KR20150066528A - 도전 패턴의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고온 또한 장시간의 가열 처리를 수반하는 일 없이 도전성이 양호한 도전 패턴을 얻을 수 있어 생산 효율을 현저하게 향상시키는 것이 가능한 도전 패턴의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 도전성 입자(A) 및 유기 화합물(B)을 포함하는 기판 상의 막 또는 패턴을 브로드 스펙트럼을 갖는 광으로 노광해서 도전막 또는 도전 패턴을 얻는 노광 공정을 구비하는 도전 패턴의 제조 방법을 제공한다.

Description

도전 패턴의 제조 방법{CONDUCTIVE PATTERN FABRICATION METHOD}
본 발명은 도전 패턴의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 터치 패널, 태양 전지 및 콘덴서 등의 분야에서 사용되는 회로 기판 등의 전자 부품에는 박막화, 경량화 또는 환경 부하 저감이라는 요구에 추가하여 가격 경쟁력을 향상시키기 위해서 철저한 수율 개선이 요구되고 있다.
회로 기판 상에 도전 패턴을 형성하는 방법, 즉 도전 패턴의 제조 방법으로서는 수지에 도전성 입자를 분산시킨 페이스트를 도포, 건조, 노광, 현상해서 미세 패턴을 형성한 후, 가열을 해서 형성한 패턴을 수축시키고, 도전성 입자를 서로 접촉시켜서 도전성을 발현시키는 방법이 알려져 있다(특허문헌 1~3 참조).
일본 특허 출원 평 4-327423호 공보 일본 특허 출원 2009-286095호 공보 일본 특허 출원 2009-276102호 공보
그러나, 종래의 도전 패턴의 제조 방법은 도전성 입자를 서로 접촉시켜서 도전성을 발현시키기 위한 가열 처리를 고온 또한 장시간 행할 필요가 있어서 이를 실제 생산에 적용했을 경우의 생산 효율은 현저하게 낮은 것이었다. 또한, 고온 또한 장시간의 가열 처리가 기판 등의 부재를 열화시킬 가능성도 높은 점으로부터 이들 문제를 회피하면서 미세한 도전 패턴을 얻기 위한 제조 방법이 요구되고 있는 것이 현상황이었다.
그래서, 본 발명은 브로드 스펙트럼을 갖는 광으로의 노광에 의해 고온 또한 장시간의 가열 처리를 따르는 일 없이 도전성이 양호한 도전 패턴을 얻을 수 있어 생산 효율을 현저하게 향상시키는 것이 가능한 도전 패턴의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명은 이하의 (1)~(11)의 구성을 갖는다.
(1) 도전성 입자(A) 및 유기 화합물(B)을 포함하는 기판 상의 막 또는 패턴을 브로드 스펙트럼을 갖는 광으로 노광해서 도전막 또는 도전 패턴을 얻는 노광 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
(2) 상기 (1)에 있어서, 상기 막을 현상해서 도전 패턴을 얻는 현상 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
(3) 상기 (1) 또는 (2)에 있어서, 상기 도전 패턴을 브로드 스펙트럼을 갖는 광으로 더 노광하는 제 2 노광 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
(4) 상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 있어서, 상기 브로드 스펙트럼을 갖는 광은 그 최소 파장 및 최대 파장이 200~3000㎚의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 있어서, 상기 브로드 스펙트럼을 갖는 광은 크세논 램프의 광, 크세논 플래쉬 램프의 광 및 할로겐 램프의 광으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 광인 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
(6) 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 하나에 있어서, 상기 노광 공정은 400㎚ 미만의 파장의 광을 차광하는 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
(7) 상기 (1) 내지 (6) 중 어느 하나에 있어서, 상기 도전성 입자(A)의 체적 평균 입자 지름은 0.05~5㎛인 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
(8) 상기 (1) 내지 (7) 중 어느 하나에 있어서, 상기 도전성 입자(A)의 체적 평균 입자 지름은 1~5㎛인 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
(9) 상기 (1) 내지 (8) 중 어느 하나에 있어서, 상기 유기 화합물(B)은 불포화 이중 결합, 글리시딜기 또는 카르복실기를 갖는 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
(10) 상기 (1) 내지 (9) 중 어느 하나에 있어서, 상기 막 또는 패턴은 400㎚ 이상의 파장 영역에 흡수대를 갖는 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
(11) 상기 (1) 내지 (10) 중 어느 하나에 있어서, 상기 노광 공정은 브로드 스펙트럼을 갖는 광을 펄스 조사하는 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
(12) 상기 (1) 내지 (11) 중 어느 하나에 있어서, 기판은 유리판 또는 필름인 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
(13) 상기 (1) 내지 (12) 중 어느 하나에 있어서, 상기 기판의 표면은 투명 도전막, 가식막 및 절연막으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 막으로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
(14) 상기 (1) 내지 (13) 중 어느 하나에 있어서, 상기 도전 패턴은 막 두께가 1~30㎛인 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
(15) 상기 (1) 내지 (14) 중 어느 하나에 있어서, 상기 도전 패턴은 라인 폭이 10~100㎛인 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
(16) 상기 (1) 내지 (15) 중 어느 하나에 있어서, 도전 패턴은 유기 성분의 함유량이 5질량% 이상 40질량% 미만인 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
(17) 상기 (1) 내지 (16) 중 어느 하나에 기재된 도전 패턴의 제조 방법에 의해 제조된 도전 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
(18) 상기 (17)에 기재된 터치 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
(19) 상기 (18)에 기재된 터치 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면 브로드 스펙트럼을 갖는 광으로의 노광에 의해 고온 또한 장시간의 가열 처리를 수반하는 일 없이 도전성이 양호한 도전 패턴을 얻을 수 있어 생산 효율을 현저하게 향상시키는 것이 가능하다.
본 발명의 제 1 실시형태의 도전 패턴의 제조 방법은 도전성 입자(A) 및 유기 화합물(B)을 포함하는 막을 브로드 스펙트럼을 갖는 광으로 노광해서 도전막을 얻는 노광 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 제 2 실시형태의 도전 패턴의 제조 방법은 도전성 입자(A) 및 유기 화합물(B)을 포함하는 패턴을 브로드 스펙트럼을 갖는 광으로 노광해서 도전 패턴을 얻는 노광 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
도전성 입자(A)로서는, 예를 들면 Ag, Au, Cu, Pt, Pb, Sn, Ni, Al, W, Mo, 산화 루테늄, Cr, Ti 또는 인듐 또는 이들 금속의 합금의 입자를 들 수 있지만, 도전성의 관점으로부터 Ag, Cu 또는 Au의 입자가 바람직하고, 저비용 및 안정성의 관점으로부터 Ag의 입자가 보다 바람직하다.
도전성 입자(A)의 체적 평균 입자 지름은 0.01~10㎛가 바람직하고, 0.05~5㎛가 보다 바람직하고, 1~5㎛가 더욱 바람직하다. 체적 평균 입자 지름이 0.05㎛ 이상이면 도전성 입자(A)끼리의 접촉 확률이 향상되어 얻어지는 도전 패턴의 비저항값 및 단선 확률이 낮아진다. 또한, 노광을 위한 광이 건조막 안을 스무드하게 투과하기 때문에 미세한 패턴 형성이 용이해진다. 또한, 체적 평균 입자 지름이 1㎛ 이상이면 보다 균일한 분산 상태가 얻어지기 쉬워 비저항값이 더 낮아진다. 한편, 체적 평균 입자 지름이 5㎛ 이하이면 얻어지는 도전 패턴의 표면 평활도, 패턴 정밀도 및 치수 정밀도가 향상된다. 또한, 도전성 입자(A)의 체적 평균 입자 지름은 광산란식 입도 분포계(예를 들면, HORIBA, Ltd.제)를 사용한 동적 광산란법에 의해 측정할 수 있다.
