(57)【要約】【課題】  プラスチック部材たとえば透明重合体成型品の表面層の屈折率を低下させ、表面反射を低下させたプラスチック部材を提供する。【解決手段】  プラスチック部材たとえば炭化水素系透明重合体成型品を反応装置８内において、フッ素ガス中でフッ化処理することにより、表面層のみをフッ化し、屈折率を低下させ、表面反射を低下させ、母材の光線透過率を向上できる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明炭化水素重合体を少なくとも表面部に有する部材を準備する工程と、前記透明炭化水素重合体の表面をフッ素ガスを含む雰囲気に曝すことにより前記透明炭化水素重合体の少なくとも一部をフッ化する工程とを含むことを特徴とする透明部材の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の透明部材の製造方法において、前記部材が実質的に透明なプラスチックであることを特徴とする透明部材の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の透明部材の製造方法において、前記準備する工程は実質的に透明なプラスチック基板上に透明炭化水素重合体の膜を形成する工程を含むことを特徴とする透明部材の製造方法。
【請求項４】
実質的に透明なプラスチック基板上に炭化水素材料膜を形成する工程と、前記炭化水素材料膜の表面にフッ素ガスを含む雰囲気を接触させて前記炭化水素材料膜の少なくとも一部をフッ化する工程とを含むことを特徴とする透明部材の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の透明部材の製造方法において、前記形成する工程が液状または気体の有機物材料を前記基板の表面に接触させることによって前記基板上に炭化水素材料膜を付着する工程を含むことを特徴とする透明部材の製造方法。
【請求項６】
請求項３乃至５の内のいずれか一つに記載の透明部材の製造方法において、前記プラスチック基板が透明炭化水素重合体を含むことを特徴とする透明部材の製造方法。
【請求項７】
請求項１、２、３または６記載の透明部材の製造方法において、前記透明炭化水素重合体が環状オレフィン重合体であることを特徴とする透明部材の製造方法。
【請求項８】
請求項１又は２記載の透明部材の製造方法において、前記部材は実質的に平面状または曲面状の第１の主面と前記第１の主面に対向する実質的に平面状または曲面状の第２の主面とを有し、前記炭化水素重合体を前記第１の主面および第２の主面の少なくとも一方に有していることを特徴とする透明部材の製造方法。
【請求項９】
請求項３乃至６の内のいずれか一つに記載の透明部材の製造方法において、前記プラスチック基板は実質的に平面状または曲面状の第１の主面と前記第１の主面に対向する実質的に平面状または曲面状の第２の主面とを有し、前記形成する工程は前記第１の主面および第２の主面の少なくとも一方に対して膜を形成する工程を有していることを特徴とする透明部材の製造方法。
【請求項１０】
透明炭化水素重合体部材の少なくとも一部の表面を、気化させた炭化水素または液状の炭化水素に曝すことにより、重合体母材とは異なる組成の炭化水素層を形成する工程と、前記炭化水素層をフッ素ガスを含む雰囲気に曝すことにより前記炭化水素層をフッ素化する工程とを含むことを特徴とする透明部材の製造方法。
【請求項１１】
請求項４記載の透明部材の製造方法において、フッ化した炭化水素材料膜上に第２の炭化水素材料膜を形成する工程と、前記第２の炭化水素材料膜の表面にフッ素ガスを含む雰囲気を接触させて前記第２の炭化水素材料膜の少なくとも一部をフッ化する工程とをさらに含むことを特徴とする透明部材の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の透明部材の製造方法において、前記フッ素化した炭化水素層上に第２の炭化水素層を形成する工程と、前記第２の炭化水素層の表面をフッ素ガスを含む雰囲気に曝すことにより前記第２の炭化水素層をフッ素化する工程とをさらに含むことを特徴とする透明部材の製造方法。
【請求項１３】
