WO2011105011A1 - 画像形成方法及びその方法に用いる感光性組成物 - Google Patents

画像形成方法及びその方法に用いる感光性組成物 Download PDF

Info

Publication number
WO2011105011A1
WO2011105011A1 PCT/JP2011/000572 JP2011000572W WO2011105011A1 WO 2011105011 A1 WO2011105011 A1 WO 2011105011A1 JP 2011000572 W JP2011000572 W JP 2011000572W WO 2011105011 A1 WO2011105011 A1 WO 2011105011A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
image
exposure
photosensitive composition
light
acid
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/000572
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
英和 宮部
健太郎 大渕
Original Assignee
太陽ホールディングス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 太陽ホールディングス株式会社 filed Critical 太陽ホールディングス株式会社
Priority to CN201180010804.4A priority Critical patent/CN102770805B/zh
Priority to JP2012501664A priority patent/JP5916600B2/ja
Priority to KR1020127021921A priority patent/KR101844087B1/ko
Publication of WO2011105011A1 publication Critical patent/WO2011105011A1/ja

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03CPHOTOSENSITIVE MATERIALS FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES; PHOTOGRAPHIC PROCESSES, e.g. CINE, X-RAY, COLOUR, STEREO-PHOTOGRAPHIC PROCESSES; AUXILIARY PROCESSES IN PHOTOGRAPHY
    • G03C1/00Photosensitive materials
    • G03C1/72Photosensitive compositions not covered by the groups G03C1/005 - G03C1/705
    • G03C1/73Photosensitive compositions not covered by the groups G03C1/005 - G03C1/705 containing organic compounds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03CPHOTOSENSITIVE MATERIALS FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES; PHOTOGRAPHIC PROCESSES, e.g. CINE, X-RAY, COLOUR, STEREO-PHOTOGRAPHIC PROCESSES; AUXILIARY PROCESSES IN PHOTOGRAPHY
    • G03C1/00Photosensitive materials
    • G03C1/675Compositions containing polyhalogenated compounds as photosensitive substances
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03CPHOTOSENSITIVE MATERIALS FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES; PHOTOGRAPHIC PROCESSES, e.g. CINE, X-RAY, COLOUR, STEREO-PHOTOGRAPHIC PROCESSES; AUXILIARY PROCESSES IN PHOTOGRAPHY
    • G03C5/00Photographic processes or agents therefor; Regeneration of such processing agents
    • G03C5/08Photoprinting; Processes and means for preventing photoprinting
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0045Photosensitive materials with organic non-macromolecular light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. dissolution inhibitors
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor

Definitions

  • the present invention relates to an image forming method and a photosensitive composition used in the method, and specifically, an image forming method capable of achieving both high contrast and excellent image stability without using a wet development method, and
  • the present invention relates to a photosensitive composition used in the method.
  • an image forming method by a photolithography method is widely used in the printing industry and the electronics industry because it is excellent in fine workability and suitable for mass production due to its good workability.
  • the wet development method using an alkaline aqueous solution has been widely used in the production of printed wiring boards, the formation of solder resists, and further the production of semiconductor-related members from the viewpoint of reducing the environmental load.
  • an image forming method based on photothermography using photocuring and heat melting is expected as a dry type image forming method free from the problem of waste from the viewpoint of reducing the environmental load.
  • a color developing type thermal recording method using coloring by a dye As one of the image forming methods by this method, there is a color developing type thermal recording method using coloring by a dye.
  • This method is further classified into two types: a diazo type thermal recording method using a coupling reaction of a diazo group and a leuco type thermal recording method using an electron donating dye such as a leuco dye.
  • the challenges of these methods include the compatibility of high contrast (high color development) and quality stability after image formation. Technologies related to quality stabilization after leuco-type image formation with excellent color development or image stability Many techniques relating to high contrast of a diazo type having superior properties have been studied (see Patent Documents 1 and 2).
  • the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and its purpose is a dry process capable of realizing high contrast properties, high image stability, and excellent coating film properties without using a developer.
  • An object of the present invention is to provide a type of image forming method and a photosensitive composition used in the method.
  • the inventors of the present invention separate the wavelength range of the exposure process for forming the contrast of the image from the wavelength range of the exposure process for photocuring, and color by performing multiple exposures. It has been found that the image can be fixed on the uncolored portion and the uncolored portion, and has been filed earlier.
  • the image forming method of this application is such that a colored part and an uncolored part are exposed to a coating film of a photosensitive composition containing a photoacid generator and an electron-donating dye at a plurality of different wavelength ranges.
  • both the colored and uncolored parts are photocured, and therefore, the contrast stability after image formation is excellent, which cannot be achieved by the conventional method. Compatibility with the physical properties of the coating film is also possible.
  • the inventors of the present invention have a new problem of inactivation of the photoacid generator remaining in the system after image formation depending on the application. Turned out to be. In other words, in a usage environment such as exposure to light such as sunlight, there is a problem that an acid is generated from the photoacid generator remaining in the coating film and an unintentional coloring (coloring) reaction occurs. It was.
  • the inventors of the present invention pay attention to the ultraviolet component of sunlight reaching the ground for the image stability after the image pattern formation, and consider the influence of the ultraviolet component on the image stability. It came to solve. That is, the inventors of the present invention, as a result of earnestly examining the separation region of the exposure wavelength in this method, in order to reduce the influence of the ultraviolet component of sunlight on the image stability, an exposure process for forming an image pattern It has been found that by setting the exposure wavelength range of A to less than 280 nm, and setting the exposure wavelength range of the exposure step B for photo-curing and image fixing to a wavelength range of 280 nm or more, the image stability can be drastically improved. It came to be completed.
  • the classification according to the wavelength of ultraviolet rays can be divided into near ultraviolet rays having a wavelength of 380 to 200 nm, far ultraviolet rays having a wavelength of 200 to 10 nm, and extreme ultraviolet rays having a wavelength of 10 to 1 nm.
  • Sunlight includes near ultraviolet rays having wavelengths of UVA (400 to 315 nm), UVB (315 to 280 nm), and UVC (end of 280 nm). Among them, only UVA and UVB pass through the ozone layer and reach the ground surface, and UVC is remarkably absorbed by substances and cannot pass through the atmosphere.
  • a photoacid generator that is active only at this wavelength is used for image pattern formation. This is characterized in that the image stability after the image pattern formation can be dramatically improved.
  • a coating film of a photosensitive composition containing a photoacid generator and an electron donating dye is partially exposed to light having a wavelength range of less than 280 nm.
  • the photosensitive composition used in the image forming method of the present invention comprises a photoacid generator that generates an acid by light having a wavelength range of less than 280 nm, an electron-donating dye, a photopolymerization initiator, It is preferable to contain a saturated group-containing compound.
  • the photopolymerization initiator is preferably one that can be sensitized with light in a wavelength region in which the photoacid generator does not generate an acid, that is, a wavelength region of 280 nm or more.
  • the image pattern is formed with a wavelength of less than 280 nm, which is the UVC wavelength range, which is the ultraviolet ray of sunlight that does not reach the ground, the image stability after the contrast is formed by the ultraviolet ray contained in the sunlight.
  • An effect peculiar to the present invention that it does not affect sex is manifested.
  • it can be used not only for conventional thermal recording paper and proof materials, but also for a wide range of applications, such as marking and shading in electronic substrates and display-related fields where harsh environments are used. Since it is possible to form an image on an aluminum wiring that cannot be dealt with due to a problem, it can be expected to be applied to MEMS applications such as a light receiving element and a displacement sensor.
  • a coating film of a photosensitive composition containing a photoacid generator that generates an acid by light in a wavelength region of less than 280 nm and an electron donating dye is exposed multiple times in different wavelength regions.
  • an image pattern (hereinafter also referred to as “image contrast” or the like) composed of a colored portion and an uncolored portion is formed and fixed, respectively.
  • the photoacid generator in the exposed portion generates an acid, and this acid and the electron donating dye react to develop a color, A colored part is formed.
  • the colored portion and the uncolored portion are fixed by photocrosslinking while suppressing the color development reaction by exposing the entire surface with light having a wavelength range of 280 nm or more where the photoacid generator does not generate acid. Fix the image contrast.
  • the order and number of steps are not particularly limited as long as the exposure wavelengths are separated.
  • the photosensitive composition contains an electron donating dye and a photoacid generator.
  • a photo-acid generator is used as an electron-accepting compound which shows the effect as a color developer with respect to the electron-donating dye which is a color former in a photosensitive composition.
  • the reaction between the acid generated from the photoacid generator during exposure and the electron donating dye, that is, the color is generated when the electron donating dye and the acid come into contact with each other in the coating film.
  • the exposure wavelength is separated at 280 nm, and the image is composed of a colored portion and an end colored portion by exposure at less than 280 nm (exposure step A). Contrast is formed. Therefore, the electron donating dye and the photoacid generator constituting the photosensitive composition of the present invention are compounds that develop color at less than 280 nm.
  • At least one kind can be appropriately selected from known compounds according to a desired color tone.
  • electron donating dyes can be used alone or in combination of two or more. Further, as a known means for improving the image stability, an electron donating dye may be encapsulated and used. In addition, these electron donating dyes may be blended with a photooxidant such as carbon tetrabromide for improving color developability and an additive such as quinolinol for preventing dark color development.
  • a photooxidant such as carbon tetrabromide for improving color developability
  • an additive such as quinolinol for preventing dark color development.
  • any known photoacid generator that generates an acid upon exposure in a wavelength range of less than 280 nm and does not generate an acid upon exposure in a wavelength range of 280 nm or more can be used.
  • the intensity (sensitivity) of the photosensitive wavelength region depends on the concentration, even if the bottom of the photosensitive wavelength region of the photoacid generator is about 280 nm, the amount is limited to 280 nm by limiting the blending amount. Such an intensity can be reduced, and it can be used as a photoacid generator that does not generate acid upon exposure in a wavelength region of 280 nm or longer.
  • photoacid generators examples include sulfonium salts, iodonium salts, phosphonium salts, diazonium salts, ammonium salts, pyridinium salts, onium salts such as ferrocene, sulfone compounds, sulfonic acid esters, sulfonimides, disulfonyldiazomethane compounds, and the like.
  • a disulfonylmethane compound etc. can be mentioned, It can use individually or in combination of 2 or more types.
  • triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate, tris (4-methylphenyl) sulfonium trifluoromethanesulfonate, tris (4-methylphenyl) sulfonium hexafluorophosphate, diphenyl-4- Methylphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate, diphenyl-2,4,6-trimethylphenylsulfonium p-toluenesulfonate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium hexafluorophosphate, bis (4-t-butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate Bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane, bis (t-butylsulfonyl) diazomethane, bis
  • the photosensitive wavelength range is shorter than 280 nm, such as bis (cyclohexylsulfonyl) diazomethane and bis (t-butylsulfonyl) diazomethane, It is more desirable to have little photosensitivity.
  • an acid generated from the photoacid generator is used as necessary for the purpose of improving color developability.
  • An acid proliferating agent that newly generates an acid and causes the acid to proliferate can be blended.
  • an acid is generated by the action of an acid generated from a photoacid generator, and the acid has an acid strength sufficient to act as a developer of an electron donating dye. If it does not specifically limit. Examples thereof include phenol derivatives and carboxylic acid derivatives, sulfonic acid esters and phosphoric acid esters having a protecting group such as t-butyl group and acetal group that can be dissociated by acid.
  • the exposure wavelength in the exposure step A is less than 280 nm
  • a known light source such as a low pressure mercury lamp, a medium pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, or an excimer laser can be used as the light source.
  • a light source in which the exposure areas of the exposure process A and the exposure process B do not overlap is preferable.
  • an ArF excimer laser (193 nm), a KrBr excimer laser (207 nm), a KrCl excimer laser (223 nm), and a KrF excimer laser (248 nm) are more preferable.
  • the photopolymerization initiator constituting the photosensitive composition to be described later may be exposed to light to generate radicals, and photopolymerization of the ethylenically unsaturated group-containing compound may start. At the same time, a fixed fixing takes place.
  • the exposure step A when fixed fixing is performed simultaneously with the formation of the colored portion, it is preferable not to give priority to photopolymerization in order to prevent insufficient color development.
