(57)【要約】      （修正有）【課題】高屈折率、光散乱性、環境特性に優れる光学材料を提供する。【解決手段】  有機成分と無機成分からなる光学材料用組成物において、イットリウム酸化物からなる無機粒子成分、重合性官能基を有する有機成分、および重合開始剤もしくは硬化剤を含む光学材料用組成物およびそれから得られた光学材料。さらに、金属（Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ）アルコキシドあるいはその加水分解物から選ばれる少なくとも１種類からなる第２の無機成分を含む光学材料用組成物およびそれから得られる光学材料。前記有機成分としては、（メタ）アクリル酸、（メタ）アクリル酸エステル、エポキシ化合物、硫黄含有化合物、芳香族含有有機化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種を使用する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機成分と無機成分からなる光学材料用組成物において、イットリウム酸化物からなる無機粒子成分、重合性官能基を有する有機成分、および重合開始剤もしくは硬化剤を含むことを特徴とする光学材料用組成物。
【請求項２】
化学式１で表される金属アルコキシドあるいはその加水分解物から選ばれる少なくとも１種類からなる第２の無機成分を更に含むことを特徴とする請求項１記載の光学材料用組成物。
化学式１
Ｒ1aＲ2bＭ（ＯＲ3）c
（Ｒ1およびＲ2は、同一あるいは異なる有機基で、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルケニル基、アリール基、ハロゲン化アリール基、シクロアルキル基、アシル基あるいはエポキシ基含有有機基、Ｒ3は炭素数１から６のアルキル基またはアリール基、ＭはＡｌ、Ｂｅ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｈｆ、Ｌａ、Ｎｂ、Ｍｇ、Ｓｃ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｚｎ、Ｚｒからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属元素、ａおよびｂは０ないし２、金属元素Ｍの価数ｍであり、ｃ＝ｍ−（ａ＋ｂ）である。）
【請求項３】
前記化学式１において、金属元素ＭがＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒからなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項２記載の光学材料用組成物。
【請求項４】
無機粒子成分が、下記の化学式２で表されるイットリウムのアルコキシド、またはハロゲン化イットリウム、あるいはそれらの加水分解物を重合させたものからなることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の光学材料用組成物。
化学式２
Ｙ（ＯＲ4）3
Ｒ4 は、炭素数１から６のアルキル基またはアリール基
【請求項５】
前記無機粒子成分が、平均粒子径が２０ｎｍ以下で、かつ９０％粒子径が３０ｎｍ以下のイットリウム酸化物粒子であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の光学材料用組成物。
【請求項６】
前記有機成分がメタクリル酸、アクリル酸、メタクリル酸エステルあるいはアクリル酸エステル、エポキシ化合物、硫黄含有有機化合物、芳香族含有有機化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光学材料用組成物。
【請求項７】
有機成分と無機成分からなる光学材料において、イットリウム酸化物からなる無機粒子成分、重合性官能基を有する有機成分、および重合開始剤もしくは硬化剤を含む組成物を重合したものであることを特徴とする光学材料。
【請求項８】
無機粒子成分の含有量が、光学材料の総質量に対する酸化イットリウム（III） 換算で、０．１〜７０質量％であることを特徴とする請求項７記載の光学材料。
【請求項９】
化学式１で表される金属アルコキシドあるいはその加水分解物から選ばれる少なくとも１種類からなる第２の無機成分を更に含むことを特徴とする請求項７または８記載の光学材料。
化学式１
Ｒ1aＲ2bＭ（ＯＲ3）c
（Ｒ1およびＲ2は、同一あるいは異なる有機基で、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルケニル基、アリール基、ハロゲン化アリール基、シクロアルキル基、アシル基あるいはエポキシ基含有有機基、Ｒ3は炭素数１から６のアルキル基またはアリール基、ＭはＡｌ、Ｂｅ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｈｆ、Ｌａ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｓｃ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｚｎ、Ｚｒからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属元素、ａおよびｂは０ないし２、金属元素Ｍの価数ｍであり、ｃ＝ｍ−（ａ＋ｂ）である。）
【請求項１０】
前記化学式１において、金属元素ＭがＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒからなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項９記載の光学材料。
【請求項１１】
光学材料のｄ線の屈折率ｎｄとアッベ数νｄをそれぞれ、縦軸と横軸に示した場合に、（ｎｄ，νｄ）が、（１．４６，５８）、（１．６，２２）、（１．８４，２２）、（１．７６，３８）、（１．５４，５８）で囲まれた領域に存在することを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか１項に記載の光学材料。
【請求項１２】
無機粒子成分が、下記の化学式２で表されるイットリウムのアルコキシド、またはハロゲン化イットリウム、あるいはそれらの加水分解物を重合させたものからなることを特徴とする請求項７ないし１１のいずれか１項に記載の光学材料。
化学式２
Ｙ（ＯＲ4）3
Ｒ4 は、炭素数１から６のアルキル基またはアリール基
【請求項１３】
前記無機粒子成分が、平均粒子径が２０ｎｍ以下で、かつ９０％粒子径が３０ｎｍ以下のイットリウム酸化物粒子であることを特徴とする請求項７ないし１２のいずれか１項に記載の光学材料。
【請求項１４】
前記有機成分がメタクリル酸、アクリル酸、メタクリル酸エステルあるいはアクリル酸エステル、エポキシ化合物、硫黄含有有機化合物、芳香族含有有機化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種であることを特徴とする請求項７ないし１３のいずれか１項に記載の光学材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばカメラ等の撮像光学系、表示デバイス等の投影光学系、画像表示装置等の観察光学系などの光学系に用いる光学素子を形成するに適した光学材料用組成物およびそれを重合して得られる光学材料に関するものであり、光散乱性、環境特性、成形性に優れ、且つ所望の光学恒数を得られる光学材料に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、銀塩フィルム用やデジタル用のカメラ、ビデオカメラあるいはカメラ付携帯電話、テレビ電話あるいはカメラ付ドアホンなどに用いられる撮像モジュール等の光学系では小型軽量、低コスト化が大きな課題となっている。そこでこれらの光学系では、光学素子の大きさを小さくしやすい高屈折率の光学材料、色収差補正のし易い低分散、高分散の光学材料、あるいは成形が簡単で安価な光学材料を多用するようになってきた。
【０００３】
このような光学材料としては、光学ガラス、熱可塑性光学樹脂、高温で押圧成形し所望の光学素子を得るための低融点ガラス、あるいは成形しつつ熱や光で重合し所望形状の光学素子を得るために熱硬化型樹脂、紫外線硬化型樹脂等が用いられてきた。
【０００４】
また近年、光学素子用の光学材料として無機化合物と有機化合物を用いた有機無機複合材料、例えば合成樹脂中に粒子径数ｎｍ〜１５０ｎｍの無機微粒子を均一に分散させた微粒子分散型の光学材料が提案されている。
【０００５】
このような微粒子分散型の光学材料の場合、すなわち光学系の使用波長より小さい粒子等の不均一成分を含んだ有機無機複合材料を用いる場合、粒径が小さい不均一成分は光学性能に影響を与えないと考えられており、それ故に、およそ４００〜８００ｎｍが使用波長域である白色光学系の光学素子の光学材料として、３０ｎｍないし１００ｎｍ程度の不均一成分である微粒子を含む微粒子分散型の光学材料が提案されてきた。
