树脂层可以含有的表面活性剂,优选方式也相同。
热塑性树脂层可以单独含有一种表面活性剂,也可以含有两种以上。
表面活性剂的含量相对于热塑性树脂层的总质量,优选为0.001质量%~10质量%,更优选为0.01质量%~3质量%。
(增感剂)
热塑性树脂层可以含有增感剂。作为增感剂,并不受特别限制,可以举出上述感光性树脂层可以含有的增感剂。
热塑性树脂层可以单独含有一种增感剂,也可以含有两种以上。
增感剂的含量能够根据目的适当选择,但从提高对于光源的灵敏度以及曝光部及非曝光部的视觉辨认度的观点而言,相对于热塑性树脂层的总质量,优选0.01质量%~5质量%的范围,更优选0.05质量%~1质量%的范围。
(添加剂等)
热塑性树脂层除了上述成分以外,根据需要可以含有公知的添加剂。并且,关于热塑性树脂层,记载于日本特开2014-85643号公报的0189~0193段中,该公报中所记载的内容被编入本说明书中。
<物性等>
热塑性树脂层的厚度并不受特别限制,但与邻接的层的粘附性的观点而言,优选为1μm以上,更优选为2μm以上。热塑性树脂层的厚度的上限值并不受特别限制。从显影性及分辨率的观点而言,热塑性树脂层的厚度优选为20μm以下,更优选为10μm以下,进一步优选为5μm以下。
<形成方法>
热塑性树脂层的形成方法只要为能够形成含有上述成分的层的方法,则不受特别限制。
作为热塑性树脂层的形成方法,例如可以举出通过制备含有上述成分和溶剂的热塑性树脂组合物,在临时支承体等的表面上涂布热塑性组合物,并使热塑性树脂组合物的涂膜干燥而形成的方法。
为了调节热塑性树脂组合物的粘度并使得容易形成热塑性树脂层,热塑性树脂组合物优选含有溶剂。
(溶剂)
作为热塑性树脂组合物中所含有的溶剂,只要能够溶解或分散热塑性树脂层中所含有的上述成分,则不受特别限制。
作为热塑性树脂组合物中所含有的溶剂,可以举出上述感光性树脂组合物可以含有的溶剂,优选方式也相同。
热塑性树脂组合物中所含有的溶剂可以为单独一种,也可以为两种以上。
热塑性树脂组合物中的溶剂的含量相对于热塑性树脂组合物中的总固体成分100质量份,优选为50质量份~1,900质量份,更优选为100质量份~900质量份。
热塑性树脂组合物的制备及热塑性树脂层的形成只要按照上述感光性树脂组合物的制备方法及感光性树脂层的形成方法进行即可。
例如,通过预先制备将热塑性树脂层中所含有的各成分溶解于上述溶剂而成的溶液,并将所得到的溶液以规定的比例进行混合而制备热塑性树脂组合物之后,
通过将所得到的热塑性树脂组合物涂布于临时支承体的表面,并使热塑性树脂组合物的涂膜干燥而形成热塑性树脂层。
并且,可以在后述的覆盖膜上形成感光性树脂层及中间层之后,在中间层的表面上形成热塑性树脂层。
〔中间层〕
感光性转印材料优选在热塑性树脂层与感光性树脂层之间具备中间层。通过配置中间层,能够抑制涂布多个层时及涂布后保存时成分混合。
从显影性以及抑制涂布多个层时及涂布后保存时成分混合的观点而言,中间层优选为水溶性层。
另外,在本说明书中,“水溶性”是指对于液温为22℃的pH7.0的水100g的溶解度为0.1g以上。
作为中间层,可以举出在日本特开平5-72724号公报中作为“分离层”而记载的具有阻氧功能的阻氧层。若中间层为阻氧层,则曝光时的灵敏度得到提高,曝光机的时间负荷减少,从而生产性得到提高。
用作中间层的阻氧层只要从上述公报等中所记载的公知的层中适当选择即可。其中,中间层优选为显示出低透氧性且分散或溶解于水或碱水溶液(22℃的碳酸钠的1质量%水溶液)的阻氧层。
中间层优选含有树脂。
作为中间层中所含有的树脂,例如可以举出聚乙烯醇系树脂、聚乙烯吡咯烷酮系树脂、纤维素系树脂、丙烯酰胺系树脂、聚环氧乙烷系树脂、明胶、乙烯醚系树脂、聚酰胺及这些的共聚物等树脂。
作为中间层中所含有的树脂,优选水溶性树脂。
并且,从抑制多个层间的成分的混合的观点而言,中间层中所含有的树脂优选与感光性树脂层中所含有的聚合物A及热塑性树脂层中所含有的热塑性树脂(碱溶性树脂)均不同的树脂。
从阻氧性以及抑制涂布多个层时及涂布后保存时成分混合的观点而言,中间层优选含有聚乙烯醇,更优选含有聚乙烯醇及聚乙烯吡咯烷酮这两者。
中间层可以单独含有一种上述树脂,也可以含有两种以上。
中间层中的树脂的含量并不受特别限制,但从阻氧性以及抑制涂布多个层及涂布后保存时成分混合的观点而言,相对于中间层的总质量,优选为50质量%~100质量%,更优选为70质量%~100质量%,进一步优选为80~100质量%,尤其优选为90质量%~100质量%。
并且,中间层根据需要可以含有表面活性剂等添加剂。
中间层的厚度并不受特别限制,但优选为0.1μm~5μm,更优选为0.5μm~3μm。
若中间层的厚度在上述范围内,则不会使阻氧性下降,而能够抑制涂布多个层及涂布后保存时成分混合。并且,若中间层的厚度在上述范围内,则能够抑制显影时的中间层去除时间增大。
中间层的形成方法并不受特别限制,例如可以举出通过制备含有上述树脂及任意的添加剂的中间层组合物,将其涂布于热塑性树脂层或感光性树脂层的表面,并使中间层组合物的涂膜干燥而形成中间层的方法。
为了调节中间层组合物的粘度并使得容易形成热塑性树脂层,中间层组合物优选含有溶剂。
作为中间层组合物中所含有的溶剂,只要能够溶解或分散上述树脂,则不受特别限制,优选选自水及水混合性有机溶剂中的至少一种,更优选水或水与水混合性有机溶剂的混合溶剂。
作为水混合性有机溶剂,例如可以举出碳原子数1~3的醇、丙酮、乙二醇及甘油,优选为碳原子数1~3的醇,更优选为甲醇或乙醇。
〔覆盖膜〕
感光性转印材料优选为具备与感光性树脂层的未与临时支承体对置的面接触的覆盖膜。
以下,在本说明书中,将感光性树脂层的与临时支承体对置的面也称为“第1面”,将与第1面相反的一侧的面也称为“第2面”。
作为构成覆盖膜的材料,可以举出树脂薄膜及纸。其中,从强度及挠性的观点而言,构成覆盖膜的材料优选为树脂薄膜。
作为树脂薄膜,可以举出聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚对酞酸乙二酯薄膜、三乙酸纤维素薄膜、聚苯乙烯薄膜及聚碳酸酯薄膜。其中,树脂薄膜优选为聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜或聚对酞酸乙二酯薄膜。
覆盖膜的厚度并不受特别限制,但优选为5μm~100μm,更优选为10μm~50μm。
并且,从分辨率更优异的观点而言,覆盖膜的与感光性树脂层接触的面(以下,也简称为“覆盖膜的表面”)的算术平均粗糙度Ra值优选为0.3μm以下,更优选为0.1μm以下,进一步优选为0.05μm以下。认为若覆盖膜的表面的Ra值在上述范围内,则感光性树脂层及所形成的树脂图案的层厚的均匀性得到提高。
覆盖膜的表面的Ra值的下限值并不受特别限制。覆盖膜的表面的Ra值优选为0.001μm以上。
覆盖膜的表面的Ra值利用以下方法进行测定。
使用三维光学轮廓仪(New View7300,Zygo公司制造)在以下条件下测定覆盖膜的表面而得到光学膜的表面轮廓。作为测定/分析软体,使用MetroPro ver8.3.2的Microscope Application。接着,利用上述分析软体显示Surface Map画面,在Surface Map画面中得到直方图数据。根据所得到的直方图数据计算出算术平均粗糙度,从而得到覆盖膜的表面的Ra值。
当覆盖膜贴合于感光性转印材料时,只要从感光性转印材料上剥离覆盖膜,并测定所剥离的一侧的表面的Ra值即可。
另外,通过将覆盖膜贴合于感光性树脂层等,能够制造感光性转印材料。
将覆盖膜贴合于感光性树脂层等的方法并不受特别限制,可以举出公知的方法。
作为将覆盖膜贴合于感光性树脂层的装置,可以举出真空层压机及自动切割层压机等公知的层压机。
层压机优选为具备橡胶辊等任意的能够加热的辊且能够加压及加热。
感光性转印材料可以具备上述层以外的层(以下,也称为“其他层”。)。作为其他层,例如可以举出对比度增强层(contrast enhancement layer)。
关于对比度增强层,记载于国际公开第2018/179640号的0134段中。并且,关于其他层,记载于日本特开2014-85643号公报的0194~0196段中。这些公报的内容被编入本说明书中。
从分辨率及与基板的粘附性的观点而言,感光性转印材料中的临时支承体及覆盖膜以外的各层的总厚度优选为20μm以下,更优选为10μm以下,进一步优选为8μm以下,尤其优选为2μm以上且8μm以下。
并且,从分辨率及与基板的粘附性的观点而言,感光性转印材料中的感光性树脂层、中间层及热塑性树脂层的总厚度优选为20μm以下,更优选为10μm以下,进一步优选为8μm以下,尤其优选为2μm以上且8μm以下。
<临时支承体、感光性树脂层及覆盖膜的关系>
在本发明所涉及的感光性转印材料中,
将感光性树脂层固化而成的固化膜在120℃下的断裂伸长率为15%以上、
临时支承体的感光性树脂层侧的表面的算术平均粗糙度Ra为50nm以下、覆盖膜的感光性树脂层侧的表面的算术平均粗糙度Ra优选为150nm以下。
并且,本发明所涉及的感光性转印材料优选满足下述式(R1)。
X×Y<1,500 式(R1)
其中,上述式(R1)中,X表示将感光性树脂层固化而成的固化膜在120℃下的断裂伸长率的值(%),Y表示临时支承体的感光性树脂层侧的表面的算术平均粗糙度Ra的值(nm)。
X×Y更优选为750以下。
相对于将感光性树脂层固化而成的固化膜在23℃下的断裂伸长率,优选在120℃下的断裂伸长率大2倍以上。
断裂伸长率通过使用固化膜并利用拉伸试验来测定,该固化膜为将厚度20μm的感光性树脂层利用超高压汞灯以120mJ/cm2曝光而固化之后,用高压汞灯以400mJ/cm2进一步追加曝光,并且在145℃下加热30分钟之后的固化膜。
并且,本发明所涉及的感光性转印材料优选满足下述式(R2)。
Y≤Z式(R2)
其中,上述式(R2)中,Y表示临时支承体的感光性树脂层侧的表面的算术平均粗糙度Ra的值(nm),Z表示覆盖膜的感光性树脂层侧的表面的算术平均粗糙度Ra的值(nm)。
〔感光性转印材料的制造方法〕
本发明所涉及的感光性转印材料的制造方法并不受特别限制,能够使用公知的制造方法例如公知的各层的形成方法。
以下,参考图1对本发明所涉及的感光性转印材料的制造方法进行说明。但是,本发明所涉及的感光性转印材料并不限于具有图1所示的构成。
图1是表示本发明所涉及的感光性转印材料的一实施方式中的层构成的一例的概略剖视图。图1所示的感光性转印材料20具有依次层叠有临时支承体11、热塑性树脂层13、中间层15、感光性树脂层17及覆盖膜19的构成。并且,将作为要被转印的层的热塑性树脂层13、中间层15及感光性树脂层17也统称为转印层12。
作为上述感光性转印材料20的制造方法,例如可以举出包括如下工序的方法:通过在临时支承体11的表面上涂布热塑性树脂组合物之后,使热塑性树脂组合物的涂膜干燥而形成热塑性树脂层13的工序;通过在热塑性树脂层13的表面上涂布中间层组合物之后,使中间层组合物的涂膜干燥而形成中间层15的工序;通过在中间层15的表面上涂布感光性树脂组合物之后,使感光性树脂组合物的涂膜干燥而形成感光性树脂层17的工序;及将覆盖膜19压接于感光性树脂层17的工序。
当在临时支承体上直接设置感光性树脂层时,在临时支承体的表面上涂布感光性树脂组合物。
在本发明所涉及的感光性转印材料的制造方法中,当在临时支承体的表面上涂布感光性树脂组合物(当层叠热塑性树脂层时为热塑性树脂组合物)时,涂布于将临时支承体在厚度方向的中心处虚拟地分割为2个区域时异物的个数少的区域侧的面。由此,能够制造如下感光性转印材料:在临时支承体中,将比厚度方向的中心更靠感光性树脂层侧的区域设为第1区域,且将比厚度方向的中心更靠与感光性树脂层相反的一侧的区域设为第2区域时,第1区域中所包含的异物的个数少于第2区域中所包含的异物的个数。
本发明人得到了如下见解:在将临时支承体在厚度方向的中心处虚拟地分割为2个区域时异物的个数少区域侧的面是指在制造临时支承体时不与流延鼓(casting drum)接触的面。因此,在本发明的制造方法中,优选在制造临时支承体时不与流延鼓接触的面上涂布感光性树脂组合物(当层叠热塑性树脂层时为热塑性树脂组合物)。
在上述制造方法中,优选使用如下组合物:含有选自亚烷基二醇醚溶剂及亚烷基二醇醚乙酸酯溶剂中的至少一种的热塑性树脂组合物;含有选自水及水混合性有机溶剂中的至少一种的中间层组合物;含有聚合物A、聚合性化合物B以及选自亚烷基二醇醚溶剂及亚烷基二醇醚乙酸酯溶剂中的至少一种的感光性树脂组合物。由此,能够抑制在热塑性树脂层13的表面上涂布中间层组合物及/或具有中间层组合物的涂膜的层叠体的保存期间的热塑性树脂层13中所含有的成分与中间层15中所含有的成分的混合。
并且,能够抑制在中间层15的表面上涂布感光性树脂组合物及/或具有感光性树脂组合物的涂膜的层叠体的保存期间的中间层15中所含有的成分与感光性树脂层17中所含有的成分的混合。
作为本发明所涉及的感光性转印材料的制造方法,优选通过包括以与感光性树脂层17的第2面接触的方式设置覆盖膜19的工序来制造具备临时支承体11、热塑性树脂层13、中间层15、感光性树脂层17及覆盖膜19的感光性转印材料20。
制造感光性转印材料20之后,可以通过卷取感光性转印材料20来制作并保管卷方式的感光性转印材料。卷形态的感光性转印材料能够以该形态直接提供到后述的以辊对辊(roll to roll)方式与基板贴合的工序。
并且,第1实施方式的感光性转印材料还可以优选地举出感光性树脂层为包含颜料的着色树脂层的方式。
作为着色树脂层的用途,除了上述以外,例如适用于形成液晶显示装置(LCD)以及固体摄像元件〔例如,CCD(charge-coupled device:电荷耦合器件)及CMOS(complementarymetal oxide semiconductor:互补式金属氧化物半导体)〕中所使用的滤色器等的着色像素或黑矩阵的用途。
近年来,电子设备所具有的液晶显示窗中有时为了保护液晶显示窗而安装有在透明的玻璃基板等的背面周缘部形成有黑色的框状遮光层的盖玻璃(cover glass)。为了形成这种遮光层,能够使用着色树脂层。
关于着色树脂层中的颜料以外的方式,与上述方式相同。
<颜料>
作为着色树脂层中所使用的颜料,只要根据所期望的色相适当选择即可,能够从黑色颜料、白色颜料、黑色及白色以外的彩色颜料中进行选择。其中,当形成黑色系的图案时,作为颜料,优选地选择黑色颜料。
作为黑色颜料,只要在不损害本发明中的效果的范围内,则能够适当选择公知的黑色颜料(有机颜料或无机颜料等)。其中,从光学浓度的观点而言,作为黑色颜料,例如可以优选地举出炭黑、氧化钛、碳化钛、氧化铁、氧化钛及石墨等,尤其优选为炭黑。作为炭黑,从表面电阻的观点而言,优选表面的至少一部分被树脂包覆的炭黑。
从分散稳定性的观点而言,黑色颜料的粒径以数量平均粒径计优选为0.001μm~0.1μm,更优选为0.01μm~0.08μm。
在此,粒径是指根据用电子显微镜拍摄的颜料粒子的照片图像求出颜料粒子的面积时考虑与颜料粒子的面积相同面积的圆时的圆的直径,数量平均粒径是对任意100个粒子求出上述粒径,并将所求出的100个粒径进行平均而得到的平均值。
作为除了黑色颜料以外的颜料,关于白色颜料,能够使用日本特开2005-007765号公报的0015段及0114段中所记载的白色颜料。具体而言,在白色颜料之中,作为无机颜料,优选为氧化钛、氧化锌、锌钡白、轻质碳酸钙、白碳、氧化铝、氢氧化铝或硫酸钡,更优选为氧化钛或氧化锌,进一步优选为氧化钛。作为无机颜料,进一步优选为金红石型或锐钛矿型的氧化钛,尤其优选为金红石型的氧化钛。
并且,氧化钛的表面可以实施二氧化硅处理、氧化铝处理、二氧化钛处理、二氧化锆处理或有机物处理,也可以实施两种以上的处理。由此,氧化钛的催化剂活性得到抑制,耐热性及褪光性等得到改善。
从减薄加热后的感光性树脂层的厚度的观点而言,作为对氧化钛的表面的表面处理,优选为氧化铝处理及二氧化锆处理中的至少一者,尤其优选为氧化铝处理及二氧化锆处理这两者。
并且,当感光性树脂层为着色树脂层时,从转印性的观点而言,感光性树脂层也优选还包含黑色颜料及白色颜料以外的彩色颜料。当包含彩色颜料时,作为彩色颜料的粒径,在分散性更优异的观点上,优选为0.1μm以下,更优选为0.08μm以下。
