TWI646117B - Structure, anti-reflection film - Google Patents

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Abstract

提供一種壓印用光可固化性樹脂組合物,該壓印用光可固化性樹脂組合物至少含有光聚合性(甲基)丙烯酸系單體(A)以及光引發劑(B),所述(甲基)丙烯酸系單體(A)的混合比例是:(a-1)3官能的(甲基)丙烯酸酯化合物60~97質量%,(a-2)4官能以上的(甲基)丙烯酸酯化合物3~40質量%,(a-3)2官能以下的(甲基)丙烯酸酯化合物0~37質量%,其中(a-1)~(a-3)共計為100質量%。

Description

結構體、防反射膜
本發明涉及結構體以及防反射膜。
所謂壓印技術是:將具有細微圖案(Micropattern)的模具(Mold),按壓於基板上的液狀樹脂等樹脂層,由此將模具的圖案轉印到樹脂層之精細加工技術。細微圖案有從10nm級的納米級的到100μm左右的,被用於半導體材料,光學材料,存儲介質(Storage media),微機械,生物,環境等各種領域。
壓印的方法有:例如在玻璃化轉變溫度以上,於熔融的熱塑性樹脂壓接表面形成有所定形狀之模具,將該模具表面形狀熱壓印於熱塑性樹脂,冷卻後取出模具的熱壓印;和於光可固化性樹脂壓上同樣的模具,通過紫外線照射光將可固化性樹脂固化後,取出模具的光壓印等。
在上述光壓印中,樹脂固化時固化收縮,出現的問題有,製造出了不能正確反映原版模具的圖案形狀之結構體。在以納米或微米級結構為轉印物件的光轉印中,納米或微米級的大小之差異也是問題。
專利文獻1中,使用2層以上的可固化性組合物,在相鄰於基板側和相鄰於模具側,改變可固化組合物中可固化官能基當量的含量,由此維持與基板的密合性並且提高和模具的剝離性,從而提高結構體上形成的圖案之精度。
【背景技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本專利特開2011-168003號公報
模具圖案轉印於結構體之後,具有與異丙醇(isopropyl alcohol)等有機溶劑接觸的步驟(例如脫脂步驟,或含有溶劑的樹脂之塗層(overcoat)等),在該步驟中,轉印於結構體的圖案形狀的精度有時下降。為了提高最終得到的結構體形狀之精度,轉印時圖案轉印性以及於結構體上被轉印的圖案之耐溶劑性這兩方面性質需要好。
本發明鑒於上述情況,提供一種壓印用光可固化性樹脂組合物,其中轉印時圖案轉印性以及於結構體上被轉印的圖案之耐溶劑性這兩方面性質均好。
本發明提供一種壓印用光可固化性樹脂組合物,該壓印用光可固化性樹脂組合物至少含有光聚合性(甲基)丙烯酸系單體(A)以及光引發劑(B),所述(甲基)丙烯酸系單體(A)的混合比例是:(a-1)3官能的(甲基)丙烯酸酯化合物60~97質量%,(a-2)4官能以上的(甲基)丙烯酸酯化合物3~40質量%,(a-3)2官能以下的(甲基)丙烯酸酯化合物0~37質量%(其中(a-1)~(a-3)共計為100質量%)。
本發明人在研究同時具有轉印性和耐溶劑性的課題時,發現就可固化樹脂組合物而言,將3官能的(甲基)丙烯酸酯化合物和4官能以上的(甲基)丙烯酸酯化合物按照特定比例混合,由此得到轉印性和耐溶劑性均出色的結果,從而完成本發明。
以下舉例以說明本發明的各種實施方式。以下所述的實施方式可以互相組合。
優選為,所述光引發劑由烷基苯酮(Alkylphenones)系光引發劑(B1)以及醯基膦氧化物(Acyl phosphine oxide)系光引發劑(B2)組合構成。
優選為,所述烷基苯酮系光引發劑(B1)和所述醯基膦氧化物系光引發劑(B2)的混合重量比(B1:B2)為1:99~90:10範圍內。
優選為,累計光量為200mJ/cm2的細微圖案的轉印性是97%以上,並且 上述細微圖案的耐溶劑性不到2%。
本發明從其他觀點出發,提供一種在樹脂層形成細微圖案而構成的防反射膜,其中,所述樹脂層由所述的壓印用光可固化性樹脂組合物組成。
以下具體說明本發明。
本發明為至少含有光聚合性的(甲基)丙烯酸系單體(A)以及光引發劑(B)之壓印用光可固化性樹脂組合物,其中,所述(甲基)丙烯酸系單體(A)含有以特定比例混合的多種(甲基)丙烯酸酯化合物。
