固化物和使用该固化物的光学元件、衍射光学元件、光学仪器和成像装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供固化物和使用该固化物的光学元件、衍射光学元件、光学仪器和成像装置。固化物含有分散剂、无机颗粒和为可固化树脂的聚合或共聚合产物的树脂。分散剂含有由式R‑X表示的化合物，其中R表示在其分子末端处具有丙烯酰氧基基团或甲基丙烯酰氧基基团的基团，并且X表示羧基基团。分散剂含量为相对于100体积份该固化物10体积份至20体积份。可固化树脂含有至少一种具有N个可聚合反应基团的单体，其中N表示2或更大的整数。至少一种单体的比例为相对于100体积份该固化物25体积份至76体积份。

Solidified object and optical elements, diffractive optical elements, optical instruments and imaging devices using the solidified object

The invention provides a solidified object and an optical element, a diffractive optical element, an optical instrument and an imaging device using the solidified object. The solidified product contains dispersant, inorganic particles and resin which is the product of polymerization or copolymerization of curable resin. The dispersant comprises a compound represented by formula R \u2011 x, wherein R represents a group having a acryloyloxy group or a METHYLACRYLOYLOXY group at the end of its molecule, and X represents a carboxyl group. The dispersant content is 10 to 20 parts by volume of the solidified product relative to 100 parts by volume. The curable resin contains at least one monomer having N polymerizable reaction groups, where n is an integer of 2 or greater. The proportion of at least one monomer is 25 to 76 parts by volume of the cured product relative to 100 parts by volume.

