JP6361659B2

JP6361659B2 - 絶縁パターンの形成方法

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Publication number: JP6361659B2
Application number: JP2015525302A
Authority: JP
Inventors: 正好山内
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2013-07-05
Filing date: 2014-07-04
Publication date: 2018-07-25
Anticipated expiration: 2034-07-04
Also published as: JPWO2015002316A1; WO2015002316A1

Description

本発明は、絶縁パターンの形成方法に関し、詳しくは、インクジェット法を用いて絶縁層をパターニングする絶縁パターンの形成方法に関する。

半導体や発光素子、電子回路など様々な電子部品等の製造において、絶縁層に所望のパターンを付与する要望が高まっている。

絶縁層のパターニングは、絶縁材を全面塗布した後に、フォトリソグラフィー法を用いて不要な部分を除去することによって行われている。しかしながら、この方法では、工程が複雑となり、材料のロスも多い。

特許文献１は、スクリーン印刷法を用いて、無機や有機のフィラーを加えて増粘させたインクにより絶縁層をパターニングするとしているが、これらのフィラーは絶縁不良の原因になり易いため限界がある。

特許文献２、３は、インクジェット法を用いて絶縁層をパターニングするとしている。

特開２００３−１１３３３８号公報特開２００３−３０９３６９号公報特開２０１０−２３１２８７号公報

インクジェット法を用いて絶縁層をパターニングする際に、例えば、絶縁層を異なる部材に跨って形成する場合は、各部材のインクに対する濡れ性の違いによって、インクが濡れ性の高い部材側に流れてしまうことなどにより、所望のパターンを形成する上で更なる改善の余地がある。

特許文献２に記載の技術は、このような問題を十分に解決するものではない。

特許文献３に記載の技術は、各部材の濡れ性に応じてインク付与量を調節することによって所望のパターンを形成できるとしているが、例えば、各部材の濡れ性の違いが大きくなると、インク流動の防止に限界が生じる。また、例えば、凹凸のある部材に跨ってパターニングする際などに、インク流動を防止できない。

そこで、本発明の課題は、インクジェット法を用いて絶縁層をパターニングする際に、所望のパターンを形成し易い絶縁パターンの形成方法を提供することにある。

また本発明の他の課題は、以下の記載によって明らかとなる。

上記課題は、以下の各発明によって解決される。

１．インクジェット法により、凹凸のある部材に跨って形成される絶縁層をパターニングする際に、（基材に着弾後の粘度）／（出射時の粘度）≧１００の条件を満たすように絶縁層形成インクを基材に付与し、
次いで、形成された前記絶縁層の上に、更に導電材料をパターニングする絶縁パターンの形成方法。

２．前記絶縁層形成インクは、ホットメルト、チクソトロピー又はゲル化の何れかの相変化機構を有する前記１記載の絶縁パターンの形成方法。

３．前記絶縁層形成インクは、活性エネルギー線硬化性組成物と、オイルゲル化剤とを含む前記２記載の絶縁パターンの形成方法。

４．前記オイルゲル化剤として、硬化性オイルゲル化剤を少なくとも１種以上含む前記３記載の絶縁パターンの形成方法。

５．前記活性エネルギー線硬化性組成物としてアクリル系モノマーを含む前記３又は４記載の絶縁パターンの形成方法。

６．
前記絶縁層形成インクの出射時に該絶縁層形成インクをゾル−ゲル相転移温度以上に加熱してゾル化しておき、前記絶縁層形成インクをゾル−ゲル相転移温度以下の基材に着弾させてゲル化することによって、（基材に着弾後の粘度）／（出射時の粘度）≧１００の条件を満たすように前記絶縁層形成インクを前記基材に付与し、
次いで、着弾後の前記絶縁層形成インクに活性エネルギー線を照射して硬化させて前記絶縁層を形成する前記２〜５の何れかに記載の絶縁パターンの形成方法。

７．前記絶縁層は、異なる部材に跨って形成される前記１〜６の何れかに記載の絶縁パターンの形成方法。

８．前記絶縁層は、タッチパネルのブリッジ配線の下地を構成する前記１〜７の何れかに記載の絶縁パターンの形成方法。

マトリックス型電極基板の製造方法の一例を説明する平面図図１における要部拡大図マトリックス型電極基板の製造方法の一例を説明する平面図

以下に、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。

本発明に係る絶縁パターンの形成方法は、インクジェットヘッド法により絶縁層（絶縁膜ともいう）をパターニングする際に、下記の条件（以下、粘度変化条件という場合がある。）を満たすように絶縁層形成インク（以下、単にインクという場合がある。）を基材に付与する。
（基材に着弾後の粘度）／（出射時の粘度）≧１００

粘度は、回転粘度計を用いて測定できる。「基材に着弾後の粘度」とは、基材上におけるインクの濡れ広がりに起因するインクの流動（着弾の衝撃に起因するものではない）が実質的に生起される前に到達するインクの粘度ということができ、具体的には、インクが基材に着弾してから１秒以内で到達する粘度である。

