JP5403187B1 - 感光性導電ペーストおよび導電パターンの製造方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、基材上のITOとの密着性が強く、微細パターニングが可能で、比較的低温において導電性を発現でき、場合によってはフレキシブル性を有した導電パターンが作製可能な感光性導電ペーストおよび導電パターンの製造方法を得ることを目的とする。本発明は、ジカルボン酸またはその酸無水物(A)、酸価が40〜200mgKOH/gの範囲内である化合物(B)、脂環式化合物(C)、光重合開始剤(D)、および導電フィラー(E)を含む感光性導電ペーストを提供する。
Description
本発明は感光性導電ペーストおよびこの感光性導電ペーストを用いた導電パターンの製造方法に関する。
本発明における導電パターンとは、樹脂を含む有機成分と導電フィラーなどを含む無機成分の両方を含有する導電パターンを指す。
従来、上述のような有機−無機複合導電パターンを形成するために、樹脂や接着剤の中に微粒子状の銀フレークや銅粉、あるいはカーボン粒子を大量に混合した、いわゆるポリマー型の導電ペーストが実用化されている。
実用化されているポリマー型の導電ペーストの多くはスクリーン印刷法によりパターンを形成し、加熱硬化により導電パターンとするものである(特許文献1および2)。
100μm以下のパターンを精度よく描画するために、酸性エッチング可能な導電ペースト(特許文献3)や感光性硬化型導電ペーストが開示されている(特許文献4および5参照)。
しかしながら、特許文献1、2に開示されたスクリーン印刷法では100μm以下のパターンを精度よく描画することは困難であった。
また、従来技術である特許文献3記載の導電ペーストではフォトリソグラフィー法でパターン化を行うためには塗布膜上にレジスト層を形成する必要があり、工程数が多くなるという課題があった。特許文献4、5記載の方法では感光性をもたせることで微細パターンが容易に得られるものの、特許文献4では導電性が低く、特許文献5記載の方法では導電性発現のためにアクリル(メタクリル)当量を小さくする必要があり、この方法で得られる導電パターンは脆く、フレキシブル基板上への適用が困難であるとともに、ガラスやフィルム基材上のITO(酸化インジウムスズ)電極との密着性が悪いという課題があった。
本発明の課題は上述の問題を解決し、基材上のITOとの密着性が強く、微細パターニングが可能で、比較的低温において導電性を発現でき、場合によってはフレキシブル性を有した導電パターンが作製可能な感光性導電ペーストおよび導電パターンの製造方法を得ることである。
上記課題を解決するため本発明の感光性導電ペーストは次の構成を有する。すなわち、ジカルボン酸またはその酸無水物(A)、酸価が40〜200mgKOH/gの範囲内である化合物(B)、脂環式化合物(C)、光重合開始剤(D)、および導電フィラー(E)を含む感光性導電ペースト、である。
また、本発明の導電パターンの製造方法は次の構成を有する。すなわち、
上記感光性導電ペーストを基板上に塗布し、乾燥し、露光し、現像した後に100℃以上300℃以下の温度でキュアする導電パターンの製造方法、である。
上記感光性導電ペーストを基板上に塗布し、乾燥し、露光し、現像した後に100℃以上300℃以下の温度でキュアする導電パターンの製造方法、である。
本発明の感光性導電ペーストは、上記酸価が40〜200mgKOH/gの範囲内である化合物(B)が不飽和二重結合を有していることが好ましい。
本発明の感光性導電ペーストは、上記ジカルボン酸またはその酸無水物(A)が下記構造式(1)で表されるジカルボン酸またはその酸無水物であることが好ましい。
(Rは炭素数1〜30の2価の有機基を表す。nおよびmはそれぞれ0〜3の整数を表す。)
本発明の感光性導電ペーストは、上記ジカルボン酸またはその酸無水物(A)が下記構造式(2)で表されるジカルボン酸またはその酸無水物であることが好ましい。
本発明の感光性導電ペーストは、上記ジカルボン酸またはその酸無水物(A)が下記構造式(2)で表されるジカルボン酸またはその酸無水物であることが好ましい。
(Rは炭素数1〜30の2価の有機基を表す。nおよびmはそれぞれ0〜3の整数を表す。)
本発明の感光性導電ペーストは、上記脂環式化合物(C)が不飽和二重結合、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、アミノ基、イソシアネート基のいずれか一つを含有していることが好ましい。
本発明の感光性導電ペーストは、上記脂環式化合物(C)が不飽和二重結合、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、アミノ基、イソシアネート基のいずれか一つを含有していることが好ましい。
本発明の感光性導電ペーストは、上記脂環式化合物(C)がシクロヘキサン骨格を有していることが好ましい。
本発明の感光性導電ペーストは、上記酸価が40〜200mgKOH/gの範囲内である化合物(B)がエポキシアクリレートであることが好ましい。
本発明の感光性導電ペーストは、上記酸価が40〜200mgKOH/gの範囲内である化合物(B)のガラス転移温度が−10〜50℃の範囲内であることが好ましい。
本発明によれば、ITOとの密着性に優れ、低温キュア条件においても比抵抗率の低い導電パターンが得られ、且つ高い感光特性により微細パターニングが可能という効果を有する。また、本発明の好ましい構成によれば、リジッド基板上だけでなく、フレキシブル基板上にも微細なバンプ、配線などを容易に形成することができる。
本発明の感光性導電ペーストはジカルボン酸またはその酸無水物(A)、酸価が40〜200mgKOH/gの範囲内である化合物(B)、脂環式化合物(C)、光重合開始剤(D)からなる感光性樹脂組成物中に導電フィラー(E)を分散させたものである。
該ペーストは基板上に塗布し、必要に応じ乾燥させて溶媒を除去した後、露光、現像、100℃以上300℃以下の温度でのキュア工程を経ることで基板上に所望の導電パターンを得ることができる感光性導電ペーストである。本発明のペーストを用いて得られた導電パターンは有機成分と無機成分の複合物となっており、導電フィラー同士がキュア時の硬化収縮により互いに接触することで導電性が発現する。
本発明の感光性導電ペーストに含まれるジカルボン酸またはその酸無水物(A)のジカルボン酸化合物とは、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、また、上記構造式(1)に該当する化合物としては2−メチルマロン酸、2−エチルマロン酸、2−プロピルマロン酸、2−ブチルマロン酸、2−(3−メトキシプロピル)マロン酸、2−(3−プロポキシプロピル)マロン酸、2−(3−プロポキシブチル)マロン酸、(E)−2−(ヘキサ−4−エチル)マロン酸、2−メチルサクシン酸、2−エチルサクシン酸、2−プロピルサクシン酸、2−ブチルサクシン酸、2−(3−メトキシプロピル)サクシン酸、2−(3−プロポキシプロピル)サクシン酸、2−(3−プロポキシブチル)サクシン酸、(E)−2−(ヘキサ−4−エチル)サクシン酸、2−メチルジオイック酸、2−エチルジオイック酸、2−プロピルジオイック酸、2−ブチルジオイック酸、2−(3−メトキシプロピル)ジオイック酸、2−(3−プロポキシプロピル)ジオイック酸、2−(3−プロポキシブチル)ジオイック酸、(E)−2−(ヘキサ−4−エチル)ジオイック酸、2−ヘキシルペンタンジオイック酸、3−ヘキシルペンタンジオイック酸、2−メチルマレイン酸、2−エチルマレイン酸、2−プロピルマレイン酸、2−ブチルマレイン酸、2−(3−メトキシプロピル)マレイン酸、2−(3−プロポキシプロピル)マレイン酸、2−(3−プロポキシブチル)マレイン酸、(E)−2−(ヘキサ−4−エチル)マレイン酸、2−ヘキシルマロン酸、2−(3−エトキシプロピル)サクシン酸、2−(3−エトキシブチル)サクシン酸、(E)−2(ヘキサ−1−エニル)サクシン酸、3−ヘキシルペンタンジオイック酸、(E)−2−(ヘキサ−4−エチル)サクシン酸などが挙げられる。これらの中でも(E)−2−(ヘキサ−4−エチル)サクシン酸、2−プロピルサクシン酸、3−ヘキシルペンタンジオイック酸、2−ヘキシルマロン酸、2−(3−エトキシプロピル)サクシン酸、2−(3−エトキシブチル)サクシン酸、(E)−2(ヘキサ−1−エニル)サクシン酸が特に好ましい。また、酸無水物とは上記化合物のカルボン酸2分子が脱水縮合した化合物のことをいう。
ジカルボン酸またはその酸無水物(A)の添加量としては酸価が40〜200mgKOH/gの範囲内である化合物(B)100重量部に対し、好ましくは0.5〜30重量部の範囲で添加され、より好ましくは、1〜20重量部である。化合物(B)100重量部に対するジカルボン酸またはその酸無水物(A)の添加量を0.5重量部以上とすることにより、現像液への親和性を高め、良好なパターニングが可能となり、それに加え最終組成物の導電性も向上する。酸無水物(A)の添加量を30重量部以下とすることにより現像マージン、高温高湿度下での密着性をよくすることができる。
本発明の感光性導電ペーストに含まれる酸価が40〜200mgKOH/gの範囲内である化合物(B)としては、分子内にカルボキシル基を少なくとも一つ以上有するモノマー、オリゴマーもしくはポリマーのことをいい、1種または2種以上使用することができる。
本発明の感光性導電ペーストに含まれる酸価が40〜200mgKOH/gの範囲内である化合物(B)としては、分子内にカルボキシル基を少なくとも一つ以上有するモノマー、オリゴマーもしくはポリマーのことをいい、1種または2種以上使用することができる。
