ハードコートを含むオプティカルデバイスの内部構成部品
オプティカルデバイスの内部構成部品の上にハードコート表面層を設けることによって、オプティカルデバイスの内部構成部品を保護するための方法が記載されている。ハードコート表面層を有するある種の内部構成部品、さらにはオプティカルデバイスの内部構成部品の組立て方法もまた記載されている。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
米国特許第６，１３２，８６１号明細書（カン（Ｋａｎｇ）ら）；米国特許第６，２３８，７９８Ｂ１号明細書（カン（Ｋａｎｇ）ら）；米国特許第６，２４５，８３３Ｂ１号明細書（カン（Ｋａｎｇ）ら）；米国特許第６，２９９，７９９号明細書（クレーグ（Ｃｒａｉｇ）ら）、国際公開第９９／５７１８５号パンフレット（ホワン（Ｈｕａｎｇ）ら）、さらには（リウ（Ｌｉｕ）ら）、米国特許第６，６６０，３８８号明細書；米国特許第６，６６０，３８９号明細書；および米国特許第６，８４１，１９０号明細書には、コロイド状無機酸化物粒子、硬化可能なバインダー前駆体およびある種のフルオロケミカル化合物のブレンド物を含むハードコート組成物が記載されている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
一実施態様においては、オプティカルデバイスの内部構成部品を含む物品が記載される。その内部構成部品には、少なくとも０．２重量％の、少なくとも１個の重合性部分を有する少なくとも１種のフルオロケミカル成分、および少なくとも５０重量％の、１種または複数の、場合によってはフッ素化された架橋剤を含む重合性組成物の反応生成物を含むハードコート表面層が含まれる。その架橋剤は、典型的にはフッ素化されていない。フッ素化部分を含む架橋剤を使用する実施態様においては、そのハードコート組成物には、１００重量％までの架橋剤が含まれていてよい。
【０００３】
また別な実施態様においては、オプティカルデバイスの内部構成部品が記載され、そこでは、その内部構成部品にはハードコート表面層が含まれ、その表面層は、水に対して少なくとも７０度の静的接触角を有している。
【０００４】
一つの態様においては、その物品は、硬化されたハードコート表面層および複数のオプティカルデバイスの構成成分を含む保護膜を含むオプティカルデバイスの成分のシートであって、ここで、それらの構成成分は少なくとも一つの認識可能な境界を有し、そしてその構成成分はその硬化されたハードコート表面層に接合されている。
【０００５】
また別な態様においては、その物品が波長選択フィルターであって、少なくとも５０重量％の、２個以上の重合性部分を有する１種または複数の架橋剤、少なくとも０．５重量％の、少なくとも１個の重合性部分を有する少なくとも１種のフルオロケミカル成分または無機粒子の反応生成物、および吸収性成分を含む吸収層が含まれる。
【０００６】
また別な態様においては、その物品が、ポリマーバインダー前駆体、任意成分の無機粒子、および場合によってはフルオロケミカル成分を含むハードコート表面層を含む、イメージセンサーまたはシリコンウェーハのような内部構成部品である。
【０００７】
別の実施態様においては、オプティカルデバイスの内部構成部品を保護するための方法が記載される。その方法には、各種の技術手段によって、オプティカルデバイスの内部構成部品の上に記載されたハードコート表面層を与えることが含まれる。
【０００８】
また別な実施態様においては、オプティカルデバイスの組立て方法が記載される。その方法には、オプティカルデバイスの内部構成部品を組み立てることが含まれ、そこでは、少なくとも１種の内部構成部品に記載のハードコート表面層が含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
各種のオプティカルデバイスが公知である。オプティカルデバイスでは、光を用いた検出、イメージング、投影、および照明などの目的の各種の構成要素を使用する。
【００１０】
オプティカルデバイスの製造の際に、各種の個々の構成成分を組み合わせるが、それらの多くは内部構成部品である、すなわち、そのオプティカルデバイスの通常の使用方法では、外部環境に暴露されない。オプティカルデバイスの内部構成部品は、オプティカルデバイスを組み立てる際に、損傷や破片への暴露を受けやすい。組立方法の一例を図１に示す。この方法には、イメージセンサー５５０を（たとえば、フレキシブル）プリント回路基板５９０に、典型的には、はんだ付けによって取り付けることが含まれる。次いで、赤外線（ＩＲ）フィルター５４０を（たとえば、接着を用いて）そのイメージセンサー５５０に接合させる。次いで、円筒状ハウジング５１１に予め組み込まれたレンズ５２０を（たとえば、接着剤を用いて）そのＩＲフィルターと接合させる。アジア・オプティカル（Ａｓｉａ Ｏｐｔｉｃａｌ）、フレクストロニック（Ｆｌｅｘｔｒｏｎｉｃ）、ライト−オン・テック（Ｌｉｔｅ−ｏｎ Ｔｅｃｈ）、セムコ（ＳＥＭＣＯ）、ハイセル（Ｈｉｃｅｌ）、サムスン・テックウィン（Ｓａｍｓｕｎｇ Ｔｅｃｈｗｉｎ）、ピクサート（Ｐｉｘａｒｔ）、アイ・シー・メディア（ＩＣ Ｍｅｄｉａ）、ウェスト・エレクトリック（Ｗｅｓｔ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）、サンシン（Ｓａｎｓｈｉｎ）、パナソニック（Ｐａｎａｓｏｎｉｃ）およびシャープ（Ｓｈａｒｐ）など、多くの供給業者が、絞り、レンズ、フィルター、およびカバーガラスを備えた組立て済みカメラモジュールを製造している。組立て済みカメラモジュールは、組立てプロセスの一部として、イメージセンサーに取り付けることができる。電話機（ｈａｎｄｓｅｔ）メーカー、たとえばノキア（Ｎｏｋｉａ）、モトローラ（Ｍｏｔｏｒｏｌａ）、サムスン（Ｓａｍｓｕｎｇ）、エル・ジー（ＬＧ）、ソニー・エリクソン（Ｓｏｎｙ Ｅｒｉｃｓｏｎ）、シーメンス（Ｓｉｅｍｅｎｓ）、パナソニック（Ｐａｎａｓｏｎｉｃ）、およびサンヨー（Ｓａｎｙｏ）が、カメラモジュールを組み立てて、最終的なカメラとする。
【００１１】
（たとえば、カメラの）オプティカルデバイスのそれぞれの内部構成部品は、それらの構成部品およびデバイスの設計が原因の欠陥閾値（ｄｅｆｅｃｔ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を有している。たとえば、構成成分の焦点面から距離や撮像部品の解像度の様な因子は、デジタルカメラの欠陥閾値に含められる。組立の際に、個々の構成成分のいずれか一つが破片を含んだり損傷を受けたりすると、そのような欠陥のために、カメラ全体が欠陥品となってしまう可能性がある。多くの場合、デバイス全体を組み立てて試験をするまでは、欠陥のある構成成分を見つけ出すのは困難である。欠陥デバイスの数が１０〜２０％もの多さになって、メーカーにとってユニットあたり数十〜数百ドル以上の損失となることも、組立てプロセスでは珍しいことではない。汚染されたり損傷を受けた構成成分を頻繁に清浄化して再作業をするのは、実際的でなかったり、あるいは非常に高価になったりする。
【００１２】
したがって、組立てプロセスの前およびプロセスの途中において欠陥部品の発生を抑制することが有利であり、さらにはオプティカル構成成分のクリーニング、修理、および再作業が容易となる。この問題の解決法として、内部構成部品の上にハードコート表面層を設けてオプティカルデバイスの内部構成部品を保護する方法が、本明細書には記載されている。ハードコート表面層を有する内部構成部品、さらにはオプティカルデバイスの内部構成部品の組立方法もまた、記載されている。ハードコートは、強靱な耐摩耗性層であって、汚染物（たとえば、溶媒）、引っ掻き、摩耗から内部構成部品を保護する。図２に見られるように、内部構成部品（たとえば、イメージセンサー）２５０には、その内部構成部品の少なくとも一つの表面、好ましくは全部の表面の上に配された、ハードコート組成物２１０が含まれる。イメージセンサーの電気接点２０５（たとえば、たとえばはんだバム（ｓｏｌｄｅｒ ｂｕｍｂｓ））が、ハードコート表面層から突出していて、それによって、組立ての際にそのイメージセンサーがプリント回路基板と電気的に接触することが可能となる。そのハードコートには、場合によっては無機粒子と組み合わさって、重合性バインダー前駆体が含まれる。ハードコート組成物がイージークリーンなハードコートであるのが好ましい。
【００１３】
ハードコートの表面層が耐久性であるのが好ましいが、これは、実施例において記載される試験方法に従って実施する耐久性試験の後で、その表面が実質的に表面損傷をまったく示さないか、あるいは光学的性質における顕著な損失がない（たとえば、元の透過率の９７％を維持している）ということを意味しているが、その試験では、スチールウールを使用して、加重２００ｇで、少なくとも５０、好ましくは少なくとも１００、より好ましくは少なくとも５００ワイプする。さらに、その表面層および物品は、そのような耐久性試験の後でも、低い表面エネルギー特性（たとえば、高接触角、撥インキ性、およびビーズアップ（ｂｅａｄ ｕｐ）など）を示し続けているのが好ましい。
【００１４】
ハードコート層が抗汚れ性であることが望ましいような場合には、そのハードコート表面層に１種または複数のフッ素化成分が含まれているのが好ましい。そのフッ素化成分には一般的に、１個または複数の（ペル）フッ素化部分を含む、モノマー、オリゴマー、およびポリマーが含まれる。フッ素化成分にはさらに、ハードコートのバインダー前駆体組成物と共重合することが可能な１個または複数の部分が含まれているのが好ましい。共重合可能なフッ素化成分を有するハードコートは、本明細書においては「イージークリーンハードコート」と呼ぶ。
【００１５】
イージークリーンハードコート表面層の表面エネルギーは、接触角や撥インキ性のような各種の方法によって特性を表すことができるが、それらは実施例に記載する試験方法に従って求められる。表面層が、水に対して少なくとも７０度の静的接触角を示すのが好ましい。水との接触角は、より好ましくは少なくとも８０度、さらにより好ましくは少なくとも９０度（たとえば、少なくとも９５度、少なくとも１００度）である。
【００１６】
それに代わるか、または追加の考え方として、ヘキサデカンとの前進接触角が少なくとも５０度、少なくとも６０度であればより好ましい。表面エネルギーが低いということは、抗汚れ性があること、さらには表面が容易にクリーンできるということを示唆している。低表面エネルギーのさらに別な指標としては、商品名「サンフォード・シャーピー・ファイン・ポイント・パーマネント・マーカー（Ｓａｎｆｏｒｄ Ｓｈａｒｐｉｅ，Ｆｉｎｅ Ｐｏｉｎｔ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｒｋｅｒ）、ｎｏ．３０００１」として市販されているマーカーからのインキが、ビードアップするのが好ましい。さらに、本明細書に記載の表面層および物品は「撥インキ性」を示すが、これは、キンバリー・クラーク・コーポレーション（Ｋｉｍｂｅｒｌｙ Ｃｌａｒｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、ジョージア州ロズウェル（Ｒｏｓｗｅｌｌ，ＧＡ）から商品名「サーパス・フェイシャル・ティッシュー（ＳＵＲＰＡＳＳ ＦＡＣＩＡＬ ＴＩＳＳＵＥ）」として市販されているティッシューを用いてぬぐうことによって、インキが容易に除去される、ということを意味している。
【００１７】
水に対する接触角がそのように高いということから、そのイージークリーンハードコート表面層は、湿分バリヤー性を与えることによって、オプティカルデバイスの内部構成部品を保護することも可能である。
【００１８】
いくつかの実施態様においては、ハードコートは、図２に見られるような、単一層として設けられる。別の実施態様においては、ハードコートに多層構造が含まれていてもよい。たとえば、イージークリーンハードコートを含む表面層は、米国特許出願第１０／８４１１５９号明細書（出願日：２００４年５月７日）に記載されているように、（たとえば、非フッ素化）ハードコート層の一連のコーティング、乾燥、および硬化、それに続けてのフッ素化表面層のコーティング、乾燥、および硬化させるか；または、米国特許出願第１１／１２１４５６号明細書（出願日：２００５年５月４日）に記載されているように、共重合可能なフッ素化成分をハードコートの中に直接配合した、イージークリーンハードコートをコーティング、乾燥、および硬化させることによって、調製することができる。理論に拘束される訳ではないが、いずれの場合においても、フッ素化成分がそのコーティングの表面に存在していて、抗汚れ特性を与えている。多層イージークリーン構成は、ハードコート層の上に表面層の同時コーティングをし、それに続けて両方の層を乾燥および硬化させることにより、調製することが可能であると推測される。
【００１９】
ハードコート層の全厚みは、典型的には、約１〜約１００マイクロメートル、約２〜約５０マイクロメートル、または約３〜約３０マイクロメートルである。イージークリーンフッ素化表面層を（たとえば、非フッ素化ハードコート）に適用する場合には、そのイージークリーン層の厚みは、少なくとも約１０ナノメートル、好ましくは少なくとも約２５ナノメートルである。典型的には、硬化させた層が、約２００ナノメートル未満、好ましくは約１００ナノメートル未満、より好ましくは約７５ナノメートル未満の厚みを有する。したがって、耐久性の大部分は、下層にある（たとえば、非フッ素化）ハードコート層によって得られている。
【００２０】
内部構成部品の上にハードコートを設けるには、各種の方法を使用することができる。
【００２１】
一つの態様においては、重合性液状物（たとえば、セラマー）ハードコート組成物を内部構成部品の上にコーティングし、その重合性ハードコート組成物を硬化させて、硬化膜を形成させることにより、ハードコートを形成する。コーティング組成物は、各種の慣用されるコーティング方法を用いて、内部構成部品に適用することができる。好適なコーティング方法としては、たとえば、スピンコーティング法、ナイフコーティング法、ダイコーティング法、ワイヤコーティング法、フラッドコーティング法、パジング法、スプレー法、ロールコーティング法、浸漬法、ブラシ法、フォーム塗布法、印刷法などが挙げられる。コーティングの後に、（存在するならば）溶媒を、加熱、真空および／またはその他の方法を用いてフラッシュさせる。コーティングは典型的には、強制空気循環炉を用いて乾燥させる。乾燥させたコーティングは、少なくとも部分的に、典型的には全面的に、好適な形態のエネルギーたとえば、熱エネルギー、可視光線、紫外光線または電子ビーム照射を使用して硬化させる。周囲条件において紫外光線を照射することがよく用いられるが、その理由は、この硬化方法は比較的にコストが低く、高速であるからである。好適なエネルギー源としては、ＵＶ「Ｃ」を約５〜６０ミリジュール／平方センチメートル（ｍＪ／ｃｍ2）の照射量で与える紫外光線硬化デバイスを挙げることができる。硬化は、酸素の含量が低い環境、たとえば約１００ｐｐｍ未満で起こさせるのが好ましい。窒素ガスが好ましい環境である。
【００２２】
別の実施態様においては、適切な手段、たとえば加熱積層法、熱成形法、接着剤接合法、または超音波もしくは高周波接合技術によって、硬化されたハードコート層を含む保護膜を内部構成部品に取り付けることができる。接着剤は、その内部構成部品に適用してもよいし、あるいは保護膜に予め適用しておいてもよい。保護膜が、除去可能な剥離ライナーの上に設けられた硬化されたハードコート層を含んでいるだけでもよいし、あるいは、保護膜が、光透過性基材および／または接着剤層のような追加の層をさらに含んでいてもよい。たとえば図３には、内部構成部品（たとえば、イメージセンサー）３５０に接合させた保護膜物品３８０を示している。その保護膜物品には、架橋されたハードコート表面層３１０、およびハードコート表面層と内部構成部品との間に配された透明基材３７０が含まれている。接着剤層３６０が、保護膜を内部構成部品３５０に接合している。接着剤３６０の下側表面は、場合によっては微細構造化されていて、接着剤層が内部構成部品に接触したときに空気が逃げられるようになっていてもよい。イメージセンサーの電気接点２０５（たとえば、たとえばはんだバム）が、その保護膜から突出していて、それによって、組立ての際にそのイメージセンサーがプリント回路基板と電気的に接触することが可能となる。別な方法として、電気接点が反対側の（たとえば、上側の）表面に存在していてもよい。マスキングまたはエッチング技術を用いて、露出された電気接点を得ることもできる。
【００２３】
保護コーティングの特に有利なひとつの使用法は、サプライチェーンの初期の段階で基材にそれを適用することであって、そこでその材料が、オプティカル構成成分のマザーシート、または予め二次加工したマスターに適用される。たとえば、保護コーティングを、充分に大きくて、それから多くの個々の構成成分を二次加工することが可能な、大きなポリマー「マスターシート」の上に直接コーティングすることができる（または別な方法として、その上にコーティングを有する膜をシートに積層することができる）。次いで、そのマスターシートを、各種の方法たとえば、かじり法、切断法、および機械加工法によって、個々の部品に二次加工することができる。第二の例は、ウェーハスケール加工に関する。シリコンフォトダイオードのようなある種のタイプのセンサーはまず、円筒状のインゴットから、直径約３〜１０インチの薄いウェーハに調製する。それらのウェーハは、最終的には「さいの目」に切断して（シンギュレーションと呼ばれているプロセス）個々の構成成分のサイズの小片とし、次いでそれをパッケージングして、オプティカル構成成分の中に組み入れることができる。ウェーハスケールで保護コーティングを適用（前シンギュレーション）すると、サプライチェーンの始まりのところで個々の小片に保護機能を組み入れて、そのためにサプライチェーン全体を通じて部品の損傷を低減させることが可能であるという利点があるであろう。そのようなコーティングを追加の光学的要素たとえばフィルターと組み合わせて、同様の追加の光学的機能を与えることも可能である。
【００２４】
本明細書に記載のハードコート表面層、さらには保護膜（たとえば、場合によっては基材および接着剤をさらに含む）は、その内部構成部品の光学的品質を損ねることはない。
【００２５】
保護膜物品の表面層、さらには任意成分の基材および接着剤は光透過性であるが、これは、光線が基材を通して伝送され得るということを意味している。保護膜物品の基材は、それが取り付けられる内部オプティカル構成成分の所望の機能を変化させたり、損なったりすることは実質的にない。表面層、さらには任意成分の基材および接着性基材のヘイズ値は、好ましくは５％未満、より好ましくは２％未満、さらにより好ましくは１％未満、最も好ましくは０．５％未満である。それに加えて、透過率が約９０％より高いのが好ましい。