도전성 입자(A)의 첨가량은 노광 공정에 제공되는 막 또는 패턴의 원료가 되는 도전 페이스트 중의 전체 고형분에 대하여 70~95질량%가 바람직하고, 80~90질량%가 보다 바람직하다. 70질량% 이상이면 경화 수축에 있어서의 도전성 입자(A)끼리의 접촉 확률이 특히 향상되어 얻어지는 도전 패턴의 비저항값 및 단선 확률이 낮아진다. 95질량% 이하이면 노광을 위한 광이 건조막 안을 스무드하게 투과하기 때문에 미세한 패턴 형성이 용이해진다. 여기서, 도전 페이스트 중의 전체 고형분이란 유기 용제를 제외한 도전 페이스트의 전체 성분을 말한다.
유기 화합물(B)로서는 불포화 이중 결합, 글리시딜기 또는 카르복실기를 갖는 화합물이 바람직하다. 불포화 이중 결합을 갖는 화합물로서는 감광성 유기 화합물이 바람직하다. 감광성 유기 화합물로서는, 예를 들면 중합성 불포화기를 갖는 모노머, 올리고머 또는 폴리머를 들 수 있다.
중합성 불포화기로서는, 예를 들면 비닐기, 알릴기, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기 등의 에틸렌성 불포화기 또는 아크릴아미드기를 들 수 있다.
중합성 불포화기를 갖는 모노머로서는, 예를 들면 알릴화 시클로헥실디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 디펜타에리스리톨모노히드록시펜타아크릴레이트, 디트리메틸롤프로판테트라아크릴레이트, 글리세롤디아크릴레이트, 메톡시화 시클로헥실디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 프로필렌글리콜디아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디아크릴레이트, 트리글리세롤디아크릴레이트, 트리메틸롤프로판트리아크릴레이트, 비스페놀 A 디아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 비스페놀 A, 디아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 비스페놀 A 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디아크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시)에틸아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 2-페녹시에틸아크릴레이트, 이소데실아크릴레이트, 이소옥틸아크릴레이트, 트리데실아크릴레이트, 1,3-부탄디올디아크릴레이트, 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 비스페놀 A 디아크릴레이트, 비스페놀 F 디아크릴레이트 또는 비스페놀 A-에틸렌옥사이드 부가물의 디아크릴레이트, 비스페놀 F-에틸렌옥사이드 부가물의 디아크릴레이트 또는 비스페놀 A-프로필렌옥사이드 부가물의 디아크릴레이트 등의 에폭시아크릴레이트 또는 상기 화합물의 아크릴기의 1부 또는 모두를 메타크릴기로 치환한 화합물을 들 수 있다.
중합성 불포화기를 갖는 모노머의 첨가량은 도전 페이스트 중의 전체 고형분에 대하여 1~15질량%가 바람직하고, 2~10질량%가 보다 바람직하다. 1질량% 미만이면 감도가 저하되어 미세한 패턴 형성이 곤란해진다. 15질량%를 초과하면 발생한 택에 노광 마스크가 접촉해서 오염되어 성능 열화 등의 문제가 발생한다.
에틸렌성 불포화기를 올리고머 또는 폴리머에 도입하는 방법으로서는, 예를 들면 올리고머 또는 폴리머가 갖는 메르캅토기, 아미노기, 히드록실기 또는 카르복실기에 대하여 글리시딜기 또는 이소시아네이트기를 갖는 에틸렌성 불포화 화합물 또는 아크릴산 클로라이드, 메타크릴산 클로라이드 또는 알릴클로라이드를 0.05~1몰당량 부가 반응시키는 방법을 들 수 있다.
글리시딜기를 갖는 에틸렌성 불포화 화합물로서는, 예를 들면 아크릴산 글리시딜, 메타크릴산 글리시딜, 알릴글리시딜에테르, 에틸아크릴산 글리시딜, 크로토닐글리시딜에테르, 크로톤산 글리시딜에테르 또는 이소크로톤산 글리시딜에테르를 들 수 있다. 이소시아네이트기를 갖는 에틸렌성 불포화 화합물로서는, 예를 들면 (메타)아크릴로일이소시아네이트 또는 (메타)아크릴로일에틸이소시아네이트를 들 수 있다.
또한, 유기 화합물(B)에는 도전성 입자(A)끼리를 접촉시키기 위해서, 또한 기판과의 밀착성을 향상시키기 위해서 불포화 이중 결합을 갖지 않는 비감광성 모노머, 올리고머 또는 폴리머가 포함되는 것이 바람직하다. 이들 불포화 이중 결합을 갖지 않는 비감광성 모노머 등은 보다 효율적인 광 흡수를 시키기 위해서 환상 구조를 갖는 것이 보다 바람직하다. 불포화 이중 결합을 갖지 않는 비감광성 폴리머로서는, 예를 들면 에폭시 수지, 노볼락 수지, 페놀 수지, 폴리우레탄, 실리콘 수지, 멜라민 수지, 폴리이미드 전구체 또는 이미 폐환된 폴리이미드를 들 수 있다. 에폭시 수지로서는, 예를 들면 에틸렌글리콜 변성 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 수소 첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지, 브롬화 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 수소 첨가 비스페놀 F형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 글리시딜에테르형 에폭시 수지 또는 복소환식 에폭시 수지를 들 수 있다.
상기와 같은 감광성의 유기 화합물(B)을 광반응에 의해 광경화시키기 위해서 도전 페이스트에는 광중합 개시제(C)가 포함되는 것이 바람직하다. 광중합 개시제(C)로서는, 예를 들면 광라디칼 중합 개시제 또는 광양이온 중합 개시제를 들 수 있지만, 노광 공정에서 사용하는 광에 의해 적당히 선택하면 좋다.
광라디칼 중합 개시제로서는, 예를 들면 디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-(2-히드록시-2-프로필)케톤, 1-히드록시시클로헥실-페닐케톤, 1-페닐-1,2-프로판디온-2-(o-에톡시카르보닐)옥심, 2-메틸-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-2-벤질-부탄온, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르, 벤조페논, o-벤조일벤조산 메틸, 4-페닐벤조페논, 4,4-디클로로벤조페논, 히드록시벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸-디페닐술파이드, 알킬화 벤조페논, 3,3',4,4'-테트라(t-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 4-벤조일-N,N-디메틸-N-[2-(1-옥소-2-프로페닐옥시)에틸]벤젠메타나미늄브로마이드, (4-벤조일벤질)트리메틸암모늄클로라이드, 2-히드록시-3-(4-벤조일페녹시)-N,N,N-트리메틸-1-프로펜아미늄클로라이드 일수염, 2-이소프로필티오크산톤, 2,4-디메틸티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 2-히드록시-3-(3,4-디메틸-9-옥소-9H-티오크산텐-2-일옥시)-N,N,N-트리메틸-1-프로파나미늄클로라이드, 2,4,6-트리메틸벤조일페닐포스핀옥사이드, 2,2'-비스(o-클로로페닐)-4,5,4',5'-테트라페닐-1,2-비이미다졸, 10-부틸-2-클로로아크리돈, 2-에틸안트라퀴논, 벤질, 9,10-페난트렌퀴논, 캠퍼퀴논, 메틸페닐글리옥시에스테르, η5-시클로펜타디에닐-η6-쿠메닐-철(1+)-헥사플루오로포스페이트(1-), 디페닐술파이드 유도체, 비스(η5-2,4-시클로펜타디엔-1-일)-비스(2,6-디플루오로-3-(1H-피롤-1-일)-페닐)티타늄, 4,4-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4-비스(디에틸아미노)벤조페논, 티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 4-벤조일-4-메틸페닐케톤, 디벤질케톤, 플루오레논, 2,3-디에톡시아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐-2-페닐아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로피오페논, p-t-부틸디클로로아세토페논, 벤질메톡시에틸아세탈, 안트라퀴논, 2-t-부틸안트라퀴논, 2-아미노안트라퀴논, β-클로로안트라퀴논, 안트론, 벤즈안트론, 디벤조수베론, 메틸렌안트론, 4-아지드벤잘아세토페논, 2,6-비스(p-아지드벤질리덴)시클로헥산, 2,6-비스(p-아지드벤질리덴)-4-메틸시클로헥산온, 2-페닐-1,2-부타디온-2-(o-메톡시카르보닐)옥심, 1,3-디페닐프로판트리온-2-(o-에톡시카르보닐)옥심, N-페닐글리신, 테트라부틸암모늄(+1)n-부틸트리페닐보레이트(1-), 나프탈렌술포닐클로라이드, 퀴놀린술포닐클로라이드, N-페닐티오아크리돈, 4,4-아조비스이소부티로니트릴, 벤즈티아졸디술피드, 트리페닐포스핀, 4브롬화 탄소, 트리브로모페닐술폰 또는 과산화 벤조일 또는 에오신 또는 메틸렌 블루 등의 광환원성 색소와 아스코르브산 또는 트리에탄올아민 등의 환원제와의 조합을 들 수 있다. 또한, 근자외에 흡수를 갖는 양이온 염료와 보레이트 음이온의 착체, 근적외 증감 색소로 증감된 할로겐화 은과 환원제의 조합, 티타노센, 철 아렌 착체, 유기 과산화물, 헥사아릴, 비이미다졸, N-페닐글리신 또는 디아릴요오드늄염 등의 라디칼 발생제 또는 3-치환 쿠마린, 시아닌 색소, 멜로시아닌 색소, 티아졸계 색소 또는 피릴륨계 색소 등의 증감 색소를 들 수 있다.
