WO2015141195A1 - 複合光学素子及び複合光学素子用樹脂材料 - Google Patents
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- C08F222/10—Esters
- C08F222/1006—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols
- C08F222/102—Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols of dialcohols, e.g. ethylene glycol di(meth)acrylate or 1,4-butanediol dimethacrylate
Definitions
- the present disclosure relates to a composite optical element.
- Patent Document 1 discloses a thiourethane prepolymer compound obtained by reacting a polythiol compound having a trifunctional or higher functionality having a sulfide bond with a polyisocyanate compound, at least one bifunctional or higher (meth) acrylate compound, and these And a resin composition containing a radical copolymerizable compound is disclosed.
- Patent Document 2 discloses an organic-inorganic hybrid resin composition containing at least an organic compound having a polymerizable functional group, metal oxide fine particles, and a polymerization initiator.
- the composite optical element in the present disclosure is: A glass lens, and a resin lens laminated on the glass lens,
- the resin lens is formed from a resin material, and the resin material is formed from at least a (meth) acrylate polymerizable compound having no sulfur atom in the molecular structure and a polymerizable compound having a sulfide bond in the molecular structure. It is characterized by.
- the resin material for composite optical elements in the present disclosure is: It comprises at least a (meth) acrylate polymerizable compound having no sulfur atom in the molecular structure and a polymerizable compound having a sulfide bond in the molecular structure.
- FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a hybrid lens, which is an example of a composite optical element.
- FIG. 2A is a schematic explanatory diagram illustrating a first manufacturing process of a hybrid lens.
- FIG. 2B is a schematic explanatory diagram illustrating a second manufacturing process of the hybrid lens.
- FIG. 2C is a schematic explanatory diagram illustrating a third manufacturing process of the hybrid lens.
- Embodiment 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 2C.
- FIG. 1 is a schematic diagram of a hybrid lens as a composite optical element according to the present disclosure.
- the hybrid lens 10 includes a first lens 11 and a second lens 12.
- the hybrid lens 10 is an example of a composite optical element.
- the second lens 12 is an example of a resin lens, and is formed from the resin material according to the first embodiment.
- the second lens 12 is laminated on one optical surface of the first lens 11.
- the resin material includes at least a (meth) acrylate polymerizable compound having no sulfur atom in the molecular structure (hereinafter referred to as sulfur-free (meth) acrylate) and a polymerizable compound having a sulfide bond in the molecular structure ( Hereinafter referred to as sulfide compound).
- sulfur-free (meth) acrylates and sulfide compounds are copolymerized to have structural units derived from sulfur-free (meth) acrylates and structural units derived from sulfide compounds.
- sulfur-free (meth) acrylate a (meth) acrylate having no sulfur atom, which is generally used in optical applications, can be used.
- monofunctional (meth) acrylates and polyfunctional (meth) acrylates for example, monofunctional (meth) acrylates represented by the following chemical formula (2) and chemical formulas (1) and (3) At least one of polyfunctional (meth) acrylates represented by (56) to (56) can be used.
- polyfunctional (meth) acrylates represented by (56) to (56) can be used.
- “(meth) acryl” means “acryl” or “methacryl”.
- the sulfur-free (meth) acrylate is a compound having not more than one aromatic ring in the molecular structure.
- the sulfur-free (meth) acrylate having two or more aromatic rings in the molecular structure has high blue light absorptivity having a wavelength of about 400 nm.
- the resin material using sulfur-free (meth) acrylate having two or more aromatic rings in the molecular structure has a reduced blue light transmittance, and when the resin material is used as a resin lens, the resin material is yellowish. There is a risk of forming an image.
- a polymer comprising only sulfur-free (meth) acrylate that is, a copolymer of sulfur-free (meth) acrylate and sulfide compound as compared with a resin material having only a structural unit derived from sulfur-free (meth) acrylate That is, a resin material having a structural unit derived from sulfur-free (meth) acrylate and a structural unit derived from a sulfide compound has an increased refractive index and a large positive anomalous dispersibility.
- a resin material composed of a sulfur-free (meth) acrylate and a sulfide compound is imparted not only with a high refractive index and a large positive anomalous dispersibility, but also with high transparency and high heat resistance.
- R 1 and R 2 may each independently have a substituent, and may have a divalent aliphatic hydrocarbon group not containing a sulfur atom, or a substituent.
- examples include linear, branched, or cyclic alkylene groups, alkenylene groups, alkynylene groups, and the like that do not contain a sulfur atom.
- the divalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent and does not contain a sulfur atom may have, for example, a substituent which contains an oxygen atom and does not contain a sulfur atom.
- divalent hydrocarbon groups including a benzene ring and a naphthalene ring Specific examples include the formula ( ⁇ -1):
- sulfide compounds represented by the following chemical formulas (57), (58), and (59) in that the effect of improving the refractive index, positive anomalous dispersibility, and heat resistance of the obtained resin material is large. It is beneficial to use In addition, it is advantageous to use a sulfide compound represented by the chemical formulas (57) and (58) having one or less aromatic rings in the molecular structure in that the effect of improving the transparency is great.
- a resin material using a compound having one or less aromatic ring in the molecular structure as a sulfide compound has no risk of lowering the transmittance of blue light, and when the resin material is a resin lens, a yellowish image There is no fear of forming.
- the amount of the sulfide compound is not particularly limited. According to the optical properties such as the refractive index, positive anomalous dispersion, and transparency of the target resin material, the amount of the sulfide compound with the sulfur-free (meth) acrylate to be copolymerized with the sulfide compound.
- the ratio may be appropriately adjusted in consideration of the ratio. For example, it is beneficial that it is 70% by weight or less of the total amount of the resin material, further 50% by weight or less, and 5% by weight or more of the total amount of the resin material, more preferably It is beneficial to be greater than or equal to weight percent.
