KR100811018B1 - Method for making or adding structures to an article - Google Patents

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KR100811018B1 KR1020027017027A KR20027017027A KR100811018B1 KR 100811018 B1 KR100811018 B1 KR 100811018B1 KR 1020027017027 A KR1020027017027 A KR 1020027017027A KR 20027017027 A KR20027017027 A KR 20027017027A KR 100811018 B1 KR100811018 B1 KR 100811018B1
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Abstract

본 발명은 성형된 물품에 경화성 화학종과 다광자 광개시제 시스템을 포함하는 다광자 경화성 조성물을 가하는 단계 및 다광자 경화성 조성물을 적어도 부분적으로 경화시켜서 물품 상에 구조를 형성하는 단계를 포함하는, 구조를 형성하는 방법에 관한 것이다.The present invention includes applying a multiphoton curable composition comprising a curable species and a multiphoton photoinitiator system to a molded article and at least partially curing the multiphoton curable composition to form a structure on the article. It relates to a method of forming.

Description

물품에 구조를 형성 또는 추가하는 방법{METHOD FOR MAKING OR ADDING STRUCTURES TO AN ARTICLE}How to form or add structure to an article {METHOD FOR MAKING OR ADDING STRUCTURES TO AN ARTICLE}

우선권 주장Priority claim

본 출원은 2000년 6월 15일에 출원된 미국 가명세서 출원 제60/211,588호 및 제60/211,706호의 우선권을 주장하며, 상기 출원의 내용은 본 명세서에서 참고문헌으로 포함한다.This application claims the priority of US Provisional Application Nos. 60 / 211,588 and 60 / 211,706, filed June 15, 2000, the contents of which are incorporated herein by reference.

본 발명은 다광자 경화 과정을 이용하여 물품에 구조를 형성 또는 추가하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of forming or adding a structure to an article using a multiphoton curing process.

주입 성형, 압착 성형, 엠보싱, 압출 성형 및 주형 내에서의 중합 등의 성형 기법이 중합체 물품을 제조하는 데 이용될 수 있다. 금속 물품을 제조하기 위해서는 스탬핑, 주조 및 기계가공과 같은 기법을 이용할 수 있으며, 세라믹 물품을 형성하는 데에는 에칭, 소결 및 분쇄를 이용하는 것이 적절하다. 이러한 거시적 제조 기법은 물품을 형성하거나 물품의 표면에 구조를 추가하는 데 이용될 수 있다. 비교적 큰 3차원의 부품들을 개별 성형 단계에서 제조하여 조립하고 물품의 표면에 부착시킬 수 있지만, 이 기법은 미시적 부품들의 제조 및 조립에는 유용하지 않다. 예를 들어 언더컷과 같은 미세구조의 특정 유형은 일반적으로 물품의 표면 상에서 성형될 수 없다. 또한, 이후의 통상적인 미세구조 가공이 물품에 손상을 줄 수 있다면 물품의 표면에 미세구조를 성형하는 것은 어려우며 불가능할 수 있다.Molding techniques, such as injection molding, compression molding, embossing, extrusion molding, and polymerization in a mold, can be used to make the polymeric article. Techniques such as stamping, casting, and machining may be used to manufacture metal articles, and etching, sintering, and grinding are appropriate for forming ceramic articles. Such macroscopic manufacturing techniques can be used to form an article or add structure to the surface of the article. While relatively large three-dimensional parts can be manufactured and assembled in separate molding steps and attached to the surface of the article, this technique is not useful for the fabrication and assembly of microscopic parts. Certain types of microstructures, such as for example undercuts, generally cannot be molded on the surface of the article. In addition, it may be difficult and impossible to mold the microstructure on the surface of the article if subsequent conventional microstructure processing could damage the article.

특정 용도에서는 경화 과정이 이루어지는 방식에 의해 경화된 조성물 내의 응력(양 및 방향)을 조절하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 성형된 물품의 표면이 함몰부 또는 홈(groove)과 같은 조형부(feature)를 포함할 경우 그 조형부 내에 또는 그 조형부의 측벽을 따라서 구조를 형성할 필요가 있을 수 있다. 몇몇 구조는 경화성 조성물을 조형부에 배치하여 이를 빛으로 경화시킴으로써 조형부에 추가될 수 있다. 통상적인 광경화 과정에서는 경화성 조성물이 경화 방사선의 상당 부분을 흡수하여 표면이 최대 광 강도를 수용하게 된다. 그 결과 경화성 조성물의 표면이 먼저 경화하고, 이후에 조성물의 나머지 부분이 경화성 조성물의 표면에서부터 조형부의 전체 깊이까지 서서히 경화한다. 이는 두꺼운 층의 경화를 매우 어렵게 한다. 어떤 경우에는, 경화성 조성물의 바닥층을 먼저 경화시켜서 성형된 물품의 조형부 내에 또는 표면에 가해지는 응력을 줄이는 것이 바람직할 수 있다. 바닥에서부터 위로 경화되려면 경화성 조성물의 다수의 층이 조형부에 가해져야 하고, 각 층은 다음 층이 가해지기 전에 경화되어야 한다. 이러한 다단계 공정은 시간이 많이 소요되고 비효율적이다.In certain applications it may be desirable to control the stresses (amount and direction) in the cured composition by the manner in which the curing process takes place. For example, if the surface of the molded article includes features such as depressions or grooves, it may be necessary to form a structure within or along the sidewalls of the molding. Some structures may be added to the molding by placing the curable composition on the molding and curing it with light. In a conventional photocuring process, the curable composition absorbs a substantial portion of the cured radiation such that the surface receives the maximum light intensity. As a result, the surface of the curable composition first cures, and then the remainder of the composition slowly cures from the surface of the curable composition to the full depth of the molding. This makes the hardening of thick layers very difficult. In some cases, it may be desirable to first cure the bottom layer of the curable composition to reduce the stress applied to or on the surface of the molded article. To cure from the bottom up, a number of layers of the curable composition must be applied to the molding, and each layer must be cured before the next layer is applied. This multi-step process is time consuming and inefficient.

발명의 개요Summary of the Invention

물품을 통상적인 기법으로 제조한다면, 본 발명은 1개 또는 수개의 작은 주요 구성요소를 다광자 경화 과정 실시 중에 추가할 수 있는 방법을 제공한다. 단광자 흡수와 입사 방사선 강도의 비례 함수는 1차인 반면, 2광자 흡수와의 비례 함수 는 2차이다. 입사광 강도가 더 크면 비례 함수의 차수가 더 커진다. 결과적으로, 3차원 공간 분해능으로 다광자 경화 과정을 수행하는 것이 가능하다. 또한, 다광자 과정은 2개 이상의 광자의 동시 흡수와 관련이 있기 때문에, 각 광자는 개별적으로는 발색단을 여기시키기에 불충분한 에너지를 보유하지만 흡수 발색단은 총 에너지가 다광자 감광제의 여기 상태의 에너지와 동일한 다수의 광자에 의해 여기된다. 여기 광은 경화성 매트릭스 또는 재료 내에서 단광자 흡수에 의해 약화되지 않기 때문에, 단광자 여기를 통해 일어날 수 있는 것보다 재료 내의 더 깊은 위치에서 분자들을 선택적으로 여기시키는 것이 가능하다.If the article is manufactured by conventional techniques, the present invention provides a method for adding one or several small major components during the multiphoton curing process. The proportional function of single photon absorption and incident radiation intensity is linear, while the proportional function of two photon absorption is second order. The larger the incident light intensity, the higher the order of the proportional function. As a result, it is possible to carry out a multiphoton curing process with three-dimensional spatial resolution. In addition, since the multiphoton process involves the simultaneous absorption of two or more photons, each photon individually has insufficient energy to excite the chromophore, but the absorbing chromophore has the total energy of the excited state of the multiphoton photoresist. Excited by multiple photons equal to Since the excitation light is not attenuated by single photon absorption in the curable matrix or material, it is possible to selectively excite molecules at deeper locations in the material than can occur through single photon excitation.

본 발명의 제1 구체예는 성형된 물품에 경화성 화학종과 다광자 광개시제 시스템을 포함하는 다광자 경화성 조성물을 가하는 단계; 및 다광자 경화성 조성물을 적어도 부분적으로 경화시켜서 물품 상에 구조를 형성하는 단계를 포함하는, 구조를 형성하는 방법이다.A first embodiment of the present invention includes the steps of adding a multiphoton curable composition comprising a curable species and a multiphoton photoinitiator system to a molded article; And at least partially curing the multiphoton curable composition to form a structure on the article.

본 발명의 제2 구체예는 하나 이상의 미시적 조형부를 갖는 표면을 지닌 물품에 구조를 추가하는 방법으로서, 이 방법은 경화성 화학종과, 다광자 감광제 및 전자 수용체를 포함하는 다광자 광개시제 시스템을 포함하는 다광자 경화성 조성물을 조형부에 가하는 단계; 및 다광자 경화성 조성물을 적어도 부분적으로 경화시켜서 구조를 형성하는 단계를 포함한다.A second embodiment of the present invention is a method of adding a structure to an article having a surface having one or more microscopic shaped portions, the method comprising a multiphoton photoinitiator system comprising a curable species, a multiphoton photosensitive agent and an electron acceptor. Adding the multiphoton curable composition to the molding; And at least partially curing the multiphoton curable composition to form a structure.

본 발명의 제3 구체예는 광섬유에 구조를 추가하는 방법으로서, 이 방법은 경화성 화학종과, 다광자 감광제 및 전자 수용체를 포함하는 다광자 광개시제 시스템을 포함하는 다광자 경화성 조성물을 광섬유에 가하는 단계; 및 다광자 경화성 조성물을 적어도 부분적으로 경화시켜서 구조를 형성하는 단계를 포함한다.A third embodiment of the present invention is a method of adding a structure to an optical fiber, the method comprising: applying a multiphoton curable composition to a optical fiber comprising a curable species and a multiphoton photoinitiator system comprising a multiphoton photosensitizer and an electron acceptor ; And at least partially curing the multiphoton curable composition to form a structure.

본 발명의 제4 구체예는 기판 위에 회절 격자를 형성하는 방법으로서, 이 방법은 경화성 화학종과, 다광자 감광제 및 전자 수용체를 포함하는 다광자 광개시제 시스템을 포함하는 다광자 경화성 조성물을 표면에 가하는 단계; 및 다광자 경화성 조성물을 적어도 부분적으로 경화시켜서 표면 상에 회절 격자를 형성하는 단계를 포함한다.A fourth embodiment of the present invention is a method of forming a diffraction grating on a substrate, which method applies a surface of a multiphoton curable composition comprising a curable species and a multiphoton photoinitiator system comprising a multiphoton photosensitizer and an electron acceptor. step; And at least partially curing the multiphoton curable composition to form a diffraction grating on the surface.

본 발명의 제5 구체예는 다광자 경화된 재료를 공동에 충전하는 방법으로서, 이 방법은 경화성 화학종과, 다광자 감광제 및 전자 수용체를 포함하는 다광자 광개시제 시스템을 포함하는 다광자 경화성 조성물을 제공하는 단계; 기판에 공동을 제공하는 단계; 및 다광자 경화성 조성물을 다광자 흡수를 유발하기에 충분한 광원에 노출시키는 단계를 포함한다.A fifth embodiment of the present invention is a method of filling a multiphoton cured material into a cavity, the method comprising a multiphoton curable composition comprising a curable species and a multiphoton photoinitiator system comprising a multiphoton photosensitive agent and an electron acceptor. Providing; Providing a cavity in the substrate; And exposing the multiphoton curable composition to a light source sufficient to cause multiphoton absorption.

본 발명의 제6 구체예는 경화성 화학종과, 다광자 감광제 및 전자 수용체를 포함하는 다광자 광개시제 시스템을 포함하는 다광자 경화성 조성물을 치아에 가하는 단계; 및 다광자 경화성 조성물을 적어도 부분적으로 경화시키는 단계를 포함한다.A sixth embodiment of the present invention comprises the steps of: applying to a tooth a multiphoton curable composition comprising a curable species and a multiphoton photoinitiator system comprising a multiphoton photosensitizer and an electron acceptor; And at least partially curing the multiphoton curable composition.

본 발명의 한가지 이상의 구체예에 대한 상세한 설명은 첨부 도면과 하기 상세한 설명에 기재되어 있다. 본 발명의 다른 특징, 목적 및 이점은 상세한 설명, 도면 및 특허청구범위로부터 명백해질 것이다.The details of one or more embodiments of the invention are set forth in the accompanying drawings and the description below. Other features, objects, and advantages of the invention will be apparent from the description and drawings, and from the claims.

도 1은 다광자 경화 시스템의 개략도이다. 1 is a schematic of a multiphoton curing system.                 

도 2는 다광자 경화성 재료로 충전된 물품내 공동의 횡단면도이다.2 is a cross-sectional view of a cavity in an article filled with a multiphoton curable material.

도 3A는 물품내 채널 안의 흐름 조절 장치의 끝면도이다. 3A is an end view of a flow control device in a channel within an article.

도 3B는 도 3A의 흐름 조절 장치의 윗면도이다.3B is a top view of the flow regulating device of FIG. 3A.

도 3C는 도 3A의 흐름 조절 장치의 일부분의 횡단면도이다.3C is a cross-sectional view of a portion of the flow regulating device of FIG. 3A.

도 4는 회절 격자의 횡단면도이다.4 is a cross-sectional view of the diffraction grating.

도 5는 물품내 채널 안의 언더컷 영역의 횡단면도이다.5 is a cross-sectional view of an undercut region in a channel in an article.

도 6A는 물품내 채널 안의 흐름 조절 장치의 끝면도이다.6A is an end view of a flow control device in a channel within an article.

도 6B는 도 6A의 흐름 조절 장치의 윗면도이다.6B is a top view of the flow regulating device of FIG. 6A.

도 6C는 도 3A의 흐름 조절 장치의 일부분의 횡단면도이다.6C is a cross-sectional view of a portion of the flow regulating device of FIG. 3A.

상이한 도면의 유사한 도면 부호는 유사한 구성요소를 나타낸다.Like reference symbols in the different drawings indicate like elements.

본 발명은 물품에 구조를 형성 또는 추가하는 방법을 제공한다. 이 방법은 부분적으로 완성된 물품의 표면 위에 다광자 경화성 조성물을 코팅하는 단계 및 다광자 경화성 조성물을 경화시켜서 표면 위에 구조를 형성하는 단계를 포함한다.The present invention provides a method of forming or adding a structure to an article. The method includes coating a multiphoton curable composition on the surface of a partially finished article and curing the multiphoton curable composition to form a structure on the surface.

노출 시스템 및 이것의 사용 방법Exposure system and how to use it

도 1을 보면, 본 발명에 사용하기 위한 광학 시스템(10)은 광원(12), 광학 부재(14), 및 이동가능한 스테이지(16)를 포함한다. 스테이지(16)는 3차원으로 이동할 수 있는 것이 바람직하다. 스테이지(16) 위에 배치된 부분적으로 완성된 물품(18)은 표면(20)과 임의의 표면 조형부(22)를 포함한다. 다광자 경화성 조성물(24)을 표면(20) 위에 또는 조형부(22) 내에 가한다. 그 후 광원(12)으로부터 나오는 빛(26)을 경화성 조성물(24)의 체적 내의 P점에 집속하여 조성물 내의 광 강도의 3차원적 공간 분포를 조절함으로써 조성물(24)을 적어도 부분적으로 경화시킨다.1, an optical system 10 for use in the present invention includes a light source 12, an optical member 14, and a movable stage 16. The stage 16 is preferably movable in three dimensions. The partially finished article 18 disposed above the stage 16 includes a surface 20 and any surface molding 22. The multiphoton curable composition 24 is applied over the surface 20 or in the mold 22. The light 26 from the light source 12 is then focused at point P in the volume of the curable composition 24 to at least partially cure the composition 24 by adjusting the three-dimensional spatial distribution of light intensity in the composition.

일반적으로, 경화성 조성물(24)의 체적 내에 빔을 집속하기 위해 펄스 레이저로부터 나오는 빛을 초점 광학 트레인에 통과시킬 수 있다. 스테이지(16)를 사용하거나, 또는 광원(12)을 이동시켜서(예컨대 갈보경을 사용하여 레이저 빔을 이동시켜서), 초점 P를 원하는 형태에 해당하는 3차원 패턴으로 주사하거나 변형할 수 있다. 그 후 경화성 조성물(24)의 경화 또는 부분적으로 경화된 부분은 원하는 형태의 3차원 상을 형성한다.In general, light from a pulsed laser can be passed through a focusing optical train to focus the beam within the volume of the curable composition 24. By using the stage 16 or by moving the light source 12 (e.g., by moving the laser beam using a galvanometer), the focal point P can be scanned or transformed into a three-dimensional pattern corresponding to the desired shape. The cured or partially cured portion of the curable composition 24 then forms a three dimensional phase of the desired shape.

시스템(10) 내의 광원(12)은 다광자 경화 방사선(다광자 경화 과정을 개시할 수 있는 방사선)을 생성하는 임의의 광원일 수 있다. 적절한 광원의 예로는 아르곤 이온 레이저(예컨대, 코히어런트에서 상표명 INNOVA로 시판하는 것)에 의해 펌핑되는 10-15초 적외선 부근의 티탄 사파이어 진동자(예컨대, 코히어런트에서 상표명 MIRA OPTIMA 900-F로 시판하는 것)가 있다. 이 레이저는 76 MHz에서 작동하며 펄스 폭이 200 x 10-15초 미만이며, 700∼980 nm에서 조율이 가능하고 평균 전력이 1.4 와트 이하이다[예컨대, 스펙트라-피직스 인코포레이티드(미국 캘리포니아주 94043 마운틴 뷰 테라 벨라 애비뉴 1335 소재) "Mai Tai" 모델, 파장 λ= 800 nm, 반복 주파수 80 MHz, 펄스 폭 약 100 fs(1 x 10-13초), 전력 수준 1 와트 이하에서 작동].Light source 12 in system 10 may be any light source that generates multiphoton curing radiation (radiation that may initiate a multiphoton curing process). Examples of suitable light sources include titanium sapphire vibrators near 10 -15 seconds infrared (e.g., sold under the trade name MIRA OPTIMA 900-F from Coherent), pumped by an argon ion laser (e.g., sold under the trade name INNOVA from Coherent). Commercially available). The laser operates at 76 MHz and has a pulse width of less than 200 x 10 -15 seconds, capable of tuning from 700 to 980 nm and an average power of less than 1.4 watts [eg Spectra-Physics Inc. (California, USA) 94043 Mountain View Terra Bella Avenue 1335) "Mai Tai" model, wavelength λ = 800 nm, repetition frequency 80 MHz, pulse width approximately 100 fs (1 x 10 -13 seconds), operating at power levels below 1 watt].

그러나, 실제로 (광반응성 조성물에 사용되는) 감광제에 대해 적절한 파장에 서 (다광자 흡수를 일으키기에) 충분한 강도를 제공하는 모든 광원을 이용할 수 있다. 이러한 파장은 일반적으로 약 300∼약 1500 nm, 바람직하게는 약 600∼약 1100 nm, 보다 바람직하게는 약 750∼약 850 nm 범위에 속할 수 있다. 피크 강도는 일반적으로 약 106 W/cm2 이상일 수 있다. 펄스 영향력의 상한선은 일반적으로 광반응성 조성물의 융제 역치에 의해 결정된다. 예를 들어 Q-스위치 Nd:YAG 레이저(예컨대, 스펙트라-피직스에서 상표명 QUANTA-RAY PRO로 시판하는 것), 가시광선 파장 색소 레이저(예컨대, 스펙트라-피직스의 Quanta-Ray PRO에 의해 펌핑된 스펙트라-피직스에서 상표명 SIRAH로 시판하는 것), 및 Q-스위치 다이오드 펌핑 레이저(예컨대, 스펙트라-피직스에서 상표명 FCBAR로 시판하는 것) 역시 이용될 수 있다. 바람직한 광원은 펄스 길이가 약 10-8초 미만(보다 바람직하게는 약 10-9초 미만, 가장 바람직하게는 약 10-11초 미만)인 적외선 부근에서 펄스된 레이저이다. 상기한 피크 강도 및 융제 역치 기준이 충족된다면 다른 펄스 길이를 이용할 수도 있다.In practice, however, any light source can be used that provides sufficient strength (to produce multiphoton absorption) at a suitable wavelength for the photoresist (used in the photoreactive composition). Such wavelengths may generally range from about 300 to about 1500 nm, preferably from about 600 to about 1100 nm, more preferably from about 750 to about 850 nm. Peak intensity may generally be at least about 10 6 W / cm 2 . The upper limit of pulse influence is generally determined by the flux threshold of the photoreactive composition. For example, a Q-switch Nd: YAG laser (e.g., sold under the tradename QUANTA-RAY PRO from Spectra-Physics), a visible light wavelength dye laser (e.g., spectra-pumped by Quanta-Ray PRO from Spectra-Physics) Commercially available under the trade name SIRAH from Physics), and Q-switch diode pumped lasers (eg, commercially available under the trade name FCBAR from Spectra-Physics) can also be used. Preferred light sources are lasers pulsed near infrared with a pulse length of less than about 10 −8 seconds (more preferably less than about 10 −9 seconds, most preferably less than about 10 −11 seconds). Other pulse lengths may be used if the peak intensity and flux threshold criteria described above are met.

