JP2011237491A - エネルギー硬化型樹脂組成物、光学材料および多層型回折光学素子 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(A)分子内に重合官能基を有するフッ素系単量体を1種以上と、分子内に2つ以上の重合官能基を有するアクリル系単量体を1種以上とを含有する有機成分と、(B)透明導電性の金属酸化物微粒子と、(C)重合開始剤とを含有するエネルギー硬化性樹脂組成物であって、前記(A)有機成分の含有量が40重量%以上68重量%以下であり、且つ前記有機成分に含有されるアクリル系単量体の含有量が前記有機成分に対して1.3重量%以上5.0重量%以下であるエネルギー硬化型樹脂組成物。上記のエネルギー硬化性樹脂組成物を光学材料として用いた多層回折光学素子。
【選択図】図1
Description
また、本発明は、上記のエネルギー硬化型樹脂組成物を用いた多層型回折光学素子を提供するものである。
上記の課題を解決する多層回折光学素子は、透明基板の表面に、少なくとも片側の表面に回折格子形状を有する高屈折低分散材料からなるの第1の層と、少なくとも片側の表面に回折格子形状を有する低屈折高分散材料からなる第2の層とが、お互いの回折格子形状が対向するように積層され、前記第2の層の低屈折高分散材料は上記のエネルギー硬化性樹脂組成物からなることを特徴とする。
また、本発明は、上記のエネルギー硬化型樹脂組成物を用いた多層型回折光学素子を提供することができる。
本発明に係るエネルギー硬化型樹脂組成物は、(A)分子内に重合官能基を有するフッ素系単量体を1種以上と、分子内に2つ以上の重合官能基を有するアクリル系単量体を1種以上とを含有する有機成分と、(B)透明導電性の金属酸化物微粒子と、(C)重合開始剤とを含有するエネルギー硬化性樹脂組成物であって、前記(A)有機成分の含有量が40重量%以上68重量%以下であり、且つ前記有機成分に含有されるアクリル系単量体の含有量が前記有機成分に対して1.3重量%以上5.0重量%以下であることを特徴とする。
本発明に用いられる透明導電性の金属酸化物微粒子(以降、微粒子と略記する。)の好適な例としては、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化錫、酸化アンチモン、インジウム錫酸化物(ITO)、アンチモンをドープした酸化スズ(ATO)、亜鉛をドープした酸化インジウム(IZO)、アルミニウムをドープした酸化亜鉛(AZO)、及び、フッ素をドープした酸化スズ(FTO)が挙げられるが、好ましくはインジウム錫酸化物(ITO)を用いることが好ましい。インジウム錫酸化物(ITO)は現存する物質の中で2次分散特性(θgF)が小さく中で最も透明性を維持する物質であるからである。ただし、これは将来、2次分散特性(θgF)が小さくインジウム錫酸化物(ITO)よりも透明性な物質が出現した際、その使用を限定するものではない。
微粒子は、光透過率、光学散乱等に悪影響を及ぼさない大きさの粒子径であることが望ましく、平均粒径2nm以上30nm以下、特に2nm以上20nm以下の範囲であることが好ましい。しかし例えば平均粒径が20nm以下であっても、微粒子の凝集した場合も含めて、粒子径の分布が幅広く30nmより大きな粒子径の粒子が体積分率で全微粒子の5%以上の割合になると光学散乱に大きな悪化の影響を及ぼす。その場合は、取り除きたい粒子サイズより比較的小さな細孔を持つフィルターで濾過処理をして、不要な大きな微粒子を取り除くことが好ましい。取り除く状態としては、例えばベース樹脂を混合する
前の溶媒に微粒子が分散した状態(微粒子分散液)か、若しくは微粒子分散液にベース樹脂を溶解させた状態か、若しくは粘度により可否はあるが、前記状態で溶媒を除去してベース樹脂と微粒子の無溶媒系にした状態が好ましい。
本発明に用いるのに適当な分散溶媒の例としては、有機成分を溶解するため若しくは微粒子を溶媒に分散させておくため、必要に応じて表面処理剤、分散剤を溶解させるため、トルエン、ベンゼン、キシレン等の芳香族炭化水素、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素、酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、DMF、DMAc、NMP等のアミド系、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素、ジエチルエーテル、ブチルカルビトール等のエチル類、ジクロロメタン、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。用いる微粒子の親和性、表面処理剤、分散剤の親和性に合わせて分散溶媒を選択することができ、また有溶媒は1種類のみで使用することもできるし、分散性を損なわない範囲において2種類以上を併用して使用することもできる。
