JP2022121441A - 転写型感光性フィルム、硬化膜パターンの形成方法、硬化膜及びタッチパネル - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態の転写型感光性フィルムは、支持フィルムと、該支持フィルム上に設けられた第一の樹脂層と、を備えるものである。本実施形態の転写型感光性フィルムは、感光性樹脂層上に設けられた金属酸化物粒子を含有する第二の樹脂層を更に備える転写型感光性フィルムであってもよい。これらの転写型感光性フィルムは、感光性樹脂層上又は第二の樹脂層上に設けられた保護フィルムを更に備えていてもよい。
支持フィルム10としては、重合体フィルムを用いることができる。重合体フィルムの材質としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー等が挙げられる。
第一の樹脂層20は、バインダーポリマー(以下、(A)成分ともいう)と、光重合性化合物(以下、(B)成分ともいう)と、光重合開始剤(以下、(C)成分ともいう)と、を含有する感光性樹脂組成物から形成されることが好ましい。
(A)成分としては、アルカリ現像によりパターニングを可能とする観点から、カルボキシル基を有するポリマーを用いることが好ましい。
(B)成分としては、トリシクロデカン骨格又はトリシクロデセン骨格を有する化合物が挙げられる。金属配線及び透明電極パターンの腐食抑制の観点から、トリシクロデカン骨格又はトリシクロデセン骨格を有する化合物として、下記一般式(B-1)で表されるジ(メタ)アクリレート化合物を含むことが好ましい。
[一般式(B-1)中、R1及びR2は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を示し、Xは、トリシクロデカン骨格又はトリシクロデセン骨格を有する2価の基を示し、R3及びR4は、それぞれ独立に炭素数1~4のアルキレン基を示し、n及びmは、それぞれ独立に0~2の整数を示し、p及びqは、それぞれ独立に0以上の整数を示し、p+q=0~10となるように選択される。]
(C)成分としては、アシルフォスフィンオキシド系光重合開始剤が用いられる。(C)成分は、アシルフォスフィンオキシド系光重合開始剤以外の従来公知の光重合開始剤を併用することもできる。
第二の樹脂層30は、金属酸化物粒子を含有する層である。第二の樹脂層30は、金属酸化物粒子を含有することにより、第一の樹脂層20よりも相対的に高い屈折率を有することができる。第二の樹脂層30は、633nmにおける屈折率が1.40~1.90の範囲内であることが好ましく、1.50~1.90であることがより好ましく、1.53~1.85であることが更に好ましく、1.55~1.75であることが特に好ましい。また、第二の樹脂層が硬化性成分を含む場合、硬化後における第二の樹脂層の633nmにおける屈折率も上記範囲内であることが好ましい。
(1)第二の樹脂層を形成するための塗布液を、厚み0.7mm、縦10cm×横10cmのガラス基材上にスピンコーターで均一に塗布し、100℃の熱風滞留式乾燥機で3分間乾燥して溶剤を除去し、第二の樹脂層を形成する。
(2)次いで、140℃に加熱した箱型乾燥機(三菱電機株式会社製、型番:NV50-CA)内に30分間静置し、第二の樹脂層を有する屈折率測定用試料を得る。
(3)次いで、得られた屈折率測定用試料について、ETA-TCM(AudioDevGmbH株式会社製、製品名)にて波長633nmにおける屈折率を測定する。
本発明の転写型感光性フィルムは、本発明の効果が得られる範囲で、適宜選択した他の層を設けてもよい。前記他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、クッション層、酸素遮蔽層、剥離層、接着層等が挙げられる。転写型感光性フィルムは、これらの層を1種単独で有していてもよく、2種以上を有してもよい。また、同種の層を2以上有していてもよい。
保護フィルム40としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン-酢酸ビニル共重合体のフィルム、及び、これらのフィルムとポリエチレンの積層フィルム等が挙げられる。
