(57)【要約】【課題】  成形工程の全部又は一部を真空中で行う場合でも、均質な光学特性を有する光学部材を得ることができる光学素子用樹脂組成物を提供する。【解決手段】  レリーフパターンを有する金型２の上に、成分物質の分子量が全て１８０以上である樹脂前駆体（未硬化物）３を載置し、真空容器４中で、雰囲気を真空状態として、逆さまにしたガラス基板１と金型２との間に挟んで押圧する（ｂ）。そして、その状態でガラス基板１を通して紫外光を照射し、樹脂前駆体３を硬化させる（ｃ）。樹脂前駆体３が硬化して樹脂５となった後、樹脂５を金型２から剥離して、ガラス基板１と樹脂５との結合体を形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形により光学素子又はその一部を構成する部分とされる樹脂組成物であって、その樹脂前駆体（未硬化物）を構成する物質の分子量が、全て１８０以上であることを特徴とする光学素子用樹脂組成物。
【請求項２】
前記樹脂前駆体（未硬化物）を構成する物質が、メトキシポリプロピレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、1,9-ノナンジオールジアクリレート、ブチルエチルプロパンジオールジアクリレート、メトキシポリプロピレングリコールメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、フェノキシジエチレングリコールメタクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルメタクリレート、1,9-ノナンジオールジメタクリレート、ブチルエチルプロパンジオールジメタクリレートのうち、１種以上を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学素子用樹脂組成物
【請求項３】
前記光学素子が、回折光学素子であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光学素子用樹脂組成物。
【請求項４】
真空中において、型又は他の光学部材の上に請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載の光学素子用樹脂組成物を載せ、他の型、定盤又は他の光学部材との間に挟んで押圧し、成形を行うことを特徴とする光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形により光学素子又はその一部を構成する部分とされる樹脂組成物、及び光学素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学部材、又はその一部として使用される樹脂成形体は、例えば、型や他の光学部材の上に載せられ、他の型、定盤、他の光学部材との間に挟んで押圧して型どりし、紫外線照射等により硬化させることにより形成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような樹脂成形体の硬化工程（樹脂の載置（載置とは、塗布、滴下を含む）・塗布、樹脂の押し広げ、及び実際の硬化）において、未硬化樹脂中に泡が混入することがあった。塗布や載置前の未硬化樹脂を十分脱泡しても泡は見られた。特に、成形される光学部材の形状が回折格子のようなピッチの狭い物である場合、この傾向が顕著に見られる。この原因は明らかではないが、おそらく格子の溝に樹脂が接触する際に空気を巻き込むためと思われる。又、また回折格子形状が成形された他の光学部材の面上に樹脂を成形する際にも同様な泡不良が発生する。
【０００４】
このような泡の混入を防ぐためには、空気を巻き込む恐れのある工程を真空中で行うことが有効である。しかし、一般にこのような光学部材の材料として使用する樹脂は、所望の特性（光学特性、機械的特性、熱的特性）を得るために複数の成分物質からなる混合物である。これらの成分物質の中に揮発しやすい成分が含まれると、未硬化状態ではその成分が真空中で多く揮発することになり、組成が不均一になり、硬化しても不均質な樹脂となってしまう。つまり不均質な光学部材（屈折率むらのある光学部材）となるため、所望の特性が得られないという問題点がある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、成形工程の全部又は一部を真空中で行う場合でも、均質な光学特性を有する光学部材を得ることができる光学素子用樹脂組成物、及びこのような光学素子用樹脂組成物を使用した光学素子の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための第１の手段は、成形により光学素子又はその一部を構成する部分とされる樹脂組成物であって、その樹脂前駆体（未硬化物）を構成する物質の分子量が、全て１８０以上であることを特徴とする光学素子用樹脂組成物である。
【０００７】
