JP6531165B2 - パターン状被めっき層の製造方法、導電性積層体の製造方法、タッチパネルセンサーの製造方法、タッチパネルの製造方法 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、所定の成分を含む被めっき層形成用組成物を基板上に付与して、形成された被めっき層形成用層に対して所定のパターン状の開口部を有するマスクを用いてパターン状にエネルギー付与して、パターン状の被めっき層を形成した後、形成されたパターン状の被めっき層上にめっき処理を施すことで、所望のパターン状の金属層からなる導電層を形成する方法が提案されている。
このような配線の微細化を行うための一つの方法として、特許文献1に記載されるパターン状被めっき層のパターンを精度よく形成することが挙げられる。すなわち、所定のパターン状の開口部を有するマスクを介して被めっき層形成用層に対してパターン状に露光処理を実施する際に、形成されたパターン状被めっき層がマスクの開口形状に応じた形状であることが求められる。
そこで、発明者が、開口部を有するマスク(フォトマスク)を介して被めっき層形成用層に対してパターン状に露光処理を行う際に、被めっき層形成用層とマスクとの距離を近づけることを試みたが、十分な精度の被めっき層形成用層を得ることができなかった。
さらに、発明者が、被めっき層形成用層とマスクとを接するように配置して露光処理を行ったところ、ある程度精度は向上するものの、十分な精度のパターン状被めっき層を得ることができなかった。そればかりか、マスクと被めっき層形成用層とが貼り付いてしまって、両者を引き離すことが困難になったり、被めっき層形成用層の一部がマスクに付着して、被めっき層形成用層の膜減りが生じたりするなど、新たな問題が生じることが明らかとなった。
また、本発明は、導電性積層体の製造方法、タッチパネルセンサー、ならびにタッチパネルを提供することも課題とする。
すなわち、本発明者は、以下の構成により上記課題が解決できることを見出した。
界面活性剤を含有する被めっき層形成用組成物を基板上に付与して、被めっき層形成用層を形成する工程と、
上記被めっき層形成用層と、マスクと、を真空下で密着させて、上記被めっき層形成用層に対してパターン状に露光処理を行う工程と、
上記被めっき層形成用層の現像処理を行って、パターン状被めっき層を形成する工程と、
を含む、パターン状被めっき層の製造方法。
[2]
上記現像処理が、上記被めっき層形成用層のうち未露光領域を除去する処理である、上記[1]に記載のパターン状被めっき層の製造方法。
[3]
上記界面活性剤が、フッ素系界面活性剤およびシリコーン系界面活性剤の少なくとも一方を含有する、上記[1]または[2]に記載のパターン状被めっき層の製造方法。
[4]
上記被めっき層形成用組成物が多官能(メタ)アクリルアミドを含有する、上記[1]〜[3]のいずれか1つに記載のパターン状被めっき層の製造方法。
[5]
上記パターン状被めっき層の表面の接触角が90〜120°である、上記[1]〜[4]のいずれか1つに記載のパターン状被めっき層の製造方法。
[6]
上記露光処理が、平行光露光機を用いて行われる、上記[1]〜[5]のいずれか1つに記載のパターン状被めっき層の製造方法。
[7]
上記露光処理が、300nm以下の波長の光を照射することで行われる、上記[1]〜[6]のいずれか1つに記載のパターン状被めっき層の製造方法。
[8]
上記[1]〜[7]のいずれか1つに記載のパターン状被めっき層の形成方法により得られたパターン状被めっき層の上に、金属層を形成する工程を有する、導電性積層体の製造方法。
[9]
上記[8]に記載の製造方法より製造された導電性積層体を含む、タッチパネルセンサー。
[10]
上記[8]に記載の製造方法より製造された導電性積層体を含む、タッチパネル。
また、本発明は、導電性積層体およびその製造方法、タッチパネルセンサー、ならびにタッチパネルを提供することもできる。
なお、本発明において「〜」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および上限値として含む範囲を意味する。
本発明者は、微細な配線パターンを得るために、マスクの開口パターンを小さくした場合、光の回折現象の影響が顕著になって、形成されるパターン状被めっき層のパターン精度が低下することを知見している。この現象は、マスクの開口サイズが1.5μm以下である場合に特に顕著になり、例えば、マスクの開口サイズが1μmの場合には、被めっき層形成用層がマスクから10μm離れると、マスクの開口を通過した光(波長254nmの場合)は、被めっき層形成用層の表面において8μm以上の幅を持つものとなる(後述する比較例2参照)。
このような問題を解決する方法の一つとして、微細パターンを形成する場合に、被めっき層形成用層とマスクとを露光時にできるだけ近づければ、照射した光の回折現象の影響が少なくなり、形成されるパターン状被めっき層の精度が向上すると予測される。
