KR100853132B1

KR100853132B1 - 수지 접합형 광학소자, 그 제조방법 및 광학물품

Info

Publication number: KR100853132B1
Application number: KR1020027000548A
Authority: KR
Inventors: 미야까와아끼꼬; 나까무라도루; 스즈끼마사히또
Original assignee: 가부시키가이샤 니콘
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 2000-07-24
Publication date: 2008-08-20
Also published as: US20060163761A1; US7070862B1; TW473615B; CN1219223C; CN1367879A; WO2001007938A1; KR20070086554A; KR20020033157A

Abstract

본 발명에서는 모재와 이 모재 표면에 형성된 감광성 수지 조성물의 경화물로 이루어진 수지층을 구비하고, 수지층이 (1) 굴절률이 1.55 이상, (2) 가시광 내부 투과율이 100㎛ 두께인 영역에서 95% 이상, (3) 흡습에 의한 수치 변화율이 0.4% 이하, (4) 듀로미터 경도가 HDD 70 이상, (5) 겔 분율이 95% 이상, (6) 유리전이온도가 95℃ 이상, (7) 경화 수축율이 7% 이하인 수지 접합형 광학소자, 이 소자의 제조방법 및 이 소자를 구비한 광학물품이 제공된다.

Description

수지 접합형 광학소자, 그 제조방법 및 광학물품 {RESIN-BOND TYPE OPTICAL ELEMENT, PRODUCTION METHOD THEREFOR AND OPTICAL ARTICLE}

본 발명은 모재(母材) 표면에 형성된 수지층을 갖는 수지 접합형 광학소자, 그 제조방법 및 그 소자를 구비한 광학물품에 관한 것이다.

현재, 다양한 분야에서 광학소자가 사용되고 있는데, 그 용도에 따라서는 유리만으로 이루어진 종래의 광학소자로는 요구되는 광학특성 등을 실현하는 것이 어려운 경우가 있다. 그래서, 모재 상에 소정 형상을 갖는 경화 수지층을 형성한 수지 접합형 광학소자가 주목받아 왔다.

예컨대, 카메라 렌즈 등의 광학소자를 소형화 또는 경량화시키기 위해서는, 광학계의 렌즈 구성 개수를 줄이는 것이 중요하다. 렌즈의 구성 개수를 줄이기 위해서는, 복수개의 구면 렌즈로 구성된 구성 부분을 하나의 비구면 렌즈로 교체하는 것이 유효하다.

비구면 렌즈란 렌즈 중심에서 주변에 걸쳐 곡률이 연속적으로 변화하는 렌즈의 총칭이다. 광학계의 일부에 비구면 렌즈를 사용하면, 구면 렌즈만으로 광학계를 구성한 경우에 비하여 수차 보정에 필요한 렌즈 개수를 대폭 줄일 수 있어, 광학계의 소형화나 경량화를 도모할 수 있다. 또, 비구면 렌즈를 사용하면, 구 면 렌즈로는 어려운 고도의 수차 보정을 할 수 있어 결상 성능을 향상시킬 수 있다.

이와 같이 우수한 특성을 갖고 있는 비구면 렌즈가 지금까지 그다지 보급되지 않았던 가장 큰 이유로서 가공이 어렵다는 점을 들 수 있다. 종래의 비구면 렌즈는, 렌즈의 모재에 유리를 사용하고, 이 유리를 정밀 연마하여 제조할 수 밖에 없어 가공 비용이 비싸다는 문제가 있었다.

그러나, 최근에 들어서 플라스틱 몰드법, 유리 몰드법, 복합형 비구면법 등과 같은 수지 접합형 광학소자를 제조하는 기술이 계속해서 실용화되면서 비구면 렌즈를 이들 방법으로 저렴하게 제조할 수 있도록 되었기 때문에, 그 보급은 급속하게 진전되어 오늘날에는 카메라 렌즈 등에 널리 비구면 렌즈가 사용되게 되었다.

또, 플라스틱 몰드법이란 원하는 비구면 형상을 갖는 금형에 수지를 주입해서 성형하는 방법이다. 이 방법은 생산성이 높고 저렴하다. 그러나, 제조된 비구면 렌즈의 굴절률에 한계가 있고 또한 면 정밀도나 신뢰성이라는 면에서 유리를 사용한 렌즈에 떨어진다는 문제점이 있다.

유리 몰드법이란 연화 상태에 있는 유리 블랭크재를 원하는 비구면 형상을 갖는 금형으로 성형하는 방법이다. 이 방법에 따르면, 양산성과 고정밀도화를 실현할 수 있다. 그러나, 사용할 수 있는 유리 종류가 한정되고 또한 성형온도가 상대적으로 높고 금형에 대한 부하가 크기 때문에 그 부하의 저감은 과제로 되어 있다.

복합형 비구면 성형법이란 비구면 형상을 갖는 금형을 사용하고, 구면 또는 비구면의 유리 렌즈 상에 비구면 형상의 수지층을 형성하는 방법이다. 이 방법은 유리 렌즈가 지니고 있는 신뢰성과 플라스틱 몰드법이 지니고 있는 양산성의 양 특성을 겸비한 제조방법이라고 할 수 있다. 본 명세서에서는 이 복합형 비구면성형법으로 제조된 렌즈를 PAG 렌즈라고 하기로 한다. 종래의 PAG 렌즈는 양산성이 우수하고 비교적 저렴하다는 특징을 지니고 있으나, 유리제 비구면 렌즈에 비하면 설계 가능한 비구면량에 제약이 있고, 또한 광 투과율이 낮고 환경에 의한 광학 성능의 변화가 커서 신뢰성이 떨어지는 등 문제점을 갖고 있다.

또, 이 복합형 비구면 성형법에 사용되는 수지로서는 열경화형 수지, 감광성 수지 등을 들 수 있다. 비구면 렌즈를 제조하는 경우, 자외선 경화 수지 등의 감광성 수지 (광 반응성 수지) 조성물을 모재 표면에 피착시키고 자외선 등과 같은 광을 조사함으로써 경화시켜 수지층을 형성하는 방법이 특히 유효하다. 그러나, 감광성 수지를 PAG 렌즈의 수지층에 사용하는 경우, 특히 비구면량이 큰, 즉 수지 두께가 두꺼운 PAG 렌즈에서는 금형 형상을 정확히 전사할 수 없다는 문제가 있어 설계상 제약받고 있다.

또한, 종래의 PAG 렌즈의 광 투과율은 칼라 렌즈에 비하면 낮은데, PAG 렌즈의 채택은 광학계 전체의 투과율 저하를 초래할 우려가 있다. 그래서, 하나의 광학계에 사용할 수 있는 PAG 렌즈의 개수는 통상 하나 내지 두개가 한도로 되어 있다.

그리고, PAG 렌즈라는 수지 접합형 광학소자는 환경에 따른 광학 성능의 변화가 커서 내후성이 떨어진다는 문제점을 갖고 있다. 내후성 개선에는 수지의 경화도 (중합도) 를 높이는 것이 유효하고, 이를 위해서는 수지를 더 경화시키기 위해서 광을 많이 조사하는 것이 유효하다. 그러나, 광의 조사량을 증가시키면, 수지가 황변하여 광 투과율이 저하된다. 그래서, 종래 기술로는 수지 접합형 광학소자의 광 투과율 향상과 내후성 향상을 양립시키는 것은 어렵다.

본 발명은 상술한 종래의 PAG 렌즈의 문제점, 즉 광학 성능이나 설계상의 비구면량의 제약, 내후성 등을 개선하여, 광 투과율 (특히 가시광 내부 투과율) 이 높고 우수한 수지 접합형 광학소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 종래에 투과율 등의 광학 성능이 충분치 못하거나 또한 성형이 어려워서, 고가의 수법으로밖에 제조할 수 없었던 큰 비구면량을 갖는 비구면 렌즈를 쉽게 제조하고, 그럼으로써 우수한 광학 성능을 실현하기 위해서 여러 관점에서 예의 검토하여 다음과 같은 사실을 발견하였다.

1. 수지층의 특성

종래의 광학 성능을 손상시키지 않고 종래보다 쉽게 성형하는 방법으로는 수지의 굴절률을 향상시키는 방법이 있다. 즉, 더 높은 굴절률의 수지를 사용함으로써, 더 작은 비구면량으로 큰 비구면량을 갖는 것과 동등한 비구면 효과를 얻을 수 있게 된다. 그리고, 비구면량이 작은 렌즈가 비구면량이 큰 렌즈보다 성형성이 우수하다. 따라서, 굴절률을 높임으로써 성형성이 향상되게 된다. 즉, 비구면 형상을 바꾸지 않고 비구면의 효과를 높이기 위해서는, 수지의 굴절률을 높이는 것이 유효하다. 특히, 그 굴절률을 1.55 이상으로 하면, 비구면 설 계의 자유도가 더 증가하여 여러가지 용도에 사용할 수 있는 비구면 렌즈를 얻을 수 있다.

종래의 PAG 렌즈의 수지층에 사용되는 수지의 굴절률은 대략 1.50 정도였다. 그러나, 1.55 이상의 굴절률을 갖는 수지를 사용하면, 수지층의 막두께를 종래보다 얇게 할 수 있다. 그럼으로써, 성형성이 향상될 뿐아니라 사용되는 수지의 양도 적어도 되므로, 비용 절감까지도 실현할 수 있다.

