CN100465662C - 具有抗液层的物品、透明部件、光学透镜及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在非氧化物材料的表面上形成耐擦性高的抗液层。本发明在非氧化物材料1的表面上形成氧化层8。通过结合部位2使氧化层8和由具有全氟聚醚链或者全氟烷基链的化合物形成的抗液层3结合。

Description

具有抗液层的物品、透明部件、光学透镜及其制造方法
技术领域
本发明涉及具有抗液层(或称为憎液层)的物品或部件，其中，主要涉及光学装置中使用的光学透镜，以及利用该光学透镜的投射型图像显示装置。
背景技术
也称为液晶投影仪的投射型图像显示装置(即前投影仪和背投影仪，以下总称为投影仪)、数字照相机、摄影机、CCD照相机、光学显微镜等各种光学装置中使用的光学透镜(以下，总称为透镜)的基材由透明性高的玻璃或丙烯酸树脂等形成。
而且，在这些装置中，象液晶投影仪等这样，透镜的反射极大地影响着图像的形成的装置中使用的透镜以不对图像显示装置内的光学系统造成影响的方式在表面上形成防反射膜，常用的防反射膜为单层或者多层结构。
当为单层时，主要使用与玻璃(折射率为1.5～1.54)或丙烯酸(折射率为1.49)相比，折射率很低的材料的氟化镁(折射率为1.38)。防反射膜的膜厚是将被称为可见光中人眼灵敏度最高的540～550nm除以采用的防反射膜材料的折射率的4倍得到的值。具体说来，在采用氟化镁时，以形成为约100nm左右为目标。
当为多层时，以将各种折射率的材料重叠2～5层左右的方式来降低反射率。例如，在玻璃(这里，使折射率为1.52)上通过3层结构来形成防反射膜时，考虑的结构为从离玻璃近的一种开始是折射率比玻璃稍大的膜、与玻璃相比折射率很大的膜，最外层是与玻璃相比折射率相当小的膜。作为这一结构的具体例子，存在的结构有从离玻璃近的一种开始是氟化铯(折射率1.63)、氧化锆(折射率2.10)、氟化镁(折射率1.38)。在为多层结构时，因为由溅镀、蒸镀等真空处理形成，所以膜厚的精度高。而且，最外层与玻璃相比折射率相当小，并且透明度极高，通常采用可以蒸镀的氟化镁。
但是，存在的问题是空气中的污垢(例如，烟草的烟袋油子、煤烟等)弄脏氟化镁的表面，使光的穿透性下降。特别是烤肉店的油的烟雾、卡拉OK室内的烟草的烟、烟袋油子等使透镜的穿透性显著降低。因此，存在显示的图像暗淡、或者模糊的问题。特别是在投影仪中，因为非专业人员进行擦去装置内部的光学系统的污垢的作业是很困难的，所以在最坏的情况下，需要更换整个光学系统。
因此，为了使表面上难以粘附污垢，提出了在该表面上形成使表面低表面化能量化的抗液性高的氟系树脂薄膜的方法。氟化镁对水的接触角为40～50°左右，但氟系树脂涂层的对水接触角高至100～110°左右，使污垢难以粘附的效果很好。但是，氟系树脂涂层的电阻高。玻璃的表面阻抗为1011～1012Ω，但以特氟隆(商品名)为首的氟系树脂都为1016～1018Ω。因此，存在表面容易带电，容易静电粘附尘埃的问题。在低湿度的冬天特别容易发生这种现象。
而且，在防反射膜上成膜时，存在形成的膜过厚，就完全失去了防反射功能的情况。例如，以使人眼灵敏度最高的波长为λ，防反射膜的折射率为n时，其膜厚为λ/4n这样的方式来设计单层的防反射膜。如果膜厚偏离这一数值，降低反射率的效果将会下降。在采用氟化镁时，因为n为1.38，所以成膜的目标膜厚为94～100nm。在此基础上进一步设置抗液层时，如果由比氟化镁折射率大的硅系材料形成抗液层，即使层厚10nm左右，也比不形成时的反射率大。具体地说，无抗液层时，在550nm的反射率为0.8％，在形成由平均层厚10nm的硅系材料(折射率为1.45)构成的抗液层时，反射率增大到约3％。
而且，即使形成折射率比氟化镁小的氟系树脂(折射率为1.34)涂层，如果膜厚大到某种程度，防反射功能会下降。本申请的发明人在进行尝试时，在膜厚为20nm以下时，防反射功能基本上不发生变化，但一超过20nm，反射率就存在变高的倾向，所以存在将膜厚均匀地控制在20nm以下的必要。但是，在形成氟系树脂涂层时，因为不采用被称为蒸镀、溅镀的处理，而是采用涂敷法，所以在形成该涂层时，在透镜的整个面上将形成的膜厚控制在20nm以下进行全面涂敷在大量生产时是很困难的，就算能够实现，也需要不现实的装置、工序。
如上所述，在氟化镁上形成不增大反射率，不提高膜阻抗、即膜带电性的抗液层是不容易的。
但是，作为抗液剂，最近，提出了使用能够将膜厚控制到数nm～数十nm数量级，而且膜阻抗不高的单分子型抗液层的例子。使用的单分子型抗液剂是，抗液部分由全氟聚醚链或者全氟烷基链构成，在分子的末端具有作为和构件的结合基的烷氧基硅烷残基或者氯硅烷残基的物质。这些抗液剂的烷氧基硅烷残基或者氯硅烷残基通过与玻璃或金属表面的氧化层(包含被称为羟基、羧基的结构)化学结合(即形成氧-硅键)，用作单分子型抗液剂。
图1是由这种抗液剂形成的抗液层的模式图。如图1所示，由抗液剂形成的抗液层3通过结合部位2化学结合到被称为玻璃或金属的具有氧化层8的坯料1上。从而形成耐擦性高的抗液层。在为单分子型时，因为没有完全覆盖表面，而是部分地结合到表面上，阻抗几乎没有增大。而且，因为膜厚也是数nm～数十nm数量级，薄到在可见光区域中不存在光学干涉、透过率下降的问题。这样说来，存在几个用于在玻璃或金属材料上形成抗液层的测试例。
而且，关于抗液层的形成，在引用文献1中，公开的例子涉及由下述抗液剂形成的防污膜，在该抗液剂中，为了抑制污垢粘附到CRT表面上，抗液部分由全氟聚醚链构成，在分子的末端上，作为和构件结合的结合基，具有烷氧基硅烷残基。而且，在引用文献2中，公开了在筒内直接喷射燃料型的引擎中使用的燃料喷射阀的喷射口附近进行抗油处理的例子。换言之，如果由引擎筒内的燃料燃烧产生的煤烟粘附在喷射口附近，因为燃料喷射量、染料喷射角度会发生变化，所以不能进行期望的燃烧。因此，通过在喷射口附近设置抗油膜，抑制煤烟的粘附，来抑制燃料喷射量、染料喷射角度的变化。
【专利文献1】特开平9-255919号专利公报
【专利文献2】特开平11-311168号公报
发明内容
采用这样的单分子型抗液剂时，因为对象构件的想进行处理的表面上需要氧化层，已有的能进行处理的材料为玻璃、金属。因此，因为不能和没有氧化层的氟化镁表面发生反应，结果是如图1所示的不能形成和衬底化学结合的抗液层。实际上，仅仅用布轻轻擦拭进行过这种处理的氟化镁表面，就会使抗液性大幅下降。在通过化学结合到玻璃或金属表面形成的抗液层上进行同级别的耐擦实验，抗液性几乎不下降。认为这是因为抗液剂没有和氟化镁表面化学结合，通过擦拭而渗透到布中，从而使得抗液性降低。
