JP2011153179A - Material composition and optical element using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学素子を形成するに適した光学用の材料組成物およびその材料組成物を用いた光学素子に関するものである。また、特に高屈折率高分散であり、耐熱性に優れる光学素子材料組成物、およびその材料組成物を用いた光学素子に関するものである。 The present invention relates to an optical material composition suitable for forming an optical element and an optical element using the material composition. In particular, the present invention relates to an optical element material composition having high refractive index and high dispersion and excellent heat resistance, and an optical element using the material composition.
撮像モジュールとして、カメラ、ビデオカメラあるいはカメラ付携帯電話、テレビ電話あるいはカメラ付ドアホン、セキュリティー用監視カメラなどが知られている。近年、この撮像モジュールなどに用いられる光学系の小型軽量、低コスト化が大きな課題となっている。これらの光学系は、小型であるために複数枚のレンズを使用することが難しい。このため、様々な光学的収差を補正しつつ、これを少ないレンズで行うことができるよう、高屈折率の非球面レンズが多用されている。 As an imaging module, a camera, a video camera or a camera-equipped mobile phone, a videophone or a camera door phone, a security monitoring camera, and the like are known. In recent years, reduction in size and weight and cost of optical systems used in such imaging modules have become major issues. Since these optical systems are small, it is difficult to use a plurality of lenses. For this reason, an aspherical lens having a high refractive index is frequently used so that various optical aberrations can be corrected and this can be performed with a small number of lenses.
高屈折率の材料組成物として、カルバゾール骨格を有するラジカル重合性化合物からなるポリマー、および複数の芳香環を有し分子量が550以下であるラジカル反応性モノマーを含む硬化性材料組成物が提案されており(例えば、特許文献1参照)、屈折率nD1.60以上を実現している。 As a high refractive index material composition, a curable material composition including a polymer composed of a radically polymerizable compound having a carbazole skeleton and a radical reactive monomer having a plurality of aromatic rings and a molecular weight of 550 or less has been proposed. (For example, refer to Patent Document 1), a refractive index nD of 1.60 or more is realized.
しかしながら、他の収差と違って色収差の補正を行う場合、その材料組成物は、高屈折率なだけでなく、アッベ数を小さくして高分散にする必要がある。
特許文献1に示される材料組成物では、アッベ数を小さくすることによる色収差の補正に対しては考慮されていなかった。さらに、特許文献1に示される材料組成物のガラス転移温度は、50〜80℃程度であって、要求される耐熱性を満足せず、ガラス転移温度付近では温度変化によって光学素子の光学面の形状が大きく変化してしまう。このため、光学品質の安定性に課題がある。本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、高屈折率でありながらも、小さなアッベ数と耐熱性を備えた光学用の材料組成物およびそれを用いた光学素子を提供することを課題とする。
However, when correcting chromatic aberration unlike other aberrations, the material composition is required not only to have a high refractive index but also to have a high dispersion by reducing the Abbe number.
In the material composition shown in
本発明者らは、アクリロイルオキシアルキルカルバゾールあるいはメタクリロイルオキシアルキルカルバゾールの化合物と、分子中にビフェニル構造、ビスフェノールA構造、フルオレン構造およびナフタレン構造から選ばれる少なくとも1つの構造を有する重合性化合物を含む材料組成物からは、高屈折率高分散であり、耐熱性に優れる光学素子が得られることを見出した。 The present inventors have disclosed a material composition comprising a compound of acryloyloxyalkylcarbazole or methacryloyloxyalkylcarbazole and a polymerizable compound having at least one structure selected from a biphenyl structure, a bisphenol A structure, a fluorene structure and a naphthalene structure in the molecule. It was found that an optical element having a high refractive index and high dispersion and excellent heat resistance can be obtained from the product.
すなわち、本発明の第一の態様は、化学式1で示す(メタ)アクリロイルオキシアルキルカルバゾール(A)と、分子中にビフェニル構造、ビスフェノールA構造、フルオレン構造およびナフタレン構造から選らばれる少なくとも1つの構造を有する重合性化合物(B)を含む材料組成物を提供するものである。 That is, the first aspect of the present invention includes (meth) acryloyloxyalkylcarbazole (A) represented by Chemical Formula 1 and at least one structure selected from a biphenyl structure, a bisphenol A structure, a fluorene structure, and a naphthalene structure in the molecule. The material composition containing the polymeric compound (B) which has is provided.
また、重合開始剤(C)を含む前記の材料組成物である。
また、分子中に2個以上の重合性ビニル基を有する重合性化合物(D)を更に含む前記の材料組成物である。
Moreover, it is said material composition containing a polymerization initiator (C).
Moreover, it is the said material composition which further contains the polymeric compound (D) which has a 2 or more polymerizable vinyl group in a molecule | numerator.
前記重合性化合物(B)が、化学式2、3、4、5記載の化合物の群の中から選ばれる少なくとも一種である前記の材料組成物である。 In the material composition, the polymerizable compound (B) is at least one selected from the group of compounds represented by Chemical Formulas 2, 3, 4, and 5.
また、本発明の第二の態様は、前記のいずれかの材料組成物の硬化物である前記の光学素子である。
前記材料組成物の硬化物からなる光学素子、あるいは光学基材の表面に前記材料組成物の硬化物を積層した複合型光学素子を提供するものである。
Moreover, the 2nd aspect of this invention is the said optical element which is the hardened | cured material of one of the said material compositions.
The present invention provides an optical element comprising a cured product of the material composition, or a composite optical element in which a cured product of the material composition is laminated on the surface of an optical substrate.
本発明は、光学系の小型化および色収差の補正に有用な材料組成物を得ることができる。また、加工性に優れる光学素子を得ることができる。 The present invention can provide a material composition useful for downsizing an optical system and correcting chromatic aberration. In addition, an optical element having excellent processability can be obtained.
前記課題を解決するために、本発明の材料組成物は、化学式1で示される化合物(A)であるアクリロイルオキシアルキルカルバゾールあるいはメタクリロイルオキシアルキルカルバゾール(以下、これらを、(メタ)アクリロイルオキシアルキルカルバゾールと称す)と、分子中にビフェニル構造、ビスフェノールA構造、フルオレン構造およびナフタレン構造から選らばれる少なくとも1つの構造を有する重合性化合物(B)を必須成分とする。
(メタ)アクリロイルオキシアルキルカルバゾールは本発明の材料組成物の主成分として用いられ、その硬化物は高屈折率かつ高分散を示す重合性の化合物であり、色収差を補正する光学素子を構成するための材料組成物を作るのに非常に有用な成分である。
In order to solve the above-mentioned problems, the material composition of the present invention comprises acryloyloxyalkylcarbazole or methacryloyloxyalkylcarbazole (hereinafter referred to as (meth) acryloyloxyalkylcarbazole) which is the compound (A) represented by the
(Meth) acryloyloxyalkylcarbazole is used as a main component of the material composition of the present invention, and its cured product is a polymerizable compound exhibiting a high refractive index and high dispersion, and constitutes an optical element that corrects chromatic aberration. It is a very useful component for making a material composition.
