JP2023018861A - 感光性樹脂組成物、造形物、造形物の製造方法及び液体吐出ヘッドの製造方法 - Google Patents

感光性樹脂組成物、造形物、造形物の製造方法及び液体吐出ヘッドの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】硬化性を維持しつつ保存安定性に優れた感光性樹脂組成物。【解決手段】(a)エポキシ樹脂、(b)カチオン重合開始剤、(c)アントラセン誘導体、及び(d)カルボニル基を有する有機溶媒を含有する感光性樹脂組成物であって、該(c)アントラセン誘導体が、下記式(1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一を含むことを特徴とする感光性樹脂組成物。(式(1)において、R1及びR2は、それぞれ独立して、炭素数4以上のアルキル基又は炭素数6~10のアリール基を表し、R3及びR4は、それぞれ独立して、アルキル基、炭素数4以上のアルコキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルキルスルホニル基又はハロゲン原子を表し、m及びnはそれぞれ独立して0~4の整数を表す。)TIFF2023018861000020.tif37170【選択図】なし

Description

本開示は、感光性樹脂組成物、並びに該感光性樹脂組成物を用いた造形物及び液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
現在、感光性樹脂組成物がコーティング、インキ、電子材料などの分野で広く用いられている。感光性樹脂組成物は、紫外線や可視光線等の活性光により重合するため、熱硬化性樹脂に比べ重合が速く、有機溶剤の使用量を大幅に減らすことができることから、作業環境の改善、環境負荷を低減することができるという点で優れている。また、フォトリソグラフィー技術を用いることで微細な構造体を形成することが可能であり、その一例として液体吐出ヘッドへの応用等が挙げられる。
フォトリソグラフィーに用いられる露光装置の波長としては一般的なi線(365nm)を照射する場合、エポキシ樹脂及びi線に吸収波長を有するカチオン重合開始剤を含む感光性樹脂組成物を用いると好適なネガ型のレジストとして機能する。i線に吸収波長のないカチオン重合開始剤を用いた場合でも、i線に吸収波長のある増感剤と併用することでパターニングが可能である。
増感剤としては、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、アントラキノン誘導体、チオキサントン誘導体等様々な例が挙げられる。これらの増感剤は、複数の芳香環を有することから、感光性樹脂層を高Tg化、高硬度化、及び低熱膨潤率化することができる。特にアントラセン又はその誘導体はi線における吸収が大きく、好適に用いられる。特許文献1では、増感剤として、アントラセンを含有させることで高い増感効果を得ることができる旨開示している。
特開2008-256980号公報
感光性樹脂組成物をレジスト材料として使用する際、塗布溶媒として溶解性、塗布性の観点からカルボニル基含有溶媒を用いるのが一般的である。ただし、カルボニル基含有溶媒は保存により過酸化物を発生する場合があり、使用する増感剤の構造によっては増感剤が分解してしまう懸念がある。したがって、従来技術ではカルボニル基含有溶媒を用いた感光性樹脂組成物の硬化性と保存安定性の両立が困難である。
本開示は、硬化性を維持しつつ保存安定性に優れた感光性樹脂組成物、並びに該感光性樹脂組成物を用いた造形物及び液体吐出ヘッドの製造方法を提供する。
本開示は、(a)エポキシ樹脂、
(b)カチオン重合開始剤、
(c)アントラセン誘導体、及び
(d)カルボニル基を有する有機溶媒
を含有する感光性樹脂組成物であって、
該(c)アントラセン誘導体が、下記式(1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一を含む感光性樹脂組成物に関する。
(式(1)において、R及びRは、それぞれ独立して、炭素数4以上のアルキル基又は炭素数6~10のアリール基を表し、R及びRは、それぞれ独立して、アルキル基、炭素数4以上のアルコキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルキルスルホニル基又はハロゲン原子を表し、m及びnはそれぞれ独立して0~4の整数を表す。)
Figure 2023018861000001
本開示により、硬化性を維持しつつ保存安定性に優れた感光性樹脂組成物を提供することが可能である。
感光性樹脂組成物を用いた造形物の製造方法の例 感光性樹脂組成物を用いたインクジェット記録ヘッドの模式図 感光性樹脂組成物を用いたインクジェット記録ヘッドの製造方法の例