化合物(B)の具体例としてはアクリル系共重合体があげられる。アクリル系共重合体とは、共重合成分に少なくともアクリル系モノマーを含む共重合体であり、アクリル系モノマーの具体例としては炭素−炭素二重結合を有するすべての化合物が使用可能であるが、好ましくはメチルアクリレート、アクリル酸、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸エチル、n−ブチルアクリレート、iso−ブチルアクリレート、iso−プロパンアクリレート、グリシジルアクリレート、N−メトキシメチルアクリルアミド、N−エトキシメチルアクリルアミド、N−n−ブトキシメチルアクリルアミド、N−イソブトキシメチルアクリルアミド、ブトキシトリエチレングリコールアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、イソボニルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、イソデキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、2−メトキシエチルアクリレート、メトキシエチレングリコールアクリレート、メトキシジエチレングリコールアクリレート、オクタフロロペンチルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、ステアリルアクリレート、トリフロロエチルアクリレート、アクリルアミド、アミノエチルアクリレート、フェニルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、1−ナフチルアクリレート、2−ナフチルアクリレート、チオフェノールアクリレート、ベンジルメルカプタンアクリレートなどのアクリル系モノマーおよびこれらのアクリレートをメタクリレートに代えたものやスチレン、p−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、α−メチルスチレン、クロロメチルスチレン、ヒドロキシメチルスチレンなどのスチレン類、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、1−ビニル−2−ピロリドン、アリル化シクロヘキシルジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコ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、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、グリセロールジアクリレート、メトキシ化シクロヘキシルジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、プロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、トリグリセロールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、そしてエポキシ基を不飽和酸で開環させてできた水酸基を少なくとも一つ以上有するエチレングリコールジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物、ジエチレングリコールジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物、グリセリンジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物、ビスフェノールAジグリシジルエーテルのアクリル酸付加物、ビスフェノールFのアクリル酸付加物、クレゾールノボラックのアクリル酸付加物などのエポキシアクリレートモノマー、または上記化合物のアクリル基を1部または全てメタクリル基に代えた化合物などが挙げられる。
アクリル系共重合体にアルカリ可溶性を付与するためには、モノマーとして不飽和カルボン酸などの不飽和酸を用いることにより達成される。不飽和酸の具体的な例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、酢酸ビニル、またはこれらの酸無水物などが挙げられる。これらを分子鎖に付与することにより、ポリマーの酸価を調整することができる。
また、上述の不飽和カルボン酸などの不飽和酸をモノマーとして用いて得られたアクリルポリマー中の不飽和酸の一部と、グリシジル(メタ)アクリレートなどの不飽和酸と反応する基と不飽和二重結合を有する基の両方を有する化合物を反応させることにより得られる、側鎖に反応性の不飽和二重結合を有するアルカリ可溶性ポリマーを作製することができる。
本発明の感光性導電ペーストに含まれる化合物(B)の酸価はアルカリ可溶性という観点から40〜200mgKOH/gである必要がある。酸価が40mgKOH/g未満であると可溶部分の現像液に対する溶解性が低下する問題があり、一方、酸価が200mgKOH/gを越えると現像許容幅を広くすることができない。なお、酸価の測定は、JIS K 0070(1992)に準拠して求める。
本発明の感光性導電ペーストに含まれる化合物(B)のガラス転移温度は−10〜50℃であることが好ましく、10〜40であることがより好ましい。Tgが−10℃以上であると乾燥膜のタック性を抑制することができ、さらに10℃以上であると特に温度変化に対する形状安定性が高くなる。また、Tgが50℃以下であると室温において屈曲性を発現し、さらに50℃以下であると屈曲時の内部応力を緩和することができ、特にクラックの発生を抑制することができる。
本発明の感光性導電ペーストに含まれる化合物(B)はエポキシアクリレートであることが好ましい。化合物(B)がエポキシアクリレートであるとエポキシ基を不飽和酸で開環させてできた水酸基が基板と相互作用し、密着性をより向上させることができる。なおエポキシアクリレートとは共重合成分の一部がエポキシアクリレートモノマーである化合物のことをいう。
本発明の感光性導電ペーストに含まれる化合物(B)のガラス転移温度は、感光性成分の示差走査熱量計(DSC)測定によって求めることもできるが、共重合成分であるモノマーの共重合比率およびそれぞれのモノマーのホモポリマーのガラス転移温度を用いて次の数式(1)により算出できる。本発明では算出可能なものについてはこの値を用い、ホモポリマーのガラス転移温度が既知でないものが含まれる場合についてはDSC測定結果より求めた。
ここで、Tgはポリマーのガラス転移温度(単位:K)を示し、T1、T2、T3・・・はモノマー1、モノマー2、モノマー3・・・のホモポリマーのガラス転移温度(単位:K)を示し、W1、W2、W3・・・はモノマー1、モノマー2、モノマー3・・・の重量基準の共重合比率を示す。
本発明の感光性導電ペーストに含まれる脂環式化合物(C)は炭素原子が環状に結合した構造のうち芳香族環を除いたものを分子内に一つ以上有する化合物のことをいう。炭素原子が環状に結合した構造のうち芳香族環を除いたものとしてはシクロプロパン骨格、シクロブタン骨格、シクロペンタン骨格、シクロヘキサン骨格、シクロブテン骨格、シクロペンテン骨格、シクロヘキセン骨格、シクロプロピン骨格、シクロブチン骨格、シクロペンチン骨格、シクロヘキシン骨格、水添ビスフェノールA骨格などが挙げられる。具体例としては、水添ビスフェノールA、1,1−シクロブタンジカルボン酸、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸、4,4−ジアミノ−ジシクロヘキシルメタン、イソフォロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン4,4’−ジイソシアネート、トランス−4−メチルシクロヘキシルイソシアネート、タケネート600(1,3−ビス(イソシアナートメチル)シクロヘキサン)(商品名、三井化学社製)、ジイソシアン酸イソホロン、1,2−エポキシシクロヘキサン、1−ビニル−3,4−エポキシシクロヘキサン、リカレジンDME−100(1,4−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル)(商品名、新日本理化株式会社製)、リカレジンHBE−100(4,4’−イソプロピリデンジシクロヘキサノールと(クロロメチル)オキシランのポリマー)(商品名、新日本理化株式会社製)、ST−4000D(水添ビスフェノールAを主成分とするエポキシ樹脂)(商品名、新日鐵化学株式会社製)、1,2:5,6−ジエポキシシクロオクタン、水添ビスフェノールAのPO付加物ジアクリレート、水添ビスフェノールAのEO付加物ジメタクリレート、水添ビスフェノールAのPO付加物ジメタクリレート、2−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、tert−ブチルシクロヘキシルアクリレート、tert−ブチルシクロヘキシルメタクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート、ジシクロペンタニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート、ジシクロペンタニルメタクリレートなどが挙げられ、中でも立体的な広がりがあるシクロヘキサン骨格を有するものはITOとの密着性が高いため好ましい。
本発明の感光性導電ペーストに含まれる脂環式化合物(C)の添加量としては、酸価が40〜200mgKOH/gの範囲内である化合物(B)100重量部に対し、好ましくは5〜200重量部の範囲で添加され、より好ましくは、30〜60重量部である。酸価が40〜200mgKOH/gの範囲内である化合物(B)100重量部に対する添加量が5重量部以上とすることでITOとの密着性を高めることができる。また、酸価が40〜200mgKOH/gの範囲内である化合物(B)100重量部に対する添加量を200重量部以下とすることにより、現像残渣を抑制することができる。
