JP2011501471A - 高い伝導性を有するパターニングされた金属層を提供するためのネガティブ画像形成方法 - Google Patents

高い伝導性を有するパターニングされた金属層を提供するためのネガティブ画像形成方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2011501471A
JP2011501471A JP2010531218A JP2010531218A JP2011501471A JP 2011501471 A JP2011501471 A JP 2011501471A JP 2010531218 A JP2010531218 A JP 2010531218A JP 2010531218 A JP2010531218 A JP 2010531218A JP 2011501471 A JP2011501471 A JP 2011501471A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
catalyst
metal
patterned
fraction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010531218A
Other languages
English (en)
Inventor
フェン・ガオ
リンダ・ケイ・ジョンソン
ルーパン・レオン・クゥセイヤン
アイリーナ・マラジョヴィック
ジェフリー・スコット・メス
ケネス・ジョージ・シャープ
フレドリック・クラウス・ズムステッグジュニア
ゼーマ・アグラワル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Publication of JP2011501471A publication Critical patent/JP2011501471A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/382Contact thermal transfer or sublimation processes
    • B41M5/38207Contact thermal transfer or sublimation processes characterised by aspects not provided for in groups B41M5/385 - B41M5/395
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41MPRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M5/00Duplicating or marking methods; Sheet materials for use therein
    • B41M5/26Thermography ; Marking by high energetic means, e.g. laser otherwise than by burning, and characterised by the material used
    • B41M5/382Contact thermal transfer or sublimation processes
    • B41M5/392Additives, other than colour forming substances, dyes or pigments, e.g. sensitisers, transfer promoting agents
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/18Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material
    • H05K3/181Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating
    • H05K3/182Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating characterised by the patterning method
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/18Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material
    • H05K3/181Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating
    • H05K3/182Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating characterised by the patterning method
    • H05K3/185Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by electroless plating characterised by the patterning method by making a catalytic pattern by photo-imaging
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/05Patterning and lithography; Masks; Details of resist
    • H05K2203/0502Patterning and lithography
    • H05K2203/0528Patterning during transfer, i.e. without preformed pattern, e.g. by using a die, a programmed tool or a laser
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/10Using electric, magnetic and electromagnetic fields; Using laser light
    • H05K2203/107Using laser light
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/11Treatments characterised by their effect, e.g. heating, cooling, roughening
    • H05K2203/1105Heating or thermal processing not related to soldering, firing, curing or laminating, e.g. for shaping the substrate or during finish plating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/04Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed mechanically, e.g. by punching
    • H05K3/046Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed mechanically, e.g. by punching by selective transfer or selective detachment of a conductive layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemically Coating (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Manufacturing Of Printed Wiring (AREA)

Abstract

熱画像形成方法によってベース基体上にパターニングされた触媒層を含むパターニングされた基体を提供するステップの後、めっきして金属パターンを提供するステップを含む、高い伝導性の金属パターンを製造するためのネガティブ画像形成方法が開示される。提供される金属パターンは、電磁妨害遮蔽デバイスおよびタッチパッドセンサーを含む電気デバイスに好適である。

Description

本発明は、電気用途向け伝導性金属パターンの提供方法に関する。
ディスプレイなどの、光透過性表面用の電磁妨害シールドおよびタッチスクリーンは、典型的には基体上に取り付けられた伝導性金属メッシュを含む。メッシュによって、他の電磁放射線を遮蔽しながら、可視光のかなりの部分を通過させることができる。そのような金属メッシュ物品を製造するために利用可能な種々の方法がある。たとえば、特許文献1には、ガラス基体と、オフセット印刷法でこの基体上に形成された幾何パターンとを有する電磁遮蔽プレートが開示されている。
米国特許第6,717,048号明細書
形成中のパターンの高分解能および正確なデジタル制御を可能にする;たとえば10ミクロンの線幅までの、微細な線を有するメッシュを作製する能力がある、伝導性金属パターンを提供するために有用な新規方法が必要とされている。さらに、従来のフォトリソグラフィー法に典型的に使用される、湿式処理ステップと、溶媒、エッチング液、およびマスクの使用とを最小限にすることが望ましい。湿式処理ステップおよび溶媒の排除は、金属メッシュの製造に用いられる従来の方法よりかなり環境にやさしい全体的方法を提供するであろう。
本発明の一実施形態は、高い伝導性を有するパターニングされた金属層を製造するためのネガティブ画像形成方法であって:
ベース基体上にパターニングされた触媒層を含むパターニングされた基体を提供するステップであって;前記パターニングされた基体が、
(a)ベースフィルムおよび触媒転写層を含む熱転写ドナーを提供する工程であって、触媒転写層が、(i)触媒画分;場合により(ii)付着促進剤画分;および、場合よりおよび独立して、(iii)ポリマーバインダー画分を含む工程と;
(b)熱転写ドナーをレシーバーと接触させる工程であって、レシーバーがベース層を含む工程と;
(c)熱転写によって触媒転写層の少なくとも一部をドナーから除去して、前記パターニングされた基体としてパターニングされたドナーと、露出レシーバーとを提供する工程と、
(d)露出レシーバーをパターニングされた基体から除去した後、前記パターニングされた基体上に金属をめっきして、パターニングされた触媒層と接続したパターニングされた金属層を提供する工程と
を含む熱画像形成方法によって製造されるステップを含む、ネガティブ画像形成方法である。
本発明の実施形態による熱画像形成ドナー100の断面図である。 本発明の実施形態による熱画像形成ドナー100の断面図である。 パターニングされた基体を作製するためのレーザー媒介画像形成方法を示している。 パターニングされた触媒層の数部分の除去後の熱転写ドナーを示している。 一実施形態によって提供されるパターニングされた金属層を示している。
本明細書ではすべての商標は大文字で示される。
本明細書における、「アクリル」、「アクリル樹脂」、「(メタ)アクリル樹脂」、および「アクリルポリマー」という用語は、特に明記しない限り同義である。これらの用語は、メタクリル酸およびアクリル酸ならびにそれらのアルキルおよび置換アルキルエステルから誘導されるエチレン性不飽和モノマーの従来の重合から誘導される付加ポリマーの一般的種類を指す。これらの用語はホモポリマーおよびコポリマーを包含する。これらの用語は、具体的には、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸およびグリシジル(メタ)アクリレートのホモポリマーおよびコポリマーを包含する。本明細書におけるコポリマーという用語は、特に明記しない限り、2種以上のモノマーの重合から誘導されるポリマーを包含する。(メタ)アクリル酸という用語は、メタクリル酸およびアクリル酸の両方を包含する。(メタ)アクリレートという用語は、メタクリレートおよびアクリレートを包含する。
「スチレンアクリルポリマー」、「アクリルスチレン」および「スチレンアクリル」という用語は、同義であり、上記の「アクリル樹脂」と、スチレン、および例えばα−メチルスチレンといった置換されたスチレンモノマーとのコポリマーを包含する。