- the resin material is obtained by copolymerizing a sulfur-free (meth) acrylate and a sulfide compound. As will be described later, this resin material is cured, and the second lens is formed on the first lens 11 shown in FIG. Since the hybrid lens 10 is formed by laminating 12, it is beneficial that the resin material contains a polymerization initiator.
- the type of the polymerization initiator is not particularly limited, and may be appropriately selected according to the type of sulfur-free (meth) acrylate and sulfide compound to be used.
- a well-known radical photopolymerization initiator such as phosphine oxide can be used.
- phosphine oxide it is advantageous to use a hydroxyketone compound having a weight average molecular weight of 1000 to 2000 from the viewpoint that a higher refractive index and a large positive anomalous dispersion can be imparted to the resin material.
- the amount of the polymerization initiator is not particularly limited, and for example, it is beneficial to be 1 to 5% by weight of the total amount of the resin material.
- a copolymer can be obtained by copolymerizing at least a sulfur-free (meth) acrylate constituting the resin material and a sulfide compound, but the method is not particularly limited. For example, after adding a radical polymerization initiator, for example, to a monomer mixture composed of at least sulfur-free (meth) acrylate and a sulfide compound and sufficiently stirring to prepare a homogeneous monomer mixture, ultraviolet rays, visible light, etc. The polymerization reaction may be carried out by appropriately adjusting the temperature and time.
- the molecular weight of the copolymer is not only provided with a high refractive index and a large positive anomalous dispersibility, but also with sufficient transparency and high heat resistance. Although there is no particular limitation, it is beneficial that the weight average molecular weight is about 200 to 1,000.
- the anomalous dispersion ⁇ PgF is a deviation between a point on the standard line of normal dispersion glass corresponding to the Abbe number ⁇ d in the d-line (wavelength 588 nm) of each material and the partial dispersion ratio PgF of the material.
- the partial dispersion ratio PgF is defined by the following formula (b).
- ng the refractive index of the material at the g-line (wavelength 436 nm)
- nF refractive index of material at F-line (wavelength 486 nm)
- nC Refractive index at the C-line (wavelength 656 nm) of the material.
- a prism coupler manufactured by Metricon, MODEL 2010
- the resin composition constituting the resin material is an ultraviolet curable acrylic resin composition.
- FIGS. 2A to 2C are schematic explanatory diagrams illustrating a manufacturing process of a hybrid lens according to the present disclosure.
- the first lens 11 is molded.
- the 1st lens 11 which is an example of a glass lens
- the 1st lens 11 is shape
- the resin material 23 is discharged onto the molding surface of the molding die 21 using the dispenser 20.
- the first lens 11 is placed from above the resin material 23 and spread until the resin material 23 has a predetermined thickness. Then, the mold 21 is placed on a turntable (not shown) and rotated.
- the resin material 23 is cured on the first lens 11 that is a glass lens by irradiating ultraviolet rays from above the first lens 11 with the light source 22 and curing the resin material 23.
- a hybrid lens 10 that is a composite optical element in which two lenses 12 are laminated is obtained.
- the first embodiment has been described as an example of the technique disclosed in the present application.
- the technology in the present disclosure is not limited to this, and can also be applied to an embodiment in which changes, replacements, additions, omissions, and the like are appropriately performed.
- Example 1 The results of each Example and Comparative Example are shown in Table 1 below.
- the optical characteristics of each resin lens sample were measured using a prism coupler (manufactured by Metricon, MODEL 2010).
- nd is the refractive index at the d-line
- the transmittance (% T) is the transmittance of light having a wavelength of 400 nm.
- the resulting monomer mixture (manufactured by Ushio (Ltd.), SP-9) UV irradiation apparatus by UV light (80mW / cm 2 ⁇ 90sec) was irradiated with a copolymer obtained by promoting the polymerization reaction A resin material was cured and further heated at about 80 ° C. for about 1 hour to prepare a resin lens sample (thickness: 50 ⁇ m).
- resin lens samples were prepared in the same procedure.
- a biconvex glass lens (center thickness of about 5 mm) is placed from above the resin material, and the resin material is spread while maintaining a predetermined thickness.
- the mold was placed on a turntable and rotated. Then, UV resin (80 mW / cm 2 .90 sec) is irradiated from above the glass lens with a UV irradiation device to cure the resin material, and a meniscus resin lens sample (center) is formed on the biconvex glass lens.
- a hybrid lens having a thickness of about 0.1 mm was obtained. In the following Examples 2 to 7 and Comparative Example 1, hybrid lenses were manufactured in the same procedure.
- the resin lens sample of Example 1 has a high refractive index exceeding 1.62, exhibits a large positive anomalous dispersion satisfying the condition (a), and has a transmittance of 86. More than%, high transparency and high heat resistance. Therefore, the hybrid lens of Example 1 has large positive anomalous dispersion, high transparency, and high heat resistance.
- Example 2 In Example 1, the amount of sulfur-free compound A was changed to 0.5638 g, the amount of sulfide compound A was changed to 0.2409 g, and the amount of photopolymerization initiator a was changed to 0.0249 g, respectively.
- a resin lens sample and a hybrid lens of Example 2 were produced in the same manner as described above.
- the resin lens sample of Example 2 has a high refractive index exceeding 1.64, exhibits a large positive anomalous dispersion satisfying the condition (a), and has a transmittance of 86. More than%, high transparency and high heat resistance. Therefore, the hybrid lens of Example 2 has large positive anomalous dispersion, high transparency, and high heat resistance.
- Example 1 is the same as Example 1 except that the amount of the sulfur-free compound A was changed to 0.4078 g, the amount of the sulfide compound A was changed to 0.4078 g, and the amount of the photopolymerization initiator a was changed to 0.0265 g. In the same manner, a resin lens sample and a hybrid lens of Example 3 were produced.
