DE69922064T2

DE69922064T2 - Antischmier-Mittel, Verfahren zur Herstellung einer Antischmier-Schicht, optisches Bauteil mit Antireflexions Eigenschaften und Anzeigevorrichtung

Info

Publication number: DE69922064T2
Application number: DE69922064T
Authority: DE
Inventors: Koichi Kitakatsushika-gun Ohata; Niro Fukaya-shi Watanabe; Toru Kitakatsushika-gun Okubo; Atsushi Kitakatsushika-gun Miida; Noritoshi Kitakatsushika-gun Tomikawa; Yoshitaka Settsu-shi HONDA
Original assignee: Daikin Industries Ltd; Toppan Printing Co Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd; Toppan Inc
Priority date: 1998-01-31
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2019-01-30
Also published as: JP2000144097A; KR100664904B1; DE69922064D1; JP4733798B2; EP0933377B1; EP0933377A2; TW483930B; DK0933377T3; CA2260420A1; ATE283274T1; KR19990068208A; ES2232981T3; EP0933377A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Anti-Schmierflecken-Mittel für die Bildung einer Anti-Schmierflecken-Schicht bzw. einer Schicht zur Verhinderung und Beseitigung von Schmierflecken auf der Oberfläche verschiedener Arten von zu behandelnden Substraten (nachstehend wird darauf vereinfachend als Behandlungssubstrat Bezug genommen), für die Anti-Schmierflecken-Eigenschaften erforderlich sind, und die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Anti-Schmierflecken-Schicht unter Verwendung des Anti-Schmierflecken-Mittels. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein optisches Element mit Antireflexions-Eigenschaften, das so angepasst ist, dass es auf die Oberfläche eines Anzeigebildschirms eines optischen Elements (wie eine Antireflexionsfolie, ein optischer Filter, eine optische Linse, ein Brillenglas, ein Strahlenteiler, Prisma, Spiegel etc.) und einer Vorrichtung (wie eine Flüssigkristallanzeige, eine CRT-Anzeige, Projektionsfernsehen, eine Plasma-Anzeige, eine EL-Anzeige etc) aufgebracht werden kann, auf ein optisches funktionelles Element, und auf eine Anzeigevorrichtung, bei der das optische funktionelle Element an die Oberfläche des Anzeigebildschirms der Anzeigevorrichtung geklebt ist.
Optische Elemente, wie eine Antireflexionsfolie, ein optischer Filter, eine optische Linse, ein Brillenglas, ein Strahlenteiler, ein Prisma, ein Spiegel und ähnliches neigen dazu, mit Schmierflecken verunreinigt zu werden, die von Fingerabdrücken, Hautfett, Schweiss, Kosmetika und ähnlichem stammen, da diese Elemente von einem Bediener bzw. Benutzer verwendet werden. Wenn diese Elemente einmal mit diesen Schmierflecken verunreinigt worden sind, ist es sehr schwierig, diese zu entfernen. Insbesondere im Falle eines optischen Elementes, das mit einer Antireflexionsbeschichtung versehen ist, ragt der an der Antireflexionsbeschich tung haftende Schmierfleck aus der Beschichtung hervor, wodurch es zu einem Problem kommt.
Mittlererweile werden die meisten Anzeigevorrichtungen im allgemeinen unter der Bedingungen verwendet, dass externes Licht sowohl von der Innenseite als auch von der Außenseite des Raumes frei auf den Anzeigebildschirm einfällt.
Einfallendes Licht wie dieses externe Licht wird von der Oberfläche des Anzeigebildschirms spiegelreflektiert, wodurch es zu einer Vermischung der Bilder des reflektierten Bildes und des Anzeigebildes kommt, was zu einer Verschlechterung der Anzeigequalität und somit zu einer Unschärfe des Anzeigebildes führt.
Da die Häufigkeit der Verwendung von Computern in letzter Zeit mit der fortschreitenden Büroautomatisierung zunahm, und damit die Zeitdauer, während der ein Operator auf den Anzeigebildschirm starrt, in letzter Zeit ebenfalls zunahm, wird die Verschlechterung der Anzeigequalität auf Grund des Reflexionsbildes als einer der Gründe für das Entstehen eines Gesundheitsrisikos, wie einer Ermüdung der Augen, angesehen.
Des Weiteren nimmt mit wachsender Beliebtheit des Lebens außer Haus die Nutzung verschiedener Arten von Anzeigevorrichtungen außer Haus zu. Als Ergebnis kam es zu der Forderung nach einer Verbesserung der Anzeigequalität, damit es möglich wird, das Anzeigebild klarer zu erkennen.
Was diese Forderungen angeht, so wurde herkömmlicherweise vorgeschlagen, ein optisches Element mit Antireflexions-Eigenschaften an die Oberfläche des Anzeigebildschirms anzubringen, wobei dieses optische Element mit Antireflexions-Eigenschaften geeignet ist, eine Reflexion von Licht über einen weiten Bereich des sichtbaren Lichtes zu verhindern. Ein Beispiel für solch ein optisches Element mit Antireflexions-Eigenschaften ist eine Laminatfolie, die ein transparentes Substrat umfasst, auf dessen Oberfläche eine Schicht mit hohem Brechungsindex und eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex laminiert sind, die beide aus einem Metalloxid bestehen. Es ist auch ein optisches Element mit Antireflexions-Eigenschaften bekannt, das aus einer Laminatfolie gebildet ist, die ein transparentes Substrat umfasst, auf dessen Oberfläche eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex laminiert ist, die aus einer anorganischen oder einer organischen Fluorverbindung besteht.
Andererseits ist ebenfalls bekannt, dass durch den Einsatz einer irregulären Reflexionsfolie, die ein transparentes Kunststoff-Foliensubstrat umfasst, auf dessen Oberfläche eine Überzugsschicht abgeschieden ist, die transparente feine Teilchen enthält, und auf diese Weise eine robuste Oberfläche bildet, durch die das äussere Licht irregulär reflektiert wird, die gleiche Wirkung wie bei einem optischen Element mit Antireflexions-Eigenschaften erhalten werden kann.
Die vorstehend erwähnten optischen Elemente mit Antireflexions-Eigenschaften neigen dazu, mit Schmierflecken verunreinigt zu werden, die von Fingerabdrücken, Hautfett, Schweiß, Kosmetika und ähnlichem stammen, da die mit dem optischen Element mit Antireflexions-Eigenschaften versehene Anzeigevorrichtung von einem Bediener verwendet wird. Genauer gesagt wird es wahrscheinlicher, dass die Folie mit den Antireflexions-Eigenschaften bzw. die Antireflexionsfolie mit diesen Schmierflecken verunreinigt wird, da die Oberflächenenergie der Antireflexionsfolie im allgemeinen grob ist, 60 J/m² oder so. Desweiteren ist es sehr schwierig, die Schmierflecken zu entfernen, sobald diese an der Antireflexionsfolie haften, da die Oberfläche der Antireflexionsfolie durch eine fein aufgeraute Oberfläche gebildet wird. Des Weiteren tritt auch das Problem auf, dass dann, wenn diese Schmierflecken an einem Bereich der Antireflexionsfolie haften, der verschmutzte Bereich reflektiver wird, und der verschmutzte Bereich aus dem restlichen Bereich hervorsteht.
Was die Lösung dieses Problems der Schmierflecken auf der Oberfläche des optischen Elementes mit Antireflexions-Eigenschaften angeht, so wurden bislang verschiedene Techniken zur Herstellung einer Anti-Schmierflecken-Schicht vorgeschlagen, die geeignet ist, zu verhindern, dass sich Schmierflecken daran anhaften, und die geeignet ist, daß sich anhaftende Schmierflecken einfach entfernen lassen.
Die Ungeprüfte Japanische Patentschrift 564-86101 lehrt einen Gegenstand mit Antireflexions-Eigenschaften, der Anti-Schmierflecken- und Antiabrieb-Eigenschaften aufweist, wobei die Oberfläche eines Substrats mit einem Film mit Antireflexions-Eigenschaften bedeckt ist, der hauptsächlich aus Siliciumdioxid besteht, und die resultierende Oberfläche wird des Weiteren mit einer Verbindung behandelt, die eine Organosilicium-Substituentengruppe enthält. Die Ungeprüfte Japanische Patentschrift H4-338901 lehrt einen CRT-Filter mit Anti-Schmierflecken- und Antiabrieb-Eigenschaften, dessen Substratoberfläche mit einem endständigen Silanolorganopolysiloxan bedeckt ist. Die Japanische Patentschrift H6-29332 lehrt einen Anti-Schmierflecken-Kunststoff mit niedrigem Reflexionsgrad, dessen Oberfläche mit einem Film mit Antireflexions-Eigenschaften bedeckt ist, der Mono- und Disilanverbindungen, die eine Polyfluoralkylgruppe enthalten, und ein silanisiertes Halogen, eine Alkyl- oder eine Alkoxyverbindung enthält. Des Weiteren lehrt die Ungeprüfte Japanische Patentschrift H7-16940 ein optisches Element, das eine optische Dünnschicht umfasst, die im wesentlichen aus Siliciumdioxid besteht, auf das ein Copolymer gebildet ist, das aus Perfluoralkyl(meta)acrylat und einem Monomer besteht, das eine Alkoxysilangruppe aufweist.
Die europäische Patentschrift EP-A-0 797 111 beschreibt eine Zusammensetzung zur Bildung eines Anti-Anwuchs-Filmes, die eine Alkoxysilanverbindung vom Typ R_f(COR₁-R₂-Si(OR₃)₃)_j mit einer Perfluorpolyethergruppe R_f enthält.
Die US-amerikanische Patentschrift US Patent No. 4,687,707 offenbart ein transparentes Material mit niedrigem Re flexionsgrad mit schmutzabweisenden Eigenschaften, das eine dünne Schicht eines Kondensationsproduktes einer fluorhaltigen Siliciumverbindung R^f-O-(C₃F₆O)_n-CF(CF₃)CH₂O(CH₂)₃-SiR'₃ (n = 1 – 3) mit einer Perfluorkohlenstoffkette umfasst.
Die japanische Patentschrift JP-A-04 213 384 beschreibt eine organische Siliciumverbindung mit einigen verzweigten Perfluoroxyalkylengruppen als ein gegen Fleckenbildung beständiges Beschichtungsmittel.
Die gemäß diesen herkömmlichen Verfahren hergestellte Anti-Schmierflecken-Schicht ist jedoch hinsichtlich ihrer Anti-Schmierflecken-Eigenschaften unzureichend, ungeeignet eine leichte Entfernung eines Schmierflecks, wie Fingerabdrücke, Hautfett, Schweiß, Kosmetika und ähnliches, zu ermöglichen, und weist eine schlechte Dauerhaftigkeit auf, weil sie bei wiederholter Verwendung ihre Anti-Schmierflecken-Eigenschaften in großem Ausmaß verliert. Deshalb ist es nun erwünscht, eine Anti-Schmierflecken-Schicht zu entwickeln, die ausgezeichnete Anti-Schmierflecken-Eigenschaften aufweist und dies dauerhaft.
Die Erfindung erfolgte, um die vorstehend erwähnten herkömmlichen Probleme zu überwinden, und deshalb besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein Anti-Schmierflecken-Mittel zur Verfügung zu stellen, das es möglich macht, eine Anti-Schmierflecken-Schicht zu erhalten, deren Eigenschaften eine ausgezeichnete Dauerhaftigkeit zeigen, die geeignet ist, aus Fingerabdrücken, Hautfett, Schweiß, Kosmetika und ähnlichem gebildete Schmierflecken von einer Haftung an die Oberfläche eines optischen Elementes, wie einer Antireflexionsfolie, abzuhalten, und die geeignet ist, eine leichte Entfernung dieser Schmierflecken zu ermöglichen, selbst wenn diese Schmierflecken an dem optischen Element haften.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung einer Anti-Schmierflecken-Schicht, das geeignet ist, auf einfache Weise eine Anti-Schmierflecken-Schicht zu bilden, die ausgezeich nete Anti-Schmierflecken-Eigenschaften und eine ausgezeichnete Dauerhaftigkeit der Anti-Schmierflecken-Eigenschaften aufweist.
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines optischen Elementes, das mit der vorstehend erwähnten Anti-Schmierflecken-Schicht versehen ist.
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines optischen Elementes mit Antireflexions-Eigenschaften, das mit der vorstehend erwähnten Anti-Schmierflecken-Schicht versehen ist.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines optischen funktionellen Elementes, das mit dem vorstehend erwähnten optischen Element mit Antireflexions-Eigenschaften versehen ist.
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Anzeigevorrichtung, wobei die Oberfläche von deren Anzeigebildschirm aus dem vorstehend erwähnten optischen funktionellen Element aufgebaut ist.
Erfindungsgemäß wird ein Anti-Schmierflecken-Mittel zur Verfügung gestellt, das eine Organosiliciumverbindung enthält, die durch die nachstehende allgemeine Formel (1) wiedergegeben wird: R^f2-(OC₃F₆)_n2-O-(CF₂)_m2-(CH₂)_l2-Z-(CH₂)_s2-Si-(R²)₃ (1)worin R^f2 eine lineare oder verzweigte Perfluoralkylgruppe mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen ist; R² eine hydrolytische Gruppe ist; Z -OOCNH- oder -O- ist; n2 eine ganze Zahl von 1 bis 50 ist; m2 eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; l2 eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; und s2 eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist, mit der Maßgabe, dass m2 und l2 der Bedingung 6 ≥ m2 + l2 > 0 genügen.
Erfindungsgemäß wird ein Anti-Schmierflecken-Mittel zur Verfügung gestellt, das eine Organosiliciumverbindung enthält, die durch die nachstehende allgemeine Formel (3) wiedergegeben wird:
worin R^f2 eine lineare oder verzweigte Perfluoralkylgruppe mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen ist; R³ eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist; X ein Halogenatom ist; n2 eine ganze Zahl von 1 bis 50 ist; m2 eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; l2 eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; und s2 eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist; a eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; b eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; c 0 oder 1 ist; d 0 oder 1 ist; mit der Maßgabe, dass m2, l2, a, b, c und d den Bedingungen 6 ≥ m2 + l2 > 0, a + b = 3 und c + d = 1 genügen.
