JP6802532B2 - インプリント材料 - Google Patents

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Description

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、厚膜の状態においても高透明性を保持し、高屈折率かつ高アッベ数を有するパターンが転写された膜に関するものである。本明細書において“厚膜”とは、厚さ0.01mm乃至1.5mmの膜を表す。
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)。
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。
米国特許第5772905号明細書 特開2008−105414号公報 特開2008−202022号公報
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、厚膜での光インプリント後、可視光領域において高透明性を有し、高屈折率かつ高アッベ数を有する材料について具体的な検討や報告はなされていない。
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、厚膜での光インプリント後、可視光領域において高い透明性を有し、高屈折率かつ高いアッベ数を有するインプリント材料を提供することを目的とする。
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、1,3−ジオキサン環を有しかつ重合性基を両末端に有する化合物、炭素原子数が6乃至10の直鎖アルキレン基及び/又はシクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、ノルボルナン構造、イソボルニル構造及びアダマンタン構造からなる群から選択される脂環構造並びに重合性基を少なくとも1つ有する化合物、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、本発明を成した。すなわち、本発明のインプリント材料は、厚膜での光インプリント後、可視光領域において高い透明性を有し、高屈折率かつ高いアッベ数を有する。
すなわち本発明は、第1観点として、
下記(A)成分、(B)成分及び(C)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
Figure 0006802532
(式中、2つのRはそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表す。)
(B):炭素原子数が6乃至10の直鎖アルキレン基及び/又はシクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、ノルボルナン構造、イソボルニル構造及びアダマンタン構造からなる群から選択される脂環構造、並びに重合性基を少なくとも1つ有する化合物
(C):光重合開始剤
第2観点として、前記重合性基がアクリロイルオキシ基、メタアクリロイルオキシ基、ビニル基又はアリル基である、第1観点に記載のインプリント材料。
第3観点として、前記重合性基の数が1つ又は2つである、第1観点又は第2観点に記載のインプリント材料。
第4観点として、(A)成分と(B)成分の総質量100質量%に対し、該(A)成分の割合が10質量%乃至90質量%である、第1観点乃至第3観点のいずれか一に記載のインプリント材料。
第5観点として、(D)成分としてチオール基を少なくとも1つ有する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。
第6観点として、(E)成分として酸化防止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。
第7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6観点のいずれか一に記載のインプリント材料。
第8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7観点のいずれか一に記載のインプリント材料。
第9観点として、第1観点乃至第8観点のいずれか一に記載のインプリント材料を用いて作製された、パターンが転写された膜。
第10観点として、前記パターンがレンズ形状である、第9観点に記載のパターンが転写された膜。
第11観点として、前記パターンが転写された膜がカメラモジュール用レンズである、第9観点又は第10観点に記載のパターンが転写された膜。
第12観点として、前記パターンが転写された膜の最大膜厚が1.5mmである、第9観点乃至第11観点のいずれか一に記載のパターンが転写された膜。
第13観点として、第1観点乃至第8観点のいずれか一に記載のインプリント材料を、接し合う基材とモールドとの間の空間、又は分割可能なモールドの内部の空間に充填する工程、及び該空間に充填されたインプリント材料を露光して光硬化する工程を含むパターンが転写された膜の作製方法。
第14観点として、前記光硬化する工程の後、得られた光硬化物を取り出して離型する工程、並びに、該光硬化物を、該離型する工程の前、中途又は後において加熱する工程を含む第13観点に記載のパターンが転写された膜の作製方法。
本発明のインプリント材料は、前記式(1)で表される化合物と、炭素原子数が6乃至10の直鎖アルキレン基及び/又はシクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、ノルボルナン構造、イソボルニル構造及びアダマンタン構造からなる群から選択される脂環構造並びに重合性基を少なくとも1つ有する化合物とを含有することにより、当該インプリント材料から作製された硬化膜は厚膜でも可視光領域において高い透明性を有し、高屈折率かつ高いアッベ数を有する。
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。
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、当該膜は厚膜でも可視光領域において高い透明性を有し、高屈折率かつ高いアッベ数を有する。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、固体撮像素子、カメラモジュール用レンズ、センサー用レンズなどの高い透明性、高い屈折率及び高いアッベ数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。ここで、前記レンズとして、例えば、凹レンズ、凸レンズ、非球面レンズ、球面レンズ、フレネルレンズ、リニアフレネルレンズ、曲面に微細凹凸形状(反射防止構造)を有するレンズが挙げられる。本明細書において、上記凹レンズ、凸レンズ、非球面レンズ、球面レンズ、フレネルレンズ、リニアフレネルレンズ、及び曲面に微細凹凸形状(反射防止構造)を有するレンズにおける、レンズの曲面の形状を、レンズ形状という。
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。
[(A)成分]
(A)成分の化合物は、下記式(1)で表される化合物である。
Figure 0006802532
(式中、2つのRはそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表す。)
