CN107924006B - 装置的制造方法及组合物 - Google Patents
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Abstract
一种装置的制造方法,该装置具有基材和配置在该基材上的第2膜,该制造方法包括:使用含有聚合性单体和抗氧化剂的组合物在基材上形成第1膜的步骤;及在使具有凹凸图案的模具的至少一部分和所述第1膜接触的状态下或者使所述模具的至少一部分和所述第1膜接触后,使所述第1膜硬化而形成第2膜的步骤;并且所述抗氧化剂为受阻胺化合物及分子量为700以上的受阻酚化合物中的至少任一者,所述组合物满足(t0(T)-tx(T))/t0(T)×100≦13.0的关系。(所述式中,t0(T)是具有凹凸部的硬化膜的所述凹凸部的凸部的高度,该硬化膜是在利用所述组合物形成涂膜后,在使所述涂膜和具有凹部的深度为3μm且凹部的线宽为5μm的凹凸部的模具的所述凹凸部接触的状态下使所述涂膜硬化而获得,tx(T)是将所述硬化膜以5分钟从25℃升温到260℃后在260℃下保持5分钟,并以30分钟冷却到25℃后的所述凸部的高度)。
Description
技术领域
本发明的一个形态涉及一种光学或电子零件等装置的制造方法及适合用于该制造方法的的组合物。
背景技术
在光学或电子零件等装置的制造方法中使用有如下的纳米压印技术,即:利用形成有凹凸图案的模具对组合物加压,在力学上使其发生变化,而精密地转印微细图案。
纳米压印的步骤通常包括(1)涂布、(2)加压、(3)转印(光或热)及(4)脱模这4个要素,能够通过简单的工序进行纳米尺寸的加工。另外,由于期待装置简易且高产量,所以作为低成本且能够量产的微细加工技术而备受期待。因此,在半导体装置、存储媒体、生物学、光学构件等多个领域,业界正着力于推进实用化(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2004-20702号公报
发明内容
[发明要解决的问题]
存在如下问题:由于装置的制造过程中产生的热及光以及装置的运作过程中产生的热及光,导致通过纳米压印法所获得的硬化物发生变形或尺寸变化。因此,业界期望能够降低变形及尺寸变化的耐热性和/或耐光性优异的组合物。然而,现有的组合物在耐热性及耐光性方面存在课题。
本发明的若干形态的一个课题在于提供一种耐热性和/或耐光性优异的装置的制造方法。
[解决问题的技术手段]
本发明者等人为了解决所述课题等而进行了努力研究,结果发现:使用含有特定成分的组合物而制造的装置在耐热性和/或耐光性方面优异,从而完成了本发明的若干形态。
本发明的一个形态是一种装置的制造方法,该装置具有基材和配置在该基材上的第2膜,该制造方法包括:使用含有聚合性单体和抗氧化剂的组合物在基材上形成第1膜的步骤;及在使具有凹凸图案的模具的至少一部分和所述第1膜接触的状态下或者使所述模具的至少一部分和所述第1膜接触后,使所述第1膜硬化而形成第2膜的步骤;并且
所述抗氧化剂为受阻胺化合物及分子量为700以上的受阻酚化合物中的至少任一者,
所述组合物满足(t0(T)-tx(T))/t0(T)×100≦13.0的关系。
(所述式中,t0(T)是具有凹凸部的硬化膜的所述凹凸部的凸部的高度,该硬化膜是在利用所述组合物形成涂膜后,在使所述涂膜和具有凹部的深度为3μm且凹部的线宽为5μm的凹凸部的模具的所述凹凸部接触的状态下使所述涂膜硬化而获得,
tx(T)是将所述硬化膜以5分钟从25℃升温到260℃后在260℃下保持5分钟,并以30分钟冷却到25℃后的所述凸部的高度)
本发明的一个形态是一种装置的制造方法,该装置具有基材和配置在该基材上的第2膜,该制造方法包括:
使用含有聚合性单体和抗氧化剂的组合物在基材上形成第1膜的步骤;及
在使具有凹凸图案的模具的至少一部分和所述第1膜接触的状态下或者使所述模具的至少一部分和所述第1膜接触后,使所述第1膜硬化而形成第2膜的步骤;并且
所述抗氧化剂为受阻胺化合物,该受阻胺化合物的调配量在组合物中为0.5质量%以上,
所述组合物满足(t0(L)-tx(L))/t0(L)×100≦10.0的关系。
