(57)【要約】【課題】有機高分子と無機高分子とからなる有機無機複合材料によって形成される光学素子の透明性を確保すると共に、低複屈折とする。【解決手段】有機高分子と無機高分子との有機無機複合材料よりなる光学素子を光路長１ｍｍに対する複屈折が２０ｎｍ以下とする。コンシューマ用コンパクトカメラや画素数の低いデジタルカメラ等の光学系の光学素子として適用することが可能となる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機高分子と無機高分子との有機無機複合材料よりなる光学素子であって、光路長１ｍｍに対する複屈折が２０ｎｍ以下であることを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記有機高分子の固有複屈折△ｎが｜△ｎ｜＞０．０５の範囲にあることを特徴とする請求項１記載の光学素子。
【請求項３】
有機高分子と無機高分子との有機無機複合体材料よりなる光学素子であって、有機高分子の固有複屈折△ｎが｜△ｎ｜≦０．０５の範囲であるとき、光路長１ｍｍに対する複屈折が５ｎｍ以下であることを特徴とする光学素子。
【請求項４】
射出成形により加工されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子。
【請求項５】
前記無機高分子が金属アルコキシドまたは金属アルコキシド誘導体が反応して生成された無機高分子であり、無機高分子の数平均分子量が１０００〜５００００の範囲であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学素子。
【請求項６】
前記無機高分子が金属アルコキシドまたは金属アルコキシド誘導体が反応して生成された無機高分子であり、金属アルコキシドまたは金属アルコキシド誘導体全体量のうち少なくとも一部が加水分解可能な置換基を金属１原子当たり２個または３個有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光学素子。
【請求項７】
前記無機高分子が金属アルコキシドまたは金属アルコキシド誘導体が反応して生成された無機高分子であり、金属アルコキシドまたは金属アルコキシド誘導体の有機基がビニル基を含んでおり、有機高分子がビニル系高分子であることを特徴する請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機無機の複合材料よりなる光学素子であって、特に低複屈折で且つ透明性の高い特性を備えた光学素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、有機高分子がランダムに絡み合っている状態、すなわち有機高分子に配向が生じていない場合には、各繰り返し単位の光学的異方性が相互に打ち消されるため、高分子材料全体としては複屈折性が発現されない。一方、延伸、成形などの加工段階における外力等により、ランダムであった高分子鎖が配向すると、繰り返し単位の光学異方性が発現するため、得られる有機高分子材料は複屈折性を示すものとなる。このように有機高分子材料の複屈折の大きさは、その繰り返し単位の光学的異方性の大きさと加工方法により決定される。
【０００３】
有機高分子材料の加工方法としては、射出成形、押し出し成形、圧縮成形、注型成形がある。この内、有機高分子材料の射出成形では、成形時の流動により配向複屈折が発現し、固化時の応力により応力複屈折が発現される。有機高分子材料の注型成形においても、重合熱による熱対流や応力歪により複屈折が発現されるが、分子配向による配向複屈折はほとんど生じない。一般に有機高分子材料の複屈折は、配向複屈折に起因するところが大きく、射出成形が最も複屈折が起こり易い加工方法となっている。
【０００４】
また、繰り返し単位の光学的異方性は、高分子鎖の配向方向と平行な方向の屈折率ｎｐと垂直な方向の屈折率ｎｓの差（ｎｐ−ｎｓ）に起因し、この差（ｎｐ−ｎｓ）は、固有複屈折△ｎとして次式により定義される。
△ｎ＝ｎｐ−ｎｓ＝（２π／９）・（ρＮＯ／Ｍ）・（ｎ２＋２）２／ｎ・（α１−α２）
ここで、ｎ：高分子材料の屈折率、ρ：高分子材料の密度、ＮＯ：アボガド口数、Ｍ：高分子材料の分子量、α１：高分子鎖と平行な分極率、α２：高分子鎖と垂直な分極率である。
【０００５】
平行方向の屈折率が大きい場合が正の複屈折、垂直方向の屈折率が大きい場合が負の複屈折である。光学材料として用いられる代表的な有機高分子の固有複合屈折は、ポリスチレンが−０．１００、ポリメチルメタクリレートが−０．００４３、ポリフェニレンオキサイドが＋０．２１０、ポリカーボネートが＋０．１０６、ポリビニルクロライドが＋０．０２７、ポリエチレンテレフタタレートが＋０．１０５、ポリエチレンが＋０．０４４であり、ノルボルネン系樹脂の一例としては＋０．０１９２となっている。