在本說明書中,(甲基)丙烯酸的意思是甲基丙烯酸(Methacryl)及/或丙烯酸(Acrylic),(甲基)丙烯酸酯的意思是甲基丙烯酸酯(Methacrylate)及/或丙烯酸酯(Acrylate)
<壓印用光可固化性樹脂組合物>
1.(甲基)丙烯酸系單體(A)
本發明的壓印用光可固化性樹脂組合物中含有的(甲基)丙烯酸系單體,含有以下混合比例的多種(甲基)丙烯酸酯化合物:(a-1)3官能的(甲基)丙烯酸酯化合物60~97質量%, (a-2)4官能以上的(甲基)丙烯酸酯化合物3~40質量%,(a-3)2官能以下的(甲基)丙烯酸酯化合物0~37質量%,其中,(a-1)~(a-3)共計為100質量%。
(a-1)的混合量優選為65~95質量%,具體而言為例如60,65,70,75,80,85,90,95,97質量%,也可以在此處例舉的任意的2個值的範圍內。
(a-2)的混合量優選為3~30質量%,具體而言為例如3,5,10,15,20,25,30,35,40質量%,也可以在此處例舉的任意的2個值的範圍內。
3官能的(甲基)丙烯酸酯化合物是具有3個(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯化合物,例如三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(Trimethylolpropane tri(meth)acrylate),環氧乙烷改質三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯(Ethylene oxide-modified trimethylolpropane tri(meth)acrylate),季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯(Pentaerythritol tri(meth)acrylate)等。
4官能以上的(甲基)丙烯酸酯化合物是具有4個以上(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯化合物,例如季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯(Pentaerythritol tetra(meth)acrylate),二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯單丙酸酯(Dipentaerythritol penta(meth)acrylate monopropionate),二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(Dipentaerythritol hexa(meth)acrylate),四羥甲基乙烷四(甲基)丙烯酸酯(Tetra trimethylol ethane tetra(meth)acrylate),低聚酯四(甲基)丙烯酸酯(Oligoester tetra(meth)acrylate)等。
2官能以下的(甲基)丙烯酸酯化合物是具有2個以下(甲基)丙烯酸酯基的(甲基)丙烯酸酯化合物,例如2官能的(甲基)丙烯酸酯化合物和單官能的(甲基)丙烯酸酯化合物。
2官能的(甲基)丙烯酸酯化合物有例如三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯(Tripropylene glycol di(meth)acrylate),環氧乙烷改質的雙酚A二(甲基)丙烯酸酯(Ethylene oxide-modified bisphenol A di(meth)acrylate),1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯(1,4-butanediol di(meth)acrylate),1,6己二醇二(甲基)丙烯酸酯(1,6-hexane diol di(meth)acrylate),1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯(1,9-Nonanediol Di(meth)acrylate),(聚)乙二醇二(甲基)丙烯酸酯((Poly)ethylene glycol di(meth)acrylate),(聚)丙二醇二(甲基)丙烯酸酯((Poly)propylene