JP2008033188A - プラスチック光学系部材 - Google Patents

Abstract

【課題】
転写面にフッ素系ポリマー層が形成された金型を使用して、熱可塑性樹脂を成形して得られた量産可能な光学系部材であって、転写性、離型性に優れ、さらには反射防止膜等の無機誘電体膜との密着性に優れるプラスチック光学系部材を提供する。
【解決手段】
転写面にフッ素系ポリマー層が形成された金型を用いて、熱可塑性樹脂を成形して得られたものであることを特徴とするプラスチック光学系部材。
【選択図】 なし。

Description

本発明は、転写面にフッ素系ポリマー層が形成された金型を使用して、熱可塑性樹脂を成形して得られる光学系部材であって、転写性、離型性に優れ、さらには、反射防止膜などの無機誘電体膜との密着性に優れるプラスチック光学系部材に関する。

光デジタルストレージは、従来のＣＤやＤＶＤなどのように、６５０ｎｍ、５８０ｎｍなどの長波長のレーザーを用いるものから、高容量化を図ることができるブルーレーザーや紫外線などの低波長のレーザーを用いる、ブルーレイディスク、ＨＤ−ＤＶＤ、ホログラムものへと代わりつつある。このような短波長のレーザーを用いた記録の読み書き・消去を行うピックアップ系には、非常に精度の高いレンズ、光学部材が要求される。

レンズをはじめとする光学系部材としては、ガラスやセラミックスなどからなる透明部材が知られているが、近年においては、量産性とコスト面などから、熱可塑性樹脂を射出成形法やプレス成形法などの金型を用いる成形法により得られる、プラスチック光学系部材が開発されてきている。

例えば、特許文献１には、ビニル脂環式炭化水素重合体を成形して得られる光学用成形体であって、波長４００ｎｍの低波長レーザーを長時間照射しても透過率が低下しない光学用成形体が記載されている。また、特許文献２には、特定のリン系酸化防止剤を含有する熱可塑性樹脂組成物から得られる樹脂成形品であって、青紫色レーザーなどの強い短波長構成を照射しても着色しない樹脂成形品が記載されている。

ところで、樹脂を成形して得られるプラスチック光学系部材において、所定の低波長レーザーを精度よく透過させるためには、精密な形状転写が重要な課題となる。
精密な転写を行うためには、低粘度とした溶融樹脂を金型に押し付ける必要があるが、従来、精密な形状が求められるレンズなどの光学成形体を量産する場合において、成形体の金型からの離型性が悪く、成形体を金型から剥離する際に、溶融樹脂の一部が金型に付着して金型を汚染するなどして、精密な形状転写が困難となる場合があった。

この問題を解決する方法としては、成形する樹脂に離型剤（内部離型剤）を配合する方法や、金型の転写面に外部離型剤を塗布する方法が知られている。
レンズの精度を高めるためには前者の方法が好ましいが、樹脂に内部離型剤を配合することにより、得られる成形体が短波長のレーザー光線に対して耐性が劣ることが問題となっている。

後者の方法による場合、用いる外部離型剤としては、水やペルフルオロアルキルタイプの溶剤に、フッ素系オイルやフッ素系界面活性剤を配合したタイプの離型剤や、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を分散させたタイプの離型剤などのフッ素系離型剤；シリコンオイル（ポリシロキサンなど）のシリコン系離型剤；低分子ワックスなどの炭化水素系離型剤；などが知られている（特許文献３など）。

しかしながら、これらの離型剤を転写面に塗布した金型を使用する場合には、ある程度の離型効果が得られるものの、精密な形状転写が困難であった。また、通常ピックアップ系のレンズ素材には反射防止膜などの無機誘電体膜を形成する場合が多いが、この無機誘電体膜との密着性が良くないことも問題となっていた。
特開２００３−２７０４０１号公報 特開２００４−８３８１３号公報 特開２０００−９４４５５号公報

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたものであり、転写面にフッ素系ポリマー層が形成された金型を使用して、熱可塑性樹脂を成形して得られる量産可能な光学系部材であって、転写性、離型性に優れ、さらには反射防止膜などの無機誘電体膜との密着性に優れるプラスチック光学系部材を提供することを課題とする。

本発明者らは上記課題を解決すべく、金型を用いて熱可塑性樹脂を成形してプラスチック光学系部材を製造する技術について鋭意研究した。その結果、金型として、転写面にフッ素系ポリマー層を形成したものを用いると、転写性、離型性に優れ、さらには、反射防止膜などの無機誘電体膜との密着性にも優れるプラスチック光学系部材を量産することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

