JP2010248392A - 重合性化合物およびこれを含む組成物、樹脂材料、光学素子並びに光ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高屈折率で耐光性に優れた光学用の樹脂材料を提供する。また、耐光性に優れた光学素子と、それを用いた光ヘッド装置を提供する。
【解決手段】重合性化合物は、ケイ素と４つの環基が直接または酸素を介して結合したＳｉＡ^１Ａ^２Ａ^３Ａ^４で表される。Ａ^１、Ａ^２、Ａ^３およびＡ^４は、それぞれ独立して−（Ｏ）_ｍ−Ｘであり、ｍは０または１を表す。Ｘは、環基で、特にフェニル基が好ましい。Ｙは、単結合または炭素数１〜１２のアルキレン基を表し、Ｗはエポキシ基、オキセタン基またはエポキシシクロヘキシル基を表す。樹脂材料は、この重合性化合物を用いて得られた組成物を硬化させて得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、重合性化合物およびこれを含む組成物、この組成物を重合してなる樹脂材料、この樹脂材料を用いてなる光学素子並びにこの光学素子を用いてなる光ヘッド装置に関する。

光学用樹脂材料は、光学フィルム、レンズ、光ディスクや光ピックアップ用の光学素子などの用途に広く用いられている。近年、照度の増大や使用波長の短波長化により、耐光性の改善が求められており、耐光性が不十分な場合、透過率の低下や光学歪みの増加が発生し、長期間安定に部品や素子を使用することができないという問題がある。

特に、光ディスクの大容量化のため、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）方式から、より波長の短い青色半導体レーザ（以下、青色ＬＤともいう）を光源に用いるＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｋ）方式では、波長が４０５ｎｍ前後と紫外域に近いため、光ヘッド装置用光学素子には、耐光性に優れる樹脂材料が求められている。特許文献１には、屈折率と波長分散の異なる材料を組み合わせた波長選択性回折素子が提案されているが、青色ＬＤ用途に関する樹脂材料は具体的に記載されていない。屈折率や波長分散を制御する上で、芳香族、例えば、フェニル基は有用である。屈折率を高くする場合、フェニル基の数を増やせばよいが、耐光性が悪くなる傾向がある。また、耐光性を優先するとフェニル基の数は少ない方がよく、屈折率は高くできない問題がある。

従来の高屈折率樹脂材料の例としては、フルオレン、テトラフェニルメタン、１，１，２，２−テトラフェニルエタンまたはビフェニルなどの骨格を持つ化合物が挙げられる（例えば、特許文献２および特許文献３を参照。）。これらの化合物の耐光性を向上させるには、分子中の重合基の数を増やしたり、光安定化剤を添加したりすることが考えられる。しかしながら、こうした方法によっても十分な耐光性は得られず、さらなる向上が求められていた。

また、フェニル基に連結する元素として炭素以外にケイ素（Ｓｉ）を用いた化合物が非特許文献１〜３に記載されているが、屈折率および耐光性に関する記載はない。また、非特許文献３の化合物を用いた場合、基板上で重合し得られた樹脂材料は、クラックを発生する場合があり、光学材料として用いることはできないという問題があった。

特開２００２−３１８３０６号公報 特開２００４−３１５７４４号公報 特開２００５−２９８６６５号公報

Journal of Organic Chemistry 1960, 25, p.807 Journal of Organic Chemistry 1960, 25, p.1063 Journal of Organic Chemistry 1961, 26, p.3031

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、屈折率が高く、且つ、耐光性に優れた光学用の樹脂材料を提供することにある。そして、かかる特性を備えた樹脂材料を実現するための重合性化合物およびそれを含んでなる組成物を提供することである。そしてまた、本発明の目的は、その樹脂材料を使用し、耐光性に優れた光学素子、ならびにこれを用いた光ヘッド装置を提供することにある。

本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。

本発明の第１の態様は、ケイ素と４つの環基が直接または酸素を介して結合した下記式（１）で表されることを特徴とする重合性化合物に関する。


（式（１）において、Ａ^１、Ａ^２、Ａ^３、およびＡ^４はそれぞれ独立して−（Ｏ）_ｍ−Ｘであり、４個のｍはそれぞれ独立して０または１を表し、４個のＸはそれぞれ独立して、フェニル基、シクロヘキシルフェニル基およびフェニルシクロヘキシル基のいずれかの環基であり、且つ、その環基はＡ^１〜Ａ^４で合計して少なくとも２個の水素原子が下記式（２）で表される置換基で置換されており、且つ、Ａ^１〜Ａ^４でそれぞれ独立して環基の残りの水素原子の一部または全部の水素原子がメチル基、メトキシ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基またはトリフルオロメトキシ基に置換されていてもよく、

Ｗ−Ｙ− （２）

式（２）中のＹは、単結合または炭素数１〜１２のアルキレン基を表し、そのアルキレン基の一部または全部の水素原子がフッ素原子に置換されていてもよく、そのアルキレン基の隣接する炭素−炭素結合の間または環基と結合する末端に酸素原子を有していてもよく、Ｗはエポキシ基、オキセタン基またはエポキシシクロヘキシル基を表し、Ｗの基の一部または全部の水素原子がフッ素原子に置換されていてもよい。）

本発明の第１の態様において、Ｘは、置換基を有していてもよいフェニル基であることが好ましい。

本発明の第１の態様において、Ｙは、Ｃ_ｑＨ_２ｑＯで表されるアルキレンオキシ基であって、ｑは１〜６の整数であることが好ましい。

本発明の第１の態様において、Ａ^１〜Ａ^４でＸの有する、式（２）で表される置換基の数の総和は２〜４であることが好ましい。
この場合、上記式（２）のＷがエポキシ基であることが好ましい。

本発明の第１の態様では、Ａ^１〜Ａ^４の全てにおいて、その環基が置換基を有していてもよいフェニル基であり、ｍが０であることが好ましい。

本発明の第２の態様は、本発明の第１の態様の重合性化合物を含むことを特徴とする重合性の組成物に関する。

本発明の第３の態様は、本発明の第２の態様の重合性組成物を硬化してなる樹脂材料に関する。

本発明の第４の態様は、本発明の第３の態様の樹脂材料を用いてなることを特徴とする光学素子に関する。

本発明の第５の態様は、本発明の第４の態様の光学素子を用いてなることを特徴とする光ヘッド装置に関する。

本発明の重合性化合物は、組成物に含有されて、それを硬化することにより、高い屈折率を有するとともに、耐光性にも優れ、優れた特性を有する樹脂材料を提供することができる。さらに、本発明の重合性化合物は、複数の重合性官能基を含むことから、これを用いてクラックのない樹脂材料を得ることができる。この樹脂材料は、光学部品や光学素子に好適に用いることができ、信頼性に優れた高性能の光学素子やそれを使用した光ヘッド装置を提供できる。

本実施形態の波長選択性回折素子の一例を示す模式的な断面図である。 本実施形態の波長選択性回折素子の別の例を示す模式的な断面図である。 本実施形態の波長選択性回折素子の他の例を示す模式的な断面図である。 本実施形態の光ヘッド装置の構成図である。

本発明者は、鋭意研究した結果、式（１）に示すケイ素誘導体重合性化合物を用いることにより、それを含有する組成物を得ることができ、そして、その組成物を硬化させることで、屈折率が高く、耐光性に優れ、且つ、クラックのない樹脂材料が得られることを見出した。この樹脂材料は光学素子用途、特に光ヘッド装置用に好適である。
以下、本発明について、その実施の形態を詳細に説明する。

