JP5621458B2 - Optical device - Google Patents

Optical device Download PDF

Info

Publication number
JP5621458B2
JP5621458B2 JP2010212095A JP2010212095A JP5621458B2 JP 5621458 B2 JP5621458 B2 JP 5621458B2 JP 2010212095 A JP2010212095 A JP 2010212095A JP 2010212095 A JP2010212095 A JP 2010212095A JP 5621458 B2 JP5621458 B2 JP 5621458B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photocurable composition
optical device
bis
mold
refractive index
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.)
Active
Application number
JP2010212095A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012068376A (en
Inventor
岡崎 仁
仁 岡崎
竹内 基晴
基晴 竹内
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.)
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Original Assignee
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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 Mitsubishi Gas Chemical Co Inc filed Critical Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority to JP2010212095A priority Critical patent/JP5621458B2/en
Publication of JP2012068376A publication Critical patent/JP2012068376A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5621458B2 publication Critical patent/JP5621458B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/18Diffraction gratings

Description

本発明は、ナノインプリント等の転写成形によって、基板表面に微細構造が形成された光学デバイスに関するものである。 The present invention relates to an optical device in which a fine structure is formed on a substrate surface by transfer molding such as nanoimprint.

近年、サブミクロンオーダーの周期構造が形成可能なナノインプリントが次世代のリソグラフィー技術として注目を浴びている。ナノインプリント等の転写成形で作製される光学デバイスとしては、モスアイ構造が形成された反射防止フィルム、プリズム列が形成された輝度向上フィルム、マイクロレンズアレイ、格子パターンが形成された分光素子などが挙げられる。これらの多くは光の屈折や回折を利用したものであり、微細構造の形状やそれを形成する材質の屈折率が性能を左右する重要な因子となる。 In recent years, nanoimprints capable of forming submicron order periodic structures have attracted attention as next-generation lithography technologies. Examples of the optical device produced by transfer molding such as nanoimprint include an antireflection film having a moth-eye structure, a brightness enhancement film having a prism array, a microlens array, and a spectroscopic element having a lattice pattern. . Many of these utilize the refraction and diffraction of light, and the shape of the microstructure and the refractive index of the material forming it are important factors affecting the performance.

しかしながら、ナノインプリントで形成できる微細構造には限界があり、例えばアスペクト比の大きな構造は型からの離型が難しくなり、作製が困難となる。従って、屈折率の高い材質があれば、従来以上に光学設計の自由度が増し、より高性能のデバイスを作製することも可能になる。例えば、特許文献1には、屈折率の高い材質で作製されたプリズムシートが提案され、これを液晶ディスプレイの輝度向上フィルムとして使用すると正面輝度が増すことが記載されている。しかしながら、高屈折率化の効果は明らかであるものの、その屈折率は高々1.63であり、さらに屈折率の高い材料が望まれていた。 However, there is a limit to the fine structure that can be formed by nanoimprinting. For example, a structure with a large aspect ratio is difficult to release from the mold, and is difficult to manufacture. Therefore, if there is a material having a high refractive index, the degree of freedom of optical design is increased more than before, and a higher performance device can be manufactured. For example, Patent Document 1 proposes a prism sheet made of a material having a high refractive index, and describes that front luminance increases when this prism sheet is used as a luminance enhancement film for a liquid crystal display. However, although the effect of increasing the refractive index is clear, the refractive index is at most 1.63, and a material having a higher refractive index has been desired.

他にも、側鎖にラジカル反応性基と酸基と有する樹脂を含むナノインプリント(特許文献2)、特定のウレタンオリゴマーと特定のモノマーを用いた積層型光学部材(特許文献3)、特定のラジカル重合性反応物を用いた表面に微細凹凸形状が設けられた光学部品(特許文献4)、微細発泡による光拡散構造が形成された光学シート(特許文献5)などが提案されている。しかし、屈折率の高い材料は得られていない。   In addition, a nanoimprint containing a resin having a radical reactive group and an acid group in the side chain (Patent Document 2), a laminated optical member using a specific urethane oligomer and a specific monomer (Patent Document 3), a specific radical There have been proposed an optical component (Patent Document 4) having a surface with a fine concavo-convex shape using a polymerizable reaction product, an optical sheet (Patent Document 5) having a light diffusion structure formed by fine foaming, and the like. However, a material having a high refractive index has not been obtained.