  • the photoacid generator is not subjected to oxygen inhibition unlike the photopolymerization initiator, there is an advantage that an acid can be stably supplied even in exposure under an oxygen atmosphere, so that a known vacuum contact method, etc.
  • the contact exposure method, non-contact exposure method such as proximity exposure, and direct imaging method can be freely selected.
  • a direct imaging method using a laser that does not require a photomask is more preferable.
  • the step of fixing the image contrast which will be described later, it is preferable to photopolymerize the entire coating film while suppressing the color development reaction, in order not to reduce the degree of photocrosslinking and physical properties of the cured coating film.
  • post-exposure heat treatment (Post Bake: PEB) can be performed in order to diffuse the acid generated by the exposure in the coating film.
  • PEB post-exposure heat treatment
  • known methods and conditions can be applied.
  • the exposure step B in order to fix the image contrast formed on the coating film of the photosensitive composition as described above, a wavelength region different from that in the exposure step A, that is, 280 nm or more where the uncolored portion does not develop color.
  • the entire coating film is cured by photocrosslinking.
  • the color-forming reaction of the electron-donating dye is an equilibrium reaction with the acid generated by the photoacid generator being exposed to light. Therefore, in order to ensure excellent image stability, the acid supply source should be cut off. Is essential, and it is preferable to suppress contact between the dye and the acid in the coating film by a crosslinking reaction.
  • the photoacid generator is not sensitized and exposure in the wavelength region of 280 nm or more where only the photopolymerization initiator is sensitized prevents the generation of acid related to color development and proceeds only photocrosslinking of the entire coating film.
  • Image contrast can be fixed.
  • it is particularly effective to select a photopolymerization initiator constituting the photosensitive composition. That is, as the photopolymerization initiator, a photopolymerization initiator having a photosensitive wavelength range that does not overlap with the photosensitive wavelength range of the photoacid generator, that is, a photosensitizer that is sensitive in a wavelength range of 280 nm or more where no acid is generated is used. preferable.
  • the photopolymerization initiator since it is an essential condition that the photoacid generator has a photosensitive region in a wavelength region where no acid is generated, the selection greatly depends on the combination with the photoacid generator. That is, the wavelength region where the photopolymerization initiator is sensitive and the wavelength region where the photoacid generator generates acid do not overlap with each other, or the wavelength region where the photopolymerization initiator is sensitive and the photoacid generation. There is no particular limitation as long as there is a photosensitive wavelength region possessed only by the photopolymerization initiator in addition to the wavelength region where the agent overlaps with the wavelength region where the acid is generated.
  • the photoacid generator uses an acid that generates an acid upon exposure in a wavelength range of less than 280 nm
  • the photoinitiator since the photoacid generator uses an acid that generates an acid upon exposure in a wavelength range of less than 280 nm, the photoinitiator generates a radical upon exposure in a wavelength range of 280 nm or more. Available.
  • photopolymerization initiators examples include known radical photopolymerization such as benzophenone, acetophenone, aminoacetophenone, benzoin ether, benzyl ketal, acylphosphine oxide, oxime ether, oxime ester, and titanocene.
  • An initiator is used, and the photoacid generator used in combination uses a photopolymerization initiator that exhibits absorption and photoactivity in a wavelength region of 280 nm or more where photoactivity is not exhibited and has high photosensitivity in such a wavelength region. Is particularly preferred.
  • These photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.
  • These photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more known photopolymerization accelerators such as benzoic acid type and tertiary amine type.
  • a known bimolecular complex starting system in which a dye such as coumarin, cyanine, squalium and a radical generator is combined can be used.
  • a combination of various dyes, a combination of a triazine compound as a radical generator and an aromatic ketone derivative as a dye, and the like are known.
  • Alkyl borates of pigments such as cyanine, rhodamine and safranin are also known as effective visible light initiators, and these known photopolymerization initiator systems can also be used.
  • the exposure step B for fixing the image contrast only the ethylenically unsaturated group-containing compound constituting the photosensitive composition and the photopolymerization initiator are reacted, and coloring in this step (of the photoacid generator) is performed.
  • the photocrosslinking of the entire coating film proceeds while suppressing (photosensitivity).
  • photosensitivity photosensitivity
  • the wavelength region used in the exposure step B is preferably a wavelength region in which the photoacid generator in the photosensitive composition does not generate an acid as described above. In order to prevent fogging of uncolored portions in this step, it is preferable to separate the exposure wavelength range as much as possible from the wavelength range in which the photoacid generator generates acid. Since the photoacid generator used in the present invention generates an acid in the UVC region, that is, a wavelength region of less than 280 nm, it may be a single wire or a mixed wire as long as it is longer in this step.
  • any light source capable of oscillating an active ray in a wavelength region according to the purpose of image fixing by photocrosslinking can be appropriately selected and used.
  • known low-pressure mercury lamps, medium-pressure mercury lamps, high-pressure mercury lamps, ultra-high-pressure mercury lamps, xenon lamps or metal halide lamps as well as known argon ion lasers, helium neon lasers, helium cadmium lasers, dye lasers, semiconductor lasers, YAG lasers, etc. Laser.
  • the separation method of the wavelength region in the exposure step B it is possible to directly separate with various lasers, and further, exposure is performed through a filter that cuts light of 300 nm or less, a film such as PET or PEN, or glass. As a result, even an exposure source with a wide oscillation wavelength distribution can easily separate the wavelength range.
  • the photosensitive composition used is not particularly limited as long as it is photosensitive and photocrosslinkable.
  • the above-described photopolymerization initiator and ethylenically unsaturated group-containing compound are used. It is preferable to contain.
  • Examples of the ethylenically unsaturated group-containing compound include glycol diacrylates such as ethylene glycol, methoxytetraethylene glycol, polyethylene glycol, and propylene glycol; hexanediol, trimethylolpropane, pentaerythritol, dipentaerythritol, tris- Polyhydric alcohols such as hydroxyethyl isocyanurate or polyhydric acrylates such as these ethylene oxide adducts or propylene oxide adducts; phenoxy acrylate, bisphenol A diacrylate, and ethylene oxide adducts or propylene oxide additions of these phenols Polyacrylates such as glycerin diglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether, trimethylo Le propane triglycidyl ether, polyvalent acrylates of glycidyl ethers such as triglycidyl isocyanurate; and
  • an epoxy acrylate resin obtained by reacting acrylic acid with a polyfunctional epoxy resin such as a cresol novolac type epoxy resin, or a hydroxy acrylate such as pentaerythritol triacrylate and a diisocyanate half such as isophorone diisocyanate on the hydroxyl group of this epoxy acrylate resin.
  • a polyfunctional epoxy resin such as a cresol novolac type epoxy resin, or a hydroxy acrylate such as pentaerythritol triacrylate and a diisocyanate half such as isophorone diisocyanate on the hydroxyl group of this epoxy acrylate resin.
  • an epoxy urethane acrylate compound obtained by reacting a urethane compound.
  • Such an epoxy acrylate resin can improve photocurability without deteriorating the touch drying property.
  • Such ethylenically unsaturated group-containing compounds can be used alone or in any combination of two or more depending on the intended use.
  • the acid generation efficiency may decrease due to exposure. Therefore, for example, since a compound having an aromatic group exhibits a large absorption in any of the regions less than 280 nm, by using a composition composed of a non-aromatic base resin, light having a short wavelength can be obtained. Transparency can be improved and sensitivity can be improved.
  • an organic solvent can be blended with the photosensitive composition used in the present invention as necessary for the purpose of adjusting the viscosity.
  • organic solvents include ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and tetramethylbenzene; cellosolve, methyl cellosolve, butyl cellosolve, carbitol, methyl carbitol, butyl carbitol, propylene Glycol ethers such as glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol diethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether; ethyl acetate, butyl acetate, butyl lactate, cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, carbitol acetate, butyl carbitol acetate , Propylene glycol monomethyl ether acetate
  • fillers such as inorganic fillers such as silica, alumina, talc, calcium carbonate, barium sulfate, and organic fillers such as acrylic beads and urethane beads
  • a coating additive such as a coupling agent, an antifoaming agent, and a leveling agent can be blended.
  • the coating film to be used for forming an image may be made of a photosensitive composition.
  • the photosensitive composition may be screen printed, curtain coated, or spray coated.
  • a film obtained by applying the composition on a substrate by a method such as a coating method, a roll coating method or a spin coating method, and drying by heating at a temperature of 60 to 80 ° C. for 15 to 60 minutes, or a dry film made of a photosensitive composition There are things that can be obtained using.
  • Exposure Process A image Contrast Forming Process
  • Exposure condition 1 As exposure step A, a KrF excimer laser oscillating at 248 nm was used as a light source, and patterning was performed on the test substrate at 1000 mJ / cm 2 . Thereafter, PEB treatment (post-exposure heat treatment) at 80 ° C. for 10 minutes was performed.
  • Exposure condition 2 In the exposure step A, a metal halide lamp was used as a light source, and the test substrate was irradiated with light of 1000 mJ / cm 2 in the entire light wavelength region through a negative mask on which a predetermined pattern was formed. Thereafter, PEB treatment (post-exposure heat treatment) at 80 ° C. for 10 minutes was performed.
  • Exposure Step B (Image Contrast Fixing Step) (3) Exposure condition 3 As the exposure process B, after the exposure in the exposure process A is completed, vacuum adhesion exposure is performed using a metal halide lamp through a PET film to cut the wavelength of 300 nm or less, and the entire coating film is irradiated with light at 1000 mJ / cm 2. Thus, a substrate (image forming substrate) having a coating film on which an image was formed was obtained.
  • Exposure condition 4 As exposure process B, after the exposure in exposure process A, a direct drawing exposure machine that oscillates a wavelength of 405 nm is used, and the entire coating film is irradiated with light at 1000 mJ / cm 2 to form a coating film on which an image is formed. (Image forming substrate) was obtained.
  • Image contrast The image contrast of the image forming substrates obtained in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 was visually confirmed.
  • the evaluation criteria are as follows. Colored ... Colored after exposure. No color development ... No color change before and after exposure.
  • Comparative Examples 1 to 3 using the conventional image forming method the image contrast can be formed, but it can be seen that the uncolored portion is not sufficiently cured, so that the image stability is poor and the image contrast cannot be maintained.
  • Comparative Example 4 using the image forming method previously proposed by the present inventors there was a tendency that the image stability was improved by using the composition 7 corresponding to the forming method, but this was insufficient. It can be seen that it is.
  • Comparative Example 5 using the image forming method of the present invention no image contrast can be formed because the composition corresponding to the image forming method according to the present invention is not used.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)