또한, 수지의 굴절률을 높임으로써 PAG 렌즈의 투과율이 향상되는 것도 분명해졌다. 이것은 PAG 렌즈를 구성하는 수지와 유리의 굴절률 차이가 작아져 계면에서의 반사광이 감소하기 때문이다. 따라서, 굴절률이 높은 수지를 사용함으로써, 더 높은 투과성이 요구되는 비구면 렌즈에도 PAG 렌즈를 사용할 수 있게 된다. 이러한 투과율이 높은 PAG 렌즈는 광학계 전체의 투과율 향상이나 플레어 방지에도 기여한다.

또, 수지의 광학 성능에서 가장 문제가 되는 것은 투과율이다. 일반적으로 수지의 투과율은 유리에 비하여 낮기 때문에, PAG 렌즈의 투과율은 유리만으로 제조된 비구면 렌즈보다 투과율은 떨어지는 경우가 많다. 수지의 투과율은 수지 내부의 광의 산란과 흡수의 두 요인으로 저하된다. 산란은 수지가 균일한 조성 분포를 갖고 있지 않아서 장소에 따라 굴절률 분포가 발생될 수 있는 것, 또는 수지 내부에 생긴 미세한 기포나 표면의 점형상 결함 등에서 기인한다. 한편, 흡수는 수지를 구성하는 물질의 분자 구조 자체에서 유래하는 경우도 있으나, 일반적으로는 수지의 합성 과정에서 혼입되는 불순물이나 미리 수지에 첨가되어 있 는 중합 금지제에 의한 흡수 또는 광 개시제 및 그 반응 생성물에 의한 흡수 또는 경화될 때의 과잉된 광 조사 등이 원인인 경우가 많다.

따라서, 광의 투과율을 향상시키기 위해서는, 수지의 분자 구조를 조사하고 정제에 의해 불순물을 가능한한 제거하는 것이 중요하다. 또한, 중합 금지제나 광 개시제를 최적화한 조성물을 적정한 광 조사 조건에 의해 중합하는 것이 유효하다.

이와 같은 배려로 100㎛ 두께에서 내부 투과율을 95% 이상으로 하면, 실용상 양호한 광학특성을 갖는 PAG 렌즈를 얻을 수 있다.

또, 감광성 수지를 사용하며 금형의 비구면 형상을 전사하는 공정에서는, 광 조사 중에 수지 표면이 금형으로부터 박리되는 문제가 종종 일어나는데, 이것은 수지의 경화 수축율과 깊은 관계가 있음이 밝혀졌다. 감광성 수지를 사용한 경우에 금형 형상을 정확히 전사할 수 없는 것은, 수지가 경화될 때의 경화 수축에 의한 것이다. 비구면량 또는 수지층 막두께 차이가 큰 PAG 렌즈에서는 이 수축 영향이 특히 현저해진다. 또, 경화 수축율은 수지 조성에 따라 거의 결정되는 값으로, PAG 렌즈의 성형에서는 성형성을 결정하는 중요한 성질이다.

PAG 렌즈의 수지층은 최대 막두께와 최소 막두께의 차이가 몇 백㎛ 이상이고, 앞으로 비구면 렌즈의 사용이 확대됨에 따라 수지층의 막두께 차이는 점점 커지는 경향이 있다. 이와 같이 복잡한 형상을 갖고 있는 수지층에 광을 조사할 때, 급격한 경화 수축이 일어나면 응력이 발생하여 금형 형상이 바르게 전사되지 않게 되는 문제가 발생한다. 경화 수축율은 수지의 경화 전후의 비중을 측정함으로써 쉽게 구할 수 있다. 즉, 경화 전의 비중을 a, 경화 후의 비중을 b 로 하면, 경화 수축율은 하기로 산출할 수 있다:

{(b-a)/b} ×100 [%]

그래서, 경화 수축율이 다른 수지를 비교 검토하면서 수지의 경화 수축율과 형상전사 불량발생빈도의 관계를 상세하게 조사한 결과, 경화 수축율이 7% 이하인 수지에서는 문제없이 비구면 형상을 성형할 수 있음이 밝혀졌다. 이러한 수지를 사용함으로써, 성형성이 더 우수하며 제조 효율이 우수한 비구면 렌즈를 얻을 수 있다.

한편, 이렇게 수지의 경화 수축율을 억제하기 위해서는, 수지를 모노머로 구성하는 것이 아니라, 비교적 분자량이 큰 올리고머도 첨가함으로써, 단위 중량당 관능기 수를 줄이는 것이 효과적이다.

또, 내후성의 문제는 수지의 흡습율에 관계되어 있음을 알 수 있다. 수지는 유리에 비하여 일반적으로 흡습율이 크고 내열성도 낮아서 내후성이라는 점에서 떨어진다. 그래서, 1년 중의 PAG 렌즈의 광학 성능을 추적한 바 계절적으로 변동하고 있음을 알 수 있다. 이것은 환경의 습도 변화에 따라 수지가 흡습하는 것이 원인임이 밝혀졌다. 고습도의 환경하에서는 수지가 수분을 흡습하여 부피 변화를 일으킴으로써 광학 성능이 열화되는 것이다.

그래서, 흡습율이 다른 수지를 비교 검토하면서 실용상 허용할 수 있는 수지의 특성을 요구한 결과, 흡습에 의한 막두께 변화량을 0.4% 이하로 함으로써 습도 변화에 대한 문제를 해결할 수 있음을 발견하였다. 그럼으로써, 변화가 심한 사용 환경에서도 사용 가능한 내구성이 강한 비구면 렌즈를 얻을 수 있게 된다. 또, 수지의 흡습율을 낮추기 위해서는, 분자 중의 알킬렌옥시나 이소시아네이트 등의 친수기의 함유량을 낮추는 것이 유효하다.

또, 각종 수지의 내후성에 관해서 평가한 바, 수지의 중합도가 낮으면 현저히 내후성이 떨어지므로, 우수한 내후성을 실현하기 위해서는 수지층의 경화도를 높일 필요가 있음을 알 수 있다. 그래서, 중합도의 지표로서 경화된 수지를 일정한 조건하에서 용제로 처리하고, 용출된 중량비에서 구한 겔 분율을 측정하면, 이 겔 분율이 95% 이상인 경우에 실용상 문제없는 내후성을 얻을 수 있고, 96% 이상인 것이 특히 바람직함이 밝혀졌다.

겔 분율은 일정 조건하에서 용제에 용출된 성분을 제거하였을 때의 중량 변화에서 구할 수 있다. 상세하게는 다음과 같은 조건에서 측정할 수 있다.

즉, 약 0.5g 의 수지 경화물을 데시케이터 안에서 약 하루 건조시킨 후, 그 질량을 정밀하게 계측한다. 이어서, 70℃ 의 메틸에틸케톤에 6시간 침지시킨다. 또, 이 때 2시간 마다 메틸에틸케톤을 새로운 것으로 교환한다. 6시간의 침지가 종료된 수지는 100℃ 에서 2시간 가열하고, 데시케이터 안에 하루 방치하여 건조시킨 후 질량을 정밀하게 측정한다. 여기에서, 최초 수지의 질량을 c, 메틸에틸케톤에 침지 처리를 한 후의 질량을 d 로 하면, 겔 분율은 하기로 산출할 수 있다.

(d/c) ×100 [%]

수지의 내후성이 열화되는 원인은 성형 후에도 미반응의 관능기가 남아 있기 때문이다. 미반응의 관능기는 장기간에 걸쳐 여러가지 부반응을 일으켜 수지 의 착색 원인이 된다. 이런 점에서 겔 분율이 높은 수지는 미반응의 관능기가 적다. 따라서, 내후성이 우수하다고 볼 수 있다. 실제 사용상 충분한 내후성을 부여하기 위해서는, 상술한 바와 같이 수지의 겔 분율이 95% 이상인 것이 바람직하다. 겔 분율을 높이기 위해서는, 광 개시제의 첨가량과 광 조사량을 최적화하는 것이 유효하다.

또한, 종래의 PAG 렌즈용 수지는, 유리제 비구면 렌즈에 비하여 내찰상성이 낮아서 렌즈의 조립공정 등에서 취급시에 흠집이 잘 난다는 문제가 있었다. 듀로미터(durometer) 경도가 HDD 70 이상인 수지를 사용함으로써 통상 취급시에 흠집이 나지 않는 것이 발견되었다. 이러한 수지를 사용함으로써, 내찰상성이 우수한 비구면 렌즈를 얻을 수 있게 되어, 흠집이 잘 나는 사용 환경에서 사용에 견딜 수 있는 비구면 렌즈를 얻을 수 있게 되며, 비구면 렌즈의 응용 범위가 넓어진다. 또, 이와 같이 수지의 경도를 증대시키기 위해서는, 광 개시제의 첨가량과 광 조사 조건을 최적화하여 수지를 충분히 경화시키는 것이 중요하다. 또한, 비스페놀A 골격 등의 단단한 골격을 갖는 수지를 성분에 첨가하는 것도 유효하다.