- Example 1 is the same as Example 1 except that the amount of sulfur-free compound A was changed to 0.2605 g, the amount of sulfide compound A was changed to 0.6052 g, and the amount of photopolymerization initiator a was changed to 0.0267 g. In the same manner, a resin lens sample and a hybrid lens of Example 4 were produced.
- Example 5 In Example 2, the amount of the sulfur-free compound A was 0.5635 g, the sulfide compound A 0.2409 g was converted to 0.2408 g of a compound represented by the chemical formula (58) (hereinafter referred to as sulfide compound B), and a photopolymerization initiator.
- a resin lens sample and a hybrid lens of Example 5 were produced in the same manner as in Example 2 except that the amount of a was changed to 0.0248 g.
- the resin lens sample of Example 5 has a high refractive index exceeding 1.63, exhibits a large positive anomalous dispersion satisfying the condition (a), and a transmittance of 86. More than%, high transparency and high heat resistance. Therefore, the hybrid lens of Example 5 has large positive anomalous dispersion, high transparency, and high heat resistance.
- Example 6 In Example 3, the amount of the sulfur-free compound A was 0.4075 g, the sulfide compound A 0.4078 g was converted to 0.4076 g of a compound represented by the chemical formula (59) (hereinafter referred to as sulfide compound C), and a photopolymerization initiator.
- a resin lens sample and a hybrid lens of Example 6 were produced in the same manner as in Example 3 except that the amount of a was changed to 0.0264 g.
- the resin lens sample of Example 6 has a high refractive index exceeding 1.67, exhibits large positive anomalous dispersion satisfying the condition (a), and has a transmittance of 80. More than%, high transparency and high heat resistance. Therefore, the hybrid lens of Example 6 has large positive anomalous dispersion, high transparency, and high heat resistance.
- Example 7 In Example 3, 0.0265 g of photopolymerization initiator a was added to oligo [2-hydroxy-2-methyl-1- (4- (1-methylvinyl) phenyl) propanone] (weight average molecular weight 1500, hereinafter, photopolymerization initiator. A resin lens sample and a hybrid lens of Example 7 were produced in the same manner as in Example 3 except that it was changed to 0.0265 g).
- the resin lens sample of Example 7 has a high refractive index exceeding 1.66, exhibits a large positive anomalous dispersion satisfying the condition (a), and a transmittance of 84. More than%, high transparency and high heat resistance. Therefore, the hybrid lens of Example 7 has large positive anomalous dispersion, high transparency, and high heat resistance.
- the sample and hybrid lens of Example 7 were obtained using the high molecular weight photopolymerization initiator b, the sample and the hybrid lens of Example 7 had a higher refractive index than the sample and hybrid lens of Example 3, It shows a large positive anomalous dispersion.
- Example 1 In Example 1, the amount of the sulfur-free compound A was changed to 1.0000 g, the amount of the photopolymerization initiator a was changed to 0.0310 g, and the sulfide compound A was not used. Thus, a resin lens sample and a hybrid lens of Comparative Example 1 were produced.
- the resin lens samples of Examples 1 to 7 are the same as those of the resin lens of Comparative Example 1.
- the refractive index is considerably higher than that of the resin lens sample of Comparative Example 1 while substantially maintaining the high transmittance of the sample.
- the positive anomalous dispersibility is also considerably larger than that of the resin lens sample of Comparative Example 1. Therefore, unlike the resin lens sample of Comparative Example 1, the hybrid lenses of Examples 1 to 6 using a sulfide compound have high refractive index, large positive anomalous dispersion, high transparency, and high heat resistance. I understood.
- the hybrid lenses of Examples 1 to 3 and 5 were obtained by using a sulfide compound having one or less aromatic rings in the molecular structure and the amount of the sulfide compound being 50% by weight or less of the total amount of the resin material. Therefore, the transmittance of light having a wavelength of 400 nm was extremely high exceeding 85%, and it was found that the hybrid lenses of Examples 1 to 3 and 5 had higher transparency.
- the present disclosure can be suitably used for optical elements such as lenses and prisms.
