压印用感光性树脂组合物、硬化物以及光学元件制造技术

本发明专利技术提供一种具有高穿透率、低热膨胀系数、低吸水率、高硬度以及高杨氏系数的压印用感光性树脂组合物、硬化物以及光学元件。压印用感光性树脂组合物包括树脂(A)、乙烯性不饱和单体(B)、光起始剂(C)、溶剂(D)、以及疏水性寡聚物(E)，其中所述树脂(A)的重量平均分子量为1,000～50,000，并且具有二个以上乙烯性聚合性基。合性基。

Photosensitive resin composition, hardener and optical element for imprinting

【技术实现步骤摘要】
压印用感光性树脂组合物、硬化物以及光学元件


[0001]本专利技术涉及一种感光性树脂组合物、硬化物以及光学元件，尤其涉及一种压印用感光性树脂组合物、硬化物以及光学元件。

技术介绍

[0002]压印技术(Imprint technology)包括将表面形成有图案的模仁(mold insert)(又称为“模具(mold)”、“压模(stamper)”或“模板(template)”)压印于树脂上，并且经由树脂的变形将图案精确转移至树脂上。
[0003]目前业界发展出热压形成式压印微影(hot embossing lithography，HEL)、步进光感成形式转印(Step and Flash Imprinting Lithography)以及软微影(Soft Lithography)等压印技术。在热压成形式转印中，将模具压于已加热至高于玻璃转化温度的温度的树脂，接着将树脂冷却且此后自模具剥离，从而将模具的结构转移至基板上的树脂上。在步进光感成形式转印中，在室温下藉由通过透明模具或透明基板的紫外光照射来固化光硬化性组合物。在软微影技术(Soft Lithography)中，利用软性高分子材质做成的可挠性刻印的模具，在模具上面涂布具有自组合性质的单体(SAM，Self
‑
Assembly Monomer)后，在薄膜基板上微压，把纳米图形模子上面凸出部分的自组合性质的单体像油墨一样的印在薄膜基板上。
[0004]然而，对于使用于压印技术中的光硬化性组合物(感光性树脂组合物)而言，目前业界却很少对热膨胀系数、吸水率以及硬度进行探讨。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供一种具有高穿透率、低热膨胀系数、低吸水率、高硬度以及高杨氏系数的压印用感光性树脂组合物、其所形成的硬化物以及包含所述硬化物的光学元件。
[0006]高穿透率代表硬化物具有高透明性，因此适用于光学元件。低热膨胀系数代表可减少光学元件在高温环境下热膨胀变形量。高硬度代表可减少光学元件受外力破损或变形。高杨氏系数代表光学元件不易发生形变。因吸水量会影响到光学元件穿透率、折射率、对象物理特性等，故低吸水率代表光学元件不易受到水份影响其特性。
[0007]本专利技术提供一种压印用感光性树脂组合物，包括树脂(A)、乙烯性不饱和单体(B)、光起始剂(C)、溶剂(D)、以及疏水性寡聚物(E)，其中所述树脂(A)的重量平均分子量为1,000～50,000，并且具有二个以上乙烯性聚合性基。
[0008]根据本专利技术的实施例，上述的疏水性寡聚物(E)包括氟系丙烯酸基寡聚物(E
‑
1)。
[0009]根据本专利技术的实施例，上述的疏水性寡聚物(E)包括硅氧烷系丙烯酸基寡聚物(E
‑
2)。
[0010]根据本专利技术的实施例，上述的树脂(A)包括具有芴环及二个以上乙烯性聚合性基的树脂(A
‑
1)、聚胺酯丙烯酸酯(urethane acrylate)(A
‑
2)、或其组合。
[0011]根据本专利技术的实施例，上述的乙烯性不饱和单体(B)包括下述式(I
‑
1)所示的化合物、下述式(I
‑
2)所示的化合物、或其组合。
[0012][0013]式(I
‑
1)中，X1～X6分别表示氢原子、丙烯酰基或甲基丙烯酰基，其中X1～X6中的至少两个为丙烯酰基或甲基丙烯酰基，
[0014][0015]式(I
‑
2)中，X7～X
16
分别表示氢原子、丙烯酰基或甲基丙烯酰基，其中X7～X
16
中的至少两个为丙烯酰基或甲基丙烯酰基。
[0016]根据本专利技术的实施例，上述的光起始剂(C)包括酰基氧化膦化合物(C
‑
1)。
[0017]根据本专利技术的实施例，基于所述光起始剂(C)为100重量％，所述酰基氧化膦化合
物(C
‑
1)为50～100重量％。