かくして本発明によれば、下記（１）〜（５）のプラスチック光学系部材が提供される。
（１）転写面にフッ素系ポリマー層が形成された金型を用いて、熱可塑性樹脂を成形して得られたものであることを特徴とするプラスチック光学系部材。
（２）前記フッ素系ポリマー層が、ペルフルオロアルキル基を有するアクリル酸エステル由来の繰り返し単位、またはペルフルオロアルキル基を有するメタクリル酸エステル由来の繰り返し単位を有する重合体からなる層である（１）に記載の光学系部材。
（３）前記金型が、フッ素系ポリマーとアルキルフルオロエーテル系溶剤とを少なくとも含有する溶液を転写面に塗布後、溶剤を除去することで形成されたフッ素系ポリマー層を有する金型であることを特徴とする（１）または（２）に記載の光学系部材。
（４）前記熱可塑性樹脂が、熱可塑性環状オレフィン系重合体樹脂である（１）〜（３）のいずれかに記載の光学系部材。
（５）４５０ｎｍ以下のレーザーを使用するものである（１）〜（４）のいずれかに記載の光学系部材。

本発明によれば、転写面にフッ素系ポリマー層が形成された金型を用いて、熱可塑性樹脂を成形して得られるプラスチック光学系部材であって、転写性、離型性に優れ、さらには反射防止膜などの無機誘電体膜との密着性にも優れる、量産可能なプラスチック光学系部材が提供される。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のプラスチック光学系部材は、転写面にフッ素系ポリマー層が形成された金型を用いて、熱可塑性樹脂を成形して得られたものであることを特徴とする。

（熱可塑性樹脂）
本発明に用いる熱可塑性樹脂としては、熱可塑性の透明樹脂であれば、格別の制限はないが、使用するレーザーの波長での透過率が高いものである程好ましい。例えば、得られる光学系部材が４０５ｎｍの青紫レーザーを使用するものであれば、４０５ｎｍの透過率が３ｍｍの光路長で７０％以上、好ましくは８０％以上、さらに好ましくは８５％以上、特に好ましくは９０％以上である熱可塑性樹脂が望ましい。

このような熱可塑性樹脂として、具体的には、環状オレフィン系樹脂；ポリカーボネートなどのカーボネート系樹脂；ポリメタクリル酸メチルや脂環式構造含有ポリアクリレートなどのアクリレート系樹脂；ポリエーテルサルフォン；ポリサルフォン；などが挙げられる。

これらの中でも、耐ブルーレーザー性に優れることから、環状オレフィン系樹脂、アクリレート系樹脂が好ましく、環状オレフィン系樹脂がより好ましい。なかでも、日本ゼオン社製の環状オレフィン系重合体樹脂（商品名：ＺＥＯＮＥＸ３４０Ｒ）が、耐ブルーレーザー性に優れるため特に好ましい。

環状オレフィン系重合体樹脂は、主鎖および／または側鎖に脂環式構造を有するものである。
重合体の脂環式構造としては、飽和環状炭化水素（シクロアルカン）構造、不飽和環状炭化水素（シクロアルケン）構造などが挙げられる。これらの中でも、耐ブルーレーザー性、機械的強度、耐熱性などの観点から、シクロアルカン構造やシクロアルケン構造が好ましく、シクロアルカン構造が最も好ましい。

脂環式構造を構成する炭素原子数は、格別な制限はないが、通常４〜３０個、好ましくは５〜２０個、より好ましくは５〜１５個の範囲であるときに、耐ブルーレーザー性、機械的強度、耐熱性、および成形性の特性が高度にバランスされ、好適である。

環状オレフィン系重合体樹脂中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合は、使用目的に応じて適宜選択されればよいが、通常５０重量％以上、好ましくは７０重量％以上、より好ましくは９０重量％以上である。
環状オレフィン系重合体樹脂中の脂環式構造を有する繰り返し単位の割合が過度に少ないと透明性および耐熱性に劣り好ましくない。

なお、環状オレフィン系重合体樹脂中の脂環式構造を有する繰り返し単位以外の残部は、格別な限定はなく、使用目的に応じて適宜選択される。

環状オレフィン系重合体樹脂の具体例としては、例えば、（ｉ）ノルボルネン系重合体、（ii）単環の環状オレフィン系重合体、（iii）環状共役ジエン系重合体、（iv）ビニル脂環式炭化水素系重合体、および（ｖ）これらの水素添加物などが挙げられる。

（ｉ）ノルボルネン系重合体
ノルボルネン系重合体は、格別な制限はなく、例えば、特開平３−１４８８２号公報や、特開平３−１２２１３７号公報などに開示されている公知の重合体であり、具体的には、ノルボルネン系モノマーの開環重合体およびその水素添加物、ノルボルネン系モノマーの付加重合体、ノルボルネン系モノマーとビニル化合物の付加型共重合体などが挙げられる。

