TW201630728A - 透明導電構件用層疊體、轉印材料、透明導電構件、觸摸屏及其製造方法、以及其應用 - Google Patents
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Abstract
本發明的目的為提供一種電阻低、透過率高且抗龜裂性優異的透明導電構件用層疊體、具有所述透明導電構件用層疊體的轉印材料、使用所述透明導電構件用層疊體形成的透明導電構件、觸摸屏及觸摸屏顯示裝置、以及使用所述轉印材料的觸摸屏的製造方法。本發明的透明導電構件用層疊體的特徵在於:依序具有第一層、金屬層、及第二層,所述第一層及第二層分別含有作為成分A的特定的含鈦化合物及/或含鋯化合物、以及有機樹脂,所述第一層及第二層的波長550 nm的光下的折射率分別為1.6~2.0,所述第一層及第二層的平均厚度分別為10 nm~100 nm。
Description
本發明是有關於一種透明導電構件用層疊體、轉印材料、透明導電構件、觸摸屏及其製造方法、以及觸摸屏顯示裝置。
在透明導電膜的高性能化中,低電阻化為重要的解決課題。代替氧化銦錫(Indium Tin Oxide,ITO)(摻銦氧化錫)等氧化物系透明導電膜,正致力於開發利用Ag/ITO等金屬及合金/氧化物納米層疊化的低電阻透明導電膜。 例如,專利文獻1中記載有一種透明導電性基材,其特徵在於包含:基板;透明導電層,形成於所述基板上,且包含塗布有透明導電膜而成的圖案部及所述基板露出的非圖案部;及高分子樹脂層,包含折射率為1.4~1.6的樹脂,並對所述非圖案部進行填充且形成於所述透明導電層上,並且自所述圖案部算起的厚度為1 μm~1000 μm,所述透明導電膜包含形成於所述基板上的折射率為2.1~2.7且厚度為30 nm~50 nm的第1薄膜、形成於所述第1薄膜上的厚度為5 nm~15 nm的金屬薄膜、及形成於所述金屬薄膜上的折射率為2.1~2.7且厚度為30 nm~50 nm的第2薄膜。 另外,非專利文獻1中記載有利用AlN/Ag/AlN納米層疊化的低電阻透明導電膜。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2014-69572號公報 [非專利文獻]
[非專利文獻1]《日本真空學會期刊(Journal of the Vacuum Society of Japan,J. Vac. Soc. Jpn.)》第56卷,第11號,2013,466-468
[發明所欲解決之課題]
本發明要解決的課題為提供一種電阻低、透過率高且抗龜裂性優異的透明導電構件用層疊體、具有所述透明導電構件用層疊體的轉印材料、使用所述透明導電構件用層疊體形成的透明導電構件、觸摸屏及觸摸屏顯示裝置、以及使用所述轉印材料的觸摸屏的製造方法。 [解決課題之手段]
本發明的所述課題通過以下的<1>或<10>~<14>中記載的手段解決。以下一同記載作為優選的實施方式的<2>~<9>。 <1>一種透明導電構件用層疊體,其特徵在於依序具有:第一層、金屬層、及第二層,所述第一層及第二層分別含有作為成分A的選自由下述a1~a3所組成的群組中的至少一種、以及有機樹脂,所述第一層及第二層的波長550 nm的光下的折射率分別為1.6~2.0,所述第一層及第二層的平均厚度分別為10 nm~100 nm,所述金屬層含有銀及/或銅,所述金屬層的平均厚度為5 nm~50 nm, a1:具有烷氧基的鈦化合物及/或鋯化合物、 a2:具有至少一個直接鍵結於鈦原子或鋯原子的烷氧基的鈦氧烷、鋯氧烷及/或鈦氧烷-鋯氧烷縮合物、 a3:含有鈦原子及/或鋯原子的金屬氧化物; <2>根據<1>所述的透明導電構件用層疊體,其中波長550 nm的光下的透過率為60%以上; <3>根據<1>或<2>所述的透明導電構件用層疊體,其中所述第一層及第二層中的成分A的重量含有率分別為20質量%以上且70質量%以下; <4>根據<1>至<3>中任一項所述的透明導電構件用層疊體,其中所述有機樹脂含有具有芴環結構的樹脂; <5>根據<1>至<4>中任一項所述的透明導電構件用層疊體,其中所述有機樹脂含有丙烯酸樹脂; <6>根據<1>至<5>中任一項所述的透明導電構件用層疊體,其中所述金屬層含有銀; <7>根據<1>至<6>中任一項所述的透明導電構件用層疊體,其中所述金屬層包含銀合金; <8>根據<1>至<7>中任一項所述的透明導電構件用層疊體,其中所述第一層及第二層分別至少包含所述a1作為成分A; <9>根據<1>至<7>中任一項所述的透明導電構件用層疊體,其中所述第一層及第二層分別至少包含所述a3作為成分A; <10>一種轉印材料,其在臨時支撐體上具有根據<1>至<9>中任一項所述的透明導電構件用層疊體; <11>一種觸摸屏的製造方法,其使用根據<10>所述的轉印材料形成觸摸電極; <12>一種透明導電構件,其包含使根據<1>至<9>中任一項所述的透明導電構件用層疊體硬化而成的硬化物; <13>一種觸摸屏,其具有根據<12>所述的透明導電構件; <14>一種觸摸屏顯示裝置,其具有根據<12>所述的透明導電構件。 [發明的效果]
根據本發明,可提供一種電阻低、透過率高且抗龜裂性優異的透明導電構件用層疊體、具有所述透明導電構件用層疊體的轉印材料、使用所述透明導電構件用層疊體形成的透明導電構件、觸摸屏及觸摸屏顯示裝置、以及使用所述轉印材料的觸摸屏的製造方法。
以下,對本發明的內容進行詳細說明。以下記載的構成要件的說明是基於本發明的代表性的實施方式而成,但本發明並不限定於這種實施方式。此外,在本申請說明書中,所謂「~」是以包含其前後所記載的數值作為下限值及上限值的意思而使用。另外,所謂本發明中的有機EL元件是指有機電致發光(electroluminescence)元件。 在本說明書中的基(原子團)的表述中,未記載經取代及未經取代的表述包含不具有取代基的基(原子團),並且也包含具有取代基的基(原子團)。例如,所謂「烷基」,不僅包含不具有取代基的烷基(未經取代的烷基),而且也包含具有取代基的烷基(經取代的烷基)。 另外,本說明書中的化學結構式有時也以省略氫原子的簡略結構式進行記載。 此外,在本說明書中,「(甲基)丙烯酸酯」表示丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,「(甲基)丙烯酸」表示丙烯酸及甲基丙烯酸,「(甲基)丙烯醯基」表示丙烯醯基及甲基丙烯醯基。 在本發明中,將「選自由a1~a3所組成的群組中的至少一種」等簡稱為「成分A」等。 另外,在本發明中,「質量%」與「重量%」為相同含義,「質量份」與「重量份」為相同含義。 另外,在本發明中,兩種以上的優選的實施方式的組合為更優選的實施方式。
本發明中的樹脂、鈦氧烷、鋯氧烷及鈦氧烷-鋯氧烷縮合物中的重量平均分子量及數量平均分子量是利用凝膠滲透色譜法(Gel Permeation Chromatography,GPC)進行測定。
(透明導電構件用層疊體) 本發明的透明導電構件用層疊體的特徵在於依序具有:第一層、金屬層、及第二層,所述第一層及第二層分別含有作為成分A的選自由下述a1~a3所組成的群組中的至少一種、以及有機樹脂,所述第一層及第二層的波長550 nm的光下的折射率分別為1.6~2.0,所述第一層及第二層的平均厚度分別為10 nm~100 nm,所述金屬層含有銀及/或銅,所述金屬層的平均厚度為5 nm~50 nm。 a1:具有烷氧基的鈦化合物及/或鋯化合物、 a2:具有至少一個直接鍵結於鈦原子或鋯原子的烷氧基的鈦氧烷、鋯氧烷及/或鈦氧烷-鋯氧烷縮合物、 a3:含有鈦原子及/或鋯原子的金屬氧化物。
非專利文獻1中,將作為金屬的Ag與作為介電體的與ITO等相比可見光區域中的透過率高且折射率大的AlN薄膜組合,在聚對苯二甲酸乙二酯(Polyethylene Terephthalate,PET)膜上製作多種條件的AlN/Ag/AlN納米層疊膜,並對製作條件與電特性及光學特性的關聯性進行研究。 此次,本發明等人進行了努力研究,結果發現通過以特定厚度的有機無機複合高折射率材料將特定厚度的金屬層設為夾層(sandwich)結構,可獲得電阻低、透過率高且抗龜裂性優異的透明導電構件用層疊體,從而完成了本發明。 此外,詳細的效果顯現機制不明,推測為:通過將各層設為特定厚度,可達成低電阻且高透過率,進而通過將第一層及第二層設為特定組成的有機無機複合層,而為高透過率且具有柔軟性,並且抗龜裂性優異。 另外,可利用比蒸鍍法廉價的塗布法容易地形成本發明的透明導電構件用層疊體中的第一層及第二層,從而本發明的透明導電構件用層疊體在成本方面而言也優異。
就提高在附有顯示裝置的觸摸屏的感測器電極中使用時的畫面亮度的觀點而言,本發明的透明導電構件用層疊體的可見光的透過率越高越佳。具體而言,波長550 nm的光的透過率優選的是60%以上,更優選的是70%以上,進而優選的是80%以上,特別優選的是90%以上。另外,所述透過率的上限值為100%。
<金屬層> 本發明的透明導電構件用層疊體依序具有第一層、金屬層、及第二層,所述金屬層含有銀及/或銅,且所述金屬層的平均厚度為5 nm~50 nm。 所述金屬層的材質優選的是銀單質、銅單質、或包含這些金屬的合金,更優選的是銀單質或銀合金,進而優選的是銀合金,特別優選的是銀-鈀合金。若為所述實施方式,則即便為5 nm~50 nm的薄膜,也可容易地形成均勻的層,可進一步降低電阻。 所述合金可含有的元素並無特別限制,優選的是過渡金屬元素,更優選的是9族~14族的過渡金屬元素,進而優選的是鈀、金、鎳、鉑、鋅、銦、錫及/或鉛,特別優選的是鈀。 另外,所述金屬層中的銀及銅的總含量優選的是50質量%以上,更優選的是90質量%以上,進而優選是95質量%以上,特別優選的是97質量%。另外,所述總含量的上限值為100質量%。
所述金屬層的平均厚度為5 nm~50 nm,優選的是5 nm~30 nm,更優選的是5 nm~20 nm,進而優選的是5 nm~15 nm。若為所述實施方式,則為低電阻且可獲得透過率更高的透明導電構件用層疊體。此外,在本發明中,各層的平均厚度設為在相對於塗布方向為縱寬方向與橫寬方向上以面內1 cm為間隔而測定的層的厚度的平均值。厚度的測定方法例如可適宜地列舉利用掃描型電子顯微鏡觀察透明導電構件用層疊體的剖面的方法。
<第一層及第二層> 本發明的透明導電構件用層疊體依序具有第一層、金屬層、及第二層,所述第一層及第二層分別含有作為成分A的選自由所述a1~a3所組成的群組中的至少一種、以及有機樹脂,所述第一層及第二層的波長550 nm的光下的折射率分別為1.6~2.0,所述第一層及第二層的平均厚度分別為10 nm~100 nm。 如後述般,本發明的透明導電構件用層疊體也可具有第一層、金屬層、及第二層以外的結構,優選的是第一層與金屬層、或金屬層與第二層直接接觸。 另外,優選的是本發明的透明導電構件用層疊體中的第一層及第二層分別為透明的層。
所述第一層及第二層的波長550 nm的光下的折射率分別為1.6~2.0,優選的是1.6~1.95,更優選的是1.62~1.90,進而優選的是1.70~1.85。若為所述範圍,則透過率更高且抗龜裂性更優異。 作為折射率的測定方法,可在25℃下使用橢偏儀(ellipsometer)VUV-VASE(日本J. A.沃蘭姆(J. A. Woollam Japan)(股)製造),測定波長550 nm下的折射率。此外,所述第一層及第二層的折射率的因溫度變化所引起的值的偏差小,但優選的是在25℃下進行測定。 另外,所述第一層的波長550 nm的光下的折射率與所述第二層的波長550 nm的光下的折射率可相同也可不同,優選的是所述第一層的波長550 nm的光下的折射率為所述第二層的波長550 nm的光下的折射率的0.9倍~1.1倍的值。
所述第一層及第二層的平均厚度分別為10 nm~100 nm,更優選的是20 nm~90 nm,進而優選的是25 nm~75 nm,進而更優選的是30 nm~60 nm。若為所述範圍,則透過率更高且抗龜裂性更優異。 另外,所述第一層的平均厚度與所述第二層的平均厚度可相同也可不同,優選的是所述第一層的平均厚度為所述第二層的平均厚度的0.8倍~1.2倍的值。
成分A:選自由a1~a3所組成的群組中的至少一種 本發明的透明導電構件用層疊體的所述第一層及第二層分別含有作為成分A的選自由下述a1~a3所組成的群組中的至少一種。 a1:具有烷氧基的鈦化合物及/或鋯化合物、 a2:具有至少一個直接鍵結於鈦原子或鋯原子的烷氧基的鈦氧烷、鋯氧烷及/或鈦氧烷-鋯氧烷縮合物、 a3:含有鈦原子及/或鋯原子的金屬氧化物。 成分A可單獨含有一種a1~a3,也可含有兩種以上。 所述第一層及/或第二層優選的是在含有所述a1作為成分A的情況下,同時含有使所述a1縮合而成的相當於a2的成分。 其中,所述第一層及第二層優選的是分別含有a3,更優選的是分別含有選自由氧化鈦粒子、氧化鋯粒子、以及包含鈦原子及/或鋯原子的複合氧化物粒子所組成的群組中的至少一種粒子,進而優選的是分別含有氧化鈦粒子。若為所述實施方式,則透過率更高且抗龜裂性更優異。 所述第一層及第二層中的成分A的含量(質量含有率)優選的是15質量%~80質量%,更優選的是20質量%~70質量%,進而優選的是40質量%~65質量%。若為所述範圍,則透過率更高且抗龜裂性更優異。