上記式(1)で表される化合物の具体例としては、ジオキサングリコールジアクリレート、ジオキサングリコールジメタアクリレートが挙げられる。
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 A−DOG(新中村化学工業株式会社製)が挙げられる。
上記(A)成分の化合物は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
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)成分及び後述する(B)成分の総質量100質量%に基づいて、10質量%以上90質量%以下であることが好ましく、より好ましくは40質量%以上60質量%以下である。(A)成分の割合が10質量%未満、もしくは90質量%を超えると光インプリント後、加熱により得られる膜の透明性が低下することがある。
[(B)成分]
(B)成分の化合物は炭素原子数が6乃至10の直鎖アルキレン基及び/又はシクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、ノルボルナン構造、イソボルニル構造及びアダマンタン構造からなる群から選択される脂環構造、並びに重合性基を少なくとも1つ有する化合物を指す。前記炭素原子数が6乃至10の直鎖アルキレン基とは、(−CH2CH2CH2CH2CH2CH2−)、(−CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2−)、(−CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2−)、(−CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2−)又は(−CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2−)を表す。前記脂環構造とは、環状かつ非芳香族性の炭化水素を表す。前記重合性基としては、例えば、アクリロイルオキシ基、メタアクリロイルオキシ基、ビニル基、アリル基が挙げられる。ここで、アクリロイルオキシ基はアクリロキシ基と、メタアクリロイルオキシ基はメタアクリロキシ基と表現されることがある。(B)成分の化合物は、前記炭素原子数が6乃至10の直鎖アルキレン基、前記脂環構造及び前記重合性基以外の基及び構造を有しても、有さなくてもよいが、当該直鎖アルキレン基、当該脂環構造及び当該重合性基以外の基及び構造を有さないことが好ましい。
上記(B)成分の化合物のうち、炭素原子数が6乃至10の直鎖アルキレン基並びに重合性基を少なくとも1つ有する化合物の具体例としては、n−へキシル(メタ)アクリレート、n−へプチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、n−ノニル(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)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。
上記(B)成分の化合物のうち、炭素原子数が6乃至10の直鎖アルキレン基並びに重合性基を少なくとも1つ有する化合物は、市販品として入手が可能であり、その具体例としては、Acrylic acid n−hexyl ester、Methacrylic acid n−hexyl ester(以上、東京化成工業株式会社製)、n−Heptyl acrylate、n−Heptyl methacrylate、n−Octyl acrylate、n−Octyl methacrylate、n−Nonyl acrylate、n−Nonyl methacrylate、n−Decyl acrylate、n−Decyl methacrylate(以上、ABCR GmbH & Co. KG製)、NKエステル A−HD−N、同HD−N、同A−NOD−N、同NOD−N、同A−DOD、同DOD−N(以上、新中村化学工業株式会社製)、NOAA、ビスコート(登録商標)#230、同#260(以上、大阪有機化学工業株式会社製)、ファンクリル(登録商標)FA−129AS(以上、日立化成工業株式会社製)が挙げられる。
上記(B)成分の化合物のうち、シクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、ノルボルナン構造、イソボルニル構造及びアダマンタン構造からなる群から選択される脂環構造並びに重合性基を少なくとも1つ有する化合物の具体例としては、シクロペンチル(メタ)アクリレート、シクロへキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキサンスピロ−2−(1,3−ジオキソラン−4−イル)メチルアクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、1−アダマンチル(メタ)アクリレート、1−アクリロイルオキシ−3−ヒドロキシアダマンタン、3−ヒドロキシ−1−メタアクリロイルオキシアダマンタン、2−メタアクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン、1,3−ジアクリロイルオキシアダマンタン、2−エチル−2−メタアクロイルオキシアダマンタン、2−イソプロピル−2−メタアクリロイルオキシアダマンタン、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレートが挙げられる。
上記(B)成分の化合物のうち、シクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、ノルボルナン構造、イソボルニル構造及びアダマンタン構造からなる群から選択される脂環構造並びに重合性基を少なくとも1つ有する化合物は、市販品として入手が可能であり、その具体例としては、シクロペンチルアクリレート、シクロペンチルメタアクリレート(以上、ABCR GmbH & Co. KG製)、シクロへキシルアクリレート、シクロへキシルメタアクリレート、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタアクリレート、1−アクリロイルオキシ−3−ヒドロキシアダマンタン、3−ヒドロキシ−1−メタアクリロイルオキシアダマンタン、2−メタアクリロイルオキシ−2−メチルアダマンタン、2−エチル−2−メタアクロイルオキシアダマンタン、2−イソプロピル−2−メタアクリロイルオキシアダマンタン(以上、東京化成工業株式会社製)、IBXA、ビスコート#155、CHDOL−10、1−ADA、1−ADMA(以上、大阪有機化学工業株式会社製)、ライトエステル CH、同IB−X、ライトアクリレート(登録商標)IB−XA(以上、共栄社化学株式会社製)、ダイヤピュレスト(登録商標)HADM、HADA、DHADM、ADPM、ADDA(以上、三菱ガス化学株式会社製)、ニューフロンティア(登録商標)HBPE−4(第一工業製薬株式会社製)、サイクロマー(登録商標)M100(以上、株式会社ダイセル製)が挙げられる。
上記(B)成分の化合物のうち、炭素原子数が6乃至10の直鎖アルキレン基、及びシクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、ノルボルナン構造、イソボルニル構造及びアダマンタン構造からなる群から選択される脂環構造並びに重合性基を少なくとも1つ有する化合物は、炭素原子数が6乃至10の直鎖アルキレン基と当該脂環構造、並びに重合性基を1つの化合物中に有しているものであればよい。