ノルボルネン系モノマーとしては、ビシクロ［２．２．１］−ヘプト−２−エン、５−エチリデン−ビシクロ［２．２．１］−ヘプト−２−エン、トリシクロ［４．３．０．１^２，５］−デカ−３，７−ジエン、テトラシクロ［７．４．０．１^{１０，１３}．０^２，７］−トリデカ−２，４，６，１１−テトラエン、テトラシクロ［４．４．０．１^２，５．１^７，１０］−ドデカ−３−エン、８−エチリデン−テトラシクロ［４．４．０．１^２，５．１^７，１０］−ドデカ−３−エン、８−メトキシカルボニル−テトラシクロ［４．４．０．１^２，５．１^７，１０］−ドデカ−３−エン、８−メトキシカルボニル−テトラシクロ［４．４．０．１^２，５．１^７，１０］−ドデカ−３−エンなどが挙げられる。これらのノルボルネン系モノマーは、それぞれ単独であるいは２種以上を組み合わせて用いられる。

ビニル系化合物としては、ノルボルネン系モノマーと共重合可能なものであれば、格別な制限はない。例えば、エチレン、プロピレン、１−ヘキセンなどの炭素数２〜２０のエチレンまたはα−オレフィン；シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロオクテンなどのシクロオレフィン；１，４−ヘキサジエン、１，７−オクタジエンなどの非共役ジエン；などが挙げられる。これらのビニル系化合物は、それぞれ単独であるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。

（ii）単環の環状オレフィン系重合体
単環の環状オレフィン系重合体としては、特開昭６４−６６２１６号公報などに開示されている、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテンなどの単環の環状オレフィン系単量体の付加重合体が挙げられる。

（iii）環状共役ジエン系重合体
環状共役ジエン系重合体としては、特開平６−１３６０５７号公報や特開平７−２５８３１８号公報などに開示されている、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエンなどの環状共役ジエン系単量体を、１，２−または１，４−付加重合した重合体およびその水素添加物などが挙げられる。

（iv）ビニル脂環式炭化水素系重合体
ビニル脂環式炭化水素系重合体としては、特開昭５１−５９９８９号公報などに開示されている、ビニルシクロヘキセン、ビニルシクロヘキサンなどのビニル脂環式炭化水素系単量体の重合体およびその水素添加物；特開昭６３−４３９１０号公報、特開昭６４−１７０６号公報などに開示されている、スチレン、α−メチルスチレンなどのビニル芳香族系単量体の重合体の芳香環部分の水素添加物；などが挙げられる。

前記環状オレフィン系重合体樹脂の分子量は、使用目的に応じて適宜選択されるが、シクロヘキサン溶液（重合体樹脂が溶解しない場合はトルエン溶液）のゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ法で測定した標準ポリスチレン換算の重量平均分子量で、５，０００以上、好ましくは５，０００〜５００，０００、より好ましくは１０，０００〜３００，０００、特に好ましくは２５，０００〜２００，０００の範囲であるときに、機械的強度と成形加工性とが高度にバランスし、好適である。

前記環状オレフィン系重合体樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）は、使用目的に応じて適宜選択されればよいが、通常７０℃以上、好ましくは９０℃以上、より好ましくは１１０℃以上であるときに、耐熱性と成形加工性とが高度にバランスし、好適である。

前記環状オレフィン系重合体樹脂の、２８０℃、荷重２．１６ｋｇｆにおけるＪ１Ｓ−Ｋ６７１９により測定したメルトフローレートは、使用目的に応じて適宜選択すれば良いが、通常０．１〜１００ｇ／１０ｍｉｎ、好ましくは１〜５０ｇ／１０ｍｉｎの範囲である。メルトフローレートが低すぎると、成形時に成形材料を加温する温度がより高温となるため加工しにくい場合が生じ、高すぎると成形時にバリなどの成形不良の発生する場合が生じる。

（成形）
本発明のプラスチック光学系部材は、上述した熱可塑性樹脂を、転写面にフッ素系ポリマー層が形成された金型を用いて、成形して得られたものであることを特徴とする。

（金型）
本発明に用いる金型は、本発明の光学系部材の形状を転写するためのキャビティ内面形状（転写面）を有するものであり、前記転写面にフッ素系ポリマー層が形成されたものである。転写面にフッ素系ポリマー層が形成された金型を用いて、熱可塑性樹脂を成形することにより、転写性、離型性に優れ、さらには、反射防止膜などの無機誘電体膜との密着性にも優れるプラスチック光学系部材を量産することができる。

（フッ素系ポリマー層）
前記金型の転写面にフッ素系ポリマー層を形成する方法としては、例えば、金型の転写面に、フッ素系ポリマーが溶解した溶液を均一に塗布し、得られた塗膜を乾燥する方法が挙げられる。

（フッ素系ポリマー）
本発明に用いるフッ素系ポリマーとしては、格別な制限はないが、フッ素系化合物の溶剤に溶解可能なポリマーであることが好ましい。
フッ素系ポリマーとしては、ペルフルオロアルキル基を有するアクリル酸エステル由来の繰り返し単位、またはペルフルオロアルキル基を有するメタクリル酸エステル由来の繰り返し単位を有する重合体、環状フッ素化モノマーの重合体などが挙げられる。これらの中でも、ペルフルオロアルキル基を有するアクリル酸エステル由来の繰り返し単位を有する重合体、ペルフルオロアルキル基を有するメタクリル酸エステル由来の重合体が好ましい。