作为彩色颜料,例如可以举出维多利亚纯蓝BO(Color Index(比色指数)(以下C.I.)42595)、金黄胺(C.I.41000)、脂肪黑(fat black)HB(C.I.26150)、莫诺莱特黄(monolight yellow)GT(C.I.颜料黄12)、永久黄(permanent yellow)GR(C.I.颜料黄17)、永久黄HR(C.I.颜料黄83)、永久胭脂红(permanent carmine)FBB(C.I.颜料红146)、赫斯塔巴姆红(hostaperm red)ESB(C.I.颜料紫19)、永久宝石红(permanent ruby)FBH(C.I.颜料红11)、法斯特尔粉红(pastel pink)B司普拉(supura)(C.I.颜料红81)、莫纳斯特拉坚牢蓝(monastral fast blue)(C.I.颜料蓝15)、莫诺莱特坚牢黑B(C.I.颜料黑1)及碳、C.I.颜料红97、C.I.颜料红122、C.I.颜料红149、C.I.颜料红168、C.I.颜料红177、C.I.颜料红180、C.I.颜料红192、C.I.颜料红215、C.I.颜料绿7、C.I.颜料蓝15:1、C.I.颜料蓝15:4、C.I.颜料蓝22、C.I.颜料蓝60、C.I.颜料蓝64及C.I.颜料紫23等。其中,优选C.I.颜料红177。
当感光性树脂层包含颜料时,作为颜料的含量,相对于感光性树脂层的总质量,优选为超过3质量%且40质量%以下,更优选为超过3质量%且35质量%以下,进一步优选为超过5质量%且35质量%以下,尤其优选为10质量%以上且35质量%以下。
当感光性树脂层包含黑色颜料以外的颜料(白色颜料及彩色颜料)时,黑色颜料以外的颜料的含量相对于黑色颜料,优选为30质量%以下,更优选为1质量%~20质量%,进一步优选为3质量%~15质量%。
另外,当感光性树脂层包含黑色颜料且感光性树脂层由感光性树脂组合物形成时,黑色颜料(优选为炭黑)优选以颜料分散液的形态导入到感光性树脂组合物中。
分散液可以通过将预先混合黑色颜料和颜料分散剂而得到的混合物加入到有机溶剂(或媒液(vehicle))中并且用分散机使其分散而制备。颜料分散剂只要根据颜料及溶剂选择即可,例如能够使用市售的分散剂。另外,媒液是指制成颜料分散液时使颜料分散的媒质的部分,其为液状,包含将黑色颜料以分散状态进行保持的粘合剂成分和溶解及稀释粘合剂成分的溶剂成分(有机溶剂)。
作为分散机,并没有特别限制,例如可以举出捏合机、辊磨机、磨碎机(attritor)、超级研磨机(super mill)、溶解器(dissolver)、均质混合器(homo mixer)及砂磨机(sandmill)等公知的分散机。另外,也可以通过机械式磨碎,利用摩擦力进行微粉碎。关于分散机及微粉碎,能够参考“颜料词典”(朝仓邦造著,第一版,朝仓书店,2000年,438页,310页)的记载。
〔〔第2实施方式的感光性转印材料〕〕
以下,举出一例,对第2实施方式的感光性转印材料进行说明。
图2所示的感光性转印材料10依次具有临时支承体1、包含感光性树脂层3及折射率调整层5的转印层2以及覆盖膜7。并且,将作为要被转印的层的感光性树脂层3及折射率调整层5也称为转印层2。
并且,图2所示的感光性转印材料10为配置有折射率调整层5的形态,但也可以不配置折射率调整层5。
以下,对构成第2实施方式的感光性转印材料的各要素进行说明。
第2实施方式的感光性转印材料中所使用的临时支承体及覆盖膜与第1实施方式的感光性转印材料中的临时支承体及覆盖膜相同,优选方式也相同。
〔感光性树脂层〕
感光性转印材料具有感光性树脂层。
通过将感光性树脂层转印到被转印体上之后进行曝光及显影,能够在被转印体上形成图案。
以下,对感光性树脂层中能够包含的成分进行详细叙述。
<聚合物C>
感光性树脂层优选包含聚合物C。聚合物C优选为碱溶性树脂。
作为碱溶性树脂,例如可以举出(甲基)丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、环氧树脂、酰胺树脂、酰胺环氧树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、酯树脂、聚氨酯树脂、通过环氧树脂与(甲基)丙烯酸的反应而得到的环氧丙烯酸酯树脂及通过环氧丙烯酸酯树脂与酸酐的反应而得到的酸改性环氧丙烯酸酯树脂。
作为碱溶性树脂的优选方式之一,在碱显影性及薄膜形成性优异的观点上,可以举出(甲基)丙烯酸树脂。
另外,在本说明书中,(甲基)丙烯酸树脂是指具有来自于(甲基)丙烯酸化合物的结构单元的树脂。来自于(甲基)丙烯酸化合物的结构单元的含量相对于(甲基)丙烯酸树脂的所有结构单元,优选为50质量%以上,更优选为70质量%以上,进一步优选为90质量%以上。
(甲基)丙烯酸树脂可以仅由来自于(甲基)丙烯酸化合物的结构单元构成,也可以具有来自于(甲基)丙烯酸化合物以外的聚合性单体的结构单元。即,来自于(甲基)丙烯酸化合物的结构单元的含量的上限相对于(甲基)丙烯酸树脂的所有结构单元为100质量%以下。
作为(甲基)丙烯酸化合物,例如可以举出(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰胺及(甲基)丙烯腈。
作为(甲基)丙烯酸酯,例如可以举出(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸四氢糠基酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸2,2,2-三氟乙酯及(甲基)丙烯酸2,2,3,3-四氟丙酯,优选(甲基)丙烯酸烷基酯。
作为(甲基)丙烯酰胺,例如可以举出二丙酮丙烯酰胺等丙烯酰胺。
作为(甲基)丙烯酸烷基酯,例如可以举出(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具有碳原子数为1~12的烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯。
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。
(甲基)丙烯酸树脂可以具有来自于(甲基)丙烯酸化合物的结构单元以外的结构单元。
作为形成上述结构单元的聚合性单体,只要为能够与(甲基)丙烯酸化合物共聚合的(甲基)丙烯酸化合物以外的化合物,则不受特别限制,例如可以举出苯乙烯、乙烯基甲苯及α-甲基苯乙烯等在α位或芳香族环上可以具有取代基的苯乙烯化合物、丙烯腈及乙烯基-正丁醚等乙烯醇酯、马来酸、马来酸酐、马来酸单甲酯、马来酸单乙酯及马来酸单异丙酯等马来酸单酯、富马酸、桂皮酸、α-氰基桂皮酸、衣康酸以及巴豆酸。
这些聚合性单体可以使用一种或者组合使用两种以上。
并且,从使碱显影性变得更良好的观点而言,优选(甲基)丙烯酸树脂含有具有酸基的结构单元。作为酸基,例如可以举出羧基、磺酸基、磷酸基及膦酸基。
其中,(甲基)丙烯酸树脂更优选含有具有羧基的结构单元,进一步优选具有来自于上述(甲基)丙烯酸的结构单元。
在显影性更优异的观点上,(甲基)丙烯酸树脂中的具有酸基的结构单元(优选来自于(甲基)丙烯酸的结构单元)的含量相对于(甲基)丙烯酸树脂的总质量,优选为10质量%以上。并且,上限值并不受特别限制,但在耐碱性优异的观点上,优选为50质量%以下,更优选为40质量%以下。
并且,(甲基)丙烯酸树脂更优选具有来自于上述(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元。
(甲基)丙烯酸树脂中的来自于(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元的含量相对于(甲基)丙烯酸树脂的所有结构单元,优选为50质量%~90质量%,更优选为60质量%~90质量%,进一步优选为65质量%~90质量%。
作为(甲基)丙烯酸树脂,优选具有来自于(甲基)丙烯酸的结构单元及来自于(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元这两者的树脂,更优选仅由来自于(甲基)丙烯酸的结构单元及来自于(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元构成的树脂。
并且,作为(甲基)丙烯酸树脂,也优选具有来自于甲基丙烯酸的结构单元、来自于甲基丙烯酸甲酯的结构单元及来自于丙烯酸乙酯的结构单元的丙烯酸树脂。
并且,从分辨率的观点而言,(甲基)丙烯酸树脂优选具有选自来自于甲基丙烯酸的结构单元及来自于甲基丙烯酸烷基酯的结构单元中的至少一种,优选具有来自于甲基丙烯酸的结构单元及来自于甲基丙烯酸烷基酯的结构单元这两者。
从分辨率的观点而言,(甲基)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烷基酯的结构单元的合计含量相对于(甲基)丙烯酸树脂的所有结构单元,优选为40质量%以上,更优选为60质量%以上。上限并不受特别限制,可以为100质量%以下,优选为80质量%以下。
并且,从分辨率的观点而言,(甲基)丙烯酸树脂也优选具有选自来自于甲基丙烯酸的结构单元及来自于甲基丙烯酸烷基酯的结构单元中的至少一种和选自来自于丙烯酸的结构单元及来自于丙烯酸烷基酯的结构单元中的至少一种。
从分辨率的观点而言,来自于甲基丙烯酸的结构单元及来自于甲基丙烯酸烷基酯的结构单元的合计含量相对于来自于丙烯酸的结构单元及来自于丙烯酸烷基酯的结构单元的合计含量,以质量比计优选为60/40~80/20。
在转印后的感光性树脂层的显影性优异的观点上,(甲基)丙烯酸树脂优选在末端具有酯基。
另外,(甲基)丙烯酸树脂的末端部由来自于合成中所使用的聚合引发剂的部位构成。在末端具有酯基的(甲基)丙烯酸树脂能够通过使用具有酯基的产生自由基的聚合引发剂来合成。
并且,例如,从显影性的观点而言,聚合物C优选为酸值60mgKOH/g以上的碱溶性树脂。
并且,例如,从通过加热而与交联成分热交联,从而容易形成牢固的膜的观点而言,聚合物C更优选为酸值60mgKOH/g以上的具有羧基的树脂(所谓的含有羧基的树脂),进一步优选为酸值60mgKOH/g以上的具有羧基的(甲基)丙烯酸树脂(所谓的含有羧基的(甲基)丙烯酸树脂)。
若聚合物C为具有羧基的树脂,则例如通过添加封端异氰酸酯化合物等热交联性化合物来进行热交联,能够提高三维交联密度。并且,若具有羧基的树脂的羧基被无水化并被疏水化,则耐湿热性能够得到改善。
作为酸值60mgKOH/g以上的含有羧基的(甲基)丙烯酸树脂,只要满足上述酸值的条件,则没有特别限制,能够从公知的(甲基)丙烯酸树脂中适当选择。
例如,能够优选地使用日本特开2011-095716号公报的0025段中所记载的聚合物中酸值60mgKOH/g以上的含有羧基的丙烯酸树脂、日本特开2010-237589号公报的0033~0052段中所记载的聚合物中酸值60mgKOH/g以上的含有羧基的丙烯酸树脂等。
作为聚合物C的其他优选方式,可以举出苯乙烯-丙烯酸共聚物。另外,在本说明书中,苯乙烯-丙烯酸共聚物是指具有来自于苯乙烯化合物的结构单元和来自于(甲基)丙烯酸化合物的结构单元的树脂,来自于上述苯乙烯化合物的结构单元及来自于上述(甲基)丙烯酸化合物的结构单元的合计含量相对于上述共聚物的所有结构单元,优选为30质量%以上,更优选为50质量%以上。
并且,来自于苯乙烯化合物的结构单元的含量相对于上述共聚物的所有结构单元,优选为1质量%以上,5更优选为质量%以上,进一步优选为5质量%~80质量%。
并且,来自于上述(甲基)丙烯酸化合物的结构单元的含量相对于上述共聚物的所有结构单元,优选为5质量%以上,更优选为10质量%以上,进一步优选为20质量%~95质量%。
从所得到的固化膜的透湿度及强度的观点而言,聚合物C优选具有芳香环结构,更优选含有具有芳香环结构的结构单元。
作为形成具有芳香环结构的结构单元的单体,可以举出苯乙烯、叔丁氧基苯乙烯、甲基苯乙烯及α-甲基苯乙烯等苯乙烯化合物以及(甲基)丙烯酸苄酯等。
其中,优选为苯乙烯化合物,更优选为苯乙烯。
并且,从所得到的固化膜的透湿度及强度的观点而言,聚合物C更优选为具有下述式(S)所表示的结构单元(来自于苯乙烯的结构单元)。
[化学式4]
Figure BDA0003809824630000561
当聚合物C含有具有芳香环结构的结构单元时,从所得到的固化膜的透湿度及强度的观点而言,具有芳香环结构的结构单元的含量相对于聚合物C的所有结构单元,优选为5质量%~90质量%,更优选为10质量%~70质量%,进一步优选为20质量%~60质量%。
并且,从所得到的固化膜的透湿度及强度的观点而言,聚合物C中的具有芳香环结构的结构单元的含量相对于聚合物C的所有结构单元,优选为5摩尔%~70摩尔%,更优选为10摩尔%~60摩尔%,进一步优选为20摩尔%~60摩尔%。
另外,从所得到的固化膜的透湿度及强度的观点而言,聚合物C中的上述式(S)所表示的结构单元的含量相对于聚合物C的所有结构单元,优选为5摩尔%~70摩尔%,更优选为10摩尔%~60摩尔%,进一步优选为20摩尔%~60摩尔%,尤其优选为20摩尔%~50摩尔%。
另外,在本说明书中,当以摩尔比规定“结构单元”的含量时,上述“结构单元”与“单体单元”同义。并且,在本说明书中,上述“单体单元”可以通过高分子反应等而聚合之后被修饰。以下也相同。
从显影残渣抑制性、所得到的固化膜的强度及所得到的未固化膜的粘结性的观点而言,聚合物C优选具有脂肪族烃环结构。即,聚合物C优选含有具有脂肪族烃环结构的结构单元。其中,聚合物C更优选具有由2环以上的脂肪族烃环缩环而成的环结构。
作为构成具有脂肪族烃环结构的结构单元中的脂肪族烃环结构的环,可以举出三环癸烷环、环己烷环、环戊烷环、降莰烷环及异硼烷环。
其中,从显影残渣抑制性、所得到的固化膜的强度及所得到的未固化膜的粘结性的观点而言,优选由2环以上的脂肪族烃环缩环而成的环,更优选四氢二环戊二烯环(三环[5.2.1.02,6]癸烷环)。
作为形成具有脂肪族烃环结构的结构单元的单体,可以举出(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯及(甲基)丙烯酸异莰基酯。
并且,从显影残渣抑制性、所得到的固化膜的强度及所得到的未固化膜的粘结性的观点而言,聚合物C更优选具有下述式(Cy)所表示的结构单元,更优选具有上述式(S)所表示的结构单元及下述式(Cy)所表示的结构单元。
[化学式5]
Figure BDA0003809824630000571
式(Cy)中,RM表示氢原子或甲基,RCy表示具有脂肪族烃环结构和一价的基团。
式(Cy)中的RM优选为甲基。
从显影残渣抑制性、所得到的固化膜的强度及所得到的未固化膜的粘结性的观点而言,式(Cy)中的RCy优选具有碳原子数5~20的脂肪族烃环结构的一价的基团,更优选具有碳原子数6~16的脂肪族烃环结构的一价的基团,进一步优选具有碳原子数8~14的脂肪族烃环结构的一价的基团。
式(Cy)的RCy中的脂肪族烃环结构可以为单环结构,也可以为多环结构。
并且,从显影残渣抑制性、所得到的固化膜的强度及所得到的未固化膜的粘结性的观点而言,式(Cy)的RCy中的脂肪族烃环结构优选为环戊烷环结构、环己烷环结构、四氢二环戊二烯环结构、降莰烷环结构或异硼烷环结构,更优选为环己烷环结构或四氢二环戊二烯环结构,进一步优选为四氢二环戊二烯环结构。
另外,从显影残渣抑制性、所得到的固化膜的强度及所得到的未固化膜的粘结性的观点而言,式(Cy)的RCy中的脂肪族烃环结构优选为由2环以上的脂肪族烃环缩环而成的环结构,更优选为由2~4环的脂肪族烃环缩环而成的环。
另外,从显影残渣抑制性、所得到的固化膜的强度及所得到的未固化膜的粘结性的观点而言,式(Cy)中的RCy优选为式(Cy)中的-C(=O)O-的氧原子与脂肪族烃环结构直接键合的基团即脂肪族烃环基,更优选为环己基或二环戊基,进一步优选为二环戊基。
聚合物C可以单独具有一种具有脂肪族烃环结构的结构单元,也可以具有两种以上。
