WO2024252967A1 - 感光性導電組成物、それを用いた積層体、感光性導電接着剤、パターン付き基板の製造方法およびディスプレイ基板 - Google Patents

感光性導電組成物、それを用いた積層体、感光性導電接着剤、パターン付き基板の製造方法およびディスプレイ基板 Download PDF

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conductive composition
substrate
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polymer
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    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern

Definitions

  • the present invention relates to a photosensitive conductive composition, a laminate using the same, a photosensitive conductive adhesive, a method for manufacturing a patterned substrate, and a display substrate.
  • Photolithography is suitable for forming fine patterns, and as a technology for obtaining fine conductive patterns, for example, a photosensitive resin composition containing conductive particles (A), an alkali-soluble resin (B), and a hydrophobic compound (C) having at least one hydrocarbon group with 8 to 18 carbon atoms at the end, and the primary particle diameter of the conductive particles (A) is 0.7 ⁇ m or less (see, for example, Patent Document 1) has been proposed.
  • JP 2017-181740 A International Publication No. 2022/030324
  • compositions described in Patent Documents 1 and 2 can form fine patterns by development using a weak alkaline developer such as sodium carbonate or potassium carbonate.
  • a weak alkaline developer such as sodium carbonate or potassium carbonate.
  • highly concentrated strong alkaline developers such as tetramethylammonium hydroxide (hereinafter sometimes abbreviated as TMAH) and potassium hydroxide have traditionally been used as developers for insulating materials such as photoresists and photosensitive polyimides.
  • TMAH tetramethylammonium hydroxide
  • potassium hydroxide have traditionally been used as developers for insulating materials such as photoresists and photosensitive polyimides.
  • the present invention aims to provide a photosensitive conductive composition that can form fine patterns even when developed using a strong alkaline developer.
  • a photosensitive conductive composition comprising a polymer (A) having a structural unit represented by the following general formula (1) and a structural unit represented by the following general formula (2), conductive particles (B), a photopolymerization initiator (C), and a photopolymerizable compound (D).
  • R1 represents a monovalent group having a (meth)acryloyl group.
  • R2 represents a single bond or a divalent organic group
  • R3 represents an alkyl group or a halogen
  • R4 represents hydrogen, an alkyl group or a halogen.
  • a represents an integer of 1 to 5
  • b represents an integer of 0 to 4
  • c represents an integer of 1 to 5.
  • a+b is 5 or less
  • b+c is 5 or less.
  • ⁇ 3> The photosensitive conductive composition according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein in the polymer (A), a ratio of the number of repeating structural units represented by general formula (2) to the number of repeating structural units represented by general formula (1) (general formula (2)/general formula (1)) is 0.5 to 5.
  • ⁇ 4> The photosensitive conductive composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, further comprising a thermosetting resin (E).
  • E thermosetting resin
  • ⁇ 5> The photosensitive conductive composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the conductive particles (B) contain elemental copper.
  • ⁇ 6> A laminate having a layer made of the photosensitive conductive composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5> on a release substrate.
  • a photosensitive conductive adhesive comprising the photosensitive conductive composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>.
  • a method for producing a patterned substrate comprising the steps of: forming a layer made of the photosensitive conductive composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5> on a substrate; exposing the layer made of the photosensitive conductive composition to light in an imagewise manner; and developing the layer with an alkaline developer.
  • the photosensitive conductive composition of the present invention can form fine patterns even by development using a strong alkaline developer.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of a substrate having a resistivity measurement pattern used in the examples.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a mounting substrate used in the examples.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a silicon chip used in the examples.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a silicon chip mounting substrate used in the examples.
  • 1 is a schematic diagram of a display substrate in which wiring and electrodes provided on the substrate are connected to LEDs.
  • the photosensitive conductive composition of the present invention contains a polymer (A) (hereinafter sometimes simply referred to as polymer (A)) having a structural unit represented by the general formula (1) described below and a structural unit represented by the general formula (2) described below.
  • the photosensitive conductive composition of the present invention preferably further contains a thermosetting resin (E).
  • the polymer (A) functions as a binder resin that maintains the shape of the photosensitive conductive composition.
  • the polymer (A) also has a function of increasing the solubility difference between the exposed and unexposed areas in development using a strong alkaline developer, due to the reduction in solubility in the developer caused by polymerization of the (meth)acryloyl group of the structural unit represented by the general formula (1) in the exposed area, and the retention of high solubility in the developer caused by the hydroxyl group of the structural unit represented by the general formula (2), making it possible to form a fine pattern.
  • the photosensitive conductive composition of the present invention contains a thermosetting resin (E)
  • the polymer (A) functions as a curing agent for the thermosetting resin (E) and can increase adhesion to the substrate, which is preferable.
  • the polymer (A) can suppress oxidation of the metal particles and thickening of the photosensitive conductive composition due to its rust-preventing effect.
  • the conductive particles (B) have the function of imparting conductivity by heat-curing or sintering the photosensitive conductive composition.
  • the photopolymerization initiator (C) and the photopolymerizable compound (D) have the function of imparting photosensitivity to the conductive composition.
  • the thermosetting resin (E) has the function of increasing adhesion to the substrate.
  • the polymer (A) has a structural unit represented by the following general formula (1) and a structural unit represented by the following general formula (2).
  • the polymer (A) may be a block copolymer or a random copolymer having these structural units, or may further have other structural units.
  • R1 represents a monovalent group having a (meth)acryloyl group.
  • the (meth)acryloyl group is a general term for acryloyl groups and methacryloyl groups. It is preferable that R1 has two or more (meth)acryloyl groups, which improves the crosslinking density of the exposed area and allows the formation of a finer pattern.
  • c is an integer from 1 to 5. However, b+c is 5 or less. c is preferably 1, and b+c is preferably 1.
  • R2 represents a single bond or a divalent organic group.
  • the divalent organic group include hydrocarbon groups such as alkylene groups and alkenylene groups, carbonyl groups, ether bonds, ester bonds, urethane bonds, -NH-, -N(CH 3 )-, -N(C 2 H 5 )-, -N(C 6 H 11 ), and -N(C 6 H 5 )-.
  • the hydrocarbon group may be linear, branched, or cyclic. In these groups, some of the hydrogen atoms may be substituted, and examples of the substituent include halogens.
  • the number of carbon atoms in the hydrocarbon group is preferably 1 to 3. Among these, a single bond is preferable.
  • R2 in general formulas (1) and (2) may be the same or different, and in each repetition of the structural unit represented by general formula (1) and the structural unit represented by general formula (2), R2 may be the same or different.
  • R3 represents an alkyl group or a halogen.
  • the number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 1.
  • b represents the number of substituents R3 and is an integer from 0 to 4.
  • b is preferably 0.
  • R3 in general formulas (1) and (2) may be the same or different, R3 in each repetition of the structural unit represented by general formula (1) and the structural unit represented by general formula (2) may be the same or different, and b in each repetition of the structural unit represented by general formula (1) may be the same or different.
  • a represents an integer of 1 to 5. However, a+b is 5 or less. a is preferably 1, and a+b is preferably 1.
  • R4 represents hydrogen, an alkyl group, or a halogen.
  • the alkyl group preferably has 1 to 3 carbon atoms.
  • the alkyl group may be linear, branched, or cyclic. Of these, hydrogen is preferred.
  • the polymer (A) in the photosensitive conductive composition of the present invention can be synthesized by adding an isocyanate compound having a (meth)acryloyl group to some of the phenolic hydroxyl groups of a phenolic hydroxyl group-containing resin, such as polyparahydroxystyrene, phenolic hydroxyl group-containing acrylic copolymer, or novolac resin.
  • a phenolic hydroxyl group-containing resin such as polyparahydroxystyrene, phenolic hydroxyl group-containing acrylic copolymer, or novolac resin.
  • polyparahydroxystyrene include "Marukalinker” (registered trademark) M manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd. and VP Polymer manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.
  • phenolic hydroxyl group-containing acrylic copolymers examples include copolymers using phenolic hydroxyl group-containing monomers as some of the constituent components, such as NK Ester M-PHEP manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., HQMA manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd., HMAd manufactured by the same company, and "Shounol” (registered trademark) ARP-029P manufactured by Resonac Co., Ltd.
  • novolac resins examples include WR-101, WR-102, WR-103, WR-104, PR-50, PR-100L-50P, and PR-30-40P manufactured by DIC Corporation.
  • isocyanate compounds examples include Karenz (registered trademark) MOI, Karenz (registered trademark) AOI, Karenz (registered trademark) MOI-EG, Karenz (registered trademark) BEI, Karenz (registered trademark) MOI-BP, and Karenz (registered trademark) MOI-BM manufactured by Resonac Corporation.
  • the ratio of the number of repeats of the structural unit represented by general formula (2) to the number of repeats of the structural unit represented by general formula (1) is preferably 0.5 to 5.
  • the ratio is 0.5 or more, the solubility of the unexposed part in a strong alkaline developer is improved, the straightness of the pattern edge is increased, and a finer pattern can be formed.
  • the above ratio is 5 or less, the crosslink density of the exposed part is improved, and a finer pattern can be formed.
  • a thermosetting resin (E) is contained, the number of reaction points with the thermosetting resin (E) is increased, and therefore the adhesion after curing can be improved.
  • the above ratio is more preferably 4.5 or less.
  • the content of polymer (A) in the photosensitive conductive composition of the present invention is preferably 30 to 60% by weight of the organic solid content of the photosensitive conductive composition of the present invention, from the viewpoint of forming finer patterns.
  • the conductive particles (B) refer to particles having a resistivity of 1 ⁇ cm or less.
  • the conductive particles (B) include particles containing metals such as silver, gold, copper, platinum, lead, tin, nickel, aluminum, tungsten, molybdenum, chromium, titanium, indium, and palladium, alloys thereof, ITO, tin oxide, antimony-doped tin oxide, and carbon black.
  • insulating particles such as resins and inorganic oxides, and conductive particles having a coating layer of the above-mentioned metals or carbon on the surface thereof are also examples of conductive particles (B). Two or more of these particles may be contained.
  • the photosensitive conductive composition of the present invention uses the above-mentioned polymer (A), which suppresses oxidation and thickening and improves storage stability, even when copper particles are used as conductive particles (B).
  • the photosensitive conductive composition is used for photosensitive conductive adhesive applications, it is preferable to use carbon black as the conductive particles (B) from the viewpoint of connectivity.
  • the volume average particle diameter of the conductive particles (B) is preferably 0.01 ⁇ m or more from the viewpoint of dispersibility in the photosensitive conductive composition.
  • the volume average particle diameter of the conductive particles (B) is preferably 3.0 ⁇ m or less, and more preferably 1.0 ⁇ m or less, from the viewpoint of forming finer patterns in the photolithography method.
  • the volume average particle diameter of the conductive particles (B) can be determined by a dynamic light scattering method.
  • the volume average particle diameter can be determined by irradiating a dispersion liquid containing 5 to 30 volume % of the conductive particles (B) with light having a wavelength of 780 nm using a semiconductor laser, measuring the scattered light, and then performing frequency analysis using the FFT-heterodyne method.
  • the content of the conductive particles (B) in the photosensitive conductive composition of the present invention is preferably 15% by volume or more in the solid content of the photosensitive conductive composition from the viewpoint of improving the conductivity.
  • the content of the conductive particles (B) is more preferably 30% by volume or more in the solid content of the photosensitive conductive composition.
  • the content of the conductive particles (B) is preferably 50% by volume or less from the viewpoint of the transparency of the exposure light in the exposure process described below.
  • the content of the conductive particles (B) in the photosensitive conductive composition is determined by applying the photosensitive conductive composition on a substrate, drying and removing liquid components such as a solvent, scraping off a part of the photosensitive conductive composition layer, and holding the layer at 600° C. for 1 hour in the atmosphere using a thermogravimetric analyzer to remove organic components, and determining the weight fraction of the conductive particles (B) and the weight fraction of the organic components from the ratio of the remaining weight (thermogravimetric residual fraction) and the ratio of the reduced weight (thermogravimetric reduction fraction), respectively, according to the following formula [1].
  • the density of the organic component is set to 1.1 g/cm 3. However, if the composition ratio of the raw materials of the photosensitive conductive composition is known, it can be calculated from that composition ratio.
  • examples of the photopolymerization initiator (C) include benzophenone derivatives, acetophenone derivatives, thioxanthone derivatives, benzyl derivatives, benzoin derivatives, oxime compounds, ⁇ -hydroxyketone compounds, ⁇ -aminoalkylphenone compounds, phosphine oxide compounds, anthrone compounds, anthraquinone compounds, etc. Two or more of these may be contained.
  • the content of photopolymerization initiator (C) in the photosensitive conductive composition of the present invention is preferably 5 to 30 parts by weight per 100 parts by weight of polymer (A).
  • the content of photopolymerization initiator (C) is 5 parts by weight or more, the hardening density of the exposed area increases in the exposure step described below, making it possible to form a finer pattern.
  • the content of photopolymerization initiator (C) is 30 parts by weight or less, excessive light absorption in the surface layer is suppressed in the exposure step, making it possible to form a finer pattern.
  • the photopolymerizable compound (D) refers to a compound having a (meth)acryloyl group and/or a maleimide skeleton.
  • the photopolymerizable compound (D) include ethylene glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, 1,4-butanediol di(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, glycerin di(meth)acrylate, 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyl (meth)acrylate, dimethylol-tricyclodecane di(meth)acrylate, and tripropylene glycol.
  • Bifunctional (meth)acrylates such as di(meth)acrylate, dioxane glycol di(meth)acrylate, cyclohexane dimethanol di(meth)acrylate, tricyclodecane dimethanol di(meth)acrylate, ethoxylated (4) bisphenol A di(meth)acrylate, ethoxylated (10) bisphenol A di(meth)acrylate, a (meth)acrylic acid adduct of ethylene glycol diglycidyl ether, and a (meth)acrylic acid adduct of neopentyl glycol diglycidyl ether.
  • trifunctional (meth)acrylates such as pentaerythritol tri(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, trimethylolpropane ethoxy tri(meth)acrylate, and glycerol propoxy tri(meth)acrylate; dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, pentaerythritol ethoxy tetra(meth)acrylate, and ditrimethylolpropane tetra(meth)acrylate
  • the photopolymerizable compound (D) include tetrafunctional (meth)acrylates such as EBECRYL (registered trademark) 204, EBECRYL (registered trademark) 210, EBECRYL (registered trademark) 220, EBECRYL (registered trademark) 264, EBECRYL (registered trademark)
  • the content of the photopolymerizable compound (D) in the photosensitive conductive composition of the present invention is preferably 20 to 100 parts by weight per 100 parts by weight of the polymer (A).
  • the content of the photopolymerizable compound (D) is 20 parts by weight or more, the hardening density of the exposed area is increased in the exposure step described below, and a finer pattern can be formed.
  • the content of the photopolymerizable compound (D) is 100 parts by weight or less, excessive photopolymerization reaction is suppressed in the exposure step, and a finer pattern can be formed.
  • thermosetting resin (E) examples include phenolic resin, epoxy resin, melamine resin, urea resin, and alkyd resin. Two or more of these thermosetting resins (E) may be included.
  • epoxy resin is preferred, as it easily undergoes a thermosetting reaction with the polymer (A) and can further enhance adhesion.
  • thermosetting resin (E) in the photosensitive conductive composition of the present invention is preferably 1 to 30 parts by weight per 100 parts by weight of polymer (A).
  • the content of thermosetting resin (E) is 1 part by weight or more, the adhesion between the pattern and the substrate can be further improved.
  • the content of thermosetting resin (E) is 30 parts by weight or less, the photocuring reaction proceeds smoothly in the exposure step described below, resulting in a high crosslink density, allowing the formation of a finer pattern.
  • the photosensitive conductive composition of the present invention preferably further contains a solvent.
  • the solvent include N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylimidazolidinone, dimethylsulfoxide, ⁇ -butyrolactone, ethyl lactate, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, ethylene glycol mono-n-propyl ether, diacetone alcohol, tetrahydrofurfuryl alcohol, propylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol, and 2,2,4,-trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate.
  • solvents with a boiling point of 120°C or higher are preferred,
  • the photosensitive conductive composition of the present invention may contain additives such as plasticizers, leveling agents, surfactants, silane coupling agents, defoamers, and pigments, to the extent that the desired properties are not impaired.
  • the photosensitive conductive composition of the present invention can be obtained by mixing the polymer (A), conductive particles (B), photopolymerization initiator (C), photopolymerizable compound (D), and, if necessary, the thermosetting resin (E), solvent and other additives.
  • mixing devices include dispersing machines or kneading machines such as a triple roller, ball mill, planetary ball mill, and bead mill.
  • the photosensitive conductive adhesive of the present invention is made of the photosensitive conductive composition.
  • the photosensitive conductive composition exhibits electrical conductivity when heated and cured or baked, and can therefore be suitably used as a photosensitive conductive adhesive for wiring applications such as lead wiring and ITO replacement mesh wiring, and as a conductive adhesive for mounting electronic components on a circuit board.
  • a so-called dry film obtained by applying the above-mentioned photosensitive conductive composition onto a release substrate and drying it as necessary can be used to form a photosensitive conductive composition layer.
  • a laminate having a layer made of the photosensitive conductive composition on a release substrate is preferably used. That is, the laminate of the present invention is a laminate having a layer made of the above-mentioned photosensitive conductive composition on a release substrate.
  • the layer made of the photosensitive conductive composition is preferably one from which, if the above-mentioned photosensitive conductive composition contains a liquid such as a solvent, the liquid has been removed.
  • the above-mentioned laminate is intended to transfer the layer made of the photosensitive conductive composition onto a separately prepared substrate by the means described below. After transfer, the above-mentioned release substrate is separated and discarded before or after exposure. That is, the above-mentioned transfer step is one aspect of the step of forming a layer made of the above-mentioned photosensitive conductive composition in the manufacturing method of a patterned substrate of the present invention described below.
  • a release substrate is a substrate that has a release layer on at least one surface.
  • substrates include glass substrates and films containing resins such as polyethylene terephthalate (PET), cycloolefin polymer, polycarbonate, polyimide, aramid, fluororesin, acrylic resin, and polyurethane resin. Two or more of these may be laminated together.
  • resins such as polyethylene terephthalate (PET), cycloolefin polymer, polycarbonate, polyimide, aramid, fluororesin, acrylic resin, and polyurethane resin. Two or more of these may be laminated together.
  • Examples of the release agent that forms the release layer include non-silicone-based release agents and silicone-based release agents.
  • non-silicone-based release agents include AL-5 manufactured by Lintec Corporation, Tesfine (registered trademark) 303, Tesfine (registered trademark) 305, and Tesfine (registered trademark) 314 manufactured by Showa Denko Materials Co., Ltd., P-OIL (registered trademark) 1010, P-OIL (registered trademark) 1050, and P-OIL (registered trademark) 1070 manufactured by Lion Specialty Chemicals Co., Ltd., and F-6711-AL, F-6758-AL, F-6441L-AL, EF-6521-AL, and F-6811-AL manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd.
  • silicone-based release agents examples include "Tesfine” (registered trademark) 319 and TA31-209E manufactured by Showa Denko Materials Co., Ltd., and KS-702 and KS-707 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Among these, non-silicone-based release agents are preferred because they are less likely to cause release agent transfer.
  • the thickness of the release layer is preferably 50 nm or more in order to prevent the occurrence of pinholes.
  • the thickness of the release layer is preferably 1,000 nm or less in order to prevent the transfer of the release agent during the transfer process.
  • Examples of methods for forming a release layer on a substrate include a method in which a release agent solution obtained by diluting the release agent with a solvent is applied onto the substrate, and the solvent is then removed.
  • Examples of application methods include a coating method using a coater and a spin-coating method.
  • Examples of methods for removing the solvent include heat drying.
  • the peeling force of the release substrate at 25°C is preferably 100 mN/20 mm or more from the viewpoint of increasing the process window during backside transfer during storage in roll form and patterning on the release layer.
  • the peeling force of the release substrate at 25°C is preferably 5,000 mN/20 mm or less from the viewpoint of widening the process window in the transfer step.
  • the peeling force of the release substrate in the present invention refers to the peeling force when Nitto Denko Corporation's acrylic adhesive tape 31B is attached to the release layer-forming surface using a 2 kg roller, left to stand for 30 minutes, and then peeled under the conditions of a temperature of 25°C, a peeling angle of 180°, and a peeling speed of 0.3 m/min.
  • Means for setting the peeling force within the above range include, for example, selecting one of the release agents exemplified above.
  • the method for manufacturing a patterned substrate of the present invention includes a step of forming a layer made of the photosensitive conductive composition on a substrate (hereinafter, sometimes abbreviated as a photosensitive conductive composition layer forming step), a step of exposing the layer made of the photosensitive conductive composition to light in an imagewise manner (hereinafter, sometimes abbreviated as an exposure step), and a step of developing with an alkaline developer (hereinafter, sometimes abbreviated as a development step).
  • a step of heat-curing the obtained pattern (hereinafter sometimes abbreviated as a curing step) or a step of baking (hereinafter sometimes abbreviated as a baking step) after the development step.
  • a curing step or a step of baking (hereinafter sometimes abbreviated as a baking step) after the development step.
  • the curing step or the baking step can be selected according to the composition of the photosensitive conductive composition, the heat resistance temperature of the substrate, and the desired characteristics.
  • the photosensitive conductive composition layer forming process will be described.
  • methods include a method in which the photosensitive conductive composition of the present invention is applied onto a substrate to form a coating film, and if the photosensitive conductive composition contains a solvent, the solvent is removed by drying to form a photosensitive conductive composition layer, and a method in which the photosensitive conductive composition layer is transferred from the aforementioned laminate onto the substrate.
  • substrates include polyester films such as PET film, polyimide films, aramid films, epoxy resin substrates, polyetherimide resin substrates, polyetherketone resin, polysulfone resin substrates, glass substrates, silicon wafers, alumina substrates, aluminum nitride substrates, silicon carbide substrates, substrates with decorative layers, substrates with insulating layers, and ceramic green sheets.
  • polyester films such as PET film, polyimide films, aramid films, epoxy resin substrates, polyetherimide resin substrates, polyetherketone resin, polysulfone resin substrates, glass substrates, silicon wafers, alumina substrates, aluminum nitride substrates, silicon carbide substrates, substrates with decorative layers, substrates with insulating layers, and ceramic green sheets.
  • Methods for applying the photosensitive conductive composition of the present invention to a substrate include, for example, a rotary coating method using a spinner, a spray coating method, a roll coating method, a screen printing method, and a coating method using a coater such as a blade coater, a die coater, a calendar coater, a meniscus coater, or a bar coater.
  • a coater such as a blade coater, a die coater, a calendar coater, a meniscus coater, or a bar coater.
  • the thickness of the resulting coating film can be appropriately set based on the desired thickness of the photosensitive conductive composition layer and the total solids concentration of the photosensitive conductive composition.
  • Methods for drying the coating film include, for example, heat drying using an oven, a hot plate, infrared rays, etc., and vacuum drying.
  • the heating temperature is preferably 50 to 180°C, and the heating time is preferably 1 minute to several hours.
  • the means for transferring the photosensitive conductive composition layer from the laminate onto the substrate includes, for example, a means for thermocompression bonding the laminate onto the substrate to transfer the photosensitive conductive composition layer.
  • thermocompression devices include a laminator device and a press machine.
  • the thermocompression temperature is preferably 60°C or higher from the viewpoints of suppressing the generation of voids between the substrate/photosensitive conductive composition layer, widening the process window in the development step, and forming a finer pattern.
  • the thermocompression temperature is preferably 130°C or lower from the viewpoints of suppressing the thermosetting reaction of the organic components and the sintering of the conductive particles (B) and forming a finer pattern.
  • the thickness of the photosensitive conductive composition layer formed in the photosensitive conductive composition layer forming step is preferably 0.5 to 50 ⁇ m.
  • the thickness of the photosensitive conductive composition layer can be measured using a stylus type step gauge such as "Surfcom” (registered trademark) 1400 (manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.). More specifically, the thickness is measured at three randomly selected locations using a stylus type step gauge under conditions of length measurement: 1 mm, scanning speed: 0.3 mm/sec, and the average value is calculated.
  • Imagewise exposure may be performed through any pattern forming mask, or imagewise exposure may be performed using a direct writing exposure device.
  • the light source for exposure the i-line (365 nm), h-line (405 nm), and g-line (436 nm) of a mercury lamp are preferably used.
  • alkaline developers include strong alkaline aqueous solutions such as TMAH, sodium hydroxide, and potassium hydroxide, and weak alkaline aqueous solutions such as diethanolamine, diethylaminoethanol, sodium carbonate, and potassium carbonate. Since the photosensitive conductive composition of the present invention can also form a fine pattern by development using a strong alkaline developer, a strong alkaline aqueous solution is preferred as the developer, and a TMAH aqueous solution is more preferred.
  • the content of the alkaline component in the alkaline developer is preferably 1% by weight or more from the viewpoint of suppressing fluctuations in development time due to carbonates generated by reaction with carbon dioxide in the air.
