JP6971650B2 - Surface-treated resin film manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、表面加工樹脂フィルムの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a surface-treated resin film.
電子デバイスの基板には、一般に、高い耐熱性を有するガラス基板やシリコンウェーハ等の無機材料が用いられている。その一方で、有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)を適用したディスプレイ等のように、有機材料で作製されたプラスチック基材(樹脂フィルム等)が、電子デバイスの基板に用いられるようになってきている。
しかしながら、プラスチック基材は、無機材料に比べて、耐熱性が低く、表面の耐摩耗性や、隣接する薄膜との密着性が劣り、その用途が限られる等の問題があった。かかる問題に対し、プラスチック基材の高機能化が求められる。
Inorganic materials such as glass substrates and silicon wafers, which have high heat resistance, are generally used for the substrates of electronic devices. On the other hand, plastic substrates (resin films, etc.) made of organic materials, such as displays to which organic electroluminescence (organic EL) is applied, have come to be used as substrates for electronic devices.
However, the plastic base material has problems that the heat resistance is lower than that of the inorganic material, the wear resistance of the surface and the adhesion to the adjacent thin film are inferior, and the use thereof is limited. To solve this problem, it is required to improve the functionality of the plastic base material.
プラスチック基材の高機能化を図る技術としては、プラスチック基材の表面を改質する方法が開発されている。
プラスチック基材の表面改質には、従来、コロナ放電処理法、プラズマ処理法などが行われている。しかしながら、これらの処理法においては、一度に大面積を処理すること、損傷を与えずに処理することが困難である。
As a technique for improving the functionality of a plastic base material, a method of modifying the surface of the plastic base material has been developed.
Conventionally, a corona discharge treatment method, a plasma treatment method, or the like has been used to modify the surface of a plastic base material. However, in these treatment methods, it is difficult to treat a large area at one time and to treat without damaging.
また、特許文献1には、減圧下に於いて水素分子を原子状水素に分解し、該原子状水素をプラスチックに接触させることにより、プラスチックの表面を改質するプラスチック表面処理法が提案されている。かかるプラスチック表面処理法によれば、親水性もしくは疎水性の付与、耐摩耗性、機械的強度、又は薄膜との密着性の向上が図れる、とされている。
Further,
ところで、近年、半導体素子等の電子部品には、小型化、高機能化などがますます求められている。これに伴い、電子デバイスの基板に要求される特性は、従来に比べて高くなってきている。
本発明者らは、これまでの検討により、前記の電子デバイスの基板に対する要求特性を満たすには、プラスチック表面に設ける微細な凹凸構造を、より規則的に形成することが重要であること、を見出した。
特許文献1に記載されたプラスチック表面処理法においては、プラスチック表面に微細な凹凸構造を形成できるものの、その構造の規則性は低く、未だ改良の余地がある。
By the way, in recent years, electronic components such as semiconductor elements are increasingly required to be smaller and more sophisticated. Along with this, the characteristics required for the substrate of the electronic device are becoming higher than those in the past.
Based on the studies so far, the present inventors have determined that it is important to form the fine uneven structure provided on the plastic surface more regularly in order to satisfy the required characteristics of the electronic device for the substrate. I found it.
In the plastic surface treatment method described in
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、表面に高い規則性を有する微細構造を備えた表面加工樹脂フィルムの製造方法を提供すること、を課題とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for producing a surface-treated resin film having a fine structure having a high regularity on the surface.
本発明の第1の態様は、凹凸表面からなる複数の規則的な微細構造を備えた表面加工樹脂フィルムの製造方法であって、前記微細構造間のピッチが1μm以下となるように、樹脂フィルムに対して、原子状水素を照射する工程を有することを特徴とする、表面加工樹脂フィルムの製造方法である。 The first aspect of the present invention is a method for producing a surface-processed resin film having a plurality of regular fine structures composed of uneven surfaces, so that the pitch between the fine structures is 1 μm or less. On the other hand, it is a method for producing a surface-processed resin film, which comprises a step of irradiating atomic hydrogen.
本発明によれば、表面に高い規則性を有する微細構造を備えた表面加工樹脂フィルムの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a surface-treated resin film having a fine structure having a high regularity on the surface.
本明細書及び本特許請求の範囲において、「脂肪族」とは、芳香族に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味するものと定義する。
「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「アルキレン基」は、特に断りがない限り、直鎖状、分岐鎖状及び環状の2価の飽和炭化水素基を包含するものとする。アルコキシ基中のアルキル基も同様である。
「ハロゲン化アルキル基」は、アルキル基の水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換された基であり、該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
「フッ素化アルキル基」又は「フッ素化アルキレン基」は、アルキル基又はアルキレン基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換された基をいう。
「構成単位」とは、高分子化合物(樹脂、重合体、共重合体)を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。
「置換基を有していてもよい」と記載する場合、水素原子(−H)を1価の基で置換する場合と、メチレン基(−CH2−)を2価の基で置換する場合の両方を含む。
「露光」は、放射線の照射全般を含む概念とする。
In the present specification and claims, "aliphatic" is defined as a concept relative to aromatics and means a group, a compound or the like having no aromaticity.
Unless otherwise specified, the "alkyl group" shall include linear, branched and cyclic monovalent saturated hydrocarbon groups.
Unless otherwise specified, the "alkylene group" includes linear, branched and cyclic divalent saturated hydrocarbon groups. The same applies to the alkyl group in the alkoxy group.
The "alkyl halide group" is a group in which a part or all of the hydrogen atom of the alkyl group is substituted with a halogen atom, and examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.
The "fluorinated alkyl group" or "fluorinated alkylene group" refers to a group in which a part or all of the hydrogen atom of the alkyl group or the alkylene group is substituted with a fluorine atom.
The “constituent unit” means a monomer unit (monomer unit) constituting a polymer compound (resin, polymer, copolymer).
When describing "may have a substituent", a case where a hydrogen atom (-H) is substituted with a monovalent group and a case where a methylene group (-CH 2- ) is substituted with a divalent group. Including both.
"Exposure" is a concept that includes general irradiation of radiation.
(表面加工樹脂フィルムの製造方法)
本実施形態の製造方法は、凹凸表面からなる複数の規則的な微細構造を備えた表面加工樹脂フィルムを製造する方法である。
かかる製造方法は、樹脂フィルムに対して、原子状水素を照射する工程(以下この工程を「工程(α)」という)を有する。
(Manufacturing method of surface-treated resin film)
The manufacturing method of the present embodiment is a method of manufacturing a surface-treated resin film having a plurality of regular microstructures composed of uneven surfaces.
Such a manufacturing method includes a step of irradiating the resin film with atomic hydrogen (hereinafter, this step is referred to as "step (α)").
図1は、本実施形態の製造方法により製造される表面加工樹脂フィルムの一実施形態を示すSEM像、を示す図である。
図1に示す表面加工樹脂フィルム10は、複数の凹部と凸部とが規則的に並ぶ微細構造を備えた、凹凸表面を有する樹脂フィルムである。表面加工樹脂フィルム10において、個々の微細構造間のピッチは1μm以下とされている。
FIG. 1 is a diagram showing an SEM image showing an embodiment of a surface-treated resin film produced by the production method of the present embodiment.
The surface-treated
図2は、微細構造1a、1b間のピッチ(1周期当たりの長さ)を示している。微細構造における凸部の高さhは、用途等に応じて適宜設定され、例えば0.1〜1μmとされる。
FIG. 2 shows the pitch (length per cycle) between the
「ピッチ」とは、複数の規則的な微細構造の1周期当たりの長さをいう。本発明においては、図2で示す微細構造1a、1b間のピッチ(1周期当たりの長さ)を意味する。
この「ピッチ」は、表面加工樹脂フィルムについてAFMで求めた表面データをもとにし、PSD(パワースペクトル密度関数)を用いて算出される値である。
"Pitch" refers to the length of a plurality of regular microstructures per cycle. In the present invention, it means the pitch (length per cycle) between the
This "pitch" is a value calculated by using PSD (power spectral density function) based on the surface data obtained by AFM for the surface-treated resin film.
<工程(α)>
工程(α)では、凹凸表面からなる複数の規則的な微細構造間のピッチが1μm以下となるように、樹脂フィルムに対して、原子状水素を照射する。
<Process (α)>
In the step (α), the resin film is irradiated with atomic hydrogen so that the pitch between the plurality of regular fine structures composed of the uneven surface is 1 μm or less.
≪樹脂フィルム≫
樹脂フィルムの厚さは、用途等を勘案して決定され、例えば10μm以下が好ましく、より好ましくは1〜6μmの範囲である。
樹脂フィルムの厚さが、前記の好ましい範囲の上限値以下であれば、変形しやすさがより高められる。一方、前記の好ましい範囲の下限値以上であれば、強度がより高められる。
≪Resin film≫
The thickness of the resin film is determined in consideration of the intended use and the like, and is preferably 10 μm or less, more preferably 1 to 6 μm.
When the thickness of the resin film is not more than the upper limit of the above-mentioned preferable range, the easiness of deformation is further enhanced. On the other hand, if it is at least the lower limit of the above-mentioned preferable range, the strength is further increased.
樹脂フィルムは、主成分としての樹脂成分と、必要に応じて各種添加剤と、を含有する。
前記樹脂成分としては、原子状水素の照射により、樹脂フィルム表面に微細構造が形成し得るものであればよく、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリプロピレン系樹脂が挙げられる。
これらの中でも、前記樹脂成分としては、微細構造が形成しやすいことから、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂が好ましい。
The resin film contains a resin component as a main component and, if necessary, various additives.
The resin component may be any as long as it can form a fine structure on the surface of the resin film by irradiation with atomic hydrogen. For example, acrylic resin, epoxy resin, polyethylene resin, polyvinyl chloride resin, polypropylene. Examples include based resins.
Among these, as the resin component, an acrylic resin and an epoxy resin are preferable because a fine structure is easily formed.
・アクリル系樹脂について
アクリル系樹脂としては、α位に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸から誘導される構成単位、又は、α位に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位、の繰り返し構造を有する重合体が挙げられる。
-Acrylic resin As an acrylic resin, a structural unit derived from acrylic acid in which a hydrogen atom bonded to the α-position may be substituted with a substituent, or a hydrogen atom bonded to the α-position is a substituent. Examples thereof include polymers having a repeating structure of structural units derived from optionally substituted acrylic acid esters.
「アクリル酸から誘導される構成単位」とは、アクリル酸のエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「アクリル酸エステルから誘導される構成単位」とは、アクリル酸エステルのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「アクリル酸エステル」は、アクリル酸(CH2=CH−COOH)のカルボキシ基末端の水素原子が有機基で置換された化合物である。
前記α位に結合した水素原子を置換する置換基(Rα)は、水素原子以外の原子又は基である。α位に結合する水素原子以外の基としては、例えば、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜5のヒドロキシアルキル基等が挙げられる。
上記α位に結合した置換基としてのアルキル基は、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、炭素数1〜5のアルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基)等が挙げられる。
また、α位の置換基としてのハロゲン化アルキル基は、具体的には、上記「α位に結合した置換基としてのアルキル基」の水素原子の一部又は全部を、ハロゲン原子で置換した基が挙げられる。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
また、α位に結合した置換基としてのヒドロキシアルキル基は、具体的には、上記「α位の置換基としてのアルキル基」の水素原子の一部又は全部を、水酸基で置換した基が挙げられる。該ヒドロキシアルキル基における水酸基の数は、1〜5が好ましく、1が最も好ましい。
アクリル系樹脂におけるα位とは、特に断りがない限り、カルボニル基が結合している主鎖を構成する炭素原子のことをいう。
The “constituent unit derived from acrylic acid” means a structural unit composed by cleavage of the ethylenic double bond of acrylic acid.
