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1. (WO2017002506) MATÉRIAU D'EMPREINTE
Document

明 細 書

発明の名称 インプリント材料

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005   0006  

課題を解決するための手段

0007   0008  

発明の効果

0009   0010   0011   0012  

発明を実施するための形態

0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065  

実施例

0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072   0073   0074   0075   0076   0077   0078   0079   0080   0081   0082   0083   0084   0085   0086   0087   0088   0089   0090   0091   0092   0093   0094   0095   0096   0097   0098   0099   0100   0101   0102   0103   0104   0105   0106   0107   0108   0109   0110   0111   0112   0113   0114   0115   0116   0117   0118   0119   0120   0121   0122  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8  

明 細 書

発明の名称 : インプリント材料

技術分野

[0001]
本発明は、インプリント材料(インプリント用膜形成組成物)及び当該材料から作製され、パターンが転写された膜に関する。より詳しくは、当該材料から作製され、表面の拭き取り性、基板との密着性、耐擦傷性に優れるパターンが転写された膜に関するものである。

背景技術

[0002]
1995年、現プリンストン大学のチョウ教授らがナノインプリントリソグラフィという新たな技術を提唱した(特許文献1)。ナノインプリントリソグラフィは、任意のパターンを有するモールドを樹脂膜が形成された基材と接触させ、当該樹脂膜を加圧すると共に、熱又は光を外部刺激として用い、目的のパターンを硬化された当該樹脂膜に形成する技術であり、このナノインプリントリソグラフィは、従来の半導体デバイス製造における光リソグラフィ等に比べて簡便・安価にナノスケールの加工が可能であるという利点を有する。
したがって、ナノインプリントリソグラフィは、光リソグラフィ技術に代わり、半導体デバイス、オプトデバイス、ディスプレイ、記憶媒体、バイオチップ等の製造への適用が期待されている技術であることから、ナノインプリントリソグラフィに用いる光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物について様々な報告がなされている(特許文献2、特許文献3)。
[0003]
また、光ナノインプリントリソグラフィにおいて、パターンが転写された膜を高効率で量産する方法として、ロール・ツー・ロール方式が提唱されている。従来光ナノインプリントリソグラフィにおいて提案されているロール・ツー・ロール方式は、フレキシブルなフィルムを基材として用い、ナノインプリントリソグラフィに用いる材料(以下、本明細書では「インプリント材料」と略称する。)としてパターン寸法が変化しにくいように溶剤を加えない無溶剤タイプの材料を使用する方法が主流となっている。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 米国特許第5772905号明細書
特許文献2 : 特開2008-105414号公報
特許文献3 : 特開2008-202022号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
上述したように、従来提案されているインプリント材料には無溶剤タイプの材料が使用されているが、インプリント後の膜と基材フィルムとの好適な密着性が構築できない場合がある。また、固体撮像装置、太陽電池、LEDデバイス、ディスプレイなどの製品では、その内部又は表面に光学部材として作製した凹凸形状に対して、耐擦傷性が求められることがある。さらに上記製品の表面に上記凹凸形状が採用される場合には、水拭きでその表面の汚れを除去することがあるが、その時に該凹凸形状において隣接する凸部同士の付着を防ぐことが必須となる。しかしながら、従来種々のインプリント材料が開示されているものの、フィルム基材に十分な密着性を有し、かつ耐擦傷性に優れ、水拭き時における上記隣接する凸部同士の付着が起こらない材料について具体的な検討や報告はなされていない。
[0006]
本発明は、上記の事情に基づいてなされたものであり、その解決しようとする課題は、インプリント材料を用いて樹脂膜を形成したとき、フィルム基材に対して十分な密着性を有しかつ耐擦傷性に優れ、水拭き時における上記隣接する凸部同士の付着が起こらない膜を形成するインプリント材料を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0007]
本発明者らは、上記の課題を解決するべく鋭意検討を行った結果、重合性基を末端に有する所定の化合物とプロピレンオキサイドユニット及び/又はエチレンオキサイドユニットを有しかつ重合性基を末端に有する化合物と所定の(メタ)アクリルアミド化合物及び光重合開始剤を含有する材料をインプリント材料として使用することにより、次の知見を得、本発明を完成した。凹凸形状が転写された膜と基材との密着性に優れ、該膜の凹凸形状が転写された面でスチールウール擦傷試験を行っても傷が殆ど発生せず、該凹凸形状が転写された面を水拭きしても該凹凸形状において隣接する凸部同士の付着が起こらない。
[0008]
すなわち本発明は、第1観点として、
下記(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分を含有するインプリント材料に関する。
(A)下記式(1)で表される化合物
(B)下記式(2)で表される化合物
(C)下記式(3)で表される化合物
(D)光重合開始剤
[化1]


(式中、R はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、R は置換基としてヒドロキシ基を有してもよい炭素原子数1乃至5の炭化水素基を表し、mは2又は3を表し、Xはエチレンオキサイドユニット及び/又はプロピレンオキサイドユニットを有する二価の連結基を表し、R は水素原子又は炭素原子数1乃至3のアルキル基を表し、nは1又は2を表し、
nが1を表す場合、R は、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アセチル基、1つ又は2つの水素原子がメチル基で置換されていてもよいアミノ基、スルホ基、及び炭素原子数1乃至4のアルコキシ基からなる群から選択される少なくとも一つの置換基で置換されていてもよい、炭素原子数1乃至12のアルキル基を表し、
nが2を表す場合、R は、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アセチル基、1つ又は2つの水素原子がメチル基で置換されていてもよいアミノ基、スルホ基、及び炭素原子数1乃至4のアルコキシ基からなる群から選択される少なくとも一つの置換基で置換されていてもよい、炭素原子数1乃至12のアルキレン基を表す。)
第2観点として、前記(B)成分は下記式(2a):
[化2]


(式中、R はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、R はトリメチレン基又はプロピレン基を表し、p及びqはそれぞれ独立に0以上の整数を表し、かつ1≦(p+q)≦30の関係式を満たす。)
で表される1種又は2種の化合物を含む第1観点に記載のインプリント材料に関する。
第3観点として、前記(A)成分、(B)成分及び(C)成分の合計質量に基づいて、該(A)成分の含有割合は10質量%以上40質量%以下である第1観点又は第2観点に記載のインプリント材料に関する。
第4観点として、前記(A)成分、(B)成分及び(C)成分の合計質量に基づいて、該(C)成分の含有割合は1質量%以上40質量%以下である第1観点又は第2観点に記載のインプリント材料に関する。
第5観点として、(E)成分としてシリコーン化合物をさらに含有する第1観点乃至第4観点のいずれか一に記載のインプリント材料に関する。
第6観点として、(F)成分として界面活性剤をさらに含有する第1観点乃至第5観点のいずれか一に記載のインプリント材料に関する。
第7観点として、(G)成分として溶剤をさらに含有する第1観点乃至第6観点のいずれか一に記載のインプリント材料に関する。
第8観点として、第1観点乃至第7観点のいずれか一に記載のインプリント材料を基材に塗布して膜を形成する工程、及び光インプリント装置を用いて、パターンが形成されたモールドを前記膜に接触させ、さらに該膜を前記モールドと圧着させ、続いて該膜を光硬化させ、その後前記モールドと該膜を離すことにより前記パターンを該膜に転写する工程、を有する、パターンが転写された膜の作製方法に関する。