ペルフルオロアルキル基を有するアクリル酸エステル由来の繰り返し単位を有する重合体、ペルフルオロアルキル基を有するメタクリル酸エステル由来の繰り返し単位を有する重合体としては、式（Ａ）：ＣＨ_２＝Ｃ（Ｒ^１）ＣＯＯＲ^２Ｒｆで表される単量体の一種または二種以上を重合して得られる重合体が挙げられる。

前記式（Ａ）中、Ｒ^１は水素原子またはメチル基を表す。
Ｒ^２は、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、テトラメチレン基などの直鎖または分岐のアルキレン基を表す。
Ｒｆはペルフルオロアルキル基を表す。Ｒｆのペルフルオロアルキル基の炭素数は、離型性の面から、１〜２０であることが好ましい。

環状フッ素化モノマーの重合体としては、例えば、特開昭６３−１８９６４号、特開昭６３−２３８１１１号、および特開昭６３−２３８１１５号に開示されているものを用いることができる。

また、前記ペルフルオロアルキル基を有するアクリル酸エステル由来の繰り返し単位を有する重合体、ペルフルオロアルキル基を有するメタクリル酸エステル由来の繰り返し単位を有する重合体は、成形性に影響を与えない範囲で、前記式（Ａ）で表される単量体と、その他のモノマーとの共重合体であってもよい。

その他のモノマーとしては、前記式（Ａ）で表される単量体と共重合可能なものであれば、特に制約されないが、例えば、Ｎ−ビニルピロリドン、酢酸ビニル、スチレン、アクリロニトリル、テトラフルフリルアクリレート、ポリエチレングリコールアクリレート等のビニル系モノマーが挙げられる。

（溶剤）
フッ素系ポリマーが溶解した溶液の調製に用いる溶剤としては、フッ素系ポリマーが均一に溶解するものであれば格別な制限はないが、溶剤が残留することで金型を汚染するなどの問題があるため、揮発性を有することが必要である。用いる溶剤としては、沸点が３０℃以上２００℃以下のものが好ましく、４０℃以上１５０℃以下のものがより好ましく、４０℃以上１００℃以下のものが更に好ましい。

これらの中でも、フッ素系ポリマーを均一に溶解させる上で、フッ素化合物溶剤が好ましく、アルキルフルオロエーテル系溶剤が特に好ましい。

アルキルフルオロエーテル系溶剤としては、分子中に水素原子およびフッ素原子を有する液状のエーテルであれば、特に制限されない。
例えば、式（１）：Ｒ^３−Ｏ−Ｒ^４で示される化合物が挙げられる。
式（１）中、Ｒ^３は、（炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数３〜１０のペルフルオロシクロアルキル基、ペルフルオロピロリジン−１−イル基、ペルフルオロピペリジン−１−イル基、ペルフルオロピペラジン−１−イル基、若しくはペルフルオロモルホリン−４−イル基）を置換基として有していてもよい炭素数１〜１０のペルフルオロアルキル基、または、（アルコキシ基若しくはペルフルオロアルキル基）を置換基として有していてもよい炭素数３〜１０のペルフルオロシクロアルキル基を表す。

また、前記炭素数３〜１０のペルフルオロシクロアルキル基、ペルフルオロピロリジン−１−イル基、ペルフルオロピペリジン−１−イル基、ペルフルオロピペラジン−１−イル基、およびペルフルオロモルホリン−４−イル基は、ペルフルオロアルキル基、アルコキシペルフルオロアルキル基等の置換基を有していてもよい。

Ｒ^４は、炭素数１〜１０のアルキル基または炭素数３〜１０のシクロアルキル基を表す。また、前記Ｒ^４の炭素数１〜１０のアルキル基および炭素数３〜１０のシクロアルキル基は、その水素原子がフッ素原子で部分的に置換されていてもよい。

なかでも、本発明に用いるアルキルフルオロエーテル系溶剤としては、式（１’）：Ｒ^３’−Ｏ−Ｒ^４で示される化合物が好ましい。
ここで、Ｒ^３’は、（炭素数１〜１０のアルコキシ基若しくは炭素数３〜１０のペルフルオロシクロアルキル基）を置換基として有していてもよい炭素数１〜１０のペルフルオロアルキル基、または、（炭素数１〜１０のアルコキシ基若しくは炭素数１〜１０のペルフルオロアルキル基）を置換基として有していてもよい炭素数３〜１０のペルフルオロシクロアルキル基を表す。Ｒ^４は前記と同じ意味を表す。

アルキルフルオロエーテル系溶剤の具体例としては、ＷＯ９６／２２３５６号明細書、特開平９−１０９１５８号公報、特開２０００−１０８１３７号公報、特開２００２−３８０７５号公報などに記載された化合物が挙げられる。

