KR20190111743A - 복합부재 및 그 제조방법 - Google Patents

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KR20190111743A
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노부타카 후지모토
키요시 니시오카
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스미토모 세이카 가부시키가이샤
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Abstract

자외선이 조사되었을 때에 발액성을 다르게 하는 복수 종의 수지표면을 구비하는 복합부재를 제공한다. 본 발명의 하나의 복합부재(100)는 기재(10) 상 또는 기재(10)의 상방에, 제1 수지를 함유하는 제1 수지 함유층(22)과, 상기 제1 수지와 다른 제2 수지를 함유하는 제2 수지 함유층(32)을 구비하는 복합부재이다. 부가해서, 복합부재(100)는 제1 수지 함유층(22)의 적어도 제1 표면 및 제2 수지 함유층(32)의 적어도 제2 표면에 자외선을 조사했을 때의, 상기 자외선을 조사한 후의 상기 제1 표면의 제1 접촉각이, 상기 자외선을 조사한 후의 상기 제2 표면의 제2 접촉각보다도 10°이상 높다.

Description

복합부재 및 그 제조방법{COMPOSITE MEMBER AND METHOD FOR PRODUCING SAME}
본 발명은 복합부재 및 그 제조방법에 관한 것이다.
여러 형태의 정보단말이나 정보가전이 산업계 및 소비자에게 요구되고 있는 가운데, 미세화된 전자 디바이스로 대표되는 여러 분야의 각종 디바이스를 위한 배선 등의 형성방법은 끊임없이 진화를 계속하고 있다.
각종 전자 디바이스를 위한 배선 등의 형성방법으로서, 오랜 세월에 걸쳐서 진공 프로세스나 포토리소그래피법을 사용한 프로세스 등, 비교적 장시간, 및/또는 고가의 설비를 필요로 하는 제조방법이 채용되어 왔다.
지금까지, 본원 출원인은 산화되었을 때에 산화물 반도체가 되는 금속의 화합물을 지방족 폴리카보네이트로 이루어지는 바인더를 포함하는 용액 중에 분산시킨 산화물 반도체의 전구체를 이용해서 크랙 생성이 저감되고, 전기적 특성 및 안정성이 뛰어난 산화물 반도체층, 및 그 산화물 반도체층을 구비한 반도체 소자 및 전자 디바이스를 제공하는 기술을 개시하고 있다(특허문헌 1).
또, 본원 출원인은 기재 상에 배치된 복수의 섬상(island shape)의 지방족 폴리카보네이트 함유층의 적어도 표면이 180nm 이상 370nm 이하의 파장을 포함하는 자외광에 15분간 폭로되었을 때에, 순수와 그 표면과의 접촉각이 50°이상이고, 각각의 상기 전구체층 사이에 끼워진 영역의 적어도 일부에, 상술의 기재 상의 금속잉크를 구비하는 복합부재를 개시하고 있다(특허문헌 2).
국제공개 WO2015/019771호 공보 국제공개 WO2017/047227호 공보
상술한 바와 같이, 진공 프로세스나 포토리소그래피법을 사용한 프로세스로 대표되는 제조방법은 각종 디바이스를 제조하기 위해서 많은 처리와 장시간을 필요하기 때문에, 원재료나 제조 에너지의 사용효율의 저하 또는 악화로 이어진다. 따라서 그러한 제조방법을 채용하는 것은 공업성 또는 양산성의 관점에서 바람직하지 못할 뿐만 아니라, 대면적화를 비교적 곤란하게 하는 것이 된다.
한편, 인쇄법으로 대표되는 저에너지 제조 프로세스는 전자 디바이스의 플렉서블화, 및 상술한 공업성 또는 양산성의 관점에서 산업계에서 특히 주목을 받고 있다. 도포법을 사용하면, 직접, 기판 상에 소망하는 층을 패터닝할 수 있기 때문에, 패터닝을 위한 진공 프로세스를 생략할 수 있다는 이점이 수득된다. 그 때문에 지방족 폴리카보네이트를 함유하는 층(특히, 폴리프로필렌 카보네이트를 함유하는 층(이하, "폴리프로필렌 카보네이트 함유층"라고 언급한다))을 포함하는 각종 수지 함유층을 사용해서 미세한 패터닝을 실현시키는 것은 특허문헌 1에 개시되어 있은 상기 층의 희유(稀有)의 특징을 이용하는 것에 의해, 각종 디바이스에 있어서 대단히 매력적인 기술의 제공으로 이어질 가능성이 있다.
그렇지만, 지방족 폴리카보네이트를 함유하는 층(이하, "지방족 폴리카보네이트 함유층" 라고 한다)은 그 안정적으로 발휘되는 높은 발액성이 말하자면 장애가 될 수 있다는 것을 본 발명자는 알아냈다. 구체적으로는, 예를 들면 금속잉크를 출발재로 해서 형성되는 금속배선 패턴을 형성하는 경우, 선택적으로 상기 금속잉크를 배치하기 위해서, 상기 지방족 폴리카보네이트 함유층이 높은 발액성(대표적인 지표로서 상기 층의 표면에서의 순수(純水)의 접촉각)과는 별도로, 비교적 낮은 발액성의 영역을 형성해야 한다는 고도의 연구가 요구될 수 있다. 그 때문에 여러 디바이스에 상기 지방족 폴리카보네이트 함유층을 적용시키기 위해서는 그 높은 발액성과 상반하는 비교적 낮은 발액성(환언하면, 액체와의 더 높은 친화성)을 가지는 영역의 형성을 어떻게 실현시킬 것인지에 대한 기술문제를 해결해야만 한다.
본 발명은 수지 함유층에서의 어떤 선택된 영역의 발액성을 그 영역 이외의 영역의 발액성과 높은 정확도로 다르게 하는 것에 크게 공헌할 수 있다.
본 발명자는 예를 들면, 미세화된 전자 디바이스로 대표되는 여러 분야의 각종 디바이스의 배선 등의 위치 제어성을 높이기 위해서, 수지의 종류에 따라서 발액성이 다른 것을 적극적으로 활용하는 것을 발견하고, 예의 연구와 분석을 거듭했다. 그 결과, 본 발명자는 단지 발액성이 다른 수지재료를 기재 상 또는 상기 기재의 상방에 배치하는 것이 아니라, 그것들의 다른 수지재료의 적어도 표면에 대해서 자외선을 조사하는 것이, 각 수지재료의 상기 표면상태의 변화를 적극적으로, 또 높은 정확도로 촉진시키는 것을 알아냈다. 부가해서, 복수 종류의 수지에 대해서, 호적하게는 동시에 자외선 조사를 실시하는 것에 의해서 각 수지 별의 표면상태의 변화 차이를 일시에 발생시킬 수 있기 때문에, 예를 들면, 다른 영역과 비교해서 낮은 발액성을 가지는 특정한 영역을 용이하게 실현시킬 수 있는 것을 발견했다. 본 발명은 상술한 착안점과 연구에 의해 창출되었다.
본 발명의 하나의 복합부재는 기재 상 또는 상기 기재의 상방에, 제1 수지를 함유하는 제1 수지 함유층과, 상기 제1 수지와 다른 제2 수지를 함유하는 제2 수지 함유층을 구비하는 복합부재이다. 부가해서, 이 복합부재는 상술한 제1 수지 함유층의 적어도 제1 표면 및 상술의 제2 수지 함유층의 적어도 제2 표면에 자외선을 조사했을 때의, 상기 자외선을 조사한 후의 상기 제1 표면의 제1 접촉각이 상기 자외선을 조사한 후의 상기 제2 표면의 제2 접촉각보다도 10°이상 높다.
이 복합부재에 의하면, 제1 수지 함유층의 적어도 제1 표면 및 제2 수지 함유층의 적어도 제2 표면에 대해서 자외선을 조사하는 것에 의해, 제1 표면과 제2 표면의 각각이 가지는 특성의 차이, 및 상기 자외선으로부터 받는 영향도의 차이를 이용한 발액성이 다른 복수의 영역을 기재 상 또는 상기 기재의 상방에 구비하는 복합부재를 제공할 수 있다.
또, 본 발명의 하나의 복합부재의 제조방법은 수지 함유층 형성공정과, 자외선 조사공정을 포함한다. 구체적으로는 이 복합부재의 제조방법에서의 수지 함유층 형성공정은 기재 상 또는 상기 기재의 상방에, 제1 수지를 함유하는 제1 수지 함유층과, 상기 제1 수지와 다른 제2 수지를 함유하는 제2 수지 함유층을 형성하는 공정이다. 또, 이 복합부재의 제조방법에서의 자외선 조사공정은 상술의 제1 수지 함유층의 적어도 제1 표면 및 상술의 제2 수지 함유층의 적어도 제2 표면에 자외선을 조사하는 것에 의해, 상기 자외선을 조사한 후의 상기 제2 표면의 제2 접촉각보다도 10°이상 높은, 상기 자외선을 조사한 후의 상기 제1 표면의 제1 접촉각을 형성하는 공정이다.
이 복합부재의 제조방법에 의하면, 제1 수지 함유층의 적어도 제1 표면 및 제2 수지 함유층의 적어도 제2 표면에 대해서 자외선을 조사하는 자외선 조사공정에 의해, 제1 표면과 제2 표면의 각각이 가지는 특성의 차이, 및 상기 자외선으로부터 받는 영향도의 차이를 이용한 발액성이 다른 복수의 영역을 기재 상 또는 상기 기재의 상방에 구비하는 복합부재를 제조할 수 있다.
그런데 본원에서는 "겔 상태"란 대표적인 예로 말하면, 액체의 상태로부터 열처리에 의해 용매가 어느 정도(대표적으로는, 용매 전체에 대하는 질량비에 있어서 80% 이상이지만 이 수치에 한정되지 않는다.) 제거된 상태이지만, 폴리프로필렌 카보네이트는 실질적으로 분해 또는 제거되어 있지 않는 상황을 말한다.
또, 본원에서의 "층"은 층뿐만 아니라 막도 포함하는 개념이다. 반대로, 본원에서의 "막"은 막뿐만 아니라 층도 포함하는 개념이다. 또, 본원에서의 "접촉각"은 폴리프로필렌 카보네이트 함유층의 표면에서의 순수의 접촉각을 의미한다.
또, 본 출원에서의 "기재"란 판상체의 기초에 한정하지 않고, 다른 형태(예를 들면, 곡면상)의 기초 내지 모재를 포함한다. 또한, 본원의 후술하는 각 실시형태에서는 "도포"란 저에너지 제조 프로세스, 대표적으로는 인쇄법, 스핀 코팅법, 바 코팅법, 슬릿 코팅법, 또는 나노ㆍ임프린트법에 의해서 기재 상 또는 상기 기재의 상방에 층을 형성하는 것을 말한다.