광양이온 중합 개시제로서는, 예를 들면 요오드늄염, 술포늄염, 포스페이트염 또는 안티모네이트염을 들 수 있다.
광중합 개시제(C)의 첨가량은 광경화성 및 상용성의 관점으로부터 도전 페이스트에 대하여 0.05~10질량%가 바람직하고, 0.1~10질량%가 보다 바람직하다.
광중합 개시제와 함께 증감제를 사용함으로써 감도를 향상시켜 반응에 유효한 파장 범위를 확대할 수 있다.
증감제의 구체예로서는 2,3-비스(4-디에틸아미노벤잘)시클로펜탄온, 4,4-비스(디메틸아미노)칼콘, p-디메틸아미노신나밀리덴인다논, 2-(p-디메틸아미노페닐비닐렌)이소나프토티아졸, 1,3-비스(4-디메틸아미노벤잘)아세톤3,3-카르보닐비스(7-디에틸아미노쿠마린), 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민, N-페닐-N-에틸에탄올아민, N-페닐에탄올아민, N-톨릴디에탄올아민, 4-디메틸아미노벤조산 메틸 또는 3-페닐-5-벤조일티오테트라졸, 1-페닐-5-에톡시카르보닐티오테트라졸 등을 들 수 있다.
증감제의 첨가량은 광경화성 및 상용성의 관점으로부터 유기 화합물(B)에 대하여 0.05~10질량%가 바람직하고, 0.1~10질량%가 보다 바람직하다.
도전 페이스트에 불포화 이중 결합을 갖지 않는 비감광성 폴리머가 포함될 경우에는 그들을 경화시키기 위해서 도전 페이스트에는 카르복실기를 갖는 화합물, 다가 알코올 등의 히드록실기를 갖는 화합물, 변성 아민, 다관능 페놀, 이미다졸, 메르캅탄, 이소시아네이트, 멜라민 또는 산무수물 등이 포함되는 것이 바람직하다. 카르복실기를 포함하는 화합물로서는, 예를 들면 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바스산, 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 또한 구조식(1)에 해당하는 화합물로서는 2-메틸말론산, 2-에틸말론산, 2-프로필말론산, 2-부틸말론산, 2-(3-메톡시프로필)말론산, 2-(3-프로폭시프로필)말론산, 2-(3-프로폭시부틸)말론산, (E)-2-(헥사-4-에틸)말론산, 2-메틸숙신산, 2-에틸숙신산, 2-프로필숙신산, 2-부틸숙신산, 2-(3-메톡시프로필)숙신산, 2-(3-프로폭시프로필)숙신산, 2-(3-프로폭시부틸)숙신산, (E)-2-(헥사-4-에틸)숙신산, 2-메틸디오익산, 2-에틸디오익산, 2-프로필디오익산, 2-부틸디오익산, 2-(3-메톡시프로필)디오익산, 2-(3-프로폭시프로필)디오익산, 2-(3-프로폭시부틸)디오익산, (E)-2-(헥사-4-에틸)디오익산, 2-헥실펜탄디오익산, 3-헥실펜탄디오익산, 2-메틸말레산, 2-에틸말레산, 2-프로필말레산, 2-부틸말레산, 2-(3-메톡시프로필)말레산, 2-(3-프로폭시프로필)말레산, 2-(3-프로폭시부틸)말레산 또는 (E)-2-(헥사-4-에틸)말레산 등의 카르복실산을 들 수 있다. 또한, 상기 카르복실산 2분자가 탈수 축합된 화합물을 사용해도 상관없다. 다가 알코올로서는, 예를 들면 1,2-데칸디올, 1,10-데칸디올, 1,2-데칸디올, 1,12-도데칸디올, 1,2-도데칸디올, 1,14-테트라데칸디올, 1,2-테트라데칸디올, 1,16-헥사데칸디올, 1,2-헥사데칸디올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등의 알킬렌 2가 알코올, 트리메티롤옥탄, 디펜타에리스리톨 또는 트리펜타에리스리톨셀룰로오스를 들 수 있다.
도전 페이스트는 점도 조정 및 도포막의 표면 평활성 향상의 관점으로부터 유기 용제를 포함하는 것이 바람직하다. 도전 페이스트 점도(브룩필드형 점도계로 3rpm 측정한 값)는 도전성 입자(A)의 침강에 의한 도포 불량이나 액 흘림 방지 또는 피복성 향상의 관점으로부터 10~100㎩·s가 바람직하고, 10~50㎩·s가 보다 바람직하다.
유기 용제로서는, 예를 들면 메틸에틸케톤, 디옥산, 아세톤, 시클로헥산온, 시클로펜탄온, 이소부틸알코올, 이소프로필알코올, 테트라히드로푸란, γ-부티로락톤, 브로모벤젠, 클로로벤젠, 디브로모벤젠, 디클로로벤젠, 브로모벤조산, 클로로벤조산 등, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 2-메틸-2,4-펜탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 2-에틸-1,3-헥산디올, 테르피네올, 3-메틸-3-메톡시부탄올, 텍산올, 벤질알코올, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르, 트리프로필렌글리콜모노메틸에테르 또는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트를 들 수 있다.
도전 페이스트에는, 예를 들면 유기계 또는 무기계 안료, 유리 분말, 필러, 가소제, 특수 비닐계 중합물 또는 특수 아크릴계 중합물 등의 레벨링제, 계면활성제, 실란 커플링제, 소포제 또는 산화 방지제 등의 첨가제가 배합되어 있어도 상관없다.
유기계 안료로서는, 예를 들면 활성탄, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 카본 블랙, 티탄 블랙, 카본 위스커 또는 카본 나노튜브 등의 탄소계 재료, 염료, 색소, 자외선 흡수제, 가시광선 흡수제 또는 적외선 흡수제를 들 수 있다.
