JP2017211512A - Laminate including high refractive index pattern, optical element using the same, and method for forming high refractive index pattern - Google Patents

Laminate including high refractive index pattern, optical element using the same, and method for forming high refractive index pattern Download PDF

Info

Publication number
JP2017211512A
JP2017211512A JP2016104864A JP2016104864A JP2017211512A JP 2017211512 A JP2017211512 A JP 2017211512A JP 2016104864 A JP2016104864 A JP 2016104864A JP 2016104864 A JP2016104864 A JP 2016104864A JP 2017211512 A JP2017211512 A JP 2017211512A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refractive index
high refractive
index pattern
laser light
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2016104864A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
麻依子 森田
Maiko Morita
麻依子 森田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Priority to JP2016104864A priority Critical patent/JP2017211512A/en
Publication of JP2017211512A publication Critical patent/JP2017211512A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laminate including a high refractive index pattern that is inexpensive and excellent in reproducibility obtained through a simple process, an optical element using the laminate, and a method for forming a high refractive index pattern.SOLUTION: The laminate comprises: a substrate; a laser light absorbing layer formed on the substrate and formed of a composition comprising a compound having absorption in an emission wavelength region of laser light; and a high refractive index pattern formation layer formed on the laser light absorbing layer, which comprises a cured film of a coating liquid of a composition for forming a high refractive index pattern, the composition containing metal oxide nanoparticles surface-modified with a compound having at least a photopolymerizable reactive group. The composition for forming a high refractive index pattern contains the metal oxide nanoparticles by 25 wt.% or more in a solid content. The laser light absorbing layer has a film thickness of 500 nm or more and 50 μm or less. The high refractive index pattern formation layer has a film thickness of 50 nm or more and 5 μm or less.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、高屈折率パターンを含む積層体、これを用いた光学素子及び高屈折率パターン形成方法に関する。   The present invention relates to a laminate including a high refractive index pattern, an optical element using the same, and a high refractive index pattern forming method.

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を含む積層体、これを用いた光学素子及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 laminate including a high refractive index pattern with low cost and excellent reproducibility, an optical element using the same, and a method for forming a high refractive index pattern by a simple process.

本発明は、基材と、レーザー光の発光波長領域に吸収を持つ化合物を含む組成物からなり、基材上に形成されたレーザー光吸収層と、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を含む高屈折率パターン形成用組成物の塗液の硬化膜からなり、レーザー光吸収層の上に形成された高屈折率パターン形成層とを備え、高屈折率パターン形成用組成物は、金属酸化物ナノ粒子を固形分中25wt%以上含み、レーザー光吸収層の膜厚が500nm以上50μm以下であり、且つ、高屈折率パターン形成層の膜厚が50nm以上5μm以下であることを特徴とする、積層体である。   The present invention comprises a substrate and a composition comprising a compound having absorption in the laser light emission wavelength region, and comprises a laser light absorption layer formed on the substrate and a compound having at least a photopolymerizable reactive group. It consists of a cured film of a coating solution of a composition for forming a high refractive index pattern containing surface-modified metal oxide nanoparticles, and is provided with a high refractive index pattern forming layer formed on a laser light absorbing layer, and has high refraction The composition for forming a refractive index pattern contains metal oxide nanoparticles in a solid content of 25 wt% or more, the thickness of the laser light absorption layer is from 500 nm to 50 μm, and the thickness of the high refractive index pattern forming layer is 50 nm. The laminate is characterized by having a thickness of 5 μm or less.

また、金属酸化物ナノ粒子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。   The metal oxide constituting the metal oxide nanoparticles may be any of titanium oxide, zirconium oxide, zinc oxide, and tin oxide.

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

また、本発明は、レーザー光の発光波長領域に吸収を持つ化合物を含む組成物からなる第1の感光層を基材上に形成し、第1の感光層に対し紫外線を照射してレーザー光吸収層を形成する工程と、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を含む高屈折率パターン形成用組成物からなる第2の感光層をレーザー光吸収層の上に形成し、第2の感光層に対し紫外線を照射して高屈折率パターン形成層を形成する工程と、高屈折率パターン形成層に対し、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を含み、高屈折率パターン形成用組成物は、金属酸化物ナノ粒子を固形分中25wt%以上含み、レーザー光吸収層の膜厚が500nm以上50μm以下であり、且つ、高屈折率パターン形成層の膜厚が50nm以上5μm以下であることを特徴とする、高屈折率パターン形成方法である。   According to the present invention, a first photosensitive layer made of a composition containing a compound having an absorption in the emission wavelength region of laser light is formed on a substrate, and the first photosensitive layer is irradiated with ultraviolet rays to emit laser light. A step of forming an absorption layer and a second photosensitive layer comprising a composition for forming a high refractive index pattern comprising metal oxide nanoparticles surface-modified with a compound having at least a photopolymerizable reactive group. And forming a high refractive index pattern forming layer by irradiating the second photosensitive layer with ultraviolet rays, irradiating the high refractive index pattern forming layer with laser light according to a predetermined pattern, And a step of forming a high refractive index pattern, wherein the composition for forming a high refractive index pattern contains metal oxide nanoparticles in a solid content of 25 wt% or more, and the thickness of the laser light absorption layer is from 500 nm to 50 μm. , One, wherein the thickness of the high refractive index pattern forming layer is 50nm or more 5μm or less, a high refractive index pattern forming method.

また、本発明は、上記の高屈折率パターンを含む積層体を備える光学素子である。   Moreover, this invention is an optical element provided with the laminated body containing said high refractive index pattern.

本発明によれば、簡易な工程により、再現性に優れた高屈折率パターンを含む積層体、これを用いた光学素子及び高屈折率パターン形成方法を実現できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the laminated body containing the high refractive index pattern excellent in reproducibility, the optical element using the same, and the high refractive index pattern formation method are realizable by a simple process.

本発明の一実施例に係る積層体における高屈折率パターンを形成する前の状態の断面の模式を示す図である。It is a figure which shows the model of the cross section of the state before forming the high refractive index pattern in the laminated body which concerns on one Example of this invention. 本発明の一実施例に係る積層体の模式図である。It is a schematic diagram of the laminated body which concerns on one Example of this invention.

本発明者は、レーザー光の発光波長領域に吸収をもつ化合物を含むレーザー光吸収層と、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を含む高屈折率パターン形成用組成物を含む高屈折率パターン形成層とを積層し、レーザー光を用いて任意のパターンを照射することにより、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 has formed a high refractive index pattern including a laser light absorption layer containing a compound having absorption in the emission wavelength region of laser light and metal oxide nanoparticles surface-modified with a compound having a photopolymerizable reactive group A method of forming a high refractive index pattern in a simple process without using a mold or the like by laminating a high refractive index pattern forming layer containing a composition for irradiation and irradiating an arbitrary pattern using a laser beam And found the present invention.

レーザー照射により、レーザー光吸収層のレーザー光の発光波長領域に吸収をもつ化合物がレーザー光を吸収することで、高屈折率パターン形成層の金属酸化物ナノ粒子が加熱される。また、レーザー照射により、高屈折率パターン形成層の金属酸化物ナノ粒子が加熱される。これにより、高屈折率パターン形成層のレーザー照射された第1の領域が緻密になり、第1の領域のみ高屈折率化する。その結果、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生じることで、高屈折率パターンが形成される。   By the laser irradiation, the compound having absorption in the emission wavelength region of the laser light of the laser light absorption layer absorbs the laser light, whereby the metal oxide nanoparticles of the high refractive index pattern forming layer are heated. Moreover, the metal oxide nanoparticles of the high refractive index pattern forming layer are heated by laser irradiation. As a result, the first region irradiated with the laser of the high refractive index pattern forming layer becomes dense, and only the first region has a high refractive index. As a result, a refractive index difference is generated between the first region irradiated with the laser and the second region not irradiated with the laser, so that a high refractive index pattern is formed.