【技术实现步骤摘要】
固化物和使用该固化物的光学元件、衍射光学元件、光学仪器和成像装置
本公开内容涉及使用于成像装置例如静态相机和摄像机的透镜和其他光学元件的固化物。
技术介绍
具有有机材料和无机材料两者特征的有机/无机复合材料表现出无机材料或有机材料不具有的物理性质，并且因此被期望使用在各种领域中。特别在光学领域中，通过在纳米量级上组合有机材料和无机材料而制备的纳米复合材料被期望作为光学材料。已知通过在树脂(其为有机材料)中分散粒径在纳米量级上的无机颗粒实现了仅通过有机材料不能实现的物理性质。特别地，树脂组合物的固化物(其中分散有具有高折射率的无机材料例如氧化锆或氧化钛的颗粒)与已知的可固化树脂的固化物一样是可行的，并且允许有利的光折射。因此，期待使用这样的固化物用于光学元件使光学元件小型化并改进光学元件的性能。例如，日本专利公开号2009-46658公开了包括树脂组合物的固化物(树脂层)的光学元件，其中在树脂中分散经表面处理以防止颗粒聚集的无机颗粒。然而，已知的衍射光学元件的树脂经常吸收水。树脂的吸水可使光学元件的光学性质变化。
技术实现思路
根据本公开内容的一个方面，提供了含有分散剂、无机颗粒和为可固化树脂的聚合或共聚合产物的树脂的固化物。分散剂含有由式R-X表示的化合物，其中R表示在其分子末端处具有丙烯酰氧基基团或甲基丙烯酰氧基基团的基团，并且X表示羧基基团。分散剂含量为相对于100体积份该固化物10体积份至20体积份。可固化树脂含有至少一种具有N个(N是2或更大的整数)可聚合反应基团的单体，并且该至少一种单体的比例为相对于100体积份该固化物25体积份至76体积份。根据参考附图的示例性实施方案的以下描述，本公开内容另外的特征将变得明显。附图说明图1是根据本公开内容实施方案的光学元件的示意图。图2A至2C是根据本公开内容实施方案的光学元件的制备方法的说明性示意表示。图3是根据本公开内容实施方案的衍射光学元件的示意图。图4A至4D是根据本公开内容实施方案的衍射光学元件的制备方法的说明性示意表示。图5A至5D是用于折射率和光散射测量的光学元件的制备方法的说明性示意表示，该光学元件包括待经受测量的本文公开的固化物。图6A至6D是用于吸湿性膨胀测量的光学元件的制备方法的说明性示意表示，该光学元件包括待经受测量的本文公开的固化物。图7是根据本公开内容实施方案的光学仪器(opticalapparatus)的示意图。具体实施方式现在将详细描述本公开内容的实施方案。第一实施方案固化物根据第一实施方案的固化物在高温高湿环境中体积变化不大，并且因此适合于光学用途。本实施方案的固化物含有分散剂、无机颗粒和为可固化树脂的聚合或共聚合产物的树脂。通过使树脂组合物固化以聚合或共聚合可固化树脂来制备固化物。本文使用的术语“树脂组合物”是指待固化的材料，其由固化物的原材料组成。可固化树脂可固化树脂在室温下为液体并且可通过使用聚合引发剂例如光聚合引发剂或热聚合引发剂的自由基生成机制来固化。本文使用的可固化树脂可以是但不限于丙烯酸系树脂、甲基丙烯酸系树脂、乙烯基树脂、或环氧基树脂。可固化树脂可为单一组分或两种或更多种可固化树脂的混合物。在一个实施方案中，因为其有利的光学性质，可使用(甲基)丙烯酸系树脂。对于(甲基)丙烯酸系树脂而言，可使用具有可聚合反应基团例如丙烯酸酯基团或甲基丙烯酸酯基团的化合物的单体或低聚物。有利地，该单体或低聚物可与其中分散了无机颗粒的溶剂或介质和分散剂混溶。单体是含有不饱和基团的有机化合物并且没有其他限制，所述不饱和基团具有一个或多个双键或三键。含有一个或多个不饱和基团的单体或低聚物的实例包括单官能的丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯，例如1,4-二乙烯基环己烷、1，4-环己烷二甲醇二乙烯基醚、4,4-二甲基庚-1-烯-6-炔(4,4-dimethylhept-1-en-6-yne)、二乙烯基苯、1,6-二乙烯基萘、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺、乙氧基化双酚A二乙烯基醚、丙氧基化双酚A二乙烯基醚、聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯和苯氧乙基(甲基)丙烯酸酯；和聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、和三(丙烯酰氧乙基)异氰脲酸酯。本实施方案中使用的可固化树脂含有至少一种具有N个(N是2或更大的整数)可聚合反应基团的单体。该至少一种单体的比例为相对于100体积份该固化物25体积份至76体积份。当单体的比例在这样的范围内以及分散剂含量在本文之后描述的范围内时，所得固化物难以散射光并且表现出减小的吸湿性体积膨胀。本专利技术人使用在日本专利公开号2009-46658中公开的树脂组合物的固化物用于光学元件。当将光学元件放置在高温高湿环境中时，光学元件的光学性质劣化。其机制如下所述。由于树脂组合物中含有的分散剂具有亲水基团(例如羟基、羧基或氨基)，所以没有被吸附至无机颗粒的剩余分散剂结合至空气中的水。与水结合的分散剂引起树脂组合物的固化物吸水，导致体积提高。树脂组合物的固化物的这种体积提高或体积膨胀引起光学元件的光程长度从预期光程长度偏离，因此影响光学元件的聚光性质。这是光学性质劣化的原因。与此相对，在本实施方案的固化物中，由单体(一种或多种)形成的固化组分在分散剂存在下无机颗粒被有利分散的状态下起到形成交联的作用。因此减小固化物的体积膨胀。然而，如果单体(一种或多种)的比例小于相对于100体积份该固化物25体积份，则固化物的可加工性差。如果单体(一种或多种)的比例大于76体积份，则固化物中无机颗粒的含量相对减小，并且固化物不具有令人满意的光学性质。在一些实施方案中，单体(一种或多种)相对于固化物的比例是25体积份至30体积份。单体(一种或多种)的分子量可在71×N至160×N范围内。N表示单体的可聚合反应基团数并且是2或更大的整数。当单体具有在这个范围内的分子量时，可减小固化物的吸湿性体积膨胀。如果单体的分子量大于160×N，单体中交联组分相对减小，并因此单体可能无法有效地发挥减小固化物吸湿性体积膨胀的作用。71×N的值是丙烯酸酯的最小单元。不存在具有分子量小于71×N的丙烯酸酯。具有在以上范围内的分子量的单体的实例包括三(丙烯酰氧乙基)异氰脲酸酯(可聚合反应基团数N：3，分子量：375(在71×N至160×N范围内))，二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯(可聚合反应基团数N：6，分子量：578(在71×N至160×N范围内))，四乙二醇二丙烯酸酯(可聚合反应基团数N：2，分子量：302(在71×N至160×N范围内))，季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯(可聚合反应基团数N：3，分子量：298(在71×N至160×N范围内))和2-羟基-3-丙烯酰氧丙基甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.固化物，包含/n相对于100体积份该固化物，10体积份至20体积份的分散剂，该分散剂含有由式R-X表示的化合物，其中R表示在其分子末端处具有丙烯酰氧基基团或甲基丙烯酰氧基基团的基团，并且X表示羧基基团；/n无机颗粒；和/n为可固化树脂的聚合或共聚合产物的树脂，该可固化树脂含有至少一种具有N个可聚合反应基团的单体，该至少一种单体的比例为相对于100体积份该固化物25体积份至76体积份，其中N表示2或更大的整数。/n

【技术特征摘要】
20180514 JP 2018-093252;20180514 JP 2018-093253;201.固化物，包含
相对于100体积份该固化物，10体积份至20体积份的分散剂，该分散剂含有由式R-X表示的化合物，其中R表示在其分子末端处具有丙烯酰氧基基团或甲基丙烯酰氧基基团的基团，并且X表示羧基基团；
无机颗粒；和
为可固化树脂的聚合或共聚合产物的树脂，该可固化树脂含有至少一种具有N个可聚合反应基团的单体，该至少一种单体的比例为相对于100体积份该固化物25体积份至76体积份，其中N表示2或更大的整数。


2.根据权利要求1所述的固化物，其中该可固化树脂是(甲基)丙烯酸系树脂。


3.根据权利要求1或2所述的固化物，其中该可聚合反应基团是(甲基)丙烯酸酯基团。


4.根据权利要求1所述的固化物，其中该至少一种单体具有在71×N至160×N范围内的分子量。


5.根据权利要求4所述的固化物，其中该至少一种单体的比例为相对于100体积份该固化物25体积份至30体积份。


6.根据权利要求4所述的固化物，其中该可固化树脂以相对于100体积份该固化物4.0体积份至12体积份的比例含有具有羟基基团的单体。


7.根据权利要求1所述的固化物，其中由式R-X表示的化合物是ω-羧基聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：宇久田秀雄，大石江美，鹤木雄太，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP