(57)【要約】【課題】湿熱条件下における耐スティッキング性を有し、かつパターンもげの少ない回折光学素子及びその製造方法、回折光学素子形成用のアクリル系樹脂組成物、並びに照明装置を提供する。【解決手段】光源からの光を整形する回折光学素子であって、透明基材の少なくとも一面側に、透明基材の表面から突出する一つ以上の高屈折率凸部と、一つ以上の低屈折率部とを配置した回折格子部を備えており、前記高屈折率凸部は、アクリル系樹脂組成物の硬化物で形成されており、当該硬化物の６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０．９０×１０９Ｐａ以上２．６×１０９Ｐａ以下である、回折光学素子。【選択図】図２
2019012266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光を整形する回折光学素子であって、
透明基材の少なくとも一面側に、透明基材の表面から突出する一つ以上の高屈折率凸部と、一つ以上の低屈折率部とを配置した回折格子部を備えており、
前記高屈折率凸部は、
アクリル系樹脂組成物の硬化物で形成されており、
当該硬化物の６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０．９０×１０９Ｐａ以上２．６×１０９Ｐａ以下である、回折光学素子。
【請求項２】
前記アクリル系樹脂組成物の硬化物の３０℃かつ相対湿度３０％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が、１×１０８Ｐａ以上５×１０９Ｐａ以下である、請求項１に記載の回折光学素子。
【請求項３】
前記アクリル系樹脂組成物の硬化物の６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）に対する損失弾性率（Ｅ”）の比（ｔａｎδ（＝Ｅ”／Ｅ’））が、０．１２以下である、請求項１又は２に記載の回折光学素子。
【請求項４】
前記アクリル系樹脂組成物は、ウレタン結合を含むものである、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の回折光学素子。
【請求項５】
前記アクリル系樹脂組成物は、４官能以上の（メタ）アクリレートと、２官能の（メタ）アクリレートを含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物である、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回折光学素子。
【請求項６】
前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、全硬化性成分に対し、前記４官能以上の（メタ）アクリレートを４０質量％以上８０質量％以下、及び、前記２官能の（メタ）アクリレートを１０質量％以上６０質量％以下含有する、請求項５に記載の回折光学素子。
【請求項７】
前記４官能以上の（メタ）アクリレートは、４官能以上のウレタン（メタ）アクリレートを含む、請求項５又は６に記載の回折光学素子。
【請求項８】
前記４官能以上のウレタン（メタ）アクリレートは、多価イソシアネート化合物のイソシアネート基と、分子中に１個の水酸基と２個以上の（メタ）アクリル基を有する化合物の水酸基とがウレタン結合した化合物である、請求項７に記載の回折光学素子。
【請求項９】
前記２官能の（メタ）アクリレートは、分子量（Ｍｗ）が１００以上５，０００以下である、請求項５乃至８のいずれか一項に記載の回折光学素子。
【請求項１０】
ＪＩＳ  Ｚ２２４４（２００３）に準拠し、かつ最大荷重０．２ｍＮ、保持時間１０秒の測定条件下にて行われるビッカース硬さ試験により測定される、前記アクリル系樹脂組成物の硬化物の復元率が、６０％以上である、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の回折光学素子。
【請求項１１】
前記高屈折率凸部は、高さ４００ｎｍ以上の部分を有する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の回折光学素子。
【請求項１２】
前記高屈折率凸部の頂上を上端と定め、当該高屈折率凸部と隣接する他の高屈折率凸部との間にある谷底の位置、又は、当該高屈折率凸部の頂上から最も近い平坦部の位置のうち、当該高屈折率凸部の頂上から近い方を下端と定めるとき、当該高屈折率凸部の下端から上端に向かって、上端と下端の高低差の半分に当たる高さの位置における当該高屈折率凸部の幅に対する当該高屈折率凸部の高さの比を、当該高屈折率凸部のアスペクト比と定義するとき、
前記高屈折率凸部のアスペクト比は２以上である、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の回折光学素子。
【請求項１３】
透明基材の少なくとも一面側に、透明基材の表面から突出する一つ以上の高屈折率凸部と、一つ以上の低屈折率部とを配置した回折格子部を備え、光源からの光を整形する回折光学素子の製造方法であって、
前記高屈折率凸部と前記低屈折率部を形成するためのキャビティ形状を有する金型を準備する工程、
前記金型のキャビティに、アクリル系樹脂組成物であって、当該アクリル系樹脂組成物に対し積算光量が１，０００ｍＪ／ｃｍ２になるように紫外線を照射し硬化させて得られる硬化物サンプルの６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０．９０×１０９Ｐａ以上２．６×１０９Ｐａ以下であるアクリル系樹脂組成物を充填する工程、
前記金型のキャビティ開口部側において、前記透明基材と前記アクリル系樹脂組成物とを接触させ、かつ活性エネルギー線を照射することにより、前記アクリル系樹脂組成物を硬化させる工程、及び
前記透明基材から前記金型を引き離すことにより、透明基材上にアクリル系樹脂組成物の硬化物で形成された高屈折率凸部を有する回折格子部を形成する工程、
を有する、回折光学素子の製造方法。
【請求項１４】
前記アクリル系樹脂組成物の硬化物の３０℃かつ相対湿度３０％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が、１×１０８Ｐａ以上５×１０９Ｐａ以下である、請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記アクリル系樹脂組成物の硬化物の６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）に対する損失弾性率（Ｅ”）の比（ｔａｎδ（＝Ｅ”／Ｅ’））が、０．１２以下である、請求項１３又は１４に記載の製造方法。
【請求項１６】
前記アクリル系樹脂組成物は、ウレタン結合を含むものである、請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１７】
前記アクリル系樹脂組成物は、４官能以上の（メタ）アクリレートと、２官能の（メタ）アクリレートを含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物である、請求項１３乃至１６のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項１８】
前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、全硬化性成分に対し、前記４官能以上の（メタ）アクリレートを４０質量％以上８０質量％以下、及び、前記２官能の（メタ）アクリレートを１０質量％以上６０質量％以下含有する、請求項１７に記載の製造方法。
【請求項１９】
前記４官能以上の（メタ）アクリレートは、４官能以上のウレタン（メタ）アクリレートを含む、請求項１７又は１８に記載の製造方法。
【請求項２０】
前記４官能以上のウレタン（メタ）アクリレートは、多価イソシアネート化合物のイソシアネート基と、分子中に１個の水酸基と２個以上の（メタ）アクリル基を有する化合物の水酸基とがウレタン結合した化合物である、請求項１９に記載の製造方法。
【請求項２１】
前記２官能の（メタ）アクリレートは、分子量（Ｍｗ）が１００以上５，０００以下である、請求項１７乃至２０のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項２２】
ＪＩＳ  Ｚ２２４４（２００３）に準拠し、かつ最大荷重０．２ｍＮ、保持時間１０秒の測定条件下にて行われるビッカース硬さ試験により測定される、前記アクリル系樹脂組成物の硬化物の復元率が、６０％以上である、請求項１３乃至２１のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項２３】
前記高屈折率凸部は、高さ４００ｎｍ以上の部分を有する、請求項１３乃至２２のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項２４】
前記高屈折率凸部の頂上を上端と定め、当該高屈折率凸部と隣接する他の高屈折率凸部との間にある谷底の位置、又は、当該高屈折率凸部の頂上から最も近い平坦部の位置のうち、当該高屈折率凸部の頂上から近い方を下端と定めるとき、当該高屈折率凸部の下端から上端に向かって、上端と下端の高低差の半分に当たる高さの位置における当該高屈折率凸部の幅に対する当該高屈折率凸部の高さの比を、当該高屈折率凸部のアスペクト比と定義するとき、
前記高屈折率凸部のアスペクト比は２以上である、請求項１３乃至２３のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項２５】
透明基材の少なくとも一面側に、透明基材の表面から突出する一つ以上の高屈折率凸部と、一つ以上の低屈折率部とを配置した回折格子部を備え、光源からの光を整形する回折光学素子の高屈折率凸部を形成するためのアクリル系樹脂組成物であって、
当該アクリル系樹脂組成物に対し積算光量が１，０００ｍＪ／ｃｍ２になるように紫外線を照射し硬化させて得られる硬化物サンプルの６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０．９０×１０９Ｐａ以上２．６×１０９Ｐａ以下である、アクリル系樹脂組成物。
【請求項２６】
前記アクリル系樹脂組成物の硬化物の３０℃かつ相対湿度３０％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が、１×１０８Ｐａ以上５×１０９Ｐａ以下である、請求項２５に記載のアクリル系樹脂組成物。
【請求項２７】
前記アクリル系樹脂組成物の硬化物の６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）に対する損失弾性率（Ｅ”）の比（ｔａｎδ（＝Ｅ”／Ｅ’））が、０．１２以下である、請求項２５又は２６に記載のアクリル系樹脂組成物。
【請求項２８】
前記アクリル系樹脂組成物は、ウレタン結合を含むものである、請求項２５乃至２７のいずれか一項に記載のアクリル系樹脂組成物。
【請求項２９】
前記アクリル系樹脂組成物は、４官能以上の（メタ）アクリレートと、２官能の（メタ）アクリレートを含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物である、請求項２５乃至２８のいずれか一項に記載のアクリル系樹脂組成物。
【請求項３０】
前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、全硬化性成分に対し、前記４官能以上の（メタ）アクリレートを４０質量％以上８０質量％以下、及び、前記２官能の（メタ）アクリレートを１０質量％以上６０質量％以下含有する、請求項２９に記載のアクリル系樹脂組成物。
【請求項３１】
前記４官能以上の（メタ）アクリレートは、４官能以上のウレタン（メタ）アクリレートを含む、請求項２９又は３０に記載のアクリル系樹脂組成物。
【請求項３２】
前記４官能以上のウレタン（メタ）アクリレートは、多価イソシアネート化合物のイソシアネート基と、分子中に１個の水酸基と２個以上の（メタ）アクリル基を有する化合物の水酸基とがウレタン結合した化合物である、請求項３１に記載のアクリル系樹脂組成物。
【請求項３３】
前記２官能の（メタ）アクリレートは、分子量（Ｍｗ）が１００以上５，０００以下である、請求項２９乃至３２のいずれか一項に記載のアクリル系樹脂組成物。
【請求項３４】
ＪＩＳ  Ｚ２２４４（２００３）に準拠し、かつ最大荷重０．２ｍＮ、保持時間１０秒の測定条件下にて行われるビッカース硬さ試験により測定される、前記アクリル系樹脂組成物の硬化物の復元率が、６０％以上である、請求項２５乃至３３のいずれか一項に記載のアクリル系樹脂組成物。
【請求項３５】
外部から給電可能な導通部と出光面となる開口部を有する枠体、光源、及び、前記請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の回折光学素子を備え、前記枠体の内部空間に前記光源が固定されるとともに前記導通部と接続され、前記開口部に前記回折光学素子が配置されている、照明装置。
【請求項３６】
前記光源は波長７８０ｎｍ以上の赤外線を放射する光源である、請求項３５に記載の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、湿熱条件下における耐スティッキング性を有し、かつパターンもげの少ない回折光学素子及びその製造方法、回折光学素子形成用のアクリル系樹脂組成物、並びに照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ネットワークの普及によるセキュリティリスク回避のための個人認証へのニーズや、自動車の自動運転化の流れ、あるいは、いわゆる「モノのインターネット」の普及など、近年、センサーシステムを必要とする局面が増大している。センサーには色々な種類があり、検出する情報も様々であるが、その中の一つの手段として、光源から対象物に対して光を照射し、反射してきた光から情報を得るというものがある。例えば、パターン認証センサーや赤外線レーダーなどはその一例である。
【０００３】
これらのセンサーの光源は用途に応じた波長分布や明るさ、広がりをもったものが使用される。光の波長としては、可視光波長から赤外線波長がよく用いられ、特に赤外線は外光の影響を受けにくく、不可視であり、対象物の表面近傍内部を観察することも可能という特徴があるため、広く用いられている。また、光源の種類としては、ＬＥＤ光源やレーザー光源等が多く用いられる。例えば、遠いところを検知するには光の広がりが少ないレーザー光源が好適に用いられ、比較的近いところを検知する場合や、ある程度の広がりを持った領域を照射するにはＬＥＤ光源が好適に用いられる。
【０００４】
対象物における照射領域の大きさや形状は、必ずしも光源からの光の広がり（プロファイル）と一致しているとは限らず、その場合には拡散板やレンズ、遮蔽板などにより光を整形する必要がある。最近ではＬｉｇｈｔ  Ｓｈａｐｉｎｇ  Ｄｉｆｆｕｓｅｒ（ＬＳＤ）という、光の形状をある程度整形できる拡散板が開発されている。
また、光を整形する別の手段として、回折光学素子（Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｖｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｅｌｅｍｅｎｔ：ＤＯＥ）が挙げられる。これは異なる屈折率を持った材料が周期性を持って配列している場所を光が通過する際の回折現象を応用したものである。ＤＯＥは基本的に単一波長の光に対して設計されるものであるが、理論的にはほぼ任意の形状に光を整形することが可能である。また、前述のＬＳＤにおいては照射領域内の光強度がガウシアン分布となるのに対し、ＤＯＥでは照射領域内の光分布の均一性を制御することが可能である。ＤＯＥのこのような特性は、不要な領域への照射を抑えることによる高効率化や、光源数の削減等による装置の小型化などの点で有利となる。
ＤＯＥは、レーザーの様な平行光源や、ＬＥＤの様な拡散光源のいずれにも対応可能であり、紫外光から可視光、赤外線までの広い範囲の波長に対して適用可能である。
【０００５】
ＤＯＥは、ナノオーダーでの微細加工が必要となり、特に長波長の光を回折するためには、高アスペクト比の微細形状を形成する必要があった。そのため、ＤＯＥの製造は、従来、電子線を用いた電子線リソグラフィ技術が用いられている。例えば、紫外線〜近赤外線領域で透明である石英板に、ハードマスクやレジストを成膜後、電子線を用いてレジストに所定の形状を描画し、レジスト現像、ハードマスクのドライエッチング、石英のドライエッチングを順次行って、石英板表面にパターンを形成した後、ハードマスクを除去することで所望のＤＯＥを得ることができる。
【０００６】
回折光学素子の形態として、グレーティングセルアレイ（Ｇｒａｔｉｎｇ  Ｃｅｌｌ  Ａｒｒａｙ）と呼ばれる形態が従来用いられている。グレーティングセルアレイ型の回折光学素子では、例えば正方形の微細な単位領域（セル）がマトリックス状に配列されている。そして、グレーティングセルアレイ型の回折光学素子の１つの単位領域内では、一定ピッチで面内の回転方向が一定の方向を向いた回折格子が配置されている。また、グレーティングセルアレイ型の回折光学素子では、それぞれの単位領域毎に、配置されている回折格子のピッチ及び回転方向が異なっており、それらの集合体として１つの回折光学素子を構成している。
