CN114437269B - 光学元件、光学装置、成像装置和化合物 - Google Patents

光学元件、光学装置、成像装置和化合物 Download PDF

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Abstract

含有树脂组合物的固化产物的光学元件，该树脂组合物含有由式(1)表示的化合物：其中X1代表取代的苯基，该取代的苯基具有至少一个三氟甲基并且任选地取代有氢原子、C1‑C4烷基和/或C1‑C3亚烷基；X2代表取代或未取代的苯基；A代表取代或未取代的苯基和取代或未取代的联苯基中的至少一种；X2的取代的苯基以及A的取代的苯基和取代的联苯基具有氢原子、三氟甲基、C1‑C4烷基和C1‑C3亚烷基中的至少一种，并且P1、P2和P3代表丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基，a、b和c代表0至2的整数，并且a+b+c代表1至3的整数。

Description

光学元件、光学装置、成像装置和化合物
技术领域
本公开涉及光学元件、光学装置、成像装置和化合物。
背景技术
通常，光学材料例如透镜材料或有机树脂在较短波长下具有较高的折射率。已知阿贝数(νd)和二次色散特性(θg,F)是折射率的波长色散(wavelength dispersion)特性的指标。在许多情况下，作为各光学材料特性的阿贝数和二次色散特性在特定范围内。
阿贝数(νd，关于d线的阿贝数)和二次色散特性(θg,F)由以下式表示：
νd＝(nd-1)/(nF-nC)
θg,F＝(ng-nF)/(nF-nC)
nd：587.6nm的波长下的折射率
nF：486.1nm的波长下的折射率
nC：656.3nm的波长下的折射率
ng：435.8nm的波长下的折射率
然而，还通过详细地设计光学材料(透镜材料、有机树脂等)的结构(材料的类型和分子结构)合成了具有在特定范围以外的高二次色散特性的光学材料。
为了生产具有良好色差修正功能的非球面光学元件，在球形玻璃等上形成有机树脂的方法在量产性、成形性、形状自由度和轻量性方面，优于使用透镜材料作为材料。然而，已知的有机树脂的光学特性在特定范围内，并且很少有机树脂具有优异的色散特性。日本专利公开号2011-53518公开了具有高的二次色散特性的树脂材料组合物。
发明内容
解决以上缺点的光学元件是含树脂组合物的聚合物的固化产物的光学元件，其中该树脂组合物含有由下式(1)表示的化合物：
其中X1代表取代的苯基，该取代的苯基具有至少一个三氟甲基并且任选地取代有选自氢原子、具有1-4个碳原子的烷基和具有1-3个碳原子的亚烷基中的至少一种，X2代表取代或未取代的苯基，所述取代的苯基具有选自氢原子、三氟甲基、具有1-4个碳原子的烷基和具有1-3个碳原子的亚烷基中的至少一种，A代表选自取代或未取代的苯基和取代或未取代的联苯基中的至少一种，所述取代的苯基和取代的联苯基具有选自氢原子、三氟甲基、具有1-4个碳原子的烷基和具有1-3个碳原子的亚烷基中的至少一种，以及P1、P2和P3独立地代表丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基，a、b和c代表0、1和2中的任一个，并且a+b+c代表1、2和3中的任一个。
参考附图从示例实施方案的以下描述，本公开的进一步特征将变得明显。
附图说明
图1A是根据本公开的光学元件在厚度方向的示意横截面图。
图1B是根据本公开的光学元件在厚度方向的示意横截面图。
图2是包括根据本公开光学元件的成像装置的示意横截面图。
具体实施方式
虽然在日本专利公开号2011-53518中公开的材料组合物的固化产物具有高的二次色散特性，但是该固化产物具有不足的透射率并且具有不足以作为光学元件的特性。作为深入研究的结果。本发明人发现含有特定化合物的树脂组合物的聚合物的固化产物具有高的二次色散特性和高的透射率。更具体地，发现具有仅由苯基和/或联苯基构成的芳族环并且具有被三氟甲基取代的苯基的化合物可具有高的二次色散特性并且具有高的透射率。
以下参考附图描述本公开的实施方案。本公开不限于这些实施方案。在不背离本公开主旨的情况下，能够基于本领域技术人员的公知常识在这些实施方案中进行各种变更和修改。这样的变更和修改也落入本公开的范围内。
由以下通式(1)表示根据本公开的化合物：
