光学元件材料及其制造方法
【专利摘要】本发明为光学元件材料及其制造方法，该光学元件材料通过使光压印用树脂组合物固化而形成，固化时的固化收缩率为4.5％以下；所述光压印用树脂组合物中的式(1)的光固化性单体(A)与式(2)的光固化性单体(B)的含有重量比率为30/70～87/13、且光聚合引发剂(C)相对于单体(A)和单体(B)的总重量100重量份为0.01～30重量份。式(1)中，R1表示-CH=CH2、-CH2CH2-O-CH=CH2、-CH2-C(CH3)=CH2或缩水甘油基；R2、R3独立地表示氢或碳数1～4的烷基；式(2)中，R4、R5独立地表示-O-CH=CH2、-O-CH2CH2-O-CH=CH2、-O-CO-CH=CH2、-O-CO-C(CH3)=CH2、-O-CH2CH2-O-CO-CH=CH2、-O-CH2CH2-O-CO-C(CH3)=CH2或缩水甘油醚基；R6、R7独立地表示氢或碳数1～4的烷基。
【专利说明】光学元件材料及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及由固化时的固化收缩率小的光压印用树脂组合物的固化物形成的尺寸精度优异、高折射率且透明性优异的光学元件材料及其制造方法。
【背景技术】
[0002]近年来，塑料材料在光学用物品中的利用的进展显著，例如，已经被用于或正在研究用于液晶显示器用面板、彩色滤光片用保护膜、眼镜透镜、菲涅耳透镜、柱状透镜(日文:
二 9一TFT (Thin Film Transistor:薄膜晶体管)用的棱镜透镜片、非
球面透镜、光盘用涂布剂、光纤用芯材及包层材料、光波导、光纤连接用粘合剂等各种光学用物品。
[0003]塑料材料由于成形加工容易及轻量等的特长，逐渐被用于广泛的用途。
[0004]另一方面，对于透镜、棱镜、位相元件等光学材料用部件而言，高折射率是所要求的重要的物性。例如，透镜中，高折射率具有能够将透镜小型化和能够将球面像差减小的优点。此外，作为光学材料的基材，已熟知玻璃，但从轻量化、经济性、安全性等的方面考虑，理想的是使用树脂材料。但是，树脂材料的折射率不如玻璃那样高，为了达到提高折射率的目的，提出了掺合无机微粒子的方案，但存在损害透明性之类的问题。因此，期望开发一种仅由树脂成分构成的高折射率树脂。 [0005]此外，液晶显示器的背光源所使用的棱镜透镜片、菲涅耳透镜等光学透镜随着近年来的图像高清晰化等，要求高透射率，透镜形状也更复杂且要进一步的微细化，所以期望是容易处理和成形的低粘度。此外，利用波长650~1600nm的范围的光的光纤及光波导等光通信领域中，为了防止从基板剥离和提高加工精度，人们期望固化时的变形少、即、固化收缩率低的树脂。此外，还要求在高温环境下使用时形状等无变化的、玻璃化温度高的固化物。
[0006]例如，专利文献I中揭示了包含具有咔唑基的化合物的树脂，该树脂的由具有咔唑基的化合物引起的高折射率、光折射效应(Photorefractive effect)、光导电性、空穴迁移性等的光学特性优异。特别是最近，由于对塑料材料的高折射率化的需求，具有咔唑基的化合物的高折射率受到瞩目，人们进行了大量的开发新型的透明性高的塑料材料的尝试。
[0007]但是，在将低分子量的咔唑化合物添加至树脂组合物中使用时，与聚合物的溶解性差、无法均匀地混合的情况较多。此外，即使在强制进行均匀混合的情况下，也会发生自树脂基质渗出等(Bleed)的问题。此外，作为反应性咔唑化合物的N-乙烯基咔唑(NVCz)，除了低溶解性外，还具有低共聚性和毒性等的问题。还有，已知咔唑类的大部分是固体，且难以直接将其作为光固化性树脂进行处理。所以，人们希望得到一种能容易地得到固化物、固化成形体具有高折射率且容易处理的塑料材料。
[0008]专利文献2公开了一种光学材料，它是在能抑制室温下的成形中光学材料的结晶化且能够适当地控制适于印模(日文:> ^ U力)成形的滴加量的、通过折射率分散更大的光聚合对光学元件进行成形的光学材料，由至少包含N-乙烯基咔唑、聚乙烯基咔唑和光聚合引发剂的树脂组合物构成。但是，这种光学材料用树脂组合物的粘度高，且一边加热至80°C—边进行涂布、固化。还有，乙烯基咔唑的热稳定性差，如果加热，则会有生成低聚物成分、无法进行稳定的生产之类的担忧。
[0009]专利文献3和专利文献4中，作为制成固化物时具有适当的异常分散性并且加工容易的光学用的材料组合物以及使用其固化物的光学元件，公开了一种树脂组合物，其包含具有芴环的含(甲基)丙烯酰氧基的化合物、I分子中具有I个以上的(甲基)丙烯酰基或乙烯基但不具有芴环的化合物、和聚合引发剂。但是，这里所使用的双芳基芴化合物在室温附近的粘度也非常高、难以处理。此外，由于粘度高，存在不易填充至微细的形状的担忧。
[0010]专利文献5中，作为在柱状透镜、棱镜透镜、微透镜等的基材上成形的适于光学透镜的树脂组合物、及透射率和脱模性优异、还具有小的固化收缩率的固化物，公开了一种光学透镜用的能量射线固化型树脂组合物，其包含具有双酚A骨架的聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、聚烯化氧改性双酚A 二(甲基)丙烯酸酯及光聚合引发剂。但是，使用上述双酚A型的二丙烯酸酯的树脂组合物的固化收缩率小于5%，尚不足够。