【０００６】
固有複屈折が大きい有機高分子材料としては、分極率異方性が大きいベンゼン環のような構造を含むポリスチレンやポリカーボネートなどがある。このような有機高分子に射出成形加工を施すと、通常、光路長１ｍｍに対して５０ｎｍ以上の複屈折が発現される。また、固有複屈折が小さい有機高分子材料の代表としては、ポリメチルメタクリレートがある。この有機高分子の射出成形加工では、光路長１ｍｍに対して２０ｎｍ程度の複屈折が発現される。
【０００７】
このような複屈折は、有機高分子材料を光学素子の材料として応用あるいは適用する場合に大きな問題となる。例えば、書込／消去型の光磁気ディスク装置では、偏光特性を利用して信号を記録しているため、その光路中に配置されている光学素子、例えばディスク自体やレンズなどに用いると、読取りあるいは書込みの精度に悪影響を及ぼす。また、銀塩カメラやデジタルカメラ等の撮像系のレンズ材料として用いる場合には、光学系の性能を低下させる要因となる。
【０００８】
実用上、高画素数でないデジタルカメラやコンシューマー用のコンパクトカメラなどの光学系であれば、ポリメチルメタクリレートのような低複屈折有機高分子でも複屈折に関しては問題にならないレベルである。しかし、ポリメチルメタクリレートは吸水性が高いため、光学素子材料として用いる場合には、外気に接する場での長時間の使用が難しいなどの問題がある。そのため、ポリカーボネートやスチレンなど吸水性の低い有機高分子の低複屈折化が望まれている。また、高い光学性能が求められる一眼レフカメラや高画素数のデジタルカメラのような光学系では低複屈折有機高分子材料以下の更なる低複屈折化が要求される。
【０００９】
これらの課題を解決するため、従来から複屈折を低減化する様々な方法が工夫されている。例えば、特開２００１−２０８９０１号公報では、有機高分子材料に対し、光の波長より小さいサイズの形状または分極に関して等方性の粒子を添加することにより、配向処理による高分子の配向を抑えて複屈折を低減することが行われている。
【特許文献１】特開２００１−２０８９０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した方法では、複屈折性の大きい有機高分子材料に対しては、大量に粒子を添加する必要があるため、得られる高分子材料の透明性が散乱により低下する問題を有している。
【００１１】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、低複屈折を有し、且つ高い透明性を保持することが可能な光学素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の光学素子は、有機高分子と無機高分子との有機無機複合材料よりなる光学素子であって、光路長１ｍｍに対する複屈折が２０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１３】
請求項１の発明では、有機高分子と無機高分子とを分子レベルまたはナノスケールで混合複合化して光学素子が得られるため、有機高分子の配向が抑制される。このため、低複屈折であり、しかも高い透明性を有したものとすることができる。
【００１４】
請求項２の発明は、請求項１記載の光学素子であって、前記有機高分子の固有複屈折△ｎが｜△ｎ｜＞０．０５の範囲にあることを特徴とする。
【００１５】
請求項２の発明のような固有複屈折の範囲とすることにより、コンシューマ用コンパクトカメラや画素数の低いデジタルカメラ等の光学系の光学素子として適用することができる。
【００１６】
請求項３の発明の光学素子は、有機高分子と無機高分子との有機無機複合体材料よりなる光学素子であって、有機高分子の固有複屈折△ｎが｜△ｎ｜≦０．０５の範囲であるとき、光路長１ｍｍに対する複屈折が５ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００１７】
請求項３の発明の光学素子では、一眼レフカメラや高画素数のデジタルカメラの光学系の光学素子として用いることができる。
【００１８】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子であって、射出成形により加工されていることを特徴とする。
【００１９】
射出成形では、複屈折が大きくなる傾向となっているが、請求項１〜３記載の材料を用いることにより、低複屈折率とすることができる。このため、射出成形による光学素子の成形が可能となるものである。