【００２６】
各種の任意の恒久的および除去可能なタイプの接着剤組成物を、基材の反対側（すなわち、ハードコートの反対側）の上に与えて、その物品を内部構成部品に容易に搭載できるようにしてもよい。好適な接着剤組成物としては、（たとえば、水素化）ブロックコポリマーたとえば、テキサス州ウェストホロウ（Ｗｅｓｔｈｏｌｌｏｗ，ＴＸ）のクレイトン・ポリマーズ（Ｋｒａｔｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）から、商品名「クレイトン（Ｋｒａｔｏｎ）Ｇ−１６５７」として市販されているもの、さらには他の（たとえば、類似の）熱可塑性ゴムなどが挙げられる。その他の接着剤の例としては、アクリル系、ウレタン系、シリコーン系およびエポキシ系接着剤が挙げられる。好適な接着剤は、充分な光学的性質と光安定性を有していて、その接着剤が、時間の経過や屋外暴露によって黄変してそのためにその光学ディスプレイの表示品質を劣化させるようなことがない。接着剤は、トランスファーコーティング法、ナイフコーティング法、スピンコーティング法、ダイコーティング法など各種公知のコーティング技術を使用して適用することができる。接着剤の例については、米国特許出願公開第２００３／００１２９３６号明細書に記載がある。そのような接着剤のいくつかは、ミネソタ州セントポール（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）のスリー・エム・カンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）から商品番号８１４１、８１４２、および８１６１として市販されている。
【００２７】
一実施態様においては、（たとえば、イージークリーン）ハードコートを含む保護膜には、ＵＶ硬化可能な接着剤が含まれる。そのＵＶ硬化可能な接着剤を内部構成部品と接触させ、ＵＶを照射して、そのＵＶ硬化可能な接着剤を内部構成部品に接合させる。剥離ライナーを光線通過性として、ＵＶ接着剤がその剥離ライナーを通して硬化させるようにしてもよい。各種のＵＶ接着剤組成物が公知であって、たとえば三菱レイヨン（Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ Ｒａｙｏｎ）から商品名「ＵＲ６５３０」として市販されている、ＵＶ硬化可能なコーティングを挙げることができる。
【００２８】
また別な実施態様においては、保護膜をオプティカルデバイスの内部構成部品に熱的に接合させるが、それには、下部取付板および上部取付板を有する金型を設ける工程；前記接着剤層が内部構成部品に密着するように保護膜を導入する工程；上部および下部取付板を加熱する工程；金型を閉じて、それによって接着剤層を光学基材に接着させる工程；金型を開ける工程；そして、金型からオプティカルデバイスを取り出す工程；が含まれる。
【００２９】
保護膜は、たとえば保護膜を（たとえば、レーザーまたはダイ）切断をしてその個々の構成成分に適したサイズの小片（たとえば、５ｍｍ×５ｍｍ）とし、当業者公知のロボット式のピックアンドプレース装着機を用いて、その保護膜を個々の内部構成部品に取り付けて接合させることにより、個々の内部構成部品に適用することができる。取扱いを容易とするために、（たとえば、イージークリーン）保護膜層を剥離ライナーの上に備えることも可能であり、その場合、ハードコート表面層（たとえば、基材および（存在させるなら）接着剤と共に）を内部構成部品に取り付けるのに適したサイズの小片に切断する。その（すなわち、未切断の）剥離ライナーは、保護膜層部品のためのキャリアウェブとしての機能を果たす。
【００３０】
別な方法として、たとえばスプレー法またはディップコーティング法によって、保護膜を複数の（すなわち、二つ以上の）内部構成部品の上に同時に与えることも可能である。
【００３１】
一実施態様においては、保護膜は、インモールドトランスファープロセスによってオプティカルデバイスの内部構成部品に適用することができる。そのようなプロセスでは、内部構成部品の成形と、その内部構成部品への保護膜の適用を同時に実施してもよい。そのような方法には以下の工程が含まれる：成形ダイのインナーキャビティの中に保護膜を導入する工程；成形ダイを閉じる工程；インナーキャビティを実質的に充満できる量の溶融ポリマー材料を射出する工程；溶融ポリマー材料を冷却する工程；適用された保護膜材料を含む内部構成部品を成形ダイから取り出す工程；および内部構成部品から剥離層を剥がす工程。たとえば、レンズ射出成形機の中に保護膜のシートを挿入し、その後で、採用された溶融ポリマーを射出して、複合レンズ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｌｅｎｓｅｓ）を同時に形成させてもよい。射出成形の後で、図４に示すように、ハードコート保護膜４１０によって、２個またはそれ以上の個々のレンズ４２０が相互に結合されていてもよい。次いで、たとえばレーザーカッティングまたはダイカッティングを用いて保護膜を切断することによって、レンズを分離することができる。
【００３２】
この態様であれば、オプティカルデバイスの複数の（たとえば、内部）構成成分のシートを作ることによって、製造および取扱いが容易となる。それらの構成成分は少なくとも一つの認識可能な境界を有していて、ハードコート表面層だけで相互に接続されている個々の構成成分となっていてもよいし、あるいは、それらの構成成分が接触状態となっていてもよい。それらの構成成分は典型的には、たとえば図４のレンズの場合のように、非平面状である。さらに、この構成成分のシートは、各種適切な接合手段、たとえば本明細書に記載されているような接合手段を用いて複数の構成成分を接合させるような他の方法によって形成されていてもよい。
【００３３】
保護膜物品には各種の基材を使用することができる。好適な基材物資としては、以下のものが挙げられる：ガラス（たとえば、クラウンガラス、フリントガラス、ホウケイ酸ガラス）、さらには熱硬化性もしくは熱可塑性ポリマーたとえば、ポリカーボネート、ポリ（メタ）アクリレート（たとえば、ポリメチルメタクリレートすなわち「ＰＭＭＡ」）、ポリオレフィン（たとえば、ポリプロピレンすなわち「ＰＰ」）、ポリウレタン、ポリエステル（たとえば、ポリエチレンテレフタレートすなわち「ＰＥＴ」）、ポリアミド、ポリイミド、フェノール樹脂、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリルコポリマー、エポキシなど。典型的には、基材は、ある程度は、目的とする用途のために望ましい光学的および機械的性質を基準に選択する。そのような機械的性質としては、典型的には、可撓性、寸法安定性および耐衝撃性が挙げられる。基材の厚みもまた、典型的には、目的とする用途に依存する。ほとんどの用途においては、基材の厚みが約０．５ｍｍ未満であるのが好ましく、より好ましくは約０．０２〜約０．２ｍｍである。自立性のポリマー膜が好ましい。ＰＥＴのようなポリエステルまたはＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）およびＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）のようなポリオレフィンから製造した膜が特に好ましい。ポリマー材料は、慣用される膜製造技術たとえば、押出し法や、場合によってはその押出した膜を１軸または２軸配向させる方法を用いて、膜に成形することができる。基材とハードコート層との間の接着性を改良する目的で、基材を、たとえば、化学処理、コロナ処理たとえば空気または窒素コロナ、プラズマ、火炎、または化学線照射などで処理することもできる。所望により、任意要素のタイ層またはプライマーを、基材および／またはハードコート層に適用して、層間接着力を向上させることもできる。
【００３４】
オプティカルデバイスの各種の内部構成部品は、ハードコート表面層を取り入れることによって、メリットが得られる。いくつかの実施態様においては、内部構成部品が、たとえば光学膜の場合のように、実質的に平面状の膜であってよい。別の実施態様においては、内部構成部品が、最大寸法が約５ｃｍ〜２０ｃｍの範囲の、小さな個別部材であってもよい。場合によっては、内部オプティカル構成成分がフレキシブルな膜であってもよい。しかしながら、別な実施態様においては、その内部構成部品が剛直である。
【００３５】
内部構成部品がガラスのような無機物質からなっていてもよいが、内部構成部品には、典型的には、熱可塑性、熱硬化性、または架橋された重合樹脂のようなポリマー材料を含む。
【００３６】
たとえば光学ディスプレイの場合においては、その内部構成部品は、たとえば多層光学膜、微細構造化膜たとえば輝度増強膜、（たとえば、反射性または吸収性）偏光膜、拡散膜、さらには（たとえば、２軸）抑制膜、および補償膜などの光学膜であってよい。内部構成部品にはさらに、モノリス基材膜、または保護膜物品の基材としての使用に関して先に説明したような各種の材料が含まれていてよい。
【００３７】
「光学ディスプレイ」または「ディスプレイパネル」という用語は、各種慣用される、非照光式および特に照光式光学ディスプレイを指していて、それには、マルチキャラクターマルチラインディスプレイたとえば液晶ディスプレイ（「ＬＣＤ」）、プラズマディスプレイ、フロントおよびリアプロジェクションディスプレイ、ブラウン管（「ＣＲＴ」）、および標識、さらにはシングルキャラクターもしくはバイナリーディスプレイたとえば、発光ダイオード（「ＬＥＤ」）、信号ランプおよびスイッチなどが含まれるが、それらに限定される訳ではない。そのようなディスプレイパネルの露出されている表面を、「レンズ」と呼ぶこともある。
【００３８】
米国特許出願公開第２００３／０２１７８０６号明細書には、多層光学膜、すなわち、異なった屈折率のミクロ層を配列することによって少なくとも部分的には、所望の透過性および／または反射性を与える膜が記載されている。それらのミクロ層は異なった屈折率特性を有していて、そのために、いくつかの光は隣接するミクロ層の間の界面で反射される。それらのミクロ層は充分に薄いので、複数の界面で反射された光が増加的干渉または相殺的干渉を受けて、その膜本体に所望の反射的性質または透過的性質を与える。紫外、可視、または近赤外の波長の光を反射するように設計された光学膜では、それぞれのミクロ層は一般に、約１μｍ未満の光学的厚み（すなわち、物理的な厚みと屈折率を掛け合わせたもの）を有する。しかしながら、より厚い層が含まれていてもよいが、そのような層としてはたとえば、膜の外側表面でのスキン層、あるいは膜の内部に配されていてミクロ層のパケットを分離する、保護境界層などが挙げられる。多層光学膜本体にはさらに、積層物中の多層光学膜の２枚以上のシートを接合させるための、１層または複数の厚い接着剤層が含まれていてもよい。
【００３９】
多層光学膜本体の反射性および透過性は、それぞれのミクロ層の屈折率の関数である。それぞれのミクロ層は、少なくとも膜の局所的な位置においては、面内屈折率のｎx、ｎy、ならびに膜の厚み軸に関連する屈折率ｎzによって、その特性を表すことができる。これらの指数は、相互に直交するｘ−、ｙ−、およびｚ−軸の方向に偏光された光に対する対象の物質の屈折率を示している。実際には、屈折率は、適切な材料の選択と加工条件によって調節される。膜は、２種のポリマーＡ、Ｂを交互に、典型的には数十層または数百層の共押出しをし、それに続けて場合によっては、その多層押出し物を一つまたは複数の増倍ダイ（ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｄｉｅ）を通し、次いで、その押出し物を延伸させるかまたは他の方法で配向させて、最終的な膜を形成することによって製造することが可能である。得られた膜は、典型的には、数十層または数百層の個々のミクロ層からなるが、それらの厚みおよび屈折率を調節することによって、たとえば可視または近赤外におけるスペクトルの所望の領域に、一つまたは複数の反射バンドを与えることができる。かなりの数の層を用いて高い反射率を達成するためには、隣接するミクロ層で、ｘ−軸の方向における偏光の屈折率の差（Δｎx）が少なくとも０．０５を示すのが好ましい。二つの直交偏光で高い反射率を望む場合には、隣接するミクロ層がさらに、ｙ−軸の方向における偏光の屈折率の差（Δｎy）も少なくとも０．０５を示すのが好ましい。別な方法としては、一つの偏光状態の直角入射光を反射し、直交する偏光状態の直角入射光を透過するような多層スタックを作るために、屈折率の差を０．０５未満、好ましくは約０とすることも可能である。所望により、ｚ−軸の方向における偏光の、隣接するミクロ層の間の屈折率の差（δｎz）を調節して、斜め入射光のｐ−偏光成分について、所望の反射性を達成することも可能である。
【００４０】
ポリマー多層光学膜を組み立てるのに使用することが可能な物質の例は、国際公開第９９／３６２４８号パンフレット（ニービン（Ｎｅａｖｉｎ）ら）に見出すことができる。それらの物質の内の少なくとも一つは、大きな絶対値を有する応力光学係数を持つポリマーであるのが望ましい。別の言い方をすれば、そのポリマーが、延伸させたときに、大きな複屈折（少なくとも約０．０５、より好ましくは少なくとも約０．１、さらには０．２）を示すのが好ましい。その多層膜の用途に応じて、膜の面の二つの直交方向の間、一つまたは複数の面内方向の間および膜面に垂直な方向、あるいはそれらの組合せで、複屈折を起こさせてもよい。未延伸ポリマー層の間の等方性屈折率が広く分離しているような特別なケースでは、ポリマーの少なくとも一つにおける大きな複屈折が好ましいという条件は緩和することが可能であるが、それでも複屈折が望ましいことが多い。そのような特別なケースは、２軸プロセスを使用し、膜を二つの直交する面内方向に延伸させて形成させた、ミラー膜のため、および偏光子膜のためのポリマーの選択において起きる可能性がある。さらに、そのポリマーは、延伸をさせた後でも複屈折を維持することが可能で、それによって、仕上がりの膜にも所望の光学的性質が付与されるのが望ましい。多層膜の他の層に第二のポリマーを選択し、それによって、仕上がりの膜においても、その第二のポリマーの屈折率が、少なくとも一つの方向においては、それと同じ方向における第一のポリマーの屈折率とは顕著に異なっているようにすることも可能である。利便性のためには、２種だけの異なったポリマー物質を使用し押出しプロセスの間にそれらの物質を交互に重ねて、Ａ、Ｂ、Ａ、Ｂのような交互の層を形成させることにより、膜を組立てることも可能である。しかしながら、２種だけの異なったポリマー物質を交互に重ねることは、必須条件ではない。それに代えて、多層光学膜のそれぞれの層が、膜のどこにも存在しない一つだけの物質またはブレンド物からなっていてもよい。共押出しされるポリマーが、同一または類似の溶融温度を有しているのが好ましい。
【００４１】
充分な屈折率の差および充分な層間接着力の両方を与える２種のポリマーの組合せの例を以下に挙げる：（１）主として１軸延伸を用いたプロセスで製造される偏光多層光学膜のためには：、ＰＥＮ／ｃｏＰＥＮ、ＰＥＴ／ｃｏＰＥＴ、ＰＥＮ／ｓＰＳ、ＰＥＴ／ｓＰＳ、ＰＥＮ／イースター（Ｅａｓｔａｒ）（登録商標）およびＰＥＴ／イースター（Ｅａｓｔａｒ）（登録商標）であるが、ここで「ＰＥＮ」はポリエチレンナフタレートを指し、「ｃｏＰＥＮ」はナフタレンジカルボン酸をベースとしたコポリマーまたはブレンド物を指し、「ＰＥＴ」はポリエチレンテレフタレートを指し、「ｃｏＰＥＴ」はテレフタル酸をベースとしたコポリマーまたはブレンド物を指し、「ｓＰＳ」はシンジオタクチックポリスチレンおよびその誘導体を指し、そしてイースター（Ｅａｓｔａｒ）（登録商標）は、イーストマン・ケミカル・カンパニー（Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）から市販されているポリエステルまたはコポリエステル（シクロヘキサンジメチレンジオール単位と、テレフタレート単位とを含んでいると考えられる）を指す；（２）２軸延伸プロセスのプロセス条件を操作することにより製造される偏光多層光学膜のためには：ＰＥＮ／ｃｏＰＥＮ、ＰＥＮ／ＰＥＴ、ＰＥＮ／ＰＢＴ、ＰＥＮ／ＰＥＴＧ、およびＰＥＮ／ＰＥＴｃｏＰＢＴであるが、ここで、「ＰＢＴ」はポリブチレンテレフタレートを指し、「ＰＥＴＧ」は第二のグリコール（通常はシクロヘキサンジメタノール）を用いたＰＥＴのコポリマーを指し、そして「ＰＥＴｃｏＰＢＴ」は、テレフタル酸またはそのエステルと、エチレングリコールおよび１，４−ブタンジオールの混合物とからのコポリエステルを指す；（３）ミラー膜（着色ミラー膜を含む）のためには：、ＰＥＮ／ＰＭＭＡ、ｃｏＰＥＮ／ＰＭＭＡ、ＰＥＴ／ＰＭＭＡ、ＰＥＮ／エクデル（Ｅｃｄｅｌ）（登録商標）、ＰＥＴ／エクデル（Ｅｃｄｅｌ）（登録商標）、ＰＥＮ／ｓＰＳ、ＰＥＴ／ｓＰＳ、ＰＥＮ／ｃｏＰＥＴ、ＰＥＮ／ＰＥＴＧ、およびＰＥＮ／ティー・エッチ・ブイ（ＴＨＶ）（登録商標）であるが、ここで「ＰＭＭＡ」はポリメチルメタクリレートを指し、エクデル（Ｅｃｄｅｌ）（登録商標）は、イーストマン・ケミカル・カンパニー（Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）から市販されている熱可塑性ポリエステルまたはコポリエステル（シクロヘキサンジカルボキシレート単位、ポリテトラメチレンエーテルグリコール単位、およびシクロヘキサンジメタノール単位を含むと考えられる）であり、そしてティー・エッチ・ブイ（ＴＨＶ）（登録商標）は、スリー・エム・カンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）から市販されているフルオロポリマーである。
【００４２】
好適な多層光学膜および関連の構成についてのさらなる詳細は、米国特許第５，８８２，７７４号明細書（ジョンザ（Ｊｏｎｚａ）ら）、ならびに国際公開第９５／１７３０３号パンフレット（オウダーキルク（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋ）ら）および国際公開第９９／３９２２４号パンフレット（オウダーキルク（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋ）ら）にも見出すことができる。ポリマー多層光学膜および膜本体には、それらの光学的、機械的、および／または化学的性質のために選択された追加の層およびコーティングが含まれていてもよい。米国特許第６，３６８，６９９号明細書（ギルバート（Ｇｉｌｂｅｒｔ）ら）を参照されたい。それらのポリマー膜および膜本体にはさらに、無機層、たとえば金属または金属酸化物コーティングまたは層が含まれていてもよい。