  • alkaline developers may further contain polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, and ⁇ -butyrolactone; alcohols such as methanol, ethanol, and isopropanol; esters such as ethyl lactate and propylene glycol monomethyl ether acetate; ketones such as cyclopentanone, cyclohexanone, isobutyl ketone, and methyl isobutyl ketone; surfactants, and the like.
  • polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, and ⁇ -butyrolactone
  • alcohols such as methanol, ethanol, and isopropanol
  • esters such as ethyl lactate and propylene glycol monomethyl ether
  • Examples of development methods include spraying the developer onto the exposed film surface while the substrate is stationary or rotated, immersing the substrate in the developer, and applying ultrasonic waves while immersing the substrate in the developer.
  • the pattern obtained by development may be rinsed with a rinse liquid.
  • the rinse liquid include water and aqueous solutions of the aforementioned alcohols and esters.
  • thermocompression devices include a thermocompression tool for a flip chip bonder and a vacuum diaphragm laminator.
  • the curing process can improve the electrical conductivity by volumetric shrinkage caused by the curing of the organic components.
  • the heating temperature is preferably 120°C or higher from the viewpoint of sufficiently promoting the volumetric shrinkage caused by the curing of the organic components and further improving the electrical conductivity and adhesion.
  • the heating temperature is preferably 280°C or lower from the viewpoint of suppressing the thermal decomposition of the polymer (A) and further improving the adhesion.
  • Curing methods include, for example, heating and drying using an oven, inert oven, or hot plate, or heating and drying using electromagnetic waves or microwaves from an ultraviolet lamp, infrared heater, halogen heater, or xenon flash lamp.
  • the curing process increases the hardness of the pattern, making it possible to prevent chipping or peeling due to contact with other components. It can also improve adhesion to the substrate.
  • the firing process will be described.
  • the organic components are thermally decomposed and the conductive particles (B) are sintered together, thereby improving the conductivity.
  • the firing temperature is preferably 600°C or higher in order to sufficiently advance the thermal decomposition of the organic components and the sintering of the conductive particles (B) with each other, thereby further improving the conductivity and adhesion.
  • the firing temperature is preferably 1,000°C or lower in order to prevent breaks in the conductive particles (B) due to over-sintering.
  • the firing method includes air firing, inert atmosphere firing, and reducing atmosphere firing.
  • Inert atmosphere firing is a method in which firing is performed while flowing an inert gas such as nitrogen gas
  • reducing atmosphere firing is a method in which firing is performed while flowing a gas with a reducing action such as hydrogen gas.
  • Examples of firing equipment include a box furnace and a firing furnace. The firing conditions can be selected appropriately according to the type of conductive particles (B) and the desired characteristics.
  • the display substrate of the present invention is formed by electrically connecting the wiring and/or electrodes on the substrate to LEDs by the cured product of the photosensitive conductive adhesive.
  • the display substrate shown in FIG. 5 can be produced by mounting LEDs as electronic components on a substrate on which a connection pattern is formed using the photosensitive conductive adhesive of the present invention on the wiring and electrodes on the circuit board and curing the substrate.
  • Specific resistance ( ⁇ cm) ⁇ resistance value ( ⁇ ) x film thickness ( ⁇ m) x line width ( ⁇ m)/line length (cm) ⁇ /100... [2].
  • FIG. 3(a) is a schematic cross-sectional view of the silicon chip
  • Fig. 3(b) is a schematic plan view of the silicon chip.
  • This silicon chip was mounted on the mounting substrates obtained in Examples 19 to 22 and Comparative Example 3 using a bonder FC-3000 (manufactured by Toray Engineering Co., Ltd.) under conditions of a temperature of 120° C., a pressurizing pressure of 5 MPa, and a pressurizing time of 10 seconds, to produce the silicon chip mounting substrate shown in FIG. 4.
  • FIG. 4(a) is a schematic cross-sectional view of the silicon chip mounting substrate
  • FIG. 4(a) is a schematic cross-sectional view of the silicon chip mounting substrate
  • FIG. 4(a) is a schematic cross-sectional view of the silicon chip mounting substrate
  • 4(b) is a schematic plan view of the silicon chip.
  • gold wiring 4 of the mounting substrate formed on glass substrate 1 and gold wiring 5 of the silicon chip formed on silicon 6 are connected by conductive pattern 2.
  • the obtained silicon chip mounting substrate was heated at a temperature of 200° C. for 30 minutes using a hot air oven, and then terminal portion c point and terminal portion d point were connected with a tester to measure the resistance value and evaluate the conductivity.
  • the substrate was developed using a 2.38% by weight aqueous solution of TMAH and rinsed with ultrapure water to form a developed film on the glass substrate.
  • Wafer chips cut from 0.7 mm thick silicon wafers into 2 mm squares, were placed on the developed film and mounted using a vacuum diaphragm laminator MVLP500/600 (manufactured by Meiki Shisakusho Co., Ltd.) at a temperature of 120°C, a pressure of 1 MPa, and a pressure time of 10 seconds.
  • the substrate was then heated at a temperature of 200°C for 30 minutes in a drying oven to obtain a sample for measuring die shear strength.
  • the die shear strength of the obtained sample for measuring die shear strength was measured using a die shear strength measuring device Dage Series 4000 (manufactured by Nordson Advanced Technology Co., Ltd.) at a temperature of 25°C and a shear rate of 200 ⁇ m/sec.
  • Synthesis Example 2 Polymer (A-2)
  • a solution of polymer (A-2) having a solid content of 31.0 mass % was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the amount of 1,1-(bisacryloyloxymethyl)ethyl isocyanate "Karenz” (registered trademark) BEI (manufactured by Resonac Corporation) added was changed to 7 g (29 mmol).
  • Synthesis Example 3 Polymer (A-3)
  • a solution of polymer (A-3) having a solid content of 46.9 mass % was obtained in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the amount of 1,1-(bisacryloyloxymethyl)ethyl isocyanate "Karenz” (registered trademark) BEI (manufactured by Resonac Corporation) added was changed to 33 g (138 mmol).
  • Ag particles Ag particles manufactured by DOWA Electronics Co., Ltd. (volume average particle size: 300 nm, specific gravity: 10 g/cm 3 , specific resistance: 1.6 ⁇ cm)
  • Cu particles Cu particles manufactured by DOWA Electronics Co., Ltd. (volume average particle size: 1,000 nm, specific gravity: 9.0 g/cm 3 , 1.7 ⁇ cm)
  • Carbon black particles carbon black particles manufactured by Cabot Corporation (volume average particle size: 50 nm, specific gravity: 1.9 g/cm 3 , 1.7 m ⁇ cm)
  • Carbon-coated Ag particles Carbon-coated Ag particles manufactured by Nisshin Engineering Inc.
  • the mixture was further dispersed using a high-pressure wet media-less atomizer "Nanomizer” (registered trademark) (Nanomizer Co., Ltd.) to obtain a volume average particle diameter of 0.15 ⁇ m and a conductive particle content of 12 A 0.0 wt % carbon black dispersion was obtained.
  • a high-pressure wet media-less atomizer “Nanomizer” (registered trademark) (Nanomizer Co., Ltd.) to obtain a volume average particle diameter of 0.15 ⁇ m and a conductive particle content of 12 A 0.0 wt % carbon black dispersion was obtained.
  • the mixture was further dispersed using a high-pressure wet media-less atomizer "Nanomizer” (registered trademark) (Nanomizer Co., Ltd.) to obtain a carbon-coated Ag dispersion having a volume average particle diameter of 0.2 ⁇ m and a conductive particle content of 42.5 wt %.
  • anomizer registered trademark
  • N-770 "EPICLON” (registered trademark) N-770; phenol novolac type epoxy resin manufactured by DIC Corporation [Release film] AL-5: Release-treated PET film (manufactured by Lintec Corporation, peel strength 1,480 mN/20 mm, film thickness 126 ⁇ m).
  • Example 1 Into a 100 mL clean bottle, 20 g of the solution of polymer (A-1) obtained in Synthesis Example 1 (solid content 37.5% by mass), 1 g of the photopolymerization initiator (C) OXE-04 manufactured by BASF Japan Ltd., and 6 g of the photopolymerizable compound (D) M-315 manufactured by Toagosei Co., Ltd. were placed and mixed using a rotation-revolution vacuum mixer ARE-310 “Awatori Rentaro” (registered trademark) (manufactured by Thinky Corporation) to obtain 27 g of an organic component solution (solid content 53.7% by mass).
  • ARE-310 “Awatori Rentaro” registered trademark
  • the resulting 27 g organic component solution was mixed with 87.9 g of Ag particles manufactured by DOWA Electronics Co., Ltd., having a volume average particle diameter of 300 nm as conductive particles (B), and kneaded using a three-roller mill EXAKT M-50 (manufactured by EXAKT), to obtain 114.9 g of a photosensitive conductive composition (conductive particle (B) content: 40% by volume).
  • the composition of the photosensitive conductive composition is shown in Table 1.
  • the obtained photosensitive conductive composition was applied onto a glass substrate so that the film thickness after drying would be 2 ⁇ m, and then dried in a drying oven at a temperature of 100°C for 10 minutes to form a photosensitive conductive composition film with a thickness of 2 ⁇ m.
  • the obtained photosensitive conductive composition film was exposed to 500 mJ/cm 2 of i-line (wavelength 365 nm) exposure using an exposure device PEM-6M (manufactured by Union Optical Co., Ltd.) having an ultra-high pressure mercury lamp through a photomask adjusted so that the obtained pattern would have seven types of lines and spaces (hereinafter abbreviated as L/S) of 20/20, 15/15, 10/10, 8/8, 7/7, 6/6 and 5/5 ⁇ m, taking into consideration the amount of line thickening in the exposed area.
  • L/S seven types of lines and spaces
  • the film was developed using a TMAH aqueous solution with a concentration of 2.38% by weight, rinsed with ultrapure water, and the obtained pattern was heat-cured (cured) for 30 minutes at a temperature of 200 ° C. using a hot air oven to obtain a substrate with a pattern for resolution evaluation.
  • the obtained photosensitive conductive composition film was exposed to i-line (wavelength 365 nm) at an exposure dose of 500 mJ/cm 2 through a photomask using an exposure device PEM-6M (manufactured by Union Optical Co., Ltd.) having an ultra-high pressure mercury lamp. After exposure, the film was developed using a TMAH aqueous solution with a concentration of 2.38% by weight, rinsed with ultrapure water, and the obtained pattern was heat-cured at a temperature of 200° C. for 30 minutes using a hot air oven to obtain a patterned substrate for resistivity measurement shown in FIG. 1.
  • FIG. 1 TMAH aqueous solution with a concentration of 2.38% by weight
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of a patterned substrate for resistivity measurement, which has a terminal portion a and a terminal portion b of ⁇ 2 mm on both ends of a conductive pattern 2 having a line width of 10 ⁇ m and a length of 200 mm on a glass substrate 1 of 180 mm ⁇ 250 mm.
  • the obtained photosensitive conductive composition film was exposed to i-line (wavelength 365 nm) at an exposure dose of 500 mJ/ cm2 on the entire surface using an exposure device PEM-6M (manufactured by Union Optical Co., Ltd.) having an ultra-high pressure mercury lamp, and then heated and cured at a temperature of 200°C for 30 minutes using a hot air oven to obtain a patterned substrate for evaluating adhesion.
  • PEM-6M manufactured by Union Optical Co., Ltd.
  • Example 2 A photosensitive conductive composition, a patterned substrate for evaluating resolution, a patterned substrate for measuring resistivity, and a patterned substrate for evaluating adhesion were obtained in the same manner as in Example 1, except that 79.1 g of Cu particles manufactured by DOWA Electronics Co., Ltd. was used as the conductive particles (B) instead of 87.9 g of Ag particles having an average particle size of 300 nm. The results of evaluation by the above-mentioned methods are shown in Table 2.
  • Examples 3 to 7 As polymer (A), solutions of polymers (A-2) to (A-6) obtained in Synthesis Examples 2 to 6 were used instead of the solution of polymer (A-1) obtained in Synthesis Example 1, and the amount of each solution added was changed so that the content of each component was as shown in Table 1.
  • a photosensitive conductive composition, a substrate with a pattern for evaluating resolution, a substrate with a pattern for measuring resistivity, and a substrate with a pattern for evaluating adhesion were obtained in the same manner as in Example 1. The results of evaluation by the above-mentioned methods are shown in Table 2.
  • Example 8 to 14 A photosensitive conductive composition, a patterned substrate for resolution evaluation, a patterned substrate for resistivity measurement, and a patterned substrate for adhesion evaluation were obtained in the same manner as in Example 1, except that in the production of the organic component solution, a thermosetting resin (E) shown in Table 1 was added together with the photopolymerization initiator (C) and the photopolymerizable compound (D) in an amount corresponding to the content shown in Table 1. The results of evaluation by the above-mentioned methods are shown in Table 2.