자외선 흡수제, 가시광선 흡수제 또는 적외선 흡수제로서는, 예를 들면 아조계 염료, 아미노케톤계 염료, 크산텐계 염료, 퀴놀린계 염료, 안트라퀴논계 염료, 벤조페논계 염료, 트리아진계 염료, p-아미노벤조산계 염료 시아노아크릴레이트계 화합물, 살리실산계 화합물 또는 인돌계 화합물을 들 수 있지만, 아조계 염료, 벤조페논계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물 또는 인돌계 화합물이 바람직하다. 이들 화합물의 구체예로서는, 예를 들면 2,4-디히드록시벤조페논, 2-히드록시-4-메톡시벤조페논, 2,2'-디히드록시-4-메톡시벤조페논, 2,2'-디히드록시-4,4'-디메톡시벤조페논, 2,2'-디히드록시-4,4'-디메톡시-5-술포벤조페논, 2-히드록시-4-메톡시-2'-카르복시벤조페논, 2-히드록시-4-메톡시-5-술포벤조페논트리히드레이트, 2-히드록시-4-n-옥톡시벤조페논, 2-히드록시-4-옥타데실옥시벤조페논, 2,2',4,4'-테트라히드록시벤조페논, 4-도데실옥시-2-히드록시벤조페논, 2-히드록시-4-(2-히드록시-3-메타크릴옥시)프로폭시벤조페논, 2-에틸헥실-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트, 2-에틸-2-시아노-3,3-디페닐아크릴레이트 또는 2-(1-메틸-2-페닐-1H-인돌-3-일메틸렌)-말로노니트릴을 들 수 있다.
무기계 안료로서는, 예를 들면 Ru, Cr, Fe, Co, Mn, Cu 또는 Ni 또는 그들 금속의 산화물을 들 수 있다. 흑색 분말인 이들 무기계 안료가 배합되어 있음으로써 노광 공정에 있어서의 광의 흡수와 산란을 제어할 수 있다.
유리 분말 또는 필러는 노광 공정에 있어서의 광의 산란을 제어하는 관점으로부터 체적 평균 입자 지름이 0.05~5㎛인 것이 바람직하고, Bi2O3, SiO2, B2O3, ZrO2, Al2O3, TiO2 또는 ZnO 또는 알칼리 금속류, 알칼리 토류 금속류 또는 세륨 등의 희토류 금속 또는 이들 금속의 산화물이 배합된 것이 보다 바람직하다.
가소제로서는, 예를 들면 디부틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 폴리에틸렌글리콜 또는 글리세린을 들 수 있다.
실란 커플링제로서는, 예를 들면 메틸트리메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 헥사메틸디실라잔, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 또는 비닐트리메톡시실란을 들 수 있다.
도전 페이스트는 필요한 재료를 혼합한 후, 예를 들면 3축 롤러로 혼련해서 제작할 수 있다.
본 발명의 노광 공정에 제공되는 막 또는 패턴은 도포 공정에 의해 얻을 수 있다. 여기서 도포 공정은 도전 페이스트를 기판 상에 도포해서 도포막 또는 도포 패턴을 얻는 공정이다.
도전 페이스트를 도포하는 기판으로서는, 예를 들면 PET 필름, 폴리이미드 필름, 폴리에스테르 필름 또는 아라미드 필름 등의 필름, 에폭시 수지 기판, 폴리에테르이미드 수지 기판, 폴리에테르케톤 수지 기판, 폴리술폰계 수지 기판, 알칼리 유리 기판, 무알칼리 유리 기판 또는 유리·에폭시 수지 복합 기판의 유리판, 실리콘 웨이퍼, 알루미나 기판, 질화 알루미늄 기판 또는 탄화 규소 기판을 들 수 있지만, 필름 또는 유리판이 바람직하다. 또한, 이들 기판의 표면은 투명 도전막 또는 패턴, 가식막 또는 절연막 중 하나 이상으로 피복되어 있어도 상관없다. 투명 도전막 또는 패턴으로서는, 예를 들면 주석 도핑 산화 인듐으로 구성된 ITO, 불소 도핑 산화 주석으로 구성된 FTO, 구리, 산화 아연, 산화 티탄, 나노은 와이어, 카본 나노튜브, 그래핀, 도전성 고분자의 막 또는 패턴을 들 수 있다.
유리 기판의 유리로서는 강화 처리를 실시한 강화 유리가 바람직하다. 여기서 강화 유리로서는, 예를 들면 유리 표면층의 분자를 이온 교환해서 유리 표면에 큰 분자를 형성하고, 유리 표면층에 압축 응력을 형성한 화학 강화 유리 또는 유리를 잔류 응력이 남는 온도까지 가열 후, 급냉함으로써 유리 표면층에 압축 응력을 형성한 물리 강화 유리를 들 수 있다.
도전 패턴을 형성하는 기판은 연속된 장척의 기판이어도 상관없다. 장척의 기판의 경우, 예를 들면 릴투릴 또는 롤투롤법을 사용하여 도전 패턴을 제조할 수 있다. 롤투롤법 등의 방식을 사용한 경우, 조사광을 중앙으로 해서 그 앞면 및 배면에 기판을 병렬시키면 한번에 복수개의 라인을 얻을 수 있어 효율적이다.
도전 페이스트를 기판 상에 도포해서 도포막 또는 도포 패턴을 얻는 방법으로서는, 예를 들면 스피너를 사용한 회전 도포, 스프레이 도포, 롤 코팅, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 그라비어 인쇄, 활판 인쇄, 플렉소 인쇄 또는 블레이드 코터, 다이 코터, 캘린더 코터, 메니스커스 코터 또는 바 코터를 사용하는 방법을 들 수 있다. 얻어지는 도포막 또는 도포 패턴의 두께는 도포막 또는 도포 패턴을 건조시켜서 얻어지는 건조막 또는 건조 패턴의 두께가 1~20㎛의 범위 내가 되도록 조정하는 것이 일반적이다.
도포 공정에 의해 얻어진 막 또는 패턴은 필요에 따라서 건조 공정에 제공해도 상관없다. 여기서 건조 공정은 도포 공정에서 얻어진 도포막 또는 도포 패턴을 건조시켜서 건조막 또는 건조 패턴을 얻는 공정이다. 건조 공정에 있어서의 건조에 의해 도포막으로부터 유기 용제 등이 제거된다.
건조 공정에 있어서의 건조의 방법으로서는, 예를 들면 오븐 또는 핫플레이트를 사용한 열 처리, 적외선 등의 광의 조사 또는 감압 건조 또는 이들의 조합을 들 수 있다. 여기서, 열 처리 온도는 50~180℃가 바람직하고, 열 처리 시간은 1분~수시간이 바람직하다.
도포 공정에 의해 얻어진 도포막은 필요에 따라서 프리노광 공정에 제공해도 상관없다. 여기서 프리노광 공정은 도포 공정에서 얻어진 도포막을 휘선을 갖는 광으로 노광해서 도전막에 패턴 형상이 기록된 노광막을 얻는 공정이다.
휘선을 갖는 광으로서는, 예를 들면 자외선 영역에 선 스펙트럼을 갖는 수은 램프 또는 근적외 영역에 선 스펙트럼을 갖는 크세논 램프를 들 수 있다. 휘선은 i선(365㎚), h선(405㎚) 또는 g선(436㎚)이 바람직하고, 유기 화합물이나 광중합 개시제(C)의 흡수 스펙트럼과 일치시키는 것이 보다 바람직하다.
프리노광 공정에 의해 얻어진 노광막은 필요에 따라서 프리현상 공정에 제공해도 상관없다. 여기서 프리현상 공정은 프리노광 공정에서 얻어진 노광막을 현상해서 패턴을 얻는 공정이다. 현상, 즉 현상액을 사용하여 비노광부를 제거함으로써 노광막에 기록된 패턴 형상이 노출되어 소망의 패턴이 형성된다. 현상으로서는, 예를 들면 알칼리성 현상액을 사용하는 알칼리 현상 또는 유기 용매를 사용하는 유기 현상을 들 수 있지만, 알칼리 현상이 바람직하다. 현상으로서는, 예를 들면 알칼리성 현상액을 사용하는 알칼리 현상 또는 유기 용매를 사용하는 유기 현상을 들 수 있지만, 알칼리 현상이 바람직하다. 알칼리성 현상액으로서는, 예를 들면 수산화 테트라메틸암모늄, 디에탄올아민, 디에틸아미노에탄올, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 탄산 나트륨, 탄산 칼륨, 트리에틸아민, 디에틸아민, 메틸아민, 디메틸아민, 아세트산 디메틸아미노에틸, 디메틸아미노에탄올, 디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 시클로헥실아민, 에틸렌디아민 또는 헥사메틸렌디아민의 수용액을 들 수 있다. 또한, 이들 수용액에는, 예를 들면 N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세토아미드, 디메틸술폭시드 또는 γ-부티로락톤 등의 극성 용매, 메탄올, 에탄올 또는 이소프로판올 등의 알코올류, 락트산 에틸 또는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등의 에스테르류, 시클로펜탄온, 시클로헥산온, 이소부틸케톤 또는 메틸이소부틸케톤 등의 케톤류 또는 계면활성제가 첨가되어 있어도 상관없다.