本発明により、絶縁層に所望のパターンを付与することが容易になる理由は、必ずしも明らかではないが、例えば、インク出射の安定性が得られ易いため、インクを精度よく基材に付与でき、また、基材に付与されたインクは、基材に対する接触線の固定（ピニング）が速やかに進行し易くなり、インクの流動を防止できることなどが推定される。

本発明によれば、絶縁層をパターニングする際に、所望のパターンを形成し易いため、絶縁不良などの発生を好適に防止することも可能になる。例えば、絶縁層が、異なる部材に跨って形成される場合や、凹凸のある部材に跨って形成される場合などにおいて、本発明の効果は特に有意である。

本発明の効果をより顕著に奏する観点では、上記粘度変化条件において、「（基材に着弾後の粘度）／（出射時の粘度）」が２００以上であることが好ましく、５００以上であることがより好ましい。「出射時の粘度」は、格別限定されるものではないが、出射安定性を向上する等の観点では、３〜１５ｍＰａ・ｓの範囲とすることも好ましい。

本発明に係る粘度変化条件は、例えば、インクの組成や、あるいは、インク付与時における温度や湿度等の物理的条件の設定などにより適宜満たすことができる。

本発明において、インクは、例えばホットメルト、チクソトロピー又はゲル化の何れかの相変化機構を有することが好ましい。インクの出射時から着弾後にかけて、インクが相変化機構を発現することによって、本発明に係る粘度変化条件を好適に達成できるようになり、本発明の効果が顕著となる。

ホットメルトによる相変化機構は、加熱（溶融）され粘度が低い状態（出射時）から、冷却されることにより粘度が高い状態（着弾後）へ移行する相変化機構である。ホットメルトによる相変化機構を好適に発現させる観点では、出射時と、着弾後とで、インクの温度を変化させることが好ましい。例えば、出射時におけるインク加熱、あるいは着弾後のインク冷却の何れか一方又は両方を行うことが好ましい。

本発明において、出射時と、着弾後とで、インクの温度を変化させる場合は、インクジェットヘッドに充填されたインクを加熱するためのヒーター（加熱手段）や、基材を冷却するための冷却手段などのような温度調整手段を適宜用いることができる。

チクソトロピーによる相変化機構は、撹拌や振動などによるせん断応力の作用下での粘度が低い状態（出射時）から、せん断応力の作用が減少されるか又は静止されることにより粘度が高い状態（着弾後）へ移行する相変化機構である。例えば、インクジェットヘッドに充填されたインクに撹拌や振動（微振動）を加えるせん断応力付与手段を適宜用いてチクソトロピーによる相変化機構を発現させることができる。

ゲル化による相変化機構は、溶質の独立した運動性により粘度が低い状態（出射時）から、化学的あるいは物理的な凝集によって形成される高分子網目、微粒子の凝集構造などの相互作用により、溶質が独立した運動性を失って集合した構造を形成して、粘度が高い状態（着弾後）へ移行する相変化機構である。この場合、インク中に、オイルゲル化剤（詳しくは後述する。）などのようなゲル化剤を含むことも好ましいことである。ゲル化による相変化機構を好適に発現させる観点では、出射時と、着弾後とで、インクの温度を変化させることが好ましい。例えば、出射時にインクをゾル−ゲル相転移温度以上に加熱してゾル化しておき、着弾後にインクがゾル−ゲル相転移温度以下に冷却されることでゲル化する方法を好ましく用いることができる。

本発明のインクは、例えば、分子（例えばモノマー）間の重合や、あるいは、分子（例えば高分子）間の架橋による硬化機構を有することが好ましい。例えば、インク中にアクリル系モノマーなどのような活性エネルギー線硬化モノマーを含むことにより、着弾後のインクに活性エネルギー線を照射することで硬化を行うことができる。

一般的に、このような硬化機構は、安定性に優れる一方で、上述した相変化機構と比較すると進行速度が十分に得られにくい場合もある。そこで、本発明のインクは、上述した相変化機構と、上述した硬化機構とを併せ持つことも好ましいことである。このようなインクとして、例えば、活性エネルギー線硬化性組成物と、オイルゲル化剤などのようなゲル化剤とを含むものを好ましく用いることができる。活性エネルギー線硬化性組成物は、主に上述した硬化機構に寄与し、ゲル化剤は、主に上述したゲル化による相変化機構に寄与することができる。

本発明でいうオイルゲル化剤は、インク中において上述したゲル化による相変化機構を発現し得るオイル（脂質）を指す。

一般に、ゲルには、加熱により流動性のある溶液（ゾルと呼ばれる場合もある）となり、冷却すると元のゲルに戻る熱可逆性ゲルと、一旦ゲル化してしまえば加熱しても、ふたたび溶液には戻らない熱不可逆性ゲルがある。本発明に係るオイルゲル化剤によって形成されるゲルは、熱可逆性ゲルであることが好ましい。

本発明のインクで用いられるオイルゲル化剤は、高分子化合物であっても、低分子化合物であってもよいが、インクに用いられる観点から低分子化合物であることが好ましい。

また、ゲル構造として、オイルゲル化剤自体が繊維状会合体を形成しうる化合物が好ましい。繊維状会合体の形成は透過電子顕微鏡による形態観察で容易に確認できる。

以下に、本発明のインクで用いることのできるオイルゲル化剤について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