本開示において、数値範囲を表す「XX以上YY以下」や「XX~YY」の記載は、特に断りのない限り、端点である下限及び上限を含む数値範囲を意味する。数値範囲が段階的に記載されている場合、各数値範囲の上限及び下限は任意に組み合わせることができる。
[成分(a)エポキシ樹脂]
感光性樹脂組成物は、成分(a)としてエポキシ樹脂を含有する。エポキシ樹脂は、その硬化物の密着性能、機械的強度、耐膨潤性、フォトリソグラフィー材料としての反応性、解像性等を考慮すると、カチオン重合型のエポキシ樹脂であることが好ましい。
より具体的には、脂環式骨格を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールA型及びF型のエポキシ樹脂等のビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂、フェノールノボラック型のエポキシ樹脂等のフェノールノボラック骨格を有するエポキシ樹脂、クレゾールノボラック型のエポキシ樹脂等のクレゾールノボラック骨格を有するエポキシ樹脂、ノルボルネン骨格を有するエポキシ樹脂、テルペン骨格を有するエポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂、オキシシクロヘキサン骨格を有するエポキシ樹脂などからなる群から選択される少なくとも一の多官能エポキシ樹脂等のカチオン重合型のエポキシ樹脂を挙げることができる。これらの1種または2種以上の組合せを用いることができる。
エポキシ樹脂については、エポキシ基を二個以上有する、すなわち二官能以上のエポキシ樹脂を用いることが好ましい。これにより、硬化物が3次元架橋し、所望の硬化性を得ることができる。エポキシ基を三個以上有する三官能以上のエポキシ樹脂を用いることがより好ましい。さらに、三官能以上のエポキシ樹脂に、二官能のエポキシ樹脂の少なくとも1種を追加して用いてもよい。すなわち、エポキシ樹脂が、三官能以上のエポキシ樹脂及び二官能のエポキシ樹脂を含むことが好ましい。このようなエポキシ樹脂としては市販
のものを用いることもできる。
市販の三官能以上のエポキシ樹脂としては、三菱化学製「157S70」、「jER1031S」(商品名)、大日本インキ化学工業製「EPICLON N695(エピクロンN-695)」、「エピクロンN-865」(商品名)、(株)ダイセル製「セロキサイド2021」、「GT-300シリーズ」、「GT-400シリーズ」、「EHPE3150」(商品名)、日本化薬(株)製「SU8」(商品名)、(株)プリンテック製「VG3101」(商品名)、「EPOX-MKR1710)(商品名)、ナガセケムテックス(株)製「デナコールシリーズ」等が挙げられる。
市販の二官能エポキシ樹脂としては、三菱化学製「jER1004」、「jER1007」、「jER1009」、「jER1009F」、「jER1010」、「jER1256」(商品名)、大日本インキ化学工業製「EPICLON 4050」、「EPICLON 7050」(商品名)等が挙げられる。
[成分(b)カチオン重合開始剤]
感光性樹脂組成物は、成分(b)としてカチオン重合開始剤を含有する。カチオン重合開始剤は、カチオン部とアニオン部を有するものが好ましい。カチオン重合開始剤は、スルホン酸化合物、ジアゾメタン化合物、スルホニウム塩化合物、ヨードニウム塩化合物、及びジスルホン系化合物などからなる群から選択される少なくとも一が好ましい。i線照射時の反応性の観点から、スルホニウム塩化合物及びヨードニウム塩化合物からなる群から選択される少なくとも一がより好ましく、スルホニウム塩化合物からなる群から選択される少なくとも一がさらに好ましい。すなわち、カチオン部がスルホニウム塩及びヨードニウム塩からなる群から選択される少なくとも一を含むことが好ましい。
オニウム塩化合物においては、アニオン部としてSbF 、AsF 、PF 、(Rf)PF6-n (Rfはパーフルオロアルキル基)、BF 、B(C 等からなる群から選択される少なくとも一を含むものが好ましい。基板板との密着性の観点から特にアンチモンを含む化合物、すなわちSbF を含む重合開始剤がより好ましい。これらの1種又は2種以上の組み合わせを用いることができる。カチオン重合開始剤は市販のものを用いることもできる。
市販品では、ADEKA製「アデカオプトマー SP-170」、「アデカオプトマー
SP-172」、「SP-150」(商品名)、サンアプロ製「CPI-410S」、「CPI-110A」、「CPI-100P」(商品名)、みどり化学製「DTS-102」、「DTS-200」、「BBI-103」、「BBI-102」(商品名)、三和ケミカル製「IBPF」、「IBCF」、「TS-01」、「TS-91」(商品名)、富士フィルム和光純薬製「WPI-116」、「WPI-124」(商品名)IGM Resins B.V.製「Omnicat 250」(商品名)等が挙げられる。