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Abstract
ガラスレンズとガラスレンズ上に積層された樹脂レンズとを備え、樹脂レンズは、樹脂材料から形成されてなり、樹脂材料は、少なくとも、分子構造中に硫黄原子を有さない（メタ）アクリレート系重合性化合物と分子構造中にスルフィド結合を有する重合性化合物とからなる複合光学素子。
Description
本開示は、複合光学素子に関する。
光学素子は、透明性以外にも種々の光学特性が求められ、近年特に、適度の屈折率及びアッベ数や、耐熱性を光学材料に付与し得る樹脂組成物の開発が進められている。
特許文献１には、スルフィド結合を有する３官能以上のポリチオール化合物とポリイソシアネート化合物とを反応させて得られたチオウレタンプレポリマー化合物、少なくとも１種の２官能以上の（メタ）アクリレート化合物、及びこれらとラジカル共重合可能な化合物を含有する樹脂組成物が開示されている。
特許文献２には、重合性官能基を有する有機化合物、金属酸化物微粒子、及び重合開始剤を少なくとも含有する有機無機ハイブリッド樹脂組成物が開示されている。
本開示における複合光学素子は、
ガラスレンズと、該ガラスレンズ上に積層された樹脂レンズとを備え、
樹脂レンズは樹脂材料から形成されてなり、樹脂材料は、少なくとも分子構造中に硫黄原子を有さない（メタ）アクリレート系重合性化合物と分子構造中にスルフィド結合を有する重合性化合物とから形成されてなる
ことを特徴とする。
ガラスレンズと、該ガラスレンズ上に積層された樹脂レンズとを備え、
樹脂レンズは樹脂材料から形成されてなり、樹脂材料は、少なくとも分子構造中に硫黄原子を有さない（メタ）アクリレート系重合性化合物と分子構造中にスルフィド結合を有する重合性化合物とから形成されてなる
ことを特徴とする。
本開示における複合光学素子用樹脂材料は、
少なくとも分子構造中に硫黄原子を有さない（メタ）アクリレート系重合性化合物と、分子構造中にスルフィド結合を有する重合性化合物とからなる
ことを特徴とする。
少なくとも分子構造中に硫黄原子を有さない（メタ）アクリレート系重合性化合物と、分子構造中にスルフィド結合を有する重合性化合物とからなる
ことを特徴とする。
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
なお、発明者は、当業者が本開示を充分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
（実施の形態１）
以下、図１から図２Ｃを用いて実施の形態１について説明する。
以下、図１から図２Ｃを用いて実施の形態１について説明する。
［１．ハイブリッドレンズ］
図１は、本開示に係る複合光学素子としてのハイブリッドレンズの該略構成図である。ハイブリッドレンズ１０は、第１レンズ１１と第２レンズ１２とで構成されている。ハイブリッドレンズ１０は、複合光学素子の一例である。
図１は、本開示に係る複合光学素子としてのハイブリッドレンズの該略構成図である。ハイブリッドレンズ１０は、第１レンズ１１と第２レンズ１２とで構成されている。ハイブリッドレンズ１０は、複合光学素子の一例である。
第１レンズ１１は、ガラスレンズの一例であり、ガラス材料から形成されている。第１レンズ１１は、両凸形状のレンズである。
第２レンズ１２は、樹脂レンズの一例であり、実施の形態１に係る樹脂材料から形成されている。第２レンズ１２は、第１レンズ１１の一方の光学面上に積層されている。
［２．樹脂材料］
樹脂材料は、少なくとも、分子構造中に硫黄原子を有さない（メタ）アクリレート系重合性化合物（以下、硫黄非含有（メタ）アクリレートという）と、分子構造中にスルフィド結合を有する重合性化合物（以下、スルフィド化合物という）とで構成される。これら硫黄非含有（メタ）アクリレートとスルフィド化合物とが共重合し、硫黄非含有（メタ）アクリレート由来の構造単位と、スルフィド化合物由来の構造単位とを有する。
樹脂材料は、少なくとも、分子構造中に硫黄原子を有さない（メタ）アクリレート系重合性化合物（以下、硫黄非含有（メタ）アクリレートという）と、分子構造中にスルフィド結合を有する重合性化合物（以下、スルフィド化合物という）とで構成される。これら硫黄非含有（メタ）アクリレートとスルフィド化合物とが共重合し、硫黄非含有（メタ）アクリレート由来の構造単位と、スルフィド化合物由来の構造単位とを有する。
［３．硫黄非含有（メタ）アクリレート］
硫黄非含有（メタ）アクリレートとしては、光学用途において一般的に用いられている、硫黄原子を有さない（メタ）アクリレートを使用することができる。例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ジシクロペンチル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ボルニル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、ハロゲン置換フェニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、α－ナフチル（メタ）アクリレート、β－ナフチル（メタ）アクリレート、ジシクロペンチルオキシエチルアクリレート等の単官能（メタ）アクリレート類；エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、１，４－ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６－ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、水添ジシクロペンタジエニルジ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールＡ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、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート等の多官能（メタ）アクリレート類が挙げられ、これらは単独で又は２種以上を同時に用いることができる。
