JP2010209250A - Photocurable composition, cured product using the same, method for producing the cured product, and member for liquid crystal display - Google Patents

Photocurable composition, cured product using the same, method for producing the cured product, and member for liquid crystal display Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a photocurable composition excellent in adhesion after exposure to light, while holding low viscosity and high transcription pattern accuracy. <P>SOLUTION: This photocurable composition includes at least one of compounds expressed by formula (1) and/or formula (2) and at least one of compounds expressed by formula (3), in a mass ratio of 20:80 to 80:20. In the formulas (1) and (2), X represents an organic group; and n denotes an integer of 1-4. In the formula (3), Y represents an organic group; m denotes an integer of 1-4; and R represents hydrogen or a methyl group. The compound expressed by formula (1), the compound expressed by formula (2), and the compound expressed by formula (3) each have a molecular weight of 150-400. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光硬化性組成物、特に、光ナノインプリントに用いられる硬化性組成物、該組成物を硬化してなる硬化物に関する。また、硬化物の製造方法、ならびに該硬化物を用いた液晶表示装置用部材に関する。   The present invention relates to a photocurable composition, in particular, a curable composition used for optical nanoimprint, and a cured product obtained by curing the composition. Moreover, it is related with the manufacturing method of hardened | cured material, and the member for liquid crystal display devices using this hardened | cured material.

ナノインプリント法には、被加工材料として熱可塑性樹脂を用いる場合(非特許文献1)と、光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物を用いる場合(非特許文献2)の2通りが提案されている。熱式ナノインプリントの場合、ガラス転移温度以上に加熱した高分子樹脂にモールドをプレスし、冷却後にモールドを離型することで微細構造を基板上の樹脂に転写するものである。多様な樹脂材料やガラス材料にも応用可能であるため、様々な方面への応用が期待されている。例えば、特許文献1、特許文献2には、熱可塑性樹脂を用いて、ナノパターンを安価に形成するナノインプリントの方法が開示されている。   Two types of nanoimprint methods have been proposed: a case where a thermoplastic resin is used as a material to be processed (Non-Patent Document 1) and a case where a curable composition for optical nanoimprint lithography is used (Non-Patent Document 2). In the case of thermal nanoimprint, the mold is pressed onto a polymer resin heated to a temperature higher than the glass transition temperature, and the mold is released after cooling to transfer the microstructure to the resin on the substrate. Since it can be applied to various resin materials and glass materials, it is expected to be applied in various fields. For example, Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose a nanoimprint method for forming a nanopattern at low cost using a thermoplastic resin.

一方、透明モールドを通して光を照射し、ナノインプリント用硬化性組成物を光硬化させる光ナノインプリント方式では、室温でのインプリントが可能になる。最近では、この両者の長所を組み合わせたナノキャスティング法や3次元積層構造を作製するリバーサルインプリント方法などの新しい展開も報告されている。   On the other hand, in the optical nanoimprint method in which light is irradiated through a transparent mold and the curable composition for nanoimprint is photocured, imprinting at room temperature becomes possible. Recently, new developments such as a nanocasting method combining the advantages of both and a reversal imprint method for producing a three-dimensional laminated structure have been reported.

このようなナノインプリント法においては、以下のような応用技術が提案されている。第一の技術としては、高精度な位置合わせと高集積化とにより、従来のリソグラフィに代わって高密度半導体集積回路の作製や、液晶ディスプレイのトランジスタへの作製等に適用しようとするものである。第二の技術としては、成型した形状(パターン)そのものが機能を持ち、様々なナノテクノロジーの要素部品、あるいは構造部材として応用できる場合であり、その例としては、各種のマイクロ・ナノ光学要素や高密度の記録媒体、光学フィルム、フラットパネルディスプレイにおける構造部材などが挙げられる。なお、さらにその他の技術としては、マイクロ構造とナノ構造の同時一体成型や、簡単な層間位置合わせにより積層構造を構築し、μ−TASやバイオチップの作製に応用しようとするものもある。前述の技術を含め、これらの応用に関するナノインプリント法の実用化への取り組みが近年活発化している。   In such a nanoimprint method, the following applied technologies have been proposed. The first technique is to apply high-precision alignment and high integration to the fabrication of high-density semiconductor integrated circuits and fabrication of liquid crystal display transistors in place of conventional lithography. . The second technique is the case where the molded shape (pattern) itself has a function and can be applied as various nanotechnology element parts or structural members. Examples include various micro / nano optical elements, Examples include high-density recording media, optical films, and structural members in flat panel displays. In addition, as another technique, there is a technique in which a laminated structure is constructed by simultaneous integral molding of a micro structure and a nano structure, or simple interlayer alignment, and is applied to manufacture of μ-TAS and a biochip. In recent years, efforts to put nanoimprinting methods into practical use for these applications, including the aforementioned technologies, have become active.

まず、前記第一の技術における高密度半導体集積回路作成への応用例を説明する。近年、半導体集積回路は微細化、集積化が進んでおり、その微細加工を実現するためのパターン転写技術としてフォトリソグラフィ装置の高精度化が進められてきた。これに対し、微細なパターン形成を低コストで行うための技術として提案されたナノインプリントリソグラフィ技術(光ナノインプリント法)を用いることが検討された。例えば、下記特許文献1にはシリコンウエハをスタンパとして用い、25nm以下の微細構造を転写により形成するナノインプリント技術が開示されている。この流れに伴って半導体集積回路の作製にナノインプリントリソグラフィを適用するため、モールドと樹脂との剥離性、パターン転写精度などをはじめとした性質の検討が活発化し始めている。一方、モールドの樹脂からの剥離性、パターン転写精度、基板密着性をはじめとした性質など、半導体集積回路作製にナノインプリントリソグラフィを適用するための検討が活発化し始めている。   First, an application example of the first technique for creating a high-density semiconductor integrated circuit will be described. 2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor integrated circuits have been miniaturized and integrated, and photolithography apparatuses have been improved in accuracy as a pattern transfer technique for realizing the fine processing. On the other hand, the use of a nanoimprint lithography technique (optical nanoimprint method) proposed as a technique for performing fine pattern formation at low cost has been studied. For example, Patent Document 1 below discloses a nanoimprint technique in which a silicon wafer is used as a stamper and a fine structure of 25 nm or less is formed by transfer. Along with this trend, in order to apply nanoimprint lithography to the production of semiconductor integrated circuits, studies on properties such as mold-resin peelability and pattern transfer accuracy have begun to become active. On the other hand, studies for applying nanoimprint lithography to semiconductor integrated circuit fabrication, such as mold releasability from resin, pattern transfer accuracy, and substrate adhesion, have begun to be active.

一方、前記第二の技術における液晶ディスプレイ(LCD)やプラズマディスプレイ(PDP)などのフラットデイスプレイへのナノインプリントリソグラフィの応用例について説明する。LCD基板やPDP基板大型化や高精細化の動向に伴い、薄膜トランジスタ(TFT)や電極板の製造時に使用する従来のフォトリソグラフィ法に代わる安価なリソグラフィとして光ナノインプリントリソグラフィが、近年注目されている。そのため、従来のフォトリソグラフィ法で用いられるエッチングフォトレジストに代わる光硬化性レジストの開発が必要になってきている。また、LCDなどの構造部材として用いられる透明保護膜材料や液晶ディスプレイにおけるセルギャップを規定するスペーサーなどに対しても、光ナノインプリントリソグラフィの応用も検討され始めている。このような構造部材用のレジストは、前記エッチングレジストとは異なり、最終的にディスプレイ内に残るため、“永久レジスト”、あるいは“永久膜”と称されることがある。   On the other hand, an application example of nanoimprint lithography to a flat display such as a liquid crystal display (LCD) or a plasma display (PDP) in the second technique will be described. With the trend toward larger and higher definition LCD substrates and PDP substrates, optical nanoimprint lithography has recently attracted attention as an inexpensive lithography that replaces conventional photolithography methods used in the manufacture of thin film transistors (TFTs) and electrode plates. Therefore, it has become necessary to develop a photo-curable resist that replaces the etching photoresist used in the conventional photolithography method. In addition, application of optical nanoimprint lithography is also being studied for transparent protective film materials used as structural members for LCDs, spacers for defining cell gaps in liquid crystal displays, and the like. Unlike the etching resist, such a resist for a structural member is finally left in the display, and is sometimes referred to as “permanent resist” or “permanent film”.

従来のフォトリソグラフィ技術を適用した永久膜としては、例えば、液晶パネルのTFT基板上に設けられる保護膜や、R、G、B層間の段差を低減しITO膜のスパッタ製膜時の高温処理に対する耐性を付与するためにカラーフィルタ上に設けられる保護膜等が挙げられる。これらの保護膜(永久膜)の形成においては、塗布膜の均一性、基材との密着性、200℃を超える加熱処理後の高い光透過性、平坦化特性、耐溶剤性、耐擦傷製等の種々の特性が要求されている。   As a permanent film to which a conventional photolithography technique is applied, for example, a protective film provided on a TFT substrate of a liquid crystal panel, a step between R, G, B layers is reduced, and a high temperature process at the time of sputtering of an ITO film is performed. For example, a protective film provided on the color filter in order to impart resistance. In the formation of these protective films (permanent films), the uniformity of the coating film, adhesion to the substrate, high light transmittance after heat treatment exceeding 200 ° C., planarization characteristics, solvent resistance, scratch resistance Various characteristics such as these are required.

また、液晶ディスプレイに用いられるスペーサーの分野では、従来のフォトリソグラフィ法においては、樹脂、光重合性モノマーおよび開始剤からなる光硬化性組成物が一般的に広く用いられてきている。前記スペーサーは、一般には、カラーフィルタ形成後または前記カラーフィルタ用保護膜形成後に、カラーフィルタ基板上に光硬化性組成物を用いてフォオトリソグラフィによって10μm〜20μm程度の大きさのパターンを形成し、さらにポストベイクにより加熱硬化して形成される。このような液晶ディスプレイの用いられるスペーサーには、外部圧力に対する高い機械的特性、硬度、現像性、パターン転写精度、密着性等の性能が要求される。このため、ナノインプリント法を用いた前記透明保護膜やスペーサー等の永久膜(永久レジスト)の形成に好適な光硬化性組成物の開発が求められている。   In the field of spacers used in liquid crystal displays, photocurable compositions comprising a resin, a photopolymerizable monomer, and an initiator have generally been widely used in conventional photolithography methods. The spacer generally forms a pattern having a size of about 10 μm to 20 μm by photolithography using a photocurable composition on the color filter substrate after forming the color filter or after forming the color filter protective film. Further, it is formed by heat curing by post-baking. The spacer used in such a liquid crystal display is required to have high mechanical characteristics against external pressure, hardness, developability, pattern transfer accuracy, adhesion and the like. For this reason, development of the photocurable composition suitable for formation of permanent films (permanent resist), such as the said transparent protective film and spacer using a nanoimprint method, is calculated | required.

光ナノインプリントリソグラフィに用いられる材料の要求特性は適用する用途によって異なる場合が多いものの、プロセス特性についての要望は用途に依らず共通点がある。例えば、下記非特許文献3に示されている主な要求項目は、塗布性、基板密着性、低粘度(<5mPa・s)、剥離性、低硬化収縮率、速硬化性などである。これらの要求特性をいかに制御し、諸特性のバランスを取るかが材料デザインの鍵となる。このため、少なくともプロセス材料と永久膜とでは要求特性が大きく異なるため材料はプロセスや用途に応じて開発する必要がある。   Although the required characteristics of materials used for optical nanoimprint lithography are often different depending on the application to which they are applied, the demands on process characteristics are common regardless of the application. For example, the main requirement items shown in Non-Patent Document 3 below are applicability, substrate adhesion, low viscosity (<5 mPa · s), peelability, low curing shrinkage, fast curability, and the like. The key to material design is how to control these required characteristics and balance them. For this reason, at least the process material and the permanent film have greatly different required characteristics, so the material must be developed according to the process and application.

以上のように、永久膜としての主要技術課題としては、パターン精度、密着性、200℃を超える加熱処理後の透明性、高い機械的特性(外部圧力に対する強度)、耐擦傷性、平坦化特性、耐溶剤性、加熱処理時のアウトガス低減など、多くの課題が挙げられる。光ナノインプリント用硬化性組成物を永久膜として適用した場合においても、従来のアクリル樹脂などを用いたレジストと同様に、塗布膜の均一性、加熱処理後の透明性、耐擦傷性の付与が重要である。   As described above, the main technical problems as a permanent film include pattern accuracy, adhesion, transparency after heat treatment exceeding 200 ° C., high mechanical properties (strength against external pressure), scratch resistance, and flattening properties. There are many problems such as solvent resistance and reduction of outgas during heat treatment. Even when the curable composition for optical nanoimprint is applied as a permanent film, it is important to provide uniformity of the coating film, transparency after heat treatment, and scratch resistance, as in the case of conventional resists using acrylic resins. It is.

同時に、光ナノインプリント用硬化性組成物特有の課題としては、前記課題に加えて、モールドの凹部へのレジストの流動性を確保し、無溶剤もしくは少量の溶剤使用下での低粘度化が必要となること、および、光硬化後、モールドと容易に剥離させ、モールドへの付着が生じないこと、を考慮する必要があり、組成物設計の技術的難易度が一層高くなる。   At the same time, as a problem peculiar to the curable composition for optical nanoimprint, in addition to the above-mentioned problem, it is necessary to ensure the fluidity of the resist to the concave portion of the mold and to reduce the viscosity without using a solvent or a small amount of solvent. It is necessary to consider that it is easily peeled off from the mold after photocuring and no adhesion to the mold occurs, and the technical difficulty of designing the composition is further increased.

このように、光ナノインプリント用の硬化性組成物については、種々の材料が開示されているものの、永久膜の作製に適した硬化性組成物については十分な設計指針が示されていないのが現状である。   As described above, although various materials are disclosed for the curable composition for optical nanoimprint, there is no sufficient design guideline for the curable composition suitable for producing a permanent film. It is.

特許文献3には、アリル化合物とアクリレート化合物を含む、光硬化性組成物が記載されている。ここで、該組成物は、その実施例でも記載されているとおり、実際には、樹脂が必須となる。しかしながら、樹脂を含んでいるがゆえに、ナノインプリント用硬化性組成物として使用することは難しい。   Patent Document 3 describes a photocurable composition containing an allyl compound and an acrylate compound. Here, as described in the Examples, the composition actually requires a resin. However, since it contains a resin, it is difficult to use as a curable composition for nanoimprint.

米国特許第5,772,905号公報US Pat. No. 5,772,905 米国特許第5,956,216号公報US Pat. No. 5,956,216 特開2001−183825号公報JP 2001-183825 A

S.Chou et al.:Appl.Phys.Lett.Vol.67,3114(1995)S.Chou et al.:Appl.Phys.Lett.Vol.67,3114 (1995) M.Colbun et al,:Proc.SPIE,Vol. 3676,379 (1999)M.Colbun et al,: Proc.SPIE, Vol. 3676,379 (1999) 最新レジスト材料ハンドブック、P1、103〜104(2005年、情報機構出版)Latest resist material handbook, P1, 103-104 (2005, published by the Information Organization)

本発明は、上記実情に鑑みて成し遂げられたものであり、光硬化性に優れた光硬化性組成物、特に、フラットパネルディスプレイ等の永久膜の作成に好適な光ナノインプリント用光硬化性組成物を提供することを目的とする。   The present invention has been accomplished in view of the above circumstances, and is a photocurable composition excellent in photocurability, in particular, a photocurable composition for photo-nanoimprinting suitable for producing a permanent film such as a flat panel display. The purpose is to provide.

かかる状況のもと、本願発明者が鋭意検討を行った結果、(メタ)アクリレート等の重合性単量体に加え、特定の構造を有するアリルエステル化合物またはアリルエーテル化合物を特定量添加することにより、光照射後の密着性に優れた光硬化性組成物が得られることを見出し、本願発明を完成するに至った。具体的には、下記手段により達成された。
(1)下記一般式(1)で表される化合物および/または下記一般式(2)で表される化合物の少なくとも一種と、下記一般式(3)で表される化合物の少なくとも1種を質量比20:80〜80:20の割合で含む、光硬化性組成物。

Figure 2010209250
(一般式(1)および一般式(2)中、Xは、それぞれ、有機基を表し、nは、それぞれ、1〜4の整数を表す。一般式(3)中、Yは有機基を表し、mは1〜4の整数を表し、Rは水素またはメチル基を表す。但し、一般式(1)で表される化合物、一般式(2)で表される化合物および一般式(3)で表される化合物は、それぞれ、分子量が150〜400である。)
(2)前記一般式(1)で表される化合物を含む、(1)に記載の光硬化性組成物。
(3)一般式(1)または一般式(2)におけるX、および一般式(3)におけるYが、それぞれ、炭化水素基である、(1)または(2)に記載の光硬化性組成物。
(4)一般式(3)において、Rが水素原子である、(1)〜(3)のいずれか1項に記載の光硬化性組成物。
(5)一般式(1)または一般式(2)におけるnが、2または3である、(1)〜(4)のいずれか1項に記載の光硬化性組成物。
(6)一般式(1)で表される化合物、一般式(2)で表される化合物および一般式(3)で表される化合物の合計量が、光硬化性組成物の80質量%以上である、(1)〜(5)のいずれか1項に記載の光硬化性組成物。
(7)(1)〜(6)のいずれか1項に記載の光硬化性組成物を硬化させてなる硬化物。
(8)(7)に記載の硬化物を含む液晶表示装置用部材。
(9)(1)〜(6)のいずれか1項に記載の光硬化性組成物を基板上に適用してパターン形成する工程と、前記パターン形成層にモールドに押圧する工程と、前記パターン形成層に光照射する工程を含むことを特徴とする硬化物の製造方法。 Under such circumstances, as a result of intensive studies by the present inventor, by adding a specific amount of an allyl ester compound or allyl ether compound having a specific structure in addition to a polymerizable monomer such as (meth) acrylate. The inventors have found that a photocurable composition having excellent adhesion after light irradiation can be obtained, and have completed the present invention. Specifically, it was achieved by the following means.
(1) At least one of the compound represented by the following general formula (1) and / or the compound represented by the following general formula (2) and at least one of the compounds represented by the following general formula (3) are included in mass. A photocurable composition comprising a ratio of 20:80 to 80:20.
Figure 2010209250
(In General Formula (1) and General Formula (2), X represents an organic group, and n represents an integer of 1 to 4. In General Formula (3), Y represents an organic group. , M represents an integer of 1 to 4, and R represents hydrogen or a methyl group, provided that the compound represented by the general formula (1), the compound represented by the general formula (2), and the general formula (3) Each of the represented compounds has a molecular weight of 150 to 400.)
(2) The photocurable composition as described in (1) containing the compound represented by the said General formula (1).
(3) The photocurable composition according to (1) or (2), wherein X in general formula (1) or general formula (2) and Y in general formula (3) are each a hydrocarbon group. .
(4) The photocurable composition according to any one of (1) to (3), wherein R in formula (3) is a hydrogen atom.
(5) The photocurable composition according to any one of (1) to (4), wherein n in the general formula (1) or the general formula (2) is 2 or 3.
(6) The total amount of the compound represented by the general formula (1), the compound represented by the general formula (2), and the compound represented by the general formula (3) is 80% by mass or more of the photocurable composition. The photocurable composition according to any one of (1) to (5), wherein
(7) A cured product obtained by curing the photocurable composition according to any one of (1) to (6).
(8) A member for a liquid crystal display device comprising the cured product according to (7).
(9) A step of applying a pattern by applying the photocurable composition according to any one of (1) to (6) onto a substrate, a step of pressing the pattern forming layer against a mold, and the pattern The manufacturing method of the hardened | cured material characterized by including the process of light-irradiating a formation layer.