【０００６】
例えば、粒径１〜１５０ｎｍのダイヤモンド微粉末を合成樹脂に均一に分散させてなる高屈折率を実現する光学用樹脂組成物が提案されている（例えば、特許文献１）。
また、粒子径５〜１００ｎｍの金属粉末あるいは金属酸化物粉末を有機樹脂中に分散させることで高屈折率を実現する超微粒子分散型光学材料が提案されている（例えば、特許文献２）。
また、チタンとケイ素の複合金属酸化物（Ｓｉx−Ｔｉ(1-x)Ｏ2）の微粒子やＴｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、ＩＴＯ、Ｃｒ2Ｏ3、ＢａＴｉＯ3 などの粒径が２〜１００ｎｍの微粒子を熱可塑性の非晶性樹脂に分散させ高分散を実現する光学材料が提案されてきた（例えば、特許文献３）。
【特許文献１】特許第２８６７３８８号公報
【特許文献２】特開２０００−４４８１１号公報
【特許文献３】特許第３５１７６２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光学有効面を非球面形状とした光学素子は、収差補正性能に優れる等の多くの特徴を有しているが、光学ガラスによって非球面形状とすることは、加工工程が複雑となり、また時間を要するので、大量生産品の製造には問題があった。
また、融点が比較的低いガラスを用いて成形によって光学素子を製造する方法が知られている。この方法では、所定の形状に加工した成形用の型を用いることによって光学素子の光学有効面を非球面形状に加工することが容易であるが、大口径あるいは大偏肉形状の素子の成形が難しいという問題点、あるいはガラス成形用の金型の寿命等に問題点があった。
【０００８】
また、光学用熱可塑性樹脂および紫外線硬化型樹脂等においては、大口径あるいは複雑形状の素子に成形できるので、成形性や量産性に優れる利点があるものの、光学材料として選択できる屈折率および分散の範囲が狭く、光学系の小型軽量化あるいは高性能化を制限してしまう問題がある。
【０００９】
一方、近年提案されてきた微粒子分散型の有機無機複合材料は、複雑形状の素子に成形できるという成形性に優れ、また透明性等にも優れ、比較的簡単に量産できる利点はあるものの、これまでの材料では選択できる屈折率および分散の範囲に限りがあり、光学系の小型軽量化あるいは高性能化を制限してしまうという問題点がある。特に高屈折率で低分散の材料は実現されていない。
また、上記の微粒子分散型の有機無機複合材料からなる光学素子は、微粒子が十分に分散していないので、光散乱性が大きいという問題点がある。光散乱性は、光学素子内部における散乱光の指標であって、光学素子の特性に大きな影響を及ぼす。例えば、散乱光の強度が大きい光学素子では仮にその光学素子の収差が全くないとしても、光学素子を透過した光により形成される像がぼやけてしまい、特性が劣った光学素子となる。
【００１０】
光散乱性は、光学素子を構成する材料自身に起因するもので、光学素子内部が光学的に均一でない、すなわち、屈折率、透過率が均一でない場合に光が散乱してしまうことによる。光学系の使用波長より小さい微粒子を含有した有機無機複合材料のように不均一成分が多量に光学素子内部に存在すると、プリズムあるいは導波路など光学素子単体内での光路長が長い光学素子、あるいは顕微鏡や高精細デジタルカメラなど光学素子自身に高度な光学性能が要求される光学系用の光学素子においては、散乱光の大きさが問題になってしまう。
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、とり得る屈折率および分散の範囲が広く、光散乱性も含めた光学特性、および成形性に優れた光学素子を形成するため光学材料を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、有機成分と無機成分からなる光学材料用組成物において、イットリウム酸化物からなる無機粒子成分、重合性官能基を有する有機成分、および重合開始剤もしくは硬化剤を含む光学材料用組成物である。
【００１２】
化学式１で表される金属アルコキシドあるいはその加水分解物から選ばれる少なくとも１種類からなる第２の無機成分を更に含む前記の光学材料用組成物である。
化学式１
Ｒ1aＲ2bＭ（ＯＲ3）c
（Ｒ1およびＲ2は、同一あるいは異なる有機基で、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルケニル基、アリール基、ハロゲン化アリール基、シクロアルキル基、アシル基あるいはエポキシ基含有有機基、Ｒ3は炭素数１から６のアルキル基またはアリール基、ＭはＡｌ、Ｂｅ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｈｆ、Ｌａ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｓｃ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｚｎ、Ｚｒからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属元素、ａおよびｂは０ないし２、金属元素Ｍの価数ｍであり、ｃ＝ｍ−（ａ＋ｂ）である。）
前記化学式１において、金属元素ＭがＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒからなる群から選ばれる少なくとも１種である前記の光学材料用組成物である。
【００１３】
無機粒子成分が、下記の化学式２で表されるイットリウムのアルコキシド、またはハロゲン化イットリウム、あるいはそれらの加水分解物を重合させたものからなる前記の光学材料用組成物である。
化学式２
Ｙ（ＯＲ4）3
前記有機成分がメタクリル酸、アクリル酸、メタクリル酸エステルあるいはアクリル酸エステル、エポキシ化合物、硫黄含有有機化合物、芳香族含有有機化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種である前記の光学材料用組成物である。
【００１４】
また、有機成分と無機成分からなる光学材料において、無機成分としてイットリウム酸化物からなる無機粒子成分、重合性官能基を有する有機成分、および重合開始剤もしくは硬化剤を含む組成物を重合したものである光学材料である。
無機粒子成分の含有量が、光学材料の総質量に対する酸化イットリウム（III）換算で、０．１〜７０質量％である前記の光学材料である。
【００１５】
化学式１で表される金属アルコキシドあるいはその加水分解物から選ばれる少なくとも１種類からなる第２の無機成分を更に含む前記の光学材料である。
化学式１
Ｒ1aＲ2bＭ（ＯＲ3）c
（Ｒ1およびＲ2は、同一あるいは異なる有機基で、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルケニル基、アリール基、ハロゲン化アリール基、シクロアルキル基、アシル基あるいはエポキシ基含有有機基、Ｒ3は炭素数１から６のアルキル基またはアリール基、ＭはＡｌ、Ｂｅ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｈｆ、Ｌａ、Ｍｇ、Ｓｃ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｙ、Ｚｎ、Ｚｒからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属元素、ａおよびｂは０ないし２、金属元素Ｍの価数ｍであり、ｃ＝ｍ−（ａ＋ｂ）である。）
前記化学式１において、金属元素ＭがＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒからなる群から選ばれる少なくとも１種である前記の光学材料である。
【００１６】
また、光学材料のｄ線の屈折率ｎｄとアッベ数νｄをそれぞれ、縦軸と横軸に示した場合に、（ｎｄ，νｄ）が、（１．４６，５８）、（１．６，２２）、（１．８４，２２）、（１．７６，３８）、（１．５４，５８）で囲まれた領域に存在する前記の光学材料である。
無機粒子成分が、下記の化学式２で表されるイットリウムのアルコキシド、またはハロゲン化イットリウム、あるいはそれらの加水分解物を重合させたものからなる前記の光学材料である。
化学式２
Ｙ（ＯＲ4）3
Ｒ4 は、炭素数１から６のアルキル基またはアリール基
【００１７】
前記無機粒子成分が、平均粒子径が２０ｎｍ以下で、かつ９０％粒子径が３０ｎｍ以下のイットリウム酸化物粒子である前記の光学材料である。