Abstract

現像液を用いることなく、高いコントラスト性と優れた塗膜物性を実現でき、特に画像安定性に優れたドライタイプの画像形成方法と及びその方法に用いる感光性組成物を提供する。本発明の画像形成方法は、光酸発生剤と電子供与性染料とを含有する感光性組成物の塗膜に対し、280nm未満の波長域の光で部分的に露光を行い、画像パターンを形成する露光工程Aと、280nm以上の波長域の光で全面露光を行い、画像パターンを定着する露光工程Bとを含むことを特徴とする。

Description

画像形成方法及びその方法に用いる感光性組成物
 本発明は、画像形成方法及びその方法に用いる感光性組成物に関し、具体的には、湿式現像法を用いることなく、高コントラスト化と優れた画像安定性の両立を可能にした画像形成方法及びその方法に用いる感光性組成物に関する。
 一般に、フォトリソグラフィー法による画像形成方法は、微細加工性に優れ、作業性の良さから大量生産に適しているため、現在でも印刷業界やエレクトロニクス業界で幅広く用いられている。なかでもアルカリ水溶液による湿式現像法は、環境負荷の低減の観点からも、これまでプリント配線板の製造やソルダーレジストの形成、さらには半導体関連部材の製造などに広く用いられてきている。
 近年、このような画像形成方法は多岐にわたり、例えば、基材上に反射率の異なる画像を形成し、発光素子からの反射光を受光素子などで読み取る変位センサの製造などMEMS分野などへも利用されるようになってきている。これらへの利用に際し、アルカリ水溶液に対して絶縁劣化しうるウエハ上や腐食性のあるアルミ配線上へのパターニングが必要となるため、画像形成方法としてはフォトリソグラフィー法が必ずしも有用であるとは限らない。
 現在、これら用途には有機溶剤系の現像液を利用することが多いが、環境負荷低減の観点から好ましくはない。このような点を踏まえ、現像液を用いることなく画像コントラストを形成する技術は、今後広がりを見せる可能性がある。
 このような現像液を用いることなく画像を形成する技術としては、従来から種々検討されている。例えば、光硬化と熱溶融を利用したフォトサーモグラフィーによる画像形成方法は、環境負荷低減の観点からも、廃棄物の問題がないドライタイプ画像形成方法として期待されている。この方法による画像形成方法の一つとして、染料による発色を利用した発色型感熱記録法が挙げられる。この方法はさらに、ジアゾ基のカップリング反応を利用したジアゾ型感熱記録法とロイコ染料など電子供与性染料を利用したロイコ型感熱記録法の2つに大別される。これら方法の課題としては、高いコントラスト(高発色性)と画像形成後の品質安定性の両立化が挙げられ、発色性に優れるロイコ型の画像形成後の品質安定化に関わる技術、あるいは画像安定性に優位なジアゾ型の高コントラスト化に関わる技術が、数多く検討されてきた(特許文献1、2参照)。
 しかしながら、電子部品などの基板周りやMEMSセンサなど、使用環境が厳しい分野へ応用展開できるだけの技術は確立できておらず、これまで感熱記録紙やプルーフ材などの分野にその利用が限られている。
特開昭52-89915号公報(特許請求の範囲) 特開昭61-123838号公報(特許請求の範囲)
 本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、現像液を用いることなく、高いコントラスト性と高い画像安定性、さらには優れた塗膜物性を実現できるドライタイプの画像形成方法及びその方法に用いる感光性組成物を提供することにある。
 本発明の発明者らは、上記目的を達成するために、画像のコントラストを形成する露光工程の波長域と光硬化を行う露光工程の波長域とを分離し、複数回露光することにより、着色部と未着色部をそれぞれ画像定着できることを見出し、先に出願している。
 この出願の画像形成方法は、光酸発生剤と、電子供与性染料とを含有する感光性組成物の塗膜に対し、異なる波長域で複数回露光することにより、着色部と未着色部とからなる画像コントラストの形成と定着をそれぞれ行うことを特徴としたもので、好ましくは、異なる波長域での複数回露光が、着色部と未着色部とからなる画像コントラストを形成する第一露光工程と、第一露光工程の露光波長域とは異なる未着色部が発色しない波長域で全面露光して着色部と未着色部とからなる画像コントラストを光架橋により定着する第二露光工程とを含むことを特徴としている。
 この出願に係る発明によれば、従来技術とは異なり着色部、未着色部のいずれも光硬化しているため、画像形成後のコントラスト安定性に優れており、従来工法では為し得なかった塗膜物性との両立も可能となる。
 しかしながら、本発明の発明者らは上記の方法により得られた画像を観察した結果、用途によっては、画像形成後の系内に残存する光酸発生剤の不活性化が新たに問題として残っていることが判明した。すなわち、太陽光などの光に曝されるような使用環境では、塗膜内に残存する光酸発生剤から酸が発生し、意図しない発色(着色)反応が起こってしまうという問題が見出された。
 そこで、本発明の発明者らは、画像パターン形成後の画像安定性について、地上に到達する太陽光の紫外線成分に着目し、紫外線成分の画像安定性に及ぼす影響を考察することにより、上記課題を解決するに至った。すなわち、本発明の発明者らは、太陽光の紫外線成分が画像安定性に及ぼす影響を少なくするために、本方法での露光波長の分離域について鋭意検討した結果、画像パターン形成を行う露光工程Aの露光波長域を280nm未満とし、光硬化を行い画像定着させる露光工程Bの露光波長域を280nm以上の波長域とすることで、画像安定性を飛躍的に改善できることを見出し、本発明を完成するに至った。
 一般に紫外線の波長による分類として、波長380~200nmの近紫外線、波長200~10nmの遠紫外線、波長10~1nmの極端紫外線に分けられる。太陽光には、UVA(400~315nm)、UVB(315~280nm)、UVC(280nm末満)の波長の近紫外線が含まれている。その内、UVA、UVBのみがオゾン層を通過して地表に到達し、UVCは物質による吸収が著しく、大気を通過することができない。
 本発明では、このような太陽光中のUVCの特性、即ち280nm未満の光が地表に到達しないという現象をもとに、この波長でのみ活性となる光酸発生剤を画像パターン形成に用いた点に特徴があり、これによって画像パターン形成後の画像安定性が飛躍的に改善できる。
 すなわち、本発明の画像形成方法の一形態によれば、光酸発生剤と電子供与性染料とを含有する感光性組成物の塗膜に対し、280nm未満の波長域の光で部分的に露光を行い、画像パターンを形成する露光工程Aと、280nm以上の波長域の光で全面露光を行い、画像パターンを定着する露光工程Bとを含むことを特徴とする。
 ここで、本発明の画像形成方法に用いる感光性組成物は、280nm未満の波長域の光により酸を発生する光酸発生剤と、電子供与性染料と、光重合開始剤と、エチレン性不飽和基含有化合物とを含有することが好ましい。
 また、前記光重合開始剤は、前記光酸発生剤が酸を発生しない波長域、即ち280nm以上の波長域の光で感光することができるものが好ましい。
 本発明によれば、地上には到達しない太陽光の紫外線であるUVCの波長域である280nm未満の波長で画像パターンを形成しているので、太陽光に含まれる紫外線によってコントラスト形成後の画像安定性に影響を及ぼすことはないという本発明特有の効果が発現する。その結果、従来の感熱記録紙やプルーフ材に利用できるばかりではなく、たとえば使用環境の厳しい電子基板やディスプレイ関連分野でのマーキング用途や遮光用途にも幅広く利用でき、さらにはフォトリソグラフィー法では腐食の問題で対処できないアルミ配線上への画像形成が可能となるため、受光素子や変位センサなどMEMS用途にまで応用展開が期待できる。
 以下、本発明の画像形成方法について詳細に説明する。
 本発明の画像形成方法は、280nm未満の波長域の光により酸を発生する光酸発生剤と電子供与性染料とを含有する感光性組成物の塗膜に対し、異なる波長域で複数回露光することにより、着色部と未着色部とからなる画像パターン(以下、「画像コントラスト」などともいう。)の形成と定着をそれぞれ行うものである。
 露光工程Aでは、280nm未満の波長域の光で部分的に露光を行うことで、露光部の光酸発生剤が酸を発生し、この酸と電子供与性染料とが反応して発色し、着色部を形成する。また、露光工程Bでは、光酸発生剤が酸を発生しない280nm以上の波長域の光で全面露光を行うことで、発色反応を抑制しながら、光架橋により着色部と未着色部を固着し、画像コントラストを定着する。このような露光工程AとBは、露光波長の分離がなされていれば、各工程の順序、回数は特に制限されない。
 感光性組成物の塗膜に対して画像を形成するには、感光性組成物中に電子供与性染料と光酸発生剤が含まれることが必要である。光酸発生剤は、感光性組成物中の発色剤である電子供与性染料に対し顕色剤としての効果を示す電子受容性化合物として使用する。具体的には、露光時に光酸発生剤から発生した酸と電子供与性染料との反応、即ち、電子供与性染料と酸とが塗膜内で接触することで発色するものである。
 一方で、太陽光の紫外線成分が画像安定性に及ぼす影響を少なくするために、280nmで露光波長を分離し280nm未満での露光(露光工程A)にて着色部と末着色部とからなる画像コントラストを形成している。従って、本発明の感光性組成物を構成する電子供与性染料と光酸発生剤は、280nm未満で発色するような化合物が用いられる。
 このような電子供与性染料としては、公知の化合物から、所望の色調に応じて少なくとも1種を適宜選択して使用することができる。例えば、3,3-ビス(p-ジメチルアミノフェニル)-6-ジメチルアミノフタリド、3,3-ビス(p-ジメチルアミノフェニル)フタリド、3-(p-ジメチルアミノフェニル)-3-(1,2-ジメチルインドール-3-イル)フタリド等のトリアリルメタン系化合物、4,4’-ビス-ジメチルアミノベンズヒドリルベンジルエーテル、N-ハロフェニルロイコオーラミン、N-2,4,5-トリクロロフェニルロイコオーラミン等のジフェニルメタン系化合物、7-ジメチルアミノ-3-クロロフルオラン、7-ジメチルアミノ-3-クロロ-2-メチルフルオラン、2-フェニルアミノ-3-メチル-6-(N-エチル-N-p-トリルアミノ)フルオラン等のフルオラン系化合物、ベンゾイルロイコメチレンブルー、p-ニトロベンジルロイコメチレンブルー等のチアジン系化合物、3-メチル-スピロ-ジナフトピラン、3-エチル-スピロ-ジナフトピラン、3-プロピル-スピロ-ジナフトピラン、3-プロピル-スピロ-ジベンゾピラン等のスピロ系化合物等が挙げられる。これらの電子供与性染料は、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。また、画像安定性を高める公知の手段として、電子供与性染料をカプセル化して使用してもよい。また、これらの電子供与性染料には、発色性を上げるための四臭化炭素のような光酸化剤や、暗発色を防止するキノリノールのような添加剤を配合してもよい。
 光酸発生剤としては、280nm未満の波長域での露光で酸を発生し、280nm以上の波長域での露光では酸を発生しない公知の光酸発生剤であれば使用することができる。
 一般に、感光波長域の強度(感度)は、その濃度に依存するため、光酸発生剤の有する感光波長域の裾が280nmにかかるものであっても、その配合量を制限することによって280nmにかかる強度を低減し、280nm以上の波長域での露光では酸を発生しない光酸発生剤として用いることができる。
 このような光酸発生剤としては、例えばスルホニウム塩、ヨードニウム塩、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、アンモニウム塩、ピリジニウム塩、フェロセン等のオニウム塩、スルホン化合物、スルホン酸エステル、スルホンイミド、ジスルホニルジアゾメタン化合物およびジスルホニルメタン化合物等を挙げることができ、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
 具体的な一例としては、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート、トリス(4-メチルフェニル)スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリス(4-メチルフェニル)スルホニウムヘキサフルオロホスフェート、ジフェニル-4-メチルフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニル-2,4,6-トリメチルフェニルスルホニウムp-トルエンスルホネート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、ビス(4-t-ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(シクロへキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(t-ブチルスルホニル)ジアゾメタンなどが挙げられる。
 上記した光酸発生剤の中でも、画像安定性の観点からビス(シクロへキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(t-ブチルスルホニル)ジアゾメタンのように感光波長域が280nmよりも短波長であり、280nm以上での感光性がほとんどみられないものがより望ましい。
 なお、上記した配合量に制限のかかる光酸発生剤を用いる場合に、十分な発色ができない場合には、発色性を高めることを目的として、必要に応じて光酸発生剤から生成した酸により新たに酸を発生して連鎖的に酸を増殖させる酸増殖剤を配合することができる。
 このような酸増殖剤としては、光酸発生剤から発生した酸の作用により酸を発生し、且つ、この酸が電子供与性染料の顕色剤として作用するだけの酸強度を有するものであれば特に限定されない。例えば、酸で解離可能なt-ブチル基、アセタール基などの保護基を有したフェノール誘導体やカルボン酸誘導体、スルホン酸エステルや燐酸エステル類などが挙げられる。
 露光工程Aにおける露光波長は280nm未満であるので、その光源としては、例えば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、エキシマーレーザーなど公知の光源を用いることができる。
 これらの中でも、コントラスト形成とその後の画像安定性の観点から、露光工程Aと露光工程Bの露光域がオーバーラップしない光源が好ましく、例えばArエキシマーレーザー(126nm)、Krエキシマーレーザー(146nm)、Fエキシマーレーザー(157nm)、Xeエキシマーレーザー(172nm)、ArClエキシマーレーザー(175nm)、ArFエキシマーレーザー(193nm)、KrBrエキシマーレーザー(207nm)、KrClエキシマーレーザー(223nm)、KrFエキシマーレーザー(248nm)などの280nm未満にのみ波長分布をもつものが好ましい。
 さらにこれらの中でも、ArFエキシマーレーザー(193nm)、KrBrエキシマーレーザー(207nm)、KrClエキシマーレーザー(223nm)、KrFエキシマーレーザー(248nm)がより好ましい。
 この際、後述する感光性組成物を構成する光重合開始剤が感光してラジカルを発生し、エチレン性不飽和基含有化合物の光重合が開始する場合があり、この場合は、着色部の形成と同時に一定の定着が行われる。
 露光工程Aにおいて、着色部の形成と同時に一定の定着が行われる場合には、発色が不十分とならないためにも、光重合が優先しないようにすることが好ましい。この点、光酸発生剤は、光重合開始剤とは異なり酸素阻害を受けないことから、酸素雰囲気下での露光でも安定して酸が供給できるという利点があるため、公知の真空密着方式などの接触露光方式やプロキシミティ露光などの非接触露光方式、ダイレクトイメージング方式など自由に選択できる。特に280nm未満の波長域を有効活用するため、フォトマスクを必要としないレーザーによるダイレクトイメージング方式がより好ましい。一方で、後述する画像コントラストを定着する工程では、光架橋度が低下して硬化塗膜物性が低下しないためにも、発色反応を抑制しつつ塗膜全体を光重合させることが好ましい。
 なお、このような画像コントラストを形成する露光工程Aでは、露光により発生した酸を塗膜内で拡散させるために、露光後加熱処理(Post Exposure Bake:PEB)を行うことができる。この露光後加熱処理(PEB)としては、公知の方法、条件を適用することができる。
 次に、露光工程Bでは、上述のようにして感光性組成物の塗膜に対して形成した画像コントラストを定着するために露光工程Aとは異なる波長域、すなわち未着色部が発色しない280nm以上の波長域で露光し、光架橋により塗膜全体を硬化させる。
 本発明において、電子供与性染料の発色反応は、光酸発生剤が感光して発生した酸との平衡反応であるため、優れた画像安定性を確保するためには酸の供給源を絶つことが必須であるとともに、架橋反応によって塗膜内での染料と酸の接触を抑制するのが好ましい。
 そのため、光酸発生剤が感光せず、光重合開始剤のみが感光するような280nm以上の波長域で露光することにより、発色に関わる酸の発生を防ぎ、塗膜全体の光架橋のみを進行させ、画像コントラストを定着することができる。かかる定着を効果的に行うためには、特に感光性組成物を構成する光重合開始剤の選定が有効である。即ち、光重合開始剤としては、光酸発生剤の感光波長域と重ならない感光波長域を有する、即ち光酸発生剤が酸を発生しない280nm以上の波長域で感光するものを使用することが好ましい。
 光重合開始剤としては、上述のとおり上記光酸発生剤が酸を発生しない波長域に感光域を有することが必須条件となるため、その選択は光酸発生剤との組み合わせに大きく依存する。即ち、光重合開始剤が感光する波長域と光酸発生剤が酸を発生する波長域とが重ならない感光する波長域のみ存在するもの、或いは光重合開始剤が感光する波長域と光酸発生剤が酸を発生する波長域とが重なる波長域の他に、光重合開始剤のみがもつ感光波長域が存在するものであれば、特に限定はされない。本発明においては、光酸発生剤は280nm未満の波長域での露光によって酸を発生するものを利用するため、光合開始剤としては280nm以上の波長域の露光に対してラジカルを発生するものが利用できる。
 このような光重合開始剤としては、ベンゾフェノン系、アセトフェノン系、アミノアセトフェノン系、ベンゾインエーテル系、ベンジルケタール系、アシルホスフィンオキシド系、オキシムエーテル系、オキシムエステル系、チタノセン系などの公知のラジカル光重合開始剤が挙げられ、併用している光酸発生剤が光活性を示さない280nm以上の波長域に吸収、光活性を示し、かかる波長域に高い感光性を有する光重合開始剤を使用することが特に好ましい。これらの光重合開始剤は単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。これらの光重合開始剤は、安息香酸系や第三級アミン系など公知の光重合促進剤の単独あるいは2種類以上と組み合わせて用いることができる。
 また、感光波長域を任意に設定できる開始系として、例えばクマリン、シアニン、スクアリウムなどの色素とラジカル発生剤を組み合わせた公知の2分子複合開始系を利用することもできる。例えば、ラジカル発生剤としてのイミダゾール二量体と色素としてのアクリジン色素やトリアジン系色素との組み合わせ、ラジカル発生剤としてのN-フェニルグリシンと色素としてのケトクマリン系の組み合わせ、ラジカル発生剤としてのヨードニウム塩と各種色素との組み合わせ、ラジカル発生剤としてのトリアジン系化合物と色素としての芳香族ケトン誘導体との組み合わせ、などが知られている。また、シアニン、ローダミン、サフラニン等の色素のアルキル硼酸塩も有効な可視光開始剤として知られており、これら公知の光重合開始剤系も用いることができる。
 このように、画像コントラストを定着する露光工程Bは、感光性組成物を構成するエチレン性不飽和基含有化合物と光重合開始剤のみを反応させて、この工程での着色(光酸発生剤の感光)を抑えながら塗膜全体の光架橋を進行させるものである。これにより、末着色部の硬化はもちろんのこと、露光工程Aで感光した着色部の再硬化も進行するため、画像安定性に優れる画像の定着ができる。
 露光工程Bで利用する波長域は、上述のとおり感光性組成物中の光酸発生剤が酸を発生しない波長域であることが好ましい。また、本工程での未着色部のカブリを防ぐためには、露光の波長域を光酸発生剤が酸を発生させる波長域からできる限り離すことが好ましい。本発明に用いられる光酸発生剤は、UVC領域、すなわち280nm未満の波長域で酸を発生するため、本工程ではそれより長波長側であれば、単線でも混合線でも構わない。
