НЕГАТИВНАЯ ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНАЯ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ПАТТЕРНА И ГОЛОВКА ДЛЯ ВЫБРАСЫВАНИЯ ЖИДКОСТИ Российский патент 2013 года по МПК G03F7/38 G03F7/00 B41J2/05 B41J2/16 

Область технического применения

Настоящее изобретение относится к негативной фоточувствительной полимерной композиции. Более конкретно настоящее изобретение относится к негативной фоточувствительной полимерной композиции, используемой для получения головки для выбрасывания жидкости, которая использована в пишущем способе выбрасывания жидкости для генерирования капли жидкости, например, капли краски. Дополнительно настоящее изобретение относится к способу формирования паттерна, к головке для выбрасывания жидкости и к способу получения головки для выбрасывания жидкости, использующей негативную фоточувствительную полимерную композицию.

Основы области техники

В качестве технологии микрообработки для формирования паттерна или структуры была известна технология фотолитографии с помощью экспонирования и проявления негативной фоточувствительной полимерной композиции. Эту технологию широко использовали для получения полупроводниковых интегральных схем, полупроводниковых фотошаблонов и различных микроэлектромеханических систем MEMS (MEMS microelectromecanical systems-микроэлектромеханические системы) и тому подобное. В качестве примера использования для получения MEMS эта технология использована для получения сопла (форсунки) головки для выбрасывания жидкости. В этой области техники в последние годы существует спрос на получение структуры, обладающей более сложной конфигурацией с высокой четкостью, а также высокой термостойкостью, а, следовательно, существует спрос на негативную фоточувствительную полимерную композицию, которая демонстрирует высокую термостойкость и точность формовки.

В качестве примера негативной фоточувствительной полимерной композиции в выложенной заявке JP2008-256980 рассмотрена негативная фоточувствительная полимерная композиция, содержащая полифункциональную эпоксидную смолу и фотогенератор кислоты

В качестве примера головки для выбрасывания жидкости в US 5218376 обсуждается конфигурация, включающая сопло для устройства выбрасывания жидкости, в котором капелька краски выброшена путем предоставления взаимодействия между пузырьками воздуха, созданными при нагревании термостойкого элемента, и наружным воздухом.

Однако в случае нагрева при высокой температуре для придания высокой надежности, часть отвержденной пленки иногда становилась модифицированной, что делает невозможным получение требуемой отвержденной пленки.

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение нацелено на негативную фоточувствительную полимерную композицию, обладающую высокой термостойкостью и точностью формирования. Дополнительно настоящее изобретение нацелено на головку для выбрасывания жидкости, имеющую часть с выпускным каналом, предоставленную с выпускными каналами, сформированными из композиции и обладающими высокой четкостью формы.

В соответствии с аспектом настоящего изобретения предоставлена фоточувствительная полимерная композиция, включающая катионно-полимеризуемое соединение; фотогенератор кислоты, обладающий анионной частью и катионной частью; и соль, имеющую катионную часть, обладающую любой одной из четвертичной структурой аммония или четвертичной структурой фосфония и анионную часть, где анионная часть соли заменена анионной частью первой кислоты, полученной из анионной части фотогенератора кислоты для формирования второй кислоты, обладающей силой кислоты, меньшей, чем сила первой кислоты.

В соответствии с примерными вариантами воплощения настоящего изобретения предоставлена негативная фоточувствительная полимерная композиция, обладающая высокой термостойкостью и способная создать отвержденное вещество, обладающее хорошей точностью формовки. Дополнительно существует возможность предоставить головку выбрасывания жидкости, имеющую часть с выпускным каналом, предоставленную с выпускными каналами с высокой четкостью формы.

Дополнительные характерные черты настоящего изобретения станут понятны из следующего подробного описания примерных вариантов воплощения изобретения со ссылкой на приложенные чертежи.

Краткое описание чертежей

Сопровождающие чертежи, которые включены и составляют часть описания изобретения, иллюстрируют показательные варианты воплощения изобретения, характерные черты и аспекты изобретения и вместе с описанием служат для объяснения принципов изобретения.

Фиг.1 - схематичная диаграмма, иллюстрирующая паттерн, который необходимо использовать для оценки точности формовки в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.

Фиг.2 - перспективный вид, схематично иллюстрирующий головку для выбрасывания жидкости в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.

Фиг.3 - перспективный вид, схематично иллюстрирующий подложку, которую необходимо использовать для головки для выбрасывания жидкости в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.

Фиг.4А - сечение, иллюстрирующее технологическую стадию производственного процесса головки для выбрасывания жидкости в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.

Фиг.4B - сечение, иллюстрирующее технологическую стадию производственного процесса головки выбрасывания жидкости в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.

Фиг.4С - сечение, иллюстрирующее технологическую стадию производственного процесса головки выбрасывания жидкости в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.

Фиг.4D - сечение, иллюстрирующее технологическую стадию производственного процесса головки выбрасывания жидкости в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.

Фиг.4E - сечение, иллюстрирующее технологическую стадию производственного процесса головки выбрасывания жидкости в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.

Фиг.4F - сечение, иллюстрирующее технологическую стадию производственного процесса головки выбрасывания жидкости в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.

Описание вариантов воплощения

Различные иллюстративные варианты воплощения, характерные особенности и аспекты изобретения будут более подробно описаны ниже со ссылкой на чертежи.

Негативная фоточувствительная полимерная композиция в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения имеет в своем составе:

(a) кислотно-полимеризуемое соединение; (b) по меньшей мере, один фотогенератор кислоты; и (c) агент солевого обмена, которым является соль, обладающая катионной частью, имеющей любую одну из четвертичную структуру аммония или четвертичную структуру фосфония, и анионной частью.

В дальнейшем в данном документе компоненты негативной фоточувствительной полимерной композиции в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения будут описаны подробно.

<(a) Катионно-полимеризуемое соединение>

Примеры кислотно-полимеризуемого соединения включают, но не ограничены, соединением, обладающим одной или двумя или более вступающими в реакцию функциональными группами, выбранными из группы, состоящей из эпоксидной группы, группы оксетана (oxetane), группы винилового эфира и группы пропенилового эфира.

Среди них предпочтительной является полифункциональное эпоксидное соединение, обладающее множеством эпоксидных групп в одной молекуле. Примеры полифункциональных эпоксидных смол включают полифункциональную алициклическую эпоксидную смолу, полифункциональную фенолноволачную эпоксидную смолу, полифункциональную орто-крезолноволачную эпоксидную смолу, полифункциональную трифенилноволачную эпоксидную смолу, полифункциональную бисфенол-А новолачную эпоксидную смолу и аналогичные. Среди них предпочтительно могут быть использованы полифункциональная бисфенол-А новолачная эпоксидная смола, полифункциональная алициклическая эпоксидная смола или полифункциональная фенолноволачная эпоксидная смола. Функциональность может быть предпочтительно (пента) пятифункциональной или более, и, например, “Epicoat 157S70” выпускаемая Japan Epoxy Resin Co., Ltd., “Epiclon N-865”, выпускаемая DIC Corporation и “EHPE 3150”, выпускаемая Daicel Chemical Industries Ltd, являются коммерчески доступными и могут быть использованы более предпочтительно.

Температура размягчения полифункциональной эпоксидной смолы может быть предпочтительно, но не ограничена, 50°-180°C, более предпочтительно 60°-160°C.