对于以透镜为首的光学部件，无论怎么给予抗液性，如果徒手接触，手上的油就会粘附到透镜上，所以用除去油的手帕等布擦拭是日常经常发生的情况。特别是由于手上的油附着在透镜上导致透镜的光透过率下降，图像变暗等问题，所以要求具有这样的耐擦性，即使频繁地用布进行擦拭，抗液层的抗液性也不会下降。
由于上述问题和要求，在氟化镁表面上形成化学结合下述抗液剂的单分子型抗液层是很困难的，所述抗液剂是在分子内具有作为抗液部位的全氟聚醚链或者全氟烷基链，和作为结合部位的烷氧基硅烷残基或者氯硅烷残基。
而且，因为和没有氧化层的氟化镁表面相同，聚丙烯、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂等树脂的表面上也没有氧化层，所以不能使上述抗液剂化学结合，不能形成耐擦性高的抗液层。
本发明的目的在于提供在表面上形成了耐擦性高的抗液层的非氧化物材料(非氧化物材料)，提供以消费品、耐久设备为首的各种生活用品、珠宝首饰、基础结构材料、其它各种不透明、透明部件或者部件、装置等。
本发明的发明人对各种抗液材料进行研究，结果发现通过在形成抗液层的表面上形成极薄的氧化层，能够形成耐擦性高的抗液层，从而完成本发明。例如对于透镜，通过使表面的氟化镁层的表面变成氧化镁，能够形成耐擦性高的抗液层。已知的是通过实施氧等离子体照射、UV照射、或者臭氧曝露等操作，可以形成氧化层。
达到上述目的的方法的一个例子如下所述。即:
(1)在由不是氧化物的材料(以下称为非氧化物材料)构成的物品中，具有通过氧化层形成的抗液层，使该抗液层为具有全氟聚醚链或者全氟烷基链的化合物。
(2)在由非氧化物材料构成的透明光学部件中，具有通过氧化层形成的抗液层，使该抗液层为具有全氟聚醚链或者全氟烷基链的化合物。
(3)在以玻璃或者透明树脂作为基材构成的透镜中，在该透镜的表面上具有防反射膜，而且使防反射膜的最外层为氟化镁，在上述氟化镁表面上具有氧化镁层和抗液层，使上述抗液层为具有全氟聚醚链或者全氟烷基链的化合物。
(4)作为上述透镜的抗液层，为具有全氟聚醚链的化合物，使全氟聚醚链的平均分子量为2000以上。
(5)作为上述透镜的抗液层，为具有直链的全氟聚醚链的化合物，使全氟聚醚链的平均分子量为2000以上。
(6)上述透镜的抗液层由下述结构的化合物形成。
{F(CF2CF2CF2O)n}-X-Si(OR)3
{F(CF2CF2CF2O)n}2-X-Si(OR)3
X是全氟聚醚链和烷氧基硅烷残基的交联部位，R是烷基。
(7)在以玻璃或者透明树脂作为基材构成的透镜的表面上具有防反射膜，而且防反射膜的最外层由氟化镁构成，在上述氟化镁层上通过氧化镁层形成抗液层的透镜制造方法中，包含下述工序，即从具有全氟聚醚链或者全氟烷基链的化合物形成上述抗液层，而且形成抗液层之前在该光学用透镜的表面上照射氧等离子体，或者照射UV，或者进行臭氧曝露。
(8)投射型图像显示装置具有光源、光学积分器、图像显示元件、投射光学系统和屏幕，由具有多个光学透镜的上述光学积分器将由上述反射镜反射的来自上述光源的光束分为多个光束，并照射到图像显示元件上，由投射光学系统将该图像显示元件调制的光束投射到上述屏幕上，
上述光学透镜的基材是玻璃或者透明树脂，在其表面上具有防反射膜，
上述防反射膜的最外层由氟化镁构成，在该氟化镁的表面上形成有氧化镁层和抗液层，
由具有全氟聚醚结构或者全氟烷基结构的化合物形成上述抗液层。
(9)从具有全氟聚醚链的化合物形成构成上述投射型图像显示装置的上述抗液层，使全氟聚醚链的平均分子量为2000以上。
(10)使构成上述投射型图像显示装置的上述抗液层为具有直链的全氟聚醚链的化合物，使全氟聚醚链的平均分子量为2000以上。
(11)由下述结构的化合物形成构成上述投射型图像显示装置的上述抗液层。
{F(CF2CF2CF2O)n}-X-Si(OR)3
{F(CF2CF2CF2O)n}2-X-Si(OR)3
X是全氟聚醚链和烷氧基硅烷残基的交联部位，R是烷基。
通过本发明，可以提供一种在不降低表面的防反射功能，即不降低光透过率的情况下形成高耐擦性、高防污性的抗液膜的透镜，该抗液膜具有全氟聚醚链或者全氟烷基链。而且，对于表面上没有氧化层的部件，也可以形成高耐擦性、高防污性的具有全氟聚醚链或者全氟烷基链的抗液膜。
【附图说明】
【图1】由单分子型抗液剂形成的抗液层截面的模式图。
【图2】具有本发明的抗液层的透镜截面的模式图。
【图3】向透镜表面上形成本发明的抗液层的方法的模式图。
【图4】耐擦试验的概图。
【图5】烟雾粘附试验的实验系统的概图。
【图6】对本发明的液晶投影仪的光学系统进行说明的模式图。
具体实施方式
下面，用实施例的附图对本发明的实施方式进行详细地说明。而且，可以存在对本发明的各种变更，不限定于下面说明的实施方式、实施例。
图2是说明将本发明的抗液层用在光学透镜中的实施例的模式图。本发明的抗液层形成在透镜的最外层上。而且，这里将防反射膜表示为3层结构，但防反射膜的最外层如果为氟化镁，层数也可以不是3层。
在图2中，在透镜的母体(通常为玻璃、或者丙烯酸树脂等透明树脂)4上，形成3层结构的防反射膜。和透镜母体4相连接地形成氟化铯层5，在氟化铯层5上形成氧化锆层6，在氧化锆层6上进一步形成氟化镁层7。然后，通过使氟化镁氧化在上面进一步形成氧化镁层8(氧化层)。通过和该氧化层(氧化镁层8)的结合部位2形成抗液层3。而且，在图2中，示出的是在透镜的两面上形成防反射膜，但也可以仅在透镜的一个侧面上形成防反射膜。
如上所示，用于形成抗液层的抗液剂是具有全氟聚醚链或者全氟烷基链，在末端具有用于和防反射膜表面化学结合的残基的化合物。作为用于和防反射膜表面化学结合的残基，存在烷氧基硅烷残基或者氯硅烷残基。具体地说，能够列举下述结构的残基。
Figure C200510086050D0011170015QIETU
-SiCl3…三氯代硅烷残基的化学结构
烷氧基硅烷残基中，作为烷氧基，列举甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等。而且，关于烷氧基硅烷残基，列举三烷氧基硅烷残基、单烷基二烷氧基硅烷残基、二烷基单烷氧基硅烷残基等。按照图3所示的方式，利用具有这些残基的抗液剂形成本发明的透镜的抗液层。
