TWI740923B - 導電性積層體的製造方法、積層體及導電性積層體 - Google Patents
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Abstract
本發明的導電性積層體的製造方法包括:使用規定的被鍍覆層形成用組成物,於基材上形成被鍍覆層形成用層的步驟;對被鍍覆層形成用層以圖案狀實施曝光處理及顯影處理,而形成包含線寬未滿3μm的部分的圖案狀被鍍覆層的步驟;使用含有鍍覆觸媒或其前驅物的鹼性的鍍覆觸媒賦予液,將鍍覆觸媒或其前驅物賦予至圖案狀被鍍覆層的步驟;以及使用含有胺基羧酸類的鍍覆液,對賦予有鍍覆觸媒或其前驅物的圖案狀被鍍覆層進行鍍覆處理,而於圖案狀被鍍覆層上形成金屬層的步驟。
Description
本發明是有關於一種導電性積層體的製造方法、積層體及導電性積層體。
於基材上形成有包含金屬等的導電層(導電性細線)的導電性膜用於多種用途,尤其近年來,隨著觸控面板於行動電話或可攜式遊戲設備等中的搭載率的上升,能進行多點檢測的靜電電容方式的觸控面板感測器用導電性膜的需求急速擴大。
關於此種導電層的形成,例如提出有使用被鍍覆層(基底層)的方法。
例如,於專利文獻1中揭示有「一種積層體的製造方法,其包括:基底層形成步驟,形成包含具有可氫化的共軛二烯化合物單元的聚合物、及平均粒徑為400nm以下的金屬氧化物粒子的基底層;觸媒賦予步驟,使含有鍍覆觸媒或其前驅物且為鹼性的鍍覆觸媒液與所述基底層接觸,而將鍍覆觸媒或其前驅物賦予至所
述基底層;以及鍍覆步驟,對賦予有所述鍍覆觸媒或其前驅物的所述基底層進行鍍覆,而於所述基底層上形成金屬層」(請求項1)。
[現有技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第5756444號公報
然而,專利文獻1中記載的基底層(被鍍覆層)無法進行利用光微影法的圖案形成,存在為了形成圖案狀的金屬層而製程變得繁雜的問題。
因此,本發明者等人嘗試對已藉由光微影法而形成為圖案狀的圖案狀被鍍覆層,於使用如專利文獻1所記載的鹼性的鍍覆觸媒液(鍍覆觸媒賦予液)賦予鍍覆觸媒後,使用鍍覆液而於圖案狀被鍍覆層上形成金屬層。
於該情況下,得知鍍覆觸媒對圖案狀被鍍覆層的賦予量變高,可良好地形成金屬層,因此可使所獲得的金屬層為低電阻。然而,可知根據鍍覆液的種類的不同,於圖案狀被鍍覆層以外的區域亦會形成金屬層,存在無法僅於與圖案狀被鍍覆層對應的位置形成金屬層的情況。
進而,本發明者等人進行了研究,結果得知根據圖案狀被鍍覆層的線寬的不同,所形成的金屬層的電阻提升。
因此,本發明的目的在於提供一種可於與圖案狀被鍍覆
層對應的位置形成低電阻的金屬層的導電性積層體的製造方法、積層體及導電性積層體。
本發明者等人對所述課題進行了努力研究,結果發現:藉由形成包含線寬未滿3μm的部分的圖案狀被鍍覆層,且使用鹼性的鍍覆觸媒賦予液及含有規定的成分的鍍覆液,可獲得所期望的效果,從而完成本發明。
即,本發明者等人發現藉由以下構成可解決所述課題。
[1]
一種導電性積層體的製造方法,其是製造具有基材、圖案狀被鍍覆層、及金屬層的導電性積層體的方法,所述導電性積層體的製造方法包括:使用含有聚合起始劑與以下的化合物X或組成物Y的被鍍覆層形成用組成物,於所述基材上形成被鍍覆層形成用層的步驟;對所述被鍍覆層形成用層以圖案狀實施曝光處理,並實施顯影處理,而形成包含線寬未滿3μm的部分的所述圖案狀被鍍覆層的步驟;使用含有鍍覆觸媒或其前驅物的鹼性的鍍覆觸媒賦予液,將所述鍍覆觸媒或其前驅物賦予至所述圖案狀被鍍覆層的步驟;以及使用含有胺基羧酸及胺基羧酸鹽的至少一者的鍍覆液,對賦予有所述鍍覆觸媒或其前驅物的所述圖案狀被鍍覆層進行鍍覆處
理,而於所述圖案狀被鍍覆層上形成所述金屬層的步驟。
化合物X:具有與鍍覆觸媒或其前驅物進行相互作用的官能基、及聚合性基的化合物
組成物Y:包含具有與鍍覆觸媒或其前驅物進行相互作用的官能基的化合物、及具有聚合性基的化合物的組成物
[2]
如所述[1]所述的導電性積層體的製造方法,其中於所述鍍覆觸媒賦予液中,所述鍍覆觸媒或其前驅物為金屬離子。
[3]
如所述[1]或[2]所述的導電性積層體的製造方法,其中所述進行相互作用的官能基為離子性極性基。
[4]
如所述[1]~[3]中任一項所述的導電性積層體的製造方法,其中所述聚合性基選自由丙烯醯胺基及甲基丙烯醯胺基所組成的群組中。
[5]
如所述[1]~[4]中任一項所述的導電性積層體的製造方法,其中當藉由下述染色條件對所述基材進行染色時,染色前後的所述基材的於波長525nm下的吸光度的變化為0.05以內,染色條件:於30℃的0.1M氫氧化鈉水溶液中浸漬所述基材5分鐘後,將所述基材取出,於1質量%的若丹明(rhodamine)6G水溶液中浸漬所述基材1分鐘。
[6]
如所述[1]~[5]中任一項所述的導電性積層體的製造方法,其中所述導電性積層體用於觸控面板感測器。
[7]
一種積層體,其具有:基材;及配置於所述基材上、包含線寬未滿3μm的部分的圖案狀被鍍覆層,且所述圖案狀被鍍覆層中附著有鍍覆觸媒或其前驅物,所述圖案狀被鍍覆層中的所述鍍覆觸媒或其前驅物的附著量為50mg/m2以上。
[8]
一種導電性積層體,其具有:基材;配置於所述基材上、包含線寬未滿3μm的部分的圖案狀被鍍覆層;及配置於所述圖案狀被鍍覆層上的金屬層,且所述圖案狀被鍍覆層中附著有鍍覆觸媒,所述圖案狀被鍍覆層中的所述鍍覆觸媒的附著量為50mg/m2以上。
如以下所示,根據本發明,可提供一種可於與圖案狀被鍍覆層對應的位置形成低電阻的金屬層的導電性積層體的製造方
法、積層體及導電性積層體。
12:基材
14:被鍍覆層形成用層
14a:曝光區域(曝光部分)
14b:未曝光區域(未曝光部分)
14A:圖案狀被鍍覆層
20:鍍覆觸媒層
22:檢測電極
24:引出配線
25:金屬層
30:導電性積層體
50:遮罩
52:開口部
X、Y:方向
圖1是用以說明本發明的導電性積層體的製造方法中的被鍍覆層形成步驟的概略側面圖。
圖2是用以說明本發明的導電性積層體的製造方法中的圖案狀被鍍覆層形成步驟的曝光處理的概略側面圖。
圖3是示意性地表示於本發明的導電性積層體的製造方法中的圖案狀被鍍覆層形成步驟的曝光處理後將遮罩拆除的情況的概略側面圖。
圖4是用以說明本發明的導電性積層體的製造方法中的圖案狀被鍍覆層形成步驟的顯影處理的概略側面圖。
圖5是用以說明本發明的導電性積層體的製造方法中的鍍覆觸媒賦予步驟的概略側面圖。
圖6是用以說明本發明的導電性積層體的製造方法中的金屬層形成步驟的概略側面圖。
圖7是將藉由本發明的導電性積層體的製造方法而獲得的導電性積層體應用於觸控面板感測器時的概略平面圖。
以下,對本發明進行說明。
此外,本發明中使用「~」所表示的數值範圍是指含有「~」的前後所記載的數值作為下限值以及上限值的範圍。
[導電性積層體的製造方法]
本發明的導電性積層體的製造方法是製造具有基材、圖案狀被鍍覆層、及金屬層的導電性積層體的方法。
另外,本發明的導電性積層體的製造方法包括:使用含有聚合起始劑與後述化合物X或組成物Y的被鍍覆層形成用組成物,於所述基材上形成被鍍覆層形成用層的步驟(以下亦稱為「被鍍覆層形成步驟」);對所述被鍍覆層形成用層以圖案狀實施曝光處理,並實施顯影處理,而形成包含線寬未滿3μm的部分的所述圖案狀被鍍覆層的步驟(以下亦稱為「圖案狀被鍍覆層形成步驟」);使用含有鍍覆觸媒或其前驅物的鹼性的鍍覆觸媒賦予液,將所述鍍覆觸媒或其前驅物賦予至所述圖案狀被鍍覆層的步驟(以下亦稱為「鍍覆觸媒賦予步驟」);以及使用含有胺基羧酸及胺基羧酸鹽的至少一者的鍍覆液,對賦予有所述鍍覆觸媒或其前驅物的所述圖案狀被鍍覆層進行鍍覆處理,而於所述圖案狀被鍍覆層上形成所述金屬層的步驟(以下亦稱為「金屬層形成步驟」)。
根據本發明的導電性積層體的製造方法,可於與圖案狀被鍍覆層對應的位置形成低電阻的金屬層。該理由的詳細情況尚未明確,但推測大概是出於以下的理由。
若使用鹼性的鍍覆觸媒賦予液,則圖案狀被鍍覆層良好地膨潤,鍍覆觸媒賦予液的浸透性提升。藉此,鍍覆觸媒或其前驅物
對圖案狀被鍍覆層的賦予量變高,推測可形成低電阻的金屬層。
另外,於如上所述般圖案狀被鍍覆層經鹼性的鍍覆觸媒賦予液處理的情況下(即,於圖案狀被鍍覆層中的鍍覆觸媒的賦予量多的情況下),若使用含有胺基羧酸及胺基羧酸鹽的至少一者的鍍覆液,則可於與圖案狀被鍍覆層對應的位置形成金屬層。
該理由的詳細情況尚未明確,但推測大概是出於以下的理由。
作為鍍覆液,有時使用羅雪鹽(Rochelle salt)系鍍覆液(例如所述專利文獻1的段落0101中記載的無電解鍍覆液速卡普(Thru-cup)PEA(商品名、上村工業公司製造)等)。本發明者等人進行了研究,結果得知:於短時間內(鍍覆析出初始階段)中斷利用羅雪鹽系鍍覆液的鍍覆處理的情況下,圖案選擇性(僅於與圖案狀被鍍覆層對應的位置形成金屬層)不會提升。據此,推測即便析出速度慢,羅雪鹽系鍍覆液亦以完美地覆蓋鍍覆對象物的整面的方式來設計鍍覆液。換言之,羅雪鹽系鍍覆液是追求布散性而設計的液體,故推測犧牲了圖案選擇性(於與圖案狀被鍍覆層對應的位置形成金屬層)。
對此,本發明者等人發現:若使用含有胺基羧酸及胺基羧酸鹽的至少一者的本發明的鍍覆液,則短時間內中斷鍍覆處理的情況下的圖案選擇性優異,且即便於延長鍍覆處理時間的情況下亦可維持圖案選擇性。
根據此種理由,推測與所述羅雪鹽系鍍覆液相比較,含有胺基羧酸及胺基羧酸鹽的至少一者的本發明的鍍覆液相對而言圖案
選擇性變高。
進而,本發明者等人發現若圖案狀被鍍覆層的線寬超過規定值,則所形成的金屬層的電阻增大。
以下,參照圖1~圖6,逐一步驟地對本發明的導電性積層體的製造方法進行說明。圖1~圖6是階段性地表示本發明的導電性積層體的製造方法的一例的概略側面圖。
〔被鍍覆層形成步驟〕
被鍍覆層形成步驟是使用含有聚合起始劑與後述化合物X或組成物Y的被鍍覆層形成用組成物,於所述基材上形成被鍍覆層形成用層的步驟。