【００２０】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の光学素子であって、前記無機高分子が金属アルコキシドまたは金属アルコキシド誘導体が反応して生成された無機高分子であり、無機高分子の数平均分子量が１０００〜５００００の範囲であることを特徴とする。
【００２１】
請求項５のような無機高分子の数平均分子量が１０００〜５００００の範囲とすることにより、有機高分子の配向を抑制して複屈折を低減させることができると共に、有機成分との相溶性を保ちながら成形性も良好なものとすることができる。
【００２２】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の光学素子であって、前記無機高分子が金属アルコキシドまたは金属アルコキシド誘導体が反応して生成された無機高分子であり、金属アルコキシドまたは金属アルコキシド誘導体全体量のうち少なくとも一部が加水分解可能な置換基を金属１原子当たり２個または３個有していることを特徴とする。
【００２３】
請求項６の発明のように、加水分解可能な置換基を金属１原子当たり２個または３個有することにより、熱可塑性を示すようになって射出成形が可能となる。
【００２４】
請求項７の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の光学素子であって、前記無機高分子が金属アルコキシドまたは金属アルコキシド誘導体が反応して生成された無機高分子であり、金属アルコキシドまたは金属アルコキシド誘導体の有機基がビニル基を含んでおり、有機高分子がビニル系高分子であることを特徴とする。
【００２５】
請求項７の発明では、無機高分子と有機高分子との間に架橋構造を有したものとすることができるため、配向を抑制することができ、容易に低複屈折とすることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の光学素子によれば、有機高分子と無機高分子とが分子レベルまたはナノスケールで混合複合化されるため、有機高分子の配向が抑制され、これにより、低複屈折であり、しかも高い透明性を有したものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の光学素子は、有機高分子と無機高分子とからなる有機無機複合材料より構成されており、しかも光路長１ｍｍに対する複屈折が２０ｎｍ以下の範囲となるものである。
【００２８】
上記有機無機複合材料は、有機高分子と無機高分子とからなるばかりでなく、有機高分子と無機高分子とが絡み合っているような状態にあるものをいう。有機高分子と無機高分子とが相互に絡み合った状態では、有機高分子の動きが無機高分子によって制限され易いため、加工時の外力による有機高分子の配向が抑えられる。これにより、本発明の光学素子では、複屈折が光路長１ｍｍに対して２０ｎｍ以下となる。
【００２９】
また、有機と無機とがナノスケールで絡み合っている状態では、散乱の原因となるような無機成分同士若しくは有機成分同士の凝集が起こり難く、これにより、高い透明性の材料とすることができる。さらに、無機高分子を含むことにより有機高分子だけの材料に比べて弾性率や表面硬度などの機械的特性の向上、熱軟化点の上昇、ガラス転移点の上昇、熱膨張率の低下などの熱的特性の向上、さらには吸水性の低下も得られる。
【００３０】
本発明では、有機成分または無機成分のどちらか若しくは双方が繰り返し単位であるモノマー（無機成分の場合は金属アルコキシドまたは金属アルコキシド誘導体）若しくはモノマーがいくつか重合したオリゴマーであるときに無機成分と有機成分とを混合してから、重合することにより有機無機複合材料を得る。これは、有機成分と無機成分の双方が高分子であると混合により分子が絡み合う状態にすることが難しいためであり、このため、有機成分若しくは無機成分がモノマー若しくはオリゴマーの時点で混合した後、重合することが良好である。
【００３１】
本発明に用いる無機高分子としては、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｔａ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｃｕ、Ｓｃ、Ｂｉ、ランタノイドなどの各種金属アルコキシド及びその誘導体等の金属アルコキシドまたは金属アルコキシド誘導体が重合してできる高分子を選択することができる。
【００３２】