【００４３】
オプティカルイメージングデバイスの場合には、そのようなデバイスの内部構成部品のいずれか一つまたは各種の組合せに対して、ハードコート表面層を適用することができる。たとえば、図５を参照すると、デジタルカメラには一般に、露出されたカバープレート５１０、内部レンズ５２０、任意要素の内部ローパスフィルター５３０、内部赤外（ＩＲ）フィルター５４０、および内部イメージセンサー５５０（すなわち、撮像部品）が含まれる。デジタルカメラ組立物にはさらに、イメージセンサーとＩＲフィルターとの間に位置するカバーガラス（図示せず）が含まれていてもよい。典型的には、円筒状の鏡筒を使用して、個々の特定のカメラの光学的設計を基準にして、それらの要素を、相互に対する相対的な位置に取付け、保持する。さらに、サブアセンブリーを採用して、いくつかの構成成分を予め組み立てておいて、最終段階でそれらを組み合わせるようにしても良い。
【００４４】
一般的にはイメージセンサーがデジタルカメラにおける最も高価な構成成分であるので、先に図２および３で示したように、イメージセンサーの上にハードコート表面層を設けると、特に有利であろうと考えられる。ほとんどのデジタルカメラ、さらには他のオプティカルイメージングデバイスに採用されているイメージセンサーは、典型的には、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）または相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）のいずれかである。ＣＣＤおよびＣＭＯＳいずれのイメージセンサーも、光を電子に変換し、次いでそれを構成成分回路によって加工する。センサーが光を電子に変換すると、それが画像の中のそれぞれのセルの値（蓄積電荷）を検出する。それらのセンサーが光を変換する方法が異なっている。ＣＣＤでは、電荷をチップを横切って輸送し、アレイのコーナーで読み取る。次いで、アナログデジタル変換器が、それぞれのフォトサイトにおける電荷の量を測定し、その測定値をバイナリー形式に変換することにより、それぞれのピクセルの値をデジタル値に変える。ＣＭＯＳデバイスでは、それぞれのピクセルに数個のトランジスタを使用して、より古典的な電線の使用により電荷を増幅、移動させる。ＣＭＯＳの信号はデジタルであるので、アナログデジタル変換器を必要としない。各種のイメージセンサーが、たとえばプリマックス（Ｐｒｉｍａｘ）、東芝（Ｔｏｓｈｉｂａ）、アジレント（Ａｇｉｌｅｎｔ）、マイクロン（Ｍｉｃｒｏｎ）、オムニビジョン（Ｏｍｎｉｖｉｓｉｏｎ）、エス・ティー・マイクロ（ＳＴ Ｍｉｃｒｏ）、ハイニックス（Ｈｙｎｉｘ）、およびソニー（Ｓｏｎｙ）などから市販されている。
【００４５】
イメージセンサーは、パッケージに包み込むこともできるし、あるいはむき出しのチップとして提供することもできる。イメージセンサーは、場合によっては、２枚のガラスシートの間に積層して、エポキシの中に埋め込んでもよい。電気接点は、シリコンの裏側に引き出して、シリコンの表側の、場合によっては感度の高い側を光検出のために露出させておく。このタイプのイメージセンサーは、シェルケース（Ｓｈｅｌｌｃａｓｅ）から商品名「シェルＯＰ（ＳｈｅｌｌＯＰ）」として市販されている。この実施態様においては、ハードコート表面層をイメージセンサーの上に設けた後で積層させるか、またはガラスの上に設ける。しかしながら、図２および３におけるように、（たとえば、イージークリーン）ハードコートまたは保護膜をガラスおよびエポキシに代えて用いるのが好ましい。
【００４６】
また別な実施態様においては、ハードコート表面層を、検出器に対して画像の焦点を合わせるのに使用される内部レンズの上に設ける。携帯電話のカメラの場合、そのようなレンズは一般に、ポリカーボネートまたはポリメチルメタクリレート（すなわち、アクリル）から作られる。しかしながら、より大きい光学ユニット用レンズは、各種のタイプのガラス、たとえばホウケイ酸ガラスから製造することができる。単一のカメラモジュールの中に、複合レンズが含まれていてもよい。２個以上のレンズを使用する実施態様においては、それらのレンズをサブアセンブリーの中に予め組み込んでおいて、そのようなサブアセンブリーを最終的なカメラモジュール組立て業者に提供することも多い。各種のレンズおよびレンズアセンブリーが公知であって、多くのメーカー、たとえば、ライカ（Ｌｅｉｃａ）、シャープ（Ｓｈａｒｐ）、コニカ（Ｋｏｎｉｃａ）、エンプラス（Ｅｎｐｌａｓ）、リコー（Ｒｉｃｏｈ）、セコニックス（Ｓｅｋｏｎｉｘ）、およびキャノン（Ｃａｎｏｎ）などから、市販されている。
【００４７】
また別な実施態様においては、イージークリーンな、すなわち、ハードコートのバインダーと共重合するフッ素化成分を含む、ハードコート表面層を用いて、赤外線フィルターを得てもよい。赤外線（ＩＲ）カットオフフィルターは、カラーＣＣＤまたはＣＭＯＳ撮像部品と共に使用して、真のカラー画像を作り出す。ＩＲカットオフフィルターは、可視光線は透過するが、赤外線の透過を阻止する。一般的には、電子カメラ用のＩＲフィルターは、約６５０ｎｍ〜約１１００ｎｍの波長の範囲を阻止し、それによって、可視光線はセンサーまで透過させるが、検出器の感度範囲に入る近赤外線光を阻止する。これは、二つの光学技術、すなわち吸収または反射を用いて実施することができる。吸収型のフィルターは、近赤外線を吸収する特殊な光学ガラスを用いて製造される。反射型のフィルターは、高効率で赤外線を反射する、実質的にはショートパス干渉フィルターである。それらのものは、高屈折率と低屈折率を交互に有する多層膜から製造される。ＩＲフィルターは、スリー・エム（３Ｍ）から商品名「ディー・エフ・エー（ＤＦＡ）」として入手可能である。その他のＩＲフィルター供給業者としては、ＨＯＹＡ（Ｈｏｙａ）、旭テクノグラス（Ａｓａｈｉ Ｔｅｃｈｎｏ Ｇｌａｓｓ）、京浜光膜（Ｋｅｉｈｉｎ Ｋｏｍａｋｕ）、松浪硝子（Ｍａｔｓｕｎａｍｉ Ｇｌａｓｓ）、五鈴精工硝子（Ｉｓｕｚｕ Ｇｌａｓｓ）、サネックス（Ｓｕｎｅｘ）、およびライフタイム（Ｌｉｆｅｔｉｍｅ）などが挙げられる。
【００４８】
米国特許出願公開第２００５／００４１１２９２号明細書（出願日：２００５年２月２４日）には、米国特許出願公開第２００５／００４１１２９２号明細書に記載されているような、（たとえば、可視光線波長で、不均質に（ｎｏｎ−ｕｎｉｆｏｒｍｌｙ）吸収を有する顔料または染料を含んでいてよい、１種または複数の着色剤によって得られるような）吸収要素と組み合わせた、（たとえば、多層光学膜によって得られるような）反射干渉要素を含む光学膜が記載されている。顔料をマトリックスの中に分散させて、膜を形成させる。多層膜に代わるものとしては、当業者公知であるが、干渉要素に、代わりに、コレステリック（キラルネマチック）液晶膜が含まれていてもよい。別な方法としては、干渉要素に、たとえば米国特許第４，７９９，７４５号明細書（マイヤー（Ｍｅｙｅｒ）ら）に記載されているような、金属／無機酸化物スタック、あるいは米国特許第５，４４０，４４６号明細書（ショー（Ｓｈａｗ）ら）、米国特許第５，７２５，９０９号明細書（ショー（Ｓｈａｗ）ら）、米国特許第６，０１０，７５１号明細書（ショー（Ｓｈａｗ）ら）、および米国特許第６，０４５，８６４号明細書（ライアンズ（Ｌｙｏｎｓ）ら）に記載されている方法により調製した、それに代わるポリマー／無機酸化物スタック、を有するポリマーバッキングを含んでいてもよい。
【００４９】
一実施態様においては、吸収型ＩＲフィルターまたは反射型ＩＲフィルターの吸収要素は、本明細書に記載のイージークリーンハードコート組成物に、吸収性染料または吸収性着色剤（すなわち、可視光線スペクトルで吸収を有するもの）を添加することによって得ることができる。硬化されたハードコート層がＩＲフィルターとしての機能を果たす。吸収性イージークリーンハードコート組成物を、基材または剥離ライナーの上にコーティングして、吸収性保護膜を形成させることも可能であるし、あるいは、吸収要素を、干渉要素（たとえば、多層膜）、活性領域の中の検出器の内部表面の上、または、活性領域を覆っている窓またはレンズ要素の上に、直接コーティングすることも可能である。
【００５０】
干渉要素は実質的に、主として近赤外領域にあるスペクトル帯域中の直角入射光を反射し、可視光波長領域のほとんどまたは実質的にすべてにわたる直角入射光を実質的に透過する。その干渉要素が、可視光領域においては、少なくとも約５０％、より好ましくは少なくとも約７０％の平均透過率を与え、近赤外線領域に広がる反射帯域全体においては、約５％未満、より好ましくは約２％または１％未満の透過率を与えるのが好ましい。シリコンフォトダイオードを使用した検出器システムでは、５％、２％、および１％の透過率限度が、約８００ｎｍ〜約１１００ｎｍ、または約７００ｎｍ〜約１２００ｎｍの範囲をカバーしているのが好ましい。多くの場合、干渉要素による吸収は無視してもよい程度であって、そのため、所定の波長における透過パーセントと反射パーセントとを加えると、約１００％となる。
【００５１】
ヒトの眼（明所視）の応答が望ましいようなフォトセンサーの場合には、グリーン顔料、イエロー顔料、または好ましくはそれらの組合せを、イージークリーン吸収性ハードコート組成物の中に分散させる。好適なグリーン顔料としては、フタロシアニングリーンおよびフタロシアニングリーン６Ｙが挙げられ、その一方で好適なイエロー顔料としては、ＰＹ−１５０、ＰＹ−１３８、ＰＹ−１３９、ＰＹ−１８５、ＰＹ−１８０、およびＰＹ−１１０が挙げられる。
【００５２】
吸収型フィルターに使用する赤外吸収性染料および顔料は公知である。（たとえば、米国特許第６，０４９，４１９号明細書を参照されたい）。好適な染料としては、たとえばフタロシアニン染料、たとえばゼネカ・コーポレーション（Ｚｅｎａｃａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から、商品名「プロジェクト・シリーズ（Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｓｅｒｉｅｓ）」、たとえば「プロジェクト（Ｐｒｏｊｅｃｔ）８３０ＮＰ」、「プロジェクト（Ｐｒｏｊｅｃｔ）８６０ＮＰ」および「プロジェクト（Ｐｒｏｊｅｃｔ）９００ＮＰ」として市販されているものが挙げられる。好適な赤外吸収性顔料としては、シアニン、金属酸化物およびスクアレインなどが挙げられる。好適な顔料としては、米国特許第５，２１５，８３８号明細書に記載されているようなもの、たとえば金属フタロシアニン類、たとえば、バナジルフタロシアニン、クロロインジウムフタロシアニン、チタニルフタロシアニン、クロロアルミニウムフタロシアニン、銅フタロシアニン、マグネシウムフタロシアニンなど；スクアレイン類、たとえばヒドロキシスクアレインなど；さらにはそれらの混合物が挙げられる。銅フタロシアニン顔料の例としては、ビー・エー・エス・エフ（ＢＡＳＦ）から商品名「６９１２」として市販されている顔料が挙げられる。その他の赤外顔料としては、ホイバッハ・ランゲルスハイム（Ｈｅｕｂａｃｈ Ｌａｎｇｅｌｓｈｅｉｍ）から商品名「ホイコドール（Ｈｅｕｃｏｄｏｒ）」として市販されている金属酸化物顔料が挙げられる。
【００５３】
光学物体に使用される染料または顔料の量は、染料または顔料のタイプおよび／または末端用途に依存して変わる。典型的には、膜の表面に適用する場合には、染料または顔料を、所望の赤外線吸収および可視光線の外観を得るのに適した、濃度とコーティング厚みでその表面上に存在させる。典型的には、染料または顔料が追加の層の中または多層光学物体の中に存在している場合には、光学物体の全重量を基準にして、約０．０５〜約０．５重量％の濃度範囲とする。さらに、顔料を使用する場合には、典型的にはたとえば光の波長より短い小さい粒径とする必要がある。
【００５４】
各種オプティカルイメージング、検出、投影および照明システムの内部構成部品は、本明細書に記載の（たとえば、イージークリーン）ハードコート表面層からメリットを受けることができる。
【００５５】
たとえば、ハードコートをフォトセンサーの上に設けてもよい。フォトセンサーは、可視光線、赤外線（ＩＲ）透過、および／または紫外線（ＵＶ）エネルギーの存在を検出する電子構成成分である。ほとんどのフォトセンサーは、光導電性と呼ばれる性質を有する半導体からなり、そこでは、その物質にあたる照射強度に依存して、導電性が変化する。ほとんどの一般的なタイプのフォトセンサーはフォトダイオード、バイポーラフォトトランジスタ、およびフォトＦＥＴ（光感受性電界効果トランジスタ）である。それらのデバイスは、通常のダイオード、バイポーラトランジスタ、および電界効果トランジスタと本質的には同じであるが、ただし、そのパッケージに透明な窓があって、放射エネルギーが内部の半導体材料の間の接点に到達できるようになっている。バイポーラーおよび電界効果フォトトランジスタは、それらの検出能力に加えて、増幅作用も有している。シリコンフォトダイオードが、非イメージング光検出システムに使用されるセンサーの一例であるが、そこでは、可視光線または近赤外光線が、電気信号に変換されて、たとえば輝度センサーにおいて光の強度を検出する。フォトセンサーは、広く各種の電子デバイス、回路およびシステムにおいて使用されるが、そのような用途としては以下のものが挙げられる：光ファイバーシステム、オプティカルスキャナー、ワイヤレスＬＡＮ、自動照明調節、マシンビジョンシステム、光電管（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｙｅ）、光ディスクドライブ、光記憶チップ、およびリモコンデバイス。
【００５６】
内部オプティカル構成成分としては、各種のイメージングシステム、たとえばカメラ、望遠鏡、双眼鏡、顕微鏡、およびメディカルイメージングシステムなどの内部構成部品が挙げられる。投影システムとしては、シリコン上液晶（ＬＣＯＳ）、デジタル光加工（ＤＬＰ）、および高温ポリ−シリコン（ＨＴＰＳ）などが挙げられる。ディスプレイとしては、ＣＲＴ、プラズマ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、および電界放射ディスプレイ（ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｖｅ ｄｉｓｐｌａｙ）などが挙げられる。センサーシステムとしては、バーコードスキャナー、ＣＤ−ＤＶＤ、ガイダンスシステム、およびリモコンシステムなどが挙げられる。エネルギーおよび光管理システムとしては、ライトパイプ、人工照明（ｌｕｍｉｎａｒｉｅｓ）、および太陽光集光器がなどが挙げられる。光源としては、発光ダイオード、蛍光灯、アーク灯、白熱灯、ハロゲン灯、ＯＬＥＤ、およびエレクトロルミネセントランプなどが挙げられる。
【００５７】
内部オプティカル構成成分としては、たとえば以下のようなものが挙げられる：カラーフィルターホイール（たとえば、デジタルライトプロジェクター（ＤＬＰ）システム）；偏光ビームスプリッターキューブ（たとえば、カラー分離／再結合のためにシリコン上液晶（ＬＣＯＳ）技術を採用したデジタル投影システム）、および光を分解し、方向変換させるために使用される各種その他のタイプのプリズム（たとえば、ＴＩＲプリズムは、デジタル投影システムにおいて光路の方向を変化させるために使用される）；ミラー（たとえば、デジタル投影において光の方向を変換させたり曲げたりして所望の領域に向けるのに使用される、銀でフロントコーティングしたミラー）。さらに、偏光子は、たとえばＬＣＯＳシステムにおける一般的なオプティカル構成成分であり、そのようなものとしては、吸収型、ワイヤグリッド、および複屈折偏光子が挙げられる。さらなる内部オプティカル構成成分としては、窓、グレーチング、ディフューザー、リターダー、液晶パネル、光導波路、およびプリズムまたは小レンズアレイを有する構造化表面膜などが挙げられる。プリズム、ビームスプリッター、フィルター、および各種のミラーは、たとえばショット・ガラス（Ｓｃｈｏｔｔ Ｇｌａｓｓ）およびバウシュ・アンド・ロム（Ｂａｕｓｃｈ ＆ Ｌｏｍｂ）などの会社から入手可能である。シリコンフォトダイオードはハママツ・コーポレーション（Ｈａｍａｍａｔｓｕ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から得ることができる。偏光子は、住友化学（Ｓｕｍｉｔｏｍｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）やスリー・エム・カンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）など数社から入手可能である。プリズム膜、たとえば輝度増強膜もまた、スリー・エム・カンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能である。
【００５８】
図１に示した説明のための組立て方法のような、各種公知の組立て方法のいずれかを用いて、（たとえば、イージークリーン）ハードコート層を有する内部構成部品を組み立てて、オプティカルデバイスとすることができる。ハードコートによって得られた表面保護があるために、その方法では、１種または複数の内部構成部品が硬化されたハードコート表面層を持たない場合の同一の組立て方法の場合よりも、欠陥のないイメージングデバイスをより高収率で得ることができると考えられる。
【００５９】
そのハードコートには、場合によっては、さらに好ましくは、無機粒子と組み合わさって、重合性バインダー前駆体が含まれる。イージークリーンハードコートには、バインダーと共重合する少なくとも１種のフッ素化成分がさらに含まれる。
【００６０】
ハードコートには、各種のバインダーを用いることができる。バインダー前駆体、さらには任意成分のフッ素化成分には、少なくとも１個の重合性部分、すなわち適切なエネルギー源に暴露されると架橋反応に与ることができるような末端部分、もしくはモノマー、オリゴマー、もしくはポリマー骨格からペンダントされた部分が含まれる。本明細書で使用するとき、「モノマー」という用語は、自分自身または他のモノマーと結合して、オリゴマーまたはポリマーを形成することが可能な、単一の、一単位分子を指す。「オリゴマー」という用語は、２〜２０個のモノマー単位が結合した化合物を指す。「ポリマー」という用語は、２１個以上のモノマーが結合した化合物を指す。好適な硬化エネルギー源としては、電子ビーム、加熱（熱エネルギー）、紫外光線、可視光線、マイクロ波、赤外線エネルギーなどが挙げられる。