图3是对透镜表面上的抗液层形成方法进行说明的模式图。在本发明中，通过在透镜母体4的表面上进行被称为等离子体照射、或者UV照射或臭氧曝露的处理，使表面变成氧化镁8，它和构成抗液层3的抗液剂分子中的结合部位2的烷氧基硅烷残基或者氯硅烷残基X发生反应，形成氧-硅键。由此，防反射膜和抗液剂分子交联，进一步通过清洗除去表面上没有结合的剩余部分，从而需要的成膜得以完成。
接下来，对烷氧基硅烷残基、氯代硅烷残基的具体结构、特征等进行说明。作为氯代硅烷残基，列举三氯代硅烷残基、单烷基二氯代硅烷残基、二烷基单氯代硅烷残基等。
烷氧基硅烷残基和氯代硅烷残基在和表面形成氧-硅键这一点上是相同的，此时，当为烷氧基硅烷残基时，使其脱离的是乙醇，为氯代硅烷残基时，使其脱离的是盐酸。因此，在可以不用注意盐酸等的腐蚀这一点上，优选为烷氧基硅烷残基。
而且，在烷氧基硅烷残基中，也能够列举三烷氧基硅烷残基、单烷基二烷氧基硅烷残基、二烷基单烷氧基硅烷残基这三种，但对于1个抗液剂分子来说，化学结合的部分越多，对于擦拭等物理力的耐久性就会越增强。因此，在烷氧基硅烷残基中，特别优选三烷氧基硅烷残基。
其次，作为烷氧基硅烷残基中的烷氧基，能够列举甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等，但随着如丙氧基、丁氧基等的亚甲基部位的数量变多，反应性存在变低的倾向。因此，反应性即容易形成化学键这一点上优选甲氧基、乙氧基。但是，因为甲氧基的反应性高，在保存时的温度、湿度高的情况，甲氧基容易分解，所以希望尽可能保存在低温、低湿度的环境中。
显示抗液剂的抗液性的部分是全氟聚醚链或者全氟烷基链。它们的结构如下所示。
Figure C200510086050D0012170201QIETU
F(CF2)n-…………全氟烷基链的化学结构
比较这两种链，存在由具有全氟聚醚链的化合物构成的抗液层的抗液性较高的倾向。而且，在具有全氟聚醚链的化合物中，存在利用全氟聚醚链的平均分子量在2000以上的化合物形成的抗液层的抗液性和耐擦性较高的倾向。
进而在全氟聚醚链中进行比较，和由具有分叉的全氟聚醚链的化合物构成的抗液层相比，由具有直链的全氟聚醚链的化合物构成的抗液层存在耐擦性较高的倾向。特别是因为由下述结构的化合物形成的抗液层表现出了高耐擦性，所以优选下述化合物。
{F(CF2CF2CF2O)n}-X-Si(OR)3
{F(CF2CF2CF2O)n}2-X-Si(OR)3
X是全氟聚醚链和烷氧基硅烷残基的交联部位，R是烷基。
作为上述化合物，具体可列举下面的化合物。
{F(CF2CF2CF2O)n}-CF2CF2-CONH-(CH2)3-Si(OCH3)3
                    化合物1
{F(CF2CF2CF2O)n}-CF2CF2-CONH-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3
                    化合物2
{F(CF2CF2CF2O)n}-CF2CF2-CH2OCONH-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3
                    化合物3
Figure C200510086050D00131
化合物4
化合物1～化合物4是平均分子量在2000以上而且具有直链的全氟聚醚链的化合物。而且，末端的烷氧基硅烷残基是三烷氧基硅烷残基。化合物1中，三烷氧基硅烷残基是三甲氧基残基，化合物2～4是三乙氧基甲硅烷残基。化合物1、2、4在交联部位具有酰胺键，化合物3在交联部位具有氨基甲酸酯键。而且，化合物1～3的分子内具有一根全氟聚醚链，化合物4的分子内具有2根全氟聚醚链。这些化合物的合成方法如下所示。
(化合物1的合成)
在3M公司制造的氟化物PF-5080(200重量份)中溶解大金工业制造的デムナムSH(全氟聚醚链的平均分子量为4080)(40重量份)，向其中加入氯化亚硫酰(20重量份)，边搅拌，边回流48小时。用蒸发器使氯化亚硫酰和PF-5080挥发，得到デムナムSH的酸氯化物(40重量份)。向其中加入PF-5080(200重量份)，冷却到0℃后，加入Chisso(株式会社)生产的サイラエ-スS360(2重量份)、三乙酰胺(30重量份)，在0℃保持2小时，接着在室温搅拌20小时。用昭和化学工业生产的ラジオライトフアインフロ—A过滤反应液，用蒸发器使过滤液中的PF-5080挥发，得到化合物1(36重量份)。
(化合物2的合成)
除取代Chisso(株式会社)生产的サイラエ-スS360(2重量份)，采用Chisso(株式会社)生产的サイラエ-スS330(3重量份)之外，采用和化合物1的合成相同的方法得到化合物2(36重量份)。
(化合物3的合成)
在3M公司生产的PF-5080(200重量份)中溶解大金工业生产的デムナムSA(全氟聚醚链的平均分子量为4200)(42重量份)，向其中加入二丁基锡ジラウレ—ト(0.01重量部)，冷却到0℃后，滴入信越化学生产的硅烷偶合剂KBE9007(3重量份)。滴入之后也在0℃搅拌2小时，接着在室温搅拌20小时。用昭和化学工业生产的ラジオライトフアインフロ—A过滤反应液，用蒸发器使过滤液中的PF-5080挥发，得到化合物3(33重量份)。
(化合物4的合成)
除取代Chisso(株式会社)生产的サイラエ-スS360(2重量份)，采用Chisso(株式会社)生产的サイラエ-スS320(1.5重量份)之外，采用和化合物1的合成相同的方法得到化合物4(33重量份)。化合物1～4的合成鉴定是通过由红外线吸收光谱确认交联部位(化合物1、2、4是酰胺键，化合物3是氨基甲酸酯键)的生成而进行的。酰胺键和氨基甲酸酯键能够通过检查化学键中的羰基的C＝0伸缩振动是否形成。而且，同样地对后述的化合物5～12的合成进行确认。由19F-NMR光谱的积分值求出全氟聚醚链的平均分子量。
下面，说明抗液层的形成方法。通过基板的预处理、涂敷、加热形成本实施方式的抗液层。下面对其进行详细说明。
(a)预处理
在预处理中，为了在透镜的氟化镁表面上均匀地成膜，进行透镜的洗涤、基板的可湿性改善等表面改性。
(a-1)透镜的清洗