発明の効果

[0009]
本発明のインプリント材料は、重合性基を末端に有する所定の化合物とプロピレンオキサイドユニット及び/又はエチレンオキサイドユニットを有しかつ重合性基を末端に有する化合物と所定の(メタ)アクリルアミド化合物を含有させることにより、当該インプリント材料から作製された硬化膜はフィルム基材への十分な密着性を獲得し、かつ、該硬化膜は高擦傷耐性を有するとともに、該硬化膜の凹凸形状が転写された面を水拭きしても該凹凸形状において隣接する凸部同士の付着が起こらない。
[0010]
また本発明のインプリント材料は、光硬化が可能であり、かつモールド面からの剥離時にパターンの一部に剥がれが生じないため、所望のパターンが正確に形成された膜が得られる。したがって、良好な光インプリントのパターン形成が可能である。
[0011]
また、本発明のインプリント材料は、任意の基材上に製膜することができ、また形成された膜とフィルム基材とは十分な密着性を有し、かつ当該膜は耐擦傷性を有する。更に当該膜の凹凸形状が転写された面を水拭きしたときに該凹凸形状において隣接する凸部同士の付着が起こらない。このためインプリント後に形成されるパターンが転写された膜は、固体撮像装置、太陽電池、LEDデバイス、ディスプレイなどの、耐擦傷性や水拭き耐性が求められる光学部材の製造に好適に用いることができる。
[0012]
さらに、本発明のインプリント材料は、上記(B)成分の化合物の種類及び含有割合を変更することで、硬化速度、動的粘度、膜厚をコントロールすることができる。したがって、本発明のインプリント材料は、製造するデバイス種と露光プロセス及び焼成プロセスの種類に対応した材料の設計が可能であり、プロセスマージンを拡大できるため、光学部材の製造に好適に用いることができる。

発明を実施するための形態

[0013]
[(A)成分:式(1)で表される化合物]
(A)成分の化合物は、下記式(1)で表される化合物である。
[化3]


(式中、R は水素原子又はメチル基を表し、R は置換基としてヒドロキシ基を有してもよい炭素原子数1乃至5の炭化水素基を表し、mは2又は3を表す。)
[0014]
上記式(1)で表される化合物の具体例としては、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタアクリレートが挙げられる。
[0015]
上記式(1)で表される化合物は、市販品として入手が可能であり、その具体例としては、NKエステル 701A、同701、同A-HD-N、同A-NPG、同NPG、同A-TMPT、同TMPT(以上、新中村化学工業株式会社製)、アロニックス(登録商標)M309(東亞合成株式会社製)、KAYARAD NPGDA、同TMPTA(以上、日本化薬株式会社製)が挙げられる。
[0016]
上記(A)成分の化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
[0017]
本発明のインプリント材料における上記(A)成分の含有割合は、上記(A)成分、並びに後述する(B)成分及び(C)成分の総質量に基づいて、10質量%以上40質量%以下であることが好ましい。(A)成分の割合が10質量%未満であると、光インプリントにより得られる膜を水拭きした際に、構造物同士の付着が起こりやすくなる。一方、40質量%を超えて添加すると、耐擦傷性が急激に低下する。
[0018]
[(B)成分:式(2)で表される化合物]
(B)成分の化合物は、下記式(2)で表される化合物である。
[化4]


(式中、R はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、Xはエチレンオキサイドユニット及び/又はプロピレンオキサイドユニットを有する二価の連結基を表す。)
なお、上記プロピレンオキサイドユニットとは例えば(-CH(CH )CH O-)、(-CH CH CH O-)を表し、上記エチレンオキサイドユニットとは例えば(-CH CH O-)を表す。
[0019]
上記式(2)で表される化合物のうち、一分子内にエチレンオキサイドユニットを1つ以上有する化合物としては、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、イソシアヌル酸エチレンオキサイド変性ジアクリレートが挙げられる。なお、本明細書では(メタ)アクリレート化合物とは、アクリレート化合物とメタクリレート化合物の両方を意味し、例えば(メタ)アクリル酸は、アクリル酸とメタクリル酸の両方を意味する。
[0020]
上記式(2)で表される化合物のうち一分子内にエチレンオキサイドユニットを1つ以上有する化合物は、市販品として入手が可能であり、その具体例としては、NKエステル A-200、同A-400、同A-600、同A-1000、同1G、同2G、同3G、同4G、同9G、同14G、同23G、同ABE-300、同A-BPE-4、同A-BPE-6、同A-BPE-10、同A-BPE-20、同A-BPE-30、同BPE-80N、同BPE-100N、同BPE-200、同BPE-500、同BPE-900、同BPE-1300N、(以上、新中村化学工業株式会社製)、KAYARAD(登録商標)PEG400DA(以上、日本化薬株式会社製)、アロニックス(登録商標)M-215(東亞合成株式会社製)が挙げられる。
[0021]
上記式(2)で表される化合物のうち、一分子内にプロピレンオキサイドユニットを1つ以上有する化合物としては、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール#400ジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコール#700ジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
[0022]
上記式(2)で表される化合物のうち一分子内にプロピレンオキサイドユニットを1つ以上有する化合物は、市販品として入手が可能であり、その具体例としては、NKエステル APG-100、APG-200、APG-400、APG-700、3PG、9PG(以上、新中村化学工業株式会社製)、ファンクリル(登録商標)FA-P240A、同FA-P270A(以上、日立化成工業株式会社製)が挙げられる。
[0023]
上記式(2)で表される化合物のうち、一分子内にエチレンオキサイドユニットとプロピレンオキサイドユニットをそれぞれ1つ以上有する化合物としては、エチレンオキサイドプロピレンオキサイド共重合体ジ(メタ)アクリル酸エステル、プロポキシ化エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ポリプロピレングリコール#700ジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
[0024]
上記式(2)で表される化合物のうち一分子内にエチレンオキサイドユニットとプロピレンオキサイドユニットをそれぞれ1つ以上有する化合物は、市販品として入手が可能であり、その具体例としては、A-1000PER、A-B1206PE(以上、新中村化学工業株式会社製)、ファンクリル(登録商標)FA-023M(以上、日立化成工業株式会社製)が挙げられる。
[0025]
上記(B)成分の化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。(B)成分の化合物を2種以上用いる場合、その化合物として、例えば、下記式(2a):
[化5]


