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JP2018165788A - 転写型感光性フィルム、硬化樹脂パターンの形成方法及びタッチパネル - Google Patents

転写型感光性フィルム、硬化樹脂パターンの形成方法及びタッチパネル Download PDF

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JP2018165788A
JP2018165788A JP2017063323A JP2017063323A JP2018165788A JP 2018165788 A JP2018165788 A JP 2018165788A JP 2017063323 A JP2017063323 A JP 2017063323A JP 2017063323 A JP2017063323 A JP 2017063323A JP 2018165788 A JP2018165788 A JP 2018165788A
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匠 渡邊
Takumi Watanabe
匠 渡邊
向 郁夫
Ikuo Mukai
郁夫 向
渡邊 治
Osamu Watanabe
治 渡邊
和仁 渡部
Kazuhito Watabe
和仁 渡部
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Abstract

【課題】透明電極パターンを保護する透湿度が十分に低い硬化膜を形成可能な転写型感光性フィルムを提供すること。
【解決手段】支持フィルム10と、該支持フィルム10上に設けられた感光性樹脂層20と、を備え、感光性樹脂層20において、−O−、−C−CO−、−OH、−N−CO−及び−COOHから選ばれる親水基の合計の濃度が0.020mol/g以下である、転写型感光性フィルム。
【選択図】図1

Description

本発明は、転写型感光性フィルム、硬化樹脂パターンの形成方法及びタッチパネルに関する。
パソコン、テレビ等の大型電子機器、カーナビゲーション、携帯電話、電子辞書等の小型電子機器、OA・FA機器等の表示機器などには、液晶表示素子又はタッチパネル(タッチセンサー)が用いられている。これら液晶表示素子又はタッチパネルには、透明電極材料からなる電極が設けられている。透明電極材料としては、高い可視光透過率を示すことから、ITO(Indium−Tin−Oxide)、酸化インジウム及び酸化スズが主流になっている。
タッチパネルは、すでに各種の方式が実用化されている。投影型静電容量方式のタッチパネルは、指先の多点検出が可能なため、複雑な指示を行うことができるという良好な操作性を備えている。そのため、投影型静電容量方式のタッチパネルは、携帯電話及び携帯型音楽プレーヤ等の、小型の表示装置を有する機器において、表示面上の入力装置として利用が進んでいる。
一般に、投影型静電容量方式のタッチパネルでは、X軸とY軸による2次元座標を表現するために、複数のX電極と、該X電極に直交する複数のY電極とが、2層構造を形成している。これらの電極の材料として、近年、Agナノワイヤ、カーボンナノチューブ等に代表される導電性繊維の利用が検討されているが、ITOが未だに主流である。
ところで、タッチパネルの額縁領域は、タッチ位置を検出できない領域である。そのため、額縁領域の面積を狭くすることが製品価値を向上させるために重要である。額縁領域には、タッチ位置の検出信号を伝えるために金属配線が配置される必要があるが、額縁面積の狭小化を図るためには、金属配線の幅を狭くする必要がある。ITOの導電性は充分に高くないので、一般的に金属配線は銅により形成されている。
しかし、タッチパネルは、指先等に接触される際に水分、塩分等の腐食成分がセンシング領域から内部に侵入することがある。タッチパネルの内部に腐食成分が侵入すると、上記金属配線が腐食し、電極と駆動用回路との間の電気抵抗の増加又は断線の恐れがある。
金属配線の腐食を防ぐために金属上に絶縁層を形成した投影型静電容量方式のタッチパネルが知られている(例えば、下記特許文献1参照)。このようなタッチパネルでは、二酸化ケイ素層をプラズマ化学気相成長法(プラズマCVD法)で金属上に形成し、金属の腐食を防いでいる。しかしながら、このような手法では、プラズマCVD法を用いるため、高温処理が必要となり、基材が限定される、製造コストが高くなる等の問題がある。
タッチパネル等の表示装置における保護膜の作製方法として、プラズマCVD法に代えて、感光性樹脂組成物を用いる方法が知られている。例えば、必要な箇所に保護膜(例えばレジスト膜)を設ける方法として、感光性樹脂組成物を含む感光層を所定の基板上に設けて、この感光層を露光及び現像する方法が知られている(例えば、下記特許文献2参照)。感光性樹脂組成物による保護膜の作製は、プラズマCVD法に比べてコストの削減が期待できる。
特開2011−28594号公報 国際公開第2013/084873号
タッチパネル等の表示装置における保護膜には、優れた防錆性を得るために、透湿度が低いことが求められる。そこで、本発明は、透明電極パターンを保護する透湿度が十分に低い硬化膜を形成可能な転写型感光性フィルム、並びに、それを用いた硬化樹脂パターンの形成方法及びタッチパネルを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、支持フィルムと、該支持フィルム上に設けられた感光性樹脂層と、を備え、上記感光性樹脂層において、−O−、−C−CO−、−OH、−N−CO−及び−COOHから選ばれる親水基の合計の濃度が0.020mol/g以下である、転写型感光性フィルムを提供する。かかる転写型感光性フィルムによれば、感光性樹脂層における上記親水基の濃度を上記範囲に制御することにより、透湿度が十分に低減された硬化膜を形成することができ、タッチパネル等の表示装置における金属配線の腐食を十分に防ぐことができる。また、上記感光性樹脂層は、透明電極パターンを有する基材に対する密着性も良好である。
上記転写型感光性フィルムにおいて、上記感光性樹脂層は、バインダーポリマーと、光重合性化合物と、光重合開始剤とを含有してもよい。感光性樹脂層が上記成分を含有することにより、この感光性樹脂層の硬化物を含む硬化樹脂パターンの形成が容易となる。
上記光重合性化合物は、トリシクロデカン骨格又はトリシクロデセン骨格を有する化合物を含んでいてもよい。トリシクロデカン骨格又はトリシクロデセン骨格を有する化合物を用いると、感光性樹脂層における上記親水基の濃度を低減し易く、透湿度が十分に低減された硬化膜を形成することが容易となる。また、トリシクロデカン骨格又はトリシクロデセン骨格を有する化合物を用いると、透明電極パターンを有する基材と感光性樹脂層との密着性がより良好となる。
上記光重合開始剤は、オキシムエステル化合物及び/又はホスフィンオキサイド化合物を含有してもよい。これらの光重合開始剤を用いると、厚さが10μm以下の薄膜であっても充分な解像度で硬化樹脂パターンを形成することができる。
また、上記バインダーポリマーは、カルボキシル基を有していてもよい。ここで、上記バインダーポリマーは、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸グリシジルエステル、(メタ)アクリル酸ベンジルエステル、スチレン、(メタ)アクリル酸メチルエステル、(メタ)アクリル酸エチルエステル、(メタ)アクリル酸ブチルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルエステル及び(メタ)アクリル酸トリシクロデシルエステルからなる群より選択される少なくとも一種の化合物に由来する構造単位を有するバインダーポリマーであってもよい。上記バインダーポリマーを用いると、感光性樹脂層のアルカリ現像性、パターニング性及び透明性を向上させることができる。
また、上記感光性樹脂層は、エチレン性不飽和結合を含むリン酸エステルを更に含有してもよい。感光性樹脂層がエチレン性不飽和結合を含むリン酸エステルを含有すると、透明電極パターンに対する密着性を向上でき、現像残りの発生を低減することができる。
上記転写型感光性フィルムは、上記感光性樹脂層上に設けられた、金属酸化物粒子を含有する第二の樹脂層を更に備えていてもよい。この場合、タッチパネル等の表示装置において、透明電極パターンが形成された部分と、形成されていない部分との光学的な反射特性の違いによる色差を小さくすることが可能となり、モジュール化した際に透明電極パターンが画面上に映りこむ、いわゆる「骨見え現象」の問題の発生を抑制することができる。上記第二の樹脂層を備える場合、転写型感光性フィルムは屈折率調整機能を有する。
