特許第6448083号(P6448083)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許6448083光硬化性樹脂組成物及び高屈折性樹脂硬化体
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6448083
(24)【登録日】2018年12月14日
(45)【発行日】2019年1月9日
(54)【発明の名称】光硬化性樹脂組成物及び高屈折性樹脂硬化体
(51)【国際特許分類】
   C08G 65/08 20060101AFI20181220BHJP
   C08G 65/18 20060101ALI20181220BHJP
   C08G 59/24 20060101ALI20181220BHJP
   C08K 5/49 20060101ALI20181220BHJP
   G02B 1/04 20060101ALI20181220BHJP
【FI】
   C08G65/08
   C08G65/18
   C08G59/24
   C08K5/49
   G02B1/04
【請求項の数】4
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2014-242615(P2014-242615)
(22)【出願日】2014年11月28日
(65)【公開番号】特開2016-102188(P2016-102188A)
(43)【公開日】2016年6月2日
【審査請求日】2017年8月14日
(73)【特許権者】
【識別番号】000162434
【氏名又は名称】協立化学産業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100151367
【弁理士】
【氏名又は名称】柴 大介
(72)【発明者】
【氏名】青野 智史
【審査官】 横山 法緒
(56)【参考文献】
【文献】 特開2012−017368(JP,A)
【文献】 特開2010−163566(JP,A)
【文献】 特開2015−194546(JP,A)
【文献】 特開2010−265360(JP,A)
【文献】 特開2005−314692(JP,A)
【文献】 国際公開第2014/185180(WO,A1)
【文献】 特開2012−190612(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08G 65/00−67/04
C08G 59/00−59/72
C08K 3/00−13/08
G02B 1/04
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記式(1):
【化1】
(式中、Rは炭素原子数1〜3のメチレン基又はアルキレン基であり、互いに同一でも異なってもよく、nは0以上の数であり、互いに同一でも異なってもよい)で表されるフルオレン骨格を有する二官能エポキシ化合物(成分A)
記式(2):
【化2】
(式中、mは1〜3の数である)で表されるフェニルフェノール骨格を有する単官能エポキシ化合物(成分B)、
フェニル基を有するオキセタン化合物及び/又はフェニル基を有するエポキシ化合物(但し、前記成分A及び前記成分Bを除く)であって、粘度が2000mPa・s以下である化合物(成分C)、及び、
紫外線の照射によりヘキサフルオロリン酸を発生する化合物(成分D)を含む光硬化性樹脂組成物。
【請求項2】
紫外線照射により光硬化した硬化体の屈折率が1.6以上である請求項1記載の光硬化性樹脂組成物。
【請求項3】
請求項1又は2記載の光硬化性樹脂組成物を紫外線照射して成形及び硬化してなる高屈折性樹脂硬化体。
【請求項4】
前記高屈折性樹脂硬化体がレンズである請求項記載の高屈折性樹脂硬化体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光硬化性樹脂組成物及び高屈折性樹脂硬化体に関する。
【背景技術】
【0002】
高屈折率プラスチックは、成形の容易性、軽量等の特徴により、光学関連材料に幅広く用いられている。
高屈折率化を達成する手段としては、例えば、光硬化性樹脂組成物に速硬性と高屈折性に優れるフルオレン骨格を有する二官能エポキシ化合物を配合する方法が挙げられる(例えば、特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2005−314692号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、フルオレン骨格を有する二官能エポキシ化合物を配合した従来の光硬化性樹脂組成物(以下、従来の光硬化性樹脂組成物という)は、近年のレンズやディスプレイの薄型化など、デバイスの高機能小型化によるさらなる高屈折率化の要請に対して、屈折率のもう一段の向上が求められている。