上記(B)成分の化合物のうち、炭素原子数が6乃至10の直鎖アルキレン基、及びシクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、ノルボルナン構造、イソボルニル構造及びアダマンタン構造からなる群から選択される脂環構造並びに重合性基を少なくとも1つ有する化合物は、市販品として入手が可能であり、その具体例としては、UM−90(1/3)DA(宇部興産株式会社製)が挙げられる。
[(C)成分]
(C)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。
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(以上、株式会社ADEKA製)が挙げられる。
上記光重合開始剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
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)成分及び(B)成分の総質量に基づいて、例えば0.01phr乃至30phrであり、好ましくは0.05phr乃至20phrであり、より好ましくは0.1phr乃至8phrである。(C)成分の含有割合が0.01phr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が起こるからである。本明細書において“phr”とは、(A)成分及び(B)成分の総質量100gに対する、例えば(C)成分である光重合開始剤の質量を表す。
[(D)成分]
(D)成分であるチオール基を少なくとも1つ有する化合物の具体例としては、メルカプト酢酸メチル、3−メルカプトプロピオン酸メチル、3−メルカプトプロピオン酸2−エチルヘキシル、3−メルカプトプロピオン酸3−メトキシブチル、3−メルカプトプロピオン酸n−オクチル、3−メルカプトプロピオン酸ステアリル、1,4−ビス(3−メルカプトプロピオニルオキシ)ブタン、1,4−ビス(3−メルカプトブチリルオキシ)ブタン、トリメチロールエタントリス(3−メルカプトプロピオネート)、トリメチロールエタントリス(3−メルカプトブチレート)、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトブチレート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−メルカプトプロピオネート)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(3−メルカプトブチレート)、トリス[2−(3−メルカプトプロピオニルオキシ)エチル]イソシアヌレート、テトラエチレングリコールビス(3−メルカプトプロピオネート)、トリス[2−(3−メルカプトブチリルオキシ)エチル]イソシアヌレート、1,3,5−トリス(3−メルカプトブチリルオキシエチル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6−(1H,3H,5H)−トリオン等のメルカプトカルボン酸エステル類;エタンチオール、2−メチルプロパン−2−チオール、n−ドデカンチオール、2,3,3,4,4,5−ヘキサメチルヘキサン−2−チオール(tert−ドデカンチオール)、エタン−1,2−ジチオール、プロパン−1,3−ジチオール、ベンジルチオール等のアルキルチオール類;ベンゼンチオール、3−メチルベンゼンチオール、4−メチルベンゼンチオール、ナフタレン−2−チオール、ピリジン−2−チオール、ベンゾイミダゾール−2−チオール、ベンゾチアゾール−2−チオール等の芳香族チオール類;2−メルカプトエタノール、4−メルカプト−1−ブタノール等のメルカプトアルコール類;3−(トリメトキシシリル)プロパン−1−チオール、3−(トリエトキシシリル)プロパン−1−チオール等のシラン含有チオール類;ビス(2−メルカプトエチル)エーテルが挙げられる。
上記チオール基を少なくとも1つ有する化合物は、市販品として入手が可能であり、その具体例としては、チオカルコール(登録商標)20(花王株式会社製)、カレンズMT(登録商標)PE1、同BD1、同NR1、TPMB、TEMB(以上、昭和電工株式会社製)が挙げられる。
本発明のインプリント材料における(D)成分は一種単独で、又は二種以上を混合して用いてもよい。また、その含有割合は、上記(A)成分及び(B)成分の総質量に基づいて、例えば0.01phr乃至30phrであり、より好ましくは0.05phr乃至20phrである。
[(E)成分]
(E)成分である酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、リン酸系酸化防止剤、スルフィド系酸化防止剤等が挙げられるが、中でもフェノール系酸化防止剤が好ましい。フェノール系酸化防止剤としては、例えば、IRGANOX(登録商標)245、同1010、同1035、同1076、同1135[以上、BASFジャパン株式会社製]、スミライザー(登録商標)GA−80、同GP、同MDP−S、同BBM−S、同WX−R[以上、住友化学(株)製]、アデカスタブ(登録商標)AO−20、同AO−30、同AO−40、同AO−50、同AO−60、同AO−80、同AO−330[以上、株式会社ADEKA製]が挙げられる。
本発明のインプリント材料における(E)成分は一種単独で、又は二種以上を混合して用いてもよい。また、その含有割合としては、上記(A)成分及び(B)成分の総質量に基づいて、例えば0.01phr乃至20phr、さらに好ましくは0.05phr乃至10phrである。
[(F)成分]
(F)成分である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が挙げられる。
上記界面活性剤は、市販品として入手が可能であり、その具体例としては、エフトップ(登録商標)EF301、同EF303、同EF352(以上、三菱マテリアル電子化成株式会社製)、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、R−40、R−40−LM、同RS−56、同RS−75、同RS−72−K、同RS−76−E、同RS−76−NS、同RS−78、同RS−90(以上、DIC株式会社製)、フロラードFC430、同FC431(以上、スリーエムジャパン株式会社製)、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(以上、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)、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)を挙げることができる。
本発明のインプリント材料における(F)成分は一種単独で、又は二種以上を混合して用いてもよい。また、その含有割合としては、上記(A)成分及び(B)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。
[(G)成分]
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。その溶剤は、前記(A)成分及び(B)成分の粘度調節の役割を果たす。