請求項１０又は１２記載の透明部材の製造方法において、前記透明炭化水素重合体が環状オレフィン重合体であることを特徴とする透明部材の製造方法。
【請求項１４】
請求項１０記載の透明部材の製造方法において、前記気化させた炭化水素は、前記透明炭化水素重合体部材表面に曝す温度では固体であるような炭化水素材料から気化させたものであることを特徴とする透明部材の製造方法。
【請求項１５】
請求項４記載の透明部材の製造方法において、前記透明プラスチック基板が環状オレフィン重合体からなり、前記第２の炭化水素材料膜が直鎖飽和あるいは不飽和炭化水素からなるものであることを特徴とする透明部材の製造方法。
【請求項１６】
請求項１２記載の透明部材の製造方法において、前記透明炭化水素重合体が環状オレフィン重合体であり、前記第２の炭化水素層が直鎖飽和あるいは不飽和炭化水素からなるものであることを特徴とする透明部材の製造方法。
【請求項１７】
請求項１乃至１６の内のいずれか一つに記載の透明部材の製造方法において、前記フッ素ガスを含む雰囲気は、フッ素ガスと不活性ガスとの混合ガス雰囲気であり、前記不活性ガス中の水分濃度および酸素濃度のすくなくとも一方が１ｐｐｍ以下であることを特徴とする透明部材の製造方法。
【請求項１８】
透明炭化水素重合体を少なくとも表面に有する透明部材であって、前記透明炭化水素重合体の表面の少なくとも一部がフッ素化されていることを特徴とする透明部材。
【請求項１９】
請求項１８記載の透明部材において、前記透明炭化水素重合体が環状オレフィン重合体であることを特徴とする透明部材。
【請求項２０】
請求項１乃至１７の内のいずれか一つに記載の透明部材の製造方法で製造されたことを特徴とする透明部材。
【請求項２１】
少なくともカーボン原子と水素原子とを含むプラスチック部材であって、前記プラスチック部材の少なくとも一部の表面およびその近傍の水素原子の少なくとも一部がフッ素原子に置換されていることを特徴とするプラスチック部材。
【請求項２２】
請求項２１記載のプラスチック部材において、前記表面近傍のフッ素原子濃度が前記表面から内部に向かって減少していることを特徴とするプラスチック部材。
【請求項２３】
請求項２２記載の透明部材において、前記表面上にカーボン原子とフッ素原子とが主たる組成成分でありフッ素原子濃度が厚さ方向にほぼ一定のフロロカーボン膜を備えたことを特徴とするプラスチック部材。
【請求項２４】
請求項２１乃至２３の内のいずれか一つに記載のプラスチック部材において、前記プラスチック部材が光に対して実質的に透明であることを特徴とするプラスチック部材。
【請求項２５】
請求項２１乃至２４の内のいずれか一つに記載のプラスチック部材において、前記プラスチック部材は実質的に平面状または曲面状の第１の主面と前記第１の主面に対向する実質的に平面状または曲面状の第２の主面とを有し、前記第１の主面および前記第２の主面の少なくとも一方の少なくとも一部の表面およびその近傍の水素原子の少なくとも一部がフッ素原子に置換されていることを特徴とするプラスチック部材。
【請求項２６】
請求項２１乃至２４の内のいずれか一つに記載のプラスチック部材において、前記プラスチック部材の形状が平板状であることを特徴とするプラスチック部材。
【請求項２７】
請求項２６記載のプラスチック部材において、前記平板状のプラスチック部材の少なくとも一方の主面に凸状の構造、凹状の構造および凸凹状の構造の少なくとも一つが設けられていることを特徴とするプラスチック部材。
【請求項２８】
請求項２６記載のプラスチック部材において、前記平板状のプラスチック部材の両主面に凸状の構造、凹状の構造および凸凹状の構造の少なくとも一つが設けられていることを特徴とするプラスチック部材。
【請求項２９】
請求項２４乃至２８の内のいずれか一つに記載のプラスチック部材において、前記プラスチック部材は実質的に平面状または曲面状の第１の主面と前記第１の主面に対向する実質的に平面状または曲面状の第２の主面とを有し、前記第１の主面および前記第２の主面の少なくとも一方に光を散乱、屈折または反射させるような表面の構造を少なくとも一つ有することを特徴とするプラスチック部材。
【請求項３０】
請求項２９記載のプラスチック部材において、前記表面の構造はレンズ構造であることを特徴とするプラスチック部材。