より具体的には、Ｃ_２Ｆ_５ＯＣＨ_３、Ｃ_２Ｆ_５ＯＣ_２Ｈ_５、Ｃ_２Ｆ_５ＯＣ_３Ｈ_７、Ｃ_２Ｆ_５ＯＣ_４Ｈ_９、Ｃ_２Ｆ_５ＯＣ_５Ｈ_１１、Ｃ_２Ｆ_５ＯＣ_６Ｈ_１３、Ｃ_２Ｆ_５ＯＣ_７Ｈ_１５、Ｃ_２Ｆ_５ＯＣ_８Ｈ_１７、Ｃ_３Ｆ_７ＯＣＨ_３、Ｃ_３Ｆ_７ＯＣ_２Ｈ_５、Ｃ_３Ｆ_７ＯＣ_３Ｈ_７、Ｃ_３Ｆ_７ＯＣ_４Ｈ_９、Ｃ_３Ｆ_７ＯＣ_５Ｈ_１１、Ｃ_３Ｆ_７ＯＣ_６Ｈ_１１、Ｃ_４Ｆ_９ＯＣＨ_３、Ｃ_４Ｆ_９ＯＣ_２Ｈ_５、Ｃ_４Ｆ_９ＯＣ_３Ｈ_７、Ｃ_４Ｆ_９ＯＣ_４Ｈ_９、Ｃ_４Ｆ_９ＯＣ_５Ｈ_１１、Ｃ_４Ｆ_９ＯＣ_６Ｈ_１３、Ｃ_５Ｆ_１１ＯＣＨ_３、Ｃ_５Ｆ_１１ＯＣ_２Ｈ_５、Ｃ_５Ｆ_１１ＯＣ_３Ｈ_７、Ｃ_５Ｆ_１１ＯＣ_４Ｈ_９、Ｃ_５Ｆ_１１ＯＣ_５Ｈ_１１、Ｃ_５Ｆ_１１ＯＣ_６Ｈ_１３、Ｃ_６Ｆ_１３ＯＣＨ_３、Ｃ_６Ｆ_１３ＯＣ_２Ｈ_５、Ｃ_６Ｆ_１３ＯＣ_３Ｈ_７、Ｃ_６Ｆ_１３ＯＣ_４Ｈ_９、Ｃ_６Ｆ_１３ＯＣ_５Ｈ_１１、Ｃ_６Ｆ_１３ＯＣ_６Ｈ_１３、Ｃ_７Ｆ_１５ＯＣＨ_３、Ｃ_７Ｆ_１５ＯＣ_２Ｈ_５、Ｃ_７Ｆ_１５ＯＣ_３Ｈ_７、Ｃ_７Ｆ_１５ＯＣ_４Ｈ_９、Ｃ_７Ｆ_１５ＯＣ_５Ｈ_１１、Ｃ_７Ｆ_１５ＯＣ_６Ｈ_１３、Ｃ_８Ｆ_１７ＯＣＨ_３、Ｃ_８Ｆ_１７ＯＣ_２Ｈ_５、Ｃ_８Ｆ_１７ＯＣ_３Ｈ_７、

ＣＦ_３ＯＣ_３Ｆ_６ＯＣＨ_３、ＣＦ_３ＯＣ_４Ｆ_８ＯＣＨ_３、Ｃ_２Ｆ_５ＯＣ_２Ｆ_４ＯＣ_２Ｈ_５、Ｃ_３Ｆ_７ＯＣＦ（ＣＦ_３）ＣＦ_２ＯＣＨ_３、Ｃ_４Ｆ_９ＯＣ_２Ｆ_４ＯＣ_２Ｆ_４ＯＣ_２Ｈ_５、Ｃ_４Ｆ_９ＣＦ（ＯＣ_２Ｈ_５）ＣＦ（ＣＦ_３）_２、Ｃ_３Ｆ_７ＣＦ（ＯＣ_２Ｈ_５）ＣＦ（ＣＦ_３）_２、Ｃ_２Ｆ_５ＣＦ（ＯＣ_２Ｈ_５）ＣＦ（ＣＦ_３）_２、Ｃ_２Ｆ_５ＣＦ（ＯＣＨ_３）ＣＦ（ＣＦ_３）_２、
Ｃ_４Ｆ_９ＯＣ_２Ｆ_４Ｈ、ＨＣ_３Ｆ_６ＯＣ_３Ｆ_６Ｈ、Ｃ_５Ｆ_１１ＯＣＦ_２Ｈ、Ｃ_６Ｆ_１３ＯＣＦ_２Ｈ、Ｃ_６Ｆ_１３ＯＣ_２Ｆ_４ＯＣ_２Ｆ_４Ｈ、ｃ−Ｃ_６Ｆ_１１ＣＦ_２ＯＣＦ_２Ｈ、ＨＣＦ_２Ｏ（Ｃ_２Ｆ_４Ｏ）_ｎ（ＣＦ_２Ｏ）_ｍＣＦ_２Ｈ（ｍは０、１または２であり、ｎは０、１、２または３である。）、Ｃ_３Ｆ_７Ｏ［Ｃ（ＣＦ_３）ＣＦ_２Ｏ］_ｐＣＦＨＣＦ_３（ｐは１または２である。）、Ｃ_４Ｆ_９ＯＣＦ_２Ｃ（ＣＦ_３）_２ＣＦ_２Ｈ、ＨＣＦ_２ＣＦ_２Ｃ（ＣＦ_３）_２ＣＦ_２ＯＣ_２Ｆ_４Ｈ、Ｃ_７Ｆ_１５ＯＣＦＨＣＦ_３、Ｃ_８Ｆ_１７ＯＣＦ_２Ｏ（ＣＦ_２）_５Ｈ、Ｃ_８Ｆ_１７ＯＣ_２Ｆ_４ＯＣ_２Ｆ_４ＯＣ_２Ｆ_４ＯＣＦ_２Ｈ、

