JP2004256566A - 光学用接着剤組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】高屈折率で、着色の少なく、透明性に優れる光学素子を開発すること。
【解決手段】チイラン環を有する化合物、及びチイラン環を有する化合物の重合を促進させる触媒を主成分とする光学用接着剤組成物。
【選択図】なし
【解決手段】チイラン環を有する化合物、及びチイラン環を有する化合物の重合を促進させる触媒を主成分とする光学用接着剤組成物。
【選択図】なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ、プリズム、導光板、ガラス等などの光透過性の有る材料の接着に用いる光学用接着剤組成物に関するものであり、該組成物の硬化物は高屈折率で、着色が少なく、透明性に優れる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、顕微鏡やカメラなどの光学機器の作成においては、レンズやプリズムなどの光学部品を接着するためにエポキシやアクリル樹脂などが接着剤として多用されてきた。近年、オプトエレクトロニクス分野の急速な進展に伴い、マイクロレンズや光ファイバーなどにおいて、より高度な光学性能を要求される接着剤の用途が拡大してきている。例えば、プロジェクターテレビジョンでは、透過型の液晶表示素子が使用されているが、光の効率を上げるために平板型マイクロレンズを同素子の一部としてあるいは組み合わせる技術が提案されており（特許文献１参照）、この表示素子の明るさを向上させるためには、マイクロレンズの開口数を大きくすること、すなわちレンズが高屈折率であることが必要である。本マイクロレンズは、通常、半球状凹部を有するガラス基板へ樹脂接着剤を充填、接着して製造されるが、従来の接着剤では、屈折率が充分に高くならないため、液晶表示素子の明るさが不足しがちであった。
このような背景から、高屈折率化を志向して、Ｎ−ビニルカルバゾール（特許文献２参照）や４，４‘−ジメルカプトジフェニルスルフィドジメタクリレート（特許文献３参照）などが開発されてきたが、常温で固体であるために希釈樹脂を必要とするため結局、屈折率が低下してしまい、さらには芳香環を含んでいることから加熱時の変色（黄変）の問題があった。近年、４−（メタクリロキシ−２−ヒドロキシプロピルチオフェニル）−４‘−チオフェニルスルフィドなどの液状硫黄含有接着剤（特許文献４参照）も提案されたが、屈折率は１．６程度であり、液晶表示素子の明るさが不十分であった。
一方、液晶表示素子においては、製造時の蒸着などの工程において少なくとも１８０℃以上になるため、接着後には少なくとも１８０℃において、変色、剥離、クラック、くもりなどが生じない耐熱性が要求されている。また、透明光学素子であることから、当然、耐光性も要求されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平３−２１４１０１号公報
【特許文献２】
特開平３−１５７４７１号公報
【特許文献３】
特開平２−１１３０２７号公報
【特許文献４】
特開平１１−５９５２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、高屈折率で、着色の少なく、透明性に優れる光学用接着剤組成物を開発することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は本願発明の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、▲１▼チイラン環を有する化合物、及びチイラン環を有する化合物の重合を促進させる触媒からなる光学用接着剤組成物、並びに▲２▼チイラン環を有する化合物、チオール基を有する化合物及びチイラン環を有する化合物の重合を促進させる触媒からなる光学用接着剤組成物が硬化後、高屈折率で、着色の少なく、透明性に優れることを見出し、本発明に至った。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明で使用するチイラン環を有する化合物は、開環重合することにより接着性を発現する。チイラン環を有する化合物は、１分子内に１個以上のチイラン環を有する有機化合物であるが、得られる光学素子の高屈折率を追求した場合、下記構造式（１）式で表される構造を１個以上有する化合物が好ましい。
【０００７】
【化３】
さらには、接着性を考慮すると、２個以上のチイラン環を有する化合物がより好ましい。また、ハンドリングが容易な手頃な粘度の液状となりやすい構造は、鎖状構造の２個のチイラン環を有する化合物がさらに好ましい。以上を勘案すると、下記構造式（２）式で表される化合物が最も好ましい。
【０００８】
【化４】
（ｍは０〜４の整数、ｎは０〜２の整数を表す）
【０００９】
本発明で使用するチイラン環を有する化合物の具体例としては、エチレンスルフィド、プロピレンスルフィド、シクロヘキセンスルフィド、スチレンスルフィド、チオグリシドール、１，１−ビス（エピチオエチル）メタン、テトラキス（β−エピチオプロピル）メタン、１，１，１−トリス（β−エピチオプロピル）プロパン、（１，３または１，４）−ビス（エピチオエチル）シクロヘキサン、２，５−ビス（エピチオエチル）−１，４−ジチアン、４−エピチオエチル−１，２−シクロヘキセンスルフィド、４−エポキシ−１，２−シクロヘキセンスルフィド、メチルチオグリシジルエーテル、ビス（β−エピチオプロピル）エーテル、１，２−ビス（β−エピチオプロピルオキシ）エタン、テトラキス（β−エピチオプロピルオキシメチル）メタン、１，１，１−トリス（β−エピチオプロピルオキシメチル）プロパン、ビス〔４−（β−エピチオプロピルオキシ）シクロヘキシル〕メタン、 ２，２−ビス〔４−（β−エピチオプロピルオキシ）シクロヘキシル〕プロパン、ビス〔４−（β−エピチオプロピルオキシ）シクロヘキシル〕スルフィド、２，５−ビス（β−エピチオプロピルオキシメチル）−１，４−ジチアン、（１，３または１，４）−ビス（β−エピチオプロピルオキシ）ベンゼン、（１，３または１，４）−ビス（β−エピチオプロピルオキシメチル）ベンゼン、ビス〔４−（β−エピチオプロピルオキシ）フェニル〕メタン、２，２−ビス〔４−（β−エピチオプロピルオキシ）フェニル〕プロパン、ビス〔４−（β−エピチオプロピルオキシ）フェニル〕スルフィド、ビス〔４−（β−エピチオプロピルオキシ）フェニル〕スルフォン、４，４’−ビス（β−エピチオプロピルオキシ）ビフェニル、ビス（β−エピチオプロピル）スルフィド、ビス（β−エピチオプロピル）ジスルフィド、ビス（β−エピチオプロピル）トリスルフィド、ビス（β−エピチオプロピルチオ）メタン、１，２−ビス（β−エピチオプロピルチオ）エタン、１，３−ビス（β−エピチオプロピルチオ）プロパン、１，２−ビス（β−エピチオプロピルチオ）プロパン、１，４−ビス（β−エピチオプロピルチオ）ブタン、１，５−ビス（β−エピチオプロピルチオ）ペンタン、１，６−ビス（β−エピチオプロピルチオ）ヘキサン、ビス（β−エピチオプロピルチオエチル）スルフィド、テトラキス（β−エピチオプロピルチオメチル）メタン、１，１，１−トリス（β−エピチオプロピルチオメチル）プロパン、１，５−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−２−（β−エピチオプロピルチオメチル）−３−チアペンタン、１，５−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−２，４−ビス（β−エピチオプロピルチオメチル）−３−チアペンタン、１，８−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−４−（β−エピチオプロピルチオメチル）−３，６−ジチアオクタン、１，８−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−４，５−ビス（β−エピチオプロピルチオメチル）−３，６−ジチアオクタン、１，８−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−４，４−ビス（β−エピチオプロピルチオメチル）−３，６−ジチアオクタン、１，８−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−２，４，５−トリス（β−エピチオプロピルチオメチル）−３，６−ジチアオクタン、１，８−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−２，５−ビス（β−エピチオプロピルチオメチル）−３，６−ジチアオクタン、１，９−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−５−（β−エピチオプロピルチオメチル）−５−〔（２−β−エピチオプロピルチオエチル）チオメチル〕−３，７−ジチアノナン、１，１０−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−５，６−ビス〔（２−β−エピチオプロピルチオエチル）チオ〕−３，６，９−トリチアデカン、１，１１−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−４，８−ビス（β−エピチオプロピルチオメチル）−３，６，９−トリチアウンデカン、１，１１−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−５，７−ビス（β−エピチオプロピルチオメチル）−３，６，９−トリチアウンデカン、１，１１−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−５，７−〔（２−β−エピチオプロピルチオエチル）チオメチル〕−３，６，９−トリチアウンデカン、１，１１−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−４，７−ビス（β−エピチオプロピルチオメチル）−３，６，９−トリチアウンデカン、（１，３または１，４）−ビス（β−エピチオプロピルチオ）ベンゼン、（１，３または１，４）−ビス（β−エピチオプロピルチオメチル）ベンゼン、ビス〔４−（β−エピチオプロピルチオ）フェニル〕メタン、２，２−ビス〔４−（β−エピチオプロピルチオ）フェニル〕プロパン、ビス〔４−（β−エピチオプロピルチオ）フェニル〕スルフィド、ビス〔４−（β−エピチオプロピルチオ）フェニル〕スルフォン、４，４’−ビス（β−エピチオプロピルチオ）ビフェニル、ビス（β−エピチオプロピル）セレニド、ビス（β−エピチオプロピル）ジセレニド、ビス（β−エピチオプロピル）テルレド、ビス（β−エピチオプロピル）ジテルレド、ビニルフェニルチオグリシジルエーテル、ビニルベンジルチオグリシジルエーテル、チオグリシジルメタクリレート、チオグリシジルアクリレート、アリルチオグリシジルエーテル等があげられ、さらには、以上列記化合物のチイラン環の水素原子の１個以上がメチル基で置換されたチイラン環を有する化合物があげられる。
【００１０】
チイラン環を有する化合物の最も好ましい具体例としては、ビス（β−エピチオプロピル）スルフィド、ビス（β−エピチオプロピル）ジスルフィド、ビス（β−エピチオプロピル）トリスルフィド、ビス（β−エピチオプロピルチオ）メタン、１，２−ビス（β−エピチオプロピルチオ）エタン、１，３−ビス（β−エピチオプロピルチオ）プロパン、１，４−ビス（β−エピチオプロピルチオ）ブタン、１，５−ビス（β−エピチオプロピルチオ）ペンタン、１，６−ビス（β−エピチオプロピルチオ）ヘキサン、ビス（β−エピチオプロピルチオエチル）スルフィド等があげられる。
【００１１】
本発明では、チイラン環を有する化合物に加え、必要に応じて、チオール基を有する化合物を添加することにより、より着色の少なく、透明性に優れる光学素子となる光学用接着剤組成物が得られる。チオール基を有する化合物は、１分子内に１個または２個以上のチオール基を有する有機化合物であるが、２個以上のチオール基を有する化合物が好ましい。
チオール基を有する化合物の好ましい具体例としては、メタンジチオール、メタントリチオール、１，２−ジメルカプトエタン、ビス（２−メルカプトエチル）スルフィド、ビス（２，３−ジメルカプトプロピル）スルフィド、１，２，３−トリメルカプトプロパン、２−メルカプトメチル−１，３−ジメルカプトプロパン、４−メルカプトメチル−１，８−ジメルカプト−３，６−ジチアオクタン、２，４−ビス（メルカプトメチル）−１，５−ジメルカプト−３−チアペンタン、４，８−ビス（メルカプトメチル）−１，１１−ジメルカプト−３，６，９−トリチアウンデカン、４，７−ビス（メルカプトメチル）−１，１１−ジメルカプト−３，６，９−トリチアウンデカン、５，７−ビス（メルカプトメチル）−１，１１−ジメルカプト−３，６，９−トリチアウンデカン、１，２，７−トリメルカプト−４，６−ジチアヘプタン、１，２，９−トリメルカプト−４，６，８−トリチアノナン、１，２，８，９−テトラメルカプト−４，６−ジチアノナン、１，２，１０，１１−テトラメルカプト−４，６，８−トリチアウンデカン、１，２，１２，１３−テトラメルカプト−４，６，８，１０−テトラチアトリデカン、テトラキス（メルカプトメチル）メタン、テトラキス（４−メルカプト−２−チアブチル）メタン、テトラキス（７−メルカプト−２，５−ジチアヘプチル）メタン、トリメチロールプロパントリス（２−メルカプトアセテート）、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトプロピオネート）、 ペンタエリスリトールテトラキス（２−メルカプトアセテート）、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトプロピオネート）、２，５−ビス（メルカプトメチル）−１，４−ジチアン、ビス（４−メルカプトフェニル）スルフィド、ビス（４−メルカプトメチルフェニル）メタン、２，２−ビス（４−メルカプトメチルフェニル）プロパン、ビス（４−メルカプトメチルフェニル）エーテル、ビス（４−メルカプトメチルフェニル）スルフィドなどがあげられる。
以上、好ましいチオール基を有する化合物を例示したが、これらは単独でも２種類以上を混合して使用してもかまわない。チオール基を有する化合物の添加量は、チイラン環を有する化合物１００重量部に対して、１〜１００重量部であり、好ましくは５〜５０重量部である。
【００１２】
本発明で使用するチイラン環を有する化合物の重合を促進させる触媒は、主に光硬化型触媒と熱硬化型触媒に大別されるが、他の活性エネルギー線触媒を用いても構わない。