glycol di(meth)acrylate),新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯(Neopentyl glycol di(meth)acrylate,),季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯(Pentaerythritol di(meth)acrylate),三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯(Trimethylolpropane di(meth)acrylate)等。
單官能的(甲基)丙烯酸酯化合物有例如:甲基(甲基)丙烯酸酯,乙基(甲基)丙烯酸酯,n-丙基(甲基)丙烯酸酯,n-丁基(甲基)丙烯酸酯,n-正戊基(甲基)丙烯酸酯,n-己基(甲基)丙烯酸酯,n-辛烷基(甲基)丙烯酸酯,n-壬基(甲基)丙烯酸酯,癸(甲基)丙烯酸酯,十二烷基(甲基)丙烯酸酯及十八烷基(甲基)丙烯酸酯等含有直鏈烷基的(甲基)丙烯酸酯;異丙基(甲基)丙烯酸酯,異丁基(甲基)丙烯酸酯,叔丁基(甲基)丙烯酸 酯,2-乙基己基(甲基)丙烯酸酯及異辛基(甲基)丙烯酸酯等含有支鏈烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯;異冰片基(甲基)丙烯酸酯(Isobornyl(meth)acrylate)及環己基(甲基)丙烯酸酯等含有環狀烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯;芐基(甲基)丙烯酸酯(Benzyl(meth)acrylate)及苯氧基(甲基)丙烯酸酯(Phenoxyethyl(meth)acrylate)等含有芳香環基的(甲基)丙烯酸等。
並且上述(a-1)~(a-3)也可以是含官能基的單體。含官能基的單體有含羥基單體,含酸基單體,含氨基單體,含醯胺基單體及含氰基單體。
在此含羥基單體的例子有(甲基)丙烯酸-2-羥基乙基((Meth)acrylic acid-2-hydroxyethyl),(甲基)丙烯酸-2-羥基丙基,(甲基)丙烯酸-4-羥基丁基,(甲基)丙烯酸和聚丙烯二醇或聚乙烯二醇的單酯以及內酯和(甲基)丙烯酸-2-羥基乙基的加成物這樣的含羥基的(甲基)丙烯酸系單體等含羥基化合物。
另外含酸基的單體的例子有(甲基)丙烯酸這樣的含羧基的(甲基)丙烯酸系單體,含酸酐基的(甲基)丙烯酸系單體,含磷酸基的(甲基)丙烯酸系單體,及含硫酸基的(甲基)丙烯酸系單體。
含氨基單體或含醯胺基單體的例子有N,N-二甲基氨基乙基(甲基)丙烯酸酯等含氨基(甲基)丙烯酸系單體以及(甲基)丙烯醯胺,N-甲基(甲基)丙烯醯胺,N-乙基(甲基)丙烯醯胺,N-丙基(甲基)丙烯醯胺及N-己基(甲基)丙烯醯胺等含醯胺基的(甲基)丙烯酸系單體。
含氰基的單體的例子有氰基(甲基)丙烯酸酯等。
另外,(甲基)丙烯酸系單體除了上述這樣的(甲基)丙烯酸系單體之外,有例如下文中所述這樣的可以和(甲基)丙烯酸系單體共聚的其他(甲基)丙烯酸系單體。
這樣的可以共聚的其他(甲基)丙烯酸系單體的例子有縮水甘油基(甲基)丙烯酸酯,4-羥丁基(甲基)丙烯酸縮水甘油基醚等含環氧基團的(甲基)丙烯酸酯,烷氧基(甲基)丙烯酸酯及丙烯基(甲基)丙烯酸酯(Allyl(meth)acrylate)。
連上述(甲基)丙烯酸系單體(A)中優選環氧乙烷改質的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯,環氧乙烷改質的雙酚A二丙烯酸酯,三丙二醇二丙烯酸酯的單體。
本發明壓印用光可固化性樹脂組合物,在(甲基)丙烯酸系單體(A)之外,在不損害本發明特性的範圍內也可以含有著其他光聚合性單體。其他的光聚合性單體有例如苯乙烯類單體,乙烯基系單體。
在此苯乙烯類單體的例子苯乙烯,甲基苯乙烯,二甲基苯乙烯,三甲基苯乙烯,乙基苯乙烯,二乙基苯乙烯,三乙基苯乙烯,丙基苯乙烯,丁基苯乙烯,己基苯乙烯,苯乙烯庚和辛基苯乙等烷基苯乙烯;氟苯乙烯, 氯苯乙烯,溴苯乙烯,二溴苯乙烯和碘苯乙烯(iodostyrene)等鹵代苯乙烯;硝基苯乙烯,乙醯基苯乙烯和甲氧基苯乙烯等。