以下、図面を参照して本実施形態に係る高屈折率パターンを含む積層体について説明する。   Hereinafter, a laminate including a high refractive index pattern according to this embodiment will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態に係る高屈折率パターンが形成される前の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レーザー光吸収層12と、高屈折率パターン形成層13とを備える。レーザー光吸収層12は、レーザー光の発光波長領域に吸収をもつ化合物を含む塗膜に紫外線を照射することにより形成される。また、高屈折率パターン形成層13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を含む高屈折率パターン形成用組成物の塗膜に紫外線を照射することにより形成される。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a laminated body before a high refractive index pattern according to this embodiment is formed. As shown in FIG. 1, the laminate 10 includes a base material layer 11, a laser light absorption layer 12 formed on one surface of the base material layer 11, and a high refractive index pattern forming layer 13. The laser light absorption layer 12 is formed by irradiating a coating film containing a compound having absorption in the emission wavelength region of laser light with ultraviolet rays. The high refractive index pattern forming layer 13 is formed by irradiating the coating film of the composition for forming a high refractive index pattern containing metal oxide nanoparticles surface-modified with a compound having a photopolymerizable reactive group with ultraviolet rays. It is formed.

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の高屈折率パターン形成層13には、レーザー照射された第1の領域14と、レーザー照射されていない第2の領域15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, the first region 14 irradiated with the laser and the second region 15 not irradiated with the laser are formed in the high refractive index pattern forming layer 13 of the stacked body 10.

つまり、レーザー光吸収層12の上に積層した高屈折率パターン形成層13に、レーザー光を照射することで、レーザー照射された部分のみ加熱され、その結果、レーザー照射された第1の領域14とレーザー照射されていない第2の領域15とで屈折率差が生じ、高屈折率パターンが形成される。   That is, by irradiating the laser beam to the high refractive index pattern forming layer 13 laminated on the laser light absorption layer 12, only the laser irradiated portion is heated, and as a result, the first region 14 irradiated with the laser is heated. And a second region 15 which is not irradiated with a laser, a refractive index difference is generated, and a high refractive index pattern is formed.

以下、本実施形態に係るレーザー光吸収層形成用組成物および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 laser light absorption layer and the composition for forming a high refractive index pattern according to this embodiment will be described.

まず、レーザー光吸収層形成用組成物について説明する。レーザー光吸収層形成用組成物は、少なくとも、レーザー光の発光波長領域に吸収をもつ化合物と、光重合性化合物と、光重合開始剤とを含む。また、必要に応じて溶媒などを含んでもよい。   First, the composition for forming a laser light absorption layer will be described. The composition for forming a laser light absorption layer contains at least a compound having absorption in the emission wavelength region of laser light, a photopolymerizable compound, and a photopolymerization initiator. Moreover, you may contain a solvent etc. as needed.

〔レーザー光の発光波長領域に吸収をもつ化合物〕
レーザー光吸収層形成用組成物は、レーザー光の発光波長領域に吸収をもつ化合物を含む。レーザー光の発光波長領域に吸収をもつ化合物としては、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 having absorption in the emission wavelength region of laser light]
The composition for forming a laser light absorption layer contains a compound having absorption in the emission wavelength region of laser light. Examples of the compound having absorption in the laser light emission wavelength region include metal nanoparticles, pigments, and dyes. 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、金、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 gold, 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)、三菱マテリアル製:T−1(ATO)、S−1200(酸化錫)、三井金属製:パストラン(ATO)、シーアイ化成製:ナノテックSnO、ナノテックSiO、触媒化成製:TL−20(ATO)、TL−30(ATO)、住友金属鉱山製:KHF−7AH(六ホウ化ランタン)、シグマ・アルドリッチ製:銀ナノ粒子分散液、金ナノ粒子、四国計測工業製:銀ナノ粒子、金ナノ粒子等がある。 Commercially available metal nanoparticles include: Ishihara Sangyo: SN-100P (ATO), FS-10P (ATO), SN-102P (ATO), FS-12P (ATO), Mitsubishi Materials: T-1 ( ATO), S-1200 (tin oxide), Mitsui Mining & Smelting manufactured: Pastran (ATO), manufactured by CI Kasei Co.: Nanotech SnO 2, NANOTEC SiO 2, catalysts & Chemicals Ltd.: TL-20 (ATO), TL-30 (ATO), Sumitomo Metal Mining: KHF-7AH (lanthanum hexaboride), Sigma-Aldrich: Silver nanoparticle dispersion, gold nanoparticles, Shikoku Keiki Kogyo: silver nanoparticles, gold nanoparticles, etc.

市販されている顔料、染料としては、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, Sanyo Dye: SF GREEN GC6036, SF BLUE GB1377, Sumitomo Chemtex: SUMIPLAST BLUE OR, SUMIPLAST Yellow FL7G, and the like.

〔光重合性化合物〕
本実施形態に係るレーザー光吸収層形成用組成物は、光重合性化合物を含む。光重合性化合物については、後述する。
[Photopolymerizable compound]
The composition for forming a laser light absorption layer according to this embodiment contains a photopolymerizable compound. The photopolymerizable compound will be described later.

〔光重合開始剤〕
本実施形態に係るレーザー光吸収層形成用組成物は、光重合開始剤を含む。光重合開始剤については、後述する。
(Photopolymerization initiator)
The composition for forming a laser light absorption layer according to this embodiment includes a photopolymerization initiator. The photopolymerization initiator will be described later.

〔溶剤〕
本実施形態に係るレーザー光吸収層形成用組成物は、さらに溶剤を含んでもよい。溶剤については、後述する。
〔solvent〕
The composition for forming a laser light absorption layer according to this embodiment may further contain a solvent. The solvent will be described later.

〔任意物質〕
本実施形態に係るレーザー光吸収層形成用組成物は、所望により本発明の硬化を阻害しない程度に慣用の添加剤を含んでもよい。添加剤については、後述する。
[Optional substances]
The composition for forming a laser light absorption layer according to this embodiment may contain a conventional additive as long as it does not inhibit the curing of the present invention, if desired. The additive will be described later.

以上の材料を任意の割合で調製することでレーザー光吸収層形成用組成物は得られる。   The composition for forming a laser light absorption layer can be obtained by preparing the above materials at an arbitrary ratio.

次に、高屈折率パターン形成用組成物について説明する。高屈折率パターン形成用組成物は、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と、光重合開始剤とを含む。また、必要に応じて、光重合性化合物や溶媒などを含んでもよい。   Next, the composition for forming a high refractive index pattern will be described. The composition for forming a high refractive index pattern includes at least metal oxide nanoparticles surface-modified with a compound having a photopolymerizable reactive group and a photopolymerization initiator. Moreover, you may contain a photopolymerizable compound, a solvent, etc. as needed.

〔金属酸化物ナノ粒子〕
金属酸化物ナノ粒子は、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]
The metal oxide nanoparticles are surface-modified by 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 described later. Yes.

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. Accordingly, titanium oxide, zirconium oxide, zinc oxide, and tin oxide are preferable as the metal oxide nanoparticles constituting the metal oxide nanoparticles surface-modified with 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: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)、三井金属製:パストラン(ITO)、シーアイ化成製:ナノテックITO、ナノテックTiO、ナノテックAl3、ナノテックZnO、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: 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), first rare element: UEP (zirconium oxide), UEP-100 (zirconium oxide), Mitsubishi Teriaru made: T-1 (ITO), Mitsui Mining & Smelting manufactured: Pastran (ITO), manufactured by CI Kasei Co.: Nanotech ITO, NANOTEC TiO 2, Nanotech Al 2 O 3, NANOTEC ZnO, Hakusui Tech Ltd. PazetCK (aluminum-doped zinc oxide), PazetGK (gallium-doped zinc oxide), manufactured by Sakai Chemical: SC-18 (aluminum-doped zinc oxide), 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 Nippon Aerosil Co., Ltd .: Aluminum Oxide C (aluminum oxide), etc. is there.

