JP4077405B2 - 導電性パターンの形成のための材料及び方法 - Google Patents
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Description
の構造単位から構成されるポリチオフェンの、ポリアニオンの存在下における分散液を開示している。さらに特許文献2は、A)式(I)
の繰り返し構造単位を有する中性ポリチオフェン類ならびにB)ジ−もしくはポリヒドロキシ−及び/又はカルボキシ基あるいはアミドもしくはラクタム基含有有機化合物の混合物;ならびにそれらからの伝導性コーティングを開示しており、伝導性コーティングは好ましくは<300オーム/平方までそれらの抵抗を増すために、高められた温度、好ましくは100〜250℃で好ましくは1〜90秒間焼き戻される。
本発明の側面は、単純で簡単な方法により導電性パターンに処理され得る最外層を有する材料を提供することである。
本発明の材料を用いて、パターン−通りに露出することにより、非露出もしくは露出領域の除去なしで、続く1回の湿式処理段階を用いて又は用いずに、導電性パターンを実現することができる。エッチング液又は有機溶剤は必要でない。
−上記で開示した2つの態様におけるような導電性パターンの形成のための材料を準備し;
−材料を画像−通りに露出し、それにより場合により現像液を用いて非−露出領域に対する露出領域の伝導率の低下を得る
段階を含んでなる支持体上に導電性パターンを形成する方法によっても実現される。
発明の詳細な記述
定義
「支持体」という用語は、支持体上にコーティングされ得るがそれ自身で自立性ではない「層」とそれを区別化するために、「自立性材料」を意味している。それは露光区別化可能な要素への接着を助けるために必要な処理又はそのために適用される層も含む。
「導電性」という用語は材料の電気抵抗に関する。層の電気抵抗は一般に表面抵抗Rs(単位Ω;多くの場合にΩ/平方として規定される)により表される。あるいはまた電導度を、dが層の厚さである体積抵抗率Rv=Rs・d、体積伝導率kv=1/Rv[単位:S(ジーメンス)/cm]又は表面伝導度ks=1/Rs[単位:S(ジーメンス).平方]により表すことができる。
本発明に従って用いるための支持体には、場合により処理され、露光分化可能な要素への接着を助けるための下塗り層又は他の接着促進手段が設けられていることができるポリマーフィルム、ケイ素、セラミックス、酸化物、ガラス、ポリマーフィルム強化ガラス、ガラス/プラスチック積層物、金属/プラスチック積層物、紙及びラミネート紙が含まれる。適したポリマーフィルムは、場合によりコロナ放電又はグロー放電により処理されていることができるか、あるいは下塗り層が設けられていることができるポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(エチレンナフタレート)、ポリスチレン、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリアミド、ポリイミド、三酢酸セルロース、ポリオレフィン類及びポリ塩化ビニルである。
本発明に従う露光区別化可能な要素は、露光されると要素の非露出部分の性質又は組成に関して要素の露出部分の性質又は組成における変化を生ずる要素である。本発明に従うと、露光区別化可能な要素の性質又は組成におけるこれらの変化は、最外層及び/又は場合による連続第2層中におけるモノジアゾニウム塩の存在の故であり、それは露出されると露出領域の表面抵抗を増加させる。場合による第2層は最外層と支持体の間になければならず、それはそれが最外層となり得ないからである。モノジアゾニウム塩の組み合わせを用いることもできる。露光区別化可能な要素の作製において用いられるコーティング分散液及び溶液のpHの向上は、本発明に従う材料の保存寿命を向上させることが見出された。2.5〜9のpHが好ましく、3〜6のpHが特に好ましい。例えば有利には水酸化アンモニウムの添加によりそのようなpHを実現することができる。
本発明に従う材料の第1の態様において、置換もしくは非置換チオフェンのポリマーは式(I):
に対応する。
に従う3,4−ジアルコキシチオフェン又は3,4−アルキレンジオキシチオフェンの酸化的重合により行なわれる。
ポリ酸がポリアニオンを生成するか、あるいはまた対応するポリ酸の塩、例えばアルカリ塩としてポリアニオンを加えることができる。好ましいポリ酸又はそれらの塩は高分子カルボン酸、例えばポリ(アクリル酸)、ポリ((メタ)アクリル酸)及びポリ(マレイン酸)あるいは高分子スルホン酸、例えばポリ(スチレンスルホン酸)又はポリ(ビニルスルホン酸)である。あるいはまた、そのようなカルボン酸及び/又はスルホン酸及び他の重合可能なモノマー、例えばスチレン又はアクリレートのコポリマーを用いることができる。
ポリアニオン及び置換もしくは非置換チオフェンのポリマーもしくはコポリマーの分散液
ポリアニオン及び置換もしくは非置換チオフェンのポリマーもしくはコポリマーのコーティング分散液もしくは溶液は追加の成分、例えば1種もしくはそれより多い結合剤、1種もしくはそれより多い界面活性剤、スペーシング粒子、UV−フィルター又はIR−吸収剤を含有することもできる。
本発明に従う材料の第3の態様において、本発明で用いられるモノジアゾニウム塩はモノアリールジアゾニウムスルホネート塩である。
Ar−N=N−SO3M (II)
[式中、Arは置換もしくは非置換アリール基であり;Mはカチオンである]
により示される。Arは好ましくは非置換フェニル基又は1個もしくはそれより多いアルキル基、置換アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基もしくは置換アミノ基で置換されたフェニル基を示し、置換基は互いに結合して脂環式もしくは複素環式環を形成していることができる。Mは好ましくはNH4 +のようなカチオンあるいはAl、Cu、Zn、アルカリ土類金属もしくはアルカリ金属のカチオンのような金属イオンを示す。
