JP5361613B2 - 光学材料および光学素子 - Google Patents
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Description
また、上記の課題を解決する光学素子は、上記光学材料を硬化して得られた光学素子であって、膜厚が1.5mmの時の波長430nmの光に対する内部透過率が、80%以上99%以下であることを特徴とする。
なお、本発明において、アッベ数νdおよび2次分散特性θg,Fは、以下の式で表される。
2次分散特性[θg,F]=(ng−nF)/(nF−nC)
但し、ngはg線である波長435.8nmにおける屈折率、nFはF線である波長486.1nmにおける屈折率、ndはd線である波長587.6nmにおける屈折率、nCはC線である波長656.3nmにおける屈折率を表す。
本発明に用いられる一般式(1)で表される硫黄含有化合物の具体例としては、ビス(4−アクリロキシエチルチオフェニル)スルホン、ビス(4−メタクリロキシエチルチオフェニル)スルホン、ビス(4−ビニロキシエチルチオフェニル)スルホン、ビス(4−アクリロイルチオエチルチオフェニル)スルホン、ビス(4−メタクリロイルチオエチルチオフェニル)スルホン、ビス(4−ビニルチオエチルチオフェニル)スルホン等が挙げられる。またこれらの重合体でもよい。一般式(1)で表される硫黄含有化合物はジチオフェニルスルホン骨格を基本とし、それ以外の分子構造に−O−若しくは−S−を含んだ重合性官能基を有する。
本発明に用いられる一般式(2)で表される硫黄含有化合物の具体例としては、ビス(4―ビニルチオフェニル)スルフィド、ビス(4―スチレニル)スルフィド等が挙げられる。またこれらの重合体でもよい。一般式(2)で表される硫黄含有化合物はジフェニルスルフィド骨格を基本とし、それ以外の分子構造に−S−を含んだ、若しくは含まない重合性官能基を有する。
10重量%未満では低吸水特性が小さくなり、60重量%をこえると黄変特性が大きくなり、光学材料として好ましくない。
本発明の光学材料には、一般式(1)および一般式(2)で表される硫黄含有化合物を重合するためにエネルギー重合開始剤が用いられる。エネルギー重合開始剤としては、光重合開始剤、熱重合開始剤が用いられる。
次に本実施の形態における第1の光学材料の製造方法について説明する。代表して、光によるラジカル生成機構を利用する光重合可能な樹脂成分等を含有する場合を示す。
本発明に係る光学素子は、上記光学材料を硬化して得られた光学素子であって、膜厚が1.5mmの時の波長430nmの光に対する内部透過率が、80%以上99%以下であることを特徴とする。光学素子が利用される具体例を示すと、カメラのレンズ等が挙げられる。
実施例1と同様にして、一般式(1)で表される硫黄含有化合物として、化学式1で表されるビス(4−メタクリロキシエチルチオフェニル)スルホンと、一般式(2)で表される硫黄含有化合物として、化学式2で表されるビス(4―ビニルチオフェニル)スルフィド(MPV)をそれぞれ化学式1:化学式2=3:1(実施例2)、5:1(実施例3)の重量で混合、溶融させた。得られた樹脂組成物の総量に対して、光重合開始剤としてダロキュア1173(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)を3重量%になるように添加、調製し、全てが均一に相溶している光学材料12(実施例2)、光学材料13(実施例3)を得た。
化学式1で表されるビス(4−メタクリロキシエチルチオフェニル)スルホンの総量に対して、光重合開始剤としてダロキュア1173(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)を3重量%になるように添加、調製し、全てが均一に相溶している光学材料14を得た。
化学式2で表されるビス(4―ビニルチオフェニル)スルフィド(MPV)の総量に対して、光重合開始剤としてダロキュア1173(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製)を3重量%になるように添加、調製し、全てが均一に相溶している光学材料15を得た。
(1)屈折率nd
屈折率は、アッベ屈折計(カルニュー光学工業)を用いて1.5mm厚の成形体の状態で測定した。
成形体の内部透過率は、実施例1において説明したガラス基板上に成形された膜厚1.5mmの成形体を、ガラス基板と一緒に波長370nmから800nmの光を照射して測定した。この測定値からガラス基板による透過率の変化分を除いた値が成形体の内部透過率となる。入射光(T0)、測定した透過光(T5)、成形体の屈折率(n1)、ガラス基板の屈折率(n2)から、成形体単体の内部透過率を下記式により求めた。
ただし、
n01tは、成形体と空気の界面における透過率係数であり、
n01t=((n1−1)/(n1+1))^2
n12tは、成形体とガラス基板の界面における透過率係数であり、
n12t=((n2−n1)/(n2+n1))^2
n20tは、ガラス基板と空気の界面における透過率係数であり、
n20t=((1−n2)/(1+n2))^2
成形体の吸水率は、各成形体を温度60℃、湿度90%の環境試験炉に設置(環境信頼性試験)し、1000時間後の各成形体の経時的な重量変化を測定し、下記の式により、吸水率を換算した。
吸水率(%)=((成形体の環境信頼性試験後の重量―成形体の初期重量)/成形体の初期重量)×100
また光学特性判断は環境信頼性試験1000時間後に、屈折率nd±0.005、アッベ数νd±0.8、2次分散特性θg,F±0.008の変化範囲のものを○、範囲外のものを×とした。内部透過率判断は環境信頼性試験1000時間後に、±5%の変化範囲のものを○、範囲外のものを×とした。総合判断としては、表1および表2において×のないものを○とした。
上記の光学材料を用いて、前述の方法により所望の形状の光学素子を成形した。その結果、総合判断で記したように、光学材料11から光学材料13を用いて成形した光学素子は環境信頼性に優れ、特に面歪等に大きな変化が観測されず極めて良好であった。
31 平板金型
41 ガラス基板
51 スペーサ
61 成形体
71 紫外線
Claims (4)
- 前記樹脂組成物の重合体の屈折率ndが、1.64<nd<1.69の範囲であることを特徴とする請求項1に記載の光学材料。
- 前記樹脂組成物の重合体の吸水率が、0.2%以上0.5%以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の光学材料。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の光学材料を硬化して得られた光学素子であって、膜厚が1.5mmの時の波長430nmの光に対する内部透過率が、80%以上99%以下であることを特徴とする光学素子。
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