化合物(A)の例としては、アクリロイルオキシメチルカルバゾール、メタクリロイルオキシメチルカルバゾール、アクリロイルオキシエチルカルバゾール、メタクリロイルオキシエチルカルバゾール、アクリロイルオキシプロピルカルバゾール、メタクリロイルオキシプロピルカルバゾールを挙げることができる。これらのカルバゾール化合物を単独で用いても良いし複数種類を混合して用いても良い
また、化学式1において、R1が水素であるアクリレートの方が、R1がメチル基であるメタクリレートに比べて高屈折率高分散になり硬化性にも優れる。化学式1において、R2の炭素数が小さくなると、より高屈折率高分散になる一方で、その硬化物がもろくなりやすくなる。
また、化合物(A)は一般的な製造工程の雰囲気温度である室温付近の温度では固体であるので、室温付近の温度においては単独で光学素子を作製する場合には困難を伴う。さらに、単独の硬化物は非常にもろく、−40℃程度の低温から80℃程度の高温の温度領域での温度変化による変形、割れが起こる問題がある。
Examples of the compound (A) include acryloyloxymethyl carbazole, methacryloyloxymethyl carbazole, acryloyloxyethyl carbazole, methacryloyloxyethyl carbazole, acryloyloxypropyl carbazole, and methacryloyloxypropyl carbazole. These carbazole compounds may be used singly or as a mixture of a plurality of types. Also, in Formula 1, the acrylate in which R1 is hydrogen is higher in refraction than the methacrylate in which R1 is a methyl group. High dispersion and excellent curability. In the
In addition, since the compound (A) is solid at a temperature near room temperature, which is an atmospheric temperature of a general production process, it is difficult to produce an optical element alone at a temperature near room temperature. Furthermore, a single cured product is very fragile, and there is a problem that deformation and cracking occur due to a temperature change in a temperature range from a low temperature of about −40 ° C. to a high temperature of about 80 ° C.
そこで、本発明の材料組成物における樹脂成分中の化合物(A)の含有量は39〜95質量%とすることが好ましい。この配合比率が、39質量%未満では十分な高屈折率高分散が材料組成物得られず、95質量%を超えると温度サイクルを受けると変形、割れが起こりやすい傾向になる。また、(A)の含有量は50〜95質量%の場合、更に好ましい。
重合性化合物(B)は、分子中にビフェニル構造、ビスフェノールA構造、フルオレン構造およびナフタレン構造から選らばれる少なくとも1つの構造と、更に少なくとも1つの重合性官能基を有する化合物であって、化合物(A)である(メタ)アクリロイルオキシアルキルカルバゾールの溶解性に優れるとともに重合の際には化合物(A)と共重合体を形成可能な重合性化合物である。
Therefore, the content of the compound (A) in the resin component in the material composition of the present invention is preferably 39 to 95% by mass. If the blending ratio is less than 39% by mass, a sufficiently high refractive index and high dispersion cannot be obtained, and if it exceeds 95% by mass, deformation and cracking tend to occur when subjected to a temperature cycle. Moreover, when content of (A) is 50-95 mass%, it is still more preferable.
The polymerizable compound (B) is a compound having in the molecule at least one structure selected from a biphenyl structure, a bisphenol A structure, a fluorene structure, and a naphthalene structure, and further having at least one polymerizable functional group. And (meth) acryloyloxyalkylcarbazole, which is excellent in solubility, and is capable of forming a copolymer with compound (A) upon polymerization.
また、重合性化合物(B)の融点は80℃以下であるとより好ましい。融点が80℃以下であれば光学素子に加工する工程の雰囲気温度である室温付近から70℃程度の温度領域において材料組成物を加工可能な液状にすることができる。融点が80℃を超えると光学素子に加工する工程において、材料組成物が硬化するまでの間には常に材料組成物を70℃以上に保持する必要があるので、加工性の観点では好ましくない。 The melting point of the polymerizable compound (B) is more preferably 80 ° C. or lower. If the melting point is 80 ° C. or lower, the material composition can be made into a liquid that can be processed in the temperature range from about room temperature to about 70 ° C., which is the atmospheric temperature in the process of processing into an optical element. If the melting point exceeds 80 ° C., the material composition must be kept at 70 ° C. or higher until the material composition is cured in the process of processing into an optical element, which is not preferable from the viewpoint of workability.
ビフェニル構造を有する重合性化合物は以下の化学式2で示される。式中R3とR4のいずれか、あるいは両方がラジカル重合性官能基である。ラジカル重合性官能基とは、ビニル基、アリル基、アクリロイル基あるいはメタクリロイル基であり、材料組成物の硬化物を化合物(A)である(メタ)アクリロイルオキシアルキルカルバゾールと共重合体を形成することができる官能基である。
The polymerizable compound having a biphenyl structure is represented by the following
ビフェニル構造を有する重合性化合物としては、ジフェン酸ジアリル、2-フェニルフェニル(メタ)アクリレート、2-フェニルフェニル(メタ)アクリレートのエチレンオキサイド付加物などを挙げることができる。化合物(A)の(メタ)アクリロイルオキシアルキルカルバゾールの溶解性と光学素子の加工性の観点からはジフェン酸ジアリルを用いることが特に好ましい。
フルオレン構造を有する重合性化合物は以下の化学式3で示される。式中R5は水素またはメチル基を表す。また、Aは、直接結合または、1個から3個のメチレン基を表す。
(メタ)アクリロイル基を有するので、化合物(A)である(メタ)アクリロイルオキシアルキルカルバゾールと共重合体を形成することができる。本成分は光学素子に加工する工程の雰囲気温度である室温付近で材料組成物を液状にするために必要な成分である。
また、その硬化物は屈折率が高くアッベ数が小さい高屈折率高分散の材料組成物を作るのに有用な成分である。特に9,9−ビス(4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル)フルオレンなどビスフェニル構造のフルオレン化合物と比較して、より屈折率が高く、また加工時の粘度が低いので加工性に優れる利点がある。
Examples of the polymerizable compound having a biphenyl structure include diallyl diphenate, 2-phenylphenyl (meth) acrylate, and an ethylene oxide adduct of 2-phenylphenyl (meth) acrylate. From the viewpoint of the solubility of the (meth) acryloyloxyalkylcarbazole of the compound (A) and the workability of the optical element, it is particularly preferable to use diallyl diphenate.