The “constituent unit derived from the acrylic acid ester” means a structural unit formed by cleaving the ethylenic double bond of the acrylic acid ester.
The "acrylic acid ester" is a compound in which the hydrogen atom at the terminal of the carboxy group of acrylic acid (CH 2 = CH-COOH) is replaced with an organic group.
The substituent (R α ) that replaces the hydrogen atom bonded to the α-position is an atom or group other than the hydrogen atom. Examples of the group other than the hydrogen atom bonded to the α-position include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogenated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and a hydroxyalkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
The alkyl group as the substituent bonded to the α-position is preferably a linear or branched alkyl group, and specifically, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms (methyl group, ethyl group, propyl group, etc.). Examples thereof include an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group and a neopentyl group).
Further, the alkyl halide group as a substituent at the α-position is specifically a group in which a part or all of the hydrogen atom of the above-mentioned "alkyl group as a substituent bonded to the α-position" is substituted with a halogen atom. Can be mentioned. Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and a fluorine atom is particularly preferable.
Further, the hydroxyalkyl group as a substituent bonded to the α-position is specifically a group in which a part or all of the hydrogen atom of the above-mentioned “alkyl group as a substituent at the α-position” is substituted with a hydroxyl group. Be done. The number of hydroxyl groups in the hydroxyalkyl group is preferably 1 to 5, and most preferably 1.
Unless otherwise specified, the α-position in an acrylic resin refers to a carbon atom constituting a main chain to which a carbonyl group is bonded.
α位に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、2−プロピルアクリル酸が挙げられる。
α位に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルとしては、例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸酸ブチルが挙げられる。
Examples of acrylic acid in which the hydrogen atom bonded to the α-position may be substituted with a substituent include acrylic acid, methacrylic acid, ethacryllic acid, and 2-propylacrylic acid.
Examples of the acrylate ester in which the hydrogen atom bonded to the α-position may be substituted with a substituent include methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, ethyl methacrylate, ethyl methacrylate, and methacrylic. Examples thereof include propyl acid and butyl methacrylate.
好ましいアクリル系樹脂としては、下記の一般式(u1)で表される構成単位(u1)を有する重合体(P1)、又は、一般式(u2)で表される構成単位(u2)を有する重合体(P2)が挙げられる。
構成単位(u1)は、α位に、水素原子以外の置換基(Rα1)が結合している。
構成単位(u2)は、α位に、水素原子が結合している。
As a preferable acrylic resin, a polymer (P1) having a structural unit (u1) represented by the following general formula (u1) or a weight having a structural unit (u2) represented by the general formula (u2). Coalescence (P2) can be mentioned.
In the structural unit (u1), a substituent (R α1 ) other than a hydrogen atom is bonded to the α-position.
In the structural unit (u2), a hydrogen atom is bonded to the α-position.
・・重合体(P1)について
前記式(u1)中、Rα1は、炭素数1〜5のアルキル基である。
Rα1におけるアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、Rα1は、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
-Regarding the polymer (P1) In the above formula (u1), R α1 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
The alkyl group in R α1 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, or an isobutyl group. , Tert-Butyl group, pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and the like. Among these, R α1 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably a methyl group or an ethyl group, and particularly preferably a methyl group.
前記式(u1)中、Ru1は、有機基又は水素原子である。
Ru1における有機基は、置換基を有してもよい炭化水素基が挙げられる。この炭化水素基としては、鎖状の炭化水素基、環状の炭化水素基が挙げられる。
In the formula (u1), Ru1 is an organic group or a hydrogen atom.
Examples of the organic group in Ru1 include a hydrocarbon group which may have a substituent. Examples of the hydrocarbon group include a chain hydrocarbon group and a cyclic hydrocarbon group.
Ru1における、鎖状の炭化水素基は、直鎖状でも分岐鎖状でもよいし、また、飽和炭化水素基でも不飽和炭化水素基でもよい。
かかる鎖状の炭化水素基としては、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、より好ましくは直鎖状のアルキル基である。
該直鎖状のアルキル基は、炭素数1〜5であることが好ましく、炭素数1〜4がより好ましく、炭素数1又は2がさらに好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基又はn−ブチル基が好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
該分岐鎖状のアルキル基は、炭素数3〜10であることが好ましく、炭素数3〜5がより好ましい。具体的には、イソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,1−ジエチルプロピル基、2,2−ジメチルブチル基等が挙げられる。
The chain hydrocarbon group in Ru1 may be linear or branched, and may be a saturated hydrocarbon group or an unsaturated hydrocarbon group.
As the chain hydrocarbon group, a linear or branched alkyl group is preferable, and a linear alkyl group is more preferable.
The linear alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms, and even more preferably 1 or 2 carbon atoms. Specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, an n-pentyl group and the like. Among these, a methyl group, an ethyl group or an n-butyl group is preferable, a methyl group or an ethyl group is more preferable, and a methyl group is particularly preferable.
The branched-chain alkyl group preferably has 3 to 10 carbon atoms, and more preferably 3 to 5 carbon atoms. Specific examples thereof include an isopropyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, a 1,1-diethylpropyl group and a 2,2-dimethylbutyl group.
Ru1における、環状の炭化水素基は、脂肪族炭化水素基でも芳香族炭化水素基でもよいし、また、多環式基でも単環式基でもよい。
単環式基である脂肪族炭化水素基としては、モノシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素数3〜6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。
多環式基である脂肪族炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
The cyclic hydrocarbon group in Ru1 may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, and may be a polycyclic group or a monocyclic group.
As the aliphatic hydrocarbon group which is a monocyclic group, a group obtained by removing one hydrogen atom from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclopentane and cyclohexane.
The aliphatic hydrocarbon group which is a polycyclic group is preferably a group obtained by removing one hydrogen atom from a polycycloalkane, and the polycycloalkane is preferably one having 7 to 12 carbon atoms, specifically. Examples include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
Ru1における、環状の炭化水素基が芳香族炭化水素基となる場合、該芳香族炭化水素基は、芳香環を少なくとも1つ有する炭化水素基である。
この芳香環は、4n+2個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、多環式基でも単環式基でもよい。この芳香環は、炭素数5〜30であることが好ましく、炭素数5〜20がより好ましく、炭素数6〜15がさらに好ましく、炭素数6〜12が特に好ましい。
この芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。
Ru1における芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環又は芳香族複素環から水素原子1つを除いた基(アリール基又はヘテロアリール基);2つ以上の芳香環を含む芳香族化合物(例えばビフェニル、フルオレン等)から水素原子1つを除いた基;前記芳香族炭化水素環又は芳香族複素環の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(例えばベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基など)等が挙げられる。前記芳香族炭化水素環又は芳香族複素環に結合するアルキレン基は、炭素数1〜4が好ましく、炭素数1又は2がより好ましく、炭素数1が特に好ましい。
In R u1, if the cyclic hydrocarbon group is an aromatic hydrocarbon group, aromatic hydrocarbon group is a hydrocarbon group having at least one aromatic ring.
This aromatic ring is not particularly limited as long as it is a cyclic conjugated system having 4n + 2 π electrons, and may be a polycyclic group or a monocyclic group. The aromatic ring preferably has 5 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 20 carbon atoms, further preferably 6 to 15 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 12 carbon atoms.
Specifically, the aromatic ring is an aromatic hydrocarbon ring such as benzene, naphthalene, anthracene, or phenanthrene; an aromatic heterocycle in which a part of carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring is substituted with a heteroatom or the like. Can be mentioned. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocycle include an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom and the like. Specific examples of the aromatic heterocycle include a pyridine ring and a thiophene ring.
Specifically, as the aromatic hydrocarbon group in Ru1, a group (aryl group or heteroaryl group) obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle; two or more aromatic rings are used. A group obtained by removing one hydrogen atom from an aromatic compound (eg, biphenyl, fluorene, etc.); a group in which one of the hydrogen atoms of the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle is substituted with an alkylene group (eg, a benzyl group, etc.). Examples thereof include an arylalkyl group such as a phenethyl group, a 1-naphthylmethyl group, a 2-naphthylmethyl group, a 1-naphthylethyl group, and a 2-naphthylethyl group). The alkylene group bonded to the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 or 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.
上記の中でも、Ru1における有機基は、鎖状の炭化水素基が好ましく、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基がより好ましく、直鎖状のアルキル基がさらに好ましく、特に好ましくはメチル基である。 Among the above, the organic group in Ru1 is preferably a chain hydrocarbon group, more preferably a linear or branched alkyl group, further preferably a linear alkyl group, and particularly preferably a methyl group. be.
Ru1における炭化水素基は、置換基を有してもよい。該置換基としては、ハロゲン原子、オキソ基(=O)、水酸基(−OH)、アミノ基(−NH2)、−SO2−NH2等が挙げられ、これらの中でも水酸基(−OH)が好ましい。 The hydrocarbon group in Ru1 may have a substituent. Examples of the substituent include a halogen atom, an oxo group (= O), a hydroxyl group (-OH), an amino group (-NH 2 ), -SO 2- NH 2 and the like, and among these, the hydroxyl group (-OH) is used. preferable.
以下に上記の一般式(u1)で表される構成単位(u1)の具体例を示す。 A specific example of the structural unit (u1) represented by the above general formula (u1) is shown below.
重合体(P1)が有する構成単位(u1)は、1種でもよいし2種以上でもよい。
また、重合体(P1)は、必要に応じて、構成単位(u1)以外の構成単位を有してもよい。
重合体(P1)中の構成単位(u1)の割合は、重合体(P1)を構成する全構成単位の合計に対して50モル%以上が好ましく、80モル%以上がより好ましく、90モル%以上がさらに好ましく、100モル%(ホモポリマー)であってもよい。
The structural unit (u1) contained in the polymer (P1) may be one kind or two or more kinds.
Further, the polymer (P1) may have a structural unit other than the structural unit (u1), if necessary.
The ratio of the structural unit (u1) in the polymer (P1) is preferably 50 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, and 90 mol% with respect to the total of all the structural units constituting the polymer (P1). The above is more preferable, and it may be 100 mol% (homopolymer).
・・重合体(P2)について
前記式(u2)中、Ru2は、有機基又は水素原子である。
Ru2における有機基は、前記Ru1における有機基と同様のものが挙げられ、鎖状の炭化水素基が好ましく、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基がより好ましく、直鎖状のアルキル基がさらに好ましく、特に好ましくはメチル基である。
-Regarding the polymer (P2) In the above formula (u2), Ru2 is an organic group or a hydrogen atom.
Examples of the organic group in Ru2 include the same organic groups as in Ru1. A chain hydrocarbon group is preferable, a linear or branched alkyl group is more preferable, and a linear alkyl group is preferable. Is more preferable, and particularly preferably a methyl group.
以下に上記の一般式(u2)で表される構成単位(u2)の具体例を示す。 A specific example of the structural unit (u2) represented by the above general formula (u2) is shown below.
重合体(P2)が有する構成単位(u2)は、1種でもよいし2種以上でもよい。
また、重合体(P2)は、必要に応じて、構成単位(u2)以外の構成単位を有してもよい。
重合体(P2)中の構成単位(u2)の割合は、重合体(P2)を構成する全構成単位の合計に対して50モル%以上が好ましく、80モル%以上がより好ましく、90モル%以上がさらに好ましく、100モル%(ホモポリマー)であってもよい。
The structural unit (u2) contained in the polymer (P2) may be one kind or two or more kinds.