【請求項３１】
請求項２９記載のプラスチック部材において、前記表面の構造はアレイ状に配列された複数のレンズ構造であることを特徴とするプラスチック部材。
【請求項３２】
請求項２７又は２８記載のプラスチック部材において、前記第１の主面および前記第２の主面の少なくとも一方に少なくとも一つのレンズ構造を有することを特徴とするプラスチック部材。
【請求項３３】
請求項２１乃至２３の内のいずれか一つに記載のプラスチック部材において、前記プラスチック部材がメンブレム構造を有していることを特徴とするプラスチック部材。
【請求項３４】
請求項２１乃至２３の内のいずれか一つに記載のプラスチック部材において、前記プラスチック部材がフィルタ構造にされていることを特徴とするプラスチック部材。
【請求項３５】
請求項２１乃至３４の内のいずれか一つに記載のプラスチック部材において、前記プラスチック部材が環状オレフィン重合体からなることを特徴とするプラスチック部材。
【請求項３６】
請求項２１乃至３５の内のいずれか一つに記載のプラスチック部材を構成要素に含む電子装置。
【請求項３７】
請求項１８乃至２０のどれか一つに記載された透明部材を構成要素に含む電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック部材および透明部材に関し特に表面をフッ化したプラスチック部材、透明部材、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光・レーザー技術の発展に伴い、従来ガラス等の透明材料が使われていた光学レンズ、プリズム、導光体等の光学部材に、透明樹脂材料が用いられるようになった。
【０００３】
樹脂製の光学部材は、ガラスに比べて軽量であり、かつ、従来ガラスでは困難であった非曲面あるいは微細形状複雑な形状の光学部材を、簡便に大量生産できる利点がある。
【０００４】
そのため、これら樹脂製の光学部材を使用した光学機器の軽量化・小型化が可能になった。
【０００５】
例えば、高性能カメラに搭載されるレンズは、従来は曲面ガラスを複数枚重ねて使用していたため、望遠レンズが大型化、重量化し、取り扱いにくかった。
【０００６】
しかし、非曲面樹脂レンズを使用することにより使用するレンズの枚数を大幅に削減することが可能になり、望遠レンズが軽量かつ小型化され、誰にでも簡単に取り扱えるようになった。
【０００７】
最近、需要が拡大している平板液晶ディスプレイにも、複雑な形状をした樹脂製光学シートあるいは板が使用されている。
【０００８】
これら透明樹脂による光学部材がなければ、平板ディスプレイの薄肉化、軽量化は不可能である。
【０００９】
特に、最近急激に需要が拡大した画面対角が２８インチ以上の大型平板液晶ディスプレイは、現在ディスプレイの主流である陰極線管（ＣＲＴ）よりも圧倒的に薄型で、かつ軽量であるという利点があり、持ち運びが容易で、壁にかけることができ、室内の省スペース化を実現できる画期的なディスプレイである。
【００１０】
この薄型化、軽量化が実現したのも、透明樹脂による光学部材が存在したからである。このように、透明樹脂の光学部材への適用例は、飛躍的に向上している。
【００１１】
ところで、透明樹脂による光学部材の発達により、光学部材への要求はますます厳しくなり、最近では、より光線透過率の高い、すなわち表面反射の小さい光学部材が求められるようになってきた。
【００１２】
かつて使用されてきたガラス材料も透明樹脂も、その固有な屈折率を持っている。
【００１３】
透明樹脂の屈折率は、例えば、有機ガラスといわれるアクリル系樹脂は、１．５０、ポリカーボネートでは、１．６０、環状オレフィン樹脂は１．５４程度である。
【００１４】
一方、これらの樹脂に入射する、もしくはこれらの樹脂から出射する光は、通常空気に対してである。ちなみに、空気の屈折率は、１．０である。
【００１５】
フレネルの式より、物質の表面反射率Ｒは、以下の数１式で表される。
【００１６】
【数１】
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【００１７】
上記数１式によれば、屈折率が小さいほど表面反射は小さいことがわかる。
