JP2009013496A - 薄層金属膜材料及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の薄層金属膜材料は、支持体と、該支持体上に重合性基を有するカップリング剤を用いて形成された中間層と、該中間層に対し、架橋性基を有する化合物を含む組成物を接触させた後、該組成物に画像様にエネルギーを付与して生成した、該中間層表面に直接結合してなるポリマーからなる画像様のポリマー層と、該画像様のポリマー層中に含有される金属粒子と、を有することを特徴とする。
【選択図】なし
Description
また、フォトマスクとしても上記のような金属膜材料が用いられている。フォトマスクとは、平板上に形成されているパターンを、フォトリソグラフィ技術を用い、別の平板に転写するための原版である。従来のフォトマスクとしては、クロムブランクスや、ガラス支持体上にハロゲン化銀乳剤を塗布してなる写真感光材料を適用したガラス乾版(例えば、特許文献2参照。)が用いられていた。
こうした研磨とスパッタリングのコストのため、クロムブランクスは高価である。また、クロムをエッチングする煩雑な工程があり、有害なクロムを用いるため環境上好ましくないという問題点であった。
一方、ガラス乾版は、膜強度の点で劣ることが問題点である。
この方法では、微細で解像度及び導電性の高い画像様の金属膜(金属パターン)を得ることができる。しかしながら、この技術において、より低エネルギーで、より高密度に金属粒子が存在する金属膜を形成する点については、検討されていなかった。
即ち、本発明の目的は、高密度に金属粒子が存在し、且つ、支持体に対する密着性に優れた画像様の金属膜を備えた薄層金属膜材料を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、高密度に金属粒子が存在し、且つ、支持体に対する密着性に優れた画像様の金属膜を備えた薄層金属膜材料を、容易に低エネルギーで製造しうる薄層金属膜材料の製造方法を提供することにある。
即ち、本発明の第1の薄層金属膜材料は、支持体と、該支持体上に重合性基を有するカップリング剤を用いて形成された中間層と、該中間層に対し、架橋性基を有する化合物を含む組成物を接触させた後、該組成物に画像様にエネルギーを付与して生成した、該中間層表面に直接結合してなるポリマーからなる画像様のポリマー層と、該画像様のポリマー層中に含有される金属粒子と、を有することを特徴とする。
本発明の第1の薄層金属膜材料は、後述する本発明の第1又は第2の薄層金属膜材料の製造方法により得られることが好ましい。
本発明の第2の薄層金属膜材料は、後述する本発明の第3又は第4の薄層金属膜材料の製造方法により得られることが好ましい。
即ち、本発明においては、架橋性基を有する化合物を含む組成物が、光開裂型ラジカル重合開始剤を更に含むことが好ましい。
また、重合性基を有するカップリング剤中の重合性基と、架橋性基を有する化合物中の架橋性基が同じ官能基であることが好ましい態様である。
一方、架橋性基を有する化合物が、アクリロイル基、又はメタクリロイル基を有すること、又は、ビニル基、又はエポキシ基を有することが好ましい。
また、ポリマー層の膜厚が200nm以上2000nm以下の範囲であることが好ましい。
本発明におけるポリマー層は、例えば、支持体と結合させた重合性基を有するカップリング剤よりなる中間層に、架橋性基を有する化合物を接触させ、該組成物にエネルギーを付与することで形成される。より具体的には、この組成物にエネルギーを付与すると、組成物中の架橋性基を有する化合物同士の反応が進むと共に、該組成物中の架橋性基を有する化合物と重合性基を有するカップリング剤との反応も進行する。なお、重合性基を有するカップリング剤は、支持体上に付与した時点から反応し、支持体と結合する。これらのことから、形成されたポリマー層は支持体との密着性に優れることになる。
なお、エネルギーを画像様に付与することで、支持体との密着性に優れた画像様のポリマー層が形成されることになる。
また、上記のように、膜厚の大きなポリマー層が形成されると、そのポリマー層中に含有する金属イオンの量も増えることから、より高密度の金属粒子が含まれるポリマー層を得ることができる。
また、本発明によれば、上記薄層金属膜材料を容易に低エネルギーで製造しうる薄層金属膜材料の製造方法を提供することができる。
本発明の第1の薄層金属膜材料(以下、「本発明の薄層金属膜材料(1)」として説明する。)は、支持体と、該支持体上に重合性基を有するカップリング剤を用いて形成された中間層と、該中間層に対し、架橋性基を有する化合物を含む組成物を接触させた後、該組成物に画像様にエネルギーを付与して生成した、該中間層表面に直接結合してなるポリマーからなる画像様のポリマー層と、該画像様のポリマー層中に含有される金属粒子と、を有することを特徴とする。
本発明の薄層金属膜材料(1)は、後述する本発明の第1又は第2の薄層金属膜材料の製造方法により得られることが好ましい。
本発明の第2の薄層金属膜材料は、後述する本発明の第3又は第4の薄層金属膜材料の製造方法により得られることが好ましい。
本発明の薄層金属膜材料の製造方法(1)及び(2)は、以下に示すような、(a)中間層形成工程を有する。
本工程では、支持体上に重合性基を有するカップリング剤を用いて中間層を形成する。
まず、本工程で用いられる重合性基を有するカップリング剤について説明する。
この重合性基を有するカップリング剤とは、重合性基、及び支持体と化学結合を形成することができる置換基を有する化合物である。この支持体と化学結合を形成することができる置換基としては、支持体と共有結合、イオン結合及び水素結合により化学結合が行われるものであれば特に限定されるものではないが、結合強度の観点から共有結合が形成される置換基が好ましい。
中でも、支持体と化学結合を形成することができる置換基としては、Si、Ti、Zr、Alから選択される元素のアルコキシド基、又はハライド基であることが好ましい。
以下、重合性基を有するカップリング剤として、重合性基及びシランカップリング基を有する化合物を例に挙げて説明する。
前記アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ベンジルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、アダマンチルオキシ基、2,4−ジメチル−3−ペンチルオキシ基、フェノキシ基などが挙げられる。
前記アシロキシ基中のアシル基としては、ホルミル基、アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基、イソブチリル基、バレリル基、イソバレリル基、ピバロイル基、ヘキサノイル基、ラウリル基、ベンゾイル基、メトキサロイル基、マロニル基、シクロヘキサンカルボニル基などが挙げられる。
前記アシルアミノ基としては、アセチルアミノ基、カルバモイル基、ベンゾイルアミノ基などが挙げられる。