The polymerizable compound having a fluorene structure is represented by the following
Since it has a (meth) acryloyl group, it can form a copolymer with (meth) acryloyloxyalkylcarbazole which is the compound (A). This component is a component necessary for making the material composition liquid at around room temperature, which is the atmospheric temperature in the process of processing into an optical element.
The cured product is a useful component for producing a high refractive index and high dispersion material composition having a high refractive index and a small Abbe number. In particular, compared to fluorene compounds having a bisphenyl structure such as 9,9-bis (4- (2-acryloyloxyethoxy) phenyl) fluorene, it has a higher refractive index and a lower viscosity at the time of processing, so it has an advantage of excellent workability. There is.
また、化学式3において、R5が水素であるアクリレートの方が、R5がメチル基であるメタクリレートに比べて高屈折率高分散になり硬化性にも優れる。
メタクリレート基が直接結合したフルオニル(メタ)アクリレートは屈折率が高く、メチレン基の数が1から3に増えるにしたがって屈折率は低下する一方で柔軟性が増しヒートサイクル特性が向上する。炭素数が3を超えるとその硬化物を高屈折率高分散なものを得ることが難しくなるので好ましくない。また、高屈折率とヒートサイクル特性の両方を考慮すると、n=1または2が特に好ましい。
Further, in the
Fluoryl (meth) acrylate directly bonded with a methacrylate group has a high refractive index, and as the number of methylene groups increases from 1 to 3, the refractive index decreases while flexibility increases and heat cycle characteristics improve. If the number of carbon atoms exceeds 3, it is difficult to obtain a cured product having a high refractive index and high dispersion, such being undesirable. In consideration of both high refractive index and heat cycle characteristics, n = 1 or 2 is particularly preferable.
R5は水素またはメチル基を、Aは、直接結合または、1個から3個のメチレン基を表す。
R5 represents hydrogen or a methyl group, and A represents a direct bond or 1 to 3 methylene groups.
フルオレン構造を有する重合性化合物としては、フルオニルアクリレート、フルオニルメタクリレート、フルオニルメチルアクリレート、フルオニルメチルメタクリレート、フルオニルプロピルアクリレート、フルオニルプロピルメタクリレートを挙げることができる。
ナフタレン構造を有する重合性化合物は以下の化学式4で示される。式中R7とR8のいずれかあるいは両方がラジカル重合性官能基である。ラジカル重合性官能基とは、ビニル基、アリル基、アクリロイル基あるいはメタクリロイル基であり、材料組成物の硬化物を化合物(A)である(メタ)アクリロイルオキシアルキルカルバゾールと共重合ポリマーになることができる官能基である。
Examples of the polymerizable compound having a fluorene structure include fluoryl acrylate, fluoronyl methacrylate, fluoronylmethyl acrylate, fluorylmethyl methacrylate, fluorylpropyl acrylate, and fluorylpropyl methacrylate.
The polymerizable compound having a naphthalene structure is represented by the following
ナフタレン構造を有する重合性化合物としては、1−(メタ)アクリロイルオキシナフタレン、1−(メタ)アクリロイルオキシ−4−メトキシナフタレン、1−(メタ)アクリロイルオキシ−4−ビニルナフタレン、1,4−ジ(メタ)アクリロイルオキシナフタレン、2,6−ジ(メタ)アクリロイルオキシナフタレン、1−(メタ)アクリロイルオキシポリアルコキシナフタレン、1,4−ジ(メタ)アクリロイルオキシポリアルコキシナフタレン、2,6−ジ(メタ)アクリロイルオキシポリアルコキシナフタレンなどを挙げることができる。 Examples of the polymerizable compound having a naphthalene structure include 1- (meth) acryloyloxynaphthalene, 1- (meth) acryloyloxy-4-methoxynaphthalene, 1- (meth) acryloyloxy-4-vinylnaphthalene, 1,4-di (Meth) acryloyloxynaphthalene, 2,6-di (meth) acryloyloxynaphthalene, 1- (meth) acryloyloxypolyalkoxynaphthalene, 1,4-di (meth) acryloyloxypolyalkoxynaphthalene, 2,6-di ( And (meth) acryloyloxypolyalkoxynaphthalene.
ビスフェノールA構造を有する重合性化合物は、化学式5で示される。R9とR10の少なくともいずれか一方はラジカル重合性官能基である。ラジカル重合性官能基とは、一例を挙げれば、ビニル基、アリル基、アクリロイル基あるいはメタクリロイル基であり、材料組成物の硬化物を化合物(A)である(メタ)アクリロイルオキシアルキルカルバゾールと共重合体を形成する官能基である。 The polymerizable compound having a bisphenol A structure is represented by Chemical Formula 5. At least one of R9 and R10 is a radical polymerizable functional group. The radical polymerizable functional group is, for example, a vinyl group, an allyl group, an acryloyl group or a methacryloyl group, and the cured product of the material composition is co-polymerized with the compound (A) (meth) acryloyloxyalkylcarbazole. It is a functional group that forms a coalescence.
ビスフェノールA構造を有する重合性化合物としては、ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAエチレンオキシド変性ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAプロピレンオキシド変性ジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAグリシジルジ(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。
重合性化合物(B)は、前記した化学式2から化学式5で表される化合物を単独で用いても良いし複数種類を混合して用いても良い。
材料組成物中の重合性化合物(B)の含有量は4〜55質量%である。より好ましくは10〜30質量%である。5質量%未満では十分な耐熱性が得られないため、温度変化の際に変形、割れが起こりやすい。また、55質量%を超えると十分な高屈折率高分散の材料組成物を得ることが困難となる。
Examples of the polymerizable compound having a bisphenol A structure include bisphenol A di (meth) acrylate, bisphenol A ethylene oxide modified di (meth) acrylate, bisphenol A propylene oxide modified di (meth) acrylate, and bisphenol A glycidyl di (meth) acrylate. be able to.
As the polymerizable compound (B), the compounds represented by the
The content of the polymerizable compound (B) in the material composition is 4 to 55% by mass. More preferably from 10 to 3 0% by weight. If it is less than 5% by mass, sufficient heat resistance cannot be obtained, so that deformation and cracking are likely to occur during temperature changes. On the other hand, when it exceeds 55% by mass, it is difficult to obtain a material composition having a sufficiently high refractive index and high dispersion.