上記第二の樹脂層は、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウムスズ、酸化インジウム、酸化アルミウム、及び酸化イットリウムからなる群より選択される少なくとも一種の金属酸化物粒子を含んでいてもよい。この場合、第二の樹脂層の波長633nmにおける屈折率を適切な範囲に調整しやすい。
上記第二の樹脂層の厚さは10〜1000nmであってもよい。第二の樹脂層の厚さが上記範囲内であると、タッチパネルにおけるタッチ画面全体の反射光強度をより低減することが可能となる。
本発明はまた、基材上に、上記本発明の転写型感光性フィルムの上記感光性樹脂層をラミネートする工程と、上記基材上の上記感光性樹脂層の所定部分を露光後、上記所定部分以外を除去し、硬化樹脂パターンを形成する工程と、を備える硬化樹脂パターンの形成方法を提供する。ここで、転写型感光性フィルムが上記第二の樹脂層を備える場合、基材上に、上記第二の樹脂層及び上記感光性樹脂層を、上記基材と上記第二の樹脂層とが密着するようにラミネートし、上記第二の樹脂層及び上記感光性樹脂層の所定部分を露光後、上記所定部分以外を除去し、硬化樹脂パターンを形成する。
本発明は更に、上記本発明の転写型感光性フィルムにおける上記感光性樹脂層の硬化物を含む硬化樹脂パターンを備えるタッチパネルを提供する。ここで、転写型感光性フィルムが上記第二の樹脂層を備える場合、硬化樹脂パターンは第二の樹脂層の硬化物を更に含む。上記第二の樹脂層の硬化物を備える場合、硬化樹脂パターンは屈折率調整機能を有する。
本発明によれば、透明電極パターンを保護する透湿度が十分に低い硬化膜を形成可能な転写型感光性フィルム、並びに、それを用いた硬化樹脂パターンの形成方法及びタッチパネルを提供することができる。
本発明の一実施形態に係る転写型感光性フィルムを示す模式断面図である。 本発明の一実施形態に係る転写型感光性フィルムを用いて形成した硬化膜を透明電極パターン付き基材上に備える積層体を示す模式断面図である。 本発明の一実施形態に係るタッチパネルを示す模式上面図である。
以下、場合により図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸又はメタクリル酸を意味し、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート又はそれに対応するメタクリレートを意味する。「(ポリ)オキシエチレン鎖」とは、オキシエチレン基又はポリオキシエチレン基を意味し、「(ポリ)オキシプロピレン鎖」とは、オキシプロピレン基又はポリオキシプロピレン基を意味する。「A又はB」とは、AとBのどちらか一方を含んでいればよく、両方とも含んでいてもよい。
また、本明細書において「層」との語は、平面図として観察したときに、全面に形成されている形状の構造に加え、一部に形成されている形状の構造も包含される。また、本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の作用が達成されれば、本用語に含まれる。また、「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
さらに、本明細書において組成物中の各成分の含有量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。また、例示材料は特に断らない限り単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、ある段階の数値範囲の上限値又は下限値は、他の段階の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
<転写型感光性フィルム>
本実施形態の転写型感光性フィルムは、支持フィルムと、該支持フィルム上に設けられた感光性樹脂層と、を備えるものである。転写型感光性フィルムは、上記感光性樹脂層上に設けられた第二の樹脂層を更に備えていてもよい。また、転写型感光性フィルムは、感光性樹脂層又は第二の樹脂層上に設けられた保護フィルムを更に備えていてもよい。
図1は、本発明の一実施形態に係る転写型感光性フィルム(転写型感光性屈折率調整フィルム)を示す模式断面図である。図1に示される転写型感光性フィルム1は、支持フィルム10と、上記支持フィルム10上に設けられた感光性樹脂層20と、上記感光性樹脂層上に設けられた第二の樹脂層30と、上記第二の樹脂層30上に設けられた保護フィルム40とを備える。
上記転写型感光性フィルムを用いることで、例えばタッチパネルの額縁にある金属配線又はタッチパネルの透明電極の保護機能と、透明電極パターンの不可視化又はタッチ画面の視認性向上の両機能を満たす硬化膜を一括で形成することができる。
(支持フィルム)
支持フィルム10としては、重合体フィルムを用いることができる。重合体フィルムの材質としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン、シクロオレフィンポリマー等が挙げられる。
支持フィルム10の厚さは、被覆性の確保と、支持フィルム10を介して活性光線を照射する際の解像度の低下を抑制する観点から、5〜100μmであることが好ましく、10〜70μmであることがより好ましく、15〜40μmであることがさらに好ましく、15〜35μmであることが特に好ましい。
(感光性樹脂層)
感光性樹脂層20は、バインダーポリマー(以下、(A)成分ともいう)と、光重合性化合物(以下、(B)成分ともいう)と、光重合開始剤(以下、(C)成分ともいう)とを含有する感光性樹脂組成物から形成されることが好ましい。感光性樹脂層20において、−O−、−C−CO−、−OH、−N−CO−及び−COOHから選ばれる親水基の合計の濃度は0.020mol/g以下である。
(A)成分としては、アルカリ現像によりパターニングを可能とする観点から、カルボキシル基を有するポリマーを用いることが好ましい。
(A)成分は、(メタ)アクリル酸、及び(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構造単位を含有する共重合体が好適である。上記共重合体は、上記(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸アルキルエステルと共重合し得るその他のモノマーを構造単位に含有していてもよい。その他のモノマーとして具体的には、(メタ)アクリル酸グリシジルエステル、(メタ)アクリル酸ベンジルエステル、スチレン等が挙げられる。また、得られる硬化膜の透湿度を低減する観点から、(メタ)アクリル酸トリシクロアルキルエステル等のトリシクロ骨格を有するモノマーを用いることが好ましい。
上記(メタ)アクリル酸アルキルエステルとしては、(メタ)アクリル酸メチルエステル、(メタ)アクリル酸エチルエステル、(メタ)アクリル酸ブチルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシルエチルエステル等が挙げられる。
これらの中でも、アルカリ現像性(特に無機アルカリ水溶液に対する現像性)、パターニング性、透明性の観点から、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸グリシジルエステル、(メタ)アクリル酸ベンジルエステル、スチレン、(メタ)アクリル酸メチルエステル、(メタ)アクリル酸エチルエステル、(メタ)アクリル酸ブチルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルエステル、(メタ)アクリル酸トリシクロデシルエステル、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニルオキシ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシ(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、シクロヘキシルマレイミド、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート及びヒドロキシブチル(メタ)アクリレートからなる群より選択される少なくとも一種の化合物に由来する構造単位を有するバインダーポリマーが好ましく、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸グリシジルエステル、(メタ)アクリル酸ベンジルエステル、スチレン、(メタ)アクリル酸メチルエステル、(メタ)アクリル酸エチルエステル、(メタ)アクリル酸ブチルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルエステル及び(メタ)アクリル酸トリシクロデシルエステルからなる群より選択される少なくとも一種の化合物に由来する構造単位を有するバインダーポリマーがより好ましく、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸グリシジルエステル、(メタ)アクリル酸ベンジルエステル及び(メタ)アクリル酸トリシクロデシルエステルに由来する構造単位を有するバインダーポリマーが特に好ましい。