乙烯基系單體的例子有例如乙烯基吡啶,乙烯基吡咯烷酮,乙烯基哢唑,二乙烯基苯,醋酸乙烯酯和丙烯腈;丁二烯,異戊二烯和氯丁二烯等共軛二烯單體;氯乙烯和溴乙烯等鹵化乙烯等;偏二氯乙烯(Vinylidene chloride)等偏二鹵化物乙烯(Vinylidene halide)等。
本發明壓印用光可固化性樹脂組合物中的(甲基)丙烯酸系單體(A)以外的上述其他光聚合性單體之使用量,相對於所述壓印用光可固化性樹脂組合物中的(甲基)丙烯酸系單體(A)100質量份優選為0~30質量份,更優選為0~10質量份。(甲基)丙烯酸系單體(A)以外的光聚合性單體之使用量在上述範圍的話,可以形成堅實且精度高的結構體。
上述例舉的(甲基)丙烯酸系單體以及其他光聚合性單體可以單獨或組合使用。
2.光引發劑(B)
光引發劑是為了促進單體的聚合而添加的成分,含有0.1質量份以上(相對於所述單體100質量份)。光引發劑含量的上限沒有特別的限制,例如是20質量份(相對於所述單體100質量份)。光引發劑的含量具體而言例如是0.1,0.5,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,15,20質量份(相 對於所述單體100質量份),也可以在上述任意2個值的範圍內。光引發劑的種類沒有特別限定,優選為烷基苯酮(Alkylphenones)系光引發劑(B1)和醯基膦氧化物(Acyl phosphine oxide)系光引發劑(B2)組合使用。
光引發劑烷基苯酮系光引發劑(B1)以及醯基膦氧化物系光引發劑(B2)組合使用,聚合速度適度的變低,聚合而收縮的樹脂和主模(Master mold)之間未聚合的樹脂組合物加入進行聚合,因此本發明的組合物光固化而能得到的結構體的固化收縮可以減少,並且後聚合的樹脂在表面充分形成交聯結構,因此比先聚合的樹脂硬度高,可以使表面硬度提高。
在本發明中,就壓印用光可固化性樹脂組合物中的兩種光引發劑的使用量而言,相當於壓印用光可固化性樹脂組合物中的(甲基)丙烯酸系單體(A)100質量份,所述烷基苯酮系光引發劑(B1)優選為0.01~20質量份,更優選為0.1~15質量份,進一步優選為0.5~10質量份;所述醯基膦氧化物系光引發劑(B2)優選為0.01~20質量份,更優選為0.1~15質量份,進一步優選為0.5~10質量份。
使用的烷基苯酮系光引發劑(B1)以及醯基膦氧化物系光引發劑(B2)在上述範圍內的話,可以控制自由基的產生量。
另外,所述烷基苯酮系光引發劑(B1)和所述醯基膦氧化物系光引發劑(B2)的重量比(B1:B2)是1:99~90:10,優選為5:95~80:20,更優選為10:90~70:30,最優選為10:90~40:60。
按照上述重量比使用烷基苯酮系光引發劑(B1)以及醯基膦氧化物系光引發劑(B2)的話,可以適度地降低聚合速度而形成比較硬質的聚合物,並且可以抑制得到的聚合物之黃變。
烷基苯酮系光引發劑優選不含氮的化合物,更加優選為2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙烷-1-酮,1-羥基-環己基-苯基-酮,2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮,1-[4-(2-羥基乙氧基)-苯基]-2-羥基-2-甲基-丙-1-酮和2-羥基-1-{[4-(2-羥基-2-甲基-丙醯基)-苄基]苯基}-2-甲基-丙-1-酮中的1種以上,最優選為1-羥基-環己基-苯基-酮。
烷基苯酮系光引發劑的商品化產品有例如IRGACURE651,IRGACURE184,IRGACURE2959,IRGACURE127,IRGACURE907,IRGACURE369(均為BASF公司製造),IRGACURE1173(Ciba Japan株式會社製造)。
醯基膦氧化物系光引發劑優選為2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦(2,4,6-trimethyl benzoyl-diphenyl-phosphine oxide)和雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦(bis(2,4,6-trimethyl benzoyl)-phenyl phosphine oxide)中的1種以上,最優選為雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦。