Содержание полифункциональной эпоксидной смолы может быть предпочтительно 40 масс.%-99,9 масс.%, более предпочтительно 45 масс.%-99,9 масс.%, дополнительно предпочтительно 50 масс.%-99,2 масс.%. При таком содержании существует возможность получить резистивный слой, имеющий соответствующую твердость при нанесении на (вспомогательный объект).

В качестве соединения, обладающего оксетановой группой, может быть использовано любое соединение, имеющее, по меньшей мере, одно оксетановое кольцо. Примеры соединения, обладающего оксетановой группой, включают бисфенол-А оксетановое соединение, бисфенол оксетановое соединение, бисфенол-S оксетановое соединение, ксилилен оксетановое соединение, фенолноволачное оксетановое соединение, крезолноволачное оксетановое соединение, алкилфенолноволачное оксетановое соединение, бифенол оксетановое соединение, биксиленол оксетановое соединение, нафталин оксетановое соединение, дициклопентадиен оксетановое соединение, оксетановое соединение, которое является продуктом конденсации фенола и ароматического альдегида, обладающего фенольной гидроксидной группой, и аналогичные.

Более конкретные примеры соединения, обладающего оксетановой группой, включают соединения, представленные следующей химической формулой:

[Хим. формула 1]

[Хим. формула 2]

где n является целым числом от 1 до 20.

Примеры соединения, которые включают группу винилового эфира (далее в данном документе, сокращенную до VE-ВЭ) включают монофункциональный ВЭ, обладающий 3 или более углеродными атомами (С3 или больше) и средней величиной молекулярного веса (Mn) 1000 или меньше, например, алкилВЭ (метилВЭ, этилВЭ, бутилВЭ, изобутилВЭ, циклогексилВЭ, 2-хлорэтилВЭ, 2-феноксиэтилВЭ, 2-гидроксиэтилВЭ 4-гидроксибутилВЭ, стеарилВЭ, 2-ацетоксиэтилВЭ, моноВЭ диэтиленгликоля, 2-этилгексилВЭ, додецилВЭ, октадецилВЭ и т.д.), алкениловый ВЭ (аллиловый ВЭ), ВЭ 2-метакрилоилоксиэтила, ВЭ 2-акроилоксиэтила и т.д.), ариловый ВЭ (фениловый ВЭ, ВЭ p-метоксифенила, и т.д.), полифункциональный ВЭ (С6 или более и Mn 1000 или меньше, например, ди-ВЭ 1,4 бутандиола, ди-ВЭ, триэтиленгликоля, ди-ВЭ 1,4-бензола, гидрохиноновый ди-ВЭ, ди-ВЭ циклогександиметанола, ди-ВЭ диэтиленгликоля, ди-ВЭ дипропилена, ди-ВЭ гександиола, и т.д.) и аналогичные.

Примеры соединения, обладающего группой пропиленового эфира (далее в данном документе сокращенной до PPE-ППЭ) включают полифункциональный ППЭ (С4 или более и Mn 1000 или менее, например, алкилППЭ (метиловый ППЭ, этиловый ППЭ, бутиловый ППЭ, изобутиловый ППЭ, циклогексиловый ППЭ, 2-хлорэтиловый ППЭ, 2-феноксиэтиловый ППЭ, 2-гидроксиэтиловый ППЭ, 4-гидроксибутиловый ППЭ, стеариловый ППЭ, 2-ацетоксиэтиловый ППЭ, диэтиленгликолевый моноППЭ, 2-этилгексиловый ППЭ, додециловый ППЭ, октадециловый ППЭ и т.д), алкениловый ППЭ (аллиловый ППЭ, 2-метакрилоилоксиэтиловый ППЭ, 2-акроилоксиэтиловый ППЭ и т.д.), арильные ППЭ (фениловый ППЭ, p-метоксифениловый ППЭ и т.д.), полифункциональные ППЭ (С6 или больше, Mn 1000 или меньше, например, 1,4-бутандиоловый ди-ППЭ, триэтиленгликолевый ди-ППЭ, 1,4-бензольный ди-ППЭ, гидрохиноновый ди-ППЭ, циклогександиметанольный ди-ППЭ, диэтиленгликолевый ди-ППЭ, дипропиленовый ди-ППЭ, гександиоловый ди-ППЭ и т.д.) и аналогичные.

<(b) Фотогенератор кислоты>

Компонентом (b) является вещество, которое разлагается воспринимаемым светом, для образования кислоты непосредственно или опосредовано. Поскольку фотогенератор кислоты обладает вышеупомянутым свойством, тип, структура и аналогичные этому особым образом не ограничиваются. Кислота, образованная из фотогенератора кислоты, обладает эффектом начала или ускорения реакции полимеризации. Дополнительно кислота включает катион.

Примеры фотогенератора кислоты компонента (b) включают соединение сульфоновой кислоты и другие производные сульфоновой кислоты, диазометановое соединение, соединение соли сульфония, соединение соли йодония (iodonium), сульфонимидное соединение, дисульфоновое соединение, нитробензольное соединение, бензоинтозилатное (бензоинтолуолсульфокислотное) соединение, ареновый комплекс железа, галогенсодержащее соединение триадина, производное соединение ацетофенона, содержащий цианогруппу сульфат оксим (oxime) и аналогичные. Любое одно из общеизвестных или традиционно используемых фотогенераторов кислоты может быть использовано в настоящем изобретении без особых ограничений.

Более предпочтительные примеры фотогенератора кислоты включают соединение соли сульфония и соединение соли йодония (iodonium). С точки зрения термостойкости соль моноарилсульфония, соль диарилсульфония и соль триарилсульфония, обладающая одной или более арильными группами у катионной части могут быть предпочтительно используемыми в качестве соединения соли сульфония. В качестве соединения соли йодония (iodonium) предпочтительно используемой может быть соль диарилйодония (iodonium).

Дополнительно предпочтительные примеры фотогенератора кислоты включают соль моноарилсульфония, соль диарилсульфония и соль триарилсульфония и соль диарилйодония с точки зрения образования кислоты, обладающей силой кислоты, которая является достаточной для отверждения эпоксидной смолы. В качестве силы кислоты достаточной для отверждения эпоксидной смолы сильная кислота, например, гексафторсурьмяная кислота или кислота более сильная, чем гексафторсурьмяная кислота являются предпочтительными среди кислот Льюиса (Lewis). “Сильная кислота, например, гексафторсурьмяная кислота или кислота более сильная, чем гексафторсурьмяная кислота” подразумевает кислоту, обладающую функцией кислотности Гаммета (Hammettte)-HO, которая равна или больше 18. Среди кислот Бренстеда (Brensted), предпочтительна сильная кислота, например, нонафторбутансульфоновая кислота или кислота более сильная, чем нонафторбутансульфоновая кислота. “Сильная кислота равная или более сильная, чем нонафторбутансульфоновая кислота” подразумевает кислоту, обладающую величиной PKa, которая равна или больше, чем -3,57. Далее в данном документе будут описаны конкретные примеры структуры анионной части соли сульфония и соли йодония (iodonium), которые будут источником образования сильной кислоты. Тем не менее, соединения являются не более чем примерами и настоящее изобретения не ограничено приведенными примерами соединений.

[Хим. формула 3]

[Хим. формула 4]

Среди приведенных выше примеров наиболее предпочтительные примеры структуры анионной части включают (b-1)-(b-14). Существует возможность получить отвержденный материал с высокой точностью формовки, используя структуру анионной части, которая является источником формирования сильной кислоты.

Описанные выше компоненты (b) могут быть использованы по отдельности или в комбинации из двух или более. Содержание компонента (b) может быть обычно от 0,01 до 20 масс.%, предпочтительно от 0,1 до 15 масс.%, более предпочтительно от 0,15 до 10 масс.%.