本明細書において用いられるとき、「含む(comprises)」、「含む(comprising)」、「含める(includes)」、「含める(including)」、「有する(has)」、「有する(having)」という用語またはそれらの任意の他の活用形は、非限定的な包含をカバーするものとする。例えば、一連の要素を含むプロセス、方法、物品、または装置は、それらの要素のみに必ずしも限定されず、特に明記されていないかあるいはかかるプロセス、方法、物品、または装置に固有の他の要素を含めてもよい。さらに、特に矛盾する記載がない限り、「または」は包括的な「または」を指し、限定的な「または」を指さない。例えば、条件AまたはBは、以下のいずれか1つによって満たされる。Aが真であり(または存在する)かつBが偽である(または存在しない)、Aが偽であり(または存在しない)かつBが真である(または存在する)、AおよびBの両方が真である(または存在する)。
また、単数形(「a」または「an」)の使用は、本明細書に記載の要素および成分を表すために用いられる。これは、単に便宜上、本発明の範囲の一般的な意味を示すために用いられる。本明細書は、1つまたは少なくとも1つを含めるように読まれるべきであり、複数でないことを意図することが明白でない限り、単数形は複数形も含める。
特に定義しない限り、本明細書中で用いられる全ての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書に記載された方法および材料と同様なまたは等価な方法および材料を本発明の実施形態の実施または試験において用いることができるが、好適な方法および材料は以下に記載される。矛盾がある場合、定義を含む本明細書が優先される。さらに、材料、方法、および実施例はあくまで例示であり、限定されるものではない。
本明細書に記載されない範囲の、具体的な材料、処理行為、および回路に関する多くの詳細は従来通りであり、それらは、有機発光ダイオードディスプレイ、光検出器、光電池、および半導体要素の技術分野の教科書およびその他の情報源中に見ることができる。
用語「メッシュ」は本明細書においてはウェブ様のパターンまたは構造を意味する。メッシュは、たとえば、自立スクリーン、およびベース層上に付着させられたまたは取り付けられたウェブ様パターンを含む。
用語「熱画像形成ドナー」および「熱転写ドナー」は、本明細書においては同じ意味で用いることができ、同義語であることを意図される。
本発明の一実施形態は、高い伝導性を有するパターニングされた金属層の製造方法であって、
ベース基体上にパターニングされた触媒層を含むパターニングされた基体を提供するステップであって、パターニングされた基体が、
(a)ベースフィルムおよび触媒転写層を含む熱転写ドナーを提供する工程であって、触媒転写層が、(i)触媒画分;場合により(ii)付着促進剤画分;および、場合よりおよび独立して、(iii)ポリマーバインダー画分を含む工程;
(b)ドナーを、ベース層を含むレシーバーと接触させる工程と、
(c)触媒転写層の少なくとも一部を熱転写によってドナーから除去して、前記パターニングされた基体としてパターニングされたドナーを提供する工程と、
(d)露出レシーバーをパターニングされた基体から除去した後、前記パターニングされた基体上に金属をめっきして、パターニングされた触媒層と接続したパターニングされた金属層を提供する工程と
を含む熱画像形成方法によって製造されるステップを含む方法である。この方法によって提供されるパターニングされた金属層は、基体に付着するまたは、必要に応じて、基体から除去される金属メッシュの形態とすることができる。
本明細書において、先ず、熱画像形成方法に必要とされる熱転写ドナーの詳細が;その後、熱画像形成方法およびめっきステップの詳細が開示される。
種々の実施形態において熱転写ドナーは、積層順で、ベースフィルム、任意選択のLTHC層、触媒転写層および任意選択の保護可剥性カバー層を含む。他の実施形態は、ベースフィルムと触媒転写層との間に介在する1つ以上の追加層を含むことができる。したがって、1つ以上の他の従来の熱転写ドナー要素層を熱画像形成ドナー中に含むことができ、そのような層としては中間層、プライマー層、剥離層、放出層、断熱層、下層、接着層、湿潤剤層、および光減衰層が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
図1Aは、本発明の一実施形態による熱画像形成ドナー100の断面図である。熱画像形成ドナー100は、ベースフィルム102、およびベースフィルム102の表面上にある触媒層106を含む。ベースフィルム102は、熱画像形成ドナー100の他の層を支持する。ベースフィルム102は、好ましくは透明である可撓性ポリマーフィルムを含む。ベースフィルム102の好適な厚さは約25μm〜約200μmであるが、より厚いまたはより薄い支持層を使用することもできる。ベースフィルムは、延伸フィルムを形成するために、当技術分野において周知の標準的な方法で延伸することができ、光熱変換(LTHC)層などの1種類以上の他の層をベースフィルム上にコーティングした後に、延伸プロセスを完了することができる。好ましいベースフィルムは、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、トリアセチルセルロース、ガラス、およびポリイミドからなる群から選択される材料を含む。
光減衰剤
光減衰剤は、別個の層中に存在することができるし、ベースフィルム、LTHC層、または触媒層などの熱転写ドナーの他の機能層の1つの中に混入することもできる。一実施形態においては、ベースフィルムは、熱画像形成ステップ中にLTHC層中の放射線吸収剤上に放射線源が集中するのを補助できる染料などの光減衰剤(吸収剤または拡散剤)を少量(典型的にはベースフィルムの0.2%〜0.5重量%)含み、それによって熱転写の効率が改善される。参照として本明細書に援用される米国特許第6645681号明細書(参照により本明細書に援用される)には、レーザー放射線源の集中を補助するためにベースフィルムを改質できる上記およびその他の方法が記載されており、レーザー放射線源の装置は、画像形成レーザーおよび非画像形成レーザーを含み、非画像形成レーザーは、画像形成レーザーと連絡する光検出器を有する。画像形成レーザーおよび非画像形成レーザーが動作する波長範囲(典型的には約350nm〜約1500nmの範囲内)によって、吸収剤および/または拡散剤が活性および不活性となる波長範囲が決定される。たとえば、非画像形成レーザーが670nm領域付近で動作し、画像形成レーザーが830nmで動作する場合、吸収剤および/または拡散剤の作用によって、830nm領域ではなく670nm領域内の波長の光が吸収または拡散されることが好ましい。本発明においては、光減衰剤は、好ましくは可視領域内の光を吸収または拡散し、一実施形態においては670nm付近の光を吸収する。好適な光減衰剤は当技術分野において周知であり、そのようなものとしては、市販のディスパース・ブルー(Disperse Blue)60およびソルベント・グリーン(Solvent Green)28染料、ならびにカーボンブラックが挙げられる。好ましくは光減衰剤の量は、約400〜約750nmのある波長において光学濃度(OD)が0.1以上、より好ましくは約0.3〜約1.5となるのに十分な量である。
光熱変換層(LTHC)
本発明の熱画像形成ドナーは、場合により、図1Bに示されるようにベースフィルムと別の層との間に介在する光熱変換層(LTHC)を有することができる。熱画像形成ドナー100は、ベースフィルム102と触媒層106との間に介在するLTHC層108を含む。LTHC層108は、放射線誘導熱転写のための熱画像形成ドナー100の一部として組み込まれ、発光源から熱転写ドナー内に放射される光エネルギーと結合する。典型的には、LTHC層(または別の層)中の放射線吸収剤は、電磁スペクトルの赤外領域、可視領域、および/または紫外領域内の光を吸収し、吸収した光を熱に変換する。放射線吸収剤は、典型的には高吸収性であり、画像形成放射線の放射線におけるODが0.1〜3以上、好ましくは0.2〜2となる。好適な放射線吸収材料としては、たとえば、染料(たとえば、可視染料、紫外染料、赤外染料、蛍光染料、および放射線偏光染料)、顔料、金属、金属化合物、金属化フィルム、および他の好適な吸収材料を挙げることができる。
LTHC層の好適な放射線吸収剤およびバインダーは、当技術分野において周知であり、それらの一覧および参考文献は、例えば国際出願PCT/US05/38010号明細書、国際出願PCT/US05/38009号明細書;米国特許第6,228,555B1号明細書;マツオカ(Matsuoka),M.,「赤外吸収材料」(Infrared Absorbing Materials),プレナム・プレス(Plenum Press)、ニューヨーク(New York),1990;およびマツオカ(Matsuoka),M.,ダイオードレーザー用染料の吸収スペクトル(Absorption Spectra of Dyes for Diode Lasers)、ぶんしん出版(Bunshin Publishing Co.),東京,1990に見ることができる。
LTHC層用の好ましい種類の近赤外染料は、インドシアニン、多置換フタロシアニンや金属含有フタロシアニンなどのフタロシアニン、およびメロシアニンからなる群から選択されるシアニン化合物である。好適な赤外吸収染料の供給元としては、H.W.サンズ社(H.W.Sands Corporation)(米国フロリダ州ジュピター(Jupiter,FL,US))、アメリカン・サイアナミッド社(American Cyanamid Co.)(ニュージャージー州ウェイン(Wayne,NJ))、サイテック・インダストリーズ(Cytec Industries)(ニュージャージー州ウエストパターソン(West Paterson,NJ))、グレンデール・プロテクティブ・テクノロジーズ社(Glendale Protective Technologies,Inc.)(フロリダ州レークランド(Lakeland,FL))およびハンプフォード・リサーチ社(Hampford Research Inc.)(コネチカット州ストラトフォード(Stratford,CT))が挙げられる。LTHC、キャリア層、および転写層用の好ましい染料は、CAS番号[128433−68−1]および分子量約619グラム/モルを有し、コネチカット州ストラトフォードのハンプフォード・リサーチ社(Hampford Research Inc,Stratford,CT)よりTIC−5cとして入手可能な2−[2−[2−クロロ−3−[(1,3−ジヒドロ−1,3,3−トリメチル−2H−インドール−2−イリデン)エチリデン]−1−シクロペンテン−1−イル]エテニル]−1,3,3−トリメチル−3H−インドリウムのトリフルオロメタンスルホン酸(1:1)との塩;CAS番号[162411−28−1]を有しH.W.サンズ社(H.W.Sands Corp)よりSDA 4927として入手可能な2−(2−(2−クロロ−3−(2−(1,3−ジヒドロ−1,1−ジメチル−3−(4−スルホブチル)−2H−ベンズ[e]インドール−2−イリデン)エチリデン)−1−シクロヘキセン−1−イル)エテニル)−1,1−ジメチル−3−(4−スルホブチル)−1H−ベンズ[e]インドリウム、分子内塩、遊離酸;ならびにH.W.サンズ社(H.W.Sands Corp)のインドレニン染料SDA 2860およびSDA 4733である。SDA 4927はLTHC層用に特に好ましい染料である。
LTHC層は、バインダー中に粒子状放射線吸収剤を含むことができる。好適な顔料の例としてはカーボンブラックおよび黒鉛が挙げられる。
重量パーセントの計算において溶媒を排除した層中の放射線吸収剤の重量パーセントは、一般に1重量%〜85重量%、好ましくは3重量%〜60重量%、最も好ましくは5重量%〜40重量%であり、これはLTHC層中に使用される個別の放射線吸収剤およびバインダーによって変動する。
LTHC層中に使用すると好適なバインダーとしては、たとえば、フェノール樹脂(たとえば、ノボラックおよびレゾール樹脂)、ポリビニルブチラール樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアセタール、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリレート、およびスチレンアクリル樹脂などのフィルム形成性ポリマーが挙げられる。LTHC層の%透過率は、放射線吸収剤の種類および量、ならびにLTHC層の厚さの影響を受ける。LTHC層は、好ましくは、熱転写画像形成方法において使用される画像形成放射線の波長における放射線透過率が約20%〜約80%、より好ましくは約40%〜約50%である。バインダーが存在する場合、放射線吸収剤対バインダーの重量比は、一般に重量で約5:1〜約1:1000、好ましくは重量で約2:1〜約1:100である。ポリマーまたは有機のLTHC層は、0.05μm〜20μm、好ましくは、0.05μm〜10μm、より好ましくは、0.10μm〜5μmの厚さにコーティングされる。