醯基膦氧化物系光引發劑的商品化產品有例如LUCIRIN TPO, IRGACURE819(均為BASF公司製造)。
3.其他
本發明的壓印用光可固化性樹脂組合物,在不影響壓印用光可固化性樹脂組合物性質的範圍內可以含有溶劑,鏈轉移劑,抗氧化劑,光敏化劑,填充劑,勻染劑(Leveling agent)等成分。
本發明的壓印用光可固化性樹脂組合物可以藉由將上述成分以公知方法混合而製造。
<壓印用光可固化性樹脂組合物的使用方法>
本發明的壓印用光可固化性樹脂組合物被使用於用以製造結構體的光壓印,所述結構體於主模等表面形成有細微圖案。
光壓印包括:(I-1)將本發明壓印用光可固化性樹脂組合物塗布於基板上的步驟;(II-1)於所述基板上的壓印用光可固化性樹脂組合物抵接表面形成有細微圖案的主模之步驟;(III)向所述基板和所述主模之間的所述壓印用光可固化性樹脂組合物照射光,使壓印用光可固化性樹脂組合物固化之步驟,以及(IV)從所述固化的壓印用光可固化性樹脂組合物剝離所述主模之步驟。
上述步驟(I)以及(II),也可以為
(I-2)將本發明壓印用光可固化性樹脂組合物滴加(Drip)於形成有細微 圖案的主模上之步驟;(II-2)於所述壓印用光可固化性樹脂組合物表面覆蓋基板之步驟。
其結果是,表面上轉印有主模表面的細微圖案之結構體被製得。
在步驟(I-1)以及(II-2)中基板有例如樹脂,玻璃,矽,藍寶石,氮化鎵,碳以及炭化矽等。
用於上述基板的樹脂優選為聚對苯二甲酸乙二醇酯,聚碳酸酯,聚酯,聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate),聚苯乙烯,聚烯烴,聚醯亞胺,聚碸(Polysulfone),聚醚碸(Polyether sulfone)以及聚萘二甲酸(Polyethylene naphthalate)等。
另外,就用於上述基板的樹脂的形態而言,有例如上述樹脂為板狀的形態和為膜狀的形態。這些形態,根據壓印方式而被選擇。
步驟(I-1)中向本發明壓印用光可固化性樹脂組合物的上述基板上塗敷的方法有旋塗,噴塗,棒塗,浸塗,模塗(die coating)和狹縫塗布(slit coating)等。
本發明的壓印用光可固化性樹脂組合物的步驟(I-1)中向上述基板上塗敷的量以及步驟(I-2)中向主模滴加的量優選為1×10-4~1×10-1g/cm2,更加優選為1×10-3~1×10-2g/cm2
步驟(II-1)以及(I-2)中主模表面形成的細微圖案通常為凹凸狀且以一定的週期重複之圖案。即為細微圖案,優選為週期為10nm~50μm,深度為10nm~100μm,轉印面為1.0~1.0×106mm2的細微圖案。
凹凸的具體形狀有例如蛾眼(Moth-eye),線,圓柱,巨石,圓錐,棱錐,微透鏡等形狀。
步驟(II-1)中,主模通常為以1.0×10-3~1.0MPa的強度抵接於本發明壓印用光可固化性樹脂組合物,通常保持1~300秒。
在步驟(III)中的光有例如紫外線,可見光,紅外線及電子束這樣的活性能量線。光的照射條件通常為100~18,000mJ/cm2
在步驟(IV)中,進行將主模和固化的樹脂分離的操作。
藉由上述光壓印,本發明壓印用光可固化性樹脂組合物成為:表面轉印有主模的細微圖案之結構體。
<從壓印用光可固化性樹脂組合物而得到的結構體>
1.結構體的物性
對本發明壓印用光可固化性樹脂組合物進行光壓印,得到表面轉印有主模的細微圖案之所述結構體,該結構體具有如下物性。
在所述結構體表面形成的細微圖案的轉印性優選為97%以上,進一步 優選為99%以上。並且,所述細微圖案的耐溶劑性優選為2%以下,更加優選為1%以下。轉印性及耐溶劑性具體的評價方法在實施例中說明。
具有這樣的轉印性及耐溶劑性的原因是:本發明壓印用光可固化性樹脂組合物含有特定混合比例的3官能的(甲基)丙烯酸酯化合物和4官能以上的(甲基)丙烯酸酯化合物。
2.結構體的用途
在本發明壓印用光可固化性樹脂組合物組成的樹脂層形成細微圖案形,由該細微圖案構成的結構體之用途沒有特別限定,可以作為例如防反射膜使用。這時優選為:在結構體表面形成的細微圖案為蛾眼(Moth-eye)狀。
【實施例】
以下說明本發明的實施例及比較例。
首先,用氟系脫模劑(Daikin工業株式會社製造,OPTOOL HD-2100)對鎳製的主模(Master mold)的細微圖案(形狀高度為339nm,週期為350nm蛾眼圖案)進行剝離處理。