其中X1代表取代的苯基，并且该取代的苯基具有至少一个三氟甲基，该取代的苯基任选地取代有选自氢原子、具有1-4个碳原子的烷基和具有1-3个碳原子的亚烷基中的至少一种；X2代表取代或未取代的苯基，所述取代的苯基具有选自氢原子、三氟甲基、具有1-4个碳原子的烷基和具有1-3个碳原子的亚烷基中的至少一种；A代表选自取代或未取代的苯基和取代或未取代的联苯基中的至少一种，所述取代的苯基和取代的联苯基具有选自氢原子、三氟甲基、具有1-4个碳原子的烷基和具有1-3个碳原子的亚烷基中的至少一种；以及P1、P2和P3独立地代表丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基；a、b和c代表0、1和2中的任一个，并且a+b+c代表1、2和3中的任一个。
通常，以芳族化合物为代表的具有长共轭结构的化合物具有比通用材料更小的带隙，因此在紫外频带中的吸收边(absorption edge)位于可见光区域侧。因此，具有长共轭结构的化合物具有高的折射率和高的二次色散特性。然而，将芳族化合物简单地连接在一起形成长的共轭结构不能提供实用的材料。例如，大的芳族化合物具有以下方面的缺点：合成、着色、可见光区域的短波长侧的透射率降低、与其它化合物的相容性和组合物中的晶体析出。
因此，当化合物用作光学材料时，应调节化合物的共轭结构的长度以改善透射率和抑制结晶度。然而，由于取代基的位阻引起芳族化合物的共轭结构的长度降低或分子间距离增加从而改善透射率和抑制结晶度，这导致折射率或二次色散特性的降低。
发明人考虑了如下所述的由根据本公开的式(1)表示的化合物。
X1中的三氟甲基的位阻改善透射率。此外，在化合物中仅由单环芳族如苯基和/或联苯基构成的芳族环可具有比稠环更长的分子间距离和更高的透射率，同时维持高的二次色散特性。此外，在化合物中相同的两个芳族环(X1和X2代表相同的取代苯基)提高对称性并降低分子间距离。当分子间距离的降低在这样的窄范围内使得透射率没有降低时，透射率维持，并且可同时实现高的二次色散特性和高的透射率。
替代式(1)中的X1和X2中的苯基以及A中的苯基或联苯基的具有1-4个碳原子的烷基是例如甲基、乙基或正丙基。实例还包括正丁基、异丙基、异丁基、仲丁基和叔丁基。烷基不限于这些，只要能够实现高的二次色散特性，并且所述烷基可为甲基或乙基。
替代式(1)中的X1和X2中的苯基以及A中的苯基或联苯基的具有1-3个碳原子的亚烷基是例如亚甲基、亚乙基或正亚丙基。所述亚烷基可为亚甲基或亚乙基。
表1至3示出由式(1)表示的根据本公开的化合物的具体实例。根据本公开的化合物不限于这些。根据本公开的化合物可为均聚物或共聚物，可组合使用所述均聚物或共聚物。
式(1)中的P1、P2和P3独立地代表丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基，其为可聚合的官能团。
表1中的示例性化合物M1至M11是具有一个丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的化合物，其中式(1)中的X1和X2是相同的。
表2中的示例性化合物M12至M19是具有一个丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的化合物，其中式(1)中的X1和X2是不同的。
表3中的示例性化合物M21至M30是在式(1)中具有两个或三个丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基的化合物。
表1
表2
表3
以下通过实例描述根据本公开的由式(1)表示的化合物的制造方法。
由式(1)表示的化合物的制造方法可以是任何制造方法，包括已知的合成方法。例如，可通过例如日本专利公开号2000-066425或日本专利公开号2008-165248中描述的已知合成方法来合成具有由式(1)表示的结构的化合物。
可通过两种方法将可聚合官能团引入由式(1)表示的化合物中。在一种方法中，直接引入可聚合官能团从而形成由式(1)表示的化合物。在另一种方法中，将具有可聚合官能团或具有可聚合官能团的前体官能团的结构引入由式(1)表示的化合物的前体中。后一种方法可以是在金属催化剂和碱的存在下通过单芳基胺衍生物的偶联反应引入具有官能团的芳基的方法。
可通过以下方法将不饱和的烃基团(例如丙烯酸基团或甲基丙烯酸基团)引入由式(1)表示的化合物。在一种方法中，(甲基)丙烯酸酯与由具有羟基的式(1)表示的化合物相互作用。在另一方法中，直接引入可聚合官能团从而形成由式(1)表示的化合物。
可使用利用金属催化剂的任何偶联反应。典型的方法包括使用铜的Ullmann反应、使用胺等的Buchwald-Hartwig反应、使用硼酸等的Suzuki偶联、使用有机锡的Stille偶联和使用有机锌的Negishi偶联。