前記ハロゲン原子としては、塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられる。
前記ラジカル重合性基としては、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基、アクリロイルアミノ基、メタクリロイルアミノ基が好ましい。
前記カチオン重合性基としては、例えば、環状エーテル基(エポキシ基、オキセタン基等)、ビニル基、ラクトン基、アジリジン基等が挙げられ、これらの中でも、ビニル基、又はエポキシ基が好ましい。
中でも、支持体との反応時における面内均一性の点から、トリメトキシシリルプロピルメタクリレート又はトリメトキシシリルプロピルアクリレートが好ましい。
この結果、本発明では、重合性基を有する中間層が得られる。
このとき、液状組成物中の重合性基を有するカップリング剤の濃度としては、0.01質量%〜30質量%が好ましく、特に0.1質量%〜15質量%であることが好ましい。
また、接触させる場合の液状組成物の液温としては、0℃〜100℃が好ましい。接触時間としては、1秒〜50時間が好ましく、10秒〜10時間がより好ましい。
加熱温度と時間は、塗布溶剤が充分乾燥し得る条件を選択すればよいが、製造適正の点からは、温度が100℃以下、乾燥時間は30分以内が好ましく、乾燥温度40℃〜80℃、乾燥時間10分以内の範囲の加熱条件を選択することがより好ましい。
本発明における支持体としては、特に、その形状、材質は問わず、用途に応じたものを用いればよい。より具体的には、支持体としては、寸度的に安定な板状物であることが好ましく、例えば、ガラス基板、紙、プラスチック(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン等)がラミネートされた紙、金属板(例えば、アルミニウム、亜鉛、銅等)、プラスチックフィルム(例えば、二酢酸セルロース、三酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酪酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、硝酸セルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリビニルアセタール、ポリイミド、エポキシ、ビスマレインイミド樹脂、ポリフェニレンオキサイド、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン等)、上記の如き金属がラミネート若しくは蒸着された紙又はプラスチックフィルム等が含まれる。
本発明に使用される支持体としては、エポキシ樹脂又はポリイミド樹脂が好ましい。
また、ガラス基板の厚みとしては、0.1mm〜20mmであることが好ましい。
本発明において、(b1)ポリマー層形成工程の場合には、架橋性基を有する化合物を含む組成物を用い、また、(b2)ポリマー層形成工程の場合には、架橋性基を有する化合物、及び金属イオンを含む組成物を用いて、ポリマー層を形成することを要する。
具体的には、本工程では、中間層上に、上記の組成物のどちらかを接触させた後、該組成物に画像様にエネルギーを付与し、中間層中の重合性基と該架橋性基を有する化合物とを反応させて、該中間層表面に直接結合してなるポリマーを生成させて画像様のポリマー層を形成する。
以下、(b1)工程で用いられる架橋性基を有する化合物を含む組成物、及び、(b2)工程で用いられる、架橋性基を有する化合物及び金属イオンを含む組成物を、総じて、「反応性組成物」と称して、詳細に説明する。
まず、架橋性基を有する化合物(以下、単に「架橋性化合物」と称する。)について説明する。
本発明に用いられる架橋性化合物としては、架橋性基として、ラジカル重合性基やカチオン重合性基を有するものであれば、モノマーであっても、オリゴマーやポリマーであってもよい。中でも、金属イオンに対して親和性が高い化合物を用いることが好ましく、架橋性基と金属イオン吸着基とを有する化合物(以下、適宜、「特定架橋性化合物」と称する。)が好ましい。
前記架橋性化合物に含まれる架橋性基としては、上記のように、ラジカル重合性基やカチオン重合性基などが挙げられるが、前述の(a)工程で形成された中間層中の重合性基と充分な共重合性を持つものを選択することが望ましい。特に、重合性基を有するカップリング剤中の重合性基と、前記架橋性基を有する化合物中の架橋性基が同じ官能基であることが好ましい。
また、前記カチオン重合性基としては、例えば、環状エーテル基(エポキシ基、オキセタン基等)、ビニル基、ラクトン基、アジリジン基、等が挙げられ、これらの中でも、ビニル基又はエポキシ基が好ましい。
本発明においては、保存性、感度の点から、ラジカル重合性基を有する化合物を好ましく用いることができる。
また、カチオン重合性基を有する化合物の一つであるエポキシ化合物の具体例としては、各種グリシジルエーテル型エポキシ化合物、脂環式エポキシ化合物、エポキシ化ビニル化合物等が挙げられる。
このようなマクロモノマーの有用な重量平均分子量は、500〜50万の範囲であり、特に好ましい範囲は1000〜5万である。
このような高分子化合物の有用な重量平均分子量は、500〜50万の範囲で、特に好ましい範囲は1000〜5万である。
好ましい合成方法は、合成適性の観点から、ii)金属イオン吸着基を有するモノマーと重合性基前駆体を有するモノマーとを共重合させ、次に塩基などの処理により重合性基を導入する方法、iii)金属イオン吸着基を有するポリマーと重合性基を有するモノマーとを反応させ、重合性基を導入する方法である。
特に、極性基含有架橋性ポリマーとしては、カルボン酸基(カルボキシ基)、スルホン酸基、リン酸基、これらのアルカリ金属塩、又はアミノ基を有するユニット、及び、後述する一般式(1)で表されるユニットを含む共重合体であることが好ましい。また、この共重合体は、その他のユニットを含む三元共重合体であってもよい。
また、極性基含有架橋性ポリマーを構成する一般式(1)で表されるユニットについては、後述するシアノ基含有架橋性ポリマーを構成する一般式(1)で表されるユニットと同義であり、好ましい例も同様である。
即ち、カルボン酸基(カルボキシ基)、スルホン酸基、リン酸基、これらのアルカリ金属塩、又はアミノ基を有するユニットは、金属イオンの吸着性の点から、共重合成分全体に対し10mol%〜95mol%で含まれることが好ましく、更に好ましくは30mol%〜70mol%である。
また、一般式(1)で表されるユニットは、反応性(硬化性、重合性)と合成容易性との観点から、共重合成分全体に対し2mol%〜20mol%で含まれることが好ましく、更に好ましくは5mol%〜10mol%である。
本発明におけるシアノ基含有架橋性ポリマーは、例えば、下記式(1)で表されるユニット、及び、下記式(2)で表されるユニットを含む共重合体であることが好ましい。
なお、R1としては、水素原子、メチル基、或いはヒドロキシ基、又は臭素原子で置換されたメチル基が好ましい。