上記式中、内部に「Ｆ」と記載されている環構造はペルフルオロ化されていることを表す）などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。

フッ素系ポリマーが溶解した溶液は、上記のフッ素系ポリマーを室温（例えば、２５℃）で溶剤中に添加し、攪拌することにより容易に調製することができる。

フッ素系ポリマー層は、調製したフッ素系ポリマーが溶解した溶液を金型の転写面上に均一に塗布し、得られた塗膜を乾燥することにより形成することができる。

フッ素系ポリマーが溶解した溶液を塗布する方法としては、特に限定されず、公知の塗布方法が採用できる。例えば、スピンコート法、ディップコート法、ポッティング法、スプレー法などが挙げられる。

フッ素系ポリマーが溶解した溶液の塗膜を乾燥する温度は、特に制限されないが、通常室温から１００℃程度である。
なお、金型の転写面には、フッ素系ポリマーとの密着性を向上させるためにプライマーにより前処理することもできる。
得られたフッ素系ポリマー層の乾燥厚さは、通常、０．１〜５μｍである。

（光学系部材の製造）
本発明のプラスチック光学系部材は、上記のようにして形成したフッ素系ポリマー層を有する金型を用いて、熱可塑性樹脂を成形することにより得ることができる。

熱可塑性樹脂を成形する方法としては、特に限定されず、一般の熱可塑性樹脂を成形する方法、すなわち、射出成形法、押し出し成形法、圧空成形法、真空成形法、熱プレス成形法などが挙げられる。

なお、熱可塑性樹脂を成形するに際しては、軟質重合体、アルコール性化合物、有機または無機フィラー、紫外線吸収剤、光安定剤、近紫外線吸収剤、染料や顔料などの着色剤、滑剤、可塑剤、蛍光増白剤、界面活性剤などを配合することができる。これらはそれぞれ単独で、あるいは２種以上混合して用いることができ、その配合量は本発明の目的を損ねない範囲で適宜選択することができる。

本発明の光学系部材としては、例えば、映像や音声を記録した読み出し専用のコンパクト・ディスク、レーザー・ディスク、デジタル・ビデオ・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭなど、情報の追記と読み出しが可能なＣＤ−ＲＯＭなど、情報の書き込み、読み出し・消去・上書きが可能な相変化型ディスク、光磁気ディスクなどの光ディスク；
カメラレンズ、ビデオカメラレンズ、ファインダーレンズ、光ディスク用ピックアップレンズ、レーザープリンタ用fθレンズ、眼鏡レンズ、医療検査用プラスチックレンズ、コリメートレンズ、プロジェクションテレビ用投影レンズ、ＯＨＰ用投影レンズ、またはジオデシックレンズ、フレネルレンズ、レンティキュラーレンズもしくはグレーティングレンズなどの導波形レンズなどの光学レンズ；
プリズム；グレーティング；光拡散板；光カード；光ファイバー；光学ミラー；液晶表示素子基板；光メモリー基材；導光板；集光板；偏光フィルム；位相差フィルム；導波路、その他の導波形回路素子・部品；などが挙げられる。

なかでも、本発明の光学系部材は、転写性、離型性に優れ、さらには、後述するように反射防止膜などの無機誘電体膜との密着性に優れるため、短波長レーザーを透過させて使用する光学系部材として好適である。具体的には、光情報記録媒体用ピックアップレンズ、Ｆθレンズ、撮像系レンズ、ファインダーレンズ、センサー用レンズなどが挙げられるが、光情報記録媒体の信号の記録および再生用プラスチックレンズであるのが特に好ましい。

本発明の光学系部材は、波長が４５０ｎｍ以下、好ましくは３５０〜４５０ｎｍの短波長範囲のレーザー光を用いる光ピックアップ装置用として好適であるが、その他の波長範囲、例えば４５０〜８３０ｎｍの波長範囲のレーザー光を用いる光ピックアップ装置用にも用いることができる。

