專利名稱：光固化性組合物及表面具有精細圖案的成形體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光固化性組合物及表面具有精細圖案的成形體的制造方法。
背景技術(shù)：
作為光學(xué)構(gòu)件、記錄媒體、半導(dǎo)體器件等的制造中在短時間內(nèi)形成精細圖案的 方法，已知的有將表面具有該精細圖案的反轉(zhuǎn)圖案的模具按壓于被配置在基板表面的光 固化性組合物，對該光固化性組合物照射光使該光固化性組合物固化，藉此在基板表面 形成精細圖案的方法(納米壓印法)(參照專利文獻1、2)。但是，該方法中，由于光固化性組合物的固化物與模具密合，因此很難將固化 物與模具分離。所以，必須要在模具的表面涂布脫模劑。由于脫模劑本身的膜厚、脫模 劑的涂布不均等，很難精確地轉(zhuǎn)印模具的反轉(zhuǎn)圖案。作為可形成脫模性良好的固化物的光固化性組合物，提出了下述組合物。(1)包含含氟單體、不含氟單體、含氟表面活性劑或含氟聚合物和聚合引發(fā)劑的 光固化性組合物(專利文獻3)。但是，光學(xué)構(gòu)件(透鏡陣列、光子晶體(photonic crystal)等)的用途中，有時要 求折射率必須在1.54以上。但(1)的光固化性組合物由于包含低折射率的含氟單體，因 此很難獲得高折射率且脫模性良好的固化物。專利文獻1 美國專利第6696220號說明書專利文獻2:日本專利特開2004-071934號公報專利文獻3 國際公開第2006/114958號文本發(fā)明的揭示本發(fā)明的目的是提供可獲得兼具脫模性及高折射率的固化物的光固化性組合 物，以及可制造表面具有模具的反轉(zhuǎn)圖案被精確地轉(zhuǎn)印的精細圖案的高折射率的成形體 的方法。本發(fā)明的光固化性組合物的特征在于，包含固化前的波長589nm處的折射率在 1.55以上且具有2個以上的(甲基)丙烯酰氧基的化合物(A)、含氟原子且具有1個以上 的碳一碳不飽和雙鍵的化合物(B)(但化合物(A)除外)、具有1個(甲基)丙烯酰氧基 的化合物(C)(但化合物(B)除外)及光聚合引發(fā)劑(D)，化合物(A)、化合物(B)、化 合物(C)及光聚合引發(fā)劑(D)的合計100質(zhì)量％中，化合物(A)為61 90質(zhì)量％、化 合物(B)為2 15質(zhì)量％、化合物(C)為5 35質(zhì)量％、光聚合引發(fā)劑(D)為1 12 質(zhì)量％。本發(fā)明的光固化性組合物中除了所述化合物(A) (C)及光聚合引發(fā)劑(D)以 夕卜，還可含有含氟表面活性劑(E)。較好的是本發(fā)明的光固化性組合物實質(zhì)上不含溶劑。 較好的是本發(fā)明的光固化性組合物的固化后的波長589nm處的折射率在1.54以上。
本發(fā)明的表面具有精細圖案的成形體的制造方法的特征在于，包括使本發(fā)明的 光固化性組合物與表面具有所述精細圖案的反轉(zhuǎn)圖案的模具的具備該反轉(zhuǎn)圖案的表面接 觸的工序；以所述光固化性組合物與所述模具的表面接觸的狀態(tài)對所述光固化性組合物 照射光，使所述光固化性組合物固化而形成固化物的工序；從所述固化物分離所述模 具，獲得表面具有精細圖案的成形體的工序。本發(fā)明的表面具有精細圖案的成形體的制造方法的特征在于，包括將本發(fā)明的 光固化性組合物配置在基板表面的工序；將表面具有所述精細圖案的反轉(zhuǎn)圖案的模具 按壓于所述光固化性組合物，使得該模具的反轉(zhuǎn)圖案與所述光固化性組合物相接觸的工 序；以將所述模具按壓于所述光固化性組合物的狀態(tài)對所述光固化性組合物照射光，使 所述光固化性組合物固化而形成固化物的工序；從所述固化物分離所述模具或所述基板 及所述模具，獲得表面具有精細圖案的成形體的工序。