本発明により、低粘度で高い転写パターン精度を有しつつ、光照射後の密着性に優れたナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物を提供することが可能になった。   According to the present invention, it has become possible to provide a curable composition for nanoimprint lithography that has low viscosity and high transfer pattern accuracy and excellent adhesion after light irradiation.

以下において、本発明の内容について詳細に説明する。尚、本願明細書において「〜」とはその前後に記載される数値を下限値および上限値として含む意味で使用される。   Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail. In the present specification, “to” is used to mean that the numerical values described before and after it are included as a lower limit value and an upper limit value.

以下において本発明を詳細に説明する。なお、本明細書中において、(メタ)アクリレートはアクリレートおよびメタクリレートを表し、(メタ)アクリルはアクリルおよびメタクリルを表し、(メタ)アクリロイルはアクリロイルおよびメタクリロイルを表す。また、本明細書中において、単量体とモノマーは同一である。本発明における単量体は、オリゴマー、ポリマーと区別し、質量平均分子量が1,000以下の化合物をいう。本明細書中において、官能基は重合に関与する基をいう。
なお、本発明で言うナノインプリントとは、およそ数μmから数十nmのサイズのパターン転写をいい、ナノオーダのものに限られるものではないことは言うまでもない。
The present invention is described in detail below. In the present specification, (meth) acrylate represents acrylate and methacrylate, (meth) acryl represents acryl and methacryl, and (meth) acryloyl represents acryloyl and methacryloyl. Moreover, in this specification, a monomer and a monomer are the same. The monomer in the present invention is a compound having a mass average molecular weight of 1,000 or less, distinguished from oligomers and polymers. In the present specification, the functional group refers to a group involved in polymerization.
The nanoimprint referred to in the present invention refers to pattern transfer having a size of about several μm to several tens of nm, and it goes without saying that the nanoimprint is not limited to a nano-order.

[光硬化性組成物]
本発明の光硬化性組成物は、下記一般式(1)で表される化合物および/または下記一般式(2)で表される化合物の少なくとも一種と、下記一般式(3)で表される化合物の少なくとも1種を質量比20:80〜80:20の割合で含むことを特徴とする。

Figure 2010209250
(一般式(1)および一般式(2)中、Xは、それぞれ、有機基を表し、nは、それぞれ、1〜4の整数を表す。一般式(3)中、Yは有機基を表し、mは1〜4の整数を表し、Rは水素またはメチル基を表す。但し、一般式(1)で表される化合物、一般式(2)で表される化合物および一般式(3)で表される化合物は、それぞれ、分子量が150〜400である。) [Photocurable composition]
The photocurable composition of the present invention is represented by at least one of a compound represented by the following general formula (1) and / or a compound represented by the following general formula (2), and the following general formula (3). It is characterized by including at least one compound in a mass ratio of 20:80 to 80:20.
Figure 2010209250
(In General Formula (1) and General Formula (2), X represents an organic group, and n represents an integer of 1 to 4. In General Formula (3), Y represents an organic group. , M represents an integer of 1 to 4, and R represents hydrogen or a methyl group, provided that the compound represented by the general formula (1), the compound represented by the general formula (2), and the general formula (3) Each of the represented compounds has a molecular weight of 150 to 400.)

本発明では、特定の構造を有する、アリルエステル化合物またはアリルエーテル化合物を併用することにより、硬化前においては保存安定性が高く、微細凹凸パターン形成能に優れたものとすることができる。また、硬化後においてはパターン精度に優れており、さらには、他の諸点において総合的に優れた塗膜物性とすることができる。そのため、本発明の光硬化性組成物は、光ナノインプリントリソグラフィに広く用いることができる。また、特に好ましい態様においては、さらに本発明の光硬化性組成物の基板密着性をも顕著に改良することもできる。 In the present invention, by using an allyl ester compound or an allyl ether compound having a specific structure in combination, the storage stability is high before curing and the fine irregular pattern forming ability is excellent. Further, after curing, the pattern accuracy is excellent, and furthermore, the coating film properties can be comprehensively improved in other respects. Therefore, the photocurable composition of the present invention can be widely used for optical nanoimprint lithography. In a particularly preferred embodiment, the substrate adhesion of the photocurable composition of the present invention can also be significantly improved.

即ち、本発明の光硬化性組成物は、光ナノインプリントリソグラフィに用いる場合、以下のような特徴を有するものとすることができる。
(1)室温での溶液流動性に優れるため、モールド凹部のキャビティ内に該組成物が流れ込みやすく、大気が取り込まれにくいためバブル欠陥を引き起こすことがなく、モールド凸部、凹部のいずれにおいても光硬化後に残渣が残りにくい。
(2)組成物の保存安定性が高く、経時で増粘、ゲル化するなどの問題が起こりにくいため、組成物を調液した後も長期間にわたりパターン精度の低下が見られない。
(3)硬化後の硬化膜は機械的性質に優れ、塗膜と基板の密着性に優れ、塗膜とモールドの剥離性に優れるため、モールドを引き剥がす際にパターン崩れや塗膜表面に糸引きが生じて表面荒れを引き起こすことがないため良好なパターンを形成できる。
(4)塗布均一性に優れるため、大型基板への塗布・微細加工分野などに適する。
That is, the photocurable composition of the present invention can have the following characteristics when used in optical nanoimprint lithography.
(1) Since the solution fluidity at room temperature is excellent, the composition easily flows into the cavity of the mold recess, and the atmosphere is difficult to be taken in. Residues hardly remain after curing.
(2) Since the storage stability of the composition is high and problems such as thickening and gelation do not easily occur over time, no deterioration in pattern accuracy is observed over a long period of time after the composition is prepared.
(3) The cured film after curing has excellent mechanical properties, excellent adhesion between the coating film and the substrate, and excellent peeling properties between the coating film and the mold. Since pulling does not cause surface roughness, a good pattern can be formed.
(4) Since it is excellent in coating uniformity, it is suitable for the field of coating / microfabrication on large substrates.

例えば、本発明の光硬化性組成物は、これまで展開が難しかった半導体集積回路や液晶表示装置用部材(特に、液晶ディスプレイの薄膜トランジタ、液晶カラーフィルタの保護膜、スペーサ、その他の液晶表示装置用部材の微細加工用途等)に好適に適用でき、その他の用途、例えば、プラズマディスプレイパネル用隔壁材、フラットスクリーン、マイクロ電気機械システム(MEMS)、センサ素子、光ディスク、高密度メモリーデイスク等の磁気記録媒体、回折格子ヤレリーフホログラム等の光学部品、ナノデバイス、光学デバイス、光学フィルムや偏光素子、有機トランジスタ、カラーフィルタ、オーバーコート層、柱材、液晶配向用リブ材、マイクロレンズアレイ、免疫分析チップ、DNA分離チップ、マイクロリアクター、ナノバイオデバイス、光導波路、光学フィルター、フォトニック液晶等の作製にも幅広く適用できるようになる。   For example, the photocurable composition of the present invention is a member for semiconductor integrated circuits and liquid crystal display devices that have been difficult to develop until now (particularly thin film transistors for liquid crystal displays, protective films for liquid crystal color filters, spacers, and other liquid crystal display devices). It can be suitably applied to other materials such as plasma processing panel partition materials, flat screens, micro electromechanical systems (MEMS), sensor elements, optical disks, high-density memory disks, etc. Optical components such as recording media, diffraction grating relief holograms, nanodevices, optical devices, optical films and polarizing elements, organic transistors, color filters, overcoat layers, pillar materials, liquid crystal alignment rib materials, microlens arrays, immunoassays Chip, DNA separation chip, microreactor, nanobye It can be widely applied to the production of optical devices, optical waveguides, optical filters, photonic liquid crystals, and the like.

(一般式(1)で表される化合物、一般式(2)で表される化合物、一般式(3)で表される化合物)
一般式(1)で表される化合物、一般式(2)で表される化合物、および一般式(3)で表される化合物について説明する。

Figure 2010209250
(一般式(1)および一般式(2)中、Xは、それぞれ、有機基を表し、nは、それぞれ、1〜4の整数を表す。一般式(3)中、Yは有機基を表し、mは1〜4の整数を表し、Rは水素またはメチル基を表す。但し、一般式(1)で表される化合物、一般式(2)で表される化合物および一般式(3)で表される化合物は、それぞれ、分子量が150〜400である。) (Compound represented by general formula (1), compound represented by general formula (2), compound represented by general formula (3))
The compound represented by the general formula (1), the compound represented by the general formula (2), and the compound represented by the general formula (3) will be described.
Figure 2010209250
(In General Formula (1) and General Formula (2), X represents an organic group, and n represents an integer of 1 to 4. In General Formula (3), Y represents an organic group. , M represents an integer of 1 to 4, and R represents hydrogen or a methyl group, provided that the compound represented by the general formula (1), the compound represented by the general formula (2), and the general formula (3) Each of the represented compounds has a molecular weight of 150 to 400.)

一般式(1)および(2)におけるXは、好ましくは、それぞれ、炭化水素基であり、より好ましくは、炭素数2〜6の炭化水素基である。Xは直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、直鎖または分岐が好ましい。
一般式(1)および(2)におけるnは、それぞれ、2または3であることが好ましい。
X in the general formulas (1) and (2) is preferably a hydrocarbon group, and more preferably a hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms. X may be linear, branched or cyclic, and is preferably linear or branched.
In the general formulas (1) and (2), n is preferably 2 or 3, respectively.

一般式(3)におけるYは、好ましくは、炭化水素基であり、より好ましくは、炭素数2〜10の炭化水素基である。Yは直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、直鎖または分岐が好ましい。
一般式(3)におけるRは水素原子が好ましい。水素原子とすることにより、露光時の感度が上昇する。
また、本発明の硬化性組成物は、一般式(3)におけるmが2以上である化合物を含むことが好ましい。
Y in the general formula (3) is preferably a hydrocarbon group, more preferably a hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms. Y may be linear, branched or cyclic, and is preferably linear or branched.
R in the general formula (3) is preferably a hydrogen atom. By using hydrogen atoms, the sensitivity during exposure increases.
Moreover, it is preferable that the curable composition of this invention contains the compound whose m in General formula (3) is 2 or more.

一般式(1)で表される化合物の具体例としては、マレイン酸ジアリル、フマル酸ジアリル、スクシン酸ジアリル、アジピン酸ジアリル、クエン酸トリアリル、フェニル酢酸アリル、ヘプタン酸アリル、イソフタル酸ジアリル等が挙げられる。   Specific examples of the compound represented by the general formula (1) include diallyl maleate, diallyl fumarate, diallyl succinate, diallyl adipate, triallyl citrate, allyl phenylacetate, allyl heptanoate, diallyl isophthalate, and the like. It is done.

一般式(2)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ジアリルエーテル、テトラアリルオキシエタン、トリメチロールプロパンモノアリルエーテル、トリメチロールプローパントリアリルエーテル、ペンタエリスリトールジアリルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、アリルn−オクチルエーテル、グリセロールα,α‘−ジアリルエーテル等が挙げられる。   Specific examples of the compound represented by the general formula (2) include trimethylolpropane diallyl ether, tetraallyloxyethane, trimethylolpropane monoallyl ether, trimethylolpropan triallyl ether, pentaerythritol diallyl ether, pentaerythritol triallyl. Examples include ether, allyl n-octyl ether, glycerol α, α′-diallyl ether, and the like.

一般式(3)で表される化合物の具体例としては、2−アクリロイロキシエチルフタレート、2−アクリロイロキシ2−ヒドロキシエチルフタレート、2−アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタレート、2−アクリロイロキシプロピルフタレート、2−エチル−2−ブチルプロパンジオールアクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性(以下「EO」という。)クレゾール(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシ化フェニル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ウレタンアクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニルオキシエチル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、メトキシジプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリプロピレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールベンゾエート(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、エピクロロヒドリン(以下「ECH」という)変性フェノキシアクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、EO変性コハク酸(メタ)アクリレート、トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、EO変性トリブロモフェニル(メタ)アクリレート、トリドデシル(メタ)アクリレート、β−(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメトキシシラン、β−(メタ)アクリロイルオキシエチルトリエトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン、4−(メタ)アクリロイルオキシ−安息香酸アリルエステル、3−(メタ)アクリロイルオキシ−安息香酸アリルエステル、p−イソプロペニルフェノール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル(メタ)アクリレート、ジメチロールジシクロペンタンジ(メタ)アクリレート、ジ(メタ)アクリル化イソシアヌレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、EO変性1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ECH変性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、EO変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、PO変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、EO変性ビスフェノールFジ(メタ)アクリレート、ECH変性ヘキサヒドロフタル酸ジアクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、EO変性ネオペンチルグリコールジアクリレート、プロピレンオキシド(以後「PO」という。)変性ネオペンチルグリコールジアクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸エステルネオペンチルグリコール、ステアリン酸変性ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ECH変性フタル酸ジ(メタ)アクリレート、ECH変性プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、シリコーンジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチロールプロパンジ(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、EO変性トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリグリセロールジ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸−2−(メタ)アクリロイルオキシ−3−アリルオキシ−プロピルエステル、ECH変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、EO変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、PO変性グリセロールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、EO変性リン酸トリアクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Specific examples of the compound represented by the general formula (3) include 2-acryloyloxyethyl phthalate, 2-acryloyloxy 2-hydroxyethyl phthalate, 2-acryloyloxyethyl hexahydrophthalate, 2-acryloyloxypropyl phthalate. 2-ethyl-2-butylpropanediol acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, 3-methoxybutyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, butanediol mono (meth) acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, Cetyl (meth) acrylate, ethylene oxide modified (hereinafter referred to as “EO”) cresol (meth) acrylate, dipropylene glycol (meth) acrylate, ethoxylated phenyl (meth) acrylate, isooctyl ( Acrylate), cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, urethane acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, dicyclopentanyloxyethyl (meth) acrylate, isomyristyl (meth) acrylate, lauryl (meth) Acrylate, methoxydipropylene glycol (meth) acrylate, methoxytripropylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate, methoxytriethylene glycol (meth) acrylate, methyl (meth) acrylate, neopentyl glycol benzoate (meth) Acrylate, octyl (meth) acrylate, epichlorohydrin (hereinafter referred to as “ECH”) modified phenoxy acrylate, phenoxy ethyl (Meth) acrylate, phenoxydiethylene glycol (meth) acrylate, phenoxyhexaethylene glycol (meth) acrylate, phenoxytetraethylene glycol (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, EO-modified succinic acid (meth) acrylate, tribromophenyl (meth) ) Acrylate, EO-modified tribromophenyl (meth) acrylate, tridodecyl (meth) acrylate, β- (meth) acryloyloxyethyltrimethoxysilane, β- (meth) acryloyloxyethyltriethoxysilane, γ- (meth) acryloyloxy Propyltrimethoxysilane, γ- (meth) acryloyloxypropyltriethoxysilane, 4- (meth) acryloyloxy-benzoic acid allyl ester, 3- (meth) acryloyloxy Benzoic acid allyl ester, p-isopropenylphenol, diethylene glycol monoethyl ether (meth) acrylate, dimethylol dicyclopentane di (meth) acrylate, di (meth) acrylated isocyanurate, 1,3-butylene glycol di (meth) Acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, EO-modified 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, ECH-modified 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di ( (Meth) acrylate, EO modified bisphenol A di (meth) acrylate, PO modified bisphenol A di (meth) acrylate, modified bisphenol A di (meth) acrylate, EO modified bisphenol F di (meth) acrylate, ECH modified hexa Dorofutaru acid diacrylate, hydroxypivalic acid neopentyl glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, EO-modified neopentyl glycol diacrylate, propylene oxide (hereinafter referred to as "PO". ) Modified neopentyl glycol diacrylate, caprolactone modified hydroxypivalate ester neopentyl glycol, stearic acid modified pentaerythritol di (meth) acrylate, ECH modified phthalic acid di (meth) acrylate, ECH modified propylene glycol di (meth) acrylate, silicone Di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, dimethylol tricyclodecane di (meth) acrylate, neopentyl glycol modified trimethylolpropane di (meth) acrylate, tripropylene Glycol di (meth) acrylate, EO-modified tripropylene glycol di (meth) acrylate, triglycerol di (meth) acrylate, Propylene glycol di (meth) acrylate, (meth) acrylic acid-2- (meth) acryloyloxy-3-allyloxy-propyl ester, ECH modified glycerol tri (meth) acrylate, EO modified glycerol tri (meth) acrylate, PO modified glycerol Examples include tri (meth) acrylate, pentaerythritol triacrylate, EO-modified phosphoric acid triacrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tris (acryloxyethyl) isocyanurate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, and the like.

下記一般式(1)で表される化合物および/または下記一般式(2)で表される化合物の少なくとも一種と、下記一般式(3)で表される化合物の少なくとも1種の質量比は、20:80〜80:20であり、好ましくは、25:75〜75:20であり、より好ましくは30:70〜70:30である。このような範囲とすることにより、組成物の低粘度と光照射後の硬化膜の高密着性を両立できる。
尚、本発明では、一般式(1)で表される化合物および/または一般式(2)で表される化合物の少なくとも一種と、一般式(3)で表される化合物の少なくとも一種を含んでいればよいが、それぞれ、二種類以上含んでいてもよいことは言うまでも無い。
特に、一般式(3)で表される化合物は、二種類以上含んでいることが好ましく、さらに、一般式(3)で表される化合物の少なくとも一種は、2官能または3官能または4官能の化合物であることがより好ましい。
The mass ratio of at least one compound represented by the following general formula (1) and / or at least one compound represented by the following general formula (2) and at least one compound represented by the following general formula (3) is: It is 20: 80-80: 20, Preferably, it is 25: 75-75: 20, More preferably, it is 30: 70-70: 30. By setting it as such a range, the low viscosity of a composition and the high adhesiveness of the cured film after light irradiation are compatible.
In the present invention, at least one compound represented by the general formula (1) and / or a compound represented by the general formula (2) and at least one compound represented by the general formula (3) are included. Needless to say, each may contain two or more types.
In particular, the compound represented by the general formula (3) preferably includes two or more kinds. Further, at least one of the compounds represented by the general formula (3) is bifunctional, trifunctional or tetrafunctional. More preferably, it is a compound.

