CN116034029A - 感光性转印材料、树脂图案的制造方法、导电图案的制造方法及触摸传感器 - Google Patents

感光性转印材料、树脂图案的制造方法、导电图案的制造方法及触摸传感器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种感光性转印材料及其应用,所述感光性转印材料依次包含临时支承体及感光性树脂层,在将上述感光性树脂层的极限分辨率定义为Xμm,将粒子的基准直径定义为由式(1):Y=0.75×X表示的Yμm的情况下,上述临时支承体中的具有Yμm以上的直径的粒子的个数为15个/cm2以下。

Description

感光性转印材料、树脂图案的制造方法、导电图案的制造方法及触摸传感器
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、导电图案的制造方法及触摸传感器
背景技术
在静电电容型输入装置之类的具备触摸面板的显示装置(例如,有机电致发光(EL)显示装置及液晶显示装置)中,触摸面板包含导电图案。导电图案例如用作视觉辨认部的传感器、边缘配线或引出配线。在导电图案及树脂图案之类的图案的制造方法中,例如广泛采用了包括如下工序的方法:使用感光性转印材料在基板上设置感光性树脂层及临时支承体的工序;介由临时支承体对感光性树脂层进行图案曝光的工序;及对经曝光的感光性树脂层进行显影的工序。
为了避免因临时支承体中所包含的杂质而引起的分辨率的下降,在日本特开2019-101405号公报中公开有限制了直径2μm以上的微粒的数量的感光性树脂层叠体辊。
发明内容
发明要解决的技术课题
随着导电图案的高清化、换言之所要求的分辨率的提高,因临时支承体中所包含的杂质(例如,粗大的粒子)而引起的导电图案的故障(尤其,气孔)明显化。临时支承体中所包含的杂质阻碍感光性树脂层的曝光并且引起树脂图案的故障(例如,气孔)。例如,在用于形成导电图案的蚀刻中,若将包含气孔的树脂图案用作保护膜,则在导电图案中产生气孔。因此,要求减少在树脂图案中产生的气孔。
本发明的一实施方式的目的在于提供一种形成抑制气孔的产生的树脂图案的感光性转印材料。
本发明的另一实施方式的目的在于提供一种抑制气孔的产生的树脂图案的制造方法。
本发明的另一实施方式的目的在于提供一种抑制气孔的产生的导电图案的制造方法。
本发明的另一实施方式的目的在于提供一种包含抑制气孔的产生的导电图案的触摸传感器。
用于解决技术课题的手段
本发明包含以下方式。
<1>一种感光性转印材料,其依次包含临时支承体及感光性树脂层,将上述感光性树脂层的极限分辨率定义为Xμm,在将粒子的基准直径定义为由式(1):Y=0.75×X表示的Yμm的情况下,上述临时支承体中的具有Yμm以上的直径的粒子的个数为15个/cm2以下。
<2>根据<1>所述的感光性转印材料,其中,
上述临时支承体中的具有10.5μm以上的直径的粒子的个数为1.0个/cm2以下。
<3>根据<1>或<2>所述的感光性转印材料,其中,
上述临时支承体的厚度为16μm以下。
<4>根据<1>至<3>中任一项所述的感光性转印材料,其中,
上述感光性树脂层的厚度为5μm以下。
<5>一种感光性转印材料,其依次包含临时支承体及感光性树脂层,
上述临时支承体为由2层以上构成的聚酯膜,且至少一个表层不含有填料。
<6>根据<5>所述的感光性转印材料,其中,
上述临时支承体的感光性树脂层侧的表层不含有填料。
<7>根据<5>或<6>所述的感光性转印材料,其中,
在将上述感光性树脂层的极限分辨率定义为Xμm,将粒子的基准直径定义为由式(1):Y=0.75×X表示的Yμm的情况下,上述临时支承体中的具有Yμm以上的直径的粒子的个数为15个/cm2以下。
<8>根据<5>至<7>中任一项所述的感光性转印材料,其中,
上述临时支承体的与感光性树脂层相反的一侧的表面的算术平均粗糙度Ra为1nm~50nm。
<9>根据<5>至<8>中任一项所述的感光性转印材料,其中,
上述表层具有相分离结构。
<10>根据<5>至<9>中任一项所述的感光性转印材料,其中,
上述表层含有具有脂环结构的聚酯树脂。
<11>根据<10>所述的感光性转印材料,其中,
上述脂环结构为环己烷环。
<12>根据<10>或<11>所述的感光性转印材料,其中,
上述表层含有将间苯二甲酸作为共聚成分的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯。
<13>一种树脂图案的制造方法,所述方法使用<1>至<12>中任一项所述的感光性转印材料,所述树脂图案的制造方法包括:
准备基板的工序;
将上述感光性转印材料与上述基板接触,在上述基板上依次配置感光性树脂层及临时支承体的工序;
对上述感光性树脂层进行图案曝光的工序;及
对经曝光的上述感光性树脂层进行显影来形成树脂图案的工序。
<14>根据<13>所述的树脂图案的制造方法,其中,
上述树脂图案的线宽为10μm以下。
<15>一种导电图案的制造方法,所述方法使用<1>至<12>中任一项所述的感光性转印材料,所述导电图案的制造方法包括:
准备包含导电层的基板的工序;
将上述感光性转印材料与上述基板接触,在上述基板上依次配置感光性树脂层及临时支承体的工序;
对上述感光性树脂层进行图案曝光的工序;
对经曝光的上述感光性树脂层进行显影来形成树脂图案的工序;及
对未被上述树脂图案覆盖的上述导电层进行蚀刻处理来形成导电图案的工序。
<16>一种触摸传感器,其包含通过<15>所述的导电图案的制造方法而获得的导电图案。
发明效果
根据本发明的一实施方式,提供一种形成抑制气孔的产生的树脂图案的感光性转印材料。
根据本发明的另一实施方式,提供一种抑制气孔的产生的树脂图案的制造方法。
根据本发明的另一实施方式,提供一种抑制气孔的产生的导电图案的制造方法。
根据本发明的另一实施方式,提供一种包含抑制气孔的产生的导电图案的触摸传感器。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的感光性转印材料的层结构的概略侧视图。
图2是表示本发明所涉及的感光性转印材料的其他层结构的概略侧视图。
图3是表示本发明所涉及的感光性转印材料的其他层结构的概略侧视图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行详细说明。本发明并不受以下实施方式的任何限制。以下实施方式可以在本发明的目的的范围内适当进行变更。
在参考附图对本发明的实施方式进行说明的情况下,有时省略在附图中重复的构成要件及符号的说明。在附图中使用相同符号表示的构成要件是指相同的构成要件。附图中的尺寸的比率并不一定表示实际尺寸的比率。
在本发明中,使用“~”表示的数值范围表示将记载于“~”前后的数值分别作为下限值及上限值而包含的范围。在本发明中阶段性地记载的数值范围内,任意数值范围内所记载的上限值或下限值可以代替为其他阶段性地记载的数值范围的上限值或下限值。并且,在本发明中所记载的数值范围内,任意数值范围内所记载的上限值或下限值可以代替为实施例中所示的值。
在本发明中,“工序”的术语不仅包括独立的工序,即使在无法与其他工序明确地区分的情况下,只要可实现工序的预期目的,则也包含于本术语中。
在本发明中,“质量%”和“重量%”的含义相同,“质量份”和“重量份”的含义相同。
在本发明中,在组合物中存在与某种成分对应的多个物质的情况下,只要没有特别指定,组合物中的上述成分的量是指存在于组合物中的多个上述物质的合计量。
在本发明中,2个以上的优选方式的组合为更优选方式。
在本发明中,序数词(例如,“第1”及“第2”)是为了区分多个构成要件而使用的术语,并不限制构成要件的数量及构成要件的优劣。
在本发明中,未记载取代及未取代的基团(原子团)包含具有取代基的基团及不具有取代基的基团。例如“烷基”的标记包含具有取代基的烷基(经取代的烷基)及不具有取代基的烷基(未经取代的烷基)。
在本发明中,化学结构式有时以省略了氢原子的简略结构式来表示。
在本发明中,“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸或甲基丙烯酸。
在本发明中,“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
在本发明中,“(甲基)丙烯酰基”是指丙烯酰基或甲基丙烯酰基。
在本发明中,只要没有特别指定,“曝光”不仅包括使用光的曝光,还包括使用电子束及离子束之类的粒子束的描绘。作为曝光中使用的光,例如可举出汞灯的明线光谱、以准分子激光为代表的远紫外线及极紫外线(EUV(Extreme ultraviolet lithography)光)以及X射线等活性光线(活性能量射线)。
在本发明中,只要没有特别指定,则重均分子量(Mw)及数均分子量(Mn)为利用使用了TSKgel GMHxL(Tosoh Corporation)、TSKgel G4000HxL(Tosoh Corporation)及TSKgel G2000HxL(Tosoh Corporation)的柱的凝胶渗透色谱(GPC:Gel PermeationChromatography)分析装置,并通过差示折射计检测四氢呋喃(THF)中的化合物并且使用聚苯乙烯作为标准物质而换算的分子量。
在本发明中,只要没有特别指定,则折射率为在波长550nm下使用椭圆偏振仪测定的值。
在本发明中,“固体成分”是指从对象物的总成分去除溶剂的成分。
<感光性转印材料>
本发明的第一实施方式所涉及的感光性转印材料,其依次包含临时支承体及感光性树脂层,将上述感光性树脂层的极限分辨率定义为Xμm,将粒子的基准直径定义为由式(1):Y=0.75×X表示的Yμm的情况下,上述临时支承体中的具有Yμm以上的直径的粒子的个数为15个/cm2以下。
根据上述的第一实施方式,提供一种形成抑制气孔的产生的树脂图案的感光性转印材料。
以下对上述的效果所表达的估计理由进行说明。如上述,临时支承体中所包含的粗大的粒子阻碍感光性树脂层的曝光并且在树脂图案中产生气孔。例如在日本特开2019-101405号公报中所公开的技术中,通过限制直径2μm以上的微粒的数量,避免因临时支承体中所包含的杂质而引起的分辨率的下降。然而,引起曝光障碍的粒子的大小根据所要求的分辨率而变动。随着所要求的分辨率变小,在以往的技术中允许的微小的粒子也可阻碍感光性树脂层的曝光。因此,本发明的发明人对相对于感光性树脂层的分辨率的临时支承体中所包含的粒子的大小及个数的关系进行了关注。根据与感光性树脂层的分辨率与引起曝光障碍的粒子的大小的关系相关的验证,本发明的发明人已知相对于感光性树脂层的极限分辨率(X)具有直径为Y(Y=0.75×X)μm以上的粒子导致曝光障碍的产生率的增大。本发明的第一实施方式所涉及的感光性转印材料中,根据从感光性树脂层的极限分辨率(X)导出的粒子的基准直径(Y),将临时支承体中的具有Yμm以上的直径的粒子的个数调节为15个/cm2以下,由此能够减少曝光障碍的产生率。因此,根据本发明的第一实施方式所涉及的感光性转印材料,提供一种形成抑制气孔的产生的树脂图案的感光性转印材料。
本发明的第二实施方式所涉及的感光性转印材料依次包含临时支承体及感光性树脂层,上述临时支承体为由2层以上构成的聚酯膜,且至少一个表层(即,作为第1面侧的最外层配置的层及作为第2面侧的最外层配置的层中的至少一个)不含有填料。
即使为上述的第二实施方式,也可提供一种形成抑制气孔的产生的树脂图案的感光性转印材料。
另外,在本发明中,在没有特别指定而简称为“本发明所涉及的感光性转印材料”或“感光性转印材料”的情况下,视为对上述第一实施方式及上述第二实施方式这两个进行叙述。
《临时支承体》
本发明所涉及的感光性转印材料包含临时支承体。在感光性转印材料中,临时支承体至少支承感光性树脂层。在感光性转印材料中,临时支承体为能够从相邻的层(例如,感光性树脂层)剥离的部件。以下,在感光性转印材料中,将朝向感光性树脂层的临时支承体的主表面称为第2面,将与临时支承体的第2面相反的一侧的主表面称为第1面。
<本发明的第一实施方式所涉及的感光性转印材料中的临时支承体>
以下,对本发明的第一实施方式所涉及的感光性转印材料中的临时支承体(以下,也称为临时支承体(1))进行说明。
在本发明的第一实施方式所涉及的感光性转印材料中,将上述感光性树脂层的极限分辨率定义为Xμm,将粒子的基准直径定义为由式(1):Y=0.75×X表示的Yμm的情况下,临时支承体中的具有Yμm以上的直径的粒子的个数(以下,有时称为“特定粒子(A)的个数”。)为15个/cm2以下。临时支承体(1)中的特定粒子(A)的个数为15个/cm2以下,由此减少曝光障碍的产生率并且抑制气孔的产生。从减少气孔的观点考虑,特定粒子(A)的个数优选为14个/cm2以下,更优选为12个/cm2以下,尤其优选为9个/cm2以下。此外,特定粒子(A)的个数优选为7个/cm2以下,更优选为6个/cm2以下,尤其优选为5个/cm2以下。特定粒子(A)的个数的下限并无限制。特定粒子(A)的个数例如可以在0个/cm2以上的范围内确定。特定粒子(A)的个数可以为0个/cm2或超过0个/cm2。作为减少特定粒子(A)的个数的方法,例如可举出减少临时支承体(1)中所添加的粒子的量及抑制临时支承体(1)的制造时的添加剂的析出或晶体化。并且,从减少杂质(本发明中,包含受限制的粒子。)的观点考虑,优选使用纯度高的原料来制造临时支承体(1)或减少附着于制造临时支承体(1)时使用的装置的粒子之类的杂质。并且,从减少每单位面积的杂质数(本发明中,包含受限制的粒子。)的观点考虑,优选减薄临时支承体(1)的厚度。例如,在利用挤出成型法的临时支承体(1)的制造方法中,能够通过用于过滤熔融体的过滤器的过滤器的孔径及熔融体的过滤次数的调整,调整临时支承体(1)中所包含的特定粒子(A)的个数。
以下,对感光性树脂层的极限分辨率(X)进行说明。在本发明中,感光性树脂层的极限分辨率定义为Xμm。关于Xμm所使用的术语“μm”为表示长度的单位即微米。感光性树脂层的极限分辨率(X)优选为15μm以下,更优选为10μm以下,尤其优选为7μm以下。感光性树脂层的极限分辨率(X)的下限并无限制。感光性树脂层的极限分辨率(X)的下限例如可以为0.5μm、1μm或2μm。感光性树脂层的极限分辨率(X)根据例如感光性树脂层的组成、感光性树脂层的厚度及曝光时的掩模与基材的距离进行调整。感光性树脂层的极限分辨率(X)通过以下方法来确定。(1)将感光性转印材料与厚度为100μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜接触,在PET膜上依次配置感光性树脂层及临时支承体。即,通过PET膜与感光性转印材料的贴合,获得至少依次包含PET膜、感光性树脂层及临时支承体的层叠体。在层叠体中,配置于PET膜上的层的结构根据感光性转印材料的层结构而变化。(2)使用高压釜装置,在0.6MPa及60℃的条件下,对获得的层叠体进行加压消泡30分钟。(3)使用超高压汞灯,不剥离临时支承体而介由线与空间图案掩模(Duty比为1∶1,线宽从1μm至20μm每隔1μm阶段性变化。)来曝光感光性树脂层。(4)在剥离临时支承体之后进行显影。关于显影,使用25℃的1.0质量%碳酸钠水溶液并且通过喷淋显影进行30秒钟。通过对感光性树脂层进行显影,形成树脂图案。每次调节曝光量(单位:mJ/cm2)的同时实施上述的一连串的步骤(1)~(4)直至获得具有与掩模的图案对应的最小线宽的树脂图案(以下,在本段中称为“基准图案”。)。根据需要,可以使用具有小于1μm的线宽的掩模。采用基准图案的最小线宽作为感光性树脂层的极限分辨率(X)。
以下,对粒子的基准直径(Y)进行说明。在本发明中,粒子的基准直径定义为由式(1):Y=0.75×X表示的Yμm。关于式(1)所使用的术语“X”为感光性树脂层的极限分辨率(X)。X的单位为微米。关于Yμm所使用的术语“μm”为表示长度的单位即微米。
在本发明中,特定粒子(A)的个数通过以下方法进行测定。使用光学显微镜用目视观察临时支承体的表面中的任意10处的区域(各区域的大小:10mmm×10mm、合计面积:1000mm2)。测定各区域中所包含的具有Yμm以上的直径的粒子的个数。“直径”为俯视下连接粒子的轮廓线上的2个点的直线的最大值。根据在10处的区域测定的粒子的个数的合计值,计算测定区域的每1cm2的粒子的个数(个/cm2)。采用所获得的值作为特定粒子(A)的个数。
从减少气孔的观点考虑,临时支承体(1)中的具有10.5μm以上的直径的粒子的个数(以下,有时称为“特定粒子(B)的个数”。)优选为1.0个/cm2以下,更优选为0.5个/cm2以下,尤其优选为0.2个/cm2以下。特定粒子(B)的个数的下限并无限制。特定粒子(B)的个数例如可以在0个/cm2以上的范围内确定。特定粒子(B)的个数可以为0个/cm2或超过0个/cm2。特定粒子(B)的个数通过根据特定粒子(A)的个数的测定方法的方法进行测定。特定粒子(B)的个数通过根据特定粒子(A)的个数的调整方法的方法而调整。
临时支承体(1)中的粒子(包含特定粒子(A)及特定粒子CB)。以下,在本段中相同。)可以为制作临时支承体(1)时添加的粒子状化合物。临时支承体(1)中的粒子可以为通过制作临时支承体时添加的添加剂的缩聚、延伸或者冷却工序中的析出或晶体化生成的粒子。
作为粒子状化合物,例如可举出无机粒子及有机粒子。作为无机粒子,例如可举出包含无机氧化物的粒子。作为无机氧化物,例如可举出氧化硅(silica)、氧化钛(titania)、氧化锆(zirconia)、氧化镁(magnesia)及氧化铝(alumina)。作为有机粒子,例如可举出包含聚合物的粒子。作为聚合物,例如可举出丙烯酸树脂、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚烯烃及聚苯乙烯。
作为制作临时支承体(1)时添加的添加剂的例,可举出用于缩聚的反应催化剂、着色抑制剂及制膜性赋予剂。
作为用于缩聚的反应催化剂,例如可举出碱金属化合物、碱土类金属化合物、锌化合物、铅化合物、锰化合物、钴化合物、铝化合物、锑化合物、钛化合物及磷化合物。另外,通常在完成聚酯的制造方法以前的任意分级中,作为聚合催化剂优选使用锑化合物、锗化合物或钛化合物。
作为着色抑制剂,例如可举出磷酸酯类化合物。作为磷酸酯类化合物,例如可举出不具有芳香环作为取代基的5价的磷酸酯。作为不具有芳香环作为取代基的5价的磷酸酯,例如可举出具有碳原子数为2以下的低级烷基作为取代基的磷酸酯〔(RO)3-P=O、R=碳原子数为1或2的烷基〕。作为由“(RO)3-P=O”表示的化合物,例如可举出磷酸三甲酯及磷酸三乙酯。
作为制膜性赋予剂,例如可举出碱金属及碱土类金属化合物。另外,在临时支承体的制造或用作临时支承体的原材料的聚酯的制造中,尤其优选使用镁化合物。通过在聚酯中包含镁化合物,提高聚酯的静电施加性。在该情况下,容易进行着色,但是通过与着色抑制剂并用,可抑制着色,获得优异的色调及耐热性。作为镁化合物,例如可举出镁盐。作为镁盐,例如可举出氧化镁、氢氧化镁、醇镁、乙酸镁及碳酸镁。其中,从在乙二醇中的溶解性的观点考虑,最优选使用乙酸镁。
粒子的形状并无限制。作为俯视下的粒子的形状,例如可举出圆形、椭圆形、多边形及不规则的形状。
粒子可以为透明粒子、半透明粒子或黑色等着色物中的任一种。
临时支承体(1)优选具有透光性。在本发明中,“具有透光性”是指在图案曝光中使用的波长下的透射率为50%以上。从提高感光性树脂层的曝光灵敏度的观点考虑,在图案曝光中使用的波长(更优选波长365nm)下的临时支承体(1)的透射率优选为60%以上,更优选为70%以上。透射率为通过对象物的光(射出光)的强度与向对象物的主表面垂直入射的光(入射光)的强度之比率。透射率使用公知的分光器(例如,“MCPD Series”、OTSUKAELECTRON ICS Co.,LTD)进行测定。
临时支承体(1)的厚度并无限制。从作为支承体的强度、与基板的贴合所需的柔性及曝光中所要求的透光性的观点考虑,临时支承体(1)的厚度可以根据材质确定。从操作容易性及通用性的观点考虑,临时支承体(1)的厚度优选为100μm以下,更优选为50μm以下,进一步优选为20μm以下,尤其优选为16μm以下。从操作容易性及通用性的观点考虑,临时支承体(1)的厚度优选为5μm以上,更优选为10μm以上。此外,随着临时支承体(1)的厚度变薄,临时支承体的体积减小,由此每单位面积的临时支承体中所包含的粒子的绝对量减小。
临时支承体的厚度通过以下方法进行测定。使用扫描型电子显微镜(SEM)或透射型电子显微镜(TEM),观察沿着临时支承体的厚度方向(与临时支承体的主表面垂直的方向)的截面。根据观察像在10处测定临时支承体的厚度,将测定值进行算术平均。采用所获得的值作为临时支承体的厚度。
临时支承体(1)的层结构并无限制。临时支承体(1)可以为具有单层结构的临时支承体或具有多层结构的临时支承体。以下,对临时支承体(1)的层结构进行说明。但是,临时支承体(1)的层结构并不限于以下所示的层结构。
作为具有单层结构的临时支承体(1),例如可举出玻璃基板、树脂膜及纸。从强度、柔性及透光性的观点考虑,优选树脂膜。作为树脂膜,例如可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、三乙酸纤维素膜、聚苯乙烯膜及聚碳酸酯膜。上述中,优选PET膜,更优选双轴拉伸PET膜。作为树脂膜的制造方法,例如可举出挤出成型法。
作为具有多层结构的临时支承体(1),例如可举出包含基材及含粒子层的临时支承体。具有多层结构的临时支承体(1)可以包含除上述的含粒子层以外的层(例如,粘接层)。
从输送性的观点考虑,临时支承体(1)优选在从临时支承体朝向感光性树脂层的层叠方向上依次包含作为临时支承体的最外层配置的含粒子层(以下,有时称为“含第1粒子层”。)及基材。换言之,临时支承体(1)优选依次包含基材及作为临时支承体的第1面侧的最外层配置的含粒子层(含第1粒子层)。含第1粒子层的表面包含临时支承体(1)的第1面。
从确保临时支承体制造时的输送性的观点考虑,临时支承体(1)可以在从临时支承体朝向感光性树脂层的层叠方向上依次包含基材及作为临时支承体的最外层配置的含粒子层(以下,有时称为“含第2粒子层”。)。换言之,临时支承体(1)可以依次包含基材及作为临时支承体的第2面侧的最外层配置的含粒子层(含第2粒子层)。含第2粒子层的表面包含临时支承体(1)的第2面。
临时支承体(1)可以包含多个含粒子层。例如,临时支承体(1)可以在从临时支承体朝向感光性树脂层的层叠方向上依次包含含第1粒子层、基材及含第2粒子层。
作为基材,例如可举出玻璃基板、树脂膜及纸。基材优选为树脂膜,更优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜,尤其优选为双轴拉伸PET膜。作为树脂膜,例如可举出已叙述的树脂膜。作为树脂膜的制造方法,例如可举出挤出成型法。
作为含粒子层中的粒子,例如可举出无机粒子及有机粒子。作为无机粒子,例如可举出包含无机氧化物的粒子。作为无机氧化物,例如可举出氧化硅(silica)、氧化钛(titania)、氧化锆(zirconia)、氧化镁(magnesia)及氧化铝(alumina)。作为有机粒子,例如可举出包含聚合物的粒子。作为聚合物,例如可举出丙烯酸树脂、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚烯烃及聚苯乙烯。从粒子的耐摩擦性的观点考虑,粒子优选为无机粒子,更优选为含有无机氧化物的粒子,进一步优选为含有选自氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化镁及氧化铝中的至少1种的粒子,尤其优选为含有氧化硅的粒子。
从减少气孔的观点考虑,含粒子层中的粒子的平均粒径优选为2μm以下,更优选为1μm以下。并且,从透明性(雾度)的观点考虑,含粒子层中的粒子的平均粒径优选为300nm以下,更优选为100nm以下,尤其优选为80nm以下。从输送性的观点考虑,含粒子层中的粒子的平均粒径优选为5nm以上,更优选为20nm以上,尤其优选为40nm以上。在本发明中,含粒子层中的粒子的平均粒径通过以下方法进行测定。使用透射型电子显微镜(TEM),测定10个粒子的粒径。在此,“粒径”为连接粒子的轮廓线上的2个点的直线的最大值。采用测定值的算术平均作为粒子的平均粒径。
含粒子层中的粒子的形状并无限制。作为俯视下的粒子的形状,例如可举出圆形、椭圆形、多边形及不规则的形状。
含粒子层可以含有粘合剂。作为粘合剂,例如可举出聚合物。作为聚合物,例如可举出丙烯酸树脂、聚氨酯、聚烯烃、苯乙烯-丁二烯类聚合物、聚酯、聚氯乙烯及聚偏二氯乙烯。
含粒子层的厚度并无限制。从通过添加粒子容易形成凸起的观点考虑,含粒子层的厚度(在含粒子层的表面露出的粒子除外。以下,在本段中相同。)优选为3μm以下,更优选为2μm以下。并且,从均匀地存在粒子的观点考虑,含粒子层的厚度优选为5nm以上,更优选为20nm以上。含粒子层的厚度通过根据临时支承体的厚度的测定方法的方法进行测定。
含粒子层的制造方法并无限制。含粒子层例如通过将含粒子层形成用组合物涂布于基材上并且根据需要对涂布的含粒子层形成用组合物进行干燥而形成。含粒子层形成用组合物为用于形成含粒子层的原材料。在上述方法中,含粒子层形成用组合物可以涂布于未拉伸膜、单轴拉伸膜或双轴拉伸膜上。涂布有含粒子层形成用组合物的未拉伸膜或单轴拉伸膜可以进一步拉伸。含粒子层例如可以通过共挤出法与基材一同形成。
用作临时支承体(1)的薄膜优选没有变形(例如褶皱)、划痕及缺陷。
从经由临时支承体的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(1)中所包含的微粒、杂质、缺陷及析出物的数量少。直径为2μm以上的微粒、杂质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(1)的优选方式例如记载于日本特开2014-85643号公报的0017段~0018段、日本特开2016-27363号公报的0019段~0026段、国际公开第2012/081680号的0041段~0057段、国际公开第2018/179370号的0029段~0040段及日本特开2019-101405号公报的0012段~0032段中。这些公报的内容通过参考被编入本说明书中。
作为临时支承体(1),例如可举出膜厚16μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、膜厚12μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜及膜厚9μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。
<本发明的第二实施方式所涉及的感光性转印材料中的临时支承体>
以下,对本发明的第二实施方式所涉及的感光性转印材料中的临时支承体(以下,也称为临时支承体(2))进行说明。
在本发明的第二实施方式所涉及的感光性转印材料中,临时支承体为由2层以上构成的聚酯膜,且至少一个表层可以不含有填料。
在此,本发明中的“填料”是指为了填埋表层中的聚酯树脂之间的间隙而添加的无机材料且粒径为2.0μm以上的材料。
作为填料即无机材料,可举出已叙述的无机材料(优选无机氧化物)。
另外,填料的有无、数量通过后述方法确认,但是在已叙述的粒子的测定方法中,也有时作为粒子的一部分进行测定。
“表层不含有填料”是指通过扫描型电子显微镜(SEM)及透射型电子显微镜(TEM)观察表层并且在5,000倍的倍率下确认10个视角时填料的存在数的平均为0.5个/mm2以下。即,在通过上述方法确认时,只要填料的存在数的平均为0.5个/mm2以下,则视为“表层不含有填料”。
对上述观察方法进行进一步具体说明。
通过等离子体低温灰化处理法从作为临时支承体的表层的聚酯膜去除聚酯树脂,残留作为无机材料的填料,并且使其露出。关于处理条件,选择聚酯树脂虽被灰化但填料不受极力损伤的条件。使用扫描型电子显微镜(SEM、例如Hitachi,Ltd.S-4000型),在倍率5000倍下观察处理之后的试样,将粒子图像读入image analyzer(NIRECO CORPORATIONLUZEX_AP),确认填料的有无、粒子的数量。
另外,在填料通过等离子体低温灰化处理法受到大幅度损伤的情况下,使用透射型电子显微镜(TEM、例如Hitachi,Ltd.H-600型)在5000倍下观察临时支承体截面,确认填料的有无、填料的数量。
在通过SEM及TEM观察时,只要在5,000倍的倍率下确认10个视角时填料的存在数的平均为0.5个/mm2以下,则判断为观察对象的表层不含有粒子。
