JP2023020450A - タッチパネルセンサー、及び、タッチパネルセンサーの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】屈曲させた後のタッチパネルセンサーのセンサー電極の抵抗値の変化が少なく、ロール搬送などの取り扱い時に輝点が生じにくい、タッチパネルセンサー、および、タッチパネルセンサーの製造方法の提供。【解決手段】 基材及び基材上に配置されたセンサー電極を含む導電性基材と、センサー電極の少なくとも一部を覆う保護膜とを有するタッチパネルセンサーであって、保護膜の導電性基材と反対側の表面硬度が185mN/mm2以上であり、所定の試験を行って得られる直径Xが3mm以下である、タッチパネルセンサー。【選択図】なし
Description
本発明は、タッチパネルセンサー、及び、タッチパネルセンサーの製造方法に関する。
静電容量型入力装置等のタッチパネルを備えた表示装置(表示装置としては、具体的には、有機エレクトロルミネッセンス(EL)表示装置及び液晶表示装置等)では、視認部のセンサーに相当するセンサー電極パターン、周辺配線部分、及び取り出し配線部分の配線等の導電パターンがタッチパネル内部に設けられている。
この導電パターン上には、通常、金属の腐食、電極と駆動用回路間の電気抵抗の増加、及び、断線といった不具合の防止を目的として、樹脂を素材とするパターンが保護膜(永久膜)として配置されている場合がある。
一般的に、パターンの形成には感光性組成物が使用されており、とりわけ、必要とするパターン形状を得るための工程数が少ないといったことから、仮支持体と、感光性組成物を用いて形成された感光性組成物層と、を有する転写フィルムを用いた方法が広く使用されている。
転写フィルムを用いてパターンを形成する方法としては、転写フィルムから任意の基材上に転写された感光性組成物層に対し、所定のパターン形状を有するマスクを介して露光及び現像を実施する方法が挙げられる。例えば、感光性組成物層がネガ型感光性組成物層である場合、露光された領域が硬化することで未露光領域との間に溶解コントラストが生じ得る。この結果として、現像処理の際に未露光領域のみが除去されることでパターンを形成できる。
転写フィルムを用いてパターンを形成する方法としては、転写フィルムから任意の基材上に転写された感光性組成物層に対し、所定のパターン形状を有するマスクを介して露光及び現像を実施する方法が挙げられる。例えば、感光性組成物層がネガ型感光性組成物層である場合、露光された領域が硬化することで未露光領域との間に溶解コントラストが生じ得る。この結果として、現像処理の際に未露光領域のみが除去されることでパターンを形成できる。
感光性組成物及び転写フィルムとして、例えば、特許文献1では、「基材上に、酸価が75mgKOH/g以上のカルボキシ基を有するバインダーポリマーと、光重合性化合物と、光重合開始剤と、を含有する感光性樹脂組成物」及び「支持フィルムと、上記支持フィルム上に設けられた上記感光性樹脂組成物からなる感光層と、を備えた感光性エレメント」が開示されている。
本発明者らは、特許文献1に開示された感光性エレメント(転写フィルム)を用いてタッチパネルセンサーを製造し、屈曲した後のセンサー電極の抵抗値を測定したところ、屈曲前と屈曲後とでは、抵抗値の変化が大きいことを知見した。
更に、上記転写フィルムを用いて製造したタッチパネルセンサーをロール搬送などして取り扱った際に、輝点が生じることがあった。
また、本発明者らの検討の結果、上記抵抗値の変化と、輝点の発生の抑制とを両立することが困難であった。
上記抵抗値の変化及び輝点の発生は、それぞれ、センサーの性能が変化すること及び視認性の点から望ましくなかった。
更に、上記転写フィルムを用いて製造したタッチパネルセンサーをロール搬送などして取り扱った際に、輝点が生じることがあった。
また、本発明者らの検討の結果、上記抵抗値の変化と、輝点の発生の抑制とを両立することが困難であった。
上記抵抗値の変化及び輝点の発生は、それぞれ、センサーの性能が変化すること及び視認性の点から望ましくなかった。
そこで本発明は、屈曲させた後のタッチパネルセンサーのセンサー電極の抵抗値の変化が少なく、ロール搬送などの取り扱い時に輝点が生じにくい、タッチパネルセンサーの提供を課題とする。
また、本発明は、タッチパネルセンサーの製造方法の提供も課題とする。
また、本発明は、タッチパネルセンサーの製造方法の提供も課題とする。
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、本発明を完成させるに至った。すなわち、以下の構成により上記課題が解決されることを見出した。
〔1〕 基材及び上記基材上に配置されたセンサー電極を含む導電性基材と、
上記センサー電極の少なくとも一部を覆う保護膜とを有するタッチパネルセンサーであって、
上記保護膜の上記導電性基材と反対側の表面硬度が185mN/mm2以上であり、
以下のマンドレル試験を行って得られる直径Xが3mm以下である、タッチパネルセンサー。
マンドレル試験:上記タッチパネルセンサーをマンドレルに巻き付けて元に戻す操作を10回繰り返した後、上記タッチパネルセンサーの上記保護膜を、10倍の倍率において光学顕微鏡で観察して上記保護膜のクラックの有無を確認する操作を、マンドレルの直径を小さくしながら繰り返し行い、上記保護膜にクラックが生じるマンドレルの直径を直径Xとする。
〔2〕 上記保護膜が、感光性組成物を用いて形成された膜であって、
上記感光性組成物が、側鎖にエチレン性不飽和基を有するバインダーポリマーを含む、〔1〕に記載のタッチパネルセンサー。
〔3〕 上記感光性組成物が、2つのエチレン性不飽和基を有する第1重合性化合物と、5つ以上のエチレン性不飽和基を有する第2重合性化合物を更に含む、〔2〕に記載のタッチパネルセンサー。
〔4〕 上記第1重合性化合物の含有量に対する、上記第2重合性化合物の含有量の質量比が、0.4~1.3である、〔3〕に記載のタッチパネルセンサー。
〔5〕 基材及び上記基材上に配置されたセンサー電極を含む導電性基材と、上記導電性基材上に配置され、バインダーポリマーと、エチレン性不飽和基を有する化合物と、光重合開始剤とを含む感光性組成物層とを有する感光性組成物層付き基材を準備する準備工程と、
上記感光性組成物層をパターン露光する露光工程と、
露光された上記感光性組成物層を現像して、樹脂層パターンを形成する現像工程と、
上記樹脂層パターンが50~120℃の条件下にて、上記樹脂層パターンを露光して、上記センサー電極の少なくとも一部を覆う保護膜を形成する硬化工程とを有する、タッチパネルセンサーの製造方法。
〔6〕 上記硬化工程における露光量が、200~1500mJ/cm2である、〔5〕に記載のタッチパネルセンサーの製造方法。
〔7〕 上記硬化工程における露光量が、200mJ/cm2以上1000mJ/cm2未満である、〔5〕又は〔6〕に記載のタッチパネルセンサーの製造方法。
〔8〕 上記感光性組成物層に含まれるエチレン性不飽和基に由来する赤外吸収ピークの強度をY1とし、上記保護膜に含まれるエチレン性不飽和基に由来する赤外吸収ピークの強度をY2としたとき、下記式(1)で計算される反応率が70%以上である、〔5〕~〔7〕のいずれか1つに記載のタッチパネルセンサーの製造方法。
式(1) 反応率[%]={1-(Y2/Y1)}×100
上記センサー電極の少なくとも一部を覆う保護膜とを有するタッチパネルセンサーであって、
上記保護膜の上記導電性基材と反対側の表面硬度が185mN/mm2以上であり、
以下のマンドレル試験を行って得られる直径Xが3mm以下である、タッチパネルセンサー。
マンドレル試験:上記タッチパネルセンサーをマンドレルに巻き付けて元に戻す操作を10回繰り返した後、上記タッチパネルセンサーの上記保護膜を、10倍の倍率において光学顕微鏡で観察して上記保護膜のクラックの有無を確認する操作を、マンドレルの直径を小さくしながら繰り返し行い、上記保護膜にクラックが生じるマンドレルの直径を直径Xとする。
〔2〕 上記保護膜が、感光性組成物を用いて形成された膜であって、
上記感光性組成物が、側鎖にエチレン性不飽和基を有するバインダーポリマーを含む、〔1〕に記載のタッチパネルセンサー。
〔3〕 上記感光性組成物が、2つのエチレン性不飽和基を有する第1重合性化合物と、5つ以上のエチレン性不飽和基を有する第2重合性化合物を更に含む、〔2〕に記載のタッチパネルセンサー。
〔4〕 上記第1重合性化合物の含有量に対する、上記第2重合性化合物の含有量の質量比が、0.4~1.3である、〔3〕に記載のタッチパネルセンサー。
〔5〕 基材及び上記基材上に配置されたセンサー電極を含む導電性基材と、上記導電性基材上に配置され、バインダーポリマーと、エチレン性不飽和基を有する化合物と、光重合開始剤とを含む感光性組成物層とを有する感光性組成物層付き基材を準備する準備工程と、
上記感光性組成物層をパターン露光する露光工程と、
露光された上記感光性組成物層を現像して、樹脂層パターンを形成する現像工程と、
上記樹脂層パターンが50~120℃の条件下にて、上記樹脂層パターンを露光して、上記センサー電極の少なくとも一部を覆う保護膜を形成する硬化工程とを有する、タッチパネルセンサーの製造方法。
〔6〕 上記硬化工程における露光量が、200~1500mJ/cm2である、〔5〕に記載のタッチパネルセンサーの製造方法。
〔7〕 上記硬化工程における露光量が、200mJ/cm2以上1000mJ/cm2未満である、〔5〕又は〔6〕に記載のタッチパネルセンサーの製造方法。
〔8〕 上記感光性組成物層に含まれるエチレン性不飽和基に由来する赤外吸収ピークの強度をY1とし、上記保護膜に含まれるエチレン性不飽和基に由来する赤外吸収ピークの強度をY2としたとき、下記式(1)で計算される反応率が70%以上である、〔5〕~〔7〕のいずれか1つに記載のタッチパネルセンサーの製造方法。
式(1) 反応率[%]={1-(Y2/Y1)}×100
本発明によれば、屈曲させた後のタッチパネルセンサーのセンサー電極の抵抗値の変化が少なく、ロール搬送などの取り扱い時に輝点が生じにくい、タッチパネルセンサーが提供できる。
また、本発明によれば、タッチパネルセンサーの製造方法が提供できる。
また、本発明によれば、タッチパネルセンサーの製造方法が提供できる。
以下、本発明について詳細に説明する。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされる場合があるが、本発明はそのような実施態様に制限されない。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされる場合があるが、本発明はそのような実施態様に制限されない。
以下、本明細書における各記載の意味を表す。
本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書において、「工程」の用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても、その工程の所期の目的が達成されれば本用語に含まれる。
本明細書において、「透明」とは、波長400~700nmの可視光の平均透過率が、80%以上であることを意味し、90%以上であることが好ましい。
本明細書において、透過率は、分光光度計を用いて測定される値であり、例えば、日立製作所(株)製の分光光度計U-3310を用いて測定できる。
本明細書において、透過率は、分光光度計を用いて測定される値であり、例えば、日立製作所(株)製の分光光度計U-3310を用いて測定できる。
本明細書において、特段の断りのない限り、重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、カラムとして、TSKgel GMHxL、TSKgel G4000HxL、若しくは、TSKgel G2000HxL(いずれも東ソー(株)製の商品名)、溶離液としてTHF(テトラヒドロフラン)、検出器として示差屈折計、及び、標準物質としてポリスチレンを使用し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)分析装置により測定した標準物質のポリスチレンを用いて換算した値である。
本明細書において、特段の断りがない限り、高分子の構成単位の比は質量比である。
本明細書において、特段の断りがない限り、分子量分布がある化合物の分子量は、重量平均分子量(Mw)である。
本明細書において、特段の断りがない限り、金属元素の含有量は、誘導結合プラズマ(ICP:Inductively Coupled Plasma)分光分析装置を用いて測定した値である。
本明細書において、特段の断りがない限り、屈折率は、波長550nmでエリプソメーターを用いて測定した値である。
本明細書において、特段の断りがない限り、色相は、色差計(CR-221、ミノルタ(株)製)を用いて測定した値である。
本明細書において、特段の断りがない限り、高分子の構成単位の比は質量比である。
本明細書において、特段の断りがない限り、分子量分布がある化合物の分子量は、重量平均分子量(Mw)である。
本明細書において、特段の断りがない限り、金属元素の含有量は、誘導結合プラズマ(ICP:Inductively Coupled Plasma)分光分析装置を用いて測定した値である。
本明細書において、特段の断りがない限り、屈折率は、波長550nmでエリプソメーターを用いて測定した値である。
本明細書において、特段の断りがない限り、色相は、色差計(CR-221、ミノルタ(株)製)を用いて測定した値である。
本明細書において、「(メタ)アクリル」は、アクリル及びメタクリルの両方を包含する概念であり、「(メタ)アクリロキシ基」は、アクリロキシ基及びメタアクリロキシ基の両方を包含する概念である。
なお、本明細書において、「アルカリ可溶性」とは、22℃において炭酸ナトリウムの1質量%水溶液100gへの溶解度が0.1g以上であることを意味する。
本明細書において「水溶性」とは、液温が22℃であるpH7.0の水100gへの溶解度が0.1g以上であることを意味する。従って、例えば、水溶性樹脂とは、上述の溶解度条件を満たす樹脂を意図する。
本明細書において、組成物の「固形分」とは、組成物を用いて形成される組成物層を形成する成分を意味し、組成物が溶剤(有機溶剤、水等)を含む場合、溶剤を除いたすべての成分を意味する。また、組成物層を形成する成分であれば、液体状の成分も固形分とみなす。
<タッチパネルセンサー>
本発明のタッチパネルセンサーは、基材と基材上に配置されたセンサー電極とを含む導電性基材と、センサー電極の少なくとも一部を覆う保護膜とを有する。本発明のタッチパネルセンサーの特徴点としては、保護膜の導電性基材と反対側の表面硬度が185mN/mm2以上であり、後段で詳述するマンドレル試験を行って得られる直径Xが3mm以下である点が挙げられる。
上記特徴点を有するタッチパネルセンサーが、屈曲させた後のタッチパネルセンサーのセンサー電極の抵抗値の変化が少なく、輝点が生じにくい機序は、必ずしも詳細には明らかでないが、本発明者らは以下のように推測している。
本発明のタッチパネルセンサーは、基材と基材上に配置されたセンサー電極とを含む導電性基材と、センサー電極の少なくとも一部を覆う保護膜とを有する。本発明のタッチパネルセンサーの特徴点としては、保護膜の導電性基材と反対側の表面硬度が185mN/mm2以上であり、後段で詳述するマンドレル試験を行って得られる直径Xが3mm以下である点が挙げられる。
上記特徴点を有するタッチパネルセンサーが、屈曲させた後のタッチパネルセンサーのセンサー電極の抵抗値の変化が少なく、輝点が生じにくい機序は、必ずしも詳細には明らかでないが、本発明者らは以下のように推測している。
本発明のタッチパネルセンサーが、マンドレル試験を得られる直径Xが3mm以下であることにより、タッチパネルセンサーの製造時等にタッチパネルセンサーが屈曲されても、保護膜にクラックが生じないことにより、保護膜の下部に配置されたセンサー電極に対して局所的な応力が作用してセンサー電極にクラック等が生じす、結果としてセンサー電極の抵抗値の変化が少ないと考えられる。
また、本発明のタッチパネルセンサーが、保護膜の導電性基材と反対側の表面硬度が185mN/mm2以上であることにより、タッチパネルセンサーの取り扱い時(例えばロール搬送時等)に他の物体が接触しても、保護膜の表面に傷又は変形が生じず、結果として製造されるタッチパネルセンサーに輝点が生じにくいと考えられる。
また、本発明のタッチパネルセンサーが、保護膜の導電性基材と反対側の表面硬度が185mN/mm2以上であることにより、タッチパネルセンサーの取り扱い時(例えばロール搬送時等)に他の物体が接触しても、保護膜の表面に傷又は変形が生じず、結果として製造されるタッチパネルセンサーに輝点が生じにくいと考えられる。
以下、本発明のタッチパネルセンサーについて説明する。また、本発明のタッチパネルセンサーの製造方法は後段で説明する。
なお、以下、屈曲させた後のタッチパネルセンサーのセンサー電極の抵抗値の変化がより少ないこと、及び、タッチパネルセンサーに輝点がより生じにくいことの少なくとも一方を満たす場合、「本発明の効果がより優れる」ともいう。
なお、以下、屈曲させた後のタッチパネルセンサーのセンサー電極の抵抗値の変化がより少ないこと、及び、タッチパネルセンサーに輝点がより生じにくいことの少なくとも一方を満たす場合、「本発明の効果がより優れる」ともいう。
[導電性基材]
本発明のタッチパネルセンサーは、基材と基材上に配置されたセンサー電極とを含む導電性基材を有する。
以下、基材及びセンサー電極について説明する。
本発明のタッチパネルセンサーは、基材と基材上に配置されたセンサー電極とを含む導電性基材を有する。
以下、基材及びセンサー電極について説明する。
(基材)
基材としては、例えば、樹脂基材、ガラス基材、及び、半導体基材が挙げられる。
基材の好ましい態様としては、例えば、国際公開第2018/155193号の段落[0140]に記載があり、この内容は本明細書に組み込まれる。樹脂基材の材料としては、シクロオレフィンポリマー又はポリイミドが好ましい。
樹脂基材の厚みは5~200μmが好ましく、10~100μmがより好ましい。
また、基材は、透明層を有していてもよい。透明層としては、後段で説明する転写フィルムが有していてもよい屈折率調整層が挙げられる。
基材としては、例えば、樹脂基材、ガラス基材、及び、半導体基材が挙げられる。
基材の好ましい態様としては、例えば、国際公開第2018/155193号の段落[0140]に記載があり、この内容は本明細書に組み込まれる。樹脂基材の材料としては、シクロオレフィンポリマー又はポリイミドが好ましい。
樹脂基材の厚みは5~200μmが好ましく、10~100μmがより好ましい。
また、基材は、透明層を有していてもよい。透明層としては、後段で説明する転写フィルムが有していてもよい屈折率調整層が挙げられる。
(センサー電極)
センサー電極は、上記基材上に形成されるパターン状の電極をいう。センサー電極は、本発明のタッチパネルセンサーを含むタッチパネルが形成された際に、センサー部として機能する電極である。
センサー電極のパターン形状は、特に制限されず、公知のものであってよい。センサー電極は、基材の全面に配置されていてもよく、基材の一部に配置されていてもよい。また、センサー電極は、基材の両面に配置されていてもよい。
センサー電極は、上記基材上に形成されるパターン状の電極をいう。センサー電極は、本発明のタッチパネルセンサーを含むタッチパネルが形成された際に、センサー部として機能する電極である。
センサー電極のパターン形状は、特に制限されず、公知のものであってよい。センサー電極は、基材の全面に配置されていてもよく、基材の一部に配置されていてもよい。また、センサー電極は、基材の両面に配置されていてもよい。
センサー電極は、少なくとも1層の導電層を含むことが好ましい。
導電層としては、細線形成性及び導電性の点から、金属層、導電性金属酸化物層、グラフェン層、カーボンナノチューブ層、及び、導電ポリマー層からなる群から選択される少なくとも1種の層であることが好ましい。
また、基材上にはセンサー電極として導電層を1層のみ配置してもよいし、2層以上配置してもよい。導電層を2層以上配置する場合は、異なる材質の導電層を有することが好ましい。
導電層の好ましい態様としては、例えば、国際公開第2018/155193号の段落[0141]に記載があり、この内容は本明細書に組み込まれる。
導電層としては、細線形成性及び導電性の点から、金属層、導電性金属酸化物層、グラフェン層、カーボンナノチューブ層、及び、導電ポリマー層からなる群から選択される少なくとも1種の層であることが好ましい。
また、基材上にはセンサー電極として導電層を1層のみ配置してもよいし、2層以上配置してもよい。導電層を2層以上配置する場合は、異なる材質の導電層を有することが好ましい。
導電層の好ましい態様としては、例えば、国際公開第2018/155193号の段落[0141]に記載があり、この内容は本明細書に組み込まれる。
センサー電極は、透明電極であることも好ましい。透明電極は、タッチパネル用電極として好適に機能し得る。透明電極は、ITO(酸化インジウムスズ)、及び、IZO(酸化インジウム亜鉛)等の金属酸化膜、並びに、金属メッシュ、及び、金属ナノワイヤ等の金属細線により構成されることが好ましい。
金属細線としては、銀、銅等の細線が挙げられる。なかでも、銀メッシュ、銀ナノワイヤ等の銀導電性材料が好ましい。
金属細線としては、銀、銅等の細線が挙げられる。なかでも、銀メッシュ、銀ナノワイヤ等の銀導電性材料が好ましい。
(引き回し配線)
導電性基材は、引き回し配線を有していてもよい。引き回り配線は、上述したセンサー電極に電気的に導通している。導電性基材が透明電極と引き回し配線を有している場合、導電性基材は、タッチパネル用基材として好適に使用できる。
導電性基材は、引き回し配線を有していてもよい。引き回り配線は、上述したセンサー電極に電気的に導通している。導電性基材が透明電極と引き回し配線を有している場合、導電性基材は、タッチパネル用基材として好適に使用できる。
引き回し配線の材質としては、金属が好ましい。
引き回し配線の材質である金属としては、金、銀、銅、モリブデン、アルミニウム、チタン、クロム、亜鉛、及び、マンガン、並びに、これらの金属元素の2種以上からなる合金が挙げられる。引き回し配線の材質としては、銅、モリブデン、アルミニウム、又は、チタンが好ましく、銅が特に好ましい。
引き回し配線の材質である金属としては、金、銀、銅、モリブデン、アルミニウム、チタン、クロム、亜鉛、及び、マンガン、並びに、これらの金属元素の2種以上からなる合金が挙げられる。引き回し配線の材質としては、銅、モリブデン、アルミニウム、又は、チタンが好ましく、銅が特に好ましい。
[保護膜]
保護膜は、上記センサー電極の少なくとも一部を覆うように導電性基材上に配置される。
保護膜は、上記特徴点を有していれば特に制限されないが、上記樹脂を含むことが好ましく、感光性組成物を用いて形成されることがより好ましい。更に、感光性組成物は、側鎖にエチレン性不飽和基を有するバインダーポリマーを含むことがより好ましい。
保護膜は、後段で説明する、感光性組成物層を含む転写フィルムを用いて形成されることが好ましい。好ましい感光性組成物層は、転写フィルムの部分で詳述する。また、好ましい保護膜の形成方法は、タッチパネルセンサーの製造方法の部分で詳述する。
保護膜は、上記センサー電極の少なくとも一部を覆うように導電性基材上に配置される。
保護膜は、上記特徴点を有していれば特に制限されないが、上記樹脂を含むことが好ましく、感光性組成物を用いて形成されることがより好ましい。更に、感光性組成物は、側鎖にエチレン性不飽和基を有するバインダーポリマーを含むことがより好ましい。
保護膜は、後段で説明する、感光性組成物層を含む転写フィルムを用いて形成されることが好ましい。好ましい感光性組成物層は、転写フィルムの部分で詳述する。また、好ましい保護膜の形成方法は、タッチパネルセンサーの製造方法の部分で詳述する。
<タッチパネルセンサー及び保護膜の物性>
本発明のタッチパネルセンサーは、上述した特徴点に示す物性を満たす。
以下、各物性について説明する。
本発明のタッチパネルセンサーは、上述した特徴点に示す物性を満たす。
以下、各物性について説明する。
(表面硬度)
本発明のタッチパネルセンサーが有する保護膜は、保護膜の導電性基材と反対側の表面硬度が185mN/mm2以上である。
上記表面硬度は、本明細書において、以下の手順で測定したものをいう。
本発明のタッチパネルセンサーが有する保護膜は、保護膜の導電性基材と反対側の表面硬度が185mN/mm2以上である。
上記表面硬度は、本明細書において、以下の手順で測定したものをいう。
まず、基材と基材上に配置されたセンサー電極とを含む導電性基材と、少なくともセンサー電極の少なくとも一部を覆う保護膜とを有するタッチパネルセンサーを準備する。タッチパネルセンサーを2cm角に裁断してサンプルとする。
スライドガラス(厚さ:0.7mm)上に、瞬間接着剤アロンアルファ(登録商標)201を直径1cmとなるように塗布し、直ちにスライドガラスの瞬間接着剤塗布面と、サンプルの保護膜とは反対側の面とを貼合する。貼合の際は、サンプルを指で押さえてスライドガラスとサンプルとの間に隙間が生じないようにする。貼合した後、23℃、湿度50%の環境で静置する。上記手順で測定サンプルを得る。
得られた測定サンプルを用いて、以下の条件で微小硬度計を用いて保護膜の表面硬度を測定する。
・装置名:微小硬度計(型番:HM2000、フィッシャー・インストルメンツ社製)
・圧子:Berkovich圧子
・最大荷重:1mN
・負荷時間:10秒 (圧子が硬化物の表面を検出してから最大荷重になるまでの時間)
・保持時間:5秒 (最大荷重を保持する時間)
・除荷時間:10秒 (荷重をゼロにするまでの時間)
押し込み深さから、押し込まれた圧子の接触投影面積を算出し、最大荷重=1mNをその面積で割って、表面硬度(N/mm2)を求める。測定する場所を、測定済みの場所から0.3mm以上離れるように変更しながら10回測定し、10回の測定で得られた表面硬度を算術平均して測定サンプルの表面硬度とする。
スライドガラス(厚さ:0.7mm)上に、瞬間接着剤アロンアルファ(登録商標)201を直径1cmとなるように塗布し、直ちにスライドガラスの瞬間接着剤塗布面と、サンプルの保護膜とは反対側の面とを貼合する。貼合の際は、サンプルを指で押さえてスライドガラスとサンプルとの間に隙間が生じないようにする。貼合した後、23℃、湿度50%の環境で静置する。上記手順で測定サンプルを得る。
得られた測定サンプルを用いて、以下の条件で微小硬度計を用いて保護膜の表面硬度を測定する。
・装置名:微小硬度計(型番:HM2000、フィッシャー・インストルメンツ社製)
・圧子:Berkovich圧子
・最大荷重:1mN
・負荷時間:10秒 (圧子が硬化物の表面を検出してから最大荷重になるまでの時間)
・保持時間:5秒 (最大荷重を保持する時間)
・除荷時間:10秒 (荷重をゼロにするまでの時間)
押し込み深さから、押し込まれた圧子の接触投影面積を算出し、最大荷重=1mNをその面積で割って、表面硬度(N/mm2)を求める。測定する場所を、測定済みの場所から0.3mm以上離れるように変更しながら10回測定し、10回の測定で得られた表面硬度を算術平均して測定サンプルの表面硬度とする。
保護膜の表面硬度は、185N/mm2以上であり、190N/mm2以上が好ましく、200N/mm2以上がより好ましい。上限は特に制限されないが、300N/mm2以下が好ましく、250N/mm2以下がより好ましく、220N/mm2以下が更に好ましい。
保護膜の表面硬度を上記好ましい範囲とすることで、ロール搬送などの取り扱い時にタッチパネルセンサーに輝点をより生じにくくすることができる。
上記表面硬度は、後述する感光性組成物層に含まれるエチレン性不飽和化合物の種類、含有量、及び、含有量比、並びに、バインダーポリマーの種類等によって調整できる。また、表面硬度は、後述するタッチパネルセンサーの製造方法の製造条件によっても調整できる。
保護膜の表面硬度を上記好ましい範囲とすることで、ロール搬送などの取り扱い時にタッチパネルセンサーに輝点をより生じにくくすることができる。
上記表面硬度は、後述する感光性組成物層に含まれるエチレン性不飽和化合物の種類、含有量、及び、含有量比、並びに、バインダーポリマーの種類等によって調整できる。また、表面硬度は、後述するタッチパネルセンサーの製造方法の製造条件によっても調整できる。
(マンドレル試験)
本発明のタッチパネルセンサーは、マンドレル試験を行って得られる直径Xが3mm以下である。
マンドレル試験を行って得られる直径Xとは、本明細書において、以下の手順で測定したものをいう。
本発明のタッチパネルセンサーは、マンドレル試験を行って得られる直径Xが3mm以下である。
マンドレル試験を行って得られる直径Xとは、本明細書において、以下の手順で測定したものをいう。
JIS K-5600-5-1(1999)に準じた方法で、タイプ2の試験装置を用いて、すなわち円筒形マンドレル法にて、曲げ性を評価する。なお、上記方法中、マンドレルの直径が1mm、2mm、3mm、4mm、及び、5mmのマンドレルを用い、折り曲げ回数は10回とする。折り曲げ後、タッチパネルセンサーの保護膜の表面を、10倍の倍率において光学顕微鏡で観察して、保護膜のクラックの有無を確認する。保護膜のクラックが確認できない場合、用いたマンドレルよりも直径の小さいマンドレルを用いて同様の試験を行う。
上記試験を繰り返し、保護膜に初めてクラックが生じたマンドレルの直径を直径Xとする。なお、1mmのマンドレルでもクラックが生じなかった場合は、直径Xは1mmとする。
上記試験を繰り返し、保護膜に初めてクラックが生じたマンドレルの直径を直径Xとする。なお、1mmのマンドレルでもクラックが生じなかった場合は、直径Xは1mmとする。
上記直径Xは、3mm以下であり、2mm以下が好ましく、1mmがより好ましい。
直径Xを上記好ましい範囲とすることで、センサー電極の抵抗値の変化をより少なくすることができる。
上記直径Xは、後述する感光性組成物層に含まれるエチレン性不飽和化合物の種類、含有量、及び、含有量比、並びに、バインダーポリマーの種類等によって調整できる。また、表面硬度は、後述するタッチパネルセンサーの製造方法の製造条件によっても調整できる。
直径Xを上記好ましい範囲とすることで、センサー電極の抵抗値の変化をより少なくすることができる。
上記直径Xは、後述する感光性組成物層に含まれるエチレン性不飽和化合物の種類、含有量、及び、含有量比、並びに、バインダーポリマーの種類等によって調整できる。また、表面硬度は、後述するタッチパネルセンサーの製造方法の製造条件によっても調整できる。
<転写フィルム>
本発明のタッチパネルセンサーの保護膜の形成に好ましく用いられる転写フィルムについて説明する。
転写フィルムは、仮支持体と、仮支持体上に配置された組成物層と、を有し、上記組成物層は、感光性組成物層を含む。
上記組成物層は、感光性組成物層を含めば特に制限されない。
上記感光性組成物層は、ネガ型感光性組成物層が好ましい。
また、上記組成物層は、単層構成であってもよいし、2層以上の構成であってもよい。上記組成物層が感光性組成物層以外の他の組成物層を含む場合、他の組成物層としては、熱可塑性樹脂層、中間層、屈折率調整層等が挙げられる。
また、転写フィルムは、組成物層上に保護フィルムを有する構成であってもよい。
本発明のタッチパネルセンサーの保護膜の形成に好ましく用いられる転写フィルムについて説明する。
転写フィルムは、仮支持体と、仮支持体上に配置された組成物層と、を有し、上記組成物層は、感光性組成物層を含む。
上記組成物層は、感光性組成物層を含めば特に制限されない。
上記感光性組成物層は、ネガ型感光性組成物層が好ましい。
また、上記組成物層は、単層構成であってもよいし、2層以上の構成であってもよい。上記組成物層が感光性組成物層以外の他の組成物層を含む場合、他の組成物層としては、熱可塑性樹脂層、中間層、屈折率調整層等が挙げられる。
また、転写フィルムは、組成物層上に保護フィルムを有する構成であってもよい。
転写フィルムの態様の一例を以下に示すが、これに制限されない。
(1)「仮支持体/感光性組成物層/屈折率調整層/保護フィルム」
(2)「仮支持体/感光性組成物層/保護フィルム」
(3)「仮支持体/中間層/感光性組成物層/保護フィルム」
(4)「仮支持体/熱可塑性樹脂層/中間層/感光性組成物層/保護フィルム」
なお、上記各構成において、感光性組成物層は、ネガ型感光性組成物層であることが好ましい。また、感光性組成物層が着色樹脂層であることも好ましい。
転写フィルムの構成としては、例えば、上述した(1)又は(2)の構成であることが好ましい。
(1)「仮支持体/感光性組成物層/屈折率調整層/保護フィルム」
(2)「仮支持体/感光性組成物層/保護フィルム」
(3)「仮支持体/中間層/感光性組成物層/保護フィルム」
(4)「仮支持体/熱可塑性樹脂層/中間層/感光性組成物層/保護フィルム」
なお、上記各構成において、感光性組成物層は、ネガ型感光性組成物層であることが好ましい。また、感光性組成物層が着色樹脂層であることも好ましい。
転写フィルムの構成としては、例えば、上述した(1)又は(2)の構成であることが好ましい。
転写フィルムの組成物層において、感光性組成物層の仮支持体側とは反対側に他の組成物層を更に有する構成の場合、感光性組成物層の仮支持体側とは反対側に配置されるその他の層の合計厚みは、感光性組成物層の厚みに対して、0.1~30%であることが好ましく、0.1~20%であることがより好ましい。
後述する貼合工程における気泡発生抑止の観点から、転写フィルムのうねりの最大幅は、300μm以下であることが好ましく、200μm以下がより好ましく、60μm以下が更に好ましい。なお、うねりの最大幅の下限値としては、0μm以上であり、0.1μm以上が好ましく、1μm以上がより好ましい。
転写フィルムのうねりの最大幅は、以下の手順により測定される値である。
まず、転写フィルムを縦20cm×横20cmのサイズとなるように主面に垂直な方向に裁断し、試験サンプルを作製する。なお、転写フィルムが保護フィルムを有する場合には、保護フィルムを剥離する。次いで、表面が平滑で且つ水平なステージ上に、上記試験サンプルを仮支持体の表面がステージに対向するように静置する。静置後、試験サンプルの中心10cm角の範囲について、試験サンプルの表面をレーザー顕微鏡(例えば、(株)キーエンス社製 VK-9700SP)で走査して3次元表面画像を取得し、得られた3次元表面画像で観察される最大凸高さから最低凹高さを引き算する。上記操作を10個の試験サンプルについて行い、その算術平均値を「転写フィルムのうねり最大幅」とする。
転写フィルムのうねりの最大幅は、以下の手順により測定される値である。
まず、転写フィルムを縦20cm×横20cmのサイズとなるように主面に垂直な方向に裁断し、試験サンプルを作製する。なお、転写フィルムが保護フィルムを有する場合には、保護フィルムを剥離する。次いで、表面が平滑で且つ水平なステージ上に、上記試験サンプルを仮支持体の表面がステージに対向するように静置する。静置後、試験サンプルの中心10cm角の範囲について、試験サンプルの表面をレーザー顕微鏡(例えば、(株)キーエンス社製 VK-9700SP)で走査して3次元表面画像を取得し、得られた3次元表面画像で観察される最大凸高さから最低凹高さを引き算する。上記操作を10個の試験サンプルについて行い、その算術平均値を「転写フィルムのうねり最大幅」とする。
以下において、具体的な実施形態の一例を挙げて、転写フィルムについて説明する。
[仮支持体]
転写フィルムは、仮支持体を有する。
仮支持体は、組成物層を支持する部材であり、最終的には剥離処理により除去される。
転写フィルムは、仮支持体を有する。
仮支持体は、組成物層を支持する部材であり、最終的には剥離処理により除去される。
仮支持体は、単層構造であっても、複層構造であってもよい。
仮支持体は、フィルムであることが好ましく、樹脂フィルムであることがより好ましい。仮支持体としては、可撓性を有し、かつ、加圧下、又は、加圧及び加熱下において、著しい変形、収縮、又は、伸びを生じないフィルムが好ましい。
上記フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム(例えば、2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム)、ポリメチルメタクリレートフィルム、トリ酢酸セルロースフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリイミドフィルム、及び、ポリカーボネートフィルムが挙げられる。
なかでも、仮支持体としては、ポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましい。
また、仮支持体として使用するフィルムには、シワ等の変形、及び、傷等がないことが好ましい。
