JP2015194599A - Optical sheet, optical waveguide, electronic equipment - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学シート、光導波路、および、電子機器に関する。 The present invention relates to an optical sheet, an optical waveguide, and an electronic device.
近年、光通信分野において、光通信用部品を構成する基本素子として、高性能の光導波路の開発が進められている。こうした光導波路は、支持基板上に設けられたコア層と、当該コア層を覆うように形成された上部クラッド層とで構成される。
従来の光導波路においては、高屈折率の材料で構成したコア層の表面を、低屈折率の材料で構成した上部クラッド層で覆うことにより、コア層において発生する光伝送欠損を抑制している。
In recent years, in the field of optical communication, development of a high-performance optical waveguide has been advanced as a basic element constituting an optical communication component. Such an optical waveguide includes a core layer provided on a support substrate and an upper clad layer formed so as to cover the core layer.
In the conventional optical waveguide, the surface of the core layer made of a material with a high refractive index is covered with an upper clad layer made of a material with a low refractive index, thereby suppressing optical transmission defects generated in the core layer. .
こうした光伝送欠損を改善する技術が特許文献1に記載されている。特許文献1には、コア層の内部から表面に向かって屈折率を変化させることにより、厚み方向における光伝送欠損を低減する技術が記載されている。 Patent Document 1 describes a technique for improving such a light transmission defect. Patent Document 1 describes a technique for reducing optical transmission defects in the thickness direction by changing the refractive index from the inside of the core layer toward the surface.
特許文献1に記載の光導波路において、コア層は、屈折率の異なる溶液を、塗工、乾燥、硬化の一連の工程を繰り返し行って、支持基材上に順次積層して形成している。このようにして、内部から表面に向かって屈折率が変化しているコア層を形成できると記載されている(段落0029、実施例1)。
そして、こうしたコア層上には、単に低屈折率の材料を採用することのみが記載されている(段落0034)。したがって、特許文献1に記載の技術は、厚み方向におけるコア層の屈折率変化を利用した光閉じこめ効果により、光伝送欠損の低減効果を得ようとしていることから、コア層のみに着目した技術と言える。なお、特許文献1に記載の技術においては、一括してコア層の積層体を形成し、これらを加熱処理した場合には、光伝送欠損の低減の効果が得られないことが記載されている(比較例3)。
In the optical waveguide described in Patent Document 1, the core layer is formed by sequentially laminating solutions having different refractive indexes on a supporting substrate by repeating a series of steps of coating, drying and curing. In this way, it is described that a core layer whose refractive index changes from the inside toward the surface can be formed (paragraph 0029, Example 1).
And on such a core layer, only the adoption of a low refractive index material is described (paragraph 0034). Therefore, since the technique described in Patent Document 1 is trying to obtain the effect of reducing optical transmission defects by the optical confinement effect using the refractive index change of the core layer in the thickness direction, I can say that. In addition, in the technique described in Patent Document 1, it is described that the effect of reducing optical transmission defects cannot be obtained when a laminated body of core layers is collectively formed and heat-treated. (Comparative Example 3).
近年、光導波路は大容量かつ高速の通信が可能な機能が要求されている。このため、光導波路は光伝送特性のさらなる向上が求められている。しかしながら、特許文献1の光導波路は、光伝送特性の点で、まだまだ改善の余地を有していた。 In recent years, optical waveguides are required to have a function capable of high-capacity and high-speed communication. For this reason, the optical waveguide is required to further improve the optical transmission characteristics. However, the optical waveguide of Patent Document 1 still has room for improvement in terms of optical transmission characteristics.
本発明によれば、
屈折率が相対的に高い層状の高屈折率領域と、上記高屈折率領域よりも屈折率が相対的に低い層状の低屈折率領域とを備える光学シートであって、
Bicerano法で算出したガラス転移温度が50℃以上300℃以下である屈折率調整剤を含む、光学シートが提供される。
According to the present invention,
An optical sheet comprising a layered high refractive index region having a relatively high refractive index and a layered low refractive index region having a refractive index relatively lower than that of the high refractive index region,
There is provided an optical sheet containing a refractive index adjusting agent having a glass transition temperature calculated by the Bicerano method of 50 ° C. or higher and 300 ° C. or lower.
また、本発明によれば、
上記光学シートを含む光導波路が提供される。
Moreover, according to the present invention,
An optical waveguide including the optical sheet is provided.
さらに、本発明によれば、
上記光導波路を備える、電子機器が提供される。
Furthermore, according to the present invention,
An electronic device including the optical waveguide is provided.
本発明によれば、例えば、光伝送特性に優れた光学シートを提供することができる。 According to the present invention, for example, an optical sheet excellent in light transmission characteristics can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.
(第1の実施形態)
<光学シート>
まず、本発明に係る第1の実施形態の光学シートについて説明する。
図1は、本発明に係る第1の実施形態の光学シート100の構造の一例を示す斜視図である。図2は、図1に示す光学シート100のX−X線における断面について、屈折率分布の一例を模式的に示す図である。図2の(a)は、図1に示す光学シート100のX−X線での断面図を示す。図2の(b)は、横軸に屈折率をとり、縦軸に層厚方向の距離をとったときの、光学シート100の幅方向の中心を垂直に通過する中心線C1上の屈折率分布Tの一例を模式的に示す図である。
(First embodiment)
<Optical sheet>
First, the optical sheet of the first embodiment according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a perspective view showing an example of the structure of the optical sheet 100 according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram schematically illustrating an example of a refractive index distribution with respect to a cross section taken along line XX of the optical sheet 100 illustrated in FIG. 1. (A) of FIG. 2 shows sectional drawing in the XX line of the optical sheet 100 shown in FIG. FIG. 2B shows a refractive index on the center line C1 that vertically passes through the center in the width direction of the optical sheet 100 when the horizontal axis represents the refractive index and the vertical axis represents the distance in the layer thickness direction. It is a figure which shows an example of distribution T typically.
光学シート100は、屈折率が相対的に高い層状の高屈折率領域101と、高屈折率領域101よりも屈折率が相対的に低い層状の低屈折率領域102とを備えている。そして、Bicerano法で算出したガラス転移温度が50℃以上300℃以下であり、より好ましくは85℃以上250℃以下である屈折率調整剤を含んでいる。 The optical sheet 100 includes a layered high refractive index region 101 having a relatively high refractive index and a layered low refractive index region 102 having a refractive index relatively lower than that of the high refractive index region 101. And the glass transition temperature computed by the Bicerano method is 50 degreeC or more and 300 degrees C or less, More preferably, the refractive index regulator which is 85 degreeC or more and 250 degrees C or less is included.
Bicerano法で算出した、屈折率調整剤のガラス転移温度が上記範囲内であると、光学シート100を高温高湿下で長時間放置しても、屈折率調整剤の拡散を抑制でき、光学シート100の層厚方向の屈折率分布Tが変化し、光伝送特性が低下するのを抑制することができる。すなわち、Bicerano法で算出した、屈折率調整剤のガラス転移温度が上記範囲内であると、高温高湿下での光学シート100の信頼性をより一層向上させることができる。
「Bicerano法」は、例えば、Prediction of Polymer Properties (Plastics Engineering, 65)Jozef Bicerano (著)に記載されている。また、Bicerano法によるガラス転移温度の算出は、ポリマーの物性推算ソフトフェアMDL Polymer (MDL Information Systems, Inc.)を用いて行うことができる。
When the glass transition temperature of the refractive index adjusting agent calculated by the Bicerano method is within the above range, even if the optical sheet 100 is left for a long time under high temperature and high humidity, the diffusion of the refractive index adjusting agent can be suppressed, and the optical sheet It can be suppressed that the refractive index distribution T in the layer thickness direction of 100 changes and the optical transmission characteristics deteriorate. That is, when the glass transition temperature of the refractive index modifier calculated by the Bicerano method is within the above range, the reliability of the optical sheet 100 under high temperature and high humidity can be further improved.
The “Bicerrano method” is described in, for example, Prediction of Polymer Properties (Plastics Engineering, 65) Joseph Bicerano (Author). The glass transition temperature can be calculated by the Bicerano method using MDL Polymer (MDL Information Systems, Inc.).
光学シート100は、層厚方向の中心線A1から一方の面105に向かう部分の少なくとも一部に、屈折率が層厚方向に沿って連続的に低下する屈折率変化領域107を有し、少なくとも屈折率変化領域107に、前述した屈折率調整剤が存在するのが好ましい。
なお、屈折率が層厚方向に沿って連続的に低下するとは、層厚方向の屈折率分布Tの曲線が丸みを帯びており、この曲線が微分可能なものであるという状態である。
The optical sheet 100 has a refractive index change region 107 in which the refractive index continuously decreases along the layer thickness direction in at least a part of the portion from the center line A1 in the layer thickness direction toward the one surface 105. It is preferable that the refractive index adjusting agent described above is present in the refractive index changing region 107.
Note that the refractive index continuously decreases along the layer thickness direction is a state where the curve of the refractive index distribution T in the layer thickness direction is rounded and the curve is differentiable.
光学シート100は、図2に示したように、高屈折率領域101よりも屈折率が相対的に低い層状の低屈折率領域103をさらに備え、層厚方向の中心線A1から他方の面109に向かう部分の少なくとも一部に、屈折率が層厚方向に沿って連続的に低下する屈折率変化領域111を有するのが好ましい。 As shown in FIG. 2, the optical sheet 100 further includes a layered low refractive index region 103 having a refractive index relatively lower than that of the high refractive index region 101, and the other surface 109 from the center line A1 in the layer thickness direction. It is preferable that the refractive index changing region 111 in which the refractive index continuously decreases along the layer thickness direction is provided at least at a part of the portion toward the surface.
ここで、「屈折率が相対的に高い層状の高屈折率領域101」とは、屈折率が層厚方向に沿って連続的に低下する屈折率変化領域107、111を有する領域を言う。高屈折率領域101は、屈折率の極大値W近傍において、屈折率が実質的に変化していない平坦部を含んでいてもよい。この場合でも、本発明の光導波路は前述したような作用・効果を奏するものとなる。ここで、屈折率が実質的に変化していない平坦部とは、屈折率の変動が0.001未満である領域のことをいう。
また、「高屈折率領域101よりも屈折率が相対的に低い層状の低屈折率領域102、103」とは、高屈折率領域101よりも屈折率が相対的に低く、極大値Wより屈折率が0.01以上低い領域を言う。低屈折率領域102、103は、屈折率が実質的に変化していない平坦部113、115を含んでいてもよい。ここで、屈折率が実質的に変化していない平坦部とは、屈折率の変動が0.001未満である領域のことをいう。
Here, “a layered high refractive index region 101 having a relatively high refractive index” refers to a region having refractive index changing regions 107 and 111 in which the refractive index continuously decreases along the layer thickness direction. The high refractive index region 101 may include a flat portion where the refractive index does not substantially change in the vicinity of the maximum value W of the refractive index. Even in this case, the optical waveguide of the present invention exhibits the effects and effects as described above. Here, the flat portion where the refractive index is not substantially changed refers to a region where the refractive index variation is less than 0.001.
Further, “the layered low refractive index regions 102 and 103 having a refractive index relatively lower than that of the high refractive index region 101” has a refractive index relatively lower than that of the high refractive index region 101 and is refracted from the maximum value W. An area where the rate is 0.01 or more is low. The low refractive index regions 102 and 103 may include flat portions 113 and 115 in which the refractive index does not substantially change. Here, the flat portion where the refractive index is not substantially changed refers to a region where the refractive index variation is less than 0.001.
光学シート100が屈折率変化領域111をさらに有する場合、屈折率分布Tは、図2(b)に示したように、高屈折率領域101に極大値Wを含み、層厚方向の中心線A1に対して形状が対称になっているのが好ましい。
以下、極大値Wおよび屈折率変化領域107、111を有する高屈折率領域101と、屈折率が相対的に低い領域113、115を有する低屈折率領域102、103とを含む屈折率分布TをGI型(グレーデッド・インデックス)の屈折率分布Tと呼ぶ。
When the optical sheet 100 further includes the refractive index changing region 111, the refractive index distribution T includes the maximum value W in the high refractive index region 101 and the center line A1 in the layer thickness direction as shown in FIG. However, it is preferable that the shape is symmetrical.
Hereinafter, the refractive index distribution T including the high refractive index region 101 having the maximum value W and the refractive index changing regions 107 and 111 and the low refractive index regions 102 and 103 having the regions 113 and 115 having relatively low refractive indexes will be described. This is referred to as a GI (graded index) refractive index distribution T.
本実施形態に係る光学シート100は、幅方向の一部分において、厚み方向にGI型の屈折率分布Tを有していてもよいし、幅方向の全体においてGI型の屈折率分布Tを有していてもよい。また、本実施形態に係る光学シート100は、長手方向全体において、厚み方向にほぼ同じGI型の屈折率分布Tが維持されているのが好ましい。 The optical sheet 100 according to the present embodiment may have a GI-type refractive index distribution T in the thickness direction in a part of the width direction, or may have a GI-type refractive index distribution T in the entire width direction. It may be. Moreover, it is preferable that the optical sheet 100 according to the present embodiment maintains the substantially same GI-type refractive index distribution T in the thickness direction in the entire longitudinal direction.