또, 본 출원에서의 "분자량이 10000 미만(즉, 1×104 미만)의 폴리프로필렌 카보네이트를 실질적으로 포함하지 않는다"란 본원 출원시에서의 시판하고 있는 분석 장치(TOSOH CORPORATION., 기종: HLC-8020)에 있어서 검출 한계값 이하라는 의미이다.
본 발명의 하나의 복합부재에 의하면, 제1 표면과 제2 표면의 각각이 가지는 특성의 차이, 및 상기 자외선으로부터 받는 영향도의 차이를 이용한 발액성이 다른 복수의 영역을 기재 상 또는 상기 기재의 상방에 구비하는 복합부재를 제공할 수 있다.
또, 본 발명의 하나의 복합부재의 제조방법에 의하면, 제1 표면과 제2 표면의 각각이 가지는 특성의 차이, 및 상기 자외선으로부터 받는 영향도의 차이를 이용한 발액성이 다른 복수의 영역을 기재 상 또는 상기 기재의 상방에 구비하는 복합부재를 제조할 수 있다.
도 1은 제1 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트 함유 용액의 TG-DTA 특성의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 2는 제1 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 3은 제1 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 4는 제1 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 5는 제1 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트(PPC)(시료(1∼5))의 적어도 표면에 대한 자외선 조사시간과 상기 PPC의 표면의 발액성(접촉각)과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 제2 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 7은 제2 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 8은 제2 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 9는 제2 실시형태의 변형예에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 10은 제2 실시형태의 변형예에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 11은 제2 실시형태의 변형예에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 12는 제3 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 13은 제3 실시형태에서의 복합부재의 전체구성을 나타내는 측면도이다.
도 14는 제3 실시형태에서의 복합부재의 전체구성을 나타내는 측면도이다.
도 15a는 제3 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단차측정결과를 나타내는 그래프의 일례다.
도 15b는 비교예에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 16은 다른 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
도 17은 다른 실시형태에서의 복합부재 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단면모식도이다.
본 발명의 실시형태인 기재, 제1 수지를 함유하는 제1 수지 함유층, 및 상기 제1 수지와 다른 제2 수지를 함유하는 제2 수지 함유층을 구비하는 복합부재, 및 그 복합부재의 제조방법을 첨부하는 도면에 의거해서 상세하게 기술한다. 또, 이 설명에 있어서, 전체 도면에 걸쳐서 특별하게 언급이 없는 한, 공통되는 부분에는 공통되는 참조부호를 붙였다. 또, 도면 중, 각 실시형태의 요소는 반드시 서로의 축척을 유지해서 기재되는 것은 아니다. 또, 각 도면을 보기 쉽게 하기 위해서 일부의 부호가 생략될 수 있다.
<제1 실시형태>
(지방족 폴리카보네이트 함유 용액 및 지방족 폴리카보네이트 함유층, 및 그것들의 제조방법)
본 실시형태의 지방족 폴리카보네이트 함유 용액(불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 이하, 동일)은 본 실시형태의 지방족 폴리카보네이트 함유층(불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 이하, 동일)을 제조하기 위한 원료이다. 또, 요철이 형성된 상기 지방족 폴리카보네이트 함유층을 제조하는 경우에는, 그 후의 간편한 공정에 의해 지방족 폴리카보네이트 함유층의 패턴을 실현시킬 수 있다. 이하에, 본 실시형태의 지방족 폴리카보네이트 함유 용액 및 본 실시형태의 지방족 폴리카보네이트 함유층에 대해서 설명한다.
(지방족 폴리카보네이트 함유 용액 및 지방족 폴리카보네이트 함유층에 대해서)
본 실시형태에서는 제1 수지의 일례로서의 역할을 할 수 있는 지방족 폴리카보네이트를 어떤 용매(대표적으로는, 유기용매) 중에 용해시킨 상태가 「지방족 폴리카보네이트 함유 용액」을 의미한다. 별도의 표현을 채용하면, 제1 수지의 일례로서의 역할을 할 수 있는 지방족 폴리카보네이트를 함유하는 용액이 본 실시형태의 「지방족 폴리카보네이트 함유 용액」이다. 또, 지방족 폴리카보네이트 가운데 폴리프로필렌 카보네이트에 주목하면, 대표적인 본 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트는 수 평균 분자량이 1×103 이상 2×106 이하의 폴리프로필렌 카보네이트이다.
또, 그 지방족 폴리카보네이트 함유 용액을 가열하는 것에 의해서， 나노ㆍ임프린트법 또는 각종 인쇄법(예를 들면, 스크린 인쇄법)에 사용할 수 있을 정도로 용매가 제거된 상태(대표적으로는 "겔 상태")의 층은 본 실시형태의 「지방족 폴리카보네이트 함유층」이다. 본 실시형태에서는 이 「지방족 폴리카보네이트 함유층」이 제1 수지 함유층의 일례로서의 역할을 할 수 있다.
본 실시형태의 지방족 폴리카보네이트 함유 용액은 주로 지방족 폴리카보네이트를 포함하지만, 지방족 폴리카보네이트 이외의 화합물, 조성물, 또는 재료를 포함할 수 있다. 또, 상기 지방족 폴리카보네이트 함유 용액 중의 지방족 폴리카보네이트 함유량의 하한값은 특별하게 한정되지 않지만, 대표적으로는, 상기 지방족 폴리카보네이트의, 용질의 총량에 대한 질량비가 80% 이상이다. 또, 상기 지방족 폴리카보네이트 함유 용액 중의 지방족 폴리카보네이트 함유량의 상한값은 특별하게 한정되지 않지만, 대표적으로는 상기 지방족 폴리카보네이트의 용질의 총량에 대한 질량비가 100% 이하이다.
또, 상기 지방족 폴리카보네이트 함유층은 예를 들면, 후술하는 엠보싱 공정에 의해, 요철이 형성된 상기 지방족 폴리카보네이트 함유층이 된다.
(지방족 폴리카보네이트 함유 용액 및 지방족 폴리카보네이트 함유층의 예)
본 실시형태에서는 열분해성이 좋은 지방족 폴리카보네이트가 사용된다. 이러한 지방족 폴리카보네이트는 산소 함유량이 높고, 비교적 저온에서 저분자 화합물로 분해하는 것이 가능하다.
또, 본 실시형태에서 지방족 폴리카보네이트를 포함하는 용액인 「지방족 폴리카보네이트 함유 용액」에 채용될 수 있는 유기용매는 지방족 폴리카보네이트를 용해가능하는 유기용매라면 특별하게 한정되지 않는다. 유기용매의 구체예는 국제공개 WO2016/098423호 공보에 개시되어 있는, 유기용매가 호적하게 사용된다.
또, 지방족 폴리카보네이트를 포함하는 용액인 지방족 폴리카보네이트 함유 용액에는 소망에 따라, 국제공개 WO2016/098423호 공보에 개시되어 있는 분산제 및/또는 가소제 등을 추가로 첨가할 수 있다.
또, 본 실시형태의 지방족 폴리카보네이트 함유층을 형성하는 방법은 특별하게 한정되지 않는다. 도포에 의한 상기 층의 형성을 채용하는 것이 가능하다. 대표적으로는 저에너지 제조 프로세스에 의한 층의 형성은 호적한 1형태이다. 기재 상에 요철이 형성된 지방족 폴리카보네이트 함유층을 형성하는 경우에는 예를 들면, 간편한 방법인 나노ㆍ임프린트법 등이 채용될 수 있다.
<TG-DTA(열중량 측정 및 시차열) 특성>
여기에서, 비교적 저온에서 저분자 화합물로 분해하는 것이 가능하게 되는 지방족 폴리카보네이트에 대해서 본 발명자는 더 구체적으로 그 분해 및 소실의 과정을 조사했다.
도 1은 지방족 폴리카보네이트의 대표예인 폴리프로필렌 카보네이트를 용질로 하는 용액(즉, 본 실시형태의 지방족 폴리카보네이트 함유 용액)의 TG-DTA 특성의 일례를 나타내는 그래프이다. 또, 이 그래프는 폴리프로필렌 카보네이트를 6.25질량% 포함하는 DEGMEA 용액의 상압 하에서의 결과가 나타나 있다. 또, 도 1에 나타내는 바와 같이, 도면 중의 실선은 열중량(TG) 측정결과이고, 도면 중의 점선은 시차열(DTA) 측정결과이다.
도 1에 나타내는 열중량측정의 결과로부터, 140℃ 부근에서 190℃ 부근에 걸쳐서, 지방족 폴리카보네이트 함유 용액의 용매 소실과 함께, 폴리프로필렌 카보네이트 자신의 일부 분해 내지 소실에 의한 중량이 현저한 감소가 인정되었다. 또, 이 분해에 의해, 폴리프로필렌 카보네이트는 이산화탄소와 물로 변화되어 있는 것으로 생각된다. 또, 도 1에 나타내는 결과에 의해, 190℃ 부근에서, 상기 지방족 폴리카보네이트가 90wt% 이상 분해되고, 제거되고 있는 것이 확인되었다. 또한 상세하게 보면, 250℃ 부근에서 상기 지방족 폴리카보네이트가 95wt% 이상 분해되고, 260℃ 부근에서 상기 지방족 폴리카보네이트가 거의 모두 (99wt% 이상) 분해되고 있음을 알 수 있다. 따라서 250℃ 이상(더 바람직하게는 260℃ 이상)의 가열처리를 실시하는 것에 의해서， 실질적으로 또는 거의 소실 또는 제거되는 지방족 폴리카보네이트 함유 용액을 채용하는 것에 의해, 지방족 폴리카보네이트 함유 용액의 층을 가열하는 것에 의해서 형성되는 지방족 폴리카보네이트 함유층은 분해 또는 제거될 수 있다.
그 때문에 예를 들면, 요철이 형성된 상기 지방족 폴리카보네이트 함유층으로 형성되는 지방족 폴리카보네이트 함유층의 패턴을 이용해서 형성되는 금속층의 형성을 위한 희생층으로서의 역할을 할 수 있다. 바꾸어 말하면, 상기 지방족 폴리카보네이트 함유층의 패턴은 실질적으로 자신의 잔사를 남기지 않고, 분해 또는 제거되는 것이 가능하게 된다. 지방족 폴리카보네이트 함유층은 산소 함유량이 높고, 비교적 저온에서 저분자 화합물로 분해하는 관점으로부터, 소위 희생층으로서 매우 호적한 재료이다.