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.

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いため、金属酸化物ナノ粒子が十分に加熱および高屈折率化されず、レーザー照射された第1の領域14とレーザー照射されていない第2の領域15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。   In the composition for forming a high refractive index pattern, it is preferable that the metal oxide nanoparticles surface-modified with a compound having a photopolymerizable reactive group contain 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 is less than 25 wt% in the solid content, the energy that can be absorbed out of the irradiated laser light is small, so the metal oxide nanoparticles are not sufficiently heated and increased in refractive index, This is because there is no difference in refractive index sufficient to form a high refractive index pattern between the first region 14 irradiated with the laser and the second region 15 not irradiated with the laser.

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。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場合がある。   Moreover, it is desirable that the particle diameter of the metal oxide nanoparticles 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 diameter is smaller than 1 nm, the particles are aggregated, so that a uniform coating film is not formed and a high refractive index pattern cannot be produced uniformly. On the other hand, when the particle size is 100 nm or more, light is scattered and the transparency of the coating film may be lost.

〔光重合性化合物〕
本実施形態に係るレーザー光吸収層形成用組成物及び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]
As a photopolymerizable compound contained in the composition for forming a laser light absorption layer and the composition for forming a high refractive index pattern according to this embodiment, for example, an acrylate or a 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、(メタ)アクリロイルモルフォリン、テトラヒドロフルフリール(メタ)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, (meth) acryloylmorpholine, tetrahydrofurfuryl (meth) 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, 2-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) acryloyloxyethyl-2-hydroxypropyl phthalate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, 2- (meth) acryloyloxyethyl hydrogen phthalate, 2- (meth) acryloyloxypropyl hydrogen phthalate, 2- (meth) acryloyloxypropylhexahydrohydrogenphthalate, 2- (meth) acryloyloxypropyltetrahydrophthalate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, trifluoroethyl (meth) acrylate, tetrafluoropropyl (meth) acrylate, hexa Fluoropropyl (meth) acrylate, octafluoropropyl (meth) acrylate, octafluoropropyl (meth) acrylate, 2-a And adamantyl acrylate having a monovalent mono (meth) acrylate derived from damantane and 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.

〔光重合開始剤〕
本実施形態に係るレーザー光吸収層形成用組成物および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−ジメチルアミノアセトフェノン、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−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)
The photopolymerization initiator contained in the composition for forming a laser light absorption layer and the composition for forming a high refractive index pattern according to the present embodiment may be any one that generates radicals when irradiated with ultraviolet rays. Benzoins (for example, benzoin alkyl ethers such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether); acetophenones (for example, acetophenone, p-dimethylaminoacetophenone, 2-hydroxy-2) -Methyl-1-phenylpropan-1-one, 2,2-diethoxy-2-phenylacetophenone, 2-phenyl-2-hydroxy-acetophenone, 1,1-dichloroacetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, etc. Propiophenones (eg, p-dimethylaminopropiophenone, 2-hydroxy-2-methyl-propiophenone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, etc.); butyrylphenones ( For example, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-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, 1- (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) -butan-1-one, etc.); benzophenones (Eg, benzophenone, benzyl, 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone (Michler's ketone), N, N′-dialkylaminobenzophenone, etc.); ketals (eg, acetophenone dimethyl ketal, benzyldimethyl ketal, etc.); thioxanthene (Eg, thioxanthene, 2-chlorothioxanthene, 2,4-diethylthioxanthene, etc.); anthraquinones (eg, 2-ethylanthraquinone, 1-chloroanthraquinone, 1,2-benzanthraquinone, 2,3-diphenyl) Anthraquinone); (thio) xanthones (eg, thioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2,4-diisopropylthioxanthone, etc.); (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-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, etc.) A titanocene photopolymerization initiator; oxime esters and the like. These photopolymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.

〔溶媒〕
本実施形態に係るレーザー光吸収層形成用組成物及び高屈折率パターン形成用組成物に含まれる溶媒としては、有機溶媒、無機溶媒のいずれも用いることができる。
〔solvent〕
As the solvent contained in the composition for forming a laser light absorption layer and the composition for forming a high refractive index pattern according to this embodiment, 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〕
本実施形態に係るレーザー光吸収層形成用組成物及び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 laser light absorption layer and the composition for forming a high refractive index pattern according to this embodiment may contain a conventional additive to the extent that the effects of the present invention are not impaired 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.

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。本実施形態に係る高屈折率パターン形成方法は、レーザー光吸収層形成工程、高屈折率パターン層形成工程及びパターン描画工程の3つの工程を備える。   Next, a method for forming a high refractive index pattern according to this embodiment will be described. The method for forming a high refractive index pattern according to this embodiment includes three steps: a laser light absorption layer forming step, a high refractive index pattern layer forming step, and a pattern drawing step.

まず、レーザー光吸収層形成工程を説明する。   First, the laser light absorption layer forming step will be described.

基材層11上にレーザー光吸収層形成用組成物からなる塗液を塗布し、第1の感光層を形成し、この第1の感光層に紫外線を照射することで第1の感光層が硬化し、レーザー光吸収層12が形成される。   A coating liquid made of a composition for forming a laser light absorption layer is applied on the base material layer 11 to form a first photosensitive layer, and the first photosensitive layer is irradiated with ultraviolet rays to form the first photosensitive layer. It hardens | cures and the laser beam absorption layer 12 is formed.

尚、レーザー光吸収層12の膜厚は、500nmから50μmの範囲であることが好ましい。膜厚が500nmより薄い場合には、レーザー照射されたときに、レーザー光の発光波長領域に吸収を持つ化合物の加熱がなされず、当該化合物により高屈折率パターン形成層の金属酸化物ナノ粒子を加熱することが困難となる。その結果、高屈折率パターン形成層において屈折率差が生じ難くなるため、高屈折率パターンが形成されない可能性がある。膜厚が50μmより厚い場合には、硬化性が低下し、塗膜が作製出来ない可能性がある。   The film thickness of the laser light absorbing layer 12 is preferably in the range of 500 nm to 50 μm. When the film thickness is less than 500 nm, the compound having absorption in the emission wavelength region of the laser beam is not heated when irradiated with the laser, and the metal oxide nanoparticles in the high refractive index pattern forming layer are not heated by the compound. It becomes difficult to heat. As a result, since it is difficult for a difference in refractive index to occur in the high refractive index pattern forming layer, a high refractive index pattern may not be formed. When the film thickness is thicker than 50 μm, the curability is lowered and there is a possibility that a coating film cannot be produced.

基材層11としては、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、ガラス板等を使用することができる。   As the base material layer 11, a polyethylene terephthalate (PET) film, a triacetyl cellulose (TAC) film, a glass plate, etc. can be used.

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湿式の塗布方法を用いることができる。   As the film forming method, a wet coating method using a roll coater, reverse roll coater, gravure coater, micro gravure coater, knife coater, bar coater, wire bar coater, die coater, dip coater, 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.

第1の感光層に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。   For irradiating the first photosensitive layer 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.

次に、高屈折率パターン層形成工程を説明する。   Next, the high refractive index pattern layer forming step will be described.