好ましくは、「CPI-410S」、「CPI-110A」、「DTS-102」、「DTS-200」、「アデカオプトマーSP-172」、「Omnicat 250」、「WPI-116」、及び「WPI-124」からなる群から選択される少なくとも一である。
硬化性及び基板との密着性の観点から、感光性樹脂組成物中の成分(b)カチオン重合開始剤の含有量は、成分(a)エポキシ樹脂の固形分100質量部に対し、0.1質量部~30質量部が好ましく、0.5質量部~15質量部がより好ましく、1質量部~10質量部がさらに好ましい。
[成分(c)アントラセン誘導体]
感光性樹脂組成物は、成分(c)としてアントラセン誘導体を含む。アントラセン誘導体は、下記式(1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一を含む。
Figure 2023018861000002
式(1)において、R及びRは、それぞれ独立して炭素数4以上(好ましくは炭素数4~18、より好ましくは炭素数4~12)のアルキル基又は炭素数6~10のアリール基(好ましくはフェニル基)を表し、R及びRは、それぞれ独立して、(好ましくは炭素数1~4、より好ましくは炭素数1又は2の)アルキル基、炭素数4以上の(好ましくは炭素数4~18、より好ましくは炭素数4~12、さらに好ましくは炭素数4~8、さらにより好ましくは炭素数4~6の)アルコキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルキルスルホニル基、又はハロゲン原子を表し、m及びnは、それぞれ独立して0~4(好ましくは0~2、より好ましくは0又は1)の整数を表す。アルキルアミノ基、アルキルスルホニル基のアルキル鎖の炭素数は好ましくは1~4である。R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1~4(より好ましくは炭素数1又は2)のアルキル基、炭素数4~12(より好ましくは炭素数4~8、さらに好ましくは炭素数4~6)のアルコキシ基又は塩素原子であることが好ましい。
アントラセン誘導体は、i線における吸収が大きく、レジスト膜の高Tg化、高硬度化、及び低熱膨潤率化することができる増感剤として好適に用いられる。しかし、アントラセン誘導体におけるアルコキシ基は酸化されやすく、保存安定性を低下させる懸念がある。特に、カルボニル基含有溶媒と併用すると、溶媒由来の過酸化物によってアントラセン誘導体が容易に分解してしまう。式(1)で表される化合物においては、R及びRの炭素数が4以上のアルキル基又は炭素数6~10のアリール基を含有するものを用いることで、アルコキシ基又はアリールオキシ基が酸化を受けにくい構造となる。この為、保存安定性に優れた感光性樹脂組成物を提供することが可能である。
及びRのアルキル基は、置換基を有していてもよいし無置換でもよい。置換基としては、塩素、臭素、フッ素などのハロゲン原子、エーテル結合を有するアルキル基、ヒドロキシ基、アリール基などを例示することができる。アルキル基は分岐していてもよく、また、アルキル鎖中に多重結合を含むこともできる。
成分(c)アントラセン誘導体の含有量は、成分(a)エポキシ樹脂の固形分100質量部に対し、0.001質量部~30質量部が好ましく、0.1質量部~30質量部がより好ましく、0.5質量部~10質量部がさらに好ましく、1質量部~8質量部がさらにより好ましく、2質量部~5質量部が特に好ましい。上記範囲であると、カチオン重合開始剤の光反応性が良好になる。
[有機溶媒(d)]
感光性樹脂組成物は、成分(d)として有機溶媒を含む。有機溶媒は、エポキシ樹脂の溶解性、及びレジスト材の塗布溶媒としての塗布性の観点からカルボニル基を有する有機溶媒である。有機溶媒は、メチルイソブチルケトン(MIBK)などのケトン化合物、シクロヘキサノンなどの環状ケトン化合物、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセ
テート(PGMEA)などのエステル化合物、γ-ブチロラクトンなどのラクトン化合物、炭酸ジエチルなどの炭酸エステル化合物、及びプロピレンカーボネートなどの環状炭酸エステル化合物からなる群から選択される少なくとも一が挙げられる。
ケトン>環状ケトン>エステル>ラクトン>炭酸エステル>環状炭酸エステルの順に酸化されやすく、保存により過酸化物を発生しアントラセン誘導体の分解を起こす懸念がある。したがって、エステル化合物、ラクトン化合物、炭酸エステル化合物及び環状炭酸エステル化合物からなる群から選択される少なくとも一を用いることが好ましい。より好ましくは、炭酸エステル化合物、又は環状炭酸エステル化合物が選択される。これらの有機溶媒は、アルキル基やアルコキシ基を有する場合、置換基として塩素、臭素、フッ素などのハロゲン原子、エーテル結合を有するアルキル基、ヒドロキシ基、アリール基などを有していてもよい。また、アルキル基は分岐していてもよく、アルキル鎖中に多重結合を含むこともできる。