또, 상술한 결과는 비교적 단시간의 가열처리에 의한 상기 지방족 폴리카보네이트의 분해에 관한 결과이지만, 보다 장시간 가열처리 하는 경우에는 보다 저온(예를 들면, 180℃)에서도 충분하게 상기 지방족 폴리카보네이트가 분해되는 것이 확인되고 있다. 바꾸어 말하면, 가열에 의한 상기 지방족 폴리카보네이트의 분해 또는 제거되는 온도의 하한값이 대표적으로는 180℃라고 할 수 있다. 단, 이 하한값의 온도는 상기 지방족 폴리카보네이트 중, 하나의 또는 몇 개의 결합만이 끊어지는 온도라는 의미가 아니라, 상기 지방족 폴리카보네이트의 분해에 의해 상기 지방족 폴리카보네이트가 실질적으로 또는 거의 분해 하는 것에 의해서 질량의 감소가 확인되는 온도이다.
따라서 180℃ 이상으로 가열했을 때에, 실질적으로 또는 거의 분해 또는 제거되는 지방족 폴리카보네이트 함유층을 채용하는 것에 의해, 상기와 마찬가지로, 예를 들면, 지방족 폴리카보네이트 함유층의 패턴을 이용해서 형성되는 금속층의 형성을 위한 희생층으로서의 역할을 할 수 있다. 바꾸어 말하면, 상기 지방족 폴리카보네이트 함유층의 패턴은 실질적으로 자신의 잔사를 남기지 않고, 분해 또는 제거되는 것이 가능하게 된다.
또, 상기 지방족 폴리카보네이트 함유층의 패턴 대표적인 예는 나노ㆍ임프린트 분야, 혹은 반도체 분야 또는 전자 디바이스 분야에서 채용될 수 있는 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 또는 도트로 대표되는 패턴이지만, 본 실시형태의 패턴 형상은 그것들에 한정되지 않는다. 각종 공지의 패턴형상을 가지는 지방족 폴리카보네이트 함유층도 본 실시형태의 「지방족 폴리카보네이트 함유층의 패턴」에 포함될 수 있다.
(지방족 폴리카보네이트의 종류에 대해서)
본 실시형태에서는 지방족 폴리카보네이트의 예로서, 폴리프로필렌 카보네이트가 채용되고 있지만, 본 실시형태에서 사용되는 지방족 폴리카보네이트의 종류는 특별하게 한정되지 않는다. 예를 들면, 에폭사이드와 이산화탄소를 중합반응시킨 지방족 폴리카보네이트도 본 실시형태에서 채용할 수 있는 호적한 1형태이다. 이러한 에폭사이드와 이산화탄소를 중합반응시킨 지방족 폴리카보네이트를 사용하는 것에 의해, 지방족 폴리카보네이트의 구조를 제어함으로써 열분해성을 향상하게 하는, 소망하는 분자량을 가지는 지방족 폴리카보네이트가 수득된다는 효과가 있다. 특히, 지방족 폴리카보네이트 중에서도 산소 함유량이 높고, 비교적 저온에서 저분자 화합물로 분해하는 관점에서 말하면, 지방족 폴리카보네이트는 폴리에틸렌 카보네이트, 폴리프로필렌 카보네이트, 및 폴리부틸렌 카보네이트로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. 또, 지방족 폴리카보네이트 함유층으로서 더 높은 발액성을 실현시키는 관점에서 말하면, 지방족 폴리카보네이트는 폴리프로필렌 카보네이트, 및 폴리부틸렌 카보네이트로 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.
또, 상술한 에폭사이드는 이산화탄소와 중합반응해서 주쇄에 지방족을 포함하는 구조를 가지는 지방족 폴리카보네이트가 되는 에폭사이드라면 특별하게 한정되지 않는다. 예를 들면, 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드, 1-부텐옥사이드, 2-부텐옥사이드, 이소부틸렌옥사이드, 1-펜텐옥사이드, 2-펜텐옥사이드, 1-헥센옥사이드, 1-옥텐옥사이드, 1-데센옥사이드, 사이클로펜텐옥사이드, 사이클로헥센옥사이드, 스티렌옥사이드, 비닐사이클로헥센옥사이드, 3-페닐프로필렌옥사이드, 3,3,3-트리플루오로프로필렌옥사이드, 3-나프틸프로필렌옥사이드, 3-페녹시프로필렌옥사이드, 3-나프톡시프로필렌옥사이드, 부타디인모노옥사이드, 3-비닐옥시프로필렌옥사이드, 및 3-트리메틸실릴옥시프로필렌옥사이드 등의 에폭사이드는 본 실시형태에서 채용할 수 있는 예이다. 이것들의 에폭사이드 중에서도 이산화탄소와의 높은 중합반응성을 가지는 관점에서 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드, 및 1,2-부틸렌옥사이드 호적하게 사용된다. 또, 상술한 각 에폭사이드는 각각 단독으로 사용될 수도 있고, 2종 이상을 조합시켜서 사용할 수도 있다.
(지방족 폴리카보네이트의 제조방법에 대해서)
본 실시형태의 지방족 폴리카보네이트의 제조방법 일례로서 에폭사이드와 이산화탄소를 금속촉매의 존재 하에서 중합반응시키는 방법 등이 채용될 수 있다.
여기에서, 지방족 폴리카보네이트의 제조예는 다음과 같다.
교반기, 가스 도입관, 온도계를 구비한, 용적이 1L(리터)의 오토클레이브의 계내를 미리 질소분위기로 치환한 후, 유기 아연 촉매를 포함하는 반응액, 헥산, 및 프로필렌옥사이드를 투입했다. 다음에, 교반하면서 이산화탄소를 첨가하는 것에 의해서 반응계 내를 이산화탄소 분위기로 치환하고, 반응계 내가 약 1.5 MPa가 될 때까지 이산화탄소를 충전했다. 그 후에 그 오토클레이브를 60℃로 승온하고, 반응에 의해 소비되는 이산화탄소를 보급하면서 몇 시간 중합반응을 실시했다. 반응 종료 후, 오토클레이브를 냉각해서 탈압하고, 여과했다. 그 후에 감압 건조하는 것에 의해 폴리프로필렌 카보네이트를 얻었다.
또, 상술한 금속촉매로서 국제공개 WO2016/098423호 공보에 개시되어 있는 촉매, 특히 유기 아연 촉매가 호적하게 사용된다
또, 상술한 유기 아연 촉매로서 국제공개 WO2016/098423호 공보에 개시되어 있는 촉매가 호적하게 사용된다.
여기에서, 유기 아연 촉매의 제조예는 다음과 같다.
우선, 교반기, 질소가스 도입관, 온도계, 환류 냉각관을 구비한 4구 플라스크에, 산화아연, 글루타르산, 아세트산, 및 톨루엔을 투입했다. 다음에, 반응계 내를 질소분위기로 치환한 후, 그 플라스크를 55℃까지 승온하고, 동 온도에서 4시간 교반하는 것에 의해, 상술의 각 재료의 반응처리를 실시했다. 그 후에 110℃까지 승온하고, 추가로 동 온도에서 4시간 교반해서 공비 탈수시키고, 수분만을 제거했다. 그 후에 그 플라스크를 실온까지 냉각하는 것에 의해, 유기 아연 촉매를 포함하는 반응액을 얻었다. 또, 이 반응액의 일부를 분취하고, 여과해서 수득한 유기 아연 촉매에 대해서, IR을 측정(써모니코레저팬 주식회사, 상품명: AVATAR360)했다. 그 결과, 카르복시산기에 의거하는 피크는 인정되지 않았다.
또, 중합반응에 사용되는 상술한 금속촉매의 사용량은 국제공개 WO2016/098423호 공보에 개시되어 있는 양이 바람직하다.
또, 상술한 중합반응에서 필요에 따라서 사용되는 반응용매는 특히 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는 국제공개 WO2016/098423호 공보에 개시되어 있는 예를 채용할 수 있다.
또, 상술한 반응용매의 사용량은 국제공개 WO2016/098423호 공보에 개시되어 있는 양이 바람직하다.
또, 상술한 중합반응에 있어서, 에폭사이드와 이산화탄소를 금속촉매의 존재 하에서 반응시키는 방법으로서는 특별하게 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 국제공개 WO2016/098423호 공보에 개시되어 있는 방법이 채용될 수 있다.
또, 본 발명자는 상술한 촉매 대신에, 예를 들면 국제공개 WO2012/114939호 공보에 개시되어 있는 코발트 착체를 채용하는 것에 의해, 주쇄가 하기 일반식 (I)로 표시되는 반복단위를 가지며, 주쇄 구조가 99% 이상의 구조 규칙성을 가지는 폴리프로필렌 카보네이트를 생성하는 것이 가능함을 확인할 수 있었다. 또, 구조 규칙성이 손상되고 있는 상태란 예를 들면, 고분자쇄 중에서 CO2가 결손하고 있는 등의 상태가 형성되어 있는 것을 말한다.
[화 1]
Figure pat00001
부가해서, 상술한 중합반응에 있어서 사용할 수 있는 이산화탄소의 사용압력은 특별하게 한정되지 않는다. 대표적으로는 국제공개 WO2016/098423호 공보에 개시되어 있는 압력이 채용될 수 있다.
또, 상술한 중합반응에서의 중합반응 온도는 특별하게 한정되지 않는다. 대표적으로는, 30℃ 이상 100℃ 이하인 것이 바람직하고, 40℃ 이상 80℃ 이하인 것이 더 바람직하다. 중합 반응온도가 30℃ 미만의 경우, 중합반응에 장시간을 필요로 할 우려가 있다. 또, 중합 반응온도가 100℃를 넘을 경우, 부반응이 일어나고, 수율이 저하될 우려가 있다. 중합 반응시간은, 중합반응 온도에 따라서 다르기 때문에 일률적으로는 말할 수 없지만, 대표적으로는 2시간∼40시간인 것이 바람직하다.
중합반응 종료 후, 수득된 지방족 폴리카보네이트에 대해서 하기의 공정을 실시하는 것에 의해, 본 실시형태의 지방족 폴리카보네이트 함유 용액이 제조된다.