一般式(1)で表される化合物、一般式(2)で表される化合物および一般式(3)で表される化合物の分子量は、それぞれ、150〜400であり、160〜380が好ましく、170〜360がより好ましい。分子量を150以上とすることにより、揮発を防ぎより良好は塗布性を付与でき、400以下とすることにより、より粘度上昇を抑制できる。 The molecular weight of the compound represented by the general formula (1), the compound represented by the general formula (2) and the compound represented by the general formula (3) is 150 to 400, preferably 160 to 380, 170-360 is more preferable. By setting the molecular weight to 150 or more, volatilization can be prevented and better applicability can be imparted, and by setting the molecular weight to 400 or less, an increase in viscosity can be further suppressed.

本発明の光硬化性組成物は、一般式(1)で表される化合物、一般式(2)で表される化合物および一般式(3)で表される化合物の合計量が、全組成物中の80質量%以上を占めることが好ましく、90質量%以上を占めることがより好ましい。   The total amount of the compound represented by the general formula (1), the compound represented by the general formula (2) and the compound represented by the general formula (3) is the total composition of the photocurable composition of the present invention. It is preferable to occupy 80% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more.

本発明の光硬化性組成物は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、上記以外の他の重合性単量体を含んでいてもよい。   The photocurable composition of the present invention may contain other polymerizable monomers other than those described above without departing from the spirit of the present invention.

本発明で用いる他の重合性単量体として、オキシラン環を有する化合物を採用できる。オキシラン環を有する化合物としては、例えば、多塩基酸のポリグリシジルエステル類、多価アルコールのポリグリシジルエーテル類、ポリオキシアルキレングリコールのポリグリシジルエーテル類、芳香族ポリオールのポリグリシジルエテーテル類、芳香族ポリオールのポリグリシジルエーテル類の水素添加化合物類、ウレタンポリエポキシ化合物およびエポキシ化ポリブタジエン類等を挙げることができる。これらの化合物は、その一種を単独で使用することもできるし、また、その二種以上を混合して使用することもできる。   As another polymerizable monomer used in the present invention, a compound having an oxirane ring can be employed. Examples of the compound having an oxirane ring include polyglycidyl esters of polybasic acids, polyglycidyl ethers of polyhydric alcohols, polyglycidyl ethers of polyoxyalkylene glycols, polyglycidyl ethers of aromatic polyols, and aromatics. Mention may be made, for example, of hydrogenated compounds of polyglycidyl ethers of polyols, urethane polyepoxy compounds and epoxidized polybutadienes. These compounds can be used alone or in combination of two or more thereof.

好ましく使用することのできるエポキシ化合物としては、例えばビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、ビスフェノールSジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールFジグリシジルエーテル、臭素化ビスフェノールSジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールFジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールSジグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル類;エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなどの脂肪族多価アルコールに1種または2種以上のアルキレンオキサイドを付加することにより得られるポリエーテルポリオールのポリグリシジルエーテル類;脂肪族長鎖二塩基酸のジグリシジルエステル類;脂肪族高級アルコールのモノグリシジルエーテル類;フェノール、クレゾール、ブチルフェノールまたはこれらにアルキレンオキサイドを付加して得られるポリエーテルアルコールのモノグリシジルエーテル類;高級脂肪酸のグリシジルエステル類などを例示することができる。   Examples of the epoxy compound that can be preferably used include bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, bisphenol S diglycidyl ether, brominated bisphenol A diglycidyl ether, brominated bisphenol F diglycidyl ether, and brominated bisphenol S. Diglycidyl ether, hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether, hydrogenated bisphenol F diglycidyl ether, hydrogenated bisphenol S diglycidyl ether, 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, glycerin tri Glycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol Glycidyl ethers; polyglycidyl ethers of polyether polyols obtained by adding one or more alkylene oxides to aliphatic polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol and glycerin; aliphatic long-chain dibasic acids Diglycidyl esters of aliphatic higher alcohols; monoglycidyl ethers of higher aliphatic alcohols; monoglycidyl ethers of polyether alcohols obtained by adding phenol, cresol, butylphenol or alkylene oxide to these; glycidyl esters of higher fatty acids, etc. can do.

これらの成分の中、ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールAジグリシジルエーテル、水添ビスフェノールFジグリシジルエーテル、1,4−ブタンジオールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテルが好ましい。   Among these components, bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether, hydrogenated bisphenol F diglycidyl ether, 1,4-butanediol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol Diglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, and polypropylene glycol diglycidyl ether are preferred.

グリシジル基含有化合物として好適に使用できる市販品としては、UVR−6216(ユニオンカーバイド社製)、グリシドール、AOEX24、サイクロマーA200、(以上、ダイセル化学工業(株)製)、エピコート828、エピコート812、エピコート1031、エピコート872、エピコートCT508(以上、油化シェル(株)製)、KRM−2400、KRM−2410、KRM−2408、KRM−2490、KRM−2720、KRM−2750(以上、旭電化工業(株)製)などを挙げることができる。これらは、1種単独で、または2種以上組み合わせて用いることができる。   Commercially available products that can be suitably used as the glycidyl group-containing compound include UVR-6216 (manufactured by Union Carbide), glycidol, AOEX24, cyclomer A200, (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), Epicoat 828, Epicoat 812, Epicoat 1031, Epicoat 872, Epicoat CT508 (above, manufactured by Yuka Shell Co., Ltd.), KRM-2400, KRM-2410, KRM-2408, KRM-2490, KRM-2720, KRM-2750 (above, Asahi Denka Kogyo ( Product)). These can be used alone or in combination of two or more.

また、これらのオキシラン環を有する化合物はその製法は問わないが、例えば、丸善KK出版、第四版実験化学講座20有機合成II、213〜、平成4年、Ed.by Alfred Hasfner,The chemistry of heterocyclic compounds−Small Ring Heterocyclespart3 Oxiranes,John & Wiley and Sons,An Interscience Publication,New York,1985、吉村、接着、29巻12号、32、1985、吉村、接着、30巻5号、42、1986、吉村、接着、30巻7号、42、1986、特開平11−100378号公報、特許第2906245号公報、特許第2926262号公報などの文献を参考にして合成できる。   The production method of these compounds having an oxirane ring is not limited. For example, Maruzen KK Publishing, 4th edition Experimental Chemistry Course 20 Organic Synthesis II, 213, 1992, Ed. By Alfred Hasfner, The chemistry of cyclic compounds-Small Ring Heterocyclespart3 Oxiranes, John & Wiley and Sons, An Interscience Publication, New York, 1985, Yoshimura, Adhesion, Vol. 29, No. 12, 32, 1985, Yoshimura, Adhesion, Vol. 30, No. 5, 42, 1986, Yoshimura , Adhesion, Vol. 30, No. 7, 42, 1986, Japanese Patent Laid-Open No. 11-1000037, Japanese Patent No. 2906245, Japanese Patent No. 2926262 and the like.

本発明で用いる他の重合性単量体として、ビニルエーテル化合物を併用してもよい。
ビニルエーテル化合物は、適宜選択すれば良く、例えば、2−エチルヘキシルビニルエーテル、ブタンジオール−1,4−ジビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、エチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、1,2−プロパンジオールジビニルエーテル、1,3−プロパンジオールジビニルエーテル、1,3−ブタンジオールジビニルエーテル、1,4−ブタンジオールジビニルエーテル、テトラメチレングリコールジビニルエーテル、ネオペンチルグリコールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル、トリメチロールエタントリビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、テトラエチレングリコールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ソルビトールテトラビニルエーテル、ソルビトールペンタビニルエーテル、エチレングリコールジエチレンビニルエーテル、トリエチレングリコールジエチレンビニルエーテル、エチレングリコールジプロピレンビニルエーテル、トリエチレングリコールジエチレンビニルエーテル、トリメチロールプロパントリエチレンビニルエーテル、トリメチロールプロパンジエチレンビニルエーテル、ペンタエリスリトールジエチレンビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリエチレンビニルエーテル、ペンタエリスリトールテトラエチレンビニルエーテル、1,1,1−トリス〔4−(2−ビニロキシエトキシ)フェニル〕エタン、ビスフェノールAジビニロキシエチルエーテル等が挙げられる。
As other polymerizable monomer used in the present invention, a vinyl ether compound may be used in combination.
The vinyl ether compound may be appropriately selected. For example, 2-ethylhexyl vinyl ether, butanediol-1,4-divinyl ether, diethylene glycol monovinyl ether, diethylene glycol monovinyl ether, ethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, 1,2- Propanediol divinyl ether, 1,3-propanediol divinyl ether, 1,3-butanediol divinyl ether, 1,4-butanediol divinyl ether, tetramethylene glycol divinyl ether, neopentyl glycol divinyl ether, trimethylolpropane trivinyl ether, Trimethylolethane trivinyl ether, hexanediol divinyl ether, tetraethyleneglycol Rudivinyl ether, pentaerythritol divinyl ether, pentaerythritol trivinyl ether, pentaerythritol tetravinyl ether, sorbitol tetravinyl ether, sorbitol pentavinyl ether, ethylene glycol diethylene vinyl ether, triethylene glycol diethylene vinyl ether, ethylene glycol dipropylene vinyl ether, triethylene glycol diethylene vinyl ether, triethylene glycol Methylolpropane triethylene vinyl ether, trimethylolpropane diethylene vinyl ether, pentaerythritol diethylene vinyl ether, pentaerythritol triethylene vinyl ether, pentaerythritol tetraethylene vinyl ether, 1,1,1-tris [4- (2 Vinyloxy ethoxy) phenyl] ethane, bisphenol A divinyloxyethyl carboxyethyl ether.

これらのビニルエーテル化合物は、例えば、Stephen.C.Lapin,Polymers Paint Colour Journal.179(4237)、321(1988)に記載されている方法、即ち多価アルコールもしくは多価フェノールとアセチレンとの反応、または多価アルコールもしくは多価フェノールとハロゲン化アルキルビニルエーテルとの反応により合成することができ、これらは1種単独あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。   These vinyl ether compounds can be obtained, for example, by the method described in Stephen C. Lapin, Polymers Paint Color Journal. 179 (4237), 321 (1988), that is, the reaction of a polyhydric alcohol or polyhydric phenol with acetylene, or They can be synthesized by the reaction of a polyhydric alcohol or polyhydric phenol and a halogenated alkyl vinyl ether, and these can be used singly or in combination of two or more.

その他、本発明で用いる他の重合性単量体として、ビニル化合物としてN−ビニル化合物を用いることもできる。N−ビニル化合物としては、例えば、N−ビニル−2−ピロリドン、N−ビニルカプロラクトン、N−ビニルスクシンイミド、N−ビニルホルムアミド等が挙げられる。   In addition, as another polymerizable monomer used in the present invention, an N-vinyl compound can be used as the vinyl compound. Examples of the N-vinyl compound include N-vinyl-2-pyrrolidone, N-vinylcaprolactone, N-vinylsuccinimide, N-vinylformamide, and the like.

また、本発明で用いる他の重合性単量体として、スチレン誘導体も採用できる。スチレン誘導体としては、例えば、p−メトキシスチレン、p−メトキシ−β−メチルスチレン、p−ヒドロキシスチレン、等を挙げることができる。   Moreover, a styrene derivative can also be employ | adopted as another polymerizable monomer used by this invention. Examples of the styrene derivative include p-methoxystyrene, p-methoxy-β-methylstyrene, p-hydroxystyrene, and the like.

また、モールドとの剥離性や塗布性を向上させる目的で、トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、ペンタフルオロエチル(メタ)アクリレート、(パーフルオロブチル)エチル(メタ)アクリレート、パーフルオロブチル−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、(パーフルオロヘキシル)エチル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレート、パーフルオロオクチルエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート等のフッ素原子を有する化合物も併用することができる。   In addition, trifluoroethyl (meth) acrylate, pentafluoroethyl (meth) acrylate, (perfluorobutyl) ethyl (meth) acrylate, perfluorobutyl-hydroxypropyl ( Use compounds containing fluorine atoms such as (meth) acrylate, (perfluorohexyl) ethyl (meth) acrylate, octafluoropentyl (meth) acrylate, perfluorooctylethyl (meth) acrylate, tetrafluoropropyl (meth) acrylate, etc. Can do.

本発明で用いる他の重合性単量体として、プロペニルエーテルおよびブテニルエーテルを配合できる。例えば1−ドデシル−1−プロペニルエーテル、1−ドデシル−1−ブテニルエーテル、1−ブテノキシメチル−2−ノルボルネン、1−4−ジ(1−ブテノキシ)ブタン、1,10−ジ(1−ブテノキシ)デカン、1,4−ジ(1−ブテノキシメチル)シクロヘキサン、ジエチレングリコールジ(1−ブテニル)エーテル、1,2,3−トリ(1−ブテノキシ)プロパン、プロペニルエーテルプロピレンカーボネート等が好適に適用できる。   As another polymerizable monomer used in the present invention, propenyl ether and butenyl ether can be blended. For example, 1-dodecyl-1-propenyl ether, 1-dodecyl-1-butenyl ether, 1-butenoxymethyl-2-norbornene, 1-4-di (1-butenoxy) butane, 1,10-di (1-butenoxy) Decane, 1,4-di (1-butenoxymethyl) cyclohexane, diethylene glycol di (1-butenyl) ether, 1,2,3-tri (1-butenoxy) propane, propenyl ether propylene carbonate, and the like can be suitably applied.

(多官能オリゴマーやポリマー)
本発明の光硬化性組成物では、架橋密度をさらに高める目的で、上記多官能の他の重合性単量体よりもさらに分子量の大きい多官能オリゴマーやポリマーを本発明の目的を達成する範囲で配合することができる。光ラジカル重合性を有する多官能オリゴマーとしてはポリエステルアクリレート、ポリウレタンアクリレート、ポリエーテルアクリレート、ポリエポキシアクリレート等の各種アクリレートオリゴマーが挙げられる。本発明では、分子量1000以上の高分子の含量が、組成物中5質量%以下であることが好ましい。このような範囲とすることにより、本発明の光硬化性組成物の粘度を下げることができ、ナノインプリント用光硬化性組成物として用いる際に、より有益である。
(Polyfunctional oligomers and polymers)
In the photocurable composition of the present invention, for the purpose of further increasing the crosslinking density, a polyfunctional oligomer or polymer having a molecular weight higher than that of the other polyfunctional polymerizable monomer is within the range of achieving the object of the present invention. Can be blended. Examples of the polyfunctional oligomer having photo-radical polymerizability include various acrylate oligomers such as polyester acrylate, polyurethane acrylate, polyether acrylate, and polyepoxy acrylate. In the present invention, the content of the polymer having a molecular weight of 1000 or more is preferably 5% by mass or less in the composition. By setting it as such a range, the viscosity of the photocurable composition of this invention can be lowered | hung, and when using as a photocurable composition for nanoimprints, it is more useful.

(B)光重合開始剤
本発明の光硬化性組成物には、光重合開始剤が用いられる。本発明に用いられる光重合開始剤は、全組成物中、例えば、0.1〜15質量%含有し、好ましくは0.2〜12質量%であり、さらに好ましくは、0.3〜10質量%である。2種類以上の光重合開始剤を用いる場合は、その合計量が前記範囲となる。
光重合開始剤の割合が0.1質量%以上とすることにより、感度(速硬化性)、解像性、ラインエッジラフネス性、塗膜強度が向上する傾向にあり好ましい。一方、光重合開始剤の割合を15質量%以下とすることにより、光透過性、着色性、取り扱い性などが向上する傾向にあり、好ましい。これまで、染料および/または顔料を含むインクジェット用組成物や液晶デイスプレイカラーフィルタ用組成物においては、好ましい光重合開始剤および/または光酸発生剤の添加量が種々検討されてきたが、ナノインプリント用等の光硬化性組成物についての好ましい光重合開始剤および/または光酸発生剤の添加量については報告されていない。すなわち、染料および/または顔料を含む系では、これらがラジカルトラップ剤として働くことがあり、光重合性、感度に影響を及ぼす。その点を考慮して、これらの用途では、光重合開始剤の添加量が最適化される。一方で、本発明の光硬化性組成物では、染料および/または顔料は必須成分でなく、光重合開始剤の最適範囲がインクジェット用組成物や液晶デイスプレイカラーフィルタ用組成物等の分野のものとは異なる場合がある。
(B) Photoinitiator A photoinitiator is used for the photocurable composition of this invention. The photoinitiator used for this invention contains 0.1-15 mass% in all the compositions, for example, Preferably it is 0.2-12 mass%, More preferably, it is 0.3-10 mass %. When using 2 or more types of photoinitiators, the total amount becomes the said range.
It is preferable that the ratio of the photopolymerization initiator is 0.1% by mass or more because sensitivity (fast curability), resolution, line edge roughness, and coating film strength tend to be improved. On the other hand, when the ratio of the photopolymerization initiator is 15% by mass or less, the light transmittance, the colorability, the handleability and the like tend to be improved, which is preferable. So far, various addition amounts of preferred photopolymerization initiators and / or photoacid generators have been studied for ink jet compositions and dye display / color pigment compositions for liquid crystal display color filters. The addition amount of a preferable photopolymerization initiator and / or photoacid generator for a photocurable composition such as the above has not been reported. That is, in a system containing dyes and / or pigments, these may act as radical trapping agents, affecting the photopolymerizability and sensitivity. In consideration of this point, the amount of the photopolymerization initiator added is optimized in these applications. On the other hand, in the photocurable composition of the present invention, dyes and / or pigments are not essential components, and the optimum range of the photopolymerization initiator is in the fields of inkjet compositions, liquid crystal display color filter compositions, and the like. May be different.

本発明で用いる光重合開始剤は、使用する光源の波長に対して活性を有するものが配合され、適切な活性種を発生させるものを用いる。また、光重合開始剤は1種類のみでも、2種類以上用いてもよい。   As the photopolymerization initiator used in the present invention, one that has activity with respect to the wavelength of the light source to be used is blended, and one that generates appropriate active species is used. Moreover, only one type of photopolymerization initiator may be used, or two or more types may be used.