시스템(10)에 유용한 광학 부재(14)는 굴절 광학 부재(예, 렌즈), 반사 광학 부재(예, 재귀반사경 또는 초점반사경), 회절 광학 부재(예, 회절격자, 상 마스크 및 홀로그램), 편광 광학 부재(예, 선형 편광자 및 파장판), 확산기, 포켈 셀(pockels cell), 도파 등이 있다. 이러한 광학 부재는 초점 조절, 빔 전달, 빔/모드 형상화, 펄스 형상화 및 펄스 타이밍에 유용하다. 일반적으로, 광학 부재의 조합을 이용할 수 있으며, 다른 적절한 조합도 당업자가 알 수 있을 것이다. 고초점의 빛을 제공하기 위해 다수의 유효 구경(NA)이 있는 광학 부재를 사용하는 것이 종종 바람직할 수 있다. 그러나, 원하는 강도 프로필(및 이의 공간적 배치)을 제공하는 어떠한 광학 부재 조합도 이용할 수 있다. 예를 들어 노출 시스템은 0.75 NA 대물렌즈(예컨대, 자이스에서 상표명 20X FLUAR로 시판하는 것)가 장착된 주사 공초점 현미경(예컨대, 바이오라드에서 상표명 MRC600으로 시판하는 것)을 포함할 수 있다.Optical members 14 useful in system 10 include refractive optical members (e.g. lenses), reflective optical members (e.g. retroreflective or focal reflectors), diffractive optical members (e.g. diffraction gratings, image masks and holograms), polarized light Optical members (eg, linear polarizers and waveplates), diffusers, pockels cells, waveguides, and the like. Such optical members are useful for focusing, beam delivery, beam / mode shaping, pulse shaping and pulse timing. In general, combinations of optical members may be used, and other suitable combinations will be appreciated by those skilled in the art. It may often be desirable to use optical members with multiple effective apertures NA to provide high focus light. However, any optical member combination can be used that provides the desired intensity profile (and its spatial arrangement). For example, the exposure system can include a scanning confocal microscope (e.g., available under the tradename MRC600 from Biorad) equipped with a 0.75 NA objective (eg, sold under the tradename 20X FLUAR by ZEISS).

노출 시간은 일반적으로 상 형성을 유도하는 데 사용되는 노출 시스템의 유형(및 부수적인 변수, 예컨대 유효 구경의 수, 광 강도 공간 분포의 형태, 레이저 펄스 지속 중의 피크 광 강도[더 큰 강도 및 더 짧은 펄스 지속은 피크 광 강도와 대체로 일치한다]) 뿐 아니라, 노출된 다광자 경화성 조성물의 성질에 따라 달라진다. 일반적으로, 초점 영역에서의 더 높은 피크 광 강도는 노출 시간을 더 짧게 하며 그외의 모든 것들은 동일하다. 선형의 상 형성 또는 "기록(writing)" 속도는 레이저 펄스 지속 시간 약 10-8∼10-15초(바람직하게는 약 10-11∼10-14 초) 및 약 102∼109 펄스/초(바람직하게는 약 103∼108 펄스/초)를 이용하면 대체로 약 5∼100,000 미크론/초가 될 수 있다.Exposure time is generally the type of exposure system used to induce phase formation (and additional variables such as the number of effective apertures, the shape of the light intensity spatial distribution, the peak light intensity during the laser pulse duration [larger intensity and shorter The pulse duration is largely consistent with the peak light intensity]) as well as the nature of the exposed multiphoton curable composition. In general, the higher the peak light intensity in the focal region, the shorter the exposure time and everything else is the same. Linear phase-forming or “writing” rates are about 10 −8 to 10 −15 seconds (preferably about 10 −11 to 10 −14 seconds) and about 10 2 to 10 9 pulses / second of laser pulse duration. (preferably about 10 8 3-10 pulses / sec) when it can generally be from about 5-100000 microns / second using a.

다광자 경화성 방사선(26)은 비노출된 경화성 조성물과는 다른 용해도 특성을 지닌 물질을 생성하는 경화성 조성물의 반응을 유도한다. 그 후 노출 또는 비노출된 영역을 적절한 용매를 사용하여 제거함으로써 경화된 물질의 형성된 패턴을 현상할 수 있다. 이러한 방식으로 경화된 복잡하고 이음매가 없는 3차원 구조를 형성할 수 있다. Multiphoton curable radiation 26 induces a reaction of the curable composition to produce a material having a different solubility characteristic than the unexposed curable composition. The formed pattern of the cured material can then be developed by removing the exposed or unexposed areas with a suitable solvent. In this way complex and seamless three-dimensional structures can be formed.                 

형성된 구조는 임의의 적절한 크기 및 형태를 지닐 수 있으나, 본 발명의 방법은 미세구조를 물품의 미세구조화된 표면에 추가하기에 특히 적합하다. 구조는 물품의 표면 위에, 또는 표면 내에 또는 표면의 조형부 위에 형성될 수 있다. 이러한 조형부(들)가 물품의 표면, 예컨대 함몰부, 돌출부, 포스트 또는 채널의 연속 또는 불연속 패턴 상에 존재하는 경우, 구조는 조형부(들) 내에 형성될 수 있다. 조형부(들)는 미시적일 수 있으며, 이때 "미시적"이란 용어는 형태를 측정하기 위해 임의의 시점에서 관찰시 육안에 광학적 보조 도구가 필요할 만큼 충분히 작은 치수의 조형부를 말한다. 한가지 기준은 문헌[Modem Optic Engineering by W.J. Smith, McGraw-Hill, 1966, 104-105면]에서 찾아볼 수 있으며, 여기에는 시력이 "정의되어 있으며, 이는 인지할 수 있는 최소 문자의 각 크기에 대해서 측정된다". 정상 시력은 인지할 수 있는 최소 문자가 망막 상에서 각 높이가 5분 호가 될 때로 간주된다. 이는 통상의 유효 길이 250 mm(10 인치)에서 그 물체에 대해 측면 치수 0.36 mm(0.0145 인치)를 산출한다. 본 명세서에서 사용되는 "미세구조"란 조형부의 2 이상의 치수가 미시적인 조형부의 형태를 의미한다.The structure formed can have any suitable size and shape, but the method of the present invention is particularly suitable for adding microstructures to the microstructured surface of an article. The structure may be formed on the surface of the article, or in or on the surface of the molding. If such molding (s) are present on the surface of the article, such as a continuous or discontinuous pattern of depressions, protrusions, posts or channels, the structure may be formed within the molding (s). The shape (s) may be microscopic, where the term “microscopic” refers to a shape small enough to require an optical aid to the naked eye upon observation at any point in time to determine shape. One criterion is described in Modem Optic Engineering by W.J. Smith, McGraw-Hill, pp. 1966, 104-105, where vision is "defined, measured for each size of the minimum recognizable character". Normal visual acuity is considered when the smallest cognitive character is 5 minutes of each height on the retina. This yields 0.36 mm (0.0145 inches) of lateral dimension for the object at a typical effective length of 250 mm (10 inches). As used herein, "microstructure" refers to the shape of a molding in which at least two dimensions of the molding are microscopic.

도 2에서는 바람직한 구체예로서 다광자 경화성 재료(124)가 물품(118)의 표면(120)에 있는 조형부(122) 내에 배치될 수 있다. 이 형상는 공동, 함몰부 또는 홈과 같은 공동일 수 있다. 다광자 경화성 방사선(126)은 재료를 경화시키도록 재료의 체적 내의 임의의 P점에 집속시킬 수 있다. 다광자 경화에서 깊이 조절이 가능하다면, 경화성 조성물은 조형부(124)의 바닥(123)에서부터 위로, 중앙에서부터 바깥쪽으로, 측벽(125)에서부터 안쪽으로 쉽게 경화될 수 있거나, 또는 어떤 패턴도 특정 용도에 대해 최적이다. 예를 들어 다광자 경화성 재료가 치아 공동에 삽입될 경우 경화성 재료는 경화되고 강화되어 치과용 충전재를 형성할 수 있다. 이러한 치과용 충전재에 있어서 먼저 모든 표면에서 경화된 후 상부 중앙을 향하여 경화되면 응력이 없는 강력한 충전재를 제공할 수 있다.In FIG. 2, as a preferred embodiment, the multiphoton curable material 124 can be disposed within the mold 122 at the surface 120 of the article 118. This shape may be a cavity such as a cavity, depression or groove. Multiphoton curable radiation 126 may focus at any point P in the volume of material to cure the material. If depth control is possible in multiphoton cure, the curable composition can be easily cured from the bottom 123 of the molding 124, from the center to the outside, from the sidewall 125 to the inside, or any pattern can be used for a particular application. Is optimal. For example, when a multiphoton curable material is inserted into a dental cavity, the curable material can be cured and reinforced to form a dental filler. In such dental fillers, hardening first on all surfaces and then towards the top center can provide a strong, stress free filler.

도 3A-3C를 보면, 경화성 재료(224)는 특정 패턴으로 경화되어 물품(218)의 표면(220)의 채널(222)에서 체크 밸브형 흐름 조절 구조를 형성할 수 있다. 밸브(230)는 채널(222)의 바닥(231)으로부터 윗쪽으로 뻗어있는 다수의 가요성 연장 영역(232)을 포함한다. 이 영역(232)은 휘어져서 화살표 F로 표시되는 제1 방향으로 유체가 흐르도록 한다. 측면 지지물(234)은 임의의 커버(240)(도 3B에는 도시하지 않음)를 지지한다. 유체가 F' 방향으로 흐른다면 커버(240) 내의 정지 바(241)는 F' 방향의 흐름을 제한 및/또는 중단시키기 위해 연장 영역(232)이 휘어지는 것을 제한한다.3A-3C, the curable material 224 may be cured in a specific pattern to form a check valve type flow control structure in the channel 222 of the surface 220 of the article 218. The valve 230 includes a plurality of flexible extension regions 232 extending upward from the bottom 231 of the channel 222. This region 232 is bent to allow fluid to flow in the first direction indicated by arrow F. FIG. Side support 234 supports any cover 240 (not shown in FIG. 3B). If fluid flows in the F 'direction, the stop bar 241 in the cover 240 restricts the extension region 232 from bending to limit and / or stop the flow in the F' direction.

도 4를 보면, 다광자 경화성 조성물은 규소 웨이퍼(314) 상의 알루미늄 처리로 거울화된 반사경 층(312) 위에 가해질 수 있다. 그 후 다광자 경화성 조성물은 줄무늬형 패턴으로 경화되어 간격이 좁은 일련의 선(316)을 형성할 수 있다. 경화된 재료의 선은 거울화된 층(312)의 표면을 선(316)이 개입된 반사성 스트립으로 나누어 회절 격자(310)를 형성한다. 이로써, 추가적인 공정이 거의 없이 미리 제조된 반사경에 회절 격자를 추가할 수 있다. 알루미늄 에칭은 필요하지 않으며, 경화 과정은 거울화된 표면을 손상시커거나 산화시키지 않는다. 격자 구조는, 예컨대 분광광도계에서 진동 MEMS 반사경 격자로서 사용될 수 있다. 4, a multiphoton curable composition may be applied over a reflector layer 312 mirrored by aluminum treatment on a silicon wafer 314. The multiphoton curable composition can then be cured in a striped pattern to form a series of narrowly spaced lines 316. The line of cured material divides the surface of the mirrored layer 312 into a reflective strip through which lines 316 intervene to form a diffraction grating 310. In this way, a diffraction grating can be added to a previously prepared reflector with little additional processing. Aluminum etching is not necessary and the curing process does not damage or oxidize the mirrored surface. The grating structure can be used as a vibrating MEMS reflector grating, for example in a spectrophotometer.                 

도 5를 보면, 다광자 경화성 조성물이 물품(358)의 표면(360)에 있는 채널(362)에 가해질 수 있다. 경화성 조성물은 경화되어 채널(362) 내의 대(beam)(364)를 형성할 수 있으며, 유체 흐름을 위한 언더컷 영역(366)이 남겨진다.Referring to FIG. 5, a multiphoton curable composition may be applied to the channel 362 at the surface 360 of the article 358. The curable composition may be cured to form a beam 364 in the channel 362, leaving undercut regions 366 for fluid flow.

도 6A-6C를 참조로 하면, 본 발명의 방법은 성형된 물품 위에 이동가능한 부품들을 제조하는 데 이용될 수 있다. 도 6A-6C에서, 다광자 경화성 재료는 물품(418)의 표면(420)에 있는 채널(422)에 가해질 수 있다. 이 재료는 경화되어 플래퍼형 흐름 조절 밸브(430)를 형성할 수 있으며, 이는 중앙 회전 바(432) 및 플랩(434)을 포함한다. 밸브(430)는 구조(436)을 유지시키면서 바(432)의 세로축 둘레를 회전한다. 채널(422) 내의 유체 흐름이 F 방향으로 진행된다면, 플랩(434)은 사실상 자유로운 유체 흐름을 가능하게 한다. 그러나, 흐름이 방향 F'으로 진행된다면, 정지 바(438)가 커버(440)(도 6B에는 도시하지 않음)와 접촉하게 되고, 유체 흐름을 제한하는 위치로 플랩(434)을 이동시킨다.Referring to Figures 6A-6C, the method of the present invention can be used to make movable parts on molded articles. 6A-6C, multiphoton curable material may be applied to channel 422 at surface 420 of article 418. This material may be cured to form flapper flow control valve 430, which includes a central rotating bar 432 and a flap 434. Valve 430 rotates about the longitudinal axis of bar 432 while maintaining structure 436. If the fluid flow in the channel 422 proceeds in the F direction, the flap 434 allows for substantially free fluid flow. However, if flow proceeds in direction F ', stop bar 438 comes in contact with cover 440 (not shown in Figure 6B) and moves flap 434 to a position that restricts fluid flow.

본 발명의 방법에 의해 제조될 수 있는 다른 부품들의 예는 마이크로펌프(다광자 경화 과정으로 1개 이상의 밸브를 추가할 수 있음), 가속도계(외팔보 대를 추가할 수 있음) 및 채널 장치(채널 상부를 추가할 수 있음)를 포함한다. 부분적으로 완성된 성형 물품의 본체에 부착될 수 있는 부품들의 예로는 플래퍼 밸브, 멤브레인, 스프링, 브릿지, 외팔보, 굴곡부, 커버 및 캡 등이 있다. 부분적으로 완성된 물품의 본체로부터 완전히 분리될 수 있는 부품들의 예로는 볼 밸브용 볼, 구, 기어, 힌지 및 스피너 등이 있다. 따라서, 본 발명의 방법에 따라 제조된 부품은 본 체에 잘 부착하는 것이 종종 바람직하며, 부품은 본체로부터 분리되는 것이 종종 바람직하다.Examples of other components that may be manufactured by the method of the present invention include micropumps (which may add one or more valves in a multiphoton curing process), accelerometers (which may add cantilever beams) and channel devices (channel tops). Can be added). Examples of parts that may be attached to the body of a partially completed molded article include flapper valves, membranes, springs, bridges, cantilever beams, bends, covers, and caps. Examples of parts that can be completely separated from the body of a partially finished article include balls, balls, gears, hinges, and spinners for ball valves. Therefore, it is often desirable for a part made according to the method of the invention to adhere well to the body, and it is often desirable for the part to be separated from the body.

본 발명의 바람직한 구체예에서, 구조를 추가하는 방법은 렌즈, 프리즘, 확산기 또는 회절 부재와 같은 광학 장치를 추가하기 위해 광섬유 상에서 실시될 수 있다.In a preferred embodiment of the invention, the method of adding a structure can be carried out on an optical fiber to add an optical device such as a lens, prism, diffuser or diffractive member.

상기 구조를 형성하는 데 사용될 수 있는 다광자 경화성 조성물은 경화성 또는 비경화성 화학종 및 다광자 광개시제 시스템을 포함한다. 다광자 광개시제 시스템은 다광자 감광제, 전자 수용체 및 임의의 전자 공여체를 포함한다.Multiphoton curable compositions that can be used to form such structures include curable or non-curable species and multiphoton photoinitiator systems. Multiphoton photoinitiator systems include multiphoton photosensitizers, electron acceptors, and any electron donor.

본 발명의 조성물은 경화성 화학종과 임의로 비경화성 화학종을 포함할 수 있다.Compositions of the present invention may comprise curable species and optionally non-curable species.

경화성 화학종은 첨가 중합성 단량체 및 올리고머 및 첨가 가교성 중합체(예, 자유 라디칼 중합성 또는 가교성 에틸렌계 불포화 화학종, 예를 들어 아크릴레이트, 메타크릴레이트 및 스티렌과 같은 특정 비닐 화합물) 뿐만 아니라, 양이온 중합성 단량체 및 올리고머 및 양이온 가교성 중합체(예를 들어 에폭시, 비닐에테르, 시아네이트 에스테르 등을 포함) 등과 이들의 혼합물을 포함한다.Curable species include addition polymerizable monomers and oligomers and addition crosslinkable polymers (eg, free radically polymerizable or crosslinkable ethylenically unsaturated species such as certain vinyl compounds such as acrylates, methacrylates and styrenes). , Cationically polymerizable monomers and oligomers and cationic crosslinkable polymers (including epoxies, vinylethers, cyanate esters, etc.) and mixtures thereof.

적절한 에틸렌계 불포화 화학종은, 예를 들어 미국 특허 제5,545,676호에 기재되어 있으며, 모노-, 디-, 폴리-아크릴레이트 및 메타크릴레이트(예, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 알릴 아크릴레이트, 글리세롤 디아크릴레이트, 글리세롤 트리아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 1,3-프로판디올 디아크릴레이트, 1,3-프로판디올 디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 1,2,4-부탄트리올 트리메타크릴레이트, 1,4-시클로헥산디올 디아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라메타크릴레이트, 소르비톨 헥사크릴레이트, 비스[1-(2-아크릴옥시)]-p-에톡시페닐디메틸메탄, 비스[1-(3-아크릴옥시-2-히드록시)]-p-프로폭시페닐디메틸메탄, 트리스히드록시에틸-이소시아누레이트 트리메타크릴레이트, 분자량이 약 200∼500인 폴리에틸렌 글리콜의 비스-아크릴레이트 및 비스-메타크릴레이트, 미국 특허 제4,652,274호에 개시된 것들과 같은 아크릴화된 단량체의 공중합성 혼합물, 미국 특허 제4,642,126호에 개시된 것들과 같은 아크릴화된 올리고머); 불포화 아미드(예, 메틸렌 비스-아크릴아미드, 메틸렌 비스-메타크릴아미드, 1,6-헥사메틸렌 비스-아크릴아미드, 디에틸렌 트리아민 트리스-아크릴아미드 및 베타-메타크릴아미노에틸 메타크릴레이트); 비닐 화합물(예, 스티렌, 디알릴 프탈레이트, 디비닐 숙시네이트, 디비닐 아디페이트 및 디비닐 프탈레이트) 등과 이들의 혼합물을 포함한다.Suitable ethylenically unsaturated species are described, for example, in US Pat. No. 5,545,676 and include mono-, di-, poly-acrylates and methacrylates (eg, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate). , Isopropyl methacrylate, n-hexyl acrylate, stearyl acrylate, allyl acrylate, glycerol diacrylate, glycerol triacrylate, ethylene glycol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol dimetha Acrylate, 1,3-propanediol diacrylate, 1,3-propanediol dimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, 1,2,4-butanetriol trimethacrylate, 1,4-cyclo Hexanediol diacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol tetramethacryl , Sorbitol hexaacrylate, bis [1- (2-acryloxy)]-p-ethoxyphenyldimethylmethane, bis [1- (3-acryloxy-2-hydroxy)]-p-propoxyphenyldimethyl Acrylated monomers such as methane, trishydroxyethyl-isocyanurate trimethacrylate, bis-acrylates and bis-methacrylates of polyethylene glycols having molecular weights of about 200 to 500, those disclosed in US Pat. No. 4,652,274. Copolymerizable mixtures of, acrylated oligomers such as those disclosed in US Pat. No. 4,642,126); Unsaturated amides (eg methylene bis-acrylamide, methylene bis-methacrylamide, 1,6-hexamethylene bis-acrylamide, diethylene triamine tris-acrylamide and beta-methacrylaminoethyl methacrylate); Vinyl compounds (eg styrene, diallyl phthalate, divinyl succinate, divinyl adipate and divinyl phthalate) and the like and mixtures thereof.

적당한 반응성 중합체는 펜던트(메트)아크릴레이트기, 예를 들어 중합체 쇄당 1∼약 50개의 (메트)아크릴레이트기를 가진 중합체를 포함한다. 상기 중합체의 예로는 사토머에서 시판하는 SarboxTM 수지(예, SarboxTM 400, 401, 402, 404 및 405)와 같은 방향족 산 (메트)아크릴레이트 1/2 에스테르 수지를 들 수 있다. 자유 라디칼 화학 반응에 의해 경화될 수 있는 다른 유용한 반응성 중합체로는 히드로카르빌 주쇄와 이에 결합된 자유 라디칼 중합 작용성을 가진 펜던트 펩티드기를 보유하는 중합체를 들 수 있으며, 이는 예컨대 미국 특허 제5,235,015호에 기재되어 있다. 필요에 따라 2종 이상의 단량체, 올리고머 및/또는 반응성 중합체의 혼합물이 사용될 수 있다. 바람직한 에틸렌계 불포화 화학종은 아크릴레이트, 방향족 산 (메트)아크릴레이트 1/2 에스테르 수지 및 히드로카르빌 주쇄와 이에 결합된 자유 라디칼 중합 작용성을 가진 펜던트 펩티드기를 보유한 중합체를 포함한다. Suitable reactive polymers include pendant (meth) acrylate groups, for example polymers having from 1 to about 50 (meth) acrylate groups per polymer chain. Examples of such polymers include aromatic acid (meth) acrylate 1/2 ester resins such as Sarbox resins (eg, Sarbox 400, 401, 402, 404 and 405) commercially available from Sartomer. Other useful reactive polymers that can be cured by free radical chemistry include polymers having a hydrocarbyl backbone and pendant peptide groups having free radical polymerization functionality bound thereto, such as in US Pat. No. 5,235,015 It is described. If desired, mixtures of two or more monomers, oligomers and / or reactive polymers may be used. Preferred ethylenically unsaturated species include acrylates, aromatic acid (meth) acrylate 1/2 ester resins, and polymers having pendant peptide groups with free radical polymerization functionality bound to the hydrocarbyl backbone.

