光學部件及其制造方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及具有減反射性能的光學部件及其制造方法，并且具體地涉及在可見區(qū) 至近紅外區(qū)的范圍內(nèi)顯示高的減反射性能的光學部件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 作為光學部件的減反射膜，已知在基材上使勃姆石生長以獲得減反射效果的方 法。非專利文獻1公開了減反射膜，在其頂層上通過對采用液相法（溶膠_凝膠法）形成 的氧化鋁膜進行水蒸汽處理或者在溫水中的浸入處理形成含有勃姆石等的晶體的微細周 期結(jié)構(gòu)。
[0003] 基材的折射率高時，僅用含有氧化鋁的晶體的微細周期結(jié)構(gòu)不能獲得充分的減反 射效果。因此，發(fā)現(xiàn)了通過在基材與減反射膜之間設置具有基材的折射率與減反射膜的折 射率中間的折射率的中間層而提高減反射效果的方法。專利文獻1公開了在減反射膜與基 材之間具有中間層的光學部件，該中間層含有具有芳環(huán)或酰亞胺環(huán)的有機樹脂。除了減反 射效果以外，專利文獻1中公開的中間層還具有保護玻璃基材免受由濕氣和蒸汽引起的損 傷的效果。在具有低折射率的玻璃基材的情形下，也需要保護基材免受由濕氣和蒸汽引起 的損傷而且具有減反射效果的中間層。但是，由于具有芳環(huán)或酰亞胺環(huán)的有機樹脂的折射 率高，因此要求較高的減反射效果。專利文獻2公開了具有無機骨架的中間層作為在具有 低折射率的玻璃基材中也具有減反射效果的減反射膜的中間層。
[0004] 引用列表 [0005] 專利文獻
[0006] PTL 1 :日本專利公開 No. 2008-233880
[0007] PTL 2 :日本專利公開 No. 2010-256871
[0008] 非專利文獻
[0009] NPL 1 :K. Tadanaga，N. Katata 和 T. Minami : " Super-Water-Repe 11 ent A1203Coating Films with High Transparency"J.Am. Ceram. Soc. and 80 [4]1040-42(1997)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 技術(shù)問題
[0011] 但是，在中間層上設置具有無機骨架的材料的減反射膜已需要高的固化溫度，因 此具有如下問題：如透鏡中那樣在厚度不均勻的基材上可能發(fā)生由固化不良引起的光學性 能不均一。
[0012] 本發(fā)明鑒于這樣的在先技術(shù)而完成并且目的在于提供即使將具有低折射率的玻 璃用于基材時也具有良好的顯示減反射效果的光學性能的光學部件及其制造方法。
[0013] 問題的解決方案
[0014] 為了實現(xiàn)該目的，本發(fā)明涉及光學部件，其中在基材表面上形成層疊體，其中該層 疊體在表面上具有多孔層或者具有凹凸結(jié)構(gòu)的層并且在該多孔層或者該具有凹凸結(jié)構(gòu)的 層與該基材之間具有聚合物層，該聚合物層具有10nm-150nm的層厚度并且含有馬來酰亞 胺共聚物。
[0015] 本發(fā)明還涉及光學部件的制造方法，在該光學部件中，在基材表面上形成層疊體， 該方法包括將含有馬來酰亞胺共聚物的聚合物溶液施涂于該基材或者該基材上設置的薄 膜上的工序，在23°C_180°C下將該施涂的聚合物溶液干燥和/或烘焙以形成含有該馬來酰 亞胺共聚物的聚合物層的工序，和在該聚合物層上形成多孔層或者具有凹凸結(jié)構(gòu)的層的工 序。
[0016] 本發(fā)明的有利效果
[0017] 本發(fā)明能夠提供對具有低折射率的基材也具有高減反射效果的光學部件。
【附圖說明】
[0018] 圖1是表不本發(fā)明的光學部件的一個實施方案的不意圖。
[0019] 圖2是表示本發(fā)明的光學部件的一個實施方案的示意圖。
[0020] 圖3是表不本發(fā)明的光學部件的一個實施方案的折射率分布的不意圖。
[0021] 圖4是表不本發(fā)明的光學部件的一個實施方案的不意圖。
[0022] 圖5是表示本發(fā)明的光學部件的一個實施方案的示意圖。
[0023] 圖6是表示實施例1的馬來酰亞胺共聚物1的紅外吸收光譜的坐標圖。
