JPWO2017179476A1 - 複合回折光学素子用の高屈折率低分散樹脂用組成物、及び、それを用いた複合回折光学素子 - Google Patents

複合回折光学素子用の高屈折率低分散樹脂用組成物、及び、それを用いた複合回折光学素子 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2017179476A1
JPWO2017179476A1 JP2018511974A JP2018511974A JPWO2017179476A1 JP WO2017179476 A1 JPWO2017179476 A1 JP WO2017179476A1 JP 2018511974 A JP2018511974 A JP 2018511974A JP 2018511974 A JP2018511974 A JP 2018511974A JP WO2017179476 A1 JPWO2017179476 A1 JP WO2017179476A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
refractive index
dispersion resin
composition
high refractive
low
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018511974A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6943238B2 (ja
Inventor
康佑 並木
康佑 並木
英二 輿石
英二 輿石
古川 喜久夫
喜久夫 古川
堀越 裕
裕 堀越
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Original Assignee
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Gas Chemical Co Inc filed Critical Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Publication of JPWO2017179476A1 publication Critical patent/JPWO2017179476A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6943238B2 publication Critical patent/JP6943238B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/02Polythioethers
    • C08G75/04Polythioethers from mercapto compounds or metallic derivatives thereof
    • C08G75/045Polythioethers from mercapto compounds or metallic derivatives thereof from mercapto compounds and unsaturated compounds
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/18Diffraction gratings
    • G02B5/1866Transmission gratings characterised by their structure, e.g. step profile, contours of substrate or grooves, pitch variations, materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/28Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the compounds used containing active hydrogen
    • C08G18/30Low-molecular-weight compounds
    • C08G18/38Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen
    • C08G18/3855Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having sulfur
    • C08G18/3876Low-molecular-weight compounds having heteroatoms other than oxygen having sulfur containing mercapto groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/73Polyisocyanates or polyisothiocyanates acyclic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/75Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic
    • C08G18/751Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring
    • C08G18/752Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group
    • C08G18/753Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group containing one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group having a primary carbon atom next to the isocyanate or isothiocyanate group
    • C08G18/755Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group containing one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group having a primary carbon atom next to the isocyanate or isothiocyanate group and at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to a secondary carbon atom of the cycloaliphatic ring, e.g. isophorone diisocyanate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G18/00Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates
    • C08G18/06Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen
    • C08G18/70Polymeric products of isocyanates or isothiocyanates with compounds having active hydrogen characterised by the isocyanates or isothiocyanates used
    • C08G18/72Polyisocyanates or polyisothiocyanates
    • C08G18/74Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic
    • C08G18/75Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic
    • C08G18/751Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring
    • C08G18/752Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group
    • C08G18/757Polyisocyanates or polyisothiocyanates cyclic cycloaliphatic containing only one cycloaliphatic ring containing at least one isocyanate or isothiocyanate group linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group containing at least two isocyanate or isothiocyanate groups linked to the cycloaliphatic ring by means of an aliphatic group
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/02Polythioethers
    • C08G75/04Polythioethers from mercapto compounds or metallic derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G75/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G75/02Polythioethers
    • C08G75/06Polythioethers from cyclic thioethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L81/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of polysulfones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L81/02Polythioethers; Polythioether-ethers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/18Diffraction gratings
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/18Diffraction gratings
    • G02B5/1828Diffraction gratings having means for producing variable diffraction

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)

Abstract

本発明の課題は、光硬化性が良好で生産性の高い密着2層型複合回折光学素子用の高屈折率低分散樹脂用組成物、およびこれを用いた密着2層型複合回折光学素子を提供することである。
上記課題は、一般式(1)で表わされるチオール化合物、又は、一般式(1)で表されるチオール化合物を用いて合成されたオリゴマーである(A成分)、及び2以上の重合性不飽和結合を有するエン化合物(B成分)を含有する、密着2層型複合回折光学素子用、高屈折率低分散樹脂用組成物により解決された。
【化1】

(式中、pは2〜5の整数を表し、X及びZはそれぞれ独立に水素原子またはメルカプトメチル基を表す。硫黄原子の分子中の割合は40〜80質量%である。チオール基の数は3以上である。)

