JP2003152248A - 光デバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源、レンズ、ミラー等の光学部品を１つ以
上有する光デバイスにおいて、光学部材の接着強度を向
上して光デバイス全体として所望の光学特性および耐久
性を改良し、また、温度が変化しても安定な出力を有
し、温度変化に対する耐久性も優れたレーザー光源を提
供すること。 【解決手段】 脂環式エポキシ基を有する化合物、オキ
セタニル基を有する化合物、重合非収縮性モノマー、及
び触媒量のオニウム塩光反応開始剤を含有する接着性組
成物を、複数の光学部品からなる被着体の間に接着厚さ
が０．０５μｍ以上５μｍ以下となるように挿入した
後、活性エネルギー線により硬化させたことを特徴とす
る光デバイス。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光デバイスに関
し、更に詳しくはレーザー光源に関する。特に、固体レ
ーザー結晶を半導体レーザー（レーザーダイオード）に
よって励起するレーザーダイオード励起固体レーザーに
おけるＵＶ不透過性又はＵＶ（紫外線）透過性光学部品
を接着固定する活性エネルギー硬化型接着剤に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】特開平８−１８６３０８号公報では、レ
ーザーダイオード励起固体レーザーにおいてレーザー発
振を安定に維持する（共振器長変化を抑える）ため、共
振器ミラーをホルダーに固定する接着剤の層厚を５μｍ
以下にすることが開示されており、これに用いる好まし
い接着剤組成物として、特開２００１−１７７１６６号
公報には、ＵＶ硬化型の接着性組成物が開示されてい
る。これらの接着剤の体積収縮率は、５〜６％であった
が、これをさらに小さくできれば、共振器長変化がさら
に抑えられ、安定性が増すことが考えられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、光源、レンズ、ミラー等の光学部品を１つ
以上有する光デバイスにおいて、光学部材の接着強度を
向上して光デバイス全体として所望の光学特性および耐
久性を改良することである。本発明の課題はまた、温度
が変化しても安定な出力を有し、温度変化に対する耐久
性も優れたレーザー光源を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の上記の課題は、
ＵＶ（紫外線）及び可視光を含む活性エネルギ線により
硬化する接着性組成物の接着特性を維持しつつ、硬化収
縮率を体積収縮率として４％以下に小さくすることによ
り解決された。具体的には、接着性組成物硬化収縮率を
小さくする方法として、重合非収縮性モノマーを併用し
たものである。

【０００５】すなわち、本発明の上記課題は、具体的に
は以下の手段により解決された。 項１）脂環式エポキシ基を有する化合物、オキセタニル
基を有する化合物、重合非収縮性モノマー、及び触媒量
のオニウム塩光反応開始剤を含有する接着性組成物を、
複数の光学部品からなる被着体の間に接着厚さが０．０
５μｍ以上５μｍ以下となるように挿入した後、活性エ
ネルギー線により硬化させたことを特徴とする光デバイ
ス、 項２）重合非収縮性モノマーが、ＢＯＥ（ビシクロオル
ソエルテル）、ＳＯＥ（オルソスピロエステル）、及び
ＳＯＣ（オルソスピロカーボネート））よりなる群より
選ばれた環状構造を少なくとも１つ有する化合物である
項１）記載の光デバイス、

【化３】 式中、Ｒ及びＲ’はいずれも置換基を有しても良いアル
キル基を示し、ｎは２〜１０の整数を示し、Ｒ_１及びＲ
_２はいずれも置換基を有しても良い２価のアルキレン基
を示す。上記の環状構造をｎ個（ｎは２〜４の整数を示
す。）有する化合物においては、上記(a)ないし(c)の化
学構造中の水素原子１つを除いた構造である環状官能基
をｎ価の有機連結基により連結した化学構造を有する。 項３）オキセタニル基を有する化合物が、下記一般式
（１）で表される項１）又は項２）記載の光デバイス、

【化４】 式（１）中、Ｒ₁はメチル基又はエチル基を示す。Ｒ
₂は、水素原子又は炭素数１ないし１２の炭化水素基を
示す。 項４）少なくとも１種の光増感剤を含有する接着性組成
物を、紫外線又は波長３９０ｎｍ〜５００ｎｍの可視光
により硬化させた項１）ないし項３）いずれか１つに記
載の光デバイス、

【０００６】重合非収縮性モノマー及びその製造方法は
公知である。しかし、本発明が解決しようとする課題の
解決に、重合非収縮性モノマーを含む接着性組成物を使
用することは新規であるばかりか、当業者が容易に思い
つくものではない。特に重合非収縮性モノマーを用いて
所望の特性を有する接着性組成物にするために広範囲の
検討を行ったことは後述の通りである。

【０００７】

【発明の実施の態様】以下に本発明の好ましい実施態様
を列挙する。 項５）接着組成物がシランカップリング剤を含有する項
１）ないし項４）いずれか１つに記載の光デバイス、 項６）接着性組成物が０．１μｍ以上１．０μｍ以下の
平均直径を有する球状シリカ粒子を含有する項１）ない
し項５）いずれか１つに記載の光デバイス、 項７）被着体が金属性部材と無機透明部材または紫外線
を実質的に透過せず波長３９０〜５００ｎｍの可視光線
を透過する無機部材である項４）ないし項６）いずれか
１つに記載の光デバイス、 項８）光源が、２つの共振器ミラーからなるファブリー
・ペロー型共振器を有するレーザーダイオード励起固体
レーザーである項１）ないし項７）いずれか１つに記載
の光デバイス、 項９）脂環式エポキシ基を有する化合物、オキセタニル
基を有する化合物、重合非収縮性モノマー、触媒量のオ
ニウム塩光反応開始剤、及び光増感剤を含有し、室温か
ら４０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上、１０００
ｍＰａ・ｓ以下であって、被着体との接触角が４０度以
下である接着性組成物を、複数の光学部品からなる被着
体間の間に接着厚さが０．０５μｍ以上５μｍ以下とな
るように挿入した後、紫外線または３９０〜５００ｎｍ
の可視光線により硬化させることを特徴とする光デバイ
スの製造方法、 項１０）３９０〜５００ｎｍの可視光線により硬化させ
る、項９）に記載の光デバイスの製造方法。