本発明に用いる有機高分子としては、メチルメタクリレート樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン樹脂、ノルボルネン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂或いはこれらの共重合体の熱可塑性樹脂、及びエポキシ樹脂、不飽和エステル樹脂、アクリレート樹脂、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、アリレート樹脂、エーテル樹脂、シリコーン樹脂及びこれらの官能基の一部が変性された樹脂などの熱硬化性樹脂など種々のものを選択することができる。
【００３３】
有機高分子としては、得られた有機無機複合材料の射出成形し易さを考慮した場合、熱可塑性樹脂を選択することが望ましい。
【００３４】
本発明において、有機高分子材料として固有複屈折△ｎが｜△ｎ｜＞０．０５の範囲にあるような複屈折性が大きい材料例えばポリスチレンやポリカーボネートを選択した場合、有機無機複合材料による光学素子の複屈折は、光路長１ｍｍに対して２０ｎｍ以下となる。この特性を有する光学素子は、コンシューマ用コンパクトカメラや画素数の低いデジタルカメラの光学系の光学素子として用いることができる。
【００３５】
また、本発明において、有機高分子として固有複屈折△ｎが｜△ｎ｜≦０．０５の範囲にあるような複屈折性の小さい材料例えばポリメチルメタクリレートやノルボルネン樹脂を選択した場合、有機無機複合材料による光学素子の複屈折は、光路長１ｍｍに対して５ｎｍ以下となる。この特性を有する光学素子は、一眼レフカメラや高画素数のデジタルカメラの光学系の光学素子として用いることができる。
【００３６】
なお、光学材料の成形加工法としては射出成形法が最も広く用いられている。しかし、射出成形では発現される複屈折が大きくなる。そのため、射出成形法で光学素子を加工する場合は、特に、本発明の有機無機複合材料を用いると有効となる。
【００３７】
本発明において、無機高分子が金属アルコキシドまたは金属アルコキシド誘導体が反応して生成された無機高分子である場合、その無機高分子の数平均分子量が１０００〜５００００の範囲内であることがより望ましい。数平均分子量とは、ゲル浸透クロマトグラフィーを用いてスチレン換算で測定した値である。
【００３８】
無機高分子の数平均分子量が低すぎる場合には、有機高分子と無機高分子とが絡み合う状態になり難く、配向が抑制されず、複屈折を低減する効果が得られ難くなる。このため無機高分子の数平均分子量は１０００以上であることが望ましい。また、無機高分子の数平均分子量が高すぎると、無機高分子と有機成分との相溶性が悪くなることに加えて、熱可塑性を示さなくなるため射出成形が難しくなる。このため、数平均分子量は５００００以下であることが望ましい。
【００３９】
本発明では、無機高分子が金属アルコキシドまたは金属アルコキシド誘導体が反応して生成された無機高分子である場合、その金属アルコキシドまたは金属アルコキシド誘導体全体量の内、少なくとも一部が加水分解可能な置換基を金属１原子当たり２個または３個有していることが望ましい。
【００４０】
本発明の有機無機複合材料は射出成形可能であることが好ましく、有機高分子は熱可塑性樹脂であり、無機高分子は鎖状構造を有していることが望ましい。無機高分子の鎖状構造には、枝分かれ構造や二次元的な架橋構造を有する二重、三重鎖のようなものも含むものである。無機高分子を鎖状構造とするには、金属アルコキシドまたは金属アルコキシド誘導体の加水分解可能な置換基が金属１原子当たり２個または３個であるものを含んでいることが望ましい。金属アルコキシドまたは金属アルコキシド誘導体の加水分解可能な置換基が金属１原子当たり１個のものだけでは重合反応が起こらず無機高分子が得られない。また、加水分解可能な置換基が金属１原子当たり４個以上のものだけでは、得られる無機高分子が高分子量になるにつれて架橋構造を三次元的に有し、熱可塑性を示さなくなる。このため、置換基としては、金属１原子当たり２個または３個のものを用いるものである。
【００４１】
金属アルコキシドまたは金属アルコキシド誘導体のうち、加水分解可能な置換基が２個または３個であるものの割合が４個以上のものに比べて低くなると、架橋構造を取り易くなるため、より低い分子量でも熱可塑性を示さなくなり、射出成形による加工が難しくなる。このため、金属アルコキシドまたは金属アルコキシド誘導体のうち加水分解可能な置換基が２個または３個である割合が７０ｍｏｌ％未満である場合、無機高分子の数平均分子量は１０００〜２００００であることが望ましく、７０ｍｏｌ％以上である場合は、無機高分子の数平均分子量は１５００〜５００００であることが望ましい。
【００４２】
さらに、金属アルコキシドまたは金属アルコキシド誘導体を反応させる際に加える水の量によっても得られる無機高分子の構造が変化する。加える水の量が過剰な場合、重合の反応点が増えて三次元の架橋構造をとりやすくなる。このようなことから鎖状の無機高分子を得るためには、投入する金属アルコキシドまたは金属アルコキシド誘導体のモル数を等モル量とした場合、水の量を等モル量の４倍以下とすることが好ましい。