本発明のインクは、オイルゲル化剤として、活性エネルギー線硬化性組成物と反応する硬化性オイルゲル化剤を少なくとも１種以上含むことがより好ましい。硬化性モノマーと反応することにより絶縁層表面にゲル化剤がブリードアウトすることを防止できる効果が得られる。特に、絶縁層の上に導電材料などのような機能性材料をパターニングする際などにおいて、密着性が得られ易くなり、特に有意な効果となる。

硬化性オイルゲル化剤としては、具体的には、アクリレート、メタクリレート、アルケン、ビニル、アリルエーテル、エポキシド、又はオキセタン等から選ばれる少なくとも１種以上の硬化機能を発現し得る官能基を分子構造内に有するオイルを好ましく例示できる。

このような硬化性オイルゲル化剤は、例えばヒドロキシル基又はカルボキシル基などのような転換可能な官能基を備える任意のオイルから合成することによって、容易に得ることができる。

まず、ヒドロキシル基を有するオイルから、硬化性オイルゲル化剤を合成する場合の例について説明する。

ヒドロキシル基を有するオイルとしては、ヒドロキシル基を有するポリエチレン類、ゲルベアルコール類、二量化されたアルコールからなるジオール類等を好ましく例示できる。

ヒドロキシル基を有するポリエチレン類としては、例えば、末端にヒドロキシル基を有するポリエチレン等を好ましく例示でき、限定されるものではないが、構造式ＣＨ_３−（ＣＨ_２）_ｎ−ＣＨ_２ＯＨにおいて、ｎの平均が１６〜５０の範囲のものを好ましく用いることができる。

また、ゲルベアルコール類としては、例えば、２，２−ジアルキル−１−エタノール類等を好ましく例示できる。ゲルベアルコール類は、炭素数１６〜３６の範囲のものを好ましく用いることができる。

更に、二量化されたアルコールからなるジオール類としては、例えば、ＰＲＩＰＯＬ（登録商標）２０３３として市販される下記化学式で表わされる炭素数３６の二量体ジオール等を好ましく例示できる。

ヒドロキシル基を有するオイルは、以上に説明したオイルにおいて、不飽和部位、あるいは環状部位を有する異性体であっても好ましく用いることができる。

これらヒドロキシル基を有するオイルは、好ましくはカルボン酸塩類のカルボキシル基と反応して、反応性エステルを有するオイルゲル化剤を生成する。

カルボン酸塩類は格別限定されず、カルボン酸塩類が有するカルボキシル基が、例えば、アクリル基あるいはメタクリル基等の形態を取るものも好ましく用いることができる。

次に、カルボキシル基を有するオイルから、硬化性オイルゲル化剤を合成する場合の例について説明する。

カルボキシル基を有するオイルとしては、カルボキシル基を有するポリエチレン類、ゲルベアルコール類におけるヒドロキシル基をカルボキシル基に置換した化合物、二量化されたカルボン酸からなるジカルボン酸類等を好ましく例示できる。

カルボキシル基を有するポリエチレン類としては、例えば、末端にカルボキシル基を有するポリエチレン等を好ましく例示でき、限定されるものではないが、構造式ＣＨ_３−（ＣＨ_２）_ｎ−ＣＯＯＨにおいて、ｎの平均が１６〜５０の範囲のものを好ましく用いることができる。

また、ゲルベアルコール類におけるヒドロキシル基をカルボキシル基に置換した化合物の例としては、例えば、２，２−ジアルキル−１−エタノール類のエタノール部位におけるヒドロキシル基をカルボキシル基に置換した化合物等を好ましく例示できる。これら化合物は、炭素数１６〜３６の範囲のものを好ましく用いることができる。

更に、二量化されたカルボン酸からなるジカルボン酸類としては、例えば、ＰＲＩＰＯＬ（登録商標）１００９として市販される下記化学式で表わされる炭素数３６の二量体ジカルボン酸等を好ましく例示できる。

カルボキシル基を有するオイルは、以上に説明したオイルにおいて、不飽和部位、あるいは環状部位を有する異性体であっても好ましく用いることができる。

これらカルボキシル基を有するオイルは、好ましくはアルコール類のヒドロキシル基と反応して、反応性エステルを有するオイルゲル化剤を生成する。

アルコール類としては、下記化学式で表わされるSigma-Aldrich Co.の２−アリルオキシエタノール、

下記化学式で表わされるサートマー社製のＳＲ４９５Ｂ（登録商標）、

下記化学式で表わされるThe Dow Chemical CompanyのＴＯＮＥ（登録商標）Ｍ−１０１（下記化学式において、Ｒ＝Ｈ、ｎａｖｇ＝１）、ＴＯＮＥ（登録商標）Ｍ−１００（下記化学式において、Ｒ＝Ｈ、ｎａｖｇ＝２）、ＴＯＮＥ（登録商標）Ｍ−２０１（下記化学式において、Ｒ＝Ｍｅ、ｎａｖｇ＝１）、サートマー社製のＣＤ５７２（登録商標）（下記化学式において、Ｒ＝Ｈ、ｎ＝１０）およびＳＲ６０４（登録商標）（下記化学式において、Ｒ＝Ｍｅ、ｎ＝４）等を好ましく例示できる。

