JP2012109323A

JP2012109323A - 皮膜のパターンの形成方法

Info

Publication number: JP2012109323A
Application number: JP2010255431A
Authority: JP
Inventors: Nobutoshi Fugono; 信俊畚野; Yoshihiro Taguchi; 好弘田口
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2010-11-16
Filing date: 2010-11-16
Publication date: 2012-06-07

Abstract

【課題】従来の皮膜のパターンの形成方法では、１０μｍ以下の微細な無機ナノ粒子の皮膜のパターンを形成することができないという課題があった。
【解決手段】基板にトリアジン系化合物を付着させ、前記トリアジン系化合物を付着させた前記基板の所望領域に紫外線を照射することでパターニング領域を形成し、前記基板を無機ナノ粒子分散液に浸漬して前記パターニング領域に無機ナノ粒子を接着させることにより、所望領域に無機ナノ粒子の皮膜を形成することを特徴とする皮膜のパターン形成方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、無機ナノ粒子の皮膜のパターンの形成方法に関するものであり、金属ナノ粒子のパターニングに好適に用いられる。

従来の皮膜のパターンの形成方法として、疎水性支持体上に、少なくとも側鎖または末端に、図２に示されるような光活性基を有する親水性ポリマーを含有する組成物を含有する組成物を接触させ、像様にエネルギーを付与して、疎水性ポリマー含有層上に該親水性ポリマーを固定化して親水性パターンを形成し、該親水性パターン上に無機ナノ粒子を接着させる皮膜のパターンの形成方法が知られている。

特開２００３−２８９１７８号公報

従来の皮膜のパターンの形成方法は、疎水性支持体上に親水性ポリマーを含有する組成物を接触させるが、親水性ポリマーの厚みは、１０μｍ以上の膜厚が無いと、無機ナノ粒子を接着させるための接着力が維持できない。一方、親水性パターンを形成するためには、未露光部の親水性ポリマーを水で洗浄することで、未露光部の親水性ポリマーを溶解除去する必要がある。このことにより、１０μｍ以下の微細な皮膜のパターンを形成するためには、未露光部の親水性ポリマーを溶解しても、皮膜のパターンが崩れないように、親水性ポリマーを薄い膜厚にしなければならない。しかし、親水性ポリマーの厚みを１０μｍ以下にすると、無機ナノ粒子を接着させるための接着力が維持できない。よって、従来の皮膜のパターンの形成方法では、１０μｍ以下の微細な無機ナノ粒子の皮膜のパターンを形成することができないという課題があった。

本発明は、基板にトリアジン系化合物を付着させ、前記トリアジン系化合物を付着させた前記基板の所望領域に紫外線を照射することでパターニング領域を形成し、前記基板を無機ナノ粒子分散液に浸漬して前記パターニング領域に無機ナノ粒子を接着させることにより、所望領域に無機ナノ粒子の皮膜を形成することを特徴とする。このことによって、無機ナノ粒子を接着するのに必要なトリアジン系化合物を付着層の厚さは、１０ｎｍ程度と薄くともよく、１０μｍ以下の微細な無機ナノ粒子の皮膜のパターンを形成することができる。

また本発明による皮膜のパターン形成方法において、トリアジン系化合物が基板に付着しやすい官能基と、紫外線照射により無機ナノ粒子と接着しやすい官能基をもつことを特徴とする。このことによって、基板と無機ナノ粒子との密着性が向上する。

また本発明による皮膜のパターンの形成において、基板は、ガラスまたは樹脂からなることを特徴とする。このことによって、絶縁性基板上に、無機ナノ粒子の皮膜の微細パターンの形成が可能となる。

さらにまた本発明による皮膜のパターンの形成において、無機ナノ粒子が、金属ナノ粒子であることを特徴とする。このことによって、微細な配線パターンの形成が可能となる。

また本発明による皮膜のパターンの形成において、金属ナノ粒子が、ＡｇまたはＡｕであることを特徴とする。このことによって、微細な低抵抗な配線パターンの形成が可能となる。