【0005】
本発明は、従来の光硬化性樹脂組成物よりも高屈折率の樹脂硬化体を製造することができる光硬化性樹脂組成物と、これを成形及び硬化してなる高屈折性の樹脂硬化体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、
〔1〕下記式(1):
【0007】
【化1】
【0008】
(式中、Rは炭素原子数1〜3のメチレン基又はアルキレン基であり、互いに同一でも異なってもよく、nは0以上の数であり、互いに同一でも異なってもよい)で表されるフルオレン骨格を有する二官能エポキシ化合物(成分A)、及び、下記式(2):
【0009】
【化2】
【0010】
(式中、mは1〜3の数である)で表されるフェニルフェノール骨格を有する単官能エポキシ化合物(成分B)を含む光硬化性樹脂組成物、及び、
〔2〕前項1記載の光硬化性樹脂組成物を成形及び硬化してなる高屈折性樹脂硬化体、である。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、従来の光硬化性樹脂組成物よりも高屈折率の樹脂硬化体を製造することができる光硬化性樹脂組成物と、これを成形及び硬化してなる高屈折性の樹脂硬化体を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
(1)成分A
本発明の光硬化性樹脂組成物(以下、光硬化性樹脂組成物ともいう)は、下記式(1):
【0013】
【化1】
【0014】
(式中、Rは炭素原子数1〜3のメチレン基又はアルキレン基であり、互いに同一でも異なってもよく、nは0以上の数であり、互いに同一でも異なってもよい)で表されるフルオレン骨格を有する二官能エポキシ化合物硬化性化合物(成分A)を含む。
【0015】
式(1)中のRは、炭素原子数1〜3のメチレン基又はアルキレン基である。
アルキレン基としては、エチレン基、プロピレン基などが挙げられ、高屈折率付与の観点から、メチレン基及び/又はエチレン基が好ましく、メチレン基がより好ましい。
Rは互いに同一でも異なってもよいが、成分Aの生産性の観点から、同一であることが好ましい。
【0016】
式(1)中のnは、高屈折率付与の観点から0以上の数であるが、成形性の観点から、成分Aを、好ましくは50〜200℃、より好ましくは50〜150℃、更に好ましくは50〜100℃で加熱したときに、成分Aが、成形するのに十分な流動性を有するようなnを選択することが好ましく、0〜2の数であることがより好ましい。
nは互いに同一でも異なってもよいが、成分Aの生産性の観点から、同一であることが好ましい。
【0017】
成分Aとしては、具体的には、9,9−ビス(グリシジルオキシC2−3アルコキシフェニル)フルオレンが挙げられる。
【0018】
成分Aは、対応する9,9−ビス(ヒドロキシフェニル)フルオレン類のアルキレンオキシド付加体と、エピクロルヒドリンとを反応させることにより得ることができる。
【0019】
なお、9,9−ビス(モノヒドロキシフェニル)フルオレン類のアルキレンオキシド付加体の製造方法は、例えば、9,9−ビス(ヒドロキシフェニル)フルオレン類と、対応するアルキレンオキサイド(C2−3アルキレンオキシド)を、必要に応じて触媒(塩基触媒など)の存在下で反応させて製造できる。
【0020】
成分Aとして、市販品である大阪ガスケミカル社製オグソールEG−200を使用することができる。
【0021】
(2)成分B
光硬化性樹脂組成物は、下記式(2):
【化2】
(式中、mは1〜3の数である)で表されるフェニルフェノール骨格を有する単官能エポキシ化合物(成分B)を含む。
【0022】
式(2)中のmは光硬化性樹脂組成物の、硬化後の高屈折性の観点から1〜3の数であり、1であること、即ち、成分Bが2−ビフェニリルグリシジルエーテルであることが好ましい。
【0023】
成分Bとして、市販品である三光社製OPP−Gを使用することができる。
【0024】
成分A及び成分Bが配合された光硬化性樹脂組成物の樹脂硬化体は、従来の光硬化性樹脂組成物の樹脂硬化体よりも高い屈折率を与える(例えば、後述する実施例1)。
なお、以下のようにして測定された光硬化性樹脂組成物の樹脂硬化体の屈折率を「光硬化性樹脂組成物の屈折率」という。
〔光硬化性樹脂組成物の屈折率の測定方法〕
透明なPETフィルムの上に、幅1cm、長さ3cm、深さ0.5cmの開口を有するシリコーン製型枠を置き、シリコーン製型枠の開口(幅1cm、長さ3cm)から液状の光硬化性樹脂組成物を充填して、開口を別の透明なPETフィルムで被覆して光照射用サンプルを作製する。