本発明に従う導電性パターンの形成のための材料において、露光区別化可能な要素は結合剤を含有する。
本発明の材料を場合により250〜500nmの波長領域内の青光又は赤外光と組合されていることができる紫外光に画像−通りに露出することができる。画像−通りに露出されると、場合により現像液を用いて、露出及び非−露出領域の表面抵抗の分化が誘導される。有用な露出源は、例えば1000Wの高もしくは中圧ハロゲン水銀蒸気ランプ、又は約700〜約1500nmの領域内に発光波長を有するレーザー、例えば半導体レーザーダイオード、Nd:YAGレーザーもしくはNd:YLFレーザーである。
画像−通りの露出の後、残留モノジアゾニウム塩の除去のために、場合により材料は現像液中で濯がれ、それは淡水であることができるか、あるいは好ましくは水に基づいている。この濯ぎプロセスの間、最外層は無損傷のままである。
露光区別化可能な要素中で用いられる上記で挙げられていない成分:
PEDOT=ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)
PSS=ポリ(スチレンスルホン酸)
LATEX01=30%水性分散液として入手可能な塩化ビニリデン、メチルメタクリレート、イタコン酸(88/10/2)ターポリマー
Z6040=DOW CORNINGからの3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン
ZONYLTM FSO 100=Du Pontからの構造:F(CF2CF2)yCH2CH2O(CH2CH2O)xHを有し、ここでx=0〜約15であり、y=1〜約7であるエトキシル化非−イオン性フルオロ−界面活性剤
下塗り層中で用いられる成分:
KIESELSOL 100F=30%水性分散液として入手可能なBAYERからのコロイドシリカ;
MERSOLATTM H76=76%濃厚液として供給されるBAYERによるペンタデシルスルホン酸ナトリウム;
ULTRAVONTM W=75〜85%濃厚液として供給されるCIBA−GEIGYからのアリールスルホン酸ナトリウム;
実施例において、100μmポリエチレンテレフタレートフィルムに基づく以下の支持体を用いた:
実施例中で用いられる1:2.4の重量比(モルに基づいて1:1.9)におけるポリ(3,4−エチレンジオキシ−チオフェン)/ポリ(スチレンスルホネート)(PEDOT/PSS)の水性分散液は、引用することによりその記載事項が本明細書の内容となる欧州特許出願公開第1079397号明細書に記載されている方法に従って調製された。PEDOT/PSSラテックスの粒度は、CPS DCP2000ディスク遠心測定(disc centrifuge measurements)により、25nmに最大及び30〜50nmに平均粒度を有して狭いことが決定された。
実施例1は、PEDOT/PSS−含有最外層中に導入される種々のモノアリールジアゾニウム塩:MADS01〜04、MADS07及びMADS08の評価を開示する。表1に示す分散液を支持体番号1に40μmの湿潤厚さまでコーティングし、続いて50℃で5分間乾燥することにより、試料I〜VIIIを作製した。
実施例2は、PEDOT/PSS−含有最外層中に導入される種々のモノアリールジアゾニウム塩:MADS05〜07の評価を開示する。表4に示す分散液を支持体番号1に40μmの湿潤厚さまでコーティングし、続いて50℃で5分間乾燥することにより、試料IX〜XIVを作製した。
実施例3は、PEDOT/PSS−含有最外層中に種々の濃度で導入される種々のモノアリールジアゾニウム塩:MADS01の評価を開示する。表7に示す分散液を支持体番号1に40μmの湿潤厚さまでコーティングすることにより、試料XV〜XXを作製した。50℃で5分間乾燥した後の試料XV〜XXにおける成分被覆率も表7に示す。
実施例4は2種の伝導率強化剤:N−メチル−ピロリジノン及びジエチレングリコールの影響を開示する。表9に示す分散液を支持体番号1に40μmの湿潤厚さまでコーティングすることにより、試料XXI〜XXIIIを作製した。試料XXI及びXXIIの場合には50℃で5分間ならびに試料XXIIIの場合には110℃で5分間乾燥した後の試料XXI〜XXIIIにおける成分被覆率も表9に示す。
Claims (4)
- 支持体及び露光区別化可能な(light−exposure differentiable)要素を含んでなる導電性パターンの形成のための材料であって、該露光区別化可能な要素がポリアニオン及び置換もしくは非置換チオフェンのポリマーもしくはコポリマーを含有する伝導率強化最外層ならびに場合により該最外層と隣接する第2層を含んでなり;ここで該最外層及び/又は該場合による第2層は露出されると該最外層の非露出部分に対して該最外層の露出部分の伝導率を低下させることができるモノジアゾニウム塩を含有することを特徴とする材料。
- 支持体及び露光区別化可能な要素を含んでなる導電性パターンの形成のための材料であって、該露光区別化可能な要素がポリアニオン及び置換もしくは非置換チオフェンのポリマーもしくはコポリマーを含有する106Ω/平方より低い表面抵抗を有する最外層ならびに場合により該最外層と隣接する第2層を含んでなり;ここで該最外層及び/又は該場合による第2層は露出されると該最外層の非露出部分に対して該最外層の露出部分の伝導率を低下させることができるモノジアゾニウム塩を含有することを特徴とする材料。
- −請求項1又は2に従う導電性パターンの形成のための材料を準備し;
−材料を画像−通りに露出し、それにより場合により現像液を用いて非−露出領域に対する露出領域の伝導率の低下を得る
段階を含んでなる支持体上に導電性パターンを形成する方法。
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