しかしながら、このようなパターン状被めっき層を形成する態様においては、露光時に被めっき層形成用層とマスクとを単に接触させただけでは、被めっき層形成用層とマスクとの界面付近のわずかな隙間に回折光が入り込んでしまい、パターン状被めっき層のパターンの精度が低下してしまう(後述する比較例3参照)。
これに対して、本発明では、被めっき層形成用層とマスクとを露光時に真空密着させることで、このような現象の発生を抑制でき、形成されるパターン状被めっき層のパターン精度が優れたものになる(すなわち、マスクの開口サイズに対応したパターン状被めっき層が得られる)と考えられる。
本発明のパターン状被めっき層の製造方法は、被めっき層形成用層の形成工程と、露光処理工程と、パターン状被めっき層の形成工程と、を含む。
以下、本発明のパターン状被めっき層の製造方法について、図面を参照にしながら詳細に説明する。
本発明の被めっき層形成用層の形成工程は、界面活性剤を含有する被めっき層形成用組成物を基板上に付与して、被めっき層形成用層を形成する工程である。
図1は、本発明の被めっき層形成用層の製造方法の一例を模式的に示す断面図である。図1(A)は、被めっき層形成用層14の形成状態の一例を模式的に示す断面図であり、被めっき層形成用層14が基板12の上(直上)に配置されている。
図1(A)の例では、基板12の全面に被めっき層形成用層14が付与されているが、これに限定されず、基板12の表面の一部の領域に被めっき層形成用層14が形成されていてもよい。
基板12の厚み(mm)は特に制限されないが、取り扱い性および薄型化のバランスの点から、0.01〜1mmが好ましく、0.02〜0.5mmがより好ましい。
また、基板12は、光を適切に透過することが好ましい。具体的には、基板12の全光線透過率は、85〜100%であることが好ましい。
このような場合、従来のパターン状被めっき層では、これがロールの内側で貼りついて(ブロッキングの発生)、歩留りの低下などを引き起こすことがある。これに対して、本発明のパターン状被めっき層には界面活性剤が含まれていることから、パターン状被めっき層の表面エネルギーを低下できるので、ロール状に巻き取った際のブロッキングの発生を抑制でき、歩留りを向上することができる。
また、取り扱い性や製造効率の観点からは、被めっき層形成用組成物の付与後に、必要に応じて乾燥処理を行って残存する溶剤を除去してもよい。
なお、乾燥処理の条件は特に制限されないが、生産性がより優れる点で、室温(20℃)〜220℃(好ましくは50〜120℃)で、1〜30分間(好ましくは1〜10分間)実施することが好ましい。
上記の被めっき層形成用層の厚みは平均厚みであり、被めっき層形成用層の任意の10点の厚みを測定して、算術平均した値である。
本発明の露光処理工程は、上記被めっき層形成用層とマスクとを真空下で密着させて、上記被めっき層形成用層に対してパターン状に露光処理を行う工程である。
このように真空下で露光処理を行うことにより、上述した効果の他に、被めっき層形成層の重合時の酸素阻害を低減でき、硬化性に優れたパターン状被めっき層を得られるという利点もある。
図1(B)は、被めっき層形成用層14に対する露光処理の一例を模式的に示す断面図である。図1(B)に示すように、被めっき層形成用層14は、露光処理により、マスク50の開口部52を通過して光の照射された部分である露光領域(露光部分)14aと、光の照射されていない部分である未露光領域(未露光部分)14bと、を有するものとなる。
被めっき層形成用層14とマスク50とを真空下で密着させる方法としては、例えば、公知の真空機構(例えばロータリーポンプなどの真空ポンプ)を有する装置を用いて行うことができる。
ここで、本発明における真空とは、標準大気圧より圧力が低い状態を表す負圧を含む概念である。具体的には、本発明における真空時の圧力としては、200Pa以下であることが好ましく、150Pa以下であることがより好ましく、0.01〜100Paであることがさらに好ましい。
露光処理に用いられる光照射機構としては、形成される被めっき層形成用層のパターン精度がより向上するという点から、平行光露光機を用いることが好ましい。
露光処理において照射する光の波長としては、より微細なパターンが形成できるという観点から、300nm以下であることが好ましく、200〜270nmであることがより好ましい。
露光時間としては、被めっき層形成用層の材料の反応性および光源により異なるが、通常、10秒〜5時間の間である。露光エネルギーとしては、10〜8000mJ程度であればよく、好ましくは50〜3000mJの範囲である。
まず、被めっき層形成用層14とマスク50とを積層し(接触させて)、これを真空機構(真空ポンプなど)および露光機構を備えた装置のチャンバー内に載置した後、真空機構を作動させてチャンバー内を真空状態にする。これにより、被めっき層形成用層14とマスク50とが真空下で密着する。
次いで、真空状態を保ったまま露光機構を作動させて、マスク50の上部から、被めっき層形成用層14に向かって光を照射する露光処理を実行する。これにより、被めっき層形成用層14には、マスク50の開口部52を通過して光の照射された部分である露光部分14aと、マスク50により光の照射されていない部分である未露光部分14bと、からなる露光パターンが形成される。