【０００８】以下本発明をさらに詳細に説明する。本発
明において、光デバイスとは、光源、レンズ、平面反射
ミラー、凹面鏡、凸面鏡、回折格子等の光学部品よりな
る群から選ばれた少なくとも１つの光学部品を有する装
置をいう。なお、光学部品には、これらの光学部品を接
着固定するホルダー等の被着体部品（銅、銅合金、アル
ミニウム等の金属製部材の他に、シリコン単結晶等より
構成されることが多い。）も含まれるので、本発明の光
デバイスは、複数の光学部品から構成されることにな
る。本発明の光デバイスの具体例としては、レーザー光
源、光学的読みとり装置、光ピックアップ等の部品、及
びこれらの部品を使用した最終製品が含まれる。この最
終製品には、写真フイルムや電子スチールカメラの記録
媒体からカラープリントを作製するデジタルプリンター
が含まれる。

【０００９】本発明に用いる接着性組成物は、脂環式エ
ポキシ基を有する化合物、オキセタニル基を有する化合
物、重合非収縮性モノマー、及び触媒量のオニウム塩光
反応開始剤を必須成分として含有する。また、活性エネ
ルギー線としては、放射線、ガンマー線、アルファ線、
電子線、紫外線・可視光線などの活性光線が挙げられ
る。更に本発明に使用する接着性組成物に任意成分とし
て硬化反応波長を長波長側に延長するための光増感剤を
含有せしめても良い。この場合には、硬化反応波長を紫
外線領域から３９０〜５００ｎｍ又はそれ以上の可視光
線の領域に広げることができる。これらの脂環式エポキ
シ基を有する化合物（本発明において、単に「脂環式エ
ポキシ化合物」ともいう。）、オキセタニル基を有する
化合物（本発明において、単に「オキセタン化合物」と
もいう。）、重合非収縮性モノマー、光反応開始剤、及
び光増感剤は、いずれも１種類でも、２種以上の混合物
でも良い。

【００１０】本発明には、１分子内に２個以上のエポキ
シ基を有する化合物が使用できるが、このエポキシ基を
有する化合物としては、１分子内に脂環式エポキシ基を
全く有しないグリシジル化合物よりも、１分子内に少な
くとも１つの、好ましくは２個以上の脂環式エポキシ基
を有する化合物が用いられる。「脂環式エポキシ基を有
する化合物」とは、シクロペンテン基、シクロヘキセン
基等のシクロアルケン環の二重結合を過酸化水素、過酸
等の適当な酸化剤でエポキシ化した部分構造を１分子内
に１個以上有する化合物を言う。脂環式エポキシ化合物
としては、シクロヘキセンオキシド基又はシクロペンテ
ンオキシド基を１分子内に１個以上有する化合物が好ま
しい。このような脂環式エポキシ化合物の具体例として
は、４−ビニルシクロヘキセンジオキサイド、（３，４
−エポキシシクロヘキシル）メチル−３，４−エポキシ
シクロヘキシルカルボキシレート、ジ（３，４−エポキ
シシクロヘキシル）アジペート、ジ（３，４−エポキシ
シクロヘキシルメチル）アジペート、ビス（２，３−エ
ポキシシクロペンチル）エーテル、ジ（２，３−エポキ
シ−６−メチルシクロヘキシルメチル）アジペート、ジ
シクロペンタジエンジオキサイド、が挙げられる。脂環
式エポキシ化合物は１種類を使用しても、２種以上の混
合物を使用しても良い。種々の脂環式エポキシ化合物が
市販されており、ユニオンカーバイド日本（株）、ダイ
セル化学工業（株）等から入手できる。

【００１１】又、本発明において、１分子内に脂環式エ
ポキシ基を全く有しないグリシジル化合物を脂環式エポ
キシ化合物とほぼ等重量以下併用することもできる。こ
のようなグリシジル化合物としては、グリシジルエーテ
ル化合物やグリシジルエステル化合物を挙げることがで
きるが、グリシジルエーテル化合物を併用することが好
ましい。グリシジルエーテル化合物の具体例を挙げる
と、１，３−ビス（２，３−エポキシプロピロキシ）ベ
ンゼン、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノ
ールＦ型エポキシ樹脂、フェノール・ノボラック型エポ
キシ樹脂、クレゾール・ノボラック型エポキシ樹脂、ト
リスフェノールメタン型エポキシ樹脂等の芳香族グリシ
ジルエーテル化合物、１，４−ブタンジオールグリシジ
ルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、プ
ロピレングリコールジ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等の脂肪族グリシ
ジルエーテル化合物が挙げられる。グリシジルエステル
としては、リノレン酸ダイマーのグリシジルエステルを
挙げることができる。脂環式エポキシ化合物に併用する
グリシジル化合物は、１種類でも良く、又は２種以上を
混合使用しても良い。グリシジルエーテル類は油化シェ
ルエポキシ（株）等から市販品を入手できる。

【００１２】本発明に用いるオキセタニル基を有する化
合物は、１分子中にオキセタニル基を１個以上有する化
合物である。このオキセタニル基含有化合物は、１分子
中に１個のオキセタニル基を有する化合物と、１分子中
に２個以上のオキセタニル基を有する化合物に大別され
る。

【００１３】１分子中に１個のオキセタニル基を有する
単官能オキセタン化合物としては、以下の一般式（１）
で表される化合物が好ましい。

【化５】 式（１）中、Ｒ₁はメチル基又はエチル基を示す。Ｒ₂は
水素原子または炭素数１ないし１２の炭化水素基を示
す。Ｒ₂としては、水素原子が好ましい。また。Ｒ_２の
炭化水素基としては、フェニル基やベンジル基も採りう
るが、炭素数６ないし８のアルキル基が好ましく、２−
エチルへキシル基等の分岐アルキル基が特に好ましい。
Ｒ₂がフェニル基であるオキセタン化合物の例は、特開
平１１−１４０２７９号公報に記載されている。Ｒ₂が
置換されていても良い、ベンジル基であるオキセタン化
合物の例は、特開平６−１６８０４号公報に記載されて
いる。Ｒ₁がエチル基であり、Ｒ₂が水素原子であるオキ
セタン化合物は、優れた希釈剤、硬化促進剤、柔軟性付
与剤、及び表面張力低下剤として本発明に好ましく使用
される。