Erfindungsgemäß wird des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung einer Anti-Schmierflecken-Schicht zur Verfügung gestellt, die das vorstehend erwähnte Anti-Schmierflecken-Mittel enthält.
Erfindungsgemäß wird des Weiteren ein optisches Element zur Verfügung gestellt, das mit einer Anti-Schmierflecken-Schicht versehen ist, die das vorstehend erwähnte Anti-Schmierflecken-Mittel enthält.
Erfindungsgemäß wird des Weiteren ein optisches Element mit Antireflexions-Eigenschaften zur Verfügung gestellt, das mit einer Anti-Schmierflecken-Schicht versehen ist, die das vorstehend erwähnte Anti-Schmierflecken-Mittel enthält.
Erfindungsgemäß wird des Weiteren ein optisches funktionelles Element zur Verfügung gestellt, das von dem vorstehend erwähnten optischen Element mit Antireflexions-Eigenschaften aufgebaut wird.
Erfindungsgemäß wird des Weiteren eine Anzeigevorrichtung zur Verfügung gestellt, die mit dem vorstehend erwähnten optischen funktionellen Element versehen ist.
Diese Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise alle benötigten Merkmale, so dass die Erfindung auch eine Sub-Kombination der beschriebenen Merkmale sein kann.
Die Erfindung wird aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verständlicher.
1 ist die Ansicht eines Querschnitts, der die Struktur eines Beispiels des erfindungsgemäßen optischen Elementes mit Antireflexions-Eigenschaften zeigt;
2 ist die Ansicht eines Querschnitts, der die Struktur eines Beispiels des erfindungsgemäßen optischen funktionellen Elementes zeigt;
3A und 3B sind schematische Ansichten, die jeweils die Struktur eines Beispiels der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung zeigen;
4 ist ein FT-IR-Diagramm einer Organosiliciumverbindung, die ein erfindungsgemäßes Anti-Schmierflecken-Mittel bildet; und
5 ist die Ansicht eines Querschnitts, der die Struktur eines weiteren Beispiels des erfindungsgemäßen optischen Elementes mit Antireflexions-Eigenschaften zeigt;
Das erfindungsgemäße Anti-Schmierflecken-Mittel ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine bestimmte Art einer Organosiliciumverbindung enthält. Als Ergebnis wird es möglich, wenn unter Verwendung dieses Anti-Schmierflecken-Mittels eine Anti-Schmierflecken-Schicht auf der Oberfläche eines Behandlungssubstrats gebildet wird, und wenn das Behandlungssubstrat eine Art optisches Element ist, wie eine Antireflexions-Folie, ein optischer Filter, eine optische Linse, ein Brillenglas, ein Strahlenteiler, ein Prisma, ein Spiegel und ähnliches, zu verhindern, dass Schmierflecken von Fingerabdrücken, Hautfett, Schweiß, Kosmetika und ähnlichem an der Oberfläche dieser optischen Elemente haften, und daß des Weiteren an den optischen Elementen haftende Schmierflecken leicht entfernt werden können, ohne dass sich die optischen Eigenschaften dieser optischen Elemente verschlechtern. Darüberhinaus weist die unter Verwendung des Anti-Schmierflecken-Mittels gebildete Anti-Schmierflecken-Schicht eine ausgezeichnete Dauerhaftigkeit ihrer Eigenschaften auf.
D.h. das erfindungsgemäße Anti-Schmierflecken-Mittel enthält eine Organosiliciumverbindung, die durch die nachstehende allgemeine Formel (1) wiedergegeben wird: R^f2-(OC₃F₆)_n2-O-(CF₂)_m2-(CH₂)_l2-Z-(CH₂)_s2-Si-(R²)₃ (1)worin R^f2 eine lineare oder verzweigte Perfluoralkylgruppe mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen ist; R² eine hydrolytische Gruppe ist; Z -OOCNH- oder -O- ist; n2 eine ganze Zahl von 1 bis 50 ist; m2 eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; l2 eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; und s2 eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist, mit der Maßgabe, dass m2 und l2 der Bedingung 6 ≥ m2 + l2 > 0 genügen.
Die Anzahl der Kohlenstoffatome der in R^f2 einzuführenden linearen oder verzweigten Perfluoralkylgruppe liegt bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 16, bevorzugter in einem Bereich von 1 bis 3. Deshalb sind die bevorzugtesten Beispiele für R^f2 -CF₃, -C₂F₅, -C₃F₇ und ähnliches.
Spezielle Beispiele für die in R² einzuführende hydrolytische Gruppe sind -Cl, -Br, -I, -OR¹¹, -OOCR¹¹, -OC(R¹¹)C=C(R¹²)₂, -ON=C(R¹¹)₂, -ON=CR¹³, -N(R¹²)₂, -R¹²NOCR¹¹ und ähnliches, worin R¹¹ eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie eine Alkylgruppe, oder eine aromatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie eine Phenylgruppe, ist; R¹² ist ein Wasserstoffatom oder eine aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, wie eine Alkylgruppe; und R¹³ ist eine zweiwertige aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie Alkyliden.
Die bevorzugtesten Beispiele für die hydrolytische Gruppe sind -OCH₃, -OC₂H₅, -OOCCH₃ und -NH₂.
Diese hydrolytischen Gruppen können alleine oder in Kombination aus zwei oder mehreren Arten in der Organosiliciumverbindung eingeschlossen sein, die das Anti-Schmierflecken-Mittel der Erfindung bildet.
Das n2 in der vorstehend erwähnten allgemeinen Formel (1) sollte bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 30, bevorzugter in einem Bereich von 5 bis 20 liegen. Das m2 in der vorstehend erwähnten allgemeinen Formel (1) sollte bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 2 liegen. Das l2 in der vorstehend erwähnten allgemeinen Formel (1) sollte bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 2 liegen. Das s2 in der vorstehend erwähnten allgemeinen Formel (1) sollte bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 3 liegen.
Die Verbindungen, in denen Z in der allgemeinen Formel (1) -OOCNH- ist, können gemäß der nachstehenden Reaktionsgleichung hergestellt werden:
Genauer gesagt kann eine durch die nachstehende allgemeine Formel (2D) wiedergegebene Organosiliciumverbindung dadurch erhalten werden, dass es einem Fluorharz mit einer Hydroxylgruppe, das durch die nachstehende allgemeine Formel (2A) wiedergegeben wird, gestattet wird, in einem Lösungsmittel mit einem Katalysator und einem Silanhaftmittel (silane coupling agent) auf Isocyanat-Basis zu reagieren, das durch die nachstehende allgemeine Formel (2C) wiedergegeben wird: R^f2-(OC₃F₆)_n2-O-(CF₂)_m2-(CH₂)_l2-OH (2A) OCN-(CH₂)_s2-Si(R²)₃ (2C) R^f2-(OC₃F₆)_n2-O-(CF₂)_m2-(CH₂)_l2-OOCNH-(CH₂)_s2-Si(R²)₃ (2D)worin R^f2 eine lineare oder verzweigte Perfluoralkylgruppe mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen ist; R² eine hydrolytische Gruppe ist; n2 eine ganze Zahl von 1 bis 50 ist; m2 eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; l2 eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; und s2 eine ganze Zahl von 0 bis 6 ist.
Diese Umsetzung kann unter Verwendung von 0,001 bis 0,01 Mol C₃₂H₆₄O₄Sn als Katalysator und 1 bis zu einem Überschuss Silanhaftmittel auf Isocyanat-Basis pro 1 Mol Fluorharz, das eine Hydroxylgruppe enthält, und die 2- bis 72stündige Durchführung der Umsetzung bei einer Temperatur, die in einem Bereich von Raumtemperatur bis zur Rückflusstemperatur des Lösungsmittels liegt, auf vorteilhafte Weise voranschreiten. Was das in diesem Fall nützliche Lösungsmittel angeht, so ist es möglich, einen gewöhnlichen aliphatischen Perfluorkohlenwasserstoff mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen, wie Perfluorhexan, Perfluormethylcyclohexan, Perfluor-1,3-dimethylcyclohexan und ähnliches; ein aromatisches Kohlenwasserstoff-Polyfluorid, wie Bis(trifluormethyl)-benzol; oder ein aliphatisches Kohlenwasserstoff-Polyfluorid zu verwenden.
Das erfindungsgemäße Anti-Schmierflecken-Mittel kann, falls dies gewünscht wird, zusätzlich zu den vorstehend erwähnten metallorganischen Verbindungen, die durch die nachstehende allgemeine Formel (1) wiedergegeben werden, verschiedene Arten von Additiven einschließen. Beispielsweise kann das Anti-Schmierflecken-Mittel einen Katalysator zur Förderung der Hydrolyse oder Polykondensation der durch die allgemeine Formel (I) wiedergegebenen Organosiliciumverbindungen oder zur Förderung der Bildung der kondensierten Urethanbindung enthalten.
Was den Katalysator angeht, der in dem Anti-Schmierflecken-Mittel der Erfindung verwendet werden kann, so ist es möglich, Salzsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure, Essigsäure, Fluorwasserstoffsäure, Ameisensäure, Phosphorsäure, Oxalsäure, Ammoniak, Aluminiumacetylacetonat, Dibutylzinndilaurat, eine Octylatzinnverbindung, Natrium, Natriumhydrid, Methansulfonat, Trifluormethansulfonat, para-Toluolsulfonat, Trifluoracetat und ähnliches zu verwenden. Diese Verbindungen können alleine oder als Kombination aus zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
Die Verbindungen, in denen Z in der allgemeinen Formel (1) -O- ist, können gemäß der nachstehenden Reaktionsgleichung hergestellt werden:
Genauer gesagt kann eine durch die nachstehende allgemeine Formel (2E) wiedergegebene Organosiliciumverbindung dadurch erhalten werden, dass es einem Fluorharz mit einer Hydroxylgruppe, das durch die nachstehende allgemeine Formel (2A) wiedergegeben wird, gestattet wird, in einem Lösungsmittel mit einem Katalysator und einem Silanhaftmittel auf Halogen-Basis zu reagieren, das durch die nachstehende allgemeine Formel (2B) wiedergegeben wird: R^f2-(OC₃F₆)_n2-O-(CF₂)_m2-(CH₂)_l2-OH (2A) X-(CH₂)_s2-Si(R²)₃ (2B) R^f2-(OC₃F₆)_n2-O-(CF₂)_m2-(CH₂)_l2-O-(CH₂)_s2-Si(R²)₃ (2E)worin R^f2 eine lineare oder verzweigte Perfluoralkylgruppe mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen ist; X ein Halogenatom ist; R² eine hydrolytische Gruppe ist; n2 eine ganze Zahl von 1 bis 50 ist; m2 eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; l2 eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; und s2 eine ganze Zahl von 0 bis 6 ist.
Diese Umsetzung kann durch die Verwendung von 1 bis zu einem 1,1fachen Überschuss NaH als Katalysator und von 1 bis zu einem Überschuss eines Silanhaftmittels auf Halogen-Basis pro 1 Mol Fluorharz, das eine Hydroxylgruppe enthält, und die 2- bis 72stündigen Durchführung der Umsetzung bei einer Temperatur, die in einem Bereich von Raumtemperatur bis zur Rückflusstemperatur des Lösungsmittels liegt, auf vorteilhafte Weise voranschreiten. Was das in diesem Fall nützliche Lösungsmittel angeht, so ist es möglich, einen gewöhnlichen aliphatischen Perfluorkohlenwasserstoff mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen, wie Perfluorhexan, Perfluormethylcyclohexan, Perfluor-1,3-dimethylcyclohexan und ähnliches; ein aromatisches Kohlenwasserstoff-Polyfluorid, wie Bis(trifluormethyl)benzol; oder ein aliphatisches Kohlenwasserstoff-Polyfluorid, zu verwenden.
Das erfindungsgemäße Anti-Schmierflecken-Mittel kann, falls dies gewünscht wird, zusätzlich zu den vorstehend erwähnten metallorganischen Verbindungen, die durch die nachstehende allgemeine Formel (1) wiedergegeben werden, verschiedene Arten von Additiven einschließen. Beispielsweise kann das Anti-Schmierflecken-Mittel einen Katalysator zur Förderung der Hydrolyse oder Polykondensation der durch die allgemeine Formel (I) wiedergegebenen Organosiliciumverbindungen oder zur Förderung der Bildung der kondensierten Etherbindung enthalten.
Was den Katalysator angeht, der in dem Anti-Schmierflecken-Mittel der Erfindung verwendet werden kann, so ist es möglich, Salzsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure, Essigsäure, Fluorwasserstoffsäure, Ameisensäure, Phosphorsäure, Oxalsäure, Ammoniak, Aluminiumacetylacetonat, Dibutylzinndilaurat, eine Octylatzinnverbindung, Natrium, Natriumhydrid, Methansulfonat, Trifluormethansulfonat, para-Toluolsulfonat, Trifluoracetat und ähnliches zu verwenden. Diese Verbindun gen können alleine oder als Kombination aus zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
Ein weiteres Beispiel für die Organosiliciumverbindung, die das Anti-Schmierflecken-Mittel bildet, ist eine Organosiliciumverbindung, die durch die nachstehende allgemeine Formel (3) wiedergegeben wird:
worin R^f2 eine lineare oder verzweigte Perfluoralkylgruppe mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen ist; R³ eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist; X ein Halogenatom ist; n2 eine ganze Zahl von 1 bis 50 ist; m2 eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; l2 eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; und s2 eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist; a eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; b eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; c 0 oder 1 ist; d 0 oder 1 ist; mit der Maßgabe, dass m2, l2, a, b, c und d den Bedingungen 6 ≥ m2 + l2 > 0, a + b = 3 und c + d = 1 genügen.
Die Anzahl der Kohlenstoffatome der in R^f2 einzuführenden linearen oder verzweigten Perfluoralkylgruppe liegt bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 16, bevorzugter in einem Bereich von 1 bis 3. Deshalb sind die bevorzugtesten Beispiele für R^f2 -CF₃, -C₂F₅, -C₃F₇ und ähnliches.
