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光成形物的生产方法及液体排出头的生产方法.pdf

摘要
申请专利号:

CN201510623132.4

申请日:

2015.09.25

公开号:

CN105467757A

公开日:

2016.04.06

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G03F 7/004申请日:20150925|||公开
IPC分类号: G03F7/004; G03F7/16 主分类号: G03F7/004
申请人: 佳能株式会社
发明人: 堀内勇
地址: 日本东京都大田区下丸子3丁目30番2号
优先权: 2014-194701 2014.09.25 JP; 2015-130967 2015.06.30 JP
专利代理机构: 北京魏启学律师事务所11398 代理人: 魏启学
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法律状态
申请(专利)号:

CN201510623132.4

授权太阳城集团号:

|||

法律状态太阳城集团日:

2016.05.04|||2016.04.06

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

本发明涉及光成形物的生产方法及液体排出头的生产方法。一种光成形物的生产方法,其包括将感光性树脂组合物以干膜形式粘帖至形成有基板表面开口的孔的基板上以封闭所述孔,并进行图案化,从而形成光成形物,其中所述感光性树脂组合物含有包括三官能以上的环氧树脂和二官能环氧树脂的树脂,所述二官能环氧树脂具有5,500至60,000的重均分子量(Mw),所述树脂具有4,500至11,000的范围内的重均分子量(Mw),所述三官能以上的环氧树脂和所述二官能环氧树脂之间的质量混合比满足(b)/(a)≤1.5,其中(a)为三官能以上的环氧树脂的质量,(b)为二官能环氧树脂的质量。

权利要求书

1.一种光成形物的生产方法,该方法包括,将感光性树脂组合物以干膜
形式粘帖至形成有表面开口的孔的基板上以封闭所述孔,并进行图案化,从
而形成光成形物,其特征在于,所述感光性树脂组合物含有包括三官能以上
的环氧树脂和二官能环氧树脂的树脂,所述二官能环氧树脂具有5,500至
60,000的重均分子量Mw,所述树脂具有4,500至11,000的范围内的重均分子
量Mw,所述三官能以上的环氧树脂和所述二官能环氧树脂之间的质量混合
比满足b/a≤1.5,其中a为所述三官能以上的环氧树脂的质量,b为所述二官能
环氧树脂的质量。
2.根据权利要求1所述的生产方法,其中所述二官能环氧树脂为具有双
酚骨架的环氧树脂。
3.根据权利要求1所述的生产方法,其中所述二官能环氧树脂具有90℃
以上的软化点。
4.根据权利要求1所述的生产方法,其中所述感光性树脂组合物含有光
酸产生剂。
5.根据权利要求1所述的生产方法,其中所述感光性树脂组合物作为感
光性树脂组合物1,并且在所述感光性树脂组合物1上以干膜形式层压感光性
树脂组合物2。
6.根据权利要求5所述的生产方法,其中所述感光性树脂组合物2至少含
有三官能以上的环氧树脂和光酸产生剂。
7.一种液体排出头的生产方法,该方法包括,将感光性树脂组合物以干
膜形式粘帖至形成有排出能量产生元件和液体的供给路径的基板上,其特征
在于,所述感光性树脂组合物含有包括三官能以上的环氧树脂和二官能环氧
树脂的树脂,所述二官能环氧树脂具有5,500至60,000的重均分子量Mw,所
述树脂具有4,500至11,000的范围内的重均分子量Mw,所述三官能以上的环
氧树脂和所述二官能环氧树脂之间的质量混合比满足b/a≤1.5,其中a为所述
三官能以上的环氧树脂的质量,b为所述二官能环氧树脂的质量。
8.根据权利要求7所述的生产方法,其中所述二官能环氧树脂为具有双
酚骨架的环氧树脂。
9.根据权利要求7所述的生产方法,其中所述二官能环氧树脂具有90℃
以上的软化点。
10.根据权利要求7所述的生产方法,其中所述感光性树脂组合物含有光
酸产生剂。
11.根据权利要求7所述的生产方法,其中所述感光性树脂组合物作为感
光性树脂组合物1,并且在所述感光性树脂组合物1上以干膜形式层压感光性
树脂组合物2。
12.根据权利要求11所述的生产方法,其中通过将所述感光性树脂组合
物1图案化来形成液体流路。
13.根据权利要求11所述的生产方法,其中所述感光性树脂组合物2至少
含有三官能以上的环氧树脂和光酸产生剂。
14.根据权利要求11所述的生产方法,其中通过将所述感光性树脂组合
物2图案化来形成所述液体的排出口。
15.根据权利要求11所述的生产方法,其进一步包括一起除去所述感光
性树脂组合物1的未固化部和所述感光性树脂组合物2的未固化部的步骤。
16.根据权利要求11所述的生产方法,其中固化所述感光性树脂组合物2
所需要的曝光量小于固化所述感光性树脂组合物1所需要的曝光量。

