專利名稱:圖案形成方法及濾色片的制造方法以及濾色片及液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及使利用空間光調(diào)制元件等光調(diào)制機(jī)構(gòu)調(diào)制的光在圖案形成材料上成像,將該圖案形成材料曝光的圖案形成方法;及濾色片的制造方法;以及利用這些方法制造而適于攜帶終端、攜帶游戲機(jī)、筆記本個人電腦、電視監(jiān)視器等液晶顯示裝置(LCD)用、PALC(等離子體尋址液晶)、等離子體顯示器等中的濾色片及使用了該濾色片的液晶顯示裝置。
背景技術(shù):
一般來說,作為通過將感光性組合物曝光、顯影而形成微細(xì)圖案的方法,已知有光刻法。
一直以來,作為進(jìn)行所述光刻法的曝光裝置,正在研究利用如下的激光直接成像系統(tǒng)(以下有時稱作「LDI」)的曝光裝置,即,不使用光掩模,將半導(dǎo)體激光器、氣體激光器等的激光基于配線圖案等數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)直接向感光性組合物上掃描,進(jìn)行圖案處理。
作為利用所述LDI的曝光裝置已知如下的曝光裝置,該曝光裝置包括空間光光調(diào)制機(jī)構(gòu),其利用具有n個接受來自以激光作為光源的光照射機(jī)構(gòu)的光并射出的描畫部(drawing sections)的光調(diào)制機(jī)構(gòu),將來自所述光照射機(jī)構(gòu)的光分別與控制信號對應(yīng)地調(diào)制的;放大成像光學(xué)系統(tǒng),其用于將利用該空間光調(diào)制元件調(diào)制了的光的像放大;微透鏡陣列,其與配置于該放大成像光學(xué)系統(tǒng)的成像面上的空間光調(diào)制元件的各描畫部分別對應(yīng)地以陣列狀具有微透鏡;將穿過了該微透鏡陣列的光在圖案形成材料或屏幕上成像的成像光學(xué)系統(tǒng)(例如參照非專利文獻(xiàn)1及專利文獻(xiàn)1)。
根據(jù)利用所述LDI的曝光裝置,即使將投影于圖案形成材料或屏幕上的像的尺寸放大,由于來自所述空間光調(diào)制元件的各描畫部的光被微透鏡陣列的各微透鏡聚光,所投影的像的象素尺寸(光斑尺寸)被相反地縮減而保持得很小,因此也可以保持很高的像的清晰度。
另外,作為所述空間光調(diào)制元件,已知有作為描畫部將與控制信號對應(yīng)地改變反射面的角度的多個微反射鏡在硅等半導(dǎo)體基板上二維狀態(tài)地排列而成的數(shù)字微反射鏡設(shè)備(DMD)(參照專利文獻(xiàn)2)。
另外,在所述以往的曝光裝置中,提出過如下的曝光裝置(參照專利文獻(xiàn)3),即,在所述微透鏡陣列的后側(cè),還配置具有與該微透鏡陣列的各微透鏡對應(yīng)了的開口(光闌)的開口板,使得只有經(jīng)過了所對應(yīng)的所述微透鏡的光穿過所述開口。
但是,在這些情況下,會有如下的問題,即,使用利用所述微透鏡陣列的各微透鏡聚光了的光在所述圖案形成材料上成像的像發(fā)生變形。該問題特別是在作為空間光調(diào)制元件使用了所述DMD的情況下表現(xiàn)得更為明顯。
由此,尚未提供能夠通過抑制在所述圖案形成材料上成像的像的變形,高精細(xì)地形成保護(hù)膜、絕緣膜、配線圖案、光學(xué)元件等微細(xì)圖案的圖案形成方法,現(xiàn)實(shí)狀況是期望有進(jìn)一步的改良開發(fā)。
另一方面,以往為了縮短使用了300~700nm的紫外光或可見光激光源的曝光裝置的曝光時的曝光時間而提高生產(chǎn)性,作為高感光度的感光性組合物,已知有光自由基聚合類的感光性組合物(參照專利文獻(xiàn)4及5)。
但是,該情況下,因曝光時氧的影響,聚合反應(yīng)被阻礙,有感光性組合物的感光度降低的問題。
另外,以往為了防止曝光時的氧的影響,已知有在利用感光性薄膜的支撐體覆蓋了感光層的狀態(tài)下,將所述感光層曝光,在曝光結(jié)束后將所述支撐體剝離的技術(shù)(參照專利文獻(xiàn)6)。
但是,該情況下,因由所述支撐體造成的光的散射或折射等影響,在成像于感光層上的像中產(chǎn)生模糊像,從而有無法獲得高析像度的問題。
另外,濾色片對于液晶顯示器(以下也有稱作「LCD」、「液晶顯示裝置」的情況)來說不可欠缺的構(gòu)成部件。該液晶顯示器非常緊湊,在性能方面也在迄今為止的CRT顯示器的同等水平以上,正在逐步取代CRT顯示器。
所述液晶顯示器中的彩色像素的形成是穿過了濾色片的光直接被著色為構(gòu)成濾色片的各像素的顏色,這些顏色的光被合成而形成彩色像素。此外,現(xiàn)在是利用RGB三色的像素來形成彩色圖像。
近年來,液晶顯示器(LCD)的大畫面化及高精細(xì)化的技術(shù)開發(fā)不斷發(fā)展,其用途可以從筆記本個人電腦用顯示器擴(kuò)大到桌上型個人電腦用監(jiān)視器以及電視監(jiān)視器(以下也有稱作「TV」的情況)。此種背景下,對于LCD,就會強(qiáng)烈要求成本的降低和顯示特性的提高。
作為該成本降低的方向,并不僅限于材料的成本降低,對于工序的簡化也在進(jìn)行之中,特別是正在研究取消用于曝光的光掩模的做法。
另一方面,作為顯示特性提高的方向,正在研究增加每個英寸的像素數(shù)而實(shí)現(xiàn)高精細(xì)化等。
作為此種濾色片的制造方法,一般來說,已知有通過將感光性組合物曝光、顯影而形成微細(xì)圖案的光刻法。
作為進(jìn)行所述光刻法的曝光裝置,正在研究利用如下的激光直接成像系統(tǒng)(以下有時稱作「LDI」)的曝光裝置,即,不使用光掩模,將半導(dǎo)體激光器、氣體激光器等的激光基于像素圖案等數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)直接向感光性組合物上掃描,進(jìn)行圖案處理。
但是,在使用了利用所述LDI的曝光裝置的曝光中,有如下的問題,即,從曝光頭照射的光束因透鏡系統(tǒng)的原因,與光軸的中心部相比,周邊部的光強(qiáng)度降低;因透鏡的像面彎曲、像散、歪曲等使成像的像變形。另外,因所述曝光頭的安裝位置或安裝角度的偏移等,會有產(chǎn)生由圖案變形造成的曝光量的偏差、析像度的偏差或濃度的不均等問題。
另外,為了不使用光掩模,提高生產(chǎn)性,進(jìn)行同時照射多個光束的操作。根據(jù)該方法,可以利用由多個光束構(gòu)成的光束組來描繪像素。但是,在先描繪的光束組的像素與后描述的光束組的像素的接縫部分,會有產(chǎn)生相對于中心線的凹凸(邊緣粗糙)的問題。另外,出于提高生產(chǎn)性的目的,嘗試過增大束點(diǎn)尺寸的做法,然而會有所述邊緣粗糙的發(fā)生變得更為明顯的問題。
所以,尚未提供通過不使用光掩模地同時照射多個光束,可以實(shí)現(xiàn)特別是相對于中心線的凹凸(邊緣粗糙)的減少,可以高精細(xì)地形成的濾色片的制造方法;及利用該濾色片的制造方法制造的顯示特性優(yōu)良的濾色片;以及使用了該濾色片的液晶顯示裝置,現(xiàn)實(shí)狀況是期待有進(jìn)一步的改良開發(fā)。
專利文獻(xiàn)1特開2004-1244號公報專利文獻(xiàn)2特開2001-305663號公報專利文獻(xiàn)3特表2001-500628號公報專利文獻(xiàn)4美國專利第2850445號說明書專利文獻(xiàn)5特公昭44-20189號公報專利文獻(xiàn)6美國專利第3060026號說明書非專利文獻(xiàn)1石川明人“利用無掩模曝光的開發(fā)縮短和批量生產(chǎn)適用化”,「電子安裝技術(shù)」,株式會社技術(shù)調(diào)查會,Vol.18,No.6,2002年,p.74-79發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種圖案形成方法,通過抑制在圖案形成材料上成像的像的變形,可以高精細(xì)地形成微細(xì)圖案,因能夠使用高感光度的感光性組合物,實(shí)現(xiàn)曝光時間的縮短,而可以提高圖案形成的生產(chǎn)性,并且可以用高析像度在感光性組合物中形成規(guī)定圖案;以及提供一種濾色片,通過不使用光掩模地同時照射多個光束,可以實(shí)現(xiàn)特別是相對于中心線的凹凸(邊緣粗糙)的減少,可以高精細(xì)地形成,成本低,并且顯示特性優(yōu)良,適用于攜帶終端、攜帶游戲機(jī)、筆記本個人電腦、電視監(jiān)視器等液晶顯示裝置(LCD)用、PALC(等離子體尋址液晶)、等離子體顯示器等中;及提供一種使用了該濾色片的液晶顯示裝置。
作為用于解決所述問題的手段,如下所示。即,<1>一種圖案形成方法,其特征是,包括使用至少含有粘合劑、聚合性化合物及光聚合引發(fā)劑的感光性組合物,在基材的表面,至少形成感光層的感光層形成工序;在利用具有n個(其中,n表示2以上的自然數(shù))接受來自光照射機(jī)構(gòu)的光并射出的描畫部的光調(diào)制機(jī)構(gòu),將來自所述光照射機(jī)構(gòu)的光調(diào)制后,利用穿過微透鏡陣列的光,在貧氧氣氛下,將所述感光層曝光的曝光工序,其中所述微透鏡陣列中排列了具有可以修正由所述描畫部的出射面的變形造成的像差的非球面的微透鏡;
將利用該曝光工序曝光了的感光層顯影的顯影工序。
<2>一種圖案形成方法,其特征是,包括使用含有粘合劑、聚合性化合物及光聚合引發(fā)劑的感光性組合物,在基材的表面,至少形成感光層的感光層形成工序;在利用具有n個(其中,n表示2以上的自然數(shù))接受來自光照射機(jī)構(gòu)的光并射出的描畫部的光調(diào)制機(jī)構(gòu),將來自所述光照射機(jī)構(gòu)的光調(diào)制后,利用穿過排列了具有不使來自所述描畫部的周邊部的光射入的透鏡開口形狀的微透鏡的微透鏡陣列的光,在貧氧氣氛下,將所述感光層曝光的曝光工序;將利用該曝光工序曝光了的感光層顯影的顯影工序。
<3>根據(jù)所述<1>到<2>中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,貧氧氣氛的氧濃度在1%以下。
<4>根據(jù)所述<1>到<3>中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,貧氧氣氛為惰性氣體氣氛。
<5>根據(jù)所述<1>到<2>中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,貧氧氣氛是通過在感光層的表面以使該感光層成為所述基材側(cè)的方式形成氧遮斷層來實(shí)現(xiàn)的。
<6>根據(jù)所述<5>所記載的圖案形成方法,其中,氧遮斷層的氧透過率在50cm3/(m2·day·氣壓)以下。
<7>根據(jù)所述<5>到<6>中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,氧遮斷層含有聚乙烯醇及聚乙烯基吡咯烷酮。
<8>根據(jù)所述<5>到<7>中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,氧遮斷層可溶于水溶液中。
<9>根據(jù)所述<2>到<8>中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,微透鏡具有能夠修正由描畫部的出射面的變形造成的像差的非球面。
<10>根據(jù)所述<1>到<9>中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,非球面為復(fù)曲面。
<11>根據(jù)所述<2>到<10>中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,透鏡開口形狀為圓形。
<12>根據(jù)所述<2>到<11>中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,透鏡開口形狀是通過在其透鏡面上設(shè)置遮光部而規(guī)定的。
<13>根據(jù)所述<1>到<12>中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,光調(diào)制機(jī)構(gòu)可以從n個描畫部中與圖案信息對應(yīng)地控制連續(xù)地配置的任意的小于n個的所述描畫部。
<14>根據(jù)所述<1>到<13>中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,光調(diào)制機(jī)構(gòu)為空間光調(diào)制元件。
<15>根據(jù)所述<14>所記載的圖案形成方法,其中,空間光調(diào)制元件為數(shù)字微反射鏡設(shè)備(DMD)。
<16>根據(jù)所述<1>到<15>中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,曝光是穿過光闌(aperture)陣列而進(jìn)行的。
<17>根據(jù)所述<1>到<16>中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,曝光是在相對地移動曝光光和感光層的同時進(jìn)行的。
<18>根據(jù)所述<1>到<17>中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,光照射機(jī)構(gòu)可以將兩條以上的光合成而照射。
<19>根據(jù)所述<1>到<18>中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,光照射機(jī)構(gòu)具備多個激光器、多模光纖、將從該多個激光器中分別照射的激光束聚光而與所述多模光纖耦合的耦合光學(xué)系統(tǒng)。
<20>根據(jù)所述<19>所記載的圖案形成方法,其中,激光的波長為395~415nm。
<21>根據(jù)所述<1>到<20>中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,感光層是通過在基材的表面涂布感光性組合物,并進(jìn)行干燥而形成的。
<22>根據(jù)所述<1>到<21>中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,感光層是通過將在支撐體上層疊感光性組合物而成的感光性薄膜以使該感光層與基材接觸的方式層疊于該基材上而形成的。
<23>根據(jù)所述<22>所記載的圖案形成方法,其中,將在支撐體上層疊感光性組合物而成的感光性薄膜以使該感光層與基材接觸的方式層疊于該基材上,然后,將支撐體剝離。
<24>根據(jù)所述<1>到<23>中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,在顯影工序后,對感光層進(jìn)行硬化處理。
<25>根據(jù)所述<24>所記載的圖案形成方法,其中,硬化處理為全面曝光處理及在120~200℃下進(jìn)行的全面加熱處理的至少某個處理。
<26>根據(jù)所述<1>到<25>中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,在進(jìn)行了顯影后,進(jìn)行永久圖案的形成。
<27>根據(jù)所述<26>所記載的圖案形成方法,其中,永久圖案的形成是保護(hù)膜及層間絕緣膜的至少某個膜的形成。
<28>根據(jù)所述<26>所記載的圖案形成方法,其中,永久圖案的形成是配線圖案的形成。
<29>一種濾色片的制造方法,其特征是,包括使用至少含有粘合劑、聚合性化合物、著色劑及光聚合引發(fā)劑的感光性組合物,在基材的表面,至少形成感光層的感光層形成工序;用利用具有n個(其中,n表示2以上的自然數(shù))接受來自光照射機(jī)構(gòu)的光并射出的描畫部的光調(diào)制機(jī)構(gòu),將來自所述光照射機(jī)構(gòu)的光調(diào)制了的光,在貧氧氣氛下,將所述感光層曝光的曝光工序;將利用該曝光工序曝光了的感光層顯影的顯影工序。
<30>根據(jù)所述<29>所記載的濾色片的制造方法,其中,貧氧氣氛的氧濃度在1%以下。
<31>根據(jù)所述<29>到<30>中任意一項(xiàng)所記載的濾色片的制造方法,其中,貧氧氣氛為惰性氣體氣氛。
<32>根據(jù)所述<29>所記載的濾色片的制造方法,其中,貧氧氣氛是通過在感光層的表面以使該感光層成為所述基材側(cè)的方式形成氧遮斷層來實(shí)現(xiàn)的。
<33>根據(jù)所述<32>所記載的濾色片的制造方法,其中,氧遮斷層的氧透過率在50cm3/(m2·day·氣壓)以下。
<34>根據(jù)所述<32>到<33>中任意一項(xiàng)所記載的濾色片的制造方法,其中,氧遮斷層含有聚乙烯醇及聚乙烯基吡咯烷酮。
<35>根據(jù)所述<32>到<34>中任意一項(xiàng)所記載的濾色片的制造方法,其中,氧遮斷層可溶于水溶液中。
<36>根據(jù)所述<29>到<35>中任意一項(xiàng)所記載的濾色片的制造方法,其中,感光層的厚度為0.4~10μm。
<37>根據(jù)所述<29>到<36>中任意一項(xiàng)所記載的濾色片的制造方法,其中,感光性組合物至少被著色為黑色(K)。
<38>根據(jù)所述<29>到<37>中任意一項(xiàng)所記載的濾色片的制造方法,其中,使用至少被著色為紅色(R)、綠色(G)及藍(lán)色(B)的三原色的感光性組合物,在基材的表面,以規(guī)定的配置,對R、G及B各色,依次反復(fù)進(jìn)行感光層形成工序、曝光工序及顯影工序而形成濾色片。
<39>根據(jù)所述<38>所記載的濾色片的制造方法,其中,在紅色(R)著色中至少使用顏料C.I.顏料紅254,在綠色(G)著色中使用顏料C.I.顏料綠36及顏料C.I.顏料黃139的至少某種顏料,以及在藍(lán)色(B)著色中至少使用顏料C.I.顏料藍(lán)15:6。
<40>根據(jù)所述<38>所記載的濾色片的制造方法,其中,在紅色(R)著色中使用顏料C.I.顏料紅254及顏料C.I.顏料紅177的至少某種顏料,在綠色(G)著色中使用顏料C.I.顏料綠36及顏料C.I.顏料黃150的至少某種顏料,以及在藍(lán)色(B)著色中使用顏料C.I.顏料藍(lán)15:6及顏料C.I.顏料紫23的至少某種顏料。
<41>一種濾色片,其特征是,利用所述<29>到<40>中任意一項(xiàng)所記載的濾色片的制造方法制造。
<42>一種液晶顯示裝置,其特征是,使用了所述<41>中所記載的濾色片。
本發(fā)明的圖案形成方法至少包括感光層形成工序、曝光工序、顯影工序。所述感光層形成工序是使用含有粘合劑、聚合性化合物及光聚合引發(fā)劑的感光性組合物在基材的表面至少形成感光層的工序。所述曝光工序是在利用具有n個(其中,n表示2以上的自然數(shù))接受來自光照射機(jī)構(gòu)的光并射出的描畫部的光調(diào)制機(jī)構(gòu),將來自所述光照射機(jī)構(gòu)的光調(diào)制后,利用穿過排列了具有可以修正由所述描畫部的出射面的變形造成的像差的非球面的微透鏡的微透鏡陣列的光,在貧氧氣氛下,將所述感光層曝光的工序。所述顯影工序是將利用曝光工序曝光了的感光層顯影的工序。其結(jié)果是,通過抑制成像于圖案形成材料上的像的變形,就可以高精細(xì)地形成微細(xì)圖案,因可以使用高感光度的感光性組合物,實(shí)現(xiàn)曝光時間的縮短,從而可以提高圖案形成的生產(chǎn)性,并且可以用高析像度在感光性組合物中形成規(guī)定圖案。
本發(fā)明的濾色片的制造方法至少包括感光層形成工序、曝光工序和顯影工序。所述感光層形成工序是使用至少含有粘合劑、聚合性化合物、著色劑及光聚合引發(fā)劑的感光性組合物,在基材的表面上,至少形成感光層的工序。所述曝光工序是用利用具有n個(其中,n表示2以上的自然數(shù))接受來自光照射機(jī)構(gòu)的光并射出的描畫部的光調(diào)制機(jī)構(gòu),將來自所述光照射機(jī)構(gòu)的光調(diào)制了的光,在貧氧氣氛下,將所述感光層曝光的工序。所述顯影工序是將利用曝光工序曝光了的感光層顯影的工序。其結(jié)果是,通過不使用光掩模地同時照射多個光束,就可以實(shí)現(xiàn)特別是相對于中心線的凹凸(邊緣粗糙)的減少,可以高精細(xì)地形成,可以獲得低成本并且顯示特性優(yōu)良的、適用于攜帶終端、攜帶游戲機(jī)、筆記本個人電腦、電視監(jiān)視器等液晶顯示裝置(LCD)用、PALC(等離子體尋址液晶)、等離子體顯示器等中的濾色片。
根據(jù)本發(fā)明,可以解決以往的問題,可以提供通過抑制成像于圖案形成材料上的像的變形,可以高精細(xì)地形成微細(xì)圖案,能夠使用高感光度的感光性組合物,實(shí)現(xiàn)曝光時間的縮短,從而可以提高圖案形成的生產(chǎn)性,并且可以用高析像度在感光性組合物中形成規(guī)定圖案的圖案形成方法;及通過不使用光掩模地同時照射多個光束,可以實(shí)現(xiàn)特別是相對于中心線的凹凸(邊緣粗糙)的減少,可以高精細(xì)地形成的濾色片的制造方法;低成本并且顯示特性優(yōu)良的、可以適用于攜帶終端、攜帶游戲機(jī)、筆記本個人電腦、電視監(jiān)視器等液晶顯示裝置(LCD)用、PALC(等離子體尋址液晶)、等離子體顯示器等中的濾色片;及使用了該濾色片的液晶顯示裝置。
圖1是表示數(shù)字微反射鏡設(shè)備(DMD)的構(gòu)成的局部放大圖的一個例子。
圖2A是用于說明DMD的動作的說明圖的一個例子。
圖2B是用于說明與圖2A相同的DMD的動作的說明圖的一個例子。
圖3A是在將DMD不傾斜配置的情況下和傾斜配置的情況下,比較曝光光束的配置及掃描線而表示的俯視圖的一個例子。
圖3B是在將與圖3A相同的DMD不傾斜配置的情況下和傾斜配置的情況下,比較曝光光束的配置及掃描線而表示的俯視圖的一個例子。
圖4A是表示DMD的使用區(qū)域的例子的圖的一個例子。
圖4B是表示與圖4A相同的DMD的使用區(qū)域的例子的圖的一個例子。
圖5是用于說明利用掃描儀的一次掃描將圖案形成材料曝光的曝光方式的俯視圖的一個例子。
圖6A是用于說明利用掃描儀的多次掃描將圖案形成材料曝光的曝光方式的俯視圖的一個例子。
圖6B是用于說明利用與圖6A相同的掃描儀的多次掃描將圖案形成材料曝光的曝光方式的俯視圖的一個例子。
圖7是表示圖案形成裝置的一個例子的外觀的概略立體圖的一個例子。
圖8是表示圖案形成裝置的掃描儀的構(gòu)成的概略立體圖的一個例子。
圖9A是表示由圖案形成材料形成的曝光完區(qū)域的俯視圖的一個例子。
圖9B是表示各曝光頭的曝光區(qū)的排列的圖的一個例子。
圖10是表示包括光調(diào)制機(jī)構(gòu)的曝光頭的概略構(gòu)成的立體圖的一個例子。
圖11是表示圖10所示的曝光頭的構(gòu)成的沿著光軸的副掃描方向的剖面圖的一個例子。
圖12是基于圖案信息進(jìn)行DMD的控制的控制器的一個例子。
圖13A是表示耦合光學(xué)系統(tǒng)的不同的其他的曝光頭的構(gòu)成的沿著光軸的剖面圖的一個例子。
圖13B是表示在不使用微透鏡陣列等的情況下投影于被曝光面上的光像的俯視圖的一個例子。
圖13C是表示在使用了微透鏡陣列等的情況下投影于被曝光面上的光像的俯視圖的一個例子。
圖14是將構(gòu)成DMD的微反射鏡的反射面的變形用等高線表示的圖的一個例子。
圖15A是將所述微反射鏡的反射面的變形沿該反射鏡的兩條對角線方向表示的圖的一個例子。
圖15B是將與圖15A相同的所述微反射鏡的反射面的變形沿該反射鏡的兩條對角線方向表示的圖的一個例子。
圖16A是圖案形成裝置中所用的微透鏡陣列的主視圖的一個例子。
圖16B是圖案形成裝置中所用的微透鏡陣列的側(cè)視圖的一個例子。
圖17A是構(gòu)成微透鏡陣列的微透鏡的主視圖的一個例子。
圖17B是構(gòu)成微透鏡陣列的微透鏡的側(cè)視圖的一個例子。
圖18A是將微透鏡的聚光狀態(tài)在一個剖面內(nèi)表示的概略圖的一個例子。
圖18B是將微透鏡的聚光狀態(tài)在一個剖面內(nèi)表示的概略圖的一個例子。
圖19A是表示模擬了本發(fā)明的微透鏡的聚光位置附近的光束直徑的結(jié)果的圖的一個例子。
圖19B是針對別的位置表示與圖19A相同的模擬結(jié)果的圖的一個例子。
圖19C是針對別的位置表示與圖19A相同的模擬結(jié)果的圖的一個例子。
圖19D是針對別的位置表示與圖19A相同的模擬結(jié)果的圖的一個例子。
圖20A是表示在以往的圖案形成方法中,模擬了微透鏡的聚光位置附近的光束直徑的結(jié)果的圖的一個例子。
圖20B是針對別的位置表示與圖20A相同的模擬結(jié)果的圖的一個例子。
圖20C是針對別的位置表示與圖20A相同的模擬結(jié)果的圖的一個例子。
圖20D是針對別的位置表示與圖20A相同的模擬結(jié)果的圖的一個例子。
圖21是表示合波激光源的其他的構(gòu)成的俯視圖的一個例子。
圖22A是構(gòu)成微透鏡陣列的微透鏡的主視圖的一個例子。
圖22B是構(gòu)成微透鏡陣列的微透鏡的側(cè)視圖的一個例子。
圖23A是將圖22A及B的微透鏡的聚光狀態(tài)在一個剖面內(nèi)表示的概略圖的一個例子。
圖23B是在與圖23A的一個例子不同的剖面內(nèi)表示的概略圖的一個例子。
圖24A是針對光量分布修正光學(xué)系統(tǒng)的修正的概念的說明圖的一個例子。
圖24B是針對光量分布修正光學(xué)系統(tǒng)的修正的概念的說明圖的一個例子。
圖24C是針對光量分布修正光學(xué)系統(tǒng)的修正的概念的說明圖的一個例子。
圖25是表示光照射機(jī)構(gòu)為高斯分布并且未進(jìn)行光量分布的修正的情況下的光量分布的圖的一個例子。
圖26是表示由光量分布修正光學(xué)系統(tǒng)修正后的光量分布的圖的一個例子。
圖27A(A)是表示光纖陣列光源的構(gòu)成的立體圖,圖27A(B)是(A)的局部放大圖的一個例子,圖27A(C)及(D)是表示激光器出射部的發(fā)光點(diǎn)的排列的俯視圖的一個例子。
圖27B是表示光纖陣列光源的激光器出射部的發(fā)光點(diǎn)的排列的主視圖的一個例子。
圖28是表示多模光纖的構(gòu)成的圖的一個例子。
圖29是表示合波激光源的構(gòu)成的俯視圖的一個例子。
圖30是表示激光器模塊的構(gòu)成的俯視圖的一個例子。
圖31是表示圖30所示的激光器模塊的構(gòu)成的側(cè)視圖的一個例子。
圖32是表示圖30所示的激光器模塊的構(gòu)成的局部側(cè)視圖。
圖33是表示激光器陣列的構(gòu)成的立體圖的一個例子。
圖34A是表示多腔激光器的構(gòu)成的立體圖的一個例子。
圖34B是將圖34A所示的多腔激光器以陣列狀排列了的多腔激光器陣列的立體圖的一個例子。
圖35是表示合波激光源的其他的構(gòu)成的俯視圖的一個例子。
圖36A是表示合波激光源的其他的構(gòu)成的俯視圖的一個例子。
圖36B是沿著圖36A的光軸的剖面圖的一個例子。
圖37A是表示以往的曝光裝置的焦點(diǎn)深度和本發(fā)明的圖案形成方法(圖案形成裝置)的焦點(diǎn)深度的差異的沿著光軸的剖面圖的一個例子。
圖37B是表示以往的曝光裝置的焦點(diǎn)深度和本發(fā)明的圖案形成方法(圖案形成裝置)的焦點(diǎn)深度的不同的沿著光軸的剖面圖的一個例子。
圖38A是表示構(gòu)成微陣列的微透鏡的其他的例子的前視圖。
圖38B是表示構(gòu)成微陣列的微透鏡的其他的例子的側(cè)視圖。
圖39A是表示構(gòu)成微陣列的微透鏡的主視圖的一個例子。
圖39B是表示構(gòu)成微陣列的微透鏡的側(cè)視圖的一個例子。
圖40是表示球面透鏡形狀例的圖。
圖41是表示其他的透鏡面形狀例的圖。
圖42是表示微透鏡陣列的其他的例子的立體圖。
圖43是表示微透鏡陣列的其他的例子的俯視圖。
圖44是表示微透鏡陣列的其他的例子的俯視圖。
圖45A都是表示微透鏡陣列的其他的例子的縱剖面圖。
圖45B都是表示微透鏡陣列的其他的例子的縱剖面圖。
圖45C都是表示微透鏡陣列的其他的例子的縱剖面圖。
具體實(shí)施例方式
(圖案形成方法)本發(fā)明的圖案形成方法至少包括感光層形成工序、曝光工序、顯影工序,另外,還包括適當(dāng)?shù)剡x擇的其他的工序。
作為本發(fā)明的圖案形成方法,只要是至少包括所述工序,形成規(guī)定的圖案的圖案形成方法,其用途等就沒有特別限定,可以適當(dāng)?shù)剡x擇,然而最好在顯影工序后進(jìn)行永久圖案的形成。
作為進(jìn)行所述永久圖案的形成的圖案形成方法的具體例,雖然沒有特別限制,然而例如作為第一方式的圖案形成方法,可以舉出如下的方法,即,包括通過在基材的表面至少形成感光層,而將基材的表面用作為光致成像阻焊層(photo solder resist)的感光層覆蓋的感光層形成工序;將所述感光層曝光的曝光工序;及將該感光層顯影的顯影工序,在基板上以規(guī)定的圖案殘留所述感光層,在該基板上形成規(guī)定的圖案。
作為第二方式的圖案形成方法,可以舉出如下的方法,即,包括通過在基材的表面至少形成感光層,而將基材的表面用在配線圖案的圖案處理時作為掩模圖案使用的作為電路形成用光刻膠層的感光層覆蓋的感光層形成工序;將所述感光層曝光的曝光工序;將該感光層制成掩模圖案而在蝕刻了基板后除去,在基板上形成配線圖案。
作為本發(fā)明的圖案形成方法,成為形成于所述阻焊劑及基板上的所述配線圖案、由所述著色抗蝕層形成的所述濾色片的像素等的圖案。
作為本發(fā)明的圖案形成方法,優(yōu)選在顯影工序后形成的永久圖案形成保護(hù)膜及層間絕緣膜的至少某種膜的方法。
感光層形成工序是使用含有粘合劑、聚合性化合物及光聚合引發(fā)劑的感光性組合物,在基材的表面至少形成感光層,另外還形成適當(dāng)?shù)剡x擇的其他的層的工序。
作為形成所述感光層及其他的層的方法,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如,可以舉出利用涂布來形成的方法;通過對薄片狀的各層進(jìn)行加壓及加熱的至少某種處理,利用層壓來形成的方法;它們的并用方法等。
作為所述感光層形成工序,優(yōu)選舉出以下所示的第一方式的感光層形成工序及第二方式的感光層形成工序。
作為第一方式的感光層形成工序,可以舉出如下的工序,即,通過將所述感光性組合物在基材的表面上涂布、干燥,而在基材的表面至少形成感光層,另外還形成適當(dāng)?shù)剡x擇的其他的層。
作為第二方式的感光層形成工序,可以舉出如下的工序,即,通過將以薄膜狀將所述感光性組合物成形了的感光性薄膜(有時稱作「干式薄膜抗蝕劑」)在加熱及加壓的至少某種處理下層疊于基材的表面,而在基材的表面至少形成感光層,另外還形成適當(dāng)?shù)剡x擇的其他的層。
在第一方式的感光層形成工序中,作為所述涂布及干燥的方法,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出如下的方法,即,將所述感光性組合物在水或溶劑中溶解、乳化或分散而調(diào)制感光性組合物溶液,通過將該溶液直接涂布在所述基材的表面并干燥而層疊。
作為所述感光性組合物溶液的溶劑,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇。
作為所述涂布的方法,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出使用旋轉(zhuǎn)涂覆機(jī)、狹縫旋轉(zhuǎn)涂覆機(jī)、輥涂機(jī)、模具涂覆機(jī)、幕簾式涂覆機(jī)等,在所述基材上直接涂布的方法。
作為所述干燥的條件,雖然根據(jù)各成分、溶劑的種類、使用比例等而不同,然而通常為在60~110℃的溫度下進(jìn)行30秒~15分鐘左右。
作為所述感光層的厚度,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而例如作為設(shè)為所述光致成像阻焊層的感光層的厚度,優(yōu)選1~150μm,更優(yōu)選5~100μm,特別優(yōu)選10~80μm。另外,作為設(shè)為電路形成用光刻膠層的感光層的厚度,優(yōu)選0.5~100μm,更優(yōu)選1~50μm,特別優(yōu)選2~10μm。
作為在第一方式的感光層形成工序中形成的其他的層,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出緩沖層、氧遮斷層、剝離層、粘接層、光吸收層、表面保護(hù)層等。
作為所述其他的層的形成方法,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出涂布于所述感光層上的方法、層疊制成了薄片狀的其他的層的方法等。
在所述第二方式的感光層形成工序中,作為在基材的表面形成感光層以及根據(jù)需要適當(dāng)?shù)剡x擇的其他的層的方法,可以舉出如下的方法,即,在進(jìn)行加熱及加壓的至少某種的同時,層疊具有在所述基材的表面層疊支撐體、和在該支撐體上層疊感光性組合物而成的感光層、以及根據(jù)需要適當(dāng)?shù)剡x擇的其他的層的感光性薄膜,優(yōu)選舉出如下的方法,即,將在支撐體上層疊感光性組合物而成的感光性薄膜以使該感光性組合物成為基材的表面?zhèn)鹊姆绞綄盈B,然后,將支撐體從感光性組合物上剝離。
通過將所述支撐體剝離,就可以防止因支撐體造成的光的散射或折射等影響,在成像于感光性組合物層上的像中產(chǎn)生模糊像的情況,能夠以高析像度獲得規(guī)定圖案。
而且,在所述感光性薄膜具有后述的保護(hù)膜的情況下,最好將該保護(hù)膜剝離,在所述基材上重疊所述感光層地層疊。
作為所述加熱溫度,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如優(yōu)選70~130℃,更優(yōu)選80~110℃。
作為所述加壓的壓力,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而例如優(yōu)選0.01~1.0MPa,更優(yōu)選0.05~1.0MPa。
作為進(jìn)行所述加熱及加壓的至少某種的裝置,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以優(yōu)選舉出熱壓機(jī)、熱輥層壓機(jī)(例如大成層壓機(jī)株式會社制,VP-II,(株)日立工業(yè)制,LamicII型)、真空層壓機(jī)(例如名機(jī)制作所制,MVLP500)等。
作為所述支撐體,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,優(yōu)選可以將所述感光層剝離,并且光的透過性良好的,另外更優(yōu)選表面的平滑性良好的。
作為所述支撐體的厚度,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如優(yōu)選4~300μm,更優(yōu)選5~175μm,特別優(yōu)選10~100μm。
作為所述支撐體的形狀,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而優(yōu)選長尺寸形。作為所述長尺寸形狀的支撐體的長度,沒有特別限制,例如可以舉出10m~20000m的長度的尺寸。
所述支撐體優(yōu)選合成樹脂制并且透明的材料,例如可以舉出聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對萘二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚乙烯、三醋酸纖維素、二醋酸纖維素、聚(甲基)丙烯酸烷基酯、聚(甲基)丙烯酸酯共聚物、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚苯乙烯、塞璐吩、聚偏氯乙烯共聚物、聚酰胺、聚亞酰胺、氯乙烯及醋酸乙烯共聚物、聚四氟乙烯、聚三氟乙烯、纖維素類薄膜、尼龍類薄膜等各種塑料薄膜,它們當(dāng)中,特別優(yōu)選聚對苯二甲酸乙二醇酯。它們既可以單獨(dú)使用一種,也可以并用兩種以上。
而且,作為所述支撐體,例如也可以使用特開平4-208940號公報、特開平5-80503號公報、特開平5-173320號公報、特開平5-72724號公報等中所記載的支撐體。
所述感光性薄膜的感光層的形成可以利用與向所述基材上的所述感光性組合物溶液的涂布及干燥(所述第一方式的感光層形成方法)相同的方法來進(jìn)行,例如可以使用旋轉(zhuǎn)涂覆機(jī)、狹縫旋轉(zhuǎn)涂覆機(jī)、輥涂機(jī)、模具涂覆機(jī)、幕簾式涂覆機(jī)等涂布該感光性組合物溶液的方法。
所述保護(hù)薄膜防止所述感光層的污染或損傷,是具有保護(hù)的功能的薄膜。
作為所述保護(hù)薄膜的厚度,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如優(yōu)選5~100μm,更優(yōu)選8~50μm,特別優(yōu)選10~40μm。
作為所述保護(hù)薄膜的在所述感光性薄膜中設(shè)置的部位,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而通常來說,設(shè)于所述感光層上。
當(dāng)使用所述保護(hù)薄膜時,作為所述感光層及所述支撐體的粘接力A與所述感光層及保護(hù)薄膜的粘接力B的關(guān)系,優(yōu)選粘接力A>粘接力B。
作為所述支撐體與所述保護(hù)薄膜的靜摩擦系數(shù),優(yōu)選0.3~1.4,更優(yōu)選0.5~1.2。
當(dāng)所述靜摩擦系數(shù)小于0.3時,則由于過滑,因此在制成了卷筒狀時會有產(chǎn)生卷繞錯移的情況,當(dāng)超過1.4時,會有難以卷繞成良好的卷筒狀的情況。
作為所述保護(hù)薄膜,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出在所述支撐體中所用的材料;硅紙;層壓了聚乙烯、聚丙烯的紙;聚烯烴或聚四氟乙烯薄片等,它們當(dāng)中,作為特別優(yōu)選的材料,可以舉出聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜等。
作為所述支撐體與保護(hù)薄膜的組合(支撐體/保護(hù)薄膜),例如可以舉出聚對苯二甲酸乙二醇酯/聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯/聚乙烯、聚氯乙烯/塞璐吩、聚酰亞胺/聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯/聚對苯二甲酸乙二醇酯等。
作為所述保護(hù)薄膜,為了滿足所述的粘接力的關(guān)系,最好為調(diào)整所述保護(hù)薄膜與所述感光層的粘接性而進(jìn)行表面處理。
作為所述支撐體的表面處理方法,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出底層的涂設(shè)、電暈放電處理、火焰處理、紫外線照射處理、高頻照射處理、輝光放電照射處理、活性等離子體照射處理、激光射線照射處理等。
作為所述底層的涂設(shè)方法的具體例,例如在所述保護(hù)薄膜的表面,形成由聚有機(jī)硅氧烷、氟化聚烯烴、聚氟乙烯、聚乙烯醇等聚合物制成的底層。該底層的形成可以舉出如下的方法,即,在將所述聚合物的涂布液涂布于所述保護(hù)薄膜的表面后,在30~150℃(特別優(yōu)選50~120℃)下干燥1~30分鐘而形成。
作為所述的其他的層,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出緩沖層、剝離層、粘接層、光吸收層、表面保護(hù)層等。
所述緩沖層是在常溫下沒有粘性,而在真空及加熱的至少某個條件下層疊的情況下軟化并流動的層。
作為所述感光性薄膜的構(gòu)造,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出如下的形態(tài),即,在所述支撐體上依次具有所述感光層、所述保護(hù)膜薄膜的形態(tài);在所述支撐體上依次具有所述緩沖層、所述感光層、所述保護(hù)薄膜的形態(tài)等。而且,所述感光層既可以是單層,也可以是多層。
所述感光性薄膜例如最好卷繞在圓筒狀的卷芯上,以長尺寸形狀卷繞成卷筒狀而保管。作為所述長尺寸形狀的感光性薄膜的長度,沒有特別限制,例如可以從10m~20,000m的范圍中適當(dāng)?shù)剡x擇。另外,也可以進(jìn)行縱切(slit)加工,使得使用者容易使用,將100m~1,000m的范圍的長尺寸體制成卷筒狀。而且,該情況下,最好卷繞為使所述支撐體處于最外側(cè)。另外,也可以將所述卷筒狀的感光性薄膜縱切加工為薄片狀。從保管時對端面的保護(hù)、防止熔邊的觀點(diǎn)考慮,最好在端面設(shè)置隔膜(特別是具有防濕性的隔膜、加入干燥劑的隔膜),另外包裝也優(yōu)選使用透濕性低的材料。
所述感光性薄膜可以作為印刷配線板、濾色片或柱材、棱材、襯墊物、隔壁等顯示器用構(gòu)件、全息、微型機(jī)械、防護(hù)材料(proof)等的圖案形成用而廣泛地使用,可以適用于本發(fā)明的圖案形成方法中。
特別是,所述感光性薄膜由于該薄膜的厚度均一,因此在永久圖案的形成之際,可以更為精細(xì)地進(jìn)行向所述基材上的層疊。
而且,作為對具有利用所述第二方式的感光層形成方法形成的感光層的疊層體的曝光方法,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如,對于由在支撐體上夾隔緩沖層而存在的感光層構(gòu)成的薄膜的情況,在將所述支撐體及緩沖層剝離后,夾隔所述氧遮斷層將所述感光層曝光。
<感光層>
作為利用所述感光層形成工序形成的感光層,使用如下的感光性組合物,即,至少含有粘合劑、聚合性化合物及光聚合引發(fā)劑,另外還含有根據(jù)需要適當(dāng)?shù)剡x擇的其他成分。
作為利用所述感光層形成工序形成的感光層,可以優(yōu)選舉出所述第一方式的圖案形成方法中的構(gòu)成光致成像阻焊層的感光層、第二方式的圖案形成方法的構(gòu)成電路形成用光刻膠層的感光層等。