 露光工程Bの光源としては、光架橋による画像定着という目的に応じた波長域の活性線を発振できるものであれば適宜選択して用いることができる。例えば、公知の低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプまたはメタルハライドランプなどの他、アルゴンイオンレーザー、ヘリウムネオンレーザー、ヘリウムカドミウムレーザー、色素レーザー、半導体レーザー、YAGレーザーなど公知のレーザーが挙げられる。
 露光工程Bにおける波長域の分離方法に関しては、各種レーザー類で、直接分離することも可能であり、さらには300nm以下の光をカットするフィルターやPETやPENなどのフィルム類あるいはガラス越しに露光することで、発振波長分布の広い露光源であっても容易に波長域の分離が可能である。
 以上説明したような本発明の画像形成方法において、用いる感光性組成物としては、感光して光架橋するものであればよく、例えば、上述した光重合関始剤とエチレン性不飽和基含有化合物を含むことが好ましい。
 エチレン性不飽和基含有化合物としては、例えば、エチレングリコール、メトキシテトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコールのジアクリレート類;へキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリス-ヒドロキシエチルイソシアヌレートなどの多価アルコール又はこれらのエチレオキサイド付加物もしくはプロピレンオキサイド付加物などの多価アクリレート類;フェノキシアクリレート、ビスフェノールAジアクリレート、及びこれらのフェノール類のエチレンオキサイド付加物もしくはプロピレンオキサイド付加物などの多価アクリレート類;グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレートなどのグリシジルエーテルの多価アクリレート類;及びメラミンアクリレート、及び/又は上記アクリレートに対応する各メタクリレート類などが挙げられる。
 また、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などの多官能エポキシ樹脂にアクリル酸を反応させたエポキシアクリレート樹脂や、このエポキシアクリレート樹脂の水酸基に、ペンタエリスリトールトリアクリレートなどのヒドロキシアクリレートとイソホロンジイソシアネートなどのジイソシアネー卜のハーフウレタン化合物を反応させたエポキシウレタンアクリレート化合物などが挙げられる。このようなエポキシアクリレート系樹脂は、指触乾燥性を低下させることなく、光硬化性を向上させることができる。このようなエチレン性不飽和基含有化合物は、目的用途に応じて、単独または2種類以上を任意に組み合わせて用いることができる。
 また、露光工程Aにおいて、感光性組成物に用いる化合物の構造によっては露光による酸発生効率の低下が生じる場合がある。そのため、例えば、芳香族基を有する化合物が本質的に280nm未満の領域のいずれかに大きな吸収を示すため、非芳香族系のベース樹脂で構成された組成物を用いることにより、短波長の光線に対する透明性を向上でき、感度を向上させることができる。
 さらに、本発明に用いる感光性組成物には、粘度調整を目的として、必要に応じて有機溶剤を配合することができる。このような有機溶剤としては、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類;セロソルブ、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類;酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸ブチル、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、炭酸プロピレン等のエステル類;オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素類;石油エーテル、石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤など、公知の有機溶剤を用いることができる。これらの有機溶剤は、単独で又は2種類以上を組み合わせて用いることができる。
 また、上記成分のほかに、必要に応じて種々の添加剤、例えば、シリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等の無機フィラーや、アクリルビーズやウレタンビーズなどの有機フィラーなどの充填剤、カップリング剤、消泡剤、レベリング剤等の塗料用添加剤などを配合することができる。
 なお、本発明の画像形成方法において、画像を形成する対象となる塗膜は、感光性組成物からなるものであればよく、例えば、感光性組成物をスクリーン印刷法やカーテンコート法、スプレーコート法、ロールコート法、スピンコート法などの方法に基材上に塗布し、例えば60~80℃ の温度で15~60分間加熱乾燥して得られるもの、あるいは、感光性組成物からなるドライフィルムを用いて得られるものなどがある。
 以下に実施例及び比較例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明が下記実施例に限定されないことは勿論である。尚、以下において「部」及び「%」とあるのは、特に断りのない限り全て質量基準である。
 表1に示す種々の成分、割合(質量部)にて配合し、攪拌機にて予備混合した後、3本ロールミルで混練して、組成物1~7を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
*1:ユニディックR-100(固形分65%)(DIC社製)
*2:ネオマーDA-600(三洋化成工業社製)
*3:IRGACURE 907(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)
*4:CGI-325(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)
*5:IRGACURE 369(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)
*6:アデカオプトマーSP-066(ADEKA社製)
*7:TS-01(三和ケミカル社製)
*8:WPAG-170(和光純薬工業社製)
*9:アデカオプトマーSP-152(固形分50%)(ADEKA社製)
*10:KS-66(信越シリコーン社製)
*11:S-205(山田化学工業社製)
 <試験基板の作成>
 表1の組成物例1~7の感光性組成物をバフ研磨した銅ベタ基板上に、それぞれスクリーン印刷にて全面印刷し、80℃で30分間乾燥することで基板上に無色透明の塗膜を形成した。
 このようにして塗膜を形成した基板について、以下の条件にて画像を形成し(実施例1~5、比較例1~5)、画像コントラスト、タック性、耐溶剤性、画像安定性などの塗膜特性の評価を行った。評価結果を表2に示す。
 <試験条件>
[露光工程A(画像コントラスト形成工程)]
(1)露光条件1
 露光工程Aとして、光源に248nmを発振するKrFエキシマーレーザーを用い、上記試験基板に対し、1000mJ/cmでパターニングを行った。その後、80℃で10分間のPEB処理(露光後加熱処理)を行った。
(2)露光条件2
 露光工程Aとして、光源にメタルハライドランプを用い、上記試験基板に対し、所定のパターンを形成したネガマスクを介して全光波長領域で1000mJ/cmの光照射を行った。その後、80℃で10分間のPEB処理(露光後加熱処理)を行った。
[露光工程B(画像コントラスト定着工程)]
(3)露光条件3
 露光工程Bとして、露光工程Aで露光を終えた後、300nm以下の波長をカットするためにPETフィルム越しにメタルハライドランプを用いて真空密着露光を行い、塗膜全体を1000mJ/cmで光照射し、画像を形成した塗膜を有する基板(画像形成基板)を得た。
(4)露光条件4
 露光工程Bとして、露光工程Aで露光を終えた後、405nmの波長を発振する直描露光機を用い、塗膜全体を1000mJ/cmで光照射し、画像を形成した塗膜を有する基板(画像形成基板)を得た。
<塗膜特性の評価>
(1)画像コントラスト
 実施例1~5、比較例1~5で得られた画像形成基板について、画像コントラストを目視で確認した。評価基準は以下のとおりである。
 発色あり…露光後の発色が見られる。
 発色なし…露光前後に色彩変化なし。
(2)タック性
 実施例1~5、比較例1~5で得られた画像形成基板について、各露光工程後のタック性(指触性)により、塗膜の硬化状態を評価した。評価基準は以下のとおりである。
 ○…指触時に塗膜表面に指跡が全く残らない。
 ×…指触時に塗膜表面に指跡が残る。
(3)耐溶剤性
 実施例1~5、比較例1~5で得られた画像形成基板について、着色部と未着色部のそれぞれを、アセトンによるラビングテストを50回行い、塗膜の溶解、剥がれを目視で確認し、この評価により、塗膜の硬化性を確認した。評価基準は以下のとおりである。
 ○…ラビングテスト後の塗膜の溶解、剥がれ無し。
 ×…ラビングテスト後の塗膜の溶解、剥がれ有り。
(4)画像安定性
 実施例1~5、比較例1~5で得られた画像形成基板について、UVカット蛍光灯下で1ヶ月間放置し、未着色部のカブリを目視で確認することにより、画像安定性(耐光性)を評価した。評価基準は以下のとおりである。
 ○…放置後の未着色部の力ブリは見られず、画像コントラストが維持された状態。
 △…放置後の未着色部のカブリが見られるが、画像コントラストの判別は可能な状態。
 ×…放置後の未着色部のカブリが見られ、画像コントラストの判別がつかない状態。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2に示す評価結果から明らかなように、本発明にかかる画像形成方法に対応した組成物1~5を用いた実施例1~5では、画像コントラストが形成でき、さらに、その後の画像安定性に優れることがわかる。
 なお、従来の画像形成方法を用いた比較例1~3では、画像コントラストは形成できるが、未着色部が十分に硬化していないため、画像安定性が悪く画像コントラストが維持できないことがわかる。本発明者らが先に提案した画像形成方法を用いた比較例4では、かかる形成方法に対応した組成物7を用いることで、画像安定性が良化する傾向が見られたが、不十分であることがわかる。また、本発明の画像形成方法を用いた比較例5においては、本発明にかかる画像形成方法に対応した組成物を用いていないため、画像コントラストが形成できない。