また本発明による皮膜のパターンの形成において、トリアジン系化合物が、アジド基を有することを特徴とする。このことによって、照射する紫外線に対する感度が良く、さらに基板と無機ナノ粒子との密着性が向上する。

また本発明による皮膜のパターンの形成において、トリアジン系化合物が、６−（トリエトキシシリルプロピル）アミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジアジド・モノソジウム塩であることを特徴とする。このことによって、基板と無機ナノ粒子との密着性がより向上する。

本発明では、無機ナノ粒子を接着するのに必要なトリアジン系化合物を付着層の厚さは、１０ｎｍ程度と薄くともよく、１０μｍ以下の微細な無機ナノ粒子の皮膜のパターンを形成することができる。

第１の実施形態の皮膜のパターンを形成するプロセスを示す図である。従来の無機ナノ粒子を接着する親水性ポリマーを示す図である。

次に、本発明の実施の形態について図を参照しながら詳細に説明をする。

［第１実施形態］
図１は、本発明の実施形態を説明するための皮膜のパターンを形成するプロセスを示す図である。

図１（ａ）は、基板の洗浄工程を示している。図１（ａ）に示されている基板１は、ＰＥＴフィルムであり、脱脂洗浄のため、アセトン溶液に浸漬させる。本実施形態では、基板１が、ＰＥＴフィルムである場合を例示するが、これに限られるものではなく、基板１が、ガラス基板などの材料であってもかまわない。

図１（ｂ）は、トリアジン系化合物の付着工程を示している。図１（ｂ）に示されるように、基板１上にトリアジン系化合物２を付着させるため、基板１は、トリアジン系カップリング剤溶液に４０℃の温度で１分間浸漬される。このことにより、トリアジン系化合物２が、基板１上に１０ｎｍ程度の膜厚で形成される。尚、トリアジン系カップリング剤溶液は、６−（トリエトキシシリルプロピル）アミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジアジド・モノソジウム塩をエタノールで１ｗｔ％程度に希釈され、作成される。６−（トリエトキシシリルプロピル）アミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジアジド・モノソジウム塩は、基板１に付着しやすい官能基（トリエトキシシリルプロピル基）と、紫外線照射により無機ナノ粒子と接着しやすい官能基（アジド基）を有している。トリアジン系化合物２を付着後は、図示はしないが、１４０℃の温度で１０分間、基板１上のトリアジン系化合物２を乾燥させる。この乾燥工程での基板１の加熱により、６−（トリエトキシシリルプロピル）アミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジアジド・モノソジウム塩のトリエトキシシリルプロピル基が基板１と結合する。

図１（ｃ）は、トリアジン系化合物の露光工程を示している。図１（ｃ）に示されるように、基板１上のトリアジン系化合物２に紫外線（ＵＶ）を照射することにより露光を行う。紫外線照射は、メタルハライドランプにより、照度２０ｍＷ／ｃｍ^２で５分間行い、基板１の所望領域すなわち無機ナノ粒子を付着させたい部分にだけ、マスクを用いて、紫外線を照射する。このことによって、露光を行い、パターニング領域を形成する。尚、本実施形態では、マスクを用いて、パターニング領域を形成する場合を例示したが、紫外線光源として、紫外線レーザーを用いて、その紫外線レーザーの照射エリアをスキャンさせて、パターニング領域を形成してもかまわない。このパターニング領域の６−（トリエトキシシリルプロピル）アミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジアジド・モノソジウム塩のアジド基は、紫外線照射によって、活性化され、無機ナノ粒子との接着が可能な状態となっている。

図１（ｄ）は、無機ナノ粒子の付着工程を示している。図１（ｄ）に示されるように、トリアジン系化合物２上に無機ナノ粒子層３を付着させるため、トリアジン系化合物２を付着させた基板１は、Ａｇナノ粒子分散液に２３℃の温度で１０分間浸漬される。このことにより、無機ナノ粒子層３が、トリアジン系化合物２上に３０ｎｍ程度の膜厚で形成される。尚、本実施形態では、Ａｇナノ粒子分散液は、イオックス社製のＡｇナノ粒子エタノールスラリー（Ａｇナノ粒子濃度７０ｗｔ％）を用いた場合を例示したが、これに限られるものではなく、無機ナノ粒子は、Ａｕ、Ｎｉなどの他の金属であってもかまわない。