【００６１】
バインダーは、ハードコート組成物をその保護膜の内部構成部品、剥離ライナーまたは基材の上にコーティングした後で、光硬化されることが可能な、フリーラジカル重合性バインダー前駆体から誘導するのが好ましい。フリーラジカル硬化性部分の代表例としては、（メタ）アクリレート基、オレフィン性炭素−炭素二重結合、アリルオキシ基、アルファ−メチルスチレン基、（メタ）アクリルアミド基、ビニルおよびビニルエーテル基、それらの組合せなどが挙げられる。
【００６２】
しかしながら、別な方法として、たとえばエポキシドおよびビニルエーテルのような重合性部分を、カチオン的に重合させることも可能である。第三のタイプの重合性基は、縮合重合により重合され、多くの場合、加熱によって反応完結を促進させる。たとえば、そのような物質には、たとえば、シリカの表面上のシラノール、シルセスキオキサン、およびシロキサンタイプのコーティングのような表面基と縮合するシラン基（特にアルコキシシラン基）を含む。アルコキシシラン基の縮合は、ゾル−ゲルタイプの化学反応の一例である。バインダー前駆体、任意成分のフッ素化成分、および任意成分の無機粒子には、１種または複数の硬化メカニズムを用いる、複数のタイプの重合性基が含まれていてもよい。フッ素化成分の重合性基が、バインダーの重合性基と実質的に同じであるのが好ましい。たとえば、バインダーとフッ素化成分の両方が（メタ）アクリレート重合性部分を含んでいたり、バインダーとフッ素化成分の両方が、（たとえば、加水分解性）シラン部分を含んでいたりしてもよい。アクリレート部分が好適であることが多い。
【００６３】
各種公知のハードコート組成物を使用することができるが、そのようなものとしては、以下の特許に記載のものが挙げられる：米国特許第６，１３２，８６１号明細書（カン（Ｋａｎｇ）ら、’８６１号特許）、米国特許第６，２３８，７９８Ｂ１号明細書（カン（Ｋａｎｇ）ら、’７９８号特許）、米国特許第６，２４５，８３３Ｂ１号明細書（カン（Ｋａｎｇ）ら、’８３３号特許）および米国特許第６，２９９，７９９号明細書（クレーグ（Ｃｒａｉｇ）ら、’７９９号特許）；国際公開第９９／５７１８５号パンフレット（ホワン（Ｈｕａｎｇ）ら）；米国特許第５，６７７０５０号明細書（ビルカディ（Ｂｉｌｋａｄｉ））；米国特許第４，８８５，３３２（ビルカディ（Ｂｉｌｋａｄｉ））号明細書、および米国特許第５，１０４，９２９号明細書（ビルカディ（Ｂｉｌｋａｄｉ））；米国特許第６，６６０，３８８号明細書；米国特許第６，６６０，３８９号明細書；および米国特許第６，８４１，１９０号明細書（リウ（Ｌｉｕ）ら）、米国特許出願第１１／０２６５７３号明細書（出願日：２００４年１２月３０日）；米国特許出願第１１／００９１８１号明細書（出願日：２００４年１２月１０日）；米国特許出願第１１／１２１７４２号明細書（出願日：２００５年５月４日）；米国特許出願第１１／０８７４１３号明細書（出願日：２００５年３月２３日）；および米国特許出願第１１／１２１４５６号明細書（出願日：２００５年５月４日）。
【００６４】
最終的なセラマー組成物または複合材料に望まれる性質に応じて、モノ−、ジ−、トリ−、テトラ−、ペンタ−、およびヘキサ官能性フリーラジカル硬化性モノマーを各種の量で（たとえば、フリーラジカル）重合性バインダー前駆体に組み入れることができる。
【００６５】
ハードコートには、各種のバインダーを用いることができる。バインダーは、ハードコート組成物を基材の上にコーティングして光硬化させれることが可能な、フリーラジカル重合性前駆体から誘導されることができる。’７９９号特許に記載されている、アクリル酸のプロトン性基置換されたエステルまたはアミドのようなバインダー前駆体、または’７９９号特許などに記載されているエチレン性不飽和モノマーが好ましいことが多い。好適なバインダー前駆体としては以下のものが挙げられる：多価アルコールのポリアクリル酸またはポリメタクリル酸エステル、たとえばエチレングリコール、トリエチレングリコール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、１，３−シクロペンタンジオール、１−エトキシ−２，３−プロパンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，６−ヘキサメチレンジオール、１，２−シクロヘキサンジオール、１，６−シクロヘキサンジメタノール、レソルシノール、ピロカテコール、ビスフェノールＡ、およびビス（２−ヒドロキシエチル）フタレートなどのようなジオールの、ジアクリレートまたはジ（メタ）アクリレートエステル；たとえばグリセリン、１，２，３−プロパントリメタノール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、１，３，６，−ヘキサントリオール、１，５，１０−デカントリオール、ピロガロール、フロログルシノール、および２−フェニル−２，２−メチロールエタノールのようなトリオールの、トリアクリル酸またはトリメタクリル酸エステル；１，２，３，４−ブタンテトロール、１，１，２，２，−テトラメチロールエタン、１，１，３，３，−テトラメチロールプロパン、およびペンタエリスリトールテトラアクリレートのようなテトラオールの、テトラアクリル酸テトラメタクリル酸エステル；アドニトールのようなペントールの、ペンタアクリル酸またはペンタメタクリル酸エステル；たとえばソルビトール、ジペンタエリスリトール、ジヒドロキシエチルヒダントイン；およびそれらの混合物のようなヘキサノールの、ヘキサアクリル酸またはヘキサメタクリル酸エステル。バインダーは、カン（Ｋａｎｇ）らの’７９８号特許に記載されているような、単官能モノマーの１種または複数から誘導することも可能である。バインダーには、ビルカディ（Ｂｉｌｋａｄｉ）らに記載されているような、１種または複数のＮ，Ｎ−二置換アクリルアミドおよび／またはＮ−置換−Ｎ−ビニル−アミドモノマーも含まれる。ハードコートは、セラマー組成物中の固形分の全重量を基準にして、約２０〜約８０％のエチレン性不飽和モノマーおよび約５〜約４０％のＮ，Ｎ−二置換アクリルアミドモノマーまたはＮ−置換−Ｎ−ビニル−アミドモノマーを含むセラマー組成物から誘導してもよい。
【００６６】
ハードコートのバインダーは、本明細書において架橋剤としても述べているような、少なくとも１種の多官能（たとえば、フリーラジカル）重合性モノマーから誘導するのが好ましい。フッ素化架橋剤を使用してもよいが、非フッ素化架橋剤単独、またはフッ素化架橋剤との組合せで使用するのが、典型的には好ましい。いくつかの用途においては、５重量％程度の少量の架橋剤でも好適な耐久性を与えることもあるが、典型的には、架橋剤の濃度を最大とするのが好ましい。したがって、本明細書に記載のコーティング組成物には、典型的には、少なくとも２０重量％の架橋剤を含む。架橋剤の全量は、重合性コーティング組成物の少なくとも５０重量％含まれていてもよいし、たとえば少なくとも６０重量％、少なくとも７０重量％、少なくとも８０重量％、少なくとも９０重量％、さらには約９５重量％含まれていてもよい。
【００６７】
有用なフリーラジカル重合性架橋剤としては、たとえば、以下のものからなる群より選択されるポリ（メタ）アクリルモノマーが挙げられる：（ａ）ジ（メタ）アクリル含有化合物、たとえば、１，３−ブチレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールモノアクリレートモノメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、アルコキシル化脂肪族ジアクリレート、アルコキシル化シクロヘキサンジメタノールジアクリレート、アルコキシル化ヘキサンジオールジアクリレート、アルコキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート、カプロラクトン変性ネオペンチルグリコールヒドロキシピバレートジアクリレート、カプロラクトン変性ネオペンチルグリコールヒドロキシピバレートジアクリレート、シクロヘキサンジメタノールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、エトキシル化（１０）ビスフェノールＡジアクリレート、エトキシル化（３）ビスフェノールＡジアクリレート、エトキシル化（３０）ビスフェノールＡジアクリレート、エトキシル化（４）ビスフェノールＡジアクリレート、ヒドロキシピバルアルデヒド変性トリメチロールプロパンジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール（２００）ジアクリレート、ポリエチレングリコール（４００）ジアクリレート、ポリエチレングリコール（６００）ジアクリレート、プロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート；（ｂ）トリ（メタ）アクリル含有化合物、たとえば、グリセロールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシル化トリアクリレート（たとえば、エトキシル化（３）トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシル化（６）トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシル化（９）トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシル化（２０）トリメチロールプロパントリアクリレート）、ペンタエリスリトールトリアクリレート、プロポキシル化トリアクリレート（たとえば、プロポキシル化（３）グリセリルトリアクリレート、プロポキシル化（５．５）グリセリルトリアクリレート、プロポキシル化（３）トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシル化（６）トリメチロールプロパントリアクリレート）、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート；（ｃ）さらに高級官能性の（メタ）アクリル含有化合物、たとえば、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、エトキシル化（４）ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート；（ｄ）オリゴマー性（メタ）アクリル化合物、たとえば、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート；それらのポリアクリルアミド類似体；およびそれらの組合せ。そのような化合物は、たとえば、ペンシルバニア州エクストン（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）のサルトマー・カンパニー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ）；ジョージア州スマーナ（Ｓｍｙｒｎａ，ＧＡ）のユー・シー・ビー・ケミカルズ・コーポレーション（ＵＣＢ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）；およびウィスコンシン州ミルウォーキー（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）のアルドリッチ・ケミカル・カンパニー（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）などの供給業者から広く入手可能である。さらなる有用な（メタ）アクリレート原料としては、たとえば米国特許第４，２６２，０７２号明細書（ウェンドリング（Ｗｅｎｄｌｉｎｇ）ら）に記載されているようなヒダントイン部分含有ポリ（メタ）アクリレートが挙げられる。
【００６８】
好適な架橋剤としては、少なくとも３個の（メタ）アクリレート官能基が挙げられる。好適な市販されている架橋剤としては以下のものが挙げられる：ペンシルバニア州エクストン（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）のサルトマー・カンパニー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ）から、たとえば、商品名ＳＲ３５１」として入手可能なトリメチロールプロパントリアクリレート、商品名「ＳＲ４４４」として入手可能なペンタエリスリトールトリアクリレート、商品名「ＳＲ３９９ＬＶ」として入手可能なジペンタエリスリトールペンタアクリレート、「ＳＲ４５４」として入手可能なエトキシル化（３）トリメチロールプロパントリアクリレート、および商品名「ＳＲ４９４」として入手可能なエトキシル化（４）ペンタエリスリトールトリアクリレート。
【００６９】
ハードコートにおいては各種の無機酸化物粒子を使用することができる。それらの粒子は、典型的には、実質的に球状の形状と比較的均一なサイズを有している。それらの粒子は、実質的に単分散の粒径分布を有しているか、または２種以上の実質的に単分散分布のものをブレンドすることによって得られるポリモーダル分布とすることができる。無機酸化物粒子は、典型的には凝集していない（実質的に散在している）が、それは、凝集が起きると、無機酸化物粒子の沈殿や、ハードコートのゲル化が起きるからである。無機酸化物粒子は典型的にはコロイド的なサイズを有していて、約０．００１〜約０．２マイクロメートル、約０．０５マイクロメートル未満、および約０．０３マイクロメートル未満の平均粒子直径を有している。これらの粒径とすることによって、バインダー樹脂の中への無機酸化物粒子の分散が容易となり、所望の表面性質と光学的透明度を有するセラマーが得られる。無機酸化物粒子の平均粒径は、透過型電子顕微鏡法を使用して、所定の直径を有する無機酸化物粒子の数を数えることにより、測定することができる。無機酸化物粒子としては以下のものが挙げられる：コロイドシリカ、コロイドチタニア、コロイドアルミナ、コロイドジルコニア、コロイドバナジア、コロイドクロミア、コロイド酸化鉄、コロイド酸化アンチモン、コロイド酸化スズ、およびそれらの混合物。無機酸化物粒子は、たとえばシリカのような単一の酸化物からなるか、または実質的になっていてもよいし、あるいは、たとえばシリカおよび酸化アルミニウムのような酸化物の組合せを含んでいたり、または１種のタイプの酸化物のコア（または金属酸化物以外の材料のコア）の上に他のタイプの酸化物を析出させたようなものであったりしてもよい。シリカは、一般的な無機粒子である。無機酸化物粒子は、液状媒体中に無機酸化物粒子のコロイド分散体を含むゾルの形態で得られることが多い。ゾルは各種の方法を用いて、各種の形態で調製することができるが、そのような形態としてはたとえば、ヒドロゾル（水を液状媒体として使用）、オルガノゾル（有機液状物を使用）、および混合ゾル（液状媒体に水と有機液状物の両方を含む）などが挙げられ、たとえば、米国特許第５，６４８，４０７号明細書（ゲッツ（Ｇｏｅｔｚ）ら）；米国特許第５，６７７，０５０号明細書（ビルカディ（Ｂｉｌｋａｄｉ）ら）および米国特許第６，２９９，７９９号明細書（クレーグ（Ｃｒａｉｇ）ら）に記載がある。（たとえば、非晶質シリカの）水性ゾルを使用することもできる。一般的には、ゾルには、そのゾルの全量を基準にして、少なくとも２重量％、少なくとも１０重量％、少なくとも１５重量％、少なくとも２５重量％、多くの場合少なくとも３５重量％のコロイド状無機酸化物粒子が含まれる。コロイド状無機酸化物粒子の量は、典型的には５０重量％以下（たとえば、４５重量％）である。無機粒子の表面は、ビルカディ（Ｂｉｌｋａｄｉ）らの記載のように、「アクリレート官能化」されていてもよい。さらに、ゾルはバインダーのｐＨに合わせることも可能で、対イオンまたは水溶性化合物（たとえば、ナトリウムアルミネート）を含んでいてもよいが、これらのことはすべて、カン（Ｋａｎｇ）らの’７９８号特許に記載がある。
【００７０】
ハードコート、無機酸化物粒子の水性ゾルを、フリーラジカル硬化性バインダー前駆体（たとえば、適切な硬化エネルギー源に暴露されたときに架橋反応に与ることが可能な、１種または複数のフリーラジカル硬化性モノマー、オリゴマーまたはポリマー）と混合することにより、都合よく調製することができる。通常は、得られた組成物を、適用する前に乾燥させて、実質的にすべての水を除去する。この乾燥工程は、場合によっては「ストリッピング」と呼ばれる。得られたセラマー組成物を適用する前に、それに有機溶媒を加えて、粘度特性を改良してセラマー組成物を基材の上へコーティングしやすくすることもできる。コーティングの後で、セラマー組成物を乾燥させて添加された溶媒を全部除去し、次いで、その乾燥させた組成物を適切なエネルギー源に暴露させることによって少なくとも部分的に固化させ、フリーラジカル硬化性バインダー前駆体の少なくとも部分的な硬化を与えることも可能である。
【００７１】
ハードコートの中の無機粒子、バインダーおよび各種の他の成分を選択して、硬化されたハードコートが基材の屈折率に近い屈折率を示すようにする。このことは、モアレ模様やその他の目に見える干渉縞のようなものを抑制するのに役立つ。
【００７２】
先に述べたように、ハードコートを水性コーティング組成物から形成させ、ストリッピングによってコーティングする前にそれから水を除去し、場合によっては溶媒を用いて希釈して、組成物のコーティングに役立たせることもできる。当業者のよく知るところであるが、所望の溶媒および溶媒レベルの選択は、ハードコートの中の個々の成分の性質、ならびに所望の基材およびコーティング条件に依存するであろう。カン（Ｋａｎｇ）らの’７９８号特許には、いくつかの有用な溶媒、溶媒レベル、およびコーティング粘度の記載がある。
【００７３】
ハードコートを、コロイド状無機酸化物粒子の水性ゾルとバインダー前駆体とを組み合わせて調製する場合には、そのゾルは、粒子が負の表面電荷を有する様なｐＨを有するようにする。たとえば、無機粒子のほとんどがシリカ粒子である場合には、そのゾルは、ｐＨが７を超える、８を超える、または９を超えるアルカリ性である。ゾルに、水酸化アンモニウムなどが含まれていて、それにより、ＮＨ+4が、負の表面電荷を有する粒子に対する対イオンとして使用されるようにしてもよい。コロイド状無機酸化物粒子を表面処理したい場合には、カン（Ｋａｎｇ）らの’８３３号特許に記載されているように、適切な表面処理剤をゾルにブレンドすることができる。次いで、そのフリーラジカル硬化性バインダー前駆体をセラマー組成物に添加する。そのセラマー組成物をストリッピングして、実質的にすべての水を除去する。たとえば、約９８％の水を除去する（したがって、セラマー組成物中には約２％の水が残る）ことが、適切であるということが見出された。実質的にすべての水が除去されたら直ちに、カン（Ｋａｎｇ）らの’７９８号特許に記載されているタイプの有機溶媒を、典型的にはそのセラマー組成物が約５％〜約９９重量％（約１０〜約７０％）の固形分を有するように添加する。