以下、GI型の屈折率分布Tを有する本実施形態に係る光学シート100により得られる効果について説明する。
本実施形態に係る光学シート100によれば、高い光伝送特性を実現することができる。
前述の特許文献1などに代表される従来の光学シートにおいては、コア層の上部に隣接して設けられて上部クラッド層が形成されていた。この上部クラッド層の屈折率分布は、均一な屈折率を有するものとなっている。このような屈折率分布を、本明細書においては、「ステップインデックス型(以下、SI型という)」とよぶ。SI型の屈折率分布とは、コア層とクラッド層それぞれにおいて屈折率がほぼ一定で、かつ、コア層とクラッド層の境界で屈折率が不連続となっているものを意味する。SI型の屈折率分布を有する上部クラッド層では、光伝送特性が不十分であることが本発明者らの検討により判明した。
Hereinafter, effects obtained by the optical sheet 100 according to the present embodiment having the GI type refractive index distribution T will be described.
According to the optical sheet 100 according to the present embodiment, high light transmission characteristics can be realized.
In the conventional optical sheet represented by the above-mentioned Patent Document 1, the upper cladding layer is formed adjacent to the upper portion of the core layer. The refractive index distribution of the upper cladding layer has a uniform refractive index. In this specification, such a refractive index distribution is referred to as “step index type (hereinafter referred to as SI type)”. The SI type refractive index distribution means that the refractive index is substantially constant in each of the core layer and the cladding layer, and the refractive index is discontinuous at the boundary between the core layer and the cladding layer. It has been found by the present inventors that the upper clad layer having the SI type refractive index profile has insufficient optical transmission characteristics.
これに対して、前述のとおり、GI型の屈折率分布Tを有する光学シート100は、屈折率が層厚方向に沿って連続的に低下する屈折率変化領域107、111を有している。このような屈折率変化領域107、111の光伝送特性は非常に優れたものとなる。 On the other hand, as described above, the optical sheet 100 having the GI type refractive index distribution T has the refractive index change regions 107 and 111 in which the refractive index continuously decreases along the layer thickness direction. The optical transmission characteristics of the refractive index changing regions 107 and 111 are very excellent.
また、GI型の屈折率分布Tでは、上述したように中心から離れるにつれて屈折率が連続的に低下している。このため、光の速度が屈折率に反比例するという性質により、光の速度は中心から離れるにつれて速くなり、光路ごとの伝搬時間に差が生じ難くなる。このため、伝送波形が崩れ難くなり、例えば伝送光にパルス信号が含まれている場合でも、パルス信号の鈍り(パルス信号の広がり)を抑制することができる。その結果、光通信の品質をより高めることができる。 Further, in the GI type refractive index distribution T, as described above, the refractive index continuously decreases as the distance from the center increases. For this reason, due to the property that the speed of light is inversely proportional to the refractive index, the speed of light increases with distance from the center, and a difference in propagation time for each optical path is less likely to occur. For this reason, the transmission waveform does not easily collapse, and for example, even when the transmission light includes a pulse signal, it is possible to suppress blunting of the pulse signal (spreading of the pulse signal). As a result, the quality of optical communication can be further improved.
本実施形態に係る光学シート100の平均厚さは特に限定されないが、好ましくは3μm以上600μm以下であり、より好ましくは15μm以上300μm以下であり、さらに好ましくは20μm以上200μm以下である。
高屈折率領域101の平均厚さは特に限定されないが、好ましくは1μm以上200μm以下であり、より好ましくは5μm以上100μm以下であり、さらに好ましくは10μm以上70μm以下である。これにより、光学シート100が必要以上に大型化(厚膜化)するのを防止しつつ、光学シート100を光導波路として用いる場合、コア部としての機能が好適に発揮される。
The average thickness of the optical sheet 100 according to this embodiment is not particularly limited, but is preferably 3 μm or more and 600 μm or less, more preferably 15 μm or more and 300 μm or less, and further preferably 20 μm or more and 200 μm or less.
The average thickness of the high refractive index region 101 is not particularly limited, but is preferably 1 μm or more and 200 μm or less, more preferably 5 μm or more and 100 μm or less, and further preferably 10 μm or more and 70 μm or less. As a result, when the optical sheet 100 is used as an optical waveguide while preventing the optical sheet 100 from becoming unnecessarily large (thickened), the function as the core portion is suitably exhibited.
低屈折率領域102、103の平均厚さは、それぞれ、好ましくは高屈折率領域101の平均厚さの0.05倍以上1.5倍以下であり、より好ましくは0.1倍以上1.25倍以下である。
低屈折率領域102、103の平均厚さは特に限定されないが、好ましくは1μm以上200μm以下であり、より好ましくは1μm以上100μm以下であり、さらに好ましくは5μm以上60μm以下である。
これにより、光学シート100が必要以上に大型化するのを防止しつつ、低屈折率領域102、103としての機能が好適に発揮される。
The average thickness of each of the low refractive index regions 102 and 103 is preferably 0.05 to 1.5 times the average thickness of the high refractive index region 101, more preferably 0.1 to 1. 25 times or less.
The average thickness of the low refractive index regions 102 and 103 is not particularly limited, but is preferably 1 μm or more and 200 μm or less, more preferably 1 μm or more and 100 μm or less, and further preferably 5 μm or more and 60 μm or less.
Thereby, the function as the low refractive index regions 102 and 103 is suitably exhibited while preventing the optical sheet 100 from becoming unnecessarily large.
図3は、第1の実施形態の光学シート100の層厚方向における屈折率分布TのD1/D2の一例を模式的に示す図である。ここで、図中のfmaxは、層厚方向の屈折率の最大値を示す。
光学シート100は、屈折率分布Tにおけるfmaxの半値半幅をD1とし、当該光学シート100の中心線A1から層厚方向における上記屈折率分布Tの最小値の中で中心線A1に一番近い地点までの垂直距離をD2としたとき、D1/D2が好ましくは0.01以上0.95以下であり、より好ましくは0.4以上0.9以下であり、さらに好ましくは0.6以上0.8以下である。
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an example of D1 / D2 of the refractive index distribution T in the layer thickness direction of the optical sheet 100 according to the first embodiment. Here, f max in the figure indicates the maximum value of the refractive index in the layer thickness direction.
The optical sheet 100 has a half width at half maximum of f max in the refractive index distribution T as D1, and is closest to the center line A1 among the minimum values of the refractive index distribution T in the layer thickness direction from the center line A1 of the optical sheet 100. When the vertical distance to the point is D2, D1 / D2 is preferably 0.01 or more and 0.95 or less, more preferably 0.4 or more and 0.9 or less, and further preferably 0.6 or more and 0. .8 or less.
ここで、「屈折率分布Tの最小値の中で中心線A1に一番近い地点」とは、図3に示したように、高屈折率領域101から低屈折率領域102、103に変化する境目の地点P1、P2をいう。低屈折率領域102、103は、屈折率が実質的に変化しないため、高屈折率領域101から低屈折率領域102、103に変化する境目の地点が屈折率分布Tの最小値の中で中心線A1に一番近い地点となる。
層厚方向におけるD1/D2が上記範囲内であると、光学シート100を光導波路として用いた場合、初期の光伝送性能をより一層向上させることができる。
Here, “the point closest to the center line A1 in the minimum value of the refractive index distribution T” changes from the high refractive index region 101 to the low refractive index regions 102 and 103 as shown in FIG. This refers to the points P1 and P2 at the boundary. Since the refractive indexes of the low refractive index regions 102 and 103 do not substantially change, the boundary point where the high refractive index region 101 changes to the low refractive index regions 102 and 103 is the center of the minimum value of the refractive index distribution T. The closest point to the line A1.
When D1 / D2 in the layer thickness direction is within the above range, when the optical sheet 100 is used as an optical waveguide, the initial optical transmission performance can be further improved.
光学シート100は、層厚方向における屈折率分布の最大値および最小値の差が、好ましくは0.005以上であり、より好ましくは0.01以上である。ここで、層厚方向における屈折率分布の最大値は、通常は、図3に示した中心線A1上の屈折率fmaxである。また、層厚方向における屈折率分布の最小値は、通常は、図3の地点P1またはP2での屈折率である。
層厚方向における屈折率分布の最大値および最小値の差が上記下限以上であると、光学シート100を光導波路として用いた場合、初期の光伝送性能をより一層向上させることができる。
In the optical sheet 100, the difference between the maximum value and the minimum value of the refractive index distribution in the layer thickness direction is preferably 0.005 or more, more preferably 0.01 or more. Here, the maximum value of the refractive index distribution in the layer thickness direction is usually the refractive index f max on the center line A1 shown in FIG. The minimum value of the refractive index distribution in the layer thickness direction is usually the refractive index at the point P1 or P2 in FIG.
When the difference between the maximum value and the minimum value of the refractive index distribution in the layer thickness direction is not less than the above lower limit, when the optical sheet 100 is used as an optical waveguide, the initial optical transmission performance can be further improved.
光学シート100は、JIS−K7136に準拠して測定したヘーズ値が好ましくは5.0%以下であり、より好ましくは1.0%以下であり、さらに好ましくは0.5%以下である。本実施形態によれば、上記ヘーズ値を上記上限値以下とすることにより、光導波路の光伝送特性をより一層向上させることができる。 In the optical sheet 100, the haze value measured in accordance with JIS-K7136 is preferably 5.0% or less, more preferably 1.0% or less, and further preferably 0.5% or less. According to this embodiment, the light transmission characteristic of the optical waveguide can be further improved by setting the haze value to be equal to or lower than the upper limit value.
また、光学シート100の透明性は、その層厚方向に対して、波長850nmで測定した透過率で特定することができる。光学シート100の透過率は、好ましくは80%以上であり、より好ましくは85%以上であり、さらに好ましくは90%以上である。透過率を上記下限値以上とすることにより、光学シート100を光導波路として用いた場合、光伝送特性をより一層向上させることができる。 Moreover, the transparency of the optical sheet 100 can be specified by the transmittance measured at a wavelength of 850 nm in the layer thickness direction. The transmittance of the optical sheet 100 is preferably 80% or more, more preferably 85% or more, and further preferably 90% or more. By setting the transmittance to be equal to or higher than the lower limit, when the optical sheet 100 is used as an optical waveguide, the optical transmission characteristics can be further improved.
(屈折率調整剤)
本実施形態に係る光学シート100は、少なくとも屈折率変化領域107、111に、屈折率調整剤が存在するのが好ましい。以下、屈折率調整剤について説明する。
(Refractive index modifier)
In the optical sheet 100 according to this embodiment, it is preferable that a refractive index adjusting agent is present at least in the refractive index changing regions 107 and 111. Hereinafter, the refractive index adjusting agent will be described.
前述したように、本実施形態に係る屈折率調整剤としては、光学シート100の高温高湿下での信頼性を向上させる観点から、ガラス転移温度が高いポリマーが好ましい。具体的には、Bicerano法で算出したガラス転移温度が50℃以上300℃以下であり、好ましくは85℃以上250℃以下であるポリマーである。 As described above, the refractive index adjusting agent according to this embodiment is preferably a polymer having a high glass transition temperature from the viewpoint of improving the reliability of the optical sheet 100 under high temperature and high humidity. Specifically, it is a polymer having a glass transition temperature calculated by the Bicerano method of 50 ° C to 300 ° C, preferably 85 ° C to 250 ° C.
本実施形態に係る屈折率調整剤は、後述するベースポリマーに相溶する化合物であることが好ましい。ここで、「ベースポリマーに相溶する」とは、屈折率調整剤が少なくともベースポリマーと混和して、光学シート100のヘーズ値が5.0%以下となることをいう。 The refractive index adjusting agent according to this embodiment is preferably a compound that is compatible with the base polymer described below. Here, “compatible with the base polymer” means that the refractive index adjusting agent is mixed with at least the base polymer and the haze value of the optical sheet 100 becomes 5.0% or less.
ベースポリマーとして環状オレフィン系樹脂を用いた場合、本実施形態に係る屈折率調整剤としては、光学シート100の初期の光伝送性能および高温高湿下での信頼性をより一層向上させる観点から、側鎖に脂環式構造を有するポリマーであることが好ましい。側鎖に脂環式構造を有するポリマーは、ベースポリマーである環状オレフィン系樹脂との相溶性に優れ、混合部分の光損失を低減することができる。また、ベースポリマーと有意な屈折率差を形成することが可能である。
また、側鎖の脂環式構造は、五員環、または、六員環構造であることが好ましい。
When a cyclic olefin-based resin is used as the base polymer, the refractive index adjuster according to the present embodiment, from the viewpoint of further improving the initial optical transmission performance of the optical sheet 100 and the reliability under high temperature and high humidity, A polymer having an alicyclic structure in the side chain is preferred. A polymer having an alicyclic structure in the side chain is excellent in compatibility with the cyclic olefin-based resin that is the base polymer, and can reduce light loss in the mixed portion. It is also possible to form a significant refractive index difference with the base polymer.
The alicyclic structure of the side chain is preferably a five-membered ring or a six-membered ring structure.
このような側鎖に脂環式構造を有するポリマーとしては、例えば、側鎖に脂環式構造を有する、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂などの環状エーテル系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリシラン、ポリシラザン、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリクロロプレン、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリサルフォン、ポリエーテル、ベンゾシクロブテン系樹脂、ノルボルネン系樹脂などの環状オレフィン系樹脂などが挙げられる。 As such a polymer having an alicyclic structure in the side chain, for example, a cyclic resin such as an acrylic resin, a methacrylic resin, a polycarbonate, a polystyrene, an epoxy resin or an oxetane resin having an alicyclic structure in the side chain. Ether resin, polyamide, polyimide, polybenzoxazole, polysilane, polysilazane, silicone resin, fluorine resin, polyolefin resin, polybutadiene, polyisoprene, polychloroprene, polyester such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polyethylene succinate, Examples thereof include cyclic olefin resins such as polysulfone, polyether, benzocyclobutene resin, and norbornene resin.