在透镜的清洗中，采用能够很好地溶解或者很好的除去透镜上粘附的污垢的溶剂、洗涤剂等。但是，在透镜是树脂如丙烯酸和聚碳酸酯时，和由于使表面溶解而产生云雾这样的溶剂(四氢呋喃、二噁烷)相比，希望采用甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇类溶剂。透镜为玻璃时，也可以通过浸渍在弱碱性溶液(例如，碳酸钠水溶液等)中，薄薄地浸蚀其表面来一起除去污垢。但是，如果长时间进行这一操作，因为过于腐蚀，氟化镁变得过薄，而使得防反射功能下降，所以应该注意。
(a-2)表面改性
表面改性的目的在于，提高透镜表面的可湿性，以及对氟化镁形成与抗液剂化学结合的反应点。因为提高了透镜表面的可湿性，并且均匀地涂敷溶解或者悬浊有抗液剂的液体(以下简称抗液涂料)，膜厚的不均匀变少，光学特性也变好了。为了提高基板的可湿性，列举利用等离子体照射装置、臭氧发生装置、UV照射装置等机器的表面改性方法，和利用酸、碱溶液化学改性表面的方法。而且，通过这些方法，仅仅氟化镁表面的最外层被氧化，在表面上形成羟基。因为羟基具有继续作为和抗液剂的化学结合的反应点的功能，所以在这一点上，进行预处理的表面改性也是很重要的。
·利用机器的表面改性方法
作为这一范畴的方法，列举氧等离子体照射、放置在臭氧环境气体中、UV照射等。任何一种方法都是活泼的氧作用于基板表面，生成羟基或羧基等。羟基接着作为和抗液剂的化学结合的反应点。而且，因为羟基或羧基是亲水性的，提高了生成了这些基的表面的可湿性。因此，提高了对于抗液涂料的可湿性，容易通过涂敷得到均匀厚度的膜。而且，UV照射是通过UV将空气中的氧气变为活性状态，再改性表面，即在表面上形成羟基或羧基，所以得到和氧等离子体照射、放置在臭氧环境气体中相似的效果。而且，在进行等离子体照射时，和通常的直接等离子体方式(通常称为DP方式)相比，因为能在短时间内有效地进行预处理，所以优选利用照射由离子枪管加速的等离子体的无功离子浸蚀方式(通常的RIE方式)的方法。
·化学改性方法
因为透镜表面的氟化镁浸渍在碱性水溶液中，并且表面的镁-氟键断开，生成羟基，所以能够作为和抗液剂的化学结合的反应点，同时提高了对抗液涂料的可湿性。
(a-3)涂敷工序
这里，对用于涂敷抗液剂的涂料(简称为抗液层形成涂料)调制、以及涂敷方法进行说明。
·抗液层形成涂料调制
首先将抗液剂稀释到适当的浓度。希望稀释溶剂是容易使抗液剂溶解、用于保护加水容易分解的烷氧基硅烷残基、氯硅烷残基的水分含有量低的溶剂。而且，为了尽快处理，希望处理后迅速挥发。考虑到这些条件，希望采用的溶剂是选择象氟系溶剂这样难溶于水的溶剂。具体而言，作为氟系溶剂，能够列举3M公司的氟化物(fluorinate)FC-72、FC-77、PF-5060、PF-5080、HFE-7100、HFE-7200，DUPONT公司生产的バ—トレルXF等。浓度根据涂敷方法而有所不同，重量比大概在0.01～1.0％左右。
·涂敷方法
涂敷不特别限定于旋涂、浸渍涂敷、条形涂敷、利用给液器的涂敷、喷涂、流涂等。为了控制在适当的膜厚，使涂覆浓度和各种涂敷方法的条件相适应。但是，因为膜为单分子膜，使用的抗液剂完全存在于表面上，膜厚很大程度上取决于分子链的长度。存在抗液剂的抗液部位的分子量越大，则分子链的长度越大的倾向。成膜时，在表面上涂敷比目标稍多的抗液剂，加热后，除去多余的抗液剂，膜厚取决于抗液部位的分子量的成膜就完成了。
但是，也取决于抗液剂的平均分子量、以及单分子膜在透镜表面上的密度，当大到一定程度时，即使抗液部位的分子链的长度增大，膜厚也不发生变化。本申请的发明人进行了实验，抗液剂分子的抗液部位的平均分子量为2000时，膜厚为3nm，为8000时，膜厚为10nm左右。但是，当平均分子量超过12000左右时，即使平均分子量变高，膜厚也增加得少，在平均分子量为约16000和约20000时，膜厚都为19nm。
·加热
涂敷工序之后，为了使溶剂挥发，或者使烷氧基硅烷残基、氯硅烷残基在表面进行化学结合而进行加热。加热条件根据化合物的不同而不同，但大致是温度为120～150℃，加热时间为10～30分钟左右。
·后处理
通过上述加热操作，抗液剂和表面进行化学结合。但是，因为在透镜表面上还没有和表面化学结合，即仅仅是附着的抗液剂附着在表面上，使得抗液剂的厚度成为超过20nm的状态。因此，接下来，除去没有结合到表面上的抗液剂。这一操作通过用溶解抗液剂的液体进行洗涤来进行。例如，适合于采用上述涂敷工序中记述的氟系溶剂。具体地说，列举3M公司的FC-72、FC-77、PF-5060、PF-5080、HFE-7100、HFE-7200，DUPONT公司生产的バ—トレルXF等。这样，在氟化镁的表面上就形成了单分子抗液层。
(3)抗液层的膜厚、以及折射率的测定
用IR光谱测定形成的抗液层的全氟聚醚链或者全氟烷基链的部分的厚度。源于CF伸缩振动的吸收出现在1200开塞尔附近。测定该吸光度，根据预先求出的检量线，能够求出膜厚。而且，折射率的测定能够利用エリプソメトリ—来求取。
(4)用途
本发明的透镜除液晶投影仪之外，也适合于用在CCD照相机、数码相机、显微镜、眼镜等透镜，或者汽车和火车等车辆前照灯表面(它们的一部分为透镜结构)中。
下面，根据实施例对本发明进行更加具体的说明，但本发明的范围不局限于这些实施例。
【实施例1】
(1)抗液剂合成
首先，记述实施例1使用的抗液剂(化合物1～13)中除上述化合物1～4之外的化学结构以及合成方法。
{F(CF2CF2CF2O)n}-CF2CF2-CONH-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3
                       化合物5
{F(CF2CF2CF2O)n}-CF2CF2-CONH-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3
                       化合物6
{F(CF2CF2CF2O)n}-CF2CF2-CONH-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3
                       化合物7
{F(CF2CF2CF2O)n}-CF2CF2-CONH-(CH2)3-Si(OCH2CH3)3
                       化合物8
           化合物9