Die Anzahl der Kohlenstoffatome der in R³ einzuführenden Alkylgruppe liegt bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 10, bevorzugter in einem Bereich von 1 bis 3. Deshalb sind die bevorzugtesten Beispiele für R³ -CH₃, -C₂H₅, -C₃H₇ und ähnliches.
Die durch die allgemeine Formel (3) wiedergegebenen Verbindungen können gemäß der nachstehenden Reaktionsgleichung hergestellt werden:
Genauer gesagt kann eine durch die nachstehende allgemeine Formel (3) wiedergegebene Organosiliciumverbindung dadurch erhalten werden, dass es einem Fluorharz mit einer Hydroxylgruppe, das durch die nachstehende allgemeine Formel (3A) wiedergegeben wird, gestattet wird, in einem Lösungsmittel mit einem Katalysator und einem Silanhaftmittel auf Halogen-Basis zu reagieren, das durch die nachstehende allgemeine Formel (3B) wiedergegeben wird:
worin R^f2 eine lineare oder verzweigte Perfluoralkylgruppe mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen ist; R³ eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist; X ein Halogenatom ist; n2 eine ganze Zahl von 1 bis 50 ist; m2 eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; l2 eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; und s2 eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist; a eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; b eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; c 0 oder 1 ist; d 0 oder 1 ist; mit der Maßgabe, dass m2, l2, a, b, c und d den Bedingungen 6 ≥ m2 + m2 > 0, a + b = 3 und c + d = 1 genügen.
Diese Umsetzung kann unter Verwendung von 1 bis zu einem 1,1fachen Überschuss NaH als Katalysator und 1 bis zu einem Überschuss Silanhaftmittel auf Halogen-Basis pro 1 Mol Fluorharz, das eine Hydroxylgruppe enthält, und die 2- bis 72stündige Durchführung der Umsetzung bei einer Temperatur, die in einem Bereich von Raumtemperatur bis zur Rückflusstemperatur des Lösungsmittels liegt, auf vorteilhafte Weise voranschreiten. Was das in diesem Fall nützliche Lösungsmittel angeht, so ist es möglich, einen gewöhnlichen aliphatischen Perfluorkohlenwasserstoff mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen, wie Perfluorhexan, Perfluormethylcyclohexan, Perfluor-1,3-dimethylcyclohexan und ähnliches; ein aromatisches Kohlenwasserstoff-Polyfluorid, wie Bis(trifluormethyl)benzol; oder ein aliphatisches Kohlenwasserstoff-Polyfluorid, zu verwenden.
Die Organosiliciumverbindungen, die durch die vorstehende allgemeine Formel (3) wiedergegeben werden, können einzeln oder als Kombination aus zwei oder mehreren Arten zum Aufbau der Anti-Schmierflecken-Mittels der Erfindung verwendet werden. Wenn eine Mischung verwendet werden soll, die mehrere Arten dieser Silanverbindungen umfasst, sollten sich die Bestandteile "a", "b", "c" und "d" in der vorstehenden allgemeinen Formel (3) unterscheiden.
Das erfindungsgemäße Anti-Schmierflecken-Mittel kann, falls dies gewünscht wird, zusätzlich zu den vorstehend erwähnten metallorganischen Verbindungen, die durch die allgemeine Formel (3) wiedergegeben werden, verschiedene Arten von Additiven einschließen. Beispielsweise kann das Anti-Schmierflecken-Mittel einen Katalysator zur Förderung der Hydrolyse oder Polykondensation der Organosiliciumverbindungen, die durch die allgemeine Formel (3) wiedergegeben werden, oder zur Förderung der Bildung einer kondensierten Etherbindung einschließen.
Was den Katalysator angeht, der in dem Anti-Schmierflecken-Mittel verwendet werden kann, so ist es möglich, Salzsäure, Salpetersäure, Schwefelsäure, Essigsäure, Fluorwasserstoffsäure, Ameisensäure, Phosphorsäure, Oxalsäure, Ammoniak, Aluminiumacetylacetonat, Dibutylzinndilaurat, eine Octylatzinnverbindung, Natrium, Natriumhydrid, Methansulfonat, Trifluormethansulfonat, para-Toluolsulfonat, Trifluoracetat und ähnliches zu verwenden. Diese Verbindungen können alleine oder als Kombination aus zwei oder mehreren Arten verwendet werden.
Was das Behandlungssubstrat angeht, auf das unter Verwendung des erfindungsgemäßen Anti-Schmierflecken-Mittels der Erfindung eine Anti-Schmierflecken-Schicht aufgebracht werden soll, so gibt es dafür keine besonderen Einschränkungen, d.h. es kann ein gewöhnliches optisches Element eingesetzt werden. Beispielsweise kann ein anorganisches Substrat, wie eine Glasplatte, eine Glasplatte, die eine Schicht aus einer anorganischen Verbindung umfasst; oder ein organisches Substrat, wie ein transparentes Kunststoffsubstrat, ein transparentes Kunststoffsubstrat, das eine Schicht aus einer anorganischen Verbindung umfasst, verwendet werden.
Darunter kann hauptsächlich eine Glasplatte als anorganisches Substrat verwendet werden. Was die anorganische Verbindung angeht, die für den Aufbau der Glasplatte, die eine Schicht aus einer anorganischen Verbindung umfasst, verwendet werden soll, so ist es möglich, ein Metalloxid, wie Siliciumoxid (Siliciumdioxid, Siliciummonoxid und ähnliches), Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Titanoxid, Zinnoxid, Zirkoniumoxid, Natriumoxid, Antimonoxid, Indiumoxid, Wismutoxid, Yttriumoxid, Ceroxid, Zinkoxid, ITO (Indium-Zinn-Oxid) und ähnliches; oder ein Metallhalogenid, wie Magnesiumfluorid, Calciumfluorid, Natriumfluorid, Lanthanfluorid, Cerfluorid, Lithiumfluorid, Thoriumfluorid und ähnliches zu verwenden.
Das anorganische Substrat oder die aus einer dieser anorganischen Verbindungen gebildete Schicht aus der anorganischen Verbindung kann eine Einzelschicht oder eine Mehrfachschicht sein. Die Schicht aus der anorganischen Verbindung fungiert als Antireflexionsschicht und kann unter Anwendung eines herkömmlichen Verfahrens, wie eines Verfahrens der Nassbeschichtung, eines PVD-Verfahrens (Physical Vapor Deposition – Physikalisches Aufdampfen) und eines CVD-Verfahrens (Chemical Vapor Deposition – Chemisches Aufdampfen) hergestellt werden. Bei dem Verfahren der Nassbeschichtung kann es sich um ein Verfahren des Tauchauftrags, ein Verfahren der Schleuderbeschichtung, ein Verfahren der Flutlackierung, ein Verfahren der Sprühbeschichtung, ein Verfahren der Walzenbeschichtung, ein Gravurverfahren und ähnliches handeln. Was das PVD-Verfahren angeht, so ist es möglich, ein Verfahren der Vakuumabscheidung, ein Verfahren des reaktiven Aufdampfens, ein Verfahren unter Zuhilfenahme eines Ionenstrahls, ein Sputterverfahren, ein Verfahren der Ionenplattierung und ähnliches anzuwenden.
Was das transparente Kunststoffsubstrat angeht, das ein Beispiel für das als Behandlungssubstrat einzusetzende organische Substrat ist, so können verschiedene Arten von organischen Polymersubstraten verwendet werden. Es ist im allgemeinen erforderlich, dass die als optisches Element zu verwendenden Materialien nicht nur ausgezeichnete optische Eigenschaften, wie Transparenz, Brechungsindex und Dispersität, sondern auch andere physikalische Eigenschaften, wie Stoßfestigkeit, Wärmebeständigkeit und Haltbarkeit aufweisen. Angesichts dieser Erfordernisse können ein Polyolefinharz (Polyethylen, Polypropylen und ähnliches), ein Polyesterharz (Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat und ähnliches), ein Polyamidharz (Nylon-6, Nylon-66 und ähnliches), Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyimid, Polyvinylalkohol, Ethylenvinylalkohol, Acrylharz, Cellulose (Triacetylcellulose, Diacetylcellulose, Cellophan und ähnliches) oder ein Copolymer dieser organischen Polymere verwendet werden. Deshalb können diese Polymere auch in der Erfindung als transparentes Kunststoffsubstrat für den Aufbau des Behandlungssubstrates verwendet werden.
Es ist auch möglich, verschiedene Arten von herkömmlichen Additiven, wie antistatische Mittel, ein W-Absorptionsmittel, einen Weichmacher, ein Schmiermittel, ein Farbmittel, ein Antioxidationsmittel, ein Flammverzögerungsmittel und ähnliches, in das organische Polymer einzuarbeiten, das diese organischen Substrate aufbaut.
Eine Schicht aus einer anorganischen Verbindung kann auf die organischen Substrate aufgebracht werden, die in der Erfindung als das Behandlungssubstrat eingesetzt werden sollen.
In diesem Fall fungiert die Schicht aus der anorganischen Verbindung als Antireflexionsschicht und kann auf die gleiche Weise wie vorstehend erklärt auf die Oberfläche der organischen Substrate abgeschieden werden.
Was die Gestalt des anorganischen Substrates oder des organischen Substrates angeht, das als das Behandlungssubstrat eingesetzt werden soll, so gibt es keine besondere Einschränkungen. Das als optisches Element zu verwendende transparente Kunststoffsubstrat wird im allgemeinen in Form eines Film oder einer Folie bereitgestellt, und somit kann in der Erfindung auch ein filmartiges oder folienartiges transparentes Kunststoffsubstrat eingesetzt werden. Dieses filmartige oder folienartige transparente Kunststoffsubstrat kann aus einer einzelnen Schicht oder einer Laminatschicht gebildet sein, die aus mehreren organischen Polymerschichten besteht. Obwohl es für die Dicke des transparenten Kunststoffsubstrates keinerlei Einschränkungen gibt, sollte sie bevorzugt in einem Bereich von 0,01 bis 5 mm liegen.
Es ist auch möglich, eine harte Überzugsschicht zwischen dem transparenten Kunststoffsubstrat und der Schicht aus der anorganischen Verbindung anzuordnen. Die Bereitstellung dieser harten Überzugsschicht ist nicht nur für die Verbesserung der Härte der Substratoberfläche wirkungsvoll, sondern auch für die Haftung zwischen dem transparenten Kunststoffsubstrat und der Schicht aus der anorganischen Verbindung, da die Ebenheit der Substratoberfläche durch diese harte Überzugsschicht verbessert werden kann. Deshalb kann jeder Kratzer, der durch das Aufdrücken eines Stiftes und ähnliches auf der Substratoberfläche erzeugt werden könnte, wirkungsvoll verhindert werden. Darüberhinaus kann die Erzeugung von Rissen in der Schicht aus der anorganischen Verbindung auf Grund einer Beugung des transparenten Kunststoffsubstrates wirkungsvoll verhindert werden, was es möglich macht, die mechanische Festigkeit des optischen Elementes zu verbessern.
Was das Material für die harte Überzugsschicht angeht, so gibt es dafür keine besondere Einschränkungen, so lange die harte Überzugsschicht eine ausgezeichnete Transparenz, eine ausreichende Härte und eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit aufweist. Beispielsweise kann ein härtbares Harz, das durch Bestrahlen mit einer ionisierenden Strahlung oder ultravioletten Strahlen gehärtet werden kann, oder ein thermisch härtbares Harz eingesetzt werden. Insbesondere ein durch W-Strahlung härtbares Acrylharz, ein organisches Silikonharz und ein thermisch härtbares Polysiloxanharz sind für die Bildung der harten Überzugsschicht bevorzugt. Es ist bevorzugter, dass der Brechungsindex dieser Harze dem des transparenten Kunststoffsubstrates gleich oder nahezu gleich ist.
Was das Beschichtungsverfahren für die harte Überzugsschicht angeht, so gibt es keine besonderen Einschränkungen, so lange es zur Bildung einer einheitlichen Schicht geeignet ist. Die Dicke der harten Überzugsschicht kann ausreichen, wenn sie 3 μm oder mehr beträgt, um eine ausreichende Festigkeit sicher zu stellen. Angesichts der Transparenz, der Beschichtungsgenauigkeit und ihrer Handhabbarkeit beträgt der bevorzugte Dickebereich der harten Überzugsschicht jedoch 5 bis 7 μm.
Es ist auch möglich, feine anorganische oder organische Teilchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,01 bis 3 μm in die harte Überzugsschicht einzumischen und darin zu dispergieren, wodurch eine Lichtstreuungs-Behandlung (light dispersion treatment) oder eine sogenannte Behandlung zur Blendungsverhinderung (anti-glare treatment) erfolgt. Obwohl es für diese feinen anorganischen oder organischen Teilchen keine besonderen Einschränkungen gibt, so lange die feinen Teilchen transparent sind, ist es bevorzugter, ein Material mit einem niedrigen Brechungsindex zu verwenden. Insbesondere Siliciumoxid und Magnesiumfluorid ist hinsichtlich der Stabilität und der Wärmebeständigkeit besonders bevorzugt. Die vorstehend erwähnte Lichtstreuungs-Behandlung kann auch durch eine Aufrauung der Oberfläche der harten Überzugsschicht realisiert werden.
Das vorstehend erwähnte Behandlungssubstrat kann in der Erfindung als transparentes Substrat für das Element mit Antireflexions-Eigenschaften verwendet werden. Insbesondere das auf seiner Oberfläche mit einem Film mit Antireflexions-Eigenschaften versehene Behandlungssubstrat kann in der Erfindung als transparentes Substrat verwendet werden, das mit einem Film mit Antireflexions-Eigenschaften versehen ist. Das erfindungsgemäße optische Element mit Antireflexions-Eigenschaften kann durch die Abscheidung einer Anti-Schmierflecken-Schicht auf der Oberfläche des vorstehend erwähnten resultierenden transparenten Substrates erhalten werden.
Was das Verfahren zur Bildung der Anti-Schmierflecken-Schicht angeht, so gibt es dafür keine besonderen Einschränkungen, und somit ist es möglich, entweder ein Verfahren der Nassbeschichtung oder ein Verfahren der Trockenbeschichtung einzusetzen.