仮支持体は、フィルムであることが好ましく、樹脂フィルムであることがより好ましい。仮支持体としては、可撓性を有し、かつ、加圧下、又は、加圧及び加熱下において、著しい変形、収縮、又は、伸びを生じないフィルムが好ましい。
上記フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム(例えば、2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム)、ポリメチルメタクリレートフィルム、トリ酢酸セルロースフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリイミドフィルム、及び、ポリカーボネートフィルムが挙げられる。
なかでも、仮支持体としては、ポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましい。
また、仮支持体として使用するフィルムには、シワ等の変形、及び、傷等がないことが好ましい。
仮支持体は、仮支持体を介してパターン露光できるという点から、透明性が高いことが好ましく、365nmの透過率は60%以上が好ましく、70%以上がより好ましい。
仮支持体を介するパターン露光時のパターン形成性、及び、仮支持体の透明性の点から、仮支持体のヘイズは小さい方が好ましい。具体的には、仮支持体のヘイズ値が、2%以下が好ましく、0.5%以下がより好ましく、0.1%以下が更に好ましい。
仮支持体を介するパターン露光時のパターン形成性、及び、仮支持体の透明性の点から、仮支持体に含まれる微粒子、異物、及び、欠陥の数は少ない方が好ましい。仮支持体中における直径1μm以上の微粒子、異物、及び、欠陥の数は、50個/10mm2以下が好ましく、10個/10mm2以下がより好ましく、3個/10mm2以下が更に好ましく、0個/10mm2が特に好ましい。
仮支持体を介するパターン露光時のパターン形成性、及び、仮支持体の透明性の点から、仮支持体のヘイズは小さい方が好ましい。具体的には、仮支持体のヘイズ値が、2%以下が好ましく、0.5%以下がより好ましく、0.1%以下が更に好ましい。
仮支持体を介するパターン露光時のパターン形成性、及び、仮支持体の透明性の点から、仮支持体に含まれる微粒子、異物、及び、欠陥の数は少ない方が好ましい。仮支持体中における直径1μm以上の微粒子、異物、及び、欠陥の数は、50個/10mm2以下が好ましく、10個/10mm2以下がより好ましく、3個/10mm2以下が更に好ましく、0個/10mm2が特に好ましい。
仮支持体の厚みは特に制限されないが、5~200μmが好ましく、取り扱いやすさ及び汎用性の点から、5~150μmがより好ましく、5~50μmが更に好ましく、5~25μmが最も好ましい。
仮支持体の厚みは、SEM(走査型電子顕微鏡:Scanning Electron Microscope)による断面観察により測定した任意の5点の平均値として算出する。
仮支持体の厚みは、SEM(走査型電子顕微鏡:Scanning Electron Microscope)による断面観察により測定した任意の5点の平均値として算出する。
また、仮支持体と組成物層との密着性を向上させるために、仮支持体の組成物層と接する側がUV照射、コロナ放電、プラズマ等により表面改質されていても良い。
UV照射により表面改質される場合、露光量は10~2000mJ/cm2であることが好ましく、50~1000mJ/cm2であることがより好ましい。
UV照射のための光源としては、150~450nm波長帯域の光を発する低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ケミカルランプ、無電極放電ランプ、発光ダイオード(LED)等を挙げることができる。光照射量がこの範囲にできる限り、ランプ出力や照度は特に制限はない。
UV照射により表面改質される場合、露光量は10~2000mJ/cm2であることが好ましく、50~1000mJ/cm2であることがより好ましい。
UV照射のための光源としては、150~450nm波長帯域の光を発する低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀灯、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ケミカルランプ、無電極放電ランプ、発光ダイオード(LED)等を挙げることができる。光照射量がこの範囲にできる限り、ランプ出力や照度は特に制限はない。
仮支持体としては、例えば、膜厚16μmの2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、膜厚12μmの2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、及び、膜厚9μmの2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが挙げられる。
仮支持体の好ましい形態としては、例えば、特開2014-085643号公報の段落[0017]~[0018]、特開2016-027363号公報の段落[0019]~[0026]、国際公開第2012/081680号の段落[0041]~[0057]、及び、国際公開第2018/179370号の段落[0029]~[0040]に記載が挙げられ、これらの公報の内容は本明細書に組み込まれる。
ハンドリング性を付与する点で、仮支持体の表面に、微小な粒子を含む層(滑剤層)を設けてもよい。滑剤層は仮支持体の片面に設けてもよいし、両面に設けてもよい。滑剤層に含まれる粒子の直径は、0.05~0.8μmが好ましい。
また、滑剤層の膜厚は、0.05~1.0μmが好ましい。仮支持体の市販品としては、ルミラー16KS40、ルミラー16FB40(以上、東レ(株)製)、コスモシャインA4100、コスモシャインA4300、コスモシャインA8300(以上、東洋紡(株)製)を挙げることができる。
また、滑剤層の膜厚は、0.05~1.0μmが好ましい。仮支持体の市販品としては、ルミラー16KS40、ルミラー16FB40(以上、東レ(株)製)、コスモシャインA4100、コスモシャインA4300、コスモシャインA8300(以上、東洋紡(株)製)を挙げることができる。
[感光性組成物層]
転写フィルムは、感光性組成物層を有する。
感光性組成物層を被転写体上に転写した後、露光及び現像を行うことにより、被転写体上にパターンを形成できる。
感光性組成物層としては、ネガ型が好ましい。なお、ネガ型感光性組成物層とは、露光により露光部が現像液に対する溶解性が低下する感光性組成物層である。感光性組成物層がネガ型感光性組成物層である場合、形成されるパターンは硬化層に該当する。
転写フィルムは、感光性組成物層を有する。
感光性組成物層を被転写体上に転写した後、露光及び現像を行うことにより、被転写体上にパターンを形成できる。
感光性組成物層としては、ネガ型が好ましい。なお、ネガ型感光性組成物層とは、露光により露光部が現像液に対する溶解性が低下する感光性組成物層である。感光性組成物層がネガ型感光性組成物層である場合、形成されるパターンは硬化層に該当する。
以下、感光性組成物層に含まれ得る成分について詳述する。
(バインダーポリマー)
感光性組成物層は、バインダーポリマーを含んでいてもよい。
バインダーポリマーとしては、例えば、(メタ)アクリル樹脂、スチレン樹脂、エポキシ樹脂、アミド樹脂、アミドエポキシ樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、エステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応で得られるエポキシアクリレート樹脂、及び、エポキシアクリレート樹脂と酸無水物との反応で得られる酸変性エポキシアクリレート樹脂が挙げられる。
感光性組成物層は、バインダーポリマーを含んでいてもよい。
バインダーポリマーとしては、例えば、(メタ)アクリル樹脂、スチレン樹脂、エポキシ樹脂、アミド樹脂、アミドエポキシ樹脂、アルキド樹脂、フェノール樹脂、エステル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂と(メタ)アクリル酸との反応で得られるエポキシアクリレート樹脂、及び、エポキシアクリレート樹脂と酸無水物との反応で得られる酸変性エポキシアクリレート樹脂が挙げられる。
バインダーポリマーの好適態様の一つとして、アルカリ現像性及びフィルム形成性に優れる点で、(メタ)アクリル樹脂が挙げられる。
なお、本明細書において、(メタ)アクリル樹脂とは、(メタ)アクリル化合物に由来する構成単位を有する樹脂を意味する。(メタ)アクリル化合物に由来する構成単位の含有量は、(メタ)アクリル樹脂の全構成単位に対して、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、90質量%以上が更に好ましい。
(メタ)アクリル樹脂は、(メタ)アクリル化合物に由来する構成単位のみで構成されていてもよく、(メタ)アクリル化合物以外の重合性単量体に由来する構成単位を有していてもよい。すなわち、(メタ)アクリル化合物に由来する構成単位の含有量の上限は、(メタ)アクリル樹脂の全構成単位に対して、100質量%以下である。
なお、本明細書において、(メタ)アクリル樹脂とは、(メタ)アクリル化合物に由来する構成単位を有する樹脂を意味する。(メタ)アクリル化合物に由来する構成単位の含有量は、(メタ)アクリル樹脂の全構成単位に対して、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、90質量%以上が更に好ましい。
(メタ)アクリル樹脂は、(メタ)アクリル化合物に由来する構成単位のみで構成されていてもよく、(メタ)アクリル化合物以外の重合性単量体に由来する構成単位を有していてもよい。すなわち、(メタ)アクリル化合物に由来する構成単位の含有量の上限は、(メタ)アクリル樹脂の全構成単位に対して、100質量%以下である。
(メタ)アクリル化合物としては、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリルアミド、及び、(メタ)アクリロニトリルが挙げられる。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリルエステル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチルエステル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチルエステル、(メタ)アクリル酸グリシジルエステル、(メタ)アクリル酸ベンジルエステル、2,2,2-トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、及び、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレートが挙げられ、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましい。
(メタ)アクリルアミドとしては、例えば、ジアセトンアクリルアミド等のアクリルアミドが挙げられる。
(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリルエステル、(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチルエステル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチルエステル、(メタ)アクリル酸グリシジルエステル、(メタ)アクリル酸ベンジルエステル、2,2,2-トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、及び、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレートが挙げられ、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましい。
(メタ)アクリルアミドとしては、例えば、ジアセトンアクリルアミド等のアクリルアミドが挙げられる。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルのアルキル基としては、直鎖状でも分岐を有していても良い。具体例としては、例えば、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸ヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ウンデシル、及び、(メタ)アクリル酸ドデシル等の炭素数が1~12のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルが挙げられる。 (メタ)アクリル酸エステルとしては、炭素数1~4のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、(メタ)アクリル酸メチル又は(メタ)アクリル酸エチルがより好ましい。
(メタ)アクリル樹脂は、(メタ)アクリル化合物に由来する構成単位以外の構成単位を有していてもよい。
上記構成単位を形成する重合性単量体としては、(メタ)アクリル化合物と共重合可能な(メタ)アクリル化合物以外の化合物であれば特に制限されず、例えば、スチレン、ビニルトルエン、及び、α-メチルスチレン等のα位又は芳香族環に置換基を有してもよいスチレン化合物、アクリロニトリル及びビニル-n-ブチルエーテル等のビニルアルコールエステル、マレイン酸、マレイン酸無水物、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、及び、マレイン酸モノイソプロピル等のマレイン酸モノエステル、フマール酸、ケイ皮酸、α-シアノケイ皮酸、イタコン酸、並びに、クロトン酸が挙げられる。
これらの重合性単量体は、1種又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記構成単位を形成する重合性単量体としては、(メタ)アクリル化合物と共重合可能な(メタ)アクリル化合物以外の化合物であれば特に制限されず、例えば、スチレン、ビニルトルエン、及び、α-メチルスチレン等のα位又は芳香族環に置換基を有してもよいスチレン化合物、アクリロニトリル及びビニル-n-ブチルエーテル等のビニルアルコールエステル、マレイン酸、マレイン酸無水物、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、及び、マレイン酸モノイソプロピル等のマレイン酸モノエステル、フマール酸、ケイ皮酸、α-シアノケイ皮酸、イタコン酸、並びに、クロトン酸が挙げられる。
これらの重合性単量体は、1種又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、(メタ)アクリル樹脂は、アルカリ現像性をより良好にする点から、酸基を有する構成単位を有することが好ましい。酸基としては、例えば、カルボキシ基、スルホ基、リン酸基、及び、ホスホン酸基が挙げられる。
なかでも、(メタ)アクリル樹脂は、カルボキシ基を有する構成単位を有することがより好ましく、上記の(メタ)アクリル酸に由来する構成単位を有することが更に好ましい。
なかでも、(メタ)アクリル樹脂は、カルボキシ基を有する構成単位を有することがより好ましく、上記の(メタ)アクリル酸に由来する構成単位を有することが更に好ましい。
(メタ)アクリル樹脂における酸基を有する構成単位(好ましくは(メタ)アクリル酸に由来する構成単位)の含有量は、現像性に優れる点で、(メタ)アクリル樹脂の全質量に対して、10質量%以上が好ましい。また、上限値は特に制限されないが、アルカリ耐性に優れる点で、50質量%以下が好ましく、40質量%以下がより好ましい。
また、(メタ)アクリル樹脂は、上述した(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位を有することがより好ましい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位を有する場合、(メタ)アクリル樹脂における(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位の含有量は、(メタ)アクリル樹脂の全構成単位に対して、1~90質量%が好ましく、1~50質量%がより好ましく、1~30質量%が更に好ましい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位を有する場合、(メタ)アクリル樹脂における(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位の含有量は、(メタ)アクリル樹脂の全構成単位に対して、1~90質量%が好ましく、1~50質量%がより好ましく、1~30質量%が更に好ましい。
(メタ)アクリル樹脂としては、(メタ)アクリル酸に由来する構成単位及び(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位の両者を有する樹脂が好ましく、(メタ)アクリル酸に由来する構成単位及び(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位のみで構成されている樹脂がより好ましい。
また、(メタ)アクリル樹脂としては、メタクリル酸に由来する構成単位、メタクリル酸メチルに由来する構成単位、及び、アクリル酸エチルに由来する構成単位を有するアクリル樹脂も好ましい。
また、(メタ)アクリル樹脂としては、メタクリル酸に由来する構成単位、メタクリル酸メチルに由来する構成単位、及び、アクリル酸エチルに由来する構成単位を有するアクリル樹脂も好ましい。
また、(メタ)アクリル樹脂は、本発明の効果がより優れる点から、メタクリル酸に由来する構成単位及びメタクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位からなる群より選択される少なくとも1種を有することが好ましく、メタクリル酸に由来する構成単位及びメタクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位の両者を有することが好ましい。
(メタ)アクリル樹脂におけるメタクリル酸に由来する構成単位及びメタクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位の合計含有量は、本発明の効果がより優れる点から、(メタ)アクリル樹脂の全構成単位に対して、40質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましい。上限は特に制限されず、100質量%以下であってもよく、80質量%以下が好ましい。
(メタ)アクリル樹脂におけるメタクリル酸に由来する構成単位及びメタクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位の合計含有量は、本発明の効果がより優れる点から、(メタ)アクリル樹脂の全構成単位に対して、40質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましい。上限は特に制限されず、100質量%以下であってもよく、80質量%以下が好ましい。
また、(メタ)アクリル樹脂は、本発明の効果がより優れる点から、メタクリル酸に由来する構成単位及びメタクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位からなる群より選択される少なくとも1種と、アクリル酸に由来する構成単位及びアクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位からなる群より選択される少なくとも1種とを有することも好ましい。
本発明の効果がより優れる点から、メタクリル酸に由来する構成単位及びメタクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位の合計含有量は、アクリル酸に由来する構成単位及びアクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位の合計含有量に対して、質量比で60/40~80/20が好ましい。
本発明の効果がより優れる点から、メタクリル酸に由来する構成単位及びメタクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位の合計含有量は、アクリル酸に由来する構成単位及びアクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位の合計含有量に対して、質量比で60/40~80/20が好ましい。
(メタ)アクリル樹脂は、転写後の感光性組成物層の現像性に優れる点で、末端にエステル基を有することが好ましい。
なお、(メタ)アクリル樹脂の末端部は、合成に用いた重合開始剤に由来する部位により構成される。末端にエステル基を有する(メタ)アクリル樹脂は、エステル基を有するラジカルを発生する重合開始剤を用いることにより合成できる。
なお、(メタ)アクリル樹脂の末端部は、合成に用いた重合開始剤に由来する部位により構成される。末端にエステル基を有する(メタ)アクリル樹脂は、エステル基を有するラジカルを発生する重合開始剤を用いることにより合成できる。
また、バインダーポリマーの別の好適態様としては、アルカリ可溶性樹脂が挙げられる。
バインダーポリマーは、例えば、現像性の点から、酸価60mgKOH/g以上のバインダーポリマーであることが好ましい。
また、バインダーポリマーは、例えば、加熱により架橋成分と熱架橋し、強固な膜を形成しやすいという点から、酸価60mgKOH/g以上のカルボキシ基を有する樹脂(いわゆる、カルボキシ基含有樹脂)であることがより好ましく、酸価60mgKOH/g以上のカルボキシ基を有する(メタ)アクリル樹脂(いわゆる、カルボキシ基含有(メタ)アクリル樹脂)であることが更に好ましい。
バインダーポリマーがカルボキシ基を有する樹脂であると、例えば、ブロックイソシアネート化合物等の熱架橋性化合物を添加して熱架橋することで、3次元架橋密度を高めることができる。また、カルボキシ基を有する樹脂のカルボキシ基が無水化され、疎水化すると、湿熱耐性が改善し得る。
バインダーポリマーは、例えば、現像性の点から、酸価60mgKOH/g以上のバインダーポリマーであることが好ましい。
また、バインダーポリマーは、例えば、加熱により架橋成分と熱架橋し、強固な膜を形成しやすいという点から、酸価60mgKOH/g以上のカルボキシ基を有する樹脂(いわゆる、カルボキシ基含有樹脂)であることがより好ましく、酸価60mgKOH/g以上のカルボキシ基を有する(メタ)アクリル樹脂(いわゆる、カルボキシ基含有(メタ)アクリル樹脂)であることが更に好ましい。
バインダーポリマーがカルボキシ基を有する樹脂であると、例えば、ブロックイソシアネート化合物等の熱架橋性化合物を添加して熱架橋することで、3次元架橋密度を高めることができる。また、カルボキシ基を有する樹脂のカルボキシ基が無水化され、疎水化すると、湿熱耐性が改善し得る。
酸価60mgKOH/g以上のカルボキシ基含有(メタ)アクリル樹脂としては、上記酸価の条件を満たす限りにおいて、特に制限はなく、公知の(メタ)アクリル樹脂から適宜選択できる。
例えば、特開2011-095716号公報の段落[0025]に記載のポリマーのうち、酸価60mgKOH/g以上のカルボキシ基含有アクリル樹脂、特開2010-237589号公報の段落[0033]~[0052]に記載のポリマーのうち、酸価60mgKOH/g以上のカルボキシ基含有アクリル樹脂等を好ましく使用できる。
例えば、特開2011-095716号公報の段落[0025]に記載のポリマーのうち、酸価60mgKOH/g以上のカルボキシ基含有アクリル樹脂、特開2010-237589号公報の段落[0033]~[0052]に記載のポリマーのうち、酸価60mgKOH/g以上のカルボキシ基含有アクリル樹脂等を好ましく使用できる。
バインダーポリマーの他の好適態様としてはスチレン-アクリル共重合体が挙げられる。
なお、本明細書において、スチレン-アクリル共重合体とは、スチレン化合物に由来する構成単位と、(メタ)アクリル化合物に由来する構成単位とを有する樹脂を指し、上記スチレン化合物に由来する構成単位、及び、上記(メタ)アクリル化合物に由来する構成単位の合計含有量は、上記共重合体の全構成単位に対して、30質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましい。
また、スチレン化合物に由来する構成単位の含有量は、上記共重合体の全構成単位に対して、1質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、5~80質量%が更に好ましい。
また、上記(メタ)アクリル化合物に由来する構成単位の含有量は、上記共重合体の全構成単位に対して、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、20~95質量%が更に好ましい。
なお、本明細書において、スチレン-アクリル共重合体とは、スチレン化合物に由来する構成単位と、(メタ)アクリル化合物に由来する構成単位とを有する樹脂を指し、上記スチレン化合物に由来する構成単位、及び、上記(メタ)アクリル化合物に由来する構成単位の合計含有量は、上記共重合体の全構成単位に対して、30質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましい。
また、スチレン化合物に由来する構成単位の含有量は、上記共重合体の全構成単位に対して、1質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、5~80質量%が更に好ましい。
また、上記(メタ)アクリル化合物に由来する構成単位の含有量は、上記共重合体の全構成単位に対して、5質量%以上が好ましく、10質量%以上がより好ましく、20~95質量%が更に好ましい。
バインダーポリマーは、本発明の効果がより優れる点から、芳香環構造を有していることが好ましく、芳香環構造を有する構成単位を有することがより好ましい。
芳香環構造を有する構成単位を形成するモノマーとしては、アラルキル基を有するモノマー、スチレン、及び重合可能なスチレン誘導体(例えば、メチルスチレン、ビニルトルエン、tert-ブトキシスチレン、アセトキシスチレン、4-ビニル安息香酸、スチレンダイマー、及びスチレントリマー等)が挙げられる。なかでも、アラルキル基を有するモノマー、又はスチレンが好ましい。アラルキル基としては、置換又は非置換のフェニルアルキル基(ベンジル基を除く)、及び置換又は非置換のベンジル基等が挙げられ、置換又は非置換のベンジル基が好ましい。
芳香環構造を有する構成単位を形成するモノマーとしては、アラルキル基を有するモノマー、スチレン、及び重合可能なスチレン誘導体(例えば、メチルスチレン、ビニルトルエン、tert-ブトキシスチレン、アセトキシスチレン、4-ビニル安息香酸、スチレンダイマー、及びスチレントリマー等)が挙げられる。なかでも、アラルキル基を有するモノマー、又はスチレンが好ましい。アラルキル基としては、置換又は非置換のフェニルアルキル基(ベンジル基を除く)、及び置換又は非置換のベンジル基等が挙げられ、置換又は非置換のベンジル基が好ましい。
フェニルアルキル基を有する単量体としては、フェニルエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
ベンジル基を有する単量体としては、ベンジル基を有する(メタ)アクリレート、例えば、ベンジル(メタ)アクリレート、及びクロロベンジル(メタ)アクリレート等;ベンジル基を有するビニルモノマー、例えば、ビニルベンジルクロライド、及びビニルベンジルアルコール等が挙げられる。なかでも、ベンジル(メタ)アクリレートが好ましい。
また、バインダーポリマーは、本発明の効果がより優れる点から、下記式(S)で表される構成単位(スチレンに由来する構成単位)を有することがより好ましい。
バインダーポリマーが芳香環構造を有する構成単位を有する場合、芳香環構造を有する構成単位の含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、5~90質量%が好ましく、10~70質量%がより好ましく、20~60質量%が更に好ましい。
また、バインダーポリマーにおける芳香環構造を有する構成単位の含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、5~70モル%が好ましく、10~60モル%がより好ましく、20~60モル%が更に好ましい。
更に、バインダーポリマーにおける上記式(S)で表される構成単位の含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、5~70モル%が好ましく、10~60モル%がより好ましく、20~60モル%が更に好ましく、20~50モル%が特に好ましい。
なお、本明細書において、「構成単位」の含有量をモル比で規定する場合、上記「構成単位」は「モノマー単位」と同義であるものとする。また、本明細書において、上記「モノマー単位」は、高分子反応等により重合後に修飾されていてもよい。以下においても同様である。
また、バインダーポリマーにおける芳香環構造を有する構成単位の含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、5~70モル%が好ましく、10~60モル%がより好ましく、20~60モル%が更に好ましい。
更に、バインダーポリマーにおける上記式(S)で表される構成単位の含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、5~70モル%が好ましく、10~60モル%がより好ましく、20~60モル%が更に好ましく、20~50モル%が特に好ましい。
なお、本明細書において、「構成単位」の含有量をモル比で規定する場合、上記「構成単位」は「モノマー単位」と同義であるものとする。また、本明細書において、上記「モノマー単位」は、高分子反応等により重合後に修飾されていてもよい。以下においても同様である。
バインダーポリマーは、本発明の効果がより優れる点から、脂肪族炭化水素環構造を有することが好ましい。つまり、バインダーポリマーは、脂肪族炭化水素環構造を有する構成単位を有することが好ましい。脂肪族炭化水素環構造としては単環でも多環でもよい。なかでも、バインダーポリマーは、2環以上の脂肪族炭化水素環が縮環した環構造を有することがより好ましい。
脂肪族炭化水素環構造を有する構成単位における脂肪族炭化水素環構造を構成する環としては、トリシクロデカン環、シクロヘキサン環、シクロペンタン環、ノルボルナン環、及び、イソボロン環が挙げられる。
なかでも、本発明の効果がより優れる点から、2環以上の脂肪族炭化水素環が縮環した環が好ましく、テトラヒドロジシクロペンタジエン環(トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン環)がより好ましい。
脂肪族炭化水素環構造を有する構成単位を形成するモノマーとしては、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、及び、イソボルニル(メタ)アクリレートが挙げられる。
また、バインダーポリマーは、本発明の効果がより優れる点から、下記式(Cy)で表される構成単位を有することがより好ましく、上記式(S)で表される構成単位、及び、下記式(Cy)で表される構成単位を有することがより好ましい。
なかでも、本発明の効果がより優れる点から、2環以上の脂肪族炭化水素環が縮環した環が好ましく、テトラヒドロジシクロペンタジエン環(トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン環)がより好ましい。
脂肪族炭化水素環構造を有する構成単位を形成するモノマーとしては、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、及び、イソボルニル(メタ)アクリレートが挙げられる。
また、バインダーポリマーは、本発明の効果がより優れる点から、下記式(Cy)で表される構成単位を有することがより好ましく、上記式(S)で表される構成単位、及び、下記式(Cy)で表される構成単位を有することがより好ましい。
式(Cy)中、RMは水素原子又はメチル基を表し、RCyは脂肪族炭化水素環構造を有する一価の基を表す。
式(Cy)におけるRMは、メチル基であることが好ましい。
式(Cy)におけるRCyは、本発明の効果がより優れる点から、炭素数5~20の脂肪族炭化水素環構造を有する一価の基であることが好ましく、炭素数6~16の脂肪族炭化水素環構造を有する一価の基であることがより好ましく、炭素数8~14の脂肪族炭化水素環構造を有する一価の基であることが更に好ましい。
また、式(Cy)のRCyにおける脂肪族炭化水素環構造は、本発明の効果がより優れる点から、シクロペンタン環構造、シクロヘキサン環構造、テトラヒドロジシクロペンタジエン環構造、ノルボルナン環構造、又は、イソボロン環構造であることが好ましく、シクロヘキサン環構造、又は、テトラヒドロジシクロペンタジエン環構造であることがより好ましく、テトラヒドロジシクロペンタジエン環構造であることが更に好ましい。
更に、式(Cy)のRCyにおける脂肪族炭化水素環構造は、本発明の効果がより優れる点から、2環以上の脂肪族炭化水素環が縮環した環構造であることが好ましく、2~4環の脂肪族炭化水素環が縮環した環であることがより好ましい。
更に、式(Cy)におけるRCyは、本発明の効果がより優れる点から、式(Cy)における-C(=O)O-の酸素原子と脂肪族炭化水素環構造とが直接結合する基、すなわち、脂肪族炭化水素環基であることが好ましく、シクロヘキシル基、又は、ジシクロペンタニル基であることがより好ましく、ジシクロペンタニル基であることが更に好ましい。
式(Cy)におけるRCyは、本発明の効果がより優れる点から、炭素数5~20の脂肪族炭化水素環構造を有する一価の基であることが好ましく、炭素数6~16の脂肪族炭化水素環構造を有する一価の基であることがより好ましく、炭素数8~14の脂肪族炭化水素環構造を有する一価の基であることが更に好ましい。
また、式(Cy)のRCyにおける脂肪族炭化水素環構造は、本発明の効果がより優れる点から、シクロペンタン環構造、シクロヘキサン環構造、テトラヒドロジシクロペンタジエン環構造、ノルボルナン環構造、又は、イソボロン環構造であることが好ましく、シクロヘキサン環構造、又は、テトラヒドロジシクロペンタジエン環構造であることがより好ましく、テトラヒドロジシクロペンタジエン環構造であることが更に好ましい。
更に、式(Cy)のRCyにおける脂肪族炭化水素環構造は、本発明の効果がより優れる点から、2環以上の脂肪族炭化水素環が縮環した環構造であることが好ましく、2~4環の脂肪族炭化水素環が縮環した環であることがより好ましい。
更に、式(Cy)におけるRCyは、本発明の効果がより優れる点から、式(Cy)における-C(=O)O-の酸素原子と脂肪族炭化水素環構造とが直接結合する基、すなわち、脂肪族炭化水素環基であることが好ましく、シクロヘキシル基、又は、ジシクロペンタニル基であることがより好ましく、ジシクロペンタニル基であることが更に好ましい。
バインダーポリマーは、脂肪族炭化水素環構造を有する構成単位を1種単独で有していても、2種以上有していてもよい。
バインダーポリマーが脂肪族炭化水素環構造を有する構成単位を有する場合、脂肪族炭化水素環構造を有する構成単位の含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、5~90質量%が好ましく、10~80質量%がより好ましく、20~70質量%が更に好ましい。
また、バインダーポリマーにおける脂肪族炭化水素環構造を有する構成単位の含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、5~70モル%が好ましく、10~60モル%がより好ましく、20~50モル%が更に好ましい。
更に、バインダーポリマーにおける上記式(Cy)で表される構成単位の含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、5~70モル%が好ましく、10~60モル%がより好ましく、20~50モル%が更に好ましい。
バインダーポリマーが脂肪族炭化水素環構造を有する構成単位を有する場合、脂肪族炭化水素環構造を有する構成単位の含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、5~90質量%が好ましく、10~80質量%がより好ましく、20~70質量%が更に好ましい。