적절한 양이온 반응성 화학종은, 예컨대 미국 특허 제5,998,495호 및 제6,025,406호에 기재되어 있으며, 에폭시 수지를 포함한다. 이러한 물질은 광범위하게 에폭시드라고 불리우는데, 단량체 에폭시 화합물 및 중합체 형태의 에폭시드를 포함하며, 지방족, 지환족, 방향족 또는 복소환일 수 있다. 이들 물질은 통상 분자당 평균 1개 이상의 중합성 에폭시기(바람직하게는 약 1.5개 이상, 보다 바람직하게는 약 2개 이상)를 갖는다. 중합체 에폭시드는 말단 에폭시기를 갖는 선형 중합체(예, 폴리옥시알킬렌 글리콜의 디글리시딜에테르), 옥시란 단위체 골격을 갖는 중합체(예, 폴리부타디엔 폴리에폭시드) 및 펜던트 에폭시기를 갖는 중합체(예, 글리시딜 메타크릴레이트 중합체 또는 공중합체)를 포함한다. 에폭시드는 순수한 화합물일 수도 있고, 또는 분자당 1개, 2개 또는 그 이상의 에폭시기를 포함하는 화합물의 혼합물일 수도 있다. 이들 에폭시 함유 물질은 그들의 주쇄 및 치환기의 성질에 따라 매우 다양할 수 있다. 예를 들어, 주쇄는 임의 형태일 수 있고, 그 위의 치환기들은 실온에서 양이온성 경화를 실질적으로 방해하지 않는 임의의 기일 수 있다. 허용가능한 치환기의 예로는 할로겐, 에스테르기, 에테르기, 설포네이트기, 실록산기, 니트로기, 포스페이트기 등이 있다. 에폭시 함유 물질의 분자량은 약 58∼약 100,000 이상으로 다양할 수 있다.Suitable cationic reactive species are described, for example, in US Pat. Nos. 5,998,495 and 6,025,406 and include epoxy resins. Such materials are broadly called epoxides, which include monomeric epoxy compounds and epoxides in polymer form and may be aliphatic, cycloaliphatic, aromatic or heterocycles. These materials usually have an average of at least one polymerizable epoxy group per molecule (preferably at least about 1.5, more preferably at least about 2). Polymer epoxides are linear polymers with terminal epoxy groups (e.g. diglycidyl ethers of polyoxyalkylene glycols), polymers with oxirane monomer backbones (e.g. polybutadiene polyepoxides) and polymers with pendant epoxy groups (e.g. Glycidyl methacrylate polymer or copolymer). The epoxide may be a pure compound or a mixture of compounds containing one, two or more epoxy groups per molecule. These epoxy containing materials can vary widely depending on the nature of their backbones and substituents. For example, the backbone may be in any form and the substituents thereon may be any group that does not substantially interfere with cationic cure at room temperature. Examples of acceptable substituents include halogens, ester groups, ether groups, sulfonate groups, siloxane groups, nitro groups, phosphate groups and the like. The molecular weight of the epoxy containing material may vary from about 58 to about 100,000 or more.

유용한 에폭시 함유 물질은 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 3,4-에폭시-2-메틸시클로헥실메틸-3,4-에폭시-2-메틸시클로헥산 카르복실레이트 및 비스(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸)아디페이트로 예시되는 에폭시시클로헥산카르복실레이트와 같은 시클로헥센 옥시드기를 포함하는 것들을 포함한다. 이러한 성질의 유용한 에폭시드의 보다 자세한 리스트는 미국 특허 제3,117,099호에 기재되어 있다.Useful epoxy containing materials include 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, 3,4-epoxy-2-methylcyclohexylmethyl-3,4-epoxy-2-methylcyclohexanecarbox And those containing cyclohexene oxide groups such as epoxycyclohexanecarboxylates exemplified by bixyl and bis (3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl) adipate. A more detailed list of useful epoxides of this nature is described in US Pat. No. 3,117,099.

유용한 기타 에폭시 함유 물질은 하기 화학식의 글리시딜 에테르 단량체를 포함한다.Other epoxy containing materials useful include glycidyl ether monomers of the formula:

Figure 112002041453328-pct00001
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상기 식에서, R'은 알킬 또는 아릴이고, n은 1∼6의 정수이다. 예로는 다가 페놀을 과량의 에피클로로히드린(예, 2,2-비스-(2,3-에폭시프로폭시페놀)-프로판의 디글리시딜 에테르)과 같은 클로로히드린과 반응시켜서 얻은 다가 페놀의 글리시딜 에테르를 들 수 있다. 이러한 유형의 에폭시드의 추가적인 예는 미국 특허 제3,018,262호 및 문헌[Handbook of Epoxy Resins, Lee and Neville, McGraw-Hill Book Co., New York(1967)]에 기재되어 있다. Wherein R 'is alkyl or aryl and n is an integer from 1 to 6. Examples are polyhydric phenols obtained by reacting polyhydric phenols with chlorohydrins such as excess epichlorohydrin (e.g., diglycidyl ether of 2,2-bis- (2,3-epoxypropoxyphenol) -propane). The glycidyl ether of the is mentioned. Additional examples of epoxides of this type are described in US Pat. No. 3,018,262 and Handbook of Epoxy Resins, Lee and Neville, McGraw-Hill Book Co., New York (1967).

다양한 시판중인 에폭시 수지를 사용할 수도 있다. 구체적으로, 쉽게 입수할 수 있는 에폭시드는 옥타데실렌 옥시드, 에피클로로히드린, 스티렌 옥시드, 비닐 시클로헥센 옥시드, 글리시돌, 글리시딜메타크릴레이트, 비스페놀 A의 디글리시딜 에테르(예, 전신이 쉘 케미칼 컴퍼니인 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠의 EponTM 828, EponTM 825, EponTM 1004, EponTM 1010 뿐 아니라, 다우 케미칼 컴퍼니의 DERTM-331, DERTM-332 및 DERTM-334), 비닐시클로헥센 디옥시드(예, 유니온 카바이드 코포레이션의 ERLTM-4206), 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥센 카르복실레이트(예, 유니온 카바이드 코포레이션의 ERLTM-4221 또는 CyracureTM UVR 6110 또는 UVR 6105), 3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸-3,4-에폭시-6-메틸-시클로헥센 카르복실레이트(예, 유니온 카바이드 코포레이션의 ERLTM-4201), 비스(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸)아디페이트(예, 유니온 카바이드 코포레이션의 ERLTM-4289), 비스(2,3-에폭시시클로펜틸)에테르(예, 유니온 카바이드 코포레이션의 ERLTM-0400), 폴리프로필렌 글리콜에서 개질된 지방족 에폭시(예, 유니온 카바이드 코포레이션의 ERLTM-4050 및 ERLTM-4052), 디펜텐 디옥시드(예, 유니온 카바이드 코포레이션의 ERLTM-4269), 에폭시화된 폴리부타디엔(예, FMC 코포레이션의 OxironTM 2001), 에폭시 작용기를 갖는 실리콘 수지, 내염성 에폭시 수지(예, 다우 케미칼 컴퍼니에서 시판하는 브롬화된 비스페놀형 에폭시 수지, DERTM-580), 페놀포름알데히드 노볼락 의 1,4-부탄디올 디글리시딜 에테르(예, 다우 케미칼 컴퍼니에서 시판하는 DENTM-431 및 DENTM-438), 레조르시놀 디글리시딜 에테르(예, 코퍼스 컴퍼니 인코포레이티드의 KopoxiteTM), 비스(3,4-에폭시시클로헥실)아디페이트(예, 유니온 카바이드 코포레이션의 ERLTM-4299 또는 UVRTM-6128), 2-(3,4-에폭시시클로헥실-5,5-스피로-3,4-에폭시)시클로헥산-메타-디옥산(예, 유니온 카바이드 코포레이션의 ERLTM-4234), 비닐시클로헥센 모녹시드 1,2-에폭시헥사데칸(예, 유니온 카바이드 코포레이션의 UVRTM-6216), 알킬 C8-C10 글리시딜 에테르(예, 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠의 HeloxyTM Modifier 7), 알킬 C12-C14 글리시딜 에테르(예, 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠의 HeloxyTM Modifier 8), 부틸 글리시딜 에테르(예, 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠의 HeloxyTM Modifier 61), 크레실 글리시딜 에테르(예, 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠의 HeloxyTM Modifier 62), p-tert-부틸페닐 글리시딜 에테르(예, 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠의 HeloxyTM Modifier 65)와 같은 알킬 글리시딜 에테르, 1,4-부탄디올의 디글리시딜 에테르(예, 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠의 HeloxyTM Modifier 67)와 같은 다작용성 글리시딜 에테르, 네오펜틸 글리콜의 디글리시딜 에테르(예, 레 졸루션 퍼포먼스 프로덕츠의 HeloxyTM Modifier 68), 시클로헥산디메탄올의 디글리시딜 에테르(예, 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠의 HeloxyTM Modifier 107), 트리메틸올 에탄 트리글리시딜 에테르(예, 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠의 HeloxyTM Modifier 44), 트리메틸올 프로판 트리글리시딜 에테르(예, 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠의 HeloxyTM Modifier 48), 지방족 폴리올의 폴리글리시딜 에테르(예, 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠의 HeloxyTM Modifier 84), 폴리글리콜 디에폭시드(예, 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠의 HeloxyTM Modifier 32), 비스페놀 F 에폭시드(예, 시바-가이기 코포레이션의 GY-281 또는 EponTM-1138) 및 9,9-비스[4-(2,3-에폭시프로폭시)-페닐]플루오레논(예, 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠의 EponTM 1079)을 들 수 있다.Various commercially available epoxy resins may be used. Specifically, readily available epoxides are octadecylene oxide, epichlorohydrin, styrene oxide, vinyl cyclohexene oxide, glycidol, glycidyl methacrylate, diglycidyl ether of bisphenol A. (e. g., the body is a shell Chemical Company, resolution performance Products Epon TM 828, Epon TM 825, Epon TM 1004, Epon TM 1010 DER TM -331, DER TM -332 and -334 of the DER TM, as well as the Dow Chemical Company) , Vinylcyclohexene dioxide (e.g., ERL TM- 4206 from Union Carbide Corporation), 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexene carboxylate (e.g. ERL TM -4221 from Union Carbide Corporation, or Cyracure UVR 6110 or UVR 6105), 3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl-3,4-epoxy-6-methyl-cyclohexene carboxylate (e.g., ERL -4201 from Union Carbide Corporation), Bis (3,4-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl) adi Pate (e.g. ERL TM -4289 from Union Carbide Corporation), Bis (2,3-epoxycyclopentyl) ether (e.g. ERL TM -0400 from Union Carbide Corporation), Aliphatic epoxy modified from polypropylene glycol (e.g. Union ERL TM -4050 and ERL TM -4052 from carbide corporations, dipentene dioxide (e.g. ERL TM -4269 from Union Carbide Corporation), epoxidized polybutadiene (e.g. Oxiron TM 2001 from FMC Corporation), epoxy functional groups Silicone resins having, flame resistant epoxy resins (e.g. brominated bisphenol type epoxy resins available from Dow Chemical Company, DER TM -580), 1,4-butanediol diglycidyl ethers of phenolformaldehyde novolacs (e.g. Dow Chemical DEN DEN TM -431 and -438 TM), available from CO, resorcinol diglycidyl ether (e.g., Kopoxite corpus TM) of Company, Inc., bis (3,4-epoxycyclohexyl) adipate ( , ERL TM TM -6128 -4299 or UVR of Union Carbide Corp.), 2- (3,4-epoxycyclohexyl-5,5-spiro-3,4-epoxy) cyclohexane-meta-dioxane (for example, Union Carbide Corporation's ERL TM- 4234), Vinylcyclohexene Monooxide 1,2-Epoxyhexadecane (e.g. UVR TM -6216 from Union Carbide Corporation), Alkyl C 8 -C 10 Glycidyl Ether (e.g., Resolution Performance Products) Heloxy TM Modifier 7), alkyl C 12 -C 14 glycidyl ether (e.g. Heloxy TM Modifier 8 from Resolution Performance Products), butyl glycidyl ether (e.g. Heloxy TM Modifier 61 from Resolution Performance Products), cresyl Alkyl glycidyl ethers such as glycidyl ether (e.g. Heloxy TM Modifier 62 from Resolution Performance Products), p-tert-butylphenyl glycidyl ether (e.g. Heloxy TM Modifier 65 from Resolution Performance Products), 1,4 Diglycidyl ethers of butanediol (e.g. rezolu) Multi-functional, such as Heloxy TM Modifier 67) of Performance Products diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether (for example, re sol-Pollution Heloxy TM Modifier 68) of Performance Products, cyclohexane dimethanol diglycidyl Ethers (e.g. Heloxy TM Modifier 107 from Resolution Performance Products), trimethylol ethane triglycidyl ether (e.g. Heloxy TM Modifier 44 from Resolution Performance Products), trimethylol propane triglycidyl ether (e.g. Heloxy TM from Resolution Performance Products) Modifier 48), polyglycidyl ethers of aliphatic polyols (e.g. Heloxy TM Modifier 84 from Resolution Performance Products), polyglycol diepoxides (e.g. Heloxy TM Modifier 32 from Resolution Performance Products), bisphenol F epoxides (e.g. GY-281 or Epon -1138 from Ciba-Geigy Corporation) and 9,9-bis [4- (2,3-epoxypropoxy) -phenyl] fluorenone (eg, Resolution Performance Products Epon 1079).

기타 유용한 에폭시 수지는 글리시돌의 아크릴산 에스테르(예, 글리시딜아크릴레이트 및 글리시딜메타크릴레이트)와 1종 이상의 공중합성 비닐 화합물의 공중합체를 포함한다. 상기 공중합체의 예로는 1:1 스티렌-글리시딜메타크릴레이트, 1:1 메틸메타크릴레이트-글리시딜아크릴레이트 및 62.5:24:13.5 메틸메타크릴레이트-에틸아크릴레이트-글리시딜메타크릴레이트가 있다. 그밖의 유용한 에폭시 수지가 잘 알려져 있으며, 에피클로로히드린, 알킬렌 옥시드(예, 프로필렌 옥시드), 스티렌 옥시드, 알케닐 옥시드(예, 부타디엔 옥시드) 및 글리시딜 에스테르(예, 에틸 글리시데이트) 등의 에폭시드를 포함한다. Other useful epoxy resins include copolymers of acrylic acid esters of glycidol (eg, glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate) with one or more copolymerizable vinyl compounds. Examples of such copolymers include 1: 1 styrene-glycidyl methacrylate, 1: 1 methyl methacrylate-glycidyl acrylate and 62.5: 24: 13.5 methyl methacrylate-ethyl acrylate-glycidyl methacrylate. There is acrylate. Other useful epoxy resins are well known and include epichlorohydrin, alkylene oxides (eg propylene oxide), styrene oxide, alkenyl oxides (eg butadiene oxide) and glycidyl esters (eg Epoxides such as ethyl glycidate).                 

유용한 에폭시 작용성 중합체는 미국 특허 제4,279,717호에 기재된 것들과 같은 에폭시 작용성 실리콘을 포함하며, 이는 제너럴 일렉트릭 컴퍼니로부터 구입할 수 있다. 이들은 1∼20 몰%의 규소 원자가 에폭시알킬기(바람직하게는 미국 특허 제5,753,346호에 기재된 에폭시 시클로헥실에틸)로 치환된 폴리디메틸실록산이다.Useful epoxy functional polymers include epoxy functional silicones such as those described in US Pat. No. 4,279,717, which can be purchased from General Electric Company. These are polydimethylsiloxanes in which 1 to 20 mol% of silicon atoms are substituted with epoxyalkyl groups (preferably epoxy cyclohexylethyl as described in US Pat. No. 5,753,346).

다양한 에폭시 함유 물질의 블렌드 역시 사용될 수 있다. 이러한 블렌드는 에폭시 함유 화합물의 2 이상의 중량 평균 분자 중량 분포[예컨대, 저분자량(200 이하), 중간 분자량(약 200∼10,000) 및 고분자량(약 10,000 이상)]를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 에폭시 수지는 상이한 화학적 성질(예컨대, 지방족 및 방향족), 작용성(예컨대, 극성 및 비극성)을 가진 에폭시 함유 물질의 블렌드를 포함할 수 있다. 필요하다면, 기타의 양이온 반응성 중합체(예컨대, 비닐에테르 등)가 추가적으로 혼입될 수 있다.Blends of various epoxy containing materials can also be used. Such blends include two or more weight average molecular weight distributions of the epoxy containing compound (eg, low molecular weight (200 or less), medium molecular weight (about 200-10,000) and high molecular weight (about 10,000 or more)). Alternatively or additionally, the epoxy resin may comprise a blend of epoxy containing materials having different chemical properties (eg, aliphatic and aromatic), functional (eg, polar and nonpolar). If desired, other cationic reactive polymers (eg, vinyl ethers, etc.) may additionally be incorporated.

바람직한 에폭시는 방향족 글리시딜 에폭시(예컨대, 레졸루션 퍼포먼스 프로덕츠의 EponTM 수지) 및 지환족 에폭시(예컨대, 유니온 카바이드 코포레이션의 ERL-4221 및 ERL-4299)를 포함한다. Preferred epoxies include aromatic glycidyl epoxies (eg, Epon resin from Resolution Performance Products) and cycloaliphatic epoxies (eg ERL-4221 and ERL-4299 from Union Carbide Corporation).

적절한 양이온 반응성 화학종은 또한 비닐 에테르 단량체, 올리고머 및 반응성 중합체(예, 메틸 비닐 에테르, 에틸 비닐 에테르, tert-부틸 비닐 에테르, 이소부틸 비닐 에테르, 트리에틸렌글리콜 디비닐 에테르(예, Rapi-CureTM DVE-3, 뉴저지주 웨인 소재의 인터내셔널 스페셜티 프로덕츠에서 시판), 트리메틸올프로판 트리 비닐 에테르(예, TMPTVETM, 뉴저지주 마운트 올리브 소재의 BASF 코포레이션에서 시판), 얼라이드 시그널의 VectomerTM 디비닐 에테르 수지(예, VectomerTM 2010, VectomerTM 2020, VectomerTM 4010 및 VectomerTM 4020 및 다른 제조업체에서 시판하는 이들의 등가물) 및 이들의 혼합물을 포함한다. 1종 이상의 비닐 에테르 수지 및/또는 1종 이상의 에폭시 수지의 블렌드(임의의 비율) 역시 사용할 수 있다. 폴리히드록시 작용성 물질(예컨대 미국 특허 제5,856,373호(Kaisaki 등)에 기재된 것)을 에폭시- 및/또는 비닐 에테르-작용성 물질과 배합하여 사용할 수도 있다.Suitable cationic reactive species also include vinyl ether monomers, oligomers and reactive polymers (e.g. methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, tert-butyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, triethylene glycol divinyl ether (e.g. Rapi-Cure DVE-3, available from International Specialty Products, Wayne, NJ), trimethylolpropane trivinyl ether (e.g., TMPTVE , available from BASF Corporation, Mount Olive, NJ), Vectomer TM divinyl ether resin from Allied Signals Eg, Vectomer 2010, Vectomer 2020, Vectomer 4010 and Vectomer 4020 and their equivalents available from other manufacturers) and mixtures thereof .. One or more vinyl ether resins and / or one or more epoxy resins Blends (random ratios) may also be used .. Polyhydroxy functional materials (eg, US Pat. No. 5,856,373 ( And those described in Kaisaki et al.) May also be used in combination with epoxy- and / or vinyl ether-functional materials.

비경화성 화학종은, 예컨대 용해도가 산- 또는 라디칼-유도 반응시에 증가될 수 있는 반응성 중합체를 포함한다. 이러한 반응성 중합체는, 예컨대 빛에 의해 생성된 산에 의해서 수용성 산기로 전환될 수 있는 에스테르기 함유 수불용성 중합체[예, 폴리(4-tert-부톡시카르보닐옥시스티렌)]를 포함한다. 비경화성 화학종은 또한 화학적으로 증폭된 포토레지스트(R.D. Allen, G.M. Wallraff, W.D. Hinsberg 및 L.L. Simpson, "High Performance Acrylic Polymers for Chemically Amplified Photoresist Applications", J. Vac. Sci. Technol. B. 9, 3357(1991)에 기재)를 포함한다. 화학적으로 증폭된 포토레지스트 개념은 현재 마이크로칩 제조, 특히 0.5 미크론 이하(또는 0.2 미크론 이하)의 배선폭에 광범위하게 사용된다. 이러한 포토레지스트 시스템에서는 조사에 의해 촉매 화학종(통상 수소 이온)이 생성되어 이들이 화학 반응의 캐스케이드를 유도할 수 있다. 이러한 캐스케이드가 일어나면, 수소 이온이 보다 많은 수소 이온 또는 다른 산성 화학종을 생성하는 반응을 개시함으로써 반응 속도를 증가시킨다. 산 촉매에 의해 화학적으로 증폭된 포토레지스트 시스템의 대표적인 예로는 탈보호(예를 들어, 미국 특허 제4,491,628호에 기재된 t-부톡시카르보닐옥시스티렌 레지스트, 미국 특허 제3,779,778호에 기재된 테트라히드로피란(THP) 메타크릴레이트계 물질, THP-페놀계 물질, 예컨대 R.D. Allen 등의 문헌[Proc. SPIE 2438, 474(1995)]에 기재된 것들과 같은 t-부틸 메타크릴레이트계 물질 등); 탈중합(예, 폴리프탈알데히드계 물질); 및 재배열(예, 피나콜 재배열을 기초로 한 물질)을 들 수 있다. Non-curable species include reactive polymers, for example, in which solubility can be increased during acid- or radical-induced reactions. Such reactive polymers include, for example, ester group-containing water-insoluble polymers (eg, poly (4-tert-butoxycarbonyloxystyrene)) which can be converted to water-soluble acid groups by acids generated by light. Non-curable species also include chemically amplified photoresists (RD Allen, GM Wallraff, WD Hinsberg and LL Simpson, "High Performance Acrylic Polymers for Chemically Amplified Photoresist Applications", J. Vac. Sci. Technol. B. 9, 3357 (Described in 1991). The chemically amplified photoresist concept is now widely used in microchip fabrication, particularly in wiring widths of 0.5 microns or less (or 0.2 microns or less). In such a photoresist system, catalytic species (usually hydrogen ions) are generated by irradiation, which can induce a cascade of chemical reactions. When this cascade occurs, the reaction rate is increased by initiating a reaction in which hydrogen ions produce more hydrogen ions or other acidic species. Representative examples of photoresist systems chemically amplified by an acid catalyst include deprotection (e.g. t-butoxycarbonyloxystyrene resist described in US Pat. No. 4,491,628, tetrahydropyrans described in US Pat. No. 3,779,778) THP) methacrylate-based materials, THP-phenolic materials such as t-butyl methacrylate-based materials such as those described in RD Allen et al., Proc. SPIE 2438, 474 (1995); Depolymerization (eg, polyphthalaldehyde based materials); And rearrangements (eg, materials based on pinacol rearrangements).