また、本発明において微粒子を凝集しないよう均一に分散させるための表面処理剤、分散剤(界面活性剤)に関しては以下のものが望ましい。一般に表面処理剤、分散剤を用いて微粒子を溶媒、樹脂等に分散する場合、添加する表面処理剤、分散剤の種類、添加量、分子量、極性、親和性等によって全く異なった分散状態を示すことが知られている。本発明に使用する表面処理剤、分散剤としては顔料の誘導体や樹脂型や活性剤型のものを好適に用いることができる。ここで表面処理剤、分散剤としては、カチオン系、弱カチオン系、ノニオン系あるいは両性界面活性剤が有効である。特にポリエステル系、ε−カプロラクトン系、ポリカルボン酸塩、ポリリン酸塩、ハイドロステアリン酸塩、アミドスルホン酸塩、ポリアクリル酸塩、オレフィンマレイン酸塩共重合物、アクリル−マレイン酸塩共重合物、アルキルアミン酢酸塩、アルキル脂肪酸塩、脂肪酸ポリエチレングリコールエステル系、シリコーン系、フッ素系を用いることができるが、本発明においてはアンモニアよび有機アミン類から選択される少なくとも一種の塩基系のものを用いることが好適である。具体的にはディスパービックシリーズ(ビッグケミー・ジャパン社製)の中ではディスパービック161、162、163、164、ソルスパースシリーズ(ゼネガ社製)の中ではソルスパース3000、9000、17000、20000、24000、41090あるいはTAMNシリーズ(日光ケミカル社製)の中ではTAMN−15等のアルキルアミンのPO若しくはEO変成物がある。
上とを含有する有機成分を含有する。
フッ素系単量体の例としては、フッ素アクリル系、フッ素メタクリル系、フッ素エポキシ系、フッ素ビニル系の単量体が挙げられる。具体的には2,2,2−トリフルオロエチルアクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルアクリレート、2−(パーフルオロブチル)エチルアクリレート、3−パーフルオロブチル−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−(パーフルオロヘキシル)エチルアクリレート、3−パーフルオロヘキシル−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−(パーフルオロオクチル)エチルアクリレート、3−パーフルオロオクチル−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−(パーフルオロデシル)エチルアクリレート、2−(パーフルオロ−3−メチルブチル)エチルアクリレート、3−(パーフルオロ−3−メチルブチル)−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−(パーフルオロ−5−メチルヘキシル)エチルアクリレート、3−(パーフルオロ−5−メチルヘキシル)−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、2−(パーフルオロ−7−メチルオクチル)エチルアクリレート、3−(パーフルオロ−7−メチルオクチル)−2−ヒドロキシプロピルアクリレート、1H,1H,3H−テトラフルオロプロピルアクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルアクリレート、1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチルアクリレート、1H,1H,9H−ヘキサデカフルオロノニルアクリレート、1H−1−(トリフルオロメチル)トリフルオロエチルアクリレート、1H,1H,3H−ヘキサフルオロブチルアクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロへキサン1,6−ジアクリレート、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピルメタクリレート、2−(パーフルオロブチル)エチルメタクリレート、3−パーフルオロブチル−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレート、3−パーフルオロヘキシル−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−(パーフルオロオクチル)エチルメタクリレート、3−パーフルオロオクチル−