【００１８】
従来において、表面反射を低下させるために、通常材料表面に低屈折膜を設けることが行われている。
【００１９】
表面反射を抑えるために、空気と低屈折膜界面での反射光と低屈折膜と母材界面での反射光を干渉させ、打ち消しあわせるように、以下の数２式に示された位相条件式に沿って通常光の波長の１／４の厚さの膜を設ける。
【００２０】
【数２】
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【００２１】
低屈折膜としては、ＳｉＯ２や、ＭｇＦのような低屈折率の無機材料が用いられている。
【００２２】
これらの物質は、通常溶剤キャストやスピンコートのようなウエット法や、蒸着あるいはスパッタのようなドライ法により成膜される。
【００２３】
しかし、これらの方法では、工程が一つ増えるだけでなく、異なる物質を用いて成膜するため、コストがかかり、また、膜が母材との密着性が悪いと容易にはがれる等の問題がある。
【００２４】
一方、透明樹脂を低屈折化する方法として、樹脂をフッ素化する方法が報告されている（例えば、特許文献１を参照）。
【００２５】
特許文献１には、フッ素化による光学用高分子材料の屈折率制御方法が記載されている。
【００２６】
この特許文献１によると、フッ素化ポリイミドのフッ素含有率を高くし、さらに低屈折化するため、フッ素ガス中に曝すことが開示されている。
【００２７】
しかし、この特許文献１の方法では、材料があらかじめフッ素化されているため、形成される低屈折層と、母材の屈折率差が小さく、また、フッ素化層と母材の界面が明確にならないため、干渉による表面反射効果を期待することが出来ない。
【００２８】
また、特許文献２には、フッ素系樹脂膜の形成方法が記載されている。
【００２９】
この特許文献２に開示の方法によると、あくまで材料の低誘電率化が目的であり、表面反射率低下の手段として、低屈折層を設ける技術ではない。
【００３０】
また、特許文献２に開示された方法でフッ素化した材料は、母材自体の光線透過率が低減し、本来の表面反射防止による透過率向上の目的にはならない。
【００３１】
【特許文献１】特開２０００−９５８６２号公報
【特許文献２】特開平６−６９１９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３２】
本発明は上記事情に着目してなされたものであって、従来、他の低屈折物質を成膜して表面反射を低下させ、光線透過率を向上させていた表面反射防止技術をより簡便に行う処理方法および部材を提供することを目的としている。
【００３３】
また、本発明は表面にフッ化層を有するプラスチック部材を簡便に得る方法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】
【００３４】
本発明によれば、透明炭化水素重合体を少なくとも表面部に有する部材を準備する工程と、前記透明炭化水素重合体の表面をフッ素ガスを含む雰囲気に曝すことにより前記透明炭化水素重合体の少なくとも一部をフッ化する工程とを含むことを特徴とする透明部材の製造方法が得られる。前記部材は実質的に透明なプラスチックであること、前記準備する工程は実質的に透明なプラスチック基板上に透明炭化水素重合体の膜を形成する工程を含むこと、が好ましい。
【００３５】
また本発明は、実質的に透明なプラスチック基板上に炭化水素材料膜を形成する工程と、前記炭化水素材料膜の表面にフッ素ガスを含む雰囲気を接触させて前記炭化水素材料膜の少なくとも一部をフッ化する工程とを含むことを特徴とする透明部材の製造方法を提供する。前記形成する工程が液状または気体の有機物材料を前記基板の表面に接触させることによって前記基板上に炭化水素材料膜を付着する工程を含むこと、前記プラスチック基板が透明炭化水素重合体を含むこと、前記透明炭化水素重合体が環状オレフィン重合体であること、がそれぞれ好ましい。フッ化した炭化水素材料膜上に第２の炭化水素材料膜を形成する工程と、前記第２の炭化水素材料膜の表面にフッ素ガスを含む雰囲気を接触させて前記第２の炭化水素材料膜の少なくとも一部をフッ化する工程とをさらに含むこと、透明プラスチック基板が環状オレフィン重合体からなり、前記第２の炭化水素材料膜が直鎖飽和あるいは不飽和炭化水素からなるものであることも好ましい。