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)成分及び(B)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。
上記溶剤は、1種単独で又は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(F)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、50質量%乃至99質量%、好ましくは70質量%乃至99質量%であることが好ましい。
[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、必要に応じてポリマー化合物、エポキシ化合物、光酸発生剤、光増感剤、紫外線吸収剤、連鎖移動剤、密着補助剤及び離型性向上剤からなる群から選択される添加剤を含有することができる。
上記ポリマー化合物は、透明性を損なわず屈折率やアッベ数を調整するために添加することが可能であり、当該ポリマー化合物として、下記式(2)で表される繰り返し構造単位を有することが好ましい。その含有割合としては、上記(A)成分、(B)成分及び当該ポリマー化合物の総質量に基づいて0.1質量%以上90質量%以下であることが好ましく、より好ましくは5質量%以上70質量%以下である。
Figure 0006802532
(式中、R1は水素原子又はメチル基を表し、Xはシクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、ノルボルナン構造、イソボルニル構造、アダマンタン構造及びトリシクロデカン構造からなる群から選択される脂環構造を有する有機基を表す。)
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、同EHPE3150CE(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。
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)、CPI−100P、CPI−101A、CPI−200K、CPI−110P、210S、CPI−110P、CPI−110B((以上、サンアプロ株式会社製)が挙げられる。
上記光増感剤としては、例えば、チオキサンテン系、チオキサントン系、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。上記光増感剤は、市販品として入手が可能であり、その具体例としては、アントラキュアー(登録商標)UVS−581、同UVS−1331(以上、川崎化成工業株式会社製)、KAYACURE(登録商標)DETX−S(日本化薬株式会社製)が挙げられる。この光増感剤は、1種単独で又は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。
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ジャパン株式会社製)が挙げられる。この紫外線吸収剤は、1種単独で又は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、本発明のインプリント材料の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。
上記連鎖移動剤としては、例えば、ジエチルジスルフィド、ジプロピルジスルフィド、ジイソプロピルジスルフィド、ジブチルジスルフィド、ジ−tert−ブチルジスルフィド、ジペンチルジスルフィド、ジイソペンチルジスルフィド、ジヘキシルジスルフィド、ジシクロヘキシルジスルフィド、ジデシルジスルフィド、ビス(2,3,3,4,4,5−ヘキサメチルヘキサン−2−イル)ジスルフィド(ジ−tert−ドデシルジスルフィド)、ビス(2,2−ジエトキシエチル)ジスルフィド、ビス(2−ヒドロキシエチル)ジスルフィド、ジベンジルジスルフィド等のアルキルジスルフィド類;ジフェニルジスルフィド、ジ−p−トリルジスルフィド、ジ(ピリジン−2−イル)ピリジルジスルフィド、ジ(ベンゾイミダゾール−2−イル)ジスルフィド、ジ(ベンゾチアゾール−2−イル)ジスルフィド等の芳香族ジスルフィド類;テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、ビス(ペンタメチレン)チウラムジスルフィド等のチウラムジスルフィド類;α−メチルスチレンダイマーが挙げられる。この連鎖移動剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
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)成分及び(B)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。
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。
[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、並びに任意成分である(D)成分、(E)成分、(F)成分、(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。当該インプリント材料の調製方法としては、例えば、(A)成分、(B)成分を所定の割合で混合し、これに更に(C)成分、並びに任意で(D)成分、(E)成分、(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。
[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。
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(ITO基板)、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。
本発明のインプリント材料を光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、F2エキシマーレーザー、電子線(EB)、極端紫外線(EUV)、紫外線LED(UV−LED)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/cm2乃至2000mJ/cm2、より好ましくは30mJ/cm2乃至1000mJ/cm2である。
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硬化物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。
本発明のインプリント材料を用いて作製される、パターンが転写された膜は、例えば1mmの厚膜でも可視光領域において高い透明性を有し、更に高い屈折率およびアッベ数を示すため、カメラモジュール用レンズやインプリント用樹脂モールド等の光学物品として好適に用いることができる。
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、光硬化後に当該モールドから硬化物を離型する方法を用いることができる。