다광자 광개시제 시스템Multiphoton Photoinitiator System

(1) 다광자 감광제(1) multiphoton photosensitizer

다광자 경화성 조성물에 사용하기에 적합한 다광자 감광제는 노출 시스템 내의 적절한 광원으로부터 나오는 방사선에 노출되면 2개 이상의 광자를 동시에 흡수할 수 있는 것이다. 바람직한 다광자 감광제는 2광자 흡수 단면적이 플루오레세인보다 큰(즉, 3',6'-디히드록시스피로[이소벤조푸란-1(3H),9'-[9H]크산텐]3-온보다 큰) 것이다. 통상, 2광자 흡수 단면적은 C. Xu 및 W.W. Webb의 문헌[J. Opt. Soc. Am. B, 13, 481(1996)] 및 WO 98/21521에 기재된 방법에 의해 측정시 약 50 x 10-50 cm4 초/광자 이상일 수 있다. Multiphoton photosensitizers suitable for use in multiphoton curable compositions are those that can simultaneously absorb two or more photons when exposed to radiation from a suitable light source in an exposure system. Preferred multiphoton photosensitizers have a two photon absorption cross section greater than fluorescein (ie, 3 ', 6'-dihydroxyspiro [isobenzofuran-1 (3H), 9'-[9H] xanthene] 3-one Greater than). Typically, two-photon absorption cross sections are described in C. Xu and WW Webb [J. Opt. Soc. Am. B, 13, 481 (1996) and WO 98/21521, which may be at least about 50 × 10 −50 cm 4 seconds / photon as measured.

이 방법은 감광제의 2광자 형광 강도를 기준 화합물과 비교(동일한 여기 강도 및 감광제 농도 조건하에서)하는 것을 포함한다. 기준 화합물은 감광제 흡수 및 형광에 의해 포괄되는 스펙트럼 범위와 가능한 한 근접하게 일치하도록 선택될 수 있다. 한가지 가능한 실험적 설정에서, 여기 빔을 여기 강도의 50%는 감광제로, 그리고 50%는 기준 화합물로 가도록 2개의 아암(arm)으로 나눌 수 있다. 그 후 기준 화합물에 대한 감광제의 상대적인 형광 강도를 2개의 광전자 배증관 또는 기타의 구경 검출기를 이용하여 측정할 수 있다. 마지막으로, 1광자 여기하에서 양 화합물의 형광 양자 효율을 측정할 수 있다. This method involves comparing the two-photon fluorescence intensity of the photosensitizer with the reference compound (under the same excitation intensity and photosensitizer concentration conditions). The reference compound may be chosen to match as closely as possible the spectral range covered by photosensitizer absorption and fluorescence. In one possible experimental setting, the excitation beam can be divided into two arms such that 50% of the excitation intensity goes to the photosensitizer and 50% to the reference compound. The relative fluorescence intensity of the photosensitizer relative to the reference compound can then be measured using two photomultipliers or other aperture detectors. Finally, the fluorescence quantum efficiency of both compounds can be measured under one photon excitation.

형광 및 인광 양자 수율을 측정하는 방법은 당업계에 공지되어 있다. 통상, 목적 화합물의 형광(또는 인광) 스펙트럼하의 영역을 공지된 형광(또는 인광) 양자 수율을 갖는 표준 발광 화합물의 형광(또는 인광) 스펙트럼하의 영역과 비교하며, 적절한 보정을 실시한다(예컨대, 여기 파장에서의 조성물의 흡광도, 형광 검출 장치의 구조, 방출 파장의 차이 및 상이한 파장에 대한 검출기의 반응을 고려함). 표준 방법은, 예컨대 I.B. Berlman의 문헌[Handbook of Fluorescence Spectra of Aromatic Molecules, 2판, 24-27면, Academic Press, New York(1971)]; J.N. Demas 및 G.A. Crosby의 문헌[J. Phys. Chem. 75, 991-1024(1971)]; J.V. Morris, M.A. Mahoney 및 J.R. Huber의 문헌[J. Phys. Chem. 80, 969-974(1976)]에 기재되어 있다. Methods of measuring fluorescence and phosphorescent quantum yields are known in the art. Usually, the area under the fluorescence (or phosphorescence) spectrum of the target compound is compared with the area under the fluorescence (or phosphorescence) spectrum of the standard luminescent compound having a known fluorescence (or phosphorescence) quantum yield and appropriate correction is made (e.g., here Taking into account the absorbance of the composition at wavelength, the structure of the fluorescence detection device, the difference in emission wavelength and the response of the detector to different wavelengths). Standard methods are for example I.B. Berlman, Handbook of Fluorescence Spectra of Aromatic Molecules, 2nd Edition, p. 24-27, Academic Press, New York (1971); J.N. Demas and G.A. Crosby, J. Phys. Chem. 75, 991-1024 (1971); J.V. Morris, M.A. Mahoney and J.R. Huber, J. Phys. Chem. 80, 969-974 (1976).

방출 상태가 1광자 및 2광자 여기하에서 동일하다고 가정하면(통상의 가정), 감광제의 2광자 흡수 단면적(δsam)은 δref K(Isam/Iref)(φ samref)이며, 이때 δref는 기준 화합물의 2광자 흡수 단면적이고, Isam은 감광제의 형광 강도이며, Iref는 기준 화합물의 형광 강도이고, φsam은 감광제의 형광 양자 효율이며, φref는 기준 화합물 의 형광 양자 효율이고, K는 2개의 검출기의 반응 및 광 경로의 근소한 차이를 설명하는 보정 인자이다. K는 샘플과 기준 아암 둘다에서 동일한 감광제에 대한 반응을 측정함으로써 결정될 수 있다. 유효 측정임을 확인하기 위하여, (형광 재흡수 및 감광제 응집 효과를 피하기 위하여) 여기력에 대한 2광자 형광 강도의 명백한 2차 함수적 의존성을 확인할 수 있으며, 비교적 낮은 농도의 감광제와 기준 화합물을 이용할 수 있다.Assuming that the emission states are the same under one- and two-photon excitation (normal assumption), the two-photon absorption cross-sectional area (δ sam ) of the photosensitive agent is δ ref K (I sam / I ref ) (φ sam / φ ref ), Where δ ref is the two-photon absorption cross-section of the reference compound, I sam is the fluorescence intensity of the photosensitizer, I ref is the fluorescence intensity of the reference compound, φ sam is the fluorescence quantum efficiency of the photosensitizer, and φ ref is the fluorescence quantum of the reference compound Efficiency, K is a correction factor that accounts for the slight difference in the light path and the response of the two detectors. K can be determined by measuring the response to the same photosensitizer in both the sample and the reference arm. To confirm that it is an effective measurement, one can confirm the apparent second order functional dependence of the two-photon fluorescence intensity on the excitation force (to avoid fluorescence reabsorption and sensitizer aggregation effects), and relatively low concentrations of sensitizers and reference compounds can be used. have.

감광제가 형광성이 아닌 경우, 전자 여기 상태의 수율을 측정하고 이를 기지의 표준과 비교할 수 있다. 전술한 형광 수율 측정 방법 외에도, 여기 상태 수율을 측정하는 다양한 방법이 알려져 있다[예컨대, 일시적 흡수, 인광 수율, (광반응으로부터의) 광생성물 형성 또는 감광제의 소멸 등].If the photosensitizer is not fluorescent, the yield of the electron excited state can be measured and compared with known standards. In addition to the above-described methods for measuring fluorescence yield, various methods for measuring excited state yield are known (eg, transient absorption, phosphorescence yield, photoproduct formation (from photoreaction), or extinction of a photosensitizer).

감광제의 2광자 흡수 단면적이 플루오레세인의 약 1.5배 이상(또는, 대안적으로 전술한 방법으로 측정시 약 75 x 10-50 cm4 초/광자 이상)인 것이 바람직하고, 플루오레세인의 약 2배 이상(또는, 대안적으로 약 100 x 10-50 cm4 초/광자 이상)인 것이 보다 바람직하고, 플루오레세인의 약 3배 이상(또는, 대안적으로 약 150 x 10-50 cm4 초/광자 이상)인 것이 가장 바람직하며, 플루오레세인의 약 4배 이상(또는, 대안적으로 약 200 x 10-50 cm4 초/광자 이상)인 것이 최상이다.Preferably, the two-photon absorption cross-sectional area of the photosensitizer is at least about 1.5 times greater than fluorescein (or alternatively at least about 75 x 10 -50 cm 4 seconds / photons as measured by the methods described above), More preferably, at least two times (or alternatively about 100 x 10 -50 cm 4 seconds / photon or more), and at least about three times (or alternatively about 150 x 10 -50 cm 4 ) of fluorescein Most preferably at least about 4 times per photon, or at least about 4 times (or alternatively about 200 × 10 −50 cm 4 seconds per photon) of fluorescein.

감광제는 반응성 화학종에서 가용성이거나(반응성 화학종이 액체라면), 또는 반응성 화학종 및 본 조성물에 포함되는 기타 결합제(후술하는 것)와 상용성인 것 이 바람직하다. 가장 바람직하게는 감광제가, 미국 특허 제3,729,313호에 기재된 테스트 방법을 이용하여 감광제의 단광자 흡수 스펙트럼과 중첩되는 파장 범위에서 연속적으로 조사하면(단광자 흡수 조건) 2-메틸-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진을 감광시킬 수 있는 것이다. 현재 시판되는 물질을 이용하여, 상기 테스트는 다음과 같이 실시될 수 있다. The photosensitizer is preferably soluble in the reactive species (if the reactive species is a liquid) or compatible with the reactive species and other binders included in the compositions (described below). Most preferably, when the photosensitizer is continuously irradiated in a wavelength range overlapping with the photon absorption spectrum of the photosensitive agent using the test method described in US Pat. No. 3,729,313 (monophoton absorption conditions), 2-methyl-4,6-bis (Trichloromethyl) -s-triazine can be exposed. Using currently commercially available materials, the test can be conducted as follows.

표준 테스트 용액은 다음의 조성을 갖도록 제조할 수 있다: 분자량 45,000∼55,000, 9.0∼13.0%의 히드록실 함량 폴리비닐 부티랄(예, ButvarTMB76, 몬산토)의 메탄올 중의 5%(w/v) 용액 5.0 부; 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 0.3 부 및 2-메틸-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진(Bull. Chem. Soc. Japan, 42, 2924-2930 (1969) 참조) 0.03 부. 이 용액에 감광제로서 테스트할 화합물 0.01 부를 첨가할 수 있다. 그 후 생성된 용액을 0.05 mm의 투명한 폴리에스테르 필름 상에 0.05 mm의 나이프 오리피스를 이용하여 나이프 코팅하고, 코팅은 약 30분간 공기 건조시킬 수 있다. 건조되었지만 부드럽고 점착성인 코팅 상에 공기 포획량이 최소가 되도록 0.05 mm의 투명한 폴리에스테르 커버 필름을 조심스럽게 올려 놓을 수 있다. 그 후 형성된 샌드위치 구조는 가시광 및 자외선 범위의 빛을 제공하는 텅스텐 광원으로부터 나오는 161,000 룩스의 입사광(예컨대, FCHTM 650 와트 석영-요오드 램프로부터 발생되는 빛, 제너럴 일렉트릭)에 3분간 노출시킬 수 있다. 노출은 스텐실을 통하여 실시하여 구조 내에 노출 영역 및 비노출 영역이 제공되도록 할 수 있다. 노출 후에 커버 필름을 제거할 수 있으며, 코팅은 미분된 착색 분말( 예컨대, 건식인쇄술에서 통상 사용되는 유형의 컬러 토너 분말)로 처리할 수 있다. 테스트된 화합물이 감광제라면, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트 단량체는 2-메틸-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진으로부터 빛에 의해 생성된 자유 라디칼에 의해 빛에 노출된 영역에서 중합될 것이다. 중합된 영역은 사실상 점착성이 없을 것이기 때문에, 착색된 분말은 코팅의 비노출된 점착성인 영역에만 거의 선택적으로 부착되며 스텐실에서 그에 해당하는 가시적인 상을 제공한다. Standard test solutions can be prepared with the following composition: 5% (w / v) solution in methanol of hydroxyl content polyvinyl butyral (e.g., Butvar B76, Monsanto) of molecular weight 45,000-55,000, 9.0-13.0% 5.0 parts; 0.3 parts trimethylolpropane trimethacrylate and 2-methyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine (see Bull. Chem. Soc. Japan, 42, 2924-2930 (1969)) 0.03 parts . To this solution can be added 0.01 part of the compound to be tested as a photosensitizer. The resulting solution is then knife coated using a 0.05 mm knife orifice on a 0.05 mm transparent polyester film, and the coating can be air dried for about 30 minutes. The 0.05 mm of transparent polyester cover film can be carefully placed on the dried but soft, sticky coating so that the amount of air trapping is minimal. The resulting sandwich structure can then be exposed for 3 minutes to 161,000 lux incident light (eg, light generated from an FCH 650 watt quartz-iodine lamp, General Electric) from a tungsten light source providing light in the visible and ultraviolet ranges. Exposure may be effected through a stencil such that exposed and unexposed areas are provided within the structure. The cover film may be removed after exposure, and the coating may be treated with finely divided colored powder (eg, color toner powder of the type commonly used in dry printing). If the compound tested is a photosensitizer, the trimethylolpropane trimethacrylate monomer is a region exposed to light by free radicals produced by light from 2-methyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine. Will be polymerized at Since the polymerized regions will be virtually tacky, the colored powders are almost selectively attached only to the unexposed tacky regions of the coating and provide a corresponding visual phase in the stencil.

바람직하게는 감광제는 부분적으로 저장 안정성을 고려하여 선택될 수도 있다. 따라서, 특정 감광제의 선택은 사용되는 특정 반응성 화학종에 따라(뿐만 아니라, 전자 공여체 화합물 및/또는 전자 수용체 화합물의 선택에 따라) 어느 정도 달라질 수 있다. Preferably the photosensitizer may be selected in part in view of storage stability. Thus, the choice of particular photosensitizer may vary to some extent depending on the particular reactive species used (as well as the choice of electron donor compound and / or electron acceptor compound).

특히 바람직한 다광자 감광제는 다광자 흡수 단면적이 큰 것, 예를 들어 로다민 B(즉, N-[9-(2-카르복시페닐)-6-(디에틸아미노)-3H-크산텐-3-일리덴]-N-에틸에탄아미늄 클로라이드 또는 헥사플루오로안티모네이트) 및 예컨대, Marder 및 Perry 등의 국제 특허 공개 WO 98/21521 및 WO 99/53242에 기재된 4 종류의 감광제를 포함한다. 상기 4 종류는 다음과 같이 설명할 수 있다: (a) 2개의 공여체가 공액 π-전자 다리에 연결된 분자, (b) 2개의 공여체가 1개 이상의 전자 수용기로 치환된 공액 π-전자 다리에 연결된 분자, (c) 2개의 수용체가 공액 π-전자 다리에 연결된 분자 및 (d) 2개의 수용체가 1개 이상의 전자 공여기로 치환된 공액 π-전자 다리에 연결된 분자(이때, "다리"는 2개 이상의 화학기를 연결하는 분자 단편을 의미하고, "공여체"는 공액 π-전자 다리에 결합될 수 있는 낮은 이온화 전위를 가 진 원자 또는 원자단을 의미하며, "수용체"는 공액 π-전자 다리에 결합될 수 있는 높은 전자 친화도를 가진 원자 또는 원자단을 의미한다).Particularly preferred multiphoton photosensitizers are those having a large multiphoton absorption cross-sectional area, for example rhodamine B (ie N- [9- (2-carboxyphenyl) -6- (diethylamino) -3H-xanthene-3- Iridene] -N-ethylethanealuminum chloride or hexafluoroantimonate) and four photosensitizers described in, for example, International Patent Publications WO 98/21521 and WO 99/53242, such as Marder and Perry. The four types can be described as follows: (a) two donors are linked to conjugated π-electron bridges, and (b) two donors are linked to conjugated π-electron bridges substituted with one or more electron acceptors. Molecule, (c) a molecule in which two receptors are linked to a conjugated π-electron bridge, and (d) a molecule in which two receptors are linked to a conjugated π-electron bridge substituted with one or more electron donors, wherein "legs" are 2 By molecular fragments connecting more than one chemical group, "donor" means an atom or group of atoms with a low ionization potential that can be bound to a conjugated π-electron bridge, and a "receptor" to a conjugated π-electron bridge Means an atom or group of atoms with a high electron affinity).

이러한 바람직한 감광제의 대표적인 예는 다음의 것을 포함한다:Representative examples of such preferred photosensitizers include:

Figure 112002041453328-pct00002
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Figure 112002041453328-pct00003
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Figure 112002041453328-pct00004
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Figure 112002041453328-pct00005
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전술한 4 종류의 감광제는 표준 Wittig 조건하에서 알데히드와 일리드를 반응시키거나, 또는 McMurray 반응을 이용하여 제조할 수 있다(국제 특허 공보 WO 98/21521 참조). The four types of photosensitizers described above can be prepared by reacting aldehydes and illi under standard Wittig conditions, or using the McMurray reaction (see International Patent Publication WO 98/21521).

미국 특허 제6,100,405호, 제5,859,251호 및 5,770,737호는 다광자 흡수 단면적이 큰 다른 화합물들을 개시하고 있으나, 이 화합물들의 단면적은 전술한 것과는 다른 방법에 의해 측정되었다. 이러한 화합물의 대표적인 예는 다음의 것을 포 함한다:US Pat. Nos. 6,100,405, 5,859,251 and 5,770,737 disclose other compounds with large multiphoton absorption cross sections, but the cross-sectional areas of these compounds were measured by methods other than those described above. Representative examples of such compounds include the following:

Figure 112002041453328-pct00006
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Figure 112002041453328-pct00007
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Figure 112002041453328-pct00008
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(2) 전자 수용체(2) electron acceptor

다광자 경화성 조성물에 적절한 전자 수용체 화합물은 다광자 감광제의 전자 여기 상태로부터 전자를 수용하여 감광되어 1종 이상의 자유 라디칼 및/또는 산을 형성할 수 있는 것들이다. 이러한 전자 수용체 화합물에는 요오도늄염(예, 디아릴요오도늄염), 클로로메틸화된 트리아진(예, 2-메틸-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2,4,6-트리스(트리클로로메틸)-s-트리아진 및 2-아릴-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진), 디아조늄염(예, 알킬, 알콕시, 할로 또는 니트로 등의 기로 임의로 치환된 페닐디아조늄염), 설포늄염(예, 알킬기 또는 알콕시기로 임의로 치환되고 임의로 아릴 부분 근처에 2,2' 옥시기 가교를 갖는 트리아릴설포늄염), 아지늄염(예, N-알콕시피리디늄염) 및 트리아릴이미다졸릴 이량체(바람직하게는 2,4,5-트리페닐이미다졸릴 이량체, 예컨대 2,2',4,4',5,5'-테트라페닐-1,1'-비이미다졸, 경우에 따라 알킬, 알콕시 또는 할로 등의 기로 치환될 수 있음) 등과 이들의 혼합 물이 포함된다.Suitable electron acceptor compounds for the multiphoton curable composition are those which can accept and photo electrons from the electron excited state of the multiphoton photosensitizer to form one or more free radicals and / or acids. Such electron acceptor compounds include iodonium salts (eg, diaryliodonium salts), chloromethylated triazines (eg, 2-methyl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2,4, 6-tris (trichloromethyl) -s-triazine and 2-aryl-4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine), diazonium salts (e.g. alkyl, alkoxy, halo or nitro, etc.) Phenyldiazonium salts optionally substituted with groups, sulfonium salts (e.g. triarylsulfonium salts optionally substituted with alkyl or alkoxy groups and optionally having a 2,2'oxy group crosslinking near the aryl moiety), azinium salts (e.g., N-alkoxy Pyridinium salts) and triarylimidazolyl dimers (preferably 2,4,5-triphenylimidazolyl dimers, such as 2,2 ', 4,4', 5,5'-tetraphenyl-1) , 1'-biimidazole, which may optionally be substituted with a group such as alkyl, alkoxy or halo) and the like, and mixtures thereof.

전자 수용체는 반응성 화학종에 가용성인 것이 바람직하고 저장 안정성이 있는 것(즉, 감광제와 전자 공여체 화합물의 존재하에 용해될 경우 반응성 화학종의 반응을 자발적으로 촉진하지 않는 것)이 바람직하다. 따라서, 특정 전자 수용체의 선택은 전술한 바와 같이 선택된 특정 반응성 화학종, 감광제 및 전자 공여체 화합물에 따라 어느 정도 달라질 수 있다.The electron acceptor is preferably soluble in the reactive species and is preferably storage stable (ie, does not spontaneously promote the reaction of the reactive species when dissolved in the presence of a photosensitizer and an electron donor compound). Thus, the choice of a particular electron acceptor may vary to some extent depending upon the particular reactive species, photosensitizer and electron donor compound selected as described above.