一般的に、このグレーティングセルアレイを主とする回折光学素子は、ガラスをパターニングすることで製造される。ガラスのパターニングは、一般的にはレーザー、乃至は電子線などの直接描画方式が挙げられる。この直接描画方式は一点一点描画するため、数μｍ以下の細かいパターンを持つ回折光学素子の作製には、時間がかかるため、量産には不向きであり、一般的には普及していない。
【０００７】
回折光学素子を作製する手法として、直接描画方式の代替であるナノインプリント法が挙げられる（特許文献１参照）。
ナノインプリント法はマスター版のパターンを、レプリカ版に接触転写させる手法であり、高速でマスター版と同型の製品を作製可能である。ただし、転写される側はガラスではなく、樹脂材料となる。つまり製品となるレプリカ版は、ガラスでパターニングされたものではなく、樹脂でパターニングされたものとなる。
また、一般的に、アスペクト比２以上の微細構造パターンの形成に用いられる樹脂材料としては、アクリル系のＵＶ硬化樹脂が知られている（特許文献２−３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２０１７／１１９４００号
【特許文献２】特開２０１４−９８８６４号公報
【特許文献３】特開２００４−４５１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、ナノインプリント法により樹脂材料を用いて回折光学素子を作製する際には、スティッキング及び離型時のパターンもげが生じ易い。したがって、ナノインプリント法による回折光学素子の商業的製造は、従来技術では難しかった。
上述したアクリル系のＵＶ硬化樹脂は、耐熱性が低く、高温条件下や高湿条件下において、材料劣化が発生することが知られている。特に、湿潤かつ高温条件（このような条件を、以下、湿熱条件という）下においては、微細パターン間から水分が抜ける際に発生するメニスカス力により、隣り合うパターン同士がくっついたり、離れたりする現象（スティッキング）が確認される場合がある。耐熱性のみが問題であれば、樹脂の架橋密度を向上させることや、樹脂を多官能化するという対応策が考えられるが、これらの対応策によってもスティッキングは解消できない。
一方、樹脂の架橋密度を向上させたり、樹脂を多官能化させたりすると、硬化後の膜硬度が向上する結果、離型時にパターンもげが生じる場合がある。
【００１０】
本開示は、直接描画法以外で回折光学素子を製造する場合に関する上記実状を鑑みて成し遂げられたものであり、湿熱条件下における耐スティッキング性を有し、かつパターンもげの少ない回折光学素子及びその製造方法、回折光学素子形成用のアクリル系樹脂組成物、並びに照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本開示の回折光学素子は、光源からの光を整形する回折光学素子であって、透明基材の少なくとも一面側に、透明基材の表面から突出する一つ以上の高屈折率凸部と、一つ以上の低屈折率部とを配置した回折格子部を備えており、前記高屈折率凸部は、アクリル系樹脂組成物の硬化物で形成されており、当該硬化物の６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０．９０×１０９Ｐａ以上２．６×１０９Ｐａ以下であることを特徴とする。
【００１２】
本開示の製造方法は、透明基材の少なくとも一面側に、透明基材の表面から突出する一つ以上の高屈折率凸部と、一つ以上の低屈折率部とを配置した回折格子部を備え、光源からの光を整形する回折光学素子の製造方法であって、
前記高屈折率凸部と前記低屈折率部を形成するためのキャビティ形状を有する金型を準備する工程、
前記金型のキャビティに、アクリル系樹脂組成物であって、当該アクリル系樹脂組成物に対し積算光量が１，０００ｍＪ／ｃｍ２になるように紫外線を照射し硬化させて得られる硬化物サンプルの６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０．９０×１０９Ｐａ以上２．６×１０９Ｐａ以下であるアクリル系樹脂組成物を充填する工程、
前記金型のキャビティ開口部側において、前記透明基材と前記アクリル系樹脂組成物とを接触させ、かつ活性エネルギー線を照射することにより、前記アクリル系樹脂組成物を硬化させる工程、及び
前記透明基材から前記金型を引き離すことにより、透明基材上にアクリル系樹脂組成物の硬化物で形成された高屈折率凸部を有する回折格子部を形成する工程、
を有することを特徴とする。
【００１３】
本開示のアクリル系樹脂組成物は、透明基材の少なくとも一面側に、透明基材の表面から突出する一つ以上の高屈折率凸部と、一つ以上の低屈折率部とを配置した回折格子部を備え、光源からの光を整形する回折光学素子の高屈折率凸部を形成するためのアクリル系樹脂組成物であって、当該アクリル系樹脂組成物に対し積算光量が１，０００ｍＪ／ｃｍ２になるように紫外線を照射し硬化させて得られる硬化物サンプルの６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０．９０×１０９Ｐａ以上２．６×１０９Ｐａ以下であることを特徴とする。
【００１４】
本開示において、前記アクリル系樹脂組成物の硬化物の３０℃かつ相対湿度３０％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が、１×１０８Ｐａ以上５×１０９Ｐａ以下であってもよい。
本開示において、前記アクリル系樹脂組成物の硬化物の６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）に対する損失弾性率（Ｅ”）の比（ｔａｎδ（＝Ｅ”／Ｅ’））は、０．１２以下であってもよい。
本開示において、前記アクリル系樹脂組成物は、ウレタン結合を含むものであることが、湿熱条件下における耐スティッキング性に優れ、かつパターンもげがより少ないという点から好ましい。
本開示において、前記アクリル系樹脂組成物は、４官能以上の（メタ）アクリレートと、２官能の（メタ）アクリレートを含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物であることが、湿熱条件下における耐スティッキング性に優れ、かつパターンもげがより少ないという点から好ましい。
【００１５】
本開示において、前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、全硬化性成分に対し、前記４官能以上の（メタ）アクリレートを４０質量％以上８０質量％以下、及び、前記２官能の（メタ）アクリレートを１０質量％以上６０質量％以下含有することが、湿熱条件下における耐スティッキング性に優れ、かつパターンもげがより少ないという点から好ましい。
【００１６】
本開示において、前記４官能以上の（メタ）アクリレートは、４官能以上のウレタン（メタ）アクリレートを含むことが、湿熱条件下における耐スティッキング性に優れ、かつパターンもげがより少ないという点から好ましい。
また、この際、前記４官能以上のウレタン（メタ）アクリレートは、多価イソシアネート化合物のイソシアネート基と、分子中に１個の水酸基と２個以上の（メタ）アクリル基を有する化合物の水酸基とがウレタン結合した化合物であることが、湿熱条件下における耐スティッキング性に優れ、かつパターンもげがより少ないという点から好ましい。
【００１７】
本開示において、前記２官能の（メタ）アクリレートは、分子量（Ｍｗ）が１００以上５，０００以下であることが、湿熱条件下における耐スティッキング性に優れ、かつパターンもげがより少ないという点から好ましい。
【００１８】
本開示において、ＪＩＳ  Ｚ２２４４（２００３）に準拠し、かつ最大荷重０．２ｍＮ、保持時間１０秒の測定条件下にて行われるビッカース硬さ試験により測定される、前記アクリル系樹脂組成物の硬化物の復元率が、６０％以上であることが、湿熱条件下における耐スティッキング性にさらに優れる点から好ましい。
【００１９】
本開示において、前記高屈折率凸部は、高さ４００ｎｍ以上の部分を有することが、比較的長波長の光を回折できる点から好ましい。
本開示において、前記高屈折率凸部の頂上を上端と定め、当該高屈折率凸部と隣接する他の高屈折率凸部との間にある谷底の位置、又は、当該高屈折率凸部の頂上から最も近い平坦部の位置のうち、当該高屈折率凸部の頂上から近い方を下端と定めるとき、当該高屈折率凸部の下端から上端に向かって、上端と下端の高低差の半分に当たる高さの位置における当該高屈折率凸部の幅に対する当該高屈折率凸部の高さの比を、当該高屈折率凸部のアスペクト比と定義するとき、前記高屈折率凸部のアスペクト比は２以上であることが、比較的長波長の光を回折できる点から好ましい。
【００２０】
本開示の照明装置は、外部から給電可能な導通部と出光面となる開口部を有する枠体、光源、及び、上記回折光学素子を備え、前記枠体の内部空間に前記光源が固定されるとともに前記導通部と接続され、前記開口部に前記回折光学素子が配置されていることを特徴とする。
この際、前記光源は波長７８０ｎｍ以上の赤外線を放射する光源であってもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本開示によれば、高屈折率凸部を形成するアクリル系樹脂組成物の硬化物に関する、湿熱条件下における貯蔵弾性率（Ｅ’）が特定の範囲内にあるため、湿熱条件下におけるスティッキングを防止でき、かつパターンもげを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】回折光学素子の一実施形態を模式的に示す平面図である。
【図２】回折光学素子の一実施形態の斜視模式図である。
【図３】回折光学素子の一実施形態を示す図であり、図２のＡ−Ａ’切断面の一例を模式的に示す断面図である。
【図４】回折光学素子の他の実施形態であり、透明基材１と回折格子部２との間に基部３が存在する実施形態を模式的に示す断面図である。
【図５Ａ】回折光学素子の他の実施形態であり、回折格子部２を挟んで透明基材１の反対側に被覆層５を備える実施形態を模式的に示す断面図である。
【図５Ｂ】回折光学素子の他の実施形態であり、回折格子部２を挟んで透明基材１の反対側に被覆層５を備える実施形態を模式的に示す断面図である。
【図６Ａ】回折光学素子の他の実施形態であり、低屈折率部３に低屈折率樹脂７が充填された実施形態を模式的に示す断面図である。
【図６Ｂ】回折光学素子の他の実施形態であり、低屈折率部３に低屈折率樹脂７が充填された実施形態を模式的に示す断面図である。
【図７Ａ】回折光学素子の他の実施形態であり、反射防止層９を備える実施形態を模式的に示す断面図である。
【図７Ｂ】回折光学素子の他の実施形態であり、反射防止層９を備える実施形態を模式的に示す断面図である。
【図８Ａ】アスペクト比の説明の用に供する図であり、２値形状の高屈折率凸部を含む回折格子部の部分断面模式図である。
【図８Ｂ】アスペクト比の説明の用に供する図であり、多段形状（４−ｌｅｖｅｌ）の高屈折率凸部を含む回折格子部の部分断面模式図である。
【図９Ａ】回折格子部の断面形状の他の実施形態であり、高屈折率凸部２ａの太さが、その先端から根元にかけて断続的に増している実施形態を模式的に示す断面図である。
【図９Ｂ】回折格子部の断面形状の他の実施形態であり、高屈折率凸部２ａの太さが、その先端から根元にかけて連続的に増している実施形態を模式的に示す断面図である。
【図９Ｃ】回折格子部の断面形状の他の実施形態であり、高屈折率凸部２ａが多段形状（４−ｌｅｖｅｌ）を有する実施形態を模式的に示す断面図である。
【図９Ｄ】回折格子部の断面形状の他の実施形態であり、高屈折率凸部２ａが多段形状（８−ｌｅｖｅｌ）を有する実施形態を模式的に示す断面図である。
【図１０Ａ】照射光２１が回折光学素子１０により回折され、スクリーン２２上の中央に正方形の像２４が形成される様子を示した斜視模式図である。
【図１０Ｂ】照射光２１が回折光学素子１０により回折され、スクリーン２２上の上部に正方形の像２４が形成される様子を示した斜視模式図である。
【図１１Ａ】図１０Ａに示すスクリーン２２の正面図である。
【図１１Ｂ】図１０Ｂに示すスクリーン２２の正面図である。
【図１２Ａ】本開示の製造方法に使用される金型の一例の模式図である。
【図１２Ｂ】本開示の製造方法におけるアクリル系樹脂組成物充填工程の一例を示し、金型３１の表面にアクリル系樹脂組成物３２を載置する様子を示す断面模式図である。
【図１２Ｃ】本開示の製造方法におけるアクリル系樹脂組成物充填工程の一例を示し、アクリル系樹脂組成物３２を金型３１表面に塗布する様子を示す断面模式図である。
【図１２Ｄ】本開示の製造方法におけるアクリル系樹脂組成物硬化工程の一例の模式図である。
【図１２Ｅ】本開示の製造方法における離型工程の一例の模式図である。
【図１３】照明装置の一実施形態を模式的に示す断面図である。
【図１４】平面形状のスクリーン２２に対し、照射領域２３が円形となる光を直接投影した場合を示す斜視模式図である。
【図１５】スティッキングが生じた回折光学素子５０の斜視模式図である。
【図１６Ａ】微細パターン間に水分が浸入した回折光学素子の断面模式図である。
【図１６Ｂ】スティッキングが生じた回折光学素子の断面模式図である。
【図１７】回折光学素子の製造中にパターンもげが生じた様子を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本開示の回折光学素子及びその製造方法、回折光学素子形成用のアクリル系樹脂組成物、並びに照明装置について順に詳細に説明するが、本開示は以下の実施の態様に限定されるものではなく、その趣旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
なお、本開示において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。また、この明細書における「平面視」とは、回折光学素子上面に対し垂直方向から視認することを意味する。通常、「平面視」とは、回折光学素子の回折格子部を有する面に対して垂直方向から視認することに相当する（図１のような平面図の方向に相当する）。
本開示において活性エネルギー線とは、可視光並びに紫外線及びＸ線等の非可視領域の波長の電磁波のみならず、電子線及びα線のような粒子線を総称する、アクリル系樹脂組成物を硬化させるに足るエネルギー量子を持った放射線が含まれる。活性エネルギー線としては、紫外線が好ましい。
本開示において（メタ）アクリルとは、アクリル又はメタアクリルの各々を表し、（メタ）アクリレートとは、アクリレート又はメタクリレートの各々を表し、（メタ）アクリロイルとは、アクリロイル又はメタクリロイルの各々を表す。
本開示において「光を整形する」とは、光の進行方向を制御することにより、対象物又は対象領域に投影された光の形状（照射領域）が任意の形状となるようにすることをいう。例えば、平面形状のスクリーン２２に直接投影した場合に照射領域２３が円形となる光（図１４）を、本開示の回折光学素子１０を透過させることにより、照射領域が正方形（図１０Ａの２４）や、長方形、円形（図示せず）等、目的の形状とすることをいう。
本開示において、光源からの光が、回折光学素子を透過して回折せずにそのまま出光した光を０次光といい（図１０Ａの２５）、回折光学素子で生じた回折光を１次光ということがある（図１０Ａの２６ａ〜２６ｄ）。
本開示において、回折格子部の断面形状は、回折光学素子を水平面に静置したものとして定義する。図２の例では、周期構造の繰り返し方向にＸ軸をとり、Ｘ軸と直交し、ＸＹが水平面を形成するようにＹ軸をとり、ＸＹ水平面に垂直な方向にＺ軸をとっている。本開示においては、凸部間の谷底（Ｚの極小点）を高さ０の基準とし、また、高さ０の部分を凹部とする。また本開示においては、高さＨ（Ｈ＞０）を有する部分を凸部とする。一方、本開示においては凸部の最大高さを基準として、凸部間の谷底までを深さとすることがあるが、本開示において、高さと、深さは、表裏の関係にあり、凸部に着目する場合には高さ、凹部に着目する場合に深さとするものであって、実質的には同様のものである。
本開示において、回折格子部の断面形状が図３の例に示されるような、高さ０の凹部と高さＨの凸部との繰り返し構造であることを、２値（２−ｌｅｖｅｌ）形状ということがある。また本開示において、回折格子部の断面形状において凸部が、２以上の平坦部（略水平部）を有するものを多段形状ということがあり、当該多段形状の凸部と凹部とを合わせてｎ個の平坦部を有する場合、ｎ値（ｎ−ｌｅｖｅｌ）形状ということがある。
また、本開示において透明とは、少なくとも目的の波長の光を透過するものをいう。例えば、仮に可視光を透過しないものであっても、赤外線を透過するものであれば、赤外線用途に用いる場合においては透明として取り扱うものとする。
【００２４】
１．回折光学素子