本発明の好ましい実施形態においては、LTHC層は、前出の参考文献の国際出願PCT/US05/38010号明細書および国際出願PCT/US05/38009号明細書に開示されるような組成を有する多種多様の水溶性または水分散性のポリマーバインダーを含むことができる。好ましくは、水分散性バインダーのその水相中の平均粒度は、0.1ミクロン未満であり、より好ましくは0.05ミクロン未満であり、好ましくは狭い粒度分布を有する。本発明において有用なLTHC層に好ましい水溶性または水分散性のポリマーバインダーは、アクリル樹脂および親水性ポリエステルの群から選択されるものであり、より好ましくは前出の参考文献の国際出願PCT/US05/38009号明細書に記載されるようなスルホン化ポリエステルから選択されるものである。
LTHC層の他の好ましいポリマーバインダーは、無水マレイン酸ポリマー、ならびに無水マレイン酸ポリマーおよび/またはコポリマーをアルコール、アミン、およびアルカリ金属水酸化物で処理することによって得られる官能性を有するものなどのコポリマーである。無水マレイン酸系コポリマーの特定の種類は式(III)で表される構造を含み
Figure 2011501471
上式中、xおよびzは任意の正の整数であり;
yは、0または任意の正の整数であり;
21およびR22は、同種の場合も異種の場合もあり、個別に水素、アルキル、アリール、アラルキル、シクロアルキル、およびハロゲンであり、但しR21およびR22の1つは芳香族基であり;
31、R32、R41、およびR42は、同種または異種であり、水素、または1〜約5個の炭素原子のアルキルであってよく;
50は:
a)1〜約20個の炭素原子を含有するアルキル基、アラルキル基、アルキル置換アラルキル基;
b)1〜約20個の繰り返し単位であってよい、各オキシアルキレン基中に約2〜約4個の炭素原子を含有するアルキル基、アラルキル基、アルキル置換アラルキル基のオキシアルキル化誘導体;
c)1〜約6個の繰り返し単位であってよい、各オキシアルキレン基中に約2〜約4個の炭素原子を含有するアルキル基、アラルキル基、アルキル置換アラルキル基のオキシアルキル化誘導体;
d)少なくとも1つの不飽和部分;
e)少なくとも1つのヘテロ原子部分;
f)Li、Na、K、およびNH から選択される塩を形成することができるアルカリ分子;ならびに
g)それらの組み合わせから選択される官能基である。
LTHC層の好ましい無水マレイン酸ポリマーの1つは、R21、R31、R32、R33、R41、R42、R43が個別に水素であり、R22がフェニルであり、R50が2−(n−ブトキシ)エチルである式(III)のコポリマーを含む。LTHC層において有用な無水マレイン酸コポリマーの具体例の1つは、ペンシルバニア州エクストンのサートマー社(Sartomer Corporation,Exton,PA)の製品のSMA1440Hなどのスチレン無水マレイン酸コポリマーである。
本発明の一実施形態においては、好ましいLTHC層の1つは、インドシアニン、多置換フタロシアニンや金属含有フタロシアニンなどのフタロシアニン、およびメロシアニンからなる群から選択される1種類以上の水溶性または水分散性の放射線吸収性シアニン化合物と;アクリル樹脂、親水性ポリエステル、スルホン化ポリエステル、ならびに無水マレイン酸ホモポリマーおよびコポリマーからなる群から選択される1種類以上の水溶性のまたは水分散性のポリマーバインダーとを含む。最も好ましいLTHC層の1つは:第4級アンモニウム陽イオン化合物;ホスフェート陰イオン化合物;ホスホネート陰イオン化合物;1〜5個のエステル基と2〜10個のヒドロキシル基とを含む化合物;アルコキシル化アミン化合物;およびそれらの組み合わせからなる群から選択される1種類以上の剥離改質剤をさらに含む。
米国特許第5,256,506号明細書に記載されているように、粒子の形態、あるいは熱蒸着、e−ビーム加熱、およびスパッタリングなどの種々の技術によって堆積されたフィルムとしてのいずれかで、金属放射線吸収剤をLTHC層として使用することもできる。クロムがLTHC層108に好ましい金属である。金属加熱層の好ましい厚さは、使用される金属の光吸収に依存する。クロムの場合、80〜100オングストロームの層が好ましい。パターニングされたドナーの無電解堆積が行われるであろうときには金属酸化物表面を形成する金属、たとえばクロムが好ましい。触媒層の電気めっきが行われるであろう場合には非伝導性金属系LTHC層が好ましい。
本発明において使用されるLTHC層に好ましい放射線吸収剤は、カーボンブラック、黒鉛、およびLTHC層内で約600〜1200nmの範囲内の吸収極大を有する近赤外染料からなる群から選択される。
触媒転写層
熱転写によって提供される触媒転写層およびパターニングされた触媒層は、(i)触媒画分;場合により(ii)付着促進剤画分;ならびに、場合によりおよび独立して、(iii)ポリマーバインダー画分を含む。触媒転写層は、非伝導層または伝導層であることができる。触媒転写層の厚さは、約5nm〜約5μm、より好ましくは約80nm〜約3μmのいずれかの厚さであることができる。
触媒画分は、パターニングされた触媒層の必須の特性、処理条件、めっき方法などに依存して、伝導性材料、または非伝導性材料であることができる。触媒画分は、基体に適用されるときに、めっきを、あるいは電解めっきまたは無電解めっき条件にかけられるときに、金属堆積を提供することができる1種以上の触媒を含む。
無電解めっき用の一般的な触媒は、「Electroless Nickel Plating(無電解ニッケルめっき)」、Wolfgang Riedel,Finishing Publications Ltd(Stevenage,UK)、(1991年)に、具体的には34−36ページで議論されている。電解めっき用の一般的な触媒は、「Fundamentals of Electrochemical Deposition,Second Edition(電気化学堆積の基礎、第2版)」、Milan Paunovic and Mordechay Schlesinger,John Wiley & Sons,Inc.(2006年)に議論されているような金属および伝導形態のカーボンなどの伝導性材料である。
一実施形態において触媒転写層は、金属フィルムである触媒画分から実質的になる。別の実施形態において触媒転写層は、Ag、Cu、Au、Fe、Ni、Al、Pd、Pt、Ru、Rh、Os、Ir、Snおよびそれらの合金からなる群から選択される金属フィルムである。好ましくは金属フィルムはNiフィルム;より好ましくは厚さ約80〜100オングストロームのフィルムである。
一実施形態において触媒画分は、群:(1)粉末およびコロイドなどの、金属粒子;(2)金属酸化物;(3)有機金属錯体;(4)金属塩;(5)セラミックス、および金属塩、金属酸化物、金属錯体、金属またはカーボンでコーティングされた他の非伝導体粉末;ならびに(6)すべての伝導性形態でのカーボンから選択される1種以上の触媒を含み;(1)〜(5)の各金属はAg、Cu、Au、Fe、Ni、Al、Pd、Pt、Ru、Rh、Os、Ir、Snおよびそれらの合金からなる群から選択される。
触媒として有用な金属合金の例は、ステンレス鋼、炭素鋼、低−および高−合金鋼;ならびにニッケル、銅、アルミニウム、マグネシウム、ベリリウム、チタン、亜鉛、モリブデン、タングステン、スズ、鉛、銀およびマンガンの合金である。基体の包括的リストは、Gawrilov,G.G.:「Chemical(Electroless)Nickel Plating(化学(無電解)ニッケルめっき)」、Portcullis Press(Redhill,UK)1979年;およびSimon,H.:Galvanotechnik、74(1983)、776−771ページに見つけることができる。
一実施形態においては、触媒は、インジウム−スズ−酸化物(ITO)、アンチモン−スズ−酸化物(ATO)、酸化スズ、フッ素ドープ酸化スズ、酸化亜鉛、アルミニウムドープ酸化亜鉛(AZO)、亜鉛スズ酸化物(ZTO)などの透明伝導性酸化物などのドープおよび非ドープ金属酸化物粒子;およびそれらの合金から選択される伝導性金属酸化物である。
一実施形態において触媒画分は、約5nm〜約1500nmの平均最長寸法を有する金属粒子を含む。
別の実施形態において触媒画分は、1種以上の有機金属錯体を含む。使用することができる有機金属錯体の例としては、アセチルアセトナト白金、シス−ビス(ベンゾニトリル)ジクロロ白金、アセチルアセトナトパラジウム、ビス(ベンジリデンアセトン)パラジウム、ビス(ベンゾニトリル)ジクロロパラジウム、ビス[1,2−ビス(ジフェニルホスフィノ)エタン]パラジウム、ヘキサフルオロアセチル−アセトナトパラジウムなどが挙げられる。
別の実施形態において触媒画分は、1種以上の金属塩、たとえば、酢酸パラジウム、塩化パラジウムおよびテトラクロロパラジウム(II)酸ナトリウムを含む。
触媒として有用な白金コロイド懸濁液は、Shah,P.ら、Langmuir 15(1999)、1584−1587ページに開示されているように塩化白金酸(白金酸水素ヘキサクロル)から調製することができる。一般的に使用されるパラジウムコロイドは、Hidber,P.C.ら、Langmuir、12(1996)、5209−5215ページに開示されているような臭化テトラオクタデシルアンモニウム安定化パラジウムコロイドである。
付着促進剤
種々の実施形態において触媒転写層は、熱転写が完了した後にベースフィルムへのパターニングされた触媒層の接合を改善するのに有用である付着促進剤を有する。付着促進剤はまた、めっきが完了した後にパターニングされた基体へのパターニングされた触媒層の接合を改善する傾向がある。特定の付着促進剤では、典型的にはガラスフリットおよび金
属酸化物では、基体へのパターニングされた触媒層およびパターニングされた金属層の最適な付着を実現するために加熱またはアニーリングなどの追加の処理が必要とされる。一実施形態において触媒層は、触媒層の総重量を基準にして、約0.5〜約10重量%、好ましくは約1.0〜約4.0重量%の付着促進剤画分を含む。
付着促進剤として有用なガラスフリットは通常、約200〜700℃、好ましくは約350〜700℃、より好ましくは400〜620℃の軟化点を有する。付着促進剤として有用なガラスフリットは典型的には、約100nm〜約5ミクロン;好ましくは約100nm〜約800nmの平均粒度を有する。しかし、必要に応じて、100nm未満の平均粒度のガラスフリットを付着促進剤として使用することができる。ガラスフリットは好適には、上記の範囲の軟化点を有する従来のガラスフリットから選択され、次にベーキングされる。従来のガラスフリットの例としては、元素Al、Si、B、Na、Li、Ca、Mg、Mo、Ba、Bi、Zn、Zr、Ti、W、Sn、Sr、Co、Ru、V、Ta、W、Mn、Cu、Ag、Ce、Cd、およびPの酸化物を含む上記範囲の低い軟化点を有するガラスフリットが挙げられる。具体的なガラスは、PbO−SiO−Bガラス、PbO−SiO−B−ZnOガラス、PbO−SiO−B−Al−ZnOガラス、B−SiO−Bガラス、ZnO−SiO−Bガラスなどを含む。これらの材料は、独立してかまたは組み合わせて付着促進剤として使用することができる。一実施形態において付着促進剤画分は、ガラスフリットが使用されるとき、触媒層の総重量を基準にして、0.5〜約10重量%、好ましくは1.0〜約4.0重量%である。
付着促進剤として有用な金属酸化物は、たとえば、NaO、CaO、CdO、BaO、ZrO、ZnO、MgO、CoO、NiO、FeO、MnO、PbOおよびそれらの組み合わせ;ならびにSiOと組み合わせてであることができる。
付着促進剤として有用な金属水酸化物およびアルコキシドは、周期表の族IIIa〜VIIIa、Ib、IIb、IIIb、およびIVbならびにランタニド類のそれらを含む。具体的な付着促進剤は、Ti、Zr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、およびBからなる群から選択される金属の金属水酸化物およびアルコキシドである。好ましい金属水酸化物およびアルコキシドはTiおよびZrのそれらである。具体的な金属アルコキシド付着促進剤は、式(I)、(II)および(III):
Figure 2011501471
の化合物などのチタネートおよびジルコネート・オルトエステルおよびキレートであり、
上式中、
MはTiまたはZrであり;
Rは一価のC〜Cの直鎖または分岐鎖アルキルであり;
Yは、−CH(CH)−、−C(CH)=CH−、または−CHCH−から選択される二価の基であり;
Xは、OH、−N(R、−C(O)OR、−C(O)R、−CO から選択され;ここで、
は、場合によりヒドロキシルで置換されたまたはエーテル酸素で割り込まれた、−CHあるいはC〜Cの直鎖または分岐鎖アルキルであり;但し1個以下のヘテロ原子がどれか一個の炭素原子に結合しており;