本発明の感光性導電ペーストに含まれる光重合開始剤(D)とは紫外線などの短波長の光を吸収して分解し、ラジカルを生じる化合物や水素引き抜き反応を起こしてラジカルを生じる化合物のことをいう。具体例としては、1,2−オクタンジオン、1−[4−(フェニルチオ)−2−(O−ベンゾイルオキシム)]、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド、エタノン、1−[9−エチル−6−2(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−1−(O−アセチルオキシム)、ベンゾフェノン、o−ベンゾイル安息香酸メチル、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ジクロロベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、2,2’−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、p−t−ブチルジクロロアセトフェノン、チオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジル、ベンジルジメチルケタール、ベンジル−β−メトキシエチルアセタール、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、2−アミルアントラキノン、β−クロルアントラキノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンゾスベロン、メチレンアントロン、4−アジドベンザルアセトフェノン、2,6−ビス(p−アジドベンジリデン)シクロヘキサノン、6−ビス(p−アジドベンジリデン)−4−メチルシクロヘキサノン、1−フェニル−1,2−ブタンジオン−2−(o−メトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−プロパンジオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−プロパンジオン−2−(o−ベンゾイル)オキシム、1,3−ジフェニル−プロパントリオン−2−(o−エトキシカルボニル)オキシム、1−フェニル−3−エトキシ−プロパントリオン−2−(o−ベンゾイル)オキシム、ミヒラーケトン、2−メチル−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−1−プロパノン、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、N−フェニルチオアクリドン、4,4’−アゾビスイソブチロニトリル、ジフェニルジスルフィド、ベンズチアゾールジスルフィド、トリフェニルホスフィン、カンファーキノン、2,4−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、四臭化炭素、トリブロモフェニルスルホン、過酸化ベンゾインおよびエオシン、メチレンブルーなどの光還元性色素とアスコルビン酸、トリエタノールアミンなどの還元剤の組み合わせなどが挙げられるが、特にこれらに限定されない
光重合開始剤(D)の添加量としては、酸価が40〜200mgKOH/gの範囲内である化合物(B)100重量部に対し、好ましくは0.05〜30重量部の範囲で添加され、より好ましくは、5〜20重量部である。化合物(B)100重量部に対する光重合開始剤(D)の添加量を5重量部以上とすることにより、特に露光部の硬化密度が増加し、現像後の残膜率を高くすることができる。また、化合物(B)100重量部に対する光重合開始剤(D)の添加量を20重量部以下とすることで、特に光重合開始剤(D)による塗布膜上部での過剰な光吸収を抑制し、導電パターンが逆テーパー形状となり基材との接着性が低下することを抑制することができる。
光重合開始剤(D)の添加量としては、酸価が40〜200mgKOH/gの範囲内である化合物(B)100重量部に対し、好ましくは0.05〜30重量部の範囲で添加され、より好ましくは、5〜20重量部である。化合物(B)100重量部に対する光重合開始剤(D)の添加量を5重量部以上とすることにより、特に露光部の硬化密度が増加し、現像後の残膜率を高くすることができる。また、化合物(B)100重量部に対する光重合開始剤(D)の添加量を20重量部以下とすることで、特に光重合開始剤(D)による塗布膜上部での過剰な光吸収を抑制し、導電パターンが逆テーパー形状となり基材との接着性が低下することを抑制することができる。
本発明の感光性導電ペーストは光重合開始剤(D)と共に増感剤を添加して感度を向上させたり、反応に有効な波長範囲を拡大したりすることができる。
増感剤の具体例としては、2,4−ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、2,3−ビス(4−ジエチルアミノベンザル)シクロペンタノン、2,6−ビス(4−ジメチルアミノベンザル)シクロヘキサノン、2,6−ビス(4−ジメチルアミノベンザル)−4−メチルシクロヘキサノン、ミヒラーケトン、4,4−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4−ビス(ジメチルアミノ)カルコン、4,4−ビス(ジエチルアミノ)カルコン、p−ジメチルアミノシンナミリデンインダノン、p−ジメチルアミノベンジリデンインダノン、2−(p−ジメチルアミノフェニルビニレン)イソナフトチアゾール、1,3−ビス(4−ジメチルアミノフェニルビニレン)イソナフトチアゾール、1,3−ビス(4−ジメチルアミノベンザル)アセトン、1,3−カルボニルビス(4−ジエチルアミノベンザル)アセトン、3,3−カルボニルビス(7−ジエチルアミノクマリン)、N−フェニル−N−エチルエタノールアミン、N−フェニルエタノールアミン、N−トリルジエタノールアミン、ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、ジエチルアミノ安息香酸イソアミル、3−フェニル−5−ベンゾイルチオテトラゾール、1−フェニル−5−エトキシカルボニルチオテトラゾールなどが挙げられる。本発明ではこれらを1種または2種以上使用することができる。増感剤を本発明の感光性導電ペーストに添加する場合、その添加量は酸価が40〜200mgKOH/gの範囲内である化合物(B)100重量部に対して通常0.05〜10重量部の範囲内であることが好ましく、より好ましくは0.1〜10重量部である。化合物(B)100重量部に対する添加量を0.1重量部以上とすることにより光感度を向上させる効果が十分に発揮されやすく、化合物(B)100重量部に対する添加量を10重量部以下とすることにより、特に塗布膜上部での過剰な光吸収が起こり、導電パターンが逆テーパー形状となり、基材との接着性が低下することを抑制することができる。
本発明の感光性導電ペーストに含まれる導電フィラー(E)はAg、Au、Cu、Pt、Pb、Sn、Ni、Al、W、Mo、酸化ルテニウム、Cr、Ti、およびインジウムの少なくとも1種を含むことが好ましく、これらの導電フィラーを単独、合金、あるいは混合粉末として用いることができる。また、上述の成分で絶縁性粒子または導電性粒子の表面を被膜した導電性粒子も同様に用いることができる。中でも導電性の観点からAg、CuおよびAuが好ましく、コスト、安定性の観点からAgがより好ましい。
本発明の感光性導電ペーストに含まれる導電フィラー(E)はAg、Au、Cu、Pt、Pb、Sn、Ni、Al、W、Mo、酸化ルテニウム、Cr、Ti、およびインジウムの少なくとも1種を含むことが好ましく、これらの導電フィラーを単独、合金、あるいは混合粉末として用いることができる。また、上述の成分で絶縁性粒子または導電性粒子の表面を被膜した導電性粒子も同様に用いることができる。中でも導電性の観点からAg、CuおよびAuが好ましく、コスト、安定性の観点からAgがより好ましい。
導電フィラー(E)の体積平均粒子径は0.1〜10μmが好ましく、より好ましくは0.5〜6μmである。体積平均粒子径が0.1μm以上であると導電フィラー同士の接触確率が向上し、作製される導電パターンの比抵抗値、および断線確率を低くすることができ、且つ露光時の紫外線が膜中をスムーズに透過することができ、微細パターニングが容易となる。また体積平均粒子径が10μm以下であれば印刷後の回路パターンの表面平滑度、パターン精度、寸法精度が向上する。なお、体積平均粒子径は、コールターカウンター法により求めることができる。
導電フィラー(E)の添加量としては感光性導電ペースト中の全固形分に対し、70〜95重量%の範囲内であることが好ましく、より好ましくは80〜90重量%である。70重量%以上とすることにより、特にキュア時の硬化収縮における導電フィラー同士の接触確率が向上し、作製される導電パターンの比抵抗値、および断線確率を低くすることができる。また、95重量%以下とすることにより、特に露光時の紫外線が膜中をスムーズに透過することができ、微細なパターニングが容易となる。 本発明の感光性導電ペーストは溶剤を含有してもよい。溶剤としては、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、γ−ブチロラクトン、乳酸エチル、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、ジアセトンアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどが挙げられる。溶剤は1種を単独で用いたり、2種以上を混合して用いたりすることができる。溶剤はペースト作製後、粘度調整を目的に後から添加してもかまわない。