本開示の回折光学素子は、光源からの光を整形する回折光学素子であって、透明基材の少なくとも一面側に、透明基材の表面から突出する一つ以上の高屈折率凸部と、一つ以上の低屈折率部とを配置した回折格子部を備えており、前記高屈折率凸部は、アクリル系樹脂組成物の硬化物で形成されており、当該硬化物の６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０．９０×１０９Ｐａ以上２．６×１０９Ｐａ以下であることを特徴とする。
以下、本開示の主要な特徴である、高屈折率凸部を形成する硬化物の物性について説明した後、回折光学素子の構造を説明する。
【００２５】
（１）アクリル系樹脂組成物の硬化物
本開示の回折光学素子における高屈折率凸部は、６０℃かつ相対湿度９５％の条件下で特定の貯蔵弾性率（Ｅ’）を有するアクリル系樹脂組成物の硬化物により形成されてなる。このように、湿熱条件下で適度な貯蔵弾性率（Ｅ’）を有することにより、回折光学素子中の回折格子部が、スティッキングを防止しかつパターンもげを少なくすることができる。そのメカニズムを以下説明する。
【００２６】
図２は、回折光学素子の一実施形態の斜視模式図である。この実施形態においては、透明基材１の一面側に、細長く繋がる高屈折率凸部２ａが一定の間隔を空けて配置される。ＤＯＥやＧＣＡは、通常、このような、いわゆるライン＆スペース構造を有する。
一方、図１５は、スティッキングが生じた回折光学素子の斜視模式図である。図１５中において、スティッキングが生じた部分を斜線で示す。図２とは異なり、図１５の回折光学素子においては、隣り合う高屈折率凸部２ａの全部又は一部が、スティッキングを起こして互いに接触している。このように、ＤＯＥやＧＣＡにおいては、細長く繋がる凸部が微細サイズで配置されているため、ドット状のモスアイ構造体等と比較して一度生じたスティッキングが全体に伝播しやすい。特に、ＧＣＡは、通常、ＤＯＥと比べてそのサイズが小さいため、スティッキングがさらに生じやすい。
【００２７】
上述したように、スティッキングとは、回折光学素子の微細パターン間から水分が抜ける際に発生するメニスカス力に由来する現象である。
図１６Ａは、回折光学素子の微細パターン間に水分が浸入した状態を示す断面模式図である。図１６Ｂは、スティッキングが生じた回折光学素子の断面模式図であり、図１５におけるＢ−Ｂ’切断面の一部に対応する。
図１６Ａには、透明基材１上に回折格子部２を備える回折光学素子１０が描かれている。回折格子部２は高屈折率凸部２ａ及び低屈折率部２ｂを含み、図１６Ａの例においては、低屈折率部２ｂは空気である。しかし、図１６Ａに示すように、低屈折率部２ｂのうち１つに水分５１が浸入している。この場合、水分５１に接する高屈折率凸部２ａに働く応力σは、下記式（１）により表される。
式（１）    σ＝（６γｃｏｓθ／Ｄ）×（Ｈ／Ｗ）２
（上記式（１）中、σは応力を、γは表面張力を、θは接触角を、Ｄはラインパターンの間隔を、Ｈは高屈折率凸部の高さを、Ｗは高屈折率凸部の幅を、それぞれ示す。）
この応力σが一定値を超えると、高屈折率凸部２ａが応力方向に倒れ込むことにより、隣り合う高屈折率凸部２ａ同士が接触し、スティッキングが生じる（図１６Ｂ）。水分５１が蒸発すると応力σが消失するため、スティッキングが解消され、接触していた高屈折率凸部２ａが離れる場合もあるが、特に湿熱条件下では高屈折率凸部２ａが融着し合うことにより、スティッキングが解消されない場合もある。
スティッキングを防ぐ為には、高屈折率凸部を形成する材料が、応力σに耐え得るほど硬いことが求められる。
【００２８】
図１５〜図１６Ｂに示したように、高屈折率凸部は、稜線状に延びる部分（面方向に細長く線状に伸びる部分）を有しており、高屈折率凸部の稜線状に延びる部分の少なくとも一部が、高屈折率凸部の高さよりも狭い幅を有する低屈折率部により隔てられ、平行又は略平行に隣接しあっている場合には、特にスティッキングが生じやすい。
回折光学素子やこれを含む製品の製造工程においては、湿熱条件下にて組み立てが実施される場合がある。また、完成後の回折光学素子についても、湿熱条件下に置かれた場合、回折格子部の一部で生じたスティッキングが連鎖して全体に拡大する結果、微細パターンが維持できなくなるおそれもある（図１５参照）。このように、スティッキングの回避は、所望の微細パターンを形成し、かつ維持するために特に重要である。
【００２９】
しかし、高屈折率凸部が単に硬いだけでは、離型時にパターンもげが発生する。ここでいう「パターンもげ」とは、回折格子部中の微細パターンを形成する全部又は一部の高屈折率凸部について、その一部が折れて取れるか、又はその全部が根元から抜けることを意味する。
図１７は、回折光学素子の離型時にパターンもげが生じた様子を示す断面模式図である。このようなパターンもげは、例えば、電子線リソグラフィで作成した金型を用いて、樹脂で賦型（インプリント）することにより回折光学素子を複製する場合にみられるものである。
基材１０１上の凸状の樹脂硬化物１０２を金型１０３から引き離す際、樹脂硬化物１０２が硬すぎる場合には、樹脂硬化物１０２が金型１０３の中で破断することがある。これは、離型時において樹脂硬化物１０２がある程度変形する必要があるが、樹脂硬化物１０２が硬すぎる場合にはその自由な変形が望めず、離型に必要な荷重が大きくなる結果、過大な荷重が特に集中する部分において破断が生じるためと考えられる。樹脂硬化物１０２が破断すると、図示するように所望の高さを有する高屈折率凸部が得られない。
このようなパターンもげの問題は、成形した回折光学素子上の樹脂硬化物に限られない。例えば、回折光学素子の成形に樹脂型を用いる場合、その樹脂型上の凸部についても、同様にパターンもげの問題がある。
一方、樹脂硬化物１０２が変形しやすい場合には、離型しやすい反面、離型時の伸び縮みに耐え切れず樹脂硬化物１０２がスティッキングすることも考えられる。
【００３０】
このように、高屈折率凸部が硬すぎても柔らかすぎても、所望の微細パターンは得られない。本発明者らによる検討の結果、高屈折率凸部がアクリル系樹脂組成物の硬化物で形成され、かつ当該硬化物の６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０．９０×１０９Ｐａ以上２．６×１０９Ｐａ以下である場合に、湿熱条件下におけるスティッキングを防止でき、かつ離型時のパターンもげを抑えられることが明らかとなった。
前記硬化物の６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が０．９０×１０９Ｐａ未満の場合には、湿熱条件下でのスティッキングが避けられず、回折格子部の微細パターンを維持することができない。また、このように湿熱条件下での貯蔵弾性率（Ｅ’）が低すぎる場合には、離型時に当該硬化物が変形し過ぎる結果、スティッキングが生じる。
一方、前記貯蔵弾性率（Ｅ’）が２．６×１０９Ｐａを超える場合には、前記硬化物が柔軟性に欠けるため、離型時に破断する結果、パターンもげが生じる。
【００３１】
湿熱条件下でのスティッキングを防止でき、前記硬化物の折れや破断も抑えられ、且つ離型性に優れ、離型時の変形も抑制される点から、前記硬化物の６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）は、好適には１．０×１０９Ｐａ以上２．５×１０９Ｐａ以下であり、より好適には１．１×１０９Ｐａ以上２．３×１０９Ｐａ以下であり、更に好適には１．２×１０９Ｐａ以上２．０×１０９Ｐａ以下である。
【００３２】
上記特許文献１においては、２５℃における貯蔵弾性率（Ｅ’）が所定の値である硬化物を用いることが記載されている。本開示における湿熱条件下での貯蔵弾性率（Ｅ’）は、２５℃における貯蔵弾性率（Ｅ’）とは全く異なる物性である。また、上記特許文献１の課題は、単に耐久性に優れる回折光学素子を得ることであるのに対し、本開示の課題は、湿熱条件下における耐スティッキング性を有し、かつパターンもげの少ない回折光学素子を得ることであり、課題の面でも異なる。
【００３３】
貯蔵弾性率（Ｅ’）は、測定物の形状や大きさには依存しない物性である。本開示においては、回折光学素子から切り出したテストピースで測定されるか、又は、アクリル系樹脂組成物を別途重合させて得られたテストピースで測定される。
本開示において貯蔵弾性率（Ｅ’）は、ＪＩＳＫ７２４４に準拠して、以下の方法により測定される。まず、測定用のテストピースを調製する。テストピースは、回折光学素子の回折格子部から適切な寸法に切り出すことにより得られる。または、アクリル系樹脂組成物に対し、積算光量が１，０００ｍＪ／ｃｍ２になるように紫外線を照射することによって十分に硬化させることにより、適切な寸法の単膜が得られ、これをテストピースとすることもできる。
次に、測定温度６０℃及び相対湿度９５％の条件、かつ実施例中の表Ａに示す測定条件等に基づき動的粘弾性を測定することにより、６０℃、相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が求められる。または、測定温度３０℃及び相対湿度３０％の条件、かつ実施例中の表Ａに示す測定条件等に基づき動的粘弾性を測定することにより、３０℃、相対湿度３０％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が求められる。測定装置としては、例えば、ＵＢＭ製Ｒｈｅｏｇｅｌ  Ｅ４０００を用いることができる。
あるいは、テストピース表面に圧子を押し込んで、テストピース表面の貯蔵弾性率（Ｅ’）を求めることができる。測定装置としては、例えば、Ｈｙｓｉｔｒｏｎ社製ＴＩ９５０  ＴＲＩＢＯＩＮＤＥＮＴＥＲなどのＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）ナノインデンターが使用可能である。
ＡＦＭナノインデンターによる測定は、回折光学素子表面の表面機械強度を直接測定できるという利点がある。ただし、この測定においては、測定値のばらつきを防ぐため、高屈折率凸部の中央付近に圧子を押し込んで測定することが好ましい。仮に回折光学素子表面の凹部を測定場所に選んだ場合、ＡＦＭナノインデンターにおいて通常使用されるバーコビッチ（Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈ）圧子の幅では、当該凹部の底まで入り込めないことが多いため、当該凹部の底の表面機械強度は測定し難い。また、高屈折率凸部の周縁部分は、圧子の押し込みにより高屈折率凸部が折れ曲がることが予想され、表面機械強度の正確な測定値が取得し難い。このように、材料特性以外の影響により高屈折率凸部の中央付近以外では正確な値を安定して得ることが難しいため、高屈折率凸部の中央付近を測定場所に選ぶことが好ましい。
ＡＦＭナノインデンターを使用する場合の測定の概要は以下の通りである。まず、測定サンプルをステージ上にセットし、ＣＣＤカメラにより測定位置を確認する。次に、適宜キャリブレーションを取ったのち、バーコビッチ圧子の下にサンプルを移動させて、ダイナミック・フォース・モード（ＤＦＭモード）により回折光学素子表面のＡＦＭ像を取得する。得られたＡＦＭ像から高屈折率凸部を特定し、当該高屈折率凸部の中央付近を数か所選び、測定場所とする。この測定場所においてＡＦＭのコンタクト・モードにより測定を行う。測定条件の例を以下に示す。荷重除荷時間において得られる変位と荷重との関係に基づき、インデンテーション硬さＨＩＴを求めることができる。このインデンテーション硬さＨＩＴから、目的とする貯蔵弾性率（Ｅ’）が求められる。
＜測定条件＞
・制御方式  変位制御
・測定深さ  ５０ｎｍ
・荷重印加時間  １０秒間
・保持時間  ５秒間
・荷重除荷時間  １０秒間
・圧子  バーコビッチ圧子
・測定温度  ３０℃
・相対温度  ３０％
【００３４】
しかし、実際には、回折光学素子の回折格子部から、上記のような比較的大きな面積のテストピースを得ることは難しい。そこで、アクリル系樹脂組成物単膜のテストピースを用いて貯蔵弾性率（Ｅ’）を求める方法が現実的である。
回折光学素子上の高屈折率凸部に隣接した基部の貯蔵弾性率が、アクリル系樹脂組成物を硬化させて得られたテストピースの貯蔵弾性率と同程度の値であるため、アクリル系樹脂組成物を硬化させて得られたテストピースの貯蔵弾性率（Ｅ’）は、回折光学素子上の高屈折率凸部の貯蔵弾性率（Ｅ’）と変わらない。
【００３５】
アクリル系樹脂組成物の硬化物の３０℃かつ相対湿度３０％における貯蔵弾性率（Ｅ’）は、１×１０８Ｐａ以上５×１０９Ｐａ以下であってもよい。
常温常湿条件下において上記貯蔵弾性率（１×１０８Ｐａ以上５×１０９Ｐａ以下）を有する硬化物を用いることにより、当該条件下において回折光学素子に必要な物性を満たすことができる。このような硬化物の中から、さらに上述した湿熱条件下における貯蔵弾性率の条件（０．９０×１０９Ｐａ以上２．６×１０９Ｐａ以下）に適合するものを選ぶことによって、湿熱条件下における耐スティッキング性を有し、かつパターンもげの少ない回折光学素子が得られる。
【００３６】
本開示においては、相対湿度９５％という高湿度条件下における貯蔵弾性率（Ｅ’）を特定している点も重要である。高湿度条件は、回折光学素子の回折格子部に過剰な水分をもたらすため、スティッキングの要因になると考えられる（上記図１６Ａ及び図１６Ｂ）。さらに、６０℃という高温条件は、回折格子部への水分供給を促すため、スティッキングを促進させる要因になると考えられる。したがって、６０℃かつ相対湿度９５％という湿熱条件下における貯蔵弾性率（Ｅ’）は、耐スティッキング性を検討する上で重要である。
他の技術分野、例えば、半導体の技術分野においては、水分によって半導体表面の溝にスティッキングが生じることが知られている。しかし、半導体の場合には材料が変更できないため、半導体表面の溝から水分を予め除去することにより、スティッキングを防ぐという対策が取られている。ここで、水分の除去方法としては、イソプロパノール等の揮発しやすい有機溶媒を半導体表面に塗布し、溝中の水分の表面張力を変えることによって、水分の除去を容易にする方法が知られている。
これに対し、本開示の回折光学素子の場合には、回折格子部を構成する材料（アクリル系樹脂組成物の硬化物）の調整が可能である。したがって、６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０．９０×１０９Ｐａ以上２．６×１０９Ｐａ以下となるように、アクリル系樹脂組成物の組成を調節することによって、耐スティッキング性を有する最適な回折光学素子を得ることができる。
【００３７】
回折格子部表面において、水の接触角が好適には９０度以上、より好適には１００度以上、さらに好適には１１０度以上であることが好ましい。アクリル系樹脂組成物の硬化物の表面が上記のような撥水性を有することにより、回折格子部表面に水が付着しにくくなり、スティッキングが生じにくくなるためである。
水の接触角の測定方法は次の通りである。回折光学素子の回折格子部表面を上にして、２．０μＬの水滴を滴下し、着滴０．５秒後の接触角を計測する。測定装置は、例えば、協和界面科学社製  接触角計ＤＭ  ５００を用いることができる。
回折格子部を形成する硬化物の原料となったアクリル系樹脂組成物の組成が判明している場合には、その組成を有するアクリル系樹脂組成物の硬化物を用いて、水の接触角を測定してもよい。
まず、透明基材上に当該アクリル系樹脂組成物を塗布して、積算光量が１，０００ｍＪ／ｃｍ２になるように当該アクリル系樹脂組成物に対し紫外線を照射することにより硬化させて、塗膜を形成する。当該塗膜側を上面にして、粘着層つきの黒アクリル板に水平に貼り付ける。次いで、塗膜に対して２．０μＬの水滴を滴下し、着滴０．５秒後の接触角を計測する。測定装置は上記同様とする。
【００３８】
耐スティッキング性に対応する物性としては、後述する実施例の「５．アクリル系樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ）測定」において回折格子部の形成に使用されるアクリル系樹脂組成物のガラス転移温度Ｔｇ（℃）が挙げられる。
耐スティッキング性を有するという観点から、前記ガラス転移温度Ｔｇは、４５℃以上８０℃以下であってもよく、４８℃以上７９℃以下であってもよい。
ただし、本開示において前記ガラス転移温度Ｔｇは、副次的な指標である。本開示においては、６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が、耐スティッキング性の効果及びパターンもげ防止の効果を奏するための最も重要なパラメータである。この貯蔵弾性率（Ｅ’）によってこれら２つの効果の有無が判定し難い様な場合、前記ガラス転移温度Ｔｇや、後述するアクリル系樹脂組成物の硬化物の復元率を指標として、これら２つの効果の有無を判定する。
【００３９】
湿熱条件下における耐スティッキング性を有し、かつパターンもげの少ない回折光学素子を得やすいという理由から、前記アクリル系樹脂組成物は、ウレタン結合を含むものであることが好ましい。また、同様の理由から、前記アクリル系樹脂組成物は、４官能以上の（メタ）アクリレートと、２官能の（メタ）アクリレートを含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物であることが好ましい。
