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TWI427117B - 光學元件用樹脂組成物、使用其之光學元件及光學鏡片之製造方法 - Google Patents

光學元件用樹脂組成物、使用其之光學元件及光學鏡片之製造方法 Download PDF

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TWI427117B
TWI427117B TW098117826A TW98117826A TWI427117B TW I427117 B TWI427117 B TW I427117B TW 098117826 A TW098117826 A TW 098117826A TW 98117826 A TW98117826 A TW 98117826A TW I427117 B TWI427117 B TW I427117B
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TW
Taiwan
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resin composition
optical
component
lens
optical lens
Prior art date
Application number
TW098117826A
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TW201009010A (en
Inventor
Hiroshi Noro
Akiko Nakahashi
Hisataka Ito
Original Assignee
Nitto Denko Corp
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Publication date
Priority claimed from JP2008142150A external-priority patent/JP2009288598A/ja
Priority claimed from JP2008142151A external-priority patent/JP5070131B2/ja
Application filed by Nitto Denko Corp filed Critical Nitto Denko Corp
Publication of TW201009010A publication Critical patent/TW201009010A/zh
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Publication of TWI427117B publication Critical patent/TWI427117B/zh

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G59/00—Polycondensates containing more than one epoxy group per molecule; Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups
    • C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
    • C08G59/68—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the catalysts used
    • C08G59/688—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the catalysts used containing phosphorus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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Description