はC〜Cの直鎖または分岐鎖アルキルであり;
は、NH 、Li、Na、またはKから選択される。
一実施形態において付着促進剤画分は、金属水酸化物およびアルコキシドが付着促進剤画分として使用されるとき、触媒層の総重量を基準にして、約0.5〜約20重量%、好ましくは約0.5〜約5.0重量%である。付着促進剤として有用な市販のチタネートおよびジルコネート・オルトエステルおよびキレートは、E.I.DuPont de Nemours,Inc.(Wilmington,DE)から入手可能なTYZOR(登録商標)有機チタネートおよびジルコネートである。具体的な有機ジルコネートはTYZOR(登録商標)212、217、TEAZ、およびCl−24有機ジルコネートである。具体的な有機チタネートはTYZOR(登録商標)TEおよびLA有機チタネートである。
付着促進剤として有用なシリケート水酸化物およびアルコキシドは式(IV)
(R11O)4−mSi(R12
のものを含み、
上式中、
mは0、1、2、または3に等しい整数であり;
11は水素あるいはC〜Cの直鎖または分岐鎖アルキルであり;
12は、場合により1または2個の炭素−炭素二重結合を有し、場合により−NH、−CN、−NCO、または−OC(O)−CR13=CH(ここで、R13は水素またはC〜Cアルキルである)で置換された、C〜C12の直鎖または分岐鎖アルキルである。本発明に有用なシリケートアルコキシドの具体例は、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、トリメトキシメチルシラン、トリエトキシメチルシラン、トリメトキシビニルシラン、トリエトキシビニルシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、3−イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、および3−シアノプロピルトリメトキシシランである。
一実施形態において付着促進剤画分は、シリケート水酸化物およびアルコキシドが付着促進剤画分として使用されるとき、触媒層の総重量を基準にして、約0.5〜約20重量%、好ましくは約0.5〜約5.0重量%である。
付着促進剤として有用な有機ポリオールは、1分子当たり2個以上のヒドロキシル基を有する、および約30〜約200g/当量、好ましくは約30〜約100g/当量、より好ましくは約30〜約60g/当量のヒドロキシル当量を有する有機ポリオールを含む。より具体的な一実施形態において付着促進剤として有用な有機バインダーは、それぞれ場合により1種以上の−O−、−S−、−OC(O)−、および−NR11C(O)−(こ
こで、R11は水素あるいはC〜Cの直鎖または分岐鎖アルキルである)で割り込まれた;C〜C60の直鎖または分岐鎖アルキル;C〜C60の脂環式;および直鎖または分岐鎖アルキルと脂環式基との組み合わせからなるC〜C60基からなる群から選択される有機ポリオールである。一実施形態においては、付着促進剤画分は、エチレングリコール、グリコール誘導体、グリセロールおよびグリセロール誘導体、ペンタエリスリトール(CAS[115−77−5])、トリメチロールプロパン(CAS[77−99−6])、ジペンタエリスリトール(CAS[126−58−9])、ジトリメチロールプロパン(CAS[23235−61−2])、ソルビトール(CAS[50−70−4])、ソルビタンモノオレエート(CAS[1338−43−8])、ソルビタンモノラウレート(CAS[1338−39−2])、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール(CAS[115−84−4])、2−メチル−1,3−プロパンジオール(CAS[2163−42−0])、ネオペンチルグリコール(CAS[126−30−7])、1,4−ブタンジオール(CAS[110−63−4])、および1,6−ヘキサンジオール(CAS[629−11−8])から選択される少なくとも1種のポリオールを含有することができる。
一実施形態においては、付着促進剤画分として有用な有機バインダーは、エトキシル化ペンタエリスリトール(CAS[42503−43−7])、プロポキシル化ペンタエリスリトール(CAS[9051−49−4])、エトキシル化トリメチロールプロパン付加体、たとえば1モルの成分当たり3〜8モルのエチレンオキシドでのエトキシル化に相当するもの(CAS[50586−59−9])、1モルの成分当たり3〜9モル当量でのプロピレンオキシドに相当するエトキシル化トリメチロールプロパンプロピレンオキシド付加体(CAS[25723−16−4])、1モルの成分当たり20〜80のエチレンオキシドモルでのエチレンオキシド付加体に相当するエトキシル化ソルビタンモノオレエート(CAS[9005−65−6])、およびエトキシル化ソルビタンモノラウレート(CAS[9005−64−5])などのエトキシル化またはプロポキシル化化合物の少なくとも1種を含有することができる。
一実施形態においては、付着促進剤画分として有用な有機バインダーは、超分岐ポリオール、たとえば樹枝状超分岐ポリオール、超分岐樹枝状ポリエーテルまたはポリエステル、超分岐ポリエーテルまたはポリエステル、アーボロール(arborol)、樹枝状またはカスケード状超分子およびそれらの超分岐一族、または1個以上の反応性ヒドロキシル基を有するポリエステル型の樹枝状高分子を含有することができる。そのような超分岐ポリオールは、たとえば「Dendritic Macromolecule and Process for Preparation Thereof(樹枝状高分子およびそれの製造方法)」という表題のPerstorp ABに譲渡されたHultらの米国特許第5,418,301号明細書、「Hyperbranched Macromolecule from Epoxide Nucleus and Hydroxy−functional Carboxylic Acid Chain Extenders(エポキシド核およびヒドロキシ官能性カルボン酸連鎖延長剤からの超分岐高分子)」という表題のPerstorp ABに譲渡されたSorensenらの米国特許第5,663,247号明細書、「Hyperbranched Dendritic Polyether and Process for Manufacture Thereof(超分岐樹枝状ポリエーテルおよびそれらの製造方法)」という表題のPerstorp ABに譲渡されたMagnussonらの米国特許第6,617,418号明細、および「Method for Producing Highly−Branched Glycidol−based Polyols(高度分岐グリシドール系ポリオールの製造方法)」という表題のBayer Aktiengesellschaftに譲渡されたSunderらの米国特許第6,765,082号明細書に記載されている。市販の超分岐鎖ポリオール製品は、Perstorpのもの、たとえば、16、12、6.4、32、64、14、および詳細不明の1分子当たりのそれぞれの平均OH官能性、ならびに2100、2500、3200、3500、5400、1500、および詳細不明のそれぞれの平均相対分子質量のBoltorn H20、H2003、H2004、H30、H40、P1000、およびH311を含む。超分岐ポリオールの例としては、ペンタエリスリトールをベースとするポリエーテル構造(V)およびポリエステル構造(VI):
Figure 2011501471
Figure 2011501471
が挙げられる。
一実施形態においては、付着促進剤画分として有用な有機バインダーは、−O−、−S−、−OC(O)−、および−NR11C(O)−で割り込まれた分岐鎖アルキルを含有することができる。−OC(O)−で割り込まれたポリオールの具体例は上に示される。アミドポリオールと呼ばれる、−NR11C(O)−で割り込まれたポリオールの具体例は、EMS Chemie(Domat/Ems,Switzerland)からPRIMID(登録商標)XL552ポリオールとして商業的に入手可能な、式(VII)である。
Figure 2011501471
一実施形態において付着促進剤画分は、有機ポリオールが付着促進剤画分として使用されるとき、触媒層の総重量を基準にして、約0.5〜約20重量%、好ましくは約0.5
〜約5.0重量%である。
ポリマーバインダー画分
触媒転写層は、場合により、および付着促進剤が存在するかどうかとは無関係に、ポリマーバインダー画分を有する。一実施形態において触媒転写層は、ポリマーバインダー画分を有し、好ましくは、ポリマーバインダーは、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリヘテロ芳香族ビニレン、およびそれらの誘導体からなる群から選択される1種以上の伝導性(コ)ポリマー/(コ)オリゴマー;アクリルラテックス、スチレンラテックスおよびスチレン−アクリルラテックス;溶液系のアクリル系ポリマー、スチレン系ポリマーおよびスチレン−アクリル系ポリマー;ならびにそれらの組み合わせからなる群から選択される1種以上の非伝導性(コ)ポリマー/(コ)オリゴマー;エチレンと、アルキル(メタ)アクリレート(ここで、アルキル基はC1〜C18の直鎖または分岐鎖アルキルである)、ノルボルネン、酢酸ビニル、一酸化炭素、(メタ)アクリル酸からなる群から選択される1種以上のモノマーとのコポリマー;ならびにポリ酢酸ビニルおよびそのコポリマー;酢酸ビニル、塩化ビニル、ビニルブチルアルデヒド、ビニルアルコールおよびビニルピロリドンからなる群から選択される繰り返し単位を含むビニル(コ)ポリマーまたは(コ)オリゴマー;ポリ(4−ビニル)ピリジン、ポリ(4−ヒドロキシ)スチレン、部分水素化ポリ(4−ヒドロキシ)スチレン、およびそれらのコポリマーからなる群から選択されるヘテロ原子置換スチレン系ポリマー;フェノール−アルデヒド(コ)ポリマーおよび(コ)オリゴマーならびにそれらの組み合わせからなる群から選択される。
一実施形態においてポリマーバインダー画分は、アクリルラテックスおよびスチレン−アクリルラテックス、ならびにランダムおよびグラフトコポリマーなどの溶液系のアクリル系(コ)ポリマーおよびスチレン−アクリル系(コ)ポリマー;ならびにそれらの組み合わせ;エチレンと、(メタ)アクリレート、酢酸ビニル、一酸化炭素および(メタ)アクリル酸からなる群から選択される1種以上のモノマーとのコポリマー;ポリ酢酸ビニルおよびそのコポリマー;ならびにポリビニルピロリドンおよびポリビニルピロリドン−コ−酢酸ビニルなどのそのコポリマーからなる群から選択されるポリマーを含む。好ましくはラテックスは、約150nm未満、より好ましくは、約100nm未満の平均粒度を有する。
好ましい溶液系のアクリル系ポリマー、スチレン系ポリマーおよびスチレン−アクリル系ポリマーは約100,000未満、好ましくは50,000未満、より好ましくは30,000未満のMを有する。一実施形態においてポリマーバインダー画分は約10〜約300の酸価を有する。この酸価は、ラテックスまたは溶液ポリマー中の酸官能性を中和するために必要とされる、標準中和技術によって測定されるような、1グラム当たりのKOHのマルチ当量である。酸官能性は一般に、アクリル酸、メタクリル酸等々の、エチレン性不飽和カルボン酸の共重合によってアクリル系ポリマーおよびスチレン−アクリル系ポリマーに組み込まれる。
ポリマーバインダーとして有用な溶液系のアクリル系ポリマーおよびスチレンアクリル系ポリマーの市販の例としては、Carboset(登録商標)GA2300(Noveon)、Joncryl(登録商標)63(Johnson Polymer)、およびElvacite(登録商標)2028(Lucite International)が挙げられる。ポリマーバインダーとして有用なアクリルラテックスおよびスチレンアクリルラテックスの市販の例としては、Joncryl(登録商標)95、538および1915(コ)ポリマー(Johnson Polymer)が挙げられる。好適なラテックスポリマーの合成方法は国際公開第03/099574号パンフレットに報告されている。
一実施形態において触媒層およびパターニングされた触媒層は、約1.0〜99重量%の触媒画分;約0.5〜10重量%の付着促進剤画分;および約0.5〜98.5重量%のポリマーバインダー画分を含む。
本発明の別の実施形態は、熱転写ドナーがベースフィルムおよび触媒層(A)を含み、前記触媒層(A)が、
(i)触媒層の総重量を基準にして、約1.0〜約99重量%の触媒画分(A)であって、Ag、Cu、およびそれらの合金から選択される金属粒子を含む触媒画分と;
(ii)ガラスフリット;ならびに金属水酸化物およびアルコキシドから選択される約0.5〜約10重量%の付着促進剤画分と;
(iii)約0.5〜約98.5重量%のポリマーバインダーと
