JP2004087977A - Method for manufacturing conductive pattern form - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive pattern manufacturing method whereby high-definition pattern formation is achieved by using a simplified process and wherein no problem occurs involving waste liquid disposal or the like. <P>SOLUTION: A photocatalyst containing side substrate 3 comprising a photocatalyst-containing layer 2 and a substrate 1, and a pattern forming substrate 6 comprising a variable property layer 5 whose property is varied by the effect of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer 2, are arranged so that a gap not wider than 200 μm is formed between the photocatalyst-containing layer 2 and the variable-property layer 5. The method further has a step of energy application from a specified direction for forming a variable property pattern 9 with the property varied on the surface of the variable property layer 5, a step of applying metallic paste 11 to the surface of the pattern forming substrate 6 with the variable property pattern 9 formed thereon for the adhesion of the metallic paste 11 to the formed pattern, and a step of solidifying the metallic paste 11 patterned like the variable property pattern 9 for the formation of a conductive pattern. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリント基板等の各種高精細な電気回路といった用途に用いることが可能な導電性パターン形成体の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、高精細な導電性パターン形成体、例えばプリント基板の製造に際しては、一般的には、基板表面に銅を全面にめっきして形成した銅張積層板に、ドライフィルム等のフォトレジストをラミネートした後、フォトマスク等を用いてパターン露光を行い、現像することにより形成される。
【0003】
しかしながら、このようなフォトリソグラフィー法を用いた方法では、基板上への金属のめっき、フォトレジスト層の形成、露光、現像等の種々の工程を経る必要があり、製造方法が煩雑であり、コスト面で問題が生じる場合があった。また、現像時に多量に生じる廃液は有害なものであり、環境に排出するためには処理を行う必要がある等の環境面での問題もあった。
【0004】
また、スクリーン印刷を用いる方法によりプリント基板を製造する方法もあるが、精度面での問題があり、高精細な導電性パターンの製造に適用することはできなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のことから、高精細なパターンを形成することが可能であり、かつ簡便な工程で形成が可能であり、さらに廃液処理といった問題のない導電性パターンの製造方法が望まれている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、請求項1に記載するように、光触媒を含有する光触媒含有層および基材を有する光触媒含有層側基板と、上記光触媒含有層中の光触媒の作用により特性が変化する特性変化層を有するパターン形成体用基板とを、上記光触媒含有層および上記特性変化層が200μm以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、上記特性変化層表面に特性の変化した特性変化パターンを形成する特性変化パターン形成工程と、上記特性変化パターンが形成されたパターン形成体用基板表面に、金属ペーストを塗布することにより、パターン状に金属ペーストを付着させる金属ペースト塗布工程と、上記特性変化パターンにパターン状に付着した金属ペーストを固化させて導電性パターンとする導電性パターン形成工程とを有することを特徴とする導電性パターン形成体の製造方法を提供する。
【0007】
本発明によれば、光触媒含有層と特性変化層とを所定の間隙をおいて配置し、エネルギー照射することにより、特性変化層表面の特性がパターン状に変化した特性変化パターンを形成することが可能であり、この特性変化パターンの特性の差を利用して、容易にパターン状に金属ペーストを付着させることが可能となる。これにより、高精細な導電性パターン形成体とすることができるのである。
【0008】
上記請求項1に記載の発明においては、請求項2に記載するように、上記導電性パターン形成工程後に、上記特性変化層が上記パターン形成体用基板表面に露出している部分である非画線部を除去する非画線部除去工程を有していてもよい。これにより、上記特性変化層が導電性の材料から形成されている場合に、上記特性変化層を除去し、絶縁性の基体を露出させることにより、導電性パターン形成体とすることが可能となるからである。
【0009】
上記請求項2に記載の発明においては、請求項3に記載するように、上記非画線部除去工程が、アルカリ溶液により上記特性変化層を除去する工程であることが好ましい。これにより、容易に上記特性変化層を除去する工程を行うことが可能となるからである。
【0010】
上記請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項4に記載するように、上記光触媒含有層側基板が、基材と、上記基材上にパターン状に形成された光触媒含有層とからなることが好ましい。このように、光触媒含有層をパターン状に形成することにより、フォトマスクを用いることなく特性変化層上に特性の異なるパターンを形成することが可能となるからである。
【0011】
また、上記請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項5に記載するように、上記光触媒含有層側基板が、基材と、上記基材上に形成された光触媒含有層と、パターン状に形成された光触媒含有層側遮光部とからなり、上記特性パターン形成工程におけるエネルギーの照射が、光触媒含有層側基板から行なわれることが好ましい。
【0012】
このように光触媒含有層側基板に光触媒含有層側遮光部を有することにより、エネルギー照射に際してフォトマスク等を用いる必要がないことから、フォトマスクと位置合わせ等が不要となり、工程を簡略化することが可能となるからである。
【0013】
上記請求項5に記載された発明においては、請求項6に記載するように、上記光触媒含有層側基板において、上記光触媒含有層側遮光部が上記基材上にパターン状に形成され、さらにその上に上記光触媒含有層が形成されているものであってもよく、また請求項7に記載するように上記光触媒含有層側基板において、上記基材上に光触媒含有層が形成され、上記光触媒含有層上に上記光触媒含有層側遮光部がパターン状に形成されているものであってもよい。
【0014】
光触媒含有層側遮光部は、特性変化層と近い位置に配置されることが、得られる特性変化パターンの精度上好ましいものであるといえる。したがって、上述した位置に光触媒含有層側遮光部を配置することが好ましいのである。また、光触媒含有層上に光触媒含有層側遮光部を形成した場合は、上記特性変化パターン形成工程における光触媒含有層と特性変化層との配置に際してのスペーサとして用いることができるという利点を有するものである。
【0015】
また、上記請求項1から請求項7までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項8に記載するように、上記光触媒含有層が、光触媒からなる層であることが好ましい。光触媒含有層が光触媒のみからなる層であれば、特性変化層の特性を変化させる効率を向上させることが可能であり、効率的にパターン形成体を製造することができるからである。
【0016】
上記請求項8に記載された発明においては、請求項9に記載するように、上記光触媒含有層が、光触媒を真空製膜法により基材上に製膜してなる層であることが好ましい。このように真空製膜法により光触媒含有層を形成することにより、表面の凹凸が少なく均一な膜厚の均質な光触媒含有層とすることが可能であり、特性変化層表面への特性変化パターンの形成を均一にかつ高効率で行うことができるからである。
【0017】
一方、請求項1から請求項7までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項10に記載するように、上記光触媒処含有層が、光触媒とバインダとを有する層であってもよい。このようにバインダを用いることにより、比較的容易に光触媒含有層を形成することが可能となり、結果的に低コストでパターン形成体の製造を行うことができるからである。
【0018】
上記請求項1から請求項10までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項11に記載するように、上記光触媒が、酸化チタン(TiO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO)、酸化タングステン(WO)、酸化ビスマス(Bi)、および酸化鉄(Fe)から選択される1種または2種以上の物質であることが好ましく、中でも請求項12に記載するように、上記光触媒が酸化チタン(TiO)であることが好ましい。これは、二酸化チタンのバンドギャップエネルギーが高いため光触媒として有効であり、かつ化学的にも安定で毒性もなく、入手も容易だからである。
【0019】
上記請求項1から請求項12までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項13に記載するように、上記パターン形成体用基板が、基体と、上記基体上に形成された上記特性変化層とを有するものであってもよい。特性変化層の強度が弱く、また自己支持性を有さないような場合は、特性変化層が基体上に形成されていることが好ましいからである。
【0020】
上記請求項1から請求項13までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項14に記載するように、上記特性変化層が、上記光触媒含有層中の光触媒の作用により、エネルギー照射された際に、液体との接触角が低下するように濡れ性が変化する濡れ性変化層であることが好ましい。上記特性変化層が、濡れ性変化層であることにより、エネルギー照射された領域を親液性領域、エネルギー未照射の領域を撥液性領域とすることが可能となり、この濡れ性の差を利用して、親液性領域のみに上記金属ペーストを付着させることが可能となり、容易に導電性パターンを形成することが可能となるからである。
【0021】
上記請求項14に記載の発明においては、請求項15に記載するように、上記濡れ性変化層上における40mN/mの液体との接触角が、エネルギーが照射されていない部分において50°以上であり、照射された部分において49°以下であることが好ましい。上記濡れ性変化層上におけるエネルギーが照射されていない部分である撥液性領域と、照射された部分である親液性領域との濡れ性が、上述したような範囲であることにより、撥液性領域には金属ペーストが付着せず、親液性領域のみに金属ペーストを付着させることが可能となり、高精細な導電性パターン形成体を製造することが可能となるからである。
【0022】
また、上記請求項14または請求項15に記載の発明においては、請求項16に記載するように、上記濡れ性変化層が、オルガノポリシロキサンを含有する層であることが好ましい。本発明において、濡れ性変化層に要求される特性としては、エネルギーが照射されていない場合は撥液性であり、エネルギーが照射された場合は対向する光触媒含有層中の光触媒の作用により親液性となるといった特性である。このような特性を濡れ性変化層に付与する材料として、オルガノポリシロキサンを用いることが好ましいからである。
【0023】
上記請求項16に記載された発明においては、請求17に記載するように、上記オルガノポリシロキサンが、フルオロアルキル基を含有するオルガノポリシロキサンであることが好ましい。このようにフルオロアルキル基を含有するものであれば、エネルギー照射部分と未照射部分との濡れ性の差を大きくすることが可能となるからである。
【0024】
上記請求項16または請求項17に記載された発明においては、請求項18に記載するように、上記オルガノポリシロキサンが、YSiX(4−n)(ここで、Yはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Xはアルコキシル基またはハロゲンを示す。nは0〜3までの整数である。)で示される珪素化合物の1種または2種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。このようなオルガノポリシロキサンを用いることにより、上述したような濡れ性の変化に対する特性を発揮することができるからである。
【0025】
上記請求項14から請求項18に記載された発明においては、請求項19に記載するように、上記パターン形成体用基板が、自己支持性を有する濡れ性変化層からなるものであってもよい。濡れ性変化層が自己支持性を有するものであれば、基体等を用いる必要がなく、例えば市販の樹脂板を用いれば、安価にパターン形成体を製造することができるからである。
【0026】
上記請求項1から請求項13までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項20に記載するように、上記特性変化層が、上記光触媒含有層中の光触媒の作用により、エネルギー照射された際に分解除去される分解除去層であることが好ましい。上記特性変化層が分解除去層であることにより、上記エネルギー照射により、表面に凹凸を形成することが可能となることから、例えば電界ジェット方式等により、上記金属ペーストを容易に付着させることが可能となるからである。
【0027】
上記請求項20に記載の発明においては、請求項21に記載するように、上記分解除去層に対する金属ペーストの接触角と、上記分解除去層が分解除去されて露出する基体に対する金属ペーストの接触角とが異なるものであることが好ましい。これにより、上記エネルギー照射されて露出した基体を親液性領域、エネルギー未照射の分解除去層が残存する部分を撥液性領域とすることが可能となり、容易に上記金属ペーストを付着させることが可能となるからである。
【0028】
上記請求項20または請求項21に記載の発明においては、請求項22に記載するように、上記分解除去層が、自己組織化単分子膜、ラングミュアーブロジェット膜、もしくは交互吸着膜のいずれかであることが好ましい。上記分解除去層が、上記の膜であることにより、比較的高い強度を有する欠陥のない膜を容易に形成することが可能となるからである。
【0029】
上記請求項20から請求項22までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項23に記載するように、上記分解除去層の40mN/mの液体との接触角が、エネルギーが照射されていない部分において50°以上であり、照射された部分において49°以下であることが好ましい。上記分解除去層上におけるエネルギーが照射されていない残存する分解除去層からなる部分である撥液性領域と、エネルギー照射されて基体が露出した部分である親液性領域との濡れ性が、上記範囲内であることにより、親液性領域には金属ペーストを付着させることが可能となり、また撥液性領域には金属ペーストが付着しないことから、高精細な導電性パターン形成体とすることが可能となるのである。
【0030】
上記請求項1から請求項23までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項24に記載するように、上記特性変化層の表面に、エネルギーを照射する際に、上記光触媒含有層と、上記特性変化層表面との間隔を、0.2μm〜10μmの範囲内とすることが好ましい。上記エネルギーを照射する際に、上述した範囲内の間隔でエネルギーを照射することにより、特性変化層表面の特性をより効果的に変化させることが可能となるからである。
【0031】
上記請求項1から請求項24までのいずれかの請求項に記載の発明においては請求項25に記載するように、上記エネルギー照射が、光触媒含有層を加熱しながらなされることが好ましい。光触媒を加熱することにより、光触媒の感度が向上し、特性変化層上の特性の変化を効率的に行うことが可能となるからである。
【0032】
上記請求項1から請求項25までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項26に記載するように、上記特性変化層が、光触媒を含まない層であることが好ましい。本発明においては、このように特性変化層が、光触媒を含まない層であるので、特性変化層が経時で影響を受けるといった問題を回避することが可能となるからである。
【0033】
上記請求項1から請求項26までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項27に記載するように、上記金属ペーストが、銅、アルミ、白金、パラジウム、およびニッケルからなる少なくとも一つ選択される金属のペーストであることが好ましい。上記金属は、導電性が良好であり、かつ耐腐食性があるからである。
【0034】
また、上記請求項1から請求項27までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項28に記載するように、上記金属ペーストの粘度が50cps以上であることが好ましい。これにより、導電性パターンの膜厚を高くすることが可能となり、様々な用途に用いることが可能な導電性パターン形成体とすることが可能となるからである。
【0035】
上記請求項1から請求項28までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項29に記載するように、上記金属ペースト塗布工程における金属ペーストの塗布が、ノズル吐出法であってもよく、中でも製造効率やコストの面から請求項30に記載するように、上記ノズル吐出法が、電界ジェット法であることが好ましい。
【0036】
また、上記請求項1から請求項28までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項31に記載するように、上記金属ペースト塗布工程における金属ペーストの塗布が、オフセット印刷法であってもよい。これにより、上記特性変化パターンの親液性領域および撥液性領域の濡れ性を利用して、容易に目的とするパターン状に金属ペーストの塗布を行うことが可能となるからである。
【0037】
また、本発明は請求項32に記載するように、触媒の作用により濡れ性が変化する濡れ性変化層と、上記濡れ性変化層上にパターン状に金属ペーストを固化させることにより形成された金属組成物とを有することを特徴とする導電性パターン形成体を提供する。
【0038】
本発明によれば、上記濡れ性変化層を有することにより、親液性領域のみに、容易にパターン状に金属ペーストを付着させることが可能となることから、製造効率がよく高精細な導電性パターン形成体とすることが可能となるのである。
【0039】
上記請求項32に記載の発明においては、請求項33に記載するように、上記濡れ性変化層が、基体上に形成されていてもよい。上記濡れ性変化層の強度が弱く、また自己支持性を有さないような場合は、特性変化層が基体上に形成されていることが好ましいからである。
【0040】
上記請求項32または請求項33に記載の発明においては、請求項34に記載するように、上記濡れ性変化層上における40mN/mの液体との接触角が、エネルギーが照射されていない部分において50°以上であり、照射された部分において49°以下であることが好ましい。これにより、エネルギー照射された部分を親液性領域、エネルギー照射されていない部分を撥液性領域とすることが可能となることから、容易に導電性パターン形成体を製造することが可能となり、製造効率やコストの面からも好ましいからである。
【0041】
また、本発明は請求項35に記載するように、基体と、上記基体上に光触媒の作用により分解除去される分解除去層と、上記分解除去層が分解除去されて露出した基体上にパターン状に金属ペーストを固化させることにより形成された金属組成物とを有することを特徴とする導電性パターン形成体を提供する。
【0042】
本発明によれば、上記分解除去層を有することにより、基体上に凹凸を有するパターンを形成することが可能であり、この凹凸を利用して容易に導電性パターンを形成することができる。また上記分解除去層が絶縁性である場合には、優れた導電性パターン形成体とすることが可能となるのである。
【0043】
上記請求項35に記載の発明においては、請求項36に記載するように、上記分解除去層に対する液体の接触角と、上記分解除去層が分解されて露出する基体に対する液体の接触角とが異なるものであることが好ましい。これにより、表面の凹凸だけではなく、例えばエネルギー照射されて露出した基体を親液性領域、エネルギー未照射の分解除去層が残存する部分を撥液性領域とすることが可能となり、容易に導電性パターンを形成することが可能となるからである。
【0044】
また、上記請求項35または請求項36に記載の発明においては、請求項37に記載するように、上記分解除去層が、自己組織化単分子膜、ラングミュアーブロジェット膜、もしくは交互吸着膜のいずれかであることが好ましい。上記分解除去層が、上記の膜であることにより、比較的強度が高く欠陥のない膜を容易に形成することが可能となるからである。
【0045】
上記請求項35から請求項37までのいずれかの請求項に記載の発明においては、請求項38に記載するように、上記分解除去層40mN/mの液体との接触角が、エネルギーが照射されていない部分において50°以上であり、照射された部分において49°以下であることが好ましい。これにより、容易に導電性パターン形成体を製造することが可能となり、製造効率やコストの面からも好ましいからである。
【0046】
また、本発明は請求項39に記載するように、基体と、上記基体上にパターン状に形成された、光触媒の作用により濡れ性が変化する濡れ性変化層と、上記濡れ性変化層上に金属ペーストを固化させることにより形成された金属組成物とを有することを特徴とする導電性パターン形成体とを提供する。上記基体上に上記濡れ性変化層を有することにより、容易に導電性パターン形成体を製造することが可能であり、また基体が絶縁性である場合に、優れた導電性パターン形成体とすることが可能となるからである。
【0047】
【発明の実施の形態】
本発明は、導電性パターン形成体の製造方法および導電性パターン形成体に関するものである。以下、それぞれについて詳しく説明する。
【0048】
A.導電性パターン形成体の製造方法
まず、本発明の導電性パターン形成体の製造方法について説明する。
【0049】
本発明の導電性パターン形成体の製造方法は、
光触媒を含有する光触媒含有層および基材を有する光触媒含有層側基板と、上記光触媒含有層中の光触媒の作用により特性が変化する特性変化層を有するパターン形成体用基板とを、上記光触媒含有層および上記特性変化層が200μm以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、上記特性変化層表面に特性の変化した特性変化パターンを形成する特性変化パターン形成工程と、
上記特性変化パターンが形成されたパターン形成体用基板表面に、金属ペーストを塗布することにより、パターン状に金属ペーストを付着させる金属ペースト塗布工程と、
上記特性変化パターンにパターン状に付着した金属ペーストを固化させて導電性パターンとする導電性パターン形成工程と
を有することを特徴とするものである。
【0050】
本発明の導電性パターン形成体の製造方法においては、光触媒含有層および特性変化層を所定の位置に配置した後、所定の方向からエネルギー照射することにより、光触媒含有層中の光触媒の作用により、エネルギー照射された部分の特性が変化した特性変化パターンが形成される。このパターン形成に際してエネルギー照射後の現像・洗浄等の後処理が不要となるので、従来より少ない工程で、かつ安価に特性の異なるパターンを形成することができる。そして、この特性変化層上の特性変化パターンに対して、金属ペーストを塗布することによりパターン状に金属ペーストを付着させることができ、これを固化させることにより容易に導電性パターンを形成することができる。
【0051】
さらに、本発明においては、特性変化層上の特性を光触媒含有層中の光触媒の作用により変化させた後、光触媒含有層側基板を取り外してパターン形成体側基板を導電性パターン形成体としたものであるので、得られる導電性パターン形成体には必ずしも光触媒が含有されている必要がない。したがって、得られる導電性パターン形成体が光触媒の作用により経時的に影響を受けるといった不具合を防止することができる。
【0052】
このような、本発明の導電性パターン形成体の製造方法について、図面を用いて具体的に説明する。図1は、本発明の導電性パターン形成体の製造方法の一例を示すものである。
【0053】
この例においては、まず、基材1上に光触媒含有層2が形成されてなる光触媒含有層側基板3と、基体4上に特性変化層5が形成されてなるパターン形成体用基板6とを調製する(図1(a))。
【0054】
次に、図1(b)に示すように、上記光触媒含有層側基板3とパターン形成体用基板6とを、それぞれの光触媒含有層2および特性変化層5を対向させて所定の位置に配置した後、必要とされるパターンのフォトマスク7を用い、これを介して紫外光8を光触媒含有層側基板3側から照射する。これにより、図1(c)に示すように、特性変化層5表面に特性変化領域9および特性未変化領域10とからなる特性変化パターンが形成される(特性変化パターン形成工程)。
【0055】
ここで、上記紫外線の照射は、上記例ではフォトマスク7を介したものであるが、後述するように光触媒含有層がパターン状に形成されたものや、光触媒含有層側基板内に遮光部(光触媒含有層側遮光部)が形成されたものを用いてもよく、この場合は、フォトマスク7等を用いることなく、全面にエネルギー照射することになる。
【0056】
そして、上記パターン形成体用基板6上から光触媒含有層側基板を外す工程が行われ(図1(d))、表面に特性変化領域9と特性未変化領域10とが形成されたパターン形成体用基板6を得ることができる。
【0057】
そして、上記パターン形成体用基板6上に金属ペーストを塗布することにより、特性変化領域上にのみ金属ペーストを付着させ(金属ペースト塗布工程)、その後、これを硬化させることにより、導電性パターン11が特性変化層5上に形成された導電性パターン形成体12を得ることができる。
【0058】
このような本発明の導電性パターン形成体の製造方法について、各工程毎に詳細に説明する。
【0059】
(1)特性変化パターン形成工程
まず、本発明の特性変化パターン形成工程について説明する。本発明の特性変化パターン形成工程は、光触媒を含有する光触媒含有層および基材を有する光触媒含有層側基板と、上記光触媒含有層中の光触媒の作用により特性が変化する特性変化層を有するパターン形成体用基板とを、上記光触媒含有層および上記特性変化層が200μm以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、上記特性変化層表面に特性の変化した特性変化パターンを形成する工程である。以下、この工程についてそれぞれ説明する。
【0060】
(光触媒含有層側基板)
本発明における光触媒含有層側基板は、少なくとも光触媒含有層と基材とを有するものであり、通常は基材上に所定の方法で形成された薄膜状の光触媒含有層が形成されてなるものである。また、この光触媒含有層側基板には、パターン状に形成された光触媒含有層側遮光部やプライマー層が形成されたものも用いることができる。以下、この光触媒含有層側基板の各構成について説明する。
【0061】
a.光触媒含有層
本発明に用いられる光触媒含有層は、光触媒含有層中の光触媒が、特性変化層の特性を変化させるような構成であれば、特に限定されるものではなく、光触媒とバインダとから構成されているものであってもよいし、光触媒単体で製膜されたものであってもよい。また、その表面の特性は、特に親液性であっても撥液性であってもよい。
【0062】
本発明において用いられる光触媒含有層は、例えば上記図1(a)等に示すように、基材1上に全面に形成されたものであってもよいが、例えば図2に示すように、基材1上に光触媒含有層2がパターン状に形成されたものであってもよい。
【0063】
このように光触媒含有層をパターン状に形成することにより、後述する特性変化パターン形成工程において説明するように、光触媒含有層を特性変化層にエネルギーを照射する際に、フォトマスク等を用いるパターン照射をする必要がなく、全面に照射することにより、特性変化層上に特性変化領域と特性未変化領域とからなる特性変化パターンを形成することができる。
【0064】
この光触媒処理層のパターニング方法は、特に限定されるものではないが、例えばフォトリソグラフィー法等により行うことが可能である。
【0065】
また、光触媒含有層と特性変化層とを例えば密着させてエネルギー照射を行う場合には、実際に光触媒含有層の形成された部分のみの特性が変化するものであるので、エネルギーの照射方向は上記光触媒含有層と特性変化層とが対向する部分にエネルギーが照射されるものであれば、いかなる方向から照射されてもよく、さらには、照射されるエネルギーも特に平行光等の平行なものに限定されないという利点を有するものとなる。
【0066】
このような光触媒含有層における、後述するような二酸化チタンに代表される光触媒の作用機構は、必ずしも明確なものではないが、光の照射によって生成したキャリアが、近傍の化合物との直接反応、あるいは、酸素、水の存在下で生じた活性酸素種によって、有機物の化学構造に変化を及ぼすものと考えられている。本発明においては、このキャリアが光触媒含有層上で特性変化層中の化合物に作用を及ぼすものであると思われる。
【0067】
本発明で使用する光触媒としては、光半導体として知られる例えば二酸化チタン(TiO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO)、酸化タングステン(WO)、酸化ビスマス(Bi)、および酸化鉄(Fe)を挙げることができ、これらから選択して1種または2種以上を混合して用いることができる。
【0068】
本発明においては、特に二酸化チタンが、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。二酸化チタンには、アナターゼ型とルチル型があり本発明ではいずれも使用することができるが、アナターゼ型の二酸化チタンが好ましい。アナターゼ型二酸化チタンは励起波長が380nm以下にある。
【0069】
このようなアナターゼ型二酸化チタンとしては、例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル(石原産業(株)製STS−02(平均粒径7nm)、石原産業(株)製ST−K01)、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル(日産化学(株)製TA−15(平均粒径12nm))等を挙げることができる。
【0070】
光触媒の粒径は小さいほど光触媒反応が効果的に起こるので好ましく、平均粒径が50nm以下が好ましく、20nm以下の光触媒を使用するのが特に好ましい。
【0071】
本発明における光触媒含有層は、上述したように光触媒単独で形成されたものであってもよく、またバインダと混合して形成されたものであってもよい。光触媒のみからなる光触媒含有層の場合は、特性変化層上の特性の変化に対する効率が向上し、処理時間の短縮化等のコスト面で有利である。一方、光触媒とバインダとからなる光触媒含有層の場合は、光触媒含有層の形成が容易であるという利点を有する。
【0072】
光触媒のみからなる光触媒含有層の他の形成方法としては、例えば、スパッタリング法、CVD法、真空蒸着法等の真空製膜法を用いる方法を挙げることができる。真空製膜法により光触媒含有層を形成することにより、均一な膜でかつ光触媒のみを含有する光触媒含有層とすることが可能であり、これにより特性変化層上の特性を均一に変化させることが可能であり、かつ光触媒のみからなることから、バインダを用いる場合と比較して効率的に特性変化層上の特性を変化させることが可能となる。
【0073】
