TWI784128B - 複合構件及其製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種具備多種樹脂表面的複合構件,該多種樹脂表面,在 照射紫外線時具有不同的撥液性。
本發明之一的複合構件100,係在基材10上或是基材10的上方具 備含有第一樹脂的第一樹脂含有層22與含有與該第一樹脂不同之第二樹脂的第二樹脂含有層32的複合構件。除此之外,複合構件100中,在對於第一樹脂含有層22的至少第一表面及第二樹脂含有層32的至少第二表面照射紫外線時,照射該紫外線後的該第一表面的第一接觸角高於照射該紫外線後的該第二表面的第二接觸角10°以上。
Description
本發明係關於複合構件及其製造方法。
在產業界及消費者所要求的各種形態的資訊終端及資訊家電中,以經微細化之電子裝置為代表,用於各領域之各種裝置的配線等,其形成方法以飛快的速度持續進化。
作為用於各種電子裝置的配線等的形成方法,長期以來都是採用使用真空製程及光微影法的製程等,需要較長時間及/或昂貴設備的製造方法。
目前為止,本案申請人揭示了以下的技術:使在被氧化時成為氧化物半導體的金屬化合物分散於包含脂肪族聚碳酸酯所構成之黏結劑的溶液中,利用這樣的氧化物半導體的前驅物,而提供一種降低裂縫產生、電特性及穩定性優良的氧化物半導體層、以及具備該氧化物半導體層的半導體元件以及電子裝置(專利文獻1)。
又,本案申請人揭示一種複合構件,在配置於基材上之複數島狀的含有脂肪族聚碳酸酯之層的至少表面暴露於包含180nm以上、370nm以下之波長的紫外光15分鐘時,純水與該表面的接觸角在50°以上,而在各該前驅物層所夾住之區域的至少一部分,具備前述基材上的金屬印墨(專利文獻2)。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第WO2015/019771號公報
[專利文獻2】國際公開第WO2017/047227號公報
如上所述,以使用真空製程及光微影法的製程為代表的製造方法,為了要製造各種裝置而需要許多的處理與長時間,導致原材料及製造能量的使用效率降低或是惡化。因此,採用這種製造方法,不僅從工業性或是量產性的觀點而言不佳,也較難以進行大面積化。
另一方面,以印刷法為代表的低能量製造製程,從電子裝置的可撓化以及上述的工業性或是量產性的觀點而言,在產業界中特別受到矚目。若使用塗布法,可直接在基板上使預期的層圖案化,因此可得到省略用以圖案化之真空製程的優點。因此,在使用包含含有脂肪族聚碳酸酯之層(特別是含有聚丙烯碳酸酯的層(以下亦稱為「含有聚丙烯碳酸酯之層」))的各種樹脂含有層來實現微細之圖案化中,藉由使用專利文獻1所揭示的該層的稀有特徵,可對於各種裝置提供具有極高魅力的技術。
然而,本案發明人已得知含有脂肪族聚碳酸酯的層(以下亦稱為「含有脂肪族聚碳酸酯之層」),其穩定發揮的高撥液性反而會成為障礙。具體而言,例如在形成以金屬印墨作為出發材所形成的金屬配線圖案的情況中,為了選擇性配置該金屬印墨,而要求在該含有脂肪族聚碳酸酯之層的高撥液性(代表
性的指標為該層表面中之純水的接觸角)以外,另外形成較低撥液性的區域這種高度的技術。因此,為了將該含有脂肪族聚碳酸酯之層應用於各種裝置,必須解決如何實現形成具有與該高撥液性相反的較低撥液性(換言之,與液體的親和性較高)的區域這樣的技術問題。
本發明對於準確地使樹脂含有層中某個經選定之區域的撥液性不同於該區域以外之區域的撥液性有很大的貢獻。
本案發明人發現,例如,為了在以經微細化之電子裝置為代表的各領域之各種裝置中,提高配線等位置的控制性,積極活用撥液性根據樹脂種類而有所不同此點,並反復進行詳細研究與分析。結果,本案發明人得知,可積極且準確促進各樹脂材料之該表面狀態改變的,並非是僅將撥液性不同的樹脂材料配置於基材上或是該基材的上方,而是對於該等不同的樹脂材料的至少表面照射紫外線。除此之外發現,較佳係同時對於多種的樹脂照射紫外線,藉此使每個樹脂表面狀態產生不同的變化,因此例如,可輕易實現撥液性低於其他區域的特定區域。本發明係著眼於上述內容與技術而進行創造。
本發明的複合構件之一,係在基材上或是該基材的上方,具備含有第一樹脂的第一樹脂含有層與含有與該第一樹脂不同之第二樹脂的第二樹脂含有層的複合構件。除此之外,該複合構件,在對於前述第一樹脂含有層的至少第一表面及前述的第二樹脂含有層的至少第二表面照射紫外線時,照射該紫外線後的該第一表面的第一接觸角比照射該紫外線後的該第二表面的第二接觸角高10°以上。
根據該複合構件,藉由對第一樹脂含有層的至少第一表面及第二樹脂含有層的至少第二表面照射紫外線,可提供一種在基材上或是該基材的上方具備複數區域的複合構件,該等複數區域,利用第一表面與第二表面分別具有的不同特性以及該受紫外線影響之程度的不同,而撥液性也不同。
又,本發明之一的複合構件的製造方法,包含樹脂含有層形成步驟與紫外線照射步驟。具體而言,該複合構件的製造方法中的樹脂含有層形成步驟,係在基材上或是該基材的上方,形成含有第一樹脂的第一樹脂含有層與含有與該第一樹脂不同之第二樹脂的第二樹脂含有層的步驟。又,該複合構件的製造方法中的紫外線照射步驟,係藉由對前述的第一樹脂含有層的至少第一表面及前述的第二樹脂含有層的至少第二表面照射紫外線,而使照射該紫外線後的該第一表面的第一接觸角高於照射該紫外線後之該第二表面的第二接觸角10°以上的步驟。
根據該複合構件的製造方法,藉由對第一樹脂含有層的至少第一表面及第二樹脂含有層的至少第二表面照射紫外線的紫外線照射步驟,可製造在基材上或是該基材的上方具備複數區域的複合構件,該複數區域係利用第一表面與第二表面分別具有的不同特性以及受該紫外線影響程度之不同,而撥液性有所不同。
此外,本案中,「膠態」之代表性的例子,係從液體的狀態藉由熱處理在某種程度上去除溶劑(代表性為在相對於溶劑整體的質量比中為80%以上,但不限於該數值)的狀態,但聚丙烯碳酸酯實質上未被分解或是去除的狀況。
又,本案中的「層」不僅為層,亦包含膜的概念。相反地,本案中的「膜」不僅為膜,亦包含層的概念。另外,本案中的「接觸角」意指含有聚丙烯碳酸酯之層的表面中純水的接觸角。
又,本申請案中的「基材」,不限於板狀體的基礎,亦包含其他形態(例如曲面狀)的基礎乃至於母材。除此之外,本案後述的各實施態樣中,「塗布」係指藉由低能量製造製程在某基材上或該基材的上方形成層,該低能量製造製程,代表性為印刷法、旋塗法、棒塗法、狹縫塗法或是奈米轉印法。
除此之外,本申請案中的「實質上不包含分子量小於10000(亦即小於1×104)的聚丙烯碳酸酯」,係指在本案申請時的市售分析裝置(TOSOH股份有限公司製,機種:HLC-8020)中,於檢測界限值以下。
根據本發明之一的複合構件,可提供一種在基材上或是該基材的上方具備複數區域的複合構件,該複數區域係利用第一表面與第二表面分別具有不同特性以及受該紫外線影響的程度不同,而撥液性有所不同。
又,根據本發明之一的複合構件的製造方法,可製造一種在基材上或是該基材的上方具備複數區域的複合構件,複數區域係利用第一表面與第二表面分別具有不同特性以及受該紫外線影響的程度不同,而撥液性有所不同。
10:基材
22:第一樹脂含有層
22a:經紫外線照射的第一表面
22p:被模具M1之凸部按壓的區域
22x:經紫外線照射的第一樹脂含有層
23a:突起
23b:底部
32:第二樹脂含有層
32a:經紫外線照射的第二表面
32p:被模具M1的凸部按壓的區域
32x:經紫外線照射的第二樹脂含有層
40:氧化矽層
52x:與第一樹脂含有層22x及第二樹脂含有層32x不同的層
72:金屬印墨
74:金屬層
80:紫外線照射源(紫外線照射裝置)
90:塗布裝置
100:複合構件
200:複合構件
200A、200B:複合構件
300:複合構件
400:複合構件
500:複合構件
F:區域
M1:模具
第一圖係顯示第一實施態樣的含有聚丙烯碳酸酯之溶液其TG-DTA特性之一例的圖表。
第二圖係顯示第一實施態樣中,複合構件的製造方法之一過程的剖面示意圖。
第三圖係顯示第一實施態樣中,複合構件的製造方法之一過程的剖面示意圖。
第四圖係顯示第一實施態樣中,複合構件的製造方法之一過程的剖面示意圖。
第五圖係顯示對於第一實施態樣之聚丙烯碳酸酯(PPC)(試料1~5)的至少表面照射紫外線的照射時間與該PPC表面之撥液性(接觸角)的關係的圖表。
第六圖係顯示第二實施態樣中,複合構件的製造方法之一過程的剖面示意圖。
第七圖係顯示第二實施態樣中,複合構件的製造方法之一過程的剖面示意圖。
第八圖係顯示第二實施態樣中,複合構件的製造方法之一過程的剖面示意圖。
第九圖係顯示第二實施態樣之變化例中,複合構件之製造方法之一過程的剖面示意圖。
第十圖係顯示第二實施態樣之變化例中,複合構件之製造方法之一過程的剖面示意圖。
第十一圖係顯示第二實施態樣之變化例中,複合構件之製造方法之一過程的剖面示意圖。
第十二圖係顯示第三實施態樣中,複合構件的製造方法之一過程的剖面示意圖。
第十三圖係顯示第三實施態樣中,複合構件的整體構成的側視圖。
第十四圖係顯示第三實施態樣中,複合構件的整體構成的側視圖。
第十五A圖係顯示階差測量結果之圖表的一例,該階差測量結果中顯示了第三實施態樣中的複合構件之製造方法的過程之一。
第十五B圖係顯示比較例中,複合構件之製造方法的一過程的剖面示意圖。
第十六圖係顯示其他實施態樣中,複合構件之製造方法的一過程的剖面示意圖。
第十七圖係顯示其他實施態樣中,複合構件之製造方法的一過程的剖面示意圖。
根據附圖詳細敘述本發明之實施態樣的具備基材、含有第一樹脂的第一樹脂含有層及含有與該第一樹脂不同之第二樹脂的第二樹脂含有層的複合構件、及該複合構件的製造方法。另外,在此說明時,於所有圖示之中,若未特別提及,則對於共通部分賦予共通的參照符號。又,圖中記載的各實施態樣的元件未必保有彼此的比例尺。再者,為了容易觀看各圖式,而省略一部分的符號。
<第一實施態樣>
(含有脂肪族聚碳酸酯之溶液及含有脂肪族聚碳酸酯之層、以及該等的製造方法)
本實施態樣的含有脂肪族聚碳酸酯之溶液(可包含不可避雜質,以下相同),係本實施態樣的含有脂肪族聚碳酸酯之層(可包含不可避雜質,以下相同)的原料。又,製造形成有凹凸的該含有脂肪族聚碳酸酯之層的情況,可
藉由後續簡易的步驟實現含有脂肪族聚碳酸酯之層的圖案。以下說明本實施態樣的含有脂肪族聚碳酸酯之溶液及本實施態樣的含有脂肪族聚碳酸酯之層。
(關於含有脂肪族聚碳酸酯之溶液及含有脂肪族聚碳酸酯之層)
本實施態樣中,使可發揮作為第一樹脂之一例的功能的脂肪族聚碳酸酯溶解於某溶劑(代表性為有機溶劑)中的狀態,係指「含有脂肪族聚碳酸酯之溶液」。若採用其他表現,含有可發揮作為第一樹脂之一例的功能的脂肪族聚碳酸酯的溶液,為本實施態樣的「含有脂肪族聚碳酸酯之溶液」。另外,在脂肪族聚碳酸酯之中,若著眼於聚丙烯碳酸酯,則代表性的本實施態樣的聚丙烯碳酸酯,為數量平均分子量1×103以上2×106以下的聚丙烯碳酸酯。
又,藉由將該含有脂肪族聚碳酸酯之溶液加熱,將溶劑去除至可用於奈米轉印法或是各種印刷法(例如,網版印刷法)之程度的狀態(代表性為「膠態」)的層,為本實施態樣的「含有脂肪族聚碳酸酯之層」。本實施態樣中,該「含有脂肪族聚碳酸酯之層」,發揮作為第一樹脂含有層之一例的功能。
本實施態樣的含有脂肪族聚碳酸酯之溶液,主要包含脂肪族聚碳酸酯,但亦可包含脂肪族聚碳酸酯以外的化合物、組成物或是材料。另外,該含有脂肪族聚碳酸酯之溶液中的脂肪族聚碳酸酯含量的下限值並未特別限定,作為其代表,係該脂肪族聚碳酸酯相對於溶質總量的質量比為80%以上。又,該含有脂肪族聚碳酸酯之溶液中的脂肪族聚碳酸酯含量的上限值並未特別限定,作為其代表,係該脂肪族聚碳酸酯相對於溶質總量的質量比為100%以下。
另外,該含有脂肪族聚碳酸酯之層,例如,藉由後述壓印步驟而成為形成有凹凸的該含有脂肪族聚碳酸酯之層。
(含有脂肪族聚碳酸酯之溶液及含有脂肪族聚碳酸酯之層的例子)
本實施態樣中,係使用熱分解性良好的脂肪族聚碳酸酯。這樣的脂肪族聚碳酸酯,其氧含量高,可以較低的溫度分解成低分子化合物。
又,本實施態樣中,可用於包含脂肪族聚碳酸酯的溶液,即「含有脂肪族聚碳酸酯之溶液」之中的有機溶劑,只要是可溶解脂肪族聚碳酸酯的有機溶劑,則未特別限定。有機溶劑的具體例,較佳係使用國際公開第WO2016/098423號公報中所揭示的有機溶劑。
又,在包含脂肪族聚碳酸酯的溶液,即含有脂肪族聚碳酸酯之溶液中,可因應需求,更添加國際公開第WO2016/098423號公報中所揭示的分散劑及/或塑化劑等。
又,形成本實施態樣的含有脂肪族聚碳酸酯之層的方法並未特別限定。可採用塗布來形成該層。作為其代表,以低能量製造製程形成層為較佳的一態樣。在形成基材上形成有凹凸的含有脂肪族聚碳酸酯之層的情況中,例如可採用簡單的方法,如奈米轉印法等。
<TG-DTA(熱重量測量及示差熱)特性>
此處,本案發明人針對可以較低溫分解成低分子化合物的脂肪族聚碳酸酯,更具體調查了其分解及消失的過程。
第一圖係顯示以脂肪族聚碳酸酯之代表例,即聚丙烯碳酸酯作為溶質的溶液(亦即,本實施態樣的含有脂肪族聚碳酸酯之溶液)其TG-DTA特性之一例的圖表。另外,該圖表中顯示了包含6.25質量%之聚丙烯碳酸酯的DEGMEA溶液在常壓下的結果。又,如第一圖所示,圖中的實線為熱重量(TG)測量結果,圖中的虛線為示差熱(DTA)測量結果。