光硬化型触媒としては、光酸発生剤、光塩基発生剤等があげられる。光酸重合開始剤としては、ビス（フェニルスルホニル）ジアゾメタンやα−ジアゾ―α―フェニルスルホニルアセトフェノンなどのジアゾメタン化合物、芳香族ジアゾニウム塩、トリフルオロスルホニウムヘキサフルオロホスフェートやトリフルオロスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートなどの芳香族スルホニウム塩、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェートや４−イソプロピル−４‘−メチルジフェニルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボーレートなどの芳香族ヨードニウム塩、芳香族ホスホニウム塩、芳香族オキシスルホキソニウム塩、ベンゾイントシレートや２−ニトロベンジルトシレートなどの芳香族スルホン酸エステル、２，４，６−トリス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジンや２−（２’−メトキシスチリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジンなどのトリアジン化合物、メタロセン系化合物などが挙げられる。光アニオン重合開始剤としては、トリブチルナフトイルメチルアンモニウムブチルアイオダイドやＮ−フェナンシル−Ｎ−メチルピペリジニウムジメチルカルバミン酸塩などの第４級アンモニウム塩、アシルオキシムやカルバモイルオキシムなどのオキシム化合物、ピペリジンなどのアミンのカルバミン酸誘導体、ジフェニルメタン−４，４‘−ビス（ホルムアミド）などの芳香族ホルムアミド類などがあげられる。
【００１３】
熱硬化型触媒としては、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、ピリジン、Ｎ−メチルピペリジン、ピペラジントリエチレンジアミン、イミダゾール等のアミン類、これらアミン類とボランおよび三フッ化ホウ素とのコンプレックス、トリ−ｎ−ブチルホスフィン、トリフェニルホスフィンの等のホスフィン類、テトラ−ｎ−ブチルアンモニウムブロマイド、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド、セチルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、１−ｎ−ドデシルピリジニウムクロライド等の第４級アンモニウム塩、テトラ−ｎ−ブチルホスホニウムクロライド、テトラフェニルホスホニウムブロマイド等の第４級ホスホニウム塩、トリ−ｎ−ブチルスルホニウムブロマイド、トリフェニルスルホニウムヨーダイド等の第３級スルホニウム塩、ジフェニルヨードニウムクロライド、ジフェニルヨードニウムブロマイド、ジフェニルヨードニウムヨーダイド等の第２級ヨードニウム塩、塩酸、硫酸、硝酸、燐酸、炭酸等の鉱酸類およびこれらの半エステル類、３フッ化硼素、３フッ化硼素のエーテラート等のルイス酸類、有機酸類およびこれらの半エステル類、ケイ酸、四フッ化ホウ酸、クミルパーオキシネオデカノエート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシネオデカノエート、ベンゾイルパーオキサイド等の過酸化物、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２−シクロプロピルプロピオニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系化合物、ホルムアルデヒドとパライルイジンの反応物、アセトアルデヒドとアニリンの反応物、トリクロトニリデン−テトラミンの反応物等のアルデヒドとアミン系化合物の反応物、ジフェニルグアニジン、テトラメチルグアニジン等のグアニジン類、ジブチルチオ尿素、テトラメチルチオ尿素等のチオ尿素類、ジベンゾチアジルジスルフィド、２−メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩等のチアゾール類、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド等のスルフェンアミド類、テトラブチルチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムジスルフィド等のチウラム類、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ピペコリルチオカルバミン酸ピペコリウム等のジチオカルバミン酸塩類、イソプロピルキサントゲン酸亜鉛、ジブチルキサントゲン酸ジスルフィド等のキサントゲン酸塩類、モノ−および／またはジブチルリン酸、モノ−および／またはジオクチルリン酸等の酸性リン酸エステル類等があげられる。
以上、チイラン環を有する化合物の重合を促進させる触媒のごく一部を例示したが、重合促進効果を発現するものであれば、これら列記化合物に限定されるものではない。また、これら光硬化型触媒および／または熱硬化型触媒は単独でも２種類以上を混合して使用してもかまわない。触媒の添加量は、チイラン環を有する化合物１００重量部に対して、０．０００１〜１０．０重量部であり、好ましくは０．０００５〜５．０重量部である。
【００１４】
また、必要に応じて、重合を促進させる触媒に加えて、重合反応をコントロールする目的で重合調整剤を添加することも可能である。本発明の光学用接着剤組成物の重合調整剤としては、ハロゲンスズ系化合物、ハロゲンゲルマン系化合物ハロゲン化物に代表される長期周期律表における第１３〜１６族のハロゲン化物などが効果的である。これら重合調整剤は単独でも２種類以上を混合して使用してもかまわない。重合調整剤の添加量は、チイラン環を有する化合物１００重量部に対して、０．０００１〜１０．０重量部である。
さらに、硬化後の光学素子の性能を所望に調整するために、必要に応じて、組成物成分の一部もしくは全部と反応可能な化合物を添加することも可能である。組成物成分の一部もしくは全部と反応可能な化合物としては、エポキシ化合物類、イソ（チオ）シアネート類、カルボン酸類、カルボン酸無水物類、フェノール類、アミン類、ビニル化合物類、アリル化合物類、アクリル化合物類、メタクリル化合物類などが挙げられる。組成物成分の一部もしくは全部と反応可能な化合物の添加量は、チイラン環を有する化合物１００重量部に対して、１〜２００重量部である。
【００１５】
本発明の光学用接着剤組成物は、光硬化型触媒を用いる場合、光硬化型の接着剤となる。その使用方法、すなわち重合硬化方法は、接着剤組成物を塗布した光学部品に紫外線や短波長の可視光を数秒から数時間照射して硬化接着し、光学素子得る。接着剤組成物の硬化に使用できる光源としては、紫外線蛍光灯、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプなどの紫外線の光源や、短波長の可視光領域に有効出力を有する可視光蛍光灯、ハロゲンランプ、照明用メタルハライドランプなどの可視光の光源があげられる。接着剤組成物に光硬化型触媒に加えてアントラキノン系化合物やチオキサントン系化合物などの公知の光増感剤を添加して、照射して硬化接着してもよい。
