JP7353705B2 - 硬化性組成物およびその硬化物を含む光学部材 - Google Patents

硬化性組成物およびその硬化物を含む光学部材 Download PDF

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Description

[関連出願の相互参照]
本出願は、2019年5月24日付の韓国特許出願第10-2019-0061428号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
本発明は、高屈折率光学部材形成用硬化性組成物およびその硬化物を含む光学部材に関する。
近来、仮想現実デバイス(Virtual Reality Device)および拡張現実デバイス(Augmented Reality Device)などを用いて、ユーザーに3次元の画像を提供する装置の開発が行われている。仮想現実デバイスまたは拡張現実デバイスは、一般的なメガネのようなレンズに回折導光パターンを形成して所望のイメージをユーザーに見せることができる。
一般的に、仮想現実デバイスまたは拡張現実デバイス用途のレンズは屈折率が高いガラスを使用する。ガラスは高い屈折率、光透過度、平坦度、強度およびキズ防止効果を有することができるが、破損時、ユーザーの眼球に致命的な損傷を与えることがあり、密度が高く重量が重いので、長時間着用するには不都合がある。
これに対して、高屈折プラスチックの場合、ガラスレンズに比べて軽いので着用しやすく、破損しにくく、破損してもガラスレンズに比べて相対的に安全で、かつ多様な色の実現が可能である。しかし、ガラスレンズに比べて高屈折率と高アッベ数の実現が難しい問題があり、また、ガラス転移温度が80℃未満と低い問題があり、その改善のための研究が必要な実情である。
また、高屈折プラスチック形成用硬化溶液は、硬化剤および/または触媒を含むことにより、硬化反応速度が速くなって粘度が急激に増加する傾向を示す。これにより、硬化溶液の製造後、短時間で硬化液を使い果たさなければならず、残った溶液をさらに保管することが難しい問題がある。
本発明は、長期保管が可能であり、急速な硬化による脈理現象を防止できる高屈折率光学部材形成用硬化性組成物を提供する。
また、本発明は、従来のレンズなどに使用されるガラスあるいは強化ガラスに比べて軽く、強度および硬度に優れ、かつ多様な色の実現が可能であり、高屈折率の実現が可能で、かつ高いガラス転移温度を実現できる光学部材を提供する。
本発明は、下記化学式1で表されるエピスルフィド化合物、および下記化学式2または化学式3で表される2個以上の水酸基を含む芳香環化合物を含み、前記エピスルフィド化合物および2個以上の水酸基を含む芳香環化合物の重量比は7:3~9:1である硬化性組成物を提供する。
Figure 0007353705000001
前記化学式1中、
およびRはそれぞれ独立して、水素または炭素数1~10のアルキルであり、
およびRはそれぞれ独立して、単結合または炭素数1~10のアルキレンであり、
aは0~4の整数であり、
bは0~6の整数であり、
Figure 0007353705000002
前記化学式2中、
およびRはそれぞれ独立して、重水素、ハロゲン、シアノ、ニトリル、ニトロ、アミノ、炭素数1~40のアルキル、炭素数1~40のアルコキシ、炭素数3~40のシクロアルキル、炭素数1~40のアルケニル、炭素数6~60のアリール、またはO、N、Si、およびSのうちの1個以上を含む炭素数1~40のヘテロアリールであり、
cおよびdはそれぞれ独立して、1~7の整数であり、
eおよびfはそれぞれ独立して、0~6の整数であり、
c+eは7以下であり、d+fは7以下であり、
Figure 0007353705000003
前記化学式3中、
ArおよびArはそれぞれ独立して、1個以上の水酸基で置換された炭素数6~60のアリールであり、
およびRはそれぞれ独立して、重水素、ハロゲン、シアノ、ニトリル、ニトロ、アミノ、炭素数1~40のアルキル、炭素数1~40のアルコキシ、炭素数3~40のシクロアルキル、炭素数1~40のアルケニル、炭素数6~60のアリール、またはO、N、Si、およびSのうちの1個以上を含む炭素数1~40のヘテロアリールであり、