本発明者は、エピスルフィド化合物と光塩基発生剤を含有する光硬化性組成物を見出している(特許文献6)。この硬化物の屈折率は1.70前後であり、従来の光硬化性組成物に比べて格段に高い。また、該硬化物は透明性が高く、光学材料として適している。さらに、ナノインプリント等の転写成形用の材料としてその性能を考えたとき、該光硬化性組成物は、粘度が数十mPa・sと低いため、型の構造の細部にまで入り込みやすく、型の構造を正確に転写することができる。また、該エピスルフィド化合物は金属や石英などの材質に密着しにくいため、型からの離型性が良好である。 The inventor has found a photocurable composition containing an episulfide compound and a photobase generator (Patent Document 6). The refractive index of this cured product is around 1.70, which is much higher than that of a conventional photocurable composition. Further, the cured product has high transparency and is suitable as an optical material. Furthermore, when considering its performance as a material for transfer molding such as nanoimprinting, the photocurable composition has a low viscosity of several tens of mPa · s, so it is easy to get into the details of the mold structure. Can be accurately transferred. In addition, since the episulfide compound is difficult to adhere to a material such as metal or quartz, the releasability from the mold is good.

特開平07−174910号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-174910 特開2008−238416号公報JP 2008-238416 A 特開2009−048184号公報JP 2009-048184 A 特開2010−024447号公報JP 2010-024447 A 特開2010−145428号公報JP 2010-145428 A 国際公開WO2005/014696号パンフレットInternational Publication WO2005 / 014696 Pamphlet

本発明の目的は、ナノインプリント等の転写成形による、基板表面に屈折率の高い微細構造を有した光学デバイスを提供するものである。 An object of the present invention is to provide an optical device having a fine structure with a high refractive index on a substrate surface by transfer molding such as nanoimprint.

本発明者らは、鋭意検討した結果、上記のエピスルフィド化合物と光塩基発生剤を含有する光硬化性組成物を用いることにより、屈折率の高い光学デバイスを得られることを見出し、本発明に至った。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that an optical device having a high refractive index can be obtained by using a photocurable composition containing the above episulfide compound and a photobase generator, leading to the present invention. It was.

即ち、本発明は、基板表面に微細構造が形成された光学デバイスであって、エピスルフィド化合物と光塩基発生剤を含有する光硬化性組成物を用いることを特徴とする光学デバイスに関するものである。また、該光硬化性組成物を、基板と微細構造が形成された型で挟み、光を照射して重合させた後、微細構造が転写された基板を型から剥離して得られることを特徴とする光学デバイスの製造方法に関するものである。 That is, the present invention relates to an optical device having a microstructure formed on a substrate surface, wherein the photocurable composition containing an episulfide compound and a photobase generator is used. In addition, the photocurable composition is obtained by sandwiching a substrate and a mold having a fine structure, polymerizing by irradiation with light, and then peeling the substrate having the fine structure transferred from the mold. The present invention relates to a method for manufacturing an optical device.

本発明によれば、ナノインプリント等の転写成形によって、基板表面に屈折率の高い微細構造を有した光学デバイスを提供することが出来る。 According to the present invention, an optical device having a fine structure with a high refractive index on a substrate surface can be provided by transfer molding such as nanoimprint.

本発明で使用するエピスルフィド化合物は、下記一般式(1)で表される。 The episulfide compound used in the present invention is represented by the following general formula (1).

Figure 0005621458
(式中、mは0から6の整数、nは0から4の整数であり、R,Rはそれぞれ独立に、水素原子またはC1〜C10の炭化水素であり、R,Rはそれぞれ独立にC1〜C10の炭化水素である。)
Figure 0005621458
(In the formula, m is an integer of 0 to 6, n is an integer of 0 to 4, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a C1-C10 hydrocarbon, and R 3 and R 4 are Each is independently a C1-C10 hydrocarbon.)

このエピスルフィド化合物の具体例としては、ビス(2,3−エピチオプロピル)スルフィド、ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)エタン、ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)プロパン、ビス(2,3−エピチオプロピルチオ)ブタン、ビス(5,6−エピチオ−3−チオヘキサン)スルフィド、ビス(2,3−エピチオプロピル)ジスルフィド、ビス(3,4−エピチオブチル)ジスルフィド、ビス(4,5−エピチオペンチル)ジスルフィド、ビス(5,6−エピチオヘキシル)ジスルフィド等が挙げられる。これらは単独でも2種類以上を混合して使用しても構わない。その中でも、ビス(2,3−エピチオプロピル)スルフィド(一般式(1)において、nが0、RおよびRが水素原子、RおよびRがメチレン)は屈折率が特に高く、また粘度が低いため転写成形用の材料として好ましい。 Specific examples of this episulfide compound include bis (2,3-epithiopropyl) sulfide, bis (2,3-epithiopropylthio) ethane, bis (2,3-epithiopropylthio) propane, bis (2 , 3-epithiopropylthio) butane, bis (5,6-epithio-3-thiohexane) sulfide, bis (2,3-epithiopropyl) disulfide, bis (3,4-epithiobutyl) disulfide, bis (4 5-epithiopentyl) disulfide, bis (5,6-epithiohexyl) disulfide and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, bis (2,3-epithiopropyl) sulfide (in the general formula (1), n is 0, R 1 and R 2 are hydrogen atoms, R 3 and R 4 are methylene) has a particularly high refractive index, Moreover, since the viscosity is low, it is preferable as a material for transfer molding.

