光學材料和光學元件制造技術

本發明專利技術提供具有高透射率、高折射率、低阿貝常量、高二次色散特性和低吸水率的光學材料。該光學材料包括混合物的聚合物，該混合物含有：由以下通式（１）表示的含硫化合物，由以下通式（２）表示的含硫化合物，和能量聚合引發劑，其中由通式（２）表示的含硫化合物的含量為１０重量％－６０重量％，該混合物的聚合物的阿貝常量（ｖｄ）滿足１８＜ｖｄ＜２３，并且其二次色散特性（θｇ，Ｆ）滿足０．６８＜θｇ，Ｆ＜０．６９。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及光學材料和光學元件，更具體地說，涉及適合形成用于照相機的攝像光學系統的光學元件的光學材料。
技術介紹
目前為止，校正只包括折射系統的光學系統的色差的方法的實例是使用具有不同色散特性的玻璃材料的組合的方法。例如，望遠鏡的物鏡包括由阿貝常量(v d)大的玻璃材料制成的正透鏡和具有小阿貝常量的玻璃材料制成的負透鏡。將正透鏡和負透鏡的組合用于校正軸向色差。但是，可使用的透鏡的光學常量的范圍有限。因此，當透鏡結構或透鏡的數目有限或者當使用的玻璃材料有限時，可能無法充分地校正色差。因此，為了使透鏡的光學常量的范圍變寬，已知控制折射率和阿貝常量(v d )以得到具有高折射率和低阿貝常量的玻璃材料的方法。此外，美國專利No. 5， 847， 877和美國專利No. 6， 870， 677公開在通過施加熱或光而得到所需形狀方面優異的熱固性樹脂或光固性樹脂或者用于擠出成型的熱塑性樹脂已用作包括有機化合物的光學材料。當制造色差校正功能上優異并且具有非球面形狀的光學元件時，在用作基材的球面玻璃上成型光固性樹脂、熱固性樹脂或熱塑性樹脂的情況與將光學玻璃用作材料的情況相比在大量生產性、加工性和成型性上更優異。但是，通常各自具有高折射率和小阿貝常量的塑料樹脂和固化性樹脂產生黃變。即，由于基本分子結構、因加工過程中加熱或能量例如紫外光的照射引起的樹脂分解、或反應過程中分子結構的變化，樹脂產生黃變。要求用于光學元件的有機光學材料滿足光學特性并且同時更為透明。要求通過替代光學玻璃而成型樹脂所得到的許多光學元件除了高透射率和優異的光學特性以外，還具有足以得到這些性能的環境可靠性。特別地，存在的問題是，當光學特性因成型樹脂的吸水而變化或者當元件形狀因吸水引起的膨脹而改變時，無法得到所需元件性能。為了解決該問題，已開發了主要具有脂環骨架的低吸水樹脂并且其已可商購。但是，在具有脂環分子結構的材料中，在目前的情況下尚未得到滿足光學元件所需的各種光學特性的材料。同時，本專利技術的專利技術人發現對于提供具有色差校正功能的光學元件，不僅高折射率和低阿貝常量而且二次色散特性(6g， F)是重要的材料性能。即，具有大于通用材料的二次色散特性(折射率異常色散特性)的材料對于光學設計中色差校正非常有效。圖1A是表示作為光學材料可商購的各個材料中阿貝常量vd和二次色散特性6g， F之間關系的坐標圖。圖1A中，縱坐標表示二次色散特性6g, F并且橫坐標表示阿貝常量vd。圖1B是表示作為光學材料可商購的各個材料中阿貝常量vd和折射率nd之間關系的坐標圖。圖1B中，縱坐標表示折射率nd并且橫坐標表示阿貝常量vd。在具有圖1A和1B中所示關系的光學材料中，具有高折射率、低阿貝常量和高二次色散特性的光學材料的實例包括UVIOOO (由Mitsubishi Chemical Corporation生產)、MPV (由Sumitomo SeikaChemicals Co. ， Ud,生產)和Vinylcarbazole (由Tokyo ChemicalIndustry Co. ， Ltd.生產)。UV1000具有較高的透明性，但其吸水性寸氐，因此其可靠性不足。MPV或Vinylcarbazole的吸水性相對優異，但鑒于因黃變而著色其可靠性不足。
技術實現思路
已完成本專利技術以解決如上所述的問題。本專利技術的目的是提供具有高透射率、高折射率、低阿貝常量vd、高二次色散特性eg， f(折射率異常色散特性)和低吸水率的光學材料。本專利技術的另一目的是提供固化膜、光學元件和光學系統，它們均使用上述的光學材料。4[OOll]為了實現上述目的，本專利技術提供光學材料，其包括混合物 的聚合物，該混合物含有由下述通式(1)表示的含硫化合物；由下 述通式(2)表示的含疏化合物；和能量聚合引發劑，其中由通式(2) 表示的含硫化合物的含量為10重量％-60重量％，該混合物的聚合物的 阿貝常量vd滿足18〈vd〈23，并且其二次色散特性6g， F滿足0. 68< 6 g， F<0. 69，通式(1):<formula>formula see original document page 5</formula>其中l是-X廣C0CR產CH2或-X廣CH-CH2， 112是H或CH3， X!是0或S， 并且n是1-4的整數， 通式(2):其中R3是-S-CH-CH2或-CH=CH2。件，其中該光學元件、J l:5mm厚度下對于波長430nm的二的內部透射 率大于80%且小于99%。由以下參照附圖對示例性實施方案的說明，本專利技術進一步 的特征變得清楚。附圖說明圖1A是表示各常規光學材料中阿貝常量和二次色散特性之間關系的分布坐標圖。圖1B是表示各常規光學材料中阿貝常量和折射率之間關 系的分布坐標圖。圖2A、 2B、 2C和2D是表示實施例1中制造成型部件的方 法的工序圖。圖3A是根據實施例1-3和比較例1和2的各光學材料中阿 貝常量和二次色散特性之間關系的分布坐標圖。圖3B是根據實施例1-3和比較例1和2的各光學材料中阿 貝常量和折射率之間關系的分布坐標圖。具體實施例方式根據本專利技術的光學材料包括混合物的聚合物，該混合物 含有由下述通式(1)表示的含硫化合物、由下述通式(2)表示的含 硫化合物和能量聚合引發劑。由通式(2)表示的含硫化合物的含量為 10重量％-60重量％。該混合物的聚合物的折射率nd優選地滿足 1. 64<nd<l. 69，更優選地1. 65<nd<l. 68。其阿貝常量vd優選地滿足 18<vd<23，更優選地19< vd<22。其二次色散特性6g， F優選地滿足 0. 68<6g， F<0. 69,更優選地0. 683< 6 g， F<0. 687。通式(1 ):oo其中RHC0CR2=CIHX「CH=CH2， 112是H或CH X!是0或S， 并且n是1-4的整數。通式(2 ):其中R3是-S-CH-CH2或-CH-CH2。根據本專利技術的光學材料，主要引起吸水率增加的砜骨架或 丙烯酸骨架的含量和主要引起黃變的硫醚骨架的含量通過分子結構來 最佳地控制。因此，可以制造具有較少黃變、高透射率和對應于低吸 水性的優異的環境可靠性的化合物。該混合物的聚合物的吸水率優選地為0. 2%-0. 5%。通過固 化在基材上形成的根據本專利技術的光學材料的膜而得到的厚度1. 5mm的固化膜的情況下，對于波長0nm的光的內部透射率大于80%且小于 99%。本專利技術中，阿貝常量vd和二次色散特性6g， F由以下表 達式表示。〖0025]阿貝常量(v d) - (nd-l) / (nF-nC) 二次色散特性(6 g， F) = (ng-nF) / (nF-nC) 其中ng是對應于g線的波長435. 8nm下的折射率，nF是對應于F 線的波長486. lnm下的折射率，nd是對應于d線的波長587. 6nm下的 折射率，和nC是對應于C線的波長656. 3nm下的折射率。根據本專利技術的光學材料的各自的物理性能值例如折射率、 阿貝常量和二次色散特性是通過在將光學材料固化的狀態下測定而得 到的值。通常在將液體光學材料夾在兩個本文檔來自技高網...