本発明の実施形態であるケイ素誘導体重合性化合物は、式（１）で示されるように、ケイ素と４つの環基が直接または酸素を介して結合した骨格を有する化合物である。

Ａ^１、Ａ^２、Ａ^３およびＡ^４は、それぞれ独立して−（Ｏ）_ｍ−Ｘである。４個のｍは、それぞれ独立して、０または１を表す。Ａ^１、Ａ^２、Ａ^３およびＡ^４を構成する４個のＸは、それぞれ独立して、フェニル基、シクロヘキシルフェニル基およびフェニルシクロヘキシル基のいずれかの環基であり、且つ、その環基はＡ^１〜Ａ^４で合計して少なくとも２つ以上の水素原子が下記式（２）で表される置換基で置換されている。この場合、Ａ^１〜Ａ^４でそれぞれ独立してその環基の残りの水素原子の一部または全部の水素原子がメチル基、メトキシ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基またはトリフルオロメトキシ基に置換されていてもよい。

尚、本実施形態では、末端のフェニル基またはシクロヘキシル基については、その水素原子の一部または全部がメチル基、メトキシ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基またはトリフルオロメトキシ基に置換されている場合、本来はフェニレン基またはシクレヘキシレン基と称する方が正確ではある。しかし、未置換の場合と置換の場合とで、全てフェニル基またはフェニレン基というように区別して表記することの煩雑さを避けるために、置換基を有している場合もフェニル基またはシクロヘキシル基と称している。

Ｗ−Ｙ− （２）

式（２）において、Ｙは、単結合または炭素数１〜１２のアルキレン基を表し、そのアルキレン基の一部または全部の水素原子がフッ素原子に置換されていてもよく、そのアルキレン基の隣接する炭素−炭素結合の間または環基と結合する末端に酸素原子を有していてもよい。特に、Ｙは、Ｃ_ｑＨ_２ｑＯで表されるアルキレンオキシ基であって、ｑは１〜６の整数である、すなわち炭素数１〜６のアルキレンオキシ基であることが、屈折率の制御性に優れ且つ合成が簡便であることから、好ましい。
Ｗは重合性官能基を示し、エポキシ基、オキセタン基またはエポキシシクロヘキシル基を表す。また、Ｗの基の一部または全部の水素原子がフッ素原子に置換されていてもよい。本発明の化合物は式（２）で表される置換基が少なくとも２つ以上有するが、上記のＷおよびＹについては同じであってもよいし、それぞれ上記の範囲の中で異なっていてもよい。特に、必要充分な架橋密度が得られやすいこと及びクラックや光学歪みが発生しにくくなることから、式（２）で表される置換基の数は２〜４であることが好ましい。

エポキシ基、オキセタン基またはエポキシシクロヘキシル基は、重合時に開環反応を伴うため重合時の硬化収縮がアクリル基、メタクリル基と比較して小さい。従って、エポキシ基、オキセタン基またはエポキシシクロヘキシル基を用いることにより、硬化収縮に起因する歪みを軽減することができる。
さらに、エポキシ基、オキセタン基またはエポキシシクロヘキシル基は、重合の酸素阻害が小さく、空気中などの酸素存在下においても、容易に重合できるという長所も併せ持つ。

本発明の実施形態である重合性化合物は、下記式（３）に示す構造であることが好ましい。


すなわち、式（１）のＸは、高屈折率を得やすいことから、フェニル基であることが好ましい。式（３）中、Ｚ_１、Ｚ_２、Ｚ_３、およびＺ_４と置換した残りのフェニル基中の水素原子は一部または全部の水素原子がメチル基、メトキシ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基またはトリフルオロメトキシ基に置換されていてもよい。例えば、紫外波長域での透過率を高くできることから、フッ素原子、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基で置換されていてもよく、融点を低くできることから、メチル基またはメトキシ基で置換されていてもよい。これらは、目的に応じて種々選択し得る。但し、置換によって屈折率が低下するので、高い屈折率を得るには水素原子とすることが好ましい。

式（３）中、４個のフェニル基における置換基Ｚ_１、Ｚ_２、Ｚ_３、およびＺ_４は、式（２）に対応する置換基であり、具体的には、置換基Ｚ_１〜Ｚ_４は下記式（４）で表される。

Ｗ−Ｙ^１− （４）

式（４）において、Ｙ^１は、単結合またはＣ_ｐＨ_２ｐで表されるアルキレン基（但し、ｐは１〜１２までの整数）、Ｃ_ｑＨ_２ｑＯで表されるアルキレンオキシ基（但し、ｑは１〜１２までの整数）、（ＣＨ_２ＣＨ_２Ｏ）_ｒで表されるエチレンオキシ基を繰り返し単位で含む基（但し、ｒは１〜６までの整数）、または、（ＣＨ_２ＣＨ（ＣＨ_３）Ｏ）_ｓで表されるプロピレンオキシ基を繰り返し単位で含む基（但し、ｓは１〜４までの整数）のいずれかを表す。屈折率を調整するために、基中の水素原子の一部または全てをハロゲン原子、フェニル基またはシクロヘキシル基などで置換してもよい。例えば、大きな波長分散を維持しつつ屈折率を下げる場合には水素原子をフッ素原子にすることができる。これらのなかでも屈折率が高いこと、耐光性に優れることの両バランスに優れることから水素原子とすることが特に好ましい。

Ｙ^１は、その分子長が短い場合は、重合率が上がらない場合があり、単結合以外の上記基が好ましく、また、ｐ、ｑ、ｒ、およびｓは、大き過ぎると屈折率が小さくなることから、ｐは６以下、ｑは６以下、ｒおよびｓは２以下であることがさらに好ましい。
上記のアルキレン基およびアルキレンオキシ基は、直鎖状および分岐状のいずれであってもよいが、屈折率の制御性に優れることから、直鎖状であることが好ましい。屈折率の制御性に優れ且つ合成が簡便であることから、特に直鎖状のアルキレンオキシ基であることが好ましい。

式（４）において、Ｗは、エポキシ基、オキタセン基またはエポキシシクロヘキシル基のいずれかを表す。なお、エポキシシクロヘキシル基としては、１，２−エポキシシクロヘキシル基、２，３−エポキシシクロヘキシル基または３，４−エポキシシクロヘキシル基が使用できる。その中でも屈折率が高くできることからエポキシ基であることが好ましい。

式（３）において、ａ、ｂ、ｃ、およびｄは、それぞれ独立に０〜３の整数であり、少なくとも１つは１以上であって、同時に０（ゼロ）となることはない。また、その総和は２以上である。総和が１の場合には成膜後にクラックが見られる場合があるが、２以上とすることでクラックの発生を抑制することができる。架橋密度が高くなると、耐光性は改善される場合があるので、ａ、ｂ、ｃ、およびｄのうち、少なくとも２つは１以上とすることが好ましい。但し、Ｚ_１、Ｚ_２、Ｚ_３、およびＺ_４の数が多過ぎると、相対的にフェニル基の密度が下がり屈折率が低下するため、ａ、ｂ、ｃ、およびｄの総和は４以下であることが好ましい。そして、ａ、ｂ、ｃ、およびｄの総和であるａ＋ｂ＋ｃ＋ｄは２〜４であることが特に好ましい。