発明者は、成形工程の全部又は一部を真空中で行う場合でも、中に含まれる揮発しやすい成分が無いもの、あるいはあったとしても真空中での揮発量が少なく、組成が不均一となりにくい光学素子用樹脂組成物について、研究を重ねた結果、樹脂前駆体（未硬化物）を構成する物質の分子量が、全て１８０以上である光学素子用樹脂組成物であれば、前記樹脂組成物を硬化させ、光学部材としたとき、その光学的特性が問題となるほどの、成分の不均一が発生しないことを発見した。その理由は、明らかではないが、分子量が大きい物質ほど蒸気圧が高く、揮発性物質の揮発が少ないためであると考えられる。そして、光学的特性に与える影響が問題とならないような臨界点が、分子量で１８０のところにあると推定される。
【０００８】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、前記樹脂前駆体（未硬化物）を構成する物質が、メトキシポリプロピレングリコールアクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、フェノキシジエチレングリコールアクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート、1,9-ノナンジオールジアクリレート、ブチルエチルプロパンジオールジアクリレート、メトキシポリプロピレングリコールメタクリレート、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、フェノキシジエチレングリコールメタクリレート、２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルメタクリレート、1,9-ノナンジオールジメタクリレート、ブチルエチルプロパンジオールジメタクリレートのうち、１種以上を含むことを特徴とするものである。
【０００９】
これらの物質は、いずれも、分子量が１８０以上であり、かつ、光学部材の樹脂前駆体の材料として適当なものである。
【００１０】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段又は第２の手段であって、前記光学素子が、回折光学素子であることを特徴とするものである。
【００１１】
前述したように、回折光学素子においては、空気中で硬化させると泡の巻き込みが発生しやすいので、特に真空中で硬化させることが効果的である。よって、前記第１の手段、第２の手段も、回折光学素子を成形するための光学素子用樹脂組成物として特に適当である。
【００１２】
前記課題を解決するための第４の手段は、真空中において、型又は他の光学部材の上に前記第１の手段から第３の手段のうちいずれかの光学素子用樹脂組成物を載せ、他の型、定盤又は他の光学部材との間に挟んで押圧し、成形を行うことを特徴とする光学素子の製造方法である。
【００１３】
本手段においては、未硬化の光学素子用樹脂組成物からの揮発成分の揮発が少ないので、光学特性上問題とならないような均質な光学部材を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、成形工程の全部又は一部を真空中で行う場合でも、均質な光学特性を有する光学部材を得ることができる光学素子用樹脂組成物、及びこのような光学素子用樹脂組成物を使用した光学素子の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の１例である光学素子の製造方法の例を示す図である。まず、ガラス基板１の表面（図では上面）に接着性向上処理としてのシランカップリング処理を施す（ａ）。次に、レリーフパターンを有する金型２の上に、成分物質の分子量が全て１８０以上である樹脂前駆体（未硬化物）３を載置、又は塗布し、真空容器４中で、雰囲気を真空状態として、ガラス基板１のシランカップリング処理処理面と金型２との間に挟んで押圧する（ｂ）。そして、その状態でガラス基板１を通して紫外光を照射し、樹脂前駆体３を硬化させる（ｃ）。
【００１６】
樹脂前駆体３が硬化して樹脂５となった後、樹脂５を金型２から剥離して、ガラス基板１と樹脂５との結合体を形成する。この工程は大気中で行うことができる（ｄ）。この結合体は、そのままでも光学素子として用いることができるが、この例では、さらに、樹脂５の上に別の樹脂を成形するようにしている。
【００１７】
すなわち、平面上の金型６の上に、樹脂前駆体３とは別の樹脂前駆体７を載置する。樹脂前駆体７も、成分物質の分子量が全て１８０以上であるものとする。そして、真空容器４の中で、雰囲気を真空雰囲気に保ったまま、樹脂５と金型６の間に樹脂前駆体７を挟み込み、押圧する。必要に応じて、樹脂５の表面にシランカップリング処理を施しておく（ｅ）。
【００１８】
そして、ガラス基板１と樹脂５を通して紫外線を照射し、樹脂前駆体７を硬化させる（ｆ）。次に、樹脂前駆体７が硬化して樹脂８となったものを、金型６から剥離すると、ガラス基板１の上に樹脂５が形成され、その上に樹脂８が重なって形成された光学素子が形成される（この工程は大気中で行うことができる）。
【００１９】
前述のように、樹脂前駆体３と樹脂前駆体７は、ともにその成分物質の分子量が、全て１８０以上であるので、真空中での揮発成分の揮発が少なく、形成された光学素子の光学特性にほとんど影響を与えない。すなわち、樹脂成形の不均一性のために屈折率が光学特性上問題となるほど不均質にはならない。