また、硬化性オイルゲル化剤としては、Baker Hughes, IncorporatedのＵｎｉｌｉｎ（登録商標）３５０（アクリレートオイル）、ClariantのＰＰ−Ｕ３５０ａ−１（登録商標）（硬化性ポリプロピレンオイル）等の市販品も好ましく用いることができる。

本発明のインクが含有するオイルゲル化剤は、上述した硬化性オイルゲル化剤に限定されず、非硬化性オイルゲル化剤の少なくとも一種であってもよい。

非硬化性オイルゲル化剤とは、フリーラジカル重合や放射線照射によって実質的に硬化しないオイルのうち、室温（２０℃）において固体のオイルを指す。

以下に、非硬化性オイルゲル化剤の具体例を示すが、本発明はこれらの化合物にのみ限定されるものではない。

上記の非硬化性オイルゲル化剤の中でも、特に好ましく用いられる化合物は、ＯＧ−１、ＯＧ−２、ＯＧ−５及びＯＧ−１５である。

また、非硬化性オイルゲル化剤としては、好ましくは、脂肪酸等のような酸性のオイルと、一価又は多価アルコール類とのエステルを例示できる。このようなエステル系の非硬化性オイルゲル化剤としては、例えば、ステアリン酸ステアリルなどを好ましく例示できる。

このようなエステル系の非硬化性オイルゲル化剤の酸価は、好ましくは、１５（ｍｇＫＯＨ／ｇ）以上１００（ｍｇＫＯＨ／ｇ）以下の範囲、より好ましくは、４０（ｍｇＫＯＨ／ｇ）以上９５（ｍｇＫＯＨ／ｇ）以下の範囲である。酸価は、非硬化性オイルゲル化剤１ｇ中に含まれる酸を中和するのに要する水酸化カリウムのミリグラム数を指し、ＪＩＳＫ００７０の酸価測定、加水分解酸価測定（全酸価測定）によって測定することができる。

本発明において、硬化性及び非硬化性オイルゲル化剤を含むオイルゲル化剤の総量は、インク全量に対して２重量％以上１０重量％以下の範囲であることが好ましい。これにより、インクの射出安定性を向上でき、基材上に精度よく絶縁層をパターニングし易くなると共に、ドット径に対するドット高さの調整も更に容易となり、絶縁層の形成幅だけでなく例えば厚みについても更に容易に制御できるようになる。オイルゲル化剤量が２重量％未満ではインクのゲル化性が低下する場合があり、１０重量％を越えると絶縁層の表面硬度が弱くなることがある。

次いで、本発明のインクに用いられる活性エネルギー線硬化性組成物について説明する。

活性エネルギー線硬化性組成物は、ラジカル活性種による重合反応により硬化するラジカル重合性化合物、及びカチオン活性種によるカチオン重合反応により硬化するカチオン重合性化合物を用いることができる。

まず、ラジカル重合性化合物について説明する。

ラジカル重合性化合物は、ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物であり、分子中にラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を少なくとも１つ有する化合物であればどの様なものでもよく、モノマー、オリゴマー、ポリマー等の化学形態をもつものが含まれる。ラジカル重合性化合物は１種のみ用いてもよく、また目的とする特性を向上するために任意の比率で２種以上を併用してもよい。

ラジカル重合可能なエチレン性不飽和結合を有する化合物の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等の不飽和カルボン酸及びそれらの塩、エステル、ウレタン、アミドや無水物、アクリロニトリル、スチレン、さらに種々の不飽和ポリエステル、不飽和ポリエーテル、不飽和ポリアミド、不飽和ウレタン等のラジカル重合性化合物が挙げられる。具体的には、２−エチルヘキシルアクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、カルビトールアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ベンジルアクリレート、ビス（４−アクリロキシポリエトキシフェニル）プロパン、ネオペンチルグリコールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオ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、テトラ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、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、オリゴエステルアクリレート、Ｎ−メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、エポキシアクリレート等のアクリル酸誘導体、メチルメタクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、アリルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、ジメチルアミノメチルメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、トリメチロールエタントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、２，２−ビス（４−メタクリロキシポリエトキシフェニル）プロパン等のメタクリル誘導体、その他、アリルグリシジルエーテル、ジアリルフタレート、トリアリルトリメリテート等のアリル化合物の誘導体が挙げられ、さらに具体的には、山下晋三編、「架橋剤ハンドブック」、（１９８１年大成社）；加藤清視編、「ＵＶ・ＥＢ硬化ハンドブック（原料編）」（１９８５年、高分子刊行会）；ラドテック研究会編、「ＵＶ・ＥＢ硬化技術の応用と市場」、７９頁、（１９８９年、シーエムシー）；滝山栄一郎著、「ポリエステル樹脂ハンドブック」、（１９８８年、日刊工業新聞社）等に記載の市販品もしくは業界で公知のラジカル重合性ないし架橋性のモノマー、オリゴマー及びポリマーを用いることができる。上記ラジカル重合性化合物の添加量は好ましくは１〜９７重量％であり、より好ましくは３０〜９５重量％である。