说明书

光成形物的生产方法及液体排出头的生产方法

技术领域

本发明涉及光成形物(opticallyshapedproduct)的生产方法,和使用该生
产方法的液体排出头的生产方法。

背景技术

作为光成形物的实例,可提及将液体排出的液体排出头。液体排出头例
如作为喷墨记录头用于排出喷墨记录设备中的墨。应用于喷墨记录的液体排
出头一般包括多个微细排出口、分别与排出口联通的流路、和各自设置在流
路的一部分用于产生排出流路内的液体用能量的排出能量产生单元。作为此
类液体排出头的生产方法,已知在预先设置有排出能量产生单元的基板上层
压形成流路的低感光度感光性树脂层和通过图案化将成为排出口的高感光
度感光性树脂层的方法。使低感光度感光性树脂层和高感光度感光性树脂层
分别固化,接着除去其未固化部,从而在基板上形成流路和排出口。

在日本专利申请特开2009-1003号中公开的喷墨记录头的生产方法中,
首先通过旋涂法在基板上形成液态的低感光度感光性树脂的膜,并将膜曝光
成流路的形式。在接着将高感光度感光性树脂的干膜层压在所得低感光度感
光性树脂层并曝光成为排出口的形式后,将低感光度感光性树脂层和高感光
度感光性树脂层的未固化部一起除去,从而形成流路和排出口。其后,从没
有层压感光性树脂层的表面蚀刻基板,从而形成用于将液体穿过基板供给至
流路的供给路径。

发明内容

根据本发明,提供一种光成形物的生产方法,所述方法包括将干膜形式
的感光性树脂组合物粘帖至形成有表面开口的孔的基板以封闭所述孔,并进
行图案化,从而形成光成形物,其中所述感光性树脂组合物含有包括三官能
以上的环氧树脂和二官能环氧树脂的树脂,所述二官能环氧树脂具有5,500
至60,000的重均分子量(Mw),所述树脂具有4,500至11,000的范围内的重均分
子量(Mw),所述三官能以上的环氧树脂和所述二官能环氧树脂之间的质量混
合比满足(b)/(a)≤1.5,其中(a)为三官能以上的环氧树脂的质量,(b)为二官能
环氧树脂的质量。

根据本发明,还提供一种液体排出头的生产方法,所述方法包括将干膜
形式的感光性树脂组合物粘帖至形成有排出能量产生单元和液体的供给路
径的基板上,其中所述感光性树脂组合物含有包括三官能以上的环氧树脂和
二官能环氧树脂的树脂,所述二官能环氧树脂具有5,500至60,000的重均分子
量(Mw),所述树脂具有4,500至11,000的范围内的重均分子量(Mw),所述三
官能以上的环氧树脂和所述二官能环氧树脂之间的质量混合比满足
(b)/(a)≤1.5,其中(a)为三官能以上的环氧树脂的质量,(b)为二官能环氧树脂
的质量。