只要临时支承体(2)为由2层构成的聚酯膜,则2层中的一个层成为第1面侧的表层(即,作为第1面侧的最外层配置的层),另一个层成为第2面侧的表层(即,作为第2面侧的最外层配置的层)。只要临时支承体(2)为由3层以上构成的聚酯膜,则由第1面侧的表层(即,作为第1面侧的最外层配置的层)、第2面侧的表层(即,作为第2面侧的最外层配置的层)及夹在这2个表层的1层或2层以上的中间层构成。
临时支承体(2)为2个表层中的至少一个表层不含有填料的临时支承体。
并且,从减少气孔的观点考虑,优选临时支承体(2)的感光性树脂层侧的表层(即,第2面侧的表层)不含有填料。
从减少气孔的观点考虑,将感光性树脂层的极限分辨率定义为Xμm,将粒子的基准直径定义为由式(1):Y=0.75×X表示的Yμm的情况下,临时支承体(2)中的具有Yμm以上的直径的粒子的个数优选为15个/cm2以下,更优选为12个/cm2以下,进一步优选为9个/cm2以下,尤其优选为7个/cm2以下。上述临时支承体(2)中的具有Yμm以上的直径的粒子的个数的下限并无限制,可以为0个/cm2或超过0个/cm2
从输送性的观点考虑,临时支承体(2)的与感光性树脂层相反的一侧的表面(即,第1面)的算术平均粗糙度Ra优选为1nm~50nm,更优选为1nm~40nm。
临时支承体(2)中的与感光性树脂层相反的一侧的表面(即,第1面)的算术平均粗糙度Ra通过根据JIS B 0601:1994年的方法进行测定。具体而言,能够通过与后述的保护膜的表面的算术平均粗糙度Ra相同的方法进行测定。
作为由构成临时支承体(2)的2层以上构成的聚酯膜,构成薄膜的树脂以聚酯树脂为主成分的膜即可。另外,“构成薄膜的树脂以聚酯树脂为主成分”是指构成薄膜的树脂中的至少70摩尔%以上为聚酯树脂。
构成聚酯膜的聚酯树脂通过来自以二羧酸、二醇及这些酯形成性衍生物为构成成分的单体的聚合而获得。作为构成薄膜的聚酯树脂,具体而言,可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸丁二醇酯、聚六亚甲基对苯二甲酸酯、聚六亚甲基萘二甲酸酯、它们的共聚物等,尤其优选聚对苯二甲酸乙二醇酯。
作为用于获得聚酯树脂的单体即二羧酸成分(包含二羧酸及其酯形成性衍生物),优选使用芳香族二羧酸。
作为芳香族二羧酸,例如可举出对苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、间苯二甲酸等,尤其优选对苯二甲酸。
二羧酸成分可以仅使用1种,也可以并用2种以上。例如,也可以并用2种以上的芳香族二羧酸,也可以并用芳香族二羧酸及脂肪族二羧酸。
作为用于获得聚酯的单体即二醇成分(包含二醇及其酯形成性衍生物),例如可举出乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、新戊二醇等,尤其优选乙二醇。
二醇成分可以仅使用1种,也可以并用2种以上。
构成聚酯膜的聚酯树脂能够通过以往公知的方法制造。例如可举出通过将二羧酸成分与二醇成分直接酯化反应之后在减压下加热该反应的产物来去除剩余的二醇成分的同时进行缩聚来制造的方法、通过作为二羧酸成分使用二羧酸的二烷基酯并且使其与二醇成分进行酯交换反应之后以与上述相同的方式进行缩聚来制造的方法等。另外,此时根据需要也能够使用以往公知的碱金属、碱土类金属、锰、钴、锌、锑、锗、钛化合物等作为反应催化剂。
构成聚酯膜的聚酯树脂的固有粘度优选为0.5dl/g~0.8dl/g,更优选为0.55dl/g~0.70dl/g。
临时支承体(2)优选不含有粒子的表层具有相分离结构。即,表层优选不含有粒子且具有相分离结构(具体而言,可以为海岛结构)。表层通过不含有粒子但具有相分离结构(例如,海岛结构)来形成源自相分离结构的表面凹凸。具体而言,具备具有相分离结构的表层的薄膜例如通过进行双轴拉伸产生源自相分离结构的容易拉伸的区域及难以拉伸的区域,通过该拉伸不均匀,能够形成微小的表面凹凸。
为了如上述在表层形成相分离结构,优选表层含有具有脂环结构的聚酯树脂。即,表层通过含有主要聚酯树脂(例如,具有芳香环结构的聚酯树脂)及具有与主要聚酯树脂的相溶性不同的脂环结构的聚酯树脂来形成相分离结构(例如,海岛结构)。
作为具有上述脂环结构的聚酯树脂中的脂环结构,可优选的举出环丙烷环、环丁烷环、环戊烷环或环己烷环,尤其优选环己烷环。具有脂环结构的聚酯树脂例如使用作为二羧酸成分的对苯二甲酸二甲酯及作为二醇成分的1,3-环丙二醇、1,3-环丁二醇、1,3-环戊二醇、1,4-环己烷二甲醇等,在200ppm的丁基锡三(2-乙基己酸酯)的存在下进行缩聚反应而获得。
作为具有脂环结构的聚酯树脂的含量,从表面凹凸的形成性、感光性树脂层形成用组合物的涂布缺陷的产生等的观点考虑,相对于表层的总质量优选3质量%~10质量%。
临时支承体(2)优选在表层含有具有脂环结构的聚酯树脂的同时以间苯二甲酸为共聚成分的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯。
在此,以间苯二甲酸为共聚成分的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯是指,聚酯树脂中含有最多的二醇成分为乙二醇,含有最多的二羧酸成分为对苯二甲酸的聚酯,并且作为二羧酸成分含有间苯二甲酸的聚酯树脂。间苯二甲酸的共聚率相对于二羧酸成分整体优选在0.1摩尔%~49摩尔%的范围内,更优选为0.5摩尔%~40摩尔%。若在表层含有以间苯二甲酸成分为共聚成分的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯,则在制膜性的方面优选,由于与具有脂环结构的聚酯树脂的拉伸性不同,因此在容易形成表面凹凸的方面优选。
作为以间苯二甲酸为共聚成分的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯的含量,并无特别限定,相对于构成表层的总质量优选为10质量%~20质量%。
从减少气孔的观点考虑,上述表层的厚度优选为0.5μm~2.5μm,更优选为0.6μm~2.0μm。
从减少气孔的观点考虑,临时支承体(2)的厚度优选为50μm以下,更优选为40μm以下。临时支承体的厚度的下限值例如可举出5μm以上。
(层结构)
在临时支承体(2)中,作为由2层构成的聚酯膜的层结构,可举出A层(表层)/B层(表层),并且,作为由3层构成的聚酯膜的层结构,可举出A层/B层(中间层)/A层、A层/B层(中间层)/C层(表层)。作为4层以上的聚酯膜,可举出中间层具有层叠结构的膜。
另外,在上述A层为不含有粒子的表层的情况下,B层(表层)、B层(中间层)及C层(表层)分别为聚酯膜即可,在不损害本发明的目的的范围内,可以含有粒子,但是也能够设为与A层相同地不含有粒子的层(聚酯膜)。在上述B层(表层)、B层(中间层)或C层(表层)为含有粒子的层的情况下,所含有的粒子可以为有机类粒子,也可以为无机类粒子。作为有机类粒子,例如可举出聚酰亚胺类树脂、烯烃或改性烯烃类树脂、交联聚苯乙烯类树脂、硅酮树脂等的粒子。作为无机类粒子,例如可举出氧化硅、碳酸钙、凝集氧化铝、硅酸铝、云母、粘土、滑石、硫酸钡等粒子。
作为上述粒子,优选用表面活性剂等对粒子表面进行表面改性来改善与聚酯树脂的亲和性的粒子。并且,优选粒子形状接近球状进而与聚酯树脂的折射率之差小的粒子,例如可举出胶体二氧化硅、有机类粒子,尤其优选硅酮树脂粒子、交联聚苯乙烯类树脂粒子。其中,通过乳化聚合进行调整的由苯乙烯-二乙烯基苯共聚物构成的交联聚苯乙烯类树脂粒子优选粒子形状接近真球且粒径分布均匀而能够实现均匀的凸起形成。
作为临时支承体(2)的优选方式为如下:由3层以上构成的聚酯膜,两个表层不含有粒子并且含有具有脂环结构的聚酯树脂,厚度为0.5μm~2.5μm,第1面的算术平均粗糙度Ra为1nm~50nm以下。
以下,对临时支承体(2)的制造方法进行说明。
作为临时支承体(2)的由2层以上构成的聚酯膜使用基于共挤出法的熔融制膜来制造即可。在获得含有粒子的层(聚酯膜)的情况下,例如具有将粒子分散于作为二醇成分的乙二醇制成浆料状、例如在进行粗大粒子的高精度过滤之后以聚酯聚合完成前的任意分级添加该乙二醇浆料的方法。在此,在添加粒子时,例如可以不对粒子的合成时获得的水溶胶或醇溶胶进行干燥而直接添加。并且,可以使用在将粒子的水浆料与聚酯颗粒混合之后供给到通气口方式的双轴混炼挤出机而在聚酯膜中含有粒子的方法。
使用为了各层而准备的含有粒子的颗粒及不含有粒子的颗粒,根据需要混合含有粒子的颗粒及不含有粒子的颗粒之后,供给到公知的熔融层叠用挤出机。作为挤出机,能够使用单轴或双轴的挤出机。并且,为了省略颗粒的干燥工序,也能够使用在挤出机中设置有抽真空线的通气口式挤出机。并且,挤出量最多的B层的形成中,也可以使用由各个挤出机分担熔融颗粒的功能和将熔融的颗粒保持在恒定温度的功能的所谓的串联式挤出机。
由挤出机熔融而挤出的熔融物通过过滤器进行过滤。过滤器例如能够使用收集95%以上的直径为5μm以上的杂质的高精度的过滤器。接着,从狭缝状的缝模具挤出成片状,铸造辊上进行冷却固化之后制作未拉伸膜。即,使用多个挤出机、多层的歧道或铰块(例如具有矩形合流部的铰块)进行层叠,从口模挤出薄片,在铸造辊上冷却而制作未拉伸膜。在这种情况下,优选在熔融物的流路中设置静态混合器、齿轮泵。
临时支承体(2)优选为双轴拉伸膜。
拉伸方法可以为同时双轴拉伸,也可以为逐次双轴拉伸。在逐次拉伸的情况下,从抑制薄膜的断裂及抑制热损伤的观点考虑,最初长度方向的拉伸中的拉伸温度优选为90℃~130℃,更优选为100℃~125℃。并且,从防止拉伸不均匀及划伤的观点考虑,拉伸优选分成2分级以上而进行。
从抑制拉伸不均匀及抑制薄膜的断裂的观点考虑,拉伸倍率优选在长度方向上为3倍~4.5倍(优选3.5倍~4.3倍)并且在宽度方向上为3.2倍~5倍(优选4.0倍~4.6倍)。在拉伸之后,从获得所期望的热收缩率等特定的观点考虑,优选在200℃~230℃(优选210℃~230℃)下进行0.5秒~20秒(优选1秒~15秒)的热定型。此外,在热固态之后,优选在长度和/或宽度方向上实施0.1%~7.0%的松弛处理。
以下,没有特别指定,在简称为“临时支承体”的情况下,对上述临时支承体(1)及临时支承体(2)这两者进行叙述。
《感光性树脂层》
本发明所涉及的感光性转印材料包含感光性树脂层。感光性树脂层优选为通过曝光而降低曝光部在显影液中的溶解性,而且通过显影去除非曝光部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。感光性树脂层可以为通过曝光提高曝光部在显影液中的溶解性而且通过显影去除曝光部的正型感光性树脂层。
感光性树脂层优选含有聚合物A、聚合性化合物B及光聚合引发剂。感光性树脂层优选以感光性树脂层的总固体成分质量为基准含有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及0.01质量%~20质量%的光聚合引发剂。以下,对感光性树脂层的成分进行说明。
(聚合物A)
作为聚合物A,例如可举出丙烯酸树脂、苯乙烯-丙烯酸类共聚物、聚氨酯树脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚酰胺、聚酯、聚酰胺树脂、环氧树脂、聚缩醛、聚羟基苯乙烯、聚酰亚胺树脂、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。聚合物A优选为碱溶性高分子化合物。碱溶性高分子化合物包含容易溶解于碱物质的高分子化合物。在本发明中,“碱溶性”是指在22℃下包含1质量%的碳酸钠的水溶液(100g)中的溶解度为0.1g以上的性质。
从通过抑制由显影液引起的感光性树脂层的膨润而分辨率更优异的观点考虑,聚合物A的酸值优选为220mgKOH/g以下,更优选小于200mgKOH/g,尤其优选小于190mgKOH/g。聚合物A的酸值的下限并无限制。从显影性更优异的观点考虑,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。聚合物A的酸值只要利用构成聚合物A的结构单元的种类及含有酸基的结构单元的含量来调整即可。
在本发明中,“酸值”为中和试样1g所需要的氢氧化钾的质量(mg)。酸值的单位由mgKOH/g表示。酸值例如能够由化合物中的酸基的平均含量算出。
聚合物A的重均分子量优选为5,000~500,000。从提高分辨率及显影性的观点考虑,优选将重均分子量设为500,000以下。聚合物A的重均分子量更优选为100,000以下,进一步优选为80,000以下,尤其优选为70,000以下。另一方面,从控制显影凝聚物的性状及未曝光膜的性状(例如,边缘熔融性及切屑性)的观点考虑,优选将重均分子量设为5,000以上。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,在卷绕成辊状的感光性转印材料中感光性树脂层容易从辊的端面突出的程度。切屑性是指,在用切割机切断未曝光膜时的芯片容易飞散的程度。例如,若产生的芯片转印到曝光时使用的掩模,则会成为不良品的原因。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)。在本发明中,重均分子量及数均分子量为使用凝胶渗透色谱测定的值。
聚合物A的玻璃化转变温度(Tg)优选为30℃以上且135℃以下。通过聚合物A的Tg为135℃以下,能够抑制曝光时的焦点位置偏移时的线宽粗细或分辨率的恶化。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。通过聚合物A的Tg为30℃以上,能够提高耐边缘熔融性。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。
从抑制曝光时的焦点位置偏移时的线宽粗细或分辨率的恶化的观点考虑,聚合物A优选包含具有芳香族烃基的结构单元。聚合物A可以含有1种或2种以上的具有芳香族烃基的结构单元。作为芳香族烃基,例如可举出取代或未经取代的苯基及取代或未经取代的芳烷基。聚合物A中的具有芳香族烃基的结构单元的含有率相对于聚合物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。聚合物A中的具有芳香族烃基的结构单元的含有率的上限并无限制。聚合物A中的具有芳香族烃基的结构单元的含有率优选为95质量%以下,更优选为85质量%以下。另外,在感光性树脂层含有多种聚合物A的情况下,具有芳香族烃基的结构单元的含有率作为重量平均值而求出。
具有芳香族烃基的结构单元使用具有芳香族烃基的单体而导入。作为具有芳香族烃基的单体,例如可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、苯乙烯二聚体、苯乙烯三聚体)。上述中,优选具有芳烷基的单体或苯乙烯。在聚合物A中的具有芳香族烃基的结构单元为源自苯乙烯的结构单元的情况下,源自苯乙烯的结构单元的含有率相对于聚合物A的总质量优选为20质量%~80质量%,更优选为25质量%~70质量%,尤其优选为30质量%~60质量%。
作为芳烷基,例如可举出取代或未经取代的苯基烷基(但是,苄基除外。)及取代或未经取代的苄基,优选取代或未经取代的苄基。
作为具有苯基烷基的单体,例如可举出苯基(甲基)丙烯酸乙酯。
作为具有苄基的单体,例如可举出具有苄基的(甲基)丙烯酸酯(例如,(甲基)丙烯酸苄酯及(甲基)丙烯酸氯苄酯等)及具有苄基的乙烯基单体(例如,乙烯基苄基氯及乙烯基苄醇)。上述中,优选(甲基)丙烯酸苄酯。在聚合物A中的具有芳香族烃基的结构单元为源自(甲基)丙烯酸苄酯的结构单元的情况下,源自(甲基)丙烯酸苄酯的结构单元的含有率相对于聚合物A的总质量优选为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%。
含有具有芳香族烃基的结构单元的聚合物A优选含有具有芳香族烃基的结构单元及选自源自第一单体的结构单元及源自第二单体的结构单元中的至少1种。
不含有具有芳香族烃基的结构单元的聚合物A优选含有源自第一单体的结构单元,更优选含有源自第一单体的结构单元及源自第二单体的结构单元。
第一单体为在分子中具有羧基的单体。作为第一单体,例如可举出(甲基)丙烯酸、富马酸、肉桂酸、巴豆酸、衣康酸、4-乙烯基苯甲酸、马来酸酐及马来酸半酯。上述中,优选为(甲基)丙烯酸。聚合物A可以单独含有1种或2种以上的源自第一单体的结构单元。聚合物A中的第一单体的含有率相对于聚合物A的总质量优选为5质量%~50质量%,更优选为10质量%~45质量%,尤其优选为15质量%~35质量%。
第二单体为非酸性并且在分子中具有至少1个聚合性不饱和基团的单体。作为第二单体,例如可举出(甲基)丙烯酸酯类(例如,(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-羟丙酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯)、乙烯基醇的酯类(例如,乙酸乙烯酯)及(甲基)丙烯腈。上述中,优选(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯及(甲基)丙烯酸正丁酯,尤其优选(甲基)丙烯酸甲酯。聚合物A中的第二单体的含有率相对于聚合物A的总质量优选为5质量%~60质量%,更优选为15质量%~50质量%,尤其优选为20质量%~45质量%。
从抑制曝光时的焦点位置偏移时的线宽粗细或分辨率的恶化的观点考虑,聚合物A优选含有选自源自具有芳烷基的单体的结构单元及源自苯乙烯的结构单元中的至少1种。作为如上述的聚合物A的优选的具体例,可举出甲基丙烯酸、甲基丙烯酸苄酯和苯乙烯的共聚物及甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸苄酯和苯乙烯的共聚物。
在一种实施方式中,聚合物A优选为含有25质量%~40质量%的具有芳香族烃基的结构单元、20质量%~35质量%的源自第一单体的结构单元及30质量%~45质量%的源自第二单体的结构单元的聚合物。并且,在另一种实施方式中,聚合物A优选为含有70质量%~90质量%的源自具有芳香族烃基的单体的结构单元及10质量%~25质量%的源自第一单体的结构单元的聚合物。
聚合物A可以在侧链中具有分支结构或脂环结构。例如,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。聚合物A的侧链中的脂环结构可以为单环,也可以为多环。
并且,聚合物A可以在侧链上具有直链结构。
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)丙烯酸仲戊酯、(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。上述中,优选(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、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,作为含有在侧链上具有脂环结构的基团的单体的具体例,可举出具有碳原子数为5~20的脂环式烃基的(甲基)丙烯酸酯。作为包含在侧链中具有脂环结构的基团的单体,例如可举出(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(methanoindene)-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-薄荷酯、(甲基)丙烯酸三环癸烷、(甲基)丙烯酸-3-羟基-2,6,6一三甲基-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)冰片基酯、(甲基)丙烯酸异冰片基酯、(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。上述中,优选(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸(降)冰片酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸-1-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸-2-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸葑基酯、(甲基)丙烯酸1-薄荷醇及(甲基)丙烯酸三环癸烷,更优选(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸(降)冰片酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸-2-金刚烷基酯及(甲基)丙烯酸三环癸烷。
感光性树脂层可以含有1种或2种以上的聚合物A。在使用2种以上的聚合物A的情况下,优选使用2种含有具有芳香族烃基的结构单元的聚合物A或混合使用含有具有芳香族烃基的结构单元的聚合物A及不含有具有芳香族烃基的结构单元的聚合物A。在后者的情况下,含有具有芳香族烃基的结构单元的聚合物A的使用比例相对于聚合物A的总质量优选为50质量%以上,更优选为70质量%以上,进一步优选为80质量%以上,尤其优选为90质量%以上。
感光性树脂层中的聚合物A的含有率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30质量%~70质量%,尤其优选为40质量%~60质量%。从控制显影时间的观点考虑,优选将聚合物A的含有率设为90质量%以下。从提高耐边缘熔融性的观点考虑,优选将聚合物A的含有率设为10质量%以上。
聚合物A的合成优选通过如下进行:向使用溶剂(例如,丙酮、甲基乙基酮及异丙醇)稀释单体的溶液适量添加自由基聚合引发剂(例如,过氧化苯甲酰及偶氮异丁腈)而进行加热搅拌。也有时将混合物的一部分滴加到反应液的同时进行合成。也有时在反应结束之后,进而添加溶剂,调整为所期望的浓度。作为合成装置,除了溶液聚合以外,也可以使用主体聚合、悬浮聚合或乳化聚合。
(聚合性化合物B)
聚合性化合物B为具有聚合性基团的化合物。在本发明中,“聚合性化合物”是指接受聚合引发剂的作用而聚合且与上述的聚合物A不同的化合物。
作为聚合性基团,只要为与聚合反应有关的基团,则并无限制,例如可举出烯属不饱和基团(例如,乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、苯乙烯基及马来酰亚胺基)及阳离子性聚合性基团(例如,环氧基及氧杂环丁烷基)。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。
在感光性树脂层的感光性更优异的方面而言,聚合性化合物B优选为具有至少1个烯属不饱和基团的化合物(即,烯属不饱和化合物),更优选为在一个分子中具有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,在分辨率及剥离性更优异的方面而言,一个分子的烯属不饱和化合物中所包含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,尤其优选为2个以下。烯属不饱和化合物优选为具有(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸酯化合物。
在感光性树脂层的感光性与分辨率及剥离性的均衡性更优异的方面而言,感光性树脂层优选含有在一个分子中具有2个或3个烯属不饱和基团的化合物(即,2官能或3官能烯属不饱和化合物),更优选在一个分子中具有2个烯属不饱和基团的化合物(即,2官能烯属不饱和化合物)。从剥离性优异的观点考虑,感光性树脂层中的2官能烯属不饱和化合物的含有率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%,尤其优选为90质量%以上。2官能烯属不饱和化合物的含有率的上限并无限制。感光性树脂层中的2官能烯属不饱和化合物的含有率相对于聚合性化合物B的总质量可以为100质量%。即,感光性树脂层中所含有的聚合性化合物B的全部可以为2官能烯属不饱和化合物。
感光性树脂层优选含有芳香环及具有2个烯属不饱和基团的聚合性化合物B1。聚合性化合物B1为在上述的聚合性化合物B中包含于在一个分子中具有2个烯属不饱和基团的化合物(即,2官能烯属不饱和化合物)的化合物。
作为芳香环,例如可举出芳香族烃环(例如,苯环、萘环及蒽环)、芳香族杂环(例如,噻吩环、呋喃环、吡咯环、咪唑环、三唑环及吡啶环)及它们的稠环。芳香环优选为芳香族烃环,更优选为苯环。芳香环可以具有取代基。聚合性化合物B1可以具有2个以上的芳香环。
从通过抑制由显影液引起的感光性树脂层的溶胀而提高分辨率的观点考虑,聚合性化合物B1优选具有双酚结构。作为双酚结构,例如可举出源自双酚A(2,2-双(4-羟基苯基)丙烷)的双酚A结构、源自双酚F(2,2-双(4-羟基苯基)甲烷)的双酚F结构及源自双酚B(2,2-双(4-羟基苯基)丁烷)的双酚B结构。双酚结构优选为双酚A结构。作为具有双酚结构的聚合性化合物B1,例如可举出具有双酚结构及分别与上述双酚结构的两端键合的2个烯属不饱和基团(优选(甲基)丙烯酰基)的化合物。各烯属不饱和基团可以与双酚结构的末端直接键合,也可以介由1个以上的亚烷氧基键合。亚烷氧基优选为亚乙氧基或亚丙氧基,更优选为亚乙氧基。与双酚结构加成的亚烷氧基的数量并无限制。与双酚结构加成的亚烷氧基的数量在每1分子中优选为4个~16个,更优选为6个~14个。关于具有双酚结构的聚合性化合物B1,记载于日本特开2016-224162号公报的0072段~0080段。上述公报的内容通过参考被编入本说明书中。
作为聚合性化合物B1,优选为具有双酚A结构的2官能烯属不饱和化合物,更优选为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.)、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 ChemicalCo.,Ltd.)、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)、2,2-双(4-(甲基丙烯酰氧基十五乙氧基)苯基)丙烷(BPE-1300、Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.)、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.)及、乙氧基化(10)双酚A二丙烯酸酯(NK ESTER A-BPE-10、Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.)。
作为聚合性化合物B1,例如也可举出由下述式(I)表示的化合物。
[化学式1]
Figure BDA0004113292210000261
式(I)中,R1及R2分别独立地表示氢原子或甲基,A表示C2H4,B表示C3H6,n1及n3分别独立地表示1~39的整数,n1+n3为2~40的整数,n2及n4分别独立地表示0~29的整数,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)-可以为双苯基侧,-(B-O)-可以为双苯基侧。n1+n2+n3+n4优选为2~20的整数,更优选为2~16的整数,尤其优选为4~12的整数。n2+n4优选为0~10的整数,更优选为0~4的整数,进一步优选为0~2的整数,尤其优选为0。
感光性树脂层可以含有1种或2种以上的聚合性化合物B1。
从分辨率更优异的观点考虑,感光性树脂层中的聚合性化合物B1的含量相对于感光性树脂层的总质量优选10质量%以上,更优选20质量%以上。上限并不受特别限制,但从转印性及耐边缘熔融性的观点考虑,优选70质量%以下,更优选60质量%以下。
从分辨率更优异的观点考虑,聚合性化合物B1的含量与感光性树脂层中的聚合性化合物B的含量之比以质量基准计优选为40%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的含量与感光性树脂层中的聚合性化合物B的含量之比的上限并无限制。从剥离性的观点考虑,聚合性化合物B1的含量与感光性树脂层中的聚合性化合物B的含量之比以质量基准计优选为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。
