[发明专利]光学聚合物材料及光学部件

说明书

技术领域

本发明涉及可用于以下构件的光学聚合物材料及使用该材料的光学部件，所述构件为：电路配线用基板、机械部件用材料、防反射膜及表面保护膜等的各种涂布材料，光收发机模块及光开关等光通信设备，光波导、光纤、及透镜阵列等光传播路径结构，以及包含它们的光束分光镜等光学设备，积分透镜(Integrator Lens)、微透镜阵列(Micro Lens Ary)、反射板、导光板、投射用屏幕等显示装置(显示器或液晶投影仪等)的相关光学元件以及用于眼镜、CCD用光学体系、数码相机(Digital Still Camera)、手机用相机等的透镜、光学过滤器、衍射格栅、干涉仪、光耦合器、光分波器、光传感器、全息光学元件、其他光学部件用材料、光敏元件、隐形眼镜晶片、医疗用人工组织、发光二极管(LED)的模材料等。

背景技术

作为包括透镜在内的光学元件的材料，主要使用玻璃或塑料。玻璃因种类多、光学特性的变化丰富而容易进行光学设计，并且因是无机类材料，可靠性高。另外，可以通过研磨得到高精度的光学元件。

但玻璃的成本较高，而且平面或球面以外的非球面形状，必须使用特殊的研磨装置制造，或者必须采用可在低温变形的玻璃材料使用高价的耐热性高的模具(陶瓷制等)成形，即须采用所谓铸造法成形，从而会导致制造成本变高。

另一方面，聚合物材料是廉价、重量轻的材料，且加工容易，因此广泛适用于光学材料。但是，聚合物材料的折射率低，阿贝数大。若要进行透镜类的消色差，需要阿贝数的差值大的材料的组合，所以与折射率低、阿贝数高的通常的聚合物材料组合消色差时，需要折射率高且阿贝数低的聚合物材料。

另外，若要减少透镜的数量而制成整体厚度薄的光学部件，优选制成复合透镜。为了容易且精度良好地进行复合透镜的成形，需要使用紫外线固化型树脂等放射线固化型且低粘度的树脂。

专利文献1中，作为折射率高且阿贝数低、可进行放射线固化的光学聚合物材料，提出了由具有2个(甲基)丙烯酰基的芴化合物和可自由基聚合的乙烯化合物组成的透镜材料。

但是，使用上述的透镜材料形成光学树脂层并在光学树脂层上设置防反射膜时，存在在-40℃至85℃之间的热冲击试验中防反射膜裂开的问题。另外，还存在高温高湿下的折射率变化大的问题。

专利文献2中，公开了由具有4个(甲基)丙烯酰基的芴化合物和热塑性树脂组成的树脂组合物，但没有具体进行作为光学聚合物材料的研究。

[专利文献1]日本特开平4-325508号公报

[专利文献2]日本特开2005-162785号公报

发明内容

本发明的目的是提供一种固化前的粘度低、固化物的折射率高、高温高湿下的折射率变化小、且耐热冲击性优异的光学聚合物材料及使用该材料的光学部件。

本发明的光学聚合物材料，其特征在于，包含具有4个(甲基)丙烯酰基的芴化合物和具有芳基的(甲基)丙烯酸酯。作为芳基，可以举出苯基、苯基苯酚基、双酚基、苯二甲酸基(フタル)、萘基等。

本发明的光学聚合物材料，通过包含具有4个(甲基)丙烯酰基的芴化合物和具有芳基的(甲基)丙烯酸酯，使得固化前的粘度低、且固化物的折射率高，高温高湿下的折射率变化少，且具有良好的耐热冲击性。具有4个(甲基)丙烯酰基的芴化合物，与具有2个(甲基)丙烯酰基的芴化合物相比，可以增大交联密度，使得材料强度变高，因此可以改善耐热冲击性。

通过作为具有芳基的(甲基)丙烯酸酯使用具有苯基苯酚基的(甲基)丙烯酸酯，在高折射率、抑制高温高湿下的折射率变化的方面，可以得到更好的效果。这可能是因为含有很多的高折射率性、疏水性的苯环的缘故。

另外，通过作为具有芳基的(甲基)丙烯酸酯使用具有(甲基)丙烯酰基、-M-O-M-键(M是金属原子)及芳基的有机金属聚合物，在抑制高温高湿下的折射率变化的方面，可以得到更好的效果。

作为具有4个(甲基)丙烯酰基的芴化合物，例如可以列举具有以下所示结构的化合物。

[化1]

(上述式中，k、l、m、n为0～5的整数。)

虽然上述的化合物中具有4个丙烯酰基，但这些丙烯酰基也可以是甲基丙烯酰基。需要说明的是，在本发明中，(甲基)丙烯酰基是丙烯酰基和甲基丙烯酰基的总称。另外，(甲基)丙烯酸酯是丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的总称。

另外，作为本发明中的具有苯基苯酚基的(甲基)丙烯酸酯，只要是具有苯基苯酚基和(甲基)丙烯酰基的化合物，就没有特别的限定，例如可以列举以下化合物。