【００３６】
前記部材または前記プラスチック基板は、実質的に平面状または曲面状の第１の主面と前記第１の主面に対向する実質的に平面状または曲面状の第２の主面とを有し、前記炭化水素重合体を前記第１の主面および第２の主面の少なくとも一方に有していること、あるいは前記形成する工程を前記第１の主面および第２の主面の少なくとも一方に対して行って膜を形成すること、が好ましい。
【００３７】
また本発明によれば、透明炭化水素重合体部材の少なくとも一部の表面を、気化させた炭化水素または液状の炭化水素に曝すことにより、重合体母材とは異なる組成の炭化水素層を形成する工程と、前記炭化水素層をフッ素ガスを含む雰囲気に曝すことにより前記炭化水素層をフッ素化する工程とを含むことを特徴とする透明部材の製造方法が得られる。前記フッ素化した炭化水素層上に第２の炭化水素層を形成する工程と、前記第２の炭化水素層の表面をフッ素ガスを含む雰囲気に曝すことにより前記第２の炭化水素層をフッ素化する工程とをさらに含んでもよい。前記透明炭化水素重合体は、たとえばシクロオレフィンポリマー、環状オレフィン重合体である。前記気化させた炭化水素は、前記透明炭化水素重合体部材表面に曝す温度では固体であるような炭化水素材料から気化させたものであること、前記第２の炭化水素層が直鎖飽和あるいは不飽和炭化水素からなるものであること、が好ましい。
【００３８】
前記フッ素ガスを含む雰囲気は、フッ素ガスと不活性ガスとの混合ガス雰囲気であり、前記不活性ガス中の水分濃度、酸素濃度がそれぞれ１ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００３９】
また本発明は、透明炭化水素重合体を少なくとも表面に有する透明部材であって、前記透明炭化水素重合体の表面の少なくとも一部がフッ素化されていることを特徴とする透明部材を提供する。前記透明炭化水素重合体はたとえば環状オレフィン重合体である。また、上記の製造方法で製造されたことを特徴とする透明部材も本発明は提供する。
【００４０】
さらに本発明によれば、少なくともカーボン原子と水素原子とを含むプラスチック部材であって、前記プラスチック部材の少なくとも一部の表面およびその近傍の水素原子の少なくとも一部がフッ素原子に置換されていることを特徴とするプラスチック部材が得られる。前記表面近傍のフッ素原子濃度が前記表面から内部に向かって減少していることが好ましい。前記表面上にカーボン原子とフッ素原子とが主たる組成成分でありフッ素原子濃度が厚さ方向にほぼ一定のフロロカーボン膜を備えることも好ましい。前記プラスチック部材が光に対して実質的に透明であることも光学用プラスチック部材としては必要である。前記プラスチック部材は実質的に平面状または曲面状の第１の主面と前記第１の主面に対向する実質的に平面状または曲面状の第２の主面とを有し、前記第１の主面および前記第２の主面の少なくとも一方の少なくとも一部の表面およびその近傍の水素原子の少なくとも一部がフッ素原子に置換されていること、前記プラスチック部材の形状が平板状であること、前記平板状のプラスチック部材の少なくとも一方の主面に凸状の構造、凹状の構造および凸凹状の構造の少なくとも一つが設けられていること、前記平板状のプラスチック部材の両主面に凸状の構造、凹状の構造および凸凹状の構造の少なくとも一つが設けられていること、前記プラスチック部材は実質的に平面状または曲面状の第１の主面と前記第１の主面に対向する実質的に平面状または曲面状の第２の主面とを有し、前記第１の主面および前記第２の主面の少なくとも一方に光を散乱、屈折または反射させるような表面の構造、たとえばレンズ構造、を少なくとも一つまたは複数、たとえばアレイ状に有すること、がそれぞれ用途に応じて好ましい。
【００４１】
前記プラスチック部材は表面がフッ化されているため、その強度が向上している。従ってこれを膜状として、メンブレム構造を持たせ、脱気膜、限外ろ過膜等に用いることができる。また前記プラスチック部材はフィルタ構造にされていてもよい。
【００４２】