これらの中でも、側鎖に脂環式構造を有する、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂などの環状エーテル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリエーテル、ノルボルネン系樹脂などの環状オレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を使用することが好ましい。 Among these, acrylic resins, methacrylic resins, polycarbonates, cyclic ether resins such as epoxy resins and oxetane resins, silicone resins, polyolefin resins, polybutadiene, polyisoprene having an alicyclic structure in the side chain. It is preferable to use at least one selected from the group consisting of cyclic olefin resins such as polyether and norbornene resins.
特に、側鎖に脂環式構造を有する、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、エポキシ系樹脂やオキセタン系樹脂などの環状エーテル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ノルボルネン系樹脂などの環状オレフィン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を使用することが好ましい。
これらの屈折率調整剤は、光の透過性が高いことから、特に伝送損失の小さい光学シート100が得られる。
In particular, a group consisting of cyclic olefin resins such as acrylic resins, methacrylic resins, cyclic ether resins such as epoxy resins and oxetane resins, polyolefin resins, norbornene resins having an alicyclic structure in the side chain It is preferable to use at least one selected from
Since these refractive index adjusting agents have high light transmittance, an optical sheet 100 with particularly small transmission loss can be obtained.
側鎖に脂環式構造を有するアクリル系樹脂としては、例えば、下記式(1)で表されるポリアクリル酸シクロヘキシル、下記式(2)で表されるポリアクリル酸イソボニルなどが挙げられる。 Examples of the acrylic resin having an alicyclic structure in the side chain include polycyclohexyl acrylate represented by the following formula (1), isobonyl acrylate represented by the following formula (2), and the like.
側鎖に脂環式構造を有するメタクリル系樹脂としては、例えば、下記式(3)で表されるポリメタクリル酸シクロヘキシル、下記式(4)で表されるポリメタクリル酸イソボニルなどが挙げられる。 Examples of the methacrylic resin having an alicyclic structure in the side chain include polycyclohexyl methacrylate represented by the following formula (3), polyisomethanyl methacrylate represented by the following formula (4), and the like.
側鎖に脂環式構造を有する環状エーテル系樹脂としては、下記式(5)で表されるポリシクロヘキシルオキセタンなどが挙げられる。 Examples of the cyclic ether resin having an alicyclic structure in the side chain include polycyclohexyl oxetane represented by the following formula (5).
これらの中でも、上記式(1)で表されるポリアクリル酸シクロヘキシル、上記式(2)で表されるポリアクリル酸イソボニルなどの側鎖に脂環式構造を有するアクリル系樹脂;上記式(3)で表されるポリメタクリル酸シクロヘキシル、上記式(4)で表されるポリメタクリル酸イソボニルなどの側鎖に脂環式構造を有するメタクリル系樹脂が特に好ましい。本実施形態に係る屈折率調整剤として、これらの屈折率調整剤を用いると、高温高湿下での信頼性がより一層優れた光学シート100を得ることができる。 Among these, acrylic resins having an alicyclic structure in the side chain such as polycyclohexyl acrylate represented by the above formula (1) and isobornyl polyacrylate represented by the above formula (2); A methacrylic resin having an alicyclic structure in the side chain, such as polycyclohexyl methacrylate represented by formula (4) and polyisomethanyl methacrylate represented by the above formula (4), is particularly preferred. When these refractive index adjusting agents are used as the refractive index adjusting agent according to this embodiment, it is possible to obtain the optical sheet 100 with further improved reliability under high temperature and high humidity.
また、本実施形態に係る屈折率調整剤に用いられるポリマーのゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定したポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは5,000以上、200,000以下であり、より好ましくは10,000以上、100,000以下である。
重量平均分子量(Mw)が上記範囲内であると、光学シート100を高温高湿下で長時間放置しても、光伝送特性が低下するのを抑制することができる。すなわち、重量平均分子量(Mw)が上記範囲内であると、高温高湿下での光学シート100の信頼性をより一層向上させることができる。
The weight average molecular weight (Mw) in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography of the polymer used for the refractive index adjusting agent according to this embodiment is preferably 5,000 or more and 200,000 or less, more Preferably they are 10,000 or more and 100,000 or less.
When the weight average molecular weight (Mw) is within the above range, it is possible to suppress the deterioration of the light transmission characteristics even when the optical sheet 100 is left under a high temperature and high humidity for a long time. That is, when the weight average molecular weight (Mw) is within the above range, the reliability of the optical sheet 100 under high temperature and high humidity can be further improved.
(ベースポリマー)
本実施形態に係る光学シート100は、上記屈折率調整剤より高い屈折率を有するベースポリマーを含んでいるのが好ましい。こうしたベースポリマーを含むことにより、屈折率調整剤の分布により、光学シート100の屈折率分布を変化させ、層厚方向における屈折率分布をGI型とすることができる。
またさらに、そのベースポリマー中でも後述するようにモノマーが反応(重合反応や架橋反応)可能であり、モノマーが重合した後においても十分な透明性を有するものが好適に用いられる。
以下、ベースポリマーについて説明する。
(Base polymer)
The optical sheet 100 according to this embodiment preferably includes a base polymer having a higher refractive index than the refractive index adjusting agent. By including such a base polymer, the refractive index distribution of the optical sheet 100 can be changed by the distribution of the refractive index adjusting agent, and the refractive index distribution in the layer thickness direction can be GI type.
Further, as will be described later, the base polymer can react with a monomer (polymerization reaction or crosslinking reaction), and those having sufficient transparency even after the monomer is polymerized are preferably used.
Hereinafter, the base polymer will be described.
本実施形態に係るベースポリマーとしては必要に応じて選択されるが、例えば、ノルボルネン系樹脂などの環状オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂などが挙げられる。また、ベースポリマーは、これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて(ポリマーアロイ、ポリマーブレンド(混合物)、共重合体など)用いることができる。ベースポリマーとしてこれらの樹脂を用いることにより、優れた光伝送性能を有する光学シート100を得ることができる。 The base polymer according to the present embodiment is selected as necessary, for example, cyclic olefin resin such as norbornene resin, acrylic resin, methacrylic resin, polycarbonate, polystyrene, epoxy resin, polyamide, polyimide, Examples include polybenzoxazole, silicone resin, and fluorine resin. The base polymer may be used alone or in combination of two or more thereof (polymer alloy, polymer blend (mixture), copolymer, etc.). By using these resins as the base polymer, an optical sheet 100 having excellent light transmission performance can be obtained.
これらの中でも、特に、環状オレフィン系樹脂を主とするものが好ましい。環状オレフィン系樹脂は、光の透過性が高いことから、ベースポリマーとして環状オレフィン系樹脂を用いることにより、特に伝送損失の小さい光学シート100を得ることができる。
環状オレフィン系樹脂としては、例えば、特開2010−090328号公報の段落0022〜0072に記載されたものを用いることができる。
環状オレフィン系樹脂の中でも、耐熱性、透明性等の観点からノルボルネン系樹脂を使用することが好ましい。
なかでも、ノルボルネン系樹脂は、重合性基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位や、アルキル基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位を含むものが好ましい。
Among these, those mainly composed of cyclic olefin resins are preferable. Since the cyclic olefin-based resin has high light transmittance, the optical sheet 100 with particularly small transmission loss can be obtained by using the cyclic olefin-based resin as the base polymer.
As the cyclic olefin-based resin, for example, those described in paragraphs 0022 to 0072 of JP2010-090328A can be used.
Among the cyclic olefin resins, it is preferable to use a norbornene resin from the viewpoints of heat resistance and transparency.
Among them, the norbornene-based resin preferably includes a norbornene repeating unit having a substituent containing a polymerizable group or a norbornene repeating unit having a substituent containing an alkyl group.
重合性基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位としては、エポキシ基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位、(メタ)アクリル基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位、および、アルコキシシリル基を含む置換基を有するノルボルネンの繰り返し単位がのうちの少なくとも1種が好適である。これらの重合性基は、各種重合性基の中でも、反応性が高いことから好ましい。 As the repeating unit of norbornene having a substituent containing a polymerizable group, the repeating unit of norbornene having a substituent containing an epoxy group, the repeating unit of norbornene having a substituent containing a (meth) acryl group, and an alkoxysilyl group At least one of the repeating units of norbornene having a substituent containing is preferable. These polymerizable groups are preferable because of their high reactivity among various polymerizable groups.
また、このような重合性基を含むノルボルネンの繰り返し単位を、2種以上含むものを用いれば、可撓性と耐熱性の両立を図ることが出来る。 Moreover, if the thing containing 2 or more types of norbornene repeating units containing such a polymeric group is used, both flexibility and heat resistance can be achieved.
(脱離基)
また、ベースポリマーは、主鎖から分岐し、光酸発生剤から放出された酸の作用により、主鎖から脱離する脱離基を有してもよい。具体的には、分子構造中に、−O−構造、−Si−アリール構造および−O−Si−構造のうちの少なくとも1つを有するものが好ましい。かかる酸離脱性基は、カチオンの作用により比較的容易に離脱する。脱離性基の脱離により、ベースポリマーの屈折率が低下する。このため、光を照射した領域の屈折率を未照射領域に比べ、確実に低下させることができる。すなわち、脱離基を有するベースポリマーで構成された層内方向において、光を照射した照射領域と未照射領域との間に屈折率差を形成することができる。
(Leaving group)
In addition, the base polymer may have a leaving group that is branched from the main chain and released from the main chain by the action of the acid released from the photoacid generator. Specifically, those having at least one of an —O— structure, an —Si—aryl structure, and an —O—Si— structure in the molecular structure are preferable. Such an acid leaving group is released relatively easily by the action of a cation. Due to elimination of the leaving group, the refractive index of the base polymer is lowered. For this reason, the refractive index of the region irradiated with light can be reliably reduced as compared with the unirradiated region. That is, a refractive index difference can be formed between the irradiated region and the non-irradiated region in the in-layer direction composed of the base polymer having a leaving group.
このような脱離性基を有するベースポリマーとしては、例えばシクロヘキセン、シクロオクテン等の単環体モノマーの重合体、ノルボルネン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエン、ジヒドロジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセン、トリシクロペンタジエン、ジヒドロトリシクロペンタジエン、テトラシクロペンタジエン、ジヒドロテトラシクロペンタジエン等の多環体モノマーの重合体等の環状オレフィン系樹脂が挙げられる。これらの中でも多環体モノマーの重合体の中から選ばれる1種以上の環状オレフィン系樹脂が好ましく用いられる。これにより、ベースポリマーの耐熱性を向上させることができる。 Examples of the base polymer having such a leaving group include polymers of monocyclic monomers such as cyclohexene and cyclooctene, norbornene, norbornadiene, dicyclopentadiene, dihydrodicyclopentadiene, tetracyclododecene, and tricyclopentadiene. And cyclic olefin resins such as polymers of polycyclic monomers such as dihydrotricyclopentadiene, tetracyclopentadiene, and dihydrotetracyclopentadiene. Among these, one or more cyclic olefin resins selected from polymers of polycyclic monomers are preferably used. Thereby, the heat resistance of the base polymer can be improved.
本実施形態に係る屈折率調整剤と、ベースポリマーの屈折率との差は、層厚方向において、GI型の屈折率分布Tをより一層効率良く形成する観点から、好ましくは0.005以上0.3以下であり、より好ましくは0.01以上0.1以下である。 The difference between the refractive index adjusting agent according to the present embodiment and the refractive index of the base polymer is preferably 0.005 or more and 0 from the viewpoint of more efficiently forming the GI type refractive index distribution T in the layer thickness direction. .3 or less, more preferably 0.01 or more and 0.1 or less.
(支持フィルム及びカバーフィルム)
本実施形態に係る光学シート100は、支持フィルム及びカバーフィルムをさらに備えてもよい。支持フィルムは、光学シート100の下面に配置される。カバーフィルムは、光学シート100の表面を覆うように配置される。
(Support film and cover film)
The optical sheet 100 according to the present embodiment may further include a support film and a cover film. The support film is disposed on the lower surface of the optical sheet 100. The cover film is disposed so as to cover the surface of the optical sheet 100.
<光学シートの製造方法>
つぎに、本実施形態に係る光学シート100の製造方法について説明する。
<Optical sheet manufacturing method>
Below, the manufacturing method of the optical sheet 100 which concerns on this embodiment is demonstrated.
光学シート100は、基材上に第一の樹脂組成物および第二の樹脂組成物を積層塗布することによって得られる。上記第一の樹脂組成物により第一の樹脂層を形成し、上記第二の樹脂組成物によって第二の樹脂層を形成することができる。 The optical sheet 100 is obtained by laminating and applying a first resin composition and a second resin composition on a substrate. A first resin layer can be formed from the first resin composition, and a second resin layer can be formed from the second resin composition.
塗布する方法としては、たとえば、ドクターブレード法、スピンコート法、ディッピング法、テーブルコート法、スプレー法、アプリケーター法、カーテンコート法、ダイコート法の方法が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 Examples of the application method include, but are not limited to, a doctor blade method, a spin coating method, a dipping method, a table coating method, a spray method, an applicator method, a curtain coating method, and a die coating method. .