Figure C200510086050D00182
            化合物10
            化合物11
Figure C200510086050D00184
             化合物12
{F(CF2)8}-(CH2)2-Si(OCH3)3
                        化合物13
其中，化合物5～12是具有全氟聚醚链的抗液剂，化合物13是具有全氟烷基链的抗液剂。化合物13是市售商品，其它的是合成得到的。表1中示出了抗液剂的含氟抗液链的化学结构和平均分子量。
表1 本发明使用的抗液剂的化学结构、平均分子量等
Figure C200510086050D00191
下面记述化合物5～12的合成方法。
(化合物5的合成)
在3M公司制造的氟化物PF-5080(200重量份)中溶解大金工业制造的デムナムSH(全氟聚醚链的平均分子量为6900)(69重量份)，向其中加入氯化亚硫酰(20重量份)，边搅拌，边回流48小时。用蒸发器使氯化亚硫酰和PF-5080挥发，得到デムナムSH的酸氯化物(70重量份)。向其中加入PF-5080(200重量份)，冷却到0℃后，加入Chisso(株式会社)生产的サイラエ-スS330(3重量份)、三乙酰胺(30重量份)，在0℃保持2小时，接着在室温搅拌20小时。用昭和化学工业生产的ラジオライトフアインフロ—A过滤反应液，用蒸发器使过滤液中的PF-5080挥发，得到化合物5(66重量份)。
(化合物6的合成)
除用全氟聚醚链的平均分子量为2100的デムナムSH(21重量部)取代全氟聚醚链的平均分子量为6900的デムナムSH(69重量份)之外，用和化合物5相同的方法得到化合物6(18重量份)。
(化合物7的合成)
除用全氟聚醚链的平均分子量为1680的デムナムSH(17重量部)取代全氟聚醚链的平均分子量为6900的デムナムSH(69重量份)之外，用和化合物5相同的方法得到化合物7(12重量份)。
(化合物8的合成)
除用全氟聚醚链的平均分子量为418的デムナムSH(5重量部)取代全氟聚醚链的平均分子量为6900的デムナムSH(69重量份)之外，用和化合物5相同的方法得到化合物8(2重量份)。
而且，因为全氟聚醚链的平均分子量为418的デムナムSH在市场上不出售，所以通过下述方法制得。将平均分子量1680的デムナムSH(50重量份)、3M公司生产的氟化物HFE-7200(100重量份)、二乙醚(50重量份)放入分液漏斗中，搅拌3分钟后，放置12小时。因为分成两层，分离出上层，用蒸发器使包含的二乙醚基本上挥发后，进一步用真空泵使其挥发，得到全氟聚醚链的平均分子量为418的デムナムSH(5重量部)。
(化合物9的合成)
除用全氟聚醚链的平均分子量为6200的クライトックス157FS-H(62重量部)取代全氟聚醚链的平均分子量为6900的デムナムSH(69重量份)之外，用和化合物5相同的方法得到化合物9(56重量份)。
(化合物10的合成)
除用全氟聚醚链的平均分子量为3800的クライトックス157FS-M(62重量部)取代全氟聚醚链的平均分子量为6900的デムナムSH(69重量份)之外，用和化合物5相同的方法得到化合物10(33重量份)。
(化合物11的合成)
除用全氟聚醚链的平均分子量为2120的クライトックス157FS-L(22重量部)取代全氟聚醚链的平均分子量为6900的デムナムSH(69重量份)之外，用和化合物5相同的方法得到化合物11(18重量份)。
(化合物12的合成)
除用全氟聚醚链的平均分子量为1580的クライトックス157FS-L(16重量份)取代全氟聚醚链的平均分子量为6900的デムナムSH(69重量份)之外，用和化合物5相同的方法得到化合物12(11重量份)。表1中示出了实施例1中使用的抗液剂的含氟抗液链的结构和平均分子量。
(2)对透镜的抗液处理
(i)抗液处理液的调制
首先，用含氟溶剂稀释抗液处理剂，调制抗液处理液。将3M公司生产的氟化物PF-5080用作含氟溶剂，分别稀释化合物1～13来调制溶液。浓度均为0.3重量％。这样制备化合物1～13的抗液处理液。
(ii)氧等离子体照射
准备直径40mm、中心部分的厚度为3.5mm、端部厚度1.5mm的凸透镜。在该透镜的表面上形成3层结构的防反射膜，玻璃上为氟化铯层，之上为氧化锆层，进一步在最外层形成氟化镁层。将氧等离子体照射到该透镜上。氧等离子体照射中采用的装置是ヤマト硝子公司生产的等离子体干燥清洗机PDC-210。照射时，装置的高频输出是300W，照射时间是50秒。
(iii)浸渍于抗液处理液中
在上述透镜上进行氧等离子体照射后，迅速地浸渍在各抗液处理液中。浸渍时间为10分钟。
(iv)加热
将浸渍过的透镜从抗液处理液中拉出后，放入用于加热的槽内部为120℃的恒温槽中10分钟。
(v)洗涤
将透镜从恒温槽中取出，放入3M公司生产的氟化物PF-5080中浸渍30秒后拉出，进一步用吸液管吸取PF-5080喷到透镜上，除去没有和表面化学结合的剩余的抗液剂。这样，表面上形成有抗液层的透镜就完成了。而且，为了进行比较，还制作进行抗液处理时没有进行氧等离子体照射的透镜，进行以下的评价。
(3)评价
(i)表面分析
氧等离子体照射前和照射后，用X线光电子分光装置(XPS)分析抗液处理后透镜表面和表面附近的成分组成。测定机器是岛津/KRATOS公司生产的X线光电子分光装置AXIS-HS型。以求取从表面到深度3nm之间的成分组成的方式来控制测定。分析的结果是，对于氧等离子体照射前的透镜，当结合能为51.6电子伏特(eV)时，观测来自氟化镁的镁的信号。氧等离子体照射后是在50.5eV时，新观察到来自氧化镁的镁的信号。而且，来自氟化镁的镁的信号强度低。和氧等离子体照射后相比，抗液处理后来自镁的信号几乎不发生变化。而且，进行没有进行氧等离子体照射的抗液处理后的透镜明显不能观察到来自氧化镁的镁的信号。
上面，示出了通过照射氧等离子体在透镜表面上形成氧化层。从信号强度、形状等来研究透镜表面和表面附近的氟化镁与氧化镁的存在比，氧等离子体照射前，氟化镁:氧化镁的存在比为90％以上:10％以下。但是氧气等离子体照射后大致为50％:50％。
(ii)光的透过率测定
研究抗液处理前和抗液处理后的透镜的光透过率。测定波长一般是被称为可见区域的400～700nm。其结果是在抗液处理前以及用本发明中使用的抗液剂进行抗液处理后的透镜都为97％以上的透过率，确定在实用上不存在问题。