【００４３】
本発明に用いられる加水分解重縮合が可能な反応性金属化合物で、加水分解可能な置換基が金属１原子当たり２個である化合物としては、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジイソプロポキシシラン、ジメチルジブトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジイソプロポキシシラン、ジエチルジブトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジイソプロポキシシラン、ジフェニルジブトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、ジクロロジメチルシラン、ジクロロジエチルシラン、バリウムイソプロポキシド、カルシウムエトキシド、銅エトキシド、マグネシウムエトキシド、マンガンメトキシド、ストロンチウムイソプロポキシド、すずエトキシド、亜鉛メトキシエトキシド等を選択することができる。
【００４４】
本発明に用いられる加水分解可能な置換基が金属１原子当たり３個である化合物としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリブトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、フェニルトリブトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、（３−アクリロキシプロピル）トリメトキシシラン、アセトキシトリエトキシシラン、（ヘプタデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロデシル）トリメトキシシラン、（３，３，３−トリフルオロプロピル）トリメトキシシラン、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、トリメトキシボラン、トリエトキシボラン、アルミニウムエトキシド、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムｎ−ブトキシド、アルミニウムｓ−ブトキシド、アルミニウムｔ−ブトキシド、アルマトラン、アルミニウムフェノキシド、アルミニウムアセチルアセトナート、アンチモンエトキシド、ヒ素トリエトキシド、ビスマスｔ−ペントキシド、クロムイソプロポキシド、エルビウムメトキシエトキシド、ガリウムエトキシド、インジウムメトキシエトキシド、鉄エトキシド、ランタンイソプロポキシド、ネオジウムメトキシエトキシド、プラセオジムメトキシエトキシド、サマリウムイソプロポキシド、バナジウムトリイソブトキシドオキシド、イットリウムイソプロポキシド等を選択することができる。
【００４５】
また、加水分解可能な置換基が金属１原子当たり４個である化合物としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、チタンエトキシド、チタンイソプロポキシド、チタンｎ−ブトキシド、ジルコニウムｎ−プロポキシド、ジルコニウムｎ−ブトキシド、テトラメトキシゲルマン、テトラエトキシゲルマン、テトライソプロポキシゲルマン、テトラｎ−ブトキシゲルマン、セリウムｔ−ブトキシド、ハフニウムエトキシド、ハフニウムｎ−ブトキシド、テルルエトキシド等を選択することができる。
【００４６】
本発明はベンゼン環等の分極率異方性が大きい構造を繰り返し単位に有するような複屈折性が大きい有機高分子に対して有効である。しかし、ベンゼン環のような構造を持つ有機高分子は極性が低く、水酸基を含んでいるような金属アルコキシドまたは金属アルコキシド誘導体から反応してできた無機高分子とは相溶し難い。本発明では、無機高分子が有している水酸基をイソシアネート化合物と反応させることによりウレタン結合（−ＮＨＣＯＯ−）を持たせて極性を低くすることにより、相溶性を向上させている。この方法はベンゼン環構造を有する有機成分に限らず、極性の小さい有機成分全般に対して無機成分との相溶性を向上させるのに有効な手段である。
【００４７】