本発明で使用されるラジカル光重合開始剤は、例えば、市販されている開始剤を用いることができる。これらの例としては、例えば、特開平2008−105414号公報の段落番号0091に記載のものを好ましく採用することができる。 As the radical photopolymerization initiator used in the present invention, for example, a commercially available initiator can be used. As these examples, for example, those described in paragraph No. 0091 of JP-A No. 2008-105414 can be preferably used.

本発明の重合開始のための光は、紫外光、近紫外光、遠紫外光、可視光、赤外光等の領域の波長の光または、電磁波だけでなく、放射線も含まれ、放射線には、例えば、マイクロ波、電子線、EUV、X線が含まれる。また248nmエキシマレーザー、193nmエキシマレーザー、172nmエキシマレーザーなどのレーザー光も用いることができる。これらの光は、光学フィルターを通したモノクロ光(単一波長光)を用いてもよいし、複数の波長の異なる光(複合光)でもよい。露光は、多重露光も可能であり、膜強度、エッチング耐性を高めるなどの目的でパターン形成した後、さらに全面露光することも可能である。   The light for initiating polymerization of the present invention includes not only light having a wavelength in the region of ultraviolet light, near ultraviolet light, far ultraviolet light, visible light, infrared light, or electromagnetic waves, but also radiation. For example, microwave, electron beam, EUV, and X-ray are included. Laser light such as a 248 nm excimer laser, a 193 nm excimer laser, and a 172 nm excimer laser can also be used. The light may be monochromatic light (single wavelength light) that has passed through an optical filter, or may be light with a plurality of different wavelengths (composite light). The exposure can be multiple exposure, and after the pattern is formed for the purpose of increasing the film strength and etching resistance, the entire surface can be further exposed.

本発明で使用される光重合開始剤は、使用する光源の波長に対して適時に選択する必要があるが、モールド加圧・露光中にガスを発生させないものが好ましい。ガスが発生すると、モールドが汚染されるため、頻繁にモールドを洗浄しなければならなくなったり、本発明の光硬化性組成物がモールド内で変形し、転写パターン精度を劣化させたりするなどの問題を生じる。ガスを発生させないものは、モールドが汚染されにくく、モールドの洗浄頻度が減少したり、本発明の光硬化性組成物がモールド内で変形したりしにくいので転写パターン精度を劣化させにくい等の観点で好ましい。   The photopolymerization initiator used in the present invention needs to be selected in a timely manner with respect to the wavelength of the light source to be used, but is preferably one that does not generate gas during mold pressurization / exposure. When the gas is generated, the mold is contaminated, so it is necessary to frequently clean the mold, and the photocurable composition of the present invention is deformed in the mold and deteriorates the transfer pattern accuracy. Produce. Those that do not generate gas are less likely to contaminate the mold, reduce the frequency of cleaning of the mold, and the photocurable composition of the present invention is less likely to be deformed in the mold, so it is difficult to deteriorate transfer pattern accuracy. Is preferable.

(界面活性剤)
本発明の光硬化性組成物には、界面活性剤を含むことができる。本発明に用いられる界面活性剤は、全組成物中、例えば、0.001〜5質量%含有し、好ましくは0.002〜4質量%であり、さらに好ましくは、0.005〜3質量%である。2種類以上の界面活性剤を用いる場合は、その合計量が前記範囲となる。界面活性剤が組成物中0.001未満では、塗布の均一性の効果が不十分であり、一方、5質量%を越えると、モールド転写特性を悪化させるため、好ましくない。
界面活性剤は、フッ素系界面活性剤、シリコーン系界面活性剤およびフッ素・シリコーン系界面活性剤の少なくとも1種を含むことが好ましく、フッ素系界面活性剤とシリコーン系界面活性剤の両方または、フッ素・シリコーン系界面活性剤を含むことがより好ましく、フッ素・シリコーン系界面活性剤を含むことが最も好ましい。
ここで、フッ素・シリコーン系界面活性剤とは、フッ素系界面活性剤およびシリコーン系界面活性剤の両方の要件を併せ持つものをいう。
このような界面活性剤を用いることにより、本発明の光硬化性組成物を、半導体素子製造用のシリコーンウェハや、液晶素子製造用のガラス角基板、クロム膜、モリブデン膜、モリブデン合金膜、タンタル膜、タンタル合金膜、窒化珪素膜、アモルファスシリコーン膜、酸化錫をドープした酸化インジウム(ITO)膜や酸化錫膜などの、各種の膜が形成されるなど基板上の塗布時に起こるストリエーションや鱗状の模様(レジスト膜の乾燥むら)などの塗布不良の問題を解決する目的、およびモールド凹部のキャビティ内への組成物の流動性を良くし、モールドとレジスト間の剥離性を良くし、レジストと基板間の密着性を良くする、組成物の粘度を下げる等が可能になる。
(Surfactant)
The photocurable composition of the present invention can contain a surfactant. The surfactant used in the present invention contains, for example, 0.001 to 5% by mass, preferably 0.002 to 4% by mass, and more preferably 0.005 to 3% by mass in the entire composition. It is. When using 2 or more types of surfactant, the total amount becomes the said range. If the surfactant is less than 0.001 in the composition, the effect of coating uniformity is insufficient. On the other hand, if it exceeds 5% by mass, the mold transfer characteristics are deteriorated, which is not preferable.
The surfactant preferably contains at least one of a fluorine-based surfactant, a silicone-based surfactant, and a fluorine / silicone-based surfactant. Both the fluorine-based surfactant and the silicone-based surfactant or fluorine -More preferably, a silicone-based surfactant is included, and most preferably, a fluorine-silicone-based surfactant is included.
Here, the fluorine / silicone surfactant refers to one having both requirements of a fluorine surfactant and a silicone surfactant.
By using such a surfactant, the photocurable composition of the present invention can be applied to a silicon wafer for manufacturing a semiconductor device, a glass square substrate for manufacturing a liquid crystal device, a chromium film, a molybdenum film, a molybdenum alloy film, or tantalum. Striations and scales that occur during coating, such as various films, such as films, tantalum alloy films, silicon nitride films, amorphous silicone films, tin oxide-doped indium oxide (ITO) films and tin oxide films For the purpose of solving the problem of poor coating such as pattern (unevenness of drying of resist film), and improving the fluidity of the composition into the cavity of the mold recess, improving the peelability between the mold and the resist, It becomes possible to improve the adhesion between the substrates and to lower the viscosity of the composition.

本発明で用いる非イオン性フッ素系界面活性剤の例としては、商品名フロラードFC−430、FC−431(住友スリーエム社製)、商品名サーフロン「S−382」(旭硝子社製)、EFTOP「EF−122A、122B、122C、EF−121、EF−126、EF−127、MF−100」(トーケムプロダクツ社製)、商品名PF−636、PF−6320、PF−656、PF−6520(いずれもOMNOVA社)、商品名フタージェントFT250、FT251、DFX18(いずれも(株)ネオス社製)、商品名ユニダインDS−401、DS−403、DS−451(いずれもダイキン工業(株)社製)、商品名メガフアック171、172、173、178K、178A、F780F(いずれも大日本インキ化学工業社製)が挙げられ、非イオン性ケイ素系界面活性剤の例としては、商品名SI−10シリーズ、パイオニンD6315(いずれも竹本油脂社製)、メガファックペインタッド31(大日本インキ化学工業社製)、KP−341(信越化学工業社製)が挙げられる。
本発明で用いる、フッ素・シリコーン系界面活性剤の例としては、商品名X−70−090、X−70−091、X−70−092、X−70−093、(いずれも信越化学工業社製)、商品名メガフアックR−08、XRB−4(いずれも大日本インキ化学工業社製)が挙げられる。
Examples of the nonionic fluorosurfactant used in the present invention include trade names Florard FC-430 and FC-431 (Sumitomo 3M), trade names Surflon “S-382” (Asahi Glass Co., Ltd.), EFTOP “ EF-122A, 122B, 122C, EF-121, EF-126, EF-127, MF-100 "(manufactured by Tochem Products), trade names PF-636, PF-6320, PF-656, PF-6520 ( All are OMNOVA), brand names FT250, FT251, DFX18 (all manufactured by Neos Co., Ltd.), brand names Unidyne DS-401, DS-403, DS-451 (all manufactured by Daikin Industries, Ltd.) ), Trade names Megafuk 171, 172, 173, 178K, 178A, F780F (all manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) Examples of nonionic silicon-based surfactants include the trade name SI-10 series, Pionine D6315 (both manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd.), Megafuck Paintad 31 (manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.), KP -341 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).
Examples of fluorine / silicone surfactants used in the present invention include trade names X-70-090, X-70-091, X-70-092, X-70-093 (all Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). Manufactured), and trade names Megafuk R-08 and XRB-4 (all manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.).

本発明の光硬化性組成物に用いられる界面活性剤としては、電圧保持率の観点から、非イオン性(ノニオン系)の界面活性剤が好ましい。   The surfactant used in the photocurable composition of the present invention is preferably a nonionic (nonionic) surfactant from the viewpoint of voltage holding ratio.

(酸化防止剤)
さらに、本発明の光硬化性組成物には、公知の酸化防止剤を含むことができる。本発明に用いられる酸化防止剤は、全組成物中、例えば、0.01〜10質量%含有し、好ましくは0.2〜5質量%である。2種類以上の酸化防止剤を用いる場合は、その合計量が前記範囲となる。
酸化防止剤は、酸素ラジカルをトラップする能力を有し、熱や光照射による退色およびオゾン、活性酸素、NO、SO(Xは整数)などの各種の酸化性ガスによる退色を抑制するものである。特に本発明では、酸化防止剤を添加することにより、硬化膜の着色を防止できる、または分解による膜厚減少を低減できるという利点がある。このような酸化防止剤としては、ヒドラジド類、ヒンダードアミン系酸化防止剤、含窒素複素環メルカプト系化合物、チオエーテル系酸化防止剤、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、アスコルビン酸類、硫酸亜鉛、チオシアン酸塩類、チオ尿素誘導体、糖類、亜硝酸塩、亜硫酸塩、チオ硫酸塩、ヒドロキシルアミン誘導体などを挙げることができる。この中では、特にヒンダードフェノール系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤が硬化膜の着色、膜厚減少の観点で好ましい。
(Antioxidant)
Further, the photocurable composition of the present invention may contain a known antioxidant. The antioxidant used for this invention contains 0.01-10 mass% in all the compositions, for example, Preferably it is 0.2-5 mass%. When using 2 or more types of antioxidant, the total amount becomes the said range.
Antioxidant has the ability to trap oxygen radicals and suppresses fading caused by heat and light irradiation and fading caused by various oxidizing gases such as ozone, active oxygen, NO x , SO x (X is an integer) It is. In particular, in the present invention, the addition of an antioxidant has an advantage that the cured film can be prevented from being colored, or the film thickness reduction due to decomposition can be reduced. Examples of such antioxidants include hydrazides, hindered amine antioxidants, nitrogen-containing heterocyclic mercapto compounds, thioether antioxidants, hindered phenol antioxidants, ascorbic acids, zinc sulfate, thiocyanates, Examples include thiourea derivatives, sugars, nitrites, sulfites, thiosulfates, hydroxylamine derivatives, and the like. Among these, hindered phenol antioxidants and thioether antioxidants are particularly preferable from the viewpoint of coloring the cured film and reducing the film thickness.

酸化防止剤の市販品としては、Irganox1010、1035、1076、1222(以上、チバガイギー(株)製)、Antigene P、3C、FR、スミライザーS、スミライザーGA80(住友化学工業製)、アデカスタブAO70、AO80、AO503((株)ADEKA製)等が挙げられ、これらは単独で用いてもよいし、混合して用いてもよい。   As commercially available products of antioxidants, Irganox 1010, 1035, 1076, 1222 (manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd.), Antigene P, 3C, FR, Smither S, Smither GA80 (manufactured by Sumitomo Chemical), ADK STAB AO70, AO80, AO503 (made by ADEKA Co., Ltd.) etc. are mentioned, These may be used independently and may be used in mixture.

(その他の成分)
本発明の光硬化性組成物には前記成分の他に必要に応じて離型剤、有機金属カップリング剤、紫外線吸収剤、光安定剤、老化防止剤、可塑剤、密着促進剤、熱重合開始剤、着色剤、エラストマー粒子、光増感剤、光酸発生剤、光塩基発生剤、塩基性化合物、連鎖移動剤、重合禁止剤を添加することができる。これらについて以下説明する。なお、その他流動調整剤、消泡剤、分散剤等を添加してもよい。
(Other ingredients)
In addition to the above components, the photocurable composition of the present invention may include a mold release agent, an organometallic coupling agent, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, an antiaging agent, a plasticizer, an adhesion promoter, and thermal polymerization. Initiators, colorants, elastomer particles, photosensitizers, photoacid generators, photobase generators, basic compounds, chain transfer agents, and polymerization inhibitors can be added. These will be described below. Other flow modifiers, antifoaming agents, dispersing agents, etc. may be added.

剥離性をさらに向上する目的で、本発明の光硬化性組成物には、離型剤を任意に配合することができる。具体的には、本発明の光硬化性組成物の層に押し付けたモールドを、樹脂層の面荒れや版取られを起こさずにきれいに剥離できるようにする目的で添加される。離型剤としては従来公知の離型剤、例えば、シリコーン系離型剤、ポリエチレンワックス、アミドワックス、テフロンパウダー(テフロンは登録商標)等の固形ワックス、弗素系、リン酸エステル系化合物等が何れも使用可能である。また、これらの離型剤をモールドに付着させておくこともできる。   For the purpose of further improving the peelability, a release agent can be arbitrarily blended in the photocurable composition of the present invention. Specifically, it is added for the purpose of enabling the mold pressed against the layer of the photocurable composition of the present invention to be peeled cleanly without causing the resin layer to become rough or take off the plate. Examples of the release agent include conventionally known release agents such as silicone-based release agents, polyethylene wax, amide wax, solid wax such as Teflon powder (Teflon is a registered trademark), fluorine-based compounds, phosphate ester-based compounds, etc. Can also be used. Moreover, these mold release agents can be adhered to the mold.

シリコーン系離型剤は、本発明で用いられる上記光硬化性樹脂と組み合わせた時にモールドからの剥離性が特に良好であり、版取られ現象が起こり難くなる。シリコーン系離型剤は、オルガノポリシロキサン構造を基本構造とする離型剤であり、例えば、未変性または変性シリコーンオイル、トリメチルシロキシケイ酸を含有するポリシロキサン、シリコーン系アクリル樹脂等が該当し、一般的にハードコート用組成物で用いられているシリコーン系レベリング剤の適用も可能である。   Silicone release agents have particularly good releasability from the mold when combined with the above-mentioned photocurable resin used in the present invention, and the phenomenon of taking a plate is difficult to occur. The silicone release agent is a release agent having an organopolysiloxane structure as a basic structure, for example, unmodified or modified silicone oil, polysiloxane containing trimethylsiloxysilicate, silicone acrylic resin, and the like. It is also possible to apply a silicone leveling agent generally used in hard coat compositions.

変性シリコーンオイルは、ポリシロキサンの側鎖および/または末端を変性したものであり、反応性シリコーンオイルと非反応性シリコーンオイルとに分けられる。反応性シリコーンオイルとしては、アミノ変性、エポキシ変性、カルボキシル変性、カルビノール変性、メタクリル変性、メルカプト変性、フェノール変性、片末端反応性、異種官能基変性等が挙げられる。非反応性シリコーンオイルとしては、ポリエーテル変性、メチルスチリル変性、アルキル変性、高級脂肪エステル変性、親水性特殊変性、高級アルコキシ変性、高級脂肪酸変性、フッ素変性等が挙げられる。
一つのポリシロキサン分子に上記したような変性方法の2つ以上を行うこともできる。
The modified silicone oil is obtained by modifying the side chain and / or terminal of polysiloxane, and is classified into a reactive silicone oil and a non-reactive silicone oil. Examples of the reactive silicone oil include amino modification, epoxy modification, carboxyl modification, carbinol modification, methacryl modification, mercapto modification, phenol modification, one-end reactivity, and different functional group modification. Examples of the non-reactive silicone oil include polyether modification, methylstyryl modification, alkyl modification, higher fatty ester modification, hydrophilic special modification, higher alkoxy modification, higher fatty acid modification, and fluorine modification.
Two or more of the above-described modification methods can be performed on one polysiloxane molecule.

変性シリコーンオイルは組成物成分との適度な相溶性があることが好ましい。特に、組成物中に必要に応じて配合される他の塗膜形成成分に対して反応性がある反応性シリコーンオイルを用いる場合には、本発明の光硬化性組成物を硬化した硬化膜中に化学結合よって固定されるので、当該硬化膜の密着性阻害、汚染、劣化等の問題が起き難い。特に、蒸着工程での蒸着層との密着性向上には有効である。また、(メタ)アクリロイル変性シリコーン、ビニル変性シリコーン等の、光硬化性を有する官能基で変性されたシリコーンの場合は、本発明の光硬化性組成物と架橋するため、硬化後の特性に優れる。   The modified silicone oil is preferably compatible with the composition components. In particular, in the case of using a reactive silicone oil that is reactive with other coating-forming components blended as necessary in the composition, in the cured film obtained by curing the photocurable composition of the present invention. Since these are fixed by chemical bonding, problems such as adhesion inhibition, contamination, and deterioration of the cured film hardly occur. In particular, it is effective for improving the adhesion with the vapor deposition layer in the vapor deposition step. In addition, in the case of silicone modified with a photocurable functional group such as (meth) acryloyl-modified silicone, vinyl-modified silicone, etc., since it crosslinks with the photocurable composition of the present invention, it has excellent properties after curing. .

トリメチルシロキシケイ酸を含有するポリシロキサンは表面にブリードアウトし易く剥離性に優れており、表面にブリードアウトしても密着性に優れ、金属蒸着やオーバーコート層との密着性にも優れている点で好ましい。
上記離型剤は1種類のみ或いは2種類以上を組み合わせて添加することができる。
Polysiloxane containing trimethylsiloxysilicic acid is easy to bleed out on the surface and has excellent releasability, excellent adhesion even when bleeded out to the surface, and excellent adhesion to metal deposition and overcoat layer This is preferable.
The said mold release agent can be added only in 1 type or in combination of 2 or more types.