mおよびnはそれぞれ独立して、0~4の整数である。
また、本発明は、前記化学式1で表されるエピスルフィド化合物、および前記化学式2または化学式3で表される、2個以上の水酸基を含む芳香環化合物の硬化物を含み、前記エピスルフィド化合物および2個以上の水酸基を含む芳香環化合物を7:3~9:1の重量比で含む、光学部材を提供する。
以下、本発明の具体的な実施形態による硬化性組成物およびその硬化物を含む光学部材についてより詳細に説明する。
本明細書で使用される用語は単に例示的な実施例を説明するために使われたものであり、本発明を限定しようとする意図ではなく、単数の表現は文脈上明白に異なる意味を示さない限り、複数の表現を含む。
本明細書で使用される「含む」の意味は、特定の特性、領域、整数、段階、動作、要素および/または成分を具体化し、他の特定の特性、領域、整数、段階、動作、要素、成分および/または群の存在や付加を除外させるものではない。
本明細書で使用される「エピスルフィド化合物」の定義は、1個以上のエピスルフィドを含む化合物を意味し、このとき、エピスルフィドはエポキシドの酸素(O)原子が硫黄(S)原子に置換された化合物を意味する。
本明細書において「硬化」は、熱硬化と光硬化を両方とも含む意味であり、「硬化性組成物」は、熱硬化および/または光硬化が可能な組成物を意味する。
本明細書において高屈折は、350~800nmの波長領域または532nmの波長で約1.6以上を意味する。
本発明の一実施形態によれば、上記化学式1で表されるエピスルフィド化合物、および上記化学式2または化学式3で表される、2個以上の水酸基を含む芳香環化合物を含み、前記エピスルフィド化合物および2個以上の水酸基を含む芳香環化合物の重量比は7:3~9:1である硬化性組成物が提供される。
従来、硬化液に含まれる硫黄原子の含有量が高くなるほど、硬化液の硬化物である光学部材の屈折率が高くなる傾向を示すことが確認され、チオール化合物などを硬化剤として硬化液に含めていた。しかし、チオール化合物を使用した硬化液の場合、混合直後に硬化反応が行われて粘度が急激に増加し、また急速な硬化によって脈理現象が発生し、ガラス転移温度が80℃未満と低くて物理的物性などが劣る問題があった。
しかし、本発明者らは、チオール化合物の代わりに特定化学構造の2個以上の水酸基を含む芳香環化合物を使用し、また、特定化学構造のエピスルフィド化合物と前記2個以上の水酸基を含む芳香環化合物の重量比を特定の範囲に制御する場合、混合直後に急速な硬化反応が起きないので長期保管が可能であり、急速な硬化による脈理現象も発生せず、このような硬化性組成物の硬化物である光学部材は、高屈折率および優れた光学特性を示し、かつガラス転移温度が80℃以上と非常に高くて機械的物性に優れ、従来使用されていたガラスやプラスチック素材に代わる光学材料を提供できる事実を発見し、本発明に至った。
これにより、前記硬化性組成物およびその硬化物を含む光学部材は、既存のガラスまたは光学ガラスに代わり、製品や商業分野、例えば、ディスプレイ用基板、ディスプレイ用保護フィルム、タッチパネル、ウェアラブルデバイスのレンズなどに有用に適用可能である。
具体的には、前記本発明の一実施形態による硬化性組成物に含まれる前記エピスルフィド化合物および2個以上の水酸基を含む芳香環化合物の重量比は7:3~9:1、7.5:2.5~9:1、または8:2~9:1である。前記エピスルフィド化合物および2個以上の水酸基を含む芳香環化合物の重量比が7:3未満であれば硬化性組成物で2個以上の水酸基を含む芳香環化合物が十分に溶解しないか、または析出されることがあり、これにより、硬化物を形成しにくいか、または硬化物を形成しても光学および機械的物性が低下する問題がある。一方、上記の重量比が9:1を超えれば相対的にエピスルフィド化合物の含有量が多くなることによって未硬化の副生成物などが発生し、これによって硬化物である光学部材のガラス転移温度を下げ、黄色度(YI;Yellow Index)を高める問題がある。