(所述式中,t0(L)是具有凹凸部的硬化膜的所述凹凸部的凸部的高度,该硬化膜是在利用所述组合物形成涂膜后,在使所述涂膜和具有凹部的深度为3μm且凹部的线宽为5μm的凹凸部的模具的所述凹凸部接触的状态下使所述涂膜硬化而获得,
tx(L)是在60℃下利用氙灯在765W/cm2的条件下对所述硬化膜进行60天的光照射后的所述凸部的高度)
[发明的效果]
根据本发明的一个形态,可提供耐热性和/或耐光性优异的装置的制造方法。
附图说明
图1是用以说明具有图案的硬化膜的突起高度的变化减少率的图。
具体实施方式
以下,对本发明的若干形态进行详细说明。
本发明的一个形态的装置的制造方法包括:使用特定组合物在基材上形成第1膜的步骤;及
在使具有凹凸图案的模具的至少一部分和所述第1膜接触的状态下或者使所述模具的至少一部分和所述第1膜接触后,使所述第1膜硬化而形成第2膜的步骤;并且
该装置具有基材和配置在该基材上的第2膜。
<组合物1>
以下,对本发明的一个形态的装置的制造方法所使用的组合物(以下,也称为“组合物1”)进行说明。
所述组合物1的特征在于:含有聚合性单体和抗氧化剂,所述抗氧化剂为受阻胺化合物及分子量为700以上的受阻酚化合物中的至少任一者,所述组合物1满足所述式(t0(T)-tx(T))/t0(T)×100≦13.0的关系。
所谓满足(t0(T)-tx(T))/t0(t)×100≦13.0的关系是指使用所述组合物1在下述条件下获得的具有凹凸部的硬化膜样品的所述凸部的高度在加热前后的减少率满足13.0%以下。
(1)在使用所述组合物1形成涂膜后,在使所述涂膜和具有凹部的深度为3μm及凹部的线宽为5μm的凹凸部的模具的所述凹凸部接触状态下使所述组合物1的所述涂膜硬化,而制作具有凹凸部的硬化膜样品。
(2)将所述硬化膜样品以5分钟从25℃升温到260℃,进而在260℃下保持5分钟后,以30分钟冷却到25℃,将所获得样品设为加热后的硬化膜样品。
(3)对所述硬化膜样品在加热前后的所述凸部的高度减少率进行测定。
(抗氧化剂)
作为所述抗氧化剂的受阻胺化合物优选在分子中具有聚合性基。由此,当组合物硬化时受阻胺化合物会被树脂成分摄取,所以组合物的硬化物的耐热性和/或耐光性提升。作为所述聚合性基,只要能够和所述聚合性单体进行聚合,则没有特别限制,例如优选(甲基)丙烯酰氧基、乙烯基、烯丙基及苯乙烯基等自由基聚合性基。
此外,本发明中所谓“(甲基)丙烯酰基”是指包括丙烯酰基及甲基丙烯酰基两者的含义。
所述受阻胺化合物优选在分子中具有至少1个下述式(1)所表示的结构。
[化1]
当所述受阻胺化合物在分子中具有1个所述式(1)所表示的结构时,可列举下述式(2)所表示的结构的受阻胺化合物。
[化2]
所述式(2)中,R1优选选自由氢原子、可具有取代基的烷基及烷氧基所组成的群中的任一种。
作为所述R1的烷基,可列举:甲基、乙基、异丙基、正异丙基、仲丁基、叔丁基、正丁基、戊基等碳数1~5的直链状或支链状的烷基。
作为所述R1的烷氧基,可列举:甲氧基、乙氧基、丙氧基等碳数1~15等的烷氧基。
作为R1可具有的取代基,可列举:羟基、磺酰氧基、烷基羰氧基、氰基、烷氧基等。
就和其他成分的溶解性方面而言,R1的整体的碳数包括取代基在内优选1~20,更优选1~11。
所述式(2)中,R2为1价有机基,作为R2的1价有机基,可列举:烷基、羟基、羧基、烷基羰氧基、胺基及含有所述聚合性基的基等,但并不限定于这些基。另外,作为R2的烷基、烷基羰氧基、胺基及含有所述聚合性基的基等也可具有取代基。
作为所述R2的烷基,可列举:甲基、乙基、异丙基、正异丙基、仲丁基、叔丁基、正丁基、戊基等碳数1~5的直链状或支链状的烷基。作为所述烷基可具有的取代基,可列举:羟基、磺酰氧基、烷基羰氧基、烷基氧基羰基、氰基、烷氧基等。
作为含有所述聚合性基的基只要含有所述聚合性基则没有特别限制,可为聚合性基本身,还可列举在所述烷基、胺基等上键合有所述聚合性基的基等。
作为所述烷基羰氧基可具有的取代基,可列举:羟基、磺酰氧基、烷基羰氧基、烷基氧基羰基、氰基、烷氧基等。
作为所述胺基可具有的取代基,可列举所述碳数1~5的烷基等。