光學元件用樹脂組成物、使用其之光學元件及光學鏡片之製造方法
本發明係關於一種光學元件用樹脂組成物及一種使用其之光學元件。更具體言之，本發明係關於一種光學元件用樹脂組成物，其被用作成像裝置及其類似物中的光學鏡片或透明保護片之材料，且用於此光學元件之黏著或類似操作，且係關於一種使用該樹脂組成物之光學元件。本發明亦係關於一種用於藉由使用用於光學元件之上述樹脂組成物來製造由透明樹脂構成之光學鏡片之方法，及一種藉由該製造方法獲得之光學鏡片。
在蜂巢式電話、數位相機或其類似物中使用之成像裝置安裝有用於成像之光學鏡片。對於此光學鏡片，已習知地使用由玻璃、熱塑樹脂或其類似物構成或藉由在玻璃基板上使熱塑樹脂組成物形成為鏡片形狀而獲得之有機-無機混合鏡片(下文簡單地稱作「混合鏡片」)。然而，由於玻璃鏡片昂貴，所以熱塑樹脂鏡片或混合鏡片最近成為主流(見日本專利第3,926,380號)。
在將使用此鏡片之成像裝置安裝於印刷板上的過程中，作為通常用於連接此等兩個部件之方法(用於安裝成像裝置之方法)，可提到使用插口針之連接方法或預先在基板上焊接成像基本裝置(在自成像裝置移除光學鏡片單元後之裝置)且接著安裝光學鏡片單元之方法。採取此等方法，以便避免歸因於在回焊期間的熱而使作為鏡片材料之熱塑樹脂變形之問題。
然而，隨著具有成像裝置的蜂巢式電話之最近廣泛的普及，為了致能較廉價且較大量的製造，需要藉由回焊來整體安裝具有光學鏡片之成像裝置的系統。使用熱塑樹脂作為鏡片材料之習知光學鏡片不能滿足此要求，因為存在一問題：如上所述，歸因於在回焊期間的熱，樹脂變形。
因此，正對是否可藉由使用熱固樹脂作為鏡片材料藉由如上所述之回焊系統整體安裝成像裝置(具有光學鏡片單元)進行研究。又，正研究將熱固樹脂不僅用於鏡片，且亦用於成像裝置之透明保護片，或用於此光學元件之黏著或類似操作。
舉例而言，由於熱固性聚矽氧樹脂為透明的，且不太易於熱變色，所以可期望將其應用於以上用途。然而，矽樹脂通常展示出至玻璃或類似物之低的黏著性，此使其難於應用於(例如)混合鏡片。又，由於其低玻璃轉移溫度及大的熱膨脹係數，所以可能使其經歷歸因於在使用環境中之熱的熱收縮且降低光學特性。
此外，舉例而言，可能自習知紫外線可固化丙烯酸材料獲得具有高耐熱性及高透明度之模製物品。然而，歸因於其大的固化收縮百分率，獲得之鏡片在尺寸穩定性上差，且可牽涉到諸如產生翹曲的問題。此外，舉例而言，習知環氧樹脂組成物具有高的玻璃轉移溫度，且可能自習知環氧樹脂組成物獲得具有優異的尺寸穩定性之鏡片模製物品。然而，可能發生因加熱而易於出現著色之問題。
在此等情況下，已進行本發明，且本發明之一目標為提供一種光學元件用樹脂組成物，用於在成像裝置或類似物中的光學元件之製造時獲得具有優異的透明度及耐熱可靠性的光學元件，及一種使用該樹脂組成物獲得之光學元件。本發明之另一目標為提供一種用於製造為上述光學元件的光學鏡片之方法，及一種藉由該製造方法獲得之光學鏡片。
即，本發明係關於以下1至9項。
1.一種光學元件用樹脂組成物，其為用於光學元件之材料的紫外線可固化透明樹脂組成物，其中該樹脂組成物包括下列組份(A)至(C)：
(A)環氧樹脂，其在其一個分子中具有兩個或兩個以上的環氧基團；
(B)環氧丙烷化合物，其在其一個分子中具有一或多個環氧丙烷基團；及
(C)光酸產生劑；且其中按基於該組份(A)及該組份(B)之總量之100重量份的0.01重量份至2.0重量份的量含有該組份(C)。
2.如第1項之光學元件用樹脂組成物，其中該(C)光酸產生劑為包括由以下式(1)表示之陰離子組份及陽離子組份之鎓鹽：
[PFn (X)6-n ]- 　(1)
其中n為1至5之整數，且X為具有1至9的碳數目之氟化烷基或氟化苯基。
3.如第2項之光學元件用樹脂組成物，其中該(C)光酸產生劑之該量為基於該組份(A)及該組份(B)之該總量之100重量份的0.01重量份至0.5重量份。
4.一種藉由使用第1項至第3項中任一項中描述之光學元件用樹脂組成物獲得之光學元件。
5.如第4項之光學元件，其為光學鏡片。
6.一種用於製造光學鏡片之方法，該方法包括：將如第1項至第3項中任一項之該光學元件用樹脂組成物填充至鏡片形狀形成模內；用紫外線輻射該形成模中之該樹脂組成物以將該樹脂組成物固化為鏡片形狀，藉此獲得經固化之產物；及使該經固化之產物經受熱處理。