次いで、カチオン重合性化合物について説明する。

カチオン重合性化合物としては、各種公知のカチオン重合性のモノマーが使用できる。例えば、特開平６−９７１４号公報、特開２００１−３１８９２号公報、特開２００１−４００６８号公報、特開２００１−５５５０７号公報、特開２００１−３１０９３８号公報、特開２００１−３１０９３７号公報、特開２００１−２２０５２６号公報に例示されているエポキシ化合物、ビニルエーテル化合物、オキセタン化合物などが挙げられる。

エポキシ化合物は、芳香族エポキシド、脂環式エポキシド、または脂肪族エポキシド等があり、芳香族エポキシドとして好ましいものは、少なくとも１個の芳香族核を有する多価フェノールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体とエピクロルヒドリンとの反応によって製造されるジまたはポリグリシジルエーテルであり、例えばビスフェノールＡあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジまたはポリグリシジルエーテル、水素添加ビスフェノールＡあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジまたはポリグリシジルエーテル、ならびにノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。ここでアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイド等が挙げられる。

脂環式エポキシドとしては、少なくとも１個のシクロへキセンまたはシクロペンテン環等のシクロアルカン環を有する化合物を、過酸化水素、過酸等の適当な酸化剤でエポキシ化することによって得られる、シクロヘキセンオキサイドまたはシクロペンテンオキサイド含有化合物が好ましい。

脂肪族エポキシドの好ましいものとしては、脂肪族多価アルコールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジまたはポリグリシジルエーテル等があり、その代表例としては、エチレングリコールのジグリシジルエーテル、プロピレングリコールのジグリシジルエーテルまたは１，６−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテル等のアルキレングリコールのジグリシジルエーテル、グリセリンあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジまたはトリグリシジルエーテル等の多価アルコールのポリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールあるいはそのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテル等のポリアルキレングリコールのジグリシジルエーテル等が挙げられる。ここでアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイドおよびプロピレンオキサイド等が挙げられる。

これらのエポキシドのうち、速硬化性を考慮すると、芳香族エポキシドおよび脂環式エポキシドが好ましく、特に脂環式エポキシドが好ましい。本発明では、上記エポキシドの１種を単独で使用してもよいが、２種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。

ビニルエーテル化合物としては、例えば、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル等のジ又はトリビニルエーテル化合物、エチルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、２−エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、イソプロペニルエーテル−Ｏ−プロピレンカーボネート、ドデシルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル等のモノビニルエーテル化合物等が挙げられる。

これらのビニルエーテル化合物のうち、硬化性、密着性、表面硬度を考慮すると、ジ又はトリビニルエーテル化合物が好ましく、特にジビニルエーテル化合物が好ましい。本発明では、上記ビニルエーテル化合物の１種を単独で使用してもよいが、２種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。

本発明に係るオキセタン化合物は、オキセタン環を有する化合物のことであり、特開２００１−２２０５２６号公報、特開２００１−３１０９３７号公報に紹介されているような公知のあらゆるオキセタン化合物を使用できる。

本発明に係るオキセタン化合物において、オキセタン環を５個以上有する化合物を使用するとインクの粘度が高くなるため、本発明では、オキセタン環を１〜４個有する化合物が好ましい。

本発明のインクにおいては、少なくとも１種の光重合開始剤を含有することが好ましい。

光重合開始剤としては、「ＵＶ・ＥＢ硬化技術の応用と市場」（シーエムシー出版、田畑米穂監修／ラドテック研究会編集）などに掲載されているあらゆる公知の光重合開始剤を用いることができる。

ラジカル重合開始剤としては、例えば、アリールアルキルケトン、オキシムケトン、チオ安息香酸Ｓ−フェニル、チタノセン、芳香族ケトン、チオキサントン、ベンジルとキノン誘導体、ケトクマリン類などの従来公知の光ラジカル発生剤が使用できる。

中でもアシルホスフィンオキシドやアシルホスフォナートは、感度の面から、好ましく用いることができる。

具体的には、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、ビス（２，６−ジメトキシベンゾイル）−２，４，４−トリメチル−ペンチルホスフィンオキサイドなどが好ましい。

光開始剤の好ましい添加量は、インク組成物全体の１〜１０重量％、特に好ましくは２〜８重量％である。

カチオン重合開始剤としては、具体的には光酸発生剤等を挙げることができ、例えば、化学増幅型フォトレジストや光カチオン重合に利用される化合物が用いられる（有機エレクトロニクス材料研究会編、「イメージング用有機材料」、ぶんしん出版（１９９３年）、１８７〜１９２ページ参照）。例えばジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、鉄アレーン錯体、及び有機ポリハロゲン化合物が好ましい。ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、及びスルホニウム塩としては、特公昭５４−１４２７７号公報、特公昭５４−１４２７８号公報、特開昭５１−５６８８５号公報、米国特許第３，７０８，２９６号明細書、同第３，８５３，００２号明細書等に記載の化合物が挙げられる。

また、カチオン重合開始剤として、例えば、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、メタロセン化合物、ケイ素化合物／アルミニウム錯体等が挙げられる。