Description

本発明は、複数の樹脂材料を密着積層させ、その接合面に回折構造を有する複合光学素子に好適に用いられる高屈折率低分散樹脂用組成物、およびこれを用いた複合回折光学素子、例えば密着2層型複合回折光学素子に関するものである。
低屈折率高波長分散樹脂と高屈折率低波長分散樹脂とを密着させ、その接合面に回折構造を持つ複合光学素子(以下、密着2層型複合回折光学素子)が知られており、撮像光学系に対して非常に有用である。樹脂による回折構造は主に接合型ガラスダブレットレンズの接着界面に構成され、色収差の補正等に利用されている(特許文献1)。
一般に、2つの樹脂の屈折率差を大きく取ると回折構造の高さを低くすることができ、樹脂の屈折率が変動した際の回折効率への影響も小さくなるため好ましい。しかしながら、樹脂材料は屈折率が高くなるほど波長分散(以下、単に分散と記載する)も大きくなる傾向があるため、低屈折率高分散樹脂と高屈折率低分散樹脂の有効な組み合わせは限られる。
密着2層型複合回折光学素子用の樹脂材料は、無機微粒子を分散させた材料と、有機成分のみからなる材料に大別されるが、無機成分を分散させた材料は光線透過率や屈折率の均一性等を保って硬化させることが難しいため、有機成分のみからなる材料の方が生産性に優れる。
有機成分のみからなる高屈折率低分散成分の多くは、重合性の硫黄化合物を利用しており、一般に硫黄含有量が多いほど高屈折率となるため、密着2層型複合回折光学素子用の高屈折率低分散材料として好ましい。
例えば、特許文献1ではエピスルフィド樹脂が、特許文献2ではチオウレタン樹脂が、特許文献3では硫黄含有アクリル樹脂が、それぞれ高屈折率低分散材料として使用されている。しかしながら、エピスルフィド樹脂やチオウレタン樹脂を光硬化する際には光塩基/酸発生剤の開始効率が低く、重合阻害を受け易い開始剤を用いる必要があるため生産性に劣るという問題があり、硫黄含有アクリル樹脂は硫黄含有量が少ないため高屈折率低分散材料としての特性が劣ってしまうといった問題があった。
国際公開第2013/047079号 特許第4238729号公報 特許第4872671号公報
本発明の課題は、光硬化性が良好で生産性の高い密着2層型複合回折光学素子用の高屈折率低分散樹脂用組成物、およびこれを用いた密着2層型複合回折光学素子を提供することである。
本発明者らは上記課題を解決すべく検討を行った結果、特定構造の3官能以上のポリチオールと、2官能以上のエン化合物を含有する高屈折率低分散樹脂用組成物が、複合回折光学素子用、特に密着2層型複合回折光学素子用の高屈折率低分散材料に好適な光学特性を有し、光硬化性も良好であることを見出した。すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1] 一般式(1)で表わされるチオール化合物、又は、一般式(1)で表されるチオール化合物を用いて合成されたオリゴマーである(A成分)、及び
2以上の重合性不飽和結合を有するエン化合物(B成分)を含有する、密着2層型複合回折光学素子用の高屈折率低分散樹脂用組成物。
(式中、pは2〜5の整数を表し、X及びZはそれぞれ独立に水素原子、メルカプト基、またはメルカプトメチル基を表す。硫黄原子の分子中の割合は40〜80質量%である。チオール基の数は3以上である。)
[2] 前記一般式(1)で表わされるチオール化合物が、
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(4−メルカプトメチル−3,6−ジチア−1,8−オクタンジチオール)、
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(4,8−ジメルカプトメチル−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(4,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン)、及び
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(5,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン)からなる群より選ばれる1以上である、[1]に記載の高屈折率低分散樹脂用組成物。
[3] 前記A成分が、一般式(1)で表わされるチオール化合物を用いて合成されたオリゴマーである、[1]又は[2]に記載の高屈折率低分散樹脂用組成物。
[4] 前記B成分が非芳香族のエン化合物である、[1]〜[3]のいずれかに記載の高屈折率低分散樹脂用組成物。
[5] 前記A成分の割合が30〜80質量%以上である、[1]〜[4]のいずれかに記載の高屈折率低分散樹脂用組成物。
[6] 23℃における粘度が500〜20000mPa・sの範囲にある、[1]〜[5]のいずれかに記載の高屈折率低分散樹脂用組成物。
[7] 前記A成分が、前記一般式(1)で表わされるチオール化合物のチオール基の一部がイソシアネート化合物と結合されているオリゴマーを含む、[1]〜[6]のいずれかに記載の高屈折率低分散樹脂用組成物。
[8] アッベ数が30〜50の範囲にある、[1]〜[7]のいずれかに記載の高屈折率低分散樹脂用組成物。
[9] [1]〜[8]のいずれかに記載の高屈折率低分散樹脂用組成物を硬化した高屈折率低分散樹脂。
[10] [9]に記載の高屈折率低分散樹脂、及び、
当該高屈折率低分散樹脂より低屈折率かつ、高分散性を示す低屈折率高分散樹脂
を有する密着2層型複合回折光学素子。
[11] 前記高屈折率低分散樹脂と前記低屈折率高分散樹脂のe線での屈折率差が0.02〜0.1かつ、F線での屈折率差がe線での屈折率差の0.8倍〜0.98倍かつ、C線での屈折率差がe線での屈折率差の1.02倍〜1.26倍の範囲にある、[10]に記載の密着2層型複合回折光学素子。
本発明により、広い波長範囲で回折効率が高いのみでなく、成形性や低複屈折性といった屈折レンズに必要な特性も兼ね備える樹脂製の密着2層型複合回折光学素子を、生産性良く提供することが可能となる。
本発明における高屈折率低分散樹脂用組成物は、チオール化合物、又は該チオール化合物を用いて合成されたオリゴマーである(A成分)、及び2以上の重合性不飽和結合を有するエン化合物(B成分)を含有する。
[チオール化合物又は該チオール化合物を用いて合成されたオリゴマー(A成分)]
本発明で使用するチオール化合物は、下記一般式(1)で表される化合物である。
(式中、pは2〜5の整数を表し、X及びZは、それぞれ独立に水素原子、メルカプト基、またはメルカプトメチル基を表す。硫黄原子の分子中の割合は40〜80質量%である。チオール基の数は3以上である。)
この化合物は高屈折率低分散特性の観点より、硫黄原子の分子中の割合が40〜80質量%であり、好ましくは50〜70質量%である。また密着2層型複合回折光学素子の形状保持の観点より、上記チオール化合物の一分子中のチオール基の数は3以上である。チオール基が2以下であると、得られる硬化物が脆くなり易い。
また、上記式中、pは好ましくは2〜3であり、より好ましくは2であり、X及びZは、好ましくは水素原子、またはメルカプトメチル基である。
チオール化合物の好ましい具体例として、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(4−メルカプトメチル−3,6−ジチア−1,8−オクタンジチオール)、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(4,8−ジメルカプトメチル−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(4,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン)、及び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(5,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン)が挙げられる。
チオール化合物を用いて合成されたオリゴマーは、高屈折率低分散樹脂用組成物の粘度を上げるために用いることができ、一般式(1)で示されるチオールを公知の手法に従ってオリゴマー化することで得られる。
公知の手法としてはチオール基の一部を酸化してジスルフィド結合させる手法(特開2012−233113)、チオール基の一部をエン化合物と反応させる手法、チオール基の一部をイソシアネート化合物とチオウレタン結合させる手法(国際公開特許WO2012/147709)が挙げられる。チオール基の一部を反応させるエン化合物としては、詳細を後述するB成分のエン化合物が挙げられる。
上記イソシアネート化合物としては、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ノルボルネンジイソシアネート、水添ジフェニルメタンジイソシアネート等の脂肪族/脂環族2官能イソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、及びキシリレンジイソシアネート等の芳香族2官能イソシアネートが挙げられる。高屈折率低分散特性を損なわないためには、非芳香族のイソシアネート化合物が好ましい。
高屈折率低分散樹脂用組成物中のA成分の割合は、好ましくは30〜80質量%であり、より好ましくは35〜70質量%である。A成分が30質量%より少ない場合は樹脂の硫黄含有量が少なくなり、高屈折率低分散特性が十分に得られない。
[エン化合物(B成分)]
本発明で使用する(B)エン化合物は、重合性不飽和結合を2以上有するエン化合物である。重合性不飽和結合を2以上有する一般的なアリル化合物、ビニル化合物、アクリル化合物、メタクリル化合物等をB成分として用いることができる。
高屈折率低分散特性向上の理由から芳香環を有さないエン化合物が好ましく、具体例としては、イソシアヌル酸トリアリル、シアヌル酸トリアリル、テトラアリルオキシエタン、水添トリメリット酸トリアリル等のアリル化合物、オリゴエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジメチロールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(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、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、2,2’−チオジエタンチオールジ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル化合物が挙げられ、高屈折率化の観点から特にイソシアヌル酸トリアリル及びシアヌル酸トリアリルが好ましい。これらの化合物は単独で用いても、2種類以上を混合して用いても構わない。