本実施の形態の好ましい重合性化合物は、式（３）で示されるように、ケイ素と４つのフェニル基が直接または酸素を介して結合した骨格を有する化合物である。高い屈折率を得るために、分極率の大きなフェニル基が用いられる。シクロヘキシルフェニル基およびフェニルシクロヘキシル基もフェニル基が含まれる点では好ましいが、フェニル基の密度が下がり屈折率が低下するため、フェニル基であることが好ましい理由である。また、フェニル基は数が多くなると、屈折率を高くできることから、結合可能な最大数、すなわち、４つであることが好ましい。

式（３）におけるｉ、ｊ、ｋ、およびｌは、それぞれ独立に０または１を表す。ここで、ｉ、ｊ、ｋ、およびｌが０の場合であっても、青色ＬＤ波長帯において耐光性に優れること、すなわち、フェニル基との結合において、それらが結合する中心の元素が炭素である場合とケイ素である場合とを比較すると、耐光性はケイ素の場合の方が優れていることを我々は見出した。このような事実は従来知られていなかった。これより、フェニル基の数を最大４つまで増やし高い屈折率を得る一方で、それらフェニル基に結合する元素としてケイ素を用いることで耐光性に優れる化合物ならびに樹脂材料を得ることができる。化合物中のフェニル基の密度が相対的に高くでき、屈折率を高くできることから、ｉ、ｊ、ｋ、およびｌは、全て０（ゼロ）になることが特に好ましい。

本発明の重合性化合物は、厳密には全てがエポキシ基を有する化合物ではないが、エポキシ基またはエポキシ基に類似した構造を持ち、エポキシ基と略同等に反応をする。このため、以下の説明では、特に断らない限りは、エポキシ基である場合を代表にして説明をする。
通常のエポキシ基の硬化反応を用いることができ、反応は熱重合、光重合ともに用いることが出来る。熱重合の反応硬化剤としては、例えば、公知の技術文献である「総説エポキシ樹脂（エポキシ樹脂技術協会）」に記載されているように、アミノ基、カルボキシル基、フェノール基、チオール基などを有する酸性あるいは塩基性の活性水素化合物や酸無水物基を有する化合物などの既知の材料を用いることができ、それぞれ単独、および組み合わせて用いても構わない。透明性に優れることから、酸無水物基を有する化合物が好ましく、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸が特に好ましく用いられる。

熱重合は、通常の方法に従って行なえばよく、限定されるものではない。重合温度が低いと反応に要する時間が長くなり、重合温度が高すぎると樹脂が着色する場合があるため、１２０℃から２００℃で行なうのが好ましく、赤外吸収スペクトル（以下、ＩＲスペクトルと記載）において、例えば、エポキシ基（８７０ｃｍ^−１における吸収）が消失するよう、温度、時間を適宜決めればよい。

光重合の場合、照射光線としては、紫外線または可視光線が挙げられるが、重合速度が速いことから紫外線が好ましい。紫外線硬化剤としては芳香族ジアゾニウム塩、芳香族スルホニウム塩、芳香族ホードニウム塩、メタロセン系化合物、芳香族ホスホニウム塩など既知の材料を用いることができ、それぞれ単独、および組み合わせて用いても構わない。紫外線硬化剤の量は、重合性組成物の総量に対して０．１〜５質量％が好ましく、０．３〜２質量％が好ましい。重合時間などの反応条件は熱重合同様、ＩＲスペクトルにてエポキシ基が消失するよう、決めればよい。

さらに、本発明においては、本実施形態にかかる上述の重合性化合物を含む組成物を提供することが可能である。組成物中に含まれる式（１）の化合物は１種類であっても複数であっても構わない。融点、粘度、屈折率など調整する目的に応じて適宜選定すればよい。その他の化合物として、上述の熱重合や光重合に使用される硬化剤が挙げられる。また、成膜時の粘度を下げるため有機溶剤や、式（１）以外の重合性化合物を含んでもよい。式（１）以外の重合性化合物は粘度以外に屈折率を調整する目的で用いてもよく、重合性官能基は１つであっても、複数であっても構わない。
その他の成分として、紫外線吸収剤、酸化防止剤、光安定剤等の安定剤が含まれてもよい。これらは樹脂中の総量に対して５質量％以下が好ましく、２質量％以下が特に好ましく、このように重合性組成物を調整すればよい。

さらに、屈折率を制御する目的で、金属酸化物からなるナノ粒子を含んでもよい。高い屈折率を有する樹脂を得るために、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、ＷＯ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３などを例示することができる。金属酸化物からなるナノ粒子は屈折率の波長分散を大きくする目的で用いてもよく、このような場合にはＮｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２、ＷＯ_３、Ｂｉ_２Ｏ_３を、より好ましくはＮｂ_２Ｏ_５、ＴｉＯ_２を用いることができる。屈折率の波長分散を小さくする目的で、Ｌａ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｙｂ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２などを用いてもよい。

ナノ粒子は凝集しやすく、光の透過損失を招く場合があり、このような場合には上記ナノ粒子を均一に分散させる目的で、表面処理剤を含んでもよい。表面処理剤としては市販のシランカップリング剤を用いることができ、特にエポキシ基やアミノ基を有する化合物を好適に用いることができる。このような化合物として、２−(３，４−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル-ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシランが挙げられる。

以上、説明した組成物において、本発明の化合物はその効果が現れることから硬化後の樹脂中に１０モル％以上含まれるように、組成物を調整することが好ましい。

さらに、本発明においては、本発明の重合性化合物を含んで構成された重合性の上述の組成物、そしてそれを硬化してなる樹脂材料を提供することが可能である。そして、本発明の実施形態であるその樹脂材料を用い光学素子を提供することが可能であり、さらに、その光学素子を使用して光ヘッド装置を構成することが可能である。

本発明の重合性化合物を用いた場合、屈折率の高い樹脂を得ることができ、それは波長５８９ｎｍでの屈折率が１．５５以上必要とされる用途において好ましく用いることができる。従来は、屈折率１．５５以上で耐光性に優れる光学樹脂材料はなく、耐光性を優先した場合、屈折率が１．５５以上となる光学樹脂材料は得られなかった。また、本発明の実施形態である重合性化合物を用いて実現された樹脂材料は、屈折率が高い場合、屈折率の波長分散を大きくすることができることから、そのような大きな波長分散に対応する用途においても好ましく用いられる。

例えば、光ヘッド装置の偏光分離素子として使用される偏光回折素子（偏光ホログラム素子ともいう）は、複屈折性材料と等方性材料とが積層された構造を持つ。偏光回折素子の偏光特性と回折効率の向上を図るため、複屈折性材料の常光線方向の屈折率または異常光線方向の屈折率は、等方性材料の屈折率と略等しくなるように構成される。しかし、１．５５以上の高い屈折率を持つ複屈折性材料の場合、これにマッチングした高屈折率の等方性材料である等方性樹脂の耐光性は十分でなく、透過率や収差に劣化が起こるという問題があった。したがって、本発明の実施形態である樹脂材料は、このような偏光回折素子において、好適に用いることができる。
また、波長選択性回折素子の場合には、回折格子と回折格子の凹部を充填する充填材とを、それぞれ第１の材料と第２の材料とで構成し、両者の屈折率差が波長λ_１では略等しくなり、波長λ_２では異なるようにして、波長λ_１では回折せずに、波長λ_２では回折することになる。本発明の材料は、耐光性に優れ、屈折率が高く、かつ、屈折率の波長分散を大きくすることができることからこのような回折素子の材料として好適である。

また、その他の例として、本発明の樹脂材料を用いた本発明の光学素子として、波長選択性回折素子について説明する。以下の説明においては、入射する光の波長をλ_１と波長λ_２（λ_１＜λ_２）とする。