本発明の感光性導電ペーストは、その所望の特性を損なわない範囲であれば分子内に不飽和二重結合を有しない非感光性ポリマー、可塑剤、レベリング剤、界面活性剤、シランカップリング剤、消泡剤、顔料などの添加剤を配合することもできる。非感光性ポリマーの具体例としてはエポキシ樹脂、ノボラック樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド前駆体、既閉環ポリイミドなどが挙げられる。
可塑剤の具体例としてはジブチルフタレート、ジオクチルフタレート、ポリエチレングリコール、グリセリンなどが挙げられる。レベリング剤の具体例としては特殊ビニル系重合物、特殊アクリル系重合物などが挙げられる。
シランカップリング剤としては、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどが挙げられる。
本発明の感光性導電ペーストは分散機、混練機などを用いて作製される。これらの具体例としては三本ローラー、ボールミル、遊星式ボールミルなどが挙げられるが、これらに限定されない。
次に本発明の感光性導電ペーストを用いた導電パターンの製造方法について説明する。導電パターンを作製するためには本発明のペーストを基板上に塗布し、加熱して溶剤を揮発させて乾燥する。その後パターン形成用マスクを介し、露光し、現像工程を経ることで基板上に所望のパターンを形成する。そして100℃以上300℃以下の温度でキュアして導電パターンを作製する。キュア温度は好ましくは120〜180℃である。加熱温度を100℃未満にすると、樹脂の体積収縮量を大きくすることができず、比抵抗率を小さくすることができない。一方、加熱温度が300℃を越えると、耐熱性が低い基板上に用いることはできず、耐熱性の低い材料と併用して用いることもできない。
本発明で用いる基板は、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム(以下、PETフィルム)、ポリイミドフィルム、ポリエステルフィルム、アラミドフィルム、エポキシ樹脂基板、ポリエーテルイミド樹脂基板、ポリエーテルケトン樹脂基板、ポリサルフォン系樹脂基板、ガラス基板、シリコンウエハー、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板、炭化ケイ素基板、加飾層形成基板、絶縁層形成基板などが挙げられるが、これらに限定されない。
本発明の感光性導電ペーストを基板に塗布する方法としてはスピナーを用いた回転塗布、スプレー塗布、ロールコーティング、スクリーン印刷、ブレードコーター、ダイコーター、カレンダーコーター、メニスカスコーター、バーコーターなどの方法がある。また、塗布膜厚は、塗布手法、組成物の固形分濃度、粘度などによって異なるが、通常、乾燥後の膜厚が、0.1〜50μmの範囲内になるように塗布される。
次に基板上に塗布した塗布膜から溶剤を除去する。溶剤を除去する方法としては、オーブン、ホットプレート、赤外線などによる加熱乾燥や真空乾燥などが挙げられる。加熱乾燥は50〜180℃の範囲で1分〜数時間行うのが好ましい。
溶剤除去後の塗布膜上に、フォトリソグラフィー法によりパターン加工を行う。露光に用いられる光源としては水銀灯のi線(365nm)、h線(405nm)、g線(436nm)を用いるのが好ましい。
露光後、現像液を用いて未露光部を除去することによって、所望のパターンが得られる。アルカリ現像を行う場合の現像液としては、水酸化テトラメチルアンモニウム、ジエタノールアミン、ジエチルアミノエタノール、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、トリエチルアミン、ジエチルアミン、メチルアミン、ジメチルアミン、酢酸ジメチルアミノエチル、ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエチルメタクリレート、シクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンなどの化合物の水溶液が好ましい。また場合によっては、これらの水溶液にN−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、γ−ブチロラクトンなどの極性溶媒、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステル類、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、イソブチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン類などを単独あるいは複数種添加したものを現像液として用いてもよい。また、これらのアルカリ水溶液に界面活性剤を添加したものを現像液として使用することもできる。有機現像を行う場合の現像液としては、N−メチル−2−ピロリドン、N−アセチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホルトリアミドなどの極性溶媒を単独あるいは、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、キシレン、水、メチルカルビトール、エチルカルビトールなどと組み合わせた混合溶液が使用できる。
現像は、基板を静置または回転させながら上記の現像液を塗布膜面にスプレーする、基板を現像液中に浸漬する、あるいは浸漬しながら超音波をかけるなどの方法によって行うことができる。
現像後、水によるリンス処理を施してもよい。ここでもエタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのエステル類などを水に加えてリンス処理をしてもよい。
次に導電性を発現させるためにペースト組成物膜をキュアする。キュアする方法としては、オーブン、イナートオーブン、ホットプレート、赤外線などによる加熱乾燥や真空乾燥などが挙げられる。このようにキュア工程を経て導電パターンを作製することができる。
本発明の感光性導電ペーストを用いて製造される導電パターンは、タッチパネル用周囲配線として好適に用いられる。タッチパネルの方式としては、例えば、抵抗膜式、光学式、電磁誘導式または静電容量式が挙げられるが、静電容量式タッチパネルは特に微細配線が求められることから、本発明の感光性導電ペーストを用いて製造される導電パターンが、より好適に用いられる。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。各実施例および比較例で用いた材料および評価方法は以下の通りである。
<パターニング性の評価方法>
PETフィルム上に感光性導電ペーストを乾燥厚みが7μmになるように塗布、100℃の乾燥オーブン内で5分間乾燥し、一定のラインアンドスペース(L/S)で配列する直線群を1つのユニットとし、L/Sの値が異なる9種類のユニットを有する透光パターンを有するフォトマスクを介して露光、現像し、その後、140℃で30分間乾燥オーブン内でキュアすることによって導電パターンを得た。各ユニットのL/Sの値は500/500、250/250、100/100、50/50、40/40、30/30、25/25、20/20、15/15とした(それぞれライン幅(μm)/間隔(μm)を表す)。パターンを光学顕微鏡により観察し、パターン間に残渣がなく、かつパターン剥がれのない最小のL/Sの値を持つパターンを確認し、この最小のL/Sの値を現像可能なL/Sとした。
PETフィルム上に感光性導電ペーストを乾燥厚みが7μmになるように塗布、100℃の乾燥オーブン内で5分間乾燥し、一定のラインアンドスペース(L/S)で配列する直線群を1つのユニットとし、L/Sの値が異なる9種類のユニットを有する透光パターンを有するフォトマスクを介して露光、現像し、その後、140℃で30分間乾燥オーブン内でキュアすることによって導電パターンを得た。各ユニットのL/Sの値は500/500、250/250、100/100、50/50、40/40、30/30、25/25、20/20、15/15とした(それぞれライン幅(μm)/間隔(μm)を表す)。パターンを光学顕微鏡により観察し、パターン間に残渣がなく、かつパターン剥がれのない最小のL/Sの値を持つパターンを確認し、この最小のL/Sの値を現像可能なL/Sとした。
<比抵抗率の評価方法>
100℃の乾燥オーブン内で5分間乾燥し、図1に示すパターンの透光部Aを有するフォトマスクを介して露光し、現像し、その後、140℃で30分間乾燥オーブン内でキュアすることによって比抵抗率測定用導電性パターンを得た。導電性パターンのライン幅は0.400mm、ライン長さは80mmである。得られたパターンの端部を表面抵抗計でつなぎ、表面抵抗値を測定し、次の計算式に当てはめて比抵抗率を算出した。
比抵抗率=表面抵抗値×膜厚×線幅/ライン長
なお膜厚の測定は触針式段差計サーフコム(登録商標)1400((株)東京精密製)を用いて行った。膜厚の測定はランダムに3箇所の位置にて測り、その3点の平均値を膜厚とした。測長は1mm、走査速度は0.3mm/secとした。線幅はパターンを光学顕微鏡でランダムに3箇所の位置を観察し、画像データを解析して得られた3点の平均値を線幅とした。
100℃の乾燥オーブン内で5分間乾燥し、図1に示すパターンの透光部Aを有するフォトマスクを介して露光し、現像し、その後、140℃で30分間乾燥オーブン内でキュアすることによって比抵抗率測定用導電性パターンを得た。導電性パターンのライン幅は0.400mm、ライン長さは80mmである。得られたパターンの端部を表面抵抗計でつなぎ、表面抵抗値を測定し、次の計算式に当てはめて比抵抗率を算出した。