本発明で用いるイソシアネート化合物としては、イソシアン酸１−アダマンチル、イソシアン酸ベンジル、イソシアン酸２−ビフェニリル、イソシアン酸シクロヘキシル、イソシアン酸２，６−ジイソプロピルフェニル、イソシアン酸２，６−ジメチルフェニル、イソシアン酸３，５−ジメチルフェニル、イソシアン酸ｎ−ドデシル、イソシアン酸２−エチルフェニル、イソシアン酸ヘプチル、イソシアン酸ヘキサデシル、イソシアン酸ｎ−ヘキシル、イソシアン酸２−メチルベンジル、イソシアン酸３−メチルベンジル、イソシアン酸４−メチルベンジル、イソシアン酸オクチル、イソシアン酸ペンチル、イソシアン酸フェニル、イソシアン酸２−ｎ−プロピルフェニル、イソシアン酸トリル、ジイソシアン酸ｔｒａｎｓ−１，４−シクロヘキサン、１，１２−ジイソシアナトドデカン、１，８−ジイソシアナトオクタン、ジイソシアン酸ヘキサメチレン、ジイソシアン酸エチレン、ジイソシアン酸テトラメチレン、ジイソシアン酸ヘキサメチレン、ジイソシアン酸ドデカメチレン等を選択することができる。このようなイソシアネート化合物は２種以上を適当な割合で配合しても良い。
【００４８】
本発明における無機高分子と有機高分子と間に架橋構造を有する有機無機複合材料は、複屈折を低減する点でより好ましい。架橋構造が存在すると有機高分子は単に絡み合っているだけよりも動きを抑制されて配向し難くなり、複屈折がさらに発現し難くなるためである。無機高分子と有機高分子との間に架橋構造を付与するには、例えば有機基がビニル基を含んでいるような金属アルコキシドまたは金属アルコキシド誘導体を反応させて得られる無機高分子と、ビニル系有機高分子を選択すれば良い。
【００４９】
有機基にビニル基を有している金属アルコキシドまたは金属アルコキシド誘導体としては、ビニルトリメトキシシランＨ２Ｃ＝ＣＨＳｉ（ＯＣＨ３）３、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン等のビニルアルコキシシランや、ビニルトリメトキシチタンＨ２Ｃ＝ＣＨＴｉ（ＯＣＨ３）３、ビニルトリエトキシチタン、ビニルトリプロポキシチタン、ビニルトリブトキシチタン等のビニルアルコキシチタン類、その他ビニルアルコキシアルミニウム類、ビニルアルコキシジルコニウム類、ビニルアルコキシゲルマニウム類などを選択することができる。
【００５０】
また、ビニル系有機高分子としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピレンメタクリレート、ブチルメタクリレート、アミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、フェニルメタクリレート等のメタクリル酸アルキルエステル類、メチルアクリレート、エチルアクリレート、アミルアクリレート、ヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ドデシルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレート等のアクリル酸アルキルエステル類、スチレン、α−メチルスチレン等の側鎖アルキル置換スチレン、ビニルトルエン等の核アルキル置換スチレン、ブロモスチレン、クロルスチレン等のハロゲン化スチレン、ビニルナフタレン等の芳香族ビニル系単量体、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、フマロニトリル、マレオニトリル、α−クロロアクリロニトリル等のシアン化ビニル系単量体、その他マレイン酸、マレイン酸エステル類、イタコン酸及びイタコン酸エステル類、Ｎ−アルキルマレイミド類、Ｎ−フェニルマレイミド（ＰＭＩ）類等が重合してできる高分子を選択することができる。
【００５１】
上述したラジカル重合可能なビニル系高分子材料や、ビニル結合を有する金属アルコキシド誘導体は、２種以上を適当な割合で配合しても良い。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明の実施例と比較例を示して、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例における有機無機複合材料または有機高分子材料の複屈折と無機高分子の数平均分子量は以下の方法で測定した。
［複屈折の測定方法］
直径（φ）２０ｍｍ、３ｍｍ厚の円板状試料を自動複屈折測定装置（商品名「Ｓ−ＢＲ０３」、有限会社ユニオプト製）を用い、６３２．８ｎｍの波長で２５℃で測定した。測定は試料中心から径方向に１ｍｍ間隔で１０箇所行い、その算術平均値を厚さ１ｍｍあたりの複屈折量に換算して評価に用いた。
［数平均分子量の測定方法］
液体クロマトグラフィー（商品名「ＭＯＤＥＬ  ＬＣ−２０」、日本分析工業株式会社製）に対し、カラムとしてＪＡＩＧＥＬ−４Ｈ−ＦＦ、２．５Ｈ−ＦＦ、１Ｈ−ＦＦ、溶媒としてテトラヒドロフランを用い、３５℃、流速３．８ｍｌ／分で流し、ポリスチレン換算で測定した。
【００５３】
（実施例１）