또한, PAG 렌즈의 수지층 표면에는 통상 반사방지막이 형성된다. 반사방지막은 진공증착법 등으로 형성된다. 수지의 내열성이 낮으면, 이 막이 형성될 때의 복사열에 의해 수지가 가열되어 팽창되고, 수지보다 단단한 코팅층이 그 형성 변화에 추종하지 못하여 반사방지막에 크랙이 발생하는 경우가 있다. 따라서, PAG 렌즈에 사용되는 수지에는 고온에서도 변형되지 않는 성질이 요구된다.

그래서, 유리전이점이 다른 복수개의 수지에 대해서 크랙 발생법을 비교 검 토한 결과, 유리전이점이 95℃ 이상인 수지에서는 크랙 발생을 억제할 수 있음이 밝혀졌다. 그래서, 이러한 특성의 수지를 사용함으로써, 여러가지 내구성에 추가로 반사방지특성도 우수하고, 더 다채로운 사용 환경에 견딜 수 있는 비구면 렌즈를 얻을 수 있게 된다. 유리전이점을 높이기 위해서는, 다관능 (메타)아크릴레이트나 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트를 수지의 구성 성분으로 하는 것이 유효하다. 또, 유리전이온도는 열 분석의 일종인 TMA (thermomechanical analysis) 법을 이용하여 가열에 따른 수치변화 곡선의 변극점으로서 구할 수 있다.

이상으로 설명한 새로운 지견에 따라, 본 발명에서는 모재와 이 모재 표면에 형성된 감광성 수지 조성물의 경화물로 이루어진 수지층을 구비한 광학소재로서, 수지층이 다음과 같은 (1) 내지 (7) 특징 중 적어도 하나를 구비하는 것, 이 비구면 렌즈를 적어도 한개 포함한 광학렌즈 및, 이 광학렌즈를 구비한 광학물품이 제공된다. 또, 본 발명의 비구면 렌즈에서의 수지층은 이들 특징 중에서 임의의 둘 이상을 겸비하는 것이 바람직하다.

(1) 굴절률이 1.55 이상이다.

(2) 가시광 내부 투과율이 100㎛ 두께의 영역에서 95% 이상이다.

(3) 흡습에 의한 수치 변화율이 0.4% 이하이다.

(4) 듀로미터 경도가 HDD 70 이상이다.

(5) 겔 분율이 95% 이상이다.

(6) 유리전이온도가 95℃ 이상이다.

(7) 경화 수축율이 7% 이하이다 (즉, 경화 수축율이 7% 이하인 수지 조성물 의 경화물이다).

또, 본 발명의 광학소자가 비구면 렌즈인 경우, 비구면 형상이 볼록면측에 형성되거나 오목면측에 형성될 수도 있다. 즉, 수지층이 모재 렌즈의 요철 중 어느 한쪽 면에 형성될 수도 있다.

2. 수지 조성물

그래서, 상술한 각 특성을 만족시키기 위해서 적합한 수지에 대해 검토한 결과, 본 발명의 광학소자에서의 수지층으로서는 하기를 함유한 감광성 수지 조성물의 경화물로 이루어진 것이 적합함을 알 수 있다:

(A) 다관능 (메타)아크릴레이트,

(B) 다관능 우레탄 변성 (메타)아크릴레이트 및

(C) 광중합 개시제

(A) 내지 (C) 성분은 주성분으로 함유되는 것이 바람직하다. 또, 본 명세서에서는 아크릴레이트와 메타크릴레이트를 총칭하여「(메타)아크릴레이트」라고 표기한다.

본 발명의 광학소자에서 사용되는 수지 조성물의 중합 경화 전의 점도는 실온에서 50000cP 이하가 바람직하다. 50000cP 를 초과하면 작업성이 악화되고 또한 거품의 혼입에 의한 불량이 증가된다.

일반적으로 수지는 경화 전후에서 굴절률이 변화된다. 그래서, 경화 후에 원하는 굴절률을 얻기 위해서는, 경화 전후의 굴절률 변화를 고려하여 수지 조성을 결정할 필요가 있다. 그래서, 상술한 수지 조성물에 대해서 경화 전후의 굴절률 변화를 상세하게 검토하였다. 그 결과, 경화 전의 굴절률이 1.52 이상인 경우에, 경화 후의 굴절률이 1.55 이상으로 되는 것이 분명해졌다. 따라서, 본 발명의 감광성 수지 조성물은 경화 전의 굴절률이 1.52 이상인 것이 바람직하다.

또, 경화 전의 수지 조성물의 굴절률을 1.52 이상으로 하기 위해서는, (A) 성분의 다관능 (메타)아크릴레이트 단독의 굴절률을 1.53 이상으로 하면 된다. 1.53 이상의 굴절률을 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트는 1 분자 내에 2 개 이상의 벤젠고리 구조를 갖는 것에서 선택하는 것이 바람직하다.

본 발명에 적합한 다관능 (메타)아크릴레이트의 구체예로서는 2,2-디메틸-3-히드록시프로필-2,2-디메틸-3-프로피오네이트의 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀A 의 에틸렌옥시드 부가물의 디(메타)아크릴레이트, 비스페놀A 의 프로필렌옥시드 부가물의 디(메타)아크릴레이트, 2,2'-디(히드록시프로폭시페닐)프로판의 디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메틸롤의 디(메타)아크릴레이트, 2,2'-디(글리시딜옥시페닐)프로판의 디(메타)아크릴산 부가물 등과 같은 2관능의 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

또한, 예컨대, 트리메틸롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 테트라메틸롤메탄테트라(메타)아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트의 트리(메타)아크릴레이트, 트리스(히드록시프로필)이소시아누레이트의 트리(메타)아크릴레이트, 트리메트산의 트리(메타)아크릴레이트, 트리알릴트리메트산, 트리알릴이소시아누레이트 등도 본 발명의 (A) 성분으로 적합한 화합물로서 들 수 있다. 본 발명자는 예의 연구한 결과, (A) 성분으로서 하기 화학식 (1) 로 표시되는 디(메타)아크릴레이트가 특히 바람직함을 발견하였다. 하기 화학식 (1) 로 표시되는 디(메타)아크릴레이트 중에서도 분자량이 1000 이하인 것은 굴절률이 크기 때문에 더 바람직하다.

(단, R¹ 및 R² 는 각각 수소 또는 메틸기이고, R³ 및 R⁴ 는 각각 탄소 수가 2 ∼ 4 인 탄화수소기이며, m 및 n 은 각각 1 이상의 정수임).

(A) 성분은 1 종류의 다관능 (메타)아크릴레이트로 구성되거나 또는 2 종류 이상으로 구성될 수도 있다. 이 (A) 성분은 본 발명의 광학소자에서 사용되는 수지의 굴절률을 높이는 역할을 하고 있다. 그래서, (A) 성분의 경화 전의 굴절률은 1.53 이상인 것이 바람직하다.

또한, 다관능 (메타)아크릴레이트가 벤젠고리를 갖고 있으면, 분자량은 커지는 경향이 있는데, 분자량이 너무 커지면 수지의 점성이 너무 높아진다. 한편, 화학식 (1) 에서 벤젠고리 이외의 구조 (R³-O)_n 및/또는 (R⁴-O)_m 이 커지면, 점성이 낮아지지만 굴절률도 낮아진다. 그래서, 각종 분자량의 다관능 (메타)아크릴레이트를 비교 검토한 결과, 분자량은 1000 이하가 적당함이 밝혀졌다.

(A) 성분은 중량 백분율로 수지의 10 내지 95% 인 것이 바람직하다. 그 이하이면 수지의 굴절률이 1.55 미만으로 되는 경우가 있다. 그 이상 함유되면 수지의 내환경성이 저하된다.

(B) 성분은 다관능 우레탄 변성 (메타)아크릴레이트이다. 이것은 디이소시아네이트와 폴리올과 히드록시(메타)아크릴레이트를 주성분으로 하는 화합물이다. 또한, 필요에 따라 폴리에스테르디올을 사용할 수도 있다. 또, (B) 성분은 1 종류의 다관능 우레탄 변성 (메타)아크릴레이트로 구성되거나 또는 2 종류 이상으로 구성될 수도 있다.

(B) 성분의 다관능 우레탄 변성 (메타)아크릴레이트는 일반적으로 굴절률이 낮지만 혼합 후의 수지의 굴절률을 1.52 이상으로 하기 위해서는, 다관능 우레탄 변성 (메타)아크릴레이트 단독의 굴절률을 1.48 이상으로 하는 것이 바람직하다. (B) 성분의 굴절률이 1.48 미만이면 수지층의 굴절률이 저하된다.

본 발명자는 예의 연구한 결과, (B) 성분으로서 하기 화학식 (2) 내지 (4) 중 어느 하나로 표시되는 화합물이 특히 바람직함을 발견하였다.