  • Example 15 A photosensitive conductive composition was obtained in the same manner as in Example 1, and a photosensitive conductive composition film having a thickness of 2 ⁇ m was formed on a glass substrate.
  • the obtained photosensitive conductive composition film was exposed and developed in the same manner as in Example 1, and then the obtained pattern was air-baked in a box furnace at a temperature of 800° C. for 60 minutes instead of heat-curing in a hot air oven at a temperature of 200° C. for 30 minutes.
  • a substrate having a pattern for evaluating resolution, a substrate having a pattern for measuring resistivity, and a substrate having a pattern for evaluating adhesion were obtained.
  • Table 2 The results of evaluation by the above-mentioned methods are shown in Table 2.
  • Example 16 A substrate having a pattern for evaluating resolution, a substrate having a pattern for measuring resistivity, and a substrate having a pattern for evaluating adhesion were obtained in the same manner as in Example 15, except that a photosensitive conductive composition obtained in the same manner as in Example 2 was used instead of the photosensitive conductive composition obtained in the same manner as in Example 1, and reduction baking was performed in a reducing atmosphere of 2% by volume of hydrogen and 98% by volume of nitrogen at 800° C. for 60 minutes instead of air baking at 800° C. for 60 minutes. The results of evaluation by the above-mentioned methods are shown in Table 2.
  • Example 17 The photosensitive conductive composition obtained in Example 1 was applied onto the release film AL-5 manufactured by Lintec Corporation so that the film thickness after drying would be 2 ⁇ m, and the coating was dried in a drying oven at a temperature of 100° C. for 2 minutes to obtain a laminate having a photosensitive conductive composition layer with a film thickness of 2 ⁇ m.
  • the obtained laminate was thermocompressed onto a glass substrate with the photosensitive conductive composition layer facing the glass substrate under conditions of a heating temperature of 120° C., a speed of 0.2 m/min, and a pressure of 0.5 MPa to form a photosensitive conductive composition film with a film thickness of 2 ⁇ m.
  • the obtained photosensitive conductive composition film was used to obtain a patterned substrate for evaluating resolution, a patterned substrate for measuring resistivity, and a patterned substrate for evaluating adhesion in the same manner as in Example 1.
  • the obtained photosensitive conductive composition was in a dry film rather than a paste state, and pot life evaluation could not be performed.
  • Example 18 instead of the photosensitive conductive composition obtained in Example 1, the photosensitive conductive composition obtained in Example 2 was used to form a photosensitive conductive composition film having a thickness of 2 ⁇ m on a glass substrate in the same manner as in Example 17.
  • the obtained photosensitive conductive composition film was exposed and developed in the same manner as in Example 1, and then the obtained pattern was subjected to reduction baking at 800° C. for 60 minutes in a reducing atmosphere of 2% by volume of hydrogen and 98% by volume of nitrogen instead of heat curing at 200° C. for 30 minutes using a hot air oven.
  • a substrate with a pattern for resolution evaluation, a substrate with a pattern for resistivity measurement, and a substrate with a pattern for adhesion evaluation were obtained in the same manner as in Example 17.
  • the results of evaluation by the above-mentioned method are shown in Table 2.
  • the obtained photosensitive conductive composition was in a dry film rather than a paste state, and pot life evaluation could not be performed.
  • Photosensitive conductive compositions were prepared in the same manner as in Examples 1 and 2, except that 11.5 g of a PGMEA solution of a carboxyl group-containing epoxy acrylate with a solid content of 65 mass % (product name "ZCR-1797H” (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., acid value 100 mgKOH/g) was added as the polymer instead of the solution of polymer (A-1) obtained in Synthesis Example 1.
  • a patterned substrate for evaluating resolution and a patterned substrate for measuring resistivity were prepared, the exposed areas were also dissolved by development, and no pattern could be formed.
  • Example 19 In a 100 mL clean bottle, 20 g of the solution of polymer (A-1) obtained in Synthesis Example 1 (solid content 37.5% by mass), 1 g of the photopolymerization initiator (C)OXE-04 manufactured by BASF Japan Ltd., 6 g of the photopolymerizable compound (D)M-315 manufactured by Toagosei Co., Ltd., and 3.8 g of the thermosetting resin (E)N-770 manufactured by DIC Corporation were placed and mixed using a rotation-revolution vacuum mixer ARE-310 “Awatori Rentaro” (registered trademark) (manufactured by Thinky Corporation) to obtain 30.8 g of an organic component solution (solid content 59.4% by mass).
  • ARE-310 “Awatori Rentaro” registered trademark
  • the resulting 30.8 g organic component solution was mixed with 41.6 g of Ag particles manufactured by DOWA Electronics Co., Ltd., having a volume average particle diameter of 300 nm as conductive particles (B), and kneaded using a three-roller mill EXAKT M-50 (manufactured by EXAKT), to obtain 72.4 g of a photosensitive conductive composition (conductive particle (B) content: 20% by volume).
  • the composition of the photosensitive conductive composition is shown in Table 3.
  • the obtained photosensitive conductive composition was used to form a 2 ⁇ m-thick photosensitive conductive composition film on a glass substrate in the same manner as in Example 1.
  • the obtained photosensitive conductive composition film was used to obtain a patterned substrate for resolution evaluation in the same manner as in Example 1.
  • the obtained photosensitive conductive composition film was exposed to i-line (wavelength 365 nm) at an exposure dose of 500 mJ/cm2 through a photomask using an exposure device PEM-6M (manufactured by Union Optical Co., Ltd.) having an ultra-high pressure mercury lamp. After exposure, the film was developed using a TMAH aqueous solution with a concentration of 2.38% by weight, and rinsed with ultrapure water to obtain a mounting substrate as shown in FIG. 2.
  • FIG. 2 (a) shows the mounting substrate
  • FIG. 2(b) is a schematic plan view of the mounting substrate.
  • the mounting substrate has a pre-cure pattern 7 of ⁇ 100 ⁇ m on the gold wiring 4 of a wiring formation substrate 3 having a gold wiring 4 with a line width of 2 mm on a glass substrate 1.
  • Example 20 96.7 g of a photosensitive conductive composition (conductive particle (B) content 20 volume %) was obtained in the same manner as in Example 19, except that 65.9 g of a carbon black dispersion with a conductive particle content of 12.0 wt % obtained in Synthesis Example 7 was used instead of 41.6 g of Ag particles manufactured by DOWA Electronics Co., Ltd. with a volume average particle diameter of 300 nm as the conductive particles (B).