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−(パーフルオロデシル)エチルメタクリレート、2−(パーフルオロ−3−メチルブチル)エチルメタクリレート、3−(パーフルオロ−3−メチルブチル)−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−(パーフルオロ−5−メチルヘキシル)エチルメタクリレート、3−(パーフルオロ−5−メチルヘキシル)−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2−(パーフルオロ−7−メチルオクチル)エチルメタクリレート、3−(パーフルオロ−7−メチルオクチル)−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、1H,1H,3H−テトラフルオロプロピルメタクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルメタクリレート、1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチルメタクリレート、1H,1H,9H−ヘキサデカフルオロノニルメタクリレート、1H−1−(トリフルオロメチル)トリフルオロエチルメタクリレート、1H,1H,3H−ヘキサフルオロブチルメタクリレート、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロへキサン1,6−ジメタクリレート、ヘキサフルオロエポキシプロパン、3−パーフルオロブチル−1,2−エポキシプロパン、3−パーフルオロヘキシル−1,2−エポキシプロパン、3−パーフルオロオクチル−1,2−エポキシプロパン、3−パーフルオロデシル−1,2−エポキシプロパン、3−(パーフルオロ−3−メチルブチル)−1,2−エポキシプロパン、3−(パーフルオロ−5−メチルヘキシル)−1,2−エポキシプロパン、3−(パーフルオロ−7−メチルオクチル)−1,2−エポキシプロパン、3−(2,2,3,3−テトラフルオロプロポキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H,5H−オクタフルオロペンチロキシ)−1,2−エポキシプロパン、3
−(1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチロキシ)−1,2−エポキシプロパン、3−(1H,1H,9H−ヘキサデカフルオロノニロキシ)−1,2−エポキシプロパン、1,4−ビス(2’,3’−エポキシプロピル)−パーフルオロ−n−ブタン等の単量体、及びそれらに類するものが挙げられる。
(A)有機成分に含有されるアクリル系単量体の含有量は、前記有機成分に対して1.3重量%以上5.0重量%以下が望ましい。1.3重量%未満ではエネルギー硬化時の微粒子の移動による屈折率の勾配が抑えることが難しい。また、5.0重量%よりも大きいと屈折率が上昇を抑えることはできない。
その硬化物の屈折率等、各光学特性の変動に配慮した配合をしなければならない。
本発明において、バインダーの有機成分に光重合可能な樹脂を用いる場合における光重合開始剤としては、ラジカル重合開始剤を用いて、光照射によるラジカル生成機構を利用することが好ましい。通常、レンズ等のレプリカ成形に好ましい。
次に、本発明の光学材料の調製工程について説明する。その例として光重合可能な有機成分を用いたエネルギー硬化性樹脂組成物を用いた場合を説明する。
の光学材料の屈折率(nd)が1.32以上1.53以下であり、アッペ数が14以上35以下であり、2次分散特性(θgF)が0.34以上0.47以下であることが好ましい。
前記多層回折光学素子の散乱率が1.0%以下であることが好ましい。
、膜厚方向に微粒子移動による屈折率勾配および光散乱を生じやすい。本発明では、分子内に2つ以上の重合官能基を有するアクリル系単量体を用いることにより、膜厚方向に微粒子移動を防止し、屈折率勾配および光散乱の発生を低減することができる。
実施例1
〔低屈折率高分散材料の調整〕
まず、分散剤としてディスパービッグ163(ビックケミー社製)と、平均粒径20nmのITO微粒子をキシレンに混合し、ボールミルにて凝集体を破砕した後、遠心分離で、凝集体を取り除いた後、0.1μmのフィルター処理を行った。これによりキシレン溶媒のITO微粒子分散液(X)を得た。得られたITO微粒子分散液(X)のITO微粒子の含有量は9.90重量%、分散剤の含有量は1.20重量%であった。
