光硬化性組成物
【課題】高いコントラスト性、優れた画像安定性及び良好な硬化物性を実現できる光硬化性組成物を提供する。
【解決手段】本発明に係る光硬化性組成物は、光酸発生剤と、電子供与性染料と、下記一般式（I）で表され、前記光酸発生剤の感光波長域外にも感光波長域を有するオキシムエステル系光重合開始剤と、エチレン性不飽和基含有化合物とを含有する。
【化１１】
（式中、Ｒ１は、水素原子、炭素数１〜７のアルキル基、又はフェニル基を表し、Ｒ２は、炭素数１〜７のアルキル基、又はフェニル基を表す）
【解決手段】本発明に係る光硬化性組成物は、光酸発生剤と、電子供与性染料と、下記一般式（I）で表され、前記光酸発生剤の感光波長域外にも感光波長域を有するオキシムエステル系光重合開始剤と、エチレン性不飽和基含有化合物とを含有する。
【化１１】
（式中、Ｒ１は、水素原子、炭素数１〜７のアルキル基、又はフェニル基を表し、Ｒ２は、炭素数１〜７のアルキル基、又はフェニル基を表す）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾式画像形成方法に用いられる光硬化性組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、フォトリソグラフィー法による画像形成方法は、微細加工性に優れ、作業性の良さから大量生産に適しており、印刷業界やエレクトロニクス業界で幅広く用いられている。近年、例えば基材上に反射率の異なる画像を形成し、発光素子からの反射光を受光素子などで読み取るエンコーダーや変位センサなどのＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）分野などへの利用も進められている。
【０００３】
このような画像形成方法において、環境負荷の低減の観点より、希アルカリ水溶液による湿式現像法が、主にプリント配線板の製造やソルダーレジストの形成、さらには半導体関連部材の製造などに用いられている。
【０００４】
しかしながら、例えばＭＥＭＳ分野の適用に際して、ウエハ上やアルミ配線上へのパターニングを要することから、アルカリ水溶液による絶縁劣化、或いは腐食等の問題が生じる。このため、有機溶剤系の現像液を利用せざるを得ない。
【０００５】
一方、このような現像液を用いることなくコントラストを形成する技術として、光硬化と熱溶融を利用したフォトサーモグラフィーによる乾式画像形成方法が検討されている。この方法は、湿式画像形成の場合と異なり、廃棄物の問題がない為、環境負荷の低減の観点からも期待されている。
【０００６】
乾式画像形成方法として、染料による発色を利用した発色型感熱記録法が挙げられ、発色性に優れるロイコ型感熱記録法と画像安定性に優れるジアゾ型感熱記録法の２つに大別される。しかしながら、これらの方法では高いコントラスト（高発色性）と画像形成後の品質安定性（画像安定性）の両立が困難であるという問題がある。
【０００７】
これに対して、ロイコ型感熱記録法においては、例えば、電子受容性化合物と電子供与性染料とを、光硬化性組成物を含有するマイクロカプセルに分離して配置することにより、画像安定性を向上させる手法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、マイクロカプセル内の光硬化性組成物を十分に硬化させても、硬化部の発色を十分には抑制できず、未着色部がやや着色してしまい、コントラストが悪くなるという問題がある。
【０００８】
また、酸性基を有するビニルモノマーと光重合開始剤からなる光重合性組成物を含有する層と隔離層と電子供与性染料からなる層を積層するという手法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。この場合、未着色部の着色（カブリ）は無くなるが、逆に全体的に発色度がやや低くなるという問題がある。
【０００９】
これに対して、未着色部のカブリと低発色度を両立する試みとして、二成分の一方をマイクロカプセルに内包させ、他方の成分を光硬化性組成物の硬化性化合物として、もしくは、他方の成分を光硬化性組成物と共にマイクロカプセル外に配置する手法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。また、電子供与性染料を内包するマイクロカプセルと電子受容性化合物、重合性のビニルモノマーと光重合開始剤を含有する光硬化性組成物を含有する層を塗設する手法が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【００１０】
これら画像安定化を改善する手法が多く提案されているが、一方で発色度の低下などの問題が浮上している。また、これらの手法では、根本的に発色部は硬化していないことから、硬化物としての物性が得られないという問題がある。
【００１１】
このように、フォトサーモグラフィーによる画像形成方法において、電子部品などの基板周りやＭＥＭＳセンサなど使用環境が厳しい分野へ応用展開できるだけの技術は未だ確立できておらず、これまで感熱記録紙やプルーフ材などにその利用が限られている。したがって、コントラストの高い画像を形成し、その後の画像安定性と良好な硬化物性を得ることが可能な光硬化性組成物を開発することで、利用用途の拡大が期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開昭５２−８９９１５号公報
【特許文献２】特開昭６１−１２３８３８号公報
【特許文献３】特開平３−８７８２７号公報
【特許文献４】特開平４−２１１２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上述の従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、コントラストの高い画像を形成することができるとともに、優れた画像安定性及び良好な硬化物性を実現できる光硬化性組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一態様によれば、光酸発生剤と、電子供与性染料と、下記一般式（I）で表され、前記光酸発生剤の感光波長域外にも感光波長域を有するオキシムエステル系光重合開始剤と、エチレン性不飽和基含有化合物とを含有することを特徴とする光硬化性組成物が提供される。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素原子、炭素数１〜７のアルキル基、又はフェニル基を表し、Ｒ２は、炭素数１〜７のアルキル基、又はフェニル基を表す）
【００１５】
このような構成により、発色のための露光波長と異なる波長で、発色を抑えて画像定着のための露光を行うことができ、コントラストの高い画像を形成することができるとともに、優れた画像安定性及び良好な硬化物性を得ることができる。
【００１６】
また、本発明の一態様において、オキシムエステル系光重合開始剤が、下記式（II）、で表されることが好ましい。
【化２】
このようなオキシムエステル系光重合開始剤を用いることにより、可視光源で汎用されている波長４０５ｎｍで露光を行うことにより、十分に画像定着させることが可能となる。
【００１７】
また、本発明の一態様において、オキシムエステル系光重合開始剤が、下記一般式（III）又は下記一般式（IV）で表される構造を有することが好ましい。
【化３】
（式中、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に炭素数１〜１２のアルキル基を表し、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７及びＲ８は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表し、ＭはＯ、Ｓ又はＮＨを表し、ｎは０〜５の整数を表し、Ｒ９、Ｒ１０は、炭素数１〜１２のアルキル基を表し、Ｒ１１は、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基を表す）
【００１８】
このようなオキシムエステル系光重合開始剤を用いることにより、少量の添加でも十分な光硬化が得られる高い感度を有するので、配合する光重合開始剤に起因する着色を抑え、樹脂の透明性を活かすことができる。
【００１９】
また、本発明の一態様によれば、このような光硬化性組成物の塗布膜を形成し、前記光酸発生剤の感光波長域の少なくとも一部を含む第１の活性エネルギー線を所定パターンに照射し、酸を発生させ、電子供与性染料を発色させて着色部を形成した後、光酸発生剤の感光波長域外で、かつオキシムエステル系光重合開始剤の感光波長域の第２の活性エネルギー線を全面に照射して、オキシムエステル系光重合開始剤よりラジカルを発生させ、エチレン性不飽和基含有化合物を重合させて得られることを特徴とする硬化物を提供することができる。