-構(gòu)成光致成像阻焊層的感光層-作為形成構(gòu)成所述光致成像阻焊層的感光層的感光性組合物,沒有特別限制,可以從公知的感光性組合物中適當(dāng)?shù)剡x擇,例如優(yōu)選至少含有粘合劑、聚合性化合物、光聚合性引發(fā)劑、熱交聯(lián)劑,另外根據(jù)需要還含有著色顏料、填充顏料、熱聚合抑制劑、表面活性劑等其他的成分。
<<粘合劑>>
作為所述第一方式的感光層中所含的所述粘合劑,例如優(yōu)選對堿性水溶液為溶脹性的材料,更優(yōu)選對堿性水溶液為可溶性的材料。
作為對堿性水溶液顯示溶脹性或溶解性的粘合劑,例如可以優(yōu)選舉出具有酸性基的材料。
作為所述酸性基,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出羧基、磺酸基、磷酸基等,在它們當(dāng)中更優(yōu)選羧基。
作為具有羧基的粘合劑,例如可以舉出具有羧基的乙烯基共聚物、聚氨酯樹脂、聚酰胺樹脂、改性環(huán)氧樹脂等,在它們當(dāng)中,從向涂布溶劑中的溶解性、向堿性顯影液中的溶解性、合成適應(yīng)性、膜物性的調(diào)制的容易度等觀點(diǎn)考慮,更優(yōu)選具有羧基的乙烯基共聚物。
所述具有羧基的乙烯基共聚物至少可以利用(1)具有羧基的乙烯基單體及(2)能夠與它們共聚的單體的共聚來獲得。
作為所述具有羧基的乙烯基單體,例如可以舉出(甲基)丙烯酸、乙烯基安息香酸、馬來酸、馬來酸單烷基酯、富馬酸、衣康酸、巴豆酸、肉桂酸、丙烯酸二聚體、具有羥基的單體(例如2-羥基乙基(甲基)丙烯酸酯等)與環(huán)狀酐(例如馬來酸酐或鄰苯二酸酐、環(huán)己烷二羧酸酐)的加成反應(yīng)物、ω-羧基-聚己內(nèi)酯單(甲基)丙烯酸酯等。它們當(dāng)中,從共聚性或成本、溶解性等觀點(diǎn)考慮,特別優(yōu)選(甲基)丙烯酸。
另外,作為羧基的前驅(qū)體也可以使用具有馬來酸酐、衣康酸酐、檸康酸酐等酐的單體。
作為所述其他的能夠共聚的單體,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而例如可以舉出(甲基)丙烯酸酯類、巴豆酸酯類、乙烯基酯類、馬來酸二酯類、富馬酸二酯類、衣康酸二酯類、(甲基)丙烯酰胺類、乙烯基醚類、乙烯基醇的酯類、苯乙烯類、(甲基)丙烯腈、乙烯基取代的多元環(huán)基(例如乙烯基嘧啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咔唑等)、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基咪唑、乙烯基己內(nèi)酯、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、磷酸單(2-丙烯酰氧基乙基酯)、磷酸單(1-甲基-2-丙烯酰氧基乙基酯)、具有官能基(例如氨基甲酸酯基、脲基、磺胺基、酚基、酰亞胺基)的乙烯基單體等。
作為所述(甲基)丙烯酸酯類,例如可以舉出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸叔丁基環(huán)己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸叔辛酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸乙酸基乙基酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧乙酯、(甲基)丙烯酸2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯、(甲基)丙烯酸3-苯氧基-2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸芐酯、二甘醇單甲醚(甲基)丙烯酸酯、二甘醇單乙醚(甲基)丙烯酸酯、二甘醇單苯基醚(甲基)丙烯酸酯、三甘醇單甲醚(甲基)丙烯酸酯、三甘醇單乙醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇單甲醚(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇單乙醚(甲基)丙烯酸酯、β-苯氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、壬基苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、二環(huán)戊烷基(甲基)丙烯酸酯、二環(huán)戊烯基(甲基)丙烯酸酯、二環(huán)戊烯基氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、三氟乙基(甲基)丙烯酸酯、八氟戊基(甲基)丙烯酸酯、全氟辛基乙基(甲基)丙烯酸酯、三溴苯基(甲基)丙烯酸酯、三溴苯基氧基乙基(甲基)丙烯酸酯等。
作為所述巴豆酸酯類,例如可以舉出巴豆酸丁酯、巴豆酸己酯等。
作為所述乙烯基酯類,例如可以舉出乙烯基乙酸酯、乙烯基丙酸酯、乙烯基丁酸酯、乙烯基甲氧基乙酸酯、安息香酸乙烯酯等。
作為所述馬來酸二酯類,例如可以舉出馬來酸二甲酯、馬來酸二乙酯、馬來酸二丁酯等。
作為所述富馬酸二酯類,例如可以舉出富馬酸二甲酯、富馬酸二乙酯、富馬酸二丁酯等。
作為所述衣康酸二酯類,例如可以舉出衣康酸二甲酯、衣康酸二乙酯、衣康酸二丁酯等。
作為所述(甲基)丙烯酰胺類,例如可以舉出(甲基)丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-丙基(甲基)丙烯酰胺、N-異丙基(甲基)丙烯酰胺、N-正丁基(甲基)丙烯酰胺、N-叔丁基(甲基)丙烯酰胺、N-環(huán)己基(甲基)丙烯酰胺、N-(2-甲氧基乙基)(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、N-苯基(甲基)丙烯酰胺、N-芐基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯?;鶈徇⒍0返?。
作為所述苯乙烯類,例如可以舉出苯乙烯、甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、異丙基苯乙烯、丁基苯乙烯、羥基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、丁氧基苯乙烯、乙酸基苯乙烯、氯代苯乙烯、二氯代苯乙烯、溴代苯乙烯、氯甲基苯乙烯、由可以利用酸性物質(zhì)脫除保護(hù)的基團(tuán)(例如t-Boc等)保護(hù)的羥基苯乙烯、乙烯基安息香酸甲酯、α-甲基苯乙烯等。
作為所述乙烯基醚類,例如可以舉出甲基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、己基乙烯基醚、甲氧基乙基乙烯基醚等。
作為具有所述官能基的乙烯基單體的合成方法,例如可以舉出異氰酸酯基與羥基或氨基的加成反應(yīng)的合成方法,具體來說,可以舉出具有異氰酸酯基的單體與含有一個羥基的化合物或具有一個一級或二級氨基的化合物的加成反應(yīng);具有羥基的單體或具有一級或二級氨基的單體與單異氰酸酯的加成反應(yīng)。
作為所述具有異氰酸酯基的單體,例如可以舉出以下述結(jié)構(gòu)式(1)~(3)表示的化合物。結(jié)構(gòu)式(1)[化2]結(jié)構(gòu)式(2)[化3] 結(jié)構(gòu)式(3)其中,所述結(jié)構(gòu)式(1)~(3)中,R1表示氫原子或甲基。
作為所述單異氰酸酯,例如可以舉出異氰酸環(huán)己酯、異氰酸正丁酯、異氰酸甲苯酰酯、異氰酸芐酯、異氰酸苯酯等。
作為所述具有羥基的單體,例如可以舉出以下述結(jié)構(gòu)式(4)~(12)表示的化合物。
結(jié)構(gòu)式(4)[化5]結(jié)構(gòu)式(5)[化6] 結(jié)構(gòu)式(6)[化7] 結(jié)構(gòu)式(7)[化8] 結(jié)構(gòu)式(8)[化9] 結(jié)構(gòu)式(9)[化10] 結(jié)構(gòu)式(10) 結(jié)構(gòu)式(11)[化12]結(jié)構(gòu)式(12)其中,所述結(jié)構(gòu)式(4)~(12)中,R1表示氫原子或甲基,n表示1以上的整數(shù)。
作為所述含有一個羥基的化合物,例如可以舉出醇類(例如甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正己醇、2-乙基己醇、正癸醇、正十二烷醇、正十八烷醇、環(huán)戊醇、環(huán)己醇、芐醇、苯基乙基醇等)、酚類(例如苯酚、甲酚、萘酚等),另外,作為含有取代基的化合物,可以舉出氟代乙醇、三氟乙醇、甲氧基乙醇、苯氧基乙醇、氯苯酚、二氯苯酚、甲氧基苯酚、乙酸基苯酚等。
作為所述具有一級或二級氨基的單體,例如可以舉出乙烯基苯基胺等。
作為所述含有一個一級或二級氨基的化合物,例如可以舉出烷基胺(甲胺、乙胺、正丙胺、異丙胺、正丁胺、仲丁胺、叔丁胺、己胺、2-乙基己胺、癸胺、十二烷胺、十八烷胺、二甲胺、二乙胺、二丁胺、二辛胺)、環(huán)狀烷基胺(環(huán)戊胺、環(huán)己胺等)、芳烷基胺(芐胺、苯乙胺等)、芳基胺(苯胺、甲苯胺、二甲苯胺、萘胺等);以及它們的組合(N-甲基-N-芐胺等);以及含有取代基的胺(三氟代乙胺、六氟代異丙胺、甲氧基苯胺、甲氧基丙胺等)等。
另外,作為上述以外的所述其他的可以共聚的單體,例如優(yōu)選舉出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸芐酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、苯乙烯、氯代苯乙烯、溴代苯乙烯、羥基苯乙烯等。
所述其他的可以共聚的單體既可以單獨(dú)使用一種,也可以并用兩種以上。
所述乙烯基共聚物可以通過將分別對應(yīng)的單體利用公知的方法按照常規(guī)方法共聚而調(diào)制。例如,可以利用如下的方法(溶液聚合法)來調(diào)制,即,將所述單體溶解于適當(dāng)?shù)娜軇┲?,向其中添加自由基聚合引發(fā)劑,在溶劑中聚合。另外,也可以利用如下的方法來調(diào)制,即,將所述單體分散在水性溶劑中的狀態(tài)下利用所謂的乳液聚合等來聚合。
作為所述溶液聚合法中所用的適當(dāng)?shù)娜軇?,沒有特別限制,可以根據(jù)所使用的單體及所生成的共聚物的溶解性等適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、1-甲氧基-2-丙醇、丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、甲氧基丙基乙酸酯、乳酸乙酯、乙酸乙酯、丙烯腈、四氫呋喃、二甲基甲酰胺、氯仿、甲苯等。這些溶劑既可以單獨(dú)使用一種,也可以并用兩種以上。
作為所述自由基聚合引發(fā)劑,沒有特別限制,例如可以舉出2,2’-偶氮雙(異丁腈)(AIBN)、2,2’-偶氮二-(2,4’-二甲基戊腈)等偶氮化合物、苯甲酰過氧化物等過氧化物、過硫酸鉀、過硫酸銨等過硫酸鹽等。
作為所述乙烯基共聚物中的具有羧基的聚合性化合物的含有率,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如優(yōu)選5~50摩爾%,更優(yōu)選10~40摩爾%,特別優(yōu)選15~35摩爾%。當(dāng)所述含有率小于5摩爾%時,則會有對堿性水的顯影性不足的情況,當(dāng)超過50摩爾%時,則會有硬化部(圖像部)的顯影液耐受性不足的情況。
作為所述具有羧基的粘合劑的分子量,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如,作為重均分子量,優(yōu)選2,000~300,000,更優(yōu)選4,000~150,000。
當(dāng)所述重均分子量小于2,000時,則膜的強(qiáng)度容易不足,另外還有難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的制造的情況,當(dāng)超過300,000時,則會有顯影性降低的情況。
所述具有羧基的粘合劑既可以單獨(dú)使用一種,也可以并用兩種以上。作為并用兩種以上的所述粘合劑的情況,例如可以舉出由不同的共聚成分構(gòu)成的兩種以上的粘合劑、不同的重均分子量的兩種以上的粘合劑、不同的分散度的兩種以上的粘合劑等的組合。
所述具有羧基的粘合劑也可以將其羧基的一部分或全部用堿性物質(zhì)中和。另外,所述粘合劑也可以還并用聚酯樹脂、聚酰胺樹脂、聚氨酯樹脂、環(huán)氧樹脂、聚乙烯醇、明膠等構(gòu)造不同的樹脂。
另外,作為所述粘合劑,可以使用可溶于專利2873889號公報等中所記載的堿性水溶液中的樹脂等。
作為所述感光層中的所述粘合劑的含量,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如優(yōu)選5~80質(zhì)量%,更優(yōu)選10~70質(zhì)量%,特別優(yōu)選15~50質(zhì)量%。
當(dāng)所述含量小于5質(zhì)量%時,則會有堿顯影性或與印刷配線板形成用基板(例如鍍銅層壓板)的密接性降低的情況,當(dāng)超過80質(zhì)量%時,則會有相對于顯影時間的穩(wěn)定性、硬化膜(tent膜)的強(qiáng)度降低的情況。而且,所述含量也可以是所述粘合劑與根據(jù)需要并用的高分子粘結(jié)劑的合計含量。
作為所述粘合劑的酸價,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而,例如優(yōu)選70~250mgKOH/g,更優(yōu)選90~200mgKOH/g,特別優(yōu)選100~180mgKOH/g。
當(dāng)所述酸價小于70mgKOH/g時,則顯影性不足,或清晰度差,從而有難以高精細(xì)地獲得配線圖案等永久圖案的情況。另一方面,當(dāng)超過250mgKOH/g時,則圖案的耐顯影液性及密接性的至少某個方面惡化,從而有無法高精細(xì)地獲得配線圖案等永久圖案的情況。
作為所述粘合劑,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出特開昭51-131706號、特開昭52-94388號、特開昭64-62375號、特開平2-97513號、特開平3-289656號、特開平61-243869號、特開2002-296776號等各公報中所記載的具有酸性基的環(huán)氧基丙烯酸酯化合物。具體來說,是線型酚醛樹脂型環(huán)氧基丙烯酸酯單四氫鄰苯二甲酸酯、甲酚線型酚醛環(huán)氧丙烯酸酯單四氫鄰苯二甲酸酯、雙酚A型環(huán)氧基丙烯酸酯單四氫鄰苯二甲酸酯等,例如是使(甲基)丙烯酸等含羧基單體與環(huán)氧樹脂或多官能環(huán)氧化合物反應(yīng),繼而加成了苯二酸酐等二元酸酐的物質(zhì)。
所述環(huán)氧基丙烯酸酯化合物的分子量優(yōu)選1,000~200,000,更優(yōu)選2,000~100,000。當(dāng)該分子量小于1,000時,則會有感光層表面的膠粘性變大的情況,在后述的感光層的硬化后,會有膜質(zhì)變脆,或者表面硬度惡化的情況,當(dāng)超過200,000時,則會有顯影性惡化的情況。
另外,也可以使用特開平6-295060號公報中所記載的具有至少一個酸性基及雙鍵等可以聚合的基的丙烯酸類樹脂。具體來說,在分子內(nèi)至少有一個可以聚合的雙鍵,例如可以使用(甲基)丙烯酸酯基或(甲基)丙烯酰胺基等丙烯?;?、羧酸的乙烯基酯、乙烯基醚、烯丙基醚等各種聚合性雙鍵。更具體來說,可以舉出在作為酸性基含有羧基的丙烯酸類樹脂上,加成縮水甘油基丙烯酸酯、縮水甘油基甲基丙烯酸酯、肉桂酸等不飽和脂肪酸的縮水甘油基酯或在同一分子中具有環(huán)己烯化氧等環(huán)氧基與(甲基)丙烯酰基的化合物等含環(huán)氧基的聚合性化合物而得到的化合物等。另外,也可以舉出在含有酸性基及羥基的丙烯酸類樹脂上,加成異氰酸酯乙基(甲基)丙烯酸酯等含異氰酸酯基的聚合性化合物而得到的化合物;在含有酐基的丙烯酸類樹脂上,加成羥基烷基(甲基)丙烯酸酯等含有羥基的聚合性化合物而得到的化合物等。作為它們的市售品,例如可以使用「カネカレジンAXE;鐘淵化學(xué)工業(yè)(株)制」、「サィクロマ-(CYCLOMER)A-200;ダィセル化學(xué)工業(yè)(株)制」、「サィクロマ-(CYCLOMER)M-200;ダィセル化學(xué)工業(yè)(株)制」等。
另外,可以使用特開昭50-59315號公報記載的羥基烷基丙烯酸酯或羥基烷基甲基丙烯酸酯與聚羧酸酐及環(huán)氧鹵丙烷的某種的反應(yīng)物等。
另外,可以使用特開平5-70528號公報中所記載的在具有芴骨架的環(huán)氧基丙烯酸酯上加成酸酐而得到的化合物、特開平11-288087號公報記載的聚酰胺(酰亞胺)樹脂、特開平2-097502號公報或特開2003-20310號公報記載的含有酰胺基的苯乙烯或苯乙烯衍生物與酸酐共聚物、特開平11-282155號公報記載的聚酰亞胺前驅(qū)體等。它們既可以單獨(dú)使用一種,也可以將兩者以上混合使用。
所述丙烯酸類樹脂、具有芴骨架的環(huán)氧基丙烯酸酯、聚酰胺(酰亞胺)、含酰胺基苯乙烯/酸酐共聚物或者聚酰亞胺前驅(qū)體等粘合劑的分子量優(yōu)選3,000~500,000,更優(yōu)選5,000~100,000。當(dāng)該分子量小于3,000時,則會有感光層表面的膠粘性變強(qiáng)的情況,在后述的感光層的硬化后,會有膜質(zhì)變脆或者表面硬度惡化的情況,當(dāng)超過500,000時,則會有顯影性惡化的情況。
所述粘合劑的所述感光性組合物固形成分中的固形成分含量優(yōu)選5~80質(zhì)量%,更優(yōu)選10~70質(zhì)量%。該固形成分含量小于5質(zhì)量%時,則會有感光層的膜強(qiáng)度容易變?nèi)?,該感光層的表面的膠粘性惡化的情況,當(dāng)超過80質(zhì)量%時,則會有曝光感光度降低的情況。
<<聚合性化合物>>
作為所述第一方式的感光層中所含的所述聚合性化合物,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而優(yōu)選在分子中具有至少一個可以加成聚合的基團(tuán),沸點(diǎn)在常壓下在100℃以上的化合物,例如可以優(yōu)選舉出選自具有(甲基)丙烯?;膯误w中的至少一種。
作為所述具有(甲基)丙烯?;膯误w,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯、苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯等單官能丙烯酸酯或單官能甲基丙烯酸酯;聚乙二醇雙(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇雙(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二丙烯酸酯、新戊二醇雙(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、己二醇雙(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(丙烯酰氧基丙基)醚、三(丙烯酰氧基乙基)異氰脲酸酯、三(丙烯酰氧基乙基)氰脲酸酯、丙三醇三(甲基)丙烯酸酯、在三羥甲基丙烷或丙三醇、雙酚等多官能醇上,加成反應(yīng)了環(huán)氧乙烷或環(huán)氧丙烷后進(jìn)行了(甲基)丙烯酸酯化的材料、特公昭48-41708號、特公昭50-6034號、特開昭51-37193號等各公報中所記載的氨基甲酸酯丙烯酸酯類;特開昭48-64183號、特公昭49-43191號、特公昭52-30490號等各公報中所記載的聚酯丙烯酸酯類;作為環(huán)氧樹脂與(甲基)丙烯酸的反應(yīng)生成物的環(huán)氧基丙烯酸酯類等多官能丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯等。它們當(dāng)中,特別優(yōu)選三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯。
所述聚合性化合物的所述感光性組合物固形成分中的固形成分含量優(yōu)選2~50質(zhì)量%,更優(yōu)選4~40質(zhì)量%,特別優(yōu)選5~30質(zhì)量%。當(dāng)該固形成分含量小于2質(zhì)量%時,則會有產(chǎn)生顯影性的惡化、曝光感光度的降低等問題的情況,當(dāng)超過50質(zhì)量%時,則會有感光層的粘附性變得過強(qiáng)的情況。
<<光聚合引發(fā)劑>>
作為所述第一方式的感光層中所含的所述光聚合引發(fā)劑,只要具有引發(fā)所述聚合性化合物的聚合的能力,就沒有特別限制,可以從公知的光聚合引發(fā)劑中適當(dāng)?shù)剡x擇,例如優(yōu)選對于從紫外線區(qū)域到可見區(qū)域的光線具有感光性的物質(zhì),也可以是與被光激發(fā)的增感劑產(chǎn)生某種作用,生成活性自由基的活化劑,還可以是與單體的種類對應(yīng)地引發(fā)陽離子聚合的引發(fā)劑。
另外,所述光聚合引發(fā)劑最好至少含有一種在約300~800nm(更優(yōu)選330~500nm)的范圍內(nèi)具有至少約為50的分子吸光系數(shù)的成分。
作為所述光聚合引發(fā)劑,例如可以舉出鹵化烴衍生物(例如具有三嗪骨架的物質(zhì)、具有噁二唑骨架的物質(zhì)等)、氧化膦、六芳基聯(lián)二咪唑、肟衍生物、有機(jī)過氧化物、硫代化合物、酮化合物、芳香族鎓鹽、酮肟醚等。
作為所述具有三嗪骨架的鹵化烴化合物,例如可以舉出若林等著的Bull.Chem.Soc.Japan,42,2924(1969)中記載的化合物、英國專利1388492號說明書中記載的化合物、特開昭53-133428號公報中記載的化合物、德國專利3337024號說明書中記載的化合物、F.C.Schaefer等的J.Org.Chem.;29,1527(1964)中記載的化合物、特開昭62-58241號公報中記載的化合物、特開平5-281728號公報中記載的化合物、特開平5-34920號公報中記載的化合物、美國專利第4212976號說明書中記載的化合物等。
作為所述若林等著的Bull.Chem.Soc.Japan,42,2924(1969)中記載的化合物,例如可以舉出2-苯基-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-氯苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(2,4-二氯苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-甲基-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-正壬基-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪及2-(α,α,β-三氯乙基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪等。
作為所述英國專利1388492號說明書中記載的化合物,例如可以舉出2-苯乙烯基-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧基苯乙烯基)-4-氨基-6-三氯甲基-1,3,5-三嗪等。
作為所述特開昭53-133428號公報中記載的化合物,例如可以舉出2-(4-甲氧基-萘并-1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-乙氧基-萘并-1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-[4-(2-乙氧基乙基)-萘并-1-基]-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4,7-二甲氧基-萘并-1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪及2-(苊并-5-基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪等。
作為所述德國專利3337024號說明書中記載的化合物,例如可以舉出2-(4-苯乙烯基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-(4-甲氧基苯乙烯基)苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(1-萘基亞乙烯基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-氯苯乙烯基苯基-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-噻吩-2-亞乙烯基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-噻吩-3-亞乙烯基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-呋喃-2-亞乙烯基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪及2-(4-苯并呋喃-2-亞乙烯基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪等。
作為所述F.C.Schaefer等的J.Org.Chem.;29,1527(1964)中記載的化合物,例如可以舉出2-甲基-4,6-雙(三溴甲基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(三溴甲基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(二溴甲基)-1,3,5-三嗪、2-氨基-4-甲基-6-三(溴代甲基)-1,3,5-三嗪及2-甲氧基-4-甲基-6-三氯甲基-1,3,5-三嗪等。
作為所述特開昭62-58241號公報中記載的化合物,例如可以舉出2-(4-苯基乙炔基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-萘基-1-乙炔基苯基-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-(4-甲苯基乙炔基)苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-(4-甲氧基苯基)乙炔基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-(4-異丙基苯基乙炔基)苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-(4-乙基苯基乙炔基)苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪等。
作為所述特開平5-281728號公報中記載的化合物,例如可以舉出2-(4-三氟甲基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(2,6-二氟苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(2,6-二氯苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(2,6-二溴苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三嗪等。
作為所述特開平5-34920號公報中記載的化合物,例如可以舉出2,4-雙(三氯甲基)-6-[4-(N,N-二乙氧基羰基甲基氨基)-3-溴苯基]-1,3,5-三嗪、美國專利第4239850號說明書中記載的三鹵代甲基-s-三嗪化合物以及2,4,6-三(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-氯苯基)-4,6-雙(三溴甲基)-s-三嗪等。
作為所述美國專利第4212976號說明書中記載的化合物,例如可以舉出具有噁二唑骨架的化合物(例如2-三氯甲基-5-苯基-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(4-氯苯基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(2-萘基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-(5-2-萘基)-1,3,4-噁二唑、2-三溴甲基-5-苯基-1,3,4-噁二唑、2-三溴甲基-5-(2-萘基)-1,3,4-噁二唑;2-三氯甲基-5-苯乙烯基-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(4-氯化苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(1-萘基)-1,3,4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(4-正丁氧基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2-三溴甲基-5-苯乙烯基-1,3,4-噁二唑等)等。
作為所述肟衍生物,例如可以舉出3-苯甲酰氧基亞氨基丁烷-2-酮、3-乙酸基亞氨基丁烷-2-酮、3-丙酰氧基亞氨基丁烷-2-酮、2-乙酸基亞氨基戊烷-3-酮、2-乙酸基亞氨基-1-苯基丙烷-1-酮、2-苯甲酸基亞氨基-1-苯基丙烷-1-酮、3-(4-甲苯磺?;趸?亞氨基丁烷-2-酮及2-乙氧基羰基氧基亞氨基-1-苯基丙烷-1-酮等。
另外,作為上述以外的光聚合引發(fā)劑,可以舉出吖啶衍生物(例如9-苯基吖啶、1,7-雙(9,9’-吖啶基)庚烷等)、N-苯基甘氨酸等、聚鹵素化合物(例如四溴化碳、苯基三溴甲基砜、苯基三氯甲基酮等)、香豆素類(例如3-(2-苯并呋喃甲?;?-7-二乙基氨基香豆素、3-(2-苯并呋喃甲酰基)-7-(1-吡咯烷基)香豆素、3-苯甲?;?7-二乙基氨基香豆素、3-(2-甲氧基苯甲?;?-7-二乙基氨基香豆素、3-(4-二甲基氨基苯甲?;?-7-二乙基氨基香豆素、3,3’-羰基雙(5,7-二-正丙氧基香豆素)、3,3’-羰基雙(7-二乙基氨基香豆素)、3-苯甲酰基-7-甲氧基香豆素、3-(2-呋喃甲?;?-7-二乙基氨基香豆素、3-(4-二乙基氨基肉桂酰基)-7-二乙基氨基香豆素、7-甲氧基-3-(3-吡啶基羰基)香豆素、3-苯甲酰基-5,7-二丙氧基香豆素、7-苯并三唑-2-基香豆素以及特開平5-19475號、特開平7-271028號、特開2002-363206號、特開2002-363207號、特開2002-363208號、特開2002-363209號公報等中記載的香豆素化合物等、胺類(例如4-二甲基氨基安息香酸乙酯、4-二甲基氨基安息香酸正丁酯、4-二甲基氨基安息香酸苯乙酯、4-二甲基氨基安息香酸2-苯鄰二甲酰亞胺乙酯、4-二甲基氨基安息香酸2-甲基丙烯酰氧基乙酯、五亞甲基雙(4-二甲基氨基苯甲酸酯)、3-二甲基氨基安息香酸的苯乙酯、五亞甲基酯、4-二甲基氨基苯甲醛、2-氯-4-二甲基氨基苯甲醛、4-二甲基氨基芐基醇、乙基(4-二甲基氨基苯甲?;?乙酸酯、4-哌啶基苯乙酮、4-二甲基氨基苯偶姻、N,N-二甲基-4-甲苯胺、N,N-二乙基-3-氨基苯乙醚、三芐基胺、二芐基苯基胺、N-甲基-N-苯基芐基胺、4-溴-N,N-二甲基苯胺、十三烷基胺、氨基熒烴類(ODB、ODBII等)、結(jié)晶紫內(nèi)酯、無色結(jié)晶紫等)、?;趸㈩?例如雙(2,4,6-三甲基苯甲?;?-苯基氧化膦、雙(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基-戊基苯基氧化膦、LucirinTPO等)、金屬茂類(例如雙(η5-2,4-環(huán)戊二烯-1-基)-雙(2,6-二氟3-(1H-吡咯基-1-基)-苯基)鈦、η5-環(huán)戊二烯基-η6-異丙苯基-鐵(1+)-六氟磷酸鹽(1-)等)、特開昭53-133428號公報、特公昭57-1819號公報、相同的57-6096號公報及美國專利第3615455號說明書中記載的化合物等。
作為所述酮化合物,例如可以舉出二苯甲酮、2-甲基二苯甲酮、3-甲基二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、4-甲氧基二苯甲酮、2-氯二苯甲酮、4-氯二苯甲酮、4-溴二苯甲酮、2-羧基二苯甲酮、2-乙氧基羰基二苯甲酮、二苯甲酮四羧酸或其四甲基酯、4,4’-雙(二烷基氨基)二苯甲酮類(例如4,4’-雙(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4’-二環(huán)己基氨基)二苯甲酮、4,4’-雙(二乙基氨基)二苯甲酮、4,4’-雙(二羥基乙基氨基)二苯甲酮、4-甲氧基-4’-二甲基氨基二苯甲酮、4,4’-二甲氧基二苯甲酮、4-二甲基氨基二苯甲酮、4-二甲基氨基苯乙酮、苯偶酰、蒽醌、2-叔丁基蒽醌、2-甲基蒽醌、菲醌、呫噸酮、硫代呫噸酮、2-氯-硫代呫噸酮、2,4-二乙基硫代呫噸酮、芴酮、2-芐基-二甲基氨基-1-(4-嗎啉苯基)-1-丁酮、2-甲基-1-[4-(甲基硫)苯基]-2-嗎啉基-1-丙酮、2-羥基-2甲基-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙醇低聚物、苯偶姻、苯偶姻醚類(例如苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻丙基醚、苯偶姻異丙基醚、苯偶姻苯基醚、芐基二甲基縮酮)、吖啶酮、氯代吖啶酮、N-甲基吖啶酮、N-丁基吖啶酮、N-丁基-氯代吖啶酮等。
作為所述光聚合引發(fā)劑的含量,相對于所述感光性組合物中的全部成分,優(yōu)選0.1~30質(zhì)量%,更優(yōu)選0.5~20質(zhì)量%,特別優(yōu)選0.5~15質(zhì)量%。
另外,出于調(diào)整后述的對感光層的曝光中的曝光感光度或感光波長的目的,除了所述光聚合引發(fā)劑以外,還可以添加增感劑。
所述增感劑可以根據(jù)后述的作為光照射機(jī)構(gòu)的可見光線或紫外光、可見光激光器等適當(dāng)?shù)剡x擇。
所述增感劑因活性能量射線而變?yōu)榧ぐl(fā)狀態(tài),與其他的物質(zhì)(例如自由基發(fā)生劑、酸發(fā)生劑等)進(jìn)行相互作用(例如能量移動、電子移動等),從而能夠產(chǎn)生自由基或酸等有用基。
作為所述增感劑,沒有特別限制,可以從公知的增感劑中適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出多核芳香族類(例如芘、紫蘇烯、9,10-苯并菲)、呫噸類(例如熒光素、曙紅、藻紅、羅丹明B、孟加拉玫瑰紅)、花青類(例如靛羰花青、硫代羰花青、噁羰花青)、部花青類(例如部花青、羰部花青)、噻嗪類(例如硫堇、亞甲基藍(lán)、甲苯胺藍(lán))、吖啶類(例如吖啶橙、氯黃素、吖啶黃)、蒽醌類(例如蒽醌)、スクァリゥム類(例如スクァリゥム)、吖啶酮類(例如吖啶酮、氯代吖啶酮、N-甲基吖啶酮、N-丁基吖啶酮、N-丁基-氯代吖啶酮等)、香豆素類(例如3-(2-苯并呋喃甲酰基)-7-二乙基氨基香豆素、3-(2-苯并呋喃甲?;?-7-(1-吡咯烷基)香豆素、3-苯甲酰基-7-二乙基氨基香豆素、3-(2-甲氧基苯甲?;?-7-二乙基氨基香豆素、3-(4-二甲基氨基苯甲?;?-7-二乙基氨基香豆素、3,3’-羰基雙(5,7-二-正丙氧基香豆素)、3,3’-羰基雙(7-二乙基氨基香豆素)、3-苯甲?;?7-甲氧基香豆素、3-(2-呋喃甲?;?-7-二乙基氨基香豆素、3-(4-二乙基氨基肉桂酰基)-7-二乙基氨基香豆素、7-甲氧基-3-(3-吡啶基羰基)香豆素、3-苯甲?;?5,7-二丙氧基香豆素等。除了它們以外,還可以舉出特開平5-19475號、特開平7-271028號、特開2002-363206號、特開2002-363207號、特開2002-363208號、特開2002-363209號等各公報中記載的香豆素化合物等)。
作為所述光聚合引發(fā)劑與所述增感劑的組合,例如可以舉出特開2001-305734號公報中記載的電子移動型引發(fā)系統(tǒng)[(1)給電子型引發(fā)劑及增敏色素、(2)電子接受型引發(fā)劑及增敏色素、(3)給電子型引發(fā)劑、增敏色素及電子接受型引發(fā)劑(三元引發(fā)系統(tǒng))]等組合。
作為所述增感劑的含量,相對于所述感光性組合物中的全部成分,優(yōu)選0.05~30質(zhì)量%,更優(yōu)選0.1~20質(zhì)量%,特別優(yōu)選0.2~10質(zhì)量%。當(dāng)該含量小于0.05質(zhì)量%時,則對活性能量射線的感光度降低,在曝光工序中花費(fèi)很多時間,從而有生產(chǎn)性降低的情況,當(dāng)超過30質(zhì)量%時,則會有在保存時所述增感劑從所述感光層中析出的情況。
所述光聚合引發(fā)劑既可以單獨(dú)使用一種,也可以并用兩種以上。
作為所述光聚合引發(fā)劑的特別優(yōu)選的例子,可以舉出在后述的曝光中可以對應(yīng)波長為405nm的激光的、將所述氧化膦類、所述α-氨基烷基酮類、所述具有三嗪骨架的鹵化烴化合物與后述的作為增感劑的胺化合物組合了的復(fù)合光引發(fā)劑、六芳基聯(lián)二咪唑化合物或者二茂鈦(titanocene)等。
作為所述光聚合引發(fā)劑在所述感光性組合物中的含量,優(yōu)選0.1~30質(zhì)量%,更優(yōu)選0.5~20質(zhì)量%,特別優(yōu)選0.5~15質(zhì)量%。
<<熱交聯(lián)劑>>
作為所述第一方式的感光層中所含的所述熱交聯(lián)劑,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,為了改善使用所述感光性組合物形成的感光層的硬化后的膜強(qiáng)度,在不對顯影性等造成不良影響的范圍中,例如可以使用在一個分子內(nèi)至少具有兩個環(huán)氧乙烷基的環(huán)氧樹脂化合物、在一個分子內(nèi)至少具有兩個氧雜環(huán)丁烷基的氧雜環(huán)丁烷化合物、蜜胺衍生物等。
作為所述環(huán)氧樹脂化合物,例如可以舉出聯(lián)二甲苯酚型或聯(lián)苯酚型環(huán)氧樹脂(「YX4000;JAPAN EPOXY RESIN公司制」等)或它們的混合物、具有異氰脲酸酯骨架等的多元環(huán)式環(huán)氧樹脂(「TEPIC;日產(chǎn)化學(xué)工業(yè)公司制」、「Araldite PT810;CIBA SPECIALTY CHEMICALS公司制」等)、雙酚A型環(huán)氧樹脂、酚醛型環(huán)氧樹脂、雙酚F型環(huán)氧樹脂、氫化雙酚A型環(huán)氧樹脂、縮水甘油基胺型環(huán)氧樹脂、乙內(nèi)酰脲型環(huán)氧樹脂、脂環(huán)式環(huán)氧樹脂、三羥基苯基甲烷型環(huán)氧樹脂、雙酚S型環(huán)氧樹脂、雙酚A酚醛型環(huán)氧樹脂、四苯基乙烷型環(huán)氧樹脂、縮水甘油基鄰苯二甲酸酯樹脂、四縮水甘油基二甲苯酚乙烷樹脂、含萘基環(huán)氧樹脂(「ESN-190、ESN-360;新日鐵化學(xué)社制」、「HP-4032、EXA-4750、EXA-4700;大日本油墨化學(xué)工業(yè)公司制」等)、具有二環(huán)戊二烯骨架的環(huán)氧樹脂(「HP-7200、HP7200H;大日本油墨化學(xué)工業(yè)公司制」等)縮水甘油基甲基丙烯酸酯共聚類環(huán)氧樹脂(「CP50S、CP-50M;日本油脂公司制」等)、環(huán)己基馬來酰亞胺與縮水甘油基甲基丙烯酸酯的共聚環(huán)氧樹脂等,然而并不限于它們。這些環(huán)氧樹脂既可以單獨(dú)使用一種,也可以并用兩種以上。
作為所述氧雜環(huán)丁烷化合物,除了雙[(3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷基甲氧基)甲基]醚、雙[(3-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷基甲氧基)甲基]醚、1,4-雙[(3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷基甲氧基)甲基]苯、1,4-雙[(3-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷基甲氧基)甲基]苯、(3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷基)甲基丙烯酸酯、(3-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷基)甲基丙烯酸酯、(3-甲基-3-氧雜環(huán)丁烷基)甲基丙烯酸酯、(3-乙基-3-氧雜環(huán)丁烷基)甲基丙烯酸甲酯或它們的低聚物或共聚物等多官能氧雜環(huán)丁烷類以外,還可以舉出氧雜環(huán)丁烷基與酚醛樹脂、聚(p-羥基苯乙烯)、カルド型雙酚類、杯芳烴類、杯間苯二酚芳烴類、silsesquioxane等具有羥基的樹脂等的醚化合物,此外,還可以舉出具有氧雜環(huán)丁烷環(huán)的不飽和單體與烷基(甲基)丙烯酸酯的共聚物等。
作為所述蜜胺衍生物,例如可以舉出烷基化羥甲基蜜胺、六甲基化羥甲基蜜胺等。