上記ITO微粒子分散液(X)47.33gに対し、有機成分として3−パーフルオロブチル−2−ヒドロキシプロピルアクリレートを1.67g、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロへキサン1,6−ジアクリレートを2.50g、トリス(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレート0.155gを添加、相溶させた。また光重合開始剤として1―ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(イルガキュア184)を0.130g、添加、相溶した。得られた溶液をエバポレータにて減圧し、最終的にはオイルバス温度45℃、設定気圧3hPas、40時間の条件にて溶媒を除去し、光学材料11を調製した。2つ以上の重合官能基を有するアクリル系単量体であるトリス(2―アクリロキシエチル)イソシアヌレートの硬化型樹脂組成物中の割合は2.9重量%であった。
残留溶剤(キシレン)の含有量は、ガスクロマトグラフィー(5890 seriesII:Hewlett Packard製)にて測定を行った結果、0.0025重量%であった。
上記ITO微粒子分散液(X)スラリ46.33gに対し、有機成分として3−パーフルオロブチル−2−ヒドロキシプロピルアクリレートを1.67g、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロへキサン1,6−ジアクリレートを2.50g、トリス(2―アクリロキシエチル)イソシアヌレート0.155gを添加、相溶させた。また光重合開始剤として1―ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(イルガキュア184)を0.130g、添加、相溶した。得られた溶液をエバポレータにて減圧し、最終的にはオイルバス温度45℃、設定気圧3hPas、40時間の条件にて溶媒を除去し、光学材料12を調製した。2つ以上の重合官能基を有するアクリル系単量体であるトリス(2―アクリロキシエチル)イソシアヌレートの有機物中の割合は2.9重量%であった。
残留溶剤(キシレン)の含有量は、ガスクロマトグラフィー(5890 seriesII:Hewlett Packard製)にて測定を行った結果、0.0022重量%
であった。
上記ITO微粒子分散液(X)スラリ48.67gに対し、有機成分として3−パーフルオロブチル−2−ヒドロキシプロピルアクリレートを1.67g、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロへキサン1,6−ジアクリレートを2.50g、トリス(2―アクリロキシエチル)イソシアヌレート0.155gを添加、相溶させた。また光重合開始剤として1―ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(イルガキュア184)を0.130g、添加、相溶した。エバポレータにて得られた溶液から溶媒を減圧し、最終的にはオイルバス温度45℃、設定気圧3hPas、40時間の条件にて除去し、光学材料13を調製した。2つ以上の重合官能基を有するアクリル系単量体であるトリス(2―アクリロキシエチル)イソシアヌレートの有機物中の割合は2.9重量%であった。
残留溶剤(キシレン)の含有量は、ガスクロマトグラフィー(5890 seriesII:Hewlett Packard製)にて測定を行った結果、0.0022重量%であった。
光学材料11から13の光学特性の評価は以下の様に行った。
各光学素子の屈折率は、次のようにしてサンプルを作製して測定した。
まず、図2に示すように、厚さ1mmの高屈折ガラス(S−TIH11:ホヤ製)4の上に、厚さ12.5μmのスペーサー7と測定材料5(光学材料11から13))を配置した。その上に厚みが1mmの高屈折率ガラス(S−TIH11:ホヤ製)6をスペーサー7を介して載せ、測定材料5を押し広げてサンプルとした。
光学定数は次の様に定義される。
νd=(nd−1)/(nF−nC)、θgF=(ng−nF)/(nF−nC)
光学材料11から13の屈折率(nd)が1.32以上1.53以下であり、アッペ数が14以上35以下であり、2次分散特性(θgF)0.34以上0.47以下であった。
また、同様に照射強度を14mW/cm2(S−TIH11を通した照度)、1450秒の条件(20.3J)のサンプルも作成し、高屈折率ガラス6側のd線587.6nmの屈折率の測定を行い、7mW/cm2で作成したサンプルの屈折率差より照射敏感度と定義した。
各光学素子の透過率は、次のようにしてサンプルを作製して測定した。