また、バインダーポリマーにおける脂肪族炭化水素環構造を有する構成単位の含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、5~70モル%が好ましく、10~60モル%がより好ましく、20~50モル%が更に好ましい。
更に、バインダーポリマーにおける上記式(Cy)で表される構成単位の含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、5~70モル%が好ましく、10~60モル%がより好ましく、20~50モル%が更に好ましい。
バインダーポリマーが芳香環構造を有する構成単位及び脂肪族炭化水素環構造を有する構成単位を有する場合、芳香環構造を有する構成単位及び脂肪族炭化水素環構造を有する構成単位の総含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、10~90質量%が好ましく、20~80質量%がより好ましく、40~75質量%が更に好ましい。
また、バインダーポリマーにおける芳香環構造を有する構成単位及び脂肪族炭化水素環構造を有する構成単位の総含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、10~80モル%が好ましく、20~70モル%がより好ましく、40~60モル%が更に好ましい。
更に、バインダーポリマーにおける上記式(S)で表される構成単位及び上記式(Cy)で表される構成単位の総含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、10~80モル%が好ましく、20~70モル%がより好ましく、40~60モル%が更に好ましい。
また、バインダーポリマーにおける上記式(S)で表される構成単位のモル量nSと上記式(Cy)で表される構成単位のモル量nCyは、本発明の効果がより優れる点から、下記式(SCy)に示す関係を満たすことが好ましく、下記式(SCy-1)を満たすことがより好ましく、下記式(SCy-2)を満たすことが更に好ましい。
0.2≦nS/(nS+nCy)≦0.8 式(SCy)
0.30≦nS/(nS+nCy)≦0.75 式(SCy-1)
0.40≦nS/(nS+nCy)≦0.70 式(SCy-2)
また、バインダーポリマーにおける芳香環構造を有する構成単位及び脂肪族炭化水素環構造を有する構成単位の総含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、10~80モル%が好ましく、20~70モル%がより好ましく、40~60モル%が更に好ましい。
更に、バインダーポリマーにおける上記式(S)で表される構成単位及び上記式(Cy)で表される構成単位の総含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、10~80モル%が好ましく、20~70モル%がより好ましく、40~60モル%が更に好ましい。
また、バインダーポリマーにおける上記式(S)で表される構成単位のモル量nSと上記式(Cy)で表される構成単位のモル量nCyは、本発明の効果がより優れる点から、下記式(SCy)に示す関係を満たすことが好ましく、下記式(SCy-1)を満たすことがより好ましく、下記式(SCy-2)を満たすことが更に好ましい。
0.2≦nS/(nS+nCy)≦0.8 式(SCy)
0.30≦nS/(nS+nCy)≦0.75 式(SCy-1)
0.40≦nS/(nS+nCy)≦0.70 式(SCy-2)
バインダーポリマーは、本発明の効果がより優れる点から、酸基を有する構成単位を有することが好ましい。
上記酸基としては、カルボキシ基、スルホ基、ホスホン酸基、及び、リン酸基が挙げられ、カルボキシ基が好ましい。
上記酸基を有する構成単位としては、下記に示す、(メタ)アクリル酸由来の構成単位が好ましく、メタクリル酸由来の構成単位がより好ましい。
上記酸基としては、カルボキシ基、スルホ基、ホスホン酸基、及び、リン酸基が挙げられ、カルボキシ基が好ましい。
上記酸基を有する構成単位としては、下記に示す、(メタ)アクリル酸由来の構成単位が好ましく、メタクリル酸由来の構成単位がより好ましい。
バインダーポリマーは、酸基を有する構成単位を1種単独で有していても、2種以上有していてもよい。
バインダーポリマーが酸基を有する構成単位を有する場合、酸基を有する構成単位の含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、5~50質量%が好ましく、5~40質量%がより好ましく、10~30質量%が更に好ましい。
また、バインダーポリマーにおける酸基を有する構成単位の含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、5~70モル%が好ましく、10~50モル%がより好ましく、20~40モル%が更に好ましい。
更に、バインダーポリマーにおける(メタ)アクリル酸由来の構成単位の含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、5~70モル%が好ましく、10~50モル%がより好ましく、20~40モル%が更に好ましい。
バインダーポリマーが酸基を有する構成単位を有する場合、酸基を有する構成単位の含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、5~50質量%が好ましく、5~40質量%がより好ましく、10~30質量%が更に好ましい。
また、バインダーポリマーにおける酸基を有する構成単位の含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、5~70モル%が好ましく、10~50モル%がより好ましく、20~40モル%が更に好ましい。
更に、バインダーポリマーにおける(メタ)アクリル酸由来の構成単位の含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、5~70モル%が好ましく、10~50モル%がより好ましく、20~40モル%が更に好ましい。
バインダーポリマーは、本発明の効果がより優れる点から、反応性基を有することが好ましく、反応性基を有する構成単位を有することがより好ましい。
反応性基としては、ラジカル重合性基が好ましく、エチレン性不飽和基がより好ましい。また、バインダーポリマーがエチレン性不飽和基を有している場合、バインダーポリマーは、側鎖にエチレン性不飽和基を有する構成単位を有することが好ましい。つまり、バインダーポリマーとしては、側鎖にエチレン性不飽和基を有するバインダーポリマーが好ましい。
本明細書において、「主鎖」とは、樹脂を構成する高分子化合物の分子中で相対的に最も長い結合鎖を表し、「側鎖」とは、主鎖から枝分かれしている原子団を表す。
エチレン性不飽和基としては、アリル基又は(メタ)アクリロキシ基がより好ましい。
反応性基を有する構成単位の一例としては、下記に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。
反応性基としては、ラジカル重合性基が好ましく、エチレン性不飽和基がより好ましい。また、バインダーポリマーがエチレン性不飽和基を有している場合、バインダーポリマーは、側鎖にエチレン性不飽和基を有する構成単位を有することが好ましい。つまり、バインダーポリマーとしては、側鎖にエチレン性不飽和基を有するバインダーポリマーが好ましい。
本明細書において、「主鎖」とは、樹脂を構成する高分子化合物の分子中で相対的に最も長い結合鎖を表し、「側鎖」とは、主鎖から枝分かれしている原子団を表す。
エチレン性不飽和基としては、アリル基又は(メタ)アクリロキシ基がより好ましい。
反応性基を有する構成単位の一例としては、下記に示すものが挙げられるが、これらに限定されない。
バインダーポリマーは、反応性基を有する構成単位を1種単独で有していても、2種以上有していてもよい。
バインダーポリマーが反応性基を有する構成単位を有する場合、反応性基を有する構成単位の含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、5~70質量%が好ましく、10~50質量%がより好ましく、20~40質量%が更に好ましい。
また、バインダーポリマーにおける反応性基を有する構成単位の含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、5~70モル%が好ましく、10~60モル%がより好ましく、20~50モル%が更に好ましい。
バインダーポリマーが反応性基を有する構成単位を有する場合、反応性基を有する構成単位の含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、5~70質量%が好ましく、10~50質量%がより好ましく、20~40質量%が更に好ましい。
また、バインダーポリマーにおける反応性基を有する構成単位の含有量は、本発明の効果がより優れる点から、バインダーポリマーの全構成単位に対して、5~70モル%が好ましく、10~60モル%がより好ましく、20~50モル%が更に好ましい。
反応性基をバインダーポリマーに導入する手段としては、ヒドロキシ基、カルボキシ基、第一級アミノ基、第二級アミノ基、アセトアセチル基、及び、スルホ基等の官能基に、エポキシ化合物、ブロックイソシアネート化合物、イソシアネート化合物、ビニルスルホン化合物、アルデヒド化合物、メチロール化合物、及び、カルボン酸無水物等の化合物を反応させる方法が挙げられる。
反応性基をバインダーポリマーに導入する手段の好ましい例としては、カルボキシ基を有するポリマーを重合反応により合成した後、高分子反応により、得られたポリマーのカルボキシ基の一部にグリシジル(メタ)アクリレートを反応させて、(メタ)アクリロキシ基をポリマーに導入する手段が挙げられる。この手段により、側鎖に(メタ)アクリロキシ基を有するバインダーポリマーを得ることができる。
上記重合反応は、70~100℃の温度条件で行うことが好ましく、80~90℃の温度条件で行うことがより好ましい。上記重合反応に用いる重合開始剤としては、アゾ系開始剤が好ましく、例えば、富士フイルム和光純薬(株)製のV-601(商品名)又はV-65(商品名)がより好ましい。上記高分子反応は、80~110℃の温度条件で行うことが好ましい。上記高分子反応においては、アンモニウム塩等の触媒を用いることが好ましい。
反応性基をバインダーポリマーに導入する手段の好ましい例としては、カルボキシ基を有するポリマーを重合反応により合成した後、高分子反応により、得られたポリマーのカルボキシ基の一部にグリシジル(メタ)アクリレートを反応させて、(メタ)アクリロキシ基をポリマーに導入する手段が挙げられる。この手段により、側鎖に(メタ)アクリロキシ基を有するバインダーポリマーを得ることができる。
上記重合反応は、70~100℃の温度条件で行うことが好ましく、80~90℃の温度条件で行うことがより好ましい。上記重合反応に用いる重合開始剤としては、アゾ系開始剤が好ましく、例えば、富士フイルム和光純薬(株)製のV-601(商品名)又はV-65(商品名)がより好ましい。上記高分子反応は、80~110℃の温度条件で行うことが好ましい。上記高分子反応においては、アンモニウム塩等の触媒を用いることが好ましい。
バインダーポリマーとしては、以下に示すポリマーであってもよい。なお、以下に示す各構成単位の含有比率(a~d)及び重量平均分子量Mw等は目的に応じて適宜変更できる。
なお、上記バインダーポリマー中のa~dはそれぞれ、a:20~60wt%、b:10~50wt%、c:5.0~25wt%、d:10~50wt%が好ましい。
なお、上記バインダーポリマー中のa~dはそれぞれ、a:20~60wt%、b:10~50wt%、c:5.0~25wt%、d:10~50wt%が好ましい。
なお、上記バインダーポリマー中のa~dはそれぞれ、a:30~65wt%、b:1.0~20wt%、c:5.0~25wt%、d:10~50wt%が好ましい。
なお、上記バインダーポリマー中のa~dはそれぞれ、a:1.0~20wt%、b:20~60wt%、c:5.0~25wt%、d:10~50wt%が好ましい。
また、バインダーポリマーは、カルボン酸無水物構造を有する構成単位を有する重合体(以下、「重合体X」ともいう。)を含んでいてもよい。
カルボン酸無水物構造は、鎖状カルボン酸無水物構造、及び、環状カルボン酸無水物構造のいずれであってもよいが、環状カルボン酸無水物構造であることが好ましい。
環状カルボン酸無水物構造の環としては、5~7員環が好ましく、5員環又は6員環がより好ましく、5員環が更に好ましい。
カルボン酸無水物構造は、鎖状カルボン酸無水物構造、及び、環状カルボン酸無水物構造のいずれであってもよいが、環状カルボン酸無水物構造であることが好ましい。
環状カルボン酸無水物構造の環としては、5~7員環が好ましく、5員環又は6員環がより好ましく、5員環が更に好ましい。
カルボン酸無水物構造を有する構成単位は、下記式P-1で表される化合物から水素原子を2つ除いた2価の基を主鎖中に含む構成単位、又は、下記式P-1で表される化合物から水素原子を1つ除いた1価の基が主鎖に対して直接又は2価の連結基を介して結合している構成単位であることが好ましい。
式P-1中、RA1aは、置換基を表し、n1a個のRA1aは、同一でも異なっていてもよく、Z1aは、-C(=O)-O-C(=O)-を含む環を形成する2価の基を表し、n1aは、0以上の整数を表す。
RA1aで表される置換基としては、例えば、アルキル基が挙げられる。
Z1aとしては、炭素数2~4のアルキレン基が好ましく、炭素数2又は3のアルキレン基がより好ましく、炭素数2のアルキレン基が更に好ましい。
n1aは、0以上の整数を表す。Z1aが炭素数2~4のアルキレン基を表す場合、n1aは、0~4の整数であることが好ましく、0~2の整数であることがより好ましく、0であることが更に好ましい。
n1aが2以上の整数を表す場合、複数存在するRA1aは、同一でも異なっていてもよい。また、複数存在するRA1aは、互いに結合して環を形成してもよいが、互いに結合して環を形成していないことが好ましい。
Z1aとしては、炭素数2~4のアルキレン基が好ましく、炭素数2又は3のアルキレン基がより好ましく、炭素数2のアルキレン基が更に好ましい。
n1aは、0以上の整数を表す。Z1aが炭素数2~4のアルキレン基を表す場合、n1aは、0~4の整数であることが好ましく、0~2の整数であることがより好ましく、0であることが更に好ましい。
n1aが2以上の整数を表す場合、複数存在するRA1aは、同一でも異なっていてもよい。また、複数存在するRA1aは、互いに結合して環を形成してもよいが、互いに結合して環を形成していないことが好ましい。
カルボン酸無水物構造を有する構成単位としては、不飽和カルボン酸無水物に由来する構成単位が好ましく、不飽和環式カルボン酸無水物に由来する構成単位がより好ましく、不飽和脂肪族環式カルボン酸無水物に由来する構成単位が更に好ましく、無水マレイン酸又は無水イタコン酸に由来する構成単位が特に好ましく、無水マレイン酸に由来する構成単位が最も好ましい。
以下、カルボン酸無水物構造を有する構成単位の具体例を挙げるが、カルボン酸無水物構造を有する構成単位は、これらの具体例に限定されるものではない。下記の構成単位中、Rxは、水素原子、メチル基、CH2OH基、又は、CF3基を表し、Meは、メチル基を表す。
重合体Xにおけるカルボン酸無水物構造を有する構成単位は、1種単独であってもよく、2種以上であってもよい。
カルボン酸無水物構造を有する構成単位の総含有量は、重合体Xの全構成単位に対して、0~60モル%が好ましく、5~40モル%がより好ましく、10~35モル%が更に好ましい。
感光性組成物層は、重合体Xを1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
感光性組成物層が重合体Xを含む場合、本発明の効果がより優れる点から、重合体Xの含有量は、感光性組成物層全質量に対して、0.1~30質量%が好ましく、0.2~20質量%がより好ましく、0.5~20質量%が更に好ましく、1~20質量%が更に好ましい。
感光性組成物層が重合体Xを含む場合、本発明の効果がより優れる点から、重合体Xの含有量は、感光性組成物層全質量に対して、0.1~30質量%が好ましく、0.2~20質量%がより好ましく、0.5~20質量%が更に好ましく、1~20質量%が更に好ましい。
バインダーポリマーの重量平均分子量(Mw)は、本発明の効果がより優れる点から、5,000以上が好ましく、10,000以上がより好ましく、10,000~50,000が更に好ましく、15,000~30,000が特に好ましい。
バインダーポリマーの酸価は、10~200mgKOH/gが好ましく、60mg~200mgKOH/gがより好ましく、60~150mgKOH/gが更に好ましく、70~130mgKOH/gが特に好ましい。
なお、バインダーポリマーの酸価は、JIS K0070:1992に記載の方法に従って、測定される値である。バインダーポリマーの分散度は、現像性の観点から、1.0~6.0が好ましく、1.0~5.0がより好ましく、1.0~4.0が更に好ましく、1.0~3.0が特に好ましい。
なお、バインダーポリマーの酸価は、JIS K0070:1992に記載の方法に従って、測定される値である。バインダーポリマーの分散度は、現像性の観点から、1.0~6.0が好ましく、1.0~5.0がより好ましく、1.0~4.0が更に好ましく、1.0~3.0が特に好ましい。
感光性組成物層は、バインダーポリマーを1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
バインダーポリマーの含有量は、本発明の効果がより優れる点から、感光性組成物層全質量に対して、10~90質量%が好ましく、20~80質量%がより好ましく、30~70質量%が更に好ましい。
バインダーポリマーの含有量は、本発明の効果がより優れる点から、感光性組成物層全質量に対して、10~90質量%が好ましく、20~80質量%がより好ましく、30~70質量%が更に好ましい。
(エチレン性不飽和基を有する化合物)
感光性組成物層は、エチレン性不飽和基を有する化合物(以下、単に「エチレン性不飽和化合物」ともいう。)を含んでいてもよい。
エチレン性不飽和基としては、(メタ)アクリロキシ基が好ましい。
なお、本明細書におけるエチレン性不飽和化合物は、上記バインダーポリマー以外の化合物であり、分子量5,000未満であることが好ましい。
感光性組成物層は、エチレン性不飽和基を有する化合物(以下、単に「エチレン性不飽和化合物」ともいう。)を含んでいてもよい。
エチレン性不飽和基としては、(メタ)アクリロキシ基が好ましい。
なお、本明細書におけるエチレン性不飽和化合物は、上記バインダーポリマー以外の化合物であり、分子量5,000未満であることが好ましい。
エチレン性不飽和化合物の好適態様の一つとして、下記式(M)で表される化合物(単に、「化合物M」ともいう。)が挙げられる。
Q2-R1-Q1 式(M)
式(M)中、Q1及びQ2はそれぞれ独立に、(メタ)アクリロイルオキシ基を表し、R1は鎖状構造を有する二価の連結基を表す。
Q2-R1-Q1 式(M)
式(M)中、Q1及びQ2はそれぞれ独立に、(メタ)アクリロイルオキシ基を表し、R1は鎖状構造を有する二価の連結基を表す。
式(M)におけるQ1及びQ2は、合成容易性の点から、Q1及びQ2は同じ基であることが好ましい。
また、式(M)におけるQ1及びQ2は、反応性の点から、アクリロイルオキシ基であることが好ましい。
式(M)におけるR1としては、本発明の効果がより優れる点から、アルキレン基、アルキレンオキシアルキレン基(-L1-O-L1-)、又は、ポリアルキレンオキシアルキレン基(-(L1-O)p-L1-)が好ましく、炭素数2~20の炭化水素基、又は、ポリアルキレンオキシアルキレン基がより好ましく、炭素数4~20のアルキレン基が更に好ましく、炭素数6~18の直鎖アルキレン基が特に好ましい。
上記炭化水素基は、少なくとも一部に鎖状構造を有していればよく、上記鎖状構造以外の部分としては、特に制限はなく、例えば、分岐鎖状、環状、又は、炭素数1~5の直鎖アルキレン基、アリーレン基、エーテル結合、及び、それらの組み合わせのいずれであってもよく、アルキレン基、又は、2以上のアルキレン基と1以上のアリーレン基とを組み合わせた基が好ましく、アルキレン基がより好ましく、直鎖アルキレン基が更に好ましい。
なお、上記L1は、それぞれ独立に、アルキレン基を表し、エチレン基、プロピレン基、又は、ブチレン基が好ましく、エチレン基又は1,2-プロピレン基がより好ましい。pは2以上の整数を表し、2~10の整数であることが好ましい。
また、式(M)におけるQ1及びQ2は、反応性の点から、アクリロイルオキシ基であることが好ましい。
式(M)におけるR1としては、本発明の効果がより優れる点から、アルキレン基、アルキレンオキシアルキレン基(-L1-O-L1-)、又は、ポリアルキレンオキシアルキレン基(-(L1-O)p-L1-)が好ましく、炭素数2~20の炭化水素基、又は、ポリアルキレンオキシアルキレン基がより好ましく、炭素数4~20のアルキレン基が更に好ましく、炭素数6~18の直鎖アルキレン基が特に好ましい。
上記炭化水素基は、少なくとも一部に鎖状構造を有していればよく、上記鎖状構造以外の部分としては、特に制限はなく、例えば、分岐鎖状、環状、又は、炭素数1~5の直鎖アルキレン基、アリーレン基、エーテル結合、及び、それらの組み合わせのいずれであってもよく、アルキレン基、又は、2以上のアルキレン基と1以上のアリーレン基とを組み合わせた基が好ましく、アルキレン基がより好ましく、直鎖アルキレン基が更に好ましい。
なお、上記L1は、それぞれ独立に、アルキレン基を表し、エチレン基、プロピレン基、又は、ブチレン基が好ましく、エチレン基又は1,2-プロピレン基がより好ましい。pは2以上の整数を表し、2~10の整数であることが好ましい。
また、化合物MにおけるQ1とQ2との間を連結する最短の連結鎖の原子数は、本発明の効果がより優れる点から、3~50個が好ましく、4~40個がより好ましく、6~20個が更に好ましく、8~12個が特に好ましい。
本明細書において、「Q1とQ2の間を連結する最短の連結鎖の原子数」とは、Q1に連結するR1における原子からQ2に連結するR1における原子までを連結する最短の原子数である。
本明細書において、「Q1とQ2の間を連結する最短の連結鎖の原子数」とは、Q1に連結するR1における原子からQ2に連結するR1における原子までを連結する最短の原子数である。
化合物Mの具体例としては、1,3-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,7-ヘプタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,8-オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、水添ビスフェノールAのジ(メタ)アクリレート、水添ビスフェノールFのジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレンレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリ(エチレングリコール/プロピレングリコール)ジ(メタ)アクリレート、及び、ポリブチレングリコールジ(メタ)アクリレートが挙げられる。上記エステルモノマーは混合物としても使用できる。
上記化合物のなかでも、本発明の効果がより優れる点から、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、及び、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレートからなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物であることが好ましく、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、及び、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレートからなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物であることがより好ましく、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、及び、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレートからなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物であることが更に好ましい。
上記化合物のなかでも、本発明の効果がより優れる点から、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、及び、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレートからなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物であることが好ましく、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、及び、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレートからなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物であることがより好ましく、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、及び、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレートからなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物であることが更に好ましい。
また、エチレン性不飽和化合物の好適態様の一つとして、2官能以上のエチレン性不飽和化合物が挙げられる。
本明細書において、「2官能以上のエチレン性不飽和化合物」とは、一分子中にエチレン性不飽和基を2つ以上有する化合物を意味する。
エチレン性不飽和化合物におけるエチレン性不飽和基としては、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
エチレン性不飽和化合物としては、(メタ)アクリレート化合物が好ましい。
本明細書において、「2官能以上のエチレン性不飽和化合物」とは、一分子中にエチレン性不飽和基を2つ以上有する化合物を意味する。
エチレン性不飽和化合物におけるエチレン性不飽和基としては、(メタ)アクリロイル基が好ましい。
エチレン性不飽和化合物としては、(メタ)アクリレート化合物が好ましい。
2官能のエチレン性不飽和化合物としては、特に制限はなく、公知の化合物の中から適宜選択できる。
上記化合物M以外の2官能のエチレン性不飽和化合物としては、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ジオキサングリコールジ(メタ)アクリレート、及び、1,4-シクロヘキサンジオールジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
上記化合物M以外の2官能のエチレン性不飽和化合物としては、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ジオキサングリコールジ(メタ)アクリレート、及び、1,4-シクロヘキサンジオールジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
2官能のエチレン性不飽和化合物の市販品としては、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(商品名:NKエステル A-DCP、新中村化学工業(株)製)、トリシクロデカンジメナノールジメタクリレート(商品名:NKエステル DCP、新中村化学工業(株)製)、1,9-ノナンジオールジアクリレート(商品名:NKエステル A-NOD-N、新中村化学工業(株)製)、1,6-ヘキサンジオールジアクリレート(商品名:NKエステル A-HD-N、新中村化学工業(株)製)、ジオキサングリコールジアクリレート(日本化薬(株)製KAYARAD R-604)が挙げられる。
3官能以上のエチレン性不飽和化合物としては、特に制限はなく、公知の化合物の中から適宜選択できる。
3官能以上のエチレン性不飽和化合物としては、ジペンタエリスリトール(トリ/テトラ/ペンタ/ヘキサ)(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトール(トリ/テトラ)(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸(メタ)アクリレート、及び、グリセリントリ(メタ)アクリレート骨格の(メタ)アクリレート化合物が挙げられる。
3官能以上のエチレン性不飽和化合物としては、ジペンタエリスリトール(トリ/テトラ/ペンタ/ヘキサ)(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトール(トリ/テトラ)(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸(メタ)アクリレート、及び、グリセリントリ(メタ)アクリレート骨格の(メタ)アクリレート化合物が挙げられる。
ここで、「(トリ/テトラ/ペンタ/ヘキサ)(メタ)アクリレート」は、トリ(メタ)アクリレート、テトラ(メタ)アクリレート、ペンタ(メタ)アクリレート、及び、ヘキサ(メタ)アクリレートを包含する概念であり、「(トリ/テトラ)(メタ)アクリレート」は、トリ(メタ)アクリレート及びテトラ(メタ)アクリレートを包含する概念である。
エチレン性不飽和化合物としては、(メタ)アクリレート化合物のカプロラクトン変性化合物(日本化薬(株)製KAYARAD(登録商標) DPCA-20、新中村化学工業(株)製A-9300-1CL等)、(メタ)アクリレート化合物のアルキレンオキサイド変性化合物(日本化薬(株)製KAYARAD(登録商標) RP-1040、新中村化学工業(株)製ATM-35E、A-9300、ダイセル・オルネクス社のEBECRYL(登録商標) 135等)、エトキシル化グリセリントリアクリレート(新中村化学工業(株)製NKエステル A-GLY-9E等)も挙げられる。
エチレン性不飽和化合物としては、ウレタン(メタ)アクリレート化合物も挙げられる。
ウレタン(メタ)アクリレートとしては、ウレタンジ(メタ)アクリレートが挙げられ、例えば、プロピレンオキサイド変性ウレタンジ(メタ)アクリレート、並びに、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド変性ウレタンジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
また、ウレタン(メタ)アクリレートとしては、3官能以上のウレタン(メタ)アクリレートも挙げられる。官能基数の下限としては、6官能以上がより好ましく、8官能以上が更に好ましい。なお、官能基数の上限としては、20官能以下が好ましい。3官能以上のウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、8UX-015A(大成ファインケミカル(株)製)、UA-32P(新中村化学工業(株)製)、U-15HA(新中村化学工業(株)製)、UA-1100H(新中村化学工業(株)製)、共栄社化学(株)製のAH-600(商品名)、並びに、UA-306H、UA-306T、UA-306I、UA-510H、及びUX-5000(いずれも日本化薬(株)製)等が挙げられる。
ウレタン(メタ)アクリレートとしては、ウレタンジ(メタ)アクリレートが挙げられ、例えば、プロピレンオキサイド変性ウレタンジ(メタ)アクリレート、並びに、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド変性ウレタンジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
また、ウレタン(メタ)アクリレートとしては、3官能以上のウレタン(メタ)アクリレートも挙げられる。官能基数の下限としては、6官能以上がより好ましく、8官能以上が更に好ましい。なお、官能基数の上限としては、20官能以下が好ましい。3官能以上のウレタン(メタ)アクリレートとしては、例えば、8UX-015A(大成ファインケミカル(株)製)、UA-32P(新中村化学工業(株)製)、U-15HA(新中村化学工業(株)製)、UA-1100H(新中村化学工業(株)製)、共栄社化学(株)製のAH-600(商品名)、並びに、UA-306H、UA-306T、UA-306I、UA-510H、及びUX-5000(いずれも日本化薬(株)製)等が挙げられる。
エチレン性不飽和化合物の好適態様の一つとして、酸基を有するエチレン性不飽和化合物が挙げられる。
酸基としては、リン酸基、スルホ基、及び、カルボキシ基が挙げられる。
これらのなかでも、酸基としては、カルボキシ基が好ましい。
酸基を有するエチレン性不飽和化合物としては、酸基を有する3~4官能のエチレン性不飽和化合物〔ペンタエリスリトールトリ及びテトラアクリレート(PETA)骨格にカルボキシ基を導入したもの(酸価:80~120mgKOH/g)〕、酸基を有する5~6官能のエチレン性不飽和化合物(ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレート(DPHA)骨格にカルボキシ基を導入したもの〔酸価:25~70mgKOH/g)〕等が挙げられる。
これら酸基を有する3官能以上のエチレン性不飽和化合物は、必要に応じ、酸基を有する2官能のエチレン性不飽和化合物と併用してもよい。
酸基としては、リン酸基、スルホ基、及び、カルボキシ基が挙げられる。
これらのなかでも、酸基としては、カルボキシ基が好ましい。
酸基を有するエチレン性不飽和化合物としては、酸基を有する3~4官能のエチレン性不飽和化合物〔ペンタエリスリトールトリ及びテトラアクリレート(PETA)骨格にカルボキシ基を導入したもの(酸価:80~120mgKOH/g)〕、酸基を有する5~6官能のエチレン性不飽和化合物(ジペンタエリスリトールペンタ及びヘキサアクリレート(DPHA)骨格にカルボキシ基を導入したもの〔酸価:25~70mgKOH/g)〕等が挙げられる。
これら酸基を有する3官能以上のエチレン性不飽和化合物は、必要に応じ、酸基を有する2官能のエチレン性不飽和化合物と併用してもよい。
酸基を有するエチレン性不飽和化合物としては、カルボキシ基を有する2官能以上のエチレン性不飽和化合物及びそのカルボン酸無水物からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
酸基を有するエチレン性不飽和化合物が、カルボキシ基を有する2官能以上のエチレン性不飽和化合物及びそのカルボン酸無水物からなる群から選ばれる少なくとも1種であると、現像性及び膜強度がより高まる。
カルボキシ基を有する2官能以上のエチレン性不飽和化合物は、特に制限されず、公知の化合物の中から適宜選択できる。
カルボキシ基を有する2官能以上のエチレン性不飽和化合物としては、アロニックス(登録商標)TO-2349(東亞合成(株)製)、アロニックス(登録商標)M-520(東亞合成(株)製)、アロニックス(登録商標)M-510(東亞合成(株)製)が挙げられる。
酸基を有するエチレン性不飽和化合物が、カルボキシ基を有する2官能以上のエチレン性不飽和化合物及びそのカルボン酸無水物からなる群から選ばれる少なくとも1種であると、現像性及び膜強度がより高まる。
カルボキシ基を有する2官能以上のエチレン性不飽和化合物は、特に制限されず、公知の化合物の中から適宜選択できる。
カルボキシ基を有する2官能以上のエチレン性不飽和化合物としては、アロニックス(登録商標)TO-2349(東亞合成(株)製)、アロニックス(登録商標)M-520(東亞合成(株)製)、アロニックス(登録商標)M-510(東亞合成(株)製)が挙げられる。
酸基を有するエチレン性不飽和化合物としては、特開2004-239942号公報の段落[0025]~[0030]に記載の酸基を有するエチレン性不飽和化合物が好ましく、この公報に記載の内容は、本明細書に組み込まれる。
エチレン性不飽和化合物としては、例えば、多価アルコールにα,β-不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物、グリシジル基含有化合物にα,β-不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物、ウレタン結合を有する(メタ)アクリレート化合物等のウレタンモノマー、γ-クロロ-β-ヒドロキシプロピル-β’-(メタ)アクリロイルオキシエチル-o-フタレート、β-ヒドロキシエチル-β’-(メタ)アクリロイルオキシエチル-o-フタレート、及び、β-ヒドロキシプロピル-β’-(メタ)アクリロイルオキシエチル-o-フタレート等のフタル酸系化合物、並びに、(メタ)アクリル酸アルキルエステルも挙げられる。
これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。
これらは単独で又は2種類以上を組み合わせて使用される。
多価アルコールにα,β-不飽和カルボン酸を反応させて得られる化合物としては、例えば、2,2-ビス(4-((メタ)アクリロキシポリエトキシ)フェニル)プロパン、2,2-ビス(4-((メタ)アクリロキシポリプロポキシ)フェニル)プロパン、及び、2,2-ビス(4-((メタ)アクリロキシポリエトキシポリプロポキシ)フェニル)プロパン等のビスフェノールA系(メタ)アクリレート化合物、エチレンオキサイド基の数が2~14であるポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド基の数が2~14であるポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド基の数が2~14であり、かつ、プロピレンオキサイド基の数が2~14であるポリエチレンポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエトキシトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジエトキシトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリエトキシトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンテトラエトキシトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンペンタエトキシトリ(メタ)アクリレート、ジ(トリメチロールプロパン)テトラアクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、並びに、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレートが挙げられる。
なかでも、テトラメチロールメタン構造又はトリメチロールプロパン構造を有するエチレン不飽和化合物が好ましく、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、又は、ジ(トリメチロールプロパン)テトラアクリレートがより好ましい。
なかでも、テトラメチロールメタン構造又はトリメチロールプロパン構造を有するエチレン不飽和化合物が好ましく、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、又は、ジ(トリメチロールプロパン)テトラアクリレートがより好ましい。
エチレン性不飽和化合物としては、エチレン性不飽和化合物のカプロラクトン変性化合物(例えば、日本化薬(株)製KAYARAD(登録商標)DPCA-20、新中村化学工業(株)製A-9300-1CL等)、エチレン性不飽和化合物のアルキレンオキサイド変性化合物(例えば、日本化薬(株)製KAYARAD RP-1040、新中村化学工業(株)製ATM-35E、A-9300、ダイセル・オルネクス社製EBECRYL(登録商標)135等)、エトキシル化グリセリントリアクリレート(新中村化学工業(株)製A-GLY-9E等)等も挙げられる。
エチレン性不飽和化合物としては、転写後の感光性組成物層の現像性に優れる点で、なかでも、エステル結合を含むものも好ましい。
エステル結合を含むエチレン性不飽和化合物としては、分子内にエステル結合を含むものであれば特に制限されないが、本発明の効果が優れる点で、テトラメチロールメタン構造又はトリメチロールプロパン構造を有するエチレン不飽和化合物が好ましく、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、又は、ジ(トリメチロールプロパン)テトラアクリレートがより好ましい。
信頼性付与の点からは、エチレン性不飽和化合物としては、炭素数6~20の脂肪族基を有するエチレン性不飽和化合物と、上記のテトラメチロールメタン構造又はトリメチロールプロパン構造を有するエチレン不飽和化合物と、を含むことが好ましい。
炭素数6以上の脂肪族構造を有するエチレン性不飽和化合物としては、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、及び、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
エステル結合を含むエチレン性不飽和化合物としては、分子内にエステル結合を含むものであれば特に制限されないが、本発明の効果が優れる点で、テトラメチロールメタン構造又はトリメチロールプロパン構造を有するエチレン不飽和化合物が好ましく、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、又は、ジ(トリメチロールプロパン)テトラアクリレートがより好ましい。
信頼性付与の点からは、エチレン性不飽和化合物としては、炭素数6~20の脂肪族基を有するエチレン性不飽和化合物と、上記のテトラメチロールメタン構造又はトリメチロールプロパン構造を有するエチレン不飽和化合物と、を含むことが好ましい。
炭素数6以上の脂肪族構造を有するエチレン性不飽和化合物としては、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、及び、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
エチレン性不飽和化合物の好適態様の一つとしては、脂肪族炭化水素環構造を有するエチレン性不飽和化合物(好ましくは、2官能エチレン性不飽和化合物)が挙げられる。
上記エチレン性不飽和化合物としては、2環以上の脂肪族炭化水素環が縮環した環構造(好ましくは、トリシクロデカン構造及びトリシクロデセン構造からなる群から選択される構造)を有するエチレン性不飽和化合物が好ましく、2環以上の脂肪族炭化水素環が縮環した環構造を有する2官能エチレン性不飽和化合物がより好ましく、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレートが更に好ましい。
上記脂肪族炭化水素環構造としては、本発明の効果がより優れる点から、シクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、トリシクロデカン構造、トリシクロデセン構造、ノルボルナン構造、又は、イソボロン構造が好ましい。
上記エチレン性不飽和化合物としては、2環以上の脂肪族炭化水素環が縮環した環構造(好ましくは、トリシクロデカン構造及びトリシクロデセン構造からなる群から選択される構造)を有するエチレン性不飽和化合物が好ましく、2環以上の脂肪族炭化水素環が縮環した環構造を有する2官能エチレン性不飽和化合物がより好ましく、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレートが更に好ましい。
上記脂肪族炭化水素環構造としては、本発明の効果がより優れる点から、シクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、トリシクロデカン構造、トリシクロデセン構造、ノルボルナン構造、又は、イソボロン構造が好ましい。
エチレン性不飽和化合物の分子量は、200~3,000が好ましく、250~2,600がより好ましく、280~2,200が更に好ましく、300~2,200が特に好ましい。
感光性組成物層に含まれるエチレン性不飽和化合物のうち、分子量300以下のエチレン性不飽和化合物の含有量の割合は、感光性組成物層に含まれる全てのエチレン性不飽和化合物の含有量に対して、30質量%以下が好ましく、25質量%以下がより好ましく、20質量%以下が更に好ましい。
感光性組成物層に含まれるエチレン性不飽和化合物のうち、分子量300以下のエチレン性不飽和化合物の含有量の割合は、感光性組成物層に含まれる全てのエチレン性不飽和化合物の含有量に対して、30質量%以下が好ましく、25質量%以下がより好ましく、20質量%以下が更に好ましい。
感光性組成物層の好適態様の一つとして、感光性組成物層は、2官能以上のエチレン性不飽和化合物を含むことが好ましく、3官能以上のエチレン性不飽和化合物を含むことがより好ましく、3官能又は4官能のエチレン性不飽和化合物を含むことが更に好ましい。
また、感光性組成物層の好適態様の一つとして、感光性組成物層は、脂肪族炭化水素環構造を有する2官能エチレン性不飽和化合物と、脂肪族炭化水素環を有する構成単位を有するバインダーポリマーとを含むことが好ましい。
また、感光性組成物層の好適態様の一つとして、感光性組成物層は、式(M)で表される化合物と、酸基を有するエチレン性不飽和化合物とを含むことが好ましく、1,9-ノナンジオールジアクリレートと、トリシクロデカンジメタノールジアクリレートと、カルボン酸基を有する多官能エチレン性不飽和化合物とを含むことがより好ましく、1,9-ノナンジオールジアクリレートと、トリシクロデカンジメタノールジアクリレートと、ジペンタエリスリトールペンタアクリレートのコハク酸変性体とを含むことが更に好ましい。
また、感光性組成物層の好適態様の一つとして、感光性組成物層は、式(M)で表される化合物と、酸基を有するエチレン性不飽和化合物と、後述する熱架橋性化合物とを含むことが好ましく、式(M)で表される化合物と、酸基を有するエチレン性不飽和化合物と、後述するブロックイソシアネート化合物とを含むことがより好ましい。
また、感光性組成物層の好適態様の一つとして、感光性組成物層は、現像残渣抑制性、及び、防錆性の点から、2官能のエチレン性不飽和化合物(好ましくは、2官能の(メタ)アクリレート化合物)と、3官能以上のエチレン性不飽和化合物(好ましくは、3官能以上の(メタ)アクリレート化合物)と、を含むこと好ましい。
2官能のエチレン性不飽和化合物と、3官能以上のエチレン性不飽和化合物の含有量の質量比は10:90~90:10が好ましく、30:70~70:30がより好ましい。
全てのエチレン性不飽和化合物の合計量に対する、2官能のエチレン性不飽和化合物の含有量は、20~80質量%が好ましく、30~70質量%がより好ましい。
感光性組成物層における2官能のエチレン性不飽和化合物は、10~60質量%が好ましく、15~40質量%がより好ましい。
2官能のエチレン性不飽和化合物と、3官能以上のエチレン性不飽和化合物の含有量の質量比は10:90~90:10が好ましく、30:70~70:30がより好ましい。
全てのエチレン性不飽和化合物の合計量に対する、2官能のエチレン性不飽和化合物の含有量は、20~80質量%が好ましく、30~70質量%がより好ましい。
感光性組成物層における2官能のエチレン性不飽和化合物は、10~60質量%が好ましく、15~40質量%がより好ましい。
また、感光性組成物層の好適態様の一つとして、感光性組成物層は、防錆性の点から、化合物M、及び、脂肪族炭化水素環構造を有する2官能エチレン性不飽和化合物を含むことが好ましい。
また、感光性組成物層の好適態様の一つとして、感光性組成物層は、基材密着性、現像残渣抑制性、及び、防錆性の点から、化合物M、及び、酸基を有するエチレン性不飽和化合物を含むことが好ましく、化合物M、脂肪族炭化水素環構造を有する2官能エチレン性不飽和化合物、及び、酸基を有するエチレン性不飽和化合物を含むことがより好ましく、化合物M、脂肪族炭化水素環構造を有する2官能エチレン性不飽和化合物、3官能以上のエチレン性不飽和化合物、及び、酸基を有するエチレン性不飽和化合物を含むことが更に好ましく、化合物M、脂肪族炭化水素環構造を有する2官能エチレン性不飽和化合物、3官能以上のエチレン性不飽和化合物、酸基を有するエチレン性不飽和化合物、及び、ウレタン(メタ)アクリレート化合物を含むことが特に好ましい。
また、感光性組成物層の好適態様の一つとして、感光性組成物層は、感光性組成物層は、基材密着性、現像残渣抑制性、及び、防錆性の点から、1,9-ノナンジオールジアクリレート、及び、カルボン酸基を有する多官能エチレン性不飽和化合物を含むことが好ましく、1,9-ノナンジオールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、及び、カルボン酸基を有する多官能エチレン性不飽和化合物を含むことが好ましく、1,9-ノナンジオールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、及び、カルボン酸基を有するエチレン性不飽和化合物を含むことが更に好ましく、1,9-ノナンジオールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、カルボン酸基を有するエチレン性不飽和化合物、及び、ウレタンアクリレート化合物を含むことが特に好ましい。
また、感光性組成物層の好適態様の一つとして、感光性組成物層は、基材密着性、現像残渣抑制性、及び、防錆性の点から、化合物M、及び、酸基を有するエチレン性不飽和化合物を含むことが好ましく、化合物M、脂肪族炭化水素環構造を有する2官能エチレン性不飽和化合物、及び、酸基を有するエチレン性不飽和化合物を含むことがより好ましく、化合物M、脂肪族炭化水素環構造を有する2官能エチレン性不飽和化合物、3官能以上のエチレン性不飽和化合物、及び、酸基を有するエチレン性不飽和化合物を含むことが更に好ましく、化合物M、脂肪族炭化水素環構造を有する2官能エチレン性不飽和化合物、3官能以上のエチレン性不飽和化合物、酸基を有するエチレン性不飽和化合物、及び、ウレタン(メタ)アクリレート化合物を含むことが特に好ましい。
また、感光性組成物層の好適態様の一つとして、感光性組成物層は、感光性組成物層は、基材密着性、現像残渣抑制性、及び、防錆性の点から、1,9-ノナンジオールジアクリレート、及び、カルボン酸基を有する多官能エチレン性不飽和化合物を含むことが好ましく、1,9-ノナンジオールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、及び、カルボン酸基を有する多官能エチレン性不飽和化合物を含むことが好ましく、1,9-ノナンジオールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、及び、カルボン酸基を有するエチレン性不飽和化合物を含むことが更に好ましく、1,9-ノナンジオールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、カルボン酸基を有するエチレン性不飽和化合物、及び、ウレタンアクリレート化合物を含むことが特に好ましい。
感光性組成物層は、エチレン性不飽和化合物として、単官能エチレン性不飽和化合物を含んでいてもよい。
上記エチレン性不飽和化合物における2官能以上のエチレン性不飽和化合物の含有量は、感光性組成物層に含まれる全てのエチレン性不飽和化合物の総含有量に対し、60~100質量%が好ましく、80~100質量%がより好ましく、90~100質量%が更に好ましい。
上記エチレン性不飽和化合物における2官能以上のエチレン性不飽和化合物の含有量は、感光性組成物層に含まれる全てのエチレン性不飽和化合物の総含有量に対し、60~100質量%が好ましく、80~100質量%がより好ましく、90~100質量%が更に好ましい。
エチレン性不飽和化合物は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用することもできる。
なかでも、本発明の効果がより優れる点で、感光性組成物層は、2つのエチレン性不飽和基を有する第1重合性化合物と、5つ以上のエチレン性不飽和基を有する第2重合性化合物を含むことが好ましい。
感光性組成物層におけるエチレン性不飽和化合物の含有量は、感光性組成物層全質量に対して、1~70質量%が好ましく、5~70質量%がより好ましく、5~60質量%が更に好ましく、5~50質量%が特に好ましい。
また、感光性組成物層が第1重合性化合物及び第2重合性化合物を含む場合、本発明の効果がより優れる点で、第1重合性化合物の含有量に対する、第2重合性化合物の含有量の質量比は、0.2~1.8が好ましく、0.4~1.3がより好ましく、0.5~1.3が更に好ましい。
なかでも、本発明の効果がより優れる点で、感光性組成物層は、2つのエチレン性不飽和基を有する第1重合性化合物と、5つ以上のエチレン性不飽和基を有する第2重合性化合物を含むことが好ましい。
感光性組成物層におけるエチレン性不飽和化合物の含有量は、感光性組成物層全質量に対して、1~70質量%が好ましく、5~70質量%がより好ましく、5~60質量%が更に好ましく、5~50質量%が特に好ましい。
また、感光性組成物層が第1重合性化合物及び第2重合性化合物を含む場合、本発明の効果がより優れる点で、第1重合性化合物の含有量に対する、第2重合性化合物の含有量の質量比は、0.2~1.8が好ましく、0.4~1.3がより好ましく、0.5~1.3が更に好ましい。
(光重合開始剤)
感光性組成物層は、光重合開始剤を含んでいてもよい。
光重合開始剤としては特に制限はなく、公知の光重合開始剤を使用できる。
光重合開始剤としては、オキシムエステル構造を有する光重合開始剤(以下、「オキシム系光重合開始剤」ともいう。)、α-アミノアルキルフェノン構造を有する光重合開始剤(以下、「α-アミノアルキルフェノン系光重合開始剤」ともいう。)、α-ヒドロキシアルキルフェノン構造を有する光重合開始剤(以下、「α-ヒドロキシアルキルフェノン系重合開始剤」ともいう。)、アシルフォスフィンオキサイド構造を有する光重合開始剤(以下、「アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤」ともいう。)、及び、N-フェニルグリシン構造を有する光重合開始剤(以下、「N-フェニルグリシン系光重合開始剤」ともいう。)等が挙げられる。
感光性組成物層は、光重合開始剤を含んでいてもよい。
光重合開始剤としては特に制限はなく、公知の光重合開始剤を使用できる。
光重合開始剤としては、オキシムエステル構造を有する光重合開始剤(以下、「オキシム系光重合開始剤」ともいう。)、α-アミノアルキルフェノン構造を有する光重合開始剤(以下、「α-アミノアルキルフェノン系光重合開始剤」ともいう。)、α-ヒドロキシアルキルフェノン構造を有する光重合開始剤(以下、「α-ヒドロキシアルキルフェノン系重合開始剤」ともいう。)、アシルフォスフィンオキサイド構造を有する光重合開始剤(以下、「アシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤」ともいう。)、及び、N-フェニルグリシン構造を有する光重合開始剤(以下、「N-フェニルグリシン系光重合開始剤」ともいう。)等が挙げられる。
光重合開始剤は、オキシム系光重合開始剤、α-アミノアルキルフェノン系光重合開始剤、α-ヒドロキシアルキルフェノン系重合開始剤、及び、N-フェニルグリシン系光重合開始剤よりなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましく、オキシム系光重合開始剤、α-アミノアルキルフェノン系光重合開始剤、及び、N-フェニルグリシン系光重合開始剤よりなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことがより好ましい。
また、光重合開始剤としては、例えば、特開2011-95716号公報の段落[0031]~[0042]、及び、特開2015-014783号公報の段落[0064]~[0081]に記載された重合開始剤を用いてもよい。
光重合開始剤の市販品としては、1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-1,2-オクタンジオン-2-(O-ベンゾイルオキシム)〔商品名:IRGACURE(登録商標) OXE-01、BASF社製〕、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]エタノン-1-(O-アセチルオキシム)〔商品名:IRGACURE(登録商標) OXE-02、BASF社製〕、IRGACURE(登録商標)OXE03(BASF社製)、IRGACURE(登録商標)OXE04(BASF社製)、2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン〔商品名:Omnirad(登録商標)379EG、IGM Resins B.V社製〕、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン〔商品名:Omnirad(登録商標)907、IGM Resins B.V社製〕、2-ヒドロキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオニル)ベンジル]フェニル}-2-メチルプロパン-1-オン〔商品名:Omnirad(登録商標)127、IGM Resins B.V社製〕、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)ブタノン-1〔商品名:Omnirad(登録商標)369、IGM Resins B.V社製〕、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン〔商品名:Omnirad(登録商標)1173、IGM Resins B.V社製〕、1-ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン〔商品名:Omnirad(登録商標)184、IGM Resins B.V社製〕、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン〔商品名:Omnirad(登録商標)651、IGM Resins B.V社製〕等、オキシムエステル系の〔商品名:Lunar(登録商標) 6、DKSHジャパン(株)製〕、1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-3-シクロペンチルプロパン-1,2-ジオン-2-(O-ベンゾイルオキシム)(商品名:TR-PBG-305、常州強力電子新材料社製)、1,2-プロパンジオン,3-シクロヘキシル-1-[9-エチル-6-(2-フラニルカルボニル)-9H-カルバゾール-3-イル]-,2-(O-アセチルオキシム)(商品名:TR-PBG-326、常州強力電子新材料社製)、3-シクロヘキシル-1-(6-(2-(ベンゾイルオキシイミノ)ヘキサノイル)-9-エチル-9H-カルバゾール-3-イル)-プロパン-1,2-ジオン-2-(O-ベンゾイルオキシム)(商品名:TR-PBG-391、常州強力電子新材料社製)、APi-307(1-(ビフェニル-4-イル)-2-メチル-2-モルホリノプロパン-1-オン、Shenzhen UV-ChemTech Ltd.製)等が挙げられる。
光重合開始剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を使用することもできる。2種以上を使用する場合は、オキシム系光重合開始剤と、α-アミノアルキルフェノン系光重合開始剤及びα-ヒドロキシアルキルフェノン系重合開始剤から選ばれる少なくとも1種と、を使用することが好ましい。
感光性組成物層が光重合開始剤を含む場合、光重合開始剤の含有量は、感光性組成物層全質量に対して、0.1質量%以上であることが好ましく、0.5質量%以上であることがより好ましく、1.0質量%以上であることが更に好ましい。また、その上限値としては、感光性組成物層全質量に対して、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であるのより好ましい。
感光性組成物層が光重合開始剤を含む場合、光重合開始剤の含有量は、感光性組成物層全質量に対して、0.1質量%以上であることが好ましく、0.5質量%以上であることがより好ましく、1.0質量%以上であることが更に好ましい。また、その上限値としては、感光性組成物層全質量に対して、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であるのより好ましい。
(複素環化合物)
感光性組成物層は、複素環化合物を含んでいてもよい。
複素環化合物が有する複素環は、単環及び多環のいずれの複素環でもよい。
複素環化合物が有するヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子、及び、硫黄原子が挙げられる。複素環化合物は、窒素原子、酸素原子、及び、硫黄原子からなる群より選ばれる少なくとも1種の原子を有することが好ましく、窒素原子を有することがより好ましい。
感光性組成物層は、複素環化合物を含んでいてもよい。
複素環化合物が有する複素環は、単環及び多環のいずれの複素環でもよい。
複素環化合物が有するヘテロ原子としては、窒素原子、酸素原子、及び、硫黄原子が挙げられる。複素環化合物は、窒素原子、酸素原子、及び、硫黄原子からなる群より選ばれる少なくとも1種の原子を有することが好ましく、窒素原子を有することがより好ましい。
複素環化合物としては、例えば、トリアゾール化合物、ベンゾトリアゾール化合物、テトラゾール化合物、チアジアゾール化合物、トリアジン化合物、ローダニン化合物、チアゾール化合物、ベンゾチアゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合物、ベンゾオキサゾール化合物、及び、ピリミジン化合物が挙げられる。
上記のなかでも、複素環化合物としては、トリアゾール化合物、ベンゾトリアゾール化合物、テトラゾール化合物、チアジアゾール化合物、トリアジン化合物、ローダニン化合物、チアゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合物、及び、ベンゾオキサゾール化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物が好ましく、トリアゾール化合物、ベンゾトリアゾール化合物、テトラゾール化合物、チアジアゾール化合物、チアゾール化合物、ベンゾチアゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合物、及び、ベンゾオキサゾール化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物がより好ましい。
上記のなかでも、複素環化合物としては、トリアゾール化合物、ベンゾトリアゾール化合物、テトラゾール化合物、チアジアゾール化合物、トリアジン化合物、ローダニン化合物、チアゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合物、及び、ベンゾオキサゾール化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物が好ましく、トリアゾール化合物、ベンゾトリアゾール化合物、テトラゾール化合物、チアジアゾール化合物、チアゾール化合物、ベンゾチアゾール化合物、ベンゾイミダゾール化合物、及び、ベンゾオキサゾール化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物がより好ましい。
複素環化合物の好ましい具体例を以下に示す。トリアゾール化合物及びベンゾトリアゾール化合物としては、以下の化合物が例示できる。
テトラゾール化合物としては、以下の化合物が例示できる。
チアジアゾール化合物としては、以下の化合物が例示できる。
トリアジン化合物としては、以下の化合物が例示できる。
ローダニン化合物としては、以下の化合物が例示できる。
チアゾール化合物としては、以下の化合物が例示できる。
ベンゾチアゾール化合物としては、以下の化合物が例示できる。
ベンゾイミダゾール化合物としては、以下の化合物が例示できる。
ベンゾオキサゾール化合物としては、以下の化合物が例示できる。
複素環化合物は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用することもできる。
感光性組成物層が複素環化合物を含む場合、複素環化合物の含有量は、感光性組成物層全質量に対して、0.01~20.0質量%が好ましく、0.10~10.0質量%がより好ましく、0.30~8.0質量%が更に好ましく、0.50~5.0質量%が特に好ましい。
感光性組成物層が複素環化合物を含む場合、複素環化合物の含有量は、感光性組成物層全質量に対して、0.01~20.0質量%が好ましく、0.10~10.0質量%がより好ましく、0.30~8.0質量%が更に好ましく、0.50~5.0質量%が特に好ましい。
(脂肪族チオール化合物)
感光性組成物層は、脂肪族チオール化合物を含んでいてもよい。
感光性組成物層が脂肪族チオール化合物を含むことで、脂肪族チオール化合物がエチレン性不飽和基を有するラジカル重合性化合物との間でエン-チオール反応することで、形成される膜の硬化収縮が抑えられ、応力が緩和される。
感光性組成物層は、脂肪族チオール化合物を含んでいてもよい。
感光性組成物層が脂肪族チオール化合物を含むことで、脂肪族チオール化合物がエチレン性不飽和基を有するラジカル重合性化合物との間でエン-チオール反応することで、形成される膜の硬化収縮が抑えられ、応力が緩和される。
脂肪族チオール化合物としては、単官能の脂肪族チオール化合物、又は、多官能の脂肪族チオール化合物(すなわち、2官能以上の脂肪族チオール化合物)が好ましい。
上記のなかでも、脂肪族チオール化合物としては、形成されるパターンの密着性(特に、露光後における密着性)の点から、多官能の脂肪族チオール化合物が好ましい。
本明細書において、「多官能の脂肪族チオール化合物」とは、チオール基(「メルカプト基」ともいう。)を分子内に2個以上有する脂肪族化合物を意味する。
多官能の脂肪族チオール化合物としては、分子量が100以上の低分子化合物が好ましい。具体的には、多官能の脂肪族チオール化合物の分子量は、100~1,500がより好ましく、150~1,000が更に好ましい。
多官能の脂肪族チオール化合物の官能基数としては、例えば、形成されるパターンの密着性の点から、2~10官能が好ましく、2~8官能がより好ましく、2~6官能が更に好ましい。
多官能の脂肪族チオール化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトブチレート)、1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)、1,3,5-トリス(3-メルカプトブチリルオキシエチル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオン、トリメチロールエタントリス(3-メルカプトブチレート)、トリス[(3-メルカプトプロピオニルオキシ)エチル]イソシアヌレート、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)、テトラエチレングリコールビス(3-メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3-メルカプトプロピオネート)、エチレングリコールビスチオプロピオネート、1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン、1,2-エタンジチオール、1,3-プロパンジチオール、1,6-ヘキサメチレンジチオール、2,2’-(エチレンジチオ)ジエタンチオール、meso-2,3-ジメルカプトコハク酸、及び、ジ(メルカプトエチル)エーテルが挙げられる。
上記のなかでも、多官能の脂肪族チオール化合物としては、トリメチロールプロパントリス(3-メルカプトブチレート)、1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン、及び、1,3,5-トリス(3-メルカプトブチリルオキシエチル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオンからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物が好ましい。
単官能の脂肪族チオール化合物としては、例えば、1-オクタンチオール、1-ドデカンチオール、β-メルカプトプロピオン酸、メチル-3-メルカプトプロピオネート、2-エチルヘキシル-3-メルカプトプロピオネート、n-オクチル-3-メルカプトプロピオネート、メトキシブチル-3-メルカプトプロピオネート、及び、ステアリル-3-メルカプトプロピオネートが挙げられる。
感光性組成物層は、1種単独の脂肪族チオール化合物を含んでいてもよく、2種以上の脂肪族チオール化合物を含んでいてもよい。
感光性組成物層が脂肪族チオール化合物を含む場合、脂肪族チオール化合物の含有量は、感光性組成物層全質量に対して、5質量%以上が好ましく、5~50質量%がより好ましく、5~30質量%が更に好ましく、8~20質量%が特に好ましい。
(熱架橋性化合物)
感光性組成物層は、得られる硬化膜の強度、及び、得られる未硬化膜の粘着性の点から、熱架橋性化合物を含むことが好ましい。なお、本明細書においては、後述するエチレン性不飽和基を有する熱架橋性化合物は、エチレン性不飽和化合物としては扱わず、熱架橋性化合物として扱うものとする。
熱架橋性化合物としては、エポキシ化合物、オキセタン化合物、メチロール化合物、及び、ブロックイソシアネート化合物が挙げられる。なかでも、得られる硬化膜の強度、及び、得られる未硬化膜の粘着性の点から、ブロックイソシアネート化合物が好ましい。
ブロックイソシアネート化合物は、ヒドロキシ基及びカルボキシ基と反応するため、例えば、バインダーポリマー及びエチレン性不飽和基を有するラジカル重合性化合物の少なくとも一方が、ヒドロキシ基及びカルボキシ基の少なくとも一方を有する場合には、形成される膜の親水性が下がり、保護膜としての機能が強化される傾向がある。
なお、ブロックイソシアネート化合物とは、「イソシアネートのイソシアネート基をブロック剤で保護(いわゆる、マスク)した構造を有する化合物」を指す。
感光性組成物層は、得られる硬化膜の強度、及び、得られる未硬化膜の粘着性の点から、熱架橋性化合物を含むことが好ましい。なお、本明細書においては、後述するエチレン性不飽和基を有する熱架橋性化合物は、エチレン性不飽和化合物としては扱わず、熱架橋性化合物として扱うものとする。
熱架橋性化合物としては、エポキシ化合物、オキセタン化合物、メチロール化合物、及び、ブロックイソシアネート化合物が挙げられる。なかでも、得られる硬化膜の強度、及び、得られる未硬化膜の粘着性の点から、ブロックイソシアネート化合物が好ましい。
ブロックイソシアネート化合物は、ヒドロキシ基及びカルボキシ基と反応するため、例えば、バインダーポリマー及びエチレン性不飽和基を有するラジカル重合性化合物の少なくとも一方が、ヒドロキシ基及びカルボキシ基の少なくとも一方を有する場合には、形成される膜の親水性が下がり、保護膜としての機能が強化される傾向がある。
なお、ブロックイソシアネート化合物とは、「イソシアネートのイソシアネート基をブロック剤で保護(いわゆる、マスク)した構造を有する化合物」を指す。
ブロックイソシアネート化合物の解離温度は、特に制限されないが、90~160℃が好ましく、100~150℃がより好ましい。
ブロックイソシアネートの解離温度とは、「示差走査熱量計を用いて、DSC(Differential scanning calorimetry)分析にて測定した場合における、ブロックイソシアネートの脱保護反応に伴う吸熱ピークの温度」を意味する。
示差走査熱量計としては、例えば、セイコーインスツルメンツ(株)製の示差走査熱量計(型式:DSC6200)を好適に使用できる。但し、示差走査熱量計は、これに限定されない。
ブロックイソシアネートの解離温度とは、「示差走査熱量計を用いて、DSC(Differential scanning calorimetry)分析にて測定した場合における、ブロックイソシアネートの脱保護反応に伴う吸熱ピークの温度」を意味する。
示差走査熱量計としては、例えば、セイコーインスツルメンツ(株)製の示差走査熱量計(型式:DSC6200)を好適に使用できる。但し、示差走査熱量計は、これに限定されない。
解離温度が100~160℃であるブロック剤としては、活性メチレン化合物〔マロン酸ジエステル(マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジn-ブチル、マロン酸ジ2-エチルヘキシル等)〕、オキシム化合物(ホルムアルドオキシム、アセトアルドオキシム、アセトオキシム、メチルエチルケトオキシム、及び、シクロヘキサノンオキシム等の分子内に-C(=N-OH)-で表される構造を有する化合物)が挙げられる。
