JP2016218226A - Composition for forming high refractive index pattern, and laminate, optical element and method for forming high refractive index pattern using the composition - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition for forming a high refractive index pattern, a laminate, an optical element and a method for forming a high refractive index pattern, for inexpensively forming a pattern excellent in reproducibility through a simple process.SOLUTION: The composition for forming a high refractive index pattern comprises: metal oxide nanoparticles (A) having surfaces modified with a compound having at least a photopolymerizable reactive group; a compound (B) having absorption in an emission wavelength region of laser light; and a photopolymerization initiator (C). The total content of the metal oxide nanoparticles (A) and the compound (B) is 25 wt.% or more in the solid content; and a weight ratio of the metal oxide nanoparticles (A) to the compound (B) ranges from 99:1 to 80:20.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、高屈折率パターン形成用組成物、これを用いた積層体、光学素子および高屈折率パターン形成方法に関する。   The present invention relates to a composition for forming a high refractive index pattern, a laminate using the composition, an optical element, and a method for forming a high refractive index pattern.

基材上に設けられた高屈折率パターンは、光拡散部材、光配線部材、回折格子などの光学部材やホログラム等に用いられている。   The high refractive index pattern provided on the substrate is used for optical members such as light diffusing members, optical wiring members, and diffraction gratings, holograms, and the like.

例えば、ホログラムは、その優れた意匠性、装飾効果から書籍、雑誌等の表紙、POPなどのディスプレイ、ギフトなどに利用されている。さらに、ホログラムはサブミクロン単位での情報の記録と等価であると言えることから有価証券、クレジットカードなどの偽造防止用のマークにも利用されている。   For example, holograms are used for covers such as books and magazines, displays such as POPs, and gifts because of their excellent design and decoration effects. Further, since it can be said that the hologram is equivalent to the recording of information in submicron units, it is also used for forgery prevention marks such as securities and credit cards.

特に、体積位相型ホログラムは、ホログラム記録媒体中に光学的吸収ではなく屈折率の異なる空間的な干渉縞を形成することによって、像を通過する光ビームを吸収することなく位相を変調することができるため、近年においては、ディスプレイ用途の他に、自動車搭載用のヘッドアップディスプレイ(HUD)に代表されるホログラム光学素子(HOE)でも利用されている。   In particular, volume phase holograms can modulate the phase without absorbing the light beam passing through the image by forming spatial interference fringes with different refractive indexes in the hologram recording medium instead of optical absorption. Therefore, in recent years, in addition to display applications, they are also used in hologram optical elements (HOE) represented by head-up displays (HUD) mounted on automobiles.

これらの体積位相型ホログラムを作製する際には、屈折率の異なる2種類以上の感光性樹脂を混合した塗膜にレーザー照射を行い、このレーザー干渉光の強弱により塗膜内に屈折率の異なる縞を形成し、ホログラム構造が得られる(特許文献1)。   When producing these volume phase holograms, the coating film in which two or more types of photosensitive resins having different refractive indexes are mixed is irradiated with laser, and the refractive index varies within the coating film due to the intensity of the laser interference light. Stripes are formed to obtain a hologram structure (Patent Document 1).

しかしながら、現像や加熱処理といった工程が必要な場合も多く、製造工程が多いことから、パターンの再現性に欠けるという問題点もあった。   However, there are many cases where a process such as development or heat treatment is necessary, and there are many manufacturing processes, so that there is a problem that the reproducibility of the pattern is lacking.

特開2000−47552号公報JP 2000-47552 A

本発明は、簡易な工程により、低コストかつ再現性に優れた高屈折率パターン形成用組成物、積層体、光学素子および高屈折率パターン形成方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a composition for forming a high refractive index pattern, a laminate, an optical element, and a method for forming a high refractive index pattern that are low cost and excellent in reproducibility by a simple process.

本発明は、少なくとも光重合性の反応基を有する化合物により表面修飾された金属酸化物ナノ粒子(A)と、レーザー光の発光波長領域に吸収をもつ化合物(B)と、光重合開始剤(C)とを含む、高屈折率パターン形成用組成物である。さらに、金属酸化物ナノ粒子(A)と化合物(B)との合計含有量が、固形分中25wt%以上であり、金属酸化物ナノ粒子(A)と化合物(B)との重量比率が、99:1から80:20である。   The present invention comprises a metal oxide nanoparticle (A) surface-modified with a compound having at least a photopolymerizable reactive group, a compound (B) having absorption in the emission wavelength region of laser light, a photopolymerization initiator ( C) and a composition for forming a high refractive index pattern. Furthermore, the total content of the metal oxide nanoparticles (A) and the compound (B) is 25 wt% or more in the solid content, and the weight ratio between the metal oxide nanoparticles (A) and the compound (B) is 99: 1 to 80:20.

また、高屈折率パターン形成用組成物は、光重合性化合物(D)を更に含んでもよい。   Moreover, the composition for high refractive index pattern formation may further contain a photopolymerizable compound (D).

また、金属酸化物ナノ粒子(A)を構成する金属酸化物が、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化スズの何れかであってもよい。   In addition, the metal oxide constituting the metal oxide nanoparticles (A) may be any of titanium oxide, zirconium oxide, zinc oxide, and tin oxide.

また、金属酸化物ナノ粒子(A)の粒径が、1nm以上100nm以下であってもよい。   Moreover, 1 nm or more and 100 nm or less may be sufficient as the particle size of a metal oxide nanoparticle (A).

また、本発明は、高屈折率パターン形成用組成物を基材上に積層して感光層を形成する工程と、感光層に対し、レーザー光を所定のパターンに従って照射して、高屈折率パターンを形成する工程と、感光層に対し、紫外線を照射して、レーザー光が照射されていない領域を硬化させる工程とを含む、高屈折率パターン形成方法である。   The present invention also includes a step of laminating a composition for forming a high refractive index pattern on a substrate to form a photosensitive layer, and irradiating the photosensitive layer with laser light in accordance with a predetermined pattern to form a high refractive index pattern. And a step of irradiating the photosensitive layer with ultraviolet rays and curing a region not irradiated with laser light.

また、基材と、高屈折率パターン形成用組成物を用いて基材上に積層された感光層とを備え、感光層は、レーザー光が照射された第1の領域と、レーザー光が照射されていない第2の領域とを含み、第1の領域と第2の領域とは屈折率が異なることで屈折率パターンが形成された積層体であってもよい。   Moreover, it is equipped with the base material and the photosensitive layer laminated | stacked on the base material using the composition for high refractive index pattern formation, and the photosensitive layer is irradiated with the laser beam and the first region irradiated with the laser beam. A laminated body in which a refractive index pattern is formed by including a second region that is not provided and the first region and the second region having different refractive indexes may be used.

また、高屈折率パターンが形成された積層体を備える光学素子であってもよい。   Moreover, an optical element provided with the laminated body in which the high refractive index pattern was formed may be sufficient.

本発明によれば、簡易な工程により、低コストで再現性に優れた高屈折率パターン形成用組成物、積層体、光学素子および高屈折率パターン形成方法を実現できる。   According to the present invention, a composition for forming a high refractive index pattern, a laminate, an optical element, and a method for forming a high refractive index pattern that are low in cost and excellent in reproducibility can be realized by a simple process.

本発明の実施形態に係る積層体の一例を示す断面模式図Sectional schematic diagram which shows an example of the laminated body which concerns on embodiment of this invention 図1に示す積層体に高屈折率パターンを形成した状態を示す断面模式図Schematic cross section showing a state in which a high refractive index pattern is formed on the laminate shown in FIG.

本発明者は、光重合性の反応基を有する化合物により表面修飾された金属酸化物ナノ粒子(A)とレーザー光の発光波長領域に吸収をもつ化合物(B)とを含む高屈折率パターン形成用組成物を基材層上に塗布した後、レーザー光を用いて任意のパターンを照射することで、金型等を用いることなく、簡便な工程で高屈折率パターンを形成する方法を見出し、本発明に至った。   The present inventor forms a high refractive index pattern comprising metal oxide nanoparticles (A) surface-modified with a compound having a photopolymerizable reactive group and a compound (B) having absorption in the emission wavelength region of laser light. After applying the composition for a base material layer, by irradiating an arbitrary pattern using a laser beam, a method for forming a high refractive index pattern in a simple process without using a mold or the like is found, The present invention has been reached.

具体的には、高屈折率パターン形成用組成物は、光重合性の反応基を有する化合物により表面修飾された金属酸化物ナノ粒子(A)と、レーザー光の発光波長領域に吸収をもつ化合物(B)と、光重合開始剤(C)とを含む。高屈折率パターン形成用組成物にレーザー照射することにより、重合反応が起こり、かつ、金属酸化物ナノ粒子(A)および化合物(B)がレーザー光を吸収して加熱されることで、レーザー照射された第1の領域のみが高屈折率化する。レーザー照射された第1の領域とレーザー照射されていない第2の領域とで屈折率差が形成され、第1領域によって高屈折率パターンが形成される。   Specifically, the composition for forming a high refractive index pattern comprises a metal oxide nanoparticle (A) surface-modified with a compound having a photopolymerizable reactive group, and a compound having absorption in the emission wavelength region of laser light. (B) and a photoinitiator (C) are included. By irradiating the composition for forming a high refractive index pattern with a laser, a polymerization reaction occurs, and the metal oxide nanoparticles (A) and the compound (B) absorb the laser beam and are heated, thereby irradiating the laser. Only the formed first region has a high refractive index. A refractive index difference is formed between the first region irradiated with the laser and the second region not irradiated with the laser, and a high refractive index pattern is formed by the first region.

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る高屈折率パターン形成用組成物、これを用いた積層体、光学素子および高屈折率パターン形成方法について説明する。   Hereinafter, a composition for forming a high refractive index pattern, a laminate using the same, an optical element and a method for forming a high refractive index pattern according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態に係る積層体の一例を示す断面模式図である。図1に示されるように、積層体10は、基材層11と、基材層11の一方面上に形成された感光層12とを備える。感光層12は、光重合性の反応基を有する化合物により表面修飾された金属酸化物ナノ粒子(A)と、レーザー光の発光波長領域に吸収をもつ化合物(B)と、光重合開始剤(C)とを含む高屈折率パターン形成用組成物により形成される。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a laminate according to this embodiment. As shown in FIG. 1, the laminate 10 includes a base material layer 11 and a photosensitive layer 12 formed on one surface of the base material layer 11. The photosensitive layer 12 includes a metal oxide nanoparticle (A) surface-modified with a compound having a photopolymerizable reactive group, a compound (B) having absorption in the emission wavelength region of laser light, a photopolymerization initiator ( C) and a composition for forming a high refractive index pattern.

図2は、図1に示す積層体に高屈折率パターンを形成した状態を示す断面模式図である。図2に示されるように、積層体10の感光層12には、レーザー照射された第1の領域13と、レーザー照射されていない第2の領域14とが形成される。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a high refractive index pattern is formed on the laminate shown in FIG. As shown in FIG. 2, a first region 13 irradiated with a laser and a second region 14 not irradiated with a laser are formed in the photosensitive layer 12 of the stacked body 10.

つまり、高屈折率パターン形成用組成物を基材層11上に積層した感光層12にレーザー光を照射することで、重合及び加熱が起こり、その結果、レーザー照射された第1の領域13とレーザー照射されていない第2の領域14とで屈折率差が生じ、基材層11上に高屈折率パターンが形成される。その後、レーザー照射されていない第2の領域を硬化させるために塗膜全体に紫外線照射を行い、高屈折率パターンを有する硬化塗膜が形成される。尚、高屈折率パターン形成方法については、後述する。   That is, by irradiating the photosensitive layer 12 laminated with the high refractive index pattern forming composition on the base layer 11 with laser light, polymerization and heating occur, and as a result, the first region 13 irradiated with the laser and A difference in refractive index occurs between the second region 14 not irradiated with laser and a high refractive index pattern is formed on the base material layer 11. Thereafter, in order to cure the second region not irradiated with the laser, the entire coating film is irradiated with ultraviolet rays to form a cured coating film having a high refractive index pattern. The high refractive index pattern forming method will be described later.

以下、本実施形態に係る高屈折率パターン形成用組成物について説明する。   Hereinafter, the composition for forming a high refractive index pattern according to this embodiment will be described.