Further, the polymer (P2) may have a structural unit other than the structural unit (u2), if necessary.
The ratio of the structural unit (u2) in the polymer (P2) is preferably 50 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, and 90 mol% with respect to the total of all the structural units constituting the polymer (P2). The above is more preferable, and it may be 100 mol% (homopolymer).
上述したアクリル系樹脂の中でも、微細構造がより形成しやすいことから、アクリル酸エステルのα位に水素原子以外の置換基が結合したアクリル系樹脂が好ましく、上記構成単位(u1)を有する重合体(P1)を用いることが特に好ましい。 Among the above-mentioned acrylic resins, an acrylic resin in which a substituent other than a hydrogen atom is bonded to the α-position of the acrylic acid ester is preferable because a fine structure is more easily formed, and a polymer having the above-mentioned structural unit (u1) is preferable. It is particularly preferable to use (P1).
・エポキシ系樹脂について
エポキシ系樹脂としては、分子内にエポキシ基を有し、架橋構造を形成し得る樹脂が挙げられる。
例えば、エポキシ系樹脂としては、多官能エポキシ樹脂が挙げられ、多官能フェノール・ノボラック型エポキシ樹脂、多官能オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂、多官能トリフェニル型ノボラック型エポキシ樹脂、多官能ビスフェノールAノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。
-Epoxy-based resin Examples of the epoxy-based resin include resins having an epoxy group in the molecule and capable of forming a crosslinked structure.
For example, examples of the epoxy resin include polyfunctional phenol / novolak type epoxy resin, polyfunctional orthocresol novolac type epoxy resin, polyfunctional triphenyl type novolak type epoxy resin, and polyfunctional bisphenol A novolak type. Epoxy resin and the like can be mentioned.
好ましいエポキシ系樹脂としては、下記の一般式(p3)で表される樹脂(P3)が挙げられる。 Preferred epoxy-based resins include resins (P3) represented by the following general formula (p3).
前記式(p3)中、Rp1及びRp2は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。
Rp1及びRp2におけるアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状又は環状のアルキル基が挙げられる。かかる直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられ、直鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。かかる環状のアルキル基としては、シクロブチル基、シクロペンチル基等が挙げられる。
中でも、Rp1、Rp2としては、水素原子、又は、直鎖状もしくは分岐鎖状のアルキル基が好ましい。
前記式(p3)中、複数のRp1は、互いに同一であってもよく異なっていてもよい。複数のRp2は、互いに同一であってもよく異なっていてもよい。
In the above formula (p3), R p1 and R p2 are independently hydrogen atoms or alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms.
Examples of the alkyl group in R p1 and R p2 include linear, branched or cyclic alkyl groups. Examples of the linear or branched alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, a neopentyl group and the like. A linear alkyl group is preferable, and a methyl group is more preferable. Examples of such a cyclic alkyl group include a cyclobutyl group and a cyclopentyl group.
Among them, as R p1 and R p2 , a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group is preferable.
In the above formula (p3), the plurality of R p1s may be the same or different from each other. The plurality of R p2s may be the same as or different from each other.
前記式(p3)中、REPは、エポキシ基含有基である。
REPにおけるエポキシ基含有基としては、特に限定されるものではなく、エポキシ基のみからなる基;脂環式エポキシ基のみからなる基;エポキシ基又は脂環式エポキシ基と、2価の連結基とを有する基が挙げられる。
脂環式エポキシ基とは、3員環エーテルであるオキサシクロプロパン構造を有する脂環式基であって、具体的には、脂環式基とオキサシクロプロパン構造とを有する基である。
In the formula (p3), R EP is an epoxy group-containing group.
The epoxy group-containing group for R EP, is not particularly limited, groups composed of only an epoxy group; group consists of only alicyclic epoxy group; and an epoxy group or an alicyclic epoxy group, a divalent linking group A group having and can be mentioned.
The alicyclic epoxy group is an alicyclic group having an oxacyclopropane structure which is a 3-membered ring ether, and specifically, a group having an alicyclic group and an oxacyclopropane structure.
脂環式エポキシ基の基本骨格となる脂環式基としては、単環でも多環でもよい。単環の脂環式基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等が挙げられる。多環の脂環式基としては、ノルボルニル基、イソボルニル基、トリシクロノニル基、トリシクロデシル基、テトラシクロドデシル基等が挙げられる。また、これら脂環式基中の水素原子は、アルキル基、アルコキシ基、水酸基等で置換されていてもよい。 The alicyclic group which is the basic skeleton of the alicyclic epoxy group may be monocyclic or polycyclic. Examples of the monocyclic alicyclic group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group and the like. Examples of the polycyclic alicyclic group include a norbornyl group, an isobornyl group, a tricyclononyl group, a tricyclodecyl group, a tetracyclododecyl group and the like. Further, the hydrogen atom in these alicyclic groups may be substituted with an alkyl group, an alkoxy group, a hydroxyl group or the like.
エポキシ基又は脂環式エポキシ基と、2価の連結基とを有する基の場合、式中の酸素原子(−O−)に結合した2価の連結基を介してエポキシ基又は脂環式エポキシ基が結合することが好ましい。
ここで、2価の連結基としては、特に限定されないが、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基、ヘテロ原子を含む2価の連結基等が好適なものとして挙げられる。
In the case of a group having an epoxy group or an alicyclic epoxy group and a divalent linking group, the epoxy group or the alicyclic epoxy group is via a divalent linking group bonded to an oxygen atom (-O-) in the formula. It is preferable that the groups are bonded.
Here, the divalent linking group is not particularly limited, but a divalent hydrocarbon group which may have a substituent, a divalent linking group containing a heteroatom, and the like are preferable.
置換基を有していてもよい2価の炭化水素基について:
かかる2価の炭化水素基における炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。
2価の炭化水素基としての脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
該脂肪族炭化水素基として、より具体的には、直鎖状若しくは分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、又は構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
For divalent hydrocarbon groups that may have substituents:
The hydrocarbon group in the divalent hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
The aliphatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group may be saturated or unsaturated, and is usually preferably saturated.
More specifically, the aliphatic hydrocarbon group includes a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, an aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, and the like.
前記の直鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、1〜6がより好ましく、1〜4がさらに好ましく、1〜3が特に好ましい。直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、メチレン基[−CH2−]、エチレン基[−(CH2)2−]、トリメチレン基[−(CH2)3−]、テトラメチレン基[−(CH2)4−]、ペンタメチレン基[−(CH2)5−]等が挙げられる。
前記の分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が2〜10であることが好ましく、2〜6がより好ましく、2〜4がさらに好ましく、2又は3が特に好ましい。分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、−CH(CH3)−、−CH(CH2CH3)−、−C(CH3)2−、−C(CH3)(CH2CH3)−、−C(CH3)(CH2CH2CH3)−、−C(CH2CH3)2−等のアルキルメチレン基;−CH(CH3)CH2−、−CH(CH3)CH(CH3)−、−C(CH3)2CH2−、−CH(CH2CH3)CH2−、−C(CH2CH3)2−CH2−等のアルキルエチレン基;−CH(CH3)CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2−等のアルキルトリメチレン基;−CH(CH3)CH2CH2CH2−、−CH2CH(CH3)CH2CH2−等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
The linear aliphatic hydrocarbon group preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, still more preferably 1 to 4 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 3 carbon atoms. As the linear aliphatic hydrocarbon group, a linear alkylene group is preferable, and specifically, a methylene group [−CH 2 −], an ethylene group [− (CH 2 ) 2 −], and a trimethylene group [ − (CH 2 ) 3 −], tetramethylene group [− (CH 2 ) 4 −], pentamethylene group [− (CH 2 ) 5 −] and the like can be mentioned.
The branched-chain aliphatic hydrocarbon group preferably has 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 6 carbon atoms, still more preferably 2 to 4 carbon atoms, and particularly preferably 2 or 3 carbon atoms. As the branched aliphatic hydrocarbon group, a branched alkylene group is preferable, and specifically, −CH (CH 3 ) −, −CH (CH 2 CH 3 ) −, and −C (CH 3 ). 2- , -C (CH 3 ) (CH 2 CH 3 )-, -C (CH 3 ) (CH 2 CH 2 CH 3 )-, -C (CH 2 CH 3 ) 2 -etc. Alkyl methylene groups;- CH (CH 3 ) CH 2- , -CH (CH 3 ) CH (CH 3 )-, -C (CH 3 ) 2 CH 2- , -CH (CH 2 CH 3 ) CH 2- , -C (CH 2) CH 3 ) 2- CH 2 -etc. Alkylethylene groups; -CH (CH 3 ) CH 2 CH 2- , -CH 2 CH (CH 3 ) CH 2 -etc. Alkyltrimethylene groups; -CH (CH 3 ) Examples thereof include alkylalkylene groups such as alkyltetramethylene groups such as CH 2 CH 2 CH 2 − and −CH 2 CH (CH 3 ) CH 2 CH 2 −. As the alkyl group in the alkylalkylene group, a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable.
前記の構造中に環を含む脂肪族炭化水素基としては、脂環式炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子2個を除いた基)、脂環式炭化水素基が直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合した基、脂環式炭化水素基が直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。前記直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、前記と同様のものが挙げられる。
前記脂環式炭化水素基は、炭素数3〜20であることが好ましく、炭素数3〜12であることがより好ましい。
前記脂環式炭化水素基は、多環式基であってもよく、単環式基であってもよい。単環式の脂環式炭化水素基としては、モノシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましい。該モノシクロアルカンとしては、炭素数3〜6のものが好ましく、具体的にはシクロペンタン、シクロヘキサン等が挙げられる。多環式の脂環式炭化水素基としては、ポリシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとしては、炭素数7〜12のものが好ましく、具体的にはアダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
As the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the above structure, an alicyclic hydrocarbon group (a group obtained by removing two hydrogen atoms from the alicyclic hydrocarbon ring) and an alicyclic hydrocarbon group are linear or linear. Examples thereof include a group bonded to the end of a branched aliphatic hydrocarbon group, a group in which an alicyclic hydrocarbon group is present in the middle of a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, and the like. Examples of the linear or branched aliphatic hydrocarbon group include the same groups as described above.
The alicyclic hydrocarbon group preferably has 3 to 20 carbon atoms, and more preferably 3 to 12 carbon atoms.
The alicyclic hydrocarbon group may be a polycyclic group or a monocyclic group. As the monocyclic alicyclic hydrocarbon group, a group obtained by removing two hydrogen atoms from a monocycloalkane is preferable. The monocycloalkane preferably has 3 to 6 carbon atoms, and specific examples thereof include cyclopentane and cyclohexane. The polycyclic alicyclic hydrocarbon group is preferably a group obtained by removing two hydrogen atoms from a polycycloalkane, and the polycycloalkane is preferably one having 7 to 12 carbon atoms, specifically. Examples thereof include adamantane, norbornane, isobornane, tricyclodecane, tetracyclododecane and the like.