【００７４】
ハードコート組成物には、各種の単官能フッ素化成分、多官能フッ素化成分、さらにはそれらの組合せが含まれていてよい。少なくともいくつかの実施態様においては、少なくとも１種の単官能フッ素化成分と少なくとも１種の多官能フッ素化成分を組み合わせるのが好ましいということが見出された。
【００７５】
ハードコート組成物前駆体の中のフッ素化成分の全量は、典型的には、少なくとも０．５重量％（たとえば、少なくとも約１重量％、２重量％、３重量％、および４重量％）である。ハードコート前駆体組成物が少なくとも約５重量％のフッ素化成分を含んでいるのが好ましい。多官能フッ素化成分を使用する実施態様においては特に、そのハードコート前駆体組成物には、９５重量％程度の多量の使用多官能フッ素化成分を含むのがよい。しかしながら、先にも説明したように、所望の低表面エネルギーを与える使用フッ素化成分を最小限の濃度で用いるのが、一般的にコスト的にはより有利である。したがって、フッ素化成分の全量は、典型的には３０重量％を超えず、好ましくは約１５重量％以下（たとえば、約１４重量％、１３重量％、１２重量％、および１１重量％未満）の量で存在させる。
【００７６】
本発明のコーティング組成物には、各種のフルオロ化重合性化合物を用いることができる。そのような化合物は、次式Ｉで表すことができる：
（Ｒf）−［（Ｗ）−（ＲA）］w （式Ｉ）
ここで、Ｒfには、（ペル）フルオロアルキル基、（ペル）フルオロアルキレン基、または（ペル）フルオロポリエーテル基が含まれる。（ペル）フルオロポリエーテル基としては、たとえば−（ＣpＦ2p）−、−（ＣpＦ2pＯ）−、−（ＣＦ（Ｚ））−、−（ＣＦ（Ｚ）Ｏ）−、−（ＣＦ（Ｚ）ＣpＦ2pＯ）−、−（ＣpＦ2pＣＦ（Ｚ）Ｏ）−、−（ＣＦ2ＣＦ（Ｚ）Ｏ）−、またはそれらの組合せのような（ペル）フッ素化基が挙げられ；Ｗは結合基であり；ＲAには、（メタ）アクリル基または重合性（たとえば、加水分解性）シラン基のような重合性基が含まれ；そしてｗは１または２である。
【００７７】
各種の重合性シラン基が当業者には公知である。そのシラン基は、典型的には、少なくとも１個のハロゲン原子および／または少なくとも１個の酸素原子と結合されているが、この酸素原子は、好ましくはアシルオキシおよび／またはアルコキシ基の構成要素である。
【００７８】
フッ素化成分は、直鎖状、分岐状、環状、またはそれらの組合せであってよく、飽和であっても不飽和であってもよい。
【００７９】
結合基Ｗとしては、アルキレン、アリーレン、ヘテロアルキレン、またはそれらの組合せから選択される２価の基、およびカルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、スルホンアミド、またはそれらの組合せから選択される任意の２価の基が挙げられる。Ｗは非置換であってもよいし、あるいはアルキル、アリール、ハロもしくはそれらの組合せによって置換されていてもよい。Ｗ基には典型的には、３０個以下の炭素原子が含まれる。いくつかの化合物においては、そのＷ基が、２０個以下の炭素原子、１０個以下の炭素原子、６個以下の炭素原子、または４個以下の炭素原子を有する。たとえば、Ｗは、アルキレンであっても、アリール基で置換されたアルキレンであっても、あるいはアリーレンと組み合わせたアルキレンであってもよい。さらに、Ｗはウレタン結合（すなわち、（−ＯＣＯＮＨ−））であってもよい。
【００８０】
（ペル）フルオロポリエーテルのＲf繰り返し単位においては、ｐは典型的には１〜１０の整数である。いくつかの実施態様においては、ｐは、１〜８、１〜６、１〜４、または１〜３の整数である。基Ｚは、ペルフルオロアルキル基、ペルフルオロエーテル基、ペルフルオロポリエーテル、またはペルフルオロアルコキシ基であるが、それらはすべて、直鎖状、分岐状、または環状であってよい。Ｚ基は、典型的には、１２個以下の炭素原子、１０個以下の炭素原子、または９個以下の炭素原子、４個以下の炭素原子、３個以下の炭素原子、２個以下の炭素原子、または１以下の炭素原子を有する。いくつかの実施態様においては、Ｚ基は、４個以下、３個以下、２個以下、１個以下の酸素原子を含むか、または酸素原子を含まない。
【００８１】
Ｒfは、１価または２価とすることができる。Ｒfが１価である、いくつかの化合物においては、その末端基を、（ＣpＦ2p+1）−、（ＣpＦ2p+1Ｏ）−、（Ｘ’ＣpＦ2pＯ）−、または（Ｘ’ＣpＦ2p+1）−とすることができるが、ここでＸ’は、水素、塩素、または臭素であり、ｐは１〜１０の整数である。１価のＲf基のいくつかの実施態様においては、その末端基がペルフルオロ化されており、ｐが、１〜１０、１〜８、１〜６、１〜４、または１〜３の整数である。
【００８２】
（ペル）フルオロポリエーテル化合物は上述の式Ｉによって表すことができるが、ここでＲfは（ペル）フルオロポリエーテル基であり、ＲAは（メタ）アクリル基または−ＣＯＣＦ＝ＣＨ2であり；そしてｗは１または２である。１価のＲf基の例としては、ＣＦ3Ｏ（Ｃ2Ｆ4Ｏ）nＣＦ2−、およびＣ3Ｆ7Ｏ（ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2Ｏ）nＣＦ（ＣＦ3）−が挙げられるが、ここでｎは、０〜５０、１〜５０、３〜３０、３〜１５、または３〜１０の平均値を有する。好適な２価のＲf（ペル）フルオロポリエーテル基の構造としては以下のものが挙げられるが、これらに限定される訳ではない：−ＣＦ2Ｏ（ＣＦ2Ｏ）q（Ｃ2Ｆ4Ｏ）nＣＦ2−、−（ＣＦ2）3Ｏ（Ｃ4Ｆ8Ｏ）n（ＣＦ2）3−、−ＣＦ2Ｏ（Ｃ2Ｆ4Ｏ）nＣＦ2−、および−ＣＦ（ＣＦ3）（ＯＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3））sＯＣtＦ2tＯ（ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2Ｏ）nＣＦ（ＣＦ3）−、ここでｑは、０〜５０、１〜５０、３〜３０、３〜１５、または３〜１０の平均値を有し；ｎは、０〜５０、３〜３０、３〜１５、または３〜１０の平均値を有し；ｓは、０〜５０、１〜５０、３〜３０、３〜１５、または３〜１０の平均値を有し；ｎ＋ｓの合計が、０〜５０または４〜４０の平均値を有し；ｑ＋ｎの合計が、０より大であり；そしてｔが、２〜６の整数である。
【００８３】
式Ｉに従って合成された化合物は、典型的には、Ｒf基を混合して含む。その平均構造は、その混合物構成成分について平均した構造である。それらの平均構造においては、ｑ、ｎおよびｓの数値は、化合物が少なくとも約４００の数平均分子量を有する限りにおいて、変化させることが可能である。式Ｉの化合物は多くの場合、４００〜５０００、８００〜４０００、または１０００〜３０００の分子量（数平均）を有する。
【００８４】
（たとえば、式Ｉの）ペルフルオロポリエーテルアクリレート化合物は、たとえば下記の特許に記載されているような方法により合成することができる：米国特許第３，５５３，１７９号明細書および米国特許第３，５４４，５３７号明細書、さらには米国特許出願公開第２００４／００７７７７５号明細書、「フルオロケミカル・コンポジション・コンプライジング・ア・フルオリネーテッド・ポリマー・アンド・トリートメント・オブ・ア・フィブラス・サブストレート・ゼアウィズ（Ｆｌｕｏｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ ａ Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒ ａｎｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ａ Ｆｉｂｒｏｕｓ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｔｈｅｒｅｗｉｔｈ）」。
【００８５】
いくつかの実施態様においては、その多官能ペルフルオロポリエーテルアクリレートには、末端ＨＦＰＯ−基が含まれる。本明細書で使用するとき、「ＨＦＰＯ−」は、メチルエステルであるＦ（ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2Ｏ）aＣＦ（ＣＦ3）Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ3のＦ（ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2Ｏ）aＣＦ（ＣＦ3）−を指しているが、ここで、「ａ」は、平均約６．２であり、そのメチルエステルは１，２１１ｇ／モルの平均分子量を有していて、そのものは、米国特許第３，２５０，８０８号明細書（ムーア（Ｍｏｏｒｅ）ら）に報告された方法に従い、分別蒸留によって精製することにより調製することができる。そのような化合物のいくつかのものが、米国特許出願第１１／１２１７４２号明細書（出願日：２００５年５月４日）にも記載されている。
【００８６】
例示化合物としてはたとえば、以下のものが挙げられる：ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）Ｃ（ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2）2ＣＨ2ＣＨ3、ＨＦＰＯ−ＣＯ−ＮＨＣＨ（ＣＨ2ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ2）2、ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）ＣＨ2ＣＨ（ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2）ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2、ＨＦＰＯ−ＣＯ−ＮＨ（ＣＨ2）3Ｎ（ＣＨ2ＣＨ2ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ2）2、ＨＦＰＯ−ＣＯ−ＮＨＣＨ2ＣＨ2Ｎ（−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ2）（−ＣＨ2ＣＨ2ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ2）、およびＨＦＰＯ−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2ＮＨＣＨ3とＴＭＰＴＡのモル比１：１の付加物。
【００８７】
また別な実施態様においては、反応性（ペル）フルオロポリエーテルとポリ（メタ）アクリレートとのマイケル型付加反応によって調製することが可能な（ペル）フルオロポリエーテルアクリレート化合物、たとえば、ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｎ（Ｈ）ＣＨ3とトリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）との付加物を、重合性フッ素化成分として使用してもよい。そのような（ペル）フルオロポリエーテルアクリレート化合物はさらに、米国特許出願第１１／００９１８１号明細書（出願日；２００４年１２月１０日）「ポリメライザブル・コンポジションズ、メソッズ・オブ・メイキング・ザ・セイム、アンド・コンポジット・アーティクルズ・ゼアフロム（Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｂｌｅ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ， Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｍａｋｉｎｇ ｔｈｅ Ｓａｍｅ，ａｎｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ａｒｔｉｃｌｅｓ Ｔｈｅｒｅｆｒｏｍ）」にも記載されている。
【００８８】
また別な実施態様においては、米国特許出願第１１／０８７４１３号明細書（出願日：２００５年３月２３日）に記載されているような、重合性ペルフルオロポリエーテルウレタンを使用してもよい。式（１）複数のアクリレート末端基を有するペルフルオロポリエーテルウレタンの代表的な構造の一つ（２）を次に示す：
【化１】
このものは、ＨＤＩのビウレットと、１当量のＨＦＰＯオリゴマーアミド（Ｆ（ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2Ｏ）6.5ＣＦ（ＣＦ3）Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＯＨ）およびさらに２当量のペンタエリスリトールトリアクリレートとの反応生成物である。
【００８９】
別な方法として、式Ｒi−（ＮＨＣ（Ｏ）ＸＱＲf）m，−（ＮＨＣ（Ｏ）ＯＱＡ）nに従う、モノアクリレート末端基を有するペルフルオロポリエーテルウレタンを使用してもよい。
【００９０】
また別な実施態様においては、式（３Ａ）の、１価のペルフルオロポリエーテル部分を有するペルフルオロポリエーテル−置換ウレタンアクリレートを使用してもよい：
Ｒf−Ｑ−（ＸＣ（Ｏ）ＮＨＱＯＣ（Ｏ）Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ2）f （式３Ａ）
ここで、Ｒfは、式：Ｆ（ＲfcＯ）xＣdＦ2d−を含む基からなる１価のペルフルオロポリエーテル部分であるが、ここで、それぞれのＲfcは独立して、１〜６個の炭素原子を有するフッ素化アルキレン基を表し、それぞれのｘは独立して２以上の整数を表し、そしてｄは１〜６の整数であり；ａは２〜１５であり；Ｑは独立して、原子価が少なくとも２の結合基であり、共有結合、アルキレン、アリーレン、アラルキレン、アルクアリーレン、場合によってはヘテロ原子たとえばＯ、Ｎ、およびＳを含み、場合によってはカルボニルまたはスルホニル、およびそれらの組合せのようなヘテロ原子含有官能基を含む、直鎖または分岐鎖または環含有結合基からなる群より選択され；Ｘは独立して、Ｏ、ＳまたはＮＲであるが、ここでＲは、Ｈまたは１〜４個の炭素原子の低級アルキルであり、そしてｆは、１〜５である。
【００９１】
式（３Ａ）の記述にあてはまる、一つの好適なペルフルオロポリエーテル−置換ウレタン（メタ）アクリレートは、式（３Ｂ）により具体的に示される：
ＨＦＰＯ−Ｑ−（ＸＣ（Ｏ）ＮＨＱＯＣ（Ｏ）Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ2）f （式３Ｂ）
ここで、ＨＦＰＯはＦ（ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2Ｏ）aＣＦ（ＣＦ3）−であり；ａは２〜１５であり；Ｑは独立して、原子価が少なくとも２の結合基であり、共有結合、アルキレン、アリーレン、アラルキレン、アルクアリーレン、場合によってはヘテロ原子たとえばＯ、Ｎ、およびＳを含み、場合によってはカルボニルまたは、およびそれらの組合せのようなヘテロ原子含有官能基を含む、直鎖または分岐鎖または環含有結合基からなる群より選択され；Ｘは独立して、Ｏ、ＳまたはＮＲであるが、ここでＲは、Ｈまたは１〜４個の炭素原子の低級アルキルであり、そしてｆは、１〜５である。使用しうる２種の好適なＨＦＰＯ−置換ウレタンアクリレートとしては、ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）ＮＨＣ2Ｈ4ＯＣ（Ｏ）ＮＨＣ2Ｈ4ＯＣ（Ｏ）Ｃ（ＣＨ3）＝ＣＨ2およびＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）ＮＨＣ（Ｃ2Ｈ5）（ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＮＨＣ2Ｈ4ＯＣ（Ｏ）Ｃ（ＣＨ3）＝ＣＨ2）2が挙げられる。
【００９２】
本発明のまた別な実施態様においては、式（４）の１価のペルフルオロポリエーテル部分を有する、１種または複数のペルフルオロポリエーテルウレタンが使用される：
Ｒi−（ＮＨＣ（Ｏ）ＸＱＲf）m，−（ＮＨＣ（Ｏ）ＯＱ（Ａ）p）n，−（ＮＨＣ（Ｏ）ＸＱＧ）o，−（ＮＣＯ）q （式４）
ここで、Ｒiは、複数のイソシアネートの残基であり；Ｘは独立して、Ｏ、ＳまたはＮＲであるが、ここでＲは、Ｈまたは１〜４個の炭素原子の低級アルキルであり；Ｒfは、式：Ｆ（ＲfcＯ）xＣdＦ2d−を含む基からなる１価のペルフルオロポリエーテル部分であるが、ここで、それぞれのＲfcは独立して、１〜６個の炭素原子を有するフッ素化アルキレン基を表し、それぞれのｘは独立して２以上の整数を表し、そしてｄは１〜６の整数であり；Ｑは独立して、原子価が少なくとも２の結合基であり、共有結合、アルキレン、アリーレン、アラルキレン、アルクアリーレン、場合によってはヘテロ原子たとえばＯ、Ｎ、およびＳを含み、場合によってはカルボニルまたは、およびそれらの組合せのようなヘテロ原子含有官能基を含む、直鎖または分岐鎖または環含有結合基からなる群より選択され；Ａは、（メタ）アクリル官能基−ＸＣ（Ｏ）Ｃ（Ｒ2）＝ＣＨ2であるが、ここでＲ2は、１〜４個の炭素原子の低級アルキルまたはＨまたはＦであり；Ｇは、アルキル、アリール、アルクアリールおよびアラルキルからなる群より選択されるが、ここで、Ｇは場合によっては、Ｏ、Ｎ、およびＳのようなヘテロ原子を含むか、場合によっては、カルボニルおよびスルホニルのようなヘテロ原子含有官能基、ならびにヘテロ原子とヘテロ原子含有官能基との組合せを含み；そしてＧは場合によっては、場合によっては、（メタ）アクリル基、ビニル基、アリル基および−Ｓｉ（ＯＲ3）3基（ここで、Ｒ3は１〜４個の炭素原子の低級アルキルである）からなる群より選択される、ペンダントするか末端の反応性基を含むが；ここでＧはさらに、場合によってはフルオロアルキルまたはペルフルオロアルキル基を含み；ｍは少なくとも１であり；ｎは少なくとも１であり；ｏは０以上であり；ｐは２〜６であり；ｑは０以上であり；（ｍ＋ｎ＋ｏ＋ｑ）＝ＮNCOであるが、ここでＮNCOは、元々Ｒiに付いていたイソシアネート基の数であり；そして（ｍ＋ｎ＋ｏ）／ＮNCOの大きさが０．６７以上であり、ここで、添字ｍ、ｎ、ｏ、およびｑで表されるそれぞれのユニットは、Ｒiユニットに結合されている。Ｒfcが−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2−であるのが好ましい。
