JP5528035B2 - 化合物およびこれを用いた硬化性組成物 - Google Patents
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Description
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光重合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。
(1)下記一般式(1)、下記一般式(2)、下記一般式(3)、下記一般式(4)または下記一般式(5)で表される、分子量310以上の化合物。
(2)(1)において、一般式(1)で表される化合物であって、R3が炭素数4〜10の脂肪族炭化水素基である化合物、一般式(2)で表される化合物であって、R4が炭素数8〜14のアルキル基である化合物、一般式(3−1)で表される化合物、一般式(3−2)で表される化合物、一般式(4−1)で表される化合物、一般式(4−2)で表される化合物、一般式(5)で表される化合物であって、R8が炭素数6〜15の脂肪族炭化水素基である化合物、または下記の化合物。
一般式(3−1)
一般式(3−2)
一般式(3−3)
一般式(4−1)
一般式(4−2)
一般式(3−1)
一般式(3−2)
一般式(3−3)
一般式(4−1)
(6)光照射により硬化することを特徴とする(5)に記載の硬化性組成物。
(7)加熱により硬化することを特徴とする(5)に記載の硬化性組成物。
(8)ナノインプリント用である、(5)〜(7)のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
(9)(5)〜(8)のいずれか1項に記載の組成物を硬化させた硬化物。
(10)(1)〜(4)のいずれか1項に記載の化合物と、光重合開始剤を含むナノインプリント用硬化性組成物を基板上に適用して層状とする工程と、該層状に形成した層にモールドに押圧する工程と、前記層状に形成した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。
(11)さらに、前記形成された層に、光を照射後、加熱する工程を含むことを特徴とする(10)に記載の硬化物の製造方法。
(12)(9)に記載の硬化物を含む液晶表示装置用部材。
なお、本発明でいう“インプリント”は、好ましくは、1nm〜10mmのサイズのパターン転写をいい、より好ましくは、およそ10nm〜100μmのサイズ(ナノインプリント)のパターン転写をいう。
一般式(1)〜(5)中、R1およびR2は、それぞれ、水素原子が好ましい。
一般式(1)〜(5)中、R1〜R8は、それぞれ、置換基を有していてもよく、この場合の置換基としては、炭化水素基が好ましく、アルキル基がより好ましく、炭素数3以下のアルキル基がさらに好ましい。R1〜R8は、置換基を有していない方が好ましい。
一般式(1)中、R3は、炭素数4〜10の炭化水素基を表し、炭素数4〜9の炭化水素基が好ましく、炭素数4〜8の炭化水素基がさらに好ましい。炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であることが好ましく、アルキル基であることがより好ましい。アルキル基は直鎖のアルキル基であることがさらに好ましい。
また、一般式(1)で表される化合物として、下記化合物も好ましい。
一般式(2)中、R4は炭素数8〜14のアルキル基を表し、炭素数9〜14のアルキル基が好ましく、炭素数10〜12のアルキル基がさらに好ましい。アルキル基は直鎖のアルキル基であることがさらに好ましい。
一般式(3)中、R5は炭素数4〜15の直鎖状炭化水素基を表し、炭素数4〜14の直鎖状炭化水素基が好ましく、炭素数4〜13の直鎖状炭化水素基がより好ましい。一般式(3)は好ましくは、一般式(3−1)、一般式(3−2)または一般式(3−3)で表される。
一般式(3−1)
R51は、直鎖のアルキル基であることがさらに好ましい。
一般式(3−2)
R52は、直鎖のアルキル基であることがさらに好ましい。
一般式(3−3)
−CH=CH−、−CH=C(CH3)−、−C(CH3)=C(CH3)−、−CH=CH2、−CH=CH(CH3)、−C(CH3)=CH2および−C(CH3)=CH(CH3)から選択される基は1つでも2つ以上であってもよいが、好ましくは1つである。これらの基の中で、−CH=CH−または−CH=CH2であることが好ましく、少なくとも、−CH=CH2を含むことがより好ましい。
アルキル基およびアルキレン基の少なくとも1つは、少なくともアルキレン基を含むことが好ましい。
R53の総炭素数は、6〜11が好ましく、7〜10がより好ましい。
R53は、−アルキル基−CH=CH2であることが好ましく、この場合のアルキル基は、炭素数5〜8の直鎖のアルキル基であることがより好ましい。
一般式(4)中、R6は炭素数2〜10の直鎖状アルキル基を表し、炭素数2〜9の直鎖状アルキル基が好ましく、炭素数2〜8の直鎖状アルキル基がより好ましい。このような範囲とすることにより、化合物がより低揮発性となり好ましい。一方、R7は炭素数2〜12の不飽和炭化水素基、あるいは(メタ)アクリロイルオキシエチル基を表し、炭素数2〜12の炭化水素基が好ましく、炭素数2〜11の炭化水素基がさらに好ましい。一般式(4)は好ましくは、下記一般式(4−1)または(4−2)で表される化合物である。
一般式(4−1)
一般式(4−2)
炭素数2〜12の不飽和炭化水素基としては、炭素炭素二重結合を1つまたは2つ以上含む基が好ましい。一般式(4−2)で表される化合物としては、下記の化合物が例示される。
一般式(5)中、R8は炭素数6〜15の炭化水素基を表し、炭素数6〜14の炭化水素基が好ましく、炭素数6〜13の炭化水素基がさらに好ましい。炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であることが好ましく、アルキル基であることがより好ましく、直鎖アルキル基であることがさらに好ましい。
また、一般式(5)で表される化合物として、下記化合物も好ましい。