所述環(huán)氧樹脂化合物或氧雜環(huán)丁烷化合物在所述感光性組合物固形成分中的固形成分含量優(yōu)選1~50質(zhì)量%,更優(yōu)選3~30質(zhì)量%。當(dāng)該固形成分含量小于1質(zhì)量%時,則硬化膜的吸濕性變高,從而有產(chǎn)生絕緣性的惡化的情況,或者有焊錫耐熱性或耐非電解鍍膜性等降低的情況,當(dāng)超過50質(zhì)量%時,則會有產(chǎn)生顯影性的惡化或曝光感光度的降低的情況。
另外,為了促進(jìn)所述環(huán)氧樹脂化合物或所述氧雜環(huán)丁烷化合物的熱硬化,例如可以使用雙氰胺、芐基二甲胺、4-(二甲基氨基)-N,N-二甲基芐胺、4-甲氧基-N,N-二甲基芐胺、4-甲基-N,N-二甲基芐胺等胺化合物;三乙基芐基銨氯化物等季銨鹽化合物;二甲胺等封端異氰酸酯化合物;咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-乙基-4-甲基咪唑、2-苯基咪唑、4-苯基咪唑、1-氰基乙基-2-苯基咪唑、1-(2-氰基乙基)-2-乙基-4-甲基咪唑等咪唑衍生物二環(huán)式脒化合物或其鹽;三苯基膦等磷化合物;蜜胺、三聚氰二胺、乙酰三聚氰二胺、苯并三聚氰二胺等三聚氰二胺化合物;2,4-二氨基-6-甲基丙烯?;趸一?S-三嗪、2-乙烯基-2,4-二氨基-S-三嗪、2-乙烯基-4,6-二氨基-S-三嗪·三聚異氰酸加成物、2,4-二氨基-6-甲基丙烯酰基氧基乙基-S-三嗪·三聚異氰酸酯加成物等S-三嗪衍生物等。它們既可以單獨(dú)使用一種,也可以并用兩種以上。而且,只要是所述環(huán)氧樹脂化合物或所述氧雜環(huán)丁烷化合物的硬化催化劑,或者是可以促進(jìn)它們與羧基的反應(yīng)的物質(zhì),就沒有特別限制,也可以使用所述以外的可以促進(jìn)熱硬化的化合物。
所述環(huán)氧樹脂、所述氧雜環(huán)丁烷化合物及可以促進(jìn)它們與羧酸的熱硬化的化合物在所述感光性組合物固形成分中的固形成分含量通常為0.01~15質(zhì)量%。
另外,作為所述熱交聯(lián)劑,可以使用特開平5-9407號公報記載的聚異氰酸酯化合物,該聚異氰酸酯化合物也可以由至少包含兩個異氰酸酯基的脂肪族、環(huán)式脂肪族或芳香族基取代脂肪族化合物衍生。具體來說,可以舉出1,3-亞苯基二異氰酸酯與1,4-亞苯基二異氰酸酯的混合物、2,4-及2,6-亞甲苯基二異氰酸酯、1,3-及1,4-苯二亞甲基二異氰酸酯、雙(4-異氰酸酯-苯基)甲烷、雙(4-異氰酸酯環(huán)己基)甲烷、異佛爾酮二異氰酸酯、六甲撐二異氰酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯等雙官能異氰酸酯;該雙官能異氰酸酯與三羥甲基丙烷、季戊四醇、丙三醇等多官能醇;該多官能醇的環(huán)氧烷烴加成體與所述雙官能異氰酸酯的加成體;六甲撐二異氰酸酯、六甲撐-1,6-二異氰酸酯或其衍生物等環(huán)式三聚物;等。
另外,出于提高本發(fā)明的感光性組合物或者本發(fā)明的感光性薄膜的保存性的目的,也可以使用使封端劑與所述聚異氰酸酯及其衍生物的異氰酸酯基反應(yīng)而得到的化合物。
作為所述異氰酸酯基封端劑,可以舉出異丙醇、叔丁醇等醇類;ε-己內(nèi)酰胺等內(nèi)酰胺類、苯酚、甲酚、p-叔丁基苯酚、p-仲丁基苯酚、p-仲氨基苯酚、p-辛基苯酚、p-壬基苯酚等苯酚類;3-羥基嘧啶、8-羥基喹啉等雜環(huán)式羥基化合物;二烷基丙二酸酯、甲基乙基酮肟、乙?;?、烷基乙酰乙酸酯肟、丙酮肟、環(huán)己酮肟等活性亞甲基化合物等。除了它們以外,還可以使用特開平6-295060號公報記載的在分子內(nèi)具有至少一個可以聚合的雙鍵及至少一個封端異氰酸酯基中某個的化合物等。
另外,可以使用醛縮合生成物、樹脂前驅(qū)體等。具體來說,可以舉出N,N’-二羥甲基尿素、N,N’-二羥甲基丙二酰胺、N,N’-二羥甲基琥珀酰亞胺、三羥甲基蜜胺、四羥甲基蜜胺、六羥甲基蜜胺、1,3-N,N’-二羥甲基對苯二甲酰胺、2,4,6-三羥甲基苯酚、2,6-二羥甲基-4-羥甲基苯甲醚、1,3-二羥甲基-4,6-二異丙基苯等。而且,也可以取代這些羥甲基化合物,而使用對應(yīng)的乙基或丁基醚或者乙酸或丙酸的酯。另外,也可以使用由蜜胺和尿素的甲醛縮合生成物構(gòu)成的六甲氧基甲基蜜胺、蜜胺與甲醛縮合生成物的丁基醚等。
所述熱交聯(lián)劑在所述感光性組合物固形成分中的固形成分含量優(yōu)選1~40質(zhì)量%,更優(yōu)選3~30質(zhì)量%,特別優(yōu)選5~25質(zhì)量%。當(dāng)該固形成分含量小于1質(zhì)量%時,則無法看到硬化膜的膜強(qiáng)度的提高,當(dāng)超過40質(zhì)量%時,則會有產(chǎn)生顯影性的降低或曝光感光度的降低的情況。
<<其他的成分>>
作為所述第一方式的感光層中所含的所述其他的成分,例如可以舉出增感劑、熱聚合抑制劑、增塑劑、著色劑(著色顏料或染料)、填充顏料等,另外還可以并用促進(jìn)與基材表面的密接的密接促進(jìn)劑及其他的助劑類(例如導(dǎo)電性粒子、填充劑、消泡劑、阻燃劑、流平劑、剝離促進(jìn)劑、抗氧化劑、香料、表面張力調(diào)節(jié)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑等)、熱硬化促進(jìn)劑等。通過適當(dāng)?shù)睾羞@些成分,就可以調(diào)整所需的感光性組合物或者后述的感光性薄膜的穩(wěn)定性、照相性、膜物性等性質(zhì)。
-熱聚合抑制劑-為了防止所述聚合性化合物的熱聚合或經(jīng)時聚合,也可以添加所述熱聚合抑制劑。
作為所述熱聚合抑制劑,例如可以舉出4-羥基苯酚、對苯二酚、烷基或芳基取代對苯二酚、叔丁基兒茶酚、鄰苯三酚、2-羥基二苯甲酮、4-甲氧基-2-羥基二苯甲酮、氯化亞銅、吩噻嗪、氯醌、萘基胺、β-萘酚、2,6-二-叔丁基-4-甲酚、2,2’-亞甲基雙(4-甲基-6-叔-丁基苯酚)、嘧啶、硝基苯、二硝基苯、苦味酸、4-甲苯胺、亞甲基藍(lán)、銅與有機(jī)螯合劑反應(yīng)物、水楊酸甲酯及吩噻嗪、亞硝基化合物、亞硝基化合物與Al的螯合物等。
作為所述熱聚合抑制劑的含量,相對于所述聚合性化合物優(yōu)選0.001~5質(zhì)量%,更優(yōu)選0.005~2質(zhì)量%,特別優(yōu)選0.01~1質(zhì)量%。當(dāng)該含量小于0.001質(zhì)量%時,則會有保存時的穩(wěn)定性降低的情況,當(dāng)超過5質(zhì)量%時,則會有對活性能量射線的感光度降低的情況。
-增塑劑-為了控制所述感光層的膜物性(可彎曲性),也可以添加所述增塑劑。
作為所述增塑劑,例如可以舉出鄰苯二甲酸二甲酯、鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二異丁酯、鄰苯二甲酸二庚酯、鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二環(huán)己酯、鄰苯二甲酸二-十三烷基酯、鄰苯二甲酸丁基芐酯、鄰苯二甲酸二異癸酯、鄰苯二甲酸二苯酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯、鄰苯二甲酸辛基癸?;サ揉彵蕉姿狨ヮ?;三甘醇二乙酸酯、四甘醇二乙酸酯、二甲基葡萄糖鄰苯二甲酸酯、乙基鄰苯二?;一掖妓狨?、甲基鄰苯二酰基乙基乙醇酸酯、丁基鄰苯二酰基乙基乙醇酸酯、三甘醇二辛酸酯等二醇酯類;三甲酚磷酸酯、三苯基磷酸酯等磷酸酯類;4-甲苯磺胺、苯磺胺、N-正丁基苯磺胺、N-正丁基乙酰胺等酰胺類;二異丁基己二酸酯、二辛基己二酸酯、二甲基癸二酸酯、二丁基癸二酸酯、二辛基癸二酸酯、二辛基壬二酸酯、二丁基蘋果酸酯等脂肪族二元酸酯類;檸檬酸三乙酯、檸檬酸三丁酯、丙三醇三乙酰基酯、月桂酸丁酯、4,5-二環(huán)氧基環(huán)己烷-1,2-二羧酸二辛酯等、聚乙二醇、聚丙二醇等二醇類。
作為所述增塑劑的含量,相對于所述感光層的全部成分優(yōu)選0.1~50質(zhì)量%,更優(yōu)選0.5~40質(zhì)量%,特別優(yōu)選1~30質(zhì)量%。
-著色顏料-作為所述著色顏料,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出維多利亞純藍(lán)BO(C.I.42595)、金胺(C.I.41000)、脂溶黑HB(C.I.26150)、莫諾賴特黃GT(C.I.顏料黃12)、永久黃GR(C.I.顏料黃17)、永久黃HR(C.I.顏料黃83)、永久洋紅FBB(C.I.顏料紅146)、ホスタ一バ一ム紅ESB(C.I.顏料紫19)、永久寶石紅FBH(C.I.顏料紅11)、法斯特爾粉B蘇普拉(C.I.顏料紅81)、莫納斯特拉爾堅牢藍(lán)(C.I.顏料藍(lán)15)、莫諾賴特堅牢黑B(C.I.顏料黑1)、炭、C.I.顏料紅97、C.I.顏料紅122、C.I.顏料紅149、C.I.顏料紅168、C.I.顏料紅177、C.I.顏料紅180、C.I.顏料紅192、C.I.顏料紅215、C.I.顏料綠7、C.I.顏料綠36、C.I.顏料藍(lán)15:1、C.I.顏料藍(lán)15:4、C.I.顏料藍(lán)15:6、C.I.顏料藍(lán)22、C.I.顏料藍(lán)60、C.I.顏料藍(lán)64等。它們既可以單獨(dú)使用一種,也可以并用兩種以上。另外,根據(jù)需要,也可以使用從公知的染料中適當(dāng)?shù)剡x擇的染料。
所述著色顏料在所述感光性組合物固形成分中的固形成分含量可以考慮永久圖案形成時的感光層的曝光感光度、清晰度等而決定,雖然根據(jù)所述著色顏料的種類而不同,然而一般來說優(yōu)選0.05~10質(zhì)量%,更優(yōu)選0.075~8質(zhì)量%,特別優(yōu)選0.1~5質(zhì)量%。
-填充顏料-在所述感光性組合物中,根據(jù)需要,出于提高永久圖案的表面硬度,或者將線膨脹系數(shù)抑制得較低,或者將硬化膜自身的介電常數(shù)或介電損耗角正切控制得較低的目的,可以添加無機(jī)顏料或有機(jī)微粒。
作為所述無機(jī)顏料,沒有特別限制,可以從公知的材料中適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出高嶺土、硫酸鋇、鈦酸鋇、氧化硅粉、微粉狀氧化硅、氣相法硅石、無定形硅石、結(jié)晶性硅石、熔融硅石、球狀硅石、滑石、粘土、碳酸鎂、碳酸鈣、氧化鋁、氫氧化鋁、云母等。
所述無機(jī)顏料的平均粒徑優(yōu)選小于10μm,更優(yōu)選3μm以下。當(dāng)該平均粒徑在10μm以上時,會有因光彌散而使析像度惡化的情況。
作為所述有機(jī)微粒,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出蜜胺樹脂、苯胍胺樹脂、交聯(lián)聚苯乙烯樹脂等。另外,可以使用由平均粒徑1~5μm、吸油量100~200m2/g左右的硅石、交聯(lián)樹脂構(gòu)成的球狀多孔微粒。
所述填充顏料的添加量優(yōu)選5~60質(zhì)量%,更優(yōu)選10~50質(zhì)量%,特別優(yōu)選15~45質(zhì)量%。當(dāng)該添加量小于5質(zhì)量%時,則會有無法充分地降低線膨脹系數(shù)的情況,當(dāng)超過60質(zhì)量%時,則在感光層表面形成了硬化膜的情況下,該硬化膜的膜質(zhì)變脆,當(dāng)使用永久圖案形成配線時,會有損害作為配線的保護(hù)膜的功能的情況。
-密接促進(jìn)劑-為了提高各層間的密接性或感光層與基材的密接性,可以在各層中使用公知的所謂密接促進(jìn)劑。
作為所述密接促進(jìn)劑,例如可以優(yōu)選舉出特開平5-11439號公報、特開平5-341532號公報及特開平6-43638號公報等中記載的密接促進(jìn)劑。具體來說,可以舉出苯并咪唑、苯并噁唑、苯并噻唑、2-巰基苯并咪唑、2-巰基苯并噁唑、2-巰基苯并噻唑、3-嗎啉基甲基-1-苯基-三唑-2-硫碳、3-嗎啉基甲基-5-苯基-噁二唑-2-硫碳、5-氨基-3-嗎啉基甲基-噻二唑-2-硫碳、2-巰基-5-甲基硫代-噻二唑、三唑、四唑、苯并三唑、羧基苯并三唑、含氨基苯并三唑、硅烷耦合劑等。
作為所述密接促進(jìn)劑的含量,相對于所述感光性組合物中的全部成分優(yōu)選0.001質(zhì)量%~20質(zhì)量%,更優(yōu)選0.01~10質(zhì)量%,特別優(yōu)選0.1質(zhì)量%~5質(zhì)量%。
形成構(gòu)成所述光致成像阻焊層的感光層的所述感光性組合物可以使用溶劑來調(diào)制。
作為所述溶劑,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出酯類、醚類、酮類、芳香族烴類、脂肪族烴類、石油類溶劑類等,它們當(dāng)中優(yōu)選與所述粘合劑的相溶性良好并且不溶解所述熱交聯(lián)劑的材料。
作為所述酯類,例如可以舉出乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、甲酸戊酯、乙酸異戊酯、乙酸異丁酯、丙酸丁酯、丁酸異丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、烷基酯類、乳酸甲酯、乳酸乙酯、羥基乙酸甲酯、羥基乙酸乙酯、羥基乙酸丁酯、甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、3-羥基丙酸甲酯、3-羥基丙酸乙酯等3-羥基丙酸烷基酯類、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、2-羥基丙酸甲酯、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸甲酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-氧代丁酸甲酯、2-氧代丁酸乙酯等。
作為所述醚類,例如可以舉出二甘醇二甲醚、四氫呋喃、二甘醇單甲醚、二甘醇單乙醚、甲基溶纖劑乙酸酯、乙基溶纖劑乙酸酯、二甘醇單甲醚、二甘醇單乙醚、二甘醇單丁醚、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯等。
作為所述酮類,例如可以舉出甲基乙基酮、環(huán)己酮、2-庚酮、3-庚酮等。
作為所述芳香族烴類,例如可以舉出甲苯、二甲苯等。
作為所述脂肪族烴類,例如可以舉出辛烷、癸烷等。
作為所述石油類溶劑類,例如可以舉出石油醚、石油石腦油、氫化石油石腦油、溶劑石腦油等。
作為所述感光性組合物調(diào)制時的所述溶劑的添加量,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而優(yōu)選以使所述感光性組合物的全部固形成分濃度達(dá)到10~95質(zhì)量%的方式添加,更優(yōu)選以達(dá)到20~92.5質(zhì)量%的方式添加,特別優(yōu)選以達(dá)到30~90質(zhì)量%的方式添加。
-構(gòu)成電路形成用光刻膠層的感光層-作為形成構(gòu)成所述電路形成用光刻膠層的感光層的感光性組合物,沒有特別限制,可以從公知的圖案形成材料中適當(dāng)?shù)剡x擇,例如優(yōu)選含有粘合劑、聚合性化合物、光聚合引發(fā)劑,并含有適當(dāng)?shù)剡x擇的其他的成分。
另外,作為所述感光層的層疊數(shù),沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如既可以是一層,也可以是兩層以上。
<<粘合劑>>
作為所述粘合劑,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以使用與作為構(gòu)成所述光致成像阻焊層的感光層中所含的粘合劑而例示的粘合劑相同的材料。
所述粘合劑在所述感光性組合物固形成分中的固形成分含量優(yōu)選10~90質(zhì)量%,更優(yōu)選20~80質(zhì)量%,特別優(yōu)選40~80質(zhì)量。當(dāng)該固形成分含量小于10質(zhì)量%時,則感光層的膜強(qiáng)度容易變?nèi)?,從而有該感光性的表面的膠粘性惡化的情況,當(dāng)超過90質(zhì)量%時,則會有曝光感光度降低的情況。
作為所述粘合劑的酸價,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而例如優(yōu)選70~250mgKOH/g,更優(yōu)選90~200mgKOH/g,特別優(yōu)選100~180mgKOH/g。
當(dāng)所述酸價小于70mgKOH/g時,則顯影性不足,或清晰度差,從而有難以高精細(xì)地獲得配線圖案等圖案的情況,當(dāng)超過250mgKOH/g時,則圖案的耐顯影液性及密接性的至少某個方面惡化,從而有無法高精細(xì)地獲得配線圖案等圖案的情況。
<<聚合性化合物>>
作為所述聚合性化合物,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以使用與作為構(gòu)成所述光致成像阻焊層的感光層中所含的聚合性化合物而例示的粘合劑聚合性化合物相同的材料。
根據(jù)需要,所述聚合性化合物也可以并用在分子內(nèi)含有一個聚合性基的聚合性化合物(單官能單體)。
作為所述單官能單體,例如可以舉出作為所述粘合劑的原料例示的化合物、特開平6-236031號公報中記載的雙堿基的單((甲基)丙烯酰氧基烷基酯)單(鹵代羥基烷基酯)等單官能單體(例如γ-氯-β-羥基丙基-β’-甲基丙烯酰氧基乙基-o-鄰苯二甲酸酯等)、特許2744643號公報、WO00/52529號小冊子、特許2548016號公報等中記載的化合物。
作為所述感光層中的聚合性化合物的含量,例如優(yōu)選5~90質(zhì)量%,更優(yōu)選15~60質(zhì)量%,特別優(yōu)選20~50質(zhì)量%。
當(dāng)所述含量為5質(zhì)量%時,則會有tent膜的強(qiáng)度降低的情況,當(dāng)超過90質(zhì)量%時,則會有保存時的熔邊(從卷筒端部中的滲出故障)惡化的情況。
另外,作為在聚合性化合物中具有兩個以上所述聚合性基的多官能單體的含量,優(yōu)選5~100質(zhì)量%,更優(yōu)選20~100質(zhì)量%,特別優(yōu)選40~100質(zhì)量%。
<<光聚合引發(fā)劑>>
作為所述光聚合引發(fā)劑,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以使用與作為構(gòu)成所述光致成像阻焊層的感光層中所含的光聚合引發(fā)劑而例示的光聚合引發(fā)劑相同的材料。
另外,還可以舉出美國專利第2367660號說明書中記載的連位聚酮醛酯化合物、美國專利第2448828號說明書中記載的偶姻醚化合物、美國專利第2722512號說明書中記載由α-烴取代的芳香族偶姻化合物、美國專利第3046127號說明書及相同的第2951758號說明書中記載的多核醌化合物、特開2002-229194號公報中記載的有機(jī)硼化合物、自由基發(fā)生劑、三芳基锍鹽(例如與六氟銻或六氟磷酸酯的鹽)、鏻鹽化合物(例如(苯基硫代苯基)二苯基锍鹽等)(作為陽離子聚合引發(fā)劑有效)、WO01/71428號公報記載的鎓鹽化合物等。
所述光聚合引發(fā)劑既可以單獨(dú)使用一種,也可以并用兩種以上。作為兩種以上的組合,例如可以舉出美國專利第3549367號說明書中記載的六芳基聯(lián)二咪唑與4-氨基酮類的組合、特公昭51-48516號公報中記載的苯并噻唑化合物與三鹵代甲基-s-三嗪化合物的組合、芳香族酮化合物(例如噻噸酮等)與氫給體(例如含二烷基氨基化合物、苯酚化合物等)的組合、六芳基聯(lián)二咪唑與titanocene的組合、香豆素類與苯基甘氨酸類的組合等。
作為所述感光層中的光聚合引發(fā)劑的含量,優(yōu)選0.1~30質(zhì)量%,更優(yōu)選0.5~20質(zhì)量%,特別優(yōu)選0.5~15質(zhì)量%。
<<其他的成分>>
作為所述的其他的成分,例如可以舉出增感劑、熱聚合抑制劑、增塑劑、發(fā)色劑、著色劑、鹵素化合物等,另外也可以并用向基體表面的密接促進(jìn)劑及其他的助劑類(例如顏料、導(dǎo)電性粒子、填充劑、消泡劑、阻燃劑、流平劑、剝離促進(jìn)劑、防氧化劑、香料、熱交聯(lián)劑、表面張力調(diào)節(jié)劑、鏈轉(zhuǎn)移劑等)。通過適當(dāng)?shù)睾羞@些成分,就可以調(diào)制所需的圖案形成材料的穩(wěn)定性、照相性、印像性、膜物性等性質(zhì)。
所述增感劑可以根據(jù)后述的作為光照射機(jī)構(gòu)的可見光線或紫外光、可見光激光器等而適當(dāng)?shù)剡x擇。
所述增感劑因活性能量射線而變?yōu)榧ぐl(fā)狀態(tài),與其他的物質(zhì)(例如自由基發(fā)生劑、酸發(fā)生劑等)進(jìn)行相互作用(例如能量移動、電子移動等),從而能夠產(chǎn)生自由基或酸等有用基。
作為所述增感劑,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以使用與作為構(gòu)成所述光致成像阻焊層的感光層中所含的增感劑而例示的增感劑相同的材料。
作為所述增感劑的含量,相對于感光性組合物的全部成分,優(yōu)選0.05~30質(zhì)量%,更優(yōu)選0.1~20質(zhì)量%,特別優(yōu)選0.2~10質(zhì)量%。
當(dāng)所述含量小于0.05質(zhì)量%時,則對活性能量射線的感光度降低,在曝光工序中花費(fèi)很多時間,從而有生產(chǎn)性降低的情況,當(dāng)超過30質(zhì)量%時,則會有在保存時從所述感光層中析出的情況。
為了防止所述感光層中的所述聚合性化合物的熱聚合或經(jīng)時聚合,可以添加所述熱聚合抑制劑。
作為所述熱聚合抑制劑,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以使用與作為構(gòu)成所述光致成像阻焊層的感光層中所含的熱聚合抑制劑而例示的熱聚合抑制劑相同的材料。
作為所述熱聚合抑制劑的含量,相對于感光性組合物的全部成分,優(yōu)選0.001~5質(zhì)量%,更優(yōu)選0.005~2質(zhì)量%,特別優(yōu)選0.01~1質(zhì)量%。
作為所述增塑劑,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以使用與作為構(gòu)成所述光致成像阻焊層的感光層中所含的增塑劑而例示的增塑劑相同的材料。
作為所述增塑劑的含量,相對于感光性組合物的全部成分,優(yōu)選0.1~50質(zhì)量%,更優(yōu)選0.5~40質(zhì)量%,特別優(yōu)選1~30質(zhì)量%。
為了對曝光后的所述感光層賦予可見圖像(印像功能),也可以添加所述發(fā)色劑。
作為所述發(fā)色劑,例如可以舉出三(4-二甲基氨基苯基)甲烷(無色結(jié)晶紫)、三(4-二乙基氨基苯基)甲烷、三(4-二甲基氨基-2-甲基苯基)甲烷、三(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)甲烷、雙(4-二丁基氨基苯基)-[4-(2-氰基乙基)甲基氨基苯基]甲烷、雙(4-二丁基氨基苯基)-2-喹啉基甲烷、三(4-二丙基氨基苯基)甲烷等氨基三芳基甲烷類;3,6-雙(二甲基氨基)-9-苯基黃嘌呤、3-氨基-6-二甲基氨基-2-甲基-9-(2-氯苯基)黃嘌呤等氨基黃嘌呤類;3,6-雙(二乙基氨基)-9-(2-乙氧基羰基苯基)噻噸、3,6-雙(二甲基氨基)噻噸等氨基噻噸類;3,6-雙(二乙基氨基)-9,10-二氫-9-苯基吖啶、3,6-雙(芐基氨基)-9,10-二氫-9-甲基吖啶等氨基-9,10-二氫吖啶類;3,7-雙(二乙基氨基)吩噁嗪等氨基吩噁嗪類;3,7-雙(乙基氨基)吩噻嗪等氨基吩噻嗪類;3,7-雙(二乙基氨基)-5-己基-5,10-二氫吩嗪等氨基二氫吩嗪類;雙(4-二甲基氨基苯基)苯胺基甲烷等氨基苯基甲烷類;4-氨基-4’-二甲基氨基二苯基胺、4-氨基-α,β-二氰基氫肉桂酸甲基酯等氨基氫肉桂酸類;1-(2-萘基)-2-苯基肼等肼類;1,4-雙(乙基氨基)-2,3-二氫蒽醌類的氨基-2,3-二氫蒽醌類;N,N-二乙基-4-苯乙基苯胺等苯乙基苯胺類;10-乙?;?3,7-雙(二甲基氨基)吩噻嗪等含堿基性NH的無色色素的?;苌?;三(4-二乙基氨基-2-甲苯基)乙氧基羰基甲烷等雖然不具有能夠氧化的氫但是能夠氧化為發(fā)色化合物的無色類化合物;靛白色素;美國專利3,042,515號及相同的第3,042,517號中記載的那樣的能夠氧化為發(fā)色形式的有機(jī)胺類(例如4,4’-乙二胺、二苯基胺、N,N-二甲基苯胺、4,4’-甲撐二胺三苯基胺、N-乙烯基咔唑),它們當(dāng)中,優(yōu)選無色結(jié)晶紫等三芳基甲烷類化合物。
另外,出于使所述無色體發(fā)色等目的,一般來說,已知將所述發(fā)色劑與鹵素化合物組合。
作為所述鹵素化合物,例如可以舉出鹵化烴(例如四溴化碳、碘仿、溴化乙烯、二溴甲烷、溴代戊烷、溴代異戊烷、碘戊烷、溴化異丁烯、碘代丁烷、二苯基甲基溴、六氯乙烷、1,2-二溴乙烷、1,1,2,2-四溴乙烷、1,2-二溴-1,1,2-三氯乙烷、1,2,3-三溴丙烷、1-溴-4-氯丁烷、1,2,3,4-四溴丁烷、四氯環(huán)丙烯、六氯環(huán)戊二烯、二溴環(huán)己烷、1,1,1-三氯-2,2-雙(4-氯苯基)乙烷等);鹵化醇化合物(例如2,2,2-三氯乙醇、三溴乙醇、1,3-二氯-2-丙醇、1,1,1-三氯-2-丙醇、雙(碘六亞甲基)氨基異丙醇、三溴-叔丁醇、2,2,3-三氯丁烷-1,4-二醇等);鹵化羰基化合物(例如1,1-二氯丙酮、1,3-二氯丙酮、六氯丙酮、六溴丙酮、1,1,3,3-四氯丙酮、1,1,1-三氯丙酮、3,4-二溴-2-丁酮、1,4-二氯-2-丁酮-二溴環(huán)己酮等);鹵化醚化合物(例如2-溴乙基甲基醚、2-溴乙基乙基醚、雙(2-溴乙基)醚、1,2-二氯乙基乙基醚等);鹵化酯化合物(例如乙酸溴乙酯、三氯乙酸乙酯、三氯乙酸三氯乙酯、2,3-二溴丙基丙烯酸酯的均聚物及共聚物、二溴丙酸三氯乙酯、α,β-二氯丙烯酸乙酯等);鹵化酰胺化合物(例如氯乙酰胺、溴乙酰胺、二氯乙酰胺、三氯乙酰胺、三溴乙酰胺、三氯乙基三氯乙酰胺、2-溴異丙酰胺、2,2,2-三氯丙酰胺、N-氯琥珀酰亞胺、N-溴琥珀酰亞胺等);具有硫或磷的化合物(例如三溴甲基苯基砜、4-硝基苯基三溴甲基砜、4-氯苯基三溴甲基砜、三(2,3-二溴丙基)磷酸酯等)、2,4-雙(三氯甲基)6-苯基三唑等。有機(jī)鹵素化合物中,優(yōu)選具有與相同碳原子結(jié)合的兩個以上的鹵原子的鹵素化合物,更優(yōu)選在一個碳原子上具有三個鹵原子的鹵素化合物。所述有機(jī)鹵素化合物既可以單獨(dú)使用一種,也可以并用兩種以上。它們當(dāng)中,優(yōu)選三溴甲基苯基砜、2,4-雙(三氯甲基)-6-苯基三唑。
作為所述發(fā)色劑的含量,相對于所述感光層的全部成分,優(yōu)選0.01~20質(zhì)量%,更優(yōu)選0.05~10質(zhì)量%,特別優(yōu)選0.1~5質(zhì)量%。另外,作為所述鹵素化合物的含量,相對于所述感光層的全部成分,優(yōu)選0.001~5質(zhì)量%,更優(yōu)選0.005~3質(zhì)量%,特別優(yōu)選0.01~2質(zhì)量%。
出于為了提高處理性而將感光性組合物著色,或者賦予保存穩(wěn)定性的目的,在所述感光層中,可以使用染料。
作為所述染料,可以舉出亮綠(例如其硫酸鹽)、曙紅、乙基紫、藻紅B、甲基綠、結(jié)晶紫、堿性品紅、酚酞、1,3-二苯基三嗪、茜素紅S、百里酚酞、甲基紫2B、奎那定藍(lán)、孟加拉玫瑰紅、間胺黃、百里酚磺酞、二甲苯酚藍(lán)、甲基橙、橙IV、二苯基硫卡巴腙、2,7-二氯熒光素、副甲基紅、剛果紅、苯并紅紫4B、α-萘基紅、尼羅藍(lán)A、迪吉訥指示劑、甲基紫、孔雀石綠、副品紅、油性藍(lán)#603(Orient化學(xué)工業(yè)公司制)、羅丹明B、羅丹明6G、維多利亞純藍(lán)BOH等,它們當(dāng)中,優(yōu)選陽離子染料(例如孔雀石綠硝酸鹽、孔雀石綠硫酸鹽等)。作為該陽離子染料的對應(yīng)陰離子,只要是有機(jī)酸或無機(jī)酸的殘基即可,例如可以舉出溴酸、碘酸、硫酸、磷酸、硝酸、甲基磺酸、甲苯磺酸等的殘基(陰離子)等。
作為所述染料的含量,相對于所述感光層的全部成分,優(yōu)選0.001~10質(zhì)量%,更優(yōu)選0.01~5質(zhì)量%,特別優(yōu)選0.1~2質(zhì)量%。
為了提高各層間的密接性或圖案形成材料與基體的密接性,可以在各層中使用公知的所謂密接促進(jìn)劑。
作為所述密接促進(jìn)劑,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以使用與作為構(gòu)成所述光致成像阻焊層的感光層中所含的密接促進(jìn)劑而例示的密接促進(jìn)劑相同的材料。
作為所述密接促進(jìn)劑的含量,相對于所述感光層的全部成分,優(yōu)選0.001質(zhì)量~20質(zhì)量%,更優(yōu)選0.01~10質(zhì)量%,特別優(yōu)選0.1~5質(zhì)量%。
所述感光層例如也可以含有J.コ-サ-著「光敏系統(tǒng)」第五章中記載的那樣的有機(jī)硫化合物、過氧化物、氧化還原類化合物、偶氮或二偶氮化合物、光還原性色素、有機(jī)鹵素化合物等。
作為所述有機(jī)硫化合物,例如可以舉出二-正丁基二硫化物、二芐基二硫化物、2-巰基苯并噻唑、2-巰基苯并噁唑、硫代苯酚、乙基三氯甲烷亞磺酸酯、2-巰基苯并咪唑等。
作為所述過氧化物,例如可以舉出二-叔丁基過氧化物、過氧化苯甲酰、甲基乙基酮過氧化物。
所述氧化還原化合物是由過氧化物與還原劑的組合構(gòu)成的,可以舉出亞鐵離子與過硫酸離子、鐵離子與過氧化物等。
作為所述偶氮及二偶氮化合物,例如可以舉出α,α’-偶氮二異丁腈、2-偶氮二-2-甲基丁腈、4-氨基二苯基胺的重氮鎓類。
作為所述光還原性色素,例如可以舉出孟加拉玫瑰紅、藻紅、曙紅、吖啶黃、乳黃素、硫堇。
作為所述表面活性劑,例如可以從陰離子類表面活性劑、陽離子類表面活性劑、非離子類表面活性劑、兩性表面活性劑、含氟表面活性劑等中適當(dāng)?shù)剡x擇。
作為所述表面活性劑的含量,相對于感光性組合物的固形成分,優(yōu)選0.001~10質(zhì)量%。
當(dāng)所述含量小于0.001質(zhì)量%時,則會有無法獲得面狀改良的效果,當(dāng)超過10質(zhì)量%時,則會有密接性降低的情況。
作為所述表面活性劑,除了所述的表面活性劑以外,作為氟類的表面活性劑,還可以優(yōu)選舉出作為共聚成分具有如下的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的高分子表面活性劑,即,碳鏈為3~20而含有40質(zhì)量%以上的氟原子,并且具有從非結(jié)合末端數(shù)至少三個與碳原子結(jié)合的氫原子被氟取代的氟脂肪族基。
通過含有所述表面活性劑,就可以改善所述感光層的面狀不均。
形成構(gòu)成所述電路形成用光刻膠層的感光層的所述感光性組合物可以使用溶劑來調(diào)制。
作為所述溶劑,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以使用與在形成構(gòu)成所述光致成像阻焊層的感光層的感光性組合物中所例示的溶劑相同的溶劑。
作為所述感光性組合物調(diào)制時的所述溶劑的添加量,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而優(yōu)選以使所述感光性組合物的全部固形成分濃度達(dá)到5~80質(zhì)量%的方式添加,更優(yōu)選以達(dá)到10~60質(zhì)量%的方式添加,特別優(yōu)選以達(dá)到15~50質(zhì)量%的方式添加。
<基材>
作為所述感光層形成工序中所用的所述基材,沒有特別限制,可以根據(jù)光致成像阻焊層、配線圖案形成用光刻膠、著色抗蝕劑的各自的目的,從公知的材料中適當(dāng)?shù)剡x擇從表面平滑性高的材料到具有帶有凹凸表面的材料,然而優(yōu)選板狀的基材(基板),具體來說,可以舉出公知的印刷配線板形成用基板(例如鍍銅層壓板)、玻璃板(例如堿玻璃板、濺射了氧化硅的玻璃板、石英玻璃板等)、合成樹脂性的薄膜、紙、金屬板等。
所述基材可以形成在該基材上重合所述圖案形成材料中的感光層地層疊而成的疊層體而使用。即,通過對所述疊層體的圖案形成材料的所述感光層曝光,就可以使曝光了的區(qū)域硬化,利用后述的顯影工序形成圖案。
所述圖案形成材料可以作為印刷配線板、濾色片或柱材、棱材、襯墊物、隔壁等顯示器用構(gòu)件、全息、微型機(jī)械、防護(hù)材料等圖案形成用而廣泛地使用。
「曝光工序]作為所述曝光工序,是如下的工序,即,在利用具有n個至少接收來自光照射機(jī)構(gòu)的光并射出的描畫部的光調(diào)制機(jī)構(gòu),將來自所述光照射機(jī)構(gòu)的光調(diào)制后,利用穿過排列了具有可以修正由所述描畫部的出射面的變形造成的像差的非球面的微透鏡的微透鏡陣列的光,或者,利用穿過排列了具有不會使來自所述描畫部的周邊部的光射入的透鏡開口形狀的微透鏡的微透鏡陣列的光,在貧氧氣氛下,將利用所述感光層形成工序形成的感光層曝光。
作為所述貧氧氣氛,例如可以舉出(1)在貧氧氣氛下進(jìn)行曝光的方式、(2)在感光層的表面以使該感光層成為所述基材側(cè)的方式形成氧遮斷層而進(jìn)行的方式等。
作為所述(1)中的貧氧氣氛,只要可以利用氧的影響阻礙所述感光層的聚合反應(yīng),就沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而氧濃度優(yōu)選1%以下,更優(yōu)選0.5%以下,最優(yōu)選0%。當(dāng)所述氧濃度超過1%時,則會有感光度大大地降低的情況。
作為所述貧氧氣氛,只要是氧濃度在1%以下,就沒有特別限制,可以舉出真空至近似真空、惰性氣體氣氛等,然而特別優(yōu)選惰性氣體氣氛。作為所述惰性氣體,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出氮?dú)?、氦氣、氬氣等?br>
作為將利用所述感光層形成工序形成的感光層在貧氧氣氛下曝光的方法,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出將貧氧氣氛氣體向所述感光層表面直接吹送的方法;在將框狀框架的一邊敞開,至少在剩余的一邊形成了惰性氣體或貧氧氣體的導(dǎo)入孔的試樣臺中的曝光空間中,放置作為曝光對象的形成了感光層的試樣,從所述導(dǎo)入孔中導(dǎo)入貧氧氣體,在將感光層表面用貧氧氣氛氣體覆蓋的同時,進(jìn)行曝光的方法等。
另外,也可以將所述曝光空間設(shè)為密封空間,在減壓下向該密封空間內(nèi)導(dǎo)入貧氧氣氛氣體。
作為所述(2)的氧遮斷層,只要在曝光時不會因氧的影響而阻礙感光層的聚合反應(yīng),就可以將感光性組合物的感光度保持得較高,對于其材料、形狀、構(gòu)造等就沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而最好氧的透過性低,并且實(shí)質(zhì)上不會阻礙曝光中所用的光的透過。
所述氧遮斷層的氧透過率優(yōu)選50cm3/(m2·day·氣壓)以下,更優(yōu)選25cm3/(m2·day·氣壓)以下,特別優(yōu)選10cm3/(m2·day·氣壓)以下。
當(dāng)所述氧透過率超過50cm3/(m2·day·氣壓)時,則由于對氧的遮斷不充分,因此會有感光度降低的情況。
這里,所述氧透過率例如可以依照ASTM standards D-1434-82(1986)中記載的方法來測定。
具體來說,所述氧透過率例如可以如下所示地測定。
作為氧電極使用了ォ-ビスフェァラボラトリ-ズジャパン制的model3600。作為電極隔膜,使用了響應(yīng)速度最快、感光度最高的聚氟烷氧基(PFA)2956A。在電極隔膜上薄薄地涂布硅油脂(SH111,東レダゥコ-ニング(株)制),在其上貼附要測定的薄膜材料,測定了氧濃度值。而且可以確認(rèn),硅油脂的涂布膜對氧透過速度不造成影響。相對于氧濃度值的氧透過速度是利用已知的膜樣品(聚對苯二甲酸乙二醇酯),根據(jù)電極所顯示的氧濃度值,換算出所測定的薄膜材料的氧透過速度(cc/m2·day·atm)。
另外,作為所述氧遮斷層,最好和所述支撐體相比,與所述感光層更為牢固地粘接或密接。
另外,作為所述氧遮斷層,從處理性、防止由灰塵附著造成的缺陷的觀點(diǎn)考慮,表面的膠粘性越小越好。
作為所述氧遮斷層形成材料,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而優(yōu)選可溶于水溶液中,更優(yōu)選可溶于作為顯影液的弱堿水溶液中。
作為可溶于所述水溶液中的材料的具體例,例如可以舉出聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、乙基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、羧乙基纖維素、羧丙基纖維素、羧乙基纖維素、羧烷基纖維素的水溶性鹽等纖維素類、酸性纖維素類、羧基烷基淀粉的水溶性鹽、聚丙烯酰胺類、水溶性聚酰胺、聚丙烯酸的水溶性鹽、聚乙烯基醚/馬來酸酐聚合物、環(huán)氧乙烷聚合物、苯乙烯/馬來酸的共聚物、馬來酸酯樹脂、明膠、阿拉伯膠,它們當(dāng)中,從氧遮斷性、顯影除去性的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選舉出聚乙烯醇,從提高與感光層的密接性的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選舉出聚乙烯醇與聚乙烯基吡咯烷酮的合并使用。
另外,作為所述氧遮斷層,可以從它們當(dāng)中使用一種或并用兩種以上。
作為所述聚乙烯醇,重均分子量優(yōu)選300~2400,另外,優(yōu)選水解71~100摩爾%的材料。
作為所述聚乙烯醇,具體來說,可以舉出PVA-105、PVA-110、PVA-117、PVA-117H、PVA-120、PVA-124、PVA-124H、PVA-CS、PVA-CST、PVA-HC、PVA-203、PVA-204、PVA-205、PVA-210、PVA-220、PVA-224、PVA-217EE、PVA-217E、PVA-220E、PVA-224E、PVA-405、PVA-420、PVA-613、L-8、PVA-R-1130、PVA-R-2105、PVA-R-2130(以上全為商品名,株式會社クラレ制)等。
作為所述氧遮斷層形成材料中的所述聚乙烯醇的含量,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而優(yōu)選50~99質(zhì)量%,更優(yōu)選55~90質(zhì)量%,特別優(yōu)選60~80質(zhì)量%。
作為所述氧遮斷層形成材料中的所述聚乙烯基吡咯烷酮的含量,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而優(yōu)選1~50質(zhì)量%,更優(yōu)選10~45質(zhì)量%,特別優(yōu)選20~40質(zhì)量%。
作為相對于所述聚乙烯醇的所述聚乙烯基吡咯烷酮的含量,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而優(yōu)選5~50質(zhì)量%。
當(dāng)所述含量小于5質(zhì)量%時,則會有與感光層的密接性變得不充分的情況,當(dāng)所述含量超過50質(zhì)量%時,則會有氧遮斷能力惡化的情況。
作為所述氧遮斷層,從處理性提高的觀點(diǎn)考慮,也可以含有吸收500nm以上的光的水溶性染料等著色劑。
另外,在所述氧遮斷層形成材料中,出于改良氧遮斷層的涂布性,改善感光層與氧遮斷層的密接性等目的,可以添加表面活性劑。
作為添加所述表面活性劑時的該表面活性劑的含量,優(yōu)選氧遮斷層固形成分的1~20質(zhì)量%,更優(yōu)選1~10質(zhì)量%,特別優(yōu)選1~5質(zhì)量%。
作為所述表面活性劑,例如也可以使用特開昭61-285444號公報中記載的烷基羧基ペタィン、全氟烷基ペタィン等兩性表面活性劑。
作為所述氧遮斷層的形成方法,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而可以將所述氧遮斷層形成材料的一種或兩種以上溶解于水或水與混合性的溶劑的混合液中,涂布于所述感光層上,干燥而形成。
作為所述水混合性溶劑,例如可以舉出甲醇、乙醇、乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚等。
作為所述水混合性溶劑在溶劑合計量中的含量,優(yōu)選1~80質(zhì)量%,更優(yōu)選2~70質(zhì)量%,特別優(yōu)選5~60質(zhì)量%。
如果所述水混合性溶劑的含量在1質(zhì)量%以下,則會有無法獲得添加的效果的情況,當(dāng)超過80質(zhì)量%時,則會有溶解作為下層的所述感光層,感光層的性能惡化的情況。
作為所述水及溶劑的混合比,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而例如優(yōu)選水溶劑為100∶0~80∶20,更優(yōu)選70∶30,特別優(yōu)選60∶40。
在利用含有所述氧遮斷層形成材料的涂布液形成所述氧遮斷層的情況下,作為所述氧遮斷層形成材料在涂布液中的固形成分濃度,優(yōu)選1~30質(zhì)量%,更優(yōu)選2~20質(zhì)量%,特別優(yōu)選3~10質(zhì)量%。
當(dāng)所述固形成分濃度小于1質(zhì)量%或超過30質(zhì)量%時,則會有在干燥后所述氧遮斷層的厚度不會達(dá)到規(guī)定的厚度的情況。
作為所述氧遮斷層的厚度,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而優(yōu)選所述支撐體的厚度的1/2以下,具體來說,優(yōu)選0.1~10μm,更優(yōu)選0.5~5μm,特別優(yōu)選1~3μm。