前記硬化性組成物に含まれるエピスルフィド化合物は、下記化学式1で表される化合物であり得る。
Figure 0007353705000004
前記化学式1中、
およびRはそれぞれ独立して、水素または炭素数1~10のアルキルであり、
およびRはそれぞれ独立して、単結合または炭素数1~10のアルキレンであり、
aは0~4の整数であり、
bは0~6の整数である。
前記エピスルフィド化合物は、上述した特定化学構造によって分子内に原子屈折の大きい硫黄(S)原子を高い含有量で含むことができるが、このような高い硫黄原子の含有量によって硬化物の屈折率を高めることができる。
また、前記エピスルフィド化合物は、開環重合によって硬化が可能であるが、エピスルフィド基の開環重合によって形成されるアルキレンスルフィド基は、硬化物の高屈折率をさらに高めることができる。
一方、前記化学式1中、RおよびRはそれぞれ独立して、水素またはメチル基であり得るが、これらに限定されるものではない。
また、RおよびRはそれぞれ独立して、単結合、メチレン、エチレン、プロピレン、イソプロピレン、ブチレン、またはイソブチレンであり得るが、これらに限定されるものではない。
また、aおよびbはそれぞれ独立して、0または1である。
化学式1中のaは、チオエーテル繰り返し単位に含まれたアルキレン基の炭素数に関するものであって、aが過度に大きい場合、分子内の炭素鎖の長さが長くなり、硬化時硬化物のガラス転移温度が低くなり、これによって硬化物の耐熱性が低下する問題が発生することがあり、また、相対的な硫黄の含有量が低くなることで硬化物の屈折率が低くなる問題が発生することがある。
化学式1中のbは、アルキレン基が硫黄(S)原子によって連結されるチオエーテル(thio ether)の繰り返し単位の繰り返し数であって、bが過度に大きい場合、分子の鎖長が長くなり、硬化時硬化物のガラス転移温度が低くなり、これによって硬化物の耐熱性が低下する問題が発生することがある。
また、前記化学式1で表される化合物を単独で使用するか、あるいは2種以上混合して使用することもできる。
前記エピスルフィド化合物は、例えば、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)ブタンなどからなる群より選択される少なくとも一つを含み得るが、本発明は必ずしもこれらに限定されるものではない。
前記エピスルフィド化合物の含有量は、硬化性組成物全体の100重量%に対して、50~99重量%、60~95重量%、または70~90重量%であり得る。前記エピスルフィド化合物の含有量が多すぎると、相対的に硬化物などの他の構成の含有量が少なくなり、未硬化の副生成物などが発生し、これによって硬化物である光学部材のガラス転移温度を下げ、黄色度(YI;Yellow Index)を高める問題がある。これに対して、エピスルフィド化合物の含有量が少なすぎると、相対的に硬化剤などの他の構成の含有量が多くなり、これらが硬化性組成物内に十分に溶解しないか、未硬化の副生成物などが発生し、これによって硬化物である光学部材のガラス転移温度を下げ、黄色度(YI;Yellow Index)を高める問題がある。
前記硬化性組成物に含まれる2個以上の水酸基を含む芳香環化合物は、下記化学式2または化学式3で表される化合物であり得る。
Figure 0007353705000005
前記化学式2中、
およびRはそれぞれ独立して、重水素、ハロゲン、シアノ、ニトリル、ニトロ、アミノ、炭素数1~40のアルキル、炭素数1~40のアルコキシ、炭素数3~40のシクロアルキル、炭素数1~40のアルケニル、炭素数6~60のアリール、またはO、N、Si、およびSのうちの1個以上を含む炭素数1~40のヘテロアリールであり、
cおよびdはそれぞれ独立して、1~7の整数であり、
eおよびfはそれぞれ独立して、0~6の整数であり、
c+eは7以下であり、d+fは7以下であり、
Figure 0007353705000006
前記化学式3中、