圖1是用以說明被鍍覆層形成步驟的概略側面圖,表示將被鍍覆層形成用層14配置於基材12之上(正上方)的狀態。
圖1的例子中,於基材12的整個面賦予有被鍍覆層形成用層14,但並不限定於此,亦可於基材12的表面的一部分區域形成被鍍覆層形成用層14。
基材12的種類並無特別限制,例如可列舉絕緣基板,更具體而言,可使用樹脂基材、陶瓷基材、及玻璃基材等。
基材12的厚度(mm)並無特別限制,就操作性及薄型化的平衡的方面而言,較佳為0.01mm~1mm,更佳為0.02mm~0.1mm。
另外,基材12較佳為適當地透過光。具體而言,基材12的總光線透過率較佳為85%~100%。
基材12可為單片(切片),亦可為長條狀(連續體)。
基材可為單層結構,亦可為多層結構。
基材12亦可具有支撐體、及配置於支撐體上的底塗層。作為支撐體,可列舉所述構成基材的材料。
底塗層位於支撐體的最表面(用來形成後述圖案狀被鍍覆層形成用層的面)。藉此,被鍍覆層形成用層(圖案狀被鍍覆層)對基材的密接性提升。
底塗層的厚度並無特別限制,通常較佳為0.01μm~100μm,更佳為0.05μm~20μm,進而佳為0.05μm~10μm。
底塗層的材料並無特別限制,較佳為與基材的密接性良好的樹脂。作為樹脂的具體例,例如可為熱硬化性樹脂,亦可為熱塑性樹脂,另外亦可為該些的混合物,例如,作為熱硬化性樹脂,可列舉:環氧樹脂、酚樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚酯樹脂、雙馬來醯亞胺樹脂、聚烯烴系樹脂、及異氰酸酯系樹脂等。作為熱塑性樹脂,例如可列舉:苯氧基樹脂、聚醚碸、聚碸、聚苯碸、聚苯硫醚、聚苯醚、聚醚醯亞胺、及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene,ABS)樹脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)等。
熱塑性樹脂與熱硬化性樹脂分別可單獨使用,亦可併用兩種以上。另外,亦可使用含有氰基的樹脂,具體而言,亦可使用ABS樹脂、或日本專利特開2010-84196號的段落0039~段落0063中記載的「含有在側鏈具有氰基的單元的聚合物」。
另外,亦可使用NBR橡膠(丙烯腈-丁二烯橡膠(acrylonitrile butadiene rubber))及SBR橡膠(苯乙烯-丁二烯橡膠(styrene butadiene rubber))等橡膠成分。
作為構成底塗層的材料的較佳態樣之一,可列舉胺基甲酸酯樹脂。
作為胺基甲酸酯樹脂,例如可列舉二醇化合物與二異氰酸酯化合物的反應產物。
作為二醇化合物,例如可列舉:乙二醇、丙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、新戊二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、3-甲基戊二醇、二乙二醇、1,4-環己烷二甲醇、3-甲基-1,5-戊二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、2,2-二乙基-1,3-丙二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-丙二醇、鄰苯二甲醇(xylylene glycol)、氫化雙酚A、或雙酚A、聚烷二醇等二醇類。另外,可列舉該些化合物的環氧烷加成物(例如環氧乙烷加成物、環氧丙烷加成物等)。
該些中,就容易將表面硬度及與離型紙的摩擦係數調整為規定範圍的觀點而言,較佳為聚烷二醇,更佳為聚乙二醇、聚丙二醇、及聚四亞甲基二醇。聚烷二醇中的氧伸烷基的平均加成莫耳數較佳為3~20。另外,聚烷二醇的重量平均分子量較佳為100~2000。
二醇化合物可單獨使用一種,亦可混合使用兩種以上。
作為二異氰酸酯化合物,例如可列舉:如2,4-甲苯二異氰酸酯、2,4-甲苯二異氰酸酯的二聚體、2,6-甲苯二異氰酸酯、對
二甲苯二異氰酸酯、間二甲苯二異氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、1,5-伸萘基二異氰酸酯、或3,3'-二甲基聯苯基-4,4'-二異氰酸酯等般的芳香族二異氰酸酯化合物;六亞甲基二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯、離胺酸二異氰酸酯、或二聚酸二異氰酸酯等脂肪族二異氰酸酯化合物;異佛爾酮二異氰酸酯、4,4'-亞甲基雙(環己基異氰酸酯)、甲基環己烷-2,4(或2,6)二異氰酸酯、或1,3-(異氰酸酯甲基)環己烷等脂環族二異氰酸酯化合物等。該些中,就硬化物的透明性高的方面而言,較佳為異佛爾酮二異氰酸酯或六亞甲基二異氰酸酯等脂肪族二異氰酸酯化合物。
二異氰酸酯化合物可單獨使用一種,亦可混合使用兩種以上。
胺基甲酸酯樹脂例如可藉由於非質子性溶媒中,對所述二異氰酸酯化合物及二醇化合物添加公知的觸媒並進行加熱而合成。合成中所使用的二異氰酸酯及二醇化合物的莫耳比並無特別限制,可根據目的而適宜地選擇,較佳為1:1.2~1.2:1。
另外,亦可使用光硬化型的材料作為胺基甲酸酯樹脂。作為光硬化型胺基甲酸酯樹脂,較佳為使用由二異氰酸酯化合物、二醇化合物、及(甲基)丙烯酸羥基烷基酯所合成的(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯。其中,就容易將表面硬度及與離型紙的摩擦係數調整為規定範圍的觀點而言,較佳為二(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯,尤其較佳為後述的重量平均分子量的範圍的二(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯寡聚物。
此外,所謂(甲基)丙烯酸酯,是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。
另外,作為二異氰酸酯化合物及二醇化合物,可列舉所述化合物,另外,較佳態樣亦相同。
作為(甲基)丙烯酸羥基烷基酯,例如可列舉:(甲基)丙烯酸羥基乙酯(例如(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯)、(甲基)丙烯酸羥基丙酯(例如(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯)、(甲基)丙烯酸羥基丁酯(例如(甲基)丙烯酸2-羥基丁酯)、(甲基)丙烯酸羥基丁酯(例如(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯)、(甲基)丙烯酸羥基己酯(例如(甲基)丙烯酸6-羥基己酯)、或季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯等含羥基的(甲基)丙烯酸酯;該些的己內酯改質品或環氧烷改質品等所代表的含羥基的(甲基)丙烯酸酯改質品;丁基縮水甘油醚、2-乙基己基縮水甘油醚、或(甲基)丙烯酸縮水甘油酯等單環氧化合物與(甲基)丙烯酸的加成反應物等。該些中,就容易將表面硬度及與離型紙的摩擦係數調整為規定範圍的觀點而言,較佳為(甲基)丙烯酸羥基乙酯或(甲基)丙烯酸羥基丁酯。
(甲基)丙烯酸羥基烷基酯可單獨使用一種,亦可混合使用兩種以上。
另外,當合成(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯時,亦可更含有所述以外的成分(例如反應性稀釋單體)作為原料成分。
作為反應性稀釋單體,例如可列舉(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸環己酯等脂環式(甲基)丙烯酸酯;或(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯等芳香族系(甲基)丙烯酸酯。
作為反應性稀釋單體,可單獨使用一種,亦可混合使用兩種
以上。
(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯可藉由公知的方法而製造。例如,可於二異氰酸酯化合物中添加二醇化合物並於50℃~80℃下反應3小時~10小時左右後,添加(甲基)丙烯酸羥基烷基酯及任意的反應稀釋單體、二月桂酸二丁基錫等觸媒、與甲基對苯二酚等聚合抑制劑,進而於60℃~70℃下反應3小時~12小時左右來合成。
二異氰酸酯化合物、二醇化合物及(甲基)丙烯酸羥基烷基酯的使用比例只要成為所期望的表面硬度及與離型紙的摩擦係數則並無特別限定,較佳為設為0.9≦(二異氰酸酯化合物的二異氰酸酯基總數)/(二醇化合物及(甲基)丙烯酸羥基烷基酯的羥基總數)≦1.1。
就容易將表面硬度及與離型紙的摩擦係數設為規定範圍的觀點而言,以藉由凝膠滲透層析(gel permeation chromatography,GPC)法所得聚苯乙烯換算值計,(甲基)丙烯酸胺基甲酸酯的重量平均分子量較佳為5,000以上且120,000以下,更佳為15,000以上且80,000以下,進而佳為30,000以上且70,000以下。
作為構成底塗層的材料的較佳態樣之一,可列舉具有可氫化的共軛二烯化合物單元的聚合物。所謂共軛二烯化合物單元,是指源自共軛二烯化合物的重複單元。作為共軛二烯化合物,只要為具有含有藉由一個單鍵而隔開的兩個碳-碳雙鍵的分子結
構的化合物則並無特別限制。
作為源自共軛二烯化合物的重複單元的較佳態樣之一,可列舉藉由具有丁二烯骨架的化合物發生聚合反應而生成的重複單元。
所述共軛二烯化合物單元亦可氫化,於含有氫化的共軛二烯化合物單元的情況下,金屬層的密接性進一步提升而較佳。即,源自共軛二烯化合物的重複單元中的雙鍵亦可氫化。
具有可氫化的共軛二烯化合物單元的聚合物中亦可含有後述相互作用性基。