(式中、R はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、R はトリメチレン基又はプロピレン基を表し、p及びqはそれぞれ独立に0以上の整数を表し、かつ1≦(p+q)≦30の関係式を満たす。)
で表される化合物において、pが0を表しqが1以上の整数を表す(すなわち一分子内にエチレンオキサイドユニットを1つ以上有する)化合物と、pが1以上の整数を表しqが1以上の整数を表す(すなわち一分子内にプロピレンオキサイドユニットとエチレンオキサイドユニットをそれぞれ1つ以上有する)化合物との組み合わせが挙げられる。
[0026]
本発明のインプリント材料における(B)成分の含有割合は、上記(A)成分及び(B)成分並びに後述する(C)成分の総質量に基づいて、例えば5質量%以上80質量%以下、好ましくは50質量%以上80質量%以下である。
[0027]
本発明のインプリント材料における(B)成分は、パターン転写後の膜に対して耐擦傷性を付与することができる。またインプリント時の硬化時において、後述する(E)成分のシリコーン化合物をブリードアウトさせる一助を担い、得られた樹脂膜(硬化被膜)においてモールド面から剥離した際に計測される離型力を低下させることができる。また上記(B)成分の化合物の種類及び含有割合を変更することで、インプリント材料の動的粘度、インプリント時の硬化速度及び形成される膜厚をコントロールすることができる。
[0028]
[(C)成分:式(3)で表される化合物]
(C)成分の化合物は、下記式(3)で表される化合物であり、すなわちその構造内に(メタ)アクリルアミド構造を有する化合物である。
[化6]