從第一圖所示的熱重量測量的結果觀察到,在140℃附近至190℃附近,含有脂肪族聚碳酸酯之溶液的溶劑消失,且聚丙烯碳酸酯本身的一部分分解甚至消失,造成重量明顯減少。另外認為,聚丙烯碳酸酯因為該分解變化成二氧化碳與水。又,從第一圖所示的結果確認,在190℃附近,該脂肪族聚碳酸酯的90wt%以上被分解、去除。若更詳細觀察,可得知在250℃附近,該脂肪族聚碳酸酯的95wt%以上被分解,在260℃附近,該脂肪族聚碳酸酯幾乎完全(99wt%以上)被分解。因此,藉由採用因為250℃以上(更佳為260℃以上)的加熱處理而實質上或是幾乎消失或是被去除的含有脂肪族聚碳酸酯之溶液,可將藉由將含有脂肪族聚碳酸酯之溶液的層加熱而形成的含有脂肪族聚碳酸酯之層分解或是去除。
因此,可得到例如作為用於形成金屬層之犧牲層的效果;該犧牲層,係利用由形成有凹凸的該含有脂肪族聚碳酸酯之層所形成的含有脂肪族聚碳酸酯之層的圖案而形成。換言之,該含有脂肪族聚碳酸酯之層的圖案,可在實質上未殘留自身殘渣的情況下被分解或是被去除。含有脂肪族聚碳酸酯之層,從氧含量高、在較低溫下分解為低分子化合物的觀點而言,係非常適合用於作為所謂犠牲層的材料。
另外,上述的結果,雖係以較短時間的加熱處理使該脂肪族聚碳酸酯分解的結果,但在以較長時間進行加熱處理的情況中,即使是較低的溫度(例如180℃),亦可確認該脂肪族聚碳酸酯充分分解。換言之,藉由加熱將該脂肪族聚碳酸酯分解或是去除的溫度,其代表性的下限值可說是180℃。然而,該下限值的溫度並非僅限定於該脂肪族聚碳酸酯之中的1個或是數個結合的溫
度,其係指能夠確認質量因為該脂肪族聚碳酸酯的分解、因為該脂肪族聚碳酸酯實質上或是幾乎分解而減少的溫度。
因此,藉由採用在以180℃以上加熱時實質上或是幾乎分解或是被去除的含有脂肪族聚碳酸酯之層,與上述相同,可作為例如用於形成金屬層的犠牲層;該犧牲層,係利用含有脂肪族聚碳酸酯之層的圖案所形成。換言之,該含有脂肪族聚碳酸酯之層的圖案,可在實質上未殘留自身殘渣的情況下被分解或是被去除。
另外,該含有脂肪族聚碳酸酯之層的圖案的代表例,係以可用於奈米轉印領域或是半導體領域或是電子裝置領域中的線與間距或是點為代表的圖案,但本實施態樣之圖案的形狀並不限於該等圖案。具有各種習知圖案形狀的含有脂肪族聚碳酸酯之層,亦可包含於本實施態樣的「含有脂肪族聚碳酸酯之層的圖案」。
(關於脂肪族聚碳酸酯的種類)
本實施態樣中,雖採用聚丙烯碳酸酯作為脂肪族聚碳酸酯的例子,但本實施態樣中所使用的脂肪族聚碳酸酯的種類並未特別限定。例如,使環氧化物與二氧化碳進行聚合反應的脂肪族聚碳酸酯,亦為本實施態樣中可採用的較佳一態樣。藉由使用這種使環氧化物與二氧化碳進行聚合反應的脂肪族聚碳酸酯,可藉由控制脂肪族聚碳酸酯的結構提升熱分解性,而可發揮得到具有預期分子量之脂肪族聚碳酸酯的效果。尤其是從在脂肪族聚碳酸酯之中氧含量高、以較低溫分解成低分子化合物的觀點而言,脂肪族聚碳酸酯較佳為選自聚乙烯碳酸酯、聚丙烯碳酸酯及聚丁烯碳酸酯所構成的群組中的至少1種。再者,作為
含有脂肪族聚碳酸酯之層,從實現更高撥液性的觀點而言,脂肪族聚碳酸酯較佳係選自聚丙烯碳酸酯及聚丁烯碳酸酯所構成的群組中的至少1種。
又,上述的環氧化物,只要是在與二氧化碳進行聚合反應而成為在主鏈中具有包含脂肪族之結構的脂肪族聚碳酸酯的環氧化物,則未特別限定。例如,環氧乙烷、環氧丙烷、1-環氧丁烷、2-環氧丁烷、環氧異丁烷、1-環氧戊烷、2-環氧戊烷、1-環氧己烷、1-環氧辛烷、1-環氧癸烷、環氧環戊烷、環氧環己烷、苯環氧乙烷、乙烯基環氧環己烷、3-苯基環氧丙烷、3,3,3-三氟環氧丙烷、3-萘基環氧丙烷、3-苯氧基環氧丙烷、3-萘氧基環氧丙烷、環氧丁烯(butadiene monoxide)、3-乙烯氧基環氧丙烷、及3-三甲基矽烷氧基環氧丙烷等的環氧化物,係在本實施態樣中可採用的例子。該等的環氧化物之中,從與二氧化碳具有高聚合反應性的觀點而言,較佳係使用環氧乙烷、環氧丙烷及1,2-環氧丁烷。另外,上述的各種環氧化物,可分別單獨使用,亦可組合2種以上使用。
(關於脂肪族聚碳酸酯的製造方法)
作為本實施態樣的脂肪族聚碳酸酯的製造方法之一例,可採用使環氧化物與二氧化碳在金屬觸媒的存在下進行聚合反應的方法等。
此處,脂肪族聚碳酸酯的製造例如下所述。將具備攪拌機、氣體導入管、溫度計的容積1L(公升)的高壓釜的系內預先取代為氮氣環境後,加入包含有機鋅觸媒的反應液、己烷及環氧丙烷。接著,一邊攪拌一邊加入二氧化碳,藉此使反應系內取代為二氧化碳環境,填充二氧化碳至反應系內成為約1.5MPa為止。之後,將該高壓釜升溫至60℃,一邊補充因反應而消耗的二氧化碳,一邊進行數小時的聚合反應。反應結束後,使高壓釜冷卻並減壓、過濾。之後,藉由減壓乾燥得到聚丙烯碳酸酯。
另外,作為上述的金屬觸媒,較佳係使用國際公開第WO2016/098423號公報中所揭示的觸媒,特別是有機鋅觸媒。
又,作為上述的有機鋅觸媒,較佳係使用國際公開第WO2016/098423號公報中所揭示的觸媒。
此處,有機鋅觸媒的製造例如下所述。首先,在具備攪拌機、氮氣導入管、溫度計、回流冷卻管的四頸燒瓶中加入氧化鋅、戊二酸、乙酸、及甲苯。接著,將反應系內取代為氮環境後,將該燒瓶升溫至55℃,以相同溫度攪拌4小時,藉此進行前述各材料的反應處理。之後,升溫至110℃,再以相同溫度攪拌4小時使其共沸脫水,而僅去除水分。之後,使該燒瓶冷卻至室溫,藉此得到包含有機鋅觸媒的反應液。又,另外取出該反應液的一部分並進行過濾,對於所得到的有機鋅觸媒進行IR測量(Thermo Nicolet Japan股份有限公司製,商品名稱:AVATAR360)。結果,未確認到以羧酸基為基礎的峰值。
另外,聚合反應中所使用的上述的金屬觸媒的使用量,較佳為國際公開第WO2016/098423號公報中所揭示的量。
又,上述的聚合反應中因應需求所使用的反應溶劑並未特別限定。具體而言可使用國際公開第WO2016/098423號公報中所揭示的例子。
另外,上述反應溶劑的使用量較佳為國際公開第WO2016/098423號公報中所揭示的量。
又,上述聚合反應中,作為使環氧化物與二氧化碳在金屬觸媒的存在下反應的方法並未特別限定。例如可使用國際公開第WO2016/098423號公報中所揭示的方法。
另外,本案發明人確認,藉由採用例如國際公開第WO2012/114939號公報中所揭示的鈷錯合物來代替上述的觸媒,亦可產生主鏈具有以下述通式(I)表示之重複單元、且該主鏈結構99%以上具有結構規則性的聚丙烯碳酸酯。另外,損及結構規則性的狀態,係指例如形成高分子鏈之中CO2缺損等的狀態。
除此之外,上述的聚合反應中所使用的二氧化碳的使用壓力並未特別限定。作為其代表,可使用國際公開第WO2016/098423號公報中所揭示的壓力。