これらの中でも、４官能以上のウレタン（メタ）アクリレートは、得られる硬化物の湿熱条件下における貯蔵弾性率（Ｅ’）を高める傾向があり、２官能ウレタン（メタ）アクリレートは、得られる硬化物の湿熱条件下における貯蔵弾性率（Ｅ’）を下げる傾向がある。したがって、得られる硬化物の湿熱条件下における貯蔵弾性率（Ｅ’）を所望の値に調節できるため、湿熱条件下における耐スティッキング性を有し、かつパターンもげの少ない回折光学素子がより得られやすいという点で、前記アクリル系樹脂組成物は、４官能以上のウレタン（メタ）アクリレートと、２官能のウレタン（メタ）アクリレートを含む活性エネルギー線硬化性樹脂組成物であることがより好ましい。
【００４０】
前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、水分に弱い材料、又は水を吸って膨潤しやすい材料を可能な限り含まない方が好ましい。なぜなら、このような材料を多く含む場合、得られる回折光学素子の耐スティッキング性が低下するおそれがあるためである。
水分に弱い材料としては、例えば、水と反応することにより分解する公知の材料が挙げられる。また、水を吸って膨潤しやすい材料としては、例えば親水性の高い材料が挙げられ、より具体的には、ビニルピロリドン、アクリル酸アンモニウム、カルボキシエチルアクリレート等が挙げられる。
前記活性エネルギー線硬化性樹脂組成物全体を１００質量％としたとき、水分に弱い材料、及び水を吸って膨潤しやすい材料の総含有割合は、好適には１０質量％以下であり、より好適には５質量％以下であり、さらに好適には１質量％以下であり、特に好適には０質量％である。
【００４１】
以下、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物に含まれる各成分について説明する。
４官能以上の（メタ）アクリレートとは、（メタ）アクリロイル基を１分子中に４個以上有する多官能アクリレートを意味する。４官能以上の（メタ）アクリレートには、モノマー及びポリマーの両方が含まれる。
４官能以上の（メタ）アクリレートとしては、例えば、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、ウレタンヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、オリゴエステルテトラ（メタ）アクリレート、及びジペンタエリスリトールポリアクリレート；並びに、これらのエチレンオキサイド変性化合物、プロピレンオキサイド変性化合物、及びε−カプロラクトン変性化合物等が挙げられる。特に、エチレンオキサイド変性化合物、プロピレンオキサイド変性化合物、及びε−カプロラクトン変性化合物について、変性数ｎ≦６であることが好ましい。なぜなら、変性数ｎ＞６の場合には、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物が柔らかくなりすぎる傾向にあり、スティッキングが生じやすくなるおそれがあるためである。これらの４官能以上の（メタ）アクリレートは、１種単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
４官能以上の（メタ）アクリレートの含有量は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の全硬化性成分に対して、４０質量％以上８０質量％以下であることが好ましく、５５質量％以上６５質量％以下であることがより好ましい。
【００４２】
化学結合による架橋密度を高め、網目構造を密にすることにより、得られる回折光学素子の形状保持性と耐熱性を高める点から、４官能以上の（メタ）アクリレートは、４官能以上のウレタン（メタ）アクリレートを含むことが好ましい。この場合のウレタン結合の位置や個数、（メタ）アクリロイル基が分子末端にあるか否か等は特に限定はない。分子中に（メタ）アクリロイル基を６個以上有する化合物が特に好ましく、１０個以上有する化合物が更に好ましい。また、分子中の（メタ）アクリロイル基の個数の上限は特に限定はないが、１５個以下が特に好ましい。ウレタン（メタ）アクリレート分子中の（メタ）アクリロイル基の数が少なすぎると、得られる硬化物の硬化性が低下し、貯蔵弾性率が小さくなる場合がある。一方、ウレタン（メタ）アクリレート分子中の（メタ）アクリロイル基の数が多すぎると、重合による（メタ）アクリロイル基の炭素間二重結合消費率、すなわち反応率が十分に上がらない場合がある。
【００４３】
４官能以上のウレタン（メタ）アクリレートの構造は特に限定はないが、湿熱条件下における耐スティッキング性に優れ、かつパターンもげがより少ないという点から、多価イソシアネート化合物（ａ）のイソシアネート基と、分子中に１個の水酸基と２個以上の（メタ）アクリル基を有する化合物（ｂ）の水酸基とがウレタン結合した化合物であることが好ましい。
ここで、多価イソシアネート化合物（ａ）中のイソシアネート基は、そのほぼ全てが、前記化合物（ｂ）中の水酸基とウレタン結合を形成することが好ましい。
【００４４】
この場合の多価イソシアネート化合物（ａ）としては特に限定はなく、分子中に２個以上のイソシアネート基を有する化合物が挙げられる。分子中に２個のイソシアネート基を有する化合物としては、例えば、１，５−ナフチレンジイソシアネート、４，４'−ジフェニルメタ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、１，３−フェニレンジイソシアネート、１，４−フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ブタン−１，４−ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−１，４−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−４，４'−ジイソシアネート、１，３−ビス（イソシアネートメチル）シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、ｍ−テトラメチルキシリレンジイソシアネート等が挙げられる。また、分子中に３個のイソシアネート基を有する化合物としては、例えば、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等を変性してなるトリメチロールプロパン付加アダクト体、ビューレット体、イソシアヌレート体等が挙げられる。このうち、本開示には、イソホロンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート等が特に好ましい。
【００４５】
分子中に１個の水酸基と２個以上の（メタ）アクリル基を有する化合物（ｂ）としては、特に限定はないが、分子中に３個以上（ｐ個とする）の水酸基を有する化合物（ｂ−１）の水酸基に、（メタ）アクリル酸が（ｐ−１）個反応した化合物；グリシジル（メタ）アクリレートと（メタ）アクリル酸が開環反応した化合物等が挙げられる。
【００４６】
ここで、「分子中に１個の水酸基と２個以上の（メタ）アクリル基を有する化合物（ｂ）」には、該化合物が２種以上の化合物を部分的に反応させて製造される場合に、分子中に２個以上の水酸基を有する化合物が混入する場合や、（メタ）アクリル基１個を有する化合物が混入する場合をも含むものとする。
【００４７】
化合物（ｂ）のうち、「分子中にｐ個（ｐは３以上の整数）の水酸基を有する化合物（ｂ−１）に、（メタ）アクリル酸が（ｐ−１）個反応した化合物」における、「分子中に３個以上の水酸基を有する化合物（ｂ−１）」としては特に限定はないが、例えば、グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、テトラメチロールエタン、ジグリセリン、ジトリメチロールエタン、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール、ジテトラメチロールエタン；これらのエチレンオキサイド変性化合物；これらのプロピレンオキサイド変性化合物；イソシアヌル酸のエチレンオキサイド変性化合物、プロピレンオキサイド変性化合物、ε−カプロラクトン変性化合物；オリゴエステル等が挙げられる。
【００４８】
化合物（ｂ−１）における水酸基の数は、得られるウレタン（メタ）アクリレート中の官能基の数を多くできる点で、４個以上が特に好ましく、６個以上が更に好ましい。具体的には例えば、ジグリセリン、ジトリメチロールエタン、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール、ジテトラメチロールエタン等が特に好ましい。
【００４９】
ジグリセリンを例にとると、ジグリセリンの４個の水酸基のうちの３個の水酸基に（メタ）アクリル酸が反応することによって、分子中に１個の水酸基と２個以上の（この場合は３個の）（メタ）アクリル基を有する化合物（ｂ）が合成される。更に、多価イソシアネート化合物（ａ）が、イソホロンジイソシアネートである場合を例にとると、イソホロンジイソシアネートの２個のイソシアネート基に、上記水酸基を１個と２個以上の（メタ）アクリル基を有する化合物（ｂ）が２個反応し、「４官能以上のウレタン（メタ）アクリレート」が合成される。このとき、分子中に１個の水酸基と３個の（メタ）アクリル基を有する化合物（ｂ）がイソホロンジイソシアネートに反応すれば、結果として、分子中に（メタ）アクリル基を６個有する「４官能以上のウレタン（メタ）アクリレート」が合成される。
【００５０】
２官能の（メタ）アクリレートとは、（メタ）アクリロイル基を１分子中に２個有する多官能アクリレートを意味する。
２官能の（メタ）アクリレートの具体例としては、例えば、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、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート等の直鎖アルカンジオールジ（メタ）アクリレート；
エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラ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（ポリエチレングリコール＃２００ジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール＃３００ジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール＃４００ジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール＃６００ジ（メタ）アクリレート等）、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール＃４００ジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール＃７００ジ（メタ）アクリレート等のアルキレングリコールジ（メタ）アクリレート；
ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレートモノステアレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレートモノベンゾエート等の３価以上のアルコールの部分（メタ）アクリル酸エステル；
ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、テトラブロモビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＳジ（メタ）アクリレート、ＥＯ変性ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ＰＯ変性ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、水素化ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ＥＯ変性水素化ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ＰＯ変性水素化ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＦジ（メタ）アクリレート、ＥＯ変性ビスフェノールＦジ（メタ）アクリレート、ＰＯ変性ビスフェノールＦジ（メタ）アクリレート、ＥＯ変性テトラブロモビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート等のビスフェノール系ジ（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、ネオペンチルグリコールＰＯ変性ジ（メタ）アクリレート；ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ（メタ）アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルのカプロラクトン付加物ジ（メタ）アクリレート；１，６−ヘキサンジオールビス（２−ヒドロキシ−３−アクリロイルオキシプロピル）エーテル；トリシクロデカンジメチロールジ（メタ）アクリレート、イソシアヌル酸ＥＯ変性ジ（メタ）アクリレート；プロピレンジ（メタ）アクリレート；フタル酸ジ（メタ）アクリレート；トリシクロデカンメタノールジ（メタ）アクリレート等のジ（メタ）アクリレート等が挙げられる。これらの２官能の（メタ）アクリレートは、１種単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
２官能（メタ）アクリレートの含有量は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の全硬化性成分に対して、１０質量％以上６０質量％以下であることが好ましく、３０質量％以上４５質量％以下であることがより好ましい。
【００５１】
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の硬化物が適度な硬さを有する点から、前記２官能の（メタ）アクリレートの分子量（Ｍｗ）は、好適には１００以上５，０００以下であり、より好適には１００以上４，０００以下、更に好適には１００以上２，０００以下である。前記２官能の（メタ）アクリレートの分子量（Ｍｗ）が１００以上の場合には、前記硬化物が適度な柔軟性を有する結果、得られる回折光学素子の耐スティッキング性がより良好となる。また、前記２官能の（メタ）アクリレートの分子量（Ｍｗ）が５，０００以下の場合には、前記硬化物が適度な硬さを維持できる結果、得られる回折光学素子においてパターンもげが生じ難い。
【００５２】
２官能の（メタ）アクリレートは、２官能のウレタン（メタ）アクリレートを含んでいてもよい。２官能のウレタン（メタ）アクリレートの含有量は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の全硬化性成分に対して、３０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以下であることがより好ましく、１０質量％以下であることが更に好ましく、０質量％であることが特に好ましい。
２官能の（メタ）アクリレートは、２官能のウレタン（メタ）アクリレート以外の２官能の（メタ）アクリレートを含んでいてもよい。２官能のウレタン（メタ）アクリレート以外の２官能の（メタ）アクリレートの含有量は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の全硬化性成分に対して、１０質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以上４５質量％以下であることがより好ましい。
【００５３】
２官能のウレタン（メタ）アクリレートは、分子の両末端にそれぞれ１個ずつの（メタ）アクリル基を有する２官能のウレタン（メタ）アクリレートであることが好ましい。
かかる２官能のウレタン（メタ）アクリレートの化学構造には特に限定はなく、その重量平均分子量は、１，０００以上３０，０００以下であることが好ましく、２，０００以上５，０００以下であることが特に好ましい。分子量が小さすぎると、柔軟性が低下する場合があり、分子量が大きすぎると、貯蔵弾性率の低下をまねく場合がある。
【００５４】
かかる２官能ウレタン（メタ）アクリレートとしては特に限定はないが、以下のものが特に好ましい。すなわち、両末端が水酸基、アミノ基等のポリマー若しくはオリゴマー（ｃ）の両末端に、ジイソシアネート化合物（ｄ）を反応させ、得られた「両末端にイソシアネート基を有するポリマー若しくはオリゴマー」に、更に、分子中に水酸基と（メタ）アクリル基を有する化合物（ｅ）を、その両末端に反応させたものが特に好ましい。
【００５５】