2価の炭化水素基としての芳香族炭化水素基は、芳香環を少なくとも1つ有する炭化水素基である。この芳香環は、(4n+2)個のπ電子をもつ環状共役系であれば特に限定されず、単環式でも多環式でもよい。芳香環は、その炭素数5〜30であることが好ましく、炭素数5〜20がより好ましく、炭素数6〜15がさらに好ましく、炭素数6〜12が特に好ましい。芳香環として具体的には、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン等の芳香族炭化水素環;前記芳香族炭化水素環を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子で置換された芳香族複素環等が挙げられる。芳香族複素環におけるヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等が挙げられる。芳香族複素環として具体的には、ピリジン環、チオフェン環等が挙げられる。
芳香族炭化水素基として具体的には、前記芳香族炭化水素環又は芳香族複素環から水素原子2つを除いた基(アリーレン基又はヘテロアリーレン基);2つ以上の芳香環を含む芳香族化合物(例えばビフェニル、フルオレン等)から水素原子2つを除いた基;前記芳香族炭化水素環又は芳香族複素環から水素原子1つを除いた基(アリール基又はヘテロアリール基)の水素原子の1つがアルキレン基で置換された基(例えばベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基におけるアリール基から水素原子をさらに1つ除いた基)等が挙げられる。前記アリール基又はヘテロアリール基に結合するアルキレン基は、その炭素数1〜4であることが好ましく、炭素数1又は2であることがより好ましく、炭素数1であることが特に好ましい。
The aromatic hydrocarbon group as a divalent hydrocarbon group is a hydrocarbon group having at least one aromatic ring. The aromatic ring is not particularly limited as long as it is a cyclic conjugated system having (4n + 2) π electrons, and may be a monocyclic type or a polycyclic type. The aromatic ring preferably has 5 to 30 carbon atoms, more preferably 5 to 20 carbon atoms, further preferably 6 to 15 carbon atoms, and particularly preferably 6 to 12 carbon atoms. Specific examples of the aromatic ring include aromatic hydrocarbon rings such as benzene, naphthalene, anthracene, and phenanthrene; aromatic heterocycles in which some of the carbon atoms constituting the aromatic hydrocarbon ring are substituted with heteroatoms. Can be mentioned. Examples of the hetero atom in the aromatic heterocycle include an oxygen atom, a sulfur atom, a nitrogen atom and the like. Specific examples of the aromatic heterocycle include a pyridine ring and a thiophene ring.
Specifically, the aromatic hydrocarbon group is a group obtained by removing two hydrogen atoms from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocycle (arylene group or heteroarylene group); an aromatic containing two or more aromatic rings. A group obtained by removing two hydrogen atoms from a compound (for example, biphenyl, fluorene, etc.); a hydrogen atom of a group (aryl group or heteroaryl group) obtained by removing one hydrogen atom from the aromatic hydrocarbon ring or aromatic heterocyclic ring. Hydrogen from an aryl group in an arylalkyl group such as a group in which one is substituted with an alkylene group (for example, a benzyl group, a phenethyl group, a 1-naphthylmethyl group, a 2-naphthylmethyl group, a 1-naphthylethyl group, a 2-naphthylethyl group, etc.) A group from which one atom is further removed) and the like can be mentioned. The alkylene group bonded to the aryl group or the heteroaryl group preferably has 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 or 2 carbon atoms, and particularly preferably 1 carbon atom.
かかる2価の炭化水素基は、置換基を有していてもよい。
2価の炭化水素基としての、直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよく、有していなくてもよい。該置換基としては、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化アルキル基、カルボニル基等が挙げられる。
Such a divalent hydrocarbon group may have a substituent.
The linear or branched aliphatic hydrocarbon group as the divalent hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include a fluorine atom, a fluorinated alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with a fluorine atom, a carbonyl group and the like.
2価の炭化水素基としての、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基における脂環式炭化水素基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。該置換基としては、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基、カルボニル基等が挙げられる。
前記置換基としてのアルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることがより好ましい。
前記置換基としてのアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基が特に好ましい。
前記置換基としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
前記置換基としてのハロゲン化アルキル基としては、前記アルキル基の水素原子の一部又は全部が前記ハロゲン原子で置換された基が挙げられる。
また、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基における脂環式炭化水素基は、その環構造を構成する炭素原子の一部がヘテロ原子を含む置換基で置換されてもよい。該ヘテロ原子を含む置換基としては、−O−、−C(=O)−O−、−S−、−S(=O)2−、−S(=O)2−O−が好ましい。
The alicyclic hydrocarbon group in the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure as a divalent hydrocarbon group may or may not have a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, an alkyl halide group, a hydroxyl group, a carbonyl group and the like.
The alkyl group as the substituent is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group or a tert-butyl group.
As the alkoxy group as the substituent, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an iso-propoxy group, an n-butoxy group and a tert-butoxy group are more preferable. A methoxy group and an ethoxy group are particularly preferable.
Examples of the halogen atom as the substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom and the like, and a fluorine atom is preferable.
Examples of the halogenated alkyl group as the substituent include a group in which a part or all of the hydrogen atom of the alkyl group is substituted with the halogen atom.
Further, in the alicyclic hydrocarbon group in the aliphatic hydrocarbon group containing a ring in the structure, a part of the carbon atom constituting the ring structure may be substituted with a substituent containing a heteroatom. The substituent containing a hetero atom, -O -, - C (= O) -O -, - S -, - S (= O) 2 -, - S (= O) 2 -O- are preferred.
2価の炭化水素基としての、芳香族炭化水素基は、当該芳香族炭化水素基が有する水素原子が置換基で置換されていてもよい。例えば、該芳香族炭化水素基中の芳香環に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよい。該置換基としては、例えばアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基、水酸基等が挙げられる。
前記置換基としてのアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることがより好ましい。
前記置換基としてのアルコキシ基、ハロゲン原子、ハロゲン化アルキル基としては、前記脂環式炭化水素基が有する水素原子を置換する置換基として例示したものが挙げられる。
As the aromatic hydrocarbon group as a divalent hydrocarbon group, the hydrogen atom of the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent. For example, the hydrogen atom bonded to the aromatic ring in the aromatic hydrocarbon group may be substituted with a substituent. Examples of the substituent include an alkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, an alkyl halide group, a hydroxyl group and the like.
As the alkyl group as the substituent, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms is preferable, and a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an n-butyl group and a tert-butyl group are more preferable.
Examples of the alkoxy group, the halogen atom, and the alkyl halide group as the substituent include those exemplified as the substituent for substituting the hydrogen atom of the alicyclic hydrocarbon group.
ヘテロ原子を含む2価の連結基について:
ヘテロ原子を含む2価の連結基におけるヘテロ原子とは、炭素原子及び水素原子以外の原子であり、例えば酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子等が挙げられる。
About divalent linking groups containing heteroatoms:
The hetero atom in the divalent linking group including the hetero atom is an atom other than the carbon atom and the hydrogen atom, and examples thereof include an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, and a halogen atom.
ヘテロ原子を含む2価の連結基において、該連結基の好ましいものとしては、−O−、−C(=O)−O−、−C(=O)−、−O−C(=O)−O−;−C(=O)−NH−、−NH−、−NH−C(=O)−O−、−NH−C(=NH)−(Hはアルキル基、アシル基等の置換基で置換されていてもよい);−S−、−S(=O)2−、−S(=O)2−O−、一般式−Y21−O−Y22−、−Y21−O−、−Y21−C(=O)−O−、−C(=O)−O−Y21、−[Y21−C(=O)−O]m”−Y22−又は−Y21−O−C(=O)−Y22−で表される基[式中、Y21及びY22はそれぞれ独立して置換基を有していてもよい2価の炭化水素基であり、Oは酸素原子であり、m”は0〜3の整数である。]等が挙げられる。 Among the divalent linking groups containing a heteroatom, the preferred linking groups are -O-, -C (= O) -O-, -C (= O)-, -O-C (= O). -O-; -C (= O) -NH-, -NH-, -NH-C (= O) -O-, -NH-C (= NH)-(H is a substitution of an alkyl group, an acyl group, etc.) it may be substituted with a group); - S -, - S (= O) 2 -, - S (= O) 2 -O-, the formula -Y 21 -O-Y 22 -, - Y 21 - O -, - Y 21 -C ( = O) -O -, - C (= O) -O-Y 21, - [Y 21 -C (= O) -O] m "-Y 22 - or -Y 21 -O-C (= O) -Y 22 - group represented by wherein, Y 21 and Y 22 are each independently may be substituted divalent hydrocarbon group, O is an oxygen atom and m "is an integer of 0 to 3. ] And so on.
前記のへテロ原子を含む2価の連結基が−C(=O)−NH−、−NH−、−NH−C(=O)−O−、−NH−C(=NH)−の場合、そのHはアルキル基、アシル等の置換基で置換されていてもよい。該置換基(アルキル基、アシル基等)は、炭素数が1〜10であることが好ましく、1〜8であることがさらに好ましく、1〜5であることが特に好ましい。
式−Y21−O−Y22−、−Y21−O−、−Y21−C(=O)−O−、−C(=O)−O−Y21−、−[Y21−C(=O)−O]m”−Y22−又は−Y21−O−C(=O)−Y22−中、Y21及びY22は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよい2価の炭化水素基である。該2価の炭化水素基としては、前記の2価の連結基についての説明で挙げた「置換基を有していてもよい2価の炭化水素基」と同様のものが挙げられる。
Y21としては、直鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、直鎖状のアルキレン基がより好ましく、炭素数1〜5の直鎖状のアルキレン基がさらに好ましく、メチレン基またはエチレン基が特に好ましい。
Y22としては、直鎖状又は分岐鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、メチレン基、エチレン基又はアルキルメチレン基がより好ましい。該アルキルメチレン基におけるアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数1〜3の直鎖状のアルキル基がより好ましく、メチル基が最も好ましい。
式−[Y21−C(=O)−O]m”−Y22−で表される基において、m”は、0〜3の整数であり、0〜2の整数であることが好ましく、0又は1がより好ましく、1が特に好ましい。つまり、式−[Y21−C(=O)−O]m”−Y22−で表される基としては、式−Y21−C(=O)−O−Y22−で表される基が特に好ましい。中でも、式−(CH2)a’−C(=O)−O−(CH2)b’−で表される基が好ましい。該式中、a’は、1〜10の整数であり、1〜8の整数が好ましく、1〜5の整数がより好ましく、1又は2がさらに好ましく、1が最も好ましい。b’は、1〜10の整数であり、1〜8の整数が好ましく、1〜5の整数がより好ましく、1又は2がさらに好ましく、1が最も好ましい。
When the divalent linking group containing the hetero atom is -C (= O) -NH-, -NH-, -NH-C (= O) -O-, -NH-C (= NH)- , The H may be substituted with a substituent such as an alkyl group or an acyl. The substituent (alkyl group, acyl group, etc.) preferably has 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 5 carbon atoms.
Formula -Y 21 -O-Y 22 -, - Y 21 -O -, - Y 21 -C (= O) -O -, - C (= O) -O-Y 21 -, - [Y 21 -C (= O) -O] m " -Y 22 - or -Y 21 -O-C (= O ) -Y 22 - in, Y 21 and Y 22 each independently have a substituent It is also a good divalent hydrocarbon group. As the divalent hydrocarbon group, the "divalent hydrocarbon group which may have a substituent may have a substituent" mentioned in the above description of the divalent linking group. The same thing can be mentioned.
The Y 21, preferably a linear aliphatic hydrocarbon group, more preferably a linear alkylene group, a linear alkylene group is more preferred, a methylene group or an ethylene group having 1 to 5 carbon atoms, especially preferable.
As Y 22 , a linear or branched aliphatic hydrocarbon group is preferable, and a methylene group, an ethylene group or an alkyl methylene group is more preferable. The alkyl group in the alkylmethylene group is preferably a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a linear alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and most preferably a methyl group.