離型剤を本発明の光硬化性組成物に添加する場合、組成物全量中に0.001〜10質量%の割合で配合することが好ましく、0.01〜5質量%の範囲で添加することがより好ましい。離型剤の割合が上記範囲未満では、モールドと光硬化性組成物層の剥離性向上効果が不充分となりやすい。一方、離型剤の割合が上記範囲を超えると組成物の塗工時のはじきによる塗膜面の面荒れの問題が生じたり、製品において基材自身および近接する層、例えば、蒸着層の密着性を阻害したり、転写時に皮膜破壊等(膜強度が弱くなりすぎる)を引き起こす等の点で好ましくない。
離型剤の割合が0.01質量%以上とすることにより、モールドと光硬化性組成物層の剥離性向上効果が充分となる。一方、離型剤の割合が上記範囲を10質量%以内だと、組成物の塗工時のはじきによる塗膜面の面荒れの問題が生じにくく、製品において基材自身および近接する層、例えば、蒸着層の密着性を阻害しにくく、転写時に皮膜破壊等(膜強度が弱くなりすぎる)を引き起こしにくい等の点で好ましい。
When a release agent is added to the photocurable composition of the present invention, it is preferably blended in a proportion of 0.001 to 10% by mass in the total amount of the composition, and is added in a range of 0.01 to 5% by mass. It is more preferable. If the ratio of a mold release agent is less than the said range, the peelable improvement effect of a mold and a photocurable composition layer tends to become inadequate. On the other hand, if the ratio of the release agent exceeds the above range, the surface of the coating film may be rough due to repelling during coating of the composition, or the substrate itself and the adjacent layer in the product, for example, the adhesion of the vapor deposition layer It is not preferable from the viewpoint of inhibiting the properties and causing film breakage or the like during transfer (film strength becomes too weak).
When the ratio of the release agent is 0.01% by mass or more, the effect of improving the peelability between the mold and the photocurable composition layer is sufficient. On the other hand, if the ratio of the release agent is within the above range of 10% by mass, the problem of surface roughness of the coating film due to repelling during coating of the composition is unlikely to occur, and the substrate itself and adjacent layers in the product, It is preferable in that it hardly inhibits the adhesion of the deposited layer and hardly causes film breakage or the like (film strength becomes too weak) during transfer.

本発明の光硬化性組成物には、微細凹凸パターンを有する表面構造の耐熱性、強度、或いは、金属蒸着層との密着性を高めるために、有機金属カップリング剤を配合してもよい。また、有機金属カップリング剤は、熱硬化反応を促進させる効果も持つため有効である。有機金属カップリング剤としては、例えば、シランカップリング剤、チタンカップリング剤、ジルコニウムカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、スズカップリング剤等の各種カップリング剤を使用できる。   In the photocurable composition of the present invention, an organic metal coupling agent may be blended in order to increase the heat resistance, strength, or adhesion of the surface structure having a fine uneven pattern to the metal deposition layer. In addition, the organometallic coupling agent is effective because it has an effect of promoting the thermosetting reaction. As the organometallic coupling agent, for example, various coupling agents such as a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a zirconium coupling agent, an aluminum coupling agent, and a tin coupling agent can be used.

本発明の光硬化性組成物に用いるシランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン;γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン;β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等のエポキシシラン;N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン;および、その他のシランカップリング剤として、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−クロロプロピルメチルジエトキシシラン等が挙げられる。   Examples of the silane coupling agent used in the photocurable composition of the present invention include vinyl silanes such as vinyltrichlorosilane, vinyltris (β-methoxyethoxy) silane, vinyltriethoxysilane, and vinyltrimethoxysilane; γ-methacryloxypropyl Trimethoxysilane; epoxy silane such as β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane; N-β- (amino Aminosilanes such as ethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane And that Examples of other silane coupling agents include γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-chloropropylmethyldimethoxysilane, and γ-chloropropylmethyldiethoxysilane.

チタンカップリング剤としては、例えば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、イソプロピルトリクミルフェニルチタネート、イソプロピルトリ(N−アミノエチル・アミノエチル)チタネート、ジクミルフェニルオキシアセテートチタネート、ジイソステアロイルエチレンチタネート等が挙げられる。   Examples of titanium coupling agents include isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tridodecylbenzenesulfonyl titanate, isopropyl tris (dioctyl pyrophosphate) titanate, tetraisopropyl bis (dioctyl phosphite) titanate, tetraoctyl bis (ditridecyl phosphite) Titanate, tetra (2,2-diallyloxymethyl) bis (ditridecyl) phosphite titanate, bis (dioctylpyrophosphate) oxyacetate titanate, bis (dioctylpyrophosphate) ethylene titanate, isopropyltrioctanoyl titanate, isopropyldimethacrylisostearoyl Titanate, isopropyl isostearoyl diacryl titanate, isop Pirutori (dioctyl phosphate) titanate, isopropyl tricumylphenyl titanate, isopropyl tri (N- aminoethyl-aminoethyl) titanate, dicumyl phenyloxy acetate titanate, diisostearoyl ethylene titanate.

ジルコニウムカップリング剤としては、例えば、テトラ−n−プロポキシジルコニウム、テトラ−ブトキシジルコニウム、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート、ジルコニウムジブトキシビス(アセチルアセトネート)、ジルコニウムトリブトキシエチルアセトアセテート、ジルコニウムブトキシアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)等が挙げられる。   Examples of the zirconium coupling agent include tetra-n-propoxyzirconium, tetra-butoxyzirconium, zirconium tetraacetylacetonate, zirconium dibutoxybis (acetylacetonate), zirconium tributoxyethyl acetoacetate, zirconium butoxyacetylacetonate bis. (Ethyl acetoacetate) and the like.

アルミニウムカップリング剤としては、例えば、アルミニウムイソプロピレート、モノsec−ブトキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムsec−ブチレート、アルミニウムエチレート、エチルアセトアセテエートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリス(エチルアセトアセテート)、アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムモノアセチルアセトネートビス(エチルアセトアセテート)、アルミニウムトリス(アセチルアセトアセテート)等を挙げることができる。   Examples of the aluminum coupling agent include aluminum isopropylate, monosec-butoxyaluminum diisopropylate, aluminum sec-butyrate, aluminum ethylate, ethylacetoacetate aluminum diisopropylate, aluminum tris (ethylacetoacetate), alkylacetate Acetate aluminum diisopropylate, aluminum monoacetylacetonate bis (ethyl acetoacetate), aluminum tris (acetylacetoacetate) and the like can be mentioned.

上記有機金属カップリング剤は、光硬化性組成物の固形分全量中に0.001〜10質量%の割合で任意に配合できる。有機金属カップリング剤の割合を0.001質量%以上とすることにより、耐熱性、強度、蒸着層との密着性の付与の向上についてより効果的な傾向にある。一方、有機金属カップリング剤の割合を10質量%以下とすることにより、組成物の安定性、成膜性の欠損を抑止できる傾向にあり好ましい。   The said organometallic coupling agent can be arbitrarily mix | blended in the ratio of 0.001-10 mass% in solid content whole quantity of a photocurable composition. By setting the ratio of the organometallic coupling agent to 0.001% by mass or more, there is a tendency to be more effective in improving heat resistance, strength, and adhesion with the vapor deposition layer. On the other hand, it is preferable that the ratio of the organometallic coupling agent is 10% by mass or less because the stability of the composition and the deficiency in film formability can be suppressed.

紫外線吸収剤の市販品としては、Tinuvin P、234、320、326、327、328、213(以上、チバガイギー(株)製)、Sumisorb110、130、140、220、250、300、320、340、350、400(以上、住友化学工業(株)製)等が挙げられる。紫外線吸収剤は、光硬化性組成物の全量に対して任意に0.01〜10質量%の割合で配合するのが好ましい。   As a commercial item of an ultraviolet absorber, Tinuvin P, 234, 320, 326, 327, 328, 213 (above, manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd.), Sumisorb 110, 130, 140, 220, 250, 300, 320, 340, 350 400 (above, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.). It is preferable to mix | blend a ultraviolet absorber arbitrarily in the ratio of 0.01-10 mass% with respect to the whole quantity of a photocurable composition.

光安定剤の市販品としては、Tinuvin 292、144、622LD(以上、チバガイギー(株)製)、サノールLS−770、765、292、2626、1114、744(以上、三共化成工業(株)製)等が挙げられる。光安定剤は組成物の全量に対し、0.01〜10質量%の割合で配合するのが好ましい。   Commercially available light stabilizers include Tinuvin 292, 144, 622LD (above, manufactured by Ciba Geigy Co., Ltd.), Sanol LS-770, 765, 292, 2626, 1114, 744 (above, manufactured by Sankyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) Etc. The light stabilizer is preferably blended at a ratio of 0.01 to 10% by mass with respect to the total amount of the composition.

老化防止剤の市販品としては、Antigene W、S、P、3C、6C、RD−G、FR、AW(以上、住友化学工業(株)製)等が挙げられる。老化防止剤は組成物の全量に対し、0.01〜10質量%の割合で配合するのが好ましい。   Examples of commercially available anti-aging agents include Antigene W, S, P, 3C, 6C, RD-G, FR, and AW (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.). The anti-aging agent is preferably blended at a ratio of 0.01 to 10% by mass with respect to the total amount of the composition.

本発明の光硬化性組成物には基板との接着性や膜の柔軟性、硬度等を調整するために可塑剤を加えることが可能である。好ましい可塑剤の具体例としては、例えば、ジオクチルフタレート、ジドデシルフタレート、トリエチレングリコールジカプリレート、ジメチルグリコールフタレート、トリクレジルホスフェート、ジオクチルアジペート、ジブチルセバケート、トリアセチルグリセリン、ジメチルアジペート、ジエチルアジペート、ジ(n−ブチル)アジペート、ジメチルスベレート、ジエチルスベレート、ジ(n−ブチル)スベレート等があり、可塑剤は組成物中の30質量%以下で任意に添加することができる。好ましくは20質量%以下で、より好ましくは10質量%以下である。可塑剤の添加効果を得るためには、0.1質量%以上が好ましい。   A plasticizer can be added to the photocurable composition of the present invention in order to adjust adhesion to the substrate, flexibility of the film, hardness, and the like. Specific examples of preferred plasticizers include, for example, dioctyl phthalate, didodecyl phthalate, triethylene glycol dicaprylate, dimethyl glycol phthalate, tricresyl phosphate, dioctyl adipate, dibutyl sebacate, triacetyl glycerin, dimethyl adipate, diethyl adipate , Di (n-butyl) adipate, dimethyl suberate, diethyl suberate, di (n-butyl) suberate and the like, and a plasticizer can be optionally added at 30% by mass or less in the composition. Preferably it is 20 mass% or less, More preferably, it is 10 mass% or less. In order to obtain the effect of adding a plasticizer, 0.1% by mass or more is preferable.

本発明の光硬化性組成物には基板との接着性等を調整するために密着促進剤を添加しても良い。密着促進剤として、ベンズイミダゾール類やポリベンズイミダゾール類、低級ヒドロキシアルキル置換ピリジン誘導体、含窒素複素環化合物、ウレアまたはチオウレア、有機リン化合物、8−オキシキノリン、4−ヒドロキシプテリジン、1,10−フェナントロリン、2,2‘−ビピリジン誘導体、ベンゾトリアゾール類、有機リン化合物とフェニレンジアミン化合物、2−アミノ−1−フェニルエタノール、N−フェニルエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン,N−エチルジエタノールアミン、N−エチルエタノールアミンおよび誘導体、ベンゾチアゾール誘導体などを使用することができる。密着促進剤は、組成物中の好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下である。密着促進剤の添加は効果を得るためには、0.1質量%以上が好ましい。   An adhesion promoter may be added to the photocurable composition of the present invention in order to adjust adhesion to the substrate. Adhesion promoters include benzimidazoles and polybenzimidazoles, lower hydroxyalkyl-substituted pyridine derivatives, nitrogen-containing heterocyclic compounds, urea or thiourea, organophosphorus compounds, 8-oxyquinoline, 4-hydroxypteridine, 1,10-phenanthroline 2,2'-bipyridine derivatives, benzotriazoles, organophosphorus compounds and phenylenediamine compounds, 2-amino-1-phenylethanol, N-phenylethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-ethylethanol Amines and derivatives, benzothiazole derivatives, and the like can be used. The adhesion promoter in the composition is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and further preferably 5% by mass or less. The addition of the adhesion promoter is preferably 0.1% by mass or more in order to obtain the effect.

本発明の光硬化性組成物を硬化させる場合、必要に応じて熱重合開始剤も添加することができる。好ましい熱重合開始剤としては、例えば過酸化物、アゾ化合物を挙げることができる。具体例としては、ベンゾイルパーオキサイド、tert−ブチル−パーオキシベンゾエート、アゾビスイソブチロニトリル等を挙げることができる。   When hardening the photocurable composition of this invention, a thermal-polymerization initiator can also be added as needed. Preferred examples of the thermal polymerization initiator include peroxides and azo compounds. Specific examples include benzoyl peroxide, tert-butyl-peroxybenzoate, azobisisobutyronitrile, and the like.

本発明の光硬化性組成物には、塗膜の視認性を向上するなどの目的で、着色剤を任意に添加してもよい。着色剤は、UVインクジェット組成物、カラーフィルタ用組成物およびCCDイメージセンサ用組成物等で用いられている顔料や染料を本発明の目的を損なわない範囲で用いることができる。本発明で用いることができる着色剤としては、例えば、特開平2008−105414号公報の段落番号0121に記載のものを好ましく採用することができる。
着色剤は組成物の全量に対し、0.001〜2質量%の割合で配合するのが好ましい。
For the purpose of improving the visibility of the coating film, a colorant may be optionally added to the photocurable composition of the present invention. As the colorant, pigments and dyes used in UV inkjet compositions, color filter compositions, CCD image sensor compositions, and the like can be used as long as the object of the present invention is not impaired. As the colorant that can be used in the present invention, for example, those described in paragraph No. 0121 of JP-A No. 2008-105414 can be preferably employed.
The colorant is preferably blended at a ratio of 0.001 to 2% by mass with respect to the total amount of the composition.

また、本発明の光硬化性組成物では、機械的強度、柔軟性等を向上するなどの目的で、任意成分としてエラストマー粒子を添加してもよい。
本発明の光硬化性組成物に任意成分として添加できるエラストマー粒子は、平均粒子サイズが好ましくは10nm〜700nm、より好ましくは30〜300nmである。例えばポリブタジエン、ポリイソプレン、ブタジエン/アクリロニトリル共重合体、スチレン/ブタジエン共重合体、スチレン/イソプレン共重合体、エチレン/プロピレン共重合体、エチレン/α−オレフィン系共重合体、エチレン/α−オレフィン/ポリエン共重合体、アクリルゴム、ブタジエン/(メタ)アクリル酸エステル共重合体、スチレン/ブタジエンブロック共重合体、スチレン/イソプレンブロック共重合体などのエラストマーの粒子である。またこれらエラストマー粒子を、メチルメタアクリレートポリマー、メチルメタアクリレート/グリシジルメタアクリレート共重合体などで被覆したコア/シェル型の粒子を用いることができる。エラストマー粒子は架橋構造をとっていてもよい。
In the photocurable composition of the present invention, elastomer particles may be added as an optional component for the purpose of improving mechanical strength, flexibility and the like.
The elastomer particles that can be added as an optional component to the photocurable composition of the present invention preferably have an average particle size of 10 nm to 700 nm, more preferably 30 to 300 nm. For example, polybutadiene, polyisoprene, butadiene / acrylonitrile copolymer, styrene / butadiene copolymer, styrene / isoprene copolymer, ethylene / propylene copolymer, ethylene / α-olefin copolymer, ethylene / α-olefin / Particles of elastomer such as polyene copolymer, acrylic rubber, butadiene / (meth) acrylic ester copolymer, styrene / butadiene block copolymer, styrene / isoprene block copolymer. Further, core / shell type particles in which these elastomer particles are coated with a methyl methacrylate polymer, a methyl methacrylate / glycidyl methacrylate copolymer or the like can be used. The elastomer particles may have a crosslinked structure.

エラストマー粒子の市販品としては、例えば、レジナスボンドRKB(レジナス化成(株)製)、テクノMBS−61、MBS−69(以上、テクノポリマー(株)製)等を挙げることができる。   Examples of commercially available elastomer particles include Resin Bond RKB (manufactured by Resinas Kasei Co., Ltd.), Techno MBS-61, MBS-69 (manufactured by Techno Polymer Co., Ltd.), and the like.

これらエラストマー粒子は単独で、または2種以上組み合わせて使用することができる。本発明の光硬化性組成物におけるエラストマー成分の含有割合は、好ましくは1〜35質量%であり、より好ましくは2〜30質量%、特に好ましくは3〜20質量%である。   These elastomer particles can be used alone or in combination of two or more. The content of the elastomer component in the photocurable composition of the present invention is preferably 1 to 35% by mass, more preferably 2 to 30% by mass, and particularly preferably 3 to 20% by mass.

さらに本発明の光硬化性組成物には、光重合開始剤の他に、光増感剤を加えて、UV領域の波長を調整することもできる。本発明において用いることができる典型的な増感剤としては、クリベロ〔J.V.Crivello,Adv.in Polymer Sci,62,1(1984)〕に開示しているものが挙げられ、具体的には、ピレン、ペリレン、アクリジンオレンジ、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、ベンゾフラビン、N−ビニルカルバゾール、9,10−ジブトキシアントラセン、アントラキノン、クマリン、ケトクマリン、フェナントレン、カンファキノン、フェノチアジン誘導体などを挙げることができる。   Furthermore, in addition to the photopolymerization initiator, a photosensitizer may be added to the photocurable composition of the present invention to adjust the wavelength in the UV region. Typical sensitizers that can be used in the present invention include those disclosed in Krivello [JVCrivello, Adv. In Polymer Sci, 62, 1 (1984)], specifically, pyrene. Perylene, acridine orange, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, benzoflavine, N-vinylcarbazole, 9,10-dibutoxyanthracene, anthraquinone, coumarin, ketocoumarin, phenanthrene, camphorquinone, phenothiazine derivatives and the like.

本発明の光硬化性組成物における光増感剤の含有割合は、該組成物中、15質量%以下であることが好ましく、さらに好ましくは8質量%以下、特に好ましくは5質量%以下が好ましい。光増感度剤含有割合の下限は特に限定されないが、効果を発現するためには、光増感剤含有割合の下限は0.1質量%程度である。   The content of the photosensitizer in the photocurable composition of the present invention is preferably 15% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, and particularly preferably 5% by mass or less in the composition. . Although the minimum of a photosensitizer content rate is not specifically limited, In order to express an effect, the minimum of a photosensitizer content rate is about 0.1 mass%.

本発明の光硬化性組成物には、光硬化反応の促進などの目的で、紫外線等のエネルギー線を受けることにより光重合を開始させる光酸発生剤を添加してもよい。   For the purpose of accelerating the photocuring reaction, a photoacid generator that initiates photopolymerization by receiving energy rays such as ultraviolet rays may be added to the photocurable composition of the present invention.