参考附图从以下示例性实施方案的描述中,本发明的进一步的特征将变
得显而易见。

附图说明

图1A为说明液体排出头的构造实例的示意性立体图,图1B为沿图1A的
1B-1B线截取的示意性截面图。

图2A、2B、2C、2D和2E为按顺序地说明图1A和1B中说明的液体排出
头的生产步骤的实例的示意性截面图。

图3A、3B和3C为说明排出口形状的所有设计图。

图4A、4B、4C、4D和4E为按顺序地说明液体排出头的生产步骤的另一
实例的示意性截面图。

图5A、5B、5C、5D和5E为按顺序地说明实施例中液体排出头的生产步
骤的示意性截面图。

图6为示出在供给路径的位置处感光性树脂组合物层的落入的示意性截
面图。

具体实施方式

现将根据附图详细描述本发明的优选实施方案。

在日本专利申请特开2009-1003号记载的喷墨记录头的生产方法中,通
过旋涂法在基板上形成低感光度感光性树脂层,以使供给路径的形成仅在低
感光度感光性树脂层形成之后进行。另外,在基板中形成供给路径的蚀刻可
仅从没有形成感光性树脂层的表面进行,以便高度限制形成供给路径的步
骤。另一方面,为了在预先形成有作为通孔的供给路径的基板上形成低感光
度感光性树脂层,存在形成低感光度感光性树脂的干膜并接着将该干膜转印
至基板上的方法。然而,根据该方法,当进一步转印高感光度感光性树脂的
干膜时,在供给路径的开口处,低感光度感光性树脂的干膜和高感光度感光
性树脂二者均落入供给路径的内部,因此固化后各感光性树脂层的高度在某
些情况下可能变得不均一。当发生此类高度不均一时,流路高度和排出口高
度变得不均一,使得所生产的喷墨记录头的排出精度降低。这里,排出口高
度意指从基板的表面到排出口的位置之间的距离。这里已经描述了喷墨记录
头生产方法中的问题。然而,该问题常见于通过将为干膜的感光性树脂层转
印至预先设置有开口或凹部的基板上来生产光成形物的方法。

本发明的目的为提供光成形物的生产方法,借此在通过使用具有凹部或
通孔的基板形成光成形物时感光性树脂层向凹部或通孔的落入小,且固化后
的感光性树脂层的高度得以控制。

本发明的另一目的为提供通过将感光性树脂层层压在预先形成有供给
路径的基板上的液体排出头的生产方法,借此感光性树脂层向供给路径的落
入小,且可使流路的高度和排出口的高度均一。

现将根据附图详细描述本发明的优选实施方案。下文作为实例将描述基
于本发明的光成形物的生产方法应用于液体排出头的生产的情况。然而,根
据本发明的光成形物的生产方法不限于应用于液体排出头的生产。

图1A为说明根据本实施方案的生产方法生产的液体排出头的示意性立
体图,图1B为沿图1A中的1B-1B线截取的示意性截面图,并说明了垂直于基
板的表面的截面构造。该液体排出头具有基板2,其中用于产生排出液体用
能量的多个排出能量产生单元1以预定的间距(pitch)形成。将液体的供给路径
3设置为基板2的通孔。流路5的侧壁通过流路形成构件4形成在基板2的一个
表面上,将排出口6设置为通孔的排出口形成构件8形成在流路形成构件4和
流路5上。另外,根据需要在排出口形成构件8上形成拒水层9。该液体排出
头通过向从供给路径3穿过流路5供给的液体施加由排出能量产生单元1产生
的压力,而将液体从排出口6以液滴排出。

现将描述图1A和1B所示的液体排出头的生产方法。图2A至2E为按顺序
地说明本实施方案中液体排出头的生产步骤的示意性截面图。图2E说明以与
示出完成的状态的图1B相同的截面位置观察的图。本实施方案中,如下所述
使用感光性树脂组合物(1)和感光性树脂组合物(2)两种感光性树脂组合物。
这些感光性树脂组合物对于图案化用光的感光度不同,且感光性树脂组合物
(2)的感光度高于感光性树脂组合物(1)。这里,感光度意指固化感光性树脂
组合物所必需的曝光量,感光度较高的感光性树脂组合物用较少的曝光量固
化。

在感光性树脂组合物(1)首先施涂至由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚
酰亚胺组成的膜基板(filmsubstrate)上之后,将感光性树脂组合物(1)借助层
压法转印至配置有排出能量产生单元1的基板2上,从而形成膜。如图2A所示,
由未固化的感光性树脂组合物(1)组成的第一感光性树脂组合物层10由此形
成在基板2上。在基板2中设置供给路径3,并且供给路径3形成基板2的表面
开口的孔。形成第一感光性树脂组合物层10以封闭该孔,并以干膜的形式粘
帖至基板2的表面。构成第一感光性树脂组合物层10的感光性树脂组合物(1)
为含有包括三官能以上的环氧树脂(a)和二官能环氧树脂(b)的树脂的负型
(negative)感光性环氧树脂组合物。其组成将在下文中详细描述。

接着,使第一感光性树脂组合物层10借助具有流路图案的流路形成掩膜
11进行图案曝光(patternexposure),并通过另外进行热处理(曝光后烘烤)将曝
光部固化,从而如图2B所示形成流路形成构件4。未曝光的部分残留为未固
化的第一感光性树脂组合物层10。流路形成掩膜11为光掩模且通过根据基板
上的图案如流路而形成遮光膜11A如铬膜来获得,所述基板由透过曝光波长
的光的诸如玻璃或石英等材料组成。作为曝光设备,可使用单一波长的光源
如i-线曝光步进器(stepper)或KrF步进器,或具有汞灯的宽波长光源的投影曝
光设备,例如掩膜对准器(MaskAligner)MPA-600Super(商品名,CanonInc.
制)。

