CN102602069A - 光学部件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供光学部件，其中至少将具有聚酰亚胺作为主要组分的层和具有由含有氧化铝作为主要组分的晶体形成的凹凸结构的层依次堆叠。该聚酰亚胺经由酰胺键在侧链中包括硅烷基团。

Description

光学部件及其制备方法
技术领域
本发明涉及显示减反射性能的光学部件和该光学部件的制备方法。更具体地，本发明涉及适合在可见至红外区域中长时间稳定地显示高减反射性能的光学部件并且涉及该部件的制备方法。
背景技术
已知具有不大于可见光波长的微细周期结构的减反射结构体，在该微细周期结构具有适当的间距和高度时，在宽波长区域内显示优异的减反射性能。作为形成微细周期结构的方法，例如，已知其中使具有不大于波长的颗粒直径的细颗粒分散的膜的涂布。特别地，已知作为在基材上生长的氧化铝的勃姆石的凹凸结构显示出高减反射效果。通过采用例如液相法(溶胶-凝胶法)形成的氧化铝的膜的水蒸汽处理或者热水浸渍处理而得到勃姆石的凹凸结构(参见非专利文献：K.Tadanaga，N.Katata，和T.Minami，“Super-Water-Repellent Al2O3Coating Films with High Transparency”，J.Am.Ceram.Soc.，80(4)，1040-42，1997)。不幸的是，该方法中，在暴露于水蒸汽或热水的过程中玻璃基材可能被损坏。
已发现，通过在基材与氧化铝的勃姆石的凹凸结构之间设置溶剂可溶性聚酰亚胺的层，能够防止水分或水蒸汽引起的玻璃基材的损坏(参见日本专利公开No.2008-233880)。但是，聚酰亚胺的层与包括基材的其他层的亲合性和粘合性低，因此难以直接使用(参见日本专利公开No.61-171762)。特别地，通过热水浸渍处理形成氧化铝的凹凸结构的情况下，由于凹凸形成过程中的应变应力，可能发生聚酰亚胺层与其邻接层之间的剥离或者聚酰亚胺层自身或其邻接层中的开裂。
通过在基材上使勃姆石生长的方法形成的具有凹凸结构的氧化铝层中，该方法简单并且具有高生产率，并且该层显示出优异的光学性能。但是，在通过浸入热水中而形成凹凸结构的过程中容易发生基材的侵蚀或者基材组分例如碱离子的洗脱。因此，为了在防止基材损坏的同时增加减反射性能，采用在勃姆石的凹凸结构与基材之间形成薄膜的多层结构。但是，多层结构产生凹凸结构形成过程中的应变应力以产生各层之间的剥离或开裂。
发明内容
鉴于本领域的上述情况完成了本发明并且提供光学部件，该光学部件能够保持高效率的减反射效果，在制造过程中而且即使长时间使用后也不产生膜的剥离或开裂，并且提供该光学部件的制备方法。
本发明提供具有下述构成的光学部件和该光学部件的制备方法。
本发明的光学部件包括在基材的表面上形成的多个层。该多个层包括具有由氧化铝的晶体形成的凹凸结构的层和具有聚酰亚胺的层，并且该聚酰亚胺在主链中包括式(1)所示的重复单元和式(2)所示的结构：
Figure BSA00000661180400021
(其中，R1表示四价有机基团；和R2表示二价有机基团)，
Figure BSA00000661180400022
(其中，R3表示四价有机基团；R4表示亚苯基或C1-C5亚烷基；R5表示氢原子、直链或支化的烷基、或苯基或者表示通过-Si≡与该基材或另一聚合物结合的结构；R6表示氢原子、直链或支化的烷基、或苯基；m表示0或1；n表示1或2；m和n满足2m+n＝4；并且x表示1-3的整数)。
本发明的光学部件的制备方法包括步骤(1)：通过将具有下式(5)所示的重复单元的聚酰亚胺和下式(6)所示的硅烷化合物添加到有机溶剂中而制备聚酰亚胺溶液；步骤(2)：在基材或基材上形成的层上将该聚酰亚胺溶液铺展；步骤(3)：通过干燥和/或烘烤该铺展的聚酰亚胺溶液而形成聚酰亚胺薄膜；和步骤(4)：形成由氧化铝的晶体形成的凹凸结构：
Figure BSA00000661180400031
(其中，R15表示四价有机基团；和R16表示二价有机基团)，
Figure BSA00000661180400032
(其中，R17表示氧原子或硫原子；R18表示亚苯基或C1-C5亚烷基；R19表示氢原子或C1-C5直链或支化的烷基；R20表示氢原子、直链或支化的烷基或苯基；和z表示1-3的整数)。
根据本发明，提供不具有开裂，显示低的光学性能的不均一性并且能够长时间稳定地显示高减反射效果的光学部件。
由以下参照附图对例示性实施方案的说明，本发明进一步的特点将变得清楚。
附图说明
图1是表示根据本发明的实施方案的光学部件的示意图。
图2是表示根据本发明的实施方案的光学部件的示意图。
图3是表示根据本发明的实施方案的光学部件的示意图。
具体实施方式
现在对本发明进行详细说明。
图1是表示根据本实施方案的光学部件的截面示意图。图1中所示的本发明的光学部件中，在基材1的表面上依次堆叠具有聚酰亚胺的层2和具有微细凹凸结构的层3。最外表面由含有氧化铝的晶体形成的微细凹凸结构4制成。
由具有聚酰亚胺的层2和具有微细凹凸结构的层3组成的本发明的层叠体(多个层)能够抑制基材1的表面上产生的光的反射。具有聚酰亚胺的层2的主要组分优选是聚酰亚胺，并且更优选地，具有聚酰亚胺的层2由聚酰亚胺单独或者聚酰亚胺和少量的聚酰亚胺以外的组分形成。聚酰亚胺以外的组分补足作为主要组分的聚酰亚胺并且在不损害聚酰亚胺的性能的范围内与聚酰亚胺相容或混合或可分散在聚酰亚胺中。
将具有聚酰亚胺的层2设置在基材1和具有微细凹凸结构的层3之间，其为特征所在并且与在基材1上直接形成具有微细凹凸结构的层3的情形相比实现较高的减反射效果。因此，具有聚酰亚胺的层2的厚度在10nm-150nm的范围内并且根据例如基材的折射率在该范围内变化。小于10nm的厚度下的减反射效果与没有设置具有聚酰亚胺的层2时相同。相反，大于150nm的厚度显著地使减反射效果降低。
构成具有聚酰亚胺的层2的聚酰亚胺是溶剂可溶性聚酰亚胺并且在主链中包括式(1)所示的重复单元和式(2)所示的结构：