基材としては、例えば、シリコン基板、二酸化ケイ素基板、ガラス基板、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム等が用いられる。 As the substrate, for example, a silicon substrate, a silicon dioxide substrate, a glass substrate, a polyethylene terephthalate (PET) film, or the like is used.
第一の樹脂層を形成する第一の樹脂組成物は、少なくともベースポリマーを含む。ベースポリマーは、脱離性基を有してもよい。ここで、脱離性基とは、重合開始剤から放出された酸の作用により、主鎖から脱離するものである。また、第一の樹脂組成物は、後述する層内移動成分および層内移動成分の重合反応を促進する重合開始剤をさらに含んでもよい。この重合開始剤は、活性放射線等の光の照射により、酸を発生させる一般的な光酸発生剤を含む。 The first resin composition forming the first resin layer contains at least a base polymer. The base polymer may have a leaving group. Here, the leaving group is a group that is released from the main chain by the action of an acid released from the polymerization initiator. Moreover, the first resin composition may further include a polymerization initiator that accelerates a polymerization reaction of the in-layer moving component and the in-layer moving component described later. This polymerization initiator includes a general photoacid generator that generates an acid upon irradiation with light such as actinic radiation.
また、層内移動成分は、本実施形態に係る光学シート100の層内方向の屈折率を変動させる。層内移動成分は、例えば、モノマー又はオリゴマーを含むことが好ましい。層内移動成分は、ベースポリマーに相溶する物質であることが好ましく、ベースポリマーに相溶し、かつ熱または光により重合するモノマーであることがさらに好ましい。本実施形態では、熱または光により重合するモノマーは、光照射や加熱処理により重合するものに加えて、光照射によりラジカル、酸、及び塩基等の活性種を生成する光重合開始剤又は熱発生剤により重合するものを含む。 Further, the intra-layer moving component varies the refractive index in the intra-layer direction of the optical sheet 100 according to the present embodiment. The in-layer transfer component preferably contains, for example, a monomer or an oligomer. The in-layer transfer component is preferably a substance compatible with the base polymer, and more preferably a monomer compatible with the base polymer and polymerized by heat or light. In this embodiment, the monomer that is polymerized by heat or light is a photopolymerization initiator or heat generator that generates active species such as radicals, acids, and bases by light irradiation in addition to those that are polymerized by light irradiation or heat treatment. Including those polymerized by the agent.
(モノマー又はオリゴマー)
層内移動成分であるモノマー(光重合性モノマー)又はオリゴマー(光重合性オリゴマー)は、後述する活性放射線の照射により、照射領域において反応して反応物を形成し、それとともにモノマー又はオリゴマーが拡散移動することで、光学シートにおいて照射領域と未照射領域との間に屈折率差を生じさせ得る化合物である。
(Monomer or oligomer)
Monomers (photopolymerizable monomers) or oligomers (photopolymerizable oligomers) that move within the layer react with each other in the irradiated region by irradiation with actinic radiation, which will be described later, and the monomers or oligomers diffuse with it. It is a compound that can cause a refractive index difference between an irradiated region and an unirradiated region in the optical sheet by moving.
モノマー又はオリゴマーとしては、ベースポリマーとの相溶性を有し、ベースポリマーとの屈折率差が0.01以上であるものが好ましく用いられる。 As the monomer or oligomer, those having compatibility with the base polymer and having a refractive index difference with the base polymer of 0.01 or more are preferably used.
このようなモノマー又はオリゴマーとしては、分子構造中に重合可能な部位を有する化合物であればよい。例えば、アクリル酸(メタクリル酸)系モノマー、エポキシ系モノマー、オキセタン系モノマー、ノルボルネン系モノマー、ビニルエーテル系モノマー、スチレン系モノマー、光二量化モノマー等およびそのオリゴマー等が挙げられる。これらのうちの1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。 Such a monomer or oligomer may be a compound having a polymerizable site in the molecular structure. Examples thereof include acrylic acid (methacrylic acid) monomers, epoxy monomers, oxetane monomers, norbornene monomers, vinyl ether monomers, styrene monomers, photodimerization monomers, and oligomers thereof. One or more of these can be used in combination.
これらのモノマー又はオリゴマーのうち、ベースポリマーと同種のモノマー又はオリゴマーを用いることにより、ベースポリマーにモノマーをより均一に分散することができる。よって、光学シートの特性の均質化を図ることができる。 Among these monomers or oligomers, by using the same type of monomer or oligomer as the base polymer, the monomer can be more uniformly dispersed in the base polymer. Therefore, the characteristics of the optical sheet can be homogenized.
また、オキセタニル基およびエポキシ基のような環状エーテル基を有するモノマーまたはオリゴマーは、環状エーテル基の開環が起こり易いため、速やかに反応し得る。したがって、上記モノマーを用いることにより、光学シートの製造時間の短縮を図ることができる。 In addition, a monomer or oligomer having a cyclic ether group such as an oxetanyl group and an epoxy group can easily react because the ring opening of the cyclic ether group is likely to occur. Therefore, by using the monomer, the manufacturing time of the optical sheet can be shortened.
オキセタニル基を有するモノマーとしては、例えば、アロンオキセタン(東亞合成株式会社製)を使用することができる。
また、モノマーは、その少なくとも一部が、上述したようにオリゴマー化していてもよい。
As the monomer having an oxetanyl group, for example, Aron oxetane (manufactured by Toagosei Co., Ltd.) can be used.
Further, at least a part of the monomer may be oligomerized as described above.
なお、オキセタニル基を有するモノマーおよびオリゴマーやエポキシ基を有するモノマーおよびオリゴマーとしては、例えば、特開2010−090328号公報の段落0073〜0099に記載されたものが挙げられる。 Examples of the monomer and oligomer having an oxetanyl group and the monomer and oligomer having an epoxy group include those described in paragraphs 0073 to 0099 of JP 2010-090328 A.
(重合開始剤)
重合開始剤は、第一の樹脂組成物に任意に含まれてよい。重合開始剤は、活性放射線の照射に伴ってモノマーに作用し、モノマーの反応を促すものである。
(Polymerization initiator)
A polymerization initiator may optionally be included in the first resin composition. The polymerization initiator acts on the monomer with irradiation of actinic radiation and promotes the reaction of the monomer.
用いる重合開始剤としては、モノマーの重合反応または架橋反応の種類に応じて適宜選択される。例えば、アクリル酸(メタクリル酸)系モノマー、スチレン系モノマーには、ラジカル重合開始剤が好ましく使用される。エポキシ系モノマー、オキセタン系モノマー、ビニルエーテル系モノマーには、カチオン重合開始剤が好ましく用いられる。 The polymerization initiator to be used is appropriately selected according to the type of monomer polymerization reaction or crosslinking reaction. For example, radical polymerization initiators are preferably used for acrylic acid (methacrylic acid) monomers and styrene monomers. Cationic polymerization initiators are preferably used for epoxy monomers, oxetane monomers, and vinyl ether monomers.
ラジカル重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン類、アセトフェノン類等が挙げられる。具体的には、イルガキュア651、イルガキュア184(以上、BASFジャパン株式会社製)等が挙げられる。 Examples of the radical polymerization initiator include benzophenones and acetophenones. Specifically, Irgacure 651, Irgacure 184 (above, BASF Japan Ltd. make) etc. are mentioned.
一方、カチオン重合開始剤としては、例えば、ジアゾニウム塩のようなルイス酸発生型のもの、ヨードニウム塩、スルホニウム塩のようなブレンステッド酸発生型のもの等が挙げられる。具体的には、アデカオプトマーSP−170(株式会社ADEKA製)、サンエイドSI−100L(三新化学工業株式会社製)、Rhodorsil2074(ローディアジャパン株式会社製)等が挙げられる。 On the other hand, examples of the cationic polymerization initiator include a Lewis acid generating type such as a diazonium salt, and a Bronsted acid generating type such as an iodonium salt and a sulfonium salt. Specific examples include Adekaoptomer SP-170 (manufactured by ADEKA Corporation), Sun-Aid SI-100L (manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.), Rhodorsil 2074 (manufactured by Rhodia Japan Co., Ltd.), and the like.
(添加剤)
また、第一の樹脂組成物は、さらに増感剤等の添加剤を含んでいてもよい。この増感剤は、光に対する重合開始剤の感度を増大して、重合開始剤の活性化(反応または分解)に要する時間やエネルギーを減少させる機能や、重合開始剤の活性化に適する波長に光の波長を変化させる機能を有するものである。
(Additive)
The first resin composition may further contain an additive such as a sensitizer. This sensitizer increases the sensitivity of the polymerization initiator to light, reduces the time and energy required for the activation (reaction or decomposition) of the polymerization initiator, and has a wavelength suitable for the activation of the polymerization initiator. It has a function of changing the wavelength of light.
なお、添加剤としては、増感剤の他に、例えば、触媒前駆体、助触媒、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、塗面改良剤、熱重合禁止剤、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、無機粒子、老化防止剤、濡れ性改良剤、帯電防止剤等が挙げられる。これらの各種添加剤により、光学シート100の屈折率を適切に制御することができる In addition to the sensitizer, the additive includes, for example, a catalyst precursor, a promoter, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a light stabilizer, a silane coupling agent, a coating surface improver, a thermal polymerization inhibitor, Examples include leveling agents, surfactants, colorants, storage stabilizers, plasticizers, lubricants, fillers, inorganic particles, anti-aging agents, wettability improvers, and antistatic agents. With these various additives, the refractive index of the optical sheet 100 can be appropriately controlled.
第二の樹脂組成物は、少なくとも、本実施形態に係る屈折率調整剤と、ベースポリマーとを含む。 The second resin composition includes at least the refractive index adjusting agent according to the present embodiment and a base polymer.
図2には、第二の樹脂組成物により第二の樹脂層、第一の樹脂組成物により第一の樹脂層、第二の樹脂組成物により第二の樹脂層の順に3層積層した構成を示すが、この態様に限定されずに、2層もしくは4層以上の層を積層して構成しても良い。 FIG. 2 shows a configuration in which three layers are laminated in the order of the second resin layer by the second resin composition, the first resin layer by the first resin composition, and the second resin layer by the second resin composition. However, the present invention is not limited to this mode, and two or more layers may be stacked.
光学シート100中の各種物質の濃度の測定は、例えば、FT−IR、TOF−SIMSの線分析、面分析等を用いて行うことができる。 The concentration of various substances in the optical sheet 100 can be measured using, for example, FT-IR, TOF-SIMS line analysis, surface analysis, or the like.
また、屈折率分布は、例えば、(1)干渉顕微鏡(dual−beam interference microscope)を用いて屈折率依存の干渉縞を観測し、その干渉縞から屈折率分布を算出するという方法、(2)屈折ニアフィールド法(Refracted Near Field method;RNF)により直接測定する方法を用いることが可能である。このうち、屈折ニアフィールド法は、例えば、特開平5−332880号公報に記載の測定条件を採用することができる。一方、干渉顕微鏡は、屈折率分布の測定を簡便に行い得る点で好ましく用いられる。 The refractive index distribution is, for example, (1) a method of observing a refractive index dependent interference fringe using an interference microscope (dual-beam interference microscope) and calculating the refractive index distribution from the interference fringe, (2) It is possible to use a method of directly measuring by a refraction near field method (RNF). Among these, the refractive near field method can employ, for example, the measurement conditions described in JP-A-5-332880. On the other hand, the interference microscope is preferably used in that the refractive index distribution can be easily measured.
以下、干渉顕微鏡を使用した屈折率分布の測定手順の一例について説明する。まず、断面方向(幅方向)に光学シートをスライスして、光学シート断片を得る。例えば、光学シートの長さが200〜300μmとなるようにスライスする。次いで、2つのスライドガラスで囲まれた空間に、屈折率1.536のオイルで充填したチャンバーを作製する。そして、チャンバー内の空間に、光学シート断片を挟み込んで測定サンプル部と、光学シート断片を入れていないブランクサンプル部とを作製する。次いで、干渉顕微鏡を使用し、2つに分けた光をそれぞれ測定サンプル部とブランクサンプル部に照射した後、透過光を統合することによって干渉縞写真を得る。干渉縞は光学シート断片の屈折率分布(位相分布)に伴って発生するものであるので、得られた干渉縞写真を画像解析することにより、光学シート断片の幅方向の屈折率分布Wおよび/または層厚方向の屈折率分布Tを得ることができる。なお、屈折率分布WおよびTを取得する際には、複数の干渉縞写真を画像解析することで屈折率分布WおよびTの精度を高めることができる。複数の干渉縞写真を得るときには、干渉顕微鏡内のプリズムを移動させることにより、光路長を変化させ、干渉縞の間隔や干渉縞のできる箇所を互いに異ならせた写真を得るようにすればよい。また、干渉縞写真を画像解析する際には、例えば2.5μmの間隔で解析点を設定すればよい。 Hereinafter, an example of a procedure for measuring the refractive index distribution using an interference microscope will be described. First, the optical sheet is sliced in the cross-sectional direction (width direction) to obtain an optical sheet fragment. For example, the optical sheet is sliced to have a length of 200 to 300 μm. Next, a chamber filled with oil having a refractive index of 1.536 is produced in a space surrounded by two glass slides. And an optical sheet piece is inserted in the space in a chamber, and a measurement sample part and a blank sample part which has not put an optical sheet piece are produced. Next, using an interference microscope, the measurement sample portion and the blank sample portion are respectively irradiated with the light divided into two, and then the transmitted light is integrated to obtain an interference fringe photograph. Since the interference fringes are generated along with the refractive index distribution (phase distribution) of the optical sheet fragment, by analyzing the obtained interference fringe photograph, the refractive index distribution W in the width direction of the optical sheet fragment and / or Alternatively, the refractive index distribution T in the layer thickness direction can be obtained. When acquiring the refractive index distributions W and T, the accuracy of the refractive index distributions W and T can be increased by image analysis of a plurality of interference fringe photographs. When obtaining a plurality of interference fringe photographs, it is only necessary to change the optical path length by moving the prism in the interference microscope to obtain photographs having different interference fringe spacings and interference fringe spots. Further, when image analysis is performed on the interference fringe photograph, for example, analysis points may be set at intervals of 2.5 μm.