両末端が水酸基のポリマー若しくはオリゴマー（ｃ）としては特に限定はないが、例えば、エステルオリゴマー、エステルポリマー、ウレタンオリゴマー、ウレタンポリマー、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等が挙げられる。このうち、特に好ましくは、エステルオリゴマーやエステルポリマーが挙げられる。かかるオリゴマーやポリマーの分子量は特に限定はないが、重量平均分子量として、１，０００〜５，０００の範囲が硬化性の点で好ましく、２，０００〜３，０００が特に好ましい。
【００５６】
上記エステルのジオール成分としては特に限定はないが、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、２，２’−チオジエタノール等が挙げられる。特に好ましくは、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール等である。
【００５７】
上記エステルのジカルボン酸成分としては特に限定はないが、蓚酸、コハク酸、マレイン酸、アジピン酸等のアルキレンジカルボン酸；テレフタル酸、フタル酸等の芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。特に好ましくは、アジピン酸、テレフタル酸等である。
【００５８】
かかるポリマー又はオリゴマーの両末端に反応させるジイソシアネート化合物（ｄ）としては、特に限定はなく、上記の多価イソシアネート化合物（ａ）の項目で記載したうちのジイソシアネート化合物と同様のものが使用できる。特に好ましくは、イソホロンジイソシアネート等が挙げられる。
【００５９】
更に、上記で得られた両末端にイソシアネート基を有するポリマー若しくはオリゴマーの両末端に反応させる、「分子中に水酸基と（メタ）アクリル基を有する化合物（ｅ）」としては特に限定はないが、例えば、２−ヒドロキシエチル（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、エチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート等が挙げられる。
【００６０】
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物は、４官能以上の（メタ）アクリレート、２官能の（メタ）アクリレート以外にも、単官能の（メタ）アクリレート、及び／又は３官能の（メタ）アクリレートを含んでいてもよい。単官能の（メタ）アクリレートとは、（メタ）アクリロイル基を１分子中に１個有するアクリレートを意味する。３官能の（メタ）アクリレートとは、（メタ）アクリロイル基を１分子中に３個有する多官能アクリレートを意味する。
しかし、単官能の（メタ）アクリレート及び３官能の（メタ）アクリレートの含有量は、少なければ少ないほどよい。具体的には、単官能の（メタ）アクリレート及び３官能の（メタ）アクリレートの総含有量は、活性エネルギー線硬化性樹脂組成物の全硬化性成分に対して、１０質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましく、０質量％であることがさらに好ましい。
単官能の（メタ）アクリレートとしては、例えば、フェノキシエチルアクリレート、トリメチルシクロヘキサノールアクリレート、イソボルニルアクリレート、フェニルフェノールアクリレート、ノニルフェノールアクリレート等が挙げられる。
３官能の（メタ）アクリレートとしては、例えば、グリセリンＰＯ変性トリ（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、トリメチロールプロパンＥＯ変性トリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンＰＯ変性トリ（メタ）アクリレート、イソシアヌル酸ＥＯ変性トリ（メタ）アクリレート、イソシアヌル酸ＥＯ変性ε−カプロラクトン変性トリ（メタ）アクリレート、１，３，５−トリアクリロイルヘキサヒドロ−ｓ−トリアジン、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートトリプロピオネート等が挙げられる。
【００６１】
活性エネルギー線硬化性樹脂組成物中の硬化性成分は、その分子量の大小に依存する架橋密度が、湿熱条件下における貯蔵弾性率を決定する一因となる場合がある。
【００６２】
アクリル系樹脂組成物は、必要に応じて１種類または２種類以上の光重合開始剤を含有してもよい。当該光重合開始剤の含有量は、通常、アクリル系樹脂組成物の全固形分に対して０．２〜１５質量％であり、０．３〜１３質量％であることが好ましく、０．５〜１０質量％であることが更に好ましい。
光重合開始剤としては特に限定はないが、ラジカル重合に対して従来用いられている公知のもの、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、アルキルアミノベンゾフェノン類、ベンジル類、ベンゾイン類、ベンゾインエーテル類、ベンジルジメチルアセタール類、ベンゾイルベンゾエート類、α−アシロキシムエステル類等のアリールケトン系光重合開始剤；スルフィド類、チオキサントン類などの含硫黄系光重合開始剤；アシルジアリールホスフィンオキシド等のアシルホスフィンオキシド類；アントラキノン類等が挙げられる。また、光増感剤を併用させることもできる。
【００６３】
アクリル系樹脂組成物は、離型剤（離型性を有する材料）を含有することが好ましい。離型剤は、アクリル系樹脂組成物の硬化物の離型性を向上させることにより、当該硬化物のパターンもげを抑えることができる。それと共に、離型剤の種類を適切に選択することによって、前記硬化物の６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）を０．９０×１０９Ｐａ以上２．６×１０９Ｐａ以下の範囲に調整することができ、当該硬化物に耐スティッキング性を付与することもできる。すなわち、離型剤は、前記硬化物におけるパターンもげの抑制とスティッキング防止の両面において、より良い効果をもたらす。
また、アクリル系樹脂組成物の硬化物を形成する段階においては、離型剤の添加により、離型時における樹脂詰まりによる金型寿命の低下を防ぐことができる。
離型剤は、回折光学素子の製造に通常用いられるものであれば、特に限定されない。離型剤は、必要に応じてシリコーン系、フッ素系、リン酸系などの公知の離型剤から適宜選定して使用することができる。またこれら離型剤はアクリル系樹脂組成物の架橋構造に固定されるものや遊離した状態で存在するものを用途に応じて選定できる。
中でも、離型剤としては、非反応性シリコーン、反応性シリコーン、リン酸系離型剤を使用することが好ましく、これらの中では非反応性シリコーンがより好ましい。
非反応性シリコーンとしては、ＫＦ−３５２Ａ、ＫＦ−３５４Ｌ、ＫＦ−４００３、ＫＦ−４１２、ＫＦ−４１３、ＫＦ−４１４、ＫＦ−４１５、ＫＦ−４７０１、ＫＦ−４９１７、ＫＦ−５３、ＫＦ−５４、ＫＦ−６００４、ＫＦ−６４３、ＫＦ−７２３５Ｂ、Ｘ−２２−１８７７、Ｘ−２２−２５１６、Ｘ−２２−７３２２、ＰＣ−８８Ａ（以上商品名、信越シリコーン社製）、ＴＥＧＯ  Ｇｌｉｄｅ  １００、ＴＥＧＯ  Ｇｌｉｄｅ  ４１０、ＴＥＧＯ  Ｇｌｉｄｅ  ４３２、ＴＥＧＯ  Ｇｌｉｄｅ  ４３５、ＴＥＧＯ  Ｇｌｉｄｅ  ４４０、ＴＥＧＯ  Ｇｌｉｄｅ  ４５０、ＴＥＧＯ  Ｇｌｉｄｅ  ＺＧ４００（以上商品名、エボニックジャパン社製）等が挙げられる。
反応性シリコーンとしては、ＫＦ−２０１２、ＫＦ−３９３、ＫＦ−６８４、ＫＦ−８００２、ＫＦ−８００４、ＫＦ−８００５、ＫＦ−８０２１、ＫＦ−８６０、ＫＦ−８６１、ＫＦ−８６５、ＫＦ−８６７、ＫＦ−８６８、ＫＦ−８６９、ＫＦ−８６９、ＫＦ−８７７、ＫＦ−８８０、ＫＦ−８８９、ＫＦ−９９、ＫＦ−９９０１、Ｘ−２２−１７０、Ｘ−２２−１７３、Ｘ−２２−１７４、Ｘ−２２−１７６、Ｘ−２２−２４０４、Ｘ−２２−２４２６、Ｘ−２２−３９３９Ａ（以上商品名、信越シリコーン社製）、ＴＥＧＯ  Ｒａｄ  ２０１０、ＴＥＧＯ  Ｒａｄ  ２０１１、ＴＥＧＯ  Ｒａｄ  ２１００、ＴＥＧＯ  Ｒａｄ  ２２００Ｎ、ＴＥＧＯ  Ｒａｄ  ２２５０、ＴＥＧＯ  Ｒａｄ  ２３００、ＴＥＧＯ  Ｒａｄ  ２５００、ＴＥＧＯ  Ｒａｄ  ２６５０、ＴＥＧＯ  Ｒａｄ  ２７００、ＴＥＧＯ  Ｒａｄ  ２８００（以上商品名、エボニックジャパン社製）等が挙げられる。
【００６４】
アクリル系樹脂組成物は、少なくとも上記活性エネルギー線硬化性成分を含有していればよく、必要に応じて、更に他の成分を含有してもよい。
他の成分としては、帯電防止剤や、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、光安定化剤、酸化防止剤などを複数添加することができる。帯電防止剤は加工プロセスや使用時のほこり付着防止に有効であり、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、光安定化剤、酸化防止剤は耐久性向上に有効である。光を吸収する材料を添加する場合は、回折光学素子の対象波長に影響を与えないよう配慮が必要である。耐熱性を改善させる目的でシルセスキオキサン等の無機材料との複合化なども有効である。
また、アクリル系樹脂組成物は環境への配慮から溶剤を実質的に含有しないことが好ましいが、基材への密着や粘度調整、面質改善などを考慮して溶剤を含有するものであってもよい。溶剤を含有する場合は基材ないし金型に樹脂を塗布後、溶剤を乾燥させた後に賦型する。
さらに、アクリル系樹脂組成物は、アクリル樹脂以外の樹脂を含有していてもよい。アクリル系樹脂組成物は、例えば、アクリル樹脂以外のエチレン性不飽和二重結合をもつ化合物、具体的には、トリエチレングリコールジビニルエーテル、アクリル酸２−（２−ビニロキシエトキシ）エチル等のビニル系化合物等を含有していてもよい。
【００６５】
本開示の回折光学素子は、優れたリフロー耐性を有することが好ましい。ここで、「優れたリフロー耐性」とは、加熱（例えば、２６０℃、１．５分間）前後の質量変化率が２％以下、かつ当該加熱前後の透過率変動が１％以下であることを意味する。
後述する「２．回折光学素子の製造方法」の「（５）その他の工程」において示すように、回折光学素子を用いて照明装置を製造する場合には、回折光学素子を含む仮組み立て体をリフロー炉に入れ、高温条件下で加熱する工程（リフロー工程）が実施されることがある。このリフロー工程により、例えばハンダ等により、光源やそれを囲む枠体を実装基板に電気的に接続することができ、照明装置を効率よく製造することができる。
しかし、リフロー工程においては、照明装置を構成する材料に対し瞬間的に２００℃以上の高い温度が付与されるため、当該材料が溶解したり、昇華したりするおそれがある。特に、回折格子部中の高屈折率凸部は微細構造を形作っているため、当該高屈折率凸部を構成するアクリル系樹脂組成物の硬化物が溶解しやすかったり、昇華しやすかったりする場合には、当該高屈折率凸部の形状が変形する結果、回折光学素子において透過率変動が生じるおそれがある。また、たとえ当該高屈折率凸部の形状が維持されたとしても、アクリル系樹脂組成物の硬化物が分解する場合には、当該高屈折率凸部の質量が減るおそれもある。
したがって、本開示の回折光学素子は、優れたリフロー耐性を有することが好ましい。優れたリフロー耐性を有する回折光学素子は、リフロー工程において高屈折率凸部の形状が損なわれにくいため、賦形性に優れるとも言える。
優れたリフロー耐性を有する回折光学素子としては、例えば、４官能以上の（メタ）アクリレートを含むアクリル系樹脂組成物の硬化物が、高屈折率凸部の形成に使用されている回折光学素子が挙げられる。
【００６６】
質量変化率及び透過率変動の算出方法は、以下の通りである。
（回折光学素子の質量変化率の算出方法）
リフロー前、及びリフロー後における回折光学素子の質量を測定し、下記式Ｉから質量変化率ａを算出する。
式Ｉ    ａ＝｛（Ｍ０−Ｍ１）／Ｍ０｝×１００
（上記式Ｉ中、ａは質量変化率（％）、Ｍ０はリフロー前の回折光学素子の質量（ｍｇ）、Ｍ１はリフロー後の回折光学素子の質量（ｍｇ）をそれぞれ示す。）
（回折光学素子の透過率変動の算出方法）
リフロー前、及びリフロー後における回折光学素子の透過率（％）を測定する。透過率は、紫外可視近赤外（ＵＶ−Ｖｉｓ−ＮＩＲ）分光光度計（例えば、島津製作所社製、ＵＶ−３１５０）等を用いて測定する。この装置より、８５０ｎｍの波長の回折光学素子の透明基材及び回折格子部の透過率を測定する。
リフロー前における回折光学素子の透過率と、リフロー後における回折光学素子の透過率との差の絶対値を、その回折光学素子の透過率変動（％）とする。
【００６７】
高屈折率凸部を構成するアクリル系樹脂組成物の硬化物の屈折率は、特に限定されないが、１．４〜２．０であることが好ましく、１．４５〜１．８であることがより好ましい。本開示によれば、アスペクト比が２以上の形状を安定して形成することができ、酸化ケイ素などと比較して屈折率の低い樹脂であっても良好な回折光学素子を得ることができる。
また、本開示において、高屈折率凸部を構成する樹脂組成物の硬化物の透過率は、特に限定されないが、赤外線透過率（波長８５０ｎｍ）が９０％以上であることが好ましく、９２％以上であることがより好ましい。
【００６８】
スティッキングを抑制する点から、アクリル系樹脂組成物の硬化物の６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）に対する損失弾性率（Ｅ”）の比（ｔａｎδ（＝Ｅ”／Ｅ’））は、好適には０．１２以下であり、より好適には０．１１以下であり、さらに好適には０．１０以下である。湿熱条件下における前記比（ｔａｎδ（＝Ｅ”／Ｅ’））が０．１２以下であることにより、アクリル系樹脂組成物の硬化物において粘性の寄与よりも弾性の寄与の方が高くなり、当該硬化物が弾性体としての性質をより強く示すため、回折光学素子が湿熱条件下において優れた耐スティッキング性を有する。
なお、アクリル系樹脂組成物の硬化物の６０℃かつ相対湿度９５％における損失弾性率（Ｅ”）は、貯蔵弾性率（Ｅ’）と同様の方法により測定することができる。
【００６９】
アクリル系樹脂組成物の硬化物の復元率が、６０％以上であることが好ましい。このような復元率を有する硬化物は、より優れた耐スティッキング性を有するためである。
前記復元率が６０％以上となるという点から、アクリル系樹脂組成物中のアクリル系樹脂は、ウレタン結合を含むことが好ましく、４官能以上のウレタン（メタ）アクリレートを含むことがより好ましい。
【００７０】
復元率の測定条件は以下の通りである。
復元率の測定に供するアクリル系樹脂組成物の硬化物としては、回折光学素子から切り出したテストピースを用いてもよいし、アクリル系樹脂組成物を別途重合させて得られたテストピースを用いてもよい。これらテストピースの調製方法は、上述した通りである。
ＪＩＳ  Ｚ２２４４（２００３）に準拠し、下記測定条件下にてビッカース硬さ試験を実施する。具体的には、テストピース表面に、下記測定条件で圧子を押し込んで、テストピース表面の復元率（％）を測定する。測定装置には、例えば、フィッシャーインストルメンツ社製ＰＩＣＯＤＥＮＴＥＲ  ＨＭ−５００を使用することができる。
＜測定条件＞
・最大荷重  ０．２ｍＮ
・荷重速度  ０．２ｍＮ／１０秒
・保持時間  ５秒間
・荷重除荷速度  ０．２ｍＮ／１０秒
・圧子  ビッカース圧子
・測定温度  ２５℃
【００７１】
（２）回折光学素子の構造
図１は、本開示の回折光学素子の一実施形態を模式的に示す平面図である。図２は、図１の回折光学素子の一実施形態を模式的に示す斜視図である。図３は、図２のＡ−Ａ’切断面の一例を模式的に示す断面図である。
図３に示すように本開示の回折光学素子１０は、透明基材１の一面側に回折格子部２を備える。回折格子部２は、透明基材１の表面から突出する一つ以上の高屈折率凸部２ａと、一つ以上の低屈折率部２ｂとが配置されてなる。図３に示すように、高屈折率凸部２ａと低屈折率部２ｂとをそれぞれ二つ以上用いる場合には、これらが周期的に交互に現れるよう配置される。
回折格子部２は透明基材１の一方の面側に設けられていてもよく、透明基材１の両面側に設けられていてもよい。
本開示の回折光学素子は、通常、異なる周期構造を持つ複数の領域（例えば図１の２Ａ〜２Ｄ領域）を有している。なお、図１の例では部分周期構造２Ａ〜２Ｄ領域は凹凸の２値（２−ｌｅｖｅｌ）（例えば図３の回折格子部２等）であるが、光を所望に整形するために領域の形状や深さは適宜設計する必要がある。
【００７２】
図４〜図７Ｂは、本開示の回折光学素子に関する他の実施形態を模式的に示す断面図である。
図４は、透明基材１と回折格子部２との間に基部３が存在する実施形態を示す。高屈折率凸部２ａを二つ以上用いる場合には、高屈折率凸部２ａは互いに孤立したものであってもよいし（図３）、高屈折率凸部２ａ同士が基部３を介して連結していてもよい（図４）。後述するように金型を用いて高屈折率凸部２ａを形成する際には、図４に示すように、実際には、厚みのごく薄い基部３が透明基材１上に形成される場合があるため、回折光学素子１０は、このような基部３を備えていてもよい。