ArおよびArはそれぞれ独立して、1個以上の水酸基で置換された炭素数6~60のアリールであり、
およびRはそれぞれ独立して、重水素、ハロゲン、シアノ、ニトリル、ニトロ、アミノ、炭素数1~40のアルキル、炭素数1~40のアルコキシ、炭素数3~40のシクロアルキル、炭素数1~40のアルケニル、炭素数6~60のアリール、またはO、N、Si、およびSのうちの1個以上を含む炭素数1~40のヘテロアリールであり、
mおよびnはそれぞれ独立して、0~4の整数である。
具体的には、前記化学式2で表される2個以上の水酸基を含む芳香環化合物は、2個のナフタレンが連結された骨格を有しており、それぞれのナフタレンに1個以上の水酸基が連結される。
一方、化学式3で表される2個以上の水酸基を含む芳香環化合物は、フルオレンの9位に1個以上の水酸基で置換されたアリール基が2個置換された形態を示すことができる。
前記化学式2または化学式3で表される前記2個以上の水酸基を含む芳香環化合物は、前記エピスルフィド化合物との硬化反応において、2個以上の水酸基がエピスルフィド化合物と開環重合反応により架橋が行われ、従来の硬化剤として使用されたチオール化合物に比べて遅い反応速度、例えば、1/1,000の反応速度で開環重合反応が起きることによって硬化反応速度を制御することができる。また、前記2個以上の水酸基を含む芳香環化合物において、芳香環は、脂肪族水酸基に比べて遅い反応速度、例えば、1/2の反応速度で開環重合反応が起きることによって硬化反応速度を制御できるので、硬化性組成物の混合後にも急速な硬化反応が起きることを防止して長期保管、例えば、0℃の温度条件で7日以上硬化反応が行われないように制御可能であり、急速な硬化による脈理現象を防止することができる。
また、前記2個以上の水酸基を含む芳香環化合物は、芳香族官能基の共役(Conjugation)系によって硬化物の高屈折率を実現することができ、また、このような芳香族官能基によって、硬化組成物において従来の硬化剤として使用されたチオール化合物を含まないことで硫黄原子の含有量が減少しても、屈折率の減少を最小化することができ、さらに、前記硬化物のガラス転移温度を80℃以上と高めて機械的特性を向上させることができる。
一方、前記化学式2中、RおよびRはそれぞれ独立して、重水素、ハロゲン、シアノ、ニトリル、ニトロ、アミノ、メチルまたはエチルであり得るが、これらに限定されるものではない。
また、fおよびgはそれぞれ独立して、1または2である。
また、hおよびiはそれぞれ独立して、0または1である。
また、前記化学式3中、ArおよびArはそれぞれ独立して、1または2個の水酸基で置換されたフェニルまたはナフタレニルであり得るが、これらに限定されるものではない。
また、RおよびR10はそれぞれ独立して、重水素、ハロゲン、シアノ、ニトリル、ニトロ、アミノ、メチルまたはエチルであり得るが、これらに限定されるものではない。
また、mおよびnはそれぞれ独立して、0または1である。
また、前記化学式2または化学式3で表される化合物を単独で使用するか、あるいは2種以上混合して使用することもできる。
前記2個以上の水酸基を含む芳香環化合物は、例えば、下記化合物の中から選択される少なくとも一つを含み得る。
Figure 0007353705000007
前記2個以上の水酸基を含む芳香環化合物の含有量は、硬化性組成物全体の100重量%に対して、0.1~30重量%、0.5~25重量%、または1~15重量%であり得る。前記2個以上の水酸基を含む芳香環化合物の含有量が多すぎると、硬化性組成物に十分に溶解しないか、または析出され、これによって硬化物が形成されにくいか、硬化物を形成しても光学および機械的物性が低下する問題がある。これに対して、前記2個以上の水酸基を含む芳香環化合物の含有量が少なすぎると、相対的にエピスルフィド化合物などの他の組成の含有量が多くなり、未硬化の副生成物などが発生し、これによって硬化物である光学部材のガラス転移温度を下げ、黄色度(YI;Yellow Index)を高める問題がある
本発明の一実施形態による硬化性組成物は、触媒をさらに含む。