感光性树脂层可以含有除上述的聚合性化合物B1以外的聚合性化合物B。作为除聚合性化合物B1以外的聚合性化合物B,例如可举出单官能的烯属不饱和化合物(即,在一个分子中具有1个烯属不饱和基团的化合物)、不具有芳香环的2官能烯属不饱和化合物(即,不具有芳香环并且在一个分子中具有2个烯属不饱和基团的化合物)及3官能以上的烯属不饱和化合物(即,在一个分子中具有3个以上的烯属不饱和基团的化合物)。
作为单官能的烯属不饱和化合物,例如可举出(甲基)丙烯酸乙酯、乙基己基(甲基)丙烯酸酯、2-(甲基)丙烯酰氧基乙基丁二醇酯、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯及苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯。
作为不具有芳香环的2官能烯属不饱和化合物,例如可举出亚烷基二醇二(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,例如可举出三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯(A-DCP,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.)、三环癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯(DCP,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.)、1,9-壬二醇二丙烯酸酯(A-NOD-N,Shin-NakamuraChemical Co.,Ltd.)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(A-HD-N,Shin-Nakamura Chemical Co.,xkd.)、乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,10-癸二醇二丙烯酸酯及新戊二醇二(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。作为氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯的市售品,例如可举出8UX-015A(Taisei Fine Chemical Co.,Ltd.)、UA-32P(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.)及UA-1100H(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.)。
作为3官能以上的烯属不饱和化合物,例如可举出二季戊四醇(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、双三羟甲基丙烷四(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、异氰脲酸三(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯以及它们的环氧烷改性物。在此,“(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,而且,“(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。
作为3官能以上的烯属不饱和化合物的环氧烷改性物,例如可举出己内酯改性(甲基)丙烯酸酯化合物(例如,KAYARAD DPCA-20(Nippon Kayaku Co.,Ltd.)及A-9300-1CL(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.))、环氧烷改性(甲基)丙烯酸酯化合物(KAYARAD RP-1040(Nippon Kayaku Co.,Ltd.)、ATM-35E(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.)、A-9300(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.)及EBECRYL 135(DAICEL-ALLNEX LTD.))、乙氧基化甘油三丙烯酸酯(例如,A-GLY-9E(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.))、ARONIX TO-2349(TOAGOSEI CO.,Ltd.)、ARONIX M-520(TOAGOSEI CO.,Ltd.)及ARONIX M-510(TOAGOSEICO.,Ltd.)。
从显影等的处理液耐性的观点考虑,感光性树脂层优选含有聚合性化合物B1及3官能以上的烯属不饱和化合物,更优选含有聚合性化合物B1及2种以上的3官能以上的烯属不饱和化合物。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的合计质量:3官能以上的烯属不饱和化合物的合计质量)优选为1∶1~5∶1,更优选为1.2∶1~4∶1,尤其优选为1.5∶1~3∶1。
作为除聚合性化合物B1以外的聚合性化合物B,可以使用日本特开2004-239942号公报的0025段~0030段中所记载的具有酸基的聚合性化合物。
感光性树脂层可以含有1种或2种以上的聚合性化合物B。
感光性树脂层中的聚合性化合物B的含有率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%,尤其优选为20质量%~50质量%。
聚合性化合物B的分子量优选为200~3,000,更优选为280~2,200,尤其优选为300~2,200。具有分子量分布的聚合性化合物B的分子量由重均分子量(Mw)表示。
从分辨率及直线性的观点考虑,感光性树脂层中的烯属不饱和化合物的含量Mm与聚合物A的含量Mb之比Mm/Mb的值优选为1.0以下,更优选为0.9以下,尤其优选为0.5以上且0.9以下。从固化性及分辨率的观点考虑,感光性树脂层中的烯属不饱和化合物优选包含(甲基)丙烯酸化合物,更优选包含(甲基)丙烯酸酯化合物。从固化性、分辨率及直线性的观点考虑,感光性树脂层中的烯属不饱和化合物更优选包含(甲基)丙烯酸化合物,且丙烯酸化合物的含有比例相对于感光性树脂层中所包含的(甲基)丙烯酸化合物的总质量为60质量%以下。
(光聚合引发剂)
光聚合引发剂为接受活性光线(例如,紫外线、可见光线及X射线)开始聚合性化合物的聚合的化合物。
光聚合引发剂的种类并无限制。本发明所涉及的光聚合引发剂包含公知的光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,例如可举出光自由基聚合引发剂及光阳离子聚合引发剂,优选为光自由基聚合引发剂。
作为光自由基聚合引发剂,例如可举出具有肟酯结构的光聚合引发剂、具有α一氨基烷基苯酮结构的光聚合引发剂、具有α-羟基烷基苯酮结构的光聚合引发剂、具有酰基氧化膦结构的光聚合引发剂及具有N-苯基甘氨酸结构的光聚合引发剂。
从感光性、曝光部的可见性、非曝光部的可见性及分辨率的观点考虑,感光性树脂层优选包含选自2,4,5-三芳基咪唑二聚物及其衍生物中的至少1种作为光自由基聚合引发剂。2,4,5-三芳基咪唑二聚体及其衍生物中的2个2,4,5-三芳基咪唑结构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。
作为光自由基聚合引发剂例如可以使用日本特开2011-95716号公报的0031段~0042段及日本特开2015-14783号公报的0064段~0081段中所记载的聚合引发剂。
作为光自由基聚合引发剂,例如可举出二甲基氨基苯甲酸乙酯(DBE、CASNo.10287-53-3)、安息香甲醚及茴香偶酰(p,p’-二甲氧基苄基)。
作为光自由基聚合引发剂的市售品,例如可举出TAZ-110(商品名:Midori KagakuCo.,Ltd.)、二苯甲酮、TAZ-111(商品名:Midori Kagaku Co.,Ltd.)、1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮-2-(O-苯甲酰肟)(商品名:IRGACURE OXE01、BASF公司)、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 OXE02、BASF公司)、IRGACUREOXE03(BASF公司)、IRGACURE OXE04(BASF公司)、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.)、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.)、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:Omnirad127、IGM Resins B.V.)、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁酮-1(商品名:Omnirad 369、IGM Resins B.V.)、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮(商品名:Omnirad1173、IGM Resins B.V.)、1-羟基环己基苯基酮(商品名:Omnirad 184、IGM Resins B.V.)、2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮(商品名:Omnirad 651、IGM Resins B.V.)、2,4,6-三甲基苯并酰基-二苯基氧化膦(商品名:Omnirad TPO H、IGM Resins B.V.)、双(2,4,6-三甲基苯并酰基)苯基氧化膦(商品名:Omnirad 819、IGM Resins B.V.)、肟酯类的光聚合引发剂(商品名:Lunar 6、DKSH MANAGEMENT LTD.股份有限公司)、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基双咪唑(别名:2-(2-氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、商品名:B-CIM、Hampford社)、2-(o-氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体(商品名:BCTB、Tokyo Chemical IndustryCo.,Ltd.)、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:TR-PBG-305、CHANGZHOU TRONLY NEW ELECTRONIC MATERIALS CO.,LTD.)、1,2-丙烷二酮,3-环己基-1-[9-乙基-6-(2-呋喃基羰基)-9H-咔唑-3-基]-,2-(O-乙酰肟)(商品名:TR-PBG-326、CHANGZHOU TRONLY NEW ELE CTRONIC MATERIALS CO.,LTD.)及3-环己基-1-(6-(2-(苯甲酰氧基亚氨基)辛酰基)-9-乙基-9H-咔唑-3-基)-丙烷-1,2-二酮-2-(O-苯甲酰肟)(商品名:TR-PBG-391、CHANGZHOU TRONLY NEW ELECTRONIC MATERIALS CO.,LTD.)。
光阳离子聚合引发剂(光产酸剂)为接受活性光线而生成酸的化合物。作为光阳离子聚合引发剂,优选感应于包含300nm以上的波长(优选300nm~450nm的波长)的活性光线而生成酸的化合物。并且,未直接感应于包含300nm以上的波长的活性光线的光阳离子聚合引发剂只要为通过与增感剂并用而感应于包含300nm以上的波长的活性光线并生成酸的化合物,则能够优选与增感剂组合而使用。
光阳离子聚合引发剂优选为生成pKa为4以下的酸的光阳离子聚合引发剂,更优选为生成pKa为3以下的酸的光阳离子聚合引发剂,尤其优选为生成pKa为2以下的酸的光阳离子聚合引发剂。pKa的下限并无限制。由光阳离子聚合引发剂生成的酸的pKa优选为-10.0以上。
作为光阳离子聚合引发剂,例如可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,例如可举出鎓盐化合物(例如,二芳基碘鎓盐类及三芳基锍盐类)及季铵盐类。作为离子性光阳离子聚合引发剂可以使用日本特开2014-85643号公报的0114段~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,例如可举出三氯甲基均三嗪类、重氮甲烷化合物、酰亚胺磺酸酯化合物及肟磺酸酯化合物。作为三氯甲基-s-三嗪类、重氮甲烷化合物及酰亚胺磺酸盐化合物例如可以使用日本特开2011-221494号公报的0083段~0088段中所记载的化合物。并且,作为肟磺酸盐化合物可以使用国际公开第2018/179640号的0084段~0088段中所记载的化合物。
感光性树脂层优选包含光自由基聚合引发剂,更优选包含选自2,4,5-三芳基咪唑二聚物及其衍生物中的至少一种。
感光性树脂层可以含有1种或2种以上的光聚合引发剂。
感光性树脂层中的光聚合引发剂的含有率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,尤其优选为1.0质量%以上。光聚合引发剂的含有率的上限并无限制。感光性树脂层中的光聚合引发剂的含有率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)
从曝光部的可见性、非曝光部的可见性、显影后的图案可见性及分辨率的观点考虑,感光性树脂层优选包含显色时的波长范围即400nm~780nm下的最大吸收波长为450nm以上并且通过酸、碱或自由基而最大吸收波长发生变化的色素(以下,有时称为“色素N”。)。通过感光性树脂层包含色素N,提高与感光性树脂层相邻的层(例如,临时支承体)的密合性,并且提高分辨率。
在本发明中,关于色素使用的术语“通过酸、碱或自由基而最大吸收波长产生变化”包含处于(1)显色状态的色素通过酸、碱或自由基而脱色的方式、(2)处于脱色状态的色素通过酸、碱或自由基而显色的方式及(3)处于显色状态的色素变成其他色相的显色状态的方式。例如,色素N可以为通过曝光从脱色状态产生变化而显色的化合物或通过曝光从显色状态产生变化而脱色的化合物。色素N可以为通过因曝光在感光性树脂层内生成的酸、碱或自由基进行作用而显色或脱色的状态产生变化的色素。色素N可以为感光性树脂层内的状态(例如pH)通过酸、碱或自由基产生变化而显色或脱色的状态产生变化的色素。并且,色素N可以为不介由曝光而直接接受酸、碱或自由基的作用而显色或脱色的状态产生变化的色素。
从曝光部的可见性及非曝光部的可见性的观点考虑,色素N优选为通过酸、碱或自由基显色的色素。
从曝光部的可见性、非曝光部的可见性及分辨率的观点考虑,色素N优选为通过酸或自由基而最大吸收波长产生变化的色素,更优选为通过自由基而最大吸收波长产生变化的色素。从曝光部的可见性、非曝光部的可见性及分辨率的观点考虑,感光性树脂层优选作为色素N含有通过自由基最大吸收波长产生变化的色素及光自由基聚合引发剂。
从曝光部的可见性、非曝光部的可见性、显影后的图案可见性及分辨率的观点考虑,色素N优选为通过自由基最大吸收波长产生变化的色素,更优选为通过自由基显色的色素。
作为本发明中的色素N的显色机构,例如可举出从感光性树脂层中所含有的光自由基聚合引发剂、光阳离子聚合引发剂(光产酸剂)或光产碱剂产生的、通过自由基、酸或碱而自由基反应性色素、酸反应性色素或碱反应性色素(例如,无色色素)显色的方式。
从曝光部的可见性及非曝光部的可见性的观点考虑,色素N在显色时的波长范围即400nm~780nm下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550~650nm。显色时的波长范围即400~780nm下的极大吸收波长的数量可以为1个或2个以上。在显色时的波长范围即400~780nm下的极大吸收波长的数量为2个以上的情况下,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以下方法进行测定。在大气环境下,使用分光光度计(例如,UV3100、Shimadzu Corporation),在400nm~780nm的波长范围内测定含有色素N的溶液(液温:25℃)的透射光谱,并且检测光的强度成为极小的波长。采用光的强度成为极小的波长作为极大吸收波长。
作为通过曝光进行显色或脱色的色素,例如可举出无色色素。
作为通过曝光进行脱色的色素,例如可举出无色色素、二芳基甲烷类色素、恶嗪类色素、呫吨类色素、亚氨基萘醌类色素、偶氮甲碱类色素及蒽醌类色素。
从曝光部的可见性及非曝光部的可见性的观点考虑,色素N优选为无色色素。
作为无色色素,例如可举出具有三芳基甲烷骨架的无色色素(三芳基甲烷类色素)、具有螺吡喃骨架的无色色素(螺吡喃类色素)、具有荧烷骨架的无色色素(荧烷类色素)、具有二芳基甲烷骨架的无色色素(二芳基甲烷类色素)、具有若丹明内酰胺骨架的无色色素(若丹明内酰胺类色素)、具有吲哚基苯酞骨架的无色色素(吲哚基苯酞类色素)及具有无色金黄胺骨架的无色色素(无色金黄胺类色素)。上述中,优选三芳基甲烷类色素或荧烷类色素,更优选具有三苯基甲烷骨架的无色色素(三苯基甲烷类色素)或荧烷类色素。
从曝光部及非曝光部的可见性的观点考虑,无色色素优选具有内酯环、sultines环或磺内酯环。无色色素中的内酯环、sultines环或磺内酯环与由光自由基聚合引发剂生成的自由基或由光阳离子聚合引发剂生成的酸进行反应,由此将无色色素变为闭环状态而使其脱色或者将无色色素变为开环状态而使其显色。无色色素优选为具有内酯环、sultines环或磺内酯环且内酯环、sultines环或磺内酯环通过自由基或酸开环而显色的化合物,更优选为具有内酯环且内酯环通过自由基或酸开环而显色的化合物。
作为无色色素的具体例,可举出p,p’,p”-六甲基三氨基三苯基甲烷(无色结晶紫)、Pergascript Blue SRB(Novartis International AG)、结晶紫内酯、孔雀绿内酯、苯甲酰基无色亚甲蓝、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-对甲酰二氨基)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-苯基荧烷、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-氨基荧烷、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-苯基荧烷、3-氢吡啶基-6-甲基-7-苯胺基荧烷、3-吡咯烷并-6-甲基-7-苯胺基荧烷、3,3-双(1-乙基-2-甲基吲哚-3-基)苯酞、3,3-双(1-正丁基-2-甲基吲哚-3-基)苯酞、3,3-双(对二甲基氨基苯基)-6-二甲基氨基苯酞、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-氮杂苯酞、3-(4-二乙基氨基苯基)-3-(1-乙基-2-甲基吲哚-3-基)苯酞及3’,6’-双(二苯胺)螺异苯并呋喃-1(3H),9’-[9H]呫呸-3-酮。
作为色素N,例如也可举出染料。作为染料,例如可举出明亮绿、乙基紫、甲基绿、结晶紫、维新红、甲基紫2B、喹嗪红、玫瑰红、甲酰黄、噻吗啉、二甲苯酚蓝、甲基橙、对甲红、刚果红、苯并嘌呤4B、α-萘红、萘蓝2B、萘蓝A、甲基紫、孔雀绿、对苯二酚、维多利亚纯蓝-烷基萘磺酸盐、维多利亚纯蓝BOH(Hodogaya Chemical Co.,Ltd.)、Oil Blue#603(ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD)、Oil Pink#312(ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD)、Oil Red 5B(ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD)、Oil Scarlet#308(ORIENTCHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD)、Oil Red OG(ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD)、Oil Red RR(ORIENT CHEMICAL INDUSTRIES CO.,LTD)、Oil Green#502(ORIENT CHEMICALINDUSTRIES CO.,LTD)、Spiron Red BEH Special(Hodogaya Chemical Co.,Ltd.)、间甲酚紫、甲酚红、罗丹明B、若丹明6G、磺酰罗丹明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-羧基硬脂基氨基-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胺-5-吡唑啉酮及1-β-萘基-4-对二乙基氨基苯基亚胺-5-吡唑啉酮。
色素N优选为无色结晶紫、结晶紫内酯、明亮绿或维多利亚纯蓝-烷基萘磺酸盐。
感光性树脂层可以含有1种或2种以上的色素N。
从曝光部的可见性、非曝光部的可见性、显影后的图案可见性及分辨率的观点考虑,色素N的含有率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的含有率是指将感光性树脂层中所包含的色素N的全部成为显色状态时的色素N的含有率。以下,以通过自由基显色的色素为例,对色素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)而成的溶液及向甲基乙基酮(100mL)中溶解0.01g而成的溶液。向各溶液添加光自由基聚合引发剂(Irgacure OXE01、BASF JAPAN LTD.),接着,照射365nm的光,由此产生自由基,将所有的色素成为显色状态。在大气环境下,使用分光光度计(UV3100、Shimadzu Corporation制),测定液温为25℃条件下的各溶液的吸光度,作成校准曲线。接着,代替色素,将感光性树脂层(3g)溶解于甲基乙基酮中,除此以外,通过与上述的方法相同的方法,测定使色素全部显色的溶液的吸光度。根据校准曲线,从含有感光性树脂层的溶液的吸光度,计算感光性树脂层中所包含的色素的量。
(表面活性剂)
从厚度的均匀性的观点考虑,感光性树脂层优选含有表面活性剂。作为表面活性剂,例如可举出阴离子性表面活性剂、阳离子性表面活性剂、非离子性(Non-ionic)表面活性剂及两性表面活性剂。表面活性剂优选为非离子性表面活性剂。表面活性剂优选为氟类表面活性剂或硅酮类表面活性剂。
作为氟类表面活性剂的市售品,例如可举出Megaface(例如,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-578-2、MFS-579、MFS-586、MFS-587、MFS-628、MFS-631、MFS-603、R-41、R-41-LM、R-01、R-40、R-40-LM、RS-43、TF-1956、RS-90、R-94、RS-72-K及DS-21、DIC Corporation)、Fluorad(例如,FC430、FC431、FC171、Sumitomo 3MLimited)、Surflon(例如,S-382、SC-101、SC-103、SC-104、SC-105、SC-1068、SC-381、SC-383、S-393及KH-40、AGC Inc.)、PolyFox(例如,PF636、PF656、PF6320及PF6520、PF7002、OMNOVA Solutions Inc.)、Ftergent(例如,710FL、710FM、610FM、601AD、601ADH2、602A、215M、245F、251、212M、250、209F、222F、208G、710LA、710FS、730LM、650AC、681及683、NeosCorporation),U-120E(Uni-chem Co.,Ltd.)。
作为氟类表面活性剂,也可以使用具有含有包含氟原子的官能团的分子结构且施加热时包含氟原子的官能团部分被断裂而氟原子挥发的丙烯酸类化合物。作为如上述的氟类表面活性剂,可举出DIC CORPORATION的Megaface 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 DS-21)。
作为氟类表面活性剂,也可以使用具有氟化烷基或氟化亚烷基醚基的含氟原子的乙烯基醚化合物与亲水性乙烯基醚化合物的聚合物。
作为氟类表面活性剂,也可以使用嵌段聚合物。
作为氟类表面活性剂,也可以使用包含源自含有氟原子的(甲基)丙烯酸酯化合物的结构单元及源自含有2个以上(优选5个以上)的亚烷氧基(优选亚乙氧基或亚丙氧基)的(甲基)丙烯酸酯化合物的结构单元的含氟高分子化合物。
作为氟类表面活性剂,也可以使用在侧链中具有包含烯属不饱和键的基团的含氟聚合物。作为如上述的氟类表面活性剂的市售品,例如可举出Megaface(例如,RS-101、RS-102、RS-718K及RS-72-K、DIC CORPORATION)。
作为氟类表面活性剂,从提高环境适性的观点考虑,优选为源自全氟辛烷酸(PFOA)、全氟辛烷磺酸基(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。
作为非离子类表面活性剂,例如可举出甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷以及它们的乙氧基化物(例如,甘油乙氧基化物)及丙氧基化物(例如,甘油丙氧基化物)。并且,作为非离子类表面活性剂,例如也可举出聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯十八烷基醚、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(例如,L10、L31、L61、L62、10R5、17R2及25R2、HYDROPALAT WE 3323、BASF公司)、Tetronic(例如,304、701、704、901、904及150R1、BASF公司)、Solsperse20000(The Lubrizol Corporation)、NCW-101(FUJIFILM Wako Pure ChemicalCorporation)、NCW-1001(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation)、NCW-1002(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation)、PIONIN(例如,D-1105、D-6112、D-6112-W及D-6315、Takemoto Oil&Fat Co.,Ltd.)、OLFINE E1010(Nissin Chemical Co.,Ltd.)及Surfynol(例如,104、400及440、Nissin Chemical Co.,Ltd.)。
作为硅酮类表面活性剂,例如可举出由硅氧烷键构成的直链状聚合物及在侧链或末端上导入有机基团的改性硅氧烷聚合物。
作为表面活性剂,例如可举出DOWSIL8032 ADDITIVE、Toray SILICONE DC3PA、Toray SILICONE SH7PA、Toray SILICONE DC11PA、Toray SILICONE SH21PA、ToraySILICONE SH28PA、Toray SILICONE SH29PA、Toray SILICONE SH30PA及Toray SILICONESH8400(Dow Corning Toray Co.,Ltd.)。
作为表面活性剂,例如可举出EXP.S-309-2、EXP.S-315、EXP.S-503-2、EXP.S-505-2(以上为DIC CORPORATION制)。