前記有機成分がメタクリル酸、アクリル酸、メタクリル酸エステルあるいはアクリル酸エステル、エポキシ化合物、硫黄含有有機化合物、芳香族含有有機化合物からなる群から選ばれる少なくとも１種である前記の光学材料である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の光学材料用組成物によって作製した光学材料は、とり得る屈折率および分散の範囲が広く、光学系の高性能化を可能にするとともに、光散乱性、耐環境性に優れている。また、本発明の光学材料用組成物は常温付近で液状であるので、高温や高い圧力を加えることなく複雑形状の光学素子を短時間で製造できる高い加工性を有しており、光学系の小型軽量化、製造効率の改善等の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、イットリウム酸化物からなる無機粒子成分と、重合性官能基を有する有機成分、重合開始剤もしくは硬化剤を含む光学材料用組成物を重合させて得られた光学材料によって光散乱が少ない有機無機複合材料からなる光学材料を得ることが可能であることを見出したものである。
本発明の光学材料用組成物においては、イットリウム酸化物からなる無機粒子成分は光学特性を変化させるための必須の成分である。なお、イットリウム酸化物からなる無機粒子成分は、光学材料の総質量に対して酸化イットリウム（III） 換算で０．１質量％以上７０質量％以下が好ましい。
０．１質量％未満では、イットリウム酸化物を添加した効果が小さく、７０質量％を超える場合は光散乱性が悪化したり、所望の形状に成形することが難しい等の問題が発生する。
より好ましくは５質量％以上５０質量％以下である。この範囲の添加量であれば光散乱性は良好となる。
なお、光散乱性が良好というのは、光の散乱が少ないことを意味する。
【００２０】
本願の発明のイットリウム酸化物粒子は、イットリウム酸化物からなる無機粒子成分であって、光透過率、散乱等に悪影響を及ぼさない大きさの微粒子からなり、光学材料用組成物および硬化して得られる光学材料中に分散して存在している。
イットリウム酸化物粒子は、下記の化学式３で表されるイットリウムのアルコキシド、またはハロゲン化イットリウム、あるいはそれらの加水分解物を重合させたものから製造したものを用いることができる。
化学式３
Ｙ（ＯＲ4）3
Ｒ4 は、炭素数１から６のアルキル基またはアリール基
【００２１】
イットリウムのアルコキシド、またはハロゲン化イットリウムあるいはそれらの加水分解物の具体例としては、トリメトキシイットリウム、トリエトキシイットリウム、トリイソプロポキシイットリウム、トリブトキシイットリウム、塩化イットリウム、臭化イットリウムあるいはそれらの加水分解物などを挙げることができる。加水分解や重縮合反応時の希釈溶剤の種類や量、触媒の種類や量、反応温度、時間を適宜調整することで、粒子径にかかわる分子量や、屈折率および分散にかかわる結晶性や密度が調整可能となる。
【００２２】
また、イットリウム酸化物の微粒子を製造する方法としては、上記した方法以外に、液相法や気相法がある。液相法のうち化学的液相法としては、共沈法、均一沈殿法、還元法、水熱合成法、超臨界液体法などが挙げられる。これらの方法は、凝集の抑制がし易く、重合性官能基を有する有機成分との混合過程への移行が容易、また大量生産が可能などの利点がある。特に、水熱合成法や、超臨界液体法により製造した微粒子を用いると結晶性の高い微粒子が得られ、高屈折率化が容易になる。また、物理的液相法としては、噴射乾燥法、凍結乾燥法などが挙げられる。
【００２３】
また、気相法としては蒸発凝縮法や気相反応法などがあり、これらの方法によってイットリウム酸化物の微粒子を製造し、水やアルコールなどの各種有機溶剤から選ばれる分散媒に均一に分散させたものを用いることができる。気相法で製造した場合、微粒子が単分散し易く、高純度の微粒子が得られやすく、散乱特性が良くなるなどの利点がある。
【００２４】
また、固体状のイットリウム酸化物を砕いて粉末化し微粒子にしたものを、水やアルコールなどの各種有機溶剤から選ばれる分散媒に均一に分散させたものも用いることができる。このようなイットリウム酸化物粒子を無機粒子成分として用いる場合、イットリウム酸化物粒子の大きさは平均粒子径が２０ｎｍ以下で、かつ９０％粒子径が３０ｎｍ以下であることが好ましい。より好ましくは平均粒子径が１５ｎｍ以下で、かつ９０％粒子径が２０ｎｍ以下である。
ここで粒子径は動的光散乱法よって求めたもので平均粒子径とは粒子径分布の中心値を、また９０％粒子径とは全粒子の９０％が含まれる範囲の粒子径のことを言う。いずれの粒子径より大きい場合は透過率や光散乱が大きくなってしまう。つまり、たとえ平均粒子径が２０ｎｍ以下で小さくても、粒子径分布の幅が広く３０ｎｍより大きな粒子径の粒子が全粒子の１０％を超えた割合で存在してしまうと、光散乱が大きくなってしまうことになる。
【００２５】
本発明においては、イットリウム酸化物粒子と、重合性官能基を有する有機成分以外にも、他の無機成分（第２の無機成分）を用いることができる。この他の無機成分としては、下記の化学式４で表される金属アルコキシドあるいはその加水分解物から選ばれる少なくとも１種類からなる無機成分を用いることができる。
化学式４
Ｒ1aＲ2bＭ（ＯＲ3）c
Ｒ1およびＲ2は同一あるいは異なる有機基で、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルケニル基、アリール基、ハロゲン化アリール基、シクロアルキル基、アシル基あるいはエポキシ基含有有機基である。
具体例としてはメチル基、エチル基、イソブチル基、トリフルオロメチル基、ビニル基、アクリロイル基、メタクロイル基、スチリル基、エポキシ基、オキセタニル基、フェニル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基などが挙げられる。これらのなかでも、好ましくはメチル基、エチル基、イソブチル基、アクリロイル基、メタクロイル基、フェニル基、エポキシ基、オキセタニル基が挙げられる。
Ｒ3 は炭素数１から６のアルキル基またはアリール基、ＭはＡｌ、Ｂｅ、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｈｆ、Ｌａ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｓｃ、Ｓｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｚｎ、Ｚｒからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属元素、ａおよびｂは０ないし２、ｃは、金属元素Ｍの価数ｍとすれば、ｃ＝ｍ−（ａ＋ｂ）である。
【００２６】
前記無機成分は、イットリウム酸化物粒子とは独立した粒子、イットリウム酸化物粒子と一緒になって複合粒子を形成したもの、またイットリウム酸化物粒子の表面を修飾している状態などの形態のものを挙げることができ、選択する元素によって屈折率や分散、透過率などの光学特性を調整することができる。
特にイットリウム酸化物粒子の表面を修飾する場合は、イットリウム酸化物粒子と、重合性官能基を有する有機成分との相溶性や分散性を調整し、イットリウム酸化物粒子同士の凝集を防止して、粒子径が３０ｎｍより大きくならないようにして、透過率や光散乱性の低下を防ぐことが好ましい。また、Ｒ1およびＲ2の有機基としてビニル基、アクリロイル基、メタクロイル基、エポキシ基、オキセタニル基などの重合性有機基を有する金属アルコキシドを用いると、有機成分と無機成分の間に強固な共有結合ができるので、相溶性および結合性が向上して、より環境安定性や光散乱性を向上させることができ、さらに機械的強度も向上することができる。
【００２７】
また、金属アルコキシドあるいはその加水分解物としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラブトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリブトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリブトキシシラン、ビニルエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリス（ビニルジメチルシロキシ）シラン、アルミニウムイソプロポキシド、ジルコニウムテトライソプロポキシド、ジルコニウムテトラブトキシド、タンタルペンタエトキシド、タンタルペンタメトキシド、チタンイソプロポキシド、チタンメタクリレートトリイソプロポキシド、ゲルマニウムテトラエトキシド、ゲルマニウムエチルトリエトキシド、ハフニウムノルマルブトキシド、ランタンイソプロポキシドおよびこれらの異性体、あるいはそれらの加水分解物などを挙げることができる。
【００２８】
特に、アルミニウム、チタン、ケイ素、ジルコニウムのアルコキシドあるいはその加水分解物は入手が容易であり、アルミニウムのアルコキシドあるいはその加水分解物は低分散化に、チタンのアルコキシドあるいはその加水分解物は高屈折化に、ケイ素のアルコキシドあるいはその加水分解物は低屈折率化に、ジルコニウムのアルコキシドあるいはその加水分解物は低分散化に有効な成分である。