(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)硬化後の硬化膜はパターン精度に優れ、表面硬度、耐傷性などの機械的性質に優れ、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。
(3)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。
本発明の組成物は、硬化後の高硬度化、耐傷性の改良を目的に、重合性単量体として、上記化合物を含んでいる。本発明の組成物における、本発明の化合物の含量は、例えば、インプリント用硬化性組成物に用いる場合、好ましくは30〜95重量%であり、より好ましくは40〜90重量%である。
さらに、本発明の組成物には、上記化合物以外の、他の重合性単量体を含んでいてもよい。他の重合性単量体として、エチレン性不飽和結合含有基を1個有する重合性不飽和単量体(1官能の重合性不飽和単量体)を含めることが挙げられる。このような化合物を含むことにより、より組成物の低粘度化を図ることができる。エチレン性不飽和結合含有基を1個有する重合性不飽和単量体(1官能の重合性不飽和単量体)としては、特開2009−73078号公報の段落番号0046に記載のものを好ましく採用することができる。
ビニルエーテル化合物は公知のものを適宜選択することができ、例えば、特開2009−73078号公報の段落番号0057に記載のものを好ましく採用することができる。
本発明の組成物には、通常、光重合開始剤が含まれる。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。
本発明の組成物には、公知の酸化防止剤を含めることができる。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、熱や光照射による退色およびオゾン、活性酸素、NOx、SOx(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。
本発明の組成物には、界面活性剤を含めることができる。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、本発明の組成物を、半導体素子製造用のシリコーンウェーハや、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。
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。
本発明の組成物には前記成分の他に必要に応じて離型剤、シランカップリング剤、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、光酸増殖剤、光塩基発生剤、塩基性化合物、流動調整剤、消泡剤、分散剤等を添加してもよい。
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。
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。
離型剤の割合が0.01質量%以上とすることにより、モールドと光ナノインプリントリソグラフィ用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。
本発明におけるチタンカップリング剤としては、例えば、特開2009−73078号公報の段落番号0084に記載のチタンカップリング剤を好ましく用いることができる。
本発明におけるジルコニウムカップリング剤としては、例えば、特開2009−73078号公報の段落番号0085に記載のジルコニウムカップリング剤を好ましく用いることができる。
本発明におけるアルミニウムカップリング剤としては、例えば、特開2009−73078号公報の段落番号0086に記載のアルミニウムカップリング剤を好ましく用いることができる。
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。
本発明の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。
本発明の組成物は、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むため、本発明の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。本発明の組成物に好ましく使用できる有機溶剤の種類としては、ナノインプリント用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。
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。
本発明の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℃における粘度をいう。本発明の組成物は、溶剤を除く組成物の25℃における粘度が、通常、18mPa・s以下であり、好ましくは12mPa・s以下である。下限値については、特に定めるものでは無いが、好ましくは、3mPa・以上である。本発明の組成物の粘度を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、本発明の組成物の粘度を18mPa・s以下とすることにより、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。
本発明の組成物は、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。
なお、本発明の組成物は、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、本発明の組成物の保存性をより安定にすることができる。
本発明の組成物は、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。前記ナノインプリント用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。