を含む方法である。
別の実施形態は、上記のような方法であって、触媒層(A)が、上記のように、成分(i)、(ii)、および(iii)から実質的になり;ポリマーバインダーが、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリヘテロ芳香族ビニレン、およびそれらの誘導体からなる群から選択される1種以上の伝導性(コ)ポリマー/(コ)オリゴマー;アクリルラテックス、スチレンラテックスおよびスチレン−アクリルラテックス;溶液系のアクリル系ポリマー、スチレン系ポリマーおよびスチレン−アクリル系ポリマー;ならびにそれらの組み合わせからなる群から選択される1種以上の非伝導性(コ)ポリマー/(コ)オリゴマー;エチレンと、アルキル(メタ)アクリレート(ここで、アルキル基はC1〜C18の直鎖または分岐鎖アルキルである)、ノルボルネン、酢酸ビニル、一酸化炭素、(メタ)アクリル酸からなる群から選択される1種以上のモノマーとのコポリマー;ならびにポリ酢酸ビニルおよびそのコポリマー;酢酸ビニル、塩化ビニル、ビニルブチルアルデヒド、ビニルアルコールおよびビニルピロリドンからなる群から選択される繰り返し単位を含むビニル(コ)ポリマーまたは(コ)オリゴマー;ポリ(4−ビニル)ピリジン、ポリ(4−ヒドロキシ)スチレン、部分水素化ポリ(4−ヒドロキシ)スチレン、およびそれらのコポリマーからなる群から選択されるヘテロ原子置換スチレン系ポリマー;フェノール−アルデヒド(コ)ポリマーおよび(コ)オリゴマーならびにそれらの組み合わせからなる群から選択される、熱転写ドナーである。
本発明の別の実施形態は、熱転写ドナーがベースフィルムと、
(i)触媒層の総重量を基準にして、約1.0〜約99重量%の触媒画分であって、Ag、Cu、およびそれらの合金から選択される金属粒子を含む前記触媒画分;
(iii)約1.0〜約99重量%のポリマーバインダー
を含む触媒転写層(B)とを含み、
付着促進剤層が、ガラスフリット;ならびに金属水酸化物およびアルコキシドから選択される材料を含む方法である。
別の実施形態は、有機ポリオールを含む付着促進剤画分と、約10〜約300の酸価を有するアクリルラテックスおよびスチレン−アクリルラテックスならびに溶液系のアクリル(コ)ポリマーおよびスチレン−アクリル系(コ)ポリマーを含むポリマーバインダー画分とを含む触媒転写層を含む。好ましくは有機ポリオールは、上に議論されたように、アミドポリオールである。
反射防止剤画分
本発明によって提供されるパターニングされた金属層が、たとえば、ディスプレイ装置用のフロント・フィルターとしてディスプレイ用途に使用されることになっているとき、触媒層は、場合によりおよび好ましくは、触媒転写層、およびその上にめっきされた金属層の反射率を下げるようにデザインされた反射防止剤画分を有する。具体的な実施形態において反射防止剤は、ルテニウム、マンガン、ニッケル、クロム、鉄、コバルト、銅、およびそれらの合金;それらの酸化物;ならびにそれらの混合物からなる群から選択される黒色顔料である。好ましい反射防止剤は、RuO、Cr、Co、およびNiを含む。非伝導性反射防止剤の例は、Fe−Coクロマイト、Cr−Fe−Niスピネル、およびCu−クロマイトなどのセラミック系黒色顔料である。触媒転写層が反射防止剤画分を含有するとき、触媒層の伝導性は多くの場合低下する。それ故、反射防止剤の量を調節することが望ましい。別の実施形態において反射防止剤は、処理により反射防止剤を提供する、反応性前駆体であることができる。反射防止剤の反応性前駆体の例としては、ルテニウム、マンガン、ニッケル、クロム、鉄、コバルト、または銅などの金属;アルコキシド誘導体、β−ジケトンとの錯体、β−ケト酸エステルと錯体、およびこれらの金属の有機カルボキシレートエステルが挙げられる。それらは、ベーキングにより対応する酸化物に変換されて黒色および反射防止性を示す。そのようなものとして金属が反射防止剤の反応性前駆体として使用されるとき、それは、触媒画分として使用される金属粉末とは異なってもよいし、または一金属が二重機能を有してもよい。たとえば、銅粉末が触媒画分として使用されるとき、銅粉末の一部はベーキングによって黒色の酸化銅になる可能性がある。
熱画像形成ドナーの作製
触媒転写層を含む熱画像形成ドナーは、ベースフィルム、または、存在する場合、LTHC層の表面上に触媒転写層組成物の分散液を適用し、そのキャリア流体を揮発させることによって作製されてもよい。分散液の適用は、均一層が得られる、あるいは必要に応じて、パターニングされたまたは不均一の触媒転写層が得られるあらゆる方法によって行うことができる。ロッドコーティングおよびスピンコーティングなどのコーティング、吹き付け、印刷、ブレーディングまたはへら付けを使用することができる。コーティングおよび吹き付けは、均一な触媒転写層を得るために好ましい分散液の適用方法である。キャリア流体を蒸発させると触媒転写層が得られ、またはこの層は、加熱および/または減圧などのあらゆる従来の乾燥方法によって乾燥させることができる。
レシーバー
熱画像形成方法は、パターニングされた触媒層から除去される材料を受けるための熱画像形成レシーバーの存在を必要とする。レシーバーの目的は、触媒転写層の画像形成部分から除去されたデブリを集めることである。レシーバーは、追加層、たとえば、デブリを集めるのに使用される接着層を含んでもよい。レシーバーはベース層202を含む。レシーバーベース層202は、熱転写ドナーのベースフィルムについて定義されたような寸法安定性のあるシート材料である。さらに、レシーバーベース層は、二酸化チタンなどの白色顔料入りのポリエチレンテレフタレート;アイボリー紙;またはTyvek(登録商標)スパンボンドポリオレフィンなどの合成紙などの、不透明な材料であることができる。ベース層材料はまたガラスであることができる。レシーバー用の好ましいベース層はポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリイミド、たとえばKapton(登録商標)ポリイミド、およびガラスである。
接触
本発明の熱転写ドナーは、熱画像形成レシーバーに接触させられる。この接触は、ドナーの触媒転写層となされる。「接触」とは、ドナーがレシーバーと非常に接近し、好ましくは数ミクロンの範囲内となることを意味する。あらかじめ印刷された層、繊維、または粒子などによって、ドナーとレシーバーとの間の間隙を制御するスペーサーとして機能させて、レシーバーをドナーから偏らせることができる。真空および/または圧力を使用して、ドナー要素100およびレシーバー要素200を互いに保持することができる。一代替法として、組立体の周囲部分で層を溶融させることによって、ドナー要素100およびレシーバー要素200を互いに保持することができる。さらなる一代替法として、ドナー要素100およびレシーバー要素200を互いにテープで留め、画像形成装置にテープで留めることができる。ピン/締め付けシステムを使用することもできる。さらに別の一代替法として、ドナー要素をレシーバー要素に積層することができる。ドナー要素100およびレシーバー要素200が可撓性である場合には、それらの組立体を、レーザー画像形成に有用なドラム上に好都合に取り付けることができる。
除去
熱転写は、図2に示すようなレーザー媒介転写方法によって行うことができる。一実施形態においては、ドナー100とレシーバー200との組立体が、好ましくはレーザー放射線(R)の形態である熱に、レシーバー上に形成される所望のパターンの画像の曝露パターンで選択的に曝露される。レーザー放射線またはレーザービーム(R)、触媒転写層106と、存在する場合にはLTHC層108との間の界面付近に焦点が合わされ、その他の場合には106とベースフィルム102との間の界面付近に焦点が合わされる。ドナーからの触媒層の少なくとも一部の除去を行うのに十分な放射線が照射される。用語「ネガティブ画像形成」は、熱転写ドナーを、典型的にはIR光線に露光して、露光領域の触媒転写層の少なくとも一部を除去することを意味する。このネガティブ画像形成プロセスから得られた未露光領域は、パターニングされた触媒層を乱されなくし、露光されるドナーの一部のままである。
熱転写ドナー要素を加熱するために種々の発光源を使用することができる。類似の技術(たとえば、マスクを介した露光)の場合は、高出力光源(たとえば、キセノンフラッシュランプおよびレーザー)が有用である。デジタル画像形成技術の場合は、赤外レーザー、可視レーザー、および紫外レーザーが特に有用である。特に、ドナー要素の構造、転写層材料、熱転写の方式、および他のそのような要因に基づいて、他の光源および照射条件が好適となりうる。
放射線は、好ましくはベースフィルム102の裏側、すなわち、触媒転写層を含有しない側から照射される。レーザー放射線は、好ましくは最大約600mJ/cm、より好ましくは約75〜440mJ/cmのレーザーフルエンスで照射される。約350nm〜約1500nmの動作波長のレーザーが好ましい。約750〜約870nm、および最高1200nmなどの領域で発光するダイオードレーザーが特に好都合であり、これらは小型、低コスト、安定性、信頼性、耐久性、および変調の容易さに関して実質的に好都合となる。このようなレーザーは、たとえば、スペクトラ・ダイオード・ラボラトリーズ(Spectra Diode Laboratories)(カリフォルニア州サンノゼ(San Jose,CA))より入手可能である。レシーバーに画像を適用するために使用される装置の1つは、クレオ・スペクトラム・トレンドセッター(Creo Spectrum Trendsetter)3244Fであり、これは830nm付近で発光するレーザーを使用している。この装置は空間光変調器(Spatial Light Modulator)を利用して、約830nmのレーザーダイオードアレイからの5〜50ワットの出力の分割および変調を行っている。関連する光学素子によって、画像形成可能な要素上にこの光の焦点が合わせられる。これによって、0.1〜30ワットの画像形成光がドナー要素上に生成して、50〜240の個別のビームの配列として集中し、それぞれ約10×10〜2×10ミクロンのスポット中に10〜200mWの光を有する。米国特許第4,743,091号明細書に開示されるようにスポットごとに個別のレーザーを使用して、類似の露光を行うこともできる。この場合、各レーザーは、780〜870nmで電気的に変調された50〜300mWの光を発する。他の選択肢としては、500〜3000mWを放出するファイバー結合レーザーが挙げられ、そのそれぞれが変調され媒体上に焦点が合わせられる。このようなレーザーは、アリゾナ州トゥーソン(Tucson,AZ)のオプト・パワー(Opto Power)から入手することができる。
熱画像形成に好適なレーザーとしては、たとえば、高出力(>90mW)シングルモードレーザーダイオード、ファイバー結合レーザーダイオード、およびダイオード励起固体レーザー(たとえば、Nd:YAGおよびNd:YLF)が挙げられる。レーザー露光滞留時間は、広範囲で変動させることができ、たとえば、百分の数マイクロ秒〜数十マイクロ秒以上とすることができ、レーザーフルエンスは、たとえば約0.01〜約5J/cm以上の範囲内とすることができる。
熱画像形成方法は、触媒転写層の少なくとも一部が熱転写によってドナーから除去されて、パターニングされた触媒層をドナー上に提供することを必要とする。ドナー上のパターニングされた触媒層は、レシーバーの除去によって、めっきステップのために必要とされる、パターニングされた基体になる。
露光後、ドナー要素100およびレシーバー要素200は分離されて、図3に示すように、触媒転写層106の露光されなかった部分がドナー要素100上に残る。通常、ドナーおよびレシーバーの分離は、これら2つの要素を単純に剥離して引き離すことによって行われる。これは、一般には必要とする剥離力は非常に小さく、ドナー要素をレシーバー要素から単純に分離することで行われる。これはあらゆる従来の分離技術を使用して行うことができ、手作業または自動的に行うことができる。
通常、転写層の除去された部分は、レーザー放射線に露光した転写層部分に対応する。場合によっては、ドナー要素およびレシーバー要素の性質、ならびに転写プロセスパラメーターに依存するが、ドナー要素100およびレシーバー要素200が分離されるときに、ドナー要素が、1つ以上の転写層の露光部分と未露光部分との両方を含み得る。基体の表面上に1つ以上の熱転写層の露光部分と未露光部分とを含む、基体上のパターンの解像度を向上させる方法の1つは:(a)パターニングされた基体の前記表面を接着面に接触させて、一時的な積層体を得るステップと;(b)一時的な積層体から前記接着面を除去して、1つ以上の転写層の前記露光部分が実質的に存在しない表面を有するパターニングされた基体を提供するステップとを含む。この方法を実施するのに好適な接着面は、市販の接着テープであり、たとえば、3Mカンパニー(3M company)より入手可能なスコッチ(Scotch)(登録商標)ブランドのテープである。粘着性ローラー、たとえば、SDIのほこり除去システム−1(赤)(Dust Removal System−1(red))(システムズ・ディビジョン社(Systems Division,Inc.)、アーバイン(Irvine),CA 92618−2005)の形態で入手可能な中間粘着性ローラーが上記方法に好適な接着面である。前述のLTHC層として使用されるクロムフィルムも、非常に穏やかな条件下で転写層の未露光部分を除去するための有用な低粘着性接着層となる。