就成本或折射率的觀點而言,成分A優選的是選自由鈦化合物、鈦氧烷、及氧化鈦所組成的群組中,另外,就低溫硬化性、硬化速度及穩定性的觀點而言,成分A優選的是選自由鋯化合物、鋯氧烷、及氧化鋯所組成的群組中。
a1:具有烷氧基的鈦化合物及/或鋯化合物 作為a1:具有烷氧基的鈦化合物及具有烷氧基的鋯化合物,可列舉:單烷氧化鈦、二烷氧化鈦、三烷氧化鈦、四烷氧化鈦、單烷氧化鋯、二烷氧化鋯、三烷氧化鋯、及四烷氧化鋯。這些中可優選地列舉四烷氧化鈦及四烷氧化鋯。 就膜物性的觀點而言,四烷氧化鈦優選的是下述式a1-1所表示的四烷氧化鈦。 另外,就膜物性的觀點而言,四烷氧化鋯優選的是下述式a1-2所表示的四烷氧化鋯。
[化1]
式a1-1及式a1-2中,R1
~R4
分別獨立地表示碳數1~18的烷基、碳數6~18的芳基、或碳數7~18的芳烷基。
式a1-1所表示的四烷氧化鈦例如可列舉:四甲氧化鈦、四乙氧化鈦、四正丙氧化鈦、四異丙氧化鈦、四正丁氧化鈦、四異丁氧化鈦、二異丙氧基二正丁氧化鈦、二叔丁氧基二異丙氧化鈦、四叔丁氧化鈦、四異辛氧化鈦、四硬脂基烷氧化鈦等。 式a1-2所表示的四烷氧化鋯並不限定於以下的具體例,例如可列舉:四甲氧化鋯、四乙氧化鋯、四正丙氧化鋯、四異丙氧化鋯、四正丁氧化鋯、四異丁氧化鋯、二異丙氧基二正丁氧化鋯、二叔丁氧基二異丙氧化鋯、四叔丁氧化鋯、四異辛氧化鋯、四硬脂基烷氧化鋯等。
a2:具有至少一個直接鍵結於鈦原子或鋯原子的烷氧基的鈦氧烷、鋯氧烷及/或鈦氧烷-鋯氧烷縮合物 鈦氧烷也被稱為聚鈦氧烷,為具有兩個以上的Ti-O-Ti鍵的化合物。 鋯氧烷也被稱為聚鋯氧烷,為具有兩個以上的Zr-O-Zr鍵的化合物。 就膜物性的觀點而言,所述鈦氧烷優選的是下述式a2-1所表示的鈦氧烷。 另外,就膜物性的觀點而言,所述鋯氧烷優選的是下述式a2-2所表示的鋯氧烷。 Tiα
Oβ
(OR)γ
(a2-1) Zrα
Oβ
(OR)γ
(a2-2) 式a2-1及式a2-2中,R分別獨立地表示氫原子、碳數1~18的烷基、碳數6~18的芳基、或碳數7~18的芳烷基,α、β及γ滿足下述的條件a'~條件c',α表示正整數,β及γ表示正數。 a':200≧α≧2、 b':1.9α≧β≧1.0α、 c':γ=4α-2β 所述a2中的鈦氧烷、鋯氧烷及鈦氧烷-鋯氧烷縮合物可為單一的組成,也可為兩種以上的混合物。
a3:含有鈦原子及/或鋯原子的金屬氧化物 包含鈦原子及/或鋯原子的複合氧化物優選的是氧化鈦、鈦複合氧化物、氧化鋯、或鋯複合氧化物,更優選的是氧化鈦、鈦複合氧化物、或氧化鋯,進而優選的是氧化鈦、或氧化鋯,特別優選的是氧化鈦。 氧化鈦特別優選的是折射率高的金紅石型。 另外,a3優選的是金屬氧化物粒子。 a3可使用市售者,例如可列舉:作為氧化鈦粒子的石原產業(股)製造的TTO系列(TTO-51(A)、TTO-51(C)等)、TTO-S、V系列(TTO-S-1、TTO-S-2、TTO-V-3等)、帝化(Tayca)(股)製造的MT系列(MT-01、MT-05等),作為氧化錫-氧化鈦複合粒子的奧普托萊克(Optolake)TR-502、奧普托萊克(Optolake)TR-504(以上,日揮催化劑化成工業(股)製造),作為氧化矽-氧化鈦複合粒子的奧普托萊克(Optolake)TR-503、奧普托萊克(Optolake)TR-513、奧普托萊克(Optolake)TR-520、奧普托萊克(Optolake)TR-521、奧普托萊克(Optolake)TR-527(以上,日揮催化劑化成工業(股)製造),氧化鋯粒子(高純度化學研究所(股)製造),氧化錫-氧化鋯複合粒子(日揮催化劑化成工業(股)製造)等。
另外,a3優選的是金屬氧化物粒子。 就透明性的觀點而言,a3的平均一次粒徑優選的是1 nm~200 nm,更優選的是3 nm~80 nm,特別優選的是5 nm~50 nm。這裏,粒子的平均一次粒徑是指利用電子顯微鏡測定任意200個粒子的粒徑並求出的其算術平均值。另外,在粒子的形狀並非球形的情況下,將最長邊視為粒徑。 另外,a3也能以分散液的形式供於使用,所述分散液是通過使用球磨機、棒磨機等混合裝置將a3在適當的分散劑及溶劑中混合•分散而製備。
-有機樹脂- 本發明的透明導電構件用層疊體的所述第一層及第二層分別含有有機樹脂。 所述有機樹脂並無特別限制,可使用公知的樹脂,例如可列舉丙烯酸樹脂、環氧樹脂、氨基甲酸酯樹脂等,其中優選的是至少包含丙烯酸樹脂。若為所述實施方式,則透過性更高,抗龜裂性更優異。 另外,所述有機樹脂優選的是具有下述所示般的芴環結構。通過具有芴環結構,透過性進一步變高。
[化2]
所述芴環結構可在芳香環上具有取代基,另外,所述取代基彼此也可鍵結而形成脂環或芳香環。 所述取代基可優選地例示鹵素原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、及芳硫基,可更優選地例示鹵素原子、烷基、烷氧基,可進而優選地例示烷基。
所述有機樹脂例如可為後述的第一層形成用組合物及第二層形成用組合物自身,可為進行乾燥而成的樹脂,也可為進行硬化及熱處理而成的樹脂,優選的是使後述的第一層形成用組合物及第二層形成用組合物硬化而形成的樹脂,更優選的是使後述的第一層形成用組合物及第二層形成用組合物硬化進而進行熱處理而形成的樹脂。
所述第一層及第二層中的有機樹脂的含量優選的是20質量%~85質量%,更優選的是30質量%~80質量%,進而優選的是35質量%~60質量%。若為所述範圍,則透過率更高且抗龜裂性更優異。
<支撐體> 本發明的透明導電構件用層疊體也可具有支撐體。 在具有支撐體的情況下,本發明的透明導電構件用層疊體優選的是依序具有第一層、金屬層、第二層、及支撐體。 支撐體的材質可列舉無機材料、樹脂、樹脂複合材料等。 無機材料例如可列舉:玻璃、石英、矽、氮化矽、及在這些基板上蒸鍍鉬、鈦、鋁、銅等而成的複合基板。 樹脂可列舉:聚對苯二甲酸丁二酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸丁二酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚碸、聚醚碸、聚芳酯、烯丙基二甘醇碳酸酯樹脂、聚醯胺、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚醚醯亞胺、聚吲哚、聚苯硫醚、聚環烯烴、降冰片烯樹脂、聚氯三氟乙烯等氟樹脂、液晶聚合物、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、矽酮樹脂、離聚物樹脂、氰酸酯樹脂、交聯富馬酸二酯、環狀聚烯烴、芳香族醚樹脂、馬來醯亞胺-烯烴共聚物、纖維素、環硫樹脂等合成樹脂。 這些支撐體直接以所述形態使用的情況少,通常,根據最終製品的形態而形成例如薄膜電晶體(Thin Film Transistor,TFT)元件之類的多層層疊結構。 這些中,可優選地列舉透明支撐體,可更優選地列舉聚酯膜或玻璃基板,可進而優選地列舉聚對苯二甲酸乙二酯(PET)膜或玻璃基板。 支撐體的厚度並無特別限制,優選的是0.5 μm~2 mm。 另外,支撐體也可為後述的轉印材料中的臨時支撐體。
本發明的透明導電構件用層疊體除了所述層以外也可具有公知的層。例如可列舉:折射率調整層、保護層、絕緣層、接著層、粘著層等。
[第一層形成用組合物及第二層形成用組合物] 本發明的透明導電構件用層疊體中的第一層及第二層優選的是分別由第一層形成用組合物及第二層形成用組合物形成。 第一層形成用組合物及第二層形成用組合物優選的是硬化性組合物。 另外,第一層形成用組合物及第二層形成用組合物優選的是感光性組合物,更優選的是正型感光性組合物、或負型感光性組合物。
成分A:選自由a1~a3所組成的群組中的至少一種 第一層形成用組合物及第二層形成用組合物含有選自由下述a1~a3所組成的群組中的至少一種作為成分A。 a1:具有烷氧基的鈦化合物及/或鋯化合物、 a2:具有至少一個直接鍵結於鈦原子或鋯原子的烷氧基的鈦氧烷、鋯氧烷及/或鈦氧烷-鋯氧烷縮合物、 a3:含有鈦原子及/或鋯原子的金屬氧化物。 成分A的優選的實施方式與所述成分A相同。 相對於感光性組合物的總固體成分,成分A的含量優選的是15質量%~80質量%,更優選的是20質量%~70質量%,進而優選的是40質量%~65質量%。此外,所謂感光性組合物中的「固體成分」是表示將溶劑等揮發性成分除去的成分。另外,當然所述固體成分也可並非固體而為液狀。
成分B:芴化合物 第一層形成用組合物及第二層形成用組合物優選的是含有芴化合物,更優選的是含有具有反應性基的芴化合物。通過使用芴化合物,可容易地將芴環結構導入至所述有機樹脂。 另外,也可使具有芴環的單體與粘合劑聚合物等樹脂共聚而將芴環結構導入至所述有機樹脂。 具有反應性基的芴化合物可優選地列舉下述式I所表示的化合物。
[化3]
式I中,Ar1f
及Ar2f
分別獨立地表示亞芳基,R1f
及R2f
分別獨立地表示羥基、羧基、烷氧基、或具有選自由羥基、羧基、環氧基及氧雜環丁基所組成的群組中的至少一種基的一價的有機基,R1f
及R2f
的至少一個為羥基、羧基、或具有選自由羥基、羧基、環氧基及氧雜環丁基所組成的群組中的至少一種基的一價的有機基,R3f
及R4f
分別獨立地表示一價的取代基,p及q分別獨立地表示0~4的整數,不同的R3f
彼此及不同的R4f
彼此也可鍵結而形成脂環或芳香環。
就合成及相對介電常數的觀點而言,Ar1f
及Ar2f
優選的是分別獨立地為二價的芳香族烴基,更優選的是分別獨立地為亞苯基或亞萘基,進而更優選的是分別獨立地為1,4-亞苯基或2,6-亞萘基,特別優選的是分別獨立地為1,4-亞苯基。另外,就折射率的觀點而言,Ar1f
及Ar2f
優選的是分別獨立地為亞萘基,更優選的是分別獨立地為2,6-亞萘基。 另外,就合成及相對介電常數的觀點而言,優選的是Ar1f
與Ar2f
為相同的基。 Ar1f
及Ar2f
也可分別獨立地在芳香環上具有取代基。 所述取代基可優選地例示鹵素原子、烷基、烯基、芳基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、及芳硫基,可更優選地例示鹵素原子、烷基、及芳基,可進而優選地例示烷基、及芳基。 另外,所述取代基彼此也可鍵結而形成脂環或芳香環。
R1f
及R2f
分別獨立地表示羥基、羧基、烷氧基、或具有選自由羥基、羧基、環氧基及氧雜環丁基所組成的群組中的至少一種基的一價的有機基,R1f
及R2f
的至少一個為羥基、羧基、或具有選自由羥基、羧基、環氧基及氧雜環丁基所組成的群組中的至少一種基的一價的有機基。 就折射率及相對介電常數的觀點而言,R1f
及R2f
優選的是分別獨立地為羥基、羧基、或具有選自由羥基、羧基、環氧基及氧雜環丁基所組成的群組中的至少一種基的一價的有機基,更優選的是分別獨立地為羥基、或具有選自由羥基、環氧基及氧雜環丁基所組成的群組中的至少一種基的一價的有機基,進而優選的是分別獨立地為具有選自由環氧基及氧雜環丁基所組成的群組中的至少一種基的一價的有機基,特別優選的是分別獨立地為具有環氧基的一價的有機基。 另外,就感度的觀點而言,R1f
及R2f
優選的是羥基、或具有羥基的一價的有機基,就透明性的觀點而言,R1f
及R2f
優選的是具有環氧基或氧雜環丁基的一價的有機基。 進而,就合成上的觀點而言,特別優選的是R1f
與R2f
為相同的基。
R1f
及R2f
中的具有選自由羥基、羧基、環氧基及氧雜環丁基所組成的群組中的至少一種基的一價的有機基優選的是在末端具有選自由羥基、羧基、環氧基及氧雜環丁基所組成的群組中的至少一種基的一價的有機基。 另外,所述一價的有機基中的羥基、羧基、環氧基及氧雜環丁基以外的部分結構可優選地列舉:亞烷基、醚鍵、硫醚鍵、羰基、醯胺鍵及將這些組合而成的結構。 所述一價的有機基優選的是具有醚鍵、亞烷基氧基或聚亞烷基氧基的基,更優選的是具有醚鍵或亞烷基氧基的基。 另外,就折射率及相對介電常數的觀點而言,R1f
及R2f
優選的是分別獨立地為羥基、縮水甘油基氧基、3-烷基-3-氧雜環丁基甲基氧基、縮水甘油基氧基亞烷基氧基、或縮水甘油基氧基聚亞烷基氧基,更優選的是分別獨立地為羥基、縮水甘油基氧基、或縮水甘油基氧基亞烷基氧基,進而優選的是分別獨立地為縮水甘油基氧基、或縮水甘油基氧基亞烷基氧基,特別優選的是分別獨立地為縮水甘油基氧基亞烷基氧基。
R3f
及R4f
分別獨立地表示一價的有機基。 所述R3f
及R4f
中的一價的有機基可優選地例示鹵素原子、烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、及芳硫基,可更優選地例示鹵素原子、烷基、烷氧基,可進而優選地例示烷基。 p及q分別獨立地表示0~4的整數,優選的是0~2的整數,更優選的是0或2,特別優選是0。 另外,不同的R3f
彼此及不同的R4f
彼此也可鍵結而形成脂環或芳香環。在形成所述環的情況下,優選的是形成芳香環,更優選的是與芴環一同形成以下的環。
[化4]