(단, R⁵ 및 R⁶ 은 각각 수소 또는 메틸기이고, R⁷ 및 R⁸ 은 각각 탄소 수가 1 ∼ 10 인 탄화수소기이며, R⁹는 이소시아네이트 잔기이고, R¹⁰은 폴리올 잔기 또는 폴리에스테르 잔기이며, p 는 0 또는 10 이하의 정수임);

(단, R¹¹은 탄소 수가 1 ∼ 10 인 탄화수소기이고, R¹²는

(이하, R¹³기라고 함) 또는

(이하, R¹⁶기라고 함) 이다. 여기에서, R¹⁴, R¹⁵및 R¹⁸은 각각 수소 또는 메틸기이고, R¹⁷은 탄소 수가 1 ∼ 10 인 탄화수소기임)

(단, R¹⁹는 탄소 수가 1 ∼ 10 인 탄화수소기이고, R²⁰및 R²¹은 각각

(이하, R²²기라고 함) 또는

(이하, R²³기라고 함) 이다. 여기에서, R²⁴, R²⁵및 R²⁶은 각각 수소 또는 메틸기이고, R²⁷은 탄소 수가 1 ∼ 10 인 탄화수소기임).

화학식 (2) 중의 R⁹는 (B) 성분의 굴절률을 고려하면, 지방고리 또는 방향고리를 포함하는 것이 바람직하다. 또, 화학식 (3) 과 같이 이소시아네이트의 고리형 3량체에 (메타)아크릴레이트가 결합될 수도 있다. (3) 식 및 (4) 식의 (메타)아크릴레이트는 단관능 또는 다관능일 수도 있다.

(B) 성분은 중량 백분율로 수지의 5 ∼ 80% 인 것이 바람직하다. 그 이하이면 수지의 내환경성이 저하된다. 그리고, 그 이상 함유하면 수지의 점도가 너무 높아져 작업성이 악화된다.

(C) 성분의 광중합 개시제는 공지된 것을 사용할 수 있고, 예컨대 아세토페논계나 벤조인계, 벤조페논계, 티옥산계, 아실포스핀옥사이드계 등과 같은 물질을 사용할 수 있다. 본 발명에서는 광중합 개시제로서 이들에서 선택된 1 종류를 사용하거나 2 종류 이상을 적절하게 조합하여 사용할 수도 있다. 필요에 따라 광개시 보조제를 더 첨가할 수도 있다.

(C) 성분은 중량 백분율로 수지의 0.1 ∼ 5% 인 것이 바람직하다. 이 범 위이면 수지의 특성을 저하시키지 않고 적합한 경화 속도로 경화시킬 수 있다.

본 발명에 사용되는 감광성 수지 조성물은 상술한 성분 (A) 내지 (C) 에 추가로 하기 중에서 선택된 1 종류 이상의 첨가제를 함유하는 것이 바람직하다:

(D) 단관능 (메타)아크릴레이트,

(E) 이형제,

(F) 규소화합물 및

(G) 에폭시(메타)아크릴레이트

(D) 단관능 (메타)아크릴레이트는 일반적으로 다른 성분보다 유동성이 높기 때문에, 광 조사에 따른 중합 반응 중에도 수지층 내부를 유동하여 내부 응력의 발생을 억제하는 효과가 있다. 이와 함께 미반응의 관능기를 줄이고 겔 분율을 높여, 광학소자의 내후성을 향상시키는 효과를 갖는다. 따라서, (D) 성분을 첨가하면, 성형틀의 전사 정밀도가 증가되어 더 고정밀도인 표면을 갖는 광학소자를 얻을 수 있다.

(D) 성분의 구체예로서는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 디시클로펜틸(메타)아크릴레이트, 이소보르닐(메타)아크릴레이트, 보르닐(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트, 할로겐치환페닐(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, α-나프틸(메타)아크릴레이트, β-나프틸(메타)아크릴레이트, 디시클로펜틸옥시에틸아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 물질은 1 종류를 단독으로 사용하거나 이들에서 선택된 2 종류 이상을 병용할 수도 있다.

(D) 성분은 중량 백분율로 수지의 0.1 ∼ 30% 인 것이 바람직하다. 이 범위라면 수지의 특성을 저하시키지 않고 성형할 때 수지의 유동성을 확보할 수 있다.

(E) 성분인 이형제는 광을 조사하여 수지를 경화시킨 후, 성형틀에서 수지 경화물을 이형할 때에 이형력을 약하게 하기 위해서 사용된다. (E) 성분을 첨가하면, 다수개의 광학소자를 성형한 후에도 수지가 성형틀에 고착되어 남는 것을 방지할 수 있게 되어 더 높은 면 정밀도를 실현할 수 있다.

상기 (E) 성분은 공지된 것을 사용할 수 있다. 구체예로서는 중화성 또는 비중화성 인산염 알콜을 들 수 있다. (E) 성분도 1 종류를 사용하거나 2 종류 이상을 병용할 수도 있다.

(F) 성분은 규소화합물인데, 경화물의 표면을 평활하게 하여 내찰상성을 향상시키거나 또한 결함의 발생을 억제하는 효과를 갖고 있다. 따라서, (F) 성분을 미량 첨가하면, 수지 표면의 평활성이 증가되어 내찰상성이 향상되고 또한 높은 내구성의 광학소자를 얻을 수 있다.

본 발명에서는 규소화합물로서 폭넓은 물질을 사용할 수 있다. (F) 성분으로서 적용 가능한 화합물의 구체예로서는 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란 또는 주쇄의 일부에 Si-O 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

이들 (F) 성분의 첨가량은 0.001 중량% 이상 10 중량% 이하인 것이 바람직하다. 첨가량이 0.001 중량% 보다 적으면 효과가 발현되지 않고, 10 중량% 보다 많으면 원하는 굴절률을 얻을 수 없을 뿐아니라 백탁 등의 외관 불량의 원인이 된다.

(G) 성분의 에폭시 (메타)아크릴레이트는 에폭시기가 개열되어 생성되는 수산기가 지니고 있는 접착성을 적절하게 수지에 부여하고, 광 조사 중에 수지가 성형틀에서 박리되는 것을 방지하는 효과를 부여하는 것이다. 따라서, (G) 성분인 에폭시(메타)아크릴레이트를 적당량 첨가하면, UV 조사 중의 수지와 성형틀의 박리를 방지할 수 있다. 그것은 특히 비구면량이 큰 PAG 렌즈를 성형할 때에 유효하다.

사용되는 에폭시(메타)아크릴레이트로서는 특별한 제한은 없지만, 예컨대 페놀노볼락형 에폭시수지, 비스페놀A형 에폭시수지, 글리세롤폴리글리시딜에테르, 1-6헥산디글리시딜에테르 등과 같은 에폭시수지와 (메타)아크릴산 또는 카르복실산기를 갖는 모노머의 부가 반응 생성물 등을 사용할 수 있다.

(G) 성분의 첨가량은 1 중량% 이상 30 중량% 이하인 것이 바람직하다. 첨가량이 1 중량% 보다 적으면 효과가 발현되지 않는다. 또한, 30 중량% 보다 많으면 성형틀과 수지의 접착력이 너무 강해져 이형이 어려워지는 경우가 있다.

3. 노광 공정

본 발명에서는 수지층 형성에 노광에 의해 경화되는 감광성 수지 조성물을 사용한다. 수지의 경화도를 높임으로써, 내후성을 향상시키기 위해서는 경화시에 조사되는 광에너지를 많게 할 필요가 있다. 그러나, 종래에는 광 조사량을 증가시킴에 따라 경화도는 높아지만 광 투과율은 저하되었다. 본 발명자들은 수지의 광 투과율과 이 수지를 경화시키기 위해서 조사된 광의 파장의 관계를 조사한 결과, 조사광 파장을 300㎚ 이상으로 하면, 종래보다 광의 조사량을 증가시켜 수지의 경화도를 높여도, 종래보다 광 투과율을 높게 할 수 있음을 발견하였다.

그래서, 본 발명에서는 모재 표면과 성형틀 사이에 유지되어 있는 감광성 수지 조성물에 파장 300㎚ 이상의 광을 조사하여 경화시킴으로써 수지층을 형성하는 제 1 노광 공정 및 수지층을 이형시키는 이형공정을 이 순서대로 구비한 수지 접합형 광학소자의 제조방법이 제공된다.

또, 광의 조사는 조사를 한 번에 실시하거나 두번 이상 조사할 수도 있다. 수지의 경화도를 올리기 위해서는 이형 후의 수지 접합형 광학소자에 광을 추가 조사하는 것이 유효하다. 그러나, 종래에는 광 조사량의 증가에 따라 경화도는 높아져도 광 투과율이 저하되어 바람직하지 않은 것으로 알려져 있었다. 그러나, 본 발명자들은 이 이형 후에 추가 조사되는 광에 대해서도 파장을 300㎚ 이상으로 하면, 조사 전에 비하여 수지의 경화도를 더 높이면서 수지의 광 투과율도 조사 전에 비하여 향상시킬 수 있음을 발견하였다.

그래서, 본 발명에서는 모재 표면과 성형틀 사이에 유지되어 있는 감광성 수지 조성물에 광을 조사하여 경화시킴으로써 수지층을 형성하는 제 1 노광 공정, 수지층을 이형시키는 이형공정 및, 수지층에 파장 300㎚ 이상의 광을 조사하는 제 2 노광 공정을 이 순서대로 구비한 수지 접합형 광학소자의 제조방법이 제공된다.

이 추가 조사에는 예컨대 성형틀에서 이형된 복수개의 수지 접합형 광학소자를 300㎚ 이상의 광을 조사하는 광원을 구비한 노광장치 내에 주입하고, 복수개의 수지 접합형 광학소자에 한번에 추가 조사하는 방법을 채택할 수 있다.