前記触媒は、硬化性組成物の硬化反応を促進する役割を果たすものであれば、特に限定されないが、例えば、イミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-エチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、4-フェニルイミダゾール、1-シアノエチル-2-フェニルイミダゾール、1-(2-シアノエチル)-2-エチル-4-メチルイミダゾールなどのイミダゾール誘導体;ジシアンジアミド、ベンジルジメチルアミン、4-(ジメチルアミノ)-N,N-ジメチルベンジルアミン、4-メトキシ-N,N-ジメチルベンジルアミン、4-メチル-N,N-ジメチルベンジルアミン、N,N-ジシクロヘキシルメチルアミンなどのアミン化合物;アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジドなどのヒドラジン化合物;トリフェニルホスフィンなどのリン化合物などが挙げられる。また、市販されているものとしては、例えば、四国化成工業製の2MZ-A、2MZ-OK、2PHZ、2P4BHZ、2P4MHZ(いずれもイミダゾール系化合物の商品名)、サンアプロ社製のU-CAT3503N、UCAT3502T(いずれもジメチルアミンのブロックイソシアネート化合物の商品名)、DBU、DBN、U-CATSA102、U-CAT5002(いずれも二環式アミジン化合物およびその塩)などが挙げられる。
前記触媒の含有量は、硬化性組成物全体の100重量%に対して、0.001~10重量%、0.01~5重量%、または0.1~1重量%であり得る。前記触媒の含有量が多すぎると硬化反応が急速に進行され、過熱による硬化性組成物の取り扱い上の安全性の問題があり、長期保管が難しく、脈理現象が発生することがある。一方、触媒の含有量が少なすぎると未硬化によって光学および機械的物性が低下することがある。
また、前記硬化性組成物は、その他にも、紫外線吸収剤、ブルーイング剤、顔料など、本発明の属する技術分野でディスプレイ用基板に特定機能を付与するために使用されるその他添加剤をさらに含むこともできる。
また、前記硬化性組成物は、長期保管が可能であり、急速な硬化によって発生する脈理現象を抑制することができる。具体的には、前記硬化性組成物は、-5~0℃の温度で12時間維持した後、常温(25℃)で測定した粘度が4000cP以下、3000cP以下、2500cP以下、2000cP以下、1000cP以下、500cP以下、300cP以下、100~200cPであり得る。
本発明の他の実施形態によれば、前記化学式1で表されるエピスルフィド化合物;および前記化学式2または化学式3で表される、2個以上の水酸基を含む芳香環化合物;の硬化物を含み、前記エピスルフィド化合物および2個以上の水酸基を含む芳香環化合物を7:3~9:1の重量比で含む光学部材を提供する。
前記光学部材に含まれている前記エピスルフィド化合物および2個以上の水酸基を含む芳香環化合物の重量比は7:3~9:1、7.5:2.5~9:1、または8:2~9:1である。前記エピスルフィド化合物および2個以上の水酸基を含む芳香環化合物の重量比が7:3未満であれば、硬化性組成物において2個以上の水酸基を含む芳香環化合物が十分に溶解しないか、または析出されて硬化物である光学部材の光学および機械的物性が低下することがある。これに対して、重量比が9:1を超えれば相対的にエピスルフィド化合物などの他の組成の含有量が多くなり、未硬化の副生成物などが発生し、これによって硬化物である光学部材のガラス転移温度を下げ、黄色度(YI;Yellow Index)を高める問題がある。
その他、前記光学部材に含まれたエピスルフィド化合物、および2個以上の水酸基を含む芳香環化合物、添加剤などについては、上述した硬化性組成物の説明に代える。