作为含有所述聚合性基的基可具有的取代基,可列举:卤素原子、烷基、羟基、磺酰氧基、烷基羰氧基、烷基氧基羰基、氰基、烷氧基等。
当所述受阻胺化合物具有2个所述式(1)所表示的结构时,优选具有下述式(3)所表示的结构。
另外,所述受阻胺化合物也可为含有下述式(4)或(5)所表示的单元的高分子量型。当所述受阻胺化合物为高分子量型的情况下,就溶解性的观点而言,聚苯乙烯换算的重量平均分子量优选5000以下。
[化3]
[化4]
所述式(3)~(5)中,X及Z分别独立为2价有机基,Y只要为3价有机基则没有特别限制。
作为X,例如可列举:烷撑、经由酯键和所述式(1)所表示的结构键合的烷撑、含有烃系或杂环系的芳香族的烷撑、具有醚键的烷撑、具有缩醛键的烷撑及-O-C(=O)-O-等。
作为Y,例如可列举:具有取代基的氮原子、和烷撑键合的吡咯烷酮结构及经由酯键和所述式(1)所表示的结构键合的3价基等。作为所述氮原子的取代基,可列举:烷撑、含有烃系或杂环系的芳香族的2价基等。
作为Z,可列举:烷撑、具有酯键的烷撑、含有烃系或杂环系的芳香族的烷撑、具有醚键的烷撑、具有缩醛键的烷撑等。
所述式(3)~(5)中的R1可列举和所述式(2)的R1相同的基。
作为所述受阻胺化合物,可容易地取得:BASF公司制造的TINUVIN 292、TINUVINPA144、TINUVIN 765、TINUVIN 770DF、TINUVIN 622SF、Uninul 4050FF、Uninul 5050H、Chimassorb 2020FDL及Chimassorb 944FDL等;ADEKA(股份)制造的LA-52、LA-57、LA-63P、LA-68、LA-72、LA-77Y、G、LA-81、LA-82、LA-87等,可优选地使用这些。这些可单独使用,或者组合使用。例如可优选地列举如下所示的受阻胺化合物,但并不限定于这些。
[化5]
所述受阻酚化合物优选在分子中具有至少1个下述式(6)所表示的结构。
[化6]
所述式(6)中,优选R3及R4分别独立为选自由氢原子及烷基所组成的群中的任一种,R5为选自由氢原子及烷基所组成的群中的任一种。作为R3~R5的烷基也可具有取代基。
作为所述烷基,可列举:甲基、乙基、异丙基、正异丙基、仲丁基、叔丁基、正丁基、戊基等碳数1~5的直链状或支链状的烷基。
作为所述烷基可具有的取代基,可列举:羟基、磺酰氧基、烷基羰氧基、烷基氧基羰基、氰基、甲氧基、乙氧基等。
优选R3~R5分别独立地优选氢原子、甲基或叔丁基。优选酚性羟基的邻位的至少一个、即R3及R4中的至少一个为甲基或叔丁基,更优选R3及R4中的至少一个为叔丁基,进而优选R3及R4两者均为叔丁基。
当所述受阻酚化合物在分子中具有1个所述式(6)所表示的结构时,可列举下述式(7)所表示的结构的受阻酚化合物。
[化7]
所述式(7)中,R6为1价有机基,作为R6的1价有机基,可列举:烷基、羟基、羧基、烷基羰氧基、胺基等,但并不限定于这些基。另外,作为R6的烷基、烷基羰氧基、胺基等也可具有取代基。所述式(7)中的R3~R5和所述式(6)相同。
作为所述式(7)中的R6的烷基,可列举:甲基、乙基、异丙基、正异丙基、仲丁基、叔丁基、正丁基、戊基等碳数1~5的直链状或支链状的烷基。
作为所述烷基可具有的取代基,可列举:羟基、磺酰氧基、烷基羰氧基、烷基氧基羰基、氰基、甲氧基、乙氧基等。
作为所述烷基羰氧基可具有的取代基,可列举:羟基、磺酰氧基、烷基羰氧基、烷基氧基羰基、氰基、甲氧基、乙氧基等。
作为所述胺基可具有的取代基,可列举所述碳数1~5的烷基等。
当所述受阻酚化合物具有2个以上的所述式(6)所表示的结构时,优选具有下述式(8)所表示的结构。
[化8]
所述式(8)中的R3~R5和所述式(6)相同。所述式(8)中,R7只要为2价有机基则没有特别限制,例如可列举:烷撑、烷撑羰氧基烷撑等。n在W为碳时为4,在W为3价有机基时为3,在W为选自2价有机基、硫原子及氧原子中的任一种时为2。作为W的2价有机基,可列举和所述式(3)的X相同的基。作为3价有机基,可列举:苯环、三嗪三酮等。