현상은 기판을 정치 또는 회전시키면서 현상액으로 노광막을 샤워하거나 또는 기판을 노광막째 현상액 중에 침지시키는 등의 방법에 의해 행할 수 있다.
현상 후, 얻어진 패턴에 린스액에 의한 린싱 처리를 실시해도 좋다. 린스액으로서는, 예를 들면 물 또는 에탄올 또는 이소프로필알코올 등의 알코올류 또는 락트산 에틸 또는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등의 에스테르류 등을 물에 첨가한 것을 들 수 있다.
본 발명에 있어서의 노광 공정은 도포 공정, 프리노광 공정, 프리현상 공정 또는 건조 공정을 거쳐서 얻어진 막 또는 패턴을 노광해서 도전막 또는 도전 패턴을 얻는 공정이다. 예를 들면, 막 또는 패턴에 포함되는 유기 화합물(B)이 감광성 유기 화합물을 포함할 경우, 노광 공정에 있어서의 노광 및 광중합 개시제(C)의 존재에 의해 감광성 유기 화합물이 광반응해서 막 또는 패턴이 수축되기 때문에 도전성 입자(A)가 서로 접촉해서 도전성이 발현된다. 막 또는 패턴의 수축 효과를 높이는 관점으로부터 노광의 전후 또는 노광과 동시에 열 처리를 행해도 상관없다. 이 열 처리 방법으로서는, 예를 들면 오븐, 이너트 오븐 또는 핫플레이트를 사용한 가열 또는 적외선의 조사를 들 수 있다. 또한, 노광 마스크를 통해서 노광의 광을 소망의 패턴 형상으로 차광함으로써 막에 패턴 형상을 기록할 수 있다. 또한, 기판의 광흡수에 의해 발생하는 열을 방산시키기 위해서 기판을 냉각시키면서 노광 공정을 행해도 상관없다.
노광 공정에 있어서의 노광의 광은 적합한 도전성을 얻기 위해서 브로드 스펙트럼을 갖는 광일 필요가 있지만, 그 최소 파장 및 최대 파장이 모두 200~3000㎚의 범위 내에 있는 것이 바람직하고, 그 최소 파장 또는 최대 파장 중 어느 하나가 400~1500㎚의 범위 내에 있는 것이 보다 바람직하다. 브로드 스펙트럼을 갖는 광의 여분의 파장 영역은 광학 필터 또는 프리즘 등으로 차광해도 상관없다. 예를 들면, 기판이 400㎚ 미만인 광을 잘 흡수할 경우에는 기판 또는 기판 표면의 가식막이나 절연막 또는 ITO 박막 등의 열화를 막기 위해서 400㎚ 미만의 광을 차광하는 것이 바람직하다.
브로드 스펙트럼을 갖는 광의 광원으로서는, 예를 들면 크세논 램프, 할로겐 램프, 중수소 램프, LED, 레이저, 플라즈마, 발광 다이오드, 백열구 또는 필라멘트에 칸탈선, 텅스텐 또는 카본 등을 사용한 광원을 들 수 있지만, 근적외선 영역을 포함하는 광을 조사하는 것이 가능한 크세논 램프 또는 할로겐 램프가 바람직하고, 크세논 램프가 보다 바람직하다. 여기서 크세논 램프란 크세논, 네온, 아르곤, 헬륨 또는 크립톤 등의 희가스 중에서의 방전에 의한 발광을 이용하는 램프를 말한다.
크세논 램프의 광은 펄스 조사하는 것이 바람직하다. 여기서 펄스 조사란 연속 조사와 간헐 조사를 순시에 반복하는 광의 조사 방법, 즉 광을 주기적으로 조사하는 방법을 말한다. 연속 조사와 간헐 조사의 반복 조건, 펄스 조사에 있어서의 광을 조사하는 주기, 즉 펄스 조사 조건은 1초간당 펄스 반복수인 주파수에 의해 제어할 수 있다. 또한, 조사되는 광의 에너지량은 펄스 폭 및 펄스수에 의해 제어할 수 있다. 펄스 조사는 단순한 연속 조사에 비해서 강한 광 또는 약한 광을 순시에 광조사하는 것이 가능하기 때문에 도전 패턴이나 기판의 급격한 변성을 방지하는데 있어서 바람직하다. 또한, 펄스 조사 시간이나 횟수는 도전 패턴의 조성이나 기판의 종류에 의해 적당히 선택하면 좋다. 펄스 조사는 생산 효율의 향상, 잉여 광산란의 방지, 기재의 열화 손상 방지 등을 목적으로 할 경우에 있어서 유효한 수단이 된다. 펄스 조사 시간은 보다 구체적으로는 크세논 플래쉬 램프를 사용해서 노광할 경우의 합계 펄스 조사 시간은 0.03밀리초~100밀리초인 것이 바람직하다. 합계 펄스 조사 시간이 100밀리초를 초과하면 필름 기재에 변형이 발생하는 경우가 있다. 0.05밀리초 미만이면 얻어지는 도전막 또는 도전 패턴의 도전성이 불충분해진다.
또한, 할로겐 램프에서는 1~60초의 합계 펄스 조사 시간으로 펄스 조사를 조합하는 것이 바람직하다.
크세논 램프 또는 할로겐 램프 이외의 근적외선 영역을 포함하는 광을 조사하는 것이 가능한 광원에서는 5분 이내의 합계 펄스 조사 시간이 바람직하다. 조사 시간이 과도하게 길면 기재의 열화가 현저해진다.
브로드 스펙트럼을 갖는 광과 더불어 휘선을 갖는 광을 조사해도 상관없다. 여기서, 브로드 스펙트럼을 갖는 광 및 휘선을 갖는 광을 동시에 조사하기 위해서는, 예를 들면 수은 크세논 램프를 사용해도 상관없고, 크세논 램프와 수은 램프의 광을 동시에 조사해도 상관없다. 이 경우, 프리노광 공정과 노광 공정을 동시에 행하는 것이 가능해진다.
노광 공정에 있어서의 노광의 광은 기판의 앞면 또는 배면 중 어느 하나로부터 조사해도 상관없다. 앞면과 배면에 동시에 노광의 광을 조사함으로써 조사광을 보다 치밀하게 제어할 수 있어 생산 효율의 향상이나 기판과 도전 패턴의 밀착성 향상을 기대할 수 있다. 앞면과 배면의 노광의 광은 동일해도 상관없고, 달라도 상관없다.
또한, 상기 건조 공정에 있어서의 건조를 광의 조사에 의해 행할 경우에는 그 광이 노광 공정에 있어서의 노광의 광과 일치하는 것이면 건조 공정과 노광 공정을 일괄적으로 행하는 것이 가능해진다.
본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 현상 공정은 노광 공정에서 얻어진 도전막을 현상해서 도전 패턴을 얻는 공정이다. 또한, 본 발명의 제 2 실시형태의 도전 패턴의 제조 방법에서는 도포 공정 또는 프리노광 공정 및 프리 현상 공정에 있어서 이미 소망의 패턴이 형성되어 있어 노광 공정을 종료한 시점에서 도전 패턴이 얻어지는 점으로부터 현상 공정은 불필요하다.