比抵抗率=表面抵抗値×膜厚×線幅/ライン長
なお膜厚の測定は触針式段差計サーフコム(登録商標)1400((株)東京精密製)を用いて行った。膜厚の測定はランダムに3箇所の位置にて測り、その3点の平均値を膜厚とした。測長は1mm、走査速度は0.3mm/secとした。線幅はパターンを光学顕微鏡でランダムに3箇所の位置を観察し、画像データを解析して得られた3点の平均値を線幅とした。
<屈曲性の評価方法>
図2は屈曲性試験に用いたサンプルを模式的に示した図である。縦10mm、横100mmの長方形のPETフィルム(厚み40μm)上に感光性導電ペーストを乾燥厚みが7μmになるように塗布し、100℃の乾燥オーブン内で5分間乾燥し、図1に示すパターンの透光部Aを有するフォトマスクを、透光部がサンプル中央になるように配置して露光し、現像し、その後、140℃で30分間乾燥オーブン内でキュアして導電パターンを形成し、テスターを用いて抵抗値を測定した。その後導電パターンが内側、外側と交互になるように曲げてサンプル短辺Bとサンプル短辺Cを接触させ、元に戻す屈曲動作を100回繰り返した後、再度テスターで抵抗値を測定した。その結果、抵抗値の変化量が20%以下であり、且つ導電パターンにクラック、剥がれ、断線などがないものをgoodとし、そうでないものをpoorとした。
<ITOとの密着性評価方法>
ITO付きPETフィルムELECRYSTA(登録商標)V270L−TFS(日東電工(株)製)上に感光性導電ペーストを乾燥厚みが7μmになるように塗布し、100℃の乾燥オーブン内で5分間乾燥し、印刷面を全面露光し、その後、140℃で30分間乾燥オーブン内でキュアした後、1mm幅で10×10の碁盤目状にカッターで切れ目を入れ、85℃、85%RHの恒温恒湿槽SH−661(エスペック(株)製)に240h投入した。その後サンプルを取り出し、碁盤目状の箇所にテープを貼着して剥がし、残存マス数で判定を行った。なお、テープとしてはセロハンテープ(ニチバン(株)製)を用いて行った。
図2は屈曲性試験に用いたサンプルを模式的に示した図である。縦10mm、横100mmの長方形のPETフィルム(厚み40μm)上に感光性導電ペーストを乾燥厚みが7μmになるように塗布し、100℃の乾燥オーブン内で5分間乾燥し、図1に示すパターンの透光部Aを有するフォトマスクを、透光部がサンプル中央になるように配置して露光し、現像し、その後、140℃で30分間乾燥オーブン内でキュアして導電パターンを形成し、テスターを用いて抵抗値を測定した。その後導電パターンが内側、外側と交互になるように曲げてサンプル短辺Bとサンプル短辺Cを接触させ、元に戻す屈曲動作を100回繰り返した後、再度テスターで抵抗値を測定した。その結果、抵抗値の変化量が20%以下であり、且つ導電パターンにクラック、剥がれ、断線などがないものをgoodとし、そうでないものをpoorとした。
<ITOとの密着性評価方法>
ITO付きPETフィルムELECRYSTA(登録商標)V270L−TFS(日東電工(株)製)上に感光性導電ペーストを乾燥厚みが7μmになるように塗布し、100℃の乾燥オーブン内で5分間乾燥し、印刷面を全面露光し、その後、140℃で30分間乾燥オーブン内でキュアした後、1mm幅で10×10の碁盤目状にカッターで切れ目を入れ、85℃、85%RHの恒温恒湿槽SH−661(エスペック(株)製)に240h投入した。その後サンプルを取り出し、碁盤目状の箇所にテープを貼着して剥がし、残存マス数で判定を行った。なお、テープとしてはセロハンテープ(ニチバン(株)製)を用いて行った。
[ジカルボン酸またはその酸無水物(A)]
アジピン酸
2−プロピルサクシン酸
3−ヘキシルペンタンジオイック酸
(E)−2−(ヘキサ−4−エチル) サクシン酸
2−ヘキシルペンタンジオイック酸
2−ヘキシルマロン酸
2−(3−エトキシプロピル)サクシン酸
2−(3−エトキシブチル)サクシン酸
(E)−2−(ヘキサ−1−エニル)サクシン酸
[酸価が40〜200mgKOH/gの範囲内である化合物(B)]
合成例1:酸価が40〜200mgKOH/gの範囲内である化合物(B−1)
共重合比率(重量基準):エチルアクリレート(以下、EA)/メタクリル酸2−エチルヘキシル(以下、2−EHMA)/スチレン(以下、St)/グリシジルメタクリレート(以下、GMA)/アクリル酸(以下、AA)=20/40/20/5/15
窒素雰囲気の反応容器中にジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート150gを仕込みオイルバスを用いて80℃まで昇温した。これに、EA20g、2−EHMA40g、St20g、AA15g、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.8gおよびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート10gからなる混合物を1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに6時間重合反応を行った。その後、ハイドロキノンモノメチルエーテル1gを添加して重合反応を停止した。引き続きGMA5g、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド1gおよびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート10gからなる混合物を0.5時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに2時間付加反応を行った。得られた反応溶液をメタノールで精製することで未反応不純物を除去し、さらに24時間真空乾燥することで化合物(B−1)を得た。得られた化合物(B−1)の酸価は103mgKOH/g、数式(1)より求めたガラス転移温度は21.7℃であった。
アジピン酸
2−プロピルサクシン酸
3−ヘキシルペンタンジオイック酸
(E)−2−(ヘキサ−4−エチル) サクシン酸
2−ヘキシルペンタンジオイック酸
2−ヘキシルマロン酸
2−(3−エトキシプロピル)サクシン酸
2−(3−エトキシブチル)サクシン酸
(E)−2−(ヘキサ−1−エニル)サクシン酸
[酸価が40〜200mgKOH/gの範囲内である化合物(B)]
合成例1:酸価が40〜200mgKOH/gの範囲内である化合物(B−1)
共重合比率(重量基準):エチルアクリレート(以下、EA)/メタクリル酸2−エチルヘキシル(以下、2−EHMA)/スチレン(以下、St)/グリシジルメタクリレート(以下、GMA)/アクリル酸(以下、AA)=20/40/20/5/15
窒素雰囲気の反応容器中にジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート150gを仕込みオイルバスを用いて80℃まで昇温した。これに、EA20g、2−EHMA40g、St20g、AA15g、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.8gおよびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート10gからなる混合物を1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに6時間重合反応を行った。その後、ハイドロキノンモノメチルエーテル1gを添加して重合反応を停止した。引き続きGMA5g、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド1gおよびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート10gからなる混合物を0.5時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに2時間付加反応を行った。得られた反応溶液をメタノールで精製することで未反応不純物を除去し、さらに24時間真空乾燥することで化合物(B−1)を得た。得られた化合物(B−1)の酸価は103mgKOH/g、数式(1)より求めたガラス転移温度は21.7℃であった。
合成例2:酸価が40〜200mgKOH/gの範囲内である化合物(B−2)
共重合比率(重量基準)トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(製品名:IRR214−K、ダイセル・サイテック(株)製)/変性ビスフェノールAジアクリレート(製品名:EBECRYL150、ダイセル・サイテック(株)製)/St/AA)=25/40/20/15
窒素雰囲気の反応容器中にジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート150gを仕込みオイルバスを用いて80℃まで昇温した。これに、IRR214−Kを25g、EBECRYL150を40g、St20g、AA15g、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.8gおよびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート10gからなる混合物を1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに6時間重合反応を行った。その後、ハイドロキノンモノメチルエーテル1gを添加して重合反応を停止した。得られた反応溶液をメタノールで精製することで未反応不純物を除去し、さらに24時間真空乾燥することで化合物(B−2)を得た。得られた化合物(B−2)の酸価は89mgKOH/g、DSC測定から得られたガラス転移温度は78.4℃であった。