図５Ａ及び図５Ｂは、回折格子部２を挟んで透明基材１の反対側に被覆層５を備える実施形態を示す。被覆層５は、回折格子部２と直に接していてもよいし、粘着層（接着層）を介して回折格子部２上に設けられていてもよい。なお、図３に示す実施形態に被覆層５を加えたものが図５Ａに示す実施形態に相当し、図４に示す実施形態に被覆層５を加えたものが図５Ｂに示す実施形態に相当する。
図６Ａ及び図６Ｂは、低屈折率部３に低屈折率樹脂７が充填された実施形態を示す。屈折率差を大きくする点からは、低屈折率部が空気であることが好ましい。一方、機械強度に優れる回折光学素子が得られるという点からは、低屈折率部３が低屈折率樹脂７からなることが好ましい。なお、図３に示す実施形態に低屈折率樹脂７を添加したものが図６Ａに示す実施形態に相当し、図４に示す実施形態に低屈折率樹脂７を添加したものが図６Ｂに示す実施形態に相当する。
【００７３】
図７Ａ及び図７Ｂは、透明基材１を挟んで回折格子部２の反対側に反射防止層９を備える実施形態を示す。このように反射防止層９を備えることにより、反射光を抑制して光の利用効率を高めることができる。反射防止層９は透明基材１に直に接して設けられていてもよいし、反射防止層９と透明基材１との間に他の部材（ガラス層や粘着層等）が介在していてもよい。なお、図３に示す実施形態にさらに反射防止層９を加えたものが図７Ａに示す実施形態に相当し、図４に示す実施形態にさらに反射防止層９を加えたものが図７Ｂに示す実施形態に相当する。
【００７４】
前記高屈折率凸部は、「幅に対する高さの比」或いは「突起の細長さ」と概念されるアスペクト比が２以上である部分を有することが好ましい。
アスペクト比が２以上である高屈折率凸部を含む回折光学素子は、従来よりも長波長の赤外線（例えば７８０ｎｍ以上の赤外線）であっても所望の形状の回折光が得られ、且つ、当該回折光において０次光を抑制できる。また後述するように、このようにアスペクト比が比較的大きい回折光学素子は、透過型回折光学素子であることが好ましい。
【００７５】
ただし本開示において高屈折率凸部は、２値形状の場合と多段形状の場合がある。例えば、図８Ａは２値形状の高屈折率凸部の断面模式図であり、図８Ｂは多段形状（４−ｌｅｖｅｌ）の高屈折率凸部の断面模式図である。なお、高屈折率凸部２ａの根元４１は、透明基材であってもよく、又は基部であってもよい。
そのため、本開示における高屈折率凸部のアスペクト比は、以下のように定義される。
先ず、高屈折率凸部が２値形状である場合のアスペクト比は、図８Ａに示すように、（高屈折率凸部の高さＨ）／（高屈折率凸部の高さの半分の高さ（Ｈ／２）の位置における高屈折率凸部の幅Ｗ）と定義される。ここで、高屈折率凸部の高さＨとは、高屈折率凸部の頂上から凹部（隣接する他の高屈折率凸部との間にある谷底の位置）までの高低差を意味する。
また、高屈折率凸部が多段形状である場合のアスペクト比は、図８Ｂに示すように、（高屈折率凸部の高さＨ）／（高屈折率凸部の最小加工幅Ｗｍｉｎ）と定義される。ここで、本開示における高屈折率凸部の最小加工幅Ｗｍｉｎとは、図８Ｂに示すように、図中の高さｈに相当する部分、つまり、多段形状の高屈折率凸部の中腹にある平坦部のなかで最も高い位置の平坦部から、当該多段形状の高屈折率凸部の頂上までの部分に注目し、この部分の２分の１高さの位置（ｈ／２）における幅と定義される。別の言い方をすれば、図８Ｂに示すように、高屈折率凸部の最上段の平坦部（高さ：Ｈ）を上端とし、高屈折率凸部の上から２段目の平坦部（高さ：Ｈ−ｈ）を下端として、下端から半分の高さ（ｈ／２）における幅が、その高屈折率凸部の最小加工幅Ｗｍｉｎである。
したがって、本開示において、２値形状の高屈折率凸部である場合と多段形状の高屈折率凸部である場合の両方を包含する広義の「高屈折率凸部のアスペクト比」とは、当該高屈折率凸部の頂上を上端と定め、当該高屈折率凸部と隣接する他の高屈折率凸部との間にある谷底の位置、又は、高屈折率凸部の頂上から最も近い平坦部の位置のうち高屈折率凸部の頂上から近い方を下端と定めるとき、当該高屈折率凸部の下端から上端に向かって、上端と下端の高低差の半分に当たる高さの位置における当該高屈折率凸部の幅に対する当該高屈折率凸部の高さの比であると定義される。
アスペクト比をこのように定義することで、回折格子部を光学的に緻密に設計でき、かつ高屈折率凸部の金型からの抜けやすさと高屈折率凸部のアスペクト比との相関性を高くすることができる。
高屈折率凸部の高さＨ、幅Ｗ及び最小加工幅Ｗｍｉｎは、例えば、回折格子部の断面形状のＳＥＭ画像から算出できる。
【００７６】
一般に、回折格子の形状は光の波長、光が透過する材料の屈折率（差）、及び必要とする回折角で決まる。例えば空気中で屈折率１．５の材料を用い、レーザー光を回折光学素子の回折格子部の側の面に垂直入射させる場合、光の波長が長くなるほど最適な回折格子の溝の深さは深くなり、波長８５０ｎｍの赤外線に対しては８５０ｎｍの深さが必要となる。即ち本開示の回折光学素子においては、回折格子部の断面形状において、前記高屈折率凸部部は、高さ８５０ｎｍ以上の部分を含むことが好ましく、活性エネルギー線による硬化収縮（例えば１０％）を加味すると高さ９４４ｎｍ以上となることがより好ましく、製造誤差（例えば５％）を加味すると高さ９９４ｎｍ程度とすることが好ましい。
また、回折角３０°の方向に光を回折させるためには、高屈折率凸部のアスペクト比は１．１程度、７０°の方向に回折させるにはアスペクト比は２．１程度あればよい。
しかしこれは光を１方向のみに回折させる場合であり、実際にセンサーの光源として使う場合にはある所定の領域に対して均一に回折光を行き渡らせる必要がある。そのためには種々の回折角度、回折方向を持った領域を複雑に組み合わせる必要があるが、その結果としてピッチがλ／４まで狭くなる領域が含まれてしまう。ここで回折格子の最適深さは光の波長と屈折率、ｌｅｖｅｌ数で決まるため、ピッチが狭くなることでアスペクト比は２．１以上となり、時には４を越えることもある。例えば、８５０ｎｍのレーザー光に対し、材質を石英とし、長辺±５０°×短辺±３．３°に広がる矩形の拡散形状を２−ｌｅｖｅｌで設計する場合には、回折格子の原版の最適深さは９９４ｎｍ、最も細かい形状のピッチを２１２ｎｍとした場合、最大アスペクト比は４を越える。
これらの設計は、例えば厳密結合波解析（ＲＣＷＡ）アルゴリズムを用いたＧｒａｔｉｎｇＭＯＤ（Ｒｓｏｆｔ社製）や、反復フーリエ変換アルゴリズム（ＩＦＴＡ）を用いたＶｉｒｔｕａｌｌａｂ（ＬｉｇｈｔＴｒａｎｓ社製）などの各種シミュレーションツールを用いて行うことができる。光源がレーザーでなくＬＥＤの場合には、斜めの入射光を考慮した設計を行えばよい。
【００７７】
波長７８０ｎｍ以上の赤外線を所望の形状に整形することができるという点から、高屈折率凸部は、アスペクト比が２以上である部分を有することが好ましい。
【００７８】
回折格子部の断面形状は、図３〜図７Ｂに示されるような矩形であってもよく、他の形状であってもよい。図９Ａ〜図９Ｄは、回折格子部の断面形状の他の実施形態を示す断面模式図である。なお、高屈折率凸部２ａの根元４１は、透明基材であってもよく、又は基部であってもよい。
図９Ａ〜図９Ｄに示す例は、いずれも、高屈折率凸部の断面形状が先細り形状となっており、このため、製造時における金型からの離型性に優れている。
高屈折率凸部２ａの太さは、その先端から根元にかけて断続的に増加してもよい（図９Ａ）し、その先端から根元にかけて連続的に増加してもよい（図９Ｂ）。
また、回折光学素子の回折効率を上げるには、回折格子部の断面形状を、通常の２値（２−ｌｅｖｅｌ：図３〜図７Ｂ）から多段形状（４−ｌｅｖｅｌ（図９Ｃ）、８−ｌｅｖｅｌ（図９Ｄ））と増やすのが効果的である。しかし、回折格子部の断面形状の段数を増やしすぎると、金型作成工程が複雑となりコストアップにつながるため、本開示においては、２値〜８値の中から適宜選択することが好ましい。
回折格子部の断面形状の段数を増やすほど、溝深さは深くなる。例えば、前記アクリル系樹脂組成物の硬化物の屈折率が１．５である場合、４−ｌｅｖｅｌのときの溝深さは対象波長の１．５倍であり、８−ｌｅｖｅｌのときの溝深さは対象波長の１．７５倍である。対象波長が長いほど、必要となる溝深さは深いため加工の難易度も増す。
設計の際に設定される最小加工溝幅は、通常、対象波長の１／４程度である。効率を上げるため、最小加工溝幅をさらに細かくしてもよい。ただし、最小加工溝幅が細かすぎる場合には加工が難しく時間もかかるため、最小加工溝幅は、８０〜１００ｎｍ程度とするのが好ましい。
アクリル系樹脂組成物を用いて高屈折率凸部を形成することにより、本開示の回折光学素子がアスペクト比２以上、更にはアスペクト比４以上のものを含む場合であっても、信頼性に優れる。
【００７９】
本開示の回折光学素子において、高屈折率凸部をライン（Ｌ）、低屈折率部をスペース（Ｓ）としたときのライン＆スペース比（Ｌ／Ｓ）は特に限定されない。ライン＆スペース比（Ｌ／Ｓ）は、下記式（Ａ）より求められる。
式（Ａ）    （Ｌ／Ｓ）＝ｌ／（ｌ＋ｓ）
（上記式（Ａ）中、（Ｌ／Ｓ）はライン＆スペース比を、ｌはライン幅（ｎｍ）を、ｓはスペース幅（ｎｍ）を、それぞれ示す。）
ライン＆スペース比（Ｌ／Ｓ）は、所望の回折光が得られるように適宜設定すればよいものであるが、例えば、０．１〜０．９の範囲で適宜設定することができ、回折効率の点から０．４〜０．６の範囲が好ましい。
【００８０】
また、本開示の回折光学素子においては、回折角を大きくしやすい点から、２以上の平坦部を有する多段形状であることが好ましい。
本開示の回折光学素子は、アスペクト比が２以上である場合には、０次光を弱めることができるものであるが、回折角を大きくした場合には、回折光の投影領域から０次光を外しながら所望の形状の回折光を得ることもできる。このことについて図を参照して説明する。図１０Ａ及び図１０Ｂは、回折光学素子の説明の用に供する図面である。図１１Ａは、図１０Ａに示すスクリーン２２の正面図であり、図１１Ｂは、図１０Ｂに示すスクリーン２２の正面図である。
図１０Ａは、照射光２１が回折光学素子１０により回折され、スクリーン２２上の中央に正方形の像２４が形成される様子を示した斜視模式図である。図１１Ａに示されるように、正方形の像２４は０次光照射位置２７を含んでいるため、像２４の中に０次光が含まれている。アスペクト比が２以上である場合には、０次光が抑制されるため、像２４の中に０次光が含まれる場合であっても良好な回折光が得られる。
図１０Ｂは、照射光２１が回折光学素子１０により回折され、スクリーン２２上の上部に正方形の像２４が形成される様子を示した斜視模式図である。図１０Ｂに示す例においては、１次光２６ａ〜２６ｄの回折角が、図１０Ａに示す例よりも大きく設定されている。したがって、図１１Ｂに示されるように、正方形の像２４は０次光照射位置２７を含まない。
図１０Ｂに示すように、最大回折角を大きく設定することにより、０次光を含まない回折光が得られる回折光学素子を得ることができる。以上の点から、本開示の回折光学素子においては、回折格子部が、２以上の平坦部を有する多段形状であることが好ましく、更にアスペクト比が３．５以上であることが好ましい。
【００８１】
本開示に用いられる透明基材は、公知の透明基材の中から用途に応じて適宜選択して用いることができる。透明基材に用いられる材料の具体例としては、例えば、トリアセチルセルロース等のアセチルセルロース系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリエチレンやポリメチルペンテン等のオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリエーテルサルホンやポリカーボネート、ポリスルホン、ポリイミド、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、アクロニトリル、メタクリロニトリル、シクロオレフィンポリマー、シクロオレフィンコポリマー等の透明樹脂や、ソーダ硝子、カリ硝子、鉛ガラス等の硝子、ＰＬＺＴ等のセラミックス、石英、蛍石等の透明無機材料等が挙げられる。透明基材の複屈折は回折光学素子の効果自体には影響を与えないが、回折光学素子に入射する光、拡散する光の位相差を問題にする場合には適宜、適した複屈折をもつ基材を選定すればよい。
なおここでいう透明とは、目視で向こうが透けて見えるという状態のことをいうが、回折光学素子で設計した対象波長の光を透過することができれば、目視で色がついていても実用上問題はない。また、透明基材側から活性エネルギー線を照射してアクリル系樹脂組成物を硬化させる場合には、透明基材は照射する活性エネルギー線をなるべくカットしないものが好ましい。
前記透明基材の厚みは、本開示の用途に応じて適宜設定することができ、特に限定されないが、通常５〜５，０００μｍであり、前記透明基材は、ロールの形で供給されるもの、巻き取れるほどには曲がらないが負荷をかけることによって湾曲するもの、完全に曲がらないもののいずれであってもよい。
本開示に用いられる透明基材の構成は、単一の層からなる構成に限られるものではなく、複数の層が積層された構成を有してもよい。複数の層が積層された構成を有する場合は、同一組成の層が積層されてもよく、また、異なった組成を有する複数の層が積層されてもよい。
また、透明基材にはアクリル系樹脂組成物との密着性を向上させるための表面処理や、プライマー層形成を行ってもよい。表面処理としてはコロナ処理や大気圧プラズマ処理などの一般的な密着改善処理が適用できる。またプライマー層は、透明基材および樹脂組成物との双方に密着性を有し、対象波長の光を透過するものが好ましい。ただし、用途によっては意図的に透明基材と樹脂組成物の間の密着を低く保つことで、賦型後の回折格子部を透明基材から剥がして使用するという使い方も可能である。このような使い方は特に回折光学素子の厚みを薄くしたい場合に有効である。
【００８２】
（３）回折光学素子のその他の構成
また、回折格子部の傷つき等を防止でき、かつ機械強度に優れる点から、本開示の回折光学素子は、透明基材上に、前記回折格子部と、被覆層とを、この順に有する構成であってもよい（図５Ａ及び図５Ｂ）。被覆層としては、特に限定されないが、前記透明基材と同様のものを用いることが好ましい。また、回折格子部上に被覆層を設ける場合、回折格子部と被覆層との間に粘着剤（接着剤）層を設けてもよい。粘着層（接着層）用の粘着剤又は接着剤としては、従来公知のものの中から適宜選択すればよく、感圧接着剤（粘着剤）、２液硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、熱溶融型接着剤等、いずれの接着形態のもの好適に用いることができるが、低屈折率部が空気の場合には、流動性の低い粘着剤又は接着剤を用いることが好ましい。なお、低屈折率部の一部が粘着剤又は接着剤により埋まる場合には、その分を考慮して回折格子部の設計を行えば良い。なおこのような被覆層を設けることで、回折格子部の凹凸を型にしたリバースエンジニアリングを防止することが可能という副次的な効果も期待できる。
さらに被覆層を形成することで、回折格子部に異物が入り込むことを防止でき、回折光学素子及び照明装置の長期信頼性を向上することが可能である。
【００８３】
また、更に、前記透明基材、又は、前記被覆層の、回折格子部とは反対側の面に、更に反射防止層を設けてもよい（図７Ａ及び図７Ｂ）。反射防止層としては、従来公知のものの中から適宜選択すればよく、例えば、低屈折率層又は高屈折率層の単層からなる屈折率層であってもよく、低屈折率層と高屈折率層とを順次積層した多層膜であってもよく、微細凹凸形状が形成された反射防止層であってもよい。反射防止層を設けることにより、回折光学素子の回折効率を向上することが可能である。
【００８４】
また、前記透明基材、前記被覆層、前記粘着層（接着層）は、本開示の効果を損なわない範囲で、従来公知の添加剤を含有してもよい。このような添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤、光安定化剤、酸化防止剤等が挙げられる。
本開示の回折光学素子は、透過型回折光学素子であってもよく、反射型回折光学素子であってもよい。これらのうち、本開示の回折光学素子は、透過型回折光学素子であることが好ましい。透過型回折光学素子は、反射型回折光学素子と比較して、回折格子部における高屈折率凸部のアスペクト比を大きく設定する必要があり、その結果としてスティッキングの問題が生じ易い傾向にある。したがって、上述した湿熱条件下における貯蔵弾性率（Ｅ’）の条件を満たす高屈折率凸部を備える透過型回折光学素子は、同様の高屈折率凸部を備える反射型回折光学素子よりも、スティッキング防止の効果が高い。
【００８５】
２．回折光学素子の製造方法
本開示の製造方法は、透明基材の少なくとも一面側に、透明基材の表面から突出する一つ以上の高屈折率凸部と、一つ以上の低屈折率部とを配置した回折格子部を備え、光源からの光を整形する回折光学素子の製造方法であって、
前記高屈折率凸部と前記低屈折率部を形成するためのキャビティ形状を有する金型を準備する工程（以下、金型準備工程という）、