このような光学部材は、上述した硬化性組成物を硬化させる方法により製造される。具体的には、上述した硬化性組成物または前記硬化性組成物に各種添加剤を含む均一な組成物を製造し、前記組成物を、ガラス、金属、または高分子樹脂などの成分で製造されたモールドと樹脂性のガスケットを組み合わせた型枠内部に注入し、加熱して硬化させる。この時、成形後、最終的に製造された樹脂の取り出しを容易にするためにモールドにあらかじめ離型処理を行うか、または上述した組成物に離型剤をさらに添加して使用することもできる。
硬化反応の温度は、使用する化合物の種類および含有量などによって異なるが、一般的に約50~約120℃、または約60~約100℃で行うことができ、硬化時間は、約0.1~約72時間、または約0.5~約24時間行うことができる。
硬化反応は、上述した所定の重合温度を一定時間保持する工程、昇温工程、および降温工程などを組み合わせて行うことができ、反応終了後、約50~約150℃、または約80~約120℃の温度条件で、約10分~約3時間の間後処理して変形を防止することができる。
重合後、離型された光学部材は、その後、染色、コーティングなどの工程により多様な機能性を有し得る。
本発明の他の実施形態による光学部材は、屈折率が1.65以上、1.650~1.800、1.700~1.800、または1.700~1.750である。
また、前記光学部材は、ガラス転移温度が80℃以上、80~150℃、または85~130℃と非常に高いガラス転移温度を有する。
また、前記光学部材の透過率は、具体的には厚さが1mmであるとき、JIS K 7361に従って測定された透過率値が80%以上、80~99%、または85~90%と非常に高い透過率を有する。
また、前記光学部材のヘイズは、具体的には厚さが1mmであるとき、JIS K 7136に従って測定されたヘイズ値が1%以下、0.01~1%、または0.01~0.5%と非常に低いヘイズ値を有する。
また、前記光学部材の黄色度(YI;Yellow Index)は、具体的にはASTM E313-1973に従って測定された黄色度が0.1~10、0.5~8、1~7、または1~5と低い黄色度を示すことができる。
他の実施形態による光学部材はウェアラブルデバイスに含まれ、具体的には、ウェアラブルデバイスのレンズ用にガラスまたは強化ガラスの代わりとして用いられる。
すなわち、前記光学部材は、ガラスと同様の高屈折特性を有し、かつガラスあるいは強化ガラスに比べて軽く、強度および硬度などの機械的物性に加えて、上述したように光学的物性に優れるので、拡張現実デバイスまたは仮想現実デバイスなどのウェアラブルデバイスのレンズとして用いられる。
特に、前記光学部材は、80℃以上の高いガラス転移温度を有することで、持続的な映像の伝送および出力により高温が発生するウェアラブルデバイスにおいて物性変化が最小化して安定的に使用することができる。
本発明によれば、長期保管が可能であり、急速な硬化による脈理現象を防止できる硬化性組成物を提供することができ、前記硬化性組成物の硬化物を含み、従来のレンズなどに使用されるガラスあるいは強化ガラスに比べて軽く、強度および硬度に優れかつ多様な色の実現が可能で、高屈折率の実現が可能かつ高いガラス転移温度を実現できる光学部材を提供することができる。
以下、発明の具体的な実施例により、発明の作用および効果をより詳しく説明する。ただし、このような実施例は発明の例示として提示されるものに過ぎず、発明の権利範囲はこれによって定まるものではない。
実施例1
エピスルフィド化合物である下記70A 90g、および2個以上の水酸基を含む芳香環化合物である下記A1 10gを、20℃で1時間激しく混合した後、気孔の大きさが1μmであるガラスフィルター(glass filter)を用いて濾過し、気孔の大きさが0.45μmであるPVDFフィルター(PVDF filter)を用いてもう一度再濾過した。その後、触媒としてN,N-ジシクロヘキシルメチルアミン1gを添加し、5分間混合して硬化性組成物を製造した。
横及び縦が10cmであるLCDガラス(LCD Glass)の両側面に1mm厚さのスライドガラスを置いて、LCDガラスの中央に上述した混合液約5gを塗布した後、他のLCDガラスで覆い、鋳型を準備した。これをオーブンに入れ、約60℃で約10時間、約90℃で約4時間硬化反応を行った。オーブンから取り出した後、LCDガラスを除去して平坦なプラスチック試験片(光学部材)を得た。プラスチック試験片の厚さは約1mmであり、この厚さは、ミツトヨ社製の測定装置(Model:ID-C112XBS)を用いて測定した。