可选择任何方法用于(甲基)丙烯酸酯反应。典型的方法包括用(甲基)丙烯酸卤化物或(甲基)丙烯酸酐对羟基进行酯化的方法，以及使用低级醇和(甲基)丙烯酸的酯的酯交换反应。此外，适当使用通过利用脱水和缩合剂例如N,N'-二环己基碳二亚胺的脱水缩合进行(甲基)丙烯酸和二醇的直接酯化反应，或者在脱水剂例如硫酸的存在下过度加热(甲基)丙烯酸和二醇的方法。
此外，可使用聚合抑制剂来防止在反应或储存期间由式(1)表示的化合物的聚合。聚合抑制剂的实例包括氢醌类例如对苯醌、氢醌、氢醌单甲醚和2,5-二苯基对苯醌，和N-氧自由基(N-oxy radical)例如四甲基哌啶基-N-氧自由基(TEMPO)。还包括取代的邻苯二酚类(例如叔丁基邻苯二酚)，胺类例如吩噻嗪、二苯胺和苯基-β-萘胺，亚硝基苯，苦味酸，分子氧，硫，和氯化铜(II)。在这些中，氢醌类、吩噻嗪和N-氧自由基(特别是氢醌类)可用于通用目的并且用以抑制聚合。
有待使用的聚合抑制剂的量典型为由式(1)表示的化合物的10ppm以上，优选50ppm以上，并且10000ppm以下，优选1000ppm以下。过少量的聚合抑制剂没有效果或者效果小从而在反应期间或在后处理步骤中的浓缩期间导致聚合。另一方面，过大量的聚合抑制剂可变成后面所述的树脂组合物的生产中的杂质，或可对聚合反应性等有不利影响。
以下描述含有根据本公开化合物的树脂组合物。
用于本公开中的树脂组合物含有在由式(1)表示的化合物中的聚合引发剂、聚合抑制剂、和(如果需要时的)光敏剂、热稳定剂、光稳定剂、氧化抑制剂和树脂。
由式(1)表示的化合物优选构成树脂组合物的1.0质量％至99质量％、更优选50质量％至99质量％。
聚合引发剂可以是但不限于：通过光照射产生自由基物类或阳离子物类的聚合引发剂，或通过加热产生自由基物类的聚合引发剂。
通过光照射产生自由基物类的聚合引发剂的实例包括：2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)-1-丁酮和1-羟基-环己基-苯基酮。还包括2-羟基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮、双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基氧化膦、4-苯基二苯甲酮、和4-苯氧基二苯甲酮。还包括4,4'-二苯基二苯甲酮和4,4'-二苯氧基二苯甲酮。通过光照射产生自由基物类的聚合引发剂不限于这些。
通过光照射产生阳离子物类的聚合引发剂的实例包括但不限于：(4-甲基苯基)[4-(2-甲基丙基)苯基]六氟磷酸碘。
通过加热产生自由基物类的聚合引发剂的实例包括：偶氮化合物例如偶氮双异丁腈(AIBN)、过氧化苯甲酰、过氧化新戊酸叔丁酯、和过氧化新己酸叔丁酯。还包括过氧化物例如过氧化新己酸叔己酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新癸酸叔己酯、和过氧化新己酸异丙苯酯。通过加热产生自由基物类的聚合引发剂不限于这些。
当通过光例如紫外辐射引发聚合时，可使用已知的敏化剂。敏化剂的实例包括：二苯甲酮、4,4-二乙基氨基二苯甲酮、和1-羟基环己基苯基酮。还包括对二甲基氨基苯甲酸异戊酯、4-二甲基氨基苯甲酸甲酯、苯偶姻、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丁基醚、苯偶姻异丙基醚、和2,2-二乙氧基乙酰苯。还包括邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮和酰基氧化膦。所述敏化剂不限于这些。
可根据照射光和额外的加热温度适当地选择光聚合引发剂与可聚合树脂组分的含量比。还可根据所得聚合物的目标平均分子量调节所述含量比。
在本公开中用于聚合(固化)和形成树脂组合物的光聚合引发剂的量优选范围为可聚合组分的0.01质量％至10.00质量％。可根据树脂的反应性和光照射的波长单独地或组合使用光聚合引发剂。
光稳定剂可以是不会显著影响固化产物的光学特性的任何光稳定剂。典型实例包括苯并三唑材料例如2-(2H-苯并三唑-2-基)-对甲酚和2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚。还包括2-[5-氯(2H)-苯并三唑-2-基]-4-甲基-6-(叔丁基)苯酚和2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二叔戊基苯酚。还包括2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯酚。还包括2,2'-亚甲基双[6-(2H-苯并三唑-2-基)-4-(1,1,3,3-四甲基丁基)]苯酚和2-(2H-苯并三唑-2-基)-6-十二烷基-4-甲基苯酚。还包括氰基丙烯酸酯材料例如2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸乙酯和2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸2-乙基己酯。还包括三嗪材料和二苯甲酮材料，例如辛苯酮和2,2'-4,4'-四氢二苯甲酮。