當(dāng)所述氧遮斷層的厚度小于0.1μm時,則氧的透過性過高,會有氧遮斷能力降低的情況,當(dāng)超過10μm時,則因氧遮斷層對光的散射或折射等影響,在成像于感光層上的像中產(chǎn)生模糊像,會有無法獲得高析像度的情況,另外,還會有在顯影、感光層除去中花費(fèi)較多時間的情況。
作為所述曝光工序,具有如下的工序,即,在利用具有n個(其中,n表示2以上的自然數(shù))接受至少來自光照射機(jī)構(gòu)的光并射出的描畫部的光調(diào)制機(jī)構(gòu),將來自所述光照射機(jī)構(gòu)的光調(diào)制后,利用穿過排列了具有可以修正由所述描畫部的出射面的變形造成的像差的非球面的微透鏡的微透鏡陣列的光,或利用穿過排列了具有不使來自所述描畫部的周邊部的光射入的透鏡開口形狀的微透鏡的微透鏡陣列的光,將利用所述感光層形成工序形成的感光層曝光。
在所述曝光工序中,作為由所述光照射機(jī)構(gòu)照射的光,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出將光聚合引發(fā)劑或增感劑活化的電磁波、從紫外光到可見光、電子射線、X射線、激光等,它們當(dāng)中,可以優(yōu)選舉出能夠在短時間內(nèi)進(jìn)行光的開關(guān)控制、容易實(shí)現(xiàn)光的干涉控制的激光。
作為所述從紫外光到可見光的光的波長,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而出于實(shí)現(xiàn)感光性組合物的曝光時間的縮短的目的,優(yōu)選330~650nm,更優(yōu)選339~415nm,特別優(yōu)選405nm。
作為所述光照射機(jī)構(gòu)的光的照射方法,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出利用高壓水銀燈、氙燈、碳弧燈、鹵素?zé)?、?fù)印機(jī)用冷陰極射線管、LED、半導(dǎo)體激光器等公知的光源來照射的方法。另外,優(yōu)選將來自這些光源的光合成兩個以上來照射,可以特別優(yōu)選舉出照射合成了兩個以上的光的激光(以下有時稱作「合波激光」。)。
作為所述合波激光的照射方法,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而可以舉出如下的方法,即,利用多個激光源、多模光纖、將由該多個激光源照射的激光聚光而與所述多模光纖耦合的耦合光學(xué)系統(tǒng)來構(gòu)成合波激光而照射。
在所述曝光工序中,作為將光調(diào)制的方法,只要是利用具有n個接收并射出來自所述光照射機(jī)構(gòu)的光的描畫部的光調(diào)制機(jī)構(gòu)來調(diào)制的方法,就沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而優(yōu)選舉出與圖案信息對應(yīng)地控制從n個描畫部之中連續(xù)地配置的任意的小于n個描畫部的方法。
作為所述描畫部的個數(shù)(n),沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而優(yōu)選2以上。
作為所述光調(diào)制機(jī)構(gòu)的描畫部的排列,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而例如優(yōu)選二維地排列,更優(yōu)選以格子狀排列。
另外,作為所述光的調(diào)制方法,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而優(yōu)選舉出所述光調(diào)制機(jī)構(gòu)利用空間光調(diào)制元件的方法。
作為所述空間光調(diào)制元件,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而優(yōu)選舉出數(shù)字微反射鏡設(shè)備(DMD)、MEMS(Micro Electro MechanicalSystems)類型的空間光調(diào)制元件(SLM;Special Light Modulator)、利用電光學(xué)效應(yīng)將透過光調(diào)制的光學(xué)元件(PLZT元件)、液晶光快門(FLC)等,它們當(dāng)中,特別優(yōu)選舉出DMD。
在所述曝光工序中,使由所述調(diào)制機(jī)構(gòu)調(diào)制的光穿過排列了具有可以修正由所述描畫部的出射面的變形造成的像差的非球面的微透鏡的微透鏡陣列、或排列了具有不使來自所述描畫部的周邊部的光射入的透鏡開口形狀的微透鏡的微透鏡陣列。
作為配置于所述微透鏡陣列中的微透鏡,沒有特別限制,然而例如優(yōu)選具有非球面的微透鏡,更優(yōu)選所述非球面為復(fù)曲面的微透鏡。
另外,在所述曝光工序中,最好使由所述調(diào)制機(jī)構(gòu)調(diào)制的光穿過光闌陣列、耦合光學(xué)系統(tǒng)、適當(dāng)?shù)剡x擇的其他的光學(xué)系統(tǒng)等。
在所述曝光工序中,作為將感光層曝光的方法,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出數(shù)字曝光、模擬曝光等,然而優(yōu)選數(shù)字曝光。
作為所述數(shù)字曝光的方法,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如優(yōu)選使用與基于規(guī)定的圖案信息生成的控制信號對應(yīng)地調(diào)制的激光來進(jìn)行。
另外,在所述曝光工序中,雖然作為將感光層曝光的方法,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而從能夠短時間地并且高速地曝光的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選在將曝光光與感光層相對地移動的同時來進(jìn)行,特別優(yōu)選與所述數(shù)字微反射鏡設(shè)備(DMD)并用。
在所述曝光工序中,作為在惰性氣體氣氛下,將利用所述感光層形成工序形成的感光層曝光的方法,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出將惰性氣體向所述感光層表面直接吹送的方法;在將框狀框架的一邊敞開,至少在剩余的一邊形成了惰性氣體的導(dǎo)入孔的試樣臺中的曝光空間中,放置作為曝光對象的形成了感光層的試樣,從所述惰性氣體導(dǎo)入孔中導(dǎo)入惰性氣體,在將感光層表面用惰性氣體覆蓋的同時,進(jìn)行曝光的方法等。
另外,也可以將所述曝光空間設(shè)為密封空間,在減壓下向該密封空間內(nèi)導(dǎo)入惰性氣體。
作為所述惰性氣體,只要可以防止因氧的影響而阻礙所述感光層的聚合反應(yīng)的情況,就沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出氮?dú)?、氦氣、氬氣等?br>
以下,將在參照附圖的同時對適用于本發(fā)明的圖案形成方法中的圖案形成裝置進(jìn)行說明。
圖7是表示適用于本發(fā)明的圖案形成方法中的圖案形成裝置的外觀的概略立體圖。
包括所述光調(diào)制機(jī)構(gòu)的圖案形成裝置如圖7所示,在由四根腳部154支撐的厚的板狀的設(shè)置臺156的上面,具備將薄片狀的圖案形成材料150吸附于表面而保持的平板狀的臺架152。
臺架152的長邊方向被朝向臺架移動方向地配置,并且由形成于所述設(shè)置臺156的上面的導(dǎo)軌158可以往復(fù)移動地支撐。而且,在所述圖案形成裝置中,具有用于將臺架152沿著導(dǎo)軌158驅(qū)動的未圖示的驅(qū)動裝置。
在設(shè)置臺156的中央部,橫跨臺架152的移動路徑地朝下設(shè)有C字形的門160。門160的各個端部被固定于設(shè)置臺156的長邊方向中央部的兩側(cè)面上。在該門160的一方的側(cè)面?zhèn)龋O(shè)有掃描儀162,在另一方的側(cè)面?zhèn)龋O(shè)有檢測圖案形成材料150的頭端及后端的多個(例如2個)檢測傳感器164。掃描儀162及檢測傳感器164被分別安裝于門160上,固定配置于臺架152的移動路徑的上方。而且,掃描儀162及檢測傳感器164被與控制它們的未圖示的控制器連接。
圖8是表示掃描儀的構(gòu)成的概略立體圖。另外,圖9A是表示形成于感光層上的曝光完區(qū)域的俯視圖,圖9B是表示曝光頭的曝光區(qū)的排列的圖。
掃描儀162如圖8及圖9B所示,具備排列為m行n列(例如3行5列)的近似矩陣狀的多個(例如14個)曝光頭166。該例子中,因與圖案形成材料150的寬度的關(guān)系,在第三行配置了四個曝光頭166。而且,當(dāng)表示排列于第m行第n列的各個曝光頭時,表記為曝光頭166mn。
曝光頭166的曝光區(qū)168是以副掃描方向?yàn)槎踢叺木匦?。所以,伴隨著臺架152的移動,在圖案形成材料150中每個曝光頭166就形成帶狀的曝光完區(qū)域170。而且,當(dāng)表示排列于第m行第n列的各個曝光頭的曝光區(qū)時,表記為曝光區(qū)168mn。
另外,如圖9A及B所示,以線狀排列的各行的各個曝光頭被沿排列方向錯開規(guī)定間隔(曝光區(qū)的長邊的自然數(shù)倍,本例中為2倍)地配置,使得帶狀的曝光完區(qū)域170在與副掃描方向正交的方向上沒有間隙地并列。由此,第一行的曝光區(qū)16811與曝光區(qū)16812之間的無法曝光的部分就可以利用第二行的曝光區(qū)16821與第三行的曝光區(qū)16831來曝光。
圖10是表示曝光頭的概略構(gòu)成的立體圖。
曝光頭16611~166mn分別如圖10所示,包括將光束與圖案信息對應(yīng)地進(jìn)行光調(diào)制的作為所述光調(diào)制機(jī)構(gòu)(對每個象素進(jìn)行調(diào)制的空間光調(diào)制元件)的美國德州儀器公司制的數(shù)字微反射鏡設(shè)備(以下有時稱作「DMD」。)50;配置于DMD50的光入射側(cè),具備了將光纖的出射端部(發(fā)光點(diǎn))沿著與曝光區(qū)168的長邊方向?qū)?yīng)的方向排列成一列的激光出射部68的作為光照射機(jī)構(gòu)66的光纖陣列光源66;將從光纖陣列光源66中射出的激光修正而聚光在DMD上的透鏡系統(tǒng)67;將透過了透鏡系統(tǒng)67的激光朝向DMD50反射的反射鏡69;將由DMD50反射的激光B成像于圖案形成材料150上的成像光學(xué)系統(tǒng)51。而且,圖10中,概略性地表示了透鏡系統(tǒng)67。
圖12是基于圖案信息進(jìn)行DMD的控制的控制器。
DMD50如圖12所示,與具有數(shù)據(jù)處理部、反射鏡驅(qū)動控制部等的控制器302連接。該控制器302的數(shù)據(jù)處理部中,基于所輸入的圖案信息,對每個曝光頭166生成驅(qū)動控制DMD50的應(yīng)當(dāng)控制區(qū)域內(nèi)的各個微反射鏡的控制信號。而且,對于應(yīng)當(dāng)控制區(qū)域?qū)⒃诤竺鏀⑹?。另外,反射鏡驅(qū)動控制部中,基于在圖案信息處理部中生成的控制信號,對每個曝光頭166控制DMD50的各微反射鏡的反射面的角度。
圖1是表示作為所述光調(diào)制機(jī)構(gòu)的數(shù)字微反射鏡設(shè)備(DMD)的構(gòu)成的局部放大圖。
如圖1所示,DMD50是在SRAM單元(存儲器單元)60上,以格子狀排列了構(gòu)成各個象素(像素)的多個(例如1024個×768個)微小的反射鏡(微反射鏡)62的反射鏡設(shè)備。在各像素中,在最上部設(shè)有由支柱支撐的微反射鏡62,在微反射鏡62的表面蒸鍍有鋁等反射率高的材料。而且,微反射鏡62的反射率在90%以上,作為一個例子,其排列間距在縱向、橫向都是13.7μm。另外,在微反射鏡62的正下方,借助包括合頁及軛的支柱配置有由通常的半導(dǎo)體存儲器的生產(chǎn)線制造的硅柵的CMOS的SRAM單元60,整體被單片地構(gòu)成。
圖2A及B是說明DMD的動作的圖。
當(dāng)向DMD50的SRAM單元60寫入數(shù)字信號時,由支柱支撐的微反射鏡62就以對角線為中心在相對于配置了DMD50的基板側(cè)為±α度(例如±12度)的范圍中傾斜。圖2A表示微反射鏡62為開狀態(tài)的傾斜了+α度的狀態(tài),圖2B表示微反射鏡62為關(guān)狀態(tài)的傾斜了-α度的狀態(tài)。
所以,通過與圖案信息對應(yīng)地控制DMD50的各像素的微反射鏡62的傾斜度,向DMD50入射的激光就被向各個微反射鏡62的傾斜方向反射。
而且,圖1中,表示微反射鏡62被控制為+α度或-α度的狀態(tài)的一個例子。各個微反射鏡62的開關(guān)控制是利用與DMD50連接的所述控制器302來進(jìn)行的。另外,在由關(guān)狀態(tài)的微反射鏡62反射的激光B行進(jìn)的方向上,配置有未圖示的光吸收體。
DMD50最好將其短邊與副掃描方向形成規(guī)定角度θ(例如0.1°~5°)地略為傾斜地配置。
圖3A表示未將DMD50傾斜時的各微反射鏡的反射光像(曝光束)53的掃描軌跡,圖3B表示將DMD50傾斜時的曝光束53的掃描軌跡。
如圖3B所示,在DMD50中,沿長邊方向排列了多個(例如1024個)微反射鏡的微反射鏡列在短邊方向上排列有多組(例如756組),而通過將DMD50傾斜,各微反射鏡的曝光束53的掃描軌跡(掃描線)的間距P2與未傾斜DMD50時的掃描線的間距P1相比變窄,從而可以大幅度提高析像度。另一方面,由于DMD50的傾斜角微小,因此傾斜了DMD50時的掃描寬度W2與未傾斜DMD50時的掃描寬度W1大致相同。
下面,對加快所述光調(diào)制機(jī)構(gòu)的調(diào)制速度的方法(以下稱作「高速調(diào)制」)進(jìn)行說明。
當(dāng)從光纖陣列光源66向DMD50照射激光B時,則對每個象素將由光纖陣列光源66射出的激光開關(guān),而將圖案形成材料150以與DMD50的使用象素數(shù)大致相同數(shù)目的象素單位(曝光區(qū)168)曝光。另外,通過將圖案形成材料150與臺架152一起以一定速度移動,而利用掃描儀162將圖案形成材料150沿與臺架移動方向相反的方向進(jìn)行副掃描,對每個曝光頭166形成帶狀的曝光完區(qū)域170。
這里,由于在DMD50整體的數(shù)據(jù)處理速度有極限,與所使用的象素數(shù)成比例地決定每一行的調(diào)制速度,因此通過僅使用一部分的微反射鏡列,每一行的調(diào)制速度就會變快。另一方面,在連續(xù)地使曝光頭相對于曝光面相對移動的曝光方式的情況下,不需要將副掃描方向的象素全部使用。
雖然DMD50將沿主掃描方向排列了1024個微反射鏡的微反射鏡列在副掃描方向上排列了768組,但是利用控制器302以僅驅(qū)動一部分的微反射鏡列(例如1024個×256列)的方式來控制。
圖4A及B是表示DMD的使用區(qū)域的圖。
既可以如圖4A所示,作為DMD的使用區(qū)域,使用配置于DMD50的中央部的微反射鏡列,也可以如圖4B所示,使用配置于DMD50的端部的微反射鏡列。另外,在一部分的微反射鏡中產(chǎn)生了缺陷的情況下,也可以通過使用未產(chǎn)生缺陷的微反射鏡列等,來根據(jù)狀況適當(dāng)?shù)刈兏褂玫奈⒎瓷溏R列。
例如,在僅使用768組微反射鏡列之中的384組的情況下,如果與全部使用768組的情況相比,則可以對每一行加快兩倍地調(diào)制。另外,在僅使用768組微反射鏡列之中的256組的情況下,如果與全部使用768組的情況相比,則可以對每一行加快三倍地調(diào)制。
如上說明所示,根據(jù)本發(fā)明的圖案形成方法,雖然具備將在主掃描方向上排列了1024個微反射鏡的微反射鏡列沿副掃描方向排列了768組的DMD,然而通過利用控制器以僅驅(qū)動一部分的微反射鏡列的方式來控制,與驅(qū)動全部的微反射鏡列的情況相比,每一行的調(diào)制速度會變快。
另外,雖然對于部分地驅(qū)動DMD的微反射鏡列的例子進(jìn)行了說明,然而即使使用如下的DMD,即,在與規(guī)定方向?qū)?yīng)的方向的長度比與所述規(guī)定方向交叉的方向的長度更長的基板上,二維地排列了可以分別與控制信號對應(yīng)地改變反射面的角度的多個微反射鏡的細(xì)長的DMD,由于控制反射面的角度的微反射鏡的個數(shù)變少,因此可以同樣地加快調(diào)制速度。
作為所述曝光的方法,也可以如圖5所示,在利用掃描儀162的沿X方向的一次的掃描中將圖案形成材料150的全面曝光。
另外,作為所述曝光的方法,也可以如圖6A及B所示,以在利用掃描儀162沿X方向掃描了圖案形成材料150后,將掃描儀162沿Y方向移動一步,沿X方向進(jìn)行掃描的方式,反復(fù)進(jìn)行掃描和移動,利用多次的掃描將圖案形成材料150的全面曝光。
所述曝光因?qū)λ龈泄鈱拥囊徊糠值膮^(qū)域進(jìn)行而將該一部分的區(qū)域硬化,在后述的顯影工序中,所述硬化了的一部分的區(qū)域以外的未硬化區(qū)域被除去,形成圖案。
下面,對透鏡系統(tǒng)67及成像光學(xué)系統(tǒng)51進(jìn)行說明。
圖11是表示圖10的曝光頭的構(gòu)成的詳細(xì)情況的沿著光軸的多掃描方向的剖面圖。
如圖11所示,透鏡系統(tǒng)67包括將從光纖陣列光源66中射出的作為照明光的激光B聚光的聚光透鏡71;被插入到穿過聚光透鏡71的光的光路中的棒狀光學(xué)積分器(以下稱作棒積分器)72;及配置于棒積分器72的前方即反射鏡69側(cè)的成像透鏡74。
聚光透鏡71、棒積分器72及成像透鏡74使由光纖陣列光源66射出的激光作為接近平行光并且將束截面內(nèi)強(qiáng)度均勻化了的光束向DMD50射入。
從透鏡系統(tǒng)67中射出的激光B由反射鏡69反射,穿過TIR(全反射)棱鏡70而向DMD50照射。而且,圖10中,省略了該TIR棱鏡70。
如圖11所示,成像光學(xué)系統(tǒng)51包括由透鏡系統(tǒng)52、54構(gòu)成的第一成像光學(xué)系統(tǒng)、由透鏡系統(tǒng)57、58構(gòu)成的第二成像光學(xué)系統(tǒng)、被插入到這些成像光學(xué)系統(tǒng)之間的微透鏡陣列55、光闌陣列59。
微透鏡陣列55是將與DMD50的各象素對應(yīng)的多個微透鏡55a以二維形狀排列而成的。本例中,由于如后述所示,僅驅(qū)動DMD50的1024個×768列的微反射鏡當(dāng)中的1024個×256列,因此與之對應(yīng)地配置了1024個×256列的微透鏡55a。
微透鏡55a的配置間距在縱向、橫向上都是41μm。微透鏡55a的焦點(diǎn)距離為0.19mm,NA(數(shù)值孔徑)為0.11。
另外,微透鏡55a由光學(xué)玻璃BK7形成。
作為各微透鏡55a的位置上的激光B的束徑,為41μm。
光闌陣列59形成有與微透鏡陣列55的各微透鏡55a對應(yīng)的多個光闌(開口)59a。各光闌59a的直徑為10μm。
第一成像光學(xué)系統(tǒng)將DMD50的像放大三倍而在微透鏡陣列55上成像。
第二成像光學(xué)系統(tǒng)將經(jīng)過了微透鏡陣列55的像放大1.6倍而在圖案形成材料150上成像、投影。
所以,在光學(xué)系統(tǒng)整體中,DMD50的像被放大4.8倍而在圖案形成材料150上成像、投影。
而且,在所述第二成像光學(xué)系統(tǒng)與圖案形成材料150之間配設(shè)有棱鏡對73,通過將該棱鏡對73在圖11中沿上下方向移動,就可以調(diào)節(jié)圖案形成材料150上的像的焦點(diǎn)。而且,在同圖中,圖案形成材料150被沿箭頭F方向進(jìn)行副掃描輸送。
下面,在參照附圖的同時,對所述微透鏡陣列、所述光闌陣列及所述成像光學(xué)系統(tǒng)等進(jìn)行說明。
圖13A是表示所述曝光頭的構(gòu)成的沿著光軸的剖面圖。
如圖13A所示,所述曝光頭包括向DMD50照射激光的光照射機(jī)構(gòu)144;將由DMD50反射的激光放大而成像的透鏡系統(tǒng)(成像光學(xué)系統(tǒng))454、458;與DMD50的各描畫部對應(yīng)地配置了多個微透鏡474的微透鏡陣列472;與微透鏡陣列472的各微透鏡對應(yīng)地設(shè)置了多個光闌478的光闌陣列476;將穿過了光闌的激光在被曝光面56上成像的透鏡系統(tǒng)(成像光學(xué)系統(tǒng))480、482。
圖14是表示測定了構(gòu)成DMD50的微反射鏡62的反射面的平面度的結(jié)果的圖。
圖14中,將反射面的相同高度位置以等高線連結(jié)表示,等高線的間距為5nm。圖中x方向及y方向是微反射鏡62的兩條對角線方向,微反射鏡62以沿著y方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸為中心如前所述地旋轉(zhuǎn)。
圖15A及B分別表示沿圖14中的x方向、y方向的微反射鏡62的反射面的高度位置位移。
如圖14及圖15中所示,在微反射鏡62的反射面中存在變形,此外當(dāng)特別關(guān)注反射鏡中央部時,一條對角線方向(y方向)的變形與其他的對角線方向(x方向)的變形相比變大。由此,就會產(chǎn)生如下的問題,即,由微透鏡陣列55的微透鏡55a聚光的激光B的聚光位置上的形狀發(fā)生變形。
圖16A及B分別是表示微透鏡陣列55整體的正面形狀及側(cè)面形狀的圖。
如圖16A所示,微透鏡陣列55是與DMD50的微反射鏡62對應(yīng)地將微透鏡55a沿橫向并設(shè)1024列、沿縱向并設(shè)256列而構(gòu)成的。
微透鏡陣列55的長邊的尺寸為50mm,短邊的尺寸為20mm。
而且,同圖A中,將微透鏡55a的排列順序在橫向上以j表示,在縱向上以k表示。
圖17A及B是表示構(gòu)成微透鏡陣列的微透鏡的正面形狀及側(cè)面形狀的圖。而且,圖17A中,將微透鏡55a的等高線一并表示。
如圖17A及B所示,微透鏡55a的光出射側(cè)的端面被設(shè)為修正由微反射鏡62的反射面的變形造成的像差的非球面形狀。
具體來說,非球面形狀的微透鏡55a被設(shè)為如下的復(fù)曲面,即,x方向的曲率半徑Rx為-0.125mm,y方向的曲率半徑Ry為-0.1mm。
圖18是在一個剖面內(nèi)A和另一個剖面內(nèi)B表示微透鏡的聚光狀態(tài)的概略圖。
如圖18所示,作為構(gòu)成微透鏡陣列的微透鏡55a,由于使用光出射側(cè)的端面為非球面形狀的復(fù)曲面透鏡,因此對于與x方向及y方向平行的斷面內(nèi)的激光B的聚光狀態(tài)而言,當(dāng)比較與x方向平行的斷面內(nèi)和與y方向平行的斷面內(nèi)時,則后者的斷面內(nèi)的一方的微透鏡55a的曲率半徑更小,焦點(diǎn)距離更短。
作為微透鏡55a的形狀,既可以是二次的非球面形狀,也可以是更高次(4次、6次…)的非球面形狀。通過采用所述高次的非球面形狀,就可以將束形狀進(jìn)一步高精細(xì)化。另外,也可以與微反射鏡62的反射面的變形對應(yīng),采用所述的x方向及y方向的曲率相互一致的透鏡形狀。以下,將對此種透鏡形狀的例子進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖39A、B中表示的分別帶有等高線的正面形狀、側(cè)面形狀的微透鏡55a”的x方向及y方向的曲率相互一樣,并且該曲率是將球面透鏡的曲率Cy根據(jù)與透鏡中心的距離h修正了的曲率。即,成為該微透鏡55a”的透鏡形狀的基礎(chǔ)的球面透鏡形狀例如采用以下述計算式(數(shù)1)規(guī)定了透鏡高度(透鏡曲面的光軸方向位置)z的形狀。
z=cyh21+SQRT(1-cy2h2)]]>而且,將所述曲率Cy=(1/0.1mm)時的透鏡高度z與距離h的關(guān)系制成圖而表示于圖40中。
此外,將所述球面透鏡形狀的曲率Cy根據(jù)與透鏡中心的距離h如下述計算式(數(shù)2)所示地修正,成為微透鏡55a”的透鏡形狀。
z=cy2h21+SQRT(1-cy2h2)+ah4+bh6]]>在所述計算式(數(shù)2)中,z所指的含義也與所述的計算式(數(shù)2)相同,這里使用4次系數(shù)a及6次系數(shù)b來修正曲率Cy。而且,將所述曲率Cy=(1/0.1mm)、4次系數(shù)a=1.2×103、6次系數(shù)a=5.5×107時的透鏡高度z與距離h的關(guān)系制成圖而表示于圖41中。
另外,除了將微透鏡55a的光出射側(cè)的端面形狀設(shè)為復(fù)曲面以外,也可以由將兩個光通過端面的一方設(shè)為球面,將另一方設(shè)為圓柱面的微透鏡來構(gòu)成微透鏡陣列。
圖19A、B、C及D是表示利用計算機(jī)模擬了微透鏡55a的聚光位置(焦點(diǎn)位置)附近的束徑的結(jié)果的圖。
另外,為了進(jìn)行比較,對于微透鏡為曲率半徑Rx=Ry=-0.1mm的球面形狀的情況,將進(jìn)行了相同的模擬的結(jié)果表示于圖20A、B、C及D中。而且,各圖中的z的值以微透鏡55a的與束出射面的距離來表示微透鏡55a的焦點(diǎn)方向的評價位置。
另外,所述模擬中所用的微透鏡55a的面形狀是用下述計算式來計算的。
z=cx2X2+cy2Y21+SQRT(1-cx2X2-cy2Y2)]]>其中,所述計算式中,Cx表示x方向的曲率(=1/Rx),Cy表示y方向的曲率(=1/Ry),X表示x方向上的與透鏡光軸O的距離,Y表示y方向上的與透鏡光軸O的距離。
比較圖19A~D與圖20A~D后即可清楚地看到,本發(fā)明的圖案形成方法中,通過將微透鏡55a設(shè)為與y方向平行斷面內(nèi)的焦點(diǎn)距離小于與x方向平行斷面內(nèi)的焦點(diǎn)距離的復(fù)曲面透鏡,就可以抑制其聚光位置附近的束形狀的變形。由此,就可以在圖案形成材料150中將沒有變形的、更為高精細(xì)的圖像曝光。
而且,當(dāng)微反射鏡62的x方向及y方向上的中央部的變形的大小關(guān)系與所述相反時,則如果由與x方向平行斷面內(nèi)的焦點(diǎn)距離小于與y方向平行斷面內(nèi)的焦點(diǎn)距離的復(fù)曲面透鏡來構(gòu)成微透鏡,則可以同樣地在圖案形成材料150中將沒有變形的、更為高精細(xì)的圖案曝光。
光闌陣列59被配置于微透鏡陣列55的聚光位置附近。向光闌陣列59中所具備的各光闌59a中,只會射入經(jīng)過了對應(yīng)的微透鏡55a的光。所以,可以防止向與一個微透鏡55a對應(yīng)的一個光闌59a中射入來自不與之對應(yīng)的相鄰的微透鏡55a的光的情況,從而提高消光比。
如果將光闌59a的直徑在一定程度上減小,則雖然可以獲得抑制微透鏡55a的聚光位置上的束形狀的變形的效果,但是由光闌陣列59遮斷的光量變得更多,光利用效率降低。該情況下,通過將微透鏡55a設(shè)為所述非球面形狀,就可以防止光的遮斷,將光利用效率保持得較高。
另外,利用所述微透鏡陣列55及光闌陣列59,來修正由構(gòu)成DMD50的微反射鏡62的反射面的變形造成的像差,而在使用DMD以外的空間光調(diào)制元件的本發(fā)明的圖案形成方法中,當(dāng)在該空間調(diào)制元件的描畫部的面中存在變形時,也可以應(yīng)用本發(fā)明來修正由該變形造成的像差,防止在束形狀中產(chǎn)生變形的情況。
而且,在本發(fā)明的圖案形成方法中,雖然使用了與微反射鏡62的兩條對角線方向光學(xué)地對應(yīng)的x方向及y方向的曲率不同的作為復(fù)曲面的微透鏡55a,然而也可以使用如下的微透鏡55a’,即,與微反射鏡62的變形對應(yīng),像圖38A、B中分別表示的帶有等高線的正面形狀、側(cè)面形狀那樣,由與矩形的微反射鏡62的兩個邊方向光學(xué)地對應(yīng)的xx方向及yy方向的曲率相互不同的復(fù)曲面構(gòu)成。
如圖13A所示,所述成像光學(xué)系統(tǒng)具備透鏡480、482,穿過了光闌陣列59的光由該成像光學(xué)系統(tǒng)成像于被曝光面56上。
如上說明所示,所述圖案形成裝置由于將由DMD50反射的激光利用透鏡系統(tǒng)的放大透鏡454、458放大數(shù)倍而投影于被曝光面56上,因此整體的圖像區(qū)域變大。此時,如果未配置有微透鏡陣列472及光闌陣列476,則如圖13B所示,投影子被曝光面56上的各射束點(diǎn)BS的一個象素尺寸(光斑尺寸)就會與曝光區(qū)468的尺寸對應(yīng)地變?yōu)楹艽蟮某叽?,表示曝光區(qū)468的清晰度的MTF(Modulation Transfer Function)特性降低。
另一方面,所述圖案形成裝置中,由于具備微透鏡陣列472及光闌陣列476,因此由DMD50反射的激光就被微透鏡陣列472的各微透鏡而與DMD50的各描畫部對應(yīng)地聚光。這樣,如圖13C所示,即使在曝光區(qū)被放大了的情況下,也可以將各射束點(diǎn)BS的光斑尺寸縮小為所需的大小(例如10μm×10μm),可以防止MTF特性的降低,進(jìn)行高精細(xì)的曝光。
而且,曝光區(qū)468傾斜的原因是,為了消除象素間的間隙,而將DMD50傾斜地配置。
另外,即使有由微透鏡的像差造成的束的變粗,也可以利用光闌陣列將束整形,從而使被曝光面56上的光斑尺寸達(dá)到一定的大小,并且通過使之穿過與各象素對應(yīng)地設(shè)置的光闌陣列,可以防止相鄰的象素間的交叉效應(yīng)(crosstalk)。
另外,由于通過在光照射機(jī)構(gòu)144中使用高亮度光源,從透鏡458向微透鏡陣列472的各微透鏡入射的光束的角度變小,因此就可以防止相鄰的象素的光束的一部分射入的情況。即,可以實(shí)現(xiàn)高消光比。
圖22A及B是表示其他的微透鏡陣列的正面形狀及側(cè)面形狀的圖。
如圖22所示,作為其他的微透鏡陣列,是使各微透鏡中具有修正由微反射鏡62的反射面的變形造成的像差的折射率分布的微透鏡陣列。
如圖所示,其他的微透鏡155a的外形形狀為平行平板狀。而且,同圖中的x、y方向如已述所示。
圖23是表示圖22的微透鏡155a的與所述x方向及y方向平行斷面內(nèi)的激光B的聚光狀態(tài)的概略圖。
如圖23所示,微透鏡155a是具有從光軸O朝向外方逐漸增大的折射率分布的微透鏡,同圖中在微透鏡155a內(nèi)所示的虛線表示其折射率從光軸O以規(guī)定的等間距變化的位置。如圖所示,當(dāng)比較與x方向平行斷面內(nèi)和與y方向平行斷面內(nèi)時,后者的斷面內(nèi)的一方的微透鏡155a的折射率變化的比例更大,焦點(diǎn)距離更短。即使使用由此種折射率分布型透鏡構(gòu)成的微透鏡陣列,也可以獲得與使用所述微透鏡陣列55的情況相同的效果。
而且,在圖17及圖18所示的微透鏡55a中,也可以同時賦予所述折射率分布,利用面形狀和折射率分布雙方,來修正由微反射鏡62的反射面的變形造成的像差。
下面,在參照附圖的同時對所述微透鏡陣列的其他的一個例子進(jìn)行說明。
本例的微透鏡陣列如圖42中所示,是將具有不會使來自所述描畫部的周邊部的光射入的透鏡開口形狀的微透鏡排列而成。
首先如參照圖14及圖15說明的所示,在DMD50的微反射鏡62的反射面上存在變形,而該變形變化量具有隨著從微反射鏡62的中心向周邊部行進(jìn)而逐漸地變大的傾向。此外,微反射鏡62的一條對角線方向(y方向)的周邊部變形變化量與另外的對角線方向(x方向)的周邊部變形變化量相比更大,所述的傾向也變得更為明顯。
本例的微透鏡陣列是為了應(yīng)對所述的問題而使用的。該微透鏡陣列255的以陣列狀排列的微透鏡255a被設(shè)為具有圓形的透鏡開口的微透鏡。所以,如上所述在變形較大的微反射鏡62的反射面的周邊部,特別是四角部反射的激光B就不會被微透鏡255a聚光,可以防止被聚光了的激光B的聚光位置上的形狀發(fā)生變形的情況。所以,就可以在圖案形成材料150上將沒有變形的、更為高精細(xì)的圖像曝光。
另外,在所述微透鏡陣列255中,如圖42中所示,在保持微透鏡255a的透明構(gòu)件255b(它通常被與微透鏡255a一體化地形成)的背面,也就是在與形成有微透鏡255a的面相反一側(cè)的面上,以將相互分離的多個微透鏡255a的透鏡開口的外側(cè)區(qū)域填充的狀態(tài),形成有遮光性的掩模255c。由于通過設(shè)置此種掩模255c,就可以將在微反射鏡62的反射面的周邊部,特別是四角部反射的激光B在此處吸收、遮斷,因此就可以更為可靠地防止被聚光了的激光B的形狀發(fā)生變形的問題。
在所述微透鏡陣列255中,微透鏡的開口形狀并不限于所述的圓形,例如也可以如圖43所示,使用并排設(shè)置多個具有橢圓形的開口的微透鏡455a而成的微透鏡陣列455;或如圖44所示,使用并排設(shè)置多個具有多角形(圖示的例子中為四角形)的開口的微透鏡555a而成的微透鏡陣列555等。而且,所述微透鏡455a及555a是將通常的軸對稱球面透鏡的一部分切割為圓形或多角形的形式的微透鏡,具有與通常的軸對稱球面透鏡相同的聚光功能。
另外,本發(fā)明中,也可以使用如圖45的A、B及C所示的微透鏡陣列。同圖A中所示的微透鏡陣列655是在透明構(gòu)件655b的激光B所射出的一側(cè)的面上,將與所述微透鏡55a、455a及555a相同的多個微透鏡655a相互密接地并排設(shè)置,在激光B所入射的一側(cè)的面上形成與所述掩模255c相同的掩模655c而成。而且,與圖42的掩模255c形成于透鏡開口的外側(cè)部分不同,該掩模655c被設(shè)于透鏡開口內(nèi)。另外,同圖B中所示的微透鏡陣列755是在透明構(gòu)件455b的激光B所射出的一側(cè)的面上,相互分離地并排設(shè)置多個微透鏡755a,在這些微透鏡755a之間形成掩模755c而成。另外,同圖C中所示的微透鏡陣列855是在透明構(gòu)件855b的激光B所射出的一側(cè)的面上,以相互接觸的狀態(tài)并排設(shè)置多個微透鏡855a,在各微透鏡855a的周邊部形成掩模855c而成。
而且,所述掩模655c、755c及855c全都與所述掩模255c相同,是具有圓形的開口的掩模,由此就可以將微透鏡的開口規(guī)定為圓形。
通過像以上所說明的微透鏡255a、455a、555a、655a及755a那樣,設(shè)置掩模等,而形成不會使來自DMD50的微反射鏡62的周邊部的光射入的透鏡開口形狀的構(gòu)成也可以在以下的透鏡中同時采用,即,像圖17中所示的已述的微透鏡55a那樣修正由微反射鏡62的面的變形造成的像差的非球面形狀的透鏡;或像圖22中所示的微透鏡155a那樣具有修正所述像差的折射率分布的透鏡。如果如此設(shè)置,則可以成倍地提高防止由微反射鏡62的反射面的變形造成的曝光圖像的變形的效果。
特別是,在如圖45C所示,在微透鏡陣列855的微透鏡855a的透明面上形成掩模855c的構(gòu)成中,當(dāng)將微透鏡855a設(shè)為具有如上所述的非球面形狀或折射率分布的透鏡,此外,例如將如圖11所示的透鏡系統(tǒng)52、54那樣的第一成像光學(xué)系統(tǒng)的成像位置設(shè)定于微透鏡855a的透鏡面上時,則光利用效率就會變得特別高,可以用更高強(qiáng)度的光將圖案形成材料150曝光。即,此時雖然利用第一成像光學(xué)系統(tǒng)將光折射,使得由微反射鏡62的反射面的變形造成的雜散光在該光學(xué)系統(tǒng)的成像位置上會聚為一點(diǎn),然而如果在該位置上形成有掩模855c,則不會遮擋雜散光以外的光,光利用效率提高。
本發(fā)明的圖案形成方法中,也可以與從公知的光學(xué)系統(tǒng)中適當(dāng)?shù)剡x擇的其他的光學(xué)系統(tǒng)并用,例如可以舉出由一對組合透鏡構(gòu)成的光量分布修正光學(xué)系統(tǒng)等。
所述光量分布修正光學(xué)系統(tǒng)改變各出射位置的光束寬度,使得對于周邊部的光束寬度與接近光軸的中心部的光束寬度的比來說,出射側(cè)的一方比入射側(cè)更小,在將來自光照射機(jī)構(gòu)的平行光束向DMD照射時,以使被照射面上的光量分布變得大致均勻的方式進(jìn)行修正。以下,將在參照附圖的同時對所述光量分布修正光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行說明。
圖24是表示光量分布修正光學(xué)系統(tǒng)的修正的概念的說明圖。
如圖24A所示,對于在入射光束和出射光束中其整體的光束寬度(總光束寬度)H0、H1相同的情況進(jìn)行說明。而且,圖24A中,以符號51、52表示的部分是假想地表示了所述光量分布修正光學(xué)系統(tǒng)的入射面及出射面的部分。
在所述光量分布修正光學(xué)系統(tǒng)中,將向靠近光軸Z1的中心部入射的光束、向周邊部入射的光束的各自的光束寬度h0、h1設(shè)為相同的值(h0=h1)。所述光量分布修正光學(xué)系統(tǒng)實(shí)施如下的作用,即,雖然在入射側(cè)是相同的光束寬度h0、h1的光,然而對于中心部的入射光束,將其光束寬度h0擴(kuò)大,相反,對于周邊部的入射光束,將其光束寬度h1縮小。即,對于中心部的出射光束的寬度h10、周邊部的出射光束的寬度h11,使得h11<h10。當(dāng)以光束寬度的比率表示時,則出射側(cè)的周邊部的光束寬度與中心部的光束寬度的比「h11/h10」與入射側(cè)的比(h1/h0=1)相比變小((h11/h10)<1)。
通過像這樣改變光束寬度,就可以將通常來說光量分布變大的中心部的光束有效地應(yīng)用于光量不足的周邊部,作為整體不會降低光的利用效率,而將被照射面的光量分布大致均勻化。均勻化的程度例如為將有效區(qū)域內(nèi)的光量不均設(shè)為30%以內(nèi),優(yōu)選設(shè)為20%以內(nèi)。
所述光量分布修正光學(xué)系統(tǒng)的作用、效果即使在入射側(cè)與出射側(cè)中改變整體的光束寬度的情況下(圖24B、C)也相同。
圖24B表示了將入射側(cè)的整體的光束寬度H0“縮小”為寬度H2而射出的情況(H0>H2)。此種情況下,所述光量分布修正光學(xué)系統(tǒng)也會使得,在入射側(cè)是相同的光束寬度h0、h1的光在出射側(cè)變?yōu)橹醒氩康墓馐鴮挾萮10與周邊部相比變大,相反,周邊部的光束寬度h11與中心部相比變小。當(dāng)以光束的縮小率考慮時,實(shí)施如下的作用,即,使得對于中心部的入射光束的縮小率與周邊部相比變小,使得對周邊部的入射光束的縮小率與中心部相比變大。該情況下,周邊部的光束寬度與中心部的光束寬度的比「H11/H10」與入射側(cè)的比(h1/h0=1)相比也會變小((h11/h10)<1)。
圖24C表示了將入射側(cè)的整體的光束寬度H0“擴(kuò)大”為寬度H3來射出的情況(H0<H3)。此種情況下,所述光量分布修正光學(xué)系統(tǒng)也會使得,在入射側(cè)是相同的光束寬度h0、h1的光在出射側(cè)變?yōu)橹醒氩康墓馐鴮挾萮10與周邊部相比變大,相反,周邊部的光束寬度h11與中心部相比變小。當(dāng)以光束的擴(kuò)大率考慮時,實(shí)施如下的作用,即,使得對于中心部的入射光束的擴(kuò)大率與周邊部相比變大,使得對周邊部的入射光束的擴(kuò)大率與中心部相比變小。該情況下,周邊部的光束寬度與中心部的光束寬度的比「h11/h10」與入射側(cè)的比(h1/h0=1)相比也會變小((h11/h10)<1)。
像這樣,由于所述光量分布修正光學(xué)系統(tǒng)改變各出射位置的光束寬度,對于周邊部的光束寬度與靠近光軸Z1的中心部的光束寬度的比來說,使得出射側(cè)的一方與入射側(cè)相比更小,因此在入射側(cè)是相同的光束寬度的光在出射側(cè)變?yōu)橹醒氩康墓馐鴮挾扰c周邊部相比變大,周邊部的光束寬度與中心部相比變小。這樣,就可以將中央部的光束有效地應(yīng)用于周邊部,可以不降低作為光學(xué)系統(tǒng)整體的光的利用效率地形成將光量分布大致均勻化了的光束截面。
下面,給出作為所述光量分布修正光學(xué)系統(tǒng)使用的一對組合透鏡的具體的透鏡數(shù)據(jù)的一個例子。該例子中,給出像所述光照射機(jī)構(gòu)為激光陣列光源時那樣,出射光束的斷面的光量分布為高斯分布時的透鏡數(shù)據(jù)。而且,在單模光纖的入射端連接了一個半導(dǎo)體激光器的情況下,來自光纖的射出光束的光量分布就成為高斯分布。本發(fā)明的圖案形成方法中,也可以應(yīng)用于如下的情況,即,通過將多模光纖的纖芯徑縮小而接近單模光纖的構(gòu)成等,使靠近光軸的中心部的光量大于周邊部的光量。
下述表1中給出了基本透鏡數(shù)據(jù)。
從表1中可知,一對組合透鏡由旋轉(zhuǎn)對稱的兩個非球面透鏡構(gòu)成。當(dāng)將配置于光入射側(cè)的第一透鏡的光入射側(cè)的面設(shè)為第一面,將光出射側(cè)的面設(shè)為第二面時,則第一面為非球面形狀。另外,當(dāng)將配置于光出射側(cè)的第二透鏡的光入射側(cè)的面設(shè)為第三面,將光出射側(cè)的面設(shè)為第四面時,則第四面為非球面形狀。
表1中,面編號Si表示第i(i=1~4)個面的編號,曲率半徑ri表示第i個面的曲率半徑,面間隔di表示第i個面與第i+1個面的光軸上的面間隔。面間隔di值的單位為毫米(mm)。折射率Ni表示具備了第i個面的光學(xué)元件對于波長405nm的折射率的值。
下述表2中,給出了第一面及第四面的非球面數(shù)據(jù)。
所述的非球面數(shù)據(jù)由表示非球面形狀的下述式子(A)的系數(shù)表示。
Z=C·ρ21+1-K·(C·ρ)2+Σi=310ai·ρi---(A)]]>所述式(A)中將各系數(shù)如下所示地定義。