これらの化合物に由来する構造単位を有するバインダーポリマーを用いることにより、透明電極パターンを有する基材と感光性樹脂層との密着性を向上できると共に、感光性樹脂層における上記親水基の濃度を低減し易く、透湿度が十分に低減された硬化膜を形成することが容易となる。また、バインダーポリマーは、上記構造単位として少なくともヒドロキシエチル(メタ)アクリレート又はヒドロキシブチル(メタ)アクリレートを含む共重合体のヒドロキシエチル(メタ)アクリレート又はヒドロキシブチル(メタ)アクリレートに、イソシアネートエチル(メタ)アクリレート又はグリシジル(メタ)アクリレートを付加反応させたものであってもよい。
(A)成分の重量平均分子量は、解像度の観点から、10,000〜200,000であることが好ましく、15,000〜150,000であることがより好ましく、30,000〜150,000であることがさらに好ましく、30,000〜100,000であることが特に好ましく、40,000〜100,000であることが極めて好ましい。なお、重量平均分子量は、本明細書の実施例に記載したゲルパーミエーションクロマトグラフィー法により測定することができる。
(A)成分の酸価は、所望の形状を有する硬化膜(保護膜)をアルカリ現像で容易に形成する観点から、75mgKOH/g以上とすることが好ましい。また、硬化膜形状の制御容易性と硬化膜の防錆性との両立を図る観点から、(A)成分の酸価は、75〜200mgKOH/gであることが好ましく、75〜150mgKOH/gであることがより好ましく、75〜120mgKOH/gであることがさらに好ましい。なお、酸価は、本明細書の実施例に記載した方法で測定することができる。
(A)成分の水酸基価は、硬化膜の防錆性をより向上させる観点から、50mgKOH/g以下であることが好ましく、45mgKOH/g以下であることがより好ましい。
(B)成分としては、エチレン性不飽和基を有する光重合性化合物を用いることができる。エチレン性不飽和基を有する光重合性化合物としては、一官能ビニルモノマー、二官能ビニルモノマー、又は少なくとも3つの重合可能なエチレン性不飽和基を有する多官能ビニルモノマーが挙げられる。また、得られる硬化膜の透湿度を低減する観点から、(B)成分は、(メタ)アクリル酸トリシクロアルキルエステル等のトリシクロ環骨格を有する化合物を含むことが好ましい。
上記一官能ビニルモノマーとしては、例えば、上記(A)成分の好適な例である共重合体の合成に用いられるモノマーとして例示したものが挙げられる。
上記分子内に二つの重合可能なエチレン性不飽和基を有する二官能ビニルモノマーとしては、硬化膜の透湿度を低減する観点から、トリシクロデカン骨格又はトリシクロデセン骨格を有する化合物を含むことが好ましい。金属配線及び透明電極パターンの腐食抑制の観点から、トリシクロデカン骨格又はトリシクロデセン骨格を有する化合物として、下記一般式(B−1)で表されるジ(メタ)アクリレート化合物を含むことが好ましい。
Figure 2018165788

[一般式(B−1)中、R31及びR32は、それぞれ独立に水素原子又はメチル基を示し、Xは、トリシクロデカン骨格又はトリシクロデセン骨格を有する2価の基を示し、R33及びR34は、それぞれ独立に炭素数1〜4のアルキレン基を示し、n及びmは、それぞれ独立に0〜2の整数を示し、p及びqは、それぞれ独立に0以上の整数を示し、p+q=0〜10となるように選択される。]
上記一般式(B−1)において、R33及びR34は、エチレン基又はプロピレン基であることが好ましく、エチレン基であることがより好ましい。また、プロピレン基はn−イソプロピレン基及びイソプロピレン基のいずれであってもよい。
上記一般式(B−1)で表される化合物によれば、Xに含まれるトリシクロデカン骨格又はトリシクロデセン骨格を有する2価の基が、嵩高い構造を有することで、硬化膜の低透湿性を実現し、金属配線及び透明電極の腐食抑制性を向上されることができる。ここで、本明細書中における「トリシクロデカン骨格」及び「トリシクロデセン骨格」とは、それぞれ以下の構造(それぞれ、結合手は任意の箇所である)をいう。
Figure 2018165788
トリシクロデカン骨格又はトリシクロデセン骨格を有する化合物としては、得られる硬化膜パターンの低透湿性の観点から、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレートなどのトリシクロデカン骨格を有する化合物が好ましい。これらは、DCP及びA−DCP(いずれも新中村化学工業株式会社製)として入手可能である。
(B)成分における、トリシクロデカン骨格又はトリシクロデセン骨格を有する化合物の割合は、透湿度を低減する観点から、感光性樹脂組成物に含まれる光重合性化合物の合計量100質量部のうち、50質量部以上であることが好ましく、70質量部以上であることがより好ましく、80質量部以上であることがさらに好ましい。
トリシクロデカン骨格又はトリシクロデセン骨格を有する化合物とは別の、分子内に二つの重合可能なエチレン性不飽和基を有する二官能ビニルモノマーとしては、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、2,2−ビス(4−(メタ)アクリロキシポリエトキシポリプロポキシフェニル)プロパン、ビスフェノールAジグリシジルエーテルジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。
上記少なくとも3つの重合可能なエチレン性不飽和基を有する多官能ビニルモノマーとしては、従来公知のものを特に制限無く用いることができる。金属配線又は透明電極の腐食防止及び現像性の観点から、上記多官能ビニルモノマーとしては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等のトリメチロールプロパン由来の骨格を有する(メタ)アクリレート化合物;テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート等のテトラメチロールメタン由来の骨格を有する(メタ)アクリレート化合物;ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等のペンタエリスリトール由来の骨格を有する(メタ)アクリレート化合物;ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等のジペンタエリスリトール由来の骨格を有する(メタ)アクリレート化合物;ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート等のジトリメチロールプロパン由来の骨格を有する(メタ)アクリレート化合物;又はジグリセリン由来の骨格を有する(メタ)アクリレート化合物;シアヌル酸由来の骨格を有する(メタ)アクリレート化合物を用いることが好ましい。
これらの中でも、上記多官能ビニルモノマーは、ペンタエリスリトール由来の骨格を有する(メタ)アクリレート化合物、ジペンタエリスリトール由来の骨格を有する(メタ)アクリレート化合物、トリメチロールプロパン由来の骨格を有する(メタ)アクリレート化合物、ジトリメチロールプロパン由来の骨格を有する(メタ)アクリレート化合物、又は、シアヌル酸由来の骨格を有する(メタ)アクリレート化合物を含むことがさらに好ましい。
ここで、「〜由来の骨格を有する(メタ)アクリレート化合物」について、ジトリメチロールプロパン由来の骨格を有する(メタ)アクリレート化合物を例にとり説明する。ジトリメチロールプロパン由来の骨格を有する(メタ)アクリレートとは、ジトリメチロールプロパンと、(メタ)アクリル酸とのエステル化物を意味し、当該エステル化物には、アルキレンオキシ基で変性された化合物も包含される。上記エステル化物は、一分子中におけるエステル結合数が最大数の4であることが好ましいが、エステル結合の数が1〜3の化合物が混合していてもよい。