在本公开中用于聚合(固化)和形成树脂组合物的光稳定剂的量优选范围为可聚合组分总量的0.01质量％至10.00质量％。
热稳定剂可以是不显著影响固化产物的光学特性的任何热稳定剂。例如，可使用受阻酚材料例如季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)]丙酸酯。此外，还可使用十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸、和C7-C9侧链烷基酯。此外，还可使用4,6-双(辛基巯甲基)-邻甲酚、4,6-双(十二烷基巯甲基)-邻甲酚、和亚乙基双(氧亚乙基)双[3-(5-叔丁基-4-羟基-间甲苯基)]丙酸酯。此外，还可使用六亚甲基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)]丙酸酯。此外，还可使用磷材料例如三(2,4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，和硫材料例如3,3'-硫代二丙酸二(十八烷基)酯。
氧化抑制剂可以是不显著影响形成产物的光学特性的任何氧化抑制剂，并且可典型是受阻胺材料。例如，可使用双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯。此外，还可使用双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)[[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟基苯基]甲基]丁基丙二酸酯。
在本公开中用于聚合(固化)和形成树脂组合物的氧化抑制剂的量优选范围是可聚合组分的总量的0.01质量％至10.00质量％。
用于本公开的树脂组合物中的树脂可以是但不限于：(甲基)丙烯酸酯化合物例如二甲基丙烯酸1,3-金刚烷二醇酯、二甲基丙烯酸1,3-金刚烷二甲醇酯、二丙烯酸三环癸烷二甲醇酯、四丙烯酸季戊四醇酯、丙氧基化的新戊二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、乙氧基化的双酚A二甲基丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯、丙烯酸2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸四氢糠基酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、丙烯酸异癸酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、1,3-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、二丙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、三丙二醇二甲基丙烯酸酯、二丙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、9,9-双[4-(2-丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴、9,9-双[4-(2-甲基丙烯酰氧基乙氧基)苯基]芴、9,9-双[4-(2-丙烯酰氧基)苯基]芴、9,9-双[4-(2-甲基丙烯酰氧基)苯基]芴、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸丁氧基乙酯、甲基丙烯酸丁氧基甲酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟甲酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸苯氧基乙酯、甲基丙烯酸苯氧基乙酯、甲基丙烯酸苯酯、乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、四乙二醇二丙烯酸酯、四乙二醇二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇双缩水甘油基丙烯酸酯、乙二醇双缩水甘油基甲基丙烯酸酯、双酚A二丙烯酸酯、双酚A二甲基丙烯酸酯、2,2-双(4-丙烯酰氧基乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-甲基丙烯酰氧基乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-丙烯酰氧基二乙氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-甲基丙烯酰氧基二乙氧基苯基)丙烷、双酚F二丙烯酸酯、双酚F二甲基丙烯酸酯、1,1-双(4-丙烯酰氧基乙氧基苯基)甲烷、1,1-双(4-甲基丙烯酰氧基乙氧基苯基)甲烷、1,1-双(4-丙烯酰氧基二乙氧基苯基)甲烷、1,1-双(4-甲基丙烯酰氧基二乙氧基苯基)甲烷、1,1-双(4-丙烯酰氧基乙氧基苯基)砜、1,1-双(4-甲基丙烯酰氧基乙氧基苯基)砜、1,1-双(4-丙烯酰氧基二乙氧基苯基)砜、1,1-双(4-甲基丙烯酰氧基二乙氧基苯基)砜、二羟甲基三环癸烷二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、二丙烯酸甘油酯、二甲基丙烯酸甘油酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、甲硫基丙烯酸酯、甲硫基甲基丙烯酸酯、苯硫基丙烯酸酯、苄硫基甲基丙烯酸苯酯、亚二甲苯基二硫醇二丙烯酸酯、亚二甲苯基二硫醇二甲基丙烯酸酯、巯基乙基硫醚二丙烯酸酯、或巯基乙基硫醚二甲基丙烯酸酯；烯丙基化合物例如烯丙基缩水甘油醚、邻苯二甲酸二烯丙酯、对苯二甲酸二烯丙酯、间苯二甲酸二烯丙酯、碳酸二烯丙酯或二乙二醇双烯丙基碳酸酯；乙烯基化合物例如苯乙烯、氯苯乙烯、甲基苯乙烯、溴苯乙烯、二溴苯乙烯、二乙烯基苯或3,9-二乙烯基螺二(间-二氧六环)；或二异丙烯基苯。丙烯酸酯树脂和甲基丙烯酸酯树脂具有良好的光学特性和成形性。
树脂可以是热塑性树脂，包括：聚烯烃树脂例如乙烯均聚物；乙烯与一种或两种或更多种α-烯烃的无规或嵌段共聚物，所述α-烯烃是诸如丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯和4-甲基-1-戊烯；乙烯与乙酸乙烯酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸甲酯中的一种或两种或更多种的无规或嵌段共聚物；丙烯均聚物，丙烯与除丙烯之外的一种或两种或更多种α-烯烃的无规或嵌段共聚物，所述α-烯烃是诸如1-丁烯、1-戊烯、1-己烯和4-甲基-1-戊烯；1-丁烯均聚物，离聚物树脂或这些聚合物的混合物；烃原子树脂，例如石油树脂或萜烯树脂；聚酯树脂，诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯；聚酰胺树脂，诸如尼龙6、尼龙66、尼龙11、尼龙12、尼龙610、尼龙6/66、尼龙66/610、或尼龙MXD；丙烯酸类树脂，诸如聚(甲基丙烯酸甲酯)；苯乙烯-丙烯腈树脂、聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物、或聚丙烯腈；聚乙烯醇树脂，诸如聚(乙烯醇)或乙烯-乙烯醇共聚物；聚碳酸酯树脂；聚酮树脂；聚甲醛树脂；聚砜树脂；聚酰亚胺树脂；或聚酰胺酰亚胺树脂。可单独地或组合使用这些。
树脂组合物的树脂含量范围是0.01质量％至99质量％。在树脂组合物的折射率特性和形成产物的脆性方面，树脂组合物的树脂含量范围优选为0.01质量％至50质量％。此外，为了维持二次色散特性和透射率，丙烯酸酯树脂和甲基丙烯酸酯树脂可占0.01质量％至20.0质量％。
[光学元件]
以下参考附图描述根据本公开的光学元件。
根据本公开的光学元件包括以上描述的树脂组合物的聚合物的固化产物。用于本公开的固化产物具有0.70以上的高二次色散特性。因此，在根据本公开的光学元件中可有效地消除色差。
图1A和1B是根据本公开的实施方案的光学元件在厚度方向上的示意横截面图。在图1A中，在透明基材2的一个表面上提供固化产物1的薄膜。
透明基材2可由透明树脂或透明玻璃形成。如本文所用的术语“透明”是指在整个可见光区域中(波长在380至780nm范围内的光)的透射率为30％以上。透明基材2可由玻璃形成，例如常见的光学玻璃，诸如硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃或磷酸盐玻璃、石英玻璃、或玻璃陶瓷。在平面图中，透明基材2可以是圆形。