Figure BSA00000661180400041
(其中，R1表示四价有机基团；和R2表示二价有机基团)，
Figure BSA00000661180400042
(其中，R3表示四价有机基团；R4表示亚苯基或C1-C5亚烷基；R5表示氢原子、直链或支化的烷基、或苯基或者表示通过-Si≡与基材或另一聚合物结合的结构；R6表示氢原子、直链或支化的烷基或苯基；m表示0或1；n表示1或2；m和n满足2m+n＝4；和x表示1-3的整数)。
式(1)表示酸二酐部分和二胺部分交替配置的通常的聚酰亚胺的重复单元。式(2)表示没有形成到酰亚胺环中而残留的羰基经由酰胺键与烷氧基硅烷基团连接的结构。烷氧基硅烷基团上的烷氧基能够与水反应以转化为羟基，与基材表面上的羟基反应以形成键，或者与另一烷氧基反应以用≡Si-O-Si≡在聚合物之间连接。
具有式(1)所示的重复单元的聚酰亚胺包括酰亚胺环和芳环、脂族基团等，因此与由不同材料，尤其是无机材料制成的层的亲合性和粘合性差。但是，式(2)所示结构引入主链使得烷氧基硅烷基团或其反应性基团存在于具有聚酰亚胺作为主要组分的层2和与其邻接的层或基材之间的界面。这样，使具有聚酰亚胺作为主要组分的层2和与其邻接的层或基材的亲合性增加，或者通过与邻接的层的反应而使粘合性增加。
溶剂可溶性聚酰亚胺中含有的式(2)所示的结构的摩尔量可以为0.002-0.05，基于溶剂可溶性聚酰亚胺中含有的式(1)所示的重复单元1摩尔。式(2)所示结构的摩尔量小于0.002的情况下，在与邻接层或基材的界面存在的烷氧基硅烷基团或其反应性基团的数量不足以改善与邻接层或基材的亲合性或粘合性。相反，大于0.05的摩尔量导致本发明的具有聚酰亚胺作为主要组分的层2的玻璃化转变温度或折射率的下降和吸水率的增加。
本发明的溶剂可溶性聚酰亚胺主要具有式(1)所示的重复单元，并且该结构能够由进行酸二酐和二胺的加聚反应和环化脱水反应(酰亚胺化反应)的通常的方法合成。因此，引入式(1)中的R1的四价有机酸取决于聚合中使用的酸二酐而确定。式(2)所示的结构包括酰亚胺化过程中没有形成到酰亚胺环中而残留的羰基，并且引入式中的R3的四价有机基团同样取决于酸二酐而确定。
聚酰亚胺的合成中使用的酸二酐的实例包括芳香族酸的二酐例如均苯四甲酸酐、3，3′-联邻苯二甲酸酐、3，4′-联邻苯二甲酸酐、3，3′，4，4′-二苯甲酮-四甲酸二酐、3，3′，4，4′-二苯基砜四甲酸二酐、4，4′-(六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸酐和4，4′-氧联二邻苯二甲酸二酐；和脂肪族酸的二酐例如中(meso)-丁烷-1，2，3，4-四羧酸二酐、1，2，3，4-环丁烷四羧酸二酐、1，2，3，4-环戊烷四羧酸二酐、1，2，4，5-环己烷四羧酸二酐、双环[2.2.2]辛-7-烯-2，3，5，6-四羧酸二酐、双环[2.2.2]辛烷-2，3，5，6-四羧酸二酐、双环[2.2.1]庚烷-2，3，5，6-四羧酸二酐、5-(2，5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1，2-二羧酸酐和4-(2，5-二氧代四氢呋喃-3-基)-1，2，3，4-四氢萘-1，2-二羧酸酐。从聚酰亚胺的溶解性、涂布性和透明性的改善的观点出发，更优选3，3′，4，4′-二苯基砜四甲酸二酐、4，4′-(六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸酐、中-丁烷-1，2，3，4-四羧酸二酐、双环[2.2.2]辛烷-2，3，5，6-四羧酸二酐、双环[2.2.1]庚烷-2，3，5，6-四羧酸二酐、5-(2，5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1，2-二羧酸酐和4-(2，5-二氧代四氢呋喃-3-基)-1，2，3，4-四氢萘-1，2-二羧酸酐。
引入式(1)中的R2的二价有机基团取决于聚合中使用的二胺而确定。
二胺的实例包括芳族二胺例如间苯二胺、对苯二胺、3，4′-二氨基二苯基甲烷、4，4′-二氨基二苯基甲烷、4，4′-二氨基-3，3′-二甲基二苯基甲烷、邻-联甲苯胺、间-联甲苯胺、4，4′-二氨基二苯甲酮、1，1-双(4-氨基苯基)环己烷、3，4′-二氨基二苯醚、4，4′-二氨基二苯醚、1，4-双(4-氨基苯氧基)苯、1，3-双(4-氨基苯氧基)苯、2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷、4，4′-双(4-氨基苯氧基)联苯、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、4，4′-双(3-氨基苯氧基)联苯、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、9，9-双(4-氨基苯基)芴、9，9-双(4-氨基-3-甲基苯基)芴、9，9-双(4-氨基-3-氟苯基)芴、2，2-双(4-氨基苯基)六氟丙烷、2，2-双(3-氨基苯基)六氟丙烷、2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]六氟丙烷和2，2′-双(三氟甲基)联苯胺；具有直链或支化的脂肪族基团的二胺例如1，4-二氨基丁烷和1，5-二氨基戊烷；具有脂环结构的二胺例如1，3-环己二胺、1，4-环己二胺、1，3-双(氨基甲基)环己烷、1，4-双(氨基甲基)环己烷、4，4′-亚甲基双(氨基环己烷)、4，4′-亚甲基双(1-氨基-2-甲基环己烷)、2，2-双(4-氨基环己基)丙烷、4，4′-联环己胺、α，α′-双(4-氨基环己基)-1，4-二异丙基环己烷、异佛尔酮二胺、降冰片烷二胺、金刚烷-1，3-二胺和1，3-双(氨基甲基)金刚烷；和含有二有机硅氧烷基团的二胺例如1，3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷、1，4-双(3-氨基丙基二甲基甲硅烷基)苯和在两末端具有氨基的二甲基硅氧烷低聚物。