本発明で使用する光塩基発生剤とは、紫外光や可視光によって光分解して塩基を発生する化合物である。特に、エピスルフィド化合物の重合はDBN(ジアザビシクロノネン)やDBU(ジアザビシクロウンデセン)等のアミジンによって促進されるので、これらの塩基を発生させる光塩基発生剤が好ましい。具体的には、特表2001−513765号公報に記載されているテトラアリールボラート塩を形成しているアミジニウムケトン(下記式(2)の左辺)や特表2005−511536号公報に記載されているアリールアルキル基によって置換された1,3−ジアミン(下記式(3)の左辺)等が挙げられる。これらは単独でも2種類以上を混合して使用してもよい。光塩基発生剤の添加量は、エピスルフィド化合物と後述するチオール化合物の合計量100重量部に対して、0.01〜10重量部の範囲であり、好ましくは0.1〜5重量部、より好ましくは0.5〜2重量部である。 The photobase generator used in the present invention is a compound that generates a base by photolysis with ultraviolet light or visible light. In particular, since the polymerization of episulfide compounds is promoted by amidine such as DBN (diazabicyclononene) and DBU (diazabicycloundecene), photobase generators that generate these bases are preferred. Specifically, the amidinium ketone (the left side of the following formula (2)) forming the tetraarylborate salt described in JP-T-2001-513765 and JP-T-2005-511536 is described. 1,3-diamine (the left side of the following formula (3)) substituted with an arylalkyl group that has been used. These may be used alone or in admixture of two or more. The addition amount of the photobase generator is in the range of 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 5 parts by weight, more preferably 100 parts by weight of the total amount of the episulfide compound and the thiol compound described later. Is 0.5 to 2 parts by weight.

Figure 0005621458
Figure 0005621458

Figure 0005621458
Figure 0005621458

さらに、光塩基発生剤に光増感剤を加えてもよい。光増感剤を添加することにより、光塩基発生剤の光分解が速まり、光硬化性組成物の硬化時間を短縮することができる。光増感剤の具体例としては、ベンゾフェノン類、チオキサントン類、アンスラキノン類、カンファーキノン類、ベンジル類、ミヒラーケトン類、アントラセン類が挙げられる。これらは単独でも2種類以上を混合して使用しても構わない。光増感剤の添加量は、エピスルフィド化合物と後述するチオール化合物の合計量100重量部に対して、0.01〜10重量部の範囲であり、好ましくは0.1〜5重量部、より好ましくは0.5〜2重量部である。 Further, a photosensitizer may be added to the photobase generator. By adding the photosensitizer, the photodecomposition of the photobase generator is accelerated, and the curing time of the photocurable composition can be shortened. Specific examples of the photosensitizer include benzophenones, thioxanthones, anthraquinones, camphorquinones, benzyls, Michler ketones, and anthracenes. These may be used alone or in combination of two or more. The addition amount of the photosensitizer is in the range of 0.01 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 5 parts by weight, more preferably 100 parts by weight of the total amount of the episulfide compound and the thiol compound described later. Is 0.5 to 2 parts by weight.

本発明で使用する光硬化性組成物は、エピスルフィド化合物と光塩基発生剤の他に、チオール化合物を含むことが好ましい。チオール化合物を配合することにより、より着色の少ない透明な硬化物を得ることができる。 The photocurable composition used in the present invention preferably contains a thiol compound in addition to the episulfide compound and the photobase generator. By blending the thiol compound, a transparent cured product with less coloring can be obtained.