また、光触媒のみからなる光触媒含有層の形成方法としては、例えば光触媒が二酸化チタンの場合は、基材上に無定形チタニアを形成し、次いで焼成により結晶性チタニアに相変化させる方法等が挙げられる。ここで用いられる無定形チタニアとしては、例えば四塩化チタン、硫酸チタン等のチタンの無機塩の加水分解、脱水縮合、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラ−n−プロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラメトキシチタン等の有機チタン化合物を酸存在下において加水分解、脱水縮合によって得ることができる。次いで、400℃〜500℃における焼成によってアナターゼ型チタニアに変性し、600℃〜700℃の焼成によってルチル型チタニアに変性することができる。
【0074】
また、バインダを用いる場合は、バインダの主骨格が上記の光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものが好ましく、例えば後述する特性変化層の中の濡れ性変化層の説明の欄で詳しく説明するオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。
【0075】
このようにオルガノポリシロキサンをバインダとして用いた場合は、上記光触媒含有層は、光触媒とバインダであるオルガノポリシロキサンとを必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製し、この塗布液を基材上に塗布することにより形成することができる。使用する溶剤としては、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましい。塗布はスピンコート、スプレーコート、ディッブコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことができる。バインダとして紫外線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより光触媒含有層を形成することかできる。
【0076】
また、バインダとして無定形シリカ前駆体を用いることができる。この無定形シリカ前駆体は、一般式SiXで表され、Xはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基、またはアセチル基等であるケイ素化合物、それらの加水分解物であるシラノール、または平均分子量3000以下のポリシロキサンが好ましい。
【0077】
具体的には、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラメトキシシラン等が挙げられる。また、この場合には、無定形シリカの前駆体と光触媒の粒子とを非水性溶媒中に均一に分散させ、基材上に空気中の水分により加水分解させてシラノールを形成させた後、常温で脱水縮重合することにより光触媒含有層を形成できる。シラノールの脱水縮重合を100℃以上で行えば、シラノールの重合度が増し、膜表面の強度を向上できる。また、これらの結着剤は、単独あるいは2種以上を混合して用いることができる。
【0078】
バインダを用いた場合の光触媒含有層中の光触媒の含有量は、5〜60重量%、好ましくは20〜40重量%の範囲で設定することができる。また、光触媒含有層の厚みは、0.05〜10μmの範囲内が好ましい。
【0079】
また、光触媒含有層には上記の光触媒、バインダの他に、界面活性剤を含有させることができる。具体的には、日光ケミカルズ(株)製NIKKOL BL、BC、BO、BBの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製ZONYL FSN、FSO、旭硝子(株)製サーフロンS−141、145、大日本インキ化学工業(株)製メガファックF−141、144、ネオス(株)製フタージェントF−200、F251、ダイキン工業(株)製ユニダインDS−401、402、スリーエム(株)製フロラードFC−170、176等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることができ、また、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもできる。
【0080】
さらに、光触媒含有層には上記の界面活性剤の他にも、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレート、エチレンプロピレンジエンモノマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイミダゾール、ポリアクリルニトリル、エピクロルヒドリン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマー、ポリマー等を含有させることができる。
【0081】
b.基材
本発明においては、図1に示すように、光触媒含有層側基板3は、少なくとも基材1とこの基材1上に形成された光触媒含有層2とを有するものである。
【0082】
この際、用いられる基材を構成する材料は、後述する特性変化パターン形成工程におけるエネルギーの照射方向や、得られる導電性パターン形成体が透明性を必要とするか等により適宜選択される。
【0083】
すなわち、例えば導電性パターン形成体が紙基材フェノール樹脂積層板といった不透明なものを基体として用いる場合においては、エネルギー照射方向は必然的に光触媒含有層側基板側からとなり、図1(b)に示すように、フォトマスク7を光触媒含有層側基板3側に配置して、エネルギー照射をする必要がある。また、後述するように光触媒含有層側基板に光触媒含有層側遮光部を予め所定のパターンで形成しておき、この光触媒含有層側遮光部を用いて特性変化パターンを形成する場合においても、光触媒含有層側基板側からエネルギーを照射する必要がある。このような場合、基材は透明性を有するものであることが必要となる。
【0084】
一方、導電性パターン形成体の基体が例えば透明樹脂フィルムである場合等であれば、パターン形成体用基板側にフォトマスクを配置してエネルギーを照射することも可能である。また、後述するようにこのパターン形成体用基板内にパターン形成体側遮光部を形成する場合は、パターン形成体用基板側からエネルギーを照射する必要がある。このような場合においては、基材の透明性は特に必要とされない。
【0085】
また本発明に用いられる基材は、可撓性を有するもの、例えば樹脂製フィルム等であってもよいし、可撓性を有さないもの、例えばガラス基板等であってもよい。これは、後述する特性変化パターン形成工程におけるエネルギー照射方法により適宜選択されるものである。
【0086】
このように、本発明における光触媒含有層側基板に用いられる基材は特にその材料を限定されるものではないが、本発明においては、この光触媒含有層側基板は、繰り返し用いられるものであることから、所定の強度を有し、かつその表面が光触媒含有層との密着性が良好である材料が好適に用いられる。
【0087】
具体的には、ガラス、セラミック、金属、プラスチック等を挙げることができる。
【0088】
なお、基材表面と光触媒含有層との密着性を向上させるために、基材上にアンカー層を形成するようにしてもよい。このようなアンカー層としては、例えば、シラン系、チタン系のカップリング剤等を挙げることができる。
【0089】
c.光触媒含有層側遮光部
本発明に用いられる光触媒含有層側基板には、パターン状に形成された光触媒含有層側遮光部が形成されたものを用いても良い。このように光触媒含有層側遮光部を有する光触媒含有層側基板を用いることにより、エネルギー照射に際して、フォトマスクを用いたり、レーザ光による描画照射を行う必要がない。したがって、光触媒含有層側基板とフォトマスクとの位置合わせが不要であることから、簡便な工程とすることが可能であり、また描画照射に必要な高価な装置も不必要であることから、コスト的に有利となるという利点を有する。
【0090】
このような光触媒含有層側遮光部を有する光触媒含有層側基板は、光触媒含有層側遮光部の形成位置により、下記の二つの実施態様とすることができる。
【0091】
一つが、例えば図3に示すように、基材1上に光触媒含有層側遮光部13を形成し、この光触媒含有層側遮光部13上に光触媒含有層2を形成して、光触媒含有層側基板3とする実施態様である。もう一つは、例えば図4に示すように、基材1上に光触媒含有層2を形成し、その上に光触媒含有層側遮光部13を形成して光触媒含有層側基板3とする実施態様である。
【0092】
いずれの実施態様においても、フォトマスクを用いる場合と比較すると、光触媒含有層側遮光部が、上記光触媒含有層と特性変化層との配置部分の近傍に配置されることになるので、基材内等におけるエネルギーの散乱の影響を少なくすることができることから、エネルギーのパターン照射を極めて正確に行うことが可能となる。
【0093】
さらに、上記光触媒含有層上に光触媒含有層側遮光部を形成する実施態様においては、光触媒含有層と特性変化層とを所定の位置に配置する際に、この光触媒含有層側遮光部の膜厚をこの間隙の幅と一致させておくことにより、上記光触媒含有層側遮光部を上記間隙を一定のものとするためのスペーサとしても用いることができるという利点を有する。
【0094】
すなわち、所定の間隙をおいて上記光触媒含有層と特性変化層とを対向させた状態で配置する際に、上記光触媒含有層側遮光部と特性変化層とを密着させた状態で配置することにより、上記所定の間隙を正確とすることが可能となり、そしてこの状態で光触媒含有層側基板からエネルギーを照射することにより、特性変化層上に特性変化パターンを精度良く形成することが可能となるのである。
【0095】
このよう光触媒含有層側遮光部の形成方法は、特に限定されるものではなく、光触媒含有層側遮光部の形成面の特性や、必要とするエネルギーに対する遮蔽性等に応じて適宜選択されて用いられる。
【0096】
例えば、スパッタリング法、真空蒸着法等により厚み1000〜2000Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングすることにより形成されてもよい。このパターニングの方法としては、スパッタ等の通常のパターニング方法を用いることができる。
【0097】
また、樹脂バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子を含有させた層をパターン状に形成する方法であってもよい。用いられる樹脂バインダとしては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ゼラチン、カゼイン、セルロース等の樹脂を1種または2種以上混合したものや、感光性樹脂、さらにはO/Wエマルジョン型の樹脂組成物、例えば、反応性シリコーンをエマルジョン化したもの等を用いることができる。このような樹脂製遮光部の厚みとしては、0.5〜10μmの範囲内で設定することができる。このよう樹脂製遮光部のパターニングの方法は、フォトリソ法、印刷法等一般的に用いられている方法を用いることができる。
【0098】
なお、上記説明においては、光触媒含有層側遮光部の形成位置として、基材と光触媒含有層との間、および光触媒含有層表面の二つの場合について説明したが、その他、基材の光触媒含有層が形成されていない側の表面に光触媒含有層側遮光部を形成する態様も採ることが可能である。この態様においては、例えばフォトマスクをこの表面に着脱可能な程度に密着させる場合等が考えられ、特性変化パターンを小ロットで変更するような場合に好適に用いることができる。
【0099】
d.プライマー層
次に、本発明の光触媒含有層側基板に用いられるプライマー層について説明する。本発明において、上述したように基材上に光触媒含有層側遮光部をパターン状に形成して、その上に光触媒含有層を形成して光触媒含有層側基板とする場合においては、上記光触媒含有層側遮光部と光触媒含有層との間にプライマー層を形成してもよい。
【0100】
このプライマー層の作用・機能は必ずしも明確なものではないが、光触媒含有層側遮光部と光触媒含有層との間にプライマー層を形成することにより、プライマー層は光触媒の作用による特性変化層の特性変化を阻害する要因となる光触媒含有層側遮光部および光触媒含有層側遮光部間に存在する開口部からの不純物、特に、光触媒含有層側遮光部をパターニングする際に生じる残渣や、金属、金属イオン等の不純物の拡散を防止する機能を示すものと考えられる。したがって、プライマー層を形成することにより、高感度で特性変化の処理が進行し、その結果、高解像度のパターンを得ることが可能となるのである。
【0101】
なお、本発明においてプライマー層は、光触媒含有層側遮光部のみならず光触媒含有層側遮光部間に形成された開口部に存在する不純物が光触媒の作用に影響することを防止するものであるので、プライマー層は開口部を含めた光触媒含有層側遮光部全面にわたって形成されていることが好ましい。
【0102】
図5はこのようなプライマー層を形成した光触媒含有層側基板の一例を示すものである。光触媒含有層側基板3の光触媒含有層側遮光部13が形成された基材1の光触媒含有層側遮光部13が形成されている側の表面にプライマー層14が形成されており、このプライマー層14の表面に光触媒含有層2が形成されている。
【0103】
本発明におけるプライマー層は、光触媒含有層側基板の光触媒含有層側遮光部と光触媒含有層とが接触しないようにプライマー層が形成された構造であれば特に限定されるものではない。
【0104】
このプライマー層を構成する材料としては、特に限定されるものではないが、光触媒の作用により分解されにくい無機材料が好ましい。具体的には無定形シリカを挙げることができる。このような無定形シリカを用いる場合には、この無定形シリカの前駆体は、一般式SiXで示され、Xはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基、またはアセチル基等であるケイ素化合物であり、それらの加水分解物であるシラノール、または平均分子量3000以下のポリシロキサンが好ましい。
【0105】
また、プライマー層の膜厚は、0.001μmから1μmの範囲内であることが好ましく、特に0.001μmから0.1μmの範囲内であることが好ましい。
【0106】
(パターン形成体用基板)
次に、本発明に用いられるパターン形成体用基板について説明する。本発明のパターン形成体用基板は、上記光触媒含有層中の光触媒の作用により表面の特性が変化する特性変化層を少なくとも有するものであれば特に限定されるものではなく、特性変化層が自己支持性を有する場合は、特性変化層のみであってもよく、また上記特性変化層が自己支持性を有しない場合は、特性変化層を基体上に形成したものであってもよい。また、パターン形成体用基板中に遮光部等を有するものであってもよい。以下、このパターン形成体用基板の各構成について説明する。
【0107】
a.特性変化層
まず、本発明におけるパターン形成体用基板に用いられる特性変化層について説明する。本発明のパターン形成体用基板に用いられる特性変化層は、上述した光触媒含有層中の光触媒の作用により表面の特性が変化する特性変化層であれば、特に限定されるものではないが、本発明においては中でも特性変化層が光触媒の作用により濡れ性が変化して濡れ性によるパターンが形成される濡れ性変化層である場合、および特性変化層が光触媒の作用により分解除去され凹凸によるパターンが形成される分解除去層である場合の二つの場合が、特に得られる特性変化パターン等の関係からより本発明の有効性を引き出すものであるので好ましい。以下、これらの濡れ性変化層および分解除去層について説明する。
【0108】
(i)濡れ性変化層
本発明における濡れ性変化層は、上記光触媒の作用により表面の濡れ性が変化する層であれば特に限定されるものではないが、一般にはエネルギーの照射に伴う光触媒の作用により、その濡れ性変化層表面における液体との接触角が低下するように濡れ性が変化する層であることが好ましい。
【0109】
このように、エネルギー照射により液体との接触角が低下するように濡れ性が変化する濡れ性変化層とすることにより、上述したように、例えばフォトマスクを用いた場合や、光触媒含有層側遮光部を用いた場合、さらには光触媒含有層をパターン状に形成した場合等において、エネルギーの照射を行うことにより容易に濡れ性をパターン状に変化させ、液体との接触角の小さい親液性領域のパターンを形成することが可能となる。したがって、効率的に導電性パターン形成体が製造でき、コスト的に有利となるからである。
【0110】
ここで、親液性領域とは、液体との接触角が小さい領域であり、後述する金属ペーストに対する濡れ性の良好な領域をいうこととする。また、撥液性領域とは、液体との接触角が大きい領域であり、金属ペーストに対する濡れ性が悪い領域をいうこととする。
【0111】
上記濡れ性変化層は、エネルギー照射していない部分、すなわち撥液性領域においては、40mN/mの液体との接触角が、50°以上、中でも90°以上であることが好ましい。これは、エネルギー照射していない部分は、本発明においては撥液性が要求される部分であることから、液体との接触角が小さい場合は、撥液性が十分でなく、後述する金属ペースト塗布工程において例えば金属ペーストオフセット印刷法により全面に印刷した場合に、導電性パターンを形成しない領域にまで金属ペーストが残存する可能性が生じるため好ましくないからである。
【0112】
また、上記濡れ性変化層は、エネルギー照射された部分、すなわち親液性領域においては、40mN/mの液体との接触角が、49°以下、好ましくは10°以下であることが好ましい。エネルギー照射された部分、すなわち親液性領域における液体との接触角が高い場合は、後述する金属ペーストの塗布に際して、親液性領域においても金属ペーストをはじいてしまう可能性があり、親液性領域上に金属ペーストをパターニングすることが難しくなる可能性があるからである。
【0113】
なお、ここでいう液体との接触角は、種々の表面張力を有する液体との接触角を接触角測定器(協和界面科学(株)製CA−Z型)を用いて測定(マイクロシリンジから液滴を滴下して30秒後)し、その結果から、もしくはその結果をグラフにして得たものである。また、この測定に際して、種々の表面張力を有する液体としては、純正化学株式会社製のぬれ指数標準液を用いた。
【0114】
また、本発明において上述したような濡れ性変化層を用いた場合、この濡れ性変化層中にフッ素が含有され、さらにこの濡れ性変化層表面のフッ素含有量が、濡れ性変化層に対しエネルギーを照射した際に、上記光触媒の作用によりエネルギー照射前に比較して低下するように上記濡れ性変化層が形成されていてもよい。
【0115】
このような特徴を有する濡れ性変化層であれば、エネルギーをパターン照射することにより、容易にフッ素の含有量の少ない部分からなるパターンを形成することができる。ここで、フッ素は極めて低い表面エネルギーを有するものであり、このためフッ素を多く含有する物質の表面は、臨界表面張力がより小さくなる。したがって、フッ素の含有量の多い部分の表面の臨界表面張力に比較してフッ素の含有量の少ない部分の臨界表面張力は大きくなる。これはすなわち、フッ素含有量の少ない部分はフッ素含有量の多い部分に比較して親液性領域となっていることを意味する。よって、周囲の表面に比較してフッ素含有量の少ない部分からなるパターンを形成することは、撥液性域内に親液性領域のパターンを形成することとなる。
【0116】
したがって、このような濡れ性変化層を用いた場合は、エネルギーをパターン照射することにより、撥液性領域内に親液性領域のパターンを容易に形成することができるので、この親液性領域のみに金属ペーストを付着させ、導電性パターンを形成することが容易に可能となり、低コストで高精細な導電性パターンを形成することができる。
【0117】
上述したような、フッ素を含む濡れ性変化層中に含まれるフッ素の含有量としては、エネルギーが照射されて形成されたフッ素含有量が低い親液性領域におけるフッ素含有量が、エネルギー照射されていない部分のフッ素含有量を100とした場合に10以下、好ましくは5以下、特に好ましくは1以下であることが好ましい。
【0118】
このような範囲内とすることにより、エネルギー照射部分と未照射部分との濡れ性に大きな違いを生じさせることができる。したがって、このような濡れ性変化層に導電性パターンを形成することにより、フッ素含有量が低下した親液性領域のみに正確に導電性パターンを形成することが可能となり、精度良く導電性パターン形成体を得ることができるからである。なお、この低下率は重量を基準としたものである。
【0119】
このような濡れ性変化層中のフッ素含有量の測定は、一般的に行われている種々の方法を用いることが可能であり、例えばX線光電子分光法(X−ray Photoelectron Spectroscopy, ESCA(Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)とも称される。)、蛍光X線分析法、質量分析法等の定量的に表面のフッ素の量を測定できる方法であれば特に限定されるものではない。
【0120】
このような濡れ性変化層に用いられる材料としては、上述した濡れ性変化層の特性、すなわちエネルギー照射により対向する光触媒含有層中の光触媒により濡れ性が変化する材料で、かつ光触媒の作用により劣化、分解しにくい主鎖を有するものであれば特に限定されるものではなく、具体的にはオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。本発明においては、中でも上記オルガノポリシロキサンが、フルオロアルキル基を含有するオルガノポリシロキサンであることが好ましい。
【0121】
このようなオルガノポリシロキサンとしては、例えば、(1)ゾルゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサン、(2)撥水牲や撥油性に優れた反応性シリコーンを架橋したオルガノポリシロキサン等のオルガノポリシロキサンを挙げることができる。
【0122】
上記の(1)の場合、一般式:
SiX(4−n)
(ここで、Yはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Xはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示す。nは0〜3までの整数である。)
で示される珪素化合物の1種または2種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。なお、ここでYで示される基の炭素数は1〜20の範囲内であることが好ましく、また、Xで示されるアルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。
【0123】
また、特にフルオロアルキル基を含有するオルガノポリシロキサンが好ましく用いることができ、具体的には、下記のフルオロアルキルシランの1種または2種以上の加水分解縮合物、共加水分解縮合物が挙げられ、一般にフッ素系シランカップリング剤として知られたものを使用することができる。
【0124】
CF(CFCHCHSi(OCH
CF(CFCHCHSi(OCH
CF(CFCHCHSi(OCH
CF(CFCHCHSi(OCH
(CFCF(CFCHCHSi(OCH
(CFCF(CFCHCHSi(OCH
(CFCF(CFCHCHSi(OCH
CF(C)CSi(OCH
CF(CF(C)CSi(OCH
CF(CF(C)CSi(OCH
CF(CF(C)CSi(OCH
CF(CFCHCHSiCH(OCH
CF(CFCHCHSiCH(OCH
CF(CFCHCHSiCH(OCH
CF(CFCHCHSiCH(OCH
(CFCF(CFCHCHSiCH(OCH
(CFCF(CFCHCHSi CH(OCH
(CFCF(CFCHCHSi CH(OCH
CF(C)CSiCH(OCH
CF(CF(C)CSiCH(OCH
CF(CF(C)CSiCH(OCH
CF(CF(C)CSiCH(OCH
CF(CFCHCHSi(OCHCH
CF(CFCHCHSi(OCHCH
CF(CFCHCHSi(OCHCH
CF(CFCHCHSi(OCHCH;および
CF(CFSON(C)CCHSi(OCH
【0125】
上記のようなフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンをバインダとして用いることにより、濡れ性変化層のエネルギー未照射部の撥液性が大きく向上し、金属ペーストを全面塗布した場合に、この金属ペーストの付着を妨げることが可能となり、エネルギー照射部である親液性領域のみに金属ペーストを付着させることが可能となる。
【0126】
また、上記の(2)の反応性シリコーンとしては、下記一般式で表される骨格をもつ化合物を挙げることができる。
【0127】
【化1】

Figure 2004087977
【0128】
ただし、nは2以上の整数であり、R,Rはそれぞれ炭素数1〜10の置換もしくは非置換のアルキル、アルケニル、アリールあるいはシアノアルキル基であり、モル比で全体の40%以下がビニル、フェニル、ハロゲン化フェニルである。また、R、Rがメチル基のものが表面エネルギーが最も小さくなるので好ましく、モル比でメチル基が60%以上であることが好ましい。また、鎖末端もしくは側鎖には、分子鎖中に少なくとも1個以上の水酸基等の反応性基を有する。
【0129】
また、上記のオルガノポリシロキサンとともに、ジメチルポリシロキサンのような架橋反応をしない安定なオルガノシリコーン化合物を混合してもよい。
【0130】
本発明においては、このようにオルガノポリシロキサン等の種々の材料を濡れ性変化層に用いることができるのであるが、上述したように、濡れ性変化層にフッ素を含有させることが、濡れ性のパターン形成に効果的である。したがって、光触媒の作用により劣化・分解しにくい材料にフッ素を含有させる、具体的にはオルガノポリシロキサン材料にフッ素を含有させて濡れ性変化層とすることが好ましいといえる。
【0131】
本発明における濡れ性変化層には、さらに界面活性剤を含有させることができる。具体的には、日光ケミカルズ(株)製NIKKOL BL、BC、BO、BBの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製ZONYL FSN、FSO、旭硝子(株)製サーフロンS−141、145、大日本インキ化学工業(株)製メガファックF−141、144、ネオス(株)製フタージェントF−200、F251、ダイキン工業(株)製ユニダインDS−401、402、スリーエム(株)製フロラードFC−170、176等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることかでき、また、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもできる。
【0132】
また、濡れ性変化層には上記の界面活性剤の他にも、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレート、エチレンプロピレンジエンモノマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイミダゾール、ポリアクリルニトリル、エピクロルヒドリン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマー、ポリマー等を含有させることができる。
【0133】
このような濡れ性変化層は、上述した成分を必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製し、この塗布液を基体上に塗布することにより形成することができる。使用する溶剤としては、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましい。塗布はスピンコート、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことができる。また、紫外線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより濡れ性変化層を形成することができる。
【0134】
また、本発明に用いられる濡れ性変化層は、表面の濡れ性が光触媒の作用により変化し得る材料で形成されたものであれば、自己支持性を有する材料であってもよく、また自己支持性を有さない材料であってもよい。なお、本発明でいう自己支持性を有するとは、他の支持材無しで有形な状態で存在し得ることをいうこととする。
【0135】
濡れ性変化層が自己支持性を有する材料である場合には、例えば濡れ性変化層となり得る材料からなる市販の樹脂製フィルムを用いることが可能であり、コスト面で有利であるといえる。このような材料としては、上述した材料を製膜したものが自己支持性を有するのであれば、これを用いることも可能であるが、例えば、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリビニルフロライド、アセタール樹脂、ナイロン、ABS、PTFE、メタクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリ弗化ビニリデン、ポリオキシメチレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、シリコーン等を挙げることができる。
【0136】
本発明においては、自己支持性のない濡れ性変化層であることが好ましい。上述した特性が大幅に変化する材料で形成される濡れ性変化層は、通常自己支持性のある材料が少なく、基体上に形成することにより、強度等が増し、様々なパターン形成体として使用することが可能となるからである。
【0137】
本発明において、この濡れ性変化層の厚みは、光触媒による濡れ性の変化速度等の関係より、0.001μmから1μmであることが好ましく、特に好ましくは0.01〜0.1μmの範囲内である。
【0138】
本発明において上述した成分の濡れ性変化層を用いることにより、光触媒含有層中の光触媒の作用により、上記成分の一部である有機基の酸化、分解等の作用を用いて、エネルギー照射部の濡れ性を変化させて親液性とし、エネルギー未照射部との濡れ性に大きな差を生じさせることができる。よって、後述する金属ペーストを全面塗布した場合においても、比較的容易にエネルギー照射部である親液性領域内のみに金属ペーストを付着させることが可能であり、高精細な導電性パターン形成体を低コストで製造することが可能となる。
【0139】
なお、本発明に用いられる濡れ性変化層は、上述したように光触媒の作用により濡れ性の変化する層であれば特に限定されるものではないが、特に、光触媒を含まない層であることが好ましい。このように濡れ性変化層内に光触媒が含まれなければ、その後導電性パターン形成体として用いた場合に、経時的に影響を受ける心配をする必要がなく、長期間に渡り問題なく使用することが可能だからである。
【0140】
(ii)分解除去層
次に分解除去層について説明する。本発明に用いられる分解除去層は、エネルギー照射された際に光触媒含有層中の光触媒の作用により、エネルギー照射された部分の分解除去層が分解除去される層であれば、特に限定されるものではない。
【0141】
このように分解除去層は、エネルギー照射した部分が光触媒の作用により分解除去されることから、現像工程や洗浄工程を行うことなく分解除去層のある部分と無い部分とからなるパターン、すなわち凹凸を有するパターンを形成することができる。
【0142】
なお、この分解除去層は、エネルギー照射による光触媒の作用により酸化分解され、気化等されることから、現像・洗浄工程等の特別な後処理なしに除去されるものであるが、分解除去層の材質によっては、洗浄工程等を行ってもよい。
【0143】
また、本発明に用いられる分解除去層は、凹凸を形成するのみならず、この分解除去層が、後述する基体と比較して、液体との接触角が高いことが好ましい。これにより、分解除去層が分解除去され、基体が露出した領域を親液性領域、上記分解除去層が残存する領域を撥液性領域とすることが可能となり、種々のパターンを形成することが可能となるからである。
【0144】
ここで、親液性領域とは、液体との接触角が小さい領域であり、後述する金属ペーストに対する濡れ性の良好な領域をいうこととする。また、撥液性領域とは、液体との接触角が大きい領域であり、金属ペーストに対する濡れ性が悪い領域をいうこととする。
【0145】
また、上記分解除去層は、40mN/mの液体との接触角が、50°以上、中でも90°以上であることが好ましい。これは、本発明は、残存する特性変化層が、撥液性が要求される部分であることから、液体との接触角が小さい場合は、撥液性が十分でなく、後述する金属ペースト塗布工程において、例えばオフセット印刷法により金属ペーストを全面に印刷した場合に、導電性パターンを形成しない撥液性領域にまで金属ペーストが残存する可能性が生じるため好ましくないからである。
【0146】
また、本発明において、後述する基体は、40mN/mの液体との接触角が、エネルギーが照射されていない部分において49°以下、中でも10°以下であることが好ましい。本発明においては基体が、親液性が要求される部分であることから、後述する金属ペーストの塗布に際して、親液性領域においても金属ペーストをはじいてしまう可能性があり、親液性領域上に金属ペーストをパターニングすることが難しくなる可能性があるからである。ここで、液体との接触角は、上述した方法により測定した値である。
【0147】
この場合、後述する基体は表面を親液性となるように、表面処理したものであってもよい。材料の表面を親液性となるように表面処理した例としては、アルゴンや水などを利用したプラズマ処理による親液性表面処理が挙げられ、基体上に形成する親液性の層としては、例えばテトラエトキシシランのゾルゲル法によるシリカ膜等を挙げることができる。
【0148】