硫黄非含有（メタ）アクリレートとしては、光学用途において一般的に用いられている、硫黄原子を有さない（メタ）アクリレートを使用することができる。例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ジシクロペンチル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、ボルニル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、ハロゲン置換フェニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、α－ナフチル（メタ）アクリレート、β－ナフチル（メタ）アクリレート、ジシクロペンチルオキシエチルアクリレート等の単官能（メタ）アクリレート類；エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、１，４－ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６－ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、水添ジシクロペンタジエニルジ（メタ）アクリレート、エチレンオキサイド変性ビスフェノールＡ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、テトラメチロールメタンテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート等の多官能（メタ）アクリレート類が挙げられ、これらは単独で又は２種以上を同時に用いることができる。
また、単官能（メタ）アクリレート類及び多官能（メタ）アクリレート類の他にも、例えば、以下の化学式（２）で表される単官能（メタ）アクリレートや、化学式（１）及び（３）～（５６）で表される多官能（メタ）アクリレートの少なくとも１種を用いることができる。なお、本開示において「（メタ）アクリ」は「アクリ」又は「メタクリ」を意味する。
硫黄非含有（メタ）アクリレートは、分子構造中に芳香環を１つ以下有する化合物であることが有益である。分子構造中に芳香環を２つ以上有する硫黄非含有（メタ）アクリレートは、４００ｎｍ程度の波長を有する青色光線の吸収性が高い。該分子構造中に芳香環を２つ以上有する硫黄非含有（メタ）アクリレートを用いた樹脂材料は、青色光線の透過率が低下し、該樹脂材料を樹脂レンズとした場合には、黄色を帯びた像が形成される恐れがある。
［３．スルフィド化合物］
硫黄非含有（メタ）アクリレートのみからなる重合体、すなわち硫黄非含有（メタ）アクリレート由来の構造単位のみを有する樹脂材料と比較して、硫黄非含有（メタ）アクリレートとスルフィド化合物との共重合体、すなわち硫黄非含有（メタ）アクリレート由来の構造単位とスルフィド化合物由来の構造単位とを有する樹脂材料は、屈折率が上昇し、正の異常分散性が大きくなる。また、硫黄非含有（メタ）アクリレートとスルフィド化合物とで構成される樹脂材料は、高屈折率及び大きな正の異常分散性だけでなく、高透明性及び高耐熱性も併せて付与される。
硫黄非含有（メタ）アクリレートのみからなる重合体、すなわち硫黄非含有（メタ）アクリレート由来の構造単位のみを有する樹脂材料と比較して、硫黄非含有（メタ）アクリレートとスルフィド化合物との共重合体、すなわち硫黄非含有（メタ）アクリレート由来の構造単位とスルフィド化合物由来の構造単位とを有する樹脂材料は、屈折率が上昇し、正の異常分散性が大きくなる。また、硫黄非含有（メタ）アクリレートとスルフィド化合物とで構成される樹脂材料は、高屈折率及び大きな正の異常分散性だけでなく、高透明性及び高耐熱性も併せて付与される。
スルフィド化合物には特に限定がなく、硫黄非含有（メタ）アクリレートとの共重合が可能であればよいが、例えば、一般式（α）：
（式中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立して、置換基を有していてもよく、硫黄原子を含まない２価の脂肪族炭化水素基、又は置換基を有していてもよく、硫黄原子を含まない２価の芳香族炭化水素基、又は単結合を示し、Ｒ３及びＲ４は、それぞれ独立して、水素原子又はメチル基を示す）で表されるスルフィド化合物が挙げられる。
Ｒ１及びＲ２を示す、置換基を有していてもよく、硫黄原子を含まない２価の脂肪族炭化水素基としては、例えば、酸素原子を含む置換基を有していてもよく、硫黄原子を含まない、直鎖状、分枝鎖状又は環状の、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基等が挙げられる。また、置換基を有していてもよく、硫黄原子を含まない２価の芳香族炭化水素基としては、例えば、酸素原子を含む置換基を有していてもよく、硫黄原子を含まない、ベンゼン環、ナフタレン環等を含む２価の炭化水素基等が挙げられ、具体的には、例えば、式（α－１）：
又は式（α－２）：
で表される２価の基が挙げられる。
これらの中では、得られる樹脂材料による屈折率、正の異常分散性及び耐熱性の向上効果が大きいという点で、以下の化学式（５７）、（５８）及び（５９）で表されるスルフィド化合物を用いることが有益である。加えて透明性の向上効果も大きいという点で、化学式（５７）及び（５８）で表される、分子構造中に芳香環を１つ以下有するスルフィド化合物を用いることが有益である。スルフィド化合物として分子構造中に芳香環を１つ以下有する化合物を用いた樹脂材料は、青色光線の透過率が低下する恐れがなく、該樹脂材料を樹脂レンズとした場合に、黄色を帯びた像が形成される恐れもない。
スルフィド化合物の量には特に限定がなく、目的とする樹脂材料の屈折率、正の異常分散性、透明性等の光学特性に応じ、スルフィド化合物と共重合させる硫黄非含有（メタ）アクリレートとの比率を考慮して適宜調整すればよいが、例えば、樹脂材料全量の７０重量％以下、さらには５０重量％以下であることが有益であり、樹脂材料全量の５重量％以上、さらに好ましくは８重量％以上であることが有益である。