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。
本発明における光インプリントのパターンサイズは特に限定されず、例えば、ナノメートルオーダー、マイクロメートルオーダー、ミリメートルオーダーいずれでも良好なパターンを得ることが可能である。
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。
後述する合成例1及び合成例2に示すポリマーの重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、本明細書では「GPC」と略称する。)による測定結果である。測定には、(株)島津製作所製GPCシステムを用いた。当該GPCシステムの構成と、測定条件は下記のとおりである。
GPCシステム構成
システムコントローラ:CBM−20A、カラムオーブン:CTO−20、オートサンプラ:SIL−10AF、検出器:SPD−20A及びRID−10A、排気ユニット:DGU−20A3
GPCカラム:Shodex(登録商標)KF−804L及びKF−803L
カラム温度:40℃
溶媒:テトラヒドロフラン
流量:1mL/分
標準試料:異なる重量平均分子量(197000、55100、12800、3950、1260、580)のポリスチレン6種
<合成例1>
トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンジメタノール9.18g、2−ヒドロキシエチルアクリレート2.72g、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール0.013g、ジブチル錫ジラウレート0.019g及び酢酸エチル37.4gを三つ口フラスコに入れ80℃に加熱した。そこへイソホロンジイソシアネート13.00gを3時間かけて滴下し、80℃で12時間反応させた。反応溶液を、室温まで冷却したのち、ヘキサンへ入れ、析出した固体を回収し、40℃、1mmHgの条件下で乾燥させ、化合物G1を得た。得られたG1は(B)成分に該当し、その重量平均分子量をGPCで測定したところ、3610であった。
<合成例2>
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(以下、本明細書では「PGMEA」と略称する。)34.58gを三つ口フラスコに入れ、脱気及び窒素置換後、90℃へ加熱した。そこへ1−ADMA(大阪有機化学工業株式会社製)(以下、本明細書では「ADMA」と略称する。)20.00g、アゾビスイソブチロニトニル0.75g及びPGMEA48.41gを均一に相溶させた溶液を3時間かけて滴下し、90℃で24時間反応させた。反応溶液を、室温まで冷却したのち、メタノールへ入れ、析出した固体を回収し、80℃で真空乾燥させ、化合物G2を得た。得られたG2は、前記その他添加剤のうちポリマー化合物に該当し、その重量平均分子量をGPCで測定したところ、11322であった。
[インプリント材料の調製]
<実施例1>
NKエステル A−DOG(以下、本明細書では「A−DOG」と略称する。)(新中村化学工業株式会社製)1g及びUM−90(1/3)DA(宇部興産株式会社製)9gを混合し、その混合物にIRGACURE(登録商標)184(BASFジャパン株式会社製)(以下、本明細書では「IRGACURE 184」と略称する。)を0.2g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して2phr)加え、インプリント材料PNI−a1を調製した。
<実施例2>
A−DOGを2g及びUM−90(1/3)DAを8g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して2phr)加え、インプリント材料PNI−a2を調製した。
<実施例3>
A−DOGを3g及びUM−90(1/3)DAを7g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して2phr)加え、インプリント材料PNI−a3を調製した。
<実施例4>
A−DOGを4g及びUM−90(1/3)DAを6g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して2phr)加え、インプリント材料PNI−a4を調製した。
<実施例5>
A−DOGを5g及びUM−90(1/3)DAを5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して2phr)加え、インプリント材料PNI−a5を調製した。
<実施例6>
A−DOGを6g及びUM−90(1/3)DAを4g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して2phr)加え、インプリント材料PNI−a6を調製した。
<実施例7>
A−DOGを7g及びUM−90(1/3)DAを3g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して2phr)加え、インプリント材料PNI−a7を調製した。
<実施例8>
A−DOGを8g及びUM−90(1/3)DAを2g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して2phr)加え、インプリント材料PNI−a8を調製した。
<実施例9>
A−DOGを9g及びUM−90(1/3)DAを1g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して2phr)加え、インプリント材料PNI−a9を調製した。
<実施例10>
A−DOGを1g及びUM−90(1/3)DAを9g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して2phr)、チオカルコール(登録商標) 20(花王株式会社製)(以下、本明細書では「チオカルコール 20」と略称する。)を0.05g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して0.5phr)を加え、(インプリント材料PNI−a10を調製した。
<実施例11>
A−DOGを2g及びUM−90(1/3)DAを8g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して2phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して0.5phr)加え、インプリント材料PNI−a11を調製した。
<実施例12>
A−DOGを3g及びUM−90(1/3)DAを7g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して2phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して0.5phr)加え、インプリント材料PNI−a12を調製した。
<実施例13>
A−DOGを4g及びUM−90(1/3)DAを6g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して2phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して0.5phr)加え、インプリント材料PNI−a13を調製した。
<実施例14>