从高反应性、得到的聚酰亚胺的高耐热性和溶解性以及通过特定组合在宽范围内控制折射率的观点出发，更优选4，4′-亚甲基双(氨基环己烷)、4，4′-双(3-氨基苯氧基)联苯、9，9-双(4-氨基苯基)芴、9，9-双(4-氨基-3-甲基苯基)芴和9，9-双(4-氨基-3-氟苯基)芴。从与无机基材例如玻璃的粘合性和实现较低的折射率的观点出发，更优选含有二有机硅氧烷基团的二胺。
此外，具有聚酰亚胺作为主要组分的层2中含有的溶剂可溶性聚酰亚胺可在末端包括式(3)所示的结构：
(其中，R7表示四价有机基团；R8表示甲基、乙基或异丙基；R9表示亚苯基或C1-C5亚烷基；R10表示氢原子、C1-C5直链或支化的烷基、或苯基或者表示通过-Si≡与基材或另一聚合物结合的结构；R11表示氢原子、直链或支化的烷基或苯基；y表示1-3的整数；和p表示0或1)。
式(3)表示具有聚合中残留在末端的酸酐环的羰基经由酰胺键与烷氧基硅烷基团连接的结构。烷氧基硅烷基团上的烷氧基能够与水反应以转化为羟基，与基材表面上的羟基反应以形成键，或者与另一烷氧基反应以用≡Si-O-Si≡将聚合物之间连接。通过将式(3)所示的结构引入末端能够预期与式(2)同样的效果，但通过只引入末端不能引入足够数目的该结构。因此，通过与式(2)所示结构的共存来改善与邻接层的亲合性和粘合性。
溶剂可溶性聚酰亚胺中含有的式(3)所示结构的摩尔量可以为0-0.03，基于溶剂可溶性聚酰亚胺中含有的式(1)所示重复单元1摩尔，并且式(2)所示结构和式(3)所示结构的摩尔量的合计不高于0.05。如果式(2)所示结构和式(3)所示结构的摩尔量的合计超过0.05，引起本发明的具有聚酰亚胺作为主要组分的层2的玻璃化转变温度或折射率的降低和吸水率的增加。
此外，该溶剂可溶性聚酰亚胺可在末端包括式(4)所示的结构：
Figure BSA00000661180400081
(其中R12表示四价有机基团；R13表示二价有机基团；和R14表示C1-C3烷基或氟烷基)。
式(4)所示的结构是通过酰胺化将聚合中残留在末端的氨基封端的结构。酰胺封端能够防止末端氨基残留时发生溶液或膜的着色。
引入式(3)的R7和式(4)的R12的四价有机基团取决于聚合中使用的酸二酐而确定，如式(1)的R1中那样。同样地，引入式(4)的R13的二价有机基团取决于聚合中使用的二胺而确定，如式(1)的R2中那样。
以下对形成本发明的具有聚酰亚胺作为主要组分的层2的方法进行说明。
首先，通过依次将具有96-99.9％的酰亚胺化率且具有下式(5)所示重复单元的溶剂可溶性聚酰亚胺和下式(6)所示的硅烷化合物添加到有机溶剂中来制备聚酰亚胺溶液。然后，通过将该聚酰亚胺溶液在基材或基材上形成的层上铺展的步骤和通过干燥和/或烘烤该铺展的聚酰亚胺溶液而形成聚酰亚胺薄膜的步骤来形成具有聚酰亚胺作为主要组分的层2。
Figure BSA00000661180400091
(其中，R15表示四价有机基团；和R16表示二价有机基团)，
Figure BSA00000661180400092
(其中，R17表示氧原子或硫原子；R18表示亚苯基或C1-C5亚烷基；R19表示氢原子或C1-C5直链或支化的烷基；R20表示氢原子、直链或支化的烷基或苯基；和z表示1-3的整数)。
式(5)所示的重复单元与式(1)所示的重复单元相同。因此，通过在溶剂中使上述二酐和二胺反应以得到聚酰胺酸溶液，然后进行酰亚胺化而合成具有式(5)所示重复单元的溶剂可溶性聚酰亚胺。
聚酰亚胺的合成中使用的溶剂可以是能够溶解聚酰胺酸和聚酰亚胺并且通常为非质子极性溶剂的任何溶剂，例如N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或N-甲基-2-吡咯烷酮。
酰亚胺化是通过环化脱水将聚酰胺酸转化为聚酰亚胺的方法。通过化学酰亚胺化法或热酰亚胺化法进行酰亚胺化。化学酰亚胺化中，将叔胺例如吡啶或三乙胺和脱水催化剂例如醋酸酐或三氟醋酸酐添加到聚酰胺酸溶液中，并且在20℃-120℃下将该混合物加热。热酰亚胺化中，将二甲苯添加到聚酰胺酸溶液中，并且在150℃以上进行该混合物的共沸。为了以高酰亚胺化率得到透明并且着色少的聚酰亚胺，采用化学酰亚胺化法。化学酰亚胺化中，通过脱水催化剂使聚酰亚胺的末端的氨基酰胺化。
合成的聚酰亚胺的溶液可直接使用，但在光学用途的情况下，能够将合成的聚酰亚胺在不良溶剂中再沉淀以得到聚酰亚胺粉末。特别地，为了将化学酰亚胺化中使用的各种试剂和未反应的单体除去，对通过再沉淀得到的聚酰亚胺粉末反复进行用醇的洗涤和过滤。将该试剂和单体完全除去后，在常压或减压下在20℃-200℃下将聚酰亚胺粉末干燥。得到的聚酰亚胺的酰亚胺化率能够为96％-99.8％。小于96％的酰亚胺化率使吸水率增加，而且使聚酰亚胺的折射率减小。在高于99.8％的酰亚胺化率下，硅烷化合物难以与聚酰亚胺反应，没有提供增加与邻接层或基材的亲合性和粘合性的效果。
随后，将硅烷化合物添加到聚酰亚胺溶液中，然后在20℃-60℃下反应。硅烷化合物由式(6)表示并且具有异氰酸酯或异硫氰酸酯作为官能团。硅烷化合物的具体实例包括异氰酸3-(三乙氧基甲硅烷基)丙酯。这样的官能团与聚酰亚胺中没有形成到酰亚胺环中而残留的羰基反应以形成酰胺键。结果，经由式(2)所示的结构将硅烷基团引入聚酰亚胺的侧链。此外，能够在聚酰亚胺的末端形成式(7)所示的结构：
Figure BSA00000661180400101
(其中，R21表示四价有机基团；R22表示二价有机基团；和R23表示C1-C3烷基或氟烷基)。添加的硅烷化合物的量能够为0.3重量份-5重量份，基于100重量份的聚酰亚胺。如果硅烷化合物的量小于0.3重量份，可能部分地发生开裂。如果该量高于5重量份，光学性能可能下降。