接着,将感光性树脂组合物(2)施涂至由PET或聚酰亚胺组成的膜基板上
以成膜。其后,将感光性树脂组合物(2)借助层压法以干膜形式转印至第一感
光性树脂组合物层10和流路形成构件4上,从而形成第二感光性树脂组合物
层12。因此,感光性树脂组合物(2)以干膜的形式层压在感光性树脂组合物(1)
上。如图2C所示,根据需要在第二感光性树脂组合物层12上另外形成拒水层
9。环氧树脂类负型环氧树脂组合物适合用作感光性树脂组合物(2)。其组成
将在下文中详细描述。

要求拒水层9具有对于从液体排出头排出的液体的拒水性。具有阳离子
聚合性的全氟烷基组合物或全氟聚醚组合物适合用作拒水层9。一般已知全
氟烷基组合物或全氟聚醚组合物通过施涂后的烘烤处理,在该组合物与空气
之间的界面处使氟化烷基链偏析(segregate)。组合物表面的拒水性可通过该
偏析的氟化烷基链增强。

接着,第二感光性树脂组合物层12和拒水层9借助具有排出口图案的排
出口形成掩膜13进行图案曝光,并通过另外进行热处理(曝光后烘烤)将曝光
部固化,从而如图2D所示形成排出口形成构件8。此时,当利用单一波长的
光进行曝光时,需要将用于固化第二感光性树脂组合物层12的曝光量设定得
小于用于固化第一感光性树脂组合物层10的曝光量。如果当使第二感光性树
脂组合物层12曝光时透过第二感光性树脂组合物层12的光量为用于固化第
一感光性树脂组合物层10的曝光量,则难以在随后的步骤中除去第一感光性
树脂组合物层10的未曝光部。结果,不能形成流路5。因此,要求感光性树
脂组合物(2)具有比感光性树脂组合物(1)相对高的对曝光的感光度。

排出口形成掩膜13通过根据图案如排出口在基板上形成遮光膜13A如铬
膜而获得,所述基板由透过曝光波长的光的诸如玻璃或石英等材料组成。可
将与用于第一感光性树脂组合物层10的曝光的相同的设备用作曝光设备。另
外,排出口图案,即排出口的平面形状,可不总是圆形且可根据例如排出特
性来适当确定,包括图3A至3C中示出的形状。图3A示出椭圆形的排出口,
图3B示出由两端部形成为半圆形的细长开口而形成的排出口。特别地,图3C
示出了圆形排出口,其中设置有朝向其中心部的一对突起14。使用如图3C
所示这样形状的排出口,借此液体可保持在突起14之间,从而大大减少排出
液滴时液滴分成多个部分(主滴(maindroplet)和附属滴(satellite))的状况。因
此,在液体排出头为喷墨记录头的情况下,当使用具有如图3C所示的平面形
状的排出口时,可实现高品质图像的打印。

将第一感光性树脂组合物层10、第二感光性树脂组合物层12和拒水层9
的未曝光部用有机溶剂一起除去,从而形成如图2E所示的流路5和排出口6,
接着根据需要进行热处理,从而完成液体排出头。

在如上所述的液体排出头的生产方法中,第二感光性树脂组合物层12在
第一感光性树脂组合物层10曝光后层压。然而,第二感光性树脂组合物层12
可在第一感光性树脂组合物层10曝光之前层压。现将描述第二感光性树脂组
合物层12在第一感光性树脂组合物层10曝光之前层压的情况中的生产步骤。
图4A至4E为按顺序地说明该情况中液体排出头生产步骤的示意性截面图。
图4E示出以与图1B相同的截面位置观察的图,其示出完成的状态。

在与上述相同的感光性树脂组合物(1)首先施涂至由PET或聚酰亚胺组
成的膜基板之后,将感光性树脂组合物(1)借助层压法转印至配置有排出能量
产生单元1的基板2,从而形成膜。形成基板2的表面开口的孔的供给路径3设
置在基板2中,该孔用第一感光性树脂组合物(1)封闭。如图4A所示,由未固
化感光性树脂组合物(1)组成的第一感光性树脂组合物层10从而形成于基板2
上。在将与上述相同的感光性树脂组合物(2)接着施涂至由PET或聚酰亚胺组
成的膜基板之后,将感光性树脂组合物(2)借助层压法转印并层压在第一感光
性树脂组合物层10上,从而形成第二感光性树脂组合物层12。另外,如图4B
所示,根据需要在第二感光性树脂组合物层12上形成拒水层9。