적절한 요오도늄염은 미국 특허 제5,545,676호, 제3,729,313호, 제3,741,769호, 제3,808,006호, 제4,250,053호 및 제4,394,403호에 개시된 것들을 포함한다. 요오도늄염은 단순한 염(예, Cl-, Br-, I- 또는 C4H5SO 3 -와 같은 음이온을 함유한 염) 또는 금속 착염(예, SbF6 -, PF6 -, BF4 -, 테트라키스(퍼플루오로페닐)보레이트, SbF5 OH- 또는 AsF6 -를 함유한 염)일 수 있다. 필요에 따라 요오도늄염의 혼합물을 사용할 수 있다.Suitable iodonium salts include those disclosed in US Pat. Nos. 5,545,676, 3,729,313, 3,741,769, 3,808,006, 4,250,053 and 4,394,403. Iodonium salt is a simple salt (for example, Cl -, Br -, I - or C 4 H 5 SO 3 - salt containing the same anion as) or a metal complex salt (for example, SbF 6 -, PF 6 - , BF 4 - It may be a salt containing a) -, tetrakis (perfluoro phenyl) borate, SbF 5 OH - or AsF 6. If necessary, a mixture of iodonium salts can be used.

유용한 방향족 요오도늄 착염 전자 수용체 화합물의 예로는 디페닐요오도늄 테트라플루오로보레이트; 디(4-메틸페닐)요오도늄 테트라플루오로보레이트; 페닐-4-메틸페닐요오도늄 테트라플루오로보레이트; 디(4-헵틸페닐)요오도늄 테트라플루오로보레이트; 디(3-니트로페닐)요오도늄 헥사플루오로포스페이트; 디(4-클로로페닐)요오도늄 헥사플루오로포스페이트; 디(나프틸)요오도늄 테트라플루오로보레이트; 디(4-트리플루오로메틸페닐)요오도늄 테트라플루오로보레이트; 디페닐요오도늄 헥사플루오로포스페이트; 디(4-메틸페닐)요오도늄 헥사플루오로포스페이트; 디페닐요오도늄 헥사플루오로아르세네이트; 디(4-페녹시페닐)요오도늄 테트라플루오로보레이트; 페닐-2-티에닐요오도늄 헥사플루오로포스페이트; 3,5-디메틸피라졸릴-4-페닐요오도늄 헥사플루오로포스페이트; 디페닐요오도늄 헥사플루오로안티모네이트; 2,2'-디페닐요오도늄 테트라플루오로보레이트; 디(2,4-디클로로페닐)요오도늄 헥사플루오로포스페이트; 디(4-브로모페닐)요오도늄 헥사플루오로포스페이트; 디(4-메톡시페닐)요오도늄 헥사플루오로포스페이트; 디(3-카르복시페닐)요오도늄 헥사플루오로포스페이트; 디(3-메톡시카르보닐페닐)요오도늄 헥사플루오로포스페이트; 디(3-메톡시설포닐페닐)요오도늄 헥사플루오로포스페이트; 디(4-아세트아미도페닐)요오도늄 헥사플루오로포스페이트; 디(2-벤조티에닐)요오도늄 헥사플루오로포스페이트; 및 디페닐요오도늄 헥사플루오로안티모네이트 등과 이들의 혼합물을 들 수 있다. 방향족 요오도늄 착염은 Beringer 등의 문헌[J. Am. Chem. Soc. 81, 342(1959)]의 교시에 따라 해당하는 방향족 요오도늄 단순염(예, 디페닐요오도늄 비설페이트 등)의 복분해에 의해 제조할 수 있다.Examples of useful aromatic iodonium complex salt electron acceptor compounds include diphenyliodonium tetrafluoroborate; Di (4-methylphenyl) iodonium tetrafluoroborate; Phenyl-4-methylphenyliodonium tetrafluoroborate; Di (4-heptylphenyl) iodonium tetrafluoroborate; Di (3-nitrophenyl) iodonium hexafluorophosphate; Di (4-chlorophenyl) iodonium hexafluorophosphate; Di (naphthyl) iodonium tetrafluoroborate; Di (4-trifluoromethylphenyl) iodonium tetrafluoroborate; Diphenyliodonium hexafluorophosphate; Di (4-methylphenyl) iodonium hexafluorophosphate; Diphenyliodonium hexafluoroarsenate; Di (4-phenoxyphenyl) iodonium tetrafluoroborate; Phenyl-2-thienyliodonium hexafluorophosphate; 3,5-dimethylpyrazolyl-4-phenyliodonium hexafluorophosphate; Diphenyliodonium hexafluoroantimonate; 2,2'-diphenyliodonium tetrafluoroborate; Di (2,4-dichlorophenyl) iodonium hexafluorophosphate; Di (4-bromophenyl) iodonium hexafluorophosphate; Di (4-methoxyphenyl) iodonium hexafluorophosphate; Di (3-carboxyphenyl) iodonium hexafluorophosphate; Di (3-methoxycarbonylphenyl) iodonium hexafluorophosphate; Di (3-methoxysulfonylphenyl) iodonium hexafluorophosphate; Di (4-acetamidophenyl) iodonium hexafluorophosphate; Di (2-benzothienyl) iodonium hexafluorophosphate; And diphenyl iodonium hexafluoroantimonate; and mixtures thereof. Aromatic iodonium complex salts are described in Beringer et al. Am. Chem. Soc. 81, 342 (1959)] can be prepared by metathesis of the corresponding aromatic iodonium simple salt (e.g. diphenyliodonium bisulfate, etc.).

바람직한 요오도늄염으로는 디페닐요오도늄염(예, 염화디페닐요오도늄, 디페닐요오도늄 헥사플루오로포스페이트 및 디페닐요오도늄 테트라플루오로보레이트), 디아릴요오도늄 헥사플루오로안티모네이트(예, 사토머 컴퍼니에서 시판하는 SARCATTM SR 1012)과 이들의 혼합물을 들 수 있다.Preferred iodonium salts include diphenyl iodonium salts (e.g. diphenyl iodonium chloride, diphenyl iodonium hexafluorophosphate and diphenyl iodonium tetrafluoroborate), diaryl iodonium hexafluoro Antimonates (eg, SARCAT SR 1012 available from Sartomer Company) and mixtures thereof.

설포늄염(및 임의의 다른 유형의 전자 수용체 화합물)에 적절한 음이온 X-는 각종 음이온 유형, 예컨대 이미드, 메타이드, 보론 중심, 인 중심, 안티몬 중심, 비소 중심 및 알루미늄 중심 음이온을 포함한다.Anions X suitable for sulfonium salts (and any other type of electron acceptor compound) include various anion types such as imides, metades, boron centers, phosphorus centers, antimony centers, arsenic centers and aluminum center anions.

적절한 이미드 및 메타이드 음이온의 비제한적인 예는 다음을 포함한다.Non-limiting examples of suitable imide and metaide anions include the following.

Figure 112002041453328-pct00009
Figure 112002041453328-pct00009

이러한 유형의 바람직한 음이온은 화학식 (RfSO2)3C-[Rf 는 탄소 원자수 1∼약 4의 퍼플루오로알킬 라디칼임]로 표시되는 화합물을 포함한다.Preferred anions of this type has the formula (R f SO 2) 3 C - include compounds represented by [R f is a perfluoroalkyl alkyl radical of 1 to about 4 carbon atoms being.

적절한 보론 중심 음이온의 비제한적인 예는 다음을 포함한다.Non-limiting examples of suitable boron central anions include the following.

Figure 112002041453328-pct00010
Figure 112002041453328-pct00010

바람직한 보론 중심 음이온은 일반적으로 보론에 결합된 3개 이상의 할로겐으로 치환된 방향족 탄화수소 라디칼을 포함하며, 플루오르가 가장 바람직한 할로겐이다. 바람직한 음이온의 비제한적인 예로는 (3,5-비스(CF3)C6H3)4 B-, (C6F5)4B-, (C6F5)3(n-C4H9)B-, (C6F 5)3FB- 및 (C6F5)3(CH3)B - 등이 있다.Preferred boron central anions generally comprise aromatic hydrocarbon radicals substituted with at least three halogens bonded to boron, with fluorine being the most preferred halogen. Non-limiting examples of the preferred anions include (3,5-bis (CF 3) C 6 H 3 ) 4 B -, (C 6 F 5) 4 B -, (C 6 F 5) 3 (nC 4 H 9) B -, (C 6 F 5 ) 3 FB - and the like - and (C 6 F 5) 3 ( CH 3) B.

기타의 금속 또는 반금속 중심을 포함하는 적절한 음이온의 예로는 (3,5-비스(CF3)C6H3)4Al-, (C6F5) 4Al-, (C6F5)2F4P-, (C6 F5)F5P-, F6P-, (C6F5)F 5Sb-, F6Sb-, (HO)F5SB- 및 F6As- 등이 있다. 음이온 X-는 테트라플루오로보레이트, 헥사플루오로포스페이트, 헥사플루오로아르세네이트, 헥사플루오로안티모네이트 및 히드록시펜타플루오로안티모네이트(예컨대, 에폭시 수지와 같은 양이온 반응성 화학종과 함께 사용하는 경우) 중에서 선택하는 것이 바람직하다.Examples of suitable anions include other metal or metalloid center are (3,5-bis (CF 3) C 6 H 3 ) 4 Al -, (C 6 F 5) 4 Al -, (C 6 F 5) 2 F 4 P -, (C 6 F 5) F 5 P -, F 6 P -, (C 6 F 5) F 5 Sb -, F 6 Sb -, (HO) F 5 SB - , and F 6 As - Etc. Anion X is used with tetrafluoroborate, hexafluorophosphate, hexafluoroarsenate, hexafluoroantimonate and hydroxypentafluoroantimonate (e.g. cationic reactive species such as epoxy resins) Is selected).

적절한 설포늄염 전자 수용체의 예로는Examples of suitable sulfonium salt electron acceptors include

트리페닐설포늄 테트라플루오로보레이트,Triphenylsulfonium tetrafluoroborate,

메틸디페닐설포늄 테트라플루오로보레이트,Methyldiphenylsulfonium tetrafluoroborate,

디메틸페닐설포늄 헥사플루오로포스페이트,Dimethylphenylsulfonium hexafluorophosphate,

트리페닐설포늄 헥사플루오로포스페이트,Triphenylsulfonium hexafluorophosphate,

트리페닐설포늄 헥사플루오로안티모네이트,Triphenylsulfonium hexafluoroantimonate,

디페닐나프틸설포늄 헥사플루오로아르세네이트,Diphenylnaphthylsulfonium hexafluoroarsenate,

트리톨릴설포늄 헥사플루오로포스페이트,Tritolylsulfonium hexafluorophosphate,

아니실디페닐설포늄 헥사플루오로안티모네이트,Anylsildiphenylsulfonium hexafluoroantimonate,

4-부톡시페닐디페닐설포늄 테트라플루오로보레이트,4-butoxyphenyldiphenylsulfonium tetrafluoroborate,

4-클로로페닐디페닐설포늄 헥사플루오로포스페이트,4-chlorophenyldiphenylsulfonium hexafluorophosphate,

트리(4-페녹시페닐)설포늄 헥사플루오로포스페이트,Tri (4-phenoxyphenyl) sulfonium hexafluorophosphate,

디(4-에톡시페닐)메틸설포늄 헥사플루오로아르세네이트,Di (4-ethoxyphenyl) methylsulfonium hexafluoroarsenate,

4-아세토닐페닐디페닐설포늄 테트라플루오로보레이트,4-acetonylphenyldiphenylsulfonium tetrafluoroborate,

4-티오메톡시페닐디페닐설포늄 헥사플루오로포스페이트, 4-thiomethoxyphenyldiphenylsulfonium hexafluorophosphate,                 

디(메톡시설포닐페닐)메틸설포늄 헥사플루오로안티모네이트,Di (methoxysulfonylphenyl) methylsulfonium hexafluoroantimonate,

디(니트로페닐)페닐설포늄 헥사플루오로안티모네이트,Di (nitrophenyl) phenylsulfonium hexafluoroantimonate,

디(카르보메톡시페닐)메틸설포늄 헥사플루오로포스페이트,Di (carbomethoxyphenyl) methylsulfonium hexafluorophosphate,

4-아세트아미도페닐디페닐설포늄 테트라플루오로보레이트,4-acetamidophenyldiphenylsulfonium tetrafluoroborate,

디메틸나프틸설포늄 헥사플루오로포스페이트,Dimethylnaphthylsulfonium hexafluorophosphate,

트리플루오로메틸디페닐설포늄 테트라플루오로보레이트,Trifluoromethyldiphenylsulfonium tetrafluoroborate,

p-(페닐티오페닐)디페닐설포늄 헥사플루오로안티모네이트,p- (phenylthiophenyl) diphenylsulfonium hexafluoroantimonate,

10-메틸페노크산티이늄 헥사플루오로포스페이트,10-methylphenoxane hexafluorophosphate,

5-메틸티안트레늄 헥사플루오로포스페이트,5-methylthianthrenium hexafluorophosphate,

10-페닐-9,9-디메틸티오크산테늄 헥사플루오로포스페이트,10-phenyl-9,9-dimethylthioxanthium hexafluorophosphate,

10-페닐-9-옥소티오크산테늄 테트라플루오로보레이트,10-phenyl-9-oxothioxanthium tetrafluoroborate,

5-메틸-10-옥소티안트레늄 테트라플루오로보레이트,5-methyl-10-oxotianthrenium tetrafluoroborate,

5-메틸-10,10-디옥소티안트레늄 헥사플루오로포스페이트를 들 수 있다.5-methyl-10,10-dioxothioanthrenium hexafluorophosphate is mentioned.

바람직한 설포늄염으로는 트리아릴 치환된 염, 예컨대 트리아릴설포늄 헥사플루오로안티모네이트(예, 사토머 컴퍼니에서 시판하는 SARCATTM SR1010), 트리아릴설포늄 헥사플루오로포스페이트(예, 사토머 컴퍼니에서 시판하는 SARCATTM SR1011), 및 트리아릴설포늄 헥사플루오로포스페이트(예, 사토머 컴퍼니에서 시판하는 SARCATTM KI85) 등이 있다.Preferred sulfonium salts include triaryl substituted salts such as triarylsulfonium hexafluoroantimonate (e.g. SARCAT TM SR1010 available from Sartomer Company), triarylsulfonium hexafluorophosphate (e.g. Satomer Company). Commercially available SARCAT TM SR1011), and triarylsulfonium hexafluorophosphate (e.g., SARCAT KI85 available from Sartomer Company).

유용한 아지늄염으로는 미국 특허 제4,859,572호에 기재된 것들을 들 수 있 으며, 여기에는 아지늄 부분, 예컨대 피리디늄, 디아지늄, 또는 트리아지늄 부분이 포함된다. 아지늄 부분은 아지늄 고리와 융합된 1개 이상의 방향족 고리, 통상적으로 탄소환 방향족 고리(예, 퀴놀리늄, 이소퀴놀리늄, 벤조디아지늄 및 나프토디아조늄 부분)를 포함할 수 있다. 아지늄 고리 내의 질소 원자의 4차화 치환기는 감광제의 전자 여기 상태로부터 아지늄 전자 수용체 화합물로 전자가 전달되면 자유 라디칼로서 해리될 수 있다. 바람직한 일 형태에서 4차화 치환기는 옥시 치환기이다. 아지늄 부분의 고리 질소 원자를 4차화시키는 옥시 치환기 -O-T는 합성이 용이한 각종 옥시 치환기 중에서 선택할 수 있다. T 부분은, 예컨대 메틸, 에틸, 부틸 등과 같은 알킬 라디칼일 수 있다. 알킬 라디칼은 치환될 수 있다. 예컨대 아랄킬(예, 벤질 및 펜에틸) 및 설포알킬(예, 설포메틸) 라디칼이 유용할 수 있다. 또 다른 형태에서 T는 아실 라디칼, 예컨대 -OC(O)-T1 라디칼[T1은 전술한 각종 알킬 및 아랄킬 라디칼 중 임의의 것일 수 있음]일 수 있다. 또한, T1은 아릴 라디칼, 예컨대 페닐 또는 나프틸일 수 있다. 아릴 라디칼 역시 치환될 수 있다. 예컨대 T1은 톨릴 또는 크실릴 라디칼일 수 있다. T는 일반적으로 1∼18개의 탄소 원자를 함유하며, 전술한 각 경우 알킬 부분은 저급 알킬 부분인 것이 바람직하고, 각 경우 아릴 부분은 약 6∼약 10개의 탄소 원자를 함유하는 것이 바람직하다. 옥시 치환기 -O-T-가 1개 또는 2개의 탄소 원자를 함유하는 경우 가장 높은 활성도가 실현되었다. 아지늄 핵은 4차화 치환기 외의 다른 치환기를 포함할 필요가 없다. 그러나, 다른 치환기의 존재가 이들 전자 수용체 화합물의 활성에 불리한 영향을 주지는 않는다. Useful azinium salts include those described in US Pat. No. 4,859,572, which includes azinium moieties such as pyridinium, diazinium, or triazinium moieties. The azinium moiety may comprise one or more aromatic rings, typically carbocyclic aromatic rings (eg, quinolinium, isoquinolinium, benzodiazinium and naphthodiazonium moieties) fused with an azinium ring. The quaternized substituents of nitrogen atoms in the azinium ring can be dissociated as free radicals when electrons are transferred from the electron excited state of the photosensitizer to the azinium electron acceptor compound. In a preferable embodiment, the quaternized substituent is an oxy substituent. The oxy substituent -OT which quaternizes the ring nitrogen atom of an azinium part can be selected from the various oxy substituents which are easy to synthesize | combine. The T moiety can be, for example, an alkyl radical such as methyl, ethyl, butyl and the like. Alkyl radicals may be substituted. Aralkyl (eg benzyl and phenethyl) and sulfoalkyl (eg sulfomethyl) radicals may be useful. In another form T may be an acyl radical, such as an —OC (O) —T 1 radical, where T 1 may be any of the various alkyl and aralkyl radicals described above. In addition, T 1 may be an aryl radical such as phenyl or naphthyl. Aryl radicals may also be substituted. For example T 1 may be a tolyl or xylyl radical. T generally contains 1 to 18 carbon atoms, preferably in each case the alkyl moiety is a lower alkyl moiety, and in each case the aryl moiety preferably contains about 6 to about 10 carbon atoms. The highest activity was realized when the oxy substituent -OT- contained one or two carbon atoms. The azinium nucleus need not contain substituents other than quaternized substituents. However, the presence of other substituents does not adversely affect the activity of these electron acceptor compounds.

유용한 트리아릴이미다졸릴 이량체로는 미국 특허 제4,963,471에 기재된 것들을 들 수 있다. 이러한 이량체의 예로는 2-(o-클로로페닐)-4,5-비스(m-메톡시페닐)-1,1'-비이미다졸; 2,2'-비스(o-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,1'-비이미다졸; 및 2,5-비스(o-클로로페닐)-4-[3,4-디메톡시페닐]-1,1'-비이미다졸 등이 있다.Useful triarylimidazolyl dimers include those described in US Pat. No. 4,963,471. Examples of such dimers include 2- (o-chlorophenyl) -4,5-bis (m-methoxyphenyl) -1,1'-biimidazole; 2,2'-bis (o-chlorophenyl) -4,4 ', 5,5'-tetraphenyl-1,1'-biimidazole; And 2,5-bis (o-chlorophenyl) -4- [3,4-dimethoxyphenyl] -1,1'-biimidazole.

바람직한 전자 수용체는 요오도늄염(보다 바람직하게는 아릴요오도늄염), 클로로메틸화된 트리아진, 설포늄염 및 디아조늄염과 같은 광산 발생기를 포함한다. 보다 바람직한 것은 아릴요오도늄염 및 클로로메틸화된 트리아진이다.Preferred electron acceptors include photoacid generators such as iodonium salts (more preferably aryliodonium salts), chloromethylated triazines, sulfonium salts and diazonium salts. More preferred are aryliodonium salts and chloromethylated triazines.

(3) 전자 공여체 화합물(3) electron donor compound

다광자 경화성 조성물의 다광자 감광제 시스템에 유용한 전자 공여체 화합물은 전자를 감광제의 전자 여기 상태에 공여할 수 있는 화합물(감광제 그 자체는 제외)이다. 전자 공여체 화합물은 산화 전위가 0 이상이고, p-디메톡시벤젠의 산화 전위와 같거나 작은 것이 바람직하다. 산화 전위가 표준 포화 감홍 전극("S.C.E")에 대하여 약 0.3∼1 볼트인 것이 바람직하다.Electron donor compounds useful in multiphoton photoresist systems of multiphoton curable compositions are compounds (except the photoresist itself) that can donate electrons to the electron excited state of the photosensitizer. The electron donor compound preferably has an oxidation potential of zero or more and is equal to or smaller than the oxidation potential of p-dimethoxybenzene. It is preferable that the oxidation potential is about 0.3 to 1 volt with respect to the standard saturated magenta electrode ("S.C.E").

전자 공여체 화합물은 또한 반응성 화학종에 가용성인 것이 바람직하며 부분적으로는 (전술한 바와 같이) 저장 안정성을 고려하여 선택된다. 적절한 공여체는 일반적으로 목적 파장의 빛에 노출시 광반응성 조성물의 상 밀도 또는 경화 속도를 증가시킬 수 있다.The electron donor compound is also preferably soluble in the reactive species and is selected in part in view of storage stability (as described above). Suitable donors generally can increase the phase density or cure rate of the photoreactive composition upon exposure to light of the desired wavelength.

당업자는 양이온 반응성 화학종을 사용할 경우 전자 공여체 화합물(현저한 염기성일 경우)이 양이온 반응에 불리한 영향을 줄 수 있음을 알 것이다[예컨대 미 국 특허 제6,025,406호의 논의 참조]. Those skilled in the art will appreciate that when using cationic reactive species, the electron donor compound (if significantly basic) can adversely affect the cationic reaction (see, for example, discussion of US Pat. No. 6,025,406).