まず、図3に示すように、厚さ1mmのガラス基板8の上に、厚さ12.5μmのスペーサー7と測定材料5(光学材料11から13)を配置した。その上に厚みが1mmのガラス基板8を載せ、測定材料5を押し広げてサンプルとした。このサンプルに、7mW/cm2、2900秒の条件で高圧水銀ランプ(EXECURE250、HOYA CANDEO OPTRONICS(株))を照射し、サンプルを硬化した。硬化したサンプルは、分光光度計(U4000、日立製作所)にて分光光度計(U4000、日立製作所)の積分球の後ろを外す事により、透過光を通過させ、それ以外の散乱光を測定した。
屈折率測定の際用いたサンプルのガラスを外し、高屈折率ガラス8(照射面)側と高屈折率ガラス4(裏面)側をそれぞれXPS(Quantera SXM:アルバック社製)にて測定し、インジウムの存在割合を比較した。
(1)光学材料11の結果
屈折率(ng,nF,ne,nd,nC)=(1.532,1.520,1.510,1.503,1.492)
(νd,θgF)=(17.8,0.39)
屈折率勾配 Δnd=1.503(高屈折率ガラス8側)−1.500(高屈折率ガラス6側)=0.003
照射敏感度 Δnd(照射強度違い)=1.503(7mW/cm2)−1.501(14mW/cm2)=0.002
散乱率 0.3%
微粒子の濃度差 ΔIn=16原子パーセント(高屈折率ガラス8側)−13原子パーセント(高屈折率ガラス6側)=3原子パーセント
屈折率(ng,nF,ne,nd,nC)=(1.530,1.519,1.508,1.502,1.491)
(νd,θgF)=(17.9,0.40)
屈折率勾配 Δnd=1.502(高屈折率ガラス8側)−1.499(高屈折率ガラス6側)=0.003
照射敏感度 Δnd(照射強度違い)=1.502(7mW/cm2)−1.500(14mW/cm2)=0.002
散乱率 0.3%
微粒子の濃度差 ΔIn=16原子パーセント(高屈折率ガラス8側)−13原子パーセント(高屈折率ガラス6側)=3原子パーセント
屈折率(ng,nF,ne,nd,nC)=(1.533,1.522,1.511,1.504,1.493)
(νd,θgF)=(17.6,0.39)
屈折率勾配 Δnd=1.504(高屈折率ガラス8側)−1.501(高屈折率ガラス6側)=0.003
照射敏感度 Δnd(照射強度違い)=1.504(7mW/cm2)−1.502(14mW/cm2)=0.002
散乱率 0.3%
微粒子の濃度差 ΔIn=16原子パーセント(高屈折率ガラス8側)−13原子パーセ
ント(高屈折率ガラス6側)=3原子パーセント
実施例と異なり、分子内に2つ以上の重合官能基を有するアクリル系単量体であるトリス(2―アクリロキシエチル)イソシアヌレートの有機物中の割合が0重量%、0.8重量%である光学材料20および光学材料21を作成し、その特性を測定した。
上記ITO微粒子分散液(X)45.83gに対し、有機成分として3−パーフルオロブチル−2−ヒドロキシプロピルアクリレートを1.67g、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロへキサン1,6−ジアクリレートを2.50gを添加、相溶させた。また光重合開始剤として1―ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(イルガキュア184)を0.130g、添加、相溶した。得られた溶液をエバポレータにて減圧し、最終的にはオイルバス温度45℃、設定気圧3hPas、40時間の条件にて溶媒を除去し光学材料20を調製した。本比較例では、2つ以上の重合官能基を有するアクリル系単量体は有機物中に含有されていない。
残留溶剤(キシレン)の含有量は、ガスクロマトグラフィー(5890 seriesII:Hewlett Packard製)にて測定を行った結果、0.0020重量%であった。
上記ITO微粒子分散液(X)46.00gに対し、有機成分として3−パーフルオロブチル−2−ヒドロキシプロピルアクリレートを1.67g、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロへキサン1,6−ジアクリレートを2.50g、トリス(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレート0.042gを添加、相溶させた。また光重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(イルガキュア184)を0.130g、添加、相溶した。得られた溶液をエバポレータにて減圧し、最終的にはオイルバス温度45℃、設定気圧3hPas、40時間の条件にて溶媒を除去し光学材料21を調製した。2つ以上の重合官能基を有するアクリル系単量体であるトリス(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレートの有機物中の割合は0.8重量%であった。