〔金属酸化物ナノ粒子(A)〕
金属酸化物ナノ粒子(A)は、1分子中に光重合性の反応基を少なくとも1つ有し、且つ、後述する金属酸化物との結合を形成する反応基を少なくとも1つ有する化合物によって表面修飾されている。
[Metal oxide nanoparticles (A)]
The metal oxide nanoparticles (A) have a surface formed by a compound having at least one photopolymerizable reactive group in one molecule and at least one reactive group that forms a bond with a metal oxide described later. It is qualified.

光重合性の反応基とは、ラジカル重合型の反応基、カチオン重合型の反応基、チオール・エン付加型の反応基等が挙げられ、特にラジカル重合型の反応基であることが好ましい。ラジカル重合型の反応基として、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基、アリル基等のエチレン性不飽和二重結合基を有する反応基が挙げられる。特に、アクリロイル基またはメタクリロイル基が好ましい。   Examples of the photopolymerizable reactive group include a radical polymerization type reactive group, a cationic polymerization type reactive group, a thiol / ene addition type reactive group, and the like, and a radical polymerization type reactive group is particularly preferable. Examples of the radical polymerization type reactive group include reactive groups having an ethylenically unsaturated double bond group such as acryloyl group, methacryloyl group, vinyl group, and allyl group. In particular, an acryloyl group or a methacryloyl group is preferable.

金属酸化物との結合を形成する反応基としては、アルコキシシリル基、水酸基、アミノ基、リン酸基、ケイ酸基等が挙げられる。特にリン酸基が好ましい。これらの光重合性の反応基及び金属酸化物との結合を形成する反応基を有する化合物と後述する金属酸化物との加水分解反応により、表面に光重合性反応基を有する金属酸化物ナノ粒子が得られる。   Examples of the reactive group that forms a bond with the metal oxide include an alkoxysilyl group, a hydroxyl group, an amino group, a phosphate group, and a silicate group. A phosphate group is particularly preferable. Metal oxide nanoparticles having a photopolymerizable reactive group on the surface by a hydrolysis reaction between a compound having a reactive group that forms a bond with the photopolymerizable reactive group and the metal oxide and a metal oxide described later Is obtained.

(金属酸化物)
金属酸化物は、主に金属原子と酸素原子とにより構成された化合物であり、金属酸化物の微粒子をそのまま用いてもよく、金属酸化物のゾルを公知方法により製造して用いてもよい。
(Metal oxide)
The metal oxide is a compound mainly composed of a metal atom and an oxygen atom, and fine particles of the metal oxide may be used as they are, or a metal oxide sol may be produced by a known method and used.

金属酸化物中の金属としては、特に限定されないが、例えばチタン、ジルコニウム、ハフニウム、アルミニウム、亜鉛、スズ等が挙げられる。中でも、屈折率が高いことから、チタンまたはジルコニウム、亜鉛、スズが好ましい。したがって、光重合性の反応基を有する化合物により表面修飾された金属酸化物ナノ粒子(A)を構成する金属酸化物ナノ粒子としては、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化スズが好ましい。これらの金属酸化物は1種類で、または2種類以上組み合わせて使用することができる。   Although it does not specifically limit as a metal in a metal oxide, For example, titanium, a zirconium, hafnium, aluminum, zinc, tin etc. are mentioned. Of these, titanium, zirconium, zinc, and tin are preferable because of their high refractive index. Therefore, titanium oxide, zirconium oxide, zinc oxide, and tin oxide are preferable as the metal oxide nanoparticles constituting the metal oxide nanoparticles (A) whose surface is modified by the compound having a photopolymerizable reactive group. These metal oxides can be used alone or in combination of two or more.

市販されている金属酸化物ナノ粒子としては、石原産業製:SN−100P(ATO)、FS−10P(ATO)、SN−102P(ATO)、FS−12P(ATO)、TTO−55(酸化チタン)、TTO−51(酸化チタン)、TTO−S−1(酸化チタン)、TTO−S−2(酸化チタン)、TTO−S−3(酸化チタン)、TTO−S−4(酸化チタン)、ST−01(酸化チタン)、ST−21(酸化チタン)、ST−31(酸化チタン)、住友大阪セメント製:OZC−3YC(酸化ジルコニウム)、OZC−3YD(酸化ジルコニウム)、OZC−3YFA(酸化ジルコニウム)、OZC−8YC(酸化ジルコニウム)、OZC−0S100(酸化ジルコニウム)、日本電工製:PCS(酸化ジルコニウム)、T−01(酸化ジルコニウム)、第一稀元素製:UEP(酸化ジルコニウム)、UEP−100(酸化ジルコニウム)、三菱マテリアル製:T−1(ITO)、S−1200(酸化錫)、三井金属製:パストラン(ITO、ATO)、シーアイ化成製:ナノテックITO、ナノテックSnO、ナノテックTiO、ナノテックSiO、ナノテックAl3、ナノテックZnO、触媒化成製:TL−20(ATO)、TL−30(ATO)、TL−30S(PTO)、TL−120(ITO)、TL130(ITO)、ハクスイテック製:PazetCK(アルミニウムドープ酸化亜鉛)、PazetGK(ガリウムドープ酸化亜鉛)、堺化学製:SC−18(アルミニウムドープ酸化亜鉛)、FINEX−25(酸化亜鉛)、FINEX−25LP(酸化亜鉛)、FINEX−50(酸化亜鉛)、FINEX−50LP2(酸化亜鉛)、FINEX−75(酸化亜鉛)STR−60C(酸化チタン)、STR−60C−LP(酸化チタン)、STR−100C(酸化チタン)、日本アエロジル製:Aluminium Oxide C(酸化アルミニウム)等がある。 Commercially available metal oxide nanoparticles include: Ishihara Sangyo: SN-100P (ATO), FS-10P (ATO), SN-102P (ATO), FS-12P (ATO), TTO-55 (titanium oxide) ), TTO-51 (titanium oxide), TTO-S-1 (titanium oxide), TTO-S-2 (titanium oxide), TTO-S-3 (titanium oxide), TTO-S-4 (titanium oxide), ST-01 (titanium oxide), ST-21 (titanium oxide), ST-31 (titanium oxide), manufactured by Sumitomo Osaka Cement: OZC-3YC (zirconium oxide), OZC-3YD (zirconium oxide), OZC-3YFA (oxidation) Zirconium), OZC-8YC (zirconium oxide), OZC-0S100 (zirconium oxide), manufactured by Nippon Electric Works: PCS (zirconium oxide), T-01 (acid) Zirconium), first rare element: UEP (zirconium oxide), UEP-100 (zirconium oxide), Mitsubishi Materials: T-1 (ITO), S-1200 (tin oxide), Mitsui Metals: Pastoran (ITO, ATO), manufactured by CI Kasei Co.: Nanotech ITO, NANOTEC SnO 2, NANOTEC TiO 2, NANOTEC SiO 2, Nanotech Al 2 O 3, NANOTEC ZnO, catalysts & Chemicals Ltd.: TL-20 (ATO), TL-30 (ATO), TL -30S (PTO), TL-120 (ITO), TL130 (ITO), manufactured by HakuSitec: PazetCK (aluminum doped zinc oxide), PazetGK (gallium doped zinc oxide), Sakai Chemical: SC-18 (aluminum doped zinc oxide) , FINEX-25 (zinc oxide), FINEX-2 LP (zinc oxide), FINEX-50 (zinc oxide), FINEX-50LP2 (zinc oxide), FINEX-75 (zinc oxide) STR-60C (titanium oxide), STR-60C-LP (titanium oxide), STR-100C (Titanium oxide), manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd .: Aluminum Oxide C (aluminum oxide) and the like.

金属酸化物のゾルは、例えば金属アルコキシドまたは金属ハロゲン化物に溶媒を加え、加水分解及び縮合する方法等で製造できる。金属酸化物ゾルの製造に用いる溶媒としては、水等の無機溶媒、後述する有機溶媒又はそれらの混合物のいずれを用いてもよい。有機溶媒としては、とくに限定されないが、例えば、アルコール類(例えば、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等のアルキルアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類等)、炭化水素類(例えば、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類等)、ハロゲン化炭化水素類(例えば、塩化メチレン、クロロホルム等)、エーテル類(例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル等の鎖状エーテル類、ジオキサン、テトラヒドロフラン等の環状エーテル類等)、エステル類(例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、酪酸エチル等)、ケトン類(例えば、アセトン、エチルメチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、N−メチル−2−ピロリドン等)、セロソルブ類(例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等)、カルビトール類(例えば、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール等)、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類(例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノn−ブチルエーテル等)、グリコールエーテルエステル類(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等)、アミド類(例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等)、スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシド等)、ニトリル類(例えば、アセトニトリル、ベンゾニトリル等)等が挙げられる。混合物である溶媒としては、具体的には、例えば、トルエン、イソプロピルアルコール及び水を組み合わせた混合物等が挙げられる。   The metal oxide sol can be produced, for example, by a method of adding a solvent to a metal alkoxide or metal halide, followed by hydrolysis and condensation. As the solvent used for the production of the metal oxide sol, any of an inorganic solvent such as water, an organic solvent described later, or a mixture thereof may be used. Although it does not specifically limit as an organic solvent, For example, alcohol (For example, alkyl alcohols, such as ethanol, propanol, isopropanol, glycols, such as ethylene glycol, propylene glycol, etc.), hydrocarbons (for example, fats, such as hexane) Aromatic hydrocarbons such as cyclohexane, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene), halogenated hydrocarbons (eg methylene chloride, chloroform etc.), ethers (eg dimethyl ether, Chain ethers such as diethyl ether, cyclic ethers such as dioxane, tetrahydrofuran, etc.), esters (eg, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, ethyl butyrate), ketones (eg, acetone, ethyl) Methyl ketone, methyl isobuty Ketones, cyclohexanone, N-methyl-2-pyrrolidone, etc.), cellosolves (eg, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, etc.), carbitols (eg, methyl carbitol, ethyl carbitol, butyl carbitol, etc.), propylene Glycol monoalkyl ethers (eg, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono n-butyl ether), glycol ether esters (eg, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, etc.), amides (For example, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, etc.), sulfoxides (for example, dimethylsulfamide) Kishido etc.), nitriles (e.g., acetonitrile, benzonitrile, etc.) and the like. Specifically as a solvent which is a mixture, the mixture etc. which combined toluene, isopropyl alcohol, and water are mentioned, for example.

金属アルコキシドとしては、チタンアルコキシド、ジルコニウムアルコキシド、ハフニウムアルコキシド、アルミニウムアルコキシド、亜鉛アルコキシド、スズアルコキシド等が挙げられる。   Examples of the metal alkoxide include titanium alkoxide, zirconium alkoxide, hafnium alkoxide, aluminum alkoxide, zinc alkoxide, and tin alkoxide.

チタンアルコキシドとしては、特に限定されないが、例えば、ジアルキルジアルコキシチタン(例えば、ジメチルジメトキシチタン、ジエチルジエトキシチタン等)等のジアルコキシチタン;トリアルコキシチタン(例えば、トリメトキシチタン、トリエトキシチタン等)、アルキルトリアルコキシチタン(例えば、エチルトリメトキシチタン等)、アリールトリアルコキシチタン(例えば、フェニルトリメトキシチタン等)等のトリアルコキシチタン;テトラアルコキシチタン(例えば、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトラプロポキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトライソブトキシチタン、テトラn−ブトキシチタン、テトラt−ブトキシチタン、テトラノニルオキシチタン、テトラキス(2−エチルヘキシルオキシ)チタン、テトラキス(メトキシプロポキシ)チタン、テトラステアリルオキシチタン、テトライソステアリルオキシチタン等の炭素数1〜18のテトラアルコキシチタン、加水分解性等の観点から、好ましくは炭素数1〜10のテトラアルコキシチタン、さらに好ましくは炭素数1〜6のテトラアルコキシチタン等)等が挙げられる。   Although it does not specifically limit as titanium alkoxide, For example, dialkoxy titanium, such as dialkyl dialkoxy titanium (for example, dimethyl dimethoxy titanium, diethyl diethoxy titanium, etc.); Trialkoxy titanium (for example, trimethoxy titanium, triethoxy titanium, etc.) Trialkoxy titanium such as alkyltrialkoxytitanium (eg, ethyltrimethoxytitanium), aryltrialkoxytitanium (eg, phenyltrimethoxytitanium); tetraalkoxytitanium (eg, tetramethoxytitanium, tetraethoxytitanium, tetrapropoxy) Titanium, tetraisopropoxy titanium, tetraisobutoxy titanium, tetra n-butoxy titanium, tetra t-butoxy titanium, tetranonyloxy titanium, tetrakis (2-ethylhex From the viewpoints of tetraalkoxytitanium having 1 to 18 carbon atoms such as (ruoxy) titanium, tetrakis (methoxypropoxy) titanium, tetrastearyloxytitanium, tetraisostearyloxytitanium, etc. Alkoxy titanium, more preferably tetraalkoxy titanium having 1 to 6 carbon atoms, and the like.

