JP6038261B2 - 樹脂モールド及びその製造方法 - Google Patents
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Description
すなわち、本発明は、以下のとおりである。
1<Es/Eb≦1500 式(1)
26≦Es/Eb≦189 式(2)
1≦Es/Eb≦1500 式(1)
光重合性混合物としては、非フッ素含有の(メタ)アクリレート、フッ素含有(メタ)アクリレート、及び光重合開始剤を用いることが好ましい。(メタ)アクリレート、及びフッ素含有(メタ)アクリレートを光重合開始剤と共に混合した混合物を用いることで、表面自由エネルギーの低い疎水性界面などに該混合物を接触させた状態で上記混合物を硬化させると、樹脂モールド表面部のフッ素元素濃度(Es)を、樹脂モールドを構成する樹脂中の平均フッ素元素濃度(Eb)以上に、さらには樹脂中の平均フッ素元素濃度(Eb)をより小さくするように調整することができる。
(メタ)アクリレートとしては、後述する(B)フッ素含有(メタ)アクリレート以外の重合性モノマーであれば制限はないが、アクリロイル基またはメタクリロイル基を有するモノマー、ビニル基を有するモノマー、アリル基を有するモノマーが好ましく、アクリロイル基またはメタクリロイル基を有するモノマーがより好ましい。そして、それらは非フッ素含有のモノマーであることが好ましい。
フッ素含有(メタ)アクリレートとしては、ポリフルオロアルキレン鎖及び/又はペルフルオロ(ポリオキシアルキレン)鎖と、重合性基とを有することが好ましく、直鎖状ペルフルオロアルキレン基、または炭素原子−炭素原子間にエーテル性酸素原子が挿入されかつトリフルオロメチル基を側鎖に有するペルフルオロオキシアルキレン基がさらに好ましい。また、トリフルオロメチル基を分子側鎖または分子構造末端に有する直鎖状のポリフルオロアルキレン鎖及び/又は直鎖状のペルフルオロ(ポリオキシアルキレン)鎖が特に好ましい。
光重合開始剤は、光によりラジカル反応またはイオン反応を引き起こすものであり、ラジカル反応を引き起こす光重合開始剤が好ましい。光重合開始剤としては、下記の光重合開始剤が挙げられる。
光重合性混合物は、(メタ)アクリレート100重量部に対して、フッ素含有(メタ)アクリレートを0.1重量部〜50重量部、光重合開始剤を0.01重量部〜10重量部含有する光重合性混合物である。特に上記の(メタ)アクリレートとしては、非フッ素含有の(メタ)アクリレートであることが好ましい。
以下、樹脂モールドをFと表記する。パタン形状またはパタン形状の反転形状について説明する箇所では、凸凹や凹凸パタンと表記し、その中でも凸凹パタン形状を具備した本発明に係る樹脂モールドに関してはF(+)と表記し、F(+)から転写した凹凸パタン形状を具備した該樹脂モールドに関してはF(−)と表記する。
(1)凸凹パタン形状を具備したF(+)樹脂モールドから、転写した凹凸パタン転写物を複数製造すること。
(2)硬化性樹脂組成物を転写剤として用いた場合、樹脂モールドF(+)から反転したF(−)転写体を得て、次にF(−)転写体をモールドとして、反転転写したF(+)転写体を得る、凸凹/凹凸/凸凹/凹凸/・・・/を繰り返しパタン反転転写ができること。