さらに金属アルコキシドあるいはその加水分解物から選ばれる無機成分は、単独であるいは複数種類の混合物として用いることができる。このため、光学設計上で求められる屈折率や分散、透過率などの光学特性にあわせて、混合する数種類の無機成分の組成比を決めることができる。
金属アルコキシドあるいはその加水分解物から選ばれる無機成分の添加量は、酸化イットリウム（III） 換算で表したイットリウム酸化物粒子のモル数に対して１／５以上１／２以下が好ましい。
また、イットリウム酸化物粒子と他の無機成分の質量は、前記光学材料の総質量に対して酸化物換算で０．１質量％以上７０質量％以下であることが好ましい。０．１質量％未満ではイットリウム酸化物粒子を添加した効果が小さく、７０質量％を超える場合では光散乱性が悪化したり、所望の形状に成形すること難しいなど問題が発生する。より好ましくは５質量％以上５０質量％以下である。
【００２９】
重合性官能基を有する有機成分としては、メタクリル酸、アクリル酸、メタクリル酸エステルあるいはアクリル酸エステル（以下、メタクリル酸エステルあるいはアクリル酸エステルの少なくともいずれか一方を含むものを（メタ）アクリレートと称す）、エポキシ化合物、およびエピスルフィド化合物、チオウレタン等の硫黄含有有機化合物、スチレン等の芳香族含有有機化合物を用いることができる。
具体例としては、メタクリル酸、アクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、ノニルフェニル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ジメチルロールトリシクロデカンジメタクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、トリメチルプロパントリ（メタ）アクリレート、ノニルフェニル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡ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、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、スチレン、カーボネートなどを挙げることができる。
また、モノマーをそのまま使用しても、モノマーを重合させたオリゴマーとしてから用いても良い。
重合性官能基を有する有機成分としては、他の成分と相溶するものであれば、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、イミド樹脂、エステル樹脂、ノルボルネン系樹脂などを挙げることができる。
【００３０】
本発明の光学材料用組成物には、イットリウム酸化物粒子、重合性有機成分、あるいはイットリウム酸化物以外の無機成分、重合開始剤、あるいは硬化剤以外の成分として、光増感剤、連鎖移動剤、酸化防止剤などが添加される。
重合開始剤には、光重合開始剤および熱重合開始剤があげられ、具体的には有機成分が（メタ）アクリレートの場合および無機成分の金属アルコキシドの有機基Ｒ1 あるいはＲ2 がビニル基、アクリロイル基あるいはメタクリロイル基である場合は、熱重合開始剤としては過酸化ベンゾイル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、２，２−アゾビスイソブチロニトリル、２，２−アゾビス−２，４−ジメチルバレロニトリル、アゾビスカルボアミド、イソプロピルヒドロペルオキシド、第３ブチルヒドロペルオキシド、クミルヒドロペルオキシド、２，５−ジメチル−２，５−ビスヘキサンなどを挙げることができる。
また、光重合開始剤としてはベンゾフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、２，２−ジメトキシ−１、２−ジフェニルエタン−１−オンなどを挙げることができる。
【００３１】
また、本発明における重合性官能基とは、有機成分中の高分子化反応し得る原子、原子団であり、具体的には、炭素−炭素二重結合や三重結合を含む不飽和炭化水素基、ヒドロキシル基、アルデヒド基、カルボニル基、カルボキシル基、アミノ基、ニトロ基、エポキシ基、エピチオ基を挙げることができる。また、重合性官能基を有する有機成分とは、ラジカル重合、縮合重合、付加重合等のいずれかの重合系で用いられるモノマーを意味し、例えばラジカル重合の場合はビニル系化合物等のモノマー、縮合重合の場合は多価アルコール化合物、ジカルボン酸化合物等、付加重合の場合はエポキシ化合物等を含む。
【００３２】
また有機成分がエポキシ樹脂の場合、および無機成分の金属アルコキシドの有機基Ｒ1 あるいはＲ2 がエポキシ基あるいはオキセタニル基である場合は、触媒型硬化剤として芳香族系３級アミン類、イミダゾール類、ルイス酸類などを挙げることができ、重付加型硬化剤としては、ポリアミン系硬化剤、変性ポリアミン系硬化剤、カルボン酸無水物系硬化剤、ポリフェノール系硬化剤、硫黄含有化合物系硬化剤、イソシアネート系硬化剤、ポリエステル系硬化剤などを挙げることができる。
【００３３】
ここで、本発明の光学材料用組成物を重合して得られる光学材料において、ｄ線の屈折率ｎｄ、アッベ数νｄとする。そして屈折率ｎｄ、アッベ数νｄとをそれぞれ縦軸と横軸に示したとする。この場合に、本発明の光学材料用組成物を重合して得られる光学材料では、光学恒数（ｎｄ，νｄ）を、（１．４６，５８）、（１．６，２２）、（１．８４，２２）、（１．７６，３８）、（１．５４，５８）で囲まれた範囲で変化させることができる。言い換えれば、本発明の光学材料用組成物を重合することにより、上記範囲内の光学恒数（ｎｄ，νｄ）を有する光学材料を得ることができる。
【００３４】
例えば、前記有機成分として、硬化後のｄ線の屈折率が１．４５〜１．５５、ｄ線のアッベ数が６０〜４５程度である低屈折材料、およびｄ線の屈折率が１．５５〜１．６５、ｄ線のアッベ数が４５〜２０程度である中屈折材料を選択した場合、これらの有機成分にイットリウム酸化物粒子と無機成分の合計を酸化物換算において０〜７０質量％まで増加させるとともに、前記無機成分の種類を選択することにより（ｎｄ，νｄ）が、（１．４６，５８）、（１．６，２２）、（１．７６，２２）、（１．６３，４９）、（１．５４，５８）で囲まれた範囲で光学恒数を変化させることができる。
【００３５】
この領域の光学恒数を有する光学材料を形成する有機成分としてはアクリレート、スチレン、カーボネートなどが代表的で、高屈折率化とともに構造中に芳香環構造をもつという傾向があり、光学用途として用いられている種類も多く、低コスト化も望めるという点で有利である。
【００３６】
また、有機成分のみを硬化した硬化物のｄ線の屈折率が１．６〜１．８、ｄ線のアッベ数が４５〜２５程度である高屈折率低分散の有機成分を選択した場合は、光学恒数（ｎｄ，νｄ）を、（１．５９，４３）、（１．５９，３４）、（１．７３，２２）、（１．８４，２２）、（１．７６，３８）、（１．７１，４３）で囲まれた範囲で変化させることができる。言い換えれば、本発明の光学材料用組成物を重合することにより、上記範囲内の光学恒数（ｎｄ，νｄ）を有する光学材料を得ることができる。
【００３７】
一般的に光学材料として用いられている有機成分の硬化後の屈折率と分散は、図１に示されるような範囲に分布している。そこで、前記重合性官能基を有する有機成分として、これらの有機成分から１つまたは複数選択することで光学材料を得ることができる。このようにして得られる前記光学材料では、ｄ線の屈折率ｎｄとアッベ数νｄをそれぞれ、縦軸と横軸に示した場合に、光学恒数（ｎｄ、νｄ）を、（１．４６，５８）、（１．６，２２）、（１．８４，２２）、（１．７６，３８）、（１．５４，５８）で囲まれた範囲で変化させることができる。言い換えれば、本発明の光学材料用組成物を重合することにより、上記範囲内の光学恒数（ｎｄ，νｄ）を有する光学材料を得ることができる。
【００３８】
また、イットリウム酸化物粒子としてトリイソプロポキシイットリウムをイソプロパノールを希釈溶剤として加水分解反応と縮重合反応を行いポリスチレン換算分子量２０００〜１００００００程度まで高分子量化させたものを用い、また重合性官能基を有する有機成分としてメチルメタクリレート、また化学式４で表される金属アルコキシドからなる無機成分として、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、またその他の成分としてベンゾフェノンを含む紫外線硬化剤を用いて製造した光学材料用組成物Ａにおいて、トリイソプロポキシイットリウムと３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの割合を酸化イットリウム（III）、二酸化ケイ素に換算した時のモル比Ｙ2Ｏ3：ＳｉＯ2＝４：１とする。