ジルコニウムアルコキシドとしては、特に限定されないが、例えば、テトラアルコキシジルコニウム(例えば、テトラメトキシジルコニウム、テトラエトキシジルコニウム、テトライソプロポキシジルコニウム、テトライソブトキシジルコニウム、テトラn−ブトキシジルコニウム、テトラt−ブトキシジルコニウム、テトラキス(2−エチルヘキシルオキシ)ジルコニウム、テトラキス(2−メチル−2−ブトキシ)ジルコニウム等の炭素数1〜18のテトラアルコキシジルコニウム、加水分解性等の観点から、好ましくは炭素数1〜10のテトラアルコキシジルコニウム、さらに好ましくは炭素数1〜6のテトラアルコキシジルコニウム等)等が挙げられる。   Although it does not specifically limit as a zirconium alkoxide, For example, tetraalkoxy zirconium (For example, tetramethoxy zirconium, tetraethoxy zirconium, tetraisopropoxy zirconium, tetraisobutoxy zirconium, tetra n-butoxy zirconium, tetra t-butoxy zirconium, tetrakis ( 2-ethylhexyloxy) zirconium, tetrakis (2-methyl-2-butoxy) zirconium such as tetraalkoxyzirconium having 1 to 18 carbon atoms, from the viewpoint of hydrolyzability, preferably tetraalkoxyzirconium having 1 to 10 carbon atoms, More preferable examples include tetraalkoxy zirconium having 1 to 6 carbon atoms.

ハフニウムアルコキシドとしては、特に限定されないが、例えば、テトラメトキシハフニウム、テトラエトキシハフニウム、テトライソプロポキシハフニウム、テトラt−ブトキシハフニウム等が挙げられる。   The hafnium alkoxide is not particularly limited, and examples thereof include tetramethoxyhafnium, tetraethoxyhafnium, tetraisopropoxyhafnium, tetrat-butoxyhafnium, and the like.

アルミニウムアルコキシドとしては、特に限定されないが、例えば、トリアルコキシアルミニウム(トリメトキシアルミニウム、トリエトキシアルミニウム、トリプロポキシアルミニウム、トリn−ブトキシアルミニウム、トリs−ブトキシアルミニウム、トリt−ブトキシアルミニウム等)等が挙げられる。   The aluminum alkoxide is not particularly limited, and examples thereof include trialkoxyaluminum (trimethoxyaluminum, triethoxyaluminum, tripropoxyaluminum, tri-n-butoxyaluminum, tris-butoxyaluminum, tri-t-butoxyaluminum, etc.) and the like. It is done.

亜鉛アルコキシドとしては、特に限定されないが、例えば、ジエトキシ亜鉛、ビスメトキシエトキシ亜鉛等が挙げられる。   Although it does not specifically limit as a zinc alkoxide, For example, diethoxy zinc, bismethoxyethoxy zinc, etc. are mentioned.

スズアルコキシドとしては、特に限定されないが、例えば、テトラエトキシスズ、テトライソプロポキシスズ、テトラn−ブトキシスズ等が挙げられる。   Although it does not specifically limit as a tin alkoxide, For example, tetraethoxy tin, tetraisopropoxy tin, tetra n-butoxy tin etc. are mentioned.

上記した金属アルコキシドのうち、高屈折率化の観点から、チタンアルコキシド又はジルコニウムアルコキシドが好ましい。さらに、チタンアルコキシドの中でも、テトラエトキシチタン、テトラn−プロポキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラn−ブトキシチタン、テトライソブトキシチタン、テトラs−ブトキシチタン、テトラt−ブトキシチタンが、ジルコニウムアルコキシドの中でも、テトラエトキシジルコニウム、テトラn−プロポキシジルコニウム、テトライソプロポキシジルコニウム、テトラn−ブトキシジルコニウム、テトライソブトキシジルコニウム、テトラs−ブトキシジルコニウム、テトラt−ブトキシジルコニウムがより好ましい。そして、これらのうち、テトラn−ブトキシチタン、テトライソブトキシチタン、テトラs−ブトキシチタン、テトラt−ブトキシチタンが特に好ましい。   Of the above metal alkoxides, titanium alkoxides or zirconium alkoxides are preferable from the viewpoint of increasing the refractive index. Further, among titanium alkoxides, tetraethoxy titanium, tetra n-propoxy titanium, tetraisopropoxy titanium, tetra n-butoxy titanium, tetraisobutoxy titanium, tetra s-butoxy titanium, tetra t-butoxy titanium are among the zirconium alkoxides. Tetraethoxyzirconium, tetran-propoxyzirconium, tetraisopropoxyzirconium, tetran-butoxyzirconium, tetraisobutoxyzirconium, tetras-butoxyzirconium, and tetrat-butoxyzirconium are more preferred. Of these, tetra n-butoxy titanium, tetraisobutoxy titanium, tetra s-butoxy titanium, and tetra t-butoxy titanium are particularly preferable.

金属ハロゲン化物としては、特に限定されないが、四塩化チタン、四臭化チタン等のハロゲン化チタン;四塩化ジルコニウム、四臭化ジルコニウム、ヨウ化ジルコニウム等のハロゲン化ジルコニウム;オキシ塩化ジルコニウム、オキシヨウ化ジルコニウム等のオキシハロゲン化ジルコニウム;四塩化ハフニウム等のハロゲン化ハフニウム;オキシ塩化ハフニウム等のオキシハロゲン化ハフニウム;臭化アルミニウム、塩化アルミニウム、ヨウ化アルミニウム等のハロゲン化アルミニウム;塩化亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛等のハロゲン化亜鉛;塩化スズ、臭化スズ、ヨウ化スズ等のハロゲン化スズ等が挙げられる。   The metal halide is not particularly limited, but titanium halides such as titanium tetrachloride and titanium tetrabromide; zirconium halides such as zirconium tetrachloride, zirconium tetrabromide and zirconium iodide; zirconium oxychloride and zirconium oxyiodide Zirconium oxyhalides such as hafnium tetrachloride; hafnium oxyhalides such as hafnium oxychloride; aluminum halides such as aluminum bromide, aluminum chloride and aluminum iodide; zinc chloride, zinc bromide and iodine Zinc halides such as zinc halide; tin halides such as tin chloride, tin bromide, tin iodide, and the like.

上記の金属ハロゲン化物の中でも、薄膜の高屈折率化等の観点から、四塩化チタン、四臭化チタン、四塩化ジルコニウム、四臭化ジルコニウム、およびオキシ塩化ジルコニウムが好ましく、四塩化チタン、四塩化ジルコニウム、およびオキシ塩化ジルコニウムが特に好ましい。   Among the above metal halides, titanium tetrachloride, titanium tetrabromide, zirconium tetrachloride, zirconium tetrabromide, and zirconium oxychloride are preferable from the viewpoint of increasing the refractive index of the thin film, and titanium tetrachloride, tetrachloride. Zirconium and zirconium oxychloride are particularly preferred.

1分子中に光重合性の反応基を少なくとも1つ有し、且つ、金属酸化物と結合を形成する反応基を少なくとも1つ有する化合物により表面修飾された金属酸化物ナノ粒子として、市販品では、大八化学工業社製のメタクリロイル基修飾酸化チタンナノ粒子:SR−0820等が挙げられる。   As a metal oxide nanoparticle surface-modified with a compound having at least one photopolymerizable reactive group in one molecule and at least one reactive group that forms a bond with the metal oxide, And methacryloyl group-modified titanium oxide nanoparticles manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd .: SR-0820.

〔レーザー光の発光波長領域に吸収をもつ化合物(B)〕
高屈折率パターン形成用組成物に含まれるレーザー光の発光波長領域に吸収をもつ化合物(B)としては、例えば、金属ナノ粒子、顔料、染料等が挙げられる。これらの化合物は1種類で、または2種類以上組み合わせて使用することができる。
[Compound (B) having absorption in the emission wavelength region of laser light]
Examples of the compound (B) having absorption in the emission wavelength region of laser light contained in the high refractive index pattern forming composition include metal nanoparticles, pigments, dyes and the like. These compounds can be used alone or in combination of two or more.

金属ナノ粒子としては、特に限定されないが、金属酸化物、ホウ化物等が挙げられる。また、溶剤中でのナノ粒子の分散性を向上させるために、ナノ粒子表面に適当な表面処理がなされたものも使用できる。   Although it does not specifically limit as a metal nanoparticle, A metal oxide, boride, etc. are mentioned. Moreover, in order to improve the dispersibility of the nanoparticle in a solvent, what carried out the appropriate surface treatment on the nanoparticle surface can also be used.

金属ナノ粒子を構成する金属としては、レーザー光の発光波長領域に吸収をもつものであれば特に限定されないが、例えば、チタン、ジルコニウム、亜鉛、銀、スズ、ランタン等が挙げられる。   The metal constituting the metal nanoparticles is not particularly limited as long as it has absorption in the emission wavelength region of the laser beam, and examples thereof include titanium, zirconium, zinc, silver, tin, and lanthanum.

市販されている金属ナノ粒子としては、石原産業製:SN−100P(ATO)、FS−10P(ATO)、SN−102P(ATO)、FS−12P(ATO)、TTO−55(酸化チタン)、TTO−51(酸化チタン)、TTO−S−1(酸化チタン)、TTO−S−2(酸化チタン)、TTO−S−3(酸化チタン)、TTO−S−4(酸化チタン)、ST−01(酸化チタン)、ST−21(酸化チタン)、ST−31(酸化チタン)、住友大阪セメント製:OZC−3YC(酸化ジルコニウム)、OZC−3YD(酸化ジルコニウム)、OZC−3YFA(酸化ジルコニウム)、OZC−8YC(酸化ジルコニウム)、OZC−0S100(酸化ジルコニウム)、日本電工製:PCS(酸化ジルコニウム)、T−01(酸化ジルコニウム)、第一稀元素製:UEP(酸化ジルコニウム)、UEP−100(酸化ジルコニウム)、三菱マテリアル製:T−1(ITO)、S−1200(酸化錫)、三井金属製:パストラン(ITO、ATO)、シーアイ化成製:ナノテックITO、ナノテックSnO、ナノテックTiO、ナノテックSiO、ナノテックZnO、日揮触媒化成製:ELCOM V−3560(酸化ジルコニウム)、ELCOM V−3508(酸化ジルコニウム)、堺化学製:FINEX−25(酸化亜鉛)、FINEX−25LP(酸化亜鉛)、FINEX−50(酸化亜鉛)、FINEX−50LP2(酸化亜鉛)、FINEX−75(酸化亜鉛)、STR−60C(酸化チタン)、STR−60C−LP(酸化チタン)、STR−100C(酸化チタン)、住友金属鉱山製:KHF−7AH(六ホウ化ランタン)、四国計測工業製:銀ナノ粒子等がある。 Commercially available metal nanoparticles include: Ishihara Sangyo: SN-100P (ATO), FS-10P (ATO), SN-102P (ATO), FS-12P (ATO), TTO-55 (titanium oxide), TTO-51 (titanium oxide), TTO-S-1 (titanium oxide), TTO-S-2 (titanium oxide), TTO-S-3 (titanium oxide), TTO-S-4 (titanium oxide), ST- 01 (titanium oxide), ST-21 (titanium oxide), ST-31 (titanium oxide), manufactured by Sumitomo Osaka Cement: OZC-3YC (zirconium oxide), OZC-3YD (zirconium oxide), OZC-3YFA (zirconium oxide) , OZC-8YC (zirconium oxide), OZC-0S100 (zirconium oxide), manufactured by Nippon Electric Works: PCS (zirconium oxide), T-01 (zirconium oxide) Ni), first rare element: UEP (zirconium oxide), UEP-100 (zirconium oxide), Mitsubishi Materials: T-1 (ITO), S-1200 (tin oxide), Mitsui Metals: Pastoran (ITO, ATO), CI Kasei: Nanotech ITO, Nanotech SnO 2 , Nanotech TiO 2 , Nanotech SiO 2 , Nanotech ZnO, JGC Catalysts & Chemicals: ELCOM V-3560 (zirconium oxide), ELCOM V-3508 (zirconium oxide), Sakai Chemical Manufactured: FINEX-25 (zinc oxide), FINEX-25LP (zinc oxide), FINEX-50 (zinc oxide), FINEX-50LP2 (zinc oxide), FINEX-75 (zinc oxide), STR-60C (titanium oxide), STR-60C-LP (titanium oxide), STR-100C ( Titanium oxide), manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd .: KHF-7AH (lanthanum hexaboride), manufactured by Shikoku Keisoku Kogyo Co., Ltd .: silver nanoparticles, and the like.