可例如通过在透明基材2上形成薄层状结构的方法来生产图1A中说明的光学元件。更具体地，将金属材料制成的模具放置在离透明基材2一定距离处，并且用流动性树脂组合物填充介于模具和透明基材2之间的空间，然后轻压用以模制成型。如果必要，在该状态下使树脂组合物聚合。
使用光聚合引发剂按照基于自由基产生的机制，使用具有合适波长的光(典型为紫外光或可见光)来进行用于聚合反应的光照射。例如，穿过用作透明基材2的光透射材料，使用光均匀地照射树脂组合物的原材料例如单体。使用光聚合引发剂按照基于自由基产生的机制或按照光聚合引发剂含量适当地选择照射光的量。
在这样的光聚合反应中为了固化树脂组合物，可用光均匀地照射整个模制树脂组合物。因此，可使用以下光进行光照射，所述光具有能够穿过用于透明基材2的光透射材料均匀地发射的波长。在该情形中，在本公开中可减小透明基材2上形成的固化产物1的厚度。
在图1B中，树脂组合物的固化产物1的薄膜位于透明基材3和4之间。在图1B中，透明基材3和4各自具有彼此面向的凹表面并且与固化产物1接触，其为在两侧上具有凸表面的透镜。透明基材3和4可由透明树脂或透明玻璃形成并且可由玻璃形成。玻璃可以是常见的光学玻璃例如硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、或磷酸盐玻璃、石英玻璃、或玻璃陶瓷。在平面图中，透明基材3和4可以是圆形。
例如可通过将树脂组合物倾倒在透明基材3和4之间并轻压透明基材3和4用以成型来生产图1B中说明的光学元件。然后在该状态下使树脂组合物光聚合。因此，形成堆叠体，在该堆叠体中固化产物1位于透明基材3和4之间。
同样，还可通过热聚合方法形成所形成的产物。在该情形中，期望使总体温度更均匀，并且在本公开中可减小光透射材料的基材上形成的树脂组合物的形成产物的总厚度。当树脂组合物的形成产物的总厚度增加时，应考虑膜厚度、树脂组分的吸收和细颗粒组分的吸收来选择剂量、照射强度、光源等。
[光学装置]
以下描述根据本公开的光学元件的具体应用实例。具体应用实例包括构成相机和摄影机的光学装置(成像光学系统)的透镜以及构成液晶投影仪的光学装置(投影光学系统)的透镜。还包括DVD录像机等的拾取透镜。这些光学系统由设置在壳体中的多个透镜构成，并且所述多个透镜中的至少一个可以是以上描述的光学元件。
[成像装置]
图2说明数字单镜头反射式相机10，其为包括根据本公开的光学元件的成像装置的实施方案。图2是包括所用光学元件的光轴的示意横截面图。虽然在图2中相机本体12连接到镜筒11(其为光学装置)，但是镜筒11是可拆卸地安装在相机本体12上的可换镜头。
通过光学系统捕集来自目标物的光，该光学系统包括在镜筒11的壳体30中的设置在成像光学系统的光轴上的透镜13和15。根据本公开的光学元件可用于例如透镜13和15。透镜15由内管14相对于镜筒11的外管可移动地支承以便于聚焦和变焦。
在拍摄之前的观察期，来自目标物的光被相机本体的壳体31中的主镜17反射，穿过棱镜21，然后向拍摄者提供有待通过取景透镜22拍摄的图像。主镜17是例如半反射镜(half mirror)。透过主镜的光被副镜18反射在自动聚焦(AF)单元23的方向上，并且反射光束被用于例如聚焦。主镜17通过粘附等连接至主镜支架40并由主镜支架40支承。为了拍摄，通过驱动机构(未示出)使主镜17和副镜18移出光路，开启快门19，并且成像器件20接收从镜筒11入射并且穿过成像光学系统的光，由此聚焦待拍摄的光学图像。此外，配置光圈16以改变开孔面积，由此改变拍摄时的亮度和聚焦深度。
虽然以上关于数字单镜头反射式相机描述了成像装置，但是根据本公开的光学元件还可以按相同的方式用于智能电话、紧凑型数字相机等。
示例实施方案
以下在下列示例实施方案中详细描述本公开。然而，本公开不限于在本公开的主旨内的这些示例实施方案。使用NMR装置(由JEOL Ltd.制造的“JNM-ECA400”(产品名))分析所合成的产物。
示例实施方案1
合成实施例1
(1)M1中间体A的合成
在氮气氛中向500-mL的三颈烧瓶中装入15.0g的3-氨基三氟甲苯、20.95g的3-溴三氟甲苯、26.85g的叔丁醇钠和2.68g的双(二亚苄基丙酮)钯。此外，添加4.44g的2-二环己基膦基-2',4',6'-三异丙基联苯和300mL的邻二甲苯。将混合物加热至120℃并在该温度下搅拌6小时。将混合物冷却至室温(25℃)，并用乙酸乙烯酯萃取有机相。用饱和盐水然后用水清洗有机相，并且在无水硫酸镁上干燥。通过柱色谱法纯化所得粗产物。由此制备了19.2g的M1中间体A(产率：68％)。
(2)M1中间体B的合成