これらのなかでも、解離温度が90~160℃であるブロック剤としては、例えば、保存安定性の点から、オキシム化合物、ピラゾール化合物から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
これらのなかでも、解離温度が90~160℃であるブロック剤としては、例えば、保存安定性の点から、オキシム化合物、ピラゾール化合物から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
ブロックイソシアネート化合物は、例えば、膜の脆性改良、被転写体との密着力向上等の点から、イソシアヌレート構造を有することが好ましい。
イソシアヌレート構造を有するブロックイソシアネート化合物は、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートをイソシアヌレート化して保護することにより得られる。
イソシアヌレート構造を有するブロックイソシアネート化合物のなかでも、オキシム化合物をブロック剤として用いたオキシム構造を有する化合物が、オキシム構造を有さない化合物よりも解離温度を好ましい範囲にしやすく、かつ、現像残渣を少なくしやすいという点から好ましい。
イソシアヌレート構造を有するブロックイソシアネート化合物は、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネートをイソシアヌレート化して保護することにより得られる。
イソシアヌレート構造を有するブロックイソシアネート化合物のなかでも、オキシム化合物をブロック剤として用いたオキシム構造を有する化合物が、オキシム構造を有さない化合物よりも解離温度を好ましい範囲にしやすく、かつ、現像残渣を少なくしやすいという点から好ましい。
ブロックイソシアネート化合物は、重合性基を有していてもよい。
重合性基としては、特に制限はなく、公知の重合性基を用いることができ、ラジカル重合性基が好ましい。
重合性基としては、(メタ)アクリロキシ基、(メタ)アクリルアミド基、及び、スチリル基等のエチレン性不飽和基、並びに、グリシジル基等のエポキシ基を有する基が挙げられる。
なかでも、重合性基としては、エチレン性不飽和基が好ましく、(メタ)アクリロキシ基がより好ましく、アクリロキシ基が更に好ましい。
重合性基としては、特に制限はなく、公知の重合性基を用いることができ、ラジカル重合性基が好ましい。
重合性基としては、(メタ)アクリロキシ基、(メタ)アクリルアミド基、及び、スチリル基等のエチレン性不飽和基、並びに、グリシジル基等のエポキシ基を有する基が挙げられる。
なかでも、重合性基としては、エチレン性不飽和基が好ましく、(メタ)アクリロキシ基がより好ましく、アクリロキシ基が更に好ましい。
ブロックイソシアネート化合物としては、市販品を使用できる。
ブロックイソシアネート化合物の市販品の例としては、カレンズ(登録商標) AOI-BM、カレンズ(登録商標) MOI-BM、カレンズ(登録商標) MOI-BP等(以上、昭和電工(株)製)、ブロック型のデュラネートシリーズ(例えば、デュラネート(登録商標) TPA-B80E、デュラネート(登録商標)SBN-70D、デュラネート(登録商標) WT32-B75P等、旭化成ケミカルズ(株)製)が挙げられる。
ブロックイソシアネート化合物としては、NCO価は、4.5mmol/g以上のブロックイソシアネート化合物を含有すること(以後、第1ブロックイソシアネート化合物ということがある)が、本発明の効果がより優れる点から好ましい。第1ブロックイソシアネート化合物NCO価は、5.0mmol/g以上が好ましく、5.3mmol/g以上がより好ましい。
第1ブロックイソシアネート化合物のNCO価の上限値は、本発明の効果がより優れる点から、8.0mmol/g以下が好ましく、6.0mmol/g以下がより好ましく、5.8mmol/g未満が更に好ましく、5.7mmol/g以下が特に好ましい。
本発明におけるブロックイソシアネート化合物のNCO価は、ブロックイソシアネート化合物1g当たりに含まれるイソシアネート基のモル数を意味し、ブロックイソシアネート化合物の構造式から計算される値である。
第1ブロックイソシアネート化合物は、本発明の効果がより優れる点から、環構造を有することが好ましい。環構造としては、脂肪族炭化水素環、芳香族炭化水素環及び複素環が挙げられ、本発明の効果がより優れる点から、脂肪族炭化水素環及び芳香族炭化水素環が好ましく、脂肪族炭化水素環がより好ましい。
脂肪族炭化水素環の具体例としては、シクロペンタン環、シクロヘキサン環が挙げられ、中でも、シクロヘキサン環が好ましい。
芳香族炭化水素環の具体例としては、ベンゼン環、ナフタレン環が挙げられ、中でも、ベンゼン環が好ましい。
複素環の具体例としては、イソシアヌレート環が挙げられる。
第1ブロックイソシアネート化合物が環構造を有する場合、環の個数は、本発明の効果がより優れる点から、1~2が好ましく、1がより好ましい。なお、第1ブロックイソシアネート化合物が縮合環を含む場合には、縮合環を構成する環の個数を数え、例えば、ナフタレン環における環の個数は2として数える。
ブロックイソシアネート化合物の市販品の例としては、カレンズ(登録商標) AOI-BM、カレンズ(登録商標) MOI-BM、カレンズ(登録商標) MOI-BP等(以上、昭和電工(株)製)、ブロック型のデュラネートシリーズ(例えば、デュラネート(登録商標) TPA-B80E、デュラネート(登録商標)SBN-70D、デュラネート(登録商標) WT32-B75P等、旭化成ケミカルズ(株)製)が挙げられる。
ブロックイソシアネート化合物としては、NCO価は、4.5mmol/g以上のブロックイソシアネート化合物を含有すること(以後、第1ブロックイソシアネート化合物ということがある)が、本発明の効果がより優れる点から好ましい。第1ブロックイソシアネート化合物NCO価は、5.0mmol/g以上が好ましく、5.3mmol/g以上がより好ましい。
第1ブロックイソシアネート化合物のNCO価の上限値は、本発明の効果がより優れる点から、8.0mmol/g以下が好ましく、6.0mmol/g以下がより好ましく、5.8mmol/g未満が更に好ましく、5.7mmol/g以下が特に好ましい。
本発明におけるブロックイソシアネート化合物のNCO価は、ブロックイソシアネート化合物1g当たりに含まれるイソシアネート基のモル数を意味し、ブロックイソシアネート化合物の構造式から計算される値である。
第1ブロックイソシアネート化合物は、本発明の効果がより優れる点から、環構造を有することが好ましい。環構造としては、脂肪族炭化水素環、芳香族炭化水素環及び複素環が挙げられ、本発明の効果がより優れる点から、脂肪族炭化水素環及び芳香族炭化水素環が好ましく、脂肪族炭化水素環がより好ましい。
脂肪族炭化水素環の具体例としては、シクロペンタン環、シクロヘキサン環が挙げられ、中でも、シクロヘキサン環が好ましい。
芳香族炭化水素環の具体例としては、ベンゼン環、ナフタレン環が挙げられ、中でも、ベンゼン環が好ましい。
複素環の具体例としては、イソシアヌレート環が挙げられる。
第1ブロックイソシアネート化合物が環構造を有する場合、環の個数は、本発明の効果がより優れる点から、1~2が好ましく、1がより好ましい。なお、第1ブロックイソシアネート化合物が縮合環を含む場合には、縮合環を構成する環の個数を数え、例えば、ナフタレン環における環の個数は2として数える。
第1ブロックイソシアネート化合物が有するブロックイソシアネート基の個数は、形成されるパターンの強度が優れる点、及び、本発明の効果がより優れる点から、2~5が好ましく、2~3がより好ましく、2が更に好ましい。
第1ブロックイソシアネート化合物は、本発明の効果がより優れる点から、式Qで表されるブロックイソシアネート化合物であることが好ましい。
B1-A1-L1-A2-B2 式Q
B1-A1-L1-A2-B2 式Q
式Q中、B1及びB2はそれぞれ独立に、ブロックイソシアネート基を表す。
ブロックイソシアネート基としては、特に限定されないが、本発明の効果がより優れる点から、イソシアネート基がオキシム化合物でブロックされた基が好ましく、イソシアネート基がメチルエチルケトオキシムでブロックされた基(具体的には、*-NH-C(=O)-O-N=C(CH3)-C2H5で表される基。*は、A1又はA2との結合位置を表す。)がより好ましい。
B1及びB2は、同一の基であることが好ましい。
ブロックイソシアネート基としては、特に限定されないが、本発明の効果がより優れる点から、イソシアネート基がオキシム化合物でブロックされた基が好ましく、イソシアネート基がメチルエチルケトオキシムでブロックされた基(具体的には、*-NH-C(=O)-O-N=C(CH3)-C2H5で表される基。*は、A1又はA2との結合位置を表す。)がより好ましい。
B1及びB2は、同一の基であることが好ましい。
式Q中、A1及びA2はそれぞれ独立に、単結合又は炭素数1~10のアルキレン基を表し、炭素数1~10のアルキレン基が好ましい。
アルキレン基は、直鎖状、分岐鎖状又は環状であってもよいが、直鎖状であることが好ましい。
アルキレン基の炭素数は、1~10であるが、本発明の効果がより優れる点から、1~5が好ましく、1~3がより好ましく、1が更に好ましい。
A1及びA2は、同一の基であることが好ましい。
アルキレン基は、直鎖状、分岐鎖状又は環状であってもよいが、直鎖状であることが好ましい。
アルキレン基の炭素数は、1~10であるが、本発明の効果がより優れる点から、1~5が好ましく、1~3がより好ましく、1が更に好ましい。
A1及びA2は、同一の基であることが好ましい。
式Q中、L1は、2価の連結基を表す。
2価の連結基の具体例としては、2価の炭化水素基が挙げられる。
2価の炭化水素基の具体例としては、2価の飽和炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、及び、これらの基が2つ以上連結されて形成される基が挙げられる。
2価の飽和炭化水素基としては、直鎖状、分岐鎖状又は環状であってもよく、本発明の効果がより優れる点から、環状であることが好ましい。2価の飽和炭化水素基の炭素数は、本発明の効果がより優れる点から、4~15が好ましく、5~10がより好ましく、5~8が更に好ましい。
2価の芳香族炭化水素基としては、炭素数5~20であることが好ましく、例えば、フェニレン基が挙げられる。2価の芳香族炭化水素基は、置換基(例えば、アルキル基)を有していてもよい。
中でも、2価の連結基としては、炭素数5~10の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の2価の飽和炭化水素基、炭素数5~10の環状の飽和炭化水素基と炭素数1~3の直鎖状のアルキレン基とが連結した基、置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素基、又は、2価の芳香族炭化水素基と炭素数1~3の直鎖状のアルキレン基とが連結した基が好ましく、炭素数5~10の環状の2価の飽和炭化水素基、又は、置換基を有していてもよいフェニレン基がより好ましく、シクロヘキシレン基又は置換基を有していてもよいフェニレン基が更に好ましく、シクロヘキシレン基が特に好ましい。
2価の連結基の具体例としては、2価の炭化水素基が挙げられる。
2価の炭化水素基の具体例としては、2価の飽和炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、及び、これらの基が2つ以上連結されて形成される基が挙げられる。
2価の飽和炭化水素基としては、直鎖状、分岐鎖状又は環状であってもよく、本発明の効果がより優れる点から、環状であることが好ましい。2価の飽和炭化水素基の炭素数は、本発明の効果がより優れる点から、4~15が好ましく、5~10がより好ましく、5~8が更に好ましい。
2価の芳香族炭化水素基としては、炭素数5~20であることが好ましく、例えば、フェニレン基が挙げられる。2価の芳香族炭化水素基は、置換基(例えば、アルキル基)を有していてもよい。
中でも、2価の連結基としては、炭素数5~10の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の2価の飽和炭化水素基、炭素数5~10の環状の飽和炭化水素基と炭素数1~3の直鎖状のアルキレン基とが連結した基、置換基を有していてもよい2価の芳香族炭化水素基、又は、2価の芳香族炭化水素基と炭素数1~3の直鎖状のアルキレン基とが連結した基が好ましく、炭素数5~10の環状の2価の飽和炭化水素基、又は、置換基を有していてもよいフェニレン基がより好ましく、シクロヘキシレン基又は置換基を有していてもよいフェニレン基が更に好ましく、シクロヘキシレン基が特に好ましい。
式Qで表されるブロックイソシアネート化合物は、本発明の効果がより優れる点から、式QAで表されるブロックイソシアネート化合物であることが特に好ましい。
B1a-A1a-L1a-A2a-B2a 式QA
B1a-A1a-L1a-A2a-B2a 式QA
式QA中、B1a及びB2aはそれぞれ独立に、ブロックイソシアネート基を表す。B1a及びB2aの好適態様は、式Q中のB1及びB2と同様である。
式QA中、A1a及びA2aはそれぞれ独立に、2価の連結基を表す。A1a及びA2aにおける2価の連結基の好適態様は、式Q中のA1及びA2と同様である。
式QA中、L1aは、環状の2価の飽和炭化水素基、又は、2価の芳香族炭化水素基を表す。
L1aにおける環状の2価の飽和炭化水素基の炭素数は、5~10が好ましく、5~8がより好ましく、5~6が更に好ましく、6が特に好ましい。
L1aにおける2価の芳香族炭化水素基の好適態様は、式Q中のL1と同様である。
中でも、L1aは、環状の2価の飽和炭化水素基が好ましく、炭素数5~10の環状の2価の飽和炭化水素基がより好ましく、炭素数5~10の環状の2価の飽和炭化水素基が更に好ましく、炭素数5~6の環状の2価の飽和炭化水素基が特に好ましく、シクロへキシレン基が最も好ましい。
L1aがシクロへキシレン基である場合、式QAで表されるブロックイソシアネート化合物は、cis体とtrans体との異性体混合物(以下、「cis-trans異性体混合物」ともいう。)であってもよい。
cis体とtrans体との質量比は、cis体/trans体=10/90~90/10が好ましく、cis体/trans体=40/60~60/40がより好ましい。
L1aにおける環状の2価の飽和炭化水素基の炭素数は、5~10が好ましく、5~8がより好ましく、5~6が更に好ましく、6が特に好ましい。
L1aにおける2価の芳香族炭化水素基の好適態様は、式Q中のL1と同様である。
中でも、L1aは、環状の2価の飽和炭化水素基が好ましく、炭素数5~10の環状の2価の飽和炭化水素基がより好ましく、炭素数5~10の環状の2価の飽和炭化水素基が更に好ましく、炭素数5~6の環状の2価の飽和炭化水素基が特に好ましく、シクロへキシレン基が最も好ましい。
L1aがシクロへキシレン基である場合、式QAで表されるブロックイソシアネート化合物は、cis体とtrans体との異性体混合物(以下、「cis-trans異性体混合物」ともいう。)であってもよい。
cis体とtrans体との質量比は、cis体/trans体=10/90~90/10が好ましく、cis体/trans体=40/60~60/40がより好ましい。
第1ブロックイソシアネート化合物の具体例を以下に示すが、第1ブロックイソシアネート化合物はこれに限定されるわけではない。
熱架橋性化合物は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用することもできる。
感光性組成物層が熱架橋性化合物を含む場合、熱架橋性化合物の含有量は、感光性組成物層全質量に対して、1~50質量%が好ましく、5~30質量%がより好ましい。
感光性組成物層が熱架橋性化合物を含む場合、熱架橋性化合物の含有量は、感光性組成物層全質量に対して、1~50質量%が好ましく、5~30質量%がより好ましい。
(界面活性剤)
感光性組成物層は、界面活性剤を含んでいてもよい。
界面活性剤としては、例えば、特許第4502784号公報の段落[0017]、及び、特開2009-237362号公報の段落[0060]~[0071]に記載の界面活性剤が挙げられる。
感光性組成物層は、界面活性剤を含んでいてもよい。
界面活性剤としては、例えば、特許第4502784号公報の段落[0017]、及び、特開2009-237362号公報の段落[0060]~[0071]に記載の界面活性剤が挙げられる。
界面活性剤としては、ノニオン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤又はシリコーン系界面活性剤が好ましい。
フッ素系界面活性剤の市販品としては、例えば、メガファック F-171、F-172、F-173、F-176、F-177、F-141、F-142、F-143、F-144、F-437、F-475、F-477、F-479、F-482、F-551-A、F-552、F-554、F-555-A、F-556、F-557、F-558、F-559、F-560、F-561、F-565、F-563、F-568、F-575、F-780、EXP、MFS-330、EXP.MFS-578、EXP.MFS-579、EXP.MFS-586、EXP.MFS-587、R-41、R-41-LM、R-01、R-40、R-40-LM、RS-43、TF-1956、RS-90、R-94、RS-72-K、DS-21(以上、DIC(株)製)、フロラード FC430、FC431、FC171(以上、住友スリーエム(株)製)、サーフロンS-382、SC-101、SC-103、SC-104、SC-105、SC-1068、SC-381、SC-383、S-393、KH-40(以上、AGC(株)製)、PolyFox PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(以上、OMNOVA社製)、フタージェント 710FL、710FM、610FM、601AD、601ADH2、602A、215M、245F、251、212M、250、209F、222F、208G、710LA、710FS、730LM、650AC、681、683(以上、(株)NEOS製)等が挙げられる。
また、フッ素系界面活性剤としては、フッ素原子を含有する官能基を持つ分子構造を有し、熱を加えるとフッ素原子を含有する官能基の部分が切断されてフッ素原子が揮発するアクリル系化合物も好適に使用できる。このようなフッ素系界面活性剤としては、DIC(株)製のメガファック DSシリーズ(化学工業日報(2016年2月22日)、日経産業新聞(2016年2月23日))、例えばメガファック DS-21が挙げられる。
また、フッ素系界面活性剤としては、フッ素化アルキル基又はフッ素化アルキレンエーテル基を有するフッ素原子含有ビニルエーテル化合物と、親水性のビニルエーテル化合物との重合体を用いることも好ましい。
また、フッ素系界面活性剤としては、ブロックポリマーも使用できる。
また、フッ素系界面活性剤としては、フッ素原子を有する(メタ)アクリレート化合物に由来する構成単位と、アルキレンオキシ基(好ましくはエチレンオキシ基、プロピレンオキシ基)を2以上(好ましくは5以上)有する(メタ)アクリレート化合物に由来する構成単位と、を含む含フッ素高分子化合物も好ましく使用できる。
また、フッ素系界面活性剤としては、エチレン性不飽和結合含有基を側鎖に有する含フッ素重合体も使用できる。メガファック RS-101、RS-102、RS-718K、RS-72-K(以上、DIC(株)製)等が挙げられる。
フッ素系界面活性剤の市販品としては、例えば、メガファック F-171、F-172、F-173、F-176、F-177、F-141、F-142、F-143、F-144、F-437、F-475、F-477、F-479、F-482、F-551-A、F-552、F-554、F-555-A、F-556、F-557、F-558、F-559、F-560、F-561、F-565、F-563、F-568、F-575、F-780、EXP、MFS-330、EXP.MFS-578、EXP.MFS-579、EXP.MFS-586、EXP.MFS-587、R-41、R-41-LM、R-01、R-40、R-40-LM、RS-43、TF-1956、RS-90、R-94、RS-72-K、DS-21(以上、DIC(株)製)、フロラード FC430、FC431、FC171(以上、住友スリーエム(株)製)、サーフロンS-382、SC-101、SC-103、SC-104、SC-105、SC-1068、SC-381、SC-383、S-393、KH-40(以上、AGC(株)製)、PolyFox PF636、PF656、PF6320、PF6520、PF7002(以上、OMNOVA社製)、フタージェント 710FL、710FM、610FM、601AD、601ADH2、602A、215M、245F、251、212M、250、209F、222F、208G、710LA、710FS、730LM、650AC、681、683(以上、(株)NEOS製)等が挙げられる。
また、フッ素系界面活性剤としては、フッ素原子を含有する官能基を持つ分子構造を有し、熱を加えるとフッ素原子を含有する官能基の部分が切断されてフッ素原子が揮発するアクリル系化合物も好適に使用できる。このようなフッ素系界面活性剤としては、DIC(株)製のメガファック DSシリーズ(化学工業日報(2016年2月22日)、日経産業新聞(2016年2月23日))、例えばメガファック DS-21が挙げられる。
また、フッ素系界面活性剤としては、フッ素化アルキル基又はフッ素化アルキレンエーテル基を有するフッ素原子含有ビニルエーテル化合物と、親水性のビニルエーテル化合物との重合体を用いることも好ましい。
また、フッ素系界面活性剤としては、ブロックポリマーも使用できる。
また、フッ素系界面活性剤としては、フッ素原子を有する(メタ)アクリレート化合物に由来する構成単位と、アルキレンオキシ基(好ましくはエチレンオキシ基、プロピレンオキシ基)を2以上(好ましくは5以上)有する(メタ)アクリレート化合物に由来する構成単位と、を含む含フッ素高分子化合物も好ましく使用できる。
また、フッ素系界面活性剤としては、エチレン性不飽和結合含有基を側鎖に有する含フッ素重合体も使用できる。メガファック RS-101、RS-102、RS-718K、RS-72-K(以上、DIC(株)製)等が挙げられる。
フッ素系界面活性剤としては、環境適性向上の観点から、パーフルオロオクタン酸(PFOA)及びパーフルオロオクタンスルホン酸(PFOS)等の炭素数が7以上の直鎖状パーフルオロアルキル基を有する化合物の代替材料に由来する界面活性剤であることが好ましい。
ノニオン系界面活性剤としては、グリセロール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン並びにそれらのエトキシレート及びプロポキシレート(例えば、グリセロールプロポキシレート、グリセロールエトキシレート等)、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル、プルロニック(登録商標) L10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2(以上、BASF社製)、テトロニック 304、701、704、901、904、150R1(以上、BASF社製)、ソルスパース 20000(以上、日本ルーブリゾール(株)製)、NCW-101、NCW-1001、NCW-1002(以上、富士フイルム和光純薬(株)製)、パイオニン D-6112、D-6112-W、D-6315(以上、竹本油脂(株)製)、オルフィンE1010、サーフィノール104、400、440(以上、日信化学工業(株)製)等が挙げられる。
ノニオン系界面活性剤としては、グリセロール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン並びにそれらのエトキシレート及びプロポキシレート(例えば、グリセロールプロポキシレート、グリセロールエトキシレート等)、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ソルビタン脂肪酸エステル、プルロニック(登録商標) L10、L31、L61、L62、10R5、17R2、25R2(以上、BASF社製)、テトロニック 304、701、704、901、904、150R1(以上、BASF社製)、ソルスパース 20000(以上、日本ルーブリゾール(株)製)、NCW-101、NCW-1001、NCW-1002(以上、富士フイルム和光純薬(株)製)、パイオニン D-6112、D-6112-W、D-6315(以上、竹本油脂(株)製)、オルフィンE1010、サーフィノール104、400、440(以上、日信化学工業(株)製)等が挙げられる。
シリコーン系界面活性剤としては、シロキサン結合からなる直鎖状ポリマー、及び、側鎖や末端に有機基を導入した変性シロキサンポリマーが挙げられる。
シリコーン系界面活性剤の具体例としては、DOWSIL 8032 ADDITIVE、トーレシリコーンDC3PA、トーレシリコーンSH7PA、トーレシリコーンDC11PA、トーレシリコーンSH21PA、トーレシリコーンSH28PA、トーレシリコーンSH29PA、トーレシリコーンSH30PA、トーレシリコーンSH8400(以上、東レ・ダウコーニング(株)製)並びに、X-22-4952、X-22-4272、X-22-6266、KF-351A、K354L、KF-355A、KF-945、KF-640、KF-642、KF-643、X-22-6191、X-22-4515、KF-6004、KP-341、KF-6001、KF-6002(以上、信越シリコーン(株)製)、F-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4460、TSF-4452(以上、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)、BYK307、BYK323、BYK330(以上、ビックケミー社製)等が挙げられる。
界面活性剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用することもできる。
感光性組成物層が界面活性剤を含む場合、界面活性剤の含有量は、感光性組成物層全質量に対して、0.01~3.0質量%が好ましく、0.01~1.0質量%がより好ましく、0.05~0.80質量%が更に好ましい。
感光性組成物層が界面活性剤を含む場合、界面活性剤の含有量は、感光性組成物層全質量に対して、0.01~3.0質量%が好ましく、0.01~1.0質量%がより好ましく、0.05~0.80質量%が更に好ましい。
(重合禁止剤)
感光性組成物層は、重合禁止剤を含んでいてもよい。
重合禁止剤とは、重合反応を遅延又は禁止させる機能を有する化合物を意味する。重合禁止剤としては、例えば、重合禁止剤として用いられる公知の化合物を使用できる。
感光性組成物層は、重合禁止剤を含んでいてもよい。
重合禁止剤とは、重合反応を遅延又は禁止させる機能を有する化合物を意味する。重合禁止剤としては、例えば、重合禁止剤として用いられる公知の化合物を使用できる。
重合禁止剤としては、例えば、フェノチアジン、ビス-(1-ジメチルベンジル)フェノチアジン、及び、3,7-ジオクチルフェノチアジン等のフェノチアジン化合物;ビス[3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオン酸][エチレンビス(オキシエチレン)]2,4-ビス〔(ラウリルチオ)メチル〕-o-クレゾール、1,3,5-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)、1,3,5-トリス(4-t-ブチル-3-ヒドロキシ-2,6-ジメチルベンジル)、2,4-ビス-(n-オクチルチオ)-6-(4-ヒドロキシ-3,5-ジ-t-ブチルアニリノ)-1,3,5-トリアジン、及び、ペンタエリスリトールテトラキス3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート等のヒンダードフェノール化合物;4-ニトロソフェノール、N-ニトロソジフェニルアミン、N-ニトロソシクロヘキシルヒドロキシルアミン、及び、N-ニトロソフェニルヒドロキシルアミン等のニトロソ化合物又はその塩;メチルハイドロキノン、t-ブチルハイドロキノン、2,5-ジ-t-ブチルハイドロキノン、及び、4-ベンゾキノン等のキノン化合物;4-メトキシフェノール、4-メトキシ-1-ナフトール、及び、t-ブチルカテコール等のフェノール化合物;ジブチルジチオカルバミン酸銅、ジエチルジチオカルバミン酸銅、ジエチルジチオカルバミン酸マンガン、及び、ジフェニルジチオカルバミン酸マンガン等の金属塩化合物が挙げられる。
なかでも、本発明の効果がより優れる点で、重合禁止剤としては、フェノチアジン化合物、ニトロソ化合物又はその塩、及び、ヒンダードフェノール化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましく、フェノチアジン、ビス[3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオン酸]、[エチレンビス(オキシエチレン)]2,4-ビス〔(ラウリルチオ)メチル〕-o-クレゾール、1,3,5-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)、p-メトキシフェノール、及び、N-ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩がより好ましい。
なかでも、本発明の効果がより優れる点で、重合禁止剤としては、フェノチアジン化合物、ニトロソ化合物又はその塩、及び、ヒンダードフェノール化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましく、フェノチアジン、ビス[3-(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルフェニル)プロピオン酸]、[エチレンビス(オキシエチレン)]2,4-ビス〔(ラウリルチオ)メチル〕-o-クレゾール、1,3,5-トリス(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)、p-メトキシフェノール、及び、N-ニトロソフェニルヒドロキシルアミンアルミニウム塩がより好ましい。
重合禁止剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用することもできる。
感光性組成物層が重合禁止剤を含む場合、重合禁止剤の含有量は、感光性組成物層全質量に対して、0.001~5.0質量%が好ましく、0.01~3.0質量%がより好ましく、0.02~2.0質量%が更に好ましい。重合禁止剤の含有量は、エチレン性不飽和化合物全質量に対しては、0.005~5.0質量%が好ましく、0.01~3.0質量%がより好ましく、0.01~1.0質量%が更に好ましい。
感光性組成物層が重合禁止剤を含む場合、重合禁止剤の含有量は、感光性組成物層全質量に対して、0.001~5.0質量%が好ましく、0.01~3.0質量%がより好ましく、0.02~2.0質量%が更に好ましい。重合禁止剤の含有量は、エチレン性不飽和化合物全質量に対しては、0.005~5.0質量%が好ましく、0.01~3.0質量%がより好ましく、0.01~1.0質量%が更に好ましい。
<水素供与性化合物>
感光性組成物層は、水素供与性化合物を含んでいてもよい。
水素供与性化合物は、光重合開始剤の活性光線に対する感度を一層向上させる、及び、酸素によるエチレン性不飽和化合物の重合阻害を抑制する等の作用を有する。
感光性組成物層は、水素供与性化合物を含んでいてもよい。
水素供与性化合物は、光重合開始剤の活性光線に対する感度を一層向上させる、及び、酸素によるエチレン性不飽和化合物の重合阻害を抑制する等の作用を有する。
水素供与性化合物としては、例えば、アミン類、及び、アミノ酸化合物が挙げられる。
アミン類としては、例えば、M.R.Sanderら著「Journal of Polymer Society」第10巻3173頁(1972)、特公昭44-020189号公報、特開昭51-082102号公報、特開昭52-134692号公報、特開昭59-138205号公報、特開昭60-084305号公報、特開昭62-018537号公報、特開昭64-033104号公報、及び、Research Disclosure 33825号等に記載の化合物が挙げられる。より具体的には、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、トリス(4-ジメチルアミノフェニル)メタン(別名:ロイコクリスタルバイオレット)、トリエタノールアミン、p-ジメチルアミノ安息香酸エチルエステル、p-ホルミルジメチルアニリン、及び、p-メチルチオジメチルアニリンが挙げられる。
なかでも、本発明の効果がより優れる点で、アミン類としては、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、及び、トリス(4-ジメチルアミノフェニル)メタンからなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。
なかでも、本発明の効果がより優れる点で、アミン類としては、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、及び、トリス(4-ジメチルアミノフェニル)メタンからなる群より選ばれる少なくとも1種が好ましい。
アミノ酸化合物としては、例えば、N-フェニルグリシン、N-メチル-N-フェニルグリシン、N-エチル-N-フェニルグリシンが挙げられる。
なかでも、本発明の効果がより優れる点で、アミノ酸化合物としては、N-フェニルグリシンが好ましい。
なかでも、本発明の効果がより優れる点で、アミノ酸化合物としては、N-フェニルグリシンが好ましい。
また、水素供与性化合物としては、例えば、特公昭48-042965号公報に記載の有機金属化合物(トリブチル錫アセテート等)、特公昭55-034414号公報に記載の水素供与体、及び、特開平6-308727号公報に記載のイオウ化合物(トリチアン等)も挙げられる。
水素供与性化合物は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用することもできる。
感光性組成物層が水素供与性化合物を含む場合、水素供与性化合物の含有量は、重合成長速度と連鎖移動のバランスとによる硬化速度の向上の点から、感光性組成物層全質量に対して、0.01~10.0質量%が好ましく、0.01~8.0質量%がより好ましく、0.03~5.0質量%が更に好ましい。
感光性組成物層が水素供与性化合物を含む場合、水素供与性化合物の含有量は、重合成長速度と連鎖移動のバランスとによる硬化速度の向上の点から、感光性組成物層全質量に対して、0.01~10.0質量%が好ましく、0.01~8.0質量%がより好ましく、0.03~5.0質量%が更に好ましい。
(不純物等)
感光性組成物層は、所定量の不純物を含んでいてもよい。
不純物の具体例としては、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄、マンガン、銅、アルミニウム、チタン、クロム、コバルト、ニッケル、亜鉛、スズ、ハロゲン及びこれらのイオンが挙げられる。なかでも、ハロゲン化物イオン(塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン)、ナトリウムイオン、及び、カリウムイオンは不純物として混入し易いため、下記の含有量にすることが好ましい。
感光性組成物層は、所定量の不純物を含んでいてもよい。
不純物の具体例としては、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、鉄、マンガン、銅、アルミニウム、チタン、クロム、コバルト、ニッケル、亜鉛、スズ、ハロゲン及びこれらのイオンが挙げられる。なかでも、ハロゲン化物イオン(塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン)、ナトリウムイオン、及び、カリウムイオンは不純物として混入し易いため、下記の含有量にすることが好ましい。
感光性組成物層における不純物の含有量は、質量基準で、80ppm以下が好ましく、10ppm以下がより好ましく、2ppm以下が更に好ましい。感光性組成物層における不純物の含有量は、質量基準で、1ppb以上又は0.1ppm以上とすることができる。感光性組成物層における不純物の含有量の具体例としては、上記の全ての不純物が質量基準で、0.6ppmである態様を挙げることができる。
不純物を上記範囲にする方法としては、感光性組成物層の原料として不純物の含有量が少ないものを選択すること、及び、感光性組成物層の形成時に不純物の混入を防ぐこと、洗浄して除去することが挙げられる。このような方法により、不純物量を上記範囲内とすることができる。