分子内に少なくとも3つの重合可能なエチレン性不飽和基を有するモノマーと、一官能ビニルモノマー又は二官能ビニルモノマーを組み合わせて用いる場合、使用する割合に特に制限は無いが、光硬化性及び電極腐食を防止する観点から、分子内に少なくとも3つの重合可能なエチレン性不飽和基を有するモノマーの割合が、感光性樹脂組成物に含まれる光重合性化合物の合計量100質量部のうち、30質量部以上であることが好ましく、50質量部以上であることがより好ましく、75質量部以上であることがさらに好ましい。
(A)成分及び(B)成分の含有量は、(A)成分及び(B)成分の合計量100質量部に対し、(A)成分が35〜85質量部であることが好ましく、40〜80質量部であることがより好ましく、50〜70質量部であることがさらに好ましく、55〜65質量部であることが特に好ましい。特に、パターン形成性及び硬化膜の透明性を維持する点では、(A)成分及び(B)成分の合計量100質量部に対し、(A)成分が、35質量部以上であることが好ましく、40質量部以上であることがより好ましく、50質量部以上であることがさらに好ましく、55質量部以上であることが特に好ましい。
(C)成分としては、従来公知の光重合開始剤を特に制限無く用いることができるが、透明性の高い光重合開始剤を用いることが好ましい。基材上に、厚さが10μm以下の薄膜であっても充分な解像度で樹脂硬化膜パターンを形成する点では、(C)成分はオキシムエステル化合物及び/又はホスフィンオキサイド化合物を含むことが好ましい。ホスフィンオキサイド化合物としては、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキサイド等が挙げられる。
オキシムエステル化合物は、下記一般式(1)で表される化合物、下記一般式(2)で表される化合物、又は下記一般式(3)で表される化合物であることが好ましい。
Figure 2018165788
式(1)中、R11及びR12は、それぞれ独立に、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数4〜10のシクロアルキル基、フェニル基又はトリル基を示し、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数4〜6のシクロアルキル基、フェニル基又はトリル基であることが好ましく、炭素数1〜4のアルキル基、炭素数4〜6のシクロアルキル基、フェニル基又はトリル基であることがより好ましく、メチル基、シクロペンチル基、フェニル基又はトリル基であることがさらに好ましい。R13は、−H、−OH、−COOH、−O(CH)OH、−O(CHOH、−COO(CH)OH又は−COO(CHOHを示し、−H、−O(CH)OH、−O(CHOH、−COO(CH)OH、又は−COO(CHOHであることが好ましく、−H、−O(CHOH、又は−COO(CHOHであることがより好ましい。
Figure 2018165788
式(2)中、2つのR14は、それぞれ独立に、炭素数1〜6のアルキル基を示し、プロピル基であることが好ましい。R15は、NO又はArCO(ここで、Arはアリール基を示す。)を示し、Arとしては、トリル基が好ましい。R16及びR17は、それぞれ独立に、炭素数1〜12のアルキル基、フェニル基、又はトリル基を示し、メチル基、フェニル基又はトリル基であることが好ましい。
Figure 2018165788
式(3)中、R18は、炭素数1〜6のアルキル基を示し、エチル基であることが好ましい。R19はアセタール結合を有する有機基であり、後述する式(3−1)に示す化合物が有するR19に対応する置換基であることが好ましい。R20及びR21は、それぞれ独立に、炭素数1〜12のアルキル基、フェニル基又はトリル基を示し、メチル基、フェニル基又はトリル基であることが好ましく、メチル基であることがより好ましい。R22は、水素原子又はアルキル基を示す。
上記一般式(1)で表される化合物としては、例えば、下記式(1−1)で表される化合物及び下記式(1−2)で表される化合物が挙げられる。下記式(1−1)で表される化合物は、IRGACURE OXE 01(BASFジャパン株式会社製、製品名)として入手可能である。
Figure 2018165788
上記一般式(2)で表される化合物としては、例えば、下記式(2−1)で表される化合物が挙げられる。下記式(2−1)で表される化合物は、DFI−091(ダイトーケミックス株式会社製、製品名)として入手可能である。
Figure 2018165788
上記一般式(3)で表される化合物としては、例えば、下記式(3−1)で表される化合物が挙げられる。下記式(3−1)で表される化合物は、アデカオプトマーN−1919(株式会社ADEKA製、製品名)として入手可能である。
Figure 2018165788
その他のオキシムエステル化合物としては、下記式(4)で表される化合物、下記式(5)で表される化合物を用いることができる。
Figure 2018165788
Figure 2018165788
上記の中でも、上記式(1−1)で表される化合物が極めて好ましい。なお、上記式(1−1)で表される化合物が硬化膜に含まれているかどうかは、硬化膜の熱分解ガスクロマトグラフ質量分析を行ったときに、ヘプタノニトリル及び安息香酸が検出されるかどうかを指標にして判断することができる。硬化膜が高温の加熱工程を受けていない場合は、ヘプタノニトリル及び安息香酸が検出されることで硬化膜に上記式(1−1)で表される化合物が含まれていたことがわかる。硬化膜の熱分解ガスクロマトグラフ質量分析における安息香酸の検出ピーク面積は、ヘプタノニトリルの検出ピーク面積に対して、1〜10%の範囲で検出される。
硬化膜の熱分解ガスクロマトグラフ質量分析は、測定サンプルを140℃で加熱して発生したガスについてガスクロマトグラフ質量分析を行うことが好ましい。上記の測定サンプルの加熱時間は、1〜60分の範囲であればよいが、30分であることが好ましい。熱分解ガスクロマトグラフ質量分析の測定条件の一例を以下に示す。
(熱分解ガスクロマトグラフ質量分析の測定条件)
測定装置:GC/MS QP−2010(株式会社島津製作所製、製品名)
カラム:HP−5MS(アジレント・テクノロジー株式会社製、製品名)
Oven Temp:40℃で5分間加熱後、15℃/minの割合で300℃まで昇温
キャリアーガス:ヘリウム、1.0mL/min
インターフェイス温度:280℃
イオンソース温度:250℃
サンプル注入量:0.1mL
(C)成分の含有量は、光感度及び解像度に優れる点では、(A)成分及び(B)成分の合計量100質量部に対し、0.1〜10質量部であることが好ましく、1〜5質量部であることがより好ましく、1〜3質量部であることがさらに好ましく、1〜2質量部であることが特に好ましい。
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、硬化膜の防錆性をより向上させる観点から、メルカプト基を有するトリアゾール化合物、メルカプト基を有するテトラゾール化合物、メルカプト基を有するチアジアゾール化合物、アミノ基を有するトリアゾール化合物及びアミノ基を有するテトラゾール化合物からなる群より選択される少なくとも一種の化合物(以下、(D)成分ともいう)をさらに含有することが好ましい。メルカプト基を有するトリアゾール化合物としては、例えば、3−メルカプト−トリアゾール(和光純薬工業株式会社製、製品名:3MT)が挙げられる。また、メルカプト基を有するチアジアゾール化合物としては、例えば、2−アミノ−5−メルカプト−1,3,4−チアジアゾール(和光純薬工業株式会社製、製品名:ATT)が挙げられる。
上記アミノ基を有するトリアゾール化合物としては、ベンゾトリアゾール、1H−ベンゾトリアゾール−1−アセトニトリル、ベンゾトリアゾール−5−カルボン酸、1H−ベンゾトリアゾール−1−メタノール、カルボキシベンゾトリアゾール等にアミノ基が置換した化合物、3−メルカプトトリアゾール、5−メルカプトトリアゾール等のメルカプト基を含むトリアゾール化合物にアミノ基が置換した化合物などが挙げられる。
上記アミノ基を有するテトラゾール化合物としては、5−アミノ−1H−テトラゾール、1−メチル−5−アミノ−テトラゾール、1−メチル−5−メルカプト−1H−テトラゾール、1−カルボキシメチル−5−アミノ−テトラゾール等が挙げられる。これらのテトラゾール化合物は、その水溶性塩であってもよい。具体例としては、1−メチル−5−アミノ−テトラゾールのナトリウム、カリウム、リチウム等のアルカリ金属塩などが挙げられる。