<(c) Агент солевого обмена>

Агентом солевого обмена является четвертичная соль аммония или четвертичная соль фосфония, которая способна создать вторую кислоту, обладающую силой кислоты меньшей, чем сила кислоты первой кислоты при обмене с анионной частью первой кислоты, полученной из анионной части фотогенератора кислоты после того, как фотогенератор кислоты разлагается воспринимаемым светом. Тип, структура и аналогичные вышеупомянутого особым образом не ограничены, поскольку агент солевого обмена имеет описанное выше свойство. Существует возможность выбрать агент солевого обмена, сравнивая анионную часть фотогенератора кислоты (b) и анионную часть агента солевого обмена (с) и используя в качестве критерия силы кислот, полученных преобразованием анионных частей в кислоты. Более конкретно, соединение, удовлетворяющее Формуле <1> способно захватывать кислоту (первую кислоту), образованную из фотогенератора кислоты (b), и выбрасывать кислоту (вторую кислоту), имеющую меньшую силу кислоты, чем захваченная кислота, и использована в настоящем изобретении в качестве агента солевого обмена. “Анионная часть” означает звено, содержащее символ, выраженный посредством “-”, в качестве отрицательного заряда, а “превращение в кислоту” означает добавление H⁺ к анионной части. В Формуле <1> сила кислоты слева от знака > сильнее, и сила кислоты справа от знака > слабее.

Сила кислоты, когда анионная часть фотогенератора кислоты (b) преобразована в кислоту]>[силы кислоты, когда анионная часть агента солевого обмена преобразована в кислоту] <1>

Существует возможность использовать физические значения физической характеристики, обозначающей силу кислоты, например, функцию кислотности Гаммета (Hammette) и PKa, чтобы выразить силу кислоты. Подобным образом могут быть использованы действительные значения измерений. В качестве способа измерения, существует возможность в действительности определить силу кислоты, подвергая экспонированию фоточувствительные полимерные композиции, использующие фотогенератор кислоты, в котором катионные части являются одинаковыми, а анионные части изменяются, и сравнивая чувствительности. Вкратце фотогенератор кислоты, который является более чувствительным, имеет более высокую силу кислоты. Подробности способа измерения будут описаны в <Оценке>, описанной ниже в изобретении.

В качестве принципов химической реакции, относящихся к солевому обмену, показана наглядная схема в следующей Формуле <2>.

[Хим. формула 5]

M^-/S⁺ представляет фотогенератор кислоты (b); E представляет процесс облучения световой энергией (мощностью света); M^-/H⁺ представляет кислоту, образованную из фотогенератора кислоты (b) после экспонирования светом; и N^-/A⁺ представляет агент солевого обмена. Здесь установлено соотношение [сила кислоты M^-/H⁺]>[силы кислоты N^-/H⁺]. Вкратце для удобства M^-/H⁺ представляет сильную кислоту, а N^-/H⁺ представляет слабую кислоту в Формуле <2>.

Звено, имеющее знак “-” представляет анионную часть, а звено, имеющее знак “+” представляет катионную часть. Вкратце фотогенератор кислоты (b) и агент солевого обмена (с) являются солями с противоположно заряженными ионами, в которых анионная часть и катионная часть в Формуле <2> составляют 1:1. В качестве конкретного примера: S⁺ является трифенилсульфонием; A⁺ является тетраалкиламмонием, M⁺ является (b-1), описанным выше, и N⁺ является пентафторантимонатом.

В формуле <2> кислота M^-/H⁺, образованная из фотогенератора кислоты, преобразована в N^-/H⁺, которая является более слабой кислотой, если кислота M^-/H⁺ сталкивается с N^-/A⁺, которая является агентом солевого обмена (с), в процессе сушки после экспонирования PEB (Post-Exposure Baking-сушки после экспонирования), которая является процессом выполнения формирования изображения с помощью диффузии образованной кислоты и тепловой обработки (последующей сушки) после проявления. Это химическое явление, называемое “солевым обменом”.

В случае нагревания негативного фоточувствительного полимерного отвержденного вещества при высокой температуре для придания высокой надежности с помощью обычных технологических процессов существовали проблемы недостаточной термостойкости, которые вызывают иногда модифицирование отвержденной пленки, что приводит к повреждению получающейся требуемой отвержденной пленки. Изобретатели настоящего изобретения обнаружили, что причиной повреждения является сочетание присутствия сильной кислоты и высокой температуры нагревания, чтобы убедиться, что существует возможность улучшить термостойкость отвержденной пленки преобразованием кислоты, образованной из генератора кислоты (b) в кислоту, обладающую более низкой силой кислоты, и стабильную соль с помощью агента солевого обмена. Устойчивая соль подразумевает M^-/A⁺, которая является соединением соли, образованным после того как кислота, образованная из фотогенератора кислоты (b) захвачена агентом солевого обмена (c), и не модифицирует отвержденную пленку, поскольку она является стабильной (устойчивой) при высоких температурах.

В противоположность, для полимеризации желательно использовать кислоту, обладающую высокой силой кислоты, для того чтобы достичь высокой точности формовки. Таким образом, поскольку точность формовки и термостойкость имеют компромиссное соотношение, было трудно добиться обоих этих свойств. Тем не менее решение проблемы предоставлено посредством использования реакции солевого обмена настоящего изобретения.

В качестве агента солевого обмена (с) предпочтительной является следующая структурная Формула (1).

[Хим. формула 6]