이 노광시키는 광의 파장을 300㎚ 이상으로 함으로써, 수지의 경화도가 향상되고 또한 수지의 광 투과율도 향상된다는 현상의 작용 기서는 분명하지 않다. 그러나, 아마 300㎚ 이상의 광은 수지의 화학적 구조를 파괴하여 흡수를 일으키지 못하고, 수지의 경화반응을 촉진하기 때문에 수지의 경화도가 향상됨과 동시에, 그럼으로써 수지 내에 함유된 반응 개시제가 소비되어 반응 개시제 고유의 광 흡수가 저하되는 것에 인하는 것으로 추측할 수 있다.

감광성 수지 조성물에 광 (통상 자외선이 바람직함) 을 조사하여 노광시키고 경화시킬 때에 사용되는 광원으로서는 메탈 할라이드 램프, 고압 수은 램프, 저압 수은 램프, 블랙 라이트, 케미컬 램프 등을 사용할 수 있다. 이들 중에서 메탈 할라이드 램프, 고압 수은 램프 및 케미컬 램프는 300㎚ 이상의 파장을 효율적으로 발광시키기 때문에 바람직하다. 또한, 예컨대 시판되는 필터 등을 사용하여 파장이 300㎚ 미만인 광을 차광하는 것이 바람직하다.

노광 분위기는 특별히 한정되는 것이 아니라 사용되는 수지 조성물의 특성 등에 따라 공기 중에서 실시하거나 질소 분위기 중, 불활성 가스 분위기 중 또는 진공 중에서 실시할 수도 있다.

또한, 노광시에 경화를 촉진시키기 위해서 가열할 수도 있다. 이렇게 하는 경우, 가열온도는 40℃ 내지 130℃ 가 바람직하다. 40℃ 미만에서는 충분한 효과를 얻을 수 없는 경우가 있고, 130℃ 초과에서는 수지가 연화되어 원하는 수지층 형상을 유지할 수 없는 경우가 있다.

본 발명에서는 광의 조사를 여러번 실시하는 경우, 동일한 광원을 사용하거나 각각 다른 광원을 사용할 수도 있다. 또한, 1회째의 조사는 공기 중에서 실시하고, 2회째 이후부터는 질소 분위기하에서 실시하는 등 분위기를 바꿀 수도 있다.

또한, 미리 커플링제를 사용하여 모재 표면에 커플링 처리를 실시해 둠으로써, 수지층을 모재에 강하게 밀착시킬 수도 있다.

4. 가열공정

본 발명에서는 수지 접합형 광학소자의 제조공정에 수지 조성물 또는 수지경화물을 가열하는 공정을 설정하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 종래보다 수지의 광 투과율을 향상시키고, 또한 수지의 경화도를 높임으로써 내후성도 향상시킬 수 있다.

이 가열공정은 언제 실시할 수도 있으나, 수지 조성물을 광 경화시키고 모재마다 금형으로부터 이형시킨 후에 실시하는 것이 바람직하다. 예컨대, 금형으로부터 이형된 복수개의 수지 접합형 광학소자를 일괄적으로 오븐에 넣고 한번에 가열하면 생산성좋고 저렴하게 가열공정을 실시할 수 있다.

그래서, 본 발명에서는

(1) 모재 표면과 성형틀 사이에 유지되어 있는 감광성 수지 조성물에 광을 조사하고 경화시켜 수지층을 형성하는 노광 공정, 수지층을 이형시키는 이형공정 및 수지층을 가열하는 가열공정을 이 순서대로 구비한 수지 접합형 광학소자의 제조방법 및

(2) 모재 표면과 성형틀 사이에 유지되어 있는 감광성 수지 조성물을 가열하면서 이 감광성 수지 조성물에 광을 조사하고 경화시켜 수지층을 형성하는 노광 공정과 수지층을 이형시키는 이형공정을 이 순서대로 구비한 수지 접합형 광학소자의 제조방법이 제공된다.

또, 가열에 의해 수지의 광 투과율 및 경화도가 개선된다는 현상의 작용 기서는 분명하지 않다. 그러나, 가열에 의해 수지의 포스트큐어 (감광성 수지의 경화가 노광 후에도 서서히 진행되어 가는 현상) 가 촉진됨으로써, 경화도가 향상되고 또한 이 가열공정에서는 경화반응이 진행되기 때문에 광에 의한 수지의 화학적 구조의 파괴가 없고, 반대로 경화시에 발생된 수지층의 약간의 흡수원이 복원되어 가기 때문이라고 추측할 수 있다.

이 가열공정에서 가열온도는 40℃ 이상 130℃ 이하가 바람직하다. 40℃ 미만에서는 충분한 효과를 얻을 수 없는 경우가 있고, 130℃ 보다 고온인 경우에는 수지가 연화되어 원하는 수지층 형상을 유지할 수 없는 경우가 있다.

또한, 이형공정과 가열공정 사이에 추가로 경화반응을 촉진시키고, 내부 투과율을 개선하기 위해서 상술한 제 2 노광 공정을 설정할 수도 있다.

5. 기타

본 발명의 수지 접합형 광학소자로서는 예컨데 렌즈, 프리즘, 회절격자 등을 들 수 있으나, 본 발명은 특히 비구면 렌즈에 적용한 경우 우수한 효과를 얻을 수 있고, 여러 환경에서 사용되고 있는데, 광학계의 소형 경량화와 우수한 광학특성이 특히 요구되는 아날로그 스틸 카메라, 디지털 스틸 카메라와 같은 스틸 카메라나 비디오 카메라 또는 이들 교환 렌즈에 특히 적합하다.

또, 본 발명에서의 모재의 재질은 가열공정에서의 가열에 의해 변형ㆍ변질되지 않은 것이면 유리, 플라스틱 등 적절하게 선택할 수 있다.

도 1 은 본 발명에 관한 PAG 렌즈를 나타내는 개략도이다.

도 2 는 PAG 렌즈의 제조방법에서 수지 조성물 공급공정을 나타내는 개략도이다.

도 3 은 PAG 렌즈의 제조방법에서 노광 공정을 나타내는 개략도이다.

도 4 는 PAG 렌즈의 제조방법에서 가열공정을 나타내는 개략도이다.

도 5 는 PAG 렌즈의 제조방법에서 노광 공정을 나타내는 개략도이다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

또, 다음과 같은 실시예에서는 수지층에 대한 광 (자외선) 의 조사는 모재측에서부터 실시되고 성형틀로서 금속제의 금형을 사용한다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니라 예컨대 성형틀로서 유리와 같은 투명재료로 이루어지는 것을 사용할 수도 있다. 성형틀에 광 투광성 재료를 사용하는 경우, 틀측으로부터의 조사에 의해 수지 조성물을 경화시킬 수 있기 때문에 모재는 투명하지 않아도 된다. 한편, 다음과 같은 실시예와 같이 성형틀로서 금속과 같은 불투명 재료를 사용하는 경우, 감광성 수지 조성물에 대하여 모재측에서부터 광을 조사할 필요가 있기 때문에, 모재에는 광 투과성있는 재료를 사용할 필요가 있고, 다음과 같은 각 실시예에서는 모재로서 유리 렌즈를 사용하고 있다.

또한, 다음과 같은 각 실시예에서는 내부 투과율로서 파장 380㎚ 에서의 값을 사용하였으나 가시광역 전체에서 내부 투과율 값의 고저 순서는 역전되지 않았다.

[실시예 1]

본 실시예에서는 먼저 다음과 같은 (A) 내지 (C) 성분을 혼합하여 얻은 수지 조성물 (감광성 수지 조성물) 을 조제한다. 이어서, 이것을 유리기재 상에 도포하고 경화시켜 수지층으로 하여 PAG 렌즈를 제조한다.

(A) 성분 : 화학식 (1) 에서 m+n 이 3 인 디(메타)아크릴레이트 80 중량부

(B) 성분 : 화학식 (2) 의 우레탄 변성 디(메타)아크릴레이트 19.5 중량부

(C) 성분 : 아세토페논계의 광 개시제 0.5 중량부

이 수지 조성물의 경화 전의 굴절률은 1.535 이고, 실온에서의 점도는 3500cP 이다.

이 수지 조성물을 유리제 모형에 주입하고, 고압 수은등의 광을 2분간 조사하여 두께 2㎜ 의 직방체의 무색 투명한 블럭을 성형한다. 이 블럭을 사용하여 경화 후의 굴절률을 측정한 바 1.556 이다. 또한, 듀로미터 경도를 측정한 바 HDD78 이다.

또한, 두께가 다른 성형체의 분광 투과율 데이터를 사용하여 두께 100㎛ 의 내부 투과율을 산출한 결과, 파장이 380㎚ 의 광에서는 97% 의 투과율이다.

이어서, 두께 2㎜ 의 성형체를 사용하여 유리전이온도 Tg 를 조사한다. Tg 는 열 분석법의 일종인 TMA 법을 사용하며 가열에 따른 수치변화 곡선의 변극점으로서 구한다. 그 결과 Tg 는 97℃ 이다.