A−DOGを5g及びUM−90(1/3)DAを5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して2phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して0.5phr)加え、インプリント材料PNI−a14を調製した。
<実施例15>
A−DOGを5g及びUM−90(1/3)DAを5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して2phr)、カレンズMT(登録商標)PE1(昭和電工株式会社製)(以下、本明細書では「カレンズMT PE1」と略称する。)を0.05g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して0.5phr)加え、インプリント材料PNI−a15を調製した。
<実施例16>
A−DOGを6g及びUM−90(1/3)DAを4g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して2phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して0.5phr)加え、インプリント材料PNI−a16を調製した。
<実施例17>
A−DOGを7g及びUM−90(1/3)DAを3g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して2phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して0.5phr)加え、インプリント材料PNI−a17を調製した。
<実施例18>
A−DOGを8g及びUM−90(1/3)DAを2g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して2phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して0.5phr)加え、インプリント材料PNI−a18を調製した。
<実施例19>
A−DOGを9g及びUM−90(1/3)DAを1g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して2phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して0.5phr)加え、インプリント材料PNI−a19を調製した。
<実施例20>
A−DOGを5g及びUM−90(1/3)DAを5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して2phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して0.5phr)、アデカスタブ(登録商標)AO−60(株式会社ADEKA製)を0.01g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して0.1phr)加え、インプリント材料PNI−a20を調製した。
<実施例21>
A−DOGを5g及びUM−90(1/3)DAを5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して2phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して0.5phr)、アデカスタブ(登録商標)AO−80(株式会社ADEKA製)を0.01g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して0.1phr)加え、インプリント材料PNI−a21を調製した。
<実施例22>
A−DOGを5g及びUM−90(1/3)DAを5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して2phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して0.5phr)、BYK−UV 3570(ビックケミー・ジャパン株式会社製)を0.01g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して0.1phr)加え、インプリント材料PNI−a22を調製した。
<実施例23>
A−DOGを5g及びUM−90(1/3)DAを5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して2phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、UM−90(1/3)DAの総質量に対して0.5phr)、PGMEA1.139gを加え、インプリント材料PNI−a23を調製した。
<参考例24>
A−DOGを5g及びNKエステル A−DCP(新中村化学工業株式会社製)(以下、本明細書では「A−DCP」と略称する。)を5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、A−DCPの総質量に対して2phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、A−DCPの総質量に対して0.5phr)加え、インプリント材料PNI−a24を調製した。
<実施例25>
A−DOGを5g及びADMAを5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、ADMAの総質量に対して2phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、ADMAの総質量に対して0.5phr)加え、インプリント材料PNI−a25を調製した。
<実施例26>
A−DOGを5g及びIBXA(大阪有機化学工業株式会社製)を5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、IBXAの総質量に対して2phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、IBXAの総質量に対して0.5phr)加え、インプリント材料PNI−a26を調製した。
<実施例27>
A−DOGを5g及びニューフロンティア(登録商標)HBPE−4(第一工業製薬株式会社製)(以下、本明細書では「HBPE−4」と略称する。)を5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、HBPE−4の総質量に対して2phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、HBPE−4の総質量に対して0.5phr)加え、インプリント材料PNI−a27を調製した。
<実施例28>
A−DOGを5g及びビスコート#230(大阪有機化学工業株式会社製)(以下、本明細書では「V#230」と略称する。)を5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、V#230の総質量に対して2phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、V#230の総質量に対して0.5phr)加え、インプリント材料PNI−a28を調製した。
<実施例29>