このようにして硬化物において、コントラストの高い画像が形成されるとともに、優れた画像安定性及び良好な硬化物性を得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の一態様の光硬化性組成物によれば、コントラストの高い画像を形成することができるとともに、優れた画像安定性及び良好な硬化物性を得ることが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明者らが上記課題を解決するために鋭意検討した結果、コントラストを形成する第一露光工程と、光硬化により画像定着を行う第二露光工程の２段階の露光工程を設け、それぞれ異なる波長で露光することにより、高コントラストの画像と、優れた画像安定性及び良好な硬化物性の双方を得ることができることを見出した。すなわち、光酸発生剤が酸を発生する波長で第１段の露光を行い、所望の発色パターンを形成した後、光酸発生剤が酸を発生しない波長で第２段の露光を行うことにより、発色させることなく光硬化させることができる。
【００２２】
そして、光酸発生剤と、電子供与性染料と、下記一般式（I）で表され、前記光酸発生剤の感光波長域外に感光波長域を有するオキシムエステル系光重合開始剤と、エチレン性不飽和基含有化合物とを含有する光硬化性組成物が、このような２段階の露光工程を行う際に好適であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【化４】
（式中、Ｒ１は、水素原子、炭素数１〜７のアルキル基、又はフェニル基を表し、Ｒ２は、炭素数１〜７のアルキル基、又はフェニル基を表す）
【００２３】
以下、本実施形態の光硬化性組成物について詳細に説明する。
本実施形態の光硬化性組成物における光酸発生剤は、電子供与性染料に対し、顕色効果を示す電子受容性化合物であり、電子活性エネルギー線の照射により酸を発生し、後述する電子供与性染料を発色させるために用いられる。
【００２４】
このような光酸発生剤としては、例えば、ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、ブロモニウム塩、クロロニウム塩、スルホニウム塩、セレノニウム塩、ピリリウム塩、チアピリリウム塩、ピリジニウム塩等のオニウム塩；トリス（トリハロメチル）−ｓ−トリアジン（例えば２，４，６−トリス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン）、２−［２−（５−メチルフラン−２−イル）エテニル］−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−［２−（フラン−２−イル）エテニル］−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシフエニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−メチル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン等のハロゲン化化合物；スルホン酸の２−ニトロベンジルエステル；イミノスルホナート；１−オキソ−２−ジアゾナフトキノン−４−スルホナート誘導体；Ｎ−ヒドロキシイミド＝スルホナート；トリ（メタンスルホニルオキシ）ベンゼン誘導体；ビススルホニルジアゾメタン類；スルホニルカルボニルアルカン類；スルホニルカルボニルジアゾメタン類；ジスルホン化合物；鉄アレン錯体等を挙げることができる。
これらの光酸発生剤は、単独で、又は２種類以上組み合わせて用いることができる。
【００２５】
このような光酸発生剤の配合量は、組成物の固形分１００質量部に対して、５〜４０質量部が好ましい。５質量部より少ない場合は発色が不十分となる。また、４０質量部より多い場合は画像形成後の画像安定性が悪くなる。より好ましくは１０〜３０質量部である。
【００２６】
本実施形態の光硬化性組成物における電子供与性染料は、上述した光酸発生剤より発生した酸により発色し、パターンを形成するために用いられる。
【００２７】
このような化合物としては、例えば、３，３−ビス（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−６−メチルアミノフタリド、３，３−ビス（ｐ−ジメチルアミノフェニル）フタリド、３−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−３−（１，２−ジメチルインドール−３−イル）フタリド等のトリアリルメタン系化合物、４，４’−ビス−ジメチルアミノベンズヒドリルベンジルエーテル、Ｎ−ハロフェニル−ロイコオーラミン、Ｎ−２，４，５−トリクロロフェニルロイコオーラミン等のジフェニルメタン系化合物、７−ジメチルアミノ−３−クロロフルオラン、７−ジメチルアミノ−３−クロロ−２−メチルフルオラン、２−フェニルアミノ−３−メチル−６−（Ｎ−エチル−Ｎ−ｐ−トリルアミノ）フルオラン等のフルオラン系化合物、ベンゾイルロイコメチレンブルー、ｐ−ニトロベンジルロイコメチレンブルー等のチアジン系化合物、３−メチル−スピロ−ジナフトピラン、３−エチル−スピロ−ジナフトピラン、３−プロピル−スピロ−ジナフトピラン、３−プロピル−スピロ−ジベンゾピラン等のスピロ系化合物等が挙げられる。
【００２８】
これらの電子供与性染料は、単独で、又は必要に応じて２種類以上のものを併用することも可能である。また、画像安定性を高める公知の手段として、電子供与性染料をカプセル化して使用してもよい。また、これらの染料に、発色性をあげるための四臭化炭素のような光酸化剤や、暗発色を防止するキノリノールのような添加剤を加えてもよい。
【００２９】
このような電子供与性染料の配合量は、組成物の固形分１００質量部に対して、３〜２０質量部が好ましい。３質量部より少ない場合は発色が不十分となる。また、２０質量部より多い場合はより優れた効果を期待できない。より好ましくは８〜１５質量部である。
【００３０】
本実施形態の光硬化性組成物におけるオキシムエステル系光重合開始剤は、活性エネルギー線の照射により、ラジカルを発生し、後述するエチレン性不飽和基含有化合物を重合させるために用いられる。このようなオキシムエステル系光重合開始剤は、上述の光酸発生剤の感光波長域外に感光波長域を有する必要がある。すなわち、オキシムエステル系光重合開始剤と光酸発生剤との感光波長域がオーバーラップする波長域の他に、オキシムエステル系光重合開始剤のみがもつ感光波長域が存在することが必要である。
【００３１】
上述した光酸発生剤は、４００ｎｍ以下、特に紫外域で感光するものが多い。このような光酸発生剤を感光させずに、ラジカルを発生させるためには、光重合開始剤の中でも、光酸発生剤の感光波長域以外にも吸収・活性を示すことが好ましい。また、配合する光重合開始剤に起因する着色を抑え、樹脂の透明性を活かすためにも、少量の添加で十分な光硬化が得られる高い感度の光重合開始剤を用いる必要がある。本実施形態に用いられる下記一般式（Ｉ）で表されるオキシムエステル系光重合開始剤は、光酸発生剤の感光波長域以外にも感光波長域を有し、特に高い光感度を有するものである。
【化５】
（式中、Ｒ１は、水素原子、炭素数１〜７のアルキル基、又はフェニル基を表し、Ｒ２は、炭素数１〜７のアルキル基、又はフェニル基を表す）
このようなオキシムエステル系光重合開始剤としては、可視光源で汎用されている４０５ｎｍに良好な感度を有することから、下記式（II）で表される２−（アセチルオキシイミノメチル）チオキサンテン−９−オンが好ましい。
【化６】
【００３２】
また、オキシムエステル系光重合開始剤としては、一般式（III）、一般式（IV）で表される構造を有することが好ましい。
【化７】
（式中、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に炭素数１〜１２のアルキル基を表し、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７及びＲ８は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表し、ＭはＯ、Ｓ又はＮＨを表し、ｎは０〜５の整数を表し、Ｒ９、Ｒ１０は、炭素数１〜１２のアルキル基を表し、Ｒ１１は、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基を表す）
【００３３】