현상에 의해 도전막에 기록된 도전 패턴 형상이 노출되어 소망의 도전 패턴이 형성된다. 현상으로서는 프리현상 공정과 마찬가지로 알칼리 현상이 바람직하다.
현상은 프리현상 공정과 마찬가지로 기판을 정치 또는 회전시키면서 현상액으로 도전막을 샤워하는, 또는 기판을 도전막째 현상액 중에 침지시키는 등의 방법에 의해 행할 수 있다.
현상 후, 프리현상 공정과 마찬가지로 얻어진 도전 패턴에 린스액에 의한 린싱 처리를 실시해도 좋다.
얻어진 도전 페이스트의 도전성이 충분하지 않을 경우에는 도전 패턴을 브로드 스펙트럼을 갖는 광으로 더 노광하는 제 2 노광 공정을 행해도 상관없다. 보다 구체적으로는, 예를 들면 휘선을 갖는 광으로 노광하고, 현상을 해서 미세한 도전 패턴을 형성한 후에 제 2 노광 공정에 있어서 브로드 스펙트럼을 갖는 광으로 더 노광해서 미세하며 또한 고도전성의 도전 패턴을 얻는 것이 가능해진다.
본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 도전 패턴과, 기판 표면의 투명 도전막 또는 패턴은 전도를 위해서 접촉하고 있는 것이 바람직하다. 기판 표면의 투명 도전막 또는 패턴은 가식막, 절연막 또는 차광막 등의 부재와 더 접촉하고 있어도 상관없다. 여기서 가식막이란 백색이나 흑색의 안료, 경화제 및 첨가제를 혼합해서 형성된 수지막을 말한다. 가식막의 표면은 Mo, Ni, Al 또는 Nd 등의 금속 박막으로 피복되어 있어도 상관없다. 절연막은 도전 패턴의 절연이 필요한 부위에 형성하면 좋다. 절연막으로서는, 예를 들면 아크릴 수지 또는 실록산계 수지 또는 이들 수지에 실리카 또는 티타니아 등의 미분말을 혼합해서 형성된 수지막을 말한다.
본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 도전 패턴을 사용하여 제조된 터치 패널은 기판 상에 형성된 가식막, 차광막의 전부 또는 일부를 덮는 절연막, 보호막 또는 투명 도전막 등으로 구성된다. 도전 패턴은 그들 차광막, 절연막, 보호막 또는 투명 도전막의 전부 또는 일부에 접하고 있고, 특히 터치 패널의 인출 배선으로서 기능한다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예를 들어서 본 발명을 더 상세하게 설명한다.
(도전 페이스트의 재료)
도전성 입자(A-1): 습식 환원법에 의해 제조된 Ag 분말(체적 평균 입경 1.19㎛, 비표면적 1.12㎡/g, 탭 밀도 4.8g/㎤)
도전성 입자(A-2): 습식 환원법에 의해 제조된 Ag 분말(체적 평균 입경 0.4㎛, 비표면적 2.50㎡/g, 탭 밀도 3.1g/㎤)
도전성 입자(A-3): 습식 환원법에 의해 제조된 Ag 분말(체적 평균 입경 3.65㎛, 비표면적 0.17㎡/g, 탭 밀도 6.2g/㎤)
도전성 입자(A-4): 습식 환원법에 의해 제조된 Ag 분말(체적 평균 입경 6.1㎛, 비표면적 0.17㎡/g, 탭 밀도 4.2g/㎤)
유기 화합물(B-1): 60g의 바인더 폴리머(TR-2500; Negami Chemical Industrial Co., Ltd.제) 및 100g의 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트를 60℃에서 가열 용해시킨 것
유기 화합물(B-2): 산가=85, 중량 평균 분자량=32,000의 감광성 아크릴 폴리머(APX-716; Toray Industries, Inc.제)
유기 화합물(B-3): 에틸렌옥사이드 변성 비스페놀 A 디아크릴레이트(FA-324A; Hitachi Chemical Co., Ltd.제)/EA/AA의 공중합체(공중합 비율: 50질량부/10질량부/15질량부)에 5질량부의 글리시딜메타크릴레이트(GMA)를 부가 반응시킨 것; 보다 구체적으로는, 우선 질소 분위기의 반응 용기 중에 150g의 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트를 투입하고, 오일 배스를 사용하여 80℃까지 승온시키고 나서 50g의 에틸렌옥사이드 변성 비스페놀 A 디아크릴레이트(FA-324A), 20g의 에틸아크릴레이트, 15g의 아크릴산, 0.8g의 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 및 10g의 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트로 이루어지는 혼합물을 1시간에 걸쳐서 적하하고, 6시간 더 중합 반응을 행했다. 그 후, 1g의 하이드로퀴논모노메틸에테르를 첨가해서 중합 반응을 정지하고 나서 5g의 글리시딜메타크릴레이트, 1g 트리에틸벤질암모늄클로라이드 및 10g 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트로 이루어지는 혼합물을 0.5시간에 걸쳐서 적하하고, 2시간 더 부가 반응을 행했다. 최후에, 얻어진 반응 용액을 메탄올로 정제해서 미반응 불순물을 제거하고, 24시간 더 진공 건조시킨 것을 유기 화합물(B-3)로 했다.
유기 화합물(B-4): 이소옥틸아크릴레이트
유기 화합물(B-5): 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트
유기 화합물(B-6): 디펜타에리스리톨모노히드록시펜타아크릴레이트
광중합 개시제(C-1): 1-히드록시시클로헥실페닐케톤
광중합 개시제(C-2): 2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-2-벤질-1-부탄온
(도전 페이스트 X의 제작)
100g의 유기 화합물(B-1), 5g의 유기 화합물(B-4) 및 25g의 유기 화합물(B-5)에 0.1g의 1,6-헥산디올-비스[(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 5g의 광중합 개시제(C-1) 및 2g의 분산제(FLOWLEN G-700 DMEA; Kyoeisha Chemical Co., Ltd.제)를 첨가하고, 2시간 교반해서 감광성 수지 용액 X를 얻었다. 120g의 감광성 수지 용액 X와 380g의 도전성 입자(A-1)를 혼합하고, 3축 롤러(EXAKT M-50; EXAKT제)로 혼련해서 도전 페이스트 X를 얻었다.
(도전 페이스트 Y의 제작)
25g의 유기 화합물(B-2) 및 10g의 유기 화합물(B-6)에 2.5g의 광중합 개시제(C-2), 2g의 벤조인이소프로필에테르, 0.05g의 1,6-헥산디올-비스[(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트] 및 30g의 3-메톡시-3-메틸부탄올을 첨가하고, 2시간 교반해서 감광성 수지 용액 Y를 얻었다. 얻어진 감광성 수지 용액 Y에 80g의 도전성 입자(A-1)를 혼합하고, 3축 롤러로 혼련해서 도전 페이스트 Y를 얻었다.
(도전 페이스트 Z의 제작)
17.5g의 유기 화합물(B-3)에 3.5g의 광중합 개시제(C-2) 및 17.0g의 디에틸렌글리콜모노부틸에테르를 첨가하고, 2시간 교반해서 감광성 수지 용액 Z를 얻었다. 얻어진 감광성 수지 용액 Z에 140.5g의 도전성 입자(A-1)를 혼합하고, 3축 롤러로 혼련해서 도전 페이스트 Z를 얻었다.
(도전 페이스트 P의 제작)
상기와 마찬가지의 방법으로 얻어진 감광성 수지 용액 Z에 140.5g의 도전성 입자(A-2)를 혼합하고, 3축 롤러로 혼련해서 도전 페이스트 P를 얻었다.
(도전 페이스트 Q의 제작)
상기와 마찬가지의 방법으로 얻어진 감광성 수지 용액 Z에 140.5g의 도전성 입자(A-3)를 혼합하고, 3축 롤러로 혼련해서 도전 페이스트 Q를 얻었다.