  • Table 3 shows the composition of the photosensitive conductive composition. Using the obtained photosensitive conductive composition, a patterned substrate for resolution evaluation and a mounting substrate were obtained in the same manner as in Example 19. The results of evaluation by the above-mentioned method are shown in Table 4.
  • Example 21 A photosensitive conductive composition, a patterned substrate for resolution evaluation, and a mounting substrate were obtained in the same manner as in Example 20, except that MW-390 manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd. was used as the thermosetting resin (E) instead of N-770 manufactured by DIC Corporation. The results of evaluation by the above-mentioned methods are shown in Table 4.
  • Example 22 A photosensitive conductive composition, a patterned substrate for resolution evaluation, and a mounting substrate were obtained in the same manner as in Example 20, except that 93.0 g of the carbon-coated Ag particle dispersion obtained in Synthesis Example 8 was used as the conductive particles (B) instead of 65.9 g of the carbon black dispersion obtained in Synthesis Example 7. The results of evaluation by the above-mentioned methods are shown in Table 4.
  • Example 3 A photosensitive conductive composition was prepared in the same manner as in Example 20, except that 11.5 g of a PGMEA solution of a carboxyl group-containing epoxy acrylate with a solid content of 65 mass % (trade name "ZCR-1797H” (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd., acid value 100 mgKOH/g) was added as the polymer instead of the solution of polymer (A-1) obtained in Synthesis Example 1.
  • a patterned substrate for evaluating resolution and a mounting substrate were prepared, the exposed areas were also dissolved by development, and a pattern could not be formed.
  • the photosensitive conductive composition of the present invention can be used to form fine wiring and fine conductive connections using a strong alkaline developer. It can be particularly used favorably in display manufacturing and semiconductor manufacturing, which require processing using a strong alkaline developer.

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Abstract

下記一般式(1)で表される構造単位および下記一般式(2)で表される構造単位を有するポリマー(A)、導電性粒子(B)、光重合開始剤(C)および光重合性化合物(D)を含有する感光性導電組成物。 強アルカリ現像液を用いた現像によっても微細パターンを形成することができる感光性導電組成物を提供する。

Description

感光性導電組成物、それを用いた積層体、感光性導電接着剤、パターン付き基板の製造方法およびディスプレイ基板
 本発明は、感光性導電組成物、それを用いた積層体、感光性導電接着剤、パターン付き基板の製造方法およびディスプレイ基板に関する。
 近年、電子部品の小型化や回路基板の複雑化に伴い、微細配線形成技術が求められている。フォトリソグラフィー法は、微細パターン形成に適しており、微細な導電性パターンを得る技術として、例えば、導電性粒子(A)、アルカリ可溶性樹脂(B)および末端に炭素数8~18の炭化水素基を少なくとも1つ有する疎水性化合物(C)を含有し、前記導電性粒子(A)の1次粒子径が0.7μm以下である、感光性樹脂組成物(例えば、特許文献1参照)が提案されている。また、小型の電子部品を実装する技術として、有機成分および導電性粒子を含有する導電ペーストであって、前記導電ペーストの乾燥膜の100℃における貯蔵弾性率G’(P100)が0.01MPa以下であり、140℃で30分間加熱した後の25℃における貯蔵弾性率G’(C25)が0.01MPa以上である導電ペースト(例えば、特許文献2参照)が提案されている。
特開2017-181740号公報 国際公開第2022/030324号
 特許文献1~2に記載される組成物は、炭酸ナトリウムや炭酸カリウムなどの弱アルカリの現像液を用いた現像により、微細パターンを形成することができる。一方、ディスプレイ業界や半導体業界では、従来、フォトレジストや感光性ポリイミドなどの絶縁材の現像液として、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(以下、TMAHと略記する場合がある)や水酸化カリウムなどの高濃度の強アルカリ現像液が一般的に用いられてきた。このため、感光性導電組成物についても、かかる強アルカリ現像液を用いて微細パターンを形成することが求められている。しかしながら、特許文献1~2に記載される組成物を、強アルカリ現像液を用いて現像すると、露光部まで容易に溶解して微細パターンが形成できない課題があった。
 本発明は、上記課題に鑑み、強アルカリ現像液を用いた現像によっても微細パターンを形成することができる感光性導電組成物を提供することを目的とする。
 上記課題を解決するため、本発明は主として以下の構成を有する。
<1>下記一般式(1)で表される構造単位および下記一般式(2)で表される構造単位を有するポリマー(A)、導電性粒子(B)、光重合開始剤(C)および光重合性化合物(D)を含有する感光性導電組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 上記一般式(1)中、R1は(メタ)アクリロイル基を有する1価の基を示す。上記一般式(1)~(2)中、R2は、単結合または2価の有機基を示し、R3は、アルキル基またはハロゲンを示し、R4は、水素、アルキル基またはハロゲンを示す。aは1~5の整数、bは0~4の整数、cは1~5の整数を示す。ただし、a+bは5以下、b+cは5以下である。
<2>前記一般式(1)におけるR1が(メタ)アクリロイル基を2つ以上有する1価の基である<1>記載の感光性導電組成物。
<3>前記ポリマー(A)において、一般式(1)で表される構造単位の繰り返し数に対する一般式(2)で表される構造単位の繰り返し数の割合(一般式(2)/一般式(1))が0.5~5である<1>または<2>記載の感光性導電組成物。
<4>さらに熱硬化性樹脂(E)を含有する<1>~<3>のいずれか記載の感光性導電組成物。
<5>前記導電性粒子(B)が銅元素を含む<1>~<4>のいずれか記載の感光性導電組成物。
<6>離型基板上に、<1>~<5>のいずれか記載の感光性導電組成物からなる層を有する積層体。
<7><1>~<5>のいずれか記載の感光性導電組成物からなる感光性導電接着剤。
<8>基板上に、<1>~<5>のいずれか記載の感光性導電組成物からなる層を形成する工程、感光性導電組成物からなる層を画像様に露光する工程およびアルカリ現像液により現像する工程を有するパターン付き基板の製造方法。
<9><7>記載の感光性導電接着剤の硬化物により基板に設けられた配線および/または基板に設けられた電極とLEDが電気的に接続されてなるディスプレイ基板。
 本発明の感光性導電組成物によれば、強アルカリ現像液を用いた現像によっても、微細なパターンを形成することができる。
実施例において用いた比抵抗測定用パターン付き基板の概略図である。 実施例において用いた実装用基板を示す概略図である。 実施例において用いたシリコンチップを示す概略図である。 実施例において用いたシリコンチップ実装基板を示す概略図である。 基板に設けられた配線および電極とLEDが接続されてなるディスプレイ基板の概略図である。
 本発明の感光性導電組成物は、後述する一般式(1)で表される構造単位および後述する一般式(2)で表される構造単位を有するポリマー(A)(以下、単に、ポリマー(A)と略記する場合がある)、導電性粒子(B)、光重合開始剤(C)および光重合性化合物(D)を含有する。本発明の感光性導電組成物は、さらに、熱硬化性樹脂(E)を含有することが好ましい。本発明の感光性導電組成物において、ポリマー(A)は、感光性導電組成物の形態を保持するバインダー樹脂としての機能を有する。ポリマー(A)は、また、強アルカリ現像液を用いた現像において、露光部における一般式(1)で表される構造単位の(メタ)アクリロイル基の重合による現像液への溶解性低下と、一般式(2)で表される構造単位の水酸基による現像液への高い溶解性保持とにより、露光部と未露光部の溶解度差を広げる機能を有し、微細パターンを形成することを可能とする。また、本発明の感光性導電組成物が、熱硬化性樹脂(E)を含有する場合、ポリマー(A)は、熱硬化性樹脂(E)の硬化剤としての機能を有し、基板との密着性を高めることができ、好ましい。さらに、導電性粒子(B)として金属粒子を含有する場合、ポリマー(A)は、防錆効果により金属粒子の酸化や感光性導電組成物の増粘を抑制することができる。本発明の感光性導電組成物において、導電性粒子(B)は、感光性導電組成物を加熱硬化または焼結させることにより導電性を付与する機能を有する。光重合開始剤(C)および光重合性化合物(D)は、導電組成物に感光性を付与する機能を有する。熱硬化性樹脂(E)は、基板との密着性を高める機能を有する。
 本発明の感光性導電組成物において、ポリマー(A)は、下記一般式(1)で表される構造単位および下記一般式(2)で表される構造単位を有する。ポリマー(A)は、これらの構造単位を有するブロック共重合体でもよいし、ランダム共重合体でもよいし、さらに別の構造単位を有してもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 上記一般式(1)中、R1は(メタ)アクリロイル基を有する1価の基を示す。ここで、(メタ)アクリロイル基とは、アクリロイル基とメタクリロイル基の総称である。R1は、(メタ)アクリロイル基を2つ以上有することが好ましく、露光部の架橋密度を向上させ、より微細なパターンを形成することができる。
 一般式(1)において、cは、1~5の整数を示す。ただし、b+cは5以下である。cは1が好ましく、b+cは1が好ましい。
 上記一般式(1)~(2)中、R2は、単結合または2価の有機基を示す。2価の有機基としては、例えば、アルキレン基、アルケニレン基などの炭化水素基、カルボニル基、エーテル結合、エステル結合、ウレタン結合、-NH-、-N(CH3)-、-N(C2H5)-、-N(C6H11)、-N(C6H5)-などが挙げられる。炭化水素基は、直鎖状でも分岐状でも環状でもよい。また、これらの基において、水素の一部が置換されていてもよく、置換基としては、例えば、ハロゲンなどが挙げられる。炭化水素基の炭素数は、1~3が好ましい。これらの中でも、単結合が好ましい。
 一般式(1)~(2)におけるR2は、それぞれ同じでも異なってもよく、一般式(1)で表される構造単位、一般式(2)で表される構造単位の各繰り返しにおいて、R2は、それぞれ同じでも異なってもよい。
 上記一般式(1)~(2)中、R3は、アルキル基またはハロゲンを示す。アルキル基の炭素数は、1が好ましい。bは、置換基R3の数を示し、0~4の整数である。bは0が好ましい。
 一般式(1)~(2)におけるR3は、それぞれ同じでも異なってもよく、一般式(1)で表される構造単位、一般式(2)で表される構造単位の各繰り返しにおいて、R3は、それぞれ同じでも異なってもよく、一般式(1)で表される構造単位の各繰り返しにおいて、bは同じでも異なってもよい。
 一般式(2)において、aは1~5の整数を示す。ただし、a+bは5以下である。aは1が好ましく、a+bは1が好ましい。
 R4は、水素、アルキル基またはハロゲンを示す。アルキル基の炭素数は、1~3が好ましい。アルキル基は、直鎖状でも分岐状でも環状でもよい。これらの中でも、水素が好ましい。
 本発明の感光性導電組成物中の、ポリマー(A)は、例えば、ポリパラヒドロキシスチレン、フェノール水酸基含有アクリル共重合体、ノボラック樹脂などのフェノール性水酸基含有樹脂のフェノール性水酸基の一部に、(メタ)アクリロイル基を有するイソシアネート化合物を付加させることにより、合成することができる。ポリパラヒドロキシスチレンとしては、例えば、丸善石油化学(株)製“マルカリンカー”(登録商標)M、日本曹達(株)製VPポリマーなどが挙げられる。フェノール水酸基含有アクリル共重合体としては、例えば、新中村化学工業(株)製のNKエステルM-PHEP、大阪有機化学工業(株)製のHQMA、同社製のHMAd、(株)レゾナック製の“ショウノール”(登録商標)ARP-029Pなどのフェノール水酸基含有モノマーを構成成分の一部に用いた共重合体などが挙げられる。ノボラック樹脂としては、例えば、DIC(株)製のWR-101、WR-102、WR-103、WR-104、PR-50、PR-100L-50P、PR-30-40Pなどが挙げられる。イソシアネート化合物としては、例えば、(株)レゾナック製の“カレンズ”(登録商標)MOI、“カレンズ”(登録商標)AOI、“カレンズ”(登録商標)MOI-EG、“カレンズ”(登録商標)BEI、“カレンズ”(登録商標)MOI-BP、“カレンズ”(登録商標)MOI-BMなどが挙げられる。