まず、レーザー光吸収層12上に高屈折率パターン形成用組成物からなる塗液を塗布し、第2の感光層を形成し、この第2の感光層に紫外線を照射することで第2の感光層が硬化し、高屈折率パターン形成層13が形成される。   First, a coating liquid made of a composition for forming a high refractive index pattern is applied on the laser light absorption layer 12 to form a second photosensitive layer, and the second photosensitive layer is irradiated with ultraviolet rays to thereby form a second photosensitive layer. The photosensitive layer is cured, and the high refractive index pattern forming layer 13 is formed.

尚、高屈折率パターン形成層13の膜厚は、50nmから5μmの範囲であることが好ましい。膜厚が50nmより薄い場合には、レーザー照射により、十分な加熱がなされず、屈折率差が生じない。膜厚が5μmより厚い場合には、製膜性が低下し、硬化塗膜を得られない場合がある。   The film thickness of the high refractive index pattern forming layer 13 is preferably in the range of 50 nm to 5 μm. When the film thickness is less than 50 nm, sufficient heating is not performed by laser irradiation, and a difference in refractive index does not occur. When the film thickness is thicker than 5 μm, the film-forming property is lowered and a cured coating film may not be obtained.

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湿式の塗布方法を用いることができる。   As the film forming method, a wet coating method using a roll coater, reverse roll coater, gravure coater, micro gravure coater, knife coater, bar coater, wire bar coater, die coater, dip coater, spin coater can be used. .

塗液をレーザー光吸収層12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 laser beam absorption layer 12. 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.

感光層に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。   For irradiating the photosensitive layer 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.

次に、パターン描画工程では、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高屈折率パターン形成層13の所望の位置にレーザー照射することで高屈折率パターン形成層13の第1の領域14を加熱して、高屈折率パターン形成を行う。用いられるレーザーとしては、レーザーの発光波長が、前述のレーザー光吸収層12の化合物の吸収波長範囲及び高屈折率パターン形成層13の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。レーザー照射されたレーザー光吸収層のレーザー光の発光波長領域に吸収をもつ化合物がレーザー光を吸収することで、高屈折率パターン形成層の金属酸化物ナノ粒子が加熱される。また、レーザー照射により、高屈折率パターン形成層の金属酸化物ナノ粒子が加熱される。これにより、高屈折率パターン形成層のレーザー照射された第1の領域14が緻密になり、第1の領域14のみ屈折率が上昇する。その結果、レーザー照射された第1の領域14のみが高屈折率化し、レーザー照射された第1の領域14とレーザー照射されていない第2の領域15とで屈折率差が生じる。   Next, in the pattern drawing process, an arbitrary pattern is created in advance by CAD or the like, and a first position of the high refractive index pattern forming layer 13 is irradiated by irradiating a desired position of the high refractive index pattern forming layer 13 according to the created pattern. The region 14 is heated to form a high refractive index pattern. As the laser used, the laser emission wavelength is included in the absorption wavelength range of the compound of the laser light absorption layer 12 and the absorption wavelength range of the metal oxide nanoparticles of the high refractive index pattern formation layer 13. I just need it. The compound having absorption in the laser light emission wavelength region of the laser light absorption layer irradiated with the laser absorbs the laser light, whereby the metal oxide nanoparticles of the high refractive index pattern forming layer are heated. Moreover, the metal oxide nanoparticles of the high refractive index pattern forming layer are heated by laser irradiation. Thereby, the 1st area | region 14 irradiated with the laser of the high refractive index pattern formation layer becomes dense, and only the 1st area | region 14 raises a refractive index. As a result, only the first region 14 irradiated with the laser has a high refractive index, and a difference in refractive index occurs between the first region 14 irradiated with the laser and the second region 15 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、レーザー照射された第1の領域14とレーザー照射されていない第2の領域15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 14 irradiated with laser and the second region 15 not irradiated with laser. 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。 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.

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を含む積層体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。また、レーザー光吸収層を設けることにより、高屈折率パターン形成層のみの場合に比べて、高屈折率パターン形成層の金属酸化物ナノ粒子を加熱し易くなる。そのため、レーザー光の出力を低く抑えることができると共に、高屈折率パターン形成層の膜厚を薄くした場合にもパターン形成が可能となり、低コスト化が可能となる。   According to the laminate including the high refractive index pattern and the method for forming the high refractive index pattern according to the present embodiment, the first region irradiated with the laser beam and the second laser beam not irradiated by the heating by the laser irradiation. Therefore, 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. Further, by providing the laser light absorbing layer, it becomes easier to heat the metal oxide nanoparticles of the high refractive index pattern forming layer than in the case of only the high refractive index pattern forming layer. Therefore, the output of the laser beam can be kept low, and the pattern can be formed even when the film thickness of the high refractive index pattern forming layer is reduced, and the cost can be reduced.

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

[レーザー光吸収層形成用塗液の調製]
(レーザー光吸収層形成用塗液1の調製)
トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、ビスコート#295、大阪有機化学工業(株)製)を固形分中97wt%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3wt%で混合し、光重合開始剤としてIrgacure184(BASFジャパン(株)製)をTMPTAに対して10wt%添加し、全体の固形分が30wt%になるように、メチルエチルケトンで希釈した。
[Preparation of coating solution for laser light absorption layer formation]
(Preparation of laser light absorption layer forming coating solution 1)
Trimethylolpropane triacrylate (TMPTA, Biscoat # 295, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.) with a solid content of 97 wt% and lanthanum hexaboride nanoparticles (KHF-7AH, particle size 20 nm, toluene dispersion, Sumitomo Metals) Mine Co., Ltd.) is mixed at 3 wt% in the solid content, and Irgacure 184 (BASF Japan Co., Ltd.) is added as a photopolymerization initiator at 10 wt% with respect to TMPTA so that the total solid content becomes 30 wt%. And diluted with methyl ethyl ketone.

(レーザー光吸収層形成用塗液2の調製)
トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、ビスコート#295、大阪有機化学工業(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%で混合し、光重合開始剤としてIrgacure184(BASFジャパン(株)製)をTMPTAに対して10wt%添加し、全体の固形分が30wt%になるように、メチルエチルケトンで希釈した。
(Preparation of coating solution 2 for forming a laser light absorbing layer)
Trimethylolpropane triacrylate (TMPTA, Biscoat # 295, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.) with a solid content of 98 wt%, lanthanum hexaboride nanoparticles (KHF-7AH, particle size 20 nm, toluene dispersion, Sumitomo Metals) Mine Co., Ltd.) is mixed at 2 wt% in the solid content, and Irgacure 184 (BASF Japan Co., Ltd.) as a photopolymerization initiator is added at 10 wt% with respect to TMPTA so that the total solid content becomes 30 wt%. And diluted with methyl ethyl ketone.

(レーザー光吸収層形成用塗液3の調製)
トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、ビスコート#295、大阪有機化学工業(株)製)を固形分中99wt%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1wt%で混合し、光重合開始剤としてIrgacure184(BASFジャパン(株)製)をTMPTAに対して10wt%添加し、全体の固形分が30wt%になるように、メチルエチルケトンで希釈した。
(Preparation of laser light absorption layer forming coating solution 3)
Trimethylolpropane triacrylate (TMPTA, Biscoat # 295, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.) in a solid content of 99 wt%, lanthanum hexaboride nanoparticles (KHF-7AH, particle size 20 nm, toluene dispersion, Sumitomo Metals) Mine Co., Ltd.) is mixed at 1 wt% in the solid content, and Irgacure 184 (BASF Japan Co., Ltd.) as a photopolymerization initiator is added at 10 wt% to TMPTA so that the total solid content becomes 30 wt%. And diluted with methyl ethyl ketone.

