光學(xué)元件和光學(xué)元件的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及光學(xué)元件例如透鏡和光學(xué)元件的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 光學(xué)元件例如光學(xué)透鏡在它們的外周部上具有不透明膜（遮光膜）以防止閃光和 重影。光學(xué)元件例如光學(xué)透鏡也具有減反射膜以減少表面反射并且除去由反射引起的散射 光。
[0003] 日本專利公開No. 2011-145627和2013-24922公開了光學(xué)元件。這些光學(xué)元件 (實(shí)例為光學(xué)透鏡）具有在它們的外周部上的遮光膜，在遮光膜上的保護(hù)涂層，以及減反射 膜。
[0004] 日本專利公開No. 2010-54827公開了保護(hù)涂層。該保護(hù)涂層含有下述樹脂中的至 少一種：環(huán)氧樹脂、丙烯酸系樹脂、酰亞胺樹脂、蜜胺樹脂、酚醛樹脂、酚醛清漆樹脂、醇酸樹 月旨、馬來酸樹脂和有機(jī)硅樹脂。根據(jù)該公開，該保護(hù)涂層防止遮光膜中的染料例如黑色染料 從該膜中溶出。
[0005] 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)這些公開文本中公開的光學(xué)元件的缺點(diǎn)在于，將它們?cè)诟邷馗邼駰l 件下長(zhǎng)期使用時(shí)，遮光膜改變其色調(diào)并且產(chǎn)生白點(diǎn)。尤其是如果附帶遮光膜和保護(hù)涂層后 用堿性水溶液對(duì)光學(xué)元件進(jìn)行清洗，則該缺點(diǎn)可能顯著。
[0006] 本發(fā)明提供光學(xué)元件，即使在形成減反射膜前用堿性水溶液清洗，該光學(xué)元件即 使在高溫高濕條件下經(jīng)歷長(zhǎng)期使用也保持良好的外觀。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 本發(fā)明的一個(gè)方面提供光學(xué)元件。該光學(xué)元件具有基材和該基材的外周部的一部 分上的遮光膜。在該遮光膜上具有涂層。該涂層含有蜜胺樹脂或苯并胍胺樹脂與酚醛樹脂 的固化混合物，蜜胺樹脂或苯并胍胺樹脂與酚醛樹脂的質(zhì)量比例為1:5-7: 5。
[0008] 本發(fā)明的另一方面提供光學(xué)元件的制備方法。該方法包括：在基材的外周部上形 成遮光膜；在該遮光膜的表面上形成涂層，該涂層含有羥甲基蜜胺樹脂或羥甲基苯并胍胺 樹脂與酚醛樹脂的固化混合物，羥甲基蜜胺樹脂或羥甲基苯并胍胺樹脂與酚醛樹脂的比例 為1:5-7:5 ;和形成該涂層后在該基材上形成減反射膜。
[0009] 參照附圖由以下對(duì)例示實(shí)施方案的說明，本發(fā)明進(jìn)一步的特征將變得清楚。
【附圖說明】
[0010] 圖1表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的光學(xué)元件的實(shí)例。
[0011] 圖2A-2E表示制備各個(gè)實(shí)施例的光學(xué)元件的例示方法。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 以下對(duì)本發(fā)明的一些實(shí)施方案進(jìn)行說明。
[0013] 光學(xué)元件
[0014] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的光學(xué)元件能夠應(yīng)用于光學(xué)設(shè)備的結(jié)構(gòu)元件，例如透鏡、 棱鏡、反射鏡和衍射光柵，優(yōu)選透鏡或棱鏡。