当聚合物C含有具有脂肪族烃环结构的结构单元时,从显影残渣抑制性、所得到的固化膜的强度及所得到的未固化膜的粘结性的观点而言,具有脂肪族烃环结构的结构单元的含量相对于聚合物C的所有结构单元,优选为5质量%~90质量%,更优选为10质量%~80质量%,进一步优选为20质量%~70质量%。
并且,从显影残渣抑制性、所得到的固化膜的强度及所得到的未固化膜的粘结性的观点而言,聚合物C中的具有脂肪族烃环结构的结构单元的含量相对于聚合物C的所有结构单元,优选为5摩尔%~70摩尔%,更优选为10摩尔%~60摩尔%,进一步优选为20摩尔%~50摩尔%。
另外,从显影残渣抑制性、所得到的固化膜的强度及所得到的未固化膜的粘结性的观点而言,聚合物C中的上述式(Cy)所表示的结构单元的含量相对于聚合物C的所有结构单元,优选为5摩尔%~70摩尔%,更优选为10摩尔%~60摩尔%,进一步优选为20摩尔%~50摩尔%。
当聚合物C含有具有芳香环结构的结构单元及具有脂肪族烃环结构的结构单元时,从显影残渣抑制性、所得到的固化膜的强度及所得到的未固化膜的粘结性的观点而言,具有芳香环结构的结构单元及具有脂肪族烃环结构的结构单元的总含量相对于聚合物C的所有结构单元,优选为10质量%~90质量%,更优选为20质量%~80质量%,进一步优选为40质量%~75质量%。
并且,从显影残渣抑制性、所得到的固化膜的强度及所得到的未固化膜的粘结性的观点而言,聚合物C中的具有芳香环结构的结构单元及具有脂肪族烃环结构的结构单元的总含量相对于聚合物C的所有结构单元,优选为10摩尔%~80摩尔%,更优选为20摩尔%~70摩尔%,进一步优选为40摩尔%~60摩尔%。
另外,从显影残渣抑制性、所得到的固化膜的强度及所得到的未固化膜的粘结性的观点而言,聚合物C中的上述式(S)所表示的结构单元及上述式(Cy)所表示的结构单元的总含量相对于聚合物C的所有结构单元,优选为10摩尔%~80摩尔%,更优选为20摩尔%~70摩尔%,进一步优选为40摩尔%~60摩尔%。
并且,从显影残渣抑制性、所得到的固化膜的强度及所得到的未固化膜的粘结性的观点而言,聚合物C中的上述式(S)所表示的结构单元的摩尔量nS和上述式(Cy)所表示的结构单元的摩尔量nCy优选满足下述式(SCy)所示的关系,更优选满足下述式(SCy-1),进一步优选满足下述式(SCy-2)。
0.2≤nS/(nS+nCy)≤0.8 式(SCy)
0.30≤nS/(nS+nCy)≤0.75 式(SCy-1)
0.40≤nS/(nS+nCy)≤0.70 式(SCy-2)
从显影性及与基板的粘附性的观点而言,聚合物C优选含有具有酸基的结构单元。
作为上述酸基,可以举出羧基、磺酸基、膦酸基及磷酸基,优选为羧基。
作为具有上述酸基的结构单元,优选下述所示的来自于(甲基)丙烯酸的结构单元,更优选来自于甲基丙烯酸的结构单元。
[化学式6]
Figure BDA0003809824630000591
聚合物C可以单独具有一种具有酸基的结构单元,也可以具有两种以上。
当聚合物C含有具有酸基的结构单元时,从显影性及与基板的粘附性的观点而言,具有酸基的结构单元的含量相对于聚合物C的所有结构单元,优选为5质量%~50质量%,更优选为5质量%~40质量%,进一步优选为10质量%~30质量%。
并且,从显影性及与基板的粘附性的观点,聚合物C中的具有酸基的结构单元的含量相对于聚合物C的所有结构单元,优选为5摩尔%~70摩尔%,更优选为10摩尔%~50摩尔%,进一步优选为20摩尔%~40摩尔%。
另外,从显影性及与基板的粘附性的观点而言,聚合物C中的来自于(甲基)丙烯酸的结构单元的含量相对于聚合物C的所有结构单元,优选为5摩尔%~70摩尔%,更优选为10摩尔%~50摩尔%,进一步优选为20摩尔%~40摩尔%。
从固化性及所得到的固化膜的强度的观点而言,聚合物C优选具有反应性基团,更优选含有具有反应性基团的结构单元。
作为反应性基,优选自由基聚合性基,更优选烯属不饱和基团。并且,当聚合物C具有烯属不饱和基团时,聚合物C优选含有在侧链中具有烯属不饱和基团的结构单元。
在本说明书中,“主链”表示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,更优选为烯丙基或(甲基)丙烯酰氧基。
作为具有反应性基团的结构单元的一例,可以举出下述所示的结构单元,但并不限定于这些。
[化学式7]
Figure BDA0003809824630000601
聚合物C可以单独具有一种具有反应性基团的结构单元,也可以具有两种以上。
当聚合物C含有具有反应性基团的结构单元时,从固化性及所得到的固化膜的强度的观点而言,具有反应性基团的结构单元的含量相对于聚合物C的所有结构单元,优选为5质量%~70质量%,更优选为10质量%~50质量%,进一步优选为20质量%~40质量%。
并且,从固化性及所得到的固化膜的强度的观点而言,聚合物C中的具有反应性基团的结构单元的含量相对于聚合物C的所有结构单元,优选为5摩尔%~70摩尔%,更优选为10摩尔%~60摩尔%,进一步优选为20摩尔%~50摩尔%。
作为将反应性基团导入到聚合物C中的方法,可以举出使环氧化合物、封端异氰酸酯化合物、异氰酸酯化合物、乙烯基砜化合物、醛化合物、羟甲基化合物及羧酸酐等化合物与羟基、羧基、伯胺基、仲胺基、乙酰乙酰基(acetoacetyl group)及磺酸基等官能团进行反应的方法。
作为将反应性基团导入到聚合物C中的方法的优选例,可以举出通过聚合反应而合成具有羧基的聚合物之后,通过高分子反应而使(甲基)丙烯酸缩水甘油酯与所得到的树脂的羧基的一部分进行反应而将(甲基)丙烯酰氧基导入到聚合物中的方法。通过该方法,能够得到在侧链中具有(甲基)丙烯酰氧基的聚合物C。
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。作为上述聚合反应中所使用的聚合引发剂,优选为偶氮系引发剂,更优选为例如FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制造的V-601(商品名)或V-65(商品名)。上述高分子反应优选在80℃~110℃的温度条件下进行。在上述高分子反应中,优选使用铵盐等催化剂。
作为聚合物C,从本发明中的效果更优异的观点而言,优选以下所示的树脂。另外,以下所示的各结构单元的含有比率(a~d)及重均分子量Mw等能够根据目的适当变更。
[化学式8]
Figure BDA0003809824630000611
在上述树脂中,优选a为20质量%~60质量%、b为10质量%~50质量%、c为5.0质量%~25质量%、d为10质量%~50质量%。
[化学式9]
Figure BDA0003809824630000621
在上述树脂中,优选a为20质量%~60质量%、b为10质量%~50质量%、c为5.0质量%~25质量%、d为10质量%~50质量%。
[化学式10]
Figure BDA0003809824630000622
在上述树脂中,优选a为30质量%~65质量%、b为1.0质量%~20质量%、c为5.0质量%~25质量%、d为10质量%~50质量%。
[化学式11]
Figure BDA0003809824630000623
在上述化合物中,优选a为1.0质量%~20质量%、b为20质量%~60质量%、c为5.0质量%~25质量%、d为10质量%~50质量%。
并且,聚合物C可以包含含有具有羧酸酐结构的结构单元的聚合物(以下,也称为“聚合物C1”。)。
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,但优选为环状羧酸酐结构。
作为环状羧酸酐结构的环,优选为5元环~7元环,更优选为5元环或6元环,进一步优选为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下述式P-1所表示的化合物中去除2个氢原子而成的2价的基团的结构单元、或从下述式P-1所表示的化合物中去除1个氢原子而成的1价的基团直接或经由2价的连结基团而键合于主链的结构单元。
[化学式12]
Figure BDA0003809824630000631
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RA1a所表示的取代基,例如可以举出烷基。
作为Z1a,优选为碳原子数2~4的亚烷基,更优选为碳原子数2或3的亚烷基,进一步优选为碳原子数2的亚烷基。
n1a表示0以上的整数。当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,但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。
以下,举出具有羧酸酐结构的结构单元的具体例,但具有羧酸酐结构的结构单元并不限定于这些具体例。在下述结构单元中,Rx表示氢原子、甲基、CH2OH基或CF3基,Me表示甲基。
[化学式13]
Figure BDA0003809824630000641
[化学式14]
Figure BDA0003809824630000642
聚合物C1中的具有羧酸酐结构的结构单元可以为单独一种,也可以为两种以上。
具有羧酸酐结构的结构单元的总含量相对于聚合物C1的所有结构单元,优选为0摩尔%~60摩尔%,更优选为5摩尔%~40摩尔%,进一步优选为10摩尔%~35摩尔%。
感光性树脂层可以仅包含一种聚合物C1,也可以包含两种以上。
当感光性树脂层包含聚合物C1时,从分辨率及显影性的观点而言,聚合物C1的含量相对于感光性树脂层的总质量,优选为0.1质量%~30质量%,更优选为0.2质量%~20质量%,进一步优选为0.5质量%~20质量%,进一步优选为1质量%~20质量%。
从提高清晰性及显影性的观点而言,聚合物C的重均分子量(Mw)优选为5,000以上,更优选为10,000以上,进一步优选为10,000~50,000,尤其优选为20,000~30,000。
聚合物C的酸值优选为10mgKOH/g~200mgKOH/g,更优选为60mgKOH/g~200mgKOH/g,进一步优选为60mgKOH/g~150mgKOH/g,尤其优选为60mgKOH/g~110mgKOH/g。
另外,聚合物C的酸值为按照JIS K0070:1992中所记载的方法测定的值。
从显影性的观点而言,聚合物C的分散度(重均分子量/数均分子量)优选为1.0~6.0,更优选为1.0~5.0,进一步优选为1.0~4.0,尤其优选为1.0~3.0。
感光性树脂层可以仅包含一种聚合物C,也可以包含两种以上。
从感光性、分辨率及显影性的观点而言,聚合物C的含量相对于感光性树脂层的总质量,优选为10质量%~90质量%,更优选为20质量%~80质量%,进一步优选为30质量%~70质量%。
<聚合性化合物D>
感光性树脂层可以包含聚合性化合物D。
聚合性化合物D为具有聚合性基团的化合物。作为聚合性基团,例如可以举出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D优选包含具有烯属不饱和基团的聚合性化合物(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。
另外,本说明书中的聚合性化合物D优选为上述聚合物C以外的化合物,分子量小于5,000。
并且,作为第2实施方式的感光性树脂层中所使用的聚合性化合物D的优选方式,可以举出上述第1实施方式的感光性树脂层中所使用的聚合性化合物B的优选方式。
作为烯属不饱和化合物的优选方式之一,可以举出下述式(M)所表示的化合物(也简称为“化合物M”。)。
Q2-R1-Q1 式(M)
式(M)中,Q1及Q2分别独立地表示(甲基)丙烯酰氧基,R1表示具有链状结构的二价的连结基团。
式(M)中的Q1及Q2从合成容易性的观点而言,Q1及Q2优选为相同的基团。
并且,从反应性的观点而言,式(M)中的Q1及Q2优选为丙烯酰氧基。
作为式(M)中的R1,从显影残渣抑制性、防锈性、所得到的固化膜的耐弯曲性的观点而言,优选为亚烷基、亚烷氧基亚烷基(-L1-O-L1-)或聚亚烷氧基亚烷基(-(L1-O)p-L1-),更优选为碳原子数2~20的烃基或聚亚烷氧基亚烷基,进一步优选为碳原子数4~20的亚烷基,尤其优选为碳原子数6~18的直链亚烷基。
上述烃基只要在至少一部分具有链状结构即可,作为上述链状结构以外的部分,并没有特别限制,例如可以为支链状、环状或碳原子数1~5的直链状亚烷基、亚芳基、醚键及这些的组合中的任一种,优选为亚烷基或将2个以上的亚烷基与1个以上的亚芳基组合而成的基团,更优选为亚烷基,进一步优选为直链亚烷基。
另外,上述L1分别独立地表示亚烷基,优选为亚乙基、亚丙基或亚丁基,更优选为亚乙基或1,2-亚丙基。
p表示2以上的整数,优选为2~10的整数。
并且,从显影残渣抑制性、防锈性、所得到的固化膜的耐弯曲性的观点而言,化合物M中的连结Q1与Q2之间的最短的连结链的原子数优选为3个~50个,更优选为4个~40个,进一步优选为6个~20个,尤其优选为8个~12个。
在本说明书中,“连结Q1与Q2之间的最短的连结链的原子数”是指连结从与Q1连结的R1中的原子至与Q2连结的R1中的原子的最短的原子数。
作为化合物M的具体例,可以举出1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,7-庚二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,8-辛二醇二(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、氢化双酚A的二(甲基)丙烯酸酯、氢化双酚F的二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇/丙二醇)二(甲基)丙烯酸酯及聚丁二醇二(甲基)丙烯酸酯。上述酯单体也能够以混合物的形式使用。
在上述化合物之中,从显影残渣抑制性、防锈性、所得到的固化膜的耐弯曲性的观点而言,优选选自1,6-己二醇二(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)丙烯酸酯及季戊二醇二(甲基)丙烯酸酯中的至少一种化合物,更优选选自1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯及1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯中的至少一种化合物,进一步优选选自1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯及1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯中的至少一种化合物。
并且,作为烯属不饱和化合物的优选方式之一,可以举出2官能以上的烯属不饱和化合物。
在本说明书中,“2官能以上的烯属不饱和化合物”是指在一个分子中具有2个以上烯属不饱和基团的化合物。
作为烯属不饱和化合物中的烯属不饱和基团,优选为(甲基)丙烯酰基。
作为烯属不饱和化合物,优选为(甲基)丙烯酸酯化合物。
作为2官能的烯属不饱和化合物,并没有特别限制,能够从公知的化合物中适当选择。
作为上述化合物M以外的2官能的烯属不饱和化合物,可以举出三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯及1,4-环己二醇二(甲基)丙烯酸酯。
作为2官能的烯属不饱和化合物的市售品,可以举出三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(商品名:NK Ester A-DCP,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、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.制造)、1,9-壬二醇二丙烯酸酯(商品名:NK Ester A-NOD-N,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(商品名:NK Ester A-HD-N,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)。