マスクの厚みとしては、特に制限されないが、例えば20〜500mmであることが好ましく、20〜150mmであることがより好ましい。
図1(C)は、上記露光処理後であって後述する現像処理前に、マスク50を取り除く様子を模式的に示す図である。図1(C)の例では、マスク50を除去するタイミングとして、後述する現像処理前に行う場合を示したが、これに限定されず、現像処理と同時に行ってもよいし、現像処理の後に行ってもよい。
マスク50の除去は、上述した露光処理後に真空状態を脱した状態(例えば、大気圧下)で行う。マスク50を除去する方法としては、特に限定されず、公知の方法を用いて行えばよい。
本発明のパターン状被めっき層の形成工程は、上記被めっき層形成用層の現像処理を行って、パターン状被めっき層を形成する工程である。
図1(D)は、現像処理によってパターン状被めっき層14Aを形成した状態の一例を模式的に示す断面図である。
本発明におけるパターン状被めっき層の接触角は、水との接触角を意味し、測定方法として接線法を用いて測定される。
上記被めっき層形成用層は、界面活性剤を含有する被めっき層形成用組成物を用いて形成される。以下、被めっき層形成用組成物に含まれる成分および含まれ得る成分について詳述する。
本発明の被めっき層形成用組成物は、界面活性剤を含有する。これにより、本発明のパターン状被めっき層の製造方法においては、被めっき層形成用層に含まれる界面活性剤の作用により、露光処理後のマスクの除去が容易に行われ、被めっき層形成用層の一部がマスクに付着することも抑制できる。また、マスクの汚染も抑制できるので、マスクの洗浄回数を減らしたり無くしたりできるというプロセス上の利点もある。
本発明の被めっき層形成用組成物は、以下の化合物Xまたは組成物Yを含有することが好ましい。
化合物X:めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基(以後、単に「相互作用性基」とも称する)、および、重合性基を有する化合物
組成物Y:めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を有する化合物、および、重合性基を有する化合物を含む組成物
化合物Xは、相互作用性基と重合性基とを有する化合物である。
相互作用性基とは、パターン状被めっき層に付与されるめっき触媒またはその前駆体と相互作用できる官能基を意図し、例えば、めっき触媒またはその前駆体と静電相互作用を形成可能な官能基、または、めっき触媒またはその前駆体と配位形成可能な含窒素官能基、含硫黄官能基、含酸素官能基などを使用することができる。
相互作用性基としてより具体的には、アミノ基、アミド基、イミド基、ウレア基、3級のアミノ基、アンモニウム基、アミジノ基、トリアジン環、トリアゾール環、ベンゾトリアゾール基、イミダゾール基、ベンズイミダゾール基、キノリン基、ピリジン基、ピリミジン基、ピラジン基、ナゾリン基、キノキサリン基、プリン基、トリアジン基、ピペリジン基、ピペラジン基、ピロリジン基、ピラゾール基、アニリン基、アルキルアミン構造を含む基、イソシアヌル構造を含む基、ニトロ基、ニトロソ基、アゾ基、ジアゾ基、アジド基、シアノ基およびシアネート基などの含窒素官能基;エーテル基、水酸基、フェノール性水酸基、カルボン酸基、カーボネート基、カルボニル基、エステル基、N−オキシド構造を含む基、S−オキシド構造を含む基およびN−ヒドロキシ構造を含む基などの含酸素官能基;チオフェン基、チオール基、チオウレア基、チオシアヌール酸基、ベンズチアゾール基、メルカプトトリアジン基、チオエーテル基、チオキシ基、スルホキシド基、スルホン基、サルファイト基、スルホキシイミン構造を含む基、スルホキシニウム塩構造を含む基、スルホン酸基およびスルホン酸エステル構造を含む基などの含硫黄官能基;ホスフォート基、ホスフォロアミド基、ホスフィン基およびリン酸エステル構造を含む基などの含リン官能基;ならびに、塩素および臭素などのハロゲン原子を含む基などが挙げられ、塩構造をとりうる官能基においてはそれらの塩も使用することができる。
なかでも、極性が高く、めっき触媒またはその前駆体などへの吸着能が高いことから、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、およびボロン酸基などのイオン性極性基、エーテル基、またはシアノ基が特に好ましく、カルボン酸基(カルボキシル基)またはシアノ基がさらに好ましい。
化合物Xには、相互作用性基が2種以上含まれていてもよい。
化合物X中には、重合性基が2種以上含まれていてもよい。また、化合物X中に含まれる重合性基の数は特に制限されず、1つでも、2つ以上でもよい。
なお、上記重合性基を有する低分子化合物とは、いわゆるモノマー(単量体)に該当する。また、高分子化合物とは、所定の繰り返し単位を有するポリマーであってもよい。
また、化合物としては1種のみを使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
このような重合性基および相互作用性基を有するポリマーの合成方法は特に制限されず、公知の合成方法(特許公開2009−280905号の段落[0097]〜[0125]参照)が使用される。