そして、光学材料用組成物全体に含まれるトリイソプロポキシイットリウムと３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの合計質量が、酸化イットリウム（III） と二酸化ケイ素に換算した値で、硬化後の光学材料の状態で、０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０質量％となるように調製し、硬化させることによって得られる光学材料ａのｄ線の屈折率ｎｄと分散を表すアッベ数νｄの測定点の変化を図２にＡで示す。
【００３９】
また、光学材料用組成物Ａにおいて、化学式４で表される金属アルコキシドからなる無機成分のみをチタニウムテトライソプロポキシドに変更し、酸化物換算でのモル比Ｙ2Ｏ3：ＴｉＯ2＝２：１とする。
また、光学材料用組成物全体に含まれるトリイソプロポキシイットリウムとチタニウムテトライソプロポキシドの合計質量が、酸化イットリウム（III） と二酸化チタンに換算した値で、硬化後の光学材料の状態で、０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０質量％となるように調製した光学材料用組成物Ｂを硬化させることによって得られる光学材料ｂのｄ線の屈折率ｎｄと分散を表すアッベ数νｄの測定点の変化を図２においてＢで示す。
【００４０】
また、光学材料用組成物Ａにおいて、化学式４で表される金属アルコキシドからなる無機成分のみをアルミニウムトリ−ｓ−ブトキシドに変更し、酸化物換算でのモル比Ｙ2Ｏ3：Ａｌ2Ｏ3＝２：１とする。
そして、光学材料用組成物全体に含まれるトリイソプロポキシイットリウムとアルミニウムトリ−ｓ−ブトキシドの合計質量が、酸化イットリウム（III）と酸化アルミニウムに換算した値で、硬化後の光学材料の状態で、０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０質量％となるように調製した光学材料用組成物Ｃを硬化させることによって得られる光学材料ｃのｄ線の屈折率ｎｄと分散を表すアッベ数νｄの測定点の変化を図２にＣで示す。
【００４１】
更に、光学材料用組成物Ａにおいて、化学式４で表される金属アルコキシドからなる無機成分のみをジルコニウムテトライソプロポキシドに変更し、酸化物換算でのモル比 Ｙ2Ｏ3：ＺｒＯ2＝４：１とする。
また、組成物全体に含まれるトリイソプロポキシイットリウムとジルコニウムテトライソプロポキシドの合計質量が、酸化イットリウム(III) と酸化ジルコニウムに換算した値で、硬化後の光学材料の状態において、０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０質量％となるように調製した光学材料用組成物Ｘを硬化させることによって得られる光学材料ｘのｄ線の屈折率ｎｄと分散を表すアッベ数νｄの測定点の変化を図２にＸで示す。
【００４２】
次に、光学材料用組成物Ａにおいて、酸化イットリウムの粒子成分を平均粒子径が９ｎｍで、９０％粒子径が２０ｎｍの酸化イットリウム粒子を水分散させたものに、また化学式４で表される金属アルコキシドからなる無機成分をフェニルトリメトキシシランに変更し、水分散酸化イットリウム粒子とフェニルトリメトキシシランの割合を酸化物換算でのモル比Ｙ2Ｏ3：ＳｉＯ2＝４：１とする。
そして、光学材料用組成物全体に含まれる水分散酸化イットリウム粒子とフェニルトリメトキシシランの合計質量が、酸化イットリウム（III）と二酸化ケイ素に換算した値で、硬化後の光学材料の状態で、０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０質量％となるように調製した光学材料用組成物Ｄを硬化させることによって得られる光学材料ｄのｄ線の屈折率ｎｄと分散を表すアッベ数νｄの測定点の変化を図２にＤで示す。
【００４３】
メタクリレート単体を重合した場合に得られる光学材料の光学恒数（ｎｄ，νｄ）＝（１．４９２，５８）に対して、全無機成分の割合を増やしていくことで、光学恒数を高屈折率高分散の方向に変化させることができる。また、配合割合のみではなく製造方法の異なる酸化イットリウムの粒子成分を用いることでも、光学恒数を変化させることができる。
【００４４】
また、光学材料用組成物ＡないしＣと同様にして、重合性官能基を有する有機成分のみをジメチルロールトリシクロデカンジメタクリレートに変更し、光学材料用組成物全体に含まれるトリイソプロポキシイットリウムと化学式４で表される金属アルコキシドからなる無機成分の質量を、酸化物換算した値で、硬化後の光学材料の状態で、０、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０質量％となるように調製した光学材料用組成物Ｅ〜Ｇを重合した場合に得られる光学材料ｅ：無機成分として二酸化ケイ素を含有するもの、光学材料ｆ：無機成分として二酸化チタンを含有するもの、光学材料ｇ：無機成分として酸化アルミニウムを含有するものについて、ｄ線の屈折率ｎｄとアッベ数νｄをそれぞれ、縦軸と横軸に示した場合の（ｎｄ、νｄ）を、図２においてＥ、Ｆ、Ｇとして示す。
また、シクロデカンジメタクリレート単体を重合して得られる光学材料の光学恒数（ｎｄ，νｄ）＝（１．５３５，５２）に対して、全無機成分量を増加させていることで、光学恒数を高屈折率高分散の方向に変化させられる。
【００４５】
また、光学材料用組成物ＡないしＣにおいて、重合性官能基を有する有機成分をスチレンに変更し、化学式４で表される金属アルコキシドからなる無機成分である３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランをフェニルトリエトキシシランに変更し、他の条件は変更せずに、光学材料用組成物全体に含まれるトリイソプロポキシイットリウムと化学式４で表される金属アルコキシドからなる無機成分の質量を、酸化物換算した値で、硬化後の光学材料の状態で、０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０質量％となるように調製した光学材料用組成物ＨないしＪを重合した場合に得られる光学材料ｈ：無機成分として二酸化ケイ素を含有するもの、光学材料ｉ：無機成分として二酸化チタンを含有するもの、光学材料ｊ：無機成分として酸化アルミニウムを含有するものについて、ｄ線の屈折率ｎｄとアッベ数νｄをそれぞれ、縦軸と横軸に示した場合の（ｎｄ、νｄ）を、図２においてＨ、Ｉ、Ｊとして示す。
スチレン単体を重合して得られる光学材料の光学恒数（ｎｄ，νｄ）＝（１．５９，３０）に対して、全無機成分量を増やしていくことで、光学恒数を高屈折率高分散の方向にに変化させることができる。
【００４６】
また、光学材料用組成物ＡないしＣにおいて、重合性官能基を有する有機成分を化学式５で示されるアクリレートに変更し、化学式４で表される金属アルコキシドからなる無機成分である３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランをフェニルトリエトキシシランに変更し、他の条件は変更せずに光学材料用組成物全体に含まれるトリイソプロポキシイットリウムと化学式４で表される金属アルコキシドからなる無機成分の質量を、酸化物換算した値で、硬化後の光学材料の状態で、０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０質量％となるように調製した光学材料用組成物ＫないしＭを重合した場合に得られる光学材料ｋ：無機成分として二酸化ケイ素を含有するもの、光学材料ｌ：無機成分として二酸化チタンを含有するもの、光学材料ｍ：無機成分として酸化アルミニウムを含有するものについて、ｄ線の屈折率ｎｄとアッベ数νｄをそれぞれ、縦軸と横軸に示した場合の（ｎｄ、νｄ）を、図２においてＫ、Ｌ、Ｍとして示す。
化学式５で示されるアクリレート単体を重合して得られる光学材料の光学恒数（ｎｄ，νｄ）＝（１．６３１，２４）に対して、全無機成分量を増やしていくことで、光学恒数を高屈折率高分散、及び高屈折率低分散の方向にも変化させることができる。
【００４７】
【化１】
2006089706.tif 000002
【００４８】
更に、光学材料用組成物ＡないしＣと同様にして、重合性官能基を有する有機成分をスチレンとメチルメタクリレートの混合物として、その混合比を変えた場合には、光学材料用組成物を重合することによって得られた光学材料の光学恒数は、有機成分としてスチレンを用いた場合とメチルメタクリレートを用いた場合の間の値をとる。同様に、重合性官能基を有する有機成分として化学式５のアクリレートとメチルメタクリレートの混合物を用いて、混合比を変えた場合には、重合後に形成される光学材料の光学恒数は、有機成分として化学式５のアクリレートとメチルメタクリレートとを用いた場合の間の値をとる。
したがって、ｄ線の屈折率が、１．４５〜１．５５、ｄ線のアッベ数が６０〜４５程度の低屈折材料、およびｄ線の屈折率が１．５５〜１．６５、ｄ線のアッベ数が４５〜２０程度の中屈折材料である有機成分を選択した場合、光学恒数が（ｎｄ，νｄ）＝（１．４６，５８）、（１．６，２２）、（１．７６，２２）、（１．６３，４９）、（１．５４，５８）で囲まれた範囲で変化させることができる。言い換えれば、本発明の光学材料用組成物を重合することにより、上記範囲内の光学恒数（ｎｄ，νｄ）を有する光学材料を得ることができる。