共重合比率(重量基準)トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(製品名:IRR214−K、ダイセル・サイテック(株)製)/変性ビスフェノールAジアクリレート(製品名:EBECRYL150、ダイセル・サイテック(株)製)/St/AA)=25/40/20/15
窒素雰囲気の反応容器中にジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート150gを仕込みオイルバスを用いて80℃まで昇温した。これに、IRR214−Kを25g、EBECRYL150を40g、St20g、AA15g、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.8gおよびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート10gからなる混合物を1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに6時間重合反応を行った。その後、ハイドロキノンモノメチルエーテル1gを添加して重合反応を停止した。得られた反応溶液をメタノールで精製することで未反応不純物を除去し、さらに24時間真空乾燥することで化合物(B−2)を得た。得られた化合物(B−2)の酸価は89mgKOH/g、DSC測定から得られたガラス転移温度は78.4℃であった。
合成例3:酸価が40〜200mgKOH/gの範囲内である化合物(B−3)
共重合比率(重量基準)ネオペンチルグリコールジアクリレート(製品名:ライトアクリレートNP−A、共栄社化学(株)製)/変性ビスフェノールAジアクリレート(製品名:EBECRYL150、ダイセル・サイテック(株)製)/St/AA)=25/40/20/15
窒素雰囲気の反応容器中にジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート150gを仕込みオイルバスを用いて80℃まで昇温した。これに、ライトアクリレートNP−Aを25g、EBECRYL150を40g、St20g、AA15g、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.8gおよびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート10gからなる混合物を1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに6時間重合反応を行った。その後、ハイドロキノンモノメチルエーテル1gを添加して重合反応を停止した。得られた反応溶液をメタノールで精製することで未反応不純物を除去し、さらに24時間真空乾燥することで化合物(B−3)を得た。得られた化合物(B−3)の酸価は84mgKOH/g、DSC測定から得られたガラス転移温度は52.3℃であった。
共重合比率(重量基準)ネオペンチルグリコールジアクリレート(製品名:ライトアクリレートNP−A、共栄社化学(株)製)/変性ビスフェノールAジアクリレート(製品名:EBECRYL150、ダイセル・サイテック(株)製)/St/AA)=25/40/20/15
窒素雰囲気の反応容器中にジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート150gを仕込みオイルバスを用いて80℃まで昇温した。これに、ライトアクリレートNP−Aを25g、EBECRYL150を40g、St20g、AA15g、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.8gおよびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート10gからなる混合物を1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに6時間重合反応を行った。その後、ハイドロキノンモノメチルエーテル1gを添加して重合反応を停止した。得られた反応溶液をメタノールで精製することで未反応不純物を除去し、さらに24時間真空乾燥することで化合物(B−3)を得た。得られた化合物(B−3)の酸価は84mgKOH/g、DSC測定から得られたガラス転移温度は52.3℃であった。
合成例4:酸価が40〜200mgKOH/gの範囲である化合物(B−4)
共重合比率(重量基準):エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレート(製品名:FA−324A、日立化成工業(株)製)/EA/GMA/AA=50/10/5/15
窒素雰囲気の反応容器中にジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート150gを仕込みオイルバスを用いて80℃まで昇温した。これに、エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレート:FA−324Aを50g、EA20g、AA15g、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.8gおよびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート10gからなる混合物を1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに6時間重合反応を行った。その後、ハイドロキノンモノメチルエーテル1gを添加して重合反応を停止した。引き続きGMA5g、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド1gおよびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート10gからなる混合物を0.5時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに2時間付加反応を行った。得られた反応溶液をメタノールで精製することで未反応不純物を除去し、さらに24時間真空乾燥することで化合物(B−4)を得た。得られた化合物(B−4)の酸価は96mgKOH/g、数式(1)より求めたガラス転移温度は19.9℃であった。
共重合比率(重量基準):エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレート(製品名:FA−324A、日立化成工業(株)製)/EA/GMA/AA=50/10/5/15
窒素雰囲気の反応容器中にジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート150gを仕込みオイルバスを用いて80℃まで昇温した。これに、エチレンオキサイド変性ビスフェノールAジアクリレート:FA−324Aを50g、EA20g、AA15g、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.8gおよびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート10gからなる混合物を1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに6時間重合反応を行った。その後、ハイドロキノンモノメチルエーテル1gを添加して重合反応を停止した。引き続きGMA5g、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド1gおよびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート10gからなる混合物を0.5時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに2時間付加反応を行った。得られた反応溶液をメタノールで精製することで未反応不純物を除去し、さらに24時間真空乾燥することで化合物(B−4)を得た。得られた化合物(B−4)の酸価は96mgKOH/g、数式(1)より求めたガラス転移温度は19.9℃であった。
合成例5:酸価が40〜200mgKOH/gの範囲である化合物 エポキシアクリレート(B−5)
共重合比率(重量基準)2官能エポキシアクリレートモノマー(製品名:エポキシエステル70PA、共栄社化学(株)製)/変性ビスフェノールAジアクリレート(製品名:EBECRYL150、ダイセル・サイテック(株)製)/St/AA)=25/40/20/15
窒素雰囲気の反応容器中にジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート150gを仕込みオイルバスを用いて80℃まで昇温した。これに、エポキシエステル70PAを25g、EBECRYL150を40g、St20g、AA15g、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.8gおよびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート10gからなる混合物を1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに6時間重合反応を行った。その後、ハイドロキノンモノメチルエーテル1gを添加して重合反応を停止した。得られた反応溶液をメタノールで精製することで未反応不純物を除去し、さらに24時間真空乾燥することで化合物(B−5)を得た。得られた化合物(B−5)の酸価は88mgKOH/g、DSC測定から得られたガラス転移温度は58.1℃であった。