接着,第一感光性树脂组合物层10和第二感光性树脂组合物层12借助具
有流路图案的流路形成掩膜11进行图案曝光,并另外进行热处理以固化曝光
部。结果,如图4C所示,形成将会成为流路侧壁的流路形成构件4,另外形
成排出口形成构件8的一部分。如图4D所示,接着,第二感光性树脂组合物
层12和拒水层9借助具有排出口图案的排出口形成掩膜13进行图案曝光。另
外进行热处理以固化曝光部,从而以仅使排出口形成的位置成为未固化部这
样的方式形成排出口形成构件8。

第一感光性树脂组合物层10、第二感光性树脂组合物层12和拒水层9的
未固化部用有机溶剂一起除去,从而形成如图4E所示的流路5和排出口6,并
根据需要进行热处理,从而完成液体排出头。

甚至在图4A至4E所示的生产方法中,形成第二感光性树脂组合物层12
的感光性树脂组合物(2)要求具有比形成第一感光性树脂组合物层10的感光
性树脂组合物(1)相对高的对曝光的感光度。另外,排出口图案的曝光可在流
路图案曝光之前进行。

现将描述用于本实施方案的各感光性树脂组合物。

感光性树脂组合物(1)

形成第一感光性树脂组合物层10的感光性树脂组合物(1)为含有包括三
官能以上的环氧树脂(a)和二官能环氧树脂(b)的树脂的负型感光性环氧树脂
组合物。另外,该组合物优选含有光酸产生剂。感光性树脂组合物(1)的固化
物要求具有机械强度及对基板的密合性。另外,感光性树脂组合物(1)的选择
有必要考虑其作为光刻材料的分辨率。由于由感光性树脂组合物(1)形成的层
以干膜形式形成在具有将成为表面处开口的凹部或通孔的基板上,感光性树
脂组合物(1)要求具有使层在转印时或另一加热步骤中甚至在未固化状态下
也不变形的膜强度。本实施方案欲获得用感光性树脂组合物封闭孔来控制固
化后的感光性树脂层的高度的光成形物,所述感光性树脂组合物具有使层甚
至在未固化状态下也不变形的膜强度。

感光性树脂组合物(1)含有具有三官能以上的环氧基的树脂作为三官能
以上的环氧树脂(a),借此使交联三维进行,从而改进作为感光性材料的感光
度。尽管不对其施以特别限定,三官能以上的环氧树脂(a)优选具有小于500
的环氧当量和60℃以上的软化点。当环氧当量为500以上时,所得树脂组合
物的感光度变得不足,从而可能在某些情况中引起图案分辨率的降低或固化
物的机械强度或密合性的降低。另外,当软化点低于60℃时,某些情况下用
于形成干膜的粘帖至膜基板上的感光性树脂组合物(1)可在生产设备中软化,
这成为在通过将感光性树脂组合物(1)转印至基板来形成第一感光性树脂组
合物层时起皱的原因。作为具有如此有利性质的三官能以上的环氧树脂的实
例,可提及苯酚-酚醛清漆型环氧树脂、甲酚-酚醛清漆型环氧树脂、双酚A-
酚醛清漆型环氧树脂和具有氧环己烷骨架的三官能以上的环氧树脂。作为商
购可得的环氧树脂,提及“EHPE(商品名)3150”(DaicelCorporation的产品)、
“jER(商品名)157S70”和“jER(商品名)1031S”(MitsubishiChemical
Corporation的产品)、“EPICLON(商品名)N-865”和“EPICLON(商品名)
N-690”(DICCorporation的产品)。