【００１４】本発明においては、１分子中に２個以上の
オキセタニル基を有する多官能オキセタン化合物が使用
できるが、好ましい化合物群は、下記の一般式（２）で
表される。

【化６】 式（２）中、ｍは２、３又は４の自然数を示し、Ｚは酸
素原子、硫黄原子、又はセレン原子を表す。Ｒ₃は水素
原子、フッ素原子、炭素数が１ないし６の直鎖もしくは
分岐状のアルキル基、炭素数が１ないし６のフルオロア
ルキル、アリル基、フェニル基又はフリル基である。Ｒ
₄は、ｍ価の連結基であり、炭素数が１ないし２０の基
であることが好ましく、１個以上の酸素原子、硫黄原子
を含んでいても良い。Ｚは酸素原子が好ましく、Ｒ₃は
エチル基が好ましく、ｍは２が好ましく、Ｒ₄として
は、炭素数が１ないし１６の線形又は分岐アルキレン
基、線形又は分岐ポリ（アルキレンオキシ）基が好まし
く、Ｒ₃、Ｒ₄、Ｚ、及びｍに対する好ましい例の内から
任意の２つ以上を組み合わせた化合物は更に好ましい。

【００１５】本発明に使用する重合非収縮性モノマーに
ついて説明する。また、重合非収縮性モノマーは、モノ
マーの重合に伴う体積変化が無いか、又は膨張性を示す
モノマーをいい、開環重合性の環状モノマーであること
が好ましく、開環が二重に進行する環状モノマーがより
好ましい。環状モノマーの具体例としては、ＢＯＥ、Ｓ
ＯＥ、ＳＯＣなどが挙げられ、カチオン二重開環重合の
場合には、最大１０％程度の体積膨張性を示す。上記の
重合非収縮性モノマーは、ラジカル重合性、カチオン重
合性、またはアニオン重合性であり、特にカチオン重合
性であることが好ましい。本発明に用いる重合非収縮性
モノマーは、分子量が２００〜１，０００であることが
より好ましく、分子量が４００〜８００であることが特
に好ましい。重合非収縮性モノマーは公知であり、遠藤
剛・三田文雄共著、「ラジカル開環重合性モノマー（-
重合非収縮性材料への応用の可能性-）」（No.32 日本
接着学会年次大会講演要旨集３６−４９頁(1994)；遠藤
剛,三田文雄著「重合時に非収縮性を示す新規材料の設
計」（色材, 67[4], 250-257(1994)；遠藤剛、有賀利郎
共著、「環状カーボナート類の開環重合と機能」（色
材、68[5]、286-293ページ(1995年)等に記載されてい
る。また、重合非収縮性モノマー及びその製造方法は、
特開昭６１−２２０８６、特開昭５７−４２７２４、特
開昭５９−６２１１、特開平２−３２１３０、特開平６
−３２１９５１、特開平７−６４２８２、特開平７−６
４２８１、特開平７−３３９６０、特開平８−２７２６
７、特開２０００−２５６３６２に記載されている。

【００１６】本発明に用いる重合非収縮性モノマーの具
体例として、下記一般式（３）で表されるオルソスピロ
エステル基を２個有するオルソスピロエステル化合物が
挙げられる。下記一般式（３）の具体的な化合物例は、
特開平８−２７２６７号公報および特開昭５７−４２７
２４号公報に記載されている。

【００１７】

【化７】 但し、式中Ａは、

【００１８】

【化８】 （但し、式中Ｒは水素又は低級アルキル基を示す）を示
し、ｍは０〜１０の整数を示し、また、ｑは２〜１０の
整数を示す。

【００１９】また、下記一般式（５）で表されるオルソ
スピロエステル残基を少なくとも２個有するオルソスピ
ロエステル系化合物も本発明で使用できる。下記一般式
（５）に該当する化合物例は、特開昭６１−２２０８６
に記載されている。

【００２０】

【化９】 但し、上式において、Ｒ^１は水素原子でＲ^２は以下の
（ａ）または（ｂ）で表される基であるか、またはＲ^１
とＲ^２は両者が一体をなして形成する以下の（ｃ）で表
される二価の基である。

【００２１】

【化１０】

【００２２】

【化１１】 式（ｂ）においてｎは、１以上の整数である。

【００２３】

【化１２】

【００２４】本発明に用いるオニウム塩光反応開始剤
は、単独で紫外線により、又は好ましくは光増感剤の存
在下で可視光線により、接着性組成物が照射されること
により、活性な化学種を生成すると考えられるオニウム
塩を言う。オニウム塩光反応開始剤としては、芳香族ヨ
ードニウム塩、芳香族スルフォニウム塩等が、熱的に比
較的安定であるために好ましい。ここで、活性光線と
は、オニウム塩に作用して化学反応を開始しうる化学的
活性種（ルイス酸、ブレンステッド酸等のカチオン種）
を生成しうる光であり、波長が３００ｎｍないし３９０
ｎｍ未満の紫外線、及び波長が３９０ｎｍないし５００
ｎｍの可視光線が好ましく用いられる。

【００２５】芳香族スルフォニウム塩及び芳香族ヨード
ニウム塩をオニウム塩光反応開始剤として使用する場
合、その対アニオンとしては、ＢＦ₄ ^-、ＡｓＦ₆ ^-、Ｓｂ
Ｆ₆ ^-、ＰＦ₆ ^-、ＰＦ₆ ^-、Ｂ（Ｃ₆Ｆ₅）₄ ^-などが挙げられ
る。開始剤としては、芳香族スルフォニウムのＰＦ₆塩
又はＳｂＦ₆塩が、溶解性と適度の重合活性を有するた
めに好ましく使用できる。又、溶解性を改良するため
に、芳香族基ヨードニウム塩又は芳香族スルフォニウム
塩の芳香族基、通常はフェニル基に、１ないし１０の炭
素を有する、アルキル基又はアルコキシ基を１つ以上導
入した化学構造が好ましい。芳香族スルフォニウム塩の
ＰＦ₆塩又はＳｂＦ₆塩は、ユニオンカーバイド日本
（株）等から市販されている。旭電化工業（株）から
も、アデカオプトマーＳＰシリーズの商品名で芳香族ス
ルフォニウムのＰＦ₆塩が市販されている。日本曹達
（株）からも、カチオン重合開始剤「ＣＩシリーズ」の
商品名で芳香族スルフォニウムのＰＦ₆塩が市販されて
いる。芳香族スルフォニウム塩は約３６０ｎｍまでに吸
収を有し、芳香族ヨードニウム塩は約３２０ｎｍまでに
吸収を有する。