(式中、R は水素原子又はメチル基を表し、R は水素原子又は炭素原子数1乃至3のアルキル基を表し、nは1又は2を表し、
nが1を表す場合、R は、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アセチル基、1つ又は2つの水素原子がメチル基で置換されていてもよいアミノ基、スルホ基、及び炭素原子数1乃至4のアルコキシ基からなる群から選択される少なくとも一つの置換基で置換されていてもよい炭素原子数1乃至12のアルキル基を表し、
nが2を表す場合、R は、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アセチル基、1つ又は2つの水素原子がメチル基で置換されていてもよいアミノ基、スルホ基、及び炭素原子数1乃至4のアルコキシ基からなる群から選択される少なくとも一つの置換基で置換されていてもよい炭素原子数1乃至12のアルキレン基を表す。)
[0029]
上記炭素原子数1乃至12のアルキル基としては、直鎖状、分枝鎖状、環状のいずれのアルキル基であってもよく、具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、シクロプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、シクロブチル基、1-メチル-シクロプロピル基、2-メチル-シクロプロピル基、n-ペンチル基、1-メチル-n-ブチル基、2-メチル-n-ブチル基、3-メチル-n-ブチル基、1,1-ジメチル-n-プロピル基、1,2-ジメチル-n-プロピル基、2,2-ジメチル-n-プロピル基、1-エチル-n-プロピル基、シクロペンチル基、1-メチル-シクロブチル基、2-メチル-シクロブチル基、3-メチル-シクロブチル基、1,2-ジメチル-シクロプロピル基、2,3-ジメチル-シクロプロピル基、1-エチル-シクロプロピル基、2-エチル-シクロプロピル基、n-ヘキシル基、1-メチル-n-ペンチル基、2-メチル-n-ペンチル基、3-メチル-n-ペンチル基、4-メチル-n-ペンチル基、1,1-ジメチル-n-ブチル基、1,2-ジメチル-n-ブチル基、1,3-ジメチル-n-ブチル基、2,2-ジメチル-n-ブチル基、2,3-ジメチル-n-ブチル基、3,3-ジメチル-n-ブチル基、1-エチル-n-ブチル基、2-エチル-n-ブチル基、1,1,2-トリメチル-n-プロピル基、1,2,2-トリメチル-n-プロピル基、1-エチル-1-メチル-n-プロピル基、1-エチル-2-メチル-n-プロピル基、シクロヘキシル基、1-メチル-シクロペンチル基、2-メチル-シクロペンチル基、3-メチル-シクロペンチル基、1-エチル-シクロブチル基、2-エチル-シクロブチル基、3-エチル-シクロブチル基、1,2-ジメチル-シクロブチル基、1,3-ジメチル-シクロブチル基、2,2-ジメチル-シクロブチル基、2,3-ジメチル-シクロブチル基、2,4-ジメチル-シクロブチル基、3,3-ジメチル-シクロブチル基、1-n-プロピル-シクロプロピル基、2-n-プロピル-シクロプロピル基、1-i-プロピル-シクロプロピル基、2-i-プロピル-シクロプロピル基、1,2,2-トリメチル-シクロプロピル基、1,2,3-トリメチル-シクロプロピル基、2,2,3-トリメチル-シクロプロピル基、1-エチル-2-メチル-シクロプロピル基、2-エチル-1-メチル-シクロプロピル基、2-エチル-2-メチル-シクロプロピル基、2-エチル-3-メチル-シクロプロピル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基が挙げられる。なお炭素原子数1乃至3のアルキル基の具体例としては、上記炭素原子数1乃至12のアルキル基として挙げた基のうち、炭素原子数が1乃至3の基を挙げることができる。
[0030]
また炭素原子数1乃至12のアルキレン基の具体例としては、直鎖状、分岐状、環状のいずれでもよく、具体的には、メチレン基、エチレン基、プロパン-1,2-ジイル基、プロパン-1,3-ジイル基、2,2-ジメチルプロパン-1,3-ジイル基、2-エチル-2-メチルプロパン-1,3-ジイル基、2,2-ジエチルプロパン-1,3-ジイル基、2-メチル-2-プロピルプロパン-1,3-ジイル基、ブタン-1,3-ジイル基、ブタン-2,3-ジイル基、ブタン-1,4-ジイル基、2-メチルブタン-2,3-ジイル基、2,3-ジメチルブタン-2,3-ジイル基、ペンタン-1,3-ジイル基、ペンタン-1,5-ジイル基、ペンタン-2,3-ジイル基、ペンタン-2,4-ジイル基、2-メチルペンタン-2,3-ジイル基、3-メチルペンタン-2,3-ジイル基、4-メチルペンタン-2,3-ジイル基、2,3-ジメチルペンタン-2,3-ジイル基、3-メチルペンタン-2,4-ジイル基、3-エチルペンタン-2,4-ジイル基、3,3-ジメチルペンタン-2,4-ジイル基、3,3-ジメチルペンタン-2,4-ジイル基、2,4-ジメチルペンタン-2,4-ジイル基、ヘキサン-1,6-ジイル基、ヘキサン-1,2-ジイル基、ヘキサン-1,3-ジイル基、ヘキサン-2,3-ジイル基、ヘキサン-2,4-ジイル基、ヘキサン-2,5-ジイル基、2-メチルヘキサン-2,3-ジイル基、4-メチルヘキサン-2,3-ジイル基、3-メチルヘキサン-2,4-ジイル基、2,3-ジメチルヘキサン-2,4-ジイル基、2,4-ジメチルヘキサン-2,4-ジイル基、2,5-ジメチルヘキサン-2,4-ジイル基、2-メチルヘキサン-2,5-ジイル基、3-メチルヘキサン-2,5-ジイル基、2,5-ジメチルヘキサン-2,5-ジイル基が挙げられる。
[0031]
上記式(3)で表される化合物の具体例としては、(メタ)アクリルアミド、N,N’-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N’-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N-[3-(ジメチルアミノ)プロピル](メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N-(ヒドロキシメチル)(メタ)アクリルアミド、N-(2-ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N-ドデシル(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、N-tert-ブチル(メタ)アクリルアミド、N-(ブトキシメチル)(メタ)アクリルアミド、2-(メタ)アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、6-(メタ)アクリルアミドへキサン酸、N,N’-(1,2-ジヒドロキシエチレン)ビス(メタ)アクリルアミド、N,N’-メチレンビス(メタ)アクリルアミドが挙げられる。なお本明細書において、(メタ)アクリルアミド化合物はアクリルアミド化合物とメタクリルアミド化合物の両方を意味する。
[0032]
上記式(3)で表される化合物の具体例の中で、極少量の添加量で密着性を発現させる観点から、N,N’-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N’-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N’-(1,2-ジヒドロキシエチレン)ビス(メタ)アクリルアミドが好ましく、これらの中でもN,N’-ジメチルアクリルアミド、N,N’-ジエチルアクリルアミド、N,N’-(1,2-ジヒドロキシエチレン)ビスアクリルアミドが最も好ましい。
[0033]
上記(C)成分の化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
[0034]
本発明のインプリント材料における(C)成分の含有割合は、上記(A)成分、(B)成分及び(C)成分の総質量に基づいて、例えば1質量%以上40質量%以下、好ましくは5質量%以上20質量%以下である。(C)成分の含有割合が1質量%未満であると、光インプリントによる得られる膜の基板に対する密着性が低下し、一方40質量%を超えると、得られる膜の耐擦傷性が低下する。
[0035]
[(D)成分:光重合開始剤]
(D)成分である光重合開始剤は、光硬化時に使用する光源に吸収をもつものであれば、特に限定されるものではない。例えば、tert-ブチルペルオキシ-iso-ブチレート、2,5-ジメチル-2,5-ビス(ベンゾイルジオキシ)ヘキサン、1,4-ビス[α-(tert-ブチルジオキシ)-iso-プロポキシ]ベンゼン、ジ-tert-ブチルペルオキシド、2,5-ジメチル-2,5-ビス(tert-ブチルジオキシ)ヘキセンヒドロペルオキシド、α-(iso-プロピルフェニル)-iso-プロピルヒドロペルオキシド、tert-ブチルヒドロペルオキシド、1,1-ビス(tert-ブチルジオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、ブチル-4,4-ビス(tert-ブチルジオキシ)バレレート、シクロヘキサノンペルオキシド、2,2’,5,5’-テトラ(tert-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’-テトラ(tert-ブチルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’-テトラ(tert-アミルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’,4,4’-テトラ(tert-ヘキシルペルオキシカルボニル)ベンゾフェノン、3,3’-ビス(tert-ブチルペルオキシカルボニル)-4,4’-ジカルボキシベンゾフェノン、tert-ブチルペルオキシベンゾエート、ジ-tert-ブチルジペルオキシイソフタレート等の有機過酸化物;9,10-アントラキノン、1-クロロアントラキノン、2-クロロアントラキノン、オクタメチルアントラキノン、1,2-ベンズアントラキノン等のキノン類;ベンゾインメチル、ベンゾインエチルエーテル、α-メチルベンゾイン、α-フェニルベンゾイン等のベンゾイン誘導体;2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン、2-ヒドロキシ-1-[4-{4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)ベンジル}-フェニル]-2-メチル-プロパン-1-オン、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル、2-メチル-1-[4-(メチルチオ)フェニル]-2-モルホリノプロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)-1-ブタノン、2-ジメチルアミノ-2-(4-メチル-ベンジル)-1-(4-モルホリン-4-イル-フェニル)-ブタン-1-オン等のアルキルフェノン系化合物;ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキサイド、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-ホスフィンオキサイド等のアシルホスフィンオキサイド系化合物;2-(O-ベンゾイルオキシム)-1-[4-(フェニルチオ)フェニル]-1,2-オクタンジオン、1-(O-アセチルオキシム)-1-[9-エチル-6-(2-メチルベンゾイル)-9H-カルバゾール-3-イル]エタノン等のオキシムエステル系化合物が挙げられる。
[0036]
上記光重合開始剤は、市販品として入手が可能であり、その具体例としては、IRGACURE(登録商標)651、同184、同500、同2959、同127、同754、同907、同369、同379、同379EG、同819、同819DW、同1800、同1870、同784、同OXE01、同OXE02、同250、同1173、同MBF、同4265、同TPO(以上、BASFジャパン株式会社製)、KAYACURE(登録商標)DETX、同MBP、同DMBI、同EPA、同OA(以上、日本化薬株式会社製)、VICURE-10、同55(以上、STAUFFER Co.LTD製)、ESACURE(登録商標)KIP150、同TZT、同1001、同KTO46、同KB1、同KL200、同KS300、同EB3、トリアジン-PMS、トリアジンA、トリアジンB(以上、日本シイベルヘグナー株式会社製)、アデカオプトマーN-1717、同N-1414、同N-1606(株式会社ADEKA製)が挙げられる。
[0037]
上記光重合開始剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
[0038]
本発明のインプリント材料における(D)成分の含有割合は、上記(A)成分、(B)成分及び(C)成分の総質量に基づいて、例えば0.1phr乃至30phrであり、好ましくは1phr乃至20phrであり、より好ましくは1phr乃至8phrである。(D)成分の含有割合が0.1phr未満の場合には、十分な硬化性が得られず、パターニング特性の悪化及び耐擦傷性の低下が起こるからである。本明細書において“phr”とは、(A)成分、(B)成分及び(C)成分の総質量100gに対する、例えば(D)成分である光重合開始剤の質量を表す。
[0039]
[(E)成分:シリコーン化合物]
本発明のインプリント材料は、(E)成分としてシリコーン化合物を含んでいてもよい。任意成分であるそのシリコーン化合物は、分子内にシリコーン骨格(シロキサン骨格)を有する化合物を表し、特にジメチルシリコーン骨格を有することが好ましい。
[0040]
上記シリコーン化合物としては市販品として入手が可能であり、その具体例としては、BYK-302、BYK-307、BYK-322、BYK-323、BYK-330、BYK-333、BYK-370、BYK-375、BYK-378、BYK-UV 3500、BYK-UV 3570(以上、ビックケミー・ジャパン株式会社製)、X-22-164、X-22-164AS、X-22-164A、X-22-164B、X-22-164C、X-22-164E、X-22-163、X-22-169AS、X-22-174DX、X-22-2426、X-22-9002、X-22-2475、X-22-4952、KF-643、X-22-343、X-22-2404、X-22-2046、X-22-1602(以上、信越化学工業株式会社製)が挙げられる。
[0041]
上記シリコーン化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
[0042]
本発明のインプリント材料が(E)成分であるシリコーン化合物を含む場合、その含有割合は、上記(A)成分、上記(B)成分及び上記(C)成分の総質量に基づいて、0.1phr乃至15phrであることが好ましく、1phr乃至10phrであることがより好ましい。この割合が0.1phrを下回る場合には、添加しても十分な低離型力性を得ることができず、15phrを上回る場合には硬化が不十分になることがあり、パターニング特性が悪化する。
[0043]
[(F)成分:界面活性剤]
本発明のインプリント材料は、(F)成分として界面活性剤を含有してもよい。任意成分であるその界面活性剤は、得られる塗膜の製膜性を調整する役割を果たす。
[0044]
上記界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤;商品名エフトップ(登録商標)EF301、同EF303、同EF352(三菱マテリアル電子化成株式会社)、商品名メガファック(登録商標)F-171、同F-173、同F-477、同F-486、同F-554、同F-556、同R-08、同R-30、同R-30N、同R-40、同R-40-LM(DIC株式会社製)、フロラードFC430、同FC431(住友スリーエム株式会社製)、商品名アサヒガード(登録商標)AG710、サーフロン(登録商標)S-382、同SC101、同SC102、同SC103、同SC104、同SC105、同SC106(旭硝子株式会社製)等のフッ素系界面活性剤;及びオルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業株式会社製)を挙げることができる。
[0045]
上記界面活性剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。界面活性剤が使用される場合、その割合は、上記(A)成分、(B)成分及び(C)成分の総質量に基づいて、好ましくは0.01phr乃至40phr、より好ましくは0.01phr乃至10phrである。
[0046]
[(G)成分:溶剤]
本発明のインプリント材料は、(G)成分として溶剤を含有してもよい。任意成分であるその溶剤は、前記(A)成分、(B)成分及び(C)成分の粘度調節の役割を果たす。
[0047]
上記溶剤としては、例えば、トルエン、p-キシレン、o-キシレン、スチレン、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコ-ルジメチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチ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エチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコール、1-オクタノール、エチレングリコール、ヘキシレングリコール、ジアセトンアルコール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール、プロピレングリコール、ベンジルアルコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、γ-ブチロラクトン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルn-ブチルケトン、シクロヘキサノン、2-ヘプタノン、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸n-プロピル、酢酸イソブチル、酢酸n-ブチル、乳酸エチル、ピルビン酸エチル、メタノール、エタノール、イソプロパノール、tert-ブタノール、アリルアルコール、n-プロパノール、2-メチル-2-ブタノール、イソブタノール、n-ブタノール、2-メチル-1-ブタノール、1-ペンタノール、2-メチル-1-ペンタノール、2-エチルヘキサノール、トリメチレングリコール、1-メトキシ-2-ブタノール、イソプロピルエーテル、1,4-ジオキサン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド、N-シクロヘキシル-2-ピロリジンが挙げられ、上記(A)成分、(B)成分、及び(C)成分の粘度を調節することができるものであれば、特に限定されるものではない。
[0048]
上記溶剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。溶剤が使用される場合、本発明のインプリント材料の全成分、すなわち前述の(A)成分乃至(C)成分、並びに後述するその他添加剤を含む全成分から(G)成分の溶剤を除いたものとして定義される固形分は、本発明のインプリント材料の総質量に対して20質量%乃至80質量%、好ましくは40質量%乃至60質量%含有することが好ましい。
[0049]
[その他添加剤]
本発明のインプリント材料は、本発明の効果を損なわない限りにおいて、必要に応じて、エポキシ化合物、光酸発生剤、光増感剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、密着補助剤又は離型性向上剤を含有することができる。
[0050]
上記エポキシ化合物としては、例えば、エポリード(登録商標)GT-401、同PB3600、セロキサイド(登録商標)2021P、同2000、同3000、EHPE3150、EHPE3150CE、サイクロマー(登録商標)M100(以上、株式会社ダイセル製)、EPICLON(登録商標)840、同840-S、同N-660、同N-673-80M(以上、DIC株式会社製)が挙げられる。
[0051]
上記光酸発生剤としては、例えば、IRGACURE(登録商標)PAG103、同PAG108、同PAG121、同PAG203、同CGI725(以上、BASFジャパン株式会社製)、WPAG-145、WPAG-170、WPAG-199、WPAG-281、WPAG-336、WPAG-367(以上、和光純薬工業株式会社製)、TFEトリアジン、TME-トリアジン、MP-トリアジン、ジメトキシトリアジン、TS-91、TS-01(株式会社三和ケミカル製)が挙げられる。
[0052]
上記光増感剤としては、例えば、チオキサンテン系、キサンテン系、ケトン系、チオピリリウム塩系、ベーススチリル系、メロシアニン系、3-置換クマリン系、3,4-置換クマリン系、シアニン系、アクリジン系、チアジン系、フェノチアジン系、アントラセン系、コロネン系、ベンズアントラセン系、ペリレン系、ケトクマリン系、クマリン系、ボレート系が挙げられる。この光増感剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。当該光増感剤を用いることによって、UV領域の吸収波長を調整することもできる。
[0053]
上記紫外線吸収剤としては、例えば、TINUVIN(登録商標)PS、同99-2、同109、同328、同384-2、同400、同405、同460、同477、同479、同900、同928、同1130、同111FDL、同123、同144、同152、同292、同5100、同400-DW、同477-DW、同99-DW、同123-DW、同5050、同5060、同5151(以上、BASFジャパン株式会社)が挙げられる。この紫外線吸収剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。当該紫外線吸収剤を用いることによって、光硬化時に膜の最表面の硬化速度を制御することができ、離型性を向上できる場合がある。
[0054]
上記酸化防止剤としては、例えば、IRGANOX(登録商標)1010、同1035、同1076、同1135、同1520L(以上、BASFジャパン株式会社)が挙げられる。この酸化防止剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。当該酸化防止剤を用いることで、酸化によって膜が黄色に変色することを防止することができる。
[0055]
上記密着補助剤としては、例えば、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシランが挙げられる。当該密着補助剤を用いることによって、基材との密着性が向上する。当該密着補助剤の含有量は、上記(A)成分、(B)成分及び(C)成分の総質量に基づいて、好ましくは5phr乃至50phr、より好ましくは10phr乃至50phrである。
[0056]
上記離型性向上剤としては、例えば、フッ素含有化合物が挙げられる。フッ素含有化合物としては、例えば、R-5410、R-1420、M-5410、M-1420、E-5444、E-7432、A-1430、A-1630(以上、ダイキン工業株式会社製)が挙げられる。
[0057]
[インプリント材料の調製]
本発明のインプリント材料の調製方法は、特に限定されないが、(A)成分、(B)成分、(C)成分、(D)成分、並びに任意成分である(E)成分、(F)成分及び(G)成分並びに所望によりその他添加剤を混合し、インプリント材料が均一な状態となっていればよい。また、(A)成分乃至(G)成分並びに所望によりその他添加剤を混合する際の順序は、均一なインプリント材料が得られるなら問題なく、特に限定されない。当該調製方法としては、例えば、(A)成分、(B)成分、(C)成分及び任意で(E)成分を所定の割合で混合し、これに更に(D)成分、並びに任意で(F)成分及び(G)成分を適宜混合し、均一なインプリント材料とする方法も挙げられる。さらに、この調製方法の適当な段階において、必要に応じて、その他の添加剤を更に添加して混合する方法が挙げられる。
[0058]
[光インプリント及びパターンが転写された膜]
本発明のインプリント材料は、基材上に塗布し光硬化させることで所望の被膜を得ることができる。塗布方法としては、公知又は周知の方法、例えば、スピンコート法、ディップ法、フローコート法、インクジェット法、スプレー法、バーコート法、グラビアコート法、スリットコート法、ロールコート法、転写印刷法、刷毛塗り、ブレードコート法、エアーナイフコート法を挙げることができる。
[0059]
本発明のインプリント材料を塗布するための基材としては、例えば、シリコン、インジウム錫酸化物(ITO)が製膜されたガラス(以下、本明細書では「ITO基板」と略称する。)、シリコンナイトライド(SiN)が製膜されたガラス(SiN基板)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)が製膜されたガラス、ポリエチレンテレフタレート(PET)、トリアセチルセルロース(TAC)、アクリル、プラスチック、ガラス、石英、セラミックス等からなる基材を挙げることができる。また、可撓性を有するフレキシブル基材、例えばトリアセチルセルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリル酸メチル、シクロオレフィン(コ)ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリイミド、ポリアミド、ポリオレフィン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルスルフォン、並びにこれらポリマーを組み合わせた共重合体からなる基材を用いることも可能である。
[0060]
本発明のインプリント材料を硬化させる光源としては、特に限定されないが、例えば、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、無電極ランプ、メタルハライドランプ、KrFエキシマーレーザー、ArFエキシマーレーザー、F エキシマーレーザー、電子線(EB)、極端紫外線(EUV)を挙げることができる。また、波長は、一般的には、436nmのG線、405nmのH線、365nmのI線、又はGHI混合線を用いることができる。さらに、露光量は、好ましくは、30mJ/cm 乃至2000mJ/cm 、より好ましくは30mJ/cm 乃至1000mJ/cm である。
[0061]
なお、前述の(G)成分である溶剤を用いる場合には、光照射前の塗膜及び光照射後の被膜の少なくとも一方に対し、溶剤を蒸発させる目的で、焼成工程を加えてもよい。焼成機器としては、特に限定されるものではなく、例えば、ホットプレート、オーブン、ファーネスを用いて、適切な雰囲気下、すなわち大気、窒素等の不活性ガス、又は真空中で焼成することができるものであればよい。焼成温度は、溶剤を蒸発させる目的では、特に限定されないが、例えば、40℃乃至200℃で行うことができる。
[0062]
光インプリントを行う装置は、目的のパターンが得られれば特に限定されないが、例えば、東芝機械株式会社製のST50、Obducat社製のSindre(登録商標)60、明昌機工株式会社製のNM-0801HB等の市販されている装置にて、基材とモールドをローラー圧着し、光硬化後に該モールドを離型する方法を用いることができる。
[0063]
また、本発明で用いる光インプリント用に使用するモールド材としては、例えば、石英、シリコン、ニッケル、アルミナ、カルボニルシラン、グラッシーカーボンを挙げることができるが、目的のパターンが得られるなら、特に限定されない。また、モールドは、離型性を高めるために、その表面にフッ素系化合物等の薄膜を形成する離型処理を行ってもよい。離型処理に用いる離型剤としては、例えば、ダイキン工業株式会社製のオプツール(登録商標)HD、同DSXが挙げられるが、目的のパターンが得られるなら、特に限定されない。
[0064]
光インプリントのパターンサイズはナノメートルオーダーであり、具体的には1ミクロン未満のパターンサイズに準ずる。
[0065]
こうして本発明のインプリント材料から作製され、パターンが転写された膜、また該膜を備えた半導体素子並びに該膜を基材上に備えた光学部材、固体撮像素子、LEDデバイス、太陽電池、ディスプレイ及び電子デバイスも本発明の対象である。
実施例
[0066]
 以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を更に詳しく説明するが、本発明は、これら実施例に限定されるものでない。
[0067]
[インプリント材料の調製]
<実施例1>