これらプラスチック部材、透明部材は、レンズ、プリズム、光学シート等、様々な光学部材として利用することができ、光学装置、フラットパネル表示装置、その他電子装置の一構成要素として広く用いることが出来る。
【発明の効果】
【００４３】
本発明においては、水素はフッ素に置換されやすいので、カーボン原子と水素原子とを含むプラスチック部材、ハイドロカーボン系のプラスチック部材、たとえばシクロオレフィンポリマー等は、容易に表面がフッ化され、屈折率が低い、表面反射が抑制された表面層あるいは、強度の向上した表面層が容易に低コストで得られる。
【００４４】
本発明によれば、透明重合体表面に低屈折フッ素化層を簡便にかつ大掛かりな装置を必要とせずに形成することができ、反射抑制効果や光透過率向上効果をより高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００４６】
図１は本発明の実施の形態による透明炭化水素重合体の処理装置の概略構成を示す図である。図１を参照すると、透明炭化水素重合体の処理装置１００は、被処理物素材９を挿入する中空の反応装置８を備えている。フッ素ガスは流量コントローラ２が設けられたフッ素ガス供給管７を介して供給される。また、不活性ガスは、分岐及び合流のための弁３ａ，３ｂが設けられた不活性ガス供給配管１を介して供給される。弁３ａ，３ｂによって分岐された分岐配管１２には、炭化水素５を収容した炭化水素気化装置５が設けられている。不活性ガス供給配管１及びフッ素ガス供給配管７は弁３ｃを介して合流して、反応装置９の一端に接続された反応ガス供給配管１１に接続されている。反応装置９の他端には、排気配管１０が設けられている。
【００４７】
ここで、本発明についてさらに詳しく説明する。
【００４８】
本発明では、上記処理装置等を透明炭化水素重合体をフッ素化するために用い、母材である透明炭化水素重合体より屈折率の小さいフッ素化炭化水素層を設ける処理方法を提供するものである。この表面フッ素化透明炭化水素重合体は、光の干渉効果により、表面反射率が小さいという特性を備えている。
【００４９】
このフッ素化透明炭化水素重合体を得るには、透明炭化水素重合体をフッ素化する。
【００５０】
このフッ素化の方法としては、（ａ）母材を直接フッ素化する方法、（ｂ）母材に別の組成の炭化水素層を設け、炭化水素層をフッ素化する方法、（ｃ）フッ素化層上にさらに炭化水素層を設け、再度フッ素化する方法がある。
【００５１】
これらいずれの方法でも、フッ素化層を所望の厚さに調整することで、目的の表面反射防止は達成される。
【００５２】
上記（ｂ）の炭化水素層を設けた後にフッ素化処理する理由は、界面を明確にすることで、フッ素化層と母材の界面をはっきりさせ、その界面で反射する光を均一化することで、反射光との干渉効果を効果的にするためである。
【００５３】
また、上記（ｃ）のフッ素化層上に再度フッ素化層を設ける理由は、種々の屈折率のフッ素化層を多層設けることにより、広い波長範囲での光に対して、反射防止性能を付与するためである。
【００５４】
ところで、透明炭化水素樹脂として、ポリエチレンやポリプロピレンのような汎用重合体があり、これらの重合体にも本発明にも適用できるが、これらの汎用重合体は、透明性、耐熱性、純度で劣るため、光学材料としてはあまり用いられない。
【００５５】
一方、環状オレフィン重合体は、透明性、耐熱性、純度が特に優れ、単体でも光学材料として十分応用されている。したがって、環状オレフィン重合体に本発明の処理技術を用いると、より高い反射防止性能を付与することが出来、透明性をさらに向上させることが可能である。
【００５６】
本発明においては、透明炭化水素重合体をフッ素ガス雰囲気中に浸漬させ、フッ素化層を形成させることにより、高分子材料の屈折率を低下させ、表面反射率を低下させることができる。
【００５７】
フッ素ガス雰囲気中のフッ素ガス濃度、フッ素ガス雰囲気中に浸漬する温度や時間を適宜選択することにより、重合体のフッ素化層厚およびフッ素化率を任意に制御でき、所望の波長の表面反射率を低下させることが出来る。
【００５８】
ここで、フッ素ガス雰囲気とは、フッ素ガスを含む気体を意味し、フッ素ガスと窒素、アルゴン等の不活性ガスとの混合ガス等が挙げられる。
【００５９】