其次,向上述主模滴落表1所示組成的光可固化性樹脂組合物,在樹脂組合物上覆蓋PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)基板之後,在基板上滾動輥,均一地伸展樹脂液(2.5×10-3g/cm2)。之後,以UV照射裝置(Techno Vision公司製造,型號:UVC-408)照射200mJ/cm2的累計光量的UV 光,樹脂固化之後,將PET/固化的樹脂層疊體從主模剝離得到樣品。這樣得到的樣品以下稱為「結構體」。
(轉印性的評價)
關於該結構體,採用掃描型探針顯微鏡(Hitachi High-Tech Science株式會社製造,商品名稱:L-trace),測量細微圖案形狀之高度,按照下述式1算出轉印性,以如下基準進行評估。
轉印性(%)={(結構體的細微圖案形狀之高度)/(主模的細微圖案形狀之高度)}×100 (式1)
◎:轉印性為99%以上
○:轉印性為97%以上且不到99%
×:轉印性不到97%
(耐溶劑性的評價)
其次,將得到的結構體溶於有機溶劑(isopropyl alcohol)浸泡三分鐘,與上述轉印性的評價同樣,測量結構體的細微圖案形狀之高度,按照如下式2~式3算出耐溶劑性,按照如下基準進行評估。
耐溶劑性(%)=(1-形狀高度減少率)×100 (式2)
形狀高度減少率={(浸泡於有機溶劑後的結構體的細微圖案形狀之高度)/(浸泡於有機溶劑前的結構體的細微圖案形狀之高度)} (式3)
◎:耐溶劑性不到1%
○:耐溶劑性為1%以上且不到2%
×;耐溶劑性為2%以上
表1中簡稱的意思如下。
TMPTA:三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(Trimethylol propane triacrylate)
EO改質TMPTA:環氧乙烷改質的三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(Ethylene oxide-modified trimethylolpropane triacrylate)
DPHA:雙季戊四醇六丙烯酸酯(Dipentaerythritol hexaacrylate)
M-211B:雙酚A環氧乙烷改質二丙烯酸酯(Bisphenol A ethylene oxide-modified diacrylate,東亞合成製造)
IRGACURE184:1-羥基-環己基苯基酮(1-hydroxy-phenyl ketone,BASF公司製造)
IRGACURE907:2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-嗎啉代丙烷-1-酮(2-methyl-1-(4-methyl thio phenyl)-2-morpholino-1-one,BASF公司製造)
IRGACURE819:雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)苯基氧化膦 (Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphine oxide,BASF公司製造)
TPO-L:2,4,6-三甲基苯甲醯-乙氧基苯基-氧化膦(2,4,6-trimethyl benzoyl-ethoxy phenyl-phosphine oxide,BASF公司製造)
(討論)
如比較例1~比較例3所示,使用不含4官能以上的(甲基)丙烯酸酯化合物的光可固化性樹脂組合物時,轉印性良好,不過耐溶劑性差。另外如比較例4所示,使用含有過量的4官能的(甲基)丙烯酸酯化合物之光可固化性樹脂組合物,耐溶劑性良好,不過轉印性差。
另一方面,如實施例1~實施例4所示,使用含有以特定比例混合的3官能的(甲基)丙烯酸酯化合物和4官能以上的(甲基)丙烯酸酯化合物之光可固化性樹脂組合物時,轉印性和耐溶劑性的兩者均良好。
另外,關於光引發劑,如實施例2~實施例4所示,將烷基苯酮系光引發劑和醯基膦氧化物系光引發劑組合使用,得到了轉印性特別好的結果。

Claims (3)