7.如第6項之用於製造光學鏡片之方法，其包括：將該光學元件用樹脂組成物灌注(potting)於透明基板上；及在其上按壓該鏡片形狀形成模以將該樹脂組成物填充至該形成模內。
8.如第6項或第7項之用於製造光學鏡片之方法，其中在80℃至150℃下執行該熱處理達1至5小時。
9.一種藉由如第6項至第8項中任一項之方法獲得之光學鏡片。
本發明者已進行了精深的研究以實現上述目標。在研究過程中，將含有組份(A)至(C)之特定紫外線可固化透明樹脂組成物用作光學元件材料，因為其係透明的且不太易於熱變色，結果，已發現此樹脂具有優異的透明度及耐熱性。又，藉由設想將以上特定紫外線可固化透明樹脂組成物用作光學鏡片材料來重複實驗，結果，已發現，當將該特定紫外線可固化透明樹脂組成物填充於鏡片形狀形成模中且使紫外線輻射於形成模中之樹脂組成物上以使樹脂組成物固化為鏡片形狀，及當此狀態下的獲得之經固化之產物直接或在自形成模移除了經固化之產物後被熱處理固化之產物時，可製造具有對熱應力穩定的機械特性之光學鏡片。已基於此等發現來實現本發明。
如上所述，本發明之光學元件用樹脂組成物包括：環氧樹脂，其在其一個分子中具有兩個或兩個以上的環氧基團；環氧丙烷化合物，其在其一個分子中具有一或多個環氧丙烷基團；及光酸產生劑，且具有優異的透明度及耐熱性。因此，可克服紫外線劣化或歸因於在回焊期間之熱的變形或變色之問題。又，此樹脂組成物展示出高的黏著特性且可用於諸如光學鏡片或透明保護片(例如，在成像裝置中)之光學元件的黏著或類似操作。本發明之光學鏡片之製造方法包括：將以上特定紫外線可固化透明樹脂組成物填充至鏡片形狀形成模中；用紫外線輻射該形成模中之該樹脂組成物以使該樹脂組成物固化成鏡片形狀，藉此獲得經固化之產物；及熱處理該經固化之產物。藉由此製造方法，可獲得具有對熱應力穩定的機械特性以及優異的透明度及高熱變色抗性之光學鏡片。又，由於樹脂組成物展示出至玻璃或類似物之高的黏著性，所以在本發明之製造方法中，藉由在諸如玻璃之透明基板上灌注紫外線可固化透明樹脂組成物(樹脂灌注)、在其上按壓鏡片形狀形成模以將該樹脂組成物填充至該形成模內及執行如上的樹脂組成物之紫外線輻射及熱處理，藉此允許將樹脂組成物固化且與透明基板整合在一起，可製造作為高品質混合鏡片之光學鏡片。
藉由在特定範圍中設定光酸產生劑在樹脂組成物中之量，可有利地控制可固化性、熱變色抗性及其類似特性。
使用樹脂組成物獲得的諸如光學鏡片之光學元件具有(如上所述)穩定的機械特性，而不造成歸因於在回焊期間之熱的變色或變形，且因此，當藉由回焊來整體安裝成像裝置時，可有利地加以使用。
以下詳細描述本發明之實施例。
本發明之光學元件用樹脂組成物為一種用於光學元件材料之紫外線可固化透明樹脂組成物，且包括處於特定比率下之下列組份(A)至(C)；且本發明之光學鏡片之製造方法包括(如上所述)將包括處於特定比率下之下列組份(A)至(C)之紫外線可固化透明樹脂組成物填充至鏡片形狀形成模中；用紫外線輻射該樹脂組成物以使該樹脂組成物固化成鏡片形狀；及照原狀或在自形成模移除後熱處理所製造之經固化之產物：
(A)環氧樹脂，其在其一個分子中具有兩個或兩個以上的環氧基團，
(B)環氧丙烷化合物，其在其一個分子中具有一或多個環氧丙烷基團，及
(C)光酸產生劑。
在其一個分子中具有兩個或兩個以上的環氧基團之化合物用於(A)環氧樹脂，且其實例包括1,5-己二烯二環氧化物、1,7-辛二烯二環氧化物、1,9-癸二烯二環氧化物、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F-型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、氫化雙酚F-型環氧樹脂、萘型環氧樹脂、茀型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、脂環環氧樹脂[例如，3,4-環氧環己基甲基-3,4-環氧環己烷羧酸酯、2,2-雙(羥甲基)-1-丁醇之1,2-環氧-4-(2-對苄基苯基甲醯胺基)環己烷加合物]、環氧樹脂之氫部分地由第三丁基、三氟甲基或氟取代之環氧樹脂，及全氟化型全氟環氧樹脂。此等化合物可單獨或按其組合使用。最重要的，鑒於可固化性及可流動性，較佳地與以上各種環氧樹脂結合使用3,4-環氧環己基甲基-3,4-環氧環己烷羧酸酯。