A представляет атом азота или атом фосфора; R₁-R₄ представляют арильную группу, имеющую суммарно 6-30 атомов углерода, гетероциклическую группу, имеющую суммарно 4-30 атомов углерода, алкильную группу, имеющую суммарно 1-30 атомов углерода, алкенильную группу, имеющую суммарно 2-30 атомов углерода, и алкинильную группу, имеющую суммарно 2-30 атомов углерода, каждая из которых может быть замещена, по меньшей мере, одной группой, выбранной из группы, состоящей из алкильной группы, группы гидроксила, группы циклоалкила (циклоалкильной группы), группы алкенила, алкоксигруппы, группы алкилкарбонила, группы арилкарбонила, группы алкоксикарбонила, группы арилоксикарбонила, группы арилтиокарбонила, ацилоксигруппы, арилтиогруппы, алкилтиогруппы, арильной группы, группы, содержащей гетероатом в ароматическом кольце, арилоксигруппы, группы алкилсульфинила, группы арилсульфинила, группы алкилсульфонила, группы арилсульфонила, алкиленоксигруппы, аминогруппы, цианогруппы, нитрогруппы и галогеновой группы. Более конкретные примеры замещающих групп включают группу алкила, имеющую 1-6 атомов углерода (например, метиловую группу, этиловую группу, пропиловую группу, изопропиловую группу и бутиловую группу), группу гидроксила, группу циклоалкила, имеющую 3-6 атомов углерода (например, группу циклопропила, группу циклобутила, группу циклопентила и группу циклогексила), группу алкенила, имеющую 2-6 атомов углерода (например, виниловую группу, группу 1-пропенила, группу 2-пропенила и группу 2-бутенила), группу алкинила, имеющую 2-6 атомов углерода (например, группу ацетиленила, группу 1-пропинила, группу 2-пропинила и группу 2-бутинила), алкоксигруппу, имеющую 1-6 атомов углерода (например, метоксигруппу, этоксигруппу, n-пропоксигруппу, изопропоксигруппу, n-бутоксигруппу и третбутоксигруппу), группу алкилкарбонила, имеющую 2-6 атомов углерода, группу арилкарбонила, имеющую 7-11 атомов углерода группу алкоксикарбонила, имеющую 2-6 атомов углерода (например, метоксикарбонильную группу, этоксикарбонильную группу и третбутоксикарбонильную группу), группу арилоксикарбонила, имеющую 7-11 атомов углерода, группу арилтиокарбонила, имеющую 7-11 атомов углерода, ацилоксигруппу, имеющую 2-6 атомов углерода, арилтиогруппу, имеющую 2-6 атомов углерода (например, фенилтиогруппу и нафтилтиогруппу), алкилтиогруппу, имеющую 1-6 атомов углерода (например, метилтиогруппу, этилтиогруппу, n-пропилтиогруппу, изопропилтиогруппу, n-бутилтиогруппу и третбутилтиогруппу), группу арила, имеющую 6-14 атомов углерода (например, фенильную группу, группу нафтила и группу антраценила), группу, содержащую гетероатом в ароматическом кольце, имеющую 4-8 атомов углерода (например, фуриловую группу и тиениловую группу), арилоксигруппу, имеющую 6-10 атомов углерода (например, феноксигруппу и нафтоксигруппу), группу алкилсульфинила, имеющую 1-6 атомов углерода, группу арилсульфинила, имеющую 6-10 атомов углерода, группу алкилсульфонила, имеющую 1-6 атомов углерода, группу арилсульфонила, имеющую 6-10 атомов углерода, алкиленоксигруппу, имеющую 1-6 атомов углерода, аминогруппу, цианогруппу, нитрогруппу, галогеновую группу (например, атом хлора, атом брома, атом фтора) и аналогичные. R₁-R₄ могут быть одинаковыми или различными. Дополнительно, если A является атомом азота, то R₁ и R₄ могут сформировать двойную связь, чтобы сформировать R₂-N⁺(=R₆)-R₃. Дополнительно два или более из R₁-R₄ и R₆ могут сформировать кольцевую структуру, имеющую одно кольцо или множество колец, через атом углерода, атом кислорода, атом серы или атом азота. В случае формирования кольцевой структуры, она может иметь одну или более двойных связей и может быть гетероциклическим кольцом или ароматическим кольцом, содержащим атом азота.

X выбран из атома азота, атома фосфора, атома сурьмы, атома бора и атома кислорода. Если X является азотом: m+n составляет 2; n является целым числом, выбранным из 0 и 1; и Y выбран из -S(=O)₂- алкиленовой фтористой группы,-O-CF₂-, -C(=O)-CF₂-, O-C(=O)-CF₂-, -C(=O)-O-CF₂- и одинарной связи. R₅ представляет углеводородную группу, имеющую от 1 до 30 атомов углерода, которые могут быть замещены атомом фтора, и углеводородная группа имеет, по меньшей мере, один атом фтора, если n является 0, а Y выбран из -S(=O)₂- или одинарной связи. Если X является атомом фосфора или атомом сурьмы: m+n составляет 6; n является целым числом, выбранным от 0 до 6; и Y выбран из -S(=O)₂-, -O-CF₂-, -C(=O)-CF₂-, O-С(=O)-CF₂-, -C(=O)-O-CF₂-, -O- и одинарной связи. R₅ представляет группу, выбранную из углеводородной группы, которая может быть замещена атомом фтора и имеет от 1 до 30 атомов углерода и атом водорода, и углеводородная группа имеет, по меньшей мере один атом фтора, если n является 0 и Y выбран из -S(=O)₂-, -O- или одинарной связи. Если X является атомом бора: m+n составляет 4; n является целым числом, выбранным от 0 до 4; и Y выбран из -S(=O)₂-, -O-CF₂-, -C(=O)-CF₂-, -O-C(=O)-CF₂-, -С(=O)-O-CF₂-, фениленовой группы, которая может быть замещена фтором, и одинарной связи. R₅ представляет группу, выбранную из углеводородной группы, которая может быть замещена атомом фтора, и имеет от 1 до 30 атомов углерода, атома фтора и атома водорода, и углеводородная группа имеет, по меньшей мере, один атом фтора, если n является 0 и Y выбран из -S(=O)₂- или одинарной связи. Если X является атомом кислорода: m составляет 1, n является целым числом 0; и Y выбран из -S(=O)₂- и -C(=O)-. R₅ представляет группу гидроксида, атом хлора или углеводородную группу, которая может быть замещена атомом фтора и имеет от 1 до 30 атомов углерода. Если X является атомом кислорода, R₃ и R₅ могут быть связаны через группу гидроксида или углеводородную группу, которая может быть замещена атомом хлора и имеет от 1 до 30 атомов углерода, для формирования внутримолекулярной соли.

Часть конкретных примеров соединений солевого обмена (c) приведена ниже. Однако эти соединения являются не более, чем примерами и не являются лимитирующими.

[Хим. формула 7]

[Хим. формула 8]

[Хим. формула 9]

Описанные выше компоненты (с) могут быть использованы по отдельности или в комбинации из двух или более.

Кислотой, которая выпущена (освобождена) из агента солевого обмена (с), и имеет более низкую силу кислоты, чем захваченная кислота предпочтительно может быть содержащая атом фтора сурьмяная кислота, содержащая атом фтора фосфорная кислота, содержащая атом фтора борная кислота, сульфоновая кислота, которая может содержать атом фтора, или карбоновая кислота среди кислот, полученных из анионной части Формулы <1>. Примеры сурьмяной кислоты, содержащей атом фтора, включают гексафторсурьмяную кислоту и фторсурьмяную кислоту, в которой от 1 до 5 гидроксильных групп замещены. Примеры фосфорной кислоты, содержащей атом фтора, включают гексафторфосфорную кислоту и фторфосфорную кислоту, в которой одна или две содержащие фтор алкильные группы замещены. Примеры борной кислоты, содержащей атом фтора, включают тетрафторборную кислоту. Примеры сульфоновой кислоты, которая может содержать атом фтора, или карбоновой кислоты, включают метилсульфоновую кислоту, фторуксусную кислоту, уксусную кислоту и аналогичные.

Содержание агента солевого обмена (c) может быть обычно 0,001 до 15 масс.%, предпочтительно 0,01 до 8 масс.%, более предпочтительно 0,05 до 7 масс.% в общем содержании сухого вещества.

Содержание агента солевого обмена (c) предпочтительно может удовлетворять соотношению “число молей фотогенератора кислоты, образующего кислоту, обладающую наивысшей силой кислоты, среди фотогенераторов кислоты (b)< числа молей агента солевого обмена (c) х4” без особых ограничений на это. Вкратце, содержание агента солевого обмена (c) может быть предпочтительно в ¼ раза больше числа молей фотогенератора кислоты, образующего кислоту, обладающую наивысшей силой кислоты. Что касается указанного выше числа молей, то агент солевого обмена (c) преобразует кислоту, генерированную фотогенератором кислоты (b), в достаточно слабую кислоту, и, следовательно, существует возможность улучшить термостойкость отвержденной пленки. Однако если валентность генерированной кислоты является множественной, то число молей фотогенератора кислоты равно числу молей, умноженному на валентность.