本発明の材料組成物は、重合開始剤(C)をさらに含んでも良い。重合開始剤(C)を含むことにより、樹脂の硬化をより容易にすることができる。また、重合開始剤(C)としては、熱重合開始剤と光重合開始剤のいずれも用いることができる。このうち光重合開始剤を用いると、比較的短時間の紫外光照射によって樹脂の硬化ができる上、樹脂の面精度を確保しやすいため好ましい。 The material composition of the present invention may further contain a polymerization initiator (C). By including the polymerization initiator (C), curing of the resin can be facilitated. Moreover, as a polymerization initiator (C), both a thermal polymerization initiator and a photoinitiator can be used. Among these, the use of a photopolymerization initiator is preferable because the resin can be cured by ultraviolet light irradiation for a relatively short time and the surface accuracy of the resin can be easily secured.
光重合開始剤としては、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチル−ペンチルクラスフィンオキシド、ベンゾフェノンおよびベンゾフェノン誘導体、ベンジル及びベンジル誘導体、ベンゾイン及びベンゾイン誘導体、ベンゾイル安息香酸アルキル、ビス(4−ジアルキルアミノフェニル)ケトン、ベンゾインアルキルエーテル、4−ジメチルアミノ安息香酸、4−ジメチルアミノ安息香酸エステル、アルコキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、チオキサントン及びチオキサントン誘導体、トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキシドなどを挙げることができる。これらの重合開始剤は1種で用いてもよいし、2種以上を組合せて用いてもよい。 Photoinitiators include 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethyl-pentyl clasphine oxide, benzophenone and Benzophenone derivatives, benzyl and benzyl derivatives, benzoin and benzoin derivatives, alkyl benzoylbenzoate, bis (4-dialkylaminophenyl) ketone, benzoin alkyl ether, 4-dimethylaminobenzoic acid, 4-dimethylaminobenzoic acid ester, alkoxyacetophenone, Examples thereof include benzyl dimethyl ketal, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, thioxanthone and thioxanthone derivatives, and trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide. These polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.
重合開始剤(C)の含有量は、重合開始剤を除く材料組成物100質量部に対して、0.1〜5質量部が好ましい。より好ましくは1〜2質量部である。0.1質量部では十分な硬化性を有する材料組成物が得られず、硬化度の低い硬化物になる問題がある。一方、5質量部を超えると硬化物の透明性が低下したり、耐光性が低下したりする問題がある。
また、前記重合開始剤(C)を含有しない場合にも、本発明の硬化性樹脂組成物は、X線、電子線等の高エネルギーの放射線エネルギーや、熱エネルギーを付与することによりラジカル重合による硬化が可能なものとなる。
The content of the polymerization initiator (C) is preferably 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the material composition excluding the polymerization initiator. More preferably, it is 1-2 mass parts. When the content is 0.1 parts by mass, a material composition having sufficient curability cannot be obtained, resulting in a cured product having a low degree of curing. On the other hand, when the amount exceeds 5 parts by mass, there is a problem that the transparency of the cured product is lowered or the light resistance is lowered.
Even when the polymerization initiator (C) is not contained, the curable resin composition of the present invention is based on radical polymerization by applying high energy radiation energy such as X-rays or electron beams, or thermal energy. Curing is possible.
本発明の材料組成物は、重合性化合物(D)を更に含んでも良い。重合性化合物(D)は、分子中に2個以上の重合性ビニル基を有する化合物(B)以外の重合性化合物である。
重合性ビニル基とは、ビニル基、アリル基、アクリロイル基あるいはメタクリロイル基であり、化合物(A)である(メタ)アクリロイルオキシアルキルカルバゾールおよび化合物(B)と共重合ポリマーできる官能基であり、材料組成物の耐熱性を向上させるだけでなく、ヒートサイクル特性や加工性の調整するための成分である。
The material composition of the present invention may further contain a polymerizable compound (D). The polymerizable compound (D) is a polymerizable compound other than the compound (B) having two or more polymerizable vinyl groups in the molecule.
The polymerizable vinyl group is a vinyl group, an allyl group, an acryloyl group, or a methacryloyl group, and is a functional group that can be copolymerized with the compound (A) (meth) acryloyloxyalkylcarbazole and the compound (B). In addition to improving the heat resistance of the composition, it is a component for adjusting heat cycle characteristics and workability.
2個以上の重合性ビニル基を有する重合性化合物としては、脂肪族、脂環族あるいは芳香族のジ(メタ)アクリレート、トリ(メタ)アクリレートあるいはポリ(メタ)アクリレート、ポリエステル(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレート、エポキシ(メタ)アクリレートからを選択できる。具体的には、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタントリ(メタ)アクリレート、テトラメチロールメタンテトラ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ブタンジオール(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール、多官能ポリエステル(メタ)アクリレートなどを挙げることができる。耐熱性および加工性の観点からはトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレートあるいは多官能ポリエステルアクリレートが特に好ましく、本発明に使用できるものとしてはアロニックスM 7300K(東亞合成製)を挙げることができる。 Examples of the polymerizable compound having two or more polymerizable vinyl groups include aliphatic, alicyclic or aromatic di (meth) acrylate, tri (meth) acrylate or poly (meth) acrylate, polyester (meth) acrylate, Urethane (meth) acrylate and epoxy (meth) acrylate can be selected. Specifically, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethylene oxide modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tetramethylol methane tri (meth) acrylate, tetramethylol methane tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) Examples include acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, butanediol (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, polyethylene glycol, and polyfunctional polyester (meth) acrylate. From the viewpoint of heat resistance and processability, trimethylolpropane tri (meth) acrylate or polyfunctional polyester acrylate is particularly preferred, and examples of materials that can be used in the present invention include Aronix M 7300K (manufactured by Toagosei Co., Ltd.).
重合性化合物(D)は、分子内に2個以上重合性官能基を有しているので材料組成物の硬化物の重合度あるいは架橋密度が高くなり耐熱性を向上させるという効果が得られる。また、重合性化合物(D)を配合することによって、材料組成物の粘度や融点を加工し易い範囲に調整することができる。一方、重合性化合物(D)は、化合物(A)や重合性化合物(B)よりも低屈折率、低分散の傾向にあるので、高屈折率高分散の材料組成物を作るにはその含有量を低く抑える必要がある。そこで重合性化合物(D)の含有量は0〜30質量%が好ましい。より好ましくは0〜20質量%である。30質量%より多いと高屈折率、高分散な材料組成物を得ることが困難となる。 Since the polymerizable compound (D) has two or more polymerizable functional groups in the molecule, the degree of polymerization of the cured product of the material composition or the crosslinking density is increased, and the effect of improving the heat resistance is obtained. Moreover, the viscosity and melting | fusing point of a material composition can be adjusted to the range which is easy to process by mix | blending polymeric compound (D). On the other hand, the polymerizable compound (D) tends to have a lower refractive index and lower dispersion than the compound (A) and the polymerizable compound (B). The amount needs to be kept low. Therefore, the content of the polymerizable compound (D) is preferably 0 to 30% by mass. More preferably, it is 0-20 mass%. When it is more than 30% by mass, it is difficult to obtain a material composition having a high refractive index and high dispersion.