在其一個分子中具有一或多個環氧丙烷基團之化合物用於(B)環氧丙烷化合物，且其實例包括1,4-雙{[(3-乙基-3-環氧丙烷基)甲氧基]甲基}苯、二[2-(3-環氧丙烷基)丁基]乙醚、3-乙基-3-苯氧基甲基環氧丙烷、3-乙基-3-羥基甲基環氧丙烷、1,4-雙[(3-乙基環氧丙烷-3-基)甲氧基]苯、1,3-雙[(3-乙基環氧丙烷-3-基)甲氧基]苯、1,2-雙[(3-乙基環氧丙烷-3-基)甲氧基]苯、4,4'-雙[(3-乙基環氧丙烷-3-基)甲氧基]聯苯、2,2'-雙[(3-乙基-3-環氧丙烷基)甲氧基]聯二苯、3,3',5,5'-四甲基[4,4'-雙(3-乙基環氧丙烷-3-基)甲氧基]聯苯、2,7-雙(3-乙基環氧丙烷-3-基)甲氧基]萘、1,6-雙(3-乙基環氧丙烷-3-基)甲氧基]-2,2,3,3,4,4,5,5-八氟己烷、3(4),8(9)-雙[(1-乙基-3-環氧丙烷基)甲氧基甲基]-三環[5.2.1.2.6]癸烷、1,2-雙{[2-(1-乙基-3-環氧丙烷基)甲氧基]乙硫基}乙烷、4,4'-雙[(1-乙基-3-環氧丙烷基)甲基]硫二苯硫醚、2,3-雙[(3-乙基環氧丙烷-3-基)甲氧基甲基]降烷、2-乙基-2-[(3-乙基環氧丙烷-3-基)甲氧基甲基]-1,3-O-雙[(1-乙基-3-環氧丙烷基)甲基]-丙烷-1,3-二醇、2,2-二甲基-1,3-O-雙[(3-乙基環氧丙烷-3-基)甲基]-丙烷-1,3-二醇、2-丁基-2-乙基-1,3-O-雙[(3-乙基環氧丙烷-3-基)甲基]-丙烷-1,3-二醇、1,4-O-雙[(3-乙基環氧丙烷-3-基)甲基]-丁烷-1,4-二醇及2,4,6-O-參[(3-乙基環氧丙烷-3-基)甲基]三聚氰酸。此等化合物可單獨或按其組合使用。
鑒於可固化性及黏著特性，(B)環氧丙烷化合物之摻合量較佳地為基於組份(A)及(B)之總重量的5至50重量百分比，更佳地，10至40重量百分比。
對於結合組份(A)及(B)使用之(C)光酸產生劑，使用能夠在用紫外線輻射時產生陽離子可聚合酸之化合物。此光酸產生劑之實例包括鎓鹽，其包括由SbF6 - 、PF6 - 、BF4 - 、AsF6 - 、(C6 F5 )4 - 或下式(1)表示之陰離子組份及陽離子組份：
[PFn (X)6-n ]- 　(1)
其中n為1至5之整數，且X為具有1至9的碳數目之氟化烷基或氟化苯基。
具有上述陰離子組份之鎓鹽的實例包括重氮鹽、鋶鹽、錪鹽、硒鹽、吡錠鹽、二茂鐵鹽及鏻鹽。單獨或按其組合使用此等鹽。鑒於可固化性及透明度，具有SbF6 - 作為陰離子組份之鎓鹽為較佳的。又，鑒於較小的環境負擔以及可固化性及透明度，具有由式(1)表示之陰離子組份之鎓鹽更佳。由式(1)表示之陰離子組份較佳地為PF4 (CF2 CF3 )2 - 。鑒於陰離子生成速率，芳族鋶鹽為較佳的，且三芳鋶鹽更佳。
自著色抗性以及可固化性及黏著特性之觀點看，(C)光酸產生劑之摻合量較佳地為基於組份(A)及組份(B)之總共100重量份的0.01重量份至2.0重量份(下文簡稱為「份」)。詳言之，組份(C)之量的上限較佳地為1.0份，更佳地，0.5份，再佳地，0.4份，且組份(C)之量的下限較佳地為0.02份，更佳地，0.05份，再佳地，0.1份。
附帶言之，在本發明之光學元件用樹脂組成物中，除了此等組份之外，根據必要性，可適當地摻合具有蒽、菲、咔唑、萘或類似物之光敏劑、基於矽烷或基於鈦之黏著促進劑、可撓性賦予劑(諸如，合成橡膠或聚有機矽氧烷)、抗氧化劑、消泡劑、基於烴之蠟、無機填充劑及其類似物。
將藉由按預定比率混合上述組份製備之樹脂組成物形成為薄片或填充於形成模中，且接著藉由紫外線輻射固化，藉此可獲得本發明之光學元件。附帶言之，在紫外線輻射後，根據必要性，可執行熱處理。最重要的，可藉由按預定比率混合以上組份、將所得紫外線可固化透明組成物填充至鏡片形狀形成模內、在樹脂組成物上輻射紫外線以使樹脂組成物固化成鏡片形狀及接著熱處理經固化之產物來獲得本發明之光學鏡片。如上所述，在紫外線輻射後，可在自形成模將樹脂組成物之經固化之產物脫模前或後執行此熱處理。