在氮气氛中向1-L的三颈烧瓶中装入10.0g的M1中间体A、24.78g的4-溴苯甲醇、31.21g的叔丁醇钠和0.47g的双(二亚苄基丙酮)钯。此外，添加0.77g的2-二环己基膦基-2',4',6'-三异丙基联苯和500mL的邻二甲苯。将混合物加热至120℃并在该温度下搅拌10小时。将混合物冷却至室温(25℃)，并用乙酸乙烯酯萃取有机相。用饱和盐水然后用水清洗有机相，并且在无水硫酸镁上干燥。通过柱色谱法纯化所得粗产物。由此制备了17.2g的M1中间体B(产率：51％)。
(3)M1的合成
在氮气氛中向500-mL的三颈烧瓶中装入10.0g的M1中间体B、350mL的四氢呋喃、0.90g的氢醌单甲醚(MEHQ)和13.5mL的三乙胺。随后，逐滴添加12.4g的甲基丙烯酸酸酐。将混合物加热并在回流下搅拌20小时。用甲苯稀释反应液。用酸性和碱性水溶液和饱和盐水清洗所得有机相，并且然后在无水硫酸镁上干燥。利用硅胶色谱法纯化通过去除溶剂所制备的粗产物。由此制备了5.8g的M1(产率：50％)。
合成实施例2
(1)M3中间体的合成
在氮气氛中向500-mL的三颈烧瓶中装入21.58g的4-氯三氟甲苯、8.0g的2-(4-氨基苯基)乙醇、66.50g的碳酸铯和0.33g的双(二亚苄基丙酮)钯。此外，添加0.56g的2-二环己基膦基-2',4',6'-三异丙基联苯和280mL的邻二甲苯。将混合物加热至120℃并在该温度下搅拌6小时。将混合物冷却至室温(25℃)，并用乙酸乙烯酯萃取有机相。用饱和盐水然后用水清洗有机相，并且在无水硫酸镁上干燥。通过柱色谱法纯化所得粗产物。由此制备了14.3g的M3中间体(产率：57％)。
(2)M3的合成
在氮气氛中向500-mL的三颈烧瓶中装入10.0g的M3中间体、350mL的四氢呋喃、0.88g的氢醌单甲醚(MEHQ)和13.0mL的三乙胺。随后，逐滴添加12.0g的甲基丙烯酸酸酐。将混合物加热并在回流下搅拌20小时。用甲苯稀释反应液。用酸性和碱性水溶液以及饱和盐水清洗所得有机相，然后在无水硫酸镁上干燥。利用硅胶色谱法纯化通过去除溶剂制备的粗产物。由此制备了6.5g的M3(产率：56％)。
示例实施方案
(1)二次色散特性(θg,F)的测量
将树脂组合物放置在位于1mm厚的高折射率玻璃(由HOYA Corporation”制造的“S-TIH11”)上的500μm厚的间隔体内侧。该树脂组合物含有在合成实施例1中合成的示例性化合物M1、聚合抑制剂(由FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation制造的甲氧基苯酚)和聚合引发剂(由BASF制造的“Irgacure TPO”，二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰)氧化膦)。然后将石英玻璃片放在待测量的树脂组合物上，并使树脂组合物在间隔体内铺展至500μm的厚度。通过从用作光源的配备有短波长截止滤镜(UV:385nm)的高压汞灯“EX250”(由HOYA-SCHOTT制造)的光照射来固化在两个玻璃基材之间的树脂组合物。固化之后，在100℃下进行热处理12小时从而完成反应。由此制备了测量样品。使用Abbe折射计(由KalnewOptical Industrial Co.,Ltd.制造)测量所述测量样品的折射率。由折射率计算二次色散特性(θg,F)并对其进行评价。0.70以上的二次色散特性被评价为良好。玻璃基材应具有比树脂组合物的固化产物更高的折射率。表4示出了评价结果。
(2)透射率测量
以二次色散测量中相同的方式制备500μm厚的透射率测量样品和1000μm厚的透射率测量样品。500μm厚的透射率测量样品可以是为了二次色散特性测量而制备的折射率测量样品。用分光光度计(由Hitachi High-Tech Corporation制造的“U-4000”(产品名))测量每个透射率测量样品的透射率，转换成450nm和500nm波长处的内部透射率(500μm)并进行评价。在450nm波长处90％以上的透射率被评价为良好。在500nm波长处95％以上的透射率被评价为良好。表4示出了评价结果。
示例实施方案2
以示例实施方案1中相同的方式制备测量样品，区别在于将树脂1(甲基丙烯酸1,6-己二醇酯，由Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.制造)以示例性化合物M1:树脂1＝90:10的质量比添加到树脂组合物。然后测量二次色散特性(θg,F)和透射率。表4示出评价结果。
示例实施方案3至14
如表4中所示，以示例实施方案2中相同的方式制备测量样品，区别在于改变示例性化合物，并且以相同的方式测量二次色散特性(θg,F)和透射率。表4示出评价结果。
比较例1