所述受阻酚化合物的分子量为700以上,优选1000以上。另外,分子量更优选10000以下。如果为所述范围,则在组合物中的相溶性良好,组合物的硬化物的耐热性和/或耐光性提升。
作为所述受阻酚化合物,可容易地取得:BASF公司制造的Irganox 1010(分子量1178)、Irganox 1330(分子量775)及Irganox 3114(分子量784);ADEKA(股份)制造的AO-20(分子量784)、AO-60(分子量1178)、60G(分子量1178)、AO-80(分子量741)及AO-330(分子量775)等,可优选地使用这些。这些可单独使用,或者组合使用。例如可优选地列举如下所示的所述受阻酚化合物,但并不限定于这些。
[化9]
所述抗氧化剂的含量在除溶剂以外的组合物中,优选0.05~10质量%。更优选0.1质量%以上,进而优选0.2质量%以上,尤其优选0.5质量%以上,尤其更优选1质量%以上。抗氧化剂的含量更优选9质量%以下,进而优选5质量%以下。如果所述抗氧化剂的含量为10质量%以下,则不易引起不良情况、例如引起组合物的硬化性降低的可能性或从硬化物渗出等,所以优选。通过在所述范围内含有所述抗氧化剂,对于在装置的制造过程中产生的热也能够抑制膜厚收缩及凹凸的图案尺寸,从而抑制透射率降低。另外,能够有效率地进行光聚合或热聚合而充分地获得硬化性。
根据使用受阻胺化合物及受阻酚化合物中的哪一个,进而优选的含量如下所述。
在所述抗氧化剂为不具有聚合性基的受阻胺化合物的情况下的含量在除溶剂以外的组合物中,更优选1~9质量%。
在所述抗氧化剂为具有聚合性基的受阻胺化合物的情况下的含量在除溶剂以外的组合物中,更优选0.2~9质量%。
在所述抗氧化剂为受阻酚化合物的情况下的含量在除溶剂以外的组合物中,更优选0.1~10质量%,进而优选0.5~9质量%。
抗氧化剂优选所述受阻胺化合物和所述受阻酚化合物的组合。在将所述受阻胺化合物及所述受阻酚化合物组合使用的情况下,相对于所述受阻胺化合物10质量份,所述受阻酚系化合物优选1~100质量份,优选1~30质量份。更优选所述受阻胺化合物在分子中具有聚合性基,所述受阻酚化合物为分子量1000以上者的组合时会抑制聚合时的挥发性,所以优选。
(聚合性单体)
作为本发明的一个形态的聚合性单体,可列举纳米压印、微米压印及毫米压印所使用的通常的聚合性单体,没有特别限制,例如可列举1分子中具有至少1个自由基聚合性基的化合物、具有氧杂环丙烷环的化合物、乙烯基醚化合物、含氟原子的聚合性化合物等。
作为所述自由基聚合性基,可优选地列举:(甲基)丙烯酰氧基、乙烯基、烯丙基及苯乙烯基等。
就耐热性方面而言,聚合性单体优选不易因热而发生分解的聚合性单体、例如不具有杂环结构的聚合性单体。基于相同原因,自由基聚合性基更优选丙烯酰氧基及乙烯基等。
关于所述聚合性单体,优选将1分子中含有1个聚合性基的聚合性单体、1分子中含有2个聚合性基的聚合性单体、1分子中含有3个以上的聚合性基的聚合性单体等适当组合而使用。所述聚合性单体优选具有脂环式基等环状部分。
所述聚合性单体中1分子中含有1个聚合性基的单官能单体的含量在除溶剂以外的组合物中,优选0.05~80质量%,更优选1~90质量%。所述聚合性单体中1分子中含有2个聚合性基的二官能单体的含量在除溶剂以外的组合物中,优选0~99.5质量%,更优选1~90质量%,进而优选10~80质量%。
所述聚合性单体中1分子中含有3个以上的聚合性基的多官能单体的含量在除溶剂以外的组合物中,优选0~99.5质量%,更优选1~90质量%,进而优选10~80质量%。
作为所述聚合性单体,优选具有(甲基)丙烯酰氧基的化合物、N-乙烯基化合物及丙烯酰胺化合物等。可单独使用这些化合物的单官能体及多官能体,也可适当组合而使用。
以下,例示本发明的若干形态中的优选的聚合性单体,但并不限定于这些。
[化10]
[化11]
[化12]
(聚合引发剂)
本发明的一个形态的组合物优选还含有聚合引发剂。
作为所述聚合引发剂,可列举光聚合引发剂。作为光聚合引发剂,可列举:通过光照射而产生自由基的自由基聚合引发剂、通过光照射而产生酸的阳离子聚合引发剂等,优选自由基聚合性引发剂。这些光聚合引发剂可使用纳米压印、微米压印及毫米压印等的组合物所使用的通常的光聚合引发剂。