感光性樹脂組成物中の(d)有機溶媒の含有量は特に制限されないが、エポキシ樹脂の固形分100質量部に対し、好ましくは30質量部~500質量部であり、より好ましくは50質量部~300質量部であり、さらに好ましくは100質量部~200質量部である。
[その他]
感光性樹脂組成物には上記に示した成分以外に、フォトリソグラフィー性能や密着性能等の向上を目的に、増感補助剤、アミン類などの塩基性物質、弱酸性(pKa=-1.5~3.0)のトルエンスルホン酸を発生させる酸発生剤、シランカップリング剤などを含むことができる。
感光性樹脂組成物は、増感補助剤を含有することが好ましい。増感補助剤としては、光吸収したアントラセン誘導体のエネルギー変換効率を向上する化合物が挙げられる。市販のものとしては、川崎化成工業製「アントラキュアーUVS-2171」などが挙げられる。増感補助剤の含有量は特に制限されないが、エポキシ樹脂の固形分100質量部に対し、好ましくは0.5質量部~30質量部であり、より好ましくは1質量部~10質量部である。
感光性樹脂組成物は、塩基性物質又は酸発生剤を含むことが好ましく、酸発生剤を含むことがより好ましい。弱酸性(pKa=-1.5~3.0)のトルエンスルホン酸を発生させる酸発生剤が好ましい。市販のものとしては、みどり化学製「TPS-1000」(商品名)などが挙げられる。含有量は特に制限されないが、エポキシ樹脂の固形分100質量部に対し、好ましくは0.5質量部~10質量部であり、より好ましくは1質量部~5質量部である。
感光性樹脂組成物は、シランカップリング剤を含むことが好ましい。好ましくはエポキシ基やグリシジル基を有するシランカップリング剤が挙げられる。市販のものとしては、例えば、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ製「SILQUEST A-187」(商品名)などが挙げられる。シランカップリング剤の含有量は特に制限されないが、エポキシ樹脂の固形分100質量部に対し、好ましくは1質量部~30質量部であり、より好ましくは5質量部~15質量部である。
[造形物の製造]
本開示は上記感光性樹脂組成物の硬化物からなる造形物を提供する。
造形物の製造方法は、好ましくは、感光性樹脂組成物にパターン露光する工程、及びパターン露光した露光部を硬化させたのち未露光部を除去して該造形物を得る工程を含み、
パターン露光する工程において感光性樹脂組成物にi線を照射する。造形物は、例えば、感光性樹脂組成物のi線による硬化物が挙げられる。
また、本開示は、基板上に造形物が形成された構造体であって、該造形物が上記感光性樹脂組成物の硬化物である構造体を提供する。
また、造形物を含む構造体の製造方法は、好ましくは、基板上に上記感光性樹脂組成物を積層する工程、感光性樹脂組成物にパターン露光する工程、及びパターン露光した露光部を硬化させたのち未露光部を除去して基板上に該造形物である上記感光性樹脂組成物の硬化物が形成された構造体を得る工程を含み、パターン露光する工程において感光性樹脂組成物にi線を照射する。
以下に、感光性樹脂組成物を用いた造形物の製造方法の一例を示す。基板1上にスピンコート法やスリットコート法等で感光性樹脂組成物2を塗布などにより積層し、乾燥する((図1(A))。続いて、マスク3を介して、感光性樹脂組成物2にi線照射することでパターン露光し、さらに熱処理によって露光部を硬化させる(図1(B))。マスク3はi線を透過するガラスや石英などの材質からなる基板に、パターンに合わせてクロム膜などの遮光膜が形成されたものである。露光装置としては、i線露光ステッパー(商品名、キヤノン製)などのi線を光源に持つ投影露光装置を用いることができる。その後、感光性樹脂組成物2の未露光部をPGMEA等の溶剤を用いて除去することで、基板上に造形物4が得られる(図1(C))。
[インクジェット記録ヘッドへの適用]
造形物の例として、液体吐出ヘッドが挙げられる。すなわち、感光性樹脂組成物は液体吐出ヘッドに適用することができる。液体吐出ヘッドは、例えば、基板と、基板上に設けられ液体の流路を形成する流路形成部材と、流路形成部材上に設けられ液体を吐出する吐出口を有する吐出口形成部材と、を備える。そして、流路形成部材が上記感光性樹脂組成物の硬化物である。吐出口形成部材が上記感光性樹脂組成物の硬化物であってもよい。
基板の感光性樹脂組成物を積層する面に対して垂直な方向において、液体吐出ヘッド又は造形物の厚さは、液体吐出ヘッドの吐出設計あるいは造形物の設計により適宜決定するとよいが、例えば、3.0μm~25.0μmとすることが好ましい。