作為該聚合物的較佳態樣,可列舉:丙烯腈丁二烯橡膠(NBR)、含羧基的腈橡膠(XNBR)、丙烯腈-丁二烯-異戊二烯橡膠(acrylonitrile butadiene isoprene rubber,NBIR)、ABS樹脂、或該些的氫化產物(例如氫化丙烯腈丁二烯橡膠)等。
底塗層中亦可含有其他添加劑(例如增感劑、抗氧化劑、抗靜電劑、紫外線吸收劑、填料、粒子、阻燃劑、界面活性劑、潤滑劑、及塑化劑等)。
本發明中的基材較佳為當藉由下述染色條件進行染色時,染色前後的基材的於525nm下的吸光度的變化為0.05以內。藉由使用此種性質的基材,可減輕後述鍍覆觸媒賦予步驟中的基材的損傷。
染色條件:於30℃的0.1M氫氧化鈉水溶液中浸漬所述基材5分鐘後,將所述基材取出,於1質量%的若丹明6G水溶液中浸
漬所述基材1分鐘。
作為具有此種性質的基材,例如可列舉氫化丙烯腈丁二烯橡膠(H-NBR)及胺基甲酸酯樹脂等。
此處,染色前後的基材的吸光度可使用以分光光度計V-670(商品名、日本分光公司製造)為基準的裝置進行測定。
於基材12上形成被鍍覆層形成用層14的方法並無特別限制,可使用公知的方法(例如棒塗、旋塗、模塗及浸塗等)。
另外,就操作性及製造效率的觀點而言,亦可於被鍍覆層形成用組成物的賦予後,視需要進行乾燥處理而將殘存的溶劑去除。
此外,乾燥處理的條件並無特別限制,就生產性更優異的方面而言,較佳為於室溫(20℃)~220℃(較佳為50℃~120℃)下實施1分鐘~30分鐘(較佳為1分鐘~10分鐘)。
被鍍覆層形成用層的厚度並無特別限制,較佳為0.05μm~5μm,更佳為0.1μm~1μm,進而佳為0.2μm~0.7μm。
所述被鍍覆層形成用層的厚度為平均厚度,是測定被鍍覆層形成用層的任意10點的厚度,並進行算術平均而得的值。
<被鍍覆層形成用組成物>
所述被鍍覆層形成用層是使用含有聚合起始劑與以下的化合物X或組成物Y的被鍍覆層形成用組成物而形成。以下,對被鍍覆層形成用組成物中所含的成分以及可包含的成分進行詳細敘述。
化合物X:具有與鍍覆觸媒或其前驅物進行相互作用的官能
基(以後亦簡稱為「相互作用性基」)、及聚合性基的化合物
組成物Y:包含具有與鍍覆觸媒或其前驅物進行相互作用的官能基的化合物、及具有聚合性基的化合物的組成物
(化合物X)
化合物X為具有相互作用性基與聚合性基的化合物。
所謂相互作用性基,是指可與賦予至圖案狀被鍍覆層的鍍覆觸媒或其前驅物進行相互作用的官能基,例如可使用:能與鍍覆觸媒或其前驅物形成靜電相互作用的官能基、或者能與鍍覆觸媒或其前驅物形成配位的含氮官能基、含硫官能基、含氧官能基等。
作為相互作用性基,更具體而言可列舉:胺基、醯胺基、醯亞胺基、脲基、三級胺基、銨基、脒基、三嗪環、三唑環、苯并三唑基、咪唑基、苯并咪唑基、喹啉基、吡啶基、嘧啶基、吡嗪基、喹唑啉基、喹噁啉基、嘌呤基、三嗪基、哌啶基、哌嗪基、吡咯啶基、吡唑基、苯胺基、含有烷基胺結構的基、含有異三聚氰酸結構的基、硝基、亞硝基、偶氮基、重氮基、疊氮基、氰基、及氰酸酯基等含氮官能基;醚基、羥基、酚性羥基、羧基、碳酸酯基、羰基、酯基、含有N-氧化物結構的基、含有S-氧化物結構的基、及含有N-羥基結構的基等含氧官能基;噻吩基、硫醇基、硫脲基、三聚硫氰酸基、苯并噻唑基、巰基三嗪基、硫醚(thioether)基、硫氧基、亞碸基、碸基、硫醚(sulfite)基、含有磺醯亞胺結構的基、含有氧化鋶鹽結構的基、磺酸基、及含有磺酸酯結構的基等含硫官能基;膦酸酯基、磷醯胺基、膦基、及含有磷酸酯結
構的基等含磷官能基;含有氯及溴等鹵素原子的基等,於可採取鹽結構的官能基中亦可使用該些的鹽。
其中,較佳為羧基、磺酸基、磷酸基、及硼酸基等離子性極性基,醚基,或氰基,更佳為離子性極性基。
若圖案狀被鍍覆層具有離子性極性基,則於鹼性的鍍覆觸媒賦予液中,離子性極性基容易以離子的形式存在。藉此,圖案狀被鍍覆層親水化,故推測鍍覆觸媒賦予液對圖案狀被鍍覆層的浸透性進一步提升。
化合物X中亦可含有兩種以上的相互作用性基。
聚合性基為藉由能量賦予而可形成化學鍵的官能基,例如可列舉自由基聚合性基及陽離子聚合性基等。其中,就反應性更優異的方面而言,較佳為自由基聚合性基。
作為自由基聚合性基,例如可列舉:丙烯酸酯基(丙烯醯氧基)、甲基丙烯酸酯基(甲基丙烯醯氧基)、衣康酸酯基、丁烯酸酯基、異丁烯酸酯基、及馬來酸酯基等不飽和羧酸酯基,苯乙烯基,乙烯基,丙烯醯胺基,以及甲基丙烯醯胺基等。其中,較佳為甲基丙烯醯氧基、丙烯醯氧基、乙烯基、苯乙烯基、丙烯醯胺基、及甲基丙烯醯胺基,更佳為甲基丙烯醯氧基、丙烯醯氧基、苯乙烯基、丙烯醯胺基及甲基丙烯醯胺基,進而佳為丙烯醯胺基及甲基丙烯醯胺基。
化合物X中亦可含有兩種以上的聚合性基。另外,化合物X中所含的聚合性基的數量並無特別限制,可為一個,亦可為兩個
以上。
所述化合物X可為低分子化合物,亦可為高分子化合物。低分子化合物是指分子量未滿1000的化合物,所謂高分子化合物,是指分子量為1000以上的化合物。
此外,所謂具有所述聚合性基的低分子化合物,相當於所謂的單體(單量體)。另外,所謂高分子化合物,亦可為具有規定的重複單元的聚合物。
另外,作為化合物,可僅使用一種,亦可併用兩種以上。
於所述化合物X為聚合物的情況下,聚合物的重量平均分子量並無特別限制,就溶解性等操作性更優異的方面而言,較佳為1000以上且70萬以下,進而佳為2000以上且20萬以下。尤其,就聚合感度的觀點而言,較佳為20000以上。
具有此種聚合性基及相互作用性基的聚合物的合成方法並無特別限制,可使用公知的合成方法(參照日本專利公開2009-280905號的段落0097~段落0125)。
本發明中的重量平均分子量是藉由凝膠滲透層析儀(gel permeation chromatograph,GPC)進行測定。
GPC使用HLC-8220GPC(東曹公司製造),且將TSKgel G5000PWXL、TSKgel G4000PWXL、TSKgel G2500PWXL(東曹公司製造、7.8mmID×30cm)用作管柱,將10mW NaNO3水溶液用作溶離液。另外,作為條件,將試樣濃度設為0.1質量%、將流速設為1.0mL/min(參考為0.5mL/min)、將樣品注入量設為100μl、
將測定溫度設為40℃,且使用折射率(Refractive Index,RI)(示差折射)檢測器來進行。
另外,校準曲線是由TSK標準聚(環氧乙烷)(TSKstandard POLY(ETHYLENE OXIDE)):「SE-150」、「SE-30」、「SE-8」、「SE-5」、「SE-2」(東曹公司製造),分子量為3000的聚乙二醇及分子量為282的六乙二醇來製作。
(聚合物的較佳態樣1)
作為聚合物的第一較佳態樣,可列舉含有下述式(a)所表示的具有聚合性基的重複單元(以下亦適宜地稱為聚合性基單元)、及下述式(b)所表示的具有相互作用性基的重複單元(以下亦適宜地稱為相互作用性基單元)的共聚物。
所述式(a)及式(b)中,R1~R5分別獨立地表示氫原子、或者經取代或未經取代的烷基(例如甲基、乙基、丙基、及丁基等)。此外,取代基的種類並無特別限制,可列舉甲氧基、氯
原子、溴原子、或氟原子等。
此外,作為R1,較佳為氫原子、甲基、或者經溴原子所取代的甲基。作為R2,較佳為氫原子、甲基、或者經溴原子所取代的甲基。作為R3,較佳為氫原子。作為R4,較佳為氫原子。作為R5,較佳為氫原子、甲基、或者經溴原子所取代的甲基。
所述式(a)及式(b)中,X、Y、及Z分別獨立地表示單鍵、或者經取代或未經取代的二價有機基。作為二價有機基,可列舉:經取代或未經取代的二價脂肪族烴基(較佳為碳數1~8。例如亞甲基、伸乙基、及伸丙基等伸烷基)、經取代或未經取代的二價芳香族烴基(較佳為碳數6~12。例如伸苯基)、-O-、-S-、-SO2-、-N(R)-(R:烷基)、-CO-、-NH-、-COO-、-CONH-、或者將該些組合而成的基(例如伸烷氧基、伸烷氧基羰基、及伸烷基羰氧基等)等。
就聚合物的合成容易、金屬層的密接性更優異的方面而言,X、Y及Z較佳為單鍵、酯基(-COO-)、醯胺基(-CONH-)、醚基(-O-)、或者經取代或未經取代的二價芳香族烴基,更佳為單鍵、酯基(-COO-)、醯胺基(-CONH-)。
所述式(a)及式(b)中,L1及L2分別獨立地表示單鍵、或者經取代或未經取代的二價有機基。作為二價有機基的定義,與所述X、Y、及Z中所述的二價有機基相同。
就聚合物的合成容易、金屬層的密接性更優異的方面而言,L1較佳為脂肪族烴基、或者具有胺基甲酸酯鍵或脲鍵的二價有機
基(例如脂肪族烴基),其中,較佳為總碳數1~9者。此外,此處所謂L1的總碳數,是指L1所表示的經取代或未經取代的二價有機基中所含的總碳原子數。
另外,就金屬層的密接性更優異的方面而言,L2較佳為單鍵、或二價脂肪族烴基、二價芳香族烴基、或者將該些組合而成的基。其中,L2較佳為單鍵、或者總碳數為1~15,特佳為未經取代。此外,此處所謂L2的總碳數,是指L2所表示的經取代或未經取代的二價有機基中所含的總碳原子數。
所述式(b)中,W表示相互作用性基。相互作用性基的定義如上所述。
就反應性(硬化性、聚合性)以及抑制合成時的凝膠化的方面而言,相對於聚合物中的所有重複單元,所述聚合性基單元的含量較佳為5莫耳%~50莫耳%,更佳為5莫耳%~40莫耳%。
另外,就對鍍覆觸媒或其前驅物的吸附性的觀點而言,相對於聚合物中的所有重複單元,所述相互作用性基單元的含量較佳為5莫耳%~95莫耳%,更佳為10莫耳%~95莫耳%。
(聚合物的較佳態樣2)
作為聚合物的第二較佳態樣,可列舉含有下述式(A)、式(B)、及式(C)所表示的重複單元的共聚物。
式(A)所表示的重複單元與所述式(a)所表示的重複單元相同,各基的說明亦相同。
式(B)所表示的重複單元中的R5、X及L2與所述式(b)所表示的重複單元中的R5、X及L2相同,各基的說明亦相同。
式(B)中的Wa表示除了後述V所表示的親水性基或其前驅物基以外的與鍍覆觸媒或其前驅物進行相互作用的基。其中,較佳為氰基、醚基。