なお、単官能のエン化合物を用いた場合は得られる樹脂が脆くなり、密着2層型複合回折光学素子の形状を保持することが難しくなる。
高屈折率低分散樹脂用組成物中のB成分の割合は、好ましくは20〜70質量%であり、より好ましくは30〜65質量%である。
[その他の成分]
高屈折率低分散樹脂用組成物には、上述のA成分及びB成分以外の成分を加えても良い。例えば、高屈折率低分散樹脂用組成物には、組成物を硬化させるため、2,2−メトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン等の光重合開始剤やジ−t−ブチルパーオキサイド等の熱重合開始剤等の重合開始剤を加えることが好ましい。また、必要に応じて重合禁止剤、酸化防止剤、光安定剤(HALS)、紫外線吸収剤、シランカップリング剤、離型剤、顔料、染料等を添加することが可能である。高屈折率低分散樹脂用組成物における、その他の成分、すなわちA成分及びB成分以外の成分の割合は、好ましくは20質量%以下であり、より好ましくは10質量%以下である。
また、A成分及びB成分以外の成分として、高屈折率低分散樹脂用組成物は、無機成分を含まないことが好ましい。無機成分、例えば、無機微粒子を含まないことが好ましい。無機成分を分散させると、光線透過率や屈折率の均一性等を維持しつつ高屈折率低分散樹脂用組成物を硬化させることが困難になるためである。
[高屈折率低分散樹脂用組成物]
高屈折率低分散樹脂用組成物とは、当該組成物より得られる樹脂が高い屈折率を有し、低い波長分散性を示す樹脂組成物である。
上記組成物より得られる樹脂、すなわち上記組成物の硬化により生成される樹脂の屈折率は、1.55〜1.80であることが好ましく、さらに1.58〜1.70であることがより好ましく、1.59〜1.63であることが特に好ましい。
また、アッベ数は30〜50であることが好ましく、さらに35〜45であることが好ましい。この範囲にあることで、密着2層型複合回折光学素子の性能が向上する。なお、アッベ数は波長分散性の指標として用いられる値であり、アッベ数が低いほど波長分散性が大きくなる。
アッベ数(νd)=(nd−1)/(nF−nC)
(nd、nF、nCはそれぞれ、波長588nm、486nm、656nmでの屈折率。)
高屈折率低分散樹脂用組成物は、各成分を均一に混合することにより得られる。混合後の組成物は必要に応じて、ろ過や脱泡などを行っても構わない。
(A)チオール化合物又はオリゴマーと(B)エン化合物の割合については、(B)エン化合物の不飽和結合に対する(A)チオール化合物又はオリゴマーのチオール基の数比が0.5〜1.5当量の範囲、より好ましくは0.8〜1.2当量の範囲となることが好ましい。チオール当量がこの範囲にあることで、得られる樹脂の高屈折率低分散特性が良好になり、更に樹脂の強度や低臭気性の観点からも良好な性質を示す。
高屈折率低分散樹脂用組成物の粘度は23℃で10〜20,000mPa・sの範囲が好ましい。また、上記一般式(1)のチオール化合物を用いて合成されたオリゴマー化や高粘度成分の添加等の既知の方法により粘度を高め、密着2層型複合回折光学素子作成時の作業性を向上させることができる。その際の粘度は23℃で500〜20,000mPa・sの範囲であることが好ましく、1,000〜10,000mPa・sの範囲がより好ましい。粘度が低い場合は組成物の液ダレ、ハジキ、液の流動等が生じ易く、粘度が高過ぎる場合は組成物の吐出が困難になる。
また、A成分として、オリゴマー化させていない上記一般式(1)のチオール化合物を用いる場合においては、高屈折率低分散樹脂用組成物の粘度は、好ましくは20〜2,000mPa・s、より好ましくは30〜1,000mPa・sである。
高屈折率低分散樹脂用組成物の硬化方法は特に限定されず、公知の手法を適宜選択して硬化することができる。
[低屈折率高分散樹脂用組成物]
本発明にて用いられる低屈折率高分散樹脂用組成物とは、当該組成物を硬化させて得られる樹脂である低屈折率高分散樹脂が、前記高屈折率低分散樹脂よりも低い屈折率を有し、かつ高い波長分散性を示す樹脂である。
屈折率は1.50〜1.78であることが好ましく、さらに1.54〜1.68であることが好ましい。
また、アッベ数は10〜40であることが好ましく、さらに20〜35であることが好ましい。この範囲にあることで、密着2層型複合回折光学素子の性能が向上する。
本発明の高屈折率低分散樹脂は、低屈折率高分散樹脂と組み合わせて用いることで密着2層型複合回折光学素子として機能する。
低屈折率高分散樹脂に特に制限はなく、公知の市販品を入手して使用することができる。
具体例として、(オリゴ)エトキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、(オリゴ)プロポキシ化ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、(オリゴ)エトキシ化o−フェニルフェノール(メタ)アクリレート、9,9−ビス(4−(2−(メタ)アクリロキシエトキシ)フェニル)フルオレン、ビス−2−(メタ)アクリロイロキシエチルフタル酸等の(メタ)アクリル化合物、フタル酸ジアリル、2,3−ナフタレンカルボン酸ジアリル、2,6−ナフタレンカルボン酸ジアリル、ジフェン酸ジアリル等のアリル化合物、ビスフェノールA、9,9−ビス(4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−ヒドロキシ−3−フェニルフェニル)フルオレン等の芳香族ジオール化合物をポリカーボネート化もしくはポリエステル化した熱可塑性樹脂が挙げられ、密着2層型複合回折光学素子の回折効率を高めるためには芳香環を25質量%以上、より好ましくは40質量%以上、有する材料が好ましい。これらの化合物は単独で用いても、2種類以上を混合して用いても構わない。
また、必要に応じて、ITO微粒子やATO微粒子等の高波長分散材料や、重合開始剤、重合禁止剤、酸化防止剤、光安定剤(HALS)、紫外線吸収剤、シランカップリング剤、離型剤、顔料、染料等を低屈折率高分散樹脂に添加しても構わない。混合後の組成物は必要に応じて、ろ過や脱泡などを行っても構わない。
[密着2層型複合回折光学素子]
本発明の密着2層型複合回折光学素子は、高屈折率低分散樹脂及び低屈折率高分散樹脂を組み合わせたものであり、公知の手法に従って作成可能である。
例えば、特許文献1には屈折レンズの片面に一方の材料で回折構造を転写したのち、この回折構造と他の屈折レンズとの隙間にもう一方の硬化性材料を充填して硬化させることで密着2層型複合回折光学素子を作成する手法が記載されている。
すなわち、複合回折光学素子は、高屈折率低分散樹脂の層と、低屈折率高分散樹脂の層とを積層させることにより作成可能であり、本発明の密着2層型複合回折光学素子は、高屈折率低分散樹脂及び低屈折率高分散樹脂の層を互いに隙間なく密着させることにより、作成される。このように、本発明の密着2層型複合回折光学素子は、光学用の接着剤を用いることなしに製造することができる。
本発明の密着2層型複合回折光学素子においては、前記高屈折率低分散樹脂用組成物を硬化した高屈折率低分散樹脂と低屈折率高分散樹脂のe線での屈折率差が0.02〜0.1かつ、F線での屈折率差がe線での屈折率差の0.80倍〜0.98倍(好ましくは0.88倍〜0.98倍)かつ、C線での屈折率差がe線での屈折率差の1.02倍〜1.26倍(好ましくは1.02倍〜1.12倍)の範囲である。この範囲にあることで良好な密着2層型複合回折光学素子特性が得られる。樹脂間のe線での屈折率差が0.02よりも小さい場合は回折格子高さが高くなり、斜めに入射した光が0次光として抜け易くなるなど、密着2層型複合回折光学素子の特性に悪影響を与える可能性がある。また、0.1を超える場合は回折格子高さが低くなり過ぎ、製造時の許容公差が小さくなるため生産性に課題が生じる恐れがある。
更に、F線およびC線での屈折率差が前記範囲内にない場合は、不要次数の回折光の割合が大きくなり、フレアを多く生じるなど、密着2層型複合回折光学素子の特性に悪影響を与える可能性がある。
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明の効果を奏する限りにおいて実施形態を適宜変更することができる。
以下に、実施例中において、使用した化合物の入手元を示す。
ペンタエリスリトールテトラキス(3−チオプロピオナート)(製品名PETP):淀化学株式会社
トリアリルイソシアヌレート(製品名TAICROS):エボニックジャパン株式会社
ペンタエリスリトールテトラアクリレート(製品名A−TMMT):新中村化学株式会社
エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(製品名A−BPE−2):新中村化学株式会社
9,9−ビス(4−(2−アクリロキシエトキシ)フェニル)フルオレン(製品名A−BPEF):新中村化学株式会社
トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(製品名A−DCP):新中村化学株式会社
イソホロンジイソシアネート(IPDI):住化コベストロウレタン株式会社
1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI):住化コベストロウレタン株式会社
1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン:東京化成工業株式会社
ビス(β−エピチオプロピル)スルフィド:三菱ガス化学株式会社
1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン(製品名IrgaCure184):BASFジャパン株式会社
テトラブチルアンモニウム=ブチルトリ(1−ナフチル)ボラート:昭和電工株式会社
4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルスルフィド(製品名Lunacure BMS):DKSHジャパン社
t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノアート(製品名パーブチルO):日油株式会社
ジ−t−ブチルパーオキサイド(製品名パーブチルD):日油株式会社
4−メルカプトメチル−3,6−ジチア−1,8−オクタンジチオール:特許第3048929号公報に従って合成した。