熱画像形成方法の別の実施形態は、
(e)パターニングされた基体をアニール温度にアニール期間加熱して、アニール化されたパターニングされた基体を提供するステップをさらに含み;前記金属のめっきは、前記アニール化されたパターニングされた基体をめっきするステップを含む。熱画像形成方法のこの態様は、パターニングされた触媒層中に存在するかまたはそれに隣接する、付着促進剤をベースフィルムに固定するのに有用である。パターニングされた基体のアニーリングは、めっきステップによって提供されるパターニングされた金属層がベースフィルムに接合したままであることを意図されるプロセスにおいて特に有用である。ガラスフリットは典型的には、上に開示されたように軟化または溶融温度に加熱される。ポリカルボキシレート、金属水酸化物およびアルコキシドと組み合わせたポリオールなどの他の付着促進剤もまた、アニール温度への加熱時に基体への改善された付着を与えることができる。ポリマーベースフィルムについては、アニール温度は通常80〜150℃であり;ガラスベースフィルムについては、アニール温度はより高く、ポリマーバインダーがパターニングされた触媒層中に存在するかどうかおよび付着促進剤の特定の性質に依存して、典型的には150〜550℃であることができる。
めっき
この方法は、前記パターニングされた基体上に金属をめっきして、パターニングされた触媒層と接続したパターニングされた金属層を得るステップをさらに含む。本明細書において用語「めっき」は、パターニングされた触媒層の存在の結果として、パターニングされた触媒層上に選択的な金属堆積を提供するあらゆる方法を意味する。湿式めっきは、パターニングされた触媒層上に金属層を選択的に形成することができるので好ましい。湿式めっきは、無電解めっきおよび電解めっき、またはそれらの組み合わせを含み、パターニングされた触媒層の必要とされる伝導性に依存して適切に選択される。電解めっきは、還元することができる金属イオンを含有する電解質溶液に電流が通されることを必要とする通電プロセスである。最も一般的な電解めっきシステムは、陽極(めっきを受ける基体)として伝導性基体;めっきされるべきイオン形態の金属を含有する化学品溶液;および金属のフィルムを生成するために電子が供給されている陰極を含む。無電解めっきは、外部電力の使用なしに起こる、水溶液におけるいくつかの同時化学反応を含む非通電めっきである。無電解めっきシステムは一般に、金属へ還元することができる金属イオン;および電子を金属イオンに送ることができる化学還元剤を有する。最も一般的な無電解めっき方法は、還元剤として次亜リン酸ナトリウムと金属イオンとしてニッケル(II)イオンとを使用する無電解ニッケルめっきである。2つのめっきプロセスが組み合わせて用いられてもよい。パターニングされた触媒層が伝導性であるとき、電気めっきを最初から適用することができる。パターンの伝導性が不十分であるとき、小さい厚さを有する第1伝導性層が無電解めっきによって形成され;次に第2伝導性層が電解めっきによって形成されて、パターニングされた金属層を形成する。本発明の一実施形態は、めっき金属が、Ni、Cu、Fe、Cr、Sn、Mn、Mo、Ag、Au、W、Zn、およびそれらの合金からなる群から選択されるものである。好ましいめっき金属はNiおよびCuである。
めっきプロセスは、パターニングされた触媒層上への金属の全体堆積に有益である可能性がある、めっきの技術分野で公知であるあらゆる処理プロセスをさらに含んでもよい。たとえば、パターニングされた基体は、金属の堆積前に、増感剤、クリーニング剤などで前処理されてもよい。
めっきプロセスによって提供されるパターニングされた金属層は、単層あるいは2、3またはそれ以上のサブ層を有する多層であってもよい。パターニングされた金属層の厚さは通常、約0.1〜約20ミクロン、好ましくは約0.1〜約5ミクロンである。一実施形態においてパターニングされた金属層は、HP 3478Aマルチメーターの4プローブ抵抗関数を用いて測定されるとき1平方当たり約5オーム以下の抵抗を有する。好ましくはパターニングされた金属層は、150〜500ミクロンの範囲のピッチ、および約10〜80ミクロンの線幅を有するメッシュを形成する線の幾何パターンの形態にある。
暗色化剤
別の実施形態においては、この方法は、目視検査により明らかなように、金属層の反射率を下げるために、パターニングされた金属層を暗色化剤で処理するステップをさらに含む。暗色化剤は、Cu、Niおよびそれらの合金のような金属を酸化する酸化剤とすることができる。たとえば、EBONOL(登録商標)−C酸化剤は、パターニングされた金属層の処理における暗色化剤として有用である;Cookson Electronics(Providence,RI)によって販売される銅および銅合金用の独自開発の黒色化剤である。
図4は、ドナーベースフィルム102、パターニングされた触媒層106、パターニングされた金属層110、および暗色化されたパターニングされた金属層112を含むドナー100を包含する一実施形態の側面図である。
電子デバイス
この方法は、パターニングされた伝導層;特に可撓性基体の上に取り付けられたものを必要とする種々の電子デバイスの製造に有用である。この方法によって製造することができる電子デバイスの例としては、タッチパッドセンサーおよび電磁妨害(EMI)シールドが挙げられる。
上記のようなパターニングされた金属層を含むタッチパッドセンサーは、誘電体層、典型的には好適な誘電特性を有する有機ポリマーをさらに含む。一実施形態においてタッチパッドセンサーは、第1のパターニングされた金属層を有する第1ベース層;第2のパターニングされた金属層を有する第2ベース層;および第1のパターニングされた金属層と第2のパターニングされた金属層との間に配置された誘電体層を含む。別の実施形態においてタッチパッドセンサーは、2つの対向面を有するベース層、2つの対向面のそれぞれの上に配置されたパターニングされた金属層;およびパターニングされた金属層のそれぞれのトップ上の誘電体層を含む。
この方法の種々の実施形態は、形成中のパターンの正確なデジタル制御;10ミクロンの線幅までの、微細な線を有するメッシュを作製する能力など、金属パターンの他の製造方法よりも優れたいくつかの利点を有する。さらにパターニングされた触媒層の製造のステップは乾式ステップである、すなわち、それらは、従来のフォトリソグラフィー法で典型的に使用される溶媒、エッチング液、およびマスクの使用を必要としない。従来の「湿式」処理を必要とする唯一のステップは、めっきステップである。したがって、この全体方法は、金属メッシュの製造に用いられる従来の方法より環境にやさしい可能性がある。
材料、装置および方法
特に示されない限り、化学物質は、さらに精製せずに入手したままの状態で使用した。ポリマー、可塑剤、IR染料、および界面活性剤は、本明細書に挙げた供給元から入手するかまたはAldrichから購入した。カーボンブラック分散液などの顔料は、Penn Color,Inc.(Doylestown,PA)から入手した。
Creo Trendsetter(登録商標)800(Creo/Kodak(Vancouver,Canada))を可撓性基体に画像形成するために用いた。Creo Trendsetter(登録商標)800は、5080dpi分解能で830nmの波長で12.5ワットの最大平均動作電力を有する改造されたThermal 1.7Headを用いる改造されたドラム型の画像形成装置である。この800Trendsetterを、約68℃の平均温度および約40〜50%の平均相対湿度の制御された温度/湿度環境で動作させた。それぞれの印刷実験について、熱画像形成レシーバーの部分をドラム上に位置決めした。ドナー要素の、触媒転写層でコーティングされた側がレシーバーの自由面に面するように、熱転写ドナーを取り付けた。画像形成組立体(assemblage)を、ドナーフィルムベースを通して裏側から露光した。真空ホールドダウン(vacuum hold down)を用いて、ドラムに機械的に固定された標準的なプラスチックまたは金属担体プレートにフィルムを取り付けた。Creo Trendsetter(登録商標)800サーマルプレートセッターを用いたある実験では、通常のドナーおよびレシーバーのサイズに適合するようにドラム上に直接機械加工された吸引孔を有する非標準ドラムを、標準的なドラム/担体プレート組立体の代わりとして用いた。約600mmのHg減圧によって、ドナーとレシーバーとを接触させた。レーザー出力は、コンピュータの制御下で、所望の画像形成パターンを形成するためのものであった。レーザー出力およびドラム速度は制御可能であり、ドナー表面上にパターニングされる触媒層の目視検査によって判断されるような画像品質を最適化するために、それらを繰返し調節した。
評価方法
固有抵抗−固有抵抗は、HP 3478Aマルチメーター(Hewlett−Packard)の4プローブ抵抗関数を用いて測定した。典型的には一辺が約15mmのメッシュの正方形を測定した。
厚さ−層の厚さは、KLA Tencor P−15プロフィラーを用いて測定した。
Figure 2011501471
有機LTHC層
有機LTHC層を、上記のPCT/US05/38009号明細書の実施例の配合Lに報告されるように調製した。
LTHCコーティング配合物を以下の材料から調製した:(i)脱塩水:894g;(ii)ジメチルアミノエタノール:5g;(iii)ハンプフォード(Hampford)染料822(ハンプフォード・リサーチ(Hampford Research);配合物はSDA 4927に該当する):10g;(iv)ポリエステルバインダー(アメルテック・ポリエステル・クリア(Amertech Polyester Clear);アメリカン・インク・アンド・コーティング社(American Inks and Coatings Corp);ペンシルベニア州バレーフォージ(Valley Forge;PA)):65gの30%水溶液;(v)テゴウェット(TegoWet)(商標)251(4)(ポリエーテル変性ポリシロキサンコポリマー、Goldschmidt):2.5g;(vi)ジメチルアミノエタノールエチルリン酸カリウム:14gの11.5%水溶液[この11.5%水溶液を、3部の水および0.5部のエチルリン酸(ethyl acid phosphate)(ストーファ・ケミカル社(Stauffer Chemical Company)、コネチカット州ウェストポート(Westport,CT):ルーブリゾール(Lubrizol)、オハイオ州ウィクリフ(Wickliffe,OH))ならびに十分な45%水酸化カリウム水溶液を組み合わせて4.5のpHを得た後、十分なジメチルアミノエタノールを加えて7.5のpHを得て、最後に水で希釈して、水を含まない化合物の11.5相対質量パーセントの、合計5部の最終水溶液を得ることによって調製した];(vii)架橋剤サイメル(Cymel)(商標)350(高度にメチル化された、モノマーメラミンホルムアルデヒド樹脂、サイテック・インダストリーズ社(Cytec Industries Inc.)、ニュージャージー州ウエストパターソン(West Paterson,NJ)):10gの20%溶液;ならびに(viii)アンモニウムp−トルエンスルホン酸:2gの10%水溶液。
成分(ii)および(iii)を水に加え、最大で24時間攪拌させてから、他の成分を示した順序で加えた。この配合物を濾過する必要はない。その配合物をインラインコーティング(in−line coating)技術で以下のように適用した:PETベースフィルム組成物を溶融押し出しし、冷却された回転ドラム上にキャスティングし、75℃の温度でその元の寸法の約3倍になるまで押し出し方向に延伸した。次に、冷却された延伸フィルムの1つの側部をLTHCコーティング組成物でコーティングして、20〜30μmのウェットコーティング厚さを得た。直接グラビアコーティングシステムを用いて、コーティングをフィルムウェブに適用した。60QCHグラビアロール(パマルコ(Pamarco)によって供給される)を溶液に通して回転させて、溶液がグラビアロール表面を覆うようにする。グラビアロールを、フィルムウェブに対して反対方向に回転させ、1つの接触点でウェブにコーティングを適用する。コーティングされたフィルムを、100〜110℃の温度で乾燥器(stenter oven)内に通し、ここで、フィルムを乾燥させ、その元の寸法の約3倍になるまで横方向に延伸した。二軸延伸コーティングフィルムを、従来の手段によって約190℃の温度でヒートセットした。次に、コーティングポリエステルフィルムを、ロールに巻き付ける。最終的なフィルムの全厚は50μmであり;転写補助コーティング層の乾燥厚さは0.07μmである。PETベースフィルムは、ソルベント・グリーン(Solvent Green)28染料を含有し、ベースフィルムのポリマーの、典型的に0.2重量%〜0.5重量%の最終染料濃度を得た。ソルベント・グリーン(Solvent Green)28染料(0.40重量%)を含有するベースフィルムは、670nmで1.2の吸収度、および830nmで<0.08の吸収度を有した。ドナー基体を、有機LTHCグリーン(Green)PETドナー基体と本明細書で呼ぶこととする。