式(C)中,R6分別獨立地表示氫原子、或者經取代或未經取代的烷基。
式(C)中,U表示單鍵、或者經取代或未經取代的二價有機基。二價有機基的定義與所述的X、Y及Z所表示的二價有機基相同。就聚合物的合成容易、金屬層的密接性更優異的方面而言,U較佳為單鍵、酯基(-COO-)、醯胺基(-CONH-)、醚基(-O-)、或者經取代或未經取代的二價芳香族烴基。
式(C)中,L3表示單鍵、或者經取代或未經取代的二價有機基。二價有機基的定義與所述的L1及L2所表示的二價有機基相
同。就聚合物的合成容易、金屬層的密接性更優異的方面而言,L3較佳為單鍵、或二價脂肪族烴基、二價芳香族烴基、或者將該些組合而成的基。
式(C)中,V表示親水性基或其前驅物基。所謂親水性基,只要為顯示親水性的基則並無特別限定,例如可列舉羥基及羧基等。另外,所謂親水性基的前驅物基,是指藉由規定的處理(例如利用酸或鹼進行處理)而生成親水性基的基,例如可列舉經2-四氫吡喃基(2-tetrahydropyranyl,THP)所保護的羧基等。
就與鍍覆觸媒或其前驅物的相互作用的方面而言,親水性基較佳為離子性極性基。作為離子性極性基,具體而言可列舉羧基、磺酸基、磷酸基、及硼酸基。其中,就適度的酸性(不分解其他官能基)的方面而言,較佳為羧基。
所述聚合物的第二較佳態樣中的各單元的較佳含量如下所述。
就反應性(硬化性、聚合性)以及抑制合成時的凝膠化的方面而言,相對於聚合物中的所有重複單元,式(A)所表示的重複單元的含量較佳為5莫耳%~50莫耳%,更佳為5莫耳%~30莫耳%。
就對鍍覆觸媒或其前驅物的吸附性的觀點而言,相對於聚合物中的所有重複單元,式(B)所表示的重複單元的含量較佳為5莫耳%~75莫耳%,更佳為10莫耳%~70莫耳%。
就利用水溶液的顯影性與耐濕密接性的方面而言,相對於聚
合物中的所有重複單元,式(C)所表示的重複單元的含量較佳為10莫耳%~70莫耳%,更佳為20莫耳%~60莫耳%,進而佳為30莫耳%~50莫耳%。
作為所述聚合物的具體例,例如可列舉:日本專利特開2009-007540號公報的段落[0106]~段落[0112]中記載的聚合物、日本專利特開2006-135271號公報的段落[0065]~段落[0070]中記載的聚合物、US2010-080964號的段落[0030]~段落[0108]中記載的聚合物等。
該聚合物可利用公知的方法(例如以上所列舉的文獻中的方法)來製造。
(單體的較佳態樣)
於所述化合物為所謂的單體的情況下,可列舉式(X)所表示的化合物作為較佳態樣之一。
式(X)中,R11~R13分別獨立地表示氫原子、或者經取代或未經取代的烷基。作為未經取代的烷基,可列舉:甲基、乙基、丙基、或丁基。另外,作為經取代的烷基,可列舉:經甲
氧基、氯原子、溴原子、或氟原子等取代的甲基、乙基、丙基、或者丁基。此外,R11較佳為氫原子、或甲基。作為R12,較佳為氫原子。作為R13,較佳為氫原子。
L10表示單鍵、或二價有機基。作為二價有機基,可列舉:經取代或未經取代的脂肪族烴基(較佳為碳數1~8)、經取代或未經取代的芳香族烴基(較佳為碳數6~12)、-O-、-S-、-SO2-、-N(R)-(R:烷基)、-CO-、-NH-、-COO-、-CONH-、或者將該些組合而成的基(例如伸烷基氧基、伸烷基氧基羰基、及伸烷基羰基氧基等)等。
作為經取代或未經取代的脂肪族烴基,較佳為亞甲基、伸乙基、伸丙基、或伸丁基、或者該些基經甲氧基、氯原子、溴原子、或氟原子等取代而成者。
作為經取代或未經取代的芳香族烴基,較佳為未經取代的伸苯基、或者經甲氧基、氯原子、溴原子、或氟原子等所取代的伸苯基。
式(X)中,作為L10的較佳態樣之一,可列舉-NH-脂肪族烴基-、或-CO-脂肪族烴基-。
W的定義與式(b)中的W的定義相同,表示相互作用性基。相互作用性基的定義如上所述。
式(X)中,作為W的較佳態樣,可列舉離子性極性基,更佳為羧基。
於所述化合物為所謂的單體的情況下,可列舉式(1)
所表示的化合物作為其他較佳態樣之一。
式(1)中,R10表示氫原子、金屬陽離子、或四級銨陽離子。作為金屬陽離子,例如可列舉:鹼金屬陽離子(鈉離子及鈣離子)、銅離子、鈀離子、及銀離子等。此外,作為金屬陽離子,主要使用一價或二價者,於使用二價者(例如鈀離子)的情況下,後述n表示2。
作為四級銨陽離子,例如可列舉四甲基銨離子、及四丁基銨離子等。
其中,就鍍覆觸媒或其前驅物的附著、及圖案化後的金屬殘渣的方面而言,較佳為氫原子。
式(1)中的L10的定義與所述式(X)中的L10的定義相同,表示單鍵、或二價有機基。二價有機基的定義如上所述。
式(1)中的R11~R13的定義與所述式(X)中的R11~R13的定義相同,表示氫原子、或者經取代或未經取代的烷基。此外,R11~R13的較佳態樣如上所述。
n表示1或2的整數。其中,就化合物的獲取性的觀點而言,
n較佳為1。
作為式(1)所表示的化合物的較佳態樣,可列舉式(2)所表示的化合物。
式(2)中,R10、R11及n與所述定義相同。
L11表示酯基(-COO-)、醯胺基(-CONH-)、或者伸苯基。其中,若L11為醯胺基,則耐溶劑性(例如鹼溶劑耐性)提升。
L12表示單鍵、二價脂肪族烴基(較佳為碳數1~8,更佳為碳數3~5)、或者二價芳香族烴基。脂肪族烴基可為直鏈狀、分支狀、環狀。此外,於L12為單鍵的情況下,L11表示伸苯基。
式(1)所表示的化合物的分子量並無特別限制,就揮發性、對溶劑的溶解性、成膜性、及操作性等觀點而言,較佳為100~1000,更佳為100~300。
(組成物Y)
組成物Y為包含具有相互作用性基的化合物、及具有聚合性基的化合物的組成物。即,被鍍覆層形成用層包含具有相互作用性基的化合物、及具有聚合性基的化合物這兩種。相互作用性基
及聚合性基的定義如上所述。
所謂具有相互作用性基的化合物,為具有相互作用性基的化合物。相互作用性基的定義如上所述。作為此種化合物,可為低分子化合物,亦可為高分子化合物。作為具有相互作用性基的化合物的較佳態樣,可列舉具有所述式(b)所表示的重複單元的高分子(例如聚丙烯酸)。此外,於具有相互作用性基的化合物中不含有聚合性基。
所謂具有聚合性基的化合物,為所謂的單體,就所形成的圖案狀被鍍覆層的硬度更優異的方面而言,較佳為具有兩個以上的聚合性基的多官能單體。所謂多官能單體,具體而言,較佳為使用具有2個~6個聚合性基的單體。就對反應性造成影響的交聯反應中的分子的運動性的觀點而言,所使用的多官能單體的分子量較佳為150~1000,進而佳為200~800。另外,作為存在多個的聚合性基彼此的間隔(距離),較佳為以原子數計為1~15。
具有聚合性基的化合物中亦可含有相互作用性基。
作為具有聚合性基的化合物的較佳形態之一,可列舉以下的式(1)所表示的化合物。
式(1-1)中,R20表示聚合性基。聚合性基的定義如上所述。
L表示單鍵、或二價有機基。二價有機基的定義如上所述。
-NH-、-NR(R:烷基)-、-O-、-S-、羰基、伸烷基、伸烯基、伸炔基、伸環烷基、芳香族基、雜環基、以及將該些基組合兩種以上而成的基的n價有機基來作為較佳例。
n表示2以上的整數,較佳為2~6。
所述多官能單體中,就所形成的圖案狀被鍍覆層的硬度更優異的方面而言,較佳為使用多官能(甲基)丙烯醯胺。
作為多官能(甲基)丙烯醯胺,只要為具有2個以上(較佳為2個以上且6個以下)的(甲基)丙烯醯胺基者,則並無特別限定。
多官能(甲基)丙烯醯胺中,就被鍍覆層形成用層的硬化速度優異的觀點等而言,可更佳地使用下述通式(A)所表示的四官能(甲基)丙烯醯胺。
此外,於本發明中,所謂(甲基)丙烯醯胺是包含丙烯醯胺及甲基丙烯醯胺這兩者的概念。
所述通式(A)所表示的四官能(甲基)丙烯醯胺例如可利用日本專利第5486536號公報中記載的製造方法來製造。
所述通式(A)中,R表示氫原子或者甲基。於所述通式(A)中,多個R可相互相同,亦可不同。
此外,具有相互作用性基的化合物與具有聚合性基的化合物的質量比(具有相互作用性基的化合物的質量/具有聚合性基的化合物的質量)並無特別限制,就所形成的被鍍覆層的強度以及鍍覆適應性的平衡的方面而言,較佳為0.1~10,更佳為0.5~5。
化合物X(或者組成物Y)的含量並無特別限制,相對於被鍍覆層形成用組成物中的總固體成分100質量%,較佳為50質量%以上,更佳為80質量%以上。上限並無特別限制,較佳為
99.5質量%以下。
(聚合起始劑)
被鍍覆層形成用組成物含有界面活性劑。藉由含有聚合起始劑,更有效率地進行曝光處理時的聚合性基間的反應。
聚合起始劑並無特別限制,可使用公知的聚合起始劑(所謂的光聚合起始劑)等。作為聚合起始劑的例子,可列舉:二苯甲酮類、苯乙酮類、α-胺基苯烷基酮類、安息香類、酮類、硫雜蒽酮類、苯偶醯類、苯偶醯縮酮類、肟酯類、蒽酮(anthrone)類、一硫化四甲基秋蘭姆(tetramethylthiuram monosulfide)類、雙醯基氧化膦類、醯基氧化膦類、蒽醌類、偶氮化合物及其衍生物等。
聚合起始劑的含量並無特別限制,就被鍍覆層的硬化性的方面而言,相對於被鍍覆層形成用組成物中的具有聚合性基的化合物100質量%,較佳為0.1質量%~20質量%,更佳為0.5質量%~10質量%。
(界面活性劑)
本發明的被鍍覆層形成用組成物較佳為含有界面活性劑。藉此,藉由被鍍覆層形成用層中所含的界面活性劑的作用,曝光處理後的遮罩的去除容易進行,亦可抑制被鍍覆層形成用層的一部分附著於遮罩。另外,亦可抑制遮罩的污染,故亦具有可減少或刪除遮罩的洗滌次數的製程上的優點。
作為界面活性劑,可使用氟系界面活性劑、非離子系界面活性劑、陽離子系界面活性劑、陰離子系界面活性劑、及矽酮
系界面活性劑等各種界面活性劑。該些界面活性劑中,就所述效果得到進一步發揮的方面而言,較佳為氟系界面活性劑及矽酮系界面活性劑,更佳為氟系界面活性劑。界面活性劑可僅使用一種,亦可組合兩種以上。