【００２０】
樹脂前駆体３や樹脂前駆体７として適当なものは、
メトキシポリプロピレングリコールアクリレート  CH２=CHCOO-（C３H６）ｎCH３  （ｎは３以上）
メトキシポリエチレングリコールアクリレート  CH２=CHCOO-（C２H４O）ｎCH３  （ｎは２以上）
ネオペンチルグリコールジアクリレート
ポリプロピレングリコールジアクリレート  CH２=CHCOO-(C３H６O)ｎCOCH=CH２  （ｎは３以上）
フェノキシジエチレングリコールアクリレート
２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピルアクリレート
1,9-ノナンジオールジアクリレート
ブチルエチルプロパンジオールジアクリレート
等があり、これらのアクリレートをメタクリレートに代えたものも使用することができる。又、未端アクリレートオリゴマーの場合は、希に、２官能チオールが未反応の場合があって、分子量が１８０未満の物質を含む場合があるが、このような例外的な物を除けば、分子量は４００〜８００程度であるので使用することができる。
【実施例】
【００２１】
（実施例）
図１に示すような工程で光学素子を製造した。金型２は、円形の回折格子形形状とし、直径２０ｍｍ、格子高２０μｍ、格子ピッチは中心付近で1.2ｍｍ、外周付近で0.02ｍｍと、周辺にいくほどピッチが小さくなるものとした。その際、低屈折率高分散の樹脂前駆体３を、下記のような組成で調合した。この前駆体を真空中で３０分間脱泡した。そのとき、特に内部に、組成物の不均一による脈理のような物は見受けられなかった。
（表１）
【００２２】
【表１】
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【００２３】
光重合開始剤として、イルガキュア１８４（チバスペシャルティーケミカルズ）を０．５ｗｔ％添加した。その上で、図１に示す（ｄ）までの工程を行い、硬化後の樹脂５の物性を調べた。結果は表２に示すとおりである。
（表２）
【００２４】
【表２】
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【００２５】
屈折率はｄ線に対する屈折率、平均分散はＦ線に対する屈折率とＣ線に対する屈折率の差である。これらは、光学特性として十分満足のいく値であり、観察によっても泡等や、樹脂内部の不均質は見受けられなかった。
【００２６】
高屈折率低分散の樹脂前駆体７としては、２官能チオールに過剰の２官能アクリレートを反応させて得られる末端アクリレートオリゴマーと光重合開始剤からなる組成物を用意した。この物資の分子量は、４００〜８００であった。この前駆体を真空中で３０分間脱泡した。そのとき、特に内部に組成物の不均一による脈理のような物は見受けられなかった。図１の（ｇ）までの工程を行った後の、硬化後の樹脂８の特性は表３に示すとおりであった。
（表３）
【００２７】
【表３】
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【００２８】
屈折率はｄ線に対する屈折率、平均分散はＦ線に対する屈折率とＣ線に対する屈折率の差である。これらは、光学特性として十分満足のいく値であり、観察によっても泡等や、樹脂内部の不均質は見受けられなかった。
【００２９】
このようにして得られた、高屈折率樹脂と低屈折率樹脂の界面に回折格子が形成された回折光学素子を用いて写真を撮影したが、良質な画質であった。
（比較例１）
実施例と同様に、光学素子を製造した。低屈折率高分散の樹脂前駆体３として、表４のような組成で調合した以外は、実施例と同様に成形した。
（表４）
【００３０】
【表４】
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【００３１】
真空脱泡すると、樹脂内部に脈理のようなスジが見られた。更に、真空容器内での後工程でも内部にスジが見られ、樹脂が硬化しても見られた。得られた回折光学素子で写真を撮影したが、ピントが画像の位置によりずれ、実施例に比べ劣った画質であった。
（比較例２）
実施例と同様に、光学素子を製造した。低屈折率高分散の樹脂前駆体３として実施例と同じ樹脂を使用し、実施例と同様に使用前に真空脱泡した。しかし、成形工程は真空中ではなく大気中で実施した。実施例と同様に樹脂を滴下したが、その時点で小さい気泡が見られた。また樹脂を押し広げていくと泡が多数発生した。押し広げる速度を遅くすると泡の発生は軽減したが、ゼロにはならず、またタクトタイムが長くなり、生産性は悪化した。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施の形態の１例である光学素子の製造方法の例を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…ガラス基板、２…金型、３…樹脂前駆体、４…真空容器、５…樹脂、６…金型、７…樹脂前駆体、８…樹脂
【図１】
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