また、フッ素ガス雰囲気中のフッ素ガスの濃度は、所望の屈折率およびフッ素化層厚の材料に応じて適宜選択することができる。
【００６０】
また、本発明に用いる透明炭化水素重合体とは、重合体の構成元素が炭素と水素から成る重合体で、上記の例のほかにも、炭素と水素からなる重合体であるならば、特に、限定されるものではない。
【００６１】
なお、これら重合体に添加される老化防止剤や紫外線吸収剤、可塑剤のような、全重量に対して添加量が５％以下である添加剤の構成元素は、炭素と水素以外でも構わない。
【００６２】
また、重合体を製造する際に使用される触媒や反応停止剤のような重合副資材が残留している場合でも、全重量に対して残留量が１％未満であれば、その構成元素が炭素と水素に限定されるものではない。
【００６３】
本発明において、透明炭化水素重合体としては、特に上記条件が満たされていれば限定されないが、高透明性、高耐熱性、低吸水性、高純度、低複屈折性を加味すると、環状オレフィン重合体であることがより好ましい。
【００６４】
これらの重合体を例えば窒素ガス等で希釈した種々の濃度のフッ素ガス中に、所定温度、所定時間曝すことにより、高分子材料の表面から内部に向かって徐々に分子内でのフッ素の導入が起こり、材料のフッ素含有率が増加してゆくことになる。
【００６５】
材料表面からのフッ素の浸透深さ、フッ素処理後の材料中のフッ素含有率は、フッ素処理中のフッ素ガスの濃度、フッ素処理温度、フッ素処理時間に依存して変化する。
【００６６】
これらの条件については特に制限はないが、フッ素濃度が高い場合、処理時間が長い場合、処理温度が高い場合に、フッ素の浸透深さが深くなり、またフッ素処理後の高分子材料のフッ素含有率が高くなる。
【００６７】
フッ素含有率の増加に伴ってフッ素化された部分の屈折率が低減するので、フッ素濃度、処理温度、処理時間を適宜選択すれば、所望の厚さの低屈折フッ素化層を形成することが可能である。
【００６８】
ただし、極端にフッ素濃度を高くしたり、極端な高温長時間でのフッ素処理を行うと分子が劣化するため、通常のフッ素処理条件としてはフッ素濃度が１ｐｐｍ〜１０％、処理温度が０〜１００℃、処理時間が０．１秒〜６０分が好適である。
【００６９】
ここで、フッ素化処理を行う前に、炭化水素層を形成させる処理方法がある。
【００７０】
この炭化水素層は、気化させた炭化水素ガス雰囲気中に重合体を曝すことにより形成される。その炭化水素ガス雰囲気とは、炭化水素ガスのみあるいは不活性ガスとの混合ガスのことである。
【００７１】
通常、どちらのガスでも良いが、反応が制御しやすく、層厚を均一にするためには、炭化水素ガスと不活性ガスの混合ガスが好ましく、その混合比は、１ｐｐｍ〜５０％であることが好ましい。
【００７２】
また、処理温度は、０℃〜５０℃、処理時間は、０．１秒〜６０分であることが好ましい。使用する炭化水素としては、直鎖状、環状、飽和、不飽和特に問わないが、反応活性や均一性を考慮すると、直鎖状あるいは環状飽和炭化水素が好ましい。
【００７３】
また、処理後の取り扱い上、常温（３０℃）以下において、固体である炭化水素が好ましい。液体になると、層が流動したり、母材が膨潤したりするため、好ましくない。
【００７４】
本発明において、フッ素化処理後に炭化水素層を形成させ、再度フッ素化させ、フッ素化層を多層化する処理方法がある。
【００７５】
通常、可視光用レンズや光学フィルムは、約４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長の光の集合体に対して機能するため、これらの広帯域の波長に対して表面反射防止を行う必要がある。
【００７６】
そのため、多層化することで、より広帯域の波長の光をカバーすることが可能となる。
【００７７】
本発明の方式であれば、所望の層厚で、所望の屈折率の低屈折フッ素化層を所望の層数だけ形成することが可能である。
【００７８】
経済的な観点および層厚の均一性を考えると、通常層数は１〜２０層であることが好ましい。
【００７９】
本発明で使用するフッ素ガスもしくはフッ素ガスと不活性ガス混合ガスは、異常反応を抑えるためにも、高純度である必要がある。
【００８０】