此外,本说明书中的软化点意指通过JISK7234中规定的环球法测量的
软化点。

包含在感光性树脂组合物(1)中的二官能环氧树脂(b)用作用于改进感光
性树脂组合物(1)的膜强度的粘结剂,并期望具有高于三官能以上的环氧树脂
的重均分子量。具体而言,二官能环氧树脂(b)期望具有5,500至60,000的重均
分子量(Mw)和90℃以上的软化点。如果重均分子量小于5,500,则不会改进
膜强度,因而在感光性树脂组合物(2)转印至感光性树脂组合物(1)上时或在
另一热处理时,在某些情况下形成为各膜的感光性树脂组合物(1)和感光性树
脂组合物(2)可大幅落入基板的开口中。当感光性树脂组合物(1)和感光性树
脂组合物(2)大幅落入开口中时,各感光性树脂组合物层的高度变得不均一。
即使软化点低于90℃,某些情况下也会发生同样的落入问题。另一方面,如
果重均分子量(Mw)超过60,000,则感光性树脂组合物(1)的交联密度降低,因
而其图案形状的稳定性降低。具有如上所述期望性质的二官能环氧树脂优选
为具有双酚骨架的环氧树脂、特别优选为具有双酚A骨架的环氧树脂。商购
可得的环氧树脂的实例包括“jER(商品名)1004”、“jER(商品名)1007”、“jER
(商品名)1009”、“jER(商品名)1010”和“jER(商品名)1256”(Mitsubishi
ChemicalCorporation的产品)、“EPICLON(商品名)4050”和“EPICLON(商品
名)7050”(DICCorporation的产品)。这些树脂的重均分子量(Mw)可借助凝胶
渗透色谱(例如ShimadzuCorporation制)以聚苯乙烯换算来计算。

三官能以上的环氧树脂(a)与二官能环氧树脂(b)之间的混合比满足
(b)/(a)≤1.5(以质量混合比计),感光性树脂组合物(1)的重均分子量(Mw)落入
4,500至11,000的范围内。本说明书中表示质量混合比的式中,“(a)”为三官能
以上的环氧树脂(a)的质量,“(b)”为二官能环氧树脂(b)的质量。二官能环氧
树脂(b)与三官能以上的环氧树脂(a)相比,环氧当量高,反应性低。因此,如
果质量混合比高于1.5,即(b)/(a)>1.5,所得感光性树脂组合物(1)的交联密度
降低,其固化变得不足,且图案精度降低。如果图案形状的稳定性降低,可
引起图案侧壁的凹凸,因而可能在某些情况下不会形成具有期望精度的图
案。结果,某些情况下,固化不足或图案形状的稳定性降低可引起感光性树
脂组合物(1)与基板之间的密合性降低。另一方面,如果感光性树脂组合物(1)
的重均分子量(Mw)超过11,000,则即使当质量混合比(b)/(a)为1.5以下时,交
联密度仍降低,从而引起同样的问题。另一方面,如果感光性树脂组合物(1)
的重均分子量(Mw)小于4,500,感光性树脂组合物(1)的膜强度变得不足,发
生在基板的开口处的落入。

光酸产生剂优选磺酸化合物、锍盐化合物、碘鎓盐化合物、二砜系化合
物或磷酸化合物。其商购可得产品的实例包括“ADEKAOPTOMERSP-170”、
“ADEKAOPTOMERSP-172”和“ADEKAOPTOMERSP-150”(所有为商品
名,ADEKACORPORATION的产品),“BBI-103”和“BBI-102”(二者均为商
品名,MidoriKagakuCo.,Ltd.的产品),“IBPF”、“IBCF”、“TS-01”和“TS-91”
(所有为商品名,SANWACHEMICALCO.,LTD.的产品),“CPI-210”、
“CPI-300”和“CPI-410”(所有为商品名,San-AproLtd.的产品),和“Irgacure(商
品名)290”(BASFJapanLtd.的产品)。这些光酸产生剂也可以其任意组合使
用。另外,还可出于改进密合性的目的添加硅烷偶联剂。商购可得的硅烷偶
联剂的实例包括“A-187”(商品名,MomentivePerformanceMaterialsInc.的产
品)。另外,出于改进图案分辨率和控制感光度的目的,也可添加敏化剂如
蒽化合物、碱性物质如胺类或弱酸性(pKa=-1.5至3.0)的产生甲苯磺酸的酸产
生剂。商购可得的产生甲苯磺酸的酸产生剂的实例包括“TPS-1000”(商品名,
MidoriKagakuCo.,Ltd.的产品)和“WPAG-367”(商品名,WakoPureChemical
industries,Ltd.的产品)。

感光性树脂组合物(2)