再者,上述的聚合反應中的聚合反應溫度並未特別限定。作為其代表,較佳為30℃以上、100℃以下,更佳為40℃以上、80℃以下。聚合反應溫度小於30℃的情況,具有聚合反應需要長時間的疑慮。又,聚合反應溫度超過100℃的情況,具有發生副反應、產率降低的疑慮。聚合反應時間,根據聚合反應溫度而有所不同,因此無法一概而論,但作為其代表,較佳為2小時至40小時。
聚合反應結束後,對於所得之脂肪族聚碳酸酯進行下述步驟,藉此可製造本實施態樣的含有脂肪族聚碳酸酯之溶液。
(關於含有脂肪族聚碳酸酯之溶液的製造方法)
本實施態樣中,使上述的脂肪族聚碳酸酯溶解於已說明的可溶解脂肪族聚碳酸酯的有機溶劑(例如,二乙二醇單乙醚乙酸酯)之後,藉由過濾去除上述的觸媒,藉此製造本實施態樣的含有脂肪族聚碳酸酯之溶液。另外,雖非本實施態樣中必要的步驟,但為了藉由後述壓印步驟形成具有更高尺寸精度的形成有凹凸的含有脂肪族聚碳酸酯之層,因此如以下所示,採用盡可能使特定數值範圍之分子量的脂肪族聚碳酸酯分離的分離步驟,亦為可採用的較佳一態樣。
[分離步驟]
具體而言,本實施態樣的分離步驟中,從上述已過濾的濾液,使用截留分子量(cutoff molecular weight)為1×104的超過濾膜(UF膜),使分子量小於1×104的脂肪族聚碳酸酯排出至穿透濾液側,藉此進行分離。之後,將未穿透的濾液濃縮及乾燥。結果,本實施態樣中,藉由該分離步驟,可製造實質上不包含分子量小於1×104之脂肪族聚碳酸酯的含有脂肪族聚碳酸酯之溶液,或是僅以小於1.0質量%包含該脂肪族聚碳酸酯的含有脂肪族聚碳酸酯之溶液。
(聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、矽樹脂及聚醯亞胺(PI)、以及該等的製造方法)
作為可發揮本實施態樣之第一樹脂的一例或是第二樹脂的一例之功能的矽樹脂,或是,可發揮本實施態樣之第二樹脂的一例之功能的聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及/或聚醯亞胺(PI)的製造方法,並未特別限定。可使用習知的製造方法製造上述的各樹脂材料。例如,可採用「網狀聚合物」Vol.30,No.5(2009)中記載的方法。
(聚對苯二甲酸乙二酯(PET)含有層、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)含有層、矽樹脂含有層及聚醯亞胺(PI)含有層、以及該等的製造方法)
又,與本實施態樣的含有脂肪族聚碳酸酯之層相同,以含有上述各樹脂材料的溶液作為原料,在某基材上或是該基材的上方,藉由塗布形成上述各樹脂材料的層,亦即矽樹脂含有層(可包含不可避雜質,以下相同),或是聚對苯二甲酸乙二酯(PET)含有層(可包含不可避雜質,以下相同)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)含有層(可包含不可避雜質,以下相同),及/或聚醯亞胺(PI)含有層(可包含不可避雜質,以下相同)。另外,本實施態樣中,矽樹脂含有層,可發揮作為第一樹脂含有層之一例或是作為第二樹脂含有層之一例的功能。除此之外,聚對苯二甲酸乙二酯(PET)含有層、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)含有層及/或聚醯亞胺(PI)含有層,可發揮作為第二樹脂含有層之一例的功能。
(關於具備第一樹脂含有層及第二樹脂含有層的複合構件之製造方法)
接著,本案發明人製造在基材10上具備上述本實施態樣之第一樹脂含有層與第二樹脂含有層的複合構件100。
第四圖係顯示本實施態樣中之複合構件100的整體構成的側視圖。如第四圖所示,複合構件100中,在基材10上,具備作為經紫外線照射的第一樹脂含有層22x之一例的含有脂肪族聚碳酸酯之層(代表性為含有聚丙烯碳酸酯之層)與作為經紫外線照射的第二樹脂含有層32x之一例的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)含有層。
另外,本實施態樣的基材10並未特別限定。例如,基材10可使用矽(Si)基板、高耐熱玻璃、SiO2/Si基板(亦即在矽基板上形成氧化矽層的基板)、氧化鋁(Al2O3)基板、STO(SrTiO)基板、使SiO2層及Ti層介在矽基板表面而形成
STO(SrTiO)層的絕緣性基板、半導體基板(例如Si基板、SiC基板、Ge基板等)的各種基材。另外,絕緣性的基材包含例如聚對苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯等的聚酯類、聚烯烴類、纖維素三乙酸酯、聚碳酸酯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚醯胺醯亞胺、聚碸、醯胺、芳香族聚醯胺等的材料所構成的膜或是片。又,基材10的厚度並未特別限定,可為例如3μm以上、300μm以下。又,基材10可為硬質,以可具有可撓性。又,基材10,亦包含預先在基材10上形成絕緣體層、半導體層或是導電體層或是該等的圖案。
(複合構件的製造方法)
接著,將複合構件100的製造方法顯示於第二圖至第四圖,並進行說明。
[樹脂含有層形成步驟]
本實施態樣中,如第二圖所示,使用例如習知的網版印刷法,在作為基材10的玻璃或是聚醯亞胺上形成作為第一樹脂含有層22之一例的含有脂肪族聚碳酸酯的層(例如,含有聚丙烯碳酸酯之層)與作為第二樹脂含有層32之一例的含有聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)之層。該步驟為形成樹脂含有層之步驟的例子。另外,本實施態樣的第一樹脂含有層22的厚度及第二樹脂含有層32的厚度未特別限定,但該等代表性的厚度為1nm以上、10000nm(10μm)以下。又,可適當進行將第一樹脂含有層22及第二樹脂含有層32之中所包含的溶劑成分去除的步驟(預燒結步驟或是乾燥步驟,以下統稱「預燒結步驟」)。
[紫外線照射步驟]
本實施態樣中,之後,如第三圖所示,進行紫外線照射步驟,其係使用習知的紫外線照射源(紫外線照射裝置)80(Multiply股份有限公司製,
型號MHU-110WB),對於經過預燒結步驟的第一樹脂含有層22及第二樹脂含有層32的整個面,照射包含180nm以上、370nm以下之波長的紫外線。另外,本實施態樣中,照射包含180nm以上、370nm以下之波長之紫外線的紫外線照射源的其他例,為市售的以365nm作為主波長的紫外線燈(AS ONE股份有限公司製,型號SLW-8)。
另外,本實施態樣中,紫外線照射源80與第一樹脂含有層22的表面(亦稱為「第一表面」)及第二樹脂含有層32的表面(亦稱為「第二表面」)之間的距離為10mm。又,本案中,在測量紫外線照射源80與第一表面及第二表面之間的距離時,係以紫外線照射源80中的光源處作為測量基準。又,本實施態樣中的紫外線強度(或是紫外線照度)為0.275mW/cm2。