(レーザー光吸収層形成用塗液4の調製)
トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、ビスコート#295、大阪有機化学工業(株)製)を固形分中100wt%、光重合開始剤としてIrgacure184(BASFジャパン(株)製)をTMPTAに対して10wt%添加し、全体の固形分が30wt%になるように、メチルエチルケトンで希釈した。
(Preparation of laser light absorption layer forming coating solution 4)
Trimethylolpropane triacrylate (TMPTA, Biscoat # 295, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.) is added at 100 wt% in the solid content, and Irgacure 184 (manufactured by BASF Japan Co., Ltd.) as a photopolymerization initiator is added at 10 wt% relative to TMPTA. And diluted with methyl ethyl ketone so that the total solid content was 30 wt%.

(レーザー光吸収層形成用塗液5の調製)
トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPTA、ビスコート#295、大阪有機化学工業(株)製)を固形分中80wt%と、ATO粒子(ELCOM V−3508、粒径8nm、1−メトキシ−2−プロパノール(以下、PGME)分散体、日揮触媒化成(株)製)を固形分中20wt%で混合し、光重合開始剤としてIrgacure184(BASFジャパン(株)製)をTMPTAに対して10wt%添加し、全体の固形分が30wt%になるように、メチルエチルケトンで希釈した。
(Preparation of laser light absorption layer forming coating solution 5)
Trimethylolpropane triacrylate (TMPTA, Biscoat # 295, manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.) with a solid content of 80 wt% and ATO particles (ELCOM V-3508, particle size 8 nm, 1-methoxy-2-propanol (hereinafter referred to as “Methoxy”) , PGME) dispersion, manufactured by JGC Catalysts & Chemicals Co., Ltd.) at a solid content of 20 wt%, and Irgacure 184 (manufactured by BASF Japan Co., Ltd.) as a photopolymerization initiator was added at 10 wt% with respect to TMPTA. Dilution with methyl ethyl ketone was performed so that the solid content was 30 wt%.

[高屈折率パターン形成層形成用塗液の調製]
(高屈折率パターン形成層形成用塗液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2〜5nm、トルエン分散体、大八化学工業(株)製)を固形分中100wt%、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 solution for forming high refractive index pattern forming layer]
(Preparation of coating liquid 1 for forming a high refractive index pattern forming layer)
Methacryloyl group-modified titanium oxide nanoparticles (SR-0820, particle size 2 to 5 nm, toluene dispersion, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.) 100 wt% in the solid content, Irgacure 907 (BASF Japan Co., Ltd.) as a photopolymerization initiator ) Was added at a solid content ratio of 5 wt%, and diluted with toluene so that the total solid content was 10 wt%.

(高屈折率パターン形成層形成用塗液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2〜5nm、トルエン分散体、大八化学工業(株)製)を固形分中60wt%、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%で混合し、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 2 for forming a high refractive index pattern forming layer)
Methacryloyl group-modified titanium oxide nanoparticles (SR-0820, particle size 2 to 5 nm, toluene dispersion, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.) 60 wt% in solid content, pentaerythritol triacrylate (PE-3A, Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) )) In a solid content of 40 wt%, and Irgacure 907 (manufactured by BASF Japan Ltd.) as a photopolymerization initiator is added at a solid content ratio of 5 wt%, so that the total solid content is 10 wt%. Diluted with

(高屈折率パターン形成層形成用塗液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2〜5nm、トルエン分散体、大八化学工業(株)製)を固形分中20wt%、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%で混合し、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 solution 3 for forming a high refractive index pattern forming layer)
Methacryloyl group-modified titanium oxide nanoparticles (SR-0820, particle size 2 to 5 nm, toluene dispersion, manufactured by Daihachi Chemical Industry Co., Ltd.) in a solid content of 20 wt%, pentaerythritol triacrylate (PE-3A, Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) )) Is mixed at 80 wt% in the solid content, and Irgacure 907 (BASF Japan Co., Ltd.) is added as a photopolymerization initiator at a solid content ratio of 5 wt%, so that the total solid content is 10 wt%. Diluted with

(高屈折率パターン形成層形成用塗液4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80wt%、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%で混合し、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 coating solution 4 for forming a high refractive index pattern forming layer)
Titanium oxide nanoparticles (NSU-399JPF-7, particle size 10 nm, PGME dispersion, manufactured by Nagase ChemteX Corporation) surface-modified with a non-photopolymerizable compound were 80 wt% in solid content, pentaerythritol triacrylate (PE 3A, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) at a solid content of 20 wt%, Irgacure 907 (BASF Japan Co., Ltd.) as a photopolymerization initiator was added at a solid content ratio of 5 wt%, and the total solid content was 10 wt%. It diluted with PGME so that it might become%.

(高屈折率パターン形成層形成用塗液5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%、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%で混合し、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 coating liquid 5 for forming a high refractive index pattern forming layer)
Titanium oxide nanoparticles (NSU-399JPF-7, particle size 10 nm, PGME dispersion, manufactured by Nagase ChemteX Corp.) surface-modified with a non-photopolymerizable compound, 60 wt% in solid content, pentaerythritol triacrylate (PE -3A, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) at a solid content of 40 wt%, Irgacure 907 (manufactured by BASF Japan Co., Ltd.) as a photopolymerization initiator was added at a solid content ratio of 5 wt%, and the total solid content was 10 wt%. It diluted with PGME so that it might become%.

(高屈折率パターン形成層形成用塗液6の調製)
光重合性の反応基を有する化合物により修飾された酸化ジルコニウムナノ粒子(NSU−357FPG−1、平均粒径26nm、プロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−アセタート(以下、PGMEA)分散体、ナガセケムテックス(株)製)を固形分中100wt%、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、PGMEAで希釈した。
(Preparation of coating liquid 6 for forming a high refractive index pattern forming layer)
Zirconium oxide nanoparticles modified with a compound having a photopolymerizable reactive group (NSU-357FPG-1, average particle size 26 nm, propylene glycol-1-monomethyl ether-2-acetate (hereinafter, PGMEA) dispersion, Nagase Chem Tex Co., Ltd.) was added at 100 wt% in the solid content, and Irgacure 907 (manufactured by BASF Japan Co., Ltd.) as a photopolymerization initiator was added at a solid content ratio of 5 wt%, so that the total solid content was 10 wt%. Diluted with

(高屈折率パターン形成層形成用塗液7の調製)
光重合性の反応基を有する化合物により修飾された酸化ジルコニウムナノ粒子(NSU−357FPG−1、平均粒径26nm、PGMEA分散体、ナガセケムテックス(株)製)を固形分中60wt%、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%で混合し、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、PGMEAで希釈した。
(Preparation of coating liquid 7 for forming a high refractive index pattern forming layer)
Zirconium oxide nanoparticles modified with a compound having a photopolymerizable reactive group (NSU-357FPG-1, average particle size 26 nm, PGMEA dispersion, manufactured by Nagase ChemteX Corp.) in solid content of 60 wt%, pentaerythritol Triacrylate (PE-3A, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) was mixed at 40 wt% in the solid content, and Irgacure 907 (manufactured by BASF Japan) was added as a photopolymerization initiator at a solid content ratio of 5 wt%. It diluted with PGMEA so that solid content might be 10 wt%.

(高屈折率パターン形成層形成用塗液8の調製)
光重合性の反応基を有する化合物により修飾された酸化ジルコニウムナノ粒子(NSU−357FPG−1、平均粒径26nm、PGMEA分散体、ナガセケムテックス(株)製)を固形分中20wt%、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%で混合し、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、PGMEAで希釈した。
(Preparation of coating liquid 8 for forming a high refractive index pattern forming layer)
Zirconium oxide nanoparticles modified with a compound having a photopolymerizable reactive group (NSU-357FPG-1, average particle size 26 nm, PGMEA dispersion, manufactured by Nagase ChemteX Corp.) in a solid content of 20 wt%, pentaerythritol Triacrylate (PE-3A, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) was mixed at 80 wt% in the solid content, and Irgacure 907 (manufactured by BASF Japan) was added as a photopolymerization initiator at a solid content ratio of 5 wt%. It diluted with PGMEA so that solid content might be 10 wt%.