上述のオキシムエステル系光重合開始剤の中でも、式（II）で表される２−（アセチルオキシイミノメチル）チオキサンテン−９−オンが特に好ましい。市販品としては、ＣＧＩ−３２５、イルガキュア（登録商標）ＯＸＥ０１、イルガキュアＯＸＥ０２（いずれもチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）、Ｎ−１９１９（ＡＤＥＫＡ社製）等が挙げられる。
このようなオキシムエステル系光重合開始剤は、単独で、又は２種類以上組み合わせて用いることができる。
【００３４】
このようなオキシムエステル系光重合開始剤は、エチレン性不飽和基含有化合物の固形分１００質量部に対して、０．０５〜１０質量部が好ましい。０．０５質量部より少ない場合は光硬化が不十分となり画像の定着が悪くなる。また、１０質量部より多い場合はより優れた効果を期待できない。より好ましくは０．５〜５質量部である。
【００３５】
なお、オキシムエステル系光重合開始剤以外の光重合開始剤を併せて用いることもできる。この場合、オキシムエステル系光重合開始剤と同様の感光波長域を有していることが好ましい。
【００３６】
本実施形態の光硬化性組成物に用いられるエチレン性不飽和基含有化合物は、活性エネルギー線の照射で光重合開始剤より発生したラジカルにより光重合し、画像定着させるために用いられる。
【００３７】
このような化合物としては、例えば、エチレングリコール、メトキシテトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコールのジアクリレート類；ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリス−ヒドロキシエチルイソシアヌレートなどの多価アルコール又はこれらのエチレンオキサイド付加物もしくはプロピレンオキサイド付加物などの多価アクリレート類;フェノキシアクリレート、ビスフェノールＡジアクリレート、及びこれらのフェノール類のエチレンオキサイド付加物もしくはプロピレンオキサイド付加物などの多価アクリレート類;グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレートなどのグリシジルエーテルの多価アクリレート類;メラミンアクリレート及び／又は上記アクリレートに対応する各メタクリレート類等が挙げられる。
【００３８】
さらに、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などの多官能エポキシ樹脂に、アクリル酸を反応させたエポキシアクリレート樹脂や、さらにそのエポキシアクリレート樹脂の水酸基に、ペンタエリスリトールトリアクリレートなどのヒドロキシアクリレートとイソホロンジイソシアネートなどのジイソシアネートのハーフウレタン化合物を反応させたエポキシウレタンアクリレート化合物などが挙げられる。このようなエポキシアクリレート系樹脂は、指触乾燥性を低下させることなく、光硬化性を向上させることができる。
これらエチレン性不飽和基含有化合物は、１種又は２種以上任意に組み合わせることができる。
【００３９】
このようなエチレン性不飽和基含有化合物の配合量は、組成物の固形分１００質量部に対して、５０〜９５質量部が好ましい。５０質量部より少ない場合は画像の定着が悪くなる。また、９５質量部より多い場合は発色度が低下する。より好ましくは６０〜９０質量部である。
【００４０】
また、本実施形態の光硬化性組成物において、粘度調整を目的として、必要に応じて有機溶剤を添加することができる。このような有機溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類；セロソルブ、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類；酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸ブチル、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、炭酸プロピレン等のエステル類；オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素類；石油エーテル、石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤などの公知の有機溶剤が使用できる。これらの有機溶剤は、単独で又は二種類以上組み合わせて用いることができる。
【００４１】
また、本実施形態の光硬化性組成物には、必要に応じて、種々の添加剤、例えばシリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等の無機フイラーやアクリルビーズやウレタンビーズなどの有機フイラーなどの充填剤、カップリング剤、消泡剤 レベリング剤等の添加剤などを含有させることができる。
このような本実施形態の光硬化性組成物を用いて、例えば以下のようにして所定のパターンを有する画像を形成することができる。ただし、本発明の光硬化性組成物を用いた画像形成方法は、コントラストの高い画像を形成でき、優れた画像安定性と良好な硬化物性を実現できるものであれば、以下の方法に限定されるものではなく、例えば、以下に説明する「第一露光工程」と「第二露光工程」を逆にすることもできる。
【００４２】
本実施形態の光硬化性組成物を、例えば、回路形成されたプリント配線板に、スクリーン印刷法、カーテンコート法、スプレーコート法、ロールコート法、スピンコート法等の方法により塗布し、６０〜８０℃程度の温度で１５〜６０分程度加熱することにより塗膜を形成する。
【００４３】
形成された塗膜に、光酸発生剤の感光波長域の活性エネルギー線を照射し、基板等に形成された塗膜に着色部（コントラスト）を形成する（第一露光工程）。この工程では、光酸発生剤、オキシムエステル系光重合開始剤、エチレン性不飽和基含有化合物、電子供与性染料のすべてが反応する。すなわち、第一露光工程においては、光酸発生剤が酸を発生して、電子供与性染料を発色させて着色部を形成するとともに、オキシムエステル系光重合開始剤もラジカルを発生し、エチレン性不飽和基含有化合物の光重合が行われる。このようにして、着色部の形成と同時に、着色部の一段階目の硬化が行われる。
【００４４】
ここで用いられる活性エネルギー線の波長は、光酸発生剤の感光波長域の少なくとも一部を含む必要がある。さらに、併せて一段階目の硬化を進行させるためには、オキシムエステル系光重合開始剤の感光波長域を含むことが好ましい。具体的には、例えば紫外域のｉ線などの単一波長光や、紫外域、可視域、近赤外域に広い分光分布（複数の発光スペクトル）を有する活性エネルギー線を用いることができ、特に限定されない。そして、その光源としては、公知の低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプなど、適宜選択して利用することができる。
【００４５】
第一露光工程においては、光重合を優先すると発色度の点で不十分になる場合があり、また発色度を優先すると光架橋度が低下し、硬化物性が低下する場合がある。一般に、光酸発生剤は、光重合開始剤とは異なり、酸素阻害を受けないことが知られており、酸素雰囲気下での露光でも安定して酸が供給できる利点がある。従って、ここでの露光方法は、用途に応じて、真空密着露光、プロキシミテイ露光、ダイレクトイメージイングなど、適宜選択することができる。
【００４６】
第一露光工程の後に、光酸発生剤から発生した酸を塗膜内で拡散させるために、露光後加熱処理（Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ：ＰＥＢ）を行ってもよい。露光後加熱処理としては、公知の方法、条件を適用することができる。
【００４７】
着色部（コントラスト）を形成した後に、光酸発生剤の感光波長域外で、かつオキシムエステル系光重合開始剤の感光波長域の活性エネルギー線を照射し、未着色部の硬化及び着色部の再硬化（二段階目の硬化）を行う（第二露光工程）。この工程では、エチレン性不飽和基含有化合物、オキシムエステル系光重合開始剤が反応する。すなわち、第二露光工程においては、オキシムエステル系光重合開始剤がラジカルを発生して、エチレン性不飽和基含有化合物の光重合が行われる。このようにして、電子供与性染料の発色反応を抑えて全面を光硬化させ、第一露光工程で形成された着色部（コントラスト）を定着させることにより、所定のパターンを有する画像が形成される。
【００４８】
ここで用いられる活性エネルギー線の波長は、光酸発生剤の感光波長域外であり、かつオキシムエステル系光重合開始剤の感光波長域であればよい。但し、第二露光工程での未着色部のカブリを防ぐために、光酸発生剤の感光波長域から離れていることが好ましい。
【００４９】