図2は、本発明の一実施形態に係る転写型感光性フィルムを用いて形成した硬化膜を透明電極パターン付き基材上に備える積層体を示す模式断面図である。図2に示される積層体100は、透明電極パターン50aを有する透明電極パターン付き基材50と、透明電極パターン付き基材50の透明電極パターン50a上に設けられた硬化膜60とを備える。硬化膜60は、硬化した第一の樹脂層22及び硬化した第二の樹脂層32からなる硬化膜であり、本実施形態の転写型感光性フィルム1を用いて形成されている。硬化膜60は、透明電極パターン50aの保護機能と、透明電極パターン50aの不可視化又はタッチ画面の視認性向上の両機能を満たす。以下、透明電極パターン付き基材上に硬化膜が形成された積層体の製造方法の一実施形態について説明する。
まず、転写型感光性フィルム1の保護フィルム40を除去した後、第二の樹脂層30、第一の樹脂層20及び支持フィルム10を、透明電極パターン付き基材50表面に第二の樹脂層30側から圧着することによりラミネート(転写)する。圧着手段としては、圧着ロールが挙げられる。圧着ロールは、加熱圧着できるように加熱手段を備えたものであってもよい。
透明電極パターン付き基材50を構成する基材としては、例えばタッチパネル(タッチセンサー)に用いられる、ガラス板、プラスチック板、セラミック板等の基材が挙げられる。
透明電極は、例えばITO及びIZO(Indium Zinc Oxide、酸化インジウム-酸化亜鉛)等の導電性金属酸化膜を用いて、形成することができる。また透明電極は、銀繊維及びカーボンナノチューブなどの導電性繊維を用いた光硬化性樹脂層を有する感光性フィルムを用いて、形成することもできる。金属配線は、例えば、Au、Ag、Cu、Al、Mo、Cなどの導電性材料を用いて、スクリーン印刷、蒸着などの方法により形成することができる。また、基材上には、基材と電極との間に絶縁層又はインデックスマッチング層が設けられていてもよい。インデックスマッチング層は、上述した第二の樹脂層30と同様の組成を有していてもよい。
次に、転写後の第一の樹脂層及び第二の樹脂層の所定部分に、フォトマスクを介して、活性光線をパターン状に照射する。活性光線を照射する際、第一の樹脂層及び第二の樹脂層上の支持フィルム10が透明の場合には、そのまま活性光線を照射することができ、不透明の場合には除去してから活性光線を照射する。活性光線の光源としては、公知の活性光源を用いることができる。なお、本明細書においてパターンとは、回路を形成する微細配線の形状にとどまらず、他基材との接続部のみを矩形に除去した形状及び基材の額縁部のみを除去した形状等も含まれる。
本発明に係る硬化膜は、本実施形態の転写型感光性フィルムの、第一の樹脂層及び第二の樹脂層を硬化して得られた硬化膜であってもよい。なお、例えば第二の樹脂層の大部分が第一の樹脂層に被覆され、露出されない場合、第二の樹脂層は必ずしも硬化される必要はない。本発明に係る硬化膜は、このような第一の樹脂層が硬化し、第二の樹脂層が硬化していない場合も含む。本発明に係る硬化膜はパターン状に形成されていることが好ましい。
(合成例A1)
反応容器中に1-メトキシ-2-プロパノール(ダイセル化学工業(株)製)85.7質量部をあらかじめ加え80℃に昇温した。他方で、メタクリル酸シクロヘキシル46質量部、メタクリル酸メチル2質量部、メタクリル酸52質量部、及びアゾ系重合開始剤(和光純薬社製、V-601)10質量部を混合し、混合溶液を得た。この混合溶液を、窒素ガス雰囲気下、80℃の上記反応容器中に2時間かけて滴下した。滴下後4時間反応させて、アクリル樹脂溶液を得た。
撹拌機、還流冷却機、不活性ガス導入口及び温度計を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテル62質量部及びトルエン62質量部を仕込み、窒素ガス雰囲気下で80℃に昇温し、反応温度を80℃±2℃に保ちながら、表1に示す化合物と2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)1.5質量部を4時間かけて均一に滴下した。滴下後、80℃±2℃で6時間撹拌を続け、重量平均分子量が30000、酸価が156.6mgKOH/gのバインダーポリマー溶液A2(固形分45質量%)を得た。