이어서, 두께 1㎜ 의 성형체를 사용하여 흡습 전후에서의 수치변화율을 조사한다. 즉, 25℃ 50RH% 의 환경하에서 성형체의 초기 수치를 측정한 후, 50℃ 90RH% 로 설정한 항온항습조 내에 24시간 넣고 수분을 흡수시킨다. 그 후 재차 25℃ 50RH% 의 환경하에서 수치를 측정하여 변화율을 구한다. 그 결과, 흡습에 의한 수치 변화는 0.35% 이다.

겔 분율은 다음과 같이 하여 구한다. 즉, 약 0.5g 의 수지경화물을 데시케이터 안에서 약 하루 건조시킨 후, 그 질량을 정밀하게 계측한다. 이어서, 70℃ 의 메틸에틸케톤에 6시간 침지시킨다. 또, 이 때 2 시간 마다 메틸에틸케톤을 새로운 것으로 교환한다. 6시간의 침지가 종료된 수지는 100℃ 에서 2시간 가열하고, 다시 데시케이터 안에 하루 방치하여 건조시킨 후, 질량을 정밀하게 측정한다. 여기에서, 최초 수지의 질량을 c, 메틸에틸케톤에 침지 처리를 한 후의 질량을 d 로 하면, 겔 분율은

(d/c) ×100[%] 의 식에서 97% 로 산출된다.

경화 수축율은 경화 직후의 비중 측정값을 사용하여 산출한다. 그 결과 경화 수축율은 5.5% 이다.

본 실시예에서는 PAG 렌즈를 다음과 같이 하여 제조한다. 먼저, 도 2 에 나타낸 바와 같이 모재 유리 (10) 의 오목면에 수지 조성물 (21) 을 적가하고, 도 3 에 나타낸 바와 같이 수지 조성물을 적가한 모재 유리 (10) 를 반전시켜, 볼록면의 비구면 금형 (32) 에 밀어 누르고 수지 조성물 (21) 을 원하는 형상으로 눌러 확대한 후, 고압 수은등 (도시 생략) 의 자외선 (33) 을 2분간 조사하여 수지 조성물 (21) 을 경화시킨다. 수지 조성물 (21) 이 경화된 후 이형되고, 도 1 에 나타낸 바와 같은 모재 유리 (10) 표면에 수지층 (11) 을 갖는 PAG 렌즈 (12) 를 얻는다.

또, 본 실시예에서 사용된 유리 모재 (10) 의 직경은 40㎜ 이고, 수지를 적가하는 면에는 미리 실란커플링 처리를 함으로써 수지층 (11) 과 유리의 밀착성을 향상시킨다.

본 실시예에서 얻은 PAG 렌즈 (12) 의 수지층은 최대 두께가 800㎛, 최소 두께가 100㎛ 인 큰 비구면 형상을 갖는다. 이러한 큰 비구면 형상을 성형함에도 불구하고, 성형 중에 금형으로부터 수지가 박리되지 않고 수지층에는 원하는 비구면 형상이 정확히 전사된다.

얻은 PAG 렌즈에 진공증착법으로 반사방지막 (도시 생략) 을 형성한 결과, 크랙 등의 문제가 일어나지 않고 외관, 성능 모두 양호한 PAG 렌즈를 제조할 수 있다. 이 반사방지막을 구비한 PAG 렌즈의 내열 시험을 실시한 결과, 70℃ 의 환경하에서 24시간 방치하였으나, 외관의 변화는 전혀 보이지 않는다.

또한, 카본 페이드 미터를 사용하여 150시간 내후성을 테스트한다. 내후성 테스트 후, 380㎚ 에서의 투과율 변화는 100㎛ 두께의 내부 투과율 환산으로 0.5% 이하이다. 이것은 실용상 전혀 문제없는 값이다.

[실시예 2]

본 실시예에서는 수지 조성물의 (B) 성분으로서 화학식 (3) 의 우레탄 변성 헥사 (메타)아크릴레이트를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 PAG 렌즈를 제조한다.

실시예 1 과 동일한 방법으로 측정한 경화 전의 수지 조성물 및 경화 후의 수지의 각종 물성을 표 1 에 나타낸다.

		실시예
		1	2	3	4	5	6	7
경화 전	굴절률	1.535	1.531	1.532	1.525	1.529	1.529	1.530
경화 전	실온에서의 점도 (cP)	3500	4500	2000	3000	3500	3500	3500
경화 후	굴절률	1.556	1.552	1.556	1.551	1.555	1.555	1.556
	듀로미터 경도	HDD78	HDD82	HDD80	HDD80	HDD79	HDD79	HDD80
	투과율 (두께 100㎛)	97	98	98	98	98	98	98
	유리전이온도 (℃)	97	101	100	99	100	100	100
	흡습에 의한 수치변화(%)	0.35	0.30	0.35	0.30	0.35	0.35	0.35
	겔 분율 (%)	97	98	98	98	98	98	98
	경화 수축율 (%)	5.5	6.0	6.0	5.0	6.0	6.0	6.0

이어서, 실시예 1 과 마찬가지로 비구면 금형을 사용하여 PAG 렌즈를 제조한 결과, 성형 중에 금형으로부터 박리되지 않고 원하는 비구면 형상이 정확히 전사된다.

얻은 이 PAG 렌즈의 수지층 표면에 다시 진공증착법으로 반사방지막을 형성한 결과, 반사방지막에 크랙 등의 문제가 생기지 않고 외관, 성능 모두 양호한 PAG 렌즈를 제조할 수 있다. 이 반사방지막을 형성한 PAG 렌즈의 내열 시험을 실시한 결과, 70℃ 의 환경하에 24시간 방치하였으나 외관의 변화는 전혀 보이지 않는다.

또한, 카본 페이드 미터를 사용한 내후성 테스트에서도 실시예 1 과 동일한 양호한 결과를 얻을 수 있다.

[실시예 3]

본 실시예에서는 수지 조성물의 (B) 성분으로서 화학식 (4) 의 우레탄 변성 테트라(메타)아크릴레이트를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법으로 비구면 금형을 사용하여 PAG 렌즈를 제조한 결과, 성형 중에 금형으로부터 박리되지 않고 원하는 비구면 형상이 정확히 전사된다. 또, 실시예 1 과 동일한 방법으로 측정한 경화 전의 수지 조성물 및 경화 후의 수지의 각종 물성은 표 1 에 나타낸다.

얻은 수지층 표면에 다시 실시예 1 과 동일한 방법으로 반사방지막을 형성한 결과, 실시예 1 과 마찬가지로 외관 및 성능 모두 양호한 PAG 렌즈를 얻을 수 있고, 그 내열 시험의 결과도 실시예 1 과 마찬가지로 양호하다.

[실시예 4]

본 실시예에서는 (A) 성분으로서 화학식 (1) 의 디(메타)아크릴레이트 80 중량부, (B) 성분으로서 화학식 (2) 의 우레탄 변성 디(메타)아크릴레이트 14.5 중량부, (C) 성분으로서 아세토페논계의 광 개시제를 0.5 중량부 및, (D) 성분으로서 메틸(메타)아크릴레이트를 5 중량부를 혼합하여 수지 조성물을 조제하고, 이것을 사용하여 수지층을 형성하여 PAG 렌즈를 제조한 결과, 성형 중에 금형으로부터 박 리되지 않고 원하는 비구면 형상이 정확히 전사된다. 또, 실시예 1 과 동일한 방법으로 측정한 경화 전의 수지 조성물 및 경화 후의 수지의 각종 물성은 표 1 에 나타낸다.

[실시예 5]

본 실시예에서는 (A) 성분으로서 화학식 (1) 의 디(메타)아크릴레이트 80 중량부, (B) 성분으로서 화학식 (2) 의 우레탄 변성 디(메타)아크릴레이트 19 중량부, (C) 성분으로서 아세토페논계의 광 개시제를 0.5 중량부 및, (E) 성분으로서 비중화성 인산염 알콜 0.5 중량부를 혼합하여 감광성 수지 조성물을 조제하고, 이것을 사용하여 실시예 1 과 동일한 방법으로 PAG 렌즈를 제조한 결과, 성형 중에 금형으로부터 박리되지 않고 원하는 비구면 형상이 정확히 전사된다.

특히, 본 실시예의 수지를 사용한 경우, 실시예 1 내지 4 에 비하여 이형성이 더 우수하기 때문에, 다수개의 PAG 렌즈를 연속 성형해도 수지가 금형에 부착되는 일이 없다. 그 결과, 금형 청소에 필요한 시간이 절반 이하로 되어 제조 효율이 향상된다.

또, 실시예 1 과 동일한 방법으로 측정한 경화 전의 수지 조성물 및 경화 후 의 수지의 각종 물성은 표 1 에 나타낸다.

얻은 PAG 렌즈의 수지층 표면에 다시 실시예 1 과 동일한 방법으로 반사방지막을 형성한 결과, 실시예 1 과 마찬가지로 외관 및 성능 모두 양호한 PAG 렌즈를 얻을 수 있고, 그 내열 시험의 결과도 실시예 1 과 마찬가지로 양호하다.

[실시예 6]

본 실시예에서는 (A) 성분으로서 화학식 (1) 의 디(메타)아크릴레이트 80 중량부, (B) 성분으로서 화학식 (2) 의 우레탄 변성 디(메타)아크릴레이트 19 중량부, (C) 성분으로서 아세토페논계의 광 개시제를 0.5 중량부 및, (F) 성분으로서 γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 0.5 중량부를 혼합하여 감광성 수지 조성물을 조제하고, 이것을 사용하여 실시예 1 과 동일한 방법으로 PAG 렌즈를 제조한 결과, 성형 중에 금형으로부터 박리되지 않고 원하는 비구면 형상이 정확히 전사되어, 본 실시예의 PAG 렌즈의 수지 표면을 현미경으로 관찰한 바 매우 매끄럽다. 또한, 실시예 1 내지 5 의 PAG 렌즈에서는 표면에 직경 몇 ㎛ 이하의 미세한 결함이 약간 존재하나, 본 실시예의 PAG 렌즈에는 이러한 결함은 전혀 관찰되지 않는다.

또, 실시예 1 과 동일한 방법으로 측정한 경화 전의 수지 조성물 및 경화 후의 수지의 각종 물성은 표 1 에 나타낸다.

[실시예 7]

본 실시예에서는 (A) 성분으로서 화학식 (1) 의 디(메타)아크릴레이트 70 중량부, (B) 성분으로서 화학식 (2) 의 우레탄 변성 디(메타)아크릴레이트 19 중량부, (C) 성분으로서 아세토페논계의 광 개시제를 0.5 중량부 및, (G) 성분으로서 비스페놀A형 에폭시아크릴레이트 10.5 중량부를 혼합하여 감광성 수지 조성물을 조제하고, 이것을 사용하여 실시예 1 과 동일한 방법으로 PAG 렌즈를 제조한 결과, 성형 중에 금형으로부터 박리되지 않고 원하는 비구면 형상이 정확히 전사된다. 또, 실시예 1 과 동일한 방법으로 측정한 경화 전의 수지 조성물 및 경화 후의 수지의 각종 물성은 표 1 에 나타낸다.

또한, 최대 수지 두께와 최소 수지 두께의 차이가 900㎛ 라는 큰 비구면 금형을 사용하여 PAG 렌즈를 연속 50개 성형해 본 바 성형 불량은 전혀 일어나지 않는다. 또, 실시예 1 내지 6 의 수지를 사용하여 동일한 테스트를 한 결과, 실시예 1 내지 6 에서 제조된 렌즈도 실용상 문제없는 레벨은 아니지만, 각각 50개 중 한 두개의 빈도로 자외선이 조사되는 중에 금형으로부터 박리되는 성형 불량이 발생하여 본 실시예의 수지가 특히 우수함을 알 수 있다.

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[실시예 8]

본 실시예에서는 실시예 1 과 동일한 감광성 수지 조성물을 사용하며 직경 40㎜ 의 유리제 렌즈를 모재로 하여 PAG 렌즈를 제조한다.

즉, 미리 실란커플링 처리를 하여 수지와의 밀착성을 향상시킨 모재 유리 (10) 의 오목면에 실시예 1 과 동일한 수지 조성물 (21) 을 적가하고, 모재 유리 (10) 를 반전시켜 볼록면의 비구면 금형 (32) 에 밀어 누르고 수지 조성물 (21) 을 원하는 형상으로 눌러 확대한 후, 고압 수은등 (도시 생략) 의 자외선 (33) 을 조사하여 수지 조성물을 경화시키고, 금형 (32) 으로부터 이형시켜 PAG 렌즈를 얻는다.

또, 노광시에 감도 중심 365㎚ 의 아이그래픽스사 제조 조도계로 조사광을 계측한 바 조사 에너지는 1800 mJ/㎠ 이다. 또한, 노광시에는 도 4 에 나타낸 바와 같이 모재 유리 (10), 적외선 램프로 적외선 (41) 을 조사하여 수지 조성물 (21) 및 금형 (32) 의 전체를 60℃ 로 가열한다.

얻은 PAG 렌즈는 실시예 1 과 마찬가지로 양호한 광학특성 및 내후성을 갖고 있다. 또, 수지층의 두께가 다른 PAG 렌즈를 본 실시예와 동일한 방법으로 복수개 제조하여 각각 분광 투과율을 측정하고, 그 결과에서 두께 100㎛ 의 내부 투과율을 산출한 바 98% 이다. 또한, 본 실시예와 동일한 방법으로 수지 조성물을 경화시켜 얻은 수지경화물의 겔 분율을 실시예 1 과 동일한 방법으로 구한 바 98% 이다. 결과를 표 2 에 나타낸다.

이 결과에서 수지 접합형 광학소자의 제조공정에 가열공정을 도입함으로써, 수지층의 광 투과율을 향상시킬 수 있으며, 또한 겔 분율도 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.

			실시예 8	실시예 9	실시예 10	실시예 11
노광 공정	1 회째 (이형 전)	조사광의 파장	선택하지 않음	선택하지 않음	300㎚ 이상	선택하지 않음
		조사광 에너지 (mJ/㎠)	1800	1800	3000	1800
		노광시의 가열	있음	없음	없음	없음
	2 회째 (이형 후)	조사광의 파장				300㎚ 이상
		조사광 에너지 (mJ/㎠)	실시하지 않음	실시하지 않음	실시하지 않음	3000
		노광시의 가열				없음
가열공정		경화 후의 가열	없음	있음	없음	없음
내부 투과율 (%)			98	98	98	98
겔 분율 (%)			98	98	98	98

[실시예 9]

실시예 8 과 동일한 방법으로 PAG 렌즈를 제조한다. 단, 본 실시예에서는 노광시에는 가열하지 않고 금형으로부터 이형시킨 후 오븐에 넣고 70℃ 에서 24시간 가열한다.

얻은 PAG 렌즈는 실시예 8 과 마찬가지로 양호한 광학특성 및 내후성을 갖고 있다. 또, 본 실시예의 PAG 렌즈 및 수지경화물에 대해서 실시예 8 과 동일한 방법으로 구한 내부 투과율 및 겔 분율은 모두 98% 이다. 결과를 표 2 에 나타낸다.

[실시예 10]

실시예 8 과 동일한 방법으로 PAG 렌즈를 제조한다. 단, 본 실시예에서는 노광시에 가열하지 않고, 노광시에 도 5 에 나타낸 바와 같이 고압 수은등 (도시 생략) 에 호야(주) 제조 자외선 투과 필터「UV-32」(51) 를 설치하여, 광원으로부터의 광 (52) 중 파장 300㎚ 미만의 광 (54) 을 차단하고 파장 300㎚ 이상의 광 (53) 만 조사광 (55) 이 되도록 한다. 이 조사광 (55) 을 실시예 8 과 동일한 방법으로 계측한 바 그 조사 에너지는 3000 mJ/㎠ 이다.

이 결과에서 수지층을 경화시킬 때에 사용되는 광의 파장을 300㎚ 이상으로함으로써, 종래보다 조사광의 에너지를 높여 수지층의 겔 분율을 향상시킬 수 있고, 또한 수지층의 광 투과율도 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.

[실시예 11]

실시예 8 과 동일한 방법으로 PAG 렌즈를 제조한다. 단, 본 실시예에서는 노광시에 가열하지 않고, 금형으로부터 이형시킨 후 대형 자외선 조사장치에 넣 고, 고압 수은등으로 다시 광을 추가 조사하여 2 회째의 노광처리를 한다. 이 추가 조사시에는 고압 수은등에 호야(주) 제조 자외선 투과 필터「UV-32」를 설치하여 파장 300㎚ 이상의 광만 조사되도록 한다. 추가 조사시에 조사 광을 감도 중심 365㎚ 의 아이그래픽스사 제조 조도계로 계측한 바 그 조사 에너지는 3000mJ/㎠ 이다.

이 결과에서 이형 후에 파장이 300㎚ 이상인 광을 추가 조사함으로써, 수지층의 광 투과율을 향상시킬 수 있고, 또한 겔 분율을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.

[실시예 12]

실시예 11 과 동일한 방법으로 PAG 렌즈를 제조한다. 단, 본 실시예에서는 1 회째의 노광시에도 실시예 10 과 마찬가지로 고압 수은등 (도시 생략) 에 자외선 투과 필터 (51) 를 설치하여 조사광 (55) 을 파장 300㎚ 이상의 광 (53) 만으로 한다. 이 조사광 (55) 을 실시예 8 과 동일한 방법으로 계측한 바 그 조사 에너지는 1800 mJ/㎠ 이다.

얻은 PAG 렌즈는 실시예 8 과 마찬가지로 양호한 광학특성 및 내후성을 갖고 있다. 또, 본 실시예의 PAG 렌즈 및 수지경화물에 대해서 실시예 8 과 동일한 방법으로 구한 내부 투과율 및 겔 분율은 모두 98% 이다. 결과를 표 3 에 나타낸다.

이 결과에서 수지층을 경화시킬 때에 사용되는 광의 파장을 300㎚ 이상으로하고, 이형 후에 파장이 300㎚ 이상인 광을 추가 조사함으로써, 수지층의 광 투과율을 향상시킬 수 있고, 또한 겔 분율도 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.