【００４９】
また、光学材料用組成物Ａと同様にして、重合性官能基を有する有機成分のみを化学式６で示される含硫黄有機化合物に変更し、その他の成分としてアミン系硬化剤を用いた光学材料用組成物Ｎにおいて、トリイソプロポキシイットリウムと３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの割合を酸化イットリウム（III）、 二酸化ケイ素に換算した時のモル比Ｙ2Ｏ3：ＳｉＯ2＝４：１ する。
そして、光学材料用組成物の全体に含まれるトリイソプロポキシイットリウムと３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランの合計質量が、酸化イットリウム（III）、 二酸化ケイ素に換算した値で、硬化後の光学材料の状態で、０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０質量％となるように調製し、これを重合させることによって得られる光学材料ｎのｄ線の屈折率ｎｄと分散を表すアッベ数νｄの測定点の変化を図３にＮで示す。
【００５０】
【化２】
2006089706.tif 000003
【００５１】
また、光学材料用組成物Ｎにおいて、化学式４で表される金属アルコキシドからなる無機成分をチタニウムテトライソプロポキシドに変更し、酸化イットリウム（III） のモル比を、酸化イットリウム（III）、二酸化チタンに換算した時のモル比Ｙ2Ｏ3：ＴｉＯ2＝２：１とする。
そして、光学材料用組成物全体に含まれるトリイソプロポキシイットリウムとチタニウムテトライソプロポキシドの合計質量が、酸化イットリウム（III） 、二酸化チタンに換算した値で、硬化後の光学材料の状態で、０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０質量％となるように調製した光学材料用組成物Ｏを硬化させることによって得られる光学材料ｏのｄ線の屈折率ｎｄと分散を表すアッベ数νｄの測定点の変化を図３においてＯで示す。
【００５２】
また、上記光学材料用組成物Ｎにおいて化学式４で表される金属アルコキシドからなる無機成分をアルミニウムトリ−ｓ−ブトキシド に変更し、酸化イットリウム（III）、二酸化ケイ素に換算した時のモル比Ｙ2Ｏ3：Ａｌ2Ｏ3 ＝２：１とする。
そして、光学材料用組成物全体に含まれるトリイソプロポキシイットリウムとアルミニウムトリ−ｓ−ブトキシドの合計質量が、酸化イットリウム（III） 、酸化アルミニウムに換算した値で、硬化後の光学材料の状態で、０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０質量％となるように調製した光学材料用組成物を硬化させることによって得られる光学材料ｐのｄ線の屈折率ｎｄと分散を表すアッベ数νｄの測定点の変化を図３においてＰで示す。
化学式６に示される含硫黄有機化合物単体を重合して得られる光学材料の光学恒数（ｎｄ，νｄ）＝（１．７１，３６）に対して、全無機成分の割合を増やしていくことで、光学恒数を高屈折率高分散、及び高屈折率低分散の方向に変化させることができる。
【００５３】
また、上記光学材料用組成物Ｎ、Ｏ、Ｐにおいて重合性官能基を有する有機成分のみを化学式７で示される含硫黄有機化合物に変更し、光学材料用組成物全体に含まれるトリイソプロポキシイットリウムと化学式４で表される金属アルコキシドからなる無機成分の合計の質量を、酸化物換算した値で、硬化後の光学材料の状態で、０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０質量％となるように調製した光学材料用組成物Ｑ、Ｒ、Ｓを重合した場合に得られる光学材料ｑ：無機成分として二酸化ケイ素を含有するもの、光学材料ｒ：無機成分として二酸化チタンを含有するもの、光学材料ｓ：無機成分として酸化アルミニウムを含有するものについて、ｄ線の屈折率ｎｄとアッベ数νｄをそれぞれ、縦軸と横軸に示した場合の（ｎｄ、νｄ）を、図３においてそれぞれＱ、Ｒ、Ｓとして示す。
【００５４】
また、光学材料用組成物Ｄと同様にして、重合性官能基を有する有機成分を化学式７で示される含硫黄有機化合物に変更し、その他の成分としてアミン系硬化剤を用いて、組成物全体に含まれる水分散酸化イットリウムとフェニルメトキシシランの合計の質量を、酸化物換算した値で、硬化後の光学材料の状態で、０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０質量％となるように調製した光学材料用組成物Ｔを硬化させることによって得られる光学材料ｔのｄ線の屈折率ｎｄと分散を表すアッベ数νｄの測定点の変化を図３にＴで示す。
化学式７で示される含硫黄有機化合物単体を重合して得られる光学材料の光学恒数（ｎｄ，νｄ）＝（１．７４０，２５）に対して、全無機成分量を増やしていくことで、光学恒数を高屈折率高分散、及び高屈折率低分散、更には低屈折率の方向にも変化させることができる。
【００５５】
【化３】
2006089706.tif 000004
【００５６】
また、光学材料用組成物Ｎ、Ｏ、Ｐにおいて重合性官能基を有する有機成分を化学式８で示される硫黄含有有機化合物とし、その他の成分を化学式９で示されるイソシアネート化合物に変更し、光学材料全体に含まれるトリイソプロポキシイットリウムと化学式４で表される金属アルコキシドから得られる無機成分の合計の質量を、酸化物換算した値で、硬化後の光学材料の状態で、０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０質量％となるように調製した光学材料用組成物Ｕ、Ｖ、Ｗを重合した場合に得られる光学材料ｕ：無機成分として二酸化ケイ素を含有するもの、光学材料ｖ：無機成分として二酸化チタンを含有するもの、光学材料ｗ：無機成分として酸化アルミニウムを含有するものについて、ｄ線の屈折率ｎｄとアッベ数νｄをそれぞれ、縦軸と横軸に示した場合の（ｎｄ、νｄ）を、図３においてそれぞれＵ、Ｖ、Ｗとして示す。
【００５７】
【化４】
2006089706.tif 000005
【００５８】
更に、光学材料用組成物Ｕにおいて、化学式４で表される金属アルコキシドからなる無機成分のみをジルコニウムテトライソプロポキシドに変更し、酸化物換算でのモル比 Ｙ2Ｏ3：ＺｒＯ2＝４：１とする。また、組成物全体に含まれるトリイソプロポキシイットリウムとジルコニウムテトライソプロポキシドの合計質量が、酸化イットリウム(III) と酸化ジルコニウムに換算した値で、硬化後の光学材料の状態において０，１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０質量％となるように調製した光学材料用組成物Ｙを硬化させることによって得られる光学材料ｙのｄ線の屈折率ｎｄと分散を表すアッベ数νｄの測定点の変化を図３にＹで示す。
【００５９】
化学式８で示される含硫黄有機化合物と化学式９で示されるイソシアネート化合物を重合して得られる光学材料の光学恒数（ｎｄ，νｄ）＝（１．６０，４０）に対して、全無機成分の割合を増やしていくことで、光学恒数を高屈折率高分散、及び高屈折率低分散の方向に変化させることができる。
また、光学用途として用いることができる含硫黄有機化合物はｄ線の屈折率が１．６〜１．８、ｄ線のアッベ数が４５〜２５の範囲に分布しており、これらの有機成分を選択する事により（ｎｄ，νｄ）＝（１．５９，４３）、（１．５９，３４）、（１．７３，２２）、（１．８４，２２）、（１．７６，３８）、（１．７１，４３）で囲まれた範囲で光学恒数を変化させることができる。
以上のように、重合性官能基を有する有機成分の種類、酸化イットリウムの粒子成分の添加量、無機成分の種類と添加量により光学材料の光学恒数を変化させることができる。また、酸化イットリウムの粒子成分の分子量、結晶性および密度、および重合性官能基を有する有機成分の硬化条件などを調整することでも、光学材料の光学恒数を変化させることができる。
以下、本発明によって作製した光学材料用組成物およびそれを重合した光学材料を実施例を示して説明する。
【実施例１】
【００６０】
トリイソプロポキシイットリウム１１．０ｇ、イソプロパノール１００ｇ、０．１Ｎ塩酸０．２ｇとを混合し、２５℃にて１時間撹拌して、トリイソプロポキシイットリウムの加水分解反応と縮重合反応させて高分子量のイットリアゾルを調製した。
このイットリアゾルに、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン２．６ｇ、水０．５ｇを混合して２５℃において１２時間撹拌した液を添加して、さらに２５℃にて８時間撹拌した後、水、イソパノールおよび副生成物を５０℃で蒸発操作で取り除きイットリア−シリカゾルを得た。