作为3官能以上的烯属不饱和化合物,并没有特别限制,能够从公知的化合物中适当选择。
作为3官能以上的烯属不饱和化合物,可以举出二季戊四醇(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)丙烯酸酯骨架的(甲基)丙烯酸酯化合物。
作为烯属不饱和化合物,也可以举出(甲基)丙烯酸酯化合物的己内酯改性化合物(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造的KAYARAD(注册商标)DPCA-20、Shin-Nakamura ChemicalCo.,Ltd.制造的A-9300-1CL等)、(甲基)丙烯酸酯化合物的环氧烷改性化合物(NipponKayaku Co.,Ltd.制造的KAYARAD(注册商标)RP-1040、Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造的ATM-35E、A-9300、DAICEL-ALLNEX LTD.的EBECRYL(注册商标)135等)、乙氧基化甘油三丙烯酸酯(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造的NK Ester A-GLY-9E等)。
作为烯属不饱和化合物,也可以举出氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物。
作为氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,可以举出氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯,例如可以举出环氧丙烷改性氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯以及环氧乙烷及环氧丙烷改性氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯。
并且,作为氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,也可以举出3官能以上的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯。作为官能团数的下限,更优选为6官能以上,进一步优选为8官能以上。另外,作为官能团数的上限,优选为20官能以下。作为3官能以上的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,例如可以举出8UX-015A(Taisei Fine Chemical Co.,Ltd.制造)、UA-32P(Shin-NakamuraChemical Co.,Ltd.制造)、U-15HA(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、UA-1100H(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)、Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.制造的AH-600(商品名)以及UA-306H、UA-306T、UA-306I、UA-510H及UX-5000(均为Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造)等。
作为烯属不饱和化合物的优选方式之一,可以举出具有酸基的烯属不饱和化合物。
作为酸基,可以举出磷酸基、磺酸基及羧基。
在这些之中,作为酸基,优选为羧基。
作为具有酸基的烯属不饱和化合物,可以举出具有酸基的3官能~4官能的烯属不饱和化合物〔在季戊四醇三及四丙烯酸酯(PETA)骨架中导入有羧基(酸值:80mgKOH/g~120mgKOH/g)〕、具有酸基的5官能~6官能的烯属不饱和化合物(在二季戊四醇五及六丙烯酸酯(DPHA)骨架中导入有羧基〔酸值:25mgKOH/g~70mgKOH/g)〕等。
这些具有酸基的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,优选选自具有羧基的2官能以上的烯属不饱和化合物及其羧酸酐中的至少一种。
若具有酸基的烯属不饱和化合物为选自具有羧基的2官能以上的烯属不饱和化合物及其羧酸酐中的至少一种,则显影性及膜强度进一步得到提高。
具有羧基的2官能以上的烯属不饱和化合物并不受特别限制,能够从公知的化合物中适当选择。
作为具有羧基的2官能以上的烯属不饱和化合物,可以举出ARONIX(注册商标)TO-2349(TOAGOSEI CO.,LTD.制造)、ARONIX(注册商标)M-520(TOAGOSEI CO.,LTD.制造)、ARONIX(注册商标)M-510(TOAGOSEI CO.,LTD.制造)。
作为具有酸基的烯属不饱和化合物,优选为日本特开2004-239942号公报的0025~0030段中所记载的具有酸基的聚合性化合物,该公报中所记载的内容被编入本说明书中。
作为烯属不饱和化合物,例如也可以举出使α,β-不饱和羧酸与多元醇进行反应而得到的化合物、使α,β-不饱和羧酸与含有缩水甘油基的化合物进行反应而得到的化合物、具有氨基甲酸酯键的(甲基)丙烯酸酯化合物等氨基甲酸酯单体、γ-氯-β-羟基丙基-β’-(甲基)丙烯酰氧基乙基-邻苯二甲酸酯、β-羟基乙基-β’-(甲基)丙烯酰氧基乙基-邻苯二甲酸酯及β-羟基丙基-β’-(甲基)丙烯酰氧基乙基-邻苯二甲酸酯等邻苯二甲酸系化合物以及(甲基)丙烯酸烷基酯。
这些单独使用或者组合使用两种以上。
作为使α,β-不饱和羧酸与多元醇进行反应而得到的化合物,例如可以举出2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基)苯基)丙烷、2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基聚丙氧基)苯基)丙烷及2,2-双(4-((甲基)丙烯酰氧基聚乙氧基聚丙氧基)苯基)丙烷等双酚A系(甲基)丙烯酸酯化合物、环氧乙烷基的数量为2~14的聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烷基的数量为2~14的聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、环氧乙烷基的数量为2~14且环氧丙烷基的数量为2~14的聚乙二醇聚丙二醇(polyethylene polypropylene glycol)二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷乙氧基三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二乙氧基三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三乙氧基三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷四乙氧基三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷五乙氧基三(甲基)丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯以及二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。
其中,优选具有四羟甲基甲烷结构或三羟甲基丙烷结构的乙烯不饱和化合物,更优选四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯或二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯。
作为烯属不饱和化合物,也可以举出烯属不饱和化合物的己内酯改性化合物(例如,Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造的KAYARAD(注册商标)DPCA-20、Shin-NakamuraChemical Co.,Ltd.制造的A-9300-1CL等)、烯属不饱和化合物的环氧烷改性化合物(例如,Nippon Kayaku Co.,Ltd.制造的KAYARAD RP-1040、Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造的ATM-35E、A-9300、DAICEL-ALLNEX LTD.制造的EBECRYL(注册商标)135等)、乙氧基化甘油三丙烯酸酯(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造的A-GLY-9E等)等。
作为烯属不饱和化合物,从显影性优异的观点而言,也优选为包含酯键。
作为包含酯键的烯属不饱和化合物,只要在分子内包含酯键,则不受特别限制,但从固化性及显影性优异的观点而言,优选具有四羟甲基甲烷结构或三羟甲基丙烷结构的乙烯不饱和化合物,更优选四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯或二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯。
从赋予可靠性的观点而言,作为烯属不饱和化合物,优选包含具有碳原子数6~20的脂肪族基的烯属不饱和化合物和上述具有四羟甲基甲烷结构或三羟甲基丙烷结构的乙烯不饱和化合物。
作为具有碳原子数6以上的脂肪族结构的烯属不饱和化合物,可以举出1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,10-癸二醇二(甲基)丙烯酸酯及三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯。
作为烯属不饱和化合物的优选方式之一,可以举出具有脂肪族烃环结构的烯属不饱和化合物(优选为2官能烯属不饱和化合物)。
作为上述烯属不饱和化合物,优选具有由2环以上的脂肪族烃环缩环而成的环结构(优选为选自三环癸烷结构及三环癸烯结构中的结构)的烯属不饱和化合物,更优选具有由2环以上的脂肪族烃环缩环而成的环结构的2官能烯属不饱和化合物,进一步优选三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯。
作为上述脂肪族烃环结构,从所得到的固化膜的透湿度及耐弯曲性以及所得到的未固化膜的粘结性的观点而言,优选为环戊烷结构、环己烷结构、三环癸烷结构、三环癸烯结构、降莰烷结构或异硼烷结构。
烯属不饱和化合物的分子量优选为200~3,000,更优选为250~2,600,进一步优选为280~2,200,尤其优选为300~2,200。
感光性树脂层中所包含的烯属不饱和化合物中分子量300以下的烯属不饱和化合物的含量的比例相对于感光性树脂层中所包含的所有烯属不饱和化合物的含量,优选为30质量%以下,更优选为25质量%以下,进一步优选为20质量%以下。
作为感光性树脂层的优选方式之一,感光性树脂层优选包含2官能以上的烯属不饱和化合物,更优选包含3官能以上的烯属不饱和化合物,进一步优选包含3官能或4官能的烯属不饱和化合物。
并且,作为感光性树脂层的优选方式之一,感光性树脂层优选包含具有脂肪族烃环结构的2官能烯属不饱和化合物和含有具有脂肪族烃环结构的结构单元的聚合物。
并且,作为感光性树脂层的优选方式之一,感光性树脂层优选包含式(M)所表示的化合物和具有酸基的烯属不饱和化合物,更优选包含1,9-壬二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯及具有羧酸基的多官能烯属不饱和化合物,进一步优选包含1,9-壬二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯及二季戊四醇五丙烯酸酯的琥珀酸改性体。
并且,作为感光性树脂层的优选方式之一,感光性树脂层优选包含式(M)所表示的化合物、具有酸基的烯属不饱和化合物及后述的热交联性化合物,包含式(M)所表示的化合物、更优选具有酸基的烯属不饱和化合物及后述的封端异氰酸酯化合物。
并且,作为感光性树脂层的优选方式之一,从显影残渣抑制性及防锈性的观点而言,感光性树脂层优选包含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)和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)。
2官能的烯属不饱和化合物与3官能以上的烯属不饱和化合物的含量的质量比优选为10:90~90:10,更优选为30:70~70:30。
2官能的烯属不饱和化合物相对于所有烯属不饱和化合物的合计量的含量优选为20质量%~80质量%,更优选为30质量%~70质量%。
感光性树脂层中的2官能的烯属不饱和化合物的含量相对于感光性树脂层的总质量,优选为10质量%~60质量%,更优选为15质量%~40质量%。
并且,作为感光性树脂层的优选方式之一,从防锈性的观点而言,感光性树脂层优选包含化合物M及具有脂肪族烃环结构的2官能烯属不饱和化合物。
并且,作为感光性树脂层的优选方式之一,从基板粘附性、显影残渣抑制性及防锈性的观点而言,感光性树脂层优选包含化合物M及具有酸基的烯属不饱和化合物,包含化合物M、更优选具有脂肪族烃环结构的2官能烯属不饱和化合物及具有酸基的烯属不饱和化合物,进一步优选包含化合物M、具有脂肪族烃环结构的2官能烯属不饱和化合物、3官能以上的烯属不饱和化合物及具有酸基的烯属不饱和化合物,尤其优选包含化合物M、具有脂肪族烃环结构的2官能烯属不饱和化合物、3官能以上的烯属不饱和化合物、具有酸基的烯属不饱和化合物及氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物。
并且,作为感光性树脂层的优选方式之一,从基板粘附性、显影残渣抑制性及防锈性的观点而言,感光性树脂层优选包含1,9-壬二醇二丙烯酸酯及具有羧酸基的多官能烯属不饱和化合物,优选包含1,9-壬二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯及具有羧酸基的多官能烯属不饱和化合物,进一步优选包含1,9-壬二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯及羧具有酸基的烯属不饱和化合物,尤其优选包含1,9-壬二醇二丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、羧具有酸基的烯属不饱和化合物及氨基甲酸酯丙烯酸酯化合物。
感光性树脂层可以包含单官能烯属不饱和化合物作为烯属不饱和化合物。
上述烯属不饱和化合物中的2官能以上的烯属不饱和化合物的含量相对于感光性树脂层中所包含的所有烯属不饱和化合物的总含量,优选为60质量%~100质量%,更优选为80质量%~100质量%,进一步优选为90质量%~100质量%。
烯属不饱和化合物可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
感光性树脂层中的烯属不饱和化合物的含量相对于感光性树脂层的总质量,优选为1质量%~70质量%,更优选为5质量%~70质量%,进一步优选为5质量%~60质量%,尤其优选为5质量%~50质量%。
<聚合引发剂>
感光性树脂层包含聚合引发剂。
作为聚合引发剂,优选为光聚合引发剂。
作为第2实施方式的感光性树脂层中所使用的聚合引发剂的优选方式,可以举出上述第1实施方式的感光性树脂层中所使用的聚合引发剂的优选方式。
聚合引发剂可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