特に、フッ素ガスと混合される不活性ガスの純度は重要である。特に不活性ガス中に含まれる水分は、フッ素ガスと混合される際にフッ素ガスと反応し、フッ化水素になり、均一な反応を阻害するため、極力減らす必要がある。
【００８１】
通常、不活性ガスに含まれる水分は、１ｐｐｍ以下が好ましく、１００ｐｐｂ以下がより好ましく、１０ｐｐｂ以下であることがさらに好ましい。
【００８２】
以下に、本発明の具体例を説明する。ただし、以下の具体例は単なる例示であり、本発明はこれら具体例に限定されるものではないことは勿論である。
【００８３】
Ｉ．（試料の作成）
図１のような装置を用いて、重合体へのフッ素ガス及び炭化水素ガスの暴露を行った。
【００８４】
（例１）
図１の装置において、２５℃に保たれた反応容器６中に厚さ１ｍｍの環状オレフィン重合体製成型板を挿入し、水分量１ｐｐｂ以下の高純度アルゴンガスを導入し、反応容器内を完全にアルゴン雰囲気に置換する。
【００８５】
アルゴン中に、フッ素ガス濃度０．１％になるようにフッ素ガスを混合し、１０分間反応容器内に導入する。
【００８６】
導入後、フッ素ガス供給を止め、アルゴンガスで反応容器内を置換し、試料を取り出すことで試料を作成した。
【００８７】
（例２）
試料１の作成操作において、反応容器温度を５０℃、フッ素濃度を０．０１％にした以外は試料１と同様の方法で試料を作成した。
【００８８】
（例３）
試料１の作成操作において、反応容器温度を５０℃、反応時間を２分にした以外は試料１と同様の方法で試料を作成した。
【００８９】
（例４）
試料１の作成操作において、フッ素ガスを導入する前に、ｎ−エイコサンをアルゴンガス中に０．０１％になるように混合し、２５℃の反応容器内に３０分間導入する以外は試料１と同様な方法で試料を作成した。
【００９０】
なお、ｎ−エイコサンは、１００℃に加熱する事で液化させ、その蒸気圧によって発生するガスを利用することで調整した。
【００９１】
（例５）
試料１の条件で作成した試料を反応容器内から取り出す前に、試料４の要領でフッ素化した表面に、試料４と同様な条件で炭化水素を積層し、反応容器内に導入するフッ素ガス濃度を１％、反応容器温度２５℃で１０分間、炭化水素層をフッ素化した。
【００９２】
（例６）
試料５の条件で作成した試料を、試料４と同様な条件で炭化水素層を積層し、フッ素ガス濃度を０．００１％とした以外は、試料１と同様な条件で炭化水素層をフッ素化させ、さらにその上に、反応時間を１時間とした以外は試料４と同様な条件で再度炭化水素層を形成させ、フッ素ガス濃度を０．１％とした以外は試料１と同様な条件でフッ素化した。
【００９３】
ＩＩ．作成した試料の評価方法
可視光反射率、透過率の測定は、分光光度計ＵＶ−３１５０（島津製作所）で行った。
【００９４】
試料平面に対して光は４５°の角度で投射した。等色関数を用いて３刺激値の中のＹ値の透過率および反射率を計算した。それらの結果を、下記表１にまとめた。比較として、上記試料と同形状の未処理の環状オレフィン重合体の値を示した。
【００９５】
【表１】
2005274748.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明に係る表面にフッ化層を有するプラスチック部材、透明部材は、レンズ、プリズム、光学シート等の様々な光学部材の品質向上に適用できる。
【００９７】
また本発明に係る表面にフッ化層を有するプラスチック部材、透明部材は、光学装置一般、有機ＥＬ、ＬＣＤ、ＰＤＰ等のフラットパネル表示装置、その他電子装置の一構成要素として広く用いることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の実施の形態によるフッ素化処理装置図である。
【符号の説明】
【００９９】
１    不活性ガス供給配管
２    流量コントローラー
３ａ，３ｂ，３ｃ    バルブ（２連３方弁）
４    炭化水素気化装置
５    炭化水素
７    フッ素ガス供給配管
８    反応装置
９    素材（重合体成型品）
１０    排気配管
１１    反応ガス供給配管
１２    不活性ガス供給配管
１００    透明炭化水素重合体処理装置
【図１】
2005274748.tif 000006