樹脂モールドの表面は、マスターモールドの形状を転写して得られた構造であり、微細凹凸構造を具備している。光学部材やバイオ部材に適した構造が好ましく、格子状、ピラーやホール構造等がより好ましく、これらの断面凹凸形状が、長方形、正方形、台形、菱形、六角形、三角形、円形、曲率を有する形状等であってもよい。また、パタン配列は、ランダム配列した形状、周期的に配列したパタン形状のどちらでもよい。特に、パタンが周期的に配列した形状の場合、その周期ピッチサイズが50nm〜1000nmであることが好ましく、80nm〜700nmピッチであることがより好ましく、100nm〜250nmピッチであることがさらに好ましい。凹凸パタン高さは、50nm〜500nmであることが好ましく、100nm〜250nmであることがより好ましい。さらに、凸部または凹部断面形状のアスペクト比が0.5〜10であることが好ましく、アスペクト比が1〜5であることがより好ましい。ここでのアスペクト比とは、凸部または凹部断面形状の高さ(a)をa/2の高さ位置での半値幅(b)で割った値(a/b)と規定する。
マスターモールドは、表面に微細凹凸パタンを具備し、材質としては、石英ガラス、紫外線透過ガラス、サファイヤ、ダイヤモンド、ポリジメチルシロキサン等のシリコーン材、フッ素樹脂、シリコンウエハ、SiC基板、マイカ基板等が挙げられる。ナノパタン転写時の離型性をより向上させるために、離型処理を行っても良い。
下記工程11〜下記工程14を順に行うことで、本発明に係る硬化性樹脂組成物を転写剤として使って、マスターモールドから樹脂モールドを作製することができる。
工程11:基板の上に硬化性樹脂組成物を塗布する工程(樹脂を塗工する工程)。
工程12:上記工程11において硬化性樹脂組成物をマスターモールドに押圧する工程(樹脂を鋳型に押圧する工程)。
工程13:上記工程12において硬化性樹脂組成物を光ラジカル重合させ硬化物を得る工程(樹脂を光硬化させる工程)。
工程14:硬化物をマスターモールドから剥離し、マスターモールドのパタン形状の反転形状を具備した樹脂モールド(F)を得る工程(硬化物を鋳型から剥離する工程)。
工程21:基板の上に硬化性樹脂組成物を塗布する工程(樹脂を塗工する工程)。
工程22:上記工程21において硬化性樹脂組成物をマスターモールドに押圧する工程(樹脂を鋳型に押圧する工程)。
工程23:上記工程22において硬化性樹脂組成物を光ラジカル重合させ硬化物を得る工程(樹脂を光硬化させる工程)。
工程24:上記工程23において硬化物をマスターモールドから剥離し、マスターモールド形状の反転形状を具備した樹脂モールド(F(+))を得る工程(硬化物を鋳型から剥離する工程)。
工程25:基板の上に硬化性樹脂組成物を塗布する工程(樹脂を塗工する工程)。
工程26:上記工程25において硬化性樹脂組成物を樹脂モールドに押圧する工程(樹脂を鋳型に押圧する工程)。
工程27:上記工程26において硬化性樹脂組成物を光ラジカル重合させ硬化物を得る工程(樹脂を光硬化させる工程)。
工程28:上記工程27において硬化物を樹脂モールド(F(+))から剥離し、マスターモールドのパタン形状と同じパタン形状を具備した樹脂モールド(F(−))を得る工程。
下記工程31〜下記工程34を順に行うことにより、公知慣用の感光性樹脂組成物を転写剤として使って、樹脂モールドから、上記反転形状を具備した樹脂転写物を製造できる。
工程31:基板の上に公知慣用の感光性樹脂組成物を塗布する工程(樹脂を塗工する工程)。
工程32:上記工程31において感光性樹脂組成物を樹脂モールドに押圧する工程(樹脂を鋳型に押圧する工程)。
工程33:上記工程32において感光性樹脂組成物を光ラジカル重合させ硬化物を得る工程(樹脂を光硬化させる工程)。
工程34:上記工程33において該硬化物を樹脂モールドから剥離し、樹脂モールド(F)のパタン形状と反転形状を具備した転写物を得る工程(硬化物を鋳型から剥離する工程)。
工程41:基板の上に硬化性樹脂組成物を塗布する工程(樹脂を塗工する工程)。
工程42:上記工程41において硬化性樹脂組成物をマスターモールドに押圧する工程(樹脂を鋳型に押圧する工程)。
工程43:上記工程42において硬化性樹脂組成物を光ラジカル重合させ硬化物を得る工程(樹脂を光硬化させる工程)。