図１は、本発明の実施形態である波長選択性回折素子の第１の態様を示す模式的な横断面図である。そして、図１（ａ）は、波長λ_１の光が波長選択性回折素子１Ａに入射したときの作用を示す模式的な横断面図であり、図１（ｂ）は、波長λ_２の光が波長選択性回折素子１Ａに入射したときの作用を示す模式的な横断面図である。

図１に示す波長選択性回折素子１Ａは、格子の凹凸部である回折格子１２Ａ（凹凸部材からなる）を表面に形成している透明基板１１Ａと、その間に充填される充填部材１３Ａとを備える回折素子であり、透明基板１４Ａで充填部材１３Ａが保護されているそして、図１（ａ）では、波長λ_１の光が入射する様子を示し、図１（ｂ）では、波長λ_２の光が入射する様子を示している。波長λ_１の光に対しては回折格子１２Ａと充填部材１３Ａの屈折率が等しく、波長λ_２の光に対しては回折格子１２Ａと充填部材１３Ａの屈折率が異なっている。

すなわち、回折格子１２Ａ（凹凸部材からなる）と充填部材１３Ａとの波長λ_１の光に対する屈折率をそれぞれｎ_１２Ａ（λ_１）、ｎ_１３Ａ（λ_１）とし、λ_２の光に対する屈折率をそれぞれｎ_１２Ａ（λ_２）、ｎ_１３Ａ（λ_２）とし、波長λ_１に対してｎ_１２Ａ（λ_１）＝ｎ_１３Ａ（λ_１）、波長λ_２に対してｎ_１２Ａ（λ_２）＞ｎ_１３Ａ（λ_２）＞０となるようにする。
波長λ_１の光が回折格子１２Ａを通過するときには、屈折率が等しいため、図１（ａ）に示すように、回折格子の機能は発生せず直進透過する。一方、波長λ_２の光が透過するときには、屈折率が異なるため回折格子として機能し、図１（ｂ）に示すように、回折格子１２Ａの高さｄ_１と格子形状により回折効率を変化させることができ、また回折格子１２Ａの格子ピッチを変化させることにより回折角度を変化させることができる。このように波長λ_２の光に対してのみ回折の効果を有する波長選択性回折素子を実現することができる。

ここで、吸収による透過損失が少ないことから、１２Ａおよび１３Ａのいずれの材料も波長λ_１と波長λ_２の範囲で正常分散を示すことが好ましく、ｎ_１２Ａ（λ_１）＞ｎ_１２Ａ（λ_２）、ｎ_１３Ａ（λ_１）＞ｎ_１３Ａ（λ_２）であるとする。すなわち、ｎ_１２Ａ（λ_１）＝ｎ_１３Ａ（λ_１）＞ｎ_１２Ａ（λ_２）＞ｎ_１３Ａ（λ_２）の関係となり、１３Ａは１２Ａより波長分散が大きく（アッベ数が小さく）なるが、このような材料として本発明の実施形態である樹脂材料は好適に用いられる。
本発明では上記例に限らず、材料の波長分散を変えて、ｎ_１２Ａ（λ_１）＝ｎ_１３Ａ（λ_１）＞ｎ_１３Ａ（λ_２）＞ｎ_１２Ａ（λ_２）の関係にしてもよい。

次に、図２に示す波長選択性回折素子１Ｂついて説明する。図２は、本発明の実施形態である波長選択性回折素子の第２の態様を示す模式的な横断面図である。そして、図２（ａ）は、波長λ_１の光が波長選択性回折素子１Ｂに入射したときの作用を示す模式的な横断面図であり、図２（ｂ）は、波長λ_２の光が波長選択性回折素子１Ｂに入射したときの作用を示す模式的な横断面図である。

図２に示す本発明の実施形態である波長選択性回折素子１Ｂは、凹凸部材からなる回折格子１２Ｂを表面に形成している透明基板と、その間に充填される充填部材１３Ｂとを備える回折素子である。波長λ_１の光に対しては回折格子１２Ｂと充填部材１３Ｂの屈折率が異なり、波長λ_２の光に対しては回折格子１２Ｂと充填部材１３Ｂの屈折率が等しい。１１Ｂ、１４Ｂなど１１Ａ、１４Ａとは符号中のアルファベットは異なっているが、同じ数字のものは図１と同じ構成要素を示し、透明基板である。
すなわち、回折格子１２Ｂと充填部材１３Ｂとの波長λ_１の光に対する屈折率をそれぞれｎ_１２Ｂ（λ_１）、ｎ_１３Ｂ（λ_１）とし、波長λ_２の光に対する屈折率をそれぞれｎ_１２Ｂ（λ_２）、ｎ_１３Ｂ（λ_２）とし、波長λ_１に対してｎ_１３Ｂ（λ_１）＞ｎ_１２Ｂ（λ_１）＞０、また波長λ_２に対してｎ_１２Ｂ（λ_２）＝ｎ_１３Ｂ（λ_２）となるようにする。波長λ_２の光に対しては回折の効果を有さず、波長λ_１の光に対して回折の効果を有する。

回折格子１２Ｂを波長λ_１の光が通過するときには、波長選択性回折素子１Ｂは回折格子として機能し、図２（ａ）に示すように、格子ピッチの大きさに応じて特定の角度で回折される。直進光の透過効率と回折光の回折効率は、回折格子１２Ｂの高さｄ_２や格子形状を変えることで変化できる。一方、波長λ_２の光が通過するときは図２（ｂ）に示すように、回折されることなく直進透過する。すなわち、波長λ_１の光に対してのみ回折の効果を有する波長選択性回折素子を実現することができる。

ここで、吸収による透過損失が少ないことから、１２Ｂおよび１３Ｂのいずれの材料も波長λ_１と波長λ_２の範囲で正常分散を示すことが好ましく、ｎ_１２Ｂ（λ_１）＞ｎ_１２Ｂ（λ_２）、ｎ_１３Ｂ（λ_１）＞ｎ_１３Ｂ（λ_２）であるとする。すなわち、ｎ_１２Ｂ（λ_１）＞ｎ_１３Ｂ（λ_１）＞ｎ_１２Ｂ（λ_２）＝ｎ_１３Ｂ（λ_２）の関係となり、１２Ｂは１３Ｂより波長分散が大きく（アッベ数が小さく）なるが、このような材料として本発明の実施形態である樹脂材料は好適に用いられる。
この場合も、材料の波長分散を変えて、ｎ_１３Ｂ（λ_１）＞ｎ_１２Ｂ（λ_１）＞ｎ_１２Ｂ（λ_２）＝ｎ_１３Ｂ（λ_２）の関係にしてもよい。

次に図３に示す波長選択性回折素子１Ｃについて説明する。図３は、本発明の実施形態である波長選択性回折素子の第３の態様を示す模式的な横断面図である。そして、図３（ａ）は、波長λ_１の光が波長選択性回折素子１Ｃに入射したときの作用を示す模式的な横断面図であり、図３（ｂ）は、波長λ_２の光が波長選択性回折素子１Ｃに入射したときの作用を示す模式的な横断面図である。

図３に示す本発明の実施形態である波長選択性回折素子１Ｃは、上述の波長選択性回折素子１Ａと１Ｂとを積層して組み合わせたものである。具体的には、波長選択性回折素子１Ｃは、回折格子１２Ｃを表面に形成している透明基板１１Ｃと、回折格子１５Ｃを表面に形成している透明基板１６Ｃとを備え、充填部材１３Ｃと１４Ｃとにより透明基板１７Ｃが挟まれている積層構造を有する。ここで、波長λ_１の光に対しては回折格子１２Ｃと充填部材１３Ｃの屈折率が等しく、波長λ_２の光に対しては回折格子１２Ｃと充填部材１３Ｃの屈折率が異なる。