(지방족 폴리카보네이트 함유 용액의 제조방법에 대해서)
본 실시형태에서는 상술한 지방족 폴리카보네이트를 이미 설명한 지방족 폴리카보네이트를 용해 가능한 유기용매(예를 들면, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트)에 용해시킨 후, 상술한 촉매를 여과에 의해 제거하는 것에 의해, 본 실시형태의 지방족 폴리카보네이트 함유 용액이 제조된다. 또, 본 실시형태에서는 반드시 필요로 하지 않는 공정이지만, 후술하는 엠보싱 공정에 의해, 더 높은 치수 정밀도를 가지는 요철이 형성된 지방족 폴리카보네이트 함유층을 형성하기 위해서 이하에 나타내는 특정한 수치범위의 분자량 지방족 폴리카보네이트를 가능한 한 분리하는 분리공정을 채용하는 것도 채용할 수 있는 호적한 다른 1형태이다.
[분리공정]
구체적으로는 본 실시형태의 분리공정에서는 상술한 여과된 여과액으로부터, 분획분자량이 1×104의 한계 여과막(UF막)을 사용해서 분자량이 1×104 미만의 지방족 폴리카보네이트를 투과 여과액측으로 배출시키는 것에 의해 분리한다. 그 후에 투과하지 않은 여과액을 농축 및 건조한다. 그 결과, 본 실시형태에서는 이 분리공정에 의해, 분자량이 1×104 미만의 지방족 폴리카보네이트를 실질적으로 포함하지 않는 지방족 폴리카보네이트 함유 용액, 또는 1.0질량% 미만으로 밖에 포함하지 않는 지방족 폴리카보네이트 함유 용액을 제조할 수 있다.
(폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 실리콘 수지, 및 폴리이미드(PI), 및 이들의 제조방법)
본 실시형태의 제1 수지의 일례 또는 제2 수지의 일례로서의 역할을 할 수 있는 실리콘 수지, 혹은, 본 실시형태의 제2 수지의 일례로서의 역할을 할 수 있는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 및/또는 폴리이미드(PI)의 제조방법은 특별하게 한정되지 않는다. 공지의 제조방법을 사용해서 상술한 각 수지재료를 제조할 수 있다. 예를 들면, 「네트워크 폴리머」Vol. 30, No.5(2009)에 기재되어 있는 방법을 채용할 수 있다.
(폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 함유층, 폴리메타크릴산메틸(PMMA) 함유층, 실리콘 수지 함유층, 및 폴리이미드(PI)함유층, 및 그것들의 제조방법)
또, 본 실시형태의 지방족 폴리카보네이트 함유층과 마찬가지로, 상술한 각 수지재료를 함유하는 용액을 원료로 해서, 어떤 기재 상 또는 상기 기재의 상방에 도포에 의해 상술한 각 수지재료의 층, 즉, 실리콘 수지 함유층(불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 이하, 동일), 혹은, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 함유층(불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 이하, 동일), 폴리메타크릴산메틸(PMMA) 함유층(불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 이하, 동일), 및/또는 폴리이미드(PI) 함유층(불가피한 불순물을 포함할 수 있다. 이하, 동일)을 형성할 수 있다. 또, 본 실시형태에서는 실리콘 수지 함유층이 제1 수지 함유층의 일례, 또는 제2 수지 함유층의 일례로서의 역할을 할 수 있다. 부가해서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 함유층, 폴리메타크릴산메틸(PMMA) 함유층, 및/또는 폴리이미드(PI) 함유층이 제2 수지 함유층의 일례로서의 역할을 할 수 있다.
(제1 수지 함유층 및 제2 수지 함유층을 구비하는 복합부재의 제조방법에 대해서)
계속해서, 본 발명자는 기재(10) 상에, 상술한 본 실시형태의 제1 수지 함유층과 제2 수지 함유층을 구비하는 복합부재(100)를 제조했다.
도 4는 본 실시형태에서의 복합부재(100)의 전체 구성을 나타내는 측면도이다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 복합부재(100)는 기재(10) 상에, 자외선이 조사된 제1 수지 함유층(22x)의 일례로서의 지방족 폴리카보네이트 함유층(대표적으로, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층)과, 자외선이 조사된 제2 수지 함유층(32x)의 일례로서의 폴리메타크릴산메틸(PMMA) 함유층을 구비한다.
또, 본 실시형태의 기재(10)는 특별하게 한정되지 않는다. 예를 들면, 기재(10)는 실리콘(Si) 기판, 고내열 유리, SiO2/Si 기판(즉, 실리콘 기판 상에 산화 실리콘층을 형성한 기판), 알루미나(Al2O3) 기판, STO(SrTiO) 기판, 실리콘 기판의 표면에 SiO2층 및 Ti층을 개재시켜서 STO(SrTiO)층을 형성한 절연성 기판, 반도체 기판(예를 들면, Si기판, SiC기판, Ge기판 등)을 포함하는 여러 기재를 적용할 수 있다. 또, 절연성의 기재에는 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르류, 폴리올레핀류, 셀룰로오스트리아세테이트, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리설폰, 아라미드, 방향족폴리아미드 등의 재료로 이루어지는 필름 또는 시트가 포함된다. 또, 기재(10)의 두께는 특별하게 한정되지 않지만, 예를 들면 3㎛ 이상 300㎛ 이하이다. 또, 기재(10)는 경질일 수도 있고, 플렉시블한 것일 수도 있다. 또, 기재(10)는 기재(10) 상에, 미리, 절연체층, 반도체층, 또는 도전체층 또는 그것들의 패턴이 형성되어 있는 것을 포함할 수 있다.
(복합부재의 제조방법)
다음에, 복합부재(100)의 제조방법을 도 2 내지 도 4에 나타내면서 설명한다.
[수지 함유층 형성공정]
본 실시형태에서는 도 2에 나타내는 바와 같이, 기재(10)인 글래스 또는 폴리이미드 상에, 제1 수지 함유층(22)의 일례인 지방족 폴리카보네이트 함유층(예를 들면, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층)과, 제2 수지 함유층(32)의 일례인 폴리메타크릴산메틸(PMMA) 함유층을 예를 들면 공지의 스크린 인쇄법을 사용해서 형성한다. 이 공정이 수지 함유층 형성공정의 예이다. 또, 본 실시형태의 제1 수지 함유층(22)의 두께 및 제2 수지 함유층(32)의 두께는 특별하게 한정되지 않지만, 그것들이 대표적인 두께는 1nm 이상 10000nm(10㎛) 이하이다. 또, 적시, 제1 수지 함유층(22) 및 제2 수지 함유층(32) 중에 포함되는 용매성분을 제거하는 공정(예비 소성공정 또는 건조공정, 이하, 총칭해서 "예비 소성공정" 라고 한다)이 실시될 수 있다.
[자외선 조사공정]
본 실시형태에서는 그 후, 도 3에 나타내는 바와 같이, 공지의 자외선 조사원(자외선 조사장치)(80)(Multiply Co., Ltd., 형식: MHU-110WB)를 사용해서 예비 소성공정을 거친 제1 수지 함유층(22) 및 제2 수지 함유층(32)의 전체 면에 대해서, 파장 180nm 이상 370nm 이하를 포함하는 자외선을 조사하는 자외선 조사공정이 실시된다. 또, 본 실시형태에서의 파장 180nm 이상 370nm 이하를 포함하는 자외선을 조사하는 자외선 조사원의 다른 예는 시판하고 있는 365nm을 주 파장으로 하는 자외선 램프(AS ONE Corporation., 형식: SLW-8)이다.
또, 본 실시형태에서는 자외선 조사원(80)과, 제1 수지 함유층(22)의 표면 ("제1 표면" 라고 한다) 및 제2 수지 함유층(32)의 표면 ("제2 표면" 라고 한다)과의 사이의 거리는 10mm이다. 또, 본원에서는 자외선 조사원(80)과, 제1 표면 및 제2 표면과의 사이의 거리를 측정할 때는, 자외선 조사원(80)에서의 광원의 장소를 측정기준으로 하고 있다. 또, 본 실시형태에서의 자외선 강도(또는 자외선 조도)는 0.275 mW/㎠이다.
그 결과, 도 4에 나타내는 바와 같이, 기재(10) 상에, 자외선이 조사된 제1 표면(22a)를 가지는 제1 수지 함유층(22x)과, 자외선이 조사된 제2 표면(32a)을 가지는 제2 수지 함유층(32x)을 구비하는 복합부재(100)를 제조할 수 있다.
여기에서, 본 실시형태에서는 본 발명자는, 제1 수지 함유층(22)의 적어도 표면과, 제2 수지 함유층(32)의 적어도 표면에 대해서 상술한 자외선 조사공정을 실시하는 것에 의해, 제1 수지 함유층(22)의 표면과 제2 수지 함유층(32)의 표면 발액성(더 구체적으로는 물과의 접촉각)을 변화시키는 것을 시도했다.
구체적으로는, 제1 수지 함유층(22)의 적어도 표면과, 제2 수지 함유층(32)의 적어도 표면에 대해서 자외선을 조사하는 조사시간을 변화시켰을 때의, 상기 자외선을 조사하는 전후의 상기 표면 접촉각을 측정했다.
표 1 및 표 2는 이하에 3개 분류 ((a), (b), (c))의 각 수지를 함유하는 층에 대한 자외선을 조사한 시간의 차이와 접촉각과의 관계를 나타내고 있다. 표 1은 상기 자외선을 조사한 시간이 5분의 경우의 결과이고, 표 2는 상기 자외선을 조사한 시간이 15분의 경우의 결과이다.
(a) 본 실시형태에서의 제1 수지 함유층(22)을 구성하는 제1 수지의 예로서의 지방족 폴리카보네이트 함유층(폴리에틸렌 카보네이트(PEC), 폴리프로필렌 카보네이트(PPC), 및 폴리부틸렌 카보네이트(PBC))
(b) 본 실시형태의 제1 수지 함유층(22)을 구성하는 제1 수지 또는 제2 수지 함유층(32)을 구성하는 제2 수지의 예로서의 실리콘 수지
(c) 본 실시형태에서의 제2 수지 함유층(32)을 구성하는 제2 수지의 예로서의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 및 폴리이미드(PI)
Figure pat00002
Figure pat00003
또, 표 1 및 표 2에서의 폴리프로필렌 카보네이트(PPC)는 시료(1b)는 질량 평균 분자량이 약 36만의 폴리프로필렌 카보네이트로써, 주쇄가 하기 일반식 (I)로 표시되는 반복단위를 가지며, 주쇄 구조가 약 94%의 구조 규칙성을 가지는 폴리프로필렌 카보네이트를 채용한 폴리프로필렌 카보네이트 함유층이다. 또, 표 2에서의 폴리프로필렌 카보네이트(PPC)의 값은 후술하는 도 5에 나타난 시료(5)의 결과이다.