光照射用サンプルに、メタルハライドランプ(例えば、アイグラフィックス社製ECS−301)にて波長365nmの光を6000mJ/cm照射し、充填された光硬化性樹脂組成物を硬化させた後、PETフィルム及びシリコーン製型枠を外し、硬化した光硬化性樹脂組成物にさらに熱風乾燥器内で120℃、30分の加熱処理を行って樹脂硬化体を成形する。
この樹脂硬化体の屈折率(25℃)をアッベ屈折率計(例えば、2T:アタゴ社製)で測定する。
【0025】
成分Aであるフルオレン骨格を有する二官能エポキシ化合物は高粘度であるため、従来の光硬化性樹脂組成物は、成形性を阻害しない程度の粘度にするために低粘性の光硬化性化合物を配合していた。
しかし、成分Bを配合していない従来の光硬化性樹脂組成物は、低粘性の光硬化性化合物を配合してもより低い粘度への調整が困難であった(例えば、後述する比較例2及び3)。
【0026】
成分A及び成分Bが配合された光硬化性樹脂組成物では、成分A及び成分Bの組成比を調整することで粘度を低減することができ、さらに、低粘性の光硬化性化合物(好ましくは、後述する成分C)を配合してより低い粘度への調整を容易に行うことができる(例えば、後述する実施例2〜6)。
【0027】
また、成分A及び成分Bが配合された光硬化性樹脂組成物では、従来の光硬化性樹脂組成物又はアクリレートなどによるラジカル硬化系光硬化性樹脂組成物に比べて、樹脂硬化体の収縮率を抑制できカールの発生を低減できるため、樹脂硬化体の成型精度が改善される。
【0028】
(3)成分C
光硬化性樹脂組成物は、成分A及び成分Bに加えて、さらに、光硬化性樹脂組成物の粘度を調整するための成分として、フェニル基を有するオキセタン化合物及び/又はフェニル基を有するエポキシ化合物(但し、成分A及び成分Bを除く)であって、粘度が、2000mPa・s以下、好ましくは1000mPa・s以下、より好ましくは100mPa・s以下である化合物(成分C)を含むことが好ましい。
【0029】
高屈折性樹脂硬化体に一定以上の硬さを与える観点から、成分Aと成分Bの合計量における成分Aの割合を一定以上に維持する場合、成分Cを配合して、光硬化性樹脂組成物の粘度を調整することが好ましい。
【0030】
成分Cとしては、光硬化性樹脂組成物の粘性をより低減できるという観点から、フェニル基を有するエポキシ樹脂(但し、成分A及び成分Bを除く)であって、粘度が、2000mPa・s以下、好ましくは1000mPa・s以下、より好ましくは100mPa・s以下である化合物であることがより好ましい。
【0031】
フェニル基を有するオキセタン樹脂としては、
3−エチル−3−(フェノキシメチル)オキセタン(例えば、東亞合成製OXT−211(POX))及び/又は1,4−ビス{〔(3−エチルオキセタン−3−イオキセタニル)メトキシ〕メチル}ベンゼン(例えば、東亞合成製OXT−121(XDO))が好ましく、
3−エチル−3−(フェノキシメチル)オキセタンがより好ましい。
【0032】
フェニル基を有するエポキシ樹脂としては、
フェニルグリシジルエーテル(例えば、ナガセケムテックス製EX−141)及び/又はフェノ−ル(EO)5グリシジルエ−テルが好ましく、
フェニルグリシジルエーテルがより好ましい。
【0033】
(4)成分D
【0034】
成分A及び成分Bが配合された光硬化性樹脂組成物はカチオン重合性であるため、成分Bは、光酸発生剤として作用する光重合開始剤(成分D)を含むことが好ましい。
成分Dは、常態強度及び耐久強度に加えて硬化性の観点から、好ましくはエネルギー線の照射によりトリアルキルボラン、トリハロゲンボラン、トリアルキルアルミニウム、トリアルキルアルミニウムイオンなどのルイス酸又はヘキサフルオロリン酸、ヘキサフルオロアンチモン酸(好ましくはヘキサフルオロリン酸)などのブレンステッド酸を発生する化合物であり、スルホニウム塩及び/又はヨードニウム塩が好ましく、ヘキサフルオロリン酸、ヘキサフルオロアンチモン酸(好ましくはヘキサフルオロリン酸)などのブレンステッド酸を発生する化合物のスルホニウム塩が更に好ましい。
【0035】
スルホニウム塩として、常態強度及び耐久強度に加えて硬化性の観点から、
トリフェニルスルホニウム ヘキサフルオロホスフェート、
トリフェニルスルホニウム ヘキサフルオロアンチモネート、
トリフェニルスルホニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
4,4’−ビス〔ジフェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィド ビスヘキサフルオロホスフェート、