 本発明の感光性導電組成物中、ポリマー(A)において、一般式(1)で表される構造単位の繰り返し数に対する一般式(2)で表される構造単位の繰り返し数の割合(一般式(2)/一般式(1))は、0.5~5であることが好ましい。上記割合が0.5以上であると、強アルカリ現像液に対する未露光部の溶解性を向上させ、パターンエッジの直進性が高まり、より微細なパターンを形成することができる。一方、上記割合が5以下であると、露光部の架橋密度を向上させ、より微細なパターンを形成することができる。さらに、熱硬化性樹脂(E)を含有する場合においては、熱硬化性樹脂(E)との反応点が増えることから、キュア後の密着性を高めることができる。上記割合は、4.5以下がより好ましい。
 本発明の感光性導電組成物中におけるポリマー(A)の含有量は、より微細なパターンを形成する観点から、本発明の感光性導電組成物の有機固形分中の30~60重量%が好ましい。
 本発明の感光性導電組成物において、導電性粒子(B)とは、比抵抗が1Ω・cm以下である粒子を指す。導電性粒子(B)としては、例えば、銀、金、銅、白金、鉛、スズ、ニッケル、アルミニウム、タングステン、モリブデン、クロム、チタン、インジウム、パラジウムなどの金属やこれらの合金、ITO、酸化スズ、アンチモンドープ酸化スズ、カーボンブラックなどを含む粒子が挙げられる。また、樹脂や無機酸化物等の絶縁性粒子や導電性粒子の表面に、前述の金属や炭素による被覆層を有するものも、導電性粒子(B)として挙げられる。これら粒子を2種以上含有してもよい。これら粒子の中でも、導電性の観点からは、金、銀、銅の粒子が好ましい。従来公知の感光性導電組成物は、導電性粒子として銅粒子を用いると、カルボキシ基の影響により銅粒子の酸化や感光性導電組成物の増粘が生じやすく、保存安定性が低下する課題を有していたが、本発明の感光性導電組成物は、前述のポリマー(A)を用いることにより、導電性粒子(B)として銅粒子を用いた場合であっても、酸化や増粘を抑制し、保存安定性を向上させることができる。一方、感光性導電組成物を感光性導電接着剤用途に用いる場合には、接続性の観点から、カーボンブラックを導電性粒子(B)として用いることが好ましい。
 導電性粒子(B)の体積平均粒子径は、感光性導電組成物中における分散性の観点から、0.01μm以上が好ましい。一方、導電性粒子(B)の体積平均粒子径は、フォトリソグラフィー法においてより微細なパターンを形成する観点から、3.0μm以下が好ましく、1.0μm以下がより好ましい。ここで、導電性粒子(B)の体積平均粒子径は、動的光散乱法によって求めることができる。具体的には、導電性粒子(B)の濃度5~30体積%の分散液に対して、半導体レーザーにより波長780nmの光を照射し、散乱光を測定した後、FFT-ヘテロダイン法によって周波数解析することにより、求めることができる。
 本発明の感光性導電組成物中における導電性粒子(B)の含有量は、導電性を向上させる観点から、感光性導電組成物の固形分中、15体積%以上が好ましい。本発明の感光性導電組成物を加熱工程により導電性を発現させる配線用途に適用する場合には、導電性粒子(B)の含有量は、感光性導電組成物の固形分中、30体積%以上がより好ましい。一方、導電性粒子(B)の含有量は、後述する露光工程における露光光の透過性の観点から、50体積%以下が好ましい。ここで、感光性導電組成物中における導電性粒子(B)の含有量は、基板上に感光性導電組成物を塗布し、溶媒などの液体成分を含む場合にはそれを乾燥除去した感光性導電組成物層から、その一部を削り取り、熱重量分析装置を用いて大気中600℃で1時間保持して有機成分を除去し、残存した重量の割合(熱重量分析残分率)と減少した重量の割合(熱重量分析減少率)からそれぞれ導電性粒子(B)の重量分率、有機成分の重量分率を求め、下記式[1]により算出することができる。ここで、有機成分の密度は1.1g/cm3とする。ただし、感光性導電組成物の原料組成比が既知である場合は、その組成比から算出することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 本発明の感光性導電組成物において、光重合開始剤(C)としては、例えば、ベンゾフェノン誘導体、アセトフェノン誘導体、チオキサントン誘導体、ベンジル誘導体、ベンゾイン誘導体、オキシム系化合物、α-ヒドロキシケトン系化合物、α-アミノアルキルフェノン系化合物、ホスフィンオキサイド系化合物、アントロン化合物、アントラキノン化合物等が挙げられる。これらを2種以上含有してもよい。
 本発明の感光性導電組成物中における光重合開始剤(C)の含有量は、ポリマー(A)100重量部に対して、5~30重量部が好ましい。光重合開始剤(C)の含有量が5重量部以上であると、後述する露光工程において、露光部の硬化密度が高くなり、より微細なパターンを形成することができる。一方、光重合開始剤(C)の含有量が30重量部以下であると、露光工程において、表層部における過剰な光吸収を抑制し、より微細なパターンを形成することができる。
 本発明の感光性導電組成物において、光重合性化合物(D)とは、(メタ)アクリロイル基および/またはマレイミド骨格を有する化合物をいう。光重合性化合物(D)としては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-アクリロイロキシプロピル(メタ)アクリレート、ジメチロール-トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジオキサングリコールジ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化(4)ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化(10)ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジグリシジルエーテルの(メタ)アクリル酸付加物、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルの(メタ)アクリル酸付加物などの2官能(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンエトキシトリ(メタ)アクリレート、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレートなどの3官能(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレートなどの4官能(メタ)アクリレート、ダイセル・オルネクス社製“EBECRYL”(登録商標)204、“EBECRYL”(登録商標)210、“EBECRYL”(登録商標)220、“EBECRYL”(登録商標)264、“EBECRYL”(登録商標)265、“EBECRYL”(登録商標)284やサートマー社製CN972、CN975、CN978などのウレタン結合含有(メタ)アクリレート、N-フェニルマレイミドなどのマレイミド化合物などが挙げられる。これら光重合性化合物(D)を2種以上含有してもよい。ここで、(メタ)アクリレートとは、アクリレートとメタクリレートの総称である。
 本発明の感光性導電組成物中における光重合性化合物(D)の含有量は、ポリマー(A)100重量部に対して、20~100重量部が好ましい。光重合性化合物(D)の含有量が20重量部以上であると、後述する露光工程において、露光部の硬化密度が高くなり、より微細なパターンを形成することができる。一方、光重合性化合物(D)の含有量が100重量部以下であると、露光工程において、過剰な光重合反応を抑制し、より微細なパターンを形成することができる。
 本発明の感光性導電組成物において、好ましく配合される熱硬化性樹脂(E)としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂が挙げられる。これら熱硬化性樹脂(E)を2種以上含有してもよい。これら熱硬化性樹脂(E)の中でも、エポキシ樹脂が好ましく、ポリマー(A)との熱硬化反応が進行しやすく、密着性をより高めることができる。
 本発明の感光性導電組成物中における熱硬化性樹脂(E)の含有量は、ポリマー(A)100重量部に対して、1~30重量部が好ましい。熱硬化性樹脂(E)の含有量が1重量部以上であると、パターンと基板との密着性をより向上させることができる。一方、熱硬化性樹脂(E)の含有量が30重量部以下であると、後述する露光工程において光硬化反応が円滑に進み架橋密度が高くなることから、より微細なパターンを形成することができる。
 本発明の感光性導電組成物は、さらに溶剤を含有することが好ましい。溶剤としては、例えば、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチル-2-ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン、乳酸エチル、1-メトキシ-2-プロパノール、1-エトキシ-2-プロパノール、エチレングリコールモノ-n-プロピルエーテル、ジアセトンアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコー、2,2,4,-トリメチル-1,3-ペンタンジオールモノイソブチレートなどが挙げられる。これらの中でも、沸点が120℃以上の溶剤が好ましく、後述する感光性導電組成物層形成工程において、膜厚バラツキを抑制することができる。
 本発明の感光性導電組成物は、その所望の特性を損なわない範囲で、可塑剤、レベリング剤、界面活性剤、シランカップリング剤、消泡剤、顔料等の添加剤を含有してもよい。
 本発明の感光性導電組成物は、ポリマー(A)、導電性粒子(B)、光重合開始剤(C)、光重合性化合物(D)および必要に応じて熱硬化性樹脂(E)、溶剤その他添加剤を混合することにより得ることができる。混合装置としては、例えば、三本ローラー、ボールミル、遊星式ボールミル、ビーズミル等の分散機または混練機が挙げられる。
 本発明の感光性導電接着剤は、前記感光性導電組成物からなる。前記感光性導電組成物は、加熱硬化または焼成させることにより導電性を発現することから、例えば、引き回し配線やITO代替メッシュ配線などの配線用途や、電子部品を回路基板に実装するための導電接着剤用途などに感光性導電接着剤として好適に用いることができる。
 本発明の感光性導電組成物から配線パターンを形成する場合、感光性導電組成物層の形成に、離型基材上に、前述の感光性導電組成物を塗布し、必要に応じて乾燥することにより得られる、いわゆるドライフィルムを用いることができる。この場合、離型基板上に感光性導電組成物からなる層を有する積層体が好ましく用いられる。すなわち、本発明の積層体は、離型基板上に前記感光性導電組成物からなる層を有する積層体である。ここで、感光性導電組成物からなる層とは、前述の感光性導電組成物が溶媒などの液体を含む場合にはそれが除去されたものであることが好ましい。上記積層体は、別途用意した基板上に、前記感光性導電組成物からなる層を、後述する手段により転写するためのものである。転写した後においては、上記離型基板は露光前もしくは露光後に分離、廃棄される。すなわち、上記転写の工程は、後述する本発明のパターン付き基板の製造方法において、前記感光性導電組成物からなる層を形成する工程のひとつの態様である。
 離型基板とは、少なくとも一方の表面に離型層を有する基板をいう。
 基板としては、ガラス基板や、ポリエチレンテレフタレート(PET)、シクロオレフィンポリマー、ポリカーボネート、ポリイミド、アラミド、フッ素樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂などの樹脂を含むフィルムなどが挙げられる。これらを2種以上積層して用いてもよい。
 離型層を形成する離型剤としては、例えば、非シリコーン系離型剤、シリコーン系離型剤が挙げられる。非シリコーン系離型剤としては、例えば、リンテック(株)製のAL-5、昭和電工マテリアルズ(株)製の“テスファイン”(登録商標)303、“テスファイン”(登録商標)305、“テスファイン”(登録商標)314、ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ(株)製の“ピーロイル”(登録商標)1010、“ピーロイル”(登録商標)1050、“ピーロイル”(登録商標)1070、AGCセイミケミカル(株)製のF-6711-AL、F-6758-AL、F-6441L-AL、EF-6521-AL、F-6811-ALなどが挙げられる。シリコーン系離型剤としては、例えば、昭和電工マテリアルズ(株)製の“テスファイン”(登録商標)319、TA31-209E、信越化学工業(株)製のKS-702、KS-707などが挙げられる。これらの中でも、離型剤移りが生じにくいことから、非シリコーン系離型剤が好ましい。
 離型層の厚みは、ピンホールの発生を抑制する観点から、50nm以上が好ましい。一方、離型層の厚みは、転写工程における離型剤移りを抑制する観点から、1,000nm以下が好ましい。
 基板上へ離型層を形成する方法としては、例えば、離型剤を溶剤で希釈した離型剤溶液を基板上に塗布し、溶剤を除去する方法などが挙げられる。塗布方法としては、例えば、コーターを用いた塗布法や、スピンコート塗布法などが挙げられる。溶剤除去方法としては、例えば、加熱乾燥などが挙げられる。
 離型基板の25℃における剥離力は、ロール状保管時の裏面転写、離型層上でのパターニング時のプロセスウィンドウを高める観点から、100mN/20mm以上が好ましい。一方、離型基板の25℃における剥離力は、転写工程におけるプロセスウィンドウを広くする観点から、5,000mN/20mm以下が好ましい。ここで、本発明における離型基板の剥離力とは、離型層形成面に、2kgローラーを用いて、日東電工(株)製アクリル粘着テープ31Bを貼付し、30分間静置した後に、温度25℃、剥離角度180°、剥離速度0.3m/分の条件で剥離したときの剥離力を指す。剥離力を上記範囲にするための手段としては、例えば、離型剤として先に例示したものを選択することなどが挙げられる。
 次に、本発明のパターン付き基板の製造方法について説明する。本発明のパターン付き基板の製造方法は、基板上に、前記感光性導電組成物からなる層を形成する工程(以下、感光性導電組成物層形成工程と略記する場合がある)、感光性導電組成物からなる層を画像様に露光する工程(以下、露光工程と略記する場合がある)およびアルカリ現像液により現像する工程(以下、現像工程と略記する場合がある)を有する。
 本発明のパターン付き基板の製造方法において、現像工程の後に、得られたパターンを加熱硬化する工程(以下、キュア工程と略記する場合がある)または焼成する工程(以下、焼成工程と略記する場合がある)を有することが好ましい。感光性導電組成物の組成や基板の耐熱温度、所望特性に合わせて、キュア工程または焼成工程のいずれかを選択することができる。
 まず、感光性導電組成物層形成工程について説明する。基板上に、本発明の感光性導電組成物を塗布して塗布膜を形成し、感光性導電組成物が溶剤を含有する場合は乾燥により溶剤を除去して感光性導電組成物層を形成する方法や、基板上に、前述の積層体から感光性導電組成物層を転写する方法などが挙げられる。
 基板としては、例えば、PETフィルムなどのポリエステルフィルム、ポリイミドフィルム、アラミドフィルム、エポキシ樹脂基板、ポリエーテルイミド樹脂基板、ポリエーテルケトン樹脂、ポリサルフォン系樹脂基板、ガラス基板、シリコンウエハー、アルミナ基板、窒化アルミニウム基板、炭化ケイ素基板、加飾層形成基板、絶縁層形成基板、セラミックグリーンシートが挙げられる。