［４．重合開始剤］
樹脂材料は、硫黄非含有（メタ）アクリレートとスルフィド化合物とを共重合させてなるものであり、後述するように、この樹脂材料を硬化させ、図２に示す第１レンズ１１上に第２レンズ１２を積層してハイブリッドレンズ１０を形成するので、樹脂材料には重合開始剤が含有されることが有益である。
樹脂材料は、硫黄非含有（メタ）アクリレートとスルフィド化合物とを共重合させてなるものであり、後述するように、この樹脂材料を硬化させ、図２に示す第１レンズ１１上に第２レンズ１２を積層してハイブリッドレンズ１０を形成するので、樹脂材料には重合開始剤が含有されることが有益である。
重合開始剤の種類には特に限定がなく、用いる硫黄非含有（メタ）アクリレート及びスルフィド化合物の種類に応じて適宜選択すればよいが、例えば、アセトフェノン系、ベンゾイン系、ベンゾフェノン系、チオキサン系、アシルフォスフィンオキサイド系等の公知の光ラジカル重合開始剤を用いることができる。これらの中でも、樹脂材料へのより高屈折率及び大きな正の異常分散性の付与が可能であるという点から、重量平均分子量が１０００～２０００のヒドロキシケトン化合物を用いることが有益である。重合開始剤の量にも特に限定がなく、例えば、樹脂材料全量の１～５重量％であることが有益である。
［５．共重合体］
樹脂材料を少なくとも構成する硫黄非含有（メタ）アクリレートとスルフィド化合物とを共重合させることにより、共重合体を得ることができるが、その方法には特に限定がない。例えば、少なくとも硫黄非含有（メタ）アクリレートとスルフィド化合物とからなるモノマー混合物に、例えば光ラジカル重合開始剤を添加し、充分に撹拌して均質なモノマー混合液を調製した後、紫外線、可視光線等を照射し、適宜温度、時間を調整して重合反応させればよい。
樹脂材料を少なくとも構成する硫黄非含有（メタ）アクリレートとスルフィド化合物とを共重合させることにより、共重合体を得ることができるが、その方法には特に限定がない。例えば、少なくとも硫黄非含有（メタ）アクリレートとスルフィド化合物とからなるモノマー混合物に、例えば光ラジカル重合開始剤を添加し、充分に撹拌して均質なモノマー混合液を調製した後、紫外線、可視光線等を照射し、適宜温度、時間を調整して重合反応させればよい。
共重合体の分子量は、樹脂材料に、高屈折率及び大きな正の異常分散性が付与されるだけでなく、高透明性及び高耐熱性も併せて付与される効果が充分に発現される限り特に限定はないが、重量平均分子量が２００～１０００程度であることが有益である。
［６．異常分散性］
異常分散性ΔＰｇＦは、個々の材料のｄ線（波長５８８ｎｍ）におけるアッベ数νｄに対応する正常分散ガラスの標準線上の点とその材料の部分分散比ＰｇＦとの偏差である。部分分散比ＰｇＦは、以下の式（ｂ）にて定義される。
異常分散性ΔＰｇＦは、個々の材料のｄ線（波長５８８ｎｍ）におけるアッベ数νｄに対応する正常分散ガラスの標準線上の点とその材料の部分分散比ＰｇＦとの偏差である。部分分散比ＰｇＦは、以下の式（ｂ）にて定義される。
ＰｇＦ＝（ｎｇ－ｎＦ）／（ｎＦ－ｎＣ） ・・・（ｂ）
ここで、
ｎｇ：材料のｇ線（波長４３６ｎｍ）における屈折率、
ｎＦ：材料のＦ線（波長４８６ｎｍ）における屈折率、
ｎＣ：材料のＣ線（波長６５６ｎｍ）における屈折率
である。
ここで、
ｎｇ：材料のｇ線（波長４３６ｎｍ）における屈折率、
ｎＦ：材料のＦ線（波長４８６ｎｍ）における屈折率、
ｎＣ：材料のＣ線（波長６５６ｎｍ）における屈折率
である。
本開示における樹脂レンズ、すなわち第２レンズ１２は、以下の条件（ａ）を満足することが有益である。
ΔＰｇＦ＞０．０４ ・・・（ａ）
ここで、
ΔＰｇＦ：異常分散性
である。
ここで、
ΔＰｇＦ：異常分散性
である。
なお、屈折率、アッベ数、ΔＰｇＦの測定には、プリズムカップラー（Ｍｅｔｒｉｃｏｎ社製、ＭＯＤＥＬ ２０１０）を用いることができる。
［７．製造方法］
ハイブリッドレンズ１０の製造方法について、図面を用いて説明する。ここでは、樹脂材料を構成する樹脂組成物を紫外線硬化性アクリル系樹脂組成物とする。
ハイブリッドレンズ１０の製造方法について、図面を用いて説明する。ここでは、樹脂材料を構成する樹脂組成物を紫外線硬化性アクリル系樹脂組成物とする。
図２Ａから図２Ｃは、本開示におけるハイブリッドレンズの製造工程を示す概略説明図である。まず、第１レンズ１１を成形する。ガラスレンズの一例である第１レンズ１１には特に限定がなく、第１レンズ１１は、射出成形、プレス成形等の公知の製造方法を用いて成形される。
図２Ａに示すように、ディスペンサー２０を用い、成形型２１の成形面に樹脂材料２３を吐出する。
次に、図２Ｂに示すように、樹脂材料２３の上方から第１レンズ１１を載せ、樹脂材料２３が所定の厚みになるまで押し広げる。そして、成形型２１を回転台（図示せず）に載せて回転させる。
そして、図２Ｃに示すように、第１レンズ１１の上方から光源２２にて紫外線を照射し、樹脂材料２３を硬化させることにより、ガラスレンズである第１レンズ１１上に、樹脂レンズである第２レンズ１２が積層された、複合光学素子であるハイブリッドレンズ１０が得られる。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。
以下に、本実施の形態に係るハイブリッドレンズの実施例と、比較例とを示す。なお、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。
各実施例及び比較例の結果は、後の表１に示す。各樹脂レンズのサンプルの光学特性は、プリズムカップラー（Ｍｅｔｒｉｃｏｎ社製、ＭＯＤＥＬ ２０１０）を用いて測定した。表１中、ｎｄはｄ線における屈折率であり、透過率（％Ｔ）は波長４００ｎｍの光線の透過率である。
＜実施例１＞