【００６１】
このイットリア−シリカゾル全量、メチルメタクリレート９０ｇおよび光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製イルガキュア５００）０．１ｇを混合し、光学材料用組成物を得た。このとき、イットリア−シリカゾル量は、硬化後の光学材料における無機成分量が酸化イットリウム（III） と二酸化ケイ素に換算した酸化物換算で１０質量％となるように調製されている。
次いで、紫外線照射によって２５℃にて、１５ｍＷ／ｃｍ2 の照射量で硬化させて光学材料を作製したところ、ｄ線の屈折率ｎｄとアッベ数νｄをそれぞれ、縦軸と横軸に示した場合の（ｎｄ，νｄ）は、（１．５０１，５６）であった。この結果を図４に示した。
【００６２】
また、硬化後の光学材料において無機成分の合計質量が酸化物換算で２０質量％となるように、１０質量％の場合に対してイットリア−シリカゾルの原料量を２倍にし、メチルメタクリレート８０ｇに変更し、硬化させた。同様にして硬化後の光学材料において無機成分の合計質量が３０，４０、５０，６０，７０質量％となるように、イットリア−シリカゾルとメチルメタクリレートとの混合比を変えて、光学材料用組成物を調整し、同様に硬化させた時の屈折率ｎｄと分散νｄの変化を図４に示した。また、比較のために、無機成分を含まない成分のみを硬化した場合の光学材料についての（ｎｄ，νｄ）も示した。
（ｎｄ，νｄ）は、無機成分を含まない光学材料の（１．４９２，５８）から７０質量％を含有した光学材料の（１．６１８，４３）まで変化した。
無機成分を含有しない組成物から形成した光学材料に比べて高屈折高分散である光学材料を得ることができた。
【実施例２】
【００６３】
実施例１におけるイットリアゾルに、チタニウムテトライソプロポキシド５．８ｇ、水１．０ｇを混合して２５℃において１２時間撹拌した液を添加して、さらに２５℃にて８時間撹拌した後、水、イソパノールおよび副生成物を５０℃で蒸発操作で取り除きイットリア−チタニアゾルを得た。
このイットリア−チタニアゾル全量、メチルメタクリレート９９ｇおよび光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製イルガキュア５００）０．１ｇを混合し、紫外線照射によって２５℃にて硬化させて光学材料を作成した。このとき、イットリア−チタニアゾル量は、硬化後の光学材料における無機成分量が酸化イットリウム(III) と二酸化チタンに換算した酸化物換算で１０質量％となるように調製されている。
【００６４】
また、硬化後の光学材料において無機成分の合計質量が酸化物換算で２０質量％となるように、１０質量％の場合に対してイットリア−シリカゾルの原料量を２倍にし、メチルメタクリレート８８ｇに変更し、硬化させた。同様にして硬化後の光学材料において無機成分の合計質量が３０，４０，５０，６０，７０質量％となるように、イットリア−チタニアゾルとメチルメタクリレートとの混合比を変えて、光学材料用組成物を調製し、同様に硬化させた時の屈折率ｎｄと分散νｄの変化を図５に示した。また、比較のために、無機成分を含まない成分のみを硬化した場合の光学材料についての（ｎｄ，νｄ）も示した。
（ｎｄ，νｄ）は、無機成分を含まない光学材料の（ｎｄ，νｄ）の（１．４９２，５８）から７０質量％を含有した光学材料の（１．６４１，３５）まで変化した。
無機成分を含有しない組成物から形成した光学材料に比べて高屈折高分散である光学材料を得ることができた。
【実施例３】
【００６５】
実施例１におけるイットリアゾルに、アルミニウムトリ−ｓ−ブトキシド５．１ｇ、水１．０ｇを混合して２５℃において１２時間撹拌した液を添加して、さらに２５℃にて８時間撹拌した後、水、ブタノールおよび副生成物を５０℃で蒸発操作で取り除きイットリア−アルミナゾルを得た。
このイットリア−アルミナゾル全量、メチルメタクリレート１０３ｇおよび光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製イルガキュア５００）０．１ｇを混合し、紫外線照射によって２５℃にて硬化させて光学材料を作製されている。
このとき、イットリア−アルミナゾル量は、硬化後の光学材料における無機成分量が酸化イットリウム(III) と酸化アルミニウムに換算した酸化物換算で１０質量％になるように調製した。
【００６６】
また、硬化後の光学材料において無機成分の合計質量が酸化物換算で２０質量％となるように、１０質量％の場合に対してイットリア−シリカゾルの原料量を２倍にし、メチルメタクリレート９１．６ｇに変更し、硬化させた。同様にして硬化後の光学材料において無機成分の合計質量が３０，４０，５０，６０，７０質量％となるように、イットリア−アルミナゾルとメチルメタクリレートとの混合比を変えて、光学材料用組成物を調製し、同様に硬化させた時の屈折率ｎｄと分散νｄの変化を図６に示した。また、比較のために、無機成分を含まない成分のみを硬化した場合の光学材料についての（ｎｄ，νｄ）も示した。
得られた光学材料の（ｎｄ，νｄ）は、無機成分を含まない光学材料の（１．４９２，５８）から７０質量％を含有した光学材料の（１．６０４１，５０）まで変化した。
無機成分を含有しない組成物から形成した光学材料に比べて高屈折高分散である光学材料を得ることができた。
【実施例４】
【００６７】
実施例１におけるイットリアゾルに、ジルコニウムテトライソプロポキシド４．０ｇ、水０．５ｇを混合して２５℃において１２時間攪拌した液を添加して、さらに２５℃にて８時間攪拌した後、水、イソパノールおよび副生成物を５０℃で蒸発操作で取り除きイットリア−ジルコニアゾルを得た。
このイットリア−ジルコニアゾル全量、メチルメタクリレート９６ｇおよび光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製イルガキュア５００）０．１ｇを混合し、紫外線照射によって２５℃にて硬化させて光学材料を作製した。このとき、イットリア−ジルコニアゾル量は、硬化後の光学材料における無機成分量が酸化イットリウム(III) と酸化ジルコニアに換算した酸化物換算で１０質量％になるように調製されている。
【００６８】
また、硬化後の光学材料において無機成分の合計質量が酸化物換算で２０質量％となるように、１０質量％の場合に対してイットリア−シリカゾルの原料量を２倍にし、メチルメタクリレート８５．３ｇに変更し、硬化させた。同様にして硬化後の光学材料において無機成分の合計質量が３０，４０，５０，６０，７０質量％となるように、イットリア−ジルコニアゾルとメチルメタクリレートとの混合比を変えて、光学材料用組成物を調製し、同様に硬化させた時の屈折率ｎｄと分散νｄの変化を図７に示した。また、比較のために、無機成分を含まない成分のみを硬化した場合の光学材料についての（ｎｄ，νｄ）も示した。（ｎｄ，νｄ）は、無機成分を含まない光学材料の（ｎｄ，νｄ）の（１．４９２，５８）から７０質量％を含有した光学材料の（１．５６３，５２）まで変化した。
無機成分を含有しない組成物から形成した光学材料に比べて高屈折率高分散である光学材料を得ることができた。
【実施例５】
【００６９】
イットリウム酸化物無機粒子成分として、平均粒子径が９ｎｍで、９０％粒子径が２０ｎｍの酸化イットリウム（III） 粒子を２０質量％含有しているイットリウム粒子酢酸分散液１００ｇ、メタノール２０ｇ、フェニルトリメトキシシラン４．４ｇを混合して、２５℃において２４時間撹拌して酸化イットリウム粒子表面を表面処理したイットリア−シリカゾルを調製した。
【００７０】
このイットリア−シリカゾル全量、メチルメタクリレート１９２ｇおよび光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製イルガキュア５００）０．２ｇを混合して、水、メタノールおよび副生成物を５０℃での蒸発操作で除去し、光学材料用組成物を得た。
このとき、イットリア−シリカゾル量は、硬化後の光学材料における無機成分量が酸化イットリウム(III) と二酸化ケイ素に換算した酸化物換算で１０質量％になるように調製されている。
【００７１】
次いで、紫外線照射によって硬化させて光学材料を作製したところ、ｄ線の屈折率ｎｄとアッベ数νｄを示した（ｎｄ、νｄ）は、（１．４９６，５６）であった。この結果を図８に示した。
また、硬化後の光学材料において無機成分の合計質量が酸化物換算で２０質量％となるように、１０質量％の場合に対してイットリア−シリカゾルの原料量を２倍にし、メチルメタクリレート１７１ｇに変更し、硬化させた。同様にして硬化後の光学材料において無機成分の合計質量が３０、４０、５０、６０、７０質量％と変化させた光学材料用組成物を調製し、同様に硬化させた時の屈折率ｎｄと分散νｄの変化を図８に示した。また、比較のために、無機成分を含まない成分のみを硬化した場合の光学材料についての（ｎｄ，νｄ）も示した。
得られた光学材料の（ｎｄ，νｄ）は、無機成分を含まない光学材料の（１．４９２，５８）から７０質量％を含有した光学材料の（１．５４６，３８）まで変化した。