[화 2]
Figure pat00004
또, 본 발명자는 특히, 상기 화학식(I)의 주쇄의 구조가 약 94%의 구조 규칙성을 가지는 폴리프로필렌 카보네이트(PPC)와, 상기 주쇄의 구조가 99% 이상의 구조 규칙성을 가지는 폴리프로필렌 카보네이트(PPC)의 차이를, 재현성 높게 확인하기 위해서, 제1 수지 함유층(22)로서의 폴리프로필렌 카보네이트(PPC) 함유층에 대해서 본 실시형태의 자외선을 조사한 시간과 접촉각과의 관계를 조사했다.
도 5는 본 실시형태의 폴리프로필렌 카보네이트(PPC)(시료(1∼5))의 적어도 표면에 대한 자외선 조사시간과 상기 PPC의 표면의 발액성(접촉각)과의 관계를 나타내는 그래프이다. 또, 도 5에서의 시료(1)와 시료(2)는 상기 화학식(I)의 주쇄의 구조가 약 99%의 구조 규칙성을 가지는 폴리프로필렌 카보네이트(PPC)를 채용했을 경우이다. 또, 도 5에서의 시료(3∼5)는 상기 화학식(I)의 주쇄의 구조가 약 94%의 구조 규칙성을 가지는 폴리프로필렌 카보네이트(PPC)를 채용했을 경우이다.
도 5에 나타내는 바와 같이, 시료(1∼5)의 어느 쪽의 폴리프로필렌 카보네이트(PPC)가 채용되었을 경우라 해도, 적어도 20분간의 본 실시형태의 자외선의 조사에 의해서는 폴리프로필렌 카보네이트(PPC)의 표면의 발액성 지표가 되는 접촉각이 60°이상임을 알 수 있다. 또, 5분간의 자외선을 조사했을 경우의 접촉각이 65°초과인 것도 확인되었다.
표 1 및 표 2에 나타난 각종 수지재료를 함유하는 층의 표면 접촉각 데이터를 본 발명자가 분석 및 검토한 결과, 이하에 나타내는 기술적 식견을 얻을 수 있었다.
(1) 제1 수지 함유층(22)의 적어도 제1 표면 및 제2 수지 함유층(32)의 적어도 제2 표면에 자외선을 조사했을 때의, 상기 자외선을 조사한 후의 제1 표면(22a)의 접촉각 (「제1 접촉각」 라고도 한다)이, 상기 자외선을 조사한 후의 제2 표면(32a)의 접촉각 (「제2 접촉각」 라고도 한다)보다도 10°이상(호적하게는 15°이상 또는 15°초과, 더욱 호적하게는 20°이상 또는 20°초과) 높은 상태인 복합부재(100)를 실현시킬 수 있다.
예를 들면, 표 1의 결과 에 의거해서 복합부재(100)가 제1 수지로서의 지방족 폴리카보네이트 및/또는 실리콘 수지로 형성된 자외선이 조사된 제1 수지 함유층(22x)과, 제2 수지로서의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 및 폴리이미드(PI)의 그룹에서 선택되는 적어도 1종으로 형성된 자외선이 조사된 제2 수지 함유층(32x)을 구비하는 경우, 상술한 (1)의 특징을 갖추는 복합부재를 제조할 수 있다.
또, 별도의 예를 들면, 표 2의 결과에 의거해서 복합부재(100)가 제1 수지로서의 지방족 폴리카보네이트로 형성된 자외선이 조사된 제1 수지 함유층(22x)와, 제2 수지로서의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 실리콘 수지, 및 폴리이미드(PI)의 그룹에서 선택되는 적어도 1종으로 형성된 자외선이 조사된 제2 수지 함유층(32x)을 구비하는 경우, 상술한 (1)의 특징을 갖추는 복합부재를 제조할 수 있다.
또, 이하에 나타내는 기술적 식견을 얻을 수도 있었다.
(2) 제1 수지 함유층(22)의 적어도 제1 표면 및 제2 수지 함유층(32)의 적어도 제2 표면에 자외선을 5분간 조사했을 때의, 상기 자외선을 조사한 후의 제1 표면(22a)의 제1 접촉각이 45°이상(더 협의로는 50°이상, 더욱 협의로는 60°이상)이며, 또, 상기 자외선을 조사한 후의 제2 표면(32a)의 제2 접촉각이 35°이하인 복합부재(100)를 실현시킬 수 있다.
예를 들면, 표 1의 결과에 의거해서 복합부재(100)가 제1 수지로서의 지방족 폴리카보네이트 및/또는 실리콘 수지로 형성된 자외선이 조사된 제1 수지 함유층(22x)와, 제2 수지로서의 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 및 폴리이미드(PI)의 그룹에서 선택되는 적어도 1종으로 형성된 자외선이 조사된 제2 수지 함유층(32x)을 구비하는 경우, 상술한 (2)의 특징을 갖추는 복합부재를 제조할 수 있다.
또, 이하에 나타내는 기술적 식견을 얻을 수도 있었다.
(3) 제1 수지 함유층(22)의 적어도 제1 표면 및 제2 수지 함유층(32)의 적어도 제2 표면에 자외선을 15분간 조사했을 때의, 상기 자외선을 조사한 후의 제1 표면(22a)의 제1 접촉각이 50°이상(더 협의로는 50°초과, 더욱 협의로는 60°이상)이며, 또, 상기 자외선을 조사한 후의 제2 표면(32a)의 제2 접촉각이 30°이하인 복합부재(100)를 실현시킬 수 있다.
예를 들면, 표 2의 결과에 의거해서 복합부재(100)가 제1 수지로서의 지방족 폴리카보네이트로 형성된 자외선이 조사된 제1 수지 함유층(22x)과, 제2 수지로서의 실리콘 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 및/또는 폴리이미드(PI)로 형성된 자외선이 조사된 제2 수지 함유층(32x)을 구비하는 경우 상술한 (3)의 특징을 갖추는 복합부재를 제조할 수 있다.
또, 본 발명자의 연구와 분석에 의하면, 제1 수지 함유층(22)의 제1 표면 및 제2 수지 함유층(32)의 제2 표면에서의 각각의 접촉각이 50°이상(더 협의로는 50°초과, 더욱 협의로는 60°이상)이라면, 50°미만의 접촉각을 가지는 표면과의 관계에 있어서, 제1 표면 상 및 제2 표면 상에 액체를 배치했을 때의, 말하자면 「젖음성」의 구배에 의거하는 자주적인 이동상태가 보다 높은 정확도로 형성될 수 있음이 확인되고 있다. 따라서 제2 수지 함유층(32)(또는 자외선이 조사된 제2 수지 함유층(32x))에 대해서 접촉각을 더 높게 유지하기 위해서 형성될 수 있는 제1 수지 함유층(22)(또는 자외선이 조사된 제1 수지 함유층(22x))의 표면의 접촉각이 50°이상인 것은 액체의 선택적인 배치(선택성)를 높은 정확도로 얻는 관점에서 호적한 1형태이다.
관점을 달리하면, 본 실시형태의 복합부재(100)의 제조방법에서의 자외선 조사공정은 제1 수지 함유층(22)의 적어도 제1 표면 및 제2 수지 함유층(32)의 적어도 제2 표면에 자외선을 조사하는 것에 의해, 상기 자외선을 조사한 후의 제2 표면(32a)의 제2 접촉각보다도 10°이상 높은, 상기 자외선을 조사한 후의 제1 표면(22a)의 제1 접촉각을 형성하는 공정이라고 바꿔 말할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태에서는 기재(10) 상에 형성된 자외선이 조사된 제1 수지 함유층(22x)과 자외선이 조사된 제2 수지 함유층(32x)을 구비하는 복합부재(100)를 제공하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 발액성이 각각 다른 복수의 표면(본 실시형태에서는 제1 표면(22a)과 제2 표면(32a))이 형성되기 때문에, 예를 들면 액상의 금속잉크를 제1 수지 함유층(22x) 및 제2 수지 함유층(32x) 상에 배치했을 때에, 말하자면 「젖음성」의 구배를 형성하는 것에 의해서 금속잉크의 자주적인 배치를 실현시킬 수 있다. 또, 상술한 자주적인 배치를 높은 정확도로 실현시킬 수 있다는 관점에서 말하면, 이미 기술한 바와 같이, 발액성의 대표적인 지표인 접촉각에 있어서, 예를 들면, 제1 표면(22a)의 제1 접촉각과 제2 표면(32a)의 제1 접촉각의 차이가 10°이상(호적하게는 15°이상 또는 15°초과, 더욱 호적하게는 20°이상 또는 20°초과)인 것은 호적한 1형태이다.
<제1 실시형태의 변형예 >
그런데 본 발명자는 제1 실시형태에서 나타낸 표 1 및 표 2를 분석한 결과, 제1 실시형태에서 선택한 수지재료의 예에 한정되지 않고, 그 변형예로서 예를 들면 하기의 (1) 및 (2)의 조합의 제1 수지 및 제2 수지를 선택하는 것이 가능하다는 것을 알아냈다.
(1) 제1 수지가 폴리프로필렌 카보네이트(PPC) 및 폴리부틸렌 카보네이트(PBC)의 그룹에서 선택되는 적어도 1종이고, 제2 수지가 폴리에틸렌 카보네이트(PEC)인 예
(2) 제1 수지가 실리콘 수지이고, 제2 수지가 폴리에틸렌 카보네이트(PEC)인 예
상술한 예가 채용되었을 경우라 해도, 기재(10) 상에 형성된 자외선이 조사된 제1 수지 함유층(22x)과 자외선이 조사된 제2 수지 함유층(32x)을 구비하는 복합부재(100)와 동일한 복합부재를 제공하는 것이 가능하게 된다. 따라서 적어도 제1 실시형태에서 나타낸 각종 수지재료로부터 발액성이 각각 다른 복수의 표면이 형성되도록 선택해서 복합부재(100)와 동일한 복합부재를 제조 하는 것은 채용할 수 있는 다른 1형태이다.
또, 본 변형예에서의 상술한 (1)의 예가 채용되는 것은, 제1 수지와 제2 수지 모두 지방족 폴리카보네이트이기 때문에, 후술하는 엠보싱 공정에서의 엠보싱 구조의 성형성, 및/또는 가열공정에 의해 분해 내지 제거되는 과정/형태가 동일 경향에 있기 때문에 매우 호적하다.