(iii)透镜的表面阻抗测定
研究抗液处理前和抗液处理后的透镜表面阻抗。根据ASTM D-257进行测定。其结果是抗液处理前的透镜为1013～1014Ω，用抗液剂进行抗液处理后的透镜也都为1013～1014Ω，所以确定实施例1的抗液处理没有使透镜的表面阻抗发生变化。
(iv)抗液实验
根据对水的接触角的测定来评价抗液处理前后的抗液性。这一测定采用的是协和界面科学社生产的接触角计CAD-1。结果如表2所示。而且，抗液处理前透镜对水的接触角为43～44°。
【表2】抗液试验、耐擦试验的结果
Figure C200510086050D00231
Figure C200510086050D00241
抗液处理前透镜的接触角43～44°，和这一结果相比较，进行抗液处理之后的透镜的接触角大，从而确定抗液处理提高了抗液性。而且，抗液处理时，进行了氧等离子体照射的透镜的接触角都在100°以上，说明和没有进行氧等离子体照射的透镜相比，抗液性提高了。
(iv)耐擦试验
图4是耐擦试验的概略图。这一试验是对用布擦拭透镜的污点时抗液层的劣化进行调查。在图4中，在长×宽×厚是10mm×10mm×4mm的铝制实验片9上卷绕按日本药局方的薄纱布重叠8层的10，固定在铝试验片9上。将其作为耐擦实验的滑动部件11。用该部件在透镜上滑动。来模拟用手帕等布擦拭透镜表面。
在往复移动试验机的试验台13上固定进行了抗液处理的透镜12。用上述滑动部件11在表面上滑动，从对水的接触角评价滑动前后透镜表面的抗液性变化。滑动条件如下所示。即滑动时的负载为300g和1000g这两种情况，滑动距离为10mm，滑动次数是往复的次数。抗液实验和耐擦实验的结果都记载在表2中。下面对氧等离子体照射过的透镜和没有照射过的透镜进行说明。
a)进行了氧等离子体照射的透镜
耐擦试验前，接触角都在100°以上，和抗液处理前透镜对水的接触角(43～44°)相比，表现出了高抗液性。用300g的负荷滑动100次时，对于具有全氟聚醚链的抗液剂(化合物1～12)，接触角在100°以上。但是，具有全氟烷基链的化合物13的接触角低至86°。如果滑动1000次，在具有全氟聚醚链的抗液剂中，全氟聚醚链的平均分子量在2000以上的化合物(化合物1～6、9～12)的接触角维持在100°以上，但不到2000的化合物(化合物7、8、12)的接触角低至74～81°。
这一情况表明，通过采用全氟聚醚链的平均分子量在2000以上的抗液剂，即使形成的抗液层滑动次数多，即被摩擦的次数多，抗液性也降低得少。
另一方面，使滑动时的负荷为1000g来进行试验时，具有直链的全氟聚醚链的抗液剂(化合物1～8)的接触角在100°以上。但是，具有存在分支部分的全氟聚醚链的抗液剂(化合物9～12)的接触角低至83～88°。这一情况表明，通过采用直链的全氟聚醚链的抗液剂，即使形成的抗液层在滑动时的负荷大，即被强烈地摩擦，抗液性也下降得少。
b)没有进行氧等离子体照射的透镜
耐擦试验前，接触角仅为54～88°，和进行了氧等离子体照射的透镜(接触角为108～113°)相比，可以确定抗液性较低。因为在没有进行氧等离子体照射的透镜表面上，没有用于和抗液剂的烷氧基硅烷残基形成化学键的必要的氧化层，如果烷氧基硅烷残基和透镜表面化学结合，在抗液层表面上就存在很多含氟抗液链。但是，如果没有化学结合，抗液剂就仅仅随机附着在透镜表面上。因此，可以断定的是，由于在抗液层表面上除含氟抗液链之外还存在烷氧基硅烷残基，使得抗液性下降，结果是，接触角变低。
接下来，当用100g的负荷滑动100次时，接触角低至45～70°，可以确定和氧等离子体照射过的透镜的抗液层相比，耐擦性明显降低。判断出因为抗液剂没有和透镜表面化学结合，所以被薄纱布擦掉了。
从上可知，利用氧等离子体使表面上具有氧化层，能够形成耐擦性高的抗液层。
【实施例2】
除用进行臭氧曝露或者UV照射来取代氧等离子体照射之外，和实施例1相同地对透镜实施抗液处理。臭氧曝露采用ロキソテクノ公司生产的臭氧发生装置BA型，臭氧气体浓度是25/Nm3，透镜的放置时间是100分钟。而且UV照射是采用Ushio电机公司生产的Deep-UV灯，照射时间为30分钟。
(i)表面分析
用和实施例1相同的方法对透镜表面进行XPS分析后，对于臭氧曝露或者UV照射后的透镜，在氧等离子体照射过的透镜表面和表面附近观测到来自氧化镁的镁的信号，因此表明在透镜表面上生成了氧化层。
从信号强度、形状等来研究透镜表面和表面附近的氟化镁与氧化镁的存在比，臭氧曝露前或者UV照射前，氟化镁:氧化镁的存在比为90％以上:10％以下。但是臭氧曝露后或者UV照射后大致上都为50％:50％。从这一点可以判断，由实施例1说明的氧等离子体照射得到的氧化镁的形成比例和由实施例2的臭氧曝露或者UV照射得到的氧化镁的形成比例大致上相同。
(ii)光的透过率测定
采用和实施例1相同的方法研究抗液处理前和抗液处理后的透镜的光透过率。其结果是，在波长为400～700nm的区域中，在抗液处理前以及用本发明中使用的抗液剂进行抗液处理后的透镜都为97％以上的透过率，确定在实用上不存在问题。
(iii)透镜的表面阻抗测定
采用和实施例1相同的方法研究抗液处理前和抗液处理后的透镜表面阻抗。其结果是抗液处理前的透镜为1013～1014Ω，用抗液剂进行抗液处理后的透镜也都为1013～1014Ω，所以确定实施例2的抗液处理没有使透镜的表面阻抗发生变化。
(iv)抗液实验
和实施例1相同，用对水的接触角评价抗液处理前后的抗液性。结果如表3所示。
【表3】抗液试验、耐擦试验的结果
Figure C200510086050D00271
滑动时的负荷重300g。
抗液处理前的透镜的接触角43～44°，进行抗液处理之后的任一透镜的接触角都比这一结果大，从而确定抗液处理提高了抗液性。而且，抗液处理时，进行了臭氧曝露或者UV照射的任一透镜的接触角都在100°以上，表明和没有进行臭氧曝露或者UV照射的透镜相比，抗液性提高了。
(iv)耐擦实验
采用和实施例1相同的方法研究透镜的抗液层的耐擦性。而且采用滑动时的负荷为300g的1种负荷来进行。结果都记录在图3中。
a)臭氧曝露的透镜
耐擦实验前，任一接触角都在100°以上，表明和没有臭氧曝露的透镜对水的接触角(54～88°)相比，抗液性提高了。通过这一点可以确定，作为在透镜表面上形成氧化层的方法，臭氧曝露和等离子体照射同样有效。