			실시예 12	실시예 13	실시예 14
노광 공정	1 회째 (이형 전)	조사광의 파장	300㎚ 이상	300㎚ 이상	선택하지 않음
		조사광 에너지 (mJ/㎠)	1800	1800	1800
		노광시의 가열	없음	없음	없음
	2 회째 (이형 후)	조사광의 파장	300㎚ 이상	300㎚ 이상	선택하지 않음
		조사광 에너지 (mJ/㎠)	3000	3000	3000
		노광시의 가열	없음	없음	없음
가열공정		경화 후의 가열	없음	있음	없음
내부 투과율 (%)			98	98	91
겔 분율 (%)			98	98	98

[실시예 13]

실시예 12 와 동일한 방법으로 PAG 렌즈를 제조한다. 단, 본 실시예에서는 2 회째의 노광 후 다시 오븐에 넣고 70℃ 에서 24시간 가열한다.

이 결과에서 수지 접합형 광학소자의 제조공정에 가열공정을 도입하고, 수지 층을 경화시킬 때에 사용되는 광의 파장을 300㎚ 이상으로 하고 이형 후에 파장이 300㎚ 이상인 광을 추가 조사함으로써, 수지층의 광 투과율을 향상시킬 수 있고, 또한 겔 분율도 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.

[실시예 14]

실시예 11 과 동일한 방법으로 PAG 렌즈를 제조한다. 단, 본 실시예에서는 2 회째의 노광시에도 고압 수은등 (도시 생략) 에 자외선 투과 필터 (51) 를 설치하지 않아 조사광의 파장을 선택하지 않는다.

얻은 PAG 렌즈는 실시예 8 과 마찬가지로 실용상 문제없는 광학특성 및 내후성을 갖고 있다. 또, 본 실시예의 PAG 렌즈 및 수지경화물에 대해서 실시예 8 과 동일한 방법으로 구한 내부 투과율 및 겔 분율을 표 3 에 나타낸다. 본 실시예에서는 이형 후에 추가 조사되는 광에 300㎚ 미만의 광이 포함되어 있음으로써, 실시예 11 의 결과와 비교하여 수지층의 겔 분율은 98% 로 바뀌지 않았으나 내부 투과율은 91% 로 저하된다.

본 발명의 제조방법에 따르면, 수지층의 광 투과율이 높고 내후성도 우수한 수지 접합형 광학소자를 제공할 수 있다. 따라서, 수지 접합형 광학소자의 광학성능이나 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 그럼으로써, 하나의 광학계에 지금까지 보다 많은 수지 접합형 광학소자를 탑재할 수 있다.

또, 본 발명의 광학소자에서는 수지층에 사용되는 수지의 경화 후의 굴절률이 1.55 이상이기 때문에, 모재의 굴절률이 높아져도 모재와 수지층의 계면의 반사 가 커지는 일은 없다. 따라서, 간섭무늬 등의 광학특성이 우수한 광학소자를 얻을 수 있다. 또한, 수지층의 굴절률이 1.55 이상이기 때문에, 종래와 같은 낮은 굴절의 수지를 사용하는 경우에 비하여 수지층의 두께를 얇게 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 종래보다 우수한 광학특성을 구비한 광학소자를 쉽게 얻을 수 있다.

본 발명에 따르면, 예컨대 투과율이 향상됨으로써, 밝은 광학소자를 얻을 수 있고, 본 발명을 PAG 렌즈에 적용하면 종래의 렌즈에서는 어려웠던 선명한 이미지를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 수지층을 얇게 형성할 수 있고 최대 막두께 값과 최소 막두께 값의 차이를 적게 할 수 있어, 수지복합형 광학소자의 성형성이 향상된다. 따라서, 불량품의 생산율을 저감할 수 있어 제조 효율이 향상된다.

본 발명에서는 수지복합형 광학소자의 수지 두께를 종래보다 얇게 형성할 수 있고, 또한 흡습율이 낮은 수지를 사용하기 때문에, 고습도의 환경하에서도 막 형상의 시간경과에 대한 변화가 적기 때문에, 장기간, 높은 성능의 유지가 가능한 광학소자를 얻을 수 있다.

또, 본 발명을 PAG 렌즈에 적용한 경우, 종래보다 높은 굴절률을 실현할 수 있기 때문에, 복수개의 렌즈 조합으로 이루어진 렌즈군의 렌즈 개수를 줄일 수 있다. 그럼으로써, 광학물품의 경량화나 비용 저감을 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 광학소자에서 수지층에 사용되는 수지는 종래 사용되어 온 것보다 광의 투과율이 높고 흡습에 의한 수치 변화가 적으며, 또한 겔 분율이 높고 유리전이온도가 높으며, 경화 수축율이 작기 때문에 종래에는 성형 불가능였던 큰 비구면량을 갖는 PAG 렌즈도 쉽게 성형할 수 있다.

또, 광의 투과율이나 흡습율, 경화 수축율의 특성에 따라 수지 두께가 두꺼워도 우수한 광학특성를 갖춘 광학소자를 제조할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따르면, 겔 분율이나 흡습율, 유리전이온도가 특정한 값인 수지를 사용함으로써, 내환경특성도 우수한 광학소자를 제공할 수 있다.

이상과 같은 관점에서 본 발명의 광학소자는 여러 환경에서 사용되고 있는데, 광학계의 소형 경량화와 우수한 광학특성이 특히 요구되는 아날로그 스틸 카메라, 디지털 스틸 카메라와 같은 스틸 카메라나 비디오 카메라 또는 이들 교환 렌즈에 특히 적합하다.

Claims

모재(母材)와 이 모재 표면에 형성된 감광성 수지 조성물의 경화물로 이루어진 수지층을 구비하고, 상기 감광성 수지 조성물은, (A) 1 분자 내에 2 개 이상의 벤젠고리 구조를 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트를 10-94.9%; (B) 다관능 우레탄 변성 (메타)아크릴레이트를 5-80%; 및 (C) 광중합 개시제를 0.1-5% 함유하는 광학소자.
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제 1 항에 있어서, 상기 수지층의 겔 분율이 95% 이상인 광학소자.
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제 1 항에 있어서, 상기 감광성 수지 조성물의 경화 수축율이 7% 이하인 광학소자.
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제 1 항에 있어서, 상기 수지 조성물의 중합 경화 전의 굴절률은 1.52 이상인 광학소자.
제 1 항에 있어서, 상기 다관능 (메타)아크릴레이트의 중합 경화 전의 굴절률은 1.53 이상인 광학소자.
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제 1 항에 있어서, 상기 수지 조성물은 상기 다관능 (메타)아크릴레이트의 적어도 일부로서 하기 화학식 (1) 로 표시되는 디(메타)아크릴레이트를 함유한 광학소자:

(단, R¹ 및 R² 는 각각 수소 또는 메틸기이고, R³ 및 R⁴ 는 각각 탄소 수가 2 ∼ 4 인 탄화수소기이며, m 및 n 은 각각 1 이상의 정수임).
제 1 항에 있어서, 상기 다관능 (메타)아크릴레이트의 중합 경화 전의 분자량은 1000 이하인 광학소자.
제 1 항에 있어서, 상기 다관능 우레탄 변성 (메타)아크릴레이트의 중합 경화 전의 굴절률이 1.48 이상인 광학소자.
제 1 항에 있어서, 상기 다관능 우레탄 변성 (메타)아크릴레이트는 하기 화학식 (2) 내지 (4) 중 어느 하나로 표시되는 화합물 중 하나 이상을 함유하는 것을 특징으로 하는 광학소자:

(단, R⁵ 및 R⁶ 은 각각 수소 또는 메틸기이고, R⁷ 및 R⁸ 은 각각 탄소 수가 1 ∼ 10 인 탄화수소기이며, R⁹는 이소시아네이트 잔기이고, R¹⁰은 폴리올 잔기 또는 폴리에스테르 잔기이며, p 는 0 또는 10 이하의 정수임);

(단, R¹¹은 탄소 수가 1 ∼ 10 인 탄화수소기이고, R¹²는
또는
이다. 여기에서, R¹⁴, R¹⁵및 R¹⁸은 각각 수소 또는 메틸기이고, R¹⁷은 탄소 수가 1 ∼ 10 인 탄화수소기임);

(단, R¹⁹는 탄소 수가 1 ∼ 10 인 탄화수소기이고, R²⁰및 R²¹은 각각
또는
이다. 여기에서, R²⁴, R²⁵및 R²⁶은 각각 수소 또는 메틸기이고, R²⁷은 탄소 수가 1 ∼ 10 인 탄화수소기임).
제 1 항에 기재된 광학소자를 구비한 광학물품.
제 16 항에 있어서, 상기 광학소자는 렌즈로서, 상기 광학물품은 스틸 카메라인 광학물품.
제 16 항에 있어서, 상기 광학소자는 렌즈로서, 상기 광학물품은 비디오 카메라인 광학물품.
제 16 항에 있어서, 상기 광학소자는 렌즈로서, 상기 광학물품은 교환 렌즈인 광학물품.
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제 1 항에 있어서, 상기 수지층은 다음 중 하나 이상의 특징을 갖는 광학소자:

(a) 상기 수지층의 굴절률이 1.55 이상임,

(b) 상기 수지층의 가시광 내부 투과율이 100㎛ 두께의 영역에서 95% 이상임,

(c) 상기 수지층의 흡습에 의한 수치 변화율이 0.4% 이하임,

(d) 상기 수지층의 듀로미터 경도가 HDD 70 이상임, 및

(e) 상기 수지층의 유리전이온도가 95℃ 이상임.