また、本発明では硬化性オリゴマーも用いることができる。硬化性オリゴマーとして、より好ましくは、アクリル酸ポリエステル類、アクリル酸ポリエーテル類、アクリル酸エポキシ類、ウレタンアクリル酸およびペンタエリストールテトラアクリレートを例示でき、これらの１種又は２種以上を組み合わせて用いることができる。具体的には、アクリル酸オリゴマー類としては、アクリル酸ポリエステルオリゴマー類（例えばＣＮ２２５５（登録商標）、ＣＮ２２５６（登録商標））、アクリル酸ウレタンオリゴマー類、アクリル酸エポキシオリゴマー類（例えばＣＮ２２０４（登録商標）、ＣＮ１１０（登録商標））（以上、いずれもサートマー社）等を好ましく例示できる。

本発明において、絶縁層が設けられる部位は、格別限定されるものではないが、上述したように、絶縁層が、異なる部材に跨って形成される場合や、凹凸のある部材に跨って形成される場合は、本発明の効果が特に有意となる。

以下に、タッチパネルのブリッジ配線の下地を構成する絶縁層を形成する場合を例に、本発明をより詳しく説明する。

例えば静電容量型のタッチパネルは、配列された複数のＸ軸透明電極及び複数のＹ軸透明電極と、人間の指との間での静電気結合に基づく静電容量の変化に伴って発生する誘導電流を利用して、タッチパネル上の位置座標を検知する。

Ｘ軸、Ｙ軸の透明電極を同一平面上に配列することによって、例えばタッチパネルの薄型化を図ることが可能になる。このようなタッチパネルにおいて、Ｘ軸透明電極及びＹ軸透明電極を交差させる際には、一方の透明電極（以下、第１透明電極という場合がある。）上の所定の領域に絶縁層を設けて、この上を他方の透明電極（以下、第２透明電極という場合がある。）のブリッジ配線が跨ぐ構成を用いることができる。

図１及び図３は、上記のような静電容量型のタッチパネルなどに好適に用いられるマトリックス型電極基板の製造方法の一例を説明する平面図であり、図２は、図１の要部拡大図である。

図１に示すように、透明基板１の一面側に、複数の第１透明電極２１と、後に形成される複数の第２透明電極の前駆体である複数の電極膜２０とを含む電極パターン２を形成する。

第１透明電極２１は、平面視で矩形状の島状電極部２１１と、これらを接続する接続電極部２１２とを交互に配置して構成され、図面上、左右方向に延在している。左右方向に延在する複数の島状電極部２１１のうちで、隣接する島状電極部２１１は、図面上、左右方向に沿って、頂角が対向するように配置され、その対向する頂角の近傍部位で、接続電極部２１２に接続されている。

一方、複数の電極膜２０は、平面視で矩形状であり、図面上、上下方向に延在している。上下方向に延在する複数の電極膜２０のうちで、隣接する電極膜２０は、図面上、左右方向に沿って、頂角が対向するように配置され、その対向する頂角同士は、接続されることなく、切断されている。その切断部位は、後述する第２透明電極と、第１透明電極２１とが交差する部位であるので、本実施の態様では、交差部２３と称している。

電極膜２０と、第１透明電極２１の島状電極部２１１とは、図面上、左右方向及び上下方向において互い違いに配置されている。この配置は、格子状配置あるいは市松模様配置と称してもよい。

隣接する電極膜２０の対向する頂角同士は、交差部２３において切断されているが、ブリッジ配線により、電気的に接続することができる。ブリッジ配線を形成する上で、本発明の絶縁層のパターニングは効果を発揮する。かかるブリッジ配線により、電極膜２０−ブリッジ配線−電極膜２０というように電気的に接続されて、複数の第２透明電極（図３で、符号２２で示されている）を形成することができる。

図１に示すように、透明基板１上に、複数の第１透明電極２１と、複数の電極膜２０とを形成する方法は、格別限定されるものではない。これらの形成（パターニング）は、例えば、以下に説明するような方法により、同時に行うことが可能である。

先ず、ＩＴＯや酸化錫、酸化亜鉛等の金属酸化物を用い、スパッタ法や蒸着法で透明基板１の一面側に透明導電層（不図示）を成膜する。次いで、複数の第１透明電極２１と、複数の電極膜２０とに対応するパターンを有するエッチングマスクを、スクリーン印刷法やフォトリソグラフィ法で形成し、該エッチングマスクで被覆されていない部分の透明導電層を塩化第２鉄水溶液や塩酸等のエッチング液にてエッチングして、エッチングマスクに忠実に複数の第１透明電極２１と、複数の電極膜２０とをパターニングする。その後、エッチングマスクは有機溶剤やアルカリ液を用いて剥離除去される。

図２（ａ）は、図１における交差部２３近傍を拡大した要部拡大図である。

図面上、上下方向に対向して隣接する二つの電極膜２０を、それぞれ電気的に接続する際には、あらかじめ、図２（ｂ）に示すように、交差部２３に位置する第１透明電極２１（具体的には接続電極部２１２）上に、絶縁膜３を形成する。

