KR100500092B1 - 내광성 마이크로 렌즈 어레이 및 그것에 사용되는 수지조성물 - Google Patents
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Abstract
고굴절율 수지층과 저굴절율 수지층의 적층체로 이루어지는 마이크로 렌즈 어레이로서, 고굴절율 수지층이 하기 일반식 (1)
로 나타내는 플루오렌 유도체 디(메타)아크릴레이트류를 구성 성분으로서 함유하는 마이크로 렌즈 어레이.
Description
본 발명은 마이크로 렌즈 어레이, 특히 내광성(耐光性)이 우수한 마이크로 렌즈 어레이에 관한 것으로서, 또한, 그것에 사용되는 수지 조성물에 관한 것이다.
마이크로 렌즈 어레이는, 예를 들면 도 1에 도시한 바와 같은 작은 볼록 렌즈가 다수 평면상에 배열된 구조를 하고 있고, 고굴절율 수지층(2)과 저굴절율 수지층(3)이 기판으로서의 유리판 사이에 적층되어 있다 (일본 특허공개 평8-209076호 공보, 일본 특허공개 평8-240802호 공보). 이러한 마이크로 렌즈 어레이는 액정 프로젝터나 프로젝션 텔레비젼 등에 사용되며, 일반적으로 고굴절율 수지층과 저굴절율 수지층을 합친 두께가 40 내지 50㎛ 정도이고, 그것을 구성하는 작은 볼록 렌즈의 지름은 약 40㎛ 정도의 것이다. 그리고 볼록 렌즈 기능을 갖는 층이 고굴절율 수지로 구성되어 있는 것이 일반적이다.
수지로서는 자외선 경화형 수지가 일반적으로 사용되고 있다. 고굴절율 수지성분으로서는 유황 함유 아크릴레이트류(메타크릴레이트류를 포함한다. 이하 같음), 방향 고리를 하나 내지 두개 함유하는 방향족 아크릴레이트류, 불소 이외의 할로겐 함유 아크릴레이트류 및 이들을 조합한 아크릴레이트류가 있고, 저굴절율 수지성분으로서는 불소 함유 아크릴레이트류, 규소 함유 아크릴레이트류가 있다.
그러나, 이러한 종래의 마이크로 렌즈 어레이에 있어서는, 이하에 나타내는 문제점이 있다.
최근, 마이크로 렌즈 어레이의 주용도인 액정 프로젝터의 휘도의 증대가 강하게 요구되게 되고, 광원의 광 강도가 대폭 증대하였다. 이 때문에, 저굴절율 수지에서는 문제가 되지 않지만, 고굴절율 수지에서는 광 열화에 의한 광선 투과율의 저하가 현저하게 되어, 그 개량이 강하게 요청되고 있다. 특히 고굴절율 수지로서 가장 일반적으로 사용되어 온 유황 함유 아크릴레이트류에서는 그 열화가 현저하다.
도 1은 마이크로 렌즈 어레이의 모식적 단면도. 도면 중, 부호 1은 유리 기판, 2는 고굴절율 수지층, 3은 저굴절율 수지층, 4는 유리 기판을 나타낸다.
도 2는 내광성 측정장치의 개략적 구성도. 도면 중, 부호 5는 메탈할라이드 램프, 6은 유리 기판, 7은 측정 수지층(두께 24±1㎛), 8은 유리 기판을 나타낸다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 설명하지만, 본 발명은 실시예에 한정되는 것이 아니다. 또한, 실시예중, 부(剖)라고 있는 것은 중량부를 나타낸다.
실시예 1
식 (5)로 나타내는 9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌과 하기식 (7)로 나타내는 벤질메타크릴레이트를 각각 50부로 혼합하고, 이것에 광중합 개시제로서 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온(치바·스페셜티·케미칼즈(주) 제, 상품명 「다로큐어1173」) 1부와 2,4,6-트리메틸벤조일다페닐포스핀옥사이드 (BASF 재팬(주)제, 상품명 「루시린TP0」) 2부를 혼합 용해하여, 고굴절율 수지 조성물(A)을 조제하였다. 이 수지 조성물(A)의 자외선 경화 후의 굴절율(nD)은 1.60이였다.
별도로 헵타데카프로로데실아크릴레이트 48부, 디시클로펜타닐아크릴레이트 19부, 이소보르닐아크릴레이트 16부, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트 14부를 혼합 교반하고, 이것에 광중합 개시제로서 2-히록시-2-메틸-1페닐프로판-1-온 (전출(前出)) 1부와 2,4,6-트리메틸벤조일포스핀옥사이드 (전출) 2부를 혼합 용해하여, 저굴절율 수지 조성물(B)을 조제하였다. 이 수지 조성물(B)의 자외선 경화 후의 굴절율(nD)은 1.44였다.
얻어진 고굴절율 수지 조성물(A)과 저굴절율 수지 조성물(B)을 사용하여, 일본 특허공개 평8-240802호 공보 및 일본 특허공개 평8-209076호 공보에 기재된 방법에 준하여 마이크로 렌즈 어레이를 제작하였다. 또한, 유리 기판으로서 두께 0.5mm의 석영 유리를 사용하여, 고굴절율 수지층과 저굴절율 수지층의 평균 두께는 각각 24±1㎛이 되도록 조정하였다.
구체적으로는, 우선, 저굴절율 수지 조성물(B)을 일본 특허공개 평8-240802호 공보 제 2페이지 제 90행 내지 제97행의 자외선 경화 수지로서 동 방법에 의해 광학 소자를 형성하고, 그 후, 고굴절율 수지 조성물(A)을 일본 특허공개 평8-209076호 공보 제 3페이지 제 65행 내지 제 4페이지 제 10행에 기재된 방법에 준하여 마이크로 렌즈 어레이를 제작하였다.
제작한 마이크로 렌즈 어레이에 대해 내광성 측정을 행한 결과는 1500시간이였다.
비교예 1
하기식 (8)로 나타내는 유황 함유 메타크릴레이트 (비스(4-메타크릴로일-티오페닐)설파이드 (스미토모세이카(주) 제, 상품명 「MPSMA」)와 식 (7)로 나타내는 벤질메타클레이트 각각 50부로 혼합하여, 이것에 광중합 개시제로서 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온 (전출) 1부와 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 (전출) 2부를 혼합 용해하고, 고굴절율 수지 조성물(C)을 조제하였다. 이 수지 조성물(C)의 자외선 경화 후의 굴절율(nD)은 1.62였다.
고굴절율 수지 조성물(C)과 실시예 1에서 제작한 저굴절율 수지 조성물(B)을 사용하여, 실시예 1과 같이 하여 마이크로 렌즈 어레이를 제작하였다.
제작한 마이크로 렌즈 어레이에 관해 내광성 평가시험을 행한 결과는 30시간이였다.
실시예 1 및 비교예 1로부터, 유황 함유 아크릴레이트를 플루오렌 유도체 디아크릴레이트로 변경함으로써, 마이크로 렌즈 어레이의 내광성이 50배 향상하는 것을 알 수 있었다.
실시예 2
상기식 (5)로 나타내는 9,9-비스[4-(2아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌 50부와 상기식 (7)로 나타내는 벤질메타크릴레이트 50부의 혼합물에, 광중합 개시제로서 하기식 (9)로 나타내는 2,4,6-트리메틸벤조일페닐포스핀산 에틸에스테르 (BASF 저패(주) 제, 상품명「루시린LR8893」) 4부를 혼합 용해하여, 광경화형 고굴절율 수지 조성물(D)을 조제하였다.
이 수지 조성물(D)을 90일간, 상온으로 저장하였지만 미소 석출물은 생기지 않고, 광경화 후의 굴절율(nD)은 1.60이였다.
다음에 90일간 상온으로 저장한 후의 고굴절율 수지 조성물(D)과 실시예 1의 저굴절율 수지 조성물 (B)을 사용하여, 실시예 1과 같은 순서로 마이크로 렌즈 어레이를 제작하였다.