顔料、染料の市販品としては、オリエント化学工業製:BONASORB UA‐3701、BONASORB UA‐3911、VALIFAST BLUE 1603、VALIFAST GREEN 1501、大日精化製:クロモファインPB−15、PB−15:2、PB−15:3、PB−15:4、山陽色素製:SF GREEN GC6036、SF BLUE GB1377、住友ケムテックス製:SUMIPLAST BLUE OR、SUMIPLAST Yellow FL7G等が挙げられる。   Commercially available pigments and dyes are manufactured by Orient Chemical Industries: BONASORB UA-3701, BONASORB UA-3911, VALIFAST BLUE 1603, VALIFAST GREEN 1501, manufactured by Dainichi Seika: Chromofine PB-15, PB-15: 2, PB -15: 3, PB-15: 4, manufactured by Sanyo Dye: SF GREEN GC6036, SF BLUE GB1377, manufactured by Sumitomo Chemtex: SUMIPLAST BLUE OR, SUMIPLAST Yellow FL7G, and the like.

〔光重合開始剤(C)〕
高屈折率パターン形成用組成物に含まれる光重合開始剤(C)としては、紫外線が照射された際にラジカルを発生するものであれば良く、例えば、ベンゾイン類(例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾインアルキルエーテル類等);アセトフェノン類(例えば、アセトフェノン、p−ジメチルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−フェニル−2−ヒドロキシ−アセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等);プロピオフェノン類(例えば、p−ジメチルアミノプロピオフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオフェノン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン等);ブチリルフェノン類(例えば、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチル−プロパン−1−オン等);アミノアセトフェノン類(例えば、2−メチル−2−モルホリノ(4−チオメチルフェニル)プロパン−1−オン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)−ブタン−1−オン、2−ジメチルアミノ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2−ジエチルアミノ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、2−メチル−2−モルホリノ−1−フェニルプロパン−1−オン、2−ジメチルアミノ−2−メチル−1−(4−メチルフェニル)プロパン−1−オン、1−(4−ブチルフェニル)−2−ジメチルアミノ−2−メチルプロパン−1−オン、2−ジメチルアミノ−1−(4−メトキシフェニル)−2−メチルプロパン−1−オン、2−ジメチルアミノ−2−メチル−1−(4−メチルチオフェニル)プロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−ジメチルアミノフェニル)−ブタン−1−オン等);ベンゾフェノン類(例えば、ベンゾフェノン、ベンジル、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン(ミヒラーズケトン)、N,N’−ジアルキルアミノベンゾフェノン等);ケタール類(例えば、アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等);チオキサンテン類(例えば、チオキサンテン、2−クロロチオキサンテン、2,4−ジエチルチオキサンテン等);アントラキノン類(例えば、2−エチルアントラキノン、1−クロロアントラキノン、1,2−ベンズアントラキノン、2,3−ジフェニルアントラキノン等);(チオ)キサントン類(例えば、チオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン等);アクリジン類(例えば、1,3−ビス−(9−アクリジニル)プロパン、1,7−ビス−(9−アクリジニル)ヘプタン、1,5−ビス−(9−アクリジニル)ペンタン等};トリアジン類{例えば、2,4,6−トリス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2−(4−メトキシフェニル)−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、2,4−ビス−トリクロロメチル−6−(3−ブロモ−4−メトキシ)スチリルフェニル−s−トリアジン等);スルフィド類(例えば、ベンジルジフェニルサルファイド等);アシルフォスフィンオキサイド類(例えば、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド等);チタノセン系光重合開始剤;オキシムエステル類等が挙げられる。これらの光重合開始剤は、1種類で、または2種類以上を組み合わせて使用することができる。
[Photopolymerization initiator (C)]
The photopolymerization initiator (C) contained in the composition for forming a high refractive index pattern may be any one that generates radicals when irradiated with ultraviolet rays. For example, benzoins (for example, benzoin, benzoin methyl ether) Benzoin alkyl ethers such as benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether and benzoin isobutyl ether); acetophenones (eg, acetophenone, p-dimethylacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 2,2-diethoxyacetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxy-2-phenylacetophenone, 2-phenyl-2-hydroxy-acetophenone, 1,1-dichloroacetophenone, 1-hydroxy Cyclohexyl phenyl ketone, etc.]; propiophenones (for example, p-dimethylaminopropiophenone, 2-hydroxy-2-methyl-propiophenone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, etc.) Butyrylphenones (eg, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane) -1-one, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methyl-propan-1-one, etc.); aminoacetophenones (for example, 2-methyl-2-morpholino (4-thiomethylphenyl) Propan-1-one, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one 2-Benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one, 2-dimethylamino-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 2-diethylamino-2-methyl- 1-phenylpropan-1-one, 2-methyl-2-morpholino-1-phenylpropan-1-one, 2-dimethylamino-2-methyl-1- (4-methylphenyl) propan-1-one, -(4-Butylphenyl) -2-dimethylamino-2-methylpropan-1-one, 2-dimethylamino-1- (4-methoxyphenyl) -2-methylpropan-1-one, 2-dimethylamino- 2-Methyl-1- (4-methylthiophenyl) propan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-dimethylaminophenyl) -butane -1-one etc.); benzophenones (eg benzophenone, benzyl, 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone (Michler's ketone), N, N′-dialkylaminobenzophenone etc.); ketals (eg acetophenone dimethyl ketal) Thioxanthenes (eg, thioxanthene, 2-chlorothioxanthene, 2,4-diethylthioxanthene); anthraquinones (eg, 2-ethylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone, 1,2) -Benzanthraquinone, 2,3-diphenylanthraquinone, etc.); (thio) xanthones (for example, thioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2,4-diisopro Luthioxanthone, etc.); acridines (eg, 1,3-bis- (9-acridinyl) propane, 1,7-bis- (9-acridinyl) heptane, 1,5-bis- (9-acridinyl) pentane, etc.)} Triazines {eg, 2,4,6-tris (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2,4-bis -Trichloromethyl-6- (3-bromo-4-methoxy) styrylphenyl-s-triazine etc.); sulfides (eg benzyldiphenyl sulfide etc.); acylphosphine oxides (eg 2,4,6-trimethyl) Benzoyldiphenylphosphine oxide, etc.); titanocene photopolymerization initiators; oxime esters. These photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.

〔光重合性化合物(D)〕
本実施形態に係る高屈折率パターン形成用組成物は、光重合性化合物(D)を更に含んでいてもよい。高屈折率パターン形成用組成物に光重合性化合物(D)を含ませることで、塗膜の硬化性を向上させることができる。高屈折率パターン形成用組成物に含まれる光重合性化合物(D)としては、例えば、アクリレートまたはメタクリレート化合物を用いることができる。
[Photopolymerizable compound (D)]
The composition for forming a high refractive index pattern according to this embodiment may further contain a photopolymerizable compound (D). By including the photopolymerizable compound (D) in the composition for forming a high refractive index pattern, the curability of the coating film can be improved. As the photopolymerizable compound (D) contained in the composition for forming a high refractive index pattern, for example, an acrylate or methacrylate compound can be used.

尚、本明細書において「(メタ)アクリレート」とは、「アクリレート」と「メタクリレート」の両方を示している。   In the present specification, “(meth) acrylate” indicates both “acrylate” and “methacrylate”.

単官能の(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、アクリロイルモルフォリン、テトラヒドロフルフリールアクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−エトキシエチル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、エチルカルビトール(メタ)アクリレート、リン酸(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性リン酸(メタ)アクリレート、フェノキシ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性フェノキシ(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性フェノキシ(メタ)アクリレート、ノニルフェノール(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、プロピレンオキサイド変性ノニルフェノール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(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、メトキシプロピレングリコール(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−2−ヒドロキシプロピルフタレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロゲンフタレート、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルハイドロゲンフタレート、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルヘキサヒドロハイドロゲンフタレート、2−(メタ)アクリロイルオキシプロピルテトラヒドロハイドロゲンフタレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、トリフルオロエチル(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、ヘキサフルオロプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロプロピル(メタ)アクリレート、2−アダマンタンおよびアダマンタンジオールから誘導される1価のモノ(メタ)アクリレートを有するアダマンチルアクリレート等が挙げられる。   Examples of the monofunctional (meth) acrylate compound include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, isobutyl ( (Meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, acryloylmorpholine, tetrahydrofurfryl acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, isodecyl ( (Meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, cetyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, -Ethoxyethyl (meth) acrylate, 3-methoxybutyl (meth) acrylate, ethyl carbitol (meth) acrylate, phosphoric acid (meth) acrylate, ethylene oxide modified phosphoric acid (meth) acrylate, phenoxy (meth) acrylate, ethylene oxide Modified phenoxy (meth) acrylate, propylene oxide modified phenoxy (meth) acrylate, nonylphenol (meth) acrylate, ethylene oxide modified nonylphenol (meth) acrylate, propylene oxide modified nonylphenol (meth) acrylate, methoxydiethylene glycol (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol (Meth) acrylate, methoxypropylene glycol (meth) acrylate, 2- (meth) a Liloyloxyethyl-2-hydroxypropyl phthalate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, 2- (meth) acryloyloxyethyl hydrogen phthalate, 2- (meth) acryloyloxypropyl hydrogen phthalate, 2- (meth ) Acryloyloxypropylhexahydrohydrogen phthalate, 2- (meth) acryloyloxypropyltetrahydrophthalate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, trifluoroethyl (meth) acrylate, tetrafluoropropyl (meth) acrylate, hexafluoropropyl (meth) ) Acrylate, octafluoropropyl (meth) acrylate, octafluoropropyl (meth) acrylate, 2-adamantane and And adamantyl acrylate having a monovalent mono (meth) acrylate derived from adamantanediol.

2官能の(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(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、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコ−ルジ(メタ)アクリレート、エトキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどのジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Examples of the bifunctional (meth) acrylate compound include ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, butanediol di (meth) acrylate, hexanediol di (meth) acrylate, and nonanediol di (meth). Acrylate, ethoxylated hexanediol di (meth) acrylate, propoxylated hexanediol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di ( (Meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, ethoxylated neopentyl glycol di (meth) acrylate, tripropylene glycol Di (meth) acrylate and di (meth) acrylate.

3官能以上の(メタ)アクリレート化合物としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリス2−ヒドロキシエチルイソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等の3官能の(メタ)アクリレート化合物や、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンヘキサ(メタ)アクリレート等の3官能以上の多官能(メタ)アクリレート化合物や、これら(メタ)アクリレートの一部をアルキル基やε−カプロラクトンで置換した多官能(メタ)アクリレート化合物等が挙げられる。   Examples of the trifunctional or higher functional (meth) acrylate compound include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethoxylated trimethylolpropane tri (meth) acrylate, propoxylated trimethylolpropane tri (meth) acrylate, and tris 2-hydroxyethyl. Trifunctional (meth) acrylate compounds such as isocyanurate tri (meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, dipentaerythritol tri (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tri (meth) acrylate Pentaerythritol tetra (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipen Trifunctional or more polyfunctional (meth) acrylate compounds such as erythritol penta (meth) acrylate, ditrimethylolpropane penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, ditrimethylolpropane hexa (meth) acrylate, and the like ( Examples thereof include polyfunctional (meth) acrylate compounds in which a part of (meth) acrylate is substituted with an alkyl group or ε-caprolactone.

これらの光重合性化合物は1種類で、または2種類以上を組み合わせて使用することができる。   These photopolymerizable compounds can be used alone or in combination of two or more.

〔溶媒〕
本実施形態に係る高屈折率パターン形成用組成物は、溶媒を含んでいてもよい。溶媒は、有機溶媒、無機溶媒のいずれも用いることができる。
〔solvent〕
The composition for forming a high refractive index pattern according to this embodiment may contain a solvent. As the solvent, either an organic solvent or an inorganic solvent can be used.