上記のような分解除去層に用いることができる膜としては、具体的にはフッ素系や炭化水素系の撥液性を有する樹脂等による膜を挙げることができる。これらのフッ素系や炭化水素系の樹脂は、撥液性を有するものであれば、特に限定されるものではなく、これらの樹脂を溶媒に溶解させ、例としてスピンコート法等の一般的な成膜方法により形成することが可能である。
【0149】
また、本発明においては、機能性薄膜、すなわち、自己組織化単分子膜、ラングミュア−ブロケット膜、および交互吸着膜等を用いることにより、欠陥のない膜を形成することが可能であることから、このような成膜方法を用いることがより好ましいといえる。
【0150】
ここで、本発明に用いられる自己組織化単分子膜、ラングミュア−ブロケット膜、および交互吸着膜について具体的に説明する。
【0151】
▲1▼自己組織化単分子膜
自己組織化単分子膜(Self−Assembled Monolayer)の公式な定義の存在を発明者らは知らないが、一般的に自己組織化膜として認識されているものの解説文としては、例えばAbraham Ulmanによる総説“Formation and Structure of Self−Assembled Monolayers”, Chemical Review, 96, 1533−1554 (1996)が優れている。本総説を参考にすれば、自己組織化単分子膜とは、適当な分子が適当な基板表面に吸着・結合(自己組織化)した結果生じた単分子層のことと言える。自己組織化膜形成能のある材料としては、例えば、脂肪酸などの界面活性剤分子、アルキルトリクロロシラン類やアルキルアルコキシド類などの有機ケイ素分子、アルカンチオール類などの有機イオウ分子、アルキルフォスフェート類などの有機リン酸分子などが挙げられる。分子構造の一般的な共通性は、比較的長いアルキル鎖を有し、片方の分子末端に基板表面と相互作用する官能基が存在することである。アルキル鎖の部分は分子同士が2次元的にパッキングする際の分子間力の源である。もっとも、ここに示した例は最も単純な構造であり、分子のもう一方の末端にアミノ基やカルボキシル基などの官能基を有するもの、アルキレン鎖の部分がオキシエチレン鎖のもの、フルオロカーボン鎖のもの、これらが複合したタイプの鎖のものなど様々な分子から成る自己組織化単分子膜が報告されている。また、複数の分子種から成る複合タイプの自己組織化単分子膜もある。また、最近では、デンドリマーに代表されるような粒子状で複数の官能基(官能基が一つの場合もある)を有する高分子や直鎖状(分岐構造のある場合もある)の高分子が一層基板表面に形成されたもの(後者はポリマーブラシと総称される)も自己組織化単分子膜と考えられる場合もあるようである。本発明は、これらも自己組織化単分子膜に含める。
【0152】
▲2▼ラングミュア−ブロジェット膜
本発明に用いられるラングミュア−ブロジェット膜(Langmuir−Blodgett Film)は、基板上に形成されてしまえば形態上は上述した自己組織化単分子膜との大きな相違はない。ラングミュア−ブロジェット膜の特徴はその形成方法とそれに起因する高度な2次元分子パッキング性(高配向性、高秩序性)にあると言える。すなわち、一般にラングミュア−ブロジェット膜形成分子は気液界面上に先ず展開され、その展開膜がトラフによって凝縮されて高度にパッキングした凝縮膜に変化する。実際は、これを適当な基板に移しとって用いる。ここに概略を示した手法により単分子膜から任意の分子層の多層膜まで形成することが可能である。また、低分子のみならず、高分子、コロイド粒子なども膜材料とすることができる。様々な材料を適用した最近の事例に関しては宮下徳治らの総説“ソフト系ナノデバイス創製のナノテクノロジーへの展望” 高分子 50巻 9月号 644−647(2001)に詳しく述べられている。
【0153】
▲3▼交互吸着膜
交互吸着膜(Layer−by−Layer Self−Assembled Film)は、一般的には、最低2個の正または負の電荷を有する官能基を有する材料を逐次的に基板上に吸着・結合させて積層することにより形成される膜である。多数の官能基を有する材料の方が膜の強度や耐久性が増すなど利点が多いので、最近ではイオン性高分子(高分子電解質)を材料として用いることが多い。また、タンパク質や金属や酸化物などの表面電荷を有する粒子、いわゆる“コロイド粒子”も膜形成物質として多用される。さらに最近では、水素結合、配位結合、疎水性相互作用などのイオン結合よりも弱い相互作用を積極的に利用した膜も報告されている。比較的最近の交互吸着膜の事例については、静電的相互作用を駆動力にした材料系に少々偏っているがPaula T. Hammondによる総説“Recent Explorations in Electrostatic Multilayer Thin Film Assembly”Current Opinion in Colloid & Interface Science, 4, 430−442 (2000)に詳しい。交互吸着膜は、最も単純なプロセスを例として説明すれば、正(負)電荷を有する材料の吸着−洗浄−負(正)電荷を有する材料の吸着−洗浄のサイクルを所定の回数繰り返すことにより形成される膜である。ラングミュア−ブロジェット膜のように展開−凝縮−移し取りの操作は全く必要ない。また、これら製法の違いより明らかなように、交互吸着膜はラングミュア−ブロジェット膜のような2次元的な高配向性・高秩序性は一般に有さない。しかし、交互吸着膜及びその作製法は、欠陥のない緻密な膜を容易に形成できること、微細な凹凸面やチューブ内面や球面などにも均一に成膜できることなど、従来の成膜法にない利点を数多く有している。
【0154】
また、分解除去層の膜厚としては、後述する特性変化パターン形成工程において照射されるエネルギーにより分解除去される程度の膜厚であれば特に限定されるものではない。具体的な膜厚としては、照射されるエネルギーの種類や分解除去層の材料等により大きく異なるものではあるが、一般的には、0.001μm〜1μmの範囲内、特に0.01μm〜0.1μmの範囲内とすることが好ましい。
【0155】
(iii)基体
次に、基体について説明する。本発明においては、例えば上述した特性変化層が自己支持性のない場合や、分解除去層である場合等に基体が用いられ、例として図1(a)に示すように、基体4上に特性変化層5が設けられる。
【0156】
このような基体としては、最終的に得られる導電性パターン形成体の用途等に応じて適宜選択されるものであり、例えば通常のプリント配線板等の場合においては、一般的に用いられている材料、具体的には紙基材の樹脂積層板、ガラス布・ガラス不織布基材の樹脂積層板、セラミック、金属等を用いることができる。また、フレキシブル配線板においては、可撓性を有する樹脂製フィルムを基体として用いることも可能である。
【0157】
(iv)その他
本発明においては、パターン形成体用基板にパターン形成体用基板側遮光部をパターン状に形成したものを用いることが可能である。この場合は、後述する特性変化パターン形成工程におけるエネルギー照射を、パターン形成体用基板側から行う必要が生じることから、上述した特性変化層および基体が透明材料から形成されていることが好ましい。
【0158】
また、特性変化層が基体上に形成される場合には、基体表面にパターン形成体用基板側遮光部をパターン状に形成し、その上に特性変化層を形成することが好ましく、特性変化層が自己支持性を有し、基体上に形成されない場合には、特性変化層の特性変化パターンが形成されない側の表面にパターン形成体用基板側遮光部が形成されることが好ましい。
【0159】
このような遮光部の形成方法としては、上述した光触媒含有層側遮光部と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【0160】
(特性変化パターンの形成)
次に、特性変化パターンの形成について説明する。本発明の特性変化パターン形成工程においては、上記光触媒含有層および上記特性変化層を所定の位置に配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、上記特性変化層表面にパターンを形成する工程が行われる。以下、この特性変化パターンの形成について説明する。
【0161】
a.光触媒含有層および特性変化層の配置
本発明の特性変化パターン形成工程においては、まずエネルギー照射時に光触媒含有層と特性変化層とを光触媒の作用が及ぶように所定の間隔をおいて配置する必要があり、本発明においては、上述した光触媒含有層および特性変化層を200μm以下の間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射する。この際、光触媒含有層および特性変化層を密着させてもよい。
【0162】
本発明において上記間隙は、パターン精度が極めて良好であり、光触媒の感度も高く、したがって特性変化層の特性変化の効率が良好である点を考慮すると特に0.2μm〜10μmの範囲内、好ましくは1μm〜5μmの範囲内とすることが好ましい。このような間隙の範囲は、特に間隙を高い精度で制御することが可能である小面積の導電性パターン形成体に対して特に有効である。
【0163】
一方、例えば300mm×300mmといった大面積の導電性パターン形成体に対して処理を行う場合は、接触することなく、かつ上述したような微細な間隙を光触媒含有層側基板とパターン形成体用基板との間に形成することは極めて困難である。したがって、導電性パターン形成体が比較的大面積である場合は、上記間隙は、10〜100μmの範囲内、特に50〜75μmの範囲内とすることが好ましい。間隙をこのような範囲内とすることにより、パターンがぼやける等のパターン精度の低下の問題や、光触媒の感度が悪化して特性変化の効率が悪化する等の問題が生じることなく、さらに特性変化層上の特性変化にムラが発生しないといった効果を有するからである。
【0164】
このように比較的大面積の導電性パターン形成体をエネルギー照射する際には、エネルギー照射装置内の光触媒含有層側基板とパターン形成体用基板との位置決め装置における間隙の設定を、10μm〜200μmの範囲内、特に25μm〜75μmの範囲内に設定することが好ましい。設定値をこのような範囲内とすることにより、パターン精度の大幅な低下や光触媒の感度の大幅な悪化を招くことなく、かつ光触媒含有層側基板とパターン形成体用基板とが接触することなく配置することが可能となるからである。
【0165】
このように光触媒含有層と特性変化層表面とを所定の間隔で離して配置することにより、酸素と水および光触媒作用により生じた活性酸素種が脱着しやすくなる。すなわち、上記範囲より光触媒含有層と特性変化層との間隔を狭くした場合は、上記活性酸素種の脱着がしにくくなり、結果的に特性変化速度を遅くしてしまう可能性があることから好ましくない。また、上記範囲より間隔を離して配置した場合は、生じた活性酸素種が特性変化層に届き難くなり、この場合も特性変化の速度を遅くしてしまう可能性があることから好ましくない。
【0166】
本発明においては、このような配置状態は、少なくともエネルギー照射の間だけ維持されればよい。
【0167】
このような極めて狭い間隙を均一に形成して光触媒含有層と特性変化層とを配置する方法としては、例えばスペーサを用いる方法を挙げることができる。そして、このようにスペーサを用いることにより、均一な間隙を形成することができると共に、このスペーサが接触する部分は、光触媒の作用が特性変化層表面に及ばないことから、このスペーサを上述した特性変化パターンと同様のパターンを有するものとすることにより、特性変化層上に所定の特性変化パターンを形成することが可能となる。
【0168】
本発明においては、このようなスペーサを一つの部材として形成してもよいが、工程の簡略化等のため、上記光触媒含有層側基板の欄で説明したように、光触媒含有層側基板の光触媒含有層表面に形成することが好ましい。なお、上記光触媒含有層側基板における説明においては、光触媒含有層側遮光部として説明したが、本発明においては、このようなスペーサは特性変化層表面に光触媒の作用が及ばないように表面を保護する作用を有すればよいものであることから、特に照射されるエネルギーを遮蔽する機能を有さない材料で形成されたものであってもよい。
【0169】
b.エネルギー照射
次に、上述したような配置を維持した状態で、対向する部分へのエネルギー照射が行われる。なお、本発明でいうエネルギー照射(露光)とは、光触媒含有層による特性変化層表面の特性を変化させることが可能ないかなるエネルギー線の照射をも含む概念であり、可視光の照射に限定されるものではない。
【0170】
通常このようなエネルギー照射に用いる光の波長は、400nm以下の範囲、好ましくは380nm以下の範囲から設定される。これは、上述したように光触媒含有層に用いられる好ましい光触媒が二酸化チタンであり、この二酸化チタンにより光触媒作用を活性化させるエネルギーとして、上述した波長の光が好ましいからである。
【0171】
このようなエネルギー照射に用いることができる光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ、その他種々の光源を挙げることができる。
【0172】
上述したような光源を用い、フォトマスクを介したパターン照射により行う方法の他、エキシマ、YAG等のレーザを用いてパターン状に描画照射する方法を用いることも可能である。
【0173】
また、エネルギー照射に際してのエネルギーの照射量は、特性変化層表面が光触媒含有層中の光触媒の作用により特性変化層表面の特性の変化が行われるのに必要な照射量とする。
【0174】
この際、光触媒含有層を加熱しながらエネルギー照射することにより、感度を上昇させることが可能となり、効率的な特性の変化を行うことができる点で好ましい。具体的には30℃〜80℃の範囲内で加熱することが好ましい。
【0175】
本発明におけるエネルギー照射方向は、光触媒含有層側遮光部もしくはパターン形成体用基板側遮光部が形成されているか否か等の特性変化パターンの形成方法や、光触媒含有層側基板もしくはパターン形成体用基板が透明であるか否かにより決定される。
【0176】
すなわち、光触媒含有層側遮光部が形成されている場合は、光触媒含有層側基板側からエネルギー照射が行なわれる必要があり、かつこの場合は光触媒含有層側基板が照射されるエネルギーに対して透明である必要がある。なお、この場合、光触媒含有層上に光触媒含有層側遮光部が形成され、かつこの光触媒含有層側遮光部を上述したようなスペーサとしての機能を有するように用いた場合においては、エネルギー照射方向は光触媒含有層側基板側からでもパターン形成体用基板側からであってもよい。
【0177】
一方、パターン形成体用基板側遮光部が形成されている場合は、パターン形成体用基板側からエネルギー照射が行われる必要があり、かつこの場合は、パターン形成体用基板が照射されるエネルギーに対して透明である必要がある。なお、この場合も、特性変化層上にパターン形成体用基板側遮光部が形成され、このパターン形成体用基板側遮光部が上述したようなスペーサとしての機能を有するように用いられた場合、エネルギー照射方向は光触媒含有層側基板側からでもパターン形成体用基板側からであってもよい。
【0178】
また、光触媒含有層がパターン状に形成されている場合におけるエネルギー照射方向は、上述したように、光触媒含有層と特性変化層とが対向する部分にエネルギーが照射されるのであればいかなる方向から照射されてもよい。
【0179】
同様に、上述したスペーサを用いる場合も、対向する部分にエネルギーが照射されるのであればいかなる方向から照射されてもよい。
【0180】
フォトマスクを用いる場合は、フォトマスクが配置された側からエネルギーが照射される。この場合は、フォトマスクが配置された側の基板、すなわち光触媒含有層側基板もしくはパターン形成体用基板のいずれかが透明である必要がある。
【0181】
c.光触媒含有層側基板の取り外し
上述したようなエネルギー照射が終了すると、光触媒含有層側基板が特性変化層との配置位置から離され、これにより図1(d)に示すように特性変化領域9と特性未変化領域10とからなる特性変化パターンが特性変化層5上に形成される。
【0182】
(2)金属ペースト塗布工程
本発明においては、次に、上記特性変化パターンが形成されたパターン形成体用基板表面に、金属ペーストを塗布することにより、パターン状に金属ペーストを付着させる金属ペースト塗布工程が行われる。
【0183】
上記金属ペーストの塗布方法は、特性変化層表面に塗布することができる方法であれば特に限定されるものではなく、ノズル吐出法のように、目的とするパターン状に上記金属ペーストを塗布する方法であってもよく、オフセット印刷法やスクリーン印刷法等であってもよい。
【0184】
ここで、上記ノズル吐出法としては、電界ジェット法やディスペンサーを用いる方法を挙げることができ、中でも電界ジェット法であることが好ましい。
【0185】
ここで、本発明に用いられる電界ジェット法とは、例えば、吐出口近傍に電極を配置したノズル状あるいはスリット状の開口部を有する吐出ヘッドに、金属ペーストを供給し、続いて上記電極に交流または直流の電圧を印加することにより、上記金属ペーストを開口部から連続的または間欠的に吐出するパターン形成方法である。この電界ジェット法によれば、数万cpsの高粘度の液体が吐出可能である。また、電圧の効果により、形成されるパターンを開口部のサイズより小さくすることが可能であることから、開口部を比較的大きくすることが可能であり、粗大粒子を含む金属ペーストについても目詰まりすることなく、安定かつ高解像度でパターンを形成することが可能となる。
【0186】
また、上記特性変化パターンが、エネルギー照射領域とエネルギー未照射領域において、濡れ性の差がある場合には、オフセット印刷法やスクリーン印刷法を用いることが可能である。
【0187】
本発明の金属ペースト塗布工程が、オフセット印刷法により行われる場合には、被印刷体であるパターン形成体用基板上に、上記特性変化パターンとして親液性領域および撥液性領域が形成されていることから、例えばこのパターン形成体用基板に全面に金属ペーストを印刷した場合にも、親液性領域のみに金属ペーストが付着する。これにより、パターンを有する版を使用する必要がなく、低コストな導電性パターン形成体の製造方法とすることが可能となるのである。
【0188】
また、本発明の金属ペースト塗布工程が、スクリーン印刷法により行われる場合には、上記パターン形成体用基板上に、親液性領域および撥液性領域からなる特性変化パターンが形成されていることから、金属ペーストを印刷をした際、親液性領域のみにインクが付着し、通常のスクリーン印刷法より高精細に金属ペーストを塗布することが可能となるのである。
【0189】
本発明に用いられる金属ペーストの粘度は、50cps以上、中でも50〜1000000cpsの範囲内であることが好ましい。
【0190】
またその濃度は、20〜95wt%の範囲内であることが好ましい。上記範囲より粘度および濃度が低い場合は、用途にもよるものではあるが、得られる金属パターンの膜厚が薄すぎるため実用に供することが困難となる場合があることから好ましくない。一方、上記範囲より粘度および濃度が高い場合は、パターニングが困難となる可能性があることから好ましくない。
【0191】
また、本発明において用いられる金属ペーストは通常、金属、バインダ、各種添加剤等を有するものである。本発明の金属ペーストに用いられる金属の種類としては、特に限定されるものではないが、銅、アルミ、白金、パラジウム、またはニッケルであることが好ましい。上記金属は導電性が良好でありかつ耐腐食性を有するものだからである。
【0192】
また、本発明の金属ペーストを構成するバインダの有機成分としては、焼成によって揮発、分解して、焼成後の膜中に炭化物を残存させることのないものであり、以下のようなものから適宜選択することができる。すなわち、アルキッド樹脂、変性アルキッド樹脂、変性エポキシ樹脂、ウレタン化油、ウレタン樹脂、ロジン樹脂、ロジン化油、マレイン酸樹脂、無水マレイン酸樹脂、マレイン化油、ポリブテン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエステルオリゴマー、鉱物油、植物油、ウレタンオリゴマー、(メタ)アリルエーテルと無水マレイン酸との共重合体(この共重合体は他のモノマー(例えば、スチレン等)を共重合成分として加えてもよい)等を1種、あるいは、2種以上の組み合わせで使用することができる。
【0193】
また、本発明の金属ペーストには、添加剤として、分散剤、湿潤剤、増粘剤、レベリング剤、地汚れ防止剤、ゲル化剤、シリコンオイル、シリコン樹脂、消泡剤、可塑剤等を適宜選択して添加してもよい。
【0194】
さらに、本発明の金属ペーストに必要に応じて用いるガラスフリットとしては、例えば、軟化温度が450〜600℃であり、熱膨張係数α300が70×10−7〜95×10−7/℃、ガラス転移温度が400〜500℃であるガラスフリットを使用することができ、PbO/SiO/B系ガラス、Bi系ガラス、ZnO系ガラス、B−アルカリ土類金属酸化物系ガラス等の酸化アルカリを含まないガラスフリットを使用することが好ましい。ガラスフリットの軟化温度が600℃を超えると焼成温度を高くする必要があり、例えば、電極パターン被形成体の耐熱性が低い場合には焼成段階で熱変形を生じることになり好ましくない。また、ガラスフリットの軟化温度が450℃未満では、焼成により有機成分が完全に分解、揮発して除去される前にガラスフリットが融着するため、空隙が生じやすくなり好ましくない。さらに、ガラスフリットの熱膨張係数α300が70×10−7/℃未満、あるいは、95×10−7/℃を超えると、パターン被形成体の熱膨張係数との差が大きくなりすぎる場合があり、歪み等を生じることになり好ましくない。このようなガラスフリットの平均粒径(D50)は0.1〜2μm、好ましくは0.5〜1.5μmの範囲である。
【0195】
本発明の金属ペーストに溶剤を使用する場合、沸点が390℃以下の溶剤を用いる。使用する溶剤は、ノルマルパラフィン、イソパラフィン、ナフテン、アルキルベンゼン類の石油系溶剤、または、これらを組み合わせた混合溶剤が好ましい。
【0196】
(3)導電性パターン形成工程
本発明においては、最後に、上記パターン状に付着した金属ペーストを固化させて導電性パターンとする導電性パターン形成工程が行われ、最終的にパターン形成体用基板を導電性パターン形成体にする。
【0197】
ここで用いられる固化方法としては加熱が最も一般的であり、100℃〜700℃の範囲内、好ましくは250℃〜500℃の範囲内で加熱され、加熱時間としては、10分〜60分の範囲内、好ましくは20分〜40分の範囲内である。
【0198】
(4)非画線部除去工程
本発明の導電性パターン形成体の製造方法においては、上記工程の他に、上述した導電性パターン形成工程で形成された導電性パターン形成部以外の特性変化層を除去する非画線部除去工程を有していてもよい。上述した特性変化層が、導電性である場合には、パターン形成体上に導電性パターンを有していても、導電性パターン形成体とすることが困難であることから、上記導電性パターン以外の領域の特性変化層を除去することにより、基体を露出させ、導電性パターン形成体とするのである。この際、基体は上述した中でも絶縁性の材料であることが必要である。
【0199】
本発明の非画線部除去工程は、例えば、上記導電性パターン形成工程により形成されたパターン形成体用基板(図6(a))の導電性パターン11領域以外の表面に露出した特性変化層からなる非画線部7を除去する工程であり(図6(b))、非画線部7を除去することが可能であれば、その方法等は特に限定されるものではない。
【0200】
この非画線部を除去する具体的な方法としては、アルカリ溶液、またはフッ酸や濃硫酸等の強酸をスプレーにより塗布する方法や、浸漬する方法等が挙げられる。
【0201】
(5)その他
本発明においては、上記導電性パターン形成体上に、さらに電気めっきを施すことにより、導電性パターンの膜厚を厚くするようにしてもよい。このようにすることにより、導電性パターンの抵抗を下げることが可能となると同時に、導電性パターンの特性変化層への付着強度を向上させることができ、高品質、高精細な配線板とすることができるからである。
【0202】
さらに、本発明においては、上記導電性パターンが形成された後に、さらに絶縁性の保護層を形成するようにしてもよい。このようにすることにより、導電性パターンが剥がれる等の不具合を防止することができるからである。また、この絶縁性の保護層を特性変化層とした場合は、さらにその上に導電性パターンを形成することにより多層プリント配線板として用いることもできる。
【0203】
B.導電性パターン形成体
次に、本発明の導電性パターン形成体について説明する。本発明の導電性パターン形成体は、3つの実施態様がある。以下、それぞれの導電性パターン形成体について説明する。
【0204】
1.第一実施態様
まず、本発明の導電性パターン形成体の第一実施態様について説明する。本発明の導電性パターン形成体の第一実施態様は、光触媒の作用により濡れ性が変化する濡れ性変化層と、上記濡れ性変化層上にパターン状に金属ペーストを固化させることにより形成された金属組成物とを有することを特徴とするものである。本実施態様の導電性パターン形成体は、上記濡れ性変化層を有することにより、容易にエネルギー照射によりパターン状に親液性領域と撥液性領域とを形成することが可能であり、この親液性領域に金属ペーストを付着させることにより、容易に導電性パターン形成体を製造することが可能となるのである。
【0205】
また、本実施態様においては、上記濡れ性変化層上に導電性パターンが形成されることから、濡れ性変化層の電気抵抗は、1×10Ω・cm〜1×1018Ω・cm、中でも1×1012Ω・cm〜1×1018Ω・cmの範囲内であることが好ましい。これにより、優れた導電性パターン形成体とすることが可能となるのである。
【0206】
本実施態様の導電性パターン形成体は、上記濡れ性変化層と、その濡れ性変化層上にパターン状に形成された上記金属組成物とを有するものであれば、その構造等は特に限定されるものではなく、例えば図7(a)に示すように、基体4上に特性変化層である濡れ性変化層5が形成され、その濡れ性変化層5上に金属組成物11がパターン状に形成されているものでもよく、また例えば図7(b)に示すように、濡れ性変化層5が自己支持性を有する場合は、濡れ性変化層5上に金属組成物11がパターン状に形成されているものでもよい。
【0207】
本実施態様に用いられる、濡れ性変化層および基体は、上述した「A.パターン形成体の製造方法」における「パターン形成体用基板」で説明したものを用いることが可能であるので、ここでの説明は省略する。また、本実施態様に用いられる金属組成物は、金属ペーストをパターン状に固化させたものであり、上述した「A.パターン形成体の製造方法」における「金属ペースト塗布工程」および「導電性パターン形成工程」で説明した材料および製造方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【0208】
2.第二実施態様
次に、本発明の導電性パターン形成体の第二実施態様について説明する。本発明の導電性パターン形成体の第二実施態様は、基体と、上記基体上に光触媒の作用により分解除去される分解除去層と、上記分解除去層が分解除去されて露出した基体上にパターン状に金属ペーストを固化させることにより形成された金属組成物とを有することを特徴とするものである。
【0209】
本実施態様の導電性パターンは、特に構造等は限定されるものではなく、例えば図8に示すように、基体4と、この基体4上に形成された特性変化層である分解除去層5と、この分解除去層5が分解除去されて露出した基体4上に形成された金属組成物11とを有するものとすることができる。
【0210】
本実施態様の導電性パターン形成体は、上記分解除去層を有することから、エネルギー照射を行うことにより、容易に表面にパターン状に凹凸を形成することが可能となり、この凹凸を利用して導電性パターン形成体を製造することが可能となるのである。また、本実施態様の分解除去層は、分解除去層に対する液体の接触角と、基体に対する液体の接触角とが、異なるものであることが好ましい。これにより、表面の凹凸だけでなく、濡れ性を利用して導電性パターン形成体を製造することが可能となるからである。
【0211】
またこの場合、導電性パターンは基体上に形成されることから、基体の電気抵抗が、1×10Ω・cm〜1×1018Ω・cm、中でも1×1012Ω・cm〜1×1018Ω・cmの範囲内であることが好ましい。
【0212】
さらに、導電性パターンの周囲に、分解除去層が存在することから、この分解除去層の電気抵抗が1×10Ω・cm〜1×1018Ω・cm、中でも1×1012Ω・cm〜1×1018Ω・cmの範囲内であることが好ましい。これにより、優れた導電性パターン形成体とすることが可能となるからである。
【0213】
本実施態様に用いられる、分解除去層および基体は、上述した「A.導電性パターン形成体の製造方法」における「パターン形成体用基板」で説明したものを用いることが可能であるので、ここでの説明は省略する。また、本実施態様に用いられる金属組成物は、金属ペーストをパターン状に固化させたものであり、上述した「A.パターン形成体の製造方法」における「金属ペースト塗布工程」および「導電性パターン形成工程」で説明した材料および製造方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【0214】
3.第三実施態様
次に、本発明の導電性パターン形成体の第三実施態様について説明する。本発明の導電性パターン形成体の第三実施態様は、基体と、上記基体上にパターン状に形成された光触媒の作用により濡れ性が変化する濡れ性変化層と、上記濡れ性変化層上に金属ペーストを固化させることにより形成された金属組成物とを有することを特徴とするものである。
【0215】
本発明の導電性パターン形成体は、特に構造等は限定されるものではなく、例えば図9に説明するように、基体4と、基体4上にパターン状に特性変化層である濡れ性変化層5が形成されており、その濡れ性変化層5上に金属組成物11が形成されたものとすることができる。
【0216】
本実施態様の導電性パターン形成体は、濡れ性変化層を有することにより、その濡れ性を利用して、導電性パターン形成体を容易に製造することが可能となるのである。また、上記濡れ性変化層が基体上にパターン状に形成され、その濡れ性変化層上に導電性パターンが形成されていることから、導電性パターン以外の部分は、基体が表面に露出している。これにより、濡れ性変化層が導電性である場合にも、導電性パターン形成体とすることが可能となるのである。この場合、基体の電気抵抗が1×10Ω・cm〜1×1018Ω・cm、中でも1×1012Ω・cm〜1×1018Ω・cmの範囲内であることが好ましい。これにより、優れた導電性パターン形成体とすることが可能となるからである。
【0217】
本実施態様に用いられる、濡れ性変化層および基体は、上述した「A.パターン形成体の製造方法」における「パターン形成体用基板」の項で説明したものを用いることが可能であるので、ここでの説明は省略する。また、本実施態様に用いられる金属組成物は、金属ペーストをパターン状に固化させたものであり、上述した「A.パターン形成体の製造方法」における「金属ペースト塗布工程」および「導電性パターン形成工程」で説明した材料および製造方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【0218】
なお、本実施態様は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本実施態様の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本実施態様の技術的範囲に包含される。
【0219】
【実施例】
以下、本実施態様について、実施例を通じてさらに詳述する。
【0220】
[実施例1]
1.光触媒含有層側基板の形成
50μmのラインアンドスペースで厚さ0.4μmのクロム製ブラックマトリックスが形成された石英ガラス基板上に、テイカ(株)製の光触媒用酸化チタンコーティング剤TKC301をコーティングし、350℃で3時間乾燥させ、光触媒含有層側基板を調製した。
【0221】
2.パターン形成体用基板の形成
次に、フルオロアルキルシランが主成分であるMF−160E(商品名、トーケムプロダクツ(株)製)0.4gに0.1N塩酸水3gを添加し、1時間室温にて攪拌した溶液をガラス基板上にコーティングした後、150℃で10分間乾燥させパターン形成体用基板を調製した。
【0222】
3.露光による特性変化パターンの形成
上記パターン形成体用基板に、光触媒含有層側基板を密着させ、光触媒含有層側基板から超高圧水銀ランプにて露光(365nm 1000mJ/cm)し、パターン形成体用基板表面に濡れ性変化パターンを形成した。この際、撥液性領域におけるぬれ標準試薬(40mN/m)に対する接触角は78°であり、親液性領域における接触角は9°であった。
【0223】
4.導電性パターンの形成
次にロールコートにより下記の組成の金属ペーストをパターン形成体用基板に塗布することにより親液性領域上にのみ金属ペーストをパターン状に付着させた。この金属ペーストのパターンを加熱(600℃で10分間維持)することにより基板上に銀がパターニングされた導電性パターン形成体を得た。
【0224】
(金属ペースト(粘度3000p))
・導電性粉体(77.5%):銀(タップ密度3.1g/cm、平均粒径0.28μm、不定形)
・樹脂(20%):日本油脂(株)製  マリアリムA4B−0851(アリルエーテルと無水マレイン酸、スチレンの共重合体)
・ガラスフリット(2.5%):Bi系ガラス(無アルカリ)
【0225】
5.非画線部除去工程
次に、上記導電性パターンが形成された基板をPH13の水酸化カリウムが主成分であるアルカリ水溶液に10分間浸漬し、その後、水によって5分間リンスし非画線部を除去した。