4,4’−ビス〔ジ(β−ヒドロキシエトキシ)フェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィド ビスヘキサフルオロアンチモネート、
4,4’−ビス〔ジ(β−ヒドロキシエトキシ)フェニルスルホニオ〕ジフェニルスルフィド ビスヘキサフルオロホスフェート、
7−〔ジ(p−トルイル)スルホニオ〕−2−イソプロピルチオキサントンヘキサフルオロアンチモネート、
7−〔ジ(p−トルイル)スルホニオ〕−2−イソプロピルチオキサントンテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
4−フェニルカルボニル−4’−ジフェニルスルホニオ−ジフェニルスルフィドヘキサフルオロホスフェート、
4−(p−tert−ブチルフェニルカルボニル)−4’−ジフェニルスルホニオ−ジフェニルスルフィドヘキサフルオロアンチモネート、
4−(p−tert−ブチルフェニルカルボニル)−4’−ジ(p−トルイル)スルホニオ−ジフェニルスルフィドテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート等が好ましい。
【0036】
市販されているスルホニウム塩系カチオン重合開始剤としては、旭電化社製SP−170、SP−172、SP−150、SP−152、サンアプロ社製CPI−110P、CPI−210Sなどが好ましく、サンアプロ社製CPI−110P、旭電化社製SP−170、SP−172がより好ましく、サンアプロ社製CPI−110Pが更に好ましい。
これらの塩は、それぞれ単独で使用しても、又は二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0037】
ヨードニウム塩として、常態強度及び耐久強度に加えて硬化性の観点から、
ジフェニルヨードニウム テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、
ジフェニルヨードニウム ヘキサフルオロホスフェート、
ジフェニルヨードニウム ヘキサフルオロアンチモネート、
ジ(4−ノニルフェニル)ヨードニウム ヘキサフルオロホスフェート等が好ましい。
市販されているヨードニウム塩系カチオン重合開始剤としては、ローディア社製PI2074が好ましい。
これらの塩は、それぞれ単独で使用しても、又は二種以上を組み合わせて使用してもよい。
【0038】
(5)その他の添加剤
〔可塑剤〕
下記式(3):
【0039】
【化3】
【0040】
(式中、R4aおよびR4bは水素原子又は(メタ)アクリロイル基、
1aおよびR1bは非ラジカル重合性置換基、
2aおよびR2bはアルキレン基、
3aおよびR3bは非ラジカル重合性置換基、
k1およびk2は、それぞれ0〜4の整数、
m1およびm2はそれぞれ0以上の整数、
n1およびn2はそれぞれ1〜4の整数、
p1およびp2はそれぞれ0〜4の整数を示し、
n1+p1≦5、n2+p2≦5である)で表される化合物の量の調整により、可塑的効果も相まって耐スクラッチ性をより有利又は有効に向上できる場合がある。
【0041】
式(3)において、n1+n2個のR4aおよびR4bのうち、(メタ)アクリロイル基の数は、1以上でn1+n2個よりも小さい数であればよい。例えば、(i)n1=n2=1のとき、(メタ)アクリロイル基の数は0〜2であり、(ii)n1=n2=2のとき、(メタ)アクリロイル基の数は0〜4であり、(iii)n1=n2=3のとき、(メタ)アクリロイル基の数は0〜6である。
なお、式(3)において、n1+n2が3以上であるとき、(メタ)アクリロイル基の数は、前記多官能性(メタ)アクリレートと同様に、式(2)で表される化合物全体の平均値として表される。
【0042】
〔溶剤〕
光硬化性樹脂組成物は、液晶表示素子等の接着対象となる基板の表面に塗布して使用する観点から、溶剤を含む溶液、スラリー又はペースト状等の液状体であることができる。
【0043】
有機溶剤として、アルコール類、グリコールエーテル類、エステル類、ケトン類等が挙げられる。
【0044】
アルコール類としては、ペンタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、プロピレングリコールなどが挙げられる。