次に、本発明の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、本発明の組成物を適用して硬化して本発明の硬化膜を形成することができる。
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。
以下において、本発明の組成物を用いた硬化膜の製造方法について述べる。
本発明の組成物は、光、または、光および熱により硬化させることが好ましい。具体的には、基板上に少なくとも本発明の組成物を適用し、溶剤を乾燥させて本発明の組成物からなる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側の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。
さらに、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。
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。
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。
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、モールドとナノインプリント用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。
下記重合性単量体M−1、下記光重合開始剤P−1(M−1に対して2質量%)、下記界面活性剤W−1(M−1に対して1質量%)を加えて実施例1の光硬化性組成物を調製した。
実施例1において、上記化合物M−1をそれぞれ下記表1〜表5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2〜22の組成物を調製した。
<本発明の重合性単量体>
M−25:テトラエチレングリコールジアクリレート(東亞合成製:アロニックスM−240)
M−26:トリプロピレングリコールジアクリレート(東亞合成製:アロニックスM−220)
M−27:特許第3648636号公報に記載の下記(メタ)アクリレート
M−29:シクロヘキシルアクリレート(大阪有機製:ビスコート#155)
(M−1の合成)
3−(アクリロイルオキシ)−2−ヒドロキシ−プロピルメタクリレート(Aldrich製)20.0gをアセトン100ml中に溶解させて氷浴中で冷却し、トリエチルアミン(和光純薬製)14.1gを加えた後、n−ヘキサン酸クロリド(和光純薬製)17.6gのアセトン(20mL)溶液を滴下した。滴下終了後室温で1時間攪拌した後、炭酸水素ナトリウム水溶液(炭酸水素ナトリウム5g+水250ml)を添加した。酢酸エチル250mlを加えて分液した後、さらに水層を酢酸エチル150mLで抽出した。得られた有機層を0.2規定塩酸水溶液200mlで洗浄し、硫酸マグネシウム15gで乾燥させた後、ろ液を濃縮してM−1の粗生成物を得た。
得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、M−1を17.3g得た(収率59%)。
1H NMR(300MHz、CDCl3)δ6.4(d,1H)、δ6.2(dd,1H)、δ6.2(d,1H)、δ5.9(d,1H)、δ5.6(d,1H)、δ5.5−5.3(m,1H)、δ4.5−4.2(m,4H)、δ2.3(t,2H)、δ1.9(s,3H)、δ1.6(td,2H)、δ1.4−1.2(m,4H)、δ0.8(t,3H)
M−1と同様にして、3−(アクリロイルオキシ)−2−ヒドロキシ−プロピルメタクリレート(Aldrich製)15.0gとn−オクタン酸クロリド(和光純薬製)20.5gを反応させ、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製してM−2を15.5g得た。(収率65%)
1H NMR(300MHz、CDCl3)δ6.4(d,1H)、δ6.2(dd,1H)、δ6.2(d,1H)、δ5.9(d,1H)、δ5.6(d,1H)、δ5.5−5.3(m,1H)、δ4.5−4.2(m,4H)、δ2.3(t,2H)、δ1.9(s,3H)、δ1.6(td,2H)、δ1.4−1.2(m,8H)、δ0.8(t,3H)
M−1と同様にして、3−(アクリロイルオキシ)−2−ヒドロキシ−プロピルメタクリレート(Aldrich製)20.0gとベンジルクロリド(東京化成製)17.1gを反応させ、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製してM−3を20.3g得た。(収率68%)
1H NMR(300MHz、CDCl3)δ8.0(d,2H)、δ7.6(dd,2H)、δ7.4(dd,2H)、δ6.4(d,1H)、δ6.2−6.1(m,2H)、δ5.8(d,1H)、δ5.7−5.6(m,2H)、δ4.6−4.3(m,4H)、δ1.9(s,3H)
M−1と同様にして、1,2−ドデカンジオール(東京化成製)15.0gとアクリル酸クロリド(東京化成製)17.4gを反応させ、得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製してM−4を15.6g得た。(収率68%)
1H NMR(300MHz、CDCl3)δ6.9(d,1H)、δ6.8(d,1H)、δ6.3(dd,1H)、δ6.2(dd,1H)、δ5.7(d,1H)、δ5.7(d,1H)、δ5.3(tdd,1H)、δ4.6(dd,1H)、δ4.3(dd,1H)、δ1.6(td,2H)、δ1.4−1.2(m,16H)、δ0.7(t,3H)
ヘプタン酸(東京化成製)23.8gをジメチルアセトアミド150mLに溶解させ、炭酸カリウム(和光純薬製)25.3g、エピクロロヒドリン(東京化成製)20.3gをそれぞれ添加して100℃まで加熱し、2時間攪拌した。放冷後、反応混合液に水200mL、酢酸エチル200mLを加えて分液し、有機層を0.2規定塩酸100mLで2回抽出した。有機層を硫酸マグネシウム15gで乾燥させ、ろ過液を濃縮して得た粗生成物をリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製してM−5の中間体(M−5A)15.0gを得た。