結果,如第四圖所示,可製造在基材10上具備具有經紫外線照射之第一表面22a的第一樹脂含有層22x與具有經紫外線照射之第二表面32a的第二樹脂含有層32x的複合構件100。
此處,本實施態樣中,本案發明人對於第一樹脂含有層22的至少表面與第二樹脂含有層32的至少表面進行上述的紫外線照射步驟,而嘗試改變第一樹脂含有層22表面與第二樹脂含有層32表面的撥液性(更具體而言為與水的接觸角)。
具體而言,係在使對於第一樹脂含有層22的至少表面與第二樹脂含有層32的至少表面照射紫外線的照射時間變化時,測量照射該紫外線前後該表面的接觸角。
表1及表2係顯示以不同時間對於含有以下3個分類((a)、(b)、(c))之各樹脂的層照射紫外線與接觸角的關係。表1為照射該紫外線的時間為5分鐘之情況的結果,表2為照射該紫外線的時間為15分鐘之情況的結果。
(a)含有脂肪族聚碳酸酯之層(聚乙烯碳酸酯(PEC)、聚丙烯碳酸酯(PPC)及聚丁烯碳酸酯(PBC)),其係作為本實施態樣中構成第一樹脂含有層22的第一樹脂之例子
(b)矽樹脂,其係作為本實施態樣的構成第一樹脂含有層22之第一樹脂或是構成第二樹脂含有層32之第二樹脂的例子
(c)聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及聚醯亞胺(PI),其係本實施態樣中構成第二樹脂含有層32之第二樹脂的例子
※紫外線照射時間「0」表示照射紫外線之前。
另外,表1及表2中的聚丙烯碳酸酯(PPC)中,試料1b係下述含有聚丙烯碳酸酯之層:採用質量平均分子量約36萬的聚丙烯碳酸酯、且其為主鏈具有以下述通式(I)表示之重複單元、且該主鏈的結構約94%具有結構規則性的聚丙烯碳酸酯。又,表2中的聚丙烯碳酸酯(PPC)的值,為後述第五圖所示之試料5的結果。
又,本案發明人,為了以高度的再現性確認以上述通式(I)表示之主鏈結構約94%具有結構規則性的聚丙烯碳酸酯(PPC)與該主鏈結構99%以上具有結構規則性的聚丙烯碳酸酯(PPC)的差異,特別調查對於作為第一樹脂含有層22的含有聚丙烯碳酸酯(PPC)之層照射本實施態樣之紫外線的時間與接觸角的關係。
第五圖係顯示對於本實施態樣的聚丙烯碳酸酯(PPC)(試料1~5)的至少表面照射紫外線的時間與該PPC表面之撥液性(接觸角)的關係的圖表。另外,第五圖中的試料1與試料2係採用以上述通式(I)表示之主鏈結構約99%具有結構規則性的聚丙烯碳酸酯(PPC)的情況。又,第五圖中的試料3~5係採用以上述通式(I)表示之主鏈結構約94%具有結構規則性的聚丙烯碳酸酯(PPC)的情況。
如第五圖所示,可得知在採用試料1~5的任一種聚丙烯碳酸酯(PPC)的情況,藉由照射本實施態樣的紫外線至少20分鐘,作為聚丙烯碳酸酯(PPC)表面之撥液性指標的接觸角在60°以上。又,確認在照射紫外線5分鐘的情況下,接觸角超過65°。
本案發明人分析及研究含有表1及表2所示之各種樹脂材料之層其表面之接觸角的資料,結果可得到以下技術的見解。
(1)在對於第一樹脂含有層22的至少第一表面及第二樹脂含有層32的至少第二表面照射紫外線時,可實現下述狀態的複合構件100:照射該紫外線後的第一表面22a的接觸角(亦稱為「第一接觸角」)高於照射該紫外線後的第二表面32a之接觸角(亦稱為「第二接觸角」)10°以上(較佳為15°以上或是超過15°,再佳為20°以上或是超過20°)。
例如,根據表1的結果,複合構件100具備經紫外線照射的第一樹脂含有層22x與經紫外線照射的第二樹脂含有層32x的情況下,可製造具備上述(1)之特徵的複合構件;該第一樹脂含有層22x,係由作為第一樹脂的脂肪族聚碳酸酯及/或矽樹脂所形成;該第二樹脂含有層32x,係由作為第二樹脂的選自聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及聚醯亞胺(PI)之群組中的至少1種所形成。
又,若舉出其他的例子,根據表2的結果,複合構件100具備經紫外線照射的第一樹脂含有層22x與經紫外線照射的第二樹脂含有層32x的情況,可製造具備上述(1)之特徵的複合構件;該第一樹脂含有層22x,係由作為第一樹脂的脂肪族聚碳酸酯所形成;該第二樹脂含有層32x,係由作為第二樹脂的選自
聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、矽樹脂及聚醯亞胺(PI)之群組中的至少1種所形成。
又,可得到以下的技術見解。
(2)在對第一樹脂含有層22的至少第一表面及第二樹脂含有層32的至少第二表面照射紫外線5分鐘時,可實現下述複合構件100:照射該紫外線後的第一表面22a的第一接觸角為45°以上(更狹義為50°以上,再狹義為60°以上)、且照射該紫外線後的第二表面32a的第二接觸角在35°以下。
例如,根據表1的結果,複合構件100具備經紫外線照射的第一樹脂含有層22x與經紫外線照射的第二樹脂含有層32x的情況,可製造具備上述(2)之特徵的複合構件;該第一樹脂含有層22x,係由作為第一樹脂的脂肪族聚碳酸酯及/或矽樹脂所形成;該第二樹脂含有層32x,係由作為第二樹脂的選自聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及聚醯亞胺(PI)之群組中的至少1種所形成。
再者,可得到以下的技術見解。
(3)在對第一樹脂含有層22的至少第一表面及第二樹脂含有層32的至少第二表面照射紫外線15分鐘時,可實現下述複合構件100:照射該紫外線後的第一表面22a的第一接觸角為50°以上(更狹義為超過50°,再狹義為60°以上)、且照射該紫外線後的第二表面32a的第二接觸角在30°以下。
例如,根據表2的結果,複合構件100具備經紫外線照射的第一樹脂含有層22x與經紫外線照射的第二樹脂含有層32x的情況,可製造具備上述(3)之特徵的複合構件;該第一樹脂含有層22x,係由作為第一樹脂的脂肪族聚碳酸
酯所形成;該第二樹脂含有層32x,係由作為第二樹脂的矽樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及/或聚醯亞胺(PI)所形成。
另外,根據本案發明人的研究與分析,第一樹脂含有層22的第一表面及第二樹脂含有層32的第二表面中的接觸角若分別為50°以上(更狹義為超過50°,再狹義為60°以上),則在與具有小於50°之接觸角的表面的關係中,在第一表面上及第二表面上配置液體時,確認可更準確地形成根據所謂「潤濕性」之梯度而自主移動的狀態。因此,為了相對於第二樹脂含有層32(或是經紫外線照射的第二樹脂含有層32x)較高地保持接觸角而形成的第一樹脂含有層22(或是經紫外線照射的第一樹脂含有層22x),從液體可準確地選擇性配置(選擇性)的觀點而言,其表面的接觸角在50°以上為較佳的一態樣。