Formula - [Y 21 -C (= O ) -O] m "-Y 22 - In the group represented by, m" is an integer of 0 to 3, preferably an integer of 0 to 2, 0 or 1 is more preferred, and 1 is particularly preferred. In other words, the formula - Examples of the group represented by the formula -Y 21 -C (= O) -O -Y 22 - - [Y 21 -C (= O) -O] m "-
上記の中でも、REPにおけるエポキシ基含有基としては、グリシジル基が好ましい。
前記式(p3)中、複数のREPは、互いに同一であってもよく異なっていてもよい。
係るエポキシ系樹脂としては、分子内のエポキシ環が開環し、架橋が進行したものが好ましく、分子内のエポキシ環が完全に開環し、架橋が完全に進行したものがより好ましい。
Among them, the epoxy group-containing group for R EP, a glycidyl group are preferable.
In the formula (p3), the plurality of R EPs may be the same as or different from each other.
As the epoxy-based resin, one in which the epoxy ring in the molecule is opened and cross-linking is advanced is preferable, and one in which the epoxy ring in the molecule is completely opened and cross-linking is completely advanced is more preferable.
樹脂フィルムが含有する樹脂成分としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂が好ましい。
これらの中でも、微細構造がより形成しやすいことから、アクリル酸エステルのα位に水素原子以外の置換基が結合したアクリル系樹脂を含有する樹脂フィルム、又は、架橋構造が形成されたエポキシ系樹脂を含有する樹脂フィルムが好ましい。
その中でも、微細構造が特に形成しやすいことから、アクリル酸エステルのα位に水素原子以外の置換基が結合したアクリル系樹脂を含有する樹脂フィルムがより好ましく、上記構成単位(u1)を有する重合体(P1)を含有する樹脂フィルムが特に好ましい。
As the resin component contained in the resin film, an acrylic resin and an epoxy resin are preferable.
Among these, since the fine structure is more easily formed, a resin film containing an acrylic resin in which a substituent other than a hydrogen atom is bonded to the α-position of the acrylic acid ester, or an epoxy resin having a crosslinked structure formed. A resin film containing the above is preferable.
Among them, a resin film containing an acrylic resin in which a substituent other than a hydrogen atom is bonded to the α-position of the acrylic acid ester is more preferable because a fine structure is particularly easy to form, and a weight having the above-mentioned structural unit (u1) is preferable. A resin film containing a coalescence (P1) is particularly preferable.
樹脂フィルムの中でも、アクリル酸エステルのα位に水素原子以外の置換基が結合したアクリル系樹脂を含有する樹脂フィルムが、原子状水素の照射によって微細構造が特に形成しやすいのは、以下のように推測される。
α位に水素原子以外の置換基が結合したアクリル系樹脂は、原子状水素の照射により、α位の炭素原子と、α位に結合した置換基と、の間で二重結合が形成されて、主鎖が分解しやすい。かかる主鎖の分解により、樹脂フィルムを構成する樹脂マトリックスが部分的に破壊され、樹脂フィルムの表面状態が変化する(樹脂フィルム表面の微小部分が流動性を有する)。この樹脂フィルムの表面状態の違いによって、原子状水素の照射による樹脂の除去速度が変化するため、微細構造が形成しやすくなっている、と考えられる。
Among the resin films, the resin film containing an acrylic resin in which a substituent other than a hydrogen atom is bonded to the α-position of the acrylic acid ester is particularly easy to form a fine structure by irradiation with atomic hydrogen as follows. Is guessed.
In an acrylic resin in which a substituent other than a hydrogen atom is bonded to the α-position, a double bond is formed between the carbon atom at the α-position and the substituent bonded to the α-position by irradiation with atomic hydrogen. , The main chain is easily decomposed. By such decomposition of the main chain, the resin matrix constituting the resin film is partially destroyed, and the surface state of the resin film is changed (the minute portion on the surface of the resin film has fluidity). It is considered that the fine structure is easily formed because the removal rate of the resin by irradiation with atomic hydrogen changes depending on the difference in the surface state of the resin film.
樹脂フィルムが含有する樹脂成分の分子量は、10000以上が好ましく、10000〜1000000がより好ましく、500000〜1000000がさらに好ましい。
樹脂成分の分子量が、前記の好ましい範囲の下限値以上であると、微細構造がより形成しやすくなる。
ここでいう樹脂成分の分子量とは、質量平均分子量(Mw)を意味し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算の値を示す。
The molecular weight of the resin component contained in the resin film is preferably 10,000 or more, more preferably 1,000,000 to 1,000,000, and even more preferably 500,000 to 1,000,000.
When the molecular weight of the resin component is at least the lower limit of the above-mentioned preferable range, the fine structure is more likely to be formed.
The molecular weight of the resin component referred to here means a mass average molecular weight (Mw), and indicates a polystyrene-equivalent value by gel permeation chromatography (GPC).
樹脂フィルムが含有する樹脂成分は、1種でもよいし2種以上でもよい。
樹脂フィルムに占める樹脂成分の割合は、50質量%以上であり、好ましくは90質量%以上である。
The resin component contained in the resin film may be one kind or two or more kinds.
The ratio of the resin component to the resin film is 50% by mass or more, preferably 90% by mass or more.
樹脂フィルムは、樹脂成分に加えて、各種の添加剤を必要に応じて含有してもよい。
この添加剤としては、例えばフタル酸エステル、イソフタル酸エステル等が挙げられる。
The resin film may contain various additives in addition to the resin component, if necessary.
Examples of this additive include phthalates, isophthalates and the like.
かかる樹脂フィルムは、例えば、上記の樹脂成分と必要に応じて各種添加剤とが有機溶剤に溶解した樹脂組成物を用い、この樹脂組成物を、支持体上にスピンコート等によって塗布し、ベーク処理(好ましくは80〜150℃の温度条件にて40〜120秒間)を行うことにより、樹脂フィルムが製造される。 For such a resin film, for example, a resin composition in which the above resin components and various additives are dissolved in an organic solvent is used, and this resin composition is applied onto a support by spin coating or the like and baked. The resin film is produced by performing the treatment (preferably at a temperature condition of 80 to 150 ° C. for 40 to 120 seconds).
[樹脂フィルムに対して原子状水素を照射する操作]
本実施形態の操作では、凹凸表面からなる複数の規則的な微細構造間のピッチが1μm以下となるように、上記の樹脂フィルムに対して、原子状水素を照射する。
原子状水素は、加熱された触媒体(例えば1500℃以上)に、水素含有ガスを接触させることにより生成する。
[Operation to irradiate the resin film with atomic hydrogen]
In the operation of the present embodiment, the resin film is irradiated with atomic hydrogen so that the pitch between the plurality of regular fine structures composed of the uneven surface is 1 μm or less.
Atomic hydrogen is produced by contacting a heated catalyst body (for example, 1500 ° C. or higher) with a hydrogen-containing gas.
図3は、原子状水素照射装置の一例を示す概略図である。
原子状水素照射装置100は、チャンバ102と底部112とから構成され、内部に空間が形成された筐体を有する。チャンバ102の上部にはガス供給口104が形成され、底部112には排気口106が形成されている。
筐体の内部の空間には、触媒体108が取り付けられている。触媒体108は、タングステンフィラメント(タングステンワイヤ)から形成されている。触媒体108には、触媒体108を加熱するための電源110が取り付けられている。
また、筐体の内部の空間には、底部112の上にヒータ114が配置されている。ヒータ114には、ヒータ114を昇温させて樹脂フィルム14を加熱するための電源115が取り付けられている。ヒータ114には、ヒータ114表面の温度を測定するための熱電対116も取り付けられている。熱電対116は、温度モニタ118に接続されている。熱電対116は、ヒータ114表面(樹脂フィルム14)の温度を測定する。
FIG. 3 is a schematic view showing an example of an atomic hydrogen irradiation device.
The atomic
The
Further, in the space inside the housing, the
樹脂フィルムに対して原子状水素を照射する操作は、例えば以下のようにして行われる(Hot−Wire法)。
原子状水素照射装置100において、ガス供給口104から水素を含む処理ガスを供給する。図3では、処理ガスとして水素/窒素混合ガス(H2/N2ガス)が使用されている。
処理ガスの供給に伴い、供給された処理ガス中の水素分子が触媒体108に接触して分解し、原子状水素50が発生する。具体的には、触媒体108の表面の各タングステン原子が有するダングリングボンドに、解離された状態の水素原子が吸着する。その後、水素原子が熱脱離することにより、原子状水素50が発生する。そして、発生した原子状水素50は、ヒータ114の上に配置された樹脂フィルム14に向かって進む。
このようにして、樹脂フィルム14表面に原子状水素50が照射され、複数の凹部と凸部とが規則的に並ぶ微細構造を備えた表面加工樹脂フィルムが製造される。
The operation of irradiating the resin film with atomic hydrogen is performed, for example, as follows (Hot-Wire method).
In the atomic
With the supply of the processing gas, hydrogen molecules in the supplied processing gas come into contact with the
In this way, the surface of the
本実施形態の操作において、微細構造間のピッチが1μm以下となるように、樹脂フィルムに対して原子状水素を照射するには、例えば以下の(I)又は(II)のように制御すればよい。 In the operation of the present embodiment, in order to irradiate the resin film with atomic hydrogen so that the pitch between the fine structures is 1 μm or less, for example, the following (I) or (II) can be controlled. good.
(I)原子状水素50の照射を開始する時点、及び、原子状水素50を所定時間照射した後、のヒータ114表面(樹脂フィルム14)の温度上昇を制御する。
かかる温度上昇を制御するには、触媒体108の温度及び基板との距離を変化させ、触媒体108の発熱による輻射熱を用いて樹脂フィルム14の温度制御を行うか、原子状水素50を所定時間照射した後について、ヒータ114表面(樹脂フィルム14)の温度を、実測値に基づき、例えば、樹脂フィルム14が含有する樹脂成分の「Tgプラス20℃」以上「Tgプラス50℃」以下とする。
(I) The temperature rise of the surface of the heater 114 (resin film 14) is controlled at the time when the irradiation of the
In order to control such a temperature rise, the temperature of the
(II)原子状水素を照射することにより生じる樹脂フィルムのエッチングレートを制御する。
かかるエッチングレートを制御するには、樹脂フィルム14が含有する樹脂成分の種類を選択する。例えば、樹脂の側鎖末端の炭素数、Tgなどを選択する。
又は、触媒体108の温度及び基板との距離を変化させ、触媒体108の発熱による輻射熱を用いて樹脂フィルム14の温度制御を行う。又は、触媒体108の温度を変化させ原子状水素の発生量及びエネルギーを変化させることによってエッチングレートを制御する。又は原子状水素50の照射を開始する時点のヒータ114表面(樹脂フィルム14)の温度を、実測値に基づき、例えば、樹脂フィルム14が含有する樹脂成分の「Tgマイナス20℃」以上「Tgプラス20℃」以下とする。
(II) The etching rate of the resin film generated by irradiation with atomic hydrogen is controlled.