【００２６】以下に示す化学構造式の中でもスルフォニ
ウム塩PI-3及びPI-4は、本発明で好ましく使用される。

【００２７】

【化１３】

【００２８】

【化１４】

【００２９】光増感剤は、オニウム塩光反応開始剤を含
む接着性組成物が可視光線、好ましくは３９０〜５００
ｎｍの領域の可視光線に対して本組成物を硬化性にする
ための化合物である。この光増感剤により吸収された光
エネルギーは、共存する光反応開始剤にエネルギー移動
され、光反応開始剤に硬化反応を開始するカチオン種及
び／又はラジカルカチオン種を生成せしめると考えられ
る。別の開始機構としては、光増感剤が励起状態から活
性化学種を生成し光反応開始剤の反応開始種を生成する
とも考えられる。本発明で好ましく使用される光増感剤
は、３９０〜５００ｎｍに吸収を有するチオキサントン
類、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、及び９，１
０−ジアルコキシアントラセン類であり、中でも９，１
０−ジアルコキシアントラセン類が特に好ましい。この
化合物の具体例は特開平１１−３２２９５２に記載され
ている。以下に本発明の光増感剤の具体例を示す。

【００３０】

【化１５】

【００３１】本発明に用いる接着性組成物において、脂
環式エポキシ化合物、オキセタン化合物及び重合非収縮
性モノマーの重量比は、（９５ないし２０）重量部対
（５ないし８０）重量部であり、好ましくは、（８０な
いし４０）重量部対（２０ないし６０）重量部である。
単官能オキセタン化合物が少なすぎると接着性組成物の
粘度、表面張力等の液物性が良好でなく、逆に単官能オ
キセタン化合物の添加量が多すぎると、硬化物が柔軟に
なりすぎ、接着強度が低下する。重合非収縮性モノマー
が少なすぎると接着性組成物の硬化収縮率の低減効果が
良好でなく、多すぎると接着性組成物の粘度が高くなり
すぎて良好でない。又、オニウム塩光反応開始剤は触媒
量使用すれば良く、光増感剤を使用する場合には、３９
０〜５００ｎｍの可視光を吸収して組成物の硬化反応を
開始させるに充分な量であれば良く、オニウム塩光反応
開始剤、光増感剤ともに、その添加量は脂環式エポキシ
化合物及びオキセタン化合物の合計１００重量部に対し
て、０．１ないし１０重量部であり、０．１ないし７重
量部が好ましい範囲である。

【００３２】本発明の光デバイスにおいては、複数の光
学部品からなる被着体の間に接着厚さが０．０５μｍ以
上５μｍ以下となるように接着性組成物を挿入する。こ
の接着厚さ以下では、接着強度が不足し、この厚さ以上
では、接着剤の硬化収縮の悪影響が生じやすい。０．０
５μｍ以上２μｍ以下の接着厚さが好ましく、０．２μ
ｍ以上１μｍ以下の接着厚さが特に好ましい。

【００３３】本発明に用いる接着性組成物に、さらにシ
ランカップリング剤を添加することが好ましい。シラン
カップリング剤は、光学部品及びその被着体である無機
の部材や金属製部材と接着性組成物とを化学的に結合す
る性質を有していると考えられる。このシランカップリ
ング剤の併用により、接着強度及び接着耐久性を改良す
ることができる。本発明に併用するシランカップリング
剤としては、１分子中にエポキシ基及びトリメトキシシ
リル基を有するエポキシシラン類が好ましく用いられ
る。このようなカップリング剤は、信越化学工業（株）
からＫＢＭ３０３、ＫＢＭ４０３、ＫＢＥ４０２等の商
品名で入手できる。シランカップリング剤の好ましい使
用範囲は、脂環式エポキシ化合物及びオキセタン化合物
の合計１００重量部に対して、０．５ないし５重量部と
すれば良く、１ないし３重量部が好ましい。

【００３４】本発明に用いる接着性組成物に球状シリカ
粒子を含有せしめることが好ましい。シリカ粒子は、
０．１μｍないし２μｍの直径を有し、粒度分布ができ
るだけ均一であると良い。平均粒度が０．２μｍ以上
０．８μｍ以下である粒子が本発明に好ましく使用さ
れ、形状が真球状に近く、イオン性の不純物が少ないシ
リカ粒子が特に好ましく使用される。このシリカ粒子を
添加することにより硬化させた接着性組成物の熱耐久性
を改良することができる。球状シリカ粒子の添加量は接
着性組成物１００重量部に対して、１ないし２０重量部
の範囲で適宜選択できる。合成石英球状シリカは（株）
龍森等から市販されている。

【００３５】本発明に用いる接着性組成物は、光源、レ
ンズ、ミラー、ハーフミラー、凹面鏡、凸面鏡、回折格
子、等の光学部品を有する光デバイスにおいて、これら
を固定するホルダー等の部品取り付け面に接着固定する
際に適用できる。本発明に用いる接着性組成物を使用す
ることにより、接着剤層を薄くして、その硬化率変化、
応力による接着層厚さ変化を少なく抑えることにより、
耐久性を向上する効果を奏するものである。また、固体
撮像素子（ＣＣＤ）のような電子デバイス及びその製造
にも本発明の接着性組成物を適用し硬化させることによ
り接着耐久性を向上することができる。また、光硬化型
の塗料、接着剤、インキ及びフォトレジスト、光造形用
の感光性樹脂等へも用いられる。