式I所表示的化合物優選的是具有4個~8個苯環,更優選的是具有5個~8個,進而更優選的是具有6個~8個。若為所述實施方式,則折射率更優異。此外,例如萘環設為具有2個苯環。 關於式I所表示的化合物的分子量,就在顯影液中的溶解性及光學特性的觀點而言,分子量優選的是小於1,000,更優選的是400以上且小於1,000,進而優選的是400~800,特別優選的是400~600。
式I所表示的化合物的具體例可例示:9,9-雙(縮水甘油基氧基烷氧基-烷基苯基)芴{例如,9,9-雙[4-(2-縮水甘油基氧基乙氧基)-3-甲基苯基]芴、9,9-雙[4-(2-縮水甘油基氧基乙氧基)-3,5-二甲基苯基]芴等9,9-雙(縮水甘油基氧基C2-4烷氧基-單或二C1-4烷基苯基)芴}、9,9-雙(縮水甘油基氧基二烷氧基-烷基苯基)芴{例如,9,9-雙{4-[2-(2-縮水甘油基氧基乙氧基)乙氧基]-3-甲基苯基}芴、9,9-雙{4-[2-(2-縮水甘油基氧基乙氧基)乙氧基]-3,5-二甲基苯基}芴等9,9-雙(縮水甘油基氧基C2-4烷氧基-單或二C1-4烷基苯基)芴}、9,9-雙(縮水甘油基氧基烷氧基萘基)芴{例如,9,9-雙[6-(2-縮水甘油基氧基乙氧基)-2-萘基]芴、9,9-雙[5-(2-縮水甘油基氧基乙氧基)-1-萘基]芴、9,9-雙[6-(2-縮水甘油基氧基丙氧基)-2-萘基]芴等9,9-雙(縮水甘油基氧基C2-4烷氧基萘基)芴}、9,9-雙(縮水甘油基氧基二烷氧基萘基)芴{例如,9,9-雙{6-[2-(2-縮水甘油基氧基乙氧基)乙氧基]-2-萘基}芴、9,9-雙{5-[2-(2-縮水甘油基氧基乙氧基)乙氧基]-1-萘基}芴、9,9-雙{6-[2-(2-縮水甘油基氧基丙氧基)丙氧基]-2-萘基}芴等9,9-雙(縮水甘油基氧基二C2-4烷氧基萘基)芴}、及將所述縮水甘油基氧基代替為羥基、羧基或3-烷基-3-氧雜環丁基甲基氧基而成的化合物。另外,所述C1-4烷基等表示碳數1~4的烷基。
芴化合物可單獨使用一種,也可並用兩種以上。 相對於成分C的總含量100質量份,第一層形成用組合物及第二層形成用組合物中的芴化合物的含量優選的是1質量份~200質量份,更優選的是5質量份~150質量份,進而優選的是10質量份~150質量份,特別優選的是50質量份~120質量份。若為所述實施方式,則所獲得的硬化物的折射率更高,相對介電常數更低,透明性更優異。
成分C:樹脂 第一層形成用組合物及第二層形成用組合物優選的是含有樹脂。 樹脂並無特別限制,可優選地使用抗蝕劑中所使用的公知的樹脂。 樹脂可單獨含有一種,也可含有兩種以上。 在第一層形成用組合物及第二層形成用組合物為正型感光性組合物的情況下,樹脂優選的是包含如下聚合物,所述聚合物包含具有酸基經酸分解性基保護的基的構成單元。 此外,在本發明中,也將「具有酸基經酸分解性基保護的基的構成單元」稱為「構成單元c1」。 另外,在第一層形成用組合物及第二層形成用組合物為負型感光性組合物的情況下,樹脂優選的是包含鹼可溶性樹脂。
-包含具有酸基經酸分解性基保護的基的構成單元的聚合物- 第一層形成用組合物及第二層形成用組合物優選的是包含如下聚合物(以下也稱為「成分C-1」),所述聚合物包含具有酸基經酸分解性基保護的基的構成單元。 第一層形成用組合物及第二層形成用組合物也可進而包含如下聚合物,所述聚合物為包含具有酸基經酸分解性基保護的基的構成單元的聚合物以外的聚合物。 成分C-1優選的是加成聚合型樹脂,更優選的是包含源自(甲基)丙烯酸及/或其酯的構成單元的聚合物(丙烯酸樹脂)。此外,也可具有源自(甲基)丙烯酸及/或其酯的構成單元以外的構成單元、例如源自苯乙烯的構成單元或源自乙烯基化合物的構成單元等。
成分C-1為至少包含具有酸基經酸分解性基保護的基的構成單元c1的聚合物。通過成分C-1包含具有構成單元c1的聚合物,可製成感度極高的感光性組合物。 本發明中的「酸基經酸分解性基保護的基」可使用公知的基作為酸基及酸分解性基,並無特別限定。具體的酸基可優選地列舉羧基及酚性羥基。另外,酸分解性基可使用相對容易因酸而分解的基(例如,縮醛結構、縮酮結構、四氫吡喃基酯基、或四氫呋喃基酯基等縮醛系官能基)或相對難以因酸而分解的基(例如,叔丁基酯基等三級烷基、叔丁基碳酸酯基等三級烷基碳酸酯基)。
具有酸基經酸分解性基保護的基的構成單元c1優選的是具有羧基經酸分解性基保護的保護羧基的構成單元(也稱為「具有經酸分解性基保護的保護羧基的構成單元」)、或具有酚性羥基經酸分解性基保護的保護酚性羥基的構成單元(也稱為「具有經酸分解性基保護的保護酚性羥基的構成單元」)。 優選的酸分解性基可列舉:1-乙氧基乙基、1-丁氧基乙基、1-苄基氧基乙基、1-環己基氧基乙基、四氫呋喃基及四氫吡喃基。
另外,成分C-1優選的是具有交聯性基,更優選的是包含具有交聯性基的構成單元。 所述交聯性基只要是通過加熱處理而引起硬化反應的基則並無特別限定。 交聯性基優選的是環氧基、氧雜環丁基、-NH-CH2
-O-R(R表示氫原子或碳數1~20的烷基)所表示的基或乙烯性不飽和基,更優選的是環氧基或氧雜環丁基。 用於形成具有環氧基的構成單元的單體的具體例例如可列舉:丙烯酸縮水甘油酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯、α-乙基丙烯酸縮水甘油酯、α-正丙基丙烯酸縮水甘油酯、α-正丁基丙烯酸縮水甘油酯、丙烯酸-3,4-環氧丁酯、甲基丙烯酸-3,4-環氧丁酯、丙烯酸-3,4-環氧環己基甲酯、甲基丙烯酸-3,4-環氧環己基甲酯、α-乙基丙烯酸-3,4-環氧環己基甲酯、鄰乙烯基苄基縮水甘油醚、間乙烯基苄基縮水甘油醚、對乙烯基苄基縮水甘油醚、日本專利第4168443號公報的段落0031~段落0035中記載的含有脂環式環氧骨架的化合物等。 用於形成具有氧雜環丁基的構成單元的單體的具體例例如可列舉日本專利特開2001-330953號公報的段落0011~段落0016中記載的具有氧雜環丁基的(甲基)丙烯酸酯等。
另外,成分C-1優選的是具有酸基,更優選的是包含具有酸基的構成單元。 酸基可例示羧酸基、磺醯胺基、膦酸基、磺酸基、酚性羥基、磺醯基醯亞胺基、以及這些酸基的酸酐基、及將這些酸基中和而形成鹽結構的基等,優選的是羧酸基及/或酚性羥基。所述鹽並無特別限制,可優選地例示鹼金屬鹽、鹼土類金屬鹽、及有機銨鹽。 具有酸基的構成單元更優選的是源自苯乙烯化合物的構成單元、或源自乙烯基化合物的構成單元、源自(甲基)丙烯酸及/或其酯的構成單元。 本發明中,就感度的觀點而言,特別優選的是含有具有羧基的構成單元、或具有酚性羥基的構成單元。
另外,作為成分C-1的聚合中使用的單體,具體可列舉利用苯乙烯、叔丁氧基苯乙烯、甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙醯氧基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、乙氧基苯乙烯、氯苯乙烯、乙烯基苯甲酸甲酯、乙烯基苯甲酸乙酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、丙烯腈、乙二醇單乙醯乙酸酯單(甲基)丙烯酸酯等的構成單元。除此以外,可列舉日本專利特開2004-264623號公報的段落0021~段落0024中記載的化合物。
另外,就電特性的觀點而言,成分C-1優選的是包含源自苯乙烯類或具有脂肪族環式骨架的單體的構成單元,更優選的是包含源自具有脂肪族環式骨架的單體的構成單元。這些單體具體可列舉:苯乙烯、叔丁氧基苯乙烯、甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、(甲基)丙烯酸二環戊基酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸苄酯等。
進而,就密接性的觀點而言,成分C-1優選的是源自(甲基)丙烯酸烷基酯的構成單元。(甲基)丙烯酸烷基酯具體可列舉(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯等,更優選的是(甲基)丙烯酸甲酯。
相對於成分C-1的所有構成單元,構成單元c1優選的是50莫耳%~100莫耳%,更優選的是10莫耳%~90莫耳%,進而更優選的是10莫耳%~60莫耳%,特別優選的是20莫耳%~50莫耳%。 相對於成分C-1的所有構成單元,具有交聯性基的構成單元優選的是5莫耳%~90莫耳%,更優選的是10莫耳%~80莫耳%,進而優選的是10莫耳%~60莫耳%。 相對於成分C-1的所有構成單元,包含酸基的構成單元優選的是1莫耳%~80莫耳%,更優選的是1莫耳%~50莫耳%,進而優選的是5莫耳%~40莫耳%,特別優選的是5莫耳%~30莫耳%,最優選的是5莫耳%~20莫耳%。 相對於成分C-1的所有構成單元,所述以外的構成單元優選的是60莫耳%以下,更優選的是50莫耳%以下,進而優選的是40莫耳%以下。下限值可為0莫耳%,例如優選的是設為1莫耳%以上,更優選的是設為5莫耳%以上。 此外,在本發明中,在以莫耳比規定「構成單元」的含量的情況下,所述「構成單元」與「單體單元」為相同含義。另外,在本發明中,所述「單體單元」也可利用高分子反應等而在聚合後被修飾。
以聚苯乙烯換算重量平均分子量計,成分C-1的分子量優選的是1,000~200,000,更優選的是2,000~50,000。若為所述數值的範圍內,則諸特性良好。數量平均分子量Mn與重量平均分子量Mw的比(分散度、Mw/Mn)優選的是1.0~5.0,更優選的是1.5~3.5。
另外,成分C-1可適宜地使用日本專利特開2014-132292號公報的段落0016~段落0080中記載的樹脂。 相對於感光性組合物的總固體成分,正型感光性組合物中的成分C-1的含量優選的是20質量%~99.9質量%,更優選的是50質量%~98質量%,進而優選的是70質量%~95質量%。若含量為所述範圍,則顯影時的圖案形成性變良好,且可獲得折射率更高的硬化物。
-鹼可溶性樹脂- 就分辨性及皮膜特性提高等觀點而言,第一層形成用組合物及第二層形成用組合物優選的是包含鹼可溶性樹脂(以下也稱為「成分C-2」)。 成分C-2並無特別限制,可使用公知的鹼可溶性樹脂。 對鹼可溶性樹脂賦予鹼可溶性的極性基並無特別限制,可具有公知的極性基,可優選地列舉羧基、羥基、磷酸基、磺酸基,可特別優選地列舉羧基。 另外,所述粘合劑聚合物優選的是使用線狀有機聚合物。這種線狀有機聚合物可任意地使用公知的聚合物,優選的是丙烯酸樹脂。線狀有機聚合物是根據不僅作為皮膜形成劑、而且作為水、弱鹼性水或有機溶劑顯影劑的用途而選擇使用。例如若使用水可溶性有機聚合物則可進行水顯影。這種線狀有機聚合物可列舉:在側鏈上具有羧酸基的自由基聚合物,例如日本專利特開昭59-44615號公報、日本專利特公昭54-34327號公報、日本專利特公昭58-12577號公報、日本專利特公昭54-25957號公報、日本專利特開昭54-92723號公報、日本專利特開昭59-53836號公報、日本專利特開昭59-71048號公報中所記載的化合物,即,使具有羧基的單體單獨或共聚而成的樹脂、將使具有酸酐的單體單獨或共聚而成的酸酐單元水解或半酯化或半醯胺化而成的樹脂、以不飽和單羧酸及酸酐將環氧樹脂改性而成的環氧丙烯酸酯等。 具有羧基的單體可列舉:丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、丁烯酸、馬來酸、富馬酸、4-羧基苯乙烯等。 具有酸酐的單體可列舉馬來酸酐等。 另外,可列舉同樣地在側鏈上具有羧酸基的酸性纖維素衍生物。除此以外,在具有羥基的聚合物上加成環狀酸酐而成的化合物等有用。
鹼可溶性樹脂的重量平均分子量優選的是5,000以上,更優選的是1萬以上且30萬以下,關於數量平均分子量,優選的是1,000以上,更優選的是2,000以上且25萬以下。分散度(重量平均分子量/數量平均分子量)優選的是1以上,更優選的是1.1以上且10以下。 本發明中可使用的樹脂可為無規聚合物、嵌段聚合物、接枝聚合物等的任一種。
相對於負型感光性組合物的總固體成分,負型感光性組合物中的成分C-2的含量優選的是1質量%~40質量%,更優選的是3質量%~30質量%,進而優選的是4質量%~20質量%。
成分D:光酸產生劑 第一層形成用組合物及第二層形成用組合物優選的是含有光酸產生劑作為成分D,特別是在第一層形成用組合物及第二層形成用組合物為正型感光性組合物的情況下,特別優選的是含有光酸產生劑。 所謂「光」,若為可利用其照射而賦予能夠由光酸產生劑及/或後述光聚合引發劑產生引發種的能量的活性能量線,則並無特別限制,廣泛包含α射線、γ射線、X射線、紫外線(UV)、可見光線、電子束等。這些中,優選的是至少包含紫外線的光。 另外,在第一層形成用組合物及第二層形成用組合物為正型感光性組合物的情況下,優選的是化學增幅型的正型感光性組合物(化學增幅正型感光性組合物),另外,也可為使用1,2-醌二疊氮化合物作為感應光化射線的光酸產生劑的非化學增幅型的正型感光性組合物。就高感度且透明性優異的方面而言,優選的是化學增幅正型感光性組合物。