일반적으로, 특정 감광제 및 전자 공여체 화합물과 함께 사용하기에 적절한 전자 공여체 화합물은 3가지 성분의 산화 및 환원 전위를 비교하여 선택할 수 있다[예컨대 미국 특허 제4,859,572호 참조]. 이러한 전위는 실험적으로 측정할 수 있거나[예컨대, R.J. Cox, Photographic Sensitivity, 15장, Academic Press(1973)에 기재된 방법에 의해], 또는 N.L Weinburg의 문헌[Technique of Electroorganic Synthesis Part II Techniques of Chemistry, Vol. V(1975)] 및 C.K. Mann 및 K.K. Barnes의 문헌[Electrochemical Reactions in Nonaqueous Systems(1970)] 등의 참고문헌으로부터 입수할 수 있다. 전위는 상대적인 에너지 관계를 나타내며, 전자 공여체 화합물 선택을 돕기 위해 하기 방식으로 사용될 수 있다.In general, electron donor compounds suitable for use with certain photosensitizers and electron donor compounds can be selected by comparing the oxidation and reduction potentials of the three components (see, eg, US Pat. No. 4,859,572). This potential can be measured experimentally [eg, in R.J. Cox, Photographic Sensitivity, Chapter 15, by the method described in Academic Press (1973), or by N.L Weinburg, Technique of Electroorganic Synthesis Part II Techniques of Chemistry, Vol. V (1975) and C.K. Mann and K.K. Barnes et al., Electrochemical Reactions in Nonaqueous Systems (1970). The potentials represent relative energy relationships and can be used in the following manner to assist in the electron donor compound selection.

감광제가 전자 여기 상태로 존재할 경우, 감광제의 최고 점유 분자 오비탈(HOMO)은 더 높은 에너지 레벨[즉, 감광제의 최저 비점유 분자 오비탈(LUBO)]로 상승되고, 빈자리는 최초에 점유한 분자 오비탈에 남겨진다. 전자 수용체 화합물은 더 높은 에너지 오비탈로부터 전자를 수용할 수 있고 전자 공여체 화합물은 일정한 상대적 에너지 관계가 만족된다면 처음에 점유된 오비탈의 빈자리를 채우도록 전자를 공여할 수 있다.When the photosensitizer is in an electron excited state, the highest occupied molecular orbital (HOMO) of the photosensitizer is raised to a higher energy level (i.e., the lowest unoccupied molecular orbital (LUBO) of the photosensitizer), and the vacancy is occupied by the first occupied molecular orbital. Left. The electron acceptor compound can accept electrons from higher energy orbitals and the electron donor compound can donate electrons to fill the voids of the initially occupied orbitals if certain relative energy relationships are satisfied.

전자 수용체 화합물의 환원 전위가 감광제의 환원 전위보다 적은 음의 값(또는 큰 양의 값)이라면, 감광제의 더 높은 에너지 오비탈 내의 전자는 감광제로부터 전자 수용체 화합물의 최저 비점유 분자 오비탈(LUMO)로 쉽게 전달되는데, 이것이 발열 과정을 나타내기 때문이다. 이 과정이 오히려 다소 흡열 반응일지라도(즉, 감 광제의 환원 전위가 전자 수용체 화합물의 환원 전위보다 0.1 볼트까지 더 큰 음의 값일지라도) 주위 열 활성화는 이러한 작은 장벽을 쉽게 극복할 수 있다.If the reduction potential of the electron acceptor compound is less negative (or a larger positive value) than the reduction potential of the photosensitizer, electrons in the higher energy orbital of the photosensitizer are easily transferred from the photosensitizer to the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) of the electron acceptor compound. This is because it represents an exothermic process. Although this process is rather endothermic (ie, the reduction potential of the photosensitizer is a negative value up to 0.1 volts higher than the reduction potential of the electron acceptor compound) ambient thermal activation can easily overcome this small barrier.

유사한 방식으로, 전자 공여체 화합물의 산화 전위가 감광제의 산화 전위보다 더 작은 양의 값(또는 더 큰 음의 값)일 경우 전자 공여체 화합물의 HOMO로부터 감광제의 오비탈 빈자리로 이동하는 전자는 더 높은 전위에서 낮은 전위로 이동하며, 이 또한 발열 과정을 나타낸다. 이 과정이 약한 흡열 반응일지라도(즉, 감광제의 산화 전위가 전자 공여체 화합물의 산화 전위보다 0.1 볼트까지 더 큰 양의 값일지라도) 주위 열 활성화는 이러한 작은 장벽을 쉽게 극복할 수 있다.In a similar manner, electrons that move from the HOMO of the electron donor compound to the orbital vacancies of the photoconductor when the oxidation potential of the electron donor compound is less positive (or greater negative) than the oxidation potential of the photosensitizer It moves to a low potential, which also represents an exothermic process. Even if this process is a weak endothermic reaction (ie, the oxidation potential of the photosensitizer is a positive value up to 0.1 volts greater than the oxidation potential of the electron donor compound), ambient thermal activation can easily overcome this small barrier.

감광제의 환원 전위가 전자 수용체 화합물의 환원 전위보다 0.1 볼트까지 더 큰 음의 값이거나, 또는 감광제의 산화 전위가 전자 공여체 화합물의 산화 전위보다 0.1 볼트까지 더 큰 양의 값인 약한 흡열 반응은 전자 수용체 화합물 또는 전자 공여체 화합물이 여기 상태의 감광제와 먼저 반응하는지 여부와 관계없이 모든 경우에 일어난다. 전자 수용체 화합물 또는 전자 공여체 화합물이 여기 상태의 감광제와 반응할 경우, 반응은 발열 반응 또는 단지 약한 흡열 반응인 것이 바람직하다. 전자 수용체 화합물 또는 전자 공여체 화합물이 감광제 이온 라디칼과 반응하는 경우, 발열 반응이 여전히 바람직하지만, 많은 경우 더 많은 흡열 반응이 일어날 것으로 예상할 수 있다. 따라서, 감광제의 환원 전위는 세컨드-투-리액트(second-to-react) 전자 수용체 화합물의 환원 전위보다 0.2 볼트(또는 그 이상)까지 더 큰 음의 값일 수 있거나, 감광제의 산화 전위는 세컨드-투-리액트 전자 공여체 화합물의 산화 전위보다 0.2 볼트(또는 그 이상)까 지 더 큰 양의 값일 수 있다.Weak endothermic reactions where the reduction potential of the photosensitizer is a negative value that is up to 0.1 volts greater than the reduction potential of the electron acceptor compound, or where the oxidation potential of the photosensitizer is a positive value that is up to 0.1 volts greater than the oxidation potential of the electron donor compound. Or in all cases regardless of whether the electron donor compound first reacts with the photosensitizer in an excited state. When the electron acceptor compound or electron donor compound reacts with the photosensitizer in an excited state, the reaction is preferably exothermic or only a weak endothermic reaction. If the electron acceptor compound or electron donor compound reacts with the photosensitizer ion radical, an exothermic reaction is still preferred, but in many cases more endothermic reactions can be expected to occur. Thus, the reduction potential of the photosensitizer may be a negative value up to 0.2 volts (or more) than the reduction potential of the second-to-react electron acceptor compound, or the oxidation potential of the photosensitizer is second- It can be a positive value up to 0.2 volts (or more) than the oxidation potential of the two-react electron donor compound.

적절한 전자 공여체 화합물의 예로는 D.F. Eaton의 문헌[Advances in Photochemistry, B.Voman 등 편저, Volume 13, pp. 427-488, John Wiley and Sons, New York(1986)]; 미국 특허 제6,025,406호; 및 미국 특허 제5,545,676호에 기술된 것들을 들 수 있다. 이러한 전자 공여체 화합물은 아민(예, 트리에탄올아민, 히드라진, 1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄, 트리페닐아민[및 이의 트리페닐포스핀 및 트리페닐아르신 유사체], 아미노알데히드 및 아미노실란), 아미드(예, 포스포아미드), 에테르(예, 티오에테르), 우레아(예, 티오우레아), 설핀산 및 이의 염, 페로시안화물의 염, 아스코르브산 및 이의 염, 디티오카르밤산 및 이의 염, 크산틴산의 염, 에틸렌 디아민 테트라아세트산의 염, (알킬)n(아릴)m보레이트(n+m=4)의 염(테트라알킬암모늄염이 바람직함), 각종 유기금속 화합물, 예컨대 SnR4 화합물(여기서 각 R은 알킬, 아랄킬(특히, 벤질), 아릴 및 알카릴 기 중에서 독립적으로 선택됨)(예, n-C3H7Sn(CH3)3, (알릴)Sn(CH3)3 및 (벤질)Sn(n-C3H7)3와 같은 화합물), 페로센 등과 이들의 혼합물을 포함한다. 전자 공여체 화합물은 비치환되거나 또는 1개 이상의 비간섭 치환기로 치환될 수 있다. 특히 바람직한 전자 공여체 화합물은 전자 공여체 원자(예, 질소, 산소, 인 또는 황 원자) 및 전자 공여체 원자의 알파 위치에 있는 탄소 또는 규소 원자에 결합된 제거가능한 수소 원자를 포함한다.Examples of suitable electron donor compounds are described in DF Eaton, Advances in Photochemistry, B. Voman et al., Volume 13, pp. 427-488, John Wiley and Sons, New York (1986); US Patent No. 6,025,406; And those described in US Pat. No. 5,545,676. Such electron donor compounds include amines such as triethanolamine, hydrazine, 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane, triphenylamine [and triphenylphosphine and triphenylarcin analogs thereof], aminoaldehydes and amino Silanes), amides (e.g. phosphoamides), ethers (e.g. thioethers), urea (e.g. thioureas), sulfinic acid and salts thereof, salts of ferrocyanide, ascorbic acid and salts thereof, dithiocarbamic acid And salts thereof, salts of xanthic acid, salts of ethylene diamine tetraacetic acid, salts of (alkyl) n (aryl) m borate (n + m = 4), preferably tetraalkylammonium salts, various organometallic compounds such as SnR 4 compound, wherein each R is independently selected from alkyl, aralkyl (especially benzyl), aryl and alkaryl groups (e.g. nC 3 H 7 Sn (CH 3 ) 3 , (allyl) Sn (CH 3 ) 3 And (benzyl) Sn (compounds such as nC 3 H 7 ) 3 ), ferrocene and the like and mixtures thereof. The electron donor compound may be unsubstituted or substituted with one or more noninterfering substituents. Particularly preferred electron donor compounds include electron donor atoms (eg, nitrogen, oxygen, phosphorus or sulfur atoms) and removable hydrogen atoms bonded to carbon or silicon atoms at the alpha position of the electron donor atom.

바람직한 아민 전자 공여체 화합물에는 알킬-, 아릴-, 알카릴- 및 아랄킬-아민(예, 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민, 트리에탄올아민, 아밀아민, 헥실아민, 2,4-디메틸아닐린, 2,3-디메틸아닐린, o-, m- 및 p-톨루이딘, 벤질아민, 아미노피리딘, N,N'-디메틸에틸렌디아민, N,N'-디에틸에틸렌디아민, N,N'-디벤질에틸렌디아민, N,N'-디에틸-1,3-프로판디아민, N,N'-디에틸-2-부텐-1,4-디아민, N,N'-디메틸-1,6-헥산디아민, 피페라진, 4,4'-트리메틸렌디피페리딘, 4,4'-에틸렌디피페리딘, p-N,N-디메틸-아미노펜에탄올 및 p-N-디메틸아미노벤조니트릴); 아미노알데히드(예, p-N,N-디메틸아미노벤즈알데히드, p-N,N-디에틸아미노벤즈알데히드, 9-줄로리딘 카르복스알데히드 및 4-모르폴리노벤즈알데히드); 및 아미노실란(예, 트리메틸실릴모르폴린, 트리메틸실릴피페리딘, 비스(디메틸아미노)디페닐실란, 트리스(디메틸아미노)메틸실란, N,N-디에틸아미노트리메틸실란, 트리스(디메틸아미노)페닐실란, 트리스(메틸실릴)아민, 트리스(디메틸실릴)아민, 비스(디메틸실릴)아민, N,N-비스(디메틸실릴)아닐린, N-페닐-N-디메틸실릴아닐린 및 N,N-디메틸-N-디메틸실릴아민); 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 3차 방향족 알킬아민, 특히 방향족 고리 상에 1개 이상의 전자 끄는기(electron-withdrawing group)를 갖는 화합물은 특히 우수한 저장 안정성을 제공하는 것으로 확인되었다. 또한 우수한 저장 안정성은 실온에서 고체인 아민을 사용하여 얻을 수 있었다. 하나 이상의 줄로리디닐 부분을 포함하는 아민을 사용하면 우수한 사진촬영 속도가 얻어졌다.Preferred amine electron donor compounds include alkyl-, aryl-, alkaryl- and aralkyl-amines (e.g. methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, triethanolamine, amylamine, hexylamine, 2,4-dimethylaniline , 2,3-dimethylaniline, o-, m- and p-toluidine, benzylamine, aminopyridine, N, N'-dimethylethylenediamine, N, N'-diethylethylenediamine, N, N'-dibenzyl Ethylenediamine, N, N'-diethyl-1,3-propanediamine, N, N'-diethyl-2-butene-1,4-diamine, N, N'-dimethyl-1,6-hexanediamine, Piperazine, 4,4'-trimethylenedipiperidine, 4,4'-ethylenedipiperidine, pN, N-dimethyl-aminophenethanol and pN-dimethylaminobenzonitrile); Aminoaldehydes (eg, p-N, N-dimethylaminobenzaldehyde, p-N, N-diethylaminobenzaldehyde, 9-julolidine carboxaldehyde and 4-morpholinobenzaldehyde); And aminosilanes (eg trimethylsilylmorpholine, trimethylsilylpiperidine, bis (dimethylamino) diphenylsilane, tris (dimethylamino) methylsilane, N, N-diethylaminotrimethylsilane, tris (dimethylamino) phenyl Silane, tris (methylsilyl) amine, tris (dimethylsilyl) amine, bis (dimethylsilyl) amine, N, N-bis (dimethylsilyl) aniline, N-phenyl-N-dimethylsilylaniline and N, N-dimethyl- N-dimethylsilylamine); And mixtures thereof. Tertiary aromatic alkylamines, especially compounds with one or more electron-withdrawing groups on aromatic rings, have been found to provide particularly good storage stability. Excellent storage stability was also obtained using amines that were solid at room temperature. The use of amines containing one or more zoloridinyl moieties resulted in good photography speeds.

바람직한 아미드 전자 공여체 화합물로는 N,N-디메틸아세트아미드, N,N-디에틸아세트아미드, N-메틸-N-페닐아세트아미드, 헥사메틸포스포아미드, 헥사에틸포스포아미드, 헥사프로필포스포아미드, 트리모르폴리노포스핀 옥시드, 트리피페리디노포스핀 옥시드 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. Preferred amide electron donor compounds include N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N-methyl-N-phenylacetamide, hexamethylphosphoamide, hexaethylphosphoamide, hexapropylphospho Amide, trimorpholinophosphine oxide, tripiperidinophosphine oxide and mixtures thereof.                 

바람직한 알킬아릴보레이트염은Preferred alkylarylborate salts are

Figure 112002041453328-pct00011
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(상기 식에서 Ar은 페닐, 나프틸, 치환된(바람직하게는 플루오르 치환된) 페닐, 치환된 나프틸, 및 더 많은 수의 융합된 방향족 고리를 갖는 기임) 뿐만 아니라, 테트라메틸암모늄 n-부틸트리페닐보레이트 및 테트라부틸암모늄 n-헥실-트리스(3-플루오로페닐)보레이트(시바 스페셜티 케미칼스 코포레이션에서 CGI 437 및 CGI 746으로 시판됨) 및 이들의 혼합물을 포함한다.Where Ar is phenyl, naphthyl, substituted (preferably fluorine substituted) phenyl, substituted naphthyl, and a group having a greater number of fused aromatic rings), as well as tetramethylammonium n-butyltri Phenylborate and tetrabutylammonium n-hexyl-tris (3-fluorophenyl) borate (commercially available as CGI 437 and CGI 746 from Ciba Specialty Chemicals Corporation) and mixtures thereof.

적절한 에테르 전자 공여체 화합물로는 4,4'-디메톡시비페닐, 1,2,4-트리메톡시벤젠, 1,2,4,5-테트라메톡시벤젠 등과 이들의 혼합물을 들 수 있다. 적절한 우레아 전자 공여체 화합물로는 N,N'-디메틸우레아, N,N-디메틸우레아, N,N'-디페닐 우레아, 테트라메틸티오우레아, 테트라에틸티오우레아, 테트라-n-부틸티오우레아, N,N-디-n-부틸티오우레아, N,N'-디-n-부틸티오우레아, N,N-디페닐티오우레아, N,N'-디페닐-N,N'-디에틸티오우레아 등과 이들의 혼합물을 들 수 있다.Suitable ether electron donor compounds include 4,4'-dimethoxybiphenyl, 1,2,4-trimethoxybenzene, 1,2,4,5-tetramethoxybenzene and mixtures thereof. Suitable urea electron donor compounds include N, N'-dimethylurea, N, N-dimethylurea, N, N'-diphenyl urea, tetramethylthiourea, tetraethylthiourea, tetra-n-butylthiourea, N , N-di-n-butylthiourea, N, N'-di-n-butylthiourea, N, N-diphenylthiourea, N, N'-diphenyl-N, N'-diethylthiourea And mixtures thereof.

자유 라디칼 유도 반응을 위한 바람직한 전자 공여체 화합물은 1 이상의 줄로리디닐 부분을 포함하는 아민, 알킬아릴보레이트염 및 방향족 설핀산의 염을 포함한다. 그러나, 상기 반응을 위해서는 전자 공여체 화합물이 필요에 따라(예컨대 광반응성 조성물의 저장 안정성을 개선시키거나, 또는 분해능, 콘트라스트 및 상호관계를 변화시키기 위해서) 제외될 수도 있다. 산 유도 반응을 위한 바람직한 전자 공여체 화합물은 4-디메틸아미노벤조산, 에틸 4-디메틸아미노벤조에이트, 3-디메틸아미노벤조산, 4-디메틸아미노벤조인, 4-디메틸아미노벤즈알데히드, 4-디메틸아미노벤조니트릴, 4-디메틸아미노펜에틸 알코올 및 1,2,4-트리메톡시벤젠을 포함한다.Preferred electron donor compounds for free radical induction reactions include amines, alkylarylborate salts and salts of aromatic sulfinic acids comprising one or more zoloridinyl moieties. However, the electron donor compound may be excluded for this reaction as needed (eg to improve the storage stability of the photoreactive composition or to change the resolution, contrast and interrelationship). Preferred electron donor compounds for the acid induction reaction are 4-dimethylaminobenzoic acid, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, 3-dimethylaminobenzoic acid, 4-dimethylaminobenzoin, 4-dimethylaminobenzaldehyde, 4-dimethylaminobenzonitrile, 4-dimethylaminophenethyl alcohol and 1,2,4-trimethoxybenzene.

다광자 경화성 조성물의 제조Preparation of Multiphoton Curable Compositions

경화성 및 경우에 따라 비경화성 화학종, 다광자 감광제, 전자 공여체 화합물 및 전자 수용체 화합물은 전술한 방법 또는 당업계에 공지된 기타 방법에 의해 제조할 수 있으며, 다수는 시판된다. 이들 성분들은 임의의 조합 순서 및 방식을 이용하여 "안전한 광(safe light)" 조건하에(경우에 따라 교반 또는 진탕시키면서) 배합하지만, 종종 (저장 수명 및 열 안정성 관점에서) 전자 수용체 화합물을 마지막에 첨가하는 것이 바람직하다(그리고 이후에 다른 성분들의 용해를 촉진하기 위해 경우에 따라 임의의 가열 단계를 이용한다). 필요에 따라 용매를 사용할 수 있으며, 단 용매는 조성물의 성분들과 현저하게 반응하지 않도록 선택되어야 한다. 적절한 용매의 예로는 아세톤, 디클로로메탄 및 아세토니트릴 등이 있다. 반응성 화학종 그 자체는 종종 다른 성분들에 대한 용매로서 작용할 수도 있다.Curable and optionally non-curable species, multiphoton photosensitizers, electron donor compounds and electron acceptor compounds can be prepared by the methods described above or by other methods known in the art, many of which are commercially available. These components are formulated under "safe light" conditions (optionally stirring or shaking) using any combination order and manner, but often end up with the electron acceptor compound (in terms of shelf life and thermal stability). Preference is given to adding (and then optionally using any heating step to promote dissolution of the other components). Solvents may be used as needed, provided that the solvents are selected so as not to react significantly with the components of the composition. Examples of suitable solvents include acetone, dichloromethane and acetonitrile. The reactive species itself may often act as a solvent for other components.

다광자 광개시제 시스템의 성분들은 (상기한 바와 같은) 광화학적 유효량으로 존재한다. 일반적으로, 다광자 경화성 조성물은 조성물 내의 고체 총 중량(즉, 용매 외의 다른 성분들의 총 중량)을 기준으로 하여 1종 이상의 반응성 화학종을 약 5∼약 99.79 중량%(바람직하게는 약 10∼약 95 중량%, 보다 바람직하게는 약 20∼약 80 중량%); 1종 이상의 감광제를 약 0.01∼약 10 중량%(바람직하게는 약 0.1∼약 5 중량%, 보다 바람직하게는 약 0.2∼약 2 중량%); 1종 이상의 전자 공여체 화합물을 약 10 중량% 이하(바람직하게는 약 0.1∼10 중량%, 보다 바람직하게는 약 0.1∼약 5 중량%); 및 1종 이상의 전자 수용체 화합물을 약 0.1∼약 10 중량%(바람직하게는 약 0.1∼약 5 중량%) 포함할 수 있다. The components of the multiphoton photoinitiator system are present in photochemically effective amounts (as described above). Generally, multiphoton curable compositions contain from about 5 to about 99.79 weight percent (preferably from about 10 to about 1) at least one reactive species based on the total weight of solids in the composition (ie, the total weight of components other than solvents). 95 weight percent, more preferably about 20 to about 80 weight percent); From about 0.01 to about 10 weight percent of one or more photosensitizers (preferably about 0.1 to about 5 weight percent, more preferably about 0.2 to about 2 weight percent); About 10% or less (preferably about 0.1 to 10% by weight, more preferably about 0.1 to about 5% by weight) of one or more electron donor compounds; And about 0.1 to about 10 weight percent (preferably about 0.1 to about 5 weight percent) of one or more electron acceptor compounds.