また、波長λ_１の光に対しては回折格子１５Ｃと充填部材１４Ｃの屈折率が異なり、波長λ_２の光に対しては回折格子１５Ｃと充填部材１４Ｃの屈折率が等しい。したがって、図３（ａ）が示す波長選択性回折素子１Ｃの上側の部分は図２（ａ）、下側の部分は図１（ａ）がそれぞれ示すように、波長λ_１の光は回折格子１５Ｃで回折され、回折格子１２Ｃを透過し、１５Ｃのみが回折格子として作用する。

一方、図３（ｂ）が示す波長選択性回折素子１Ｃの上側の部分は図２（ｂ）、下側の部分は図１（ｂ）がそれぞれ示すように、波長λ_２の光は回折格子１５Ｃを透過し、回折格子１２Ｃで回折され、１２Ｃのみが回折格子として作用する。したがって、ひとつの複合化された素子で２種の波長に対して、それぞれ独立に回折素子として機能する。
ここで、波長λ_１および波長λ_２がそれぞれＢＤで使用される４０５ｎｍ波長帯およびＤＶＤで使用される６６０ｎｍ波長帯であるとする。図１において説明した関係にある場合には、４０５ｎｍ波長帯を透過し、６６０ｎｍ波長帯を回折する波長選択性回折素子を作製することができる。さらに、ＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ）で使用される７８５ｎｍ波長帯は６６０ｎｍ波長帯と屈折率が近いことから、７８５ｎｍ波長帯においても回折する波長選択性回折素子を作製することができる。

また、図２において説明した関係にある場合には、４０５ｎｍ波長帯を回折し、６６０ｎｍ波長帯を透過する波長選択性回折素子を作製することができる。さらに、７８５ｎｍ波長帯は６６０ｎｍ波長帯と屈折率が近いことから、７８５ｎｍ波長帯においても透過する波長選択性回折素子を作製することができる。

以上説明をした本発明の実施形態である波長選択性回折素子においては、各素子の格子高さｄ_１、ｄ_２または格子形状を変化させることで回折効率を変ることができるので、３ビーム発生用素子またはホログラムビームスプリッタとして、好適な効率が得られる格子高さを用いればよい。また、波長選択性回折素子の凹凸部をブレーズド格子形状またはマルチレベル構造の階段状格子形状にすることにより、特定の次数の回折効率を高めて用いてもよい。回折角度についても、所望の回折角度となるような格子ピッチとすればよく、これらは従来の３ビーム発生用素子やホログラムビームスプリッタに用いられている手法をそのまま、波長選択性回折素子に採用できる。

さらに、本発明の組成物を重合してなる樹脂材料は、上述の回折素子以外に、その他の回折素子、レンズなどの光学素子に用いることができる。本樹脂材料はこれら光学素子の作製方法には限定されず、従来知られた方法であってよい。さらに、光学素子同士の積層や、光学部品の固定のための接着剤としても使用できる。
本発明の実施形態である樹脂材料は青色レーザに対する耐光性が優れていることから、光ピックアップ用途において好ましく用いられる。すなわち、本発明の実施形態である樹脂材料を用いた光学素子は、光記録媒体に情報を記録する、および／または、光記録媒体に記録された情報を再生する光ヘッド装置に適し、特にＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｋ）やＨＤＤＶＤ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）のような青色レーザを用いた光情報記録再生装置用の光ヘッド装置に好適である。具体的には、光ヘッド装置のレーザ光の光路中に好ましく配置される。また、従来高屈折率樹脂が必要とされたその他用途においても、好適に用いられる。

以下に、本発明の実施の形態である光ヘッド装置について説明する。
図４は、本発明の実施形態である光ヘッド装置の構成図である。この図に示すように、光ヘッド装置１１１は、レーザ光を出射する光源１１２と、波長選択性回折格子１１３と、レーザ光を透過するビームスプリッタ１１４と、レーザ光を平行化するコリメータレンズ１１５と、光ディスク１１６の記録層１１７に集光する対物レンズ１１８と、光ディスク１１６からの反射光を検出する光検出器１１９とを有する。光ヘッド装置１１１は、ＢＤなどに記録された情報を読み取る際のトラッキング制御において３ビームを用いる。波長選択性回折格子１１３は、３ビーム発生用回折格子であり、本発明の実施の形態である光学素子（図２の波長選択性回折格子１Ｂ）が適用される。

尚、図４では、光源１１２とビームスプリッタ１１４の間に波長選択性回折格子１１３が設けられているが、ビームスプリッタ１１４と対物レンズ１１８との間に波長選択性回折格子１１３を設けてもよく、光源１１２と対物レンズ１１８の間の光路中に波長選択性回折格子１１３を設ける構成であればよい。尚、図４のように波長選択性回折格子１１３を光源１１２とビームスプリッタ１１４の間に配置すれば、光ディスクからの反射光が波長選択性回折格子１１３で回折されないで光検出器１１９に導かれるため、光の利用効率が高くなり、好ましい。

光源１１２は、例えば半導体レーザダイオードで構成され、光ディスク１１６の種類に応じた波長のレーザ光を生成して波長選択性回折格子１１３に出射するようになっている。光源１１２には、通常の光ヘッド装置に使用される通常のレーザ光源が使用される。具体的には、半導体レーザが好適であるが、他のレーザであってもよい。本発明で得られる樹脂材料は、青色レーザに対する耐光性が良好であるので、青色レーザを光源として使用することにより、光ヘッド装置の大容量化が図れる。

本実施の形態では、レーザ光の波長を、例えば、４０５ｎｍ（波長λ_１）と６６０ｎｍ（波長λ_２）とする。尚、互いに異なる波長のレーザ光を出射する光源を複数備え、各光源から波長選択性回折格子１１３にレーザ光が出射される構成としてもよい。

波長選択性回折格子１１３は、波長λ_１のレーザ光を回折せずに透過した光（０次回折光）と、波長λ_１のレーザ光を回折した光（±１次回折光）とを含む３つのビームをビームスプリッタ１１４に出力する。さらに、波長選択性回折格子１１３は、波長λ_２のレーザ光を透過してビームスプリッタ１１４に出力する。
ビームスプリッタ１１４は、透過性の材料、例えば、ガラスまたはプラスチックなどで構成され、光ディスク１１６からの反射光を反射する反射面を備えている。
コリメータレンズ１１５も、透過性の材料、例えば、ガラスまたはプラスチックなどで構成され、入射したレーザ光を平行化するようになっている。

対物レンズ１１８は、所定の開口数ＮＡを有し、コリメータレンズ１１５からの入射光を光ディスク１１６の記録層１１７に集光し、記録層１１７からの反射光を捕捉するようになっている。
光検出器１１９は、レンズやフォトダイオードなどを含み、ビームスプリッタ１１４の反射面によって反射された光ディスク１１６からの反射光を電気信号に変換する。また、光検出器１１９は、波長λ_１の３ビームの反射光を受光し、０次回折光により生成された主ビームと、±１次回折光により生成された２つの副ビームとを受光し、２つの副ビーム間の光量差に基づいてトラッキングエラーを検出し、トラッキング制御部（図示せず）に出力する。