[0024] 圖7是表示實施例4的馬來酰亞胺共聚物4的紅外吸收光譜的坐標圖。
[0025] 圖8是表示實施例5的馬來酰亞胺共聚物5的紅外吸收光譜的坐標圖。
[0026] 圖9是表示比較例2和5的馬來酰亞胺均聚物的紅外吸收光譜的坐標圖。
[0027] 圖10是表示實施例1的含氟聚甲基丙烯酸酯的紅外吸收光譜的坐標圖。
[0028] 圖11是表示實施例1的玻璃基材的表面上的絕對反射率的坐標圖。
[0029]圖12是表示實施例6的玻璃基材的表面的絕對反射率的坐標圖。
【具體實施方式】
[0030] 以下對本發(fā)明詳細說明。
[0031] (光學部件）
[0032] 圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案的光學部件的橫截面示意圖。第一實施方 案中，將多孔層用于層疊體的表面。圖1中，本發(fā)明的光學部件具有層疊體，其中在基材1 的表面上依次層疊含有馬來酰亞胺共聚物的聚合物層2和多孔層3。
[0033] 由于本發(fā)明的光學部件在基材1與多孔層3之間具有至少一個具有馬來酰亞胺共 聚物的聚合物層2的事實，因此與在基材1上直接形成多孔層3的情形相比，對本發(fā)明的光 學部件賦予了高減反射效果。具有馬來酰亞胺共聚物的聚合物層2的厚度為10nm-150nm 并且能夠根據(jù)基材的折射率等在該范圍內(nèi)變動。膜厚度小于l〇nm時，減反射效果與沒有設 置聚合物層2的情形相同。膜厚度超過150nm時，減反射效果顯著地降低。
[0034] 本發(fā)明的光學部件具有用于聚合物層2的具有馬來酰亞胺共聚物的聚合物層。馬 來酰亞胺聚合物中，酰亞胺環(huán)的取向在薄膜的形成中顯示高的效果但增大折射率。因此，作 為只是馬來酰亞胺的加成聚合物的馬來酰亞胺均聚物的折射率為約1. 51-1. 52,其與通常 的脂族聚酰亞胺并無那么地不同。另一方面，聚（甲基）丙烯酸酯、聚烯丙基醚等的加工性 優(yōu)異，具有低折射率，并且應用于各種光學材料。但是，這些物質(zhì)具有低的耐溶劑性，因此不 適合用于通過其反復的施涂形成的層疊體。聚（甲基）丙烯酸酯中，酯鍵容易水解，因此難 以將聚（甲基）丙烯酸酯應用于暴露于高溫和高濕度環(huán)境或者經(jīng)歷從玻璃基材的成分的洗 脫的薄膜。由于將馬來酰亞胺與其他單體共聚的事實，能夠形成保持馬來酰亞胺聚合物的 特征并且也具有優(yōu)異的耐溶劑性的馬來酰亞胺共聚物的薄膜。而且，也能夠?qū)崿F(xiàn)低折射率。 因此，將馬來酰亞胺共聚物用于聚合物層2時，能夠形成具有低折射率并且反射率在高溫 和高濕度環(huán)境下幾乎不變化的光學部件。
[0035] 馬來酰亞胺共聚物中，馬來酰亞胺共聚比率優(yōu)選為0.5-0. 97。馬來酰亞胺共聚比 率小于0. 5時，高溫和高濕度環(huán)境下的反射率波動變大。馬來酰亞胺共聚比率超過0. 97時， 不能得到具有低折射率的膜。馬來酰亞胺共聚物中，馬來酰亞胺共聚比率更優(yōu)選為等于或 大于0. 5且小于0. 8。
[0036] 馬來酰亞胺共聚物優(yōu)選為具有由下述通式（1)表示的馬來酰亞胺單元和由下述 通式（2)表示的（甲基）丙烯酸酯單元的共聚物。
【主權(quán)項】
1. 光學部件，其中在基材表面上形成層疊體， 該層疊體在表面上具有多孔層或者具有凹凸結(jié)構(gòu)的層；并且 在該多孔層或者該具有凹凸結(jié)構(gòu)的層與該基材之間具有聚合物層，該聚合物層具有 10nm-150nm的層厚度并且含有馬來酰亞胺共聚物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的光學部件，其中該馬來酰亞胺共聚物具有0. 5-0. 97的馬來酰亞胺 共聚比率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的光學部件，其中該馬來酰亞胺共聚物含有具有由下述通式 (1)表示的馬來酰亞胺單元和由下述通式（2)表示的（甲基）丙烯酸酯單元的共聚物：
其中，式1中，&為未取代或者用苯基、羥基、烷氧基、乙酰氧基、環(huán)狀醚基、氨基、烷氧基 甲硅烷基或鹵素原子取代的具有1-8個碳原子的直鏈、支化或環(huán)狀的烷基或烯基，m為1以 上的整數(shù)；