作為氟系界面活性劑,例如可列舉:W-AHE及W-AHI(以上,富士軟片(Fujifilm)(股)製造),美佳法(Megafac)F171、美佳法(Megafac)F172、美佳法(Megafac)F173、美佳法(Megafac)F176、美佳法(Megafac)F177、美佳法(Megafac)F141、美佳法(Megafac)F142、美佳法(Megafac)F143、美佳法(Megafac)F144、美佳法(Megafac)R30、美佳法(Megafac)F437、美佳法(Megafac)F475、美佳法(Megafac)F479、美佳法(Megafac)F482、美佳法(Megafac)F554、美佳法(Megafac)F780及美佳法(Megafac)F781F(以上,迪愛生(DIC)(股)製造),弗拉德(Fluorad)FC430、弗拉德(Fluorad)FC431及弗拉德(Fluorad)FC171(以上,住友3M(股)製造),沙福隆(Surflon)S-382、沙福隆(Surflon)SC-101、沙福隆(Surflon)SC-103、沙福隆(Surflon)SC-104、沙福隆(Surflon)SC-105、沙福隆(Surflon)SC1068、沙福隆(Surflon)SC-381、沙福隆(Surflon)SC-383、沙福隆(Surflon)S393及沙福隆(Surflon)KH-40(以上,旭硝子(股)製造),以及PF636、PF656、PF6320、PF6520及PF7002(歐諾法(OMNOVA)公司製造)等。
所述矽酮系界面活性劑中可使用市售品,例如可列舉:
東麗矽酮(Toray Silicone)DC3PA、東麗矽酮(Toray Silicone)SH7PA、東麗矽酮(Toray Silicone)DC11PA、東麗矽酮(Toray Silicone)SH21PA、東麗矽酮(Toray Silicone)SH28PA、東麗矽酮(Toray Silicone)SH29PA、東麗矽酮(Toray Silicone)SH30PA及東麗矽酮(Toray Silicone)SH8400(以上,東麗道康寧(Toray Dow Corning)(股)製造),TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4460及TSF-4452(以上,邁圖高新材料(Momentive Performance Materials)公司製造),KP341、KF6001及KF6002(以上,信越矽酮(股)製造),以及畢克(BYK)307、畢克(BYK)323及畢克(BYK)330(以上,畢克化學(BYK-Chemie)公司製造)等。
於被鍍覆層形成用組成物含有界面活性劑的情況下,相對於被鍍覆層形成用組成物總量100質量%,界面活性劑的含量較佳為0.005質量%~0.5質量%,更佳為0.01質量%~0.1質量%,進而佳為0.01質量%~0.05質量%。
被鍍覆層形成用組成物亦可視需要添加其他的添加劑(例如:有機溶媒、增感劑、硬化劑、聚合抑制劑、抗氧化劑、抗靜電劑、填料、粒子、阻燃劑、潤滑劑及塑化劑等)。
尤其於含有有機溶媒的情況下,就進一步發揮所述界面活性劑中的矽酮系界面活性劑及氟系界面活性劑的功能的方面而言,較佳為異丙醇及丙二醇-1-單甲醚-2-乙酸酯等親水性溶媒。
〔圖案狀被鍍覆層形成步驟〕
圖案狀被鍍覆層形成步驟是對所述被鍍覆層形成用層以圖案狀實施曝光處理,並實施顯影處理,而形成包含線寬未滿3μm的部分的所述圖案狀被鍍覆層的步驟。
<曝光處理>
作為曝光處理方法,並無特別限制,例如可列舉介隔遮罩對被鍍覆層形成用層照射曝光光的方法。
圖2是表示對於被鍍覆層形成用層14的曝光處理的一例的概略側面圖。如圖2所示,被鍍覆層形成用層14藉由曝光處理而成為包括通過遮罩50的開口部52而照射到光的部分即曝光區域(曝光部分)14a、以及未照射到光的部分即未曝光區域(未曝光部分)14b的層。
作為此種曝光處理方法,較佳為使所述被鍍覆層形成用層與遮罩於真空下密接,對所述被鍍覆層形成用層以圖案狀進行曝光處理的步驟。藉此,所形成的圖案狀被鍍覆層的圖案精度變得優異(即,可獲得與遮罩的開口尺寸對應的圖案狀被鍍覆層)。另外,除了所述效果以外,亦具有可減少被鍍覆層形成層的聚合時的氧阻礙,獲得硬化性優異的圖案狀被鍍覆層的優點。
作為使被鍍覆層形成用層與遮光罩於真空下密接的方法,例如可使用具有公知的真空機構(例如旋轉泵等真空泵)的裝置來進行。
此處,所謂真空,是包含表示壓力低於標準大氣壓的狀態的負壓的概念。具體而言,作為真空時的壓力,較佳為200Pa以下,
更佳為150Pa以下,進而佳為0.01Pa~100Pa。
曝光處理中,根據所使用的被鍍覆層形成用層14的材料來實施最佳波長的光下的曝光,例如,可使用具備UV(紫外光)燈及利用可見光線等的光照射機構的照射裝置等。作為光源,例如存在水銀燈、金屬鹵化物燈、氙燈、化學燈、及碳弧燈等。另外,亦能夠使用電子束、X射線、離子束及遠紅外線等。
就所形成的被鍍覆層形成用層的圖案精度進一步提升的方面而言,曝光處理中使用的光照射機構較佳為使用平行光曝光機。
就可形成更微細的圖案的觀點而言,曝光處理中照射的光的波長較佳為300nm以下,更佳為200nm~270nm。
作為曝光時間,根據被鍍覆層形成用層的材料的反應性及光源而不同,通常為10秒~5小時之間。曝光能量只要為10mJ~8000mJ左右即可,較佳為50mJ~3000mJ的範圍。
遮罩50的種類並無特別限制,例如可使用:玻璃遮罩(玻璃的表面由鉻膜所被覆的鉻遮罩、玻璃的表面由包含明膠與鹵化銀的膜所被覆的乳膠遮罩等)、及膜遮罩(聚酯膜)等公知的遮罩。
本發明的導電性積層體的製造方法亦可包括於所述曝光處理後去除遮罩的步驟。
圖3是表示於所述曝光處理後且後述顯影處理前,去除遮罩50的情況的概略側面圖。圖3的例子中,作為去除遮罩50的時間點,示出於後述顯影處理前進行的情況,但並不限定於此,可與
顯影處理同時進行,亦可於顯影處理後進行。
<顯影處理>
顯影處理於所述曝光處理之後進行。藉此,形成圖案狀被鍍覆層。
顯影處理的方法並無特別限制,可列舉:利用顯影液(鹼性溶液或有機溶劑等)浸漬曝光處理後的被鍍覆層形成用層的方法、及將顯影液塗佈於被鍍覆層形成用層的表面的方法等,較佳為進行浸漬的方法。
於為進行浸漬的方法的情況下,就生產性及作業性等觀點而言,浸漬時間較佳為1分鐘至30分鐘左右。
圖4是表示藉由顯影處理而形成圖案狀被鍍覆層14A的狀態的一例的概略側面圖。
圖4的例子中,表示顯影處理為將被鍍覆層形成用層14中的未曝光部分14b(參照圖3)去除的處理的情況。藉此,曝光部分14a被圖案化,獲得具有與圖案的開口部52同等的形狀的圖案狀被鍍覆層14A。如上所述,圖4的例子表示被鍍覆層形成用層14是使用所謂的負型被鍍覆層形成用組成物而形成的情況。
圖4的例子中,示出顯影處理將未曝光部分14b去除的情況,亦可與此相反地,顯影處理為將曝光部分14a去除而留下未曝光部分14b的處理。即,為被鍍覆層形成用層14是使用所謂的正型被鍍覆層形成用組成物而形成的情況。
<圖案狀被鍍覆層的線寬等>
以所述方式獲得的圖案狀被鍍覆層包含線寬未滿3μm的部分,較佳為包含1μm以上且未滿3μm的部分。
圖案狀被鍍覆層較佳為要求透明性或視認性(金屬配線不被視認)的區域中線寬窄,此種區域中,更佳為線寬為1μm以上且未滿3μm。
所謂所述圖案狀被鍍覆層的線寬,於形成於圖案狀被鍍覆層上的金屬層為配線圖案(後述引出配線等)的情況下,是指當俯視配線圖案時,與配線延伸的方向正交的方向上的圖案狀被鍍覆層的寬度。
以所述方式獲得的圖案狀被鍍覆層14A的表面的接觸角較佳為90°~120°,更佳為100°~120°,進而佳為105°~120°。藉由接觸角在所述範圍內,則曝光處理後的與遮罩50的剝離性提升,或可抑制被鍍覆層形成用層14對遮罩50的附著。
於本發明中,圖案狀被鍍覆層的接觸角是指與水的接觸角,使用接線法作為測定方法來測定。
〔鍍覆觸媒賦予步驟〕
鍍覆觸媒賦予步驟是使用含有鍍覆觸媒或其前驅物的鹼性的鍍覆觸媒賦予液,將所述鍍覆觸媒或其前驅物賦予至所述圖案狀被鍍覆層的步驟。
藉由實施本步驟,則如圖5所示,於圖案狀被鍍覆層14A上形成鍍覆觸媒或其前驅物層(以下亦簡稱為「鍍覆觸媒層」)20。
此外,圖5的例子中,示出鍍覆觸媒層20僅形成於圖案狀被
鍍覆層14A的上表面的情況,但並不限定於此,亦可形成於圖案狀被鍍覆層14A的上表面及側面(即,圖案狀被鍍覆層14A的表面整體)。
本步驟中,將鍍覆觸媒或其前驅物賦予至圖案狀被鍍覆層。圖案狀被鍍覆層中所含的所述相互作用性基根據其功能而附著(吸附)所賦予的鍍覆觸媒或其前驅物。更具體而言,鍍覆觸媒或其前驅物賦予至圖案狀被鍍覆層表面上。
鍍覆觸媒或其前驅物作為鍍覆處理的觸媒或電極而發揮功能。因此,根據鍍覆處理的種類來適宜地決定所使用的鍍覆觸媒或其前驅物的種類。
<鍍覆觸媒賦予液>
鍍覆觸媒或其前驅物的賦予是使用含有鍍覆觸媒或其前驅物的鹼性的鍍覆觸媒賦予液來進行。藉此,鍍覆觸媒或其前驅物與圖案狀被鍍覆層接觸。
作為鍍覆觸媒或其前驅物的賦予方法,例如可列舉:將鍍覆觸媒賦予液塗佈於圖案狀被鍍覆層上的方法、及將形成有圖案狀被鍍覆層的積層體浸漬於鍍覆觸媒賦予液中的方法等。
作為鍍覆觸媒賦予液與圖案狀被鍍覆層的接觸時間,較佳為30秒~24小時左右,更佳為1分鐘~1小時左右。
(鍍覆觸媒或其前驅物)
鍍覆觸媒或其前驅物可較佳地使用無電解鍍覆觸媒。
無電解鍍覆觸媒若成為無電解鍍覆時的活性核,則可使用任
意者,具體而言,可列舉具有自我觸媒還原反應的觸媒能力的金屬(作為離子化傾向低於Ni的可進行無電解鍍覆的金屬而已知者)等。具體而言,可列舉鈀(Pd)、銀(Ag)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉑(Pt)、金(Au)、及鈷(Co)等。其中,就觸媒能力的高低而言,較佳為銀(Ag)、鈀(Pd)、鉑(Pt)、銅(Cu)。