一例として、液体吐出ヘッドの一形態であるインクジェット記録ヘッドの製造方法について以下に説明する。なお、造形物の適用範囲はこれに限定されるものではない。基板と、基板上に設けられ液体の流路を形成する流路形成部材と、前記流路形成部材上に設けられ液体を吐出する吐出口を有する吐出口形成部材と、を少なくとも備える液体吐出ヘッドの製造方法であって、少なくとも、基板上に上記感光性樹脂組成物を積層する工程、感光性樹脂組成物にパターン露光する工程、及びパターン露光した露光部を硬化させたのち未露光部を除去して基板上に流路形成部材を形成する工程を含み、パターン露光する工程において感光性樹脂組成物にi線を照射する。
図2(A)は、本実施形態に係る造形物の製造方法を適用することにより得られるインクジェット記録ヘッドの一例を示す模式的斜視図である。また、図2(B)は、図2(A)のA-Bにおけるインクジェット記録ヘッドの断面を示す模式的断面図である。
図2に示されるインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出するために利用されるエネルギーを発生するエネルギー発生素子5が所定のピッチで配置された基板6を有する。基板6にはインクを供給する供給部7が、エネルギー発生素子5の2つの列の間に開口されている。基板6上には、流路形成部材8によってインクの流路9が形成されている。流路形成部材8は、本開示に係る造形物に相当する。吐出口形成部材10に吐出口11が形成されている。また、吐出口形成部材10も造形部に相当しうる。なお、流路形成部材8と
吐出口形成部材10とは一体であってもよい。
図2に示されるインクジェット記録ヘッドでは、供給部7から流路9を通って供給されるインクに対し、エネルギー発生素子5によって発生するエネルギーを与えることによって、吐出口11を介してインクを液滴として吐出させる。
図3(A)~(H)は、本実施形態における造形物を適用したインクジェット記録ヘッドの製造方法の一例を示す模式的断面図である。
まず、PETフィルム12上にスピンコート法やスリットコート法等で本開示に係る感光性樹脂組成物13を塗布し、加熱乾燥させることでドライフィルムを作製する(図3(A))。得られたドライフィルムをエネルギー発生素子5及びインク供給部7を有する無機製の基板6上に転写する(図3(B))。流路パターンを有するマスク14を介して、感光性樹脂組成物13をパターン露光し、さらに熱処理することで露光部を硬化させた後、13の未露光部を有機溶剤で除去し、流路9を形成する(図3(C)、(D))。
続いて、感光性樹脂組成物15をPETフィルム12上に塗布し、加熱乾燥させることでドライフィルムを作製し、流路形成部材8上に転写する(図3(E)、(F))。吐出口パターンを有するマスク16を介して、感光性樹脂組成物15をパターン露光し、さらに熱処理することで露光部を硬化させた後、15の未露光部を有機溶剤で除去し、吐出口11を形成する(図3(G)、(H))。マスク14、及び16は、i線を透過するガラスや石英などの材質からなる基板に、吐出口などのパターンに合わせてクロム膜などの遮光膜が形成されたものである。
露光装置としては、i線露光ステッパー(商品名、キヤノン製)などi線に光源に持つ投影露光装置を用いることができる。露光量は特に制限されず、使用する感光性樹脂組成物によって適宜制御すればよい。露光量は、例えば、好ましくは500~20000J/m程度であり、より好ましくは5000~15000J/m程度である。
感光性樹脂組成物15は上述した本開示にかかる感光性樹脂組成物であってもよいし、他の感光性樹脂組成物であってもよい。
以上の各工程を行うことによって基板6と流路形成部材8との密着性に優れたインクジェット記録ヘッドを製造することが可能となる。
以下、実施例及び比較例により本開示を詳細に説明するが、本開示はこれらの実施例に具現化された構成に限定されるものではない。また、実施例及び比較例中で使用する「部」は特に断りのない限り「質量部」を意味する。
(実施例1~37)
表1~6に示される各成分を混合し、実施例1~37の各感光性樹脂組成物(1)を調製した。25℃にて30日保存した後に、以下の通り、図1(A)~(C)に示される工程により、基板上に造形物を作製した。表の各成分の数値は部数である。また、表の各製品名に関しては明細書本文に記載の通りである。
基板1上に、それぞれ実施例1~37の感光性樹脂組成物(1)を、スピンコート法で塗布し、90℃で5分間熱処理することで乾燥させた(図1(A))。続いて、マスク3を介して、感光性樹脂組成物2をパターン露光し、さらに熱処理することで露光部を硬化させた。ここで、露光機にはi線露光ステッパー(キヤノン製)を用いて露光量12000J/mにて光照射した(図1(B))。その後、感光性樹脂組成物2の未露光部をPGMEAで除去し、基板上に造形物4を形成した(図1(C))。造形物4の厚さは10μmであった。