例えば、オキシムエステル系光重合開始剤が吸収・活性を有する波長であるｈ線（４０５ｎｍ）を利用することができる。そして、光源としては、公知の低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ、レーザーなどを適宜選択して利用することができる。
【００５０】
このように、本実施形態の光硬化性組成物を用いることにより、従来の画像形成方法では成しえなかったコントラストの高い画像を形成することができるとともに、優れた画像安定性と良好な硬化物性を得ることが可能となる。従って、従来の感熱記録紙やプルーフ材のみならず、例えば、使用環境の厳しい電子基板やディスプレイ関連分野でのマーキング用途や遮光用途にも幅広く利用することができる。さらに、湿式画像形成方法では腐食の問題で対応できないアルミ配線上へのコントラスト形成が可能となるため、受光素子や変位センサなど、ＭＥＭＳ分野にまで応用展開することが可能となる。
【実施例】
【００５１】
以下に実施例及び比較例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明が下記実施例に限定されるものではないことはもとよりである。尚、以下において「部」及び「％」とあるのは、特に断りのない限り全て質量基準である。
【００５２】
まず、以下の合成例で樹脂ワニスを調製した。
攪拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロート及び窒素導入管を備えた２リットルのセパラブルフラスコに、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂のエピクロンＮ−６８０（ＤＩＣ社製、エポキシ当量＝２１５ｇ／当量）１０７．５部を入れ、カルビトールアセテート１０８部、出光石油化学製のイプゾール（登録商標）＃１５０ １０８部を加え、加熱溶解し、樹脂溶液を得た。
【００５３】
この樹脂溶液に、重合禁止剤としてハイドロキノン０．０５部と、反応触媒としてトリフェニルホスフィン１．０部を加えた。この混合物を８５〜９５℃に加熱し、アクリル酸３６部を徐々に滴下し、２４時間反応させた。得られたエポキシアクリレートに、予めイソホロンジイソシアネートとペンタエリスリトールトリアクリレートを１：１モルで反応させたハーフウレタン２５７．５部を徐々に滴下し、６０〜７０℃で４時間反応させ、樹脂ワニスを調製した。
【００５４】
表１に示すように、得られた樹脂ワニスを含む種々の成分を、各割合（質量部）にて配合し、攪拌機にて予備混合した後、３本ロールミルで混練して、光硬化性組成物１〜４を得た。
【００５５】
【表１】
備考
＊１：ネオマー（登録商標）DA-600（三洋化成工業社製）
＊２：BYK（登録商標）-361N（ビックケミー・ジャパン社製）
＊３：KS-66（信越シリコーン社製）
＊４：CGI 325（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
＊５：IRGACURE（登録商標） OXE-02（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
＊６：IRGACURE OXE-01（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
＊７：IRGACURE 907（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
＊８：アデカ（登録商標）オプトマー SP-152（ＡＤＥＫＡ社製）
＊９：S-205（山田化学工業社製）
【００５６】
試験基板の作成：
表１に示す組成物例１〜４の光硬化性組成物を、それぞれ銅ベタ基板をバフ研磨した後、スクリーン印刷法にて全面印刷し、８０℃×３０分乾燥することで、基板上に無色透明の塗膜を形成し、実施例１〜３、比較例４〜８の試験基板を得た。
【００５７】
得られた試験基板について、それぞれ表２に示す条件で露光を行った。なお、各露光工程は以下の条件とした。
第一露光工程：
ネガマスク越しにメタルハライドランプを用い、全光波長領域で１０００Ｊ／ｃｍ２で光照射を行った。その後、８０℃で１０分間ＰＥＢ処理を行った。
第二露光工程：
第一露光工程を経た試験基板に対して、光酸発生剤の感光波長域外で、オキシムエステル系光重合開始剤の感光波長域である４０５ｎｍの波長を発振する直描露光機（ＰＥＮＴＡＸ社製ＤＩ−μ）を用い、試験基板上の塗膜全体を ３００Ｊ／ｃｍ２で光照射を行った。
【００５８】
このような実施例１〜３、比較例４〜８の試験基板について、以下に示すように塗膜特性の評価を行った。
【００５９】
コントラスト評価：
実施例１〜３、比較例１〜５の試験基板について、塗膜の発色を目視で確認した。評価基準は以下の通りである。
発色あり・・・露光後の発色が見られる
発色なし・・・露光前後に色彩変化なし
【００６０】
タック性評価：
実施例１〜４及び比較例１〜５の試験基板について、露光前、第一露光処理後及び第二露光処理後のタック性により、塗膜の硬化状態を評価した。評価基準は以下の通りである。
○・・・指蝕時に塗膜表面に指跡が全く残らない
×・・・指蝕時に塗膜表面に指跡が残る
【００６１】
耐溶剤性評価：
実施例１〜３及び比較例１〜５の試験基板について、露光処理後の塗膜（硬化物）の硬化性を確認するため、着色部・未着色部において、それぞれプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＭＡ）を用いてラビングテストを１０回行い、塗膜の溶解・剥がれを目視で確認した。評価基準は以下の通りである。
○・・・ＰＭＡラビング後、塗膜の溶解・剥がれなし
△・・・ＰＭＡラビング後、塗膜表面に濁り部あり
×・・・ＰＭＡラビング後、塗膜の溶解・剥がれあり
【００６２】
画像安定性（耐候性）評価：
実施例１〜４及び比較例１〜４の試験基板について、露光処理後の塗膜（硬化物）について、蛍光灯下で１週間放置し、目視評価でカブリを確認した。評価基準は以下の通りである。
○・・・一週間放置しても、未着色部のカブリは見られず、コントラストが維持された状態
×・・・一週間放置すると、未着色部のカブリが見られ、コントラストが維持できない状態
【表２】
【００６３】
表２に示すように、組成物中の光酸発生剤の感光波長域外に感光域を持つ光重合開始剤を用い、２段階の露光を行った実施例１〜３においては、高コントラスト化と優れた画像安定性が共に得られていることがわかる。
【００６４】
一方、組成物中の光酸発生剤の感光波長域外に感光波長域を持たない光重合開始剤を用いた比較例１においては、コントラストを維持することが困難となり、十分な画像安定性（耐候性）を得ることができないことがわかる。また、従来の１段階の露光を行った比較例２〜５においては、コントラストは形成できるが、未着色部が硬化していないため、同様にコントラストを維持することが困難となり、十分な画像安定性（耐候性）を得ることができないことがわかる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾式画像形成方法に用いられる光硬化性組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、フォトリソグラフィー法による画像形成方法は、微細加工性に優れ、作業性の良さから大量生産に適しており、印刷業界やエレクトロニクス業界で幅広く用いられている。近年、例えば基材上に反射率の異なる画像を形成し、発光素子からの反射光を受光素子などで読み取るエンコーダーや変位センサなどのＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）分野などへの利用も進められている。
【０００３】
このような画像形成方法において、環境負荷の低減の観点より、希アルカリ水溶液による湿式現像法が、主にプリント配線板の製造やソルダーレジストの形成、さらには半導体関連部材の製造などに用いられている。
【０００４】
しかしながら、例えばＭＥＭＳ分野の適用に際して、ウエハ上やアルミ配線上へのパターニングを要することから、アルカリ水溶液による絶縁劣化、或いは腐食等の問題が生じる。このため、有機溶剤系の現像液を利用せざるを得ない。
【０００５】
一方、このような現像液を用いることなくコントラストを形成する技術として、光硬化と熱溶融を利用したフォトサーモグラフィーによる乾式画像形成方法が検討されている。この方法は、湿式画像形成の場合と異なり、廃棄物の問題がない為、環境負荷の低減の観点からも期待されている。
【０００６】
乾式画像形成方法として、染料による発色を利用した発色型感熱記録法が挙げられ、発色性に優れるロイコ型感熱記録法と画像安定性に優れるジアゾ型感熱記録法の２つに大別される。しかしながら、これらの方法では高いコントラスト（高発色性）と画像形成後の品質安定性（画像安定性）の両立が困難であるという問題がある。