続いて、M−5Aをトルエン25mLに溶解させ、アクリル酸(東京化成製)6.4g、テトラブチルアンモニウムブロミド(和光純薬製)1.3g、4−メトキシフェノール(東京化成製)少量を加えて90℃まで加熱し、7時間攪拌した。
放冷後、反応混合液をアセトン100mLに溶解させて氷浴中で冷却し、トリエチルアミン(和光純薬製)13.0gを加えた後アクリル酸クロリド(東京化成製)10.9gのアセトン(10mL)溶液を滴下した。滴下終了後室温で2時間攪拌した後、炭酸水素ナトリウム水溶液(炭酸水素ナトリウム5g+水150ml)を添加した。酢酸エチル200mlを加えて分液した後、さらに水層を酢酸エチル100mLで抽出した。得られた有機層を0.1規定塩酸水溶液100mlで洗浄し、硫酸マグネシウム20gで乾燥させた後、ろ液を濃縮してM−5の粗生成物を得た。
得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、M−5を18.5g得た(3工程収率32%)。
1H NMR(300MHz、CDCl3)δ6.4(d,1H)、δ6.4(d,1H)、δ6.2−6.1(m,2H)、δ5.8(d,1H)、δ5.8(d,1H)δ5.4(dddd,1H)、δ4.5−4.2(m,4H)、δ2.3(t,2H)、δ1.6(t,2H)、δ1.4−1.2(m,8H)、δ0.8(t,3H)
M−5と同様にして、ノナン酸(東京化成製)16.1gから3工程で得られたM−6の粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、M−6を8.5g得た(3工程収率25%)。
1H NMR(300MHz、CDCl3)δ6.4(d,1H)、δ6.4(d,1H)、δ6.2−6.1(m,2H)、δ5.8(d,1H)、δ5.8(d,1H)δ5.4(dddd,1H)、δ4.5−4.2(m,4H)、δ2.3(t,2H)、δ1.6(t,2H)、δ1.4−1.2(m,12H)、δ0.8(t,3H)
trans−2−オクテン酸(東京化成製)12.1gとグリシドール(東京化成製)6.0gをトルエン20mLに溶解させ、テトラブチルアンモニウムブロミド(和光純薬製)1.3g、4−メトキシフェノール(東京化成製)少量を加えて90℃まで加熱し、7時間攪拌した。
放冷後、反応混合液をアセトン170mLに溶解させて氷浴中で冷却し、トリエチルアミン(和光純薬製)24.6gを加えた後アクリル酸クロリド(東京化成製)20.5gのアセトン(20mL)溶液を滴下した。滴下終了後室温で2時間攪拌した後、炭酸水素ナトリウム水溶液(炭酸水素ナトリウム5g+水250ml)を添加した。酢酸エチル300mlを加えて分液した後、有機層を0.1規定塩酸水溶液150mlで洗浄し、硫酸マグネシウム20gで乾燥させた後、ろ液を濃縮してM−7の粗生成物を得た。
得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、M−7を19.3g得た(2工程収率70%)。
1H NMR(300MHz、CDCl3)δ7.0(td,1H)、δ6.5(d,1H)、δ6.4(d,1H)、6.2(dd,1H)、δ6.1(dd,1H)、δ5.9(d,1H)、δ5.9(d,1H)、δ5.8(d,1H)δ5.5−5.3(m,1H)、δ4.5−4.2(m,4H)、δ2.2(td,2H)、δ1.5−1.4(m,2H)、δ1.3−1.1(m,4H)、δ0.8(t,3H)
M−7と同様にして、trans−2−ノネン酸(東京化成製)13.3gから2工程で得られたM−8の粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、M−8を19.5g得た(2工程収率68%)。
1H NMR(300MHz、CDCl3)δ7.0(td,1H)、δ6.5(d,1H)、δ6.4(d,1H)、6.2(dd,1H)、δ6.1(dd,1H)、δ5.9(d,1H)、δ5.9(d,1H)、δ5.8(d,1H)δ5.5−5.3(m,1H)、δ4.5−4.2(m,4H)、δ2.2(td,2H)、δ1.5−1.4(m,2H)、δ1.3−1.1(m,6H)、δ0.8(t,3H)
M−7と同様にして、trans−2−デセン酸(東京化成製)14.5gから2工程で得られたM−9の粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、M−9を20.6g得た(2工程収率69%)。
1H NMR(300MHz、CDCl3)δ7.0(td,1H)、δ6.4(d,1H)、δ6.4(d,1H)、6.2(dd,1H)、δ6.1(dd,1H)、δ5.9(d,1H)、δ5.9(d,1H)、δ5.8(d,1H)δ5.5−5.3(m,1H)、δ4.5−4.2(m,4H)、δ2.2(td,2H)、δ1.5−1.4(m,2H)、δ1.4−1.2(m,8H)、δ0.8(t,3H)
M−7と同様にして、10−ウンデセン酸(東京化成製)6.4gから2工程で得られたM−10の粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、M−10を9.2g得た(2工程収率75%)。
1H NMR(300MHz、CDCl3)δ6.5(d,1H)、δ6.4(d,1H)、δ6.2(d,1H)、6.1(d,1H)、δ5.9(d,1H)、δ5.9(d,1H)、δ5.8−5.7(m,1H)、δ5.5−5.4(m,1H)δ5.0(d,1H)、δ4.9(d,1H)、δ4.5−4.2(m,4H)、δ2.4(t,2H)、δ2.0(t,2H)、δ1.6(t,2H)、δ1.4−1.2(m,10H)
1−ヘキサナール(和光純薬製)15.0gをホルムアルデヒド(36%)水溶液(和光純薬製)249.9gに加え、トリエチルアミン(和光純薬製)1.5を添加して40℃で8時間攪拌した。放冷後、ヘキサン155gで2回分液し、ヘキサン層を除去して得られた水槽に酢酸エチル200mLを加えて抽出後、有機層を硫酸マグネシウム15gで乾燥した後にろ過して、ろ液を濃縮した。濃縮後の液を再度蒸留水100mL、酢酸エチル100mLで分液し、有機層を硫酸マグネシウム15gで乾燥した後にろ過して、ろ液を濃縮した。