Дополнительно более предпочтительно может быть удовлетворено соотношение “число молей фотогенератора кислоты, образующего кислоту, обладающую наивысшей силой кислоты, среди фотогенераторов кислоты (b)< числа молей ×2 агента солевого обмена (c)”. Вкратце содержание агента солевого обмена (c) может быть предпочтительно в 1/2 раза больше числа молей фотогенератора кислоты, образующего кислоту, обладающую наивысшей силой кислоты. Дополнительно может быть особенно предпочтительно удовлетворено соотношение “число молей фотогенератора кислоты, образующего кислоту, обладающую наивысшей силой кислоты, среди фотогенераторов кислоты (b)< числа молей агента солевого обмена (c)”. Вкратце содержание агента солевого обмена (c) может быть особенно предпочтительно больше числа молей фотогенератора кислоты, образующего кислоту, обладающую наивысшей силой кислоты.

Дополнительно содержание агента солевого обмена (c) может быть предпочтительно в 20 раз меньше числа молей фотогенератора кислоты, образующего кислоту, обладающую наивысшей силой кислоты. С помощью поддержания содержания агента солевого обмена (с) в пределах указанного выше интервала, существует возможность легко предотвратить снижение чувствительности и ухудшение свойств покрытия.

С точки зрения термостойкости, точности формовки и чувствительности фотогенератор кислоты (b) и агент солевого обмена (c) могут быть использованы в соответствующем сочетании в пределах соотношения эквивалентности с описанной выше силой кислоты. Если особое значение придают термостойкости, то в качестве агента солевого обмена предпочтительно выбрать агент солевого обмена (c), создающий более слабую кислоту. В этом случае степень (процентность) слабой кислоты установлена для достижения предпочтительной области чувствительности. Если особое значение придают балансу между точностью формовки и термостойкостью, то предпочтительно выбрать в качестве фотогенератора кислоты (b) фотогенератор кислоты, образующий более сильную кислоту, а в качестве агента солевого обмена (c) - агент солевого обмена, образующий более слабую кислоту. В этом случае желательно выбрать агент солевого обмена (c) принимая во внимание ослабление более слабой кислоты для достижения предпочтительной области чувствительности. Дополнительно, если особое значение придается чувствительности, то предпочтительно выбрать в качестве фотогенератора кислоты (b) фотогенератор кислоты, образующий более сильную кислоту, и выбрать в качестве агента солевого обмена (с) агент солевого обмена, образующий более слабую кислоту. В этом случае желательно выбрать агент солевого обмена (с) с точки зрения силы более сильной кислоты для достижения предпочтительной области термостойкости.

Для негативной фоточувствительной полимерной композиции настоящего изобретения существует возможность получить отвержденное вещество, демонстрирующее хорошую точность формовки и термостойкость, имея в составе (а) кислотно-полимеризуемое соединение, (b) фотогенератор кислоты и (с) агент солевого обмена, а следующие добавки могут быть введены по требованию для улучшения различных свойств. Добавки являются не более, чем примерами и не ограничены следующими соединениями.

<(d) Аминосоединение>

Аминосоединение относится к щелочному соединению, содержащему атом азота, и демонстрирует основность, полученную из отдельной электронной пары атома азота. В виде действия аминосоединения, это соединение способно захватить кислоту, генерированную, например, из фотогенератора кислоты, и инактивировать кислотность. Следовательно, существует возможность улучшить четкость паттерна, управляя длиной диффузии кислоты в процессе диффузии кислоты под действием тепла, и существует возможность подавить изменение чувствительности в процессе хранения раствора фоточувствительной полимерной композиции инактивированием очень маленьким количеством кислоты, генерированной из фотогенератора кислоты в процессе темновой реакции при хранении.

В качестве аминосоединения предпочтительно аминосоединение, содержащее один или более атомов азота в различном химическом окружении без особенных ограничений к этому. В частности, соединение, содержащее, по меньшей мере, одну замещенную или незамещенную аминогруппу и, по меньшей мере, одну кольцевую структуру, содержащую атом азота, является предпочтительным и дополнительно предпочтительным является соединение, содержащее, по меньшей мере, одну алкиламиногруппу.

Примеры аминосоединения включают гуанидин, пиридин, пирролидин, индазол, имидазол, пиразол, пиразин, пиримидин, пурин, имидазолин, пиразолин, пиперидин, пиперидин, морфолин, и аналогичные. Эти соединения могут быть замещенными. Примеры замещенных групп включают аминогруппу, аминоалкильную группу, алкиламиногруппу, аминоарильную группу, ариламиногруппу, алкильную группу, алкоксигруппу, ацильную группу, аллилокси группу, арильную группу, арилокси-группу, нитро-группу, гидроксильную группу, циано-группу и аналогичные.

Другие примеры аминосоединения включают третичные амины, например, трифениламин, триэтаноламин, триизопропиламин, триизопропаноламин, N,N-диэтил-3-аминофенол, N-этилдиэтаноламин, и 2-диэтиламиноэтанол; вторичные амины, например, этаноламин, диизопропаноламин, и N-метилбензиламин; первичные амины, например, монометиловый; диамины, например, этилендиамин, соединения пиримидина и его производные, например, аминпиримидин, 2-аминопиримидин, 4-аминопиримидин и 5-аминопиримидин, соединения пиридина и его производные, например, пиридин, метилпиридин, 2,6-диметилпиридин; и аминофенолы и его производные, например, 2-аминофенол и 3-аминофенол.

Конкретные примеры предпочтительных аминосоединений включают гуанидин, пиридин, 1,1-диметилгуанидин, 1,1,3,3- тетраметилгуанидин, 2-аминопиридин, 3-аминопиридин, 4-аминопиридин, 2-диметиламинопиридин, 4-диметиламинопиридин, 2-диэтиламинопиридин, 2-(аминометил)пиридин, 2-амино-3-метилпиридин, 2-амино-4-метилпиридин, 2-амино-5-метилпиридин, 2-амино-6-метилпиридин, 3-аминоэтилпиридин, 4-аминоэтилпиридин, 3-аминопирролидин, 2-аминопирролидин, пиперазин, N-(2-аминоэтил)пиперазин, N-(2-аминоэтил)пиперидин, 4-амино-2,2,6,6-тетраметилпиперидин, 4-пиперидинопиперидин, 2-иминопиперидин, 1-(2-аминоэтил)пирролидин, пиразол, 3-амино-5-метилпиразол, 5-амино-3-метил-1-п-толилпиразол, пиразин, 2-(аминометил)-5-метилпиразин, пиримидин, 2,4-диаминопиримидин, 4,6-дигидроксипиримидин, 2-пиразолин, 3-пиразолин, N-аминоморфолин и N- (2-аминоэтил)морфолин.

Описанные выше аминосоединения могут быть использованы по отдельности или в сочетании из двух или более. Содержание аминосоединений обычно может составлять от 0,001 до 10 масс.%, предпочтительно от 0,005 до 5 масс.%, более предпочтительно от 0,01 до 4 масс.% в общем содержании сухого вещества.

<Фоточувствительное вещество>

Фоточувствительное вещество может быть использовано для получения высокой фоточувствительности. Если источник света экспонирования излучает i-линию, то предпочтительно использовать фоточувствительное вещество, образованное из производной нафталина или антрацена или его производного, каждый из которых способен улучшить фоточувствительность фотогенератора кислоты соли сульфония и фотогенератора кислоты соли йодония (iodonium). Однако поскольку фоточувствительное вещество может влиять на точность формовки, которая зависит от содержания и типа соединения, предпочтительно выбрать соответственно тип и количество.

<Растворитель>

Растворитель, который использован в настоящем изобретении, особым образом неограничен и могут быть использованы традиционные известные растворители. Примеры растворителей включают гамма-бутиролактон, этиллактат, пропиленкарбонат, ацетат пропиленгликольмонометилового эфира, метилизобутилкетон, бутилацетат, метиламилкетон, 2-гептанон, этилацетат, метилэтилкетон, диглим, ксилен, циклогексанон и аналогичные.