ポリマーの第1の好ましい態様として、下記式(a)で表される重合性基を有する繰り返し単位(以下、適宜重合性基ユニットとも称する)、および、下記式(b)で表される相互作用性基を有する繰り返し単位(以下、適宜相互作用性基ユニットとも称する)を含む共重合体が挙げられる。
なお、R1としては、水素原子、メチル基、または、臭素原子で置換されたメチル基が好ましい。R2としては、水素原子、メチル基、または、臭素原子で置換されたメチル基が好ましい。R3としては、水素原子が好ましい。R4としては、水素原子が好ましい。R5としては、水素原子、メチル基、または、臭素原子で置換されたメチル基が好ましい。
L1としては、ポリマーの合成が容易で、金属層の密着性がより優れる点で、脂肪族炭化水素基、または、ウレタン結合若しくはウレア結合を有する2価の有機基(例えば、脂肪族炭化水素基)が好ましく、なかでも、総炭素数1〜9であるものが好ましい。なお、ここで、L1の総炭素数とは、L1で表される置換または無置換の2価の有機基に含まれる総炭素原子数を意味する。
また、上記相互作用性基ユニットの含有量は、めっき触媒またはその前駆体に対する吸着性の観点から、ポリマー中の全繰り返し単位に対して、5〜95モル%が好ましく、10〜95モル%がより好ましい。
ポリマーの第2の好ましい態様としては、下記式(A)、式(B)、および式(C)で表される繰り返し単位を含む共重合体が挙げられる。
式(B)で表される繰り返し単位中のR5、XおよびL2は、上記式(b)で表される繰り返し単位中のR5、XおよびL2と同じであり、各基の説明も同じである。
式(B)中のWaは、後述するVで表される親水性基またはその前駆体基を除く、めっき触媒またはその前駆体と相互作用する基を表す。なかでも、シアノ基、エーテル基が好ましい。
式(C)中、Uは、単結合、または、置換若しく無置換の2価の有機基を表す。2価の有機基の定義は、上述したX、YおよびZで表される2価の有機基と同義である。Uとしては、ポリマーの合成が容易で、金属層の密着性がより優れる点で、単結合、エステル基(−COO−)、アミド基(−CONH−)、エーテル基(−O−)、または置換若しくは無置換の2価の芳香族炭化水素基が好ましい。
式(C)中、L3は、単結合、または、置換若しく無置換の2価の有機基を表す。2価の有機基の定義は、上述したL1およびL2で表される2価の有機基と同義である。L3としては、ポリマーの合成が容易で、金属層の密着性がより優れる点で、単結合、または、2価の脂肪族炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、またはこれらを組み合わせた基であることが好ましい。
親水性基としては、めっき触媒またはその前駆体との相互作用の点で、イオン性極性基であることが好ましい。イオン性極性基としては、具体的には、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基およびボロン酸基が挙げられる。なかでも、適度な酸性(他の官能基を分解しない)という点から、カルボン酸基が好ましい。
式(A)で表される繰り返し単位の含有量は、反応性(硬化性、重合性)および合成の際のゲル化の抑制の点から、ポリマー中の全繰り返し単位に対して、5〜50モル%が好ましく、5〜30モル%がより好ましい。
式(B)で表される繰り返し単位の含有量は、めっき触媒またはその前駆体に対する吸着性の観点から、ポリマー中の全繰り返し単位に対して、5〜75モル%が好ましく、10〜70モル%がより好ましい。
式(C)で表される繰り返し単位の含有量は、水溶液による現像性と耐湿密着性の点から、ポリマー中の全繰り返し単位に対して、10〜70モル%が好ましく、20〜60モル%がより好ましく、30〜50モル%がさらに好ましい。
このポリマーは、公知の方法(例えば、上記で列挙された文献中の方法)により製造することができる。
上記化合物がいわゆるモノマーである場合、好適態様の一つとして式(X)で表される化合物が挙げられる。
置換または無置換の脂肪族炭化水素基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、若しくはブチレン基、または、これらの基が、メトキシ基、塩素原子、臭素原子、若しくはフッ素原子等で置換されたものが好ましい。
置換または無置換の芳香族炭化水素基としては、無置換のフェニレン基、または、メトキシ基、塩素原子、臭素原子、若しくはフッ素原子等で置換されたフェニレン基が好ましい。
式(X)中、L10の好適態様の一つとしては、−NH−脂肪族炭化水素基−、または、−CO−脂肪族炭化水素基−が挙げられる。
式(X)中、Wの好適態様としては、イオン性極性基が挙げられ、カルボン酸基がより好ましい。
第四級アンモニウムカチオンとしては、例えば、テトラメチルアンモニウムイオン、テトラブチルアンモニウムイオンなどが挙げられる。
なかでも、めっき触媒またはその前駆体の付着、および、パターニング後の金属残渣の点から、水素原子であることが好ましい。