舉例而言，在製造光學鏡片之情況下，如下具體執行此。亦即，如圖1A中所示，在基板12上灌注樹脂組成物1(樹脂灌注)，且在其上按壓鏡片形狀形成模13，藉此如圖1B中所示，將樹脂組成物1填充至形成模13內。其後，如圖1C中所示，藉由透過形成模13在其上輻射紫外線15，固化樹脂組成物1，且接著如圖1D中所示，經固化之產物11'經脫模及適當地熱處理，藉此獲得圖2中展示之光學鏡片11。附帶言之，在紫外線輻射後，可在自形成模將樹脂組成物之經固化之產物脫模前或後執行熱處理。藉由將光學鏡片11與基板12整合(基板12經適當地切割以匹配光學鏡片11之大小)，可將光學鏡片11製造為高品質混合鏡片。又，在藉由將光學鏡片11自基板12移除來使用光學鏡片11之情況下，將釋放薄片用於基板12。
舉例而言，作為鏡片形狀形成模13，可使用金屬製造、玻璃製造或塑料製造之模。然而，如圖1A至圖1D中所示，在透過鏡片形狀形成模13用紫外線輻射來固化樹脂組成物之情況下，使用玻璃製造或透明樹脂製造之紫外線透射的形狀形成模。最重要地，鑒於生產率及耐久性，玻璃製造或透明聚矽氧樹脂製造之形狀形成模為較佳的。
又，如圖1A至圖1D中所示，在使用基板12之情況下，其材料較佳地為具有高耐熱性之透明材料，此係由於其對紫外線輻射(紫外線透射)或熱處理之適應性。在基板12具有透明度之情況下，可不僅透過形成模13且亦透過基板12執行在樹脂組成物上之紫外線輻射，且此導致紫外線輻射之範圍的增加。此外，在基板12由(例如)諸如石英玻璃、Pyrex(註冊商標)玻璃及BK-7(由SCHOTT GLAS生產)之各種玻璃材料或透明且在回流溫度(約260℃)下未軟化之塑料材料(例如，聚醯亞胺樹脂、聚矽氧樹脂)構成之情況下，基板12展示出至樹脂組成物1之高黏著性，且無歸因於在回焊期間之熱的變色或變形。因此，藉由將基板12與樹脂組成物1之經固化產物(光學鏡片11)整合，可將光學鏡片製造為高品質混合鏡片。另一方面，在將藉由在基板12上固化樹脂組成物1而獲得之經固化產物(光學鏡片11)自基板12移除且用作光學鏡片之情況下，鑒於透明度或類似特性，諸如PET薄膜、PP薄膜、PTFE薄膜或ETFE薄膜之釋放薄片適合用作基板12。
可將汞燈用作用於紫外線輻射之光源，且可根據光學鏡片之意欲厚度適當地選擇輻射。舉例而言，自成功執行其紫外線固化之觀點看，較佳地在2,000mJ/cm2 至20,000mJ/cm2 之輻射能下輻射厚度為300μm之模製產物(光學鏡片)，更佳地，3,000mJ/cm2 至15,000mJ/cm2 。若紫外線輻射能小於此範圍，則樹脂組成物1之經固化產物(光學鏡片11)可在紫外線輻射後在移除形狀形成模時與基板12分開，且與形成模13整合，然而，若紫外線輻射能超過以上範圍，則於樹脂組成物1之經固化產物(光學鏡片11)中可能發生紫外線劣化而造成嚴重著色(由於隨後的熱處理)。
較佳地在紫外線輻射後執行熱處理，因為藉由動態黏彈性量測測定的經固化產物之玻璃轉移溫度可達到所要之玻璃轉移溫度。對於熱處理之條件，鑒於生產率，較佳地在80℃至150℃下執行熱處理達1至5小時。加熱溫度之上限更佳地為130℃，再佳地，120℃。另一方面，加熱溫度之下限更佳地為120℃。加熱時間更佳地自1小時至3小時，更佳地，約1小時。可藉由在tan δ之曲線(繪曲線)(藉由在熱處理後量測模製產物之儲存模數及損耗模數獲得)中的25℃至260℃之溫度區域中之彎曲狀態來確認是否成功地執行了熱處理。亦即，當重複量測樣本兩次且tan δ之上升溫度之波動處於10℃內時，可認為未產生歸因於在量測時之加熱的玻璃轉移溫度之波動，且可判斷在量測前藉由熱處理而達成充分固化之狀態。
光學鏡片為(例如，如圖2中所示)基板12上的紫外線可固化透明組成物之經固化產物(光學鏡片11)，其按諸如柱狀、圓柱狀、半球形、金字塔形或費涅(Fresnel)結構之任意三維形狀形成。如上所述，根據基板12之材料，可藉由將基板與樹脂固化產物(光學鏡片11)整合來製造混合鏡片，或藉由自基板12移除樹脂固化產物(光學鏡片11)，樹脂固化產物本身可被用作光學鏡片。附帶言之，根據必要性，光學鏡片之表面塗布有抗反射塗層材料。
鑒於溫度可循環性及耐熱性，包括上述光學鏡片的本發明之光學元件(樹脂固化產物)之玻璃轉移溫度較佳地為100℃或以上，更佳地，120℃或以上。若玻璃轉移溫度小於100℃，則歸因於溫度循環的熱收縮之量增加，且熱膨脹係數與抗反射塗層材料之不匹配可造成抗反射塗層材料之分離或開裂。