感光性树脂组合物(2)要求其固化物具有机械强度并进一步要求考虑其
作为照相材料的分辨率。因此,含有作为主组分的环氧树脂如双酚A酚醛清
漆型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂或具有
氧环己烷骨架的三官能以上的环氧树脂的负型环氧树脂组合物适合用作感
光性树脂组合物(2)。使用具有三官能以上的环氧基的环氧树脂能够使固化物
三维交联,且适于获得期望的性质。可用于感光性树脂组合物(2)的商购可得
的环氧树脂的实例包括“CELLOXIDE(商品名)2021”、“GT-300系列”和
“GT-400系列”(二者均为商品名)、和“EHPE(商品名)3150”(所有为Daicel
Corporation的产品)、“jER(商品名)157S70”(MitsubishiChemicalCorporation
的产品),“EPICLON(商品名)N-690”和“EPICLON(商品名)N-865”(DIC
Corporation的产品)。要加入上述环氧树脂组合物中的光聚合引发剂优选磺酸
化合物、重氮甲烷化合物、锍盐化合物、碘鎓盐化合物或二砜类化合物。其
商购可得产物的实例包括“ADEKAOPTOMERSP-170”、“ADEKA
OPTOMERSP-172”和“ADEKAOPTOMERSP-150”(所有为商品名,ADEKA
CORPORATION的产品),“BBI-103”和“BBI-102”(二者均为商品名,Midori
KagakuCo.,Ltd.的产品),“IBPF”、“IBCF”、“TS-01”和“TS-91”(所有为商品
名,SANWACHEMICALCO.,LTD.的产品),“CPI-210”、“CPI-300”和
“CPI-410”(所有为商品名,San-AproLtd.的产品),“Irgacure(商品名)290”
(BASFJapanLtd.的产品)。另外,出于改进密合性的目的,硅烷偶联剂也可
加入感光性树脂组合物(2)中。商购可得的硅烷偶联剂的实例包括“A-187”(商
品名,MomentivePerformanceMaterialsInc.的产品)。另外,出于改进图案分
辨率和控制感光度的目的,也可添加敏化剂如蒽化合物、碱性物质如胺类和
弱酸性(pKa=-1.5至3.0)的产生甲苯磺酸的酸产生剂。商购可得的生成甲苯磺
酸的酸产生剂的实例包括“TPS-1000”(商品名,MidoriKagakuCo.,Ltd.的产
品)和“WPAG-367”(商品名,WakoPureChemicalindustries,Ltd.的产品)。

另外,还可将作为负性抗蚀剂的商购可得的“SU-8系列”(商品名)和
“KMPR(商品名)1000”(MicroChemCorp.的产品),“TMMR(商品名)S2000”
和“TMMF(商品名)S2000”(TOKYOOHKAKOGYOCO.,LTD.的产品)用于
感光性树脂组合物(2)。

下文中将通过下列实施例更详细地描述本发明。然而,本发明不受限于
这些实施例。

实施例1至21

在各实施例中,根据其在表1和2中示出的相应组成制备感光性树脂组合
物(1)。此外,在两个表中,组成由质量份表示,两个表中的产品名称与作为
优选可用的产品的上述提到的环氧树脂和化学品的商品名一致。另外,聚乙
二醇单甲基丙烯酸酯(PEGMA)用作溶解感光性树脂组合物的溶剂。光酸产生
剂(CPI-210S)以相对于三官能以上的环氧树脂(a)和二官能环氧树脂(b的)总
质量为0.5质量%的比例添加。另外,以相对于同样总质量为5质量%的比例
添加硅烷偶联剂。两个表中示出的重均分子量(Mw)为借助凝胶渗透色谱
(ShimadzuCorporation制)测量的以聚苯乙烯换算的值。根据图5A至5E所示步
骤制备使用上述组成的各感光性树脂组合物的液体排出头。图5A至5E所示
的步骤除了与图2A至2E中所示的区别在于未设置拒水层以外,与图2A至2E
中所示的相同。

首先,将感光性树脂组合物(1)施涂至厚度100μm的PET膜上并在90℃下
烘烤5分钟,从而蒸发PEGMA溶剂并形成厚度15μm的膜。接着,将感光性
树脂组合物(1)的膜借助层压法在施加80℃热的同时以干膜形式转印至预先
设置有排出能量产生单元1和供给路径3的基板2。基板2的供给路径3为基板2
的表面开口的孔,且该孔用感光性树脂组合物(1)封闭。第一感光性树脂组合
物层10如图5A所示形成。接着,如图5B所示,使第一感光性树脂组合物层
10以9,000J/m2的曝光量借助i线曝光步进器通过具有流路图案的流路形成掩
膜11进行图案曝光。通过另外进行50℃热处理5分钟来固化曝光部,从而形
成流路形成构件4。