<光導波路>
光学シート100は、前述したように、屈折率が層厚方向に沿って連続的に低下する屈折率変化領域107、111を有するため、高い光伝送特性が実現される。そのため、光導波路に好適に用いることができる。
本実施形態に係る光学シート100は、光導波路に用いる場合、高屈折率領域101が光を導波する光導波路領域となり、一方の端部から他方の端部に光信号を伝送する光配線として機能する。前述したように、高屈折率領域101から低屈折率領域102、103に亘って存在する屈折率変化領域107、111が、高屈折率領域101を伝播する光に対してポテンシャル障壁として機能する。そのため、本実施形態に係る光学シート100は、屈折率変化領域107、111によりポテンシャル障壁が形成される。これにより、高屈折率領域101からの光の浸みだしが効果的に抑制され、高い光伝送特性が実現される。
<Optical waveguide>
As described above, since the optical sheet 100 includes the refractive index changing regions 107 and 111 in which the refractive index continuously decreases along the layer thickness direction, high optical transmission characteristics are realized. Therefore, it can be suitably used for an optical waveguide.
When the optical sheet 100 according to the present embodiment is used in an optical waveguide, the high refractive index region 101 becomes an optical waveguide region that guides light, and as an optical wiring that transmits an optical signal from one end to the other end. Function. As described above, the refractive index changing regions 107 and 111 existing from the high refractive index region 101 to the low refractive index regions 102 and 103 function as a potential barrier against light propagating through the high refractive index region 101. Therefore, in the optical sheet 100 according to this embodiment, a potential barrier is formed by the refractive index change regions 107 and 111. Thereby, the oozing of light from the high refractive index region 101 is effectively suppressed, and high light transmission characteristics are realized.
<その他の用途>
また、本実施形態に係る光学シート100は、屈折率が層厚方向に沿って連続的に低下する屈折率変化領域107、111を有する特徴を活かして、光導波路以外に、反射防止フィルム、屈折率制御フィルム、光学補償フィルム等の光学フィルム;液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、デジタルペーパー、有機EL、無機EL、リアプロ等の表示用基板等の各種用途に好適に用いることができる。
<Other uses>
In addition, the optical sheet 100 according to the present embodiment takes advantage of the features having the refractive index change regions 107 and 111 in which the refractive index continuously decreases along the layer thickness direction, in addition to the optical waveguide. An optical film such as a rate control film and an optical compensation film; a liquid crystal display, a plasma display, a digital paper, an organic EL, an inorganic EL, a display substrate such as a rear pro, and the like.
<電子機器>
本実施形態の光導波路は、光伝送効率および長期信頼性に優れたものである。このため、光導波路を備えることにより、2点間で高品質の光通信を行い得る信頼性の高い電子機器が得られる。
<Electronic equipment>
The optical waveguide of this embodiment is excellent in optical transmission efficiency and long-term reliability. For this reason, by providing an optical waveguide, a highly reliable electronic device capable of performing high-quality optical communication between two points can be obtained.
このような電子機器としては、例えば、携帯電話、ゲーム機、ルーター装置、WDM装置、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等の電子機器類に適用することが可能である。これらの電子機器では、いずれも、例えばLSI等の演算装置とRAM等の記憶装置との間で、大容量のデータを高速に伝送する必要がある。したがって、このような電子機器が本実施形態の光導波路を備えることにより、電気配線に特有なノイズ、信号劣化等の不具合が解消され、その性能の飛躍的な向上が期待できる。
さらに、光導波路部分では、電気配線に比べて発熱量が大幅に削減される。このため、冷却に要する電力を削減することができ、電子機器全体の消費電力を削減することができる。
また、本実施形態の光導波路は、伝送損失およびパルス信号の鈍りが小さく、多チャンネル化および高密度化しても混信が生じ難い。このため、高密度かつ小面積でも信頼性の高い光導波路が得られ、この光導波路を搭載することで、電子機器の信頼性向上および小型化が図られる。
Such electronic devices can be applied to electronic devices such as mobile phones, game machines, router devices, WDM devices, personal computers, televisions, home servers, and the like. In any of these electronic devices, it is necessary to transmit a large amount of data at high speed between an arithmetic device such as an LSI and a storage device such as a RAM. Therefore, by providing such an electronic device with the optical waveguide of the present embodiment, problems such as noise and signal degradation peculiar to electric wiring are eliminated, and a dramatic improvement in performance can be expected.
In addition, the amount of heat generated in the optical waveguide portion is greatly reduced compared to electrical wiring. For this reason, the electric power required for cooling can be reduced and the power consumption of the whole electronic device can be reduced.
Further, the optical waveguide of the present embodiment has small transmission loss and pulse signal dullness, and interference does not easily occur even when the number of channels is increased and the density is increased. For this reason, an optical waveguide having high density and a small area and high reliability can be obtained. By mounting the optical waveguide, the reliability of electronic equipment can be improved and the size can be reduced.
(第2の実施形態)
図4は、本発明に係る第2の実施形態の光学シート200の構造の一例を示す斜視図である。
第2の実施形態は、光学シートの幅方向において、少なくとも1つ以上の高屈折率部220と、2つ以上の低屈折率部230とを備える点を除いて、第1の実施形態と同様である。そのため、第2の実施形態では、第1実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a perspective view showing an example of the structure of the optical sheet 200 according to the second embodiment of the present invention.
The second embodiment is the same as the first embodiment except that at least one high refractive index portion 220 and two or more low refractive index portions 230 are provided in the width direction of the optical sheet. It is. For this reason, the second embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment, and description of similar matters will be omitted.
<光学シート>
光学シート200は、幅方向において、少なくとも1つ以上の高屈折率部220と、2つ以上の低屈折率部230とを備える。高屈折率部220の両側には、それぞれ低屈折率部230が隣接されている。そして、高屈折率部220が、第1の実施形態の光学シート100と同様の層厚方向におけるGI型の屈折率分布Tを有している。
また、光学シート200は、高屈折率部220の幅方向の全体においてほぼ同じGI型の屈折率分布Tを有している。
<Optical sheet>
The optical sheet 200 includes at least one or more high refractive index portions 220 and two or more low refractive index portions 230 in the width direction. Low refractive index portions 230 are adjacent to both sides of the high refractive index portion 220, respectively. And the high refractive index part 220 has the GI type refractive index distribution T in the layer thickness direction similar to the optical sheet 100 of the first embodiment.
The optical sheet 200 has the same GI-type refractive index distribution T in the entire width direction of the high refractive index portion 220.
図5は、図4に示す光学シート200のX−X線における断面について、屈折率分布の一例を模式的に示す図である。図5の(a)は、図4に示す光学シート200のX−X線での断面図を示す。図5の(b)は、横軸に屈折率をとり、縦軸に層厚方向の距離をとったときの、高屈折率部220の幅方向の中心を垂直に通過する中心線C2上の屈折率分布Tの一例を模式的に示す図である。 FIG. 5 is a diagram schematically illustrating an example of a refractive index distribution with respect to a cross section taken along line XX of the optical sheet 200 illustrated in FIG. 4. (A) of FIG. 5 shows sectional drawing in the XX line of the optical sheet 200 shown in FIG. In FIG. 5B, the horizontal axis represents the refractive index, and the vertical axis represents the distance in the layer thickness direction. On the center line C2 passing vertically through the center in the width direction of the high refractive index portion 220. It is a figure which shows an example of refractive index distribution T typically.
光学シート200は、屈折率が相対的に高い層状の高屈折率領域201と、高屈折率領域201よりも屈折率が相対的に低い層状の低屈折率領域202とを備えている。
層厚方向の中心線A2から一方の面205に向かう部分の少なくとも一部に、屈折率が層厚方向に沿って連続的に低下する屈折率変化領域207を有する。そして、少なくとも屈折率変化領域207に、第1の実施形態で述べた屈折率調整剤が存在する。
また、光学シート200は、図5に示したように、高屈折率領域201よりも屈折率が相対的に低い層状の低屈折率領域203をさらに備え、層厚方向の中心線A2から他方の面209に向かう部分の少なくとも一部に、屈折率が層厚方向に沿って連続的に低下する屈折率変化領域211を有するのが好ましい。光学シート200が屈折率変化領域211をさらに有する場合、屈折率分布Tは、図5(b)に示したように、高屈折率領域201に極大値Wを含み、層厚方向の中心線A2に対して形状が対称になっているのが好ましい。
The optical sheet 200 includes a layered high refractive index region 201 having a relatively high refractive index and a layered low refractive index region 202 having a refractive index relatively lower than that of the high refractive index region 201.
At least part of the portion from the center line A2 in the layer thickness direction toward the one surface 205 has a refractive index change region 207 in which the refractive index continuously decreases along the layer thickness direction. The refractive index adjusting agent described in the first embodiment is present at least in the refractive index changing region 207.
Further, as shown in FIG. 5, the optical sheet 200 further includes a layered low-refractive index region 203 having a refractive index relatively lower than that of the high-refractive index region 201, from the center line A <b> 2 in the layer thickness direction to the other. It is preferable to have a refractive index changing region 211 in which the refractive index continuously decreases along the layer thickness direction at least at a part of the portion toward the surface 209. When the optical sheet 200 further includes the refractive index change region 211, the refractive index distribution T includes the maximum value W in the high refractive index region 201 and the center line A2 in the layer thickness direction as shown in FIG. However, it is preferable that the shape is symmetrical.
本実施形態に係る光学シート200を光導波路に用いる場合、高屈折率部220の高屈折率領域201が光を導波する光導波路領域となり、屈折率変化領域207、211が、高屈折率領域201を伝播する光に対してポテンシャル障壁として機能する。そのため、光学シート200は、屈折率変化領域207、211によりポテンシャル障壁が形成される。これにより、高屈折率領域201からの光の浸みだしが効果的に抑制され、高い光伝送特性が実現される。 When the optical sheet 200 according to the present embodiment is used for an optical waveguide, the high refractive index region 201 of the high refractive index portion 220 becomes an optical waveguide region that guides light, and the refractive index changing regions 207 and 211 are high refractive index regions. It functions as a potential barrier against light propagating through 201. Therefore, in the optical sheet 200, a potential barrier is formed by the refractive index change regions 207 and 211. Thereby, the oozing of light from the high refractive index region 201 is effectively suppressed, and high light transmission characteristics are realized.
図6は、図4に示す光学シート200のX−X線における断面について、屈折率分布の一例を模式的に示す図である。図6の(a)は、図4に示す光学シート200のX−X線での断面図を示す。図6の(b)は、縦軸に屈折率をとり、横軸に光学シート200の幅方向の距離をとったときの、光学シート200の層厚方向の中心線A2上の屈折率分布Wの一例を模式的に示した図である。
本実施形態に係る光学シート200は、光導波路に用いる場合、図6に示したように、層内方向において、光の導波方向(長手方向)と直交する方向における屈折率分布Wが、極大値W2を含み、極大値W2から端面240、250に向かって屈折率が連続的に低下する屈折率変化領域260、270を有する高屈折率部220と、低屈折率部230とを含む屈折率分布であることが好ましい。低屈折率部230は屈折率が実質的に変化していない平坦部280を有していても良いし、有していなくても良い。すなわち、屈折率分布WもGI型(グレーデッド・インデックス)の屈折率分布Wであることが好ましい。
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating an example of a refractive index distribution with respect to a cross section taken along line XX of the optical sheet 200 illustrated in FIG. 4. FIG. 6A shows a cross-sectional view of the optical sheet 200 shown in FIG. 6B, the refractive index distribution W on the center line A2 in the layer thickness direction of the optical sheet 200 when the refractive index is taken on the vertical axis and the distance in the width direction of the optical sheet 200 is taken on the horizontal axis. It is the figure which showed typically an example.
When the optical sheet 200 according to the present embodiment is used for an optical waveguide, as shown in FIG. 6, the refractive index distribution W in the direction perpendicular to the light waveguide direction (longitudinal direction) is maximum in the in-layer direction. A refractive index including a high refractive index portion 220 having a refractive index changing region 260, 270 including a value W2 and having a refractive index continuously decreasing from the maximum value W2 toward the end faces 240, 250, and a low refractive index portion 230. A distribution is preferred. The low refractive index portion 230 may or may not have the flat portion 280 whose refractive index is not substantially changed. That is, the refractive index distribution W is also preferably a GI type (graded index) refractive index distribution W.
なお、極大値W2から端面240、250に向かって屈折率が連続的に低下するとは、幅方向の屈折率分布の曲線が丸みを帯びており、この曲線が微分可能なものであるという状態である。 Note that the refractive index continuously decreases from the maximum value W2 toward the end faces 240 and 250 when the refractive index distribution curve in the width direction is rounded and the curve is differentiable. is there.