光ディスク１１６がＢＤである場合、光ヘッド装置１１１は次のように動作する。
まず、光源１１２から出射された波長λ_１の光は、波長選択性回折格子１１３によって出射光の一部が回折される。これにより、波長選択性回折格子１１３からは、０次回折光と±１次回折光を含む光が出射され、ビームスプリッタ１１４を透過してコリメータレンズ１１５によって平行光にされる。

コリメータレンズ１１５から出射された平行光は、対物レンズ１１８により、０次回折光と±１次回折光が３ビームとなって光ディスク１１６の情報記録トラック上に集光される。次に、光ディスク１１６によって反射された光は、再び対物レンズ１１８よりコリメータレンズ１１５を透過しビームスプリッタ１１４で反射されて、０次回折光により生成された主ビームと、±１次回折光により生成された２つの副ビームとが光検出器１１９の受光面に集光される。そして、光検出器１１９によって、２つの副ビーム間の光量差に基づいてトラッキングエラー信号が検出され、トラッキング制御部（図示せず）に出力される。

光ディスク１１６がＤＶＤである場合には、光ヘッド装置１１１は次のように動作する。
まず、光源１１２から出射された波長λ_２の光は、波長選択性回折格子１１３で回折されることなく透過した後、さらにビームスプリッタ１１４を透過して、コリメータレンズ１１５で平行光にされる。その後、この平行光は、対物レンズ１１８によって光ディスク１１６の情報記録トラック上に集光される。そして、光ディスク１１６で反射された光は、再び対物レンズ１１８とコリメータレンズ１１５を透過し、ビームスプリッタ１１４で反射されて光検出器１１９の受光面に集光される。

以上述べたように、本発明の重合性化合物を含む組成物を硬化し、得られる樹脂材料を使用した光学素子を用いることにより、大容量化に適した高信頼の光ヘッド装置を構成することができる。

以下、本発明の実施形態について、実施例をあげて具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に何ら制限されるものではない。

実施例１
＜重合性化合物Ａの合成＞
重合性化合物Ａ

重合性化合物Ａは、下記の合成スキームに示す方法により合成した。

以下、重合性化合物Ａを合成する上記合成スキームの各工程について詳細に説明する。
[化合物Ａ―１の合成（工程１−１）]
テトラヒドロフラン（以下、ＴＨＦと記載）１００ｍｌに４−ブロモフェノールを１８ｇ（１０５ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン（ＮＥｔ_３）を１２．７ｇ（１２６ｍｍｏｌ）、それぞれ溶解させて攪拌し、１０分かけてゆっくりとt−ブチルジメチルクロロシラン（ｔ−ＢｕＭｅ_２ＳｉＣｌ）２３．６ｇ（１５７ｍｍｏｌ）のＴＨＦ溶液（１５０ｍｌ）を滴下して室温で１２時間反応させた。その後、水、ジクロロメタンを加え、有機層を抽出し、硫酸マグネシウムを加えて十分に乾燥させた後、溶媒を留去させた。酢酸エチル/ヘキサンでカラムクロマトグラフィーによって精製を行い、無色透明液体の化合物Ａ−１を３３g得た。収率８６％であった。

[化合物Ａ−２の合成（工程１−２)]
ＴＨＦ４００ｍｌに化合物Ａ−１を１０ｇ（３５ｍｍｏｌ）溶解させ、窒素雰囲気下、−７８℃にて攪拌をし、１．６ｍｏｌ／ｌのｎ−ブチルリチウム（ｎ−ＢｕＬｉ）ヘキサン溶液２２ｍｌ（３５ｍｍｏｌ）を２０分程度かけてゆっくりと滴下した。−７８℃にて６０分の反応の後、ジフェニルジクロロシラン（Ｐｈ_２ＳｉＣｌ_２）３．６ｍｌ（１７ｍｍｏｌ）を５分程度かけてゆっくりと滴下した。室温にて１５時間反応させた後、水、ジクロロメタンを加え、有機層を抽出し、硫酸マグネシウムを加えて十分に乾燥させた後、溶媒を留去させた。酢酸エチル／ヘキサンでカラムクロマトグラフィーによって精製を行い、白色固体の化合物Ａ−２を５．２ｇ得た。収率は５０％であった。

[化合物Ａ−３の合成（工程１−３)]
ＴＨＦ１００ｍｌに化合物Ａ−２を５．２ｇ（８．７ｍｍｏｌ）と、テトラブチルアンモニウムフルオリド（ＴＢＡＦ）５．５ｇ（２１ｍｍｏｌ）を溶解させ、室温にて１５時間攪拌した。その後、水、ジクロロメタンを加え、有機層を抽出し、硫酸マグネシウムを加えて十分に乾燥させた後、溶媒を留去させた。酢酸エチル／ヘキサンでカラムクロマトグラフィーによって精製を行い、白色固体の化合物Ａ−３を１．５ｇ得た。収率は４７％であった。

[重合性化合物Ａの合成（工程１−４)]
Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）１００ｍｌに化合物Ａ−３を１．５ｇ（４．１ｍｍｏｌ）と、エピクロロヒドリン３．７ｇ（４１ｍｍｏｌ）と、炭酸カリウム（Ｋ_２ＣＯ_３）５．６ｇ（４１ｍｍｏｌ）とを加えて攪拌し、８０℃で７時間反応させた。その後、水、ジクロロメタンを加え、有機層を抽出し、硫酸マグネシウムを加えて十分に乾燥させた後、溶媒を留去させた。酢酸エチル／ヘキサンでカラムクロマトグラフィーによって精製を行い、無色透明で粘張な重合性化合物Ａ、ビス（４-（２，３-エポキシプロポキシ）フェニル）ジフェニルシランを０．５８ｇ得た。収率は３０％であった。以下、得られた重合性化合物Ａの^１Ｈ−ＮＭＲスペクトルのスペクトルデータを示す。

重合性化合物Ａの^１Ｈ−ＮＭＲスペクトル（溶媒：ＣＤＣｌ_３、内部標準：テトラメトキシシラン（ＴＭＳ））のスペクトルデータは、δ(ｐｐｍ)：２．５６（１Ｈ，ｓ），２．７５（１Ｈ，ｄｄ），２．９０（１Ｈ，ｄｄ），３．９９（１Ｈ，ｄｄ），４．２１（１Ｈ，ｄｄ），６．９３−６．９５（２Ｈ，ｄ），７．３８−７．５６（１８Ｈ，ｍ）であった。

実施例２
＜重合性化合物Ｂの合成＞
重合性化合物Ｂ

重合性化合物Ｂは、下記の合成スキームに示す方法により合成した。

以下、重合性化合物Ｂを合成する上記合成スキームの各工程について詳細に説明する。
[化合物Ｂ−１の合成（工程２−１）]
ＤＭＦ４００ｍｌに４−ブロモフェノール３５ｇ（２０４ｍｍｏｌ）、エピクロロヒドリン７４．９ｇ（８１４ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム（Ｋ_２ＣＯ_３）１１２．４ｇ（８１４ｍｍｏｌ）を加えて攪拌し、１００℃で１２時間反応させた。その後、水、ジクロロメタンを加え、有機層を抽出し、硫酸マグネシウムを加えて十分に乾燥させた後、溶媒を留去させた。酢酸エチル／ヘキサンでカラムクロマトグラフィーによって精製を行い、白色固体の化合物Ｂ−１を３８ｇ得た。収率８２％であった。