[0015] 以下參照?qǐng)D1對(duì)應(yīng)用于透鏡的根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的光學(xué)元件進(jìn)行說明。如圖 1中所示，光學(xué)元件1具有基材2,基材2具有光學(xué)有效部2a和2b以及光學(xué)無效部2c。在 基材2的光學(xué)無效部2c上具有遮光膜3,在遮光膜3上具有涂層4。遮光膜3在光學(xué)元件 1的光學(xué)無效部2c的一部分或全部上擴(kuò)展。涂層4可完全地覆蓋遮光膜3。遮光膜3通常 為光學(xué)元件在其外周部上具有的膜以防止閃光和重影。
[0016] 根據(jù)本實(shí)施方案的光學(xué)元件1在光學(xué)有效部2a和2b的一部分上具有減反射膜5。
[0017] 基材
[0018] 根據(jù)本實(shí)施方案的光學(xué)元件的基材2能夠是例如玻璃片、玻璃鏡、光學(xué)透鏡和棱 鏡的材料，優(yōu)選光學(xué)透鏡或棱鏡。玻璃的具體實(shí)例包括無堿玻璃和鋁硅酸鹽玻璃。根據(jù)本 發(fā)明的某些實(shí)施方案的光學(xué)元件能夠用于光學(xué)設(shè)備例如照相機(jī)、雙目鏡、顯微鏡和半導(dǎo)體 曝光裝置。
[0019] 本實(shí)施方案中使用的基材2可以為能夠最終加工成適合其目標(biāo)用途的形狀的任 何形狀，因此能夠具有兩維或三維曲面。其厚度并不嚴(yán)格并且通常為5mm以下，但并不限于 此。
[0020] 遮光膜
[0021] 根據(jù)本實(shí)施方案的光學(xué)元件的遮光膜3至少含有著色劑和粘結(jié)劑樹脂。遮光膜3 可任選地含有其他材料，例如無機(jī)細(xì)顆粒。
[0022] 粘結(jié)劑樹脂能夠?yàn)榄h(huán)氧樹脂。遮光膜3的環(huán)氧樹脂含量能夠?yàn)?. 0質(zhì)量％ -60. 0 質(zhì)量％，優(yōu)選5. 0質(zhì)量％ -40. 0質(zhì)量％。小于5. 0質(zhì)量％的環(huán)氧樹脂含量導(dǎo)致低的耐溶劑 性。大于60. 0質(zhì)量％的環(huán)氧樹脂含量導(dǎo)致顯著的內(nèi)部反射。
[0023] 遮光膜3中的著色劑能夠是染料、顏料或它們的混合物。染料能夠?yàn)槿魏挝?收400nm-700nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的可見光并且在任意的溶劑中可溶的材料。能夠使用一 種染料或者多種染料例如黑色、紅色、黃色和藍(lán)色染料的混合物。顏料能夠?yàn)槿魏挝?400nm-700nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的可見光的材料。能夠使用的顏料的實(shí)例包括炭黑、鈦黑和氧化 鐵。顏料的數(shù)均顆粒直徑能夠?yàn)?nm-200nm。使用數(shù)均顆粒直徑小于5nm的顏料影響遮光 涂料的穩(wěn)定性。使用數(shù)均顆粒直徑大于200nm的顏料導(dǎo)致遮光膜中顯著的內(nèi)部反射。
[0024] 根據(jù)本實(shí)施方案的遮光膜3的著色劑含量能夠?yàn)?. 0質(zhì)量％ -30. 0質(zhì)量％，優(yōu)選 10. 0質(zhì)量％ -15. 0質(zhì)量％。
[0025] 根據(jù)本實(shí)施方案的遮光膜3可任選地含有用于調(diào)節(jié)其折射率的無機(jī)細(xì)顆粒。確保 基材2與遮光膜3之間的折射率（nd)之差為0. 0-0. 2使內(nèi)部反射減小。