R2としては、水素原子、メチル基、或いはヒドロキシ基、又は臭素原子で置換されたメチル基が好ましい。
R3としては、水素原子が好ましい。
R4としては、水素原子が好ましい。
R5としては、水素原子、メチル基が好ましい。
置換若しくは無置換の脂肪族炭化水素基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、又はこれらの基が、メトキシ基、ヒドロキシ基、塩素原子、臭素原子、フッ素原子等で置換されたものが好ましい。
置換若しくは無置換の芳香族炭化水素基としては、無置換のフェニル基、若しくは、メトキシ基、ヒドロキシ基、塩素原子、臭素原子、フッ素原子等で置換されたフェニル基が好ましい。
中でも、−(CH2)n−(nは1〜3の整数)が好ましく、更に好ましくは−CH2−である。
L1の構造として、より具体的には、下記式(1−1)、又は、式(1−2)で表される構造であることが好ましい。
具体的には、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、フェニレン基、及びこれらの基が、メトキシ基、ヒドロキシ基、塩素原子、臭素原子、フッ素原子等で置換されたもの、更には、これらを組み合わせた基が挙げられる。
また、式(3)におけるL1も、前記式(1)におけるL1と同義であり、好ましい例も同様である。
また、前記式(3)及び式(4)において、L1は、無置換のアルキレン基、或いは、ウレタン結合又はウレア結合を有する二価の有機基が好ましく、これら中でも、総炭素数1〜9であるものが特に好ましい。
特に、式(5)においては、L2が、シアノ基との連結部位に、直鎖、分岐、若しくは環状のアルキレン基を有する二価の有機基であることが好ましく、中でも、この二価の有機基が総炭素数1〜10であることが好ましい。
また、別の好ましい態様としては、式(5)におけるL2が、シアノ基との連結部位に、芳香族基を有する二価の有機基であることが好ましく、中でも、該二価の有機基が、総炭素数6〜15であることが好ましい。
このシアノ基含有架橋性ポリマーは、例えば、以下のように合成することができる。
本発明におけるシアノ基含有架橋性ポリマーは、1)ポリマー主鎖を形成する重合形態と側鎖に導入される重合性基の重合形態とが異なる場合と、2)ポリマー主鎖を形成する重合形態と側鎖に導入される重合性基の重合形態とが同一の場合とで、その合成方法が異なる。
ポリマー主鎖を形成する重合形態と側鎖に導入される重合性基の重合形態が異なる場合は、1−1)ポリマー主鎖形成がカチオン重合で行われ、側鎖に導入される重合性基の重合形態がラジカル重合である態様と、1−2)ポリマー主鎖形成がラジカル重合で行われ、側鎖に導入される重合性基の重合形態がカチオン重合である態様と、がある。
本発明において、ポリマー主鎖形成がカチオン重合で行われ、側鎖に導入される重合性基の重合形態がラジカル重合である態様で用いられるモノマーとしては、以下の化合物が挙げられる。
本態様に用いられる重合性基含有ユニットを形成するために用いられるモノマーとしては、ビニル(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、4−(メタ)アクリロイルブタンビニルエーテル、2−(メタ)アクリロイルエタンビニルエーテル、3−(メタ)アクリロイルプロパンビニルエーテル、(メタ)アクリロイロキシジエチレングリコールビニルエーテル、(メタ)アクリロイロキシトリエチレングリコールビニルエーテル、(メタ)アクリロイル1stテルピオネール、1−(メタ)アクリロイロキシ−2−メチル−2−プロペン、1−(メタ)アクリロイロキシ−3−メチル−3−ブテン、3−メチレン−2−(メタ)アクリロイロキシ−ノルボルナン、4,4’−エチリデンジフェノールジ(メタ)アクリレート、メタクロレインジ(メタ)アクリロイルアセタール、p−((メタ)アクリロイルメチル)スチレン、アリル(メタ)アクリレート、2−(ブロモメチル)アクリル酸ビニル、2−(ヒドロキシメチル)アクリル酸アリル等が挙げられる。
本態様に用いられるシアノ基含有ユニット形成するために用いられるモノマーとしては、2−シアノエチルビニルエーテル、シアノメチルビニルエーテル、3−シアノプロピルビニルエーテル、4−シアノブチルビニルエーテル、1−(p−シアノフェノキシ)−2−ビニロキシ−エタン、1−(o−シアノフェノキシ)−2−ビニロキシ−エタン、1−(m−シアノフェノキシ)−2−ビニロキシ−エタン、1−(p−シアノフェノキシ)−3−ビニロキシ−プロパン、1−(p−シアノフェノキシ)−4−ビニロキシ−ブタン、o−シアノベンジルビニルエーテル、m−シアノベンジルビニルエーテル、p−シアノベンジルビニルエーテル、アリルシアニド、アリルシアノ酢酸や、以下の化合物等が挙げられる。
具体的には、3フッ化ホウ素、3塩化ホウ素、塩化アルミ、臭化アルミ、四塩化チタン、四塩化スズ、臭化スズ、5フッ化リン、塩化アンチモン、塩化モリブデン、塩化タングステン、塩化鉄、ジクロロエチルアルミニウム、クロロジエチルアルミニウム、ジクロロメチルアルミニウム、クロロジメチルアルミニウム、トリメチルアルミニウム、トリメチル亜鉛、メチルグリニアが挙げられる。
本発明において、ポリマー主鎖形成がラジカル重合で行われ、側鎖に導入される重合性基の重合形態がカチオン重合である態様用いられるモノマーとしては、以下の化合物が挙げられる。
上記1−1)の態様で挙げた重合性基含有ユニット形成するために用いられるモノマーと同じものを用いることができる。
本態様に用いられるシアノ基含有ユニット形成するために用いられるモノマーとしては、シアノメチル(メタ)アクリレート、2−シアノエチル(メタ)アクリレート、3−シアノプロピル(メタ)アクリレート、2−シアノプロピル(メタ)アクリレート、1−シアノエチル(メタ)アクリレート、4−シアノブチル(メタ)アクリレート、5−シアノペンチル(メタ)アクリレート、6−シアノヘキシル(メタ)アクリレート、7−シアノヘプチル(メタ)アクリレート、8−シアノオクチル(メタ)アクリレート、2−シアノエチル−(3−(ブロモメチル)アクリルレート)、2−シアノエチル−(3−(ヒドロキシメチル)アクリルレート)、p−シアノフェニル(メタ)アクリレート、o−シアノフェニル(メタ)アクリレート、m−シアノフェニル(メタ)アクリレート、5−(メタ)アクリロイル−2−カルボニトリロ−ノルボルネン、6−(メタ)アクリロイル−2−カルボニトリロ−ノルボルネン、1−シアノ−1−(メタ)アクリロイル−シクロヘキサン、1,1−ジメチル−1−シアノ−(メタ)アクリレート、1−メチル−1−エチル−1−シアノ−(メタ)アクリレート、o−シアノベンジル(メタ)アクリレート、m−シアノベンジル(メタ)アクリレート、p−シアノベンジル(メタ)アクリレート、1−シアノシクロヘプチルアクリレート、2−シアノフェニルアクリレート、3−シアノフェニルアクリレート、シアノ酢酸ビニル、1−シアノ−1−シクロプロパンカルボン酸ビニル、シアノ酢酸アリル、1−シアノ−1−シクロプロパンカルボン酸アリル、N,N−ジシアノメチル(メタ)アクリルアミド、N−シアノフェニル(メタ)アクリルアミド、アリルシアノメチルエーテル、アリル−o−シアノベンジルエーテル、アリル−m−シアノベンジルエーテル、アリル−p−シアノベンジルエーテルなどが挙げられる。