工程44:上記工程43において硬化物をマスターモールドから剥離し、マスターモールド形状の反転形状を具備した樹脂モールド(F(+))を得る工程(硬化物を鋳型から剥離する工程)。
工程45:上記工程44において作製した樹脂モールド(F(+))とロール基材との間に硬化性樹脂組成物を挟持させる工程(樹脂を鋳型に押圧する工程)。
工程46:上記工程45において硬化性樹脂組成物を光ラジカル重合させ硬化物を得る工程(樹脂を光硬化させる工程)。
工程47:上記工程47において硬化物を樹脂モールド(F(+))から剥離し、マスターモールドのパタン形状と同じパタン形状を具備した樹脂製ロールスタンパ(F(−))を得る工程(硬化物を鋳型から剥離する工程)。
工程51:基板の上に感光性樹脂組成物を塗布する工程(樹脂を塗工する工程)。
工程52:上記工程51において感光性樹脂組成物を樹脂製ロールスタンパに押圧する工程(樹脂を鋳型に押圧する工程)。
工程53:上記工程52において感光性樹脂組成物を光ラジカル重合させ硬化物を得る工程(樹脂を光硬化させる工程)。
工程54:上記工程53において該硬化物を樹脂モールド(F)から剥離し、樹脂モールド(F)のパタン形状と反転形状を具備した転写物を連続的に製造できる工程(硬化物を鋳型から剥離する工程)。
工程61:基板の上に感光性樹脂組成物を塗布する工程(樹脂を塗工する工程)。
工程62:上記工程61において感光性樹脂組成物を樹脂モールド(F)連続成形体に押圧する工程(樹脂を鋳型に押圧する工程)。
工程63:上記工程62において感光性樹脂組成物を光ラジカル重合させ硬化物を得る工程(樹脂を光硬化させる工程)。
工程64:上記工程63において該硬化物を樹脂モールド(F)連続成形体から剥離し、樹脂モールド(F)のパタン形状の反転形状を具備した転写物を連続的に製造できる工程(硬化物を鋳型から剥離する工程)。
樹脂組成物の基板上に塗布する方法として、流延法、ポッティング法、スピンコート法、ローラーコート法、バーコート法、キャスト法、ディップコート法、ダイコート法、ラングミュアプロジェット法、噴霧コート法、エアーナイフコート法、フローコート法、カーテンコート法、等が挙げられる。硬化性樹脂組成物の塗工厚は、50nm〜5mmが好ましく、100nm〜200μmがより好ましく、100nm〜100μmがさらに好ましい。
気泡が入らないように柔軟性の高い基板を端から静かに鋳型(マスターモールドや樹脂モールドや樹脂製ロールスタンパなど)上に被膜し、一定圧力下にて押圧することが好ましい。押圧する際のプレス圧力は、0MPa超〜10MPaが好ましく、0.01MPa〜5MPaがより好ましく、0.01MPa〜1MPaがさらに好ましい。
マスターモールドの光透過性が低い場合、基板側から露光することが好ましい。一方、マスターモールドが紫外波長の光に対する透過率が高い場合、例えば合成石英材質の場合は、基材側またはマスターモールド側の少なくとも一側面から露光することが好ましく、基材側とマスターモールド側の両面から露光するとより好ましい。樹脂モールドを使用した場合、基板側または樹脂モールド(F)側の少なくとも一側面から露光することが好ましく、基板側と樹脂モールド(F)側の両面から露光するとより好ましい。基板を使用せず、硬化性樹脂組成物のみをマスターモールドに塗布して硬化させてもよい。その場合は、酸素による重合阻害を防ぐため、窒素雰囲気下またはアルゴン雰囲気下での露光する方法、または、接着性の低い基板で被覆し、硬化後、基板と樹脂モールドを剥がしとる方法等で硬化物を製造できる。