【0226】
[実施例2]
1.光触媒含有層側基板の形成
トリメトキシメチルシラン(GE東芝シリコーン(株)製、TSL8113)5gと0.5規定塩酸2.5gとを混合し、8時間攪拌した。これをイソプロピルアルコールにより10倍に希釈しプライマー層用組成物とした。上記プライマー層用組成物を、フォトマスク基板上にスピンコーターにより塗布し、150℃で10分間の乾燥処理を行うことにより、透明なプライマー層(厚み0.2μm)を形成した。
【0227】
次に、イソプロピルアルコール30gとトリメトキシメチルシラン(GE東芝シリコーン(株)製、TSL8113)3gと光触媒無機コーティング剤であるST−K03(石原産業(株)製)20gとを混合し、100℃で20分間撹拌した。これをイソプロピルアルコールにより3倍に希釈し光触媒含有層用組成物とした。上記光触媒含有層用組成物を、プライマー層が形成されたフォトマスク基板上にスピンコーターにより塗布し、150℃で10分間の乾燥処理を行うことにより、透明な光触媒含有層(厚み0.15μm)を形成した。
【0228】
2.パターン形成体用基板の形成
ポリカーボネートが主成分のユーピロンZ400(三菱ガス化学製)2gをジクロロメタン30gと1,1,2−トリクロロエタン70gとに溶解し分解層除去層用組成物とした。上記分解除去層用組成物を、ガラス基板上にスピンコーターにより塗布し、100℃で60分間の乾燥処理を行うことにより、透明な分解除去層(厚み0.01μm)を形成した。
【0229】
3.露光による特性変化パターンの形成
光触媒含有層側基板と分解除去層とをアライメントをとり、100μmのギャップを設けて対向させて、フォトマスク側から超高圧水銀灯(波長365nm)により40mW/cmの照度で600秒間露光し、分解除去層を分解除去し露出したガラス基材からなる分解除去パターンをパターン状に形成した。
【0230】
このとき、未露光部及び分解除去パターンとぬれ標準試薬(40mN/m)との接触角を接触角測定器(協和界面科学(株)製CA−Z型)を用いて測定(マイクロシリンジから液滴を滴下して30秒後)した結果、それぞれ、67°と6°であった。
【0231】
4.導電性パターンの形成
次に、電界ジェット装置を用いて、以下の組成の金属ペーストを、上記分解除去パターンに付着させ、これに600℃10分保持の処理を行い硬化させた。
【0232】
(金属ペースト(粘度500p))
・導電性粉体(40%):銀(タップ密度3.1g/cm、平均粒径0.28μm、不定形)
・樹脂(10%):日本油脂(株)製マリアリムA4B−0851(アリルエーテルと無水マレイン酸、スチレンの共重合体)
・ガラスフリット(1%):Bi系ガラス(無アルカリ)
・溶剤(49%):ノルマルパラフィン
【0233】
5.非画線部除去工程
次に、上記導電性パターンが形成された基板をPH13の水酸化カリウムが主成分であるアルカリ水溶液に2分間浸漬し、その後、水によって5分間リンスし非画線部を除去した。
【0234】
[実施例3]
1.光触媒含有層側基板の形成
トリメトキシメチルシラン(GE東芝シリコーン(株)製、TSL8113)5gと0.5規定塩酸2.5gとを混合し、8時間攪拌した。これをイソプロピルアルコールにより10倍に希釈しプライマー層用組成物とした。
【0235】
上記プライマー層用組成物をフォトマスク基板上にスピンコーターにより塗布し、150℃で10分間の乾燥処理を行うことにより、透明なプライマー層(厚み0.2μm)を形成した。
【0236】
次に、イソプロピルアルコール30gとトリメトキシメチルシラン(GE東芝シリコーン(株)製、TSL8113)3gと光触媒無機コーティング剤であるST−K03(石原産業(株)製)20gとを混合し、100℃で20分間撹拌した。これをイソプロピルアルコールにより3倍に希釈し光触媒含有層用組成物とした。上記光触媒含有層用組成物を、プライマー層が形成されたフォトマスク基板上にスピンコーターにより塗布し、150℃で10分間の乾燥処理を行うことにより、透明な光触媒含有層(厚み0.15μm)を形成した。
【0237】
2.パターン形成体用基板の形成
カチオン性高分子であるポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド(PDDA、平均分子量100,000−200,000、アルドリッチ)と、アニオン性高分子であるポリスチレンスルホン酸ナトリウム塩(PSS、平均分子量70,000、アルドリッチ)とをガラス基材上に交互吸着させ厚さを約2nmとした。
【0238】
3.露光による特性変化パターンの形成
光触媒含有層側基板と分解除去層とを、アライメントをとり50μmのギャップを設けて対向させて、フォトマスク側から超高圧水銀灯(波長365nm)により40mW/cmの照度で120秒間露光し、分解除去層を分解除去して露出したガラス基材からなる分解除去パターンをパターン状に形成した。
【0239】
このとき、未露光部及び分解除去パターンとぬれ標準試薬(40mN/m)との接触角を接触角測定器(協和界面科学(株)製CA−Z型)を用いて測定(マイクロシリンジから液滴を滴下して30秒後)した結果、それぞれ、65°と5°であった。
【0240】
4.導電性パターンの形成
次に、電界ジェット装置を用いて、実施例2記載と同様の金属ペーストを、上記分解除去パターンに付着させ、これに600℃10分保持の処理を行い硬化させた。
【0241】
【発明の効果】
本発明によれば、光触媒含有層と特性変化層とを所定の間隙をおいて配置し、エネルギー照射することにより、特性変化層表面の特性がパターン状に変化した特性変化パターンを形成することが可能であり、この特性変化パターンの特性の差を利用して、容易にパターン状に金属ペーストを付着させることが可能となる。これにより、高精細な導電性パターン形成体とすることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の導電性パターン形成体の製造方法の一例を示す工程図である。
【図2】本発明に用いられる光触媒含有層側基板の一例を示す概略断面図である。
【図3】本発明に用いられる光触媒含有層側基板の他の例を示す概略断面図である。
【図4】本実施態様に用いられる光触媒含有層側基板の他の例を示す概略断面図である。
【図5】本実施態様に用いられる光触媒含有層側基板の他の例を示す概略断面図である。
【図6】本発明の導電性パターン形成体の製造方法の非画線部除去工程の一例を示す工程図である。
【図7】本発明の導電性パターン形成体の一例を示す概略断面図である。
【図8】本発明の導電性パターン形成体の他の例を示す概略断面図である。
【図9】本発明の導電性パターン形成体の他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1 … 基材
2 … 光触媒含有層
3 … 光触媒含有層側基板
4 … 基体
5 … 特性変化層
6 … パターン形成体用基板
7 … 非画線部
9 … 特性変化領域
10… 特性未変化領域
12… 導電性パターン形成体
13… 光触媒含有層側遮光部
14… プライマー層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a conductive pattern formed body that can be used for various high-definition electric circuits such as a printed circuit board.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, when manufacturing a high-definition conductive pattern formed body, for example, a printed circuit board, generally, a photoresist such as a dry film is laminated on a copper-clad laminate formed by plating copper on the entire surface of the board. Then, pattern exposure is performed using a photomask or the like, and development is performed.
[0003]
However, such a method using the photolithography method requires various steps such as plating of a metal on a substrate, formation of a photoresist layer, exposure, and development. In some cases, problems occurred. Further, a large amount of waste liquid generated at the time of development is harmful, and there is also an environmental problem such that it is necessary to perform processing in order to discharge the waste liquid to the environment.
[0004]
In addition, there is a method of manufacturing a printed circuit board by a method using screen printing, but there is a problem in accuracy, and it cannot be applied to the manufacture of a high-definition conductive pattern.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
From the above, there is a demand for a method of manufacturing a conductive pattern that can form a high-definition pattern, can be formed by simple steps, and has no problem such as waste liquid treatment.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides, as described in claim 1, a photocatalyst-containing layer side substrate having a photocatalyst-containing layer and a base material containing a photocatalyst, and a characteristic-change layer whose characteristics are changed by the action of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer. A substrate for a pattern forming body having, after arranging a gap such that the photocatalyst containing layer and the property change layer is 200 μm or less, by irradiating energy from a predetermined direction, the surface of the property change layer A characteristic change pattern forming step of forming a characteristic change pattern having changed characteristics, and a metal for applying the metal paste on the surface of the pattern forming body substrate on which the characteristic change pattern is formed, thereby adhering the metal paste in a pattern. A paste application step, and a conductive pattern formed by solidifying a metal paste adhered in a pattern to the characteristic change pattern to form a conductive pattern. Provides a method for producing a conductive pattern formed body characterized by having a pattern forming step.
[0007]
According to the present invention, the photocatalyst containing layer and the property change layer are arranged at a predetermined gap, and by irradiating energy, a property change pattern in which the property of the property change layer surface changes in a pattern can be formed. It is possible, and it is possible to easily attach the metal paste in a pattern by utilizing the difference in the characteristics of the characteristic change pattern. As a result, a high-definition conductive pattern formed body can be obtained.
[0008]
According to the first aspect of the present invention, as described in the second aspect, after the conductive pattern forming step, the non-image forming portion is a portion where the characteristic change layer is exposed on the surface of the pattern forming substrate. A non-image portion removing step of removing a line portion may be provided. Thereby, when the characteristic change layer is formed from a conductive material, the characteristic change layer is removed and the insulating substrate is exposed, whereby a conductive pattern formed body can be obtained. Because.
[0009]
In the second aspect of the present invention, as described in the third aspect, it is preferable that the non-image area removing step is a step of removing the characteristic change layer with an alkaline solution. Thereby, it is possible to easily perform the step of removing the characteristic change layer.
[0010]
In the invention according to any one of the first to third aspects, as described in the fourth aspect, the photocatalyst-containing layer-side substrate comprises a substrate, and a pattern-shaped substrate on the substrate. And a photocatalyst-containing layer formed on the substrate. By forming the photocatalyst-containing layer in a pattern as described above, a pattern having different characteristics can be formed on the characteristic change layer without using a photomask.
[0011]
Further, in the invention according to any one of claims 1 to 3, as described in claim 5, the photocatalyst-containing layer-side substrate includes a substrate and a substrate. It is preferable that the photocatalyst-containing layer is formed and the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion is formed in a pattern, and the energy irradiation in the characteristic pattern forming step is performed from the photocatalyst-containing layer-side substrate.
[0012]
Since the photocatalyst-containing layer-side substrate has the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion as described above, it is not necessary to use a photomask or the like when irradiating energy, so that alignment with the photomask or the like becomes unnecessary, and the process can be simplified. This is because it becomes possible.
[0013]
In the invention described in claim 5, as described in claim 6, in the photocatalyst-containing layer-side substrate, the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion is formed in a pattern on the base material. The photocatalyst containing layer may be formed on the photocatalyst containing layer, and the photocatalyst containing layer is formed on the base material on the photocatalyst containing layer side substrate as described in claim 7, and the photocatalyst containing layer is formed. The photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion may be formed in a pattern on the layer.
[0014]
It can be said that it is preferable that the light-shielding portion on the photocatalyst-containing layer side is arranged at a position close to the characteristic change layer in terms of accuracy of the obtained characteristic change pattern. Therefore, it is preferable to dispose the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion at the position described above. Further, when the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion is formed on the photocatalyst-containing layer, it has an advantage that it can be used as a spacer when the photocatalyst-containing layer and the characteristic-change layer are arranged in the characteristic-change pattern forming step. is there.
[0015]
In the invention described in any one of claims 1 to 7, as described in claim 8, the photocatalyst-containing layer is preferably a layer made of a photocatalyst. This is because if the photocatalyst-containing layer is a layer composed of only a photocatalyst, it is possible to improve the efficiency of changing the characteristics of the characteristic change layer, and it is possible to efficiently manufacture a pattern formed body.
[0016]
In the invention described in claim 8, as described in claim 9, the photocatalyst-containing layer is preferably a layer formed by forming a photocatalyst on a substrate by a vacuum film-forming method. By forming the photocatalyst-containing layer by the vacuum film forming method as described above, it is possible to obtain a uniform photocatalyst-containing layer having a uniform thickness with a small amount of surface irregularities, and a property change pattern on the surface of the property change layer. This is because the formation can be performed uniformly and with high efficiency.
[0017]
On the other hand, in the invention described in any one of claims 1 to 7, as described in claim 10, the photocatalyst treatment-containing layer is a layer having a photocatalyst and a binder. Is also good. By using the binder in this manner, the photocatalyst-containing layer can be formed relatively easily, and as a result, the pattern formed body can be manufactured at low cost.
[0018]
In the invention described in any one of the first to tenth aspects, as described in the eleventh aspect, the photocatalyst is made of titanium oxide (TiO 2).2), Zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO)2), Strontium titanate (SrTiO)3), Tungsten oxide (WO3), Bismuth oxide (Bi2O3), And iron oxide (Fe2O3) Is preferably one or two or more substances selected from the group consisting of titanium oxide (TiO 2) and titanium oxide (TiO 2).2) Is preferable. This is because titanium dioxide has a high bandgap energy, is effective as a photocatalyst, is chemically stable, has no toxicity, and is easily available.
[0019]
In the invention described in any one of the first to twelfth aspects, as described in the thirteenth aspect, the pattern forming body substrate is formed on a base and the base. It may have the above-mentioned characteristic change layer. This is because, when the strength of the property change layer is low and does not have self-supporting property, it is preferable that the property change layer is formed on the substrate.
[0020]
In the invention according to any one of the first to thirteenth aspects, as described in the fourteenth aspect, the characteristic change layer is irradiated with energy by the action of a photocatalyst in the photocatalyst containing layer. It is preferable that the wettability changing layer changes the wettability so that the contact angle with the liquid decreases when the coating is performed. Since the property change layer is a wettability change layer, a region irradiated with energy can be a lyophilic region and a region not irradiated with energy can be a lyophobic region. This is because the metal paste can be attached only to the lyophilic region, and the conductive pattern can be easily formed.
[0021]
In the invention according to the fourteenth aspect, as described in the fifteenth aspect, the contact angle with the liquid of 40 mN / m on the wettability changing layer is 50 ° or more in a portion where the energy is not irradiated. And it is preferable that the angle be 49 ° or less at the irradiated portion. The liquid-repellent region on the wettability changing layer that is not irradiated with energy and the liquid-repellent region that is irradiated are the liquid-repellent regions as described above. This is because the metal paste does not adhere to the hydrophilic region and the metal paste can be adhered only to the lyophilic region, so that a high-definition conductive pattern formed body can be manufactured.
[0022]
In the invention described in claim 14 or 15, as described in claim 16, the wettability changing layer is preferably a layer containing an organopolysiloxane. In the present invention, the property required for the wettability changing layer is that it is lyophobic when energy is not irradiated, and is lyophilic by the action of the photocatalyst in the opposing photocatalyst containing layer when energy is irradiated. It is a characteristic that it becomes sexual. This is because organopolysiloxane is preferably used as a material that imparts such properties to the wettability changing layer.
[0023]
In the invention described in claim 16, as described in claim 17, the organopolysiloxane is preferably an organopolysiloxane containing a fluoroalkyl group. This is because the difference in wettability between the energy-irradiated portion and the non-irradiated portion can be increased if the material contains a fluoroalkyl group.