無機成分としてジメチルジメトキシシラン４．８ｇ、フェニルトリメトキシシラン９．９ｇ、テトラメトキシシラン１．５ｇ、水３．６ｇを容器内に添加し、スターラーで１日攪拌した。次いで、この混合物に対し、５５℃、５０ｈＰａで１５分間濃縮を行って溶媒を除去した後、イソシアン酸オクチル４．７ｇを添加し、スターラーで３時間攪拌した。残ったイソシアン酸オクチルを取り除くために５５℃、５０ｈＰａで１５分間濃縮を行った。得られた無機成分の数平均分子量は２０００であった。この後、有機成分としてスチレン６．５ｇと重合開始剤２，２’−アゾビスイソブチロニトリルを０．０６ｇ添加し、攪拌し有機無機複合材料溶液を得た。
【００５４】
この有機無機複合材料溶液を直径（φ）２０ｍｍ、深さ２０ｍｍのカップに深さ約２０ｍｍとなるように注ぎ、雰囲気を窒素置換した後、６０℃で４８時間保持することにより、直径（φ）２０ｍｍの有機無機複合体を得た。この有機無機複合体から試料を切り出した後、両面平面研磨を行って３ｍｍ厚の評価用の試料１とした。試料１は、透明であり、厚さ１ｍｍ当たりの複屈折を測定した所、３ｎｍであった。
【００５５】
さらに、得られた試料をペレット化し、射出成形により１０ｍｍ（縦）×１０ｍｍ（横）×１ｍｍ（厚さ）の平板を得た。この平板の厚さ１ｍｍにおける複屈折を測定したところ、１５ｎｍであった。
【００５６】
（実施例２）
実施例１の有機成分としてのスチレン及び重合開始剤に代えて、有機成分としてメチルメタクリレート６．５ｇ、重合開始剤として商品名「イルガキュア５００（チバスペシャリティケミカルズ（株）製）」を０．０６ｇ添加し、この有機無機複合材料溶液を窒素雰囲気下で光波長３６５ｎｍにおける光強度１．７ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を２４時間照射して重合した。これ以外は実施例１と同様の手順で試料２を作製した。
【００５７】
得られた試料２は透明であり、厚さ１ｍｍ当たりの複屈折は１ｎｍ未満であった。さらに実施例１と同様に、射出成形により１０ｍｍ（縦）×１０ｍｍ（横）×１ｍｍ（厚さ）の平板を作製し、厚さ１ｍｍにおける複屈折を測定したところ、３ｎｍであった。
【００５８】
（実施例３）
実施例１の無機成分としてのジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、テトラメトキシラン及び水に代えて、無機成分としてジメチルジメトキシシラン４．８ｇ、フェニルトリメトキシシラン６．０ｇ、テトラメトキシシラン４．６ｇ、水３．６ｇを容器内に添加した。以上の配合成分以外は実施例１と同様の手順で試料３を作製した。無機高分子の数平均分子量は３０００であった。
【００５９】
得られた試料３は透明であり、厚さ１ｍｍあたりの複屈折は２ｎｍであった。さらに実施例１と同様に、射出成形により１０ｍｍ（縦）×１０ｍｍ（横）×１ｍｍ（厚さ）の平板を作製し、厚さ１ｍｍにおける複屈折を測定したところ、９ｎｍであった。
【００６０】
（実施例４）
実施例１の無機成分としてのジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、テトラメトキシラン及び水に代えて、無機成分としてジメチルジメトキシシラン４．８ｇ、メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン１２．４ｇ、テトラメトキシシラン１．５ｇ、水３．６ｇを容器内に添加した。以上の配合成分以外は実施例１と同様の手順で試料４を作製した。無機高分子の数平均分子量は２０００であった。
【００６１】
得られた試料４は透明であり、厚さ１ｍｍあたりの複屈折は１ｎｍであった。この実施例４では、無機高分子としてビニル基を有したメタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、有機高分子としてビニル基を有したスチレンを用いているため、熱可塑性を示すことがない。このため射出成形を行うことなく、有機無機複合体からの試料の切り出しに止めたものである。
【００６２】
（比較例１）
無機成分としてジメチルジメトキシシラン４．８ｇ、メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン５．９ｇ、テトラメトキシシラン４．６ｇ、水９．０ｇ添加する以外は実施例１と同様の手順で比較例１を作製した。この比較例では、無機成分を攪拌したところで、非常に粘度が高くなり、有機成分との混合ができなかった。無機高分子の数平均分子量は５１０００であった。
【００６３】
（比較例２）
無機成分のスターラーによる攪拌時間を５時間とする以外は実施例１と同様の手順で比較例２を作製した。無機高分子の数平均分子量は６００であった。また、得られた比較試料２は透明であり、厚さ１ｍｍに対する複屈折は６ｎｍであった。