本發明中所使用的光酸產生劑優選的是感應波長300 nm以上、優選為波長300 nm~450 nm的光化射線而產生酸的化合物,對其化學結構並無限制。另外,關於並不直接感應波長300 nm以上的光化射線的光酸產生劑,只要是通過與增感劑並用而感應波長300 nm以上的光化射線、從而產生酸的化合物,則也可與增感劑組合而優選地使用。本發明中所使用的光酸產生劑優選的是產生pKa為4以下的酸的光酸產生劑,更優選的是產生pKa為3以下的酸的光酸產生劑,最優選的是產生pKa為2以下的酸的光酸產生劑。
光酸產生劑的例子可列舉:三氯甲基-均三嗪類、鋶鹽或碘鎓鹽、四級銨鹽類、重氮甲烷化合物、醯亞胺磺酸酯化合物、及肟磺酸酯化合物等。這些中,就絕緣性、感度的觀點而言,優選的是使用肟磺酸酯化合物。這些光酸產生劑可單獨使用一種,或將兩種以上組合使用。三氯甲基-均三嗪類、二芳基碘鎓鹽類、三芳基鋶鹽類、四級銨鹽類、及重氮甲烷衍生物的具體例可例示日本專利特開2011-221494號公報的段落0083~段落0088中記載的化合物。
作為肟磺酸酯化合物,即,具有肟磺酸酯結構的化合物,可優選地例示含有下述式D1所表示的肟磺酸酯結構的化合物。
[化5]
式D1中,R21
表示烷基或芳基,波浪線部分表示與其他基的鍵結位置。
任一基均可被取代,R21
的烷基可為直鏈狀,也可為分支狀,還可為環狀。以下對所容許的取代基進行說明。 R21
的烷基優選的是碳數1~10的直鏈狀或分支狀烷基。R21
的烷基可經碳數6~11的芳基、碳數1~10的烷氧基、或環烷基(包含7,7-二甲基-2-氧代降冰片基等橋環式脂環基,優選的是雙環烷基等)所取代。 R21
的芳基優選的是碳數6~11的芳基,更優選的是苯基或萘基。R21
的芳基可經碳數1~10的烷基、碳數1~10的烷氧基或鹵素原子所取代。
肟磺酸酯化合物可列舉日本專利特開2011-221494號公報的段落0114~段落0120或日本專利特開2014-132292號公報的段落0116~段落0145中記載的化合物,但本發明並不限定於這些化合物。
在第一層形成用組合物及第二層形成用組合物中,相對於第一層形成用組合物及第二層形成用組合物中的樹脂100質量份,光酸產生劑優選的是使用0.1質量份~30質量份,更優選的是使用0.1質量份~10質量份,特別優選的是使用0.5質量份~10質量份。 另外,光酸產生劑可單獨使用一種,也可並用兩種以上。
成分E:乙烯性不飽和化合物 第一層形成用組合物及第二層形成用組合物優選的是含有乙烯性不飽和化合物作為成分E,特別是在第一層形成用組合物及第二層形成用組合物為負型感光性組合物的情況下,更優選的是含有乙烯性不飽和化合物,進而優選的是含有3官能以上的乙烯性不飽和化合物。 本發明中的乙烯性不飽和化合物為具有至少一個乙烯性不飽和雙鍵的加成聚合性化合物,且優選的是選自具有至少一個、優選為具有兩個以上的末端乙烯性不飽和鍵的化合物中。這種化合物在相關技術領域中廣為人知,在本發明中可並無特別限定地使用這些化合物。
這些化合物例如具有單體、預聚物、即二聚物、三聚物及寡聚物、或這些的混合物以及這些的共聚物等化學形態。單體及其共聚物的例子可列舉不飽和羧酸(例如丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、丁烯酸、異丁烯酸、馬來酸等)、或其酯類、醯胺類,優選的是使用不飽和羧酸與脂肪族多元醇化合物的酯、不飽和羧酸與脂肪族多元胺化合物的醯胺類。另外,也適宜地使用具有羥基或氨基、巰基等親核性取代基的不飽和羧酸酯類或不飽和羧酸醯胺類與單官能或多官能異氰酸酯類或環氧類的加成反應物、以及與單官能或多官能的羧酸的脫水縮合反應物等。另外,以下反應物也適宜:具有異氰酸酯基或環氧基等親電子性取代基的不飽和羧酸酯或不飽和羧酸醯胺類與單官能或多官能的醇類、胺類、硫醇類的加成反應物;進而具有鹵素基或甲苯磺醯氧基等脫離性取代基的不飽和羧酸酯或不飽和羧酸醯胺類與單官能或多官能的醇類、胺類、硫醇類的取代反應物。另外,作為其他的例子,也可使用置換為不飽和磺酸、苯乙烯、乙烯基醚等的化合物群組來代替所述不飽和羧酸。
作為脂肪族多元醇化合物與不飽和羧酸的酯的單體的具體例,丙烯酸酯有乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、四亞甲基二醇二丙烯酸酯、丙二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(丙烯醯氧基丙基)醚、三羥甲基乙烷三丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、1,4-環己二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇二丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、山梨糖醇三丙烯酸酯、山梨糖醇四丙烯酸酯、山梨糖醇五丙烯酸酯、山梨糖醇六丙烯酸酯、三(丙烯醯氧基乙基)異氰脲酸酯、聚酯丙烯酸酯寡聚物、異氰脲酸環氧乙烷(Ethylene Oxide,EO)改性三丙烯酸酯等。
甲基丙烯酸酯有四亞甲基二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,3-丁二醇二甲基丙烯酸酯、己二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇二甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、山梨糖醇三甲基丙烯酸酯、山梨糖醇四甲基丙烯酸酯、雙[對(3-甲基丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基)苯基]二甲基甲烷、雙[對(甲基丙烯醯氧基乙氧基)苯基]二甲基甲烷等。
衣康酸酯有乙二醇二衣康酸酯、丙二醇二衣康酸酯、1,3-丁二醇二衣康酸酯、1,4-丁二醇二衣康酸酯、四亞甲基二醇二衣康酸酯、季戊四醇二衣康酸酯、山梨糖醇四衣康酸酯等。 丁烯酸酯有乙二醇二丁烯酸酯、四亞甲基二醇二丁烯酸酯、季戊四醇二丁烯酸酯、山梨糖醇四丁烯酸酯等。 異丁烯酸酯有乙二醇二異丁烯酸酯、季戊四醇二異丁烯酸酯、山梨糖醇四異丁烯酸酯等。 馬來酸酯有乙二醇二馬來酸酯、三乙二醇二馬來酸酯、季戊四醇二馬來酸酯、山梨糖醇四馬來酸酯等。
其他的酯的例子例如也可適宜地使用日本專利特公昭51-47334號公報、日本專利特開昭57-196231號公報記載的脂肪族醇系酯類、或日本專利特開昭59-5240號公報、日本專利特開昭59-5241號公報、日本專利特開平2-226149號公報記載的具有芳香族系骨架的酯、日本專利特開平1-165613號公報記載的含有氨基的酯等。進而,所述酯單體也可作為混合物來使用。
另外,脂肪族多元胺化合物與不飽和羧酸的醯胺的單體的具體例有亞甲基雙丙烯醯胺、亞甲基雙甲基丙烯醯胺、1,6-六亞甲基雙丙烯醯胺、1,6-六亞甲基雙甲基丙烯醯胺、二亞乙基三胺三丙烯醯胺、亞二甲苯基雙丙烯醯胺、亞二甲苯基雙甲基丙烯醯胺等。 其他優選的醯胺系單體的例子可列舉日本專利特公昭54-21726號公報記載的具有環己烯結構的醯胺系單體。
另外,也適宜的是:如日本專利特開昭51-37193號公報、日本專利特公平2-32293號公報、日本專利特公平2-16765號公報中所記載般的丙烯酸氨基甲酸酯類,或日本專利特公昭58-49860號公報、日本專利特公昭56-17654號公報、日本專利特公昭62-39417號公報、日本專利特公昭62-39418號公報記載的具有環氧乙烷系骨架的氨基甲酸酯化合物類。進而,通過使用日本專利特開昭63-277653號公報、日本專利特開昭63-260909號公報、日本專利特開平1-105238號公報中所記載的在分子內具有胺結構或硫醚結構的聚合性化合物類,可獲得感光速度非常優異的感光性組合物。
其他的例子可列舉如日本專利特開昭48-64183號、日本專利特公昭49-43191號、日本專利特公昭52-30490號的各公報中所記載般的使聚酯丙烯酸酯類、環氧樹脂與(甲基)丙烯酸反應所獲得的環氧丙烯酸酯類等多官能的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。另外,也可列舉日本專利特公昭46-43946號公報、日本專利特公平1-40337號公報、日本專利特公平1-40336號公報記載的特定的不飽和化合物、或日本專利特開平2-25493號公報記載的乙烯基膦酸系化合物等。另外,在某些情況下適宜地使用日本專利特開昭61-22048號公報記載的含有全氟烷基的結構。進而,也可使用《日本接著協會志》第20卷、第7號、300頁~308頁(1984年)中所記載的光硬化性單體及寡聚物。
關於這些乙烯性不飽和化合物,其結構、單獨使用還是並用、添加量等使用方法的詳細情況可根據感光性組合物的最終的性能設計來任意地設定。例如根據如下觀點進行選擇。 就感度的方面而言,優選的是每1分子的不飽和基含量多的結構,多數情況下優選的是2官能以上。另外,為了提高硬化膜的強度,也可為3官能以上,進而,通過並用官能數不同及/或聚合性基不同(例如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯系化合物、乙烯基醚系化合物)者來調節感度與強度這兩者的方法也有效。 另外,對於與其他成分(例如光聚合引發劑、無機粒子等)的相容性、分散性而言,乙烯性不飽和化合物的選擇及使用方法為重要的因素,例如,有時可通過使用低純度化合物、或並用兩種以上的其他成分來使相容性提高。另外,有時也可以提高與基板等硬質表面的密接性為目的而選擇特定的結構。
相對於第一層形成用組合物及第二層形成用組合物的總固體成分,乙烯性不飽和化合物的含量優選的是5質量%~90質量%,更優選的是10質量%~85質量%,進而優選的是20質量%~80質量%。若為所述範圍,則不會使折射率下降,且密接性及顯影性均良好。
成分F:光聚合引發劑 第一層形成用組合物及第二層形成用組合物優選的是含有光聚合引發劑作為成分F,特別是在第一層形成用組合物及第二層形成用組合物為負型感光性組合物的情況下,特別優選的是含有光聚合引發劑。 另外,光聚合引發劑中也包含成分D,但光聚合引發劑優選的是光自由基聚合引發劑。 本發明中所使用的光聚合引發劑是因光而分解,從而引發、促進乙烯性不飽和化合物等聚合性化合物的聚合的化合物,優選的是在波長300 nm以上且500 nm以下的區域內具有吸收的化合物。另外,光聚合引發劑可單獨使用,或並用兩種以上。
光聚合引發劑例如可列舉:肟酯化合物、有機鹵化化合物、氧二唑化合物、羰基化合物、縮酮化合物、安息香化合物、吖啶化合物、有機過氧化化合物、偶氮化合物、香豆素化合物、疊氮化合物、茂金屬化合物、六芳基聯咪唑化合物、有機硼酸化合物、二磺酸化合物、鎓鹽化合物、醯基膦(氧化物)化合物。這些中,就感度的方面而言,優選的是肟酯化合物、六芳基聯咪唑化合物,更優選的是肟酯化合物。
肟酯化合物可使用日本專利特開2000-80068號公報、日本專利特開2001-233842號公報、日本專利特表2004-534797號公報、日本專利特開2007-231000號公報、日本專利特開2009-134289號公報、及國際公開第2012/057165號公報的段落0046~段落0059中記載的化合物。
有機鹵化化合物的例子具體可列舉:若林等的《日本化學會志(Bull Chem. Soc. Japan)》(42、2924(1969))、美國專利第3,905,815號說明書、日本專利特公昭46-4605號公報、日本專利特開昭48-36281號公報、日本專利特開昭55-32070號公報、日本專利特開昭60-239736號公報、日本專利特開昭61-169835號公報、日本專利特開昭61-169837號公報、日本專利特開昭62-58241號公報、日本專利特開昭62-212401號公報、日本專利特開昭63-70243號公報、日本專利特開昭63-298339號公報、M. P. 赫特(Hutt)等人的《雜環化學雜誌(Journal of Heterocyclic Chemistry)》(第7卷、期號3、511-518(1970))等中記載的化合物,特別是可列舉經三鹵代甲基取代的噁唑化合物、均三嗪化合物。
六芳基聯咪唑化合物的例子例如可列舉:日本專利特公平6-29285號公報、美國專利第3,479,185號、美國專利第4,311,783號、美國專利第4,622,286號等各說明書中記載的各種化合物。
醯基膦(氧化物)化合物可例示單醯基膦氧化物化合物、及雙醯基膦氧化物化合物,具體而言,例如可列舉巴斯夫(BASF)公司製造的豔佳固(IRGACURE)819、德牢固(DAROCUR)4265、德牢固(DAROCUR)TPO等。
光聚合引發劑可使用一種或將兩種以上組合使用。 相對於組合物中的總固體成分100質量份,第一層形成用組合物及第二層形成用組合物中的光聚合引發劑的含量優選的是0.5質量份~30質量份,更優選的是1質量份~20質量份,進而優選的是1質量份~10質量份,特別優選的是1.5質量份~5質量份。