作为表面活性剂,例如可举出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及KF-6002(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.)。
作为表面活性剂,例如可举出F-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4460及TSF-4452(Momentive performance Materials Inc.)。
作为表面活性剂,例如可举出BYK307、BYK323及BYK330(BYK Co,.LTD)等。
作为表面活性剂,例如可举出BYK300、BYK306、BYK310、BYK320、BYK325、BYK313、BYK315N、BYK331、BYK333、BYK345、BYK347、BYK348、BYK349、BYK370、BYK377、BYK378、BYK323(以上为BYK Co,.LTD制)等。
感光性树脂层可以含有1种或2种以上的表面活性剂。
表面活性剂的含有率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,例如可举出热交联性化合物、自由基阻聚剂、苯并三唑类、羧基苯并三唑类、增感剂、增塑剂、杂环状化合物及溶剂。感光性树脂层可以含有1种或2种以上的添加剂。
从所获得的固化膜的强度及所获得的未固化膜的粘结性的观点考虑,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来处理,而作为热交联性化合物来处理。
作为热交联性化合物,可举出羟甲基化合物及封端异氰酸酯化合物。其中,从所获得的固化膜的强度及所获得的未固化膜的粘结性的观点考虑,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,因此例如在聚合物A和/或烯属不饱和化合物具有羟基及羧基中的至少一个的情况下,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(所谓的掩膜(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无特别限制,但优选100℃~160℃,更优选130℃~15()℃。
封端异氰酸酯的解离温度是指“使用差示扫描量热计并通过DSC(Differentialscanning calorimetry:差示扫描量热法)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”。
作为差示扫描量热计,例如能够优选使用Seiko Instruments Inc.制的差示扫描量热计(型号:DSC6200)。但是,差示扫描量热计并不限定于此。
作为解离温度为100℃~160℃的封端剂,可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考虑,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合力等观点考虑,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获得。
在具有异氰脲酸酯结构的封端异氰酸酯化合物之中,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考虑,优选具有将肟化合物用作封端剂的肟结构的化合物。
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,优选自由基聚合性基团。
作为聚合性基团,可举出(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,优选烯属不饱和基团,更优选(甲基)丙烯酰氧基,进一步优选丙烯酰氧基。
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)、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)。
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 BDA0004113292210000391
热交联性化合物可以单独使用1种,也可以使用2种以上。
在感光性树脂层含有热交联性化合物的情况下,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1质量%~50质量%,更优选5质量%~30质量%。
作为自由基阻聚剂,例如可举出日本专利第4502784号公报的0018段中所记载的热阻聚剂。自由基阻聚剂优选为吩噻嗪、吩噁嗪或4-甲氧基苯酚。作为自由基阻聚剂,例如也可举出萘基胺、盐氯化亚铜、亚硝基苯基羟基胺铝盐及二苯基亚硝基胺。为了不损害感光性树脂层的灵敏度,优选使用亚硝基苯基羟基胺铝盐作为自由基阻聚剂。
作为苯并三唑类,例如可举出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)氨基乙烯羧基苯并三唑。作为羧基苯并三唑类的市售品,例如可举出CBT-1(JOHOKU CHEMICAL CO.,LTD.)。
自由基阻聚剂、苯并三唑类及羧基苯并三唑类的合计含有率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%。从对感光性树脂层赋予保存稳定性的观点考虑,优选将上述的添加剂的合计含有率设为0.01质量%以上。另一方面,从维持灵敏度并抑制染料的脱色的观点考虑,优选将上述的添加剂的合计含有率设为3质量%以下。
增感剂的种类并无限制。作为增感剂,例如可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、呫吨酮化合物、噻吨酮化合物、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)、芪化合物、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。
从对光源的灵敏度的提高及基于聚合速度与链转移的均衡性的固化速度的提高的观点考虑,感光性树脂层含有增感剂时的增感剂的含有率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%。
作为增塑剂及杂环状化合物,例如可举出国际公开第2018/179640号的0097段~0103段及0111段~0118段中所记载的化合物。
作为溶剂,例如可举出在下述“感光性树脂层的形成方法”的项中说明的溶剂。例如,在使用含有溶剂的感光性树脂层形成用组合物形成感光性树脂层的情况下,有时在感光性树脂层中残留溶剂。
感光性树脂层还可以含有选自金属氧化物粒子、抗氧化剂、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、热产酸剂、紫外线吸收剂、增粘剂、交联剂、有机的沉淀防止剂及无机的沉淀防止剂中的至少1种。
关于感光性树脂层中所含有的添加剂,记载于日本特开2014-85643号公报的0165段~0184段中。上述公报的内容通过参考被编入本说明书中。
(杂质)
感光性树脂层可以含有杂质。作为杂质,例如可举出钠、钾、镁、钙、铁、锰、铜、铝、钛、铬、钴、镍、锌、锡、卤素及它们的离子。卤化物离子、钠离子及钾离子作为杂质容易混入,因此优选卤化物离子、钠离子及钾离子的含有率在下述范围内。
感光性树脂层中的杂质的含有率相对于感光性树脂层的总质量优选为80ppm以下,更优选为10ppm以下,尤其优选为2ppm以下。感光性树脂层中的杂质的含有率相对于感光性树脂层的总质量可以为1ppb以上或0.1ppm以上。作为将杂质的含有率设为上述范围内的方法,可举出选择杂质的含量少的原料、在形成感光性树脂层时防止杂质的混入及进行清洗来去除。杂质例如通过ICP(Inductively Coupled Plasma,电感耦合等离子体)发光分光分析法、原子吸光分光法及离子色谱法之类的公知的方法进行定量。
优选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之类的化合物的含有率少。感光性树脂层中的上述化合物的含有率相对于感光性树脂层的总质量优选为100ppm以下,更优选为20ppm以下,尤其优选为4ppm以下。感光性树脂层中的上述化合物的含有率相对于感光性树脂层的总质量可以为10ppb以上或100ppb以上。上述化合物的含有率通过与调整上述杂质的含有率的方法相同的方法进行调整。并且,上述化合物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考虑,感光性树脂层中的水的含有率相对于感光性树脂层的总质量优选为0.01质量%~1.0质量%,更优选为0.05质量%~0.5质量%。
(残余单体)
感光性树脂层有时包含残余单体、例如对应于上述的聚合物A的各结构单元的残余单体。
从图案形成性及可靠性的观点考虑,残余单体的含有率相对于聚合物A的总质量优选5,000质量ppm以下,更优选2,000质量ppm以下,进一步优选500质量ppm以下。残余单体的含有率的下限并无特别限制,但是相对于聚合物A的总质量优选1质量ppm以上,更优选10质量ppm以上。
从图案形成性及可靠性的观点考虑,对应于聚合物A的各结构单元的残余单体的含有率相对于感光性树脂层的总质量优选3,000质量ppm以下,更优选600质量ppm以下,进一步优选100质量ppm以下。对应于聚合物A的各结构单元的残余单体的含有率的下限并无特别限制,但是相对于感光性树脂层的总质量优选0.1质量ppm以上,更优选1质量ppm以上。
通过高分子反应合成聚合物A时的单体的残余单体量也优选在上述范围内。例如,在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的情况下,优选将丙烯酸缩水甘油酯的含量设在上述范围内。
残余单体的量能够利用液相色谱及气相色谱等公知的方法进行测定。
(厚度)
感光性树脂层的厚度并无限制。感光性树脂层的厚度例如在0.1μm~100μm的范围内确定。从显影性及分辨率的观点考虑,感光性树脂层的厚度优选为50μm以下,更优选为30μm以下,尤其优选为20μm以下。此外,感光性树脂层的厚度优选为10μm以下,更优选为5μm以下。从显影液等的处理液耐性的观点考虑,感光性树脂层的厚度优选为0.1μm以上,更优选为0.2μm以上,尤其优选为0.5μm以上。此外,感光性树脂层的厚度优选为0.5μm~10μm,更优选为0.5μm~5μm。并且,感光性树脂层的厚度优选为0.5μm~5μm,尤其优选为0.5μm~4μm。感光性树脂层的厚度通过根据临时支承体的厚度的测定方法的方法进行测定。
(透射率)
从密合性更优异的观点考虑,波长365nm下的感光性树脂层的透射率优选为10%以上,更优选为30%以上,尤其优选为50%以上。波长365nm下的感光性树脂层的透射率的上限并无限制。波长365nm下的感光性树脂层的透射率优选为99.9%以下。
(感光性树脂层的形成方法)
感光性树脂层的形成方法为通过能够形成含有上述成分的层的方法,则并无限制。感光性树脂层例如通过如下来形成:制备感光性树脂层形成用组合物,将感光性树脂层形成用组合物涂布于临时支承体上,而且对涂布的感光性树脂层形成用组合物进行干燥。
作为感光性树脂层形成用组合物,例如可举出含有聚合物A、聚合性化合物B及光聚合引发剂的组合物。为了调节感光性树脂层形成用组合物的粘度并且容易形成感光性树脂层,感光性树脂层形成用组合物优选含有溶剂。
溶剂只要为能够溶解或分散感光性树脂层的成分的溶剂,则并无限制。作为溶剂,例如可举出亚烷基二醇醚溶剂、亚烷基二醇醚乙酸酯溶剂、醇溶剂(例如,甲醇及乙醇)、酮溶剂(例如,丙酮及甲基乙基酮)、芳香族烃溶剂(例如,甲苯)、非质子性极性溶剂(例如,N,N-二甲基甲酰胺)、环状醚溶剂(例如,四氢呋喃)、酯溶剂、酰胺溶剂及内酯溶剂。
作为亚烷基二醇醚溶剂,例如可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溶剂,例如可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。
作为溶剂,也可举出国际公开第2018/179640号的0092段~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。这些公报的内容通过参考被编入本说明书中。
感光性树脂层形成用组合物可以含有1种或2种以上的溶剂。感光性树脂层形成用组合物优选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1种,更优选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1种及选自酮溶剂及环状醚溶剂中的至少1种,尤其优选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1种、酮溶剂及环状醚溶剂。
感光性树脂层形成用组合物中的溶剂的含有率相对于感光性树脂层形成用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。
感光性树脂层形成用组合物的制备方法并无限制。感光性树脂层形成用组合物例如通过如下来制备:预先制备将各成分溶解于溶剂的溶液,以规定的比例混合获得的溶液。在形成感光性树脂层之前,优选使用孔径为0.2μm~30μm的过滤器对感光性树脂层形成用组合物进行过滤。
作为感光性树脂层形成用组合物的涂布方法,例如可举出狭缝涂布、旋转涂布、帘式涂布及喷墨涂布。
《热塑性树脂层》
本发明所涉及的感光性转印材料可以含有热塑性树脂层。通过感光性转印材料包含热塑性树脂层,在感光性转印材料与基板的贴合中,提高感光性转印材料对基板的追随性,并且抑制在感光性转印材料与基板之间混入气泡。并且,通过感光性转印材料包含热塑性树脂层,提高层之间的密合性。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包含热塑性树脂层。关于热塑性树脂层,例如记载于日本特开2014-85643号公报的0189段~0193段中。上述公报的内容通过参考被编入本说明书中。
(碱溶性树脂)
热塑性树脂层优选包含碱溶性树脂作为热塑性树脂。作为碱溶性树脂,例如可举出丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、苯乙烯-丙烯酸共聚物、聚氨酯树脂、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩甲醛、聚酰胺树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、聚缩醛树脂、聚羟基苯乙烯树脂、聚酰亚胺树脂、聚苯并噁唑树脂、聚硅氧烷树脂、聚乙烯亚胺、聚烯丙基胺及聚亚烷基二醇。
从显影性及与相邻的层的密合性的观点考虑,碱溶性树脂优选为丙烯酸树脂。在此,丙烯酸树脂是指包含选自源自(甲基)丙烯酸的结构单元、源自(甲基)丙烯酸酯的结构单元及源自(甲基)丙烯酸酰胺的结构单元中的至少1种的树脂。从显影性及与相邻的层的密合性的观点考虑,碱溶性树脂尤其优选具有源自(甲基)丙烯酸的结构单元的丙烯酸树脂。
源自(甲基)丙烯酸的结构单元、源自(甲基)丙烯酸酯的结构单元及源自(甲基)丙烯酸酰胺的结构单元的合计含有率相对于丙烯酸树脂的总质量优选为50质量%以上。源自(甲基)丙烯酸的结构单元及源自(甲基)丙烯酸酯的结构单元的合计含有率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%。
碱溶性树脂优选含有酸基。作为酸基,例如可举出羧基、磺基、磷酸基及膦酸基。酸基优选为羧基。
从显影性的观点考虑,碱溶性树脂优选为酸值为60mgKOH/g以上的碱溶性树脂,更优选为酸值为60mgKOH/g以上的含羧基的丙烯酸树脂。碱溶性树脂的酸值优选为200mgKOH/g以下,更优选为150mgKOH/g以下。
作为酸值为60mgKOH/g以上的含羧基的丙烯酸树脂,例如可举出日本特开2011-95716号公报的0025段中所记载的聚合物中的酸值为60mgKOH/g以上的含羧基的丙烯酸树脂、日本特开2010-237589号公报的0033段~0052段中所记载的聚合物中的酸值为60mgKOH/g以上的含羧基的丙烯酸树脂及日本特开2016-224162号公报的0053段~0068段中所记载的粘合剂聚合物中的酸值为60mgKOH/g以上的含羧基的丙烯酸树脂。
含羧基的丙烯酸树脂中的具有羧基的结构单元的含有率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%,尤其优选为12质量%~30质量%。
碱溶性树脂可以含有反应性基团。作为反应性基团,例如可举出烯属不饱和基团、缩聚性基(例如,羟基及羧基)及加聚反应性基团(例如,环氧基及(嵌段)异氰酸酯基)。
碱溶性树脂的重均分子量(Mw)优选为1,000以上,更优选为10,000~100,000,尤其优选为20,000~50,000。
热塑性树脂层可以含有1种或2种以上的碱溶性树脂。
从显影性及与相邻的层的密合性的观点考虑,碱溶性树脂的含有率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)
热塑性树脂层优选包含显色时的波长范围即400~780nm下的最大吸收波长为450nm以上并且通过酸、碱或自由基而最大吸收波长产生变化的色素(以下,有时称为“色素B”。)。色素B的优选方式除以下所示的事项以外,与色素N的优选方式相同。
从曝光部的可见性、非曝光部的可见性及分辨率的观点考虑,色素B优选为通过酸或自由基而最大吸收波长产生变化的色素,更优选为通过酸而最大吸收波长产生变化的色素。
热塑性树脂层可以含有1种或2种以上的色素B。
从曝光部的可见性及非曝光部的可见性的观点考虑,色素B的含有率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%,尤其优选为0.25质量%~3.0质量%。在此,色素B的含量是指热塑性树脂层中所包含的色素B的全部成为显色状态时的色素的含量。以下,以通过自由基显色的色素为例,对色素的定量方法进行说明。制备向甲基乙基酮(100mL)中溶解色素B(0.001g)而成的溶液及向甲基乙基酮(100mL)中溶解色素B(0.01g)而成的溶液。向各溶液添加光自由基聚合引发剂(Irgacure OXE01、BASF JAPAN LTD.),接着,照射365nm的光,由此产生自由基,将所有的色素成为显色状态。在大气环境下,使用分光光度计(UV3100、ShimadzuCorporation),测定液温为25℃条件下的各溶液的吸光度,作成校准曲线。接着,代替色素,将热塑性树脂层(0.1g)溶解于甲基乙基酮中,除此以外,通过与上述的方法相同的方法,测定使色素全部显色的溶液的吸光度。根据校准曲线,从包含热塑性树脂层的溶液的吸光度计算热塑性树脂层中所包含的色素的量。
从曝光部的可见性、非曝光部的可见性及分辨率的观点考虑,热塑性树脂层优选含有通过酸而最大吸收波长产生变化的色素作为色素B及通过光生成酸的化合物。对通过光生成酸的化合物进行后述。
(通过光生成酸、碱或自由基的化合物)
热塑性树脂层可以含有通过光生成酸、碱或自由基的化合物(以下,有时称为“化合物C”。)。化合物C优选为接受活性光线(例如,紫外线及可见光线)而生成酸、碱或自由基的化合物。作为化合物C,例如可举出光产酸剂、光产碱剂及光自由基聚合引发剂(光自由基产生剂)。上述中,优选光产酸剂。
从分辨率的观点考虑,热塑性树脂层优选含有光产酸剂。作为光产酸剂,可举出在上述“感光性树脂层”的项中说明的光阳离子聚合引发剂。光产酸剂的优选方式除了以下所示的事项以外,与在上述“感光性树脂层”的项中说明的光阳离子聚合引发剂的优选方式相同。从灵敏度及分辨率的观点考虑,光产酸剂优选包含选自鎓盐化合物及肟磺酸酯化合物中的至少1种。从灵敏度、分辨率及密合性的观点考虑,光产酸剂优选包含肟磺酸酯化合物。以下示出优选的光产酸剂的具体例。
[化学式3]
Figure BDA0004113292210000471
热塑性树脂层可以含有光产碱剂。作为光产碱剂,例如可举出2-硝基苄基环己基氨基甲酸酯、三苯基甲醇、0-氨基甲酰基羟胺、0-氨基甲酰基肟、[[(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。
热塑性树脂层可以含有光自由基聚合引发剂(光自由基聚合引发剂)。作为光自由基聚合引发剂,可举出在上述“感光性树脂层”的项中说明的光自由基聚合引发剂。光自由基聚合引发剂的优选方式与在上述“感光性树脂层”的项中说明的光自由基聚合引发剂的优选方式相同。
热塑性树脂层可以含有1种或2种以上的化合物C。
从曝光部的可见性、非曝光部的可见性及分辨率的观点考虑,热塑性树脂层中的化合物C的含有率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、与相邻的层的密合性及显影性的观点考虑,热塑性树脂层优选含有增塑剂。
增塑剂的分子量(在增塑剂具有分子量分布的情况下为重均分子量(Mw))优选小于碱溶性树脂的分子量。增塑剂的分子量优选为200~2,000。
作为增塑剂,例如可举出与碱溶性树脂相溶而表达可塑性的化合物。从可塑性赋予的观点考虑,增塑剂优选为在分子中含有亚烷氧基的化合物,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乙氧基结构或聚丙烯氧基结构。
从分辨率及保存稳定性的观点考虑,增塑剂优选含有(甲基)丙烯酸酯化合物。从相溶性、分辨率及与相邻的层的密合性的观点考虑,更优选碱溶性树脂为丙烯酸树脂并且增塑剂含有(甲基)丙烯酸酯化合物。作为用作增塑剂的(甲基)丙烯酸酯化合物,例如可举出在上述“聚合性化合物B”的项中说明的(甲基)丙烯酸酯化合物。在感光性转印材料中热塑性树脂层与感光性树脂层接触的情况下,热塑性树脂层及感光性树脂层优选含有相同的(甲基)丙烯酸酯化合物。通过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,抑制层之间的成分扩散,并且提高保存稳定性。
从与相邻的层的密合性的观点考虑,用作增塑剂的(甲基)丙烯酸酯化合物优选在曝光后的曝光部中也不聚合。
从分辨率、与相邻的层的密合性及显影性的观点考虑,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(甲基)丙烯酸酯化合物。
用作增塑剂的(甲基)丙烯酸酯化合物也优选为具有酸基的(甲基)丙烯酸酯化合物或氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物。
热塑性树脂层可以含有1种或2种以上的增塑剂。
从分辨率、与相邻的层的密合性及显影性的观点考虑,热塑性树脂层中的增塑剂的含有率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考虑,热塑性树脂层优选含有表面活性剂。作为表面活性剂,例如可举出在上述“感光性树脂层”的项中说明的表面活性剂。表面活性剂的优选方式与在上述“感光性树脂层”的项中说明的表面活性剂的优选方式相同。
热塑性树脂层可以含有1种或2种以上的表面活性剂。
热塑性树脂层中的表面活性剂的含有率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,例如可举出在上述“感光性树脂层”的项中说明的增感剂。
热塑性树脂层可以含有1种或2种以上的增感剂。
从对光源的灵敏度的提高及曝光部及非曝光部的可见性的观点考虑,增感剂的含有率相对于热塑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%。
(添加剂)
热塑性树脂层除上述的成分以外,根据需要可以含有公知的添加剂。
(厚度)
热塑性树脂层的厚度并无限制。从与相邻的层的密合性的观点考虑,热塑性树脂层的厚度优选为1μm以上,更优选为2μm以上。从显影性及分辨率的观点考虑,热塑性树脂层的厚度优选为20μm以下,更优选为10μm以下,尤其优选为5μm以下。热塑性树脂层的厚度通过根据临时支承体的厚度的测定方法的方法进行测定。
(热塑性树脂层的形成方法)
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并无限制。热塑性树脂层例如通过如下来形成:制备热塑性树脂层形成用组合物,将热塑性树脂层形成用组合物涂布于对象物(例如,感光性树脂层)上,而且对涂布的热塑性树脂层形成用组合物进行干燥。
为了调节热塑性树脂层形成用组合物的粘度而容易形成热塑性树脂层,热塑性树脂层形成用组合物优选含有溶剂。溶剂只要为能够溶解或分散热塑性树脂层的成分的溶剂,则并无限制。作为溶剂,可举出在上述“感光性树脂层”的项中说明的溶剂。溶剂的优选方式与在上述“感光性树脂层”的项中说明的溶剂的优选方式相同。
热塑性树脂层形成用组合物可以含有1种或2种以上的溶剂。
热塑性树脂层形成用组合物中的溶剂的含有率相对于热塑性树脂层形成用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。
热塑性树脂层形成用组合物例如通过根据感光性树脂层形成用组合物的制备方法的方法而制备。热塑性树脂层形成用组合物例如通过根据感光性树脂层形成用组合物的涂布方法的方法而涂布。
《中间层》
本发明所涉及的感光性转印材料优选在感光性树脂层与热塑性树脂层之间含有中间层。通过感光性转印材料含有中间层,能够抑制在感光性转印材料的形成或感光性转印材料的保存中在层之间产生的成分的混合。从抑制在显影性及感光性转印材料的形成或感光性转印材料的保存中层之间产生的成分的混合的观点考虑,中间层优选为水溶性层。在本发明中,“水溶性”是指对液温为22℃的pH7.0的水(100g)中的溶解度为0.1g以上的性质。
作为中间层,例如可举出日本特开平5-72724号公报中作为“分离层”记载的具有阻氧功能的阻氧层。在提高曝光时的灵敏度、减少曝光机的时间负荷、提高生产率的方面而言优选阻氧层。阻氧层优选为显示低的透氧性并且分散或溶解于水或碱水溶液(1质量%的碳酸钠水溶液、液温:22℃)的阻氧层。
中间层优选含有树脂。作为树脂,例如可举出聚乙烯醇类树脂、聚乙烯吡咯烷酮类树脂、纤维素类树脂、丙烯酰胺类树脂、聚环氧乙烷类树脂、明胶、乙烯基醚类树脂及聚酰胺树脂。树脂可以为均聚物或共聚物。树脂优选为水溶性树脂。
从抑制在阻氧性及感光性转印材料的形成或感光性转印材料的保存中层之间产生的成分的混合的观点考虑,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。
从抑制层之间产生的成分的混合的观点考虑,中间层中所含有的树脂优选为与感光性树脂层中所含有的聚合物A不同的树脂并且与热塑性树脂层中所含有的热塑性树脂(例如,碱溶性树脂)不同的树脂。
中间层可以含有1种或2种以上的树脂。
从抑制在阻氧性及感光性转印材料的形成或感光性转印材料的保存中层之间产生的成分的混合的观点考虑,中间层中的树脂的含有率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质量%~100质量%,尤其优选为90质量%~100质量%。
中间层根据需要可以含有表面活性剂之类的添加剂。作为表面活性剂,例如可举出在上述“感光性树脂层”的项中说明的表面活性剂。表面活性剂的优选方式与在上述“感光性树脂层”的项中说明的表面活性剂的优选方式相同。
中间层的厚度并无限制。中间层的厚度优选为0.1μm~5μm,更优选为0.5μm~3μm。若中间层的厚度在上述范围内,则不会降低阻氧性,能够抑制在感光性转印材料的形成或感光性转印材料的保存中层之间产生的成分的混合,并且能够抑制显影工序中的中间层的去除时间的增加。中间层的厚度通过根据临时支承体的厚度的测定方法的方法进行测定。
中间层的形成方法并无限制。中间层例如通过如下来形成:制备含有树脂及任意添加剂的中间层形成用组合物,将中间层形成用组合物涂布于热塑性树脂层或感光性树脂层的表面,对涂布的中间层形成用组合物进行干燥。
为了调节中间层形成用组合物的粘度而容易形成中间层,中间层形成用组合物优选含有溶剂。溶剂只要为能够溶解或分散树脂的溶剂,则并无限制。溶剂优选为选自水及水混和性有机溶剂中的至少1种,更优选为水或水与水混和性有机溶剂的混合溶剂。作为水混和性有机溶剂,例如可举出碳原子数为1~3的醇、丙酮、乙二醇及丙三醇。水混和性有机溶剂优选为碳原子数为1~3的醇,更优选为甲醇或乙醇。