また、上記モノマーの水素の一部を、ヒドロキシル基、アルコキシ基、ハロゲン、シアノ基などで置換した構造を持つモノマーも使用可能である。
通常開始剤としては、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイル、ペルオキソ2硫酸塩、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリルが挙げられる。
ポリマー主鎖を形成する重合形態と側鎖に導入される重合性基の重合形態とが同一の場合は、2−1)両者がカチオン重合の態様と、2−2)両者がラジカル重合である態様と、がある。
両者がカチオン重合の態様には、シアノ基を有するモノマーとして、前記1−1)の態様で挙げたシアノ基含有ユニット形成するために用いられるモノマーと同じものを用いることができる。
なお、重合中のゲル化を防止する観点から、シアノ基を有するポリマーを予め合成した後、該ポリマーと重合性基を有する化合物(以下、適宜、「反応性化合物」と称する。)とを反応させ、重合性基を導入する方法を用いることが好ましい。
また、シアノ基を有するポリマーと反応性化合物とは、以下のような官能基の組み合わせとなるように、適宜、選択されることが好ましい。
具体的な組み合わせとしては、(ポリマーの反応性基、反応性化合物の官能基)=(カルボキシル基、カルボキシル基)、(カルボキシル基、エポキシ基)、(カルボキシル基、イソシアネート基)、(カルボキシル基、ハロゲン化ベンジル)、(水酸基、カルボキシル基)、(水酸基、エポキシ基)、(水酸基、イソシアネート基)、(水酸基、ハロゲン化ベンジル)(イソシアネート基、水酸基)、(イソシアネート基、カルキシル基)等を挙げることができる。
即ち、アリルアルコール、4−ヒドロキシブタンビニルエーテル、2−ヒドロキシエタンビニルエーテル、3−ヒドロキシプロパンビニルエーテル、ヒドロキシトリエチレングリコールビニルエーテル、1stテルピオネール、2−メチル−2−プロペノール、3−メチル−3−ブテノール、3−メチレン−2−ヒドロキシ−ノルボルナン、p−(クロロメチル)スチレンである。
両者がラジカル重合である態様では、合成方法としては、i)シアノ基を有するモノマーと重合性基を有するモノマーとを共重合する方法、ii)シアノ基を有するモノマーと二重結合前駆体を有するモノマーとを共重合させ、次に塩基などの処理により二重結合を導入する方法、iii)シアノ基を有するポリマーと重合性基を有するモノマーとを反応させ、二重結合を導入(重合性基を導入する)方法が挙げられる。好ましいのは、合成適性の観点から、ii)シアノ基を有するモノマーと二重結合前駆体を有するモノマーとを共重合させ、次に塩基などの処理により二重結合を導入する方法、iii)シアノ基を有するポリマーと重合性基を有するモノマーとを反応させ、重合性基を導入する方法である。
式(a)で表される化合物としては、具体的には以下の化合物を挙げることができる。
即ち、(ポリマーの反応性基、モノマーの官能基)=(カルボキシル基、カルボキシル基)、(カルボキシル基、エポキシ基)、(カルボキシル基、イソシアネート基)、(カルボキシル基、ハロゲン化ベンジル)、(水酸基、カルボキシル基)、(水酸基、エポキシ基)、(水酸基、イソシアネート基)、(水酸基、ハロゲン化ベンジル)(イソシアネート基、水酸基)、(イソシアネート基、カルキシル基)等を挙げることができる。
具体的には以下のモノマーを使用することができる。
即ち、重合性基含有ユニットが、共重合成分全体に対し5mol%〜50mol%で含まれることが好ましく、更に好ましくは5mol%〜40mol%である。5mol%以下では反応性(硬化性、重合性)が落ち、50mol%以上では合成の際にゲル化しやすく合成しにくい。
また、シアノ基含有ユニットは、共重合成分全体に対し1mol%〜95mol%で含まれることが好ましく、更に好ましくは10mol%〜95mol%である。
ただし、前述のように重合性基をポリマーに反応させて導入する場合は、100%導入することが困難な際には少量の反応性部分が残ってしまうことから、これが第3のユニットとなる可能性もある。
具体的には、ラジカル重合でポリマー主鎖を形成する場合は、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレートなどの無置換(メタ)アクリル酸エステル類、2,2,2−トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、3,3,3−トリフルオロプロピル(メタ)アクリレート、2−クロロエチル(メタ)アクリレートなどのハロゲン置換(メタ)アクリル酸エステル類、2−(メタ)アクリルロイロキシエチルトリメチルアンモニウムクロライドなどのアンモニウム基置換(メタ)アクリル酸エステル類、ブチル(メタ)アクリルアミド、イソプロピル(メタ)アクリルアミド、オクチル(メタ)アクリルアミド、ジメチル(メタ)アクリルアミドなどの(メタ)アクリルアミド類、スチレン、ビニル安息香酸、p−ビニルベンジルアンモニウムクロライドなどのスチレン類、N−ビニルカルバゾール、酢酸ビニル、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルカプロラクタムなどのビニル化合物類や、その他にジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、2−エチルチオ−エチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどが使用できる。
また、上記記載のモノマーを用いて得られたマクロモノマーも使用できる。
なお、これらの具体例の重量平均分子量は、いずれも、3000〜100000の範囲である。
また、例えば、前記具体例の化合物2−2−19は、以下のモノマーと、p−シアノベンジルアクリレートを、N、N−ジメチルアクリルアミドのような溶媒に溶解させ、アゾイソ酪酸ジメチルのような重合開始剤を用いてラジカル重合を行い、その後、トリエチルアミンのような塩基を用いて脱塩酸を行うことで合成することができる。
分子内に金属イオンが導入された架橋性化合物としては、アクリル酸銀、アクリル酸銅(I)、アクリル酸銅(II)、アクリル酸パラジウム(II)、3−アクリロイルオキシプロピオン酸銀などが挙げられる。
また、分子内に金属イオンが導入された架橋性化合物として、以下に示すポリマー〔例示化合物(M1)及び(M2)〕なども用いることができる。
また、これらの架橋性化合物は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
(b2)ポリマー層形成工程では、前述の架橋性基を有する化合物に加え、金属イオンを含む反応性組成物を用いて、ポリマー層を形成することを要する。