成分G:溶劑 第一層形成用組合物及第二層形成用組合物也可含有溶劑作為成分G。另外,第一層形成用組合物及第二層形成用組合物優選的是製備為將所述成分與進而後述的任意的成分溶解及/或分散於溶劑中而成的溶液。 第一層形成用組合物及第二層形成用組合物中所使用的溶劑可使用公知的溶劑,可例示:乙二醇單烷基醚類、乙二醇二烷基醚類、乙二醇單烷基醚乙酸酯類、丙二醇單烷基醚類、丙二醇二烷基醚類、丙二醇單烷基醚乙酸酯類、二乙二醇二烷基醚類、二乙二醇單烷基醚乙酸酯類、二丙二醇單烷基醚類、二丙二醇二烷基醚類、二丙二醇單烷基醚乙酸酯類、酯類、酮類、醯胺類、內酯類等。另外,也可列舉日本專利特開2011-221494號公報的段落0174~段落0178中記載的溶劑。
另外,進而根據需要也可在這些溶劑中添加苄基乙基醚、二己基醚、乙二醇單苯基醚乙酸酯、二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、異佛爾酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苄基醇、苯甲醚、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、馬來酸二乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯等溶劑。 這些溶劑可單獨使用一種,或將兩種以上混合使用。本發明中可使用的溶劑優選的是單獨使用一種或並用兩種。
另外,成分G優選的是沸點130℃以上且小於160℃的溶劑、沸點160℃以上的溶劑、或這些的混合物。 沸點130℃以上且小於160℃的溶劑可例示:丙二醇單甲基醚乙酸酯(沸點146℃)、丙二醇單乙基醚乙酸酯(沸點158℃)、丙二醇甲基-正丁基醚(沸點155℃)、丙二醇甲基-正丙基醚(沸點131℃)。 沸點160℃以上的溶劑可例示:3-乙氧基丙酸乙酯(沸點170℃)、二乙二醇甲基乙基醚(沸點176℃)、丙二醇單甲基醚丙酸酯(沸點160℃)、二丙二醇甲基醚乙酸酯(沸點213℃)、3-甲氧基丁基醚乙酸酯(沸點171℃)、二乙二醇二乙基醚(沸點189℃)、二乙二醇二甲基醚(沸點162℃)、丙二醇二乙酸酯(沸點190℃)、二乙二醇單乙基醚乙酸酯(沸點220℃)、二丙二醇二甲基醚(沸點175℃)、1,3-丁二醇二乙酸酯(沸點232℃)。 這些中,溶劑優選的是丙二醇單烷基醚乙酸酯類,特別優選的是丙二醇單甲基醚乙酸酯。
第一層形成用組合物及第二層形成用組合物中的溶劑的含量優選的是20質量%以上且95質量%以下,更優選的是50質量%以上且95質量%以下,進而優選的是65質量%以上且95質量%以下。若溶劑的含量為所述範圍,則塗布性及塗布時的平坦性良好。
成分H:烷氧基矽烷化合物 第一層形成用組合物及第二層形成用組合物優選的是含有烷氧基矽烷化合物作為成分H。若使用烷氧基矽烷化合物,則可提高利用第一層形成用組合物及第二層形成用組合物形成的膜與支撐體等的密接性。 烷氧基矽烷化合物只要是具有至少一個烷氧基直接鍵結於矽原子而成的基的化合物,則並無特別限制,優選的是具有二烷氧基矽烷基及/或三烷氧基矽烷基的化合物,更優選的是具有三烷氧基矽烷基的化合物。 本發明中可使用的烷氧基矽烷化合物優選的是使基材、例如矽、氧化矽、氮化矽等矽化合物、金、銅、鉬、鈦、鋁等金屬與硬化膜的密接性提高的化合物。具體而言,公知的矽烷偶合劑等也有效。優選的是具有乙烯性不飽和鍵的矽烷偶合劑。
矽烷偶合劑例如可列舉:γ-氨基丙基三甲氧基矽烷、γ-氨基丙基三乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三烷氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基二烷氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三烷氧基矽烷、γ-甲基丙烯醯氧基丙基二烷氧基矽烷、γ-氯丙基三烷氧基矽烷、γ-巰基丙基三烷氧基矽烷、β-(3,4-環氧基環己基)乙基三烷氧基矽烷、乙烯基三烷氧基矽烷。這些中,更優選的是γ-甲基丙烯醯氧基丙基三烷氧基矽烷、γ-丙烯醯氧基丙基三烷氧基矽烷、乙烯基三烷氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三烷氧基矽烷。這些可單獨使用一種或將兩種以上組合使用。 市售品可例示信越化學工業(股)製造的KBM-403或KBM-5103。
相對於組合物的總固體成分,第一層形成用組合物及第二層形成用組合物中的烷氧基矽烷化合物的含量優選的是0.1質量%~30質量%,更優選的是2質量%~20質量%,進而優選的是3質量%~10質量%。烷氧基矽烷化合物可僅使用一種,也可包含兩種以上。在包含兩種以上的情況下,優選的是合計量為所述範圍。
成分I:鹼性化合物 就溶液保存穩定性的觀點而言,第一層形成用組合物及第二層形成用組合物、特別是正型感光性組合物優選的是含有鹼性化合物。 鹼性化合物可從化學增幅抗蝕劑中所使用的化合物中任意選擇而使用。例如可列舉:脂肪族胺、芳香族胺、雜環式胺、四級銨氫氧化物、及羧酸的四級銨鹽等。
脂肪族胺例如可列舉:三甲基胺、二乙基胺、三乙基胺、二-正丙基胺、三-正丙基胺、二-正戊基胺、三-正戊基胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二環己基胺、二環己基甲基胺等。 芳香族胺例如可列舉:苯胺、苄基胺、N,N-二甲基苯胺、二苯基胺等。 雜環式胺例如可列舉:吡啶、2-甲基吡啶、4-甲基吡啶、2-乙基吡啶、4-乙基吡啶、2-苯基吡啶、4-苯基吡啶、N-甲基-4-苯基吡啶、4-二甲基氨基吡啶、咪唑、苯並咪唑、4-甲基咪唑、2-苯基苯並咪唑、2,4,5-三苯基咪唑、煙鹼、煙鹼酸、煙鹼醯胺、喹啉、8-羥基喹啉、吡嗪、吡唑、噠嗪、嘌呤、吡咯烷、呱啶、呱嗪、嗎啉、4-甲基嗎啉、N-環己基-N'-[2-(4-嗎啉基)乙基]硫脲、1,5-二氮雜雙環[4.3.0]-5-壬烯、1,8-二氮雜雙環[5.3.0]-7-十一烯等。 四級銨氫氧化物例如可列舉:四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四-正丁基氫氧化銨、四-正己基氫氧化銨等。 羧酸的四級銨鹽例如可列舉:四甲基乙酸銨、四甲基苯甲酸銨、四-正丁基乙酸銨、四-正丁基苯甲酸銨等。
本發明中可使用的鹼性化合物可單獨使用一種,也可並用兩種以上,優選的是並用兩種以上,更優選的是並用兩種,進而優選的是並用兩種雜環式胺。 相對於組合物的總有機固體成分,第一層形成用組合物及第二層形成用組合物中的鹼性化合物的含量優選的是0.001重量%~1重量%,更優選的是0.002重量%~0.5重量%。
成分J:表面活性劑 本發明的第一層形成用組合物及第二層形成用組合物也可含有表面活性劑。 表面活性劑可使用陰離子系、陽離子系、非離子系、或兩性的任一種,優選的表面活性劑為非離子系表面活性劑。表面活性劑優選的是非離子系表面活性劑,更優選的是氟系表面活性劑。 本發明可使用的表面活性劑例如可列舉:作為市售品的美佳法(Megafac)F142D、美佳法(Megafac)F172、美佳法(Megafac)F173、美佳法(Megafac)F176、美佳法(Megafac)F177、美佳法(Megafac)F183、美佳法(Megafac)F479、美佳法(Megafac)F482、美佳法(Megafac)F554、美佳法(Megafac)F780、美佳法(Megafac)F781、美佳法(Megafac)F781-F、美佳法(Megafac)R30、美佳法(Megafac)R08、美佳法(Megafac)F-472SF、美佳法(Megafac)BL20、美佳法(Megafac)R-61、美佳法(Megafac)R-90(迪愛生(DIC)(股)製造),弗洛德(Fluorad)FC-135、弗洛德(Fluorad)FC-170C、弗洛德(Fluorad)FC-430、弗洛德(Fluorad)FC-431、諾貝克(Novec)FC-4430(住友3M(股)製造),旭嘉德(Asahiguard)AG7105、旭嘉德(Asahiguard)7000、旭嘉德(Asahiguard)950、旭嘉德(Asahiguard)7600、沙福隆(Surflon)S-112、沙福隆(Surflon)S-113、沙福隆(Surflon)S-131、沙福隆(Surflon)S-141、沙福隆(Surflon)S-145、沙福隆(Surflon)S-382、沙福隆(Surflon)SC-101、沙福隆(Surflon)SC-102、沙福隆(Surflon)SC-103、沙福隆(Surflon)SC-104、沙福隆(Surflon)SC-105、沙福隆(Surflon)SC-106(旭硝子(股)製造),艾福拓(Eftop)EF351、艾福拓(Eftop)EF352、艾福拓(Eftop)EF801、艾福拓(Eftop)EF802(三菱材料電子化成(股)製造),福吉特(Ftergent)250(尼歐斯(NEOS)(股)製造)。另外,除所述以外還可列舉:KP(信越化學工業(股)製造),珀利弗洛(Polyflow)(共榮社化學(股)製造),艾福拓(Eftop)(三菱材料電子化成(股)製造),美佳法(Megafac)(迪愛生(DIC)(股)製造),弗洛德(Fluorad)(住友3M(股)製造),旭嘉德(Asahiguard)、沙福隆(Surflon)(旭硝子(股)製造),波利佛斯(PolyFox)(歐諾法(OMNOVA)公司製造)等各系列。
另外,表面活性劑還可列舉日本專利特開2014-238438號公報的段落0119~段落0123中所記載的化合物作為優選的例子。 在調配表面活性劑的情況下,相對於組合物的總固體成分,第一層形成用組合物及第二層形成用組合物中的表面活性劑的含量優選的是0.001質量%~5.0質量%,更優選的是0.01質量%~2.0質量%。 表面活性劑可僅包含一種,也可包含兩種以上。在包含兩種以上的情況下,優選的是其合計量為所述範圍。
成分K:熱交聯劑 第一層形成用組合物及第二層形成用組合物優選的是根據需要含有熱交聯劑。通過添加熱交聯劑,可將利用第一層形成用組合物及第二層形成用組合物所得的硬化膜製成更牢固的膜。 熱交聯劑只要是利用熱來引起交聯反應的交聯劑,則並無特別限制(其中,將成分A~成分C及成分E除外)。例如可添加日本專利特開2011-221494號公報的段落0188~段落0191中記載的在分子內具有兩個以上的環氧基或氧雜環丁基的化合物、日本專利特開2011-221494號公報的段落0192~段落0194中記載的含烷氧基甲基的交聯劑、具有至少一個乙烯性不飽和雙鍵的化合物、或日本專利特開2012-208200號公報的段落0147~段落0149中記載的嵌段異氰酸酯化合物等。 相對於組合物的總固體成分100質量份,第一層形成用組合物及第二層形成用組合物中的熱交聯劑的添加量優選的是0.01質量份~50質量份,更優選的是0.1質量份~30質量份,進而優選的是0.5~20質量份。通過以所述範圍進行添加,可獲得機械強度及耐溶劑性優異的硬化膜。熱交聯劑可並用多種,在所述情況下將全部的熱交聯劑相加而計算含量。
成分L:具有兩個以上的氮原子的雜環化合物 在使用a3作為成分A的情況下,就低霧度化的觀點而言,第一層形成用組合物及第二層形成用組合物優選的是含有具有兩個以上的氮原子的雜環化合物作為成分L。 成分L除具有兩個以上的氮原子以外並無特別限制,優選的是具有兩個以上的氮原子作為雜環的環員的雜環化合物,更優選的是包含至少於1,3位具有氮原子的雜環結構的化合物,進而優選的是包含至少於1,3位具有氮原子的5員或6員雜環結構的化合物。 另外,成分L可單獨使用一種,也可並用兩種以上。 相對於組合物的總固體成分,第一層形成用組合物及第二層形成用組合物中的成分L的含量優選的是0.1質量%~20質量%,更優選的是0.5質量%~15質量%,進而優選的是0.5質量%~10質量%。若為所述範圍,則可獲得無機粒子的分散性更優異、霧度更小的硬化物。