NKエステル A-TMPT(以下、本明細書では「A-TMPT」と略称する。)(新中村化学工業株式会社製)2g、NKエステル A-200(以下、本明細書では「A-200」と略称する。)(新中村化学工業株式会社製)7g、及びN,N’-ジメチルアクリルアミド(以下、本明細書では「DMAA」と略称する。)(KJケミカルズ株式会社製)1gを混合し、その混合物にIRGACURE(登録商標)TPO(BASFジャパン株式会社製)(以下、本明細書では「IRGACURE TPO」と略称する。)を0.25g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a1を調製した。
[0068]
<実施例2>
A-TMPTを1.9g、A-200を7g、NKエコノマー A-1000PER(以下、本明細書では「A-1000PER」と略称する。)(新中村化学工業株式会社製)0.1g、及びDMAAを1g混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a2を調製した。
[0069]
<実施例3>
A-TMPTを3g、A-200を6g、及びDMAAを1g混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a3を調製した。
[0070]
<実施例4>
A-TMPTを2.9g、A-200を6g、A-1000PERを0.1g、及びDMAAを1g混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a4を調製した。
[0071]
<実施例5>
A-TMPTを2.5g、A-200を6g、A-1000PERを0.5g、及びDMAAを1g混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a5を調製した。
[0072]
<実施例6>
A-TMPTを2g、A-200を7g、DMAAを1g、及びBYK-333(ビックケミー・ジャパン株式会社製)を0.1g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して1phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a6を調製した。
[0073]
<実施例7>
A-TMPTを1.9g、A-200を7g、A-1000PERを0.1g、DMAAを1g、及びBYK-333を0.1g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して1phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a7を調製した。
[0074]
<実施例8>
A-TMPTを3g、A-200を6g、DMAAを1g、及びBYK-333を0.1g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して1phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a8を調製した。
[0075]
<実施例9>
A-TMPTを2.9g、A-200を6g、A-1000PERを0.1g、DMAAを1g、及びBYK-333を0.1g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して1phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a9を調製した。
[0076]
<実施例10>
A-TMPTを2.5g、A-200を6g、A-1000PERを0.5g、DMAAを1g、及びBYK-333を0.1g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して1phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a10を調製した。
[0077]
<実施例11>
A-TMPTを2g、A-200を7g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570(ビックケミー・ジャパン株式会社製)を0.1g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して1phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a11を調製した。
[0078]
<実施例12>
A-TMPTを2g、A-200を7g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を0.5g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して5phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a12を調製した。
[0079]
<実施例13>
A-TMPTを2g、A-200を7g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を1g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して10phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a13を調製した。
[0080]
<実施例14>
A-TMPTを1.9g、A-200を7g、A-1000PERを0.1g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を0.1g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して1phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a14を調製した。
[0081]
<実施例15>
A-TMPTを1.9g、A-200を7g、A-1000PERを0.1g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を0.5g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して5phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a15を調製した。
[0082]
<実施例16>
A-TMPTを1.9g、A-200を7g、A-1000PERを0.1g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を1g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して10phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a16を調製した。
[0083]
<実施例17>
A-TMPTを3g、A-200を6g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を0.1g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して1phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a17を調製した。
[0084]
<実施例18>
A-TMPTを3g、A-200を6g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を0.5g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して5phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a18を調製した。
[0085]
<実施例19>
A-TMPTを3g、A-200を6g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を1g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して10phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a19を調製した。
[0086]
<実施例20>
A-TMPTを2.9g、A-200を6g、A-1000PERを0.1g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を0.1g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して1phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a20を調製した。
[0087]
<実施例21>
A-TMPTを2.9g、A-200を6g、A-1000PERを0.1g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を0.5g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して5phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a21を調製した。
[0088]
<実施例22>
A-TMPTを2.9g、A-200を6g、A-1000PERを0.1g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を1g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して10phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a22を調製した。
[0089]
<実施例23>
A-TMPTを2.5g、A-200を6g、A-1000PERを0.5g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を0.1g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して1phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a23を調製した。
[0090]
<実施例24>
A-TMPTを2.5g、A-200を6g、A-1000PERを0.5g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を0.5g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して5phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a24を調製した。
[0091]
<実施例25>
A-TMPTを2.5g、A-200を6g、A-1000PERを0.5g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を1g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して10phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-a25を調製した。
[0092]
<実施例26>
A-TMPTを2g、A-200を7g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を0.5g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して5phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.5g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して5phr)加え、インプリント材料PNI-a26を調製した。
[0093]
<実施例27>
A-TMPTを1.9g、A-200を7g、A-1000PERを0.1g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を0.5g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して5phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.5g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して5phr)加え、インプリント材料PNI-a27を調製した。
[0094]
<実施例28>
A-TMPTを3g、A-200を6g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を0.5g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して5phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.5g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して5phr)加え、インプリント材料PNI-a28を調製した。
[0095]
<実施例29>
A-TMPTを2.9g、A-200を6g、A-1000PERを0.1g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を0.5g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して5phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.5g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して5phr)加え、インプリント材料PNI-a29を調製した。
[0096]
<実施例30>