In order to control such an etching rate, the type of resin component contained in the
Alternatively, the temperature of the
樹脂フィルム14の表面に樹脂の残膜22が付着している場合、原子状水素50は残膜22を分解して樹脂フィルム14の表面から除去する。
原子状水素50は、樹脂フィルム14の表面に照射された後、排気口106から原子状水素照射装置100の外に排出される。
When the resin
The
以下、原子状水素照射装置100を用い、樹脂フィルム14に対して原子状水素50を照射する際の条件について説明する。
Hereinafter, the conditions for irradiating the
処理ガスとしては、水素ガスやアンモニアガス等の、水素を含む単一組成のガス;水素/窒素混合ガスもしくは水素/アルゴン混合ガス等の、水素と不活性ガスとの混合ガスを使用できる。
また、処理ガス中の水素濃度は、特に制限されず、例えば樹脂の除去効率の観点からは、水素濃度は処理ガスの全体積に対して高いほど好ましく、100体積%であることがより好ましい。安全性と原子状水素50の発生効率のバランスを考慮すると、処理ガス中の水素濃度は、1〜10体積%又は75〜100体積%が特に好ましい。
また、水素ガスの流量は、真空排気装置の排気速度と処理時の水素ガスの分圧を考慮して決定すればよく、1sccm以上300sccm以下の範囲から選択できる。この中でも、好ましくは1sccm以上200sccm以下の範囲、より好ましくは1sccm以上150sccm以下の範囲、さらに好ましくは1sccm以上50sccm以下の範囲から選択できる。
また、水素ガスの分圧は、樹脂の残膜22の除去速度、及び、残膜22が付着していない部分の樹脂フィルム14への影響を考慮して決定すればよく、0.5Pa以上10Pa以下の範囲から選択できる。また、系内(チャンバ102内)の圧力は、例えば樹脂の除去効率の観点から、0.5Pa以上50Pa以下の範囲から選択でき、この中でも好ましくは0.5Pa以上30Pa以下の範囲から選択できる。
As the treatment gas, a gas having a single composition containing hydrogen such as hydrogen gas or ammonia gas; or a mixed gas of hydrogen and an inert gas such as a hydrogen / nitrogen mixed gas or a hydrogen / argon mixed gas can be used.
The hydrogen concentration in the processing gas is not particularly limited. For example, from the viewpoint of resin removal efficiency, the higher the hydrogen concentration is, the more preferably 100% by volume is preferable with respect to the total volume of the processing gas. Considering the balance between safety and the generation efficiency of
Further, the flow rate of hydrogen gas may be determined in consideration of the exhaust speed of the vacuum exhaust device and the partial pressure of hydrogen gas during processing, and can be selected from the range of 1 sccm or more and 300 sccm or less. Among these, it can be selected from a range of preferably 1 sccm or more and 200 sccm or less, more preferably 1 sccm or more and 150 sccm or less, and further preferably 1 sccm or more and 50 sccm or less.
Further, the partial pressure of the hydrogen gas may be determined in consideration of the removal speed of the
触媒体108の温度は、特に制限されず、例えば残膜22の除去効率と、残膜22が付着していない部分の樹脂フィルム14への影響や樹脂フィルム14の耐熱性とのバランスを考慮して決定すればよい。
触媒体108の温度は、1500℃以上2500℃以下であることが好ましい。触媒体108の温度が、1500℃未満では、原子状水素50の発生効率が低下して、残膜22の除去効率が低下する場合がある。一方、2500℃超では、樹脂フィルム14の耐久性が低下する場合がある。
The temperature of the
The temperature of the
触媒体108と樹脂フィルム14との距離は、特に制限されず、例えば残膜22の除去効率と、残膜22が付着していない部分の樹脂フィルム14への影響や樹脂フィルム14の耐熱性とのバランスを考慮して決定すればよい。
触媒体108と樹脂フィルム14との距離は、5mm以上120mm以下であることが好ましい。かかる距離が120mm超では、残膜22の除去効率が低下する場合がある。一方、5mm未満では、樹脂フィルム14の耐久性が低下する場合がある。
The distance between the
The distance between the
尚、図3に示す原子状水素照射装置100においては、タングステンフィラメントから形成された触媒体108が用いられているが、これに限定されず、タンタルフィラメント、モリブデンフィラメント又はイリジウムフィラメントから形成された触媒体も好適に用いることができる。但し、原子状水素50の発生効率の点から、触媒体として、タングステンフィラメントから形成されたものを用いることが好ましい。
In the atomic
上述の本実施形態では、触媒体108を用いて原子状水素50を発生させる原子状水素照射装置100を用いたが、原子状水素50を発生させる方法はこれに限定されない。例えば、プラズマを用いて原子状水素50を発生させてもよい。但し、本実施形態のように、触媒体108を用いて原子状水素50を発生させる方法(Hot−Wire法)が、樹脂フィルムの耐久性の低下を最小限に抑えることができ、また、処理時間を短縮することができるとともに、装置の小型化も可能となることから、より好ましい。
In the above-described embodiment, the atomic
以上説明した、本実施形態の製造方法によれば、ピッチが1μm以下となる、凹凸表面からなる複数の規則的な微細構造を備えた表面加工樹脂フィルムを製造できる。例えば、本実施形態の製造方法により、ピッチが数百nmの凹凸パターンが形成されたアクリル樹脂フィルムが製造される。
加えて、本実施形態の製造方法によれば、表面が改質した樹脂フィルムが得られる。本実施形態の製造方法により得られる表面加工樹脂フィルムを採用することによって、プラスチック基板の耐摩耗性、機械的強度、又は薄膜との密着性の向上が図れる。
According to the manufacturing method of the present embodiment described above, it is possible to manufacture a surface-treated resin film having a plurality of regular fine structures composed of uneven surfaces having a pitch of 1 μm or less. For example, the production method of the present embodiment produces an acrylic resin film having an uneven pattern having a pitch of several hundred nm.
In addition, according to the production method of the present embodiment, a resin film having a modified surface can be obtained. By adopting the surface-treated resin film obtained by the manufacturing method of the present embodiment, it is possible to improve the abrasion resistance, the mechanical strength, or the adhesion to the thin film of the plastic substrate.
≪表面加工樹脂フィルム≫
本実施形態の製造方法により製造された表面加工樹脂フィルムの好ましいRa、Rzjis、Rmax、ピッチを以下に示す。Ra、Rzjis、Rmax、ピッチの定義については、実施例にて後述する。
Raとしては、100nm以下が好ましく、60nm以下がより好ましく、30nm以下が特に好ましい。
Rzjisとしては、300nm以下が好ましく、200nm以下がより好ましく、100nm以下が特に好ましい。
Rmaxとしては、300nm以下が好ましく、200nm以下がより好ましく、100nm以下が特に好ましい。
ピッチとしては、1μm以下であり、800nm以下が好ましく、400nm以下がより好ましく、200nm以下が特に好ましい。
≪Surface-treated resin film≫
Preferred Ra , R zjis , R max , and pitch of the surface-treated resin film produced by the production method of the present embodiment are shown below. Definitions of R a , R zjis , R max , and pitch will be described later in Examples.
The R a, preferably 100nm or less, more preferably 60nm or less, particularly preferably 30 nm.
The R zjis is preferably 300 nm or less, more preferably 200 nm or less, and particularly preferably 100 nm or less.
The R max is preferably 300 nm or less, more preferably 200 nm or less, and particularly preferably 100 nm or less.
The pitch is 1 μm or less, preferably 800 nm or less, more preferably 400 nm or less, and particularly preferably 200 nm or less.
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
本実施例においては、原子状水素照射装置として、図3に示す実施形態と同一の装置であるOAPM−400(東京応化工業株式会社製)を用いた。
処理ガスとして、水素/窒素混合ガス(水素濃度は10体積%)を用いた。水素ガスの流量を30sccm、水素ガスの分圧を3.2Pa、触媒体と樹脂フィルムとの距離を100mmとし、樹脂フィルムに対して、原子状水素を照射した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
In this embodiment, OAPM-400 (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.), which is the same device as the embodiment shown in FIG. 3, was used as the atomic hydrogen irradiation device.
A hydrogen / nitrogen mixed gas (hydrogen concentration: 10% by volume) was used as the treatment gas. The flow rate of hydrogen gas was 30 sccm, the partial pressure of hydrogen gas was 3.2 Pa, the distance between the catalyst body and the resin film was 100 mm, and the resin film was irradiated with atomic hydrogen.
(実施例1)
ポリマーとして、側鎖末端アルキル基の炭素数を変化させたポリメタクリル酸アルキルを用いて、微細構造形成の検討を行った。用いたポリメタクリル酸アルキルは、以下のとおりである。
(Example 1)
As a polymer, an alkyl polymethacrylate in which the number of carbon atoms of the side chain terminal alkyl group was changed was used, and the formation of a fine structure was examined. The polyalkyl methacrylate used is as follows.
ポリメタクリル酸メチル(PMMA、Mw=120,000)
ポリメタクリル酸エチル(PEMA、Mw=250,000)
ポリメタクリル酸プロピル(PPrMA、Mw=150,000)
ポリメタクリル酸ブチル(PBuMA、Mw=370,000)
ポリメタクリル酸イソブチル(PiBuMA、Mw=70,000)
Polymethyl methacrylate (PMMA, Mw = 120,000)
Ethyl polymethacrylate (PEMA, Mw = 250,000)
Polypropyl methacrylate (PPrMA, Mw = 150,000)
Butyl Polymethacrylate (PBuMA, Mw = 370,000)
Isobutyl polymethacrylate (PiBuMA, Mw = 70,000)
溶媒として乳酸エチルを用い、各種ポリマーを前記溶媒に溶解した溶解液を、Siウェーハにスピンコート後、100℃60秒間のベークを行い、樹脂フィルム(試料)を作製した。
各試料に、原子状水素を、W−wire通電20A、連続照射時間9分・12分、樹脂フィルムの初期温度50℃・70℃の条件にて照射した。
Ethyl lactate was used as a solvent, and a solution prepared by dissolving various polymers in the solvent was spin-coated on a Si wafer and baked at 100 ° C. for 60 seconds to prepare a resin film (sample).
Each sample was irradiated with atomic hydrogen under the conditions of W-wire energization 20A, continuous irradiation time of 9 minutes and 12 minutes, and initial temperature of the resin film of 50 ° C. and 70 ° C.
初期温度50℃・70℃における、照射時間と、残存する樹脂フィルムの厚さ及び樹脂フィルム温度との関係を図4及び図5に示す。
また、初期温度50℃・70℃における、各ポリマーを用いた場合の連続照射時間9分での平均除去速度(エッチングレート)を表1に示す。表1中、substrateは樹脂フィルムを意味する。
FIGS. 4 and 5 show the relationship between the irradiation time at the initial temperatures of 50 ° C. and 70 ° C., the thickness of the remaining resin film, and the resin film temperature.
Table 1 shows the average removal rate (etching rate) at a continuous irradiation time of 9 minutes when each polymer was used at an initial temperature of 50 ° C. and 70 ° C. In Table 1, "substrate" means a resin film.
表1に示されるように、側鎖末端アルキル基の炭素数が増加するにつれ、除去速度が低下していることが確認された。これは、側鎖末端アルキル基の炭素数の増加により、原子状水素による側鎖の切断箇所が増加したため、主鎖の切断効率が低下することによるものと考えられる。
また、樹脂フィルム初期温度の増加とともに、樹脂フィルムの除去速度が増加していることから、初期温度の増加により、原子状水素とポリマーとの反応性が増加するものと考えられる。
As shown in Table 1, it was confirmed that the removal rate decreased as the carbon number of the side chain terminal alkyl group increased. It is considered that this is because the increase in the number of carbon atoms in the side chain terminal alkyl group increases the number of side chain cleavage sites due to atomic hydrogen, and thus the main chain cleavage efficiency decreases.
Further, since the removal rate of the resin film increases with the increase in the initial temperature of the resin film, it is considered that the reactivity between the atomic hydrogen and the polymer increases as the initial temperature increases.
更に、上記条件にて原子状水素照射後のPMMAフィルム(最終温度120℃・150℃)をSEM観察した。SEM観察条件は、金蒸着30秒、加速電圧4kv、電流値6Aである。この結果を図6に示す。
Further, the PMMA film (
図6に示すように、PMMAフィルムにおいて、微細構造の形成が確認された。 As shown in FIG. 6, the formation of a fine structure was confirmed in the PMMA film.