実施例2~実施例7および比較例1~比較例3
前記エピスルフィド化合物および2個以上の水酸基を含む芳香環化合物として、下記表1に記載された化合物および含有量を使用したことを除いては、前記実施例1と同様の方法で硬化性組成物およびその硬化物であるプラスチック試験片(光学部材)を製造した。これに対して、比較例1~比較例3の場合、チオール化合物として下記70Aおよび/または70Bを下記表2に記載された含有量で使用した。
Figure 0007353705000008
Figure 0007353705000009
物性評価
1.光学特性(透過率、ヘイズおよび黄色度)の評価
前記試験片に対して、1mmの基準厚さに硬化した硬化物の厚さ方向に、日本電色工業株式会社製のCOH-400分光計を用いて透過率、ヘイズ、および黄色度を測定し、その結果を下記表2に示す。
2.硫黄原子含有量の測定
前記試験片に対して元素分析法を用いて硫黄原子の含有量を測定し、その結果を下記表2に示す。
3.屈折率の測定
前記試験片に対して、Ellipso Technology社製のspectroscopic ellipsometryを用いて532nm波長での屈折率値を測定し、その結果を下記表2に示す。
4.ガラス転移温度(Tg)の測定
前記試験片に対して、TA Instrument社製の示差走査熱量装置(DSC)DSC-2500を用いて25~160℃の温度範囲で、10℃/minで加熱-冷却-加熱して、2番目の加熱で試験片のガラス転移温度(Tg)を測定し、その結果を下記表2に示す。
Figure 0007353705000010
上記表2を参照すると、本発明の実施例による硬化物を含む試験片は、透過率が非常に高く、ヘイズおよび黄色度値が低いながらも、相対的に高い屈折率を有し、かつガラス転移温度が高いことが分かった。
これに対して、前記比較例1の場合、本発明の実施例に比べて硫黄原子を多少多く含みながらも屈折率値が多少低く、比較例2の場合、透過率が多少低いことを確認した。また、比較例1~比較例3の場合、ガラス転移温度が実施例に比べて顕著に低く、また、組成物の製造直後に硬化が進行して粘度が過度に高くなり、プラスチック樹脂試験片に製造しにくいか、またはレンズに加工しにくい問題があることを確認した。
また、比較例4および比較例5の硬化性組成物の場合、硫黄原子を多少多く含みながらも屈折率値が多少低く、ガラス転移温度は実施例に比べて顕著に低いことを確認した。さらに、比較例6および比較例7の硬化性組成物の場合、固形硬化剤である2個以上の水酸基を含む芳香環化合物の含有量が高くて硬化性組成物に溶解しないか、または析出される問題により、プラスチック試験片(光学部材)を製造することができなかった。

Claims (12)

  1. 下記化学式1で表されるエピスルフィド化合物、および
    下記化学式2または化学式3で表される2個以上の水酸基を含む芳香環化合物を含み、
    前記エピスルフィド化合物および2個以上の水酸基を含む芳香環化合物の重量比は7:3~9:1である、高屈折率光学部材形成用硬化性組成物:
    前記化学式1中、
    およびRはそれぞれ独立して、水素または炭素数1~10のアルキルであり、
    およびRはそれぞれ独立して、単結合または炭素数1~10のアルキレンであり、
    aは0~4の整数であり、
    bは0~6の整数であり、
    前記化学式2中、
    およびRはそれぞれ独立して、重水素、ハロゲン、シアノ、ニトリル、ニトロ、アミノ、炭素数1~40のアルキル、炭素数1~40のアルコキシ、炭素数3~40のシクロアルキル、炭素数1~40のアルケニル、炭素数6~60のアリール、またはO、N、Si、およびSのうちの1個以上を含む炭素数1~40のヘテロアリールであり、
    cおよびdはそれぞれ独立して、1~7の整数であり、