所謂無電解鍍覆觸媒前驅物,只要為藉由化學反應而可成為無電解鍍覆觸媒者,則可無特別限制地使用。主要使用作為所述無電解鍍覆觸媒而列舉的金屬的金屬離子。作為無電解鍍覆觸媒前驅物的金屬離子藉由還原反應而成為作為無電解鍍覆觸媒的0價金屬。作為無電解鍍覆觸媒前驅物的金屬離子亦可於被賦予至圖案狀被鍍覆層後、浸漬於無電解鍍覆浴之前,另行藉由還原反應而變化為0價金屬來作為無電解鍍覆觸媒。另外,亦可於保持無電解鍍覆觸媒前驅物的狀態下浸漬於無電解鍍覆浴,並藉由無電解鍍覆浴中的還原劑而變化為金屬(無電解鍍覆觸媒)。
作為無電解鍍覆觸媒前驅物的金屬離子較佳為使用金屬鹽而賦予至圖案狀被鍍覆層。作為所使用的金屬鹽,只要為可溶解於適當的溶媒中而解離為金屬離子與鹼(陰離子)者,則並無特別限制,可列舉:M(NO3)n、MCln、M2/n(SO4)、以及M3/n(PO4)(M表示n價金屬原子)等。作為金屬離子,可較佳地使用所述金屬鹽解離而成者。例如可列舉:銀(Ag)離子、銅(Cu)離子、鎳(Ni)離子、鈷(Co)離子、鉑(Pt)離子、及鈀(Pd)離子。其中,較佳為能進行多牙配位者,尤其就能進行配位的官能基的
種類數及觸媒能力的方面而言,較佳為銀(Ag)離子、鈀(Pd)離子、及銅(Cu)離子。
於本步驟中,作為用以不進行無電解鍍覆而是直接進行電鍍的觸媒,亦可使用0價金屬。
鍍覆觸媒或其前驅物於鍍覆觸媒賦予液中可為金屬膠體,亦可為金屬離子,就鍍覆觸媒或其前驅物容易賦予至與圖案狀被鍍覆層對應的位置的方面而言,較佳為金屬離子。
鍍覆觸媒賦予液中的鍍覆觸媒或其前驅物的濃度並無特別限制,較佳為0.001質量%~50質量%,更佳為0.005質量%~30質量%。
(溶劑)
鍍覆觸媒賦予液較佳為含有溶劑。作為溶劑,只要為可分散或溶解所述鍍覆觸媒或其前驅物者則並無特別限定,例如可較佳地使用水及/或有機溶劑。
作為有機溶劑,較佳為可滲透於圖案狀被鍍覆層中的溶劑,例如可使用:丙酮、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、乙二醇二乙酸酯、環己酮、乙醯丙酮、苯乙酮、2-(1-環己烯基)環己酮、丙二醇二乙酸酯、甘油三乙酸酯、二乙二醇二乙酸酯、二噁烷、N-甲基吡咯啶酮、碳酸二甲酯、及二甲基溶纖劑等。
鍍覆觸媒賦予液亦可視需要而含有膨潤劑、界面活性劑及pH調整劑等。
鍍覆觸媒賦予液顯示鹼性(pH超過7),較佳為其pH
為9以上、較佳為10以上。另外,pH的上限值並無特別限制,就可減少圖案狀被鍍覆層的損傷的方面而言,較佳為13以下。
鍍覆觸媒賦予液例如藉由使用氫氧化鈉及氫氧化鉀等pH調整劑而容易調整為所期望的pH。
本發明中的pH是將鍍覆觸媒賦予液的溫度設為25℃,並使用以pH計F-74(商品名、堀場(HORIBA)公司製造)為基準的裝置來測定。
〔金屬層形成步驟〕
金屬層形成步驟是使用含有胺基羧酸及胺基羧酸鹽的至少一者的鍍覆液,對賦予有所述鍍覆觸媒或其前驅物的所述圖案狀被鍍覆層進行鍍覆處理,而於所述圖案狀被鍍覆層上形成所述金屬層的步驟。
藉由實施本步驟,則如圖6所示,於圖案狀被鍍覆層14A上形成金屬層25。如上所述,金屬層25形成於與鍍覆觸媒層20對應的位置。因此,於鍍覆觸媒層20形成於圖案狀被鍍覆層14A的上表面及側面(即,圖案狀被鍍覆層14A的表面整體)的情況下,金屬層25形成於圖案狀被鍍覆層14A的表面整體。
鍍覆處理的方法並無特別限制,例如可列舉無電解鍍覆處理、或者電解鍍覆處理(電鍍處理)。本步驟中,可單獨實施無電解鍍覆處理,亦可於實施無電解鍍覆處理後進而實施電解鍍覆處理。
此外,於本說明書中,所謂的銀鏡反應是作為所述無電解鍍
覆處理的一種而含有。如此,例如可藉由銀鏡反應等而使所附著的金屬離子還原,從而形成所期望的金屬層,進而亦可於其後實施電解鍍覆處理。
以下,對無電解鍍覆處理、以及電解鍍覆處理的程序進行詳細敘述。
所謂無電解鍍覆處理,是指使用溶解有欲以鍍覆的方式析出的金屬離子的溶液(後述鍍覆液),藉由化學反應而使金屬析出的操作。
本步驟中的無電解鍍覆例如較佳為,對包括賦予有無電解鍍覆觸媒的圖案狀被鍍覆層的積層體進行水洗而去除多餘的無電解鍍覆觸媒(金屬)後,浸漬於無電解鍍覆浴(後述鍍覆液)中而進行。作為所使用的無電解鍍覆浴,可使用公知的無電解鍍覆浴。作為於無電解鍍覆浴中的浸漬時間,較佳為1分鐘~6小時左右,更佳為1分鐘~3小時左右。另外,作為無電解鍍覆浴的溫度,較佳為25℃~70℃。
另外,於在無電解鍍覆觸媒前驅物吸附或含浸於圖案狀被鍍覆層的狀態下,將包括賦予有無電解鍍覆觸媒前驅物的圖案狀被鍍覆層的基材浸漬於無電解鍍覆浴中的情況下,較佳為對積層體進行水洗而去除多餘的無電解鍍覆觸媒前驅物(金屬鹽等)後,浸漬於無電解鍍覆浴中。於該情況下,於無電解鍍覆浴中,進行無電解鍍覆觸媒前驅物的還原,緊接著進行無電解鍍覆。作為此處所使用的無電解鍍覆浴,亦可與所述同樣地使用公知的無電解
鍍覆浴。
此外,無電解鍍覆觸媒前驅物的還原亦能夠與使用所述般的無電解鍍覆浴的態樣不同,準備觸媒活性化液(還原液)而作為無電解鍍覆前的另一步驟而進行。
<鍍覆液>
本發明的導電性積層體的製造方法中金屬層形成步驟中所使用的鍍覆液較佳為含有胺基羧酸及胺基羧酸鹽的至少一者,進而含有鍍覆用金屬粒子及溶劑。
(胺基羧酸及胺基羧酸鹽)
鍍覆液含有胺基羧酸及胺基羧酸鹽的至少一者。此處,所謂胺基羧酸是指具有胺基與羧基的化合物。此外,作為胺基,只要為一級胺基、二級胺基、及三級胺基的任一者即可。
作為胺基羧酸及胺基羧酸鹽,例如可列舉:甘胺酸、乙二胺四乙酸、羥基乙基乙二胺三乙酸、二乙三胺五乙酸、三乙四胺六乙酸、硝基三乙酸、羥基乙基亞胺基二乙酸、L-天冬胺酸-N,N-二乙酸及羥基亞胺基二琥珀酸、以及該些的鹽等。
胺基羧酸及胺基羧酸鹽可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
相對於鍍覆液的總質量100質量%,胺基羧酸及胺基羧酸鹽的含量較佳為0.5質量%~5質量%,更佳為1.5質量%~3質量%。
(鍍覆用金屬離子)
鍍覆液較佳為含有鍍覆用金屬離子。鍍覆用金屬離子藉由將金屬添加至鍍覆液,而於鍍覆液中以離子的形式存在。
添加至鍍覆液的金屬例如可列舉:銅、錫、鉛、鎳、金、銀、鈀、及銠,其中,就導電性的觀點而言,較佳為銅、銀及金,更佳為銅。
鍍覆液中的鍍覆用金屬離子的濃度並無特別限制,較佳為0.1質量%~5質量%,更佳為0.5質量%~1.5質量%。
(溶劑)
鍍覆液較佳為含有溶劑。作為溶劑,可列舉水及有機溶劑。
作為有機溶劑,較佳為可溶於水的溶劑,具體而言,可較佳地使用丙酮等酮類,以及甲醇、乙醇及異丙醇等醇類。
溶劑可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。
(其他成分)
除了所述成分以外,鍍覆液亦可含有還原劑、以及提升金屬離子的穩定性的添加劑(穩定劑)等公知的添加劑。
於金屬層形成步驟中,於賦予至圖案狀被鍍覆層的鍍覆觸媒或其前驅物具有作為電極的功能的情況下,可對賦予有所述觸媒或其前驅物的圖案狀被鍍覆層進行電鍍。
此外,如上所述,於本步驟中,可於所述無電解鍍覆處理之後,視需要進行電鍍處理。於此種態樣下,能夠適宜地調整所形成的金屬層的厚度。
作為電鍍的方法,可使用現有公知的方法。此外,作為電鍍中所使用的金屬,可列舉:銅、鉻、鉛、鎳、金、銀、錫、及鋅等,就導電性的觀點而言,較佳為銅、金及銀,更佳為銅。
<金屬層的線寬等>
於本發明中,金屬層形成於藉由所述方法而獲得的圖案狀被鍍覆層上,因而可於所期望的位置形成電阻低且微細的金屬圖案。具體而言,金屬層的線寬較佳為0.1μm~10μm,更佳為0.5μm~5μm。
此處,所謂金屬層的線寬,例如,於形成於圖案狀被鍍覆層上的金屬層為配線圖案(後述引出配線等)的情況下,是指當俯視配線圖案時,與配線延伸的方向正交的方向上的配線的寬度。
金屬層的線寬可藉由鍍覆處理的時間、鍍覆液中的金屬離子的濃度、及鍍覆液的溫度等加以控制。
作為金屬層的厚度,可藉由鍍覆處理的時間、鍍覆液中的金屬離子的濃度、及鍍覆液的溫度等加以控制,例如較佳為0.2μm~2μm,更佳為0.4μm~1μm。
於圖6的例子中,圖案狀被鍍覆層14A及金屬層25形成於基材12的其中一面,但並不限定於此,亦可形成於基材12的另一面。該情況下,亦可以與所述方法相同的方式形成。
〔用途〕
藉由本發明的導電性積層體的製造方法而獲得的導電性積層體可應用於多種用途,可應用於觸控面板(或觸控面板感測器)、半導體晶片、各種電性配線板、撓性印刷電路(Flexible Printed Circuits,FPC)、覆晶薄膜(Chip on Film,COF)、捲帶式自動接合(Tape Automated Bonding,TAB)、天線、多層配線基板、以及
主機板等多種用途。其中,較佳為用於觸控面板感測器(靜電電容式觸控面板感測器)。於將所述導電性積層體應用於觸控面板感測器的情況下,導電性積層體中的金屬層作為觸控面板感測器中的檢測電極或引出配線而發揮功能。
再者,於本說明書中,將使觸控面板感測器與各種顯示裝置(例如液晶顯示裝置及有機電致發光(Electro Luminescence,EL)顯示裝置)組合而成者稱為觸控面板。作為觸控面板,可較佳地列舉所謂的靜電電容式觸控面板。
於圖7中示出將藉由本發明的導電性積層體的製造方法而獲得的導電性積層體應用於觸控面板感測器時的一實施態樣。
如圖7所示,於導電性積層體30中包括:配置於基材12上的圖案狀被鍍覆層14A;以及配置於圖案狀被鍍覆層14A上的檢測電極22及引出配線24。此外,檢測電極22及引出配線24由所述金屬層構成。
為了製造此種導電性積層體30,可藉由以下方式來獲得,即,於欲配置檢測電極22及引出配線24的位置形成圖案狀被鍍覆層14A,於該些之上形成金屬層。即,於檢測電極22及引出配線24與基材12之間配置有圖案狀被鍍覆層14A。