(高屈折率パターン形成層形成用塗液9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ジルコニウム粒子(NAU−476LZK、平均粒径30nm、PGME分散体、ナガセケムテックス(株)製)を固形分中100wt%、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 coating solution 9 for forming a high refractive index pattern forming layer)
Zirconium oxide particles (NAU-476LZK, average particle size 30 nm, PGME dispersion, manufactured by Nagase Chemtex Co., Ltd.) having a surface modification with a non-photopolymerizable compound were 100 wt% in the solid content, and Irgacure 907 (photopolymerization initiator) BASF Japan Co., Ltd.) was added at a solid content ratio of 5 wt%, and diluted with PGME so that the total solid content was 10 wt%.

(高屈折率パターン形成層形成用塗液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ジルコニウム粒子(NAU−476LZK、平均粒径30nm、PGME分散体、ナガセケムテックス(株)製)を固形分中60wt%、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%で混合し、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 coating solution 10 for forming a high refractive index pattern forming layer)
Zirconium oxide particles (NAU-476LZK, average particle size 30 nm, PGME dispersion, manufactured by Nagase ChemteX Corporation) surface-modified with a non-photopolymerizable compound, 60 wt% in solid content, pentaerythritol triacrylate (PE- 3A, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) at a solid content of 40 wt%, and Irgacure 907 (BASF Japan Co., Ltd.) as a photopolymerization initiator was added at a solid content ratio of 5 wt%, so that the total solid content was 10 wt%. So that it was diluted with PGME.

[パターン作成]
ライン部1μm、スペース部1μmの線幅で10mm×10mmの範囲のパターンデータを作成し、この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]
Pattern data having a line width of 1 μm and a space width of 1 μm and a range of 10 mm × 10 mm was created, and this 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4μmになるようにドクターブレードを用いてレーザー光吸収層形成用塗液1を塗布し、60℃のオーブンで1分間乾燥後、窒素パージ下で紫外線を露光量400mJ/cmで照射し、レーザー光吸収層を作製した。次に、レーザー光吸収層の上に、硬化後の膜厚が200nmになるようにドクターブレードを用いて高屈折率パターン形成層形成用塗液1を塗布し、60℃のオーブンで1分間乾燥後、窒素パージ下で紫外線を露光量400mJ/cmで照射し、高屈折率パターン形成層を作製した。次に、高屈折率パターン形成層に対し、前述のパターンをレーザー描画装置(DWL66fs、ハイデベルグ社製)を用いて、レーザー出力1.0Wで照射し、高屈折率パターン形成層に高屈折率パターンを作製した。
[Example 1]
On the transparent glass substrate, the coating solution 1 for forming a laser light absorbing layer is applied using a doctor blade so that the film thickness after curing is 4 μm, dried in an oven at 60 ° C. for 1 minute, and then subjected to ultraviolet light under a nitrogen purge. Was irradiated at an exposure amount of 400 mJ / cm 2 to prepare a laser light absorption layer. Next, coating solution 1 for forming a high refractive index pattern forming layer is applied on the laser light absorption layer using a doctor blade so that the film thickness after curing is 200 nm, and dried in an oven at 60 ° C. for 1 minute. Thereafter, ultraviolet rays were irradiated at an exposure amount of 400 mJ / cm 2 under a nitrogen purge to produce a high refractive index pattern forming layer. Next, the high refractive index pattern forming layer is irradiated with the above-described pattern at a laser output of 1.0 W using a laser drawing apparatus (DWL66fs, manufactured by Heidelberg), and the high refractive index pattern forming layer is irradiated with the high refractive index pattern. Was made.

[実施例2]
レーザー光吸収層形成用塗液1の代わりにレーザー光吸収層形成用塗液2を用いる以外は、実施例1と同様に高屈折率パターンを作製した。
[Example 2]
A high refractive index pattern was prepared in the same manner as in Example 1 except that the laser light absorbing layer forming coating solution 2 was used instead of the laser light absorbing layer forming coating solution 1.

[実施例3]
レーザー光吸収層形成用塗液1の代わりにレーザー光吸収層形成用塗液3を用いる以外は、実施例1と同様に高屈折率パターンを作製した。
[Example 3]
A high refractive index pattern was prepared in the same manner as in Example 1 except that the laser light absorbing layer forming coating solution 3 was used instead of the laser light absorbing layer forming coating solution 1.

[実施例4]
高屈折率パターン形成層の硬化後の膜厚を100nmにする以外は実施例1と同様にして高屈折率パターンを作製した。
[Example 4]
A high refractive index pattern was prepared in the same manner as in Example 1 except that the film thickness after curing of the high refractive index pattern forming layer was 100 nm.

[実施例5]
レーザー光吸収層の硬化後の膜厚を10μmにする以外は実施例3と同様にして高屈折率パターンを作製した。
[Example 5]
A high refractive index pattern was produced in the same manner as in Example 3 except that the thickness of the laser light absorption layer after curing was changed to 10 μm.

[実施例6]
レーザー光吸収層の硬化後の膜厚を0.7μmにする以外は実施例1と同様にして高屈折率パターンを作製した。
[Example 6]
A high refractive index pattern was produced in the same manner as in Example 1 except that the film thickness after curing of the laser light absorbing layer was changed to 0.7 μm.

[実施例7]
高屈折率パターン形成層形成用塗液1の代わりに高屈折率パターン形成層形成用塗液2を用い、高屈折率パターン形成層の膜厚を0.4μmにする以外は、実施例1と同様にて高屈折率パターンを作製した。
[Example 7]
Example 1 except that the high refractive index pattern forming layer forming coating liquid 2 is used instead of the high refractive index pattern forming layer forming coating liquid 1 and the film thickness of the high refractive index pattern forming layer is 0.4 μm. Similarly, a high refractive index pattern was produced.

[実施例8]
レーザー光吸収層形成用塗液1の代わりにレーザー光吸収層形成用塗液5を用いる以外は、実施例1と同様に高屈折率パターンを作製した。
[Example 8]
A high refractive index pattern was prepared in the same manner as in Example 1 except that the laser light absorbing layer forming coating solution 5 was used instead of the laser light absorbing layer forming coating solution 1.

[比較例1]
レーザー光吸収層形成用塗液1の変わりにレーザー光吸収層形成用塗液4を用いる以外は、実施例1と同様に高屈折率パターンを作製した。
[Comparative Example 1]
A high refractive index pattern was prepared in the same manner as in Example 1 except that the laser light absorbing layer forming coating solution 4 was used instead of the laser light absorbing layer forming coating solution 1.

[比較例2]
レーザー光吸収層の硬化後の膜厚を0.2μmにする以外は実施例1と同様にして高屈折率パターンを作製した。
[Comparative Example 2]
A high refractive index pattern was prepared in the same manner as in Example 1 except that the thickness of the laser light absorption layer after curing was 0.2 μm.

[比較例3]
高屈折率パターン形成層の硬化後の膜厚を6μmにする以外は実施例7と同様にして高屈折率パターンを作製した。
[Comparative Example 3]
A high refractive index pattern was produced in the same manner as in Example 7 except that the film thickness after curing of the high refractive index pattern forming layer was 6 μm.

[比較例4]
高屈折率パターン形成層形成用塗液1の代わりに高屈折率パターン形成層形成用塗液3を用い、高屈折率パターン形成層の硬化後の膜厚を1.5μmにする以外は実施例1と同様にして高屈折率パターンを作製した。
[Comparative Example 4]
Example except that the coating liquid 3 for forming a high refractive index pattern forming layer is used instead of the coating liquid 1 for forming a high refractive index pattern forming layer, and the film thickness after curing of the high refractive index pattern forming layer is 1.5 μm. 1 was used to produce a high refractive index pattern.