聚合引发剂的含量相对于感光性树脂层的总质量,优选为0.1质量%以上,更优选为0.5质量%以上,进一步优选为1.0质量%以上。并且,作为其上限值,相对于感光性树脂层的总质量,优选为10质量%以下,更优选为5质量%以下。
<杂环化合物>
感光性树脂层可以包含杂环化合物。
杂环化合物所具有的杂环可以为单环及多环中的任一种杂环。
作为杂环化合物所具有的杂原子,可以举出氮原子、氧原子及硫原子。杂环化合物优选具有选自氮原子、氧原子及硫原子中的至少一种原子,更优选具有氮原子。
作为杂环化合物,例如可以举出三唑化合物、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。
在上述之中,作为杂环化合物,优选选自三唑化合物、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中的至少一种化合物,更优选选自三唑化合物、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,能够例示出以下化合物。
[化学式15]
Figure BDA0003809824630000741
[化学式16]
Figure BDA0003809824630000742
作为四唑化合物,能够例示出以下化合物。
[化学式17]
Figure BDA0003809824630000743
[化学式18]
Figure BDA0003809824630000751
作为噻二唑化合物,能够例示出以下化合物。
[化学式19]
Figure BDA0003809824630000752
作为三嗪化合物,能够例示出以下化合物。
[化学式20]
Figure BDA0003809824630000753
作为绕丹宁化合物,能够例示出以下化合物。
[化学式21]
Figure BDA0003809824630000754
作为噻唑化合物,能够例示出以下化合物。
[化学式22]
Figure BDA0003809824630000755
作为苯并噻唑化合物,能够例示出以下化合物。
[化学式23]
Figure BDA0003809824630000761
作为苯并咪唑化合物,能够例示出以下化合物。
[化学式24]
Figure BDA0003809824630000762
[化学式25]
Figure BDA0003809824630000763
作为苯并噁唑化合物,能够例示出以下化合物。
[化学式26]
Figure BDA0003809824630000764
杂环化合物可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
当感光性树脂层包含杂环化合物时,杂环化合物的含量相对于感光性树脂层的总质量,优选为0.01质量%~20.0质量%,更优选为0.10质量%~10.0质量%,进一步优选为0.30质量%~8.0质量%,尤其优选为0.50质量%~5.0质量%。
<脂肪族硫醇化合物>
感光性树脂层可以包含脂肪族硫醇化合物。
通过感光性树脂层包含脂肪族硫醇化合物,脂肪族硫醇化合物与烯属不饱和化合物之间进行烯-硫醇反应,由此所形成的膜的固化收缩得到抑制,且应力得到松弛。
作为脂肪族硫醇化合物,优选为单官能的脂肪族硫醇化合物或多官能的脂肪族硫醇化合物(即,2官能以上的脂肪族硫醇化合物)。
在上述之中,作为脂肪族硫醇化合物,从所形成的图案的粘附性(尤其曝光后的粘附性)的观点而言,更优选为多官能的脂肪族硫醇化合物。
在本说明书中,“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,优选为分子量为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为100~1,500,进一步优选为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粘附性的观点而言,优选为2官能~10官能,更优选为2官能~8官能,进一步优选为2官能~6官能。
作为多官能的脂肪族硫醇化合物,例如可以举出三羟甲基丙烷三(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)、乙二醇双硫代丙酸酯、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、内消旋(meso)-2,3-二巯基琥珀酸及二(巯基乙基)醚。
在上述之中,作为多官能的脂肪族硫醇化合物,优选选自三羟甲基丙烷三(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,例如可以举出1-辛硫醇、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-巯基丙酸酯及硬脂基-3-巯基丙酸酯。
感光性树脂层可以包含单独一种脂肪族硫醇化合物,也可以包含两种以上的脂肪族硫醇化合物。
当感光性树脂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树脂层的总质量,优选为5质量%以上,更优选为5质量%~50质量%,进一步优选为5质量%~30质量%,尤其优选为8质量%~20质量%。
<热交联性化合物>
从所得到的固化膜的强度及所得到的未固化膜的粘结性的观点而言,感光性树脂层优选包含热交联性化合物。
作为第2实施方式的感光性树脂层中所使用的热交联性化合物,可以优选地使用在第1实施方式的感光性树脂层中上述的热交联性化合物。
热交联性化合物可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
当感光性树脂层包含热交联性化合物时,热交联性化合物的含量相对于感光性树脂层的总质量,优选为1质量%~50质量%,更优选为5质量%~30质量%。
<表面活性剂>
感光性树脂层可以包含表面活性剂。
作为第2实施方式的感光性树脂层中所使用的表面活性剂,可以优选地使用在第1实施方式的感光性树脂层中上述的表面活性剂。
表面活性剂可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
当感光性树脂层包含表面活性剂时,表面活性剂的含量相对于感光性树脂层的总质量,优选为0.01质量%~3.0质量%,更优选为0.01质量%~1.0质量%,进一步优选为0.05质量%~0.80质量%。
<自由基阻聚剂>
感光性树脂层可以包含自由基阻聚剂。
作为第2实施方式的感光性树脂层中所使用的自由基阻聚剂,可以优选地使用在第1实施方式的感光性树脂层中上述的自由基阻聚剂。
自由基阻聚剂可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
当感光性树脂层包含自由基阻聚剂时,自由基阻聚剂的含量相对于感光性树脂层的总质量,优选为0.01质量%~3质量%,更优选为0.05质量%~1质量%。当含量为0.01质量%以上时,感光性树脂层的保存稳定性更优异。另一方面,当含量为3质量%以下时,灵敏度的维持及染料脱色的抑制更优异。
<供氢性化合物>
感光性树脂层可以包含供氢性化合物。
供氢性化合物具有进一步提高光聚合引发剂对于光化射线的灵敏度及抑制由氧引起的聚合性化合物的聚合阻碍等作用。
作为供氢性化合物,例如可以举出胺类及氨基酸化合物。
作为胺类,例如可以举出M.R.Sander等人著“Journal of Polymer 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Research Disclosure 33825号等中所记载的化合物。更具体而言,可以举出4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮、三(4-二甲基氨基苯基)甲烷(别名:无色结晶紫)、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硫基二甲基苯胺。
其中,从灵敏度、固化速度及固化性的观点而言,作为胺类,优选选自4,4’-双(二乙基氨基)二苯甲酮及三(4-二甲基氨基苯基)甲烷中的至少一种。
作为氨基酸化合物,例如可以举出N-苯基甘氨酸、N-甲基-N-苯基甘氨酸、N-乙基-N-苯基甘氨酸。
其中,从灵敏度、固化速度及固化性的观点而言,作为氨基酸化合物,优选N-苯基甘氨酸。
并且,作为供氢性化合物,例如也可以举出日本特公昭48-042965号公报中所记载的有机金属化合物(乙酸三丁基锡等)、日本特公昭55-034414号公报中所记载的供氢体及日本特开平6-308727号公报中所记载的硫化合物(三噻烷(trithiane)等)。
供氢性化合物可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
当感光性树脂层包含供氢性化合物时,从通过聚合成长速度与链转移的平衡来提高固化速度的观点而言,供氢性化合物的含量相对于感光性树脂层的总质量,优选为0.01质量%~10.0质量%,更优选为0.01质量%~8.0质量%,进一步优选为0.03质量%~5.0质量%。
<杂质等>
感光性树脂层可以包含规定量的杂质。
关于第2实施方式的感光性树脂层中的杂质,与在第1实施方式的感光性树脂层中上述的杂质的优选方式相同。
<残留单体>
感光性树脂层有时包含与上述聚合物C的各结构单元相对应的残留单体。
关于第2实施方式的感光性树脂层中的与聚合物C的各结构单元相对应的残留单体,与在第1实施方式的感光性树脂层中上述的与聚合物A的各结构单元相对应的残留单体的优选方式相同。
<其他成分>
感光性树脂层可以包含已叙述的成分以外的成分(以下,也称为“其他成分”。)。作为其他成分,例如可以举出着色剂、抗氧化剂及粒子(例如,金属氧化物粒子)。并且,作为其他成分,也可以举出日本特开2000-310706号公报的0058~0071段中所记载的其他添加剂。
-粒子-
作为粒子,优选为金属氧化物粒子。
金属氧化物粒子中的金属也包括B、Si、Ge、As、Sb及Te等类金属(metalloid)。
例如,从固化膜的透明性的观点而言,粒子的平均一次粒径优选为1nm~200nm,更优选为3nm~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而计算出。另外,当粒子的形状不是球形时,将最长的边作为粒径。
当感光性树脂层包含粒子时,可以仅包含一种金属种类及大小等不同的粒子,也可以包含两种以上。
感光性树脂层不包含粒子,或者,当感光性树脂层包含粒子时,粒子的含量相对于感光性树脂层的总质量,优选为超过0质量%且35质量%以下。并且,感光性树脂层不包含,或者,粒子的含量相对于感光性树脂层的总质量,更优选为超过0质量%且10质量%以下。另外,感光性树脂层不包含粒子,或者,粒子的含量相对于感光性树脂层的总质量,进一步优选为超过0质量%且5质量%以下。并且,感光性树脂层不包含粒子,或者,粒子的含量相对于感光性树脂层的总质量,进一步优选为超过0质量%且1质量%以下,尤其优选为不包含粒子。
-着色剂-
感光性树脂层可以包含着色剂(颜料、染料等),例如,从透明性的观点而言,优选为实质上不包含着色剂。
当感光性树脂层包含着色剂时,着色剂的含量相对于感光性树脂层的总质量,优选为小于1质量%,更优选为小于0.1质量%。
-抗氧化剂-
作为抗氧化剂,例如可以举出1-苯基-3-吡唑啉酮(pyrazolidone)(别名:菲尼酮(phenidone))、1-苯基-4,4-二甲基-3-吡唑啉酮及1-苯基-4-甲基-4-羟基甲基-3-吡唑啉酮等3-吡唑啉酮类;氢醌、儿茶酚、五倍子酚、甲基氢醌及氯氢醌等多羟基苯类;对甲基氨基苯酚、对氨基苯酚、对羟基苯基甘氨酸及对苯二胺。
其中,从保存稳定性及固化性的观点而言,作为抗氧化剂,优选为3-吡唑啉酮类,更优选为1-苯基-3-吡唑啉酮。
当感光性树脂层包含抗氧化剂时,抗氧化剂的含量相对于感光性树脂层的总质量,优选为0.001质量%以上,更优选为0.005质量%以上,进一步优选为0.01质量%以上。上限并不受特别限制,但优选为1质量%以下。
<感光性树脂层的厚度>
感光性树脂层的厚度(层厚)并不受特别限制,但从显影性及分辨率的观点而言,优选为30μm以下,更优选为20μm以下,进一步优选为15μm以下,尤其优选为10μm以下,最优选为5.0μm以下。作为下限,在将感光性树脂层固化而得到的膜的强度优异的观点上,优选为0.60μm以上,更优选为1.5μm以上。
<感光性树脂层的折射率>
感光性树脂层的折射率优选为1.47~1.56,更优选为1.49~1.54。
<感光性树脂层的颜色>
感光性树脂层优选为无彩色。具体而言,全反射(入射角8°、光源:D-65(2°视场))在CIE1976(L*,a*,b*)色空间中,L*值优选为10~90,a*值优选为-1.0~1.0,b*值优选为-1.0~1.0。
另外,将感光性树脂层固化而得到的图案(感光性树脂层的固化膜)优选为无彩色。
具体而言,全反射(入射角8°、光源:D-65(2°视场))在CIE1976(L*,a*,b*)色空间中,图案的L*值优选为10~90,图案的a*值优选为-1.0~1.0,图案的b*值优选为-1.0~1.0。
<感光性树脂层的透湿度>
从防锈性的观点而言,将感光性树脂层固化而得到的图案(感光性树脂层的固化膜)的层厚40μm下的透湿度优选为500g/(m2·24hr)以下,更优选为300g/(m2·24hr)以下,进一步优选为100g/(m2·24hr)以下。
另外,透湿度利用如下固化膜来测定,该固化膜通过将感光性树脂层利用i射线以曝光量300mJ/cm2曝光之后进行145℃、30分钟的后烘烤而使感光性树脂层固化来得到。
〔折射率调整层〕
感光性转印材料优选具有折射率调整层。
作为折射率调整层,能够适用公知的折射率调整层。作为折射率调整层中所包含的材料,例如可以举出碱溶性树脂、烯属不饱和化合物、金属盐及粒子。
控制折射率调整层的折射率的方法并不受特别限制,例如可以举出单独使用规定折射率的树脂的方法、使用树脂和粒子的方法及使用金属盐与树脂的复合体的方法。
作为碱溶性树脂及烯属不饱和化合物,例如可以举出在上述“感光性树脂层”的项中所说明的碱溶性树脂及烯属不饱和化合物。
作为粒子,例如可以举出金属氧化物粒子及金属粒子。
金属氧化物粒子的种类并没有特别限制,可以举出公知的金属氧化物粒子。金属氧化物粒子中的金属也包括B、Si、Ge、As、Sb及Te等类金属(metalloid)。
例如,从固化膜的透明性的观点而言,粒子的平均一次粒径优选为1nm~200nm,更优选为3nm~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而计算出。另外,当粒子的形状不是球形时,将最长的边作为粒径。
作为金属氧化物粒子,具体而言,优选选自氧化锆粒子(ZrO2粒子)、Nb2O5粒子、氧化钛粒子(TiO2粒子)、二氧化硅粒子(SiO2粒子)及这些的复合粒子中的至少一种。
在这些之中,作为金属氧化物粒子,例如从容易调整折射率的观点而言,更优选选自氧化锆粒子及氧化钛粒子中的至少一种。
作为金属氧化物粒子的市售品,可以举出烧成氧化锆粒子(CIK NanoTechCorporation制造,产品名:ZRPGM15WT%-F04)、烧成氧化锆粒子(CIK NanoTechCorporation制造,产品名:ZRPGM15WT%-F74)、烧成氧化锆粒子(CIK NanoTechCorporation制造,产品名:ZRPGM15WT%-F75)、烧成氧化锆粒子(CIK NanoTechCorporation制造,产品名:ZRPGM15WT%-F76)、氧化锆粒子(NanoUse OZ-S30M,NissanChemical Industries,Ltd.制造)及氧化锆粒子(NanoUse OZ-S30K,Nissan ChemicalIndustries,Ltd.制造)。
粒子可以单独使用一种,也可以同时使用两种以上。