【００３６】本発明者は鋭意検討の結果、接着性組成物
の室温（２５℃）から４０℃における粘度を１０ｍＰａ
・ｓ以上、１，０００ｍＰａ・ｓ以下に調節することが
好ましく、粘度を８０ｍＰａ・ｓ以上、４００ｍＰａ・
ｓ以下に調節することが更に好ましく、更に加えて、こ
の接着性組成物と被着体との接触角を４０度以下するこ
と、より好ましくは３０度以下とすることが良好な接着
固定を与えることを見いだした。組成物粘度を調節する
するためには、低粘度のオキセタン化合物の添加が有効
である。接着性組成物の温度を室温から４０℃に昇温す
ることも又有効である。必要に応じて、フッ素系界面活
性剤を添加することにより接触角の調節を行うことがで
きる。フッ素系界面活性剤は、疎水基としてフッ化炭素
を有する界面活性剤であり、アニオン、カチオン及びノ
ニオンの３種があるが、本発明にはフッ素化アルキルエ
ステル系のノニオン界面活性剤の使用が好ましい。この
ノニオン界面活性剤の添加量は、接着性組成物の１００
重量部に対して０．１ないし１重量部である。このノニ
オン界面活性剤は住友スリーエム（株）等からフロラー
ド（ＦＣ１７０Ｃ、同１７１、同４３０、同４３１等）
の商品名で市販されている。

【００３７】本発明に用いる接着性組成物には、上記の
添加剤の他に、染料、顔料等の不活性成分を適宜添加す
ることができる。又、光硬化性を向上させる目的で、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、ベンゾピラン等の光増
感剤を添加しても良い。本発明に用いる接着性組成物を
硬化させるために短波長可視光源として種々の光源を使
用することができ、例えば、メタルハライド光源、超高
圧水銀灯、水銀アークランプ、キセノンアークランプ、
炭素アークランプ、タングステン−ハロゲン複写ランプ
が挙げられる。

【００３８】本発明による光デバイスの製造方法を、以
下にレーザーダイオード励起固体レーザーの製造方法を
例に挙げて説明する。本発明の光デバイスを製造する一
実施方法によると、レーザーダイオード励起固体レーザ
ーの共振器長を決定する光学部品を、ホルダーの共振器
軸と交わる部品取付面に接着固定する際に、この部品取
付面に光学部品を密着させた後、これら両者の隙間から
接着剤を浸透させた後に、これに紫外線または波長３９
０ｎｍないし５００ｎｍの短波長可視光線成分を含む活
性光線を照射して硬化する。本発明の光デバイスの製造
方法においては、エポキシ基を有する脂環式エポキシ化
合物、オキセタニル基を有する化合物、重合非収縮性モ
ノマー、及び触媒量のオニウム塩光反応開始剤を必須成
分とし、必要に応じて光増感剤を含有する接着性組成物
を使用する。この接着性組成物を、室温から４０℃にお
ける粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上１，０００ｍＰａ・ｓ以
下であって、被着体との接触角が３０度以下である接着
性組成物を、複数の光学部品からなる被着体の間に接着
厚さが０．０５μｍ以上５μｍ以下となるように挿入し
た後、活性エネルギー線、好ましくは活性光線により硬
化する。接着厚さが０．０５μｍ以上２μｍ以下となる
ように挿入した後、硬化することが好ましい。

【００３９】共振器ミラーの接着に本発明の接着性組成
物を使用すると、接着剤の硬化時の硬化収縮率（体積収
縮率）は４％以下である。したがって、ミラー取付面に
おける接着剤の層厚が５μｍ以下に調整されていれば、
この接着剤層の未硬化部分の硬化収縮が進行しても収縮
は５×０．０１６＝０．０８μｍ以下となる。そこで、
２つのミラー取付面の合計で考えても、接着剤層の硬化
収縮（すなわち共振器長の経時変化）は上記の２倍の
０．１６μｍ以下となり、重合非収縮性モノマーを使用
しない場合の０．２μｍに比較して小さくなる。

【００４０】このようにして、共振器長の経時変化は発
振波長（１μｍ近辺）の１／４以下となり、レーザー出
力や縦モードが変動したり、あるいはノイズが発生する
ことを防止できる。更に本発明の接着性組成物は、光学
部品と金属性の被着体等との間が１μｍ程度に狭くなっ
ても、均一に浸透して、紫外線または短波長可視光線等
により硬化した後も強力かつ柔軟性のある硬化物を生成
するために、低温（−２５℃）から高温（８０℃）にわ
たる広い温度範囲ではがれの発生の無い接着が実現でき
る。

【００４１】ミラー取付面の表面粗さを発振波長以下の
程度とすることにより、接着剤が均一に広く延びやすく
なるので、接着剤層を０．３ないし０．６μｍ程度に薄
くすることにより、共振器長の変化量をさらに少なく抑
えることができる。

【００４２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は、本発明の一実施例によるレーザー
ダイオード励起固体レーザーを示すものである。このレ
ーザーダイオード励起固体レーザーは、励起光としての
レーザービーム１０を発するチップ状態の半導体レーザ
ー１１と、発散光である上記レーザービーム１０を集光
する集光レンズ１２と、ネオジウム（Ｎｄ）がドーピン
グされた固体レーザー媒質であるＹＡＧ結晶（以下、Ｎ
ｄ：ＹＡＧ結晶と称する）１３と、このＮｄ：ＹＡＧ結
晶１３の前方側（図中右方側）に配された共振器ミラー
１４とを有している。

【００４３】そしてこの共振器ミラー１４とＮｄ：ＹＡ
Ｇ結晶１３との間には、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶１３側から順
に、非線形光学材料であるＫＮｂＯ_３ 結晶（以下、Ｋ
Ｎ結晶と称する）１５、および石英板からなるエタロン
１６が配置されている。

【００４４】半導体レーザー１１としては、波長８０９
ｎｍのレーザービーム１０を発するものが用いられてい
る。Ｎｄ：ＹＡＧ結晶１３は入射したレーザービーム１
０によってネオジウムイオンが励起されて、波長９４６
ｎｍの光を発する。Ｎｄ：ＹＡＧ結晶１３の励起光入射
側の端面１３ａには、波長９４６ｎｍの光は良好に反射
させ（反射率９９．９％以上）、波長８０９ｎｍの励起
用レーザービーム１０は良好に透過させる（透過率９９
％以上）コーティングが施されている。一方石英からな
る共振器ミラー１４のミラー面１４ａには、波長９４６
ｎｍの光は良好に反射させ下記の波長４７３ｎｍの光は
透過させるコーティングが施されている。