-抗氧化劑- 第一層形成用組合物及第二層形成用組合物優選的是含有抗氧化劑。 可含有公知的抗氧化劑作為抗氧化劑。通過添加抗氧化劑,有可防止硬化膜的著色、或可降低因分解所引起的膜厚減少、另外耐熱透明性優異的優點。 這種抗氧化劑例如可列舉:磷系抗氧化劑、醯胺類、醯肼類、受阻胺系抗氧化劑、硫系抗氧化劑、酚系抗氧化劑、抗壞血酸類、硫酸鋅、糖類、亞硝酸鹽、亞硫酸鹽、硫代硫酸鹽、羥基胺衍生物等。這些中,就硬化膜的著色、膜厚減少的觀點而言,特別優選的是酚系抗氧化劑、醯胺系抗氧化劑、醯肼系抗氧化劑、硫系抗氧化劑。這些可單獨使用一種,也可混合兩種以上。 酚系抗氧化劑的市售品例如可列舉:艾迪科斯塔波(Adekastab)AO-15、艾迪科斯塔波(Adekastab)AO-18、艾迪科斯塔波(Adekastab)AO-20、艾迪科斯塔波(Adekastab)AO-23、艾迪科斯塔波(Adekastab)AO-30、艾迪科斯塔波(Adekastab)AO-37、艾迪科斯塔波(Adekastab)AO-40、艾迪科斯塔波(Adekastab)AO-50、艾迪科斯塔波(Adekastab)AO-51、艾迪科斯塔波(Adekastab)AO-60、艾迪科斯塔波(Adekastab)AO-70、艾迪科斯塔波(Adekastab)AO-80、艾迪科斯塔波(Adekastab)AO-330、艾迪科斯塔波(Adekastab)AO-412S、艾迪科斯塔波(Adekastab)AO-503、艾迪科斯塔波(Adekastab)A-611、艾迪科斯塔波(Adekastab)A-612、艾迪科斯塔波(Adekastab)A-613、艾迪科斯塔波(Adekastab)PEP-4C、艾迪科斯塔波(Adekastab)PEP-8、艾迪科斯塔波(Adekastab)PEP-8W、艾迪科斯塔波(Adekastab)PEP-24G、艾迪科斯塔波(Adekastab)PEP-36、艾迪科斯塔波(Adekastab)PEP-36Z、艾迪科斯塔波(Adekastab)HP-10、艾迪科斯塔波(Adekastab)2112、艾迪科斯塔波(Adekastab)260、艾迪科斯塔波(Adekastab)522A、艾迪科斯塔波(Adekastab)1178、艾迪科斯塔波(Adekastab)1500、艾迪科斯塔波(Adekastab)C、艾迪科斯塔波(Adekastab)135A、艾迪科斯塔波(Adekastab)3010、艾迪科斯塔波(Adekastab)TPP、艾迪科斯塔波(Adekastab)CDA-1、艾迪科斯塔波(Adekastab)CDA-6、艾迪科斯塔波(Adekastab)ZS-27、艾迪科斯塔波(Adekastab)ZS-90、艾迪科斯塔波(Adekastab)ZS-91(以上為艾迪科(ADEKA)(股)製造),易加樂斯(Irganox)245FF、易加樂斯(Irganox)1010FF、易加樂斯(Irganox)1010、易加樂斯(Irganox)MD1024、易加樂斯(Irganox)1035FF、易加樂斯(Irganox)1035、易加樂斯(Irganox)1098、易加樂斯(Irganox)1330、易加樂斯(Irganox)1520L、易加樂斯(Irganox)3114、易加樂斯(Irganox)1726、易加佛斯(Irgafos)168、易加摩德(Irgamod)295、帝奴彬(Tinuvin)405(以上為巴斯夫(BASF)公司製造)等。其中,可適宜地使用艾迪科斯塔波(Adekastab)AO-60、艾迪科斯塔波(Adekastab)AO-80、易加樂斯(Irganox)1726、易加樂斯(Irganox)1035、易加樂斯(Irganox)1098、帝奴彬(Tinuvin)405。
相對於組合物的總固體成分,抗氧化劑的含量優選的是0.1質量%~10質量%,更優選的是0.2質量%~5質量%,特別優選的是0.5質量%~4質量%。通過設為所述範圍,可獲得所形成的膜的充分的透明性,且圖案形成時的感度也變得良好。 另外,也可將作為抗氧化劑以外的添加劑的《高分子添加劑的新展開(日刊工業新聞社(股))》中記載的各種紫外線吸收劑、或金屬鈍化劑等添加至第一層形成用組合物及第二層形成用組合物中。
-分散劑- 第一層形成用組合物及第二層形成用組合物優選的是含有分散劑。通過含有分散劑,可使成分A、特別是a3在組合物中的分散性進一步提高。 分散劑可使用公知的分散劑,例如可適宜地選擇公知的顏料分散劑來使用。 另外,分散劑可優選地使用高分子分散劑。此外,所謂高分子分散劑,是分子量(重量平均分子量)為1,000以上的分散劑。
可使用多種化合物作為分散劑,具體而言,例如可列舉:有機矽氧烷聚合物KP341(信越化學工業(股)製造)、(甲基)丙烯酸系(共)聚合物珀利弗洛(Polyflow)No.75、珀利弗洛(Polyflow)No.90、珀利弗洛(Polyflow)No.95(共榮社化學(股)製造)、W001(裕商(股)製造)等陽離子系表面活性劑;聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯油烯基醚、聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、脫水山梨糖醇脂肪酸酯等非離子系表面活性劑;W004、W005、W017(裕商(股)製造)等陰離子系表面活性劑;埃夫卡(EFKA)-46、埃夫卡(EFKA)-47、埃夫卡(EFKA)-47EA、埃夫卡(EFKA)聚合物100、埃夫卡(EFKA)聚合物400、埃夫卡(EFKA)聚合物401、埃夫卡(EFKA)聚合物450(均為汽巴精化(Ciba specialty chemicals)公司製造)、迪斯帕斯艾德(Disperse-aid)6、迪斯帕斯艾德(Disperse-aid)8、迪斯帕斯艾德(Disperse-aid)15、迪斯帕斯艾德(Disperse-aid)9100(均為聖諾普科(San Nopco)(股)製造)等高分子分散劑;索斯帕斯(Solsperse)3000、索斯帕斯(Solsperse)5000、索斯帕斯(Solsperse)9000、索斯帕斯(Solsperse)12000、索斯帕斯(Solsperse)13240、索斯帕斯(Solsperse)13940、索斯帕斯(Solsperse)17000、索斯帕斯(Solsperse)24000、索斯帕斯(Solsperse)26000、索斯帕斯(Solsperse)28000等各種索斯帕斯(Solsperse)分散劑(阿斯利康(AstraZeneca)(股)製造);艾迪科普朗尼克(Adeka Pluronic)L31、艾迪科普朗尼克(Adeka Pluronic)F38、艾迪科普朗尼克(Adeka Pluronic)L42、艾迪科普朗尼克(Adeka Pluronic)L44、艾迪科普朗尼克(Adeka Pluronic)L61、艾迪科普朗尼克(Adeka Pluronic)L64、艾迪科普朗尼克(Adeka Pluronic)F68、艾迪科普朗尼克(Adeka Pluronic)L72、艾迪科普朗尼克(Adeka Pluronic)P96、艾迪科普朗尼克(Adeka Pluronic)F77、艾迪科普朗尼克(Adeka Pluronic)P84、艾迪科普朗尼克(Adeka Pluronic)F87、艾迪科普朗尼克(Adeka Pluronic)P94、艾迪科普朗尼克(Adeka Pluronic)L101、艾迪科普朗尼克(Adeka Pluronic)P103、艾迪科普朗尼克(Adeka Pluronic)F108、艾迪科普朗尼克(Adeka Pluronic)L121、艾迪科普朗尼克(Adeka Pluronic)P-123(艾迪科(ADEKA)(股)製造)及伊薩奈特(ISONET)S-20(三洋化成工業(股)製造)、迪斯帕畢克(DISPERBYK)101、迪斯帕畢克(DISPERBYK)103、迪斯帕畢克(DISPERBYK)106、迪斯帕畢克(DISPERBYK)108、迪斯帕畢克(DISPERBYK)109、迪斯帕畢克(DISPERBYK)111、迪斯帕畢克(DISPERBYK)112、迪斯帕畢克(DISPERBYK)116、迪斯帕畢克(DISPERBYK)130、迪斯帕畢克(DISPERBYK)140、迪斯帕畢克(DISPERBYK)142、迪斯帕畢克(DISPERBYK)162、迪斯帕畢克(DISPERBYK)163、迪斯帕畢克(DISPERBYK)164、迪斯帕畢克(DISPERBYK)166、迪斯帕畢克(DISPERBYK)167、迪斯帕畢克(DISPERBYK)170、迪斯帕畢克(DISPERBYK)171、迪斯帕畢克(DISPERBYK)174、迪斯帕畢克(DISPERBYK)176、迪斯帕畢克(DISPERBYK)180、迪斯帕畢克(DISPERBYK)182、迪斯帕畢克(DISPERBYK)2000、迪斯帕畢克(DISPERBYK)2001、迪斯帕畢克(DISPERBYK)2050、迪斯帕畢克(DISPERBYK)2150(畢克化學(BYK-Chemie)公司製造)。除此以外,可列舉丙烯酸系共聚物等在分子末端或側鏈具有極性基的寡聚物或聚合物。
分散劑可單獨使用一種,也可並用兩種以上。 相對於組合物的總固體成分,第一層形成用組合物及第二層形成用組合物中的分散劑的含量優選的是5質量%~70質量%的範圍,更優選的是10質量%~50質量%的範圍。
-聚合抑制劑- 第一層形成用組合物及第二層形成用組合物也可含有聚合抑制劑。通過含有聚合抑制劑,而抑制因漏光所引起的聚合反應,顯影性優異。 所謂聚合抑制劑,是發揮如下作用的物質,即,對因曝光或熱而從聚合引發劑產生的聚合引發自由基成分實施供氫(或授氫)、供能(或授能)、供電子(或授電子)等,使聚合引發自由基失活,從而抑制聚合引發。例如可使用日本專利特開2007-334322號公報的段落0154~段落0173中記載的化合物等。 第一層形成用組合物及第二層形成用組合物中的聚合抑制劑的含量並無特別限制,相對於組合物的總固體成分,優選的是0.005質量%~0.5質量%,更優選的是0.01質量%~0.5質量%。通過調整聚合抑制劑的調配量,可不損及感度地使圖案形成性提高。
-抗遷移劑- 第一層形成用組合物及第二層形成用組合物也可含有抗遷移劑。通過含有抗遷移劑,而提高使用本發明的透明導電構件用層疊體所製造的電子零件在高溫高濕下的可靠性。 這種抗遷移劑可列舉:苯酚化合物、膦化合物、咪唑化合物、噻唑化合物、三唑化合物、四唑化合物、吡啶化合物、嘧啶化合物、三嗪化合物、硫醇化合物、硫醚化合物等。這些中優選的是膦化合物、咪唑化合物、噻唑化合物、三唑化合物、三嗪化合物、硫醇化合物、硫醚化合物。這些可單獨使用一種,也可混合兩種以上。 抗遷移劑的具體例可列舉下述所示的化合物等。
[化6]
[化7]
[化8]
除所述化合物以外,還可列舉日本專利特開2014-129441號公報、日本專利特開2014-141592號公報中記載的化合物等。 相對於組合物的總固體成分,抗遷移劑的含量優選的是0.1質量%~20質量%,更優選的是0.2質量%~10質量%,特別優選的是0.5質量%~7質量%。若為所述範圍,則可獲得所形成的膜的充分的硬度,且耐遷移性也變得良好。
-其他成分- 在第一層形成用組合物及第二層形成用組合物中,除所述成分以外,可根據需要添加增感劑、密接改良劑、酸增殖劑、顯影促進劑、塑化劑、增稠劑、及有機或無機的抗沉澱劑等其他成分。關於這些成分,例如可使用日本專利特開2014-235216號公報、日本專利特開2009-98616號公報、日本專利特開2009-244801號公報、日本專利特開2011-221494號公報中記載的成分、其他公知的成分。 另外,其他添加劑也可使用日本專利特開2012-8223號公報的段落0120~段落0121中記載的熱自由基產生劑、國際公開第2011/136074號中記載的含氮化合物及熱酸產生劑。
<透明導電構件> 本發明的透明導電構件是使用本發明的透明導電構件用層疊體而形成。即,包含使本發明的透明導電構件用層疊體硬化而成的硬化物。 本發明的透明導電構件可適宜地用作觸摸屏用的觸摸感測器或液晶顯示器及有機EL顯示裝置中的佈線原料。觸摸屏用的觸摸感測器可進而適宜地用作膜型的觸摸感測器及外嵌(on-cell)結構觸摸屏用的觸摸感測器。所謂外嵌結構觸摸屏,與後述的外嵌型的觸摸屏顯示裝置為相同含義。另外,本發明的透明導電構件優選的是利用本發明的透明導電構件的製造方法所得。
<透明導電構件的製造方法> 本發明的透明導電構件的製造方法並無特別限制,可利用公知的方法來製作第一層、金屬層及第二層,第一層及第二層的形成方法可列舉在支撐體或金屬層上塗布的方法、或轉印(層壓)的方法。其中,優選的是利用塗布法來形成。若為所述實施方式,則在成本方面而言優異。 金屬層的形成方法可列舉塗布含金屬的油墨的方法、或進行濺鍍的方法。在利用這些方法形成層後,若需要形成圖案,則可利用公知的方法來進行圖案形成。 本發明的透明導電構件的製造方法的具體例可列舉以下方法。 在支撐體上塗布第一層形成用組合物,根據需要進行乾燥,並進行曝光,根據需要進行顯影,從而形成第一層。也可進而對第一層進行熱處理。 利用濺鍍法等在第一層上形成金屬層。 在金屬層上塗布第二層形成用組合物,根據需要進行乾燥,並進行曝光,根據需要進行顯影,從而形成第二層。也可進而對第二層進行熱處理,還可將第一層包含在內而對整體進行熱處理。
所述第一層形成用組合物及第二層形成用組合物的塗布方法並無特別限定,例如可使用狹縫塗布法、噴霧法、輥塗法、旋轉塗布法、流延塗布法、狹縫・旋轉法、噴墨法、印刷法(柔版、凹版、網版等)等方法。噴墨法、印刷法可集中在必要的位置來設置組合物,可實現組合物的省液化,故而優選。 這些中,所述第一層形成用組合物及第二層形成用組合物適宜地用於印刷法及噴墨法,特別適宜的是網版印刷法及噴墨法。 進而,在將所述第一層形成用組合物及第二層形成用組合物塗布於支撐體上之前,也可應用如日本專利特開2009-145395號公報中所記載般的所謂的預濕法。 在所述第一層形成用組合物及第二層形成用組合物含有溶劑的情況下,優選的是進行乾燥。乾燥方法可優選地列舉利用減壓(真空(vacuum))及/或加熱等從所塗布的組合物膜去除溶劑而在基板上形成乾燥塗膜的方法。乾燥時的加熱條件優選的是70℃~130℃且30秒~300秒左右。 此外,所述塗布與所述乾燥可依序進行,也可同時進行,還可交替地重複進行。例如,可在噴墨塗布全部結束後進行乾燥,也可預先對支撐體進行加熱,然後一邊進行利用噴墨塗布方式的組合物的噴出一邊進行乾燥。