작성한 마이크로 렌즈 어레이에 관해 내광성을 측정한 바 2000시간이였다.
비교예 2
실시예 2에 있어서의 광중합 개시제(9) 대신에, 하기식 (10)
으로 나타내는 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드 (BASF재팬(주) 제, 상품명 「루시린TPO」) (전출) 4부를 사용한 이외는 실시예 2와 같이 하여, 고굴절율 수지 조성물(a)을 조제하였다.
비교예 3
실시예 2에 있어서의 광중합 개시제(9) 대신에, 하기식 (11)
로 나타내는 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드 (치바·스페셜티·케미칼즈(주) 제, 상품명「일가큐어819」) 4부를 사용한 이외는 실시예 2와 같이 하여, 고굴절율 수지 조성물(b)을 조제하였다.
비교예 4
실시예 2에 있어서의 광중합 개시제(9) 대신에, 하기식 (12)
으로 나타내는 비스(2,6-메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸포스핀옥사이드와 1-히드록시시클로헥실페닐케톤의 1:1(중량비) 혼합물 (치바·스페셜티·케미칼즈(주) 제, 상품명 「일가큐어1850」) 4부를 사용한 이외는 실시예 2와 같이 하여, 고굴절율 수지 조성물(c)을 조제하였다.
실시예 2 및 비교예 2 내지 4의 수지 조성물의 용액으로서의 보존 안정성을 측정한 결과, 비교예 2 내지 4의 수지 조성물(a), (b) 및 (c)에서는 3일 후에 미소 석출물이 10개 정도 발생하고, 5일 후에는 100 내지 200개 정도까지 증가하였다. 이에 대하여 실시예 2의 수지 조성물(D)에서는 90일 경과한 시점에서도 석출물의 발생은 전혀 보이지 않은 것은 현저하게 대조적이였다.
실시예 2의 수지 조성물(D)은, 광중합 개시제로서 일반식 (2)로 나타내는 방향족계 아실포스핀산 알킬에스테르류를 사용함으로써, 수지 조성물의 보존 안정성이 대단히 우수하다는 것이 확인되었다.
또한, 비교예 2 내지 4의 고굴절율 수지 조성물을 각각 5일간 상온으로 저장한 후에 사용한 이외는 실시예 2와 같이 하여 마이크로 렌즈 어레이를 제작하였다. 제작된 마이크로 렌즈 어레이에는 어떤 것에도 미소한 석출물의 존재가 육안으로도 관찰되고, 마이크로 렌즈 어레이의 광학 특성으로서 바람직하지 않은 것이엇다.
그러나, 비교예 2 내지 4의 수지 조성물을 조제후 즉시 사용하여 마이크로 렌즈 어레이를 제작한 바, 상기와 같은 미소한 석출물은 관찰되지 않았다.
본 발명은 마이크로 렌즈 어레이의 고굴절율 수지층의 내광성을 개량하는 것, 및/또한 이 수지층을 형성하기 위해 사용되는 고내광성 광경화형 수지 조성물의 보존 안정성도 대폭 개량하여, 미소한 석출물의 발생을 방지하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명은 고굴절율 수지층과 저굴절율 수지층의 적층체로 이루어지는 마이크로 렌즈 어레이로서, 고굴절율 수지층이 하기 일반식 (1)
[식 중,
R1 및 R2는 독립하여 H 또는 CH3 ;
R3 및 R4는 독립하여 OCH2CH2, OCH(CH3)CH2
, OCH(C2H5)CH2, OCH2CH2CH2 또는 0CH2CH2CH2CH2 ;
m 및 n은 독립하여 0 내지 4의 수를 나타낸다]
로 나타내는 플루오렌 유도체 디(메타)아크릴레이트류를 구성 성분으로서 함유하는 마이크로 렌즈 어레이에 관한 것이다.