若從另一個角度來看,本實施態樣的複合構件100的製造方法中的紫外線照射步驟,亦可說是藉由對第一樹脂含有層22的至少第一表面及第二樹脂含有層32的至少第二表面照射紫外線,使照射該紫外線後的第一表面22a的第一接觸角高於照射該紫外線後的第二表面32a的第二接觸角10°以上的步驟。
如上所述,本實施態樣中,提供一種具備形成於基材10上的、經紫外線照射的第一樹脂含有層22x與經紫外線照射的第二樹脂含有層32x的複合構件100。結果,因為形成了撥液性分別不同的複數表面(本實施態樣中為第一表面22a與第二表面32a),例如在將液狀的金屬印墨配置於第一樹脂含有層22x及第二樹脂含有層32x之上時,藉由形成所謂「潤濕性」的梯度,可實現金屬印墨的自主配置。另外,從可準確地實現前述自主配置之觀點而言,如以上所述,作為撥液性代表指標的接觸角中,例如,第一表面22a的第一接觸角與第二表面
32a的第一接觸角的差在10°以上(較佳為15°以上或是超過15°,再佳為20°以上或是超過20°)為較佳的一態樣。
<第一實施態樣的變化例>
另外,本案發明人分析第一實施態樣中所示之表1及表2,結果發現,不限於在第一實施態樣中選擇的樹脂材料的例子,作為其變化例,可選擇例如下述(1)及(2)的組合的第一樹脂及第二樹脂。
(1)第一樹脂為選自聚丙烯碳酸酯(PPC)及聚丁烯碳酸酯(PBC)之群組中的至少1種、第二樹脂為聚乙烯碳酸酯(PEC)的例子
(2)第一樹脂為矽樹脂、第二樹脂為聚乙烯碳酸酯(PEC)的例子
即使在採用上述例子的情況,亦可提供與具備形成於基材10上的、經紫外線照射的第一樹脂含有層22x與經紫外線照射的第二樹脂含有層32x的複合構件100相同的複合構件。因此,至少從第一實施態樣中所示之各種樹脂材料中進行選擇而形成撥液性分別不同的複數表面,藉此製造與複合構件100相同的複合構件,亦為可採用的一態樣。
另外,採用本變化例中的上述(1)的例子,因為第一樹脂與第二樹脂皆為脂肪族聚碳酸酯,在後述壓印步驟中的壓印結構的成形性及/或藉由加熱步驟進行分解乃至於去除的過程/態樣具有相同的傾向,因而極佳。
<第二實施態樣>
本實施態樣中,說明複合構件200的製造方法,其係將第一實施態樣的至少表面經紫外線照射的第一樹脂含有層22x與至少部分區域表面經該紫外線照射的第二樹脂含有層32x積層。另外,可省略與第一實施態樣重複的說明。
第八圖係顯示本實施態樣中之複合構件200的整體構成的側視圖。如第八圖所示,複合構件200中,在形成於基材10上的第一實施態樣的經紫外線照射之第二樹脂含有層32x上的一部分上,具備經該紫外線照射的第一樹脂含有層22x。更具體而言,複合構件200具備積層結構,其係在至少部分區域表面32a經該紫外線照射的第二樹脂含有層32x上積層具有所謂島狀的、換言之形成圖案的經該紫外線照射之表面22a的第一樹脂含有層22x。
(複合構件的製造方法)
將本實施態樣的複合構件200的製造方法顯示於第六圖至第八圖中,並且進行說明。
[樹脂含有層形成步驟]
本實施態樣中,如第六圖所示,使用習知的塗布法(例如,旋塗法或是棒塗法)、網版印刷法在基材10上形成第二樹脂含有層32的一例,即聚醯亞胺(PI)含有層。之後,使用例如習知的網版印刷法在第二樹脂含有層32上形成第一樹脂含有層22的一例,即含有脂肪族聚碳酸酯之層(例如,含有聚丙烯碳酸酯之層)。另外,本實施態樣的第一樹脂含有層22的厚度及第二樹脂含有層32的厚度未特別限定,但該等代表性的厚度為1nm以上、10000nm(10μm)以下。
[紫外線照射步驟]
之後,如第七圖所示,與第一實施態樣相同,進行紫外線照射步驟,其係使用紫外線照射源(紫外線照射裝置)80,對於經過預燒結步驟的第二樹脂含有層32的一部分及第一樹脂含有層22的整個面照射紫外線。另外,如第七圖所示,本實施態樣中,因為存在第一樹脂含有層22覆蓋第二樹脂含有層32的部
分,因此第二樹脂含有層32中曝露於紫外線的區域,僅限於第二樹脂含有層32的部分區域。
結果,如第八圖所示,可製造在形成於基材10上的至少部分區域表面32a經該紫外線照射的第二樹脂含有層32x之上具備第一樹脂含有層22x的複合構件200,該第一樹脂含有層22x,具有所謂島狀的、換言之形成圖案的經該紫外線照射之表面22a。
<第二實施態樣的變化例>
本變化例的複合構件200A及複合構件200B,係以第二實施態樣的複合構件200作為出發材。以下說明複合構件200A及複合構件200B。另外,可省略與第一及第二實施態樣重複的說明。
第十圖係顯示本變化例中,複合構件200A之整體構成的側視圖。又,第十一圖係顯示本變化例中,複合構件200B之整體構成的側視圖。
如第十圖所示,複合構件200A,係在第二實施態樣的複合構件200所具有之島狀的第一樹脂含有層22x之間的空間內具備金屬印墨72,其配置於經紫外線照射之第二樹脂含有層32x的表面32a上。又,如第十一圖所示,複合構件200B具備以金屬印墨72作為出發材的金屬層74,該金屬印墨72係配置於第二實施態樣之複合構件200所具有的經紫外線照射之第二樹脂含有層32x的表面32a上。
(複合構件的製造方法)
接著,將複合構件200A及複合構件200B的製造方法顯示於第九圖至第十一圖,並進行說明。
本變化例中,如第九圖所示,進行配置步驟,其係使用習知的金屬印墨的塗布裝置(例如,進行噴墨法的塗布裝置)90,在設於基材10上方的島狀的第一樹脂含有層22x之間的空間內,於經紫外線照射的第二樹脂含有層32x之表面32a上配置金屬印墨72。另外,本實施態樣的金屬印墨72,可採用習知的金屬觸媒奈米粒子。
又,本變化例中,配置有金屬印墨72的第二樹脂含有層32x之表面32a的接觸角低於第一樹脂含有層22x之第一表面22a的接觸角10°以上(較佳為15°以上或是超過15°,再佳為20°以上或是超過20°)。結果,在液狀的金屬印墨72的配置步驟中,利用所謂「潤濕性」的梯度,可使金屬印墨72配置於第二樹脂含有層32x上,而可得到容易實現金屬印墨72自主配置這樣的技術效果。
藉由經過上述金屬印墨72的配置步驟,可製造第十圖所示的複合構件200A。該金屬印墨72,例如,可發揮作為金屬配線用中間材的功能。
接著,複合構件200B的製造方法如下所述。作為構成島狀之第一樹脂含有層22x的第一樹脂,可採用例如脂肪族聚碳酸酯,作為構成第二樹脂含有層32x的第二樹脂,可採用例如耐熱性優良的聚醯亞胺(PI)或是矽樹脂,藉此,在實施加熱處理的情況中,可實質上僅將第一樹脂含有層22x分解或是去除。
另外,如上所述,因為可藉由調整加熱時間,僅以較低溫(例如,約180℃)的加熱步驟,極簡單且準確地將該含有脂肪族聚碳酸酯之層分解或是去除,因此在本變化例中,將脂肪族聚碳酸酯作為第一樹脂為較佳的一態樣。
本變化例中,在上述的配置步驟之後進行加熱步驟,其係加熱至將第一樹脂含有層22x分解或是去除的溫度以上,且從金屬印墨72形成金屬層74的溫度以上。結果,如第十一圖所示,可製造在形成於基材10上的第二樹脂含有
層32x之上配置有金屬層74的複合構件200B。此處,藉由該加熱步驟,可準確地、換言之實質上將作為犠牲層的第一樹脂層22x分解或是去除。結果,因為具備配置於實質上未留有殘渣之狀態的基材10上的金屬層74,因此複合構件200而可成為可靠度乃至於穩定性高的複合構件。
另外,金屬印墨72作為金屬配線用中間材的情況,藉由金屬印墨72之加熱處理所形成的金屬層74成為金屬配線。然而,以金屬印墨72作為出發材所形成的金屬層74,可發揮作為配線以外的功能(例如電極等)。
更具體說明本實施態樣的加熱步驟。本實施態樣中進行加熱步驟(去除步驟),其係對於配置在第二樹脂含有層32x上的第一樹脂含有層22x及金屬印墨72,使用習知的加熱器,加熱至將第一樹脂含有層22x分解或是去除的溫度(例如,180℃以上,較佳為250℃以上,再佳為260℃以上)。結果,可製造具備金屬層74的複合構件200。另外,本實施態樣之習知的加熱器雖為AS ONE股份有限公司製的加熱板(型號TH-900),但加熱手段不限於這種加熱器。例如,其他習知的加熱板等的加熱器,亦為可採用的一態樣。
此外,本變化例中,為了形成金屬層74而使用金屬印墨72作為出發材,而作為本變化例的另一態樣,可使用習知無電鍍覆法中所使用的出發材層代替金屬印墨72的配置,亦即可採用形成金屬鍍覆層之出發材層的步驟。
<第三實施態樣>
本實施態樣中,對於以與第一實施態樣的複合構件100相同的方式形成的複合構件,實施以奈米轉印法所進行的壓印加工。因此,本實施態樣的複合構件300,係具備壓印結構的構件。另外,可省略與第一及第二實施態樣以及該等變化例重複的說明。
第十四圖係顯示本實施態樣中之複合構件300的整體構成的側視圖。如第十四圖所示,複合構件300中,在基材10上,具備第一實施態樣的經紫外線照射的具備凹凸形狀的第一樹脂含有層22x與經該紫外線照射的具備凹凸形狀的第二樹脂含有層32x。更具體而言,第一樹脂含有層22x係作為一例的含有脂肪族聚碳酸酯之層(例如,含有聚丙烯碳酸酯之層),第二樹脂含有層32x係作為一例的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)含有層。
另外,本實施態樣中採用脂肪族聚碳酸酯作為第一樹脂,並採用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)作為第二樹脂的理由如下所述。
(A)任一樹脂材料在後述壓印步驟中的成形性皆優良。
(B)任一樹脂材料其分子結構皆係由碳(C)、氫(H)及氧(O)所形成,因此認為吸收紫外線造成各元素之間的鍵結狀態的變動(包含切斷)類似。
(複合構件的製造方法)
接著,將複合構件300的製造方法顯示於第十二圖至第十四圖,並進行說明。
本實施態樣中,如第十二圖所示,在基材10上形成第一實施態樣的具有經紫外線照射之第一表面22a的第一樹脂含有層22x與具有經紫外線照射之第二表面32a的第二樹脂含有層32x。
[凹部形成步驟/壓印步驟]
本實施態樣中,之後進行壓印步驟,其係使用奈米轉印法形成壓印結構。另外,除了在照射紫外線前所進行的預燒結步驟以外,亦可適當追加用以將溶劑去除至可以奈米轉印法形成壓印結構之程度的預燒結步驟。
接著,如第十三圖所示,對於第一樹脂含有層22x及第二樹脂含有層32x,施加0.1MPa以上、20MPa以下的壓力以按壓模具M1,藉此實施壓印加工,以形成第一樹脂含有層22x及第二樹脂含有層32x的壓印結構。藉由實施該壓印加工,如第十四圖所示,被模具M1的凸部按壓的第一樹脂含有層22x的區域22p及第二樹脂含有層32x的區域32p的厚度變得比其他區域更薄,而形成凹部。因此,本實施態樣中,實施前述壓印加工的步驟為凹部形成步驟/壓印步驟。另外,該凹部的形成,若換個角度來看,則可說是形成凸部的步驟。
結果,如第十四圖所示,可製造在基材10上具備第一樹脂含有層22x與第二樹脂含有層32x的複合構件300。因此,本實施態樣中進行壓印步驟,其係藉由對於第一樹脂含有層22x及第二樹脂含有層32x實施壓印加工,而形成含有凹部的壓印結構。另外,作為本實施態樣的一變化例,可採用進行壓印步驟,其係藉由對於第一樹脂含有層22x或第二樹脂含有層32x實施壓印加工,而形成含有凹部的壓印結構。
又,本實施態樣中,在壓印加工前,經紫外線照射的第一樹脂含有層22x與經紫外線照射的第二樹脂含有層32x已形成於基材10上,但本實施態樣不限定於這種態樣。例如,在對於未照射紫外線的第一樹脂含有層22與未照射紫外線的第二樹脂含有層32實施壓印加工後再照射紫外線,亦為可採用的一態樣。
<第三實施態樣的變化例>
此外,本案發明人在使用上述第三實施態樣的第一樹脂含有層22x之一例的含有脂肪族聚碳酸酯之層,藉由本案申請人目前為止揭示的習知壓印加工法形成凹凸形狀時,為了提高該凹凸的尺寸精度,進一步重複研究與分
析,結果發現,具備下述條件的含有脂肪族聚碳酸酯之層,對於尺寸精度的提升有很大的貢獻。另外,本變化例中可省略與第一至第三的各實施態樣重複的說明。
具體而言,本變化例中所採用的含有脂肪族聚碳酸酯之溶液,其係使用作為脂肪族聚碳酸酯之一例的聚丙烯碳酸酯,其係使在所有的脂肪族聚碳酸酯中分子量為1×104以上的該脂肪族聚碳酸酯在99.0質量%以上、且數量平均分子量為1×104以上的脂肪族聚碳酸酯溶解於某溶劑(代表性為有機溶劑)之中的溶液。若採用其他表現,則具有分子量為1×104以上的部分占總面積99.0%以上的分子量分布曲線、且含有數量平均分子量為1×104以上之脂肪族聚碳酸酯的含有脂肪族聚碳酸酯之溶液,為本變化例的「含有脂肪族聚碳酸酯之溶液」。
(關於含有脂肪族聚碳酸酯之溶液的製造方法)
本變化例中,在使脂肪族聚碳酸酯溶解於可溶解上述脂肪族聚碳酸酯的有機溶劑後,可得到去除觸媒的含有脂肪族聚碳酸酯之溶液。
之後,藉由採用能夠盡可能使特定數值範圍之分子量的脂肪族聚碳酸酯分離的第一實施態樣的分離步驟,可製造本變化例的含有脂肪族聚碳酸酯之溶液。
使藉由進行上述分離步驟所得到的、特定數值範圍之分子量的脂肪族聚碳酸酯溶解於可溶解脂肪族聚碳酸酯的有機溶劑(例如,二乙二醇單乙醚乙酸酯)。結果,可製造滿足以下(X)或(Y)的本變化例之含有脂肪族聚碳酸酯之溶液。
(X)在所有的脂肪族聚碳酸酯之中,分子量為10000以上的該脂肪族聚碳酸酯在99.0質量%以上,且含有數量平均分子量為10000以上之該脂肪族聚碳酸酯的含有脂肪族聚碳酸酯之溶液