[重合性化合物Ｂの合成（工程２−２）]
ＴＨＦ１５０ｍｌに化合物Ｂ−１を５ｇ（２２ｍｍｏｌ）溶解させ、窒素雰囲気下、−７８℃にて攪拌をし、１．６ｍｏｌ／ｌのｎ−ブチルリチウム（ｎ−ＢｕＬｉ）ヘキサン溶液１５ｍｌ（２４ｍｍｏｌ）を２０分程度かけてゆっくりと滴下した。−７８℃にて６０分の反応の後、テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ_４）０．５９ｍｌ（５．２ｍｍｏｌ）を５分程度かけてゆっくりと滴下した。室温にて１５時間反応させた後、水、ジクロロメタンを加え、有機層を抽出し、硫酸マグネシウムを加えて十分に乾燥させた後、溶媒を留去させた。酢酸エチル／ヘキサンでカラムクロマトグラフィーによって精製を行い、無色透明で粘張な銃合性化合物Ｂ、テトラキス（４-（２，３-エポキシプロポキシ）フェニル）シランを０．９０ｇ得た。収率は２７％であった。

重合性化合物Ｂの^１Ｈ−ＮＭＲスペクトル（溶媒：ＣＤＣｌ_３、内部標準：ＴＭＳ）のスペクトルデータは、δ（ｐｐｍ）：２．７４（１Ｈ，ｄ），２．８８（１Ｈ，ｄ），３．３０（１Ｈ，ｄ），3．９４（１Ｈ，ｄ），４．２１（１Ｈ，ｄｄ），６．９３−６．９５（２Ｈ，ｄ），７．５３（２Ｈ，ｄ）であった。

実施例３
＜重合性化合物Ｃの合成＞
重合性化合物Ｃ

重合性化合物Ｃは、上記した重合性化合物Ａの合成スキームにおける工程１−１において、４−ブロモフェノールを用いる代わりに３−ブロモフェノールを用いる以外は同様にして、合成を行った。その結果、無色透明で粘張な重合性化合物Ｃ、（ビス（３-（２，３-エポキシプロポキシ）フェニル）ジフェニルシラン）を得た。化合物Ｃの^１Ｈ−ＮＭＲスペクトル（溶媒：ＣＤＣｌ_３、内部標準：ＴＭＳ）のスペクトルデータは、δ（ｐｐｍ）：２．５６（１Ｈ，ｓ），２．７５（１Ｈ，ｄｄ），２．９０（１Ｈ，ｄｄ），３．９９（１Ｈ，ｄｄ），４．２１（１Ｈ，ｄｄ），６．９３−６．９５（２Ｈ，ｄ），７．０５−７．５６（１８Ｈ，ｍ）であった。

実施例４
＜重合性化合物Ａを用いた組成物の調整、および樹脂材料の作製とその光学評価＞
重合性化合物Ａを１００重量部、硬化剤として４-メチルヘキサハイドロフタル酸無水物（以下、ＭｅＨＨＰＡと表記、東京化成工業株式会社製）を６４重量部（０．９エポキシ等量）、ジアザビシクロウンデセン（以下、ＤＢＵと表記、Ａｌｄｒｉｃｈ社製）を３．８重量部（０．０５エポキシ等量）加え、加熱しながら均一になるまで攪拌した。一方、直径１０μｍのガラスビーズを混ぜた接着剤を用いて２枚のガラス板を角４箇所で留めて張り合わせ、上下ガラス基板間隔を該１０μｍとした空のガラスセルを作製した。そして、その空セルの中（すなわち、ガラス基板間）に、上記組成物を液体状態で注入した。続いて、ガラスセルを１２０℃で２時間、さらに１５０℃で２時間加熱することによって、ガラスセル内の組成物を硬化させた。その後、２枚のガラス板の一方を剥離し、片側に硬化した本実施例に係る樹脂材料が付いた試験片を得た。プリズムカプラ（Ｍｅｔｒｉｃｏｎ社製：Ｍｏｄｅｌ２０１０）を用い、３０℃で波長４０４ｎｍにおける屈折率を測定したところ１．６０１であった。さらに波長６３３ｎｍおよび７９１ｎｍの屈折率を測定し、
Ｃａｕｃｈｙの式：（ｎ（λ））^２＝Ａ＋Ｂ／λ^２＋Ｃ／λ^４
（ｎは屈折率、λは波長、Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞれ定数）
を用いて、波長５８９ｎｍの屈折率（ｎ_ｄ）とアッベ数（ν_ｄ）を算出したところ、ｎ_ｄ＝１．５７、ν_ｄ＝３１であり、高屈折率な樹脂であることが確認できた。

実施例５
＜重合性化合物Ｂを用いた組成物の調整、および樹脂材料の作製と光学評価＞
重合性化合物Ｂを１００重量部、ＭｅＨＨＰＡを９７重量部（０．９エポキシ等量）、ＤＢＵを２．４重量部（０．０５エポキシ等量）加える以外は実施例４と同様にして、本実施例に係る重合性化合物Ｂを用いた樹脂材料の試験片を作製した。実施例４の欄に記載の方法で、３０℃で波長４０４ｎｍにおける屈折率を測定したところ１．５７５、また、ｎ_ｄ＝１．５５、ν_ｄ＝３５であり、高屈折率な樹脂であることが確認できた。

実施例６
＜重合性化合物Ｃを用いた組成物の調整、および樹脂材料の作製と光学評価＞
重合性化合物Ｃを１００重量部、ＭｅＨＨＰＡを６４重量部（０．９エポキシ等量）、ＤＢＵを３．８重量部（０．０５エポキシ等量）加える以外は実施例４と同様にして、本実施例に係る重合性化合物Ｃを用いた樹脂材料の試験片を作製した。３０℃で波長４０４ｎｍにおける屈折率を測定したところ１．５９９、また、ｎ_ｄ＝１．５７、ν_ｄ＝３１であり、高屈折率な樹脂であることが確認できた。

実施例７
＜重合性化合物Ａ、ＢおよびＣをそれぞれ用いた樹脂材料の耐光性評価サンプルである積層体Ａ、ＢおよびＣの作製＞
波長４０６ｎｍの光の反射率が０．５％未満となる反射防止膜が一方の表面にコーティングされた一対のガラス基板を用い、そのコーティング面と反対の面を互いに対向させ、基板間ギャップが２０μｍとなるようにし、その他の方法は上記実施例４の場合と同様の方法で空のガラスセルを作製した。そして、その空セルの中（上下基板の間）に、上記実施例４〜６記載の方法と同様にして、重合性化合物Ａ、ＢおよびＣを用いた樹脂材料をそれぞれ形成した。そして、表面が上記特性の反射防止膜でコーティングされた一対のガラス基板によって、重合性化合物Ａ、ＢおよびＣをそれぞれ用いた樹脂材料が挟持されてなる積層体Ａ、積層体Ｂおよび積層体Ｃを得た。

実施例８
＜積層体Ａ、ＢおよびＣの耐光性評価＞
実施例７で得られた積層体Ａ、Ｂ、およびＣに対し、８０℃の温度条件下にて、発振波長４０６ｎｍのレーザ光を５０ｋＪ／ｍｍ^２照射した。照射前後で透過率を測定したところ、波長４０６ｎｍにおける透過率変化△Ｔ（照射前透過率−照射後の透過率）は、何れの積層体についても１％未満であった。