또한 본 발명은 상기 고굴절율 수지층이, 광중합 개시제[initiator]로서 특히 일반식 (2)
[식 중,
R5는 치환기를 갖아도 좋은 페닐기,
R6은 C12 이하의 알킬기,
R7은 페닐기 를 나타낸다]
로 나타내는 방향족계 아실포스핀산 알킬에스테르류를 함유하는 상기 마이크로 렌즈 어레이에 관한 것이다.
본 발명의 마이크로 렌즈 어레이는 내광성이 우수하므로, 높은 에너지의 광원을 사용하는 용도에도 충분히 사용할 수 있고, 특히 강한 광원을 사용하는 최근의 액정 프로젝터로의 사용에 적합하다.
또한 본 발명은 상기중 어느 것인가에 기재된 마이크로 렌즈 어레이를 탑재하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 프로젝터에 관한 것이다.
또한, 본 명세서에 있어서는, (메타)아크릴레이트라는 기재는, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트의 양자를 포함하는 것을 의미한다.
일반적으로 고굴절율 수지층이란 굴절율 1.57 이상, 바람직 하게는 1.60 이상인 것을 말하며, 저굴절율 수지층이란 굴절율 1.47 이하, 바람직 하게는 1.44 이하인 것을 말하며, 고굴절율 수지층의 굴절율과 저굴절율 수지층의 굴절율과의 차는 0.13 이상, 바람직 하게는 0.16 이상으로 하는 것이 바람직하다. 굴절율의 차가 0.13보다 작으면, 소망의 마이크로 렌즈 어레이로서의 특성을 얻기 위해 두께를 증대시키거나, 또한 같은 두께인 경우는 렌즈의 곡율을 크게 하는 등의 대처가 필요하게 되어 그 제작에 문제가 생기게 된다.
상기 일반식 (1)에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립하여 수소원자 또는 메틸기를 나타내지만, 고굴절율로 하기 위해서는 양자가 모두 수소원자인 것이 바람직하다.
R3 및 R4는 각각 독립하여 옥시에틸렌기, 옥시프로필렌기기, 옥시(2-에틸)에틸렌기, 옥시트리에틸렌기 또는 옥시테트라에틸렌기를 나타내지만, 고굴절율로 하기 위해서는 양자가 모두 옥시에틸렌기인 것이 바람직하다.
또한 m 및 n은 각각 독립하여 0 내지 4의 수를 나타내고, 보다 고굴절율로 하기 위해서는 양자가 모두 1 또는 0인 경우가 바람직하고, 보다 바람직 하게는 양자가 1인 경우이다.
일반식 (1)로 나타내여지는 플루오렌 유도체 디(메타)아크릴레이트류는, 하기 일반식 (3)으로 나타내여지는 플루오렌 유도체;
[식 중, R3. R4, m 및 n은 상기와 같은 의미]
와, 하기 일반식 (4)으로 나타내여지는 (메타)아크릴산;
[식 중, R1 및 R2는 상기와 같은 의미]
와의 에스테르화 반응 [즉 (메타)아크릴레이트화 반응]에 의해 합성하는 것이 일반적이다.
일반식 (1)로 나타내여지는 플루오렌 유도체 디(메타)아크릴레이트류에 있어서, m과 n이 모두 0인 경우는, 일반식 (3a)
으로 나타내는 플루오렌 유도체와, 하기 일반식 (4a)
[식 중, R1 및 R2는 상기와 같은 의미]
로 나타내여지는 (메타)아크릴산 클로라이드와의 에스테르화 반응[즉 (메타)아크릴레이트화 반응]에 의해 합성하는 것이 일반적이다.
보다 구체적으로는, 본 발명에 있어서 가장 바람직한 플루오렌 유도체 디아크릴레이트, 즉, 하기식 (5)
로 나타내는 9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌은, 하기식 (6)
으로 나타내는 9,9-비스[4-(2-히드록시에톡시)페닐]플루오렌의 아크릴레이트화 반응에 의해 합성할 수 있다.