(도전 페이스트 R의 제작)
상기와 마찬가지의 방법으로 얻어진 감광성 수지 용액 Z에 140.5g의 도전성 입자(A-4)를 혼합하고, 3축 롤러로 혼련해서 도전 페이스트 R을 얻었다.
(실시예 1)
유리 기판 상에 도전 페이스트 X를 스크린 인쇄로 도포해서 도포막을 얻었다.
얻어진 도포막을 100℃의 통풍 오븐에서 1시간 열 처리해서 건조시켜 건조막을 얻었다.
얻어진 건조막을 노광 마스크를 통해서 크세논 플래쉬 램프를 구비하는 노광기(LA3000F; Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.제)의 광을 펄스 조사해서 노광(인가 전압 3200V; 조사 시간 0.6밀리초)하여 도전막을 얻었다.
얻어진 도전막을 30℃의 0.3질량% 탄산 나트륨의 수용액으로 30초간 샤워해서 현상하고, 그 후 물로 린싱 처리해서 비노광 부분을 제거하여 스트라이프 형상의 도전 패턴을 얻었다.
얻어진 도전 패턴은 막 두께 6㎛, L/S=50㎛/50㎛이며, 잔사나 박리는 없이 양호한 미세 배선이 되었다. 또한, 라인 폭 50㎛, 라인 길이 45㎜이며, 저항률계(LORESTA(등록상표) GP; Mitsubishi Chemical Corporation제)를 사용하여 라인 저항을 측정한 바, 105Ω이었다. 또한, 기판의 변형이나 색 변화 등도 발생하지 않아 양호했다.
(실시예 2)
유리 기판 상에 도전 페이스트 X를 스크린 인쇄로 스트라이프 형상으로 도포해서 스트라이프 형상의 도포 패턴을 얻었다.
얻어진 스트라이프 형상의 도포 패턴을 100℃의 통풍 오븐에서 1시간 열 처리해서 건조시켜 스트라이프 형상의 건조 패턴을 얻었다.
얻어진 스트라이프 형상의 건조 패턴을 크세논 플래쉬 램프를 구비하는 노광기의 광을 펄스 조사해서 노광(인가 전압 3200V; 조사 시간 0.8밀리초)하여 스트라이프 형상의 도전 패턴을 얻었다.
얻어진 도전 패턴은 막 두께 6㎛, L/S=50㎛/50㎛이며, 잔사나 박리는 없이 양호한 미세 배선이 되었다. 또한, 라인 폭 50㎛, 라인 길이 45㎜의 라인 저항은 95Ω이었다. 또한, 기판의 변형이나 색 변화 등도 발생하지 않아 양호했다.
(실시예 3)
유리 기판 상에 도전 페이스트 Y를 스크린 인쇄로 도포해서 도포막을 얻었다.
얻어진 도포막을 100℃의 통풍 오븐에서 1시간 열 처리해서 건조시켜 건조막을 얻었다.
얻어진 건조막을 노광 마스크를 통해서 수은 램프를 구비하는 노광기(PEM-6M; Union Optical Co., Ltd.제)의 광을 노광량 200mJ/㎠(파장 365㎚ 환산)로 조사해서 노광하여 노광막을 얻었다.
얻어진 노광막을 실시예 1의 도전막과 마찬가지로 현상하고, 그 후 물로 린싱 처리해서 비노광 부분을 제거하여 스트라이프 형상의 도전 패턴을 얻었다.
얻어진 도전 패턴은 크세논 플래쉬 램프를 구비하는 노광기(LA3000F; Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd.제)의 광을 펄스 조사해서 더 노광했다.
최종적으로 얻어진 도전 패턴은 막 두께 6㎛, L/S=20㎛/20㎛이며, 잔사나 박리는 없이 양호한 미세 배선이 되었다. 또한, 라인 폭 50㎛, 라인 길이 45㎜의 라인 저항은 90Ω이었다. 또한, 기판의 변형이나 색 변화 등도 발생하지 않아 양호했다.
(실시예 4)
도전 페이스트 Y 대신에 도전 페이스트 Z를 사용한 것 이외에는 실시예 3과 마찬가지의 조작을 해서 스트라이프 형상의 도전 패턴을 얻었다. 최종적으로 얻어진 도전 패턴은 막 두께 6㎛, L/S=20㎛/20㎛이며, 잔사나 박리는 없이 양호한 미세 배선이 되었다. 또한, 라인 폭 50㎛, 라인 길이 45㎜의 라인 저항은 95Ω이었다. 또한, 기판의 변형이나 색 변화 등도 발생하지 않아 양호했다.
(실시예 5)
도전 페이스트 Y 대신에 도전 페이스트 P를 사용한 것 이외에는 실시예 3과 마찬가지의 조작을 해서 스트라이프 형상의 도전 패턴을 얻었다. 최종적으로 얻어진 도전 패턴은 막 두께 6㎛, L/S=20㎛/20㎛이며, 잔사나 박리는 없이 양호한 미세 배선이 되었다. 또한, 라인 폭 50㎛, 라인 길이 45㎜의 라인 저항은 130Ω이었다. 또한, 기판의 변형이나 색 변화 등도 발생하지 않아 양호했다.
(실시예 6)
도전 페이스트 Y 대신에 도전 페이스트 Q를 사용한 것 이외에는 실시예 3과 마찬가지의 조작을 해서 스트라이프 형상의 도전 패턴을 얻었다. 최종적으로 얻어진 도전 패턴은 막 두께 6㎛, L/S=20㎛/20㎛이며, 잔사나 박리는 없이 양호한 미세 배선이 되었다. 또한, 라인 폭 50㎛, 라인 길이 45㎜의 라인 저항은 80Ω이었다. 또한, 기판의 변형이나 색 변화 등도 발생하지 않아 양호했다.
(실시예 7)
도전 페이스트 Y 대신에 도전 페이스트 R을 사용한 것 이외에는 실시예 3과 마찬가지의 조작을 해서 스트라이프 형상의 도전 패턴을 얻었다. 최종적으로 얻어진 도전 패턴은 막 두께 6㎛, L/S=25㎛/15㎛이며, 목적의 라인 폭인 20㎛보다 약간 컸다. 또한, 라인 폭 50㎛, 라인 길이 45㎜에서의 라인 저항은 170Ω이었다. 또한, 기판의 변형이나 색 변화 등도 발생하지 않아 양호했다.
(실시예 8)
유리 기판 대신에 PET 필름 기판을 사용하고, 또한 광원으로 광 파장 400㎚ 컷오프 필터를 사용한 것 이외에는 실시예 3과 마찬가지의 조작을 해서 도전 패턴을 얻었다.
최종적으로 얻어진 도전 패턴은 막 두께 6㎛, L/S=20㎛/20㎛이며, 잔사나 박리는 없이 양호한 미세 배선이 되었다. 또한, 라인 폭 50㎛, 라인 길이 45㎜의 라인 저항은 70Ω이었다. 또한, 기판의 변형이나 색 변화 등도 발생하지 않아 양호했다.
(실시예 9)
유리 기판 대신에 PET 필름 기판을 사용한 것 이외에는 실시예 3과 마찬가지의 조작을 해서 노광막을 얻었다. 얻어진 노광막을 실시예 1의 도전막과 마찬가지로 현상하고, 그 후 물로 린싱 처리해서 비노광 부분을 제거하여 스트라이프 형상의 도전 패턴을 얻었다.
얻어진 도전 패턴은 크세논 플래쉬 램프를 구비하는 노광기(Heraeus K.K.제)의 광을 펄스 조사해서 더 노광(인가 전압 400V; 조사 시간 0.2밀리초)했다.
최종적으로 얻어진 도전 패턴은 막 두께 6㎛, L/S=20㎛/20㎛이며, 잔사나 박리는 없이 양호한 미세 배선이 되었다. 또한, 라인 폭 50㎛, 라인 길이 45㎜의 라인 저항은 130Ω이었다. 또한, 기판의 변형이나 색 변화 등도 발생하지 않아 양호했다.