4,8−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、4,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン、及び5,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカンの混合物(以下DDTと呼称する):特許第3444682号公報に記載の方法で合成した。
[評価方法]
回折構造を転写するための金型は、ピッチ0.5mmのブレーズ型構造を持つニッケル型を使用した。
硬化性組成物に露光を行う際の光源にはUV−LED光照射装置(岩崎電気株式会社製LHPUV365/2501、照度30mW/cm)を使用した。
[屈折率(ne)およびアッベ数(νd)]
樹脂の屈折率(ne)およびアッベ数(νd)は、硬化前の組成物を2枚のスライドガラス(松浪硝子工業株式会社製S9213)で挟み厚さ250μmとして硬化させた後に直角に切断研磨し、精密屈折計KPR−2000(島津デバイス製造株式会社製)を用いて測定した。測定温度は25℃とした。
[粘度]
粘度測定には、コーンプレート型粘度計HADV−II+Pro(ブルックフィールド社製)を用いた。測定温度は23℃とした。
[光硬化性]
光硬化性は、密着2層型複合回折光学素子の作成時に、高屈折率低分散樹脂用組成物に対して、波長365nm、照度30mW/cmのLEDランプで1分間光照射した後に表面タックなく前記組成物が硬化したものを良好、硬化しなかったものを不良と評価した。
[回折特性]
密着2層型光学素子の回折特性は、使用した樹脂の屈折率差をもとに波長400nmから700nmの範囲での不要次数の回折光が最小となるよう回折格子高さを設定した際の当該範囲での最低回折効率により評価し、90%以上のものを良好、90%未満のものを不良とした。
[複屈折]
複屈折はクロスニコル観察時の光漏れにより評価し、明確な光漏れのないものを良好、あるものを不良と評価した。
[実施例1]
(高屈折率低分散樹脂用組成物の調製)
A成分として4−メルカプトメチル−3,6−ジチア−1,8−オクタンジチオール(a−1)52質量部、B成分としてイソシアヌル酸トリアリル(b−1)48質量部及び重合開始剤として1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン(i−1)1質量部を均一になるまで混合し、高屈折率低分散樹脂用組成物を調製した。
(低屈折率高分散樹脂用組成物の調製)
エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(b−3)47質量部、9,9−ビス(4−(2−アクリロキシエトキシ)フェニル)フルオレン(b−4)53質量部を80℃で攪拌混合し、さらにt−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノアート(i−2)1質量部を混合して低屈折率高分散樹脂用組成物を調製した。
(密着2層型複合回折光学素子の作成)
前記低屈折率高分散樹脂用組成物を、片面に回折構造を持つニッケル金型、もう片面に光学ガラス(N−BK7:SCHOTT社)を厚さ100μmのスペーサーを介して配置した金型に注入し、80℃で24時間加熱して硬化させ、ニッケル金型を取り外して低屈折率高分散樹脂で回折構造が転写されたガラス−樹脂密着2層型複合回折光学素子を得た。
このガラス−樹脂密着2層型複合回折光学素子の回折構造を持つ面をガラス型に対向させ、厚さ100μmのスペーサーを介して配置した。これに前記高屈折率低分散樹脂用組成物を注入し、波長365nm、照度30mW/cmのLEDランプで1分間光照射して硬化させた。高屈折率低分散樹脂用組成物の光硬化性、および得られた密着2層型複合回折光学素子の回折特性および低複屈折性は良好であった。
[実施例2]
(高屈折率低分散樹脂用組成物の調製)
4−メルカプトメチル−3,6−ジチア−1,8−オクタンジチオール(a−1)50質量部、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(b−2)50質量部及び1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン(i−1)1質量部を均一になるまで混合し、高屈折率低分散樹脂用組成物を調製した。
(低屈折率高分散樹脂用組成物の調製)
エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(b−3)89質量部、9,9−ビス(4−(2−アクリロキシエトキシ)フェニル)フルオレン(b−4)11質量部を80℃で攪拌混合し、さらにt−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノアート(i−2)1質量部を混合して低屈折率高分散樹脂用組成物を調製した。
(密着2層型複合回折光学素子の作成)
前記高屈折率低分散樹脂用組成物および低屈折率高分散樹脂用組成物を用い、実施例1と同様の方法で密着2層型複合回折光学素子を作成した。高屈折率低分散樹脂用組成物の光硬化性、および得られた密着2層型複合回折光学素子の回折特性および低複屈折性は良好であった。
[実施例3]
(高屈折率低分散樹脂用組成物の調製)
4−メルカプトメチル−3,6−ジチア−1,8−オクタンジチオール(a−1)38質量部、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(b−5)62質量部及び1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン(i−1)1質量部を均一になるまで混合し、高屈折率低分散樹脂用組成物を調製した。
(低屈折率高分散樹脂用組成物の調製)
エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(b−3)73質量部、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(b−5)27質量部を80℃で攪拌混合し、さらにt−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノアート(i−2)1質量部を混合して低屈折率高分散樹脂用組成物を調製した。
(密着2層型複合回折光学素子の作成)
前記高屈折率低分散樹脂用組成物および低屈折率高分散樹脂用組成物を用い、実施例1と同様の方法で密着2層型複合回折光学素子を作成した。高屈折率低分散樹脂用組成物の光硬化性、および得られた密着2層型複合回折光学素子の回折特性および低複屈折性は良好であった。
[実施例4]
(高屈折率低分散樹脂用組成物の調製)
DDT(a−2)53質量部、イソシアヌル酸トリアリル(b−1)47質量部及び1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン(i−1)1質量部を均一になるまで混合し、高屈折率低分散樹脂用組成物を調製した。
(低屈折率高分散樹脂用組成物の調製)
エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(b−3)39質量部、9,9−ビス(4−(2−アクリロキシエトキシ)フェニル)フルオレン(b−4)61質量部を80℃で攪拌混合し、さらにt−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノアート(i−2)1質量部を混合して低屈折率高分散樹脂用組成物を調製した。
(密着2層型複合回折光学素子の作成)
前記高屈折率低分散樹脂用組成物および低屈折率高分散樹脂用組成物を用い、実施例1と同様の方法で密着2層型複合回折光学素子を作成した。高屈折率低分散樹脂用組成物の光硬化性、および得られた密着2層型複合回折光学素子の回折特性および低複屈折性は良好であった。
[実施例5]
(高屈折率低分散樹脂用組成物の調製)
4−メルカプトメチル−3,6−ジチア−1,8−オクタンジチオール(a−1)54質量部、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(b−2)46質量部及び1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン(i−1)1質量部を均一になるまで混合し、高屈折率低分散樹脂用組成物を調製した。
(密着2層型複合回折光学素子の作成)
回折構造を持つ金型にBisフェノールA型ポリカーボネート(製品名ユーピロンH−4000、三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製、b−9)を入れ、300℃で圧縮成形して回折構造が転写された光学素子を得た。この光学素子と前記高屈折率低分散樹脂用組成物を用い、実施例1と同様の方法で密着2層型複合回折光学素子を作成した。高屈折率低分散樹脂用組成物の光硬化性、および得られた密着2層型複合回折光学素子の回折特性および低複屈折性は良好であった。
[実施例6]
(高屈折率低分散樹脂用組成物の調製)
4−メルカプトメチル−3,6−ジチア−1,8−オクタンジチオール(a−1)52質量部、イソシアヌル酸トリアリル(b−1)48質量部及びジ−t−ブチルパーオキサイド(i−3)0.1質量部の混合液を100℃で72時間加熱し、オリゴマー化を行った。さらに1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン(i−1)1質量部を均一になるまで混合し、混合後ろ過をすることにより高屈折率低分散樹脂用組成物を調製した。
この他は、実施例1と同様の操作を行った。高屈折率低分散樹脂用組成物の光硬化性、および得られた密着2層型複合回折光学素子の回折特性および低複屈折性は良好であった。また、上記の高屈折率低分散樹脂用組成物は作業に適した粘度であり、光学素子の作成時に液ダレは発生しなかった。
[実施例7]
低屈折率高分散樹脂用組成物の重合開始剤に1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン(i−1)1質量部を用いる他は実施例6と同様の方法で、高屈折率低分散樹脂用組成物および低屈折率高分散樹脂用組成物を調製した。この高屈折率低分散樹脂用組成物を、片面に回折構造を持つニッケル金型、もう片面に光学ガラス(N−BK7)を厚さ100μmのスペーサーを介して配置した金型に注入し、波長365nm、照度30mW/cmのLEDランプで1分間光照射して硬化させ、ニッケル金型を取り外して低屈折率高分散樹脂で回折構造が転写されたガラス−樹脂密着2層型複合回折光学素子を得た。
このガラス−樹脂密着2層型複合回折光学素子の回折構造を持つ面をガラス型に対向させ、厚さ100μmのスペーサーを介して配置した。これに前記低屈折率高分散樹脂用組成物を注入し、波長365nm、照度30mW/cmのLEDランプで1分間光照射して硬化させた。高屈折率低分散樹脂用組成物の光硬化性、および得られた密着2層型複合回折光学素子の回折特性および低複屈折性は良好であった。また、上記の高屈折率低分散樹脂用組成物は作業に適した粘度であり、光学素子の作成時に液ダレは発生しなかった。