有機溶媒としては、特に限定されないが、例えば、アルコール類(例えば、エタノール、プロパノール、イソプロパノール等のアルキルアルコール類、エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類等)、炭化水素類(例えば、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類等)、ハロゲン化炭化水素類(例えば、塩化メチレン、クロロホルム等)、エーテル類(例えば、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル等の鎖状エーテル類、ジオキサン、テトラヒドロフラン等の環状エーテル類等)、エステル類(例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル、酪酸エチル等)、ケトン類(例えば、アセトン、エチルメチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、N−メチル−2−ピロリドン等)、セロソルブ類(例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等)、カルビトール類(例えば、メチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトール等)、プロピレングリコールモノアルキルエーテル類(例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノn−ブチルエーテル等)、グリコールエーテルエステル類(例えば、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等)、アミド類(例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等)、スルホキシド類(例えば、ジメチルスルホキシド等)、ニトリル類(例えば、アセトニトリル、ベンゾニトリル等)等が使用でき、ナノ粒子の分散性等の観点から、好ましくは芳香族炭化水素類およびグリコールエーテルエステル類であり、特に好ましいのはトルエンおよびプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートである。   Although it does not specifically limit as an organic solvent, For example, alcohols (For example, alkyl alcohols, such as ethanol, propanol, isopropanol, glycols, such as ethylene glycol, propylene glycol, etc.), hydrocarbons (for example, fats, such as hexane) Aromatic hydrocarbons such as cyclohexane, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene), halogenated hydrocarbons (eg methylene chloride, chloroform etc.), ethers (eg dimethyl ether, Chain ethers such as diethyl ether, cyclic ethers such as dioxane, tetrahydrofuran, etc.), esters (eg, methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl lactate, ethyl butyrate), ketones (eg, acetone, ethyl) Methyl ketone, methyl isobutyl , Cyclohexanone, N-methyl-2-pyrrolidone, etc.), cellosolves (eg, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, etc.), carbitols (eg, methyl carbitol, ethyl carbitol, butyl carbitol, etc.), propylene Glycol monoalkyl ethers (eg, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono n-butyl ether), glycol ether esters (eg, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, etc.), amides (For example, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, etc.), sulfoxides (for example, dimethylsulfo Side), nitriles (for example, acetonitrile, benzonitrile, etc.) can be used, and from the viewpoint of dispersibility of nanoparticles, aromatic hydrocarbons and glycol ether esters are preferable, and toluene is particularly preferable. And propylene glycol monomethyl ether acetate.

無機溶媒としては、特に限定されないが、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、炭酸、リン酸等の酸性水溶液;水酸化ナトリウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化カリウム、炭酸水素ナトリウム等の塩を含有する塩基性水溶液;純水、食塩水等の中性水溶液等が挙げられる。   The inorganic solvent is not particularly limited, and examples thereof include acidic aqueous solutions such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, carbonic acid, and phosphoric acid; and salts such as sodium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, potassium hydroxide, and sodium hydrogen carbonate. Basic aqueous solution to be contained; neutral aqueous solution such as pure water and saline.

これら有機溶媒は1種類または2種類以上を組み合わせて使用してもよい。また、溶媒は有機溶媒又は無機溶媒のいずれか一方のみを用いてもよく、両者を混合して用いてもよい。   These organic solvents may be used alone or in combination of two or more. Moreover, only one of an organic solvent or an inorganic solvent may be used as the solvent, or a mixture of both may be used.

〔任意物質〕
本実施形態に係る高屈折率パターン形成用組成物は、所望により本発明の効果を阻害しない程度に、慣用の添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、例えば、増粘剤、増感剤、消泡剤、レベリング剤、塗布性改良剤、滑剤、安定剤(酸化防止剤、熱安定剤、耐光安定剤等)、可塑剤、界面活性剤、溶解促進剤、充填剤、帯電防止剤、硬化剤、難燃剤等が挙げられる。これらの添加剤は、単独で又は2種以上組み合わせてもよい。
[Optional substances]
The composition for forming a high refractive index pattern according to this embodiment may contain a conventional additive to the extent that the effect of the present invention is not inhibited as desired. Examples of additives include thickeners, sensitizers, antifoaming agents, leveling agents, coatability improvers, lubricants, stabilizers (antioxidants, heat stabilizers, light stabilizers, etc.), plasticizers, and interfaces. Activators, dissolution accelerators, fillers, antistatic agents, curing agents, flame retardants and the like can be mentioned. These additives may be used alone or in combination of two or more.

以上の材料を調製して得られる塗液をポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、トリアセチルセルロース(TAC)フィルム、ガラス板などの基材上に塗布し、高屈折率パターン形成用の感光層12が形成される。   The coating liquid obtained by preparing the above materials is applied onto a substrate such as a polyethylene terephthalate (PET) film, a triacetyl cellulose (TAC) film, or a glass plate to form a photosensitive layer 12 for forming a high refractive index pattern. Is done.

湿式成膜法としては、ロールコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、ナイフコーター、バーコーター、ワイヤーバーコーター、ダイコーター、ディップコーター、スピンコーターを用いた塗布方法を用いることができる。   As the wet film forming method, a coating method using a roll coater, a reverse roll coater, a gravure coater, a micro gravure coater, a knife coater, a bar coater, a wire bar coater, a die coater, a dip coater, or a spin coater can be used.

塗液を基材層11上に塗布した後に乾燥工程を設けてもよい。特に、塗液が溶媒を含む場合、形成された塗膜の溶媒を除去するために乾燥工程を設ける必要がある。乾燥手段としては、オーブン、ホットプレート、IRヒーター等の熱源を用いた加熱、送風、熱風などが例示される。   You may provide a drying process, after apply | coating a coating liquid on the base material layer 11. FIG. In particular, when the coating liquid contains a solvent, it is necessary to provide a drying step in order to remove the solvent of the formed coating film. Examples of the drying means include heating using a heat source such as an oven, a hot plate, and an IR heater, blowing, and hot air.

尚、高屈折率パターン形成用組成物は、光重合性の反応基を有する化合物により表面修飾された金属酸化物ナノ粒子(A)とレーザー光の発光波長領域に吸収をもつ化合物(B)とを合計した量が、固形分中25wt%以上含むことが好ましい。特に50wt%以上であることが好ましい。金属酸化物ナノ粒子(A)と化合物(B)との含有量が固形分中25wt%より少ない場合には、照射したレーザー光のうち吸収できるエネルギーが少なく、金属酸化物ナノ粒子(A)が十分に加熱されないため、レーザー照射された第1の領域13とレーザー照射されていない第2の領域14とで高屈折率パターンが形成されるのに十分な屈折率差が生じないためである。   The composition for forming a high refractive index pattern comprises a metal oxide nanoparticle (A) surface-modified with a compound having a photopolymerizable reactive group and a compound (B) having absorption in the emission wavelength region of laser light. It is preferable that the total amount contains 25 wt% or more in the solid content. In particular, it is preferably 50 wt% or more. When the content of the metal oxide nanoparticles (A) and the compound (B) is less than 25 wt% in the solid content, there is little energy that can be absorbed in the irradiated laser light, and the metal oxide nanoparticles (A) This is because the refractive index difference is not sufficient to form a high refractive index pattern between the first region 13 irradiated with the laser and the second region 14 not irradiated with the laser because of insufficient heating.

また、光重合性の反応基を有する化合物により表面修飾された金属酸化物ナノ粒子(A)とレーザー光の発光波長領域に吸収をもつ化合物(B)との重量比が99:1から80:20であることが好ましい。特に98:2から80:20であることが好ましい。レーザー光の発光波長領域に吸収をもつ化合物(B)が1wt%より少ない場合には、レーザー照射により吸収するエネルギーが少なく、金属酸化物ナノ粒子(A)が十分に加熱されないため、レーザー照射された第1の領域13とレーザー照射されていない第2の領域14とで高屈折率パターンが形成されるのに十分な屈折率差が生じない可能性がある。一方、化合物(B)が20wt%よりも多い場合には、塗膜の硬化性が低下し、硬化塗膜を得られない可能性がある。   The weight ratio of the metal oxide nanoparticles (A) surface-modified with a compound having a photopolymerizable reactive group to the compound (B) having absorption in the emission wavelength region of laser light is 99: 1 to 80: 20 is preferable. In particular, the ratio is preferably 98: 2 to 80:20. When the compound (B) having an absorption in the emission wavelength region of the laser beam is less than 1 wt%, the energy absorbed by the laser irradiation is small, and the metal oxide nanoparticles (A) are not heated sufficiently. In addition, there is a possibility that a refractive index difference sufficient for forming a high refractive index pattern between the first region 13 and the second region 14 not irradiated with the laser does not occur. On the other hand, when there is more compound (B) than 20 wt%, the sclerosis | hardenability of a coating film falls and a cured coating film may not be obtained.

また、光重合性の反応基を有する化合物により表面修飾された金属酸化物ナノ粒子(A)の粒径が1nm以上100nm以下であることが望ましい。特に2nm以上30nm以下であることが好ましい。粒径が1nmより小さい場合には、粒子が凝集してしまうため、均一な塗膜にならず、高屈折率パターンが均一に作製できない可能性がある。一方、粒径が100nm以上では、光が散乱してしまい塗膜の透明性が失われる可能性がある。   Moreover, it is desirable that the particle diameter of the metal oxide nanoparticles (A) surface-modified with a compound having a photopolymerizable reactive group is 1 nm or more and 100 nm or less. In particular, the thickness is preferably 2 nm or more and 30 nm or less. When the particle size is smaller than 1 nm, the particles are aggregated, so that a uniform coating film is not formed and a high refractive index pattern may not be produced uniformly. On the other hand, if the particle size is 100 nm or more, light may be scattered and the transparency of the coating film may be lost.

次に、本実施形態に係る高屈折率パターン形成方法を説明する。   Next, a method for forming a high refractive index pattern according to this embodiment will be described.

高屈折率パターン形成方法は、高屈折率パターン形成用組成物形成工程、パターン描画工程および硬化塗膜形成工程の3つの工程を有する。高屈折率パターン形成用組成物形成工程は上述の通りであるため、ここでは省略する。   The high refractive index pattern forming method has three steps of a high refractive index pattern forming composition forming step, a pattern drawing step, and a cured coating film forming step. Since the high refractive index pattern forming composition forming step is as described above, it is omitted here.

まず、パターン描画工程について説明する。   First, the pattern drawing process will be described.

パターン描画工程としては、任意のパターンをあらかじめCADなどで作成し、作成したパターンに従って感光層12の所望の位置にレーザー照射することで感光層12の第1の領域13を露光して、高屈折率パターン形成を行うことができる。用いられるレーザーとしては、レーザーの発光波長が、塗膜中の光重合開始剤および金属酸化物ナノ粒子の吸収波長範囲に含まれているものであればよい。これにより、レーザー照射部の重合反応が起こり、且つ金属酸化物が加熱され、屈折率が上昇する。その結果、レーザー照射された第1の領域13のみが高屈折率化し、レーザー照射された第1の領域13とレーザー照射されていない第2の領域14とで屈折率差が生じる。   As the pattern drawing process, an arbitrary pattern is created in advance by CAD or the like, and the first region 13 of the photosensitive layer 12 is exposed by laser irradiation to a desired position of the photosensitive layer 12 in accordance with the created pattern, so that high refraction is achieved. Rate pattern formation can be performed. Any laser may be used as long as the emission wavelength of the laser is within the absorption wavelength range of the photopolymerization initiator and metal oxide nanoparticles in the coating film. Thereby, the polymerization reaction of the laser irradiation part occurs, the metal oxide is heated, and the refractive index increases. As a result, only the first region 13 irradiated with the laser has a high refractive index, and a difference in refractive index occurs between the first region 13 irradiated with the laser and the second region 14 not irradiated with the laser.

使用する金属酸化物と該金属酸化物の修飾基の種類にもよるが、例えば、レーザー露光された第1の領域13とレーザー露光されていない第2の領域14とでは、0.05以上0.2以下の屈折率差が生じていることが望ましい。特に0.1以上0.2以下の屈折率差が生じていることがさらに好ましい。屈折率差が0.05より小さい場合には、十分な回折光が得られない。   Depending on the type of metal oxide to be used and the modification group of the metal oxide, for example, 0.05 to 0 in the first region 13 subjected to laser exposure and the second region 14 not subjected to laser exposure. It is desirable that a difference in refractive index of 2 or less occurs. In particular, a difference in refractive index of 0.1 or more and 0.2 or less is more preferable. When the refractive index difference is smaller than 0.05, sufficient diffracted light cannot be obtained.