マスターモールドに柔軟性がある場合、モールド面側または基材面側の少なくとも一方から一定速度で剥離することが好ましい。剥離方法としては、線剥離が好ましい。例えば、マスターモールドの剛性が高い材質の場合、特に無機材質の場合、マスターモールド側から剥離すると部分的に面剥離による剥離面積が高くなり、硬化物の破損が懸念される。したがって、柔軟性のある基板側から剥がすことが好ましい。剥離速度は、特定方向から一定速度で0m/min超〜5m/minの速度で線剥離することが、硬化物の破損リスクを低減できる点で好ましい。
表面に微細パタンを有する熱可塑性樹脂は、マスターモールドを熱可塑性樹脂に熱圧着させてマスターモールドの微細パタンを熱可塑性樹脂に形成する工程およびマスターモールドを熱可塑性樹脂から離脱させる工程を具備する方法で製造される。熱圧着させる方法以外に、キャスト法で塗布してから熱硬化させる方法でも作製することができる。
本発明に係る樹脂モールドは、ナノインプリント用途において様々に用いられ、具体的には、マイクロレンズアレーやワイヤグリッド型偏光、モスアイ型無反射膜や回折格子、フォトニック結晶素子などの光デバイスや、パターンドメディアなどのナノインプリント用途として製造する際に用いられる。他にも、細胞培養シートや脂肪培養チップ、バイオセンサー電極などのバイオデバイスへの製造に用いることができる。その他にも、各種電池やキャパシタの電極や、マイクロ・ナノ流路、放熱面、断熱面などへと応用できる。
以下、本発明の効果を明確にするために行った実施例について説明する。
樹脂モールドを使用しナノインプリント法により転写された微細凹凸構造の残膜厚は走査型電子顕微鏡(以下、SEM)観察より測定した。まず、試料を適当な大きさに切り出した後に、常温割断し、試料台に積載した。次に、観察面にOsを2nm程度コーティングし、検鏡用試料とした。使用装置及び検鏡条件は以下に示す。
装置;HITACHI s−5500
加速電圧;10kV
MODE;Normal
樹脂モールドの表面フッ素元素濃度はX線光電子分光法(以下、XPS)にて測定した。XPSにおける、X線のサンプル表面への侵入長は数nmと非常に浅いため、XPSの測定値を本発明における樹脂モールド表面のフッ素元素濃度(Es)として採用した。樹脂モールドを約2mm四方の小片として切り出し、1mm×2mmのスロット型のマスクを被せて下記条件でXPS測定に供した。
XPS測定条件
使用機器 ;サーモフィッシャーESCALAB250
励起源 ;mono.AlKα 15kV×10mA
分析サイズ;約1mm(形状は楕円)
取込領域
Survey scan;0〜1, 100eV
Narrow scan;F 1s,C 1s,O 1s,N 1s
Pass energy
Survey scan; 100eV
Narrow scan; 20eV
PETフィルム上に作製した樹脂モールドの透過率は、分光光度計(SHIMADZU、UV−2550)を用いて測定した。あらかじめPETフィルム単体の透過率を測定し、その値をバックグランドとして、樹脂モールド単体の透過率を算出した。実施例1〜実施例3で作製した樹脂モールドはいずれも波長350nm〜450nmでの全光線透過率が50%以上であった。
微細凹凸の大きさが150nm且つピッチが145nmの微細凹凸構造を表面に有するニッケル製の平板状金型にハーベス社製のDurasurf 2101Zを用い離型処理を施した。OPTOOL DAC HP(ダイキン工業社製)とトリメチロールプロパントリアクリレート(東亞合成社製 M350)及びIrgacure 184(Ciba社製)を重量部で10:100:5の割合で混合し、金型の微細凹凸構造面上に滴下した。続いて、PETフィルムで混合液を挟み込むと同時にハンドローラーを使用し引き延ばした。PETフィルム面側からのUV露光後、金型とPETフィルムを剥離しフッ素含有樹脂モールドを得た。