チオール化合物の好ましい具体例としては、メタンジチオール、メタントリチオール、1,2−ジメルカプトエタン、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド、ビス(2,3−ジメルカプトプロピル)スルフィド、1,2,3−トリメルカプトプロパン、2−メルカプトメチル−1,3−ジメルカプトプロパン、4−メルカプトメチル−1,8−ジメルカプト−3,6−ジチアオクタン、2,4−ビス(メルカプトメチル)−1,5−ジメルカプト−3−チアペンタン、4,8−ビス(メルカプトメチル)−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、4,7−ビス(メルカプトメチル)−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、5,7−ビス(メルカプトメチル)−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、1,2,7−トリメルカプト−4,6−ジチアヘプタン、1,2,9−トリメルカプト−4,6,8−トリチアノナン、1,2,8,9−テトラメルカプト−4,6−ジチアノナン、1,2,10,11−テトラメルカプト−4,6,8−トリチアウンデカン、1,2,12,13−テトラメルカプト−4,6,8,10−テトラチアトリデカン、テトラキス(メルカプトメチル)メタン、テトラキス(4−メルカプト−2−チアブチル)メタン、テトラキス(7−メルカプト−2,5−ジチアヘプチル)メタン、トリメチロールプロパントリス(2−メルカプトアセテート)、トリメチロールプロパントリス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(2−メルカプトアセテート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトブチレート)、2,5−ビス(メルカプトメチル)−1,4−ジチアン、1,3−ビス(メルカプトメチル)ベンゼン、1,4−ビス(メルカプトメチル)ベンゼン、ビス(4−メルカプトフェニル)スルフィド、ビス(4−メルカプトメチルフェニル)メタン、2,2−ビス(4−メルカプトメチルフェニル)プロパン、ビス(4−メルカプトメチルフェニル)エーテル、ビス(4−メルカプトメチルフェニル)スルフィド等が挙げられる。これらは単独でも2種類以上を混合して使用しても構わない。チオール化合物の含有量は、多いほど無色透明の硬化物を得ることができるが、一方、硬化物の屈折率は低下し、また硬化物が軟質になる傾向がある。従って、チオール化合物の含有量は、エピスルフィド化合物とチオール化合物の合計量100重量部に対して、1〜50重量部の範囲であり、好ましくは5〜30重量部であり、より好ましくは10〜25重量部である。 Preferred examples of the thiol compound include methanedithiol, methanetrithiol, 1,2-dimercaptoethane, bis (2-mercaptoethyl) sulfide, bis (2,3-dimercaptopropyl) sulfide, 1,2,3. -Trimercaptopropane, 2-mercaptomethyl-1,3-dimercaptopropane, 4-mercaptomethyl-1,8-dimercapto-3,6-dithiaoctane, 2,4-bis (mercaptomethyl) -1,5-dimercapto -3-thiapentane, 4,8-bis (mercaptomethyl) -1,11-dimercapto-3,6,9-trithiaundecane, 4,7-bis (mercaptomethyl) -1,11-dimercapto-3,6 , 9-trithiaundecane, 5,7-bis (mercaptomethyl) -1,11-dimercapto-3, , 9-trithiaundecane, 1,2,7-trimercapto-4,6-dithiaheptane, 1,2,9-trimercapto-4,6,8-trithianonane, 1,2,8,9-tetramercapto- 4,6-dithianonane, 1,2,10,11-tetramercapto-4,6,8-trithiaundecane, 1,2,12,13-tetramercapto-4,6,8,10-tetrathiatridecane , Tetrakis (mercaptomethyl) methane, tetrakis (4-mercapto-2-thiabutyl) methane, tetrakis (7-mercapto-2,5-dithiaheptyl) methane, trimethylolpropane tris (2-mercaptoacetate), trimethylolpropane tris ( 3-mercaptopropionate), pentaerythritol tetrakis (2-mercaptoacetate) , Pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate), pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate), 2,5-bis (mercaptomethyl) -1,4-dithiane, 1,3-bis (mercaptomethyl) benzene 1,4-bis (mercaptomethyl) benzene, bis (4-mercaptophenyl) sulfide, bis (4-mercaptomethylphenyl) methane, 2,2-bis (4-mercaptomethylphenyl) propane, bis (4-mercapto Methylphenyl) ether, bis (4-mercaptomethylphenyl) sulfide and the like. These may be used alone or in combination of two or more. As the thiol compound content increases, a colorless and transparent cured product can be obtained. On the other hand, the refractive index of the cured product tends to decrease, and the cured product tends to be soft. Therefore, the content of the thiol compound is in the range of 1 to 50 parts by weight, preferably 5 to 30 parts by weight, more preferably 10 to 25 parts per 100 parts by weight of the total amount of the episulfide compound and the thiol compound. Parts by weight.

光硬化性組成物には必要に応じて、酸化防止剤、光安定剤(HALS)、紫外線吸収剤、シランカップリング剤、離型剤、無機質充填剤、顔料、染料、反応性もしくは非反応性の希釈剤等を添加することが可能である。 As necessary, the photo-curable composition includes an antioxidant, a light stabilizer (HALS), an ultraviolet absorber, a silane coupling agent, a release agent, an inorganic filler, a pigment, a dye, a reactive or non-reactive material. It is possible to add a diluent.