nは、1または2の整数を表す。なかでも、化合物の入手性の観点から、nは1であることが好ましい。
L11は、エステル基(−COO−)、アミド基(−CONH−)、またはフェニレン基を表す。なかでも、L11がアミド基であると、耐溶剤性(例えば、アルカリ溶剤耐性)が向上する。
L12は、単結合、2価の脂肪族炭化水素基(好ましくは炭素数1〜8、より好ましくは炭素数3〜5)、または、2価の芳香族炭化水素基を表す。脂肪族炭化水素基は、直鎖状、分岐状、環状であってもよい。なお、L12が単結合の場合、L11はフェニレン基を表す。
組成物Yは、相互作用性基を有する化合物、および、重合性基を有する化合物を含む組成物である。つまり、被めっき層形成用層が、相互作用性基を有する化合物、および、重合性基を有する化合物の2種を含む。相互作用性基および重合性基の定義は、上述の通りである。
相互作用性基を有する化合物とは、相互作用性基を有する化合物である。相互作用性基の定義は上述の通りである。このような化合物としては、低分子化合物であっても、高分子化合物であってもよい。相互作用性基を有する化合物の好適態様としては、上述した式(b)で表される繰り返し単位を有する高分子(例えば、ポリアクリル酸)が挙げられる。なお、相互作用性基を有する化合物には、重合性基は含まれない。
重合性基を有する化合物とは、いわゆるモノマーであり、形成されるパターン状被めっき層の硬度がより優れる点で、2個以上の重合性基を有する多官能モノマーであることが好ましい。多官能モノマーとは、具体的には、2〜6個の重合性基を有するモノマーを使用することが好ましい。反応性に影響を与える架橋反応中の分子の運動性の観点から、用いる多官能モノマーの分子量としては150〜1000が好ましく、さらに好ましくは200〜800である。また、複数存在する重合性基同士の間隔(距離)としては原子数で1〜15であることが好ましい。
重合性基を有する化合物には、相互作用性基が含まれていてもよい。
多官能(メタ)アクリルアミドとしては、(メタ)アクリルアミド基を2以上(好ましくは、2以上6以下)有するものであれば特に限定されない。
多官能(メタ)アクリルアミドの中でも、被めっき層形成用層の硬化速度に優れる観点などから、下記一般式(A)で表される4官能(メタ)アクリルアミドをより好ましく用いることができる。
なお、本発明において、(メタ)アクリルアミドとは、アクリルアミドおよびメタクリルアミドの両方を含む概念である。
上記一般式(A)で表される4官能(メタ)アクリルアミドは、例えば、特許第5486536号公報に記載の製造方法によって製造できる。
被めっき層形成用層には、重合開始剤が含まれていてもよい。重合開始剤が含まれることにより、露光処理の際の重合性基間の反応がより効率的に進行する。
重合開始剤としては特に制限はなく、公知の重合開始剤(いわゆる光重合開始剤)などを用いることができる。重合開始剤の例としては、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類、α−アミノアルキルフェノン類、ベンゾイン類、ケトン類、チオキサントン類、ベンジル類、ベンジルケタール類、オキスムエステル類、アンソロン類、テトラメチルチウラムモノサルファイド類、ビスアシルフォスフィノキサイド類、アシルフォスフィンオキサイド類、アントラキノン類、アゾ化合物等およびその誘導体を挙げることができる。
被めっき層形成用層中における重合開始剤の含有量は特に制限されないが、被めっき層の硬化性の点で、被めっき層形成用組成物中の重合性基を有する化合物100質量%に対して、0.1〜20質量%であることが好ましく、0.5〜10質量%であることがより好ましい。
特に、有機溶媒を含有する場合には、上記の界面活性剤のうちシリコーン系界面活性剤やフッ素系界面活性剤の機能が一層発揮されるという点から、イソプロパノールおよびプロピレングリコール-1-モノメチルエーテル-2-アセタートなど親水性の溶媒であることが好ましい。
上記のようにして形成されたパターン状被めっき層は、金属層(導電膜)を形成する用途に好適に適用できる。
すなわち、本発明の導電性積層体の製造方法は、上述したパターン状被めっき層の形成方法により得られたパターン状被めっき層の上に、金属層を形成する工程を有する。
具体的には、パターン状被めっき層にめっき触媒またはその前駆体を付与して、さらに、めっき処理を施すことにより、パターン状被めっき層上に金属層を形成することができる。つまり、パターン状被めっき層の形状を制御することにより、金属層のパターンを制御することができる。また、このようなパターン状被めっき層を使用することにより、金属層の基板に対する密着性が優れる。
以下、上記金属層を形成する工程(金属層形成工程)の一例について説明する。
なお、図2の例では、金属層20がパターン状被めっき層14Aの上面のみに形成された場合を示したが、これに限定されず、パターン状被めっき層14Aの上面および側面(すなわち、パターン状被めっき層14Aの表面全体)に形成されていてもよい。