グリコールエーテル類としては、エトキシ酢酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキシプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸メチル、2−メトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシプロピオン酸プロピル、2−エトキシプロピオン酸メチル、2−エトキシプロピオン酸エチル、2−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、2−エトキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、3−メトキシブチルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートなどが挙げられる。
エステル類としては、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、2−ヒドロキシイソブタン酸メチル、酢酸イソペンチル、プロピオン酸ブチル、酪酸イソプロピル、酪酸エチル、酪酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、シクロヘキサノールアセテート、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。
ケトン類としては、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、イソホロンなどが挙げられる。
【0045】
光硬化性樹脂組成物は、目的に応じて、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、シランカップリング剤、重合禁止剤、レベリング剤、界面活性剤、着色剤、保存安定剤、可塑剤、滑剤、フィラー、老化防止剤、濡れ性改良剤、離型剤等を添加することができる。
【0046】
(6)光硬化樹脂組成物
成分A及び成分B、又は、成分A、成分B及び成分Cのそれぞれの成分は液状又は固体であるが、これらを、好ましくは50〜200℃、より好ましくは50〜150℃、更に好ましくは50〜100℃で加熱して混合して得られる光硬化性樹脂組成物は、溶液、スラリー又はペースト状等の液状体として使用でき、必要に応じてその他の添加剤を加えて溶液、スラリー又はペースト状等の液状体として使用できる。
【0047】
光硬化性樹脂組成物の好適な組成を説明する。
【0048】
高屈折性と粘度低減の観点から、成分A及び成分Bの質量比(成分A/成分B)は、1/99〜99/1であることが好ましく、10/90〜90/10であることがより好ましく、20/80〜80/20であることが更に好ましく、30/70〜70/30であることが更に好ましい。
【0049】
高屈折性と粘度低減の観点から、成分Cは、成分A及び成分Bの合計100質量部に対して、
1〜200質量部であることが好ましく、
5〜100質量部であることがより好ましく、
成分Cがフェニル基を有するエポキシ樹脂(但し、成分A及び成分Bを除く)であって、粘度が、好ましくは2000mPa・s以下、より好ましくは1000mPa・s以下、更に好ましくは100mPa・s以下である化合物である場合は、成分A及び成分Bの合計100質量部に対して、1〜100質量部であることが好ましく、1〜50質量部であることがより好ましく、5〜30質量部であることが更に好ましく、5〜15質量部であることが更に好ましい。
【0050】
高屈折性と粘度低減の観点と光硬化性樹脂組成物の実用性能を調整するための他の成分を配合する余地を確保する観点から、光硬化性樹脂組成物の固形分中の成分A及び成分Bの合計量の割合は、10〜100質量%であることが好ましく、20〜90質量%であることがより好ましく、40〜80質量%であることが更に好ましい。
【0051】
常態強度、耐久強度及び硬化性の観点から、成分A100質量部に対して、成分Dは0.1〜10質量部であることが好ましく、0.5〜7質量部であることがより好ましく、1〜5質量部であることが更に好ましい。
【0052】
光硬化性樹脂組成物の粘度は、成分A及び成分Bの質量比を調整する、又は、成分A及び成分Bに成分C等の粘度調整できる光硬化性化合物を加えて調整することによって、
100〜20000mPa・sに調整されていることが好ましく、
200〜10000mPa・sに調整されていることがより好ましく、
500〜7000mPa・sに調整されていることが更に好ましく、
500〜5000mPa・sに調整されていることが更に好ましく、
500〜3000mPa・sに調整されていることが更に好ましい。
【0053】
上述した好適な組成を有する光硬化性樹脂組成物は屈折率1.6以上の高屈折率に調整できるため、これを成形して硬化させると、屈折率1.6以上の高屈折率を有する高屈折性樹脂硬化体を製造することができる。
【0054】
(6)高屈折性樹脂硬化体
【0055】