本発明の光学系部材は、優れた転写性および離型性に加えて、優れた無機誘電体膜との密着性を有する。
無機誘電体膜は、誘電分極を生じる無機化合物であり、金属などの導電体は含まない層である。積層される無機誘電体膜の厚さは、好ましくは１５０ｎｍ以上、より好ましくは２００〜１０００ｎｍ、さらに好ましくは２５０〜５００ｎｍである。無機誘電体膜の積層数は限定されない。

無機誘電体膜は、反射防止膜、波長選択反射膜、透明導電膜、光反射膜、情報記録膜、ハードコート膜、離形膜、表面改質膜などとして機能するが、反射防止膜、波長選択反射膜として最も効果的に機能する。例えば、無機誘電体膜を所望波長の１／４の厚みの低屈折率層と高屈折率層を交互に２層以上積層したものなどが、反射防止膜、波長選択反射膜などとして機能する。

無機誘電体膜を構成する無機誘電体としては、例えば、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化アンチモン、酸化イットリウム、酸化インジウム、酸化クロム、酸化珪素、酸化サマリウム、酸化ジルコニウム、酸化スカンジウム、酸化スズ、酸化セリウム、酸化タングステン、酸化タンタル、酸化チタン、酸化鉄、酸化鉛、酸化ネオジウム、酸化ハフニウム、酸化ビスマス、酸化プラセオジウム、酸化マグネシウム、酸化モリブデン、酸化ユーロピウム、酸化ランタン、硫化亜鉛、窒化チタン、窒化鉄、弗化アルミニウム、弗化カルシウム、弗化サマリウム、弗化ストロンチウム、弗化セリウム、弗化ナトリウム、弗化鉛、弗化ネオジウム、弗化バリウム、弗化マグネシウム、弗化ランタン、弗化リチウム、クリオライト、チオライトなどが挙げられる。なかでも、密着性、耐湿性などの観点から金属酸化物を含むことが好ましい。

本発明の光学系部材の表面に無機誘電体膜を形成する方法は、特に限定されず、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、メッキ法、ゾル−ゲル法などが挙げられる。
無機誘電体膜が反射防止膜の場合には、真空蒸着法、スパッタリング法が好ましく用いられる。

このような無機誘電体膜を有する本発明の光学系部材としては、例えば、カメラの撮像系レンズ、ファインダーレンズ、光ディスク用ピックアップレンズ、光ディスク用コリメートレンズ、レーザービームプリンター用ｆθレンズ、投影機用レンズ、センサー用レンズ、自動車ランプ用インナーレンズ、内視鏡レンズ、ファインダープリズムなどの、レンズやプリズム；偏光フィルム、位相差フィルム、光拡散フィルム、導光板、プリズムシート、光拡散板、光反射フィルム、タッチパネルの表面保護フィルム、液晶セル基板などの液晶ディスプレイ用光学フィルムや光学シート；光ディスク、光カード、磁気ディスクなどの情報記録媒体用基板；などが挙げられる。これらの中でも、低複屈折性、光線透過性、耐光性、低吸湿変形性などを活かせる光学レンズ、液晶ディスプレイ用光学フィルム・光学シートに好適であり、特に低複屈折性が重要な性能因子となる光学レンズに最も好適である。

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は以下の実施例により何ら限定されるものではない。

（評価方法）
１．金型、レンズ外観評価
目視にて、金型、レンズ表面の白濁、樹脂剥離の有無を確認した。

２．レンズ性能評価
干渉計（Ｚｙｇｏ ＤＶＤ４００、Ｚｙｇｏ社製）を用い、レンズ有効面の透過波面収差測定を行い、ＲＭＳ値を測定した。１ショット目から２０００ショット目におけるＲＭＳ値の差（ＲＭＳ値の変化量）をとり、レンズ性能評価を行った。ちなみに、ＲＭＳ値の変化量が小さいほど、１ショット目と２０００ショット目のレンズ形状の変化が少なく、良好であることを示している。

３．反射防止膜との密着性評価
成形直後の光学部品を８５℃の条件で１００時間放置し、次いで常温で１時間放置したものの反射防止膜部分に粘着テープ（Ｎｏ．３３０５、粘着力９．４１Ｎ／ｃｍのもの、スリーエム社製）を貼り付け、テープを蒸着膜に完全に付着させた。テープを付着させてから２分後に、テープの一方の端を持って、蒸着面に直角に保ち、瞬間的に引きはがし、剥離の有無を目視にて観察した。

（実施例１）
ブルーレーザーピックアップレンズ用材料として知られている、環状オレフィン系重合体樹脂（ＺＥＯＮＥＸ３４０Ｒ、日本ゼオン社製）を用いて、フレンネル形状のレンズを成形した。レンズの外形は直径４．６ｍｍ、厚みは１．５ｍｍの平板状で、片方の平面に、フレンネル構造を刻んである。フレンネルレンズの溝のピッチは８．９μｍ〜７３μｍ、深さはおよそ３μｍである。