A-TMPTを2.5g、A-200を6g、A-1000PERを0.5g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を0.5g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して5phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.5g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して5phr)加え、インプリント材料PNI-a30を調製した。
[0097]
<実施例31>
A-TMPTを2g、A-200を7g、DMAAを1g、BYK-333を0.1g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して1phr)、及びBYK-UV3570を0.5g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して5phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.5g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して5phr)加え、インプリント材料PNI-a31を調製した。
[0098]
<実施例32>
A-TMPTを1.9g、A-200を7g、A-1000PERを0.1g、DMAAを1g、BYK-333を0.1g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して1phr)、及びBYK-UV3570を0.5g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して5phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.5g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して5phr)加え、インプリント材料PNI-a32を調製した。
[0099]
<実施例33>
A-TMPTを3g、A-200を6g、DMAAを1g、BYK-333を0.1g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して1phr)、及びBYK-UV3570を0.5g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して5phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.5g(A-TMPT、A-200、DMAAの総質量に対して5phr)加え、インプリント材料PNI-a33を調製した。
[0100]
<実施例34>
A-TMPTを2.9g、A-200を6g、A-1000PERを0.1g、DMAAを1g、BYK-333を0.1g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して1phr)、及びBYK-UV3570を0.5g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して5phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.5g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して5phr)加え、インプリント材料PNI-a34を調製した。
[0101]
<実施例35>
A-TMPTを2.5g、A-200を6g、A-1000PERを0.5g、DMAAを1g、BYK-333を0.1g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して1phr)、及びBYK-UV3570を0.5g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して5phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.5g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して5phr)加え、インプリント材料PNI-a35を調製した。
[0102]
<実施例36>
A-TMPTを2.5g、A-200を6g、A-1000PERを0.5g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を0.5g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して5phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.1g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して1phr)加え、インプリント材料PNI-a36を調製した。
[0103]
<実施例37>
A-TMPTを2.5g、A-200を6.5g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を0.5g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して5phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.1g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して1phr)加え、インプリント材料PNI-a37を調製した。
[0104]
<実施例38>
A-TMPTを2.5g、A-200を6.5g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を0.5g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して5phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.5g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して5phr)加え、インプリント材料PNI-a38を調製した。
[0105]
<実施例39>
A-TMPTを2.5g、A-200を6g、A-1000PERを0.5g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を0.5g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して5phr)混合し、その混合物にIRGACURE(登録商標) 819(BASFジャパン株式会社製)(以下、本明細書では「IRGACURE 819」と略称する。)を0.1g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して1phr)加え、インプリント材料PNI-a39を調製した。
[0106]
<実施例40>
A-TMPTを2.5g、A-200を6.5g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を0.5g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して5phr)混合し、その混合物にIRGACURE 819を0.1g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して1phr)加え、インプリント材料PNI-a40を調製した。
[0107]
<実施例41>
A-TMPTを2.5g、A-200を6g、A-1000PERを0.5g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を0.5g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して5phr)混合し、その混合物にIRGACURE 819を0.5g(A-TMPT、A-200、A-1000PER、DMAAの総質量に対して5phr)加え、インプリント材料PNI-a41を調製した。
[0108]
<比較例1>
KAYARAD(登録商標)PET30(以下、本明細書では「PET30」と略称する。)(日本化薬株式会社製)を3.0g、A-200を6.0g、及びDMAAを1g混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(PET30、A-200、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-b1を調製した。
[0109]
<比較例2>
PET30を3.0g、A-200を6.0g、DMAAを1g、及びBYK-333を0.1g(PET30、A-200、DMAAの総質量に対して1phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(PET30、A-200、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-b2を調製した。
[0110]
<比較例3>
PET30を3.0g、A-200を6.0g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を0.1g(PET30、A-200、DMAAの総質量に対して1phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(PET30、A-200、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-b3を調製した。
[0111]
<比較例4>
KAYARAD(登録商標)DPHA(以下、本明細書では「DPHA」と略称する。)(日本化薬株式会社製)を3.0g、A-200を6.0g、及びDMAAを1g混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(DPHA、A-200、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-b4を調製した。
[0112]
<比較例5>
DPHAを3.0g、A-200を6.0g、DMAAを1g、及びBYK-333を0.1g(DPHA、A-200、DMAAの総質量に対して1phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(DPHA、A-200、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-b5を調製した。
[0113]
<比較例6>
DPHAを3.0g、A-200を6.0g、DMAAを1g、及びBYK-UV3570を0.1g(DPHA、A-200、DMAAの総質量に対して1phr)混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(DPHA、A-200、DMAAの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-b6を調製した。
[0114]
<比較例7>
A-200を6.5g、及びA-1000PERを3.5g混合し、その混合物にIRGACURE TPOを0.25g(A-200、A-1000PERの総質量に対して2.5phr)加え、インプリント材料PNI-b7を調製した。
[0115]
[モールドの離型処理]
ニッケル製のピッチ250nm、高さ250nmのモスアイパターンモールド(株式会社イノックス製)及びシリコンウエハを、オプツール(登録商標)DSX(ダイキン工業株式会社製)をノベック(登録商標)HFE-7100(ハイドロフルオロエーテル、住友スリーエム株式会社)(以下、本明細書では「ノベックHFE-7100」と略称する。)で0.1質量%に希釈した溶液へ浸漬し、温度が90℃、湿度が90RH%の高温高湿装置を用いて1時間処理し、ノベックHFE-7100でリンス後、エアーで乾燥させた。
[0116]
[光インプリント]
実施例1乃至実施例41及び比較例1乃至比較例7で得られた各インプリント材料を、厚さ60μmのトリアセチルセルロースフィルム(富士フイルム株式会社製 フジタック(登録商標)を使用)(以下、本明細書では「TACフィルム」と略称する。)上にバーコーター(全自動フィルムアプリケーター KT-AB3120 コーテック株式会社製)を用いて塗布し、そのTACフィルム上の塗膜を前述の離型処理を施したモスアイパターンモールドへローラー圧着させた。続いて該塗膜に対し、TACフィルム側から無電極均一照射装置(QRE-4016A、株式会社オーク製作所製)にて、350mJ/cm の露光を施し、光硬化を行った後にそのTACフィルムを前記モスアイパターンモールドから剥離し、そのモスアイパターンモールドの凹凸形状が転写された硬化被膜を得た。
[0117]
[密着性試験]
得られた硬化被膜について、TACフィルムとの密着性試験を行った。密着性試験はJIS K5400に従い、以下の手順にて行った。
まず、前記硬化被膜を、カッターを用いてTACフィルムに達する碁盤目状の切り傷を1mm間隔にて100マス付けた。約50mmの長さのセロハン粘着テープを碁盤目の上に粘着し、膜面に対して90°の角度で瞬間的に引き剥がした。テープ剥離後のマス目を観察し、100マスに対して剥離しなかったマス目数をxとし、密着性をx/100として評価した。本密着性試験を3回繰り返し、各評価の平均値を算出した。
[0118]
[スチールウール擦傷試験]
得られた硬化被膜について、スチールウール擦傷試験を行った。試験機は大栄精機(有)製を使用し、#0000のスチールウールを使用した。単位面積当たりの荷重は15g/cm とし、上記スチールウールを10往復させ、擦傷後の傷本数を確認した。本擦傷試験を3回繰り返し、擦傷後の傷本数の平均値を算出し、以下のように評価した。
  0~1本:A
  2~5本:B
 6~10本:C
 11本以上:D
[0119]
[水拭き耐性試験]
得られた硬化被膜の凹凸形状が転写された面を、水を含んだベンコットM-1(旭化成せんい株式会社製)で擦った。その後、硬化被膜のTACフィルム側から蛍光灯を照射し、その硬化被膜に対して斜め30°から目視で上記凹凸形状において隣接する凸部同士の付着によるヘイズの有無を確認した。
得られた結果を表1及び表2に示す。
[0120]
[表1]