光聚合引发剂的含量在除溶剂以外的组合物中,优选0.01~20质量%,更优选0.5~15质量%。
此外,本发明中所谓“光”不仅包括紫外、近紫外、远紫外、可见光、红外等区域的波长的光及电磁波,还包括放射线。
也可使用热聚合引发剂代替光聚合引发剂,或者将热聚合引发剂和光聚合引发剂并用。作为热聚合引发剂,可为通常用作热聚合引发剂的化合物,例如可列举:偶氮化合物、过氧化物等。
(其他成分)
本发明的一个形态的组合物也可在无损本发明的效果的范围内含有其他添加剂、例如硅烷偶联剂、表面活性剂、脱模剂、密接促进剂、溶剂、聚合物成分、填料、聚合抑制剂、着色剂、塑化剂、光产酸剂、光产碱剂等。
(物性)
本发明的一个形态的组合物1的特征在于:在所述条件下获得的具有凹凸部的硬化膜样品的所述凸部的高度在加热前后的减少率为13.0%以下。
获得所述硬化膜样品时使用的模具为石英模具(制品名:NIM-PH3000、NTTAdvanced Technology(股份)制造)。硬化是在氮气环境下,利用Hg-Xe灯以20mW/cm2(波长365nm)曝光50秒钟而进行。
其后,将所获得的硬化膜样品从石英模具中脱模,利用激光共焦显微镜(OLS3100、奥林巴斯(股份)制造)来测定硬化膜样品的图案高度。图案高度是在凸部高度为3μm且线宽为5μm的线和间隙的部位进行测定。
对通过所述方法进行加热处理前和加热处理后的硬化膜样品的凸部的高度进行测定,根据下述式算出高度减少率。
减少率=(t0(T)-tx(T))/t0(T)×100 (A)
所述式(A)中,t0(T)及tx(T)如图1所示分别用作加热前高度及加热后高度。所述组合物1满足下述式(t0(T)-tx(T))/t0(T)×100≦13.0的关系。
为了使组合物1满足所述物性,使组合物1适当含有所述成分即可。通过使组合物1具有所述物性,由于耐热性优异,所以凹凸图案的形状变化少,可获得透射率优异的硬化膜。
<组合物2>
以下,对本发明的一个形态的装置的制造方法所使用的组合物(以下也称为“组合物2”)加以说明。
所述组合物2的特征在于:含有聚合性单体和抗氧化剂,所述抗氧化剂为所述受阻胺化合物,该受阻胺化合物的调配量在组合物中为0.5质量%以上,所述组合物2满足(t0(L)-tx(L))/t0(L)×100≦10.0的关系。
满足(t0(L)-tx(L))/t0(L)×100≦10.0的关系是指使用所述组合物2在下述条件下获得的具有凹凸部的硬化膜样品的所述凸部的高度在光照射前后的减少率满足10%以下。
也可和所述组合物1同样地并用所述受阻酚化合物作为抗氧化剂。其他成分和所述组合物1相同。
(1)使用所述组合物形成涂膜后,在使所述涂膜和具有凹部深度为3μm及凹部线宽为5μm的凹凸部的模具的所述凹凸部接触的状态下使所述组合物硬化,而制作具有凹凸部的硬化膜样品。
(2)在60℃下利用氙灯在765W/cm2的条件下对所述硬化膜样品进行60天光照射后,将其设为光照射后的硬化膜样品。
(3)对所述硬化膜样品在光照射前后的所述凸部的高度减少率进行测定。
获得样品时所使用的模具、硬化条件及凸部的高度减少率的测定方法和所述组合物1相同。
为了使组合物2满足所述物性,使组合物2适当含有所述成分即可。
<装置的制造方法>
本发明的一个形态的装置的制造方法包括:使用所述组合物在基材上形成第1膜的步骤;及
在使具有凹凸图案的模具的至少一部分和所述第1膜接触的状态下或者使所述模具的至少一部分和所述第1膜接触后,使所述第1膜硬化而形成第2膜的步骤;由此获得具有基材和配置在该基材上的作为硬化层的第2膜的装置。
通过使用所述组合物,可获得具有耐热性和/或耐光性优异的硬化层的装置,因此图案高度的减少得到抑制。
装置的制造方法所采用的步骤可采用和通常方法相同的步骤而进行。
此外,在本发明的若干形态中,装置的图案是指数纳米至数毫米尺寸的图案,可应用于纳米级、微米级及毫米级等的图案转印。本发明的若干形态的装置的制造方法尤其对于纳米级及微米级的微小图案转印有效。