本発明の材料組成物には、上記の成分の他に、更に紫外線吸収剤や酸化防止剤を添加して耐久性を向上させても良い。
本発明の材料組成物の硬化物の屈折率は、d線における屈折率ndにおいて、1.60を超えることが好ましい。より好ましくは1.61以上である。屈折率ndが1.60より低いと光学系を充分に小型化することができず、光学系およびレンズが大きくなってしまう。また、色収差の補正のためにはアッベ数νdは30未満が好ましい。より好ましくは25未満である。アッベ数νdが30を超えると色収差の補正に十分な効果が得られない。なお、アッベ数νdは以下の式2より計算した値である。
νd=(nd−1)/(nF−nC)……式2
(ただし、nd、nC、nFはそれぞれd線、C線、F線に対する屈折率である)
In addition to the above components, the material composition of the present invention may further contain a UV absorber or an antioxidant to improve durability.
The refractive index of the cured product of the material composition of the present invention preferably exceeds 1.60 in the refractive index nd at the d-line. More preferably, it is 1.61 or more. If the refractive index nd is lower than 1.60, the optical system cannot be sufficiently miniaturized, and the optical system and the lens become large. In order to correct chromatic aberration, the Abbe number νd is preferably less than 30. More preferably, it is less than 25. When the Abbe number νd exceeds 30, a sufficient effect for correcting chromatic aberration cannot be obtained. The Abbe number νd is a value calculated from the
νd = (nd−1) / (nF−nC) ……
(However, nd, nC, and nF are refractive indexes for d-line, C-line, and F-line, respectively)
以下に図面を参照して本発明の光学素子、および複合型光学素子について説明する。
図1は、本発明の光学素子を成形する成形装置の一例を示す図である。
なお、本発明の光学素子は、上述のように、本発明の光学用の材料組成物を重合させた硬化物のみから構成される光学素子である。光学素子成形装置1は、筒状の金属製胴型2、所望の光学面3aを有する金属製の上型3、所望の光学面4aを有し、紫外線を透過するガラスからなる下型4、上型3を上下に駆動するための駆動ロッド5、下型4から硬化した光学素子を離型するための離型筒6を備えている。筒状の金属製胴型2には、材料組成物を注入するための注入口7と、過剰の材料組成物を排出するための排出口8が設けられている。
The optical element and composite optical element of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a view showing an example of a molding apparatus for molding an optical element of the present invention.
In addition, the optical element of this invention is an optical element comprised only from the hardened | cured material which superposed | polymerized the optical material composition of this invention as mentioned above. The optical
駆動ロッド5は図示しない駆動源によって、金属製胴型2内で上型3を上下に摺動する。また離型筒6は金属製胴型2の内周面に接して上下に摺動する。上型3および下型4の各光学面と、金属製胴型2の内周面とで光学素子成形用の成形室9が形成されている。
光学素子の成形は以下の手順で行う。金属製の上型3とガラス製の下型4を、光学面3a、4aが対向するように金属製胴型2内に載置する。この時、上型3を、駆動ロッド5によって第一段階の所定高さに保持する。この第一段階の所定高さは、上型3が排出口8より上部に位置する高さである。上型3をこの高さに保持することによって、成形室9を形成する。
The drive rod 5 slides up and down the
The optical element is molded by the following procedure. The metal
次に光重合開始剤を含有させた本発明の材料組成物を、注入口7より注入して成形室9内に充填していく。この時、成形室9内を負圧にしておくと、材料組成物の注入時における気泡の巻き込みや、成形室内の空気残りを防ぐことができる。排出口8から材料組成物があふれ出てきた時点で成形室9内が充填されたものと判断して、材料組成物の注入を停止する。
注入口7を塞ぎ、上型3を下方に押圧して第二段階の高さにする。このとき、さらに過剰の材料組成物が排出口8から流出する。次に下型4の下方より、紫外線を照射し材料組成物を硬化させる。なお、紫外線照射装置は離型筒6の下方に配置されているが、図示を省略している。材料組成物の硬化に伴う収縮にあわせて、上型3を下方に徐々に移動させる。収縮に連動させて上型3を下降させることで、硬化後の光学素子の内部応力を低減できる。材料組成物が十分に硬化した後、駆動ロッド5を上昇させて上型3を離型させる。次に離型筒6を上に移動させて、下型4から硬化物を離型させる。このようにして材料組成物からなる硬化物を、所望の形状を有する光学素子として取り出すことができる。
Next, the material composition of the present invention containing a photopolymerization initiator is injected from the
The
なお、図1において、光学面3a、4aがいずれも球面であれば球面レンズが、光学面3a、4aのいずれかあるいは両方が非球面であれば非球面レンズが、光学面3a、4aのいずれかあるいは両方が回折面であれば回折レンズがそれぞれ、光学素子として製造できる。
In FIG. 1, a spherical lens is used if both of the
また、本発明の複合型光学素子は、上記の材料組成物を光学基材の表面に載せた状態で硬化させて、光学基材と当該材料組成物の硬化物とを積層させることによって製造することができる。
この複合型光学素子は、光学基材と材料組成物の硬化物の界面が、球面、非球面、自由曲面あるいは回折面である複合型光学素子となる。複合型光学素子に用いる光学基材としては、所望の形状に加工するときに欠け、表面変色、失透やあるいは濁り等の問題が起きない通常の光学用ガラス、光学用樹脂あるいは透明セラミックスを用いることができる。光学用ガラスとしては、石英、BK7(SCHOOT)、BACD11(HOYA)、BAL42、LAH53(オハラ社)等を挙げることができる。光学用樹脂としては非晶質ポリオレフィンであるゼオネックス(日本ゼオン)、ARTON(JSR)、アペル(三井化学)等、アクリル樹脂であるアクリペット(三菱レイヨン)、デルペット(旭化成)等を挙げることができる。
The composite optical element of the present invention is produced by curing the above-described material composition on the surface of the optical substrate, and laminating the optical substrate and a cured product of the material composition. be able to.
This composite optical element is a composite optical element in which the interface between the optical substrate and the cured product of the material composition is a spherical surface, an aspherical surface, a free-form surface, or a diffractive surface. As an optical base material used for the composite optical element, ordinary optical glass, optical resin, or transparent ceramic that does not cause problems such as chipping, surface discoloration, devitrification, or turbidity when processed into a desired shape is used. be able to. Examples of the optical glass include quartz, BK7 (SCHOOT), BACD11 (HOYA), BAL42, LAH53 (Ohara). Examples of optical resins include amorphous polyolefins such as Zeonex (Nippon Zeon), ARTON (JSR), Appel (Mitsui Chemicals), acrylic resins such as Acrypet (Mitsubishi Rayon) and Delpet (Asahi Kasei). it can.