絶縁膜３は、図２（ｂ）に示すように、透明基板１と第１透明電極２１という異なる部材に跨って形成される。

更に、第１透明電極２１が厚みを有することにより、絶縁膜３は、凹凸のある部材に跨って形成される。つまり、絶縁膜３の被形成面に、段差や傾斜などが存在し得る。

本発明では、かかる絶縁膜３を、インクジェット法によりパターニングする。その際、本発明に係る粘度変化条件を満たすように、インクジェット法によりパターニングすることにより、所望のパターンを形成し易い効果が奏される。その結果、絶縁不良などの発生を好適に防止することも可能になる。

絶縁膜３の形成に際しては、上述したインクを好適に用いることができる。

図２（ｂ）に示すように、絶縁膜３は、図面上、上下方向に隣接する電極膜２０間を横断するように、図中上側の電極膜２０上から、図中下側の電極膜２０上までの領域に亘って、例えば平面視矩形状に設けることができる。

以上のようにして得られたものにおいて、図２（ｃ）に示すように、絶縁膜３上を経由して、図面上、上下方向に隣接する電極膜２０間を電気的に接続するブリッジ配線４を形成する。

本発明においては、絶縁膜３を精度よくパターニングすることが可能になるため、ブリッジ配線４による配線接続（導電性）を安定化することも可能になる。

ブリッジ配線４の形成方法は、格別限定されるものではないが、インクジェット法により機能材料である導電材料を含む塗布液を塗布し、これを乾燥することで形成することが好ましい。

図３に示すように、複数の第２透明電極の前駆体である複数の電極膜２０間を、それぞれブリッジ配線４により電気的に接続することにより複数の第２透明電極２２が形成され、マトリックス型電極基板が得られる。

得られたマトリックス型電極基板において、複数の第１透明電極２１及び複数の第２透明電極２２は、互いに交差する方向に延在している。交差部２３に絶縁膜３が設けられているため、複数の第１透明電極２１及び複数の第２透明電極２２は、互いに絶縁された状態で交差する。

以上、本発明を、タッチパネルの絶縁パターン形成に用いる場合について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、エレクトロニクス分野全般、種々の電子部品における絶縁パターン形成に用いることができる。

本発明に係る絶縁パターンの形成方法を、例えば、半導体素子の絶縁層や、発光素子の絶縁層の形成に用いることは、本発明の効果が特に有意となるため好ましいことである。通常、これらの絶縁層は、異なる部材に跨って形成される場合や、凹凸のある部材に跨って形成される場合が多く、また、当該絶縁層上に、更に機能材料がパターニングされる場合も多い。そのため、絶縁性の確保や、機能材料による機能発現の好適化などの観点で、有意な効果が奏され易い。

上述したタッチパネルの絶縁パターン形成の説明では、絶縁層上に、機能材料として導電材料をパターニングする例を示したが、半導体素子であれば、機能材料として半導体材料を、発光素子であれば、機能材料として発光材料を、インクジェット法などによって好適にパターニングすることができる。本発明によれば、当該絶縁層上にパターニングされる機能材料の機能（導電材料による導電性、半導体材料による半導体特性、発光材料による発光特性等）を好適に発現できることがわかる。

以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明はかかる実施例により限定されない。

（試験１、２及び３）
＜基板の作製＞
ガラス基板（透明基板）１の片面上にスパッタリング法にて、ＩＴＯを成膜し、このＩＴＯ層上にポジ型レジストを塗布し、プリベーク、超高圧水銀灯光源を用いたマスク露光、現像を行った後、エッチング液にてＩＴＯ層をエッチングし、苛性カリ水溶液にてレジストを剥離し、図１及び図２（ａ）に示すような複数の第１透明電極２１と、複数の電極膜（第２透明電極前駆体）２０とからなるパターンを形成した。

＜絶縁層形成インクの調製＞
表１に示す組成及び量により、各素材を混合し、その後、ＡＤＶＡＴＥＣ社製「テフロン」（登録商標）で作成された３μｍメンブランフィルターを用い、濾過を行って、絶縁層形成インク１、２、３を作製した。濾過による組成の変化が実質的に生じていないことを確認した。

＜粘度測定＞
温度制御可能なストレス制御型レオメータ（ＰｈｙｓｉｃａＭＣＲ３００、ＡｎｔｏｎＰａａｒ社製）に本発明のインクをセットして１００℃に加熱し、降温速度０．１℃／ｓの条件で、２５℃まで冷却し、粘度測定を行った。測定は直径７５．０３３ｍｍ、コーン角１．０１７°のコーンプレート（ＣＰ７５−１、ＡｎｔｏｎＰａａｒ社製）を用いて行った。

また温度制御は、ＰｈｙｓｉｃａＭＣＲ３００に付属のペルチェ素子型温度制御装置（ＴＥＫ１５０Ｐ／ＭＣ１）により行った。

得られた結果より、インクジェット出射に適した１０ｍＰａ・ｓ前後の粘度になる温度を出射時の温度とした。着弾後の粘度は基材の温度（２５℃）での値である。

＜インクジェット塗布＞
ピエゾ型インクジェットノズルを備えたインクジェット記録ヘッドを有するインクジェット記録装置に、上記調製した各インク組成物を装填し、インク１、２はヘッド、インク供給系などをすべて１００℃に設定し、インク３はヘッド温度を５０℃に設定して、図２（ｂ）の符号３の領域に、湿潤膜厚が３μｍになるようにインク液量と解像度を調整して、各インクを塗布した。基材は２５℃に調整してステージ上に置いた。