本發(fā)明的表面具有精細圖案的成形體的制造方法的特征在于，包括將本發(fā)明的 光固化性組合物配置于表面具有所述精細圖案的反轉(zhuǎn)圖案的模具的具備該反轉(zhuǎn)圖案的表 面的工序；將基板按壓于所述光固化性組合物的工序；以將所述基板按壓于所述光固化 性組合物的狀態(tài)對所述光固化性組合物照射光，使所述光固化性組合物固化而形成固化 物的工序；從所述固化物分離所述模具或所述基板及所述模具，獲得表面具有精細圖案 的成形體的工序。本發(fā)明的表面具有精細圖案的成形體的制造方法的特征在于，包括使基板和表 面具有所述精細圖案的反轉(zhuǎn)圖案的模具接近或接觸，使得該模具的反轉(zhuǎn)圖案位于所述基 板側(cè)的工序；將本發(fā)明的光固化性組合物填入所述基板和所述模具之間的工序；以所述 基板和所述模具接近或接觸的狀態(tài)對所述光固化性組合物照射光，使所述光固化性組合 物固化而形成固化物的工序；從所述固化物分離所述模具或所述基板及所述模具，獲得 表面具有精細圖案的成形體的工序。較好的是本發(fā)明的表面具有精細圖案的成形體的制造方法中，為了固化光固化 性組合物而使用的光的波長為200 500nm。利用本發(fā)明的光固化性組合物，能夠獲得兼具脫模性和高折射率的固化物。通過本發(fā)明的表面具有精細圖案的成形體的制造方法，可制得表面具有模具的 反轉(zhuǎn)圖案被精確地轉(zhuǎn)印的精細圖案的高折射率的成形體。附圖的簡單說明

圖1為表示表面具有精細圖案的成形體的制造方法的一例的剖視圖。圖2為表示表面具有精細圖案的成形體的制造方法的另一例的剖視圖。圖3為表示表面具有精細圖案的成形體的一例的剖視圖。圖4為表示表面具有精細圖案的成形體的另一例的剖視圖。實施發(fā)明的最佳方式本說明書中，式(Bi)表示的化合物記為化合物(Bi)。其它式表示的化合物同 樣記載。此外，本說明書中，(甲基)丙烯酰氧基是指丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基。 本說明書中，(甲基)丙烯酸酯是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。<光固化性組合物>本發(fā)明的光固化性組合物是含有化合物(A) (C)及光聚合引發(fā)劑(D)，根據(jù)需要還含有含氟表面活性劑(E)及添加劑(F)的組合物?；衔?A)固化前的波長589nm處的折射率在1.55以上且具有2個以上的(甲 基)丙烯酰氧基的化合物?；衔?B)具有氟原子且具有1個以上的碳一碳不飽和雙鍵的化合物(但化合 物(A)除外)?；衔?C)具有1個(甲基)丙烯酰氧基的化合物(但化合物(B)除外)。本發(fā)明的光固化性組合物的25°C下的粘度較好為200 IOOOmPa · S，更好為 300 600mPa · S。光固化性組合物的粘度如果在該范圍內(nèi)，則無需特別的操作(例如， 將光固化性組合物加熱至高溫以降低粘度的操作等)就能夠容易地進行光固化性組合物 和模具的具有反轉(zhuǎn)圖案的表面的接觸。較好的是本發(fā)明的光固化性組合物實質(zhì)上不含溶劑。如果光固化性組合物實質(zhì) 上不含溶劑，則除了光的照射以外無需特別的操作(例如，將光固化性組合物加熱至高 溫以除去溶劑的操作等)就能夠容易地進行光固化性組合物的固化。溶劑是指具備使化合物(A) (C)、光聚合引發(fā)劑(D)、含氟表面活性劑(E)及 添加劑(F)中的任何1種溶解的能力的化合物。實質(zhì)上不含溶劑是指完全不含溶劑或者在調(diào)制光固化性組合物時使用的溶劑可 作為殘存溶劑含有。