本工程では、まず、パターン状被めっき層にめっき触媒またはその前駆体を付与する。被めっき層形成用組成物に上記相互作用性基が含まれている場合には、上記相互作用性基が、その機能に応じて、付与されためっき触媒またはその前駆体を付着(吸着)する。より具体的には、パターン状被めっき層表面上に、めっき触媒またはその前駆体が付与される。
めっき触媒またはその前駆体は、めっき処理の触媒や電極として機能するものである。そのため、使用されるめっき触媒またはその前駆体の種類は、めっき処理の種類により適宜決定される。
なお、用いられるめっき触媒またはその前駆体は、無電解めっき触媒またはその前駆体であることが好ましい。以下で、主に、無電解めっき触媒またはその前駆体などについて詳述する。
この無電解めっき触媒としては、金属コロイドを用いてもよい。
本工程において用いられる無電解めっき触媒前駆体とは、化学反応により無電解めっき触媒となりうるものであれば、特に制限なく使用することができる。主には、上記無電解めっき触媒として挙げた金属の金属イオンが用いられる。無電解めっき触媒前駆体である金属イオンは、還元反応により無電解めっき触媒である0価金属になる。無電解めっき触媒前駆体である金属イオンはパターン状被めっき層へ付与された後、無電解めっき浴への浸漬前に、別途還元反応により0価金属に変化させて無電解めっき触媒としてもよい。また、無電解めっき触媒前駆体のまま無電解めっき浴に浸漬し、無電解めっき浴中の還元剤により金属(無電解めっき触媒)に変化させてもよい。
本工程において、無電解めっきを行わず直接電気めっきを行うために用いられる触媒として、0価金属を使用することもできる。
上記溶剤としては、水や有機溶剤が適宜使用される。有機溶剤としては、パターン状被めっき層に浸透しうる溶剤が好ましく、例えば、アセトン、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、エチレングリコールジアセテート、シクロヘキサノン、アセチルアセトン、アセトフェノン、2−(1−シクロヘキセニル)シクロヘキサノン、プロピレングリコールジアセテート、トリアセチン、ジエチレングリコールジアセテート、ジオキサン、N−メチルピロリドン、ジメチルカーボネートおよびジメチルセロソルブなどを用いることができる。
また、接触時間としては、30秒〜24時間程度であることが好ましく、1分〜1時間程度であることがより好ましい。
次に、めっき触媒またはその前駆体が付与されたパターン状被めっき層に対してめっき処理を行う。
めっき処理の方法は特に制限されず、例えば、無電解めっき処理、または、電解めっき処理(電気めっき処理)が挙げられる。本工程では、無電解めっき処理を単独で実施してもよいし、無電解めっき処理を実施した後にさらに電解めっき処理を実施してもよい。
なお、本明細書においては、いわゆる銀鏡反応は、上記無電解めっき処理の一種として含まれる。よって、例えば、銀鏡反応などによって、付着させた金属イオンを還元させて、所望のパターン状金属層を形成してもよく、さらにその後電解めっき処理を実施してもよい。
以下、無電解めっき処理、および、電解めっき処理の手順について詳述する。
本工程における無電解めっきは、例えば、無電解めっき触媒が付与されたパターン状被めっき層を備える積層体を、水洗して余分な無電解めっき触媒(金属)を除去した後、無電解めっき浴に浸漬して行うことが好ましい。使用される無電解めっき浴としては、公知の無電解めっき浴を使用することができる。
また、無電解めっき触媒前駆体が付与されたパターン状被めっき層を備える基板を、無電解めっき触媒前駆体がパターン状被めっき層に吸着または含浸した状態で無電解めっき浴に浸漬する場合には、積層体を水洗して余分な無電解めっき触媒前駆体(金属塩など)を除去した後、無電解めっき浴中へ浸漬させることが好ましい。この場合には、無電解めっき浴中において、無電解めっき触媒前駆体の還元とこれに引き続き無電解めっきが行われる。ここで使用される無電解めっき浴としても、上記同様、公知の無電解めっき浴を使用することができる。
なお、無電解めっき触媒前駆体の還元は、上記のような無電解めっき液を用いる態様とは別に、触媒活性化液(還元液)を準備し、無電解めっき前の別工程として行うことも可能である。
無電解めっき浴に用いられる有機溶剤としては、水に可能な溶剤である必要があり、その点から、アセトンなどのケトン類、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が好ましく用いられる。無電解めっき浴に用いられる金属の種類としては、銅、すず、鉛、ニッケル、金、銀、パラジウム、ロジウムが知られており、なかでも、導電性の観点からは、銅、銀、金が好ましく、銅がより好ましい。また、上記金属に合わせて最適な還元剤、添加剤が選択される。
無電解めっき浴への浸漬時間としては、1分〜6時間程度であることが好ましく、1分〜3時間程度であることがより好ましい。
なお、上述したように、本工程においては、上記無電解めっき処理の後に、必要に応じて、電解めっき処理を行うことができる。このような態様では、形成される金属層の厚みを適宜調整可能である。