Z從處于距離光軸高度ρ的位置的非球面上的點(diǎn)開始,向非球面的頂點(diǎn)的接平面(與光軸垂直的平面)拉下的垂線的長度(mm)ρ與光軸的距離(mm)K圓錐系數(shù)C近軸曲率(1/r,r近軸曲率半徑)ai第i次(i=3~10)的非球面系數(shù)表2中所示的數(shù)值中,記號“E”表示接在其后的數(shù)值是以10為底的“冪指數(shù)”,表示將由該以10為底的指數(shù)函數(shù)表示的數(shù)值乘以“E”之前的數(shù)值。例如,如果是「1.0E-02」,則表示「1.0×10-2」。
圖26表示利用所述表1及表2中所示的一對組合透鏡得到的照明光的光量分布。這里,橫軸表示距離光軸的坐標(biāo),縱軸表示光量比(%)。而且,為了進(jìn)行比較,在圖25中,表示未進(jìn)行修正的情況下的照明光的光量分布(高斯分布)。
如圖25及圖26所示,通過用光量分布修正光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行修正,與未進(jìn)行修正的情況相比,可以獲得大致均勻化了的光量分布。這樣,就可以不降低光的利用效率地用均勻的激光沒有不均地進(jìn)行曝光。
下面,對作為光照射機(jī)構(gòu)的光纖陣列光源66進(jìn)行說明。
圖27A(A)是表示光纖陣列光源的構(gòu)成的立體圖,圖27A(B)是(A)的局部放大圖,圖27A(C)及(D)是表示激光器出射部的發(fā)光點(diǎn)的排列的俯視圖。另外,圖27B是表示激光器出射部的發(fā)光點(diǎn)的排列的主視圖。
如圖27A所示,光纖陣列光源66具備多個(例如14個)激光器模塊64,在各激光器模塊64上,耦合有多模光纖30的一端。在多模光纖30的另一端,耦合有纖芯徑與多模光纖30相同并且包層徑小于多模光纖30的光纖31。如圖27B中詳細(xì)所示那樣,多模光纖31的與光纖30相反一側(cè)的端部被沿著與副掃描方向正交的主掃描方向并列7個,它被排列為2列而構(gòu)成激光器出射部68。
如圖27B中所示,激光器出射部68被夾入表面平坦的兩片支撐板65中而固定。另外,在多模光纖31的光射出端面上,為了保護(hù)它,最好配置玻璃等透明的保護(hù)板。多模光纖31的光射出端面由于光密度高,因此容易吸塵而劣化,然而通過配置如上所述的保護(hù)板,就可以防止灰塵向端面上的附著,另外可以延緩劣化。
另外,為了將包層徑小的光纖31的出射端沒有間隙地排列為一列,在包層徑大的部分處相鄰的兩條多模光纖30之間堆疊多模光纖30,與所堆疊的多模光纖30耦合的光纖31的出射端以被夾入在與在包層徑大的部分處相鄰的兩條多模光纖30耦合的光纖31的兩個出射端之間的方式排列。
此種光纖可以如圖28所示,通過在包層徑大的多模光纖30的激光射出側(cè)的頭端部分,同軸地耦合長度1~30cm的包層徑小的光纖31而獲得。兩條光纖是將光纖31的入射端面熔接在多模光纖30的出射端面上,使得兩條光纖的中心軸一致而耦合。如上所示,光纖31的纖芯31a的直徑是與多模光纖30的纖芯30a的直徑相同的大小。
另外,也可以將在長度短而包層徑大的光纖上熔接了包層徑小的光纖的短尺寸光纖,借助金屬環(huán)或光連接器等與多模光纖30的出射端耦合。通過使用連接器等可以拆裝地耦合,在包層徑小的光纖破損等情況下,頭端部分的更換就更為容易,可以降低曝光頭的維護(hù)中所需的成本。而且,以下有時將光纖31稱作多模光纖30的出射端部。
作為多模光纖30及光纖31,無論是梯度折射率(step index)型光纖、折光指數(shù)漸變型(graded index)光纖及復(fù)合型光纖的哪一種都可以。例如可以使用三菱電線工業(yè)株式會社制的梯度折射率型光纖。本實(shí)施方式中,多模光纖30及光纖31是梯度折射率型光纖,多模光纖30的包層徑=125μm,纖芯徑=50μm,NA=0.2,入射端面層的透過率=99.5%以上,光纖31的包層徑=60μm,纖芯徑=50μm,NA=0.2。
一般來說,在紅外區(qū)域的激光中,當(dāng)減小光纖的包層徑時,則傳播損耗會增加。由此,與激光的波長頻帶對應(yīng)地決定適合的包層徑。但是,波長越短,則傳播損耗就越少,對于由GaN類半導(dǎo)體激光器射出的波長405nm的激光,即使將包層的厚度{(包層徑-纖芯徑)/2}設(shè)為傳播800nm的波長頻帶的紅外光時的1/2左右、通信用的1.5μm的波長頻帶的紅外光時的約1/4,傳播損耗基本上也不會增加。所以,可以將包層徑縮小為60μm。
但是,光纖31的包層徑并不限定于60μm。以往的光纖陣列光源中所用的光纖的包層徑為125μm,然而由于包層徑越小,焦點(diǎn)深度就會越深,因此多模光纖的包層徑優(yōu)選80μm以下,更優(yōu)選60μm以下,進(jìn)一步優(yōu)選40μm以下。另一方面,由于纖芯徑至少需要3~4μm,因此光纖31的包層徑優(yōu)選10μm以上。
激光器模塊64由圖29所示的合波激光源(光纖陣列光源)構(gòu)成。該合波激光源包括排列固定于加熱組合單元(heat block)10上的多個(例如7個)片狀的橫多模或單模的GaN類半導(dǎo)體激光器LD1、LD2、LD3、LD4、LD5、LD6及LD7;與GaN類半導(dǎo)體激光器LD1~LD7分別對應(yīng)地設(shè)置的準(zhǔn)直儀透鏡11、12、13、14、15、16及17;一個聚光透鏡20;一條多模光纖30。而且,半導(dǎo)體激光器的個數(shù)并不限定于7個。例如,向包層徑=60μm、纖芯徑=50μm、NA=0.2的多模光纖中,可以射入多達(dá)20個半導(dǎo)體激光,從而可以實(shí)現(xiàn)曝光頭的必需光量,并且可以進(jìn)一步減少光纖條數(shù)。
GaN類半導(dǎo)體激光器LD1~LD7的激發(fā)波長全都相同(例如405nm),最大輸出也全都相同(例如對于多模激光器為100mW,對于單模激光器為30mW)。而且,作為GaN類半導(dǎo)體激光器LD1~LD7,也可以使用在350nm~450nm的波長范圍中具備所述的405nm以外的激發(fā)波長的激光器。
所述合波激光源如圖30及圖31所示,被與其他的光學(xué)元件一起,收納于上方開口的箱狀的包裝盒40內(nèi)。包裝盒40具備能夠?qū)⑵溟_口關(guān)閉地制成的包裝盒蓋41,通過在脫氣處理后導(dǎo)入密封氣體,將包裝盒40的開口用包裝盒蓋41關(guān)閉,就可以將所述合波激光源氣密性地密封在由包裝盒40和包裝盒蓋41形成的密閉空間(密封空間)內(nèi)。
在包裝盒40的底面固定有基座板42,在該基座板42的上面安裝有所述加熱組合單元10、保持聚光透鏡20的聚光透鏡夾具45、保持多模光纖30的入射端部的光纖夾具46。多模光纖30的出射端部被從形成于包裝盒40的壁面上的開口中向包裝盒外拉出。
另外,在加熱組合單元10的側(cè)面上安裝有準(zhǔn)直儀透鏡夾具44,保持有準(zhǔn)直儀透鏡11~17。在包裝盒40的橫壁面上形成開口,穿過該開口將向GaN類半導(dǎo)體激光器LD1~LD7供給驅(qū)動電流的配線47向包裝盒外拉出。
而且,圖31中,為了避免圖的復(fù)雜化,僅對多個GaN類半導(dǎo)體激光器當(dāng)中的GaN類半導(dǎo)體激光器LD7使用編號,僅對多個準(zhǔn)直儀透鏡當(dāng)中的準(zhǔn)直儀透鏡17使用編號。
圖32是表示所述準(zhǔn)直儀透鏡11~17的安裝部分的正面形狀的圖。準(zhǔn)直儀透鏡11~17分別被制成將具備了非球面的圓形透鏡的包括光軸的區(qū)域用平行平面細(xì)長地切取的形狀。該細(xì)長形狀的準(zhǔn)直儀透鏡例如可以通過將樹脂或光學(xué)玻璃進(jìn)行模塑成形而形成。準(zhǔn)直儀透鏡11~17被以使長邊方向與GaN類半導(dǎo)體激光器LD1~LD7的發(fā)光點(diǎn)的排列方向(圖32的左右方向)正交的方式,沿所述發(fā)光點(diǎn)的排列方向密接地配置。
另一方面,作為GaN類半導(dǎo)體激光器LD1~LD7,可以使用如下的激光器,即,具備發(fā)光寬度為2μm的活性層,在與活性層平行方向、成直角方向的束散角分別例如為10°、30°的狀態(tài)下,分別發(fā)出激光束B1~B7。這些GaN類半導(dǎo)體激光器LD1~LD7被配設(shè)為在與活性層平行方向上將發(fā)光點(diǎn)排列為一列。
從各發(fā)光點(diǎn)中發(fā)出的激光束B1~B7如上所述,在相對于細(xì)長形狀的各準(zhǔn)直儀透鏡11~17來說,束散角度大的方向與長度方向一致,束散角度小的方向與寬度方向(與長度方向正交的方向)一致的狀態(tài)下入射。也就是,各準(zhǔn)直儀透鏡11~17的寬度為1.1mm,長度為4.6mm,向它們中入射的激光束B1~B7的水平方向、垂直方向的束徑分別為0.9mm、2.6mm。另外,準(zhǔn)直儀透鏡11~17各自的焦點(diǎn)距離f1=3mm,NA=0.6,透鏡配置間距=1.25mm。
對于聚光透鏡20,如果將具備了非球面的圓形透鏡的包括光軸的區(qū)域用平行平面細(xì)長地切取,則被制成在準(zhǔn)直儀透鏡11~17的排列方向上,即在水平方向上較長,在與之成直角的方向上較短的形狀。該聚光透鏡20的焦點(diǎn)距離f2=23mm,NA=0.2。該聚光透鏡20例如也可以通過將樹脂或光學(xué)玻璃模塑成形而形成。
所述光纖陣列光源由于使用在將DMD照明的光照射機(jī)構(gòu)中以陣列狀排列了合波激光源的光纖的出射端部的高亮度的光纖陣列光源,因此就可以實(shí)現(xiàn)高輸出并且具備了深的焦點(diǎn)深度的圖案形成裝置。另外,因各光纖陣列光源的輸出變大,為了獲得所需的輸出而必需的光纖陣列光源數(shù)就會變少,從而可以實(shí)現(xiàn)圖案形成裝置的低成本化。
另外,由于使光纖的出射端的包層徑小于入射端的包層徑,因此發(fā)光部徑變得更小,從而可以實(shí)現(xiàn)光纖陣列光源的高亮度化。這樣,就可以實(shí)現(xiàn)具備了更深的焦點(diǎn)深度的圖案形成裝置。例如,在進(jìn)行束徑為1μm以下、析像度為0.1μm以下的超高析像度曝光的情況下,可以獲得深的焦點(diǎn)深度,從而能夠?qū)崿F(xiàn)高速并且高精細(xì)的曝光。所以,適于需要高析像度的薄膜晶體管(TFT)的曝光工序。
作為所述光照射機(jī)構(gòu),并不限于具備了多個所述合波激光源的光纖陣列光源,例如也可以使用將具備了如下一條光纖的光纖光源陣列化了的光纖陣列光源,即所述光纖將從具有一個發(fā)光點(diǎn)的單一的半導(dǎo)體激光器射入的激光射出。
作為具備了多個發(fā)光點(diǎn)的光照射機(jī)構(gòu),例如如圖33所示,可以使用在加熱組合單元100上,排列了多個(例如7個)片狀的半導(dǎo)體激光器LD1~LD7的激光器陣列。另外,也可以使用圖34A所示的將多個(例如5個)發(fā)光點(diǎn)110a沿規(guī)定方向排列的片狀的多腔激光器110。多腔激光器110由于與排列片狀的半導(dǎo)體激光器的情況相比,可以將發(fā)光點(diǎn)以更為優(yōu)良的位置精度排列,因此更容易將從各發(fā)光點(diǎn)中射出的激光束合波。但是,由于當(dāng)發(fā)光點(diǎn)變多時,就很容易在激光器制造時在多腔激光器110中產(chǎn)生彎曲,因此發(fā)光點(diǎn)110a的個數(shù)優(yōu)選設(shè)為5個以下。
作為所述光照射機(jī)構(gòu),可以將該多腔激光器110;或如圖34B所示,在加熱組合單元100上沿與各片的發(fā)光點(diǎn)110a的排列方向相同方向排列了多個多腔激光器110的多腔激光器陣列作為激光源使用。
另外,合波激光源并不限定于將從多個片狀的半導(dǎo)體激光器中射出的激光合波的激光源。
例如,也可以如圖21所示,使用包括具有多個(例如3個)發(fā)光點(diǎn)110a的片狀的多腔激光器110的合波激光源。該合波激光源具備多腔激光器110、一條多模光纖130、聚光透鏡120。多腔激光器110例如可以由激發(fā)波長為405nm的GaN類激光二極管來構(gòu)成。
所述構(gòu)成中,從多腔激光器110的多個發(fā)光點(diǎn)110a中分別射出的各個激光束B分別由聚光透鏡120聚光,射入多模光纖130的纖芯130a。射入纖芯130a的激光在光纖內(nèi)傳播,合波為一條而射出。
通過將多腔激光器110的多個發(fā)光點(diǎn)110a并排設(shè)置于與所述多模光纖130的纖芯徑大致相等的寬度內(nèi),并且作為聚光透鏡120,使用與多模光纖130的纖芯徑大致相等的焦點(diǎn)距離的凸透鏡;或使來自多腔激光器110的出射束僅在與該活性層垂直的面內(nèi)準(zhǔn)直的棒透鏡,就可以提高激光束B與多模光纖130的耦合效率。
另外,可以如圖35所示,使用如下的合波激光源,即,使用具備了多個(例如3個)發(fā)光點(diǎn)的多腔激光器110,具備了在加熱組合單元111上以相等間隔排列了多個(例如9個)多腔激光器110的激光器陣列140。多個多腔激光器110被沿與各片的發(fā)光點(diǎn)110a的排列方向相同的方向排列固定。
該合波激光源具備激光器陣列140、與各多腔激光器110對應(yīng)地配置的多個透鏡陣列114、配置于激光器陣列140與多個透鏡陣列114之間的一條棒透鏡113、一條多模光纖130、聚光透鏡120。透鏡陣列114具備與多腔激光器110的發(fā)光點(diǎn)對應(yīng)的多個微透鏡。
所述的構(gòu)成中,在從多個多腔激光器110的多個發(fā)光點(diǎn)110a中分別射出的各個激光束B由棒透鏡113沿規(guī)定方向聚光后,由透鏡陣列114的各微透鏡平行光化。被平行光化了的激光束L由聚光透鏡120聚光,射入多模光纖130的纖芯130a中。射入到纖芯130a的激光在光纖內(nèi)傳播,合波為一條而射出。
另外,作為其他的合波激光源,如圖36A及B所示,在近似矩形的加熱組合單元180上搭載光軸方向的截面為L字形的加熱組合單元182,在兩個加熱組合單元間形成有收納空間。在L字形的加熱組合單元182的上面,沿與各片的發(fā)光點(diǎn)110a的排列方向相同的方向,以等間隔排列固定有將多個發(fā)光點(diǎn)(例如5個)以陣列狀排列了的多個(例如3個)多腔激光器110。
在近似矩形的加熱組合單元180中形成有凹部,在加熱組合單元180的空間側(cè)上面,配置有將多個發(fā)光點(diǎn)(例如5個)以陣列狀排列了的多個(例如2個)多腔激光器110,使得其發(fā)光點(diǎn)位于與配置于加熱組合單元182的上面的激光器片的發(fā)光點(diǎn)相同的垂直面上。
在多腔激光器110的激光射出側(cè),配置有與各片的發(fā)光點(diǎn)110a對應(yīng)地排列了準(zhǔn)直儀透鏡的準(zhǔn)直儀透鏡陣列184。準(zhǔn)直儀透鏡陣列184被配置為,各準(zhǔn)直儀透鏡的長度方向與激光束的束散角大的方向(快軸方向)一致,各準(zhǔn)直儀透鏡的寬度方向與激光束的束散角小的方向(慢軸方向)一致。像這樣,通過將準(zhǔn)直儀透鏡陣列化而一體化,激光的空間利用效率就會提高,從而可以實(shí)現(xiàn)合波激光源的高輸出化,并且可以減少部件數(shù)目而實(shí)現(xiàn)低成本化。
另外,在準(zhǔn)直儀透鏡陣列184的激光射出側(cè),配置有一條多模光纖130、將激光束向該多模光纖130的入射端聚光而耦合的聚光透鏡120。
所述構(gòu)成中,從配置于激光器組件180、182上的多個多腔激光器110的多個發(fā)光點(diǎn)110a中分別射出的各個激光束B被準(zhǔn)直儀透鏡陣列184平行光化,由聚光透鏡120聚光,射入多模光纖130的纖芯130a中。射入到纖芯130a的激光在光纖內(nèi)傳播,合波為一條而射出。
所述合波激光源如上所示,可以利用多腔激光器的多段配置和準(zhǔn)直儀透鏡的陣列化,實(shí)現(xiàn)特別高的輸出。由于通過使用該合波激光源,可以構(gòu)成更高亮度的光纖陣列光源或集束光纖(bundle fiber)光源,因此特別適于作為構(gòu)成本發(fā)明的圖案形成裝置的激光源的光纖光源。
而且,可以構(gòu)成如下的激光器模塊,即,將所述各合波激光源收納于罩殼內(nèi),將多模光纖130的出射端部從該罩殼中拉出。
另外,雖然對在合波激光源的多模光纖的出射端耦合纖芯徑與多模光纖相同而包層徑小于多模光纖的其他的光纖來實(shí)現(xiàn)光纖陣列光源的高亮度化的例子進(jìn)行了說明,然而例如也可以在出射端不耦合其他的光纖地使用包層徑為125μm、80μm、60μm等多模光纖。
在掃描儀162的各曝光頭166中,從構(gòu)成光纖陣列光源66的合波激光源的各個GaN類半導(dǎo)體激光器LD1~LD7中以發(fā)散光狀態(tài)射出的激光束B1、B2、B3、B4、B5、B6及B7分別被對應(yīng)的準(zhǔn)直儀透鏡11~17平行光化。被平行光化了的激光束B1~B7被聚光透鏡20聚光,會聚在多模光纖30的纖芯30a的入射端面上。
聚光光學(xué)系統(tǒng)由準(zhǔn)直儀透鏡11~17及聚光透鏡20構(gòu)成。另外,由聚光光學(xué)系統(tǒng)和多模光纖30構(gòu)成合波光學(xué)系統(tǒng)。
由聚光透鏡20如上所述地聚光了的激光束B1~B7射入多模光纖30的纖芯30a而在光纖內(nèi)傳播,合波為一條激光束B而從與多模光纖30的出射端部耦合的光纖31中射出。
在各激光器模塊中,在激光束B1~B7與多模光纖30的耦合效率為0.85,GaN類半導(dǎo)體激光器LD1~LD7的各輸出為30mW的情況下,對于排列為陣列狀的各個光纖31,可以獲得輸出為180mW(=30mW×0.85×7)的合波激光束B。所以,將6條光纖31排列為陣列狀的激光器出射部68處的輸出約為1W(=180mW×6)。
在光纖陣列光源66的激光器出射部68中,高亮度的發(fā)光點(diǎn)被沿著主掃描方向排列成一列。由于將來自單一的半導(dǎo)體激光器的激光與一條光纖耦合的以往的光纖光源為低輸出,因此必須進(jìn)行多列排列才可以獲得所需的輸出,然而由于所述合波激光源為高輸出,因此即使是少數(shù)列,例如一列,也可以獲得所需的輸出。
例如,由于在將半導(dǎo)體激光器與光纖一對一地耦合了的以往的光纖光源中,通常來說,作為半導(dǎo)體激光器使用輸出為30mW(毫瓦)左右的激光器,作為光纖使用纖芯徑為50μm、包層徑為125μm、NA(數(shù)值孔徑)為0.2的多模光纖,因此如果要獲得大約1W(瓦)的輸出,就必須捆扎48條(8×6)多模光纖,發(fā)光區(qū)域的面積為0.62mm2(0.675mm×0.925mm),因此激光器出射部68處的亮度為1.6×106(W/m2),每一條光纖的亮度為3.2×106(W/m2)。
與之不同,在所述光照射機(jī)構(gòu)為可以照射合波激光器的機(jī)構(gòu)的情況下,利用6條多模光纖可以獲得大約1W的輸出,激光器出射部68處的發(fā)光區(qū)域的面積為0.0081mm2(0.325mm×0.025mm),因此激光器出射部68處的亮度達(dá)到123×106(W/m2),與以往相比可以實(shí)現(xiàn)約為80倍的高亮度化。另外,每一條光纖的亮度為90×106(W/m2),與以往相比可以實(shí)現(xiàn)約為28倍的高亮度化。
這里,參照圖37A及B,對以往的曝光頭和本實(shí)施方式的曝光頭的焦點(diǎn)深度的不同進(jìn)行說明。以往的曝光頭的集束狀光纖光源的發(fā)光區(qū)域的副掃描方向的直徑為0.675mm,曝光頭的光纖陣列光源的發(fā)光區(qū)域的副掃描方向的直徑為0.025mm。如圖37A所示,以往的曝光頭中,由于光照射機(jī)構(gòu)(集束狀光纖光源)1的發(fā)光區(qū)域很大,因此向DMD3入射的光束的角度變大,結(jié)果向掃描面5入射的光束的角度就變大。由此,在聚光方向(焦點(diǎn)方向的偏移)上束徑容易變粗。
另一方面,如圖37B所示,本發(fā)明的圖案形成裝置的曝光頭中,由于光纖陣列光源66的發(fā)光區(qū)域的副掃描方向的直徑小,因此穿過透鏡系統(tǒng)67向DMD50入射的光束的角度變小,結(jié)果向掃描面56入射的光束的角度就變小。即,焦點(diǎn)深度變深。該例子中,發(fā)光區(qū)域的副掃描方向的直徑達(dá)到以往的大約30倍,可以獲得大致上與衍射極限相當(dāng)?shù)慕裹c(diǎn)深度。所以,適于微小照點(diǎn)的曝光。對該焦點(diǎn)深度的效果來說,曝光頭的必需光量越大就越明顯、有效。該例子中,投影于曝光面上的一個象素尺寸為10μm×10μm。而且,雖然DMD為反射型的空間調(diào)制元件,然而圖37A及B為了說明光學(xué)的關(guān)系而設(shè)成了展開圖。
下面,對使用了所述圖案形成裝置的本發(fā)明的圖案形成方法進(jìn)行說明。
首先,與曝光圖案對應(yīng)的圖案信息被輸入到與DMD50連接的未圖示的控制器,暫時儲存于控制器內(nèi)的幀存儲器中。該圖案信息是將構(gòu)成圖像的各象素的濃度用二值(點(diǎn)的記錄的有無)表示的數(shù)據(jù)。
然后,將在表面吸附了圖案形成材料150的臺架152利用未圖示的驅(qū)動裝置,沿著導(dǎo)軌158從門160的上游側(cè)向下游側(cè)以一定速度移動。在臺架152通過門160下之際,當(dāng)由安裝于門160上的檢測傳感器164檢測出圖案形成材料150的頭端時,則儲存于幀存儲器中的圖案信息就被每次以多個行的量依次讀出,在數(shù)據(jù)處理部中基于所讀出的圖案信息對每個曝光頭166生成控制信號。此后,利用反射鏡驅(qū)動控制部,基于所生成的控制信號,對每個曝光頭166進(jìn)行DMD50的各個微反射鏡的開關(guān)控制。
然后,當(dāng)從光纖陣列光源66向DMD50照射激光時,則在DMD50的微反射鏡為開狀態(tài)時被反射的激光就由透鏡系統(tǒng)54、58成像于圖案形成材料150的被曝光面56上。
像這樣,從光纖陣列光源66中射出的激光被對每個象素進(jìn)行開關(guān),將圖案形成材料150用與DMD50的使用象素數(shù)大致相同數(shù)目的象素單位(曝光區(qū)168)曝光。
另外,通過將圖案形成材料150與臺架152一起以一定速度移動,而將圖案形成材料150利用掃描儀162沿與臺架移動方向相反的方向進(jìn)行副掃描,由每個曝光頭166形成帶狀的曝光完區(qū)域170。
作為所述顯影工序,具有通過利用所述曝光工序?qū)⑺龈泄鈱悠毓猓瑢⑽雌毓獠糠殖ザ@影的工序。
作為所述未硬化區(qū)域的除去方法,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出使用顯影液除去的方法等。
作為所述顯影液,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出堿性水溶液、水類顯影液、有機(jī)溶劑等,它們當(dāng)中,更優(yōu)選弱堿性的水溶液。作為該弱堿性水溶液的堿成分,例如可以舉出氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鋰、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鋰、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、磷酸鈉、磷酸鉀、焦磷酸鈉、焦磷酸鉀、硼砂等。
作為所述弱堿性的水溶液的pH,例如優(yōu)選約8~12,更優(yōu)選約9~11。作為所述弱堿性的水溶液,例如可以舉出0.1~5質(zhì)量%的碳酸鈉水溶液或碳酸鉀水溶液等。
作為所述顯影液的溫度,可以與所述感光層的顯影性匹配地適當(dāng)選擇,然而例如優(yōu)選約25℃~40℃。
所述顯影液也可以與表面活性劑、消泡劑、有機(jī)堿(例如乙二胺、乙醇胺、氫氧化四甲基銨、二乙撐三胺、三乙撐五胺、嗎啉、三乙醇胺等)、用于促進(jìn)顯影的有機(jī)溶劑(例如醇類、酮類、酯類、醚類、酰胺類、內(nèi)酯類等)并用。另外,所述顯影液既可以是將水或堿性水溶液與有機(jī)溶劑混合了的水類顯影液,也可以是單獨(dú)的有機(jī)溶劑。
作為所述以外的工序,沒有特別限制,可以舉出從公知的圖案形成的工序中適當(dāng)?shù)剡x擇的工序,例如可以舉出硬化處理工序、蝕刻工序、鍍膜工序等。它們既可以單獨(dú)使用一種,也可以并用兩種以上。
-硬化處理工序-所述本發(fā)明的圖案形成方法為進(jìn)行保護(hù)膜、層間絕緣膜等永久圖案的形成或?yàn)V色片形成的圖案形成方法的情況下,在所述顯影工序后,最好具備對感光層進(jìn)行硬化處理的硬化處理工序。
作為所述硬化處理工序,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而例如可以優(yōu)選舉出全面曝光處理、全面加熱處理等。
作為所述全面曝光處理的方法,例如可以舉出在所述顯影工序之后將形成了所述永久圖案的所述疊層體上的全面曝光的方法。利用該全面曝光,可以促進(jìn)形成所述感光層的感光性組合物中的樹脂的硬化,將所述永久圖案的表面硬化。
作為進(jìn)行所述全面曝光的裝置,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而例如可以優(yōu)選舉出超高壓水銀燈等UV曝光機(jī)。
作為所述全面加熱處理的方法,可以舉出在所述顯影工序之后將形成了所述永久圖案的所述疊層體上的全面加熱的方法。利用該全面加熱,可以提高所述永久圖案的表面的膜強(qiáng)度。
作為所述全面加熱中的加熱溫度,優(yōu)選120~250℃,更優(yōu)選120~200℃。當(dāng)該加熱溫度小于120℃時,則會有無法獲得由加熱處理導(dǎo)致的膜強(qiáng)度的提高的情況,當(dāng)超過250℃時,則產(chǎn)生所述感光性組合物中的樹脂的分解,有膜質(zhì)變?nèi)踝兇嗟那闆r。
作為所述全面加熱中的加熱時間,優(yōu)選10~120分鐘,更優(yōu)選15~60分鐘。
作為進(jìn)行所述全面加熱的裝置,沒有特別限制,可以從公知的裝置之中根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出干式烤爐、加熱板、IR加熱器等。
-蝕刻工序-作為所述蝕刻工序,可以利用從公知的蝕刻處理方法中適當(dāng)?shù)剡x擇的方法來進(jìn)行。
作為所述蝕刻處理中所用的蝕刻液,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而例如在所述金屬層由銅形成的情況下,可以舉出二氯化銅溶液、三氯化鐵溶液、堿性蝕刻溶液、過氧化氫類蝕刻液等,它們當(dāng)中,從蝕刻因素方面考慮,優(yōu)選氯化鐵溶液。另外,可以使用公知的噴丸法。
通過在利用所述蝕刻處理工序進(jìn)行了蝕刻處理后將所述圖案除去,就可以在所述基體的表面形成配線圖案。
-鍍膜工序-作為所述鍍膜工序,可以利用從公知的鍍膜處理中適當(dāng)?shù)剡x擇的方法來進(jìn)行。
作為所述鍍膜處理,例如可以舉出硫酸銅鍍膜、焦磷酸銅鍍膜等銅鍍膜、高流動性焊錫鍍膜等焊錫鍍膜、瓦特鍍液(硫酸鎳-氯化鎳)鍍膜、氨基磺酸鎳等鎳鍍膜、硬質(zhì)金鍍膜、軟質(zhì)金鍍膜等金鍍膜等處理。
通過在利用所述鍍膜工序進(jìn)行了鍍膜處理后將所述圖案除去,另外又通過根據(jù)需要將不要部分用抗蝕劑剝離處理等除去,就可以在所述基體的表面形成金屬配線圖案。
本發(fā)明的圖案形成方法由于可以通過抑制在圖案形成材料上成像的圖像的變形,高精細(xì)地并且有效地形成永久圖案,因此可以適用于需要高精細(xì)的曝光的各種圖案的形成等中,特別可以適用于高精細(xì)的配線圖案的形成中。
-保護(hù)膜及層間絕緣膜形成方法-在本發(fā)明的圖案形成方法為使用所謂的阻焊劑形成保護(hù)膜及層間絕緣膜的至少任意一種的圖案形成方法的情況下,可以在印刷配線板上,利用本發(fā)明的圖案形成方法,形成永久圖案,繼而進(jìn)行如下所示的軟釬焊。
即,利用所述顯影工序,形成作為所述永久圖案的硬化層,在所述印刷配線板的表面露出金屬層。在對在該印刷配線板的表面露出的金屬層的部位進(jìn)行了鍍金后,進(jìn)行軟釬焊。此后,在進(jìn)行了軟釬焊的部位,安裝半導(dǎo)體或部件等。此時,所述硬化層的永久圖案發(fā)揮作為保護(hù)膜或絕緣膜(層間絕緣膜)的功能,防止來自外部的沖擊或相鄰的電極間的導(dǎo)通。
在本發(fā)明的圖案形成方法中,當(dāng)利用所述永久圖案形成方法形成的永久圖案為所述保護(hù)膜或所述層間絕緣膜時,則可以保護(hù)配線免受外部的沖擊或彎曲,特別是,在為所述層間絕緣膜的情況下,例如對于向多層配線基板或組合(built up)配線基板等上的半導(dǎo)體或部件的高密度安裝是有用的。
-印刷配線圖案形成方法-在本發(fā)明的圖案形成方法為形成印刷配線圖案的圖案形成方法的情況下,由于可以高速地形成圖案,因此可以廣泛地用于各種圖案的形成,特別是可以適用于印刷配線板的制造,尤其適用于具有通孔(through hole)或過孔(via hole)等孔部的印刷配線板的制造。
作為利用本發(fā)明的圖案形成方法來制造具有所述通孔或過孔等孔部的印刷配線板的方法,可以(1)作為所述基體在具有孔部的印刷配線板形成用基板上,將所述圖案形成材料以使其感光層成為所述基體側(cè)的位置關(guān)系層疊而形成疊層體,(2)如果有支撐體,則從所述疊層體中將所述圖案形成材料的支撐體除去,(3)從所述疊層體的與所述基體相反一側(cè),在惰性氣體氣氛下向配線圖案形成區(qū)域及孔部形成區(qū)域進(jìn)行光照射,將感光層硬化,(4)通過將所述疊層體的感光層顯影,除去該疊層體中的未硬化部分而形成圖案。
其后,為了獲得印刷配線板,只要使用所述已形成的圖案,對所述印刷配線板形成用基板利用蝕刻處理或鍍膜處理的方法(例如公知的金屬面腐蝕法或添加法(例如半添加法、全添加法))來處理即可。它們當(dāng)中,為了利用在工業(yè)上有利的tenting法形成印刷配線板,優(yōu)選所述金屬面腐蝕法。通過將在所述處理后殘存于印刷配線板形成用基板上的硬化樹脂剝離,另外,對于所述半添加法的情況,在剝離后還蝕刻銅薄膜部,就可以制造所需的印刷配線板。另外,多層印刷配線板也可以按照與所述印刷配線板的制造方法相同地制造。
下面,對使用了所述圖案形成材料的具有通孔的印刷配線板的制造方法進(jìn)行進(jìn)一步說明。
首先,準(zhǔn)備具有通孔并將表面用金屬鍍層覆蓋了的印刷配線板形成用基板。作為所述印刷配線板形成用基板,例如可以使用鍍銅膜疊層板及在玻璃-環(huán)氧樹脂等絕緣基材上形成了銅鍍層的基板;或在這些基板上層疊層間絕緣膜并形成了銅鍍層的基板(疊層基板)。
此外,在所述圖案形成材料上具有保護(hù)薄膜的情況下,將該保護(hù)薄膜剝離,使用加壓輥壓接所述圖案形成材料的感光層,使之與所述印刷配線板形成用基板的表面接觸(層疊工序)。這樣,就可以獲得依次具有所述印刷配線板形成用基板和所述疊層體的疊層體。
作為所述圖案形成材料的層疊溫度,沒有特別限制,例如可以舉出室溫(15~30℃)或加熱條件下(30~180℃),它們當(dāng)中,優(yōu)選加溫條件下(60~140℃)。
作為所述壓接輥的輥壓力,沒有特別限制,例如優(yōu)選0.1~1MPa。
作為所述壓接的速度,沒有特別限制,優(yōu)選1~3m/分鐘。
另外,也可以將所述印刷配線板形成用基板預(yù)加熱,另外,也可以在減壓下層疊。
所述疊層體的形成既可以在所述印刷配線板形成用基板上層疊所述圖案形成材料,另外,也可以將所述圖案形成材料制造用的感光性組合物溶液直接涂布于所述印刷配線板形成用基板的表面,通過將其干燥而在所述印刷配線板形成用基板上層疊感光層。
然后,從所述疊層體的與基體相反一側(cè)的面開始,在惰性氣氛下,照射光而將感光層硬化。而且,此時,對于疊層轉(zhuǎn)印型材料的情況,在將支撐體剝離后進(jìn)行曝光(支撐體剝離工序)。
然后,將所述印刷配線板形成用基板上的感光層的未硬化區(qū)域用適當(dāng)?shù)娘@影液溶解除去,形成配線圖案形成用的硬化層和通孔的金屬層保護(hù)用硬化層的圖案,在所述印刷配線板形成用基板的表面露出金屬層(顯影工序)。
另外,在顯影后,也可以根據(jù)需要,利用后加熱處理或后曝光處理,進(jìn)行進(jìn)一步促進(jìn)硬化部的硬化反應(yīng)的處理。顯影既可以是如上所述的濕式顯影法,也可以是干式顯影法。
然后,將在所述印刷配線板形成用基板的表面上露出的金屬層用蝕刻液溶解除去(蝕刻工序)。通孔的開口部由于被硬化樹脂組合物(tent膜)覆蓋,因此就不會有蝕刻液進(jìn)入通孔內(nèi)而將通孔內(nèi)的金屬鍍膜腐蝕的情況,通孔的金屬鍍膜將會以規(guī)定的形狀殘留。這樣,就可以在所述印刷配線板形成用基板上形成配線圖案。
作為所述蝕刻液,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而例如在所述金屬層由銅形成的情況下,可以舉出二氯化銅溶液、三氯化鐵溶液、堿性蝕刻溶液、過氧化氫類蝕刻液等,它們當(dāng)中,從蝕刻因素方面考慮,優(yōu)選三氯化鐵溶液。
然后,利用強(qiáng)堿性水溶液等將所述硬化層制成剝離片,從所述印刷配線板形成用基板中除去(硬化物除去工序)。
作為所述強(qiáng)堿性水溶液中的堿成分,沒有特別限制,例如可以舉出氫氧化鈉、氫氧化鉀等。
作為所述強(qiáng)堿性水溶液的pH,例如優(yōu)選約12~14,更優(yōu)選約13~14。
作為所述強(qiáng)堿性水溶液,沒有特別限制,例如可以舉出1~10質(zhì)量%的氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液等。
另外,印刷配線板也可以是多層構(gòu)成的印刷配線板或柔性基板。
而且,所述圖案形成材料不僅可以用于所述蝕刻工序中,也可以用于鍍膜工序中。作為所述鍍膜法,例如可以舉出硫酸銅鍍膜、焦磷酸銅鍍膜等銅鍍膜、高流動性焊錫鍍膜等焊錫鍍膜、瓦特鍍液(硫酸鎳-氯化鎳)鍍膜、氨基磺酸鎳等鎳鍍膜、硬質(zhì)金鍍膜、軟質(zhì)金鍍膜等金鍍膜等。
(濾色片的制造方法及濾色片以及液晶顯示裝置)本發(fā)明的濾色片的制造方法至少包括感光層形成工序、曝光工序、顯影工序,另外根據(jù)需要還包括適當(dāng)?shù)剡x擇的其他工序。
本發(fā)明的濾色片可以利用本發(fā)明的所述濾色片的制造方法來制造。
本發(fā)明的液晶顯示裝置使用本發(fā)明的所述濾色片而制成,另外根據(jù)需要還使用其他的機(jī)構(gòu)而制成。
以下,將通過對本發(fā)明的濾色片的制造方法的說明,對本發(fā)明的濾色片及液晶顯示裝置的詳細(xì)情況進(jìn)行闡明。
所述感光層形成工序是使用至少含有粘合劑、聚合性化合物、著色劑及光聚合引發(fā)劑的感光性組合物,在基材的表面至少形成感光層的工序。
作為形成構(gòu)成所述著色抗蝕層的感光層的感光性組合物,包含粘合劑、聚合性化合物、光聚合引發(fā)劑,還包含著色劑等適當(dāng)?shù)剡x擇的其他的成分。作為所述感光層的具體例,可以優(yōu)選舉出如下的感光層,即,含有作為粘合劑的含(甲基)丙烯酸聚合物、聚合性化合物、光聚合引發(fā)劑、著色劑,另外還含有適當(dāng)?shù)剡x擇的其他的成分。
<<粘合劑>>
作為所述粘合劑,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以使用作為構(gòu)成所述光致成像阻焊層的感光層中所含的粘合劑而例示的材料相同的材料。
另外,也可以將多種粘合劑組合使用。
作為所述粘合劑,可以從具有50~300mgKOH/1g的范圍的酸價、1000~300000的范圍的重均分子量的材料中適當(dāng)?shù)剡x擇使用。
當(dāng)所述酸價小于50mgKOH/1g時,則會有堿顯影性大大地降低的情況,另一方面,當(dāng)超過300mgKOH/1g時,則會有無法獲得所需的構(gòu)造體的情況。
作為所述粘合劑的重均分子量,如上所示,優(yōu)選1000~300000,其中特別優(yōu)選10000~250000。
當(dāng)所述重均分子量小于1000時,則會有無法獲得所需的構(gòu)造體的情況,另一方面,當(dāng)超過300000時,則會有顯影性極端地降低的情況。而且,重均分子量是利用GPC(凝膠滲透色譜)測定的聚苯乙烯換算平均分子量。
作為所述粘合劑的含量,優(yōu)選感光性組合物的全部固形成分的10~60質(zhì)量%,更優(yōu)選12.5~55質(zhì)量%,特別優(yōu)選15~40質(zhì)量%。
當(dāng)所述粘合劑的含量小于10質(zhì)量%時,則在將感光性組合物涂布于支撐體等上時會有難以形成膜的情況,另一方面,當(dāng)超過60質(zhì)量%時,聚合性化合物的含有比變少,從而會有變得聚合不良的情況。
《聚合性化合物》作為所述聚合性化合物,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以使用與作為構(gòu)成所述光致成像阻焊層的感光層中所含的聚合性化合物所例示的材料相同的材料。
作為所述聚合性化合物的含量,優(yōu)選感光性組合物的全部固形成分的10~60質(zhì)量%,更優(yōu)選15~50質(zhì)量%,特別優(yōu)選20~40質(zhì)量%。
另外,所述聚合性化合物的總量與后述的含(甲基)丙烯酸聚合物的總量的質(zhì)量比為0.5~0.9。
當(dāng)所述質(zhì)量比小于0.5時,則由光聚合導(dǎo)致的硬化不足,因而硬度不足。另一方面,當(dāng)超過0.9時,則無法獲得理想的形狀。
<<聚合引發(fā)劑>>
作為所述光聚合引發(fā)劑,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以使用與作為構(gòu)成所述光致成像阻焊層的感光層中所含的光聚合引發(fā)劑所例示的材料相同的材料。
所述光聚合引發(fā)劑既可以單獨(dú)使用一種,也可以并用兩種以上,另外也可以在不同種類之間并用數(shù)個化合物。
作為所述光聚合引發(fā)劑的含量,優(yōu)選感光性組合物的全部固形成分的0.1~50質(zhì)量%,更優(yōu)選0.5~30質(zhì)量%,特別優(yōu)選1~20質(zhì)量%。
<<著色劑>>
作為所述著色劑,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以舉出有機(jī)顏料、無機(jī)顏料、染料等。
可以將這些著色劑單獨(dú)使用或并用,作為著色劑也可以含有選自含有配位了金屬離子的樹狀分支分子以及含有金屬粒子及合金粒子的至少某種的金屬類粒子的樹狀分支分子中的某種樹狀分支分子。
作為所述著色劑,可以舉出黃色顏料、橙色顏料、紅色顏料、紫色顏料、藍(lán)色顏料、綠色顏料、棕色顏料、黑色顏料等,而在形成濾色片的情況下,由于使用分別著色為三原色(B、G、R)及黑色(K)的多個感光性轉(zhuǎn)印材料,因此可以優(yōu)選使用藍(lán)色顏料、綠色顏料、紅色顏料及黑色顏料。
作為所述黃色顏料,例如可以舉出C.I.顏料黃20、C.I.顏料黃24、C.I.顏料黃83、C.I.顏料黃86、C.I.顏料黃93、C.I.顏料黃109、C.I.顏料黃110、C.I.顏料黃117、C.I.顏料黃125、C.I.顏料黃137、C.I.顏料黃138、C.I.顏料黃139、C.I.顏料黃185、C.I.顏料黃147、C.I.顏料黃148、C.I.顏料黃153、C.I.顏料黃、C.I.顏料黃154、C.I.顏料黃166、C.I.顏料黃168、莫諾賴特黃GT(C.I.顏料黃12)、永久黃GR(C.I.顏料黃17)等。
作為所述橙色顏料,例如可以舉出C.I.顏料橙36、C.I.顏料橙43、C.I.顏料橙51、C.I.顏料橙55、C.I.顏料橙59、C.I.顏料橙61等。
作為所述紅色顏料,例如可以舉出C.I.顏料紅9、C.I.顏料紅97、C.I.顏料紅122、C.I.顏料紅123、C.I.顏料紅149、C.I.顏料紅168、C.I.顏料紅177、C.I.顏料紅180、C.I.顏料紅192、C.I.顏料紅209、C.I.顏料紅215、C.I.顏料紅216、C.I.顏料紅217、C.I.顏料紅220、C.I.顏料紅223、C.I.顏料紅224、C.I.顏料紅226、C.I.顏料紅227、C.I.顏料紅228、C.I.顏料紅240、C.I.顏料紅48:1、永久胭脂紅FBB(C.I.顏料紅146)、永久寶石紅FBH(C.I.顏料紅11)、法斯特爾粉紅B蘇普拉(C.I.顏料紅81)等。
作為所述紫色顏料,例如可以舉出C.I.顏料紫19、C.I.顏料紫23、C.I.顏料紫29、C.I.顏料紫30、C.I.顏料紫37、C.I.顏料紫40、C.I.顏料紫50等。
作為所述藍(lán)色顏料,例如可以舉出C.I.顏料藍(lán)15、C.I.顏料藍(lán)15:1、C.I.顏料藍(lán)15:4、C.I.顏料藍(lán)15:6、C.I.顏料藍(lán)22、C.I.顏料藍(lán)60、C.I.顏料藍(lán)64、維多利亞純藍(lán)BO(C.I.42595)等。
作為所述綠色顏料,例如可以舉出C.I.顏料綠7、C.I.顏料綠36等。
作為所述棕色顏料,例如可以舉出C.I.顏料棕23、C.I.顏料棕25、C.I.顏料棕26等。
作為所述黑色顏料,例如可以舉出莫諾賴特堅牢黑B(C.I.顏料黑1)、C.I.顏料黑7、脂溶黑HB(C.I.26150)等。
此外,還可以舉出炭黑、金胺(C.I.41000)等。
而且,所述有機(jī)顏料、無機(jī)顏料或染料等著色劑既可以單獨(dú)使用一種,也可以將兩種以上組合使用。
當(dāng)使用如上所述的著色劑時,顏料或染料的粒徑優(yōu)選平均粒徑1nm~104nm,更優(yōu)選10nm~80nm,特別優(yōu)選20nm~70nm,最優(yōu)選30nm~60nm。由于感光層為很薄的層,因此在顏料等的粒徑不處于所述的范圍中的情況下,就無法均勻地分散于樹脂層中,難以制造高質(zhì)量的濾色片,因此不夠理想。