表现出光学装置上的光学功能的优选图案尺寸与透射光学装置或在光学装置上反射的光的波长((λ)nm)相关。在本发明中,图案的重复周期优选0.1λnm~100λnm,线宽优选0.05λnm~100λnm,高度优选0.01λnm~200λnm。作为λ的范围,优选紫外光至红外光的范围,宜为100nm~10000nm。
另外,优选在制造图案尺寸为所述范围内的装置的方法中使用所述组合物。由此,可获得耐热性及耐光性优异硬化膜,而可制造图案形状的变化少、具有透射率优异的硬化膜的装置。
[实施例]
以下,基于实施例对本发明的若干形态加以说明,但本发明不受这些例子的任何限定。
<组合物的制备>
如表1及表2所示调配各成分,制备组合物样品1~37。表1~表4所记载的成分A~N具体如下所示。表中,调配比例为质量标准。
[化13]
<组合物样品的评价>
通过下述方式对所获得的各组合物样品进行耐热性试验及耐光性试验。
(耐热性试验:高度为3μm的图案)
在2cm2的无碱玻璃(厚度360μm)上放置适量的组合物,并在其上放置石英模具(制品名:NIM-PH3000、NTT Advanced Technology(股份)制造),对石英模具的图案填充组合物,在氮气环境下,利用Hg-Xe灯以20mW/cm2(波长365nm)曝光50秒钟。
其后,将所获得的硬化物从石英模具上脱模,并利用激光共焦显微镜(制品名:OLS3100、奥林巴斯(股份)制造)测定硬化物的图案高度。图案高度测定是在凸部高度为3μm且线宽为5μm的线和间隙的部位进行测定。
将所获得的硬化物放入台式回流炉(制品名:STR-3000RC、Shinapex(股份)制造)中,在空气环境中,以5分钟从室温升温到260℃,在260℃下保持5分钟,其后以30分钟冷却到室温。和加热前同样地测定加热后的树脂成形体的图案高度,并由加热前后的树脂成形体的图案高度求出减少率。将结果示于表1~3。
(耐热性试验:高度为200nm的图案)
在3cm2的无碱玻璃(厚度700μm)上放置适量的组合物,并在其上放置石英模具(具有厚度为6.35mm、面积为25mm□、凹部的深度为200nm、凹部的线宽为500nm的线和间隙的图案的模具、日本凸版印刷(股份)制造),对石英模具的图案填充组合物,在氮气环境下,利用Hg-Xe灯以20mW/cm2(波长365nm)曝光50秒钟。
其后,将所获得的硬化物从石英模具脱模,并利用原子力显微镜(制品名:NANOPICS1000、Seiko Instruments(股份)制造)测定硬化物的图案高度。图案高度测定是在凸部高度为200nm且线宽为500nm的线和间隙的部位进行测定。
将所获得的硬化物放入所述试验(耐热性试验:高度3μm的图案)中使用的台式回流炉中,在空气环境中,以5分钟从室温升温到260℃,在260℃下保持5分钟,其后以30分钟冷却到室温。和加热前同样地测定加热后的树脂成形体的图案高度,并由加热前后的树脂成形体的图案高度求出减少率。将结果示于表1~3。
(耐光性试验:高度为3μm的图案)
将所述试验(耐热性试验:高度为3μm的图案)中制作的硬化物放入耐光性试验机(制品名:SUSTEST CPS+、ATLAS公司制造)中,在下述条件下对其进行60天光照射。耐光性试验机的设定为滤光器:特种窗玻璃(Special window glass)、黑标准温度(Black StandardTemperature):60℃、照度:利用氙灯以765W/m2(300~800nm)。
利用共焦点雷射显微镜(制品名:OLS3100、奥林巴斯(股份)制造)测定光照射前后的硬化物的图案高度。将结果示于表4。
(耐光性试验:高度为200nm的图案)
将所述试验(耐热性试验:高度为200nm的图案)中制作的硬化物放入耐光性试验机(制品名:SUSTEST CPS+、ATLAS公司制造)中,在下述条件下进行60天光照射。耐光性试验机的设定为滤光器:特种窗玻璃(Special window glass)、黑标准温度(Black StandardTemperature):60℃、照度:利用氙灯以765W/m2(300~800nm)。
利用原子力显微镜(制品名:NANOPICS1000、Seiko Instruments(股份)制造)测定光照射前后的硬化物的图案高度。将结果示于表4。