【００９３】
式（４）物質を作るのに使用されるモノアルコール、モノチオールまたはモノアミンＨＸＱＧとしては、Ｃ4Ｆ9ＳＯ2Ｎ（ＣＨ3）ＣＨ2ＣＨ2ＯＨ、Ｈ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2（ＳｉＯＣＨ3）3、ＨＳＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3、およびＨＥＡ（「ヒドロキシエチルアクリレート」）のような物質が挙げられる。
【００９４】
さらに別な実施態様においては、式（５）の１種または複数のペルフルオロポリエーテルウレタンが使用される：
（Ｒi）c−（ＮＨＣ（Ｏ）ＸＱＲf）m，−（ＮＨＣ（Ｏ）ＯＱ（Ａ）p）n，−（ＮＨＣ（Ｏ）ＸＱＧ）o，（Ｒf（Ｑ）（ＸＣ（Ｏ）ＮＨ）y）z−、−ＮＨＣ（Ｏ）ＸＱＤ（ＱＸＣ（Ｏ）ＮＨ）u）s−、Ｄ1（ＱＸＣ（Ｏ）ＮＨ）y）zz−ＮＨＣ（Ｏ）ＯＱ（Ａ）tＱ1Ｑ（Ａ）tＯＣ（Ｏ）ＮＨ））v−，−（ＮＣＯ）w （式５）
ここで、Ｒiは、複数のイソシアネートの部分であり；ｃは１〜５０であり；Ｘは独立して、Ｏ、ＳまたはＮＲであるが、ここでＲはＨまたは低級アルキルであり；Ｒfは、式：Ｆ（ＲfcＯ）xＣdＦ2d−を含む基からなる１価のペルフルオロポリエーテル部分であるが、ここで、それぞれのＲfcは独立して、１〜６個の炭素原子を有するフッ素化アルキレン基を表し、そしてそれぞれのｘは独立して２以上の整数を表し、そしてｄは１〜６の整数であり；Ｑは独立して、原子価が少なくとも２の結合基であり、共有結合、アルキレン、アリーレン、アラルキレン、アルクアリーレン、場合によってはヘテロ原子たとえばＯ、Ｎ、およびＳを含み、場合によってはカルボニルまたは、およびそれらの組合せのようなヘテロ原子含有官能基を含む、直鎖または分岐鎖または環含有結合基からなる群より選択され；Ａは、化学式：（−ＸＣ（Ｏ）Ｃ（Ｒ2）＝ＣＨ2）を有する（メタ）アクリル官能基であるが、ここでＲ2は、１〜４個の炭素原子の低級アルキルまたはＨまたはＦであり；Ｇは、アルキル、アリール、アルクアリールおよびアラルキルからなる群より選択されるが、ここで、Ｇは場合によっては、Ｏ、Ｎ、およびＳのようなヘテロ原子を含み、場合によってはカルボニルおよびスルホニルのようなヘテロ原子含有官能基、およびヘテロ原子とヘテロ原子含有官能基との組合せを有し；そしてここでＧは場合によっては、（メタ）アクリル基、ビニル基、アリル基および−Ｓｉ（ＯＲ3）3基（ここで、Ｒ3は１〜４個の炭素原子の低級アルキルである）からなる群より選択されるペンダントするか末端の反応性基を含み；ここで、Ｇはさらに場合によっては、フルオロアルキルまたはペルフルオロアルキル基を有し；Ｄは、アルキレン、アリーレン、アルクアリーレン、フルオロアルキレン、ペルフルオロアルキレンおよびアラルキレンからなる群より選択され、場合によってはＯ、Ｎ、およびＳのようなヘテロ原子を含み；Ｄ1は、アルキル、アリール、アルクアリール、フルオロアルキル、ペルフルオロアルキルおよびアラルキル基からなる群より選択され、場合によってはＯ、Ｎ、およびＳのようなヘテロ原子を含み；Ｑ1は、Ｑと同じように定義される結合基であり；ｍまたはｚは少なくとも１であり；ｎまたはｖは少なくとも１であり；ｙは独立して２以上であり；ｏ、ｓ、ｖ、ｗ、ｚおよびｚｚは、０以上であり；（ｍ＋ｎ＋ｏ＋［（ｕ＋１）ｓ］＋２ｖ＋ｗ＋ｙｚ＋ｙ（ｚｚ））＝ｃＮNCOであるが、ここでＮNCOは、元々Ｒiに付いていたイソシアネート基の数であり；（ｍ＋ｎ＋ｏ＋（［（ｕ＋１）ｓ］＋２ｖ＋ｙｚ＋ｙ（ｚｚ））／（ｃＮNCO）の大きさが少なくとも０．７５以上であり；ｐは２〜６であり；ｔは１〜６であり；そしてｕは独立して１〜３であるが；ここで、添字ｍ、ｎ、ｏ、ｓ、ｖ、ｗ、ｚおよびｚｚで表されるそれぞれのユニットは、Ｒiユニットに結合されており、そして好ましくはＲfcは−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2−である。
【００９５】
（ペル）フルオロポリエーテル部分を含むフッ素化成分に代わるものとして、（ペル）フルオロアルキル（メタ）アクリレートを使用することができる。好適なフルオロアルキル（メタ）アクリレートとしては、少なくとも２個、より好ましくは少なくとも３個の炭素原子を有するフルオロアルキル基が挙げられる。炭素原子の数は１２までまたはそれ以上でよいが、フルオロアルキル基の炭素原子の数は、約６以下であるのが好ましい。
【００９６】
さらに他の代わりの方法としては、そのフッ素化成分に、たとえば米国特許出願公開第２００３／０１６８７８３号明細書に記載されているような、各種のフルオロ−シラン構成成分の一つが含まれていてもよい。一つの態様においては、フッ素化成分に、米国特許第５，８５１，６７４号明細書に記載されているようなフッ素化シロキサンが含まれていてもよいが、このものは、次式のフッ素化シランを含むコーティング組成物を適用することにより調製される：
Ｒf−Ｒ1−ＳｉＸ3-xＲ2x
ここで、Ｒfは、場合によっては１個または複数のヘテロ原子を含む（ペル）フッ素化基であり；Ｒ1は、１個または複数のヘテロ原子もしくは官能基により置換され、約２〜約１６個の炭素原子を含む、２価のアルキレン基、アリーレン基、またはそれらの混合物であり；Ｒ2は低級アルキル基であり；Ｘは、ハライド、低級アルコキシ基、またはアシルオキシ基であり；そしてｘは０または１である。
【００９７】
ハードコート組成物には、炭化水素ベースのハードコート組成物またはセラマーとフッ素化化合物（たとえば、ＨＦＰＯ誘導体）との間の相溶性を改良するための、フッ素化相溶化剤が含まれていてもよい。相溶化剤は、全乾燥固形分の２〜１５重量パーセント、より好ましくは約２〜１０重量パーセントの間の範囲の量で添加するのがよい。相溶化剤は、ＨＦＰＯモノ−またはマルチ−（メタ）アクリル化合物の量の、少なくとも３倍、好ましくは少なくとも５倍の量で存在させることができる。
【００９８】
フリーラジカル反応性フルオロアルキルまたはフルオロアルキレン基含有相溶化剤は、それぞれ化学式：ＲfＱ（Ｘ）nおよび（Ｘ）nＱＲf2Ｑ（Ｘ）n）であるが、ここでＲfはフルオロアルキルであり、Ｒf2はフルオロアルキレンであり、Ｑは、アルキレン、アリーレン、アリーレンアルキレン、またはアルキレンアリーレン基を含む結合基であって、たとえばＯ、Ｎ、およびＳのようなヘテロ原子を含む直鎖または分岐鎖の結合基を含んでいてもよく、Ｘは、（メタ）アクリル、−ＳＨ、アリル、またはビニル基から選択されるフリーラジカル反応性基であり、そしてｎは１〜３である。典型的なＱ基としては、以下のものが挙げられる：−ＳＯ2Ｎ（Ｒ）ＣＨ2ＣＨ2−；−ＳＯ2Ｎ（ＣＨ2ＣＨ2）2−；−（ＣＨ2）m−；−ＣＨ2Ｏ（ＣＨ2）3−；および−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）ＣＨ2ＣＨ2−（ここでＲは、Ｈまたは１〜４個の炭素原子の低級アルキルであり、ｍは１〜６である）。フルオロアルキルまたはフルオロアルキレン基が、ペルフルオロアルキルまたはペルフルオロアルキレン基であれば好ましい。
【００９９】
一つの好ましい実施態様においては、相溶化剤が、アクリレート部分に結合された少なくとも５個の炭素原子の炭素鎖を有する、ペルフルオロアルキルまたはペルフルオロアルキレン置換された相溶化剤であって、少なくとも３０重量パーセントのフッ素を含む。ハードコート層１８の組成物において使用するためのそれらの基準に適合する、一つの好ましいタイプのフルオロアルキル−またはフルオロアルキレン−置換された相溶化剤は、ペルフルオロブチル置換アクリレート相溶化剤である。それらの基準に適合し、本発明において有用なペルフルオロブチル−置換されたアクリレート相溶化剤の例を非限定的に挙げれば、Ｃ4Ｆ9ＳＯ2Ｎ（ＣＨ3）ＣＨ2ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2、Ｃ4Ｆ9ＳＯ2Ｎ（ＣＨ2ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2）2、またはＣ4Ｆ9ＳＯ2Ｎ（ＣＨ3）ＣＨ2ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）Ｃ（ＣＨ3）＝ＣＨ2の１種または複数である。
【０１００】
使用可能な好適なフルオロアルキル−置換された相溶化剤の他の非限定的な例としては、ニューハンプシャー州ウィンダム（Ｗｉｎｄｈａｍ，ＮＨ）のランカスター・シンセシス（Ｌａｎｃａｓｔｅｒ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）から入手可能な、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ペルフルオロデシルアクリレートが挙げられる。ハードコート層１８の組成物の中で使用することができる、各種その他のペルフルオロアルキル部分を含む（メタ）アクリル化合物は、米国特許第４，９６８，１１６号明細書（ヒューム−ロー（Ｈｕｌｍｅ−Ｌｏｗｅ）ら）および米国特許第５，２３９，０２６号明細書（ペルフルオロシクロヘキシルメチルメタクリレートを含む）（バビラッド（Ｂａｂｉｒａｄ）ら）に記載がある。それらの基準に適合し、使用可能な他のフルオロケミカル（メタ）アクリレートとしては、たとえば、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロヘキサンジオールジアクリレートおよびω−ヒドロ２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチルアクリレート（Ｈ−Ｃ4Ｆ8−ＣＨ2Ｏ−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ2）が挙げられる。単独または混合物として使用可能なその他のフルオロケミカル（メタ）アクリレートが、米国特許第６，２３８，７９８号明細書（カン（Ｋａｎｇ）ら）に記載されている。
【０１０１】
容易に硬化させるために、本発明による重合性組成物にはさらに、少なくとも１種のフリーラジカル熱重合開始剤および／または光重合開始剤がさらに含まれていてもよい。そのような重合開始剤および／または光重合開始剤を存在させる場合には、重合性組成物の全重量を基準にして、重合性組成物の典型的には約１０重量パーセント未満、より典型的には約５パーセント未満でそれを含む。フリーラジカル硬化法は当業者には周知であり、たとえば、加熱硬化方法、さらには放射線硬化方法たとえば電子ビームまたは紫外線照射などが挙げられる。フリーラジカル加熱および光重合技術についてのさらなる詳細は、たとえば、米国特許第４，６５４，２３３号明細書（グラント（Ｇｒａｎｔ）ら）；米国特許第４，８５５，１８４号明細書（クラン（Ｋｌｕｎ）ら）；および米国特許第６，２２４，９４９号明細書（ライト（Ｗｒｉｇｈｔ）ら）に見出すことができる。
【０１０２】
有用なフリーラジカル光重合開始剤としては、たとえば、アクリレートポリマーのＵＶ硬化において有用であることが知られているものが挙げられる。そのような重合開始剤としては、以下のものが挙げられる：ベンゾフェノンおよびその誘導体；ベンゾイン、アルファ−メチルベンゾイン、アルファ−フェニルベンゾイン、アルファ−アリルベンゾイン、アルファ−ベンジルベンゾイン；ベンゾインエーテルたとえば、ベンジルジメチルケタール（ニューヨーク州タリータウン（Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）のチバ・スペシャルティ・ケミカルズ・コーポレーション（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から、商品名「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）６５１」として市販）、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインｎ−ブチルエーテル；アセトフェノンおよびその誘導体、たとえば２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−プロパノン（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ・コーポレーション（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から商品名「ダロキュア（ＤＡＲＯＣＵＲ）１１７３」として市販）、および１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（これまたチバ・スペシャルティ・ケミカルズ・コーポレーション（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から商品名「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）１８４」として市販）；２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−（４−モルホリニル）−１−プロパノン（これまたチバ・スペシャルティ・ケミカルズ・コーポレーション（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から商品名「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）９０７」として市販）；２−ベンジル−２−（ジメチルアミノ）−１−［４−（４−モルホリニル）フェニル］−１−ブタノン（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ・コーポレーション（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から商品名「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）３６９」として市販）；芳香族ケトンたとえばベンゾフェノンおよびその誘導体ならびにアントラキノンおよびその誘導体；オニウム塩たとえばジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩；チタン錯体、たとえば、これまたチバ・スペシャルティ・ケミカルズ・コーポレーション（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から商品名「ＣＧＩ７８４ＤＣ」として市販されているもの；ハロメチルニトロベンゼン；ならびにモノ−およびビス−アシルホスフィン、たとえばチバ・スペシャルティ・ケミカルズ・コーポレーション（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から、商品名「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）１７００」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）１８００」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）１８５０」，「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）８１９」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）２００５」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）２０１０」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）２０２０」、およびダロキュア（ＤＡＲＯＣＵＲ）４２６５」など。２種以上の光重合開始剤を組み合わせて使用してもよい。さらに、増感剤たとえば２−イソプロピルチオキサントン（ミシシッピー州パスカグーラ（Ｐａｓｃａｇｏｕｌａ，ＭＳ）のファースト・ケミカル・コーポレーション（Ｆｉｒｓｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から市販）を、たとえば「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）３６９」のような光重合開始剤と併用して使用してもよい。
【０１０３】
当業者のよく知るところであるが、コーティング組成物には、その他任意の補助剤が含まれていてもよく、そのようなものとしてはたとえば、界面活性剤、帯電防止剤（たとえば、導電性ポリマー）、レベリング剤、光増感剤、紫外線（「ＵＶ」）吸収剤、安定剤、抗酸化剤、潤滑剤、顔料、染料、可塑剤、沈殿防止剤などが挙げられる。帯電防止特性が望まれる場合には、帯電防止剤を機能性コーティング層のいずれかに組み入れてもよいし、あるいは独立した層として適用してもよい。
【０１０４】
ハードコートコーティング組成物には、コーティングするのに役立つ溶媒が含まれているのが好ましい。フッ素化溶媒を場合によっては単独、または有機溶媒と組み合わせて使用してもよいが、ハードコートの成分が非フッ素化溶媒に充分に可溶性であるのが好ましい。したがって、ハードコートコーティング組成物は、フッ素化溶媒をまったく含まないのが有利である。好適な溶媒としては、ケトンたとえばメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチレンケトン（ＭＩＢＫ）、およびメチルプロピルケトン（ＭＰＫ）；および酢酸エステルたとえば酢酸エチルが挙げられ、目的とするコーティング厚みが得られるような濃度（たとえば、２％〜３％固形分）で使用する。先に述べたような各種の補助剤は、典型的には、溶媒に溶解させてから添加する。
【０１０５】
イージークリーンハードコート組成物は、典型的には、親水性成分（たとえば、モノマー）をまったく含まないが、その理由は、そのようなものを加えると、抗汚れ性が低下し、さらにはある種の媒体（たとえば、基材）を汚染する傾向があるからである。親水性構成成分はさらに、水性のクリーニング剤に暴露させると分解しやすい。
【０１０６】
以下の実施例を用いて本発明の目的と利点をさらに説明するが、そられの実施例において記載される特定の物質およびその量、さらにはその他の条件や詳細が、本発明を不当に限定すると考えてはならない。
【実施例】
【０１０７】
試験方法
１．接触角：