Bei dem Verfahren der Nassbeschichtung kann es sich um ein Verfahren des Tauchauftrags, ein Verfahren der Schleuderbeschichtung, ein Verfahren der Flutlackierung, ein Verfahren der Sprühbeschichtung, ein Verfahren der Walzenbeschichtung, ein Gravurverfahren und ähnliches handeln.
Auf der anderen Seite kann es sich bei dem Verfahren der Trockenbeschichtung beispielsweise um ein Verfahren der Vakuumabscheidung, ein Sputterverfahren oder ein CVD-Verfahren handeln. Genauer gesagt kann das Verfahren der Vakuumabscheidung mittels eines Widerstands-Heizverfahrens, eines Elektronenstrahlverfahrens, eines Hochfrequenz-Heizverfahrens, eines Ionenstrahlverfahrens und ähnlichem durchgeführt werden. Das CVD-Verfahren kann mittels eines Plasma-CVD-Verfahrens, eines Licht-CVD-Verfahrens, eines thermischen CVD-Verfahrens und ähnlichem durchgeführt werden.
Obwohl es in Bezug auf das Verdünnungs-Lösungsmittel, das in dem Verfahren der Nassbeschichtung eingesetzt werden soll, keine besonderen Einschränkungen gibt, ist es bevorzugt, einen aliphatischen Perfluor-Kohlenwasserstoff mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen, wie Perfluorhexan, Perfluormethylcyclohexan, Perfluor-1,3-dimethylcyclohexan, ein aromatisches Kohlenwasserstoff-Polyfluorid, wie Bis(trifluormethyl)benzol, und ein aliphatisches Kohlenwasserstoff-Polyfluorid zu verwenden. Diese Lösungsmittel können einzeln oder als Mischung aus zwei oder mehreren dieser Lösungsmittel verwendet werden.
Die Anwendung dieses Verfahrens der Nassbeschichtung ist dort bevorzugt, wo das Behandlungssubstrat eine komplizierte Struktur oder eine große Oberfläche aufweist.
Andererseits ist die Anwendung des Verfahrens der Trockenbeschichtung, bei dem auf die Verwendung eines Verdünnungs-Lösungsmittels verzichtet werden kann, in Hinsicht auf die Arbeitsumwelt bei der Bildung einer Anti-Schmierflecken-Schicht oder in Hinblick auf die Steuerung der Filmdicke der Anti-Schmierflecken-Schicht bevorzugt. In dieser Hinsicht ist die Anwendung eines Vakuumabscheidungsverfahrens am bevorzugtesten. Gemäß dem Trockenbeschichtungsverfahren ist es möglich, die Filmdicke der Anti-Schmierflecken-Schicht genau in der Größenordnung von Angström einzustellen, was im Stand der Technik bisher nicht gelang. Als Ergebnis ist es nun möglich, ein optisches Element mit einer gewünschten Anti-Schmierflecken-Schicht zur Verfügung zu stellen. Des Weiteren ist es nun möglich, auf einfache Weise ein optisches Element mit einem Film mit Antireflexions-Eigenschaften mit Anti-Schmierflecken-Eigenschaften zur Verfügung zu stellen, ohne daß es zu einer Änderung der Interferenzfarbe des Filmes mit den Antireflexions-Eigenschaften kommt, bei der die Farbe schwer einzustellen ist.
In dem Fall, in dem eine Anti-Schmierflecken-Schicht mittels eines Verfahrens der Trockenbeschichtung gebildet werden soll, verändert sich die zu bildende Filmdicke in Abhängig keit vom Ausmaß der Verdampfung des Anti-Schmierflecken-Mittels. Deshalb sollte, wenn die Filmdicke der Anti-Schmierflecken-Schicht genau eingestellt werden soll, das Ausmaß der Verdampfung des Anti-Schmierflecken-Mittels bevorzugterweise genau eingestellt werden.
Nach der Beendigung der Abscheidung einer Anti-Schmierflecken-Schicht auf einem Behandlungssubstrat mittels eines Verfahrens der Trockenbeschichtung oder eines Verfahrens der Nassbeschichtung kann die Anti-Schmierflecken-Schicht, falls dies gewünscht wird, einem Erwärmen, einer Befeuchtung, einer Bestrahlung mit Licht, einer Bestrahlung mit Elektronenstrahlen und ähnlichem unterzogen werden.
Es ist insbesondere auch bevorzugt, eine Anti-Schmierflecken-Schicht mittels eines Verfahrens der Vakuumabscheidung unter Verwendung eines porösen Formkörpers zu bilden.
D.h. dieses Verfahren der Vakuumabscheidung umfasst die nachstehenden Schritte: Imprägnieren eines porösen Formkörpers mit einem Anti-Schmierflecken-Mittel der Erfindung; und Erwärmen des porösen Formkörpers, der mit dem Anti-Schmierflecken-Mittel imprägniert wurde, im Vakuum, um das Anti-Schmierflecken-Mittel zu verdampfen und eine Anti-Schmierflecken-Schicht auf einem transparenten Substrat abzuscheiden, das vorher mit einem Film mit Antireflexions-Eigenschaften bedeckt wurde.
Was die Bestandteile anbelangt, die den porösen Formkörper (Pellet) bilden, der in diesem Verfahren verwendet werden soll, so ist es möglich, SiO₂, TiO₂, ZrO₂, MgO, Al₂O₃, CaSO₄, Cu, Fe, Al, rostfreien Stahl, Kohlenstoff oder eine Mischung davon zu verwenden. Im allgemeinen sollten diese Materialien pulverisiert werden, damit sie einen Teilchendurchmesser in einem Bereich von 5 bis 20 μm aufweisen. Diese pulverisierten Materialien werden dann entsprechend dem herkömmlichen Verfahren pelletisiert und gesintert, wodurch ein in der Erfindung einzusetzender poröser Formkörper erhalten wird.
Der Sinterschritt des Pellets wird im allgemeinen 1 bis 10 Stunden lang bei einer Temperatur von 700 bis 1.400°C durchgeführt. In Abhängigkeit von dem Teilchendurchmesser des Primärteilchens, der Dichte und den Sinterbedingungen kann ein poröser Formkörper mit einem an Porosität variierenden Grad von 30 bis 60% erhalten werden.
Das Anti-Schmierflecken-Mittel der Erfindung wird in einem Lösungsmittel, wie Perfluorhexan, gelöst, um eine Lösung zu erhalten, in die der poröse Formkörper (Pellet) getaucht wird, um den porösen Formkörper vollständig mit dem Anti-Schmierflecken-Mittel zu sättigen. Danach wird es dem Lösungsmittel gestattet, zu verdampfen, wodurch ein poröser Formkörper erhalten wird, der mit dem Anti-Schmierflecken-Mittel der Erfindung getränkt ist.
Danach wird unter Verwendung dieses porösen, mit dem Anti-Schmierflecken-Mittel imprägnierten Formkörpers mittels eines Verfahrens der Vakuumabscheidung eine Anti-Schmierflecken-Schicht auf der Oberfläche eines Behandlungssubstrates abgeschieden. Was das Heizverfahren für die Erwärmung des porösen Formkörpers angeht, mit dem das Anti-Schmierflecken-Mittel verdampft wird, so kann auf wirkungsvolle Weise ein Widerstands-Heizverfahren, ein Elektronenstrahl-Heizverfahren, ein Ionenstrahl-Heizverfahren, ein Hochfrequenz-Heizverfahren oder ein Licht-Heizverfahren eingesetzt werden.
Nach der Beendigung der Abscheidung einer Anti-Schmierflecken-Schicht auf dem Behandlungssubstrat kann das resultierende Substrat, falls dies gewünscht wird, einem Erwärmen, einer Befeuchtung, einer Bestrahlung mit Licht oder einer Bestrahlung mit Elektronenstrahlen unterzogen werden.
Wie vorstehend erklärt, sollte das Ausmaß der Verdampfung der Anti-Schmierflecken-Schicht, wenn eine Anti-Schmierflecken-Schicht mittels eines Verfahrens der Trockenbeschichtung gebildet wird, bevorzugt genau eingestellt werden, um die Filmdicke der Anti-Schmierflecken-Schicht genau einzustellen. Wenn der vorstehend erwähnte poröse Formkörper verwendet wird, wird das Ausmaß der Verdampfung des Anti-Schmierflecken-Mittels durch die Imprägnierungsmenge des Anti-Schmier-Mittels in dem porösen Formkörper und durch die Erwärmungsbedingungen bei der Bildung der Anti-Schmierflecken-Schicht festgelegt, und somit ist die Verwendung eines porösen Formkörpers in Bezug auf die Steuerung der Filmdicke vorteilhaft. Die Verwendung des porösen Formkörpers zur Bildung einer Anti-Schmierflecken-Schicht mittels eines Verfahrens der Vakuumabscheidung ist auch in der Hinsicht vorteilhaft, dass das auf Grund einer Erwärmung ausgetretene Anti-Schmierflecken-Mittel daran gehindert wird, den Innenbereich des Gerätes zu verschmutzen und dass es nicht mehr so stark zu einem Spritzen (splash phenomenon) des Anti-Schmierflecken-Mittels kommt.
Obwohl es für die Filmdicke der unter Verwendung des Anti-Schmierflecken-Mittels der Erfindung zu bildenden Anti-Schmierflecken-Schicht keinerlei Einschränkungen gibt, sollte die Filmdicke angesichts der Anti-Schmierflecken-Eigenschaften, der Abriebbeständigkeit und der optischen Eigenschaften eines optischen Elementes bevorzugt in einem Bereich von 10 bis 500 Angström liegen.
1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Beispiels des erfindungsgemäßen optischen Elementes mit Antireflexions-Eigenschaften.
Es wird auf 1 Bezug genommen: ein Film 2 mit Antireflexions-Eigenschaften ist auf einer der Oberflächen des transparentes Substrates 1 abgeschieden. Des Weiteren ist gemäß dem Verfahren der Erfindung eine Anti-Schmierflecken-Schicht 3 auf diesem Film 2 mit Antireflexions-Eigenschaften gebildet.
Das erfindungsgemäße optische Element mit Antireflexions-Eigenschaften wird dann mittels eines geeigneten Befestigungsverfahrens, wie einer Laminierung, an ein funktionelles optisches Element, wie eine Polarisationsplatte (polarizing plate) angebracht, wodurch das optische funktionelle Element der Erfindung erhalten wird, das eine Antireflexionsfunktion zeigt.
2 zeigt die Ansicht eines Querschnitts eines Beispiels des erfindungsgemäßen optischen funktionellen Elementes.
Es wird auf 2 Bezug genommen: ein Film 2 mit Antireflexions-Eigenschaften ist auf einer der Oberflächen eines transparenten Substrates 1 abgeschieden. Des Weiteren ist gemäß dem Verfahren der Erfindung eine Anti-Schmierflecken-Schicht 3 auf diesem Film 2 mit Antireflexions-Eigenschaften gebildet. Des Weiteren ist auf der anderen Oberfläche des transparenten Substrates 1 eine Polarisationsplatte 4 gebildet, die als funktionelles optisches Element fungiert.
Dieses optische Element mit Antireflexions-Eigenschaften oder ein mit diesem optischen Element mit Antireflexions-Eigenschaften laminiertes optisches funktionelles Element wird dann unter Verwendung eines Klebstoffs oder eines druckempfindlichen Klebstoffs an die Frontplatte (eine Glasplatte, eine Kunststoffplatte oder eine Polarisationsplatte) verschiedener Anzeigevorrichtungen (eine Flüssigkristallanzeige, eine Kathodenstrahlröhrenanzeige, Projektionsfernsehen, eine Plasmaanzeige, eine EL-Anzeige und ähnliches) geklebt, wodurch eine Anzeigevorrichtung der Erfindung erhalten wird.
3 zeigt eine schematische Ansicht eines Beispiels der erfindungsgemäßen Anzeigevorrichtung. In der in 3A gezeigten Flüssigkristallanzeige ist ein TFT-Substrat 10a, das auf einer seiner Oberflächen mit einem Ausrichtungsfilm 11a versehen ist, einem Glassubstrat 10b, das auf einer seiner Oberflächen mit einem Ausrichtungsfilm 11b versehen ist, gegenüberliegend angeordnet, wobei ein Abstandshalter 13 dazwischen angeordnet ist. Außerdem befindet sich zwischen dem TFT-Substrat 10a und dem Glassubstrat 10b eine Flüssigkristallschicht 12. Des Weiteren ist das TFT-Sub strat 10a mit einer Anzeige-Elektrode 14 versehen, und das Glassubstrat 10b ist mit einem Farbfilter 15 und einer Gegenelektrode 16 versehen. Des Weiteren ist eine Polarisationsplatte 17 auf der anderen Oberfläche eines jeden der TFT-Substrate 10a und des Glassubstrates 10b gebildet.
Ein optisches funktionelles Element 18, das mit einer Anti-Schmierflecken-Schicht versehen ist, die unter Verwendung des Anti-Schmierflecken-Mittels der Erfindung gebildet wurde, ist auf der Oberfläche der Polarisationsplatte 17 gebildet, die auf dem TFT-Substrat 10a gebildet wurde.
3B zeigt eine schematische Ansicht eines Bereichs einer Kathodenstrahlröhrenanzeige. Wie in 3B gezeigt ist, ist ein optisches funktionelles Element 22, das mit einer Anti-Schmierflecken-Schicht versehen ist, die unter Verwendung des Anti-Schmierflecken-Mittels der Erfindung gebildet wurde, auf der Oberfläche eines Feldes (panel) 21 gebildet.
Wie in den 3A und 3B gezeigt ist, ist eine Anti-Schmierflecken-Schicht auf der Oberfläche eines optischen funktionellen Elementes so ausgebildet, dass Schmierflecken, wie Fingerabdrücke, Hautfett, Schweiß, Kosmetika und ähnliches, an einer Haftung an der Oberfläche des optischen funktionellen Elementes gehindert werden. Diese Anti-Schmierflecken-Schicht weist eine ausgezeichnete Haltbarkeit auf und ermöglicht es, Schmierflecke selbst dann wegzuwischen, wenn der Schmierfleck an der Oberfläche der Anti-Schmierflecken-Schicht haftet. Deshalb ist es möglich, eine Anzeigevorrichtung mit ausgezeichneter Erkennbarkeit des Bildes zu erhalten.
Anschließend wird die Erfindung weiter unter Bezugnahme auf bestimmte Beispiele erklärt, die die Erfindung jedoch nicht einschränken sollen.
Zuerst wurde auf die nachstehende Weise eine TAC-(Triacetylcellulose)-folie, an der ein Film mit Antireflexions-Eigenschaften angebracht worden war, hergestellt.
Ein monofunktionelles Acrylharz wurde auf die Oberfläche einer TAC-Folie (Dicke: 80 μm) mittels eines Mikrogravurverfahrens aufgebracht. Anschließend wurde die Überzugsschicht aus einer Entfernung von 20 cm 10 Sekunden lang mit dem Licht einer Metallhalogenidlampe (120W) bestrahlt, wodurch eine harte Überzugsschicht erzeugt wurde. Danach wurden nacheinander ein erster TiO₂-Film, ein erster SiO₂-Film, ein zweiter TiO₂-Film und ein zweiter SiO₂-Film auf der harten Überzugsschicht mittels eines Abscheidungsverfahrens unter Zuhilfenahme eines Plasmas abgeschieden, wodurch eine Antireflexionsschicht erhalten wurde.