(硬化膜的外观)
在耐热性试验或耐光性试验后,目测观察硬化膜的外观,并根据下述指标进行评价。
○:几乎没有着色。
△:有若干着色。
×:有着色。
(耐热性试验:加热前后的透射率)
加热前后的透射率是通过测定将附带凹凸图案的硬化物在260℃下加热5分钟的加热前后的波长450nm的透射率而进行。
在镍模具(制品名:AR Mold 2(特别品)镍制2200055088、KYODO INTERNATIONAL(股份)制造、具有厚度为0.3mm、面积为3cm×3cm、凹部形状为圆锥形、图案间距为250nm、深度为250nm的图案)上放置组合物约0.05g,并在其上放置5cm×5cm的无碱玻璃(厚度为700μm),对镍模具的图案填充组合物,在氮气环境下,利用Hg-Xe灯以10mW/cm2(波长365nm)曝光100秒钟。
其后,将所获得的硬化物从镍模具脱模,在无碱玻璃上获得具有凹凸图案的硬化物。利用分光光度计(紫外可见光分光光度计、制品名:V-550、日本分光(股份)制造)测定所获得的无碱玻璃及硬化物的波长450nm的透射率,而获得加热前的透射率。此时,设为从硬化物的具有凹凸图案的一侧入射分光光度计的光。其后,将所获得的无碱玻璃及硬化物在设定为260℃的加热板(加热板、制品名:HT-900、亚速旺(股份)制造)上放置5分钟。经过5分钟后,撤去加热板,以10分钟冷却到室温。冷却到室温后,利用分光光度计测定加热后的无碱玻璃及硬化物的波长450nm的透射率,而获得加热后的透射率。将加热前后的波长450nm的透射率的测定结果示于表1~3。
(耐光性试验:耐光性试验前后的透射率)
耐光性试验前后的透射率是通过测定附带凹凸图案的硬化物在光照射前后的波长450nm的透射率而进行。
通过如下方式对所述试验(耐热性试验:加热前后的透射率)中制作的硬化物进行耐光性试验,并测定光照射前后的透射率。利用分光光度计(紫外可见光分光光度计、制品名:V-550、日本分光(股份)制造)测定所获得的无碱玻璃及硬化物的波长450nm的透射率,而获得光照射前的透射率。此时,设为从硬化物的具有凹凸图案的一侧入射分光光度计的光。其后,将所获得的无碱玻璃及硬化物放入耐光性试验机(制品名:SUSTEST CPS+、ATLAS公司制造)中,在下述条件下进行60天光照射。耐光性试验机的设定为滤光器:特种窗玻璃(Special window glass)、黑标准温度(Black Standard Temperature):60℃、照度:利用氙灯以765W/m2(300~800nm)。利用分光光度计测定光照射后的无碱玻璃及硬化物的波长450nm的透射率,而获得光照射后的透射率。将耐光性试验前后的波长450nm的透射率的测定结果示于表4。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
如表1~表3所示,得知含有受阻胺化合物及分子量为700以上的受阻酚化合物中的至少任一者作为抗氧化剂的组合物样品2~11、13~23、25~27及31在耐热性方面优异,能够抑制图案减少率。另外,对于有无受阻胺化合物的聚合性基及受阻酚化合物而言,根据表也得知具有各自的优选含量。将受阻胺化合物及分子量为700以上的受阻酚化合物并用的样品11及31的耐热性优于含有任一方抗氧化剂的样品,得知能够抑制图案减少率。
另一方面,作为抗氧化剂的受阻胺化合物及分子量为700以上的受阻酚化合物两者都不含有的样品1、12、24及28~30显示出图案减少率大,耐热性差。
如表4所示,得知含有适量的受阻胺化合物作为抗氧化剂的组合物样品33~37在耐光性方面优异,能够抑制图案减少率。另一方面,不含受阻胺化合物作为抗氧化剂的样品32显示出图案减少率大,耐光性差。另外,受阻胺化合物的调配量少的样品33显示出耐光性不足。将受阻胺化合物及分子量为700以上的受阻酚化合物并用的样品37的耐光性优于含有任一方抗氧化剂的样品,得知能够抑制图案减少率。
据此得知,如果使受阻胺化合物和/或特定的受阻酚化合物含有于组合物中并进行图案形成,则会使所获得的硬化物的耐热性及耐光性提升。