더욱 상세하게는, 일본 특허공개 평6-220131호 공보, 일본 특허공개 평4-325508호 공보, 일본 특허공개 평5-164903호 공보 또는 일본 특허공개 평7-2939호 공보에 기재된 합성방법을 참고로 할 수 있다. 그들의 합성방법에 관한 기재를 본 명세서의 일부로서 여기에 인용한다.
마이크로 렌즈 어레이는, 일반적으로는 유리 기판(1과 4) 사이에 고굴절율 수지층(2)과 저굴절율 수지층(3)이 적층된 구성을 갖고 있고, 그 적층방법은 종래부터 행하여지고 있는 방법을 적용하면 좋다(일본 특허공개 평8-209076호 공보, 일본 특허공개 평8-240802호 공보 등). 또한, 도 1에 있어서는 유리 기판(1과 4)을 사용하고 있지만, 특히 유리 기판이어야 된다는 것이 아니라, 유리와 같은 기능을 대체할 수 있는 것이라면 사용될 수 있다. 예를 들면, 유리 기판 대신에 투명성을 갖는 플라스틱 기판 등을 사용할 수 있다.
어느 방법으로 마이크로 렌즈 어레이를 제조하는 경우에도, 일반식 (1)로 나타내는 플루오렌 유도체 디(메타)아크릴레이트류는 상온에서 담황색 투명 고체 또는 대단히 점조한 액체이므로, 마이크로 렌즈 어레이에 적층하는 경우에는 이것을 용해하는 모노머류를 반응성 희석제로서 사용하는 것이 바람직하다. 그로 인해 취급이 용이하게 되고, 마이크로 렌즈 어레이가 제작하기 쉬워진다. 그와 같은 모노머로서는 라디칼 중합 가능한 (메타)아크릴레이트류라면 어떠한 것이라도 좋지만, 마이크로 렌즈 어레이의 고굴절율 수지층으로서 사용하기 때문에, 될 수 있는 한 굴절율을 저하시키지 않기 위해 분자 내에 방향족 고리를 갖는 (메타)아크릴레이트류가 바람직하다. 예를 들면, 벤질(메타)아크릴레이트, o-, m-, p-메틸벤질(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트, o-, m-, p-메틸페닐(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 페녹시프로필(메타)아크릴레이트 등이 예시된다. 이들 중에서 바람직한 것은, 메타크릴레이트계로서, 특히 희석 효과가 우수한 벤질메타크릴레이트가 좋다.
상기 (메타)아크릴레이트류를 첨가 혼합하는 경우, 플루오렌 유도체 디(메타)아크릴레이트류와, 상기한 (메타)아크릴레이트류와의 배합비는, 20:80 내지 80:20(중량비)이지만, 40:60 내지 60:40(중량비)이 바람직하다.
또한, 수지 특성의 조정, 예를 들면, 점도, 굴절율, 경도, 유리전이점 등의 조정이 필요한 경우는, 다른 아크릴레이트류를 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위로 첨가하여도 좋다.
고굴절율 수지층을 형성하는 수지 조성물에는 광중합 개시제가 첨가된다.
광중합 개시제는, 1종류 또는 2종류 이상 사용할 수 있다. 단, 마이크로 렌즈 어레이의 형성에는 경화 후의 수지층을 착색시키기 어려운 것을 선정하는 것이 좋다. 예를 들면, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-히드록시-시클로헥실페닐케톤 등이 좋다.
고굴절율 수지와 저굴절율 수지를 적층하여 얻어지는 마이크로 렌즈 어레이에 있어서는, 경화시킬 때는 광, 특히 자외선을 조사하여야 하기 때문에, 예를 들면 그 조사를 유리 기판(1 또는 4)을 통해서 행하는 경우는, 경화 반응에 유효한 자외광을 감쇠시킬 우려가 있다. 이러한 경우, 광중합 개시제 중에서도 자외광 스펙트럼의 장파장측 또는 가시영역에 흡수대를 갖는 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드 등을 병용하는 것이 좋다.