《保护膜》
本发明所涉及的感光性转印材料优选含有保护膜。本发明所涉及的感光性转印材料优选依次含有临时支承体、感光性树脂层及保护膜。保护膜优选为感光性转印材料的最外层。
作为保护膜,例如可举出树脂膜及纸。从强度及柔性的观点考虑,优选树脂膜。作为树脂膜,例如可举出聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、三醋酸纤维素膜、聚苯乙烯膜及聚碳酸酯膜。上述中,优选聚乙烯膜、聚丙烯膜或聚对苯二甲酸乙二醇酯膜。
保护膜的厚度并无限制。保护膜的厚度优选为5μm~100μm,更优选为10μm~50μm。保护膜的厚度通过根据临时支承体的厚度的测定方法的方法进行测定。
从分辨率更优异的观点考虑,保护膜的感光性树脂层侧的表面(以下,有时简称为“保护膜的表面”。)的算术平均粗糙度Ra优选为0.3μm以下,更优选为0.1μm以下,尤其优选为0.05μm以下。通过保护膜的表面的算术平均粗糙度Ra在上述范围内,认为是提高感光性树脂层及形成的树脂图案的厚度的均匀性。保护膜的算术平均粗糙度Ra的下限优选为0.001μm以上。
保护膜的表面的算术平均粗糙度Ra通过以下方法进行测定。使用三维光学分析仪(New View7300、Zygo公司),在以下条件下获得保护膜的表面轮廓。作为测定及分析软件,使用MetroPro ver8.3.2的Microscope Application。接着,使用上述分析软件显示Surface Map画面,在Surface Map画面中获得直方图数字。从获得的直方图数字计算算术平均粗糙度Ra。在感光性转印材料中所含有的保护膜的表面的算术平均粗糙度Ra的测定中,从感光性转印材料剥离保护膜,由此测定显示的保护膜的表面的算术平均粗糙度Ra即可。
《临时支承体、感光性树脂层及保护膜的关系》
本发明所涉及的感光性转印材料优选如下:
固化感光性树脂层而成的固化膜的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,
保护膜的感光性树脂层侧的表面的算术平均粗糙度Ra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表示使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750以下。
优选相对于使感光性树脂层固化而成的固化膜在23℃下的断裂伸长率,在120℃下的断裂伸长率大2倍以上。
使用利用超高压汞灯以120mJ/cm2对厚度20μm的感光性树脂层进行曝光而使其固化之后用高压汞灯以400mJ/cm2进一步追加进行曝光并在145℃下加热30分钟之后的固化膜,通过拉伸试验测定断裂伸长率。
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表示保护膜的感光性树脂层侧的表面的算术平均粗糙度Ra的值(nm)。
《其他层》
本发明所涉及的感光性转印材料可以含有除上述的层除以外的层(以下,在本段中称为“其他层”。)。作为其他层,例如可举出反差增强层(也称为折射率调整层。)。关于反差增强层,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段~0196段中。这些公报的内容通过参考被编入本说明书中。
《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无限制。感光性转印材料例如利用上述各层的形成方法来制造。以下,参考图1及图2对感光性转印材料的制造方法进行说明。图1是表示本发明所涉及的感光性转印材料的结构的示意图。图2是表示本发明的另一实施方式所涉及的感光性转印材料的结构的示意图。图3是表示本发明的另一实施方式所涉及的感光性转印材料的结构的示意图。
图1所示的感光性转印材料100依次含有临时支承体10、感光性树脂层20及保护膜30。感光性转印材料100例如通过以下方法来制造。在第1面10a及与上述第1面10a相反的一侧准备具有第2面10b的临时支承体10。将感光性树脂层形成用组合物涂布于临时支承体10的第2面10b上,对涂布的感光性树脂层形成用组合物进行干燥,形成感光性树脂层20。在感光性树脂层20上配置保护膜30。卷取通过上述方法制造的感光性转印材料100,由此可以制作及保管辊形态的感光性转印材料100。辊形态的感光性转印材料100例如通过卷对卷方式用于与基板的贴合。
图2所示的感光性转印材料110依次含有临时支承体11、感光性树脂层20及保护膜30。临时支承体11在从临时支承体11朝向感光性树脂层20的层叠方向上依次含有含粒子层11-1及基材11-2。在临时支承体11中,含粒子层11-1作为临时支承体11的第1面11a侧的最外层而配置。在临时支承体11中,基材11-2作为临时支承体11的第2面11b侧的最外层而配置。感光性转印材料110例如代替临时支承体10准备临时支承体11,除此以外,通过与上述的感光性转印材料100的制造方法相同的方法来制造。
图3所示的感光性转印材料120依次含有临时支承体10、热塑性树脂层40、中间层50、感光性树脂层20及保护膜30。作为感光性转印材料120的制造方法,例如可举出根据上述的方法在临时支承体的第2面10b上依次形成热塑性树脂层40、中间层50、感光性树脂层20及保护膜30的方法。
本发明所涉及的感光性转印材料的制造方法并不限于上述的方法。例如,代替临时支承体在保护膜上形成各层,可以制造感光性转印材料。
《感光性转印材料的用途》
本发明所涉及的感光性转印材料例如优选用于基于光刻的精密微細加工所需的各种用途。例如,对感光性树脂层进行图案化之后,可以将感光性树脂层或其固化物作为被膜进行蚀刻或以电镀为主体的电铸。通过图案化获得的固化物可以用作永久膜。通过图案化获得的固化物例如可以用作具有层间绝缘膜、配线保护膜或折射率匹配层的配线保护膜。本发明所涉及的感光性转印材料例如优选用于半导体封装件、印制基板或传感器基板中的配线的形成方法。本发明所涉及的感光性转印材料例如优选用于触摸面板、电磁屏蔽件材及薄膜加热器之类的导电性膜的形成方法。本发明所涉及的感光性转印材料例如优选用于液晶密封材料、微机械及微电子区域中的结构物的形成方法。
本发明所涉及的感光性转印材料例如可以用作配线保护膜用感光性转印材料。作为优选用作配线保护膜用感光性转印材料的感光性转印材料的层结构,例如可举出以下(1)及(2)。
(1)临时支承体/感光性树脂层/折射率调整层/保护膜
(2)临时支承体/感光性树脂层/保护膜
以下,对优选用作配线保护膜用感光性转印材料的感光性转印材料的构成要件进行说明。但是,优选用作配线保护膜用感光性转印材料的感光性转印材料的构成要件并不限于以下所示的构成要件。
(临时支承体)
作为临时支承体,例如可举出在上述“临时支承体”一项中说明的临时支承体。临时支承体的优选方式与在上述“临时支承体”一项中说明的临时支承体的优选方式相同。
(保护膜)
作为保护膜,例如可举出在上述“保护膜”一项中说明的保护膜。保护膜的优选方式与在上述“保护膜”一项中说明的保护膜的优选方式相同。
(感光性树脂层)
-碱溶性树脂-
感光性树脂层优选含有碱溶性树脂。
作为碱溶性树脂,例如可举出(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、烷醇树脂、酚醛树脂、酯树脂、氨基甲酸酯树脂、通过环氧树脂与(甲基)丙烯酸的反应而获得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获得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方面而言,可举出(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源自(甲基)丙烯酸化合物的结构单元的树脂。源自(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50质量%以上,更优选70质量%以上,进一步优选90质量%以上。
(甲基)丙烯酸树脂可以仅由源自(甲基)丙烯酸化合物的结构单元构成,也可以具有源自除(甲基)丙烯酸化合物以外的聚合性单体的结构单元。即,源自(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、2,2,2-三氟乙基(甲基)丙烯酸酯及2,2,3,3-四氟丙基(甲基)丙烯酸酯,优选(甲基)丙烯酸烷基酯。
作为(甲基)丙烯酰胺,例如可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除源自(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,只要为除能够与(甲基)丙烯酸化合物共聚的(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、肉桂酸、α-氰基肉桂酸、衣康酸以及巴豆酸。
这些聚合性单体可以使用1种或者组合使用2种以上。
并且,从使碱显影性变得更良好的观点考虑,(甲基)丙烯酸树脂优选含有具有酸基的结构单元。作为酸基,例如可举出羧基、磺基、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,进一步优选具有源自上述(甲基)丙烯酸的结构单元。
在显影性优异的方面而言,(甲基)丙烯酸树脂中的具有酸基的结构单元(优选源自(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10质量%以上。并且,上限值并无特别限制,但在耐碱性优异的方面而言,优选50质量%以下,更优选40质量%以下。
并且,(甲基)丙烯酸树脂更优选具有源自上述(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元。
(甲基)丙烯酸树脂中的源自(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50质量%~90质量%,更优选60质量%~90质量%,进一步优选65质量%~90质量%。
作为(甲基)丙烯酸树脂,优选具有源自(甲基)丙烯酸的结构单元及源自(甲基)丙烯酸烷基酯的结构单元这两者的树脂,更优选仅由源自(甲基)丙烯酸的结构单元及源自(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,也优选具有源自甲基丙烯酸的结构单元、源自甲基丙烯酸甲酯的结构单元及源自丙烯酸乙酯的结构单元的丙烯酸树脂。
并且,从分辨率的观点考虑,(甲基)丙烯酸树脂优选具有选自源自甲基丙烯酸的结构单元及源自甲基丙烯酸烷基酯的结构单元中的至少1种,优选具有源自甲基丙烯酸的结构单元及源自甲基丙烯酸烷基酯的结构单元这两者。
从分辨率的观点考虑,(甲基)丙烯酸树脂中的源自甲基丙烯酸的结构单元及源自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40质量%以上,更优选60质量%以上。上限并无特别限制,可以为100质量%以下,优选80质量%以下。
并且,从分辨率的观点考虑,(甲基)丙烯酸树脂也优选具有选自源自甲基丙烯酸的结构单元及源自甲基丙烯酸烷基酯的结构单元中的至少1种和选自源自丙烯酸的结构单元及源自丙烯酸烷基酯的结构单元中的至少1种。
从分辨率的观点考虑,源自甲基丙烯酸的结构单元及源自甲基丙烯酸烷基酯的结构单元的合计含量相对于源自丙烯酸的结构单元及源自丙烯酸烷基酯的结构单元的合计含量以质量比计优选60/40~80/20。
在转印后的感光性树脂层的显影性优异的方面而言,(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源自用于合成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产生具有酯基的自由基的聚合引发剂来合成。
并且,从显影性的观点考虑,碱溶性树脂例如优选为酸值60mgKOH/g以上的碱溶性树脂。
并且,从通过加热与交联成分进行热交联而容易形成牢固的膜的观点考虑,碱溶性树脂例如更优选为酸值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)。
若碱溶性树脂为具有羧基的树脂,则例如能够通过添加封端异氰酸酯化合物等热交联性化合物进行热交联来提高三维交联密度。并且,若具有羧基的树脂的羧基被脱水而疏水化,则能够改善耐湿热性。
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,能够优选使用日本特开2011-095716号公报的0025段中所记载的聚合物之中酸值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之中酸值60mgKOH/g以上的含有羧基的丙烯酸树脂等。
作为碱溶性树脂的其他优选方式,可举出苯乙烯-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源自苯乙烯化合物的结构单元和源自(甲基)丙烯酸化合物的结构单元的树脂,源自上述苯乙烯化合物的结构单元及源自上述(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30质量%以上,更优选50质量%以上。
并且,源自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1质量%以上,更优选5质量%以上,进一步优选5质量%~80质量%。
并且,源自上述(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5质量%以上,更优选10质量%以上,进一步优选20质量%~95质量%。
从所获得的固化膜的透湿度及强度的观点考虑,碱溶性树脂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,优选苯乙烯化合物,更优选苯乙烯。
并且,从所获得的固化膜的透湿度及强度的观点考虑,碱溶性树脂更优选具有由下述式(S)表示的结构单元(源自苯乙烯的结构单元)。
[化学式4]
Figure BDA0004113292210000581
在碱溶性树脂含有具有芳香环结构的结构单元的情况下,从所获得的固化膜的透湿度及强度的观点考虑,具有芳香环结构的结构单元的含量相对于碱溶性树脂的所有结构单元优选5质量%~90质量%,更优选10质量%~70质量%,进一步优选20质量%~60质量%。
并且,从所获得的固化膜的透湿度及强度的观点考虑,碱溶性树脂中的具有芳香环结构的结构单元的含量相对于碱溶性树脂的所有结构单元,优选5摩尔%~70摩尔%,更优选10摩尔%~60摩尔%,进一步优选20摩尔%~60摩尔%。
此外,从所获得的固化膜的透湿度及强度的观点考虑,碱溶性树脂中的由上述式(S)表示的结构单元的含量相对于碱溶性树脂的所有结构单元,优选5摩尔%~70摩尔%,更优选10摩尔%~60摩尔%,进一步优选20摩尔%~60摩尔%,尤其优选20摩尔%~50摩尔%。
另外,在本说明书中,在以摩尔比规定“结构单元”的含量的情况下,上述“结构单元”和“单体单元”的含义相同。并且,在本说明书中,上述“单体单元”可以通过高分子反应等进行聚合之后进行修饰。以下也相同。
从显影残渣抑制性、所获得的固化膜的强度及所获得的未固化膜的粘结性的观点考虑,碱溶性树脂优选具有脂肪族烃环结构。即,碱溶性树脂优选含有具有脂肪族烃环结构的结构单元。其中,碱溶性树脂更优选具有2环以上的脂肪族烃环稠合的环结构。
作为具有脂肪族烃环结构的结构单元中的构成脂肪族烃环结构的环,可举出三环癸烷环、环己烷环、环戊烷环、降冰片烷环及异硼烷环。
其中,从显影残渣抑制性、所获得的固化膜的强度及所获得的未固化膜的粘结性的观点考虑,优选2环以上的脂肪族烃环稠合的环,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)丙烯酸异冰片基酯。
并且,从显影残渣抑制性、所获得的固化膜的强度及所获得的未固化膜的粘结性的观点考虑,碱溶性树脂更优选具有由下述式(Cy)表示的结构单元,更优选具有由上述式(S)表示的结构单元及由下述式(Cy)表示的结构单元。
[化学式5]
Figure BDA0004113292210000601
式(Cy)中的RM表示氢原子或甲基,RCy表示具有脂肪族烃环结构的一价的基团。
式(Cy)中的RM优选为甲基。
从显影残渣抑制性、所获得的固化膜的强度及所获得的未固化膜的粘结性的观点考虑,式(Cy)中的RCy优选为具有碳原子数5~20的脂肪族烃环结构的一价的基团,更优选为具有碳原子数6~16的脂肪族烃环结构的一价的基团,进一步优选为具有碳原子数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、所获得的固化膜的强度及所获得的未固化膜的粘结性的观点考虑,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、降冰片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。
此外,从显影残渣抑制性、所获得的固化膜的强度及所获得的未固化膜的粘结性的观点考虑,式(Cy)的RCy中的脂肪族烃环结构优选为2环以上的脂肪族烃环稠合的环结构,更优选为2~4环的脂肪族烃环稠合的环。
此外,从显影残渣抑制性、所获得的固化膜的强度及所获得的未固化膜的粘结性的观点考虑,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,更优选为环已基或二环戊基,进一步优选为二环戊基。
碱溶性树脂可以单独含有1种具有脂肪族烃环结构的结构单元,也可以含有2种以上。
在碱溶性树脂含有具有脂肪族烃环结构的结构单元的情况下,从显影残渣抑制性、所获得的固化膜的强度及所获得的未固化膜的粘结性的观点考虑,具有脂肪族烃环结构的结构单元的含量相对于碱溶性树脂的所有结构单元优选5质量%~90质量%,更优选10质量%~80质量%,进一步优选20质量%~70质量%。
并且,从显影残渣抑制性、所获得的固化膜的强度及所获得的未固化膜的粘结性的观点考虑,碱溶性树脂中的具有脂肪族烃环结构的结构单元的含量相对于碱溶性树脂的所有结构单元优选5摩尔%~70摩尔%,更优选10摩尔%~60摩尔%,进一步优选20摩尔%~50摩尔%。
此外,从显影残渣抑制性、所获得的固化膜的强度及所获得的未固化膜的粘结性的观点考虑,碱溶性树脂中的由上述式(Cy)表示的结构单元的含量相对于碱溶性树脂的所有结构单元优选5摩尔%~70摩尔%,更优选10摩尔%~60摩尔%,进一步优选20摩尔%~50摩尔%。
在碱溶性树脂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的情况下,从显影残渣抑制性、所获得的固化膜的强度及所获得的未固化膜的粘结性的观点考虑,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碱溶性树脂的所有结构单元优选10质量%~90质量%,更优选20质量%~8()质量%,进一步优选40质量%~75质量%。
并且,从显影残渣抑制性、所获得的固化膜的强度及所获得的未固化膜的粘结性的观点考虑,碱溶性树脂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碱溶性树脂的所有结构单元优选10摩尔%~80摩尔%,更优选20摩尔%~70摩尔%,进一步优选40摩尔%~60摩尔%。
此外,从本显影残渣抑制性、所获得的固化膜的强度及所获得的未固化膜的粘结性的观点考虑,碱溶性树脂中的由上述式(S)表示的结构单元及由上述式(Cy)表示的结构单元的总含量相对于碱溶性树脂的所有结构单元优选10摩尔%~80摩尔%,更优选20摩尔%~70摩尔%,进一步优选40摩尔%~60摩尔%。
并且,从显影残渣抑制性、所获得的固化膜的强度及所获得的未固化膜的粘结性的观点考虑,碱溶性树脂中的由上述式(S)表示的结构单元的摩尔量nS和由上述式(Cy)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密合性的观点考虑,碱溶性树脂优选含有具有酸基的结构单元。
作为上述酸基,可举出羧基、磺基、膦酸基及磷酸基,优选羧基。
作为具有上述酸基的结构单元,优选下述所示的源自(甲基)丙烯酸的结构单元,更优选源自甲基丙烯酸的结构单元。
[化学式6]
Figure BDA0004113292210000621
碱溶性树脂可以单独含有1种具有酸基的结构单元,也可以含有2种以上。
在碱溶性树脂含有具有酸基的结构单元的情况下,从显影性及与基板的密合性的观点考虑,具有酸基的结构单元的含量相对于碱溶性树脂的所有结构单元优选5质量%~50质量%,更优选5质量%~40质量%,进一步优选10质量%~30质量%。
并且,从显影性及与基板的密合性的观点考虑,碱溶性树脂中的具有酸基的结构单元的含量相对于碱溶性树脂的所有结构单元优选5摩尔%~70摩尔%,更优选10摩尔%~50摩尔%,进一步优选20摩尔%~40摩尔%。
此外,从显影性及与基板的密合性的观点考虑,碱溶性树脂中的源自(甲基)丙烯酸的结构单元的含量相对于碱溶性树脂的所有结构单元优选5摩尔%~70摩尔%,更优选10摩尔%~50摩尔%,进一步优选20摩尔%~40摩尔%。
从固化性及所获得的固化膜的强度的观点考虑,碱溶性树脂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,当碱溶性树脂具有烯属不饱和基团时,碱溶性树脂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键合链,“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,可举出下述所示的结构单元,但并不限定于这些。
[化学式7]
Figure BDA0004113292210000631
碱溶性树脂可以单独含有1种具有反应性基团的结构单元,也可以含有2种以上。
在碱溶性树脂含有具有反应性基团的结构单元的情况下,从固化性及所获得的固化膜的强度的观点考虑,具有反应性基团的结构单元的含量相对于碱溶性树脂的所有结构单元优选5质量%~70质量%,更优选10质量%~50质量%,进一步优选20质量%~40质量%。
并且,从固化性及所获得的固化膜的强度的观点考虑,碱溶性树脂中的具有反应性基团的结构单元的含量相对于碱溶性树脂的所有结构单元,优选5摩尔%~70摩尔%,更优选10摩尔%~60摩尔%,进一步优选20摩尔%~50摩尔%。
作为将反应性基团导入到碱溶性树脂中的方法,可举出如下方法: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、伯氨基、仲氨基、乙酰乙酰基(acetoacetyl group)及磺基等官能团进行反应。
作为将反应性基团导入到碱溶性树脂中的方法的优选例,可举出通过聚合反应合成具有羧基的聚合物之后,通过高分子反应使(甲基)丙烯酸缩水甘油酯与所获得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)丙烯酰氧基的碱溶性树脂。
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,优选偶氮类引发剂,例如更优选FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制的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。
从本发明中的效果更优异的方面考虑,作为碱溶性树脂,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 BDA0004113292210000641
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 BDA0004113292210000642
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 BDA0004113292210000651
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 BDA0004113292210000652
在上述树脂中,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,碱溶性树脂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X”。)。
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5元环~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价的基团对于主链直接或经由2价的连接基键合的结构单元。
[化学式12]
Figure BDA0004113292210000661
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,例如可举出烷基。
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。在Z1a表示碳原子数2~4的亚烷基的情况下,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。
在n1a表示2以上的整数的情况下,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,但优选彼此键合而不形成环。
作为具有羧酸酐结构的结构单元,优选源自不饱和羧酸酐的结构单元,更优选源自不饱和环式羧酸酐的结构单元,进一步优选源自不饱和脂肪族环式羧酸酐的结构单元,尤其优选源自马来酸酐或衣康酸酐的结构单元,最优选源自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 BDA0004113292210000662
[化学式14]
Figure BDA0004113292210000671
聚合物X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总含量相对于聚合物X的所有结构单元优选0摩尔%~60摩尔%,更优选5摩尔%~40摩尔%,进一步优选10摩尔%~35摩尔%。
感光性树脂层可以仅含有1种聚合物X,也可以含有2种以上。
在感光性树脂层含有聚合物X的情况下,从分辨率及显影性的观点考虑,聚合物X的含量相对于感光性树脂层的总质量,优选0.1质量%~30质量%,更优选0.2质量%~20质量%,进一步优选0.5质量%~20质量%,进一步优选1质量%~20质量%。
从提高分辨率及显影性的观点考虑,碱溶性树脂的重均分子量(Mw)优选5,000以上,更优选10,000以上,进一步优选10,000~50,000,尤其优选20,000~30,000。
碱溶性树脂的酸值优选10mgKOH/g~200mgKOH/g,更优选60mgKOH/g~200mgKOH/g,进一步优选60mgKOH/g~150mgKOH/g,尤其优选60mgKOH/g~110mgKOH/g。
另外,碱溶性树脂的酸值为按照JIS K0070:1992中所记载的方法测定的值。
从显影性的观点考虑,碱溶性树脂的分散度(重均分子量/数均分子量)优选1.0~6.0,更优选1.0~5.0,进一步优选1.0~4.0,尤其优选1.0~3.0。
感光性树脂层可以仅包含1种碱溶性树脂,也可以包含2种以上。
从感光性、分辨率及显影性的观点考虑,碱溶性树脂的含量相对于感光性树脂层的总质量,优选10质量%~90质量%,更优选20质量%~80质量%,进一步优选30质量%~70质量%。
-聚合性化合物-
感光性树脂层可以含有聚合性化合物。
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,例如可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,本说明书中的烯属不饱和化合物为除上述粘合剂聚合物以外的化合物,优选分子量小于5,000。
烯属不饱和化合物的优选方式与在上述“感光性树脂层”一项中说明的烯属不饱和化合物的优选方式相同。
作为烯属不饱和化合物的优选方式之一,可举出由下述式(M)表示的化合物(也简称为“化合物M”。)。
Q2-R1-Q1:式(M)