[0024]
In the invention described in claim 16 or claim 17, as described in claim 18, the organopolysiloxane is YnSix(4-n)(Here, Y represents an alkyl group, a fluoroalkyl group, a vinyl group, an amino group, a phenyl group or an epoxy group, X represents an alkoxyl group or a halogen, and n is an integer of 0 to 3.) It is preferably an organopolysiloxane which is one or more hydrolytic condensates or cohydrolytic condensates of the silicon compound to be produced. By using such an organopolysiloxane, it is possible to exhibit the property against the change in wettability as described above.
[0025]
In the invention described in any one of the fourteenth to eighteenth aspects, as described in the nineteenth aspect, the pattern forming body substrate may be formed of a self-supporting wettability changing layer. . If the wettability changing layer has a self-supporting property, it is not necessary to use a substrate or the like. For example, if a commercially available resin plate is used, a pattern formed body can be manufactured at low cost.
[0026]
In the invention according to any one of the first to thirteenth aspects, as described in the twentieth aspect, the characteristic change layer is irradiated with energy by the action of a photocatalyst in the photocatalyst containing layer. It is preferable that the layer is a decomposition-removed layer that is decomposed and removed when it is removed. Since the property change layer is a decomposition removal layer, it is possible to form irregularities on the surface by the above energy irradiation, so that the metal paste can be easily attached, for example, by an electric field jet method or the like. This is because
[0027]
According to the twentieth aspect of the present invention, as set forth in the twenty-first aspect, the contact angle of the metal paste with respect to the decomposition-removed layer and the contact angle of the metal paste with respect to the substrate exposed when the decomposition-removed layer is decomposed and removed. Are preferably different from each other. This makes it possible to make the substrate exposed by the energy irradiation a lyophilic region and a portion where the energy-unirradiated decomposed / removed layer remains as a lyophobic region, so that the metal paste can be easily attached. This is because it becomes possible.
[0028]
In the invention according to claim 20 or 21, as described in claim 22, the decomposition removal layer is any one of a self-assembled monomolecular film, a Langmuir-Blodgett film, and an alternate adsorption film. It is preferable that This is because the decomposition removal layer is the above-described film, so that a defect-free film having relatively high strength can be easily formed.
[0029]
In the invention according to any one of the twentieth to twenty-second aspects, as described in the twenty-third aspect, the contact angle of the decomposition removal layer with a 40 mN / m liquid is irradiated with energy. It is preferable that the angle is 50 ° or more in a part where the irradiation is not performed and 49 ° or less in an irradiated part. The wettability between the lyophobic region, which is a portion of the remaining decomposition removal layer that has not been irradiated with energy on the decomposition removal layer, and the lyophilic region, which is the portion where the substrate is exposed after energy irradiation, By being within the range, it becomes possible to attach a metal paste to the lyophilic region, and since the metal paste does not adhere to the lyophobic region, it is possible to form a high-definition conductive pattern formed body. It is possible.
[0030]
In the invention described in any one of claims 1 to 23, as described in claim 24, when the surface of the characteristic change layer is irradiated with energy, The distance between the layer and the surface of the property change layer is preferably in the range of 0.2 μm to 10 μm. This is because, when irradiating the energy, irradiating the energy at intervals within the above-described range makes it possible to more effectively change the characteristics of the surface of the characteristic change layer.
[0031]
In the invention according to any one of claims 1 to 24, as described in claim 25, the energy irradiation is preferably performed while heating the photocatalyst-containing layer. By heating the photocatalyst, the sensitivity of the photocatalyst is improved, and the characteristics on the characteristic change layer can be changed efficiently.
[0032]
In the invention described in any one of the first to twenty-fifth aspects, as described in the twenty-sixth aspect, the characteristic change layer is preferably a layer that does not contain a photocatalyst. This is because, in the present invention, since the characteristic change layer is a layer containing no photocatalyst, it is possible to avoid the problem that the characteristic change layer is affected with time.
[0033]
In the invention according to any one of claims 1 to 26, as described in claim 27, the metal paste comprises at least one of copper, aluminum, platinum, palladium, and nickel. Preferably, it is a metal paste selected from one. This is because the metal has good conductivity and corrosion resistance.
[0034]
In addition, in the invention described in any one of claims 1 to 27, as described in claim 28, the viscosity of the metal paste is preferably 50 cps or more. Thereby, the thickness of the conductive pattern can be increased, and a conductive pattern formed body that can be used for various applications can be obtained.
[0035]
In the invention according to any one of claims 1 to 28, as described in claim 29, even if the application of the metal paste in the metal paste application step is a nozzle discharge method. Preferably, the nozzle discharge method is an electric field jet method, as described in claim 30 from the viewpoint of manufacturing efficiency and cost.
[0036]
In the invention according to any one of claims 1 to 28, as described in claim 31, the application of the metal paste in the metal paste application step is performed by an offset printing method. You may. Thereby, it is possible to easily apply the metal paste in a target pattern using the wettability of the lyophilic region and the lyophobic region of the characteristic change pattern.
[0037]
The present invention also provides a wettability changing layer whose wettability changes by the action of a catalyst, and a metal formed by solidifying a metal paste on the wettability changing layer in a pattern. A conductive pattern-formed body, comprising:
[0038]
According to the present invention, the presence of the wettability changing layer makes it possible to easily attach the metal paste in a pattern only to the lyophilic region. It becomes possible to form a pattern formed body.
[0039]
In the invention according to claim 32, as described in claim 33, the wettability changing layer may be formed on a substrate. This is because when the wettability changing layer has low strength and does not have self-supporting property, it is preferable that the property changing layer is formed on the substrate.
[0040]
In the invention according to claim 32 or claim 33, as described in claim 34, the contact angle with the liquid of 40 mN / m on the wettability changing layer is in a portion where energy is not irradiated. It is preferably at least 50 ° and at most 49 ° at the irradiated portion. Thereby, since it becomes possible to make the part irradiated with energy a lyophilic area and the part not irradiated with energy as a lyophobic area, it is possible to easily manufacture the conductive pattern formed body, This is because it is preferable in terms of manufacturing efficiency and cost.
[0041]
Further, according to the present invention, as described in claim 35, a substrate, a decomposition removal layer that is decomposed and removed on the substrate by the action of a photocatalyst, and a pattern formed on the substrate exposed by decomposing and removing the decomposition removal layer. And a metal composition formed by solidifying a metal paste.
[0042]
According to the present invention, it is possible to form a pattern having irregularities on a substrate by having the decomposition removal layer, and it is possible to easily form a conductive pattern using the irregularities. When the decomposition removal layer is insulative, an excellent conductive pattern formed body can be obtained.
[0043]
In the invention according to claim 35, as described in claim 36, the contact angle of the liquid with respect to the decomposition removal layer is different from the contact angle of the liquid with the substrate that is exposed when the decomposition removal layer is decomposed. Preferably, it is As a result, not only the unevenness of the surface but also the substrate exposed by energy irradiation can be used as a lyophilic region, and the portion where the decomposition removal layer remaining without energy irradiation can be used as a lyophobic region. This is because a characteristic pattern can be formed.
[0044]
Further, in the invention according to claim 35 or claim 36, as described in claim 37, the decomposition removal layer is formed of a self-assembled monolayer, a Langmuir-Blodgett film, or an alternate adsorption film. Preferably, it is either one. The reason for this is that, when the decomposition removal layer is the above-described film, a film having relatively high strength and having no defect can be easily formed.
[0045]
In the invention according to any one of claims 35 to 37, as described in claim 38, the contact angle of the decomposition removal layer 40mN / m with liquid is irradiated with energy. It is preferable that the angle is 50 ° or more in the unexposed portion and 49 ° or less in the irradiated portion. This makes it possible to easily manufacture the conductive pattern formed body, which is preferable in terms of manufacturing efficiency and cost.
[0046]
Further, according to the present invention, as described in claim 39, a substrate, a wettability changing layer formed in a pattern on the substrate, the wettability changing by the action of a photocatalyst, and the wettability changing layer And a metal composition formed by solidifying a metal paste. By having the wettability changing layer on the base, it is possible to easily manufacture a conductive pattern formed body, and to provide an excellent conductive pattern formed body when the base is insulative. This is because it becomes possible.
[0047]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a conductive pattern formed body and a conductive pattern formed body. Hereinafter, each of them will be described in detail.
[0048]
A. Method for producing conductive pattern formed body
First, a method for producing a conductive pattern formed body of the present invention will be described.
[0049]
The method for producing a conductive pattern formed body of the present invention includes:
A photocatalyst-containing layer-side substrate having a photocatalyst-containing layer and a base material containing a photocatalyst, and a pattern-forming body substrate having a property-changing layer whose properties change by the action of a photocatalyst in the photocatalyst-containing layer, And a characteristic change pattern for forming a characteristic change pattern having changed characteristics on the surface of the characteristic change layer by irradiating energy from a predetermined direction after disposing a gap so that the characteristic change layer becomes 200 μm or less. Forming step;
By applying a metal paste to the surface of the pattern-formed body substrate on which the characteristic change pattern is formed, a metal paste application step of attaching the metal paste in a pattern form,
A conductive pattern forming step of solidifying the metal paste attached in a pattern to the characteristic change pattern to form a conductive pattern;
Which is characterized by having
[0050]
In the method for producing a conductive pattern-formed body of the present invention, after arranging the photocatalyst containing layer and the property change layer at predetermined positions, by irradiating energy from a predetermined direction, by the action of the photocatalyst in the photocatalyst containing layer, A characteristic change pattern in which the characteristic of the portion irradiated with the energy has changed is formed. Since post-processing such as development and washing after energy irradiation is not required in forming the pattern, a pattern having different characteristics can be formed with fewer steps and at lower cost than in the conventional case. By applying a metal paste to the characteristic change pattern on the characteristic change layer, the metal paste can be adhered in a pattern shape, and by solidifying the metal paste, a conductive pattern can be easily formed. it can.
[0051]
Further, in the present invention, after changing the properties on the property changing layer by the action of the photocatalyst in the photocatalyst containing layer, the photocatalyst containing layer side substrate is removed and the pattern forming body side substrate is used as a conductive pattern forming body. Therefore, the obtained conductive pattern formed body does not necessarily need to contain a photocatalyst. Therefore, it is possible to prevent a problem that the obtained conductive pattern formed body is affected with time by the action of the photocatalyst.
[0052]
The method for manufacturing the conductive pattern formed body of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a method for producing a conductive pattern formed body of the present invention.
[0053]
In this example, first, a photocatalyst-containing layer-side substrate 3 in which a photocatalyst-containing layer 2 is formed on a substrate 1 and a pattern-forming body substrate 6 in which a characteristic change layer 5 is formed on a substrate 4 are provided. Prepare (FIG. 1 (a)).
[0054]
Next, as shown in FIG. 1B, the photocatalyst-containing layer-side substrate 3 and the pattern-forming body substrate 6 are arranged at predetermined positions with the respective photocatalyst-containing layers 2 and the characteristic change layers 5 facing each other. After that, an ultraviolet light 8 is irradiated from the photocatalyst containing layer side substrate 3 side through the photomask 7 having a required pattern. Thus, as shown in FIG. 1C, a characteristic change pattern including the characteristic change region 9 and the characteristic non-change region 10 is formed on the surface of the characteristic change layer 5 (characteristic change pattern forming step).
[0055]
Here, the irradiation of the ultraviolet rays is performed through the photomask 7 in the above-described example. However, as described later, the irradiation of the ultraviolet rays is performed by using a photocatalyst-containing layer formed in a pattern or a light-shielding portion ( A photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion may be used. In this case, the entire surface is irradiated with energy without using the photomask 7 or the like.
[0056]
Then, a step of removing the photocatalyst-containing layer-side substrate from the pattern-forming body substrate 6 is performed (FIG. 1D), and the pattern-forming body having the property-changed area 9 and the property-unchanged area 10 formed on the surface. Substrate 6 can be obtained.
[0057]
Then, a metal paste is applied to the pattern forming substrate 6 so as to adhere the metal paste only to the characteristic change region (metal paste application step), and then, the conductive paste is cured to form the conductive pattern 11. Can be obtained on the conductive pattern formed body 12 formed on the characteristic change layer 5.
[0058]
The method for manufacturing the conductive pattern formed body of the present invention will be described in detail for each step.
[0059]
(1) Characteristic change pattern forming step
First, the characteristic change pattern forming step of the present invention will be described. The characteristic change pattern forming step of the present invention includes a photocatalyst-containing layer side substrate having a photocatalyst-containing layer and a base material containing a photocatalyst, and a pattern formation having a characteristic-change layer whose characteristics are changed by the action of the photocatalyst in the photocatalyst-containing layer. After the body substrate and the photocatalyst-containing layer and the property change layer are arranged with a gap such that the thickness is 200 μm or less, energy is irradiated from a predetermined direction to change the property on the surface of the property change layer. This is the step of forming the changed characteristic change pattern. Hereinafter, each of these steps will be described.
[0060]
(Photocatalyst containing layer side substrate)
The photocatalyst-containing layer-side substrate in the present invention has at least a photocatalyst-containing layer and a base material, and is usually a thin-film-like photocatalyst-containing layer formed by a predetermined method on a base material. is there. The photocatalyst-containing layer-side substrate may also be a substrate on which a photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion or a primer layer formed in a pattern is formed. Hereinafter, each configuration of the photocatalyst containing layer side substrate will be described.
[0061]
a. Photocatalyst containing layer
The photocatalyst containing layer used in the present invention is not particularly limited as long as the photocatalyst in the photocatalyst containing layer changes the properties of the property changing layer, and is made up of a photocatalyst and a binder. The photocatalyst may be used, or the photocatalyst alone may be used. In addition, the characteristics of the surface may be particularly lyophilic or lyophobic.
[0062]
The photocatalyst-containing layer used in the present invention may be formed on the entire surface of the substrate 1 as shown in FIG. 1A, for example. The photocatalyst containing layer 2 may be formed in a pattern on the material 1.
[0063]
By forming the photocatalyst-containing layer in a pattern as described above, when irradiating the photocatalyst-containing layer with energy to the characteristic-change layer, pattern irradiation using a photomask or the like is performed, as described in a characteristic-change pattern forming step described later. By irradiating the entire surface, a characteristic change pattern including a characteristic change region and a characteristic non-change region can be formed on the characteristic change layer.
[0064]
The method of patterning the photocatalyst treatment layer is not particularly limited, but can be performed by, for example, a photolithography method.
[0065]
Further, when the energy irradiation is performed by, for example, bringing the photocatalyst-containing layer and the property changing layer into close contact with each other, the property of only the portion where the photocatalyst-containing layer is actually changed is changed. Irradiation may be performed from any direction as long as the energy is applied to the portion where the photocatalyst-containing layer and the property change layer are opposed to each other, and the energy to be applied is also limited to parallel light such as parallel light. This has the advantage of not being performed.
[0066]
In such a photocatalyst-containing layer, the action mechanism of a photocatalyst represented by titanium dioxide as described below is not necessarily clear, but the carrier generated by light irradiation is a direct reaction with a nearby compound, or It is considered that the reactive oxygen species generated in the presence of oxygen, water and water change the chemical structure of organic matter. In the present invention, it is considered that this carrier acts on the compound in the property change layer on the photocatalyst containing layer.
[0067]
The photocatalyst used in the present invention includes, for example, titanium dioxide (TiO 2) which is known as an optical semiconductor.2), Zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO)2), Strontium titanate (SrTiO)3), Tungsten oxide (WO3), Bismuth oxide (Bi2O3), And iron oxide (Fe2O3), And one or more of them may be used in combination.
[0068]
In the present invention, titanium dioxide is particularly preferably used because it has a high band gap energy, is chemically stable, has no toxicity, and is easily available. Titanium dioxide includes anatase type and rutile type, and any of them can be used in the present invention, but anatase type titanium dioxide is preferable. Anatase type titanium dioxide has an excitation wavelength of 380 nm or less.
[0069]
Examples of such anatase-type titanium dioxide include, for example, anatase-type titania sol of peptic hydrochloride type (STS-02 (average particle size: 7 nm) manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd .; ST-K01 manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.); Glue-type anatase titania sol (TA-15 (average particle diameter: 12 nm) manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) and the like can be mentioned.
[0070]
The smaller the particle size of the photocatalyst is, the more effective the photocatalytic reaction takes place. It is preferable that the average particle size is 50 nm or less, and it is particularly preferable to use a photocatalyst having a mean particle size of 20 nm or less.
[0071]
The photocatalyst containing layer in the present invention may be formed by using only the photocatalyst as described above, or may be formed by mixing with a binder. In the case of the photocatalyst-containing layer composed of only the photocatalyst, the efficiency with respect to the change of the property on the property change layer is improved, which is advantageous in terms of cost such as shortening of the processing time. On the other hand, a photocatalyst-containing layer composed of a photocatalyst and a binder has an advantage that the photocatalyst-containing layer can be easily formed.
[0072]
As another method for forming the photocatalyst-containing layer composed of only a photocatalyst, for example, a method using a vacuum film forming method such as a sputtering method, a CVD method, and a vacuum evaporation method can be exemplified. By forming the photocatalyst-containing layer by a vacuum film forming method, it is possible to form a uniform film and a photocatalyst-containing layer containing only the photocatalyst, thereby uniformly changing the characteristics on the characteristic change layer. Since it is possible and consists only of a photocatalyst, it becomes possible to change the characteristics on the characteristic change layer more efficiently than when using a binder.
[0073]
Examples of a method for forming a photocatalyst-containing layer composed of only a photocatalyst include, for example, when the photocatalyst is titanium dioxide, a method in which amorphous titania is formed on a substrate, and then the phase is changed to crystalline titania by firing. . As the amorphous titania used here, for example, titanium tetrachloride, hydrolysis and dehydration condensation of inorganic salts of titanium such as titanium sulfate, tetraethoxytitanium, tetraisopropoxytitanium, tetra-n-propoxytitanium, tetrabutoxytitanium, An organic titanium compound such as tetramethoxytitanium can be obtained by hydrolysis and dehydration condensation in the presence of an acid. Next, it can be denatured to anatase type titania by baking at 400 ° C. to 500 ° C., and can be denatured to rutile type titania by baking at 600 ° C. to 700 ° C.
[0074]
When using a binder, it is preferable that the main skeleton of the binder has a high binding energy such that the binder is not decomposed by the photoexcitation of the photocatalyst.For example, in the description of the wettability changing layer in the property changing layer described later, An organopolysiloxane described in detail can be mentioned.
[0075]
When the organopolysiloxane is used as a binder in this manner, the photocatalyst-containing layer is prepared by dispersing a photocatalyst and an organopolysiloxane as a binder in a solvent together with other additives as necessary to prepare a coating solution. It can be formed by applying this coating liquid on a substrate. As the solvent to be used, alcohol-based organic solvents such as ethanol and isopropanol are preferable. The coating can be performed by a known coating method such as spin coating, spray coating, dip coating, roll coating, and bead coating. When an ultraviolet-curable component is contained as a binder, the photocatalyst-containing layer can be formed by performing a curing treatment by irradiating ultraviolet rays.
[0076]
Further, an amorphous silica precursor can be used as a binder. This amorphous silica precursor has the general formula SiX4X is preferably a silicon compound such as a halogen, a methoxy group, an ethoxy group, or an acetyl group, a hydrolyzate of the compound, silanol, or a polysiloxane having an average molecular weight of 3000 or less.
[0077]
Specific examples include tetraethoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetrabutoxysilane, tetramethoxysilane and the like. In this case, the precursor of the amorphous silica and the particles of the photocatalyst are uniformly dispersed in a non-aqueous solvent, and the substrate is hydrolyzed with moisture in the air to form silanol, and then cooled to room temperature. To form a photocatalyst-containing layer. If the dehydration-condensation polymerization of silanol is performed at 100 ° C. or higher, the degree of polymerization of silanol increases and the strength of the film surface can be improved. These binders can be used alone or in combination of two or more.
[0078]
When the binder is used, the content of the photocatalyst in the photocatalyst containing layer can be set in the range of 5 to 60% by weight, preferably 20 to 40% by weight. Further, the thickness of the photocatalyst containing layer is preferably in the range of 0.05 to 10 μm.
[0079]
The photocatalyst-containing layer may contain a surfactant in addition to the photocatalyst and the binder. Specifically, hydrocarbons such as NIKKOL @ BL, BC, BO, and BB series manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd., ZONYL @ FSN, FSO manufactured by DuPont, Surflon S-141, 145 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., and Dainippon Japan Megafac F-141 and 144 manufactured by Ink Chemical Industry Co., Ltd., Futagent F-200 and F251 manufactured by Neos Co., Ltd., Unidyne DS-401 and 402 manufactured by Daikin Industries, Ltd., and Florad FC-170 manufactured by 3M Corporation. 176 and the like, and a fluorine-based or silicone-based nonionic surfactant, and a cationic surfactant, an anionic surfactant, and an amphoteric surfactant can also be used.
[0080]
Further, in addition to the above surfactant, the photocatalyst-containing layer, polyvinyl alcohol, unsaturated polyester, acrylic resin, polyethylene, diallyl phthalate, ethylene propylene diene monomer, epoxy resin, phenol resin, polyurethane, melamine resin, polycarbonate, Oligomers, polymers such as polyvinyl chloride, polyamide, polyimide, styrene butadiene rubber, chloroprene rubber, polypropylene, polybutylene, polystyrene, polyvinyl acetate, polyester, polybutadiene, polybenzimidazole, polyacrylonitrile, epichlorohydrin, polysulfide, polyisoprene, etc. It can be contained.
[0081]
b. Base material
In the present invention, as shown in FIG. 1, the photocatalyst-containing layer-side substrate 3 has at least a substrate 1 and a photocatalyst-containing layer 2 formed on the substrate 1.
[0082]
At this time, the material constituting the base material to be used is appropriately selected depending on the direction of energy irradiation in the later-described characteristic change pattern forming step, whether the obtained conductive pattern formed body requires transparency, and the like.
[0083]
That is, for example, when an opaque material such as a paper-based phenolic resin laminate is used as the substrate, the energy irradiation direction is inevitably from the photocatalyst-containing layer side substrate side, as shown in FIG. As shown, it is necessary to dispose the photomask 7 on the photocatalyst containing layer side substrate 3 side and irradiate energy. Further, as described later, a photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion is formed in a predetermined pattern on a photocatalyst-containing layer-side substrate in advance, and a photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion is used to form a characteristic change pattern. It is necessary to irradiate energy from the substrate side on the containing layer side. In such a case, the substrate needs to have transparency.
[0084]
On the other hand, when the substrate of the conductive pattern forming body is, for example, a transparent resin film, it is also possible to arrange a photomask on the pattern forming body substrate side and irradiate energy. In addition, when forming the pattern-forming body-side light-shielding portion in the pattern-forming body substrate as described later, it is necessary to radiate energy from the pattern-forming body substrate side. In such a case, the transparency of the substrate is not particularly required.
[0085]
Further, the substrate used in the present invention may be a substrate having flexibility, for example, a resin film, or a substrate having no flexibility, for example, a glass substrate. This is appropriately selected depending on an energy irradiation method in a later-described characteristic change pattern forming step.
[0086]
As described above, the base material used for the photocatalyst-containing layer-side substrate in the present invention is not particularly limited in its material, but in the present invention, the photocatalyst-containing layer-side substrate is to be used repeatedly. Therefore, a material having a predetermined strength and having a surface having good adhesion to the photocatalyst-containing layer is preferably used.
[0087]
Specific examples include glass, ceramic, metal, plastic, and the like.
[0088]
Note that an anchor layer may be formed on the substrate in order to improve the adhesion between the substrate surface and the photocatalyst-containing layer. Examples of such an anchor layer include silane-based and titanium-based coupling agents.
[0089]
c. Photocatalyst containing layer side light shielding part
The photocatalyst-containing layer-side substrate used in the present invention may have a photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion formed in a pattern. By using the photocatalyst-containing layer-side substrate having the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion as described above, it is not necessary to use a photomask or perform drawing irradiation with a laser beam when irradiating energy. Therefore, since there is no need to align the photocatalyst-containing layer-side substrate with the photomask, it is possible to simplify the process, and it is not necessary to use an expensive apparatus required for drawing irradiation, thereby reducing cost. This is advantageous in that it is advantageous.
[0090]
The photocatalyst-containing layer-side substrate having such a photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion can have the following two embodiments depending on the position where the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion is formed.
[0091]
One is, for example, as shown in FIG. 3, a photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion 13 is formed on the base material 1, and the photocatalyst-containing layer 2 is formed on the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion 13. This is an embodiment in which the substrate 3 is used. The other is an embodiment in which a photocatalyst-containing layer 2 is formed on a substrate 1 and a photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion 13 is formed thereon as shown in FIG. It is.
[0092]
In any of the embodiments, the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion is arranged near the portion where the photocatalyst-containing layer and the property-changing layer are arranged, as compared with the case where a photomask is used. Etc. can reduce the influence of energy scattering, so that energy pattern irradiation can be performed very accurately.
[0093]
Further, in the embodiment in which the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion is formed on the photocatalyst-containing layer, when the photocatalyst-containing layer and the property changing layer are arranged at predetermined positions, the thickness of the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion is reduced. Has the advantage that the light-shielding portion on the photocatalyst-containing layer side can be used also as a spacer for making the gap constant.