而且，用300g的负荷滑动100次后，具有全氟聚醚链的抗液剂(化合物1～12)的接触角在100°以上。但是，具有全氟烷基链的化合物13的接触角低至82°。这表明，采用全氟聚醚链的抗液剂形成的抗液层的耐擦性高。
b)UV照射的透镜
耐擦实验前的任一接触角都在100°以上，表明和没有UV照射的透镜对水的接触角(54～88°)相比，抗液性提高了。通过这一点可以确定，作为在透镜表面上形成氧化层的方法，UV照射和等离子体照射同样有效。
而且，用300g的负荷滑动100次后，具有全氟聚醚链的抗液剂(化合物1～12)的接触角在100°以上。但是，具有全氟烷基链的化合物13的接触角低至82°。这表明，采用全氟聚醚链的抗液剂形成的抗液层的耐擦性高。
【实施例3】
图5是对用于确定防污性的烟雾附着试验的实验系统进行说明的模式图。污染物采用从烟草产生的烟。在图5中，首先，在用于安装透镜的孔的空着的中空圆筒14中安装多个由实施例1制作的形成了抗液层的透镜15。在圆筒14的一端部安装风扇16。风扇16在排出圆筒中的空气的方向上缓慢旋转。在圆筒14的另一端部附近，设置放有着火的烟草17的灰缸18。通过风扇16的旋转，使从烟草17产生的烟进入中空的圆筒14中，从风扇16排出到圆筒14的外部。此时，烟中含有的烟袋油子等烟雾开始附着在圆筒14的内壁和透镜15的暴露在圆筒15内的面上。在烟草17不产生烟之后，重新在灰缸中放入着火的烟草。这样，将烟导入圆筒内10分钟。在烟的导入操作结束后，从圆筒中取出透镜，和实施例1相同，测定400～700nm的光的透过率。结果如表4所示。
【表4】烟雾粘附试验的结果
值是400～700nm区域的极小透过率。单位是％。
抗液处理前，这一波长区域中的透过率为97％以上。而且，如表4的试验前的栏所示，抗液处理后，进行没有预处理的抗液处理的透镜以及作为预处理，进行了氧等离子体照射、或者UV照射、臭氧曝露后的透镜的透过率都在97％以上，不认为抗液处理以及其预处理使得透过率明显下降。烟雾附着试验后，没有进行抗液处理的透镜的透过率低至70％。下降显著的波长在400nm附近的短波长区域。
接下来，对抗液处理后的透镜进行研究，和没有进行抗液处理的透镜相比，没有进行抗液处理的预处理的透镜的透过率下降得很少，其降低至73～78％。用预处理即氧等离子体照射、或者UV照射、臭氧暴露对透镜表面执行氧化层形成处理之后，抗液处理过的透镜的透过率都表现为90％以上。
通过上述结果，具有从具有全氟聚醚链、或者全氟烷基链的化合物形成的抗液层的透镜通过在透镜表面上形成氧化层，抑制了透过率的下降。
【比较例1】
用红外分光光度计研究由实施例1、2形成抗液层的透镜的抗液层的厚度。根据来自位于1200开塞尔前后的抗液层的CF伸缩振动来确定层厚。其结果是，由实施例1、2形成的透镜的抗液层的厚度为3～11nm。由含氟抗液链的平均分子量大的抗液剂形成的抗液层存在能够使层变厚的倾向。
因此，接下来，利用氟系树脂形成抗液层，研究耐擦性、防污性。采用的氟系树脂是旭硝子公司生产的サイトップCTL-107M，用旋涂法涂敷用相关的溶剂稀释到0.3重量％的液体之后，通过在180℃加热1小时来成膜。通过改变旋涂时的旋转次数，生产2种抗液层的层厚不同的透镜。一种是抗液层厚3nm，另一种是抗液层厚11nm。为了研究这些透镜的抗液层的耐擦性，以及防污性，分别执行和实施例2相同的耐擦试验，以及和实施例3相同的烟雾附着试验。
耐擦试验前，透镜对水的接触角在抗液层厚3nm、11nm时都为108°。用300g的负荷滑动100次后，对于层厚为3nm的透镜，接触角为44°，对于层厚为11nm的透镜，接触角也为44°。这一数值和抗液处理前的透镜的接触角大致上为相同级别，可以断定滑动使得抗液层剥离。
烟雾试验前，对于抗液层的层厚为3nm和11nm的透镜来说，400～700nm的光的透过率都在97％以上。试验后，层厚3nm的透镜为67％，层厚11nm的透镜为64％。用和实施例1相同的方法测定表面阻抗，抗液层的层厚为3nm的透镜是1016Ω，11nm的透镜是1017Ω，比没有进行抗液处理的透镜的表面阻抗(1013～1014Ω)大。因此，透镜表面容易带电，结果是可以断定烟雾容易附着。
上述结果表明，从具有全氟聚醚链或者全氟烷基链的化合物形成的抗液层具有良好的耐擦性，防污性。
【实施例4】
利用形成了由实施例1制作的化合物1～13构成的抗液层的透镜，制作液晶投影仪。而且，这些透镜是抗液处理前进行氧等离子体照射的透镜。为了进行比较，也制作利用没有形成抗液层的透镜的液晶投影仪。
图6是说明本发明的投射型图像显示装置(液晶投影仪)的光学系统的模式图。首先，说明该光学系统。由反射镜20聚集由光源19产生的白色光，通过凹透镜21向第1透镜阵列22射出。第1透镜阵列22将入射的光束分割为多个光束，并以使其高效地通过第2透镜阵列23和偏光变换元件24的方式对其进行引导。第2透镜阵列23的构成透镜单元分别将对应的第1透镜阵列22的透镜单元的像投影到对应于红、绿、蓝(RGB)的3原色的图像显示元件25、26、27侧上。由聚光镜28以及会聚透镜29、30、31、第1旋转透镜32、第2旋转透镜33将第1透镜阵列的各透镜单元的投影像放到各图像显示元件25、26、27上。
而且，在光学系统内设置用于改变光线方向的反射镜34～37。在上述过程中，由二色镜38、39将光源产生的白色光分解成RGB的3原色，分别照射到对应的图像显示元件25、26、27上。由色合成棱镜40对图像显示元件25、26、27上的图像进行色合成，进一步由投射透镜41投射到屏幕42上，以形成大画面图像。而且，和图像显示元件25、26相比，第1旋转透镜32、第2旋转透镜33对来自图像显示元件27的光源的光路变长的情况进行校正。为了由投射透镜进行高效的投射，会聚透镜29、30、31进一步抑制通过图像显示元件25、26、27后的光线的扩散。
由实施例1制作的透镜用在聚光镜28、会聚透镜29、30、31、第1旋转透镜32、和第2旋转透镜33这6个位置。
首先，用辉度计测定具有上述光学系统的液晶投影仪的屏幕42上的辉度。然后，将用于冷却该液晶投影仪的光源19的未图示的风扇的空气取入部分设置在排出上述烟雾附着试验的试验系统的烟中侵入投影仪内部的烟的风扇附近。这样，将烟导入到投影仪内部10分钟。之后，再次测定屏幕42的辉度。其结果是，采用利用化合物1～13形成抗液层的透镜的液晶投影仪由于导入烟引起的辉度下降在10％以下。但是，没有形成抗液层的液晶投影仪由导入烟引起的辉度下降为20～25％。从上可知，利用本发明的透镜的液晶投影仪是防污性高的良好的机器。图6表示的是利用透过型图像显示元件的装置的情况，但在利用反射型图像显示元件的图像显示装置中能够得到相同的效果。