【００４５】したがって、波長９４６ｎｍの光は上記各
面１３ａ、１４ａ間に閉じ込められてレーザー発振を引
き起こし、こうして発生したレーザービーム１８はＫＮ
結晶１５により波長が１／２すなわち４７３ｎｍの第２
高調波１９に変換され、この第２高調波１９が共振器ミ
ラー１４から出射する。

【００４６】半導体レーザー１１および集光レンズ１２
はホルダー２０に固定され、一方Ｎｄ：ＹＡＧ結晶１
３、ＫＮ結晶１５、エタロン１６および共振器ミラー１
４は別のホルダー２１に固定され、これらのホルダー２
０および２１が基準板２２に固定されている。そしてこ
の基準板２２は、ヒートシンク２３に接合されたペルチ
ェ素子２４の上に固定されている。

【００４７】上に述べた通り本実施例においては、Ｎ
ｄ：ＹＡＧ結晶１３と共振器ミラー１４とによってファ
ブリー・ペロー型共振器が構成され、この共振器の部分
と半導体レーザー１１および集光レンズ１２は、上記ペ
ルチェ素子２４が図示しない温調回路によって駆動制御
されることにより、所定温度に保たれる。

【００４８】次に、ホルダー２１に対するレーザー構成
部品の取付け構造について説明する。このホルダー２１
は例えば銅からなり、概略角筒状に形成され、その両端
面は共振器軸に対して垂直となるように研磨されてミラ
ー取付面２１ａ、２１ｂとされている。共振器ミラーと
しても作用するＮｄ：ＹＡＧ結晶１３は、その１つの光
通過端面１３ｂをミラー取付面２１ａに接着することに
より、ホルダー２１に固定されている。一方共振器ミラ
ー１４は、そのミラー面１４ａの周外方側に続く面１４
ｂをミラー取付面２１ｂに接着することにより、ホルダ
ー２１に固定されている。またＫＮ結晶１５およびエタ
ロン１６は、ホルダー２１内を共振器軸方向に延びる貫
通孔の周壁に接着して、ホルダー２１に固定されてい
る。共振器ミラー１４の接着面１４ｂをホルダーの接着
面２１ｂに密着して、その隙間に以下に詳述する本発明
の接着性組成物を挿入した後、活性エネルギー線照射に
より硬化させた。

【００４９】硬化収縮率測定用サンプルは、硬化前の液
体を２枚の透明ＰＥＴ（７５μｍ厚）間に約０．４ｍｍ
の厚さではさみ、一方の透明ＰＥＴ面から、光源にＵＶ
スポット光源（Ｌ５６６２−０１：浜松ホトニクス
（株）製）を使用して、ＵＶ硬化させて作製した。照射
条件は、Ｌ５６６２−０１のシングルライトガイド端と
透明ＰＥＴ間の距離を７５ｍｍとし、１０分間照射し
た。硬化収縮率の値は、硬化前の液体の密度と硬化後の
固体の密度を、密度勾配管式比重測定装置Ａ型（勾配
液：よう化ナトリウム水溶液）：（株）柴山科学器械製
作所製、を使用して測定し、体積収縮率を計算によって
求めた。接着強度測定用サンプルは、被着体にテルル銅
と石英ガラスを使用し、テルル銅と石英ガラス間の接着
剤厚みを約２μｍに調整し、光源にＵＶスポット光源
（Ｌ５６６２−０１：浜松ホトニクス（株）製）を使用
して、石英ガラス側から光を当てて接着サンプルを作製
した。接着面積は５ｍｍ×５ｍｍとした。接着強度は、
接着後、３０℃−１日経時し、それから、温度サイクル
テスト：−２５℃⇔８０℃（昇降温＝１℃／分で−２５
℃と８０℃では１時間保持）×６回繰り返した後、引張
り試験機でテルル銅と石英ガラスを垂直に引張り、それ
らが剥がれたときの強度を測定した。液体粘度は、回転
・落球式粘度計のＡＭＶｎ自動マイクロ粘度計（日本シ
イベルヘグナー（株）製）で測定した。 （１）比較例及び実施例１〜４の接着性組成物 比較例は、脂環エポキシ化合物としてユニオンカーバイ
ト日本（株）製のＵＶＲ６１２８：３５部、及び、ビス
フェノールＦ型エポキシ樹脂として油化シェルエポキシ
（株）製のエピコート８０６：３５部を使用し、単官能
オキセタン化合物として東亜合成（株）のアロンオキセ
タンＯＸＴ−２１２（ＥＨＯＸ）：３０部使用し、ま
た、光反応開始剤としてユニオンカーバイト日本（株）
製のＵＶＩ６９９０：４部使用し、シランカップリング
剤として信越化学工業（株）のＫＢＭ３０３：２部を使
用し、これらの諸成分を配合して調製した。実施例１〜
４は比較例をベースにして、新日鐵化学（株）製の重合
非収縮性モノマーγ−ＯＳＥを添加した接着性組成物の
詳細なテストを行った。「ＵＶＲ６１２８／エピコート
８０６／ＯＸＴ−２１２」の比率はそのまま保ち、「Ｕ
ＶＲ６１２８／エピコート８０６／ＯＸＴ−２１２」と
γ−ＯＳＥ添加量を変化させてテストした。使用した素
材の化学構造を化１６〜化１９に示す。実施例１〜１３
に使用した配合素材の内容を表１にまとめた。

【００５０】

【表１】

【００５１】

【化１６】

【００５２】

【化１７】

【００５３】

【化１８】

【００５４】

【化１９】

【００５５】比較例及び実施例１〜４の結果を表２に示
したが、γ−ＯＳＥの添加量を増すと硬化収縮率が減少
し、４０％添加で約２％減少させることができた。接着
強度は実施例のγ−ＯＳＥ添加率＝２０％の場合を除い
てＵＶ接着強度も比較例と同じかやや低めの値が得られ
た。配合粘度は、γ−ＯＳＥの添加量を増すと増加し、
室温ではγ−ＯＳＥ添加率３０％以上で１０００ｍＰａ
・ｓ以上となったが、温度を４０℃とするとγ−ＯＳＥ
添加率４０％以下で１０００ｍＰａ・ｓ以下とすること
ができた。