Der Brechungsindex "n", die geometrische Dicke "d" und die optische Filmdicke "nd" einer jeden Schicht wurden wie nachstehend angegeben eingestellt: TAC-Folie (n = 1,49), harte Überzugsschicht (n = 1,51, d = ungefähr 5 μm), erster TiO₂-Film (n = 2,30, nd = 60 nm), erster SiO₂-Film (n = 1,46, nd = 40 nm), zweiter TiO₂-Film (n = 2,30, nd = 110 nm) und zweiter SiO₂-Film (n = 1,46, nd = 140 nm). Die optische Filmdicke wurde unter Verwendung eines Geräts zur Überwachung der optischen Filmdicke beobachtet, und wenn die beabsichtigte Lichtmenge erreicht worden war, wurde die Operation der Filmbildung angehalten, wodurch eine vorgegebene optische Filmdicke erhalten wurde.
In den nachstehenden Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden die auf diese Weise erhaltenen TAC-Folien, an die ein Film mit Antireflexions-Eigenschaften angebracht worden war, als Behandlungssubstrat oder als transparentes Substrat zur Bildung einer Anti-Schmierflecken-Schicht verwendet.
Beispiel 1
Zuerst wurden 1,70 g eines Fluorharzes, das eine Hydroxylgruppe aufwies und durch die nachstehende chemische Formel (4) wiedergegeben wird, in 7,13 g Bis(trifluormethyl)benzol gelöst, um eine Lösung herzustellen. Die resultierende Lösung wurde dann in einen Vierhalskolben, der mit einem Rührer, einem Tropftrichter, einem Rückflußkühler und einem Thermometer versehen war, gegeben. C₃F₇-(OC₃F₆)₂₄-O-(CF₂)₂= CH₂OH (4)
Anschließend wurden 0,0018 g Dibutylzinndilaurat (Katalysator) zu der Lösung in dem Kolben gegeben und die resultierende Mischung wurde dann bei einer Temperatur von 100°C unter ausreichendem Rühren stehen gelassen. Danach wurden 0,13 g Isocyanatpropyltriethoxysilan, das durch die nachstehende chemische Formel (5) wiedergegeben wird, aus dem Tropftrichter in den Kolben getropft. OCN(CH₂)₃-Si-(OC₂H₅)₃ (5)
Nach der Beendigung des Zutropfens der Silanverbindung wurde es der Mischung gestattet, während eines 10stündigen Erwärmens unter Rückfluss zu reagieren, wodurch eine Organosiliciumverbindung erhalten wurde.
Anschließend wurde diese Organosiliciumverbindung einer FT-IR-Analyse unterzogen, um das in 4 gezeigte FT-IR-Diagramm zu erhalten.
Als Ergebnis wurde bestätigt, dass es sich bei der erhaltenen Verbindung um eine Organosiliciumverbindung handelte, die durch die nachstehende allgemeine chemische Formel (6) wiedergegeben wird: C₃F₇(OC₃F₆)₂₄-O-(CF₂)₂-CH₂-OOCNH(CH₂)₃-Si-(OC₂H₅)₃ (6)
Die so erhaltene Organosiliciumverbindung wurde mit Perfluorhexan zu einer 0,1gew.-%igen Lösung verdünnt, wodurch ein Anti-Schmierflecken-Mittel der Erfindung erhalten wurde.
Anschließend wurde die mit dem Film mit Antireflexions-Eigenschaften versehene TAC-Folie, die wie vorstehend erwähnt hergestellt worden war, als Behandlungssubstrat eingesetzt, und das in diesem Beispiel erhaltene Anti-Schmierflecken-Mittel wurde mittels eines Tauchauftragverfahrens auf die Oberfläche des Behandlungssubstrates aufgebracht. Das beschichtete Substrat wurde anschließend bei einer Temperatur von 60°C 1 Minute lang wärme-getrocknet, um eine Anti-Schmierflecken-Schicht zu bilden, wodurch das optische Element mit Antireflexions-Eigenschaften dieses Beispiels erhalten wurde.
5 zeigt eine Schnittansicht des optischen Elementes mit Antireflexions-Eigenschaften, das auf diese Weise erhalten wurde. Wie in 5 gezeigt, war das optische Elementes mit Antireflexions-Eigenschaften gemäß diesem Beispiel so aufgebaut, dass eine harte Überzugsschicht 5 auf einem transparenten Substrat 1 gebildet war, und ein Film 2 mit Antireflexionseigenschaften, der aus einer Laminatstruktur gebildet war, die aus einem ersten TiO₂-Film 2a, einem ersten SiO₂-Film 2b, einem zweiten TiO₂-Film 2c und einem zweiten SiO₂-Film 2d bestand, wurde auf der Oberfläche der harten Überzugsschicht 5 abgeschieden. Die oberste Schicht dieses optischen Elements wurde von einer Anti-Schmierflecken-Schicht 3 aufgebaut, die aus dem erfindungsgemäßen Anti-Schmierflecken-Mittel hergestellt worden war.
Vergleichsbeispiel 1
CF₃(CF₂)₇(CH₂)₂Si(NH₃)₂ (KP801M; Shin-etsu Chemical Industries Ltd.) wurde mit Perfluorhexan zu einer 0,1 gew.-%igen Lösung verdünnt, wodurch ein Anti-Schmierflecken-Mittel erhalten wurde.
Anschließend wurde unter Nutzung dieses Anti-Schmierflecken-Mittels auf der Oberfläche eines Behandlungssubstrates auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gezeigt eine Anti-Schmierflecken-Schicht gebildet.
Beispiel 2
Die in Beispiel 1 erhaltene und durch die chemische Formel (6) wiedergegebene Organosiliciumverbindung wurde mit Perfluorhexan zu einer 20 gew.-%igen Lösung verdünnt, wodurch das Anti-Schmierflecken-Mittel dieses Beispiels erhalten wurde.
Anschließend wurde die wie vorstehend erwähnt mit einem Film mit Antireflexions-Eigenschaften versehene TAC-Folie als Behandlungssubstrat verwendet und das in diesem Beispiel erhaltene Anti-Schmierflecken-Mittel wurde mittels eines Verfahrens der Vakuumabscheidung (Widerstands-Heizverfahren) auf die Oberfläche des Behandlungssubstrates abgeschieden, wodurch eine Anti-Schmierflecken-Schicht erhalten wurde.
Bei der Durchführung dieses Verfahrens der Vakuumabscheidung wurden 5 mg (Feststoff) des Anti-Schmierflecken-Mittels im Inneren eines Schiffchens angeordnet, und das Innere der Abscheidungsapparatur wurde bis zu einem Druck von 5 × 10^–5 Torr oder weniger evakuiert. Danach wurde das Schiffchen auf 400°C erwärmt, um das Anti-Schmierflecken-Mittel zu verdampfen.
Vergleichsbeispiel 2
Die gleichen Verfahren wie diejenigen in Beispiel 2 wurden wiederholt, außer dass CF₃(CF₂)₇(CH₂)₂Si(NH₃)₂ (KP801M; Shin-etsu Chemical Industries Ltd.) als das Anti-Schmierflecken-Mittel verwendet wurde, wodurch auf der Oberfläche eines Behandlungssubstrates eine Anti-Schmierflecken-Schicht gebildet wurde.
Beispiel 3
(1) Herstellung eines porösen Formkörpers
Ein Pellet mit einem Durchmesser von 6 mm und einer Höhe von 4 mm wurde mittels einer hydraulischen Presse und unter Verwendung von Al₂O₃-Pulver mit einem Teilchendurchmesser von 1 bis 10 μm als Ausgangsmaterial hergestellt. Anschließend wurde dieses Pellet 14 Stunden lang bei einer Temperatur von 1.200°C gesintert. Es wurde gefunden, dass die resultierende gesinterte Substanz (Pellet) eine Porosität von ungefähr 40% aufwies.
(2) Synthese eines Anti-Schmierflecken-Mittels
Zuerst wurde eine Natriumhydrid-Ölsuspension in einen auberginenförmigen 100 ml Zweihalskolben eingebracht, der mit einem Tropftrichter und einem Rückflusskühler versehen war, um eine Verdrängung mit Stickstoff durchzuführen. Nach dieser Verdrängung wurde das Waschen mit n-Hexan unter einer Stickstoffatmosphäre vier Mal wiederholt, und anschließend wurde das n-Hexan im Vakuum abdestilliert, wodurch Natriumhydrid (0,011 mol) erhalten wurde.
0,01 mol eines Fluorharzes mit einer Hydroxylgruppe, das durch die nachstehende chemische Formel (4) wiedergegeben wird, wurden in 50 g Bis(trifluormethyl)benzol gelöst, um eine Lösung herzustellen. Die resultierende Lösung wurde dann mit einer Geschwindigkeit von einem Tropfen pro Sekunde vorsichtig unter Eiskühlung in den Kolben getropft. Nach der Beendigung dieser Zutropf-Operation wurde die Reaktionsmischung aus dem Eisbad entnommen und 10 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. 0,1 Mol Chlormethyltrimethoxysilan, das durch die nachstehende Formel (7) wiedergegeben wird, wurde zu Natriumalkoxid gegeben und die resultierende Mischung wurde zwei Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Danach wurde die Reaktionsmischung 72 Stunden lang unter Rückfluss erhitzt, wobei die Heiztemperatur bei 90°C gehalten wurde. Nach der Beendigung des Erhitzens unter Rückfluss wurden nicht-umgesetztes Natriumhydrid und Natriumchlorid im Vakuum abfiltriert, und das Filtrat wurde ausreichend mit Wasser gewaschen. Des Weiteren wurden Bis(trifluormethyl)benzol und überschüssiges Chlormethyltrimethoxysilan im Vakuum abdestilliert, um eine Organosiliciumverbindung zu erhalten, die durch die nachstehende Formel (8) wiedergegeben wird. C₃F₇-(OC₃F₆)₂₄-O-(CF₂)₂-CH₂-OH (4) ClCH₂Si(OCH₃)₃ (7) C₃F₇-(OC₃F₆)₂₄-O-(CF₂)₂-CH₂-O-CH₂Si(OCH₃)₃ (8)
Danach wurden 5 g der durch die vorstehende Formel (8) wiedergegebenen Organosiliciumverbindung mit Perfluorhexan zu einer 10gew.-%igen Lösung verdünnt, wodurch ein Anti-Schmierflecken-Mittel erhalten wurde. Anschließend wurde der vorstehend erwähnte poröse Formkörper (Pellet) in die Lösung des Anti-Schmierflecken-Mittels getaucht, um den porösen Formkörper vollständig mit dem Anti-Schmierflecken-Mittel zu sättigen. Anschließend wurde der poröse Formkörper aus der Lösung des Anti-Schmierflecken-Mittels entnommen und dem Lösungsmittel wurde es gestattet, zu verdampfen. Als Ergebnis wurde gefunden, dass der poröse Formkörper (Pellet) ungefähr 2 Gew.-% Anti-Schmierflecken-Mittel enthielt.
(3) Herstellung der Anti-Schmierflecken-Schicht
Das Pellet wurde auf ein Molybdän-Schiffchen montiert und dem Anti-Schmierflecken-Mittel wurde es gestattet, sich mittels eines Verfahrens der Vakuumabscheidung (Widerstands-Heizverfahren) auf der vorstehend erwähnten, mit einem Film mit Antireflexions-Eigenschaften versehenen TAC-Folie abzuscheiden, wodurch eine Anti-Schmierflecken-Schicht gebildet wurde. In diesem Fall wurde das Innere der Abscheidungsapparatur bis zu einem Druck von 5 × 10^–5 Torr oder weniger evakuiert. Danach wurde das Schiffchen auf 400°C erwärmt, um das Anti-Schmierflecken-Mittel zu verdampfen.
Vergleichsbeispiel 3
Die gleichen Verfahren wie diejenigen von Beispiel 3 wurden wiederholt, außer dass CF₃(CF₂)₇(CH₂)₂Si(NH₃)₂ (KP801M; Shin-etsu Chemical Industries Ltd.) als Anti-Schmierflecken-Mittel eingesetzt wurde, wodurch eine Anti-Schmierflecken-Schicht auf der Oberfläche der mit einem Film mit Antireflexions-Eigenschaften versehenen TAC-Folie gebildet wurde.
Beispiel 4
(1) Herstellung eines porösen Formkörpers
Ein Pellet mit einer Porosität von ungefähr 40% wurde mittels der gleichen Verfahren wie diejenigen von Beispiel 3 hergestellt.
(2) Synthese eines Anti-Schmierflecken-Mittels
Zuerst wurde eine Natriumhydrid-Ölsuspension in einen auberginenförmigen 100 ml Zweihalskolben eingebracht, der mit einem Tropftrichter und einem Rückflusskühler versehen war, um eine Verdrängung mit Stickstoff durchzuführen. Nach dieser Verdrängung wurde das Waschen mit n-Hexan unter einer Stickstoffatmosphäre vier Mal wiederholt, und anschließend wurde das n-Hexan im Vakuum abdestilliert, wodurch Natriumhydrid (0,011 mol) erhalten wurde.
0,01 mol eines Fluorharzes mit einer Hydroxylgruppe, das durch die nachstehende chemische Formel (4) wiedergegeben wird, wurden in 50 g Bis(trifluormethyl)benzol gelöst, um eine Lösung herzustellen. Die resultierende Lösung wurde dann mit einer Geschwindigkeit von einem Tropfen pro Sekunde vorsichtig unter Eiskühlung in den Kolben getropft. Nach der Beendigung dieser Zutropf-Operation wurde die Reaktionsmischung aus dem Eisbad entnommen und 10 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. 0,03 Mol Chlormethyltrimethoxysilan, das durch die nachstehende Formel (7) wiedergegeben wird, wurde zu Natriumalkoxid gegeben und die resultierende Mischung wurde zwei Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Danach wurde die Reaktionsmischung 48 Stunden lang unter Rückfluss erhitzt, wobei die Heiztemperatur bei 100°C gehalten wurde. Nach der Beendigung des Rückflusses wurden nicht-umgesetztes Natriumhydrid und Natriumchlorid im Vakuum abfiltriert, und das Filtrat wurde ausreichend mit Wasser gewaschen. Des Weiteren wurden Bis(trifluormethyl)benzol und überschüssiges Chlormethyltrimethoxysilan im Vakuum abdestilliert, um eine Organosiliciumverbindung zu erhalten, die durch die nachstehende Formel (9) wiedergegeben wird. C₃F₇-(OC₃F₆)₂₄-O-(CF₂)₂-CH₂-OH (4) ClCH₂Si(OCH₃)₃ (7) [C₃F₇-(OC₃F₆)₂₄-O-(CF₂)₂-CH₂-O-CH₂]Si(OCH₃)₂[(CH₂)₂Cl] (9)
Danach wurden 5 g der durch die vorstehende Formel (9) wiedergegebenen Organosiliciumverbindung mit Perfluorhexan zu einer 10gew.-%igen Lösung verdünnt, wodurch ein Anti-Schmierflecken-Mittel erhalten wurde. Anschließend wurde der vorstehend erwähnte poröse Formkörper (Pellet) in die Lösung des Anti-Schmierflecken-Mittels getaucht, um den porösen Formkörper vollständig mit dem Anti-Schmierflecken-Mittel zu sättigen. Anschließend wurde der poröse Formkörper aus der Lösung des Anti-Schmierflecken-Mittels entnommen und dem Lösungsmittel wurde es gestattet, zu verdampfen. Als Ergebnis wurde gefunden, dass der poröse Formkörper (Pellet) ungefähr 2 Gew.-% Anti-Schmierflecken-Mittel enthielt.
(3) Herstellung einer Anti-Schmierflecken-Schicht
Unter Anwendung der gleichen Verfahren wie in Beispiel 3 wurde eine Anti-Schmierflecken-Schicht auf der Oberfläche der mit einem Film mit Antireflexions-Eigenschaften versehenen TAC-Folie gebildet.
Die in den vorstehenden Beispielen und Vergleichsbeispielen erhaltenen Anti-Schmierflecken-Schichten wurden als Proben zur Beurteilung der verschiedenen nachstehenden Eigenschaften eingesetzt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 1 zusammengefaßt.