[0094]
That is, when the photocatalyst-containing layer and the property change layer are arranged facing each other with a predetermined gap therebetween, the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion and the property change layer are arranged in close contact with each other. The above-mentioned predetermined gap can be made accurate, and in this state, by irradiating energy from the photocatalyst-containing layer side substrate, it becomes possible to accurately form a characteristic change pattern on the characteristic change layer. is there.
[0095]
The method of forming the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion is not particularly limited, and may be appropriately selected and used depending on the characteristics of the surface on which the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion is formed, the shielding property against required energy, and the like. Can be
[0096]
For example, it may be formed by forming a metal thin film of chromium or the like having a thickness of about 1000 to 2000 ° by a sputtering method, a vacuum evaporation method, or the like, and patterning the thin film. As the patterning method, a normal patterning method such as sputtering can be used.
[0097]
Alternatively, a method in which a layer containing light-shielding particles such as carbon fine particles, metal oxides, inorganic pigments, and organic pigments in a resin binder may be formed in a pattern. As the resin binder to be used, one or a mixture of two or more resins such as polyimide resin, acrylic resin, epoxy resin, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, gelatin, casein, and cellulose, photosensitive resin, and O / O A W emulsion type resin composition, for example, an emulsion of reactive silicone can be used. The thickness of such a resin light-shielding portion can be set within a range of 0.5 to 10 μm. A commonly used method such as a photolithography method and a printing method can be used as a method for patterning the resin light-shielding portion.
[0098]
In the above description, the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion is formed at two positions: between the substrate and the photocatalyst-containing layer, and on the surface of the photocatalyst-containing layer. It is also possible to adopt a mode in which a photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion is formed on the surface on the side where is not formed. In this embodiment, for example, a case where the photomask is brought into close contact with the surface to the extent that it can be detached or the like can be considered, and it can be suitably used when the characteristic change pattern is changed in a small lot.
[0099]
d. Primer layer
Next, the primer layer used in the photocatalyst-containing layer-side substrate of the present invention will be described. In the present invention, when the photocatalyst-containing layer-side substrate is formed by forming the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion on the substrate in a pattern as described above, and forming the photocatalyst-containing layer thereon, A primer layer may be formed between the layer-side light-shielding portion and the photocatalyst-containing layer.
[0100]
The function and function of this primer layer are not necessarily clear, but by forming the primer layer between the light-shielding part on the photocatalyst containing layer side and the photocatalyst containing layer, the primer layer becomes a characteristic change layer due to the action of the photocatalyst. Impurities from the openings existing between the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion and the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion, which are factors that hinder the change, in particular, residues, metals, and metals generated when patterning the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion This is considered to indicate a function of preventing diffusion of impurities such as ions. Therefore, by forming the primer layer, the process of changing the characteristics proceeds with high sensitivity, and as a result, a high-resolution pattern can be obtained.
[0101]
In the present invention, the primer layer prevents not only the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion but also impurities present in the opening formed between the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portions from affecting the action of the photocatalyst. The primer layer is preferably formed over the entire light-shielding portion on the photocatalyst-containing layer side including the opening.
[0102]
FIG. 5 shows an example of a photocatalyst-containing layer-side substrate having such a primer layer formed thereon. A primer layer 14 is formed on the surface of the substrate 1 on which the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portions 13 of the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portions 13 of the substrate 3 are formed. The photocatalyst containing layer 2 is formed on the surface of the substrate 14.
[0103]
The primer layer in the present invention is not particularly limited as long as the primer layer is formed so that the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion of the photocatalyst-containing layer-side substrate does not contact the photocatalyst-containing layer.
[0104]
The material constituting the primer layer is not particularly limited, but an inorganic material that is not easily decomposed by the action of a photocatalyst is preferable. Specific examples include amorphous silica. When such an amorphous silica is used, the precursor of the amorphous silica has a general formula of SiX4Wherein X is a silicon compound such as a halogen, a methoxy group, an ethoxy group, or an acetyl group. Silanol, which is a hydrolyzate thereof, or a polysiloxane having an average molecular weight of 3,000 or less is preferable.
[0105]
Further, the thickness of the primer layer is preferably in the range of 0.001 μm to 1 μm, and particularly preferably in the range of 0.001 μm to 0.1 μm.
[0106]
(Substrate for pattern forming body)
Next, the pattern forming body substrate used in the present invention will be described. The substrate for a pattern forming body of the present invention is not particularly limited as long as it has at least a property changing layer whose surface property changes by the action of the photocatalyst in the photocatalyst containing layer. If it has the property, it may be only the property change layer. If the property change layer has no self-supporting property, the property change layer may be formed on a substrate. Further, a light shielding portion or the like may be provided in the pattern forming substrate. Hereinafter, each configuration of the pattern forming substrate will be described.
[0107]
a. Characteristic change layer
First, the characteristic change layer used in the pattern forming substrate according to the present invention will be described. The property change layer used in the pattern forming substrate of the present invention is not particularly limited as long as it is a property change layer whose surface property changes by the action of the photocatalyst in the photocatalyst containing layer described above. In the present invention, in particular, when the property change layer is a wettability change layer in which the wettability changes by the action of a photocatalyst to form a pattern by wettability, and the property change layer is decomposed and removed by the action of the photocatalyst to form a pattern due to unevenness. The two cases in which the decomposition removal layer is formed are preferable because the effectiveness of the present invention is brought out more from the relation of the obtained characteristic change pattern and the like. Hereinafter, the wettability changing layer and the decomposition removal layer will be described.
[0108]
(I) wettability changing layer
The wettability changing layer in the present invention is not particularly limited as long as it is a layer whose surface wettability changes by the action of the photocatalyst. Generally, the wettability change is caused by the action of the photocatalyst accompanying energy irradiation. The layer is preferably a layer whose wettability changes so that the contact angle with the liquid on the layer surface decreases.
[0109]
As described above, by using a wettability changing layer in which the wettability changes so that the contact angle with the liquid is reduced by energy irradiation, as described above, for example, when a photomask is used, or when the photocatalyst-containing layer is shielded from light. When a part is used, or when the photocatalyst-containing layer is formed in a pattern, etc., the wettability can be easily changed into a pattern by irradiating energy, and the lyophilic region having a small contact angle with the liquid. Can be formed. Therefore, the conductive pattern formed body can be manufactured efficiently, which is advantageous in cost.
[0110]
Here, the lyophilic region is a region having a small contact angle with the liquid, and is a region having good wettability to a metal paste described later. Further, the lyophobic region is a region having a large contact angle with a liquid and a region having poor wettability to a metal paste.
[0111]
In the portion of the wettability changing layer that has not been irradiated with energy, that is, in the liquid-repellent region, the contact angle with a liquid of 40 mN / m is preferably 50 ° or more, particularly preferably 90 ° or more. This is because the portion that is not irradiated with energy is a portion that requires liquid repellency in the present invention, so if the contact angle with the liquid is small, the liquid repellency is not sufficient, and the metal paste described later This is because, for example, when printing is performed on the entire surface by the metal paste offset printing method in the application step, the metal paste may remain in a region where the conductive pattern is not formed, which is not preferable.
[0112]
In the wettability changing layer, a contact angle with a liquid of 40 mN / m is preferably 49 ° or less, and more preferably 10 ° or less in a portion irradiated with energy, that is, a lyophilic region. If the contact angle with the liquid in the energy-irradiated portion, that is, the lyophilic region, is high, the metal paste may be repelled even in the lyophilic region during the application of the metal paste described below. This is because patterning the metal paste on the region may be difficult.
[0113]
In addition, the contact angle with the liquid referred to here is a contact angle with a liquid having various surface tensions measured using a contact angle measuring device (CA-Z type manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) (from the micro syringe to the liquid). 30 seconds after dropping) and obtained from the results or as a graph. In this measurement, wetting index standard solutions manufactured by Junsei Chemical Co., Ltd. were used as liquids having various surface tensions.
[0114]
Further, when the wettability changing layer as described above is used in the present invention, fluorine is contained in the wettability changing layer, and the fluorine content on the surface of the wettability changing layer increases the energy relative to the wettability changing layer. The wettability changing layer may be formed so as to be lower than that before the energy irradiation by the action of the photocatalyst when irradiated.
[0115]
With a wettability changing layer having such characteristics, a pattern composed of a portion having a low fluorine content can be easily formed by pattern irradiation with energy. Here, fluorine has an extremely low surface energy, so that the surface of a substance containing a large amount of fluorine has a smaller critical surface tension. Therefore, the critical surface tension of the portion having a low fluorine content is higher than the critical surface tension of the portion having a high fluorine content. This means that a portion having a low fluorine content is a lyophilic region as compared with a portion having a high fluorine content. Therefore, forming a pattern composed of a portion having a smaller fluorine content than the surrounding surface forms a pattern of a lyophilic region in the lyophobic region.
[0116]
Therefore, when such a wettability changing layer is used, the pattern of the lyophilic region can be easily formed in the lyophobic region by pattern irradiation with energy. It is possible to easily form a conductive pattern by adhering a metal paste only to the metal paste, so that a low-cost, high-definition conductive pattern can be formed.
[0117]
As described above, as the content of fluorine contained in the fluorine-containing wettability changing layer, the fluorine content in the lyophilic region having a low fluorine content formed by irradiation with energy is the energy irradiation. When the fluorine content of the non-existing portion is 100, it is preferably 10 or less, more preferably 5 or less, and particularly preferably 1 or less.
[0118]
By setting it in such a range, it is possible to cause a large difference in wettability between the energy-irradiated portion and the non-irradiated portion. Therefore, by forming a conductive pattern on such a wettability changing layer, it becomes possible to accurately form a conductive pattern only in a lyophilic region having a reduced fluorine content, and to form a conductive pattern accurately. Because you can get your body. In addition, this reduction rate is based on weight.
[0119]
For the measurement of the fluorine content in such a wettability changing layer, various methods generally used can be used, and for example, X-ray photoelectron spectroscopy (X-ray \ Photoelectron \ Spectroscopy, ESCA (Electron) The method is not particularly limited as long as it is a method capable of quantitatively measuring the amount of fluorine on the surface, such as spectroscopy for chemical analysis), fluorescent X-ray analysis, or mass spectrometry.
[0120]
The material used for such a wettability changing layer is a material whose wettability is changed by the photocatalyst in the photocatalyst containing layer facing by the irradiation of energy, that is, the material having the property of the wettability changing layer described above, and is deteriorated by the action of the photocatalyst. There is no particular limitation as long as it has a main chain that is difficult to decompose, and specific examples include organopolysiloxane. In the present invention, the organopolysiloxane is preferably an organopolysiloxane containing a fluoroalkyl group.
[0121]
Examples of such an organopolysiloxane include (1) an organopolysiloxane that hydrolyzes and polycondensates chloro or alkoxysilane by a sol-gel reaction or the like to exhibit large strength, and (2) has water repellency or oil repellency. An organopolysiloxane such as an organopolysiloxane obtained by crosslinking an excellent reactive silicone can be used.
[0122]
In the case of the above (1), the general formula:
YnSix(4-n)
(Here, Y represents an alkyl group, a fluoroalkyl group, a vinyl group, an amino group, a phenyl group or an epoxy group, X represents an alkoxyl group, an acetyl group or a halogen. N is an integer of 0 to 3. )
Is preferably an organopolysiloxane which is one or more hydrolytic condensates or cohydrolytic condensates of the silicon compound represented by Here, the carbon number of the group represented by Y is preferably in the range of 1 to 20, and the alkoxy group represented by X is preferably a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, or a butoxy group. preferable.
[0123]
Further, in particular, an organopolysiloxane containing a fluoroalkyl group can be preferably used, and specific examples thereof include one or more hydrolytic condensates and co-hydrolytic condensates of the following fluoroalkylsilanes. What is generally known as a fluorine-based silane coupling agent can be used.
[0124]
CF3(CF2)3CH2CH2Si (OCH3)3;
CF3(CF2)5CH2CH2Si (OCH3)3;
CF3(CF2)7CH2CH2Si (OCH3)3;
CF3(CF2)9CH2CH2Si (OCH3)3;
(CF3)2CF (CF2)4CH2CH2Si (OCH3)3;
(CF3)2CF (CF2)6CH2CH2Si (OCH3)3;
(CF3)2CF (CF2)8CH2CH2Si (OCH3)3;
CF3(C6H4) C2H4Si (OCH3)3;
CF3(CF2)3(C6H4) C2H4Si (OCH3)3;
CF3(CF2)5(C6H4) C2H4Si (OCH3)3;
CF3(CF2)7(C6H4) C2H4Si (OCH3)3;
CF3(CF2)3CH2CH2SiCH3(OCH3)2;
CF3(CF2)5CH2CH2SiCH3(OCH3)2;
CF3(CF2)7CH2CH2SiCH3(OCH3)2;
CF3(CF2)9CH2CH2SiCH3(OCH3)2;
(CF3)2CF (CF2)4CH2CH2SiCH3(OCH3)2;
(CF3)2CF (CF2)6CH2CH2Si CH3(OCH3)2;
(CF3)2CF (CF2)8CH2CH2Si CH3(OCH3)2;
CF3(C6H4) C2H4SiCH3(OCH3)2;
CF3(CF2)3(C6H4) C2H4SiCH3(OCH3)2;
CF3(CF2)5(C6H4) C2H4SiCH3(OCH3)2;
CF3(CF2)7(C6H4) C2H4SiCH3(OCH3)2;
CF3(CF2)3CH2CH2Si (OCH2CH3)3;
CF3(CF2)5CH2CH2Si (OCH2CH3)3;
CF3(CF2)7CH2CH2Si (OCH2CH3)3;
CF3(CF2)9CH2CH2Si (OCH2CH3)3;and
CF3(CF2)7SO2N (C2H5) C2H4CH2Si (OCH3)3.
[0125]
By using a polysiloxane containing a fluoroalkyl group as described above as a binder, the liquid repellency of the energy non-irradiated portion of the wettability changing layer is greatly improved, and when the metal paste is applied over the entire surface, the metal paste The adhesion can be prevented, and the metal paste can be adhered only to the lyophilic region that is the energy irradiation section.
[0126]
Examples of the reactive silicone of the above (2) include compounds having a skeleton represented by the following general formula.
[0127]
Embedded image
Figure 2004087977
[0128]
Here, n is an integer of 2 or more, and R1, R2Is a substituted or unsubstituted alkyl, alkenyl, aryl or cyanoalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and the vinyl, phenyl or halogenated phenyl accounts for 40% or less of the whole in a molar ratio. Also, R1, R2Is preferably a group having a methyl group since the surface energy is minimized, and the molar ratio of the methyl group is preferably 60% or more. Further, the chain terminal or the side chain has at least one or more reactive group such as a hydroxyl group in the molecular chain.
[0129]
Further, a stable organosilicone compound which does not undergo a cross-linking reaction, such as dimethylpolysiloxane, may be mixed with the above-mentioned organopolysiloxane.
[0130]
In the present invention, various materials such as an organopolysiloxane can be used for the wettability changing layer as described above. It is effective for pattern formation. Therefore, it can be said that it is preferable that the material which is hardly deteriorated or decomposed by the action of the photocatalyst contain fluorine, specifically, the organopolysiloxane material contains fluorine to form the wettability changing layer.
[0131]
The wettability changing layer in the present invention may further contain a surfactant. Specifically, hydrocarbons such as NIKKOL @ BL, BC, BO, and BB series manufactured by Nikko Chemicals Co., Ltd., ZONYL @ FSN, FSO manufactured by DuPont, Surflon S-141, 145 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., and Dainippon Japan Megafac F-141 and 144 manufactured by Ink Chemical Industry Co., Ltd., Futagent F-200 and F251 manufactured by Neos Co., Ltd., Unidyne DS-401 and 402 manufactured by Daikin Industries, Ltd., and Florad FC-170 manufactured by 3M Corporation. 176 and the like, and a fluorine-based or silicone-based nonionic surfactant can be mentioned, and a cationic surfactant, an anionic surfactant, and an amphoteric surfactant can also be used.
[0132]
Further, in addition to the above surfactant, the wettability changing layer, polyvinyl alcohol, unsaturated polyester, acrylic resin, polyethylene, diallyl phthalate, ethylene propylene diene monomer, epoxy resin, phenol resin, polyurethane, melamine resin, polycarbonate , Polyvinyl chloride, polyamide, polyimide, styrene butadiene rubber, chloroprene rubber, polypropylene, polybutylene, polystyrene, polyvinyl acetate, polyester, polybutadiene, polybenzimidazole, polyacrylonitrile, oligomers such as epichlorohydrin, polysulfide, polyisoprene, polymers, etc. Can be contained.
[0133]
Such a wettability changing layer can be formed by dispersing the above-described components together with other additives as necessary in a solvent to prepare a coating solution, and applying the coating solution onto a substrate. . As the solvent to be used, alcohol-based organic solvents such as ethanol and isopropanol are preferable. The coating can be performed by a known coating method such as spin coating, spray coating, dip coating, roll coating, and bead coating. When the composition contains an ultraviolet curable component, the wettability changing layer can be formed by performing a curing treatment by irradiating ultraviolet rays.
[0134]
In addition, the wettability changing layer used in the present invention may be a self-supporting material as long as it is formed of a material whose surface wettability can be changed by the action of a photocatalyst. A material having no property may be used. In the present invention, having the self-supporting property means that it can exist in a tangible state without any other supporting material.
[0135]
When the wettability changing layer is a material having self-supporting properties, it is possible to use, for example, a commercially available resin film made of a material that can be a wettability changing layer, which is advantageous in terms of cost. As such a material, it is also possible to use a material obtained by forming a film of the above-described material as long as the material has self-supporting properties. Examples thereof include polyethylene, polycarbonate, polypropylene, polystyrene, polyester, and polyvinyl fluoride. , Acetal resin, nylon, ABS, PTFE, methacrylic resin, phenol resin, polyvinylidene fluoride, polyoxymethylene, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, silicone and the like.
[0136]
In the present invention, a wettability changing layer having no self-supporting property is preferable. The wettability changing layer formed of a material whose characteristics are largely changed as described above generally has a small amount of self-supporting material, and is formed on a substrate, thereby increasing strength and the like, and is used as various pattern forming bodies. This is because it becomes possible.
[0137]
In the present invention, the thickness of the wettability changing layer is preferably from 0.001 μm to 1 μm, and particularly preferably in the range of 0.01 to 0.1 μm, in view of the change rate of the wettability by the photocatalyst. is there.
[0138]
In the present invention, by using the wettability changing layer of the component described above, by the action of the photocatalyst in the photocatalyst containing layer, by using the action of oxidation, decomposition and the like of the organic group which is a part of the component, the energy irradiation section The wettability can be changed to make it lyophilic, and a large difference can be produced in the wettability with the energy non-irradiated portion. Therefore, even when the metal paste described later is applied to the entire surface, the metal paste can be relatively easily adhered only to the lyophilic region that is the energy irradiation unit, and a high-definition conductive pattern formed body can be formed. It can be manufactured at low cost.
[0139]
The wettability changing layer used in the present invention is not particularly limited as long as it is a layer whose wettability changes due to the action of the photocatalyst as described above. preferable. If the photocatalyst is not contained in the wettability changing layer in this way, when used as a conductive pattern forming body thereafter, there is no need to worry about being affected over time, and it can be used for a long time without any problem. Is possible.
[0140]
(Ii) Decomposition removal layer
Next, the decomposition removal layer will be described. The decomposition removal layer used in the present invention is not particularly limited as long as the decomposition removal layer of the part irradiated with energy is decomposed and removed by the action of the photocatalyst in the photocatalyst containing layer when irradiated with energy. is not.
[0141]
As described above, since the energy-irradiated portion is decomposed and removed by the action of the photocatalyst, the decomposition-removed layer has a pattern composed of a portion having the decomposed and removed layer and a portion having no decomposed layer without performing the developing step or the cleaning step, that is, the unevenness. Can be formed.
[0142]
In addition, since this decomposition removal layer is oxidized and decomposed by the action of a photocatalyst by energy irradiation and is vaporized, it is removed without a special post-treatment such as a development / washing step. Depending on the material, a washing step or the like may be performed.
[0143]
In addition, the decomposition removal layer used in the present invention not only forms irregularities but also preferably has a higher contact angle with a liquid as compared with a substrate described later. Thereby, the decomposition removal layer is decomposed and removed, and the region where the substrate is exposed can be made a lyophilic region, and the region where the decomposition removal layer remains can be made a lyophobic region, so that various patterns can be formed. This is because it becomes possible.
[0144]
Here, the lyophilic region is a region having a small contact angle with the liquid, and is a region having good wettability to a metal paste described later. Further, the lyophobic region is a region having a large contact angle with a liquid and a region having poor wettability to a metal paste.
[0145]
Further, the decomposition removal layer preferably has a contact angle with a liquid of 40 mN / m of 50 ° or more, particularly preferably 90 ° or more. This is because, in the present invention, since the remaining property change layer is a portion where liquid repellency is required, when the contact angle with the liquid is small, the liquid repellency is not sufficient, This is because, in the process, when the metal paste is printed on the entire surface by, for example, an offset printing method, the metal paste may remain even in the lyophobic region where the conductive pattern is not formed, which is not preferable.
[0146]
Further, in the present invention, a substrate described later preferably has a contact angle with a liquid of 40 mN / m at a portion where energy is not irradiated at 49 ° or less, particularly preferably 10 ° or less. In the present invention, since the base is a portion where lyophilicity is required, there is a possibility that the metal paste may be repelled even in the lyophilic region when applying a metal paste to be described later. This is because there is a possibility that patterning of the metal paste may become difficult. Here, the contact angle with the liquid is a value measured by the method described above.
[0147]
In this case, a substrate described later may be surface-treated so that the surface becomes lyophilic. Examples of surface treatment of the material surface to be lyophilic include lyophilic surface treatment by plasma treatment using argon, water, etc., as a lyophilic layer formed on the substrate, For example, a silica film formed by a sol-gel method of tetraethoxysilane can be used.
[0148]
Specific examples of the film that can be used for the decomposition removal layer as described above include a film made of a fluorine-based or hydrocarbon-based liquid-repellent resin or the like. These fluorine-based and hydrocarbon-based resins are not particularly limited as long as they have liquid repellency, and these resins are dissolved in a solvent and, for example, a common resin such as spin coating is used. It can be formed by a film method.
[0149]
Further, in the present invention, a functional thin film, that is, a self-assembled monomolecular film, a Langmuir-Brocket film, and by using an alternate adsorption film and the like, it is possible to form a film without defects, It can be said that such a film formation method is more preferably used.
[0150]
Here, the self-assembled monolayer, the Langmuir-Brocket film, and the alternating adsorption film used in the present invention will be specifically described.
[0151]
(1) Self-assembled monolayer
Although the inventors do not know the existence of an official definition of a self-assembled monolayer (Self-Assembled @ Monolayer), a commentary on what is generally recognized as a self-assembled monolayer is, for example, a review by Abraham @ Ulman. “Formation and Structure of the Self-Assembled Monolayers”, Chemical Review, 96, 1533-1554 (1996) are excellent. With reference to this review, a self-assembled monolayer can be said to be a monolayer formed as a result of adsorption and binding (self-assembly) of appropriate molecules to an appropriate substrate surface. Materials capable of forming a self-assembled film include, for example, surfactant molecules such as fatty acids, organic silicon molecules such as alkyltrichlorosilanes and alkylalkoxides, organic sulfur molecules such as alkanethiols, and alkyl phosphates. Organic phosphoric acid molecule. The general commonality of molecular structures is that they have a relatively long alkyl chain and that at one molecular end there is a functional group that interacts with the substrate surface. The portion of the alkyl chain is a source of intermolecular force when the molecules are packed two-dimensionally. However, the example shown here is the simplest structure, having a functional group such as an amino group or a carboxyl group at the other end of the molecule, an alkylene chain having an oxyethylene chain, or a fluorocarbon chain. A self-assembled monolayer composed of various molecules, such as a complex-type chain, has been reported. There is also a composite self-assembled monolayer composed of a plurality of molecular species. Recently, a polymer having a plurality of functional groups (in some cases, one functional group) or a linear (in some cases having a branched structure) polymer in the form of particles, such as a dendrimer, has been developed. It seems that the one formed on the substrate surface (the latter is collectively referred to as a polymer brush) may be considered as a self-assembled monolayer. The present invention also includes these in self-assembled monolayers.
[0152]
(2) Langmuir-Blodgett membrane
The Langmuir-Blodgett (Film) film used in the present invention is not significantly different from the above-described self-assembled monomolecular film in form when formed on a substrate. The characteristics of the Langmuir-Blodgett film can be said to be its formation method and the resulting high two-dimensional molecular packing properties (high orientation and high ordering). That is, in general, Langmuir-Blodgett film-forming molecules are first developed on the gas-liquid interface, and the developed film is condensed by the trough and changes into a highly packed condensed film. In practice, this is transferred to an appropriate substrate and used. It is possible to form from a monomolecular film to a multilayer film of an arbitrary molecular layer by the method outlined here. In addition, not only low molecules but also polymers, colloid particles, etc. can be used as the film material. Recent examples of applying various materials are described in detail in a review by Tokuharu Miyashita et al., "Prospects for Nanotechnology for Creating Soft Nanodevices", {Polymer} 50, September, 644-647 (2001).