電気めっきの方法としては、従来公知の方法を用いることができる。尚、電気めっきに用いられる金属としては、銅、クロム、鉛、ニッケル、金、銀、すず、および、亜鉛などが挙げられ、導電性の観点から、銅、金、および、銀が好ましく、銅がより好ましい。
上記処理により得られた金属層を有する導電性積層体は、種々の用途に適用でき、タッチパネル(または、タッチパネルセンサー)、半導体チップ、各種電気配線板、FPC(Flexible printed circuits)、COF(Chip on Film)、TAB(Tape Automated Bonding)、アンテナ、多層配線基板、および、マザーボード等の種々の用途に適用することができる。なかでも、タッチパネルセンサー(静電容量式タッチパネルセンサー)に用いることが好ましい。上記導電性積層体をタッチパネルセンサーに適用する場合、導電性積層体中の金属層がタッチパネルセンサー中の検出電極または引き出し配線として機能する。
なお、本明細書においては、タッチパネルセンサーと、各種表示装置(例えば、液晶表示装置、有機EL表示装置)を組み合わせたものを、タッチパネルと呼ぶ。タッチパネルとしては、いわゆる静電容量式タッチパネルが好ましく挙げられる。
図3に示すように、導電性積層体30においては、基板12上に配置されたパターン状被めっき層14Aと、パターン状被めっき層14A上に配置された検出電極22および引き出し配線24とを有する。なお、検出電極22および引き出し配線24は、上述した金属層で構成されている。
このような導電性積層体30を製造するためには、検出電極22および引き出し配線24を配置させたい位置にパターン状被めっき層14Aを形成し、これらの上に金属層を形成することにより得られる。つまり、検出電極22および引き出し配線24と、基板12との間には、パターン状被めっき層14Aが配置されている。
検出電極22は、タッチパネルセンサーの入力領域に接近した操作者の指のX方向における入力位置の検出を行う役割を有するものであり、指との間に静電容量を発生する機能を有している。検出電極22は、第1方向(X方向)に延び、第1方向と直交する第2方向(Y方向)に所定の間隔をあけて配列された電極である。
引き出し配線24は、検出電極22に電圧を印加するための役割を担う部材である。
下記第1表の割合になるように各成分の合計が100質量%となるように混合、攪拌して、被めっき層形成用組成物(以下、単に「組成物」ともいう。)1〜3を調製した。
・ポリアクリル酸(和光純薬工業(株)製、重量平均分子量8000〜12000)
・4官能アクリルアミド(下記一般式(A)の「R」が全てメチル基で表されるモノマー。特許第5486536号公報にしたがって合成。)
・重合開始剤(商品名「Irgacure127」、BASF社製)
・フッ素系界面活性剤(商品名「W−AHE」(下記構造式(B))、または「W−AHI」(下記構造式(C)) 富士フイルム(株)製)
・アニオン系界面活性剤(リン酸モノドデシルナトリウム、東京化成工業社製)
・イソプロパノール
基板(商品名「ルミラーU48」、ポリエチレンテレフタレートフィルム、長尺フィルム、東レ(株)製)上に、フッ素系界面活性剤として「W−AHE」を用いた組成物1をロール塗布で600nmの膜厚となるように成膜し、80℃のオーブンを通して乾燥させることで、基板上に被めっき層形成用層を形成した。このようにして被めっき層形成用層が形成された基板を、被めっき層形成用層を内側にしてロールとして巻き取った。
その後、上記ロールを巻き出して、被めっき層形成用層を真空チャンバー内に載置し、これと幅1μmのライン状の細線パターンの開口部を有するフォトマスク(ハードマスク)と真空状態で密着させた。続いて、真空状態のまま、平行光露光機を用いて254nmの波長の光を照射量800mJ/cm2で照射して、チャンバー内の被めっき層形成用層の露出部分を重合させた。
その後、炭酸ナトリウム水溶液を用いて現像を行い、露光部分からなるパターン状被めっき層を形成した。
加えて、フォトマスクに被めっき層形成用層の貼りつきは確認されず、塗布および乾燥後に巻き取った際にもブロッキングは確認されなかった。
組成物1のフッ素系界面活性剤を「W−AHE」から「W−AHI」に代えた以外は、実施例1と同様にして、実施例2のパターン状被めっき層を形成し、同様の評価を行った。
その結果、実施例2においては、幅1μmのライン状の細線パターンの開口部を有するフォトマスクで幅1±0.1μmのパターン状被めっき層の細線を形成することができた。このように、実施例2の製造方法によれば、精度の高いパターン状被めっき層を形成することができた。
加えて、フォトマスクに被めっき層形成用層の貼りつきは確認されず、塗布および乾燥後に巻き取った際にもブロッキングは確認されなかった。
組成物1を組成物2に代えた以外は、実施例1と同様にして、実施例3のパターン状被めっき層を形成し、同様の評価を行った。
その結果、実施例3においては、幅1μmのライン状の細線パターンの開口部を有するフォトマスクで幅1±0.1μmのパターン状被めっき層の細線を形成することができた。このように、実施例3の製造方法によれば、精度の高いパターン状被めっき層を形成することができた。