본 발명은 고굴절율 수지층과 저굴절율 수지층의 적층체로 이루어지는 마이크로 렌즈 어레이용의 고굴절율 수지층 형성용 조성물로서, 구성 성분으로서 하기 일반식 (1)
[식 중,
R1 및 R2는 독립하여 H 또는 CH3 ;
R3 및 R4는 독립하여 0CH2CH2, 0CH(CH3)CH2
, OCH(C2H5)CH2, OCH2CH2CH2 또는 OCH2CH2CH2CH2 ;
m 및 n은 독립하여 0 내지 4의 수를 나타낸다]
로 나타내는 플루오렌 유도체 디(메타)아크릴레이트류, 및 자외영역의 장파장측 또는 가시영역에 흡수대를 갖는 광중합 개시제를 포함하는 광경화형 수지 조성물을 제공한다.
광중합 개시제로서 특히 상기한 일반식 (2)로 나타내는 광중합 개시제를 사용하면 그것을 포함하는 고굴절율 수지층을 형성하기 위한 수지 조성물은 보존 안정성이 우수한 조성물로 할 수 있고, 장기 저장하더라도 수지 조성물 중에 미소한 석출물이 생기지 않는다. 이와 같은 미소 석출물이 생긴 수지 조성물을 그대로 사용하여 고굴절율 수지층을 형성하면, 그 층의 속에 미소 석출물이 그대로 존재하여, 마이크로 렌즈 어레이의 광학 특성에 악영향을 미친다. 또한, 광경화성 수지 조성물을 조제 후, 곧 사용하는 경우는 미소 석출은 발생하지 않으므로, 상기한 아실포스핀옥사이드류를 광중합 개시제로서 사용할 수 있다.
여기서, 본 발명으로서,
고굴절율 수지층과 저굴절율 수지층의 적층체로 이루어지는 마이크로 렌즈 어레이용의 고굴절율 수지층 형성용 조성물로서, 구성 성분으로서 하기 일반식[1)
[식 중,
R1 및 R2는 독립하여 H 또는 CH3 ;
R3 및 R4는 독립하여 OCH2CH2, OCH(CH3)CH2
, OCH(C2H5)CH2, OCH2CH2CH2 또는 OCH2CH2CH2CH2 ;
m 및 n은 독립하여 0 내지 4의 수를 나타낸다]
로 나타내는 플루오렌 유도체 디(메타)아크릴레이트류, 및 광중합 개시제로서 일반식 (2)
[식 중,
R5는 치환기를 갖아도 좋은 페닐기,
R6은 C12 이하의 알킬기,
R7은 페닐기를 나타낸다]
로 나타내는 방향족계 아실포스핀산 알킬에스테르류를 함유하는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈 어레이용 수지 조성물을 제공하는 것이다.
이 수지 조성물은, 광경화하여 내광성이 우수한 고굴절율 수지층을 형성할 수 있는 데 더하여, 이 조성물은 보존중 미소한 석출물을 생성하지 않고 장기간에 걸쳐 안정하며, 그 때문에, 그 자체 상품으로서 보존성, 수송성이 우수하다.
일반식 (2)로 나타내는 본 발명의 광중합 개시제로서는, 예를 들면, 2,4,6-트리메틸벤조일페닐포스핀산 에틸에스테르를 구체예로서 들 수 있다.
광중합 개시제의 첨가량은, 광중합성 모노머의 총량 100중량부에 대하여 0.1 내지 10중량부, 바람직하게는 1 내지 5중량부이다.
저굴절율 수지층은 종래부터 알려져 있는 (메타)아크릴레이트류, 예를 들면 불소 함유 (메타)아크릴레이트류를 주성분으로 한 (메타)아크릴레이트류가 사용된다.