【实施例5】
除用大小100×100mm、厚度2mm的透明树脂板(部件是Polyplastics公司生产的TOPAS5013)取代透镜，并且抗液处理后不是在120℃加热10分钟，而是在80℃加热3小时之外，用和实施例1、2相同的方法进行氧等离子体照射后，或者进行臭氧曝露后、UV照射后，利用化合物1～13进行抗液处理。为了研究该透明树脂板的防污性，进行和实施例3相同的烟雾粘附试验。在表5中示出结果。
【表5】烟雾粘附试验的结果
Figure C200510086050D00331
值是400～700nm区域的最小透过率。单位是％。
抗液处理前，这一波长区域中的透过率为91％。而且，如表5的试验前的栏所示，抗液处理后，进行了无预处理的抗液处理的透明树脂板以及作为预处理，进行了氧等离子体照射、或者UV照射、臭氧曝露后的透明树脂板的透过率都为91％，不认为抗液处理以及其预处理导致透过率的明显下降。
烟雾附着试验后，没有进行抗液处理的透明树脂板的透过率低至56％。下降显著的波长在400nm附近的短波长区域。
接下来，对抗液处理后的透明树脂板进行研究，和没有进行抗液处理的透明树脂板相比，进行了无预处理的抗液处理的透镜的透过率下降得很少，其降低至62～71％。
接下来，用预处理即所谓的氧等离子体照射、或者UV照射、臭氧曝露对透镜表面执行氧化层形成处理之后，抗液处理过的透明树脂板的透过率都表现为80％以上。
可以断定通过形成氧化层，抗液剂即化合物1～13能够结合到透镜树脂板表面上，结果是提高了抗液性。
根据以上结果，表明具有从具有全氟聚醚链或者全氟烷基链的化合物形成的抗液层的透明树脂板通过在透明树脂板表面和抗液层之间形成氧化层，发挥了高防污性。
而且，在没有进行氧等离子体照射、或者臭氧曝露、UV照射等处理的透明树脂板的表面上没有氧化层。但是，如果进行氧等离子体照射、或者臭氧曝露、UV照射等处理，表面就被氧化，生成羧基。能够用红外分光光度计对这一结果进行确认。在进行氧等离子体照射、或者臭氧曝露、UV照射等处理之前的表面上，在1800～1600开塞尔附近，没有观测到源于CO伸缩振动的信号。但是，如果进行氧等离子体照射、或者臭氧曝露、UV照射等处理，表面被氧化，生成羧基，通过在1630开塞尔观测到来自羧基的CO伸缩振动的吸收，能够对其进行确认。
【比较例2】
用和实施例1相同的方法研究用实施例5形成抗液层的透明树脂板的抗液层的厚度。其结果是，由实施例5形成的透明树脂板的抗液层的厚度为3～11nm。在这一情况，由含氟抗液链的平均分子量大的抗液剂形成的抗液层也存在能够使层变厚的倾向。
接下来，利用氟系树脂形成抗液层，研究耐擦性、防污性。采用的氟系树脂是旭硝子公司生产的サイトップCTL-107M，用旋涂法涂敷用相关的溶剂稀释到0.3重量％的液体之后，在80℃加热1小时来成膜。通过改变旋涂时的旋转次数，生产2种抗液层的层厚不同的透明树脂板。一种是抗液层厚3nm，另一种是抗液层厚11nm。为了研究这些透明树脂板的抗液层的防污性，执行和实施例3相同的烟雾附着试验。
烟雾试验前，对于抗液层的层厚为3nm和11nm的透镜来说，400～700nm的光的透过率都为90％。试验后，抗液层厚3nm的透明树脂板为53％，抗液层厚11nm的透镜为50％。用和实施例1相同的方法测定表面阻抗之后，抗液层的层厚为3nm的透明树脂板和11nm的透明树脂板都是1018Ω，比没有进行抗液处理的透明树脂板的表面阻抗(1015～1016Ω)大。因此，透镜表面容易带电，结果是可以断定容易附着烟雾。
根据实施例5和本比较例的结果，表明通过在透明部件表面和抗液层之间形成氧化层，具有从由全氟聚醚链或者全氟烷基链的化合物形成的抗液层的透明树脂板发挥了高防污性。
而且，不局限于树脂板，通过在由本发明的实施例所示的氧化层形成的预处理后，由具有全氟聚醚链或者全氟烷基链的化合物形成抗液层，使没有氧化层的透明部件也发挥高防污性。

Claims (7)

1.一种光学透镜，其特征在于，包括：在以玻璃或者透明树脂作为基材的表面上具有防反射膜，该防反射膜的最外层由氟化镁构成，在该氟化镁表面上形成有氧化镁层和抗液层，该抗液层由具有全氟聚醚链或者全氟烷基链的化合物形成，其中，具有全氟聚醚链或者全氟烷基链的化合物在末端具有氯硅烷基。
2.根据权利要求1记载的光学透镜，其特征在于，上述抗液层由具有全氟聚醚链的化合物形成，全氟聚醚链的平均分子量为2000以上。
3.根据权利要求1记载的光学透镜，其特征在于，上述抗液层由具有直链的全氟聚醚链的化合物形成，全氟聚醚链的平均分子量为2000以上。
4.一种光学透镜的制造方法，在玻璃或者透明树脂的基材的表面上具有防反射膜，该防反射膜的最外层由氟化镁构成，在该氟化镁层上通过氧化镁层形成抗液层，其特征在于，包括：由具有全氟聚醚链或者全氟烷基链的化合物形成上述抗液层，具有全氟聚醚链或者全氟烷基链的化合物在末端具有氯硅烷基，而且在上述抗液层的形成之前，在上述光学透镜的表面上实施氧等离子体照射、UV照射、或者臭氧曝露，涂敷上述化合物的溶液，然后进行加热，使由此生成的羟基与该氯硅烷基反应，形成氧和硅的结合。
5.一种投射型图像显示装置，具有光源、光学积分器、图像显示元件、投射光学系统、屏幕和反射镜，由具有多个光学透镜的上述光学积分器将由上述反射镜反射的来自上述光源的光束分为多个光束，并照射到图像显示元件上，由投射光学系统将该图像显示元件调制的光束投射到上述屏幕上，其特征在于，包括：
上述光学透镜的基材是玻璃或者透明树脂，在其表面上具有防反射膜，
上述防反射膜的最外层由氟化镁构成，在该氟化镁的表面上形成有氧化镁层和抗液层，
上述抗液层由具有全氟聚醚结构或者全氟烷基结构的化合物形成，其中，具有全氟聚醚链或者全氟烷基链的化合物在末端具有氯硅烷基。
6.根据权利要求5记载的投射型图像显示装置，其特征在于：上述抗液层由具有全氟聚醚链的化合物形成，全氟聚醚链的平均分子量为2000以上。
7.根据权利要求5记载的投射型图像显示装置，其特征在于：上述抗液层由具有直链的全氟聚醚链的化合物形成，全氟聚醚链的平均分子量为2000以上。
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