<제2 실시형태>
본 실시형태에서는 제1 실시형태의 자외선이 적어도 표면에 조사된 제1 수지 함유층(22x)와, 상기 자외선이 적어도 일부의 영역 표면에 조사된 제2 수지 함유층(32x)가 적층된 복합부재(200)의 제조방법에 대해서 설명한다. 또, 제1 실시형태와 중복하는 설명은 생략될 수 있다.
도 8은 본 실시형태에서의 복합부재(200)의 전체 구성을 나타내는 측면도이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 복합부재(200)는 기재(10) 상에 형성된 제1 실시형태의 자외선이 조사된 제2 수지 함유층(32x) 상의 일부에, 상기 자외선이 조사된 제1 수지 함유층(22x)을 구비하고 있다. 더 구체적으로는 적어도 일부의 영역 표면(32a)에 상기 자외선이 조사된 제2 수지 함유층(32x) 상에, 말하자면 섬상(island shape)의, 바꾸어 말하면 패턴이 형성된 상기 자외선이 조사된 표면(22a)을 가지는 제1 수지 함유층(22x)이 적층된 적층구조를 복합부재(200)는 구비하고 있다.
(복합부재의 제조방법)
본 실시형태의 복합부재(200)의 제조방법을 도 6 내지 도 8에 나타내면서 설명한다.
[수지 함유층 형성공정]
본 실시형태에서는 도 6에 나타내는 바와 같이, 기재(10) 상에, 제2 수지 함유층(32)의 일례인 폴리이미드(PI) 함유층을 공지의 도포법(예를 들면, 스핀 코팅법 또는 바 코팅법) 스크린 인쇄법을 사용해서 형성한다. 그 후, 제2 수지 함유층(32) 상에, 제1 수지 함유층(22)의 일례인 지방족 폴리카보네이트 함유층(예를 들면, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층)을, 예를 들면 공지의 스크린 인쇄법을 사용해서 형성한다. 또, 본 실시형태의 제1 수지 함유층(22)의 두께 및 제2 수지 함유층(32)의 두께는 특별하게 한정되지 않지만, 그것들이 대표적인 두께는 1nm이상 10000nm(10㎛)이하이다.
[자외선 조사공정]
그 후, 도 7에 나타내는 바와 같이, 제1 실시형태와 마찬가지로, 자외선 조사원(자외선 조사장치)(80)을 사용해서 예비 소성 공정을 거친 제1 수지 함유층(22)의 일부 및 제2 수지 함유층(32)의 전체 면에 대해서, 자외선을 조사하는 자외선 조사공정이 실시된다. 또, 도 7에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에서는 제1 수지 함유층(22)이 제2 수지 함유층(32)을 덮는 부분이 존재하기 때문에, 제2 수지 함유층(32)에서의 자외선에 폭로되는 영역은 제2 수지 함유층(32)의 일부 영역에 한정된다.
그 결과, 도 8에 나타내는 바와 같이, 기재(10) 상에 형성된 적어도 일부의 영역 표면(32a)에 상기 자외선이 조사된 제2 수지 함유층(32x) 상에, 말하자면 섬상(island shape)의, 바꾸어 말하면 패턴이 형성된 상기 자외선이 조사된 표면(22a)을 가지는 제1 수지 함유층(22x)을 구비하는 복합부재(200)을 제조할 수 있다.
<제2 실시형태의 변형예 >
본 변형예의 복합부재(200A) 및 복합부재(200B)는 제2 실시형태의 복합부재(200)로 출발재로 한다. 이하에, 복합부재(200A) 및 복합부재(200B)에 대해서 설명한다. 또, 제1 및 제2 실시형태와 중복하는 설명은 생략될 수 있다.
도 10은 본 변형예에서의 복합부재(200A)의 전체구성을 나타내는 측면도이다. 또, 도 11은 본 변형예에서의 복합부재(200B)의 전체 구성을 나타내는 측면도이다.
도 10에 나타내는 바와 같이 복합부재(200A)는 제2 실시형태의 복합부재(200)가 가지는 섬상의 제1 수지 함유층(22x)의 사이의 공간 내로써, 자외선이 조사된 제2 수지 함유층(32x)의 표면(32a) 상로 배치된 금속잉크(72)를 구비하고 있다. 또, 도 11에 나타내는 바와 같이, 복합부재(200B)는 제2 실시형태의 복합부재(200)가 자는 자외선이 조사된 제2 수지 함유층(32x)의 표면(32a) 상에 배치된 금속잉크(72)를 출발재로 하는 금속층(74)을 구비한다.
(복합부재의 제조방법)
다음에, 복합부재(200A) 및 복합부재(200B)의 제조방법을 도 9 내지 도 11에 나타내면서 설명한다.
본 변형예에서는 도 9에 나타내는 바와 같이, 기재(10)의 상방에 형성된 섬상의 제1 수지 함유층(22x)의 사이의 공간 내로써, 자외선이 조사된 제2 수지 함유층(32x)의 표면(32a) 상에, 공지의 금속잉크 도포장치(예를 들면, 잉크젯법에 의한 도포장치)(90)를 사용해서 금속잉크(72)를 배치하는 배치공정이 실시된다. 또, 본 실시형태의 금속잉크(72)는 공지의 금속촉매 나노입자를 채용할 수 있다.
또, 본 변형예에서는 금속잉크(72)가 배치되는 제2 수지 함유층(32x)의 표면(32a)의 접촉각이, 제1 수지 함유층(22x)의 제1 표면(22a)의 접촉각보다도 10°이상(호적하게는 15°이상 또는 15°초과, 더 호적하게는 20°이상 또는 20° 초과) 낮다. 그 결과, 액상의 금속잉크(72)의 배치공정에서는 말하자면 「젖음성」의 구배를 이용해서 금속잉크(72)를 제2 수지 함유층(32x) 상에 배치하는 것이 가능하게 되기 때문에, 금속잉크(72)의 자주적인 배치를 실현시키기 쉽다는 기술적 효과가 수득된다.
상술한 금속잉크(72)의 배치공정을 거치는 것에 의해, 도 10에 나타내는 복합부재(200A)가 제조된다. 이 금속잉크(72)는 예를 들면, 금속배선용 중간재로서의 역할을 담당할 수 있다.
다음에, 복합부재(200B)의 제조방법은 다음과 같다. 섬상의 제1 수지 함유층(22x)의 구성하는 제1 수지로서 예를 들면 지방족 폴리카보네이트가 채용되고, 제2 수지 함유층(32x)를 구성하는 제2 수지로서 예를 들면, 내열성 이 우수한 폴리이미드(PI) 또는 실리콘 수지가 채용되는 것에 의해서， 가열처리가 실시되었을 경우에 제1 수지 함유층(22x)만을 실질적으로 분해 또는 제거하는 것이 가능하게 된다.
또, 상술한 바와 같이, 가열시간을 조정하는 것에 의해, 비교적 저온(예를 들면, 약 180℃의 가열공정만에 의해 매우 간편하며, 또 높은 정확도로 상기 지방족 폴리카보네이트 함유층을 분해 또는 제거할 수 있기 때문에, 본 변형예에서 지방족 폴리카보네이트를 제1 수지로 하는 것은 호적한 1형태가 될 수 있다.
본 변형예에서는 상술한 배치공정 후에, 제1 수지 함유층(22x)이 분해 또는 제거되는 온도 이상이며, 또 금속잉크(72)로부터 금속층(74)이 형성되는 온도 이상으로 가열하는 가열공정이 실시된다. 그 결과, 도 11에 나타내는 바와 같이, 기재(10) 상에 형성된 제2 수지 함유층(32x) 상에 금속층(74)이 배치된 복합부재(200B)를 제조할 수 있다. 여기에서, 이 가열공정에 의해, 말하자면 희생층으로서의 제1 수지 함유층(22x)은 높은 정확도로, 바꾸어 말하면, 실질적으로 분해 또는 제거되게 된다. 그 결과, 실질적으로 잔사가 남지 않는 상태의 기재(10) 상에 배치된 금속층(74)을 구비하기 때문에 복합부재(200)는 신뢰성 내지 안정성이 높은 복합부재가 된다.
또, 금속잉크(72)가 금속배선용 중간재로서의 역할을 담당하는 경우에는, 금속잉크(72)의 가열처리에 의해 형성되는 금속층(74)은 금속배선이 된다. 단, 금속잉크(72)를 출발재로 해서 형성되는 금속층(74)은 배선으로서의 역할 이외의 역할(예를 들면, 전극 등)을 할 수도 있다.
본 실시형태의 가열공정에 대해서 더 구체적으로 설명한다. 본 실시형태에서는 제2 수지 함유층(32x) 상에 배치되어 있는 제1 수지 함유층(22x) 및 금속잉크(72)에 대해서, 공지의 히터를 사용해서 제1 수지 함유층(22x)이 분해 또는 제거되는 온도(예를 들면, 180℃ 이상, 바람직하게는 250℃ 이상, 더 바람직하게는 260℃ 이상)로 가열하는 가열공정(제거공정)을 실시한다. 그 결과, 금속층(74)을 구비한 복합부재(200)를 제조할 수 있다. 또, 본 실시형태의 공지 히터는 AS ONE Corporation.의 핫 플레이트(형식: TH-900)이지만, 가열 수단은 그러한 히터에 한정되지 않는다. 예를 들면, 기타의 공지의 핫 플레이트 등의 히터는 채용할 수 있는 다른 1형태이다.
그런데 본 변형예에서는 금속층(74)을 형성하기 위해서 출발재로서 금속잉크(72)를 사용했지만, 본 변형예가 다른 형태로서, 금속잉크(72)의 배치 대신,에 공지의 무전해 도금법에 사용하기 위한 출발재층, 즉 금속 도금층의 출발재층을 형성하는 공정을 채용할 수도 있다.
<제3 실시형태>
본 실시형태에서는 제1 실시형태의 복합부재(100)와 동일하게 형성된 복합부재에 대해서, 나노ㆍ임프린트법에 의한 엠보싱 가공이 실시된다. 따라서 본 실시형태의 복합부재(300)는 엠보싱 구조를 구비하는 부재이다. 또, 제1 및 제2 실시형태, 및 그것들의 변형예와 중복하는 설명은 생략될 수 있다.
도 14는 본 실시형태에서의 복합부재(300)의 전체 구성을 나타내는 측면도이다. 도 14에 나타내는 바와 같이, 복합부재(300)는 기재(10) 상에, 제1 실시형태의 자외선이 조사된 요철형상을 구비하는 제1 수지 함유층(22x)과, 상기 자외선이 조사된 요철형상을 구비하는 제2 수지 함유층(32x)을 구비한다. 더 구체적으로는 제1 수지 함유층(22x)은 일례로서의 지방족 폴리카보네이트 함유층(예를 들면, 폴리프로필렌 카보네이트 함유층)이고, 제2 수지 함유층(32x)은 일례로서의 폴리메타크릴산메틸(PMMA) 함유층이다.