목적하는 최종 용도에 따라서 다광자 경화성 조성물에 각종 보조제를 포함시킬 수 있다. 적절한 보조제로는 용매, 희석제, 수지, 결합제, 가소제, 안료, 염료, 무기 또는 유기 보강 또는 증량 충전제(바람직한 양은 조성물의 총 중량을 기준으로 약 10∼90 중량%), 요변성제, 반응지시약, 억제제, 안정화제, 자외선 흡수제, 약제(예, 다공성 불화물) 등이 있다. 이러한 보조제의 양과 종류 및 조성물에 첨가하는 방식은 당업자에게 주지된 사항이다.Various adjuvants may be included in the multiphoton curable composition, depending on the desired end use. Suitable auxiliaries include solvents, diluents, resins, binders, plasticizers, pigments, dyes, inorganic or organic reinforcing or extending fillers (preferred amounts of from about 10 to 90% by weight, based on the total weight of the composition), thixotropic agents, reaction indicators, inhibitors , Stabilizers, ultraviolet absorbers, pharmaceuticals (eg, porous fluorides), and the like. The amount and type of such adjuvants and the manner in which they are added to the composition are well known to those skilled in the art.

예컨대 점도를 조절하고 막 형성 특성을 제공하기 위해 조성물에 비반응성 중합체 결합제를 포함시키는 것은 본 발명의 범위에 속하는 것이다. 이러한 중합체 결합제는 일반적으로 반응성 화학종과 상용성이 되도록 선택할 수 있다. 예컨대, 반응성 화학종에 대해 사용되는 것과 동일한 용매에 가용성이고 반응성 화학종의 반응 과정에 불리한 영향을 줄 수 있는 작용기가 없는 중합체 결합제를 사용할 수 있다. 결합제는 목적하는 막 형성 특성과 용액 유동성을 얻기에 적절한 분자량을 지닐 수 있다(예컨대, 분자량이 약 5,000∼1,000,000 달톤, 바람직하게는 약 10,000∼500,000 달톤, 보다 바람직하게는 약 15,000∼250,000 달톤). 적절한 중합체 결합제의 예로는 폴리스티렌, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 폴리(스티렌)-코-(아크릴로니트릴), 셀룰로스 아세테이트 부티레이트 등이 있다. 적절한 비반응성 중합체 결합제(존재한다면)를 조성물의 총 중량의 90 중량% 이하, 바람직하게는 75 중량% 이하, 보다 바람직하게는 60 중량% 이하로 조성물에 포함시킬 수 있다.It is within the scope of the present invention to include non-reactive polymer binders in the composition, such as to control viscosity and provide film forming properties. Such polymeric binders may generally be selected to be compatible with the reactive species. For example, a polymeric binder may be used that is soluble in the same solvent as used for the reactive species and free of functional groups that may adversely affect the reaction process of the reactive species. The binder may have a molecular weight suitable for obtaining the desired film forming properties and solution flowability (eg, about 5,000 to 1,000,000 Daltons, preferably about 10,000 to 500,000 Daltons, more preferably about 15,000 to 250,000 Daltons). Examples of suitable polymeric binders include polystyrene, poly (methyl methacrylate), poly (styrene) -co- (acrylonitrile), cellulose acetate butyrate, and the like. Suitable non-reactive polymer binders (if present) may be included in the composition at 90% or less, preferably 75% or less, more preferably 60% or less by weight of the total weight of the composition.

노출 전에, 형성된 광반응성 조성물을, 필요에 따라 다양한 도포 방법 중 임의의 방법에 의해 기판 상에 도포할 수 있다. 조성물은 나이프 코팅, 바 코팅, 후진 롤 코팅 및 널드 롤(knurled roll) 코팅 등의 코팅 방법에 의해, 또는 담그기, 침지, 분무, 브러싱, 커튼 코팅 등과 같은 도포 방법에 의해 도포할 수 있다. 대안으로, 조성물은 적하 방식으로 도포할 수 있다. 기판은 구체적 용도 및 이용할 노출 방법에 따라서 다양한 필름, 시이트 및 기판 표면 중에서 선택할 수 있다.Prior to exposure, the formed photoreactive composition can be applied onto the substrate by any of a variety of application methods as desired. The composition may be applied by a coating method such as knife coating, bar coating, reverse roll coating and knurled roll coating, or by an application method such as dipping, dipping, spraying, brushing, curtain coating or the like. Alternatively, the composition can be applied in a dropwise manner. Substrates can be selected from a variety of films, sheets and substrate surfaces depending on the specific application and the exposure method to be used.

제조예 1 - 다광자 감광제(MPS 1)의 합성Preparation Example 1 Synthesis of Multiphoton Photosensitive Agent (MPS 1)

1,4-비스(브로모메틸)-2,5-디메톡시벤젠과 트리에틸 포스파이트의 반응:Reaction of 1,4-bis (bromomethyl) -2,5-dimethoxybenzene with triethyl phosphite:

문헌[Syper 등, Tetrahedron, 39, 781-792, 1983]에 개시된 절차에 따라서 1,4-비스(브로모메틸)-2,5-디메톡시벤젠을 제조하였다. 1000 ㎖의 둥근 바닥 플라 스크에 1,4-비스(브로모메틸)-2,5-디메톡시벤젠(253 g, 0.78 mol)을 넣었다. 트리에틸 포스파이트(300 g, 2.10 mol)를 첨가하고, 질소 대기 하에 48시간 동안 교반하면서 활발히 환류되도록 반응물을 가열하였다. 반응 혼합물을 냉각하고 Kugelrohr 장치를 사용하여 진공 하에 과량의 트리에틸 포스파이트를 제거하였다. 0.1 mmHg에서 100℃로 가열시 투명 오일이 생겼다. 냉각시 목적하는 생성물이 응고되었고, 이는 다음 단계에 직접 사용하기 적합하였다. 생성물의 1H NMR 스펙트럼 결과 목적하는 생성물과 일치하였다. 톨루엔으로부터의 재결정화로 무색 침상물을 얻었다. 1,4-bis (bromomethyl) -2,5-dimethoxybenzene was prepared according to the procedure disclosed in Syper et al., Tetrahedron, 39, 781-792, 1983. Into a 1000 mL round bottom flask was placed 1,4-bis (bromomethyl) -2,5-dimethoxybenzene (253 g, 0.78 mol). Triethyl phosphite (300 g, 2.10 mol) was added and the reaction heated to vigorously reflux with stirring for 48 h under a nitrogen atmosphere. The reaction mixture was cooled down and excess triethyl phosphite was removed under vacuum using a Kugelrohr apparatus. A clear oil was formed upon heating to 100 ° C. at 0.1 mmHg. Upon cooling the desired product solidified, which was suitable for direct use in the next step. 1 H NMR spectra of the product were consistent with the desired product. Recrystallization from toluene gave a colorless needle.

1,4-비스-[4-(디페닐아미노)스티릴]-2,5-(디메톡시)벤젠의 합성:Synthesis of 1,4-bis- [4- (diphenylamino) styryl] -2,5- (dimethoxy) benzene:

눈금이 있는 적하 깔대기와 자기 교반기를 1000 ㎖의 둥근 바닥 플라스크에 설치하였다. 플라스크에 상기 반응으로부터 제조한 생성물(19.8 g, 45.2 mmol)과 N,N-디페닐아미노-p-벤즈알데히드(25 g, 91.5 mmol; 미국 위스콘신주 밀워키에 소재하는 플루카 케미칼 코포레이션에서 시판)를 투입하였다. 플라스크를 질소로 씻어내리고 격막으로 밀봉하였다. 무수 테트라히드로푸란(750 ㎖)을 도관을 통해 플라스크에 넣고 모든 고체를 용해시켰다. 적하 깔대기에 칼륨 t-부톡시드(125 ㎖, THF 중 1.0 M)를 투입하였다. 플라스크 내의 용액을 교반하고, 30분 동안 플라스크의 내용물에 칼륨 t-부톡시드 용액을 첨가하였다. 용액을 상온에서 밤새 교반하였다. 이어서 물(500 ㎖)을 첨가하여 반응을 종결시켰다. 계속 교반하고, 약 30분 후에 플라스크 내에 고도의 형광성 황색 고체가 형성되었다. 여과시켜 고체를 분리하 고, 공기 건조한 다음, 톨루엔(450 ㎖)으로부터 재결정화하였다. 목적하는 생성물을 형광성 침상물(24.7 g, 수율 81%)로서 얻었다. 생성물의 1H NMR 스펙트럼 결과 제안된 구조와 일치하였다. A graduated dropping funnel and magnetic stirrer were installed in a 1000 ml round bottom flask. Into the flask, the product prepared from the above reaction (19.8 g, 45.2 mmol) and N, N-diphenylamino-p-benzaldehyde (25 g, 91.5 mmol; sold by Fluka Chemical Corporation, Milwaukee, WI) were charged. It was. The flask was flushed with nitrogen and sealed with a septum. Anhydrous tetrahydrofuran (750 mL) was placed in the flask through the conduit to dissolve all solids. Potassium t-butoxide (125 mL, 1.0 M in THF) was added to the dropping funnel. The solution in the flask was stirred and potassium t-butoxide solution was added to the contents of the flask for 30 minutes. The solution was stirred overnight at room temperature. Water (500 mL) was then added to terminate the reaction. Stirring continued, and after about 30 minutes a highly fluorescent yellow solid formed in the flask. The solid was isolated by filtration, air dried and then recrystallized from toluene (450 mL). The desired product was obtained as a fluorescent needle (24.7 g, 81% yield). 1 H NMR spectrum results of the product were consistent with the proposed structure.

실시예 2 - 반사 회절 격자Example 2-Reflective Diffraction Grating

다광자 경화성 조성물을 다음과 같이 제조하였다. 디옥산 120 g에 PMMA(알드리치) 30 g을 첨가하고, 로울러에서 밤새 혼합하여 모액을 제조하였다. 1 g의 MPS I을 35 g의 Sartomer SR9008에 첨가한 다음, 가열 및 교반하여 감광제를 부분적으로 용해시켜 제2 용액을 제조하였다. 제2 용액을 모액에 첨가하고 로울러 상에서 밤새 혼합하였다. 이 용액에 35 g의 Sartomer SR368을 첨가하고, 용액을 로울러 상에서 밤새 혼합하여, 마스터배취 B를 제조하였다. 디아릴요오도늄 헥사플루오로안티모네이트(SR1012, Sartomer) 0.1 g과 알킬트리아릴보레이트염(CGI 7460, 시바 스페셜티즈) 0.1 g을 아세토니트릴 1 ㎖에 용해시키고 마스터배치 B 11 g을 함유하는 제4 바이알에 첨가하고, 교반하여 용액을 혼합하였다. The multiphoton curable composition was prepared as follows. 30 g of PMMA (Aldrich) was added to 120 g of dioxane and mixed overnight in a roller to prepare a mother liquor. 1 g of MPS I was added to 35 g of Sartomer SR9008 and then heated and stirred to partially dissolve the photosensitizer to prepare a second solution. The second solution was added to the mother liquor and mixed overnight on a roller. To this solution was added 35 g of Sartomer SR368 and the solution was mixed overnight on a roller to prepare Masterbatch B. 0.1 g of diaryliodonium hexafluoroantimonate (SR1012, Sartomer) and 0.1 g of alkyltriaryl borate salt (CGI 7460, Ciba Specialty) are dissolved in 1 ml of acetonitrile and contain 11 g of masterbatch B. It was added to the fourth vial and stirred to mix the solution.

약 4 중량% 고형분으로 희석된 다광자 경화성 조성물을, 주사기로부터 나오는 액적을 이용하여 알루미늄 처리된 규소 반사경 상에 코팅하여 불연속 섬을 형성하였다. 이어서, 이들 섬을 80℃의 공기 오븐에서 10분간 건조시켜 직경이 수 mm인 영역에 걸쳐 확장되는 막을 형성하였다.The multiphoton curable composition diluted to about 4 weight percent solids was coated onto the aluminum treated silicon reflector using droplets from the syringe to form discrete islands. These islands were then dried for 10 minutes in an air oven at 80 ° C. to form a film that extended over an area of several mm in diameter.

스펙트라-피직스 인코포레이티드(미국 캘리포니아주 94043 마운틴 뷰 테라 벨라 애비뉴 1335 소재) "Mai Tai" 모델의 레이저를 파장 λ= 800 nm, 반복 주파수 80 MHz 및 펄스 폭 약 100 fs(1×10-13 초)에서 조작하였다. 초점 길이가 4.48 mm이고 유효 구경수가 0.65인 40× 현미경 대물렌즈를 사용하여 건조된 수지 막을 통과시킨 후에 알루미늄 처리된 반사경 표면에 레이저 빔을 집속하였다. 고정 레이저 빔 하에서 완성된 알루미늄 처리된 반사경을 동일하게 이격된 일련의 선을 그리도록 이동시켜 격자 패턴을 형성하였다. 뉴잉글랜드 어필리에이티드 테크놀러지즈(NEAT) 인코포레이티드(미국 매사츄세츠주 로우렌스 소재) 타입 310 병진대를 교차형 배치로 설치하여 2개의 직각 방향으로 주사하였으며, 각 방향은 레이저 빔에 대해 직각이었다. 반사경을 병진대 조립체에 설치하고 레이저 빔 하에서 주사하여 2광자 상호작용으로 수지를 중합시켜, 중합된 수지의 일련의 평행선을 약 19.1 ㎛ 간격으로 형성하였다. Spectra-Physics Inc. (94043 Mountain View Terra Bella Avenue, 1335, California, USA). The laser of the "Mai Tai" model is wavelength λ = 800 nm, repetition frequency 80 MHz, and pulse width of about 100 fs (1 × 10 -13). Second). The laser beam was focused on an aluminum treated reflector surface after passing through the dried resin film using a 40 × microscope objective with a focal length of 4.48 mm and an effective aperture of 0.65. Under a fixed laser beam, the completed aluminum treated reflector was moved to draw a series of equally spaced lines to form a grid pattern. New England Applied Technologies (NEAT) Inc. (Low-Lens, Mass.) Type 310 translations were installed in a cross-section arrangement and scanned in two orthogonal directions, each with respect to the laser beam. It was right angle. The reflectors were placed in the translation assembly and scanned under a laser beam to polymerize the resin in two-photon interaction to form a series of parallel lines of polymerized resin at about 19.1 μm intervals.

먼저 디메틸포름아미드(DMF)에서 세정하여 노출되지 않은 수지를 제거하고, 이어서 이소프로필 알코올에서 세정하여 남아있는 잔류물을 제거하여 수지 패턴을 현상하였다. 그 다음 반사경을 질소류로 건조하였다. 중합된 수지 선들은 연속 반사경 표면에 개입하여 반사 회절 격자를 형성한다. 따라서, 거의 추가의 공정 없이 회절 격자를 미리 제작된 반사경에 부가할 수 있다.The resin pattern was developed by first washing in dimethylformamide (DMF) to remove the unexposed resin, followed by washing in isopropyl alcohol to remove the remaining residues. The reflector was then dried over nitrogen. The polymerized resin lines interfere with the continuous reflector surface to form a reflective diffraction grating. Thus, a diffraction grating can be added to a prefabricated reflector with almost no further processing.

격자 영역은 임의의 크기로서, 최대 전체 반사경 크기일 수 있으며, 설치 위치의 선택 및 병진대 제어 프로그램 내용에 따라서 임의의 위치 또는 배향으로 격자 영역을 가할 수 있다. 중합된 패턴을 현상하는 데 사용되는 유기 용매는 부식성이 아니므로, 반사면에 대해 사용된 노출된 알루미늄 박막에 화학적으로 손상을 가 할 가능성은 없다. 알루미늄 에칭은 필요없다. 건조 온도는 너무 낮아서 현저한 산화를 일으키지 않으며, 필요에 따라서 건조 시간을 연장하여 건조 온도를 상당히 낮출 수 있다.The grating area may be any size and may be the maximum total reflector size, and may be applied to the grating area at any position or orientation depending on the choice of installation location and the translational control program content. Since the organic solvent used to develop the polymerized pattern is not corrosive, there is no possibility of chemically damaging the exposed aluminum thin film used for the reflective surface. Aluminum etching is not necessary. The drying temperature is too low to cause significant oxidation and, if necessary, the drying time can be extended to significantly lower the drying temperature.

수지 선의 폭은 레이저 빔 강도, 반사경 표면에 대한 초점의 이동 속도 및 반사경 표면에 대한 초점의 위치에 따라 좌우된다. 이들 실시예에서, 빔에 직각인 면에서 x-y 배치로 조작된 1쌍의 NEAT 인코포레이티드의 타입 310 병진대에 반사경을 설치하였다. 이들 병진대를 사용하여 정지 레이저 빔 하에 약 5.08 mm/초로 반사경을 이동시켰다. 중성 밀도 필터를 사용하여 평균 빔 전력을 약 13 mW 또는 50 mW로 조정하였다. 50 mW에서 주사하면 선폭이 4.5∼5.2 ㎛가 되고, 13 mW에서 주사하면 선폭이 약 3.7 ㎛가 되었다.The width of the resin line depends on the laser beam intensity, the speed of movement of the focal point relative to the reflector surface and the position of the focal point relative to the reflector surface. In these examples, reflectors were installed in a pair of NEAT Incorporated Type 310 translations operated in an x-y arrangement in a plane perpendicular to the beam. These translations were used to move the reflector at about 5.08 mm / sec under a stationary laser beam. A neutral density filter was used to adjust the average beam power to about 13 mW or 50 mW. When scanning at 50 mW, the line width was 4.5 to 5.2 µm, and when scanning at 13 mW, the line width was about 3.7 µm.

전술한 바와 같이 기록된 패턴은 시각적으로 격자와 관련된 무지개색 외관을 나타내는데, 단파장에서보다는 장파장에서 더 많이 휘어져서 백색광이 스펙트럼으로 퍼진다. 주어진 빛의 파장에서, 빔의 광축과 상이한 회절 차수 간의 각 분리는 d sinθ= mλ(Jenkins and White, Fundamentals of Optics, 3rd Edition, McGraw-Hill, New York, 1957, p 331.)로 주어지며, 여기서 d는 격자 간격이고, θ는 광축과 주어진 차수의 최대 회절 간의 각이고, m은 회절 차수를 나타내는 정수이고, λ는 사용된 빛의 파장이다.As noted above, the recorded pattern visually exhibits an iridescent appearance associated with the lattice, which is more curved at longer wavelengths than at short wavelengths so that white light spreads into the spectrum. At a given wavelength of light, each separation between the optical axis of the beam and the different diffraction orders is given by d sin θ = mλ (Jenkins and White, Fundamentals of Optics, 3rd Edition, McGraw-Hill, New York, 1957, p 331.) Where d is the lattice spacing, θ is the angle between the optical axis and the maximum diffraction of a given order, m is an integer representing the diffraction order, and λ is the wavelength of light used.

멜러스-그리옷 인코포레이티드(미국 뉴욕주 로체스터 사이언스 파크웨이 55 소재)의 파장 λ=632 nm인 5 mW, 헬륨-네온 레이저를 사용하여 거의 수직 입사각으로 전술한 격자를 비출 수 있다. 제1 빔의 반사와 처음 몇개의 회절 차수를 반사경 으로부터 약 71.8 cm에 위치한 백색 스크린 상에 투사하였다. 격자 간격이 19.1 ㎛인 경우, 상기 식을 적용하여 1차 최대 회절에 대해 1.90°의 각과 2차 최대 회절에 대해 3.79 °각을 얻었다. 스크린 상에서 측정시 각각 1.90°및 3.79 °로서 동일한 각이었으며, 이는 양호하게 작용하는 회절 격자가 생성되었음을 입증한다.The above grating can be illuminated at a nearly vertical angle of incidence using a 5 mW, helium-neon laser of Melus-Greech Incorporated (Rochester Science Parkway 55, NY) using a wavelength of λ = 632 nm. The reflection of the first beam and the first few diffraction orders were projected on a white screen located about 71.8 cm from the reflector. When the lattice spacing was 19.1 μm, the above equation was applied to obtain an angle of 1.90 ° for the first order maximum diffraction and a 3.79 ° angle for the second order maximum diffraction. The angles were the same as 1.90 ° and 3.79 °, respectively, when measured on the screen, demonstrating that a well-acting diffraction grating was produced.

실시예 3 - MEMS 주사 반사경 상에서의 반사 회절 격자Example 3 Reflective Diffraction Gratings on MEMS Scanning Reflectors

상기 실시예 2에 개시된 것과 동일한 장치, 재료 및 기법을 사용하여 전기 구동의 광학 주사기로서 사용된 정밀전기기계 시스템(MEMS) 반사경 상에 반사 회절 격자를 제작하였다. 이것은 격자를 몇도 급격히 회전시켜서, 그 각의 두배를 통해 반사된 빔을 앞뒤로 주사한다. 이는 각종 광학 기법, 그 중에서도 주사된 빔이 후면에 광전지가 있는 슬릿을 통해 투사되는 신속하게 주사된 분광광도계 제작에 유용할 수 있다. 반사경이 회전함에 따라, 스펙트럼이 슬릿을 통해 일소된다. 이 기법으로 수백 Hz에서 최대 수십 kHz 까지의 주파수에서 반사경을 쉽게 제작할 수 있어, 스펙트럼 데이타를 신속하게 얻을 수 있게 된다. 본 실시예에 사용된 통상적인 반사경은 구동 주파수가 약 10 kHz∼약 15 kHz이다.Reflective diffraction gratings were fabricated on a precision electromechanical system (MEMS) reflector used as an electrically driven optical syringe using the same apparatus, materials and techniques as described in Example 2 above. This rotates the grating several degrees sharply, scanning the reflected beam back and forth through twice its angle. This may be useful for various optical techniques, particularly in the fabrication of rapidly scanned spectrophotometers in which the scanned beam is projected through slits with photocells on the back. As the reflector rotates, the spectrum sweeps through the slit. This technique allows for easy fabrication of reflectors at frequencies from hundreds of Hz up to tens of kHz, enabling fast spectral data acquisition. Typical reflectors used in this embodiment have a drive frequency of about 10 kHz to about 15 kHz.