为了提高与邻接层或基材的亲合性和粘合性，可促进溶液中硅烷基团的水解。具体地，例如，硅烷化合物与聚酰亚胺的反应后，将少量的水添加到该溶液中。添加的水的量为1摩尔％以下，基于100摩尔％的溶液。在高于1摩尔％的量下，硅烷基团的水解过度进行，聚酰亚胺的溶解性降低以引起沉淀或成膜性的降低的可能性增加。
将在侧链具有硅烷基团的聚酰亚胺的溶液施涂到基材上以直接与基材接触或者施涂到基材上设置的薄膜上以直接与薄膜接触。在施涂以与基材接触的情况下，使与基材的粘合性增加以在制造过程中而且即使长时间使用后防止剥离、开裂等；能够防止基材组分例如碱离子的洗脱；并且能够维持高的减反射性能。能够适当地采用任何已知的施涂法，例如浸渍、旋转涂布、喷射、印刷、流动涂布(flow coating)或它们的组合。在施涂到曲面例如透镜表面的情况下，从膜厚的均匀性的观点出发，能够采用旋转涂布。
此外，在100℃-250℃下将施涂的含有聚酰亚胺的溶液干燥或烘烤以形成具有聚酰亚胺作为主要组分的层2。含有聚酰亚胺的溶液的干燥和/或烘烤主要为了将溶剂除去而进行并且通过加热约5分钟-约2小时而进行。有必要通过适当选择的使用内部空气循环烘箱、马弗炉或用光例如红外线或微波、放射线或电磁波照射的方法来进行加热。
具有聚酰亚胺作为主要组分的层2可含有聚酰亚胺以外的组分，其量不损害聚酰亚胺的光学特性、透明性、耐热性和耐水性。聚酰亚胺以外的组分的量小于20重量份，基于聚酰亚胺的总量100重量份。大于该水平的量可能使透明性、膜强度和膜厚的均匀性劣化。
为了增加具有聚酰亚胺作为主要组分的层2的耐溶剂性，层2能够含有热-或光-固化树脂或交联剂，例如环氧树脂、蜜胺树脂或丙烯酸系树脂。为了调节折射率或者增加膜的硬度，层2能够含有少量的无机细颗粒，例如SiO2、TiO2、ZrO2、SiO2、ZnO、MgO或Al2O3。
在本发明的具有聚酰亚胺作为主要组分的层2上形成的具有微细凹凸结构的层3具有在最外表面上形成的微细凹凸结构4。微细凹凸结构4由氧化铝的晶体形成。术语“氧化铝的晶体”是指在具有氧化铝作为主要组分的膜的外层上沉积和生长的板状晶体，其起因于，例如，通过将该膜浸入热水中而受到的外层的解胶作用。将“氧化铝的晶体”称为板状晶体。
具有微细凹凸结构的层3可以是折射率从外层侧向基材侧连续增加的层。这种折射率从外层侧向基材侧的连续增加，与以基材侧的折射率最高的方式将具有不同折射率的层依次堆叠的情形相比，显示出较高的使反射率减小的效果。
具有微细凹凸结构的层3由具有铝的氧化物、铝的氢氧化物或铝的氧化物的水合物作为主要组分的晶体形成。特别地，该晶体可以是勃姆石。通过配置这样的板状晶体而形成具有微细边缘的凹凸结构4，为了增加微细凹凸的高度并且使凹凸结构凸部之间的距离变窄，配置该板状晶体以相对于基材表面具有特定的角度。本说明书中，术语“氧化铝”是指铝的氧化物、铝的氢氧化物或铝的氧化物的水合物，术语“具有氧化铝的层”是指其主要组分为氧化铝的层，更优选地，包括至少一个只具有氧化铝或70摩尔％以上的氧化铝和ZrO2、SiO2、TiO2、ZnO和MgO中的任何组分的氧化物层的层。
图2表示基材1的表面为平面例如板、膜或片材的情形。以如下方式相对于基材表面配置板状晶体：角度θ1，即，板状晶体的倾斜方向5与基材表面之间的角度的平均值为45°-90°，优选60°-90°。
图3表示基材1的表面具有两维或三维曲面的情形。以如下方式相对于基材表面配置板状晶体：角度θ2，即，板状晶体的倾斜方向6与基材表面的切线7之间的角度的平均值为45°-90°，优选60°-90°。取决于板状晶体的倾斜，角度θ1和θ2可超过90°。这种情况下，使用经测定以致为90°以下的角度。
具有微细凹凸结构的层3的厚度可以为20nm-1000nm，优选50nm-1000nm。具有20nm-1000nm的厚度的层3，由于微细凹凸结构而显示有效的减反射性能，不具有削弱凹凸的机械强度的危险，并且在微细凹凸结构的制造成本上有利。50nm-1000nm的厚度能够进一步增加减反射性能。
本发明的微细凹凸的表面密度也重要，平均表面粗糙度Ra′值，其对应于表面密度并且通过中心线平均粗糙度的平面扩展而得到，为5nm以上，更优选10nm以上，最优选15nm-100nm。表面积比Sr为1.1以上，更优选1.15以上，最优选1.2-3.5。
得到的微细凹凸结构可通过例如用扫描探针显微镜对微细凹凸结构表面进行观察来评价，并且该膜的观察由膜的中心线平均粗糙度Ra的平面扩展来提供平均表面粗糙度Ra′值并且提供表面积比Sr。即，通过将JIS B 0601中定义的中心线平均粗糙度Ra应用于测定表面以三维扩展而得到平均表面粗糙度Ra′值(nm)并且表示为“从基准面到指定面的偏差的绝对值的平均值”并且由下式(24)表示：
Ra ′ = 1 S 0 ∫ Y B Y T ∫ X L X R | F ( X , Y ) - Z 0 | d X d Y - - - ( 24 )
Ra′：平均表面粗糙度值(nm)，
S0：测定表面理想地平坦时的面积，|XR-XL|×|YT-YB|，
F(X，Y)：测定点(X，Y)处的高度，X为X-坐标，并且Y为Y-坐标，
XL-XR：测定表面的X-坐标的范围，
YB-YT：测定表面的Y-坐标的范围，和
Z0：测定表面中的平均高度。
由Sr＝S/S0(S0：测定表面理想地平坦时的面积，S：实际的测定表面的表面积)确定表面积比Sr。如下确定实际的测定表面的表面积：首先，将表面分割为由最邻近的三个数据点(A，B，C)形成的小三角形，通过矢量积：ΔS(ΔABC)＝[s(s-AB)(s-BC)(s-AC)]×0.5[其中AB、BC和AC表示各边的长度，
Figure BSA00000661180400132
]来确定每个小三角形的面积ΔS。即，ΔS的总和为要确定的表面积S。微细凹凸的表面密度具有5nm以上的Ra′和1.1以上的Sr时，该凹凸结构能够显示减反射效果。在Ra′为10nm以上和Sr为1.15以上的情况下，减反射效果高于前者的情况，在Ra′为15nm以上和Sr为1.2以上的情况下，减反射性能变为能够实际使用的水平。但是，在Ra′为100nm以上和Sr为3.5以上的情况下，由凹凸结构产生的散射效果高于减反射效果，导致不充分的减反射性能。