光硬化性組成物は、エピスルフィド化合物、光塩基発生剤、およびその他の成分を、常法に準じて、25℃程度の室温下又は加温下で、均一に混合することにより得られる。混合後の組成物は必要に応じて、ろ過や脱泡などを行ってもよい。 The photocurable composition can be obtained by uniformly mixing an episulfide compound, a photobase generator, and other components at room temperature of about 25 ° C. or under heating according to a conventional method. The composition after mixing may be filtered or defoamed as necessary.

本発明の光学デバイスとは、光硬化性組成物によって、基板表面に屈折率の高い微細構造が形成されたものである。具体的には、マイクロレンズが形成された集光フィルム、プリズムパターンが形成された正面輝度向上フィルム、モスアイ形状が形成された反射防止フィルム、格子パターンが形成された分光素子等が挙げられる。この中でモスアイ(蛾の目)形状とは、規則的な突起配列を有した表面形状であり、厚み方向に屈折率が連続的に変化するため、光の反射を抑えることができる。これら微細構造のサイズは特に限定されず、数nmから数百μmの周期構造であることが好ましい。 The optical device of the present invention is one in which a fine structure having a high refractive index is formed on a substrate surface by a photocurable composition. Specifically, a condensing film on which a microlens is formed, a front luminance improving film on which a prism pattern is formed, an antireflection film on which a moth-eye shape is formed, a spectroscopic element on which a lattice pattern is formed, and the like. Among these, the moth-eye shape is a surface shape having a regular protrusion arrangement, and the refractive index continuously changes in the thickness direction, so that reflection of light can be suppressed. The size of these fine structures is not particularly limited, and is preferably a periodic structure of several nm to several hundred μm.

本発明の光学デバイスを製造する際に使用する基板は特に限定されないが、有機系ではポリエステル、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリシクロオレフィン等の熱可塑性樹脂が挙げられ、無機系ではガラス、石英、シリコン等が挙げられる。光学デバイスとして用いることから、基板は透明であることが好ましい。これらの基板は密着性を高める目的で、プラズマ処理、コロナ処理、プライマー処理、シランカップリング剤処理等の表面処理を施すことが好ましい。 The substrate used in manufacturing the optical device of the present invention is not particularly limited, but organic materials include thermoplastic resins such as polyester, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polycycloolefin, and inorganic materials include glass, quartz, and silicon. Etc. Since it is used as an optical device, the substrate is preferably transparent. These substrates are preferably subjected to surface treatment such as plasma treatment, corona treatment, primer treatment, and silane coupling agent treatment for the purpose of enhancing adhesion.

本発明の光学デバイスを製造する際に使用する微細構造が形成された型の形状やサイズは特に限定されないが、具体的にはプリズム列パターン、ドットパターン、ホールパターン、円錐状パターン、角錐状パターン、格子パターン、モスアイ構造、マイクロレンズアレイなどが挙げられ、数nmから数百μmの周期構造が好ましい。型の材質としては、シリコン、石英、ニッケル、PDMS(ポリジメチルシロキサン)、フッ素樹脂、グラッシーカーボン、炭化ケイ素などが挙げられる。これらの型は離型性を高める目的で、フッ素系等の離型剤によって表面処理を施すことが好ましい。 The shape and size of the mold on which the microstructure used for manufacturing the optical device of the present invention is not particularly limited, but specifically, prism array pattern, dot pattern, hole pattern, cone pattern, pyramid pattern , A lattice pattern, a moth-eye structure, a microlens array, and the like, and a periodic structure of several nm to several hundred μm is preferable. Examples of the mold material include silicon, quartz, nickel, PDMS (polydimethylsiloxane), fluororesin, glassy carbon, and silicon carbide. These molds are preferably subjected to a surface treatment with a release agent such as a fluorine-based agent for the purpose of enhancing the releasability.

本発明の光学デバイスは、光硬化性組成物を基板と型で挟み、光を照射して重合させた後、微細構造が転写された基板を型から剥離することによって製造される。従って、基板と型の少なくとも一方は光が透過する材質でなければならない。 The optical device of the present invention is produced by sandwiching a photocurable composition between a substrate and a mold, irradiating light to polymerize the substrate, and then peeling the substrate onto which the fine structure has been transferred from the mold. Therefore, at least one of the substrate and the mold must be made of a material that transmits light.