共重合比率(重量基準)2官能エポキシアクリレートモノマー(製品名:エポキシエステル70PA、共栄社化学(株)製)/変性ビスフェノールAジアクリレート(製品名:EBECRYL150、ダイセル・サイテック(株)製)/St/AA)=25/40/20/15
窒素雰囲気の反応容器中にジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート150gを仕込みオイルバスを用いて80℃まで昇温した。これに、エポキシエステル70PAを25g、EBECRYL150を40g、St20g、AA15g、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.8gおよびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート10gからなる混合物を1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに6時間重合反応を行った。その後、ハイドロキノンモノメチルエーテル1gを添加して重合反応を停止した。得られた反応溶液をメタノールで精製することで未反応不純物を除去し、さらに24時間真空乾燥することで化合物(B−5)を得た。得られた化合物(B−5)の酸価は88mgKOH/g、DSC測定から得られたガラス転移温度は58.1℃であった。
合成例6:酸価が40〜200mgKOH/gの範囲である化合物 エポキシアクリレート(B−6)
共重合比率(重量基準)2官能エポキシアクリレートモノマー(製品名:エポキシエステル3002A、共栄社化学(株)製)/2官能エポキシアクリレートモノマー(製品名:エポキシエステル70PA、共栄社化学(株)製)/St/AA)=25/40/20/15
窒素雰囲気の反応容器中にジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート150gを仕込みオイルバスを用いて80℃まで昇温した。これに、エポキシエステル3002Aを25g、エポキシエステル70PAを40g、St20g、AA15g、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.8gおよびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート10gからなる混合物を1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに6時間重合反応を行った。その後、ハイドロキノンモノメチルエーテル1gを添加して重合反応を停止した。得られた反応溶液をメタノールで精製することで未反応不純物を除去し、さらに24時間真空乾燥することで化合物(B−6)を得た。得られた化合物(B−6)の酸価は90mgKOH/g、DSC測定から得られたガラス転移温度は78.1℃であった。
共重合比率(重量基準)2官能エポキシアクリレートモノマー(製品名:エポキシエステル3002A、共栄社化学(株)製)/2官能エポキシアクリレートモノマー(製品名:エポキシエステル70PA、共栄社化学(株)製)/St/AA)=25/40/20/15
窒素雰囲気の反応容器中にジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート150gを仕込みオイルバスを用いて80℃まで昇温した。これに、エポキシエステル3002Aを25g、エポキシエステル70PAを40g、St20g、AA15g、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.8gおよびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート10gからなる混合物を1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに6時間重合反応を行った。その後、ハイドロキノンモノメチルエーテル1gを添加して重合反応を停止した。得られた反応溶液をメタノールで精製することで未反応不純物を除去し、さらに24時間真空乾燥することで化合物(B−6)を得た。得られた化合物(B−6)の酸価は90mgKOH/g、DSC測定から得られたガラス転移温度は78.1℃であった。
合成例7:酸価が40〜200mgKOH/gの範囲である化合物 エポキシアクリレート(B−7)
共重合比率(重量基準)2官能エポキシアクリレートモノマー(製品名:エポキシエステル3002A、共栄社化学(株)製)/2官能エポキシアクリレートモノマー(製品名:エポキシエステル70PA、共栄社化学(株)製)/GMA/St/AA)=20/40/5/20/15
窒素雰囲気の反応容器中にジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート150gを仕込みオイルバスを用いて80℃まで昇温した。これに、エポキシエステル3002Aを20g、エポキシエステル70PAを40g、St20g、AA15g、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.8gおよびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート10gからなる混合物を1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに6時間重合反応を行った。その後、ハイドロキノンモノメチルエーテル1gを添加して重合反応を停止した。引き続きGMA5g、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド1gおよびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート10gからなる混合物を0.5時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに2時間付加反応を行った。得られた反応溶液をメタノールで精製することで未反応不純物を除去し、さらに24時間真空乾燥することで化合物(B−7)を得た。得られた化合物(B−7)の酸価は101mgKOH/g、DSC測定から得られたガラス転移温度は80.4℃であった。
共重合比率(重量基準)2官能エポキシアクリレートモノマー(製品名:エポキシエステル3002A、共栄社化学(株)製)/2官能エポキシアクリレートモノマー(製品名:エポキシエステル70PA、共栄社化学(株)製)/GMA/St/AA)=20/40/5/20/15
窒素雰囲気の反応容器中にジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート150gを仕込みオイルバスを用いて80℃まで昇温した。これに、エポキシエステル3002Aを20g、エポキシエステル70PAを40g、St20g、AA15g、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.8gおよびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート10gからなる混合物を1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに6時間重合反応を行った。その後、ハイドロキノンモノメチルエーテル1gを添加して重合反応を停止した。引き続きGMA5g、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド1gおよびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート10gからなる混合物を0.5時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに2時間付加反応を行った。得られた反応溶液をメタノールで精製することで未反応不純物を除去し、さらに24時間真空乾燥することで化合物(B−7)を得た。得られた化合物(B−7)の酸価は101mgKOH/g、DSC測定から得られたガラス転移温度は80.4℃であった。
合成例8:酸価が40〜200mgKOH/gの範囲である化合物 エポキシアクリレート(B−8)
共重合比率(重量基準)2官能エポキシアクリレートモノマー(製品名:エポキシエステル80MFA、共栄社化学(株)製)/トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(製品名:IRR214−K、ダイセル・サイテック(株)製)/GMA/St/AA)=20/40/5/20/15
窒素雰囲気の反応容器中にジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート150gを仕込みオイルバスを用いて80℃まで昇温した。これに、エポキシエステル80MFAを20g、IRR214−Kを40g、St20g、AA15g、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.8gおよびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート10gからなる混合物を1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに6時間重合反応を行った。その後、ハイドロキノンモノメチルエーテル1gを添加して重合反応を停止した。引き続きGMA5g、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド1gおよびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート10gからなる混合物を0.5時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに2時間付加反応を行った。得られた反応溶液をメタノールで精製することで未反応不純物を除去し、さらに24時間真空乾燥することで化合物(B−8)を得た。得られた化合物(B−8)の酸価は104mgKOH/g、DSC測定から得られたガラス転移温度は45.4℃であった。