前記光酸発生剤としては、米国特許第4,139,655号明細書に記載のチオビリリウム塩、鉄/アレン錯体、アルミニウム錯体/光分解ケイ素化合物系開始剤、ハロゲン化水素を光発生するハロゲン化物、o−ニトロベンジルエステル化合物、イミドスルホネート化合物、ビススルホニルジアゾメタン化合物、オキシムスルホネート化合物を挙げることができる。   Examples of the photoacid generator include thiobililium salts, iron / allene complexes, aluminum complexes / photolytic silicon compound-based initiators described in US Pat. No. 4,139,655, and halides that generate hydrogen halide. , O-nitrobenzyl ester compounds, imide sulfonate compounds, bissulfonyldiazomethane compounds, and oxime sulfonate compounds.

本発明で用いることができる光酸発生剤としては、例えば、化学増幅型フォトレジストや光カチオン重合に利用される化合物を広く採用することができる(イメージング用有機材料、有機エレクトロニクス材料研究会編、ぶんしん出版(1993年)、187〜192ページ参照)。これらの化合物は、THE CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN Voi.71 No.11(1998年)、イメージング用有機材料(有機エレクトロニクス材料研究会編、ぶんしん出版(1993年))に記載の光酸発生剤と同様、公知の方法にて容易に合成することができる。   As a photoacid generator that can be used in the present invention, for example, a chemical amplification type photoresist or a compound used for photocationic polymerization can be widely employed (imaging organic materials, edited by Organic Electronics Materials Research Group, Bunshin Publishing (1993), see pages 187-192). These compounds are the same as the photoacid generators described in THE CHEMICAL SOCIETY OF JAPAN Voi.71 No.11 (1998) and organic materials for imaging (Organic Electronics Materials Research Group, Bunshin Publishing (1993)). Can be easily synthesized by a known method.

光酸発生剤の市販品としては、IRGACURE261、IRGACURE OXE01、IRGACURE CGI-1397(以上、チバ・スペシャルティー・ケミカルズ(株)製)などを挙げることができる。上記の光酸発生剤は、1種単独で、あるいは2種以上組み合わせて用いることができる。   Examples of commercially available photoacid generators include IRGACURE261, IRGACURE OXE01, IRGACURE CGI-1397 (above, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) and the like. The above photoacid generators can be used alone or in combination of two or more.

また、上記酸発生剤は前記光重合開始剤として組み合わせて用いることができる。この場合、光酸発生剤は0.05〜3.0質量%の範囲で用い、光重合開始剤と光酸発生剤併せて、0.5〜15.0質量%の範囲で用いることが望ましい。   Moreover, the said acid generator can be used in combination as the said photoinitiator. In this case, the photoacid generator is preferably used in the range of 0.05 to 3.0% by mass, and the photopolymerization initiator and the photoacid generator are preferably used in the range of 0.5 to 15.0% by mass. .

本発明の光硬化性組成物は、パターン形状、感度等を調整する目的で、必要に応じて光塩基発生剤を添加してもよい。例えば、2−ニトロベンジルシクロヘキシルカルバメート、トリフェニルメタノール、O−カルバモイルヒドロキシルアミド、O−カルバモイルオキシム、[[(2,6−ジニトロベンジル)オキシ]カルボニル]シクロヘキシルアミン、ビス[[(2−ニトロベンジル)オキシ]カルボニル]ヘキサン1,6−ジアミン、4−(メチルチオベンゾイル)−1−メチル−1−モルホリノエタン、(4−モルホリノベンゾイル)−1−ベンジル−1−ジメチルアミノプロパン、N−(2−ニトロベンジルオキシカルボニル)ピロリジン、ヘキサアンミンコバルト(III)トリス(トリフェニルメチルボレート)、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタノン、2,6−ジメチル−3,5−ジアセチル−4−(2’−ニトロフェニル)−1,4−ジヒドロピリジン、2,6−ジメチル−3,5−ジアセチル−4−(2’,4’−ジニトロフェニル)−1,4−ジヒドロピリジン等が好ましいものとして挙げられる。   The photocurable composition of the present invention may contain a photobase generator as necessary for the purpose of adjusting the pattern shape, sensitivity, and the like. For example, 2-nitrobenzylcyclohexylcarbamate, triphenylmethanol, O-carbamoylhydroxylamide, O-carbamoyloxime, [[(2,6-dinitrobenzyl) oxy] carbonyl] cyclohexylamine, bis [[(2-nitrobenzyl) Oxy] carbonyl] hexane 1,6-diamine, 4- (methylthiobenzoyl) -1-methyl-1-morpholinoethane, (4-morpholinobenzoyl) -1-benzyl-1-dimethylaminopropane, N- (2-nitro Benzyloxycarbonyl) pyrrolidine, hexaamminecobalt (III) tris (triphenylmethylborate), 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone, 2,6-dimethyl-3,5- Diacetyl-4 Preferred examples include (2′-nitrophenyl) -1,4-dihydropyridine, 2,6-dimethyl-3,5-diacetyl-4- (2 ′, 4′-dinitrophenyl) -1,4-dihydropyridine, and the like. It is done.

本発明の光硬化性組成物には、硬化収縮の抑制、熱安定性を向上するなどの目的で、塩基性化合物を任意に添加してもよい。塩基性化合物としては、アミンならびに、キノリンおよびキノリジンなど含窒素複素環化合物、塩基性アルカリ金属化合物、塩基性アルカリ土類金属化合物などが挙げられる。これらの中でも、光重合成モノマーとの相溶性の面からアミンが好ましく、例えば、オクチルアミン、ナフチルアミン、キシレンジアミン、ジベンジルアミン、ジフェニルアミン、ジブチルアミン、ジオクチルアミン、ジメチルアニリン、キヌクリジン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチル−1,6−ヘキサメチレンジアミン、ヘキサメチレンテトラミンおよびトリエタノールアミンなどが挙げられる。   A basic compound may be optionally added to the photocurable composition of the present invention for the purpose of suppressing cure shrinkage and improving thermal stability. Examples of the basic compound include amines, nitrogen-containing heterocyclic compounds such as quinoline and quinolidine, basic alkali metal compounds, basic alkaline earth metal compounds, and the like. Among these, amine is preferable from the viewpoint of compatibility with the photopolymerization monomer, for example, octylamine, naphthylamine, xylenediamine, dibenzylamine, diphenylamine, dibutylamine, dioctylamine, dimethylaniline, quinuclidine, tributylamine, tributylamine, and the like. Examples include octylamine, tetramethylethylenediamine, tetramethyl-1,6-hexamethylenediamine, hexamethylenetetramine, and triethanolamine.

本発明の光硬化性組成物には、光硬化性向上のために、連鎖移動剤を添加しても良い。具体的には、4−ビス(3−メルカプトブチリルオキシ)ブタン、1,3,5−トリス(3−メルカプトブチルオキシエチル)1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン、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)を挙げることができる。   A chain transfer agent may be added to the photocurable composition of the present invention in order to improve photocurability. Specifically, 4-bis (3-mercaptobutyryloxy) butane, 1,3,5-tris (3-mercaptobutyloxyethyl) 1,3,5-triazine-2,4,6 (1H, 3H , 5H) -trione, pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate).

(有機溶剤)
本発明の光硬化性組成物は、有機溶剤の含有量が、全組成物中、3質量%以下であることが好ましい。すなわち本発明の光硬化性組成物は、好ましくは特定の1官能およびまたは2官能の単量体を反応性希釈剤として含めることができるため、本発明の光硬化性組成物の成分を溶解させるための有機溶剤は、必ずしも含有する必要がない。また、有機溶剤を含まなければ、溶剤の揮発を目的としたベーキング工程が不要となるため、プロセス簡略化に有効となるなどのメリットが大きい。従って、本発明の光硬化性組成物では、有機溶剤の含有量は、好ましくは3質量%以下、より好ましくは2質量%以下であり、含有しないことが特に好ましい。このように、本発明の光硬化性組成物は、必ずしも、有機溶剤を含むものではないが、反応性希釈剤では、溶解しない化合物などを、本発明の光硬化性組成物として溶解させる場合や粘度を微調整する際など、任意に添加してもよい。本発明の光硬化性組成物に好ましく使用できる有機溶剤の種類としては、光硬化性組成物やフォトレジストで一般的に用いられている溶剤であり、本発明で用いる化合物を溶解および均一分散させるものであれば良く、かつこれらの成分と反応しないものであれば特に限定されない。
(Organic solvent)
In the photocurable composition of the present invention, the content of the organic solvent is preferably 3% by mass or less in the entire composition. That is, since the photocurable composition of the present invention can preferably contain a specific monofunctional or bifunctional monomer as a reactive diluent, the components of the photocurable composition of the present invention are dissolved. Therefore, it is not always necessary to contain the organic solvent. In addition, if an organic solvent is not included, a baking process for the purpose of volatilization of the solvent is not necessary, so that there is a great merit that it is effective for simplifying the process. Therefore, in the photocurable composition of the present invention, the content of the organic solvent is preferably 3% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, and particularly preferably not contained. As described above, the photocurable composition of the present invention does not necessarily contain an organic solvent. However, in a reactive diluent, a compound that does not dissolve can be dissolved as the photocurable composition of the present invention. You may add arbitrarily, when adjusting a viscosity finely. The organic solvent that can be preferably used in the photocurable composition of the present invention is a solvent generally used in a photocurable composition or a photoresist, and dissolves and uniformly disperses the compound used in the present invention. Any material can be used as long as it does not react with these components.

前記有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類;テトラヒドロフラン等のエーテル類;エチ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ジメチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル等のグリコールエーテル類;メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート等のエチレングリコールアルキルエーテルアセテート類;ジエチ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ジエチルエーテル、ジ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エチルメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のジエチレングリコール類;プロピ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エチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソフチルケトン、シクロヘキサノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、2−ヘプタノン等のケトン類;2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルブタン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル等の乳酸エステル類等のエステル類などが挙げられる。
さらに、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルホルムアニリド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ベンジルエチルエーテル、ジヘキシルエーテル、アセトニルアセトン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、シュウ酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、フェニルセロソルブアセテート等の高沸点溶剤を添加することもできる。これらは1種を単独使用してもよく、2種類以上を併用しても構わない。
これらの中でも、メトキシプロピレングリコールアセテート、2−ヒドロキシプロピン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、乳酸エチル、シクロヘキサノン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノンなどが特に好ましい。
Examples of the organic solvent include alcohols such as methanol and ethanol; ethers such as tetrahydrofuran; glycol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol methyl ethyl ether, and ethylene glycol monoethyl ether; methyl cellosolve Ethylene glycol alkyl ether acetates such as acetate and ethyl cellosolve acetate; diethylene glycols such as diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol ethyl methyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, and diethylene glycol monobutyl ether; propylene glycol Propylene glycol alkyl ether acetates such as rumethyl ether acetate and propylene glycol ethyl ether acetate; Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; Acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, 4-hydroxy-4-methyl-2 Ketones such as pentanone and 2-heptanone; ethyl 2-hydroxypropionate, methyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, ethyl ethoxyacetate, ethyl hydroxyacetate, 2- Methyl hydroxy-2-methylbutanoate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl acetate, acetic acid Chill, methyl lactate, and the like esters such as lactic acid esters such as ethyl lactate.
Further, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-methylformanilide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, dimethylsulfoxide, benzylethyl ether, dihexyl ether, acetonylacetone , Isophorone, caproic acid, caprylic acid, 1-octanol, 1-nonanol, benzyl alcohol, benzyl acetate, ethyl benzoate, diethyl oxalate, diethyl maleate, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, phenyl cellosolve acetate, etc. A high boiling point solvent can also be added. These may be used alone or in combination of two or more.
Among these, methoxypropylene glycol acetate, ethyl 2-hydroxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl lactate, cyclohexanone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone and the like are particularly preferable.

(粘度)
本発明の光硬化性組成物の粘度について説明する。本発明における粘度は特に述べない限り、25℃±0.2℃における粘度をいう。本発明の光硬化性組成物は、溶剤を除く組成物の25℃±0.2℃における粘度が、3mPa・s以上18mPa・s未満であり、好ましくは5〜15mPa・sであり、より好ましくは7mPa・s以上12mPa・s未満である。本発明の光硬化性組成物の粘度を3mPa・s以上とすることにより、基板塗布適性の問題や膜の機械的強度の低下が生じにくい傾向にある。具体的には、粘度を3mPa・s以上とすることによって、組成物の塗布の際に面上ムラを生じたり、塗布時に基板から組成物が流れ出たりするのを抑止できる傾向にあり、好ましい。一方、本発明の光硬化性組成物の粘度を18mPa・s未満とすることにより、微細な凹凸パターンを有するモールドを組成物に密着させた場合でも、モールドの凹部のキャビティ内にも組成物が流れ込み、大気が取り込まれにくくなるため、バブル欠陥を引き起こしにくくなり、モールド凸部において光硬化後に残渣が残りにくくなり好ましい。
(viscosity)
The viscosity of the photocurable composition of the present invention will be described. The viscosity in the present invention means a viscosity at 25 ° C. ± 0.2 ° C. unless otherwise specified. In the photocurable composition of the present invention, the viscosity of the composition excluding the solvent at 25 ° C. ± 0.2 ° C. is 3 mPa · s or more and less than 18 mPa · s, preferably 5 to 15 mPa · s, more preferably Is 7 mPa · s or more and less than 12 mPa · s. By setting the viscosity of the photocurable composition of the present invention to 3 mPa · s or more, there is a tendency that problems of substrate coating suitability and a decrease in mechanical strength of the film hardly occur. Specifically, by setting the viscosity to 3 mPa · s or more, it is preferable that unevenness on the surface is generated during the application of the composition or the composition can be prevented from flowing out of the substrate during the application. On the other hand, by setting the viscosity of the photocurable composition of the present invention to less than 18 mPa · s, even when a mold having a fine concavo-convex pattern is adhered to the composition, the composition is also present in the cavity of the concave portion of the mold. Since it becomes difficult to flow in and air | atmosphere is taken in, it becomes difficult to cause a bubble defect, and since a residue does not remain easily after photocuring in a mold convex part, it is preferable.

(表面張力)
本発明の光硬化性組成物は、表面張力が、18〜30mN/mの範囲にあることが好ましく、20〜28mN/mの範囲にあることがより好ましい。このような範囲とすることにより、表面平滑性を向上させるという効果が得られる。
(surface tension)
The photocurable composition of the present invention preferably has a surface tension in the range of 18 to 30 mN / m, and more preferably in the range of 20 to 28 mN / m. By setting it as such a range, the effect of improving surface smoothness is acquired.

(水分量)
なお、本発明の光硬化性組成物は、調製時における水分量が好ましくは2.0質量%以下、より好ましくは1.5質量%、さらに好ましくは1.0質量%以下である。調製時における水分量を2.0質量%以下とすることにより、本発明の光硬化性組成物の保存性をより安定にすることができる。
(amount of water)
In addition, the water content at the time of preparation of the photocurable composition of the present invention is preferably 2.0% by mass or less, more preferably 1.5% by mass, and further preferably 1.0% by mass or less. By making the water content at the time of preparation 2.0% by mass or less, the preservability of the photocurable composition of the present invention can be made more stable.

(調製)
本発明の光硬化性組成物は、上記各成分を混合した後、例えば、孔径0.05μm〜5.0μmのフィルターで濾過することによって溶液として調製することができる。前記光硬化性組成物の混合・溶解は、通常、0℃〜100℃の範囲で行われる。濾過は、多段階で行ってもよいし、多数回繰り返してもよい。また、濾過した液を再濾過することもできる。濾過に使用する材質は、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、フッソ樹脂、ナイロン樹脂などのものが使用できるが特に限定されない。
(Preparation)
The photocurable composition of the present invention can be prepared as a solution by, for example, filtering with a filter having a pore diameter of 0.05 μm to 5.0 μm after mixing the above-described components. Mixing and dissolution of the photocurable composition is usually performed in a range of 0 ° C to 100 ° C. Filtration may be performed in multiple stages or repeated many times. Moreover, the filtered liquid can be refiltered. Materials used for filtration can be polyethylene resin, polypropylene resin, fluorine resin, nylon resin, etc., but are not particularly limited.

[硬化膜]
次に、本発明の光硬化性組成物を用いた本発明の硬化膜(特に、微細凹凸パターン)について説明する。本発明では、本発明の光硬化性組成物を塗布して硬化して本発明の硬化膜を形成することができる。
[Curing film]
Next, the cured film of the present invention (particularly a fine uneven pattern) using the photocurable composition of the present invention will be described. In the present invention, the photocurable composition of the present invention can be applied and cured to form the cured film of the present invention.

また、基板または、支持体上に本発明の光硬化性組成物を塗布し、該組成物からなる層を露光、硬化、必要に応じて乾燥(ベーク)させることにより、オーバーコート層や絶縁膜などの永久膜を作製することもできる。   Further, by applying the photocurable composition of the present invention on a substrate or a support and exposing, curing, and drying (baking) the layer made of the composition as necessary, an overcoat layer or an insulating film A permanent film such as can be produced.

液晶ディスプレイ(LCD)などに用いられる永久膜(構造部材用のレジスト)においては、ディスプレイの動作を阻害しないようにするため、レジスト中の金属あるいは有機物のイオン性不純物の混入を極力避けることがのぞましく、その濃度としては、1000ppm以下、望ましくは100ppm以下にすることが必要である。   In permanent films (resist for structural members) used in liquid crystal displays (LCDs), it is possible to avoid contamination of metal or organic ionic impurities in the resist as much as possible so as not to hinder the operation of the display. Preferably, the concentration needs to be 1000 ppm or less, desirably 100 ppm or less.

液晶ディスプレイ(LCD)などに用いられる永久膜(構造部材用のレジスト)は、製造後にガロン瓶やコート瓶などの容器にボトリングし、輸送、保管されるが、この場合に、劣化を防ぐ目的で、容器内を不活性なチッソ、またはアルゴンなどで置換しておいても良い。また、輸送、保管に際しては、常温でも良いが、より永久膜の変質を防ぐため、−20℃から0℃の範囲に温度制御しても良い。勿論、反応が進行しないレベルで遮光する必要がある。   Permanent films (resist for structural members) used for liquid crystal displays (LCDs) are bottled in containers such as gallon bottles and coated bottles after manufacture, and are transported and stored. In this case, the purpose is to prevent deterioration. The inside of the container may be replaced with inert nitrogen, argon, or the like. Further, at the time of transportation and storage, the room temperature may be used, but the temperature may be controlled in the range of −20 ° C. to 0 ° C. in order to prevent the permanent film from being deteriorated. Of course, it is necessary to shield from light at a level where the reaction does not proceed.