ここで用いられる金属イオンとしては、銀イオン、銅(I)イオン、銅(II)イオン、パラジウム(II)イオン、パラジウム(IV)イオン、アルミニウムイオン、ニッケルイオン、鉄(II)イオン、鉄(III)イオン、ルテニウムイオン、ロジウムイオン、錫イオン等が挙げられ、中でも、容易に還元できるという観点から、銀イオン、パラジウムイオンが好ましい。
なお、金属イオンは、前述の架橋性化合物が金属イオン吸着基を有する場合、塩交換により、該化合物中に導入されてもよい。
また、これらの金属イオンは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
以下、ポリマー層を形成する際に用いられる反応性組成物に添加される各種成分について説明する。
本発明に用いられる重合開始剤としては、所定のエネルギー、例えば、活性光線の照射、加熱、電子線の照射などにより、重合開始能を発現し得る公知の熱重合開始剤、光重合開始剤などを、目的に応じて、適宜選択して用いることができる。中でも、光重合を利用することが製造適性の観点から好適であり、このため、光重合開始剤を用いることが好ましい。つまり、本発明における反応性組成物は光重合開始剤を用いることで、光重合性の組成物であることが好ましい。
水素引き抜き型のラジカル重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーのケトン、ベンゾイルベンゾエート、ベンゾイン類、α−アシロキシムエステル、テトラメチルチウラムモノサルファイド、トリクロロメチルトリアジン及びチオキサントン等の公知のラジカル発生剤を使用できる。また、通常、光酸発生剤として用いられるスルホニウム塩やヨードニウム塩なども光照射によりラジカル発生剤として作用するため、本発明ではこれらを用いてもよい。
即ち、例えば、芳香族ケトン基、フェナシルエステル基、スルホンイミド基、スルホニルエステル基、N−ヒドロキシスルホニルエステル基、ベンジルイミド基、トリクロロメチル基、ベンジルクロライド基、オキシムエステル基などが挙げられる。
また、上記熱カチオン重合による架橋形成反応における反応温度は、架橋が生成するように、適宜設定すればよく、特に限定されるものではない。
なお、本工程に用いる重合開始剤は、反応性組成物に用いられる架橋性化合物に含まれる重合性基に対応する重合開始能を発現し得るものを用いることが好ましい。
また、これらの重合開始剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明に使用しうる増感剤としては、特に制限はなく、公知の増感剤の中から、付与されるエネルギー(特に、露光波長)に合わせて、適宜、選択することができる。
具体的には、例えば、公知の多核芳香族類(例えば、ピレン、ペリレン、トリフェニレン)、キサンテン類(例えば、フルオレセイン、エオシン、エリスロシン、ローダミンB、ローズベンガル)、シアニン類(例えば、インドカルボシアニン、チアカルボシアニン、オキサカルボシアニン)、メロシアニン類(例えば、メロシアニン、カルボメロシアニン)、チアジン類(例えば、チオニン、メチレンブルー、トルイジンブルー)、アクリジン類(例えば、アクリジンオレンジ、クロロフラビン、アクリフラビン)、アントラキノン類(例えば、アントラキノン)、スクアリウム類(例えば、スクアリウム)、アクリドン類(例えば、アクリドン、クロロアクリドン、N−メチルアクリドン、N−ブチルアクリドン、N−ブチル−クロロアクリドン等)、クマリン類(例えば、3−(2−ベンゾフロイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−ベンゾフロイル)−7−(1−ピロリジニル)クマリン、3−ベンゾイル−7−ジエチルアミノクマリン、3−(2−メトキシベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジメチルアミノベンゾイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3,3'−カルボニルビス(5,7−ジ−n−プロポキシクマリン)、3,3’−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、3−ベンゾイル−7−メトキシクマリン、3−(2−フロイル)−7−ジエチルアミノクマリン、3−(4−ジエチルアミノシンナモイル)−7−ジエチルアミノクマリン、7−メトキシ−3−(3−ピリジルカルボニル)クマリン、3−ベンゾイル−5,7−ジプロポキシクマリンや、その他、特開平5−19475号、特開平7−271028号、特開2002−363206号、特開2002−363207号、特開2002−363208号、特開2002−363209号等の各公報に記載のクマリン化合物など)が挙げられる。
また、これらの増感剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本工程で用いる反応性組成物には、熱重合禁止剤を添加することもできる。熱重合禁止剤は、反応性組成物の熱的な重合や経時的な重合を防止するために添加するもので、これにより反応性組成物の調製時や、使用するまでの保存時の化学的な安定性を高めることができる。
熱重合禁止剤の例としては、p−メトキシフェノール、ハイドロキノン、ベンゾキノン、o−トルキノン、p−トルキノン、t−ブチルカテコール、ピロガロール、2−ヒドロキシベンゾフェノン、4−メトキシ2−ヒドロキシベンゾフェノン、塩化第一銅、フェノチアジン、フロラニル、クロラニル、ナフチルアミン、ピリジン、p−トルイジン、β−ナフトール、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ニトロベンゼン、ジニトロベンゼン、ピクリン酸、N−ニトロソフェニルヒドロキシルアミンのアルミニウム塩若しくはアンモニウム塩、メチレンブルー有機銅、サリチル酸メチル、アリールフォスファイト等が挙げられる。
熱重合禁止剤の好ましい添加量は、熱安定性、及び感度の観点から、反応性組成物の固形分に対して、0.001質量%〜10質量%、より好ましくは、0.01質量%〜3質量%である。
上記の各成分を含有する反応性組成物は、支持体や中間層への接触を容易にするために液状組成物であることが好ましく、この液状組成物を調製するために、適当な溶剤を用いることが好ましい。
ここで用いられる溶剤としては、主成分である架橋性化合物を溶解或いは分散することが可能であれば特に制限はないが、水、水溶性溶剤などの水性溶剤が好ましく、これらの混合物であってもよい。
使用できる溶剤としては、例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコールモノメチルエーテルの如きアルコール系溶剤、酢酸の如き酸、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンの如きケトン系溶剤、ホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンの如きアミド系溶剤、アセトニトリル、プロピロニトリルの如きニトリル系溶剤、酢酸メチル、酢酸エチルの如きエステル系溶剤などが挙げられる。