Растворитель может быть включен в количестве от 5 до 99 частей по массе, предпочтительно от 10 до 95 частей по массе на 100 частей по массе соединения, способного к полимеризации по кислотному типу.

<Способ получения>

Фиг.2 представляет перспективный вид, схематично иллюстрирующий пример головки для выбрасывания жидкости, сформированной с помощью использования негативной фоточувствительной полимерной композиции в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения. Примером головки для выбрасывания жидкости, показанной на Фиг.2, является струйная пишущая головка без особых ограничений этого. В струйной пишущей головке, показанной на Фиг.2, слой 4 формирования канала подачи краски, сформирован на подложке 1, обладающей множеством элементов 2 генерирования энергии, а выпускные каналы 5 краски и канал подачи краски 3с, который сообщается с выпускными каналами 5 краски, и удерживает краску, образованы на слое 4 формирования канала подачи краски. Дополнительно на подложке 1 предоставлено входное отверстие 6 краски, которое подает краску в канал подачи краски 3с.

Далее в данном документе будет описан способ получения головки выбрасывания жидкости в соответствии с примерным вариантом воплощения настоящего изобретения.

Ссылаясь на Фиг.3, множество элементов 2 генерирования энергии расположены на подложке 1 с предварительно установленным шагом. На Фиг. 4А-4F показаны стадии получения на видах в разрезе, взятых по линии А-В Фиг.2 или 3.

Далее в данном документе каждая стадия процесса будет описана со ссылкой на Фиг. 4А-4F. Управляющий входной сигнальный электрод (не показан) соединен с генерирующими энергию элементами 2, чтобы управлять элементами 2.

Ссылаясь на Фиг.4А, подготовлена подложка 1, обладающая генерирующими энергию элементами 2. Подложка 1 предпочтительно может быть Si подложкой. В частности, подложка 1 может быть предпочтительно монокристаллической кремниевой подложкой, а в случае выполнения перфорации сквозных отверстий в подложке 1 путем анизотропного травления, подложка 1 может быть предпочтительно монокристаллической кремниевой подложкой, имеющей кристаллическую ориентацию 100. В случае выполнения перфорации сквозных отверстий в подложке 1 с помощью сухого травления, пескоструйной обработки или используя лазер, может быть использована монокристаллическая кремниевая подложка, имеющая кристаллическую ориентацию 110 или аналогичная.

Элемент 2 генерирования энергии не ограничен особым образом, поскольку элемент 2 генерирования энергии способен передавать энергию выброса краске для выбрасывания капель краски и для выбрасывания капель краски из канала выбрасывания краски. Если, например, термостойкий элемент использован в качестве элемента 2 генерирования энергии, то энергию выброса генерируют, вызывая изменение состояния краски нагревом краски с помощью термостойкого элемента вблизи термостойкого элемента.

Ссылаясь на Фиг.4В, растворимая полимерная композиция нанесена на подложку 1, для формирования слоя 3а паттерна канала подачи краски. В качестве способа формирования слоя 3а паттерна канала подачи краски позитивный фоточувствительный полимер, например, растворен надлежащим образом в растворителе и затем нанесен на подложку 1 методом центрифугирования или аналогичным. После этого выполнено нагревание, чтобы сформировать слой 3а паттерна канала подачи краски. Толщина слоя 3а паттерна канала подачи краски может быть равна высоте требуемого канала подачи краски, и не ограничена особым образом. Например, толщина может быть предпочтительно от 2 до 50 мкм (микрометров).

Ссылаясь на Фиг.4С, паттерн 3b канала подачи краски сформирован облучением слоя 3а паттерна канала подачи краски с помощью источника излучения с последующим проявлением.

Далее слой 4 формирования канала подачи краски, образованный из негативной фоточувствительной полимерной композиции настоящего изобретения, сформирован на слое 3b паттерна канала подачи краски и подложке 1. Толщина слоя 4 формирования канала подачи краски может быть предпочтительно 2 мкм или больше, также как и толщина слоя 3b паттерна канала подачи краски. Дополнительно толщина слоя 4 формирования канала подачи краски может быть предпочтительно 100 мкм или меньше, также как и толщина паттерна 3b канала подачи краски, несмотря на то, что толщина не ограничена особым образом, поскольку толщина находится в пределах интервала, который не ухудшает способность к проявлению элемента выпускного канала краски.

Ссылаясь на Фиг.4D, слой 4 формирования канала подачи краски подвергнут воздействию облучения с последующим проявлением с использованием метилизобутилкетона (MIBK) или аналогичного. Дополнительно отверстия 5 выбрасывания краски сформированы выполнением технологической обработки промывкой изопропиловым спиртом (IPA).

Ссылаясь на Фиг.4E, входной канал краски 6 сформирован с помощью использования соответствующего способа, например, обработка травлением.

Как показано на Фиг.4F, паттерн 3b канала подачи краски удален растворением его в соответствующем растворителе. Соответствующим растворителем, используемым в этом документе, может быть раствор щелочи или органический растворитель. Дополнительно может быть выполнена термическая обработка при 200°C в течение одного часа с использованием печи для отверждения слоя 4 формирования канала подачи краски.

После этого подложка 1 разрезана и разделена с использованием станка для резки тонких дисков или аналогичного для получения чипов, и выполнено электрическое соединение для приведения в действие элементов 2 генерирования энергии. Дополнительно присоединен элемент резервуара чипа для подачи краски для получения струйной пишущей головки.

Описанный выше способ не ограничен способом получения струйной пишущей головки и является эффективным в качестве способа формирования паттерна для формирования глубокого (рельефного) изображения.

Дополнительно, несмотря на то, что струйная пишущая головка использована в виде примера, к которому обращено настоящее изобретение в дальнейшем описании, применяемый интервал настоящего изобретения не ограничен струйной пишущей головкой и настоящее изобретение применимо к изготовлению биочипа (биокристалла) и получению головки выбрасывания жидкости для электронных печатных схем. Примеры головки выбрасывания жидкости включают головку для получения цветного фильтра в добавление к струйной пишущей головке.

Далее в данном документе будут описаны примеры настоящего изобретения, но изобретение не ограничено этими примерами.

<Примеры с 1 по 9, Сравнительные примеры с 1 по 3>

В соответствии с составами (единицей измерения является масс.%), показанными в Таблицах 1-4 полифункциональные эпоксидные смолы в качестве компонента (а), фотогенераторы кислоты в качестве компонента (b), компоненты (с), растворитель, фоточувствительное вещество, по требованию, и компонент (d) смешивают для получения негативных фоточувствительных полимерных композиций. В Таблицах 1-4 единица измерения масс.% является содержанием сухого вещества (100% как общее содержание сухого вещества), а в качестве растворителя было добавлено 70 частей по массе смешанного растворителя, имеющего отношение ацетата пропиленгликольмонометилового эфира/пропиленкарбонату=20:1.

После нанесения посредством центрифугирования каждой из негативных фоточувствительных композиций на вспомогательный объект, выполненное из кремниевой пластины, было выполнено предварительное отверждение просушиванием при 90°C в течение 5 минут, тем самым получая слой негативной фоточувствительной полимерной композиции, имеющий толщину пленки 20 мкм. После предварительного отверждения было выполнено экспонирование паттерна через фотошаблон, на котором требуемый паттерн прорисован с использованием PPA-300 i5+ (повторителем i-линии, изготовленным Canon Inc.), и было проведено отверждение после экспонирования с использованием нагревательной плиты при 90°C в течение 4 минут. После этого было выполнено проявление с использованием CDS-630+ (изготовленного Canon Inc.). Затем резистивный паттерн после проявления было подвергнут последующему отверждению при 140°C в течение одного часа и при 300°C в течение 20 минут с использованием печи, тем самым получая резистивный паттерн, отвержденный на вспомогательном объекте.