折射率调整层中的粒子的含量相对于折射率调整层的总质量,优选为1质量%~95质量%,更优选为20质量%~90质量%,进一步优选为40质量%~85质量%。
当使用氧化钛作为金属氧化物粒子时,氧化钛粒子的含量相对于折射率调整层的总质量,优选为1质量%~95质量%,更优选为20质量%~90质量%,进一步优选为40质量%~85质量%。
折射率调整层的折射率优选高于感光性树脂层的折射率。
折射率调整层的折射率优选为1.50以上,更优选为1.55以上,进一步优选为1.60以上,尤其优选为1.65以上。折射率调整层的折射率的上限优选为2.10以下,更优选为1.85以下,尤其优选为1.78以下。
折射率调整层的厚度优选为50nm~500nm,更优选为55nm~110nm,进一步优选为60nm~100nm。
<临时支承体、感光性树脂层及覆盖膜的关系>
在第2实施方式中,优选也满足第1实施方式中所记载的临时支承体、感光性树脂层及覆盖膜的关系。
<第2实施方式的感光性转印材料的制造方法>
第2实施方式的感光性转印材料的制造方法并不受特别限制,能够使用公知的方法。
作为图2所示的感光性转印材料10的制造方法,例如可以举出包括如下工序的方法:在临时支承体1的表面上涂布感光性树脂组合物而形成涂膜,进而使该涂膜干燥而形成感光性树脂层3的工序;及在感光性树脂层3的表面上涂布折射率调整层形成用组合物而形成涂膜,进而使该涂膜干燥而形成折射率调整层5的工序。
在通过上述制造方法而制造的层叠体的折射率调整层5上压接覆盖膜7,由此制造感光性转印材料10。
作为第1实施方式的感光性转印材料的制造方法,优选通过包括以与折射率调整层5的与具有临时支承体1的一侧相反的一侧的面接触的方式设置覆盖膜7的工序来制造具备临时支承体1、感光性树脂层3、折射率调整层5及覆盖膜7的感光性转印材料10。
通过上述制造方法而制造感光性转印材料10之后,可以通过卷取感光性转印材料10来制作及保管卷方式的感光性转印材料。卷形态的感光性转印材料能够以该形态直接提供到后述的以辊对辊方式与基板贴合的工序。
并且,作为上述感光性转印材料10的制造方法,可以为在覆盖膜7上形成折射率调整层5之后,在折射率调整层5的表面上形成感光性树脂层3的方法。
并且,作为上述感光性转印材料10的制造方法,也可以为在临时支承体1上形成感光性树脂层3,另外,在覆盖膜7上形成折射率调整层5,并将感光性树脂层3与折射率调整层5进行贴合而形成的方法。
关于第2实施方式中的感光性树脂组合物及感光性树脂层的形成方法,与在第1实施方式中上述的感光性树脂组合物及感光性树脂层的形成方法相同,优选方式也相同。
<折射率调整层形成用组合物及折射率调整层的形成方法>
作为折射率调整层形成用组合物,优选包含形成上述折射率调整层的各种成分和溶剂。另外,在折射率调整层形成用组合物中,各成分相对于组合物的总固体成分的含量的优选范围与各成分相对于上述折射率调整层的总质量的含量的优选范围相同。
作为溶剂,只要能够溶解或分散折射率调整层中所包含的成分,则不受特别限制,优选选自水及水混合性有机溶剂中的至少一种,更优选水或水与水混合性有机溶剂的混合溶剂。
作为水混合性有机溶剂,例如可以举出碳原子数1~3的醇、丙酮、乙二醇及甘油,优选碳原子数1~3的醇,更优选甲醇或乙醇。
溶剂可以单独使用一种,也可以使用两种以上。
溶剂的含量相对于组合物的总固体成分100质量份,优选为50质量份~2,500质量份,更优选为50质量份~1,900质量份,进一步优选为100质量份~900质量份。
折射率调整层的形成方法只要为能够形成包含上述成分的层的方法,则不受特别限制,例如可以举出公知的涂布方法(狭缝涂布、旋涂、帘式涂布及喷墨涂布等)。
并且,通过将覆盖膜贴合于折射率调整层,能够制造第2实施方式的感光性转印材料。
将覆盖膜贴合于折射率调整层的方法并不受特别限制,可以举出公知的方法。
作为将覆盖膜贴合于折射率调整层的装置,可以举出真空层压机及自动切割层压机等公知的层压机。
层压机优选为具备橡胶辊等任意的能够加热的辊且能够加压及加热。
[树脂图案的制造方法及电路配线的制造方法]
树脂图案的制造方法只要为使用上述感光性转印材料的树脂图案的制造方法,则不受特别限制。
树脂图案的制造方法依次包括如下工序的方法优选为:贴合感光性转印材料中的感光性树脂层的未与临时支承体对置的一侧的面(即,第2面)与基板的工序(以下,也称为“贴合工序”。);对感光性树脂层进行图案曝光的工序(以下,也称为“曝光工序”。);及对图案曝光工序后的感光性树脂层进行显影而形成树脂图案的工序(以下,也称为“显影工序”。)。
电路配线的制造方法只要为使用上述感光性转印材料的电路配线的制造方法,则不受特别限制。
电路配线的制造方法优选包括上述贴合工序、上述曝光工序、上述显影工序及对未配置有树脂图案的区域中的基板进行蚀刻处理的工序(以下,也称为“蚀刻工序”。)的方法。
以下,对树脂图案的制造方法及电路配线的制造方法所包括的各工序进行说明。除了特别提及的情况以外,对树脂图案的制造方法中所包括的各工序说明的内容也适用于电路配线的制造方法中所包括的各工序。
〔贴合工序〕
树脂图案的制造方法优选包括贴合工序。
在贴合工序中,优选使基板(当在基板的表面上设置有导电层时为导电层)与感光性树脂层的第2面接触而将感光性转印材料与基板压接。若为上述方式,则感光性树脂层的第2面与基板的粘附性得到提高,因此能够将曝光及显影后的形成有图案的感光性树脂层优选地用作蚀刻时的抗蚀剂。
另外,当感光性转印材料具备覆盖膜时,从感光性树脂层的表面去除覆盖膜之后进行贴合即可。
并且,当感光性转印材料在感光性树脂层的第2面上还具备覆盖膜以外的层(例如为选自高折射率层及低折射率层中的至少一种层)时,贴合工序成为感光性树脂层的第2面与基板经由该层而贴合的方式。
作为将基板与感光性转印材料压接的方法,并不受特别限制,能够使用公知的转印方法及层压方法。
感光性转印材料向基板的贴合优选通过在感光性树脂层的第2面侧重叠基板并使用辊等机构实施加压及加热来进行。贴合中能够使用层压机、真空层压机及能够进一步提高生产性的自动切割层压机等公知的层压机。
包括贴合工序的树脂图案的制造方法及电路配线的制造方法优选通过辊对辊方式进行。
以下,对辊对辊方式进行说明。
辊对辊方式是指如下方式:作为基板而使用能够进行卷取及卷出的基板,在树脂图案的制造方法或电路配线的制造方法中所包括的任一工序之前,包括卷出基板或包含基板的结构体的工序(也称为“卷出工序”。),在任一工序之后,包括卷取基板或包含基板的结构体的工序(也称为“卷取工序”。),一边搬送基板或包含基板的结构体一边进行至少任一工序(优选为所有工序或加热工序以外的所有工序)。
作为卷出工序中的卷出方法及卷取工序中的卷取方法,并不受特别限制,只要在适用辊对辊方式的制造方法中使用公知的方法即可。
<基板>
作为使用本发明所涉及的感光性转印材料的树脂图案的形成中所使用的基板,能够使用公知的基板。基板优选具有导电层的基板,更优选在基材的表面上具有导电层的基板。
基板根据需要可以具有导电层以外的任意层。
作为构成基板的基材,例如可以举出玻璃、硅及树脂薄膜。
基材优选为透明。在本说明书中,“透明”是指波长400nm~700nm的光的透射率为80%以上。并且,基材的折射率优选为1.50~1.52。
作为透明的玻璃基材,可以举出以Corning Incorporated Co.,Ltd.的GorillaGlass为代表的强化玻璃。并且,作为透明的玻璃基材,能够使用日本特开2010-86684号公报、日本特开2010-152809号公报及日本特开2010-257492号公报中所记载的材料。
当使用树脂薄膜作为基材时,优选为基材的光学应变小且/或透明度高的树脂薄膜。作为这种树脂薄膜,例如可以举出聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜、聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、三乙酰纤维素薄膜及环烯烃聚合物薄膜。
当以辊对辊方式进行制造时,基材优选为树脂薄膜。并且,当通过辊对辊方式制造触摸面板用电路配线时,基材优选为树脂薄片。
作为基板所具有的导电层,可以举出通常的电路配线或触摸面板配线中所使用的导电层。
从导电性及细线形成性的观点而言,导电层优选选自金属层、导电性金属氧化物层、石墨层、碳纳米管层及导电聚合物层中的至少一种层,更优选金属层,进一步优选铜层或银层。
基板可以单独具有一层导电层,也可以具有两层以上。当基板具有两层以上的导电层时,基板优选具有不同的两种以上的材质的导电层。
作为导电层的材料,可以举出金属及导电性金属氧化物。
作为金属,可以举出Al、Zn、Cu、Fe、Ni、Cr、Mo、Ag及Au。
作为导电性金属氧化物,可以举出ITO(Indium Tin Oxide:氧化铟锡)、IZO(Indium Zinc Oxide:氧化铟锌)及SiO2。另外,在本说明书中,“导电性”是指体积电阻率小于1×106Ωcm。导电性金属氧化物的体积电阻率优选为小于1×104Ωcm。
当使用具有多个导电层的基板来制造树脂图案时,优选多个导电层中的至少一个导电层含有导电性金属氧化物。
导电层优选相当于静电电容型触摸面板中所使用的视觉辨认部的传感器的电极图案或周边引出部的配线。
〔曝光工序〕
树脂图案的制造方法优选在上述贴合工序之后包括对感光性树脂层进行图案曝光的工序(曝光工序)。
图案曝光中的图案的详细配置及具体尺寸并不受特别限制。图案的至少一部分(优选为触摸面板的电极图案及/或引出配线部分)优选为包括宽度为20μm以下的细线,更优选为包括宽度为10μm以下的细线。能够提高具备具有通过电路配线的制造方法而制造的电路配线的输入装置的显示装置(例如,触摸面板)的显示品质,且减小引出配线所占的面积。
曝光中所使用的光源只要为照射能够对感光性树脂层进行曝光的波长的光(例如,365nm或405nm)的光源,则不受特别限制,能够适当选定并使用。作为光源,可以举出超高压汞灯、高压汞灯、金属卤化物灯及LED(Light Emitting Diode:发光二极管)。
曝光量优选为5mJ/cm2~200mJ/cm2,更优选为10mJ/cm2~100mJ/cm2
在曝光工序中,可以从感光性树脂层剥离临时支承体之后进行图案曝光,也可以经由临时支承体进行图案曝光之后剥离临时支承体。当剥离临时支承体之后进行曝光时,可以以使掩模与感光性树脂层接触的方式进行曝光,也可以以不使掩模与感光性树脂层接触而使其靠近的方式进行曝光。当不剥离临时支承体而进行曝光时,可以以使掩模与临时支承体接触的方式进行曝光,也可以以不使掩模与临时支承体接触而使其靠近的方式进行曝光。为了防止由感光性树脂层与掩模的接触而引起的掩模污染及避免附着于掩模的异物对曝光的影响,优选不剥离临时支承体而进行图案曝光。另外,在接触曝光的情况下,曝光方式能够适当选择并使用接触曝光方式,在非接触曝光方式的情况下,能够适当选择并使用接近(proximity)曝光方式、透镜系或反射镜系的投影曝光方式或使用了曝光激光等的直接曝光方式。在透镜系或反射镜系的投影曝光方式的情况下,能够根据所需要的解析力及焦点深度而使用具有适当透镜的开口数(NA)的曝光机。在直接曝光方式的情况下,可以对感光性树脂层进行直接曝光,也可以经由透镜而对感光性树脂层进行缩小投影曝光。并且,曝光不仅可以在大气下进行,也可以在减压下或真空下进行。并且,可以将水等液体设置于光源与感光性树脂层之间而进行曝光。
〔显影工序〕
树脂图案的制造方法优选在上述曝光工序之后包括对经曝光的感光性树脂层进行显影而形成树脂图案的工序(显影工序)。
当感光性转印材料具有热塑性树脂及中间层时,在显影工序中,非曝光部的热塑性树脂层及中间层也与非曝光部的感光性树脂层一同被去除。并且,在显影工序中,曝光部的热塑性树脂层及中间层也可以以溶解或分散于显影液的形态被去除。
经曝光的感光性树脂层的显影能够使用显影液来进行。
显影液只要能够去除感光性树脂层的非图像部(非曝光部),则不受特别限制,例如能够使用日本特开平5-72724号公报中所记载的显影液等公知的显影液。
显影液优选以0.05mol/L(升)~5mol/L的浓度包含pKa为7~13的化合物的碱水溶液。显影液可以含有选自括水溶性的有机溶剂及表面活性剂中的至少一种。显影液也优选为国际公开第2015/093271号的0194段中所记载的显影液。
作为显影方式,并不受特别限制,可以为旋覆浸没显影(puddle development)、喷淋显影(shower development)、喷淋及旋转显影以及浸渍显影中的任一种。喷淋显影是指通过喷淋而向曝光后的感光性树脂层喷吹显影液而去除非曝光部的显影处理。
显影工序之后,优选通过喷淋而喷吹清洗剂,并一边用刷子擦拭一边去除显影残渣。
显影液的液温并不受特别限制,但优选20℃~40℃。
〔蚀刻工序〕
电路配线的制造方法优选包括在依次层叠有通过包括上述贴合工序、上述曝光工序、上述显影工序的制造方法而制造的树脂图案的层叠体中,对未配置有树脂图案的区域中的基板进行蚀刻处理的工序(蚀刻工序)。
在蚀刻工序中,将由感光性树脂层形成的树脂图案用作抗蚀剂而进行基板的蚀刻处理。
作为蚀刻处理方法,能够适用公知的方法,例如可以举出日本特开2017-120435号公报的0209段~0210段中所记载的方法、日本特开2010-152155号公报的0048段~0054段中所记载的方法、浸渍于蚀刻液中的湿式蚀刻法及基于等离子体蚀刻等干式蚀刻的方法。
湿式蚀刻中所使用的蚀刻液只要根据蚀刻的对象而适当选择酸性或碱性的蚀刻液即可。
作为酸性的蚀刻液,例如可以举出选自盐酸、硫酸、硝酸、乙酸、氟酸、草酸及磷酸中的酸性成分单独的水溶液、以及酸性成分与选自氯化铁、氟化铵及过锰酸钾中的盐的混合水溶液。酸性成分可以为将多个酸性成分组合而成的成分。
作为碱性的蚀刻液,可以举出选自氢氧化钠、氢氧化钾、氨、有机胺及有机胺的盐(氢氧化四甲基铵等)中的碱成分单独的水溶液、以及碱成分与盐(例如,过锰酸钾)的混合水溶液。碱成分可以为将多个碱成分组合而成的成分。
〔去除工序〕
在电路配线的制造方法中,优选进行去除残留的树脂图案的工序(去除工序)。
去除工序并不受特别限制,能够根据需要进行,但优选在蚀刻工序的进行。
作为去除残留的树脂图案的方法,并不受特别限制,可以举出通过药品处理来去除的方法。去除残留的树脂图案的方法优选使用去除液进行去除的方法。
作为感光性树脂层的去除方法,可以举出在液温优选为30℃~80℃、更优选为50℃~80℃的搅拌中的去除液中将具有残留的树脂图案的基板浸渍1分钟~30分钟的方法。
作为去除液,例如可以举出将无机碱成分或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而成的去除液。作为无机碱成分,例如可以举出氢氧化钠及氢氧化钾。作为有机碱成分,可以举出伯胺化合物、仲胺化合物、叔胺化合物及季铵盐化合物。
并且,也可以使用去除液,通过喷雾法、喷淋法及旋覆浸没法等公知的方法来去除残留的树脂图案。
〔其他工序〕
电路配线的制造方法可以包括上述工序以外的任意工序(其他工序)。例如,可以举出以下工序,但并不限于这些工序。
并且,作为能够适用于电路配线的制造方法的曝光工序、显影工序及其他工序,可以举出日本特开2006-23696号公报的0035~0051段中所记载的工序。
<覆盖膜剥离工序>
当感光性转印材料具备覆盖膜时,树脂图案的制造方法优选包括从感光性转印材料剥离覆盖膜的工序。剥离覆盖膜的方法并不受特别限制,能够适用公知的方法。
<降低可见光线反射率的工序>
电路配线的制造方法可以包括进行降低基板所具备的导电层的一部分或全部的可见光线反射率的处理的工序。
作为降低可见光线反射率的处理,可以举出氧化处理。当基板具备含有铜的导电层时,对铜进行氧化处理而使其成为氧化铜,并对导电层进行黑化,由此能够降低导电层的可见光线反射率。
关于降低可见光线反射率的处理,记载于日本特开2014-150118号公报的0017~0025段以及日本特开2013-206315号公报的0041段、0042段、0048段及0058段中,这些公报中所记载的内容被编入本说明书中。
<形成绝缘膜的工序、在绝缘膜的表面上形成新的导电层的工序>
电路配线的制造方法也优选包括在电路配线的表面上形成绝缘膜的工序和在绝缘膜的表面上形成新的导电层的工序。通过上述工序,能够形成与第一电极图案绝缘的第二电极图案。