感光性樹脂組成物が(D)成分を含有する場合、その含有量は、(A)成分及び(B)成分の合計量100質量部に対し、0.05〜5.0質量部が好ましく、0.1〜2.0質量部がより好ましく、0.2〜1.0質量部がさらに好ましく、0.3〜0.8質量部が特に好ましい。
本実施形態に係る感光性樹脂組成物は、ITO電極に対する密着性と、現像残りの発生を防ぐ観点から、エチレン性不飽和結合を含むリン酸エステル(以下、(E)成分ともいう)を含有することが好ましい。なお、本明細書において、エチレン性不飽和結合を含むリン酸エステルは、(B)成分ではなく(E)成分として扱うこととする。
(E)成分であるエチレン性不飽和結合を含むリン酸エステルとしては、形成する硬化膜の防錆性を充分確保しつつ、ITO電極に対する密着性と現像性とを高水準で両立する観点から、ユニケミカル株式会社製のPhosmerシリーズ(Phosmer−M、Phosmer−CL、Phosmer−PE、Phosmer−MH、Phosmer−PP等)、又は日本化薬株式会社製のKAYAMERシリーズ(PM−21、PM−2等)が好ましい。
上述した感光性樹脂組成物を用いて形成される感光性樹脂層20は、−O−、−C−CO−、−OH、−N−CO−及び−COOHから選ばれる親水基の合計の濃度が0.020mol/g以下であることが必要である。上記親水基の合計の濃度が0.020mol/g以下であることで、透湿度が十分に低い硬化膜を形成することができる。上記親水基の合計の濃度は、得られる硬化膜の透湿度をより低減する観点から、0.019mol/g以下であることがより好ましく、0.018mol/g以下であることが更に好ましく、0.017mol/g以下であることが特に好ましい。上記親水基の合計の濃度は、使用する(A)成分及び(B)成分の種類及び配合量等を調整することにより、上記範囲内とすることができる。特に、(A)成分及び(B)成分として、トリシクロ環構造を有するものを用いることで、上記親水基の合計の濃度を効果的に低減することができ、硬化膜の低透湿化及び防錆性の向上を図ることができる。
上記感光性樹脂層20の厚みは、保護膜として十分に効果を奏し、かつ透明電極パターン付き基材表面の段差を十分に埋め込む上では、乾燥後の厚みで15μm以下であることが好ましく、2〜10μmであることがより好ましく、3〜8μmであることがさらに好ましい。また、硬化後における感光性樹脂層の厚みも上記範囲内であることが好ましい。
(第二の樹脂層)
第二の樹脂層30は、633nmにおける屈折率が1.40〜1.90の範囲内であることが好ましく、1.50〜1.90であることがより好ましく、1.53〜1.85であることが更に好ましく、1.55〜1.75であることが特に好ましい。また、第二の樹脂層が硬化性成分を含む場合、硬化後における第二の樹脂層の633nmにおける屈折率も上記範囲内であることが好ましい。
第二の樹脂層30の633nmにおける屈折率が上記範囲内であると、硬化膜パターンをITO等の透明電極パターン上に設けた場合に、硬化膜パターン上に使用される各種部材(例えば、モジュール化する際に使用するカバーガラスと透明電極パターンとを接着するOCA)との屈折率の中間値となり、ITO等の透明電極パターンが形成されている部分と形成されていない部分での光学的な反射による色差を小さくすることが可能となり、骨見え現象を防止できる。また、画面全体の反射光強度を低減することが可能となり、画面上の透過率低下を抑制することが可能となる。
ITO等の透明電極の屈折率は、1.80〜2.10であることが好ましく、1.85〜2.05であることがより好ましく、1.90〜2.00であることがさらに好ましい。また、OCA等の部材の屈折率は1.45〜1.55であることが好ましく、1.47〜1.53であることがより好ましく、1.48〜1.51であることがさらに好ましい。
第二の樹脂層30は、450〜650nmの波長域における最小光透過率が80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましく、90%以上であることがさらに好ましい。また、第二の樹脂層が硬化性成分を含む場合、硬化後における第二の樹脂層の450〜650nmの波長域における最小光透過率も上記範囲内であることが好ましい。
第二の樹脂層30は、上記の(A)成分、(B)成分及び(C)成分を含有することができ、必要に応じて、上記(D)成分及び/又は上記(E)成分を更に含有することができる。第二の樹脂層30は(B)成分、(C)成分等の光重合成分を必ずしも含有する必要はなく、層形成により隣接する樹脂層から移行する光重合成分を利用して第二の樹脂層を光硬化させることもできる。
第二の樹脂層30は、金属酸化物粒子(以下、(F)成分ともいう)を含有する。金属酸化物粒子としては、特に波長633nmにおける屈折率が1.50以上である、金属酸化物粒子を含有することが好ましい。これにより、転写型感光性屈折率調整フィルムを調製した際、第二の樹脂層の透明性及び波長633nmにおける屈折率を向上させることが可能となる。また基材への吸着を抑制しつつ、現像性を向上させることができる。
金属酸化物粒子としては、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウムスズ、酸化インジウム、酸化アルミウム、酸化イットリウム、ガラス等の金属酸化物からなる粒子が挙げられる。これらの中でも、骨見え現象抑制の観点から、酸化ジルコニウム又は酸化チタンの粒子が好ましい。
酸化ジルコニウム粒子としては、透明電極の材料がITOの場合、屈折率向上と、ITO及び透明基材との密着性の観点から、酸化ジルコニウムナノ粒子を用いることが好ましい。酸化ジルコニウムナノ粒子の中でも、粒度分布Dmaxが40nm以下であることが好ましい。
酸化ジルコニウムナノ粒子は、OZ−S30K(日産化学工業株式会社製、製品名)、OZ−S40K−AC(日産化学工業株式会社製、製品名)、SZR−K(酸化ジルコニウムメチルエチルケトン分散液、堺化学工業株式会社製、製品名)、SZR−M(酸化ジルコニウムメタノール分散液、堺化学工業株式会社製、製品名)として商業的に入手可能である。
第二の樹脂層30には、(F)成分として酸化チタンナノ粒子を含有させることも可能である。また、酸化チタンナノ粒子の中でも、粒度分布Dmaxが50nm以下であることが好ましく、10〜50nmがより好ましい。
(F)成分として、上記金属酸化物粒子のほかに、例えばMg、Al、Si、Ca、Cr、Cu、Zn、Ba等の原子を含む酸化物粒子または硫化物粒子を用いることもできる。これらは、単独で又は二種類以上を組み合わせて使用できる。
また上記金属酸化物粒子の他に、例えばトリアジン環を有する化合物、イソシアヌル酸骨格を有する化合物、フルオレン骨格を有する化合物等の有機化合物を用いることも可能である。これにより波長633nmにおける屈折率を向上させることができる。
上記第二の樹脂層30の厚みは、10〜1000nmであってもよく、50〜500nmであることが好ましく、60〜300nmであることがより好ましく、70〜250nmであることがさらに好ましく、80〜200nmであることが特に好ましい。厚みが50〜500nmであることにより、上述の画面全体の反射光強度をより低減することが可能となる。また、硬化後における第二の樹脂層の厚みも上記範囲内であることが好ましい。
第二の樹脂層30の屈折率は、第二の樹脂層が単層で、膜厚が膜厚方向で均一な場合、ETA−TCM(AudioDevGmbH株式会社製、製品名)を用いて以下のように求めることができる。また、以下の測定は、25℃の条件下で行う。
(1)第二の樹脂層を形成するための塗布液を、厚み0.7mm、縦10cm×横10cmのガラス基材上にスピンコーターで均一に塗布し、100℃の熱風滞留式乾燥機で3分間乾燥して溶剤を除去し、第二の樹脂層を形成する。
(2)次いで、140℃に加熱した箱型乾燥機(三菱電機株式会社製、型番:NV50−CA)内に30分間静置し、第二の樹脂層を有する屈折率測定用試料を得る。
(3)次いで、得られた屈折率測定用試料について、ETA−TCM(AudioDevGmbH株式会社製、製品名)にて波長633nmにおける屈折率を測定する。
単層の感光性樹脂層における屈折率も同様の方法で測定することができる。なお、転写型感光性フィルムの形態では、第二の樹脂層単層の屈折率を測定することは難しいため、第二の樹脂層の保護フィルム側の最表面層の値とする。
(他の層)