【技術保護點】
光學材料，其包括以下混合物的聚合物：　由以下通式（１）表示的含硫化合物：　＊＊＊　（１）　其中Ｒ↓［１］是－Ｘ↓［１］－ＣＯＣＲ↓［２］＝ＣＨ↓［２］或－Ｘ↓［１］－ＣＨ＝ＣＨ↓［２］，Ｒ↓［２］是Ｈ或ＣＨ↓［３］，Ｘ↓ ［１］是Ｏ或Ｓ，并且ｎ是１－４的整數；　由以下通式（２）表示的含硫化合物：　＊＊＊　（２）　其中Ｒ↓［３］是－Ｓ－ＣＨ＝ＣＨ↓［２］或－ＣＨ＝ＣＨ↓［２］；和　能量聚合引發劑，　其中由通式（２）表示的含硫化合 物的含量為１０重量％－６０重量％，該混合物的聚合物的阿貝常量νｄ滿足１８＜νｄ＜２３，并且其二次色散特性θｇ，Ｆ滿足０．６８＜θｇ，Ｆ＜０．６９。

【技術特征摘要】
JP 2008-9-22 2008-243191;JP 2009-8-27 2009-1974191.光學材料，其包括以下混合物的聚合物由以下通式(1)表示的含硫化合物其中R1是-X1-COCR2＝CH2或-X1-CH＝CH2，R2是H或CH3，X1是O或S，并且n是1-4的整數；由以下通式(2)表示的含硫化合物其中R3是-S-CH＝CH2或-CH＝CH2；和能量聚合引發劑，其中由通式(2)表示的含硫化合...

【專利技術屬性】
技術研發人員：巖佐英史，木曾盛夫，齋藤輝伸，西口敏司，
申請(專利權)人：佳能株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]