此外,於將包含該含有金屬層的積層體的觸控面板感測器作為觸控面板的構件而組入時,檢測電極22作為感知靜電電容的變化的感測電極而發揮功能,從而構成感知部(感測部)。
檢測電極22具有對接近觸控面板感測器的輸入區域的操作
者的手指在X方向上的輸入位置進行檢測的作用,且具有與手指之間產生靜電電容的功能。檢測電極22為沿第1方向(X方向)延伸、且在與第1方向正交的第2方向(Y方向)上隔開規定的間隔而排列的電極。
引出配線24為擔負用以對檢測電極22施加電壓的作用的構件。
[積層體]
本發明的積層體具有:基材;及配置於所述基材上、包含線寬未滿3μm的部分的圖案狀被鍍覆層,且所述圖案狀被鍍覆層中附著有鍍覆觸媒或其前驅物,所述圖案狀被鍍覆層中的所述鍍覆觸媒或其前驅物的附著量為50mg/m2以上。
本發明的積層體是藉由於所述導電性積層體的製造方法中,依序進行被鍍覆層形成步驟、圖案狀被鍍覆層形成步驟、鍍覆觸媒賦予步驟而獲得。即,本發明的積層體是於所述導電性積層體的製造方法中,不進行金屬層形成步驟而製造。若使用本發明的積層體,則可於與圖案狀被鍍覆層對應的位置形成低電阻的金屬層。
關於本發明的積層體中所含的基材、圖案狀被鍍覆層、鍍覆觸媒或其前驅物的詳細情況,如於所述導電性積層體的製造方法中所說明般,故省略其說明。
本發明的積層體是藉由所述方法而獲得,故鍍覆觸媒或其前驅物的附著量成為50mg/m2以上的較高的值。藉此,於在積
層體的圖案狀被鍍覆層上形成金屬層的情況下,鍍覆初期均勻性(於金屬層形成步驟的初期,金屬層均勻地形成於被鍍覆層上)提升,結果,於鍍覆皮膜的厚度薄的狀態下亦可確保導通,因而形成導通良好的微細配線。
於本發明的積層體中,鍍覆觸媒或其前驅物的附著量為50mg/m2以上,較佳為50mg/m2~1000mg/m2。
於本發明中,鍍覆觸媒或其前驅物的附著量是使用輝光放電發光分析裝置(GD-OES)進行測定。具體而言,藉由以下方式而算出:對附著有鍍覆觸媒或其前驅物的圖案狀被鍍覆層,使用輝光放電發光分析裝置,對深度方向上的源自鍍覆觸媒或其前驅物的訊號進行計數,將累計所得的值除以測定中所使用的圖案狀被鍍覆層的測定區域的面積。
[導電性積層體]
本發明的導電性積層體具有:基材;配置於所述基材上、包含線寬未滿3μm的部分的圖案狀被鍍覆層;及配置於所述圖案狀被鍍覆層上的金屬層,且所述圖案狀被鍍覆層中附著有鍍覆觸媒,所述圖案狀被鍍覆層中的所述鍍覆觸媒的附著量為50mg/m2以上。
本發明的導電性積層體是使用所述導電性積層體的製造方法而獲得。因此,若使用本發明的導電性積層體,則可於與圖案狀被鍍覆層對應的位置形成低電阻的金屬層。
關於本發明的導電性積層體中所含的基材、圖案狀被鍍覆
層、鍍覆觸媒及金屬層的詳細情況,如於所述導電性積層體的製造方法中所說明般,故省略其說明。
本發明的導電性積層體是藉由所述方法而獲得,故鍍覆觸媒或其前驅物的附著量成為50mg/m2以上的較高的值。藉此,鍍覆初期均勻性(於金屬層形成步驟的初期,金屬層均勻地形成於被鍍覆層上)提升,結果,於鍍覆皮膜的厚度薄的狀態下亦可確保導通,因而形成導通良好的微細配線。
於本發明的導電性積層體中,鍍覆觸媒的附著量為50mg/m2以上,較佳為50mg/m2~1000mg/m2。
鍍覆觸媒或其前驅物的附著量的測定方法如上所述。
[實施例]
以下,使用實施例對本發明進行詳細說明。但是,本發明並不限定於此。
[實施例1]
實施例1的導電性積層體(導電性膜)是以如下方式製作。此外,當製作實施例1的導電性膜時,使用以如下方式製備的底塗層形成用組成物及被鍍覆層形成用組成物1。
〔底塗層形成用組成物的製備〕
將使氫化腈丁二烯橡膠(商品名「吉特珀(Zetpole)0020」、日本瑞翁製造)100g溶解於環戊酮(東京化成工業公司製造)900g中所得的液體設為底塗層形成用組成物。
〔被鍍覆層形成用組成物1的製備〕
將聚丙烯酸(和光純藥工業公司製造、重量平均分子量80000~150000)、四官能丙烯醯胺(下述式(A)中的「R」全部為甲基的化合物)、聚合起始劑(商品名「豔佳固(Irgacure)127」、巴斯夫(BASF)公司製造、光聚合起始劑)、氟系界面活性劑(商品名「W-AHE」、富士軟片(股)製造)、以及異丙醇以成為下述比例的方式進行調液,從而獲得被鍍覆層形成用組成物1(以下亦簡稱為「組成物1」)。
(組成物1的組成)
〔實施例1的導電性膜的製造〕
(基材的準備)
於支撐體(商品名「露米勒(Lumirror)U48」、聚對苯二甲酸乙二酯膜、長條膜、東麗(股)製造)上,使用棒塗機塗佈所述底塗層形成用組成物,以成為600nm的膜厚的方式進行成膜,通過120℃的烘箱而使其乾燥,藉此獲得於支撐體上形成有底塗層的基材。
此外,藉由以下條件對所獲得的基材進行染色,結果藉由目視未觀察到染色。具體而言,對染色前後的基材的吸光度進行測定,結果染色前後的於波長525nm下的吸光度差為0.03以下,可知所獲得的基材的耐鹼性優異。此外,吸光度的測定中使用分光光度計V-670(商品名、日本分光公司製造)。
(被鍍覆層形成步驟)
繼而,使用棒塗機將所述組成物1塗佈於底塗層上,以成為300nm的膜厚的方式進行成膜,通過80℃的烘箱而使其乾燥,藉此於基材上形成被鍍覆層形成用層。以所述方式製作形成有被鍍覆層形成用層的基材(帶被鍍覆層形成用層的基材)。
(圖案狀被鍍覆層形成步驟)
然後,將所述帶被鍍覆層形成用層的基材載置於真空腔室內,使具有寬度1μm的線狀細線網格圖案的開口部的光罩(硬遮罩)(開口部的細線寬度:1μm、開口部的間距:150μm、細線的交叉角度:90度)與被鍍覆層形成用層於真空狀態下密接。繼而,於真空狀態下,使用平行光曝光機,以照射量7200mJ/cm2對被鍍
覆層形成用層照射254nm的波長的光。然後,使用50℃的溫水進行顯影而去除被鍍覆層形成用層的未曝光部,形成包含曝光部分的圖案狀被鍍覆層。以所述方式獲得的曝光-顯影後的圖案狀被鍍覆層的厚度為0.3μm。
於實施例1中,利用具有寬度1μm的線狀細線網格圖案的開口部的光罩,可形成寬度1.3μm的圖案狀被鍍覆層的細線。如上所述,可形成精度高的圖案狀被鍍覆層。此外,未確認到被鍍覆層形成用層於光罩上的貼附。
(鍍覆觸媒賦予步驟)
然後,對圖案狀被鍍覆層進行水洗,使其於鹼性的離子系Pd觸媒賦予液(上村工業公司製造的阿路卡普活化劑(ALCUP Activator)MAT-2-A+MAT-2-B)中浸漬5分鐘。此外,所謂所述鹼性的離子系Pd觸媒賦予液中的「離子系」,表示Pd於觸媒賦予液中以金屬離子的形式存在。另外,利用pH計F-74(商品名、堀場公司製造)對所述鹼性的離子系Pd觸媒賦予液的pH進行測定,結果為11。
然後,對圖案狀被鍍覆層進行水洗,使水洗後的圖案狀被鍍覆層浸漬於鍍覆觸媒還原液(羅門哈斯(Rohm and Haas)公司製造)中。
(金屬層形成步驟)
繼而,對圖案狀被鍍覆層進行水洗後,使其浸漬於30℃的銅鍍覆液(麥德美(MacDermid)公司製造的CU-510、含有乙二胺
四乙酸)中,以鍍銅細線寬度(金屬層的線寬)成為3.5μm的方式進行無電解銅鍍覆處理。
以所述方式而獲得於圖案狀被鍍覆層上實施有銅鍍覆(形成有金屬層)的實施例1的導電性膜。此外,金屬層與圖案狀被鍍覆層同樣地為網格狀的細線圖案。
[實施例2]
除了代替組成物1,而使用藉由以下程序所製備的被鍍覆層形成用組成物2(以下亦簡稱為「組成物2」)以外,藉由與實施例1相同的程序來製造實施例2的導電性膜。
(合成例1:聚合物1)
於2L的三口燒瓶中加入1L的乙酸乙酯、及159g的2-胺基乙醇,於冰浴中冷卻。於其中,以內溫成為20℃以下的方式進行調節,滴加150g的2-溴異丁醯溴。然後,使內溫上升至室溫(25℃)而進行2小時反應。反應結束後,追加300mL的蒸餾水而使反應停止。然後,利用300mL的蒸餾水對乙酸乙酯相進行4次洗滌後,以硫酸鎂加以乾燥,進而蒸餾去除乙酸乙酯,藉此獲得80g的原料A。
其次,於500mL的三口燒瓶中,加入47.4g的原料A、22g的吡啶、及150mL的乙酸乙酯,於冰浴中冷卻。於其中,以內溫成為20℃以下的方式進行調節,滴加25g的丙烯醯氯。然後,上升至室溫而進行3小時反應。反應結束後,追加300mL的蒸餾水而使反應停止。然後,利用300mL的蒸餾水對乙酸乙酯相進行4
次洗滌後,以硫酸鎂加以乾燥,進而蒸餾去除乙酸乙酯。然後,利用管柱層析法獲得以下的單體M1(20g)。
於500mL的三口燒瓶中,加入8g的N,N-二甲基乙醯胺,於氮氣流下加熱至65℃。於其中,花4小時滴加14.3g的單體M1、3.0g的丙烯腈(東京化成工業公司製造)、6.5g的丙烯酸(東京化成工業公司製造)、0.4g的V-65(和光純藥公司製造)的N,N-二甲基乙醯胺8g溶液。
滴加結束後,進而將反應溶液攪拌3小時。然後,追加41g的N,N-二甲基乙醯胺,將反應溶液冷卻至室溫。於所述的反應溶液中添加0.09g的4-羥基TEMPO(4-羥基-2,2,6,6-四甲基哌啶1-氧自由基、東京化成工業公司製造)、及54.8g的二氮雜雙環十一烯(diazabicycloundecene,DBU),於室溫下進行12小時反應,藉此而獲得反應液。然後,於反應液中添加70質量%甲磺酸水溶液54g。反應結束後,以水進行再沈澱,取出固形物,獲得12g的以下的聚合物1(下述式(P1))。
使用IR(紅外光譜法(infrared spectroscopy))測定機
(堀場製作所(股)製造),對所獲得的聚合物1進行鑑定。使聚合物溶解於丙酮中,使用KBr結晶來進行測定。IR測定的結果為,於2240cm-1附近觀測到峰值,可知作為腈單元的丙烯腈導入至聚合物中。另外,藉由酸值測定,可知丙烯酸作為羧基單元而導入。