(a) Messung des Kontaktwinkels: Unter Verwendung eines Geräts zur Messung des Kontaktwinkels (CA-X: Kyowa Kaimen Kagaku Co. Ltd.) wurde unter trockenen Bedingungen (20°C, 65% RF) am spitzen Ende einer Nadel ein Tropfen mit einem Durchmesser von 1,8 mm erzeugt. Anschließend wurde dieser Tropfen in Kontakt mit der Oberfläche einer Probe (Festkörper) gebracht, um einen Tropfen auf der Oberfläche der Probe zu bilden. Bei diesem Kontaktwinkel handelt es sich um den zwischen der Oberfläche eines Festkörpers und der Tangentenlinie auf die Oberfläche der Flüssigkeit an dem Kontaktpunkt zwischen dem Festkörper und der Flüssigkeit gebildeten Winkel. Deshalb wurde der Kontaktwinkel als der Winkel definiert, der an dem Berührungsboden der Flüssigkeit gemessen wurde. Was die Flüssigkeit angeht, so wurden destilliertes Wasser und n-Hexadecan eingesetzt.
(b) Messung des Fallwinkels: Unter Verwendung eines Geräts zur Messung des Tropfwinkels (CA-X: Kaimen Kagaku Co. Ltd.) wurde am spitzen Ende einer Nadel unter trockenen Bedingungen (20°C, 65% RF) ein Tropfen mit einem Durchmesser von 3,0 mm erzeugt. Anschließend wurde dieser Tropfen mit der Oberfläche einer horizontalen Probe (Festkörper) in Kontakt gebracht, um einen Tropfen auf der Oberfläche der horizontalen Probe zu bilden. Wenn die feste Probe langsam geneigt wurde, wurde eine allmähliche Deformierung des Tröpfchens verursacht, und wenn die Probe bis zu einem bestimmten Winkel geneigt wurde, wurde ein Herabrinnen des Tropfens ausgelöst. Deshalb wurde dieser letzte Neigungswinkel als Fallwinkel definiert. Was die Flüssigkeit angeht, so wurden destilliertes Wasser und n-Hexadecan verwendet.
(c) Haftung eines Ölstiftes: Unter Verwendung eines Ölstiftes (Markierungstinte: Magertyp (lean type) No. 500) wurde eine gerade Linie mit einer Länge von 1 cm auf die Oberfläche einer Probe gezeichnet, um mit dem bloßen Auge die Leichtigkeit des Anhaftens und den Grad des Hervorstehens des geschriebenen Bereiches zu ermitteln. Die Kriterien waren in diesem Fall wie nachstehend angegeben definiert:

O:

Der mit dem Ölstift beschriebene Bereich wurde kugelförmig abgestossen;

X:

Der mit dem Ölstift beschriebene Bereich wurde nicht abgestossen und es konnte eine gerade Linie gezeichnet werden;
(d) Leichtigkeit des Wegwischens von Öltinte: Die Öltinte, die an der Oberfläche einer Probe haftete, wurde unter Verwendung eines Cellulose-Faservlieses (Pencot M-3; Asahi Kasei Co., Ltd.) abgewischt, um mit bloßem Auge die Leichtigkeit ihrer Entfernung zu ermitteln. Die Kriterien waren in diesem Fall wie nachstehend angegeben definiert:

O:

Die Öltinte konnte vollständig abgewischt werden;

Δ:

Es konnte nach dem Abwischen eine Spur Öltinte festgestellt werden;

X:

Es war nicht möglich, die Öltinte abzuwischen;
(e) Haftung von Fingerabdrücken: Ein Finger wurde einige Sekunden lang gegen die Oberfläche einer Probe gedrückt, um einen Fingerabdruck auf der Oberfläche der Probe zu erzeugen und mit dem bloßen Auge die Leichtigkeit eines Anhaftens und den Grad des Hervorstehens des Fingerabdrucks zu ermitteln. Die Kriterien waren in diesem Fall wie nachstehend angegeben definiert:

O:

Das Anhaften des Fingerabdrucks war minimal und es stand keine Spur eines Fingerabdrucks hervor;

X:

Es konnte kein Anhaften des Fingerabdrucks festgestellt werden;
(f) Einfachheit des Abwischens der Fingerabdrücke: Ein Fingerabdruck, der an der Oberfläche der Probe haftete, wurde unter Verwendung eines Cellulose-Faservlieses (Pencot M-3; Asahi Kasei Co., Ltd.) abgewischt, um mit dem bloßen Auge die Leichtigkeit seiner Entfernung zu ermitteln. Die Kriterien für diesen Fall waren wie nachstehend definiert:

O:

Der Fingerabdruck konnte vollständig abgewischt werden;

Δ:

Es konnte eine Spur des Fingerabdrucks nach dem Abwischen festgestellt werden;

X:

Es war unmöglich, den Fingerabdruck abzuwischen;
(g) Abriebbeständigkeit: Die Oberfläche einer Probe wurde unter Verwendung eines Cellulose-Faservlieses (Pencot M-3; Asahi Kasei Co., Ltd.) 100mal gerieben, wobei eine Last von 500gf eingesetzt wurde, und danach wurden erneut die vorstehend erwähnten Beurteilungen der Eigenschaften (a) bis (f) durchgeführt.