不純物は、例えば、ICP(Inductively Coupled Plasma)発光分光分析法、原子吸光分光法、及び、イオンクロマトグラフィー法等の公知の方法で定量できる。
感光性組成物層における、ベンゼン、ホルムアルデヒド、トリクロロエチレン、1,3-ブタジエン、四塩化炭素、クロロホルム、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、及び、ヘキサン等の化合物の含有量は、少ないことが好ましい。これら化合物の感光性組成物層中における含有量としては、質量基準で、100ppm以下が好ましく、20ppm以下がより好ましく、4ppm以下が更に好ましい。下限は質量基準で、10ppb以上とすることができ、100ppb以上とすることができる。これら化合物は、上記の金属の不純物と同様の方法で含有量を抑制できる。また、公知の測定法により定量できる。
感光性組成物層における水の含有量は、信頼性及びラミネート性を向上させる点から、0.01~1.0質量%が好ましく、0.05~0.5質量%がより好ましい。
(残存モノマー)
感光性組成物層は、上述したアルカリ可溶性樹脂の各構成単位の残存モノマーを含む場合がある。
残存モノマーの含有量は、パターニング性、及び、信頼性の点から、アルカリ可溶性樹脂全質量に対して、5,000質量ppm以下が好ましく、2,000質量ppm以下がより好ましく、500質量ppm以下が更に好ましい。下限は特に制限されないが、1質量ppm以上が好ましく、10質量ppm以上がより好ましい。
アルカリ可溶性樹脂の各構成単位の残存モノマーは、パターニング性、及び、信頼性の点から、感光性組成物層全質量に対して、3,000質量ppm以下が好ましく、600質量ppm以下がより好ましく、100質量ppm以下が更に好ましい。下限は特に制限されないが、0.1質量ppm以上が好ましく、1質量ppm以上がより好ましい。
感光性組成物層は、上述したアルカリ可溶性樹脂の各構成単位の残存モノマーを含む場合がある。
残存モノマーの含有量は、パターニング性、及び、信頼性の点から、アルカリ可溶性樹脂全質量に対して、5,000質量ppm以下が好ましく、2,000質量ppm以下がより好ましく、500質量ppm以下が更に好ましい。下限は特に制限されないが、1質量ppm以上が好ましく、10質量ppm以上がより好ましい。
アルカリ可溶性樹脂の各構成単位の残存モノマーは、パターニング性、及び、信頼性の点から、感光性組成物層全質量に対して、3,000質量ppm以下が好ましく、600質量ppm以下がより好ましく、100質量ppm以下が更に好ましい。下限は特に制限されないが、0.1質量ppm以上が好ましく、1質量ppm以上がより好ましい。
高分子反応でアルカリ可溶性樹脂を合成する際のモノマーの残存モノマー量も、上記範囲とすることが好ましい。例えば、カルボン酸側鎖にアクリル酸グリシジルを反応させてアルカリ可溶性樹脂を合成する場合には、アクリル酸グリシジルの含有量を上記範囲にすることが好ましい。
残存モノマーの量は、液体クロマトグラフィー、及び、ガスクロマトグラフィー等の公知の方法で測定できる。
残存モノマーの量は、液体クロマトグラフィー、及び、ガスクロマトグラフィー等の公知の方法で測定できる。
(他の成分)
感光性組成物層は、既述の成分以外の成分(以下、「他の成分」ともいう。)を含んでいてもよい。他の成分としては、例えば、着色剤、酸化防止剤、及び、粒子(例えば、金属酸化物粒子)が挙げられる。また、他の成分としては、特開2000-310706号公報の段落[0058]~[0071]に記載のその他の添加剤も挙げられる。
感光性組成物層は、既述の成分以外の成分(以下、「他の成分」ともいう。)を含んでいてもよい。他の成分としては、例えば、着色剤、酸化防止剤、及び、粒子(例えば、金属酸化物粒子)が挙げられる。また、他の成分としては、特開2000-310706号公報の段落[0058]~[0071]に記載のその他の添加剤も挙げられる。
-粒子-
粒子としては、金属酸化物粒子が好ましい。
金属酸化物粒子における金属には、B、Si、Ge、As、Sb、及び、Te等の半金属も含まれる。
粒子の平均一次粒子径は、例えば、保護膜の透明性の点から、1~200nmが好ましく、3~80nmがより好ましい。
粒子の平均一次粒子径は、電子顕微鏡を用いて任意の粒子200個の粒子径を測定し、測定結果を算術平均することにより算出される。なお、粒子の形状が球形でない場合には、最も長い辺を粒子径とする。
粒子としては、金属酸化物粒子が好ましい。
金属酸化物粒子における金属には、B、Si、Ge、As、Sb、及び、Te等の半金属も含まれる。
粒子の平均一次粒子径は、例えば、保護膜の透明性の点から、1~200nmが好ましく、3~80nmがより好ましい。
粒子の平均一次粒子径は、電子顕微鏡を用いて任意の粒子200個の粒子径を測定し、測定結果を算術平均することにより算出される。なお、粒子の形状が球形でない場合には、最も長い辺を粒子径とする。
感光性組成物層が粒子を含む場合、金属種、及び、大きさ等の異なる粒子を1種のみ含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
感光性組成物層は、粒子を含まないか、或いは、感光性組成物層が粒子を含む場合には、粒子の含有量が感光性組成物層全質量に対して、0質量%超35質量%以下が好ましく、粒子を含まないか、或いは、粒子の含有量が感光性組成物全質量に対して、0質量%超10質量%以下がより好ましく、粒子を含まないか、或いは、粒子の含有量が感光性組成物層全質量に対して0質量%超5質量%以下が更に好ましく、粒子を含まないか、或いは、粒子の含有量が感光性組成物層全質量に対して0質量%超1質量%以下が更に好ましく、粒子を含まないことが特に好ましい。
感光性組成物層は、粒子を含まないか、或いは、感光性組成物層が粒子を含む場合には、粒子の含有量が感光性組成物層全質量に対して、0質量%超35質量%以下が好ましく、粒子を含まないか、或いは、粒子の含有量が感光性組成物全質量に対して、0質量%超10質量%以下がより好ましく、粒子を含まないか、或いは、粒子の含有量が感光性組成物層全質量に対して0質量%超5質量%以下が更に好ましく、粒子を含まないか、或いは、粒子の含有量が感光性組成物層全質量に対して0質量%超1質量%以下が更に好ましく、粒子を含まないことが特に好ましい。
-着色剤-
感光性組成物層は、微量の着色剤(顔料、染料等)を含んでいてもよいが、例えば、透明性の点からは、着色剤を実質的に含まないことが好ましい。
感光性組成物層が着色剤を含む場合、着色剤の含有量は、感光性組成物層全質量に対して、1質量%未満が好ましく、0.1質量%未満がより好ましい。
感光性組成物層は、微量の着色剤(顔料、染料等)を含んでいてもよいが、例えば、透明性の点からは、着色剤を実質的に含まないことが好ましい。
感光性組成物層が着色剤を含む場合、着色剤の含有量は、感光性組成物層全質量に対して、1質量%未満が好ましく、0.1質量%未満がより好ましい。
-酸化防止剤-
酸化防止剤としては、例えば、1-フェニル-3-ピラゾリドン(別名:フェニドン)、1-フェニル-4,4-ジメチル-3-ピラゾリドン、及び、1-フェニル-4-メチル-4-ヒドロキシメチル-3-ピラゾリドン等の3-ピラゾリドン類;ハイドロキノン、カテコール、ピロガロール、メチルハイドロキノン、及び、クロルハイドロキノン等のポリヒドロキシベンゼン類;パラメチルアミノフェノール、パラアミノフェノール、パラヒドロキシフェニルグリシン、及び、パラフェニレンジアミンが挙げられる。
なかでも、本発明の効果がより優れる点で、酸化防止剤としては、3-ピラゾリドン類が好ましく、1-フェニル-3-ピラゾリドンがより好ましい。
酸化防止剤としては、例えば、1-フェニル-3-ピラゾリドン(別名:フェニドン)、1-フェニル-4,4-ジメチル-3-ピラゾリドン、及び、1-フェニル-4-メチル-4-ヒドロキシメチル-3-ピラゾリドン等の3-ピラゾリドン類;ハイドロキノン、カテコール、ピロガロール、メチルハイドロキノン、及び、クロルハイドロキノン等のポリヒドロキシベンゼン類;パラメチルアミノフェノール、パラアミノフェノール、パラヒドロキシフェニルグリシン、及び、パラフェニレンジアミンが挙げられる。
なかでも、本発明の効果がより優れる点で、酸化防止剤としては、3-ピラゾリドン類が好ましく、1-フェニル-3-ピラゾリドンがより好ましい。
感光性組成物層が酸化防止剤を含む場合、酸化防止剤の含有量は、感光性組成物層全質量に対して、0.001質量%以上が好ましく、0.005質量%以上がより好ましく、0.01質量%以上が更に好ましい。上限は特に制限されないが、1質量%以下が好ましい。
(感光性組成物層の厚み)
感光性組成物層の厚みは、特に制限されないが30μm以下の場合が多く、本発明の効果がより優れる点で、20μm以下が好ましく、15μm以下がより好ましく、10μm以下が更に好ましく、5.0μm以下が特に好ましい。下限としては、感光性組成物層を硬化して得られる膜の強度が優れる点で、0.60μm以上が好ましく、1.5μm以上がより好ましい。
感光性組成物層の厚みは、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)による断面観察により測定した任意の5点の平均値として算出できる。
感光性組成物層の厚みは、特に制限されないが30μm以下の場合が多く、本発明の効果がより優れる点で、20μm以下が好ましく、15μm以下がより好ましく、10μm以下が更に好ましく、5.0μm以下が特に好ましい。下限としては、感光性組成物層を硬化して得られる膜の強度が優れる点で、0.60μm以上が好ましく、1.5μm以上がより好ましい。
感光性組成物層の厚みは、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)による断面観察により測定した任意の5点の平均値として算出できる。
(感光性組成物層の屈折率)
感光性組成物層の屈折率は、1.41~1.59が好ましく、1.47~1.56がより好ましい。
感光性組成物層の屈折率は、1.41~1.59が好ましく、1.47~1.56がより好ましい。
(感光性組成物層の色)
感光性組成物層は無彩色であることが好ましい。具体的には、全反射(入射角8°、光源:D-65(2°視野))が、CIE1976(L*,a*,b*)色空間において、L*値は10~90であることが好ましく、a*値は-1.0~1.0であることが好ましく、b*値は-1.0~1.0であることが好ましい。
感光性組成物層は無彩色であることが好ましい。具体的には、全反射(入射角8°、光源:D-65(2°視野))が、CIE1976(L*,a*,b*)色空間において、L*値は10~90であることが好ましく、a*値は-1.0~1.0であることが好ましく、b*値は-1.0~1.0であることが好ましい。
なお、感光性組成物層を硬化して得られるパターン(感光性組成物層の硬化膜)は、無彩色であることが好ましい。
具体的には、全反射(入射角8°、光源:D-65(2°視野))が、CIE1976(L*,a*,b*)色空間において、パターンのL*値は10~90であることが好ましく、パターンのa*値は-1.0~1.0であることが好ましく、パターンのb*値は-1.0~1.0であることが好ましい。
具体的には、全反射(入射角8°、光源:D-65(2°視野))が、CIE1976(L*,a*,b*)色空間において、パターンのL*値は10~90であることが好ましく、パターンのa*値は-1.0~1.0であることが好ましく、パターンのb*値は-1.0~1.0であることが好ましい。
(感光性組成物層の透過率)
感光性組成物層の膜厚1.0μmあたりの可視光透過率は80%以上が好ましく、90%以上がより好ましく、95%以上が最も好ましい。可視光の透過率としては、波長400nm~800nmの平均透過率、波長400nm~800nmの透過率の最小値、波長400nmmの透過率、いずれもが上記を満たすことが好ましい。透過率の好ましい値としては、例えば、87%、92%、98%等を挙げることができる。感光性組成物層の硬化膜の膜厚1μmあたりの透過率も同様である。
感光性組成物層の膜厚1.0μmあたりの可視光透過率は80%以上が好ましく、90%以上がより好ましく、95%以上が最も好ましい。可視光の透過率としては、波長400nm~800nmの平均透過率、波長400nm~800nmの透過率の最小値、波長400nmmの透過率、いずれもが上記を満たすことが好ましい。透過率の好ましい値としては、例えば、87%、92%、98%等を挙げることができる。感光性組成物層の硬化膜の膜厚1μmあたりの透過率も同様である。
(感光性組成物層の透湿度)
感光性組成物層を硬化して得られるパターン(感光性組成物層の硬化膜)の膜厚40μmでの透湿度は、電極又は配線の防錆性の観点、及びデバイスの信頼性の観点から、500g/m2/24hr以下であることが好ましく、300g/m2/24hr以下であることがより好ましく、100g/m2/24hr以下であることが更に好ましい。
透湿度は、感光性組成物層を、i線によって露光量300mJ/cm2にて露光した後、145℃、30分間のポストベークを行うことにより、感光性組成物層を硬化させた硬化膜で測定する。透湿度の測定は、JIS Z0208のカップ法に準じて行う。温度40℃/湿度90%、温度65℃/湿度90%、及び温度80℃/湿度95%のいずれの試験条件においても、上記の透湿度であることが好ましい。具体的な好ましい数値としては、例えば、80g/m2/24hr、150g/m2/24hr、220g/m2/24hr、等を挙げることができる。
感光性組成物層を硬化して得られるパターン(感光性組成物層の硬化膜)の膜厚40μmでの透湿度は、電極又は配線の防錆性の観点、及びデバイスの信頼性の観点から、500g/m2/24hr以下であることが好ましく、300g/m2/24hr以下であることがより好ましく、100g/m2/24hr以下であることが更に好ましい。
透湿度は、感光性組成物層を、i線によって露光量300mJ/cm2にて露光した後、145℃、30分間のポストベークを行うことにより、感光性組成物層を硬化させた硬化膜で測定する。透湿度の測定は、JIS Z0208のカップ法に準じて行う。温度40℃/湿度90%、温度65℃/湿度90%、及び温度80℃/湿度95%のいずれの試験条件においても、上記の透湿度であることが好ましい。具体的な好ましい数値としては、例えば、80g/m2/24hr、150g/m2/24hr、220g/m2/24hr、等を挙げることができる。
(感光性組成物層の溶解速度)
感光性組成物層の炭酸ナトリウム1.0%水溶液に対する溶解速度は、現像時の残渣抑制の観点から、0.01μm/秒以上が好ましく、0.10μm/秒以上がより好ましく、0.20μm/秒以上がより好ましい。パターンのエッジ形状の観点から、5.0μm/秒以下が好ましく、4.0μm/秒以下がより好ましく、3.0μm/秒以下が更に好ましい。具体的な好ましい数値としては、例えば、1.8μm/秒、1.0μm/秒、0.7μm/秒等を挙げることができる。1.0質量%炭酸ナトリウム水溶液に対する感光性組成物層の単位時間あたりの溶解速度は、以下のように測定するものとする。
ガラス基板に形成した、溶媒を十分に除去した感光性組成物層(膜厚1.0~10μmの範囲内)に対し、1.0質量%炭酸ナトリウム水溶液を用いて25℃で、感光性組成物層が溶け切るまでシャワー現像を行う(但し、最長で2分までとする)。 感光性組成物層の膜厚を、感光性組成物層が溶け切るまでに要した時間で割り算することで求める。なお、2分で溶け切らない場合は、それまでの膜厚変化量から同様に計算する。
感光性組成物層の硬化膜(膜厚1.0~10μmの範囲内)の炭酸ナトリウム1.0%水溶液に対する溶解速度は、3.0μm/秒以下が好ましく、2.0μm/秒以下がより好ましく、1.0μm/秒以下が更に好ましく、0.2μm/秒以下が最も好ましい。感光性組成物層の硬化膜は、感光性組成物層をi線によって露光量300mJ/cm2にて露光して得られる膜である。具体的な好ましい数値としては、例えば、0.8μm/秒、0.2μm/秒、0.001μm/秒等を挙げることができる。現像は、(株)いけうち製1/4MINJJX030PPのシャワーノズルを使用し、シャワーのスプレー圧は0.08MPaとする。上記条件の時、単位時間当たりのシャワー流量は1,800mL/minとする。
感光性組成物層の炭酸ナトリウム1.0%水溶液に対する溶解速度は、現像時の残渣抑制の観点から、0.01μm/秒以上が好ましく、0.10μm/秒以上がより好ましく、0.20μm/秒以上がより好ましい。パターンのエッジ形状の観点から、5.0μm/秒以下が好ましく、4.0μm/秒以下がより好ましく、3.0μm/秒以下が更に好ましい。具体的な好ましい数値としては、例えば、1.8μm/秒、1.0μm/秒、0.7μm/秒等を挙げることができる。1.0質量%炭酸ナトリウム水溶液に対する感光性組成物層の単位時間あたりの溶解速度は、以下のように測定するものとする。
ガラス基板に形成した、溶媒を十分に除去した感光性組成物層(膜厚1.0~10μmの範囲内)に対し、1.0質量%炭酸ナトリウム水溶液を用いて25℃で、感光性組成物層が溶け切るまでシャワー現像を行う(但し、最長で2分までとする)。 感光性組成物層の膜厚を、感光性組成物層が溶け切るまでに要した時間で割り算することで求める。なお、2分で溶け切らない場合は、それまでの膜厚変化量から同様に計算する。
感光性組成物層の硬化膜(膜厚1.0~10μmの範囲内)の炭酸ナトリウム1.0%水溶液に対する溶解速度は、3.0μm/秒以下が好ましく、2.0μm/秒以下がより好ましく、1.0μm/秒以下が更に好ましく、0.2μm/秒以下が最も好ましい。感光性組成物層の硬化膜は、感光性組成物層をi線によって露光量300mJ/cm2にて露光して得られる膜である。具体的な好ましい数値としては、例えば、0.8μm/秒、0.2μm/秒、0.001μm/秒等を挙げることができる。現像は、(株)いけうち製1/4MINJJX030PPのシャワーノズルを使用し、シャワーのスプレー圧は0.08MPaとする。上記条件の時、単位時間当たりのシャワー流量は1,800mL/minとする。
(感光性組成物層の膨潤率)
露光後の感光性組成物層の1.0質量%炭酸ナトリウム水溶液に対する膨潤率は、パターン形成性向上の観点から、100%以下が好ましく、50%以下がより好ましく、30%以下が更に好ましい。露光後の感光性樹脂層の膨潤率1.0質量%炭酸ナトリウム水溶液に対する膨潤率は、以下のように測定するものとする。
ガラス基板に形成した、溶媒を十分に除去した感光性樹脂層(膜厚1.0~10μmの範囲内)に対し、超高圧水銀灯で500mj/cm2(i線測定)で露光する。25℃でガラス基板ごと、1.0質量%炭酸ナトリウム水溶液に浸漬し、30秒経過時点での膜厚を測定する。そして、浸漬後の膜厚が浸漬前の膜厚に対して増加した割合を計算する。具体的な好ましい数値としては、例えば、4%、13%、25%等を挙げることができる。
露光後の感光性組成物層の1.0質量%炭酸ナトリウム水溶液に対する膨潤率は、パターン形成性向上の観点から、100%以下が好ましく、50%以下がより好ましく、30%以下が更に好ましい。露光後の感光性樹脂層の膨潤率1.0質量%炭酸ナトリウム水溶液に対する膨潤率は、以下のように測定するものとする。
ガラス基板に形成した、溶媒を十分に除去した感光性樹脂層(膜厚1.0~10μmの範囲内)に対し、超高圧水銀灯で500mj/cm2(i線測定)で露光する。25℃でガラス基板ごと、1.0質量%炭酸ナトリウム水溶液に浸漬し、30秒経過時点での膜厚を測定する。そして、浸漬後の膜厚が浸漬前の膜厚に対して増加した割合を計算する。具体的な好ましい数値としては、例えば、4%、13%、25%等を挙げることができる。
(感光性組成物層中の異物)
パターン形成性の観点から、感光性組成物層中の直径1.0μm以上の異物の数は、10個/mm2以下であることが好ましく、5個/mm2以下であることがより好ましい。異物個数は以下のように測定するものとする。感光性組成物層の表面の法線方向から、感光性組成物層の面上の任意の5か所の領域(1mm×1mm)を、光学顕微鏡を用いて目視にて観察して、各領域中の直径1.0μm以上の異物の数を測定して、それらを算術平均して異物の数として算出する。具体的な好ましい数値としては、例えば、0個/mm2、1個/mm2、4個/mm2、8個/mm2等を挙げることができる。
パターン形成性の観点から、感光性組成物層中の直径1.0μm以上の異物の数は、10個/mm2以下であることが好ましく、5個/mm2以下であることがより好ましい。異物個数は以下のように測定するものとする。感光性組成物層の表面の法線方向から、感光性組成物層の面上の任意の5か所の領域(1mm×1mm)を、光学顕微鏡を用いて目視にて観察して、各領域中の直径1.0μm以上の異物の数を測定して、それらを算術平均して異物の数として算出する。具体的な好ましい数値としては、例えば、0個/mm2、1個/mm2、4個/mm2、8個/mm2等を挙げることができる。
(感光性組成物層中の溶解物のヘイズ)
現像時での凝集物発生抑止の観点から、1.0質量%炭酸ナトリウムの30℃水溶液1.0リットルに1.0cm3の感光樹脂層を溶解させて得られる溶液のヘイズは60%以下であることが好ましく、30%以下であることがより好ましく、10%以下であることが更に好ましく、1%以下であることが最も好ましい。ヘイズは以下のように測定するものとする。まず、1.0質量%の炭酸ナトリウム水溶液を準備し、液温を30℃に調整する。炭酸ナトリウム水溶液1.0Lに1.0cm3の感光樹脂層を入れる。気泡を混入しないように注意しながら、30℃で4時間撹拌する。撹拌後、感光性樹脂層が溶解した溶液のヘイズを測定する。ヘイズは、ヘイズメーター(製品名「NDH4000」、日本電色工業社製)を用い、液体測定用ユニット及び光路長20mmの液体測定専用セルを用いて測定される。具体的な好ましい数値としては、例えば、0.4%、1.0%、9%、24%等を挙げることができる。
現像時での凝集物発生抑止の観点から、1.0質量%炭酸ナトリウムの30℃水溶液1.0リットルに1.0cm3の感光樹脂層を溶解させて得られる溶液のヘイズは60%以下であることが好ましく、30%以下であることがより好ましく、10%以下であることが更に好ましく、1%以下であることが最も好ましい。ヘイズは以下のように測定するものとする。まず、1.0質量%の炭酸ナトリウム水溶液を準備し、液温を30℃に調整する。炭酸ナトリウム水溶液1.0Lに1.0cm3の感光樹脂層を入れる。気泡を混入しないように注意しながら、30℃で4時間撹拌する。撹拌後、感光性樹脂層が溶解した溶液のヘイズを測定する。ヘイズは、ヘイズメーター(製品名「NDH4000」、日本電色工業社製)を用い、液体測定用ユニット及び光路長20mmの液体測定専用セルを用いて測定される。具体的な好ましい数値としては、例えば、0.4%、1.0%、9%、24%等を挙げることができる。
[保護フィルム]
転写フィルムは、保護フィルムを有していてもよい。
保護フィルムとしては、耐熱性及び耐溶剤性を有する樹脂フィルムを用いることができ、例えば、ポリプロピレンフィルム及びポリエチレンフィルム等のポリオレフィンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、並びに、ポリスチレンフィルムが挙げられる。
また、保護フィルムとして上述の仮支持体と同じ材料で構成された樹脂フィルムを用いてもよい。
なかでも、保護フィルムとしては、ポリオレフィンフィルムが好ましく、ポリプロピレンフィルム又はポリエチレンフィルムがより好ましく、ポリエチレンフィルムが更に好ましい。
転写フィルムは、保護フィルムを有していてもよい。
保護フィルムとしては、耐熱性及び耐溶剤性を有する樹脂フィルムを用いることができ、例えば、ポリプロピレンフィルム及びポリエチレンフィルム等のポリオレフィンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム等のポリエステルフィルム、ポリカーボネートフィルム、並びに、ポリスチレンフィルムが挙げられる。
また、保護フィルムとして上述の仮支持体と同じ材料で構成された樹脂フィルムを用いてもよい。
なかでも、保護フィルムとしては、ポリオレフィンフィルムが好ましく、ポリプロピレンフィルム又はポリエチレンフィルムがより好ましく、ポリエチレンフィルムが更に好ましい。
保護フィルムの厚みは、1~100μmが好ましく、5~50μmがより好ましく、5~40μmが更に好ましく、15~30μmが特に好ましい。
保護フィルムの厚みは、機械的強度に優れる点で、1μm以上が好ましく、比較的安価となる点で、100μm以下が好ましい。
保護フィルムの厚みは、機械的強度に優れる点で、1μm以上が好ましく、比較的安価となる点で、100μm以下が好ましい。
また、保護フィルムにおいては、保護フィルム中に含まれる直径80μm以上のフィッシュアイ数が、5個/m2以下であることが好ましい。
なお、「フィッシュアイ」とは、材料を熱溶融し、混練、押し出し、2軸延伸及びキャスティング法等の方法によりフィルムを製造する際に、材料の異物、未溶解物、及び、酸化劣化物等がフィルム中に取り込まれたものである。
なお、「フィッシュアイ」とは、材料を熱溶融し、混練、押し出し、2軸延伸及びキャスティング法等の方法によりフィルムを製造する際に、材料の異物、未溶解物、及び、酸化劣化物等がフィルム中に取り込まれたものである。
保護フィルムに含まれる直径3μm以上の粒子の数は、30個/mm2以下が好ましく、10個/mm2以下がより好ましく、5個/mm2以下が更に好ましい。
これにより、保護フィルムに含まれる粒子に起因する凹凸が感光性組成物層又は導電層に転写されることにより生じる欠陥を抑制することができる。
これにより、保護フィルムに含まれる粒子に起因する凹凸が感光性組成物層又は導電層に転写されることにより生じる欠陥を抑制することができる。
巻き取り性を付与する点から、保護フィルムの組成物層と接する面とは反対側の表面の算術平均粗さRaは、0.01μm以上が好ましく、0.02μm以上がより好ましく、0.03μm以上が更に好ましい。一方で、0.50μm未満が好ましく、0.40μm以下がより好ましく、0.30μm以下が更に好ましい。
保護フィルムは、転写時の欠陥抑制の点から、組成物層と接する面の表面粗さRa、0.01μm以上が好ましく、0.02μm以上がより好ましく、0.03μm以上が更に好ましい。一方で、0.50μm未満が好ましく、0.40μm以下がより好ましく、0.30μm以下が更に好ましい。
保護フィルムは、転写時の欠陥抑制の点から、組成物層と接する面の表面粗さRa、0.01μm以上が好ましく、0.02μm以上がより好ましく、0.03μm以上が更に好ましい。一方で、0.50μm未満が好ましく、0.40μm以下がより好ましく、0.30μm以下が更に好ましい。
[仮支持体、感光性組成物層及び保護フィルムの関係]
感光性組成物層を硬化した硬化膜の120℃における破断伸びが15%以上であり、
仮支持体の感光性組成物層側の表面の算術平均粗さRaが50nm以下であり、
保護フィルムの感光性組成物層側の表面の算術平均粗さRaが150nm以下であることが好ましい。
感光性組成物層を硬化した硬化膜の120℃における破断伸びが15%以上であり、
仮支持体の感光性組成物層側の表面の算術平均粗さRaが50nm以下であり、
保護フィルムの感光性組成物層側の表面の算術平均粗さRaが150nm以下であることが好ましい。
下記式(1)を満たすことが好ましい。
X×Y<1500 式(1)
ここで、式(1)中、Xは、感光性組成物層を硬化した硬化膜の120℃における破断伸びの値(%)を表し、Yは、仮支持体の感光性組成物層側の表面の算術平均粗さRaの値(nm)を表す。上記X×Yは、750以下がより好ましい。上記Xの具体的な数値としては、18%、25%、30%、35%等を挙げることができる。上記X×Yの具体的な数値としては、4nm、8nm、15nm、30nm等を挙げることができる。上記X×Yの具体的な数値としては、150、200、300、360、900等を挙げることができる。
X×Y<1500 式(1)
ここで、式(1)中、Xは、感光性組成物層を硬化した硬化膜の120℃における破断伸びの値(%)を表し、Yは、仮支持体の感光性組成物層側の表面の算術平均粗さRaの値(nm)を表す。上記X×Yは、750以下がより好ましい。上記Xの具体的な数値としては、18%、25%、30%、35%等を挙げることができる。上記X×Yの具体的な数値としては、4nm、8nm、15nm、30nm等を挙げることができる。上記X×Yの具体的な数値としては、150、200、300、360、900等を挙げることができる。
感光性組成物層を硬化して得られた硬化膜の23℃での破断伸びに対し、120℃での破断伸びが2倍以上大きい、ことが好ましい。
破断伸びは、厚み20μmの感光性組成物層を超高圧水銀ランプで120mJ/cm2露光して硬化した後、高圧水銀ランプで400mJ/cm2で更に追加露光し、145℃で30分間加熱した後の硬化膜について、引っ張り試験によって測定する。
下記式(2)を満たすことが好ましい。
Y≦Z 式(2)
ここで、式(2)中、Yは、仮支持体の感光性組成物層側の表面の算術平均粗さRaの値(nm)を表し、Zは、保護フィルムの感光性組成物層側の表面の算術平均粗さRaの値(nm)を表す。
Y≦Z 式(2)
ここで、式(2)中、Yは、仮支持体の感光性組成物層側の表面の算術平均粗さRaの値(nm)を表し、Zは、保護フィルムの感光性組成物層側の表面の算術平均粗さRaの値(nm)を表す。
[屈折率調整層]
転写フィルムは、屈折率調整層を有していることが好ましい。
屈折率調整層としては、公知の屈折率調整層を適用できる。屈折率調整層に含まれる材料としては、例えば、バインダーポリマー、エチレン性不飽和化合物、金属塩、及び、粒子が挙げられる。
屈折率調整層の屈折率を制御する方法は、特に制限されず、例えば、所定の屈折率の樹脂を単独で用いる方法、樹脂と粒子とを用いる方法、及び、金属塩と樹脂との複合体を用いる方法が挙げられる。
転写フィルムは、屈折率調整層を有していることが好ましい。
屈折率調整層としては、公知の屈折率調整層を適用できる。屈折率調整層に含まれる材料としては、例えば、バインダーポリマー、エチレン性不飽和化合物、金属塩、及び、粒子が挙げられる。
屈折率調整層の屈折率を制御する方法は、特に制限されず、例えば、所定の屈折率の樹脂を単独で用いる方法、樹脂と粒子とを用いる方法、及び、金属塩と樹脂との複合体を用いる方法が挙げられる。
バインダーポリマー及びエチレン性不飽和化合物としては、例えば、上記「感光性組成物層」の項において説明したバインダーポリマー及びエチレン性不飽和化合物が挙げられる。
粒子としては、例えば、金属酸化物粒子、及び、金属粒子が挙げられる。
金属酸化物粒子の種類は特に制限はなく、公知の金属酸化物粒子が挙げられる。金属酸化物粒子における金属には、B、Si、Ge、As、Sb、及び、Te等の半金属も含まれる。
金属酸化物粒子の種類は特に制限はなく、公知の金属酸化物粒子が挙げられる。金属酸化物粒子における金属には、B、Si、Ge、As、Sb、及び、Te等の半金属も含まれる。
粒子の平均一次粒子径は、例えば、硬化膜の透明性の点から、1~200nmが好ましく、3~80nmがより好ましい。
粒子の平均一次粒子径は、電子顕微鏡を用いて任意の粒子200個の粒子径を測定し、測定結果を算術平均することにより算出される。なお、粒子の形状が球形でない場合には、最も長い辺を粒子径とする。
粒子の平均一次粒子径は、電子顕微鏡を用いて任意の粒子200個の粒子径を測定し、測定結果を算術平均することにより算出される。なお、粒子の形状が球形でない場合には、最も長い辺を粒子径とする。
金属酸化物粒子としては、具体的には、酸化ジルコニウム粒子(ZrO2粒子)、Nb2O5粒子、酸化チタン粒子(TiO2粒子)、二酸化珪素粒子(SiO2粒子)、及び、これらの複合粒子からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
これらのなかでも、金属酸化物粒子としては、例えば、屈折率を調整しやすいという点から、酸化ジルコニウム粒子及び酸化チタン粒子からなる群から選ばれる少なくとも1種がより好ましい。
これらのなかでも、金属酸化物粒子としては、例えば、屈折率を調整しやすいという点から、酸化ジルコニウム粒子及び酸化チタン粒子からなる群から選ばれる少なくとも1種がより好ましい。
金属酸化物粒子の市販品としては、焼成酸化ジルコニウム粒子(CIKナノテック(株)製、製品名:ZRPGM15WT%-F04)、焼成酸化ジルコニウム粒子(CIKナノテック(株)製、製品名:ZRPGM15WT%-F74)、焼成酸化ジルコニウム粒子(CIKナノテック(株)製、製品名:ZRPGM15WT%-F75)、焼成酸化ジルコニウム粒子(CIKナノテック(株)製、製品名:ZRPGM15WT%-F76)、酸化ジルコニウム粒子(ナノユースOZ-S30M、日産化学工業(株)製)、及び、酸化ジルコニウム粒子(ナノユースOZ-S30K、日産化学工業(株)製)が挙げられる。
粒子は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用することもできる。
屈折率調整層における粒子の含有量は、屈折率調整層全質量に対し、1~95質量%が好ましく、20~90質量%がより好ましく、40~85質量%が更に好ましい。
金属酸化物粒子として酸化チタンを用いる場合、酸化チタン粒子の含有量は、屈折率調整層全質量に対して、1~95質量%が好ましく、20~90質量%がより好ましく、40~85質量%が更に好ましい。
屈折率調整層における粒子の含有量は、屈折率調整層全質量に対し、1~95質量%が好ましく、20~90質量%がより好ましく、40~85質量%が更に好ましい。
金属酸化物粒子として酸化チタンを用いる場合、酸化チタン粒子の含有量は、屈折率調整層全質量に対して、1~95質量%が好ましく、20~90質量%がより好ましく、40~85質量%が更に好ましい。
屈折率調整層の屈折率は、感光性組成物層の屈折率よりも高いことが好ましい。
屈折率調整層の屈折率は、1.50以上が好ましく、1.55以上がより好ましく、1.60以上が更に好ましく、1.65以上が特に好ましい。屈折率調整層の屈折率の上限は、2.10以下が好ましく、1.85以下がより好ましく、1.78以下が更に好ましい。
屈折率調整層の屈折率は、1.50以上が好ましく、1.55以上がより好ましく、1.60以上が更に好ましく、1.65以上が特に好ましい。屈折率調整層の屈折率の上限は、2.10以下が好ましく、1.85以下がより好ましく、1.78以下が更に好ましい。
屈折率調整層の厚みは、50~500nmが好ましく、55~110nmがより好ましく、60~100nmが更に好ましい。
屈折率調整層の厚みは、走査型電子顕微鏡(SEM)による断面観察により測定した任意の5点の平均値として算出する。
屈折率調整層の厚みは、走査型電子顕微鏡(SEM)による断面観察により測定した任意の5点の平均値として算出する。
<転写フィルムの製造方法>
第1実施形態の転写フィルムの製造方法は特に制限されず、公知の方法を使用できる。
上記の転写フィルムの製造方法としては、例えば、仮支持体の表面に感光性組成物を塗布して塗膜を形成し、更にこの塗膜を乾燥して感光性組成物層を形成する工程と、感光性組成物層の表面に屈折率調整層形成用組成物を塗布して塗膜を形成し、更にこの塗膜を乾燥して屈折率調整層を形成する工程と、を含む方法が挙げられる。
第1実施形態の転写フィルムの製造方法は特に制限されず、公知の方法を使用できる。
上記の転写フィルムの製造方法としては、例えば、仮支持体の表面に感光性組成物を塗布して塗膜を形成し、更にこの塗膜を乾燥して感光性組成物層を形成する工程と、感光性組成物層の表面に屈折率調整層形成用組成物を塗布して塗膜を形成し、更にこの塗膜を乾燥して屈折率調整層を形成する工程と、を含む方法が挙げられる。
第1実施形態の転写フィルムの製造方法としては、屈折率調整層の仮支持体を有する側とは反対側の面に接するように保護フィルムを設ける工程を含むことにより、仮支持体、感光性組成物層、屈折率調整層、及び保護フィルムを備える転写フィルムを製造することが好ましい。
上記の製造方法により転写フィルムを製造した後、転写フィルムを巻き取ることにより、ロール形態の転写フィルムを作製及び保管してもよい。ロール形態の転写フィルムは、後述するロールツーロール方式での基材との貼合工程にそのままの形態で提供できる。
上記の製造方法により転写フィルムを製造した後、転写フィルムを巻き取ることにより、ロール形態の転写フィルムを作製及び保管してもよい。ロール形態の転写フィルムは、後述するロールツーロール方式での基材との貼合工程にそのままの形態で提供できる。
また、上記の転写フィルムの製造方法としては、保護フィルム上に、屈折率調整層を形成した後、屈折率調整層の表面に感光性樹脂層を形成する方法であってもよい。