この中でも、シアノ基含有架橋性ポリマーを用いた組成物とする場合には、アミド系、ケトン系、ニトリル系溶剤が好ましく、具体的には、アセトン、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、アセトニトリル、プロピオニトリル、N−メチルピロリドンが好ましい。
また、シアノ基含有架橋性ポリマーを含有する組成物を塗布する場合は、取り扱い易さから沸点が50℃〜150℃の溶剤が好ましい。なお、これらの溶剤は単一で使用しても良いし、混合して使用してもよい。
本工程において、少なくとも前述の架橋性化合物を含有する反応性組成物を、中間層に接触させる方法としては、任意の方法で行うことができるが、具体的には、液状の反応性組成物中に中間層が形成された支持体を浸漬する方法や、液状の反応性組成物を中間層上に塗布する方法が挙げられる。
重合性層を形成する場合、該重合性層の塗布量は、固形分換算で0.1g/m2〜10g/m2が好ましく、特に0.5g/m2〜5g/m2が好ましい。
本工程においては、中間層中の重合性基と架橋性基を有する化合物とを反応させて、中間層表面に直接結合してなるポリマーを得るために、エネルギーの付与を行う。
ここで用いられるエネルギーの付与手段としては、例えば、活性光線の照射、加熱、電子線の照射などが挙げられる。中でも、画像様のエネルギーの付与を、容易に、且つ、精度よく行うために、エネルギーの付与手段としてパターン露光を用いることが好ましい。
パターン露光は、中間層中の重合性基と架橋性基を有する化合物とを反応させうる物であればよく、具体的には、360nm〜700nmの波長のレーザーを用いることが好ましい。
また、必要な露光量は重合性基を有するカップリング剤と、架橋性基を有する化合物と、光重合開始剤、増感色素によるが、25mJ/cm2〜400mJ/cm2が好ましい。
高精細パターン露光としては、具体的には、i線ステッパー、g線ステッパー、KrFステッパー、ArFステッパーのようなステッパー露光などが挙げられる。
なお、(b2)ポリマー層形成工程を用いた場合には、金属イオンが含有したポリマー層が形成される。
本発明においては、(b1)及び(b2)ポリマー層形成工程とは異なり、支持体上に直接、画像様のポリマー層を形成してもよい。
以下、(b3)及び(b4)ポリマー層形成工程について説明する。
また、(b4)ポリマー層形成工程で用いられる、重合性基を有するカップリング剤は、前述の(a)工程で用いられた重合性基を有するカップリング剤と、また、架橋性基を有する化合物、並びに金属イオンは、前述の(b1)及び(b2)工程で用いられた架橋性基を有する化合物、並びに金属イオンと、同様のものであり、その好ましい例も同様である。
また、重合性基を有するカップリング剤と架橋性基を有する化合物との両方を含む組成物の場合、架橋性基を有する化合物(架橋性化合物)は、反応性組成物中に、20質量%〜90質量%含まれることが好ましく、50質量%〜80質量%含まれることがより好ましい。
なお、反応性組成物を用いて重合性層を形成する際に、重合性基を有するカップリング剤由来のカップリング基が支持体と結合してもよい。
なお、(b4)ポリマー層形成工程を用いた場合には、金属イオンが含有したポリマー層が形成される。
加熱温度は、40℃〜150℃が好ましく、60℃〜80℃がより好ましい。
この処理には、具体的には、水や、アセトン、水酸化ナトリウム水溶液、重曹水溶液、塩酸、メチルエチルケトン、アセトン、エタノールが用いられる。なお、溶剤浸漬や溶剤洗浄などの処理後には、乾燥が行われることが好ましい。
なお、この処理時には、ベンコットなどの工業用ワイパーを併用してもよく、また、ホモポリマーの除去性の観点からは、超音波などの手段をとってもよい。
このような処理後は、未反応の反応性組成物や支持体又は中間層に結合していないホモポリマーが除去され、支持体又は中間層と強固に結合したポリマーのみが存在することになる。
特に、本発明の薄層金属膜材料をフォトマスクに適用する場合、充分な遮光性を発現し得る金属粒子を含有させることができるため、ポリマー層の厚さが上記の範囲であることが好ましい。なお、ポリマー層の厚さが200nm未満であると、含有する金属粒子の量が不充分となるため、充分な遮光性が得られない場合がある。また、ポリマー層の厚さが2000nmを超えると作製したフォトマスクを用いて露光をする際に画像の解像度が低くなる場合がある。
ポリマー層の厚さは、AFM(NPX100M001、セイコーインスツルメンツ株式会社製)により、測定することができる。
本発明において、(c1)又は(c3)工程では、前述の(b1)又は(b3)工程で形成されたポリマー層に金属イオンを付与した後、該金属イオンを還元して金属粒子を析出させる。
また、(c2)又は(c4)工程では、前述の(b2)又は(b4)工程により既にポリマー層中に金属イオンが含有しているため、該金属イオンを還元して金属粒子を析出させる。
該薄層金属膜をフォトマスクとして使用する場合、遮光能の観点から析出した金属粒子は使用する露光波長の領域に吸収を有することが好ましく、特に365nm以上に吸収を有することが好ましい。
ここで用いられる金属イオンは、前述の(b2)工程で用いられる反応性組成物に用いられる金属イオンと同様のものが挙げられ、好ましい例も同様である。
また、金属イオンを含有する溶液中の金属イオンの濃度は、0.1質量%〜10質量%であることが好ましい。
なお、この溶液に用いられる溶剤としては、金属イオン源となる金属化合物を溶解できれば特に制限はないが、水、メタノール、エタノール、プロパノール、テトラヒドロフラン、ピリジン、アンモニア水等が好適に用いられる。
なお、この接触により、金属イオンは、ポリマー層が金属イオン吸着基を有するポリマーからなる場合、塩交換により、該ポリマー中に導入されてもよい。
金属イオンの還元には、還元剤が用いられる。この還元剤としては、ポリマー層中の金属イオンを還元するに充分な還元力があれば特に限定はされず、一般的な還元剤が用いられる。例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ヒドラジンなどの有機還元剤や、NaBH4、LiAlH4、ボランなどの金属、半金属還元剤を用いることができる。
浸漬時間としては、ポリマー層中の金属イオン濃度や、溶液中の還元剤の含有量によって適宜決定されるが、通常、1秒〜600秒が好ましい。
ポリアクリル酸(平均分子量7,200)18gをDMAc(ジメチルアセトアミド)300gに溶解し、そこに、ハイドロキノン0.41gと2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート29.3gとジブチルチンジラウレート0.25gを添加し、65℃で4時間反応させた。その後、反応液を酢酸エチルに加えポリマーを沈殿させ、よく洗浄し、重合性基及び金属イオン吸着基を有するポリマーP1(前記例示化合物(1))を得た。得られたポリマーP1の酸価は10.50meq/gであった。