Die Werte in den Klammern zeigen die Ergebnisse nach der Prüfung der Abriebbeständigkeit.
Aus Tabelle 1 ist zu erkennen, dass die Anti-Schmierflecken-Schichten gemäß den Beispielen 1 bis 4 verglichen mit den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 für destilliertes Wasser und n-Hexan weniger benetzbar waren und Fingerabdrücke und öliger Schmutz daran weniger gut hafteten. Darüberhinaus konnten Schmierflecken, selbst wenn sie an den Anti-Schmierflecken-Schichten gemäß der Beispiele 1 bis 4 hafteten, leicht entfernt werden, woraus sich ausgezeichnete Anti-Schmierflecken-Eigenschaften ergeben. Ferner wurde gefunden, wie in Tabelle 1 gezeigt ist, dass die Anti-Schmierflecken-Eigenschaften der Proben dieser Beispiele nach der Prüfung auf Abriebbeständigkeit dauerhaft waren, woraus sich eine ausgezeichnete Dauerhaftigkeit der Anti-Schmierflecken-Eigenschaften ergab.
Die auf der Oberfläche des optischen Elementes unter Verwendung des Anti-Schmierflecken-Mittels der Erfindung gebildete Anti-Schmierflecken-Schicht ist geeignet, im Vergleich mit einer unter Verwendung herkömmlicher Anti-Schmierflecken-Mittel gebildeten Anti-Schmierflecken-Schicht wirkungsvoller aus Fingerabdrücken, Hautfett, Schweiß, Kosmetika und ähnlichem gebildete Schmierflecken an einer Haftung an die Oberfläche zu hindern, ohne dass sich die optischen Eigenschaften des optischen Elementes verschlechtern, und selbst wenn Schmierflecken an der Anti-Schmierflecken-Schicht haften, können die Schmierflecken leicht entfernt werden, und gleichzeitig ist die Dauerhaftigkeit der Anti-Schmierflecken-Eigenschaften der Anti-Schmierflecken-Schicht der Erfindung ausgezeichnet.
Außerdem wird es möglich, wenn die Anti-Schmierflecken-Schicht mittels eines Verfahrens der Nassbeschichtung unter Verwendung des Anti-Schmierflecken-Mittels der Erfindung gebildet werden soll, das Anti-Schmierflecken-Mittel auf ein Behandlungssubstrat mit komplizierter Struktur und großer Oberfläche aufzubringen, woran das herkömmliche Verfahren der Trockenbeschichtung scheiterte. Andererseits kann auf den Einsatz eines Verdünnungs-Lösungsmittels für die Bildung der Anti-Schmierflecken-Schicht verzichtet werden, wenn die Anti-Schmierflecken-Schicht mittels eines Verfahrens der Trockenbeschichtung unter Verwendung des Anti-Schmierflecken-Mittels der Erfindung gebildet werden soll, und gleichzeitig wird es möglich, die Filmdicke der Anti-Schmierflecken-Schicht genau einzustellen. Insbesondere wenn ein Vakuumabscheidungsverfahren unter Verwendung eines porösen Formkörpers für die Bildung der Anti-Schmierflecken-Schicht eingesetzt wird, wird die Steuerung der Filmdicke einfacher, was für die Bildung der Anti-Schmierflecken-Schicht vorteilhaft ist.
Da auf die Oberfläche eines optischen funktionellen Elements der Erfindung, das durch das Laminieren eines optischen Elementes oder eines optischen Elementes mit Antireflexions-Eigenschaften der Erfindung mit einem funktionellen optischen Element, wie einer Polarisationsplatte, erhalten werden kann, eine Anti-Schmierflecken-Schicht aufgebracht wird, die sowohl ausgezeichnete Anti-Schmierflecken-Eigenschaften als auch eine ausgezeichnete Dauerhaftigkeit aufweist, ist es möglich, eine Anzeigevorrichtung zu erhalten, die eine ausgezeichnete Erkennbarkeit des Bildes aufweist, wenn dieses optische funktionelle Element an die Vorderseite eines Anzeigebildschirmes verschiedener Anzeigevorrichtungen (wie eine Flüssigkristallanzeige, eine Kathodenstrahlröhrenanzeige, Projektionsfernsehen, eine Plasmaanzeige, eine EL-Anzeige und ähnliches) angebracht wird.

Claims

Anti-Schmierflecken-Mittel, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Organosiliciumverbindung enthält, die durch die nachstehende allgemeine Formel (1) wiedergegeben wird: R^f2-(OC₃F₆)_n2-O-(CF₂)_m2-(CH₂)_l2-Z-(CH₂)_s2-Si-(R²)₃ (1)worin R^f2 eine lineare oder verzweigte Perfluoralkylgruppe mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen ist; R² eine hydrolytische Gruppe ist; Z -OOCNH- oder -O- ist; n2 eine ganze Zahl von 1 bis 50 ist; m2 eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; l2 eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; und s2 eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist, mit der Maßgabe, daß m2 und l2 der Bedingung 6 ≥ m2 + l2 > 0 genügen.
Anti-Schmierflecken-Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das R² in der allgemeinen Formel (1) eine Alkoxygruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist.
Anti-Schmierflecken-Mittel, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Organosiliciumverbindung enthält, die durch die nachstehende allgemeine Formel (3) wiedergegeben wird:
worin R^f2 eine lineare oder verzweigte Perfluoralkylgruppe mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen ist; R³ eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist; X ein Halogenatom ist; n2 eine ganze Zahl von 1 bis 50 ist; m2 eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; l2 eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; und s2 eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist; a eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; b eine ganze Zahl von 0 bis 3 ist; c 0 oder 1 ist; d 0 oder 1 ist; mit der Maßgabe, daß m2, l2, a, b, c und d den Bedingungen 6 ≥ m2 + l2 > 0, a + b = 3 und c + d = 1 genügen.
Anti-Schmierflecken-Mittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Organosiliciumverbindung aus einer ersten Organosiliciumverbindung, die durch die allgemeine Formel (3) wiedergegeben wird, und einer zweiten Organosiliciumverbindung, die durch die allgemeine Formel (3) wiedergegeben wird, gebildet ist, und die erste Organosiliciumverbindung und die zweite Organosiliciumverbindung sich in den Bestandteilen "a", "b", "c" und "d" in der allgemeinen Formel (3) unterscheiden.
Verfahren zur Herstellung einer Anti-Schmierflecken-Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Schritt der Abscheidung des Anti-Schmierflecken-Mittels nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auf einem Behandlungssubstrat umfasst.
Verfahren zur Herstellung einer Anti-Schmierflecken-Schicht nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anti-Schmierflecken-Mittel auf dem Behandlungssubstrat mittels eines Verfahrens der Nassbeschichtung abgeschieden wird.
Verfahren zur Herstellung einer Anti-Schmierflecken-Schicht nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anti-Schmierflecken-Mittel auf dem Behandlungssubstrat mittels eines Verfahrens der Trockenbeschichtung abgeschieden wird.
Verfahren zur Herstellung einer Anti-Schmierflecken-Schicht nach einem der Ansprüche 5 bis 7, das des Weiteren einen Schritt umfasst, in dem die Anti-Schmierflecken-Schicht, die auf dem Behandlungssubstrat unter Verwendung des Anti-Schmierflecken-Mittels gebildet wurde, einem Erwärmen, einer Befeuchtung, einer Bestrahlung mit Licht oder einer Bestrahlung mit Elektronenstrahlen unterzogen wird.
Verfahren zur Herstellung einer Anti-Schmierflecken-Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß es die nachstehenden Schritte umfasst: Imprägnieren eines porösen Formkörpers mit dem Anti-Schmierflecken-Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4; und Erwärmen des porösen Formkörpers, der mit dem Anti-Schmierflecken-Mittel imprägniert wurde, im Vakuum, wodurch das Anti-Schmierflecken-Mittel verdampft und eine Anti-Schmierflecken-Schicht auf dem Behandlungssubstrat gebildet wird.
Verfahren zur Herstellung einer Anti-Schmierflecken-Schicht nach Anspruch 9, das des Weiteren einen Schritt umfasst, in dem die Anti-Schmierflecken-Schicht, die auf dem Behandlungssubstrat unter Verwendung des Anti-Schmierflecken-Mittels gebildet wurde, einem Erwärmen, einer Befeuchtung, einer Bestrahlung mit Licht oder einer Bestrahlung mit Elektronenstrahlen unterzogen wird.
Verfahren zur Herstellung einer Anti-Schmierflecken-Schicht nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Formkörper aus mindestens einer Art von Materialien aufgebaut ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus SiO₂, TiO₂, ZrO₂, MgO, Al₂O₃, CaSO₄, Cu, Fe, Al, rostfreiem Stahl und Kohlenstoff.
Verfahren zur Herstellung einer Anti-Schmierflecken-Schicht nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizverfahren zum Verdampfen des Anti-Schmierflecken-Mittels, mit dem der poröse Formkörper imprägniert wurde, mindestens ein Verfahren ist, ausgewählt aus einem Widerstands-Heizverfahren, einem Elektronenstrahl-Heizverfahren, einem Ionenstrahl-Heizverfahren, einem Hochfrequenz-Heizverfahren und einem Licht-Heizverfahren.
Optisches Element mit Antireflexions-Eigenschaften, das ein transparentes Substrat; einen auf mindestens einer Fläche des transparenten Substrates gebildeten Film mit Antireflexions-Eigenschaften; und eine auf der äußersten Fläche gebildete Anti-Schmierflecken-Schicht umfaßt; dadurch gekennzeichnet, daß die Anti-Schmierflecken-Schicht das Anti-Schmierflecken-Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4 enthält.
Optisches Element mit Antireflexions-Eigenschaften nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das transparente Substrat ein aus einem transparenten Substrat gebildetes organisches Substrat oder ein aus einem Glassubstrat gebildetes anorganisches Substrat ist.
Optisches funktionelles Element, dadurch gekennzeichnet, daß es das optisches Element mit Antireflexions-Eigenschaften nach Anspruch 13 und ein funktionelles optisches Element umfasst, das an das optischen Element mit Antireflexions-Eigenschaften geklebt ist.
Optisches funktionelles Element nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das funktionelle optische Element eine Polarisationsplatte ist.
Anzeigevorrichtung, die einen Bildschirm mit einer Vorderseite umfaßt, auf deren Oberfläche mittels eines Klebstoffes ein Überzugselement befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Überzugselement das optische funktionelle Element nach Anspruch 15 oder Anspruch 16 ist.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeige eine Flüssigkristallanzeige, eine Kathodenstrahlröhrenanzeige, Projektionsfernsehen, eine Plasmaanzeige oder eine EL-Anzeige ist.