この屈折率分布Wは、ベースポリマーと、このベースポリマーとは屈折率の異なる、第1の実施形態で述べた光重合性モノマーまたは光重合性オリゴマーを含有し、かつベースポリマー中に光重合性モノマーまたは光重合性オリゴマーが分散した材料で構成された層に対して、部分的に光を照射し、光重合性モノマーまたは光重合性オリゴマーを移動、及び偏在させることにより、層内に屈折率の偏りを生じさせ、形成された分布である。このような原理で形成されるため、上記屈折率分布Wでは、屈折率が連続的に変化する。 This refractive index distribution W contains the base polymer and the photopolymerizable monomer or photopolymerizable oligomer described in the first embodiment, which has a refractive index different from that of the base polymer, and is photopolymerizable in the base polymer. A layer composed of a material in which a monomer or a photopolymerizable oligomer is dispersed is partially irradiated with light, and the photopolymerizable monomer or photopolymerizable oligomer is moved and unevenly distributed, whereby the refractive index is within the layer. This is a distribution formed. Since the film is formed based on such a principle, the refractive index continuously changes in the refractive index distribution W.
また、本実施形態に係る光学シート200は、高屈折率部220の高屈折率領域201の全体においてGI型の屈折率分布Wを有しているのが特に好ましい。 In addition, it is particularly preferable that the optical sheet 200 according to the present embodiment has a GI type refractive index distribution W in the entire high refractive index region 201 of the high refractive index portion 220.
また、光学シート200は、長手方向全体においてほぼ同じGI型の屈折率分布Wが維持されているのが好ましい。 In addition, it is preferable that the optical sheet 200 maintains substantially the same GI type refractive index distribution W in the entire longitudinal direction.
上記GI型の屈折率分布Wは、少なくとも一部が、又は全体的に、屈折率が連続的に曲線を描いて変化している。この特徴により、屈折率が階段状に変化したいわゆるステップインデックス型(SI型)の屈折率分布を有する光学シートに比べ、高屈折率部220の高屈折率領域201の中心付近に光を集める効果が高まり、伝送損失のさらなる低減が図られる。 In the GI-type refractive index distribution W, at least a part or the whole of the refractive index changes continuously in a curved line. Due to this feature, the effect of collecting light near the center of the high refractive index region 201 of the high refractive index portion 220 as compared with an optical sheet having a so-called step index type (SI type) refractive index distribution in which the refractive index changes stepwise. As a result, transmission loss can be further reduced.
本実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態によれば、層厚方向および幅方向のいずれもGI型の屈折率分布を有することにより、高屈折率領域201の中心付近に光を集める効果が高まり、伝送損失のさらなる低減が図られる。 According to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained. In addition, according to the present embodiment, since both the layer thickness direction and the width direction have the GI type refractive index distribution, the effect of collecting light near the center of the high refractive index region 201 is enhanced, and transmission loss is further reduced. Is planned.
<光学シートの製造方法>
つぎに、本実施形態に係る光学シート200の製造方法について、第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。本実施形態に係る光学シート200は、例えば、以下の方法により作製することができる。
<Optical sheet manufacturing method>
Next, a method for manufacturing the optical sheet 200 according to the present embodiment will be described focusing on differences from the first embodiment. The optical sheet 200 according to the present embodiment can be manufactured, for example, by the following method.
まず、第1の実施形態と同様に、積層体を作製する。
つぎに、積層体に、選択的に光(たとえば、紫外線)等のエネルギーを照射する。たとえば、積層体に開口部が形成されたマスク越しに活性放射線を照射する。
First, similarly to the first embodiment, a laminate is manufactured.
Next, the laminate is selectively irradiated with energy such as light (for example, ultraviolet rays). For example, actinic radiation is irradiated through a mask in which an opening is formed in the laminate.
マスクとして好ましいものの例としては、石英ガラスやPET基材等で作製されたフォトマスク、ステンシルマスク、気相成膜法(蒸着、スパッタリング等)により形成された金属薄膜等が挙げられるが、これらの中でもフォトマスクやステンシルマスクを用いるのが特に好ましい。微細なパターンを精度良く形成することができるとともに、ハンドリングがし易く、生産性の向上に有利であるからである。 Examples of preferable masks include photomasks made of quartz glass or PET base materials, stencil masks, metal thin films formed by vapor deposition methods (evaporation, sputtering, etc.), etc. Among these, it is particularly preferable to use a photomask or a stencil mask. This is because a fine pattern can be formed with high accuracy, and handling is easy, which is advantageous in improving productivity.
活性放射線は、重合開始剤に対して光化学的な反応(変化)を生じさせ得るものであればよく、例えば、可視光、紫外光、赤外光、レーザー光の他、電子線やX線等を用いることもできる。活性放射線は、重合開始剤や脱離性基の種類、増感剤を含有する場合には、増感剤の種類等によって適宜選択され、特に限定されないが、波長200〜450nmの範囲にピーク波長を有するものであるのが好ましい。これにより、重合開始剤を比較的容易に活性化させることができる。 The actinic radiation is not limited as long as it can cause a photochemical reaction (change) to the polymerization initiator. For example, in addition to visible light, ultraviolet light, infrared light, laser light, electron beam, X-ray, etc. Can also be used. The actinic radiation is appropriately selected depending on the kind of the sensitizer when it contains a polymerization initiator, a leaving group, and a sensitizer, and is not particularly limited, but has a peak wavelength in the range of 200 to 450 nm. It is preferable that it has. Thereby, a polymerization initiator can be activated comparatively easily.
また、活性放射線の照射量は、0.03〜9J/cm2程度であるのが好ましく、0.05〜6J/cm2程度であるのがより好ましく、0.1〜3J/cm2程度であるのがさらに好ましい。なお、活性放射線の照射量を調整することにより、形成される屈折率差を制御することができ、例えば、照射量を多くすることで、屈折率差を拡大することができる。 The irradiation amount of actinic radiation is preferably in the range of about 0.03~9J / cm 2, more preferably about 0.05~6J / cm 2, at about 0.1~3J / cm 2 More preferably. In addition, the refractive index difference formed can be controlled by adjusting the irradiation amount of actinic radiation, for example, a refractive index difference can be expanded by increasing irradiation amount.
また、活性放射線として、レーザー光のように指向性の高い光を用いる場合には、マスクの使用を省略してもよい。 Moreover, when using light with high directivity like a laser beam as active radiation, use of a mask may be abbreviate | omitted.
次に、必要に応じて、積層体に加熱処理を施す。この加熱処理において、光を照射した照射領域のモノマーまたはオリゴマーがさらに重合する。この加熱処理における加熱温度は、特に限定されないが、30〜180℃であるのが好ましく、40〜160℃であるのがより好ましい。また、加熱時間は、照射領域のモノマーまたはオリゴマーの重合反応がほぼ完了するように設定するのが好ましく、具体的には、0.1〜2時間であるのが好ましく、0.1〜1時間であるのがより好ましい。なお、この加熱処理は必要に応じて行えばよく、省略してもよい。
以上により、光学シート200が得られる。
Next, heat processing is performed to a laminated body as needed. In this heat treatment, the monomer or oligomer in the irradiated region irradiated with light is further polymerized. Although the heating temperature in this heat processing is not specifically limited, It is preferable that it is 30-180 degreeC, and it is more preferable that it is 40-160 degreeC. The heating time is preferably set so that the polymerization reaction of the monomer or oligomer in the irradiated region is almost completed, specifically 0.1 to 2 hours, preferably 0.1 to 1 hour. It is more preferable that Note that this heat treatment may be performed as necessary and may be omitted.
Thus, the optical sheet 200 is obtained.
本実施形態では、同一のエネルギー照射工程により、光学シート200の積層方向にGI型の屈折率分布を形成できるとともに、光学シート200の幅方向においてGI型の屈折率分布を形成できる。 In the present embodiment, a GI-type refractive index distribution can be formed in the stacking direction of the optical sheet 200 and a GI-type refractive index distribution can be formed in the width direction of the optical sheet 200 by the same energy irradiation process.
以上、本発明の光学シート、光導波路および電子機器について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、光学シートまたは光導波路には、任意の構成物が付加されていてもよい。 The optical sheet, the optical waveguide, and the electronic device of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to this, and for example, an arbitrary component is added to the optical sheet or the optical waveguide. Also good.
次に、本発明の実施例について説明する。本発明を実施例及び比較例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Next, examples of the present invention will be described. The present invention will be described in detail based on examples and comparative examples, but the present invention is not limited thereto.
1.光導波路の製造
(実施例1)
(1)ベースポリマーの合成
水分および酸素濃度がいずれも1ppm以下に制御され、乾燥窒素で満たされたグローブボックス中において、ヘキシルノルボルネン(HxNB)7.2g(40.1mmol)、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン12.9g(40.1mmol)を500mLバイアル瓶に計量し、脱水トルエン60gと酢酸エチル11gを加え、シリコン製のシーラーを被せて上部を密栓した。
1. Production of optical waveguide (Example 1)
(1) Synthesis of base polymer 7.2 g (40.1 mmol) of hexylnorbornene (HxNB), diphenylmethylnorbornene methoxysilane in a glove box where both moisture and oxygen concentrations were controlled to 1 ppm or less and filled with dry nitrogen 12.9 g (40.1 mmol) was weighed into a 500 mL vial, 60 g of dehydrated toluene and 11 g of ethyl acetate were added, and the top was sealed with a silicon sealer.
次に、100mLバイアルビン中にNi触媒1.56g(3.2mmol)と脱水トルエン10mLを計量し、スターラーチップを入れて密栓し、触媒を十分に撹拌して完全に溶解させた。
このNi触媒溶液1mLをシリンジで正確に計量し、上記2種のノルボルネンを溶解させたバイアル瓶中に定量的に注入し室温で1時間撹拌したところ、著しい粘度上昇が確認された。この時点で栓を抜き、テトラヒドロフラン(THF)60gを加えて撹拌を行い、反応溶液を得た。
100mLビーカーに無水酢酸9.5g、過酸化水素水18g(濃度30%)、イオン交換水30gを加えて撹拌し、その場で過酢酸水溶液を調製した。次にこの水溶液全量を上記反応溶液に加えて12時間撹拌してNiの還元処理を行った。
次に、処理の完了した反応溶液を分液ロートに移し替え、下部の水層を除去した後、イソプロピルアルコールの30%水溶液を100mL加えて激しく撹拌を行った。静置して完全に二層分離が行われた後で水層を除去した。この水洗プロセスを合計で3回繰り返した後、油層を大過剰のアセトン中に滴下して生成したポリマーを再沈殿させ、ろ過によりろ液と分別した後、60℃に設定した真空乾燥機中で12時間加熱乾燥を行うことにより、ベースポリマーを得た。ベースポリマーの分子量分布は、GPC測定により、Mw=10万、Mn=4万であった(ポリスチレン換算)。また、第一ベースポリマー中の各構造単位のモル比は、NMRによる同定により、ヘキシルノルボルネン構造単位が50mol%、ジフェニルメチルノルボルネンメトキシシラン構造単位が50mol%であった。ベースポリマーの屈折率は、1.55であった。
Next, 1.56 g (3.2 mmol) of Ni catalyst and 10 mL of dehydrated toluene were weighed in a 100 mL vial, and a stirrer chip was placed and sealed, and the catalyst was thoroughly stirred to dissolve completely.
When 1 mL of this Ni catalyst solution was accurately weighed with a syringe, and quantitatively injected into the vial bottle in which the two kinds of norbornene were dissolved and stirred at room temperature for 1 hour, a marked increase in viscosity was confirmed. At this point, the stopper was removed, 60 g of tetrahydrofuran (THF) was added, and the mixture was stirred to obtain a reaction solution.
In a 100 mL beaker, 9.5 g of acetic anhydride, 18 g of hydrogen peroxide (concentration 30%) and 30 g of ion-exchanged water were added and stirred to prepare an aqueous solution of peracetic acid on the spot. Next, the total amount of this aqueous solution was added to the above reaction solution and stirred for 12 hours to reduce Ni.
Next, the treated reaction solution was transferred to a separatory funnel, the lower aqueous layer was removed, and then 100 mL of a 30% aqueous solution of isopropyl alcohol was added and vigorously stirred. The aqueous layer was removed after standing and completely separating the two layers. After repeating this water washing process three times in total, the oil layer was dropped into a large excess of acetone to reprecipitate the polymer produced, separated from the filtrate by filtration, and then in a vacuum dryer set at 60 ° C. A base polymer was obtained by heat drying for 12 hours. The molecular weight distribution of the base polymer was Mw = 100,000 and Mn = 40,000 as measured by GPC (polystyrene conversion). The molar ratio of each structural unit in the first base polymer was 50 mol% for the hexylnorbornene structural unit and 50 mol% for the diphenylmethylnorbornenemethoxysilane structural unit, as identified by NMR. The refractive index of the base polymer was 1.55.