[比較例5]
高屈折率パターン形成層形成用塗液1の代わりに高屈折率パターン形成層形成用塗液4を塗布する以外は、実施例1と同様にして高屈折率パターンを作製した。
[Comparative Example 5]
A high refractive index pattern was prepared in the same manner as in Example 1 except that the high refractive index pattern forming layer forming coating solution 4 was applied instead of the high refractive index pattern forming layer forming coating solution 1.

[比較例6]
高屈折率パターン形成層形成用塗液1の代わりに高屈折率パターン形成層形成用塗液5を塗布し、高屈折率パターン形成層の硬化後の膜厚を0.4μmにする以外は、実施例1と同様に高屈折率パターンを作製した。
[Comparative Example 6]
Except for applying the high refractive index pattern forming layer forming coating liquid 5 instead of the high refractive index pattern forming layer forming coating liquid 1 and setting the film thickness after curing of the high refractive index pattern forming layer to 0.4 μm, A high refractive index pattern was prepared in the same manner as in Example 1.

[実施例9〜13]
高屈折率パターン形成層形成用塗液1の代わりに高屈折率パターン形成層形成用塗液6を用いる以外はそれぞれ実施例1〜5と同様にして高屈折率パターンを作製した。
[Examples 9 to 13]
A high refractive index pattern was prepared in the same manner as in Examples 1 to 5 except that the high refractive index pattern forming layer forming coating solution 6 was used instead of the high refractive index pattern forming layer forming coating solution 1.

[実施例14]
高屈折率パターン形成層形成用塗液2の代わりに高屈折率パターン形成層形成用塗液7を用いる以外は実施例7と同様にして高屈折率パターンを作製した。
[Example 14]
A high refractive index pattern was prepared in the same manner as in Example 7 except that the high refractive index pattern forming layer forming coating solution 7 was used instead of the high refractive index pattern forming layer forming coating solution 2.

[実施例15]
高屈折率パターン形成層形成用塗液1の代わりに高屈折率パターン形成層形成用塗液6を用いる以外は実施例8と同様にして高屈折率パターンを作製した。
[Example 15]
A high refractive index pattern was prepared in the same manner as in Example 8 except that the high refractive index pattern forming layer forming coating solution 6 was used instead of the high refractive index pattern forming layer forming coating solution 1.

[比較例7]
高屈折率パターン形成層形成用塗液1の代わりに高屈折率パターン形成層形成用塗液6を用いる以外は比較例1と同様にして高屈折率パターンを作製した。
[Comparative Example 7]
A high refractive index pattern was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that the high refractive index pattern forming layer forming coating solution 6 was used instead of the high refractive index pattern forming layer forming coating solution 1.

[比較例8]
高屈折率パターン形成層形成用塗液1の代わりに高屈折率パターン形成層形成用塗液6を用いる以外は比較例2と同様にして高屈折率パターンを作製した。
[Comparative Example 8]
A high refractive index pattern was prepared in the same manner as in Comparative Example 2 except that the high refractive index pattern forming layer forming coating solution 6 was used instead of the high refractive index pattern forming layer forming coating solution 1.

[比較例9]
高屈折率パターン形成層形成用塗液3の代わりに高屈折率パターン形成層形成用塗液8を用いる以外は比較例4と同様にして高屈折率パターンを作製した。
[Comparative Example 9]
A high refractive index pattern was prepared in the same manner as in Comparative Example 4 except that the high refractive index pattern forming layer forming coating solution 8 was used instead of the high refractive index pattern forming layer forming coating solution 3.

[比較例10]
高屈折率パターン形成層形成用塗液4の代わりに高屈折率パターン形成層形成用塗液9を用いる以外は比較例5と同様にして高屈折率パターンを作製した。
[Comparative Example 10]
A high refractive index pattern was prepared in the same manner as in Comparative Example 5 except that the high refractive index pattern forming layer forming coating solution 9 was used instead of the high refractive index pattern forming layer forming coating solution 4.

[比較例11]
高屈折率パターン形成層形成用塗液5の代わりに高屈折率パターン形成層形成用塗液10を用いる以外は比較例6と同様にして高屈折率パターンを作製した
[Comparative Example 11]
A high refractive index pattern was prepared in the same manner as in Comparative Example 6 except that the high refractive index pattern forming layer forming coating solution 10 was used instead of the high refractive index pattern forming layer forming coating solution 5.

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

評価結果を表1および表2に示す。   The evaluation results are shown in Tables 1 and 2.

実施例1〜8および実施例9〜15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 1-8 and Examples 9-15, a high refractive index pattern was formed, and diffracted light was confirmed.

特に、実施例1〜2または実施例4〜5では、回折光がきわめて明確に確認された。   In particular, in Examples 1-2 and Examples 4-5, diffracted light was confirmed very clearly.

比較例1および比較例7における、レーザー光吸収成分を持つ化合物を含まない場合には、回折光が観察されなかった。このことから、レーザー光吸収層にレーザー光の発光波長領域に吸収を持つ化合物を含まない場合には、当該化合物によって金属酸化物ナノ粒子が加熱されないため、金属酸化物ナノ粒子が十分に加熱および高屈折率化されず、レーザー照射部分と未照射部分に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。   When Comparative Example 1 and Comparative Example 7 did not contain a compound having a laser light absorption component, no diffracted light was observed. From this, when the laser light absorption layer does not contain a compound having absorption in the emission wavelength region of the laser light, the metal oxide nanoparticles are not heated by the compound. It was found that the refractive index was not increased, and a difference in refractive index sufficient for confirming diffracted light between the laser irradiated portion and the unirradiated portion was not generated.

比較例2および比較例8における、レーザー光吸収層の膜厚が薄い場合には、回折光を観察することができなかった。このことから、レーザー光吸収層の膜厚が薄い場合には、レーザー光吸収成分を持つ化合物のレーザー光吸収の効果が低く、当該化合物によって金属酸化物ナノ粒子が加熱されないため、金属酸化物ナノ粒子が十分に加熱および高屈折率化されず、レーザー照射部分と未照射部分に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 2 and Comparative Example 8, when the thickness of the laser light absorption layer was thin, diffracted light could not be observed. Therefore, when the laser light absorption layer is thin, the compound having a laser light absorption component has a low effect of laser light absorption, and the metal oxide nanoparticles are not heated by the compound. It was found that the particles were not sufficiently heated and increased in refractive index, and a refractive index difference sufficient for confirming diffracted light between the laser irradiated portion and the unirradiated portion was not generated.

比較例3における、高屈折率パターン形成層の膜厚が厚い場合には、製膜性が低下するため、硬化塗膜を得られないことがわかった。   It was found that when the film thickness of the high refractive index pattern forming layer in Comparative Example 3 is large, the film forming property is lowered, and thus a cured coating film cannot be obtained.

比較例4および比較例9における、高屈折率パターン形成層の金属酸化物ナノ粒子の含有量が少ない場合には、回折光が観察されなかった。このことから、高屈折率パターン形成層の金属酸化物ナノ粒子の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いため、金属酸化物ナノ粒子が十分に加熱および高屈折率化されず、レーザー照射部分とレーザー未照射部分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 4 and Comparative Example 9, when the content of the metal oxide nanoparticles in the high refractive index pattern forming layer was small, no diffracted light was observed. From this, when the content of metal oxide nanoparticles in the high refractive index pattern forming layer is small, the energy that can be absorbed in the irradiated laser light is small, so the metal oxide nanoparticles are sufficiently heated and highly refracted. It was found that the refractive index difference was not sufficient to confirm the diffracted light between the laser irradiated portion and the laser non-irradiated portion.