 本発明の感光性導電組成物を基板に塗布する方法としては、例えば、スピナーを用いた回転塗布法、スプレー塗布法、ロール塗布法、スクリーン印刷法、ブレードコーター、ダイコーター、カレンダーコーター、メニスカスコーター、バーコーターなどのコーターを用いた塗布法などが挙げられる。
 得られる塗布膜の膜厚は、感光性導電組成物層の所望の厚みと感光性導電組成物の全固形分濃度から適宜設定することができる。
 塗布膜の乾燥方法としては、例えば、オーブン、ホットプレート、赤外線等による加熱乾燥や、真空乾燥などが挙げられる。加熱乾燥の場合、加熱温度は50~180℃が好ましく、加熱時間は1分間~数時間が好ましい。
 基板上に、前述の積層体から感光性導電組成物層を転写する手段としては、例えば、積層体を基板に熱圧着して感光性導電組成物層を転写する手段などが挙げられる。熱圧着装置としては、例えば、ラミネーター装置やプレス機などが挙げられる。熱圧着温度は、基板/感光性導電組成物層間におけるボイドの発生を抑制し、現像工程におけるプロセスウィンドウを広げ、より微細なパターンを形成する観点から、60℃以上が好ましい。一方、熱圧着温度は、有機成分の熱硬化反応や導電性粒子(B)の焼結を抑制し、より微細なパターンを形成する観点から、130℃以下が好ましい。
 感光性導電組成物層形成工程において形成される感光性導電組成物層の厚みは、0.5~50μmが好ましい。ここで、感光性導電組成物層の厚みは、“サーフコム”(登録商標)1400((株)東京精密製)などの触針式段差計を用いて測定することができる。より具体的には、無作為に選択した3箇所について、触針式段差計を用いて、測長:1mm、走査速度:0.3mm/秒の条件でそれぞれ厚みを測定し、その平均値を求めることにより算出することができる。
 次に、露光工程について説明する。任意のパターン形成用マスクを介して画像様に露光してもよいし、直描露光装置を用いて画像様に露光してもよい。露光の光源としては、水銀灯のi線(365nm)、h線(405nm)、g線(436nm)が好ましく用いられる。
 次に、現像工程について説明する。アルカリ現像液を用いて現像し、未露光部を溶解除去して、所望のパターンを得る。アルカリ現像液としては、例えば、TMAH、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの強アルカリの水溶液や、ジエタノールアミン、ジエチルアミノエタノール、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどの弱アルカリの水溶液などが挙げられる。本発明の感光性導電組成物は、強アルカリ現像液を用いた現像によっても微細パターンを形成することができることから、現像液としては、強アルカリの水溶液が好ましく、TMAH水溶液がより好ましい。アルカリ現像液中におけるアルカリ成分の含有量は、空気中の二酸化炭素との反応により生成する炭酸塩による現像時間変動を抑制する観点から、1重量%以上が好ましい。
 これらのアルカリ現像液は、さらに、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、γ-ブチロラクトン等の極性溶剤、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類、乳酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のエステル類、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、イソブチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、界面活性剤などを含有してもよい。
 現像方法としては、例えば、基板を静置または回転させながら現像液を露光膜面にスプレーする方法、基板を現像液中に浸漬する方法、基板を現像液中に浸漬しながら超音波をかける方法などが挙げられる。
 現像により得られたパターンに、リンス液によるリンス処理を施してもよい。リンス液としては、例えば、水、前述のアルコール類やエステル類などの水溶液などが挙げられる。
 得られたパターンを構成する感光性導電組成物が、熱圧着により粘着性を発現する場合、電子部品などを基板に接着させる接着材料として用いることができる。熱圧着装置としては、例えば、フリップチップボンダー用の加熱圧着ツールや真空ダイアフラム式ラミネータなどが挙げられる。
 次に、キュア工程について説明する。キュア工程により、有機成分の硬化による体積収縮により、導電性を向上させることができる。加熱温度は、有機成分の硬化による体積収縮を十分に進めて導電性や密着性をより向上させる観点から、120℃以上が好ましい。一方、加熱温度は、ポリマー(A)の熱分解を抑制して密着性をより向上させる観点から、280℃以下が好ましい。
 キュア方法としては、例えば、オーブン、イナートオーブン、ホットプレートによる加熱乾燥、紫外線ランプ、赤外線ヒーター、ハロゲンヒーター、キセノンフラッシュランプ等の電磁波やマイクロ波による加熱乾燥などが挙げられる。キュア工程により、パターンの硬度が高まり、他の部材との接触による欠けや剥がれ等を抑制することができる。また、基板との密着性を向上させることができる。
 次に、焼成工程について説明する。焼成工程において、有機成分を熱分解し、導電性粒子(B)同士を焼結させて、導電性を向上させることができる。
 焼成温度は、有機成分の熱分解と導電性粒子(B)同士の焼結を十分に進めて導電性や密着性をより向上させる観点から、600℃以上が好ましい。一方、焼成温度は、導電性粒子(B)同士の過焼結による断線を抑制する観点から、1,000℃以下が好ましい。
 焼成方法としては、大気焼成、不活性雰囲気焼成、還元雰囲気焼成などが挙げられる。不活性雰囲気焼成は、窒素ガスなどの不活性ガスをフローしながら焼成する方法であり、還元雰囲気焼成は、水素ガスなどの還元作用を有するガスをフローしながら焼成する方法である焼成装置としては、ボックス炉や焼成炉などが挙げられる。導電性粒子(B)の種類や所望する特性に合わせて、焼成条件を適宜選択することができる。
 本発明のディスプレイ基板は、前記感光性導電接着剤の硬化物により基板に設けられた配線および/または基板に設けられた電極とLEDが電気的に接続されてなる。なお、回路基板上の配線および電極に本発明の感光性導電接着剤を用いて接続用パターンを形成した基板に電子部品としてLEDを実装しキュアを行うことにより図5に示すディスプレイ基板を作製することができる。
 以下に、本発明を実施例により説明する。本発明の態様はこれらに限定されるものではない。
 各実施例における評価方法は、次のとおりである。
 <ポットライフ>
 各実施例および比較例において作製した感光性導電組成物を室温で1日静置した後、B型粘度計DVIII(ブルックフィールド社製、スピンドルNo.14)を用いて、25℃において回転数10rpmにおける粘度η1を測定した。また、感光性導電組成物を室温で1週間静置した後、同様に粘度η7を測定した。粘度変化率(%)=(η7/η1)×100を算出し、その絶対値が2未満のものを良、2を超えるものを不可と評価した。
 <解像度>
 各実施例および比較例により得られた解像度評価用パターン付き基板の導電パターンを、光学顕微鏡を用いて拡大観察した。パターン間の残渣およびパターン剥がれの認められないパターンのうちで、L/Sの値が最小となるパターンのL/Sの値を、現像可能なL/Sの値とした。
 <導電性:比抵抗>
 実施例1~18および比較例1~2により得られた比抵抗測定用パターン付き基板のそれぞれの端子部a点と端子部b点を抵抗計でつないで抵抗値を測定し、下記式[2]に基づいて比抵抗を算出し、導電性を評価した。
比抵抗(μΩ・cm)={抵抗値(Ω)×膜厚(μm)×線幅(μm)/ライン長(cm)}/100・・・ [2]。
 <導電性:接続性>
 図3に示す、シリコン6上に金配線5を形成した3mm角のシリコンチップを準備した。図3(a)は、シリコンチップの断面概略図であり、図3(b)は、シリコンチップの平面概略図である。このシリコンチップを、実施例19~22および比較例3により得られた実装用基板に、ボンダーFC-3000(東レエンジニアリング(株)製を用いて、温度120℃、加圧圧力5MPa、加圧時間10秒間の条件で実装して、図4に示すシリコンチップ実装基板を作製した。図4(a)は、シリコンチップ実装基板の断面概略図であり、図4(b)は、シリコンチップの平面概略図である。シリコンチップ実装基板は、ガラス基板1上に金配線4を形成した実装用基板の金配線4と、シリコン6上に金配線5を形成したシリコンチップの金配線5とが、導電パターン2により接続されている。得られたシリコンチップ実装基板を、熱風オーブンを用いて、温度200℃で30分間加熱した後、端子部c点と端子部d点をテスターでつなぎ、抵抗値を測定し、導電性を評価した。
 <密着性:クロスカット試験>
 実施例1~18および比較例1~2により得られた密着性評価用パターン付き基板の導電パターンに、カッターを用いて、1mm幅で10×10の碁盤目状に切れ目を入れ、温度85℃、湿度85%RHに設定した恒温恒湿槽SH-661(エスペック(株)製)中、240時間静置した後、サンプルを取り出し、碁盤目状の箇所にセロハンテープ(ニチバン(株)製)を貼着して剥離し、残存マス数を計数し、残存マス数/全マス数から密着性を評価した。
 <密着性:ダイシェア強度試験>
 ガラス基板上に、実施例19~22により得られた感光性導電組成物を、乾燥後の膜厚が2μmになるように塗布した後、熱風オーブンを用いて、温度100℃で10分間加熱乾燥し、乾燥膜を形成した。その後、超高圧水銀ランプを有する露光装置PEM-6M(ユニオン光学(株)製)を用いて、ガラス基板上の乾燥膜全面に、i線(波長365nm)の露光量500mJ/cm2で露光を行った。
 露光後、濃度2.38重量%のTMAH水溶液を用いて現像し、超純水によりリンス処理を行い、ガラス基板上に現像後膜を形成した。0.7mm厚のシリコンウェハを2mm角に断裁したウェハチップを、現像後膜上に載せ、真空ダイアフラム式ラミネータMVLP500/600((株)名機試作所製)を用いて、温度120℃、加圧圧力1MPa、加圧時間10秒間の条件で実装した後、乾燥オーブンを用いて、温度200℃で30分間加熱し、ダイシェア強度測定用サンプルを得た。得られたダイシェア強度測定用サンプルについて、ダイシェア強度測定装置Dageシリーズ4000(ノードソン・アドバンスト・テクノロジー(株)製)を用いて、温度25℃、剪断速度200μm/秒の条件で、ダイシェア強度を測定した。
 実施例、比較例で用いた材料は以下のとおりである。
 [ポリマー(A)]
 (合成例1:ポリマー(A-1))
 撹拌装置、冷却管、温度計およびガス導入管を備えた反応容器に、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセタート(以下、PGMEAと略記する場合がある)60gを入れ、撹拌しながらp-ヒドロキシスチレン重合物“マルカリンカー”(登録商標)M S-2P(丸善石油化学(株)製)20g(7mmol)を加え、60℃まで昇温させて60℃で3時間撹拌し、p-ヒドロキシスチレン重合物を完全に溶解させた。その後、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート“カレンズ”(登録商標)BEI((株)レゾナック製)16g(67mmol)を加え、さらに触媒としてジラウリン酸ジブチルスズ(IV)0.02gを添加し、空気雰囲気下、80℃で8時間撹拌して重合反応を行い、固形分37.5質量%のポリマー(A-1)の溶液を得た。ポリマー(A-1)は、本発明におけるポリマー(A)に該当し、一般式(1)で表される構造単位と一般式(2)で表される構造単位を、一般式(2)/一般式(1)=1.5の割合で有し、一般式(1)のR1はアクリロイル基を2つ有する。
 (合成例2:ポリマー(A-2))
 1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート“カレンズ”(登録商標)BEI((株)レゾナック製)の添加量を7g(29mmol)に変更したこと以外は合成例1と同様にして、固形分31.0質量%のポリマー(A-2)の溶液を得た。ポリマー(A-2)は、本発明におけるポリマー(A)に該当し、一般式(1)で表される構造単位と一般式(2)で表される構造単位を、一般式(2)/一般式(1)=4.7の割合で有し、一般式(1)のR1はアクリロイル基を2つ有する。
 (合成例3:ポリマー(A-3))
 1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート“カレンズ”(登録商標)BEI((株)レゾナック製)の添加量を33g(138mmol)に変更したこと以外は合成例1と同様にして、固形分46.9質量%のポリマー(A-3)の溶液を得た。ポリマー(A-3)は、本発明におけるポリマー(A)に該当し、一般式(1)で表される構造単位と一般式(2)で表される構造単位を、一般式(2)/一般式(1)=0.2の割合で有し、一般式(1)のR1はアクリロイル基を2つ有する。
 (合成例4:ポリマー(A-4))
 1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート“カレンズ”(登録商標)BEI((株)レゾナック製)16g(67mmol)にかえて、2-イソシアネートエチルアクリレート“カレンズ”(登録商標)AOI((株)レゾナック製)9.4g(67mmol)を用いたこと以外は合成例1と同様にして、固形分32.9質量%のポリマー(A-4)の溶液を得た。ポリマー(A-4)は、本発明におけるポリマー(A)に該当し、一般式(1)で表される構造単位と一般式(2)で表される構造単位を、一般式(2)/一般式(1)=1.5の割合で有し、一般式(1)のR1はアクリロイル基を1つ有する。
 (合成例5:ポリマー(A-5))
 撹拌装置、冷却管、温度計およびガス導入管を備えた反応容器に、フェノール性水酸基含有アクリル酸エステル:商品名「NKエステルM-PHEP」(新中村化学工業(株)製)のホモポリマー25重量%PGMEA溶液80g(4.7mmol)を加え、その後、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート“カレンズ”(登録商標)BEI((株)レゾナック製)9.5g(40mmol)を加え、さらに触媒としてジラウリン酸ジブチルスズ(IV)0.2gを添加し、空気雰囲気下、80℃で8時間撹拌して重合反応を行い、固形分33.0質量%のポリマー(A-5)の溶液を得た。ポリマー(A-5)は、本発明におけるポリマー(A)に該当し、一般式(1)で表される構造単位と一般式(2)で表される構造単位を、一般式(2)/一般式(1)=1.5の割合で有し、一般式(1)のR1はアクリロイル基を2つ有する。
 (合成例6:ポリマー(A-6))
 撹拌装置、冷却管、温度計およびガス導入管を備えた反応容器に、固形分40質量%のフェノールノボラック樹脂PGMEA溶液:商品名「WR-104」(DIC(株)製)50g(3mmol)を加え、その後、1,1-(ビスアクリロイルオキシメチル)エチルイソシアネート“カレンズ”(登録商標)BEI((株)レゾナック製)18.0g(75mmol)を加え、さらに触媒としてジラウリン酸ジブチルスズ(IV)0.2gを添加し、空気雰囲気下、80℃で8時間撹拌して重合反応を行い、固形分55.9質量%のポリマー(A-6)の溶液を得た。ポリマー(A-6)は、本発明におけるポリマー(A)に該当し、一般式(1)で表される構造単位と一般式(2)で表される構造単位を、一般式(2)/一般式(1)=1.5の割合で有し、一般式(1)のR2はアクリロイル基を2つ有する。
 [導電性粒子(B)]
・Ag粒子:DOWAエレクトロニクス(株)製Ag粒子(体積平均粒子径300nm、比重10g/cm3、比抵抗1.6μΩ・cm)