(実施例38~40)
図3(A)~(H)に示される工程により、インクジェット記録ヘッドを作製した。
まず、表1(実施例2)、表2(実施例12)、表6(実施例37)に示される組成を有する感光性樹脂組成物(1)を25℃にて30日保存した。その後、それぞれの感光性樹脂組成物(1)をスピンコート法でPETフィルム12上に塗布し、90℃で5分間熱処理することで乾燥させ、ドライフィルムを得た(図3(A))。得られたドライフィルムを、エネルギー発生素子5及び供給部7を備えたシリコン製の基板6上に転写した(図3(B))。
続いて図3(C)に示されるように、流路パターンを有するマスク14を介して、感光性樹脂組成物13をパターン露光し、さらに熱処理することで露光部を硬化させた。ここで、露光機にはi線露光ステッパー(キヤノン製)を用いて露光量12000J/mにて光照射した。その後、感光性樹脂組成物13の未露光部を、PGMEAを用いて除去し、流路形成部材8及び流路9を形成した(図3(D))。流路形成部材8の厚さは10μmであった。
続いて、表8に示される組成を有する感光性樹脂組成物(2)をPETフィルム12上に塗布し、90℃で5分間熱処理することで乾燥させ、ドライフィルム15を得た(図3(E))。なお、表9に記載の組み合わせで、表8の各組成の感光性樹脂組成物(2)を使用した。
得られたドライフィルム15を流路形成部材8上に転写した。吐出口パターンを有するマスク16を介して、15をパターン露光し、さらに熱処理することで露光部を硬化させた。この後、15の未露光部をPGMEAで除去し、吐出口形成部材10及び吐出口11を形成することで、インクジェット吐出ヘッドを作製した(図3(G)、(H))。図3(G)における露光は、前述と同様の装置を用いて露光量1100J/mにて行った。
(比較例1~4)
感光性樹脂組成物(1)として表7に示される組成で混合した組成物を用いた以外は実施例1と同様に造形物を形成した。
(比較例5~8)
感光性樹脂組成物(1)として表7に示される組成で混合した組成物を、表9の組み合わせで用いた以外は実施例38と同様にインクジェット吐出ヘッドを作製した。
[評価方法1]
実施例1~37、及び比較例1~4の方法にて作製した造形物について、硬化性を評価した。硬化性については、現像前後の造形物4の膜厚を測定し、その変化量によって評価を以下の三段階に判定した。
硬化性A:変化率3%未満
硬化性B:変化率3%以上5%未満
硬化性C:変化率5%以上
[評価方法2]
実施例1~37及び比較例1~4の各感光性樹脂組成物に対し、保存前後で、i線における吸収スペクトルを測定した。なお、保存条件は25℃にて30日間とした。また、吸収スペクトルは分光光度計U-3300(日立ハイテクサイエンス製)にて測定した。保存前後のi線における吸光度の変化率を確認し、以下の評価を行った。
保存安定性A:変化率1%未満
保存安定性B:変化率1%以上3%未満
保存安定性C:変化率3%以上
[評価方法2]
実施例38~40及び比較例5~8にて作製したインクジェット吐出ヘッドを用いて、印字品位の評価を行った。キヤノン製プリンタMB5330を用い、30℃、80%RHの環境下で連続印字試験を行い、目視でドットのヨレの有無を確認した。連続印字試験は、A4版ベタ印字100枚を連続印字した。初期から印字品位が変化せずヨレが発生しなかった場合A、印字ヨレが1%未満の場合B、1%以上の場合Cとした。
なお、印字ヨレ(%)は、以下の様に算出した。
印字ヨレ=(ヨレ面積/ベタ印字面積)×100
ヨレ面積とはヨレて空白になっている部分の面積であり、電子顕微鏡で観察して目視で判断した。
[評価結果1]
表1~6に示されるように、本実施例に係る方法では、硬化性、及び保存安定性に優れた感光性樹脂組成物を提供することができた。一方、比較例1においては、アントラセン誘導体を添加していないため、カチオン重合開始剤の反応性が不足し硬化性が低下してしまった。比較例2~4においては、硬化性は確保できたものの、保存によりアントラセン誘導体が分解され、i線における吸光度に低下が見られた。
[評価結果2]
続いて、インクジェット吐出ヘッドの評価結果について述べる。本実施例に係る方法では、吐出耐久性に優れたインクジェット吐出ヘッドを提供することができた。特に、実施例40については、ベタ印字100枚後も印字品位に劣化が見られず良好な結果が得られた。感光性樹脂組成物(1)には、インクジェット吐出ヘッドに用いるために最適化された実施例37の組成を用いたためである。具体的には、酸発生剤によってパターニング精度が向上し、さらにシランカップリング剤によって基板との密着性が向上した組成となっている。一方、比較例に係る方法で製造した、比較例5~8のインクジェット吐出ヘッドについては、ベタ印字100枚後にヨレが発生してしまい、吐出耐久性が不十分であった。
