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
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Abstract
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、Xp及びZp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
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。
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。
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。
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。
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。
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、Xp及びZp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。
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。
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。
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。)
(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。
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。
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。
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/cm2)を使用した。
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/cm2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。
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。
(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/cm2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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
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/cm2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/cm2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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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。
(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/cm2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−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
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−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)
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
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