式(M)中的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接基。
式(M)中的Q1及Q2中,从合成容易性的观点考虑,Q1及Q2优选为相同的基团。
并且,从反应性的观点考虑,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、所获得的固化膜的耐弯曲性的观点考虑,优选亚烷基、亚烷氧基亚烷基(-L1-O-L1-)或聚亚烷氧基亚烷基(-(L1-O)P-L1-),更优选碳原子数2~20的烃基或聚亚烷氧基亚烷基,进一步优选碳原子数4~20的亚烷基,尤其优选碳原子数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,作为除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、醚键及它们的组合中的任一个,优选亚烷基或将2个以上的亚烷基和1个以上的亚芳基组合而成的基团,更优选亚烷基,进一步优选直链亚烷基。
另外,上述L1分别独立地表示亚烷基,优选亚乙基、亚丙基或亚丁基,更优选亚乙基或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、所获得的固化膜的耐弯曲性的观点考虑,化合物M中的连接Q1与Q2之间的最短的连接链的原子数优选3个~50个,更优选4个~40个,进一步优选6个~20个,尤其优选8个~12个。
在本说明书中,“连接Q1与Q2之间的最短的连接链的原子数”是指将从连接于Q1的R1中的原子至连接于Q2的R1中的原子为止进行连接的最短的原子数。
作为化合物M的具体例,可举出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、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,7-戊二醇二(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。上述酯单体也能够用作混合物。
在上述化合物之中,从显影残渣抑制性、防锈性、所获得的固化膜的耐弯曲性的观点考虑,优选为选自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)丙烯酸酯及新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯中的至少1种化合物,更优选为选自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1种化合物,进一步优选为选自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1种化合物。
并且,作为烯属不饱和化合物的优选方式之一,可举出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个以上的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(甲基)丙烯酰基。
作为烯属不饱和化合物,优选(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。
作为除上述化合物M以外的2官能的烯属不饱和化合物,可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)、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)、1,9-壬二醇二丙烯酸酯(商品名:NK ESTER A-NOD-N,Shin-Nakamura Chemical Co.,xkd.制)、1,6-己二醇二丙烯酸酯(商品名:NK ESTER A-HD-N,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制)。
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、异氰脲酸(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,还可举出(甲基)丙烯酸酯化合物的己内酯改性化合物(Nippon Kayaku Co.,Ltd.制KAYARAD(注册商标)DPCA-20,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制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.制的KAYARAD(注册商标)RP-1040,Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制的ATM-35E、A-9300、DAICEL-ALLNEXLTD.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NK ESTER A-GLY-9E等)。
作为烯属不饱和化合物,还可举出氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯化合物。
作为氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,可举出氨基甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯,例如可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,还可举出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6官能以上,进一步优选8官能以上。另外,作为官能团数的上限,优选20官能以下。作为3官能以上的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯,例如可举出8UX-015A(Taisei Fine Chemical Co.,Ltd.制)、UA-32P(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制)、U-15HA(Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制)、UA-1100H(Shin-NakamuraChemical Co.,Ltd.制)、Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.制的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)等。
作为烯属不饱和化合物的优选方式之一,可举出具有酸基的烯属不饱和化合物。
作为酸基,可举出磷酸基、磺基及羧基。
在这些之中,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)骨架中导入有羧基的烯属不饱和化合物(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)骨架中导入有羧基的烯属不饱和化合物〔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并用。
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1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1种,则显影性及膜强度进一步提高。
具有羧基的2官能以上的烯属不饱和化合物并无特别限制,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,可举出ARONIX(注册商标)TO-2349(TOAGOSEI CO.,LTD.制)、ARONIX(注册商标)M-520(TOAGOSEI CO.,LTD.制)、ARONIX(注册商标)M-510(TOAGOSEI CO.,LTD.制)等。
作为具有酸基的烯属不饱和化合物,优选日本特开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,例如还可举出使α,β-不饱和羧酸与多元醇进行反应而获得的化合物、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获得的化合物、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类化合物以及(甲基)丙烯酸烷基酯。
这些可以单独使用或者组合使用2种以上。
作为使α,β-不饱和羧酸与多元醇进行反应而获得的化合物,例如可举出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类(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的聚乙烯聚丙二醇二(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烯属不饱和化合物,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,还可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.制的KAYARAD(注册商标)DPCA-20、Shin-Nakamura ChemicalCo.,Ltd.制的A-9300-iCL等)、烯属不饱和化合物的环氧烷改性化合物(例如,NipponKayaku Co.,Ltd.制的KAYARAD RP-1040、Shin-Nakamura Chemical Co.,Ltd.制的ATM-35E、A-9300、DAICEL-ALLNEX Ltd.制的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考虑,也优选包含酯键的烯属不饱和化合物。
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考虑,优选具有四羟甲基甲烷结构或三羟甲基丙烷结构的烯属不饱和化合物,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考虑,作为烯属不饱和化合物,优选包含具有碳原子数6~20的脂肪族基团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烯属不饱和化合物。
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,可举出具有脂肪族烃环结构的烯属不饱和化合物(优选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2环以上的脂肪族烃环稠合的环结构(优选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2环以上的脂肪族烃环稠合的环结构的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,从所获得的固化膜的透湿度及耐弯曲性以及所获得的未固化膜的粘结性的观点考虑,优选环戊烷结构、环己烷结构、三环癸烷结构、三环癸烯结构、降冰片烷结构或异硼烷结构。
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。
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30质量%以下,更优选25质量%以下,进一步优选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的结构单元的碱溶性树脂。
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由式(M)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由式(M)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,更优选包含由式(M)表示的化合物、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考虑,感光性树脂层优选包含2官能的烯属不饱和化合物(优选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10∶90~90∶10,更优选30∶70~70∶30。
2官能的烯属不饱和化合物含量相对于所有烯属不饱和化合物的合计量优选20质量%~80质量%,更优选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10质量%~60质量%,更优选15质量%~40质量%。
并且,作为感光性树脂层的优选方式之一,从防锈性的观点考虑,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,从基板密合性、显影残渣抑制性及防锈性的观点考虑,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,更优选包含化合物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,从基板密合性、显影残渣抑制性及防锈性的观点考虑,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,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、二季戊四醇六丙烯酸酯及具有羧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、具有羧酸基的烯属不饱和化合物及氨基甲酸酯丙烯酸酯化合物。
感光性树脂层可以含有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60质量%~100质量%,更优选80质量%~100质量%,进一步优选90质量%~100质量%。
烯属不饱和化合物可以单独使用1种,也可以并用2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1质量%~70质量%,更优选5质量%~70质量%,进一步优选5质量%~60质量%,尤其优选5质量%~50质量%。
-聚合引发剂-
感光性树脂层可以含有聚合引发剂。
作为聚合引发剂,优选光聚合引发剂。
光聚合引发剂的优选方式与在上述“感光性树脂层”的项中说明的光聚合引发剂的优选方式相同。
聚合引发剂可以单独使用1种,也可以并用2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-
感光性树脂层可以含有杂环化合物。
杂环化合物所具有的杂环可以为单环及多环中的任一种。
作为杂环化合物所具有的杂原子,可举出氮原子、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1种原子,更优选具有氮原子。
作为杂环化合物,例如可举出三唑化合物、苯并三唑化合物、四唑化合物、噻二唑化合物、三嗪化合物、罗丹宁化合物、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、罗丹宁化合物、噻唑化合物、苯并咪唑化合物及苯并噁唑化合物中的至少1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1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 BDA0004113292210000761
[化学式16]
Figure BDA0004113292210000771
作为四唑化合物,能够例示出以下化合物。
[化学式17]
Figure BDA0004113292210000772
[化学式18]
Figure BDA0004113292210000773
作为噻二唑化合物,能够例示出以下化合物。
[化学式19]
Figure BDA0004113292210000774
作为三嗪化合物,能够例示出以下化合物。
[化学式20]
Figure BDA0004113292210000781
作为罗丹宁化合物,能够例示出以下化合物。
[化学式21]
Figure BDA0004113292210000782
作为噻唑化合物,能够例示出以下化合物。
[化学式22]
Figure BDA0004113292210000783
作为苯并噻唑化合物,能够例示出以下化合物。
[化学式23]
Figure BDA0004113292210000784
作为苯并咪唑化合物,能够例示出以下化合物。
[化学式24]
Figure BDA0004113292210000791
[化学式25]
Figure BDA0004113292210000792
作为苯并噁唑化合物,能够例示出以下化合物。
[化学式26]
Figure BDA0004113292210000793
杂环化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
在感光性树脂层含有杂环化合物的情况下,杂环化合物的含量相对于感光性树脂层的总质量优选0.01质量%~20.0质量%,更优选0.10质量%~10.0质量%,进一步优选0.30质量%~8.0质量%,尤其优选0.50质量%~5.0质量%。
-脂肪族硫醇化合物-
感光性树脂层可以含有脂肪族硫醇化合物。
通过感光性树脂层含有脂肪族硫醇化合物,脂肪族硫醇化合物在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,应力被松弛。
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)。
在上述中,作为脂肪族硫醇化合物,从所形成的图案的密合性(尤其是曝光后的密合性)的观点考虑,更优选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官能~10官能,更优选2官能~8官能,进一步优选2官能~6官能。
作为多官能的脂肪族硫醇化合物,例如可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-乙烷二硫醇、1,3-丙烷二硫醇、1,6-六亚甲基二硫醇、2,2’-(亚乙基二硫代)二乙烷硫醇、内消旋(meso)-2,3-二巯基琥珀酸及二(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1种化合物。
作为单官能的脂肪族硫醇化合物,例如可举出1-辛硫醇、1-十二硫醇、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。
感光性树脂层可以单独含有1种脂肪族硫醇化合物,也可以含有2种以上的脂肪族硫醇化合物。
在感光性树脂层含有脂肪族硫醇化合物的情况下,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5质量%以上,更优选5质量%~50质量%,进一步优选5质量%~30质量%,尤其优选8质量%~20质量%。
-热交联性化合物-
从所获得的固化膜的强度及所获得的未固化膜的粘结性的观点考虑,感光性树脂层优选包含热交联性化合物。
作为热交联性化合物,例如可举出在上述“感光性树脂层”一项中说明的热交联性化合物。
热交联性化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
在感光性树脂层含有热交联性化合物的情况下,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1质量%~50质量%,更优选5质量%~30质量%。
-表面活性剂-
感光性树脂层可以含有表面活性剂。
作为表面活性剂,例如可举出在上述“感光性树脂层”的项中说明的表面活性剂。
表面活性剂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
在感光性树脂层含有表面活性剂的情况下,表面活性剂的含量相对于感光性树脂层的总质量优选0.01质量%~3.0质量%,更优选0.01质量%~1.0质量%,进一步优选0.05质量%~0.80质量%。
-自由基阻聚剂-
感光性树脂层可以含有自由基阻聚剂。
作为自由基阻聚剂,例如可举出在上述“感光性树脂层”一项中说明的自由基阻聚剂。
自由基阻聚剂可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
在感光性树脂层含有自由基阻聚剂的情况下,自由基阻聚剂的含量相对于感光性树脂层的总质量优选0.01质量%~3质量%,更优选0.05质量%~1质量%。在含量为0.01质量%以上的情况下,感光性树脂层的保存稳定性更优异。另一方面,在含量为3质量%以下的情况下,灵敏度的维持及染料的脱色的抑制更优异。
-供氢性化合物-
感光性树脂层可以含有供氢性化合物。
供氢性化合物具有进一步提高光聚合引发剂对活性光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,例如可举出胺类及氨基酸化合物。
作为胺类,例如可举出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考虑,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1种。
作为氨基酸化合物,例如可举出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考虑,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,例如还可举出日本特公昭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(三噻烷等)。
供氢性化合物可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
在感光性树脂层含有供氢性化合物的情况下,从通过聚合生长速度与链转移的平衡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树脂层的总质量优选0.01质量%~10.0质量%,更优选0.01质量%~8.0质量%,进一步优选0.03质量%~5.0质量%。
-杂质-
感光性树脂层可以含有规定量的杂质。
作为杂质,例如可举出在上述“感光性树脂层”一项中说明的杂质。
-残余单体-
感光性树脂层有时包含与上述聚合物A的各结构单元对应的残余单体。
作为与感光性树脂层中的聚合物A的各结构单元对应的残余单体,例如可举出在与上述“感光性树脂层”一项中说明的聚合物A的各结构单元对应的残余单体。
-其他成分-
感光性树脂层可以含有除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,还可举出日本特开2000-310706号公报的0058~0071段中所记载的其他添加剂。
作为粒子,优选金属氧化物粒子。
金属氧化物粒子中的金属中还包括B、Si、Ge、As、Sb及Te等准金属。
例如,从固化膜的透明性的观点考虑,粒子的平均一次粒径优选1nm~200nm,更优选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个粒子的粒径并对测定结果进行算术平均而算出。另外,在粒子的形状不是球形的情况下,将最长的边作为粒径。
在感光性树脂层含有粒子的情况下,可以仅含有1种金属种类及大小等不同的粒子,也可以含有2种以上。
优选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超过0质量%且35质量%以下,更优选不包含粒子,或者粒子的含量相对于感光性树脂层的总质量超过0质量%且10质量%以下,进一步优选不包含粒子,或者粒子的含量相对于感光性树脂层的总质量超过0质量%且5质量%以下,进一步优选不包含粒子,或者粒子的含量相对于感光性树脂层的总质量超过0质量%且1质量%以下,尤其优选不包含粒子。
感光性树脂层可以含有着色剂(颜料、染料等),但例如从透明性的观点考虑,优选实质上不包含着色剂。
在感光性树脂层含有着色剂的情况下,着色剂的含量相对于感光性树脂层的总质量优选小于1质量%,更优选小于0.1质量%。
作为抗氧化剂,例如可举出1-苯基-3-吡唑烷酮(别名:菲尼酮)、1-苯基-4,4-二甲基-3-吡唑烷酮及1-苯基-4-甲基-4-羟基甲基-3-吡唑烷酮等3-吡唑烷酮类;氢醌、邻苯二酚、邻苯三酚、甲基氢醌及氯氢醌等聚羟基苯类;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考虑,作为抗氧化剂,优选3-吡唑烷酮类,更优选1-苯基-3-吡唑烷酮。
在感光性树脂层含有抗氧化剂的情况下,抗氧化剂的含量相对于感光性树脂层的总质量优选0.001质量%以上,更优选0.005质量%以上,进一步优选0.01质量%以上。上限并无特别限制,但优选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)并无特别限制,但从显影性及分辨率的观点考虑,优选30μm以下,更优选20μm以下,进一步优选15μm以下,尤其优选10μm以下,最优选5.0μm以下。作为下限,在使感光性树脂层固化而获得的膜的强度优异的观点而言,优选0.60μm以上,更优选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1.47~1.56,更优选1.49~1.54。
-感光性树脂层的颜色-
感光性树脂层优选为无色。具体而言,全反射(入射角8°、光源:D-65(2°视野))在CIE1976(L*,a*,b*)颜色空间中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,使感光性树脂层固化而获得的图案(感光性树脂层的固化膜)优选为无色。
具体而言,全反射(入射角8°、光源:D-65(2°视野))在CIE1976(L*,a*,b*)颜色空间中图案的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-
从防锈性的观点考虑,使感光性树脂层固化而获得的图案(感光性树脂层的固化膜)的层厚40μm处的透湿度优选为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,在使感光性树脂层固化而获得的固化膜中,通过利用i射线以曝光量300mJ/cm2对感光性树脂层进行曝光之后进行145℃、30分钟的后烘烤来测定透湿度。
(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含有的材料,例如可举出碱溶性树脂、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无特别限制,例如可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,例如可举出上述“感光性树脂层”的项中说明的碱溶性树脂及烯属不饱和化合物。
作为粒子,例如可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,可举出公知的金属氧化物粒子。金属氧化物粒子中的金属中还包括B、Si、Ge、As、Sb及Te等准金属。
例如,从固化膜的透明性的观点考虑,粒子的平均一次粒径优选1nm~200nm,更优选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个粒子的粒径并对测定结果进行算术平均而算出。另外,在粒子的形状不是球形的情况下,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)及它们的复合粒子中的至少1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考虑,更优选选自氧化锆粒子及氧化钛粒子中的至少1种。