インクジェットでインクを基材に吐出した後、ＰｈｏｓｅｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社製ＬＥＤランプ（８Ｗ／ｃｍ^２、ｗａｔｅｒｃｏｏｌｅｄｕｎｉｔ）で、管面から５ｍｍの距離から照射して、インクを硬化させて絶縁層を形成した。

次いで、導電性材料としてＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（アグファマテリアルズ社製ＯＲＧＡＣＯＮＩＪ−１００５）を含む塗布液を、ピエゾ型インクジェットノズルを備えたインクジェット記録ヘッドを有するインクジェット記録装置を用いて、図２（ｃ）に示すようなブリッジ配線４を形成するように塗布した。

＜評価方法：パターニング性＞
形成された絶縁層を顕微鏡観察し、下記の評価基準でパターニング性を評価した。
[評価基準]
○：絶縁層の形成領域が、所望の形成領域（図２（ｂ）の符号３の領域）に一致する。
×：絶縁層の形成領域が、所望の形成領域（図２（ｂ）の符号３の領域）に一致しない。

＜評価方法：ブリッジ配線適性＞
形成されたブリッジ配線を顕微鏡観察し、断線しているかどうかを観察した。また、ブリッジ配線の長辺（図２（ｃ）中の上下方向）にわたって電気が流れるかテスターにて確認した。ブリッジ配線適性を以下の基準で評価した。
[評価基準]
○：断線しておらず、電気が流れる。
×：断線しており、電気が流れない。

評価結果を表１に示す。

＜評価＞
本発明に係る粘度変化条件を満たすインク１、２を用いた試験１、２（何れも本発明）では、図２（ｂ）の符号３の領域にきれいに絶縁層をパターニングできたが、本発明に係る粘度変化条件を満たさないインク３を用いた試験３（比較例）では、ガラスとＩＴＯでインクの濡れ性が異なるために、ガラス面にインクが流れてしまい、狙い通りのパターニングができなかった。

試験１と２では絶縁層が均一のため、ブリッジ配線が電極と絶縁層にわたり断線することなく形成され、電気が流れるのを確認した。一方、試験３では、絶縁層がガラス面に流れてしまって均一な膜になっていないため、その上に塗布したブリッジ配線が断線して電気が流れなかった。このことから、本発明によれば、当該絶縁層上にパターニングされる機能材料の機能を好適に発現できることがわかる。

更に、硬化性オイルゲル化剤を用いた試験２では、ブリッジ配線の密着性が、試験１にくらべてより強固であった。

なお、以上の実施例では、本発明に係る粘度変化条件が、ゲル化による相変化機構の発現により満たされる場合を一例として示したが、粘度という物理量の変化を利用する発明の性質上、この条件を達成しうるものであれば、機構によらず、本発明の効果が奏され得る。

１：透明基板
２：電極パターン
２０：電極膜（第２透明電極前駆体）
２１：第１透明電極
２１１：島状電極部
２１２：接続電極部
２２：第２透明電極
２３：交差部
３：絶縁層
４：ブリッジ配線

Claims

インクジェット法により、凹凸のある部材に跨って形成される絶縁層をパターニングする際に、（基材に着弾後の粘度）／（出射時の粘度）≧１００の条件を満たすように絶縁層形成インクを基材に付与し、
次いで、形成された前記絶縁層の上に、更に導電材料をパターニングする絶縁パターンの形成方法。
前記絶縁層形成インクは、ホットメルト、チクソトロピー又はゲル化の何れかの相変化機構を有する請求項１記載の絶縁パターンの形成方法。
前記絶縁層形成インクは、活性エネルギー線硬化性組成物と、オイルゲル化剤とを含む請求項２記載の絶縁パターンの形成方法。
前記オイルゲル化剤として、硬化性オイルゲル化剤を少なくとも１種以上含む請求項３記載の絶縁パターンの形成方法。
前記活性エネルギー線硬化性組成物としてアクリル系モノマーを含む請求項３又は４記載の絶縁パターンの形成方法。
前記絶縁層形成インクの出射時に該絶縁層形成インクをゾル−ゲル相転移温度以上に加熱してゾル化しておき、前記絶縁層形成インクをゾル−ゲル相転移温度以下の基材に着弾させてゲル化することによって、（基材に着弾後の粘度）／（出射時の粘度）≧１００の条件を満たすように前記絶縁層形成インクを前記基材に付与し、
次いで、着弾後の前記絶縁層形成インクに活性エネルギー線を照射して硬化させて前記絶縁層を形成する請求項２〜５の何れかに記載の絶縁パターンの形成方法。
前記絶縁層は、異なる部材に跨って形成される請求項１〜６の何れかに記載の絶縁パターンの形成方法。
前記絶縁層は、タッチパネルのブリッジ配線の下地を構成する請求項１〜７の何れかに記載の絶縁パターンの形成方法。