[液晶表示装置用部材]
また、本発明の硬化物は、半導体集積回路、記録材料、あるいは液晶表示装置用部材として好ましく適用することができ、その中でも液晶表示装置部材であることがより好ましく、フラットパネルディスプレイなどのエッチングレジストとして適用することが特に好ましい。
[Components for liquid crystal display devices]
Further, the cured product of the present invention can be preferably applied as a semiconductor integrated circuit, a recording material, or a liquid crystal display member, more preferably a liquid crystal display member, and an etching resist such as a flat panel display. It is particularly preferable to apply as

[硬化膜の製造方法]
以下において、本発明の光硬化性組成物を用いた硬化膜の製造方法について述べる。
本発明の光硬化性組成物は、光もしくは光及び熱により硬化させることが好ましい。具体的には、基板または、支持体上に少なくとも本発明の光硬化性組成物からなるパターン形成層を適用(通常は塗布)し、溶剤を乾燥させて本発明の光硬化性組成物からなる層(パターン形成層)を形成してパターン受容体を作製し、当該パターン受容体のパターン形成層表面にモールドを圧接し、モールドパターンを転写する加工を行い、微細凹凸パターン形成層を光照射および加熱により硬化させる。通常、光照射および加熱は複数回に渡って行われる。本発明の硬化膜の製造方法によるナノインプリントリソグラフィは、積層化や多重パターニングもでき、通常の熱インプリントと組み合わせて用いることもできる。
[Method for producing cured film]
Below, the manufacturing method of the cured film using the photocurable composition of this invention is described.
The photocurable composition of the present invention is preferably cured by light or light and heat. Specifically, the pattern forming layer comprising at least the photocurable composition of the present invention is applied (usually applied) on the substrate or the support, and the solvent is dried to form the photocurable composition of the present invention. A pattern receptor is formed by forming a layer (pattern forming layer), the mold is pressed against the surface of the pattern receiving layer of the pattern receptor, the mold pattern is transferred, and the fine uneven pattern forming layer is irradiated with light. Cured by heating. Usually, light irradiation and heating are performed a plurality of times. Nanoimprint lithography according to the method for producing a cured film of the present invention can be laminated and multiple patterned, and can be used in combination with ordinary thermal imprint.

本発明の硬化物は、一般によく知られた適用方法、例えば、ディップコート法、エアーナイフコート法、カーテンコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、エクストルージョンコート法、スピンコート方法、スリットスキャン法などにより、本発明の光硬化性組成物を塗布することにより形成することができる。本発明の光硬化性組成物からなる層の膜厚は、使用する用途によって異なるが、0.05μm〜30μmである。また、本発明の光硬化性組成物は、多重塗布してもよい。   The cured product of the present invention is generally applied by well-known application methods such as dip coating, air knife coating, curtain coating, wire bar coating, gravure coating, extrusion coating, spin coating, and slit scanning. It can form by apply | coating the photocurable composition of this invention by a method etc. Although the film thickness of the layer which consists of a photocurable composition of this invention changes with uses to be used, it is 0.05 micrometer-30 micrometers. In addition, the photocurable composition of the present invention may be applied multiple times.

本発明の光硬化性組成物を塗布するための基板または支持体は、石英、ガラス、光学フィルム、セラミック材料、蒸着膜、磁性膜、反射膜、Ni、Cu、Cr、Feなどの金属基板、紙、SOG、ポリエステルフイルム、ポリカーボネートフィルム、ポリイミドフィルム等のポリマー基板、TFTアレイ基板、PDPの電極板、ガラスや透明プラスチック基板、ITOや金属などの導電性基材、絶縁性基材、シリコーン、窒化シリコーン、ポリシリコーン、酸化シリコーン、アモルファスシリコーンなどの半導体作製基板など特に制約されない。基板の形状は、板状でも良いし、ロール状でもよい。   The substrate or support for applying the photocurable composition of the present invention is quartz, glass, optical film, ceramic material, vapor deposition film, magnetic film, reflection film, metal substrate such as Ni, Cu, Cr, Fe, Polymer substrate such as paper, SOG, polyester film, polycarbonate film, polyimide film, TFT array substrate, PDP electrode plate, glass or transparent plastic substrate, conductive substrate such as ITO or metal, insulating substrate, silicone, nitriding There are no particular restrictions on semiconductor fabrication substrates such as silicone, polysilicon, silicone oxide, and amorphous silicone. The shape of the substrate may be a plate shape or a roll shape.

本発明の光硬化性組成物を硬化させる光としては特に限定されないが、高エネルギー電離放射線、近紫外、遠紫外、可視、赤外等の領域の波長の光または放射線が挙げられる。高エネルギー電離放射線源としては、例えば、コッククロフト型加速器、ハンデグラーフ型加速器、リニヤーアクセレーター、ベータトロン、サイクロトロン等の加速器によって加速された電子線が工業的に最も便利且つ経済的に使用されるが、その他に放射性同位元素や原子炉等から放射されるγ線、X線、α線、中性子線、陽子線等の放射線も使用できる。紫外線源としては、例えば、紫外線螢光灯、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、キセノン灯、炭素アーク灯、太陽灯等が挙げられる。放射線には、例えばマイクロ波、EUVが含まれる。また、LED、半導体レーザー光、あるいは248nmのKrFエキシマレーザー光や193nmArFエキシマレーザーなどの半導体の微細加工で用いられているレーザー光も本発明に好適に用いることができる。これらの光は、モノクロ光を用いても良いし、複数の波長の異なる光(ミックス光)でも良い。   The light for curing the photocurable composition of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include high energy ionizing radiation, light having a wavelength in the region of near ultraviolet, far ultraviolet, visible, infrared, or radiation. As the high-energy ionizing radiation source, for example, an electron beam accelerated by an accelerator such as a cockcroft accelerator, a handagraaf accelerator, a linear accelerator, a betatron, or a cyclotron is industrially most conveniently and economically used. However, radiation such as γ rays, X rays, α rays, neutron rays, proton rays emitted from radioisotopes or nuclear reactors can also be used. Examples of the ultraviolet ray source include an ultraviolet fluorescent lamp, a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultrahigh-pressure mercury lamp, a xenon lamp, a carbon arc lamp, and a solar lamp. The radiation includes, for example, microwaves and EUV. Also, laser light used in semiconductor microfabrication such as LED, semiconductor laser light, or 248 nm KrF excimer laser light or 193 nm ArF excimer laser can be suitably used in the present invention. These lights may be monochromatic light, or may be a plurality of lights having different wavelengths (mixed light).

露光に際しては、露光照度を1mW/cm〜50mW/cmの範囲にすることが望ましい。1mW/cm以上とすることにより、露光時間を短縮することができるため生産性が向上し、50mW/cm以下とすることにより、副反応が生じることによる永久膜の特性の劣化を抑止できる傾向にあり好ましい。露光量は5mJ/cm〜1000mJ/cmの範囲にすることが望ましい。5mJ/cm未満では、露光マージンが狭くなり、光硬化が不十分となりモールドへの未反応物の付着などの問題が発生しやすくなる。一方、1000mJ/cmを超えると組成物の分解による永久膜の劣化の恐れが生じる。
更に、露光に際しては、酸素によるラジカル重合の阻害を防ぐため、チッソやアルゴンなどの不活性ガスを流して、酸素濃度を100mg/L未満に制御しても良い。
During exposure is preferably in the range of exposure intensity of 1mW / cm 2 ~50mW / cm 2 . By setting it to 1 mW / cm 2 or more, the exposure time can be shortened, so that productivity is improved. By setting it to 50 mW / cm 2 or less, deterioration of the properties of the permanent film due to side reactions can be suppressed. It tends to be preferable. The exposure amount is desirably in the range of 5 mJ / cm 2 to 1000 mJ / cm 2 . If it is less than 5 mJ / cm 2 , the exposure margin becomes narrow, photocuring becomes insufficient, and problems such as adhesion of unreacted substances to the mold tend to occur. On the other hand, when it exceeds 1000 mJ / cm 2 , there is a risk of deterioration of the permanent film due to decomposition of the composition.
Further, during exposure, in order to prevent radical polymerization from being inhibited by oxygen, an inert gas such as nitrogen or argon may be flowed to control the oxygen concentration to less than 100 mg / L.

本発明の光硬化性組成物を硬化させる熱としては、150〜280℃が好ましく、200〜250℃がより好ましい。また、熱を付与する時間としては、5〜60分が好ましく、15〜45分がより好ましい。   As heat which hardens the photocurable composition of this invention, 150-280 degreeC is preferable and 200-250 degreeC is more preferable. Moreover, as time to provide heat, 5 to 60 minutes are preferable and 15 to 45 minutes are more preferable.

次に本発明で用いることのできるモールド材について説明する。本発明の光硬化性組成物を用いた光ナノインプリントリソグラフィは、モールド材および/または基板の少なくとも一方は、光透過性の材料を選択する必要がある。本発明に適用される光インプリントリソグラフィでは、基板の上に光硬化性組成物を塗布し、光透過性モールドを押し当て、モールドの裏面から光を照射し、光硬化性組成物を硬化させる。また、光透過性基板上に光硬化性組成物を塗布し、モールドを押し当て、モールドの裏面から光を照射し、光硬化性組成物を硬化させることもできる。
光照射は、モールドを付着させた状態で行ってもよいし、モールド剥離後に行ってもよいが、本発明では、モールドを密着させた状態で行うのが好ましい。
Next, the molding material that can be used in the present invention will be described. In optical nanoimprint lithography using the photocurable composition of the present invention, it is necessary to select a light transmissive material for at least one of the mold material and / or the substrate. In the photoimprint lithography applied to the present invention, a photocurable composition is applied onto a substrate, a light-transmitting mold is pressed, light is irradiated from the back surface of the mold, and the photocurable composition is cured. . Moreover, a photocurable composition is apply | coated on a transparent substrate, a mold is pressed, light can be irradiated from the back surface of a mold, and a photocurable composition can also be hardened.
The light irradiation may be performed in a state where the mold is attached, or may be performed after the mold is peeled off, but in the present invention, it is preferably performed in a state where the mold is adhered.

本発明で用いることのできるモールドは、転写されるべきパターンを有するモールドが使われる。モールドは、例えば、フォトリソグラフィや電子線描画法等によって、所望する加工精度に応じてパターンが形成できるが、本発明では、モールドパターン形成方法は特に制限されない。
本発明において用いられる光透過性モールド材は、特に限定されないが、所定の強度、耐久性を有するものであれば良い。具体的には、ガラス、石英、PMMA、ポリカーボネート樹脂などの光透明性樹脂、透明金属蒸着膜、ポリジメチルシロキサンなどの柔軟膜、光硬化膜、金属膜等が例示される。
As the mold that can be used in the present invention, a mold having a pattern to be transferred is used. The mold can form a pattern according to the desired processing accuracy by, for example, photolithography, electron beam drawing, or the like, but the mold pattern forming method is not particularly limited in the present invention.
The light-transmitting mold material used in the present invention is not particularly limited as long as it has predetermined strength and durability. Specifically, a light transparent resin such as glass, quartz, PMMA, and polycarbonate resin, a transparent metal vapor-deposited film, a flexible film such as polydimethylsiloxane, a photocured film, and a metal film are exemplified.

本発明の透明基板を用いた場合で使われる非光透過型モールド材としては、特に限定されないが、所定の強度を有するものであればよい。具体的には、セラミック材料、蒸着膜、磁性膜、反射膜、Ni、Cu、Cr、Feなどの金属基板、SiC、シリコーン、窒化シリコーン、ポリシリコーン、酸化シリコーン、アモルファスシリコーンなどの基板などが例示され、特に制約されない。形状は板状モールド、ロール状モールドのどちらでもよい。ロール状モールドは、特に転写の連続生産性が必要な場合に適用される。   The non-light transmissive mold material used in the case of using the transparent substrate of the present invention is not particularly limited as long as it has a predetermined strength. Specific examples include ceramic materials, deposited films, magnetic films, reflective films, metal substrates such as Ni, Cu, Cr, and Fe, and substrates such as SiC, silicone, silicone nitride, polysilicon, silicone oxide, and amorphous silicone. There are no particular restrictions. The shape may be either a plate mold or a roll mold. The roll mold is applied particularly when continuous transfer productivity is required.

上記本発明で用いられるモールドは、本発明の光硬化性組成物とモールドとの剥離性を向上するために離型処理を行ったものを用いてもよい。シリコーン系やフッソ系などのシランカップリング剤による処理を行ったもの、例えば、ダイキン工業製、オプツールDSXや住友スリーエム製、Novec EGC−1720等の市販の離型剤も好適に用いることができる。   The mold used in the present invention may be a mold that has been subjected to a release treatment in order to improve the peelability between the photocurable composition of the present invention and the mold. Those having been treated with a silane coupling agent such as silicone or fluorine, for example, commercially available mold release agents such as those manufactured by Daikin Industries, Optool DSX, Sumitomo 3M, Novec EGC-1720, etc., can also be suitably used.

本発明の硬化膜の製造方法を用いて光インプリントリソグラフィを行う場合、通常、モールドの圧力が10気圧以下で行うのが好ましい。モールド圧力を10気圧以下とすることにより、モールドや基板が変形しにくくパターン精度が向上する傾向にあり、また、加圧が低いため装置を縮小できる傾向にあり好ましい。モールドの圧力は、モールド凸部の本発明の光硬化性組成物の残膜が少なくなる範囲で、モールド転写の均一性が確保できる領域を選択することが好ましい。   When performing photoimprint lithography using the method for producing a cured film of the present invention, it is usually preferred that the mold pressure be 10 atm or less. Setting the mold pressure to 10 atm or less is preferable because the mold and the substrate are less likely to be deformed and the pattern accuracy tends to be improved, and since the pressure is low, the apparatus can be reduced. The mold pressure is preferably selected in a region where the mold transfer uniformity can be ensured within a range where the residual film of the photocurable composition of the present invention on the mold convex portion is reduced.

本発明において、光インプリントリソグラフィにおける光照射は、硬化に必要な照射量よりも十分大きければよい。硬化に必要な照射量は、光硬化性組成物の不飽和結合の消費量や硬化膜のタッキネスを調べて決定される。
また、本発明に適用される光インプリントリソグラフィにおいては、光照射の際の基板温度は、通常、室温で行われるが、反応性を高めるために加熱をしながら光照射してもよい。光照射の前段階として、真空状態にしておくと、気泡混入防止、酸素混入による反応性低下の抑制、モールドと光硬化性組成物の密着性向上に効果があるため、真空状態で光照射しても良い。本発明において、好ましい真空度は、10−1Paから常圧の範囲で行われる。
In the present invention, the light irradiation in the photoimprint lithography may be sufficiently larger than the irradiation amount necessary for curing. The amount of irradiation necessary for curing is determined by examining the consumption of unsaturated bonds of the photocurable composition and the tackiness of the cured film.
In the photoimprint lithography applied to the present invention, the substrate temperature at the time of light irradiation is usually room temperature, but the light irradiation may be performed while heating in order to increase the reactivity. As a pre-stage of light irradiation, if it is in a vacuum state, it is effective in preventing bubble mixing, suppressing the decrease in reactivity due to oxygen mixing, and improving the adhesion between the mold and the photocurable composition. May be. In the present invention, a preferable degree of vacuum is in the range of 10 −1 Pa to normal pressure.

以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理内容、処理手順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜、変更することができる。従って、本発明の範囲は以下に示す具体例に限定されるものではない。   The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The materials, amounts used, ratios, processing details, processing procedures, and the like shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the specific examples shown below.

[実施例1]
(光硬化性組成物の調製)
下記重合性単量体AL−1(50質量%)、下記重合性単量体R−1(10質量%)、下記重合性単量体S−1(40質量%)、下記光重合開始剤P−1(重合性単量体の合計量に対して2質量%)、下記酸化防止剤A−1(重合性単量体の合計量に対して1質量%)、下記界面活性剤W−1(重合性単量体の合計量に対して0.1質量%)および下記界面活性剤W−2(重合性単量体の合計量に対して0.04質量%)を配合して、実施例1の光硬化性組成物を調製した。
[Example 1]
(Preparation of photocurable composition)
The following polymerizable monomer AL-1 (50 mass%), the following polymerizable monomer R-1 (10 mass%), the following polymerizable monomer S-1 (40 mass%), the following photopolymerization initiator P-1 (2% by mass with respect to the total amount of polymerizable monomers), the following antioxidant A-1 (1% by mass with respect to the total amount of polymerizable monomers), the following surfactant W- 1 (0.1% by mass with respect to the total amount of polymerizable monomers) and the following surfactant W-2 (0.04% by mass with respect to the total amount of polymerizable monomers) The photocurable composition of Example 1 was prepared.

[実施例2〜8]
実施例1において、光硬化性組成物の各成分を、それぞれ、下記表に記載の化合物に変更した以外は実施例1と同様にして、実施例2〜8の組成物を調製した。
[Examples 2 to 8]
In Example 1, the composition of Examples 2-8 was prepared like Example 1 except having changed each component of the photocurable composition to the compound of the following table | surface, respectively.

Figure 2010209250
Figure 2010209250

Figure 2010209250
Figure 2010209250

<アリルエステル化合物>
AL−1:マレイン酸ジアリル(東京化成製)、分子量196.20
AL−2:フマル酸ジアリル(ALFA製)、分子量196.20
AL−3:スクシン酸ジアリル(東京化成製)、分子量198.22
AL−4:アジピン酸ジアリル(東京化成製)、分子量226.27
AL−5:クエン酸トリアリル(東京化成製)、分子量312.32
<Allyl ester compound>
AL-1: diallyl maleate (manufactured by Tokyo Chemical Industry), molecular weight 196.20
AL-2: diallyl fumarate (manufactured by ALFA), molecular weight 196.20
AL-3: diallyl succinate (manufactured by Tokyo Chemical Industry), molecular weight 198.22
AL-4: diallyl adipate (manufactured by Tokyo Chemical Industry), molecular weight 226.27
AL-5: triallyl citrate (manufactured by Tokyo Chemical Industry), molecular weight 312.32.