本実施形態の感光性屈折率調整フィルムは、本発明の効果が得られる範囲で、適宜選択した他の層を設けてもよい。上記他の層としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、クッション層、酸素遮蔽層、剥離層、接着層等が挙げられる。上記感光性屈折率調整フィルムは、これらの層を1種単独で有していてもよく、2種以上を有してもよい。また、同種の層を2以上有していてもよい。
(保護フィルム)
保護フィルム40としては、重合体フィルムを用いることができる。重合体フィルムの材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエチレン−酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。保護フィルム40は、異なる材質からなる重合体フィルムを積層した積層フィルムであってもよく、例えば、ポリエチレン−酢酸ビニル共重合体フィルムとポリエチレンフィルムとを積層した積層フィルム等であってもよい。
保護フィルム40の厚さは、5〜100μmが好ましいが、転写型感光性フィルム1をロール状に巻いて保管する観点から、70μm以下であることが好ましく、60μm以下であることがより好ましく、50μm以下であることがさらに好ましく、40μm以下であることが特に好ましい。
転写型感光性フィルム1における感光性樹脂層20及び第二の樹脂層30を硬化させた硬化膜部分(支持フィルム10及び保護フィルム40を除く)の、波長400〜700nmの可視光領域における全光線透過率(Tt)の最小値は、90.00%以上であることが好ましく、90.50%以上であることがより好ましく、90.70%以上であることがさらに好ましい。一般的な可視光波長域である400〜700nmにおける全光線透過率が90.00%以上であれば、タッチパネル(タッチセンサー)のセンシング領域の透明電極を保護する場合において、センシング領域での画像表示品質、色合い、輝度が低下することを充分抑制することができる。
転写型感光性フィルム1の感光性樹脂層20、第二の樹脂層30は、例えば、感光性樹脂組成物を含有する塗布液、及び第二の樹脂組成物を含有する塗布液を調製し、これを各々支持フィルム10、保護フィルム40上に塗布、乾燥することで形成できる。そして、転写型感光性フィルム1は、感光性樹脂層20が形成された支持フィルム10と、第二の樹脂層30が形成された保護フィルム40とを、感光性樹脂層20と第二の樹脂層30とが対向した状態で貼り合わせることにより形成できる。また、転写型感光性フィルム1は、支持フィルム10上に感光性樹脂組成物を含有する塗布液を塗布、乾燥し、その後、感光性樹脂層20上に、第二の樹脂組成物を含有する塗布液を塗布、乾燥し、保護フィルム40を貼り付けることにより形成することもできる。
塗布液は、上述した本実施形態に係る感光性樹脂組成物、第二の樹脂組成物を構成する各成分を溶剤に均一に溶解又は分散することにより得ることができる。
塗布液として用いる溶剤は、特に制限は無く、公知のものが使用できる。具体的には、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、トルエン、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、メチレングリコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブ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、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、クロロホルム、塩化メチレン等が挙げられる。
塗布方法としては、ドクターブレードコーティング法、マイヤーバーコーティング法、ロールコーティング法、スクリーンコーティング法、スピナーコーティング法、インクジェットコーティング法、スプレーコーティング法、ディップコーティング法、グラビアコーティング法、カーテンコーティング法、ダイコーティング法等が挙げられる。
乾燥条件に特に制限は無いが、乾燥温度は、60〜130℃とすることが好ましく、乾燥時間は、0.5〜30分とすることが好ましい。
感光性樹脂層及び第二の樹脂層の粘度は、転写型感光性フィルム1をロール状に保管した場合に、転写型感光性フィルム1の端面から樹脂組成物がしみ出すことを防止する観点及び転写型感光性フィルム1を切断する際に樹脂組成物の破片が基材に付着することを防止する観点から、30℃において、15〜100mPa・sであることが好ましく、20〜90mPa・sであることがより好ましく、25〜80mPa・sであることがさらに好ましい。
図2は、本発明の一実施形態に係る転写型感光性フィルムを用いて形成した硬化膜を透明電極パターン付き基材上に備える積層体を示す模式断面図である。図2に示される積層体100は、透明電極パターン50aを有する透明電極パターン付き基材50と、透明電極パターン付き基材50の透明電極パターン50a上に設けられた硬化膜60とを備える。硬化膜60は、硬化した感光性樹脂層22及び硬化した第二の樹脂層32からなる硬化膜であり、本実施形態の転写型感光性フィルム1を用いて形成されている。硬化膜60は、透明電極パターン50aの保護機能と、透明電極パターン50aの不可視化又はタッチ画面の視認性向上の両機能を満たす。以下、透明電極パターン付き基材上に硬化膜が形成された積層体の製造方法の一実施形態について説明する。
まず、転写型感光性フィルム1の保護フィルム40を除去した後、第二の樹脂層30、感光性樹脂層20及び支持フィルム10を、透明電極パターン付き基材50表面に第二の樹脂層30側から圧着することによりラミネート(転写)する。圧着手段としては、圧着ロールが挙げられる。圧着ロールは、加熱圧着できるように加熱手段を備えたものであってもよい。
加熱圧着する場合の加熱温度は、第二の樹脂層30と透明電極パターン付き基材50との密着性の観点、及び、感光性樹脂層20又は第二の樹脂層30の構成成分が熱硬化又は熱分解されにくいようにする観点から、10〜160℃とすることが好ましく、20〜150℃とすることがより好ましく、30〜150℃とすることがさらに好ましい。
また、加熱圧着時の圧着圧力は、第二の樹脂層30と透明電極パターン付き基材50との密着性を充分確保しながら、透明電極パターン付き基材50の変形を抑制する観点から、線圧で50〜1×10N/mとすることが好ましく、2.5×10〜5×10N/mとすることがより好ましく、5×10〜4×10N/mとすることがさらに好ましい。
転写型感光性フィルム1を上記のように加熱圧着すれば、透明電極パターン付き基材50の予熱処理は必ずしも必要ではないが、第二の樹脂層30と透明電極パターン付き基材50との密着性をさらに向上させる点から、透明電極パターン付き基材50を予熱処理してもよい。このときの処理温度は、30〜150℃とすることが好ましい。
透明電極パターン付き基材50を構成する基材としては、例えばタッチパネル(タッチセンサー)に用いられる、ガラス板、プラスチック板、セラミック板等の基材が挙げられる。この基材上には、硬化膜を形成する対象となる電極が設けられる。電極としては、ITO、Cu、Al、Mo等の電極が挙げられる。また、基材上には、基材と電極との間に絶縁層が設けられていてもよい。
次に、転写後の感光性樹脂層及び第二の樹脂層の所定部分に、フォトマスクを介して、活性光線をパターン状に照射する。活性光線を照射する際、感光性樹脂層及び第二の樹脂層上の支持フィルム10が透明の場合には、そのまま活性光線を照射することができ、不透明の場合には除去してから活性光線を照射する。活性光線の光源としては、公知の活性光源を用いることができる。
活性光線の照射量は、1×10〜1×10J/mであり、照射の際に、加熱を伴うこともできる。この活性光線の照射量が、1×10J/m以上であれば、感光性樹脂層及び第二の樹脂層の光硬化を充分に進行させることが可能となり、1×10J/m以下であれば感光性樹脂層及び第二の樹脂層が変色することを抑制できる傾向がある。
続いて、活性光線照射後の感光性樹脂層及び第二の樹脂層の未露光部を現像液で除去して、透明電極の一部又は全部を被覆する硬化膜(硬化樹脂パターン)60を形成する。なお、活性光線の照射後、感光性樹脂層及び第二の樹脂層に支持フィルム10が積層されている場合にはそれを除去した後、現像工程が行われる。