ポリアクリル酸(平均分子量7,200)18gをDMAc(ジメチルアセトアミド)300gに溶解し、そこに、ハイドロキノン0.41gと2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート29.3gとジブチルチンジラウレート0.25gを添加し、65℃で4時間反応させた。ここで得られたポリマーの酸価は10.50meq/gであった。その後、1mol/lの水酸化ナトリウム水溶液でカルボキシル基を中和し、更に硝酸銀1mol/lを添加した後、この混合液をヘキサンに加えポリマーを沈殿させ、よく洗浄し、分子内に金属イオンが導入された重合性基を有するポリマーP2(前記例示化合物(M2))を得た。
〔中間層形成工程〕
膜厚2mmのガラス基板を、アセトン、蒸留水で洗浄したのち、UVオゾンクリーナー(UV42、日本レーザー電子(株)製)を用いて5分間UVオゾン処理を行った。次に、アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランをメチルエチルケトンに溶解して10.0質量%溶液を調製し、この溶液を上記のガラス基板上にスピンコートした。スピンコートは、まず、300rpmで5秒回転させ、次に1000rpmで20秒間回転させた。スピンコート後、100℃で1時間熱し、その表面をメチルエチルケトンで洗浄した。このようにして得られた中間層を有するガラス基板を基板A1とする。
合成例1で得た重合性基及び金属イオン吸着基を有するポリマーP1:0.25g、イルガキュア(R)369:2.5mgをジメチルアセトアミド(DMAc)2.0g及びアセトニトリル1.0gの混合溶媒に溶かして、液状の反応性組成物を調製した。この液状の反応性組成物を基板A1の中間層表面にスピンコートした。スピンコーターは、まず300rpmで5秒間、その後1000rpmで20秒間回転させた。
その後、基板A1を80℃で5分間乾燥し、重合性層を得た。
重合性層が形成された基板A1を、405nmの発信波長を有するレーザー露光機を用い、所定のパターンに従って120mJ/cm2で露光した。露光後、重合性層表面をワイパー(ベンコット、小津産業社製)で軽くこすりながらアセトンで洗浄した後、窒素拭きつけを行った。
以上のようにして、中間層表面に直接結合したポリマーからなる画像様のポリマー層が形成されたガラス基板を得た。この画像様のポリマー層を有するガラス基板を基板B1とする。
また、画像様のポリマー層の膜厚は1000nmであった。
得られた基板B1を硝酸銀(和光純薬製)0.1%水溶液に5分間浸漬した後、ホルマリンに10分間浸漬した。その後、水50mLによりかけ洗い洗浄を行い、金属粒子を含有するポリマー層を備えた基板を得た。
これにより、実施例1の薄層金属膜材料を得た。
得られた薄層金属膜材料について、ポリマー層の形成領域及び非形成領域の吸光度、並びに、ポリマー層(薄層金属膜)の鉛筆強度を測定することにより評価を行った。
また、ポリマー層の非形成領域の365nmでの吸光度は0.2以下、400nmでの吸光度は0.1以下であった。
吸光度は、可視、近赤外分光光度計(UV−3600、島津)を用いて、得られた薄層金属膜材料の吸光度を測定した。365nmにおける吸光度が3.5以上であることが、実用上問題のない薄層金属膜材料(フォトマスク)の基準となる。
〔ポリマー層形成工程〕
実施例1で用いた合成例1で用いた金属イオン吸着基を有するポリマーP1の代わりに、分子内に金属イオンが導入された重合性基を有するポリマーP2を用いた以外は、実施例1と同様な方法で画像様のポリマー層を有するガラス基板を得た。
この画像様のポリマー層を有するガラス基板を基板B2とする。
なお、画像様のポリマー層の膜厚は960nmであった。
得られた基板B2をホルマリンに10分間浸漬した。その後、水50mLによりかけ洗い洗浄を行い、金属粒子を含有するポリマー層を備えた基板を得た。
これにより、実施例2の薄層金属膜材料を得た。
得られた薄層金属膜材料のポリマー層(薄層金属膜)の365nmにおける吸光度を、前記測定方法により測定したところ3.1であった。また、400nmにおける吸光度を、前記測定方法により測定したところ3.0であった。
また、ポリマー層の非形成領域の365nmでの吸光度は0.1以下、400nmでの吸光度は0.1以下であった。
〔ポリマー層形成工程〕
膜厚2mmのガラス基板を、アセトン、蒸留水で洗浄したのち、UVオゾンクリーナー(UV42、日本レーザー電子(株)製)を用いて5分間UVオゾン処理を行った。
次に、合成例1で得た重合性基及び金属イオン吸着基を有するポリマーP1:0.25g、イルガキュア(R)369:2.5mg、及びアクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン0.05gを、ジメチルアセトアミド(DMAc)2.0g及びアセトニトリル1.0gの混合溶媒に溶かして、液状の反応性組成物を調製した。この液状の反応性組成物を、上記のようにオゾン処理されたガラス基板表面にスピンコートした。スピンコーターは、まず300rpmで5秒間、その後、1000rpmで20秒間回転させた。
その後、基板を80℃で5分間乾燥し、重合性層を得た。
重合性層が形成された基板を実施例1と同様な方法で露光し、画像様のポリマー層を有するガラス基板をえた。この画像様のポリマー層を有するガラス基板を基板B3とする。
画像様のポリマー層の膜厚は800nmであった。
得られた基板B3を用い、実施例1と同様な方法により金属粒子を析出させ、金属粒子を含有するポリマー層を備えた基板を得た。
得られた薄層金属膜材料のポリマー層(薄層金属膜)の365nmにおける吸光度を、前記測定方法により測定したところ2.7であった。また、400nmにおける吸光度を、前記測定方法により測定したところ2.6であった。
また、ポリマー層の非形成領域の365nmでの吸光度は0.1以下、400nmでの吸光度は0.1以下であった。
実施例1において、中間層を有する基板A1を作製する際に用いたアクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランの代わりに、オクチルトリメトキシシランを用いた以外は、実施例1と同様の方法により、基板A2を作製した。
得られた基板A2を用いて、実施例1と同様にして、ポリマー層形成工程を行った。ここで、得られたポリマー層の膜厚をAFMで観察したところ、得られたポリマー層よりなる画像には欠陥が多く、また、ポリマー層の膜厚は、10nm以下であった。
続いて、実施例1と同様にして、金属粒子析出工程を行った。
以上の方法により得られた材料に対して、実施例1と同様にして、吸光度を測定した。結果を表1に示す。