比較例１
＜化合物Ｄの合成＞
化合物Ｄ

本発明の比較例として、非特許文献３に記載の方法にしたがい、化合物Ｄ、４−（２，３−エポキシプロポキシフェニル）トリフェニルシランを合成した。化合物Ｄは白色固体であった。化合物Ｄの^１Ｈ−ＮＭＲスペクトル（溶媒：ＣＤＣｌ_３、内部標準：ＴＭＳ）のスペクトルデータは、δ（ｐｐｍ）：２．５６（１Ｈ，ｓ），２．７５（１Ｈ，ｄｄ），２．９０（１Ｈ，ｄｄ），３．９９（１Ｈ，ｄｄ），４．２１（１Ｈ，ｄｄ），６．９３−６．９５（２Ｈ，ｄ），７．０５−７．５６（１７Ｈ，ｍ）であった。

比較例２
＜化合物Ｄを用いた樹脂材料の作製とその評価＞
実施例４において記載の重合性化合物Ａを用いた樹脂材料の試験片の作製方法と同様に、化合物Ｄを１００重量部、ＭｅＨＨＰＡを３８．３重量部（０．９エポキシ等量）、ＤＢＵを１．７９重量部（０．０５エポキシ等量）用い、それ以外の方法は実施例４の場合と同様にして、化合物Ｄを用いた樹脂材料の試験片を作製した。化合物Ｄを用いた組成物の硬化物である樹脂材料の試験片には、多数のクラックが発生し、光学用樹脂材料として用いることができなかった。

比較例３
＜エピコート８２８を用いた樹脂材料の作製とその光学評価＞
ジャパンエポキシレジン社製のビスフェノールＡ型エポキシ樹脂材である商品名「エピコート８２８」を１００重量部、ＭｅＨＨＰＡを８２重量部（０．９エポキシ等量）、ＤＢＵを４．１重量部（０．０５エポキシ等量）用い、それ以外の方法は実施例４の場合と同様にして、「エピコート８２８」を用いた樹脂材料の試験片を作製した。実施例４に記載の方法で、３０℃で波長４０４ｎｍにおける屈折率を測定したところ１．５６２、また、ｎ_ｄ＝１．５４、ν_ｄ＝３７であり、高屈折率な樹脂であることが確認できた。

比較例４
＜「エピコート８２８」を用いた樹脂材料の耐光性評価サンプルである積層体Ｅの作製＞
実施例７に記載した方法に従い、同様の反射防止膜をコーティングされた一対のガラス基板を用い、比較例３記載の方法と同様にして「エピコート８２８」を用いた樹脂材料を当該ガラス基板間に作製して、実施例７に記載の積層体Ａ〜Ｃと同様の構造の積層体Ｅを得た。

比較例５
＜積層体Ｅの耐光性評価＞
比較例４で得られた積層体Ｅに対し、実施例８で示した方法に従う耐光性評価を行った。発振波長４０６ｎｍのレーザ光を５０ｋＪ／ｍｍ^２照射した。照射前後で透過率を測定したところ、波長４０６ｎｍにおける透過率変化△Ｔ（照射前透過率−照射後の透過率）は、約７％であった。積層体Ａ、ＢおよびＣの場合に比べ、「エピコート８２８」を用いた樹脂材料からなる積層体Ｅでは透過率変化△Ｔは顕著に大きかった。

以上の評価結果の一覧を表１にまとめて示す。表１には、エポキシ化合物として本発明の実施例である重合性化合物Ａ（実施例４）、重合性化合物Ｂ（実施例５）、重合性化合物Ｃ（実施例６）を用いた樹脂材料について、クラック発生の有無、屈折率（ｎ_ｄ）、アッベ数（ν_ｄ）、および対応する上記積層体Ａ〜Ｃ（実施例７）の透過率変化△Ｔ（耐光性ΔＴ）をまとめた。そして、併せて、本発明の比較例である化合物Ｄ（比較例２）および「エピコート８２８」（比較例５）用いた樹脂材料について、クラック発生の有無、屈折率（ｎ_ｄ）、アッベ数（ν_ｄ）、および対応する上記構造の積層体Ｅ（比較例４）の耐光性（耐光性ΔＴ）をまとめた。
この表１に示す評価結果から、本発明の重合性化合物はクラックを発生することなく樹脂材料を実現することができ、クラックの発生なく成膜が可能であることがわかった。そしてさらに、本発明の樹脂材料は、高屈折率であるにも関わらず、耐光性にも優れることがわかった。

本発明の重合性化合物を用いて実現された樹脂材料は光学用途に好適であり、光学フィルム、レンズ、光ディスクや光ピックアップ用の光学素子など、高屈折率材料が必要とされる用途に用いることができる。そして、さらに耐光性に優れているので、光照度が強い用途や青色レーザが使用される用途において、好適に用いることができる。

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１１３ 波長選択性回折素子
１１Ａ、１４Ａ、１１Ｂ、１４Ｂ、１１Ｃ、１６Ｃ、１７Ｃ 透明基板
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１５Ｃ 回折格子
１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１４Ｃ 充填部材
１１１ 光ヘッド装置
１１２ 光源
１１４ ビームスプリッタ
１１５ コリメータレンズ
１１６ 光ディスク
１１７ 記録層
１１８ 対物レンズ
１１９ 光検出器

Claims (10)

1. ケイ素と４つの環基が直接または酸素を介して結合した下記式（１）で表されることを特徴とする重合性化合物。
   
   
   （式（１）において、Ａ^１、Ａ^２、Ａ^３、およびＡ^４はそれぞれ独立して−（Ｏ）_ｍ−Ｘであり、４個のｍはそれぞれ独立して０または１を表し、４個のＸはそれぞれ独立して、フェニル基、シクロヘキシルフェニル基およびフェニルシクロヘキシル基のいずれかの環基であり、且つ、その環基はＡ^１〜Ａ^４で合計して少なくとも２個の水素原子が下記式（２）で表される置換基で置換されており、且つ、Ａ^１〜Ａ^４でそれぞれ独立して環基の残りの水素原子の一部または全部の水素原子がメチル基、メトキシ基、フッ素原子、トリフルオロメチル基またはトリフルオロメトキシ基に置換されていてもよく、
   
   Ｗ−Ｙ− （２）
   
   式（２）中のＹは、単結合または炭素数１〜１２のアルキレン基を表し、そのアルキレン基の一部または全部の水素原子がフッ素原子またはヒドロキシ基に置換されていてもよく、そのアルキレン基の隣接する炭素−炭素結合の間または環基と結合する末端に酸素原子を有していてもよく、Ｗはエポキシ基、オキセタン基またはエポキシシクロヘキシル基を表し、Ｗの基の一部または全部の水素原子がフッ素原子に置換されていてもよい。）
2. Ｘは、置換基を有していてもよいフェニル基であることを特徴とする請求項１に記載の重合性化合物。
3. Ｙは、Ｃ_ｑＨ_２ｑＯで表されるアルキレンオキシ基であって、ｑは１〜６の整数であることを特徴とする請求項１または２に記載の重合性化合物。
4. Ａ^１〜Ａ^４でＸの有する、式（２）で表される置換基の数の総和が２〜４であることを特徴とする請求項３に記載の重合性化合物。
5. 上記式（２）のＷがエポキシ基であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の重合性化合物。
6. Ａ^１〜Ａ^４の全てにおいて、その環基が置換基を有していてもよいフェニル基であり、且つ、ｍが０であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の重合性化合物。
7. 請求項1〜６のいずれか１項に記載の化合物を含むことを特徴とする組成物。
8. 請求項７に記載の組成物を硬化してなる樹脂材料。
9. 請求項８に記載の樹脂材料を用いてなる光学素子。
10. 請求項９に記載の光学素子を用いてなる光ヘッド装置。