[0011]专利文献6中公开了将由于耐热性和固化收缩率小而适于光波导的具有聚合性反应基团的聚合物作为必需成分的树脂组合物，固化收缩率在5%左右，但不能说耐热性也足够。
[0012]现有技术文献
[0013]专利文献
[0014]专利文献1:日本专利特开2009-091462号公报
[0015]专利文献2:日本专利特开2004-004605号公报
[0016]专利文献3:日本专利特开2010-037470号公报
[0017]专利文献4:日本专利特开`2008-158361号公报
[0018]专利文献5:日本专利特开2011-033875号公报
[0019]专利文献6:日本专利特开2008-116971号公报
【发明内容】
[0020]发明所要解决的技术问题
[0021]本发明鉴于如上所述的实际情况，目的在于提供一种使具有适度的粘度、处理容易且固化时的固化收缩率小的光压印用树脂组合物固化而得的尺寸精度优异、高折射率且透明性优异的光学元件及其制造方法。
[0022]解决技术问题所采用的技术方案
[0023]本发明人为了达到上述目的而进行了认真研究，结果发现，以特定的比率含有作为光固化性单体的具有咔唑骨架的以下式(I)表示的光固化性单体(A)中的至少一种、以下式(2)表示的具有特定的环状烃结构的光固化性单体(B)、和光聚合引发剂(C)的光压印用树脂组合物具有容易处理的粘度，其固化物是高折射率、透明性优异且固化收缩率小、尺寸精度也优异的光学元件材料。
[0024]本发明是基于上述发现而完成的发明，包括以下的技术内容。
[0025]1.一种光学元件材料，该光学元件材料通过使光压印用树脂组合物固化而形成，固化时的固化收缩率为4.5%以下；所述光压印用树脂组合物含有具有咔唑骨架的以下述式(I)表示的光固化性单体(A)、以下述式(2)表示的光固化性单体(B)和光聚合引发剂
(C)，光固化性单体㈧与光固化性单体⑶的含有重量比率、即光固化性单体(A)的重量/固化性单体(B)的重量为30/70~87/13，且光聚合引发剂(C)的含量相对于光固化性单体⑷和光固化性单体⑶的总重量100重量份为0.01~30重量份；
[0026][化I]
[0027]
【权利要求】
1.一种光学元件材料，该光学元件材料通过使光压印用树脂组合物固化而形成，固化时的固化收缩率为4.5%以下；所述光压印用树脂组合物含有具有咔唑骨架的以下述式(I)表示的光固化性单体(A)、以下述式(2)表示的光固化性单体(B)和光聚合引发剂(C)，光固化性单体(A)与光固化性单体(B)的含有重量比率、即光固化性单体(A)的重量/固化性单体(B)的重量为30/70~87/13，且光聚合引发剂(C)的含量相对于光固化性单体(A)和光固化性单体(B)的总重量100重量份为0.01~30重量份； [化I]
2.如权利要求1所述的光学元件材料，其特征在于，光压印用树脂组合物还含有相对于光固化性单体(A)和光固化性单体(B)的总重量100重量份为0.1~100重量份的粘度调整剂⑶。
3.如权利要求1或2所述的光学元件材料，其特征在于，光压印用树脂组合物还含有相对于光固化性单体⑷和光固化性单体⑶的总重量100重量份为0.5~30000重量份的溶剂(G)。
4.如权利要求1~3中任一项所述的光学元件材料,其特征在于，波长589nm的光的折射率为1.58以上。
5.如权利要求1~4中任一项所述的光学兀件材料,其特征在于,玻璃化温度为100°C以上。
6.如权利要求1~5中任一项所述的光学元件材料，其特征在于，厚度为20μ m时、波长400nm的光的透射率为80%以上。
7.如权利要求1~6中任一项所述的光学元件材料，其特征在于，它是树脂厚度为50nm~IOmm的膜状或薄片状。
8.如权利要求1~6中任一项所述的光学元件材料，其特征在于，它是拾取透镜、非物镜、偏光膜、相位差膜、光扩散膜、聚光膜、柱状透镜片、液晶元件用部件、光电转换元件用透镜、微透镜或晶片级透镜。
9.一种光学元件材料的制造方法，该制造方法是将光压印用树脂组合物涂布在基材上形成涂膜，对该涂膜的表面照射光，在固化收缩率为4.5%以下的条件下使其固化；所述光压印用树脂组合物含有具有咔唑骨架的以下述式(I)表示的光固化性单体(A)、以下述式(2)表示的光固化性单体(B)和光聚合引发剂(C)，光固化性单体(A)与光固化性单体(B)的含有重量比率、即光固化性单体(A)的重量/固化性单体(B)的重量为30/70~87/13，且光聚合引发剂(C)的含量相对于光固化性单体㈧和光固化性单体⑶的总重量100重量份为0.01~30重量份； [化3]
10.如权利要求9所述的光学元件材料的制造方法，其特征在于，通过压印法将图案转移至涂膜的表面上，接着照射光使其固化。
11.如权利要求9或10所述的光学元件材料的制造方法，其特征在于，涂布光压印用树脂组合物的基材是具有0.5 μ m~IOmm的厚度的树脂、或无机材料的膜或薄片。
【文档编号】C08F2/50GK103764699SQ201280042467
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2012年9月25日 优先权日:2011年9月27日
【发明者】林田能久, 佐塚拓郎, 池田明代 申请人:丸善石油化学株式会社