[0026] 無機(jī)細(xì)顆?？删哂?. 2或更大的折射率（nd)。無機(jī)細(xì)顆粒的數(shù)均顆粒直徑能夠?yàn)?5nm-1000nm，優(yōu)選10nm-100nm。使用數(shù)均顆粒直徑小于5nm的無機(jī)細(xì)顆粒影響遮光涂料的 穩(wěn)定性，使得該涂料較粘并且更可能膠凝。使用數(shù)均顆粒直徑大于l〇〇〇nm的無機(jī)細(xì)顆粒導(dǎo) 致防止遮光膜中白點(diǎn)的優(yōu)勢(shì)不足。
[0027] 使用具有2. 2以上的折射率（nd)的無機(jī)細(xì)顆粒將給予得到的遮光膜3以高折射 率，因此有助于減小內(nèi)部反射?？墒褂玫木哂?. 2以上的折射率（nd)的無機(jī)細(xì)顆粒的實(shí)例 包括氧化鈦、氧化錯(cuò)、氧化鋁、氧化紀(jì)、氧化鎘、金剛石、鈦酸鎖和鍺的細(xì)顆粒。特別地，氧化 鈦和氧化鋯具有2. 2-3. 5的折射率（nd)。無機(jī)細(xì)顆粒的折射率小于2. 2時(shí)，相應(yīng)地遮光膜 的折射率的增加小。因此基材與遮光膜之間的折射率之差大，以致不會(huì)使內(nèi)部反射充分地 減小。
[0028] 具有2. 2以上的折射率（nd)的無機(jī)細(xì)顆粒的數(shù)均顆粒直徑能夠?yàn)?0nm-100nm，優(yōu) 選10nm-20nm。盡管具有2. 2以上的折射率（nd)的無機(jī)細(xì)顆粒的數(shù)均顆粒直徑越小越好， 但實(shí)際上難以將這樣的顆粒分散到小于l〇nm的數(shù)均顆粒直徑。具有大于lOOnm的數(shù)均顆 粒直徑的無機(jī)細(xì)顆粒的使用可能導(dǎo)致光散射的發(fā)生。應(yīng)指出地是，無機(jī)細(xì)顆粒的數(shù)均顆粒 直徑基于遮光膜中的顆粒的實(shí)際尺寸。例如，如果無機(jī)細(xì)顆粒為聚集體的形式，它們的平均 顆粒直徑基于聚集體的尺寸。
[0029] 根據(jù)本實(shí)施方案的遮光膜3中無機(jī)細(xì)顆粒的量能夠?yàn)?. 0質(zhì)量％ -40. 0質(zhì)量％， 優(yōu)選10. 0質(zhì)量％ -15. 0質(zhì)量％。遮光膜3中小于5. 0質(zhì)量％的無機(jī)細(xì)顆粒的使用導(dǎo)致折 射率的增加太小以致內(nèi)部反射會(huì)顯著。遮光膜3中大于40. 0質(zhì)量％的無機(jī)細(xì)顆粒的使用 影響膜的粘合性和耐久性。
[0030] 遮光膜3可任選地含有胺系固化劑作為環(huán)氧樹脂的固化劑。只要給予目標(biāo)特性， 能夠使用任何已知的胺系固化劑。能夠使用的胺系固化劑的實(shí)例包括直鏈脂肪族胺系固化 劑、聚酰胺系胺系固化劑、脂環(huán)族胺系固化劑和芳族胺系固化劑以及雙氰胺、己二酸二酰肼 等。能夠單獨(dú)使用這些中的任一種，也可使用這些中的兩種以上的混合物。
[0031] 遮光膜3的固化劑含量能夠?yàn)?.0質(zhì)量％-25. 0質(zhì)量％。小于1.0質(zhì)量％的固化 劑含量使得遮光膜的固化度太低以致影響該膜與基材的粘合性。大于25. 0質(zhì)量％的固化 劑含量導(dǎo)致低的光學(xué)特性。
[0032] 除非損害其預(yù)期目的，遮光膜3可任選地含有添加劑。能夠使用的添加劑的實(shí)例 包括殺真菌劑和抗氧化劑。根據(jù)本實(shí)施方案的遮光膜3的添加劑含量能夠?yàn)?5. 0質(zhì)量％ 以下，優(yōu)選10.0質(zhì)量％以下。
[0033] 遮光膜上的涂層
[0034] 根據(jù)本實(shí)施方案的光學(xué)元件1在遮光膜3上具有涂層4,涂層4包括蜜胺樹脂或苯 并胍胺樹脂與酚醛樹脂的固化混合物。
[0035] 蜜胺樹脂的制備如下述反應(yīng)