  1. 一種結構體,包含一基板及一樹脂層,其中該樹脂層形成於該基板上,該樹脂層上形成有一細微圖案,而且該樹脂層由壓印用光可固化性樹脂組合物形成,該樹脂組合物至少含有光聚合性(甲基)丙烯酸系單體(A)以及光引發劑(B),所述(甲基)丙烯酸系單體(A)的混合比例是:(a-1)3官能的(甲基)丙烯酸酯化合物60~90質量%,(a-2)4官能以上的(甲基)丙烯酸酯化合物10~35質量%,(a-3)2官能以下的(甲基)丙烯酸酯化合物0~37質量%,其中(a-1)~(a-3)共計為100質量%,而且,累計光量為200mJ/cm2的該樹脂組合物的該細微圖案之轉印性為97%以上,並且該樹脂組合物的該細微圖案的耐溶劑性不到1%。
  2. 如請求項1中所述的結構體,其中,所述光引發劑由烷基苯酮系光引發劑(B1)以及醯基膦氧化物系光引發劑(B2)組合而構成。
  3. 一種防反射膜,具有由請求項1或2中所述的結構體。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150073954A (ko) * 2012-10-22 2015-07-01 소켄 케미칼 앤드 엔지니어링 캄파니, 리미티드 임프린트용 광경화성 수지 조성물, 임프린트용 몰드의 제조 방법 및 임프린트용 몰드
US20170066208A1 (en) 2015-09-08 2017-03-09 Canon Kabushiki Kaisha Substrate pretreatment for reducing fill time in nanoimprint lithography
US20170068159A1 (en) * 2015-09-08 2017-03-09 Canon Kabushiki Kaisha Substrate pretreatment for reducing fill time in nanoimprint lithography
US10488753B2 (en) 2015-09-08 2019-11-26 Canon Kabushiki Kaisha Substrate pretreatment and etch uniformity in nanoimprint lithography
US10095106B2 (en) 2016-03-31 2018-10-09 Canon Kabushiki Kaisha Removing substrate pretreatment compositions in nanoimprint lithography
US10620539B2 (en) 2016-03-31 2020-04-14 Canon Kabushiki Kaisha Curing substrate pretreatment compositions in nanoimprint lithography
US10134588B2 (en) 2016-03-31 2018-11-20 Canon Kabushiki Kaisha Imprint resist and substrate pretreatment for reducing fill time in nanoimprint lithography
US10509313B2 (en) 2016-06-28 2019-12-17 Canon Kabushiki Kaisha Imprint resist with fluorinated photoinitiator and substrate pretreatment for reducing fill time in nanoimprint lithography
JP6875082B2 (ja) * 2016-08-08 2021-05-19 旭化成株式会社 インプリント用モールド
US10317793B2 (en) 2017-03-03 2019-06-11 Canon Kabushiki Kaisha Substrate pretreatment compositions for nanoimprint lithography
WO2018173867A1 (ja) * 2017-03-21 2018-09-27 シャープ株式会社 防汚性フィルム
CN107300807A (zh) * 2017-06-01 2017-10-27 武汉华星光电技术有限公司 一种光学元件、液晶显示模组及蛾眼微结构的制备方法
CN107219726B (zh) * 2017-06-27 2020-07-28 浙江福斯特新材料研究院有限公司 一种树脂组合物及用途