【０００７】
これに対して、ロイコ型感熱記録法においては、例えば、電子受容性化合物と電子供与性染料とを、光硬化性組成物を含有するマイクロカプセルに分離して配置することにより、画像安定性を向上させる手法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、マイクロカプセル内の光硬化性組成物を十分に硬化させても、硬化部の発色を十分には抑制できず、未着色部がやや着色してしまい、コントラストが悪くなるという問題がある。
【０００８】
また、酸性基を有するビニルモノマーと光重合開始剤からなる光重合性組成物を含有する層と隔離層と電子供与性染料からなる層を積層するという手法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。この場合、未着色部の着色（カブリ）は無くなるが、逆に全体的に発色度がやや低くなるという問題がある。
【０００９】
これに対して、未着色部のカブリと低発色度を両立する試みとして、二成分の一方をマイクロカプセルに内包させ、他方の成分を光硬化性組成物の硬化性化合物として、もしくは、他方の成分を光硬化性組成物と共にマイクロカプセル外に配置する手法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。また、電子供与性染料を内包するマイクロカプセルと電子受容性化合物、重合性のビニルモノマーと光重合開始剤を含有する光硬化性組成物を含有する層を塗設する手法が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【００１０】
これら画像安定化を改善する手法が多く提案されているが、一方で発色度の低下などの問題が浮上している。また、これらの手法では、根本的に発色部は硬化していないことから、硬化物としての物性が得られないという問題がある。
【００１１】
このように、フォトサーモグラフィーによる画像形成方法において、電子部品などの基板周りやＭＥＭＳセンサなど使用環境が厳しい分野へ応用展開できるだけの技術は未だ確立できておらず、これまで感熱記録紙やプルーフ材などにその利用が限られている。したがって、コントラストの高い画像を形成し、その後の画像安定性と良好な硬化物性を得ることが可能な光硬化性組成物を開発することで、利用用途の拡大が期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開昭５２−８９９１５号公報
【特許文献２】特開昭６１−１２３８３８号公報
【特許文献３】特開平３−８７８２７号公報
【特許文献４】特開平４−２１１２５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上述の従来技術の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、コントラストの高い画像を形成することができるとともに、優れた画像安定性及び良好な硬化物性を実現できる光硬化性組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の一態様によれば、光酸発生剤と、電子供与性染料と、下記一般式（I）で表され、前記光酸発生剤の感光波長域外にも感光波長域を有するオキシムエステル系光重合開始剤と、エチレン性不飽和基含有化合物とを含有することを特徴とする光硬化性組成物が提供される。
【化１】
（式中、Ｒ１は、水素原子、炭素数１〜７のアルキル基、又はフェニル基を表し、Ｒ２は、炭素数１〜７のアルキル基、又はフェニル基を表す）
【００１５】
このような構成により、発色のための露光波長と異なる波長で、発色を抑えて画像定着のための露光を行うことができ、コントラストの高い画像を形成することができるとともに、優れた画像安定性及び良好な硬化物性を得ることができる。
【００１６】
また、本発明の一態様において、オキシムエステル系光重合開始剤が、下記式（II）、で表されることが好ましい。
【化２】
このようなオキシムエステル系光重合開始剤を用いることにより、可視光源で汎用されている波長４０５ｎｍで露光を行うことにより、十分に画像定着させることが可能となる。
【００１７】
また、本発明の一態様において、オキシムエステル系光重合開始剤が、下記一般式（III）又は下記一般式（IV）で表される構造を有することが好ましい。
【化３】
（式中、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に炭素数１〜１２のアルキル基を表し、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７及びＲ８は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表し、ＭはＯ、Ｓ又はＮＨを表し、ｎは０〜５の整数を表し、Ｒ９、Ｒ１０は、炭素数１〜１２のアルキル基を表し、Ｒ１１は、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基を表す）
【００１８】
このようなオキシムエステル系光重合開始剤を用いることにより、少量の添加でも十分な光硬化が得られる高い感度を有するので、配合する光重合開始剤に起因する着色を抑え、樹脂の透明性を活かすことができる。
【００１９】
また、本発明の一態様によれば、このような光硬化性組成物の塗布膜を形成し、前記光酸発生剤の感光波長域の少なくとも一部を含む第１の活性エネルギー線を所定パターンに照射し、酸を発生させ、電子供与性染料を発色させて着色部を形成した後、光酸発生剤の感光波長域外で、かつオキシムエステル系光重合開始剤の感光波長域の第２の活性エネルギー線を全面に照射して、オキシムエステル系光重合開始剤よりラジカルを発生させ、エチレン性不飽和基含有化合物を重合させて得られることを特徴とする硬化物を提供することができる。
このようにして硬化物において、コントラストの高い画像が形成されるとともに、優れた画像安定性及び良好な硬化物性を得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の一態様の光硬化性組成物によれば、コントラストの高い画像を形成することができるとともに、優れた画像安定性及び良好な硬化物性を得ることが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明者らが上記課題を解決するために鋭意検討した結果、コントラストを形成する第一露光工程と、光硬化により画像定着を行う第二露光工程の２段階の露光工程を設け、それぞれ異なる波長で露光することにより、高コントラストの画像と、優れた画像安定性及び良好な硬化物性の双方を得ることができることを見出した。すなわち、光酸発生剤が酸を発生する波長で第１段の露光を行い、所望の発色パターンを形成した後、光酸発生剤が酸を発生しない波長で第２段の露光を行うことにより、発色させることなく光硬化させることができる。
【００２２】
そして、光酸発生剤と、電子供与性染料と、下記一般式（I）で表され、前記光酸発生剤の感光波長域外に感光波長域を有するオキシムエステル系光重合開始剤と、エチレン性不飽和基含有化合物とを含有する光硬化性組成物が、このような２段階の露光工程を行う際に好適であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【化４】
（式中、Ｒ１は、水素原子、炭素数１〜７のアルキル基、又はフェニル基を表し、Ｒ２は、炭素数１〜７のアルキル基、又はフェニル基を表す）
【００２３】
以下、本実施形態の光硬化性組成物について詳細に説明する。
本実施形態の光硬化性組成物における光酸発生剤は、電子供与性染料に対し、顕色効果を示す電子受容性化合物であり、電子活性エネルギー線の照射により酸を発生し、後述する電子供与性染料を発色させるために用いられる。
【００２４】