また、上記の転写フィルムの製造方法としては、仮支持体上に感光性組成物層を形成し、別途、保護フィルム上に屈折率調整層を形成し、感光性組成物層とに屈折率調整層とを貼り合わせて形成する方法であってもよい。
また、上記の転写フィルムの製造方法としては、仮支持体上に感光性組成物層を形成し、別途、保護フィルム上に屈折率調整層を形成し、感光性組成物層とに屈折率調整層とを貼り合わせて形成する方法であってもよい。
[感光性組成物及び感光性組成物層の形成方法]
生産性に優れる点で、転写フィルム中の感光性組成物層は、上述した感光性組成物層を構成する成分(例えば、バインダーポリマー、エチレン性不飽和化合物、及び、光重合開始剤等)、及び、溶剤を含む感光性組成物を使用して塗布法により形成されることが望ましい。第1実施形態の転写フィルムの製造方法としては、具体的には、仮支持体上に感光性組成物を塗布して塗膜を形成し、この塗膜に所定温度にて乾燥処理を施して感光性組成物層を形成する方法であることが好ましい。
生産性に優れる点で、転写フィルム中の感光性組成物層は、上述した感光性組成物層を構成する成分(例えば、バインダーポリマー、エチレン性不飽和化合物、及び、光重合開始剤等)、及び、溶剤を含む感光性組成物を使用して塗布法により形成されることが望ましい。第1実施形態の転写フィルムの製造方法としては、具体的には、仮支持体上に感光性組成物を塗布して塗膜を形成し、この塗膜に所定温度にて乾燥処理を施して感光性組成物層を形成する方法であることが好ましい。
感光性組成物に含まれ得る溶剤としては、有機溶剤が好ましい。有機溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(別名:1-メトキシ-2-プロピルアセテート)、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、乳酸エチル、乳酸メチル、カプロラクタム、n-プロパノール、及び、2-プロパノールが挙げられる。
また、溶剤としては、必要に応じ、沸点が180~250℃である有機溶剤(高沸点溶剤)を用いることもできる。
溶剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用することもできる。
感光性組成物の全固形分量は、感光性組成物の全質量に対して、5~80質量%が好ましく、5~40質量%がより好ましく、5~30質量%が更に好ましい。
つまり、感光性組成物中の溶剤の含有量としては、感光性組成物の全質量に対して、20~95質量%が好ましく、60~95質量%がより好ましく、70~95質量%が更に好ましい。
感光性組成物の全固形分量は、感光性組成物の全質量に対して、5~80質量%が好ましく、5~40質量%がより好ましく、5~30質量%が更に好ましい。
つまり、感光性組成物中の溶剤の含有量としては、感光性組成物の全質量に対して、20~95質量%が好ましく、60~95質量%がより好ましく、70~95質量%が更に好ましい。
感光性組成物の25℃における粘度は、例えば、塗布性の点から、1~50mPa・sが好ましく、2~40mPa・sがより好ましく、3~30mPa・sが更に好ましい。粘度は、粘度計を用いて測定する。粘度計としては、例えば、東機産業(株)製の粘度計(商品名:VISCOMETER TV-22)を好適に使用できる。ただし、粘度計は、上記した粘度計に制限されない。
感光性組成物の25℃における表面張力は、例えば、塗布性の点から、5~100mN/mが好ましく、10~80mN/mがより好ましく、15~40mN/mが更に好ましい。表面張力は、表面張力計を用いて測定する。表面張力計としては、例えば、協和界面科学(株)製の表面張力計(商品名:Automatic Surface Tensiometer CBVP-Z)を好適に使用できる。ただし、表面張力計は、上記した表面張力計に制限されない。
感光性組成物の塗布方法としては、例えば、印刷法、スプレー法、ロールコート法、バーコート法、カーテンコート法、スピンコート法、及び、ダイコート法(すなわち、スリットコート法)が挙げられる。
感光性組成物の塗膜の乾燥方法としては、加熱乾燥及び減圧乾燥が好ましい。なお、本明細書において、「乾燥」とは、組成物に含まれる溶剤の少なくとも一部を除去することを意味する。乾燥方法としては、例えば、自然乾燥、加熱乾燥、及び、減圧乾燥が挙げられる。上記した方法を単独で又は複数組み合わせて適用することができる。
乾燥温度としては、80℃以上が好ましく、90℃以上がより好ましい。また、その上限値としては130℃以下が好ましく、120℃以下がより好ましい。温度を連続的に変化させて乾燥させることもできる。
また、乾燥時間としては、20秒以上が好ましく、40秒以上がより好ましく、60秒以上が更に好ましい。また、その上限値としては特に制限されないが、600秒以下が好ましく、300秒以下がより好ましい。
乾燥温度としては、80℃以上が好ましく、90℃以上がより好ましい。また、その上限値としては130℃以下が好ましく、120℃以下がより好ましい。温度を連続的に変化させて乾燥させることもできる。
また、乾燥時間としては、20秒以上が好ましく、40秒以上がより好ましく、60秒以上が更に好ましい。また、その上限値としては特に制限されないが、600秒以下が好ましく、300秒以下がより好ましい。
[屈折率調整層形成用組成物及び屈折率調整層の形成方法]
屈折率調整層形成用組成物としては、上述した屈折率調整層を形成する各種成分と溶剤とを含むことが好ましい。なお、屈折率調整層形成用組成物において、組成物の全固形分に対する各成分の含有量の好適範囲は、上述した屈折率調整層の全質量に対する各成分の含有量の好適範囲と同じである。
溶剤としては、屈折率調整層に含まれる成分を溶解又は分散可能であれば特に制限されず、水及び水混和性の有機溶剤からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、水又は水と水混和性の有機溶剤との混合溶剤がより好ましい。
水混和性の有機溶剤としては、例えば、炭素数1~3のアルコール、アセトン、エチレングリコール、及びグリセリンが挙げられ、炭素数1~3のアルコールが好ましく、メタノール又はエタノールがより好ましい。
溶剤は、1種単独で使用してもよく、2種以上使用してもよい。
溶剤の含有量は、組成物の全固形分100質量部に対して、50~2,500質量部が好ましく、50~1,900質量部がより好ましく、100~900質量部が更に好ましい。
屈折率調整層形成用組成物としては、上述した屈折率調整層を形成する各種成分と溶剤とを含むことが好ましい。なお、屈折率調整層形成用組成物において、組成物の全固形分に対する各成分の含有量の好適範囲は、上述した屈折率調整層の全質量に対する各成分の含有量の好適範囲と同じである。
溶剤としては、屈折率調整層に含まれる成分を溶解又は分散可能であれば特に制限されず、水及び水混和性の有機溶剤からなる群より選択される少なくとも1種が好ましく、水又は水と水混和性の有機溶剤との混合溶剤がより好ましい。
水混和性の有機溶剤としては、例えば、炭素数1~3のアルコール、アセトン、エチレングリコール、及びグリセリンが挙げられ、炭素数1~3のアルコールが好ましく、メタノール又はエタノールがより好ましい。
溶剤は、1種単独で使用してもよく、2種以上使用してもよい。
溶剤の含有量は、組成物の全固形分100質量部に対して、50~2,500質量部が好ましく、50~1,900質量部がより好ましく、100~900質量部が更に好ましい。
屈折率調整層の形成方法は、上記の成分を含む層を形成可能な方法であれば特に制限されず、例えば、公知の塗布方法(スリット塗布、スピン塗布、カーテン塗布、及びインクジェット塗布等)が挙げられる。
また、保護フィルムを屈折率調整層に貼り合わせることにより、第1実施形態の転写フィルムを製造できる。
保護フィルムを屈折率調整層に貼り合わせる方法は特に制限されず、公知の方法が挙げられる。
保護フィルムを屈折率調整層に貼り合わせる装置としては、真空ラミネーター、及び、オートカットラミネーター等の公知のラミネーターが挙げられる。
ラミネーターはゴムローラー等の任意の加熱可能なローラーを備え、加圧及び加熱ができるものであることが好ましい。
保護フィルムを屈折率調整層に貼り合わせる方法は特に制限されず、公知の方法が挙げられる。
保護フィルムを屈折率調整層に貼り合わせる装置としては、真空ラミネーター、及び、オートカットラミネーター等の公知のラミネーターが挙げられる。
ラミネーターはゴムローラー等の任意の加熱可能なローラーを備え、加圧及び加熱ができるものであることが好ましい。
<タッチパネルセンサーの製造方法>
本発明のタッチパネルセンサーの製造方法は、上記特徴を具備するタッチパネルセンサーを製造することができれば特に制限されないが、上記特徴を具備するタッチパネルセンサーを製造しやすい点で、上記転写フィルムを用いて製造することが好ましい。
なかでも、タッチパネルセンサー基材及び基材上に配置されたセンサー電極を含む導電性基材と、導電性基材上に配置され、バインダーポリマーと、エチレン性不飽和基を有する化合物と、光重合開始剤とを含む感光性組成物層とを有する感光性組成物層付き基材を準備する準備工程と、
感光性組成物層をパターン露光する露光工程と、
パターン露光された感光性組成物層を現像して、樹脂層パターンを形成する現像工程と、
樹脂層パターンが50~120℃の条件下にて、樹脂層パターンを露光して、センサー電極の少なくとも一部を覆う保護膜を形成する硬化工程とを有する、タッチパネルセンサーの製造方法がより好ましい。
上記製造方法によれば、屈曲させた後のタッチパネルセンサーのセンサー電極の抵抗値の変化が少なく、ロール搬送などの取り扱い時にタッチパネルセンサーに輝点が生じにくい、タッチパネルセンサーを製造できる。特に、上記硬化工程を実施することにより、上記特徴を有するタッチパネルセンサーを製造しやすい。
以下、上記より好ましい工程の手順について詳述する。
本発明のタッチパネルセンサーの製造方法は、上記特徴を具備するタッチパネルセンサーを製造することができれば特に制限されないが、上記特徴を具備するタッチパネルセンサーを製造しやすい点で、上記転写フィルムを用いて製造することが好ましい。
なかでも、タッチパネルセンサー基材及び基材上に配置されたセンサー電極を含む導電性基材と、導電性基材上に配置され、バインダーポリマーと、エチレン性不飽和基を有する化合物と、光重合開始剤とを含む感光性組成物層とを有する感光性組成物層付き基材を準備する準備工程と、
感光性組成物層をパターン露光する露光工程と、
パターン露光された感光性組成物層を現像して、樹脂層パターンを形成する現像工程と、
樹脂層パターンが50~120℃の条件下にて、樹脂層パターンを露光して、センサー電極の少なくとも一部を覆う保護膜を形成する硬化工程とを有する、タッチパネルセンサーの製造方法がより好ましい。
上記製造方法によれば、屈曲させた後のタッチパネルセンサーのセンサー電極の抵抗値の変化が少なく、ロール搬送などの取り扱い時にタッチパネルセンサーに輝点が生じにくい、タッチパネルセンサーを製造できる。特に、上記硬化工程を実施することにより、上記特徴を有するタッチパネルセンサーを製造しやすい。
以下、上記より好ましい工程の手順について詳述する。
[準備工程]
準備工程では、タッチパネルセンサー基材及び基材上に配置されたセンサー電極を含む導電性基材と、導電性基材上に配置され、バインダーポリマーと、エチレン性不飽和基を有する化合物と、光重合開始剤とを含む感光性組成物層とを有する感光性組成物層付き基材を準備する。
導電性基材は、好ましい態様を含めて上述したとおりである。
感光性組成物層は、上記転写フィルムを用いて導電性基材上に配置されることが好ましく、導電性基材と転写フィルムとを貼合して感光性組成物層を形成する貼合工程によって配置されることがより好ましい。
準備工程では、タッチパネルセンサー基材及び基材上に配置されたセンサー電極を含む導電性基材と、導電性基材上に配置され、バインダーポリマーと、エチレン性不飽和基を有する化合物と、光重合開始剤とを含む感光性組成物層とを有する感光性組成物層付き基材を準備する。
導電性基材は、好ましい態様を含めて上述したとおりである。
感光性組成物層は、上記転写フィルムを用いて導電性基材上に配置されることが好ましく、導電性基材と転写フィルムとを貼合して感光性組成物層を形成する貼合工程によって配置されることがより好ましい。
貼合工程は、転写フィルムが有する仮支持体とは反対側の表面を、導電性基材に接触させて貼り合わせ、導電性基材、センサー電極、感光性組成物層、及び、仮支持体をこの順に有する組成物層付き基材を得る工程である。なお、転写フィルムが保護フィルムを有する構成である場合、保護フィルムを剥がしてから貼合工程を実施する。
上記貼合においては、センサー電極と上記組成物層の表面とが接触するように圧着させる。
上記圧着の方法としては特に制限はなく、公知の転写方法、及び、ラミネート方法を使用できる。なかでも、組成物層の表面を、センサー電極を有する導電性基材に重ね、ロール等による加圧及び加熱が行われることが好ましい。
貼り合せには、真空ラミネーター、及び、オートカットラミネーター等の公知のラミネーターを使用できる。
ラミネート温度としては特に制限されないが、例えば、70~130℃であるのが好ましい。
上記圧着の方法としては特に制限はなく、公知の転写方法、及び、ラミネート方法を使用できる。なかでも、組成物層の表面を、センサー電極を有する導電性基材に重ね、ロール等による加圧及び加熱が行われることが好ましい。
貼り合せには、真空ラミネーター、及び、オートカットラミネーター等の公知のラミネーターを使用できる。
ラミネート温度としては特に制限されないが、例えば、70~130℃であるのが好ましい。
本発明の転写フィルム中の感光性組成物層を用いて形成された保護膜は、センサー電極を保護する目的で、センサー電極の少なくとも一部を直接又は他の層を介して覆うように設けられることが好ましい。
[露光工程]
露光工程は、感光性組成物層をパターン露光する工程である。
なお、ここで、「パターン露光」とは、パターン状に露光する形態、すなわち、露光部と非露光部とが存在する形態の露光を指す。
パターン露光における露光領域と未露光領域との位置関係は特に制限されず、適宜調整される。
露光の際には、感光性組成物層の基材とは反対側から露光してもよく、組成物層の基材側から露光してもよい。
露光工程は、感光性組成物層をパターン露光する工程である。
なお、ここで、「パターン露光」とは、パターン状に露光する形態、すなわち、露光部と非露光部とが存在する形態の露光を指す。
パターン露光における露光領域と未露光領域との位置関係は特に制限されず、適宜調整される。
露光の際には、感光性組成物層の基材とは反対側から露光してもよく、組成物層の基材側から露光してもよい。
パターン露光の光源としては、少なくとも感光性組成物層を硬化し得る波長域の光(例えば、365nm又は405nm)を照射できるものであれば適宜選定して使用できる。なかでも、パターン露光の露光光の主波長は、365nmが好ましい。なお、主波長とは、最も強度が高い波長である。
光源としては、例えば、各種レーザー、発光ダイオード(LED)、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、及び、メタルハライドランプが挙げられる。
露光量は、5~200mJ/cm2が好ましく、10~200mJ/cm2がより好ましい。
露光量は、5~200mJ/cm2が好ましく、10~200mJ/cm2がより好ましい。
露光に使用する光源、露光量及び露光方法の好ましい態様としては、例えば、国際公開第2018/155193号の段落[0146]~[0147]に記載があり、これらの内容は本明細書に組み込まれる。
露光工程、及び、後述する現像工程を行うことで、導電性基材上のセンサー電極上に、少なくともセンサー電極を覆う樹脂層パターンが形成される。
[剥離工程]
上記製造方法は、準備工程と露光工程との間、又は、露光工程と後述する現像工程との間に、感光性組成物層付き基材から仮支持体を剥離する剥離工程を有していることが好ましい。
剥離方法は特に制限されず、特開2010-072589号公報の段落[0161]~[0162]に記載されたカバーフィルム剥離機構と同様の機構を使用できる。
上記製造方法は、準備工程と露光工程との間、又は、露光工程と後述する現像工程との間に、感光性組成物層付き基材から仮支持体を剥離する剥離工程を有していることが好ましい。
剥離方法は特に制限されず、特開2010-072589号公報の段落[0161]~[0162]に記載されたカバーフィルム剥離機構と同様の機構を使用できる。
[現像工程]
現像工程は、露光された感光性組成物層を現像して、樹脂層パターンを形成する工程である。
上記感光性組成物層の現像は、現像液を用いて行うことができる。
現像液として、アルカリ性水溶液が好ましい。アルカリ性水溶液に含まれ得るアルカリ性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、及び、コリン(2-ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド)が挙げられる。
現像工程は、露光された感光性組成物層を現像して、樹脂層パターンを形成する工程である。
上記感光性組成物層の現像は、現像液を用いて行うことができる。
現像液として、アルカリ性水溶液が好ましい。アルカリ性水溶液に含まれ得るアルカリ性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、及び、コリン(2-ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウムヒドロキシド)が挙げられる。
現像の方式としては、例えば、パドル現像、シャワー現像、スピン現像、及び、ディップ現像等の方式が挙げられる。
本明細書において好適に用いられる現像液としては、例えば、国際公開第2015/093271号の段落[0194]に記載の現像液が挙げられ、好適に用いられる現像方式としては、例えば、国際公開第2015/093271号の段落[0195]に記載の現像方式が挙げられる。
[硬化工程]
硬化工程は、樹脂層パターンが50~120℃の条件下にて、樹脂層パターンを露光して、センサー電極の少なくとも一部を覆う保護膜を形成する工程である。すなわち、硬化工程は、樹脂層パターンを加熱しながら露光を行う。
硬化工程の温度は、樹脂層パターン表面の温度を放射温度計(IT-540 HORIBA社製)で測定したものをいう。
ここで、「樹脂層パターンが50~120℃の条件下にて、樹脂層パターンを露光して」とは、硬化工程において露光する樹脂層パターンの表面のうち、少なくとも1つの測定箇所の温度が50~120℃であることをいう。露光する樹脂層パターンの表面のうち、樹脂層パターンが50~120℃である面積の割合は、樹脂層パターンの全面積に対して、10%以上が好ましく、30%以上がより好ましく、50%以上が更に好ましく、70%以上が特に好ましい。上限は、100%以下が挙げられる。樹脂層パターンが50~120℃である面積の割合は、測定箇所を変えて樹脂層パターンの温度を測定することで算出できる。
硬化工程での樹脂層パターンの温度は、上記では50~120℃であるが、70~100℃が好ましく、80~95℃がより好ましく、85~90℃が更に好ましい。さらに、露光する樹脂層パターンの表面のうち、上記好ましい温度範囲である面積の割合が、樹脂層パターンの全面積に対して、上記好ましい割合の範囲であることも好ましい。
硬化工程は、樹脂層パターンが50~120℃の条件下にて、樹脂層パターンを露光して、センサー電極の少なくとも一部を覆う保護膜を形成する工程である。すなわち、硬化工程は、樹脂層パターンを加熱しながら露光を行う。
硬化工程の温度は、樹脂層パターン表面の温度を放射温度計(IT-540 HORIBA社製)で測定したものをいう。
ここで、「樹脂層パターンが50~120℃の条件下にて、樹脂層パターンを露光して」とは、硬化工程において露光する樹脂層パターンの表面のうち、少なくとも1つの測定箇所の温度が50~120℃であることをいう。露光する樹脂層パターンの表面のうち、樹脂層パターンが50~120℃である面積の割合は、樹脂層パターンの全面積に対して、10%以上が好ましく、30%以上がより好ましく、50%以上が更に好ましく、70%以上が特に好ましい。上限は、100%以下が挙げられる。樹脂層パターンが50~120℃である面積の割合は、測定箇所を変えて樹脂層パターンの温度を測定することで算出できる。
硬化工程での樹脂層パターンの温度は、上記では50~120℃であるが、70~100℃が好ましく、80~95℃がより好ましく、85~90℃が更に好ましい。さらに、露光する樹脂層パターンの表面のうち、上記好ましい温度範囲である面積の割合が、樹脂層パターンの全面積に対して、上記好ましい割合の範囲であることも好ましい。
硬化工程の露光量は、200~1500mJ/cm2が好ましく、200mJ/cm2以上1000mJ/cm2未満より好ましい。硬化工程の露光量を上記範囲とすることで、上記特徴を有するタッチパネルセンサーを製造しやすい。
[ポストベーク工程]
上記製造方法は、上記硬化工程で得られた保護膜を加熱する工程(ポストベーク工程)を有していてもよい。
ポストベークの温度は、80℃~250℃が好ましく、90℃~160℃がより好ましい。ポストベークの時間は、1分~180分が好ましく、10分~60分がより好ましい。
上記製造方法は、上記硬化工程で得られた保護膜を加熱する工程(ポストベーク工程)を有していてもよい。
ポストベークの温度は、80℃~250℃が好ましく、90℃~160℃がより好ましい。ポストベークの時間は、1分~180分が好ましく、10分~60分がより好ましい。
[反応率]
上記製造方法は、感光性組成物層に含まれるエチレン性不飽和基に由来する赤外吸収ピークの強度をY1とし、保護膜に含まれるエチレン性不飽和基に由来する赤外吸収ピークの強度をY2としたとき、下記式(1)で計算される反応率が70%以上であることも好ましい。上限は特に制限されないが、100%以下が挙げられ、90%以下が好ましく、85%以下がより好ましい。
式(1) 反応率[%]={1-Y2/Y1)}×100
上記反応率を上記範囲とすることで、上記特徴を有するタッチパネルセンサーを製造しやすい。
上記製造方法は、感光性組成物層に含まれるエチレン性不飽和基に由来する赤外吸収ピークの強度をY1とし、保護膜に含まれるエチレン性不飽和基に由来する赤外吸収ピークの強度をY2としたとき、下記式(1)で計算される反応率が70%以上であることも好ましい。上限は特に制限されないが、100%以下が挙げられ、90%以下が好ましく、85%以下がより好ましい。
式(1) 反応率[%]={1-Y2/Y1)}×100
上記反応率を上記範囲とすることで、上記特徴を有するタッチパネルセンサーを製造しやすい。
なお、上記Y1は、以下の手順で測定したものをいう。
上記準備工程で得られた感光性組成物層付き基材の表面の仮支持体を剥離し、感光性組成物層の表面を露出させる。
感光性組成物層の表面について、フルオート顕微FT-IRシステムLUMOS(Bruker Optics社製)を用いて、ATR-IR(検出器:MCT、結晶:Ge、波数分解能:4cm-1、積算:32回)により赤外吸収スペクトルを取得する。
得られた赤外吸収スペクトルから、エチレン性不飽和基に該当する二重結合のピークに相当する810cm-1のピーク面積を算出し、面積値をY1とする。
また、上記Y2は、上記硬化工程で得られた保護膜について、上記Y1の測定と同様にしてY2を得る。
上記準備工程で得られた感光性組成物層付き基材の表面の仮支持体を剥離し、感光性組成物層の表面を露出させる。
感光性組成物層の表面について、フルオート顕微FT-IRシステムLUMOS(Bruker Optics社製)を用いて、ATR-IR(検出器:MCT、結晶:Ge、波数分解能:4cm-1、積算:32回)により赤外吸収スペクトルを取得する。
得られた赤外吸収スペクトルから、エチレン性不飽和基に該当する二重結合のピークに相当する810cm-1のピーク面積を算出し、面積値をY1とする。
また、上記Y2は、上記硬化工程で得られた保護膜について、上記Y1の測定と同様にしてY2を得る。
<タッチパネルセンサーの用途>
本発明のタッチパネルセンサーは、種々の装置に適用することができる。上記タッチパネルセンサーを備えた装置としては、例えば、表示装置、半導体パッケージ入力装置等が挙げられ、タッチパネルであることが好ましく、静電容量型タッチパネルであることがより好ましい。
より具体的には、本発明のタッチパネルセンサーは、タッチパネルモジュールの製造に好適に使用できる。なお、タッチパネルモジュールとは、タッチパネルセンサーと、カバーガラス及び周辺配線とを有する。
また、本発明のタッチパネルセンサーは、タッチパネルの製造に好適に使用できる。なお、タッチパネルとは、タッチパネルモジュールと、表示装置とを有する。
上記表示装置としては、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、及び、液晶表示装置等の表示装置に適用することができる。
本発明のタッチパネルセンサーは、種々の装置に適用することができる。上記タッチパネルセンサーを備えた装置としては、例えば、表示装置、半導体パッケージ入力装置等が挙げられ、タッチパネルであることが好ましく、静電容量型タッチパネルであることがより好ましい。
より具体的には、本発明のタッチパネルセンサーは、タッチパネルモジュールの製造に好適に使用できる。なお、タッチパネルモジュールとは、タッチパネルセンサーと、カバーガラス及び周辺配線とを有する。
また、本発明のタッチパネルセンサーは、タッチパネルの製造に好適に使用できる。なお、タッチパネルとは、タッチパネルモジュールと、表示装置とを有する。
上記表示装置としては、有機エレクトロルミネッセンス表示装置、及び、液晶表示装置等の表示装置に適用することができる。
以下に実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。
以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、及び、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更できる。従って、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきではない。
以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、及び、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更できる。従って、本発明の範囲は以下に示す実施例により限定的に解釈されるべきではない。
<転写フィルムに用いる材料の準備>
[バインダーポリマー]
(重合体P-1の合成)
下記化学式によって表される重合体P-1を含む溶液P-1を製造した。
なお、下記化学式中の構成単位の組成比は、モル比である。P-1溶液は、以下の方法により製造した。
[バインダーポリマー]
(重合体P-1の合成)
下記化学式によって表される重合体P-1を含む溶液P-1を製造した。
なお、下記化学式中の構成単位の組成比は、モル比である。P-1溶液は、以下の方法により製造した。
プロピレングリコールモノメチルエーテル(82.4g)をフラスコに仕込み、窒素気流下で90℃に加熱した。フラスコに対し、スチレン(38.4g)、ジシクロペンタニルメタクリレート(30.1g)及びメタクリル酸(34.0g)をプロピレングリコールモノメチルエーテル20gに溶解させた溶液、並びに、重合開始剤V-601(富士フイルム和光純薬(株)製、5.4g)をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(43.6g)に溶解させた溶液を、同時に3時間かけて滴下した。滴下終了後、1時間おきにV-601(0.75g)を3回添加し、更に3時間反応させた。
反応液を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(58.4g)及びプロピレングリコールモノメチルエーテル(11.7g)で希釈した。空気気流下、反応液を100℃に昇温し、テトラエチルアンモニウムブロミド(0.53g)及びp-メトキシフェノール(0.26g)を添加した。得られた混合物に、グリシジルメタクリレート(日油(株)製ブレンマーGH、25.5g)を20分かけて滴下した。得られた混合物を100℃で7時間反応させ、重合体P-1を含む溶液P-1を得た。
溶液P-1を含む溶液の固形分濃度は36.5質量%であった。ガスクロマトグラフィーを用いて測定した残存モノマー量は、いずれのモノマーにおいても重合体P-1の固形分に対し0.1質量%未満であった。
反応液を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(58.4g)及びプロピレングリコールモノメチルエーテル(11.7g)で希釈した。空気気流下、反応液を100℃に昇温し、テトラエチルアンモニウムブロミド(0.53g)及びp-メトキシフェノール(0.26g)を添加した。得られた混合物に、グリシジルメタクリレート(日油(株)製ブレンマーGH、25.5g)を20分かけて滴下した。得られた混合物を100℃で7時間反応させ、重合体P-1を含む溶液P-1を得た。
溶液P-1を含む溶液の固形分濃度は36.5質量%であった。ガスクロマトグラフィーを用いて測定した残存モノマー量は、いずれのモノマーにおいても重合体P-1の固形分に対し0.1質量%未満であった。
重合体P-1の性質は次のとおりであった。重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって測定された標準ポリスチレン換算の分子量である。
・重量平均分子量(Mw):17,000
・数平均分子量(Mn):7,400
・分散度:2.3
・酸価:95mgKOH/g
・重量平均分子量(Mw):17,000
・数平均分子量(Mn):7,400
・分散度:2.3
・酸価:95mgKOH/g
(重合体P-2の合成)
下記化学式によって表される重合体P-2を含む溶液P-2を製造した。
なお、下記化学式中の構成単位の組成比は、モル比である。P-2溶液は、以下の方法により製造した。
下記化学式によって表される重合体P-2を含む溶液P-2を製造した。
なお、下記化学式中の構成単位の組成比は、モル比である。P-2溶液は、以下の方法により製造した。
プロピレングリコールモノメチルエーテル(113.5g)をフラスコに仕込み窒素気流下90℃に加熱した。フラスコに対し、スチレン(172g)、メタクリル酸メチル(4.7g)及びメタクリル酸(112.1g)をプロピレングリコールモノメチルエーテル(30g)に溶解させた溶液、並びに、重合開始剤V-601(富士フイルム和光純薬(株)製、27.6g)をプロピレングリコールモノメチルエーテル(57.7g)に溶解させた溶液を、同時に3時間かけて滴下した。滴下終了後、1時間おきに3回、V-601(2.5g)を添加した。その後更に3時間反応させた。
反応液を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(160.7g)及びプロピレングリコールモノメチルエーテル(233.3g)で希釈した。空気気流下、反応液を100℃に昇温し、テトラエチルアンモニウムブロミド(1.8g)及びp-メトキシフェノール(0.86g)を添加した後、グリシジルメタクリレート(日油(株)製ブレンマーG、71.9g)を20分かけて滴下した。得られた混合物を100℃で7時間反応させ、重合体P-2を含む溶液P-2を得た。
溶液P-2の固形分濃度は、36.2質量%であった。ガスクロマトグラフィーを用いて測定した残存モノマー量は、いずれのモノマーにおいてもポリマー固形分に対し0.1質量%未満であった。
反応液を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(160.7g)及びプロピレングリコールモノメチルエーテル(233.3g)で希釈した。空気気流下、反応液を100℃に昇温し、テトラエチルアンモニウムブロミド(1.8g)及びp-メトキシフェノール(0.86g)を添加した後、グリシジルメタクリレート(日油(株)製ブレンマーG、71.9g)を20分かけて滴下した。得られた混合物を100℃で7時間反応させ、重合体P-2を含む溶液P-2を得た。
溶液P-2の固形分濃度は、36.2質量%であった。ガスクロマトグラフィーを用いて測定した残存モノマー量は、いずれのモノマーにおいてもポリマー固形分に対し0.1質量%未満であった。
重合体P-2の性質は次のとおりであった。重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって測定された標準ポリスチレン換算の分子量である。
・重量平均分子量(Mw):18,000
・数平均分子量(Mn):7,800
・分散度:2.3
・酸価:124mgKOH/g
・重量平均分子量(Mw):18,000
・数平均分子量(Mn):7,800
・分散度:2.3
・酸価:124mgKOH/g
(重合体P-3の合成)
重合体P-1の合成において、グリシジルメタクリレートを滴下する工程を行わなかった以外は、重合体P-1の合成と同様の方法で重合体P-3を合成し、溶液P-3を得た。
溶液P-3の固形分濃度は、36.5質量%であった。ガスクロマトグラフィーを用いて測定した残存モノマー量は、いずれのモノマーにおいても重合体P-3の固形分に対し0.1質量%未満であった。
重合体P-1の合成において、グリシジルメタクリレートを滴下する工程を行わなかった以外は、重合体P-1の合成と同様の方法で重合体P-3を合成し、溶液P-3を得た。
溶液P-3の固形分濃度は、36.5質量%であった。ガスクロマトグラフィーを用いて測定した残存モノマー量は、いずれのモノマーにおいても重合体P-3の固形分に対し0.1質量%未満であった。
重合体P-3の性質は次のとおりであった。重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって測定された標準ポリスチレン換算の分子量である。
・重量平均分子量(Mw):18,000
・数平均分子量(Mn):7,800
・分散度:2.3
・酸価:174mgKOH/g
・重量平均分子量(Mw):18,000
・数平均分子量(Mn):7,800
・分散度:2.3
・酸価:174mgKOH/g
(重合体P-4の合成)
下記化学式によって表される重合体P-4を含む溶液P-4を製造した。
なお、下記化学式中の構成単位の組成比は、モル比である。P-4溶液は、以下の方法により製造した。
下記化学式によって表される重合体P-4を含む溶液P-4を製造した。
なお、下記化学式中の構成単位の組成比は、モル比である。P-4溶液は、以下の方法により製造した。
2000mLのフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(三和化学産業製、商品名PGM-Ac)(60g)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(三和化学産業製、商品名PGM)(240g)を導入した。得られた液体を撹拌しつつ90℃に昇温した。
滴下液(1)の調製として、メタクリル酸(三菱レイヨン製、商品名アクリエステルM)107.1g、メタクリル酸メチル(三菱ガス化学製、商品名MMA)(5.46g)、及び、シクロヘキシルメタクリレート(三菱ガス化学製、商品名CHMA)(231.42g)を混合し、PGM-Ac(60g)で希釈することにより、滴下液(1)を得た。
滴下液(2)の調製として、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)(和光純薬工業製、商品名V-601)(9.637g)をPGM-Ac(136.56g)で溶解させることにより、滴下液(2)を得た。
滴下液(1)と滴下液(2)とを同時に3時間かけて、上述した2000mLのフラスコ(詳細には、90℃に昇温された液体が入った2000mLのフラスコ)に滴下した。
次に、滴下液(1)の容器をPGM-Ac(12g)で洗浄し、洗浄液を上記2000mLのフラスコに滴下した。次に、滴下液(2)の容器をPGM-Ac(6g)で洗浄し、洗浄液を上記2000mLのフラスコに滴下した。これらの滴下中、上記2000mLのフラスコ内の反応液を90℃に保ち、撹拌した。更に、後反応として、反応液を90℃で1時間撹拌した。
後反応後の反応液に、開始剤の追加添加1回目として、V-601(2.401g)を添加した。更に、V-601の容器をPGM-Ac(6g)で洗浄し、洗浄液を反応液に導入した。その後、90℃で1時間撹拌した。
次に、開始剤の追加添加2回目として、V-601(2.401g)を反応液に添加した。更にV-601の容器をPGM-Ac(6g)で洗浄し、洗浄液を反応液に導入した。その後90℃で1時間撹拌した。