微細構造形成に、ポリマーのTg(ガラス転移温度)が関与しているものと考え、PMMA、PEMA、PPrMAのTgを実測したところ、PMMA:100℃、PEMA:65℃、PPrMA:45℃であった。かかる結果から、Tgが大きいポリマーほど、微細構造が形成されやすいことが確かめられた。
樹脂フィルムの表面状態(微小部分の流動性)の観点から考察を行うと、原子状水素の照射により、樹脂フィルム温度が高くなった際、その温度がTgを大きく超えなければ、主鎖の運動がそれほど激しくならずに、樹脂フィルムの表面状態が変化し(微小部分が流動性を有し)、微細構造が形成されるものと考えられる。
Considering that the Tg (glass transition temperature) of the polymer is involved in the formation of the fine structure, the Tg of PMMA, PEMA, and PPrMA was actually measured and found to be PMMA: 100 ° C, PEMA: 65 ° C, and PPrMA: 45 ° C. rice field. From these results, it was confirmed that the larger the Tg, the easier it is for the fine structure to be formed.
Considering from the viewpoint of the surface condition (fluidity of minute parts) of the resin film, when the temperature of the resin film rises due to the irradiation of atomic hydrogen, if the temperature does not greatly exceed Tg, the movement of the main chain It is considered that the surface condition of the resin film changes (the minute part has fluidity) and the fine structure is formed without being so violent.
(実施例2)
[PMMAフィルムを用いたTgの検討]
ポリメタクリル酸メチル(PMMA、Mw=120,000)を、乳酸エチルに溶解した溶解液17質量%を、Siウェーハに2000rpm、30秒間スピンコート後、100℃60秒間のベークを行い、膜厚5.54μmの試料(薄膜)を作製した。
この試料に、原子状水素を、W−wire通電20A、照射時間9分、樹脂フィルムの初期温度50℃・70℃・85℃・110℃・120℃・130℃の各条件にてそれぞれ照射した。
(Example 2)
[Examination of Tg using PMMA film]
17% by mass of a solution prepared by dissolving polymethyl methacrylate (PMMA, Mw = 120,000) in ethyl lactate was spin-coated on a Si wafer at 2000 rpm for 30 seconds, and then baked at 100 ° C. for 60 seconds to obtain a film thickness of 5. A sample (thin film) of .54 μm was prepared.
This sample was irradiated with atomic hydrogen under the conditions of W-wire energization 20A,
各初期温度の樹脂フィルムにおける、照射時間と樹脂フィルム温度との関係を図7に示す。
図7に示されるように、樹脂フィルムの初期温度の上昇とともに、照射中の樹脂フィルム温度が上昇していることが確認された。
また、初期温度、最終温度、原子状水素を連続照射時間9分後の樹脂フィルムの膜厚、及び除去速度を表2に示す。表2中、substrateは樹脂フィルムを意味する。
FIG. 7 shows the relationship between the irradiation time and the resin film temperature in the resin film at each initial temperature.
As shown in FIG. 7, it was confirmed that the temperature of the resin film during irradiation increased with the increase of the initial temperature of the resin film.
Table 2 shows the initial temperature, the final temperature, the film thickness of the resin film after 9 minutes of continuous irradiation with atomic hydrogen, and the removal rate. In Table 2, "substrate" means a resin film.
表2に示すように、最も厳しい条件で170〜180℃を計測した。これは、PMMAのTg(約100℃)から70℃高い温度となる。 As shown in Table 2, 170 to 180 ° C. was measured under the strictest conditions. This is 70 ° C. higher than the PMMA Tg (about 100 ° C.).
更に、上記条件にて原子状水素照射後のPMMAフィルム(最終温度140℃・160℃)をSEM観察した。
SEM観察条件は、金蒸着30秒、加速電圧4kv、電流値6Aである。この結果を図8に示す。
Further, the PMMA film (
The SEM observation conditions are gold vapor deposition for 30 seconds, an acceleration voltage of 4 kv, and a current value of 6 A. The result is shown in FIG.
図8に示されるように、樹脂フィルムの最終温度140℃から160℃において、微細構造の形成が確認された。PMMAの微細構造形成において、樹脂フィルムの最適温度が存在することが確かめられた。
以上のことから、原子状水素の生成量等を制御し、樹脂のTg付近の最終温度にて原子状水素を照射することにより、様々なポリマーにおいて微細構造を形成できるものと考えられる。
As shown in FIG. 8, the formation of a fine structure was confirmed at the final temperature of the resin film of 140 ° C to 160 ° C. It was confirmed that the optimum temperature of the resin film exists in the formation of the fine structure of PMMA.
From the above, it is considered that fine structures can be formed in various polymers by controlling the amount of atomic hydrogen produced and irradiating the resin with atomic hydrogen at the final temperature near Tg.
[Ra、Rzjis、Rmax、Pitchの定義について]
Raは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さLだけを抜き取り、この抜き取り部分の平均線の方向にx軸を、縦倍率の方向にy軸を取り、粗さ曲線をy=f(x)で表したときに、図9中の数式によって求められる値をナノメートル(nm)で表したものをいう。
Rzjisは、平均線から正方向に最も離れている5点(もっとも高い山頂から5番目までの山頂の標高)、及び、負方向に最も離れている5点(もっとも低い山頂から5番目までの谷底の標高)の各々の絶対値の平均を足した値である。
Rmaxは、平均線から正方向に最も離れている点のY値と、平均線から負方向に最も離れている点のY値と、の差の絶対値である。
Pitchは、AFMで求めた表面データを、PSD(パワースペクトル密度関数)を用いて算出した1周期あたりの長さである。例えば図2で示される。
[Definition of Ra, Rzjis, Rmax, Pitch]
Ra extracts only the reference length L from the roughness curve in the direction of the average line, takes the x-axis in the direction of the average line of the extracted portion, and takes the y-axis in the direction of the vertical magnification, and sets the roughness curve as y =. when expressed in f (x), it refers to those expressed in nanometers (n m) the value determined by the equation in FIG.
Rzjis has 5 points farthest in the positive direction from the average line (elevation of the 5th peak from the highest peak) and 5 points farthest in the negative direction (5th valley bottom from the lowest peak). It is the sum of the averages of the absolute values of (elevation).
Rmax is the absolute value of the difference between the Y value of the point farthest in the positive direction from the average line and the Y value of the point farthest in the negative direction from the average line.
Pitch is the length per cycle calculated by using PSD (Power Spectral Density Function) for the surface data obtained by AFM. For example, it is shown in FIG.
(実施例3)
[PMMAフィルムを用いた分子量の検討]
Mw=120,000・350,000・996,000の各ポリメタクリル酸メチルを用いて実施例1と同様に作製した試料に、原子状水素を、W−wire通電20A、照射時間3分・6分・9分、樹脂フィルムの初期温度50℃の各条件にて照射した。
上記条件にて原子状水素照射後のPMMAフィルムの表面データをAFMで求めた。この結果を表3に示す。表3中、n.d.aはnot determinedを意味する。
(Example 3)
[Investigation of molecular weight using PMMA film]
Atomic hydrogen was applied to a sample prepared in the same manner as in Example 1 using each polymethylmethacrylate having Mw = 120,000, 350,000, and 996,000, W-ware energization 20A,
Under the above conditions, the surface data of the PMMA film after irradiation with atomic hydrogen was obtained by AFM. The results are shown in Table 3. In Table 3, n. d. a means not determined.
(実施例4)
ポリメタクリル酸エチル(PEMA、Mw=250,000)を、乳酸エチルに溶解した溶解液を、Siウェーハに、2000rpm、30秒間スピンコート後、100℃60秒のベークを行い、膜厚1.7μmの試料を作製した。
この試料に、原子状水素を、W−wire通電20A、照射時間3分・6分・9分、樹脂フィルムの初期温度50℃の各条件にて照射した。
(Example 4)
A solution prepared by dissolving ethyl polymethacrylate (PEMA, Mw = 250,000) in ethyl lactate was spin-coated on a Si wafer at 2000 rpm for 30 seconds and then baked at 100 ° C. for 60 seconds to achieve a film thickness of 1.7 μm. Samples were prepared.
This sample was irradiated with atomic hydrogen under the conditions of W-wire energization 20A, irradiation time of 3 minutes, 6 minutes, and 9 minutes, and an initial temperature of the resin film of 50 ° C.
また、ポリメタクリル酸2−ヒドロキシエチル(PHEMA、Mw=300,000)を、DMF(ジメチルホルムアミド)に溶解した溶解液をSiウェーハに、2000rpm、30秒スピンコート後、100℃60秒のベークを行い、膜厚1.82μmの試料を作製した。
この試料に、原子状水素を、W−wire通電20A、照射時間3分・6分・9分、樹脂フィルムの初期温度70℃の条件にて照射した。
上記条件にて原子状水素照射後のPEMAフィルム及びPHEMAフィルムの表面データをAFMで求めた。この結果を表4に示す。表4中、n.d.aはnot determinedを意味する。
Further, a solution prepared by dissolving 2-hydroxyethyl polymethacrylate (PHEMA, Mw = 300,000) in DMF (dimethylformamide) is placed on a Si wafer at 2000 rpm for 30 seconds, spin-coated, and then baked at 100 ° C. for 60 seconds. This was performed to prepare a sample having a film thickness of 1.82 μm.
This sample was irradiated with atomic hydrogen under the conditions of W-wire energization 20A, irradiation time of 3 minutes, 6 minutes, and 9 minutes, and an initial temperature of 70 ° C. of the resin film.
Under the above conditions, the surface data of the PEMA film and PHEMA film after irradiation with atomic hydrogen were obtained by AFM. The results are shown in Table 4. In Table 4, n. d. a means not determined.
(実施例5)
感光性組成物(エポキシ樹脂:商品名JER157S70(三菱化学株式会社製)100部、光酸発生剤:商品名CPI−100P(サンアプロ株式会社製)3部、PGMEA(プロピレングリコールモノメチルアセテート)1250部)をSiウェーハに、2000rpm、30秒スピンコート後、100℃60秒のベークを行い、膜厚1.7μmのエポキシ樹脂フィルム(試料)を作製した。この試料を50mJ/cm2・1000mJ/cm2で露光した。
この試料に、原子状水素を、W−wire通電22.2A・25A・30A、照射時間5分・10分・15分・30分、樹脂フィルムの初期温度50℃の条件にて照射した。
上記条件にて原子状水素照射後のエポキシ樹脂フィルムの表面データをAFMで求めた。50mJ/cm2で露光した際の試料の表面データを表5に示す。また、1000mJ/cm2で露光した際の試料の表面データを表6に示す。表5〜6中、n.d.aはnot determinedを意味する。
(Example 5)
Photosensitive composition (epoxy resin: trade name JER157S70 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) 100 parts, photoacid generator: trade name CPI-100P (manufactured by Sun Appro Co., Ltd.) 3 parts, PGMEA (propylene glycol monomethyl acetate) 1250 parts) Was spin-coated on a Si wafer at 2000 rpm for 30 seconds and then baked at 100 ° C. for 60 seconds to prepare an epoxy resin film (sample) having a film thickness of 1.7 μm. The sample was exposed at 50mJ / cm 2 · 1000mJ / cm 2.
This sample was irradiated with atomic hydrogen under the conditions of W-wire energization 22.2A, 25A, 30A, irradiation time of 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, and 30 minutes, and an initial temperature of the resin film of 50 ° C.
Under the above conditions, the surface data of the epoxy resin film after irradiation with atomic hydrogen was obtained by AFM. Table 5 shows the surface data of the sample when exposed at 50 mJ / cm 2. Table 6 shows the surface data of the sample when exposed at 1000 mJ / cm 2. In Tables 5-6, n. d. a means not determined.