熱硬化型触媒を用いる場合は、熱硬化型の接着剤となる。その重合硬化方法は、接着剤組成物を塗布した光学部品に２０℃から２００℃の温度範囲で、数分から数日間加熱して硬化接着し、光学素子得る。接着剤組成物の硬化に使用できる熱源としては、電気オーブン、恒温槽、ドライヤーなどがあげられる。
また、光硬化型と熱硬化型を組み合わせて、重合硬化する方法も可能である。すなわち、はじめに光照射した後に加熱したり、はじめに加熱した後に光照射したり、光照射と同時に加熱したりして硬化接着し、光学素子を得ることも可能である。
【００１６】
本発明の光学用接着剤組成物は、シランカップリング剤などの内部密着性改善剤、フェノール系化合物やホスファイト系化合物などの酸化防止剤、アントラキノン系化合物に代表される油溶性染料などのブルーイング剤、ベンゾフェノン系化合物やベンゾトリアゾール系化合物などの紫外線吸収剤などの添加剤を加えて、得られる光学素子の実用性をより向上せしめることはもちろん可能である。
光学用接着剤組成物を塗布する際は、必要に応じて希釈剤などを添加して粘度を調節することも可能である。希釈剤としては、エタノール、アセトン、ＭＥＫ、酢酸エチル、ＴＨＦ、トルエン、メチレンクロライドなどの汎用の有機溶剤があげられる。塗布に際しては、必要に応じて、ハンドコーター、バーコーター、スピンコーターなどの塗布装置を用いてもよい。
光学用接着剤組成物を重合硬化させる前に、あらかじめ脱気処理およびろ過処理を行うことは、光学素子の高度な透明性を達成する面から好ましい。これらの処理は、チイラン環を有する化合物、チオール基を有する化合物、チイラン環を有する化合物の重合を促進させる触媒、重合調整剤、組成物成分の一部もしくは全部と反応可能な化合物、添加剤の混合前、混合時あるいは混合後、塗布後に行う。脱気処理は、通常、０．００１〜５０ｔｏｒｒの減圧下、１分間〜２４時間、０℃〜１００℃で行う。ろ過処理は、０．０５〜１０μｍ程度の孔径を有するＰＴＦＥやＰＥＴなどのフィルターを通過させて行う。
【００１７】
本発明による光学用接着剤組成物は、ガラス、金属、セラミックスなどに優れた密着性を持っている。用途としては、ガラスとガラス、ガラスとプラスチック、またはプラスチックとプラスチックといった光透過性の有る材料の接着、ガラスと金属、プラスチックと金属、ガラスとセラミック、又はプラスチックとセラミック等の光透過性の有る材料とその他のものとの接着、電子部品の装着、固定等がある。具体的には、カメラレンズの接着、カットガラスの接着、眼鏡用レンズの接着、プリズムの接着、ガラス基板と半導体部品の接着、光ファイバーのコネクター部品の接合、液晶基板への光学部品の接合、平板型マイクロレンズやプロジェクター用平板型マイクロレンズの接合等が有る。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、得られた硬化物の屈折率、着色評価、透明性評価は、以下の試験法により評価した。
屈折率は、重合させた２．５ｍｍ厚平板サンプルでアッベ屈折計を用い、２５℃で測定した。
着色評価は、２枚の１ｍｍ厚の石英ガラス間で重合し、接着させたサンプル（図１のように硬化後の厚さが４０μｍ±２μｍとなるようにスペーサーを入れたもの）の４３０ｎｍにおける透過率を分光光度計で測定した。評価は、硬化後、加熱（１８０℃で４時間加熱）後、光照射（サンシャインウェザーメーターのカーボンアーク燃焼光を２４０時間照射）後に、それぞれおこなった。
透明性は、重合させた２．５ｍｍ厚平板サンプルを暗室内で蛍光灯下、黒紙を背景にして観察し、以下の基準で評価した。
Ａ：くもりが見えない
Ｂ：くもりが薄く見える
Ｃ：くもりがはっきり見える
【００１９】
実施例１
ビス（β−エピチオプロピル）スルフィド（以下ａ−１化合物と呼ぶ）１００重量部とトリエチルベンジルアンモニウムクロライド（ｃ−１）０．０５重量部を加え、よく混合し均一とした。得られた接着剤組成物を、１ｔｏｒｒ、５分、２０℃の条件下で脱気処理し、０．５μｍのＰＴＦＥ製のメンブランフィルターでろ過した。次いで、この組成物を２枚のガラス板とガスケットから構成される厚さ２．５ｍｍの平板モールドに注入したサンプルと１ｍｍ厚の石英ガラスに塗布し同じく１ｍｍ厚の石英ガラスではさんだサンプル（図１のように硬化後の厚さが４０μｍ±２μｍとなるようにスペーサーを入れたもの）を作成した。両サンプルを３０℃で１０時間加熱し、次いで３０℃から１００℃まで１０時間かけて１００℃まで一定速度昇温させ、最後に１００℃で２時間加熱し、重合硬化させた。厚さ２．５ｍｍのモールドに注入したサンプルは、室温まで放冷した後、モールドから離型し、硬化した平板サンプルを得た。得られた硬化物の屈折率、着色評価、透明性の評価結果を表１に示した。
１ｍｍ厚の石英ガラスではさんだサンプルは、強固に接着しており、接着硬化層は、白濁がなく、無色で良好な透明性を示した。
【００２０】
実施例２〜８、及び比較例１
表１に示す組成に変える以外は実施例１を繰り返した。実施例１１においては、混合時にａ−４化合物が溶解せず不均一であったため、加温して混合し均一とした。なお、表中の化合物の略号は以下のとおりである。
ａ−２：ビス（β−エピチオプロピル）ジスルフィド
ａ−３：スチレンスルフィド
ａ−４：２，２−ビス〔４−（β−エピチオプロピルチオ）フェニル〕プロパンｂ−１：ビス（２−メルカプトエチル）スルフィド
ｂ−２：ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトプロピオネート）
ｂ−３：ペンタエリスリトールテトラキス（２−メルカプトアセテート）
ｃ−２：テトラブチルホスホニウムブロマイド
ｄ−１：ジブチルスズジクロライド
ｄ−２：γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン
ｄ−３：グリシジルメタクリレート
ｄ−４：１，３−ビス（イソシアナトメチル）ベンゼン
得られた硬化物の屈折率、着色評価、透明性の評価結果を表１に示した。
１ｍｍ厚の石英ガラスではさんだサンプルは、強固に接着しており、接着硬化層は、白濁がなく、無色で良好な透明性を示した。
【００２１】
実施例１２
ａ−１化合物１００重量部と既知の方法で合成した下記構造式（３）式で表されるＮ−フェナンシル−Ｎ−メチルピペリジニウムジメチルカルバミン酸塩（以下ｃ−３化合物と呼ぶ）１．０重量部を加え、よく混合し均一とした。
【００２２】
【化５】
得られた接着剤組成物を、１ｔｏｒｒ、５分、２０℃の条件下で脱気処理し、０．５μｍのＰＴＦＥ製のメンブランフィルターでろ過した。次いで、この組成物を２枚のガラス板とガスケットから構成される厚さ２．５ｍｍの平板モールドに注入したサンプルと１ｍｍ厚の石英ガラスに塗布し同じく１ｍｍ厚の石英ガラスではさんだサンプル（図１のように硬化後の厚さが４０μｍ±２μｍとなるようにスペーサーを入れたもの）を作成した。両サンプルを１００Ｗ／ｃｍのメタルハライドランプの光を光源から３０ｃｍ距離で３０分間光照射し、重合硬化させた。厚さ２．５ｍｍのモールドに注入したサンプルは、同条件下でさらに３０分間光照射させた後、モールドから離型し、硬化した平板サンプルを得た。得られた硬化物の屈折率、着色評価、透明性の評価結果を表１に示した。
尚、１ｍｍ厚の石英ガラスではさんだサンプルは、強固に接着しており、接着硬化層は、白濁がなく、無色で良好な透明性を示した。
【００２３】
比較例２
表１に示す組成に変える以外は実施例１２を繰り返した。なお、表中の化合物の略号は以下のとおりである。
ｄ−５：４，４‘−ジメルカプトジフェニルスルフィドジメタクリレート