(2)第一の樹脂組成物の製造
精製した上記ベースポリマー10gを100mLのガラス容器に秤量し、これにメシチレン40g、酸化防止剤Irganox1076(日本チバガイギー株式会社製)0.01g、シクロヘキシルオキセタンモノマー(東亜合成株式会社製 CHOX、CAS#483303−25−9)2g、重合開始剤(光酸発生剤) Rhodorsil Photoinitiator 2074(Rhodia社製、CAS# 178233−72−2)(0.0125g、酢酸エチル0.1mL中)を加え均一に溶解させた後、0.2μmのPTFEフィルターによりろ過を行い、清浄な第一の樹脂組成物を得た。
(2) Production of first resin composition 10 g of the purified base polymer was weighed into a 100 mL glass container, and 40 g of mesitylene, 0.01 g of antioxidant Irganox 1076 (manufactured by Ciba Geigy Japan), cyclohexyl oxetane monomer ( Toa Gosei Co., Ltd. CHOX, CAS # 48333-3-25-9) 2 g, polymerization initiator (photoacid generator) Rhodosil Photoinitiator 2074 (Rhodia, CAS # 178233-72-2) (0.0125 g, ethyl acetate 0) In 1 mL), the mixture was uniformly dissolved, and then filtered through a 0.2 μm PTFE filter to obtain a clean first resin composition.
(3)屈折率調整剤1の合成
100mLなすフラスコにシクロヘキシルオキセタンモノマー(東亜合成株式会社製 CHOX、CAS#483303−25−9)10gにメシチレン10gを加え、酸発生剤DANFABA(Boulder Scientific Company社製、CAS# 118612−00−3)を0.05g加え、50℃の温浴中にフラスコを浸漬させて反応させた。反応開始1時間後に得られたポリマーの分子量分布はGPC測定により、Mw=3.3万、Mn=1.5万であった(ポリスチレン換算)。また、Bicerano法で算出したガラス転移温度は60℃であり、屈折率は、1.49であった。
(3) Synthesis of Refractive Index Adjusting Agent 1 10 g of mesitylene is added to 10 g of cyclohexyloxetane monomer (manufactured by Toagosei Co., Ltd., CHOX, CAS # 483303-25-9) in a 100 mL eggplant flask, and an acid generator DANFABA (manufactured by Boulder Scientific Company) , CAS # 118612-00-3) was added, and the flask was immersed in a 50 ° C. warm bath for reaction. The molecular weight distribution of the polymer obtained 1 hour after the start of the reaction was Mw = 33,000 and Mn = 15,000 as measured by GPC (polystyrene conversion). Moreover, the glass transition temperature computed by the Bicerano method was 60 degreeC, and the refractive index was 1.49.
(4)第二の樹脂組成物の製造
上記(2)の第一の樹脂組成物に、(3)で合成した屈折率調整剤1を、ベースポリマー100重量部に対して40重量部になるように添加した後、改めて0.2μmのPTFEフィルターによりろ過を行い、清浄な第二の樹脂組成物を得た。
(4) Production of Second Resin Composition The refractive index modifier 1 synthesized in (3) is added to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base polymer in the first resin composition of (2) above. Then, the mixture was filtered again with a 0.2 μm PTFE filter to obtain a clean second resin composition.
(5)光学シートの製造
上記(2)および(4)の第一および第二の樹脂組成物を用いた光導波路形成用組成物を用い、ダイコーターにより、ポリエーテルスルホン(PES)フィルム上に多色押出成形を行った。これにより、コア層形成用組成物を中間層とし、クラッド層形成用組成物を下層および上層とする多色成形体を得た。次いで55℃の乾燥機に30分間投入して溶剤を完全に除去した。得られた光導波路の平均厚さは85μmであり、高屈折率領域の平均厚さは45μmであり、低屈折率領域の平均厚さは20μmであった。
(5) Production of optical sheet Using the composition for forming an optical waveguide using the first and second resin compositions of (2) and (4) above, on a polyethersulfone (PES) film by a die coater. Multicolor extrusion was performed. As a result, a multicolor molded body having the core layer forming composition as an intermediate layer and the cladding layer forming composition as a lower layer and an upper layer was obtained. Then, the solvent was completely removed by putting in a dryer at 55 ° C. for 30 minutes. The average thickness of the obtained optical waveguide was 85 μm, the average thickness of the high refractive index region was 45 μm, and the average thickness of the low refractive index region was 20 μm.
(6)光導波路の製造
次に得られた光学シート上部にフォトマスクを装着して紫外線を1300mJ/cm2で選択的に照射した。マスクを取り去り、乾燥機中で150℃、1.5時間の加熱を行った。加熱後、鮮明な導波路パターンが現れているのが確認された。
(6) Production of optical waveguide Next, a photomask was mounted on the obtained optical sheet, and ultraviolet rays were selectively irradiated at 1300 mJ / cm 2 . The mask was removed, and heating was performed at 150 ° C. for 1.5 hours in a dryer. After heating, it was confirmed that a clear waveguide pattern appeared.
(実施例2)
(1)光学シートおよび光導波路の製造
屈折率調整剤としては、下記の屈折率調整剤2を用い、合成した屈折率調整剤2の配合量をベースポリマー100重量部に対して70重量部に変更した以外は実施例1と同様に光導波路を作製した。
(Example 2)
(1) Manufacture of optical sheet and optical waveguide As a refractive index adjusting agent, the following refractive index adjusting agent 2 is used, and the compounding amount of the synthesized refractive index adjusting agent 2 is 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base polymer. An optical waveguide was produced in the same manner as in Example 1 except for the change.
(2)屈折率調整剤2の合成
100mLなすフラスコにアクリル酸シクロヘキシル(日油株式会社製 ブレンマーCHA、CAS#3066−71−5)30g、メシチレン67gを加えた後に、ラジカル重合開始剤V−601(和光純薬株式会社製、CAS#2589−57−3)0.15gをメシチレン2.85gに溶解した溶液を加え、65℃の温浴中にフラスコを浸漬させて反応させた。反応開始4時間後に得られたポリマーの分子量分布はGPC測定により、Mw=5.1万、Mn=2.3万であった(ポリスチレン換算)。また、Bicerano法で算出したガラス転移温度は96℃であり、屈折率は、1.50であった。
(2) Synthesis of Refractive Index Adjuster 2 After adding 30 g of cyclohexyl acrylate (Blenmer CHA, CAS # 3066-71-5, manufactured by NOF Corporation) and 67 g of mesitylene to a 100 mL eggplant flask, radical polymerization initiator V-601 (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., CAS # 2589-57-3) A solution prepared by dissolving 0.15 g in mesitylene 2.85 g was added, and the flask was immersed in a 65 ° C. warm bath for reaction. The molecular weight distribution of the polymer obtained 4 hours after the start of the reaction was Mw = 51,000 and Mn = 23,000 as measured by GPC (polystyrene conversion). Moreover, the glass transition temperature computed by the Bicerano method was 96 degreeC, and the refractive index was 1.50.
(実施例3)
(1)光学シートおよび光導波路の製造
屈折率調整剤としては、下記の屈折率調整剤3を用い、合成した屈折率調整剤3の配合量をベースポリマー100重量部に対して70重量部に変更した以外は実施例1と同様に光導波路を作製した。
(Example 3)
(1) Manufacture of optical sheet and optical waveguide As a refractive index adjusting agent, the following refractive index adjusting agent 3 is used, and the compounding amount of the synthesized refractive index adjusting agent 3 is 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base polymer. An optical waveguide was produced in the same manner as in Example 1 except for the change.
(2)屈折率調整剤3の合成
100mLなすフラスコにアクリル酸イソボルニル(大阪有機化学工業株式会社製、CAS#5888−33−5)30g、トルエン67gを加えた後に、ラジカル重合開始剤V−601(和光純薬株式会社製、CAS#2589−57−3)0.15gをトルエン2.85gに溶解した溶液を加え、65℃の温浴中にフラスコを浸漬させて反応させた。反応開始4時間後に得られたポリマーの分子量分布はGPC測定により、Mw=4.7万、Mn=1.9万であった(ポリスチレン換算)。また、Bicerano法で算出したガラス転移温度は108℃であり、屈折率は、1.50であった。
(2) Synthesis of Refractive Index Adjuster 3 After adding 30 g of isobornyl acrylate (manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd., CAS # 5888-33-5) and 67 g of toluene to a 100 mL eggplant flask, radical polymerization initiator V-601 (Wako Pure Chemical Industries, Ltd. make, CAS # 2589-57-3) The solution which melt | dissolved 0.15g in toluene 2.85g was added, and the flask was immersed in a 65 degreeC warm bath, and was made to react. The molecular weight distribution of the polymer obtained 4 hours after the start of the reaction was Mw = 47,000 and Mn = 19000 as measured by GPC (polystyrene conversion). Moreover, the glass transition temperature computed by the Bicerano method was 108 degreeC, and the refractive index was 1.50.
(実施例4)
(1)光学シートおよび光導波路の製造
屈折率調整剤としては、下記の屈折率調整剤4を用い、合成した屈折率調整剤4の配合量をベースポリマー100重量部に対して70重量部に変更した以外は実施例1と同様に光導波路を作製した。
Example 4
(1) Manufacture of optical sheet and optical waveguide As a refractive index adjusting agent, the following refractive index adjusting agent 4 is used, and the compounding amount of the synthesized refractive index adjusting agent 4 is 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base polymer. An optical waveguide was produced in the same manner as in Example 1 except for the change.
(2)屈折率調整剤4の合成
100mLなすフラスコにシクロヘキシルメタクリレート(共栄化学株式会社製 ライトエステルCH、CAS#101−43−9)21.9g、メシチレン49.0gを加えた後に、ラジカル重合開始剤V−601(和光純薬株式会社製、CAS#2589−57−3)1.00gをメシチレン18.96gに溶解した溶液を加え、80℃の温浴中にフラスコを浸漬させて反応させた。反応開始5時間後に得られたポリマーの分子量分布はGPC測定により、Mw=15.3万、Mn=9.3万であった(ポリスチレン換算)。また、Bicerano法で算出したガラス転移温度は119℃であり、屈折率は、1.51であった。
(2) Synthesis of Refractive Index Adjuster 4 After adding 21.9 g of cyclohexyl methacrylate (Kyoei Chemical Co., Ltd., Light Ester CH, CAS # 101-43-9) and 49.0 g of mesitylene to a 100 mL eggplant flask, radical polymerization was started. A solution prepared by dissolving 1.00 g of Agent V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., CAS # 2589-57-3) in 18.96 g of mesitylene was added, and the flask was immersed in a warm bath at 80 ° C. for reaction. The molecular weight distribution of the polymer obtained 5 hours after the start of the reaction was Mw = 15.3 million and Mn = 93,000 as measured by GPC (polystyrene conversion). Moreover, the glass transition temperature computed by the Bicerano method was 119 degreeC, and the refractive index was 1.51.
(実施例5)
(1)光学シートおよび光導波路の製造
屈折率調整剤としては、下記の屈折率調整剤5を用い、合成した屈折率調整剤5の配合量をベースポリマー100重量部に対して90重量部に変更した以外は実施例1と同様に光導波路を作製した。
(Example 5)
(1) Production of optical sheet and optical waveguide As a refractive index adjusting agent, the following refractive index adjusting agent 5 is used, and the compounding amount of the synthesized refractive index adjusting agent 5 is 90 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base polymer. An optical waveguide was produced in the same manner as in Example 1 except for the change.
(2)屈折率調整剤5の合成
100mLなすフラスコに1−アダマンチルメタクリラート(出光興産株式会社製 アダマンテートM−104、CAS#16887−36−8)8.8g、メシチレン49.3gを加えた後に、ラジカル重合開始剤V−601(和光純薬株式会社製、CAS#2589−57−3)0.31gをメシチレン5.83gに溶解した溶液を加え、80℃の温浴中にフラスコを浸漬させて反応させた。反応開始5時間後に得られたポリマーの分子量分布はGPC測定により、Mw=4.7万、Mn=2.2万であった(ポリスチレン換算)。また、Bicerano法で算出したガラス転移温度は141℃であり、屈折率は、1.54であった。
(2) Synthesis of Refractive Index Adjusting Agent 5 1-adamantyl methacrylate (Adamantate M-104, CAS # 16887-36-8 manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) 8.8 g and mesitylene 49.3 g were added to a 100 mL eggplant flask. Later, a solution prepared by dissolving 0.31 g of radical polymerization initiator V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., CAS # 2589-57-3) in 5.83 g of mesitylene was added, and the flask was immersed in a warm bath at 80 ° C. And reacted. The molecular weight distribution of the polymer obtained 5 hours after the start of the reaction was Mw = 47,000 and Mn = 22,000 as measured by GPC (polystyrene conversion). Moreover, the glass transition temperature computed by the Bicerano method was 141 degreeC, and the refractive index was 1.54.
(実施例6)
(1)光学シートおよび光導波路の製造
屈折率調整剤としては、下記の屈折率調整剤6を用い、合成した屈折率調整剤6の配合量をベースポリマー100重量部に対して90重量部に変更した以外は実施例1と同様に光導波路を作製した。
(Example 6)
(1) Production of optical sheet and optical waveguide As a refractive index adjusting agent, the following refractive index adjusting agent 6 is used, and the blending amount of the synthesized refractive index adjusting agent 6 is 90 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base polymer. An optical waveguide was produced in the same manner as in Example 1 except for the change.