図１（ｅ）は、無機ナノ粒子の除去工程を示している。図１（ｅ）に示されるように、図１（ｃ）で説明した紫外線照射によるパターニング領域以外すなわち未露光部に付着した無機ナノ粒子を除去する。無機ナノ粒子を除去するため、無機ナノ粒子層３を付着させた基板１は、エタノール溶液に、２３℃の温度で１０分間浸漬される。このエタノール溶液に浸漬させる際、エタノール溶液に超音波を印加してもよく、未露光部に付着した無機ナノ粒子であるＡｇナノ粒子が除去され、紫外線照射によるパターニング領域にのみ接着したＡｇナノ粒子層が残る。このことによって、基板１の所望領域に、無機ナノ粒子の皮膜のパターンを形成することができる。

以上、図１（ａ）〜（ｅ）の工程を経ることにより、本実施形態では、無機ナノ粒子の皮膜のパターンを容易に形成することができる。従来の無機ナノ粒子の皮膜のパターンの形成方法では、無機ナノ粒子を接着させる１０μｍ以上の膜厚の親水性ポリマーが必要であったが、本実施形態では、無機ナノ粒子を接着させるトリアジン系化合物２の膜厚は、１０ｎｍ程度の薄い膜厚でよい。このことにより、従来の無機ナノ粒子の皮膜のパターンの形成方法では、１０μｍ以下の微細な無機ナノ粒子の皮膜のパターンを形成することができないという課題が、本実施形態では容易に解決される。本実施形態のように、無機ナノ粒子がＡｇナノ粒子であれば、電子部品で用いられる微細な低抵抗な電気配線パターンの形成に好適に用いることができる。

また、本実施形態では、無機ナノ粒子が金属ナノ粒子である場合を例示したが、これに限られるものではなく、無機ナノ粒子は、ＴｉＯ_２やＺｎＯといった金属酸化物のナノ粒子であってもかまわない。金属酸化物のナノ粒子を用いることで、微細なパターンの装飾品や紫外線透過防止膜などの広範な製品応用が可能となる。

１基板
２トリアジン系化合物
３無機ナノ粒子層

Claims

基板にトリアジン系化合物を付着させ、前記トリアジン系化合物を付着させた前記基板の所望領域に紫外線を照射することでパターニング領域を形成し、前記基板を無機ナノ粒子分散液に浸漬して前記パターニング領域に無機ナノ粒子を接着させることにより、所望領域に無機ナノ粒子の皮膜を形成することを特徴とする皮膜のパターン形成方法。
請求項１に記載の皮膜のパターン形成方法において、前記トリアジン系化合物が基板に付着しやすい官能基と、紫外線照射により無機ナノ粒子と接着しやすい官能基をもつことを特徴とする皮膜のパターン形成方法。
請求項１または請求項２に記載の皮膜のパターン形成方法において、前記基板は、ガラスまたは樹脂からなることを特徴とする皮膜のパターン形成方法。
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の皮膜のパターン形成方法において、前記無機ナノ粒子が、金属ナノ粒子であることを特徴とする皮膜のパターン形成方法。
請求項４に記載の皮膜のパターン形成方法において、前記金属ナノ粒子が、ＡｇまたはＡｕであることを特徴とする皮膜のパターン形成方法。
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の皮膜のパターン形成方法において、前記トリアジン系化合物が、アジド基を有することを特徴とする皮膜のパターン形成方法。
請求項６に記載のパターン形成方法において、前記トリアジン系化合物が、６−（トリエトキシシリルプロピル）アミノ−１，３，５−トリアジン−２，４−ジアジド・モノソジウム塩であることを特徴とする皮膜のパターン形成方法。