厚さ2mmのガラス基板を、アセトン、蒸留水で洗浄したのちUVオゾンクリーナー(UV42、日本レーザー電子社製)を用いて5分間UVオゾン処理を行った。次に、以下に示す重合開始部位と基板結合部位とを有する化合物を脱水トルエンに溶解して1.0質量%溶液を調製し、これを上記のガラス基板上にスピンコートした。スピンコートは、まず、300rpmで5秒回転させ、次に1000rpmで20秒間回転させた。スピンコート後、100℃で60秒間加熱し、表面をトルエン及びアセトンで洗浄した。スピンコーターは、まず300rpmで5秒間、その後1000rpmで20秒間回転させた。次に、ガラス基板を100℃で10分間乾燥し、表面をトルエン、アセトン、水で順に洗浄してエアーガンで乾燥した。このようにして得られた下記構造の化合物が結合したガラス基板を基板A3とする。
続いて、実施例1と同様にして、金属粒子析出工程を行った。
以上の方法により得られた材料に対して、実施例1と同様にして、吸光度を測定した。結果を表1に示す。
このように実施例では、比較例と比べると、同じエネルギー量の付与であっても、形成されたポリマー層の膜厚が著しく大きいことが分かる。これにより、本発明のように、重合性基を有するカップリング剤と、架橋性基を有する化合物と、を併用した場合には反応に対する感度が高く、低エネルギーであっても、膜厚の大きなポリマー層が形成できることが分かる。その結果、高密度に金属粒子が存在する金属膜を得ることができ、優れた吸光度を得ることができる。
Claims (19)
- 支持体と、
該支持体上に重合性基を有するカップリング剤を用いて形成された中間層と、
該中間層に対し、架橋性基を有する化合物を含む組成物を接触させた後、該組成物に画像様にエネルギーを付与して生成した、該中間層表面に直接結合してなるポリマーからなる画像様のポリマー層と、
該画像様のポリマー層中に含有される金属粒子と、
を有することを特徴とする薄層金属膜材料。 - 支持体と、
該支持体上に、重合性基を有するカップリング剤と架橋性基を有する化合物とを含む組成物を接触させた後、該組成物に画像様にエネルギーを付与して生成した、前記支持体表面に直接結合してなるポリマーからなる画像様のポリマー層と、
該画像様のポリマー層中に含有される金属粒子と、
を有することを特徴とする薄層金属膜材料。 - 前記架橋性基を有する化合物を含む組成物が、光開裂型ラジカル重合開始剤を更に含むことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の薄層金属膜材料。
- 前記重合性基を有するカップリング剤中の重合性基と、前記架橋性基を有する化合物中の架橋性基が同じ官能基であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の薄層金属膜材料。
- 前記重合性基を有するカップリング剤が、アクリロイル基、又はメタクリロイル基を有することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の薄層金属膜材料。
- 前記架橋性基を有する化合物が、アクリロイル基、又はメタクリロイル基を有することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の薄層金属膜材料。
- 前記架橋性基を有する化合物が、ビニル基、又はエポキシ基を有することを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の薄層金属膜材料。
- 前記金属粒子が365nm以上の波長領域に吸収を有することを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の薄層金属膜材料。
- 前記ポリマー層の膜厚が200nm以上2000nm以下の範囲であることを特徴とする請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の薄層金属膜材料。
- 支持体上に、重合性基を有するカップリング剤を用いて中間層を形成する工程と、
該中間層上に架橋性基を有する化合物を含む組成物を接触させた後、該組成物に画像様にエネルギーを付与し、当該中間層表面に直接結合してなるポリマーを生成させて画像様のポリマー層を形成する工程と、
該ポリマー層に金属イオンを付与した後、該金属イオンを還元して金属粒子を析出させる工程と、
を有することを特徴とする薄層金属膜材料の製造方法。 - 支持体上に、重合性基を有するカップリング剤を用いて中間層を形成する工程と、
該中間層上に架橋性基を有する化合物、及び金属イオンを含む組成物を接触させた後、該組成物に画像様にエネルギーを付与し、当該中間層表面に直接結合してなるポリマーを生成させて画像様のポリマー層を形成する工程と、
該ポリマー層中に含有される金属イオンを還元して金属粒子を析出させる工程と、
を有することを特徴とする薄層金属膜材料の製造方法。 - 支持体上に、重合性基を有するカップリング剤と架橋性基を有する化合物とを含む組成物を接触させた後、該組成物上に画像様にエネルギーを付与し、前記支持体表面に直接結合してなるポリマーを生成させて画像様のポリマー層を形成する工程と、
該ポリマー層に金属イオンを付与した後、該金属イオンを還元して金属粒子を析出させる工程と、
を有することを特徴とする薄層金属膜材料の製造方法。 - 支持体上に、重合性基を有するカップリング剤、架橋性基を有する化合物、及び金属イオンを含む組成物を接触させた後、該組成物上に画像様にエネルギーを付与し、前記支持体表面に直接結合してなるポリマーを生成させて画像様のポリマー層を形成する工程と、
該ポリマー層中に含有される金属イオンを還元して金属粒子を析出させる工程と、
を有することを特徴とする薄層金属膜材料の製造方法。 - 前記架橋性基を有する化合物を含む組成物が、光開裂型ラジカル重合開始剤を更に含むことを特徴とする請求項11〜請求項13のいずれか1項に記載の薄層金属膜材料の製造方法。
- 前記重合性基を有するカップリング剤中の重合性基と、前記架橋性基を有する化合物中の架橋性基が同じ官能基であることを特徴とする請求項11〜請求項14のいずれか1項に記載の薄層金属膜材料の製造方法。
- 前記重合性基を有するカップリング剤が、アクリロイル基、又はメタクリロイル基を有することを特徴とする請求項11〜請求項15のいずれか1項に記載の薄層金属膜材料の製造方法。
- 前記架橋性基を有する化合物が、アクリロイル基、又はメタクリロイル基を有することを特徴とする請求項11〜請求項15のいずれか1項に記載の薄層金属膜材料の製造方法。
- 前記架橋性基を有する化合物が、ビニル基、又はエポキシ基を有することを特徴とする請求項11〜請求項15のいずれか1項に記載の薄層金属膜材料の製造方法。
- 前記金属粒子が365nm以上の波長領域に吸収を有することを特徴とする請求項10〜請求項18のいずれか1項に記載の薄層金属膜材料の製造方法。
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