残留溶剤(キシレン)の含有量は、ガスクロマトグラフィー(5890 seriesII:Hewlett Packard製)にて測定を行った結果、0.0021重量%であった。
(1)光学材料20の結果
屈折率(ng,nF,ne,nd,nC)=(1.532,1.521,1.510,1.503,1.492)
(νd,θgF)=(17.5,0.39)
屈折率勾配 Δnd=1.503(屈折率ガラス8側)−1.495(高屈折率ガラス6側)=0.008
照射敏感度 Δnd(照射強度違い)=1.503(7mW/cm2)−1.497(14mW/cm2)=0.006
散乱率 0.5%
微粒子の濃度差 ΔIn=17原子パーセント(高屈折率ガラス8側)−11原子パーセント(高屈折率ガラス6側)=6原子パーセント
屈折率(ng,nF,ne,nd,nC)=(1.532,1.521,1.510,1.503,1.492)
(νd,θgF)=(17.6,0.39)
屈折率勾配 Δnd=1.503(屈折率ガラス8側)−1.498(高屈折率ガラス6側)=0.005
照射敏感度 Δnd(照射強度違い)=1.503(7mW/cm2)−1.499(14mW/cm2)=0.004
散乱率 0.4%
微粒子の濃度差 ΔIn=16原子パーセント(高屈折率ガラス8側)−12原子パーセント(高屈折率ガラス6側)=4原子パーセント
以上より、分子内に2つ以上の重合官能基を有するアクリル系単量体がない場合は、屈折率勾配、照度敏感度および材料散乱が大きいことが認められる。
多層回折光学素子の実施例を示す。
次に、光学材料材料11から31で回折光学形状を成形し、空間を空ける事無く、高屈折率低分散材料A1を積層し多層回折光学素子を作成し、その評価を行なった。
<高屈折低分散材料の調製>
まず、トルエン溶媒にジルコニア分散した微粒子分散液(平均粒径3nm、ジルコニア濃度10.08重量%、表面処理剤濃度3.74重量%)を69.10gと、紫外線硬化型アクリル系樹脂として、トリス(2―アクリロキシエチル)イソシアヌレート20.3重量%、ペンタエリスリトールトリアクリレート25.3重量%、ジシクロペンテニルオキシエチルメタアクリレート39.2重量%、ウレタン変性ポリエステルアクリレート12.7重量%、1―ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン2.5重量%の混合物20.64gとを混合した。この混合溶液をエバポレーターに入れ、、最終的にはオイルバス温度45℃、設定気圧3hPas、15時間にてトルエン溶剤を除去し、高屈折率低分散材料A1を調製した
なお、ジルコニアの粒径は、レーザー方式の粒度分布計(ELS:大塚電子)で測定を行った。
残留溶剤(キシレン)の含有量は、ガスクロマトグラフィー(5890 seriesII:Hewlett Packard製)にて測定を行った結果、0.015重量%であった。
光学材料と同様な評価を行った。ただし、屈折率測定用サンプルや透過率測定用サンプルの12.5μmのスペーサー7は30μmを用いた
屈折率(ng,nF,ne,nd,nC)=(1.566,1.560,1.555,1.552,1.549)
(νd,θgF)=(49.1,0.58)
屈折率勾配 Δnd=1.552(高屈折率ガラス8側)−1.552(高屈折率ガラス6側)=0.000
照射敏感度 Δnd(照射強度違い)=1.552(7mW/cm2)−1.552(14mW/cm2)=0.000
散乱率 0.1%(30μm厚)
図4に示す様に、回折格子形状の金型9の上に光学材料試料5(光学材料11から21)配置し、その上に2mm厚の平板ガラス10を配置した。7mW/cm2、2900秒の条件と、14mW/cm2、1450秒の条件で高圧水銀ランプ(EXECURE250、HOYA CANDEO OPTRONICS(株))を照射し、80℃、72時間大気中でアニールして回折格子を作成した。
以下の表1に回折格子の構成を示す。
以下の表2に多層回折光学素子の構成を示す。
回折効率は、回折光学素子と同一の樹脂で作られ、同一の膜厚を有する基板上の部材に、回折格子の設計次数の光量を照射した場合の透過率比である。なお、回折光学素子と同一の膜厚とは、回折光学素子の平均膜厚である。
各多層回折光学素子のフレア率は、次のようにして測定した。
多層回折光学素子に15°に傾けた光を入射させ、分光光度計(U4000、日立製作所)の積分球の後ろを外す事により、設計次数の回折光を通過させ、それ以外のフレア光を測定した。