플루오렌 유도체 디(메타)아크릴레이트류를 주성분으로 하는 광경화형 수지는, 종래의 고굴절율의 유황 함유 (메타)아크릴레이트류를 주성분으로 한 광경화형 수지와 비교하여 일반적으로 10배 이상 내광성이 우수하다. 여기서 말하는 내광성이란, 액정 프로젝터의 광원에 의해, 마이크로 렌즈 어레이 내의 고굴절율 수지층이 열화 착색되어, 광선 투과율이 저하되는 것에 대한 내성의 비교를 말한다.
내광성의 측정방법을 이하에 기술한다.
[내광성의 측정방법]
2장의 두께 0.5 mm의 석영유리 기판에 광경화형 수지 조성물을 끼우고, 자외선을 6000mJ/cm2 조사하여 경화시킨다. 이 때, 수지층의 두께는 24±1㎛이 되도록 제작한다. 이 측정 샘플을 자외·가시 분광 광도계(형식 UV-2500PC; 시마즈제작소(주)제)에 의해 파장 450nm의 투과율을 측정하고, 이것을 초기치로 한다. 이 측정 샘플에, 도 2와 같이 유리 기판에 대하여 수직방향으로 메탈할라이드 램프의 조사 강도가 일정량이 되도록 조사한다.
제작된 마이크로 렌즈 어레이의 내광성의 측정방법도 상기 방법에 따라, 저굴절율 수지층측에서 메탈할라이드 램프를 조사하였다.
투과율이 초기치로부터 10% 저하하였을 때의 조사시간을 내광성의 측정 결과로 한다.
고굴절율 수지로서 유황 함유 (메타)아크릴레이트류를 사용하면 10 내지 40시간에서 투과율이 10% 이상 저하하지만, 플루오렌 유도체 디(메타)아크릴레이트류를 사용하면 200 내지 2000시간으로 되어, 내광성이 5 내지 200배 향상하는 것을 알 수 있었다. 또한, 고굴절율 수지층을 구성하는 수지의 내광성의 양부가, 그대로, 마이크로 렌즈 어레이의 내광성의 양부로 이어진다.
더하여, 본 발명의 마이크로 렌즈 어레이의 고굴절율 수지층을 형성하는 광경화형 고굴절율 수지 조성물에는, 광중합 개시제로서 일반식 (2)로 나타내는 방향족계 아실포스핀산 알킬에스테르류를 사용한 경우는, 이 조성물의 보존 안정성을 극히 양호한 것으로 할 수 있다.
수지 조성물 용액의 보존 안정성의 측정방법은 하기와 같다.
[보존 안정성의 측정방법]
2장의 유리판 사이에, 소정 시간 방치한 수지 조성물 용액을 끼우고, 편광 현미경에 의해 배율 50배로 용액을 관찰하여, 100mm2의 속에 발생하는 미소한 석출물의 수를 육안으로 측정한다. 또한, 2장의 유리판에는 400㎛ 두께의 시크네스 게이지를 놓고 일정한 용액 두께로 한다.
따라서, 본 발명의 마이크로 렌즈 어레이는 종래의 마이크로 렌즈 어레이에 비교하여 이하의 장점이 있다.
1. 내광성이 우수하므로, 액정 프로젝터의 광원에 의한 광 열화가 대단히 작고, 착색하기 어렵기 때문에 장기간의 사용(장수명)이 가능해진다.
2. 종래의 유황 함유 (메타)아크릴레이트류와 동등하게 굴절율이 높기 때문에, 굴절율 차가 큰 마이크로 렌즈 어레이를 제작할 수 있다.
3. 광중합 개시제로서 일반식 (2)로 나타내는 화합물을 사용한 고굴절율 수지층 형성용 수지 조성물은 액체상태에서의 장기 보존 안정성에 우수하고, 미소 석출물이 발생하지 않기 때문에, 제작된 마이크로 렌즈 어레이는 투명성 등의 광학 특성이 우수하다.
본 발명의 마이크로 렌즈 어레이는, 액정 프로젝터 외에, 프로젝션 텔레비젼, 비디오 카메라의 뷰 파인더, 휴대용 텔레비젼 등에도 사용할 수 있다. 특히, 최근, 광 강도가 큰 광원의 사용에 기인하는 광 열화의 방지가 요망되는 액정 프로젝터에 조립하여 사용하는데 유효하다.