<Анализ, оценка>

Будет описан способ оценки сил кислоты, полученной путем преобразования анионной части фотогенератора кислоты (b) и анионной части агента солевого обмена (с) в кислоты с использованием фактических значений.

Негативная фоточувствительная полимерная композиция была приготовлена смешиванием 65 масс.% EHPE в качестве соединения (а), 2 масс.% фотогенератора кислоты, показанной в Таблице 5 как компонент (b), 35 масс.% смешанного растворителя, имеющего отношение ацетата пропиленгликольмонометилового эфира/пропиленкарбонату=20:1 в качестве растворителя, 1 масс.% 9,10-диэтоксиантрацена в качестве фоточувствительного вещества и 0,02 масс.% триэтаноламина в качестве компонента (d), а резистивный паттерн был получен описанным выше способом. В процессе экспонирования было выполнено ступенчатое экспонирование i-линией в интервале 500 Дж/м²-40000 Дж/м², и была измерена величина экспозиции, требуемая для формирования круглого паттерна, имеющего диаметр 16 мкм, для сопла с круглым выпускным отверстием, имеющим в качестве расчетного размера на фотошаблоне внутренний диаметр 16 мкм. Определенная величина экспозиции проиллюстрирована в единицах величины экспозиции в Таблице 5. Величины экспозиции были перечислены в возрастающем порядке, чтобы показать порядок ранжирования. Порядок ранжирования показан в Таблице 5 в порядке ранжирования силы кислоты. Это означает, что чем меньше величина экспозиции, т.е. чем выше чувствительность, тем выше сила кислоты, образованной из фотогенератора кислоты (b). В результате сравнения сил кислот, основанного на полученных результатах, определенных преобразованием анионных частей в кислоты, было показано, что существует соотношение (b-1)>(b-12)>(b-23)>(b-27)>PF₆>CH₃COO. Это соотношение применимо также для оценки анионных частей агентов солевого обмена (с), как и для оценки анионных частей веществ фотокислоты (b).

Для оценки точности формовки в просверленном отверстии овального выпускного отверстия сопла, имеющего главную ось 20 мкм и малую ось 16 мкм в качестве расчетных размеров, образец для сравнения, который был соединен линией изображения (с), имеющей ширину 3 мкм вдоль малой оси, был преобразован для формирования негативного резистивного паттерна (см. Фиг.1). Ту часть, в которой овал (эллипс) и линии перемычки изображения пересекают друг друга наблюдали с использованием сканирующего электронного микроскопа (SEM) для измерения разрешающей способности. Как показано на Фиг.1, если концевая часть элемента серповидной формы, в случае формирования резистивного паттерна точно совпадающего с паттерном фотошаблона составляет “a”, то расстояние (b) от “a” до той части, у которой линия перемычки паттерна и действительный разрешенный паттерн пересекают друг друга, является точностью формовки (единицами является микрометр). Соответственно точность формовки составляет 0 мкм, т.е. паттерн идентичен чертежному размеру фотошаблона, когда действительный паттерн различается до концевой части (a) элемента серповидной формы. Однако если точность формовки нарушена, негативное вещество остается у концевой части элемента серповидной формы. Значение точности формовки определяется степенью распространения негативного вещества.

Для оценки термостойкости последующее отверждение было выполнено при 140°C в течение одного часа, а затем при 300°C в течение 20 минут в печи, а окрашивание подтверждали визуальной оценкой резистивного паттерна, отвержденного на вспомогательном объекте. Если окрашивания обнаружено не было, то было определено, что достигнута хорошая термостойкость. Случай коричневого, темно-коричневого или черного окрашивания был определен как ухудшающий термостойкость. В Таблицах 1-4 хорошая термостойкость указана круглым знаком $${\rm O}$$ , а ухудшение термостойкости указано знаком x.

(а-1): Epiclon N-865 (изготовленный DIC Corporation,

фирменное название)

(а-2): JER157S70 (изготовленный Japan Ероху Resin Co., Ltd., фирменное название)

(а-3):ЕРНЕ 3150 (изготовленный Daicel Chemical Industries., Ltd, фирменное название)

TPS1: соединение, выраженное формулой (Е1)

[Хим. формула 10]

TPS2: соединение, выраженное формулой (Е2)

[Хим. формула 11]

(с-80)

[Хим. формула 12]

(d-1): Триэтаноламин

Фоточувствительное вещество: 9,10-диэтоксиантрацен

Таблица 5 Номер (b) Фотогенератор кислоты Величина экспозиции Порядок ранжирования силы кислоты 1 TPS1/(b-l) 1000 1 2 TPS1/(b-12) 2000 2 3 TPS1/(b-23) 3500 3 4 TPS1/(b-27) 10000 4 5 TPS1/PFg 30000 5 6 TPS1/CH₃COO^-) >40000 6

TPS1:Трифенилсульфоний (соединение, выраженное следующей формулой)

[Хим. формула 13]

Примеры 1-9 были способны создать сформированные по паттерну отвержденные материалы, обладающие хорошей термостойкостью. Точность формовки был 1,5 мкм или меньше, которая была бесконечно малой.

В противоположность как показано в Сравнительном Примере 1, было невозможно достичь и термостойкости у и бесконечно малой точности формовки, если компонент (b) и компонент (с) не удовлетворяют соотношению Формулы (1).

Дополнительно, как показано в Сравнительном Примере 2, наблюдали ухудшение термостойкости, если не был введен компонент (с).

Дополнительно таким же образом были проведены оценки при добавлении вместо агента солевого обмена (с) трехокиси сурьмы, красного фосфора и окиси олова, которые известны в качестве огнезащитного состава. Однако поскольку эти неорганические соединения не растворили в растворителе и растворе фоточувствительной полимерной композиции, фактическая оценка не была доведена до конца.

Дополнительно для проведения анализа был приготовлен состав таким же образом, как и в Примере 1 за исключением добавления в таком же количестве вместо агента солевого обмена (с) триметилгидроксида аммония, который известен в качестве соединения аммония. Однако никакого паттерна не было сформировано. Это означает, что сильная основность триметилгидроксида аммония ингибирует формирование изображения.

Как описано в вышеизложенном, негативная фоточувствительная полимерная композиция в соответствии с примерными вариантами воплощения изобретения делает возможным формирование паттерна, обладающего высокой термостойкостью и отличной точностью формовки. В результате негативная фоточувствительная полимерная композиция в соответствии с примерными вариантами воплощения может быть соответствующим образом использована для различных устройств, на которых выполнена микрообработка для MEMS, и аналогичного.

Несмотря на то что настоящее изобретение описано со ссылкой на показательные варианты воплощения, следует понимать, что изобретение не ограничено раскрытыми примерными вариантами воплощения. Объем следующей формулы изобретения должен быть согласован с самым широким ее толкованием с тем, чтобы охватить все модификации, эквивалентные структуры и действия (функции).

Настоящая Заявка испрашивает преимущество раскрытия Японской Заявки на патент JP 2010-024682, поданной 5 февраля 2010 г., которая полностью включена в описание в виде ссылки.