照射する光の波長は200nm以上が好ましく、300nm以上がより好ましい。光源はこれらの波長の光を出力するものであれば特に限定されず、具体的には、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、無電極放電ランプ、LEDランプ等が挙げられる。 The wavelength of the irradiated light is preferably 200 nm or more, and more preferably 300 nm or more. The light source is not particularly limited as long as it emits light of these wavelengths, and specific examples include a mercury lamp, a metal halide lamp, a xenon lamp, an electrodeless discharge lamp, and an LED lamp.

光硬化性組成物に光を照射して重合させた後に、さらに重合を進めるために加熱を行っても構わない。加熱温度は30℃から150℃の範囲が好ましく、加熱時間は1分間から24時間の範囲が好ましい。 After the photocurable composition is polymerized by irradiating light, heating may be performed to further proceed the polymerization. The heating temperature is preferably in the range of 30 ° C. to 150 ° C., and the heating time is preferably in the range of 1 minute to 24 hours.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、実施例中で使用する型は、オプツールHD−2100TH(ダイキン工業社製)によって離型処理を施した。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. The mold used in the examples was subjected to mold release treatment using OPTOOL HD-2100TH (manufactured by Daikin Industries).

実施例1
ビス(2,3−エピチオプロピル)スルフィド(85重量部)、ペンタエリスリトールテトラキス(3−メルカプトプロピオネート)(15重量部)、および下記式(4)で表わされる光塩基発生剤(2重量部)を混合し、均一になるまで室温で撹拌することによって光硬化性組成物(1)を調合した。光硬化性組成物(1)の粘度は20mPa・s(25℃)であった。
Example 1
Bis (2,3-epithiopropyl) sulfide (85 parts by weight), pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate) (15 parts by weight), and a photobase generator represented by the following formula (4) (2 parts by weight) Part) were mixed and stirred at room temperature until uniform to prepare a photocurable composition (1). The viscosity of the photocurable composition (1) was 20 mPa · s (25 ° C.).

Figure 0005621458
Figure 0005621458

光硬化性組成物(1)をPETフィルム(コスモシャインA4100、厚み100μm、東洋紡績社製)の上に垂らし、その上にプリズム列(頂角90°、ピッチ50μm)が形成されたニッケルの型を被せ、PETフィルム側から光を照射した。露光条件は、光源にはメタルハライドランプ(120W/cm)を使用し、露光距離30cmにて60秒間の照射を行った。光照射後、構造が転写されたPETフィルムを型から剥離したところ、硬化物が型に残ることはなく離型性は良好であった。以上の手順により、プリズム列が転写された光学フィルムを作製した。その表面構造をSEM(走査型電子顕微鏡)で観察したところ、型のプリズム構造が正確に転写されており、転写性は良好であった。 A nickel mold in which a photocurable composition (1) is hung on a PET film (Cosmo Shine A4100, thickness 100 μm, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) and a prism row (vertical angle 90 °, pitch 50 μm) is formed thereon. And was irradiated with light from the PET film side. As the exposure conditions, a metal halide lamp (120 W / cm) was used as a light source, and irradiation was performed for 60 seconds at an exposure distance of 30 cm. After the light irradiation, the PET film on which the structure was transferred was peeled from the mold. As a result, the cured product did not remain in the mold and the mold release property was good. By the above procedure, an optical film to which the prism row was transferred was produced. When the surface structure was observed with an SEM (scanning electron microscope), the prism structure of the mold was accurately transferred, and the transferability was good.

また、光硬化性組成物(1)を2枚の平坦なガラス板で挟み、光を照射した後、硬化物をガラス板から剥離することで、厚みが約100μmのフィルムを作製した。露光条件は、光源にはメタルハライドランプ(120W/cm)を使用し、露光距離30cmにて60秒間の照射を行った。得られたフィルムの屈折率をアッベ屈折率計を用いて測定したところ、1.69(D線、25℃)であった。 In addition, the photocurable composition (1) was sandwiched between two flat glass plates, irradiated with light, and then the cured product was peeled from the glass plate to produce a film having a thickness of about 100 μm. As the exposure conditions, a metal halide lamp (120 W / cm) was used as a light source, and irradiation was performed for 60 seconds at an exposure distance of 30 cm. It was 1.69 (D line, 25 degreeC) when the refractive index of the obtained film was measured using the Abbe refractometer.