現像工程は、アルカリ水溶液、水系現像液、有機溶剤等の公知の現像液を用いて、スプレー、シャワー、揺動浸漬、ブラッシング、スクラッビング等の公知の方法により行うことができる。中でも、環境、安全性の観点からアルカリ水溶液を用いて、スプレー現像することが好ましい。なお、現像温度及び時間は従来公知の範囲で調整することができる。
本実施形態に係る転写型感光性フィルムは、各種電子部品における保護膜の形成に適用することができる。本実施形態に係る電子部品は、転写型感光性フィルムを用いて形成した硬化樹脂パターンを備えている。電子部品としては、タッチパネル、液晶ディスプレイ、有機エレクトロルミネッサンス、太陽電池モジュール、プリント配線板、電子ペーパ等が挙げられる。
図3は、本発明の一実施形態に係るタッチパネルを示す模式上面図である。図3には、静電容量式のタッチパネルの一例を示す。図3に示されるタッチパネルは、透明基材101の片面にタッチ位置座標を検出するためのタッチ画面102があり、この領域の静電容量変化を検出するための透明電極103及び透明電極104が透明基材101上に設けられている。
透明電極103及び透明電極104はそれぞれタッチ位置のX位置座標及びY位置座標を検出する。
透明基材101上には、透明電極103及び透明電極104からタッチ位置の検出信号を外部回路に伝えるための引き出し配線105が設けられている。また、引き出し配線105と、透明電極103及び透明電極104とは、透明電極103及び透明電極104上に設けられた接続電極106により接続されている。また、引き出し配線105の透明電極103及び透明電極104との接続部と反対側の端部には、外部回路との接続端子107が設けられている。
図3に示すように、本実施形態に係るタッチパネルにおいては、本実施形態の転写型感光性フィルムを用いて、透明電極パターンが形成された部分と、形成されていない部分にまたがって硬化樹脂パターン123が形成されている。硬化樹脂パターン123は、硬化した感光性樹脂層及び硬化した第二の樹脂層からなる硬化膜である。この硬化樹脂パターン123によれば、透明電極103、透明電極104、引き出し配線105、接続電極106及び接続端子107を保護する機能と、透明電極パターンから形成されるセンシング領域(タッチ画面)102の骨見え現象防止機能とを同時に奏することができる。
以下、実施例を挙げて本発明についてより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[バインダーポリマー溶液(A1)の作製]
撹拌機、還流冷却機、不活性ガス導入口及び温度計を備えたフラスコに、表1に示す材料(1)を仕込んだ後、窒素ガス雰囲気下で80℃に昇温した。反応温度を80℃±2℃に保ちながら、表1に示す材料(2)を4時間かけて均一に滴下した。材料(2)の滴下後、80℃±2℃で6時間撹拌を続け、重量平均分子量が65,000、酸価が78mgKOH/gのバインダーポリマーの溶液(固形分45質量%)(A1)を得た。
Figure 2018165788
[バインダーポリマー溶液(A2)の用意]
メタクリル酸、ベンジルメタクリレート及びトリシクロデカンメタクリレートを表2に示す配合量で共重合させた共重合体に、グリシジルメタクリレートを表2に示す配合量で付加してなるバインダーポリマーの溶液(固形分34.5質量%)(A2)を用意した。
[バインダーポリマー溶液(A3)の用意]
メタクリル酸、ベンジルメタクリレート及びトリシクロデカンメタクリレートを表2に示す配合量で共重合させた共重合体に、グリシジルメタクリレートを表2に示す配合量で付加してなるバインダーポリマーの溶液(固形分34.5質量%)(A3)を用意した。
上述したバインダーポリマーの重量平均分子量及び酸価を以下の方法で測定した。結果を表2に示す。
[重量平均分子量の測定方法]
重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC)によって測定し、標準ポリスチレンの検量線を用いて換算することにより導出した。GPCの測定条件を以下に示す。
<GPC測定条件>
ポンプ:日立 L−6000型(株式会社日立製作所製、製品名)
カラム:Gelpack GL−R420、Gelpack GL−R430、Gelpack GL−R440(以上、日立化成株式会社製、製品名)
溶離液:テトラヒドロフラン
測定温度:40℃
流量:2.05mL/分
検出器:日立 L−3300型RI(株式会社日立製作所製、製品名)
[酸価の測定方法]
酸価は、次のようにして測定した。まず、バインダーポリマーの溶液を130℃で1時間加熱し、揮発分を除去して、固形分を得た。そして、上記固形分のポリマー1gを精秤した後、このポリマーにアセトンを30g添加し、これを均一に溶解した。次いで、指示薬であるフェノールフタレインをその溶液に適量添加して、0.1NのKOH水溶液を用いて滴定を行った。そして、次式により酸価を算出した。
酸価=0.1×Vf×56.1/(Wp×I/100)
式中、VfはKOH水溶液の滴定量(mL)を示し、Wpは測定したポリマー溶液の質量(g)を示し、Iは測定したポリマー溶液中の不揮発分の割合(質量%)を示す。
Figure 2018165788
(実施例1〜2及び比較例1〜11)
[感光性樹脂層形成用塗布液の作製]
表3に示す成分を、同表に示す配合量(単位:質量部)で配合し、攪拌機を用いて15分間混合して感光性樹脂層形成用塗布液を作製した。表3中、(A)成分の配合量は固形分の配合量を示す。また、感光性樹脂組成物の原料組成から、感光性樹脂層中の親水基(−O−、−C−CO−、−OH、−N−CO−及び−COOH)の合計濃度を計算により求めた。その計算値を表3に示す。
Figure 2018165788
表3中の成分の記号は以下の意味を示す。
〔(A)成分〕
上述した方法で作製したバインダーポリマー溶液(A1、A2、A3)を用いた。
〔(B)成分〕
T−1420:ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート(日本化薬株式会社製、製品名)
4G:ポリエチレングリコール #200 ジメタクリレート(新中村化学工業株式会社製、製品名)
TMPTA:トリメチロールプロパントリアクリレート(日本化薬株式会社製、製品名)
A−TMMT:ペンタエリスリトールテトラアクリレート(新中村化学工業株式会社製、製品名)
DPHA:ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本化薬株式会社製、製品名)
RP1040:エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート(日本化薬株式会社製、製品名)
A−LEN−10:エトキシ化o−フェニルフェノールアクリレート(新中村化学工業株式会社製、製品名)
BPE−80:エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート(新中村化学工業株式会社製、製品名)
401P:o−フェニルフェノールグリシジルエーテルアクリレート(新中村化学工業株式会社製、製品名)
A−9300:イソシアヌル酸EO変性トリアクリレート(新中村化学工業株式会社製、製品名)
A−DCP:トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(新中村化学工業株式会社製、製品名)
〔(C)成分〕
OXE01:1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)フェニル−,2−(O−ベンゾイルオキシム)](BASFジャパン株式会社製、製品名「IRGACURE OXE 01」)
〔(D)成分〕
B−6030:5−アミノ−1H−テトラゾール(千代田ケミカル株式会社製、製品名)
〔(E)成分〕
PM−21:エチレン性不飽和結合を含むリン酸エステル(日本化薬株式会社製、製品名)
〔その他の成分〕
AW500:2,2’−メチレン−ビス(4−エチル−6−tert−ブチルフェノール)(川口化学株式会社製、製品名)
ADDITIVE8032:オクタメチルシクロテトラシロキサン(東レ・ダウコーニング株式会社製、製品名)
〔溶剤〕
MEK:メチルエチルケトン
[第二の樹脂層形成用塗布液の作製]
表4に示す成分を、撹拌機を用いて15分間混合し、第二の樹脂層形成用塗布液(IM−1)を作製した。
Figure 2018165788
表4中の成分の記号は以下の意味を示す。
〔(A)成分〕
(A4):モノマー配合比(メタクリル酸/メタクリル酸メチル/アクリル酸ブチル/メタクリル酸ブチル=24/43.5/15.2/17.3(質量比))である共重合体のプロピレングリコールモノメチルエーテル溶液、重量平均分子量18,000、酸価156.6mgKOH/g