光学基材の表面に本発明の材料組成物を充填し、所望の形になるようにその上面に型を接触させる。この際に用いる型は、金属製でもガラス製でも良いが、光学基材の反対面から紫外線を照射して当該材料組成物を硬化させる場合は、ガラス製の型を用いる。また、金属製の型を用いた場合は、光学基材の側から紫外線を照射して材料組成物を硬化させる。
このような方法により、例えば、図2のような複合型光学素子を製造することができる。図2で示す複合型光学素子10は、光学基材11の表面に材料組成物の硬化物13が一体に形成されている。
The surface of the optical substrate is filled with the material composition of the present invention, and a mold is brought into contact with the upper surface so as to have a desired shape. The mold used at this time may be made of metal or glass. However, when the material composition is cured by irradiating ultraviolet rays from the opposite surface of the optical substrate, a glass mold is used. When a metal mold is used, the material composition is cured by irradiating ultraviolet rays from the side of the optical substrate.
By such a method, for example, a composite optical element as shown in FIG. 2 can be manufactured. In the composite
以下、複合型光学素子の製造方法について説明する。
図3は、複合型光学素子の製造装置の一例を説明する図であり、光軸から左側は断面を示す。複合型光学素子の製造装置20は、支持枠(図示しない)、支持台21、受け部22および保持筒23を備えている。支持台21は、支持枠により支持されている。受け部22は筒状の形状であって、支持台21に取り付けられている。受け部22には、軸受け24が設けられている。
Hereinafter, a method for manufacturing the composite optical element will be described.
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a composite optical element manufacturing apparatus, and the left side of the optical axis shows a cross section. The composite optical
保持筒23は、この軸受24を介して受け部22に取り付けられており、保持筒23は、この軸受24の作用によって受け部22に対して回転自在になっている。また、保持筒23には、その内周上部に、光学基材11の外縁部を受ける環状の係合縁25が設けられている。また、保持筒23の下部には、プーリ26が−体に形成されている。
一方、支持台21の下側には、モータ27が固定されている。モータ27の駆動軸28には、プーリ29が取り付けられている。そして、プーリ29とプーリ26の間にベルト30が巻き掛けられている。これらにより、保持筒23を回転する回転機構を構成している。
The holding
On the other hand, a
なお、軸受24は、それぞれ押さえリング31、32によって固定されている。すなわち、押さえリング31は受け部22のねじ部22aに、また押さえリング32は、保持筒23のねじ部23aにそれぞれ螺合している。これにより、受け部22と保持筒23の間に、軸受24を固定することができる。
また、前記支持台21の上方には、支持手段35が設けられている。支持手段35は、上部金型3を上下動して、上部金型3を所望の位置に支持する支持手段35の支持柱36は支持台21の上面に固定されており、支持柱36にはシリンダ37が設けられている。
そして、シリンダ37にはシリンダロッド38が取り付けられている。さらに、シリンダロッド38の先端には、上部金型3が取り付けられている。
また、保持筒23の係合縁25に光学基材11を載置した状態で、光学基材11の光軸39と上部金型3の軸が一致するように、上部金型3が支持されている。
The
A support means 35 is provided above the
A
Further, the
以上に説明した複合型光学素子の製造装置を使用した複合型光学素子の製造方法を説明する。
所望の光学特性を有するレンズからなる光学基材11を、保持筒23の係合縁25によって位置決めされるように載置する。なお、光学基材11の表面11aの材料組成物形成面には、材料組成物とガラス製の光学基材との密着性を向上させるためのカップリング処理を施しても良い。次いで、光学基材11の表面11aに、材料組成物12を吐出手段(図示しない)によって所要量吐出する。
A composite optical element manufacturing method using the composite optical element manufacturing apparatus described above will be described.
The
次に、シリンダ35を作動させて、上型3を下降させて、上型3の光学面3aを、光学基材11の表面11aに吐出された材料組成物12に当接させる。さらに下降を続けることで、材料組成物12は所定の形状に展延される。
所定の形状まで展延する前に、上型3の下降を停止させる。この状態で、モータ27を作動させて保持筒23を回転させることによって、光学基材11を少なくとも1回転させる。
Next, the
Before spreading to a predetermined shape, the lowering of the
図4は、材料組成物12の展延状態を示す図である。光学基材11の表面11aに載せられた材料組成物12に、光学基材11の光軸39と上型3の軸が一致するように上型3を押し当てて、光学基材11側を少なくとも1回転させる。このようにすることで、材料組成物12は光学基材11の表面11aと上型3との間の空間を均一に延びて材料組成物層が形成される。
その後、再びシリンダ37を作動させて、再び上型3を下降させる。そして、材料組成物12の層が所望の厚みと直径に達したところで(所定の形状となったところで)、上型3の下降を停止し、光学基材11の下側から紫外線照射装置(図示しない)にて紫外線を照射する。
その結果、上型3と光学基材11の間にある材料組成物が硬化し、材料組成物の硬化物13を光学基材11の表面11aに一体に形成することができる。このとき、材料組成物の硬化物13の表面には、上型3の光学面3aが転写された光学面が形成される。そして、材料組成物の硬化物13の表面から上型3の光学面3aから硬化物を離型することにより、所望の形状を有する複合型光学素子を得ることができる。
FIG. 4 is a view showing a spread state of the
Thereafter, the
As a result, the material composition between the
実施例1
材料組成物の調製
化合物(A)としてアクリロイルオキシエチルカルバゾール(AOECZ)50質量%、化合物(B)として2-フェニルフェニルアクリレート(FFA)49質量%、および化合物(C)として2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン(HMPP)1質量%を70℃に加温しながら均一に撹拌混合して材料組成物を調製した。
Example 1
Preparation of Material Composition 50% by mass of acryloyloxyethylcarbazole (AOECZ) as the compound (A), 49% by mass of 2-phenylphenyl acrylate (FFA) as the compound (B), and 2-hydroxy-2-yl as the compound (C) A material composition was prepared by uniformly stirring and mixing 1 mass% of methyl-1-phenyl-propan-1-one (HMPP) at 70 ° C.