前記金型のキャビティに、アクリル系樹脂組成物であって、当該アクリル系樹脂組成物に対し積算光量が１，０００ｍＪ／ｃｍ２になるように紫外線を照射し硬化させて得られる硬化物サンプルの６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０．９０×１０９Ｐａ以上２．６×１０９Ｐａ以下であるアクリル系樹脂組成物を充填する工程（以下、アクリル系樹脂組成物充填工程という）、
前記金型のキャビティ開口部側において、前記透明基材と前記アクリル系樹脂組成物とを接触させ、かつ活性エネルギー線を照射することにより、前記アクリル系樹脂組成物を硬化させる工程（以下、アクリル系樹脂組成物硬化工程という）、及び
前記透明基材から前記金型を引き離すことにより、透明基材上にアクリル系樹脂組成物の硬化物で形成された高屈折率凸部を有する回折格子部を形成する工程（以下、離型工程という）、
を有することを特徴とする。
【００８６】
図１２Ａ〜図１２Ｅは、回折光学素子の製造方法の一例を模式的に示す工程図である。
まず、図１２Ａに示されるように、目的とする回折格子部の表面構造に対応するキャビティ形状を有する金型３１を準備する（金型準備工程）。
次に、図１２Ｂ及び図１２Ｃに示されるように、金型のキャビティ３１ａに、アクリル系樹脂組成物３２を充填する（アクリル系樹脂組成物充填工程）。ここで、アクリル系樹脂組成物３２は、上記「１．回折光学素子」にて説明したアクリル系樹脂組成物と同様の組成物である。充填方法は特に限定されず、従来公知の方法を適宜選択すればよい。例えば、図１２Ｂ及び図１２Ｃに示されるように、金型３１の表面にアクリル系樹脂組成物３２を塗布することにより、アクリル系樹脂組成物３２をキャビティ３１ａに充填してもよい。より具体的な例としては、まず、金型３１の表面にアクリル系樹脂組成物３２を載置し（図１２Ｂ）、その上から透明基材３３を載置する。次にその上から加圧ローラ３４により透明基材３３越しにアクリル系樹脂組成物３２を金型３１表面に均一に延ばして塗布し（図１２Ｃ）、キャビティ３１ａ内にアクリル系樹脂組成物３２を充填する。図１２Ｃ及び図１２Ｄに示すように、アクリル系樹脂組成物３２の一部は金型のキャビティ３１ａからはみ出していてもよい。アクリル系樹脂組成物３２のはみ出た部分が、硬化後に基部となる。また、アクリル系樹脂組成物３２の全てが金型のキャビティ３１ａに充填されてもよい。
続いて、図１２Ｄに示されるように、金型のキャビティ開口部側から、アクリル系樹脂組成物３２の塗膜に対し活性エネルギー線を照射して（３５）、アクリル系樹脂組成物３２を硬化させる（アクリル系樹脂組成物硬化工程）。なお、透明基材とアクリル系樹脂組成物との接触は、アクリル系樹脂組成物の充填と同時期に行ってもよいし、アクリル系樹脂組成物の充填よりも後に行ってもよい。
その後、図１２Ｅに示されるように、得られた硬化物３６を金型３１から離型することにより、回折光学素子が得られる（離型工程）。
以下、当該製造方法の各工程の詳細について説明する。なお、前記本開示の回折光学素子と同様の説明については省略する。
【００８７】
（１）金型準備工程
回折光学素子製造用金型は、レーザーリソグラフィや電子線リソグラフィ、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ  Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ）などの技術によって加工することができるが、通常は電子線リソグラフィが好適に用いられる。
材質は高アスペクト比の加工が可能なものであれば使用可能であるが、通常は石英やＳｉが用いられる。また、これらの金型から樹脂で複製したコピー金型（ソフトモールド）や、Ｎｉ電鋳で複製したコピー金型を使用することも可能である。
また必要に応じて、金型表面には離型処理を施すことができる。フッ素系やシリコン系などの離型剤、ダイヤモンドライクカーボン、Ｎｉめっきなどが適用可能である。処理手法は蒸着やスパッタ、ＡＬＤ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）などの気相処理、コーティングやディッピング、めっきなどの液相処理などから適宜選択できる。
回折光学素子に必要とされる形状は通常数ｍｍ角〜数ｃｍ角と小さいため、１つの金型内に複数の回折格子部の形状を並べて加工することにより複製の効率を上げることができる。スループットを重視する場合は、上記の金型またはコピー金型を並べて複製し、多面付の金型として賦型に供してもよい。
【００８８】
アクリル系樹脂組成物の硬化時の体積変化が問題になる場合はそれを補正して金型設計を行うこともできる。また離型のしやすさを考慮し、金型の微細構造の奥より開口部側の間口が広くなる構造としてもよい（図９Ａ〜図９Ｄ）。この場合、得られた回折光学素子の回折格子部は表面側が細くなる形となる。
また、本開示の回折光学素子は、通常、異なる周期構造の領域が複数存在するため、１つの回折光学素子に対しピッチ（間口）が異なる溝が複数含まれることになるが、このような金型を作る場合、ピッチ（間口）に応じてドライエッチングでの深さがバラつく傾向がある。しかしこのようなばらつきは効率の低下につながるため、加工プロセスの最適化を行い、所望する深さの±１０％以下に抑えることが重要である。
アスペクト比が２以上の高屈折率凸部を形成する場合には、高屈折率凸部の高さばらつきが生じやすい傾向にある。その場合、金型の深さを、設計値よりやや深く狙って作製することにより、高さばらつきを持ちながらも所望の光学特性を持った回折光学素子が得られやすくなる。
【００８９】
（２）アクリル系樹脂組成物充填工程
「アクリル系樹脂組成物に対し積算光量が１，０００ｍＪ／ｃｍ２になるように紫外線を照射し硬化させて得られる硬化物サンプル」とは、得られる回折光学素子の回折格子部中に実際に含まれるであろうアクリル系樹脂組成物の硬化物を模擬したものである。このように、硬化物サンプルにおける６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０．９０×１０９Ｐａ以上２．６×１０９Ｐａ以下であるアクリル系樹脂組成物を用いることにより、湿熱条件下におけるスティッキングを防止でき、かつ離型時のパターンもげを少なくすることができる回折光学素子が得られる。その理由は、上記「１．回折光学素子」において説明した通りである。
前述の例は、金型側にアクリル系樹脂組成物の塗膜を形成するものであったが、透明基材側に塗膜を形成してもよい。塗膜の形成方法は、前述の例の他、ダイコートやバーコート、グラビアコート、スピンコートなど従来公知の塗布方法から好適なものを選定することができる。
透明基材については、上記「１．回折光学素子」において説明したものを使用できる。透明基材は、枚葉のものであってもよく、また長尺なものを用いてロールトゥロール方式により塗布工程、アクリル系樹脂組成物硬化工程、及び離型工程を順次行ってもよい。金型が曲げにくい硬質の材料である場合は、透明基材は柔軟性があるものが泡をかみにくく好ましい。逆に透明基材として硬質なものを用いる場合は、金型はソフトモールドを使うのが好ましい。
【００９０】
（３）アクリル系樹脂組成物硬化工程
透明基材とアクリル系樹脂組成物とを接触させる工程（以下、接触工程という。）と、アクリル系樹脂組成物に活性エネルギー線を照射する工程（以下、照射工程という。）とは、同時に行ってもよいし、接触工程を照射工程より先に行ってもよい。
紫外線や電子線の照射は１回で照射しても複数回に分けて照射してもよく、複数回に分ける場合はある程度硬化させて離型した後に追加照射してもよい。
【００９１】
（４）離型工程
上述したように、本開示の製造方法では特定のアクリル系樹脂組成物を使用するため、透明基材から金型を引き離す際にパターンもげを少なく抑えることができる。特に、得られる回折光学素子において、高屈折率凸部のアスペクト比が２以上の場合には、従来は離型時にパターンもげが生じやすかったが、本開示の製造方法によればこのようなパターンもげを少なく抑えることができる。
【００９２】
（５）その他の工程
得られた回折光学素子を用いて、さらに照明装置を製造する場合には、例えば、以下の工程を実施することが考えられる。ただし、照明装置の製造方法は、以下に記載の方法に限定されるものではない。
以下、図１３に示す符号に即して説明する。まず、導通部１１ａ及び内部空間１１ｃを備える枠体１１を用意する。枠体１１は、２以上の部材の組み合わせ（例えば、平面基板と中空の筒の組み合わせ等）であってもよい。次に、枠体１１の内部空間１１ｃに光源１２を載置し、導線１３等を用いて光源１２と導通部１１ａとを電気的に接続する。続いて、枠体１１の上に回折光学素子１０を載置する。このようにして得られる構造体を実装基板１４上に載せることにより、仮組み立て体が得られる。このとき、実装基板１４上に載置されたハンダボールの位置が、枠体１１の導通部１１ａの位置と重なるよう、位置合わせを行う。
この仮組み立て体をリフロー炉に入れ、２６０〜２８０℃の温度条件下で０．５〜１．５分間加熱することにより、実装基板１４と枠体１１とをハンダ付けし、照明装置２０が得られる。
【００９３】
３．アクリル系樹脂組成物
本開示のアクリル系樹脂組成物は、透明基材の少なくとも一面側に、透明基材の表面から突出する一つ以上の高屈折率凸部と、一つ以上の低屈折率部とを配置した回折格子部を備え、光源からの光を整形する回折光学素子の高屈折率凸部を形成するためのアクリル系樹脂組成物であって、当該アクリル系樹脂組成物に対し積算光量が１，０００ｍＪ／ｃｍ２になるように紫外線を照射し硬化させて得られる硬化物サンプルの６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０．９０×１０９Ｐａ以上２．６×１０９Ｐａ以下であることを特徴とする。
【００９４】
アクリル系樹脂組成物は、活性エネルギー線硬化性成分を含み、硬化後に上記物性が得られるものが好ましい。また設計した対象波長の光を透過することができれば、硬化後に目視で色がついていても実用上問題はない。
本開示のアクリル系樹脂組成物の詳細は、上述した「１．回折光学素子」の「（１）アクリル系樹脂組成物の硬化物」で説明した通りである。
また、本開示のアクリル系樹脂組成物を用いた高屈折率凸部の形成方法は、上述した「２．回折光学素子の製造方法」で説明した通りである。
【００９５】
高屈折率凸部形成用のアクリル系樹脂組成物は、金型に充填する際、流動性が低すぎると微細な溝に入っていきにくく、高すぎると当該組成物が薄く広がってしまい所定の厚みを確保できないことがある。またロール賦型の場合、流動性が高すぎるとインキたれの原因となる。本開示においては、アクリル系樹脂組成物の２５℃における粘度が数十［ｍＰａｓ］〜数千［ｍＰａｓ］程度となるようなアクリル系樹脂が好ましい。粘度は温度でも変わるため、本開示のアクリル系樹脂組成物を用いて高屈折率凸部を形成する際には、適切な温度調節を適宜行うことが好ましい。
【００９６】
４．照明装置
（１）照明装置の構成
本開示に係る照明装置は、外部から給電可能な導通部と出光面となる開口部を有する枠体、光源、及び、上述した回折光学素子を備え、前記枠体の内部空間に前記光源が固定されるとともに前記導通部と接続され、前記開口部に前記回折光学素子が配置されていることを特徴とする。
本開示の照明装置によれば、所望の形状に整形された光を照射することができる。
【００９７】
本開示の照明装置を、図を参照して説明する。図１３は本開示に係る光照射装置の一実施形態を模式的に示す断面図である。図１３の例に示される照明装置２０は、枠体１１、光源１２、及び、上述した回折光学素子１０を備える。枠体１１は、外部から給電可能な導通部１１ａと、出光面となる開口部１１ｂを有する。図１３に示すように、枠体１１は、さらに内部空間１１ｃを有し、当該内部空間１１ｃに光源１２が固定される。さらに、光源１２は導通部１１ａと接続される。光源１２は、導通部１１ａと直に接して接続されていてもよいし、図１３に示すような導線１３を介して導通部１１ａと接続されていてもよい。そして、開口部１１ｂに回折光学素子１０が配置される。
枠体１１は、２以上の部材の組み合わせであってもよい。例えば、枠体１１は、光源制御用の平面基板（ベース部分）と、その上に載置された中空の筒との組合せ等であってもよい。
枠体１１を実装基板１４（マザーボード）上に載置し、光源１２を実装基板１４の電気回路に接続することにより、実装基板１４上の他の機器と光源１２とを連動させることができる。
【００９８】
本開示の照明装置において、光源は、特に限定されず、公知の光源を用いることができる。前記本開示に係る回折光学素子が特定波長の回折を目的として設計されることから、光源として、特定波長の強度が高いレーザー光源やＬＥＤ（発光ダイオード）光源などを用いることが好ましい。本開示においては、指向性を有するレーザー光源、拡散性のあるＬＥＤ（発光ダイオード）光源など、いずれの光源であっても好適に用いることができる。本開示において光源は、前記本開示に係る回折光学素子の設計の際にシミュレーション対象とした光源を再現可能なものの中から適宜選択することが好ましい。中でも、波長７８０ｎｍ以上の赤外線を回折する回折光学素子を用いる場合は、波長７８０ｎｍ以上の赤外線を発し得る光源を選択することが好ましい。
【００９９】
本開示の照明装置は、前記本開示に係る回折格子を少なくとも１つ備えればよく、必要に応じて更に他の光学素子を備えていてもよい。他の光学素子としては、例えば、偏光板、レンズ、プリズム、特定波長、中でも回折光学素子の対象波長を透過するパスフィルターなどが挙げられる。複数の光学素子を組み合わせて用いる場合は、界面反射を抑制する点から、光学素子同士を貼り合わせることが好ましい。
【０１００】
（２）照明装置の用途
本開示に係る照明装置は、所望の形状に整形された光を照射することができ、また、赤外線が利用可能な点から、センサー用の照明装置として好適に用いることができる。光を効果的に整形できる点から例えば夜間の赤外線照明、防犯センサー用照明、人感知センサー用照明、無人航空機や自動車等の衝突防止センサー用照明、個人認証装置用の照明、検査装置用の照明、などに使用することができ、光源の簡略化、小型化や省電力化が可能となる。
【実施例】
【０１０１】
以下、本開示について実施例を示して具体的に説明する。これらの記載により本開示を制限するものではない。
【０１０２】
１．光学回折格子の製造
［実施例１〜９、比較例１〜４］
（回折格子の設計）
シミュレーションツールを使い、下記の条件にて形状設計を行った。
対象光源：波長９８０ｎｍのレーザー光
材料屈折率：１．４５６
拡散形状：長辺±５０°×短辺±３．３°に広がる矩形
エリアサイズ：５ｍｍ角
回折格子のレベル：２−ｌｅｖｅｌ（２値）
得られた回折格子形状の最適深さは１０８７ｎｍ、最も細かい形状のピッチは２５０ｎｍとなり、最大アスペクト比は４．３５となった。
【０１０３】
（金型作成）
６インチ角サイズの合成石英板を用い、電子線描画装置とドライエッチング装置を使用した電子線リソグラフィプロセスにより、設計した形状の石英ＤＯＥを作成した。
ＳＥＭ観察では所定の寸法に仕上がっていることを確認でき、また９８０ｎｍのレーザーを入射させ、回折光をスクリーンに投影し赤外線カメラで観察したところ、所定の矩形形状に広がっていることを確認できた。
【０１０４】
（アクリル系樹脂組成物の調製）
下記表１に示す（メタ）アクリレート化合物（４官能以上（メタ）アクリレート、２官能（メタ）アクリレート）と光重合開始剤を表１に示した量で配合し、アクリル系樹脂組成物１〜１３を調製した。なお、表１中のこれら化合物に関する数値は質量部を示し、（メタ）アクリレート化合物の合計量は、１００質量部となる。
【０１０５】
（樹脂賦型方法）
回折格子部の樹脂賦型は次の通り行った。
まず前記石英ＤＯＥを金型とし、回折面にアクリル系樹脂組成物１〜１１及び１３のうちいずれか１つを滴下した。次に透明基材としてＰＥＴフィルム（東洋紡コスモシャインＡ４３００、１００μｍ厚）を上からローラでラミネートし、前記アクリル系樹脂組成物を均一に広げた。さらにその状態のまま積算光量が１，０００ｍＪ／ｃｍ２になるように紫外線を透明基材側から照射し、前記アクリル系樹脂組成物を硬化させた後に、透明基材と賦型層を金型から剥離し、回折光学素子を得た（実施例１〜９、比較例１、２、４）。なお、アクリル系樹脂組成物１２は粘度が高く、金型のキャビティに当該組成物１２が充填できなかったため、硬化物が賦型できず、回折光学素子が得られなかった（比較例３）。
得られた回折光学素子の回折格子部は、以下の周期構造１を有する。この周期構造１は、２０本程度の高屈折率凸部を有する。各高屈折率凸部は、その平面視形状が直線状、その断面形状が矩形であり、高さ（Ｈ）は一定となるように形成されている。ただし、各高屈折率凸部の幅（Ｗ）は、下記の範囲内で互いに異なるように形成されている。
［周期構造１］
高屈折率凸部の高さ（Ｈ）：５００ｎｍ
高屈折率凸部の幅（Ｗ）：５０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲の一定幅
【０１０６】
２．照明装置の製造及びリフロー耐性の評価