[0153]
(3) Alternate adsorption film
In general, an alternating adsorption film (Layer-by-Layer @ Self-Assembled @ Film) is formed by sequentially adsorbing and bonding at least two materials having a functional group having a positive or negative charge onto a substrate. This is a film formed by performing Since a material having a larger number of functional groups has more advantages such as an increase in the strength and durability of the membrane, an ionic polymer (polymer electrolyte) is often used recently as a material. Particles having a surface charge such as proteins, metals and oxides, so-called "colloidal particles" are also frequently used as film-forming substances. More recently, membranes have been reported that actively utilize weaker interactions than ionic bonds, such as hydrogen bonds, coordinate bonds, and hydrophobic interactions. In the case of a relatively recent alternately adsorbed film, although slightly biased toward a material system using electrostatic interaction as a driving force, Paula @ T. Review by Hammond, "Recent \ Explorations \ in \ Electrostatic \ Multilayer \ Thin \ Film \ Assembly" Current Current Opinion in Colloid & Interface Science, 4, 430-4. In the alternate adsorption film, taking the simplest process as an example, the cycle of adsorption-washing of a material having a positive (negative) charge-adsorption-washing of a material having a negative (positive) charge is repeated a predetermined number of times. It is a film to be formed. No development-condensation-transfer operation is required at all like a Langmuir-Blodgett membrane. Further, as is apparent from the difference between these production methods, the alternating adsorption film generally does not have a two-dimensional high orientation and high order unlike the Langmuir-Blodgett film. However, the alternate adsorption film and its manufacturing method have advantages over conventional film forming methods, such as being able to easily form a dense film without defects and being able to uniformly form a film on a fine uneven surface, a tube inner surface, a spherical surface, and the like. Have many.
[0154]
The thickness of the decomposition removal layer is not particularly limited as long as it is a thickness that can be decomposed and removed by energy applied in a characteristic change pattern forming step described later. The specific film thickness varies greatly depending on the type of energy to be irradiated, the material of the decomposition removal layer, and the like, but is generally in the range of 0.001 μm to 1 μm, particularly 0.01 μm to 0.1 μm. It is preferable that the thickness be in the range of 1 μm.
[0155]
(Iii) Substrate
Next, the base will be described. In the present invention, the base is used, for example, when the above-mentioned property change layer has no self-supporting property or when it is a decomposition removal layer. For example, as shown in FIG. A change layer 5 is provided.
[0156]
Such a base is appropriately selected depending on the use of the finally obtained conductive pattern-formed body, and is generally used, for example, in a case of a normal printed wiring board or the like. Materials, specifically, a resin laminate of a paper substrate, a resin laminate of a glass cloth / glass nonwoven fabric substrate, ceramic, metal, and the like can be used. In a flexible wiring board, a resin film having flexibility can be used as a base.
[0157]
(Iv) Other
In the present invention, it is possible to use a pattern-forming body substrate in which a pattern-forming body substrate-side light-shielding portion is formed in a pattern. In this case, since it is necessary to perform the energy irradiation in the later-described characteristic change pattern forming step from the substrate for the pattern forming body, it is preferable that the above-described characteristic change layer and the base are formed of a transparent material.
[0158]
In the case where the characteristic change layer is formed on the substrate, it is preferable to form a pattern-forming body substrate-side light-shielding portion in a pattern on the surface of the substrate and form the characteristic change layer thereon. Has self-supporting properties and is not formed on the substrate, it is preferable that a pattern-forming-substrate-side light-shielding portion is formed on the surface of the characteristic change layer on which the characteristic change pattern is not formed.
[0159]
The method of forming such a light-shielding portion is the same as that of the above-described light-shielding portion on the photocatalyst-containing layer side, and a description thereof will be omitted.
[0160]
(Formation of characteristic change pattern)
Next, formation of the characteristic change pattern will be described. In the characteristic change pattern forming step of the present invention, after arranging the photocatalyst containing layer and the characteristic change layer at predetermined positions, by irradiating energy from a predetermined direction, a pattern is formed on the surface of the characteristic change layer. A process is performed. Hereinafter, formation of this characteristic change pattern will be described.
[0161]
a. Arrangement of photocatalyst containing layer and property change layer
In the property change pattern forming step of the present invention, first, it is necessary to arrange the photocatalyst containing layer and the property change layer at a predetermined interval so that the action of the photocatalyst is exerted during energy irradiation. After arranging the photocatalyst containing layer and the property change layer with a gap of 200 μm or less, energy is irradiated from a predetermined direction. At this time, the photocatalyst containing layer and the property change layer may be brought into close contact with each other.
[0162]
In the present invention, in consideration of the fact that the gap has extremely good pattern accuracy and high sensitivity of the photocatalyst, and thus has a good property change efficiency of the property change layer, it is particularly in the range of 0.2 μm to 10 μm, preferably It is preferable that the thickness be in the range of 1 μm to 5 μm. Such a range of the gap is particularly effective for a small-area conductive pattern formed body capable of controlling the gap with high accuracy.
[0163]
On the other hand, when processing is performed on a conductive pattern formed body having a large area of, for example, 300 mm × 300 mm, without contact, the fine gap as described above is formed between the photocatalyst-containing layer-side substrate and the pattern-formed body substrate. It is very difficult to form between them. Therefore, when the conductive pattern forming body has a relatively large area, the gap is preferably within a range of 10 to 100 μm, particularly preferably within a range of 50 to 75 μm. By setting the gap to be in such a range, a problem such as a decrease in pattern accuracy such as blurring of the pattern and a problem such as a decrease in sensitivity of the photocatalyst and a decrease in efficiency of the characteristic change do not occur. This is because there is an effect that unevenness does not occur in the characteristic change on the layer.
[0164]
When irradiating the relatively large-area conductive pattern forming body with energy as described above, the gap in the positioning device between the photocatalyst-containing layer-side substrate and the pattern forming body substrate in the energy irradiation device is set to 10 μm to 200 μm. , Particularly preferably within the range of 25 μm to 75 μm. By setting the set value within such a range, without significantly lowering the pattern accuracy and significantly lowering the sensitivity of the photocatalyst, and without contact between the photocatalyst-containing layer side substrate and the substrate for the pattern forming body. This is because they can be arranged.
[0165]
By arranging the photocatalyst-containing layer and the surface of the property change layer at a predetermined distance in this manner, oxygen and water and active oxygen species generated by the photocatalysis can be easily desorbed. That is, when the distance between the photocatalyst-containing layer and the property change layer is narrower than the above range, the desorption of the active oxygen species becomes difficult, and as a result, there is a possibility that the property change rate may be reduced. Absent. Further, when the active oxygen species are arranged at an interval larger than the above range, it becomes difficult for the generated active oxygen species to reach the characteristic change layer, and also in this case, the speed of the characteristic change may be reduced, which is not preferable.
[0166]
In the present invention, such an arrangement state need only be maintained at least during energy irradiation.
[0167]
As a method of forming such an extremely narrow gap uniformly and arranging the photocatalyst containing layer and the property changing layer, for example, a method using a spacer can be mentioned. By using the spacer in this manner, a uniform gap can be formed, and at the portion where the spacer contacts, the action of the photocatalyst does not reach the surface of the characteristic change layer. By having the same pattern as the change pattern, it is possible to form a predetermined characteristic change pattern on the characteristic change layer.
[0168]
In the present invention, such a spacer may be formed as one member, but as described in the section of the photocatalyst containing layer side substrate, for the sake of simplification of the process, the photocatalyst containing layer side substrate It is preferably formed on the surface of the containing layer. In the above description of the photocatalyst containing layer side substrate, the photocatalyst containing layer side light shielding portion has been described. However, in the present invention, such a spacer protects the surface so that the action of the photocatalyst does not reach the surface of the characteristic change layer. It may be formed of a material that does not have a function of shielding the irradiated energy, as long as it has the function of performing the above operation.
[0169]
b. Energy irradiation
Next, energy irradiation is performed on the opposing portion while maintaining the above arrangement. The term “energy irradiation (exposure)” in the present invention is a concept including irradiation of any energy ray capable of changing the properties of the surface of the property change layer by the photocatalyst-containing layer, and is limited to visible light irradiation. Not something.
[0170]
Usually, the wavelength of light used for such energy irradiation is set in a range of 400 nm or less, preferably in a range of 380 nm or less. This is because the preferable photocatalyst used for the photocatalyst-containing layer is titanium dioxide as described above, and light having the above-mentioned wavelength is preferable as the energy for activating the photocatalysis by the titanium dioxide.
[0171]
Examples of the light source that can be used for such energy irradiation include a mercury lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, an excimer lamp, and various other light sources.
[0172]
In addition to the above-described method using a light source and irradiating a pattern through a photomask, a method of drawing and irradiating a pattern using a laser such as excimer or YAG can also be used.
[0173]
Further, the energy irradiation amount at the time of energy irradiation is an irradiation amount necessary for changing the characteristics of the surface of the characteristic change layer by the action of the photocatalyst in the photocatalyst containing layer.
[0174]
In this case, by irradiating energy while heating the photocatalyst-containing layer, the sensitivity can be increased, which is preferable in that the characteristics can be changed efficiently. Specifically, it is preferable to heat in the range of 30 ° C to 80 ° C.
[0175]
The energy irradiation direction in the present invention is a method for forming a characteristic change pattern such as whether or not a photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion or a pattern-forming substrate-side light-shielding portion is formed. It is determined by whether or not the substrate is transparent.
[0176]
That is, when the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion is formed, it is necessary to perform energy irradiation from the photocatalyst-containing layer-side substrate side, and in this case, the energy is irradiated to the photocatalyst-containing layer-side substrate. Need to be In this case, in the case where the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion is formed on the photocatalyst-containing layer and the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion is used so as to have a function as a spacer as described above, the energy irradiation direction May be from the photocatalyst containing layer side substrate side or from the pattern forming body substrate side.
[0177]
On the other hand, when the pattern-forming body substrate-side light-shielding portion is formed, it is necessary to perform energy irradiation from the pattern-forming body substrate side, and in this case, the energy applied to the pattern-forming body substrate is reduced. It needs to be transparent. In this case, also in this case, when the pattern-forming body substrate-side light-shielding portion is formed on the characteristic change layer, and the pattern-forming body substrate-side light-shielding portion is used so as to have a function as a spacer as described above, The energy irradiation direction may be from the photocatalyst containing layer side substrate side or from the pattern forming body substrate side.
[0178]
Further, as described above, the energy irradiation direction in the case where the photocatalyst-containing layer is formed in a pattern is, as described above, from any direction as long as the energy is applied to the portion where the photocatalyst-containing layer and the property change layer are opposed to each other. May be done.
[0179]
Similarly, in the case where the above-described spacer is used, it may be irradiated from any direction as long as energy is applied to the opposing portion.
[0180]
When a photomask is used, energy is applied from the side where the photomask is arranged. In this case, the substrate on which the photomask is disposed, that is, either the photocatalyst-containing layer-side substrate or the substrate for the pattern forming body needs to be transparent.
[0181]
c. Removal of photocatalyst containing layer side substrate
When the energy irradiation as described above is completed, the photocatalyst-containing layer-side substrate is separated from the position where the characteristic change layer is disposed, and as a result, as shown in FIG. The characteristic change pattern is formed on the characteristic change layer 5.
[0182]
(2) Metal paste application process
Next, in the present invention, a metal paste is applied to the surface of the pattern forming substrate on which the characteristic change pattern is formed, thereby applying a metal paste in a pattern.
[0183]
The method of applying the metal paste is not particularly limited as long as it can be applied to the surface of the property change layer, and is a method of applying the metal paste in a desired pattern, such as a nozzle discharge method. Or an offset printing method, a screen printing method, or the like.
[0184]
Here, examples of the nozzle discharge method include an electric field jet method and a method using a dispenser, and among them, the electric field jet method is preferable.
[0185]
Here, the electric field jet method used in the present invention refers to, for example, supplying a metal paste to a discharge head having a nozzle-like or slit-like opening in which an electrode is disposed in the vicinity of a discharge port, and then applying an AC current to the electrode. Alternatively, this is a pattern forming method in which the metal paste is continuously or intermittently discharged from an opening by applying a DC voltage. According to this electric field jet method, a liquid having a high viscosity of tens of thousands cps can be discharged. In addition, since the formed pattern can be made smaller than the size of the opening due to the effect of the voltage, the opening can be made relatively large, and the metal paste containing coarse particles is also clogged. This makes it possible to form a pattern stably and at a high resolution without performing.
[0186]
In the case where the characteristic change pattern has a difference in wettability between the energy irradiation area and the energy non-irradiation area, an offset printing method or a screen printing method can be used.
[0187]
When the metal paste application step of the present invention is performed by an offset printing method, a lyophilic region and a lyophobic region are formed as the characteristic change pattern on a pattern forming substrate that is a printing substrate. Therefore, for example, even when the metal paste is printed on the entire surface of the pattern forming substrate, the metal paste adheres only to the lyophilic region. Accordingly, it is not necessary to use a plate having a pattern, and it is possible to provide a low-cost method for manufacturing a conductive pattern formed body.
[0188]
When the metal paste application step of the present invention is performed by a screen printing method, a characteristic change pattern including a lyophilic region and a lyophobic region is formed on the pattern forming substrate. Therefore, when the metal paste is printed, the ink adheres only to the lyophilic region, and the metal paste can be applied with higher definition than a normal screen printing method.
[0189]
The viscosity of the metal paste used in the present invention is preferably 50 cps or more, and particularly preferably in the range of 50 to 1,000,000 cps.
[0190]
The concentration is preferably in the range of 20 to 95 wt%. If the viscosity and the concentration are lower than the above ranges, it depends on the application, but it is not preferable because the thickness of the obtained metal pattern may be too thin to be practically used. On the other hand, when the viscosity and the concentration are higher than the above ranges, it is not preferable because patterning may be difficult.
[0191]
The metal paste used in the present invention usually has a metal, a binder, various additives and the like. The type of metal used in the metal paste of the present invention is not particularly limited, but is preferably copper, aluminum, platinum, palladium, or nickel. This is because the metal has good conductivity and corrosion resistance.
[0192]
Further, the organic component of the binder constituting the metal paste of the present invention is one which does not volatilize and decompose by firing and does not leave carbide in the film after firing, and is appropriately selected from the following. can do. That is, alkyd resin, modified alkyd resin, modified epoxy resin, urethane oil, urethane resin, rosin resin, rosin oil, maleic acid resin, maleic anhydride resin, maleated oil, polybutene resin, diallyl phthalate resin, polyester resin, Polyester oligomer, mineral oil, vegetable oil, urethane oligomer, copolymer of (meth) allyl ether and maleic anhydride (this copolymer may be added with another monomer (for example, styrene or the like) as a copolymer component) Etc. can be used alone or in combination of two or more.
[0193]
Further, in the metal paste of the present invention, as additives, dispersing agents, wetting agents, thickening agents, leveling agents, antifouling agents, gelling agents, silicone oil, silicone resin, defoaming agents, plasticizers and the like. It may be appropriately selected and added.
[0194]
Further, as the glass frit used as required for the metal paste of the present invention, for example, the softening temperature is 450 to 600 ° C., and the thermal expansion coefficient α300 is 70 × 10-7~ 95 × 10-7/ ° C, a glass frit having a glass transition temperature of 400 to 500 ° C can be used, and PbO / SiO2/ B2O3Glass, Bi2O3Glass, ZnO glass, B2O3-It is preferable to use a glass frit that does not contain an alkali oxide such as an alkaline earth metal oxide-based glass. If the softening temperature of the glass frit exceeds 600 ° C., it is necessary to increase the firing temperature. For example, when the heat resistance of the electrode pattern forming body is low, thermal deformation occurs in the firing step, which is not preferable. On the other hand, if the softening temperature of the glass frit is lower than 450 ° C., the glass frit is fused before the organic components are completely decomposed and volatilized and removed by firing, so that voids are likely to be formed, which is not preferable. Furthermore, the thermal expansion coefficient α300 of the glass frit is 70 × 10-7/ ° C or 95 × 10-7If the temperature exceeds / ° C, the difference from the coefficient of thermal expansion of the pattern-formed body may become too large, resulting in distortion or the like, which is not preferable. The average particle size (D50) of such a glass frit is in the range of 0.1 to 2 μm, preferably 0.5 to 1.5 μm.
[0195]
When a solvent is used for the metal paste of the present invention, a solvent having a boiling point of 390 ° C. or less is used. The solvent to be used is preferably a petroleum solvent such as normal paraffin, isoparaffin, naphthene or alkylbenzene, or a mixed solvent obtained by combining these.
[0196]
(3) Conductive pattern forming step
In the present invention, finally, a conductive pattern forming step of solidifying the metal paste adhered in the pattern shape to form a conductive pattern is performed, and finally the substrate for the pattern formed body is formed into a conductive pattern formed body .
[0197]
As the solidification method used here, heating is the most common, and heating is performed in the range of 100 ° C to 700 ° C, preferably in the range of 250 ° C to 500 ° C, and the heating time is 10 minutes to 60 minutes. Within the range, preferably within the range of 20 to 40 minutes.
[0198]
(4) Non-image area removing step
In the method for producing a conductive pattern formed body of the present invention, in addition to the above steps, a non-image area removing step of removing a characteristic change layer other than the conductive pattern forming portion formed in the above conductive pattern forming step May be provided. When the above-mentioned characteristic change layer is conductive, even if it has a conductive pattern on the pattern formed body, it is difficult to form the conductive pattern formed body, so that other than the above-described conductive pattern By removing the characteristic change layer in the region, the substrate is exposed to form a conductive pattern formed body. At this time, the substrate needs to be an insulating material among the above.
[0199]
In the non-image portion removing step of the present invention, for example, the characteristic change layer exposed on the surface other than the conductive pattern 11 region of the pattern forming substrate (FIG. 6A) formed in the conductive pattern forming step is used. This is a step of removing the non-image portion 7 composed of (FIG. 6B), and the method is not particularly limited as long as the non-image portion 7 can be removed.
[0200]
As a specific method for removing the non-image area, a method of applying an alkaline solution or a strong acid such as hydrofluoric acid or concentrated sulfuric acid by spraying, a method of immersion, or the like can be given.
[0201]
(5) Other
In the present invention, the thickness of the conductive pattern may be increased by further performing electroplating on the conductive pattern formed body. By doing so, it is possible to reduce the resistance of the conductive pattern, and at the same time, it is possible to improve the adhesion strength of the conductive pattern to the characteristic change layer, thereby providing a high-quality, high-definition wiring board. Because it can be.
[0202]
Further, in the present invention, an insulating protective layer may be further formed after the conductive pattern is formed. By doing so, problems such as peeling of the conductive pattern can be prevented. When the insulating protective layer is used as a characteristic change layer, a conductive pattern can be further formed thereon to use it as a multilayer printed wiring board.
[0203]
B. Conductive pattern forming body
Next, the conductive pattern formed body of the present invention will be described. The conductive pattern forming body of the present invention has three embodiments. Hereinafter, each conductive pattern forming body will be described.
[0204]
1. First embodiment
First, a first embodiment of the conductive pattern formed body of the present invention will be described. The first embodiment of the conductive pattern forming body of the present invention is formed by solidifying a metal paste in a pattern on the wettability changing layer, the wettability changing layer having a wettability changed by the action of a photocatalyst. And a metal composition. The conductive pattern forming body of the present embodiment can easily form a lyophilic region and a lyophobic region in a pattern by energy irradiation by having the wettability changing layer. By attaching the metal paste to the liquid region, it is possible to easily manufacture the conductive pattern formed body.
[0205]
Further, in this embodiment, since the conductive pattern is formed on the wettability changing layer, the electric resistance of the wettability changing layer is 1 × 108Ω · cm to 1 × 1018Ω · cm, especially 1 × 1012Ω · cm to 1 × 1018It is preferably within the range of Ω · cm. Thereby, it becomes possible to obtain an excellent conductive pattern formed body.
[0206]
The structure of the conductive pattern formed body of the present embodiment is not particularly limited as long as it has the wettability changing layer and the metal composition formed in a pattern on the wettability changing layer. Instead, for example, as shown in FIG. 7A, a wettability changing layer 5 which is a property changing layer is formed on the base 4, and the metal composition 11 is formed on the wettability changing layer 5 in a pattern. The metal composition 11 may be formed on the wettability changing layer 5 in a pattern when the wettability changing layer 5 has a self-supporting property as shown in FIG. It may be what has been done.
[0207]
As the wettability changing layer and the substrate used in the present embodiment, those described in “Pattern-forming body substrate” in “A. Method for manufacturing pattern-forming body” described above can be used. Is omitted. The metal composition used in the present embodiment is obtained by solidifying a metal paste in a pattern. The “metal paste application step” and the “conductive pattern” in the above “A. This is the same as the material and manufacturing method described in the “forming step”, and thus description thereof will be omitted.
[0208]
2. Second embodiment
Next, a second embodiment of the conductive pattern formed body of the present invention will be described. A second embodiment of the conductive pattern formed body of the present invention comprises a substrate, a decomposition removal layer which is decomposed and removed on the substrate by the action of a photocatalyst, and And a metal composition formed by solidifying a metal paste in a shape.
[0209]
The structure and the like of the conductive pattern of this embodiment are not particularly limited. For example, as shown in FIG. 8, a base 4 and a decomposition removal layer 5 which is a characteristic change layer formed on the base 4 are formed. And the metal composition 11 formed on the substrate 4 exposed by the decomposition and removal of the decomposition removal layer 5.
[0210]
Since the conductive pattern formed body of this embodiment has the above-mentioned decomposition removal layer, it is possible to easily form irregularities in a pattern on the surface by performing energy irradiation, Thus, it becomes possible to manufacture a characteristic pattern formed body. Further, in the decomposition removal layer of this embodiment, it is preferable that the contact angle of the liquid with respect to the decomposition removal layer is different from the contact angle of the liquid with the substrate. Thereby, it is possible to manufacture the conductive pattern-formed body using not only the unevenness of the surface but also the wettability.
[0211]
In this case, since the conductive pattern is formed on the base, the electric resistance of the base is 1 × 108Ω · cm to 1 × 1018Ω · cm, especially 1 × 1012Ω · cm to 1 × 1018It is preferably within the range of Ω · cm.
[0212]
Further, since the decomposition removal layer exists around the conductive pattern, the electrical resistance of the decomposition removal layer is 1 × 108Ω · cm to 1 × 1018Ω · cm, especially 1 × 1012Ω · cm to 1 × 1018It is preferably within the range of Ω · cm. Thereby, an excellent conductive pattern formed body can be obtained.
[0213]
As the decomposition removal layer and the substrate used in the present embodiment, those described in “Pattern-forming body substrate” in “A. Method for producing conductive pattern-forming body” described above can be used. The description in is omitted. The metal composition used in the present embodiment is obtained by solidifying a metal paste in a pattern. The “metal paste application step” and the “conductive pattern” in the above “A. This is the same as the material and the manufacturing method described in “Forming Step”, and thus description thereof will be omitted.
[0214]
3. Third embodiment
Next, a third embodiment of the conductive pattern formed body of the present invention will be described. A third embodiment of the conductive pattern formed body of the present invention includes a substrate, a wettability changing layer in which wettability changes by the action of a photocatalyst formed in a pattern on the substrate, and a wettability changing layer formed on the substrate. And a metal composition formed by solidifying a metal paste.
[0215]
The structure and the like of the conductive pattern formed body of the present invention are not particularly limited. For example, as shown in FIG. 9, a base 4 and a wettability changing layer which is a characteristic change layer on the base 4 in a pattern. 5 is formed, and the metal composition 11 is formed on the wettability changing layer 5.
[0216]
Since the conductive pattern formed body of the present embodiment has the wettability changing layer, the conductive pattern formed body can be easily manufactured by utilizing the wettability. Further, since the wettability changing layer is formed in a pattern on the base and the conductive pattern is formed on the wettability changing layer, portions other than the conductive pattern are exposed on the surface of the base. I have. Thereby, even when the wettability changing layer is conductive, it becomes possible to form a conductive pattern formed body. In this case, the electric resistance of the substrate is 1 × 108Ω · cm to 1 × 1018Ω · cm, especially 1 × 1012Ω · cm to 1 × 1018It is preferably within the range of Ω · cm. Thereby, an excellent conductive pattern formed body can be obtained.
[0219]
As the wettability changing layer and the substrate used in the present embodiment, those described in the section of “A substrate for a pattern formed body” in the above “A. Method for manufacturing a pattern formed body” can be used. The description here is omitted. The metal composition used in the present embodiment is obtained by solidifying a metal paste in a pattern. The “metal paste application step” and the “conductive pattern” in the above “A. This is the same as the material and the manufacturing method described in “Forming Step”, and thus description thereof will be omitted.
[0218]
This embodiment is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present embodiment, and any device having the same function and effect can be provided. The technical scope of the present embodiment is included.
[0219]
【Example】
Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail through examples.
[0220]
[Example 1]
1. Formation of photocatalyst containing layer side substrate
A photocatalytic titanium oxide coating agent TKC301 manufactured by Teica Co., Ltd. is coated on a quartz glass substrate on which a 0.4 μm thick chromium black matrix is formed in a 50 μm line and space and dried at 350 ° C. for 3 hours. And a photocatalyst-containing layer-side substrate was prepared.