次に、開始剤の追加添加3回目として、V-601(2.401g)を反応液に添加した。更に、V-601の容器をPGM-Ac(6g)で洗浄し、洗浄液を反応液に導入した。その後90℃で3時間撹拌した。
滴下液(1)の調製として、メタクリル酸(三菱レイヨン製、商品名アクリエステルM)107.1g、メタクリル酸メチル(三菱ガス化学製、商品名MMA)(5.46g)、及び、シクロヘキシルメタクリレート(三菱ガス化学製、商品名CHMA)(231.42g)を混合し、PGM-Ac(60g)で希釈することにより、滴下液(1)を得た。
滴下液(2)の調製として、ジメチル2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオネート)(和光純薬工業製、商品名V-601)(9.637g)をPGM-Ac(136.56g)で溶解させることにより、滴下液(2)を得た。
滴下液(1)と滴下液(2)とを同時に3時間かけて、上述した2000mLのフラスコ(詳細には、90℃に昇温された液体が入った2000mLのフラスコ)に滴下した。
次に、滴下液(1)の容器をPGM-Ac(12g)で洗浄し、洗浄液を上記2000mLのフラスコに滴下した。次に、滴下液(2)の容器をPGM-Ac(6g)で洗浄し、洗浄液を上記2000mLのフラスコに滴下した。これらの滴下中、上記2000mLのフラスコ内の反応液を90℃に保ち、撹拌した。更に、後反応として、反応液を90℃で1時間撹拌した。
後反応後の反応液に、開始剤の追加添加1回目として、V-601(2.401g)を添加した。更に、V-601の容器をPGM-Ac(6g)で洗浄し、洗浄液を反応液に導入した。その後、90℃で1時間撹拌した。
次に、開始剤の追加添加2回目として、V-601(2.401g)を反応液に添加した。更にV-601の容器をPGM-Ac(6g)で洗浄し、洗浄液を反応液に導入した。その後90℃で1時間撹拌した。
次に、開始剤の追加添加3回目として、V-601(2.401g)を反応液に添加した。更に、V-601の容器をPGM-Ac(6g)で洗浄し、洗浄液を反応液に導入した。その後90℃で3時間撹拌した。
得られた反応液を90℃で3時間撹拌後、PGM-Ac(178.66g)を反応液へ導入した。次に、テトラエチルアンモニウムブロミド(和光純薬工業社製)(1.8g)とハイドロキノンモノメチルエーテル(和光純薬工業社製)(0.8g)とを反応液に添加した。更にそれぞれの容器をPGM-Ac(6g)で洗浄し、洗浄液を反応液へ導入した。その後、反応液の温度を100℃まで昇温させた。
次に、グリシジルメタクリレート(日油社製、商品名ブレンマーG)(76.03g)を1時間かけて反応液に滴下した。ブレンマーGの容器をPGM-Ac(6g)で洗浄し、洗浄液を反応液に導入した。この後、付加反応として、100℃で6時間撹拌し、重合体P-4を含む溶液P-4を得た。
溶液P-4の固形分濃度は、36.3質量%であった。ガスクロマトグラフィーを用いて測定した残存モノマー量は、いずれのモノマーにおいてもポリマー固形分に対し0.1質量%未満であった。
次に、グリシジルメタクリレート(日油社製、商品名ブレンマーG)(76.03g)を1時間かけて反応液に滴下した。ブレンマーGの容器をPGM-Ac(6g)で洗浄し、洗浄液を反応液に導入した。この後、付加反応として、100℃で6時間撹拌し、重合体P-4を含む溶液P-4を得た。
溶液P-4の固形分濃度は、36.3質量%であった。ガスクロマトグラフィーを用いて測定した残存モノマー量は、いずれのモノマーにおいてもポリマー固形分に対し0.1質量%未満であった。
重合体P-4の性質は次のとおりであった。重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によって測定された標準ポリスチレン換算の分子量である。
・重量平均分子量(Mw):27,000
・数平均分子量(Mn):15,000
・分散度:1.8
・酸価:95mgKOH/g
・重量平均分子量(Mw):27,000
・数平均分子量(Mn):15,000
・分散度:1.8
・酸価:95mgKOH/g
[熱架橋剤]
(ブロックイソシアネート化合物Q-1の合成)
窒素気流下、ブタノンオキシム(出光興産(株)製)453gをメチルエチルケトン700gに溶解させた。得られた混合物に、氷冷下で1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(cis-trans異性体の混合物、三井化学(株)製、タケネート600)500gを1時間かけて滴下した後、更に1時間反応させた。その後40℃に昇温して1時間反応させた。
1H-NMR(核磁気共鳴)及びHPLC(高速液体クロマトグラフィー)にて反応が完結したことを確認し、ブロックイソシアネート化合物Q-1のメチルエチルケトン溶液を得た。ブロックイソシアネート化合物Q-1は、以下の化学式によって表される。
(ブロックイソシアネート化合物Q-1の合成)
窒素気流下、ブタノンオキシム(出光興産(株)製)453gをメチルエチルケトン700gに溶解させた。得られた混合物に、氷冷下で1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(cis-trans異性体の混合物、三井化学(株)製、タケネート600)500gを1時間かけて滴下した後、更に1時間反応させた。その後40℃に昇温して1時間反応させた。
1H-NMR(核磁気共鳴)及びHPLC(高速液体クロマトグラフィー)にて反応が完結したことを確認し、ブロックイソシアネート化合物Q-1のメチルエチルケトン溶液を得た。ブロックイソシアネート化合物Q-1は、以下の化学式によって表される。
(ブロックイソシアネート化合物Q-2の準備)
ブロックイソシアネート化合物Q-2として、「デュラネート TPA-B80E」(旭化成(株)製)を準備した。
ブロックイソシアネート化合物Q-2として、「デュラネート TPA-B80E」(旭化成(株)製)を準備した。
<実施例1>
以下、実施例1の手順について説明する。
以下、実施例1の手順について説明する。
[感光性組成物A-1の調製]
下記に示す成分(1)~(5)と、メチルエチルケトンと、1-メトキシ-2-プロピルアセテートとを混合して感光性組成物A-1を調製した。下記に示す成分(1)~(5)の含有量の単位は、固形分換算の質量部である。
メチルエチルケトン及び1-メトキシ-2-プロピルアセテートの添加量は、感光性組成物A-1の固形分濃度が25質量%となるように調整した。メチルエチルケトンの添加量は、感光性組成物A-1における溶剤に占めるメチルエチルケトンの割合が60質量%となるように調整した。
下記に示す成分(1)~(5)と、メチルエチルケトンと、1-メトキシ-2-プロピルアセテートとを混合して感光性組成物A-1を調製した。下記に示す成分(1)~(5)の含有量の単位は、固形分換算の質量部である。
メチルエチルケトン及び1-メトキシ-2-プロピルアセテートの添加量は、感光性組成物A-1の固形分濃度が25質量%となるように調整した。メチルエチルケトンの添加量は、感光性組成物A-1における溶剤に占めるメチルエチルケトンの割合が60質量%となるように調整した。
(1)バインダーポリマー
・P-1溶液:重合体の固形分量が52.67質量部となる量
・P-1溶液:重合体の固形分量が52.67質量部となる量
(2)重合性化合物
(2-1)エチレン性不飽和結合を2つ有するモノマー:
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(A-DCP、新中村化学工業(株)製):17.90質量部
・アクリルモノマー(A-NOD-N、新中村化学工業(株)製):2.73質量部
(2-2)エチレン性不飽和結合を5つ以上有するモノマー
・カルボキシ基を有するモノマー(アロニックスTO2349、東亞合成(株)製):2.98質量部
・アクリルモノマー(A-DPH、新中村化学工業(株)製):7.99質量部
(2-1)エチレン性不飽和結合を2つ有するモノマー:
・トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(A-DCP、新中村化学工業(株)製):17.90質量部
・アクリルモノマー(A-NOD-N、新中村化学工業(株)製):2.73質量部
(2-2)エチレン性不飽和結合を5つ以上有するモノマー
・カルボキシ基を有するモノマー(アロニックスTO2349、東亞合成(株)製):2.98質量部
・アクリルモノマー(A-DPH、新中村化学工業(株)製):7.99質量部
(3)熱架橋性化合物
・ブロックイソシアネート化合物Q-2:12.50質量部
・ブロックイソシアネート化合物Q-2:12.50質量部
(4)重合開始剤
・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]エタノン-1-(O-アセチルオキシム) (OXE-02、BASF社製):0.36質量部
・1-(biphenyl-4-yl)-2-methyl-2-morpholinopropan-1-one (APi-307、Shenzhen UV-ChemTech社製):0.73質量部
・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]エタノン-1-(O-アセチルオキシム) (OXE-02、BASF社製):0.36質量部
・1-(biphenyl-4-yl)-2-methyl-2-morpholinopropan-1-one (APi-307、Shenzhen UV-ChemTech社製):0.73質量部
(5)添加剤
・N-フェニルグリシン(東京化成工業(株)製):0.10質量部
・ベンゾイミダゾール(東京化成工業(株)製):0.52質量部
・イソニコチンアミド(東京化成工業(株)製):0.13質量部
・XIRAN EF-40(川原油化(株)製):1.20質量部
・メガファックF551A(DIC(株)製):0.19質量部
・N-フェニルグリシン(東京化成工業(株)製):0.10質量部
・ベンゾイミダゾール(東京化成工業(株)製):0.52質量部
・イソニコチンアミド(東京化成工業(株)製):0.13質量部
・XIRAN EF-40(川原油化(株)製):1.20質量部
・メガファックF551A(DIC(株)製):0.19質量部
[転写フィルムの作製]
仮支持体として、16μm厚みのポリエチレンテレフタレートフィルム(ルミラー16KS40、東レ(株)製)を準備した。仮支持体の上に、スリット状ノズルを用いて感光性組成物A-1を塗布し、100℃の乾燥ゾーンで溶剤を揮発させることで、膜厚5.5μmの感光性組成物層を形成した。感光性組成物層に保護フィルム(ルミラー16KS40、東レ(株)製)を圧着し、転写フィルムを作製した。
仮支持体として、16μm厚みのポリエチレンテレフタレートフィルム(ルミラー16KS40、東レ(株)製)を準備した。仮支持体の上に、スリット状ノズルを用いて感光性組成物A-1を塗布し、100℃の乾燥ゾーンで溶剤を揮発させることで、膜厚5.5μmの感光性組成物層を形成した。感光性組成物層に保護フィルム(ルミラー16KS40、東レ(株)製)を圧着し、転写フィルムを作製した。
[タッチパネルセンサーの作製]
以下に示す工程により、タッチパネルセンサーを作製した。なお、以下に示す各工程は、ロールツーロールプロセスで行った。
以下に示す工程により、タッチパネルセンサーを作製した。なお、以下に示す各工程は、ロールツーロールプロセスで行った。
(準備工程)
-導電性基材の作製-
以下の手順により、基材と、透明膜と、透明電極パターン(電極センサー)とをこの順に含む基板を得た。
-導電性基材の作製-
以下の手順により、基材と、透明膜と、透明電極パターン(電極センサー)とをこの順に含む基板を得た。
基材として、シクロオレフィンポリマーフィルム(厚さ:38μm、屈折率:1.53)のを準備した。高周波発振機を用いて、以下の条件で基材に対してコロナ放電処理を行った。
出力電圧:100%
出力:250W
電極:直径1.2mmのワイヤー電極
電極長:240mm
ワーク電極間の距離:1.5mm
処理時間:3秒間
出力電圧:100%
出力:250W
電極:直径1.2mmのワイヤー電極
電極長:240mm
ワーク電極間の距離:1.5mm
処理時間:3秒間
次に、表1に示される成分を含む組成物(表1中の各成分の数値は含有量(質量部)である。)を、スリット状ノズルを用いて、基材の上に塗布した後、紫外線照射(積算光量:300mJ/cm2)し、約110℃で乾燥することにより、透明膜(屈折率:1.60、厚さ:80nm)を形成した。
透明膜の上に、DCマグネトロンスパッタリングにより、厚みが40nmであり屈折率が1.82であるITO(Indium Tin Oxide)膜を形成し、形成されたITO膜をフォトエッチングによってパターニングすることにより、透明膜の上に、透明電極パターン(電極センサー)を形成した。ITO膜の形成及びITO膜のパターニングは、特開2014-10814号公報の段落[0119]~[0122]に記載された方法によって行った。
-貼合工程-
転写フィルムの保護フィルムを剥離した後、感光性組成物層が透明膜及び電極センサーを覆うように、基板に対して転写フィルムをラミネートした。
ラミネートは、MCK社製真空ラミネーターを用いて、基材(すなわち、シクロオレフィンポリマーフィルム)の温度が40℃、ゴムローラー温度が100℃、線圧が3N/cm、搬送速度が4m/分の条件で行った。
上記手順により、感光性組成物層付き基材を得た。
転写フィルムの保護フィルムを剥離した後、感光性組成物層が透明膜及び電極センサーを覆うように、基板に対して転写フィルムをラミネートした。
ラミネートは、MCK社製真空ラミネーターを用いて、基材(すなわち、シクロオレフィンポリマーフィルム)の温度が40℃、ゴムローラー温度が100℃、線圧が3N/cm、搬送速度が4m/分の条件で行った。
上記手順により、感光性組成物層付き基材を得た。
(露光工程)
次に、超高圧水銀灯を有するプロキシミティー型露光機(日立ハイテク電子エンジニアリング(株)製)を用いて、露光マスク(オーバーコート形成用パターンを有する石英露光マスク)と仮支持体とを密着させ、仮支持体を介して150mJ/cm2の露光量で感光性組成物層をパターン露光した。なお、上記露光量はi線で測定したものである。
次に、超高圧水銀灯を有するプロキシミティー型露光機(日立ハイテク電子エンジニアリング(株)製)を用いて、露光マスク(オーバーコート形成用パターンを有する石英露光マスク)と仮支持体とを密着させ、仮支持体を介して150mJ/cm2の露光量で感光性組成物層をパターン露光した。なお、上記露光量はi線で測定したものである。
(現像工程)
露光された樹脂層を、23℃、相対湿度55%RHの環境下で24時間静置した後、仮支持体を剥離し、1.0質量%の炭酸ナトリウム水溶液(液温:25℃)を用いて25秒間現像処理した。現像処理後の試料に対して、超高圧洗浄ノズルから21℃の純水を25秒間噴射して水洗処理し、空気を吹きかけて試料に付着した水分を除去した。
上記手順により、導電性基材上に樹脂層パターンを形成した。
露光された樹脂層を、23℃、相対湿度55%RHの環境下で24時間静置した後、仮支持体を剥離し、1.0質量%の炭酸ナトリウム水溶液(液温:25℃)を用いて25秒間現像処理した。現像処理後の試料に対して、超高圧洗浄ノズルから21℃の純水を25秒間噴射して水洗処理し、空気を吹きかけて試料に付着した水分を除去した。
上記手順により、導電性基材上に樹脂層パターンを形成した。
(硬化工程)
上記工程で得られた樹脂層パターンを、ホットプレートで加熱しながら、高圧水銀灯を有するポスト露光機(ウシオ電機(株)製)を用いて、500mJ/cm2の露光量で樹脂層パターンを露光した。
より具体的には、ポスト露光機のランプ直下にホットプレートを設置し、樹脂層パターンの表面の温度が90℃になるようにホットプレートの温度を調整した。なお、樹脂層パターンの表面の温度は、放射温度計(IT-540 HORIBA社製)で測定した。
また、露光量は、500mJ/cm2の露光量になる照射時間をあらかじめ確認し、その照射時間で露光を行った。なお、上記露光量はi線で測定したものである。
上記工程により、センサー電極の少なくとも一部を覆う保護膜を形成した。
上記工程で得られた樹脂層パターンを、ホットプレートで加熱しながら、高圧水銀灯を有するポスト露光機(ウシオ電機(株)製)を用いて、500mJ/cm2の露光量で樹脂層パターンを露光した。
より具体的には、ポスト露光機のランプ直下にホットプレートを設置し、樹脂層パターンの表面の温度が90℃になるようにホットプレートの温度を調整した。なお、樹脂層パターンの表面の温度は、放射温度計(IT-540 HORIBA社製)で測定した。
また、露光量は、500mJ/cm2の露光量になる照射時間をあらかじめ確認し、その照射時間で露光を行った。なお、上記露光量はi線で測定したものである。
上記工程により、センサー電極の少なくとも一部を覆う保護膜を形成した。
(ポストベーク工程)
145℃で30分間熱処理を行い、基材と、透明膜と、電極センサーと、保護膜とをこの順に有する実施例1に用いたタッチパネルセンサーを得た。保護膜は、感光性組成物A-1の硬化物である。
145℃で30分間熱処理を行い、基材と、透明膜と、電極センサーと、保護膜とをこの順に有する実施例1に用いたタッチパネルセンサーを得た。保護膜は、感光性組成物A-1の硬化物である。
<実施例2~9、12~14及び17~19>
後段に示す表4のとおりに感光性組成物を変更したこと、及び、硬化工程における露光条件を表4のとおりに変更したこと以外は、実施例1の手順と同様にして、実施例2~9、12~14及び17~19に用いたタッチパネルセンサーを得た。なお、各実施例に用いた感光性組成物において、実施例1の感光性組成物A-1の調製に用いた添加剤及びその分量は、A-1と同様にした。
後段に示す表4のとおりに感光性組成物を変更したこと、及び、硬化工程における露光条件を表4のとおりに変更したこと以外は、実施例1の手順と同様にして、実施例2~9、12~14及び17~19に用いたタッチパネルセンサーを得た。なお、各実施例に用いた感光性組成物において、実施例1の感光性組成物A-1の調製に用いた添加剤及びその分量は、A-1と同様にした。
<実施例10及び11>
実施例1の転写フィルムの作製において、屈折率調整層を感光性組成物層の仮支持体とは反対側の表面に設けたこと、及び、後段に示す表4のとおりに感光性組成物層を変更したこと、及び、硬化工程における露光条件を表4のとおりに変更したこと以外は、実施例1の手順に従って、実施例10及び11に用いたタッチパネルセンサーを得た。なお、各実施例に用いた感光性組成物において、実施例1の感光性組成物A-1の調製に用いた添加剤及びその分量は、A-1と同様にした。
以下、屈折率調整層の作製方法を示す。
実施例1の転写フィルムの作製において、屈折率調整層を感光性組成物層の仮支持体とは反対側の表面に設けたこと、及び、後段に示す表4のとおりに感光性組成物層を変更したこと、及び、硬化工程における露光条件を表4のとおりに変更したこと以外は、実施例1の手順に従って、実施例10及び11に用いたタッチパネルセンサーを得た。なお、各実施例に用いた感光性組成物において、実施例1の感光性組成物A-1の調製に用いた添加剤及びその分量は、A-1と同様にした。
以下、屈折率調整層の作製方法を示す。
[屈折率調整層の形成]
仮支持体として、16μm厚みのポリエチレンテレフタレートフィルム(ルミラー16KS40、東レ(株)製)を準備した。仮支持体の上に、スリット状ノズルを用いて感光性組成物A-1を塗布し、100℃の乾燥ゾーンで溶剤を揮発させることで、膜厚5.5μmの感光性組成物層を形成した。
その後、感光性組成物層上に、スリット状ノズルを用いて表2に示される成分を含む組成物(表2中の各成分の数値は含有量(質量部)である。)を塗布した後、110℃の乾燥ゾーンで溶剤を揮発させることで、屈折率調整層(屈折率:1.68、厚さ:73nm)を形成した。
屈折率調整層に保護フィルム(ルミラー16KS40、東レ(株)製)を圧着し、転写フィルムを作製した。
仮支持体として、16μm厚みのポリエチレンテレフタレートフィルム(ルミラー16KS40、東レ(株)製)を準備した。仮支持体の上に、スリット状ノズルを用いて感光性組成物A-1を塗布し、100℃の乾燥ゾーンで溶剤を揮発させることで、膜厚5.5μmの感光性組成物層を形成した。
その後、感光性組成物層上に、スリット状ノズルを用いて表2に示される成分を含む組成物(表2中の各成分の数値は含有量(質量部)である。)を塗布した後、110℃の乾燥ゾーンで溶剤を揮発させることで、屈折率調整層(屈折率:1.68、厚さ:73nm)を形成した。
屈折率調整層に保護フィルム(ルミラー16KS40、東レ(株)製)を圧着し、転写フィルムを作製した。
<実施例15及び16>
後段に示す表3のとおりに感光性組成物を変更したこと、及び、硬化工程における露光条件を表4のとおりに変更したこと以外は、実施例1の手順と同様にして、実施例15及び16に用いたタッチパネルセンサーを得た。
後段に示す表3のとおりに感光性組成物を変更したこと、及び、硬化工程における露光条件を表4のとおりに変更したこと以外は、実施例1の手順と同様にして、実施例15及び16に用いたタッチパネルセンサーを得た。
なお、上記表3中、化合物の各表記は以下のとおりである。
(1)バインダーポリマー
・P-2:上記P-2溶液
・P-4:上記P-4溶液
なお、表中の質量部は、各溶液の固形分量を表す。
・P-2:上記P-2溶液
・P-4:上記P-4溶液
なお、表中の質量部は、各溶液の固形分量を表す。
(2)重合性化合物
(2-1)エチレン性不飽和結合を2つ有するモノマー:
・KAYARAD R-604:アクリルモノマー、日本化薬(株)製
・A-NOD-N:アクリルモノマー、新中村化学工業(株)製
(2-2)エチレン性不飽和結合を5つ以上有するモノマー
・TO2349:カルボキシ基を有するモノマー、アロニックスTO2349、東亞合成(株)製
・A-DPH:アクリルモノマー、新中村化学工業(株)製
(2-1)エチレン性不飽和結合を2つ有するモノマー:
・KAYARAD R-604:アクリルモノマー、日本化薬(株)製
・A-NOD-N:アクリルモノマー、新中村化学工業(株)製
(2-2)エチレン性不飽和結合を5つ以上有するモノマー
・TO2349:カルボキシ基を有するモノマー、アロニックスTO2349、東亞合成(株)製
・A-DPH:アクリルモノマー、新中村化学工業(株)製
(3)熱架橋性化合物
・SBN-70D:デュラネートSBN-70D、旭化成(株)製
・SBN-70D:デュラネートSBN-70D、旭化成(株)製
(4)重合開始剤
・APi-307:1-(biphenyl-4-yl)-2-methyl-2-morpholinopropan-1-one、Shenzhen UV-ChemTech社製
・Irgacure379EG:2-(ジメチルアミノ)-2-(4-メチルベンジル)-1-(4-モルホリノフェニル)ブタン-1-オン、BASF社製
・APi-307:1-(biphenyl-4-yl)-2-methyl-2-morpholinopropan-1-one、Shenzhen UV-ChemTech社製
・Irgacure379EG:2-(ジメチルアミノ)-2-(4-メチルベンジル)-1-(4-モルホリノフェニル)ブタン-1-オン、BASF社製
(5)添加剤
・ベンゾイミダゾール(東京化成工業(株)製)
・イソニコチンアミド(東京化成工業(株)製)
・EXP.MFS-578:メガファックEXP.MFS-578、DIC(株)製
・ベンゾイミダゾール(東京化成工業(株)製)
・イソニコチンアミド(東京化成工業(株)製)
・EXP.MFS-578:メガファックEXP.MFS-578、DIC(株)製
<比較例1及び2>
後段に示す表4のとおりに、硬化工程における保護膜の表面の温度を30℃に変更したこと、及び、硬化工程における露光量を表4のとおりに変更したこと以外は、実施例1の手順と同様にして、比較例1及び2に用いたタッチパネルセンサーを得た。
後段に示す表4のとおりに、硬化工程における保護膜の表面の温度を30℃に変更したこと、及び、硬化工程における露光量を表4のとおりに変更したこと以外は、実施例1の手順と同様にして、比較例1及び2に用いたタッチパネルセンサーを得た。
<測定>
[表面硬度]
各実施例及び各比較例のタッチパネルセンサーの表面硬度は、上記で説明した方法で測定した。得られた表面硬度を後段の表4に示す。
[表面硬度]
各実施例及び各比較例のタッチパネルセンサーの表面硬度は、上記で説明した方法で測定した。得られた表面硬度を後段の表4に示す。
[マンドレル試験]
各実施例及び各比較例のタッチパネルセンサーのマンドレル試験を、上記で説明した方法で行った。得られた直径Xを後段の表4に示す。
各実施例及び各比較例のタッチパネルセンサーのマンドレル試験を、上記で説明した方法で行った。得られた直径Xを後段の表4に示す。
[反応率]
各実施例及び各比較例のタッチパネルセンサーの製造工程における反応率を、上記で説明した方法で測定した。得られた反応率を後段の表4に示す。
各実施例及び各比較例のタッチパネルセンサーの製造工程における反応率を、上記で説明した方法で測定した。得られた反応率を後段の表4に示す。
<評価>
[輝点評価]
上記で作製したタッチパネルセンサーのウェブサンプルについて、搬送ロールが備わったウェブハンドリング装置を用いて搬送した。搬送したタッチパネルセンサーについて、保護膜の表面を目視及び光学顕微鏡(双眼実体顕微鏡、倍率:10倍)で観察した。
目視での観察は、蛍光灯照明下で保護膜側から行った。また、光学顕微鏡による観察は、保護膜側から行った。
観察時において、反射光が強く見える輝点の状況により、下記評価基準に基づいて輝点評価を行った。
なお、A~Cが実用上問題ない評価である。
[輝点評価]
上記で作製したタッチパネルセンサーのウェブサンプルについて、搬送ロールが備わったウェブハンドリング装置を用いて搬送した。搬送したタッチパネルセンサーについて、保護膜の表面を目視及び光学顕微鏡(双眼実体顕微鏡、倍率:10倍)で観察した。
目視での観察は、蛍光灯照明下で保護膜側から行った。また、光学顕微鏡による観察は、保護膜側から行った。
観察時において、反射光が強く見える輝点の状況により、下記評価基準に基づいて輝点評価を行った。
なお、A~Cが実用上問題ない評価である。
(評価基準)
A:顕微鏡観察及び目視観察の両方で、全く輝点が見えない。
B:顕微鏡観察で、僅かに輝点は見える。目視観察では全く輝点が見えない。
C:目視観察で僅かに輝点が見える。
D:目視観察で輝点が見える。
A:顕微鏡観察及び目視観察の両方で、全く輝点が見えない。
B:顕微鏡観察で、僅かに輝点は見える。目視観察では全く輝点が見えない。
C:目視観察で僅かに輝点が見える。
D:目視観察で輝点が見える。
[抵抗変化評価]
タッチパネルセンサーをS字に変形させた状態でタッチパネルセンサーを静置し、静置前後のセンサー電極の抵抗値の変化を測定した。
より具体的には、タッチパネルセンサーの変形の状態10を示す断面図(図1)に示すように、直径3mmの円柱のロッド14に沿って、タッチパネルセンサー12をS字に変形させ、荷重16を10g/cmとなるように作用させた。この状態で、500時間、60℃90%の環境下において、タッチパネルセンサーを静置した。
その後、静置前後のセンサー電極(ITO電極)の抵抗値の変化から、下記評価基準に基づいて抵抗変化評価を行った。なお、抵抗値の変化(%)は、{(静置後の抵抗値-静置前の抵抗値)/静置前の抵抗値}×100によって算出した。
なお、A~Cが実用上問題ない抵抗変化である。
タッチパネルセンサーをS字に変形させた状態でタッチパネルセンサーを静置し、静置前後のセンサー電極の抵抗値の変化を測定した。
より具体的には、タッチパネルセンサーの変形の状態10を示す断面図(図1)に示すように、直径3mmの円柱のロッド14に沿って、タッチパネルセンサー12をS字に変形させ、荷重16を10g/cmとなるように作用させた。この状態で、500時間、60℃90%の環境下において、タッチパネルセンサーを静置した。
その後、静置前後のセンサー電極(ITO電極)の抵抗値の変化から、下記評価基準に基づいて抵抗変化評価を行った。なお、抵抗値の変化(%)は、{(静置後の抵抗値-静置前の抵抗値)/静置前の抵抗値}×100によって算出した。
なお、A~Cが実用上問題ない抵抗変化である。
(評価基準)
A:抵抗値変化が、0.1%未満
B:抵抗値変化が、0.1%以上、1.0%未満
C:抵抗値変化が、1.0%以上、5.0%未満
D:抵抗値変化が、5.0%以上
A:抵抗値変化が、0.1%未満
B:抵抗値変化が、0.1%以上、1.0%未満
C:抵抗値変化が、1.0%以上、5.0%未満
D:抵抗値変化が、5.0%以上
<結果>
表4に、各実施例及び各比較例の上記評価結果を示す。
なお、表4中、転写フィルムの各化合物の表記は下記のとおりである。
表4に、各実施例及び各比較例の上記評価結果を示す。
なお、表4中、転写フィルムの各化合物の表記は下記のとおりである。
(1)バインダーポリマー
・P-1:上記P-1溶液
・P-2:上記P-2溶液
・P-3:上記P-3溶液
なお、表中の質量部は、各溶液の固形分量を表す。
・P-1:上記P-1溶液
・P-2:上記P-2溶液
・P-3:上記P-3溶液
なお、表中の質量部は、各溶液の固形分量を表す。
(2)重合性化合物
(2-1)エチレン性不飽和結合を2つ有するモノマー:
・A-DCP:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、新中村化学工業(株)製
・A-NOD-N:アクリルモノマー、新中村化学工業(株)製
(2-2)エチレン性不飽和結合を5つ以上有するモノマー
・TO2349:カルボキシ基を有するモノマー、アロニックスTO2349、東亞合成(株)製
・A-DPH:アクリルモノマー、新中村化学工業(株)製
・8UX-015A:ウレタンアクリレートモノマー、大成ファインケミカル(株)製
(2-1)エチレン性不飽和結合を2つ有するモノマー:
・A-DCP:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、新中村化学工業(株)製
・A-NOD-N:アクリルモノマー、新中村化学工業(株)製
(2-2)エチレン性不飽和結合を5つ以上有するモノマー
・TO2349:カルボキシ基を有するモノマー、アロニックスTO2349、東亞合成(株)製
・A-DPH:アクリルモノマー、新中村化学工業(株)製
・8UX-015A:ウレタンアクリレートモノマー、大成ファインケミカル(株)製
(3)熱架橋性化合物
・Q-1:上記ブロックイソシアネート化合物Q-1
・Q-2:上記ブロックイソシアネート化合物Q-2
・Q-1:上記ブロックイソシアネート化合物Q-1
・Q-2:上記ブロックイソシアネート化合物Q-2
(4)重合開始剤
・OXE-02:1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]エタノン-1-(O-アセチルオキシム)、BASF社製
・Irgacure907:2-メチル-4’-メチルチオ-2-モルホリノプロピオフェノン、BASF社製
・APi-307:1-(biphenyl-4-yl)-2-methyl-2-morpholinopropan-1-one、Shenzhen UV-ChemTech社製
・OXE-02:1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]エタノン-1-(O-アセチルオキシム)、BASF社製
・Irgacure907:2-メチル-4’-メチルチオ-2-モルホリノプロピオフェノン、BASF社製
・APi-307:1-(biphenyl-4-yl)-2-methyl-2-morpholinopropan-1-one、Shenzhen UV-ChemTech社製
表4の結果から、本発明のタッチパネルセンサーは、所望の効果を奏することが確認された。
実施例7と他の実施例との比較から、感光性組成物が、側鎖にエチレン性不飽和基を有するバインダーポリマーを含む場合、本発明の効果がより優れることが確認された。
実施例8及び9と他の実施例との比較から、感光性組成物が、2つのエチレン性不飽和基を有する第1重合性化合物と、5つ以上のエチレン性不飽和基を有する第2重合性化合物を含む場合、本発明の効果がより優れることが確認された。
実施例3及び18と他の実施例の比較から、感光性組成物が、第1重合性化合物と第2重合性化合物とを含み、第1重合性化合物の含有量に対する、第2重合性化合物の含有量の質量比が、0.4~1.3である場合、本発明の効果がより優れることが確認された。
各比較例と各実施例の比較から、上記より好ましいタッチパネルセンサーの製造方法によれば、本発明のタッチパネルセンサーを製造できることが確認された。
実施例6と他の実施例の比較から、硬化工程における露光量が、200mJ/cm2以上1000mJ/cm2未満である場合、本発明の効果がより優れるタッチパネルセンサーが製造されることが確認された。
実施例7と他の実施例との比較から、感光性組成物が、側鎖にエチレン性不飽和基を有するバインダーポリマーを含む場合、本発明の効果がより優れることが確認された。
実施例8及び9と他の実施例との比較から、感光性組成物が、2つのエチレン性不飽和基を有する第1重合性化合物と、5つ以上のエチレン性不飽和基を有する第2重合性化合物を含む場合、本発明の効果がより優れることが確認された。
実施例3及び18と他の実施例の比較から、感光性組成物が、第1重合性化合物と第2重合性化合物とを含み、第1重合性化合物の含有量に対する、第2重合性化合物の含有量の質量比が、0.4~1.3である場合、本発明の効果がより優れることが確認された。
各比較例と各実施例の比較から、上記より好ましいタッチパネルセンサーの製造方法によれば、本発明のタッチパネルセンサーを製造できることが確認された。
実施例6と他の実施例の比較から、硬化工程における露光量が、200mJ/cm2以上1000mJ/cm2未満である場合、本発明の効果がより優れるタッチパネルセンサーが製造されることが確認された。
10 タッチパネルセンサーの変形の状態
12 タッチパネルセンサー
14 円柱ロッド
16 荷重
12 タッチパネルセンサー
14 円柱ロッド
16 荷重
Claims (8)
- 基材及び前記基材上に配置されたセンサー電極を含む導電性基材と、
前記センサー電極の少なくとも一部を覆う保護膜とを有するタッチパネルセンサーであって、
前記保護膜の前記導電性基材と反対側の表面硬度が185mN/mm2以上であり、
以下のマンドレル試験を行って得られる直径Xが3mm以下である、タッチパネルセンサー。
マンドレル試験:前記タッチパネルセンサーをマンドレルに巻き付けて元に戻す操作を10回繰り返した後、前記タッチパネルセンサーの前記保護膜を、10倍の倍率において光学顕微鏡で観察して前記保護膜のクラックの有無を確認する操作を、マンドレルの直径を小さくしながら繰り返し行い、前記保護膜にクラックが生じるマンドレルの直径を直径Xとする。 - 前記保護膜が、感光性組成物を用いて形成された膜であって、
前記感光性組成物が、側鎖にエチレン性不飽和基を有するバインダーポリマーを含む、請求項1に記載のタッチパネルセンサー。 - 前記感光性組成物が、2つのエチレン性不飽和基を有する第1重合性化合物と、5つ以上のエチレン性不飽和基を有する第2重合性化合物を更に含む、請求項2に記載のタッチパネルセンサー。
- 前記第1重合性化合物の含有量に対する、前記第2重合性化合物の含有量の質量比が、0.4~1.3である、請求項3に記載のタッチパネルセンサー。
- 基材及び前記基材上に配置されたセンサー電極を含む導電性基材と、前記導電性基材上に配置され、バインダーポリマーと、エチレン性不飽和基を有する化合物と、光重合開始剤とを含む感光性組成物層とを有する感光性組成物層付き基材を準備する準備工程と、
前記感光性組成物層をパターン露光する露光工程と、
露光された前記感光性組成物層を現像して、樹脂層パターンを形成する現像工程と、
前記樹脂層パターンが50~120℃の条件下にて、前記樹脂層パターンを露光して、前記センサー電極の少なくとも一部を覆う保護膜を形成する硬化工程とを有する、タッチパネルセンサーの製造方法。 - 前記硬化工程における露光量が、200~1500mJ/cm2である、請求項5に記載のタッチパネルセンサーの製造方法。
- 前記硬化工程における露光量が、200mJ/cm2以上1000mJ/cm2未満である、請求項5又は6に記載のタッチパネルセンサーの製造方法。
- 前記感光性組成物層に含まれるエチレン性不飽和基に由来する赤外吸収ピークの強度をY1とし、前記保護膜に含まれるエチレン性不飽和基に由来する赤外吸収ピークの強度をY2としたとき、下記式(1)で計算される反応率が70%以上である、請求項5~7のいずれか1項に記載のタッチパネルセンサーの製造方法。
式(1) 反応率[%]={1-(Y2/Y1)}×100
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