마이크로 렌즈 어레이의 고굴절율 수지층으로서 사용되는 본 발명의 광경화형 고굴절율 수지 조성물은, 경화 후의 내광성에 우수하며, 이것을 사용하여 제작된 본 발명의 마이크로 렌즈 어레이는 내광성이 우수하기 때문에 강한 광원을 사용하는 액정 프로젝터용으로서 적합하다. 더하여, 광경화형 수지 조성물에는 광중합 개시제로서 일반식 (2)로 나타내는 방향족계 아실포스핀산 알킬에스테르류를 사용함으로써, 용액으로서의 보존 안정성은 대폭 개량되고, 실온 방치로 3개월 경과 후에도 미소한 석출물은 전혀 발생하지 않고, 보존 안정성은 30배 이상이 되었다.
Claims (10)
- 고굴절율 수지층과 저굴절율 수지층과의 적층체로 이루어지는 마이크로 렌즈 어레이에 있어서,고굴절율 수지층이 하기 일반식 (1)[식 중,R1 및 R2는 독립하여 H 또는 CH3 ;R3 및 R4는 독립하여 OCH2CH2, OCH(CH3)CH2 , OCH(C2H5)CH2, OCH2CH2CH2 또는 OCH2CH2CH2CH2 ;m 및 n은 독립하여 0 내지 4의 수를 나타낸다]로 나타내는 플루오렌 유도체 디(메타)아크릴레이트류를 구성 성분으로서 함유하는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈 어레이.
- 제 1항에 있어서,고굴절율 수지층이 또한 (메타)아크릴레이트류를 구성 성분으로서 함유하는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈 어레이.
- 제 2항에 있어서,(메타)아크릴레이트류가 방향족계 (메타)아크릴레이트류인 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈 어레이.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,고굴절율 수지층이 또한 자외영역의 장파장측 또는 가시영역에 흡수대를 갖는 광중합 개시제를 함유하는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈 어레이.
- 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,고굴절율 수지층이 또한 광중합 개시제로서 일반식 (2)[식 중,R5는 치환기를 갖아도 좋은 페닐기,R6는 C12 이하의 알킬기,R7은 페닐기를 나타낸다]로 나타내는 방향족계 아실포스핀산 알킬에스테르류를 함유하는 것을 특징으로 하는 마이크로 렌즈 어레이.
- 고굴절율 수지층과 저굴절율 수지층의 적층체로 이루어지는 마이크로 렌즈 어레이의 고굴절율 수지층 형성용의 수지 조성물에 있어서,주성분으로서 하기 일반식 (1)[식 중,R1 및 R2는 독립하여 H 또는 CH3 ;R3 및 R4는 독립하여 OCH2CH2, OCH(CH3)CH2 , OCH(C2H5)CH2, OCH2CH2CH2 또는 OCH2CH2CH2CH2 ;m 및 n은 독립하여 0 내지 4의 수를 나타낸다]로 나타내는 플루오렌 유도체 디(메타)아크릴레이트류 및 자외영역의 장파장측 또는 가시영역에 흡수대를 갖는 광중합 개시제를 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화성 수지 조성물.
- 제 6항에 있어서,광중합 개시제가 일반식 ( 2 )[식 중,R5는 치환기를 갖아도 좋은 페닐기,R6은 C12 이하의 알킬기,R7은 페닐기를 나타낸다]로 나타내는 방향족계 아실포스핀산 알킬에스테르류인 것을 특징으로 하는 수지 조성물.
- 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 기재된 마이크로 렌즈 어레이를 탑재하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 프로젝터.
- 제 4항에 기재된 마이크로 렌즈 어레이를 탑재하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 프로젝터.
- 제 5항에 기재된 마이크로 렌즈 어레이를 탑재하고 있는 것을 특징으로 하는 액정 프로젝터.
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