ｄ−６：スチレン
ｄ−７：２，２‘−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）
得られた硬化物の屈折率、着色評価、透明性の評価結果を表１に示した。
【００２４】
【表１】
【００２５】
【発明の効果】チイラン環を有する化合物１００重量部、チオール基を有する化合物１〜１００重量部、チイラン環を有する化合物の重合を促進させる触媒０．０００１〜１０重量部を主成分とする光学用接着剤組成物により、高屈折率で、着色の少なく、透明性に優れる光学素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例において着色評価で使用した試料を示す断面図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ、プリズム、導光板、ガラス等などの光透過性の有る材料の接着に用いる光学用接着剤組成物に関するものであり、該組成物の硬化物は高屈折率で、着色が少なく、透明性に優れる。
【０００２】
【従来の技術】
従来、顕微鏡やカメラなどの光学機器の作成においては、レンズやプリズムなどの光学部品を接着するためにエポキシやアクリル樹脂などが接着剤として多用されてきた。近年、オプトエレクトロニクス分野の急速な進展に伴い、マイクロレンズや光ファイバーなどにおいて、より高度な光学性能を要求される接着剤の用途が拡大してきている。例えば、プロジェクターテレビジョンでは、透過型の液晶表示素子が使用されているが、光の効率を上げるために平板型マイクロレンズを同素子の一部としてあるいは組み合わせる技術が提案されており（特許文献１参照）、この表示素子の明るさを向上させるためには、マイクロレンズの開口数を大きくすること、すなわちレンズが高屈折率であることが必要である。本マイクロレンズは、通常、半球状凹部を有するガラス基板へ樹脂接着剤を充填、接着して製造されるが、従来の接着剤では、屈折率が充分に高くならないため、液晶表示素子の明るさが不足しがちであった。
このような背景から、高屈折率化を志向して、Ｎ−ビニルカルバゾール（特許文献２参照）や４，４‘−ジメルカプトジフェニルスルフィドジメタクリレート（特許文献３参照）などが開発されてきたが、常温で固体であるために希釈樹脂を必要とするため結局、屈折率が低下してしまい、さらには芳香環を含んでいることから加熱時の変色（黄変）の問題があった。近年、４−（メタクリロキシ−２−ヒドロキシプロピルチオフェニル）−４‘−チオフェニルスルフィドなどの液状硫黄含有接着剤（特許文献４参照）も提案されたが、屈折率は１．６程度であり、液晶表示素子の明るさが不十分であった。
一方、液晶表示素子においては、製造時の蒸着などの工程において少なくとも１８０℃以上になるため、接着後には少なくとも１８０℃において、変色、剥離、クラック、くもりなどが生じない耐熱性が要求されている。また、透明光学素子であることから、当然、耐光性も要求されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平３−２１４１０１号公報
【特許文献２】
特開平３−１５７４７１号公報
【特許文献３】
特開平２−１１３０２７号公報
【特許文献４】
特開平１１−５９５２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、高屈折率で、着色の少なく、透明性に優れる光学用接着剤組成物を開発することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は本願発明の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、▲１▼チイラン環を有する化合物、及びチイラン環を有する化合物の重合を促進させる触媒からなる光学用接着剤組成物、並びに▲２▼チイラン環を有する化合物、チオール基を有する化合物及びチイラン環を有する化合物の重合を促進させる触媒からなる光学用接着剤組成物が硬化後、高屈折率で、着色の少なく、透明性に優れることを見出し、本発明に至った。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明で使用するチイラン環を有する化合物は、開環重合することにより接着性を発現する。チイラン環を有する化合物は、１分子内に１個以上のチイラン環を有する有機化合物であるが、得られる光学素子の高屈折率を追求した場合、下記構造式（１）式で表される構造を１個以上有する化合物が好ましい。
【０００７】
【化３】
【０００８】
【化４】
【０００９】
本発明で使用するチイラン環を有する化合物の具体例としては、エチレンスルフィド、プロピレンスルフィド、シクロヘキセンスルフィド、スチレンスルフィド、チオグリシドール、１，１−ビス（エピチオエチル）メタン、テトラキス（β−エピチオプロピル）メタン、１，１，１−トリス（β−エピチオプロピル）プロパン、（１，３または１，４）−ビス（エピチオエチル）シクロヘキサン、２，５−ビス（エピチオエチル）−１，４−ジチアン、４−エピチオエチル−１，２−シクロヘキセンスルフィド、４−エポキシ−１，２−シクロヘキセンスルフィド、メチルチオグリシジルエーテル、ビス（β−エピチオプロピル）エーテル、１，２−ビス（β−エピチオプロピルオキシ）エタン、テトラキス（β−エピチオプロピルオキシメチル）メタン、１，１，１−トリス（β−エピチオプロピルオキシメチル）プロパン、ビス〔４−（β−エピチオプロピルオキシ）シクロヘキシル〕メタン、 ２，２−ビス〔４−（β−エピチオプロピルオキシ）シクロヘキシル〕プロパン、ビス〔４−（β−エピチオプロピルオキシ）シクロヘキシル〕スルフィド、２，５−ビス（β−エピチオプロピルオキシメチル）−１，４−ジチアン、（１，３または１，４）−ビス（β−エピチオプロピルオキシ）ベンゼン、（１，３または１，４）−ビス（β−エピチオプロピルオキシメチル）ベンゼン、ビス〔４−（β−エピチオプロピルオキシ）フェニル〕メタン、２，２−ビス〔４−（β−エピチオプロピルオキシ）フェニル〕プロパン、ビス〔４−（β−エピチオプロピルオキシ）フェニル〕スルフィド、ビス〔４−（β−エピチオプロピルオキシ）フェニル〕スルフォン、４，４’−ビス（β−エピチオプロピルオキシ）ビフェニル、ビス（β−エピチオプロピル）スルフィド、ビス（β−エピチオプロピル）ジスルフィド、ビス（β−エピチオプロピル）トリスルフィド、ビス（β−エピチオプロピルチオ）メタン、１，２−ビス（β−エピチオプロピルチオ）エタン、１，３−ビス（β−エピチオプロピルチオ）プロパン、１，２−ビス（β−エピチオプロピルチオ）プロパン、１，４−ビス（β−エピチオプロピルチオ）ブタン、１，５−ビス（β−エピチオプロピルチオ）ペンタン、１，６−ビス（β−エピチオプロピルチオ）ヘキサン、ビス（β−エピチオプロピルチオエチル）スルフィド、テトラキス（β−エピチオプロピルチオメチル）メタン、１，１，１−トリス（β−エピチオプロピルチオメチル）プロパン、１，５−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−２−（β−エピチオプロピルチオメチル）−３−チアペンタン、１，５−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−２，４−ビス（β−エピチオプロピルチオメチル）−３−チアペンタン、１，８−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−４−（β−エピチオプロピルチオメチル）−３，６−ジチアオクタン、１，８−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−４，５−ビス（β−エピチオプロピルチオメチル）−３，６−ジチアオクタン、１，８−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−４，４−ビス（β−エピチオプロピルチオメチル）−３，６−ジチアオクタン、１，８−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−２，４，５−トリス（β−エピチオプロピルチオメチル）−３，６−ジチアオクタン、１，８−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−２，５−ビス（β−エピチオプロピルチオメチル）−３，６−ジチアオクタン、１，９−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−５−（β−エピチオプロピルチオメチル）−５−〔（２−β−エピチオプロピルチオエチル）チオメチル〕−３，７−ジチアノナン、１，１０−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−５，６−ビス〔（２−β−エピチオプロピルチオエチル）チオ〕−３，６，９−トリチアデカン、１，１１−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−４，８−ビス（β−エピチオプロピルチオメチル）−３，６，９−トリチアウンデカン、１，１１−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−５，７−ビス（β−エピチオプロピルチオメチル）−３，６，９−トリチアウンデカン、１，１１−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−５，７−〔（２−β−エピチオプロピルチオエチル）チオメチル〕−３，６，９−トリチアウンデカン、１，１１−ビス（β−エピチオプロピルチオ）−４，７−ビス（β−エピチオプロピルチオメチル）−３，６，９−トリチアウンデカン、（１，３または１，４）−ビス（β−エピチオプロピルチオ）ベンゼン、（１，３または１，４）−ビス（β−エピチオプロピルチオメチル）ベンゼン、ビス〔４−（β−エピチオプロピルチオ）フェニル〕メタン、２，２−ビス〔４−（β−エピチオプロピルチオ）フェニル〕プロパン、ビス〔４−（β−エピチオプロピルチオ）フェニル〕スルフィド、ビス〔４−（β−エピチオプロピルチオ）フェニル〕スルフォン、４，４’−ビス（β−エピチオプロピルチオ）ビフェニル、ビス（β−エピチオプロピル）セレニド、ビス（β−エピチオプロピル）ジセレニド、ビス（β−エピチオプロピル）テルレド、ビス（β−エピチオプロピル）ジテルレド、ビニルフェニルチオグリシジルエーテル、ビニルベンジルチオグリシジルエーテル、チオグリシジルメタクリレート、チオグリシジルアクリレート、アリルチオグリシジルエーテル等があげられ、さらには、以上列記化合物のチイラン環の水素原子の１個以上がメチル基で置換されたチイラン環を有する化合物があげられる。
【００１０】
チイラン環を有する化合物の最も好ましい具体例としては、ビス（β−エピチオプロピル）スルフィド、ビス（β−エピチオプロピル）ジスルフィド、ビス（β−エピチオプロピル）トリスルフィド、ビス（β−エピチオプロピルチオ）メタン、１，２−ビス（β−エピチオプロピルチオ）エタン、１，３−ビス（β−エピチオプロピルチオ）プロパン、１，４−ビス（β−エピチオプロピルチオ）ブタン、１，５−ビス（β−エピチオプロピルチオ）ペンタン、１，６−ビス（β−エピチオプロピルチオ）ヘキサン、ビス（β−エピチオプロピルチオエチル）スルフィド等があげられる。
【００１１】
本発明では、チイラン環を有する化合物に加え、必要に応じて、チオール基を有する化合物を添加することにより、より着色の少なく、透明性に優れる光学素子となる光学用接着剤組成物が得られる。チオール基を有する化合物は、１分子内に１個または２個以上のチオール基を有する有機化合物であるが、２個以上のチオール基を有する化合物が好ましい。
チオール基を有する化合物の好ましい具体例としては、メタンジチオール、メタントリチオール、１，２−ジメルカプトエタン、ビス（２−メルカプトエチル）スルフィド、ビス（２，３−ジメルカプトプロピル）スルフィド、１，２，３−トリメルカプトプロパン、２−メルカプトメチル−１，３−ジメルカプトプロパン、４−メルカプトメチル−１，８−ジメルカプト−３，６−ジチアオクタン、２，４−ビス（メルカプトメチル）−１，５−ジメルカプト−３−チアペンタン、４，８−ビス（メルカプトメチル）−１，１１−ジメルカプト−３，６，９−トリチアウンデカン、４，７−ビス（メルカプトメチル）−１，１１−ジメルカプト−３，６，９−トリチアウンデカン、５，７−ビス（メルカプトメチル）−１，１１−ジメルカプト−３，６，９−トリチアウンデカン、１，２，７−トリメルカプト−４，６−ジチアヘプタン、１，２，９−トリメルカプト−４，６，８−トリチアノナン、１，２，８，９−テトラメルカプト−４，６−ジチアノナン、１，２，１０，１１−テトラメルカプト−４，６，８−トリチアウンデカン、１，２，１２，１３−テトラメルカプト−４，６，８，１０−テトラチアトリデカン、テトラキス（メルカプトメチル）メタン、テトラキス（４−メルカプト−２−チアブチル）メタン、テトラキス（７−メルカプト−２，５−ジチアヘプチル）メタン、トリメチロールプロパントリス（２−メルカプトアセテート）、トリメチロールプロパントリス（３−メルカプトプロピオネート）、 ペンタエリスリトールテトラキス（２−メルカプトアセテート）、ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトプロピオネート）、２，５−ビス（メルカプトメチル）−１，４−ジチアン、ビス（４−メルカプトフェニル）スルフィド、ビス（４−メルカプトメチルフェニル）メタン、２，２−ビス（４−メルカプトメチルフェニル）プロパン、ビス（４−メルカプトメチルフェニル）エーテル、ビス（４−メルカプトメチルフェニル）スルフィドなどがあげられる。
以上、好ましいチオール基を有する化合物を例示したが、これらは単独でも２種類以上を混合して使用してもかまわない。チオール基を有する化合物の添加量は、チイラン環を有する化合物１００重量部に対して、１〜１００重量部であり、好ましくは５〜５０重量部である。
【００１２】
本発明で使用するチイラン環を有する化合物の重合を促進させる触媒は、主に光硬化型触媒と熱硬化型触媒に大別されるが、他の活性エネルギー線触媒を用いても構わない。