Claims (7)

  1.  光酸発生剤と電子供与性染料とを含有する感光性組成物の塗膜に対し、280nm未満の波長域の光で部分的に露光を行い、画像パターンを形成する露光工程Aと、
     280nm以上の波長域の光で全面露光を行い、画像パターンを定着する露光工程Bと
    を含むことを特徴とする画像形成方法。
  2.  前記光酸発生剤が280nm未満の波長域の光で酸を発生するものであることを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
  3.  露光工程Aにおいて、光架橋による定着も同時に行うことを特徴とする請求項1に記載の画像形成方法。
  4.  請求項1から請求項3の何れか一項に記載の画像形成方法により形成した光硬化画像。
  5.  280nm未満の波長域の光により酸を発生する光酸発生剤、電子供与性染料、光重合開始剤及びエチレン性不飽和基含有化合物を含有することを特徴とする感光性組成物。
  6.  前記光重合開始剤は、280nm以上の波長域の光で感光することを特徴とする請求項5に記載の感光性組成物。
  7.  前記光重合開始剤は、280nm未満の波長域の光でも感光することを特徴とする請求項6に記載の感光性組成物。
PCT/JP2011/000572 2010-02-26 2011-02-02 画像形成方法及びその方法に用いる感光性組成物 WO2011105011A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201180010804.4A CN102770805B (zh) 2010-02-26 2011-02-02 图像形成方法以及用于该方法的感光性组合物
JP2012501664A JP5916600B2 (ja) 2010-02-26 2011-02-02 画像形成方法及びその方法に用いる感光性組成物
KR1020127021921A KR101844087B1 (ko) 2010-02-26 2011-02-02 화상 형성 방법 및 그 방법에 이용하는 감광성 조성물