レーザーとしては、COレーザー、He−Neレーザー、Arレーザー、エキシマレーザー等の気体レーザー、または、YAGレーザー、YVO4レーザー等の固体レーザー、または半導体レーザー等が例示される。装置の汎用性などの理由から特に半導体レーザーが好適に利用される。 Examples of the laser include gas lasers such as CO 2 laser, He—Ne laser, Ar laser, and excimer laser, solid lasers such as YAG laser and YVO 4 laser, and semiconductor lasers. A semiconductor laser is particularly preferably used for reasons such as versatility of the apparatus.

次に、硬化塗膜形成工程について説明する。   Next, the cured coating film forming step will be described.

高屈折率パターンを描画した感光層12に対し、紫外線を照射することでレーザー照射されていない第2の領域14が硬化し、高屈折率パターンを有する硬化塗膜が形成される。紫外線を照射するにあっては、高圧水銀灯、低圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、カーボンアーク、キセノンアーク等の紫外線照射ランプが利用できる。また、紫外線照射の際に酸素濃度を低下させるために導入される不活性ガスとしては、窒素を用いることができる。また、紫外線照射ランプのほかにフラッシュキセノンランプも利用できる。   By irradiating ultraviolet rays to the photosensitive layer 12 on which the high refractive index pattern is drawn, the second region 14 not irradiated with laser is cured, and a cured coating film having a high refractive index pattern is formed. For irradiation with ultraviolet rays, ultraviolet irradiation lamps such as a high pressure mercury lamp, a low pressure mercury lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a carbon arc, and a xenon arc can be used. Moreover, nitrogen can be used as an inert gas introduced in order to reduce oxygen concentration at the time of ultraviolet irradiation. In addition to ultraviolet irradiation lamps, flash xenon lamps can also be used.

なお、硬化塗膜を形成した後に加熱工程を設けてもよい。加熱手段としては、オーブン、ホットプレート、IRヒーター等の熱源を用いた加熱、送風、熱風などが例示される。   In addition, you may provide a heating process after forming a cured coating film. Examples of the heating means include heating using a heat source such as an oven, a hot plate, and an IR heater, blowing, and hot air.

以上により、本実施形態に係る高屈折率パターンは形成される。   As described above, the high refractive index pattern according to the present embodiment is formed.

本実施形態に係る高屈折率パターン形成用組成物及び高屈折率パターン形成方法によれば、レーザー照射による重合および加熱により、レーザー光が照射された第1の領域とレーザー光が照射されていない第2の領域とで屈折率差が生じるため、簡便な方法で高屈折率パターンを形成することが可能となる。また、工程が少ないため、再現良く複製も可能であり、かつ、金型が不要なため、様々な形状のパターンを低コストで作製することが可能となる。   According to the composition for forming a high refractive index pattern and the method for forming a high refractive index pattern according to this embodiment, the first region irradiated with the laser beam and the laser beam are not irradiated by the polymerization and heating by laser irradiation. Since a refractive index difference is generated between the second region and the second region, a high refractive index pattern can be formed by a simple method. In addition, since there are few steps, reproduction can be performed with good reproducibility, and a mold is unnecessary, so that patterns of various shapes can be manufactured at low cost.

以下に本発明の各実施例を示す。   Examples of the present invention are shown below.

[塗液の調製]
(感光層形成用塗液1の調製)
メタクリロイル基修飾酸化チタンナノ粒子(SR−0820、粒径2nm以上5nm以下、トルエン分散体、大八化学工業(株)製)を固形分中100wt%に対し、光重合開始剤としてIrgacure907(BASFジャパン(株)製)を固形分比率で5wt%添加し、全体の固形分が10wt%になるように、トルエンで希釈した。
[Preparation of coating liquid]
(Preparation of photosensitive layer forming coating solution 1)
Methacryloyl group-modified titanium oxide nanoparticles (SR-0820, particle size 2 nm to 5 nm, toluene dispersion, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.) with a solid content of 100 wt%, Irgacur 907 (BASF Japan ( Co., Ltd.) was added at a solid content ratio of 5 wt%, and diluted with toluene so that the total solid content was 10 wt%.

(感光層形成用塗液2の調製)
メタクリロイル基修飾酸化チタンナノ粒子(SR−0820、粒径2nm以上5nm以下、トルエン分散体、大八化学工業(株)製)を固形分中98wt%と、六ホウ化ランタンナノ粒子(KHF−7AH、粒径20nm、トルエン分散体、住友金属鉱山(株)製)を固形分中2wt%とに対し、光重合開始剤としてIrgacure907(BASFジャパン(株)製)を固形分比率で5wt%添加し、全体の固形分が10wt%になるように、トルエンで希釈した。
(Preparation of photosensitive layer forming coating solution 2)
Methacryloyl group-modified titanium oxide nanoparticles (SR-0820, particle size 2 nm to 5 nm, toluene dispersion, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.) in a solid content of 98 wt%, lanthanum hexaboride nanoparticles (KHF-7AH, Irgacure 907 (manufactured by BASF Japan Ltd.) as a photopolymerization initiator is added at a solid content ratio of 5 wt% with respect to 2 wt% in the solid content of a particle size of 20 nm, toluene dispersion, manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. Dilution with toluene was performed so that the total solid content was 10 wt%.

(感光層形成用塗液3の調製)
メタクリロイル基修飾酸化チタンナノ粒子(SR−0820、粒径2nm以上5nm以下、トルエン分散体、大八化学工業(株)製)を固形分中95wt%と、六ホウ化ランタンナノ粒子(KHF−7AH、粒径20nm、トルエン分散体、住友金属鉱山(株)製)を固形分中5wt%とに対し、光重合開始剤としてIrgacure907(BASFジャパン(株)製)を固形分比率で5wt%添加し、全体の固形分が10wt%になるように、トルエンで希釈した。
(Preparation of photosensitive layer forming coating solution 3)
Methacryloyl group-modified titanium oxide nanoparticles (SR-0820, particle size 2 nm to 5 nm, toluene dispersion, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.) in a solid content of 95 wt%, lanthanum hexaboride nanoparticles (KHF-7AH, Irgacure 907 (manufactured by BASF Japan Ltd.) as a photopolymerization initiator is added at a solid content ratio of 5 wt% with respect to 5 wt% in the solid content of a particle size of 20 nm, toluene dispersion, manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. Dilution with toluene was performed so that the total solid content was 10 wt%.

(感光層形成用塗液4の調製)
メタクリロイル基修飾酸化チタンナノ粒子(SR−0820、粒径2nm以上5nm以下、トルエン分散体、大八化学工業(株)製)を固形分中90wt%と、六ホウ化ランタンナノ粒子(KHF−7AH、粒径20nm、トルエン分散体、住友金属鉱山(株)製)を固形分中10wt%とに対し、光重合開始剤としてIrgacure907(BASFジャパン(株)製)を固形分比率で5wt%添加し、全体の固形分が10wt%になるように、トルエンで希釈した。
(Preparation of photosensitive layer forming coating solution 4)
Methacryloyl group-modified titanium oxide nanoparticles (SR-0820, particle size 2 nm to 5 nm, toluene dispersion, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.) in a solid content of 90 wt%, lanthanum hexaboride nanoparticles (KHF-7AH, Irgacure 907 (manufactured by BASF Japan Ltd.) as a photopolymerization initiator is added at a solid content ratio of 5 wt% with respect to 10 wt% in the solid content of a particle size of 20 nm, toluene dispersion, manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. Dilution with toluene was performed so that the total solid content was 10 wt%.

(感光層形成用塗液5の調製)
メタクリロイル基修飾酸化チタンナノ粒子(SR−0820、粒径2nm以上5nm以下、トルエン分散体、大八化学工業(株)製)を固形分中70wt%と、六ホウ化ランタンナノ粒子(KHF−7AH、粒径20nm、トルエン分散体、住友金属鉱山(株)製)を固形分中30wt%とに対し、光重合開始剤としてIrgacure907(BASFジャパン(株)製)を固形分比率で5wt%添加し、全体の固形分が10wt%になるように、トルエンで希釈した。
(Preparation of photosensitive layer forming coating solution 5)
Methacryloyl group-modified titanium oxide nanoparticles (SR-0820, particle size 2 nm to 5 nm, toluene dispersion, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.) in a solid content of 70 wt%, lanthanum hexaboride nanoparticles (KHF-7AH, Irgacure 907 (manufactured by BASF Japan Ltd.) as a photopolymerization initiator is added at a solid content ratio of 5 wt% with respect to 30 wt% in the solid content of a particle size of 20 nm, toluene dispersion, manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. Dilution with toluene was performed so that the total solid content was 10 wt%.

(感光層形成用塗液6の調製)
メタクリロイル基修飾酸化チタンナノ粒子(SR−0820、粒径2nm以上5nm以下、トルエン分散体、大八化学工業(株)製)を固形分中95wt%と、ATOナノ粒子(ELCOM V−3508、粒径8nm、PGME分散体、日揮触媒化成工業(株)製)を固形分中5wt%とに対し、光重合開始剤としてIrgacure907(BASFジャパン(株)製)を固形分比率で5wt%添加し、全体の固形分が10wt%になるように、トルエンで希釈した。
(Preparation of photosensitive layer forming coating solution 6)
Methacryloyl group-modified titanium oxide nanoparticles (SR-0820, particle size 2 nm to 5 nm, toluene dispersion, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.) in a solid content of 95 wt%, ATO nanoparticles (ELCOM V-3508, particle size) 8 nm, PGME dispersion, manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd.) with 5 wt% in solid content, Irgacure 907 (manufactured by BASF Japan Co., Ltd.) as a photopolymerization initiator is added at a solid content ratio of 5 wt%, and the whole The solution was diluted with toluene so that the solid content was 10 wt%.

(感光層形成用塗液7の調製)
メタクリロイル基修飾酸化チタンナノ粒子(SR−0820、粒径2nm以上5nm以下、トルエン分散体、大八化学工業(株)製)を固形分中90wt%と、ATOナノ粒子(ELCOM V−3508、粒径8nm、PGME分散体、日揮触媒化成工業(株)製)を固形分中10wt%とに対し、光重合開始剤としてIrgacure907(BASFジャパン(株)製)を固形分比率で5wt%添加し、全体の固形分が10wt%になるように、トルエンで希釈した。
(Preparation of photosensitive layer forming coating solution 7)
Methacryloyl group-modified titanium oxide nanoparticles (SR-0820, particle size 2 nm or more and 5 nm or less, toluene dispersion, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.) in a solid content of 90 wt%, ATO nanoparticles (ELCOM V-3508, particle size) 8 nm, PGME dispersion, manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd.) is 10 wt% in the solid content, and Irgacure 907 (manufactured by BASF Japan Co., Ltd.) is added as a photopolymerization initiator in a solid content ratio of 5 wt%. The solution was diluted with toluene so that the solid content was 10 wt%.

(感光層形成用塗液8の調製)
メタクリロイル基修飾酸化チタンナノ粒子(SR−0820、粒径2nm以上5nm以下、トルエン分散体、大八化学工業(株)製)を固形分中80wt%と、ATOナノ粒子(ELCOM V−3508、粒径8nm、PGME分散体、日揮触媒化成工業(株)製)を固形分中20wt%とに対し、光重合開始剤としてIrgacure907(BASFジャパン(株)製)を固形分比率で5wt%添加し、全体の固形分が10wt%になるように、トルエンで希釈した。
(Preparation of photosensitive layer forming coating solution 8)
Methacryloyl group-modified titanium oxide nanoparticles (SR-0820, particle size 2 nm or more and 5 nm or less, toluene dispersion, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.) in solid content of 80 wt%, ATO nanoparticles (ELCOM V-3508, particle size) 8 nm, PGME dispersion, manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd.) with a solid content of 20 wt%, Irgacur 907 (manufactured by BASF Japan Co., Ltd.) as a photopolymerization initiator was added at a solid content ratio of 5 wt%. The solution was diluted with toluene so that the solid content was 10 wt%.