実施例2
ビス(2,3−エピチオプロピル)スルフィド(90重量部)、ビス(2−メルカプトエチル)スルフィド(10重量部)、下記式(5)で表わされる光塩基発生剤(0.5重量部)、および光増感剤として4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルスルフィド(1重量部)を混合し、均一になるまで室温で撹拌することによって光硬化性組成物(2)を調合した。光硬化性組成物(1)を光硬化性組成物(2)に変える以外は実施例1を繰り返した。
Example 2
Bis (2,3-epithiopropyl) sulfide (90 parts by weight), bis (2-mercaptoethyl) sulfide (10 parts by weight), photobase generator represented by the following formula (5) (0.5 parts by weight) , And 4-benzoyl-4′-methyldiphenyl sulfide (1 part by weight) as a photosensitizer was mixed and stirred at room temperature until uniform to prepare photocurable composition (2). Example 1 was repeated except that the photocurable composition (1) was changed to the photocurable composition (2).

Figure 0005621458
Figure 0005621458

光硬化性組成物(2)の粘度は12mPa・s(25℃)であり、その硬化物の屈折率は1.71(D線、25℃)であった。また、型からの離型性および転写性は良好あった。 The viscosity of the photocurable composition (2) was 12 mPa · s (25 ° C.), and the refractive index of the cured product was 1.71 (D line, 25 ° C.). Further, the mold release property and transferability were good.

実施例3
格子パターン(線幅:スペース=1:1、ピッチ300nm、パターン深さ100nm)が形成されたシリコンの型を使用する以外は実施例2を繰り返した。型からの離型性および転写性は良好であった。
Example 3
Example 2 was repeated except that a silicon mold on which a lattice pattern (line width: space = 1: 1, pitch 300 nm, pattern depth 100 nm) was used was used. The releasability from the mold and transferability were good.

比較例1
光硬化性組成物を市販のナノインプリント用樹脂であるPAK−02(東洋合成工業社製)に変える以外は実施例3を繰り返した。樹脂の粘度は9mPa・s(25℃)であり、その硬化物の屈折率は1.51(D線、25℃)であった。また、型からの離型性および転写性は良好であった。
Comparative Example 1
Example 3 was repeated except that the photocurable composition was changed to PAK-02 (manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.), which is a commercially available resin for nanoimprinting. The viscosity of the resin was 9 mPa · s (25 ° C.), and the refractive index of the cured product was 1.51 (D line, 25 ° C.). Moreover, the release property from the mold and the transferability were good.

比較例2
光硬化性組成物を市販のナノインプリント用樹脂であるNICT−83ND(ダイセル化学工業社製)に変える以外は実施例3を繰り返した。樹脂の粘度は800mPa・s(25℃)であり、その硬化物の屈折率は1.54(D線、25℃)であった。また、型からの離型性および転写性は良好であった。
Comparative Example 2
Example 3 was repeated except that the photocurable composition was changed to NICT-83ND (manufactured by Daicel Chemical Industries), which is a commercially available resin for nanoimprinting. The viscosity of the resin was 800 mPa · s (25 ° C.), and the refractive index of the cured product was 1.54 (D line, 25 ° C.). Moreover, the release property from the mold and the transferability were good.

Claims (5)

基板表面に微細構造が形成された光学デバイスであって、一般式(1)で表わされるエピスルフィド化合物と光塩基発生剤を含有する光硬化性組成物を用いることを特徴とする光学デバイス。
Figure 0005621458
(式中、mは0から6の整数、nは0から4の整数であり、R1,R2はそれぞれ独立に、水素原子またはC1〜C10の炭化水素であり、R3,R4はそれぞれ独立にC1〜C10の炭化水素である。)
An optical device having a fine structure formed on a substrate surface, wherein a photocurable composition containing an episulfide compound represented by the general formula (1) and a photobase generator is used.
Figure 0005621458
(In the formula, m is an integer of 0 to 6, n is an integer of 0 to 4, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a C1-C10 hydrocarbon, and R 3 and R 4 are Each is independently a C1-C10 hydrocarbon.)
前記光硬化性組成物が更にチオール化合物を含有する請求項1に記載の光学デバイス。The optical device according to claim 1, wherein the photocurable composition further contains a thiol compound. 一般式(1)で表わされる化合物がビス(2,3−エピチオプロピル)スルフィドである請求項1または2に記載の光学デバイス。 The optical device according to claim 1 or 2, compounds represented by the general formula (1) is bis (2,3-epithiopropyl) sulfide. 一般式(1)で表わされるエピスルフィド化合物と光塩基発生剤を含有する光硬化性組成物を、基板と微細構造が形成された型で挟み、光を照射して重合させた後、微細構造が転写された基板を型から剥離して得られることを特徴とする光学デバイスの製造方法。
Figure 0005621458
(式中、mは0から6の整数、nは0から4の整数であり、R 1 ,R 2 はそれぞれ独立に、水素原子またはC1〜C10の炭化水素であり、R 3 ,R 4 はそれぞれ独立にC1〜C10の炭化水素である。)
A photocurable composition containing an episulfide compound represented by the general formula (1) and a photobase generator is sandwiched between a substrate and a mold in which a fine structure is formed, and polymerized by irradiation with light. A method for producing an optical device, which is obtained by peeling a transferred substrate from a mold.
Figure 0005621458
(In the formula, m is an integer of 0 to 6, n is an integer of 0 to 4, R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a C1-C10 hydrocarbon, and R 3 and R 4 are Each is independently a C1-C10 hydrocarbon.)
前記光硬化性組成物が更にチオール化合物を含有する請求項4に記載の光学デバイスの製造方法。The method for producing an optical device according to claim 4, wherein the photocurable composition further contains a thiol compound.
JP2010212095A 2010-09-22 2010-09-22 Optical device Active JP5621458B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010212095A JP5621458B2 (en) 2010-09-22 2010-09-22 Optical device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010212095A JP5621458B2 (en) 2010-09-22 2010-09-22 Optical device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012068376A JP2012068376A (en) 2012-04-05
JP5621458B2 true JP5621458B2 (en) 2014-11-12