Figure 2023018861000003
Figure 2023018861000004

Figure 2023018861000005
Figure 2023018861000006
Figure 2023018861000007
Figure 2023018861000008

Figure 2023018861000009
Figure 2023018861000010
Figure 2023018861000011
以下、使用したアントラセン誘導体を示す
9,10-ジ-n-ブトキシアントラセン
Figure 2023018861000012
9,10-ジ-イソブトキシアントラセン
Figure 2023018861000013
9,10-ビス-(n-ペンチルオキシ)アントラセン
Figure 2023018861000014
9,10-ビス-(n-デシルオキシ)アントラセン
Figure 2023018861000015
9,10-ジフェノキシアントラセン
Figure 2023018861000016
1-クロロ-9,10-ジ-n-ブトキシアントラセン
Figure 2023018861000017
2-エチル-9,10-ジ-n-ブトキシアントラセン
Figure 2023018861000018
1 基板、2 感光性樹脂組成物(1)、3 マスク、4 硬化物、5 エネルギー発生素子、6 基板、7 供給部、8 流路形成部材、9 流路、10 吐出口形成部材、11 吐出口、12 PETフィルム、13 感光性樹脂組成物(1)、14 マスク、15 感光性樹脂組成物(2)、16 マスク

本開示は、(a)エポキシ樹脂、
(b)カチオン重合開始剤、
(c)アントラセン誘導体、及び
(d)カルボニル基を有する有機溶媒
を含有する感光性樹脂組成物であって、
該(a)エポキシ樹脂が、三官能以上のエポキシ樹脂及び二官能のエポキシ樹脂を含み、
該(c)アントラセン誘導体が、下記式(1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一を含む感光性樹脂組成物に関する。
(式(1)において、R及びRは、それぞれ独立して、炭素数4以上のアルキル基又は炭素数6~10のアリール基を表し、R及びRは、それぞれ独立して、アルキル基、炭素数4以上のアルコキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルキルスルホニル基又はハロゲン原子を表し、m及びnはそれぞれ独立して0~4の整数を表す。)

Claims (18)

  1. (a)エポキシ樹脂、
    (b)カチオン重合開始剤、
    (c)アントラセン誘導体、及び
    (d)カルボニル基を有する有機溶媒
    を含有する感光性樹脂組成物であって、
    該(c)アントラセン誘導体が、下記式(1)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一を含むことを特徴とする感光性樹脂組成物。
    Figure 2023018861000019

    (式(1)において、R及びRは、それぞれ独立して、炭素数4以上のアルキル基又は炭素数6~10のアリール基を表し、R及びRは、それぞれ独立して、アルキル基、炭素数4以上のアルコキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アルキルスルホニル基又はハロゲン原子を表し、m及びnはそれぞれ独立して0~4の整数を表す。)
  2. 前記式(1)において、前記R及びRは、それぞれ独立して炭素数4~18のアルキル基又はフェニル基を表し、前記R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1~4のアルキル基、炭素数4~12のアルコキシ基又はハロゲン原子を表す請求項1に記載の感光性樹脂組成物。
  3. 前記(a)エポキシ樹脂が、三官能以上のエポキシ樹脂を含む請求項1又は2に記載の感光性樹脂組成物。
  4. 前記(a)エポキシ樹脂が、脂環式骨格を有するエポキシ樹脂、ビスフェノール骨格を有するエポキシ樹脂、フェノールノボラック骨格を有するエポキシ樹脂、クレゾールノボラック骨格を有するエポキシ樹脂、ノルボルネン骨格を有するエポキシ樹脂、テルペン骨格を有するエポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン骨格を有するエポキシ樹脂、オキシシクロヘキサン骨格を有するエポキシ樹脂からなる群から選択される少なくとも一を含む請求項1~3のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  5. 