微細凹凸の大きさが150nm且つピッチが145nmの微細凹凸構造を表面に有するニッケル製の円筒状金型にハーベス社製のDurasurf 2101Zを用い離型処理を施した。OPTOOL DAC HP(ダイキン工業社製)とトリメチロールプロパントリアクリレート(東亞合成社製 M350)及びIrgacure 184(Ciba社製)を重量部で10:100:5の割合で混合した。続いて、混合液をマイクログラビアを用いてPETフィルムへと塗工した。続いて、PETフィルムに対する60℃の乾燥工程を経て、上記ニッケル製金型の微細凹凸構造面と張り合わせた。UV露光後、金型とPETフィルムを剥離しフッ素含有樹脂モールドを得た。
微細凹凸の大きさが150nm且つピッチが145nmの微細凹凸構造を表面に有するニッケル製の円筒状金型にハーベス社製のDurasurf 2101Zを用い離型処理を施した。CHEMINOX FAMAC−6(ユニマッテク社製)とトリメチロールプロパントリアクリレート(東亞合成社製 M350)及びIrgacure 184(Ciba社製)を重量部で2:100:5の割合で混合した。続いて、混合液をマイクログラビアを用いてPETフィルムへと塗工した。続いて、PETフィルムに対する60℃の乾燥工程を経て、ニッケル製金型の微細凹凸構造面と張り合わせた。PET面側からのUV露光後、金型とPETフィルムを剥離しフッ素含有樹脂モールドを得た。
実施例1〜実施例3で調合した樹脂組成物を転写剤として、実施例1〜実施例3で作製した樹脂モールドの反転転写を行った。樹脂モールドをステンレス板の上に固定し、微細凹凸構造面上に転写剤を滴下した。続いて、PETフィルムで転写剤を挟み込むと同時にハンドローラーを使用して引き伸ばした。被覆したPETフィルム面側からUV露光後、樹脂モールドと被覆したPETフィルムを剥離し、樹脂モールドの転写品Aを得た。同手順にて、同一樹脂モールドから三回連続して転写品Aを作製した。三回とも一定の低剥離抵抗(平均10mN/mm)を示した。また、目視観察では、転写面の破断は確認されなかった。さらに詳細に転写性を確認するため、樹脂モールド及び転写品Aの断面SEM(走査型電子顕微鏡)観察を行った。樹脂モールド側の凹凸構造と転写品Aの凸凹構造が一致し転写性が良好であることが確認された。この結果から、転写品Aは、マスターモールドと同じパタン形状を具備した樹脂モールドであることが確認された。
上記転写品Bを用いて、ワイヤグリッド偏光フィルムを下記手順により作製し、光学性能評価を行った。
・スパッタリング法を用いた誘電体層の形成
凹凸形状転写表面に、スパッタリング法により誘電体層として二酸化珪素を成膜した。スパッタリング装置条件は、Arガス圧力0.2Pa、スパッタリングパワー770W/cm2、被覆速度0.1nm/sとし、転写フィルム上の誘電体平均厚みが3nmとなるように成膜した。ここでは、誘電体の厚みを測定するため表面が平滑なガラス基板を転写フィルムと共に装置に挿入し、平滑ガラス基板上の誘電体厚みを誘電体平均厚みとした。
次に誘電体層を成膜した凹凸形状転写表面に、真空蒸着によりアルミニウム(Al)を成膜した。Alの蒸着条件は、常温下、真空度2.0×10−3Pa、蒸着速度40nm/sとした。Alの厚みを測定するため表面が平滑なガラス基板を転写フィルムと共に装置に挿入し、平滑ガラス基板上のAl厚みをAl平均厚みとし、格子の長手方向と垂直に交わる平面内において基材面の法線と蒸着源のなす角度を蒸着角θとした。蒸着角θを20°、Al平均厚みを133nmとした。
次にアルカリ水溶液に浸漬し不要なAlを除去した。不要Alの除去としては、Al蒸着した転写フィルムを室温下で、0.1重量%水酸化ナトリウム水溶液に80秒間浸漬することで行った。