本發(fā)明中,為了在攜帶終端或攜帶游戲機(jī)等機(jī)器中無論在透過模式及反射模式的何種模式下,都可以有效地實(shí)現(xiàn)良好的顯示特性(顏色更濃),最好(i)在R的感光性組合物中使用顏料C.I.顏料紅254,(ii)在G的感光性組合物中并用顏料C.I.顏料綠36及顏料C.I.顏料黃139,(iii)在B的感光性組合物中使用顏料C.I.顏料藍(lán)15:6。
這里,對于所述(i)中的C.I.顏料紅254的含量,在將感光性組合物以1~3μm的干燥厚度涂布的情況下,優(yōu)選0.274~0.335g/m2,更優(yōu)選0.280~0.329g/m2,特別優(yōu)選0.290~0.320g/m2。
對于所述(ii)中的C.I.顏料綠36的含量,在將感光性組合物以1~3μm的干燥厚度涂布的情況下,優(yōu)選0.355~0.437g/m2,更優(yōu)選0.364~0.428g/m2,特別優(yōu)選0.376~0.412g/m2。
所述(ii)中的C.I.顏料黃139的含量優(yōu)選0.052~0.078g/m2,更優(yōu)選0.060~0.070/m2,特別優(yōu)選0.062~0.068g/m2。而且,在(ii)中,C.I.顏料綠36/C.I.顏料黃139的比率優(yōu)選5.4~6.7,更優(yōu)選5.6~6.6,特別優(yōu)選5.8~6.4。
對于所述(iii)中的C.I.顏料藍(lán)15:6的含量,在將感光性組合物以1~3μm的干燥厚度涂布的情況下,優(yōu)選0.28~0.38g/m2,更優(yōu)選0.29~0.36g/m2,特別優(yōu)選0.30~0.34g/m2。
另外,本發(fā)明中,在用于筆記本個人電腦等顯示器或電視監(jiān)視器等大畫面的液晶顯示裝置等中的情況下為了實(shí)現(xiàn)高顯示特性(色再現(xiàn)區(qū)域?qū)?,色溫?,最好(I)在紅色(R)的感光性組合物中使用顏料C.I.顏料紅254及C.I.顏料紅177的至少某種,(II)在綠色(G)的感光性組合物中并用顏料C.I.顏料綠36及顏料C.I.顏料黃150,(III)在藍(lán)色(B)的感光性組合物中并用顏料C.I.顏料藍(lán)15:6及C.I.顏料紫23。
這里,對于所述(I)中的C.I.顏料紅254的含量,在將感光性組合物以1~3μm的干燥厚度涂布的情況下,優(yōu)選0.6~1.1g/m2,更優(yōu)選0.80~0.96g/m2,特別優(yōu)選0.82~0.94g/m2。
對于所述(I)中的C.I.顏料紅177的含量,在將感光性組合物以1~3μm的干燥厚度涂布的情況下,優(yōu)選0.10~0.30g/m2,更優(yōu)選0.20~0.24g/m2,特別優(yōu)選0.21~0.23g/m2。
對于所述(II)中的C.I.顏料綠36的含量,在將感光性組合物以1~3μm的干燥厚度涂布的情況下,優(yōu)選0.80~1.45g/m2,更優(yōu)選0.90~1.34g/m2,特別優(yōu)選0.95~1.29g/m2。
所述(II)中的C.I.顏料黃150的含量優(yōu)選0.30~0.65g/m2,更優(yōu)選0.38~0.58g/m2。而且,在(II)中,C.I.顏料綠36/C.I.顏料黃150的比率優(yōu)選0.40~0.50。
對于所述(III)中的C.I.顏料藍(lán)15:6的含量,在將感光性組合物以1~3μm的干燥厚度涂布的情況下,優(yōu)選0.50~0.75g/m2,更優(yōu)選0.59~0.67g/m2,特別優(yōu)選0.60~0.66g/m2。
對于所述(III)中的C.I.顏料紫23的含量,在將感光性組合物以1~3μm的干燥厚度涂布的情況下,優(yōu)選0.03~0.10g/m2,更優(yōu)選0.06~0.08g/m2,特別優(yōu)選0.066~0.074g/m2。而且,在(III)中,C.I.顏料藍(lán)15:6/C.I.顏料紫23的比率優(yōu)選12~50。
當(dāng)使用如上所述的著色劑時,顏料或染料的粒徑優(yōu)選平均粒徑1nm~104nm,更優(yōu)選10nm~80nm,特別優(yōu)選20nm~70nm,最優(yōu)選30nm~60nm。由于感光層為很薄的層,因此在顏料等的粒徑不處于所述的范圍中的情況下,就無法均勻地分散于樹脂層中,難以制造高質(zhì)量的濾色片,因此不夠理想。
<<其他的成分>>
在所述感光性組合物中,作為其他的成分,也可以含有熱交聯(lián)劑、增塑劑、表面活性劑、熱聚合抑制劑等成分。
作為所述熱交聯(lián)劑及增塑劑,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以使用與作為構(gòu)成所述光致成像阻焊層的感光層中所含的熱交聯(lián)劑及增塑劑而例示的材料相同的材料。
作為所述熱交聯(lián)劑及增塑劑的添加量,可以在不損害本發(fā)明的效果的范圍中添加,而作為所述熱交聯(lián)劑的含量,優(yōu)選感光性組合物的全部固形成分的0.01~10質(zhì)量%,更優(yōu)選0.02~5質(zhì)量%,特別優(yōu)選0.05~3質(zhì)量%。
作為所述表面活性劑,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以從陰離子類表面活性劑、陽離子類表面活性劑、非離子類表面活性劑、兩性表面活性劑等中適當(dāng)?shù)剡x擇。
另外,作為所述表面活性劑,可以優(yōu)選舉出以下式C8F17SO2N(R1)CH2CH2O(CH2CH2OnR2)表示的氟類表面活性劑。
其中,式中,R1及R2分別表示氫原子或碳數(shù)1~4的烷基,n表示2~30的整數(shù)。
作為所述R1,可以優(yōu)選舉出甲基、乙基、異丙基,作為所述R2,可以優(yōu)選舉出氫原子。
作為所述n,優(yōu)選10~25,更優(yōu)選10~20。
作為以所述式子表示的表面活性劑的具體例,可以舉出メガファックF-141(n=5)、F-142(n=10)、F-143(n=15)、F-144(n=20)(都是商品名大日本油墨化學(xué)工業(yè)(株)制)。
另外,作為所述表面活性劑,可以優(yōu)選舉出以下式(1)~(5)表示的表面活性劑。
Rf1-X-(CH2CH2O)nR1…(1)Rf1-X-(CH2CH2O)nR2…(2)Rf1-X-(CH2CH2O)n(CH2CH2CH2O)mR1…(3)Rf1-X-(CH2CH2O)n(CH2CH2CH2O)mRf2…(4) 所述式(1)~(4)中,R1及R2表示碳數(shù)1~18的烷基,優(yōu)選碳數(shù)1~10的烷基,更優(yōu)選碳數(shù)1~4的烷基。
作為所述烷基,可以舉出飽和烷基、不飽和烷基。
作為所述烷基的構(gòu)造,可以舉出具有直鏈構(gòu)造、支鏈構(gòu)造的烷基,它們當(dāng)中,優(yōu)選舉出具有支鏈構(gòu)造的烷基。
作為所述烷基的具體例,可以舉出甲基、乙基、丙基、丁基、庚基、己基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基、二十二烷基、2-氯乙基、2-溴乙基、2-氰基乙基、2-甲氧基羰基乙基、2-甲氧基乙基、3-溴丙基等。另外,這些烷基既可以被鹵原子、?;?、氨基、氰基、烷基、烷氧基、可以被烷基或鹵代烷基取代的芳基、酰胺基等取代。
所述式(1)~(4)中,Rf1及Rf2各自獨(dú)立,表示碳數(shù)1~18的全氟基,優(yōu)選碳數(shù)2~12的全氟基,更優(yōu)選碳數(shù)4~10的全氟基。
作為所述全氟基,可以舉出飽和全氟基,不飽和全氟基。
作為所述全氟基的構(gòu)造,可以舉出具有直鏈構(gòu)造、支鏈構(gòu)造的全氟基,它們當(dāng)中,優(yōu)選舉出具有支鏈構(gòu)造的,更優(yōu)選舉出所述Rf1及Rf2中的至少一個具有支鏈構(gòu)造的。
作為所述全氟基,例如可以舉出全氟壬烯基、全氟甲基、全氟丙烯、全氟壬炔基、全氟安息香酸、全氟丙烯、全氟丙基、全氟(9-甲基辛基)、全氟甲基辛基、全氟丁基、全氟3-甲基丁基、全氟己基、全氟辛基、全氟7-辛基乙基、全氟庚基、全氟癸基、全氟丁基等。另外,這些全氟基既可以被鹵原子、?;被?、氰基、烷基、烷氧基、烷基或鹵代烷基取代,也可以被芳基、酰胺基等取代。
所述Rf1及Rf2既可以相同,也可以不同。
所述式(1)~(4)中,n表示1~40的整數(shù),優(yōu)選4~25的整數(shù)。
所述式(1)~(4)中,m表示0~40的整數(shù),優(yōu)選0~25的整數(shù)。
所述式(1)~(4)中,-X-表示-(CH2)1-(1表示1~10,優(yōu)選1~5的整數(shù))、-CO-O-、-O-、-NHCO-、-NHCOO-的某種。
所述式(5)中,R3、R4、R5表示氫原子或甲基,a、b、c、p、q表示任意的正數(shù),雖然可以根據(jù)需要適當(dāng)?shù)剡x擇,然而作為例子,可以舉出a=50,b=c=25,p=q=10等。r、s表示任意的正的整數(shù),可以根據(jù)需要適當(dāng)?shù)剡x擇,然而作為例子,可以舉出r=2、s=6等。作為CrH2r、CsF2s+1,當(dāng)r、s在3以上時,包括直鏈構(gòu)造、支鏈構(gòu)造的某種。作為以所述式(5)表示的表面活性劑的具體例,可以舉出メガファックF-780F(a=40,b=5,c=55,r=2,s=6,p=q=7;大日本油墨化學(xué)工業(yè)(株)制)等。
以所述式(1)~(5)表示的表面活性劑可以單獨(dú)使用一種,也可以用兩種以上的組合來使用。
作為所述表面活性劑的含量,相對于感光性組合物的固形成分,優(yōu)選0.001~10質(zhì)量%。
當(dāng)所述含量小于0.001質(zhì)量%時,則會有無法獲得面狀改良的效果的情況,當(dāng)超過10質(zhì)量%時,則會有密接性降低的情況。
因所述感光性組合物含有所述表面活性劑,作為涂布液的流動性就變得良好,可以改善在涂布工序中所用的旋轉(zhuǎn)涂覆機(jī)的噴嘴或配管、容器中的液體的附著性,可以有效地減少在所述噴嘴內(nèi)作為污垢殘留的殘渣,因此可以減少在涂布液的更換時為了進(jìn)行清洗而需要的清洗液的量或操作時間,可以提高濾色片的生產(chǎn)性。另外,可以改善在形成所述著色抗蝕層時產(chǎn)生的面狀不均等。
作為所述熱聚合抑制劑,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以使用與作為構(gòu)成所述光致成像阻焊層的感光層中所含的熱聚合抑制劑而例示的材料相同的材料。
作為所述熱聚合抑制劑的含量,相對于感光性組合物的全部成分,優(yōu)選0.0001~10質(zhì)量%,更優(yōu)選0.0005~5質(zhì)量%,特別優(yōu)選0.001~1質(zhì)量%。
形成構(gòu)成所述著色抗蝕層的感光層的感光性組合物可以使用溶劑來調(diào)制。
作為所述溶劑,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以使用與在形成構(gòu)成所述光致成像阻焊層的感光層的感光性組合物中例示的溶劑相同的材料。
它們當(dāng)中,優(yōu)選舉出3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙基溶纖劑乙酸酯、乳酸乙酯、二甘醇二甲醚、乙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、環(huán)己烷、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇甲醚乙酸酯等。這些溶劑可以單獨(dú)使用,另外也可以用兩種以上的組合來使用。
作為所述感光性組合物調(diào)制時的所述溶劑的添加量,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,然而優(yōu)選以使所述感光性組合物的全部固形成分濃度達(dá)到5~80質(zhì)量%的方式添加,更優(yōu)選以達(dá)到10~60質(zhì)量%的方式添加,特別優(yōu)選以達(dá)到15~50質(zhì)量%的方式添加。
作為所述感光層的厚度,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,優(yōu)選0.4~10μm,更優(yōu)選0.5~10μm,進(jìn)一步優(yōu)選0.75~6μm,特別優(yōu)選1~3μm。當(dāng)所述厚度小于0.4μm時,則在感光層用涂布液的涂布時容易產(chǎn)生針孔,從而有制造適用性降低的情況,當(dāng)超過10μm時,則會有為了除去顯影時的未曝光部要花費(fèi)很長時間的情況。
根據(jù)本發(fā)明的濾色片的制造方法,可以使用所述著色抗蝕層,在玻璃基板等透明基板上,以鑲嵌狀或條紋狀配置三原色的像素。
作為各像素的尺寸,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以優(yōu)選舉出設(shè)為40~200μm的做法。如果是條紋狀,則通常使用40~200μm寬度。
作為所述濾色片的制造方法,例如可以舉出如下的方法,即,使用在透明基板上著色為黑色的感光層,進(jìn)行曝光及顯影,形成黑矩陣,然后,使用著色為RGB三原色的某種的感光層,相對于所述黑矩陣以規(guī)定的配置,對每個顏色依次反復(fù)進(jìn)行曝光及顯影,在所述透明基板上形成將RGB三原色以鑲嵌狀或條紋狀配置了的濾色片。
作為各像素的尺寸,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以優(yōu)選舉出設(shè)為40~200μm的做法。如果是條紋狀,則通常使用40~200μm寬度。
作為所述濾色片的制造方法,例如可以舉出如下的方法,即,使用在透明基板上著色為黑色的感光層,進(jìn)行曝光及顯影,形成黑矩陣,然后,使用著色為RGB三原色的某種的感光層,相對于所述黑矩陣以規(guī)定的配置,對每個顏色依次反復(fù)進(jìn)行曝光及顯影,在所述透明基板上形成將RGB三原色以鑲嵌狀或條紋狀配置了的濾色片。
所述曝光工序是如下的工序,即,用利用具有n個(其中,n表示2以上的自然數(shù))接收來自光照射機(jī)構(gòu)的光并射出的描畫部的光調(diào)制機(jī)構(gòu),將來自所述光照射機(jī)構(gòu)的光調(diào)制了的光,在貧氧氣氛下,將所述感光層曝光。即,是在貧氧氣氛下,同時照射多個光束而將所述感光層曝光的工序。
所述多個光束中的光斑尺寸優(yōu)選1μm以上,更優(yōu)選1~20μm。當(dāng)所述光斑尺寸小于1μm時,則會有曝光時間變長的情況。
這里,所述的所謂光斑尺寸是指,達(dá)到光強(qiáng)度分布的最大值的1/e2的強(qiáng)度范圍的光斑的最大尺寸。
該情況下,所述曝光最好利用如下的光來進(jìn)行,即,在利用具有n個(其中,n表示2以上的自然數(shù))接收來自光照射機(jī)構(gòu)的光并射出的描畫部的光調(diào)制機(jī)構(gòu),將來自所述光照射機(jī)構(gòu)的光調(diào)制后,穿過了排列有具有可以修正由所述描畫部的出射面的變形造成的像差的非球面的微透鏡的微透鏡陣列的光。
作為所述貧氧氣氛,例如可以舉出(1)在貧氧氣氛下進(jìn)行曝光的方式、(2)在感光層的表面以使該感光層成為所述基材側(cè)的方式形成氧遮斷層而進(jìn)行的方式等,可以與所述圖案形成方法相同地進(jìn)行。該情況下,所述氧遮斷層的氧透過率優(yōu)選50cm3/(m2·day·氣壓)以下,更優(yōu)選25cm3/(m2·day·氣壓)以下。
而且,對于曝光工序及顯影工序的詳細(xì)情況,如上所述,可以與所述圖案形成方法相同地進(jìn)行。
<濾色片>
本發(fā)明的濾色片可以利用本發(fā)明的所述濾色片的制造方法來制造。
在所述濾色片是如下地制造的情況下,即,在紅色(R)著色中使用C.I.顏料紅254,在綠色(G)著色中使用顏料C.I.顏料綠36及顏料C.I.顏料黃139,以及在藍(lán)色(B)著色中使用C.I.顏料藍(lán)15:6,則D65光源的紅(R)、綠(G)及藍(lán)(B)的各自全部的單色的色度例如達(dá)到下述表中記載的值。如果是該范圍,則會取得反射模式與透過模式的顏色的平衡。
這里,所述色度利用顯微分光硬度計(奧林巴斯光學(xué)工業(yè)株式會社制,OSP100或200)來測定,作為D65光源視野2度的結(jié)果來計算,以xyz色度圖的xyY值表示。另外,與目標(biāo)色度的差用La*b*色度圖的ΔEab值來表示。
在所述濾色片是如下地制造的情況下,即,在紅色(R)著色中使用顏料C.I.顏料紅254及C.I.顏料紅117的至少某種,在綠色(G)著色中使用顏料C.I.顏料綠36及顏料C.I.顏料黃150,以及在藍(lán)色(B)著色中使用顏料C.I.顏料藍(lán)15:6及C.I.顏料紫23,則F10光源的紅(R)、綠(G)及藍(lán)(B)的各自全部的單色的色度例如達(dá)到下述表中記載的值。如果是該范圍,則作為色再現(xiàn)區(qū)域?qū)?、色溫高的TV用濾色片是理想的。
這里,所述色度利用顯微分光硬度計(奧林巴斯光學(xué)工業(yè)株式會社制,OSP100或200)來測定,作為F10光源視野2度的結(jié)果來計算,以xyz色度圖的xyY值表示。另外,與目標(biāo)色度的差用La*b*色度圖的ΔEab值來表示。
(液晶顯示裝置)本發(fā)明的液晶顯示裝置是在相面對地配置的一對基板間封入液晶而成,具有本發(fā)明的所述濾色片,另外根據(jù)需要還具有其他的構(gòu)件。
本發(fā)明的濾色片除了以形成于液晶顯示裝置的對置基板(沒有TFT等有源元件的一側(cè)的基板)上的濾色片為對象以外,也可以以形成于TFT基板側(cè)的COA方式、在TFT基板側(cè)僅形成黑色的BOA方式或在TFT基板中具有大孔徑(high aperture)構(gòu)造的HA方式為對象。
在所述濾色片上,根據(jù)需要,可以還形成保護(hù)膜(overcoat膜)或透明導(dǎo)電膜。其后,向?yàn)V色片與對置基板之間封入液晶,制作液晶顯示裝置。作為液晶的顯示方式,沒有特別限制,可以根據(jù)目的適當(dāng)?shù)剡x擇,例如可以應(yīng)用ECB(Electrically Controlled Birefringence)、TN(Twisted Nematic)、OCB(Optically Compensatory Bend)、VA(Vertically Aligned)、HAN(HybridAligned Nematic)、STN(Supper Twisted Nematic)、IPS(In-PlaneSwiching)、GH(Guest Host)、FLC(強(qiáng)介電性液晶)、AFLC(反強(qiáng)介電性液晶)、PDLC(高分子分散型液晶)等顯示方式。
作為所述液晶顯示裝置的基本的構(gòu)成方式,可以舉出(1)將排列形成了薄膜晶體管(以下稱作「TFT」。)等驅(qū)動元件和像素電極(導(dǎo)電層)的驅(qū)動側(cè)基板、具備濾色片及對置電極(導(dǎo)電層)的濾色片側(cè)基板夾隔襯墊物而對置配置,向其間隙部中封入液晶材料而構(gòu)成的方式;(2)將在所述驅(qū)動側(cè)基板上直接形成了濾色片的濾色片一體型驅(qū)動基板、具備對置電極(導(dǎo)電層)的對置基板夾隔襯墊物而對置配置,向其間隙部中封入液晶材料而構(gòu)成的方式等。
本發(fā)明的液晶顯示裝置通過使用在D65光源視野2度中具有良好的色度的本發(fā)明的濾色片,無論在透過模式及反射模式的哪種中都可以顯示鮮艷的顏色,可以適用于兼用透過模式和反射模式的攜帶終端或攜帶游戲機(jī)等機(jī)器中。
另外,本發(fā)明的液晶顯示裝置通過使用在F10光源視野2度中具有良好的色度的本發(fā)明的濾色片,可以實(shí)現(xiàn)高的色純度和色溫,例如可以適用于筆記本個人電腦、電視監(jiān)視器等液晶顯示裝置等中。
以下將利用實(shí)施例及比較例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步具體說明,然而本發(fā)明并不限定于它們。而且,「分子量」是指「重均分子量」。
(實(shí)施例A-1)作為實(shí)施例A-1的圖案形成方法,利用以下的方法形成永久圖案,進(jìn)行了所得的圖案的評價。
<感光層形成工序>
將由甲酚線型酚醛環(huán)氧樹脂與丙烯酸的反應(yīng)物的四氫化鄰苯二甲酸酐加成物100質(zhì)量份、二季戊四醇六丙烯酸酯20質(zhì)量份、雙酚環(huán)氧樹脂(商品名YX4000,JAPAN EPOXY RESIN公司制)50質(zhì)量份、硫酸鋇(商品名B-30,堺化學(xué)公司制)90質(zhì)量份、二乙基噻噸酮(商品名DETX-S,日本化藥公司制)1質(zhì)量份、二甲基嗎啉基甲基-p-甲基硫代苯基酮(商品名IRGACURE 907,CIBA SPECIALTY CHEMICALS公司制)15質(zhì)量份、雙氰胺0.3質(zhì)量份及酞菁綠1質(zhì)量份構(gòu)成的組成,用三根軋制機(jī)混勻,調(diào)制了感光性組合物(溶液)。
然后,將所得的感光性組合物利用絲網(wǎng)印刷法涂布于鍍銅膜疊層板(銅箔厚18μm/樹脂厚1.4mm)上,使之達(dá)到35μm的干燥厚度,在80℃的熱風(fēng)循環(huán)式的干燥爐中干燥30分鐘,形成了厚度35μm的光致成像阻焊層。
<曝光工序>
對基材上的所述感光層,以將該感光層整體用氮?dú)飧采w的方式,向所述感光層的周圍導(dǎo)入氮?dú)?,在將所述感光層設(shè)為氮?dú)鈿夥盏臓顟B(tài)下,使用以下所說明的圖案形成裝置,照射波長為405nm的激光而曝光,從而得到15段步進(jìn)式光楔圖案(ΔlogE=0.15)及形成直徑不同的多個孔洞部的圖案,將所述感光層的一部分的區(qū)域硬化。
-圖案形成裝置-使用了如下的圖案形成裝置,其包括作為所述光照射機(jī)構(gòu)的圖27~32所示的合波激光源;作為所述光調(diào)制機(jī)構(gòu)的DMD50,對于在沿圖4所示的主掃描方向上排列了1024個微反射鏡的微反射鏡列被沿副掃描方向排列了768組的所述光調(diào)制機(jī)構(gòu),以僅驅(qū)動其中的1024個×256列的方式控制;將圖13所示的一方的面為復(fù)曲面的微透鏡以陣列狀排列的微透鏡陣列472及將穿過了該微透鏡陣列的光成像于所述感光層上的光學(xué)系統(tǒng)480、482。
作為所述微透鏡,如圖17及圖18所示,使用復(fù)曲面透鏡55a,與所述x方向光學(xué)地對應(yīng)的方向的曲率半徑Rx=-0.125mm,與所述y方向?qū)?yīng)的方向的曲率半徑為Ry=-0.1mm。
另外,配置于微透鏡陣列55的聚光位置附近的光闌陣列59被配置為,向該各光闌59a中只會射入經(jīng)過了與之對應(yīng)的微透鏡55a的光。
<顯影工序>
在將結(jié)束了曝光的所述感光層在室溫下靜置了10分鐘后,對感光層的全面,作為堿性顯影液使用1質(zhì)量%碳酸鈉水溶液,在30℃下進(jìn)行60秒噴淋顯影,將未硬化的區(qū)域溶解除去。其后,水洗并干燥,形成了永久圖案。
對于所形成的永久圖案,利用以下的方法進(jìn)行了曝光感光度、析像度及曝光速度的評價。將結(jié)果表示于表5中。
<曝光感光度>
測定了在所得的所述永久圖案中殘存的所述感光層的硬化區(qū)域的厚度。然后,將激光的照射量與硬化層的厚度的關(guān)系繪圖而得到了感光度曲線。根據(jù)如此得到的感光度曲線,將配線上的硬化區(qū)域的厚度達(dá)到15μm,硬化區(qū)域的表面為光澤面時的光能量設(shè)為使感光層硬化所必需的光能量。
其結(jié)果是,為使所述感光層硬化而必需的光能量為50mJ/cm2。
<析像度>
用光學(xué)顯微鏡觀察所得的所述永久圖案形成完畢的印刷配線基板的表面,測定在硬化層圖案的孔洞部沒有殘膜的最小的孔徑,將其作為析像度。該析像度的數(shù)值越小越好。
其結(jié)果是,析像度為65μmφ。
<曝光速度>
使用所述圖案形成裝置,改變使曝光光和所述感光層相對移動的速度,求得了形成永久圖案的速度。曝光是從在基材上調(diào)制的所述感光層側(cè)進(jìn)行的。而且,該設(shè)定速度越快,則越有可能形成有效的永久圖案。
其結(jié)果是,曝光速度為24mm/sec。
(比較例A-1)[永久圖案的形成及評價]除了在實(shí)施例A-1中,未導(dǎo)入氮?dú)猓诳諝庵羞M(jìn)行了曝光工序以外,利用與實(shí)施例A-1相同的方法,形成了比較例A-1的永久圖案。
對于比較例A-1的永久圖案,進(jìn)行了與實(shí)施例A-1相同的評價。其結(jié)果是,曝光感光度為300mJ/cm2,析像度為65μmφ,曝光速度為4mm/sec。將結(jié)果表示于表5中。
(實(shí)施例A-2)[永久圖案的形成及評價]除了基于由硫酸鋇(堺化學(xué)公司制,B30)50.00質(zhì)量份、苯乙烯/馬來酸酐/丙烯酸丁酯共聚物(摩爾比40/32/28)與芐胺(相對于該共聚物的酸酐基為1.0當(dāng)量)的加成反應(yīng)物35質(zhì)量%甲基乙基酮溶液81.70質(zhì)量份、二季戊四醇六丙烯酸酯13.16質(zhì)量份、IRGACURE 907(CIBA SPECIALTYCHEMICALS公司制)6.82質(zhì)量份、YX4000(JAPAN EPOXY RESIN公司制,環(huán)氧樹脂)20.00質(zhì)量份、RE306(日本化藥公司制,環(huán)氧樹脂)5.00質(zhì)量份、雙氰胺0.13質(zhì)量份、對苯二酚單甲醚0.024質(zhì)量份及酞菁綠0.42質(zhì)量份構(gòu)成的組成,調(diào)制了感光性組合物(溶液)以外,與實(shí)施例A-1的永久圖案形成方法相同地形成了實(shí)施例A-2的永久圖案。
對于所得的實(shí)施例A-2的永久圖案,進(jìn)行了與實(shí)施例A-1相同的評價。其結(jié)果是,曝光感光度為20mJ/cm2,析像度為65μmφ,曝光速度為60mm/sec。將結(jié)果表示于表5中。
(比較例A-2)[永久圖案的形成及評價]除了在實(shí)施例A-2中,未導(dǎo)入氮?dú)?,而在空氣中進(jìn)行了曝光工序以外,利用與實(shí)施例A-2相同的方法,形成了比較例A-2的永久圖案,進(jìn)行了與實(shí)施例A-2相同的評價。其結(jié)果是,曝光感光度為200mJ/cm2,析像度為65μmφ,曝光速度為6mm/sec。將結(jié)果表示于表5中。
(實(shí)施例A-3)[永久圖案的形成及評價]基于由甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸2-乙基己酯/甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸共聚物[共聚物組成(摩爾比)40/26.7/4.5/28.8,分子量90000,Tg50℃]15質(zhì)量份、十二聚丙二醇二丙烯酸酯6.5質(zhì)量份、四甘醇二甲基丙烯酸酯1.5質(zhì)量份、4,4’-雙(二乙基氨基)二苯甲酮0.4質(zhì)量份、二苯甲酮3.0質(zhì)量份、4-甲苯磺酰胺0.5質(zhì)量份、孔雀石綠草酸鹽0.02質(zhì)量份、1,2,4-三唑0.01質(zhì)量份、無色結(jié)晶紫0.2質(zhì)量份、三溴甲基苯基砜0.1質(zhì)量份、甲基乙基酮15質(zhì)量份及1-甲氧基-2-丙醇35質(zhì)量份構(gòu)成的組成,調(diào)制了感光性組合物(溶液)。
然后,將所得的感光性組合物使用旋轉(zhuǎn)涂覆機(jī)涂布于鍍銅膜疊層板(銅厚度12μm),在烤爐中以120℃、2分鐘的條件干燥,形成了5μm厚的電路圖案光刻膠層。
<曝光工序>
對基材上的所述感光層,以將該感光層整體用氮?dú)飧采w的方式,向所述感光層的周圍導(dǎo)入氮?dú)猓趯⑺龈泄鈱釉O(shè)為氮?dú)鈿夥盏臓顟B(tài)下,使用與所述實(shí)施例A-1相同的圖案形成裝置,照射波長為405nm的激光而曝光,從而得到15段步進(jìn)式光楔圖案(ΔlogE=0.15)及用于析像度評價的具有各種線/間隔寬度的圖案,將所述感光層的一部分區(qū)域硬化。
<顯影工序>
在將結(jié)束了曝光的所述感光層在室溫下靜置了10分鐘后,對感光層的全面,作為堿性顯影液使用1質(zhì)量%碳酸鈉水溶液,在30℃下顯影,將未硬化的區(qū)域溶解除去。其后,用純水噴霧進(jìn)行水洗,使之自然干燥,形成了配線圖案。
對于實(shí)施例A-3的配線圖案,進(jìn)行了與實(shí)施例A-1相同的評價。其結(jié)果是,曝光感光度為20mJ/cm2,析像度為L/S(線/間隔)=15μm/15μm,曝光速度為60mm/sec。將結(jié)果表示于表5中。
(比較例A-3)[配線圖案的形成及評價]
除了在實(shí)施例A-3中,未導(dǎo)入氮?dú)?,而在空氣中進(jìn)行了曝光工序以外,利用與實(shí)施例A-3相同的方法,形成了比較例A-3的配線圖案,進(jìn)行了與實(shí)施例A-3相同的評價。其結(jié)果是,曝光感光度為300mJ/cm2,析像度為L/S(線/間隔)=30μm/30μm,曝光速度為4mm/sec。將結(jié)果表示于表5中。
(實(shí)施例A-4)[濾色片圖案的形成及評價]將均勻地混合了利用下述操作調(diào)制的著色抗蝕劑組合物的分散液用孔徑5μm的過濾器過濾,將該濾液使用旋轉(zhuǎn)涂覆機(jī)涂布于玻璃板(厚度0.7mm)上,在烤爐中以120℃、2分鐘的條件干燥,形成了2μm厚的綠色的均勻的著色抗蝕層。
-著色抗蝕劑組合物的調(diào)制-將由甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸共聚物[共聚組成(摩爾比)68/32,分子量30,000,Tg77℃]80質(zhì)量份、C.I.Pigment Green7 100質(zhì)量份、C.I.Pigment Yellow185 30質(zhì)量份、丙二醇單甲醚乙酸酯500質(zhì)量份構(gòu)成的各成分在混砂機(jī)中分散了一晝夜。
然后,向所得的分散液中,添加二季戊四醇六丙烯酸酯80質(zhì)量份、4-[o-溴-p-N,N-雙(乙氧基羰基)氨基苯基]2,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪5質(zhì)量份、7-[4-氯-6-(二乙基氨基)-s-三嗪-2-基氨基]-3-苯基香豆素2質(zhì)量份、對苯二酚單甲醚0.01質(zhì)量份及丙二醇單甲醚乙酸酯500質(zhì)量份構(gòu)成的混合物,調(diào)制了著色抗蝕劑組合物。
<曝光工序>
對基材上的所述著色抗蝕層,以將該感光層整體用氮?dú)飧采w的方式,向所述感光層的周圍導(dǎo)入氮?dú)?,在將所述感光層設(shè)為氮?dú)鈿夥盏臓顟B(tài)下,使用與所述實(shí)施例A-1相同的圖案形成裝置,照射波長為405nm的激光而曝光,從而得到15段步進(jìn)式光楔圖案(ΔlogE=0.15)及用于析像度評價的具有各種線/間隔寬度的圖案,將所述感光層的一部分的區(qū)域硬化。
<顯影工序>
在將結(jié)束了曝光的所述感光層在室溫下靜置了10分鐘后,對感光層的全面,使用富士フィルムァ-チ公司制有機(jī)堿性顯影液(商品名CD-2000-4),在室溫下攪拌顯影60秒,將未硬化的區(qū)域溶解除去。其后,用旋轉(zhuǎn)噴淋機(jī)以純水沖洗20秒,繼而用純水進(jìn)行水洗,使之自然干燥,形成了綠色濾色片圖案。
對于實(shí)施例A-4的濾色片圖案,進(jìn)行了與實(shí)施例A-1相同的評價。其結(jié)果是,曝光感光度為40mJ/cm2,析像度為L/S(線/間隔)=5μm/5μm,曝光速度為30mm/sec。將結(jié)果表示于表5中。
(比較例A-4)[濾色片圖案的形成及評價]除了在實(shí)施例A-4中,未導(dǎo)入氮?dú)猓诳諝庵羞M(jìn)行了曝光工序以外,利用與實(shí)施例A-4相同的方法,形成了比較例A-4的配線圖案,進(jìn)行了與實(shí)施例A-4相同的評價。其結(jié)果是,曝光感光度為300mJ/cm2,析像度為L/S(線/間隔)=10μm/10μm,曝光速度為4mm/sec。將結(jié)果表示于表5中。
(實(shí)施例A-5)[配線圖案的形成]在兩面具有厚度18μm的銅層的兩面鍍銅膜疊層板上,利用公知的金屬腐蝕法制作寬100μm及間隙120μm的配線圖案(第一配線圖案),用公知的方法對銅表面進(jìn)行了黑化處理。在該配線上,將實(shí)施例A-2的感光性組合物(溶液)依次涂布于兩面上而干燥,形成了厚度35μm(從基板樹脂部分算起的厚度,從此時的圖案銅算起的厚度為17μm。)的感光層間絕緣層。
然后,使用與所述實(shí)施例A-1相同的圖案形成裝置,在向感光層間絕緣層導(dǎo)入氮?dú)獾耐瑫r,將具有過孔(層間連接用孔部)形成用圖案的激光以曝光量50mJ/cm2、曝光速度24mm/sec照射,使用1質(zhì)量%的碳酸鈉水溶液在30℃下進(jìn)行了60秒噴淋顯影。其結(jié)果是,在層間絕緣層中形成了直徑約為65μm的過孔。然后,使用擴(kuò)散曝光機(jī),對層間絕緣層全面以1900mJ/cm2的條件曝光,然后,在160℃下加熱60分鐘,進(jìn)行了后硬化處理。將具有所述層間絕緣層的基板用大氣壓臭氧表面處理機(jī)(CDO-201,k-tech公司制),在180℃的溫度下進(jìn)行表面處理,除去了顯影浮渣(scum)。在2.5重量%稀硫酸水溶液中在24℃下浸漬了2分鐘后,使用下述的處理劑,利用下述的(I)~(V)的工序,形成了非電解鍍膜。
(I)在前處理劑(PC206,メルテックス公司制)中,將所述基板在25℃下浸漬了2分鐘后,用純水清洗2分鐘。
(II)在催化劑賦予劑(ァクティベ-タ444,メルテックス公司制)中,將所述基板在25℃下浸漬了6分鐘后,用純水清洗2分鐘。
(III)在活化處理劑(PA491,メルテックス公司制)中,將所述基板在25℃下浸漬了10分鐘后,用純水清洗2分鐘。
(IV)在非電解鍍液(CU390,メルテックス公司制)中,將所述基板在25℃下、pH12.8的條件下浸漬了20分鐘后,用純水清洗5分鐘。
(V)在100℃下干燥15分鐘。
其結(jié)果是,在絕緣層上,形成了厚度0.3μm的非電解銅鍍層。
接下來,在將所述基板在メルテックス公司制的脫脂處理液(PC455)中在25℃下浸漬了30秒后,水洗2分鐘,進(jìn)行了電解鍍銅。使用由硫酸銅75g/L、硫酸190g/L、氯離子約為50ppm及メルテックス公司制カパ-グリ-ムPCM 5mL/L構(gòu)成的組成的電解銅鍍液,在25℃、2.4A/100cm2、40分鐘的條件下進(jìn)行了鍍膜。其結(jié)果是,析出了厚度約為20μm的銅。然后,將所得的具有鍍層的基板放入烤爐,在170℃下放置60分鐘而進(jìn)行了退火處理。
然后,在使用干式薄膜光刻膠,依照圖像樣子曝光后,進(jìn)行了顯影。然后,進(jìn)行所露出的鍍層(銅)的蝕刻,形成了第二配線圖案及層間連接部區(qū)域。
<評價>
對所得的在絕緣層上形成了配線圖案及層間連接部區(qū)域的基板,在260℃下進(jìn)行了20秒的焊錫耐熱試驗(yàn),其結(jié)果是,未發(fā)生配線等的剝離、鼓脹等。另外,即使在依照J(rèn)IS K5400進(jìn)行的5mm間隔的網(wǎng)紋測試中,也是10分的評價,配線圖案與絕緣樹脂層間的粘接良好。另外,將基板裁割為100mm寬,使用テンシロン拉伸試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行90度剝離試驗(yàn),測定了剝離強(qiáng)度,其結(jié)果為0.6kg/cm以上。
另外,在基板上,再次涂布所述感光性組合物涂布液,干燥,與所述相同地形成了第三層的配線圖案,然而在焊錫耐熱試驗(yàn)中未發(fā)生問題。另外,在依照J(rèn)IS K5400進(jìn)行的5mm間隔的網(wǎng)紋測試中也是10分的評價,配線圖案與絕緣樹脂層間的粘接良好。
(比較例A-5)[配線圖案的形成及評價]除了在實(shí)施例A-5中,在激光曝光時未導(dǎo)入氮?dú)獾剡M(jìn)行以外,與實(shí)施例A-5相同地形成了比較例A-5的配線圖案,進(jìn)行了與實(shí)施例A-5相同的評價。其結(jié)果是,必需的曝光量為300mJ/cm2,析像度為65μmφ,曝光速度為4mm/sec。將結(jié)果表示于表5中。
根據(jù)表5的結(jié)果可以確認(rèn),與比較例A-1~A-5相比,實(shí)施例A-1~A-5的圖案的曝光感光度更高,可以更有效地形成圖案。
(實(shí)施例B-1)作為實(shí)施例B-1的永久圖案形成方法,利用以下的方法形成永久圖案,進(jìn)行了所得的永久圖案的評價。
<感光層形成工序>
將由甲酚線型酚醛環(huán)氧樹脂與丙烯酸的反應(yīng)物的四氫化鄰苯二甲酸酐加成物100質(zhì)量份、二季戊四醇六丙烯酸酯20質(zhì)量份、3,3’,5,5’-四甲基-4,4’-二縮水甘油基聯(lián)苯酚(商品名YX4000,JAPAN EPOXYRESIN公司制)50質(zhì)量份、硫酸鋇(商品名B-30,堺化學(xué)公司制)90質(zhì)量份、二乙基噻噸酮(商品名DETX-S,日本化藥公司制)1質(zhì)量份、二甲基嗎啉基甲基-p-甲基硫代苯基酮(商品名IRGACURE 907,CIBASPECIALTY CHEMICALS公司制)15質(zhì)量份、雙氰胺0.3質(zhì)量份及酞菁綠1質(zhì)量份構(gòu)成的組成,用三根軋制機(jī)混勻,調(diào)制了感光性組合物(溶液)。
然后,將所得的感光性組合物利用絲網(wǎng)印刷法涂布于鍍銅膜疊層板(銅箔厚18μm/樹脂厚1.4mm)上,使之達(dá)到35μm的干燥厚度,在80℃的熱風(fēng)循環(huán)式的干燥爐中干燥30分鐘,形成了厚度35μm的光致成像阻焊層。
-氧遮斷層組合物的調(diào)制-基于聚乙烯醇(商品名PVA205株式會社クラレ制)13質(zhì)量份、聚乙烯基吡咯烷酮6質(zhì)量份、水200質(zhì)量份及甲醇180質(zhì)量份的組成,調(diào)制了氧遮斷層組合物(溶液)。
將所得的氧遮斷層組合物涂布于所述感光層上,將其干燥,形成了厚度1.5μm的氧遮斷層。該氧遮斷層的氧透過率為20cm3/(m2·day·氣壓)。
所述氧透過率是如下所示地測定的。
作為氧電極使用了ォ-ビスフェァラボラトリ-ズジャパンィンク制的model3600。作為電極隔膜,使用了響應(yīng)速度最快、感光度最高的聚氟烷氧基(PFA)2956A。在電極隔膜上薄薄地涂布硅油脂(SH111,東レダゥコ-ニング(株)制),在其上貼附要測定的薄膜材料,測定了氧濃度值。而且可以確認(rèn),硅油脂的涂布膜對氧透過速度不造成影響。相對于氧濃度值的氧透過速度是利用已知的膜樣品(聚對苯二甲酸乙二醇酯),根據(jù)電極所顯示的氧濃度值,換算出所測定的薄膜材料的氧透過速度(cc/m2·day·atm)。
<曝光工序>
對基材上的所述感光層,使用以下所說明的圖案形成裝置,照射波長為405nm的激光而曝光,從而得到15段步進(jìn)式光楔圖案(ΔlogE=0.15)及形成直徑不同的多個孔洞部的圖案,將所述感光層的一部分的區(qū)域硬化。
-圖案形成裝置-使用了如下的圖案形成裝置,其包括作為所述光照射機(jī)構(gòu)的圖27~32所示的合波激光源;作為所述光調(diào)制機(jī)構(gòu)的DMD50,對于在沿圖4所示的主掃描方向上排列了1024個微反射鏡的微反射鏡列被沿副掃描方向排列了768組的所述光調(diào)制機(jī)構(gòu),以僅驅(qū)動其中的1024個×256列的方式控制;將圖13所示的一方的面為復(fù)曲面的微透鏡以陣列狀排列的微透鏡陣列472及將穿過了該微透鏡陣列的光成像于所述感光層上的光學(xué)系統(tǒng)480、482。
作為所述微透鏡,如圖17及圖18所示,使用復(fù)曲面透鏡55a,與所述x方向光學(xué)地對應(yīng)的方向的曲率半徑Rx=-0.125mm,與所述y方向?qū)?yīng)的方向的曲率半徑為Ry=-0.1mm。
另外,配置于微透鏡陣列55的聚光位置附近的光闌陣列59被配置為,向該各光闌59a中只會射入經(jīng)過了與之對應(yīng)的微透鏡55a的光。
<顯影工序>
在將結(jié)束了曝光的所述感光層在室溫下靜置了10分鐘后,對感光層的全面,作為堿性顯影液使用1質(zhì)量%碳酸鈉水溶液,在30℃下進(jìn)行60秒噴淋顯影,將未硬化的區(qū)域溶解除去。其后,水洗并干燥,形成了永久圖案。
對于所形成的永久圖案,利用以下的方法進(jìn)行了曝光感光度、析像度及曝光速度的評價。將結(jié)果表示于表6中。
<曝光感光度>
測定了在所得的所述永久圖案中殘存的所述感光層的硬化區(qū)域的厚度。然后,將激光的照射量與硬化層的厚度的關(guān)系繪圖而得到了感光度曲線。根據(jù)如此得到的感光度曲線,將配線上的硬化區(qū)域的厚度達(dá)到15μm,硬化區(qū)域的表面為光澤面時的光能量設(shè)為使感光層硬化所必需的光能量。
其結(jié)果是,為使所述感光層硬化而必需的光能量為50mJ/cm2。
<析像度>
用光學(xué)顯微鏡觀察所得的所述永久圖案形成完畢的印刷配線基板的表面,測定在硬化層圖案的孔洞部沒有殘膜的最小的孔徑,將其作為析像度。該析像度的數(shù)值越小越好。其結(jié)果是,析像度為65μmφ。
<曝光速度>
使用所述圖案形成裝置,改變使曝光光和所述感光層相對移動的速度,求得了形成永久圖案的速度。曝光是從在基材上調(diào)制的所述感光層側(cè)進(jìn)行的。而且,該設(shè)定速度越快,則越有可能形成有效的永久圖案。
其結(jié)果是,曝光速度為24mm/sec。
(比較例B-1)[永久圖案的形成及評價]除了在實(shí)施例B-1中,未在感光層上設(shè)置氧遮斷層以外,利用與實(shí)施例B-1相同的方法,形成了比較例B-1的永久圖案。