化学式（１）で表される化合物（以下、硫黄非含有化合物Ａという）０．７２４９ｇと、化学式（５７）で表される化合物（以下、スルフィド化合物Ａという）０．０８０３ｇとに、重合開始剤としてＩｒｇａｃｕｒｅ１８４（ＢＡＳＦ社製、１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、重量平均分子量２０４、以下、光重合開始剤ａという）０．０２５０ｇを添加し、これらを充分に撹拌して均質なモノマー混合液である樹脂材料を調製した。このモノマー混合液に、ＵＶ照射装置（ウシオ電機（株）製、ＳＰ－９）にてＵＶ光（８０ｍＷ／ｃｍ２・９０ｓｅｃ）を照射し、重合反応を促進して得られた共重合体である樹脂材料を硬化させ、さらに約８０℃で約１時間加熱して樹脂レンズのサンプル（厚み５０μｍ）を作製した。なお、以下の実施例２～７及び比較例１においても、同じ手順で樹脂レンズのサンプルを作製した。
化学式（１）で表される化合物（以下、硫黄非含有化合物Ａという）０．７２４９ｇと、化学式（５７）で表される化合物（以下、スルフィド化合物Ａという）０．０８０３ｇとに、重合開始剤としてＩｒｇａｃｕｒｅ１８４（ＢＡＳＦ社製、１－ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、重量平均分子量２０４、以下、光重合開始剤ａという）０．０２５０ｇを添加し、これらを充分に撹拌して均質なモノマー混合液である樹脂材料を調製した。このモノマー混合液に、ＵＶ照射装置（ウシオ電機（株）製、ＳＰ－９）にてＵＶ光（８０ｍＷ／ｃｍ２・９０ｓｅｃ）を照射し、重合反応を促進して得られた共重合体である樹脂材料を硬化させ、さらに約８０℃で約１時間加熱して樹脂レンズのサンプル（厚み５０μｍ）を作製した。なお、以下の実施例２～７及び比較例１においても、同じ手順で樹脂レンズのサンプルを作製した。
次に、図２Ａから図２Ｃに示すとおり、得られた樹脂レンズのサンプルを用いてハイブリッドレンズを作成した。
ディスペンサーを用いて、成形型の成形面に樹脂材料を吐出した後、樹脂材料の上方から両凸形状のガラスレンズ（中心厚み約５ｍｍ）を載せ、樹脂材料が所定の厚みになるままで押し広げ、成形型を回転台に載せて回転させた。そして、ガラスレンズの上方からＵＶ照射装置にてＵＶ光（８０ｍＷ／ｃｍ２・９０ｓｅｃ）を照射して樹脂材料を硬化させ、両凸形状のガラスレンズ上に、メニスカス形状の樹脂レンズのサンプル（中心厚み約０．１ｍｍ）が積層されたハイブリッドレンズを得た。なお、以下の実施例２～７及び比較例１においても、同じ手順でハイブリッドレンズを作製した。
表１に示すように、実施例１の樹脂レンズのサンプルは、１．６２を超える高屈折率を有し、条件（ａ）を満足する、大きな正の異常分散性を示し、透過率が８６％を超えて、高透明性及び高耐熱性である。したがって、実施例１のハイブリッドレンズは、大きな正の異常分散性および高透明性、高耐熱性を有するものである。
＜実施例２＞
実施例１において、硫黄非含有化合物Ａの量を０．５６３８ｇに、スルフィド化合物Ａの量を０．２４０９ｇに、光重合開始剤ａの量を０．０２４９ｇに各々変更したほかは、実施例１と同様にして実施例２の樹脂レンズのサンプル及びハイブリッドレンズを作製した。
実施例１において、硫黄非含有化合物Ａの量を０．５６３８ｇに、スルフィド化合物Ａの量を０．２４０９ｇに、光重合開始剤ａの量を０．０２４９ｇに各々変更したほかは、実施例１と同様にして実施例２の樹脂レンズのサンプル及びハイブリッドレンズを作製した。
表１に示すように、実施例２の樹脂レンズのサンプルは、１．６４を超える高屈折率を有し、条件（ａ）を満足する、大きな正の異常分散性を示し、透過率が８６％を超えて、高透明性及び高耐熱性である。したがって、実施例２のハイブリッドレンズは、大きな正の異常分散性および高透明性、高耐熱性を有するものである。
＜実施例３＞
実施例１において、硫黄非含有化合物Ａの量を０．４０７８ｇに、スルフィド化合物Ａの量を０．４０７８ｇに、光重合開始剤ａの量を０．０２６５ｇに各々変更したほかは、実施例１と同様にして実施例３の樹脂レンズのサンプル及びハイブリッドレンズを作製した。
実施例１において、硫黄非含有化合物Ａの量を０．４０７８ｇに、スルフィド化合物Ａの量を０．４０７８ｇに、光重合開始剤ａの量を０．０２６５ｇに各々変更したほかは、実施例１と同様にして実施例３の樹脂レンズのサンプル及びハイブリッドレンズを作製した。
表１に示すように、実施例３の樹脂レンズのサンプルは、１．６６を超える高屈折率を有し、条件（ａ）を満足する、大きな正の異常分散性を示し、透過率が８５％を超えて、高透明性及び高耐熱性である。したがって、実施例３のハイブリッドレンズは、大きな正の異常分散性および高透明性、高耐熱性を有するものである。
＜実施例４＞
実施例１において、硫黄非含有化合物Ａの量を０．２６０５ｇに、スルフィド化合物Ａの量を０．６０５２ｇに、光重合開始剤ａの量を０．０２６７ｇに各々変更したほかは、実施例１と同様にして実施例４の樹脂レンズのサンプル及びハイブリッドレンズを作製した。
実施例１において、硫黄非含有化合物Ａの量を０．２６０５ｇに、スルフィド化合物Ａの量を０．６０５２ｇに、光重合開始剤ａの量を０．０２６７ｇに各々変更したほかは、実施例１と同様にして実施例４の樹脂レンズのサンプル及びハイブリッドレンズを作製した。
表１に示すように、実施例４の樹脂レンズのサンプルは、１．６８を超える高屈折率を有し、条件（ａ）を満足する、大きな正の異常分散性を示し、透過率が８３％を超えて、高透明性及び高耐熱性である。したがって、実施例４のハイブリッドレンズは、大きな正の異常分散性および高透明性、高耐熱性を有するものである。
＜実施例５＞
実施例２において、硫黄非含有化合物Ａの量を０．５６３５ｇに、スルフィド化合物Ａ０．２４０９ｇを化学式（５８）で表される化合物（以下、スルフィド化合物Ｂという）０．２４０８ｇに、光重合開始剤ａの量を０．０２４８ｇに各々変更したほかは、実施例２と同様にして実施例５の樹脂レンズのサンプル及びハイブリッドレンズを作製した。
実施例２において、硫黄非含有化合物Ａの量を０．５６３５ｇに、スルフィド化合物Ａ０．２４０９ｇを化学式（５８）で表される化合物（以下、スルフィド化合物Ｂという）０．２４０８ｇに、光重合開始剤ａの量を０．０２４８ｇに各々変更したほかは、実施例２と同様にして実施例５の樹脂レンズのサンプル及びハイブリッドレンズを作製した。