接着,将示于表3的感光性树脂组合物(2)施涂至厚度100μm的PET膜上并
在90℃下烘烤5分钟,从而形成厚度10μm的膜。如图5C所示,将感光性树脂
组合物(2)的膜借助层压法在施加50℃热的同时转印并层压在第一感光性树
脂组合物层10和流路形成构件4上,从而形成第二感光性树脂组合物层12。
接着,如图5D所示,使第二感光性树脂组合物层12以600J/m2的曝光量借助i
线曝光步进器通过具有排出口图案的排出口形成掩膜13进行图案曝光。通过
另外进行在90℃下热处理5分钟来固化曝光部,从而形成排出口形成构件8。
接着,将第一感光性树脂组合物层10和第二感光性树脂组合物层12的未曝光
部用PGMEA溶剂一起除去,从而形成流路5和排出口6。另外用200℃热进行
固化,从而获得如图5E所示的液体排出头。

表1


表2


表3



产品名称
质量比
三官能以上的环氧树脂
EHPE-3150
100
光酸产生剂
Irgacure 290
1.0
硅烷偶联剂
A-187
5.0
溶剂
PGMEA
120

实施例22至29

在各实施例中,PEGMA用作溶剂,从而根据表4所示其相应的组成制备
感光性树脂组合物(1)。将适当量的感光度不同的两种光酸产生剂和酸产生剂
(TPS-1000)加入感光性树脂组合物(1)中。另外,硅烷偶联剂(A-187)以相对于
三官能以上的环氧树脂(a)和二官能环氧树脂(b)的总质量为5质量%的量添
加。感光性树脂组合物(2)的组成示于表5。使用这些感光性树脂组合物(1)和
感光性树脂组合物(2),从而根据与实施例1相同的生产方法获得液体排出头。
此时,如表4所示控制对由感光性树脂组合物(1)形成的第一感光性树脂组合
物层10的曝光量,并将对由感光性树脂组合物(2)形成的第二感光性树脂组合
物层12的曝光量控制为1,200J/m2。

表4


表5



产品名称
质量比
三官能以上的环氧树脂
jER157S70
100
光酸产生剂
CPI-410S
0.7
硅烷偶联剂
A-187
5.0
溶剂
PGMEA
120

比较例1至8

在各比较例中,PEGMA用作溶剂,从而根据表6所示其相应的组成制备
感光性树脂组合物(1),并根据与实施例1相同的生产方法获得液体排出头。
感光性树脂组合物(2)的组成与实施例1相同,对各感光性树脂组合物层的曝
光量也与后实施例1相同。

表6


评价

将由乙二醇/尿素/异丙醇/N-甲基吡咯烷酮/黑色染料/水以5/3/2/5/3/82的
质量比组成的墨填充入实施例1至29和比较例1至8中制备的各液体排出头中
以进行打印。另外,在各液体排出头的生产方法中层压由感光性树脂组合物
(2)形成的感光性树脂组合物层12之后,测量为在供给路径3上部的感光性树
脂组合物层的落入深度的落入量(L)。如图6所示,在位于不与供给路径3的位
置对应的区域中的平坦平面的第二感光性树脂组合物层12的上表面在供给
路径3的开口的位置处朝向供给路径3侧凹陷的量视为落入量(L)。激光显微镜
(由KEYENCECORPORATION生产)用于测量从第二感光性树脂组合物层12
的平坦表面至落入的最深部的深度,并将该深度视为落入量(L)。另外,确认
了落入量(L)与打印质量之间的相关性。结果,当落入量为0.5μm以上(可精确
测量)时在0.5至1.5μm范围内打印质量良好。然而,当落入量超过1.5μm时,
墨滴不以期望的方向排出,因此打印质量降低。小于0.5μm的落入量(L)难以
精确测量,但打印质量良好。因此,太阳城集团落入量(L)的评价标准如表7所示确
定,从而评价各实施例和各比较例的液体排出头。其结果示于表1、2、4和6。

出于检查感光性树脂组合物层图案化时的图案精度的目的,通过光学显
微镜(NikonCorporation制)以100倍的倍率观察所制备的各液体排出头的流路
5,以便确认墨是否浸入流路形成构件4。另外,通过扫描电子显微镜(SEM,
Hitachi,Ltd.制)以5,000倍的倍率观察到流路形成构件4的图案侧壁的不均一。
由这些确认和观察结果,根据表8所示评价基准评价图案形状。图案形状的
评价结果示于表1、2、4和6。

表7


表8

图案形状
墨的浸入(光学显微镜)
图案侧壁(SEM)
A
未发生
良好
B
未发生
凹凸
C
发生
凹凸

尽管已参考示例性实施方案描述本发明,但应理解本发明不受限于所公
开的示例性实施方案。以下权利要求的范围符合最宽泛的解释,从而包含所
有的此类改进和等同结构及功能。

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成形 生产 方法 液体 出头
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