金型は析出硬化系プリハードン鋼からなるものを使用した。また、金型を５０〜７０℃に加熱して、金型のフレンネル面（転写面）に、フッ素系ポリマー／アルキルフルオロエーテル溶液（ＮｏｖｅｃＥＧＣ−１７２０、スリーエム社製）を綿棒を用いて塗布し、一晩放置した。

成形条件は下記のとおりである。
射出成形機：ＦＡＮＵＣ ＲＯＢＯＳＨＯＴα１００Ｂ、ファナック社製
樹脂温度：２７０℃
金型温度：１１５℃
樹脂ピーク圧：６０ＭＰａ
射出時間：２秒
冷却時間：４０秒
サイクルタイム：およそ６０秒

空気中１００℃で２時間予備加熱した環状オレフィン系重合体樹脂のペレット（ＺＥＯＮＥＸ３４０Ｒ、日本ゼオン社製）を射出成形機のホッパー部に投入し、その後上記成形条件で連続的に成形した。

２０００ショット連続成形を行うことで、金型表面および成形品表面に白濁や剥離は見られなかった。
干渉計で評価したレンズのＲＭＳ値の変化量は０．０３７ｗａｖｅであり、特に問題なかった。

反射防止膜（ＡＲコート）の形成
反射防止膜の形成は、真空蒸着法により行った。蒸着材料としてＴａ_２Ｏ_５７５重量％、ＺｒＯ_２２５重量％からなる混合物を使用し、酸素ガスを導入してチャンバー内の圧力を８×１０^−３Ｐａにし、上記レンズに第１層の蒸着を行った。蒸着膜の屈折率は２．０４、厚さは約２７．５ｎｍ、すなわち、波長５５０ｎｍ（以下、λ_０とする）の光線に対する光学的膜厚は約０．１０λ_０であった。この蒸着膜をＸ線マイクロアナライザー（ＪＸＡ−８９００、日本電子社製）により分析したが、ＺｒＯ_２は検出できなかった。さらに、レンズのＴａ_２Ｏ_５上に、第２層として、屈折率１．４６、光学的膜厚０．０８λ_０のＳｉＯ_２の層を蒸着により形成して、第３層として、屈折率２．０４、光学的膜厚０．２０λ_０のＴａ_２Ｏ_５の層を蒸着により形成し、第４層として、屈折率２．０４、光学的膜厚０．２５λ_０のＳｉＯ_２の層を蒸着により形成して、４層からなる反射防止膜を有するレンズを得た。

上記のようにして形成した反射防止膜のテープ剥離テストを行った結果、剥離は観察されなかった。

（比較例１）
金型の表面にフッ素ポリマーを塗布しないこと以外は実施例１と同じ条件で２０００ショットの連続成形を行うことにより、実施例１と同様のフレンネル形状のレンズを得た。金型表面に曇りが見られ、得られたレンズ表面に曇りが転写されているのが確認できた。
干渉計で評価したＲＭＳ値の変化量は３．０ｗａｖｅであり、大きな変化量がみられた。

また、実施例１と同様にしてレンズ表面に反射防止膜を形成し、反射防止膜のテープ剥離テストを実施したところ、剥離は観察されなかった。

（比較例２）
金型の転写面にフッ素ポリマーを塗布せず、その代わりに金型表面にシリコーンオイル（Ｓｈｉｎ Ｅｔｓｕ ＫＦ９６、信越シリコーン社製）を綿棒を用いて金型表面に塗布した以外は、実施例１と同じ条件で、２０００ショットの連続成形を行うことにより、実施例１と同様のフレンネル形状のレンズを得た。金型表面および成形品表面に白濁や剥離は見られなかった。
干渉計で評価したレンズのＲＭＳ値の変化量は０．０６０ｗａｖｅであり、特に問題なかった。

また、実施例１と同様にしてレンズ表面に反射防止膜を形成し、反射防止膜のテープ剥離テストを実施したところ、有効面積の５％が剥離した。

Claims (5)

1. 転写面にフッ素系ポリマー層が形成された金型を用いて、熱可塑性樹脂を成形して得られたものであることを特徴とするプラスチック光学系部材。
2. 前記フッ素系ポリマー層が、ペルフルオロアルキル基を有するアクリル酸エステル由来の繰り返し単位、またはペルフルオロアルキル基を有するメタクリル酸エステル由来の繰り返し単位を有する重合体からなる層である請求項１に記載の光学系部材。
3. 前記金型が、フッ素系ポリマーとアルキルフルオロエーテル系溶剤とを少なくとも含有する溶液を転写面に塗布後、溶剤を除去することで形成されたフッ素系ポリマー層を有する金型であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学系部材。
4. 前記熱可塑性樹脂が、熱可塑性環状オレフィン系重合体樹脂である請求項１〜３のいずれかに記載の光学系部材。
5. ４５０ｎｍ以下のレーザーを使用するものである請求項１〜４のいずれかに記載の光学系部材。