(硬化物の作製)
材料組成物を、直径20mmで厚さ1mmの大きさに成形し、波長400nmにおける紫外線を照度100mW/cm2 で100秒間照射し、さらに80℃で1時間加熱し、硬化物を作製した。得られた硬化物について、屈折率を測定し、アッベ数νdを求めた。その結果を表1に示す。
(Production of cured product)
The material composition was molded into a size of 20 mm in diameter and 1 mm in thickness, irradiated with ultraviolet rays at a wavelength of 400 nm at an illuminance of 100 mW / cm 2 for 100 seconds, and further heated at 80 ° C. for 1 hour to prepare a cured product. About the obtained hardened | cured material, the refractive index was measured and Abbe number (nu) d was calculated | required. The results are shown in Table 1.
(1)屈折率の測定
作製した硬化物のd線、C線、F線における屈折率を精密屈折率計(島津デバイス製造製KPR−200)を用いて測定した。測定環境は20℃60%RHであった。
(2)アッベ数νdの算出
測定して得られたd線、C線、F線に対する屈折率をそれぞれ、nd、nC、nF、ngとするとき、アッベ数νdは以下の式2から計算した。
νd=(nd−1)/(nF−nC)……式2
(1) Measurement of refractive index The refractive index in d line, C line, and F line of the produced cured product was measured using a precision refractometer (KPR-200 manufactured by Shimadzu Device Manufacturing Co., Ltd.). The measurement environment was 20 ° C. and 60% RH.
(2) Calculation of Abbe number νd When the refractive indexes for the d-line, C-line, and F-line obtained by measurement are nd, nC, nF, and ng, respectively, the Abbe number νd was calculated from
νd = (nd−1) / (nF−nC) ……
(複合型光学素子の作製)
材料組成物とBK7(SCHOOT製)ガラスからなる基材を図3に示した成形装置を用いて、図2に示す形状の複合型光学素子を作製した。成形加工時には材料組成物を70℃まで加温して成形した。いずれの場合でも波長400nmでの紫外線を照度100mW/cm2 の強度で100秒間照射し、さらに、80℃で1時間加熱して、図2に示す形状の複合型光学素子を作製した。
なお、図2において、基材のガラスレンズは曲率半径R1=16mm、曲率半径R2=16mm、L1=20mm、L3=5mmである。この基材上に曲率半径R3=26mm、口径L2=16mmとなるように複合型光学素子を作製した。作製した複合型光学素子について、加工性を以下の方法で評価した。
(Production of composite optical elements)
A composite optical element having the shape shown in FIG. 2 was prepared using the molding apparatus shown in FIG. During the molding process, the material composition was heated to 70 ° C. and molded. In either case, ultraviolet light at a wavelength of 400 nm was irradiated for 100 seconds at an intensity of 100 mW / cm 2 and further heated at 80 ° C. for 1 hour to produce a composite optical element having the shape shown in FIG.
In FIG. 2, the glass lens of the base material has a curvature radius R1 = 16 mm, a curvature radius R2 = 16 mm, L1 = 20 mm, and L3 = 5 mm. A composite optical element was fabricated on this substrate so that the curvature radius R3 = 26 mm and the aperture L2 = 16 mm. The fabricated composite optical element was evaluated for processability by the following method.
(5)耐熱性の評価
作製した複合型光学素子を85℃85%RHの環境に100時間静置し、次に20℃60%RHの環境下で24時間静置する耐熱試験を行った。材料組成物の硬化した面について、目視観察しクラックや白濁の外観を調べた。問題がなければ「良好」、光学品質に影響のあるクラックや白濁があった場合は「不良」とした。さらに接触式の表面形状測定器フォームタリサーフ PGIプラス(テイラーホブソン社製))にて曲率半径を測定した。耐熱試験初期の曲率半径R3に対しての変形量を求め、その変形量が±2ミクロン以内であれば「良好」、それ以上の場合は「不良」とした。
(5) Evaluation of heat resistance A heat resistance test was performed in which the prepared composite optical element was allowed to stand for 100 hours in an environment of 85 ° C and 85% RH, and then for 24 hours in an environment of 20 ° C and 60% RH. The cured surface of the material composition was visually observed to examine the appearance of cracks and cloudiness. If there was no problem, it was judged as “good”, and if there was a crack or white turbidity affecting the optical quality, it was judged as “bad”. Further, the radius of curvature was measured with a contact-type surface shape measuring instrument Foam Talysurf PGI Plus (Taylor Hobson). The amount of deformation with respect to the radius of curvature R3 at the initial stage of the heat resistance test was determined, and was judged “good” if the amount of deformation was within ± 2 microns, and “bad” otherwise.
実施例2
化合物(A)の配合比を70質量%に変え、化合物(B)を2−フェニルフェニルアクリレート(FFA)10質量%と、フルオニルメチルメタクリレート(FMMA)14質量%と、化学式6で示すビスフェノールAエチレンオキサイド2モル付加ジメタクリレート(BP2EM))5質量%の混合材に変えた点を除き、実施例1と同様に材料組成物を調製し、実施例1と同様にして特性を評価し、その結果を表1に示す。
Example 2
The compounding ratio of the compound (A) is changed to 70% by mass, the compound (B) is changed to 10% by mass of 2-phenylphenyl acrylate (FFA), 14% by mass of fluorenylmethyl methacrylate (FMMA), and bisphenol A represented by the chemical formula 6. A material composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the mixed material was changed to 5% by mass of ethylene oxide 2-mol addition dimethacrylate (BP2EM)). The results are shown in Table 1.
実施例3
化合物(A)の配合比を90質量%に変え、化合物(B)をジフェン酸ジアリル(DAD)8質量%に変えるとともに、化合物(C)として2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン(HMPP)の配合比を2質量%に変えた点を除き、実施例1と同様に材料組成物を調製し、実施例1と同様にして特性を評価し、その結果を表1に示す。
Example 3
The compounding ratio of the compound (A) is changed to 90% by mass, the compound (B) is changed to 8% by mass of diallyl diphenate (DAD), and 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane is used as the compound (C). Except that the blending ratio of -1-one (HMPP) was changed to 2% by mass, a material composition was prepared in the same manner as in Example 1, and the characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1. It is shown in 1.