上記実施例６及び比較例２の回折光学素子を用いて、照明装置を製造した。
以下、図１３に示す符号に即して説明する。まず、枠体１１の内部空間１１ｃに光源１２を載置し、導線１３を用いて光源１２と導通部１１ａとを電気的に接続した。次に、枠体１１の上に実施例６又は比較例２の回折光学素子を載置した。このようにして得られた構造体を実装基板１４上に載せることにより、仮組み立て体が得られた。このとき、実装基板１４上に載置されたハンダボールの位置が、枠体１１の導通部１１ａの位置と重なるよう、位置合わせを行った。
この仮組み立て体をリフロー炉に入れ、２６０℃の温度条件下で１．５分間加熱し、実装基板１４と枠体１１とをハンダ付けし、実施例６又は比較例２の照明装置を製造した。
【０１０７】
実施例６及び比較例２の照明装置に含まれる回折光学素子について、下記の方法により、それぞれリフロー前後の質量変化率及び透過率変動を調べた。
（回折光学素子の質量変化率の算出方法）
リフロー前、及びリフロー後における回折光学素子の質量を測定し、下記式Ｉから質量変化率ａを算出した。
式Ｉ    ａ＝｛（Ｍ０−Ｍ１）／Ｍ０｝×１００
（上記式Ｉ中、ａは質量変化率（％）、Ｍ０はリフロー前の回折光学素子の質量（ｍｇ）、Ｍ１はリフロー後の回折光学素子の質量（ｍｇ）をそれぞれ示す。）
質量変化率の許容範囲は、２．０％以下とする。
（回折光学素子の透過率変動の算出方法）
リフロー前、及びリフロー後における回折光学素子の透過率（％）を測定した。透過率は、紫外可視近赤外（ＵＶ−Ｖｉｓ−ＮＩＲ）分光光度計（島津製作所社製、ＵＶ−３１５０）等を用いて測定した。この装置より、８５０ｎｍの波長の回折光学素子の透明基材及び回折格子部の透過率を測定した。
リフロー前における回折光学素子の透過率と、リフロー後における回折光学素子の透過率との差の絶対値を、その回折光学素子の透過率変動（％）とした。
透過率変動の許容範囲は、１．０％以下とする。
【０１０８】
比較例２の照明装置に含まれる回折光学素子につき、２６０℃、１．５分間のリフローについて、リフロー前後の質量変化率は３．８％であり、リフロー前後の透過率変動は０．０％である。したがって、この結果は、上記質量変化率の許容範囲を超えるものである。その理由としては、比較例２の回折光学素子に使用された化合物が２官能のアクリル系樹脂であるため、瞬間的に２６０℃の高温環境に曝された際、この２官能のアクリル系樹脂が昇華する結果、回折格子部の微細構造が変化することが考えられる。
これに対し、実施例６の照明装置に含まれる回折光学素子につき、２６０℃、１．５分間のリフローについて、リフロー前後の質量変化率は１．５％であり、リフロー前後の透過率変動は０．１％である。これらの結果はいずれも許容範囲内である。その理由としては、実施例６の回折光学素子に使用されたアクリル系樹脂組成物が、耐熱性の高い４官能以上のウレタンアクリレートを多く含むものであるため、瞬間的に２６０℃の高温環境に曝された場合であっても、質量変動が起こりにくく、その結果、回折格子部の微細構造の変化が最小限に抑えられることが考えられる。
【０１０９】
３．アクリル系樹脂組成物の硬化物の粘弾性測定
アクリル系樹脂組成物１〜１３に対し、それぞれ積算光量が１，０００ｍＪ／ｃｍ２になるように紫外線を照射し硬化させて、基材及び凹凸形状を有しない、厚さ０．１ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ１５ｍｍの試験用単膜をそれぞれ得た。
次いで、ＪＩＳ  Ｋ７２４４に準拠し、測定温度６０℃及び相対湿度９５％の条件、かつ下記表Ａに示す測定条件に基づき動的粘弾性を測定することにより、６０℃、相対湿度９５％における、貯蔵弾性率Ｅ’、及び損失弾性率Ｅ”を求めた。また、当該Ｅ’及びＥ”の結果からｔａｎδを算出した。測定装置はＵＢＭ製Ｒｈｅｏｇｅｌ  Ｅ４０００を用いた。貯蔵弾性率Ｅ’（６０℃，９５％）とｔａｎδ（６０℃，９５％）の各値を表１に示す。
さらに、同様の試験用単膜を用いて、ＪＩＳ  Ｋ７２４４に準拠し、測定温度３０℃及び相対湿度３０％の条件、かつ下記表Ａに示す測定条件に基づき動的粘弾性を測定することにより、３０℃、相対湿度３０％における、貯蔵弾性率Ｅ’を求めた。貯蔵弾性率Ｅ’（３０℃，３０％）の各値を表１に示す。
【０１１０】
【表Ａ】
2019012266.tif 000003
４．アクリル系樹脂組成物の硬化物の復元率測定
上記「３．アクリル系樹脂組成物の硬化物の粘弾性測定」と同様に、アクリル系樹脂組成物１〜１３について、それぞれ試験用単膜を作製した。
ＪＩＳ  Ｚ２２４４（２００３）に準拠し、下記測定条件下にてビッカース硬さ試験を実施した。具体的には、各試験用単膜表面に、下記測定条件で圧子を押し込んで、試験用単膜表面の復元率（％）を測定した。測定装置は、フィッシャーインストルメンツ社製ＰＩＣＯＤＥＮＴＥＲ  ＨＭ−５００を用いた。結果を表１に示す。
＜測定条件＞
・最大荷重  ０．２ｍＮ
・荷重速度  ０．２ｍＮ／１０秒
・保持時間  ５秒間
・荷重除荷速度  ０．２ｍＮ／１０秒
・圧子  ビッカース圧子
・測定温度  ２５℃
【０１１１】
５．アクリル系樹脂組成物のガラス転移温度（Ｔｇ）測定
アクリル系樹脂組成物１〜１３に対し、それぞれ積算光量が１，０００ｍＪ／ｃｍ２になるように紫外線を照射し硬化させて、基材及び凹凸形状を有しない、厚さ０．１ｍｍ、幅５ｍｍ、長さ２０ｍｍの試験用単膜をそれぞれ得た。
動的粘弾性試験機（セイコーインスツルメント社製、ＤＭＳ６１００）を用いて、上記各テストピースの長さ方向に周波数１０Ｈｚで周期的外力を加え、−２０℃から２００℃の範囲で測定し、それぞれの貯蔵弾性率Ｅ’、及び損失弾性率Ｅ”を求めた。当該Ｅ’及びＥ”の結果からｔａｎδ＝Ｅ”／Ｅ’を算出した。ｔａｎδが最大値のときの温度を、そのアクリル系樹脂組成物のガラス転移温度Ｔｇ（℃）とした。
【０１１２】
６．スティッキング評価及びパターンもげ評価
実施例１〜９、比較例１、２、４の回折光学素子をＳＥＭ観察した。なお、上記の通り、比較例３（アクリル系樹脂組成物１２を使用）は回折光学素子が得られなかったため、以下の評価は行わなかった。
スティッキング評価は以下の通り行った。まず、周期構造１（高さＨ＝５００ｎｍ）について、スティッキングが生じていない高屈折率凸部のうち、最も幅の小さい高屈折率凸部を特定した。そして、当該高屈折率凸部の幅を、スティッキング評価における最小幅Ｗ１ｍｉｎ（ｎｍ）とし、高さＨ（５００ｎｍ）を当該最小幅Ｗ１ｍｉｎで除して得られる値を、スティッキング評価における最大アスペクト比とした。最小幅Ｗ１ｍｉｎが小さく、最大アスペクト比が大きいほど、その高屈折率凸部を形成する硬化物は適度な硬さを有するため、スティッキングが生じにくいといえる。
パターンもげ評価は以下の通り行った。まず、周期構造１について、パターンもげが生じていない高屈折率凸部のうち、最も幅の小さい高屈折率凸部を特定した。そして、当該高屈折率凸部の幅を、パターンもげ評価における最小幅Ｗ２ｍｉｎ（ｎｍ）とした。あとは、上記スティッキング評価と同様に最大アスペクト比を算出した。最小幅Ｗ２ｍｉｎが小さく、最大アスペクト比が大きいほど、その高屈折率凸部を形成する硬化物は適度な柔軟性を有するため、パターンもげが生じにくいといえる。
【０１１３】
７．考察
下記表１は、実施例１〜９、比較例１〜４に用いたアクリル系樹脂組成物の組成、並びに物性値及び評価結果をまとめたものである。
なお、下記表１中、スティッキング評価の最大幅について「＞５００」とあるのは、５０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内の幅（Ｗ）を有する高屈折率凸部の全てについてスティッキングが生じたことを意味する。したがって、この場合、アスペクト比は算出していない。
また、比較例３については、上記の通り回折光学素子が得られなかったため、スティッキング評価結果及びパターンもげ評価結果の記載はない。
【０１１４】
【表１】
2019012266.tif 000004
【０１１５】
表１中、化合物（１）は、ＰＥＴＡ―ＩＰＤＩ―ＰＥＴＡで示される６官能のウレタンアクリレート（Ｍｗ：１，４００）である。なお、「ＰＥＴＡ」はペンタエリスリトールトリアクリレートを、「ＩＰＤＩ」はイソホロンジイソシアネートを、「―」はウレタン結合を、それぞれ示す。
【０１１６】
表１中、化合物（２）は、下記式（ｉ）で示される９官能のウレタンアクリレート（Ｍｗ：１１，０００）である。
【０１１７】
【化１】
2019012266.tif 000005
（上記式（ｉ）中、「ＰＥＴＡ」はペンタエリスリトールトリアクリレートを、「ＨＤＩ」はヘキサメチレンジイソシアネートを、「―」はウレタン結合を、それぞれ示す。）
【０１１８】
表１中、化合物（３）は、ＤＰＰＡ―ＩＰＤＩ―ＤＰＰＡで示される１０官能のウレタンアクリレート（Ｍｗ：２，０００）である。なお、「ＤＰＰＡ」はジペンタエリスリトールペンタアクリレートを、「ＩＰＤＩ」はイソホロンジイソシアネートを、「―」はウレタン結合を、それぞれ示す。
【０１１９】
表１中、化合物（４）は、下記式（ｉｉ）で示される１５官能のウレタンアクリレート（Ｍｗ：２，３００）である。
【０１２０】
【化２】
2019012266.tif 000006
（上記式（ｉｉ）中、「ＤＰＰＡ」はジペンタエリスリトールペンタアクリレートを、「ＨＤＩ」はヘキサメチレンジイソシアネートを、「―」はウレタン結合を、それぞれ示す。）
【０１２１】
表１中、化合物（５）は、カプロラクトン変性ＨＥＡ―水添ＭＤＩ―カプロラクトン変性ＨＥＡで示される２官能のウレタンアクリレート（Ｍｗ：２，０００）である。なお、「ＨＥＡ」はヒドロキシエチルアクリレートを、「ＭＤＩ」はジフェニルメタンジイソシアネートを、「―」はウレタン結合を、それぞれ示す。
【０１２２】
表１中、化合物（６）は、１，９−ノナンジオールジアクリレート（ＣＡＳ  Ｎｏ．１０７４８１−２８−７、Ｍｗ：２６８）である。
【０１２３】
表１中、化合物（７）は、ポリエチレングリコール＃６００ジアクリレート（Ｍｗ：７００）である。
【０１２４】
まず、比較例１について検討する。比較例１には、硬化物の６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０．４２×１０９Ｐａであるアクリル樹脂組成物１０が使用されている。
比較例１は、パターンもげが生じていない高屈折率凸部の最小幅Ｗ２ｍｉｎが９０ｎｍであり、最大アスペクト比が５．６である。したがって、高屈折率凸部の柔軟性については問題がない。
しかし、比較例１は、高屈折率凸部の幅Ｗが５００ｎｍであってもスティッキングが生じている。これは、湿熱条件下の貯蔵弾性率（Ｅ’）が０．９０×１０９Ｐａよりも小さく、高屈折率凸部が柔らか過ぎるためであると考えられる。
【０１２５】
次に、比較例２について検討する。比較例２には、硬化物の６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０．０６×１０９Ｐａであるアクリル樹脂組成物１１が使用されている。
比較例２は、パターンもげが生じていない高屈折率凸部の最小幅Ｗ２ｍｉｎが８５ｎｍであり、最大アスペクト比が５．９である。したがって、高屈折率凸部の柔軟性については問題がない。
しかし、比較例２は、スティッキングが生じていない高屈折率凸部の最小幅Ｗ１ｍｉｎが２５０ｎｍと大きく、最大アスペクト比が２．０と小さい。したがって、比較例２の回折光学素子は、スティッキングが生じやすいと言える。これは、湿熱条件下の貯蔵弾性率（Ｅ’）が０．９０×１０９Ｐａよりも小さい上に、アクリル樹脂組成物１１が４官能以上の（メタ）アクリレートを含まない結果、形成される高屈折率凸部が柔らか過ぎるためであると考えられる。
【０１２６】
続いて、比較例３について検討する。比較例３には、硬化物の６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が、３．１０×１０９Ｐａであるアクリル樹脂組成物１２が使用されている。
上記の通り、アクリル系樹脂組成物１２は粘度が高く、金型のキャビティに当該組成物１２が充填できなかったため、硬化物が賦型できず、回折光学素子が得られなかった。これは、湿熱条件下の貯蔵弾性率（Ｅ’）が２．６×１０９Ｐａよりも大きすぎる結果、アクリル系樹脂組成物１２が柔軟性に欠けるためと考えられる。
【０１２７】
続いて、比較例４について検討する。比較例４には、硬化物の６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０．１８×１０９Ｐａであるアクリル樹脂組成物１３が使用されている。
比較例４は、パターンもげが生じていない高屈折率凸部の最小幅Ｗ２ｍｉｎが９０ｎｍであり、最大アスペクト比が５．６である。したがって、高屈折率凸部の柔軟性については問題がない。
しかし、比較例４は、高屈折率凸部の幅Ｗが５００ｎｍであってもスティッキングが生じている。これは、湿熱条件下の貯蔵弾性率（Ｅ’）が０．９０×１０９Ｐａよりも小さく、高屈折率凸部が柔らか過ぎるためであると考えられる。
【０１２８】
実施例１〜９の結果に示される通り、硬化後の６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が、０．９０×１０９Ｐａ以上２．６×１０９Ｐａ以下であるアクリル系樹脂組成物を用いることにより、湿熱条件下におけるスティッキングを防止でき、かつパターンもげを少なくすることができることが明らかとなった。
【０１２９】
表１より、実施例１〜９のうち、硬化後の６０℃かつ相対湿度９５％における貯蔵弾性率（Ｅ’）が、１．０×１０９Ｐａ以上２．０×１０９Ｐａ以下であり、さらに復元率が６０％以上のアクリル系樹脂組成物を用いた実施例１~２及び４~６においては、その他の実施例と比較して、スティッキングが生じていない高屈折率凸部の最小幅Ｗ１ｍｉｎが１２０ｎｍ以下と小さく、最大アスペクト比が４．２以上と大きいことが分かる。これは、湿熱条件下で適度な貯蔵弾性率（Ｅ’）を有し、かつ復元率が高いことにより、スティッキングが生じにくいためといえる。
【符号の説明】
【０１３０】
１  透明基材
２  回折格子部
２ａ  高屈折率凸部
２ｂ  低屈折率部
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ  部分周期構造（領域）
３  基部
５  被覆層
７  低屈折率樹脂
９  反射防止層
１０  回折光学素子
１１  枠体
１１ａ  導通部
１１ｂ  開口部
１１ｃ  内部空間
１２  光源
１３  導線
１４  実装基板
２０  照明装置
２１  照射光
２２  スクリーン
２３  照射光の照射領域
２４  回折光学素子を通過した光の照射領域
２５  ０次光
２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ  １次光（回折光）
２７  ０次光照射位置
３１  金型
３１ａ  金型のキャビティ
３２  アクリル系樹脂組成物
３３  透明基材
３４  加圧ローラ
３５  活性エネルギー線照射
３６  硬化膜
４１  透明基材又は基部
５０  スティッキングが生じた回折光学素子
５１  水分
１０１  基材
１０２  破断した硬化物
１０３  金型
【図１】
2019012266.tif 000007
【図２】
2019012266.tif 000008
【図３】
2019012266.tif 000009
【図４】
2019012266.tif 000010
【図５Ａ】
2019012266.tif 000011
【図５Ｂ】
2019012266.tif 000012
【図６Ａ】
2019012266.tif 000013
【図６Ｂ】
2019012266.tif 000014
【図７Ａ】
2019012266.tif 000015
【図７Ｂ】
2019012266.tif 000016
【図８Ａ】
2019012266.tif 000017
【図８Ｂ】
2019012266.tif 000018
【図９Ａ】
2019012266.tif 000019
【図９Ｂ】
2019012266.tif 000020
【図９Ｃ】
2019012266.tif 000021
【図９Ｄ】
2019012266.tif 000022
【図１０Ａ】
2019012266.tif 000023
【図１０Ｂ】
2019012266.tif 000024
【図１１Ａ】
2019012266.tif 000025
【図１１Ｂ】
2019012266.tif 000026
【図１２Ａ】
2019012266.tif 000027
【図１２Ｂ】
2019012266.tif 000028
【図１２Ｃ】
2019012266.tif 000029
【図１２Ｄ】
2019012266.tif 000030
【図１２Ｅ】
2019012266.tif 000031
【図１３】
2019012266.tif 000032
【図１４】
2019012266.tif 000033
【図１５】
2019012266.tif 000034
【図１６Ａ】
2019012266.tif 000035
【図１６Ｂ】
2019012266.tif 000036
【図１７】
2019012266.tif 000037