(感光層形成用塗液9の調製)
メタクリロイル基修飾酸化チタンナノ粒子(SR−0820、粒径2nm以上5nm以下、トルエン分散体、大八化学工業(株)製)を固形分中70wt%と、ATOナノ粒子(ELCOM V−3508、粒径8nm、PGME分散体、日揮触媒化成工業(株)製)を固形分中30wt%とに対し、光重合開始剤としてIrgacure907(BASFジャパン(株)製)を固形分比率で5wt%添加し、全体の固形分が10wt%になるように、トルエンで希釈した。
(Preparation of photosensitive layer forming coating solution 9)
A methacryloyl group-modified titanium oxide nanoparticle (SR-0820, particle size 2 nm to 5 nm, toluene dispersion, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.) in a solid content of 70 wt%, ATO nanoparticle (ELCOM V-3508, particle size) 8 nm, PGME dispersion, manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd.) and 30 wt% in solid content, Irgacure 907 (manufactured by BASF Japan Co., Ltd.) as a photopolymerization initiator is added at a solid content ratio of 5 wt%. The solution was diluted with toluene so that the solid content was 10 wt%.

(感光層形成用塗液10の調製)
光重合性のない化合物により表面修飾された酸化チタンナノ粒子(NSU−399JPF−7、粒径10nm、1−メトキシ−2−プロパノール(以下、PGME)分散体、ナガセケムテックス(株)製)を固形分中80wt%と、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PE−3A、共栄社化学(株)製)を固形分中20wt%とに対し、光重合開始剤としてIrgacure907(BASFジャパン(株)製)を固形分比率で5wt%添加し、全体の固形分が10wt%になるように、PGMEで希釈した。
(Preparation of photosensitive layer forming coating solution 10)
Solid titanium oxide nanoparticles (NSU-399JPF-7, particle size 10 nm, 1-methoxy-2-propanol (hereinafter referred to as PGME) dispersion, manufactured by Nagase ChemteX Corporation) surface-modified with non-photopolymerizable compound The solid content ratio of Irgacure 907 (manufactured by BASF Japan Co., Ltd.) as a photopolymerization initiator with respect to 80 wt% in the content and 20 wt% in the solid content of pentaerythritol triacrylate (PE-3A, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) 5 wt%, and diluted with PGME so that the total solid content was 10 wt%.

(感光層形成用塗液11の調製)
光重合性のない化合物により表面修飾された酸化チタンナノ粒子(NSU−399JPF−7、粒径10nm、PGME分散体、ナガセケムテックス(株)製)を固形分中60wt%と、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PE−3A、共栄社化学(株)製)を固形分中40wt%とに対し、光重合開始剤としてIrgacure907(BASFジャパン(株)製)を固形分比率で5wt%添加し、全体の固形分が10wt%になるように、PGMEで希釈した。
(Preparation of photosensitive layer forming coating solution 11)
Titanium oxide nanoparticles (NSU-399JPF-7, particle size 10 nm, PGME dispersion, manufactured by Nagase ChemteX Co., Ltd.) surface-modified with a compound having no photopolymerizability, 60 wt% in solid content, pentaerythritol triacrylate ( PE-3A (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) is 40 wt% in the solid content, and Irgacure 907 (manufactured by BASF Japan Ltd.) is added as a photopolymerization initiator in a solid content ratio of 5 wt%. It diluted with PGME so that it might become 10 wt%.

(感光層形成用塗液12の調製)
メタクリロイル基修飾酸化チタンナノ粒子(SR−0820、粒径2nm以上5nm以下、トルエン分散体、大八化学工業(株)製)を固形分中72wt%と、六ホウ化ランタンナノ粒子(KHF−7AH、粒径20nm、トルエン分散体、住友金属鉱山(株)製)を固形分中8wt%と、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PE−3A、共栄社化学(株)製)を固形分中20wt%とに対し、光重合開始剤としてIrgacure907(BASFジャパン(株)製)を固形分比率で5wt%添加し、全体の固形分が10wt%になるように、トルエンで希釈した。
(Preparation of photosensitive layer forming coating solution 12)
Methacryloyl group-modified titanium oxide nanoparticles (SR-0820, particle size 2 nm to 5 nm, toluene dispersion, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.) in a solid content of 72 wt%, lanthanum hexaboride nanoparticles (KHF-7AH, Particle size 20 nm, toluene dispersion, manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.) in solid content 8 wt% and pentaerythritol triacrylate (PE-3A, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) in solid content 20 wt%, Irgacure 907 (manufactured by BASF Japan Ltd.) was added as a photopolymerization initiator in a solid content ratio of 5 wt%, and diluted with toluene so that the total solid content was 10 wt%.

(感光層形成用塗液13の調製)
メタクリロイル基修飾酸化チタンナノ粒子(SR−0820、粒径2nm以上5nm以下、トルエン分散体、大八化学工業(株)製)を固形分中54wt%と、六ホウ化ランタンナノ粒子(KHF−7AH、粒径20m、トルエン分散体、住友金属鉱山(株)製)を固形分中6wt%と、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PE−3A、共栄社化学(株)製)を固形分中40wt%とに対し、光重合開始剤としてIrgacure907(BASFジャパン(株)製)を固形分比率で5wt%添加し、全体の固形分が10wt%になるように、トルエンで希釈した。
(Preparation of photosensitive layer forming coating solution 13)
Methacryloyl group-modified titanium oxide nanoparticles (SR-0820, particle size 2 nm to 5 nm, toluene dispersion, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.) in a solid content of 54 wt%, lanthanum hexaboride nanoparticles (KHF-7AH, The particle size is 20 m, toluene dispersion, manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.) in solid content of 6 wt%, and pentaerythritol triacrylate (PE-3A, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) in solid content of 40 wt%. Irgacure 907 (manufactured by BASF Japan Ltd.) was added as a photopolymerization initiator in a solid content ratio of 5 wt%, and diluted with toluene so that the total solid content was 10 wt%.

(感光層形成用塗液14の調製)
メタクリロイル基修飾酸化チタンナノ粒子(SR−0820、粒径2nm以上5nm以下、トルエン分散体、大八化学工業(株)製)を固形分中36wt%と、六ホウ化ランタンナノ粒子(KHF−7AH、粒径20nm、トルエン分散体、住友金属鉱山(株)製)を固形分中4wt%と、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PE−3A、共栄社化学(株)製)を固形分中60wt%とに対し、光重合開始剤としてIrgacure907(BASFジャパン(株)製)を固形分比率で5wt%添加し、全体の固形分が10wt%になるように、トルエンで希釈した。
(Preparation of photosensitive layer forming coating solution 14)
Methacryloyl group-modified titanium oxide nanoparticles (SR-0820, particle size of 2 nm to 5 nm, toluene dispersion, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.) in a solid content of 36 wt%, lanthanum hexaboride nanoparticles (KHF-7AH, Particle size 20 nm, toluene dispersion, manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.) 4 wt% in solid content, and pentaerythritol triacrylate (PE-3A, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) in 60 wt% in solid content, Irgacure 907 (manufactured by BASF Japan Ltd.) was added as a photopolymerization initiator in a solid content ratio of 5 wt%, and diluted with toluene so that the total solid content was 10 wt%.

(感光層形成用塗液15の調製)
メタクリロイル基修飾酸化チタンナノ粒子(SR−0820、粒径2nm以上5nm以下、トルエン分散体、大八化学工業(株)製)を固形分中18wt%と、六ホウ化ランタンナノ粒子(KHF−7AH、粒径20nm、トルエン分散体、住友金属鉱山(株)製)を固形分中2wt%と、ペンタエリスリトールトリアクリレート(PE−3A、共栄社化学(株)製)を固形分中80wt%とに対し、光重合開始剤としてIrgacure907(BASFジャパン(株)製)を固形分比率で5wt%添加し、全体の固形分が10wt%になるように、トルエンで希釈した。
(Preparation of photosensitive layer forming coating solution 15)
Methacryloyl group-modified titanium oxide nanoparticles (SR-0820, particle size 2 nm to 5 nm, toluene dispersion, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.) in a solid content of 18 wt%, lanthanum hexaboride nanoparticles (KHF-7AH, The particle size is 20 nm, the toluene dispersion, manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.) is 2 wt% in the solid content, and the pentaerythritol triacrylate (PE-3A, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) is 80 wt% in the solid content. Irgacure 907 (manufactured by BASF Japan Ltd.) was added as a photopolymerization initiator in a solid content ratio of 5 wt%, and diluted with toluene so that the total solid content was 10 wt%.

[パターン作成]
ライン部1μm、スペース部1μmの線幅で10mm×10mmの範囲のパターンを作成し、画像データをレーザー描画装置(DWL66fs、ハイデベルグ社製)に取り込んだ。
[Pattern creation]
A pattern having a line width of 1 μm and a space portion of 1 μm and a range of 10 mm × 10 mm was created, and image data was taken into a laser drawing apparatus (DWL66fs, manufactured by Heidelberg).

[実施例1]
透明ガラス基板上に、硬化後の膜厚が600nmになるようにドクターブレードを用いて感光層形成用塗液2を塗布、及び60℃のオーブンで1分間乾燥後、パターンを取り込んだレーザー描画装置を用いて、レーザーの出力0.3Wで照射し、塗膜にパターンを作製した。その後、窒素パージ下で紫外線を露光量400mJ/cmで照射し、未硬化部を硬化させて硬化塗膜を作製した。
[Example 1]
A laser drawing apparatus in which a coating solution 2 for forming a photosensitive layer is applied on a transparent glass substrate using a doctor blade so that the film thickness after curing is 600 nm, and dried in an oven at 60 ° C. for 1 minute, and a pattern is taken in. Was used to irradiate with a laser output of 0.3 W to form a pattern on the coating film. Thereafter, ultraviolet rays were irradiated at an exposure amount of 400 mJ / cm 2 under a nitrogen purge to cure the uncured portion and produce a cured coating film.

[実施例2]
感光層形成用塗液2の代わりに感光層形成用塗液3を用い、レーザー出力を0.1Wにする以外は実施例1と同様にして、硬化塗膜を作製した。
[Example 2]
A cured coating film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the photosensitive layer forming coating solution 3 was used instead of the photosensitive layer forming coating solution 2 and the laser output was changed to 0.1 W.

[実施例3]
レーザー出力を0.2Wにする以外は実施例2と同様にして、硬化塗膜を作製した。
[Example 3]
A cured coating film was produced in the same manner as in Example 2 except that the laser output was 0.2 W.

[実施例4]
レーザー出力を0.3Wにする以外は実施例2と同様にして、硬化塗膜を作製した。
[Example 4]
A cured coating film was produced in the same manner as in Example 2 except that the laser output was 0.3 W.

[実施例5〜7]
感光層形成用塗液3の代わりに感光層形成用塗液4を用いる以外は実施例2〜4と同様にして、それぞれ硬化塗膜を作製した。
[Examples 5 to 7]
A cured coating film was prepared in the same manner as in Examples 2 to 4 except that the photosensitive layer forming coating solution 4 was used instead of the photosensitive layer forming coating solution 3.

[実施例8]
感光層形成用塗液2の代わりに感光層形成用塗液6を用いる以外は実施例1と同様にして、硬化塗膜を作製した。
[Example 8]
A cured coating film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the photosensitive layer forming coating solution 6 was used instead of the photosensitive layer forming coating solution 2.

[実施例9]
感光層形成用塗液2の代わりに感光層形成用塗液7を用い、レーザーの出力を0.2Wにする以外は実施例1と同様にして、硬化塗膜を作製した。
[Example 9]
A cured coating film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the photosensitive layer forming coating solution 7 was used instead of the photosensitive layer forming coating solution 2 and the laser output was 0.2 W.

[実施例10]
感光層形成用塗液2の代わりに感光層形成用塗液7を用いる以外は実施例1と同様にして、硬化塗膜を作製した。
[Example 10]
A cured coating film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the photosensitive layer forming coating solution 7 was used instead of the photosensitive layer forming coating solution 2.

[実施例11〜13]
感光層形成用塗液2の代わりに感光層形成用塗液8を用いる以外は実施例2〜4と同様にして、それぞれ硬化塗膜を作製した。
[Examples 11 to 13]
A cured coating film was prepared in the same manner as in Examples 2 to 4 except that the photosensitive layer forming coating solution 8 was used instead of the photosensitive layer forming coating solution 2.

[比較例1]
感光層形成用塗液2の代わりに感光層形成用塗液1を用いる以外は実施例1と同様にして、硬化塗膜を作製した。
[Comparative Example 1]
A cured coating film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the photosensitive layer forming coating solution 1 was used instead of the photosensitive layer forming coating solution 2.

[比較例2]
レーザー出力を0.5Wにする以外は比較例1と同様にして、硬化塗膜を作製した。
[Comparative Example 2]
A cured coating film was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the laser output was 0.5 W.