對于比較例B-1的永久圖案,進(jìn)行了與實(shí)施例B-1相同的評價。其結(jié)果是,曝光感光度為300mJ/cm2,析像度為65μmφ,曝光速度為4mm/sec。將結(jié)果表示于表6中。
(實(shí)施例B-2)[永久圖案的形成及評價]除了在實(shí)施例B-1中,將氧遮斷層用以下的方法形成以外,利用與實(shí)施例B-1相同的方法,形成了實(shí)施例B-2的永久圖案。
-氧遮斷層轉(zhuǎn)印薄膜的制作-在作為支撐體的厚25μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯薄膜上,涂布聚乙烯醇(聚合度1700,Tg65℃,氧透過率7cm3/(m2·day·氣壓)的12%水溶液,將其干燥,制作了厚1.5μm的氧遮斷層轉(zhuǎn)印薄膜。
將所得的氧遮斷層轉(zhuǎn)印薄膜以使該氧遮斷層與所述感光層上接觸的方式重疊,使用層壓機(jī)在加熱的同時將所述氧遮斷層向所述感光層上轉(zhuǎn)印,然后,將所述支撐體剝離。
對于實(shí)施例B-2的永久圖案,進(jìn)行了與實(shí)施例B-1相同的評價。其結(jié)果是,曝光感光度為50mJ/cm2,析像度為65μmφ,曝光速度為24mm/sec。將結(jié)果表示于表6中。
(實(shí)施例B-3) 除了在實(shí)施例B-1中,基于下述組成調(diào)制了感光性組合物(溶液)以外,利用與實(shí)施例B-1相同的方法,形成了實(shí)施例B-3的永久圖案。
對于所得的實(shí)施例B-3的永久圖案,進(jìn)行了與實(shí)施例B-1相同的評價。其結(jié)果是,曝光感光度為20mJ/cm2,析像度為65μmφ,曝光速度為60mm/sec。將結(jié)果表示于表6中。
-感光性組合物的調(diào)制-基于由硫酸鋇(堺化學(xué)工業(yè)公司制,B30)50.00質(zhì)量份、苯乙烯/馬來酸酐/丙烯酸丁酯共聚物(摩爾比40/32/28)與芐胺(相對于該共聚物的酸酐基為1.0當(dāng)量)的加成反應(yīng)物35質(zhì)量%甲基乙基酮溶液81.70質(zhì)量份、二季戊四醇六丙烯酸酯13.16質(zhì)量份、IRGACURE 907(CIBA SPECIALTYCHEMICALS公司制)6.82質(zhì)量份、YX4000(JAPAN EPOXY RESIN公司制,環(huán)氧樹脂)20.00質(zhì)量份、RE306(日本化藥公司制,環(huán)氧樹脂)5.00質(zhì)量份、雙氰胺0.13質(zhì)量份、對苯二酚單甲醚0.024質(zhì)量份及酞菁綠0.42質(zhì)量份構(gòu)成的組成,調(diào)制了感光性組合物。
(比較例B-2)[永久圖案的形成及評價]除了在實(shí)施例B-3中,未在感光層上設(shè)置氧遮斷層以外,利用與實(shí)施例B-3相同的方法,形成了比較例B-2的永久圖案。
對于比較例B-2的永久圖案,進(jìn)行了與實(shí)施例B-1相同的評價。其結(jié)果是,曝光感光度為200mJ/cm2,析像度為65μmφ,曝光速度為6mm/sec。將結(jié)果表示于表6中。
(比較例B-3)[永久圖案的形成及評價]在作為支撐體的厚20μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯(商品名G2,帝人公司制)上,利用絲網(wǎng)印刷法涂布了實(shí)施例B-1的光致成像阻焊層,使得達(dá)到35μm的干燥厚度,在80℃的熱風(fēng)循環(huán)式的干燥爐中干燥30分鐘,形成了35μm厚的電路圖案光刻膠感光層。
在該電路圖案光刻膠感光層上,層壓厚30μm的聚乙烯保護(hù)薄膜(商品名GF-3,タマポリ公司制),制作了光致成像阻焊層形成薄膜。
然后,在將剝離了所述保護(hù)薄膜的所述光致成像阻焊層形成薄膜以使所述感光層側(cè)成為鍍銅膜疊層板(銅箔厚18μm/樹脂厚1.4mm)側(cè)的方式重合后,進(jìn)行加壓及加熱,在鍍銅膜疊層板上層疊了所述光致成像阻焊層形成薄膜。
<曝光工序>
對基材上的所述感光層,夾隔所述支撐體,使用與實(shí)施例B-1相同的圖案形成裝置,照射波長為405nm的激光而曝光,從而得到15段步進(jìn)式光楔圖案(ΔlogE=0.15)及形成直徑不同的多個孔洞部的圖案,將所述感光層的一部分的區(qū)域硬化。
然后,利用與實(shí)施例B-1相同的方法,形成了比較例B-3的永久圖案。
對于所得的比較例B-3的永久圖案,進(jìn)行了與實(shí)施例B-1相同的評價。其結(jié)果是,曝光感光度為50mJ/cm2,析像度為100μmφ,曝光速度為24mm/sec。
根據(jù)該結(jié)果,在夾隔所述支撐體進(jìn)行了曝光的情況下,可以看到析像度惡化的情況。將結(jié)果表示于表6中。
(實(shí)施例B-4)[配線圖案的形成及評價]基于由甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸2-乙基己酯/甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸共聚物[共聚物組成(摩爾比)40/26.7/4.5/28.8,分子量90000,Tg50℃]15質(zhì)量份、十二聚丙二醇二丙烯酸酯6.5質(zhì)量份、四甘醇二甲基丙烯酸酯1.5質(zhì)量份、4,4’-雙(二乙基氨基)二苯甲酮0.4質(zhì)量份、二苯甲酮3.0質(zhì)量份、4-甲苯磺酰胺0.5重量份、孔雀石綠草酸鹽0.02質(zhì)量份、1,2,4-三唑0.01質(zhì)量份、無色結(jié)晶紫0.2質(zhì)量份、三溴甲基苯基砜0.1質(zhì)量份、甲基乙基酮15質(zhì)量份及1-甲氧基-2-丙醇35質(zhì)量份構(gòu)成的組成,調(diào)制了感光性組合物(溶液),在鍍銅膜疊層板(銅厚度12μm)上,使用旋轉(zhuǎn)涂覆機(jī)涂布,在烤爐中在120℃、2分鐘的條件下干燥,形成了厚5μm的電路圖案光刻膠層。
然后,將與實(shí)施例B-1相同的氧遮斷層組合物涂布于所述電路圖案光刻膠層上,將其干燥,形成了厚1.5μm的氧遮斷層。
<曝光工序>
對基材上的所述感光層,使用與所述實(shí)施例B-1相同的圖案形成裝置,照射波長為405nm的激光而曝光,從而得到15段步進(jìn)式光楔圖案(ΔlogE=0.15)及用于析像度評價的具有各種線/間隔寬度的圖案,將所述感光層的一部分的區(qū)域硬化。
<顯影工序>
在將結(jié)束了曝光的所述感光層在室溫下靜置了10分鐘后,對感光層的全面,作為堿性顯影液使用1質(zhì)量%碳酸鈉水溶液,在35℃下顯影,將未硬化的區(qū)域溶解除去。其后,用純水噴霧進(jìn)行水洗,使之自然干燥,形成了配線圖案。
對于實(shí)施例B-4的配線圖案,進(jìn)行了與實(shí)施例B-1相同的評價。其結(jié)果是,曝光感光度為20mJ/cm2,析像度為L/S(線/間隔)=15μm/15μm,曝光速度為60mm/sec。將結(jié)果表示于表6中。
(比較例B-4)[配線圖案的形成及評價]除了在實(shí)施例B-4中,未在感光層上設(shè)置氧遮斷層以外,利用與實(shí)施例B-4相同的方法,形成了比較例B-4的配線圖案,進(jìn)行了與實(shí)施例B-4相同的評價。其結(jié)果是,曝光感光度為300J/cm2,析像度為L/S(線/間隔)=30μm/30μm,曝光速度為4mm/sec。將結(jié)果表示于表6中。
(實(shí)施例B-5)[濾色片圖案的形成及評價]將均勻地混合了利用下述操作調(diào)制的著色抗蝕劑組合物的分散液用孔徑5μm的過濾器過濾,將該濾液使用旋轉(zhuǎn)涂覆機(jī)涂布于玻璃板(厚度0.7mm)上,在烤爐中以120℃、2分鐘的條件進(jìn)行干燥,形成了厚2μm的綠色的均勻的著色抗蝕層。
然后,將與實(shí)施例B-1相同的氧遮斷層組合物涂布于所述著色抗蝕層上,將其干燥,形成了厚1.5μm的氧遮斷層。
-著色抗蝕劑組合物的調(diào)制-將由甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸共聚物[共聚組成(摩爾比)68/32,分子量30,000,Tg77℃]80質(zhì)量份、C.I.Pigment Green7 100質(zhì)量份、C.I.Pigment Yellow185 30質(zhì)量份、丙二醇單甲醚乙酸酯500質(zhì)量份構(gòu)成的各成分在混砂機(jī)中分散了一晝夜。
然后,向所得的分散液中,添加二季戊四醇六丙烯酸酯80質(zhì)量份、4-[o-溴-p-N,N-雙(乙氧基羰基)氨基苯基]2,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪5質(zhì)量份、7-[4-氯-6-(二乙基氨基)-s-三嗪-2-基氨基]-3-苯基香豆素2質(zhì)量份、對苯二酚單甲醚0.01質(zhì)量份及丙二醇單甲醚乙酸酯500質(zhì)量份構(gòu)成的混合物,調(diào)制了著色抗蝕劑組合物。
<曝光工序>
對基材上的所述著色抗蝕層,使用與所述實(shí)施例B-1相同的圖案形成裝置,照射波長為405nm的激光而曝光,從而得到15段步進(jìn)式光楔圖案(ΔlogE=0.15)及用于析像度評價的具有各種線/間隔寬度的圖案,將所述感光層的一部分的區(qū)域硬化。
<顯影工序>
在將結(jié)束了曝光的所述感光層在室溫下靜置了10分鐘后,對感光層的全面,使用富士フィルムァ-チ公司制有機(jī)堿性顯影液(商品名CD-2000-4),在室溫下攪拌顯影60秒,將未硬化的區(qū)域溶解除去。其后,用旋轉(zhuǎn)噴淋機(jī)以純水沖洗20秒,繼而用純水進(jìn)行水洗,使之自然干燥,形成了濾色片圖案。
對于實(shí)施例B-5的濾色片圖案,進(jìn)行了與實(shí)施例B-1相同的評價。其結(jié)果是,曝光感光度為40mJ/cm2,析像度為L/S(線/間隔)=5μm/5μm,曝光速度為30mm/sec。將結(jié)果表示于表6中。
(比較例B-5)[濾色片圖案的形成及評價]除了在實(shí)施例B-5中,未在感光層上設(shè)置氧遮斷層以外,利用與實(shí)施例B-5相同的方法,形成了比較例B-5的濾色片圖案。對于所得的濾色片圖案,進(jìn)行了與實(shí)施例B-5相同的評價。其結(jié)果是,曝光感光度為300J/cm2,析像度為L/S(線/間隔)=10μm/10μm,曝光速度為4mm/sec。將結(jié)果表示于表6中。
(實(shí)施例B-6)[配線圖案的形成]在兩面具有厚度18μm的銅層的兩面鍍銅膜疊層板上,利用公知的金屬腐蝕法制作寬100μm及間隙120μm的配線圖案(第一配線圖案),用公知的方法對銅表面進(jìn)行了黑化處理。在該配線上,將實(shí)施例B-3的感光性組合物(溶液)依次涂布于兩面上而干燥,形成了厚度35μm(從基板樹脂部分算起的厚度,從此時的圖案銅算起的厚度為17μm。)的感光層間絕緣層。此后,將實(shí)施例B-1中記載的氧遮斷層組合物溶液涂布于感光性層間絕緣層上,將其干燥,形成了厚1.5μm的氧遮斷層。
然后,使用與所述實(shí)施例B-1相同的圖案形成裝置,在向感光層間絕緣層導(dǎo)入氮?dú)獾耐瑫r,將具有過孔(層間連接用孔部)形成用圖案的激光在感光層間絕緣層上以曝光量50mJ/cm2、曝光速度24mm/sec照射,使用1質(zhì)量%的碳酸鈉水溶液在30℃下進(jìn)行了60秒噴淋顯影。其結(jié)果是,在層間絕緣層中形成了直徑約為65μm的過孔。然后,使用擴(kuò)散曝光機(jī),對層間絕緣層全面以1900mJ/cm2的條件曝光,然后,在160℃下加熱60分鐘,進(jìn)行了后硬化處理。將具有所述層間絕緣層的基板用大氣壓臭氧表面處理機(jī)(CDO-201,k-tech公司制),在180℃的溫度下進(jìn)行表面處理,除去了顯影浮渣。在2.5重量%稀硫酸水溶液中在24℃下浸漬了2分鐘后,使用下述的處理劑,利用下述的(I)~(V)的工序,形成了非電解鍍膜。
(I)在前處理劑(PC206,メルテックス公司制)中,將所述基板在25℃下浸漬了2分鐘后,用純水清洗2分鐘。
(II)在催化劑賦予劑(ァクティベ-タ444,メルテックス公司制)中,將所述基板在25℃下浸漬了6分鐘后,用純水清洗2分鐘。
(III)在活化處理劑(PA491,メルテックス公司制)中,將所述基板在25℃下浸漬了10分鐘后,用純水清洗2分鐘。
(IV)在非電解鍍液(CU390,メルテックス公司制)中,將所述基板在25℃下、pH12.8的條件下浸漬了20分鐘后,用純水清洗5分鐘。
(V)在100℃下干燥15分鐘。
其結(jié)果是,在絕緣層上,形成了厚度0.3μm的非電解銅鍍層。
接下來,在將所述基板在メルテックス公司制的脫脂處理液(PC455)中在25℃下浸漬了30秒后,水洗2分鐘,進(jìn)行了電解鍍銅。使用由硫酸銅75g/L、硫酸190g/L、氯離子約為50ppm及メルテックス公司制カパ-グリ-ムPCM 5mL/L構(gòu)成的組成的電解銅鍍液,在25℃、2.4A/100cm2、40分鐘的條件下進(jìn)行了鍍膜。其結(jié)果是,析出了厚度約為20μm的銅。然后,將所得的具有鍍層的基板放入烤爐,在170℃下放置60分鐘而進(jìn)行了退火處理。
然后,在使用干式薄膜光刻膠,依照圖像樣子曝光后,進(jìn)行了顯影。然后,進(jìn)行所露出的鍍層(銅)的蝕刻,形成了第二配線圖案及層間連接部區(qū)域。
<評價>
對所得的在絕緣層上形成了配線圖案及層間連接部區(qū)域的基板,在260℃下進(jìn)行了20秒的焊錫耐熱試驗(yàn),其結(jié)果是,未發(fā)生配線等的剝離、鼓脹等。另外,即使在依照J(rèn)IS K5400進(jìn)行的5mm間隔的網(wǎng)紋測試中,也是10分的評價,配線圖案與絕緣樹脂層間的粘接良好。另外,將基板裁割為100mm寬,使用テンシロン拉伸試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行90度剝離試驗(yàn),測定了剝離強(qiáng)度,其結(jié)果為0.6kg/cm以上。
另外,在基板上,再次涂布所述感光性組合物涂布液,干燥,與所述相同地形成了第三層的配線圖案,然而在焊錫耐熱試驗(yàn)中未發(fā)生問題。另外,在依照J(rèn)IS K5400進(jìn)行的5mm間隔的網(wǎng)紋測試中也是10分的評價,配線圖案與絕緣樹脂層間的粘接良好。
(比較例B-6)[配線圖案的形成及評價]除了在實(shí)施例B-6中,未設(shè)置氧遮斷層以外,利用與實(shí)施例B-6相同的方法,形成了比較例B-6的配線圖案。對于所得的配線圖案,進(jìn)行了與實(shí)施例B-6相同的評價。其結(jié)果是,必需的曝光量為300mJ/cm2,析像度為65μmφ,曝光速度為4mm/sec。將結(jié)果表示于表6中。
(比較例B-7)[配線圖案的形成及評價]除了在實(shí)施例B-1中,作為保護(hù)層,使用了由下述組成的保護(hù)層涂布液形成的保護(hù)層(氧透過率為180cm3/(m2·day·氣壓)以外,利用與實(shí)施例B-1相同的方法,形成了永久圖案。
-保護(hù)層涂布液的組成-甲基纖維素…75質(zhì)量份聚乙酸乙烯酯乳液(固形成分為40質(zhì)量%)…62.5質(zhì)量份水…800質(zhì)量份對于所得的永久圖案,與實(shí)施例B-1相同地進(jìn)行了評價,其結(jié)果是感光感光度為150mJ/cm2,析像度為60μmφ,鉛筆硬度為3H~4H,曝光硬度為8mm/sec。將結(jié)果表示于表6中。
從表6的結(jié)果中看到,與比較例B-1~B-7的圖案相比,實(shí)施例B-1~B-6的永久圖案的曝光感光度及析像度更高,可以更有效地形成圖案。
(實(shí)施例C-1)[濾色片圖案的形成及評價]
將均勻地混合了利用下述操作調(diào)制的著色抗蝕劑組合物的分散液用孔徑5μm的過濾器過濾,將該濾液使用旋轉(zhuǎn)涂覆機(jī)涂布于玻璃板(厚度0.7mm)上,在烤爐中以120℃、2分鐘的條件干燥,形成了2μm厚的綠色的均勻的著色抗蝕層。
-著色抗蝕劑組合物的調(diào)制-將由甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸共聚物[共聚組成(摩爾比)68/32,分子量30,000,Tg77℃]80質(zhì)量份、C.I.Pigment Green7 100質(zhì)量份、C.I.Pigment Yellow185 30質(zhì)量份、丙二醇單甲醚乙酸酯500質(zhì)量份構(gòu)成的各成分在混砂機(jī)中分散了一晝夜。
然后,向所得的分散液中,添加二季戊四醇六丙烯酸酯80質(zhì)量份、2,4-雙(三氯甲基)-6-[4’-(N,N-雙乙氧基羰基甲基)-3’-溴苯基]-s-三嗪5質(zhì)量份、7-[4’-氯-6’-(二乙基氨基)-s-三嗪-2’-基氨基]-3-苯基香豆素2質(zhì)量份、對苯二酚單甲醚0.01質(zhì)量份及丙二醇單甲醚乙酸酯500質(zhì)量份構(gòu)成的混合物,調(diào)制了著色抗蝕劑組合物。
<曝光工序>
對基材上的所述著色抗蝕層,以將該感光層整體用氮?dú)飧采w的方式,向所述感光層的周圍導(dǎo)入氮?dú)?氧濃度=0%),在將所述感光層設(shè)為氮?dú)鈿夥障碌臓顟B(tài)下,使用以下所說明的圖案形成裝置1,照射波長為405nm的激光而曝光,從而得到15段步進(jìn)式光楔圖案(ΔlogE=0.15)及用于析像度評價的具有各種線/間隔寬度的圖案,將所述感光層的一部分的區(qū)域硬化。
-圖案形成裝置1-使用了如下的圖案形成裝置,其包括作為所述光照射機(jī)構(gòu)的圖27~32所示的合波激光源;作為所述光調(diào)制機(jī)構(gòu)的DMD50,對于在沿圖4所示的主掃描方向上排列了1024個微反射鏡的微反射鏡列被沿副掃描方向排列了768組的所述光調(diào)制機(jī)構(gòu),以僅驅(qū)動其中的1024個×256列的方式控制;將圖13所示的一方的面為復(fù)曲面的微透鏡以陣列狀排列的微透鏡陣列472及將穿過了該微透鏡陣列的光成像于所述感光層上的光學(xué)系統(tǒng)480、482。
作為所述微透鏡,如圖17及圖18所示,使用復(fù)曲面透鏡55a,與所述x方向光學(xué)地對應(yīng)的方向的曲率半徑Rx=-0.125mm,與所述y方向?qū)?yīng)的方向的曲率半徑為Ry=-0.1mm。
另外,配置于微透鏡陣列55的聚光位置附近的光闌陣列59被配置為,向該各光闌59a中只會射入經(jīng)過了與之對應(yīng)的微透鏡55a的光。
<顯影工序>
在將結(jié)束了曝光的所述感光層在室溫下靜置了10分鐘后,對感光層的全面,使用富士フィルムァ-チ公司制有機(jī)堿性顯影液(商品名CD-2000-4),在室溫下攪拌顯影60秒,將未硬化的區(qū)域溶解除去。其后,用旋轉(zhuǎn)噴淋機(jī)以純水沖洗20秒,繼而用純水進(jìn)行水洗,使之自然干燥,形成了綠色濾色片圖案。
<曝光感光度>
測定了在所得的所述濾色片圖案中殘存的所述感光層的硬化區(qū)域的厚度。然后,將激光的照射量與硬化層的厚度的關(guān)系繪圖而得到了感光度曲線。根據(jù)如此得到的感光度曲線,將配線上的硬化區(qū)域的厚度達(dá)到15μm,硬化區(qū)域的表面為光澤面時的光能量設(shè)為使感光層硬化所必需的光能量。其結(jié)果是,曝光感光度為40mJ/cm2。
<析像度>
用光學(xué)顯微鏡觀察所得的濾色片圖案的表面,L/S(線/間隔)=5μm/5μm,將其設(shè)為析像度。
<曝光速度>
使用所述圖案形成裝置1,改變使曝光光和所述感光層相對移動的速度,求得了形成濾色片圖案的速度。曝光是從在基材上調(diào)制的所述感光層側(cè)進(jìn)行的。而且,該設(shè)定速度越快,則越有可能形成有效的濾色片圖案。其結(jié)果是,曝光速度為30mm/sec。
(比較例C-1)[濾色片圖案的形成及評價]除了在實(shí)施例C-1中,未導(dǎo)入氮?dú)猓诳諝庵羞M(jìn)行了曝光工序以外,利用與實(shí)施例C-1相同的方法,形成了比較例C-1的濾色片圖案。
對于所得的濾色片圖案,進(jìn)行了與實(shí)施例C-1相同的評價。其結(jié)果是,曝光感光度為300mJ/cm2,析像度為L/S(線/間隔)=10μm/10μm,曝光速度為4mm/sec。
(實(shí)施例C-2)<濾色片圖案的形成(涂布法)>
(1)黑矩陣的形成在將無堿玻璃基板用UV清洗裝置清洗后,使用洗滌劑進(jìn)行刷洗,繼而利用超純水進(jìn)行了超聲波清洗。將該基板在120℃下熱處理3分鐘,使表面狀態(tài)穩(wěn)定化。將該基板冷卻,調(diào)溫至23℃后,利用具有狹縫狀噴嘴的玻璃基板用涂覆機(jī)(FAS JAPAN公司制,商品名MH-1600),涂布了由下述表1中記載的組成構(gòu)成的感光性組合物K1。接下來,在用VCD(真空干燥裝置,東京應(yīng)化工業(yè)公司制)以30秒將溶劑的一部分干燥而使涂布層的流動性消失后,利用EBR(edge bead remover)將基板周圍的不需要的涂布液除去,在120℃下預(yù)烘烤3分鐘而形成了2μm厚的感光層K1。
-感光性組合物K1的調(diào)制-稱取表7中記載的量的K顏料分散物1、丙二醇單甲醚乙酸酯,在24℃(±2℃)的溫度下混合,以150RPM1攪拌了0分鐘。然后,稱取表7中記載的量的甲基乙基酮、粘合劑2、對苯二酚單甲醚、DPHA液、2,4-雙(三氯甲基)-6-[4’-(N,N-雙乙氧基羰基甲基)-3’-溴苯基]-s-三嗪及表面活性劑1,在25℃(±2℃)的溫度下以該順序添加,在40℃(±2℃)的溫度下,以150RPM攪拌30分鐘,用尼龍網(wǎng)#200過濾。利用以上操作,調(diào)制了感光性組合物K1。
而且,表7中記載的組合物當(dāng)中,·K顏料分散物1的組成由炭黑(デグッサ公司制)13.1質(zhì)量%、以下述結(jié)構(gòu)式(A)表示的化合物0.65質(zhì)量%、聚合物(甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸=72/28摩爾比的無規(guī)共聚物,分子量3.7萬)6.72質(zhì)量%及丙二醇單甲醚乙酸酯79.53質(zhì)量%構(gòu)成。
·粘合劑2的組成由聚合物(甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸=78/22摩爾比的無規(guī)共聚物,分子量3.8萬)27質(zhì)量%及丙二醇單甲醚乙酸酯73質(zhì)量%構(gòu)成。
·DPHA液的組成由二季戊四醇六丙烯酸酯(含有聚合抑制劑MEHQ500ppm,日本化藥(株)制,商品名KAYARAD DPHA)76質(zhì)量%及丙二醇單甲醚乙酸酯24質(zhì)量%構(gòu)成。
·表面活性劑1的組成由下述構(gòu)造物130質(zhì)量%及甲基乙基酮(MEK)70質(zhì)量%構(gòu)成。
結(jié)構(gòu)物1
(n=6、x=55、y=5、Mw=33940、Mw/Mn=2.55PO環(huán)氧丙烷、EO環(huán)氧乙烷)
其中,所述構(gòu)造物1的式中,x及y的數(shù)值表示摩爾比。
結(jié)構(gòu)式(A)-曝光工序-對基材上的所述感光層K1,以將該感光層整體用氮?dú)飧采w的方式,向所述感光層的周圍導(dǎo)入氮?dú)?氧濃度=0%),在將所述感光層設(shè)為氮?dú)鈿夥障碌臓顟B(tài)下,使用下述圖案形成裝置2,在使所述感光層K1和曝光頭相對移動的同時,在波長405nm下進(jìn)行400mJ/m2的曝光,形成了具有130μm的開口部的線寬13μm的黑條紋圖案與框緣部的黑(K)圖像。
-圖案形成裝置2-使用了如下的圖案形成裝置,其包括作為所述光照射機(jī)構(gòu)的圖27~32所示的合波激光源;作為所述光調(diào)制機(jī)構(gòu)的DMD50,對于在沿圖4所示的主掃描方向上排列了1024個微反射鏡的微反射鏡列被沿副掃描方向排列了768組的所述光調(diào)制機(jī)構(gòu),以僅驅(qū)動其中的1024個×256列的方式控制;將圖13所示的微透鏡以陣列狀排列的微透鏡陣列472及將穿過了該微透鏡陣列的光成像于所述感光層上的光學(xué)系統(tǒng)480、482。
另外,配置于微透鏡陣列55的聚光位置附近的光闌陣列59被配置為,向該各光闌59a中只會射入經(jīng)過了與之對應(yīng)的微透鏡55a的光。
-顯影工序-在將結(jié)束了曝光的所述感光層在室溫下靜置了10分鐘后,對感光層的全面,使用KOH類顯影液(含有KOH、非離子表面活性劑,商品名CDK-1,富士Film Electronics Materials(株)制)在23℃、80秒、扁平噴嘴壓力0.04MPa下進(jìn)行噴淋顯影,接下來,將超純水用超高壓清洗噴嘴以9.8MPa的壓力噴射而進(jìn)行殘渣除去,得到了黑矩陣圖案。接下來,在220℃下熱處理了30分鐘。
(2)紅(R)像素的形成在形成了所述黑矩陣的基板上,使用由下述表8中記載的組成構(gòu)成的下述感光性組合物R1,利用與所述黑矩陣的形成相同的工序,形成了熱處理完畢的R像素。該R1感光層厚度為1.5μm,顏料(C.I.顏料紅254)的涂布量為0.274g/m2。
-感光性組合物R1的調(diào)制-稱取表8中記載的量的R顏料分散物1、R顏料分散物2、丙二醇單甲醚乙酸酯,在24℃(±2℃)的溫度下混合,以150RPM攪拌了10分鐘。然后,稱取表8中記載的量的甲基乙基酮、環(huán)己酮、粘合劑1、DPHA液、2-三氯甲基-5-(p-苯乙烯基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2,4-雙(三氯甲基)-6-[4’-(N,N-雙乙氧基羰基甲基)-3’-溴苯基]-s-三嗪、吩噻嗪,在24℃(±2℃)的溫度下以該順序添加,以150RPM攪拌了30分鐘。繼而,稱取表8中記載的量的表面活性劑1,在24℃(±2℃)的溫度下添加,以30RPM攪拌5分鐘,用尼龍網(wǎng)#200過濾。利用以上操作,調(diào)制了感光性組合物R1。
表8
而且,表8中記載的組合物當(dāng)中,·R顏料分散物1的組成由C.I.顏料紅254(Ciba Specialty Chemicals公司制)8質(zhì)量%、以所述的下述結(jié)構(gòu)式(A)表示的化合物0.8質(zhì)量%、聚合物(甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸=73/27摩爾比的無規(guī)共聚物)8質(zhì)量%及丙二醇單甲醚乙酸酯83質(zhì)量%構(gòu)成。
·R顏料分散物2的組成由C.I.顏料紅254(Ciba Specialty Chemicals公司制)5.3質(zhì)量%、丙烯酸單(二甲基氨基丙基)酰胺/甲基丙烯酸(聚乙二醇單甲醚)酯/甲基丙烯酸(含聚甲基丙烯酸甲酯的乙醇)酯1.6質(zhì)量%、丙二醇單甲醚乙酸酯93質(zhì)量%構(gòu)成。
·粘合劑1的組成由聚合物(甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯=38/25/37的無規(guī)共聚物,分子量3.8萬)27質(zhì)量%、丙二醇單甲醚乙酸酯73質(zhì)量構(gòu)成。
-曝光工序及顯影工序-
對基板上的所述感光層R1,進(jìn)行了波長405nm、曝光量50mJ/cm2下的曝光,在所述黑條紋圖案的開口部形成了紅(R)像素。另外,為了進(jìn)行評價,在未形成黑條紋的基板上,也與之相同地形成感光層R1,使用濾色片圖案及步進(jìn)式光楔圖案進(jìn)行了相同的處理。其后,與黑條紋相同地進(jìn)行了顯影、熱處理。
對于所形成的R的濾色片圖案,利用以下的方法進(jìn)行了曝光感光度及邊緣粗糙度的評價。將結(jié)果表示于表14中。
<曝光感光度>
測定了在所得的所述R的濾色片圖案中殘存的所述感光層的硬化區(qū)域的厚度。然后,將激光的照射量與硬化層的厚度的關(guān)系繪圖而得到了感光度曲線。根據(jù)如此得到的感光度曲線,將基板上的硬化區(qū)域的厚度達(dá)到1.5μm,硬化區(qū)域的表面為光澤面時的光能量設(shè)為使感光層硬化所必需的光能量。
<邊緣粗糙度的評價>
在所得的所述R的濾色片圖案中,測定了10μm×20μm的長方形的20μm邊的邊緣粗糙度。該邊緣粗糙度越小則越良好。
而且,從容易觀察邊緣粗糙度的觀點(diǎn)考慮,對于邊緣粗糙度的評價例示了R的例子。
○1μm以下△超過1μm而在3μm以下×超過3μm(3)綠(G)像素的形成在形成了所述黑條紋和R的像素的基板上,使用由下述表9中記載的組成構(gòu)成的下述感光性組合物G1,利用與所述R像素的形成相同的工序,形成了熱處理完畢的G像素。該G1感光層厚度為1.4μm,顏料(C.I.顏料綠36)的涂布量為0.355g/m2,顏料(C.I.顏料黃139)的涂布量為0.052g/m2。曝光量相當(dāng)于40mJ/cm2。
-感光性組合物G1的調(diào)制-
稱取表9中記載的量的G顏料分散物1、Y顏料分散物1、丙二醇單甲醚乙酸酯,在24℃(±2℃)的溫度下混合,以150RPM攪拌了10分鐘。然后,稱取表9中記載的量的甲基乙基酮、粘合劑1、DPHA液、2-三氯甲基-5-(p-苯乙烯基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、7-[2-[4-(3-羥基甲基哌啶基)-6-二乙基氨基]三嗪基氨基]-3-苯基香豆素、吩噻嗪,在24℃(±2℃)的溫度下以該順序添加,以150RPM攪拌了30分鐘。繼而,稱取表9中記載的量的表面活性劑1,在24℃(±2℃)的溫度下添加,以30RPM攪拌5分鐘,用尼龍網(wǎng)#200過濾。利用以上操作,調(diào)制了感光性組合物G1。
而且,表9中記載的組合物當(dāng)中,·G顏料分散物1的組成由C.I.顏料綠36(東洋油墨制造株式會社制,分散物)18質(zhì)量%、聚合物(甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸=72/28摩爾比的無規(guī)共聚物,分子量3.8萬)12質(zhì)量%、環(huán)己酮35質(zhì)量%、丙二醇單甲醚乙酸酯35質(zhì)量%構(gòu)成。
·Y顏料分散物1的組成由C.I.顏料黃139(東洋油墨制造株式會社制,商品名パリォロ-ルェロ-L1820)18質(zhì)量%、聚合物(甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸=72/28摩爾比的無規(guī)共聚物,分子量3.8萬)15質(zhì)量%、環(huán)己酮15質(zhì)量%、丙二醇單甲醚乙酸酯52質(zhì)量%構(gòu)成。
(4)藍(lán)(B)像素的形成在形成了所述黑條紋、R及G的像素的基板上,使用由下述表10中記載的組成構(gòu)成的下述感光性組合物B1,利用與所述R像素的形成相同的工序,形成了熱處理完畢的B像素,制作了所需的濾色片。
該B1感光層厚度為1.4μm,顏料(C.I.顏料藍(lán)15:6)的涂布量為0.29g/m2。曝光量為50mJ/cm2。
-感光性組合物B1的調(diào)制-稱取表10中記載的量的B顏料分散物1、丙二醇單甲醚乙酸酯,在24℃(±2℃)的溫度下混合,以150RPM攪拌了10分鐘。然后,稱取表8中記載的量的甲基乙基酮、粘合劑2、DPHA液、2-三氯甲基-5-(p-苯乙烯基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2,4,6-三[2,4-雙(甲氧基羰基氧基)苯基]-1,3,5-三嗪、吩噻嗪,在25℃(±2℃)的溫度下以該順序添加,在40℃(±2℃)的溫度下以150RPM攪拌了30分鐘。繼而,稱取表10中記載的量的表面活性劑1,在24℃(±2℃)的溫度下添加,以30RPM攪拌5分鐘,用尼龍網(wǎng)#200過濾。利用以上操作,調(diào)制了感光性組合物B1。
而且,表10中記載的組合物當(dāng)中,·B顏料分散物1的組成由C.I.顏料藍(lán)15:6(東洋油墨制造(株)公司制)10質(zhì)量%、(EFKA-6745,EFKA ADDITIVES B.V公司制)0.5質(zhì)量%、(ディスパロンDA-725,楠本化成(株)制)0.63質(zhì)量%、聚合物(甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸=72/28摩爾比的無規(guī)共聚物,分子量3.8萬)12.5質(zhì)量%、丙二醇單甲醚乙酸酯76.37質(zhì)量%構(gòu)成。
·粘合劑2的組成由聚合物(甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸=78/22摩爾比的無規(guī)共聚物,分子量3.8萬)27質(zhì)量%、丙二醇單甲醚乙酸酯73質(zhì)量%構(gòu)成。
(實(shí)施例C-3)[濾色片圖案的形成(薄膜法)]<感光性轉(zhuǎn)印材料的制作>
在厚75μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜臨時支撐體上,使用狹縫狀噴嘴,涂布由下述處方H1構(gòu)成的熱塑性樹脂層用涂布液,將其干燥。然后,涂布下述著色感光性組合物K1,將其干燥,在該臨時支撐體上設(shè)置干燥厚度為14.6μm的熱塑性樹脂層、干燥厚度為2μm的感光層,壓接了保護(hù)薄膜(厚12μm的聚丙烯薄膜)。
利用以上操作,制作了臨時支撐體、熱塑性樹脂層和黑色(K)的感光層成為一體的感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料K1。
-熱塑性樹脂層用涂布液處方H1的調(diào)制-調(diào)制了如下的熱塑性樹脂層用涂布液,其包括甲醇11.1質(zhì)量份、丙二醇單甲醚乙酸酯6.36質(zhì)量份、甲基乙基酮52.4質(zhì)量份、甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸2-乙基己酯/甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸共聚物(共聚組成比(摩爾比)=55/11.7/4.5/28.8,重均分子量=10萬,Tg70℃)5.83質(zhì)量份、苯乙烯/丙烯酸共聚物(共聚組成比(摩爾比)=63/37,重均分子量=1萬,Tg100℃)13.6質(zhì)量份、在雙酚A上脫水縮合了2當(dāng)量五乙二醇單甲基丙烯酸酯的化合物(新中村化學(xué)工業(yè)(株)制,2,2-雙[4-(甲基丙烯酰氧基聚乙氧基)苯基]丙烷)9.1質(zhì)量份及所述表面活性劑10.54質(zhì)量份。
然后,除了將在所述感光性轉(zhuǎn)印材料K1的制作中所使用的所述感光性組合物K1變更為由下述表11~13中記載的組成構(gòu)成的下述感光性組合物R101、G101及B101以外,利用與所述相同的方法,分別制作了感光性轉(zhuǎn)印材料R101、G101及B101。
而且,感光性組合物R101、G101及B101的調(diào)制方法分別依照所述感光性組合物R1、G1及B1的調(diào)制方法。
(1)紅(R)像素的形成對無堿玻璃基板,在利用噴水器吹送20秒調(diào)整為25℃的玻璃洗滌劑的同時,利用具有尼龍毛的旋轉(zhuǎn)毛刷清洗,并進(jìn)行了純水噴淋清洗,之后,利用噴水器吹送20秒硅烷耦合液(N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷)0.3質(zhì)量%水溶液,商品名KBM603,信越化學(xué)工業(yè)株式會社制),進(jìn)行了純水噴淋清洗。將該基板用基板預(yù)熱裝置在100℃下加熱2分鐘,送至其后的層壓機(jī)。
在將所述感光性樹脂轉(zhuǎn)印材料R101的保護(hù)薄膜剝離后,使用層壓機(jī)(株式會社日立Industries公司制(LamicII型),對所述加熱為100℃的基板,在橡膠輥溫度130℃、線壓力100N/cm2、搬送速度2.2m/分鐘條件下進(jìn)行層壓。
-曝光工序-在將聚對苯二甲酸乙二醇酯臨時支撐體剝離后,對基材上的所述感光層R,以將該感光層整體用氮?dú)飧采w的方式,向所述感光層的周圍導(dǎo)入氮?dú)?氧濃度=0%),在將所述感光層設(shè)為氮?dú)鈿夥障碌臓顟B(tài)下,使用與實(shí)施例C-2相同的圖案形成裝置2,以波長為405nm的激光,形成了線寬為130μm的條紋狀圖案。在曝光量為50mJ/cm2下進(jìn)行。
-顯影工序-然后,在三乙醇胺類顯影液(含有2.5質(zhì)量的三乙醇胺,含有非離子表面活性劑,含有聚丙烯類消泡劑,商品名T-PD1,富士膠片株式會社制)中在30℃下以50秒、扁平噴嘴壓力0.04MPa進(jìn)行噴淋顯影,將熱塑性樹脂層除去。
接下來,在碳酸鈉類顯影液(含有0.06摩爾/升的碳酸氫鈉、相同濃度的碳酸鈉、1%的二丁基萘磺酸鈉、陰離子表面活性劑、消泡劑、穩(wěn)定劑,商品名T-CD1,富士膠片株式會社制),在35℃下以35秒、錐形噴嘴壓力0.15MPa進(jìn)行噴淋顯影,將感光層顯影,得到了構(gòu)像。
接下來,使用洗滌劑(含有磷酸鹽、硅酸鹽、非離子表面活性劑、消泡劑、穩(wěn)定劑,商品名T-SD1,富士膠片株式會社,或含有碳酸鈉、苯氧基氧基乙烯類表面活性劑,商品名T-SD2,富士膠片株式會社制),在33℃下以20秒、錐形噴嘴壓力0.02MPa,利用噴水器和具有尼龍毛的旋轉(zhuǎn)毛刷進(jìn)行殘渣除去,得到了紅(R)的像素。其后,在又對該基板從該樹脂層側(cè)以超高壓水銀燈用500mJ/cm2的光進(jìn)行后曝光后,在220℃下進(jìn)行了15分鐘熱處理(烘烤)。
該R101感光層的厚度為2.0μm,顏料(C.I.顏料紅254)的涂布量為0.314g/m2。
這里,與實(shí)施例C-2相同,對R的濾色片圖案,評價了曝光感光度及邊緣粗糙度。將結(jié)果表示于表14中。
在將該形成了R的像素的基板再次如前所述地用刷子清洗,進(jìn)行了純水噴淋清洗后,不使用硅烷偶合液,向基板預(yù)熱裝置輸送。
(2)綠(G)像素的形成使用所述感光性轉(zhuǎn)印材料G101,用與所述感光性轉(zhuǎn)印材料R101相同的工序,制作了熱處理完畢的綠(G)的像素。曝光量設(shè)為40mJ/cm2。
該G101感光層厚度為2.0μm,顏料(C.I.顏料綠36)的涂布量為0.396g/m2,顏料(C.I.顏料黃139)的涂布量為0.0648g/m2。
在將該形成了R和G的像素的基板再次如前所述地用刷子清洗,進(jìn)行了純水噴淋清洗后,不使用硅烷偶合液,向基板預(yù)熱裝置輸送。
(3)藍(lán)(B)像素的形成使用所述感光性轉(zhuǎn)印材料B101,用與所述感光性轉(zhuǎn)印材料R101相同的工序,制作了熱處理完畢的藍(lán)(B)的像素。曝光量設(shè)為50mJ/cm2。
該B101感光層厚度為2.0μm,顏料(C.I.顏料藍(lán)-15:6)的涂布量為0.32g/m2。
在將該形成了R和G和B的像素的基板再次如前所述地用刷子清洗,進(jìn)行了純水噴淋清洗后,不使用硅烷偶合液,向基板預(yù)熱裝置輸送。
(4)黑條紋的形成使用所述感光性轉(zhuǎn)印材料K1,用與所述感光性轉(zhuǎn)印材料R101相同的工序,制作了熱處理完畢的黑(K)的圖像(形成濾色片的框緣部分)及黑條紋部。曝光量設(shè)為80mJ/cm2。
(比較例C-2)在實(shí)施例C-2中,除了在大氣氣氛下進(jìn)行了曝光以外,與實(shí)施例C-2相同地制作了濾色片圖案。另外,與實(shí)施例C-2相同地測定了曝光感光度及邊緣粗糙度。將結(jié)果表示于表14中。
從表14的結(jié)果中可以看到,實(shí)施例C-2及C-3的濾色片圖案與比較例C-2相比,邊緣粗糙度更小,曝光感光度更高,可以制造良好的濾色片。
使用實(shí)施例C-2~C-3的濾色片,制作了具有LED背光燈的反射、透過兼用的液晶顯示裝置。確認(rèn)與使用了比較例C-2的濾色片的液晶顯示裝置相比,使用了實(shí)施例C-2~C-3的濾色片的液晶顯示裝置顯示出更為良好的顯示特性。
(實(shí)施例C-4)[濾色片圖案的形成](TV用,涂布法)(1)黑條紋的形成與實(shí)施例C-2相同地形成了黑條紋。
(2)紅(R)像素的形成使用由下述表15中記載的組成構(gòu)成的感光性組合物R2,與實(shí)施例C-2相同地形成。涂布厚度為1.6μm。
而且,表15中記載的組合物當(dāng)中,·R顏料分散物3的組成由C.I.P.I.177(Ciba Specialty Chemicals公司制)18份、聚合物(甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸=73/27摩爾比的無規(guī)共聚物,分子量3.8萬)12份、丙二醇單甲醚乙酸酯70份構(gòu)成。
(3)綠(G)像素的形成使用由下述表16中記載的組成構(gòu)成的感光性組合物G2,與實(shí)施例C-2相同地形成。涂布厚度為1.6μm。
而且,表16中記載的組合物當(dāng)中,Y顏料分散物2使用了御國色素(株)公司制的商品名CFェロ-EX3393。
(4)藍(lán)(B)像素的形成使用由下述表17中記載的組成構(gòu)成的感光性組合物B2,與實(shí)施例C-2相同地形成。涂布厚度為1.6μm。
而且,表17中記載的組合物當(dāng)中,·B顏料分散物3使用了御國色素公司制的商品名CFブル-EX3357。
·B顏料分散物4使用了御國色素公司制的商品名CFブル-EX3383。
·粘合劑3的組成由(甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯=36/22/42摩爾比的無規(guī)共聚物,分子量3.8萬)27質(zhì)量%、丙二醇單甲醚乙酸酯73質(zhì)量%構(gòu)成。