前記(a)エポキシ樹脂が、三官能以上のエポキシ樹脂及び二官能のエポキシ樹脂を含む請求項1~4のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  6. 前記(b)カチオン重合開始剤が、スルホニウム塩化合物及びヨードニウム塩化合物からなる群から選択される少なくとも一を含む請求項1~5のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  7. 前記(b)カチオン重合開始剤が、SbF 、AsF 、PF 、(Rf)PF6-n (Rfはパーフルオロアルキル基)、BF 、及びB(C からなる群から選択される少なくとも一を含む請求項1~6のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  8. 前記(b)カチオン重合開始剤の含有量が、前記エポキシ樹脂の固形分100質量部に対し、0.1質量部~30質量部である請求項1~7のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  9. 前記(c)アントラセン誘導体の含有量が、前記エポキシ樹脂の固形分100質量部に対し、0.1質量部~30質量部である請求項1~8のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  10. 前記(d)カルボニル基を有する有機溶媒が、エステル化合物、ラクトン化合物、炭酸エステル化合物及び環状炭酸エステル化合物からなる群から選択される少なくとも一を含む請求項1~9のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  11. 前記感光性樹脂組成物が、さらに増感補助剤を含む請求項1~10のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  12. 前記感光性樹脂組成物が、さらに塩基性物質又は酸発生剤を含む請求項1~11のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  13. 前記感光性樹脂組成物が、さらにシランカップリング剤を含む請求項1~12のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物。
  14. 請求項1~13のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物の硬化物からなる造形物。
  15. 造形物の製造方法であって、
    請求項1~13のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物にパターン露光する工程、及び
    該パターン露光した露光部を硬化させたのち未露光部を除去して該造形物を得る工程を含み、
    該パターン露光する工程において前記感光性樹脂組成物にi線を照射する造形物の製造方法。
  16. 造形物を含む構造体の製造方法であって、
    基板上に感光性樹脂組成物を積層する工程、
    該感光性樹脂組成物にパターン露光する工程、及び
    該パターン露光した露光部を硬化させたのち未露光部を除去して該基板上に該造形物である該感光性樹脂組成物の硬化物が形成された構造体を得る工程を含み、
    該感光性樹脂組成物が、請求項1~13のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物であり、
    該パターン露光する工程において該感光性樹脂組成物にi線を照射する構造体の製造方法。
  17. 基板と、該基板上に設けられ液体の流路を形成する流路形成部材と、該流路形成部材上に設けられ液体を吐出する吐出口を有する吐出口形成部材と、を備える液体吐出ヘッドであって、
    該流路形成部材が、請求項1~13のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物の硬化物である液体吐出ヘッド。
  18. 基板と、基板上に設けられ液体の流路を形成する流路形成部材と、該流路形成部材上に設けられ液体を吐出する吐出口を有する吐出口形成部材と、を少なくとも備える液体吐出
    ヘッドの製造方法であって、
    少なくとも、基板上に感光性樹脂組成物を積層する工程、
    該感光性樹脂組成物にパターン露光する工程、及び
    該パターン露光した露光部を硬化させたのち未露光部を除去して該基板上に該流路形成部材を形成する工程を含み、
    該感光性樹脂組成物が、請求項1~13のいずれか一項に記載の感光性樹脂組成物であり、
    パターン露光する工程において感光性樹脂組成物にi線を照射する液体吐出ヘッドの製造方法。

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