作为形成绝缘膜的工序,并不受特别限制,可以举出公知的形成永久膜的方法。并且,也可以使用具有绝缘性的感光性材料,通过光微影来形成所期望的图案的绝缘膜。
在绝缘膜上形成新的导电层的工序并不受特别限制,例如可以使用具有导电性的感光性材料,通过光微影来形成所期望的图案的新的导电层。
在电路配线的制造方法中,也优选使用在基材的两个表面上分别具备多个导电层的基板,对形成于基材的两个表面的导电层逐次或同时形成电路。通过这种构成,能够形成在基材的一个表面上形成有第一导电图且在另一个表面上形成有第二导电图案的触摸面板用电路配线。并且,也优选以辊对辊方式从基材的2个面形成这种构成的触摸面板用电路配线。
〔电路配线的用途〕
通过电路配线的制造方法而制造的电路配线能够适用于各种装置。作为具备通过上述制造方法而制造的电路配线的装置,例如可以举出输入装置,优选为触摸面板,更优选为静电电容型触摸面板。并且,上述输入装置能够适用于有机EL显示装置及液晶显示装置等显示装置。
[触摸面板的制造方法]
触摸面板的制造方法只要为使用上述感光性转印材料的触摸面板的制造方法,则不受特别限制。
触摸面板的制造方法优选包括上述贴合工序、上述曝光工序、上述显影工序及对未配置有树脂图案的区域中的基板进行蚀刻处理的工序(以下,也称为“蚀刻工序”。)的方法。
关于触摸面板的制造方法中的各工序的具体方式及进行各工序的顺序等的实施方式,如在上述“电路配线的制造方法”的项中所说明那样,优选方式也相同。
触摸面板的制造方法除了通过上述方法形成触摸面板用配线以外,参考公知的触摸面板的制造方法即可。并且,触摸面板的制造方法可以包括上述工序以外的任意工序(其他工序)。
将触摸面板的制造中所使用的掩模的图案的一例示于图3及图4。
在图3所示的图案A及图4所示的图案B中,GR为非图像部(遮光部),EX为图像部(曝光部),DL虚拟地示出对准用框。在触摸面板的制造方法中,例如经由具有图3所示的图案A的掩模而对上述感光性树脂层进行曝光,由此能够制造形成有具有与EX相对应的图案A的电路配线的触摸面板。具体而言,能够利用国际公开第2016/190405号的图1中所记载的方法来进行制作。在所制造的触摸面板的一例中,曝光部EX的中央部(四角连结而成的图案部分)为形成有透明电极(触摸面板用电极)的部分,曝光部EX的周缘部(细线部分)为形成有周边引出部的配线的部分。
通过上述触摸面板的制造方法,可制造至少具有触摸面板用配线的触摸面板。触摸面板优选具有透明基板、电极及绝缘层或保护层。
作为在触摸面板中的检测方法,可以举出电阻膜方式、静电电容方式、超声波方式、电磁感应方式、光学方式等公知的方式。其中,在触摸面板中的检测方法优选为静电电容方式。
作为在触摸面板中的检测方法,可以举出电阻膜方式、静电电容方式、超声波方式、电磁感应方式及光学方式等公知的方式。其中,优选为静电电容方式。
作为触摸面板型,可以举出所谓的内嵌型(in-cell type)(例如,记载于日本特表2012-517051号公报的图5、图6、图7及图8中)、所谓的外嵌型(on-cell type)(例如,记载于日本特开2013-168125号公报的图19中以及记载于日本特开2012-89102号公报的图1及图5中)、OGS(One Glass Solution:单片式玻璃触控)型、TOL(Touch-on-Lens:覆盖层触控)型(例如,记载于日本特开2013-54727号公报的图2中)、各种外挂型(out-cell type)(所谓的GG、G1·G2、GFF、GF2、GF1及G1F等)以及其他构成(例如,记载于日本特开2013-164871号公报的图6中)。
作为触摸面板,例如可以举出日本特开2017-120435号公报的0229段中所记载的触摸面板。
实施例
以下,举出实施例对本发明的实施方式进行进一步具体的说明。以下实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容及处理步骤只要不脱离本发明的实施方式的趣旨,则能够适当进行变更。因此,本发明的实施方式的范围并不限于以下所示的具体例。另外,只要没有特别指定,则“份”及“%”为质量基准。
<感光性树脂组合物的制备>
为了制备感光性树脂组合物而使用的各成分如下。
〔聚合物A〕
按照以下方法合成了聚合物A。在聚合物A的合成方法中,以下缩写分别表示以下化合物。
St:苯乙烯(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制造)
MAA:甲基丙烯酸(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制造)
MMA:甲基丙烯酸甲酯(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制造)
V-601:2,2’-偶氮二(异丁酸)二甲酯(FUJIFILM Wako Pure ChemicalCorporation制造,聚合引发剂)
PGMEA:丙二醇单甲醚乙酸酯
向3口烧瓶中放入PGMEA(116.5份),并在氮气氛下升温至90℃。一边将3口烧瓶内的液温维持在90℃±2℃,一边耗时2小时将St(52.0份)、MMA(19.0份)、MAA(29.0份)、V-601(4.0份)及PGMEA(116.5份)的混合液滴加到3口烧瓶内。滴加结束后,一边将液温维持在90℃±2℃,一边将混合液搅拌2小时,由此得到了含有30.0质量%的聚合物A的组合物。聚合物A的酸值为189mgKOH/g,重均分子量为60,000,玻璃化转变温度为131℃。
〔聚合性化合物B〕
·聚合性化合物B-1:NK Ester BPE-500(2,2-双(4-(甲基丙烯酰氧基五乙氧基)苯基)丙烷,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造)
·聚合性化合物B-2:ARONIX M-270(聚丙二醇二丙烯酸酯,TOAGOSEI CO.,LTD.制造)
〔光聚合引发剂〕
·B-CIM(光自由基聚合引发剂,2-(2-氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体,Hampford公司制造)
〔增感剂〕
·SB-PI701
〔色素〕
·LCV(无色结晶紫,Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造,通过自由基而显色的色素)
〔阻聚剂〕
·TDP-G(啡噻嗪,Kawaguchi Chemical Industry Company,Limited制造)
〔链转移剂〕
·N-苯基甘氨酸(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)
〔防锈剂〕
·CBT-1(羧基苯并三唑,Johoku Chemical Co.,Ltd.制造)
〔抗氧化剂〕
·菲尼酮(Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)
〔表面活性剂〕
·MEGAFACE F552(DIC Corporation制造)
混合上述成分而制备出感光性树脂组合物。
·聚合物A(固体成分浓度30.0质量%):50.00份
·聚合性化合物B-1:36.20份
·聚合性化合物B-2:5.00份
·光聚合引发剂:7.00份
·增感剂:0.50份
·色素:0.40份
·阻聚剂:0.30份
·链转移剂:0.20份
·防锈剂:0.10份
·抗氧化剂:0.01份
·表面活性剂:0.29份
·甲基乙基酮(SANKYO CHEMICAL Co.,Ltd.制造):100.00份
·PGMEA(SHOWA DENKO K.K.制造):50.00份
·甲醇(Mitsubishi Gas Chemical Company,Inc.制造):10.00份
<中间层组合物的制备>
混合以下成分而制备出中间层组合物。
·离子交换水:38.12份
·甲醇(Mitsubishi Gas Chemical Company,Inc.制造):57.17份
·KURARAY POVAL PVA-205(聚乙烯醇,Kuraray Co.,Ltd.制造):3.22份
·聚乙烯吡咯烷酮K-30(NIPPON SHOKUBAI CO.,LTD.制造):1.49份
·MEGAFACE F-444(氟系非离子性表面活性剂,DIC Corporation制造):0.0015份
<热塑性树脂组合物的制备>
混合以下成分而制备出热塑性树脂组合物。
·甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸及丙烯酸的共聚物(固体成分浓度30.0质量%,Mw30000,酸值153mgKOH/g):42.85份
·NK Ester A-DCP(三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制造):4.63份
·8UX-015A(多官能氨基甲酸酯丙烯酸酯化合物,Taisei Fine Chemical Co.,Ltd.制造):2.31份
·ARONIX TO-2349(具有羧基的多官能丙烯酸酯化合物,TOAGOSEI CO.,LTD.制造):0.77份
·下述所示的结构的化合物(光产酸剂,按照日本特开2013-47765号公报的0227段中所记载的方法合成的化合物。):0.32份
[化学式27]
Figure BDA0003809824630000961
·下述所示的结构的化合物(通过酸而显色的色素):0.08份
[化学式28]
Figure BDA0003809824630000971
·MEGAFACE F552(DIC Corporation制造):0.03份
·甲基乙基酮(SANKYO CHEMICAL Co.,Ltd.制造):39.50份
·PGMEA(SHOWA DENKO K.K制造):9.51份
<临时支承体的准备>
作为临时支承体,准备了厚度16μm的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜。将PET薄膜朝向厚度方向虚拟地分割为2个区域。利用以下方法测定了各区域中所包含的异物的个数。
首先,用偏光显微镜(产品名“BX60”中插入“U-POT”滤光片和“U-AN360”滤光片而为简易偏光显微镜,物镜10倍,Olympus Corporation制造)观察PET薄膜,将发生了偏光的紊乱的部分确定为异物。测量了观察区域250mm2中所包含的异物的个数。用落射型激光显微镜(产品名“共焦点激光显微镜VL2000D”,Lasertec公司制造)观察了所确定的异物。此时,测定PET薄膜内部的厚度方向上的异物的存在位置,并分类了在PET薄膜的厚度方向的中心处分割时异物存在于2个区域中的哪个区域。并且,用光学显微镜(产品名“BX60”,物镜100倍,Olympus Corporation制造)测定异物的长径,并测量了观察区域250mm2中所包含的长径为2.5μm以上的异物的个数。另外,当异物中包含空隙时,测定了包括空隙在内的长径。将测定结果示于表1。在表1中,A面侧的异物的个数是指包含在PET薄膜的制造工序中未与流延鼓接触的面(A面)的一侧的区域中的异物的个数。B面侧的异物的个数是指包含在PET薄膜的制造工序中与流延鼓接触的面(B面)的一侧的区域中的异物的个数。
[表1]
Figure BDA0003809824630000981
<感光性转印材料的制作>
[实施例1]
使用狭缝状喷嘴,在临时支承体的A面上以涂布宽度成为1.0m且干燥后的层厚成为10μm的方式涂布了感光性树脂组合物。将感光性树脂组合物的涂膜在80℃下耗时40秒钟进行干燥而形成感光性树脂层,从而得到了感光性转印材料。
[实施例2~实施例3]
除了将感光性树脂层的厚度变更为表2中所记载的厚度以外,利用与实施例1相同的方法得到了感光性转印材料。
[实施例4]
使用狭缝状喷嘴,在临时支承体的A面上以涂布宽度成为1.0m且干燥后的层厚成为3μm的方式涂布了热塑性树脂组合物。将所形成的热塑性树脂组合物的涂膜在80℃下耗时40秒钟进行干燥而形成了热塑性树脂层。使用狭缝状喷嘴,在所形成的热塑性树脂层的表面上以涂布宽度成为1.0m且干燥后的层厚成为1.2μm的方式涂布了中间层组合物。将中间层组合物的涂膜在80℃下耗时40秒钟进行干燥而形成了中间层。使用狭缝状喷嘴,在所形成的中间层的表面上以涂布宽度成为1.0m且干燥后的层厚成为3μm的方式涂布了感光性树脂组合物。将感光性树脂组合物的涂膜在80℃下耗时40秒钟进行干燥而形成感光性树脂层,从而得到了感光性转印材料。
[比较例1]
除了在B面上涂布感光性树脂组合物而不是涂布于临时支承体的A面上以外,利用与实施例1相同的方法得到了感光性转印材料。
[比较例2]
除了在B面上涂布感光性树脂组合物而不是涂布于临时支承体的A面上以外,利用与实施例4相同的方法得到了感光性转印材料。
使用实施例及比较例中所得到的感光性转印材料进行了配线缺陷及解析度的评价。将评价结果示于表2。
<配线缺陷>
首先,通过利用溅射法在厚度100μm的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜上形成厚度200nm的铜层而制作出带有铜层的PET基板。
卷出卷方式的感光性转印材料之后,将感光性转印材料和带有铜层的PET基板以感光性树脂层与铜层彼此接触的方式进行贴合而得到了层叠体。贴合工序在卷温度120℃、线压1.0MPa、线速度0.5m/min的条件下进行。
从所得到的层叠体的临时支承体侧经由光掩模照射超高压汞灯(曝光主波长:365nm)而对感光性树脂层进行了曝光。
曝光中所使用的光掩模具有透射区域与遮光区域的宽度之比(Duty比)为1:1且线宽(及间隙宽度)为10μm的线与间隙图案。
从所曝光的层叠体剥离临时支承体之后,使用液温25℃的1.0质量%碳酸钠水溶液对层叠体进行了30秒钟的喷淋显影。然后,用氯化铁系蚀刻液(KANTO CHEMICAL CO.,INC.制造)将铜层蚀刻60秒钟而制作出宽度10μm的配线图案。用光学显微镜(产品名“BX60”,物镜100倍,Olympus Corporation制造)观察1000mm2的区域,并测量了配线图案中的缺陷的数量。将线宽的1/2以上发生了缺陷的部分作为缺陷。评价基准如下。3以上为实用上没有问题的水准。
5:缺陷为0个。
4:缺陷为1个或2个。
3:缺陷为3个以上且5个以下。
2:缺陷为6个以上且10个以下。
1:缺陷为11个以上。
<解析度>
首先,通过利用溅射法在厚度100μm的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜上形成厚度200nm的铜层而制作出带有铜层的PET基板。
卷出卷方式的感光性转印材料之后,将感光性转印材料和带有铜层的PET基板以感光性树脂层与铜层彼此接触的方式进行贴合而得到了层叠体。贴合工序在卷温度120℃、线压1.0MPa、线速度0.5m/min的条件下进行。
从所得到的层叠体的临时支承体侧经由光掩模照射超高压汞灯(曝光主波长:365nm)而对感光性树脂层进行了曝光。曝光中所使用的光掩模具有透射区域与遮光区域的宽度之比(Duty比)为1:1且线宽(及间隙宽度)从1μm至20μm为止每隔1μm阶段性地变化的线与间隙图案。
另外,以由通过了光掩模中线与间隙图案的线宽及间隙宽度为20μm的区域的照射光进行曝光而形成的树脂图案的线宽成为20μm的方式,调整了对于感光性树脂层的曝光量。
从所曝光的层叠体剥离临时支承体之后,使用液温25℃的1.0质量%碳酸钠水溶液对层叠体进行了30秒钟的喷淋显影。通过该显影工序,从层叠体去除未曝光的感光性树脂层,制作出在铜层的表面具有上述阶段性地变化的线与间隙图案的树脂图案。在层叠有中间层及热塑性树脂层的例子中,通过该显影工序,还去除了中间层及热塑性树脂层。
对于所形成的树脂图案,使用扫描型电子显微镜(产品名“S-4800”,HitachiHigh-Technologies Corporation制造)对各线宽观察图案形状及在间隙部中的感光性树脂层的残渣的有无。将在线部中经固化的感光性树脂层未被剥离且没有感光性树脂层的残渣的树脂图案的线宽中最小的线宽作为解析度进行了判定。评价基准如下。3以上为实用上没有问题的水准。