[第一の樹脂層形成用塗布液の作製]
表2及び3に示す成分を、同表に示す配合量(単位:質量部)で配合し、攪拌機を用いて15分間混合して第一の樹脂層形成用塗布液を作製した。表2及び3中、(A)成分の配合量は固形分の配合量を示す。なお、塗布液は、溶媒としてメチルエチルケトンを用い、固形分20~30質量%に調整した。
表3に示す成分を、同表に示す配合量(単位:質量部)で配合し、攪拌機を用いて15分間混合して第二の樹脂層形成用塗布液を作製した。表3中、(A)成分の配合量は固形分の配合量を示す。
〔(A)成分〕
A1:上述した方法で作製したバインダーポリマー溶液
A2:上述した方法で作製したバインダーポリマー溶液
A-DCP:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(新中村化学株式会社製、製品名)
DPHA:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(新中村化学製、製品名「A-DPH」)
TPO:2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド、(BASF株式会社製、製品名「IRGACURE TPO」)
819:ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド、(BASF株式会社製、製品名「IRGACURE 819」)
OXE01:1,2-オクタンジオン,1-[4-(フェニルチオ)フェニル-,2-(O-ベンゾイルオキシム)](BASF株式会社製、製品名「IRGACURE OXE 01」)
OXE02:エタノン,1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,1-(0-アセチルオキシム)(BASF株式会社製、製品名「IRGACURE OXE 02」)
184:1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(BASF株式会社製、製品名「IRGACURE 184」)
651:2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン(BASF株式会社製、製品名「IRGACURE 651」)
754:オキシフェニル酢酸、2-[2-オキソ-2-フェニルアセトキシエトキシ]エチルエステルとオキシフェニル酢酸、2-(2-ヒドロキシエトキシ)エチルエステルの混合物(BASF株式会社製、製品名「IRGACURE 754」)
E1:酸化ジルコニウムナノ粒子分散液(日産化学工業株式会社製、製品名「OZ-S30K」)
(第二の樹脂層付きの場合)
保護フィルムとして厚み30μmのポリプロピレンフィルム(王子エフテックス株式会社製、製品名:ES-201)を使用し、上記で作製した第二の樹脂層形成用塗布液を保護フィルム上にダイコーターを用いて均一に塗布し、110℃の熱風滞留式乾燥機で3分間乾燥して溶剤を除去し、厚み60nm、屈折率1.4の第二の樹脂層を形成した。
支持フィルムとして厚み16μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ株式会社製、製品名:FB40)を使用し、上記で作製した第一の樹脂層形成用塗布液を支持フィルム上にコンマコーターを用いて均一に塗布し、110℃の熱風対流式乾燥機で3分間乾燥して溶剤を除去し、厚み8μmの第一の樹脂層を形成した。
まず、転写型感光性フィルムによって形成される硬化膜表面の凹み(段差)を評価するための試験について、図4を参照しつつ説明する。なお、図4では、第二の樹脂層を有していない転写型感光性フィルムを評価する場合が示されているが、第二の樹脂層を有する転写型感光性フィルムを評価する場合は、第一の樹脂層20が第一の樹脂層及び第二の樹脂層の積層構造となること以外は同様である。
段差評価試験で得られたアニーリング後のサンプルをブラックボード上に固定し、光を斜めから当てて、目視にて観察し、下記の基準で評価した。
○:パターンが見えない又は見にくい。