光硬化型触媒としては、光酸発生剤、光塩基発生剤等があげられる。光酸重合開始剤としては、ビス（フェニルスルホニル）ジアゾメタンやα−ジアゾ―α―フェニルスルホニルアセトフェノンなどのジアゾメタン化合物、芳香族ジアゾニウム塩、トリフルオロスルホニウムヘキサフルオロホスフェートやトリフルオロスルホニウムヘキサフルオロアンチモネートなどの芳香族スルホニウム塩、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェートや４−イソプロピル−４‘−メチルジフェニルヨードニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボーレートなどの芳香族ヨードニウム塩、芳香族ホスホニウム塩、芳香族オキシスルホキソニウム塩、ベンゾイントシレートや２−ニトロベンジルトシレートなどの芳香族スルホン酸エステル、２，４，６−トリス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジンや２−（２’−メトキシスチリル）−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジンなどのトリアジン化合物、メタロセン系化合物などが挙げられる。光アニオン重合開始剤としては、トリブチルナフトイルメチルアンモニウムブチルアイオダイドやＮ−フェナンシル−Ｎ−メチルピペリジニウムジメチルカルバミン酸塩などの第４級アンモニウム塩、アシルオキシムやカルバモイルオキシムなどのオキシム化合物、ピペリジンなどのアミンのカルバミン酸誘導体、ジフェニルメタン−４，４‘−ビス（ホルムアミド）などの芳香族ホルムアミド類などがあげられる。
【００１３】
熱硬化型触媒としては、トリエチルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン、ピリジン、Ｎ−メチルピペリジン、ピペラジントリエチレンジアミン、イミダゾール等のアミン類、これらアミン類とボランおよび三フッ化ホウ素とのコンプレックス、トリ−ｎ−ブチルホスフィン、トリフェニルホスフィンの等のホスフィン類、テトラ−ｎ−ブチルアンモニウムブロマイド、トリエチルベンジルアンモニウムクロライド、セチルジメチルベンジルアンモニウムクロライド、１−ｎ−ドデシルピリジニウムクロライド等の第４級アンモニウム塩、テトラ−ｎ−ブチルホスホニウムクロライド、テトラフェニルホスホニウムブロマイド等の第４級ホスホニウム塩、トリ−ｎ−ブチルスルホニウムブロマイド、トリフェニルスルホニウムヨーダイド等の第３級スルホニウム塩、ジフェニルヨードニウムクロライド、ジフェニルヨードニウムブロマイド、ジフェニルヨードニウムヨーダイド等の第２級ヨードニウム塩、塩酸、硫酸、硝酸、燐酸、炭酸等の鉱酸類およびこれらの半エステル類、３フッ化硼素、３フッ化硼素のエーテラート等のルイス酸類、有機酸類およびこれらの半エステル類、ケイ酸、四フッ化ホウ酸、クミルパーオキシネオデカノエート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ｔｅｒｔ−ブチルパーオキシネオデカノエート、ベンゾイルパーオキサイド等の過酸化物、２，２’−アゾビス（４−メトキシ−２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス（２−シクロプロピルプロピオニトリル）、２，２’−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ系化合物、ホルムアルデヒドとパライルイジンの反応物、アセトアルデヒドとアニリンの反応物、トリクロトニリデン−テトラミンの反応物等のアルデヒドとアミン系化合物の反応物、ジフェニルグアニジン、テトラメチルグアニジン等のグアニジン類、ジブチルチオ尿素、テトラメチルチオ尿素等のチオ尿素類、ジベンゾチアジルジスルフィド、２−メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩等のチアゾール類、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド等のスルフェンアミド類、テトラブチルチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムジスルフィド等のチウラム類、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ピペコリルチオカルバミン酸ピペコリウム等のジチオカルバミン酸塩類、イソプロピルキサントゲン酸亜鉛、ジブチルキサントゲン酸ジスルフィド等のキサントゲン酸塩類、モノ−および／またはジブチルリン酸、モノ−および／またはジオクチルリン酸等の酸性リン酸エステル類等があげられる。
以上、チイラン環を有する化合物の重合を促進させる触媒のごく一部を例示したが、重合促進効果を発現するものであれば、これら列記化合物に限定されるものではない。また、これら光硬化型触媒および／または熱硬化型触媒は単独でも２種類以上を混合して使用してもかまわない。触媒の添加量は、チイラン環を有する化合物１００重量部に対して、０．０００１〜１０．０重量部であり、好ましくは０．０００５〜５．０重量部である。
【００１４】
また、必要に応じて、重合を促進させる触媒に加えて、重合反応をコントロールする目的で重合調整剤を添加することも可能である。本発明の光学用接着剤組成物の重合調整剤としては、ハロゲンスズ系化合物、ハロゲンゲルマン系化合物ハロゲン化物に代表される長期周期律表における第１３〜１６族のハロゲン化物などが効果的である。これら重合調整剤は単独でも２種類以上を混合して使用してもかまわない。重合調整剤の添加量は、チイラン環を有する化合物１００重量部に対して、０．０００１〜１０．０重量部である。
さらに、硬化後の光学素子の性能を所望に調整するために、必要に応じて、組成物成分の一部もしくは全部と反応可能な化合物を添加することも可能である。組成物成分の一部もしくは全部と反応可能な化合物としては、エポキシ化合物類、イソ（チオ）シアネート類、カルボン酸類、カルボン酸無水物類、フェノール類、アミン類、ビニル化合物類、アリル化合物類、アクリル化合物類、メタクリル化合物類などが挙げられる。組成物成分の一部もしくは全部と反応可能な化合物の添加量は、チイラン環を有する化合物１００重量部に対して、１〜２００重量部である。
【００１５】
本発明の光学用接着剤組成物は、光硬化型触媒を用いる場合、光硬化型の接着剤となる。その使用方法、すなわち重合硬化方法は、接着剤組成物を塗布した光学部品に紫外線や短波長の可視光を数秒から数時間照射して硬化接着し、光学素子得る。接着剤組成物の硬化に使用できる光源としては、紫外線蛍光灯、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプなどの紫外線の光源や、短波長の可視光領域に有効出力を有する可視光蛍光灯、ハロゲンランプ、照明用メタルハライドランプなどの可視光の光源があげられる。接着剤組成物に光硬化型触媒に加えてアントラキノン系化合物やチオキサントン系化合物などの公知の光増感剤を添加して、照射して硬化接着してもよい。
熱硬化型触媒を用いる場合は、熱硬化型の接着剤となる。その重合硬化方法は、接着剤組成物を塗布した光学部品に２０℃から２００℃の温度範囲で、数分から数日間加熱して硬化接着し、光学素子得る。接着剤組成物の硬化に使用できる熱源としては、電気オーブン、恒温槽、ドライヤーなどがあげられる。
また、光硬化型と熱硬化型を組み合わせて、重合硬化する方法も可能である。すなわち、はじめに光照射した後に加熱したり、はじめに加熱した後に光照射したり、光照射と同時に加熱したりして硬化接着し、光学素子を得ることも可能である。
【００１６】