高屈折性樹脂硬化体は、光硬化性樹脂組成物を目的に応じた形状に成形して、その成形体に光を照射して硬化反応により硬化させて製造できる。
【0056】
高屈折性樹脂硬化体は、例えば、三次元的硬化体、硬化膜、硬化パターンなどの一次元又は二次元的硬化体、点又はドット状硬化体などであってもよい。
【0057】
光硬化性樹脂組成物の成形は、例えば、基材上で光硬化性樹脂組成物の膜状体を形成させたり、用途に応じた型枠に充填して立体成形させたりしてよい。
【0058】
基材上で光硬化性樹脂組成物の膜状体を形成させる方法としては、例えば、フローコーティング法、スピンコーティング法、スプレーコーティング法、スクリーン印刷法、キャスト法、バーコーティング法、カーテンコーティング法、ロールコーティング法、グラビアコーティング法、ディッピング法、スリット法などを挙げることができる。
【0059】
高屈折性樹脂硬化体が膜状又はシート状の場合、高屈折性樹脂硬化体の厚みは、硬化物の用途に応じて、0.01μm〜10mm程度であることが好ましく、例えば、
フォトレジストの場合、0.05〜10μmであることが好ましく、0.1〜5μmであることがより好ましく、
プリント配線基板の場合、10μm〜5mmであることが好ましく、100μm〜1m mであることがより好ましく、
光学薄膜の場合、0.1〜100μmであることが好ましく、0.3〜50μmであることがより好ましい。
【0060】
レンズ用途の高屈折性樹脂硬化体の場合、高屈折性樹脂硬化体は、両面が凸型の傾斜となる形状もしくは片面が凸型の傾斜でもう片面がガラスなどの基材と密着してなる形態であることが好ましい。
【0061】
照射又は露光する光は、光重合開始剤によって、例えば、紫外線、可視光線などであってよいが、高屈折性樹脂硬化体の色味を抑制し透明性を向上する、好ましくは無色透明性を向上する観点から、紫外線がより好ましい。
【0062】
速硬性及び高屈折性樹脂硬化体の色味を抑制し透明性を向上する、好ましくは無色透明性を向上する観点から、光の波長は、150〜450nmであることが好ましく、200〜400nmであることが更に好ましく、300〜400nmであることが更に好ましい。
【0063】
硬化反応を十分に進行させる観点から、照射光量は、塗膜の厚みにより異なるが、1500〜10000mJ/cmであることが好ましく、2000〜9000mJ/cmであることがより好ましく、3000〜9000mJ/cmであることが更に好ましく、4000〜7000mJ/cmであることが更に好ましい。
【0064】
光源としては、露光する光線の種類に応じて選択でき、例えば、紫外線の場合は、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、重水素ランプ、ハロゲンランプ、レーザー光(ヘリウム−カドミウムレーザー、エキシマレーザーなど)などを用いることができる。
【0065】
成形された光硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、光照射後、又は光照射とともに加熱が行われるが、光照射後に行われる場合が多い。
加熱温度は、60〜250℃であることが好ましく、100〜200℃であることがより好ましく、
加熱時間は、1分〜2時間であることが好ましく、10分〜1時間であることがより好ましく、20分〜1時間であることが更に好ましく、30分〜1時間であることが更に好ましい。
【0066】
パターンや画像を形成する場合(例えば、プリント配線基板などを製造する場合)、基材上に形成した塗膜をパターン露光してもよく、このパターン露光は、レーザー光の走査により行ってもよく、フォトマスクを介して光照射することにより行ってもよい。
【0067】
パターン露光により生成した非照射領域(未露光部)を現像剤で現像(又は溶解)することによりパターン又は画像を形成できる。
露光後に被膜を加熱する場合、現像工程は、加熱工程の前に行ってもよく、加熱工程の後で行ってもよい。
【0068】
これらの方法は、小さな露光量でも、基材上に、精細で高精度のパターンを形成できるため、精密なパターンを必要とする用途、例えば、電子機器のプリント配線基板などの製造に適している。
【0069】
光学薄膜を形成する場合には、光硬化性樹脂組成物を、基材上に複数層形成してもよい。
また、基材上に他の機能層などを形成した後、その機能層の上に、光硬化性樹脂組成物で形成された層を形成してもよい。
【0070】