このような光酸発生剤としては、例えば、ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、ブロモニウム塩、クロロニウム塩、スルホニウム塩、セレノニウム塩、ピリリウム塩、チアピリリウム塩、ピリジニウム塩等のオニウム塩；トリス（トリハロメチル）−ｓ−トリアジン（例えば２，４，６−トリス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン）、２−［２−（５−メチルフラン−２−イル）エテニル］−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−［２−（フラン−２−イル）エテニル］−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（４−メトキシフエニル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−メチル−４，６−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン等のハロゲン化化合物；スルホン酸の２−ニトロベンジルエステル；イミノスルホナート；１−オキソ−２−ジアゾナフトキノン−４−スルホナート誘導体；Ｎ−ヒドロキシイミド＝スルホナート；トリ（メタンスルホニルオキシ）ベンゼン誘導体；ビススルホニルジアゾメタン類；スルホニルカルボニルアルカン類；スルホニルカルボニルジアゾメタン類；ジスルホン化合物；鉄アレン錯体等を挙げることができる。
これらの光酸発生剤は、単独で、又は２種類以上組み合わせて用いることができる。
【００２５】
このような光酸発生剤の配合量は、組成物の固形分１００質量部に対して、５〜４０質量部が好ましい。５質量部より少ない場合は発色が不十分となる。また、４０質量部より多い場合は画像形成後の画像安定性が悪くなる。より好ましくは１０〜３０質量部である。
【００２６】
本実施形態の光硬化性組成物における電子供与性染料は、上述した光酸発生剤より発生した酸により発色し、パターンを形成するために用いられる。
【００２７】
このような化合物としては、例えば、３，３−ビス（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−６−メチルアミノフタリド、３，３−ビス（ｐ−ジメチルアミノフェニル）フタリド、３−（ｐ−ジメチルアミノフェニル）−３−（１，２−ジメチルインドール−３−イル）フタリド等のトリアリルメタン系化合物、４，４’−ビス−ジメチルアミノベンズヒドリルベンジルエーテル、Ｎ−ハロフェニル−ロイコオーラミン、Ｎ−２，４，５−トリクロロフェニルロイコオーラミン等のジフェニルメタン系化合物、７−ジメチルアミノ−３−クロロフルオラン、７−ジメチルアミノ−３−クロロ−２−メチルフルオラン、２−フェニルアミノ−３−メチル−６−（Ｎ−エチル−Ｎ−ｐ−トリルアミノ）フルオラン等のフルオラン系化合物、ベンゾイルロイコメチレンブルー、ｐ−ニトロベンジルロイコメチレンブルー等のチアジン系化合物、３−メチル−スピロ−ジナフトピラン、３−エチル−スピロ−ジナフトピラン、３−プロピル−スピロ−ジナフトピラン、３−プロピル−スピロ−ジベンゾピラン等のスピロ系化合物等が挙げられる。
【００２８】
これらの電子供与性染料は、単独で、又は必要に応じて２種類以上のものを併用することも可能である。また、画像安定性を高める公知の手段として、電子供与性染料をカプセル化して使用してもよい。また、これらの染料に、発色性をあげるための四臭化炭素のような光酸化剤や、暗発色を防止するキノリノールのような添加剤を加えてもよい。
【００２９】
このような電子供与性染料の配合量は、組成物の固形分１００質量部に対して、３〜２０質量部が好ましい。３質量部より少ない場合は発色が不十分となる。また、２０質量部より多い場合はより優れた効果を期待できない。より好ましくは８〜１５質量部である。
【００３０】
本実施形態の光硬化性組成物におけるオキシムエステル系光重合開始剤は、活性エネルギー線の照射により、ラジカルを発生し、後述するエチレン性不飽和基含有化合物を重合させるために用いられる。このようなオキシムエステル系光重合開始剤は、上述の光酸発生剤の感光波長域外に感光波長域を有する必要がある。すなわち、オキシムエステル系光重合開始剤と光酸発生剤との感光波長域がオーバーラップする波長域の他に、オキシムエステル系光重合開始剤のみがもつ感光波長域が存在することが必要である。
【００３１】
上述した光酸発生剤は、４００ｎｍ以下、特に紫外域で感光するものが多い。このような光酸発生剤を感光させずに、ラジカルを発生させるためには、光重合開始剤の中でも、光酸発生剤の感光波長域以外にも吸収・活性を示すことが好ましい。また、配合する光重合開始剤に起因する着色を抑え、樹脂の透明性を活かすためにも、少量の添加で十分な光硬化が得られる高い感度の光重合開始剤を用いる必要がある。本実施形態に用いられる下記一般式（Ｉ）で表されるオキシムエステル系光重合開始剤は、光酸発生剤の感光波長域以外にも感光波長域を有し、特に高い光感度を有するものである。
【化５】
（式中、Ｒ１は、水素原子、炭素数１〜７のアルキル基、又はフェニル基を表し、Ｒ２は、炭素数１〜７のアルキル基、又はフェニル基を表す）
このようなオキシムエステル系光重合開始剤としては、可視光源で汎用されている４０５ｎｍに良好な感度を有することから、下記式（II）で表される２−（アセチルオキシイミノメチル）チオキサンテン−９−オンが好ましい。
【化６】
【００３２】
また、オキシムエステル系光重合開始剤としては、一般式（III）、一般式（IV）で表される構造を有することが好ましい。
【化７】
（式中、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に炭素数１〜１２のアルキル基を表し、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７及びＲ８は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表し、ＭはＯ、Ｓ又はＮＨを表し、ｎは０〜５の整数を表し、Ｒ９、Ｒ１０は、炭素数１〜１２のアルキル基を表し、Ｒ１１は、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基を表す）
【００３３】
上述のオキシムエステル系光重合開始剤の中でも、式（II）で表される２−（アセチルオキシイミノメチル）チオキサンテン−９−オンが特に好ましい。市販品としては、ＣＧＩ−３２５、イルガキュア（登録商標）ＯＸＥ０１、イルガキュアＯＸＥ０２（いずれもチバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）、Ｎ−１９１９（ＡＤＥＫＡ社製）等が挙げられる。
このようなオキシムエステル系光重合開始剤は、単独で、又は２種類以上組み合わせて用いることができる。
【００３４】
このようなオキシムエステル系光重合開始剤は、エチレン性不飽和基含有化合物の固形分１００質量部に対して、０．０５〜１０質量部が好ましい。０．０５質量部より少ない場合は光硬化が不十分となり画像の定着が悪くなる。また、１０質量部より多い場合はより優れた効果を期待できない。より好ましくは０．５〜５質量部である。
【００３５】
なお、オキシムエステル系光重合開始剤以外の光重合開始剤を併せて用いることもできる。この場合、オキシムエステル系光重合開始剤と同様の感光波長域を有していることが好ましい。
【００３６】
本実施形態の光硬化性組成物に用いられるエチレン性不飽和基含有化合物は、活性エネルギー線の照射で光重合開始剤より発生したラジカルにより光重合し、画像定着させるために用いられる。
【００３７】
このような化合物としては、例えば、エチレングリコール、メトキシテトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコールのジアクリレート類；ヘキサンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール、トリス−ヒドロキシエチルイソシアヌレートなどの多価アルコール又はこれらのエチレンオキサイド付加物もしくはプロピレンオキサイド付加物などの多価アクリレート類;フェノキシアクリレート、ビスフェノールＡジアクリレート、及びこれらのフェノール類のエチレンオキサイド付加物もしくはプロピレンオキサイド付加物などの多価アクリレート類;グリセリンジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレートなどのグリシジルエーテルの多価アクリレート類;メラミンアクリレート及び／又は上記アクリレートに対応する各メタクリレート類等が挙げられる。
【００３８】
さらに、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂などの多官能エポキシ樹脂に、アクリル酸を反応させたエポキシアクリレート樹脂や、さらにそのエポキシアクリレート樹脂の水酸基に、ペンタエリスリトールトリアクリレートなどのヒドロキシアクリレートとイソホロンジイソシアネートなどのジイソシアネートのハーフウレタン化合物を反応させたエポキシウレタンアクリレート化合物などが挙げられる。このようなエポキシアクリレート系樹脂は、指触乾燥性を低下させることなく、光硬化性を向上させることができる。
これらエチレン性不飽和基含有化合物は、１種又は２種以上任意に組み合わせることができる。