合成比较例化合物R1，并且比较二次色散特性(θg,F)和透射率。表4示出结果。
比较例化合物R1
比较例2
合成比较例化合物R2，并且并且比较二次色散特性(θg,F)和透射率。表4示出结果。
比较例化合物R2
表4
表4中的结果示出示例实施方案1至14具有0.70以上的二次色散特性以及在450nm处为90％以上并且在500nm处为95％以上的高透射率。相比之下，比较例1具有0.78的高二次色散特性，但是具有450nm处72％和500nm处80％的透射率，这低于示例实施方案1至14的那些。这是因为比较例1中的化合物的取代苯基没有三氟甲基基团(该基团具有由于位阻所引起的改善透射率的效果)。比较例2具有比示例实施方案1至14更低的二次色散特性和更低的透射率。比较例2具有短于比较例1的共轭结构，因此具有高于比较例1的透射率。然而，比较例2中的化合物的取代苯基也没有三氟甲基基团(该基团具有由于位阻所引起的改善透射率的效果)，并且具有不足的透射率。
在450nm波长处，示例实施方案1-7和11-13具有比示例实施方案8-10和14更高的透射率。这是因为在示例实施方案1-7和11-13中的化合物的式(1)中的X1和X2是相同的取代苯基。在示例实施方案1-7和11-13中式(1)的化合物比示例实施方案8-10和14中的化合物具有更高的对称性和更短的分子间距离。更短的分子间距离很可能导致高的二次色散特性和高的透射率。
这些结果显示含有式(1)所示化合物的固化产物具有高的二次色散特性(θg,F)和高的透射率。
本公开能够提供一种含固化产物的光学元件，该固化产物具有高的折射率、二次色散特性(θg,F)(即良好的色差修正功能)以及高的透射率。
虽然已参考示例实施方案描述了本公开，但是应理解本公不限于所公开的示例实施方案。以下权利要求书的范围符合最广泛的解释，从而涵盖所有这样的修改以及等同结构和功能。
本申请要求2020年11月2日提交的日本专利申请号2020-183651的权益，通过引用将其整体并入本文。

Claims (10)

1.光学元件，其包含：
树脂组合物的聚合物的固化产物，
其中该树脂组合物含有由下式(1)表示的化合物：
其中
X1和X2各自代表取代的苯基，该取代的苯基具有至少一个三氟甲基并且任选地取代有选自具有1-4个碳原子的烷基和具有1-3个碳原子的亚烷基中的至少一种，
其中式(1)中的X1和X2代表相同的取代的苯基，
A代表选自取代或未取代的苯基和取代或未取代的联苯基中的至少一种；所述取代的苯基和取代的联苯基的取代基是选自三氟甲基、具有1-4个碳原子的烷基和具有1-3个碳原子的亚烷基中的至少一种，以及
P1、P2和P3独立地代表丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基，a、b和c代表0、1和2中的任一个，并且a+b+c代表1、2和3中的任一个。
2.根据权利要求1所述的光学元件，其中所述固化产物具有0.70以上的二次色散特性。
3.根据权利要求1所述的光学元件，其中所述固化产物含有丙烯酸酯树脂和甲基丙烯酸酯树脂中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的光学元件，其中所述固化产物具有在0.01质量％至20.0质量％范围内的丙烯酸酯树脂和甲基丙烯酸酯树脂含量。
5.根据权利要求1所述的光学元件，其中所述固化产物被提供在透明基材上。
6.根据权利要求1所述的光学元件，其中所述固化产物位于两个透明基材之间。
7.光学装置，其包含：
壳体；和
在壳体中的具有多个透镜的光学系统，其中
所述多个透镜中的至少一个是根据权利要求1的光学元件。
8.成像装置，其包含：
壳体；
在壳体中的具有多个透镜的光学系统，和
成像器件，该成像器件被配置成接收穿过所述光学系统的光，其中
所述多个透镜中的至少一个是根据权利要求1所述的光学元件。
9.根据权利要求8所述的成像装置，其中所述成像装置是相机。
10.由下式(1)表示的化合物：
其中
X1和X2各自代表取代的苯基，该取代的苯基具有至少一个三氟甲基并且任选地取代有选自具有1-4个碳原子的烷基和具有1-3个碳原子的亚烷基中的至少一种，
其中式(1)中的X1和X2代表相同的取代的苯基，
A代表选自取代或未取代的苯基和取代或未取代的联苯基中的至少一种；所述取代的苯基和取代的联苯基的取代基是选自三氟甲基、具有1-4个碳原子的烷基和具有1-3个碳原子的亚烷基中的至少一种，以及
P1、P2和P3独立地代表丙烯酰氧基或甲基丙烯酰氧基，a、b和c代表0、1和2中的任一个，并且a+b+c代表1、2和3中的任一个。
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