本発明の光学用接着剤組成物は、シランカップリング剤などの内部密着性改善剤、フェノール系化合物やホスファイト系化合物などの酸化防止剤、アントラキノン系化合物に代表される油溶性染料などのブルーイング剤、ベンゾフェノン系化合物やベンゾトリアゾール系化合物などの紫外線吸収剤などの添加剤を加えて、得られる光学素子の実用性をより向上せしめることはもちろん可能である。
光学用接着剤組成物を塗布する際は、必要に応じて希釈剤などを添加して粘度を調節することも可能である。希釈剤としては、エタノール、アセトン、ＭＥＫ、酢酸エチル、ＴＨＦ、トルエン、メチレンクロライドなどの汎用の有機溶剤があげられる。塗布に際しては、必要に応じて、ハンドコーター、バーコーター、スピンコーターなどの塗布装置を用いてもよい。
光学用接着剤組成物を重合硬化させる前に、あらかじめ脱気処理およびろ過処理を行うことは、光学素子の高度な透明性を達成する面から好ましい。これらの処理は、チイラン環を有する化合物、チオール基を有する化合物、チイラン環を有する化合物の重合を促進させる触媒、重合調整剤、組成物成分の一部もしくは全部と反応可能な化合物、添加剤の混合前、混合時あるいは混合後、塗布後に行う。脱気処理は、通常、０．００１〜５０ｔｏｒｒの減圧下、１分間〜２４時間、０℃〜１００℃で行う。ろ過処理は、０．０５〜１０μｍ程度の孔径を有するＰＴＦＥやＰＥＴなどのフィルターを通過させて行う。
【００１７】
本発明による光学用接着剤組成物は、ガラス、金属、セラミックスなどに優れた密着性を持っている。用途としては、ガラスとガラス、ガラスとプラスチック、またはプラスチックとプラスチックといった光透過性の有る材料の接着、ガラスと金属、プラスチックと金属、ガラスとセラミック、又はプラスチックとセラミック等の光透過性の有る材料とその他のものとの接着、電子部品の装着、固定等がある。具体的には、カメラレンズの接着、カットガラスの接着、眼鏡用レンズの接着、プリズムの接着、ガラス基板と半導体部品の接着、光ファイバーのコネクター部品の接合、液晶基板への光学部品の接合、平板型マイクロレンズやプロジェクター用平板型マイクロレンズの接合等が有る。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、得られた硬化物の屈折率、着色評価、透明性評価は、以下の試験法により評価した。
屈折率は、重合させた２．５ｍｍ厚平板サンプルでアッベ屈折計を用い、２５℃で測定した。
着色評価は、２枚の１ｍｍ厚の石英ガラス間で重合し、接着させたサンプル（図１のように硬化後の厚さが４０μｍ±２μｍとなるようにスペーサーを入れたもの）の４３０ｎｍにおける透過率を分光光度計で測定した。評価は、硬化後、加熱（１８０℃で４時間加熱）後、光照射（サンシャインウェザーメーターのカーボンアーク燃焼光を２４０時間照射）後に、それぞれおこなった。
透明性は、重合させた２．５ｍｍ厚平板サンプルを暗室内で蛍光灯下、黒紙を背景にして観察し、以下の基準で評価した。
Ａ：くもりが見えない
Ｂ：くもりが薄く見える
Ｃ：くもりがはっきり見える
【００１９】
実施例１
ビス（β−エピチオプロピル）スルフィド（以下ａ−１化合物と呼ぶ）１００重量部とトリエチルベンジルアンモニウムクロライド（ｃ−１）０．０５重量部を加え、よく混合し均一とした。得られた接着剤組成物を、１ｔｏｒｒ、５分、２０℃の条件下で脱気処理し、０．５μｍのＰＴＦＥ製のメンブランフィルターでろ過した。次いで、この組成物を２枚のガラス板とガスケットから構成される厚さ２．５ｍｍの平板モールドに注入したサンプルと１ｍｍ厚の石英ガラスに塗布し同じく１ｍｍ厚の石英ガラスではさんだサンプル（図１のように硬化後の厚さが４０μｍ±２μｍとなるようにスペーサーを入れたもの）を作成した。両サンプルを３０℃で１０時間加熱し、次いで３０℃から１００℃まで１０時間かけて１００℃まで一定速度昇温させ、最後に１００℃で２時間加熱し、重合硬化させた。厚さ２．５ｍｍのモールドに注入したサンプルは、室温まで放冷した後、モールドから離型し、硬化した平板サンプルを得た。得られた硬化物の屈折率、着色評価、透明性の評価結果を表１に示した。
１ｍｍ厚の石英ガラスではさんだサンプルは、強固に接着しており、接着硬化層は、白濁がなく、無色で良好な透明性を示した。
【００２０】
実施例２〜８、及び比較例１
表１に示す組成に変える以外は実施例１を繰り返した。実施例１１においては、混合時にａ−４化合物が溶解せず不均一であったため、加温して混合し均一とした。なお、表中の化合物の略号は以下のとおりである。
ａ−２：ビス（β−エピチオプロピル）ジスルフィド
ａ−３：スチレンスルフィド
ａ−４：２，２−ビス〔４−（β−エピチオプロピルチオ）フェニル〕プロパンｂ−１：ビス（２−メルカプトエチル）スルフィド
ｂ−２：ペンタエリスリトールテトラキス（３−メルカプトプロピオネート）
ｂ−３：ペンタエリスリトールテトラキス（２−メルカプトアセテート）
ｃ−２：テトラブチルホスホニウムブロマイド
ｄ−１：ジブチルスズジクロライド
ｄ−２：γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン
ｄ−３：グリシジルメタクリレート
ｄ−４：１，３−ビス（イソシアナトメチル）ベンゼン
得られた硬化物の屈折率、着色評価、透明性の評価結果を表１に示した。
１ｍｍ厚の石英ガラスではさんだサンプルは、強固に接着しており、接着硬化層は、白濁がなく、無色で良好な透明性を示した。
【００２１】
実施例１２
ａ−１化合物１００重量部と既知の方法で合成した下記構造式（３）式で表されるＮ−フェナンシル−Ｎ−メチルピペリジニウムジメチルカルバミン酸塩（以下ｃ−３化合物と呼ぶ）１．０重量部を加え、よく混合し均一とした。
【００２２】
【化５】
尚、１ｍｍ厚の石英ガラスではさんだサンプルは、強固に接着しており、接着硬化層は、白濁がなく、無色で良好な透明性を示した。
【００２３】
比較例２
表１に示す組成に変える以外は実施例１２を繰り返した。なお、表中の化合物の略号は以下のとおりである。
ｄ−５：４，４‘−ジメルカプトジフェニルスルフィドジメタクリレート
ｄ−６：スチレン
ｄ−７：２，２‘−アゾビス（２，４−ジメチルバレロニトリル）
得られた硬化物の屈折率、着色評価、透明性の評価結果を表１に示した。
【００２４】
【表１】
【発明の効果】チイラン環を有する化合物１００重量部、チオール基を有する化合物１〜１００重量部、チイラン環を有する化合物の重合を促進させる触媒０．０００１〜１０重量部を主成分とする光学用接着剤組成物により、高屈折率で、着色の少なく、透明性に優れる光学素子が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例において着色評価で使用した試料を示す断面図である。
Claims (4)
- チイラン環を有する化合物及びチイラン環を有する化合物の重合を促進させる触媒とからなる光学用接着剤組成物。
- チイラン環を有する化合物、チオール基を有する化合物及びチイラン環を有する化合物の重合を促進させる触媒とからなる光学用接着剤組成物。
- チイラン環を有する化合物が、下記式（１）で表される構造を１個以上有する化合物である請求項１又は２記載の光学用接着剤組成物。
- チイラン環を有する化合物が、下記式（２）で表される化合物である請求項１または２記載の光学用接着剤組成物。
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