本发明中，具有微细凹凸结构的层3包括氧化铝作为主要组分时，在具有聚酰亚胺作为主要组分的层2上形成Al单独的金属膜或者Al与Zn或Mg的金属膜，然后将该膜浸入50℃以上的热水中或者暴露于水蒸汽中。此时，通过水合、溶解和再沉淀，在金属膜表面上形成凹凸结构4。或者，具有氧化铝作为主要组分的层可在具有聚酰亚胺作为主要组分的层2上形成。这种情况下，也可如上所述通过浸入热水中或者暴露于水蒸汽而在该层上形成微细凹凸结构4。通过已知的方法，例如，气相法例如CVD或PVD，液相法例如溶胶-凝胶法，或者使用无机盐的水热合成，能够形成上述具有氧化铝作为主要组分的层。设置氧化铝的板状晶体的方法中，在具有微细凹凸结构的层3中在微细凹凸结构4下可残存无定形氧化铝层。
从能够在具有大面积或非平面的基材上形成均匀的防反射层的观点出发，用热水对通过施涂含有氧化铝的溶胶-凝胶涂布溶液而形成的凝胶膜进行处理以使氧化铝板状晶体生长。
作为由含有氧化铝的溶胶-凝胶涂布溶液形成的凝胶膜的原料，使用Al化合物或者Al化合物和选自Zr、Si、Ti、Zn和Mg化合物中的至少一种化合物的组合。作为Al2O3、ZrO2、SiO2、TiO2、ZnO和MgO的原料，能够使用各金属的金属醇盐(alkoxide)、氯化物或盐化合物，例如硝酸盐。从成膜性的观点出发，可尤其将金属醇盐用作ZrO2、SiO2和TiO2的原料。
铝化合物的实例包括乙醇铝、异丙醇铝、正丁醇铝、仲丁醇铝、叔丁醇铝和乙酰丙酮铝；其低聚物；和硝酸铝、氯化铝、醋酸铝、磷酸铝、硫酸铝和氢氧化铝。
烷氧基锆的具体实例包括四甲氧基锆、四乙氧基锆、四正丙氧基锆、四异丙氧基锆、四正丁氧基锆和四叔丁氧基锆。
作为烷氧基硅，能够使用由式Si(OR)4表示的那些。式中，R可相同或不同，并且R的实例包括低级烷基例如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基和异丁基。
烷氧基钛的实例包括四甲氧基钛、四乙氧基钛、四正丙氧基钛、四异丙氧基钛、四正丁氧基钛和四异丁氧基钛。
锌化合物的实例包括醋酸锌、氯化锌、硝酸锌、硬脂酸锌、油酸锌和水杨酸锌。特别地，能够使用醋酸锌和氯化锌。
镁化合物的实例包括烷氧基镁，例如二甲氧基镁、二乙氧基镁、二丙氧基镁和二丁氧基镁，乙酰丙酮镁，和氯化镁。
有机溶剂可以是不使原料例如上述醇盐胶凝的任何有机溶剂。有机溶剂的实例包括醇例如甲醇、乙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、异丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-2-丁醇、异戊醇、环戊醇、1-己醇、2-己醇、3-己醇、2-甲基-1-戊醇、4-甲基-2-戊醇、2，4-二甲基戊醇和2-乙基-1-丁醇；二醇或二醇醚例如乙二醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、丙基溶纤剂、异丙基溶纤剂、丁基溶纤剂、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇和1-丙氧基-2-丙醇；脂肪烃或脂环烃例如正己烷、正辛烷、环己烷、环戊烷和环辛烷；芳烃例如甲苯、二甲苯和乙基苯；酯例如甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯和乙二醇单丁醚乙酸酯；酮例如丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、环戊酮和环己酮；醚例如二甲氧基乙烷、四氢呋喃、二
Figure BSA00000661180400151
烷、二异丙醚和二丁醚；氯代烃例如氯仿、二氯甲烷、四氯化碳和四氯乙烷；和非质子极性溶剂例如N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和碳酸亚乙酯。从溶液稳定性的观点出发，在上述溶剂中可使用醇。
使用醇盐原料的情况下，特别地，铝、锆和钛的醇盐具有高的与水的反应性并且由于空气中的水分或者水的添加迅速地水解以产生白色混浊或沉淀。铝盐化合物、锌盐化合物和镁盐化合物中，难以将这样的化合物溶解在只是有机溶剂中，并且得到的溶液的稳定性低。因此，为了防止这种问题，将稳定剂添加到溶液中以使溶液稳定。
稳定剂的实例包括β-二酮化合物例如乙酰丙酮、二新戊酰基甲烷、三氟乙酰丙酮、六氟乙酰丙酮、苯甲酰基丙酮、二苯甲酰基甲烷、3-甲基-2，4-戊二酮、3-乙基-2，4-戊二酮、3-丁基-2，4-戊二酮、3-苯基-2，4-戊二酮和3-氯乙酰丙酮；β-酮酯化合物例如乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸烯丙酯、乙酰乙酸苄酯、乙酰乙酸异丙酯、乙酰乙酸叔丁酯、乙酰乙酸异丁酯、乙酰乙酸2-甲氧基乙酯和3-酮-正-戊酸甲酯；和烷醇胺例如一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺。稳定剂与醇盐或盐化合物的摩尔比可以为约1。此外，添加稳定剂后，为了形成适当的前体，可将催化剂添加到溶液中以促进部分反应。催化剂的实例包括硝酸、盐酸、硫酸、磷酸、醋酸和氨。作为使用溶胶-凝胶涂布溶液形成膜的方法，能够适当地采用已知的施涂法，例如浸渍、旋转涂布、喷射、印刷、流动涂布(flow coating)或它们的组合。
在100℃-230℃的温度范围下对施涂的溶胶-凝胶涂布溶液进行热处理。在较高温度下的热处理倾向于使膜致密，但超过230℃的热处理温度在基材中产生损害例如变形。热处理温度优选为120℃-200℃。加热时间不短于10分钟并且取决于加热温度而变化。