此外,对于在耐热性试验及耐光性试验中在样品的图案高度3μm下的图案减少率结果都良好的样品,在样品的图案高度200nm下的图案减少率结果也见到同样良好的倾向。
[产业上的可利用性]
根据本发明的一个形态,可提供耐热性及/或耐光性优异的装置的制造方法。
Claims (14)
1.一种装置的制造方法,该装置具有基材和配置在该基材上的第2膜,该制造方法包括:
使用含有聚合性单体和抗氧化剂的组合物在基材上形成第1膜的步骤;及
在使具有凹凸图案的模具的至少一部分和所述第1膜接触的状态下或者使具有凹凸图案的模具的至少一部分和所述第1膜接触后,使所述第1膜硬化而形成第2膜的步骤;并且
所述抗氧化剂为受阻胺化合物及分子量为700以上的受阻酚化合物中的至少任一者,
所述组合物满足(t0(T)-tx(T))/t0(T)×100≦13.0的关系,
所述式中,t0(T)是具有凹凸部的硬化膜的所述凹凸部的凸部的高度,该硬化膜是在利用所述组合物形成涂膜后,在使所述涂膜和具有凹部的深度为3μm及凹部的线宽为5μm的凹凸部的模具的所述凹凸部接触的状态下使所述涂膜硬化而获得,
tx(T)是将所述硬化膜以5分钟从25℃升温到260℃后在260℃下保持5分钟,并以30分钟冷却到25℃后的所述凸部的高度。
2.根据权利要求1所述的装置的制造方法,其中在组合物中含有0.05~10质量%的所述抗氧化剂。
3.根据权利要求1所述的装置的制造方法,其中所述抗氧化剂为所述受阻胺化合物和所述受阻酚化合物的组合。
4.根据权利要求2所述的装置的制造方法,其中所述抗氧化剂为所述受阻胺化合物和所述受阻酚化合物的组合。
5.根据权利要求3所述的装置的制造方法,其中关于所述受阻胺化合物及所述受阻酚化合物的调配量,相对于所述受阻胺化合物10质量份,所述受阻酚化合物为1~100质量份。
6.根据权利要求4所述的装置的制造方法,其中关于所述受阻胺化合物及所述受阻酚化合物的调配量,相对于所述受阻胺化合物10质量份,所述受阻酚化合物为1~100质量份。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置的制造方法,其中所述受阻胺化合物的分子中具有聚合性基。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的装置的制造方法,其中所述受阻酚化合物的分子量为1000以上。
9.根据权利要求7所述的装置的制造方法,其中所述受阻酚化合物的分子量为1000以上。
10.一种装置的制造方法,该装置具有基材和配置在该基材上的第2膜,并且该制造方法包括:
使用含有聚合性单体和抗氧化剂的组合物在基材上形成第1膜的步骤;及
在使具有凹凸图案的模具的至少一部分和所述第1膜接触的状态下或者使具有凹凸图案的模具的至少一部分和所述第1膜接触后,使所述第1膜硬化而形成第2膜的步骤;并且
所述抗氧化剂为受阻胺化合物,该受阻胺化合物的调配量在组合物中为0.5质量%以上,
所述组合物满足(t0(L)-tx(L))/t0(L)×100≦10.0的关系,
所述式中,t0(L)是具有凹凸部的硬化膜的所述凹凸部的凸部的高度,该硬化膜是在利用所述组合物形成涂膜后,在使所述涂膜和具有凹部的深度为3μm及凹部的线宽为5μm的凹凸部的模具的所述凹凸部接触的状态下使所述涂膜硬化而获得,
tx(L)是在60℃下利用氙灯在765W/cm2的条件下对所述硬化膜进行60天的光照射后的所述凸部的高度。
11.根据权利要求10所述的装置的制造方法,其中在组合物中含有0.5~10质量%的所述抗氧化剂。
12.根据权利要求10或11所述的装置的制造方法,其中所述受阻胺化合物的分子中具有聚合性基。
13.一种组合物,其是用于权利要求1至12中任一项所述的装置的制造方法,并且含有聚合性单体和抗氧化剂,
所述抗氧化剂为受阻胺化合物及分子量为700以上的受阻酚化合物中的至少任一者。
14.根据权利要求13所述的组合物,其中所述受阻酚化合物的分子量为1000以上。
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