A−DOGを5g及びビスコート#260(大阪有機化学工業株式会社製)(以下、本明細書では「V#260」と略称する。)を5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、V#260の総質量に対して2phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、V#260の総質量に対して0.5phr)加え、インプリント材料PNI−a29を調製した。
<実施例30>
A−DOGを5g、ADMAを2.5g、及びUM−90(1/3)DAを2.5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、ADMA、UM−90(1/3)DAの総質量に対して2phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、ADMA、UM−90(1/3)DAの総質量に対して0.5phr)加え、インプリント材料PNI−a30を調製した。
<実施例31>
A−DOGを5g、ADMAを2.5g、及びHBPE−4を2.5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、ADMA、HBPE−4の総質量に対して2phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、ADMA、HBPE−4の総質量に対して0.5phr)加え、インプリント材料PNI−a31を調製した。
<実施例32>
A−DOGを5g、ADMAを2.5g、及び合成例1で得たG1を2.5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、ADMA、G1の総質量に対して2phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、ADMA、G1の総質量に対して0.5phr)加え、インプリント材料PNI−a32を調製した。
<実施例33>
A−DOGを5g、ADMAを2.5g、及び合成例2で得たG2を2.5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、ADMA、G2の総質量に対して2phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、ADMA、G2の総質量に対して0.5phr)加え、インプリント材料PNI−a33を調製した。
<実施例34>
A−DOGを7g及びHBPE−4を3g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.01g(A−DOG、HBPE−4の総質量に対して0.1phr)加え、インプリント材料PNI−a34を調製した。
<実施例35>
A−DOGを6g及びHBPE−4を4g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.01g(A−DOG、HBPE−4の総質量に対して0.1phr)加え、インプリント材料PNI−a35を調製した。
<実施例36>
A−DOGを5g及びHBPE−4を5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.01g(A−DOG、HBPE−4の総質量に対して0.1phr)加え、インプリント材料PNI−a36を調製した。
<実施例37>
A−DOGを4g及びHBPE−4を6g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.01g(A−DOG、HBPE−4の総質量に対して0.1phr)加え、インプリント材料PNI−a37を調製した。
<実施例38>
A−DOGを3g及びHBPE−4を7g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.01g(A−DOG、HBPE−4の総質量に対して0.1phr)加え、インプリント材料PNI−a38を調製した。
<実施例39>
A−DOGを5g、HBPE−4を5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.01g(A−DOG、HBPE−4の総質量に対して0.1phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、HBPE−4の総質量に対して0.5phr)加え、インプリント材料PNI−a39を調製した。
<実施例40>
A−DOGを5g、HBPE−4を5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.01g(A−DOG、HBPE−4の総質量に対して0.1phr)、カレンズMT PE1を0.05g(A−DOG、HBPE−4の総質量に対して0.5phr)加え、インプリント材料PNI−a40を調製した。
<実施例41>
A−DOGを5g、HBPE−4を5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.01g(A−DOG、HBPE−4の総質量に対して0.1phr)、カレンズMT(登録商標)NR1(昭和電工株式会社製)を0.05g(A−DOG、HBPE−4の総質量に対して0.5phr)加え、インプリント材料PNI−a41を調製した。
<比較例1>
A−DOGを10g及びIRGACURE 184を0.2g(A−DOGの質量に対して2phr)加え、インプリント材料PNI−b1を調製した。本比較例のインプリント材料は、(A)成分及び(C)成分を含むが(B)成分を含まない。
<比較例2>
UM−90(1/3)DAを10g及びIRGACURE 184を0.2g(UM−90(1/3)DAの質量に対して2phr)加え、インプリント材料PNI−b2を調製した。本比較例のインプリント材料は、(B)成分及び(C)成分を含むが(A)成分を含まない。
<比較例3>
ADMAを10g及びIRGACURE 184を0.2g(ADMAの質量に対して2phr)加え、インプリント材料PNI−b3を調製した。本比較例のインプリント材料は、(B)成分及び(C)成分を含むが(A)成分を含まない。
<比較例4>
V#230を10g及びIRGACURE 184を0.2g(V#230の質量に対して2phr)加え、インプリント材料PNI−b4を調製した。本比較例のインプリント材料は、(B)成分及び(C)成分を含むが(A)成分を含まない。
<比較例5>
A−DOGを5g、及びKAYARAD(登録商標)NPGDA(日本化薬株式会社製)(以下、本明細書では「NPGDA」と略称する。)を5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、NPGDAの総質量に対して2phr)加え、インプリント材料PNI−b5を調製した。本比較例で使用したNPGDAは(B)成分に該当しないので、本比較例のインプリント材料は(A)成分及び(C)成分を含むが、(B)成分を含まない。
<比較例6>
A−DOGを5g及びNPGDAを5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、NPGDAの総質量に対して2phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、NPGDAの総質量に対して2phr)加え、インプリント材料PNI−b6を調製した。本比較例で使用したNPGDAは(B)成分に該当しないので、本比較例のインプリント材料は(A)成分、(C)成分及び(D)成分を含むが、(B)成分を含まない。