通过将干燥或热处理过的凝胶膜浸入热水中以使含有氧化铝作为主要组分的板状晶体沉积来形成最外表面的凹凸形状。通过浸入热水中而使含有氧化铝的凝胶膜的外层胶溶，以产生组分的部分洗脱。由于氢氧化物在热水中的溶解度的不同，使含有氧化铝作为主要组分的板状晶体在凝胶膜的外层上沉积和生长。热水的温度为40℃-100℃，并且用热水的处理时间为约5分钟-约24小时。
具有氧化铝作为主要组分的凝胶膜还含有氧化物例如TiO2、ZrO2、SiO2、ZnO或MgO作为异种组分的情况下，使用组分在热水中溶解度的不同，进行凝胶膜的结晶。因此，不同于只由氧化铝制成的膜的热水处理，通过改变无机组分的组成，能够在宽范围内控制板状晶体的尺寸。结果，能够在宽范围内控制由板状晶体形成的凹凸形状。此外，使用ZnO作为次要组分的情况下，与氧化铝的共沉积成为可能。因此，能够进一步在宽范围内控制折射率，实现优异的减反射性能。
本发明中使用的基材1的实例包括玻璃基材、树脂基材、玻璃镜和树脂镜。树脂基材的典型实例包括热塑性树脂例如聚酯、三乙酰纤维素、醋酸纤维素、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、ABS树脂、聚苯醚、聚氨酯、聚乙烯、聚环烯烃和聚氯乙烯的膜和成型品；和由热固性树脂例如不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、交联聚氨酯、交联丙烯酸系树脂和交联饱和聚酯树脂形成的交联膜和交联成型品。玻璃基材的具体实例包括无碱玻璃和硅铝酸盐玻璃基材。本发明中，能够使用能够形成为根据最终目标用途的形状的任何基材。例如，使用板、膜或片材，并且基材可具有两维或三维曲面。适当地确定基材的厚度并且通常为5mm以下，但并不限于此。
除了上述层以外，本发明的光学部件可具有功能层。例如，通过在基材1和具有聚酰亚胺作为主要组分的层2之间和/或在具有聚酰亚胺作为主要组分的层2和具有微细凹凸结构的层3之间设置具有聚酰亚胺以外的主要组分的层，能够使减反射性能增加。此外，在具有微细凹凸结构的层上，可设置硬涂层以改善膜硬度，或者可设置氟烷基硅烷或烷基硅烷的防水膜层以防止污垢的附着。为了改善基材与具有聚酰亚胺作为主要组分的层之间的粘合性，可设置粘合层或底漆层。
实施例
参照下述实施例对本发明更具体地说明，但并不限于实施例。通过下述方法对各实施例或比较例中制备的其表面上具有微细凹凸的各光学膜进行评价。
(1)聚酰亚胺1-10的合成
将总量为0.012摩尔的二胺(1)、二胺(2)和二胺(3)溶解在N，N-二甲基乙酰胺(以下简写为DMAc)中。向该二胺溶液中，添加0.012摩尔的酸二酐，同时用水将溶液冷却。调节DMAc的量以致二胺和酸二酐的总质量为20重量％。在室温下将该溶液搅拌15小时以聚合。然后，用DMAc将该溶液稀释到8重量％，并且向其添加7.4mL的吡啶和3.8mL的醋酸酐，然后在室温下搅拌1小时，然后在油浴中在50℃-80℃下加热4小时。在甲醇中使得到的聚合物溶液再沉淀以将聚合物取出。将该聚合物在甲醇中洗涤几次，然后在真空中在100℃下干燥以得到作为白色至浅黄色粉末的聚酰亚胺。由1H-NMR波谱确定羧基的残留量以计算酰亚胺化率。表1示出聚酰亚胺1-10的组成。
表1
Figure BSA00000661180400181
TDA：4-(2，5-二氧代四氢呋喃-3-基)-1，2，3，4-四氢萘-1，2-二羧酸酐
B-4400：5-(2，5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1，2-二羧酸酐
DADCM：4，4′-亚甲基双(氨基环己烷)(市售品)
纯化的DADCM：4，4′-亚甲基双(氨基环己烷)(从己烷中重结晶的产物)
BAPB：4，4′-双(4-氨基苯氧基)联苯
BAPP：2，2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷
PAM-E：1，3-双(3-氨基丙基)四甲基二硅氧烷
酸二酐和二胺的栏的括号中所示的数值为摩尔比。
(2)聚酰亚胺溶液1-23的制备
向96-98g的环戊酮和环己酮的溶剂混合物中，添加2.0g的聚酰亚胺1-8的任一种的粉末。在室温下搅拌得到的混合物以完全溶解，并且将0.002-0.08g的硅烷化合物添加到得到的溶液中，然后在23℃-50℃下搅拌2小时。然后，向其添加0.2g的水，然后搅拌1小时以制备各聚酰亚胺溶液1-23。表2示出聚酰亚胺溶液1-23的组成。
表2
*：基于100重量份聚酰亚胺，硅烷化合物的量。
(3)氧化铝(氧化铝：Al2O3)溶胶的制备
将22.2g的Al(O-sec-Bu)3和5.86g的3-氧代丁酸乙酯和4-甲基-2-戊醇的混合物搅拌以变得均匀。将通过在4-甲基-2-戊醇和1-乙氧基-2-丙醇的溶剂混合物中溶解1.62g的0.01M稀盐酸而制备的溶液逐渐地添加到上述制备的Al(O-sec-Bu)3溶液中，然后搅拌一会儿。将溶剂最终调节为49.3g的4-甲基-2-戊醇和21.1g的1-乙氧基-2-丙醇的溶剂混合物。通过进而在120℃的油浴中搅拌该溶液至少3小时，从而制备氧化铝前体溶胶。
(4)基材的洗涤
将具有约30mm的直径和约2mm的厚度的各玻璃基材的一侧抛光，用碱洗涤剂和IPA进行超声洗涤，然后在烘箱中干燥。
(5)反射率的测定
使用绝对反射率测定装置(USPM-RU，由Olympus Corp.制造)在400-700nm的范围内以0°的入射角测定反射率。将400-700nm下的反射率的平均值定义为平均反射率。
(6)厚度和折射率的测定
使用分光椭偏仪(VASE，由J.A.Woollam Co.，Inc.制造)在380-800nm的波长范围内测定厚度和折射率。
(7)基材表面的观察
用Pd/Pt处理基材表面，并且使用场致发射扫描电子显微镜(FE-SEM)(S-4800，由Hitachi High-Technologies Corp.制造)在2kY的加速电压下对表面进行观察。