偏光度と光線透過率の測定には偏光フィルム評価装置(日本分光社製、V7000)を用い、23℃65%RHの条件で行った。結果、偏光度99.90%で光線透過率42.5%であった。比較対象として、マスターモールドからUV転写した転写品を使ったワイヤグリッド偏光フィルムを作製した。作製方法は上記手順に従って作製した。結果、偏光度99.90%で光線透過率42.0%であった。すなわち、マスターモールドまたは樹脂モールドを鋳型として作製したワイヤグリッド偏光フィルムの光学性能は同等であることが確認された。以上より、樹脂モールドがワイヤグリッド偏光フィルム用のモールドとして使用できることが証明された。
偏光度=[(Imax−Imin)/(Imax+Imin)]×100%
3−エチル−3{[(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ]メチル}オキセタン及び3,4−エポキシシクロヘキセニルメチル−3’,4‘−エポキシシクロヘキセンカルボキシレートを含むカチオン重合性樹脂を、マイクログラビアを用いSiO2を蒸着したPETフィルムへと塗工した。続いて、PETフィルムを実施例1、実施例2及び実施例3で作製したフッ素含有樹脂モールドと貼り合わせると同時にゴムニップにより圧力を加え、ニップ圧がなくなった状態で樹脂モールド側からUV露光した。UV露光後、モールドと該PETフィルムとを剥離した。転写された微細凹凸構造をSEMにて観察したところ、残膜厚は5nm以下であった。
比較例1として、実施例1での組成においてフッ素樹脂組成を含まない組成物を調合し、樹脂モールドを作製した。結果、UV硬化後に転写剤硬化物との界面剥離ができなかった。
微細凹凸の大きさが150nm且つピッチが145nmの微細凹凸構造を表面に有するニッケル製の平板状金型にハーベス社製のDurasurf 2101Zを用い離型処理を施した。東洋合成工業社製のPAC01を金型の微細凹凸構造面上に滴下した。続いて、PETフィルムでUV硬化性樹脂を挟み込むと同時にハンドローラーを使用し引き延ばした。PETフィルム面側からのUV露光後、金型とPETフィルムを剥離し樹脂モールドを得た。
・円筒状金型作製
円筒状金型の基材には石英ガラスを用いた。半導体レーザーを用いた直接描画リソグラフィー法により石英ガラス表面に微細凹凸構造を形成した。微細凹凸構造を形成した石英ガラスロール表面に対し、デュラサーフHD−1101Z(ダイキン化学工業社製)を塗布し、60℃で1時間加熱後、室温で24時間静置して固定化した。その後、デュラサーフHD−ZV(ダイキン化学工業社製)で3回洗浄し、離型処理を実施した。
下記表1に示すサンプルNo.に対応した原料を混合し、光硬化性樹脂を調合した。フッ素含有(メタ)アクリレートとして、下記表1中の、サンプルNo.D1〜D7、D4’及びD5’においてはOPTOOL DAC HP(ダイキン工業社製)を使用した。また、サンプルNo.F1においては、CHEMINOX FAMAC−6(ユニマッテク社製)を使用した。サンプルNo.KKは、次のように合成した。トリフルオロエチルメタアクリレート45重量部、パーフルオロオクチルエチルアクリレート45重量部、グリシジルメタアクリレート10重量部、ドデシルメルカプタン0.5重量部、2−2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)1.5重量部及び、メチルエチルケトン200重量を混合し、窒素雰囲気下、80度、7時間攪拌し、メチルエチルケトン溶液で希釈されたプレポリマーを得た。次に、プレポリマーのメチルエチルケトン溶液の26重量部と、フルオライトFE−16の4重量部と、サンエイドSI−100L(三新化学工業社製の商品名)の0.2重量部とを混合し、メチルエチルケトンで固形分が10%になるように希釈することにより、サンプルNo.KKを得た。