<比較例7>
A−DOGを5g、及びNKエステル APG−400(新中村化学工業株式会社製)以下、本明細書では「APG−400」と略称する。)を5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、APG−400の総質量に対して2phr)加え、インプリント材料PNI−b7を調製した。本比較例で使用したAPG−400は(B)成分に該当しないので、本比較例のインプリント材料は(A)成分及び(C)成分を含むが、(B)成分を含まない。
<比較例8>
A−DOGを5g及びAPG−400を5g混合し、その混合物にIRGACURE 184を0.2g(A−DOG、APG−400の総質量に対して2phr)、チオカルコール 20を0.05g(A−DOG、APG−400の総質量に対して2phr)加え、インプリント材料PNI−b8を調製した。本比較例で使用したAPG−400は(B)成分に該当しないので、本比較例のインプリント材料は(A)成分、(C)成分及び(D)成分を含むが、(B)成分を含まない。
[モールドの離型処理]
20μmのラインアンドスペースパターン(以下、L/S)を有するシリコン製モールドを、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、スリーエムジャパン株式会社製)(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。
[光インプリント]
実施例1乃至実施例23、実施例25乃至実施例41、参考例24、並びに比較例1乃至比較例8で得られた各インプリント材料を、前述の離型処理を施したモールドへポッティングし、その上に石英ガラスを被せ、ナノインプリント装置NM−0801HB(明昌機構株式会社製)で光インプリントを行った。
光インプリントは、常時23℃の条件で、a)10秒間かけて500Nまで加圧、b)高圧水銀ランプを用いて6000mJ/cm2の露光、c)10秒間かけて除圧、d)モールドと基板を分離して離型、というシーケンスで行い、得られた石英ガラス上のL/Sパターンを170℃のホットプレートで5分間加熱した。そしてL/Sパターンの剥がれ、割れの有無を、工業用顕微鏡 ECLIPSE L150(株式会社ニコン製)を用いて観察した。得られた結果を表1及び表2に示す。
[硬化物の作製及び光学特性評価]
実施例1乃至実施例23、実施例25乃至実施例41、参考例24、並びに比較例1乃至比較例8で得られた各インプリント材料を、1mm厚のシリコーンゴム製スペーサーとともに、Novec(登録商標)1720(スリーエムジャパン株式会社製)で表面処理をしたガラス基板2枚で挟み込んだ。この挟み込んだ重合性組成物を、バッチ式UV照射装置(高圧水銀灯2kW×1灯)(アイグラフィックス(株)製)を用いて20mW/cm2で300秒間UV露光した。得られた硬化物をガラス基板から剥離した後、170℃のホットプレートで5分間加熱することで、直径40mm、厚さ1mmの成形体を作製した。作製された成形体の410nmにおける透過率を、分光光度計 UV2600(株式会社島津製作所製)を用い、リファレンスを空気にした状態で測定した。また、波長589.3nm(D線)における屈折率nD、及びアッベ数νDを、自動屈折計(多波長)Abbemat−WR/MW型(アントンパール社製)を用いて測定した。得られた結果を表1、表2及び表3に示す。
Figure 0006802532
Figure 0006802532
Figure 0006802532
表1、表2及び表3に示す結果より、実施例1乃至実施例23、及び実施例25乃至実施例41で調製されたインプリント材料を用いて作製された成形体はいずれも、1mmの厚膜でも410nmにおける透過率が90%以上の高い透明性が確認され、波長589.3nm(D線)における屈折率が1.49以上の高い屈折率を有し、かつ56以上の高いアッベ数を有するという結果を得た。一方、比較例1乃至比較例8で調製されたインプリント材料を用いて作製された成形体は、いずれも410nmにおける透過率が90%を下回り、透明性は低い結果となった。また、比較例2乃至比較例8はいずれも屈折率が1.49を下回るか、又はアッベ数が56を下回り、高い屈折率と高いアッベ数を同時に示さないことが確認された。以上、本発明のインプリント材料を用いて作製された成形体は、可視光領域において高い透明性を有し、かつ高屈折率及び高アッベ数を同時に有するものとなる。

Claims (12)

  1. 下記(A)成分、(B)成分および(C)成分を含有するインプリント材料であって、(D)成分としてチオール基を少なくとも1つ有する化合物をさらに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
    Figure 0006802532
    (式中、2つのRはそれぞれ独立に水素原子又はメチル基を表す。)
    (B):炭素原子数が6乃至10の直鎖アルキレン基及び/又はシクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、ノルボルナン構造、イソボルニル構造及びアダマンタン構造からなる群から選択される脂環構造、並びに重合性基を少なくとも1つ有する化合物であって、前記重合性基がアクリロイルオキシ基、メタアクリロイルオキシ基、ビニル基又はアリル基である、化合物
    (C):光重合開始剤
  2. 前記重合性基の数が1つ又は2つである、請求項1に記載のインプリント材料。
  3. (A)成分と(B)成分の総質量100質量%に対し、該(A)成分の割合が10質量%乃至90質量%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。
  4. (E)成分として酸化防止剤をさらに含有する請求項1乃至請求項のいずれか一項に記載のインプリント材料。
  5. (F)成分として界面活性剤をさらに含有する請求項1乃至請求項のいずれか一項に記載のインプリント材料。
  6. (G)成分として溶剤をさらに含有する請求項1乃至請求項のいずれか一項に記載のインプリント材料。
  7. 請求項1乃至請求項のいずれか一項に記載のインプリント材料を用いて作製された、パターンが転写された膜。
  8. 前記パターンがレンズ形状である、請求項に記載のパターンが転写された膜。
  9. 前記パターンが転写された膜がカメラモジュール用レンズである、請求項又は請求項に記載のパターンが転写された膜。
  10. 前記パターンが転写された膜の最大膜厚が1.5mmである、請求項乃至請求項のいずれか一項に記載のパターンが転写された膜。
  11. 請求項1乃至請求項のいずれか一項に記載のインプリント材料を、接し合う基材とモールドとの間の空間、又は分割可能なモールドの内部の空間に充填する工程、及び該空間に充填されたインプリント材料を露光して光硬化する工程を含むパターンが転写された膜の作製方法。
  12. 前記光硬化する工程の後、得られた光硬化物を取り出して離型する工程、並びに、該光硬化物を、該離型する工程の前、中途又は後において加熱する工程を含む請求項11に記載のパターンが転写された膜の作製方法。
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