作为金属氧化物粒子的市售品,可举出煅烧氧化锆粒子(CIK NanoTekCorporation制,产品名:ZRPGM15WT%-F04)、煅烧氧化锆粒子(CIK NanoTek Corporation制,产品名:ZRPGM15WT%-F74)、煅烧氧化锆粒子(CIK NanoTek Corporation制,产品名:ZRPGM15WT%-F75)、煅烧氧化锆粒子(CIK NanoTekCorporation制,产品名:ZRPGM15WT%-F76)、氧化锆粒子(NanoUse OZ-S30M,Nissan Chemical Industries,Ltd.制)及氧化锆粒子(NanoUse OZ-S30K,Nissan Chemical Industries,Ltd.制)。
粒子可以单独使用1种,也可以并用2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1质量%~95质量%,更优选20质量%~90质量%,进一步优选40质量%~85质量%。
在使用氧化钛作为金属氧化物粒子的情况下,氧化钛粒子的含量相对于折射率调整层的总质量优选1质量%~95质量%,更优选20质量%~90质量%,进一步优选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1.50以上,更优选1.55以上,进一步优选1.60以上,尤其优选1.65以上。折射率调整层的折射率的上限优选2.10以下,更优选1.85以下,尤其优选1.78以下。
折射率调整层的厚度优选50nm~500nm,更优选55nm~110nm,进一步优选60nm~100nm。
折射率调整层例如使用折射率调整层而形成。作为折射率调整层形成用组合物,优选上述的包含形成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,各成分的含量相对于组合物的总固体成分的优选范围与上述的各成分的含量相对于折射率调整层的总质量的优选范围相同。
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1种,更优选水或水与水混合性有机溶剂的混合溶剂。
作为水混和性有机溶剂,例如可举出碳原子数1~3的醇、丙酮、乙二醇及丙三醇,优选为碳原子数1~3的醇,更优选为甲醇或乙醇。
溶剂可以单独使用1种,也可以使用2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50质量份~2,500质量份,更优选50质量份~1,900质量份,进一步优选100质量份~900质量份。
折射率调整层的形成方法只要能够形成包含上述成分的层的方法,则不受特别限制,例如可举出公知的涂布方法(狭缝涂布、旋涂、帘涂及喷墨涂布等)。
(临时支承体、感光性树脂层及保护膜的关系)
在优选用作配线保护膜用感光性转印材料的感光性转印材料中,也优选满足上述的临时支承体、感光性树脂层及保护膜的关系。
<树脂图案的制造方法>
本发明的一实施方式所涉及的树脂图案的制造方法为使用本发明所涉及的感光性转印材料的树脂图案的制造方法。根据本发明的一实施方式,提供一种抑制气孔的产生的树脂图案的制造方法。本发明的一实施方式所涉及的树脂图案的制造方法优选包括:准备基板的工序(以下,有时称为“准备工序”。);将感光性转印材料与上述基板接触,在上述基板上依次配置感光性树脂层及临时支承体的工序(以下,有时称为“贴合工序”。);对上述感光性树脂层进行图案曝光的工序(以下,有时称为“曝光工序”。);及对经曝光的上述感光性树脂层进行显影来形成树脂图案的工序(以下,有时称为“显影工序”。)。
《准备工序》
在准备工序中,准备基板。基板的种类并无限制。基板优选为包含导电层的基板。此外,基板优选为包含基材及上述基材上的导电层的基板,更优选为包含基材及与上述基材接触的导电层的基板。导电层可以配置于基材的单侧面。导电层可以分别配置于基材的两面。基板可以包含除导电层以外的层。
作为基材,例如可举出玻璃、硅及树脂膜。基材优选透明。在本发明中,“透明”是指400nm~700nm的波长中的透射率为80%以上。基材的折射率优选为1.50~1.52。
作为透明的玻璃,例如可举出以Corning Incorporated Co.,Ltd.的GorillaGlass为代表的强化玻璃。作为透明的玻璃,也可以使用日本特开2010-86684号公报、日本特开2010-152809号公报及日本特开2010-257492号公报中所使用的材料。
树脂膜优选为光学变形小或透明度高的树脂膜。作为如上述的树脂膜,例如可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、三乙酰纤维素及环烯烃聚合物。
在利用卷对卷方式的树脂图案的制造方法中,基材优选为树脂膜。
作为导电层,例如可举出通常的电路配线或触摸面板配线中使用的导电层。导电层优选为相当于用于静电电容型触摸面板的可见部的传感器的电极图案或周边取出部的配线。
从导电性及细线形成性的观点考虑,导电层优选为选自金属层、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中的至少1种,更优选为金属层,尤其优选为铜层或银层。
作为导电层的成分,例如可举出金属及导电性金属氧化物。作为金属,例如可举出Al、Zn、Cu、Fe、Ni、Cr、Mo、Ag及Au。作为导电性金属氧化物,例如可举出ITO(Indium TinOxide,氧化铟锡)、IZO(Indium Zinc Oxide,氧化铟锌)及SiO2。在本发明中,“导电性”是指体积电阻率小于1×106Ωcm的性质。导电性金属氧化物的体积电阻率优选小于1×104Ωcm。
在使用含有多个导电层的基板制造树脂图案的情况下,优选多个导电层中的至少1个导电层含有导电性金属氧化物。
基板可以含有1层或2层以上的导电层。在基板为含有2层以上的导电层的情况下,基板优选含有通过互不相同的材料形成的2层以上的导电层。
导电层的优选方式例如记载于国际公开第2018/155193号的0141段中,该内容通过参考被编入本说明书中。
作为含有导电层的基板,优选具有透明电极及迂回配线中的至少一个的基板。如上所述的基板能够优选用作触摸面板用基板。透明电极能够优选作为触摸面板用电极发挥作用。透明电极优选由ITO(氧化铟锡)及IZO(氧化铟锌)等金属氧化膜以及金属网及金属纳米线等金属细线构成。作为金属细线,可举出银、铜等的细线。其中,优选银网、银纳米线等银导电性材料。
作为迂回配线的材质,优选金属。作为迂回配线的材质的金属,可举出金、银、铜、钼、铝、钛、铬、锌及锰以及由这些金属元素中的两种以上构成的合金。作为迂回配线的材质,优选铜、钼、铝或钛,尤其优选铜。
《贴合工序》
在贴合工序中,将感光性转印材料与基板接触,在上述基板上依次配置感光性树脂层及临时支承体。
关于感光性转印材料,如在上述“感光性转印材料”的项中说明。贴合工序中使用的感光性转印材料的优选方式与在上述“感光性转印材料”的项中说明的感光性转印材料的优选方式相同。
在贴合工序中,配置于基板上的感光性树脂层及临时支承体分别为感光性转印材料中所含有的感光性树脂层及临时支承体。即,根据感光性转印材料的层结构,通过贴合工序获得的层叠体的层结构产生变化。例如,在贴合工序中,若将依次含有临时支承体、热塑性树脂层、中间层及感光性树脂层的感光性转印材料与基板接触,则在基板上依次配置感光性树脂层、中间层、热塑性树脂层及临时支承体。在感光性转印材料含有保护膜的情况下,从感光性转印材料去除保护膜之后,将感光性转印材料与基板接触。
在贴合工序中,优选将感光性转印材料与基板接触并且将感光性转印材料压接于基板上。例如,优选将感光性转印材料与基板接触,使用辊之类的装置,对基板及感光性转印材料实施加压及加热,由此将感光性转印材料压接于基板上。
在将感光性转印材料与基板接触的方法(包括将感光性转印材料压接于基板上的方法。)中,例如使用公知的转印方法或公知的层压方法。在将感光性转印材料与基板接触的方法中,例如使用层压机、真空层压机或能够进一步提高生产率的自动切割层压机。
《曝光工序》
在曝光工序中,对感光性树脂层进行图案曝光。图案曝光中的图案的配置及尺寸并无限制。图案的至少一部分(优选与触摸面板的电极图案或引出配线对应的部分)优选包含具有20μm以下的宽度的细线,更优选包含具有10μm以下的宽度的细线。
作为曝光工序中的光源,例如可举出照射能够曝光感光性树脂层的波长的光(例如,365nm或405nm)的光源。作为光源,例如可举出超高压汞灯、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/cm2~300mJ/cm2,更优选为10mJ/cm2~200mJ/cm2
在曝光工序中,可以在剥离临时支承体之后对感光性树脂层进行图案曝光。在曝光工序中,可以介由临时支承体对感光性树脂层进行图案曝光之后剥离临时支承体。
在使用光掩模的曝光方式中,在图案曝光之前剥离临时支承体的情况下,可以将光掩模与感光性树脂层接触来曝光感光性树脂层,也可以不将光掩模与感光性树脂层接触而将光掩模靠近感光性树脂层来曝光感光性树脂层。在使用光掩模的曝光方式中,在介由临时支承体曝光感光性树脂层的情况下,可以将光掩模与临时支承体接触来曝光感光性树脂层,也可以不将光掩模与临时支承体接触而将光掩模靠近临时支承体来曝光感光性树脂层。为了防止由感光性树脂层与光掩模的接触引起的光掩模的污染及为了避免由附着于光掩模的杂质引起的对曝光的影响,优选介由临时支承体对感光性树脂层进行图案曝光。
曝光方式并无限制。作为曝光方式,例如可举出接触曝光方式及非接触曝光方式。作为接触曝光方式,例如可举出使用光掩模对感光性树脂层进行图案曝光的方式。作为非接触曝光方式,例如可举出接近(proximity)曝光方式、透镜系统或反射镜系统的投影曝光方式及使用曝光激光的直接曝光方式。在透镜系统或反射镜系统的投影曝光方式中,根据需要的分辨力及焦深,可以使用具有适当的透镜的数值孔径(NA)的曝光机。在直接曝光方式中,可以在感光层上直接进行描绘,也可以经由透镜在感光层上进行缩小投影曝光。曝光可以在大气下、减压下或真空下进行。可以在光源与感光性树脂层之间插入水之类的液体来进行曝光。
《显影工序》
在显影工序中,对经曝光的感光性树脂层进行显影来形成树脂图案。在感光性树脂层为负型感光性树脂层的情况下,去除感光性树脂层的非曝光部,感光性树脂层的曝光部形成树脂图案。在感光性树脂层为正型感光性树脂层的情况下,去除感光性树脂层的曝光部,感光性树脂层的非曝光部形成树脂图案。并且,在贴合工序中,配置于基板上的热塑性树脂层及中间层与去除的感光性树脂层一同去除。热塑性树脂层及中间层可以通过对显影液的溶解或分散来去除。
显影例如使用显影液进行。显影液只要为去除对象的感光性树脂层的显影液,则并无限制。作为显影液,使用公知的显影液。作为显影液,例如可举出日本特开平5-72724号公报中所记载的显影液。显影液优选为以0.05mol/L~5mol/L的浓度含有pKa为7~13的化合物的碱水溶液类的显影液。显影液可以含有水溶性有机溶剂和/或表面活性剂。作为显影液,也优选国际公开第2015/093271号的0194段中所记载的显影液。
显影液的液温并无限制。显影液的液温优选为20℃~40℃。
显影方式并无限制。显影方式例如可以为水坑式显影、喷淋显影、喷淋及旋转显影或浸渍显影。喷淋显影为通过喷淋对曝光后的感光性树脂层喷射显影液来去除对象的感光性树脂层的方式。
在显影工序之后,优选通过喷淋喷射清洗剂,一边用刷子擦拭一边去除显影残渣。
经由上述的工序获得的树脂图案的线宽优选为20μm以下,更优选为10μm以下,尤其优选为8μm以下。树脂图案的线宽的下限并无限制。树脂图案的线宽例如可以为1μm以上。树脂图案的线宽通过以下方法进行测定。使用扫描型电子显微镜(SEM)观察树脂图案,测定树脂图案中的30个部位的线宽。采用测定值的算术平均作为树脂图案的线宽。
经由上述的工序获得的树脂图案可以用作永久膜或蚀刻的保护膜。
《卷对卷方式》
树脂图案的制造方法优选通过卷对卷方式进行。卷对卷方式是指如下方式:包括使用卷取及放卷的基板,包括在树脂图案的制造方法中所包括的任一工序之前放卷基板或包含基板的层叠体的工序(有时称为“放卷工序”。)及在任一工序之后卷取基板或包含基板的层叠体的工序(以下,有时称为“卷取工序”。),一边运载基板或包含基板的层叠体一边进行至少任一工序(优选所有工序)。作为放卷工序中的放卷方法及卷取工序中的卷取方法,例如使用适用于卷对卷方式的公知的方法。
<导电图案的制造方法>
本发明的一实施方式所涉及的导电图案的制造方法为使用本发明所涉及的感光性转印材料的导电图案的制造方法。根据本发明的一实施方式,提供一种抑制气孔的产生的导电图案的制造方法。本发明的一实施方式所涉及的导电图案的制造方法优选包括:准备含有导电层的基板的工序(以下,有时称为“准备工序”。);将感光性转印材料与上述基板接触,在上述基板上依次配置感光性树脂层及临时支承体的工序(以下,有时称为“贴合工序”。);对上述感光性树脂层进行图案曝光的工序(以下,有时称为“曝光工序”。);对经曝光的上述感光性树脂层进行显影来形成树脂图案的工序(以下,有时称为“显影工序”。);及对未被上述树脂图案覆盖的上述导电层进行蚀刻处理来形成导电图案的工序(以下,有时称为“蚀刻工序”。)。
《准备工序》
在准备工序中,准备包含导电层的基板。关于包含导电层的基板,如在上述“树脂图案的制造方法”的项中说明。包含导电层的基板的优选方式与在上述“树脂图案的制造方法”的项中说明的包含导电层的基板的优选方式相同。
《贴合工序》
在贴合工序中,将感光性转印材料与基板接触,在上述基板上依次配置感光性树脂层及临时支承体。关于贴合工序,如在上述“树脂图案的制造方法”的项中说明。贴合工序的优选方式与在上述“树脂图案的制造方法”的项中说明的贴合工序的优选方式相同。
《曝光工序》
在曝光工序中,对感光性树脂层进行图案曝光。关于曝光工序,如在上述“树脂图案的制造方法”的项中说明。曝光工序的优选方式与在上述“树脂图案的制造方法”的项中说明的曝光工序的优选方式相同。
《显影工序》
在显影工序中,对经曝光的感光性树脂层进行显影来形成树脂图案。关于显影工序,如在上述“树脂图案的制造方法”的项中说明。显影工序的优选方式与在上述“树脂图案的制造方法”的项中说明的显影工序的优选方式相同。
《蚀刻工序》
在蚀刻工序中,对未被树脂图案覆盖的导电层进行蚀刻处理来形成导电图案。在蚀刻工序中,树脂图案作为导电层的保护膜发挥作用。在蚀刻工序中,通过蚀刻处理去除未被树脂图案覆盖的导电层,被树脂图案覆盖的导电层形成导电图案。
作为蚀刻处理的方法,例如利用公知的方法。作为蚀刻处理的方法,例如可举出日本特开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、浸渍于蚀刻液的湿式蚀刻法及干式蚀刻法(例如,等离子体蚀刻)。
关于用于湿式蚀刻法中的蚀刻液,根据蚀刻对象适当选择酸性或碱性的蚀刻液即可。作为酸性蚀刻液,例如可举出包含选自盐酸、硫酸、硝酸、乙酸、氢氟酸、草酸及磷酸中的至少1种酸性成分的水溶液。作为酸性的蚀刻液,例如也可举出含有上述的酸性成分及选自氯化铁、氟化铵及高锰酸钾中的至少1种盐的水溶液。酸性成分也可以为将多种酸性成分组合而成的成分。作为碱性的蚀刻液,例如可举出含有选自氢氧化钠、氢氧化钾、氨、有机胺及有机胺的盐(例如,四甲基氢氧化铵)中的至少1种碱成分的水溶液。作为碱性的蚀刻液,例如也可举出含有上述的碱成分及盐(例如,高锰酸钾)的水溶液。碱成分也可以为将多种碱成分组合而成的成分。
《去除工序》
本发明的一实施方式所涉及的导电图案的制造方法优选包括在蚀刻工序之后去除剩余树脂图案的工序。
作为去除树脂图案的方法,例如可举出使用药品处理去除树脂图案的方法。优选使用去除液去除树脂图案的方法。作为使用去除液去除树脂图案的方法,例如可举出将含有树脂图案的基板浸渍于液温为30℃~80℃(优选50~80℃)的搅拌中的去除液中1分钟~30分钟的方法。
作为去除液,例如可举出含有无机碱成分或有机碱成分及选自水、二甲基亚砜及N-甲基吡咯烷酮中的至少1种的去除液。作为无机碱成分,例如可举出氢氧化钠及氢氧化钾。作为有机碱成分,例如可举出伯胺化合物、仲胺化合物、叔胺化合物及季铵盐化合物。
可以利用喷涂法、喷淋法及旋覆浸没法之类的公知的方法去除剩余树脂图案。
《其他工序》
本发明的一实施方式所涉及的导电图案的制造方法除上述的工序以外,还可以包括其他工序。作为其他工序,例如可举出以下所示的工序。并且,关于能够适用于本发明的一实施方式所涉及的导电图案的制造方法的曝光工序、显影工序及其他工序,记载于日本特开2006-23696号公报的0035段~0051段中。记载于上述公报的内容通过参考被编入本说明书中。
(降低可见光线反射率的工序)
本发明的一实施方式所涉及的导电图案的制造方法可以包括进行降低基板的多个导电层的一部分或所有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,例如可举出氧化处理。例如,在导电层含有铜的情况下,氧化处理铜形成氧化铜,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段~0025段以及日本特开2013-206315号公报的0041段、0042段、0048段及0058段中。记载于这些公报的内容通过参考被编入到本说明书。
(形成绝缘膜的工序及在绝缘膜的表面形成新的导电层的工序)
本发明的一实施方式所涉及的导电图案的制造方法也优选包括在导电图案的表面形成绝缘膜的工序及在上述绝缘膜的表面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。作为形成绝缘膜的方法,例如可举出形成公知的永久膜的方法。使用具有绝缘性的感光性材料,通过光刻也可以形成所期望的图案的绝缘膜。作为在绝缘膜的表面上形成新的导电层的方法,例如可举出可以使用具有导电性的感光性材料通过光刻形成具有所期望的图案的新的导电层。
在本发明的一实施方式所涉及的导电图案的制造方法中,也优选使用在基材的两面分别具有多个导电层的基板对形成于基材的两面的导电层逐次或同时形成电路。根据如上述的方法,能够在基材的一个表面形成第一导电图案,在基材的另一个表面形成第二导电图案。如上述的导电图案例如用作触摸面板用电路配线。如上述的导电图案优选通过卷对卷方式形成。
《卷对卷方式》
本发明的一实施方式所涉及的导电图案的制造方法优选通过卷对卷方式进行。关于卷对卷方式,如在上述“树脂图案的制造方法”的项中说明。
《电路配线的用途》
通过本发明的一实施方式所涉及的导电图案的制造方法获得的导电图案适用于各种装置。作为包含导电图案的装置,例如可举出输入装置,优选触摸面板,更优选静电电容型触摸面板。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之类的显示装置。并且,通过本发明的一实施方式所涉及的导电图案的制造方法获得的导电图案优选适用于触摸传感器。
<触摸传感器>
本发明的一实施方式所涉及的触摸传感器包含通过本发明的一实施方式所涉及的导电图案的制造方法而获得的导电图案。本发明的一实施方式所涉及的触摸传感器的构成要件除包含通过本发明的一实施方式所涉及的导电图案的制造方法而获得的导电图案以外,并无限制。导电图案例如用作触摸传感器的透明电极或边框配线。导电图案的形状及尺寸例如根据作为目的的触摸传感器来确定。作为用于制造导电图案的光掩模的图案,例如可举出日本特开2019-204070号公报中所记载的图案A及图案B。作为除导电图案以外的构成要件,例如利用公知的触摸传感器中所含有的构成要件。关于触摸传感器,例如记载于日本特许第6486341号公报及日本特开2016-155978号公报中。这些公报通过参考被编入本说明书中。公知的触摸传感器的制造方法为了形成除导电图案以外的触摸传感器的构成要件而参考。
触摸传感器例如适用于各种输入装置。作为输入装置,例如可举出触摸面板。
作为触摸面板的检测方法,例如可举出电阻膜方式、静电电容方式、超声波方式、电磁感应方式及光学方式。上述中,优选静电电容方式。
作为触摸面板型,可举出内嵌型(例如,日本特表2012-517051号公报的图5、图6、图7及图8中所记载的结构)、所谓的外嵌型(例如,日本特开2013-168125号公报的图19中所记载的结构以及日本特开201.2-89102号公报的图1及图5中所记载的结构)、OGS(OneGlass Solution:单片玻璃方案)型、TOL(Touch-on-Lens:镜片触摸)型(例如,日本特开2013-54727号公报的图2中所记载的结构)、各种外挂型(所谓的GG、G1·G2、GFF、GF2、GF1及G1F)以及其他结构(例如,日本特开2013-164871号公报的图6中所记载的结构)。
实施例
以下,根据实施例对本发明进行详细说明。但是,本发明并不限于以下实施例。以下所示的实施例的内容(例如,材料、使用量、比例、处理内容及处理步骤)可以在本发明的目的的范围内适当变更。
<含粒子层形成用组合物1的制备>
将混合下述所示的成分而得到的混合物使用6μm过滤器(F20,Mahle FilterSystems Japan Corp.)进行过滤,而且,使用2×6Radial Flow Super Phobic(PolyporeCo.,Ltd.)进行了膜脱气。通过以上步骤得到了含粒子层形成用组合物1。
·丙烯酸聚合物(AS-563A、DAICEL MIRAIZU LTD.、固体成分:27.5质量%):167质量份
·非离子类表面活性剂(NAROACTY CL95、Sanyo Chemical Industries,Ltd.、固体成分:100质量%):0.7质量份
·阴离子表面活性剂(RAPISOL A-90、NOF CORPORATION、固体成分浓度为1质量%的水稀释液):114.4质量份
·巴西棕榈蜡分散物(Cellulose524、CHUKYO YUSHI CO.,LTD.、固体成分:30质量%):7质量份
·碳二亚胺化合物(CARBODILITE V-02-L2、Nisshinbo Chemical Inc.、固体成分浓度为10质量%的水稀释):20.9质量份
·消光剂(Snowtex XL、Nissan Chemical Corporation、固体成分:40质量%、平均粒径:50nm):2.8质量份
·水:690.2质量份
<临时支承体1的制造>
通过以下方法制造了临时支承体1。
(挤出成型)
对使用日本专利第5575671号公报中所记载的柠檬酸螯合有机钛络合物作为重合催化剂而制造的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的颗粒进行干燥,将上述颗粒的含水率设为50ppm以下。将干燥的颗粒投入到直径为30mm的单轴混炼挤出机的料斗中,在280℃条件下进行了熔融。使熔融体通过过滤器(孔径:2μm)之后,从模具挤出到25℃的冷却辊,获得了未拉伸膜。在上述方法中,熔融体使用静电施加法与冷却辊密合。
(拉伸及涂布)
对固化的未拉伸膜,通过以下方法实施逐次双轴拉伸,由此在厚度为16μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上形成了厚度为40nm的含粒子层。
(a)纵向拉伸
使未拉伸膜在圆周速度不同的2对夹持辊之间通过而沿纵向(输送方向)进行了拉伸。以下示出纵向拉伸的条件。
·预热温度:75℃
·拉伸温度:90℃
·拉伸倍率:3.4倍
·拉伸速度:1,300%/秒钟
(b)涂布
使用棒式涂布机,将含粒子层形成用组合物1涂布于纵向拉伸的薄膜的单侧面,以使制膜后的厚度成为40nm。
(c)横向拉伸
对涂布有含粒子层形成用组合物1的薄膜,使用拉幅机在下述条件下进行了横向拉伸。
·预热温度:110℃
·拉伸温度:120℃
·拉伸倍率:4.2倍
·拉伸速度:50%/秒钟
(热定型及热松弛)
在下述条件下对经由纵向拉伸及横向拉伸的双轴拉伸膜进行了热定型。
·热定型温度:227℃
·热定型时间:6秒钟
在热定型之后,缩小拉幅机宽度,在下述条件下对双轴拉伸膜进行了热松弛。
·热松弛温度:190℃
·热松弛率:4%
(卷取)
在热定型及热松弛之后,修整薄膜的两端,在薄膜的端部以10mm宽度进行挤出加工(滚花)之后,以40kg/m的张力卷取了薄膜。薄膜的宽度为1.5m,薄膜的卷长为6,300m。将所得到的薄膜卷设为临时支承体1。
临时支承体1依次含有聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(基材)及含粒子层。临时支承体1的雾度为0.2%。使用雾度计(NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES Co.,LTD.,NDH2000),作为总光雾度而测定了雾度。基于在150℃下30分钟的加热的热收缩率在MD(输送方向,MachineDirection)侧为1.0%,在TD(在薄膜的面上与输送方向正交的方向,TransverseDirection)侧为0.2%。从截面TEM照片测定的含粒子层的厚度为40nm。使用Hitachi High-Technologies Corporation制的HT-7700型透射型电子显微镜(TEM),通过上述方法进行了测定的含粒子层中所含有的粒子的平均粒径为50nm。
<临时支承体2的制造>
在挤出成型中,将熔融体通过过滤器的次数变更为2次,除此以外,通过与临时支承体1的制造方法相同的方法获得了临时支承体2。
<临时支承体3的制造>
在挤出成型中,将过滤器的过滤器的孔径变更为3μm,除此以外,通过与临时支承体1的制造方法相同的方法获得了临时支承体3。
<临时支承体4的制造>
在挤出成型中,将熔融体通过过滤器的次数变更为2次,除此以外,通过与临时支承体3的制造方法相同的方法获得了临时支承体4。
<临时支承体5的制造>
在挤出成型中,将熔融体通过过滤器的次数变更为3次,除此以外,通过与临时支承体3的制造方法相同的方法获得了临时支承体5。
<临时支承体6的制造>
在挤出成型中,调整了喷出量,以使临时支承体的厚度成为10μm,除此以外,通过与临时支承体4的制造方法相同的方法获得了临时支承体6。
<临时支承体7的制造>
在挤出成型中,将过滤器的过滤器的孔径变更为5μm,除此以外,通过与临时支承体1的制造方法相同的方法获得了临时支承体7。
<粒子的个数>
使用光学显微镜用目视观察了临时支承体的表面中的任意10处的区域(各区域的大小:10mm×10mm、合计面积:1000mm2)。测定了各区域中所含有的直径为3μm以上的粒子的个数。根据在10处的区域测定的粒子的个数的合计值,计算了测定区域的每1cm2的粒子的个数(个/cm2)。以下示出测定结果。
表1中,“3μm~”的栏中示出直径为3μm以上且小于4.5μm的粒子的个数(个/cm2),“4.5μm~”的栏中示出直径为4.5μm以上且小于6μm的粒子的个数(个/cm2),“6μm~”的栏中示出直径为6μm以上且小于7.5μm的粒子的个数(个/cm2),“9μm~”的栏中示出直径为9μm以上且小于10.5μm的粒子的个数(个/cm2),“10.5μm~”的栏中示出直径为10.5μm以上的粒子的个数(个/cm2)。
[表1]
Figure BDA0004113292210000991
<感光性树脂层形成用组合物1~4的制备>
混合甲基乙基酮(400质量份)、丙二醇单甲醚(40质量份)、丙二醇单甲醚乙酸酯(200质量份)、甲醇(20质量份)及以下的成分,制备了感光性树脂层形成用组合物1~4。
[表2]
Figure BDA0004113292210001001
<热塑性树脂层形成用组合物1的制备>
混合甲基乙基酮(500质量份)、丙二醇单甲醚(20质量份)、丙二醇单甲醚乙酸酯(200质量份)及以下的成分,制备了热塑性树脂层形成用组合物1。
[表3]
Figure BDA0004113292210001011
以下示出上述表中所记载的简称的含义。
·A-2:甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸/丙烯酸共聚物(75质量%/10质量%/15质量%、重均分子量:30,000、Tg:75℃、酸值:186mgKOH/g)
·B-1:下述所示的结构的化合物(通过酸而显色的色素)
[化学式27]
Figure BDA0004113292210001012
·C-1:下述所示的结构的化合物(光产酸剂、根据日本特开2013-47765号公报的0227段中所记载的化合物、0227段中所记载的方法进行了合成。)
[化学式28]
Figure BDA0004113292210001013
·D-3:NK ESTER A-DCP(三环癸烷二甲醇二丙烯酸酯、Shin-Nakamura ChemicalCo.,Ltd.)