US11434312B2 (en) 2020-12-15 2022-09-06 Canon Kabushiki Kaisha Photocurable composition for forming cured layers with high thermal stability

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013168522A (ja) * 2012-02-15 2013-08-29 Sanyo Chem Ind Ltd 感光性組成物

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1087963A (ja) * 1996-09-20 1998-04-07 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 樹脂組成物および繊維質材料成形型
JP2008202022A (ja) * 2007-01-23 2008-09-04 Fujifilm Corp 光ナノインプリントリソグラフィ用硬化性組成物およびそれを用いたパターン形成方法
JP5448696B2 (ja) * 2009-03-25 2014-03-19 富士フイルム株式会社 光インプリント用硬化性組成物およびそれを用いた硬化物の製造方法
JP5596367B2 (ja) 2010-02-22 2014-09-24 富士フイルム株式会社 パターン製造方法
JP5712003B2 (ja) * 2010-04-07 2015-05-07 富士フイルム株式会社 インプリント用硬化性組成物およびインプリント用重合性単量体の製造方法
JP5599648B2 (ja) * 2010-05-12 2014-10-01 富士フイルム株式会社 微細パターン製造方法および微細パターン付き基板
US9081275B2 (en) * 2010-12-02 2015-07-14 Industrial Technology Research Institute Photosensitive composition and photoresist
JP5769957B2 (ja) * 2010-12-17 2015-08-26 旭化成イーマテリアルズ株式会社 微細構造体
JP5260790B2 (ja) * 2011-01-12 2013-08-14 三菱レイヨン株式会社 活性エネルギー線硬化性樹脂組成物、微細凹凸構造体及び微細凹凸構造体の製造方法
JP2012227190A (ja) * 2011-04-15 2012-11-15 Nippon Shokubai Co Ltd ナノインプリント用硬化性樹脂組成物
TWI471693B (zh) * 2011-11-10 2015-02-01 Canon Kk 光可固化組成物,及使用彼之圖案化方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013168522A (ja) * 2012-02-15 2013-08-29 Sanyo Chem Ind Ltd 感光性組成物

Also Published As

Publication number Publication date
CN105765413A (zh) 2016-07-13
CN105765413B (zh) 2018-07-10
JPWO2015076148A1 (ja) 2017-03-16
TW201525011A (zh) 2015-07-01
EP3073298A1 (en) 2016-09-28
JP6437446B2 (ja) 2018-12-12
US20180364573A1 (en) 2018-12-20
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KR20160089406A (ko) 2016-07-27
WO2015076148A1 (ja) 2015-05-28
EP3073298A4 (en) 2017-08-23
US20160291463A1 (en) 2016-10-06

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