但最好盡量地除去殘存溶劑，光固化性組合物(100質(zhì)量％)中的殘 存溶劑的含量優(yōu)選在10質(zhì)量％以下。本發(fā)明的光固化性組合物的靈敏度可如下表示對厚約1.5 μ m的光固化性組合 物照射來自高壓汞燈(1.5 2.0kHz下在254nm、315nm及365nm處具有主波長的光源) 的光，以光固化性組合物完全固化為止時的累積光量表示。該累積光量較好為IOOOmJ/ cm2以下，更好為150mJ/cm2 750mJ/cm2。該累積光量如果超過1000mJ/cm2，則使光 固化性組合物固化需要20秒以上的時間，生產(chǎn)效率低下。本發(fā)明的光固化性組合物的固化后的波長589nm處的折射率較好為1.54以上， 更好為1.54 1.62。該折射率如果低于1.54，則無法大幅縮小焦點距離，所以不能夠縮 小微透鏡陣列等光學(xué)構(gòu)件的尺寸。固化后的光固化性組合物的波長589nm處的折射率用阿貝(Abbe)折射率計于 23°C進行測定。本發(fā)明的光固化性組合物的固化后的對水的接觸角成為固化物的脫模性的指 標(biāo)。該接觸角較好為75度以上，更好為80 116度。該接觸角如果低于75度，則光 固化性組合物不易脫模，附著于模具，可能會損壞模具。該接觸角按照JISR3257進行測定。(化合物(A))化合物(A)是固化前的波長589nm處的折射率在1.55以上且具有2個以上的(甲
基)丙烯酰氧基的化合物。固化前的化合物(A)的波長589nm處的折射率在1.55以上，較好為1.55 1.63。該折射率如果低于1.55，則無法獲得波長589nm處的折射率在1.54以上的光固化 性組合物的固化物。固化前的化合物(A)的波長589nm處的折射率用阿貝折射率計于23°C進行測定?；衔?A)優(yōu)選為液體，化合物(A)的25°C下的粘度較好為IOPa · s以下，特好為IPa · s以下。粘度如果超過IOPa · s,則化合物(B)和化合物(C)可能無法均一混 合，透明度下降，可能無法用于光學(xué)用途。本說明書中，最好用經(jīng)標(biāo)準液(JS50(25°C， 33.17mPa · s))校準的粘度計(東機產(chǎn)業(yè)株式會社(東機産業(yè)社)制，TV_20)來進行測定。作為化合物(A)，可例舉具有2個以上的苯環(huán)且含2個以上的(甲基)丙烯酰氧 基的芳香族化合物。2個以上的苯環(huán)可形成縮合環(huán)(萘環(huán)、蒽環(huán)、芴環(huán)等)。作為具有2個以上的苯環(huán)的芳香族化合物，可例舉下式(Al) (A7)表示的具 有雙酚骨架的化合物、具有萘骨架的化合物、具有蒽骨架的化合物、具有芴骨架的化合物等。
權(quán)利要求
1.光固化性組合物，其特征在于，包含固化前的波長589nm處的折射率在1.55以上、具有2個以上的(甲基)丙烯酰氧基 的化合物(A)，含氟原子且具有1個以上的碳一碳不飽和雙鍵的化合物(B)，但化合物(A)除外， 具有1個(甲基)丙烯酰氧基的化合物(C)，但化合物(B)除外，以及 光聚合引發(fā)劑(D)；化合物(A)、化合物(B)、化合物(C)及光聚合引發(fā)劑(D)的合計100質(zhì)量％中， 化合物(A)為61 90質(zhì)量％、化合物(B)為2 15質(zhì)量％、化合物(C)為5 35質(zhì) 量％、光聚合引發(fā)劑(D)為1 12質(zhì)量％。
2.如權(quán)利要求1所述的光固化性組合物，其特征在于，還含有含氟表面活性劑(E)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光固化性組合物，其特征在于，實質(zhì)上不含溶劑。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項所述的光固化性組合物，其特征在于，固化后的波長 589nm處的折射率在1.54以上。