其中，式2中，R2為氫或甲基并且R3為未取代或者用羥基、烷氧基、乙酰氧基、環(huán)狀醚 基、氨基、烷氧基甲硅烷基或鹵素原子取代的具有1-8個碳原子的直鏈、支化或環(huán)狀的烷基 或烯基，m為1以上的整數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1-3的任一項的光學部件，其中該聚合物層具有等于或大于1. 43且小 于1. 5的折射率。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4的任一項的光學部件，其中將該基材的折射率設為nb，將該聚合 物層的折射率設為ni，并且將該多孔層的折射率設為ns時，該光學部件滿足nb>ni>ns。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5的任一項的光學部件，其中該具有凹凸結(jié)構(gòu)的層用含有氧化鋁作 為主要成分的晶體形成。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-5的任一項的光學部件，其中該多孔層是其中使氧化硅細顆粒沉積 的層。
8. 光學部件的制造方法，在該光學部件中，在基材表面上形成層疊體，該方法包括： 在基材上或者基材上設置的薄膜上施涂含有馬來酰亞胺共聚物的聚合物溶液； 在23°C_180°C下將施涂的聚合物溶液干燥和/或烘焙以形成含有該馬來酰亞胺共聚 物的聚合物層；和 在該聚合物層上形成多孔層或具有凹凸結(jié)構(gòu)的層。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8的光學部件的制造方法，其中該馬來酰亞胺共聚物具有0. 5-0. 97的 馬來酰亞胺共聚比率。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8或9的光學部件的制造方法，其中該馬來酰亞胺共聚物含有具有由 下述通式（1)表示的馬來酰亞胺單元和由下述通式（2)表示的（甲基）丙烯酸酯單元的共 聚物：
其中，式1中，&為未取代或者用苯基、羥基、烷氧基、乙酰氧基、環(huán)狀醚基、氨基、烷氧基 甲硅烷基或鹵素原子取代的具有1-8個碳原子的直鏈、支化或環(huán)狀的烷基或烯基，m為1以 上的整數(shù)；
其中，式2中，R2為氫或甲基并且R3為未取代或者用羥基、烷氧基、乙酰氧基、環(huán)狀醚 基、氨基、烷氧基甲硅烷基或鹵素原子取代的具有1-8個碳原子的直鏈、支化或環(huán)狀的烷基 或烯基，m為1以上的整數(shù)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8-10的任一項的光學部件的制造方法，其中具有凹凸結(jié)構(gòu)的層的形 成包括： 施涂氧化鋁前體溶膠； 在50°C_250°C下將施涂的氧化鋁前體溶膠干燥和/或烘焙以形成氧化鋁膜；和 將該氧化鋁膜浸入溫水中以形成具有用含有氧化鋁作為主要成分的晶體形成的凹凸 結(jié)構(gòu)的層。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8-10的任一項的光學部件的制造方法，其中該多孔層的形成包括： 施涂含有具有l(wèi)nm-100nm的數(shù)平均顆粒直徑的氧化硅顆粒的溶液以制備其中使該氧 化硅細顆粒沉積的膜；和 在50°C_250°C下干燥和/或烘焙其中使氧化硅細顆粒沉積的膜以形成該氧化硅的多 孔層。
【專利摘要】本發(fā)明提供在具有低折射率的基材上也具有高的減反射效果的光學部件。本發(fā)明涉及光學部件，其中在基材表面上形成層疊體，其中該層疊體在表面上具有多孔層或者具有凹凸結(jié)構(gòu)的層并且在該多孔層或者該具有凹凸結(jié)構(gòu)的層與該基材之間具有聚合物層，該聚合物層具有10nm-150nm的厚度并且含有馬來酰亞胺共聚物。
【IPC分類】G02B1-04, G02B1-118, C08L33-24
【公開號】CN104813199
【申請?zhí)枴緾N201380061462
【發(fā)明人】中山寬晴, 槇野憲治
【申請人】佳能株式會社
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2013年11月22日
【公告號】EP2906972A2, WO2014084328A2, WO2014084328A3, WO2014084328A4