【００５６】

【表２】

【００５７】（２）実施例２，５，６の接着性組成物 実施例５は、実施例２へ光増感剤として旭電化工業
（株）製のＳＰ１００：１部を添加し調製した。また、
実施例６は、実施例２へ光反応開始剤ＵＶＩ６９９０：
４部の替わりに、日本曹達（株）製のＣＩ５１０２：４
部を添加し、光増感剤として日本曹達（株）製のＣＳ７
１０２：１部を添加し調製した。その他の成分は実施例
２のままとした。表３に実施例２，５，６のテスト結果
を示した。硬化収縮率は実施例２，５，６とも同じであ
ったが、実施例２で低かったＵＶ接着強度は実施例５，
６ともに高くなることが見出された。また、実施例６の
方が実施例５よりもＵＶ接着強度が高く、粘度も２５℃
と４０℃の何れも低くなることが見出された。

【００５８】

【表３】

【００５９】（３）実施例７〜１３の接着性組成物 実施例７は、重合非収縮性モノマーとして新日鐵化学
（株）製のγ−ＯＳＥ：４０部、脂環エポキシ化合物と
してダイセル化学工業（株）製のＣｅｌｌｏｘｉｄｅ２
０８１：２０部、及び、２官能オキセタン化合物として
東亜合成（株）のアロンオキセタンＯＸＴ−１２１（Ｘ
ＤＯ）：１０部を使用し、単官能オキセタン化合物とし
て東亜合成（株）のアロンオキセタンＯＸＴ−２１２
（ＥＨＯＸ）：２０部、ＯＸＴ−１０１（ＯＸＡ）：１
０部を使用し、また、光反応開始剤として日本曹達
（株）製のＣＩ５１０２：６部、光増感剤として日本曹
達（株）製のＣＳ７１０２：１部を使用し、シランカッ
プリング剤として信越化学工業（株）のＫＢＭ３０３：
２部を使用し、これらの諸成分を配合して調製した。実
施例８は、重合非収縮性モノマーとして新日鐵化学
（株）製のγ−ＯＳＥ：４０部、脂環エポキシ化合物と
してダイセル化学工業（株）製のＣｅｌｌｏｘｉｄｅ２
０８１：２０部、及び、２官能オキセタン化合物として
東亜合成（株）のアロンオキセタンＯＸＴ−１２１（Ｘ
ＤＯ）：１０部を使用し、単官能オキセタン化合物とし
て東亜合成（株）のアロンオキセタンＯＸＴ−２１２
（ＥＨＯＸ）：２０部を使用し、２官能エポキシ化合物
としてＣｅｌｌｏｃｉｄｅ３０００：１０部を使用し、
また、光反応開始剤として日本曹達（株）製のＣＩ５１
０２：６部、光増感剤として日本曹達（株）製のＣＳ７
１０２：１部を使用し、シランカップリング剤として信
越化学工業（株）のＫＢＭ３０３：２部を使用し、これ
らの諸成分を配合して調製した。実施例９は、重合非収
縮性モノマーとして新日鐵化学（株）製のγ−ＯＳＥ：
４０部、脂環エポキシ化合物としてダイセル化学工業
（株）製のＣｅｌｌｏｘｉｄｅ２０２１Ｐ：２０部、及
び、単官能オキセタン化合物として東亜合成（株）のア
ロンオキセタンＯＸＴ−２１２（ＥＨＯＸ）：２０部を
使用し、２官能エポキシ化合物としてＣｅｌｌｏｃｉｄ
ｅ３０００：２０部を使用し、また、光反応開始剤とし
て日本曹達（株）製のＣＩ５１０２：６部、光増感剤と
して日本曹達（株）製のＣＳ７１０２：１部を使用し、
シランカップリング剤として信越化学工業（株）のＫＢ
Ｍ３０３：２部を使用し、これらの諸成分を配合して調
製した。実施例１０は、重合非収縮性モノマーとして新
日鐵化学（株）製のγ−ＯＳＥ：４０部、脂環エポキシ
化合物としてダイセル化学工業（株）製のＣｅｌｌｏｘ
ｉｄｅ２０２１Ｐ：２０部、及び、２官能オキセタン化
合物として東亜合成（株）のアロンオキセタンＯＸＴ−
１２１（ＸＤＯ）：１０部を使用し、単官能オキセタン
化合物として東亜合成（株）のアロンオキセタンＯＸＴ
−２１２（ＥＨＯＸ）：２０部を使用し、２官能エポキ
シ化合物としてＣｅｌｌｏｃｉｄｅ３０００：１０部を
使用し、また、光反応開始剤として日本曹達（株）製の
ＣＩ５１０２：６部、光増感剤として日本曹達（株）製
のＣＳ７１０２：１部を使用し、シランカップリング剤
として信越化学工業（株）のＫＢＭ３０３：２部を使用
し、これらの諸成分を配合して調製した。実施例１１
は、重合非収縮性モノマーとして新日鐵化学（株）製の
γ−ＯＳＥ：４０部、脂環エポキシ化合物としてダイセ
ル化学工業（株）製のＣｅｌｌｏｘｉｄｅ２０８１：１
０部、及び、２官能オキセタン化合物として東亜合成
（株）のアロンオキセタンＯＸＴ−１２１（ＸＤＯ）：
１０部を使用し、単官能オキセタン化合物として東亜合
成（株）のアロンオキセタンＯＸＴ−２１２（ＥＨＯ
Ｘ）：２０部、ＯＸＴ−１０１（ＯＸＡ）：２０部を使
用し、また、光反応開始剤として日本曹達（株）製のＣ
Ｉ５１０２：６部、光増感剤として日本曹達（株）製の
ＣＳ７１０２：１部を使用し、シランカップリング剤と
して信越化学工業（株）のＫＢＭ３０３：２部を使用
し、これらの諸成分を配合して調製した。実施例１２
は、重合非収縮性モノマーとして新日鐵化学（株）製の
γ−ＯＳＥ：４０部、脂環エポキシ化合物としてダイセ
ル化学工業（株）製のＣｅｌｌｏｘｉｄｅ２０８１：１
０部、及び、２官能オキセタン化合物として東亜合成
（株）のアロンオキセタンＯＸＴ−１２１（ＸＤＯ）：
２０部を使用し、単官能オキセタン化合物として東亜合
成（株）のアロンオキセタンＯＸＴ−２１２（ＥＨＯ
Ｘ）：２０部、ＯＸＴ−１０１（ＯＸＡ）：１０部を使
用し、また、光反応開始剤として日本曹達（株）製のＣ
Ｉ５１０２：６部、光増感剤として日本曹達（株）製の
ＣＳ７１０２：１部を使用し、シランカップリング剤と
して信越化学工業（株）のＫＢＭ３０３：２部を使用
し、これらの諸成分を配合して調製した。実施例１３
は、重合非収縮性モノマーとして新日鐵化学（株）製の
γ−ＯＳＥ：４０部、脂環エポキシ化合物としてダイセ
ル化学工業（株）製のＣｅｌｌｏｘｉｄｅ２０８１：１
０部、及び、２官能オキセタン化合物として東亜合成
（株）のアロンオキセタンＯＸＴ−１２１（ＸＤＯ）：
１０部を使用し、単官能オキセタン化合物として東亜合
成（株）のアロンオキセタンＯＸＴ−２１２（ＥＨＯ
Ｘ）：２０部、ＯＸＴ−１０１（ＯＸＡ）：１０部、Ｏ
ＸＴ−２２１（ＤＯＸ）：１０部を使用し、また、光反
応開始剤として日本曹達（株）製のＣＩ５１０２：６
部、光増感剤として日本曹達（株）製のＣＳ７１０２：
１部を使用し、シランカップリング剤として信越化学工
業（株）のＫＢＭ３０３：２部を使用し、これらの諸成
分を配合して調製した。表４に実施例７〜１３のテスト
結果を示した。硬化収縮率は２．３〜３．８％と何れも
４％以下、ＵＶ接着強度も比較例とほぼ同等かそれ以上
の値、粘度は２５℃測定の実施例７と１２の値を除いて
１０００ｍＰａ・ｓ以下とすることができた。実施例７
と１２においても４０℃測定の粘度を１０００ｍＰａ・
ｓ以下とすることができた。硬化収縮率はＣｅｌｌｏｘ
ｉｄｅ２０２１ＰやＣｅｌｌｏｘｉｄｅ３０００を使用
すると増加する傾向にあり、Ｃｅｌｌｏｘｉｄｅ２０８
１を減らしＯＸＴ−１２１を増やすと硬化収縮率は減少
する傾向にある。