(實(shí)施例C-5)[濾色片圖案的形成](TV用,薄膜法)(1)黑條紋的形成與實(shí)施例C-2相同地形成了黑條紋。其中,形成順序是以黑(黑條紋)為最先,形成了黑條紋和周邊框緣部分。
(2)紅(R)像素的形成使用由下述表18中記載的組成構(gòu)成的感光性組合物R102,與實(shí)施例C-2相同地形成。涂布厚度為2.0μm。
(3)綠(G)像素的形成使用由下述表19中記載的組成構(gòu)成的感光性組合物G102,與實(shí)施例C-2相同地形成。涂布厚度為2.0μm。
(4)藍(lán)(B)像素的形成使用由下述表20中記載的組成構(gòu)成的感光性組合物B102,與實(shí)施例C-2相同地形成。涂布厚度為1.6μm。
對于實(shí)施例C-4及C-5,與實(shí)施例C-2及C-3相同地評價了曝光感光度及邊緣粗糙度。將結(jié)果表示于表21中。
(實(shí)施例D-1)[濾色片圖案的形成及評價]將均勻地混合了利用下述操作調(diào)制的著色抗蝕劑組合物的分散液用孔徑5μm的過濾器過濾,將該濾液使用旋轉(zhuǎn)涂覆機(jī)涂布于玻璃板(厚度0.7mm)上,在烤爐中以120℃、2分鐘的條件干燥,形成了2μm厚的綠色的均勻的著色抗蝕層。
然后,將下述的組成的氧遮斷層組合物涂布于所述感光層上,將其干燥,形成了膜厚1.5μm的氧遮斷層。該氧遮斷層的氧透過率為20cm3/(m2·day·氣壓)。
所述氧透過率如下所示地測定。
作為氧電極使用了ォ-ビスフェァラボラトリ-ズジャパン制的model3600。作為電極隔膜,使用了響應(yīng)速度最快、感光度最高的聚氟烷氧基(PFA)2956A。在電極隔膜上薄薄地涂布硅油脂(SH111,東レダゥコ-ニング(株)制),在其上貼附要測定的薄膜材料,測定了氧濃度值。而且可以確認(rèn),硅油脂的涂布膜對氧透過速度不造成影響。相對于氧濃度值的氧透過速度是利用已知的膜樣品(聚對苯二甲酸乙二醇酯),根據(jù)電極所顯示的氧濃度值,換算出所測定的薄膜材料的氧透過速度(cc/m2·day·atm)。
-著色抗蝕劑組合物的調(diào)制-將由甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸共聚物[共聚組成(摩爾比)68/32,分子量30,000,Tg77℃]80質(zhì)量份、C.I.Pigment Green7 100質(zhì)量份、C.I.Pigment Yellow185 30質(zhì)量份、丙二醇單甲醚乙酸酯500質(zhì)量份構(gòu)成的各成分在混砂機(jī)中分散了一晝夜。
然后,向所得的分散液中,添加二季戊四醇六丙烯酸酯80質(zhì)量份、2,4-雙(三氯甲基)-6-[4’-(N,N-雙乙氧基羰基甲基)-3’-溴苯基]-s-三嗪5質(zhì)量份、7-[4’-氯-6’-(二乙基氨基)-s-三嗪-2’-基氨基]-3-苯基香豆素2質(zhì)量份、對苯二酚單甲醚0.01質(zhì)量份及丙二醇單甲醚乙酸酯500質(zhì)量份構(gòu)成的混合物,調(diào)制了著色抗蝕劑組合物。
-氧遮斷層組合物的調(diào)制-基于聚乙烯醇(商品名PVA205株式會社クラレ制)13質(zhì)量份、聚乙烯基吡咯烷酮(ISP JAPAN株式會社制,K-30)6質(zhì)量份、水200質(zhì)量份及甲醇180質(zhì)量份的組成,調(diào)制了氧遮斷層組合物(溶液)。
<曝光工序>
對基材上的所述感光層及氧遮斷層,使用以下所說明的圖案形成裝置1,照射波長為405nm的激光而曝光,從而得到15段步進(jìn)式光楔圖案(ΔlogE=0.15)及形成直徑不同的多個孔洞部的圖案,將所述感光層的-部分的區(qū)域硬化。
-圖案形成裝置1-使用了如下的圖案形成裝置,其包括作為所述光照射機(jī)構(gòu)的圖27~32所示的合波激光源;作為所述光調(diào)制機(jī)構(gòu)的DMD50,對于在沿圖4所示的主掃描方向上排列了1024個微反射鏡的微反射鏡列被沿副掃描方向排列了768組的所述光調(diào)制機(jī)構(gòu),以僅驅(qū)動其中的1024個×256列的方式控制;將圖13所示的一方的面為復(fù)曲面的微透鏡以陣列狀排列的微透鏡陣列472及將穿過了該微透鏡陣列的光成像于所述感光層上的光學(xué)系統(tǒng)480、482。
作為所述微透鏡,如圖17及圖18所示,使用復(fù)曲面透鏡55a,與所述x方向光學(xué)地對應(yīng)的方向的曲率半徑Rx=-0.125mm,與所述y方向?qū)?yīng)的方向的曲率半徑為Ry=-0.1mm。
另外,配置于微透鏡陣列55的聚光位置附近的光闌陣列59被配置為,向該各光闌59a中只會射入經(jīng)過了與之對應(yīng)的微透鏡55a的光。
<曝光感光度>
測定了所得的濾色片圖案中殘存的所述感光層的硬化區(qū)域的厚度。然后,將激光的照射量與硬化層的厚度的關(guān)系繪圖而得到了感光度曲線。根據(jù)如此得到的感光度曲線,將配線上的硬化區(qū)域的厚度達(dá)到15μm,硬化區(qū)域的表面為光澤面時的光能量設(shè)為使感光層硬化所必需的光能量。其結(jié)果是,曝光感光度為40mJ/cm2。
<析像度>
用光學(xué)顯微鏡觀察所得的濾色片圖案的表面,L/S(線/間隔)=5μm/5μm,將其作為析像度。
<曝光速度>
使用所述圖案形成裝置,改變使曝光光和所述感光層相對移動的速度,求得了形成濾色片圖案的速度。曝光是從在基材上調(diào)制的所述感光層側(cè)進(jìn)行的。而且,該設(shè)定速度越快,則越有可能形成有效的濾色片圖案。其結(jié)果是,曝光速度為30mm/sec。
(比較例D-1)[濾色片圖案的形成及評價]除了在實(shí)施例D-1中,未在感光層上設(shè)置氧遮斷層以外,與實(shí)施例D-1相同地形成了比較例D-1的濾色片圖案。
對于所得的濾色片圖案,進(jìn)行了與實(shí)施例D-1相同的評價。其結(jié)果是,曝光感光度為300mJ/cm2,析像度L/S(線/間隔)=10μm/10μm,曝光速度為4mm/sec。
(實(shí)施例D-2)<濾色片圖案的形成(涂布法)>
(1)黑矩陣的形成在將作為基材的無堿玻璃基板用UV清洗裝置清洗后,使用洗滌劑進(jìn)行刷洗,繼而利用超純水進(jìn)行了超聲波清洗。將該基板在120℃下熱處理3分鐘,使表面狀態(tài)穩(wěn)定化。將該基板冷卻,調(diào)溫至23℃后,利用具有狹縫狀噴嘴的玻璃基板用涂覆機(jī)(FAS JAPAN公司制,商品名MH-1600),涂布了由下述表22中記載的組成構(gòu)成的感光性組合物K1。接下來,在用VCD(真空干燥裝置,東京應(yīng)化工業(yè)公司制)以30秒將溶劑的一部分干燥而使涂布層的流動性消失后,利用EBR(edge bead remover)將基板周圍的不需要的涂布液除去,在120℃下預(yù)烘烤3分鐘而形成了2μm厚的感光層K1。
然后,將由下述的組成構(gòu)成的氧遮斷層組合物涂布于所述感光層K1上,將其干燥,形成了1.5μm厚的氧遮斷層。該氧遮斷層的氧透過率為19cm3/(m2·day·氣壓)。
-感光性組合物K1的調(diào)制-稱取表22中記載的量的K顏料分散物1、丙二醇單甲醚乙酸酯,在24℃(±2℃)的溫度下混合,以150RPM攪拌了10分鐘。然后,稱取表22中記載的量的甲基乙基酮、粘合劑2、對苯二酚單甲醚、DPHA液、2,4-雙(三氯甲基)-6-[4’-(N,N-雙乙氧基羰基甲基)-3’-溴苯基]-s-三嗪、表面活性劑1,在25℃(±2℃)的溫度下以該順序添加,在40℃(±2℃)的溫度下,以150RPM攪拌30分鐘,用尼龍網(wǎng)#200過濾。利用以上操作,調(diào)制了感光性組合物K1。
而且,表22中記載的組合物當(dāng)中,·K顏料分散物1的組成由炭黑(デグッサ公司制)13.1質(zhì)量%、以下述結(jié)構(gòu)式(A)表示的化合物0.65質(zhì)量%、聚合物(甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸=72/28摩爾比的無規(guī)共聚物,分子量3.7萬)6.72質(zhì)量%及丙二醇單甲醚乙酸酯79.53質(zhì)量%構(gòu)成。
·粘合劑2的組成由聚合物(甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸=78/22摩爾比的無規(guī)共聚物,分子量3.8萬)27質(zhì)量%及丙二醇單甲醚乙酸酯73質(zhì)量%構(gòu)成。
·DPHA液的組成由二季戊四醇六丙烯酸酯(含有聚合抑制劑MEHQ500ppm,日本化藥(株)制,商品名KAYARAD DPHA)76質(zhì)量%及丙二醇單甲醚24質(zhì)量%構(gòu)成。
·表面活性劑1的組成由下述構(gòu)造物130質(zhì)量%及甲基乙基酮(MEK)70質(zhì)量%構(gòu)成。
結(jié)構(gòu)物1 (n=6、x=55、y=5、Mw=33940、Mw/Mn=2.55P0環(huán)氧丙烷、EO環(huán)氧乙烷)其中,所述結(jié)構(gòu)物1的式中,x及y的數(shù)值表示摩爾比。
結(jié)構(gòu)式(A)-氧遮斷層組合物的調(diào)制-基于聚乙烯醇(商品名PVA205株式會社クラレ制)13質(zhì)量份、聚乙烯基吡咯烷酮(ISP JAPAN株式會社制,K-30)6質(zhì)量份、水200質(zhì)量份及甲醇180質(zhì)量份的組成,調(diào)制了氧遮斷層組合物(溶液)。
<曝光工序>
對基材上的所述感光層K1及氧遮斷層,在大氣氣氛下,使用以下述的圖案形成裝置2,在使所述感光層K1和曝光頭相對移動的同時,以波長405nm、80mJ/m2的曝光量進(jìn)行曝光,形成了具有130μm的開口部的線寬13μm的黑條紋圖案和框緣部的黑(K)圖像。
-圖案形成裝置2-使用了如下的圖案形成裝置,其包括作為所述光照射機(jī)構(gòu)的圖27~32所示的合波激光源;作為所述光調(diào)制機(jī)構(gòu)的DMD50,對于在沿圖4所示的主掃描方向上排列了1024個微反射鏡的微反射鏡列被沿副掃描方向排列了768組的所述光調(diào)制機(jī)構(gòu),以僅驅(qū)動其中的1024個×256列的方式控制;將圖13所示的微透鏡以陣列狀排列的微透鏡陣列472及將穿過了該微透鏡陣列的光成像于所述感光層上的光學(xué)系統(tǒng)480、482。
另外,配置于微透鏡陣列55的聚光位置附近的光闌陣列59被配置為,向該各光闌59a中只會射入經(jīng)過了與之對應(yīng)的微透鏡55a的光。
-顯影工序-在將結(jié)束了曝光的所述感光層在室溫下靜置了10分鐘后,對感光層的全面,使用KOH類顯影液(含有KOH、非離子表面活性劑,商品名CDK-1,富士Film Electronics Materials(株)制)在23℃、80秒、扁平噴嘴壓力0.04MPa下進(jìn)行噴淋顯影,接下來,將超純水用超高壓清洗噴嘴以9.8MPa的壓力噴射而進(jìn)行殘渣除去,得到了黑矩陣圖案。接下來,在220℃下熱處理了30分鐘。
(2)紅(R)像素的形成在形成了所述黑矩陣的基板上,使用由下述表23中記載的組成構(gòu)成的下述感光性組合物R1,利用與所述黑矩陣的形成相同的工序,形成了熱處理完畢的R像素。該R1感光層厚度為1.5μm,顏料(C.I.顏料紅254)的涂布量為0.274g/m2。另外,利用與所述黑矩陣的形成相同的工序,形成了氧遮斷層。
-感光性組合物R1的調(diào)制-稱取表23中記載的量的R顏料分散物1、R顏料分散物2、丙二醇單甲醚乙酸酯,在24℃(±2℃)的溫度下混合,以150RPM攪拌了10分鐘。然后,稱取表23中記載的量的甲基乙基酮、環(huán)己酮、粘合劑1、DPHA液、2-三氯甲基-5-(p-苯乙烯基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2,4-雙(三氯甲基)-6-[4’-(N,N-雙乙氧基羰基甲基)-3’-溴苯基]-s-三嗪、吩噻嗪,在24℃(±2℃)的溫度下以該順序添加,以150RPM攪拌了30分鐘。繼而,稱取表23中記載的量的表面活性劑1,在24℃(±2℃)的溫度下添加,以30RPM攪拌5分鐘,用尼龍網(wǎng)#200過濾。利用以上操作,調(diào)制了感光性組合物R1。
而且,表23中記載的組合物當(dāng)中,·R顏料分散物1的組成由C.I.顏料紅254(Ciba Specialty Chemicals公司制)8質(zhì)量%、以所述結(jié)構(gòu)式(A)表示的化合物0.8質(zhì)量%、聚合物(甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸=73/27摩爾比的無規(guī)共聚物)8質(zhì)量%及丙二醇單甲醚乙酸酯83質(zhì)量%構(gòu)成。
·R顏料分散物2的組成由C.I.顏料紅254(Ciba Specialty Chemicals公司制)5.3質(zhì)量%、丙烯酸單(二甲基氨基丙基)酰胺/甲基丙烯酸(聚乙二醇單甲醚)酯/甲基丙烯酸(含聚甲基丙烯酸甲酯的乙醇)酯1.6質(zhì)量%、丙二醇單甲醚乙酸酯93質(zhì)量%構(gòu)成。
·粘合劑1的組成由聚合物(甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯=38/25/37的無規(guī)共聚物,分子量3.8萬)27質(zhì)量%、丙二醇單甲醚乙酸酯73質(zhì)量%構(gòu)成。
-曝光工序及顯影工序-
對基板上的所述感光層R1及所述氧遮斷層,以波長405nm、50mJ/cm2的曝光量進(jìn)行曝光,在所述黑條紋圖案的開口部形成了紅(R)像素。另外,利用與所述黑矩陣的形成相同的工序,形成了氧遮斷層。
而且,為了進(jìn)行評價,在未形成K的基板上,也相同地形成感光層R1,使用濾色片圖案及步進(jìn)式光楔圖案進(jìn)行了相同的處理。其后,與黑矩陣相同地進(jìn)行了顯影、熱處理。
對于所形成的R的濾色片圖案,利用以下的方法進(jìn)行了曝光感光度及邊緣粗糙度的評價。將結(jié)果表示于表35中。
<曝光感光度>
測定了在所得的所述R的濾色片圖案中殘存的所述感光層的硬化區(qū)域的厚度。然后,將激光的照射量與硬化層的厚度的關(guān)系繪圖而得到了感光度曲線。根據(jù)如此得到的感光度曲線,將基板上的硬化區(qū)域的厚度達(dá)到1.5μm,硬化區(qū)域的表面為光澤面時的光能量設(shè)為使感光層硬化所必需的光能量。
<邊緣粗糙度的評價>
在所得的所述R的濾色片圖案中,測定了10μm×20μm的長方形的20μm邊的邊緣粗糙度。該邊緣粗糙度越小則越良好。
而且,從容易觀察邊緣粗糙度的觀點(diǎn)考慮,對于邊緣粗糙度的評價例示了R的例子。
○1μm以下△超過1μm而在3μm以下×超過3μm(3)綠(G)像素的形成在形成了所述黑條紋和R像素的基板上,使用由下述表24中記載的組成構(gòu)成的下述感光性組合物G1,利用與所述R像素的形成相同的工序,形成了熱處理完畢的G像素。曝光量相當(dāng)于40mJ/cm2。該G1感光層厚度為1.4μm,顏料(C.I.顏料綠36)的涂布量為0.355g/m2,顏料(C.I.顏料黃139)的涂布量為0.052g/m2。另外,利用與所述黑矩陣的形成相同的工序,形成了氧遮斷層,與黑矩陣相同地進(jìn)行曝光、顯影、熱處理。曝光量相當(dāng)于40mJ/cm2。
-感光性組合物G1的調(diào)制-稱取表24中記載的量的G顏料分散物1、Y顏料分散物1、丙二醇單甲醚乙酸酯,在24℃(±2℃)的溫度下混合,以150RPM攪拌了10分鐘。然后,稱取表24中記載的量的甲基乙基酮、粘合劑1、DPHA液、2-三氯甲基-5-(p-苯乙烯基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、7-[4’-氯-6’-(二乙基氨基)-s-三嗪-2’-基氨基]-3-苯基香豆素、7-[2-[4-(3-羥基甲基哌啶基)-6-二乙基氨基]三嗪基氨基]-3-苯基香豆素、吩噻嗪,在24℃(±2℃)的溫度下以該順序添加,以150RPM攪拌了30分鐘。繼而,稱取表24中記載的量的表面活性劑1,在24℃(±2℃)的溫度下添加,以30RPM攪拌5分鐘,用尼龍網(wǎng)#200過濾。利用以上操作,調(diào)制了感光性組合物G1。
而且,表24中記載的組合物當(dāng)中,·G顏料分散物1的組成由C.I.顏料綠36(東洋油墨制造株式會社制,分散物)18質(zhì)量%、聚合物(甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸=72/28摩爾比的無規(guī)共聚物,分子量3.8萬)12質(zhì)量%、環(huán)己酮35質(zhì)量%、丙二醇單甲醚乙酸酯35質(zhì)量%構(gòu)成。
·Y顏料分散物1的組成由C.I.顏料黃139(東洋油墨制造株式會社制,商品名パリォロ-ルェロ-L1820)18質(zhì)量%、聚合物(甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸=72/28摩爾比的無規(guī)共聚物,分子量3.8萬)15質(zhì)量%、環(huán)己酮15質(zhì)量%、丙二醇單甲醚乙酸酯52質(zhì)量%構(gòu)成。
(4)藍(lán)(B)像素的形成在形成了所述K、R及G的像素的基板上,使用由下述表25中記載的組成構(gòu)成的下述感光性組合物B1,利用與所述R像素的形成相同的工序,形成了熱處理完畢的B像素,曝光量相當(dāng)于50mJ/cm2。B1感光層厚度為1.4μm,顏料(C.I.顏料藍(lán)15:6)的涂布量為0.29g/m2。另外,利用與所述黑矩陣的形成相同的工序,形成了氧遮斷層,與黑矩陣相同地進(jìn)行曝光、顯影、熱處理。曝光量為50mJ/cm2。
利用以上操作,制作了所需的實(shí)施例D-2的濾色片。
-感光性組合物B1的調(diào)制-稱取表25中記載的量的B顏料分散物1、丙二醇單甲醚乙酸酯,在24℃(±2℃)的溫度下混合,以150RPM攪拌了10分鐘。然后,稱取表25中記載的量的甲基乙基酮、粘合劑2、DPHA液、2-三氯甲基-5-(p-苯乙烯基苯乙烯基)-1,3,4-噁二唑、2,4,6-三[2,4-雙(甲氧基羰基氧基)苯基]-1,3,5-三嗪、吩噻嗪,在25℃(±2℃)的溫度下以該順序添加,在40℃(±2℃)的溫度下以150RPM攪拌了30分鐘。繼而,稱取表25中記載的量的表面活性劑1,在24℃(±2℃)的溫度下添加,以30RPM攪拌5分鐘,用尼龍網(wǎng)#200過濾。利用以上操作,調(diào)制了感光性組合物B1。
而且,表25中記載的組合物當(dāng)中,·B顏料分散物1的組成由C.I.顏料藍(lán)15:6(東洋油墨制造(株)公司制)10質(zhì)量%、(EFKA-6745,EFKA ADDITIVES B.V公司制)0.5質(zhì)量%、(ディスパロンDA-725,楠本化成株式會社制)0.63質(zhì)量%、聚合物(甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸=72/28摩爾比的無規(guī)共聚物)12.5質(zhì)量%、剩余部分的丙二醇單甲醚乙酸酯構(gòu)成。
(實(shí)施例D-3)[濾色片圖案的形成](薄膜法)-感光性薄膜的制作-在厚75μm的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜臨時支撐體上,使用狹縫狀噴嘴,涂布由下述處方H1構(gòu)成的熱塑性樹脂層用涂布液,將其干燥。然后,涂布由下述處方P1構(gòu)成的氧遮斷層用涂布液,將其干燥。繼而,涂布與實(shí)施例D-1相同的感光性組合物K1,將其干燥,在該臨時支撐體上設(shè)置干燥厚度為14.6μm的熱塑性樹脂層、干燥厚度為1.6μm的氧遮斷層(氧透過率為22cm3/(m2·day·氣壓)和干燥厚度為2μm的感光層,壓接了保護(hù)薄膜(厚12μm的聚丙烯薄膜)。
利用以上操作,制作了臨時支撐體、熱塑性樹脂層、氧遮斷層和黑色(K)的感光層成為一體的感光性樹脂薄膜K1。
<熱塑性樹脂層用涂布液處方H1的調(diào)制>
調(diào)制了包括甲醇11.1質(zhì)量份、丙二醇單甲醚乙酸酯6.36質(zhì)量份、甲基乙基酮52.4質(zhì)量份、甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸2-乙基己酯/甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸共聚物(共聚組成比(摩爾比)=55/11.7/4.5/28.8,重均分子量=10萬,玻璃化溫度(Tg)70℃)5.83質(zhì)量份、苯乙烯/丙烯酸共聚物(共聚組成比(摩爾比)=63/37,重均分子量=1萬,Tg100℃)13.6質(zhì)量份、在雙酚A上脫水縮合了2當(dāng)量五乙二醇單甲基丙烯酸酯的化合物(新中村化學(xué)工業(yè)(株)制,2,2-雙[4-(甲基丙烯酰氧基聚乙氧基)苯基]丙烷)9.1質(zhì)量份及所述表面活性劑10.54質(zhì)量份構(gòu)成的熱塑性樹脂層用涂布液。
<氧遮斷層用涂布液的調(diào)制>
調(diào)制了由PVA205(聚乙烯醇,株式會社クラレ制,皂化度=88%,聚合度550)32質(zhì)量份、聚乙烯基吡咯烷酮(ISP JAPAN株式會社制,K-30)15質(zhì)量份、蒸餾水524質(zhì)量份及甲醇429質(zhì)量份構(gòu)成的氧遮斷層用涂布液。
然后,除了將在所述感光性轉(zhuǎn)印材料K1的制作中所使用的所述感光性組合物K1變更為由下述表26~28中記載的組成構(gòu)成的下述感光性組合物R101、G101及B101以外,利用與所述相同的方法,分別制作了感光性轉(zhuǎn)印材料R101、G101及B101。
而且,感光性組合物R101、G101及B101的調(diào)制方法分別依照所述感光性組合物R1、G1及B1的調(diào)制方法。
-紅(R)像素的形成-對無堿玻璃基板,在利用噴水器吹送20秒調(diào)整為25℃的玻璃洗滌液的同時,利用具有尼龍毛的旋轉(zhuǎn)毛刷清洗,并進(jìn)行了純水噴淋清洗,之后,利用噴水器吹送20秒硅烷偶合液(N-β(氨基乙基)γ-氨基丙基三甲氧基硅烷)0.3質(zhì)量%水溶液,商品名KBM603,信越化學(xué)工業(yè)株式會社制),進(jìn)行了純水噴淋沖洗。將該基板用基板預(yù)熱裝置在100℃下加熱2分鐘,送至其后的層壓機(jī)。
在將所述感光性薄膜R101的保護(hù)薄膜剝離后,使用層壓機(jī)(株式會社日立Industries公司制(LamicII型),對所述加熱為100℃的基板,在橡膠輥溫度130℃、線壓力100N/cm2、搬送速度2.2m/分鐘條件下進(jìn)行層壓。
<曝光工序>
在將臨時支撐體剝離后,使用與實(shí)施例D-2相同的圖案形成裝置2,波長為405nm的激光曝光量為50mJ/cm2,在大氣氣氛下進(jìn)行,形成了線寬為130μm的條紋狀圖案。
<顯影工序>
然后,在三乙醇胺類顯影液(含有2.5質(zhì)量的三乙醇胺,含有非離子表面活性劑,含有聚丙烯類消泡劑,商品名T-PD1,富士膠片株式會社制)中在30℃下以50秒、扁平噴嘴壓力0.04MPa進(jìn)行噴淋顯影,將熱塑性樹脂層和氧遮斷層除去。
接下來,在碳酸鈉類顯影液(含有0.06摩爾/升的碳酸氫鈉、相同濃度的碳酸鈉、1%的二丁基萘磺酸鈉、陰離子表面活性劑、消泡劑、穩(wěn)定劑,商品名T-CD1,富士膠片株式會社制),在35℃下以35秒、錐形噴嘴壓力0.15MPa進(jìn)行噴淋顯影,將感光層顯影,得到了構(gòu)圖像素。
接下來,使用洗滌劑(含有磷酸鹽、硅酸鹽、非離子表面活性劑、消泡劑、穩(wěn)定劑,商品名T-SD1,富士膠片株式會社,或含有碳酸鈉、苯氧基氧基乙烯類表面活性劑,商品名T-SD2,富士膠片株式會社制),在33℃下以20秒、錐形噴嘴壓力0.02MPa,利用噴水器和具有尼龍毛的旋轉(zhuǎn)毛刷進(jìn)行殘渣除去,得到了紅(R)的像素。其后,在又對該基板從該樹脂層側(cè)以超高壓水銀燈用500mJ/cm2的光進(jìn)行后曝光后,在220℃下進(jìn)行了15分鐘熱處理(烘烤)。
該R101感光層的厚度為2.0μm,顏料(C.I.P.R 254)的涂布量為0.314g/m2。
這里,與實(shí)施例D-2相同,對R的濾色片圖案,評價了曝光感光度及邊緣粗糙度。將結(jié)果表示于表35中。
在將該形成了R的像素的基板再次如前所述地用刷子清洗,進(jìn)行了純水噴淋清洗后,不使用硅烷偶合液,向基板預(yù)熱裝置輸送。
-綠(G)像素的形成-使用所述感光性轉(zhuǎn)印材料G101,用與所述感光性轉(zhuǎn)印材料R101相同的工序,制作了熱處理完畢的綠(G)的像素。曝光量設(shè)為40mJ/cm2。
該G101感光層厚度為2.0μm,顏料(C.I.P.G.36)的涂布量為0.396g/m2,顏料(C.I.P.Y.139)的涂布量為0.0648g/m2。
在將該形成了R和G的像素的基板再次如前所述地用刷子清洗,進(jìn)行了純水噴淋清洗后,不使用硅烷偶合液,向基板預(yù)熱裝置輸送。
-藍(lán)(G)像素的形成-使用所述感光性轉(zhuǎn)印材料B101,用與所述感光性轉(zhuǎn)印材料R101相同的工序,制作了熱處理完畢的藍(lán)(B)的像素。曝光量設(shè)為50mJ/cm2。
該B101感光層厚度為2.0μm,顏料(C.I.P.B.15:6)的涂布量為0.32g/m2。
在將該形成了R、G和B的像素的基板再次如前所述地用刷子清洗,進(jìn)行了純水噴淋清洗后,不使用硅烷偶合液,向基板預(yù)熱裝置輸送。
-黑條紋的形成-使用所述感光性轉(zhuǎn)印材料K1,用與所述感光性轉(zhuǎn)印材料R101相同的工序,制作了熱處理完畢的黑(K)的圖像(形成濾色片的框緣部分)及黑條紋部。曝光量設(shè)為80mJ/cm2。
(實(shí)施例D-4)除了在實(shí)施例D-3中,使用下述的氧遮斷層用涂刷液形成了干燥厚度1.0μm的氧遮斷層(氧透過率為37cm3/(m2·day·氣壓)以外,與實(shí)施例D-2相同,形成了濾色片圖案。另外,與實(shí)施例D-2相同地測定了曝光感光度及邊緣粗糙度。將結(jié)果表示于表35中。
<氧遮斷層用涂布液的調(diào)制>
調(diào)制了由PVA205(聚乙烯醇,株式會社クラレ制,皂化度=88%,聚合度550)38質(zhì)量份、聚乙烯基吡咯烷酮(ISP JAPAN株式會社制,K-30)9質(zhì)量份、蒸餾水524質(zhì)量份及甲醇429質(zhì)量份構(gòu)成的氧遮斷層用涂布液。
(實(shí)施例D-5)[濾色片圖案的形成](TV用,涂布法)(1)黑條紋的形成與實(shí)施例D-2相同地形成了黑條紋。
(2)紅(R)像素的形成使用由下述表29中記載的組成構(gòu)成的感光性組合物R2,與實(shí)施例D-2相同地形成。涂布厚度為1.6μm。
而且,表29中記載的組合物當(dāng)中,·R顏料分散物3的組成由C.I.P.R.177(Ciba Specialty Chemicals公司制)18份、聚合物(甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸=73/27摩爾比的無規(guī)共聚物)12份、丙二醇單甲醚乙酸酯70份構(gòu)成。
(3)綠(G)像素的形成使用由下述表30中記載的組成構(gòu)成的感光性組合物G2,與實(shí)施例D-2相同地形成。涂布厚度為1.6μm。
而且,表30中記載的組合物當(dāng)中,Y顏料分散物2使用了御國色素(株)公司制的商品名CFェロ-EX3393。
(4)藍(lán)(B)像素的形成使用由下述表31中記載的組成構(gòu)成的感光性組合物B2,與實(shí)施例D-2相同地形成。涂布厚度為1.6μm。
而且,表31中記載的組合物當(dāng)中,·B顏料分散物3使用了御國色素公司制的商品名CFブル-EX3357。
·B顏料分散物4使用了御國色素公司制的商品名CFブル-EX3383。
·粘合劑3的組成由(甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯=36/22/42摩爾比的無規(guī)共聚物,分子量3.8萬)27質(zhì)量%、丙二醇單甲醚乙酸酯73質(zhì)量%構(gòu)成。
(實(shí)施例D-6)[濾色片圖案的形成](TV用,薄膜法)(1)黑條紋的形成與實(shí)施例D-2相同地形成了黑條紋。其中,形成順序是以黑(黑條紋)為最先,形成了黑條紋和周邊框緣部分。
(2)紅(R)像素的形成使用由下述表32中記載的組成構(gòu)成的感光性組合物R102,與實(shí)施例D-3相同地形成。涂布厚度為2.0μm。
(3)綠(G)像素的形成使用由下述表33中記載的組成構(gòu)成的感光性組合物G102,與實(shí)施例D-3相同地形成。涂布厚度為2.0μm。
(4)藍(lán)(B)像素的形成使用由下述表34中記載的組成構(gòu)成的感光性組合物B102,與實(shí)施例D-3相同地形成。涂布厚度為1.6μm。
(比較例D-2)在實(shí)施例D-2中,除了未設(shè)置氧遮斷層以外,與實(shí)施例D-2相同地制作了濾色片圖案。另外,與實(shí)施例D-1相同地測定了曝光感光度及邊緣粗糙度。將結(jié)果表示于表35中。
從表35的結(jié)果可以看出,實(shí)施例D-2~D-6的濾色片圖案與比較例D-2相比,邊緣粗糙度更小,曝光感光度更高,可以制造良好的濾色片。
使用實(shí)施例D-1~D-6的濾色片,制作了具有LED背光燈的反射、透過兼用的液晶顯示裝置。確認(rèn)與使用了比較例D-1及D-2的濾色片的液晶顯示裝置相比,使用了實(shí)施例D-1~D-6的濾色片的液晶顯示裝置顯示出更為良好的顯示特性。
本發(fā)明的圖案形成方法通過抑制在感光層上成像的像的變形,可以高精細(xì)并且有效地形成包括封裝基板的印刷配線基板領(lǐng)域中的永久圖案(層間絕緣膜、阻焊劑圖案等保護(hù)膜或電路形成用光刻膠、著色抗蝕劑),可以適用于需要高精細(xì)的曝光的各種圖案的形成等中,特別可以適用于高精細(xì)的圖案的形成中。
利用本發(fā)明的濾色片的制造方法制造的濾色片無論在透過模式及反射模式的哪一種中都具備良好的顯示特性,適于作為攜帶終端、攜帶游戲機(jī)等的液晶顯示裝置(LCD)用、筆記本個人電腦、電視監(jiān)視器等的液晶顯示裝置(LCD)用、PALC(等離子體尋址液晶)、等離子體顯示器用使用。另外,除了這里作為實(shí)例舉出的濾色片以外,還可以重疊特開平11-248921號公報、專利第3255107號公報等中記載的至少RGB的某種顏色而形成襯墊物。
權(quán)利要求
1.一種圖案形成方法,其特征是,包括感光層形成工序,使用至少含有粘合劑、聚合性化合物及光聚合引發(fā)劑的感光性組合物,在基材的表面至少形成感光層;曝光工序,在利用具有n個(其中,n表示2以上的自然數(shù))接受來自光照射機(jī)構(gòu)的光并射出的描畫部的光調(diào)制機(jī)構(gòu),將來自所述光照射機(jī)構(gòu)的光調(diào)制后,利用穿過微透鏡陣列的光,在貧氧氣氛下,將所述感光層曝光,其中所述微透鏡陣列中排列了具有可以修正由所述描畫部的出射面的變形造成的像差的非球面的微透鏡;顯影工序,將利用該曝光工序曝光了的感光層顯影。
2.一種圖案形成方法,其特征是,包括感光層形成工序,使用含有粘合劑、聚合性化合物及光聚合引發(fā)劑的感光性組合物,在基材的表面至少形成感光層;曝光工序,在利用具有n個(其中,n表示2以上的自然數(shù))接受來自光照射機(jī)構(gòu)的光并射出的描畫部的光調(diào)制機(jī)構(gòu),將來自所述光照射機(jī)構(gòu)的光調(diào)制后,利用穿過排列了具有不使來自所述描畫部的周邊部的光射入的透鏡開口形狀的微透鏡的微透鏡陣列的光,在貧氧氣氛下,將所述感光層曝光;顯影工序,將利用該曝光工序曝光了的感光層顯影。
3.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,貧氧氣氛的氧濃度在1%以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,貧氧氣氛為惰性氣體氣氛。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至2中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,貧氧氣氛是通過在感光層的表面以使該感光層成為所述基材側(cè)的方式形成氧遮斷層來實(shí)現(xiàn)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,氧遮斷層的氧透過率在50cm3/(m2·day·氣壓)以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6中所記載的圖案形成方法,其中,氧遮斷層含有聚乙烯醇及聚乙烯基吡咯烷酮。
8.根據(jù)權(quán)利要求5~7中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,氧遮斷層可溶于水溶液中。
9.根據(jù)權(quán)利要求2~8中任意一項(xiàng)中所記載的圖案形成方法,其中,微透鏡具有能夠修正由描畫部的出射面的變形造成的像差的非球面。
10.根據(jù)權(quán)利要求1~9中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,非球面為復(fù)曲面。
11.根據(jù)權(quán)利要求2~10中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,透鏡開口形狀為圓形。
12.根據(jù)權(quán)利要求2~11中任意一項(xiàng)中所記載的圖案形成方法,其中,透鏡開口形狀是通過在其透鏡面上設(shè)置遮光部而規(guī)定的。
13.根據(jù)權(quán)利要求1~12中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,光調(diào)制機(jī)構(gòu)可以從n個描畫部中與圖案信息對應(yīng)地控制連續(xù)地配置的任意的小于n個的所述描畫部。
14.根據(jù)權(quán)利要求1~13中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,光調(diào)制機(jī)構(gòu)為空間光調(diào)制元件。
15.根據(jù)權(quán)利要求14中所記載的圖案形成方法,其中,空間光調(diào)制元件為數(shù)字微反射鏡設(shè)備(DMD)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1~15中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,曝光是穿過光闌而進(jìn)行的。
17.根據(jù)權(quán)利要求1至16中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,曝光是在相對地移動曝光光和感光層的同時進(jìn)行的。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至17中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,光照射機(jī)構(gòu)可以將兩條以上的光合成而照射。
19.根據(jù)權(quán)利要求1至18中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,光照射機(jī)構(gòu)包括多個激光器、多模光纖、將從該多個激光器中分別照射的激光束聚光而與所述多模光纖耦合的耦合光學(xué)系統(tǒng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19中所記載的圖案形成方法,其中,激光的波長為395~415nm。
21.根據(jù)權(quán)利要求1至20中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,感光層是通過在基材的表面涂布感光性組合物,并進(jìn)行干燥而形成的。
22.根據(jù)權(quán)利要求1至21中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,感光層是通過將在支撐體上層疊感光性組合物而成的感光性薄膜以使該感光層與基材接觸的方式層疊于該基材上而形成的。
23.根據(jù)權(quán)利要求22中所記載的圖案形成方法,其中,將在支撐體上層疊感光性組合物而成的感光性薄膜以使該感光層與基材接觸的方式層疊于該基材上,然后,將支撐體剝離。
24.根據(jù)權(quán)利要求1至23中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,在顯影工序后,對感光層進(jìn)行硬化處理。
25.根據(jù)權(quán)利要求24中所記載的圖案形成方法,其中,硬化處理為全面曝光處理及在120~200℃下進(jìn)行的全面加熱處理的至少某個處理。
26.根據(jù)權(quán)利要求1至25中任意一項(xiàng)所記載的圖案形成方法,其中,在進(jìn)行了顯影后,進(jìn)行永久圖案的形成。
27.根據(jù)權(quán)利要求26中所記載的圖案形成方法,其中,永久圖案的形成是保護(hù)膜及層間絕緣膜的至少某個膜的形成。
28.根據(jù)權(quán)利要求26中所記載的圖案形成方法,其中,永久圖案的形成是配線圖案的形成。
29.一種濾色片的制造方法,其特征是,包括感光層形成工序,使用至少含有粘合劑、聚合性化合物、著色劑及光聚合引發(fā)劑的感光性組合物,在基材的表面至少形成感光層;曝光工序,用利用具有n個(其中,n表示2以上的自然數(shù))接受來自光照射機(jī)構(gòu)的光并射出的描畫部的光調(diào)制機(jī)構(gòu),將來自所述光照射機(jī)構(gòu)的光調(diào)制了的光,在貧氧氣氛下,將所述感光層曝光;顯影工序,將利用該曝光工序曝光了的感光層顯影。
30.根據(jù)權(quán)利要求29中所記載的濾色片的制造方法,其中,貧氧氣氛的氧濃度在1%以下。
31.根據(jù)權(quán)利要求29或30所記載的濾色片的制造方法,其中,貧氧氣氛為惰性氣體氣氛。
32.根據(jù)權(quán)利要求29中所記載的濾色片的制造方法,其中,貧氧氣氛是通過在感光層的表面以使該感光層成為所述基材側(cè)的方式形成氧遮斷層來實(shí)現(xiàn)的。
33.根據(jù)權(quán)利要求32中所記載的濾色片的制造方法,其中,氧遮斷層的氧透過率在50cm3/(m2·day·氣壓)以下。
34.根據(jù)權(quán)利要求32或33所記載的濾色片的制造方法,其中,氧遮斷層含有聚乙烯醇及聚乙烯基吡咯烷酮。
35.根據(jù)權(quán)利要求32~34中任意一項(xiàng)所記載的濾色片的制造方法,其中,氧遮斷層可溶于水溶液中。
36.根據(jù)權(quán)利要求29~35中任意一項(xiàng)所記載的濾色片的制造方法,其中,感光層的厚度為0.4~10μm。
37.根據(jù)權(quán)利要求29~36中任意一項(xiàng)所記載的濾色片的制造方法,其中,感光性組合物至少被著色為黑色(K)。
38.根據(jù)權(quán)利要求29~37中任意一項(xiàng)所記載的濾色片的制造方法,其中,使用至少被著色為紅色(R)、綠色(G)及藍(lán)色(B)的三原色的感光性組合物,在基材的表面,以規(guī)定的配置,對R、G及B各色,依次反復(fù)進(jìn)行感光層形成工序、曝光工序及顯影工序而形成濾色片。
39.根據(jù)權(quán)利要求38中所記載的濾色片的制造方法,其中,在紅色(R)著色中至少使用顏料C.I.顏料紅254,在綠色(G)著色中使用顏料C.I.顏料綠36及顏料C.I.顏料黃139的至少某種顏料,以及在藍(lán)色(B)著色中至少使用顏料C.I.顏料藍(lán)15:6。
40.根據(jù)權(quán)利要求38中所記載的濾色片的制造方法,其中,在紅色(R)著色中使用顏料C.I.顏料紅254及顏料C.I.顏料紅177的至少某種顏料,在綠色(G)著色中使用顏料C.I.顏料綠36及顏料C.I.顏料黃150的至少某種顏料,以及在藍(lán)色(B)著色中使用顏料C.I.顏料藍(lán)15:6及顏料C.I.顏料紫23的至少某種顏料。
41.一種濾色片,其特征是,利用權(quán)利要求29~40中任意一項(xiàng)所記載的濾色片的制造方法而制得。
42.一種液晶顯示裝置,其特征是,使用了權(quán)利要求41所記載的濾色片。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖案形成方法,可以高精細(xì)地形成微細(xì)圖案,可以提高圖案形成的生產(chǎn)性,并且可以用高析像度在感光性組合物中形成規(guī)定圖案。為此,包括使用含有粘合劑、聚合性化合物及光聚合引發(fā)劑的感光性組合物,在基材的表面形成感光層的感光層形成工序;在至少利用具有n個(其中,n表示2以上的自然數(shù))接受來自光照射機(jī)構(gòu)的光并射出的描畫部的光調(diào)制機(jī)構(gòu),將來自所述光照射機(jī)構(gòu)的光調(diào)制后,利用穿過排列了具有可以修正由所述描畫部的出射面的變形造成的像差的非球面的微透鏡的微透鏡陣列的光,或利用穿過排列了具有不使來自所述描畫部的周邊部的光射入的透鏡開口形狀的微透鏡的微透鏡陣列的光,在貧氧氣氛下,將利用所述感光層形成工序形成的感光層曝光的曝光工序;將利用該曝光工序曝光了的感光層顯影的顯影工序。
文檔編號G02B5/20GK1977221SQ20058002195
公開日2007年6月6日 申請日期2005年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月31日
發(fā)明者巖崎政幸, 石川弘美, 下山裕司, 兒玉知啟 申請人:富士膠片株式會社