[実施例8]
(高屈折率低分散樹脂用組成物の調製)
4−メルカプトメチル−3,6−ジチア−1,8−オクタンジチオール(a−1)51質量部、イソホロンジイソシアネート(b−6)13質量部、(+)−10−カンファースルホン酸0.02質量部を攪拌混合し、100℃で72時間加熱してチオールオリゴマーを得た。これにイソシアヌル酸トリアリル(b−1)36質量部、1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン(i−1)1質量部を均一になるまで混合し、高屈折率低分散樹脂用組成物を調製した。
(低屈折率高分散樹脂用組成物の調製)
エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(b−3)54質量部、9,9−ビス(4−(2−アクリロキシエトキシ)フェニル)フルオレン(b−4)46質量部を80℃で攪拌混合し、さらにt−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノアート(i−2)1質量部を混合して低屈折率高分散樹脂用組成物を調製した。
(密着2層型複合回折光学素子の作成)
前記高屈折率低分散樹脂用組成物および低屈折率高分散樹脂用組成物を用い、実施例1と同様の方法で密着2層型複合回折光学素子を作成した。高屈折率低分散樹脂用組成物の光硬化性、および得られた密着2層型複合回折光学素子の回折特性および低複屈折性は良好であった。また、上記の高屈折率低分散樹脂用組成物は作業に適した粘度であり、光学素子の作成時に液ダレは発生しなかった。
[実施例9]
(高屈折率低分散樹脂用組成物の調製)
4−メルカプトメチル−3,6−ジチア−1,8−オクタンジチオール(a−1)53質量部、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート(b−7)13質量部、(+)−10−カンファースルホン酸0.02質量部を攪拌混合し、100℃で72時間加熱してチオールオリゴマーを得た。これにイソシアヌル酸トリアリル(b−1)34質量部、1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン(i−1)1質量部を均一になるまで混合し、高屈折率低分散樹脂用組成物を調製した。
(低屈折率高分散樹脂用組成物の調製)
エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(b−3)56質量部、9,9−ビス(4−(2−アクリロキシエトキシ)フェニル)フルオレン(b−4)44質量部を80℃で攪拌混合し、さらにt−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノアート(i−2)1質量部を混合して低屈折率高分散樹脂用組成物を調製した。
(密着2層型複合回折光学素子の作成)
前記高屈折率低分散樹脂用組成物および低屈折率高分散樹脂用組成物を用い、実施例1と同様の方法で密着2層型複合回折光学素子を作成した。高屈折率低分散樹脂用組成物の光硬化性、および得られた密着2層型複合回折光学素子の回折特性および低複屈折性は良好であった。また、上記の高屈折率低分散樹脂用組成物は作業に適した粘度であり、光学素子の作成時に液ダレは発生しなかった。
[実施例10]
(高屈折率低分散樹脂用組成物の調製)
4−メルカプトメチル−3,6−ジチア−1,8−オクタンジチオール(a−1)53質量部、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン(b−8)13質量部、(+)−10−カンファースルホン酸0.02質量部を攪拌混合し、100℃で72時間加熱してチオールオリゴマーを得た。これにイソシアヌル酸トリアリル(b−1)34質量部、1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン(i−1)1質量部を均一になるまで混合し、高屈折率低分散樹脂用組成物を調製した。
(低屈折率高分散樹脂用組成物の調製)
エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(b−3)55質量部、9,9−ビス(4−(2−アクリロキシエトキシ)フェニル)フルオレン(b−4)45質量部を80℃で攪拌混合し、さらにt−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノアート(i−2)1質量部を混合して低屈折率高分散樹脂用組成物を調製した。
(密着2層型複合回折光学素子の作成)
前記高屈折率低分散樹脂用組成物および低屈折率高分散樹脂用組成物を用い、実施例1と同様の方法で密着2層型複合回折光学素子を作成した。高屈折率低分散樹脂用組成物の光硬化性、および得られた密着2層型複合回折光学素子の回折特性および低複屈折性は良好であった。また、上記の高屈折率低分散樹脂用組成物は作業に適した粘度であり、光学素子の作成時に液ダレは発生しなかった。
[実施例11]
(高屈折率低分散樹脂用組成物の調製)
4−メルカプトメチル−3,6−ジチア−1,8−オクタンジチオール(a−1)50質量部、イソホロンジイソシアネート(b−6)12質量部、(+)−10−カンファースルホン酸0.02質量部を攪拌混合し、100℃で72時間加熱してチオールオリゴマーを得た。これにペンタエリスリトールテトラアクリレート(b−2)38質量部、1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン(i−1)1質量部を均一になるまで混合し、高屈折率低分散樹脂用組成物を調製した。
(低屈折率高分散樹脂用組成物の調製)
エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(b−3)84質量部、9,9−ビス(4−(2−アクリロキシエトキシ)フェニル)フルオレン(b−4)16質量部を80℃で攪拌混合し、さらにt−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノアート(i−2)1質量部を混合して低屈折率高分散樹脂用組成物を調製した。
(密着2層型複合回折光学素子の作成)
前記高屈折率低分散樹脂用組成物および低屈折率高分散樹脂用組成物を用い、実施例1と同様の方法で密着2層型複合回折光学素子を作成した。高屈折率低分散樹脂用組成物の光硬化性、および得られた密着2層型複合回折光学素子の回折特性および低複屈折性は良好であった。また、上記の高屈折率低分散樹脂用組成物は作業に適した粘度であり、光学素子の作成時に液ダレは発生しなかった。
[比較例1]
(高屈折率低分散樹脂用組成物の調製)
ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート(a−3)60質量部、イソシアヌル酸トリアリル(b−1)40質量部及び1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン(i−1)1質量部を均一になるまで混合し、高屈折率低分散樹脂用組成物を調製した。
(低屈折率高分散樹脂用組成物の調製)
エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(b−3)60質量部、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(b−5)40質量部を80℃で攪拌混合し、さらにt−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノアート(i−2)1質量部を混合して低屈折率高分散樹脂用組成物を調製した。
(密着2層型複合回折光学素子の作成)
前記高屈折率低分散樹脂用組成物および低屈折率高分散樹脂用組成物を用い、実施例1と同様の方法で密着2層型複合回折光学素子を作成した。高屈折率低分散樹脂用組成物の光硬化性、および得られた密着2層型複合回折光学素子の低複屈折性は良好であったが、樹脂間の屈折率差は0.01と小さく、密着2層型複合回折光学素子用の樹脂には不適であった。
[比較例2]
(高屈折率低分散樹脂用組成物の調製)
比較例1と同様の方法で高屈折率低分散樹脂用組成物を調製した。
(低屈折率高分散樹脂用組成物の調製)
エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート(b−3)36質量部、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート(b−5)64質量部を80℃で攪拌混合し、さらにt−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノアート(i−2)1質量部を混合して低屈折率高分散樹脂用組成物を調製した。
(密着2層型複合回折光学素子の作成)
前記高屈折率低分散樹脂用組成物および低屈折率高分散樹脂用組成物を用い、実施例1と同様の方法で密着2層型複合回折光学素子を作成した。高屈折率低分散樹脂用組成物の光硬化性、および樹脂間の屈折率差は良好であったが、回折特性は不良であった。
[比較例3]
(高屈折率低分散樹脂用組成物の調製)
ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート(a−3)30質量部、ビス(β−エピチオプロピル)スルフィド(a−4)70質量部、テトラブチルアンモニウム=ブチルトリ(1−ナフチル)ボラート(i−4)1質量部、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルスルフィド(i−5)1質量部を混合し、高屈折率低分散樹脂の元になる硬化性組成物を調製した。
(低屈折率高分散樹脂用組成物の調製)
9,9−ビス(4−(2−アクリロキシエトキシ)フェニル)フルオレンを主とするアクリル混合物(製品名EA−HR033、大阪ガスケミカル株式会社、b−10)100質量部にt−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノアート(i−2)1質量部を混合し、低屈折率高分散樹脂用組成物を調製した。
(密着2層型複合回折光学素子の作成)
前記高屈折率低分散樹脂用組成物および低屈折率高分散樹脂用組成物を用い、実施例1と同様の方法で密着2層型複合回折光学素子の作成を試みたところ、高屈折率低分散樹脂用組成物は波長365nm、照度30mW/cmのLEDランプで1分間光照射した後も液状であり、光硬化性は不良であった。さらに9分間光照射したところ硬化が完了した。得られた密着2層型複合回折光学素子の回折特性および低複屈折性は良好であった。