本發明之光學元件未變色或變形(即使有在回焊期間之熱)，且確保穩定的機械特性，且因此當藉由回焊來整體安裝成像裝置時可有利地使用其。
實例
以下描述實例及比較實例，但本發明不限於此等實例。
紫外線可固化透明樹脂組成物之製造及其透明度及玻璃轉移溫度之評估
製備下列環氧樹脂、環氧丙烷化合物及光酸產生劑。
環氧樹脂：
(a)　液體雙酚A型環氧樹脂(由Japan Epoxy Resins Co.,Ltd.生產，商品名「EPIKOTE 827」)
(b)　液體脂環環氧樹脂(由Daicel Chemical Industries,Ltd.生產，商品名「CELLOXIDE 2021P」)
(c)　茀型環氧樹脂(由Nagase & Co.,Ltd.生產，商品名「ONCOAT EX-1040」)
環氧丙烷化合物：
(a)　3-乙基-3-苯氧基甲基環氧丙烷(由Toagosei Co.,Ltd.生產，商品名「ARON OXETANE OXT-211」)
(b)　雙(3-乙基-3-環氧丙烷基甲基)乙醚(由Toagosei Co.,Ltd.生產，商品名「ARON OXETANE OXT-221」)
(c)　3-乙基-3-羥基甲基環氧丙烷(由Toagosei Co.,Ltd.生產，商品名「ARON OXETANE OXT-101」)
光酸產生劑：
(a)　四(五氟乙基)二氟磷酸的三芳鋶鹽之50重量百分比之碳酸丙二酯溶液(由SAN-APRO Ltd.生產，商品名「CPI-200K」)
(b)　六氟磷酸的三芳鋶鹽之50重量百分比之碳酸丙二酯溶液(由SAN-APRO Ltd.生產，商品名「CPI-101P」)
實例1至8及比較實例1及2：按以下表1中展示之比率摻合以上環氧樹脂及環氧丙烷化合物之各別組份，接著根據必要性，對其熱熔融，且對其熔融混合。隨後，按以下表1中展示之比率摻合以上光酸產生劑，且在50℃下在300rpm之轉數下攪拌混合物達10分鐘以獲得樹脂組成物(紫外線可固化透明樹脂組成物)。
根據下列準則針對各種特性評估因此獲得之樹脂組成物。獲得之結果一起展示於下表1中。
透明度：每一樹脂組成物經成膜於聚矽氧釋放處理之PET薄膜(由Mitsubishi Polyester Film Corp.生產之DIAFOIL MRA-50)上至600μm之厚度，且用紫外線(紫外線之量：8,000mJ/cm2 )輻射薄膜以實現初步的固化，且接著在100℃下熱固化達1小時以獲得模製產物。此外，在260℃下使模製產物回流達10秒。在紫外線(UV)輻射、熱固化及回流後的樹脂固化產物經切割為20mm寬且30mm長之樣本，且在透射模式下藉由色彩電腦(由Suga Test Instruments Co.,Ltd.製造之SM-T)針對黃色指標值(Y.I.值)加以量測。
玻璃轉移溫度：每一樹脂組成物經成膜於聚矽氧釋放處理之PET薄膜(由Mitsubishi Polyester Film Corp.生產之「DIAFOIL MRA-50」)上至600μm之厚度，且用紫外線(紫外線之量：8,000mJ/cm2 )輻射薄膜以實現初步的固化，且接著在100℃下熱固化達1小時以獲得模製產物。將此模製產物切割為5mm寬且35mm長之樣本，且獲得基於在RT(25℃)至260℃之溫度範圍中在1Hz之頻率下由動態黏彈性計(由Rheometrics製造之RS-II)量測之儲存模數及損耗模數之tan δ曲線。將獲得的tan δ曲線之峰值界定為玻璃轉移溫度(Tg)。當Tg為100℃或以上時，將此評定為「良好」。
如自以上結果看出，在實例1至8中，獲得甚至在紫外線輻射或熱固化後仍確保低Y.I.值及高透明度之樹脂組成物，且在所有此等實例中在熱處理後之模製產物具有100℃或以上之玻璃轉移溫度。
另一方面，在光酸產生劑之量過多之比較實例1中，在初始階段(在UV輻射後)，Y.I.值低，但在熱固化或回流後，Y.I.值變高，且產生差的透明度。在比較實例2中，獲得具有低Y.I.值(高透明度)之樹脂模製產物，但玻璃轉移溫度小於100℃，且僅獲得具有低玻璃轉移溫度之模製產物。附帶言之，當藉由將光酸產生劑之量改變為小於0.01g來製備實例1之樹脂組成物且產生與實例1中相同的樣本時，固化不充分且不能獲得所要之硬度。