【００３９】
このようなエチレン性不飽和基含有化合物の配合量は、組成物の固形分１００質量部に対して、５０〜９５質量部が好ましい。５０質量部より少ない場合は画像の定着が悪くなる。また、９５質量部より多い場合は発色度が低下する。より好ましくは６０〜９０質量部である。
【００４０】
また、本実施形態の光硬化性組成物において、粘度調整を目的として、必要に応じて有機溶剤を添加することができる。このような有機溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；トルエン、キシレン、テトラメチルベンゼン等の芳香族炭化水素類；セロソルブ、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、カルビトール、メチルカルビトール、ブチルカルビトール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジエチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類；酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸ブチル、セロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、炭酸プロピレン等のエステル類；オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素類；石油エーテル、石油ナフサ、ソルベントナフサ等の石油系溶剤などの公知の有機溶剤が使用できる。これらの有機溶剤は、単独で又は二種類以上組み合わせて用いることができる。
【００４１】
また、本実施形態の光硬化性組成物には、必要に応じて、種々の添加剤、例えばシリカ、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、硫酸バリウム等の無機フイラーやアクリルビーズやウレタンビーズなどの有機フイラーなどの充填剤、カップリング剤、消泡剤 レベリング剤等の添加剤などを含有させることができる。
このような本実施形態の光硬化性組成物を用いて、例えば以下のようにして所定のパターンを有する画像を形成することができる。ただし、本発明の光硬化性組成物を用いた画像形成方法は、コントラストの高い画像を形成でき、優れた画像安定性と良好な硬化物性を実現できるものであれば、以下の方法に限定されるものではなく、例えば、以下に説明する「第一露光工程」と「第二露光工程」を逆にすることもできる。
【００４２】
本実施形態の光硬化性組成物を、例えば、回路形成されたプリント配線板に、スクリーン印刷法、カーテンコート法、スプレーコート法、ロールコート法、スピンコート法等の方法により塗布し、６０〜８０℃程度の温度で１５〜６０分程度加熱することにより塗膜を形成する。
【００４３】
形成された塗膜に、光酸発生剤の感光波長域の活性エネルギー線を照射し、基板等に形成された塗膜に着色部（コントラスト）を形成する（第一露光工程）。この工程では、光酸発生剤、オキシムエステル系光重合開始剤、エチレン性不飽和基含有化合物、電子供与性染料のすべてが反応する。すなわち、第一露光工程においては、光酸発生剤が酸を発生して、電子供与性染料を発色させて着色部を形成するとともに、オキシムエステル系光重合開始剤もラジカルを発生し、エチレン性不飽和基含有化合物の光重合が行われる。このようにして、着色部の形成と同時に、着色部の一段階目の硬化が行われる。
【００４４】
ここで用いられる活性エネルギー線の波長は、光酸発生剤の感光波長域の少なくとも一部を含む必要がある。さらに、併せて一段階目の硬化を進行させるためには、オキシムエステル系光重合開始剤の感光波長域を含むことが好ましい。具体的には、例えば紫外域のｉ線などの単一波長光や、紫外域、可視域、近赤外域に広い分光分布（複数の発光スペクトル）を有する活性エネルギー線を用いることができ、特に限定されない。そして、その光源としては、公知の低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプなど、適宜選択して利用することができる。
【００４５】
第一露光工程においては、光重合を優先すると発色度の点で不十分になる場合があり、また発色度を優先すると光架橋度が低下し、硬化物性が低下する場合がある。一般に、光酸発生剤は、光重合開始剤とは異なり、酸素阻害を受けないことが知られており、酸素雰囲気下での露光でも安定して酸が供給できる利点がある。従って、ここでの露光方法は、用途に応じて、真空密着露光、プロキシミテイ露光、ダイレクトイメージイングなど、適宜選択することができる。
【００４６】
第一露光工程の後に、光酸発生剤から発生した酸を塗膜内で拡散させるために、露光後加熱処理（Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ：ＰＥＢ）を行ってもよい。露光後加熱処理としては、公知の方法、条件を適用することができる。
【００４７】
着色部（コントラスト）を形成した後に、光酸発生剤の感光波長域外で、かつオキシムエステル系光重合開始剤の感光波長域の活性エネルギー線を照射し、未着色部の硬化及び着色部の再硬化（二段階目の硬化）を行う（第二露光工程）。この工程では、エチレン性不飽和基含有化合物、オキシムエステル系光重合開始剤が反応する。すなわち、第二露光工程においては、オキシムエステル系光重合開始剤がラジカルを発生して、エチレン性不飽和基含有化合物の光重合が行われる。このようにして、電子供与性染料の発色反応を抑えて全面を光硬化させ、第一露光工程で形成された着色部（コントラスト）を定着させることにより、所定のパターンを有する画像が形成される。
【００４８】
ここで用いられる活性エネルギー線の波長は、光酸発生剤の感光波長域外であり、かつオキシムエステル系光重合開始剤の感光波長域であればよい。但し、第二露光工程での未着色部のカブリを防ぐために、光酸発生剤の感光波長域から離れていることが好ましい。
【００４９】
例えば、オキシムエステル系光重合開始剤が吸収・活性を有する波長であるｈ線（４０５ｎｍ）を利用することができる。そして、光源としては、公知の低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ、レーザーなどを適宜選択して利用することができる。
【００５０】
このように、本実施形態の光硬化性組成物を用いることにより、従来の画像形成方法では成しえなかったコントラストの高い画像を形成することができるとともに、優れた画像安定性と良好な硬化物性を得ることが可能となる。従って、従来の感熱記録紙やプルーフ材のみならず、例えば、使用環境の厳しい電子基板やディスプレイ関連分野でのマーキング用途や遮光用途にも幅広く利用することができる。さらに、湿式画像形成方法では腐食の問題で対応できないアルミ配線上へのコントラスト形成が可能となるため、受光素子や変位センサなど、ＭＥＭＳ分野にまで応用展開することが可能となる。
【実施例】
【００５１】
以下に実施例及び比較例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明が下記実施例に限定されるものではないことはもとよりである。尚、以下において「部」及び「％」とあるのは、特に断りのない限り全て質量基準である。
【００５２】
まず、以下の合成例で樹脂ワニスを調製した。
攪拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロート及び窒素導入管を備えた２リットルのセパラブルフラスコに、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂のエピクロンＮ−６８０（ＤＩＣ社製、エポキシ当量＝２１５ｇ／当量）１０７．５部を入れ、カルビトールアセテート１０８部、出光石油化学製のイプゾール（登録商標）＃１５０ １０８部を加え、加熱溶解し、樹脂溶液を得た。
【００５３】
この樹脂溶液に、重合禁止剤としてハイドロキノン０．０５部と、反応触媒としてトリフェニルホスフィン１．０部を加えた。この混合物を８５〜９５℃に加熱し、アクリル酸３６部を徐々に滴下し、２４時間反応させた。得られたエポキシアクリレートに、予めイソホロンジイソシアネートとペンタエリスリトールトリアクリレートを１：１モルで反応させたハーフウレタン２５７．５部を徐々に滴下し、６０〜７０℃で４時間反応させ、樹脂ワニスを調製した。
【００５４】
表１に示すように、得られた樹脂ワニスを含む種々の成分を、各割合（質量部）にて配合し、攪拌機にて予備混合した後、３本ロールミルで混練して、光硬化性組成物１〜４を得た。
【００５５】
【表１】
備考