(Y)具有分子量為10000以上的部分占總面積99.0%以上的分子量分布曲線,且含有數量平均分子量為10000以上之脂肪族聚碳酸酯的含有脂肪族聚碳酸酯之溶液
藉由對於使用上述含有脂肪族聚碳酸酯之溶液所形成之第三實施態樣的第一樹脂含有層22x進行壓印步驟,可準確地實現具備高尺寸精度之凹凸的含有脂肪族聚碳酸酯之層。因此,上述的脂肪族聚碳酸酯之中分子量為1×104以上的該脂肪族聚碳酸酯在99.0質量%以上、且數量平均分子量在1×104以上,在使用例如奈米轉印法對於該脂肪族聚碳酸酯形成凹凸時,可準確實現具備高尺寸精度之凹凸及/或微細圖案的第一樹脂含有層22x,因此為較佳的一態樣。
以下說明具體例。本變化例中,與第三實施態樣相同,藉由形成被模具M1的凸部按壓的第一樹脂含有層22x之區域22p及第二樹脂含有層32x之區域32p的厚度比其他區域更薄的凹部,可形成如第十四圖所示之凹凸形狀。
此處,本案發明人亦針對作為第一樹脂含有層22x的含有脂肪族聚碳酸酯之層的壓印結構進行研究與分析,結果發現,對於凹凸形狀的尺寸精度具有決定性影響的,並非是質量平均分子量,而是數量平均分子量。
於是,藉由以滿足上述(X)及/或(Y)之條件的含有脂肪族聚碳酸酯之溶液作為出發材來形成含有脂肪族聚碳酸酯之層,可準確抑制後述缺陷的發生。結果,本案發明人得知,如第十四圖所示,可準確實現具有高尺寸精度之凹凸的含有脂肪族聚碳酸酯之層。
第十五A圖係顯示階差測量結果之圖表的一例,該階差測量結果顯示本變化例中之複合構件的製造方法的過程。如第十五A圖中以「S」所示之處,本變化例的含有脂肪族聚碳酸酯之層所具有的凹部邊緣的形狀幾乎為垂直,亦未見到如第十五B圖之突起23a所示的缺陷。又,如第十五A圖所示,本變化例的含有脂肪族聚碳酸酯之層所具有的凹部的底部23b,未見到隆起,即第十五B圖所示的缺陷。結果,可製造具備尺寸精度優良之凹凸的含有脂肪族聚碳酸酯之層。
另外,本變化例中,凹部邊緣的突起相對於平面的高度,在該平面的厚度為1時,只要為0以上、0.5以下(更佳為0以上、0.15以下),則最後可得到高精度的複合構件300。另外,前述的「平面」,係指如第十五B圖的F所示之區域,在形成厚度相同之層狀的含有脂肪族聚碳酸酯之層後,實施上述壓印加工時,從突起23a充分離開之處,其係稍微超過突起23a之底部端緣之處(作為其代表,係從突起23a的頂點離開1μm之處)。
本變化例中,後續有時會實施蝕刻處理,其係使具有如第十四圖所示之壓印結構的第一樹脂含有層22x及第二樹脂含有層32x的整個面暴露於在大氣壓環境中產生之電漿,藉此進行蝕刻。
另外,本變化例中,雖例示含有脂肪族聚碳酸酯之層作為第一樹脂含有層22x的例子,並例示聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)含有層作為第二樹脂含有層32x的例子,但本變化例不限定於該等的例子。
例如,第一樹脂為選自聚丙烯碳酸酯(PPC)及聚丁烯碳酸酯(PBC)之群組中的至少1種、第二樹脂為聚乙烯碳酸酯(PEC)的情況,藉由滿足上述的
(X)及/或(Y)的條件,第一樹脂含有層22x之壓印結構與第二樹脂含有層32x之壓印結構的尺寸精度皆提高,因此為較佳的一態樣。
<其他實施態樣(1)>
另外,如同在上述的各實施態樣或是其變化例中所述,基材10,亦包含在基材10上預先形成絕緣體層、半導體層或是導電體層或是該等的圖案。此處,例如第十六圖的複合構件400所示,作為母材的基材10為矽基板,而在該母材表面與經紫外線照射之第一樹脂含有層22x或是經紫外線照射之第二樹脂含有層32x之間介在其他層(例如,氧化矽層40)的例子,亦為在上述各實施態樣或是其變化例中可採用的一態樣。
例如,在第一樹脂含有層22與第二樹脂含有層32之空間中配置第二實施態樣之變化例中所採用的金屬印墨的情況中,必須實現金屬印墨與該「其他層」表面的高潤濕性。因此,若採用氧化矽層40作為該「其他層」,因為氧化矽層40的表面發揮這樣的高潤濕性,因此可成為較佳的一態樣。
<其他實施態樣(2)>
又,上述的各實施態樣或是其變化例中,雖例示在基材10上配置第一樹脂含有層22與第二樹脂含有層32的例子,但上述的各實施態樣或是其變化例不限於這樣的態樣。例如第十七圖的複合構件500所示,在基材10上配置與經紫外線照射的第一樹脂含有層22x及經紫外線照射的第二樹脂含有層32x不同的層52x(例如,包含有機物層及金屬層的習知的層)的例子,亦為上述各實施態樣或是其變化例中可採用的一態樣。
如以上所述,上述各實施態樣及該等變化例的揭示,係記載用以說明該等的實施態樣,並非係為了限定本發明而記載。除此之外,存在於包含各實施態樣之其他組合的本發明之範圍內的變化例,亦包含於申請專利範圍。
[產業上的可利用性]
本發明可廣泛應用於包含各種半導體元件的電子裝置領域等,其包含行動式終端、資訊家電、感測器、其他習知的電子產品、微機電系統(MEMS;Micro Electro Mechanical Systems)或是奈米機電系統(NEMS;Nano Electro Mechanical Systems)及醫療設備等。
10:基材
22:第一樹脂含有層
32:第二樹脂含有層
Claims (4)
- 一種複合構件的製造方法,包含:樹脂含有層形成步驟,在基材上或是該基材的上方形成含有第一樹脂的第一樹脂含有層與含有與該第一樹脂不同之第二樹脂的第二樹脂含有層;及紫外線照射步驟,藉由對於該第一樹脂含有層的至少第一表面及該第二樹脂含有層的至少第二表面照射紫外線,以形成高於照射該紫外線後的該第二表面的第二接觸角10°以上的照射該紫外線後的該第一表面的第一接觸角。
- 如申請專利範圍第1項之複合構件的製造方法,其中,該紫外線照射步驟中,在對於該第一表面及該第二表面照射該紫外線5分鐘時,使照射該紫外線後的該第一表面的該第一接觸角為45°以上,且使照射該紫外線後的該第二表面的第二接觸角為35°以下。
- 如申請專利範圍第1項之複合構件的製造方法,其中,該紫外線照射步驟中,在對於該第一表面及該第二表面照射該紫外線15分鐘時,使照射該紫外線後的該第一表面的該第一接觸角為50°以上,且使照射該紫外線後的該第二表面的第二接觸角為30°以下。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之複合構件的製造方法,其中,該樹脂含有層形成步驟中,該第一樹脂及/或第二樹脂係脂肪族聚碳酸酯,並且包含下述步驟:使包含具有分子量10000以上的部分占總面積的99.0%以上的分子量分布曲線、且數量平均分子量在10000以上的該脂肪族聚碳酸酯的含有脂肪 族聚碳酸酯之溶液在該基材上或是該基材的上方形成層狀,再藉由加熱而形成該第一樹脂含有層及/或該第二樹脂含有層。
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