(2)屈折率調整剤6の合成
100mLなすフラスコにアクリル酸シクロヘキシル(日油株式会社製 ブレンマーCHA、CAS#3066−71−5)18.0g、アクリル酸=(3−エチルオキセタン−3−イル)メチル(大阪有機化学工業株式会社製 OXE−10、CAS#41988−14−1)2.0g、メシチレン46.7gを加えた後に、ラジカル重合開始剤V−601(和光純薬株式会社製、CAS#2589−57−3)0.50gをメシチレン5.0gに溶解した溶液を加え、80℃の温浴中にフラスコを浸漬させて反応させた。反応開始4時間後に得られたポリマーの分子量分布はGPC測定により、Mw=1.7万、Mn=1.0万であった(ポリスチレン換算)。また、Bicerano法で算出したガラス転移温度は92℃であり、屈折率は、1.52であった。
(2) Synthesis of Refractive Index Adjusting Agent 6 18.0 g of cyclohexyl acrylate (Blenmer CHA, CAS # 3066-71-5 manufactured by NOF Corporation) in a 100 mL eggplant flask, acrylic acid = (3-ethyloxetane-3-yl) ) After adding 2.0 g of methyl (Osaka Organic Chemical Co., Ltd. OXE-10, CAS # 41988-14-1) and 46.7 g of mesitylene, radical polymerization initiator V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., (CAS # 2589-57-3) A solution in which 0.50 g was dissolved in 5.0 g of mesitylene was added, and the flask was immersed in a warm bath at 80 ° C. for reaction. The molecular weight distribution of the polymer obtained 4 hours after the start of the reaction was Mw = 17,000 and Mn = 1 million as measured by GPC (polystyrene conversion). Moreover, the glass transition temperature computed by the Bicerano method was 92 degreeC, and the refractive index was 1.52.
(実施例7)
(1)光学シートおよび光導波路の製造
屈折率調整剤としては、下記の屈折率調整剤7を用い、合成した屈折率調整剤7の配合量をベースポリマー100重量部に対して70重量部に変更した以外は実施例1と同様に光導波路を作製した。
(Example 7)
(1) Production of optical sheet and optical waveguide As a refractive index adjusting agent, the following refractive index adjusting agent 7 is used, and the compounding amount of the synthesized refractive index adjusting agent 7 is 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base polymer. An optical waveguide was produced in the same manner as in Example 1 except for the change.
(2)屈折率調整剤7の合成
100mLなすフラスコにアクリル酸シクロヘキシル(日油株式会社製 ブレンマーCHA、CAS#3066−71−5)9.0g、アクリル酸イソボニル(大阪有機化学工業株式会社製、CAS#5888−33−5)4.1g、メシチレン46.7gを加えた後に、ラジカル重合開始剤V−601(和光純薬株式会社製、CAS#2589−57−3)0.50gをメシチレン5.0gに溶解した溶液を加え、80℃の温浴中にフラスコを浸漬させて反応させた。反応開始5時間後に得られたポリマーの分子量分布はGPC測定により、Mw=3.7万、Mn=1.8万であった(ポリスチレン換算)。また、Bicerano法で算出したガラス転移温度は103℃であり、屈折率は、1.50であった。
(2) Synthesis of Refractive Index Adjuster 7 A 100 mL eggplant flask was charged with cyclohexyl acrylate (Blenmer CHA, CAS # 3066-71-5) manufactured by NOF Corporation, isobonyl acrylate (manufactured by Osaka Organic Chemical Co., Ltd., CAS # 5888-33-5) 4.1 g and mesitylene 46.7 g were added, and then radical polymerization initiator V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., CAS # 2589-57-3) 0.50 g was added to mesitylene 5 A solution dissolved in 0.0 g was added, and the flask was immersed in a warm bath at 80 ° C. for reaction. The molecular weight distribution of the polymer obtained 5 hours after the start of the reaction was Mw = 37,000 and Mn = 18,000 according to GPC measurement (polystyrene conversion). Moreover, the glass transition temperature computed by the Bicerano method was 103 degreeC, and the refractive index was 1.50.
(比較例1)
(1)光学シートおよび光導波路の製造
屈折率調整剤としては、下記の屈折率調整剤8を用い、合成した屈折率調整剤8の配合量をベースポリマー100重量部に対して70重量部に変更した以外は実施例1と同様に光導波路を作製した。
(Comparative Example 1)
(1) Manufacture of optical sheet and optical waveguide As a refractive index adjusting agent, the following refractive index adjusting agent 8 is used, and the compounding amount of the synthesized refractive index adjusting agent 8 is 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the base polymer. An optical waveguide was produced in the same manner as in Example 1 except for the change.
(2)屈折率調整剤8の合成
100mLなすフラスコにアクリル酸メチル(関東化学株式会社製、CAS#96−33−3)3.4g、メシチレン46.7gを加えた後に、ラジカル重合開始剤V−601(和光純薬株式会社製、CAS#2589−57−3)0.50gをメシチレン5.0gに溶解した溶液を加え、80℃の温浴中にフラスコを浸漬させて反応させた。反応開始5時間後に得られたポリマーの分子量分布はGPC測定により、Mw=2.9万、Mn=1.4万であった(ポリスチレン換算)。また、Bicerano法で算出したガラス転移温度は35℃であり、屈折率は、1.48であった。
(2) Synthesis of Refractive Index Adjuster 8 After adding 3.4 g of methyl acrylate (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., CAS # 96-33-3) and 46.7 g of mesitylene to a 100 mL eggplant flask, radical polymerization initiator V A solution prepared by dissolving 0.51 g of -601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., CAS # 2589-57-3) in 5.0 g of mesitylene was added, and the flask was immersed in a 80 ° C. warm bath to cause a reaction. The molecular weight distribution of the polymer obtained 5 hours after the start of the reaction was Mw = 29,000 and Mn = 14,000 by GPC measurement (polystyrene conversion). Moreover, the glass transition temperature computed by the Bicerano method was 35 degreeC, and the refractive index was 1.48.
(評価)
各実施例および比較例で得られた光学シートおよび光導波路について以下の評価をそれぞれおこなった。得られた結果を表1に示す。
(Evaluation)
The optical sheet and optical waveguide obtained in each example and comparative example were evaluated as follows. The obtained results are shown in Table 1.
(1)ヘーズ
各実施例および比較例で得られた光学シートを50mm角に切り出し、ヘーズを測定した。ヘーズ測定装置は、日本電色工業株式会社NDH5000を用いた。ヘーズの測定方法は、JIS−K7136に準拠して測定した。
(1) Haze The optical sheets obtained in each Example and Comparative Example were cut into 50 mm squares, and haze was measured. Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. NDH5000 was used for the haze measuring apparatus. The measuring method of haze was measured based on JIS-K7136.
(2)屈折率分布の測定
断面方向(幅方向)に光学シートを200〜300μmとなるようにスライスして、光学シート断片を得た。得られた光学シートの横断面について、その厚さ方向に沿って干渉顕微鏡により屈折率分布を測定し、光学シートの屈折率分布を得た。層厚方向における屈折率の最大値と最小値までの厚みをD2とし、層厚方向における屈折率の最大値の半値と最小値までの厚みをD1とした。
(2) Measurement of refractive index distribution The optical sheet was sliced in the cross-sectional direction (width direction) so as to be 200 to 300 μm to obtain an optical sheet fragment. About the cross section of the obtained optical sheet, refractive index distribution was measured with the interference microscope along the thickness direction, and the refractive index distribution of the optical sheet was obtained. The thickness up to the maximum value and the minimum value of the refractive index in the layer thickness direction was D2, and the thickness up to the half value and the minimum value of the refractive index in the layer thickness direction was D1.
(3)光導波路の伝送損失
850nmVCSEL(面発光レーザー)より発せられた光を50μmφの光ファイバーを経由して、各実施例および比較例で得られた光導波路に導入し、200μmφの光ファイバーで受光を行って光の強度を測定した。導波路を介さずにファイバーをつないだ時の光強度との比から挿入損失を算出した。
挿入損失を測定した光導波路を、85℃、85%RHに設定した恒温恒湿器(エスペック社製、LHU−113)に1000時間入れた。所定の時間に達した後、再度挿入損失を測定した。
(3) Transmission loss of optical waveguide The light emitted from the 850 nm VCSEL (surface emitting laser) is introduced into the optical waveguide obtained in each of the examples and comparative examples via the optical fiber of 50 μmφ, and is received by the optical fiber of 200 μmφ. The light intensity was measured. The insertion loss was calculated from the ratio with the light intensity when the fiber was connected without going through the waveguide.
The optical waveguide whose insertion loss was measured was placed in a thermo-hygrostat (manufactured by Espec Corp., LHU-113) set at 85 ° C. and 85% RH for 1000 hours. After reaching a predetermined time, the insertion loss was measured again.
100 光学シート
101 高屈折率領域
102 低屈折率領域
103 低屈折率領域
105 一方の面
107 屈折率変化領域
109 他方の面
111 屈折率変化領域
113 平坦部
115 平坦部
200 光学シート
201 高屈折率領域
202 低屈折率領域
203 低屈折率領域
205 一方の面
207 屈折率変化領域
209 他方の面
211 屈折率変化領域
220 高屈折率部
230 低屈折率部
240 端面
250 端面
260 屈折率変化領域
270 屈折率変化領域
280 平坦部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Optical sheet 101 High refractive index area | region 102 Low refractive index area | region 103 Low refractive index area | region 105 One surface 107 Refractive index change area | region 109 Other surface 111 Refractive index change area | region 113 Flat part 115 Flat part 200 Optical sheet 201 High refractive index area | region 202 Low refractive index region 203 Low refractive index region 205 One surface 207 Refractive index change region 209 Other surface 211 Refractive index change region 220 High refractive index portion 230 Low refractive index portion 240 End surface 250 End surface 260 Refractive index change region 270 Refractive index Change region 280 Flat part
Claims (16)
Bicerano法で算出したガラス転移温度が50℃以上、300℃以下である屈折率調整剤を含む、光学シート。 An optical sheet comprising a layered high refractive index region having a relatively high refractive index and a layered low refractive index region having a refractive index relatively lower than that of the high refractive index region,
An optical sheet comprising a refractive index adjusting agent having a glass transition temperature calculated by the Bicerano method of 50 ° C. or higher and 300 ° C. or lower.
前記屈折率調整剤のゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定したポリスチレン 換算の重量平均分子量が5,000以上、200,000以下である、光学シート。 The optical sheet according to claim 1,
An optical sheet having a polystyrene-equivalent weight average molecular weight of 5,000 or more and 200,000 or less as measured by gel permeation chromatography of the refractive index modifier.
前記屈折率調整剤より高い屈折率を有するベースポリマーを含む、光学シート。 The optical sheet according to claim 1 or 2,
An optical sheet comprising a base polymer having a refractive index higher than that of the refractive index adjusting agent.
前記屈折率調整剤は、前記ベースポリマーと相溶する化合物である、光学シート。 In the optical sheet according to claim 3,
The optical sheet, wherein the refractive index adjuster is a compound that is compatible with the base polymer.
前記屈折率調整剤の屈折率と、前記ベースポリマーの屈折率との差が、0.005以上0.3以下である、光学シート。 The optical sheet according to claim 3 or 4,
An optical sheet, wherein a difference between a refractive index of the refractive index adjusting agent and a refractive index of the base polymer is 0.005 or more and 0.3 or less.
前記ベースポリマーが、環状オレフィン系樹脂である、光学シート。 The optical sheet according to any one of claims 3 to 5,
An optical sheet in which the base polymer is a cyclic olefin resin.
前記屈折率調整剤は、側鎖に脂環式構造を有するポリマーである、光学シート。 The optical sheet according to claim 6,
The said refractive index regulator is an optical sheet which is a polymer which has an alicyclic structure in a side chain.
前記側鎖の脂環式構造は、五員環、または、六員環構造である光学シート。 The optical sheet according to claim 7,
The alicyclic structure of the side chain is an optical sheet having a five-membered or six-membered ring structure.
前記ベースポリマーが、環状オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン、エポキシ系樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール、シリコーン系樹脂、フッ素系樹脂からなる群から選択される少なくとも一種を含む、光学シート。 The optical sheet according to any one of claims 3 to 5,
The base polymer is at least one selected from the group consisting of cyclic olefin resins, acrylic resins, methacrylic resins, polycarbonate, polystyrene, epoxy resins, polyamides, polyimides, polybenzoxazoles, silicone resins, and fluorine resins. Including an optical sheet.
JIS−K7136に準拠して測定したヘーズ値が5.0%以下である、光学シート。 The optical sheet according to any one of claims 1 to 9,
The optical sheet whose haze value measured based on JIS-K7136 is 5.0% or less.
層厚方向の中心線から一方の面に向かう部分の少なくとも一部に、屈折率が層厚方向に沿って連続的に低下する屈折率変化領域を有し、
少なくとも前記屈折率変化領域に、前記屈折率調整剤が存在する、光学シート。 In the optical sheet according to any one of claims 1 to 10,
At least part of the portion from the center line in the layer thickness direction toward one surface has a refractive index change region in which the refractive index continuously decreases along the layer thickness direction,
An optical sheet in which the refractive index adjusting agent is present at least in the refractive index changing region.
層厚方向の中心線から他方の面に向かう部分の少なくとも一部に、屈折率が層厚方向に沿って連続的に低下する屈折率変化領域をさらに有する、光学シート。 The optical sheet according to claim 11,
An optical sheet, further comprising a refractive index changing region in which a refractive index continuously decreases along a layer thickness direction at least in a part from a center line in the layer thickness direction toward the other surface.
前記高屈折率領域が光を導波する光導波路領域である、光導波路。 The optical waveguide according to claim 13,
An optical waveguide, wherein the high refractive index region is an optical waveguide region that guides light.
層内方向において、光の導波方向と直交する方向における屈折率分布がグレーデッド・インデックス型である、光導波路。 The optical waveguide according to claim 13 or 14,
An optical waveguide having a graded index type refractive index distribution in a direction perpendicular to the waveguide direction of light in the in-layer direction.
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