〔(B)成分〕
BPE−1300:エトキシ化ビスフェノールAジメタクリレート(新中村化学工業株式会社製、製品名)
〔(D)成分〕
B−6030:5−アミノ−1H−テトラゾール(千代田ケミカル株式会社製、製品名)
〔(E)成分〕
PM−21:光重合性不飽和基を有するリン酸エステル(日本化薬株式会社製、製品名)〔(F)成分〕
OZ−S30K:ジルコニア分散液(日産化学工業株式会社製、製品名:ナノユースOZ−S30K)
〔その他の成分〕
L−7001:オクタメチルシクロテトラシロキサン(東レ・ダウコーニング株式会社製、製品名)
[転写型感光性フィルムの作製]
保護フィルムとして厚さ30μmのポリプロピレンフィルム(王子エフテックス株式会社製、製品名:E−201F)を使用し、上記で作製した第二の樹脂層形成用塗布液(IM−1)を保護フィルム上にダイコーターを用いて均一に塗布し、100℃の熱風滞留式乾燥機で3分間乾燥して溶剤を除去し、厚さ70nm、屈折率1.61の第二の樹脂層を形成した。
支持フィルムとして厚さ16μmのポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ株式会社製、製品名:FB40)を使用し、上記で作製した感光性樹脂層形成用塗布液を支持フィルム上にコンマコーターを用いて均一に塗布し、100℃の熱風対流式乾燥機で3分間乾燥して溶剤を除去し、厚さ8μmの感光性樹脂層を形成した。
次いで、得られた第二の樹脂層を有する保護フィルムと、感光性樹脂層を有する支持フィルムとを、ラミネータ(日立化成株式会社製、製品名:HLM−3000型)を用いて、23℃で貼り合わせて、保護フィルム、第二の樹脂層、感光性樹脂層及び支持フィルムがこの順で積層された転写型感光性フィルムを作製した。
[透湿度の測定]
実施例及び比較例で得られた感光性フィルムの保護フィルムを剥離し、これをろ紙(アドバンテック東洋社製、No.5C、φ90mmの円形、厚み130μm)上に、ロール温度100℃、基材送り速度0.6m/分、圧着圧力(シリンダ圧力)0.5MPaの条件でラミネートした。その後、支持フィルムを剥離した。ろ紙にラミネートされた第二の樹脂層及び感光性樹脂層上に、新たな感光性フィルムを、保護フィルムを剥離してラミネートした。この操作を繰り返すことで、ろ紙上に第二の樹脂層と感光性樹脂層とが交互にそれぞれ5層積層され且つ最表面に支持フィルムが積層された積層体を作製した。この積層体における感光性樹脂層の合計の厚みは40μmである。
上記積層体に対し、平行光線露光機(株式会社オーク製作所製、EXM1201)を使用して支持フィルム面垂直上より露光量0.6J/mで紫外線を照射した。
次いで、上記紫外線を照射した積層体から支持フィルムを剥離して除去し、更に積層体の垂直上より露光量1×10J/mで紫外線を照射した。これにより、ろ紙上に硬化膜が形成された透湿度測定用試料を得た。
次いで、JIS規格(Z0208、カップ法)を参考に、透湿度測定を実施した。測定カップ(φ60mm、深さ15mm、株式会社井元製作所)内に、吸湿材(20gの塩化カルシウム(無水))を入れた。上記透湿度測定用試料から直径70mmの大きさにはさみで切り取った円形試料片を用いて、上記測定カップに蓋をした。恒温恒湿槽内にて60℃、90%RHの条件で24時間放置した。放置前後の測定カップ、吸湿剤及び円形試料片の合計質量の変化から、JIS Z0208による透湿度(g/m・24h)を算出した。結果を表3に示す。
[密着性の評価]
実施例及び比較例で得られた感光性フィルムの保護フィルムをはがしながら、厚さ0.7mmのガラス基材上に、第二の樹脂層が接するようにラミネータ(日立化成株式会社製、製品名:HLM−3000型)を用いて、ロール温度120℃、基材送り速度1m/分、圧着圧力(シリンダ圧力)4×10Pa(厚さが1mm、縦10cm×横10cmの基材を用いたため、このときの線圧は9.8×10N/m)の条件でラミネートして、ガラス基材上に、第二の樹脂層、感光性樹脂層及び支持フィルムが積層された積層体を作製した。
次いで、得られた積層体に、散乱光線露光機(株式会社オーク製作所製、EXP−2805)を使用して、感光性樹脂層側上方より露光量6×10J/m(波長365nmにおける測定値)で紫外線を照射した後、支持フィルムを除去し、さらに感光性樹脂層側上方より露光量1×10J/m(波長365nmにおける測定値)で紫外線を照射した。その後、140℃に加熱した箱型乾燥機(三菱電機株式会社製、型番:NV50−CA)内に30分間静置し、密着性測定試料を得た。
次いで、得られた密着性測定試料にカッターで100マスの碁盤目切れ込みを入れた。その後、スコッチテープ(スリーエムジャパン株式会社製)試料上に貼り、30秒後に剥離した。その際の碁盤目100マス中の剥離割合を調査し、以下の基準で評価した。
A:剥離割合0%以上5%以下
B:剥離割合5%超35%以下
C:剥離割合35%超100%以下
結果を表3に示す。
1…転写型感光性フィルム、10…支持フィルム、20…感光性樹脂層、22…硬化した感光性樹脂層、30…第二の樹脂層、32…硬化した第二の樹脂層、40…保護フィルム、50…透明電極パターン付き基材、50a…透明電極パターン、60…硬化膜、100…積層体、101…透明基材、102…センシング領域、103,104…透明電極、105…引き出し配線、106…接続電極、107…接続端子、123…硬化樹脂パターン(硬化膜)。

Claims (12)

  1. 支持フィルムと、該支持フィルム上に設けられた感光性樹脂層と、を備え、
    前記感光性樹脂層において、−O−、−C−CO−、−OH、−N−CO−及び−COOHから選ばれる親水基の合計の濃度が0.020mol/g以下である、転写型感光性フィルム。
  2. 前記感光性樹脂層が、バインダーポリマーと、光重合性化合物と、光重合開始剤とを含有する、請求項1に記載の転写型感光性フィルム。
  3. 前記光重合性化合物が、トリシクロデカン骨格又はトリシクロデセン骨格を有する化合物を含む、請求項2に記載の転写型感光性フィルム。
  4. 前記光重合開始剤が、オキシムエステル化合物及び/又はホスフィンオキサイド化合物を含有する、請求項2又は3に記載の転写型感光性フィルム。
  5. 前記バインダーポリマーがカルボキシル基を有する、請求項2〜4のいずれか一項に記載の転写型感光性フィルム。
  6. 前記バインダーポリマーが、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸グリシジルエステル、(メタ)アクリル酸ベンジルエステル、スチレン、(メタ)アクリル酸メチルエステル、(メタ)アクリル酸エチルエステル、(メタ)アクリル酸ブチルエステル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルエステル及び(メタ)アクリル酸トリシクロデシルエステルからなる群より選択される少なくとも一種の化合物に由来する構造単位を有するバインダーポリマーである、請求項2〜5のいずれか一項に記載の転写型感光性フィルム。
  7. 前記感光性樹脂層が、エチレン性不飽和結合を含むリン酸エステルを更に含有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の転写型感光性フィルム。
  8. 前記感光性樹脂層上に設けられた、金属酸化物粒子を含有する第二の樹脂層を更に備える、請求項1〜7のいずれか一項に記載の転写型感光性フィルム。
  9. 前記第二の樹脂層が、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウムスズ、酸化インジウム、酸化アルミウム、及び酸化イットリウムからなる群より選択される少なくとも一種の金属酸化物粒子を含む、請求項8に記載の転写型感光性フィルム。
  10. 前記第二の樹脂層の厚さが10〜1000nmである、請求項8又は9に記載の転写型感光性フィルム。
  11. 基材上に、請求項1〜10のいずれか一項に記載の転写型感光性フィルムの前記感光性樹脂層をラミネートする工程と、
    前記基材上の前記感光性樹脂層の所定部分を露光後、前記所定部分以外を除去し、硬化樹脂パターンを形成する工程と、
    を備える硬化樹脂パターンの形成方法。
  12. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の転写型感光性フィルムにおける前記感光性樹脂層の硬化物を含む硬化樹脂パターンを備えるタッチパネル。
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