[0018]根据本专利技术的实施例，上述的溶剂(D)包括丙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚、环戊酮、环己酮、或其组合。
[0019]根据本专利技术的实施例，上述的压印用感光性树脂组合物还包括界面活性剂(F)，其中界面活性剂(F)包括氟类界面活性剂(F
‑
1)、硅氧烷类界面活性剂(F
‑
2)、非离子类界面活性剂(F
‑
3)、或其组合。
[0020]本专利技术提供一种硬化物，其为由如上述的压印用感光性树脂组合物硬化而成。
[0021]根据本专利技术的实施例，上述的硬化物的厚度为1～5μm。
[0022]根据本专利技术的实施例，上述的硬化物在波长365nm下的穿透率大于94％，在波长400nm下的穿透率大于98％，在波长500～1100nm的穿透率大于99％。
[0023]根据本专利技术的实施例，上述的硬化物的杨氏系数大于1Gpa。
[0024]根据本专利技术的实施例，上述的硬化物的吸水率小于0.5％。
[0025]根据本专利技术的实施例，上述的硬化物的萧氏硬度D大于70。
[0026]根据本专利技术的实施例，上述的硬化物的热膨胀系数小于100ppm/℃。
[0027]根据本专利技术的实施例，上述的硬化物的折射率大于1.5。
[0028]本专利技术提供一种光学元件，包括如上述的硬化物。
[0029]基于上述，本专利技术的压印用感光性树脂组合物包括树脂(A)、乙烯性不饱和单体(B)、光起始剂(C)、溶剂(D)、以及疏水性寡聚物(E)，而其所形成的硬化物具有高穿透率、低热膨胀系数、低吸水率、高硬度以及高杨氏系数，因此适用于光学元件。
具体实施方式
[0030]<感光性树脂组合物>
[0031]本实施例提供一种压印用感光性树脂组合物，包括树脂(A)、乙烯性不饱和单体(B)、光起始剂(C)、溶剂(D)、以及疏水性寡聚物(E)。此外，若需要，感光性树脂组合物可还包括其他添加剂(G)、界面活性剂(F)、或其组合。以下将详细说明压印用感光性树脂组合物(以下，亦简称为“感光性树脂组合物”)的各个成分。
[0032]在本说明书中，以“(甲基)丙烯酸”表示“丙烯酸”和/或“甲基丙烯酸”；以“(甲基)丙烯酸酯”表示“丙烯酸酯”和/或“甲基丙烯酸酯”；以“(甲基)丙烯酰基”表示“丙烯酰基”和/或“甲基丙烯酰基”；并且以“(甲基)丙烯酰胺”表示“丙烯酰胺”和/或“甲基丙烯酰胺”。
[0033]在本说明书中，“硬化物”指感光性树脂组合物硬化后形成的硬化膜或块材。
[0034]树脂(A)
[0035]树脂(A)的重量平均分子量为1,000～50,000，并且具有二个以上乙烯性聚合性基。
[0036]树脂(A)包括具有芴环及二个以上乙烯性聚合性基的树脂(A
‑
1)(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压印用感光性树脂组合物，其特征在于，包括：树脂A，其中所述树脂A的重量平均分子量为1,000～50,000，并且具有二个以上乙烯性聚合性基；乙烯性不饱和单体B；光起始剂C；溶剂D；以及疏水性寡聚物E。2.根据权利要求1所述的压印用感光性树脂组合物，其特征在于，所述疏水性寡聚物E包括氟系丙烯酸基寡聚物E
‑
1。3.根据权利要求1所述的压印用感光性树脂组合物，其特征在于，所述疏水性寡聚物E包括硅氧烷系丙烯酸基寡聚物E
‑
2。4.根据权利要求1所述的压印用感光性树脂组合物，其特征在于，所述树脂A包括具有芴环及二个以上乙烯性聚合性基的树脂A
‑
1、聚胺酯丙烯酸酯A
‑
2、或其组合。5.根据权利要求1所述的压印用感光性树脂组合物，其特征在于，所述乙烯性不饱和单体B包括下述式(I
‑
1)所示的化合物、下述式(I
‑
2)所示的化合物、或其组合，式(I
‑
1)中，X1～X6分别表示氢原子、丙烯酰基或甲基丙烯酰基，其中X1～X6中的至少两个为丙烯酰基或甲基丙烯酰基，
式(I
‑
2)中，X7～X
16
分别表示氢原子、丙烯酰基或甲基丙烯酰基，其中X7～X
16
中的至少两个为丙烯酰基或甲基丙烯酰基。6.根据权利要求1所述的压印用感光性树脂组合物，其特征在于，所述光起始剂C包括酰基氧化膦化合物C
‑
1。7.根据权利要求6所述的压印用感光性树脂组合物，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：黃金镇，李毓伦，邱贞文，
申请(专利权)人：新应材股份有限公司，
类型：发明
国别省市：