Family

ID=46165747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010212095A Active JP5621458B2 (en) 2010-09-22 2010-09-22 Optical device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5621458B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019031359A1 (en) * 2017-08-07 2019-02-14 日産化学株式会社 Replica mold material for imprinting
JP6997418B2 (en) * 2017-08-07 2022-01-17 日産化学株式会社 Replica mold material for imprint
KR102375853B1 (en) * 2019-04-25 2022-03-17 주식회사 엘지화학 Diffraction light guide plate and manufacturing method therof the same
WO2021029693A1 (en) * 2019-08-14 2021-02-18 주식회사 엘지화학 Diffractive light guide plate and manufacturing method therefor
US20230123649A1 (en) 2020-03-26 2023-04-20 Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd. Photosensitive resin composition, molded article that is provided with pattern, and method for producing molded article that is provided with pattern

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005014696A1 (en) * 2003-08-06 2005-02-17 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Photocurable composition and coating composition
JP4843955B2 (en) * 2004-02-16 2011-12-21 三菱瓦斯化学株式会社 Photobase generator
JP5266059B2 (en) * 2005-11-18 2013-08-21 ナノコンプ オイ リミテッド Manufacturing method of diffraction grating

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012068376A (en) 2012-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5621458B2 (en) Optical device
JP5466705B2 (en) Fluorine-containing cyclic olefin polymer composition, transfer body obtained from the composition, and method for producing the same
US20090096136A1 (en) Thiol-ene based poly(alkylsiloxane) materials
US9314963B2 (en) Imprint product and method for producing the same
TW201542702A (en) Polymerizable composition containing reactive silsesquioxane compound
JP6179690B1 (en) Photocurable composition and optical material
CN108780166B (en) Composition for high-refractive-index low-dispersion resin for composite diffractive optical element, and composite diffractive optical element using same
KR20100139018A (en) Optical imprint method, mold duplicating method, and mold duplicate
US9298089B1 (en) Composition for resist patterning and method of manufacturing optical structures using imprint lithography
CN111655760A (en) Photocurable composition for imprinting
US9920169B2 (en) Curable composition
JP7406193B2 (en) Curable resin composition for nanoimprint, method for producing cured product, and method for producing uneven structure
Du et al. Modulus-and surface-energy-tunable thiol–ene for uv micromolding of coatings
JP6565160B2 (en) Curable composition and optical adhesive
WO2012147708A1 (en) Curable composition and adhesive for optics
WO2016163561A1 (en) Polymerizable resin composition containing reactive silsesquioxane compound
TW200906892A (en) Curable material containing photopolymerizable polymer and cured product
TW201940602A (en) Photocurable composition for imprinting containing polymer
JP2019210358A (en) Curable composition and optical material
JP2004256566A (en) Optical adhesive composition
JP7284590B2 (en) CURABLE COMPOSITE MATERIAL AND IMPRINT METHOD USING THE SAME
JP5297065B2 (en) Resin molded body and method for producing the same
WO2021192858A1 (en) Photosensitive resin composition, molded article that is provided with pattern, and method for producing molded article that is provided with pattern
JP7345954B2 (en) Diffraction light guide plate and method for manufacturing the diffraction light guide plate
Du UV Curing and Micromolding of Polymer Coatings

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20120119

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130822

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140421

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140507

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140703

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140826

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140908

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5621458

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151