此等結果揭示本發明之紫外線可固化透明樹脂組成物具有高透明度及高的耐熱可靠性，且因此，作為光學元件之材料係優異的。另外，使用此樹脂組成物之光學元件即使在回焊期間的熱下亦無變色或變形，且確保穩定的機械特性，且因此，當藉由回焊整體安裝成像裝置時，可有利地使用其。
光學鏡片之製造及其動態黏彈性及著色性之評估
如下製備樹脂組成物(1)至(4)。
樹脂組成物(1)之製備：藉由添加35g雙酚A型環氧樹脂(由Japan Epoxy Resins Co.,Ltd.生產之EPIKOTE 827)、35g脂環環氧樹脂(由Daicel Chemical Industries,Ltd.生產之CEL-2021P)、30g環氧丙烷化合物(由Toagosei Co.,Ltd.生產之ARON OXETANE OXT-211)及4g光酸產生劑之聚碳酸酯溶液(由SAN-APRO Ltd.生產之CPI-100P)(在該溶液中，光酸產生劑之量為2g)，且混合此等組份，伴隨著在50℃下攪拌達10分鐘，製備樹脂組成物(1)。
樹脂組成物(2)之製備：藉由添加35g雙酚A型環氧樹脂(由Japan Epoxy Resins Co.,Ltd.生產之EPIKOTE 827)、35g脂環環氧樹脂(由Daicel Chemical Industries,Ltd.生產之CEL-2021P)、30g環氧丙烷化合物(由Toagosei Co.,Ltd.生產之ARON OXETANE OXT-211)及1g光酸產生劑之聚碳酸酯溶液(由SAN-APRO Ltd.生產之CPI-101A)(在該溶液中，光酸產生劑之量為0.5g)，且混合此等組份，伴隨著在50℃下攪拌達10分鐘，製備樹脂組成物(2)。
樹脂組成物(3)之製備：藉由添加35g雙酚A型環氧樹脂(由Japan Epoxy Resins Co.,Ltd.生產之EPIKOTE 827)、35g脂環環氧樹脂(由Daicel Chemical Industries,Ltd.生產之CEL-2021P)、30g環氧丙烷化合物(由Toagosei Co.,Ltd.生產之ARON OXETANE OXT-211)及0.6g光酸產生劑之聚碳酸酯溶液(由SAN-APRO Ltd.生產之CPI-101A)(在該溶液中，光酸產生劑之量為0.3g)，且混合此等組份，伴隨著在50℃下攪拌達10分鐘，製備樹脂組成物(3)。
樹脂組成物(4)之製備：藉由添加35g雙酚A型環氧樹脂(由Japan Epoxy Resins Co.,Ltd.生產之EPIKOTE 827)、35g脂環環氧樹脂(由Daicel Chemical Industries,Ltd.生產之CEL-2021P)、30g環氧丙烷化合物(由Toagosei Co.,Ltd.生產之ARON OXETANE OXT-211)及6g光酸產生劑之聚碳酸酯溶液(由SAN-APRO Ltd.生產之CPI-101A)(在該溶液中，光酸產生劑之量為3g)，且混合此等組份，伴隨著在50℃下攪拌達10分鐘，製備樹脂組成物(4)。
實例9至13及比較實例3及4：在聚矽氧釋放處理之PET薄膜(由Mitsubishi Polyester Film Corp.生產之DIAFOIL MRA-50)上灌注每一樹脂組成物(樹脂灌注)，且在其上按壓玻璃製造之鏡片形狀形成模以將樹脂組成物填充至形成模中。其後，在下表2中展示之紫外線輻射條件(輻射量)下透過形成模在樹脂組成物上輻射紫外線，且將所得經固化產物自形成模脫模且接著在下表2中展示之熱固化條件下熱處理以產生樹脂固化產物(光學鏡片)(見圖1A至圖1D)。
根據下列準則針對各種特性評估因此獲得之樹脂固化產物(光學鏡片)。獲得之結果一起展示於下表2中。
動態黏彈性：每一樹脂固化產物經切割為5mm寬且35mm長之樣本，且在RT(25℃)至260℃之溫度範圍中在1Hz之頻率下藉由動態黏彈性計(由Rheometrics製造之RS-II)量測儲存模數及損耗模數。將此量測重複進行兩次，且用曲線繪製獲得的tan δ之值以作出tan δ之曲線。隨後，在上升溫度前及後在tan δ曲線上繪製切線，且將此等切線相交處之點界定為在RT至260℃之範圍中的tan δ曲線之上升溫度。此外，藉由自在第二量測中獲得之上升溫度(Ts2 )減去在第一量測中獲得之上升溫度(Ts1 )計算ΔT。將給出ΔT<10℃之熱固化條件評定為「良好」，及將給出之熱固化條件評定為「差」。