ベースフィルムおよびNi金属層を含むドナー
ポリエチレンテレフタレート(PET、厚さ50ミクロン)のベースフィルムを、CP Films(Martinsville,VA)によって真空蒸着室においてニッケル金属でコーティングした。光減衰剤(670nmの吸収剤)を用いておよび用いずにPETフィルムに金属化を行った。ニッケル層を50%Tでコーティングした。この実施例では、このドナーフィルムは、光減衰剤を用いずに金属化されたフィルムについては、50%T Ni PETドナーと呼ぶこととする。
ドナー要素およびレシーバー要素上への転写層およびその他の層のコーティングは、R.D.Specialties,Inc.(RDS;Webster,New York)より購入した直径0.5インチのコーティングロッドを巻き付けて形成されたステンレス鋼と、Buschman Corporation(Cleveland,Ohio)より購入したCNプロファイル(CN profile)を有する直径0.625インチのロッドから形成されたクロムめっきステンレス鋼とを使用して行った。表面の粒子汚染を除去するために、コーティングの直前にドナーの自由表面を加圧窒素流で洗浄した。コーティングは、平滑なガラス表面上に手で塗布するか、あるいはDuPont De Nemours Inc.(Wilmington,DE)製造のWaterProof(登録商標)Color Versatilityコーティングシステム(CVコーター)またはスロットダイコーターのいずれかを使用して機械でコーティングした。
実施例1
50%T Ni PETドナー(厚さ約70オングストロームのNi)を、前述のCREO TRENDSETTER(登録商標)800を用いてPETのシート上に画像形成した。スキャニングを8〜12ワットの範囲の電力で行ってドナーシート上に一連の互いにかみ合う電極のパターンを生み出した。パターニングされたNi触媒層を含む露出ドナーシートを、70℃でNiSO−7HO(28.7g/L)、70重量%グリコール酸(25g/L)、酢酸ナトリウム(pHを約4.7に維持するための、約60g/L)および次亜リン酸ナトリウム(25g/L)を含有する無電解堆積浴中に吊した。4分間の堆積の後、パターニングされたドナーシートを取り出し、脱イオン水でリンスし、室温(RT)で1時間乾燥するに任せた。パターニングされた金属層のシート抵抗は約5オーム/平方であると測定された。元のドナーシートのNi層は約500オーム/平方のシート抵抗を有した。
実施例2
ベースフィルムおよび触媒層を含む熱転写ドナーを先ず、次の手順を用いて作製した。Ag粉末(20.012g、粒度90nm〜210nm)、キシレン(17.596g)、ELVACITE(登録商標)2028アクリル系ポリマー(12.348g、キシレン中20重量%)およびDEGDB(0.043g)の混合物を、音波処理プローブ(Dukane Co.Model 40TP200,Transducer Model 41C28)で15分間処理し、この間5分間隔でスパチュラで混合物を撹拌した。混合物が入った容器を、1時間音波処理を行いながら水浴中に入れ、この間0.5時間間隔でスパチュラで混合物を撹拌した。次にこの混合物を、室温の水浴中でプローブ音波処理をさらに15分間行って処理し、この間、5分間隔でスパチュラで混合物を穏やかに撹拌した。得られた分散液を2.0ミクロンWHATMAN GMF−150シリンジ−ディスクフィルター(Whatman Inc.(Clifton,New Jersey))で2回濾過した。
有機LTHC Green PET熱転写ドナーベースフィルムを、コーティングの直前に加圧窒素流れで洗浄した。前述の分散液を、WATERPROOF Color Versatilityコーティングシステム(E.I.DuPont De Nemours,Inc.(Wilmington,DE))を用いて5.8フィート/分でCN#8ロッド(Buschman Corporation(Cleveland,Ohio))を使用してベースフィルム上に塗布した。ウェットフィルムを40℃で20分間乾燥させてベースフィルムおよび銀触媒層を含む熱転写ドナーを得た。
ドナーシートを、前述のCREO TRENDSETTER(登録商標)800を用いて画像形成Agをドナーから受けるMELINEX(登録商標)ST504のシートで画像形成した。画像形成は、100rpmのドラム回転速度ならびに10.5、11.25、12.0および12.5Wのレーザー出力で行った。
レシーバーを除去し、12.0Wで画像形成することによって得られた未露光のパターニングされた触媒層を有するドナーの部分を次に、伝導性接着剤を有する、1/4インチ幅のCuテープを銀パターンの辺縁に沿って適用することによって電気めっきのために準備した。電気めっきを、Technic,Inc.「Mini Plating Plant 3」電気めっきシステムで行った。銅めっき浴電解質は、光沢剤「PC 65 B」が1容量%で添加された「PC−65」であった。両方ともTechnic Inc.(Cranston,RI)によって製造されている。めっき浴をめっきの間ずっと22℃に保った。約480Amp/mの電流密度を120秒間パターニングされた基体に適用し、銀パターン上に約1μmの銅を堆積してめっきされていないAgのそれの約4倍の伝導性を有するパターニングされた伝導性層を得た。
実施例3
この実施例では、プラスチック基体と触媒画分および付着促進剤画分を含む触媒作用層とを含むドナーの使用を説明する。
ベースフィルムおよび触媒層を含む熱転写ドナーを先ず、次の手順を用いて作製した。Ag粉末(26.246g、粒度d50=220nmおよびd90=430nm)、DI水(10.37g)、CARBOSET GA 2300スチレン−アクリル系ポリマー(12.393g、水中28重量%)、ZONYL FSA界面活性剤(0.53g)、BYK−025消泡剤(0.308g)およびTYZOR(登録商標)212有機ジルコネート(1.16g)の混合物を、音波処理プローブ(Dukane Co.Model 40TP200,Transducer Model 41C28)で15分間処理し、この間5分間隔でスパチュラで混合物を撹拌した。混合物が入った容器を、1時間音波処理を行いながら水浴中に入れ、この間0.5時間間隔でスパチュラで混合物を撹拌した。次にこの混合物を、RTの水浴中、プローブ音波処理をさらに15分間行って処理し、この間、5分間隔でスパチュラで混合物を穏やかに撹拌した。得られた分散液を2.0ミクロンWHATMAN GFM−150シリンジ−ディスクフィルター(Whatman Inc.(Clifton,New Jersey))で2回濾過した。
有機LTHC Green PET熱転写ドナーベースフィルムを、コーティングの直前に加圧窒素流れで洗浄した。前述の分散液を、WATERPROOF Color Versatilityコーティングシステム(E.I.DuPont De Nemours,Inc.(Wilmington,DE))を用いて5.8フィート/分でCN#5ロッド(Buschman Corporation(Cleveland,Ohio))を使用してベースフィルム上に塗布した。ウェットフィルムを48℃で20分間乾燥させてベースフィルムおよび銀触媒層を含む熱転写ドナーを得た。
ドナーシートを、前述のCREO TRENDSETTER(登録商標)800を用いて画像形成Agをドナーから受けるMELINEX(登録商標)ST504のシートで画像形成する。画像形成は、100rpmのドラム回転速度ならびに10.5、11.25、12.0および12.5Wのレーザー出力で行う。レシーバーを除去し、未露光のパターニングされた触媒層を有するドナーの部分を約100〜120℃のアニール温度で15分間加熱する。サンプルを次にRTに冷却する。パターニングされた基体を次に、実施例2に開示されるものに類似の手順を用いて銅で電気めっきしてパターニングされた銅層を得る。

Claims (8)

  1. 高い伝導性を有するパターニングされた金属層の製造方法であって:
    ベース基板上にパターニングされた触媒層を含むパターニングされた基板を備えるステップであって;該パターニングされた基板が、
    (a)ベースフィルムおよび触媒転写層を含む熱転写ドナーを備える工程であって、ここで触媒転写層が、(i)触媒画分;場合により(ii)付着促進剤画分;および場合によりおよび独立して、(iii)ポリマーバインダー画分を含む工程;
    (b)熱転写ドナーをレシーバーと接触させる工程であって、ここでレシーバーがベース層を含む工程;そして
    (c)触媒転写層の少なくとも一部を熱転写によってドナーから除去して、上記パターニングされた基板としてのパターニングされたドナーおよび露出したレシーバーを備える工程;そして
    (d)露出したレシーバーを、パターニングされた基板から除去する工程;
    を含む熱画像形成方法によって製造されるステップ;続いて
    金属を上記パターニングされた基板上にめっきして、パターニングされた触媒層と接続したパターニングされた金属層を備えるステップ
    を含む製造方法。
  2. 触媒画分が金属フィルムである、請求項1に記載の方法。
  3. 触媒画分が、群:(1)粉末およびコロイドを含む金属粒子;(2)金属酸化物;(3)金属錯体;(4)金属塩;(5)金属塩、金属酸化物、金属錯体、金属またはカーボンでコーティングされたセラミックスおよび他の非伝導体粉末;および(6)すべての伝導性形態のカーボンから選択される1つまたはそれ以上の触媒であって;(1)〜(5)の各金属がAg、Cu、Au、Fe、Ni、Al、Pd、Pt、Ru、Rh、Os、Ir、Snおよびそれらの合金からなる群から選択される触媒を含む、請求項1に記載の方法。
  4. 触媒転写層およびパターニングされた触媒層が、ガラスフリット、金属酸化物;金属水酸化物およびアルコキシド;シリケート水酸化物およびアルコキシド;および有機ポリオールから選択される付着促進剤画分を含む、請求項1に記載の方法。
  5. 触媒転写層およびパターニングされた触媒層が、約1.0〜99質量%の触媒画分;約0.5〜10質量%の付着促進剤画分;および約0.5〜98.5質量%のポリマーバインダー画分を含む、請求項1に記載の方法。
  6. 転写がレーザー媒介転写によって実現され、レーザーが約350〜1500nmの動作波長を有する、請求項1に記載の方法。
  7. 熱画像形成方法が、
    (e)パターニングされた基板をアニール温度にアニール期間加熱して、アニールされたパターニングされた基板を備える工程
    をさらに含み、金属のメッキが上記アニールされたパターニングされた基板をめっきすることを含む、請求項1に記載の方法。
  8. 触媒転写層およびパターニングされた触媒層が、反射防止剤画分をさらに含む、請求項1に記載の方法。
JP2010531218A 2007-10-23 2008-10-23 高い伝導性を有するパターニングされた金属層を提供するためのネガティブ画像形成方法 Pending JP2011501471A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/877,633 US7666567B2 (en) 2007-10-23 2007-10-23 Negative imaging method for providing a patterned metal layer having high conductivity
PCT/US2008/080855 WO2009055517A1 (en) 2007-10-23 2008-10-23 Negative imaging method for providing a patterned metal layer having high conductivity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011501471A true JP2011501471A (ja) 2011-01-06