無機成分を含有しない組成物から形成した光学材料に比べて高屈折高分散である光学材料を得ることができた。
【実施例６】
【００７２】
実施例１におけるイットリアゾルに、フェニルトリエトキシシラン２．５ｇ、水０．５ｇを混合して２５℃において１２時間撹拌した液を添加して、さらに２５℃にて８時間撹拌した後、副生成物、水等を５０℃で蒸発操作で取り除きイットリア−シリカゾルを得た。
【００７３】
次いで、このイットリア−シリカゾル全量、スチレン９０ｇ、および光重合開始剤（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製  イルガキュア５００）０．１ｇを、硬化後の光学材料において無機成分の合計質量が酸化物換算で１０質量％になるように光学材料用組成物を調製し、紫外線照射によって硬化させた。
また、硬化後の光学材料において無機成分の合計質量が酸化物換算で２０質量％となるように、１０質量％の場合に対してイットリア−シリカゾルの原料量を２倍にし、メチルメタクリレート８０ｇに変更し、硬化させた。同様にして硬化後の光学材料において無機成分の合計質量が３０、４０、５０、６０、７０質量％となるように、イットリア−シリカゾルとスチレンの混合比を変えて、光学材料用組成物を調製し、紫外線照射によって硬化させた時の屈折率ｎｄと分散νｄの変化を図９に示した。
また、比較のために、無機成分を含まない成分のみを硬化した場合の光学材料についての（ｎｄ，νｄ）も示した。
得られた光学材料のｄ線の屈折率ｎｄとアッベ数νｄを示した（ｎｄ、νｄ）は、無機成分を含まない光学材料の（１．５９０，３０）から７０質量％を含有した光学材料の（１．６８７，３０）まで変化した。
無機成分を含有しない組成物と比べて高屈折低分散である光学材料を得ることができた。
【実施例７】
【００７４】
実施例２における光学材料用組成物において、メチルメタクリレートをスチレンに変えるとともに、実施例２と同様の手法で硬化後の光学材料において無機成分の合計質量が酸化物換算で１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０質量％となるように、イットリア−チタニアゾルとスチレンの混合比を変えて、光学材料用組成物を調製し、同様に硬化させた時の屈折率ｎｄと分散νｄの変化を図１０に示した。また、比較のために、無機成分を含まない成分のみを硬化した場合の光学材料についての（ｎｄ，νｄ）も示した。
得られた光学材料の（ｎｄ，νｄ）は、無機成分を含まない光学材料の（１．５９０，３０）から７０質量％を含有した光学材料の（１．７１０，２７）まで変化した。
無機成分を含有しない組成物から得られた光学材料に比べて高屈折高分散である光学材料を得ることができた。
【実施例８】
【００７５】
実施例３における光学材料用組成物において、メチルメタクリレートをスチレンに変えるとともに、硬化後の光学材料において無機成分の合計質量が酸化物換算で１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０質量％となるように、イットリア−アルミナゾルとスチレンの混合比を変えて、光学材料用組成物を調製し、同様に硬化させた時の屈折率ｎｄと分散νｄの変化を図１１に示した。また、比較のために、無機成分を含まない成分のみを硬化した場合の光学材料についての（ｎｄ，νｄ）も示した。
得られた光学材料の（ｎｄ，νｄ）は、無機成分を含まない光学材料の（１．５９０，３０）から７０質量％を含有した光学材料の（１．６７１，３４）まで変化した。
無機成分を含有しない組成物から得られた光学材料に比べて高屈折低分散である光学材料を得ることができた。
【実施例９】
【００７６】
実施例１における光学材料用組成物において、重合性官能基を有する有機成分を化学式６で示される硫黄含有有機化合物９０ｇに変更し、硬化剤としてトリエチルアミン０．１５ｇとし、実施例１における方法と同様の手法で硬化後の光学材料において無機成分の合計質量が酸化物換算で１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０質量％となるように、イットリア−シリカゾルと化学式６で示される硫黄含有有機化合物の混合比を変えて、光学材料用組成物を調製し、４０℃から１００℃まで１０時間かけて昇温して硬化させた時の屈折率ｎｄと分散νｄの変化を図１１に示した。また、比較のために、無機成分を含まない成分のみを硬化した場合の光学材料についての（ｎｄ，νｄ）も示した。
得られた光学材料の（ｎｄ，νｄ）は、無機成分を含まない光学材料の（１．７１０，３６）から７０質量％を含有した光学材料の（１．７７４，３３）まで変化した。
無機成分を含有しない組成物から得られた光学材料に比べて高屈折高分散である光学材料を得ることができた。
【実施例１０】
【００７７】
実施例２における光学材料用組成物において、重合性官能基を有する有機成分を化学式６で示される硫黄含有有機化合物９９ｇに変更し、硬化剤としてトリエチルアミン０．２ｇとし、実施例２と同様の手法で硬化後の光学材料において無機成分の合計質量が酸化物換算で１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０質量％となるように、イットリア−チタニアゾルと化学式６で示される硫黄含有有機化合物の混合比を変えて、光学材料用組成物を調製し、４０℃から１００℃まで１０時間かけて昇温して硬化させた時の屈折率ｎｄと分散νｄの変化を図１３に示した。また、比較のために、無機成分を含まない成分のみを硬化した場合の光学材料についての（ｎｄ，νｄ）も示した。
得られた光学材料の（ｎｄ，νｄ）は、無機成分を含まない光学材料の（１．７１０，３６）から７０質量％を含有した光学材料の（１．８０４，２９）まで変化した。
無機成分を含有しない組成物から得られた光学材料に比べて高屈折高分散である光学材料を得ることができた。
【実施例１１】
【００７８】
実施例３における光学材料用組成物において、重合性官能基を有する有機成分を化学式６で示される硫黄含有有機化合物１０３ｇに変更し、硬化剤としてトリエチルアミン０．２ｇとし、実施例３と同様の手法で硬化後の光学材料において無機成分の合計質量が酸化物換算で１０，２０，３０，４０，５０，６０，７０質量％となるように、イットリア−チタニアゾルと化学式６で示される硫黄含有有機化合物の混合比を変えて、光学材料用組成物を調製し、４０℃から１００℃まで１０時間かけて昇温して硬化させた時の屈折率ｎｄと分散νｄの変化を図１４に示した。また、比較のために、無機成分を含まない成分のみを硬化した場合の光学材料についての（ｎｄ，νｄ）も示した。
得られた光学材料の（ｎｄ，νｄ）は、無機成分を含まない光学材料の（１．７１０，３６）から７０質量％を含有した光学材料の（１．７５６，３７）まで変化した。
無機成分を含有しない組成物から得られた光学材料に比べて高屈折低分散である光学材料を得ることができた。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明の光学材料は、所望の光学材料を有するものとすることができるので、光学素子の大きさを小さくすることや収差を効率良く取り除くことが可能であると共に、光散乱性、耐環境性に優れている。また、常温付近で液状であるので、複雑形状の光学素子を短時間で製造できる高い加工性を有しているので、光学系の小型軽量化、製造効率の改善等に貢献でき、産業上も極めて有効である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の光学材料の屈折率とアッベ数の変化を説明する図である。
【図２】有機物質からなる光学材料の屈折率とアッベ数の変化を説明する図である。
【図３】本発明の他の実施例の屈折率とアッベ数の変化を説明する図である。
【図４】本発明の他の実施例の屈折率とアッベ数の変化を説明する図である。
【図５】本発明の他の実施例の屈折率とアッベ数の変化を説明する図である。
【図６】本発明の他の実施例の屈折率とアッベ数の変化を説明する図である。
【図７】本発明の他の実施例の屈折率とアッベ数の変化を説明する図である。
【図８】本発明の他の実施例の屈折率とアッベ数の変化を説明する図である。
【図９】本発明の他の実施例の屈折率とアッベ数の変化を説明する図である。
【図１０】本発明の他の実施例の屈折率とアッベ数の変化を説明する図である。
【図１１】本発明の他の実施例の屈折率とアッベ数の変化を説明する図である。
【図１２】本発明の他の実施例の屈折率とアッベ数の変化を説明する図である。
【図１３】本発明の他の実施例の屈折率とアッベ数の変化を説明する図である。
【図１４】本発明の他の実施例の屈折率とアッベ数の変化を説明する図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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