[0121]
[表2]


[0122]
表1及び表2に示す結果より、実施例1乃至実施例41で調製されたインプリント材料を用いて得られた硬化被膜はいずれも、TACフィルムとの密着性に優れ、スチールウール擦傷試験後に発生する傷の本数は0~5本と少ないため耐擦傷性が確認され、凹凸形状が転写された面を水拭きしても該凹凸形状において隣接する凸部同士の付着は起こらず、水拭き耐性を有するという結果を得た。一方、比較例1乃至比較例6で調製されたインプリント材料を用いて得られた硬化被膜は、スチールウール擦傷試験後に傷が多数発生し、さらにTACフィルムとの密着性に欠ける結果となった。そして比較例7で調製されたインプリント材料を用いて得られた硬化被膜は、TACフィルムとの密着性に欠け、さらに凹凸形状が転写された面を水拭きすると該凹凸形状において隣接する凸部同士の付着は起こるという結果となった。以上、本発明のインプリント材料により得られる硬化被膜は、基板に対する密着性に優れ、耐擦傷性を有し、しかも水拭き耐性に優れるものとなる。

請求の範囲

[請求項1]
下記(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分を含有するインプリント材料。
(A)下記式(1)で表される化合物
(B)下記式(2)で表される化合物
(C)下記式(3)で表される化合物
(D)光重合開始剤
[化1]


(式中、R はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、R は置換基としてヒドロキシ基を有してもよい炭素原子数1乃至5の炭化水素基を表し、mは2又は3を表し、Xはエチレンオキサイドユニット及び/又はプロピレンオキサイドユニットを有する二価の連結基を表し、R は水素原子又は炭素原子数1乃至3のアルキル基を表し、nは1又は2を表し、
nが1を表す場合、R は、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アセチル基、1つ又は2つの水素原子がメチル基で置換されていてもよいアミノ基、スルホ基、及び炭素原子数1乃至4のアルコキシ基からなる群から選択される少なくとも一つの置換基で置換されていてもよい、炭素原子数1乃至12のアルキル基を表し、
nが2を表す場合、R は、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アセチル基、1つ又は2つの水素原子がメチル基で置換されていてもよいアミノ基、スルホ基、及び炭素原子数1乃至4のアルコキシ基からなる群から選択される少なくとも一つの置換基で置換されていてもよい、炭素原子数1乃至12のアルキレン基を表す。)
[請求項2]
前記(B)成分は下記式(2a):
[化2]


(式中、R はそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表し、R はトリメチレン基又はプロピレン基を表し、p及びqはそれぞれ独立に0以上の整数を表し、かつ1≦(p+q)≦30の関係式を満たす。)
で表される1種又は2種の化合物を含む請求項1に記載のインプリント材料。
[請求項3]
前記(A)成分、(B)成分及び(C)成分の合計質量に基づいて、該(A)成分の含有割合は10質量%以上40質量%以下である請求項1又は請求項2に記載のインプリント材料。
[請求項4]
前記(A)成分、(B)成分及び(C)成分の合計質量に基づいて、該(C)成分の含有割合は1質量%以上40質量%以下である請求項1又は請求項2に記載のインプリント材料。
[請求項5]
(E)成分としてシリコーン化合物をさらに含有する請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載のインプリント材料。
[請求項6]
(F)成分として界面活性剤をさらに含有する請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載のインプリント材料。
[請求項7]
(G)成分として溶剤をさらに含有する請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載のインプリント材料。
[請求項8]
請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載のインプリント材料を基材に塗布して膜を形成する工程、及び光インプリント装置を用いて、パターンが形成されたモールドを前記膜に接触させ、さらに該膜を前記モールドと圧着させ、続いて該膜を光硬化させ、その後前記モールドと該膜を離すことにより前記パターンを該膜に転写する工程、を有する、
パターンが転写された膜の作製方法。