【００６０】

【表４】

【発明の効果】固体レーザー結晶を半導体レーザー（レ
ーザーダイオード）によって励起するレーザーダイオー
ド励起固体レーザーの光学部品を接着固定するＵＶまた
は可視光硬化型接着剤として、より低い硬化収縮率が得
られ、かつ、接着強度に優れた、より精度の高い接着固
定が可能となる。また、適切なアロンオキセタンを選択
し、希釈モノマーとして使用することで、硬化収縮率を
上げずに粘度を下げることができた。さらに、接着性組
成物の硬化収縮率を従来の約１／２近くにすることがで
きた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例装置を示す概略側面図であ
る。

【符号の説明】

１０ レーザービーム（励起光） １１ 半導体レーザー １２ 集光レンズ １３ Ｎｄ：ＹＡＧ結晶 １３ａ Ｎｄ：ＹＡＧ結晶のコーティング面 １３ｂ Ｎｄ：ＹＡＧ結晶の接着面 １４ 共振器ミラー １４ａ 共振器ミラーのミラー面 １４ｂ 共振器ミラーの接着面 １５ ＫＮ結晶 １６ エタロン １８ 固体レーザービーム １９ 第２高調波 ２０、２１ ホルダー ２１ａ、２１ｂ ホルダーのミラー取付面 ２２ 基準板 ２３ ヒートシンク ２４ ペルチェ素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4J040 EC261 EE022 HB46 HD18 JB07 KA13 LA06 NA17 PA28 PA32 5F072 AB02 FF09 JJ03 JJ05 JJ06 KK06 KK07 KK08 KK12 PP07 QQ02 RR01 RR03 TT05 TT12 TT15 YY20

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脂環式エポキシ基を有する化合物、オキ
   セタニル基を有する化合物、重合非収縮性モノマー、及
   び触媒量のオニウム塩光反応開始剤を含有する接着性組
   成物を、複数の光学部品からなる被着体の間に接着厚さ
   が０．０５μｍ以上５μｍ以下となるように挿入した
   後、活性エネルギー線により硬化させたことを特徴とす
   る光デバイス。
2. 【請求項２】 重合非収縮性モノマーが、下記に示すＢ
   ＯＥ（ビシクロオルソエルテル）、ＳＯＥ（オルソスピ
   ロエステル）、及びＳＯＣ（オルソスピロカーボネー
   ト）よりなる群より選ばれた環状構造を少なくとも１つ
   有する化合物である請求項１記載の光デバイス。 【化１】 式中、Ｒ及びＲ’はいずれも置換基を有しても良いアル
   キル基を示し、ｎは２〜１０の整数を示し、Ｒ_１及びＲ
   _２はいずれも置換基を有しても良い２価のアルキレン基
   を示す。上記の環状構造をｎ個（ｎは２〜４の整数を示
   す。）有する化合物においては、上記(a)ないし(c)の化
   学構造中の水素原子１つを除いた構造である環状官能基
   をｎ価の有機連結基により連結した化学構造を有する。
3. 【請求項３】 オキセタニル基を有する化合物が、下記
   一般式（１）で表される請求項１又は２記載の光デバイ
   ス。 【化２】 式（１）中、Ｒ₁はメチル基又はエチル基を示す。Ｒ
   ₂は、水素原子又は炭素数１ないし１２の炭化水素基を
   示す。
4. 【請求項４】 少なくとも１種の光増感剤を含有する接
   着性組成物を、紫外線又は波長３９０ｎｍ〜５００ｎｍ
   の可視光により硬化させた請求項１ないし３いずれか１
   つに記載の光デバイス。