实施例1-4
将适量的各聚酰亚胺溶液1-4滴到洗涤过的含有TiO2作为主要组分并且具有nd＝1.762和vd＝26.5的玻璃基材A的抛光表面上，然后以4000rpm进行旋转涂布。在200℃下将该基材干燥60分钟以使基材设置有用下式(12)所示的3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基异氰酸酯将分别由下式(8)-(11)表示的聚酰亚胺1-4改性的聚酰亚胺膜。使用椭偏仪测定各聚酰亚胺膜的厚度和折射率。
将适量的氧化铝前体溶胶滴到聚酰亚胺膜上，然后以4000rpm进行旋转涂布。在内部空气循环烘箱中在200℃下对施涂的溶胶进行烘烤120分钟以在聚酰亚胺膜上形成无定形氧化铝涂层。
然后，将该基材浸入75℃的热水中20分钟，然后在60℃下干燥15分钟。
用FE-SEM观察得到的膜表面以确认无规地且复杂地形成含有氧化铝作为主要组分的板状晶体的微细凹凸结构。
测定玻璃基材A上的光学膜的绝对反射率以确认玻璃基材设置有在400-700nm下具有0.08％的平均反射率的减反射膜。此外，没有观察到膜的剥离、开裂和着色。
表3
Figure BSA00000661180400221
实施例5-9
代替玻璃基材A而使用含有TiO2作为主要组分并且具有nd＝1.847和vd＝23.8的洗涤过的玻璃基材B并且代替聚酰亚胺溶液1-4而使用聚酰亚胺溶液5-9，进行与实施例1-4中相同的工序。
于是，在玻璃基材B上形成用3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基异氰酸酯或下式(14)所示的3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基异氰酸酯将由下式(13)所示的聚酰亚胺5改性的聚酰亚胺膜5。尽管硅烷化合物的种类、其量和添加的条件与实施例1-4中的那些不同，但在聚酰亚胺膜5的厚度和折射率上没有观察到大的差异。
在聚酰亚胺膜5上形成含有氧化铝作为主要组分的板状晶体以使玻璃基材设置有在400-700nm下具有0.07％-0.1％的平均反射率的减反射膜。没有观察到膜的剥离、开裂和着色。
实施例10
代替玻璃基材A而使用含有TiO2作为主要组分并且具有nd＝1.847和vd＝23.8的洗涤过的玻璃基材B并且代替聚酰亚胺溶液1-4而使用聚酰亚胺溶液10，进行与实施例1-4中相同的工序。
于是，在玻璃基材B上形成用3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基异氰酸酯将由下式(15)所示的聚酰亚胺6改性的聚酰亚胺膜6。在聚酰亚胺膜6上形成含有氧化铝作为主要组分的板状晶体以使玻璃基材设置有在400-700nm下具有0.08％的平均反射率的减反射膜。没有观察到膜的剥离、开裂和着色，但观察到部分不均一的反射率。
Figure BSA00000661180400261
实施例11-13
代替玻璃基材A而使用含有TiO2作为主要组分并且具有nd＝1.847和vd＝23.8的洗涤过的玻璃基材B并且代替聚酰亚胺溶液1-4而使用聚酰亚胺溶液11-13，进行与实施例1-4中相同的工序。
于是，在各玻璃基材B上形成用3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基异氰酸酯将分别由下式(16)-(18)所示的聚酰亚胺7-9改性的聚酰亚胺膜7-9。然后，在各聚酰亚胺膜上形成含有氧化铝作为主要组分的板状晶体以形成在400-700nm下具有0.07％-0.1％的平均反射率的光学膜。没有观察到膜的剥离、开裂和着色。
实施例14
代替玻璃基材A而使用含有TiO2作为主要组分并且具有nd＝1.728和vd＝28.5的洗涤过的玻璃基材C并且代替聚酰亚胺溶液1-4而使用聚酰亚胺溶液14，进行与实施例1-4中相同的工序。
于是，在玻璃基材C上形成用3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基异氰酸酯将由下式(19)所示的聚酰亚胺10改性的聚酰亚胺膜10。然后，在聚酰亚胺膜10上形成含有氧化铝作为主要组分的板状晶体以使玻璃基材设置有在400-700nm下具有0.08％的平均反射率的减反射膜。没有观察到膜的剥离、开裂和着色。
Figure BSA00000661180400291
实施例15
代替玻璃基材A而使用含有TiO2作为主要组分并且具有nd＝1.847和vd＝23.8的洗涤过的玻璃基材B并且代替聚酰亚胺溶液1-4而使用聚酰亚胺溶液15，进行与实施例1-4中相同的工序。
于是，在玻璃基材B上形成用0.1重量份的3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基异氰酸酯将聚酰亚胺5改性的聚酰亚胺膜15。但是，在通过将该膜浸入热水中而形成含有氧化铝作为主要组分的板状晶体的步骤中发生开裂。不具有开裂的部分的平均反射率在400-700nm下为0.08％。没有观察到膜的剥离，而发生了开裂。
比较例1
代替聚酰亚胺1-4而使用聚酰亚胺溶液16，进行与实施例1-4中相同的工序。
在没有将聚酰亚胺改性的情况下在玻璃基材A上制备聚酰亚胺膜4。但是，通过将该膜浸入热水中而形成含有氧化铝作为主要组分的板状晶体的步骤过程中一部分样品中发生开裂，并且在玻璃基材A和聚酰亚胺膜4之间观察到部分剥离。不具有剥离的部分的平均反射率在400-700nm下为0.08％。
比较例2和3
代替玻璃基材A而使用含有TiO2作为主要组分并且具有nd＝1.847和vd＝23.8的洗涤过的玻璃基材B并且代替聚酰亚胺溶液1-4而使用聚酰亚胺溶液17和18，进行与实施例1-4中相同的工序。