＊１：ネオマー（登録商標）DA-600（三洋化成工業社製）
＊２：BYK（登録商標）-361N（ビックケミー・ジャパン社製）
＊３：KS-66（信越シリコーン社製）
＊４：CGI 325（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
＊５：IRGACURE（登録商標） OXE-02（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
＊６：IRGACURE OXE-01（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
＊７：IRGACURE 907（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）
＊８：アデカ（登録商標）オプトマー SP-152（ＡＤＥＫＡ社製）
＊９：S-205（山田化学工業社製）
【００５６】
試験基板の作成：
表１に示す組成物例１〜４の光硬化性組成物を、それぞれ銅ベタ基板をバフ研磨した後、スクリーン印刷法にて全面印刷し、８０℃×３０分乾燥することで、基板上に無色透明の塗膜を形成し、実施例１〜３、比較例４〜８の試験基板を得た。
【００５７】
得られた試験基板について、それぞれ表２に示す条件で露光を行った。なお、各露光工程は以下の条件とした。
第一露光工程：
ネガマスク越しにメタルハライドランプを用い、全光波長領域で１０００Ｊ／ｃｍ２で光照射を行った。その後、８０℃で１０分間ＰＥＢ処理を行った。
第二露光工程：
第一露光工程を経た試験基板に対して、光酸発生剤の感光波長域外で、オキシムエステル系光重合開始剤の感光波長域である４０５ｎｍの波長を発振する直描露光機（ＰＥＮＴＡＸ社製ＤＩ−μ）を用い、試験基板上の塗膜全体を ３００Ｊ／ｃｍ２で光照射を行った。
【００５８】
このような実施例１〜３、比較例４〜８の試験基板について、以下に示すように塗膜特性の評価を行った。
【００５９】
コントラスト評価：
実施例１〜３、比較例１〜５の試験基板について、塗膜の発色を目視で確認した。評価基準は以下の通りである。
発色あり・・・露光後の発色が見られる
発色なし・・・露光前後に色彩変化なし
【００６０】
タック性評価：
実施例１〜４及び比較例１〜５の試験基板について、露光前、第一露光処理後及び第二露光処理後のタック性により、塗膜の硬化状態を評価した。評価基準は以下の通りである。
○・・・指蝕時に塗膜表面に指跡が全く残らない
×・・・指蝕時に塗膜表面に指跡が残る
【００６１】
耐溶剤性評価：
実施例１〜３及び比較例１〜５の試験基板について、露光処理後の塗膜（硬化物）の硬化性を確認するため、着色部・未着色部において、それぞれプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＭＡ）を用いてラビングテストを１０回行い、塗膜の溶解・剥がれを目視で確認した。評価基準は以下の通りである。
○・・・ＰＭＡラビング後、塗膜の溶解・剥がれなし
△・・・ＰＭＡラビング後、塗膜表面に濁り部あり
×・・・ＰＭＡラビング後、塗膜の溶解・剥がれあり
【００６２】
画像安定性（耐候性）評価：
実施例１〜４及び比較例１〜４の試験基板について、露光処理後の塗膜（硬化物）について、蛍光灯下で１週間放置し、目視評価でカブリを確認した。評価基準は以下の通りである。
○・・・一週間放置しても、未着色部のカブリは見られず、コントラストが維持された状態
×・・・一週間放置すると、未着色部のカブリが見られ、コントラストが維持できない状態
【表２】
【００６３】
表２に示すように、組成物中の光酸発生剤の感光波長域外に感光域を持つ光重合開始剤を用い、２段階の露光を行った実施例１〜３においては、高コントラスト化と優れた画像安定性が共に得られていることがわかる。
【００６４】
一方、組成物中の光酸発生剤の感光波長域外に感光波長域を持たない光重合開始剤を用いた比較例１においては、コントラストを維持することが困難となり、十分な画像安定性（耐候性）を得ることができないことがわかる。また、従来の１段階の露光を行った比較例２〜５においては、コントラストは形成できるが、未着色部が硬化していないため、同様にコントラストを維持することが困難となり、十分な画像安定性（耐候性）を得ることができないことがわかる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光酸発生剤と、
電子供与性染料と、
下記一般式（I）で表され、前記光酸発生剤の感光波長域外にも感光波長域を有するオキシムエステル系光重合開始剤と、
エチレン性不飽和基含有化合物と、を含有することを特徴とする光硬化性組成物。
【化８】
（式中、Ｒ１は、水素原子、炭素数１〜７のアルキル基、又はフェニル基を表し、Ｒ２は、炭素数１〜７のアルキル基、又はフェニル基を表す）
【請求項２】
前記オキシムエステル系光重合開始剤が、下記式（II）で表されること、又は下記一般式（III）若しくは下記一般式（IV）で表される構造を含むことを特徴とする請求項１に記載の光硬化性組成物。
【化９】
【化１０】
（式中、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に炭素数１〜１２のアルキル基を表し、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７及びＲ８は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表し、ＭはＯ、Ｓ又はＮＨを表し)、ｎは０〜５の整数を表し、Ｒ９、Ｒ１０は、炭素数１〜１２のアルキル基を表し、Ｒ１１は、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基を表す）
【請求項３】
基板上に、請求項１又は請求項２に記載の光硬化性組成物の塗布膜を形成し、
前記光酸発生剤の感光波長域の少なくとも一部を含む第１の活性エネルギー線を所定パターンに照射し、酸を発生させ、前記電子供与性染料を発色させて着色部を形成した後、
前記光酸発生剤の感光波長域外で、かつ前記オキシムエステル系光重合開始剤の感光波長域の第２の活性エネルギー線を全面に照射して、前記オキシムエステル系光重合開始剤よりラジカルを発生させ、前記エチレン性不飽和基含有化合物を重合させて得られることを特徴とする硬化物。
【請求項１】
光酸発生剤と、
電子供与性染料と、
下記一般式（I）で表され、前記光酸発生剤の感光波長域外にも感光波長域を有するオキシムエステル系光重合開始剤と、
エチレン性不飽和基含有化合物と、を含有することを特徴とする光硬化性組成物。
【化８】
（式中、Ｒ１は、水素原子、炭素数１〜７のアルキル基、又はフェニル基を表し、Ｒ２は、炭素数１〜７のアルキル基、又はフェニル基を表す）
【請求項２】
前記オキシムエステル系光重合開始剤が、下記式（II）で表されること、又は下記一般式（III）若しくは下記一般式（IV）で表される構造を含むことを特徴とする請求項１に記載の光硬化性組成物。
【化９】
【化１０】
（式中、Ｒ３、Ｒ４は、それぞれ独立に炭素数１〜１２のアルキル基を表し、Ｒ５、Ｒ６、Ｒ７及びＲ８は、それぞれ独立に水素原子又は炭素数１〜６のアルキル基を表し、ＭはＯ、Ｓ又はＮＨを表し)、ｎは０〜５の整数を表し、Ｒ９、Ｒ１０は、炭素数１〜１２のアルキル基を表し、Ｒ１１は、水素原子、炭素数１〜２０のアルキル基を表す）
【請求項３】
基板上に、請求項１又は請求項２に記載の光硬化性組成物の塗布膜を形成し、
前記光酸発生剤の感光波長域の少なくとも一部を含む第１の活性エネルギー線を所定パターンに照射し、酸を発生させ、前記電子供与性染料を発色させて着色部を形成した後、
前記光酸発生剤の感光波長域外で、かつ前記オキシムエステル系光重合開始剤の感光波長域の第２の活性エネルギー線を全面に照射して、前記オキシムエステル系光重合開始剤よりラジカルを発生させ、前記エチレン性不飽和基含有化合物を重合させて得られることを特徴とする硬化物。
【公開番号】特開２０１１−６８７５５（Ｐ２０１１−６８７５５Ａ）
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２２０４１３（Ｐ２００９−２２０４１３）
【出願日】平成２１年９月２５日（２００９．９．２５）
【出願人】（５９１０２１３０５）太陽ホールディングス株式会社 (327)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２５日（２００９．９．２５）
【出願人】（５９１０２１３０５）太陽ホールディングス株式会社 (327)
【Ｆターム（参考）】
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