得られた各サンプルNo.に対応するリール状樹脂モールド(A)を鋳型とし、転写材にリール状樹脂モールド(A)の作製に使用した樹脂を用い、次のように転写を行い、リール状樹脂モールド(B)を得た。PETフィルム:A4100(東洋紡社製:幅300mm、厚さ100μm)に、該PETフィルムの易接着面にマイクログラビアコーティング(廉井精機社製)により、塗布膜厚6μmになるように塗布した。次いで、上記樹脂モールド(A)の微細凹凸構造面に対し、光硬化性樹脂が塗布されたPETフィルムをニップロール(0.1MPa)で押し付け、大気下、温度25℃、湿度60%で、ランプ中心下での積算露光量が600mJ/cm2となるように、UV露光装置(フュージョンUVシステムズ・ジャパン社製、Hバルブ)を用いて紫外線を照射し、連続的に光硬化を実施し、表面に微細凹凸構造が転写されたリール状の樹脂モールド(B)(長さ200m、幅300mm)を得た。
得られたリール状樹脂モールド(B)から樹脂モールド(C)の作製は、バッチ式で次のようにも行った。リール状樹脂モールド(B)を15cm四方にカットし、該樹脂モールド(B)上に光硬化性樹脂を滴下し、PETフィルム:A4100の易接着面と貼り合わせると同時に、ハンドローラで引き延ばし、続いてUV光を照射した。続いて、105度のオーブン中で3分加熱し、その後、樹脂モールド(B)を剥離し、樹脂モールド(C)を得た。続いて、樹脂モールド(C)を12cm四方にカットし、該樹脂モールド(C)上に光硬化性樹脂を滴下し、PETフィルム:A4100の易接着面と貼り合わせると同時に、ハンドローラで引き延ばし、続いてUV光を照射した。続いて、105度のオーブン中で3分加熱し、その後、樹脂モールド(C)を剥離し、樹脂モールド(D)を得た。これらの操作は、全て、樹脂モールドを構成する樹脂と同様の樹脂を用い行った。
得られたリール状樹脂モールド(B)を鋳型とし、転写材に次に示す樹脂を用い、次のように転写を行い、リール状樹脂成型体を得た。
樹脂…SH710(東レ・ダウコーニング社製)とKBM5103(信越化学工業社製)とチタニウムテトラブトキシド(和光純薬工業社製)とIrgacure184(Ciba社製)及びIrgacure369(Ciba社製)を重量部で、1:2:2:0.068:0.032の割合で混合
上記転写結果と、リール状樹脂モールド(A)のEs/Eb値を下記表1に示す。下記表1における略語は次の意味を示す。
・OPTOOL DAC HP(ダイキン工業社製)又はFAMAC6…溶媒を含有したフッ素含有(メタ)アクリレート
・非フッ素含有(メタ)アクリレート…トリメチロールプロパントリアクリレート(東亞合成社製 M350)
・フッ素含有(メタ)アクリレート…非フッ素含有の(メタ)アクリレート(M350、グリシジルメタアクリレート)100重量部に対する溶媒を除いたフッ素含有(メタ)アクリレートの重量部
・Es/Eb…Esは上述したXPS法による測定値を使用した。Ebは、仕込み量から算出した。
・離形性評価1…樹脂モールド(A)の作製において、円筒状モールド(金型)に対する離型処理を施さなかった場合の転写結果。×はパタン形成ができなかった場合。△は、転写はできるが部分的にパタンが破壊されていた場合。○は、転写結果良好な場合。
・離形性評価2…樹脂モールド(A)から樹脂モールド(B)の作製をバッチ式で行った場合の転写結果。nは20枚。×は、樹脂モールド(A)と樹脂モールド(B)が密着し、剥離できなかった場合。△は、部分的に剥離出来なかった場合。○は、剥離可能だが、パタンが部分的に破壊されていた場合。◎は、20枚全て転写性が良好な場合。