또, 본 실시형태에서 제1 수지로서 지방족 폴리카보네이트가 채용되고, 제2 수지로서 폴리메타크릴산메틸(PMMA)이 채용된 이유는 다음과 같다.
(A) 어느 수지재료도 후술하는 엠보싱 공정에서의 성형성이 우수하다는 점
(B) 어느 수지재료도 분자구조로서 탄소(C), 수소(H), 및 산소(O)로 형성되고 있기 때문에 자외선의 흡수에 의한 각 원소간의 결합상태의 변동(절단을 포함한다)이 유사하고 있다고 생각되는 점
(복합부재의 제조방법)
다음에, 복합부재(300)의 제조방법을 도 12 내지 도 14에 나타내면서 설명한다.
본 실시형태에서는 도 12에 나타내는 바와 같이, 제1 실시형태의 자외선이 조사된 제1 표면(22a)를 가지는 제1 수지 함유층(22x)과, 자외선이 조사된 제2 표면(32a)을 가지는 제2 수지 함유층(32x)이 기재(10) 상에 형성된다.
[오목부 형성공정/엠보싱 공정]
본 실시형태에서는 그 후에 나노ㆍ임프린트법을 사용해서 엠보싱 구조를 형성하는 엠보싱 공정이 실시된다. 또, 자외선이 조사되기 전에 실시되는 예비 소성공정에 부가해서, 적당하게, 나노ㆍ임프린트법에 의한 엠보싱 구조를 형성할 수 있을 정도까지 용매성분을 제거하기 위한 예비 소성공정이 추가적으로 실시될 수도 있다.
계속해서, 도 13에 나타내는 바와 같이, 제1 수지 함유층(22x) 및 제2 수지 함유층(32x)에 대해서, 형(M1)을 0.1MPa 이상 20MPa 이하의 압력을 가해서 가압하는 것에 의해, 제1 수지 함유층(22x) 및 제2 수지 함유층(32x)의 엠보싱 구조를 형성하기 위한 엠보싱 가공이 실시된다. 이 엠보싱 가공이 실시되는 것에 의해, 도 14에 나타내는 바와 같이, 형(M1)의 볼록부에 의해 눌린 제1 수지 함유층(22x)의 영역(22p) 및 제2 수지 함유층(32x)의 영역(32p)의 두께가 다른 영역에 비해서 얇아지게 되는 것에 의해 오목부가 형성된다. 따라서 본 실시형태에서는 상술의 엠보싱 가공이 실시되는 공정이 오목부 형성공정/엠보싱 공정이다. 또, 상기 오목부의 형성은 관점을 달리하면 볼록부를 형성하는 공정이라고 말할 수도 있다.
그 결과, 도 14에 나타내는 바와 같이, 기재(10) 상에, 제1 수지 함유층(22x)과 제2 수지 함유층(32x)을 구비하는 복합부재(300)를 제조할 수 있다. 따라서 본 실시형태에서는 제1 수지 함유층(22x) 및 제2 수지 함유층(32x)에 엠보싱 가공을 실시하는 것에 의해서 오목부를 포함하는 엠보싱 구조를 형성하는 엠보싱 공정이 실시된다. 또, 본 실시형태의 하나의 변형예로서 제1 수지 함유층(22x) 또는 제2 수지 함유층(32x)에 엠보싱 가공을 실시하는 것에 의해서 오목부를 포함하는 엠보싱 구조를 형성하는 엠보싱 공정이 실시되는 것도 채용할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는 엠보싱 가공이 실시되기 전에, 자외선이 조사된 제1 수지 함유층(22x)과, 자외선이 조사된 제2 수지 함유층(32x)이 기재(10) 상에 형성되어 있지만, 본 실시형태는 그러한 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 자외선이 조사되어 있지 않은 제1 수지 함유층(22)과, 자외선이 조사되어 있지 않은 제2 수지 함유층(32)에 대해서 엠보싱 가공이 실시된 후에 자외선이 조사되는 것도 채용할 수 있는 1형태이다.
<제3 실시형태의 변형예 >
그런데, 본 발명자가, 상술한 제3 실시형태의 제1 수지 함유층(22x)의 일례인 지방족 폴리카보네이트 함유층을 사용해서 본원 출원인이 지금까지에 개시하는 공지의 엠보싱 가공법에 의한 요철형상을 형성할 때의 상기 요철의 치수 정밀도를 의해 높이기 위해서, 더욱 연구와 분석을 거듭한 결과, 하기의 조건을 구비하는 지방족 폴리카보네이트 함유층이 치수 정밀도의 향상에 크게 기여할 수 있는 것을 발견했다. 또, 본 변형예에서는 제1 내지 제3 각 실시형태와 중복하는 설명은 생략될 수 있다.
구체적으로는, 본 변형예에 있어서 채용된 지방족 폴리카보네이트의 일례인 폴리프로필렌카보네이트를 채용한 지방족 폴리카보네이트 함유 용액은 모든 지방족 폴리카보네이트 중, 분자량이 1×104 이상의 상기 지방족 폴리카보네이트가 99.0질량% 이상이며, 또 수 평균 분자량이 1×104 이상인 지방족 폴리카보네이트를, 어떤 용매(대표적으로는, 유기용매) 중에 용해시킨 용액이다. 별도의 표현을 채용하면, 분자량이 1×104 이상의 부분이 전체 면적에 99.0% 이상을 차지하는 분자량 분포곡선을 가지며, 또 수 평균 분자량이 1×104 이상인 지방족 폴리카보네이트를 함유하는 지방족 폴리카보네이트 함유 용액이 본 변형예의 「지방족 폴리카보네이트 함유 용액」이다.
(지방족 폴리카보네이트 함유 용액의 제조방법에 대해서)
본 변형예에서는 상술한 지방족 폴리카보네이트를 용해 가능한 유기용매에 지방족 폴리카보네이트를 용해시킨 후, 촉매를 제거한 지방족 폴리카보네이트 함유 용액을 얻는다.
그 후, 특정한 수치범위의 분자량 지방족 폴리카보네이트를 가능한 한 분리하는 제1 실시형태의 분리공정을 채용하는 것에 의해, 본 변형예의 지방족 폴리카보네이트 함유 용액이 제조된다.
상술한 분리공정을 실시하는 것에 의해서 수득된 특정한 수치범위의 분자량 지방족 폴리카보네이트를 지방족 폴리카보네이트를 용해 가능한 유기용매(예를 들면, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트)에 용해시킨다. 그 결과, 이하의 (X) 또는 (Y)을 만족시키는 본 변형예의 지방족 폴리카보네이트 함유 용액을 제조할 수 있다.
(X) 모두의 지방족 폴리카보네이트 중, 분자량이 10000 이상의 상기 지방족 폴리카보네이트가 99.0질량% 이상이며, 또 수 평균 분자량이 10000 이상인 상기 지방족 폴리카보네이트를 함유하는 지방족 폴리카보네이트 함유 용액
(Y) 분자량이 10000 이상의 부분이 전체 면적에 99.0% 이상을 차지하는 분자량 분포곡선을 가지며, 또 수 평균 분자량이 10000 이상인 지방족 폴리카보네이트를 함유하는 지방족 폴리카보네이트 함유 용액
상술한 지방족 폴리카보네이트 함유 용액을 사용해서 형성된 제3 실시형태의 제1 수지 함유층(22x)에 대해서 엠보싱 공정을 실시하는 것에 의해, 높은 치수 정밀도의 요철을 구비하는 지방족 폴리카보네이트 함유층을 높은 정확도로 실현시킬 수 있다. 따라서 상술한 지방족 폴리카보네이트 가운데 분자량이 1×104 이상의 상기 지방족 폴리카보네이트가 99.0 질량% 이상이며, 또 수 평균 분자량이 1×104 이상인 것은, 상기 지방족 폴리카보네이트에 대해서, 예를 들면, 나노ㆍ임프린트법을 사용해서 요철을 형성할 때에, 높은 치수 정밀도의 요철 및/또는 미세한 패터닝을 구비하는 제1 수지 함유층(22x)을 높은 정확도로 실현시킬 수 있기 때문에 호적한 1형태이다.
구체예에 대해서 이하에 설명한다. 본 변형예에서도 제3 실시형태와 마찬가지로, 형(M1)의 볼록부에 의해 눌린 제1 수지 함유층(22x)의 영역(22p) 및 제2 수지 함유층(32x)의 영역(32p)의 두께가 다른 영역에 비해서 얇아지는 오목부의 형성에 의해, 도 14 에 나타내는 바와 같은 요철 형상이 형성된다.
여기에서, 본 발명자는 제1 수지 함유층(22x)로서의 지방족 폴리카보네이트 함유층의 엠보싱 구조에 대해서도 연구와 분석의 결과, 질량 평균 분자량이 아니라, 수 평균 분자량이 요철 형상의 치수 정밀도에 지배적으로 영향을 주고 있다는 것을 발견했다.
그래서, 상술한 (X) 및/또는 (Y)의 조건을 만족시키는 지방족 폴리카보네이트 함유 용액을 출발재로 해서 지방족 폴리카보네이트 함유층을 형성하는 것에 의해, 후술하는 불량의 발생을 높은 정확도로 억제할 수 있었다. 그 결과, 본 발명자는 도 14 에 나타내는 바와 같은, 높은 치수 정밀도의 요철을 가지는 지방족 폴리카보네이트 함유층을 높은 정확도로 실현시킬 수 있는 것을 알아냈다.
도 15a는 본 변형예에서의 복합부재의 제조방법의 하나의 과정을 나타내는 단차 측정결과를 나타내는 그래프의 일례이다. 도 15a에 나타내는 「S」로 나타내는 부분과 같이, 본 변형예의 지방족 폴리카보네이트 함유층이 가지는 오목부의 가장자리 형상은 거의 수직이고, 도 15b의 돌기(23a)로 나타내는 바와 같은 결함도 눈에 띄지 않는다. 또, 도 15a에 나타내는 바와 같이, 본 변형예의 지방족 폴리카보네이트 함유층이 가지는 오목부의 바닥부(23b)가 부풀어 오른다는 도 15b에 나타내는 바와 같은 결함도 눈에 띄지 않는다. 그 결과, 치수 정밀도가 우수한 요철을 구비하는 지방족 폴리카보네이트 함유층을 제조할 수 있다.