得られた中間体粗生成物(M−11A)に30%過酸化水素水22.6gを滴下し、60℃に加熱して5時間攪拌した。放冷後、反応混合液に蒸留水50mL、チオ硫酸ナトリウム3gで残存過酸化水素を除去した後、1規定塩酸30mL、酢酸エチル100mLをそれぞれ添加して分液し、水槽を酢酸エチル100mLで2回抽出した。有機層を硫酸マグネシウム30gで乾燥した後にろ過して、ろ液を濃縮した。
得られた中間体粗生成物(M−11B)をN−メチルピロリドン100mLに加え、炭酸水素ナトリウム(和光純薬製)10.1g、アリルブロミド(東京化成製)14.5gをそれぞれ添加して80℃に加熱し、2時間攪拌した。放冷後、反応混合液に3−クロロプロピオニルクロリド(東京化成製)30,5gを滴下した後、50℃で30分攪拌した。放冷後、氷浴中で反応混合液に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液300mLを添加し、酢酸エチル300mLを加えて分液した。有機層を0.1規定塩酸150mLで洗浄し、硫酸マグネシウム20gで乾燥した後にろ過して、ろ液を濃縮した。
得られた中間体粗生成物(M−11C)をアセトン100mLに溶解させて氷浴中で冷却し、トリエチルアミン(和光純薬製)25.3gを滴下した。40℃で2時間攪拌した後、蒸留水200mL、酢酸エチル250mLをそれぞれ加えて分液した後、有機層を0.1規定塩酸水溶液100mLで洗浄した。有機層を硫酸マグネシウム20gで乾燥させた後、ろ液を濃縮してM−11の粗生成物を得た。
得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、M−11を2.7g得た(5工程収率6%)。
1H NMR(300MHz、CDCl3)δ6.4(d,2H)、δ6.1(dd,1H)、δ5.9(tdd,1H)、5.8(d,2H)、δ5.3(d,1H)、δ5.2(d,1H)、δ4.6(d,2H)、δ4.4(s,4H)δ1.6(q,2H)、δ1.9−1.6(m,4H)、δ0.9(t,3H)
M−11と同様にして、1−ヘプタナール(和光純薬製)15.0gから5工程で得られたM−12の粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、M−12を11.7g得た(5工程収率26%)。
1H NMR(300MHz、CDCl3)δ6.4(d,2H)、δ6.1(dd,1H)、δ5.9(tdd,1H)、5.8(d,2H)、δ5.3(d,1H)、δ5.2(d,1H)、δ4.6(d,2H)、δ4.4(s,4H)δ1.6(q,2H)、δ1.9−1.6(m,6H)、δ0.9(t,3H)
M−11と同様にして、1−オクタナール(和光純薬製)15.6gから5工程で得られたM−13の粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、M−13を5.7g得た(5工程収率13%)。
1H NMR(300MHz、CDCl3)δ6.4(d,2H)、δ6.1(dd,1H)、δ5.9(tdd,1H)、5.8(d,2H)、δ5.3(d,1H)、δ5.2(d,1H)、δ4.6(d,2H)、δ4.4(s,4H)δ1.6(q,2H)、δ1.9−1.6(m,8H)、δ0.9(t,3H)
M−11と同様にして、1−ノナナール(和光純薬製)20.0gから5工程で得られたM−14の粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、M−14を4.4g得た(5工程収率9%)。
1H NMR(300MHz、CDCl3)δ6.4(d,2H)、δ6.1(dd,1H)、δ5.9(tdd,1H)、5.8(d,2H)、δ5.3(d,1H)、δ5.2(d,1H)、δ4.6(d,2H)、δ4.4(s,4H)δ1.6(q,2H)、δ1.9−1.6(m,10H)、δ0.9(t,3H)
2,7−オクタジエノール(東京化成製)12.6gをアセトン50mLに加え、ピリジン(和光純薬製)20gを添加した後、メタンスルホン酸クロリド(東京化成製)15gを氷冷しながら加え、還流下で5時間攪拌した。放冷後、反応混合液に0.2規定塩酸200mL、酢酸エチル300mLをそれぞれ加えて分液し、有機層を硫酸マグネシウム20gで乾燥させ、ろ過したろ液を濃縮して反応剤Aを得た。
2,2−ビス(ヒドロキシメチル)酪酸(東京化成製)11.8gをアセトン80mLに溶解させ、炭酸カリウム(和光純薬製)16.6g、先に調製した反応剤A全量、ヨウ化カリウム(東京化成製)0.5gを加えて還流下8時間攪拌した。放冷後、蒸留水150mL、酢酸エチル200mLをそれぞれ加えて分液し、有機層を硫酸マグネシウム15gで乾燥させ、ろ過したろ液を濃縮して反応中間体(M−15A)の粗生成物を得た。得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィー精製し、M−15Aを3.5g得た。
得られたM−15Aをアセトン30mLに溶解させて氷浴中で冷却し、トリエチルアミン(和光純薬製)3.5gを加えた後アクリル酸クロリド(東京化成製)2.7gを滴下した。滴下終了後室温で2時間攪拌した後、炭酸水素ナトリウム水溶液(炭酸水素ナトリウム3g+水100ml)を添加した。酢酸エチル120mlを加えて分液した後、有機層を0.1規定塩酸水溶液50mlで洗浄し、硫酸マグネシウム5gで乾燥させた後、ろ液を濃縮してM−15の粗生成物を得た。
得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、M−15を3.8g得た(2工程収率13%)。
1H NMR(300MHz、CDCl3)δ6.4(d,2H)、δ6.1(dd,2H)、δ5.8(d,2H)、δ5.8−5.7(m,2H)、δ5.6−5.4(m,1H)、δ5.0(d,1H)、δ4.9(d,1H)、δ4,7(d,2H)、δ4.6(d,2H)、δ4.4(s,4H)、δ2.2−2.0(m,4H)、δ1.7(q,2H)、δ1.5(tt,2H)、δ0.9(t,3H)