×:パターンが見える。
転写型感光性フィルムを5枚用意した。まず、1枚目の転写型感光性フィルムの保護フィルムを剥離し、これをろ紙(アドバンテック製、No.5C、φ90mmの円形、厚み130μm)上に、ロール温度100℃、基材送り速度0.6m/分、圧着圧力(シリンダ圧力)0.5MPaの条件でラミネートした。次に、支持フィルムを剥離し、ろ紙にラミネートされた第一の樹脂層上に、2枚目の転写型感光性フィルムを、保護フィルムを剥離してラミネートした。この操作を繰り返すことで、ろ紙上に厚み40μmの第一の樹脂層(すなわち第一の樹脂層が5層)及び支持フィルムが積層された積層体を作製した。
Claims (14)
- 支持フィルムと、該支持フィルム上に設けられた第一の樹脂層と、を備え、
前記第一の樹脂層が、トリシクロデカン骨格又はトリシクロデセン骨格を有する光重合性化合物と、アシルフォスフィンオキシド系光重合開始剤と、を含む、転写型感光性フィルム。 - 前記アシルフォスフィンオキシド系光重合開始剤が、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイドを含む、請求項1に記載の転写型感光性フィルム。
- 前記第一の樹脂層が、オキシムエステル系光重合開始剤を更に含む、請求項1又は2に記載の転写型感光性フィルム。
- 前記第一の樹脂層が、側鎖に分岐構造及び/又は脂環構造を有する基、側鎖に酸性基を有する基、並びに、側鎖にエチレン性不飽和基を有する基を含有するバインダーポリマーを含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の転写型感光性フィルム。
- 前記第一の樹脂層上に設けられた金属酸化物粒子を含有する第二の樹脂層を、を更に備える、請求項1~4のいずれか一項に記載の転写型感光性フィルム。
- 前記第二の樹脂層が、トリシクロデカン骨格又はトリシクロデセン骨格を有する光重合性化合物を含む、請求項5に記載の転写型感光性フィルム。
- ITO電極パターン及びインデックスマッチング層を有する基材上に硬化膜を形成するために用いられる、請求項1~6のいずれか一項に記載の転写型感光性フィルム。
- 電極パターンを有する基材上に、請求項1~4のいずれか一項に記載の転写型感光性フィルムの前記第一の樹脂層を、前記基材の前記電極パターンが設けられている側と前記第一の樹脂層とが密着するようにラミネートする工程と、
前記基材上の前記第一の樹脂層の所定部分を露光後、前記所定部分以外を除去し、前記電極パターンの一部又は全部を被覆する硬化膜パターンを形成する工程と、
を備える、硬化膜パターンの形成方法。 - 電極パターンを有する基材上に、請求項5又は6に記載の転写型感光性フィルムの前記第二の樹脂層及び前記第一の樹脂層を、前記基材の前記電極パターンが設けられている側と前記第二の樹脂層とが密着するようにラミネートする工程と、
前記基材上の前記第二の樹脂層及び前記第一の樹脂層の所定部分を露光後、前記所定部分以外を除去し、前記電極パターンの一部又は全部を被覆する硬化膜パターンを形成する工程と、
を備える、硬化膜パターンの形成方法。 - 請求項1~4のいずれか一項に記載の転写型感光性フィルムにおける前記第一の樹脂層を硬化してなる、硬化膜。
- 請求項5又は6に記載の転写型感光性フィルムの前記第一の樹脂層のみ、又は、前記第一の樹脂層及び前記第二の樹脂層の両方を硬化してなる、硬化膜。
- 電極パターンを有する基材と、前記電極パターン上に設けられた樹脂硬化膜と、を有する積層体であって、
前記樹脂硬化膜は、前記電極パターンとは反対の面側に段差を有し、
前記段差は120nm以下である、積層体。 - 前記樹脂硬化膜は、トリシクロデカン骨格又はトリシクロデセン骨格を有する化合物を含む、請求項12に記載の積層体。
- 請求項1~4のいずれか一項に記載の転写型感光性フィルムにおける前記第一の樹脂層の硬化膜、又は、請求項5又は6に記載の転写型感光性フィルムの前記第二の樹脂層の硬化膜及び前記第一の樹脂層の硬化膜、からなる硬化膜パターンを備える、タッチパネル。
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