    eおよびfはそれぞれ独立して、0~6の整数であり、
    c+eは7以下であり、d+fは7以下であり、
    前記化学式3中、
    ArおよびArはそれぞれ独立して、1個以上の水酸基で置換された炭素数6~60のアリールであり、
    およびRはそれぞれ独立して、重水素、ハロゲン、シアノ、ニトリル、ニトロ、アミノ、炭素数1~40のアルキル、炭素数1~40のアルコキシ、炭素数3~40のシクロアルキル、炭素数1~40のアルケニル、炭素数6~60のアリール、またはO、N、Si、およびSのうちの1個以上を含む炭素数1~40のヘテロアリールであり、
    mおよびnはそれぞれ独立して、0~4の整数である。
  2. 前記エピスルフィド化合物および2個以上の水酸基を含む芳香環化合物の重量比は8:2~9:1である、請求項1に記載の硬化性組成物。
  3. 前記エピスルフィド化合物は、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、および1,4-ビス(β-エピチオプロピルチオ)ブタンからなる群より選択される少なくとも一つを含む、請求項1又は2に記載の硬化性組成物。
  4. 前記2個以上の水酸基を含む芳香環化合物は、下記化合物の中から選択される少なくとも一つを含む、請求項1から3のいずれか一項に記載の硬化性組成物:
  5. 触媒をさらに含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の硬化性組成物。
  6. 下記化学式1で表されるエピスルフィド化合物、および
    下記化学式2または化学式3で表される2個以上の水酸基を含む芳香環化合物の硬化物を含み、
    前記エピスルフィド化合物および2個以上の水酸基を含む芳香環化合物を7:3~9:1の重量比で含む、光学部材:
    前記化学式1中、
    およびRはそれぞれ独立して、水素または炭素数1~10のアルキルであり、
    およびRはそれぞれ独立して、単結合または炭素数1~10のアルキレンであり、
    aは0~4の整数であり、
    bは0~6の整数であり、
    前記化学式2中、
    およびRはそれぞれ独立して、重水素、ハロゲン、シアノ、ニトリル、ニトロ、アミノ、炭素数1~40のアルキル、炭素数1~40のアルコキシ、炭素数3~40のシクロアルキル、炭素数1~40のアルケニル、炭素数6~60のアリール、またはO、N、Si、およびSのうちの1個以上を含む炭素数1~40のヘテロアリールであり、
    cおよびdはそれぞれ独立して、1~7の整数であり、
    eおよびfはそれぞれ独立して、0~6の整数であり、
    c+eは7以下であり、d+fは7以下であり、
    前記化学式3中、
    ArおよびArはそれぞれ独立して、1個以上の水酸基で置換された炭素数6~60のアリールであり、
    およびRはそれぞれ独立して、重水素、ハロゲン、シアノ、ニトリル、ニトロ、アミノ、炭素数1~40のアルキル、炭素数1~40のアルコキシ、炭素数3~40のシクロアルキル、炭素数1~40のアルケニル、炭素数6~60のアリール、またはO、N、Si、およびSのうちの1個以上を含む炭素数1~40のヘテロアリールであり、
    mおよびnはそれぞれ独立して、0~4の整数である。
  7. 屈折率が1.65以上である、請求項6に記載の光学部材。
  8. ガラス転移温度(Tg)が80℃以上である、請求項6または7に記載の光学部材。
  9. 透過率が80%以上である、請求項6から8のいずれか一項に記載の光学部材。
  10. ヘイズ(Haze)が1%以下である、請求項6から9のいずれか一項に記載の光学部材。
  11. 黄色度(YI;Yellow Index)が0.1~10である、請求項6から10のいずれか一項に記載の光学部材。
  12. ウェアラブルデバイスのレンズ用である、請求項6から11のいずれか一項に記載の光学部材。
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