2,2−ビス(ヒドロキシメチル)酪酸(東京化成製)12.2gをアセトン80mLに溶解させ、炭酸カリウム(和光純薬製)13.7g、臭化銅(東京化成製)0.5g、3−ブロモシクロヘキセン(東京化成製)13.3gをそれぞれ添加した後、還流下で6時間攪拌した。放冷後、蒸留水150mL、酢酸エチル200mLをそれぞれ加えて分液し、有機層を硫酸マグネシウム15gで乾燥させ、ろ過したろ液を濃縮して反応中間体(M−16A)の粗生成物を得た。
得られたM−16Aをアセトン100mLに溶解させて氷浴中で冷却し、トリエチルアミン(和光純薬製)20.2gを加えた後アクリル酸クロリド(東京化成製)16.5gのアセトン(15mL)溶液を滴下した。滴下終了後室温で2時間攪拌した後、炭酸水素ナトリウム水溶液(炭酸水素ナトリウム5g+水200ml)を添加した。酢酸エチル250mlを加えて分液した後、有機層を0.1規定塩酸水溶液150mlで洗浄し、硫酸マグネシウム15gで乾燥させた後、ろ液を濃縮してM−16の粗生成物を得た。
得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、M−16を11.6g得た(2工程収率42%)。
1H NMR(300MHz、CDCl3)δ6.4(d,2H)、δ6.1(dd,2H)、δ5.9(dd,1H)、δ5.8(d,2H)、δ5.7(td,1H)、δ5.3(td,1H)、δ4.4(s,4H)、δ2.1−1.9(m,2H)、δ1.8−1.5(m,6H)、δ0.9(t,3H)
2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸(東京化成製)20.8gをN−メチルピロリドン200mLに加え、炭酸水素ナトリウム(和光純薬製)14.3g、2−ブロモエタノール(東京化成製)21.3gをそれぞれ添加して80℃に加熱し、8時間攪拌した。放冷後、反応混合液に3−クロロプロピオニルクロリド(東京化成製)82.7gを滴下した後、50℃で4時間攪拌した。放冷後、氷浴中で反応混合液に飽和炭酸水素ナトリウム水溶液400mLを添加し、酢酸エチル400mLを加えて分液した。有機層を0.1規定塩酸200mLで洗浄し、硫酸マグネシウム20gで乾燥した後にろ過して、ろ液を濃縮した。
得られた中間体粗生成物(M−17A)をアセトン150mLに溶解させて氷浴中で冷却し、トリエチルアミン(和光純薬製)65.9gを滴下した。40℃で2時間攪拌した後、蒸留水200mL、酢酸エチル300mLをそれぞれ加えて分液した後、有機層を0.1規定塩酸水溶液150mLで洗浄した。有機層を硫酸マグネシウム20gで乾燥させた後、ろ液を濃縮してM−17の粗生成物を得た。
得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、M−17を33.3g得た(3工程収率63%)。
1H NMR(300MHz、CDCl3)δ6.5(d,2H)、δ6.4(d,1H)、δ6.2(dd,1H)、6.1(dd,2H)、δ5.8(d,1H)、δ5.8(d,2H)、δ4.4−4.3(m,8H)、δ1.3(s,3H)
n−オクタノール(東京化成製)10.1gとエピクロロヒドリン(東京化成製)14.4gを混合し、テトラブチルアンモニウムブロミド(和光純薬製)1.6g、水酸化ナトリウム(和光純薬製)4,7gをそれぞれ添加し、40℃で6時間攪拌した。放冷後、反応混合液に蒸留水100mL、酢酸エチル150mLを加えて分液し、有機層を硫酸マグネシウム15gで乾燥した後、ろ過してろ液を濃縮し、反応中間体(M−18A)の粗生成物を得た。
得られたM−18Aをトルエン20mLに溶解させ、アクリル酸(東京化成製)6.5g、テトラブチルアンモニウムブロミド(和光純薬製)1.2g、4−メトキシフェノール(東京化成製)少量をそれぞれ添加し、90℃に加熱して10時間攪拌した。
放冷後、反応混合液をアセトン50mLに溶解させて氷浴中で冷却し、トリエチルアミン(和光純薬製)7.6gを加えた後アクリル酸クロリド(東京化成製)6.8gを滴下した。滴下終了後室温で2時間攪拌した後、炭酸水素ナトリウム水溶液(炭酸水素ナトリウム2g+水100mL)を添加した。酢酸エチル150mlを加えて分液した後、有機層を0.1規定塩酸水溶液100mLで洗浄し、硫酸マグネシウム10gで乾燥させた後、ろ液を濃縮してM−18の粗生成物を得た。
得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、M−18を13.3g得た(3工程収率55%)。
1H NMR(300MHz、CDCl3)δ6.4(d,1H)、δ6.3(d,1H)、δ6.2(dd,1H)、6.1(dd,1H)、δ5.8(d,1H)、δ5.8(d,1H)、δ5.3(dddd,1H)、δ4.4(dd,1H)δ4.3(dd,1H)、δ3.6(t,2H)、δ3.5−3.3(m,2H)、δ1.6−1.5(m,2H)、δ1.4−1.1(m,10H)、δ0.8(t,3H)
M−18と同様にして、n−デカノール(東京化成製)12.0gからM−18の粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、M−19を14.6g得た(3工程収率57%)。
1H NMR(300MHz、CDCl3)δ6.4(d,1H)、δ6.3(d,1H)、δ6.2(dd,1H)、6.1(dd,1H)、δ5.8(d,1H)、δ5.8(d,1H)、δ5.3(dddd,1H)、δ4.4(dd,1H)δ4.3(dd,1H)、δ3.6(t,2H)、δ3.5−3.3(m,2H)、δ1.6−1.5(m,2H)、δ1.4−1.1(m,14H)、δ0.8(t,3H)
M−18と同様にして、ゲラニオール(東京化成製)12.0gからM−20の粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、M−20を13.4g得た(3工程収率51%)。