공지된 습식 이방성 에칭 기법을 사용하여 단결정 규소로부터 반사경과 그 베이스를 에칭하였다. 반사경 자체를 단결정 규소의 얇은(.003"=.005") 웨이퍼에 에칭하고, 노출된 (100) 결정면으로 절단하였다. 에칭 후, 사각형 또는 직사각형 반사경은 2 토션 아암(torsion arm)에 의해서만 웨이퍼의 남은 부분에 부착하였다. 반사도 및 전기 전도도를 위해 반사경의 표면을 알루미늄으로 진공 코팅하였다. 반사경 베이스는 더 두꺼운 규소 웨이퍼로부터 유사하게 에칭하였다. 여기서, 전력이 인가되면 토션 아암에서 반사경이 회전축을 중심으로 회전하도록 바닥이 평평한 공동을 이방성으로 습식 에칭하였다. 공동의 한면에 알루미늄 전극을 형성하여, 토션 아암과 병렬로 작동시켰다. 반사경을 포함하는 웨이퍼를 공동의 중심에 두고, 지정된 대로 정렬한 다음, 에폭시로 베이스에 부착시켰다. 2개의 베이스 전극 및 반사경 전극에 배선을 연결하여 전력을 공급하였다. 통상적으로, 반사경을 접지시키고, 베이스 전극을 지면과 일부 바이어스 전압 사이에 교류시키면, 바이어스 전극은 접지된 반사경을 끌어당긴다. 반사경-토션 아암 유닛의 공명 주파수에서 2개의 전극 사이에 바이어스 전위 및 지면 전위를 전후로 교체하여, 유용한 진폭을 생성하였다. 본 실시예에서는 이를 달성할 수 있는 단순한 구동 회로를 외부에 설치하였지만, 규소로 거의 완전히 통합시켜, 집적 회로를 형성할 수 있다.Reflectors and their bases were etched from single crystal silicon using known wet anisotropic etching techniques. The reflector itself was etched into a thin (.003 "= .005") wafer of single crystal silicon and cut into exposed (100) crystal planes. After etching, the square or rectangular reflector was attached to the rest of the wafer only by two torsion arms. The surface of the reflector was vacuum coated with aluminum for reflectance and electrical conductivity. The reflector base was similarly etched from the thicker silicon wafer. Here, when power was applied, the bottom flat cavity was anisotropically wet etched so that the reflector rotated about the axis of rotation in the torsion arm. An aluminum electrode was formed on one side of the cavity and operated in parallel with the torsion arm. The wafer containing the reflector was centered in the cavity, aligned as specified, and then attached to the base with epoxy. Wiring was connected to the two base electrodes and the reflector electrodes to supply power. Typically, when the reflector is grounded and the base electrode is alternating between the ground and some bias voltage, the bias electrode attracts the grounded reflector. The bias potential and the ground potential were reversed back and forth between the two electrodes at the resonant frequency of the reflector-torsion arm unit to produce a useful amplitude. In this embodiment, a simple drive circuit capable of achieving this is provided externally, but an integrated circuit can be formed by almost completely integrating with silicon.

전술한 바와 같이 조립 및 테스트한 MEMS 반사경을 2광자로 감화된 수지로 다음과 같이 코팅하였다: 접착 촉진제로서 95% 에틸 알코올 중 2 중량%의 트리스(메톡시실릴)메타크릴레이트(알드리치)(아세트산으로 산화시킴)를 반사경당 1 액적의 양으로 가한 다음, 공기 오븐에서 80℃에서 60분간 건조시켰다. 다광자 경화성 조성물을 5 중량% 고형분으로 희석하고, 반사경당 1 액적을 가한 다음, 공기 오븐에서 80℃에서 10분간 건조시켜 막을 형성하였다. The MEMS reflector assembled and tested as described above was coated with a resin photosensitive with two photons as follows: 2% by weight of tris (methoxysilyl) methacrylate (Aldrich) (acetic acid in 95% ethyl alcohol as an adhesion promoter) Oxidized), and then dried at 80 ° C. for 60 minutes in an air oven. The multiphoton curable composition was diluted to 5% by weight solids, 1 drop per reflector was added, and then dried in an air oven at 80 ° C. for 10 minutes to form a film.

스펙트라-피직스 인코포레이티드(미국 캘리포니아주 94043 마운틴 뷰 테라 벨라 애비뉴 1335 소재) "Mai Tai" 모델의 레이저를 파장 λ= 800 nm, 반복 주파수 80 MHz 및 약 100 fs(1×10-13 초)의 펄스 폭에서 조작하였다. 초점 길이가 4.48 mm 이고 유효 구경수가 .65인 40× 현미경 대물렌즈를 사용하여 건조된 수지 막을 통과시킨 후에 알루미늄 처리된 반사경 표면에 레이저 빔을 집속시켰다. 고정 레이저 빔 하에서 완성된 알루미늄처리된 반사경을 동일하게 이격된 일련의 선을 그리도록 이동시켜 격자 패턴을 형성하였다. NEAT 인코포레이티드의 타입 310 병진대를 교차형 배치로 설치하여 2개의 직각 방향으로 주사하였으며, 각 방향은 레이저 빔에 대해 직각이었다. 반사경을 병진대 조립체에 설치하고 레이저 빔 하에서 5.08 mm/초로 주사하여 2광자 상호작용으로 수지를 중합시켜, 약 19.1 ㎛ 간격으로 중합된 수지의 일련의 평행선을 형성하였다. Spectra-Physics Inc. (94043 Mountain View Terra Bella Avenue, 1335, CA, USA) Lasers of the "Mai Tai" model have a wavelength of λ = 800 nm, a repetition frequency of 80 MHz, and about 100 fs (1 × 10 -13 seconds). It was operated at the pulse width of. The laser beam was focused on an aluminum treated reflector surface after passing the dried resin film using a 40 × microscope objective with a focal length of 4.48 mm and an effective aperture of .65. Under a fixed laser beam, the completed aluminum treated reflector was moved to draw a series of equally spaced lines to form a grid pattern. Type 310 translations of NEAT Incorporated were installed in a crossover configuration and scanned in two perpendicular directions, each perpendicular to the laser beam. The reflector was placed in the translation assembly and scanned at 5.08 mm / sec under the laser beam to polymerize the resin in two-photon interaction, forming a series of parallel lines of polymerized resin at about 19.1 μm intervals.

먼저 프로필렌-글리콜-메틸-에테르 아세테이트(알드리치)에서 세정하여 노출되지 않은 수지를 제거한 다음, 이어서 이소프로필 알코올에서 세정하여 남아있는 잔류물을 제거하여 수지 패턴을 현상하였다. 현상 시간은 30∼60초가 성공적이었다. 그 다음 반사경을 질소류로 건조하였다. 중합된 수지 선들은 연속 반사경 표면에 개입하여 반사 회절 격자를 형성한다. The resin pattern was developed by first washing in propylene-glycol-methyl-ether acetate (Aldrich) to remove the unexposed resin and then washing in isopropyl alcohol to remove the remaining residues. The developing time was successful for 30 to 60 seconds. The reflector was then dried over nitrogen. The polymerized resin lines interfere with the continuous reflector surface to form a reflective diffraction grating.

실시예 4 - 공동 충전Example 4-Joint Filling

PMMA(135K 분자량) 30 g을 취하여 디클로로메탄 120 g 중에 용해시켜 수지 모액을 제조하였다. Sartomer SR-9008과 함께 35 g의 Sartomer SR 368을 더 첨가하였다. 30 g of PMMA (135 K molecular weight) was taken and dissolved in 120 g of dichloromethane to prepare a resin mother liquor. Further 35 g of Sartomer SR 368 were added along with Sartomer SR-9008.

개시제 성분의 제2 모액도 제조하였다. 2광자 염료인 비스-[4-(디페닐아미노)스티릴]-1,4-(디메톡시)벤젠(MPS 1, 150 mg), 디아릴요오도늄 헥사플루오로안티모네이트[SR-1012, 사토머, (250 mg)] 및 유기 보레이트[CGI-7460, 시바 스페셜티 즈(250 mg)]를 총 12.35 g의 디클로로메탄 중에 용해시켰다. A second mother liquor of the initiator component was also prepared. Bi-photon dye bis- [4- (diphenylamino) styryl] -1,4- (dimethoxy) benzene (MPS 1,150 mg), diaryliodonium hexafluoroantimonate [SR-1012 , Satomer, (250 mg)] and organic borate [CGI-7460, Ciba Specialties (250 mg)] were dissolved in a total of 12.35 g of dichloromethane.

수지 모액 11.0 g을 개시제 성분 용액 1.5 g과 혼합하여 중합성 용액을 제조하였다. 직경 1 mm, 깊이 2 mm의 구멍 5개를 만들고, 구멍의 2/3는 강철에 1/3은 PTFE에 두어 강철과 PTFE의 2-피스 주형을 제조하였다. 25 ㎕ 주사기를 사용하여 비경화 수지 용액으로 공동을 부분적으로 충전하여 중합시키고자 하는 용액을 공동에 먼저 장입하고, 용매를 30분간 증발시켰다. 그 다음 공동이 중합되지 않은 수지로 완전히 충전될 때까지 이 과정을 반복하였다. 11.0 g of the resin mother liquor was mixed with 1.5 g of the initiator component solution to prepare a polymerizable solution. Five holes with a diameter of 1 mm and a depth of 2 mm were made and two-thirds of the holes were placed in steel and 1/3 in PTFE to make a two-piece mold of steel and PTFE. The solution to be polymerized by partially filling the cavity with an uncured resin solution using a 25 μl syringe was first charged into the cavity and the solvent was evaporated for 30 minutes. This process was then repeated until the cavity was completely filled with unpolymerized resin.

100 MHz, 100 fs 펄스, 800 nm, 평균 광도 109 mW에서 작동하는 다이오드-펌프형 Ti-사파이어 레이저를 광원으로서 사용하여 미중합 수지로 충전된 공동 중 1개에 조사하고, 충전된 10X 대물렌즈(유효 구경수 0.25)를 사용하여 집속하였다. 미중합 수지와 공동 바닥 사이의 계면에 레이저 빔의 초점을 맞추고, 5 ㎛ 간격으로 이격된 1.2 mm 길이의 240개 선으로 초점을 주사하여 비경화 수지를 경화시킴으로써, 1.2 mm 사각 패턴을 형성하였다. 수지가 공동 깊이의 약 1/2까지 경화될 때까지(실시예 A에서는 1 mm보다 약간 작음) 1.2 mm 사각 패턴을 반복하여 주사하였으며, 매 연속 주사시마다 공동의 바닥에서부터 초점을 40 ㎛ 더 멀어지도록 이동시켰다. 미중합 수지와 공기(공동의 상부) 사이의 계면에 레이저 빔의 초점을 두어 비경화 수지로 충전한 제2 공동을 경화시켰다. 수지가 공동의 바닥까지 모두 경화될 때까지 1.2 mm 사각 패턴을 전술한 바와 같이 초점을 맞춘 레이저로 반복 주사하였으며, 매 연속 주사시마다 초점을 공동의 바닥에 약 40 ㎛ 더 근접하도록 이동시켰다(실시예 B). 부분적으로 경화된 수지로 충전된 공동을 포함하는 물품을 2시 간 동안 디메틸포름아미드에 침지하여 임의의 미반응 수지를 제거하였다. 이소프로필 알코올로 세정하고 건조한 후에, 주형을 분해하고, 생성된 플러그의 높이 및 폭(원통형 공동의 축을 따라 측정된 높이)을 현미경으로 측정하였으며(하기 표 참조), 바닥에서부터 상방으로 조사된 공동은 바닥의 1/2은 경화되었으나 상부는 경화되지 않았고, 상부에서부터 하부로 조사된 공동은 공동의 전체 깊이에서 경화되었음이 확인된다.Using a diode-pumped Ti-sapphire laser operating at 100 MHz, 100 fs pulse, 800 nm, average brightness of 109 mW as a light source, one of the cavities filled with unpolymerized resin was irradiated and filled with a 10X objective Focusing was performed using an effective number of 0.25. A 1.2 mm square pattern was formed by focusing the laser beam at the interface between the unpolymerized resin and the cavity bottom and scanning the focus with 240 lines of 1.2 mm length spaced at 5 μm intervals to cure the uncured resin. The 1.2 mm square pattern was repeatedly injected until the resin cured to about 1/2 of the cavity depth (slightly smaller than 1 mm in Example A), with each successive scan being 40 μm further from the bottom of the cavity. Moved. The second cavity filled with the uncured resin was cured by focusing the laser beam at the interface between the unpolymerized resin and the air (upper part of the cavity). The 1.2 mm square pattern was repeatedly scanned with the laser focused as described above until the resin had cured all the way to the bottom of the cavity, and with each successive scan the focus was moved to about 40 μm closer to the bottom of the cavity (Example B). The article comprising the cavity filled with the partially cured resin was immersed in dimethylformamide for 2 hours to remove any unreacted resin. After washing with isopropyl alcohol and drying, the mold was disassembled and the height and width of the resulting plug (height measured along the axis of the cylindrical cavity) were measured under a microscope (see table below) and the cavity irradiated upwards from the bottom was It is confirmed that half of the bottom is cured but the top is not cured and the cavity irradiated from top to bottom is cured at the full depth of the cavity.

실시예 C, D, E, F(비교예). 전술한 바와 같이 경화성 수지로 제2 주형을 충전하였다. 비교를 위해서, 각 경화성 수지로 충전된 공동에 71 mJ/cm2에서 시작하여 566 J/cm2까지 조사하여 그 전 실시예의 경화성 수지로 충전된 공동에 가한 선량의 두배를 제공하도록, 442 nm(다광자 감광제의 1광자 흡수 대역 내), 2 mW, 빔 직경 3 mm에서 연속 작동하는 He-Cd 레이저를 사용하여 4개의 공동 내의 경화성 수지에 조사하였다. 부분적으로 경화된 수지를 보유하는 공동을 포함하는 형성된 물품을 디메틸포름아미드에 2시간 동안 침지시켜 임의의 미반응 수지를 제거하였다. 이소프로필 알코올로 세정하고 건조한 후에, 주형을 분해하고, 각 플러그의 높이 및 폭(원통형 공동의 축을 따라 측정된 높이)을 현미경으로 측정하였다(하기 표 참조). 이 데이타로부터, 비교예는 위에서 아래로만 경화시키고, 공동의 바닥에서의 수지는 광원에 더 근접한 수지가 먼저 경화된 후에만 경화될 수 있음을 확인하였다.
Examples C, D, E, F (comparative). As described above, the second mold was filled with the curable resin. For comparison, each cavity filled with curable resin was irradiated starting at 71 mJ / cm 2 to 566 J / cm 2 to provide twice the dose applied to the cavity filled with the curable resin of the previous example. The curable resin in the four cavities was irradiated using a He-Cd laser continuously operating at 1 m of the photon absorption agent, 2 mW, and a beam diameter of 3 mm). The formed article comprising the cavity holding the partially cured resin was immersed in dimethylformamide for 2 hours to remove any unreacted resin. After washing with isopropyl alcohol and drying, the mold was disassembled and the height and width (measured along the axis of the cylindrical cavity) of each plug was measured under a microscope (see table below). From this data, it was confirmed that the comparative example cured only from top to bottom, and that the resin at the bottom of the cavity can be cured only after the resin closer to the light source first cured.

실시예Example 경화법Curing method 선량(mJ/cm2)Dose (mJ / cm 2 ) 높이(㎛)Height (㎛) 폭(㎛)Width (㎛) AA 다광자, 하부에서 상부 방향Multiphoton, from bottom to top 710(하부에서부터의 높이)710 (height from bottom) 10021002 BB 다광자, 상부에서 하부 방향Multiphoton, from top to bottom 14031403 985985 C(비교예)C (comparative example) 1광자1 photon 7171 830(상부에서부터의 높이)830 (height from the top) 14091409 D(비교예)D (Comparative Example) 1광자1 photon 142142 906(상부에서부터의 높이)906 (height from the top) 17001700 E(비교예)E (comparative example) 1광자1 photon 283283 15681568 838838 F(비교예)F (comparative example) 1광자1 photon 566566 16201620 13291329

본 발명의 다수의 구체예들을 개시하였다. 그러나, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 각종 변형을 가할 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 기타 구체예들도 하기의 특허청구범위 내에 포함된다.A number of embodiments of the invention have been disclosed. However, it will be understood that various modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, other embodiments are also included within the scope of the following claims.

Claims (44)

주입 성형, 압착 성형, 엠보싱, 압출 성형 및 주형 내에서의 중합을 포함하는 하나 이상의 거시적 제조 공정으로 성형된 물품을 형성하는 단계;Forming a molded article in one or more macroscopic manufacturing processes including injection molding, compression molding, embossing, extrusion molding and polymerization in a mold; 상기 성형된 물품에 경화성 화학종과 다광자 광개시제 시스템을 포함하는 다광자 경화성 조성물을 가하는 단계; 및Applying a multiphoton curable composition to the molded article comprising a curable species and a multiphoton photoinitiator system; And 다광자 경화성 조성물을 적어도 부분적으로 경화시켜서 원하는 형태의 3차원 상을 생성하고 상기 물품 상에 구조를 형성하는 단계At least partially curing the multiphoton curable composition to produce a three-dimensional image of a desired shape and forming a structure on the article 를 포함하는, 구조를 형성하는 방법.Including a method of forming a structure. (a) (1) 경화성 화학종, 및(a) (1) curable species, and (2) 다광자 감광제와 전자 수용체를 포함하는 다광자 광개시제 시스템을 포함하는 다광자 경화성 조성물을 조형부(feature)에 가하는 단계; 및(2) applying to the feature a multiphoton curable composition comprising a multiphoton photoinitiator system comprising a multiphoton photosensitive agent and an electron acceptor; And (b) 다광자 경화성 조성물을 적어도 부분적으로 경화시켜서 상기 조형부상에 구조를 형성하는 단계(b) at least partially curing the multiphoton curable composition to form a structure on the shaped portion 를 포함하는, 하나 이상의 미시적 조형부를 지닌 표면을 갖는 물품에 구조를 추가하는 방법.A method of adding a structure to an article having a surface with one or more microscopic shapes, comprising: (a) (1) 경화성 화학종, 및(a) (1) curable species, and (2) 다광자 감광제와 전자 수용체를 포함하는 다광자 광개시제 시스템을 포함하는 다광자 경화성 조성물을 광섬유에 가하는 단계; 및(2) applying to the optical fiber a multiphoton curable composition comprising a multiphoton photoinitiator system comprising a multiphoton photosensitizer and an electron acceptor; And (b) 다광자 경화성 조성물을 적어도 부분적으로 경화시켜서 상기 광섬유상에 구조를 형성하는 단계(b) at least partially curing the multiphoton curable composition to form a structure on the optical fiber 를 포함하는, 광섬유에 구조를 추가하는 방법.Including, the method of adding a structure to the optical fiber. (a) (1) 경화성 화학종, 및(a) (1) curable species, and (2) 다광자 감광제와 전자 수용체를 포함하는 다광자 광개시제 시스템을 포함하는 다광자 경화성 조성물을 표면에 가하는 단계; 및(2) applying to the surface a multiphoton curable composition comprising a multiphoton photoinitiator system comprising a multiphoton photosensitizer and an electron acceptor; And (b) 다광자 경화성 조성물을 적어도 부분적으로 경화시켜서 상기 표면 상에 회절 격자를 형성하는 단계(b) at least partially curing the multiphoton curable composition to form a diffraction grating on the surface 를 포함하는, 기판 상에 회절 격자를 형성하는 방법.Comprising a diffraction grating on the substrate. 경화성 화학종과 다광자 광개시제 시스템을 포함하는 다광자 경화성 조성물을 제공하는 단계로서, 상기 다광자 광개시제 시스템은 다광자 감광제와 전자 수용체를 포함하는 것인 단계;Providing a multiphoton curable composition comprising a curable species and a multiphoton photoinitiator system, wherein the multiphoton photoinitiator system comprises a multiphoton photosensitive agent and an electron acceptor; 공동을 지닌 기판을 제공하는 단계; 및Providing a substrate having a cavity; And 다광자 흡수를 유발하여 상기 다광자 경화성 조성물을 적어도 부분적으로 경화하기에 충분한 광원에 다광자 경화성 조성물을 노출시키는 단계Exposing the multiphoton curable composition to a light source sufficient to cause multiphoton absorption to at least partially cure the multiphoton curable composition. 를 포함하는, 다광자 경화된 재료로 공동을 충전하는 방법.And a cavity filled with the multiphoton cured material. 경화성 화학종, 및Curable species, and 다광자 감광제와 전자 수용체를 포함하는 다광자 광개시제 시스템Multiphoton photoinitiator system containing multiphoton photosensitizer and electron acceptor 을 포함하는, 치아 수복용 다광자 경화성 조성물.Comprising, multi-photon curable composition for dental restoration. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 미경화된 다광자 경화성 조성물을 제거하는 단계를 더 포함하는 방법.The method of claim 1, further comprising removing the uncured multiphoton curable composition. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구조가 미시적인 방법.4. The method of any one of claims 1 to 3, wherein the structure is microscopic. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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