・Cu粒子:DOWAエレクトロニクス(株)製Cu粒子(体積平均粒子径1,000nm、比重9.0g/cm3、1.7μΩ・cm)
・カーボンブラック粒子:Cabot社製カーボンブラック粒子(体積平均粒子径50nm、比重1.9g/cm3、1.7mΩ・cm)
・カーボン被覆Ag粒子:日清エンジニアリング(株)製カーボン被覆Ag粒子(表面炭素被覆層の平均厚み1nm、体積平均粒子径40nm、比重9.5g/cm3、3.2μΩ・cm)
 (合成例7:カーボンブラック分散液)
 12.0gの上記Cabot社製カーボンブラック粒子、3gの分散剤“DISPERBYK”(登録商標)21116(ビックケミー社製)、85gのPGMEAを混合し、ホモジナイザーを用いて、1,200rpm、30分間の混合処理を施した。その後、さらに、高圧湿式メディアレス微粒化装置“ナノマイザー”(登録商標)(ナノマイザー(株))を用いて分散処理し、体積平均粒子径0.15μm、導電性粒子含有量12.0重量%のカーボンブラック分散液を得た。
 (合成例8:カーボン被覆Ag粒子分散液)
 65gの上記日清エンジニアリング(株)製カーボン被覆Ag粒子、3gの分散剤“DISPERBYK”(登録商標)21116(ビックケミー社製)、85gのPGMEAを混合し、ホモジナイザーを用いて、1,200rpm、30分間の混合処理を施した。その後、さらに、高圧湿式メディアレス微粒化装置“ナノマイザー”(登録商標)(ナノマイザー(株))を用いて分散処理して、体積平均粒子径0.2μm、導電性粒子含有量42.5重量%のカーボン被覆Ag分散液を得た。
 [光重合開始剤(C)]
・OXE-04:“IRGACURE”(登録商標)OXE-04;BASFジャパン(株)製)
 [光重合性化合物(D)]
・M-315:“アロニックス”(登録商標)M-315;東亜合成(株)製 3官能モノマー
 [熱硬化性樹脂(E)]
・MW-390:“ニカラック”(登録商標)MW-390;(株)三和ケミカル製 メチル化メラミン樹脂
・N-770:“EPICLON”(登録商標)N-770;DIC(株)製 フェノールノボラック型エポキシ樹脂
 [離型フィルム]
・AL-5:離型処理PETフィルム(リンテック(株)製、剥離力1,480mN/20mm、膜厚126μm)。
 (実施例1)
 100mLクリーンボトルに、合成例1により得られたポリマー(A-1)の溶液(固形分37.5質量%)を20g、上記BASFジャパン(株)製光重合開始剤(C)OXE-04を1g、上記東亜合成(株)製光重合性化合物(D)M-315を6g入れ、自転-公転真空ミキサーARE-310“あわとり練太郎”(登録商標)((株)シンキー製)を用いて混合して、27gの有機成分溶液(固形分53.7質量%)を得た。
 得られた27gの有機成分溶液と、導電性粒子(B)として体積平均粒子径300nmの上記DOWAエレクトロニクス(株)製Ag粒子87.9gを混合し、3本ローラーミルEXAKT M-50(EXAKT社製)を用いて混練し、114.9gの感光性導電組成物(導電性粒子(B)含有量40体積%)を得た。表1に感光性導電組成物の組成を示す。
 ガラス基板上に、得られた感光性導電組成物を、乾燥後の膜厚が2μmになるように塗布し、乾燥オーブンを用いて、温度100℃で10分間乾燥し、膜厚2μmの感光性導電組成物膜を形成した。
 得られた感光性導電組成物膜について、露光部の線太り量を考慮し、得られるパターンが20/20、15/15、10/10、8/8、7/7、6/6および5/5μmの7種類のラインアンドスペース(以下、L/Sと略記する)になるように調整したフォトマスクを介して、超高圧水銀ランプを有する露光装置PEM-6M(ユニオン光学(株)製)を用いてi線(波長365nm)の露光量500mJ/cm2で露光を行った。露光後、濃度2.38重量%のTMAH水溶液を用いて現像し、超純水によりリンス処理を行い、得られたパターンを、熱風オーブンを用いて、温度200℃で30分間加熱硬化(キュア)し、解像度評価用パターン付き基板を得た。
 また、得られた感光性導電組成物膜について、フォトマスクを介して、超高圧水銀ランプを有する露光装置PEM-6M(ユニオン光学(株)製)を用いてi線(波長365nm)の露光量500mJ/cm2で露光を行った。露光後、濃度2.38重量%のTMAH水溶液を用いて現像し、超純水によりリンス処理を行い、得られたパターンを、熱風オーブンを用いて、温度200℃で30分間加熱硬化し、図1に示す比抵抗測定用パターン付き基板を得た。図1は、比抵抗測定用パターン付き基板の概略図を示し、180mm×250mmのガラス基板1上に、線幅10μm、長さ200mmの導電パターン2の両端に、φ2mmの端子部aおよび端子部bを有する。
 また、得られた感光性導電組成物膜について、超高圧水銀ランプを有する露光装置PEM-6M(ユニオン光学(株)製)を用いて、全面にi線(波長365nm)の露光量500mJ/cm2で露光を行い、熱風オーブンを用いて、温度200℃で30分間加熱硬化し、密着性評価用パターン付き基板を得た。
 前述の方法により評価した結果を表2に示す。
 (実施例2)
 導電性粒子(B)として、平均粒子径300nmのAg粒子87.9gにかえて、上記DOWAエレクトロニクス(株)製Cu粒子79.1gを用いたこと以外は実施例1と同様にして感光性導電組成物、解像度評価用パターン付き基板および比抵抗測定用パターン付き基板、密着性評価用パターン付基板を得た。前述の方法により評価した結果を表2に示す。
 (実施例3~7)
 ポリマー(A)として、合成例1により得られたポリマー(A-1)の溶液にかえて、合成例2~6により得られたポリマー(A-2)~(A-6)の溶液を、それぞれ用いて、各成分の含有量が表1に記載のとおりになるように各溶液の添加量を変更したこと以外は実施例1と同様にして感光性導電組成物、解像度評価用パターン付き基板、比抵抗測定用パターン付き基板および密着性評価用パターン付き基板を得た。前述の方法により評価した結果を表2に示す。
 (実施例8~14)
 有機成分溶液の製造において、光重合開始剤(C)および光重合性化合物(D)とともに、表1に示す熱硬化性樹脂(E)を、表1に記載の含有量となるように添加したこと以外は実施例1と同様にして感光性導電組成物、解像度評価用パターン付き基板、比抵抗測定用パターン付き基板および密着性評価用パターン付き基板を得た。前述の方法により評価した結果を表2に示す。
 (実施例15)
 実施例1と同様にして感光性導電組成物を得て、ガラス基板上に、膜厚2μmの感光性導電組成物膜を形成した。得られた感光性導電組成物膜を実施例1と同様に露光・現像した後、得られたパターンを、熱風オーブンを用いた、温度200℃で30分間の加熱硬化にかえて、ボックス炉を用いて、温度800℃で60分間大気焼成を行ったこと以外は実施例1と同様にして解像度評価用パターン付き基板、比抵抗測定用パターン付き基板および密着性評価用パターン付き基板を得た。前述の方法により評価した結果を表2に示す。
 (実施例16)
 実施例1と同様にして得られた感光性導電組成物にかえて実施例2と同様にして得られた感光性導電組成物を用いて、温度800℃、60分間大気焼成にかえて、水素2体積%、窒素98体積%の還元雰囲気下で温度800℃、60分間還元焼成を行ったこと以外は実施例15と同様にして解像度評価用パターン付き基板、比抵抗測定用パターン付き基板および密着性評価用パターン付き基板を得た。前述の方法により評価した結果を表2に示す。
 (実施例17)
 上記リンテック(株)製離型フィルムAL-5上に、実施例1により得られた感光性導電組成物を、乾燥後の膜厚が2μmになるように塗布し、乾燥オーブンを用いて、温度100℃で2分間乾燥し、膜厚2μmの感光性導電組成物層を有する積層体を得た。ガラス基板上に、得られた積層体を、感光性導電組成物層をガラス基板に対向させて、加熱温度120℃、速度0.2m/分、圧力0.5MPaの条件で熱圧着して膜厚2μmの感光性導電組成物膜を形成した。
 得られた感光性導電組成物膜を用いて、実施例1と同様にして解像度評価用パターン付き基板、比抵抗測定用パターン付き基板および密着性評価用パターン付き基板を得た。得られた感光性導電組成物は、ペースト状態ではなくドライフィルムとなり、ポットライフ評価を行うことができなかった。
 (実施例18)
 実施例1により得られた感光性導電組成物にかえて、実施例2により得られた感光性導電組成物を用いて、実施例17と同様にしてガラス基板上に膜厚2μmの感光性導電組成物膜を形成した。得られた感光性導電組成物膜を実施例1と同様に露光・現像した後、得られたパターンを、熱風オーブンを用いた、温度200℃で30分間の加熱硬化にかえて、水素2体積%、窒素98体積%の還元雰囲気下、温度800℃で60分間の還元焼成を行ったこと以外は実施例17と同様にして解像度評価用パターン付き基板、比抵抗測定用パターン付き基板および密着性評価用パターン付き基板を得た。前述の方法により評価した結果を表2に示す。得られた感光性導電組成物は、ペースト状態ではなくドライフィルムとなり、ポットライフ評価を行うことができなかった。
 (比較例1~2)
 ポリマーとして、合成例1により得られたポリマー(A-1)の溶液にかえて、固形分65質量%のカルボキシル基含有エポキシアクリレートのPGMEA溶液 商品名「ZCR-1797H」(日本化薬(株)製、酸価100mgKOH/g)を11.5g添加したこと以外はそれぞれ実施例1~2と同様にして感光性導電組成物を作製した。解像度評価用パターン付き基板、比抵抗測定用パターン付き基板を作製したところ、現像により露光部も溶解し、パターン形成できなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 (実施例19)
 100mLクリーンボトルに、合成例1により得られたポリマー(A-1)の溶液(固形分37.5質量%)を20g、上記BASFジャパン(株)製光重合開始剤(C)OXE-04を1g、上記東亜合成(株)製光重合性化合物(D)M-315を6g、上記DIC(株)製熱硬化性樹脂(E)N-770を3.8g入れ、自転-公転真空ミキサーARE-310“あわとり練太郎”(登録商標)((株)シンキー製)を用いて混合して、30.8gの有機成分溶液(固形分59.4質量%)を得た。
 得られた30.8gの有機成分溶液と、導電性粒子(B)として体積平均粒子径300nmの上記DOWAエレクトロニクス(株)製Ag粒子41.6gを混合し、3本ローラーミルEXAKT M-50(EXAKT社製)を用いて混練し、72.4gの感光性導電組成物(導電性粒子(B)含有量20体積%)を得た。表3に感光性導電組成物の組成を示す。
 得られた感光性導電組成物を用いて、実施例1と同様にしてガラス基板上に膜厚2μmの感光性導電組成物膜を形成した。得られた感光性導電組成物膜を用いて、実施例1と同様にして解像度評価用パターン付き基板を得た。
 また、得られた感光性導電組成物膜について、フォトマスクを介して、超高圧水銀ランプを有する露光装置PEM-6M(ユニオン光学(株)製)を用いてi線(波長365nm)の露光量500mJ/cm2で露光を行った。露光後、濃度2.38重量%のTMAH水溶液を用いて現像し、超純水によりリンス処理を行い、図2に示す実装用基板を得た。図2(a)は、実装用基板であり、図2(b)は、実装用基板の平面概略図である。実装基板は、ガラス基板1上に、線幅2mmの金配線4を有する配線形成基板3の金配線4上に、φ100μmのキュア前パターン7を有する。
 前述の方法により評価した結果を表4に示す。
 (実施例20)
 導電性粒子(B)として体積平均粒子径300nmの上記DOWAエレクトロニクス(株)製Ag粒子41.6gにかえて、合成例7により得られた導電性粒子含有量12.0重量%のカーボンブラック分散液65.9gを用いたこと以外は実施例19と同様にして、96.7gの感光性導電組成物(導電性粒子(B)含有量20体積%)を得た。表3に感光性導電組成物の組成を示す。得られた感光性導電組成物を用いて、実施例19と同様にして解像度評価用パターン付き基板および実装用基板を得た。前述の方法により評価した結果を表4に示す。
 (実施例21)
 熱硬化性樹脂(E)として、上記DIC(株)製N-770にかえて、上記(株)三和ケミカル製MW-390を用いたこと以外は実施例20と同様にして感光性導電組成物、解像度評価用パターン付き基板および実装用基板を得た。前述の方法により評価した結果を表4に示す。
 (実施例22)
 導電性粒子(B)として、合成例7により得られたカーボンブラック分散液65.9gにかえて、合成例8により得られたカーボン被覆Ag粒子分散液93.0gを用いたこと以外は実施例20と同様にして感光性導電組成物、解像度評価用パターン付き基板および実装用基板を得た。前述の方法により評価した結果を表4に示す。
 (比較例3)
 ポリマーとして、合成例1により得られたポリマー(A-1)の溶液にかえて、固形分65質量%のカルボキシル基含有エポキシアクリレートのPGMEA溶液商品名「ZCR-1797H」(日本化薬(株)製、酸価100mgKOH/g)を11.5g添加したこと以外は実施例20と同様にして感光性導電組成物を作製した。解像度評価用パターン付き基板および実装用基板を作製したところ、現像により露光部も溶解し、パターン形成できなかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 本発明の感光性導電組成物は、強アルカリ現像液を用いて微細配線形成、微細導電接続部を形成することができる。特に、強アルカリ現像液での加工が求められるディスプレイ製造や半導体製造に好ましく用いることができる。
1:ガラス基板
2:導電パターン
3:配線形成基板
4:金電極
5:金配線
6:シリコン
7:キュア前パターン
8:LED
9:LEDの発光層
10:LEDの電極
11:キュア後パターン
a:端子部
b:端子部
c:端子部
d:端子部

Claims (9)

  1. 下記一般式(1)で表される構造単位および下記一般式(2)で表される構造単位を有するポリマー(A)、導電性粒子(B)、光重合開始剤(C)および光重合性化合物(D)を含有する感光性導電組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (上記一般式(1)中、R1は(メタ)アクリロイル基を有する1価の基を示す。上記一般式(1)~(2)中、R2は、単結合または2価の有機基を示し、R3は、アルキル基またはハロゲンを示し、R4は、水素、アルキル基またはハロゲンを示す。aは1~5の整数、bは0~4の整数、cは1~5の整数を示す。ただし、a+bは5以下であり、b+cは5以下である。)
  2. 前記一般式(1)におけるR1が(メタ)アクリロイル基を2つ以上有する1価の基である請求項1記載の感光性導電組成物。
  3. 前記ポリマー(A)において、一般式(1)で表される構造単位の繰り返し数に対する一般式(2)で表される構造単位の繰り返し数の割合(一般式(2)/一般式(1))が0.5~5である請求項1または2記載の感光性導電組成物。
  4. さらに熱硬化性樹脂(E)を含有する請求項1または2記載の感光性導電組成物。
  5. 前記導電性粒子(B)が銅元素を含む請求項1または2記載の感光性導電組成物。
  6. 離型基板上に、請求項1または2記載の感光性導電組成物からなる層を有する積層体。
  7. 請求項1または2記載の感光性導電組成物からなる感光性導電接着剤。
  8. 基板上に、請求項1または2記載の感光性導電組成物からなる層を形成する工程、感光性導電組成物からなる層を画像様に露光する工程およびアルカリ現像液により現像する工程を有するパターン付き基板の製造方法。
  9. 請求項7記載の感光性導電接着剤の硬化物により基板に設けられた配線および/または基板に設けられた電極とLEDが電気的に接続されてなるディスプレイ基板。
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