a−1: 4−メルカプトメチル−3,6−ジチア−1,8−オクタンジチオール
a−2: DDT(4,8−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン 4,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン 5,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン混合物)
b−1: イソシアヌル酸トリアリル
b−2: ペンタエリスリトールテトラアクリレート
b−3: エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート
b−4: 9,9−ビス(4−(2−アクリロキシエトキシ)フェニル)フルオレン
b−5: トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
b−9: ユーピロン H−4000
i−2: t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノアート
i−3: ジ−t−ブチルパーオキサイド
a−1: 4−メルカプトメチル−3,6−ジチア−1,8−オクタンジチオール
b−1: イソシアヌル酸トリアリル
b−2: ペンタエリスリトールテトラアクリレート
b−3: エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート
b−4: 9,9−ビス(4−(2−アクリロキシエトキシ)フェニル)フルオレン
b−6: イソホロンジイソシアネート
b−7: 1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート
b−8: 1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン
i−1: 1−ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン
i−2: t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノアート
a−3: ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート
a−4: ビス(β−エピチオプロピル)スルフィド
b−1: イソシアヌル酸トリアリル
b−3: エトキシ化ビスフェノールAジアクリレート
b−5: トリシクロデカンジメタノールジアクリレート
b−10: EA−HR033
i−2: t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノアート

Claims (11)

  1. 一般式(1)で表わされるチオール化合物、又は、一般式(1)で表されるチオール化合物を用いて合成されたオリゴマーである(A成分)、及び
    2以上の重合性不飽和結合を有するエン化合物(B成分)
    を含有する、密着2層型複合回折光学素子用の高屈折率低分散樹脂用組成物。
    (式中、pは2〜5の整数を表し、X及びZは、それぞれ独立に水素原子、メルカプト基、またはメルカプトメチル基を表す。硫黄原子の分子中の割合は40〜80質量%である。チオール基の数は3以上である。)
  2. 前記一般式(1)で表わされるチオール化合物が、
    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(4−メルカプトメチル−3,6−ジチア−1,8−オクタンジチオール)、
    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(4,8−ジメルカプトメチル−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(4,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン)、及び
    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(5,7−ジメルカプトメチル−1,11−ジメルカプト−3,6,9−トリチアウンデカン)からなる群より選ばれる1以上である、請求項1に記載の高屈折率低分散樹脂用組成物。
  3. 前記A成分が、一般式(1)で表わされるチオール化合物を用いて合成されたオリゴマーである、請求項1又は2に記載の高屈折率低分散樹脂用組成物。
  4. 前記B成分が非芳香族のエン化合物である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の高屈折率低分散樹脂用組成物。
  5. 前記A成分の割合が30質量%以上である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の高屈折率低分散樹脂用組成物。
  6. 23℃における粘度が500〜20000mPa・sの範囲にある、請求項1〜5のいずれか一項に記載の高屈折率低分散樹脂用組成物。
  7. 前記A成分が、前記一般式(1)で表わされるチオール化合物のチオール基の一部がイソシアネート化合物と結合されているオリゴマーを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の高屈折率低分散樹脂用組成物。
  8. アッベ数が30〜50の範囲にある、請求項1〜7のいずれか一項に記載の高屈折率低分散樹脂用組成物。
  9. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の高屈折率低分散樹脂用組成物を硬化した高屈折率低分散樹脂。
  10. 請求項9に記載の高屈折率低分散樹脂、及び、
    当該高屈折率低分散樹脂より低屈折率かつ、高分散性を示す低屈折率高分散樹脂
    を有する密着2層型複合回折光学素子。
  11. 前記高屈折率低分散樹脂と前記低屈折率高分散樹脂のe線での屈折率差が0.02〜0.1かつ、F線での屈折率差がe線での屈折率差の0.8倍〜0.98倍かつ、C線での屈折率差がe線での屈折率差の1.02倍〜1.26倍の範囲にある、請求項10に記載の密着2層型複合回折光学素子。
JP2018511974A 2016-04-11 2017-04-06 複合回折光学素子用の高屈折率低分散樹脂用組成物、及び、それを用いた複合回折光学素子 Active JP6943238B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016079016 2016-04-11
JP2016079016 2016-04-11
PCT/JP2017/014302 WO2017179476A1 (ja) 2016-04-11 2017-04-06 複合回折光学素子用の高屈折率低分散樹脂用組成物、及び、それを用いた複合回折光学素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2017179476A1 true JPWO2017179476A1 (ja) 2019-03-28
JP6943238B2 JP6943238B2 (ja) 2021-09-29

Family

ID=60041550

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018511974A Active JP6943238B2 (ja) 2016-04-11 2017-04-06 複合回折光学素子用の高屈折率低分散樹脂用組成物、及び、それを用いた複合回折光学素子