1H NMR(300MHz、CDCl3)δ6.5(d,1H)、δ6.4(d,1H)、δ6.2(dd,1H)、6.1(dd,1H)、δ5.8(d,1H)、δ5.8(d,1H)、δ5.4−5.3(m,2H)、δ5.1−5.0(m,1H)δ4.4(dd,1H)、δ4.3(dd,1H)、δ4.0(dd,1H)、δ4.0(dd,1H)δ2.2−1.9(m,4H)、δ1.7(s,3H)、δ1.7(s,3H)、δ1.6(s,3H)
M−4と同様にして、1,2−テトラデカンジオール(東京化成製)15.0gから得られた粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製して、M−21を15.4g得た。(収率70%)
1H NMR(300MHz、CDCl3)δ6.9(d,1H)、δ6.8(d,1H)、δ6.3(dd,1H)、δ6.2(dd,1H)、δ5.7(d,1H)、δ5.7(d,1H)、δ5.3(tdd,1H)、δ4.6(dd,1H)、δ4.3(dd,1H)、δ1.6(td,2H)、δ1.4−1.2(m,20H)、δ0.7(t,3H)
M−7と同様にして、9−デセン酸(東京化成製)8.0gから2工程で得られたM−22の粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、M−22を11.4g得た(2工程収率69%)。
1H NMR(300MHz、CDCl3)δ6.5(d,1H)、δ6.4(d,1H)、δ6.2(d,1H)、6.1(d,1H)、δ5.9(d,1H)、δ5.9(d,1H)、δ5.8−5.7(m,1H)、δ5.5−5.4(m,1H)δ5.0(d,1H)、δ4.9(d,1H)、δ4.5−4.2(m,4H)、δ2.4(t,2H)、δ2.0(t,2H)、δ1.6(t,2H)、δ1.4−1.2(m,8H)
M−18と同様にして、n−ヘプタノール(東京化成製)9.1gからM−23の粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、M−23を11.7g得た(3工程収率50%)。
1H NMR(300MHz、CDCl3)δ6.4(d,1H)、δ6.3(d,1H)、δ6.2(dd,1H)、6.1(dd,1H)、δ5.8(d,1H)、δ5.8(d,1H)、δ5.3(dddd,1H)、δ4.4(dd,1H)δ4.3(dd,1H)、δ3.6(t,2H)、δ3.5−3.3(m,2H)、δ1.6−1.5(m,2H)、δ1.4−1.1(m,8H)、δ0.9(t,3H)
M−5と同様にして、n−ヘキサン酸(東京化成製)15.0gから3工程で得られたM−24の粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製し、M−24を9.2g得た(3工程収率24%)。
1H NMR(300MHz、CDCl3)δ6.4(d,1H)、δ6.4(d,1H)、δ6.2−6.1(m,2H)、δ5.8(d,1H)、δ5.8(d,1H)δ5.4(dddd,1H)、δ4.5−4.2(m,4H)、δ2.3(t,2H)、δ1.6(t,2H)、δ1.4−1.2(m,6H)、δ0.8(t,3H)
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)
W−1: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)
実施例1において、M−1をM−23に置き換えた以外は同様にして比較例1の組成物を調製した。
実施例1において、M−1をM−24に置き換えた以外は同様にして比較例2の組成物を調製した。
実施例1において、M−1をM−25に置き換えた以外は同様にして比較例3の組成物を調製した。
実施例1において、M−1をM−26に置き換えた以外は同様にして比較例4の組成物を調製した。
実施例1において、M−1をM−27に置き換えた以外は同様にして比較例5の組成物を調製した。
実施例1において、M−1をM−29に置き換えた以外は同様にして比較例6の組成物を調製した。
上記で調製した組成物を、膜厚が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/cm2)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、装置内を真空とし(真空度1Torr、約133Pa)、30秒間保持した。
このとき、装置内のガラス基板から1mmの距離に別の対向ガラス基板を設置しておき、その表面の曇りを観察することで装置内の汚染レベルを以下のとおり評価した。
A:対向ガラス表面に全く曇りがなく、汚染は全く見られない
B:対向ガラス表面がかすかに曇るものの、汚染はほとんど見られない
C:対向ガラス表面が曇り、やや汚染が見られる
D:対向ガラス表面にはっきりと組成物が付着しており、汚染が見られる
E:対向ガラス表面にはっきりと大量の組成物が付着した後、付着物が見えなくなった。
上記で調製した組成物を、膜厚が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/cm2)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、装置内を真空とした後(真空度10Torr、約1.33kPa)、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。
これに照度10mW/cm2、露光量240mJ/cm2の条件で露光した。得られた硬化層の硬化性を以下のとおり評価した。
○:レジストパターンにタックが見られない。
×:レジストパターンにタックが見られる。
上記(メタ)アクリレートM−1(70質量%)、下記低粘度重合性単量体R−1(10質量%)、下記シランカップリング剤C−1(20質量%)、上記光重合開始剤P−1(重合性単量体の全量に対して2質量%)、下記酸化防止剤A−1(重合性単量体の全量に対して0.5質量%)、下記離型剤S−1(重合性単量体の全量に対して1質量%)を加えて実施例23の光ナノインプリント用硬化性組成物を調製した。
実施例23において、上記光ナノインプリント用硬化性組成物をそれぞれ下記表7、表8記載の化合物に変更した以外は実施例21と同様にして、実施例24〜32の組成物を調製した。