共重合比率(重量基準)2官能エポキシアクリレートモノマー(製品名:エポキシエステル80MFA、共栄社化学(株)製)/トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(製品名:IRR214−K、ダイセル・サイテック(株)製)/GMA/St/AA)=20/40/5/20/15
窒素雰囲気の反応容器中にジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート150gを仕込みオイルバスを用いて80℃まで昇温した。これに、エポキシエステル80MFAを20g、IRR214−Kを40g、St20g、AA15g、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル0.8gおよびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート10gからなる混合物を1時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに6時間重合反応を行った。その後、ハイドロキノンモノメチルエーテル1gを添加して重合反応を停止した。引き続きGMA5g、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド1gおよびジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート10gからなる混合物を0.5時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに2時間付加反応を行った。得られた反応溶液をメタノールで精製することで未反応不純物を除去し、さらに24時間真空乾燥することで化合物(B−8)を得た。得られた化合物(B−8)の酸価は104mgKOH/g、DSC測定から得られたガラス転移温度は45.4℃であった。
[脂環式化合物(C)]
水添ビスフェノールA
1,1−シクロブタンジカルボン酸
トランス−4−メチルシクロヘキシルイソシアネート
水添ビスフェノールAのPO付加物ジアクリレート
リカレジン(登録商標)HBE−100(4,4’−イソプロピリデンジシクロヘキサノールと(クロロメチル)オキシランのポリマー)(新日本理化(株)製)
[光重合開始剤(D)]
IRGACURE(登録商標)369(チバジャパン(株)製)
[導電フィラー(E)]
表1に記載の材料、体積平均粒子径のものを用いた。なお、体積平均粒子径は以下の方法により求めた。
水添ビスフェノールA
1,1−シクロブタンジカルボン酸
トランス−4−メチルシクロヘキシルイソシアネート
水添ビスフェノールAのPO付加物ジアクリレート
リカレジン(登録商標)HBE−100(4,4’−イソプロピリデンジシクロヘキサノールと(クロロメチル)オキシランのポリマー)(新日本理化(株)製)
[光重合開始剤(D)]
IRGACURE(登録商標)369(チバジャパン(株)製)
[導電フィラー(E)]
表1に記載の材料、体積平均粒子径のものを用いた。なお、体積平均粒子径は以下の方法により求めた。
<平均粒子径の測定>
導電フィラー(E)の平均粒子径は、(株)堀場製作所製動的光散乱式粒度分布計により体積平均粒子径を測定した。
導電フィラー(E)の平均粒子径は、(株)堀場製作所製動的光散乱式粒度分布計により体積平均粒子径を測定した。
[モノマー]
ライトアクリレートBP−4EA(共栄社化学(株)製)
[溶剤]
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(東京化成工業(株)製)
(実施例1)
100mLクリーンボトルにアジピン酸を0.50g、化合物(B−1)を10.0g、光重合開始剤IRGACURE 369(チバジャパン(株)製)を0.50g、水添ビスフェノールAを0.5g、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを5.0g入れ、“あわとり錬太郎”(登録商標)ARE−310((株)シンキー製)で混合し、感光性樹脂溶液16.5g(固形分69.7重量%)を得た。
ライトアクリレートBP−4EA(共栄社化学(株)製)
[溶剤]
ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(東京化成工業(株)製)
(実施例1)
100mLクリーンボトルにアジピン酸を0.50g、化合物(B−1)を10.0g、光重合開始剤IRGACURE 369(チバジャパン(株)製)を0.50g、水添ビスフェノールAを0.5g、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを5.0g入れ、“あわとり錬太郎”(登録商標)ARE−310((株)シンキー製)で混合し、感光性樹脂溶液16.5g(固形分69.7重量%)を得た。
得られた感光性樹脂溶液16.5gと平均粒子径2μmのAg粒子を72.0g混ぜ合わせ、3本ローラーEXAKT M−50(EXAKT社製)を用いて混練し、88.5gの感光性導電ペーストを得た。
得られたペーストをスクリーン印刷で膜厚100μmのPETフィルム上に塗布し、乾燥オーブンで80℃、10分間の条件で乾燥した。その後、露光装置PEM−6M(ユニオン光学(株)製)を用いて露光量150mJ/cm2(波長365nm換算)で全線露光を行い、0.25%Na2CO3溶液で30秒浸漬現像を行い、超純水でリンス後、乾燥オーブンで140℃、30分間キュアを行った。パターン加工された導電パターンの膜厚は7μmであった。導電パターンのラインアンドスペース(L/S)パターンを光学顕微鏡により確認したところ、L/Sが20/20μmまでパターン間残渣、パターン剥がれがなく、良好にパターン加工されていることを確認した。そして導電パターンの比抵抗率を測定したところ4.4×10−5Ωcmであった。また屈曲性についても試験後クラックや断線などが生じておらず良好な結果が得られた。
(実施例2〜22)
表1〜3に示す組成の感光性導電ペーストを実施例1と同様の方法で製造し、評価結果を表4に示した。
表1〜3に示す組成の感光性導電ペーストを実施例1と同様の方法で製造し、評価結果を表4に示した。
(比較例1〜2)
表3に示す組成の感光性導電ペーストを実施例1と同様の方法で製造し、評価結果を表4に示した。
表3に示す組成の感光性導電ペーストを実施例1と同様の方法で製造し、評価結果を表4に示した。
本願発明の要件を満たす実施例1〜22では高分解能のパターンを形成でき、かつ140℃でのキュアによって低抵抗の導電パターンを得ることができたが、化合物(C)を用いない比較例1及び2では高温高湿度下でITOとの密着性が低下した。
本発明によれば、ITOとの密着性に優れ、低温キュア条件においても比抵抗率の低い導電パターンが得られ、且つ高い感光特性により微細パターニングが可能という効果を有する。また、本発明の好ましい構成によれば、リジッド基板上だけでなく、フレキシブル基板上にも微細なバンプ、配線などを容易に形成することができる。
A:透光部
B、C:サンプル短辺
D:導電パターン
E:PETフィルム
B、C:サンプル短辺
D:導電パターン
E:PETフィルム
Claims (10)
- ジカルボン酸またはその酸無水物(A)、酸価が40〜200mgKOH/gの範囲内である化合物(B)、脂環式化合物(C)、光重合開始剤(D)、および導電フィラー(E)を含む感光性導電ペーストであり、前記化合物(B)が不飽和二重結合を有する感光性導電ペースト。
- 前記脂環式化合物(C)が不飽和二重結合、水酸基、カルボキシル基、エポキシ基、アミノ基、イソシアネート基、アルコキシ基のいずれか一つを含有している請求項1〜3のいずれかに記載の感光性導電ペースト。
- 前記脂環式化合物(C)がシクロヘキサン骨格を有している請求項1〜4のいずれかに記載の感光性導電ペースト。
- ジカルボン酸またはその酸無水物(A)、酸価が40〜200mgKOH/gの範囲内である化合物(B)、脂環式化合物(C)、光重合開始剤(D)、および導電フィラー(E)を含む感光性導電ペーストであり、前記脂環式化合物(C)が水添ビスフェノールA骨格を有している感光性導電ペースト。
- 前記化合物(B)がエポキシアクリレートである請求項1〜6のいずれかに記載の感光性導電ペースト
- ジカルボン酸またはその酸無水物(A)、酸価が40〜200mgKOH/gの範囲内である化合物(B)、脂環式化合物(C)、光重合開始剤(D)、および導電フィラー(E)を含む感光性導電ペーストであり、前記化合物(B)のガラス転移温度が−10〜50℃の範囲内である感光性導電ペースト。
- 請求項1〜8のいずれかに記載の感光性導電ペーストを基板上に塗布し、乾燥し、露光し、現像した後に100℃以上300℃以下の温度でキュアする導電パターンの製造方法。
- 請求項9記載の導電パターンを備えるタッチパネル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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