著色性：樹脂固化產物經切割為20mm寬且30mm長之樣本，且在透射模式下藉由色彩電腦(由Suga Test Instruments Co.,Ltd.製造之SM-T)量測黃色指標值。當獲得之值小於10時，將樣本評定為「良好」，且當為10或以上時，將此評定為「差」。
如自以上結果看出，在實例9至13中，即使在重複了量測兩次後，在熱固化後藉由動態黏彈性量測獲得的tan δ曲線之上升溫度之波動小於10℃，且確認在每一固化條件下獲得之模製產物達到充分的交聯狀態，且獲得歸因於熱的特徵波動較小的固化產物。又，在所有樣本中，確認在熱固化後之黃色指標值小於10。
另一方面，在光酸產生劑之量過多之比較實例3中，產生差的著色抗性。在比較實例4中，在固化後之黃色指標值低，但由於在重複進行了量測兩次後，藉由動態黏彈性量測獲得之tan δ曲線之上升溫度波動了10℃或以上，所以確認僅藉由紫外線固化獲得之模製產物不能達到穩定的交聯狀態。附帶言之，當藉由將光酸產生劑之量改變為小於0.05g來製備在實例9中使用之樹脂組成物(1)且產生與實例9中相同的樣本時，固化不充分且不能獲得所要之硬度。
此等結果揭示，根據本發明之光學鏡片之製造方法，可提供具有對熱應力穩定的機械及光學特性且透明度優異之塑料製造之光學鏡片。藉由此製造方法，在不削弱光學鏡片之光學特性之情況下，可達成安裝成像裝置之步驟的簡化及成本降低。當使用此製造方法時，本發明之光學鏡片可大大地促成品質增強。
雖然已詳細且參照特定實施例描述本發明，但對熟習此項技術者顯而易見，可在不脫離其精神及範疇之情況下在其中進行各種改變及修改。
本申請案係基於2008年5月30日申請之日本專利申請案(專利申請案第2008-142150號及第2008-142151號)，其全部內容以引用的方式併入本文中。
本文中所列舉之所有參考全部以引用的方式併入本文中。
1．．．樹脂組成物
11．．．光學鏡片
11'．．．經固化產物
12．．．基板
13．．．形成模
15．．．紫外線
圖1A至圖1D為展示本發明之光學元件(光學鏡片)的製程之說明圖。圖1A展示紫外線可固化透明樹脂組成物經灌注於基板上之狀態，圖1B展示藉由按壓鏡片形狀形成模而將樹脂組成物填充至形成模中之狀態，圖1C展示將紫外線輻射於經填充之樹脂組成物上之狀態，及圖1D展示正被脫模的光學鏡片之狀態。
圖2為展示藉由在以上製程中說明之製造方法獲得的光學元件(光學鏡片)之橫截面圖。
1．．．樹脂組成物
15．．．紫外線

Claims (8)

  1. 一種光學元件用樹脂組成物，其為用於作為光學元件之材料的紫外線可固化透明樹脂組成物，其中該樹脂組成物包含下列組份(A)至(C)：(A)環氧樹脂，其在其一個分子中具有兩個或兩個以上的環氧基團；(B)環氧丙烷化合物，其在其一個分子中具有一或多個環氧丙烷基團；及(C)光酸產生劑；其中基於該組份(A)及該組份(B)之總量之100重量份，該組份(C)含量係0.01重量份至2.0重量份；且該(C)光酸產生劑為包含由以下式(1)表示之陰離子組份及陽離子組份之鎓鹽：[PFn (X)6-n ]- (1)其中n為1至5之整數，且X為具有1至9的碳數之氟化烷基或為氟化苯基。
  2. 如請求項1之光學元件用樹脂組成物，其中基於該組份(A)及該組份(B)之該總量之100重量份，該(C)光酸產生劑之量為0.01重量份至0.5重量份。
  3. 一種光學元件，其係藉由使用如請求項1之光學元件用樹脂組成物獲得。
  4. 如請求項3之光學元件，其為光學鏡片。
  5. 一種用於製造光學鏡片之方法，該方法包含：將如請求項1之光學元件用樹脂組成物填充至鏡片形 狀形成模內；用紫外線輻射該形成模中之該樹脂組成物以將該樹脂組成物固化為鏡片形狀，藉此獲得經固化之產物；及使該經固化之產物經受熱處理。
  6. 如請求項5之用於製造光學鏡片之方法，其包含：將該光學元件用樹脂組成物灌注於透明基板上；及在其上按壓該鏡片形狀形成模以將該樹脂組成物填充至該形成模內。
  7. 如請求項5之用於製造光學鏡片之方法，其中在80℃至150℃下執行該熱處理達1至5小時。
  8. 一種光學鏡片，其係藉由如請求項5之方法獲得。
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