更に、上記条件にて原子状水素照射後のエポキシ樹脂フィルムをAFM観察した。50mJ/cm2で露光した際の試料の照射時間5分・30分の像を図10に示す。また、1000mJ/cm2で露光した際の試料の照射時間5分の像を図11に示す。 Further, the epoxy resin film after the atomic hydrogen irradiation was observed by AFM under the above conditions. FIG. 10 shows images of the sample irradiation time of 5 minutes and 30 minutes when exposed at 50 mJ / cm 2. Further, FIG. 11 shows an image of the sample with an irradiation time of 5 minutes when exposed at 1000 mJ / cm 2.
以下に述べる実施例においては、原子状水素照射装置として、図12に示す実施形態と同一の装置を用いた。
図12は、原子状水素照射装置の他の例を示す概略図である。
原子状水素照射装置200は、チャンバ202を備え、その内部に空間が形成された筐体を有する。チャンバ202の側面上方にはガス供給口204が形成され、これと同一側面下方には排気口206が形成されている。
チャンバ202内部の空間には、触媒体208が取り付けられている。触媒体208は、タングステンフィラメント(タングステンワイヤ)から形成されている。触媒体208には、触媒体208を加熱するための電源210がチャンバ202上方に取り付けられている。
チャンバ202底部の中央付近には、ステージ220が配置されている。ステージ220は、外部の温度調整器214に接続されている。図12において、ステージ220上には、Siウェーハ212と、Siウェーハ212上に作製された樹脂フィルム14と、の積層体が載置されている。ステージ220においては、加熱及び冷却のいずれも可能であり、樹脂フィルム14の温度を一定に制御できる。
また、チャンバ202底部には、ステージ220表面の温度、すなわち樹脂フィルム14の温度を測定するための熱電対216も取り付けられている。熱電対216は、温度モニタ218に接続されている。
In the examples described below, the same device as that of the embodiment shown in FIG. 12 was used as the atomic hydrogen irradiation device.
FIG. 12 is a schematic view showing another example of the atomic hydrogen irradiation device.
The atomic
A
A
Further, a
原子状水素照射装置200により、樹脂フィルムに対して原子状水素を照射する操作は、例えば以下のようにして行われる(Hot−Wire法)。
原子状水素照射装置200において、チャンバ202側面上方のガス供給口204から水素を含む処理ガスを供給する。
処理ガスの供給に伴い、供給された処理ガス中の水素分子が触媒体208に接触して分解し、原子状水素50が発生する。そして、発生した原子状水素50は、ステージ220上に載置された樹脂フィルム14に向かって進む。その際、原子状水素照射装置200においては、樹脂フィルム14を一定の温度に保つことができる。
このようにして、樹脂フィルム14表面に原子状水素50が照射され、複数の凹部と凸部とが規則的に並ぶ微細構造を備えた表面加工樹脂フィルムが製造される。
The operation of irradiating the resin film with atomic hydrogen by the atomic
In the atomic
With the supply of the processing gas, hydrogen molecules in the supplied processing gas come into contact with the
In this way, the surface of the
処理ガスとして、水素ガス(水素濃度100体積%)を用いた。水素ガスの流量を30sccm、水素ガス圧を30Pa、触媒体と樹脂フィルムとの距離を100mmとし、樹脂フィルムに対して、原子状水素を照射した。
Hydrogen gas (
(実施例6)
[PMMAフィルムを用いたフィルム温度の検討]
ポリメタクリル酸メチル(PMMA、Mw=120,000)を、乳酸エチルに溶解した溶解液17質量%を、Siウェーハに2000rpm、30秒間スピンコート後、100℃60秒間のベークを行い、膜厚5.54μmの試料(薄膜)を作製した。
この試料に、原子状水素照射装置200を用いて、原子状水素を、W−wire通電20A、照射時間20分以上、樹脂フィルムの初期温度50℃にて照射し、樹脂フィルムの温度が80℃、100℃、120℃、140℃に保たれるように冷却しつつ、樹脂フィルムに対して原子状水素を照射した。
(Example 6)
[Examination of film temperature using PMMA film]
17% by mass of a solution prepared by dissolving polymethyl methacrylate (PMMA, Mw = 120,000) in ethyl lactate was spin-coated on a Si wafer at 2000 rpm for 30 seconds, and then baked at 100 ° C. for 60 seconds to obtain a film thickness of 5. A sample (thin film) of .54 μm was prepared.
This sample is irradiated with atomic hydrogen using an atomic
照射時間と樹脂フィルム温度との関係を図13に示す。
図13に示されるように、照射中の樹脂フィルム温度がほぼ一定に保たれていることが確認された。
The relationship between the irradiation time and the resin film temperature is shown in FIG.
As shown in FIG. 13, it was confirmed that the temperature of the resin film during irradiation was kept substantially constant.
上記条件にて原子状水素照射後のPMMAフィルムの表面データをAFMで求めた。この結果を表7に示す。表7中、n.d.aはnot determinedを意味する。 Under the above conditions, the surface data of the PMMA film after irradiation with atomic hydrogen was obtained by AFM. The results are shown in Table 7. In Table 7, n. d. a means not determined.
表7の結果より、ピッチが1μm以下となるように、樹脂フィルムに対して、原子状水素を照射することで、粗さが低減されて、表面に高い規則性を有する微細構造を備えた表面加工樹脂フィルムを製造できることが確認された。 From the results in Table 7, by irradiating the resin film with atomic hydrogen so that the pitch is 1 μm or less, the roughness is reduced and the surface has a fine structure with high regularity. It was confirmed that a processed resin film could be manufactured.
(実施例7)
[PMMAフィルムを用いた水素ガス流量の検討]
ポリメタクリル酸メチル(PMMA、Mw=120,000)を、乳酸エチルに溶解した溶解液17質量%を、Siウェーハに2000rpm、30秒間スピンコート後、100℃60秒間のベークを行い、膜厚5.54μmの試料(薄膜)を作製した。
この試料に、原子状水素照射装置200を用いて、原子状水素を、W−wire通電20A、照射時間30分、樹脂フィルムの初期温度50℃にて照射し、樹脂フィルムの温度が120℃に保たれるように冷却しつつ、樹脂フィルムに対して原子状水素を照射した。この際、水素ガスを、圧力30Paの一定の下、流量を3sccm、30sccm、150sccm、300sccmとそれぞれ変えて流しながら、樹脂フィルムに対して原子状水素を照射した。
(Example 7)
[Examination of hydrogen gas flow rate using PMMA film]
17% by mass of a solution prepared by dissolving polymethyl methacrylate (PMMA, Mw = 120,000) in ethyl lactate was spin-coated on a Si wafer at 2000 rpm for 30 seconds, and then baked at 100 ° C. for 60 seconds to obtain a film thickness of 5. A sample (thin film) of .54 μm was prepared.
This sample is irradiated with atomic hydrogen using an atomic
本実施例によれば、ピッチが1μm以下となる、凹凸表面からなる複数の規則的な微細構造を備えた表面加工樹脂フィルムを製造できることが確認された。 According to this embodiment, it was confirmed that a surface-treated resin film having a plurality of regular fine structures composed of uneven surfaces having a pitch of 1 μm or less can be produced.
1a 微細構造、
1b 微細構造、
14 樹脂フィルム、
50 原子状水素、
100 原子状水素照射装置、
102 チャンバ、
104 ガス供給口、
106 排気口、
108 触媒体、
110 電源、
112 底部、
114 ヒータ、
115 電源、
116 熱電対、
118 温度モニタ、
220 ステージ。
1a Fine structure,
1b microstructure,
14 Resin film,
50 Atomic hydrogen,
100 Atomic Hydrogen Irradiator,
102 chamber,
104 gas supply port,
106 Exhaust port,
108 catalyst,
110 power supply,
112 bottom,
114 heater,
115 power supply,
116 thermocouple,
118 temperature monitor,
220 stages.
Claims (5)
前記の規則的な微細構造は、以下で定義されるRa、Rzjis及びRmaxがそれぞれ、Raが0.6nm以上100nm以下、Rzjisが5.2nm以上300nm以下、及びRmaxが42nm以上300nm以下の構造であり、
前記微細構造間のピッチが1μm以下となるように、樹脂フィルムに対して、原子状水素を照射する工程を有し、
前記工程において、
前記原子状水素を所定時間照射した後の前記樹脂フィルムの温度を、前記樹脂フィルムが含有する樹脂成分の「Tgプラス20℃」以上「Tgプラス50℃」以下に調整して、
前記原子状水素を照射することにより生じる前記樹脂フィルムの温度上昇を制御することを特徴とする、表面加工樹脂フィルムの製造方法。
Raは、粗さ曲線からその平均線の方向に基準長さLだけを抜き取り、この抜き取り部分の平均線の方向にx軸を、縦倍率の方向にy軸を取り、粗さ曲線をy=f(x)で表したときに、下記の数式によって求められる値をナノメートル(nm)で表したものをいう。
Rmaxは、平均線から正方向に最も離れている点のY値と、平均線から負方向に最も離れている点のY値と、の差の絶対値である。
ピッチは、AFM(原子間力顕微鏡)で求めた表面データを、PSD(パワースペクトル密度関数)を用いて算出した1周期あたりの長さである。 A method for producing a surface-treated resin film having a plurality of regular fine structures composed of uneven surfaces.
The above-mentioned regular fine structure has Ra, Rzjis and Rmax defined below having Ra of 0.6 nm or more and 100 nm or less, Rzjis of 5.2 nm or more and 300 nm or less, and Rmax of 42 nm or more and 300 nm or less, respectively. can be,
As the pitch between the fine structure is 1μm or less, have a step of irradiating the resin film, atomic hydrogen,
In the above step
The temperature of the resin film after being irradiated with the atomic hydrogen for a predetermined time is adjusted to be "Tg plus 20 ° C." or more and "Tg plus 50 ° C." or less of the resin component contained in the resin film.
A method for producing a surface-treated resin film, which comprises controlling a temperature rise of the resin film caused by irradiation with atomic hydrogen.
Ra extracts only the reference length L from the roughness curve in the direction of the average line, takes the x-axis in the direction of the average line of the extracted portion, and takes the y-axis in the direction of the vertical magnification, and sets the roughness curve as y =. When expressed in f (x), the value obtained by the following formula is expressed in nanometers (nm).
Rmax is the absolute value of the difference between the Y value of the point farthest in the positive direction from the average line and the Y value of the point farthest in the negative direction from the average line.
The pitch is the length per cycle calculated by using PSD (power spectral density function) from the surface data obtained by AFM (atomic force microscope).
前記樹脂フィルムが含有する樹脂の側鎖末端の炭素数若しくはTgを選択する、
又は、
前記原子状水素の照射を開始する時点の前記樹脂フィルムの温度を、前記樹脂フィルムが含有する樹脂成分の「Tgマイナス20℃」以上「Tgプラス20℃」以下に調整して、
前記原子状水素を照射することにより生じる前記樹脂フィルムのエッチングレートを制御する、請求項1に記載の表面加工樹脂フィルムの製造方法。 In the above step
The number of carbon atoms or Tg at the end of the side chain of the resin contained in the resin film is selected.
Or,
The temperature of the resin film at the time of starting the irradiation of the atomic hydrogen is adjusted to be "Tg minus 20 ° C." or more and "Tg plus 20 ° C." or less of the resin component contained in the resin film.
The method for producing a surface-treated resin film according to claim 1, wherein the etching rate of the resin film generated by irradiation with the atomic hydrogen is controlled.
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