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-042259 2010-02-26
JP2010042259 2010-02-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011105011A1 true WO2011105011A1 (ja) 2011-09-01

Family

ID=44506446

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/000572 WO2011105011A1 (ja) 2010-02-26 2011-02-02 画像形成方法及びその方法に用いる感光性組成物

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5916600B2 (ja)
KR (1) KR101844087B1 (ja)
CN (1) CN102770805B (ja)
WO (1) WO2011105011A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016147990A (ja) * 2015-02-13 2016-08-18 株式会社スリーボンド 隣接電極間の短絡を抑制する光硬化性樹脂組成物
JPWO2016051914A1 (ja) * 2014-09-29 2017-09-21 株式会社スリーボンド 光硬化性樹脂組成物

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI531860B (zh) 2014-09-12 2016-05-01 Chi Mei Corp Photosensitive resin composition for color filter and its application
CN114341731A (zh) * 2019-08-27 2022-04-12 富士胶片株式会社 固化膜的制造方法、光固化性树脂组合物、层叠体的制造方法及半导体器件的制造方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4911124A (ja) * 1972-05-30 1974-01-31
JPS5113569B1 (ja) * 1970-11-05 1976-04-30
JPS52141633A (en) * 1976-05-20 1977-11-26 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Energy radiation recording medium
JPS572034A (en) * 1980-06-05 1982-01-07 Konishiroku Photo Ind Co Ltd Mask image forming material and formation of mask image
JPH01257841A (ja) * 1988-04-07 1989-10-13 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The 感光性組成物
JPH0545868A (ja) * 1991-08-09 1993-02-26 Kimoto & Co Ltd 画像形成組成物、部分凹凸画像形成材料及び部分凹凸 画像形成方法
JP2006015740A (ja) * 2004-05-31 2006-01-19 Fuji Photo Film Co Ltd 色画像形成方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005292847A (ja) * 1999-09-17 2005-10-20 Hitachi Chem Co Ltd 感光性樹脂組成物、これを用いた感光性エレメント、レジストパターンの製造法及びプリント配線板の製造法
US7402374B2 (en) * 2004-05-31 2008-07-22 Fujifilm Corporation Method for colored image formation
JP4705817B2 (ja) * 2004-07-27 2011-06-22 富士フイルム株式会社 平版印刷版原版および平版印刷方法
JP2006088594A (ja) * 2004-09-24 2006-04-06 Fuji Photo Film Co Ltd 平版印刷版原版及びそれを用いた平版印刷方法
JP4753237B2 (ja) * 2005-07-25 2011-08-24 Azエレクトロニックマテリアルズ株式会社 感光性樹脂組成物

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5113569B1 (ja) * 1970-11-05 1976-04-30
JPS4911124A (ja) * 1972-05-30 1974-01-31
JPS52141633A (en) * 1976-05-20 1977-11-26 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> Energy radiation recording medium
JPS572034A (en) * 1980-06-05 1982-01-07 Konishiroku Photo Ind Co Ltd Mask image forming material and formation of mask image
JPH01257841A (ja) * 1988-04-07 1989-10-13 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The 感光性組成物
JPH0545868A (ja) * 1991-08-09 1993-02-26 Kimoto & Co Ltd 画像形成組成物、部分凹凸画像形成材料及び部分凹凸 画像形成方法
JP2006015740A (ja) * 2004-05-31 2006-01-19 Fuji Photo Film Co Ltd 色画像形成方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2016051914A1 (ja) * 2014-09-29 2017-09-21 株式会社スリーボンド 光硬化性樹脂組成物
EP3202794A4 (en) * 2014-09-29 2018-05-30 Three Bond Co., Ltd. Photocurable resin composition
US10240026B2 (en) 2014-09-29 2019-03-26 Three Bond Co., Ltd. Photocurable resin composition
JP2016147990A (ja) * 2015-02-13 2016-08-18 株式会社スリーボンド 隣接電極間の短絡を抑制する光硬化性樹脂組成物

Also Published As

Publication number Publication date
KR101844087B1 (ko) 2018-03-30
JPWO2011105011A1 (ja) 2013-06-17
KR20120120334A (ko) 2012-11-01
CN102770805A (zh) 2012-11-07
CN102770805B (zh) 2016-10-12
JP5916600B2 (ja) 2016-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5616871B2 (ja) ポジ型感光性樹脂組成物、硬化物の製造方法、樹脂パターン製造方法、硬化物及び光学部材
JP6608296B2 (ja) ネガティブ型感光性樹脂組成物、これを用いて形成された光硬化パターンおよび画像表示装置
EP2253996A1 (en) Negative resist composition, patterning process, and testing process and preparation process of negative resist composition
KR20090034774A (ko) 다관능 티올 화합물을 함유한 블랙 레지스트용 감광성 수지조성물, 그것을 이용한 컬러필터용 블랙 매트릭스, 및 컬러필터
TW201809864A (zh) 感光性樹脂組成物、乾膜及印刷配線板之製造方法
JP5916600B2 (ja) 画像形成方法及びその方法に用いる感光性組成物
WO2013051695A1 (ja) ポジ型感光性樹脂組成物、硬化物の製造方法、樹脂パターン製造方法、硬化物及び光学部材
JP2016161938A (ja) ネガティブ型感光性樹脂組成物、これを用いて形成される光硬化パターンおよび画像表示装置
KR102047371B1 (ko) 착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터 및 이를 구비한 액정표시장치
JP2011141521A (ja) 着色組成物、カラーフィルタおよび表示素子
KR102319223B1 (ko) 감광성 수지 조성물, 해당 감광성 수지 조성물을 사용한 솔더 레지스트 필름, 플렉시블 프린트 배선판 및 화상 표시 장치
JP2016126324A (ja) 着色感光性樹脂組成物
JP6216133B2 (ja) 2液混合型の主剤及び硬化剤、並びにプリント配線板の製造方法
JP5559976B2 (ja) 画像形成方法と光硬化画像、およびその方法に用いる光硬化性組成物
CN100379807C (zh) 有机底层抗反射组合物及采用该组合物的构图方法
KR102186496B1 (ko) 착색 감광성 수지 조성물
CN104536265A (zh) 一种光刻胶组合物
JP5732191B2 (ja) 光硬化性組成物
JP2010224158A (ja) (メタ)アクリレート化合物を含む組成物及びこれを用いてなる感光性樹脂積層体
JP2014041188A (ja) 感光性樹脂組成物、これを用いた感光性エレメント、隔壁、隔壁の形成方法及び画像表示装置の製造方法
KR20180124831A (ko) 광중합개시제 조성물 및 감광성 조성물
KR102356582B1 (ko) 녹색 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 컬러필터 및 화상표시장치
JP4599974B2 (ja) 感光性樹脂組成物、並びにこれを用いた感光性エレメント、レジストパターンの形成方法及びプリント配線板の製造方法
JP2006337726A (ja) フォトマスク
KR102288719B1 (ko) 착색 감광성 수지 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201180010804.4

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11746984

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012501664

Country of ref document: JP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20127021921

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11746984

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1