또, 본 변형예에서는 오목부의 가장자리의 돌기의 평면에 대한 높이가, 상기 평면의 두께를 1로 했을 때에, 0 이상 0.5 이하(더 호적하게는 0 이상 0.15 이하)라면, 최종적으로 높은 정밀도의 복합부재(300)를 얻을 수 있다. 또, 상술의 「평면」이란 도 15b의 F로 나타난 영역과 같이, 똑같은 두께의 층상 지방족 폴리카보네이트 함유층이 형성된 후에 상술한 엠보싱 가공이 실시되었을 때, 돌기(23a)로부터 충분하게 떨어져 있는 장소로써, 돌기(23a)의 기슭의 끝을 조금 넘은 장소(대표적으로는 돌기(23a)의 정점으로부터 1㎛ 떨어진 장소)를 의미한다.
본 변형예에서는 그 후, 도 14에 나타내는 엠보싱 구조를 가지는 제1 수지 함유층(22x) 및 제2 수지 함유층(32x)의 전체 면을 대기압 분위기에서 발생시킨 플라즈마에 폭로하는 것에 의해서 에칭하는 에칭처리가 실시되는 경우가 있다.
또, 본 변형예에서는 제1 수지 함유층(22x)로서 지방족 폴리카보네이트 함유층의 예를 나타내고, 제2 수지 함유층(32x)로서 폴리메타크릴산메틸(PMMA) 함유층의 예를 나타내고 있지만, 본 변형예는 그것들의 예에 한정되지 않는다.
예를 들면, 제1 수지가 폴리프로필렌 카보네이트(PPC) 및 폴리부틸렌 카보네이트(PBC)의 그룹에서 선택되는 적어도 1종이고, 제2 수지가 폴리에틸렌 카보네이트(PEC)인 경우에는, 상술한 (X) 및/또는 (Y)의 조건을 만족시키는 것에 의해, 제1 수지 함유층(22x)의 엠보싱 구조와 함께, 제2 수지 함유층(32x)의 엠보싱 구조의 치수 정밀도도 높아지기 때문에 더욱 호적한 1형태이다.
<다른 실시형태(1)>
그런데 상술한 각 실시형태 또는 그 변형예에서도 기술한 바와 같이, 기재(10)는 기재(10) 상에, 미리, 절연체층, 반도체층, 또는 도전체층 또는 그것들의 패턴이 형성되어 있는 것을 포함할 수 있다. 여기에서, 예를 들면, 도 16의 복합부재(400)에 나타내는 바와 같이, 모재가 되는 기재(10)가 실리콘 기판으로서, 상기 모재의 표면과 자외선이 조사된 제1 수지 함유층(22x) 또는 자외선이 조사된 제2 수지 함유층(32x) 사이에 다른 층(예를 들면, 산화 실리콘층(40))이 개재하고 있는 예도 상술한 각 실시형태 또는 그 변형예에서 채용할 수 있는 1형태이다.
예를 들면, 제1 수지 함유층(22)과 제2 수지 함유층(32)과의 공간에 제2 실시형태의 변형예에서 채용된 금속잉크를 배치하는 경우, 금속잉크와 상기 「다른 층」의 표면과의 높은 젖음성을 실현시킬 필요가 발생한다. 따라서 상기 「다른 층」과 산화 실리콘층(40)을 채용하면, 산화 실리콘층(40)의 표면이 그러한 높은 젖음성을 발휘하기 때문에 호적한 1형태가 될 수 있다.
<다른 실시형태(2)>
또, 상술한 각 실시형태 또는 그 변형예에서는 기재(10) 상에 제1 수지 함유층(22)와 제2 수지 함유층(32)이 배치되어 있는 예가 나타나 있지만, 상술한 각 실시형태 또는 그 변형예는 그러한 형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 17의 복합부재(500)에 나타내는 바와 같이, 기재(10) 상에, 자외선이 조사된 제1 수지 함유층(22x) 및 자외선이 조사된 제2 수지 함유층(32x)과는 다른 층(52x)(예를 들면, 유기물층 및 금속층을 포함하는 공지의 층)이 배치되어 있는 예도, 상술한 각 실시형태 또는 그 변형예에서 채용할 수 있는 1형태이다.
이상 기술한 바와 같이, 상술한 각 실시형태 및 그것들의 변형예의 개시는 그것들의 실시형태의 설명을 위해서 기재한 것으로, 본 발명을 한정하기 위해서 기재하는 것은 아니다. 부가해서, 각 실시형태의 다른 조합을 포함하는 본 발명의 범위 내에 존재하는 변형예도 또한, 특허청구범위에 포함되는 것이다.
본 발명은 각종 반도체소자를 포함하는 휴대단말, 정보가전, 센서, 다른 공지의 전화(電化)제품, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 또는 NEMS(Nano Electro Mechanical Systems), 및 의료기기 등을 포함하는 전자 디바이스 분야 등에 널리 적용될 수 있다.
10: 기재
22: 제1 수지 함유층
22a: 자외선이 조사된 제1 표면
22p: 형(M1)의 볼록부에 의해 눌린 영역
22x: 자외선이 조사된 제1 수지 함유층
23a: 돌기
23b: 바닥부
32: 제2 수지 함유층
32a: 자외선이 조사된 제2 표면
32p: 형(M1)의 볼록부에 의해 눌린 영역
32x: 자외선이 조사된 제2 수지 함유층
40: 산화 실리콘층
52x: 제1 수지 함유층(22x) 및 제2 수지 함유층(32x)과는 다른는 층
72: 금속잉크
74: 금속층
80: 자외선 조사원(자외선 조사장치)
90: 도포장치
100, 200, 200A, 200B, 300, 400, 500: 복합부재

Claims (14)

  1. 기재 상 또는 상기 기재의 상방에, 제1 수지를 함유하는 제1 수지 함유층과, 상기 제1 수지와 다른 제2 수지를 함유하는 제2 수지 함유층을 구비하는 복합부재로써,
    상기 제1 수지 함유층의 적어도 제1 표면 및 상기 제2 수지 함유층의 적어도 제2 표면에 자외선을 조사했을 때의, 상기 자외선을 조사한 후의 상기 제1 표면의 제1 접촉각이 상기 자외선을 조사한 후의 상기 제2 표면의 제2 접촉각보다도 10°이상 높은 복합부재.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 표면 및 상기 제2 표면에 상기 자외선을 5분간 조사했을 때의, 상기 자외선을 조사한 후의 상기 제1 표면의 제1 접촉각이 45°이상이며, 또, 상기 자외선을 조사한 후의 상기 제2 표면의 제2 접촉각이 35°이하인 복합부재.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 표면 및 상기 제2 표면에 상기 자외선을 15분간 조사했을 때의, 상기 자외선을 조사한 후의 상기 제1 표면의 제1 접촉각이 50°이상이며, 또, 상기 자외선을 조사한 후의 상기 제2 표면의 제2 접촉각이 30°이하인 복합부재.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 자외선을 조사한 후의 상기 제1 표면의 상기 제1 접촉각이 60°초과인 복합부재.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 자외선을 조사한 후의 상기 제2 표면의 상기 제2 접촉각이 28°미만인 복합부재.
  6. 제2항에 있어서, 상기 제1 수지가 지방족 폴리카보네이트 또는 실리콘 수지이고,
    상기 제2 수지가 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 및 폴리이미드(PI)의 그룹에서 선택되는 적어도 1종인 복합부재.
  7. 제3항에 있어서, 상기 제1 수지가 지방족 폴리카보네이트이고,
    상기 제2 수지가 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 실리콘 수지, 및 폴리이미드(PI)의 그룹에서 선택되는 적어도 1종인 복합부재.
  8. 제4항에 있어서, 상기 제1 수지가 폴리프로필렌 카보네이트(PPC) 및 폴리부틸렌 카보네이트(PBC)의 그룹에서 선택되는 적어도 1종인 복합부재.
  9. 제5항에 있어서, 상기 제2 수지가 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리메타크릴산메틸(PMMA), 및 폴리이미드(PI)의 그룹에서 선택되는 적어도 1종인 복합부재.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 수지가 폴리프로필렌 카보네이트(PPC) 및 폴리부틸렌 카보네이트(PBC)의 그룹에서 선택되는 적어도 1종이고,
    상기 제2 수지가 폴리에틸렌 카보네이트(PEC)인 복합부재.
  11. 기재 상 또는 상기 기재의 상방에, 제1 수지를 함유하는 제1 수지 함유층과, 상기 제1 수지와 다른 제2 수지를 함유하는 제2 수지 함유층을 형성하는 수지 함유층 형성공정과,
    상기 제1 수지 함유층의 적어도 제1 표면 및 상기 제2 수지 함유층의 적어도 제2 표면에 자외선을 조사하는 것에 의해, 상기 자외선을 조사한 후의 상기 제2 표면의 제2 접촉각보다도 10°이상 높은, 상기 자외선을 조사한 후의 상기 제1 표면의 제1 접촉각을 형성하는 자외선 조사공정을 포함하는 복합부재의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 자외선 조사공정은 상기 제1 표면 및 상기 제2 표면에 상기 자외선을 5분간 조사했을 때의, 상기 자외선을 조사한 후의 상기 제1 표면의 상기 제1 접촉각을 45° 이상으로 하며, 또, 상기 자외선을 조사한 후의 상기 제2 표면의 제2 접촉각을 35°이하로 하는 복합부재의 제조방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 자외선 조사공정은 상기 제1 표면 및 상기 제2 표면에 상기 자외선을 15분간 조사했을 때의, 상기 자외선을 조사한 후의 상기 제1 표면의 제1 접촉각을 50° 이상으로 하며, 또, 상기 자외선을 조사한 후의 상기 제2 표면의 제2 접촉각이 30°이하로 하는 복합부재의 제조방법.
  14. 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지 함유층 형성공정은,
    상기 제1 수지 및/또는 제2 수지가 지방족 폴리카보네이트이며, 또,
    분자량이 10000 이상의 부분이 전체 면적에 99.0% 이상을 차지하는 분자량 분포곡선을 가지며, 또 수 평균 분자량이 10000 이상인 상기 지방족 폴리카보네이트를 함유하는 지방족 폴리카보네이트 함유 용액을, 상기 기재 상 또는 상기 기재의 상방에 층상으로 형성하고, 가열하는 것에 의해서 상기 제1 수지 함유층 및/또는 상기 제2 수지 함유층을 형성하는 공정을 포함하는 복합부재의 제조방법.
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