表１に示すように、実施例５の樹脂レンズのサンプルは、１．６３を超える高屈折率を有し、条件（ａ）を満足する、大きな正の異常分散性を示し、透過率が８６％を超えて、高透明性及び高耐熱性である。したがって、実施例５のハイブリッドレンズは、大きな正の異常分散性および高透明性、高耐熱性を有するものである。
＜実施例６＞
実施例３において、硫黄非含有化合物Ａの量を０．４０７５ｇに、スルフィド化合物Ａ０．４０７８ｇを化学式（５９）で表される化合物（以下、スルフィド化合物Ｃという）０．４０７６ｇに、光重合開始剤ａの量を０．０２６４ｇに各々変更したほかは、実施例３と同様にして実施例６の樹脂レンズのサンプル及びハイブリッドレンズを作製した。
実施例３において、硫黄非含有化合物Ａの量を０．４０７５ｇに、スルフィド化合物Ａ０．４０７８ｇを化学式（５９）で表される化合物（以下、スルフィド化合物Ｃという）０．４０７６ｇに、光重合開始剤ａの量を０．０２６４ｇに各々変更したほかは、実施例３と同様にして実施例６の樹脂レンズのサンプル及びハイブリッドレンズを作製した。
表１に示すように、実施例６の樹脂レンズのサンプルは、１．６７を超える高屈折率を有し、条件（ａ）を満足する、大きな正の異常分散性を示し、透過率が８０％を超えて、高透明性及び高耐熱性である。したがって、実施例６のハイブリッドレンズは、大きな正の異常分散性および高透明性、高耐熱性を有するものである。
＜実施例７＞
実施例３において、光重合開始剤ａ０．０２６５ｇをオリゴ［２－ヒドロキシ－２－メチル－１－（４－（１－メチルビニル）フェニル）プロパノン］（重量平均分子量１５００、以下、光重合開始剤ｂという）０．０２６５ｇに変更したほかは、実施例３と同様にして実施例７の樹脂レンズのサンプル及びハイブリッドレンズを作製した。
実施例３において、光重合開始剤ａ０．０２６５ｇをオリゴ［２－ヒドロキシ－２－メチル－１－（４－（１－メチルビニル）フェニル）プロパノン］（重量平均分子量１５００、以下、光重合開始剤ｂという）０．０２６５ｇに変更したほかは、実施例３と同様にして実施例７の樹脂レンズのサンプル及びハイブリッドレンズを作製した。
表１に示すように、実施例７の樹脂レンズのサンプルは、１．６６を超える高屈折率を有し、条件（ａ）を満足する、大きな正の異常分散性を示し、透過率が８４％を超えて、高透明性及び高耐熱性である。したがって、実施例７のハイブリッドレンズは、大きな正の異常分散性および高透明性、高耐熱性を有するものである。
なお、実施例７のサンプル及びハイブリッドレンズは、高分子量の光重合開始剤ｂを用いて得られたものであるので、実施例３のサンプル及びハイブリッドレンズよりもさらに、高屈折率を有し、大きな正の異常分散性を示している。
＜比較例１＞
実施例１において、硫黄非含有化合物Ａの量を１．００００ｇに、光重合開始剤ａの量を０．０３１０ｇに各々変更し、スルフィド化合物Ａを使用しなかったほかは、実施例１と同様にして比較例１の樹脂レンズのサンプル及びハイブリッドレンズを作製した。
実施例１において、硫黄非含有化合物Ａの量を１．００００ｇに、光重合開始剤ａの量を０．０３１０ｇに各々変更し、スルフィド化合物Ａを使用しなかったほかは、実施例１と同様にして比較例１の樹脂レンズのサンプル及びハイブリッドレンズを作製した。
表１に示すように、比較例１の樹脂レンズのサンプルと実施例１～７の樹脂レンズのサンプルとを比較すると、実施例１～７の樹脂レンズのサンプルは、比較例１の樹脂レンズのサンプルの高い透過率をほぼ維持しながら、屈折率が、比較例１の樹脂レンズのサンプルよりもかなり高くなっている。しかも正の異常分散性も、比較例１の樹脂レンズのサンプルよりもかなり大きくなっている。したがって、比較例１の樹脂レンズのサンプルとは異なり、スルフィド化合物を用いた実施例１～６のハイブリッドレンズは、高屈折率、大きな正の異常分散性、高透明性及び高耐熱性を有することが分かった。
特に実施例１～３及び５のハイブリッドレンズは、分子構造中に芳香環を１つ以下有するスルフィド化合物を用い、かつ該スルフィド化合物の量を樹脂材料全量の５０重量％以下として得られたものであるので、波長４００ｎｍの光線の透過率が８５％を超えて極めて高く、実施例１～３及び５のハイブリッドレンズは、より高透明性を有することが分かった。
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
本開示は、レンズ、プリズム等の光学素子に好適に用いることができる。
１０ ハイブリッドレンズ
１１ 第１レンズ
１２ 第２レンズ
２０ ディスペンサー
２１ 成形型
２２ 光源
２３ 樹脂材料
１１ 第１レンズ
１２ 第２レンズ
２０ ディスペンサー
２１ 成形型
２２ 光源
２３ 樹脂材料
Claims (5)
- ガラスレンズと、該ガラスレンズ上に積層された樹脂レンズとを備え、
前記樹脂レンズは、樹脂材料から形成されてなり、
前記樹脂材料は、少なくとも、分子構造中に硫黄原子を有さない（メタ）アクリレート系重合性化合物と、分子構造中にスルフィド結合を有する重合性化合物とからなる、
複合光学素子。 - 前記分子構造中に硫黄原子を有さない（メタ）アクリレート系重合性化合物は、分子構造中に芳香環を１つ以下有する化合物である、
請求項１に記載の複合光学素子。 - 重合開始剤が含有されており、
前記重合開始剤は、重量平均分子量が１０００～２０００のヒドロキシケトン化合物である、
請求項１に記載の複合光学素子。 - 前記樹脂レンズは、以下の条件（ａ）を満足する、請求項１に記載の複合光学素子：
ΔＰｇＦ＞０．０４ ・・・（ａ）
ここで、
ΔＰｇＦ：異常分散性
である。 - 少なくとも、
分子構造中に硫黄原子を有さない（メタ）アクリレート系重合性化合物と、分子構造中にスルフィド結合を有する重合性化合物とからなる、
複合光学素子用樹脂材料。
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