所述曝光是使用光化射線而使酸及/或聚合引發種由光酸產生劑及/或光聚合引發劑產生,從而進行因酸而引起的酸分解性基的分解及/或乙烯性不飽和化合物等的聚合。 曝光光源可使用低壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、化學燈、發光二極體(Light Emitting Diode,LED)光源、准分子鐳射產生裝置等,可優選地使用i射線(365 nm)、h射線(405 nm)、g射線(436 nm)等具有300 nm以上且450 nm以下的波長的光化射線。另外,根據需要可透過長波長截止濾波器、短波長截止濾波器、帶通濾波器(Band-pass filter)之類的分光濾波器來調整照射光。 曝光裝置可使用鏡面投影對準曝光器(mirror projection aligner)、步進機(stepper)、掃描器、近接式(proximity)、接觸式、微透鏡陣列、透鏡掃描器、鐳射曝光等各種方式的曝光裝置。 另外,所述曝光步驟中的曝光量也無特別限制,優選的是1 mJ/cm2
~3,000 mJ/cm2
,更優選的是1 mJ/cm2
~500 mJ/cm2
。 所述曝光可在經氧阻斷的狀態下進行。阻斷氧的手段可例示:在氮氣環境下進行曝光、或設置氧阻斷膜。 另外,所述曝光可對組合物的至少一部分進行,例如可為全面曝光,也可為圖案曝光。 另外,在所述曝光後可進行曝光後加熱處理:曝光後烘烤(Post Exposure Bake)(以下也稱為「PEB」)。進行PEB的情況下的溫度優選的是30℃以上且130℃以下,更優選的是40℃以上且120℃以下,特別優選的是50℃以上且110℃以下。 加熱的方法並無特別限定,可使用公知的方法。例如可列舉:加熱板、烘箱、紅外線加熱器等。 另外,作為加熱時間,在加熱板的情況下優選的是1分鐘~30分鐘左右,除此以外的情況下優選的是20分鐘~120分鐘左右。在所述範圍內可不損傷基板、裝置地進行加熱。
本發明的透明導電構件的製造方法根據需要也可進而包括利用顯影液對經曝光的第一層或第二層進行顯影的顯影步驟。 在顯影步驟中,利用溶劑或鹼性顯影液對曝光為圖案狀的硬化性組合物進行顯影,從而形成圖案。優選的是在顯影步驟所使用的顯影液中包含鹼性化合物。鹼性化合物例如可使用氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀等鹼金屬氫氧化物類,碳酸鈉、碳酸鉀等鹼金屬碳酸鹽類,碳酸氫鈉、碳酸氫鉀等鹼金屬碳酸氫鹽類,四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、苄基三甲基氫氧化銨、氫氧化膽鹼等氫氧化銨類,矽酸鈉、偏矽酸鈉等的水溶液。另外,也可將在所述鹼類的水溶液中添加適當量的甲醇或乙醇等水溶性有機溶劑或表面活性劑而成的水溶液作為顯影液來使用。 優選的顯影液可列舉四甲基氫氧化銨的0.4質量%~2.5質量%水溶液。 顯影液的pH優選的是10.0~14.0。顯影時間優選的是30秒~500秒,另外,顯影的方法可為覆液法(旋覆浸沒法)、噴淋法、浸漬法等的任一種。 在顯影之後也可進行淋洗步驟。在淋洗步驟中,通過利用純水等對顯影後的基板進行清洗,而進行附著的顯影液的去除、顯影殘渣的去除。淋洗方法可使用公知的方法。例如可列舉噴淋淋洗或浸漬淋洗等。 關於圖案曝光及顯影,可使用公知的方法或公知的顯影液。例如可適宜地使用日本專利特開2011-186398號公報、日本專利特開2013-83937號公報中記載的圖案曝光方法及顯影方法。
本發明的透明導電構件的製造方法也可包括在所述曝光後對經曝光的第一層或第二層進行熱處理的熱處理步驟。通過在曝光後進行熱處理,可獲得強度更優異的硬化膜。 所述熱處理的溫度優選的是80℃~300℃,更優選的是100℃~280℃,特別優選的是120℃~250℃。若為所述實施方式,則推測在使用a1及/或a2作為成分A的情況下,成分A的縮合適度地產生,硬化膜的物性更優異。 另外,所述熱處理的時間並無特別限制,優選的是1分鐘~360分鐘,更優選的是5分鐘~240分鐘,進而優選的是10分鐘~120分鐘。 另外,所述本發明的硬化膜的製造方法中的利用光及/或熱的硬化可連續進行,也可逐次進行。 另外,在進行熱處理時,通過在氮氣環境下進行,可使透明性進一步提高。 也可在熱處理步驟(後烘烤)之前、在以比較低的溫度進行了烘烤後進行熱處理步驟(追加中烘烤步驟)。在進行中烘烤的情況下,優選的是在以90℃~150℃加熱1分鐘~60分鐘後,以120℃~300℃進行後烘烤。 另外,也可將中烘烤、後烘烤分為三階段以上的多階段來進行加熱。利用這種中烘烤、後烘烤的設計,可調整圖案的錐角。這些加熱可使用加熱板、烘箱、紅外線加熱器等公知的加熱方法。 此外,也可在後烘烤之前,在利用光化射線對形成有圖案的基板進行全面再曝光(後曝光)後進行後烘烤,由此推測因熱分解而由各成分彼此的縮合反應、及/或殘存於曝光部分的光聚合引發劑產生引發種,而作為促進交聯步驟的催化劑發揮功能,從而可促進膜硬化。包括後曝光步驟的情況下的優選的曝光量優選的是100 mJ/cm2
~3,000 mJ/cm2
,特別優選的是100 mJ/cm2
~500 mJ/cm2
。
另外,本發明的透明導電構件的製造方法也可具有除形成所述層以外還形成公知的層的步驟。例如可列舉形成折射率調整層、保護層、絕緣層、接著層、粘著層等的步驟。這些層的形成方法並無特別限制,利用公知的方法形成即可。進而,這些層的形成位置優選的是第一層與金屬層之間以及金屬層與第二層之間以外的位置。
(轉印材料) 本發明的轉印材料在臨時支撐體上具有本發明的透明導電構件用層疊體。 本發明的轉印材料中的本發明的透明導電構件用層疊體中的第一層及第二層可已進行曝光及顯影,也可未進行曝光及顯影,就轉印性的觀點而言優選的是在進行曝光顯影前轉印至支撐體。 在為所述實施方式的情況下,優選的是在使用本發明的轉印材料而將本發明的透明導電構件用層疊體等轉印至所期望的基材上後,進行曝光及顯影。 本發明的轉印材料在將第二層形成于臨時支撐體上後形成金屬層,之後在金屬層上形成第一層。通過將所述本發明的轉印材料轉印至支撐體,而依序形成支撐體、第一層、金屬層、第二層。 臨時支撐體優選的是具有可撓性。優選的是在加壓時或加熱加壓時不產生顯著的變形、收縮或伸長。這種臨時支撐體的例子可列舉聚對苯二甲酸乙二酯膜、三乙酸纖維素膜、聚苯乙烯膜、聚碳酸酯膜等,其中特別優選的是雙軸延伸聚對苯二甲酸乙二酯膜。 臨時支撐體的厚度並無特別限定,優選的是5 μm~300 μm,更優選的是20 μm~200 μm。 另外,臨時支撐體可為透明,也可含有染料化矽、氧化鋁溶膠、鉻鹽、鋯鹽等。 另外,可利用日本專利特開2005-221726號公報中記載的方法等,對臨時支撐體賦予導電性。
對於轉印材料而言,優選的是以覆蓋本發明的透明導電構件用層疊體的方式設置保護剝離層(也稱為覆蓋膜)。保護剝離層可包含與臨時支撐體相同或類似的材料,但必須能夠容易地從未硬化層分離。保護剝離層的材料例如適當的是矽酮紙、聚烯烴或聚四氟乙烯片。 保護剝離層的厚度優選的是1 μm~100 μm,更優選的是5 μm~50 μm,特別優選的是10 μm~30 μm。若所述厚度為1 μm以上,則保護剝離層的強度充分且不易破裂,另外,若為100 μm以下,則保護剝離層的價格不會變得高,而且對保護剝離層進行層壓時不易產生褶皺。 關於保護剝離層,市售品例如可列舉:王子制紙(股)製造的阿爾凡(ALPHAN)MA-410、阿爾凡(ALPHAN)E-200C、阿爾凡(ALPHAN)E-501,信越膜(股)製造等的聚丙烯膜,帝人(股)製造的PS-25等PS系列等聚對苯二甲酸乙二酯膜等,但並不限定於此。另外,可通過對市售的膜進行噴砂(sandblast)加工來簡單地製造。 保護剝離層可使用聚乙烯膜等聚烯烴膜。另外,用作保護剝離層的聚烯烴膜可通過對原材料實施熱熔融、混煉、擠出、雙軸延伸、流延或充氣法(inflation method)來適宜地製造。
另外,本發明的轉印材料也可根據需要而在臨時支撐體與透明導電構件用層疊體之間、或透明導電構件用層疊體與保護剝離層之間具有接著層及/或粘著層。接著層或粘著層中使用的接著劑或粘著劑可使用公知的接著劑或粘著劑。
(觸摸屏及觸摸屏顯示裝置) 本發明的觸摸屏為具有本發明的透明導電構件的觸摸屏。另外,本發明的觸摸屏優選的是至少具有本發明的透明導電構件、以及絕緣層及/或保護層。 本發明的觸摸屏顯示裝置為具有本發明的透明導電構件的觸摸屏顯示裝置,且優選的是具有本發明的觸摸屏的觸摸屏顯示裝置。本發明的觸摸屏可為電阻膜方式、靜電電容方式、超聲波方式、電磁感應方式等公知的方式的任一種。其中,優選的是靜電電容方式。 靜電電容方式的觸摸屏可列舉日本專利特開2010-28115號公報中所揭示的觸摸屏、或國際公開第2012/057165號中所揭示的觸摸屏。另外,可列舉:外嵌型(例如日本專利特開2013-168125號公報的圖19中所記載者、日本專利特開2012-89102號公報的圖1或圖5中所記載者)、OGS型或TOL型(例如日本專利特開2013-54727號公報的圖2中所記載者,日本專利特開2015-15042號公報的圖2、圖3、圖4及圖5中所記載者)、各種外掛(out-cell)型(所謂的GG、G1・G2、GFF、GF2、GF1、G1F等)。 [實施例]
以下列舉實施例來對本發明進一步具體地進行說明。以下的實施例中所示的材料、使用量、比例、處理內容、處理順序等只要不脫離本發明的主旨,則可適宜地加以變更。因此,本發明的範圍並不限定於以下所示的具體例。此外,只要未作特別說明,則「份」、「%」為質量基準。
<折射率的測定> 在25℃下使用橢偏儀VUV-VASE(日本J. A.沃蘭姆(J. A. Woollam. Japan)(股)製造)來測定波長550 nm下的第一層及第二層的折射率。
(實施例1) <分散液P的製備> 配製下述組成的分散液,並將其與氧化鋯珠(0.3 mmf)17,000份混合,使用塗料攪拌器(paint shaker)進行12小時分散。將氧化鋯珠(0.3 mmf)過濾分離,從而獲得分散液P。 •二氧化鈦(石原產業(股)製造,商品名:TTO-51(A),平均一次粒徑:10 nm~30 nm):1,875份 •迪斯帕畢克(DISPERBYK)-111(日本畢克化學(BYK-Chemie Japan)(股)製造)30%丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)溶液:2,200份 •溶劑PGMEA(昭和電工(股)製造):3,425份
<第一層形成用組合物及第二層形成用組合物的製備> 製備下述組合物1作為第一層形成用組合物及第二層形成用組合物。 在以下述組成進行調配並進行混合而製成均勻的溶液後,使用具有0.2 μm的細孔徑的聚乙烯制篩檢程式進行過濾,製備實施例1中使用的第一層形成用組合物及第二層形成用組合物(組合物1)。所得的組合物的固體成分為17.0 %。 •溶劑EDE(二乙二醇二乙基醚,東邦化學工業(股)製造):307.5份 •鹼性化合物I1(下述化合物,東洋化成工業(股)製造,CMTU):0.02份 •聚合物C1:100.0份 •光酸產生劑D1(下述化合物):1.9份 •烷氧基矽烷化合物H1(3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷,KBM-403,信越化學工業(股)製造):1.7份 •表面活性劑W1(含全氟烷基的非離子表面活性劑,F-554,迪愛生(DIC)(股)製造):0.08份 •分散液P:181.7份 •下述化合物L1:0.2份
[化9]
[化10]
<MATHF的合成> 預先將甲基丙烯酸(86 g,1 mol)冷卻至15℃,添加樟腦磺酸(4.6 g,0.02 mol)。在所述溶液中滴加2-二氫呋喃(71 g,1 mol,1.0當量)。在攪拌1小時後添加飽和碳酸氫鈉(500 mL),利用乙酸乙酯(500 mL)進行提取,利用硫酸鎂進行乾燥,然後在將不溶物過濾後,以40℃以下進行減壓濃縮,對殘渣的黃色油狀物進行減壓蒸餾而以無色油狀物的形式獲得沸點(bp.)54℃~56℃/3.5 mmHg餾分的甲基丙烯酸四氫呋喃-2-基酯(MATHF)125 g(產率80 %)。
<聚合物C1的合成> 將以合計計為100份的甲基丙烯酸四氫呋喃-2-基酯(0.35莫耳當量)、 甲基丙烯酸(0.10莫耳當量)、 甲基丙烯酸縮水甘油酯(0.45莫耳當量)、 甲基丙烯酸甲酯(0.10莫耳當量);及 丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)(120份)的混合溶液在氮氣流下加熱至70℃。一邊對所述混合溶液進行攪拌,一邊歷經3.5小時滴加自由基聚合引發劑V-601(2,2'-偶氮雙(2-甲基丙酸)二甲酯,和光純藥工業(股)製造,12.0份)及PGMEA(80份)的混合溶液。在滴加結束後,以70℃反應2小時,由此獲得聚合物C1的PGMEA溶液。進而添加PGMEA來調整為固體成分濃度40質量%。 所得的聚合物C1的利用凝膠滲透色譜法(GPC)而測定的重量平均分子量(Mw)為15,000。