<アリルエーテル化合物>
AL−6:トリメチロールプロパンジアリルエーテル(Aldrich製)、分子量214.30
AL−7:テトラアリルオキシエタン(東京化成製)、分子量254.32
AL−8:フェニル酢酸アリル(東京化成製)、分子量176.21
AL−9:酢酸アリル(東京化成製)、分子量100.12
AL−10:1,2,4,6−テトラ−O−アセチル−3−O−アリル−β−D−グルコピラロース(東京化成製)、分子量444.43
<Allyl ether compound>
AL-6: trimethylolpropane diallyl ether (manufactured by Aldrich), molecular weight 214.30
AL-7: Tetraallyloxyethane (manufactured by Tokyo Chemical Industry), molecular weight 254.32
AL-8: Allyl phenylacetate (manufactured by Tokyo Chemical Industry), molecular weight 176.21
AL-9: Allyl acetate (manufactured by Tokyo Chemical Industry), molecular weight 100.12
AL-10: 1,2,4,6-tetra-O-acetyl-3-O-allyl-β-D-glucopyralose (manufactured by Tokyo Chemical Industry), molecular weight 444.43

<1官能(メタ)アクリレート>
R−1:3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン(KBM−5103 信越化学製)、分子量234.32
R−2:ベンジルアクリレート(ビスコート#160:大阪有機化学社製)、分子量162.19
<Monofunctional (meth) acrylate>
R-1: 3-acryloxypropyltrimethoxysilane (KBM-5103, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), molecular weight 234.32
R-2: benzyl acrylate (Biscoat # 160: manufactured by Osaka Organic Chemical Co., Ltd.), molecular weight 162.19

<2官能(メタ)アクリレート>
S−1:ネオペンチルグリコールジアクリレート(日本化薬社製)、分子量212.24
S−2:1,4−ブタンジオールジアクリレート(ビスコート#195:大阪有機化学社製)、分子量198.22
<Bifunctional (meth) acrylate>
S-1: Neopentyl glycol diacrylate (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), molecular weight 212.24
S-2: 1,4-butanediol diacrylate (Biscoat # 195: manufactured by Osaka Organic Chemical Co., Ltd.), molecular weight 198.22

<3官能(メタ)アクリレート>
T−1:トリメチロールプロパントリアクリレート(アロニックスM−309:東亞合成社製)、分子量296.32
T−2:ウレタンアクリレート(UA−306H:共栄社製)、
<Trifunctional (meth) acrylate>
T-1: trimethylolpropane triacrylate (Aronix M-309: manufactured by Toagosei Co., Ltd.), molecular weight 296.32
T-2: Urethane acrylate (UA-306H: manufactured by Kyoeisha),

<4官能(メタ)アクリレート>
F−1:ペンタエリスリトールテトラアクリレート(NKエステルA−TMMT:新中村化学製)、分子量352.34
<Tetrafunctional (meth) acrylate>
F-1: Pentaerythritol tetraacrylate (NK ester A-TMMT: manufactured by Shin-Nakamura Chemical), molecular weight 352.34

<光重合開始剤>
P−1:2,4,6−トリメチルベンゾイル−エトキシフェニル−ホスフィンオキシド(Lucirin TPO−L:BASF社製)
<Photopolymerization initiator>
P-1: 2,4,6-trimethylbenzoyl-ethoxyphenyl-phosphine oxide (Lucirin TPO-L: manufactured by BASF)

<非イオン性界面活性剤>
W−1:非フッ素系界面活性剤(竹本油脂(株)製:パイオニンD6315)
W−2:フッ素系界面活性剤(大日本インキ化学工業(株)製:メガファックF780F)
<Nonionic surfactant>
W-1: Non-fluorinated surfactant (manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd .: Pionin D6315)
W-2: Fluorosurfactant (Dainippon Ink & Chemicals, Inc .: MegaFuck F780F)

<離型剤>
O−1:変性シリコーンKF−410(信越化学製)
<Release agent>
O-1: Modified silicone KF-410 (manufactured by Shin-Etsu Chemical)

[比較例1〜7]
実施例1において、光硬化性組成物の各成分を下記表に記載の化合物に変更した以外は実施例1と同様にして、比較例1〜7の組成物を調製した。
[Comparative Examples 1 to 7]
In Example 1, the composition of Comparative Examples 1-7 was prepared like Example 1 except having changed each component of the photocurable composition into the compound of the following table | surface.

Figure 2010209250
Figure 2010209250

Figure 2010209250
Figure 2010209250

<光ナノインプリントリソグラフィの評価>
実施例1〜8および比較例1〜7により得られた組成物の各々について、下記評価方法に従って測定・評価した。
<Evaluation of optical nanoimprint lithography>
About each of the composition obtained by Examples 1-8 and Comparative Examples 1-7, it measured and evaluated in accordance with the following evaluation method.

<光硬化性組成物粘度の測定>
光硬化性組成物(硬化前)の粘度の測定は、東機産業(株)社製のRE−80L型回転粘度計を用い、25±0.2℃で測定した。
測定時の回転速度は、0.5mPa・s以上5mPa・s未満は100rpm、5mPa・s以上10mPa・s未満は50rpm、10mPa・s以上30mPa・s未満は20rpm、30mPa・s以上60mPa・s未満は10rpmで、それぞれ行い、その粘度範囲に応じて次のように分類し、評価した。
A:3mPa・s以上12mPa・s未満
B:12mPa・s以上18mPa・s未満
C:18mPa・s以上
<Measurement of viscosity of photocurable composition>
The viscosity of the photocurable composition (before curing) was measured at 25 ± 0.2 ° C. using a RE-80L rotational viscometer manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.
The rotation speed during measurement is 100 rpm for 0.5 mPa · s to less than 5 mPa · s, 50 rpm for 5 mPa · s to less than 10 mPa · s, 20 rpm for 10 mPa · s to less than 30 mPa · s, and 30 mPa · s to less than 60 mPa · s. Were performed at 10 rpm, and classified and evaluated as follows according to the viscosity range.
A: 3 mPa · s or more and less than 12 mPa · s B: 12 mPa · s or more and less than 18 mPa · s C: 18 mPa · s or more

<硬化性>
各光硬化性組成物を調整し、膜厚3.0μmとなるようにガラス基板上にスピンコートした。スピンコートした塗布基膜をORC社製の高圧水銀灯(ランプパワー2000mW/cm)を光源とするナノインプリント装置にセットした。次いで、モールドとして、10μmのライン/スペースパターンを有し、溝深さが4.0μmのポリジメチルシロキサン(東レ・ダウコーニング(株)製の「SILPOT184」を80℃で60分間で硬化させたもの)を材質とするものを用いた。装置内を真空とした後(真空度10Torr(約1.33kPa))、モールドを基板に圧着させ、窒素パージ(1.5気圧:モールド押し圧)を行い装置内を窒素置換した。これにモールドの裏面から照度10mW/cmで露光量400mJ/cmの条件で露光した。露光後、モールドを離し、レジストパターンを得た。該レジストパターンに関してベタつきの有無を確認し、硬化不良が起きていないか評価した。
A:ベタつきがなく、良好に硬化していた。
B:ベタつきはないものの、パターン隅の一部に硬化不良が見られた。再度モールドの裏面から照度10mW/cmで露光量200mJ/cmの条件で露光すると良好に硬化した。
C:ベタつきがあり、パターン全体が硬化不良を起こしていた。再度モールドの裏面から照度10mW/cmで露光量200mJ/cmの条件で露光しても硬化しなかった。
<Curing property>
Each photocurable composition was prepared and spin-coated on a glass substrate so as to have a film thickness of 3.0 μm. The spin-coated coated base film was set in a nanoimprint apparatus using an ORC high pressure mercury lamp (lamp power 2000 mW / cm 2 ) as a light source. Next, as a mold, polydimethylsiloxane having a 10 μm line / space pattern and a groove depth of 4.0 μm (“SILPOT184” manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., cured at 80 ° C. for 60 minutes) ) Was used. After the inside of the apparatus was evacuated (vacuum degree: 10 Torr (about 1.33 kPa)), the mold was pressed onto the substrate, and nitrogen purge (1.5 atm: mold pressing pressure) was performed to replace the inside of the apparatus with nitrogen. This was exposed from the back surface of the mold under the conditions of an illuminance of 10 mW / cm 2 and an exposure amount of 400 mJ / cm 2 . After the exposure, the mold was released to obtain a resist pattern. The resist pattern was checked for stickiness and evaluated for curing failure.
A: There was no stickiness and cured well.
B: Although there was no stickiness, poor curing was observed at a part of the pattern corners. When exposed again from the back surface of the mold under the conditions of an illuminance of 10 mW / cm 2 and an exposure amount of 200 mJ / cm 2 , it cured well.
C: There was stickiness and the entire pattern was poorly cured. It was not cured even when exposed from the back surface of the mold again under the conditions of an illuminance of 10 mW / cm 2 and an exposure amount of 200 mJ / cm 2 .

<パターン精度の観察>
各光硬化性組成物を調整し、膜厚3.0μmとなるようにガラス基板上にスピンコートした。スピンコートした塗布基膜をORC社製の高圧水銀灯(ランプパワー2000mW/cm)を光源とするナノインプリント装置にセットした。次いで、モールドとして、10μmのライン/スペースパターンを有し、溝深さが4.0μmのポリジメチルシロキサン(東レ・ダウコーニング(株)製の「SILPOT184」を80℃で60分間で硬化させたもの)を材質とするものを用いた。装置内を真空とした後(真空度10Torr(約1.33kPa))、モールドを基板に圧着させ、窒素パージ(1.5気圧:モールド押し圧)を行い装置内を窒素置換した。これにモールドの裏面から照度10mW/cmで露光量400mJ/cmの条件で露光した。露光後、モールドを離し、レジストパターンを得た。該レジストパターンのパターン形状を走査型電子顕微鏡もしくは光学顕微鏡にて観察し、パターン形状を以下のように評価した。
A:モールドのパターン形状の元となる原版のパターンとほぼ同一である
B:モールドのパターン形状の元となる原版のパターン形状と一部異なる部分(原版のパターンと10%未満の範囲)がある
C:モールドのパターン形状の元となる原版のパターン形状と一部異なる部分(原版のパターンと10%以上20%未満の範囲)がある
D:モールドのパターン形状の元となる原版のパターンとはっきりと異なる、あるいはパターンの膜厚が原版のパターンと20%以上異なる
<Observation of pattern accuracy>
Each photocurable composition was prepared and spin-coated on a glass substrate so as to have a film thickness of 3.0 μm. The spin-coated coated base film was set in a nanoimprint apparatus using an ORC high pressure mercury lamp (lamp power 2000 mW / cm 2 ) as a light source. Next, as a mold, polydimethylsiloxane having a 10 μm line / space pattern and a groove depth of 4.0 μm (“SILPOT184” manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., cured at 80 ° C. for 60 minutes) ) Was used. After the inside of the apparatus was evacuated (vacuum degree: 10 Torr (about 1.33 kPa)), the mold was pressed onto the substrate, and nitrogen purge (1.5 atm: mold pressing pressure) was performed to replace the inside of the apparatus with nitrogen. This was exposed from the back surface of the mold under the conditions of an illuminance of 10 mW / cm 2 and an exposure amount of 400 mJ / cm 2 . After the exposure, the mold was released to obtain a resist pattern. The pattern shape of the resist pattern was observed with a scanning electron microscope or an optical microscope, and the pattern shape was evaluated as follows.
A: Almost the same as the pattern of the original plate that is the basis of the pattern shape of the mold. B: There is a portion that is partially different from the pattern shape of the original plate that is the basis of the pattern shape of the mold (the range of the original pattern is less than 10%). C: There is a part (a range of 10% or more and less than 20% of the pattern of the original plate) that is partly different from the original pattern shape of the mold pattern shape. D: Clearly different from the original pattern of the mold pattern shape. Or the film thickness of the pattern differs from the original pattern by 20% or more.

<露光後の硬化膜密着性>
光硬化性組成物を窒化ケイ素基板上に回転塗布した後、高圧水銀ランプを用いて、露光量が240mJ/cm2となるように紫外線を照射し、厚さ3μmの硬化膜を形成した。紫外線照射直後(30分以内)および照射後24時間経過した硬化膜に粘着テープを貼り付け、引き剥がした時に、テープ側に光硬化した光硬化性レジストパターンが付着あるか否か目視観察で判断し、以下のように評価した。結果を下記表に示す。なお、密着テープとして、日東電工社製、商品名セロハンテープNo.29を用いた。
A:テープ側にパターンの付着が無かった。(付着率5%未満)
B:パターンの一部がテープに剥ぎ取られた。(付着率5%以上50%未満)
C:パターンの半分以上がテープに剥ぎ取られた。(付着率50%以上95%未満)
D:パターンが完全にテープに剥ぎ取られた。(付着率95%以上)
<Adhesion of cured film after exposure>
After the photocurable composition was spin-coated on a silicon nitride substrate, ultraviolet rays were irradiated using a high-pressure mercury lamp so that the exposure amount was 240 mJ / cm 2 to form a cured film having a thickness of 3 μm. Judging by visual observation whether the photocured resist pattern photocured on the tape side is attached to the cured film immediately after UV irradiation (within 30 minutes) and after 24 hours after irradiation And evaluated as follows. The results are shown in the table below. In addition, as an adhesive tape, a product name cellophane tape No. 29 was used.
A: There was no pattern adhesion on the tape side. (Adhesion rate less than 5%)
B: A part of the pattern was peeled off on the tape. (Adhesion rate 5% or more and less than 50%)
C: More than half of the pattern was peeled off on the tape. (Adhesion rate 50% or more and less than 95%)
D: The pattern was completely peeled off on the tape. (Adhesion rate 95% or more)

Figure 2010209250
Figure 2010209250

実施例1〜実施例8は、いずれも光硬化性組成物(硬化前)の粘度が低く光硬化性も良好で、非常に高い転写パターン精度でありながら、相対的に密着性にも優れており、総合的に優れていることが分かった。また、紫外線照射後24時間経過した硬化膜の密着性が紫外線照射直後よりも良化するという予期せぬ効果が見られた。この予期せぬ効果は、硬化膜の経時劣化によるはがれ抑止、すなわち硬化膜の長寿命化という観点から極めて有為である。
比較例1および比較例4の組成物は、本発明の光硬化性組成物に比べて密着性が悪く、経時後の密着性良化の効果も小さかった。
比較例2および比較例3の組成物は、本発明の光硬化性組成物に比べて光硬化性が劣り、パターンを形成できなかった。
比較例5の組成物は、本発明の光硬化性組成物に比べ密着性が悪く、経時後の密着性良化の効果も小さかった。
比較例6の組成物は、本発明の光硬化性組成物に比べ粘度が高く、パターン精度が劣る結果となった。
比較例7の組成物は、本発明の光硬化性組成物に比べ粘度が高く、パターン精度、密着性いずれも劣る結果となった。
In all of Examples 1 to 8, the photocurable composition (before curing) has a low viscosity and good photocurability, and has a very high transfer pattern accuracy, but relatively excellent adhesion. It was found that it was excellent overall. Moreover, the unexpected effect that the adhesiveness of the cured film which passed 24 hours after ultraviolet irradiation improved rather than immediately after ultraviolet irradiation was seen. This unexpected effect is extremely significant from the viewpoint of preventing peeling due to deterioration with time of the cured film, that is, extending the life of the cured film.
The compositions of Comparative Example 1 and Comparative Example 4 had poor adhesion compared to the photocurable composition of the present invention, and the effect of improving adhesion after aging was small.
The compositions of Comparative Examples 2 and 3 were inferior in photocurability as compared with the photocurable composition of the present invention, and a pattern could not be formed.
The composition of Comparative Example 5 had poor adhesion compared to the photocurable composition of the present invention, and the effect of improving adhesion after time was small.
The composition of Comparative Example 6 was higher in viscosity than the photocurable composition of the present invention, resulting in poor pattern accuracy.
The composition of Comparative Example 7 had a higher viscosity than the photocurable composition of the present invention, and both the pattern accuracy and the adhesion were inferior.

本発明により、低粘度で高い転写パターン精度を有しつつ、光照射後の密着性、特に経時後の密着性に優れたナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物を提供することが可能になった。   According to the present invention, it is possible to provide a curable composition for nanoimprint lithography that has low viscosity and high transfer pattern accuracy and is excellent in adhesion after light irradiation, particularly adhesion after aging.

Claims (9)

下記一般式(1)で表される化合物および/または下記一般式(2)で表される化合物の少なくとも一種と、下記一般式(3)で表される化合物の少なくとも1種を質量比20:80〜80:20の割合で含む、光硬化性組成物。
Figure 2010209250
(一般式(1)および一般式(2)中、Xは、それぞれ、有機基を表し、nは、それぞれ、1〜4の整数を表す。一般式(3)中、Yは有機基を表し、mは1〜4の整数を表し、Rは水素またはメチル基を表す。但し、一般式(1)で表される化合物、一般式(2)で表される化合物および一般式(3)で表される化合物は、それぞれ、分子量が150〜400である。)
At least one compound represented by the following general formula (1) and / or a compound represented by the following general formula (2) and at least one compound represented by the following general formula (3) are in a mass ratio of 20: A photocurable composition comprising 80-80: 20.
Figure 2010209250
(In General Formula (1) and General Formula (2), X represents an organic group, and n represents an integer of 1 to 4. In General Formula (3), Y represents an organic group. , M represents an integer of 1 to 4, and R represents hydrogen or a methyl group, provided that the compound represented by the general formula (1), the compound represented by the general formula (2), and the general formula (3) Each of the represented compounds has a molecular weight of 150 to 400.)
前記一般式(1)で表される化合物を含む、請求項1に記載の光硬化性組成物。 The photocurable composition of Claim 1 containing the compound represented by the said General formula (1). 一般式(1)または一般式(2)におけるX、および一般式(3)におけるYが、それぞれ、炭化水素基である、請求項1または2に記載の光硬化性組成物。 The photocurable composition according to claim 1 or 2, wherein X in the general formula (1) or the general formula (2) and Y in the general formula (3) are each a hydrocarbon group. 一般式(3)において、Rが水素原子である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光硬化性組成物。 The photocurable composition according to any one of claims 1 to 3, wherein, in the general formula (3), R is a hydrogen atom. 一般式(1)または一般式(2)におけるnが、2または3である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の光硬化性組成物。 The photocurable composition of any one of Claims 1-4 whose n in General formula (1) or General formula (2) is 2 or 3. 一般式(1)で表される化合物、一般式(2)で表される化合物および一般式(3)で表される化合物の合計量が、光硬化性組成物の80質量%以上である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の光硬化性組成物。 The total amount of the compound represented by the general formula (1), the compound represented by the general formula (2) and the compound represented by the general formula (3) is 80% by mass or more of the photocurable composition. The photocurable composition of any one of Claims 1-5. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の光硬化性組成物を硬化させてなる硬化物。 Hardened | cured material formed by hardening | curing the photocurable composition of any one of Claims 1-6. 請求項7に記載の硬化物を含む液晶表示装置用部材。 The member for liquid crystal display devices containing the hardened | cured material of Claim 7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の光硬化性組成物を基板上に適用してパターン形成する工程と、前記パターン形成層にモールドに押圧する工程と、前記パターン形成層に光照射する工程を含むことを特徴とする硬化物の製造方法。 Applying the photocurable composition according to any one of claims 1 to 6 on a substrate to form a pattern, pressing the pattern forming layer against a mold, and irradiating the pattern forming layer with light The manufacturing method of the hardened | cured material characterized by including the process to do.
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