一方、分子内に2つ以上の重合官能基を有するアクリル系単量体が1.3重量%以下である光学材料20、21より作成される多層回折子光学素子20−1から21−2は、多層回折光学素子20−1、21−1の回折効率が可視域全体で98%以上となる。しかし、照射条件の異なる多層回折光学素子20−2、21−2では回折効率は可視の一部で98%を下回り、素子成形の照射条件の影響が大きい。
2 低屈折高分散層
3 透明基板
4 高屈折ガラス(裏側)
5 光学材料試料
6 高屈折ガラス(照射側)
7 スペーサー
8 ガラス基板
9 金型
10 平板ガラス
11 離型治具
12 成形治具
13 光学材料試料
100 多層回折光学素子
Claims (13)
- (A)分子内に重合官能基を有するフッ素系単量体を1種以上と、分子内に2つ以上の重合官能基を有するアクリル系単量体を1種以上とを含有する有機成分と、(B)透明導電性の金属酸化物微粒子と、(C)重合開始剤とを含有するエネルギー硬化性樹脂組成物であって、前記(A)有機成分の含有量が40重量%以上68重量%以下であり、且つ前記有機成分に含有されるアクリル系単量体の含有量が前記有機成分に対して1.3重量%以上5.0重量%以下であることを特徴とするエネルギー硬化型樹脂組成物。
- 前記(A)有機成分に含有されるフッ素系単量体が3−パーフルオロブチル−2−ヒドロキシプロピルアクリレートまたは2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロへキサン1,6−ジアクリレートであり、アクリル系単量体がトリス(2−アクリロキシエチル)イソシアヌレートであることを特徴とする請求項1に記載のエネルギー硬化型樹脂組成物。
- 前記重合開始剤が、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンであることを特徴とする請求項1に記載のエネルギー硬化性樹脂組成物。
- 前記透明導電性の金属酸化物微粒子が、インジウム錫酸化物(ITO)であることを特徴とする請求項1に記載のエネルギー硬化性樹脂組成物。
- 前記エネルギー硬化型樹脂組成物に含有される溶剤の含有量が、0.1重量%以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかの項に記載のエネルギー硬化性樹脂組成物。
- 請求項1乃至5のいずれかに記載のエネルギー硬化性樹脂組成物からなることを特徴とする光学材料。
- 前記光学材料は、エネルギーとして紫外線及び可視光の照射により硬化し、硬化後の光学材料の屈折率(nd)が1.32以上1.53以下であり、アッペ数が14以上35以下であり、2次分散特性(θgF)が0.34以上0.47以下であることを特徴とする請求項6に記載の光学材料。
- 透明基板の表面に、少なくとも片側の表面に回折格子形状を有する高屈折低分散材料からなるの第1の層と、少なくとも片側の表面に回折格子形状を有する低屈折高分散材料からなる第2の層とが、お互いの回折格子形状が対向するように積層され、前記第2の層の低屈折高分散材料は請求項1乃至5のいずれかに記載のエネルギー硬化性樹脂組成物からなることを特徴とする多層回折光学素子。
- 前記透明基板の表面に、前記第2の層が接して設けられていることを特徴とする請求項8に記載の多層回折光学素子。
- 前記第1の層は、酸化ジルコニウムを含有する無機微粒子を含有する有機樹脂からなり、前記有機樹脂はトリス(2―アクリロキシエチル)イソシアヌレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルメタアクリレート、ウレタン変性ポリエステルアクリレート、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンの混合物を紫外線硬化することにより得られことを特徴とする請求項8または9に記載の多層回折光学素子。
- 前記第1の層に含有される酸化ジルコニウムを含有する無機微粒子の含有量が、15.
9重量%以上24.0重量%以下であることを特徴とする請求項8乃至10のいずれかの項に記載の多層回折光学素子。 - 前記多層回折光学素子の散乱率が1.0%以下であることを特徴とする請求項8乃至11のいずれかの項に記載の多層回折光学素子。
- 前記多層回折格子の格子の高さが8μ以上15μm以下であり、波長400nm以上700nm以下の可視光域において、設計次数の回折効率が98%以上であることを特徴とする請求項8乃至12のいずれかの項に記載の多層回折光学素子。
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