[比較例3]
レーザー出力を1.0Wにする以外は比較例1と同様にして、硬化塗膜を作製した。
[Comparative Example 3]
A cured coating film was produced in the same manner as in Comparative Example 1 except that the laser output was 1.0 W.

[比較例4]
感光層形成用塗液2の代わりに感光層形成用塗液5を用いる以外は実施例1と同様にして、硬化塗膜を作製した。
[Comparative Example 4]
A cured coating film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the photosensitive layer forming coating solution 5 was used instead of the photosensitive layer forming coating solution 2.

[比較例5]
感光層形成用塗液2の代わりに感光層形成用塗液9を用いる以外は実施例1と同様にして、硬化塗膜を作製した。
[Comparative Example 5]
A cured coating film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the photosensitive layer forming coating solution 9 was used instead of the photosensitive layer forming coating solution 2.

[比較例6]
感光層形成用塗液2の代わりに感光層形成用塗液10を用いる以外は、実施例1と同様にして硬化塗膜を作製した。
[Comparative Example 6]
A cured coating film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the photosensitive layer forming coating solution 10 was used instead of the photosensitive layer forming coating solution 2.

[比較例7]
感光層形成用塗液2の代わりに感光層形成用塗液11を用い、レーザー出力を1.0Wにする以外は、実施例1と同様にして硬化塗膜を作製した。
[Comparative Example 7]
A cured coating film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the photosensitive layer forming coating solution 11 was used instead of the photosensitive layer forming coating solution 2 and the laser output was 1.0 W.

[実施例14]
感光層形成用塗液2の代わりに感光層形成用塗液12を用い、レーザー出力を0.1Wにする以外は実施例1と同様にして、硬化塗膜を作製した。
[Example 14]
A cured coating film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the photosensitive layer forming coating solution 12 was used instead of the photosensitive layer forming coating solution 2 and the laser output was 0.1 W.

[実施例15]
感光層形成用塗液2の代わりに感光層形成用塗液13を用い、レーザー出力を0.2Wにする以外は実施例1と同様にして、硬化塗膜を作製した。
[Example 15]
A cured coating film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the photosensitive layer forming coating solution 13 was used instead of the photosensitive layer forming coating solution 2 and the laser output was 0.2 W.

[実施例16]
感光層形成用塗液2の代わりに感光層形成用塗液14を用い、レーザー出力を1.0Wにする以外は実施例1と同様にして、硬化塗膜を作製した。
[Example 16]
A cured coating film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the photosensitive layer forming coating solution 14 was used instead of the photosensitive layer forming coating solution 2 and the laser output was 1.0 W.

[比較例8]
感光層形成用塗液2の代わりに感光層形成用塗液15を用い、レーザー出力を1.0Wにする以外は実施例1と同様にして、硬化塗膜を作製した。
[Comparative Example 8]
A cured coating film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the photosensitive layer forming coating solution 15 was used instead of the photosensitive layer forming coating solution 2 and the laser output was changed to 1.0 W.

作製した高屈折率パターンの回折光を目視にて評価した。
◎:回折光がきわめて明確に確認できる
○:回折光が確認できる
△:基材裏面を黒くしなければ回折光が確認できない
×:回折光が見えない
The diffracted light of the produced high refractive index pattern was visually evaluated.
◎: Diffracted light can be confirmed very clearly ○: Diffracted light can be confirmed Δ: Diffracted light cannot be confirmed unless the back of the substrate is black ×: Diffracted light is not visible

実施例1〜実施例13及び比較例1〜比較例7の評価結果を表1に示す。   The evaluation results of Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 7 are shown in Table 1.

実施例1〜13では、高屈折率パターンが形成され、回折光が確認された。   In Examples 1 to 13, a high refractive index pattern was formed, and diffracted light was confirmed.

比較例1〜2では、光重合性の反応基を有する化合物により表面修飾された金属酸化物ナノ粒子(A)のみ用い、レーザー光の発光波長領域に吸収を持つ化合物(B)を用いていないため、基材表面を黒くしなければ回折光を確認できなかった。比較例3では、明確に回折光を確認できたが、実施例と比較してレーザー光の出力を高くしなければならなかった。このことから、化合物(B)を添加しない場合には、レーザー照射により吸収するエネルギーが少なく、金属酸化物ナノ粒子(A)が十分に加熱されないため、レーザー照射による重合および加熱の効率が低下し、レーザー照射された第1の領域13とレーザー照射されていない第2の領域14とで高屈折率パターンが形成されるのに十分な屈折率差が生じにくいことがわかった。   In Comparative Examples 1 and 2, only the metal oxide nanoparticles (A) surface-modified with a compound having a photopolymerizable reactive group are used, and the compound (B) having absorption in the emission wavelength region of the laser beam is not used. Therefore, the diffracted light could not be confirmed unless the surface of the substrate was blackened. In Comparative Example 3, diffracted light was clearly confirmed, but the output of the laser light had to be increased as compared with the Example. From this, when the compound (B) is not added, the energy absorbed by laser irradiation is small, and the metal oxide nanoparticles (A) are not sufficiently heated, so that the efficiency of polymerization and heating by laser irradiation is reduced. It was found that a difference in refractive index sufficient to form a high refractive index pattern hardly occurs between the first region 13 irradiated with the laser and the second region 14 not irradiated with the laser.

比較例4〜5における、光重合性の反応基を有する化合物により表面修飾された金属酸化物ナノ粒子(A)の含有量が少ない場合には、塗膜の硬化性が低いため、硬化塗膜を得られないことがわかった。   When the content of the metal oxide nanoparticles (A) surface-modified with the compound having a photopolymerizable reactive group in Comparative Examples 4 to 5 is small, the cured coating film has low curability. I can't get it.

比較例6における、光重合性のない金属酸化物ナノ粒子と光重合性化合物(D)とを用い、レーザー光の発光波長領域に吸収をもつ化合物(B)を用いない場合には、粒子の含有量が多く、塗膜の硬化性が低いため、硬化塗膜を得られないことがわかった。   In Comparative Example 6, when the non-photopolymerizable metal oxide nanoparticles and the photopolymerizable compound (D) are used and the compound (B) having absorption in the emission wavelength region of the laser beam is not used, It was found that a cured coating film could not be obtained because the content was large and the curability of the coating film was low.

比較例7における、光重合性のない金属酸化物ナノ粒子と光重合性化合物(D)とを用い、レーザー光の発光波長領域に吸収をもつ化合物(B)を用いない場合には、レーザー光の出力を高くしても、レーザー照射された第1の領域13とレーザー照射されていない第2の領域14とで屈折率差が生じず、回折光が観察されないことがわかった。   In Comparative Example 7, when the non-photopolymerizable metal oxide nanoparticles and the photopolymerizable compound (D) are used and the compound (B) having absorption in the emission wavelength region of the laser beam is not used, the laser beam It was found that even if the output of is increased, there is no difference in refractive index between the first region 13 irradiated with the laser and the second region 14 not irradiated with the laser, and no diffracted light is observed.

実施例14〜実施例16及び比較例8の評価結果を表2に示す。   Table 2 shows the evaluation results of Examples 14 to 16 and Comparative Example 8.

実施例14〜16では、高屈折率パターンが形成され、回折光が確認された。   In Examples 14 to 16, a high refractive index pattern was formed, and diffracted light was confirmed.

比較例8における、光重合性の反応基を有する化合物により表面修飾された金属酸化物ナノ粒子(A)とレーザー光の発光波長領域に吸収をもつ化合物(B)との合計含有量が少ない場合には、回折光を確認することができなかった。このことから、金属酸化物ナノ粒子(A)と化合物(B)との合計含有量が少ない場合には、照射したレーザー光のうち吸収できるエネルギーが少なく、金属酸化物ナノ粒子(A)が十分に加熱されないため、レーザー照射された第1の領域13とレーザー照射されていない第2の領域14とで回折光が確認されるのに十分な屈折率差が生じないことがわかった。   In Comparative Example 8, when the total content of the metal oxide nanoparticles (A) surface-modified with the compound having a photopolymerizable reactive group and the compound (B) having absorption in the emission wavelength region of laser light is small In this case, diffracted light could not be confirmed. Therefore, when the total content of the metal oxide nanoparticles (A) and the compound (B) is small, the energy that can be absorbed in the irradiated laser light is small, and the metal oxide nanoparticles (A) are sufficient. Thus, it was found that there was no difference in refractive index between the first region 13 irradiated with the laser and the second region 14 not irradiated with the laser so that diffracted light was confirmed.

本発明に係る高屈折率パターン形成用組成物は、光拡散部材、光配線部材、回折格子などの光学部材用途、ホログラムなどの装飾、セキュリティ用途などに利用できる。   The composition for forming a high refractive index pattern according to the present invention can be used for light diffusing members, optical wiring members, optical member applications such as diffraction gratings, decorations such as holograms, and security applications.

10 積層体
11 基材層
12 感光層
13 第1の領域
14 第2の領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Laminated body 11 Base material layer 12 Photosensitive layer 13 1st area | region 14 2nd area | region

Claims (7)

少なくとも光重合性の反応基を有する化合物により表面修飾された金属酸化物ナノ粒子(A)と、
レーザー光の発光波長領域に吸収をもつ化合物(B)と、
光重合開始剤(C)とを含み、
前記金属酸化物ナノ粒子(A)と前記化合物(B)との合計含有量が、固形分中25wt%以上であり、
前記金属酸化物ナノ粒子(A)と前記化合物(B)との重量比率が、99:1から80:20であることを特徴とする、高屈折率パターン形成用組成物。
Metal oxide nanoparticles (A) surface-modified with a compound having at least a photopolymerizable reactive group;
Compound (B) having absorption in the emission wavelength region of laser light,
A photopolymerization initiator (C),
The total content of the metal oxide nanoparticles (A) and the compound (B) is 25 wt% or more in solid content,
A composition for forming a high refractive index pattern, wherein the weight ratio of the metal oxide nanoparticles (A) to the compound (B) is 99: 1 to 80:20.
光重合性化合物(D)を更に含むことを特徴とする、請求項1に記載の高屈折率パターン形成用組成物。   The composition for forming a high refractive index pattern according to claim 1, further comprising a photopolymerizable compound (D). 前記金属酸化物ナノ粒子(A)を構成する金属酸化物が、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化スズの何れかであることを特徴とする、請求項1または2に記載の高屈折率パターン形成用組成物。   3. The high refractive index according to claim 1, wherein the metal oxide constituting the metal oxide nanoparticles (A) is any one of titanium oxide, zirconium oxide, zinc oxide, and tin oxide. Pattern forming composition. 前記金属酸化物ナノ粒子(A)の粒径が、1nm以上100nm以下であることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれかに記載の高屈折率パターン形成用組成物。   The composition for forming a high refractive index pattern according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal oxide nanoparticles (A) have a particle size of 1 nm or more and 100 nm or less. 請求項1乃至4のいずれかに記載の高屈折率パターン形成用組成物を基材上に積層して感光層を形成する工程と、
前記感光層に対し、レーザー光を所定のパターンに従って照射して、高屈折率パターンを形成する工程と、
前記感光層に対し、紫外線を照射して、前記レーザー光が照射されていない領域を硬化させる工程とを含むことを特徴とする、高屈折率パターン形成方法。
A step of forming a photosensitive layer by laminating the composition for forming a high refractive index pattern according to claim 1 on a substrate;
Irradiating the photosensitive layer with laser light according to a predetermined pattern to form a high refractive index pattern;
A method of forming a high refractive index pattern, comprising: irradiating the photosensitive layer with ultraviolet rays to cure a region not irradiated with the laser beam.
高屈折率パターンが形成された積層体であって、
基材と、
請求項1乃至4のいずれかに記載の高屈折率パターン形成用組成物を用いて前記基材上に積層された感光層とを備え、
前記感光層は、レーザー光が照射された第1の領域と、レーザー光が照射されていない第2の領域とを含み、
前記第1の領域と前記第2の領域とは屈折率が異なることで前記高屈折率パターンが形成された、積層体。
A laminate in which a high refractive index pattern is formed,
A substrate;
A photosensitive layer laminated on the substrate using the composition for forming a high refractive index according to any one of claims 1 to 4,
The photosensitive layer includes a first region irradiated with laser light and a second region not irradiated with laser light,
A laminate in which the first region and the second region have different refractive indexes to form the high refractive index pattern.
請求項6に記載の積層体を備える、光学素子。   An optical element comprising the laminate according to claim 6.
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