5:解析度为4μm以下。
4:解析度为5μm或6μm。
3:解析度为7μm或8μm。
2:解析度为9μm或10μm。
1:解析度为11μm以上。
[表2]
Figure BDA0003809824630001011
如表2所示,在实施例1~实施例4中,临时支承体的第1区域中所包含的异物的个数少于第2区域中所包含的异物的个数,因此可知配线图案中的缺陷少。
尤其,在实施例2中,感光性树脂层的厚度为5μm以下,因此若与实施例1进行比较,则解析度高。
并且,在实施例3中,感光性树脂层的厚度为3μm以下,因此若与实施例2进行比较,则解析度高。
并且,在实施例4中,在临时支承体与感光性树脂层之间配置有热塑性树脂层及中间层,因此若与实施例3进行比较,则配线图案中的缺陷更少。
另一方面,在比较例1及比较例2中,临时支承体的第1区域中所包含的异物的个数多于第2区域中所包含的异物的个数,因此可知配线图案中的缺陷多。
<感光性树脂组合物A-1~A-10的制备>
混合下述表3中所记载的成分而制备出感光性树脂组合物A-1~A-10。
〔聚合物C的合成〕
(碱溶性树脂P-1溶液)
-聚合工序-
向2000mL的烧瓶中导入了丙二醇单甲醚乙酸酯(Sanwa Chemical IndustrialCo.,Ltd.制造,商品名PGM-Ac)(60g)、丙二醇单甲醚(Sanwa Chemical Industrial Co.,Ltd.制造,商品名PGM)(240g)。将所得到的液体一边以搅拌速度250rpm(round per minute(每分钟转速);以下相同。)进行搅拌一边升温至90℃。
作为滴加液(1)的制备,通过混合甲基丙烯酸(MITSUBISHI RAYON CO.,LTD.制造,商品名ACRY ESTER M)107.1g、甲基丙烯酸甲酯(Mitsubishi Gas Chemical Company,Inc.制造,商品名MMA)(5.46g)及甲基丙烯酸环己酯(Mitsubishi Gas Chemical Company,Inc.制造,商品名CHMA)(231.42g)并使用PGM-Ac(60g)进行稀释而得到了滴加液(1)。
作为滴加液(2)的制备,通过用PGM-Ac(136.56g)溶解2,2’-偶氮二(2-甲基丙酸)二甲酯(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制造,商品名V-601)(9.637g)而得到了滴加液(2)。
将滴加液(1)和滴加液(2)耗时3小时同时滴加到上述2000mL的烧瓶(详细而言为放入有升温至90℃的液体的2000mL的烧瓶)中。
接着,用PGM-Ac(12g)清洗滴加液(1)的容器,并将清洗液滴加到上述2000mL的烧瓶中。接着,用PGM-Ac(6g)清洗滴加液(2)的容器,并将清洗液滴加到上述2000mL的烧瓶中。在这些的滴加过程中,将上述2000mL的烧瓶内的反应液保持在90℃,并以搅拌速度250rpm进行了搅拌。另外,作为后反应,在90℃下搅拌了1小时。
作为引发剂的第1次追加添加,向后反应后的反应液中添加了V-601(2.401g)。另外,用PGM-Ac(6g)清洗V-601的容器,并将清洗液导入到反应液中。然后,在90℃下搅拌了1小时。
接着,作为引发剂的第2次追加添加,将V-601(2.401g)添加到反应液中。另外,用PGM-Ac(6g)清洗V-601的容器,并将清洗液导入到反应液中。然后,在90℃下搅拌了1小时。
接着,作为引发剂的第3次追加添加,将V-601(2.401g)添加到反应液中。另外,用PGM-Ac(6g)清洗V-601的容器,并将清洗液导入到反应液中。然后,在90℃下搅拌了3小时。
-加成工序-
在90℃下搅拌3小时之后,将PGM-Ac(178.66g)导入到反应液中。接着,将溴化四乙铵(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制造)(1.8g)和氢醌单甲醚(FUJIFILMWako Pure Chemical Corporation制造)(0.8g)添加到反应液中。另外,用PGM-Ac(6g)清洗各个容器,并将清洗液导入到反应液中。然后,将反应液的温度升温至100℃。
接着,将甲基丙烯酸缩水甘油酯(NOF CORPORATION制造,商品名BLEMMER G)(76.03g)耗时1小时滴加到反应液中。用PGM-Ac(6g)清洗BLEMMER G的容器,并将清洗液导入到反应液中。然后,作为加成反应,在100℃下搅拌了6小时。
接着,冷却反应液,使用去除灰尘用筛网过滤器(100目)进行过滤而得到了碱溶性树脂P-1的溶液(1158g)(固体成分浓度36.3质量%)。所得到的碱溶性树脂P-1的重均分子量为27000,数均分子量为15000,酸值为95mgKOH/g。
以下示出碱溶性树脂P-1的结构式。式中的重复单元的摩尔比从左侧的重复单元依次为51.5:2:26.5:20。
[化学式29]
Figure BDA0003809824630001031
(碱溶性树脂P-2溶液)
将丙二醇单甲醚82.4g装入到烧瓶中,并在氮气流下加热至90℃。向该溶液中耗时3小时同时滴加了将苯乙烯38.4g、甲基丙烯酸二环戊酯30.1g、甲基丙烯酸34.0g溶解于丙二醇单甲醚20g而成的溶液及将聚合引发剂V-601(FUJIFILM Wako Pure ChemicalCorporation制造)5.4g溶解于丙二醇单甲醚乙酸酯43.6g而成的溶液。滴加结束后,每隔1小时添加了3次0.75g的V-601。然后,使其进一步反应了3小时。然后,用丙二醇单甲醚乙酸酯58.4g、丙二醇单甲醚11.7g进行了稀释。在空气气流下,将反应液升温至100℃,并添加了溴化四乙铵0.53g、对甲氧基苯酚0.26g。向其中耗时20分钟滴加了甲基丙烯酸缩水甘油酯(NOF CORPORATION制造的BLEMMER GH)25.5g。使其在100℃下反应7小时而得到了碱溶性树脂P-2的溶液。所得到的溶液的固体成分浓度为36.5质量%。碱溶性树脂P-2的重均分子量为17000,数均分子量为6200,分散度为2.4,聚合物的酸值为94.5mgKOH/g。使用气相色谱而测定的残留单体的量在任一单体中相对于聚合物固体成分均小于0.1质量%。
以下示出碱溶性树脂P-2的结构式。式中的重复单元的摩尔比从左侧的重复单元依次为41.0:15.2:23.9:19.9。
[化学式30]
Figure BDA0003809824630001041
(碱溶性树脂P-3溶液)
将丙二醇单甲醚113.5g装入到烧瓶中,并在氮气流下加热至90℃。向该溶液中耗时3小时同时滴加了将苯乙烯172g、甲基丙烯酸甲酯4.7g、甲基丙烯酸112.1g溶解于丙二醇单甲醚30g而成的溶液及将聚合引发剂V-601(FUJIFILM Wako Pure ChemicalCorporation制造)27.6g溶解于丙二醇单甲醚57.7g而成的溶液。滴加结束后,每隔1小时添加了3次2.5g的V-601。然后,使其进一步反应了3小时。然后,用丙二醇单甲醚乙酸酯160.7g、丙二醇单甲醚233.3g进行了稀释。在空气气流下,将反应液升温至100℃,并添加了溴化四乙铵1.8g、对甲氧基苯酚0.86g。向其中耗时20分钟滴加了甲基丙烯酸缩水甘油酯(NOF CORPORATION制造的BLEMMER G)71.9g。使其在100℃下反应7小时而得到了碱溶性树脂P-3的溶液。所得到的溶液的固体成分浓度为36.2质量%。碱溶性树脂P-3的重均分子量为18000,数均分子量为7800,分散度为2.3,聚合物的酸值为124mgKOH/g。使用气相色谱而测定的残留单体的量在任一单体中相对于聚合物固体成分均小于0.1质量%。
以下示出碱溶性树脂P-3的结构式。式中的重复单元的摩尔比从左侧的重复单元依次为55.1:26.5:1.6:16.8。
[化学式31]
Figure BDA0003809824630001051
(碱溶性树脂P-4溶液)
在碱溶性树脂P-3的合成中,通过变更单体的种类和量而制备出碱溶性树脂P-4的固体成分36.2质量%溶液(溶剂:丙二醇单甲醚乙酸酯)。所得到的碱溶性树脂P-4的重均分子量为18000,数均分子量为7800,分散度为2.3,酸值为114mgKOH/g。
以下示出碱溶性树脂P-4的结构式。式中的重复单元的摩尔比从左侧的重复单元依次为55.1:24.6:1.6:17.0:1.7。
[化学式32]
Figure BDA0003809824630001052
[表3]
Figure BDA0003809824630001061
在表3中,化合物B及化合物C具有以下结构。
(化合物B)
[化学式33]
Figure BDA0003809824630001071
(化合物C)
[化学式34]
Figure BDA0003809824630001072
<折射率调整层形成用组合物B-1~B-4的制备>
混合下述表4中所记载的成分而制备出折射率调整层形成用组合物B-1~B-4。
[表4]
Figure BDA0003809824630001073
<感光性转印材料的制作>
[实施例5~实施例10]
使用狭缝状喷嘴,在临时支承体的A面上以涂布宽度成为1.0m且干燥后的层厚成为表5中所记载的值的方式涂布了感光性树脂组合物。将感光性树脂组合物的涂膜在80℃下耗时40秒钟进行干燥而形成了感光性树脂层。另外,使用狭缝状喷嘴,在感光性树脂组合物上以涂布宽度成为1.0m且干燥后的层厚成为表5中所记载的值的方式涂布了折射率调整层形成用组合物。将折射率调整层形成用组合物的涂膜在80℃下耗时40秒钟进行干燥而形成感光性树脂层,从而得到了感光性转印材料。
[比较例3~比较例18]
除了在B面上涂布感光性树脂组合物而不是涂布于临时支承体的A面上以外,利用与实施例5~实施例20相同的方法得到了感光性转印材料。
[表5]
Figure BDA0003809824630001081
使用所得到的感光性转印材料进行了针孔缺陷的评价。将评价结果示于表6。
<针孔缺陷>
首先,通过利用溅射法在厚度100μm的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜上形成厚度100nm的ITO(氧化铟锡)层而制作出带有ITO层的PET基板。
卷出卷方式的感光性转印材料之后,将感光性转印材料和带有ITO层的PET基板以感光性树脂层与ITO层彼此接触的方式进行贴合而得到了层叠体。贴合工序在卷温度120℃、线压1.0MPa、线速度0.5m/min的条件下进行。
从所得到的层叠体的临时支承体侧经由光掩模照射超高压汞灯(曝光主波长:365nm)而对感光性树脂层进行了全面曝光。
另外,以由通过了线与间隙图案的线宽及间隙宽度为20μm的区域的照射光进行曝光而形成的树脂图案的线宽成为20μm的方式,调整了对于感光性树脂层的曝光量。
从所曝光的层叠体剥离临时支承体之后,使用液温25℃的1.0质量%碳酸钠水溶液对层叠体进行了30秒钟的喷淋显影。
得到了全面实心阻剂图案(beta resist pattern)。用光学显微镜(产品名“BX60”,物镜100倍,Olympus Corporation制造)观察1000mm2的区域,并测量了阻剂图案中的针孔的数量。将直径4μm以上的针孔作为针孔缺陷。评价基准如下。3以上为实用上没有问题的水准。
4:缺陷为2个以下。
3:缺陷为3个以上且5个以下。
2:缺陷为6个以上且10个以下。
1:缺陷为11个以上。
[表6]
针孔缺陷
实施例5 4
实施例6 4
实施例7 4
实施例8 4
实施例9 4
实施例10 4
实施例11 4
实施例12 4
实施例13 4
实施例14 4
实施例15 4
实施例16 4
实施例17 4
实施例18 4
实施例19 4
实施例20 4
比较例3 2
比较例4 2
比较例5 2
比较例6 2
比较例7 2
比较例8 2
比较例9 2
比较例10 2
比较例11 2
比较例12 2
比较例13 2
比较例14 2
比较例15 2
比较例16 2
比较例17 2
比较例18 2
本发明的感光性转印材料能够优选地用于需要基于光微影的精密微细加工的各种用途。将感光性树脂层进行图案化之后,可以将感光性树脂层作为被膜进行蚀刻,也可以进行以电镀为主体的电铸。并且,通过图案化而得到的固化膜可以用作永久膜。固化膜例如可以用作层间绝缘膜、配线保护膜或具有折射率匹配层的配线保护膜。并且,本发明的感光性转印材料能够优选地用作用于形成半导体封装、印刷基板、传感器基板等的各种配线的材料、以及用于形成如触摸面板、电磁波屏蔽材料、薄膜加热器之类的导电性薄膜、液晶密封材料、微机械及微电子领域中的结构物的材料。
另外,2020年3月25日申请的日本专利申请2020-054969号、2020年10月12日申请的日本专利申请2020-171961号及2020年12月15日申请的日本专利申请2020-207766号的全部发明内容通过参考而被援用于本说明书中。并且,本说明书中所记载的所有文献、专利申请及技术标准,与具体且各自地记载通过参考而援用于各个文献、专利申请及技术标准的情况相同程度地,通过参考而被援用于本说明书中。

Claims (10)

1.一种感光性转印材料,其具备临时支承体;及配置于所述临时支承体上的感光性树脂层,
在所述临时支承体中,将比厚度方向的中心更靠所述感光性树脂层侧的区域设为第1区域,且将比厚度方向的中心更靠与所述感光性树脂层相反的一侧的区域设为第2区域时,所述第1区域中所包含的异物的个数少于所述第2区域中所包含的异物的个数。
2.根据权利要求1所述的感光性转印材料,其中,
所述异物的个数为长径2.5μm以上的异物的个数。
3.根据权利要求1或2所述的感光性转印材料,其中,
在所述临时支承体的从所述第1区域的表面至厚度方向1μm为止的区域中,直径0.1μm以上的添加粒子的个数为10000个/mm2以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的感光性转印材料,其中,
在所述临时支承体的从所述第2区域的表面至厚度方向1μm为止的区域中,直径0.1μm~10μm的添加粒子的个数为10000个/mm2以下。
5.根据权利要求3或4所述的感光性转印材料,其中,
所述添加粒子为无机氧化物的粒子。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的感光性转印材料,其中,
所述感光性树脂层的厚度为10μm以下。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的感光性转印材料,其在所述临时支承体与所述感光性树脂层之间还具备分离层。
8.一种树脂图案的制造方法,其包括:
使权利要求1至7中任一项所述的感光性转印材料中的所述感光性树脂层的未与所述临时支承体对置的一侧的面与基板贴合的工序;
对所述贴合的工序后的感光性转印材料中的所述感光性树脂层进行图案曝光的工序;及
对所述图案曝光的工序后的感光性树脂层进行显影而形成树脂图案的工序。
9.一种电路配线的制造方法,其包括:
使权利要求1至7中任一项所述的感光性转印材料中的所述感光性树脂层的未与所述临时支承体对置的一侧的面与基板贴合的工序;
对所述贴合的工序后的感光性转印材料中的所述感光性树脂层进行图案曝光的工序;
对所述图案曝光的工序后的感光性树脂层进行显影而形成树脂图案的工序;及
对未配置有所述树脂图案的区域中的基板进行蚀刻处理的工序。
10.一种触摸面板的制造方法,其包括:
使权利要求1至7中任一项所述的感光性转印材料中的所述感光性树脂层的未与所述临时支承体对置的一侧的面与基板贴合的工序;
对所述贴合的工序后的感光性转印材料中的所述感光性树脂层进行图案曝光的工序;
对所述图案曝光的工序后的感光性树脂层进行显影而形成树脂图案的工序;及
对未配置有所述树脂图案的区域中的基板进行蚀刻处理的工序。
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