R−1:ノナンジオールジアクリレート
C−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)
C−2:3−アミノプロピルトリメトキシシラン(KBM−903、信越化学製)
A−1:スミライザーGA80(住友化学(株)製)
A−2:Irganox1035FF(Ciba社製)
実施例23において、M−1をM−24に置き換えた以外は同様にして比較例7の組成物を調製した。
実施例25において、M−4をM−26に置き換えた以外は同様にして比較例8の組成物を調製した。
実施例28において、M−10をM−28に置き換えた以外は同様にして比較例9の組成物を調製した。
上記(メタ)アクリレートM−28(10質量%)、上記低粘度重合性単量体R−1(80質量%)、上記シランカップリング剤C−1(10質量%)、上記光重合開始剤P−1(重合性単量体の全量に対して2質量%)、上記酸化防止剤A−1(重合性単量体の全量に対して0.2質量%)、上記酸化防止剤A−2(重合性単量体の全量に対して0.2質量%)上記離型剤S−1(重合性単量体の全量に対して1質量%)を加えて比較例10の組成物を調製した。
上記(メタ)アクリレートM−28(15質量%)、上記(メタ)アクリレートM−29(75質量%)、上記シランカップリング剤C−1(10質量%)、上記光重合開始剤P−1(重合性単量体の全量に対して2質量%)、上記酸化防止剤A−1(重合性単量体の全量に対して0.2質量%)、上記酸化防止剤A−2(重合性単量体の全量に対して0.2質量%)上記離型剤S−1(重合性単量体の全量に対して1質量%)を加えて比較例11の組成物を調製した。
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:12mPa・s未満
B:12mPa・s以上18mPa・s未満
C:18mPa・s以上30mPa・s未満
D:30mPa・s以上
上記で調製した組成物を、膜厚が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/cm2)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、装置内を真空とし(真空度1Torr、約133Pa)、30秒間保持した。
このとき、装置内のガラス基板から1mmの距離に別の対向ガラス基板を設置しておき、その表面の曇りを観察することで装置内の汚染レベルを以下のとおり評価した。
A:対向ガラス表面に全く曇りがなく、汚染は全く見られない
B:対向ガラス表面がかすかに曇るものの、汚染はほとんど見られない
C:対向ガラス表面が曇り、やや汚染が見られる
D:対向ガラス表面にはっきりと組成物が付着しており、汚染が見られる
E:対向ガラス表面にはっきりと大量の組成物が付着した後、付着物が見えなくなった。
各組成物を、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/cm2)を光源とするナノインプリント装置にセットし、モールド加圧力0.8kN、露光中の真空度は5Torrで、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・ダウコーニング社製、SILPOT184を80℃60分で硬化させたもの)を材質とするモールドの表面から240mJ/cm2の条件で露光し、露光後、モールドを離し、レジストパターンを得た。得られたレジストパターンをオーブンで230℃、30分間加熱することにより完全に硬化させた。
転写後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5%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5%以上10%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形状と異なる部分(原版のパターンと10%以上20%未満の範囲)がある
E: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
Claims (12)
- 請求項1において、一般式(1)で表される化合物であって、R3が無置換の炭素数4〜10の脂肪族炭化水素基である化合物、一般式(3−1)で表される化合物、一般式(3−2)で表される化合物、一般式(3−3)で表される化合物、一般式(4−1)で表される化合物、一般式(4−2)で表される化合物、または下記の化合物。
一般式(3−1)
一般式(3−2)
一般式(3−3)
一般式(4−1)
一般式(4−2)
- 請求項1において、一般式(3−1)で表される化合物、一般式(3−2)で表される化合物、一般式(3−3)で表される化合物、一般式(4−1)で表される化合物、または下記のいずれかの化合物。
一般式(3−1)
一般式(3−2)
一般式(3−3)
一般式(4−1)
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物と、光重合開始剤を含む、硬化性組成物。
- 光照射により硬化することを特徴とする請求項5に記載の硬化性組成物。
- 加熱により硬化することを特徴とする請求項5に記載の硬化性組成物。
- ナノインプリント用である、請求項5〜7のいずれか1項に記載の硬化性組成物。
- 請求項5〜8のいずれか1項に記載の組成物を硬化させた硬化物。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の化合物と、光重合開始剤を含むナノインプリント用硬化性組成物を基板上に適用して層状とする工程と、該層状に形成した層にモールドに押圧する工程と、前記層状に形成した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。
- さらに、前記形成された層に、光を照射後、加熱する工程を含むことを特徴とする請求項10に記載の硬化物の製造方法。
- 請求項9に記載の硬化物を含む液晶表示装置用部材。
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