另外,使聚合物1溶解於氘代二甲亞碸(dimethyl sulfoxide,DMSO)中,利用布魯克(Bruker)製造的300MHz的1H核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)(AV-300)進行測定。結果,於2.5-0.7ppm(5H分)處明顯地觀察到相當於含腈基的單元的峰值,於7.8-8.1ppm(1H分)、5.8-5.6ppm(1H分)、5.4-5.2ppm(1H分)、4.2-3.9ppm(2H分)、3.3-3.5ppm(2H分)、2.5-0.7ppm(6H分)處明顯地觀察到相當於含聚合性基的單元的峰值,於2.5-0.7ppm(3H分)處明顯地觀察到相當於含羧基的單元的峰值,可知含聚合性基的單元:含腈基的單元:含羧基的單元=30:30:40(mol%)。
(組成物2的製備)
於加入有磁力攪拌器的200mL燒杯中,添加5.142g的水、67.110g的丙二醇單甲醚、0.153g的2-丙烯醯胺-2-甲基丙磺酸、17.034g的聚合物1、0.279g的六亞甲基雙丙烯醯胺、0.279g的豔佳固(IRGACURE)OXE127(巴斯夫(BASF)),進行調液,獲得組成物2。
〔實施例2的導電性膜的製造〕
(被鍍覆層形成步驟)
使用棒塗機將所述組成物2塗佈於以與實施例1相同的方式獲得的基材的底塗層上,以成為0.8μm的膜厚的方式進行成膜,通過80℃的烘箱而使其乾燥,藉此於基材上形成被鍍覆層形成用層。以所述方式製作形成有被鍍覆層形成用層的基材(帶被鍍覆層形成用層的基材)。
(圖案狀被鍍覆層形成步驟)
繼而,藉由與實施例1相同的程序來形成圖案狀被鍍覆層。以所述方式獲得的曝光-顯影後的圖案狀被鍍覆層的厚度為0.8μm。
於實施例2中,利用具有寬度1μm的線狀細線網格圖案的開口部的光罩(與實施例1相同的光罩),可形成寬度1.5μm的圖案狀被鍍覆層的細線。如上所述,根據實施例2的製造方法,可形成精度高的圖案狀被鍍覆層。此外,未確認到被鍍覆層形成用層於光罩上的貼附。
關於以後的步驟,依照與實施例1相同的程序來製作實施例2的導電性膜。
[實施例3]
除了代替0.3μm而將被鍍覆層的膜厚設為0.8μm以外,依照與實施例1相同的程序來製作實施例3的導電性膜。
於實施例3中,利用具有寬度1μm的線狀細線網格圖案的開口部的光罩(與實施例1相同的光罩),可形成寬度1.5μm的圖案狀被鍍覆層的細線。如上所述,根據實施例3的製造方法,可形成精度高的圖案狀被鍍覆層。此外,未確認到被鍍覆層形成用層於光罩上的貼附。
[實施例4]
除了代替露米勒(Lumirror)U48而使用東洋紡A4300(商品名、東洋紡公司製造、聚酯膜)來作為支撐體、以及未成膜底塗層以外,依照與實施例1相同的程序來製作實施例4的導電性膜。
於實施例4中,利用具有寬度1μm的線狀細線網格圖案的開口部的光罩(與實施例1相同的光罩),可形成寬度1.3μm的圖案狀被鍍覆層的細線。如上所述,根據實施例4的製造方法,可形成精度高的圖案狀被鍍覆層。此外,未確認到被鍍覆層形成用層於光罩上的貼附。
此外,以所述條件進行基材(東洋紡A4300)的染色,結果藉由目視略微觀察到基材的染色。具體而言,對染色前後的基材
(東洋紡A4300)的吸光度進行測定,結果染色前後的於波長525nm下的吸光度差為0.05。此外,吸光度的測定中使用分光光度計V-670(商品名、日本分光公司製造)。
[比較例1]
除了代替麥德美(MacDermid)公司製造的CU-510而使用速卡普(Thru-cup)PEA(上村工業公司製造;羅雪鹽系無電解鍍覆液;不含胺基羧酸及胺基羧酸鹽的任一者)來作為無電解銅鍍覆液以外,依照與實施例1相同的程序來製作比較例1的導電性膜。
[比較例2]
於鍍覆觸媒賦予步驟中,代替鹼性的離子系Pd觸媒賦予液(上村工業公司製造的阿路卡普活化劑(ALCUP Activator)MAT-2-A+MAT-2-B)而使用酸性(pH=4)的離子系Pd觸媒賦予液(羅門哈斯(Rohm and Haas)公司製造),除此以外,依照與實施例1相同的程序來製作比較例2的導電性膜。
[比較例3]
除了代替1μm而將光罩的開口細線寬度設為3μm(細線的間距及細線的交叉角度與實施例相同)以外,依照與實施例1相同的程序來製作比較例3的導電性膜。
[評價試驗]
〔圖案形成狀態〕
使用光學顯微鏡(商品名「MX80」、奧林巴斯(Olympus)公司製造)進行觀察,觀察實施例及比較例的各導電性膜的表面,
藉由以下基準來進行圖案形成狀態的評價。
A:於與圖案狀被鍍覆層對應的位置形成有金屬層,構成金屬層的鄰接的配線圖案彼此不相連。
B:於與圖案狀被鍍覆層對應的位置形成有金屬層,構成金屬層的鄰接的配線圖案彼此雖不相連,但圖案交叉部肥大化。
C:以與圖案狀被鍍覆層對應的位置為中心而形成有金屬層,觀察到構成金屬層的鄰接的配線圖案相連的部分。
〔導通率及相對電阻〕
於實施例及比較例的導電性膜中,將形成於網格狀的圖案狀被鍍覆層上的金屬層(即,網格狀的配線圖案)的縱3mm×橫10mm的區域設為網格區域。另外,將網格區域內的橫方向上的兩端的3mm見方的部分設為墊區域。
並且,使測試器(tester)與墊區域接觸,測定導通率及電阻率。
導通率的評價是藉由以下方式來進行:對實施例及比較例的每一導電性膜進行10次,並對觀察到導通的次數進行計數。關於導通率的評價基準,將觀察到8次以上的導通者評價為「A」,將觀察到3次~7次的導通者評價為「B」,將導通為2次以下者評價為「C」。
相對電阻的評價是藉由以下方式來進行:於測定實施例及比較例的各導電性膜的電阻率後,將實施例1的電阻率設為1,算出實施例及比較例的各導電性膜的相對電阻。
[評價結果]
將以上評價試驗的結果示於表1中。
如表1的評價結果所示,可知:藉由形成包含線寬未滿3μm的部分的圖案狀被鍍覆層,且使用鹼性的鍍覆觸媒賦予液及含有規定的成分的鍍覆液,可於與圖案狀被鍍覆層對應的位置形成低電阻的金屬層(實施例)。
另一方面,根據比較例1的評價結果,可知若使用不含胺基羧酸及胺基羧酸鹽的鍍覆液,則金屬異常析出,於與圖案狀被鍍覆層對應的位置以外亦形成金屬層。此外,因金屬異常析出,因而未實施導通率及相對電阻的評價。
另外,根據比較例2的評價結果,顯示出若使用酸性的鍍覆觸媒賦予液,則金屬層的電阻變得過高。
另外,根據比較例3的評價結果,可知若形成線寬為3μm以上的圖案狀被鍍覆層,則導通率差(即,電阻高)。此外,未實施相對電阻的評價。
另外,關於實施例1~實施例4及比較例2的導電性膜,使用輝光放電發光分析裝置(商品名「GD-分析工具2(GD-Profiler2)」、堀場製作所公司裝置)來測定附著於圖案狀被鍍覆層形成用層的Pd觸媒的附著量。
結果,於實施例1~實施例4中,附著於圖案狀被鍍覆層形成用層的Pd觸媒的附著量均為50mg/m2以上。
另外,關於比較例2,附著於圖案狀被鍍覆層形成用層的Pd觸媒的附著量為25mg/m2。
12:基材
14A:圖案狀被鍍覆層
25:金屬層
30:導電性積層體
Claims (7)
- 一種導電性積層體的製造方法,其是製造具有基材、圖案狀被鍍覆層、及金屬層的導電性積層體的方法,所述導電性積層體的製造方法包括:使用含有聚合起始劑與以下的化合物X或組成物Y的被鍍覆層形成用組成物,於所述基材上形成被鍍覆層形成用層的步驟;對所述被鍍覆層形成用層以圖案狀實施曝光處理,並實施顯影處理,而形成包含線寬未滿3μm的部分的所述圖案狀被鍍覆層的步驟;使用含有鍍覆觸媒或其前驅物的鹼性的鍍覆觸媒賦予液,將所述鍍覆觸媒或其前驅物賦予至所述圖案狀被鍍覆層的步驟;以及使用含有胺基羧酸及胺基羧酸鹽的至少一者的鍍覆液,對賦予有所述鍍覆觸媒或其前驅物的所述圖案狀被鍍覆層進行鍍覆處理,而於所述圖案狀被鍍覆層上形成所述金屬層的步驟,化合物X為具有與鍍覆觸媒或其前驅物進行相互作用的官能基、及聚合性基的化合物;組成物Y為包含具有與鍍覆觸媒或其前驅物進行相互作用的官能基的化合物、及具有聚合性基的化合物的組成物,當藉由下述染色條件對所述基材進行染色時,染色前後的所述基材的於波長525nm下的吸光度的變化為0.05以內,染色條件為於30℃的0.1M氫氧化鈉水溶液中浸漬所述基材 5分鐘後,將所述基材取出,於1質量%的若丹明6G水溶液中浸漬所述基材1分鐘。
- 如申請專利範圍第1項所述的導電性積層體的製造方法,其中於所述鍍覆觸媒賦予液中,所述鍍覆觸媒或其前驅物為金屬離子。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的導電性積層體的製造方法,其中所述進行相互作用的官能基為離子性極性基。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的導電性積層體的製造方法,其中所述聚合性基選自由丙烯醯胺基及甲基丙烯醯胺基所組成的群組中。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述的導電性積層體的製造方法,其中所述導電性積層體用於觸控面板感測器。
- 一種積層體,其具有:基材;及配置於所述基材上、包含線寬未滿3μm的部分的圖案狀被鍍覆層,且所述圖案狀被鍍覆層中附著有鍍覆觸媒或其前驅物,所述圖案狀被鍍覆層中的所述鍍覆觸媒或其前驅物的附著量為50mg/m2以上,當藉由下述染色條件對所述基材進行染色時,染色前後的所述基材的於波長525nm下的吸光度的變化為0.05以內,染色條件為於30℃的0.1M氫氧化鈉水溶液中浸漬所述基材 5分鐘後,將所述基材取出,於1質量%的若丹明6G水溶液中浸漬所述基材1分鐘。
- 一種導電性積層體,其具有:基材;配置於所述基材上、包含線寬未滿3μm的部分的圖案狀被鍍覆層;及配置於所述圖案狀被鍍覆層上的金屬層,且所述圖案狀被鍍覆層中附著有鍍覆觸媒,所述圖案狀被鍍覆層中的所述鍍覆觸媒的附著量為50mg/m2以上,當藉由下述染色條件對所述基材進行染色時,染色前後的所述基材的於波長525nm下的吸光度的變化為0.05以內,染色條件為於30℃的0.1M氫氧化鈉水溶液中浸漬所述基材5分鐘後,將所述基材取出,於1質量%的若丹明6G水溶液中浸漬所述基材1分鐘。
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