<D1的合成> 在2-萘酚(10 g)、氯苯(30 mL)的懸浮溶液中添加氯化鋁(10.6 g)、2-氯丙醯氯(10.1 g),將混合液加熱至40℃並反應2小時。在冰浴冷卻下,向反應液中滴加4NHCL水溶液(60 mL),添加乙酸乙酯(50 mL)來進行分液。在向有機層中添加碳酸鉀(19.2 g)並以40℃反應1小時後,添加2NHCL水溶液(60 mL)來進行分液,在將有機層濃縮後利用二異丙基醚(10 mL)對結晶進行漿化,並進行過濾、乾燥而獲得酮化合物(6.5 g)。 在所得的酮化合物(3.0 g)、甲醇(30 mL)的懸浮溶液中添加乙酸(7.3 g)、50質量%羥基胺水溶液(8.0 g),進行加熱回流。在放置冷卻後添加水(50 mL),對析出的結晶進行過濾,並進行冷甲醇洗滌,然後進行乾燥而獲得肟化合物(2.4 g)。 使所得的肟化合物(1.8 g)溶解於丙酮(20 mL),在冰浴冷卻下添加三乙基胺(1.5 g)、對甲苯磺醯氯(2.4 g),升溫至室溫(25℃)並反應1小時。在反應液中添加水(50 mL),對析出的結晶進行過濾,然後利用甲醇(20 mL)進行漿化,並進行過濾、乾燥而獲得D1的化合物(所述結構)(2.3 g)。 此外,D1的1H-核磁共振(Nuclear Magnetic Resonance,NMR)光譜(300 MHz,CDCl3)為δ = 8.3 (d, 1H), 8.0 (d, 2H), 7.9 (d, 1H), 7.8 (d, 1H), 7.6 (dd, 1H), 7.4 (dd, 1H), 7.3 (d, 2H), 7.1 (d, 1H), 5.6 (q, 1H), 2.4 (s, 3H), 1.7 (d, 3H)。
<第一層的形成> 利用旋轉塗布機在厚度75 μm的PET膜(富士膠片(股)製造的雙軸延伸PET膜)上塗布組合物1,在120℃的加熱板上進行120秒乾燥(預烘烤)。其次,使用ghi射線高壓水銀燈曝光機在能量強度20 mW/cm2
、200 mJ/cm2
下以既定的圖案進行曝光。進而利用140℃的烘箱對塗布膜實施60分鐘加熱處理(後烘烤),形成第一層。
<金屬層的形成> 利用DC磁控濺鍍(Ag靶材),形成厚度10 nm的Ag合金的薄膜。
<第二層的形成> 利用旋轉塗布機在所述金屬層上塗布組合物1,在120℃的加熱板上進行120秒乾燥(預烘烤)。其次,使用ghi射線高壓水銀燈曝光機在能量強度20 mW/cm2
、200 mJ/cm2
下以既定的圖案進行曝光。進而利用140℃的烘箱對塗布膜實施60分鐘加熱處理(後烘烤),形成第二層,從而獲得實施例1的透明導電構件。 此外,對最初的塗布膜厚進行調整,以使第一層及第二層的厚度在後烘烤後成為表1中記載的厚度。
<評價方法> 利用以下的評價方法,使用各實施例及比較例中的透明導電構件以及第一層形成用組合物及第二層形成用組合物來進行各種評價。將評價結果匯總並示於表1。
-透過率的測定- 使用分光光度計(島津製作所(股)製造的MCP-2200)測定所得的透明導電構件的波長550 nm下的透過率。 透過率越高則越優選,優選的是60 %以上。
-電阻值的測定- 利用三菱化學(股)製造的羅萊斯塔(Loresta)HP MCP-T410來進行所得的透明導電構件的電阻測定(單位:Ω/□)。
-抗龜裂性評價- 對所得的透明導電構件(形成在PET膜上)以10 cm×1 cm的帶狀來切割樣品,纏繞在3 mm或5 mm直徑的圓柱狀的SUS(不銹鋼)制的棒上,重複進行10次對SUS棒的纏繞與展開,通過光學顯微鏡觀察(20倍)而以以下評價基準進行評價。 5:在3 mm直徑及5 mm直徑的情況下均無龜裂。 4:在5 mm直徑的情況下無龜裂,但在3 mm直徑的情況下發現一個或兩個龜裂。 3:在3 mm直徑及5 mm直徑的情況下均發現一個或兩個龜裂。 2:在5 mm直徑的情況下發現0個~2個龜裂,在3 mm直徑的情況下發現三個以上的龜裂。 1:在3 mm直徑及5 mm直徑的情況下均發現三個以上的龜裂。
(實施例2~實施例8、實施例12及實施例13、以及比較例3~比較例5) 將各層的厚度、第一層及第二層中的成分A的含有率、第一層及第二層中芴結構的有無、及/或形成金屬層的濺鍍靶材變更為表1中所記載般,除此以外,以與實施例1同樣的方式製作透明導電構件,並與實施例1同樣地進行評價。將評價結果示於表1。 此外,在實施例2、實施例4及實施例12的存在芴結構的情況下,在組合物1中,將聚合物C1的100.0份中的10份變更為具有芴結構的樹脂(大阪燃氣化學(股)製造,奧穀澤爾(Ogusol)PG-100)10份來製備組合物1。
(實施例9) TiO2
分散液(分散液P)是使用PC-200(鈦氧烷,松本精細化工(Matsumoto Fine Chemical)(股)製造,固體成分31.0 %),並將第一層及第二層中的成分A的含有率設為70質量%,除此以外,以與實施例1同樣的方式製作透明導電構件,並與實施例1同樣地進行評價。將評價結果示於表1。
(實施例10) TiO2
分散液(分散液P)是使用以正丁醇將四正丁氧化鈦(和光純藥工業(股)製造)稀釋為30質量%而成的溶液,並將第一層及第二層中的成分A的含有率設為70質量%,除此以外,以與實施例1同樣的方式製作透明導電構件,並與實施例1同樣地進行評價。將評價結果示於表1。
(實施例11) 將TiO2
分散液(分散液P)變更為下述ZrO2
分散液,除此以外,以與實施例1同樣的方式製作透明導電構件,並與實施例1同樣地進行評價。將評價結果示於表1。
<ZrO2
分散液的製備> 配製下述組成的分散液,將其與氧化鋯珠(0.3 mmf)17,000份混合,使用塗料攪拌器進行12小時分散。將氧化鋯珠(0.3 mmf)過濾分離,從而獲得分散液。 •UEP-100:二氧化鋯,第一希元素化學工業(股)製造,平均一次粒徑10 nm~15 nm,1,875份 •分散劑(迪斯帕畢克(DISPERBYK)-111,30質量%PGMEA溶液):2,200份 •溶劑PGMEA(丙二醇單甲基醚乙酸酯):3,425份
-分散劑- 迪斯帕畢克(DISPERBYK)-111:具有一個以上的磷酸酯結構的高分子分散劑,畢克化學(BYK-Chemie)公司製造
(比較例1) 形成第一層的組合物1的TiO2
分散液(分散液P)是使用PC-200(鈦氧烷,松本精細化工(Matsumoto Fine Chemical)(股)製造,固體成分31.0 %),形成第二層的組合物1的TiO2
分散液(分散液P)是使用以正丁醇將四正丁氧化鈦(和光純藥工業(股)製造)稀釋為30質量%而成的溶液,並將第一層及第二層中的成分A的含有率設為90質量%,除此以外,以與實施例1同樣的方式製作透明導電構件,並與實施例1同樣地進行評價。將評價結果示於表1。
(比較例2) 形成第一層的組合物1的TiO2
分散液(分散液P)是使用PC-200(鈦氧烷,松本精細化工(Matsumoto Fine Chemical)(股)製造,固體成分31.0 %),將形成金屬層的濺鍍靶材變更為ITO,形成第二層的組合物1的TiO2
分散液(分散液P)是使用以正丁醇將四正丁氧化鈦(和光純藥工業(股)製造)稀釋為30質量%而成的溶液,並將第一層及第二層中的成分A的含有率設為90質量%,除此以外,以與實施例1同樣的方式製作透明導電構件,並與實施例1同樣地進行評價。將評價結果示於表1。
(比較例6) 將第一層及第二層中的成分A的含有率設為20質量%,除此以外,以與實施例11同樣的方式製作透明導電構件,並與實施例1同樣地進行評價。將評價結果示於表1。此外,在所述情況下第一層及第二層的折射率未到達1.6。
(實施例14:負型) 使用組合物2代替組合物1,除此以外,以與實施例1同樣的方式製作透明導電構件,並與實施例1同樣地進行評價。將評價結果示於表1。
<組合物2的製備> •TiO2
分散液(分散液P) •M-1:多官能乙烯性不飽和化合物、二季戊四醇六丙烯酸酯與二季戊四醇五丙烯酸酯的質量比為70:30的混合物(日本化藥(股)製造) •C-1:豔佳固(IRGACURE)CGI-124(1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮-2-(O-苯甲醯基肟),巴斯夫(BASF)公司製造):4質量% •F-1:美佳法(Megafac)F-554(含全氟烷基的非離子表面活性劑,迪愛生(DIC)(股)製造):0.1質量% 使用所述成分並將TiO2
分散液及M-1的量調整為表1所記載的成分A的含有率,利用磁攪拌器(magnetic stirrer)攪拌1小時。繼而,利用0.45 μm的薄膜濾器(membrane filter)進行過濾,製作組合物2。
(實施例15:並用負型及正型) 與所述實施例14同樣地利用所述組合物2形成第一層,除此以外,以與實施例1同樣的方式製作透明導電構件,並與實施例1同樣地進行評價。將評價結果示於表1。
(實施例16:轉印材料) <轉印材料的製作> -感光性轉印材料的製作- 使用狹縫狀噴嘴在厚度75 μm的聚對苯二甲酸乙二酯膜臨時支撐體(PET臨時支撐體)上塗布包含下述配方P1的下塗層用塗布液,使其乾燥而形成剝離層。其次,使用組合物1形成第二層,與實施例1同樣地利用濺鍍形成金屬層,使用組合物1形成第一層,從而形成層疊體。 如以上般,在PET臨時支撐體上設置乾燥層厚為2.0 μm的剝離層、與透明導電構件用層疊體層,利用熱輥以140℃壓接於玻璃基板,製作構成為玻璃基板/第一層/金屬層/第二層的層疊結構的樣品。 對所述樣品以140℃進行60分鐘的後烘烤而獲得透明導電構件。與實施例1同樣地對所得的透明導電構件進行評價。將評價結果示於表1。
-下塗層用塗布液的配方P1- •聚乙烯基醇(PVA-105,可樂麗(Kuraray)(股)製造):3.0份 •羧基甲基纖維素(TC-5E,信越化學工業(股)製造):0.15份 •表面活性劑2(沙福隆(Surflon)S-131,AGC清美化學(股)製造):0.01份 •蒸餾水:524份 •甲醇:429份
[表1]
此外,表1中記載的「AgPd:1.0%」是含有1.0質量%鈀的銀合金。
無
無
無
Claims (14)
- 一種透明導電構件用層疊體,其特徵在於依序具有: 第一層、金屬層、及第二層, 所述第一層及所述第二層分別含有作為成分A的選自由下述a1~a3所組成的群組中的至少一種、以及有機樹脂, 所述第一層及所述第二層的波長550 nm的光下的折射率分別為1.6~2.0, 所述第一層及所述第二層的平均厚度分別為10 nm~100 nm, 所述金屬層含有銀及/或銅, 所述金屬層的平均厚度為5 nm~50 nm, a1:具有烷氧基的鈦化合物及/或鋯化合物、 a2:具有至少一個直接鍵結於鈦原子或鋯原子的烷氧基的鈦氧烷、鋯氧烷及/或鈦氧烷-鋯氧烷縮合物、 a3:含有鈦原子及/或鋯原子的金屬氧化物。
- 如申請專利範圍第1項所述的透明導電構件用層疊體,其中波長550 nm的光下的透過率為60%以上。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的透明導電構件用層疊體,其中所述第一層及所述第二層中的成分A的質量含有率分別為20質量%以上且70質量%以下。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的透明導電構件用層疊體,其中所述有機樹脂含有具有芴環結構的樹脂。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的透明導電構件用層疊體,其中所述有機樹脂含有丙烯酸樹脂。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的透明導電構件用層疊體,其中所述金屬層含有銀。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的透明導電構件用層疊體,其中所述金屬層包含銀合金。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的透明導電構件用層疊體,其中所述第一層及所述第二層分別至少包含所述a1作為成分A。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的透明導電構件用層疊體,所述第一層及所述第二層分別至少包含所述a3作為成分A。
- 一種轉印材料,其在臨時支撐體上具有如申請專利範圍第1項或第2項所述的透明導電構件用層疊體。
- 一種觸摸屏的製造方法,其使用如申請專利範圍第10項所述的轉印材料形成觸摸電極。
- 一種透明導電構件,其包含使如申請專利範圍第1項或第2項所述的透明導電構件用層疊體硬化而成的硬化物。
- 一種觸摸屏,其具有如申請專利範圍第12項所述的透明導電構件。
- 一種觸摸屏顯示裝置,其具有如申請專利範圍第12項所述的透明導電構件。
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