Изобретение относится к фоточувствительной композиции смолы, используемой для получения головки для выбрасывания жидкости для генерирования капли жидкости, например капли краски, а также к способу формирования паттерна и к головке для выбрасывания жидкости. Фоточувствительная композиция включает катионно-полимеризуемое соединение, фотогенератор кислоты, имеющую анионную часть и катионную часть, а также соль, имеющую катионную часть, обладающую любой одной из четвертичной структурой аммония или четвертичной структурой фосфония, и анионную часть. При этом анионная часть соли замещена анионной частью первой кислоты, полученной из анионной части фотогенератора кислоты, для формирования второй кислоты, обладающей силой кислоты, меньшей, чем сила кислоты первой кислоты. Катионно-полимеризуемое соединение представляет собой эпоксидную смолу. Фотогенератор кислоты представляет собой, по меньшей мере, соединение, выбранное из группы, включающей соединение сульфоновой кислоты и другие производные сульфоновой кислоты, диазометановое соединение, соединение соли сульфония, соединение соли йодония, сульфонимидное соединение, дисульфоновое соединение, нитробензольное соединение, бензоинтозилатное соединение, ареновый комплекс железа, галогенсодержащее соединение триадина, производное соединение ацетофена, и содержащий цианогруппу сульфатоксим. Способ формирования паттерна заключается в том, что готовят подложку, на которой предоставлена фоточувствительная композиция. Затем проводят экспонирование участка композиции светом для отверждения экспонированной части. Далее отвержденную часть нагревают. Головка для выбрасывания жидкости включает часть с выпускным каналом для выбрасывания жидкости. Часть с выпускным каналом сформирована из отвержденного материала, выполненного из вышеуказанной композиции. Изобретение позволяет повысить термостойкость фоточувствительной композиции и повысить точность формирования паттерна. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 табл., 4 ил., 9 пр.

1. Фоточувствительная композиция смолы, включающая:
катионно-полимеризуемое соединение, представляющее собой эпоксидную смолу;
фотогенератор кислоты, имеющий анионную часть и катионную часть, содержащий по меньшей мере одно соединение сульфоновой кислоты и другие производные сульфоновой кислоты, диазометановое соединение, соединение соли сульфония, соединение соли йодония, сульфонимидное соединение, дисульфоновое соединение, нитробензольное соединение, бензоинтозилатное соединение, ареновый комплекс железа, галогенсодержащее соединение триадина, производное соединение ацетофена, и содержащий цианогруппу сульфатоксим; и
соль, имеющую катионную часть, обладающую любой одной из четвертичной структуры аммония или четвертичной структуры фосфония, и анионную часть,
где анионная часть соли замещается анионной частью первой кислоты, полученной из анионной части фотогенератора кислоты, для формирования второй кислоты, обладающей силой кислоты, меньшей, чем сила кислоты первой кислоты.

2. Фоточувствительная полимерная композиция по п.1, где вторая кислота, созданная солью, является содержащей атом фтора сурьмяной кислотой, содержащей атом фтора фосфорной кислотой, содержащей атом фтора борной кислоты, содержащей атом фтора сульфоновой кислоты или карбоновой кислоты.

3. Фоточувствительная полимерная композиция по п.1, где фотогенератор кислоты включает множество видов соединений, а число молей соли в 1/4 раз больше, чем число молей фотогенератора кислоты, имеющего наивысшую силу кислоты из множества видов соединений.

4. Фоточувствительная полимерная композиция по п.1, где фотогенератор кислоты включает множество видов соединений, а число молей соли в 1/2 раз больше, чем число молей фотогенератора кислоты, образующего кислоту, имеющую наивысшую силу кислоты из множества видов соединений.

5. Фоточувствительная полимерная композиция по п.1, где фотогенератор кислоты включает множество видов соединений, а число молей соли больше, чем число молей фотогенератора кислоты, образующего кислоту, имеющую наивысшую силу кислоты из множества видов соединений.

6. Фоточувствительная полимерная композиция по п.1, дополнительно включающая аминосоединение.

7. Фоточувствительная полимерная композиция по п.1, где вторая кислота является содержащей атом фтора сурьмяной кислотой, содержащей атом фтора фосфорной кислоты или содержащей атом фтора борной кислоты.

8. Способ формирования паттерна, включающий:
подготовку подложки, на которой предоставлена фоточувствительная полимерная композиция, которая включает катионно-полимеризуемое соединение, представляющее собой эпоксидную смолу; фотогенератор кислоты, обладающий анионной частью и катионной частью, содержащий по меньшей мере одно соединение сульфоновой кислоты и другие производные сульфоновой кислоты, диазометановое соединение, соединение соли сульфония, соединение соли йодония, сульфонимидное соединение, дисульфоновое соединение, нитробензольное соединение, бензоинтозилатное соединение, ареновый комплекс железа, галогенсодержащее соединение триадина, производное соединение ацетофена и содержащий цианогруппу сульфатоксим; и соль, имеющую катионную часть, обладающую любой одной из четвертичной структуры аммония или четвертичной структуры фосфония, и анионную часть, где анионная часть соли замещается анионной частью первой кислоты, полученной из анионной части фотогенератора кислоты для формирования второй кислоты, обладающей силой кислоты, которая меньше, чем сила кислоты первой кислоты;
экспонирование участка фоточувствительной полимерной композиции светом для отверждения экспонированной части и
нагревание отвержденной части, полученной отверждением.

9. Способ формирования паттерна по п.8, где вторая кислота, сформированная солью, является содержащей атом фтора сурьмяной кислоты, содержащей атом фтора фосфорной кислоты, содержащей атом фтора борной кислоты, содержащей атом фтора сульфоновой кислоты или карбоновой кислоты.

10. Способ формирования паттерна по п.8, где фотогенератор кислоты включает множество видов соединений, а число молей соли в 1/4 раз больше, чем число молей фотогенератора кислоты, образующего кислоту, обладающую наивысшей силой кислоты из множества видов соединений.

11. Головка для выбрасывания жидкости, включающая:
часть с выпускным каналом, снабженную выпускным каналом для выбрасывания жидкости,
где часть с выпускным каналом сформирована из отвержденного материала полимерной композиции, включающей катионно-полимеризуемое соединение, представляющее собой эпоксидную смолу; фотогенератор кислоты, обладающий анионной частью и катионной частью, содержащий по меньшей мере одно соединение сульфоновой кислоты и другие производные сульфоновой кислоты, диазометановое соединение, соединение соли сульфония, соединение соли йодония, сульфонимидное соединение, дисульфоновое соединение, нитробензольное соединение, бензоинтозилатное соединение, ареновый комплекс железа, галогенсодержащее соединение триадина, производное соединение ацетофена и содержащий цианогруппу сульфатоксим; и соль, имеющую катионную часть, обладающую любой одной из четвертичной структуры аммония или четвертичной структуры фосфония, и анионную часть, где анионная часть соли замещается анионной частью первой кислоты, полученной из анионной части фотогенератора кислоты, для формирования второй кислоты, обладающей силой кислоты, которая меньше, чем сила кислоты первой кислоты.

12. Головка для выбрасывания жидкости по п.11, где второй кислотой, образованной солью, является содержащая атом фтора сурьмяная кислота, содержащая атом фтора фосфорная кислота, содержащая атом фтора борная кислотой, содержащая атом фтора сульфоновая кислота или карбоновая кислота.

13. Головка для выбрасывания жидкости по п.12, в которой фотогенератор кислоты включает множество видов соединений, а число молей соли в 1/4 раз больше, чем число молей фотогенератора кислоты, образующего кислоту, обладающую наивысшей силой кислоты из множества видов соединений.