・離形性評価3…樹脂モールド(A)から樹脂モールド(C)、(D)の作製を行った場合の転写結果。×は、樹脂モールド(C)或いは樹脂モールド(D)の作製過程で、剥離が全く出来なかった場合。△は、樹脂モールド(D)まで作製可能だが、部分的に剥離出来なかった場合。○は、樹脂モールド(D)まで作製可能だが、部分的にパタンが破壊されていた場合。◎は、樹脂モールド(D)まで、良好に転写された場合。
・離形性評価4…樹脂モールド(A)から作製した樹脂モールド(B)により、他の樹脂へ転写した場合の転写結果。×は、密着してしまい剥離できなかった場合。△は、部分的に剥離できなかった場合。○は、部分的にパタンが破壊されていた場合。◎は、転写が良好な場合。
Claims (11)
- 基材と樹脂成形体とから構成される樹脂モールドであって、
前記樹脂成形体の表面に微細凹凸構造を有し、前記微細凹凸構造を有する表面の樹脂モールド表面部のフッ素元素濃度(Es)が、樹脂モールドを構成する樹脂成形体中の平均フッ素元素濃度(Eb)以上であるとともに、前記樹脂成形体中における前記基材付近の自由エネルギーが、前記樹脂モールド表面部の自由エネルギーに比べ相対的に高く、かつ、
前記樹脂モールドを構成する樹脂中の平均フッ素元素濃度(Eb)と前記樹脂モールド表面部のフッ素元素濃度(Es)との比が下記式(1)を満たすことを特徴とする樹脂モールド。
1<Es/Eb≦1500 式(1) - 前記樹脂モールドを構成する樹脂成形体中の平均フッ素元素濃度(Eb)と前記樹脂モールド表面部のフッ素元素濃度(Es)との比が下記式(2)を満たすことを特徴とする請求項1記載の樹脂モールド。
26≦Es/Eb≦189 式(2) - 350nm〜450nmにおける全光線透過率が50%以上であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の樹脂モールド。
- 光ナノインプリントにより形成された光重合性混合物の硬化物から成ることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の樹脂モールド。
- 前記光重合性混合物が、(メタ)アクリレート、フッ素含有(メタ)アクリレート、及び光重合開始剤を含むことを特徴とする請求項4記載の樹脂モールド。
- 前記(メタ)アクリレート100重量部に対して、前記フッ素含有(メタ)アクリレートを0.1重量部〜50重量部、前記光重合開始剤を0.01重量部〜10重量部含有することを特徴とする請求項5記載の樹脂モールド。
- 前記微細凹凸構造の形状が、ピッチ50nm〜1000nmであり、高さが50nm〜500nmであることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載の樹脂モールド。
- ナノインプリント用であることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の樹脂モールド。
- 前記非フッ素含有の(メタ)アクリレート100重量部に対して、フッ素含有(メタ)アクリレートを0.8重量部〜6重量部含有することを特徴とする請求項9記載の樹脂モールド。
- 請求項9に記載の樹脂モールドの製造方法であって、非フッ素含有(メタ)アクリレート100重量部、フッ素含有(メタ)アクリレートを0.8重量部〜6重量部、及び光重合開始剤を含む光重合性混合物を基板又はマスターモールド上に塗布する工程と、前記光重合性混合物を前記基板と前記マスターモールドとの間で押圧する工程と、前記光重合性混合物を露光により硬化させて硬化物を得る工程と、前記マスターモールドから前記硬化物を剥離する工程とを有することを特徴とする樹脂モールドの製造方法。
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