5.表面具有精細圖案的成形體的制造方法，其特征在于，包括使權(quán)利要求1 4中任一項所述的光固化性組合物與表面具有所述精細圖案的反轉(zhuǎn)圖 案的模具的具備該反轉(zhuǎn)圖案的表面接觸的工序，以所述光固化性組合物與所述模具的表面接觸的狀態(tài)對所述光固化性組合物照射 光，使所述光固化性組合物固化而形成固化物的工序，從所述固化物分離所述模具，獲得表面具有精細圖案的成形體的工序。
6.表面具有精細圖案的成形體的制造方法，其特征在于，包括將權(quán)利要求1 4中任一項所述的光固化性組合物配置在基板表面的工序， 將表面具有所述精細圖案的反轉(zhuǎn)圖案的模具按壓于所述光固化性組合物，使得該模 具的反轉(zhuǎn)圖案與所述光固化性組合物相接觸的工序，以將所述模具按壓于所述光固化性組合物的狀態(tài)對所述光固化性組合物照射光，使 所述光固化性組合物固化而形成固化物的工序，從所述固化物分離所述模具或所述基板及所述模具，獲得表面具有精細圖案的成形 體的工序。
7.表面具有精細圖案的成形體的制造方法，其特征在于，包括將權(quán)利要求1 4中任一項所述的光固化性組合物配置于表面具有所述精細圖案的反 轉(zhuǎn)圖案的模具的具備該反轉(zhuǎn)圖案的表面的工序， 將基板按壓于所述光固化性組合物的工序，以將所述基板按壓于所述光固化性組合物的狀態(tài)對所述光固化性組合物照射光，使 所述光固化性組合物固化而形成固化物的工序，從所述固化物分離所述模具或所述基板及所述模具，獲得表面具有精細圖案的成形 體的工序。
8.表面具有精細圖案的成形體的制造方法，其特征在于，包括使基板和表面具有所述精細圖案的反轉(zhuǎn)圖案的模具接近或接觸，使得該模具的反轉(zhuǎn) 圖案位于所述基板側(cè)的工序，將權(quán)利要求1 4中任一項所述的光固化性組合物填入所述基板和所述模具之間的工序，以所述基板和所述模具接近或接觸的狀態(tài)對所述光固化性組合物照射光，使所述光 固化性組合物固化而形成固化物的工序，從所述固化物分離所述模具或所述基板及所述模具，獲得表面具有精細圖案的成形 體的工序。
9.如權(quán)利要求5 8中任一項所述的表面具有精細圖案的成形體的制造方法，其特征 在于，固化光固化性組合物時使用的光的波長為200 500nm。
10.—種成形體，其特征在于，通過權(quán)利要求5 9中任一項所述的表面具有精細圖 案的成形體的制造方法獲得。
全文摘要
本發(fā)明提供可獲得兼具脫模性及高折射率的固化物的光固化性組合物，以及可制造表面具有模具的反轉(zhuǎn)圖案被精確地轉(zhuǎn)印的精細圖案的高折射率的成形體的方法。該光固化性組合物包含61～90質(zhì)量％的固化前的波長589nm處的折射率在1.55以上且具有2個以上的(甲基)丙烯酰氧基的化合物(A)、2～15質(zhì)量％的含氟原子且具有1個以上的碳—碳不飽和雙鍵的化合物(B)(但化合物(A)除外)、5～35質(zhì)量％的具有1個(甲基)丙烯酰氧基的化合物(C)(但化合物(B)除外)及1～12質(zhì)量％的光聚合引發(fā)劑(D)((A)+(B)+(C)+(D)＝100質(zhì)量％)。
文檔編號B29C59/02GK102027026SQ20098011845
公開日2011年4月20日 申請日期2009年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月29日
發(fā)明者川口泰秀 申請人:旭硝子株式會社