ＩＰＡの中において１分間手で揺らすことにより、コーティングの洗浄を行ってから、水およびヘキサデカン接触角の測定にかけた。測定は、入手したままの試薬グレードのヘキサデカン（アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ））およびミリポア・コーポレーション（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）（マサチューセッツ州ビルリカ（Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡ））から入手した濾過システムを通して濾過した脱イオン水を用い、エイ・エス・ティー・プロダクツ（ＡＳＴ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）（マサチューセッツ州ビルリカ（Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡ））から製品番号ＶＣＡ−２５００ＸＥとして入手可能なビデオ接触角アナライザー上で実施した。報告されている値は、少なくとも３滴の液滴について、液滴の左右両側の測定値を平均したものであり、表２に示す。液滴の容積は、静的測定の場合で５μＬ、前進および後退接触角の場合で１〜３μＬであった。ヘキサデカンの場合には、前進および後退接触角のみを報告しているが、その理由は、静的測定の値と前進接触角の値がほとんど等しいことが判ったからである。
【０１０８】
２．耐久性試験：
硬化させた膜の耐摩耗性は、コーティング方向に対して横向きの方向に試験したが、それにはスタイラスに（ゴムガスケットにより）固定したスチールウールを膜の表面を横切るように振動させることができる、機械装置を用いた。スタイラスの振動は、スイープ幅１０ｃｍで、速度３．５ワイプ／秒としたが、ここで「ワイプ（ｗｉｐｅ）」とは、１０ｃｍの移動１回分と定義される。そのスタイラスは、平坦で、直径６ｍｍの円筒形状を有していた。その装置には、プラットフォームが備えられていて、その上に荷重を置いて、膜の表面に対して直角方向にスタイラスによってかけられる力を増すようになっている。スチールウールは、ワシントン州ベリングハム（Ｂｅｌｌｉｎｇｈａｍ，ＷＡ）のローデス−アメリカン・ア・ディビジョン・オブ・ホーマックス・プロダクツ（Ｒｈｏｄｅｓ−Ａｍｅｒｉｃａｎ ａ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ Ｈｏｍａｘ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）から入手した商品名「＃００００−スーパー−ファイン（＃００００−Ｓｕｐｅｒ−Ｆｉｎｅ）」で、入手したままのものを使用した。それぞれの実施例で一つだけのサンプルを試験し、スタイラスに掛けた荷重（グラム）と、試験に用いたワイプ数を報告した。
【０１０９】
３．コーティング膜のヘイズおよび透過率の値を、ビー・ワイ・ケー・ガードナー（ＢＹＫ Ｇａｒｄｎｅｒ）ヘイズ−クラリティ−トランスミッション・メーター（Ｈａｚｅ−Ｃｌａｒｉｔｙ−Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｍｅｔｅｒ）を用いて測定した。数値はパーセントとして報告している。
【０１１０】
成分
Ｆ（ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2Ｏ）aＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＯＣＨ3、ここでａの平均が約６．３、平均分子量が１，２１１ｇ／モルであり、このものは米国特許第３，２５０，８０８号明細書（ムーア（Ｍｏｏｒｅ）ら）に記載の方法に従って調製可能であり、分別蒸留により精製した。
トリメチロールプロパントリアクリレート（「ＴＭＰＴＡ」）は、ペンシルバニア州エクストン（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）のサルトマー・カンパニー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ）から商品名「ＳＲ３５１」として入手した（ＡＣ−１）。
ω−ヒドロ２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチルアクリレート（Ｈ−Ｃ4Ｆ8−ＣＨ2Ｏ−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ2）は、サウスカロライナ州ウェスト・コロンビア（Ｗｅｓｔ Ｃｏｌｕｍｂｉａ，ＳＣ）のオークウッド・プロダクツ（Ｏａｋｗｏｏｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）から入手した（ＦＣ−６）。
Ｎ−メチル−１，３−プロパン−ジアミン、２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオールおよび２−アミノ−１，３−プロパンジオールは、ウィスコンシン州ミルウォーキー（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）のシグマ−アルドリッチ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）から入手した。
塩化アクリロイルはシグマ−アルドリッチ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）から入手した。
使用したＵＶ光重合開始剤は、ニューヨーク州テリータウン（Ｔｅｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ）のチバ・スペシャルティ・プロダクツ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）から商品名「ダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒ）１１７３」として入手した。
実施例において使用した「非フッ素化ハードコート組成物」は、米国特許第５，６７７，０５０号明細書（ビルカルディ（Ｂｉｌｋａｌｄｉ）ら）のカラム１０、ライン２５〜２９および実施例１の記載に従って製造した。
【０１１１】
以下に保護膜の調製について記述するが、それには、非フッ素化ハードコートの上に配したイージークリーンハードコートを含む２層ハードコートが含まれ、その非フッ素化ハードコートが低ヘイズの透明基材の上に配されている。
【０１１２】
１．ＨＦＰＯＣ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ2ＣＨ2−ＯＨ出発物質（すなわち、ＨＦＰＯ−ＡＥ−ＯＨ）の調製
ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ3（Ｍｗ＝１２１１ｇ／モル、５０．０ｇ）を２００ｍＬの丸底フラスコに入れた。そのフラスコを窒素を用いてパージし、水浴中に漬けて、温度を５０℃以下に維持した。このフラスコに、３．０ｇ（０．０４５モル）の２−アミノエタノール（アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ）から入手）を添加した。その反応混合物を約１時間撹拌し、その後で反応混合物の赤外スペクトルを測定すると、１７９０ｃｍ-1のメチルエステル吸収帯が完全に無くなり、１７１０ｃｍ-1にアミドカルボニルの強い伸縮振動が存在していた。メチルｔ−ブチルエーテル（ＭＴＢＥ、２００ｍＬ）をその反応混合物に加え、水／ＨＣｌ（約５％）を用いてその有機相を２回抽出して、未反応のアミンおよびメタノールを除去した。ＭｇＳＯ4を用いて、そのＭＴＢＥ層を乾燥させた。減圧下でＭＴＢＥを除去すると、透明で粘稠な液状物が得られた。1Ｈ核磁気共鳴分光光度法（ＮＭＲ）および赤外分光光度法（ＩＲ）により、上述の化合物が形成されたことを確認した。
【０１１３】
単官能ペルフルオロポリエーテルアクリレート（ＦＣ−１）の調製
ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）ＣＨ2ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2（ＨＦＰＯ−ＡＥＡ）
機械的攪拌機、環流コンデンサー、滴下ロート、窒素ガス源に接続したホースアダプターを取り付けた３口丸底フラスコの中で、ＨＦＰＯ−ＡＥ−ＯＨ（６００ｇ）を酢酸エチル（６００ｇ）およびトリエチルアミン（５７．９ｇ）と組み合わせた。その混合物を窒素雰囲気下で撹拌し、加熱して４０℃とした。塩化アクリロイル（５１．７５ｇ）を、滴下ロートから約３０分間かけて、滴下によりフラスコに加えた。その混合物を４０℃で一夜撹拌した。次いでその混合物を放冷して室温とし、３００ｍＬの２ＮのＨＣｌ水溶液を用いて希釈し、分液ロートに移した。その水性層を除去し、新しい２ＮのＨＣｌ、３００ｍＬを用いて酢酸エチル層を抽出した。次いで、５重量％のＮａＨＣＯ3水溶液を用いてその有機相を１回抽出し、ＭｇＳＯ4上で乾燥させ、濾過した。ロータリーエバポレーターを用いて揮発性成分を除去すると、５９６ｇの生成物が得られた（収率９３％）。1ＨＮＭＲおよびＩＲ分光光度法により、上述の化合物が生成していることを確認した。
【０１１４】
２．ＨＦＰＯＣ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ2ＣＨ2−Ｏ−ＣＨ2ＣＨ2−ＯＨ出発物質（すなわち、ＨＦＰＯ−ＡＥＥ−ＯＨ）の調製
ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ3（Ｍｗ＝１２１１ｇ／モル、５１．０ｇ）を２００ｍＬの丸底フラスコに入れた。そのフラスコを窒素を用いてパージし、水浴中に漬けて、温度を５０℃以下に維持した。このフラスコに、５．３５g（０．０４５モル）の２−アミノエトキシエタノール（アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ）から入手）を加えた。その反応混合物を約１時間撹拌し、その後で反応混合物の赤外スペクトルを測定すると、１７９０ｃｍ-1のメチルエステル吸収帯が完全に無くなり、１７１０ｃｍ-1にアミドカルボニルの強い伸縮振動が存在していた。メチルｔ−ブチルエーテル（２００ｍＬ）をその反応混合物に加え、水／ＨＣｌ（約１５％）を用いてその有機相を２回抽出して、未反応のアミンおよびメタノールを除去した。ＭＴＢＥ層を合わせて、ＭｇＳＯ4を用いて乾燥させた。減圧下でＭＴＢＥを除去すると、透明で粘稠な液状物が得られた。０．１ｍｍＨｇ、室温で１６時間さらに乾燥させると、４８ｇのものが得られた（収率９０％）。1ＨＮＭＲおよびＩＲ分光光度法により、上述の化合物が生成していることを確認した。
【０１１５】
単官能ペルフルオロポリエーテルアクリレート（ＦＣ−２）の調製
ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）ＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2
機械的攪拌機、環流コンデンサー、滴下ロート、窒素ガス源に接続したホースアダプターを取り付けた３口丸底フラスコの中で、ＨＦＰＯ−ＡＥＥ−ＯＨ（２５ｇ）を酢酸エチル（２００ｇ）およびトリエチルアミン（５ｇ）と組み合わせた。その混合物を窒素雰囲気下で撹拌し、加熱して４０℃とした。塩化アクリロイル（５．５ｇ）を、滴下ロートから約３０分間かけて、滴下によりフラスコに加えた。その混合物を４０℃で一夜撹拌した。次いでその混合物を放冷して室温とし、３００ｍＬの２ＮのＨＣｌ水溶液を用いて希釈し、分液ロートに移した。その水性層を除去し、新しい２ＮのＨＣｌ、３００ｍＬを用いて酢酸エチル層を抽出した。次いで、５重量％のＮａＨＣＯ3水溶液を用いてその有機相を１回抽出し、ＭｇＳＯ4上で乾燥させ、濾過した。ロータリーエバポレーターを用いて揮発性成分を除去すると、生成物が得られた。1ＨＮＭＲおよびＩＲ分光光度法により、上述の化合物が生成していることを確認した。
【０１１６】
３．ペルフルオロポリエーテルアミド−アミン出発物質の調製
ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｎ（Ｈ）ＣＨ3
１リットルの丸底フラスコに、２９１．２４ｇ（０．２４０５モル）のＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ3（すなわち、Ｍｗ：１２１１ｇ／モル）および２１．２ｇ（０．２４０５モル）のＮ−メチル−１，３プロパンジアミンを、いずれも室温で仕込むと、曇りのある溶液が形成された。そのフラスコを揺り混ぜて、その溶液の温度を４５℃に上げると、無色透明な液状物となったので、それを５５℃で一夜加熱した。次いで、その溶液を、７５℃、２８インチＨｇ真空のロータリーエバポレーターにかけて、メタノールを除去すると、３０１．８８ｇ（９９％）のやや黄色の、粘稠な液状物が得られたが、そのものは、ＮＭＲ法により、純度９８％の上述の化合物であることが同定された。
【０１１７】
多官能ペルフルオロポリエーテルアクリレート（ＦＣ−３）の調製
ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｎ（Ｈ）ＣＨ3のＴＭＰＴＡとのマイケル付加物（モル比１：１）
２５０ｍＬの丸底に、４．４８ｇ（１５．２ミリモル、公称ＭＷ２９４から計算）のＴＭＰＴＡ、４．４５ｇのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、および１．６ｍｇのフェノチアジン（シグマ−アルドリッチ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）から入手）を仕込み、５５℃の油浴に漬けた。次いで、１００ｍＬジャーの中で、２０ｇ（１５．７８ミリモル、Ｍｗ：１２６７．１５）のＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｎ（Ｈ）ＣＨ3を、３２ｇのＴＨＦの中に溶解させた。この溶液を、６０ｍＬの均圧側管つき滴下ロートに入れ、約３ｍＬのＴＨＦを用いてジャーを洗ってそれもまた滴下ロートに加え、そのロートの内容物をＴＭＰＴＡ／ＴＨＦ／フェノチアジン混合物に、空気雰囲気下で３８分かけて添加した。反応液は最初は曇っていたが、約３０分後には透明となった。滴下終了後２０分後に、反応フラスコを真空２８インチ、４５〜５５℃でロータリーエバポレーターにかけると、２４．３８ｇの透明で、粘稠な黄色液状物が得られたが、それは、ＮＭＲおよびＨＰＬＣ／マス分光光度法により、上述の化合物であると同定された。
【０１１８】
４．ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）Ｃ（ＣＨ2ＯＨ）2ＣＨ2ＣＨ3出発物質の調製
撹拌バー、環流コンデンサー、加熱浴を備えた５００ｍＬの３口フラスコに、１１．９１ｇ（０．１モル）のＨ2ＮＣ（ＣＨ2ＯＨ）2ＣＨ2ＣＨ3（シグマ−アルドリッチ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）から入手）および６０ｇのＴＨＦを仕込んだ。次いで、浴温度を約８５℃に加熱して、滴下ロートから、１２１．１ｇ（０．１モル）のＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ3を約８０分かけて添加した。その反応液は最初は曇っていたが、反応１時間後には透明となった。添加が完了してから、加熱浴の電源を切り、反応液を３日間放冷した。その物質を、アスピレーター減圧下、５５℃で濃縮すると、１３０．０３ｇの薄く色の付いたシロップ状物が得られた。ＮＭＲ分析から、その生成物は、下記の構造ＩとＩＩの８７：１３混合物であることが判った。
【化２】
【０１１９】
多官能ペルフルオロポリエーテルアクリレートの調製
ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）Ｃ（ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2）2ＣＨ2ＣＨ3（ＦＣ−４）
オーバーヘッド攪拌機を取り付けた２５０ｍＬの３口丸底に、６５ｇ（０．０５モル）のＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）Ｃ（ＣＨ2ＯＨ）2ＣＨ2ＣＨ3、上で得られた反応生成物の混合物、１２．６５ｇ（０．１２５モル）のトリエチルアミンおよび６５ｇの酢酸エチルを仕込んだ。そのフラスコに室温で、１１．３１ｇ（０．１２５モル）の塩化アクリロイルを、均圧滴下ロートを用いて１２分かけて添加すると、反応温度は２５℃から最高４０℃まで上昇した。追加の酢酸エチル５ｇを用いてロートを洗い、その洗い液もまた反応液に加え、次いでそれを４０℃の浴に漬け、２時間１０分さらに時間をかけて反応させた。次いでその有機層を、６５ｇの２％硫酸水溶液、６５ｇの２％重炭酸ナトリウム水溶液、６５ｇの水に順で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、濾過し、１６ｍｇのメトキシヒドロキノン（ＭＥＨＱ）を用いて処理し、４５℃でロータリーエバポレーターを用いて濃縮すると、６２．８ｇの粗生成物が得られた。次いでその物質３５ｇを、６００ｍＬのシリカゲル（ＳＸ０１４３Ｕ−３、グレード６２、６０〜２００メッシュ、イー・エム・サイエンス（ＥＭ Ｓｃｉｅｎｃｅ））を使用し、溶出液として酢酸エチル：ヘプタン（２５：７５）を用いたクロマトグラフィーにかけた。最初の二つのフラクションを容積２５０ｍＬとし、残りのフラクションの容積を１２５ｍＬとした。フラクション４〜１０を合わせ、８ｍｇのＭＥＨＱをそのフラクションに加え、それを５５℃でロータリーエバポレーターにより濃縮すると、２５．３６ｇの反応生成物が得られ、それをＮＭＲにより分析すると、構造式ＩＩＩとＩＶの８８：１２の混合物であることが判った。
【化３】
【０１２０】
５．ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）Ｃ（ＣＨ2ＯＨ）2Ｈ出発物質の調製
ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）Ｃ（ＣＨ2ＯＨ）2ＣＨ2ＣＨ3の調製法と同様にして、５１ｇのＴＨＦ中で、１０６．７４ｇ（０．０８８モル）のＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）ＣＨ3を、８．０３ｇ（０．０８８モル）の２−アミノ−１，３−プロパンジオールを反応させると、アミドジオール：エステルアミノ−アルコールが９３：７の反応生成物が得られた。