Family

ID=40348416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010531218A Pending JP2011501471A (ja) 2007-10-23 2008-10-23 高い伝導性を有するパターニングされた金属層を提供するためのネガティブ画像形成方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7666567B2 (ja)
EP (1) EP2201827B1 (ja)
JP (1) JP2011501471A (ja)
KR (1) KR20100082355A (ja)
CN (1) CN101836514B (ja)
WO (1) WO2009055517A1 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009020774B4 (de) * 2009-05-05 2011-01-05 Universität Stuttgart Verfahren zum Kontaktieren eines Halbleitersubstrates
KR101234229B1 (ko) * 2010-06-11 2013-02-18 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 디스플레이 장치 및 그 제조 방법
TWI506752B (zh) * 2012-04-18 2015-11-01 Lg Chemical Ltd 導電結構體及其製備方法
KR101659115B1 (ko) * 2012-12-27 2016-09-22 제일모직주식회사 열전사 필름 및 이를 사용하여 제조된 유기전계발광소자
US20140353005A1 (en) * 2013-06-04 2014-12-04 E I Du Pont De Nemours And Company Method of making microwave and millimeterwave electronic circuits by laser patterning of unfired low temperature co-fired ceramic (ltcc) substrates
CN105568266B (zh) * 2014-10-10 2017-12-12 比亚迪股份有限公司 塑料制品和塑料基材表面选择性金属化方法
CN110449734B (zh) * 2019-08-23 2022-01-04 大连理工大学 一种气体保护下激光诱导反向转移制备导电图案的方法
WO2021044274A1 (en) * 2019-09-03 2021-03-11 3M Innovative Properties Company Optical films and methods of manufacturing such optical films
CN112118687B (zh) * 2020-08-11 2022-03-08 光臻精密制造(苏州)有限公司 一种高精密超薄pcb制备方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2030145B1 (ja) 1969-01-15 1975-10-31 Ibm
US4743091A (en) 1986-10-30 1988-05-10 Daniel Gelbart Two dimensional laser diode array
US5256506A (en) 1990-10-04 1993-10-26 Graphics Technology International Inc. Ablation-transfer imaging/recording
SE9200564L (sv) 1992-02-26 1993-03-15 Perstorp Ab Dendritisk makromolekyl av polyestertyp, foerfarande foer framstaellning daerav samt anvaendning daerav
JP3153682B2 (ja) 1993-08-26 2001-04-09 松下電工株式会社 回路板の製造方法
DE4330961C1 (de) * 1993-09-09 1994-07-28 Krone Ag Verfahren zur Herstellung von strukturierten Metallisierungen auf Oberflächen
US5459016A (en) 1993-12-16 1995-10-17 Minnesota Mining And Manufacturing Company Nanostructured thermal transfer donor element
US5994489A (en) * 1994-10-24 1999-11-30 The Dow Chemical Company Adhesion promoter and self-priming arylcyclobutene resin compositions
SE503342C2 (sv) 1994-10-24 1996-05-28 Perstorp Ab Hyperförgrenad makromolekyl av polyestertyp samt förfarande för dess framställning
US6822068B2 (en) 1998-12-22 2004-11-23 Bayer Aktiengesellschaft Method for producing highly-branched glycidol-based polyols
US6203952B1 (en) 1999-01-14 2001-03-20 3M Innovative Properties Company Imaged article on polymeric substrate
US6815015B2 (en) 1999-01-27 2004-11-09 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Jetting behavior in the laser forward transfer of rheological systems
SE514207C2 (sv) 1999-03-23 2001-01-22 Perstorp Ab Hyperförgrenad dendritisk polyeter och förfarande för framställning därav
US6228555B1 (en) 1999-12-28 2001-05-08 3M Innovative Properties Company Thermal mass transfer donor element
US7052824B2 (en) 2000-06-30 2006-05-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for thick film circuit patterning
US6766082B2 (en) * 2000-10-18 2004-07-20 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Waveguide-type optical device and manufacturing method therefor
US6645681B2 (en) 2000-12-15 2003-11-11 E. I. Du Pont De Nemours And Company Color filter
JP4668438B2 (ja) 2001-03-08 2011-04-13 住友ゴム工業株式会社 電磁波シールド板及びその製造方法
JP2003025510A (ja) * 2001-07-16 2003-01-29 Shin Etsu Chem Co Ltd 反射防止性及び耐擦傷性を有する多層積層体
CN1582151A (zh) 2001-09-08 2005-02-16 阿斯特拉曾尼卡有限公司 用于治疗高脂血症、具有回肠胆汁酸转运(ibat)抑制活性的苯并硫氮杂䓬和苯并硫杂二氮杂䓬衍生物
JP2005534046A (ja) 2002-05-17 2005-11-10 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー カラーフィルタのサーマルプリンティングのドナー要素用の低分子量アクリルコポリマーラテックス
CA2485166A1 (en) 2002-05-21 2003-12-04 Amgen Inc. Substituted pyrimidinone and pyridinone compounds
US7270887B2 (en) * 2004-10-13 2007-09-18 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Antireflective coating, coating composition, and antireflective coated article
US7648741B2 (en) 2005-05-17 2010-01-19 Eastman Kodak Company Forming a patterned metal layer using laser induced thermal transfer method
JP4605145B2 (ja) * 2006-11-14 2011-01-05 トヨタ自動車株式会社 車線検出装置
US7927454B2 (en) * 2007-07-17 2011-04-19 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Method of patterning a substrate

Also Published As

Publication number Publication date
US7666567B2 (en) 2010-02-23
KR20100082355A (ko) 2010-07-16
US20090104557A1 (en) 2009-04-23
CN101836514B (zh) 2012-09-05
EP2201827A1 (en) 2010-06-30
CN101836514A (zh) 2010-09-15
WO2009055517A1 (en) 2009-04-30
EP2201827B1 (en) 2014-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2011503348A (ja) 組成物および高い伝導性を有するパターニングされた金属層の提供方法
JP2011501471A (ja) 高い伝導性を有するパターニングされた金属層を提供するためのネガティブ画像形成方法
US7582403B2 (en) Metal compositions, thermal imaging donors and patterned multilayer compositions derived therefrom
JP5934137B2 (ja) 基材のパターニング方法
DE60004688T2 (de) Thermisches übertragungselement, das einen weichmacher in einer übertragungsschicht enthält , und ein thermisches übertragungsverfahren
US8308886B2 (en) Donor elements and processes for thermal transfer of nanoparticle layers
EP2041626B1 (en) A process for enhancing the resolution of a thermally transferred pattern
KR102437034B1 (ko) 전기 전도성 도금을 위한 레이저 시딩 방법
WO2008010982A2 (en) Thermally imageable dielectric layers, thermal transfer donors and receivers
KR20140044743A (ko) 전도성 하이브리드 구리잉크 및 이를 이용한 광소결 방법
JP2014192465A (ja) 電気回路配線基板の製造方法
TW200950607A (en) Substrate and negative imaging method for providing transparent conducting patterns