在没有将聚酰亚胺改性的情况下在玻璃基材B上制备聚酰亚胺膜5或7。但是，通过将该膜浸入热水中而形成含有氧化铝作为主要组分的板状晶体的步骤过程中各样品的一部分中发生开裂，并且在玻璃基材B和聚酰亚胺膜之间观察到部分剥离。不具有剥离的部分的平均反射率在400-700nm下为0.07％-0.1％。
比较例4
代替玻璃基材A而使用含有TiO2作为主要组分并且具有nd＝1.728和vd＝28.5的洗涤过的玻璃基材C并且代替聚酰亚胺溶液1-4而使用聚酰亚胺溶液19，进行与实施例1-4中相同的工序。
在没有将聚酰亚胺改性的情况下在玻璃基材C上制备聚酰亚胺膜10。但是，通过将该膜浸入热水中而形成含有氧化铝作为主要组分的板状晶体的步骤过程中样品的一部分中发生开裂，并且在玻璃基材C和聚酰亚胺膜10之间观察到部分剥离。不具有剥离的部分的平均反射率在400-700nm下为0.08％。
比较例5-8
代替玻璃基材A而使用含有TiO2作为主要组分并且具有nd＝1.847和vd＝23.8的洗涤过的玻璃基材B并且代替聚酰亚胺溶液1-4而使用聚酰亚胺溶液20-23，进行与实施例1-4中相同的工序。
在玻璃基材B上形成了具有不具有异氰酸酯基的分别由式(20)-(23)表示的任何硅烷化合物的聚酰亚胺膜5。但是，在含有3-氨基丙基三乙氧基硅烷的聚酰亚胺溶液20中，甚至在制备该溶液时观察到了增稠和变黄，并且在得到的聚酰亚胺膜5中也观察到了增稠和变黄。依次形成聚酰亚胺膜和含有氧化铝作为主要组分的板状晶体以形成在400-700nm下具有0.15％的平均反射率的光学膜。
Figure BSA00000661180400311
在使用其他聚酰亚胺溶液的情况下，通过将该膜浸入热水中而形成含有氧化铝作为主要组分的板状晶体的步骤过程中发生开裂，并且在玻璃基材B和聚酰亚胺膜之间观察到部分剥离。不具有开裂和剥离的部分的平均反射率在400-700nm下为0.07％。
本发明的光学部件能够对应于透明基材的任何折射率，对于可见光显示出优异的减反射效果，并且具有高的长期耐候性。因此，该光学部件能够在例如文字处理器、计算机、电视机和等离子体显示板的各种显示器中使用；能够用作液晶显示器中使用的起偏振器、各种光学玻璃材料和由透明塑料形成的太阳镜透镜、分度的眼镜透镜、照相机用取景透镜、棱镜、复眼透镜、复曲面透镜、各种光学滤光器和传感器的光学部件；能够用于照相光学系统、观察光学系统例如双目镜，和用于液晶投影仪的投影光学系统中；能够用作各种光学透镜例如在例如激光束打印机中使用的扫描光学系统；并且能够用作光学部件例如各种仪表的盖子以及例如汽车和电车的窗玻璃。
尽管已参照例示性实施方案对本发明进行了说明，但应理解本发明并不限于所公开的例示性实施方案。下述权利要求的范围应给予最宽泛的解释以包括所有这样的变形以及等同的结构和功能。

Claims (13)

1.光学部件，包括：
在基材的表面上形成的多个层，其中
该多个层包括具有由氧化铝的晶体形成的凹凸结构的层和具有聚酰亚胺的层；并且
该聚酰亚胺在主链中包括式(1)所示的重复结构和式(2)所示的结构：
其中，R1表示四价有机基团；和R2表示二价有机基团，和
Figure FSA00000661180300012
其中，R3表示四价有机基团；R4表示亚苯基或C1-C5亚烷基；R5表示氢原子、直链或支化的烷基、或苯基或者表示通过-Si≡与该基材或另一聚合物结合的结构；R6表示氢原子、直链或支化的烷基或苯基；m表示0或1；n表示1或2；m和n满足2m+n＝4；和x表示1-3的整数。
2.根据权利要求1的光学部件，其中
该聚酰亚胺中含有的式(2)所示的结构的摩尔量为0.002-0.05，基于该聚酰亚胺中含有的式(1)所示的重复单元1摩尔。
3.根据权利要求1的光学部件，其中
该聚酰亚胺在末端具有式(3)所示的结构：
Figure FSA00000661180300021
其中，R7表示四价有机基团；R8表示甲基、乙基或异丙基；R9表示亚苯基或C1-C5亚烷基；R10表示氢原子、C1-C5直链或支化的烷基、或苯基或者表示通过-Si≡与该基材或另一聚合物结合的结构；R11表示氢原子、直链或支化的烷基或苯基；y表示1-3的整数；和p表示0或1。
4.根据权利要求1的光学部件，其中
该聚酰亚胺在末端具有式(4)所示的结构：
其中R12表示四价有机基团；R13表示二价有机基团；和R14表示C1-C3烷基或氟烷基。
5.根据权利要求1的光学部件，其中
该具有聚酰亚胺的层具有10nm-150nm的厚度。
6.根据权利要求1的光学部件，其中
该具有聚酰亚胺的层与该基材直接接触。
7.光学部件的制备方法，包括：
通过将具有下式(5)所示的重复结构的聚酰亚胺和下式(6)所示的硅烷化合物添加到有机溶剂中而制备聚酰亚胺溶液；
在基材或基材上形成的层上将该聚酰亚胺溶液铺展；
通过干燥和/或烘烤该铺展的聚酰亚胺溶液而形成聚酰亚胺薄膜；和
形成由氧化铝的晶体形成的凹凸结构：
其中，R15表示四价有机基团；和R16表示二价有机基团，
Figure FSA00000661180300032
其中，R17表示氧原子或硫原子；R18表示亚苯基或C1-C5亚烷基；R19表示氢原子或C1-C5直链或支化的烷基；R20表示氢原子、直链或支化的烷基或苯基；和z表示1-3的整数。
8.根据权利要求7的光学部件的制备方法，其中
该聚酰亚胺具有96％-99.9％的酰亚胺化率。
9.根据权利要求7的光学部件的制备方法，其中
该聚酰亚胺在末端具有式(7)所示的结构：
Figure FSA00000661180300033
其中，R21表示四价有机基团；R22表示二价有机基团；和R23表示C1-C3烷基或氟烷基。
10.根据权利要求7的光学部件的制备方法，其中
基于100重量份的该聚酰亚胺，以0.3重量份-5重量份的量将该硅烷化合物添加到该有机溶剂中。
11.照相光学系统，包括根据权利要求1的光学部件。
12.观察光学系统，包括根据权利要求1的光学部件。
13.投影光学系统，包括根据权利要求1的光学部件。
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