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11214650B2 (ja)
EP (1) EP3444644B1 (ja)
JP (1) JP6943238B2 (ja)
CN (1) CN108780166B (ja)
WO (1) WO2017179476A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3722841A1 (en) 2019-04-08 2020-10-14 Canon Kabushiki Kaisha Diffractive optical element, optical device, and imaging apparatus
JP7345954B2 (ja) * 2019-08-14 2023-09-19 エルジー・ケム・リミテッド 回折導光板および回折導光板の製造方法
CN112759701B (zh) * 2019-10-21 2022-12-30 杭州光粒科技有限公司 光致聚合物组合物、反射式衍射光栅及其制备方法
JP7346262B2 (ja) 2019-11-26 2023-09-19 キヤノン株式会社 回折光学素子、回折光学素子の製造方法、光学機器および撮像装置
JP2021167399A (ja) * 2020-04-13 2021-10-21 ホヤ レンズ タイランド リミテッドHOYA Lens Thailand Ltd 光学材料用重合性組成物の製造方法、透明樹脂の製造方法、およびレンズ基材の製造方法
JP2021167398A (ja) * 2020-04-13 2021-10-21 ホヤ レンズ タイランド リミテッドHOYA Lens Thailand Ltd 光学材料用重合性組成物およびその製造方法、透明樹脂の製造方法、ならびにレンズ基材の製造方法
CN115651196B (zh) * 2022-10-27 2023-09-29 常州大学 双重动态共价键的体温响应型单畴液晶弹性体及制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0726089A (ja) * 1992-11-16 1995-01-27 Sola Internatl Holdings Ltd 架橋性、注型用ポリマー組成物
JPH10114825A (ja) * 1996-04-19 1998-05-06 Mitsui Chem Inc 光学樹脂用組成物およびその用途
JPH11507087A (ja) * 1995-05-30 1999-06-22 ソーラー・インターナショナル・ホールディングズ・リミテッド 高屈折率/高アッベ数組成物
JP2005107298A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Nikon Corp 回折光学素子及び回折光学素子の製造方法
WO2006068138A1 (ja) * 2004-12-20 2006-06-29 Nikon Corporation 密着複層型回折光学素子、それに用いられる光学材料、樹脂前駆体及び樹脂前駆体組成物
JP2008512524A (ja) * 2004-09-07 2008-04-24 オフソニックス,インク 光学素子用モノマーおよびポリマー
JP2012233114A (ja) * 2011-05-06 2012-11-29 Mitsubishi Gas Chemical Co Inc 硬化性組成物および光学接着剤
JP2012233045A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Mitsubishi Gas Chemical Co Inc 硬化性組成物および光学接着剤

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU709040B2 (en) * 1995-05-30 1999-08-19 Carl Zeiss Vision Australia Holdings Ltd High index/high abbe number composition
US5908876A (en) 1996-04-19 1999-06-01 Mitsui Chemicals, Inc. Optical resin composition comprising a thiourethane prepolymer and use thereof
EP1455200A4 (en) 2001-11-30 2005-09-28 Nikon Corp OPTICAL RESIN PRECURSOR COMPOSITION, OPTICAL USE RESIN, OPTICAL ELEMENT AND ARTICLE
JPWO2009038134A1 (ja) * 2007-09-19 2011-01-06 株式会社ニコン 樹脂複合型光学素子及びその製造方法
WO2012147708A1 (ja) 2011-04-28 2012-11-01 三菱瓦斯化学株式会社 硬化性組成物および光学用接着剤
WO2012147711A1 (ja) 2011-04-28 2012-11-01 三菱瓦斯化学株式会社 硬化性組成物および光学用接着剤
WO2013047079A1 (ja) 2011-09-30 2013-04-04 ペンタックスリコーイメージング株式会社 複合光学素子及び撮影光学系

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0726089A (ja) * 1992-11-16 1995-01-27 Sola Internatl Holdings Ltd 架橋性、注型用ポリマー組成物
JPH11507087A (ja) * 1995-05-30 1999-06-22 ソーラー・インターナショナル・ホールディングズ・リミテッド 高屈折率/高アッベ数組成物
JPH10114825A (ja) * 1996-04-19 1998-05-06 Mitsui Chem Inc 光学樹脂用組成物およびその用途
JP2005107298A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Nikon Corp 回折光学素子及び回折光学素子の製造方法
JP2008512524A (ja) * 2004-09-07 2008-04-24 オフソニックス,インク 光学素子用モノマーおよびポリマー
WO2006068138A1 (ja) * 2004-12-20 2006-06-29 Nikon Corporation 密着複層型回折光学素子、それに用いられる光学材料、樹脂前駆体及び樹脂前駆体組成物
JP2012233045A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Mitsubishi Gas Chemical Co Inc 硬化性組成物および光学接着剤
JP2012233114A (ja) * 2011-05-06 2012-11-29 Mitsubishi Gas Chemical Co Inc 硬化性組成物および光学接着剤

Also Published As

Publication number Publication date
EP3444644B1 (en) 2023-10-11
EP3444644A1 (en) 2019-02-20
US11214650B2 (en) 2022-01-04
WO2017179476A1 (ja) 2017-10-19
JP6943238B2 (ja) 2021-09-29
US20190127530A1 (en) 2019-05-02
EP3444644A4 (en) 2019-04-24
CN108780166B (zh) 2021-09-28
CN108780166A (zh) 2018-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6943238B2 (ja) 複合回折光学素子用の高屈折率低分散樹脂用組成物、及び、それを用いた複合回折光学素子
US10920020B2 (en) 3D-printing of ultra-high refractive index polymers
JP4872671B2 (ja) 密着複層型回折光学素子
EP3081965B1 (en) Polymerizable composition for optical materials
JP5136358B2 (ja) 光学用樹脂前駆体組成物、光学用樹脂、光学素子及び光学物品
TWI529488B (zh) A hardening composition and an optical follower
EP3084484B1 (en) Polymer composition and methods using said polymer composition to manufacture ophthalmic lens
WO2006109765A1 (ja) ポリチオウレタン系重合性組成物およびそれを用いた光学用樹脂の製造方法
JP5743713B2 (ja) 積層体、フォトクロミックレンズ、及びその製造方法
JP2015533874A (ja) チオウレタン系光学材料の製造方法
KR20100033930A (ko) 광학 재료 및 광학 소자
TWI521035B (zh) A hardening composition and an optical follower
JP5810611B2 (ja) 硬化性組成物および光学接着剤
JP5991315B2 (ja) 硬化性組成物および光学用接着剤
JP2012230317A (ja) フォトクロミックレンズ、及びその製造方法
EP3390542B1 (en) Liquid polymerizable composition comprising chain-growth and step-growth polymerization monomers and inorganic nanoparticles dispersed therein, and its use to manufacture an optical article
JP7284590B2 (ja) 硬化性複合材料及びそれを用いたインプリント方法
CN110959018B (zh) 三维立体光刻用光固化性组合物及三维物体
JP5849432B2 (ja) 硬化性組成物および光学接着剤
JP5742443B2 (ja) 硬化性組成物および光学接着剤
JP7072452B2 (ja) 光硬化性組成物
JP2010202783A (ja) 樹脂組成物
JP2017082020A (ja) 光学用樹脂組成物、光学材料及び複合光学素子

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180626

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190109

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200210

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200630

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200824

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210202

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210330

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210810

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210823

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6943238

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151