[0221]
2. Formation of substrate for patterned body
Next, 3 g of 0.1N hydrochloric acid water was added to 0.4 g of MF-160E (trade name, manufactured by Tochem Products Co., Ltd.) containing fluoroalkylsilane as a main component, and the solution stirred at room temperature for 1 hour was mixed with glass. After coating on the substrate, the substrate was dried at 150 ° C. for 10 minutes to prepare a substrate for a pattern forming body.
[0222]
3. Formation of characteristic change pattern by exposure
The photocatalyst-containing layer-side substrate is brought into close contact with the pattern-forming body substrate, and the photocatalyst-containing layer-side substrate is exposed to an ultrahigh-pressure mercury lamp (365 nm @ 1000 mJ / cm) to form a wettability change pattern on the surface of the pattern-forming body. Formed. At this time, the contact angle with the wetting standard reagent (40 mN / m) in the lyophobic region was 78 °, and the contact angle in the lyophilic region was 9 °.
[0223]
4. Formation of conductive pattern
Next, a metal paste having the following composition was applied to the substrate for a pattern forming body by roll coating, whereby the metal paste was attached in a pattern only on the lyophilic region. The pattern of the metal paste was heated (maintained at 600 ° C. for 10 minutes) to obtain a conductive pattern formed body on which silver was patterned on the substrate.
[0224]
(Metal paste (viscosity 3000p))
Conductive powder (77.5%): silver (tap density 3.1 g / cm3, Average particle size 0.28μm, irregular shape)
-Resin (20%): Maria Rim A4B-0851 manufactured by NOF Corporation (copolymer of allyl ether, maleic anhydride, and styrene)
-Glass frit (2.5%): Bi2O3Glass (no alkali)
[0225]
5. Non-image area removal process
Next, the substrate on which the conductive pattern was formed was immersed in an alkaline aqueous solution mainly composed of PH13 potassium hydroxide for 10 minutes, and then rinsed with water for 5 minutes to remove non-image portions.
[0226]
[Example 2]
1. Formation of photocatalyst containing layer side substrate
5 g of trimethoxymethylsilane (TSL8113, manufactured by GE Toshiba Silicone Co., Ltd.) and 2.5 g of 0.5N hydrochloric acid were mixed and stirred for 8 hours. This was diluted 10-fold with isopropyl alcohol to obtain a primer layer composition. The composition for a primer layer was applied on a photomask substrate by a spin coater and dried at 150 ° C. for 10 minutes to form a transparent primer layer (0.2 μm in thickness).
[0227]
Next, 30 g of isopropyl alcohol, 3 g of trimethoxymethylsilane (TSL8113, manufactured by GE Toshiba Silicone Co., Ltd.) and 20 g of ST-K03 (manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.), which is a photocatalytic inorganic coating agent, were mixed, and the mixture was mixed at 100 ° C. Stirred for 20 minutes. This was diluted three times with isopropyl alcohol to obtain a photocatalyst-containing layer composition. The composition for a photocatalyst-containing layer is applied on a photomask substrate on which a primer layer is formed by a spin coater, and is dried at 150 ° C. for 10 minutes to form a transparent photocatalyst-containing layer (0.15 μm in thickness). Was formed.
[0228]
2. Formation of substrate for patterned body
2 g of Iupilon Z400 (manufactured by Mitsubishi Gas Chemical) mainly composed of polycarbonate was dissolved in 30 g of dichloromethane and 70 g of 1,1,2-trichloroethane to prepare a composition for a decomposed layer removal layer. The composition for a decomposition removal layer was applied on a glass substrate by a spin coater and dried at 100 ° C. for 60 minutes to form a transparent decomposition removal layer (thickness: 0.01 μm).
[0229]
3. Formation of characteristic change pattern by exposure
The substrate on the photocatalyst-containing layer side and the decomposition removal layer are aligned, opposed to each other with a gap of 100 μm, and 40 mW / cm from the photomask side by an ultra-high pressure mercury lamp (wavelength 365 nm).2Exposure was performed for 600 seconds at an illuminance of, and the decomposition removal layer was decomposed and removed to form a decomposition removal pattern composed of the exposed glass substrate in a pattern.
[0230]
At this time, the contact angle between the unexposed portion and the decomposition removal pattern and the wet standard reagent (40 mN / m) was measured using a contact angle measuring device (CA-Z type manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). 30 seconds after dropping), the results were 67 ° and 6 °, respectively.
[0231]
4. Formation of conductive pattern
Next, using an electric field jet apparatus, a metal paste having the following composition was adhered to the above-mentioned decomposition removal pattern, and a treatment of holding at 600 ° C. for 10 minutes was performed to cure the paste.
[0232]
(Metal paste (500p viscosity))
-Conductive powder (40%): silver (tap density 3.1 g / cm3, Average particle size 0.28μm, irregular shape)
-Resin (10%): Marialim A4B-0851 manufactured by NOF Corporation (copolymer of allyl ether, maleic anhydride, and styrene)
-Glass frit (1%): Bi2O3Glass (no alkali)
-Solvent (49%): normal paraffin
[0233]
5. Non-image area removal process
Next, the substrate on which the conductive pattern was formed was immersed in an alkaline aqueous solution mainly composed of potassium hydroxide of PH13 for 2 minutes, and then rinsed with water for 5 minutes to remove non-image portions.
[0234]
[Example 3]
1. Formation of photocatalyst containing layer side substrate
5 g of trimethoxymethylsilane (TSL8113, manufactured by GE Toshiba Silicone Co., Ltd.) and 2.5 g of 0.5N hydrochloric acid were mixed and stirred for 8 hours. This was diluted 10-fold with isopropyl alcohol to obtain a primer layer composition.
[0235]
The composition for a primer layer was applied on a photomask substrate by a spin coater, and dried at 150 ° C. for 10 minutes to form a transparent primer layer (0.2 μm in thickness).
[0236]
Next, 30 g of isopropyl alcohol, 3 g of trimethoxymethylsilane (TSL8113, manufactured by GE Toshiba Silicone Co., Ltd.) and 20 g of ST-K03 (manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.), which is a photocatalytic inorganic coating agent, were mixed, and the mixture was mixed at 100 ° C. Stirred for 20 minutes. This was diluted three times with isopropyl alcohol to obtain a photocatalyst-containing layer composition. The composition for a photocatalyst-containing layer is applied on a photomask substrate on which a primer layer is formed by a spin coater, and is dried at 150 ° C. for 10 minutes to form a transparent photocatalyst-containing layer (0.15 μm in thickness). Was formed.
[0237]
2. Formation of substrate for patterned body
Polydiallyldimethylammonium chloride (PDDA, average molecular weight 100,000-200,000, Aldrich) which is a cationic polymer, and polystyrenesulfonic acid sodium salt (PSS, average molecular weight 70,000, Aldrich) which is an anionic polymer And were alternately adsorbed on a glass substrate to a thickness of about 2 nm.
[0238]
3. Formation of characteristic change pattern by exposure
The substrate on the photocatalyst containing layer side and the decomposition removal layer were aligned and opposed to each other with a gap of 50 μm provided, and 40 mW / cm from the photomask side using an ultra-high pressure mercury lamp (wavelength 365 nm).2Exposure was performed at an illuminance of 120 seconds to decompose and remove the decomposition removal layer, thereby forming a decomposition removal pattern composed of the exposed glass substrate in a pattern.
[0239]
At this time, the contact angle between the unexposed portion and the decomposition removal pattern and the wet standard reagent (40 mN / m) was measured using a contact angle measuring device (CA-Z type manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.). 30 seconds after the drop), the results were 65 ° and 5 °, respectively.
[0240]
4. Formation of conductive pattern
Next, using an electric field jet device, the same metal paste as described in Example 2 was adhered to the above-mentioned decomposition removal pattern, and a treatment of holding at 600 ° C. for 10 minutes was performed to cure the paste.
[0241]
【The invention's effect】
According to the present invention, the photocatalyst containing layer and the property change layer are arranged at a predetermined gap, and by irradiating energy, a property change pattern in which the property of the property change layer surface changes in a pattern can be formed. It is possible, and it is possible to easily attach the metal paste in a pattern by utilizing the difference in the characteristics of the characteristic change pattern. As a result, a high-definition conductive pattern formed body can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process chart showing an example of a method for producing a conductive pattern formed body of the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of a photocatalyst-containing layer-side substrate used in the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing another example of the photocatalyst-containing layer-side substrate used in the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing another example of the photocatalyst-containing layer side substrate used in the present embodiment.
FIG. 5 is a schematic sectional view showing another example of the photocatalyst-containing layer side substrate used in the present embodiment.
FIG. 6 is a process chart showing an example of a non-image area removing step of the method for producing a conductive pattern formed body of the present invention.
FIG. 7 is a schematic sectional view showing an example of the conductive pattern formed body of the present invention.
FIG. 8 is a schematic sectional view showing another example of the conductive pattern formed body of the present invention.
FIG. 9 is a schematic sectional view showing another example of the conductive pattern formed body of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Base material
2) Photocatalyst containing layer
3 ... Photocatalyst containing layer side substrate
4 ... Base
5 ... Characteristic change layer
6 ... Pattern forming substrate
7 ... Non-image area
9 ... Characteristic change area
10 ... Characteristic unchanged area
12 ... conductive pattern formed body
13 ... Light-shielding part on the photocatalyst containing layer side
14 ... Primer layer

Claims (39)

光触媒を含有する光触媒含有層および基材を有する光触媒含有層側基板と、前記光触媒含有層中の光触媒の作用により特性が変化する特性変化層を有するパターン形成体用基板とを、前記光触媒含有層および前記特性変化層が200μm以下となるように間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、前記特性変化層表面に特性の変化した特性変化パターンを形成する特性変化パターン形成工程と、
前記特性変化パターンが形成されたパターン形成体用基板表面に、金属ペーストを塗布することにより、パターン状に金属ペーストを付着させる金属ペースト塗布工程と、
前記特性変化パターンにパターン状に付着した金属ペーストを固化させて導電性パターンとする導電性パターン形成工程と
を有することを特徴とする導電性パターン形成体の製造方法。
A photocatalyst-containing layer-side substrate having a photocatalyst-containing layer and a base material containing a photocatalyst, and a pattern-forming body substrate having a property-changing layer whose properties are changed by the action of a photocatalyst in the photocatalyst-containing layer; And a characteristic change pattern for forming a characteristic change pattern having changed characteristics on the surface of the characteristic change layer by irradiating energy from a predetermined direction after disposing a gap so that the characteristic change layer becomes 200 μm or less. Forming step;
By applying a metal paste to the surface of the pattern-formed body substrate on which the characteristic change pattern is formed, a metal paste application step of attaching the metal paste in a pattern form,
A method of forming a conductive pattern by solidifying a metal paste adhered in a pattern to the characteristic change pattern to form a conductive pattern.
前記導電性パターン形成工程後に、前記特性変化層が前記パターン形成体用基板表面に露出している部分である非画線部を除去する非画線部除去工程を有することを特徴とする請求項1に記載の導電性パターン形成体の製造方法。A non-image portion removing step of removing a non-image portion, which is a portion where the characteristic change layer is exposed on the surface of the pattern forming substrate, after the conductive pattern forming step. 2. The method for producing a conductive pattern formed body according to item 1. 前記非画線部除去工程が、アルカリ溶液により前記特性変化層を除去する工程であることを特徴とする請求項2に記載の導電性パターン形成体の製造方法。3. The method according to claim 2, wherein the non-image area removing step is a step of removing the characteristic change layer with an alkaline solution. 4. 前記光触媒含有層側基板が、基材と、前記基材上にパターン状に形成された光触媒含有層とからなることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載の導電性パターン形成体の製造方法。The said photocatalyst containing layer side board | substrate consists of a base material and the photocatalyst containing layer formed in the pattern shape on the said base material, The claim in any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. A method for producing a conductive pattern formed body. 前記光触媒含有層側基板が、基材と、前記基材上に形成された光触媒含有層と、パターン状に形成された光触媒含有層側遮光部とからなり、前記特性変化パターン形成工程におけるエネルギーの照射が、光触媒含有層側基板側から行なわれることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載の導電性パターン形成体の製造方法。The photocatalyst-containing layer-side substrate is composed of a base material, a photocatalyst-containing layer formed on the base material, and a photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion formed in a pattern, and the energy change in the characteristic change pattern forming step. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the irradiation is performed from the photocatalyst-containing layer-side substrate side. 前記光触媒含有層側基板において、前記光触媒含有層側遮光部が前記基材上にパターン状に形成され、さらにその上に前記光触媒含有層が形成されていることを特徴とする請求項5に記載の導電性パターン形成体の製造方法。6. The photocatalyst-containing layer-side substrate, wherein the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion is formed in a pattern on the base material, and the photocatalyst-containing layer is further formed thereon. A method for producing a conductive pattern formed body. 前記光触媒含有層側基板において、前記基材上に光触媒含有層が形成され、前記光触媒含有層上に前記光触媒含有層側遮光部がパターン状に形成されていることを特徴とする請求項5に記載の導電性パターン形成体の製造方法。6. The photocatalyst-containing layer-side substrate, wherein a photocatalyst-containing layer is formed on the base material, and the photocatalyst-containing layer-side light-shielding portion is formed in a pattern on the photocatalyst-containing layer. A method for producing the conductive pattern formed body according to the above. 前記光触媒含有層が、光触媒からなる層であることを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれかの請求項に記載の導電性パターン形成体の製造方法。The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the photocatalyst-containing layer is a layer made of a photocatalyst. 前記光触媒含有層が、光触媒を真空製膜法により基材上に製膜してなる層であることを特徴とする請求項8に記載の導電性パターン形成体の製造方法。The method according to claim 8, wherein the photocatalyst-containing layer is a layer formed by forming a photocatalyst on a substrate by a vacuum film-forming method. 前記光触媒含有層が、光触媒とバインダとを有する層であることを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれかの請求項に記載の導電性パターン形成体の製造方法。The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the photocatalyst containing layer is a layer having a photocatalyst and a binder. 前記光触媒が、前記光触媒が、酸化チタン(TiO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO)、酸化タングステン(WO)、酸化ビスマス(Bi)、および酸化鉄(Fe)から選択される1種または2種以上の物質であることを特徴とする請求項1から請求項10までのいずれかの請求項に記載の導電性パターン形成体の製造方法。The photocatalyst, the photocatalyst is titanium oxide (TiO 2), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2), strontium titanate (SrTiO 3), tungsten oxide (WO 3), bismuth oxide (Bi 2 O 3 11) and one or more substances selected from iron oxide (Fe 2 O 3 ). A method for producing a formed body. 前記光触媒が酸化チタン(TiO)であることを特徴とする請求項11記載の導電性パターン形成体の製造方法。The method according to claim 11 conductive pattern forming member, wherein the photocatalyst is titanium oxide (TiO 2). 前記パターン形成体用基板が、基体と、前記基体上に形成された前記特性変化層とを有することを特徴とする請求項1から請求項12までのいずれかの請求項に記載の導電性パターン形成体の製造方法。The conductive pattern according to claim 1, wherein the pattern forming substrate has a base and the characteristic change layer formed on the base. A method for producing a formed body. 前記特性変化層が、前記光触媒含有層中の光触媒の作用により、エネルギー照射された際に、液体との接触角が低下するように濡れ性が変化する濡れ性変化層であることを特徴とする請求項1から請求項13までのいずれかの請求項に記載の導電性パターン形成体の製造方法。The characteristic change layer is a wettability change layer in which, when irradiated with energy by the action of a photocatalyst in the photocatalyst-containing layer, the wettability changes so that the contact angle with a liquid decreases. A method for manufacturing a conductive pattern formed body according to any one of claims 1 to 13. 前記濡れ性変化層上における40mN/mの液体との接触角が、エネルギーが照射されていない部分において50°以上であり、照射された部分において49°以下であることを特徴とする請求項14に記載の導電性パターン形成体の製造方法。The contact angle with a liquid of 40 mN / m on the wettability changing layer is 50 ° or more in a portion not irradiated with energy and 49 ° or less in a portion irradiated with energy. 3. The method for producing a conductive pattern formed body according to item 1. 前記濡れ性変化層が、オルガノポリシロキサンを含有する層であることを特徴とする請求項14または請求項15に記載の導電性パターン形成体の製造方法。16. The method according to claim 14, wherein the wettability changing layer is a layer containing an organopolysiloxane. 前記オルガノポリシロキサンが、フルオロアルキル基を含有するポリシロキサンであることを特徴とする請求項16記載の導電性パターン形成体の製造方法。17. The method according to claim 16, wherein the organopolysiloxane is a polysiloxane containing a fluoroalkyl group. 前記オルガノポリシロキサンが、YSiX(4−n)(ここで、Yはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Xはアルコキシル基またはハロゲンを示す。nは0〜3までの整数である。)で示される珪素化合物の1種または2種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることを特徴とする請求項16または請求項17に記載の導電性パターン形成体の製造方法。The organopolysiloxane, Y n SiX (4-n ) ( wherein, Y represents an alkyl group, fluoroalkyl group, vinyl group, amino group, phenyl group or epoxy group, X represents an alkoxyl group or a halogen. n is an integer from 0 to 3.) An organopolysiloxane which is one or more hydrolytic condensates or co-hydrolytic condensates of a silicon compound represented by the formula: A method for producing a conductive pattern forming body according to claim 17. 前記パターン形成体用基板が、自己支持性を有する濡れ性変化層からなることを特徴とする請求項14から請求項18までのいずれかの請求項に記載の導電性パターン形成体の製造方法。The method according to any one of claims 14 to 18, wherein the pattern forming substrate comprises a self-supporting wettability changing layer. 前記特性変化層が、前記光触媒含有層中の光触媒の作用により、エネルギー照射された際に分解除去される分解除去層であることを特徴とする請求項1から請求項13までのいずれかの請求項に記載の導電性パターン形成体の製造方法。14. The layer according to claim 1, wherein the characteristic change layer is a decomposition removal layer that is decomposed and removed when irradiated with energy by the action of a photocatalyst in the photocatalyst-containing layer. 13. The method for producing a conductive pattern-formed body according to item 8. 前記分解除去層に対する金属ペーストの接触角と、前記分解除去層が分解除去されて露出する基体に対する金属ペーストの接触角とが異なるものであることを特徴とする請求項20に記載の導電性パターン形成体の製造方法。21. The conductive pattern according to claim 20, wherein a contact angle of the metal paste with respect to the decomposition removal layer is different from a contact angle of the metal paste with respect to a substrate exposed by the decomposition and removal of the decomposition removal layer. A method for producing a formed body. 前記分解除去層が、自己組織化単分子膜、ラングミュアーブロジェット膜、もしくは交互吸着膜のいずれかであることを特徴とする請求項20または請求項21に記載の導電性パターン形成体の製造方法。22. The method according to claim 20, wherein the decomposition removal layer is one of a self-assembled monomolecular film, a Langmuir-Blodgett film, and an alternating adsorption film. Method. 前記分解除去層の40mN/mの液体との接触角が、エネルギーが照射されていない部分において50°以上であり、照射された部分において49°以下であることを特徴とする請求項20から請求項22までのいずれかの請求項に記載の導電性パターン形成体の製造方法。The contact angle of the decomposition removal layer with a liquid of 40 mN / m is 50 ° or more in a portion not irradiated with energy and 49 ° or less in a portion irradiated with energy. The method for producing a conductive pattern formed body according to any one of claims 22 to 22. 前記特性変化層の表面に、エネルギーを照射する際に、前記光触媒含有層と、前記特性変化層表面との間隔を、0.2μm〜10μmの範囲内とすることを特徴とする請求項1から請求項23までのいずれかの請求項に記載の導電性パターン形成体の製造方法。The method according to claim 1, wherein, when irradiating energy to the surface of the characteristic change layer, a distance between the photocatalyst containing layer and the surface of the characteristic change layer is in a range of 0.2 μm to 10 μm. A method for manufacturing a conductive pattern formed body according to any one of claims 23 to 23. 前記エネルギー照射が、光触媒含有層を加熱しながらなされることを特徴とする請求項1から請求項24までのいずれかの請求項に記載の導電性パターン形成体の製造方法。25. The method for producing a conductive pattern formed body according to claim 1, wherein the energy irradiation is performed while heating the photocatalyst containing layer. 前記特性変化層が、光触媒を含まない層であることを特徴とする請求項1から請求項25までのいずれかの請求項に記載の導電性パターン形成体の製造方法。26. The method according to claim 1, wherein the property change layer is a layer not containing a photocatalyst. 前記金属ペーストが、銅、アルミ、白金、パラジウム、およびニッケルから少なくとも一つ選択される金属のペーストであることを特徴とする請求項1から請求項26までのいずれかの請求項に記載の導電性パターン形成体の製造方法。The conductive material according to any one of claims 1 to 26, wherein the metal paste is a metal paste selected from at least one of copper, aluminum, platinum, palladium, and nickel. A method for producing a functional pattern formed body. 前記金属ペーストの粘度が50cps以上であることを特徴とする請求項1から請求項27までのいずれかの請求項に記載の導電性パターン形成体の製造方法。The method for manufacturing a conductive pattern formed body according to any one of claims 1 to 27, wherein the viscosity of the metal paste is 50 cps or more. 前記金属ペースト塗布工程における金属ペーストの塗布が、ノズル吐出法であることを特徴とする請求項1から請求項28までのいずれかの請求項に記載の導電性パターン形成体の製造方法。The method for manufacturing a conductive pattern formed body according to any one of claims 1 to 28, wherein the application of the metal paste in the metal paste application step is a nozzle discharge method. 前記ノズル吐出法が、電界ジェット法であることを特徴とする請求項29に記載の導電性パターン形成体の製造方法。30. The method according to claim 29, wherein the nozzle discharge method is an electric field jet method. 前記金属ペースト塗布工程における金属ペーストの塗布が、オフセット印刷法であることを特徴とする請求項1から請求項28までのいずれかの請求項に記載の導電性パターン形成体の製造方法。The method for manufacturing a conductive pattern formed body according to any one of claims 1 to 28, wherein the application of the metal paste in the metal paste application step is an offset printing method. 光触媒の作用により濡れ性が変化する濡れ性変化層と、前記濡れ性変化層上にパターン状に金属ペーストを固化させることにより形成された金属組成物とを有することを特徴とする導電性パターン形成体。Forming a conductive pattern, comprising: a wettability changing layer whose wettability changes by the action of a photocatalyst; and a metal composition formed by solidifying a metal paste in a pattern on the wettability changing layer. body. 前記濡れ性変化層が、基体上に形成されていることを特徴とする請求項32に記載の導電性パターン形成体。The conductive pattern forming body according to claim 32, wherein the wettability changing layer is formed on a base. 前記濡れ性変化層上における40mN/mの液体との接触角が、エネルギーが照射されていない部分において50°以上であり、照射された部分において49°以下であることを特徴とする請求項32または請求項33に記載の導電性パターン形成体。33. A contact angle with a liquid of 40 mN / m on the wettability changing layer is 50 ° or more in a portion where energy is not applied and 49 ° or less in a portion where energy is applied. 34. The conductive pattern formed body according to claim 33. 基体と、前記基体上に光触媒の作用により分解除去される分解除去層と、前記分解除去層が分解除去されて露出した基体上にパターン状に金属ペーストを固化させることにより形成された金属組成物とを有することを特徴とする導電性パターン形成体。A substrate, a decomposition removal layer that is decomposed and removed by the action of a photocatalyst on the substrate, and a metal composition formed by solidifying a metal paste in a pattern on the substrate that is exposed by the decomposition removal layer being decomposed and removed. And a conductive pattern formed body comprising: 前記分解除去層に対する液体の接触角と、前記分解除去層が分解されて露出する基体に対する液体の接触角とが異なるものであることを特徴とする請求項35に記載の導電性パターン形成体。36. The conductive pattern forming body according to claim 35, wherein a contact angle of the liquid with respect to the decomposition removal layer is different from a contact angle of the liquid with a substrate which is exposed by decomposition of the decomposition removal layer. 前記分解除去層が、自己組織化単分子膜、ラングミュアーブロジェット膜、もしくは交互吸着膜のいずれかであることを特徴とする請求項35または請求項36に記載の導電性パターン形成体。37. The conductive pattern forming body according to claim 35, wherein the decomposition removal layer is one of a self-assembled monomolecular film, a Langmuir-Blodgett film, and an alternate adsorption film. 前記分解除去層の40mN/mの液体との接触角が、エネルギーが照射されていない部分において50°以上であり、照射された部分において49°以下であることを特徴とする請求項35から請求項37までのいずれかの請求項に記載の導電性パターン形成体。The contact angle of the decomposition removal layer with a liquid of 40 mN / m is 50 ° or more in a portion not irradiated with energy and 49 ° or less in a portion irradiated with energy. 38. The conductive pattern formed body according to claim 37. 基体と、前記基体上にパターン状に形成された、光触媒の作用により濡れ性が変化する濡れ性変化層と、前記濡れ性変化層上に金属ペーストを固化させることにより形成された金属組成物とを有することを特徴とする導電性パターン形成体。A substrate, a wettability variable layer formed in a pattern on the substrate, the wettability of which changes by the action of a photocatalyst, and a metal composition formed by solidifying a metal paste on the wettability variable layer. A conductive pattern formed body comprising:
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