基材の材質は、用途に応じて選択され、例えば、プリント配線基板や光学薄膜の場合には、シリコン、ガリウム砒素、窒化ガリウム、炭化シリコンなどの半導体、アルミニウム、銅などの金属、酸化ジルコニウム、酸化チタン、P Z T などのセラミック、透明無機材料(ガラス、石英、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウムなど)、透明樹脂(ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリスチレンなど) などが用いられる。
【0071】
高屈折性樹脂硬化体は、屈折率1.6以上の高屈折率を有しうるため、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、プリズムレンズ、マイクロレンズ等の各種レンズ、液晶ディスプレイなどの反射防止膜の高屈折率層、反射板などの光学薄膜、光ファイバーのコア材、クラッド材、光導波路、ホログラム等の各種光学材料等の光学用途に使用することが好ましく、フレネルレンズ、レンチキュラーレンズ、プリズムレンズ、マイクロレンズ等の各種レンズに使用することがより好ましい。
【実施例】
【0072】
〔化合物〕
(1)成分A
(化合物a)フルオレン骨格を有する二官能エポキシ化合物(大阪ガスケミカル社製オグソールEG−200、常温で高粘性の液状体)
【0073】
(2)成分B
(化合物b)フェニルフェノール骨格を有する単官能エポキシ化合物(三光社製OPP−G、常温で固体)
【0074】
(3)成分C
(化合物c1)フェニルオキセタンモノマー(東亞合成製OXT−211(POX)、粘度14mPa・s)
(化合物c2)キシレンビスオキセタンモノマー(東亞合成製OXT−121(XDO)、粘度160mPa・s)
(化合物c3)フェニルエポキシモノマー(ナガセケムテックス製EX−141、粘度8mPa・s)
【0075】
(4)成分D
(化合物d)ヘキサフルオロリン系光酸発生剤(サンアプロ社製CPI−110P)
【0076】
(5)その他の化合物
(化合物e1)ビスフェノール型2官能エポキシモノマー(DIC社製830S、粘度3000〜4500mPa・s)
(化合物e2)1,2−エポキシ−4−ビニルシクロヘキサンモノマー(ダイセル製セロキサイド2000、粘度1.7mPa・s)
(化合物e3)ビスフェノール型2官能エポキシモノマー(DIC社製830LVP、粘度1200〜1800mPa・s)
(化合物e4)3−エチル−3{[(3−エチルオキセタン−3 −イル)メトキシ]メチル}オキセタンモノマー(東亞合成製OXT−221(DOX)、粘度13mPa・s)
【0077】
〔光硬化性樹脂組成物〕
表1に記載の配合比に従い、成分A〜Dおよびその他の成分をかくはん機付きフラスコで均一になるまで、80℃で30分〜1時間攪拌混合して、比較例1〜3及び実施例1〜6の液状の光硬化性樹脂組成物を得た。
【0078】
〔試験方法〕
(1)屈折率
光照射用サンプルに、メタルハライドランプ(アイグラフィックス社製ECS−301)にて波長365nmの光を6000mJ/cm照射し、充填された光硬化性樹脂組成物を硬化させた後、PETフィルム及びシリコーン製型枠を外し、硬化した光硬化性樹脂組成物にさらに熱風乾燥器内で120℃、30分の加熱処理を行って樹脂硬化体を成形した。
この樹脂硬化体の屈折率(25℃)をアッベ屈折率計(2T:アタゴ社製)で測定した。
【0079】
(2)粘度
比較例1〜3及び実施例1〜6の光硬化性樹脂組成物について、E型粘度計(東機産業社製RE−105U)を用いて25℃で測定した。
【0080】
〔結果〕
【0081】
【表1】
【0082】
成分Aを含む従来の光硬化性樹脂組成物(比較例2)は、成分Aを含まない光硬化性樹脂組成物(比較例1)に対して、樹脂硬化体の屈折率が大きいが、粘度も増大する。成分Aの配合比率を増大させても、粘度を維持するための配合調整をすると、樹脂硬化体の屈折率が低下するため、樹脂硬化体の屈折率を増加させることが困難であった。
【0083】
成分Aに成分Bを組み合わせると、成分Aの配合比率が小さくても樹脂硬化体の屈折率は増大し、屈折率1.6以上となる高屈折性樹脂硬化体を製造することができる(実施例1)。
【0084】
成分Aと成分Bの合計量における成分Bの割合を増大させると、1.6以上の屈折率を維持しつつ粘度を大幅に低減することができる。
【0085】
成分A及び成分Bを含む光硬化性樹脂組成物(実施例1)に成分Cを加えることでも、高屈折性樹脂硬化体の屈折率を1.6以上に維持しながら光硬化性樹脂組成物の粘度を容易に低減することができ(実施例4及び5)、中でもフェニル基を有するエポキシ樹脂を含む場合(実施例6)の粘性低減効果が大きいことがわかる。
【0086】
また、成分A及び成分Bの合計量における成分Aの割合を一定にして、成分Cを加えると、高屈折性樹脂硬化体の硬さを維持しつつ、光硬化性樹脂組成物の粘度を低減することができる(実施例1、4及び6)。