実施例4
化合物(A)の配合比を60質量%に変えるとともに、化合物(B)をフルオニルメチルメタクリレート(FMMA)25質量%、1−アクリロイルオキシ−4一メトキシナフタレン(AOMN)5質量%に変え,更に化合物(D)として、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPA)9質量%を用いた点を除き、実施例1と同様に材料組成物を調製し、実施例1と同様にして特性を評価し、その結果を表1に示す。
Example 4
While changing the compounding ratio of the compound (A) to 60% by mass, the compound (B) is changed to 25% by mass of fluorylmethyl methacrylate (FMMA), 1-acryloyloxy-4 monomethoxynaphthalene (AOMN) 5% by mass, A material composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that 9% by mass of trimethylolpropane triacrylate (TMPA) was used as the compound (D), and the characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
実施例5
化合物(A)の配合比を70質量%に変え、化合物(B)をフルオニルメチルメタクリレート(FMMA)10質量%に変えるとともに,更に化合物(D)として、ポリエステルアクリレート(東亜合成製アロニックスM7300K)19質量%を用いた点を除き、実施例1と同様に材料組成物を調製し、実施例1と同様にして特性を評価し、その結果を表1に示す。
Example 5
The compounding ratio of the compound (A) is changed to 70% by mass, the compound (B) is changed to 10% by mass of fluorylmethyl methacrylate (FMMA), and further, as the compound (D), polyester acrylate (Aronix M7300K manufactured by Toa Gosei) 19 A material composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the mass% was used, and the characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
実施例6
化合物(A)の配合比を45質量%に変え、化合物(B)の配合比を53質量%に変え、更に、化合物(C)を2質量%に変えた点を除き、実施例1と同様に材料組成物を調製し、実施例1と同様にして特性を評価し、その結果を表1に示す。
Example 6
The compounding ratio of the compound (A) was changed to 45% by mass, the compounding ratio of the compound (B) was changed to 53% by mass, and the compound (C) was further changed to 2% by mass. A material composition was prepared, and the characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
実施例7
化合物(A)の配合比を5質量%に変え、化合物(B)をジフェン酸ジアリル(DAD)4質量%に変えた点を除き、実施例1と同様に材料組成物を調製し、実施例1と同様にして特性を評価し、その結果を表1に示す。
Example 7
A material composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the compounding ratio of compound (A) was changed to 5% by mass and compound (B) was changed to 4% by mass of diallyl diphenate (DAD). The characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1.
実施例8
化合物(A)の配合比を39質量%に変え、化合物(B)をジフェン酸ジアリル(DAD)55質量%に変えるとともに、更に化合物(D)として、ポリエステルアクリレート(東亜合成製アロニックスM7300K)5質量%を用いた点を除き、実施例1と同様に材料組成物を調製し、実施例1と同様にして特性を評価し、その結果を表1に示す。
Example 8
The compounding ratio of the compound (A) is changed to 39% by mass, the compound (B) is changed to 55% by mass of diallyl diphenate (DAD), and further, as the compound (D), polyester acrylate (Aronix M7300K manufactured by Toa Gosei) 5% Except for the point using%, a material composition was prepared in the same manner as in Example 1, and the characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
比較例1
化合物(A)の配合比を50質量%に変え、化合物(B)を配合せず、更に化合物(D)として、ポリエステルアクリレート(東亞合成製アロニックスM7300K)49質量%を用いた点を除き、実施例1と同様に材料組成物を調製し、実施例1と同様にして特性を評価し、その結果を表1に示す。材料組成物における成分の配合比率を表1に記載のように変えた点を除き、実施例1と同様にして材料組成物を調製し、実施例1と同様の評価を行った。その結果を表1に示した。
Comparative Example 1
The compounding ratio of the compound (A) was changed to 50% by mass, the compound (B) was not compounded, and the compound (D) was used except that 49% by mass of polyester acrylate (Aronix M7300K manufactured by Toagosei Co., Ltd.) was used. A material composition was prepared in the same manner as in Example 1, and the characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. A material composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the blending ratio of the components in the material composition was changed as shown in Table 1, and the same evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 1.
比較例2
化合物(A)の配合比を50質量%に変え、化合物(B)を配合せず、更に化合物(D)として、トリメチロールプロパントリアクリレート(TMPA)49質量%を用いた点を除き、実施例1と同様に材料組成物を調製し、実施例1と同様にして特性を評価し、その結果を表1に示す。材料組成物における成分の配合比率を表1に記載のように変えた点を除き、実施例1と同様にして材料組成物を調製し、実施例1と同様の評価を行った。その結果を表1に示した。
Comparative Example 2
The compounding ratio of the compound (A) was changed to 50% by mass, the compound (B) was not compounded, and the compound (D) was used except that 49% by mass of trimethylolpropane triacrylate (TMPA) was used. A material composition was prepared in the same manner as in Example 1, and the characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. A material composition was prepared in the same manner as in Example 1 except that the blending ratio of the components in the material composition was changed as shown in Table 1, and the same evaluation as in Example 1 was performed. The results are shown in Table 1.
表1に示した結果から、実施例1〜8における本発明の材料組成物の硬化物の屈折率およびアッベ数νdは1.60以上と、いずれも好ましい範囲に入っており、光学系の小型化および色収差の補正に対して十分な効果を有していることがわかった。また、実施例1〜8における本発明の材料組成物を用いた光学素子は、耐熱性にも優れていることがわかった。
一方、比較例1、2の様に化合物(B)を含まない材料組成物では、化合物(A)と化合物(D)のポリエステルアクリレート、あるいは、トリメチロールプロパントリアクリレートの相溶性が悪く、両者を混合しても材料組成物は白濁してしまい、光学用の材料組成物としては不適当であった。
From the results shown in Table 1, the refractive index and Abbe number νd of the cured materials of the material compositions of the present invention in Examples 1 to 8 are 1.60 or more, both of which are in the preferred range, and the optical system is compact It was found to have a sufficient effect on the correction and correction of chromatic aberration. Moreover, it turned out that the optical element using the material composition of this invention in Examples 1-8 is excellent also in heat resistance.
On the other hand, in the material composition which does not contain the compound (B) as in Comparative Examples 1 and 2, the compatibility of the polyester acrylate of the compound (A) and the compound (D) or trimethylolpropane triacrylate is poor. Even if they are mixed, the material composition becomes cloudy, which is inappropriate as an optical material composition.
本発明によれば、光学系の小型化および色収差の補正に対して十分な特性を有する材料組成物を得ることができ、また、加工性に優れているので、光学素子、特に複合型光学素子として加工が容易で、小型で色収差の補正に優れた特性を有した光学素子,複合型光学素子を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to obtain a material composition having sufficient characteristics for downsizing of an optical system and correction of chromatic aberration, and because it is excellent in workability, an optical element, particularly a composite optical element. Thus, it is possible to provide an optical element and a composite optical element that are easy to process, have a small size, and have excellent characteristics for correcting chromatic aberration.
1…複合型光学素子成形装置、2…金属製胴型、3A…上型、3B…下型、3A1…光学面、3B1…光学面、4…加熱手段、5…駆動棒、6…離型筒、7…注入口、8…排出口、9…成形室、10…複合型光学素子、11…光学素子、11A…表面、12…材料組成物、13…硬化物、21…支持台、23…保持筒、25…係合縁、27…モータ、35…支持手段、36…支持柱、37…シリンダ
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