·D-4:8UX-015A(多官能聚氨酯丙烯酸酯化合物、Taisei Fine Chemical Co.,Ltd.)
·D-5:ARONIX TO-2349(具有羧基的多官能丙烯酸酯化合物、TOAGOSEI CO.,Ltd.)
·E-1:Megaface F-552(氟类表面活性剂、DIC CORPORATION)
·F-1:吩噻嗪(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation)
·F-2:CBT-1(羧基苯并三唑、JOHOKU CHEMICAL CO.,LTD)
<水溶性树脂层形成用组合物1的制备>
混合以下成分而制备出水溶性树脂层形成用组合物1。
·离子交换水:38.12质量份
·甲醇(MITSUBISHI GAS CHEMICAL COMPANY,INC.):57.17质量份
·KURARAY CO.,LTD.POVAL 4-88LA(聚乙烯醇、KURARAY CO.,LTD.):3.22质量份
·聚乙烯吡咯烷酮K-30(NIPPON SHOKUBAI CO.,Ltd.):1.49质量份
·MEGAFACE F-444(氟类表面活性剂,DIC Corporation):0.0035份
<实施例1>
使用狭缝状喷嘴,将热塑性树脂层形成用组合物1涂布于临时支承体的基材(聚对苯二甲酸乙二醇酯膜)的与含粒子层形成面相反的一侧。在100℃条件下经120秒钟对涂布的热塑性树脂层形成用组合物1进行干燥,形成了具有2.0μm的厚度的热塑性树脂层。
使用狭缝状喷嘴,将水溶性树脂层形成用组合物1涂布于热塑性树脂层上。在120℃条件下经120秒钟对涂布的水溶性树脂层形成用组合物1进行干燥,形成了具有1.0μm的厚度的水溶性树脂层。水溶性树脂层为中间层。
使用狭缝状喷嘴,将感光性树脂层形成用组合物2涂布于水溶性树脂层上。在100℃条件下经120秒钟对涂布的感光性树脂层形成用组合物2进行干燥,形成了具有4.0μm的厚度的感光性树脂层。
通过以上步骤获得的感光性转印材料依次含有临时支承体、热塑性树脂层、水溶性树脂层及感光性树脂层。将与热塑性树脂层、水溶性树脂层及感光性树脂层有关的层结构示于表4~5中。
<实施例2~10及比较例1>
按照表4~5的记载,适当变更临时支承体的种类及层结构,除此以外,通过与实施例1中所记载的步骤相同的步骤获得了感光性转印材料。
<分辨率>
(1)通过溅射在厚度为100μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜上形成厚度为200nm的铜层,由此制作了带铜层的PET基板。通过使用了真空层压机(MCK Co.,Ltd.、辊温度:100℃、线压:1.OMPa、线速度:0.5m/分钟)的卷对卷方式,贴合了感光性转印材料和带铜层的PET基板。获得的层叠体至少依次含有PET膜、铜层、感光性树脂层及临时支承体。(2)使用高压釜装置,在0.6MPa及60℃的条件下,对获得的层叠体进行了加压消泡30分钟。(3)使用超高压汞灯,不剥离临时支承体而介由线与空间图案掩模(Duty比为1∶1,线宽从1μm至20μm每隔1μm阶段性变化。)来曝光了感光性树脂层。(4)在剥离临时支承体之后进行了显影。关于显影,使用25℃的1.0质量%碳酸钠水溶液并且通过喷淋显影进行了30秒钟。通过对感光性树脂层进行显影,形成了树脂图案。每次调节曝光量(单位:mJ/cm2)的同时实施了上述的一连串的步骤(1)~(4)直至获得具有与掩模的图案对应的最小线宽的树脂图案(以下,在本段中称为“基准图案”。)。采用了基准图案的最小线宽作为感光性树脂层的极限分辨率(X)。将评价结果示于表5中。
<配线图案的气孔>
使用了配线形成用掩模(Duty比为1∶1,线宽从1μm至20μm每隔1μm阶段性变化。配线图案的长度为50mm。配线的根数为10根。),除此以外,通过与在上述“分辨率”的项中说明的方法(即,以基准曝光量曝光感光性树脂层来形成树脂图案的方法)相同的方法形成了配线图案(即,树脂图案)。使用光学显微镜,用目视观察配线图案,根据气孔的最大尺寸及个数,并且按照以下基准,关于配线图案的气孔进行了评价。将评价结果示于表5中。
A:没有确认到气孔或确认到配线宽度的1/4以下的大小的气孔。
B:确认到超过配线宽度的1/4且1/2以下的大小的气孔。
C:确认到超过配线宽度的1/2且3/4以下的大小的气孔。
D:确认到超过配线宽度的3/4的大小的气孔。
[表4]
Figure BDA0004113292210001041
[表5]
Figure BDA0004113292210001042
与比较例1相比,表5表示抑制实施例1~10中的配线图案的气孔的产生。
<实施例11~21>
(聚酯A颗粒的制作)
在255℃条件下蒸馏出水的同时对对苯二甲酸86.5质量份及乙二醇37.1质量份进行酯化反应。在结束酯化反应之后,添加三甲基磷酸0.02质量份、乙酸镁0.06质量份、乙酸锂0.01质量份、三氧化锑0.0085质量份,接着,在减压下加热至290℃,升温之后进行缩聚反应,获得了固有粘度0.63dl/g的聚酯A颗粒(表6中,表述为聚酯A)。
(聚酯C颗粒的制作)
作为二羧酸成分使用对苯二甲酸,作为二醇成分使用CHDM(环己烷二甲醇),在200ppm的丁基锡三(2-乙基己酸酯)的存在下进行缩聚反应,获得了具有脂环结构的聚酯C颗粒(表6中,表述为聚酯C)。
(聚酯E颗粒的制作)
在与上述相同地制造聚酯A颗粒时,结束酯化反应之后,分别添加体积平均粒径0.2μm、体积形状系数f=0.51、体积平均粒径0.06μm、体积形状系数f=0.51、莫氏硬度7的球状二氧化硅,然后,进行缩聚反应,获得了相对于聚酯A的质量含有1质量%的2种球状二氧化硅的二氧化硅含有聚酯E颗粒(表6中,表述为聚酯E)。
上述球状二氧化硅为如下单分散二氧化硅粒子:一边搅拌乙醇与乙基硅酸盐的混合溶液,一边向该混合溶液添加由乙醇、纯水及氨水构成的混合溶液,搅拌获得的反应液,进行乙基硅酸盐的水解反应及该水解产物的缩聚反应之后,进行反应后的搅拌而获得。
(聚酯G颗粒的制作)
向对苯二甲酸二甲酯100质量份、乙二醇64质量份加入作为催化剂的乙酸锰0.04质量份、三氧化锑0.03质量份,进行酯交换反应,然后,向反应产物加入含有凝聚氧化铝的浆料,接着,加入三氧化锑,进行缩聚反应,获得了含有2质量%的凝聚氧化铝的固有粘度0.62dl/g的聚酯G颗粒(表6中,表述为聚酯G)。
含有上述凝聚氧化铝的浆料为如下浆料:使用δ型-氧化铝作为凝聚氧化铝,制成10质量%的乙二醇浆料,使用砂磨机进行粉碎、分散处理,进而使用收集效率95%的3μm过滤器进行过滤而获得。
(聚酯Z颗粒的制作)
在与上述相同地制造聚酯A颗粒时,在结束酯化反应之后,添加球状二氧化硅(Admatech Inc.制SO-C1、粒径:0.2μm~0.4μm),然后,进行缩聚反应,获得了相对于聚酯A的质量含有1质量%的球状二氧化硅的含二氧化硅的聚酯Z颗粒(表6中,表述为聚酯Z)。
(临时支承体8的制作)
在临时支承体1的制作中,未形成含粒子层,除此以外,以与相同的方式制作了临时支承体8(厚度16μm的单层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜)。
临时支承体8的第1面的算术平均粗糙度Ra为0.2nm。
(临时支承体9的制作)
通过热纳米压印(加热温度:130℃、压力:0.1MPa),相对于临时支承体8的第1面形成表面凹凸,制作了临时支承体9(厚度16μm的单层聚对苯二甲酸乙二醇酯膜)。
临时支承体9的第1面的算术平均粗糙度Ra为35nm。
(临时支承体10~15的制作)
关于各层,在搅拌机内搅拌以表6所示的配制物配制的原料的混合物之后,供给于A层用、B层用的带通气口的双轴挤出机。在275℃条件下进行熔融挤出,通过2次孔径:3μm的过滤器,进行过滤之后,用矩形的3层用铰块进行合流层叠,制成了由A层/B层/A层构成的3层层叠。然后,介由保持在285℃的缝模具在冷却辊上使用静电印可流延法缠绕于表面温度25℃的铸造滚筒,冷却固化而获得了未拉伸层叠膜。
对未拉伸层叠膜实施了逐次拉伸(长度方向、宽度方向)。首先,实施长度方向的拉伸,接着,实施了宽度方向的拉伸。长度方向的拉伸在105℃条件下通过特氟龙(注册商标)辊进行运载之后,通过辊的圆周速度差在120℃条件下拉伸4.0倍,制成了单轴拉伸膜。接着,在拉幅机内在115℃条件下横向拉伸该单轴拉伸膜4.0倍,接着,在230℃条件下进行热定型,向宽度方向松弛5%,通过运载工序进行了冷却。然后,切断边缘之后进行卷取,获得了具有表6所记载的各层的厚度的双轴拉伸膜的中间产品。用分切机分割该中间产品,获得了由3层构成的聚酯膜的辊。
将获得的由A层/B层/A层构成的3层层叠的聚酯膜设为临时支承体10~15。
(临时支承体16、18的制作)
关于各层,在搅拌机内搅拌以表6所示的配制物配制的原料的混合物之后,供给于A层用、B层用、C层用的带通气口的双轴挤出机。在275℃条件下进行熔融挤出,用捕捉95%以上的高精度的过滤器对5μm以上的杂质进行过滤之后,用矩形的3层用铰块进行合流层叠,制成由A层/B层/C层构成的3层层叠,除此以外,以与临时支承体12的制作相同的方式获得了由3层构成的聚酯膜的辊。
(临时支承体17的制作)
关于各层,使用以表6所示的配制物配制的原料的混合物,并且使用矩形的2层用铰块,制成由A层/B层构成的2层层叠,除此以外,以与临时支承体17的制作相同的方式获得了由2层构成的聚酯膜的辊。
关于获得的临时支承体10~18,通过已叙述的方法测定了厚度(各层的厚度)、表层中的粒子的有无、第1面的算术平均粗糙度Ra。
将结果示于表6中。
并且,表6中还示出临时支承体10~18的层结构,A/B/A是指由A层/B层/A层这3层构成的聚酯膜的层结构,A/B/C是指由A层/B层/C层这3层构成的聚酯膜的层结构,A/B是指由A层/B层这2层构成的聚酯膜的层结构。
另外,临时支承体10~18均为记载于表6中的层结构的栏的左侧的A(即,A层)作为第2面侧的最外层而配置的层。
[表6]
Figure BDA0004113292210001071
<粒子的个数>
关于获得的临时支承体,通过已叙述的方法测定直径为3μm以上的粒子的个数,计算了测定区域的每1cm2的粒子的个数(个/cm2)。以下示出测定结果。
表7中,“3μm~”的栏中示出直径为3μm以上且小于4.5μm的粒子的个数(个/cm2),“4.5μm~”的栏中示出直径为4.5μm以上且小于6μm的粒子的个数(个/cm2),“6μm~”的栏中示出直径为6μm以上且小于7.5μm的粒子的个数(个/cm2),“9μm~”的栏中示出直径为9μm以上且小于10.5μm的粒子的个数(个/cm2),“10.5μm~”的栏中示出直径为10.5μm以上的粒子的个数(个/cm2)。
[表7]
Figure BDA0004113292210001081
<感光性转印材料的制作>
按照表7的记载,使用临时支承体8~18中的任一种,通过与实施例1中所记载的步骤相同的步骤获得了具有表4中所记载的层结构4的感光性转印材料。相对于临时支承体10~18,感光性树脂层形成于临时支承体的第2面侧。在使用临时支承体8及9的情况下,将与通过临时支承体1形成含粒子层的表面相反的一侧设为第2面,在该表面形成了感光性树脂层。
通过以上步骤获得的感光性转印材料依次含有临时支承体及感光性树脂层。
关于获得的感光性转印材料,通过已叙述的方法求出了感光性树脂层的极限分辨率(X)、基准直径(Y=0.75X)、基准直径以上的粒子的个数、直径10.5μm以上的粒子的个数。并且,关于获得的感光性转印材料,通过已叙述的方法评价了配线图案的气孔。
将结果示于表8中。
<层压性>
在分辨率的评价中,确认贴合感光性转印材料和带铜层的PET基板之后的层叠体中的褶皱的有无、偏离的有无,根据以下基准评价了层压性。将结果示于表8中。
A:在层叠体上没有褶皱,在层叠体的感光性转印材料与带铜层的PET基板的端部位置一致的状态(即,没有偏离的状态)下贴合。
B:在感光性转印材料与带铜层的PET基板的层叠体的一部分具有沿着传送方向的褶皱。
C:在层叠体的感光性转印材料与带铜层的PET基板的端部上产生偏离。
[表8]
Figure BDA0004113292210001091
表8表示抑制实施例11~21中的配线图案的气孔的产生。
另外,作为实施例11的层压性为B的理由可推测,临时支承体8的第1面的Ra小,由此临时支承体8的第1面难以滑动,产生与真空层压机中的橡胶辊的滑动差异而具有褶皱之类的机构。
并且,作为实施例17的层压性为C的理由可推测,临时支承体14的第1面的Ra大,由此临时支承体14的第1面容易滑动,在真空层压机中的橡胶辊之间产生滑动,含有临时支承体14的感光性转印材料的位置相对于带铜层的PET基板偏移之类的机构。
符号说明
10、11-临时支承体,10a、11a-临时支承体的第1面,10b、11b-临时支承体的第2面,11--含粒子层,11-2-基材,20-感光性树脂层,30-保护膜,40-热塑性树脂层,50-中间层,100、110、120-感光性转印材料。
2020年8月26日申请的日本专利申请2020-142747号、2020年10月12日申请的日本专利申请2020-172157号及2021年7月6日申请的日本专利申请2021-112369号的公开内容通过参考被编入本说明书中。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个别记载有各个文献、专利申请及技术标准通过参考被编入的情况相同,通过参考被编入本说明书中。

Claims (16)

1.一种感光性转印材料,其依次包含临时支承体及感光性树脂层,
在将所述感光性树脂层的极限分辨率定义为Xμm,将粒子的基准直径定义为由式(1):Y=0.75×X表示的Yμm的情况下,所述临时支承体中的具有Yμm以上的直径的粒子的个数为15个/cm2以下。
2.根据权利要求1所述的感光性转印材料,其中,
所述临时支承体中的具有10.5μm以上的直径的粒子的个数为1.0个/cm2以下。
3.根据权利要求1或2所述的感光性转印材料,其中,
所述临时支承体的厚度为16μm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,
所述感光性树脂层的厚度为5μm以下。
5.一种感光性转印材料,其依次包含临时支承体及感光性树脂层,
所述临时支承体为由2层以上构成的聚酯膜,且至少一个表层不含有填料。
6.根据权利要求5所述的感光性转印材料,其中,
所述临时支承体的感光性树脂层侧的表层不含有填料。
7.根据权利要求5或6所述的感光性转印材料,其中,
在将所述感光性树脂层的极限分辨率定义为Xμm,将粒子的基准直径定义为由式(1):Y=0.75×X表示的Yμm的情况下,所述临时支承体中的具有Yμm以上的直径的粒子的个数为15个/cm2以下。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的感光性转印材料,其中,
所述临时支承体的与感光性树脂层相反的一侧的表面的算术平均粗糙度Ra为1nm~50nm。
9.根据权利要求5至8中任一项所述的感光性转印材料,其中,
所述表层具有相分离结构。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的感光性转印材料,其中,
所述表层含有具有脂环结构的聚酯树脂。
11.根据权利要求10所述的感光性转印材料,其中,
所述脂环结构为环己烷环。
12.根据权利要求10或11所述的感光性转印材料,其中,
所述表层含有将间苯二甲酸作为共聚成分的共聚聚对苯二甲酸乙二醇酯。
13.一种树脂图案的制造方法,所述方法使用权利要求1至12中任一项所述的感光性转印材料,所述树脂图案的制造方法包括:
准备基板的工序;
将所述感光性转印材料与所述基板接触,在所述基板上依次配置感光性树脂层及临时支承体的工序;
对所述感光性树脂层进行图案曝光的工序;及
对经曝光的所述感光性树脂层进行显影来形成树脂图案的工序。
14.根据权利要求13所述的树脂图案的制造方法,其中,
所述树脂图案的线宽为10μm以下。
15.一种导电图案的制造方法,所述方法使用权利要求1至12中任一项所述的感光性转印材料,所述导电图案的制造方法包括:
准备包含导电层的基板的工序;
将所述感光性转印材料与所述基板接触,在所述基板上依次配置感光性树脂层及临时支承体的工序;
对所述感光性树脂层进行图案曝光的工序;
对经曝光的所述感光性树脂层进行显影来形成树脂图案的工序;及
对未被所述树脂图案覆盖的所述导电层进行蚀刻处理来形成导电图案的工序。
16.一种触摸传感器,其包含通过权利要求15所述的导电图案的制造方法而获得的导电图案。
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