比較例5および比較例10における、光重合性のない金属酸化物ナノ粒子を用い、かつ、当該粒子の含有量が多い場合には、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 metal oxide nanoparticles without photopolymerization in Comparative Example 5 and Comparative Example 10 are used and the content of the particles is large, the coating film has low curability so that a cured coating film can be obtained. I knew it was n’t there.

比較例6および比較例11における、光重合性のない金属酸化物ナノ粒子を用いた場合には、レーザー照射部分とレーザー未照射部分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 the case of using the metal oxide nanoparticles having no photopolymerization in Comparative Example 6 and Comparative Example 11, there is no difference in refractive index between the laser irradiated part and the laser non-irradiated part, and diffracted light is not observed. all right.

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 レーザー光吸収層
13 高屈折率パターン形成層
14 第1の領域
15 第2の領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Laminated body 11 Base material layer 12 Laser light absorption layer 13 High refractive index pattern formation layer 14 1st area | region 15 2nd area | region

Claims (5)

基材と、
レーザー光の発光波長領域に吸収を持つ化合物を含む組成物からなり、前記基材上に形成されたレーザー光吸収層と、
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を含む高屈折率パターン形成用組成物の塗液の硬化膜からなり、前記レーザー光吸収層の上に形成された高屈折率パターン形成層とを備え、
前記高屈折率パターン形成用組成物は、前記金属酸化物ナノ粒子を固形分中25wt%以上含み、
前記レーザー光吸収層の膜厚が500nm以上50μm以下であり、且つ、前記高屈折率パターン形成層の膜厚が50nm以上5μm以下であることを特徴とする、積層体。
A substrate;
A composition comprising a compound having absorption in the emission wavelength region of laser light, a laser light absorption layer formed on the substrate,
A cured film of a coating solution of a composition for forming a high refractive index pattern containing metal oxide nanoparticles surface-modified with a compound having at least a photopolymerizable reactive group, and formed on the laser light absorbing layer A high refractive index pattern forming layer,
The composition for forming a high refractive index pattern includes the metal oxide nanoparticles in a solid content of 25 wt% or more,
A layered product, wherein the laser light absorbing layer has a thickness of 500 nm to 50 μm, and the high refractive index pattern forming layer has a thickness of 50 nm to 5 μm.
前記金属酸化物ナノ粒子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に記載の積層体。   The laminate according to claim 1, wherein the metal oxide constituting the metal oxide nanoparticles is any one of titanium oxide, zirconium oxide, zinc oxide, and tin oxide. 前記金属酸化物ナノ粒子の粒径が、1nm以上100nm以下であることを特徴とする、請求項1または2に記載の積層体。   The laminate according to claim 1 or 2, wherein the metal oxide nanoparticles have a particle size of 1 nm or more and 100 nm or less. レーザー光の発光波長領域に吸収を持つ化合物を含む組成物からなる第1の感光層を基材上に形成し、前記第1の感光層に対し紫外線を照射してレーザー光吸収層を形成する工程と、
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を含む高屈折率パターン形成用組成物からなる第2の感光層を前記レーザー光吸収層の上に形成し、前記第2の感光層に対し紫外線を照射して高屈折率パターン形成層を形成する工程と、
前記高屈折率パターン形成層に対し、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を含み、
前記高屈折率パターン形成用組成物は、前記金属酸化物ナノ粒子を固形分中25wt%以上含み、
前記レーザー光吸収層の膜厚が500nm以上50μm以下であり、且つ、前記高屈折率パターン形成層の膜厚が50nm以上5μm以下であることを特徴とする、高屈折率パターン形成方法。
A first photosensitive layer made of a composition containing a compound having absorption in the emission wavelength region of laser light is formed on a substrate, and the first photosensitive layer is irradiated with ultraviolet rays to form a laser light absorbing layer. Process,
Forming a second photosensitive layer comprising a composition for forming a high refractive index pattern comprising metal oxide nanoparticles surface-modified with a compound having at least a photopolymerizable reactive group on the laser light absorbing layer, Irradiating the second photosensitive layer with ultraviolet rays to form a high refractive index pattern forming layer;
Irradiating the high refractive index pattern forming layer with laser light in accordance with a predetermined pattern to form a high refractive index pattern,
The composition for forming a high refractive index pattern includes the metal oxide nanoparticles in a solid content of 25 wt% or more,
A method for forming a high refractive index pattern, wherein the laser light absorbing layer has a thickness of 500 nm to 50 μm, and the high refractive index pattern formation layer has a thickness of 50 nm to 5 μm.
請求項1乃至3に記載の高屈折率パターンを含む積層体を備える光学素子。   An optical element provided with the laminated body containing the high refractive index pattern of Claims 1 thru | or 3.
JP2016104864A 2016-05-26 2016-05-26 Laminate including high refractive index pattern, optical element using the same, and method for forming high refractive index pattern Pending JP2017211512A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016104864A JP2017211512A (en) 2016-05-26 2016-05-26 Laminate including high refractive index pattern, optical element using the same, and method for forming high refractive index pattern

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016104864A JP2017211512A (en) 2016-05-26 2016-05-26 Laminate including high refractive index pattern, optical element using the same, and method for forming high refractive index pattern

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2017211512A true JP2017211512A (en) 2017-11-30

Family

ID=60476187

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016104864A Pending JP2017211512A (en) 2016-05-26 2016-05-26 Laminate including high refractive index pattern, optical element using the same, and method for forming high refractive index pattern

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2017211512A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2016109983A (en) Laminate with high refractive index pattern, composition for forming high refractive index pattern, and method for forming high refractive index pattern
JP6236829B2 (en) Structural color film forming composition and method for producing structural color film
JP6231209B2 (en) Plastic film and manufacturing method thereof
JP4461725B2 (en) Hologram recording material, method for producing the same, and hologram recording medium
TW200404033A (en) Anti glare hard coat film
WO2005106538A1 (en) Microlens
KR20160063334A (en) Inorganic particle dispersion liquid, inorganic particle-containing composition, coating film, plastic base with coating film, and display device
JP6825095B2 (en) Anti-glare anti-reflective film, manufacturing method of anti-glare anti-reflective film, polarizing plate, image display device, and self-luminous display device
CN107533318B (en) Hologram recording composition, hologram recording medium, and method for producing hologram recording medium
CN102207558B (en) Hard coating film, polarized sheet, and image display device
JP2009090523A (en) Hard coat film
TWI684797B (en) Optical laminate, polarizing plate, and display apparatus
JP6724295B2 (en) High refractive index pattern forming composition, laminate using the same, optical element and high refractive index pattern forming method
JP2017211512A (en) Laminate including high refractive index pattern, optical element using the same, and method for forming high refractive index pattern
JP2017102176A (en) Composition for forming high refractive index pattern, and laminate, optical element and method for forming high refractive index pattern using the same
JP2016095449A (en) Composition for high refractive index pattern formation, high refractive index pattern formation method and optical element
JP6171389B2 (en) Hard coat film
JP2014095740A (en) Low refractive index resin composition, low refractive index layer, and antireflection film
JP2016074823A (en) Composition for forming structural color developing layer, structural color film and production method of the same
JP5741249B2 (en) Photocurable composition and cured film thereof
CN102207557B (en) Hard coating film, polarized sheet, and image display device
JP4715993B2 (en) Photocurable coating liquid, curable resin composition, and method for producing laminate using the same
JP2006045355A (en) Transfer material, method for producing the same and transferred material
JP7327411B2 (en) Photocurable composition
JP2005290199A (en) Photocurable resin composition and its polymer