また、フォトマスクに被めっき層形成用層の貼りつきは確認されなかったが、塗布および乾燥後に巻き取った際にはブロッキングが確認され、ラミネート材を使用することが必要であることが示唆された。
組成物1を組成物3に代えた以外は、実施例1と同様して、比較例1のパターン状被めっき層を形成し、同様の評価を行った。
その結果、比較例1においては、幅1μmのライン状の細線パターンの開口部を有するフォトマスクで幅1±0.1μmのパターン状被めっき層の細線を形成することができた。
しかしながら、フォトマスクに被めっき層形成用層が貼りつき、基板側から剥がれる現象が確認され、歩留まりが低下した。また、塗布および乾燥後に巻きとった際にも、ブロッキングが確認された。このような不具合は、界面活性剤を含有しない組成物を用いたことで発生したといえる。
被めっき層形成用層とフォトマスクとを真空密着させず、被めっき層形成用層とフォトマスクとの間に、10μmのスペースを空けて露光処理を行った以外は、実施例1と同様にして、比較例2のパターン状被めっき層を形成し、同様の評価を行った。
その結果、比較例2においては、幅1μmのライン状の細線パターンの開口部を有するフォトマスクを使用したものの、幅8±0.5μmの線幅にパターニングされたパターン状被めっき層が得られた。このように、比較例2の製造方法によれば、精度の高いパターン状被めっき層を形成できなかった。
被めっき層形成用層とフォトマスクとを真空密着させず、被めっき層形成用層とフォトマスクとが接するように配置して露光処理を行った以外は、実施例1と同様にして、比較例3のパターン状被めっき層を形成し、同様の評価を行った。
その結果、比較例3においては、幅1μmのライン状の細線パターンの開口部を有するフォトマスクを使用したものの、バラつきが大きく幅1.2〜3μmの線幅にパターニングされたパターン状被めっき層が得られた。このように、比較例3の製造方法によれば、精度の高いパターン状被めっき層を形成できなかった。
14 被めっき層形成用層
14a 露光領域(露光部分)
14b 未露光領域(未露光部分)
14A パターン状被めっき層
20 金属層
22 検出電極
24 引き出し配線
30 導電性積層体
50 マスク
52 開口部
Claims (10)
- 界面活性剤と、重合開始剤と、以下の化合物Xまたは化合物Yと、を含有する被めっき層形成用組成物を基板上に付与して、被めっき層形成用層を形成する工程と、
前記被めっき層形成用層と、マスクと、を真空下で密着させて、前記被めっき層形成用層に対してパターン状に露光処理を行う工程と、
前記被めっき層形成用層の現像処理を行って、パターン状被めっき層を形成する工程と、
を含む、パターン状被めっき層の製造方法。
化合物X:めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基、および、重合性基を有する化合物
組成物Y:めっき触媒またはその前駆体と相互作用する官能基を有する化合物、および、重合性基を有する化合物を含む組成物 - 前記現像処理が、前記被めっき層形成用層のうち未露光領域を除去する処理である、請求項1に記載のパターン状被めっき層の製造方法。
- 前記界面活性剤が、フッ素系界面活性剤およびシリコーン系界面活性剤の少なくとも一方を含有する、請求項1または2に記載のパターン状被めっき層の製造方法。
- 前記被めっき層形成用組成物が多官能(メタ)アクリルアミドを含有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載のパターン状被めっき層の製造方法。
- 前記パターン状被めっき層の表面の接触角が90〜120°である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のパターン状被めっき層の製造方法。
- 前記露光処理が、平行光露光機を用いて行われる、請求項1〜5のいずれか1項に記載のパターン状被めっき層の製造方法。
- 前記露光処理が、300nm以下の波長の光を照射することで行われる、請求項1〜6のいずれか1項に記載のパターン状被めっき層の製造方法。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のパターン状被めっき層の形成方法により得られたパターン状被めっき層の上に、金属層を形成する工程を有する、導電性積層体の製造方法。
- 請求項8に記載の製造方法より製造された導電性積層体と、検出電極と、引き出し配線と、を有するタッチパネルセンサーの製造方法であって、
前記導電性積層体における前記パターン状被めっき層を、前記検出電極および前記引き出し配線を形成する位置に形成する工程を含み、
前記導電性積層体における前記金属層が、前記検出電極および前記引き出し配線の少なくとも一方として機能する、タッチパネルセンサーの製造方法。 - 請求項9に記載の製造方法により形成されたタッチパネルセンサーと、表示装置と、を有するタッチパネルの製造方法であって、
前記表示装置と前記タッチパネルセンサーとを組み合わせる工程を含む、タッチパネルの製造方法。
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