(실시예 10)
실시예 3과 마찬가지의 조작을 해서 노광막을 얻었다. 얻어진 노광막을 실시예 1의 도전막과 마찬가지로 현상하고, 그 후 물로 린싱 처리해서 비노광 부분을 제거하여 스트라이프 형상의 도전 패턴을 얻었다.
얻어진 도전 패턴은 단파장 적외선 발생 장치(최대 에너지 파장 1.2㎛; Heraeus K.K.제)의 광을 조사해서 더 노광(에너지 밀도 20㎾/㎡; 조사 시간 5분)했다.
최종적으로 얻어진 도전 패턴은 막 두께 6㎛, L/S=20㎛/20㎛이며, 잔사나 박리는 없이 양호한 미세 배선이 되었다. 또한, 라인 폭 50㎛, 라인 길이 45㎜의 라인 저항은 80Ω이었다. 또한, 기판의 변형이나 색 변화 등도 발생하지 않아 양호했다.
(실시예 11)
실시예 3과 마찬가지의 조작을 해서 노광막을 얻었다. 얻어진 노광막을 실시예 1의 도전막과 마찬가지로 현상하고, 그 후 물로 린싱 처리해서 비노광 부분을 제거하여 스트라이프 형상의 도전 패턴을 얻었다.
얻어진 도전 패턴은 단중파장 적외선 발생 장치(카본형; 최대 에너지 파장 2.0㎛; Heraeus K.K.제)의 광을 조사해서 더 노광(에너지 밀도 20㎾/㎡; 조사 시간 3분)했다.
최종적으로 얻어진 도전 패턴은 막 두께 6㎛, L/S=20㎛/20㎛이며, 잔사나 박리는 없이 양호한 미세 배선이 되었다. 또한, 라인 폭 50㎛, 라인 길이 45㎜의 라인 저항은 80Ω이었다. 또한, 기판의 변형이나 색 변화 등도 발생하지 않아 양호했다.
(실시예 12)
실시예 3과 마찬가지의 조작을 해서 노광막을 얻었다. 얻어진 노광막을 실시예 1의 도전막과 마찬가지로 현상하고, 그 후 물로 린싱 처리해서 비노광 부분을 제거하여 스트라이프 형상의 도전 패턴을 얻었다.
얻어진 도전 패턴은 중파장 적외선 발생 장치(최대 에너지 파장 2.6㎛; Heraeus K.K.제)의 광을 조사해서 더 노광(에너지 밀도 25㎾/㎡; 조사 시간 2분)했다.
최종적으로 얻어진 도전 패턴은 막 두께 6㎛, L/S=20㎛/20㎛이며, 잔사나 박리는 없이 양호한 미세 배선이 되었다. 또한, 라인 폭 50㎛, 라인 길이 45㎜의 라인 저항은 80Ω이었다. 또한, 기판의 변형이나 색 변화 등도 발생하지 않아 양호했다.
(실시예 13)
유리 기판 대신에 PET 필름 기판을 사용한 것 이외에는 실시예 3과 마찬가지의 조작을 해서 노광막을 얻었다. 얻어진 노광막을 실시예 1의 도전막과 마찬가지로 현상하고, 그 후 물로 린싱 처리해서 비노광 부분을 제거하여 스트라이프 형상의 도전 패턴을 얻었다.
얻어진 도전 패턴은 중파장 적외선 발생 장치의 광을 조사해서 더 노광(에너지 밀도 25㎾/㎡; 조사 시간 1분)했다.
최종적으로 얻어진 도전 패턴은 막 두께 6㎛, L/S=20㎛/20㎛이며, 잔사나 박리는 없이 양호한 미세 배선이 되었다. 또한, 라인 폭 50㎛, 라인 길이 45㎜의 라인 저항은 50Ω이었다. 또한, 기판의 변형이나 색 변화 등도 발생하지 않아 양호했다.
(비교예 1)
유리 기판 상에 도전 페이스트 X를 스크린 인쇄로 스트라이프 형상으로 도포해서 스트라이프 형상의 도포 패턴을 얻었다.
얻어진 스트라이프 형상의 도포 패턴을 100℃의 통풍 오븐에서 1시간 열 처리해서 건조시켜 스트라이프 형상의 건조 패턴을 얻었다.
얻어진 스트라이프 형상의 건조 패턴을 140℃의 통풍 오븐에서 10분간 열 처리해서 스트라이프 형상의 도전 패턴을 얻었다.
얻어진 도전 패턴은 막 두께 6㎛, L/S=50㎛/50㎛이며, 잔사나 박리는 없이 양호한 미세 배선이 되었다. 또한, 라인 폭 50㎛, 라인 길이 45㎜의 라인 저항은 500Ω 이상이며, 저항값이 높아 실용적이지 않았다.
(비교예 2)
스트라이프 형상의 건조 패턴의 열 처리 시간을 30분으로 변경한 것 이외에는 비교예 1과 마찬가지의 조작을 해서 스트라이프 형상의 도전 패턴을 얻었다. 얻어진 도전 패턴은 막 두께 6㎛, L/S=50㎛/50㎛이며, 잔사나 박리는 없이 양호한 미세 배선이 되었다. 또한, 라인 폭 50㎛, 라인 길이 45㎜의 라인 저항은 200Ω이며, 저항값이 높아 실용적이지 않았다.
(비교예 3)
유리 기판 대신에 PET 필름 기판을 사용하고, 또한 스트라이프 형상의 건조 패턴의 열 처리 시간을 1시간으로 변경한 것 이외에는 비교예 1과 마찬가지의 조작을 해서 스트라이프 형상의 도전 패턴을 얻었다. 얻어진 도전 패턴은 막 두께 6㎛, L/S=50㎛/50㎛이며, 잔사나 박리는 없었지만, 기판의 일부에 변형이나 기포의 발생으로 보이는 반점이 관측되어 실용적이지 않았다.
본 발명은 터치 패널의 회로 기판 등으로의 도전 패턴의 제조 방법으로서 유용하다.

Claims (19)

  1. 도전성 입자(A) 및 유기 화합물(B)을 포함하는 기판 상의 막 또는 패턴을 브로드 스펙트럼을 갖는 광으로 노광해서 도전막 또는 도전 패턴을 얻는 노광 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 막을 현상해서 도전 패턴을 얻는 현상 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 도전 패턴을 브로드 스펙트럼을 갖는 광으로 더 노광하는 제 2 노광 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 브로드 스펙트럼을 갖는 광은 그 최소 파장 및 최대 파장이 200㎚~3000㎚의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 브로드 스펙트럼을 갖는 광은 크세논 램프의 광, 크세논 플래쉬 램프의 광 및 할로겐 램프의 광으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 광인 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노광 공정은 400㎚ 미만의 파장의 광을 차광하는 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 입자(A)의 체적 평균 입자 지름은 0.05~5㎛인 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 입자(A)의 체적 평균 입자 지름은 1~5㎛인 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유기 화합물(B)은 불포화 이중 결합, 글리시딜기 또는 카르복실기를 갖는 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 막 또는 패턴은 400㎚ 이상의 파장 영역에 흡수대를 갖는 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노광 공정은 브로드 스펙트럼을 갖는 광을 펄스 조사하는 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 유리판 또는 필름인 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 표면은 투명 도전막, 가식막 및 절연막으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 막으로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전 패턴은 막 두께가 1~30㎛인 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전 패턴은 라인 폭이 10~100㎛인 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전 패턴은 유기 성분의 함유량이 5질량% 이상 40질량% 미만인 것을 특징으로 하는 도전 패턴의 제조 방법.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 기재된 도전 패턴의 제조 방법에 의해 제조된 도전 패턴을 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 센서.
  18. 제 17 항에 기재된 터치 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 터치 패널.
  19. 제 18 항에 기재된 터치 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
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