【０１２１】
多官能ペルフルオロポリエーテルアクリレート（ＦＣ−５）の調製
ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）Ｃ（ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2）2Ｈ
ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）Ｃ（ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2）2ＣＨ2ＣＨ3の調製法と同様にして、１００ｇの酢酸エチル中で、５０ｇ（０．３９３６モル）のＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）Ｃ（ＣＨ2ＯＨ）2Ｈを、８．５５ｇ（０．０９４５モル）の塩化アクリロイルおよび９．５６ｇ（０．９４６モル）トリエチルアミンと反応させると、仕上げ処理とクロマトグラフィーの後では、ジアクリレートとアクリルアミド−アクリレートが９３：７の混合物が得られた。
【０１２２】
コーティング溶液の調製：
表１Ａおよび１Ｂに示した、原料と量（重量基準）とを用いて、重合性組成物により基材をコーティングした。すべての重合性成分は、メチルエチルケトン中で全固形分が１０重量パーセントになるように希釈した。メチルエチルケトン中固形分１０パーセントの光重合開始剤溶液を用い、固形分を基準にして２重量パーセントの光重合開始剤ダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒ）１１７３を、重合性組成物に添加した。光重合開始剤を添加した後に、その混合物を希釈してコーティング溶液の最終濃度とした。固形分濃度（すなわち、２重量％または２．５重量％）への希釈には、メチルイソブチルケトンを使用した。それぞれの実施例におけるコーティング溶液の最終的な固形分含量は、表１Ａおよび１Ｂに記載されている。
【０１２３】
コーティング、乾燥、硬化プロセス
デラウェア州ウィルミントン（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）のイー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー（ｅ．ｉ． Ｄｕｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍａｐｎｙ）から商品名「メリネックス（Ｍｅｌｉｎｅｘ）６１８」として入手した、厚み５．０ミルでプライマー処理表面を有する透明なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）膜から、基材を調製した。プライマー処理表面の上に非フッ素化ハードコート組成物をコーティングし、酸素５０ｐｐｍ未満のＵＶチャンバーで硬化させた。そのＵＶチャンバーでは、メリーランド州ゲーサーズバーグ（Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，Ｍａｒｙｌａｎｄ）のヒュージョン・ＵＶ・システムズ（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ ｓｙｓｔｅｍｓ）製の６００ワットＨ型バルブを用い、フル出力で使用した。
【０１２４】
イージークリーンハードコートを、メリネックス（Ｍｅｌｉｎｅｘ）６１８膜に、定量精密ダイコーティングプロセスにより塗布した。イージークリーンハードコートは、ＩＰＡで希釈して３０重量％固形分とし、５ミルＰＥＴバッキング上に塗布して、乾燥時厚みが５ミクロンとなるようにした。流量計を用いてモニターし、加圧容器からの物質の流速を設定した。流速は、密閉容器の中の空気圧を変化させることによって調節したが、それによって液が、チューブから押し出され、フィルター、流量計を通ってから、ダイを通過した。乾燥、硬化させた膜は、取り上げロールに巻き上げ、後述するように、コーティング溶液のためのインプットバッキング（ｉｎｐｕｔ ｂａｃｋｉｎｇ）として使用した。
【０１２５】
イージークリーンハードコートのコーティングおよび乾燥パラメーターは下記の通りであった：
コーティング幅：６インチ（１５ｃｍ）
ウェブ速度：３０フィート（９．１ｍ）／分
溶液の固形分％：３０．２％
フィルター：２．５ミクロン（絶対）
加圧ポット：容積１．５ガロン（５．７Ｌ）
流速：３５ｇ／分
湿時コーティング厚み：２４．９ミクロン
乾時コーティング厚み：４．９ミクロン
慣用オーブン温度：１４０゜Ｆ（６０℃）ゾーン１
１６０゜Ｆ（５３℃）ゾーン２
１８０゜Ｆ（８２℃）ゾーン３
オーブン長さ：１０フィート（３ｍ）
【０１２６】
【表１】
【０１２７】
【表２】
【０１２８】
【表３】
【０１２９】
【表４】
【０１３０】
結果から、それらの保護膜物品は充分に低いヘイズを有していて、各種の内部構成部品で使用するのに適していることが判る。
【０１３１】
基材の上に配した非フッ素化ハードコートおよびその非フッ素化ハードコートの上に配したイージークリーンハードコートを有する保護膜を調製したのと同一の一般的手順を、フッ素化成分としてペルフルオロポリエーテルウレタンアクリレートを用いて繰り返した。
【０１３２】
ペルフルオロポリエーテルウレタン（メタ）アクリレート
電磁撹拌バーを加えた５００ｍＬの２口丸底フラスコに、２５．００ｇ（０．１３１当量、１９１ＥＷ）のＤｅｓＮ１００、２６．３９ｇ（０．０１９６当量、１３４４ＥＷ）のＦ（ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2Ｏ）6.85ＣＦ（ＣＦ3）Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＯＨ、および１０９．６２ｇのＭＥＫを仕込み、撹拌して、均質な溶液を形成させた。そのフラスコを８０℃の浴に漬け、２滴のジブチルスズジラウレート触媒を加え、コンデンサーを取り付けた。反応液は最初は濁っていたが、２分以内に透明となった。約１．７５時間のところでフラスコを浴から取り出し、ロスした溶媒を補うために２．４２ｇのＭＥＫを加えた。フラスコから２．０ｇのサンプルを取り出して、反応液の（１−（２．０／１６１．０１）または０．９８７６重量分率を残し、５７．５１ｇ（５８．２３ｇの９８．７６％）（０．１１６モル、４９４．３当量）のＰＥＴ３Ａを反応液に添加し、６３℃の浴に漬けた。約５．２５時間のところでは、ＦＴＩＲでは２２７３ｃｍ-1におけるイソシアネートの吸収が認められなくなったので、０．５６ｇのＭＥＫを加えてロスした溶媒を補い、その物質を５０％固形分とした。
【０１３３】
ＨＦＰＯ ＡＥＡ：（ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2）を米国特許出願第１０／８４１１５９号明細書（出願日：２００４年５月７日）（整理番号５７９２７ＵＳ００２）「プレパレーション・オブ・モノファンクショナル・ペルフルオロポリエーテル・アクリレート（Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｏｎｏｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｅｔｈｅｒ Ａｃｒｙｌａｔｅ）」の記載に従って調製した；（ＦＣ−１）。
【０１３４】
ＴＭＰＴＡ：トリメチロールプロパントリアクリレート
精密定量ダイコーターを使用して、ハードコート層の上に、表面層のコーティング組成物をコーティングした。この工程においては、シリンジポンプを用いて、ダイに入る溶液を計量した。その溶液はＭＥＫを用いて濃度１％に希釈し、ハードコート層の上にコーティングすると、６０ｎｍの乾燥時厚みが得られた。下記の条件を用いて、その物質を慣用される空気浮遊オーブンの中で乾燥させ、次いで、６００ワットのヒュージョン・システムズ（Ｆｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ）バルブで窒素下に乾燥させた：
コーティング幅：４インチ（１０ｃｍ）
ウェブ速度：２０フィート／分
溶液の固形分％：１．０％
ポンプ：６０ｃｃシリンジポンプ
流速：１．２ｃｃ／分
湿時コーティング厚み：４．１ミクロン
乾時コーティング厚み：６０ｎｍ
慣用オーブン温度：ゾーン１ ６５℃
ゾーン２ ６５℃。
いずれのゾーンも長さ１０フィート（３ｍ）。
【０１３５】
【表５】
【０１３６】
これらの結果から、ペルフルオロポリエーテルウレタンアクリレートを含むハードコートが大きな接触角を示すことが判る。測定した訳ではないが、これらのハードコート組成物は、充分に低いヘイズ値を有していて、オプティカルデバイスの内部構成部品に採用することが可能であると考えられる。
【０１３７】
カバーシートとして使用するのに適した、３インチ×４インチで厚み１ｍｍのポリカーボネート（ジー・イー（ＧＥ）から商品名「レキサン（Ｌｅｘａｎ）」として市販されているもの）のシートに、先に記した非フッ素化ハードコート（４７％固形分）組成物を用いてフラッドコーティングしたが、それには、シートを被覆するのに充分な量でシート全体に溶液のビードを散布し、その組成物を（推定厚み約４ミクロンとなるまで）乾燥させた。そのハードコート組成物を、ヒュージョン・ＵＶ（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ）モデルＭＣ６ＲＱＮを用い、Ｈバルブ（１５ｆｐｍ）、１００％窒素雰囲気下で、硬化させた。次いでその非フッ素化ハードコートに、８３．７重量％のＴＭＰＴＡ、９．６重量％のペルフルオロポリエーテルウレタン（メタ）アクリレート、２．９重量％のＨＦＰＯ−ＡＥＡ、および３．８重量％のダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒｅ）１１７３からなり、ＩＰＡを用いて２．５％固形分になるよう希釈したイージークリーンハードコート組成物を用いて、フラッドコーティングした。この場合も、そのシートの非フッ素化ハードコート表面全体にわたって溶液のビードを散布した。その組成物を放置して乾燥させ、次いで、ヒュージョン・ＵＶ（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ）モデルＭＣ６ＲＱＮを用い、Ｈバルブ（１５ｆｐｍ）、１００％窒素雰囲気下で、ＵＶチャンバーの中を２パスさせて、硬化させ、推測厚み約１０ｎｍとした。
【０１３８】
ポリカーボネートをコーティングさせるのに使用したのと、同一の非フッ素化ハードコートおよびイージークリーンハードコートを使用し、同様な方法でガラスシートのコーティングを行った。
【０１３９】
デジタルカメラのカメラレンズをカメラから取り外して、ポリカーボネートおよびガラスシートの場合と同一の非フッ素化ハードコート組成物を用いてコーティングした。過剰のハードコートをブラシで除去し、乾燥させ、ヒュージョン・ＵＶ（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ）モデルＭＣ６ＲＱＮを用い、Ｈバルブ（１５ｆｐｍ）、１００％窒素雰囲気下で硬化させた。次いでそのカメラレンズを、ポリカーボネートをコーティングさせるのに使用したのと同一のイージークリーンハードコートの中にディップコーティングさせ、過剰のコーティング溶液をブラシで除去し、コーティングを乾燥させ、ヒュージョン・ＵＶ（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ）モデルＭＣ６ＲＱＮを用い、Ｈバルブ（１５ｆｐｍ）、１００％窒素雰囲気下で、ＵＶチャンバーの中を２パスさせて、硬化させた。
【０１４０】
以下に示す、ＵＶスペクトルのＡ、Ｂ、Ｃ、およびＶ領域で受けるサンプルが受けるエネルギー（Ｊ／ｃｍ2）および出力（Ｗ／ｃｍ2）は、バージニア州スターリング（Ｓｔｅｒｌｉｎｇ，ＶＡ）のイー・アイ・ティー（ＥＩＴ）製のＵＶ・パワー・パック（ＵＶ Ｐｏｗｅｒ Ｐｕｃｋ）を用い、パックを１５ｆｐｍのヒュージョン（Ｆｕｓｉｏｎ）ＵＶシステムコンベアの上に設置したときに記録した。
【０１４１】
【表６】
【０１４２】
ハードコート表面層を有するポリカーボネートシート、ガラスシート、およびレンズの試験を行うと、撥インキ性を示すことが見出された。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】オプティカルイメージングデバイスの組立方法を例示した概略図である。
【図２】ハードコート表面層を含むオプティカルデバイスの内部構成部品を説明する断面図である。
【図３】ハードコート表面層を有する保護膜物品を含むオプティカルデバイスの内部構成部品を説明する断面図である。
【図４】ハードコート保護膜に接合された複数の内部構成部品を含む例示物品である。
【図５】オプティカルイメージングデバイスを例示する断面図である。
【背景技術】
【０００１】
米国特許第６，１３２，８６１号明細書（カン（Ｋａｎｇ）ら）；米国特許第６，２３８，７９８Ｂ１号明細書（カン（Ｋａｎｇ）ら）；米国特許第６，２４５，８３３Ｂ１号明細書（カン（Ｋａｎｇ）ら）；米国特許第６，２９９，７９９号明細書（クレーグ（Ｃｒａｉｇ）ら）、国際公開第９９／５７１８５号パンフレット（ホワン（Ｈｕａｎｇ）ら）、さらには（リウ（Ｌｉｕ）ら）、米国特許第６，６６０，３８８号明細書；米国特許第６，６６０，３８９号明細書；および米国特許第６，８４１，１９０号明細書には、コロイド状無機酸化物粒子、硬化可能なバインダー前駆体およびある種のフルオロケミカル化合物のブレンド物を含むハードコート組成物が記載されている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００２】
一実施態様においては、オプティカルデバイスの内部構成部品を含む物品が記載される。その内部構成部品には、少なくとも０．２重量％の、少なくとも１個の重合性部分を有する少なくとも１種のフルオロケミカル成分、および少なくとも５０重量％の、１種または複数の、場合によってはフッ素化された架橋剤を含む重合性組成物の反応生成物を含むハードコート表面層が含まれる。その架橋剤は、典型的にはフッ素化されていない。フッ素化部分を含む架橋剤を使用する実施態様においては、そのハードコート組成物には、１００重量％までの架橋剤が含まれていてよい。
【０００３】
また別な実施態様においては、オプティカルデバイスの内部構成部品が記載され、そこでは、その内部構成部品にはハードコート表面層が含まれ、その表面層は、水に対して少なくとも７０度の静的接触角を有している。
【０００４】
一つの態様においては、その物品は、硬化されたハードコート表面層および複数のオプティカルデバイスの構成成分を含む保護膜を含むオプティカルデバイスの成分のシートであって、ここで、それらの構成成分は少なくとも一つの認識可能な境界を有し、そしてその構成成分はその硬化されたハードコート表面層に接合されている。
【０００５】
また別な態様においては、その物品が波長選択フィルターであって、少なくとも５０重量％の、２個以上の重合性部分を有する１種または複数の架橋剤、少なくとも０．５重量％の、少なくとも１個の重合性部分を有する少なくとも１種のフルオロケミカル成分または無機粒子の反応生成物、および吸収性成分を含む吸収層が含まれる。
【０００６】
また別な態様においては、その物品が、ポリマーバインダー前駆体、任意成分の無機粒子、および場合によってはフルオロケミカル成分を含むハードコート表面層を含む、イメージセンサーまたはシリコンウェーハのような内部構成部品である。
【０００７】
別の実施態様においては、オプティカルデバイスの内部構成部品を保護するための方法が記載される。その方法には、各種の技術手段によって、オプティカルデバイスの内部構成部品の上に記載されたハードコート表面層を与えることが含まれる。
【０００８】
また別な実施態様においては、オプティカルデバイスの組立て方法が記載される。その方法には、オプティカルデバイスの内部構成部品を組み立てることが含まれ、そこでは、少なくとも１種の内部構成部品に記載のハードコート表面層が含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
各種のオプティカルデバイスが公知である。オプティカルデバイスでは、光を用いた検出、イメージング、投影、および照明などの目的の各種の構成要素を使用する。
【００１０】
オプティカルデバイスの製造の際に、各種の個々の構成成分を組み合わせるが、それらの多くは内部構成部品である、すなわち、そのオプティカルデバイスの通常の使用方法では、外部環境に暴露されない。オプティカルデバイスの内部構成部品は、オプティカルデバイスを組み立てる際に、損傷や破片への暴露を受けやすい。組立方法の一例を図１に示す。この方法には、イメージセンサー５５０を（たとえば、フレキシブル）プリント回路基板５９０に、典型的には、はんだ付けによって取り付けることが含まれる。次いで、赤外線（ＩＲ）フィルター５４０を（たとえば、接着を用いて）そのイメージセンサー５５０に接合させる。次いで、円筒状ハウジング５１１に予め組み込まれたレンズ５２０を（たとえば、接着剤を用いて）そのＩＲフィルターと接合させる。アジア・オプティカル（Ａｓｉａ Ｏｐｔｉｃａｌ）、フレクストロニック（Ｆｌｅｘｔｒｏｎｉｃ）、ライト−オン・テック（Ｌｉｔｅ−ｏｎ Ｔｅｃｈ）、セムコ（ＳＥＭＣＯ）、ハイセル（Ｈｉｃｅｌ）、サムスン・テックウィン（Ｓａｍｓｕｎｇ Ｔｅｃｈｗｉｎ）、ピクサート（Ｐｉｘａｒｔ）、アイ・シー・メディア（ＩＣ Ｍｅｄｉａ）、ウェスト・エレクトリック（Ｗｅｓｔ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）、サンシン（Ｓａｎｓｈｉｎ）、パナソニック（Ｐａｎａｓｏｎｉｃ）およびシャープ（Ｓｈａｒｐ）など、多くの供給業者が、絞り、レンズ、フィルター、およびカバーガラスを備えた組立て済みカメラモジュールを製造している。組立て済みカメラモジュールは、組立てプロセスの一部として、イメージセンサーに取り付けることができる。電話機（ｈａｎｄｓｅｔ）メーカー、たとえばノキア（Ｎｏｋｉａ）、モトローラ（Ｍｏｔｏｒｏｌａ）、サムスン（Ｓａｍｓｕｎｇ）、エル・ジー（ＬＧ）、ソニー・エリクソン（Ｓｏｎｙ Ｅｒｉｃｓｏｎ）、シーメンス（Ｓｉｅｍｅｎｓ）、パナソニック（Ｐａｎａｓｏｎｉｃ）、およびサンヨー（Ｓａｎｙｏ）が、カメラモジュールを組み立てて、最終的なカメラとする。
【００１１】
（たとえば、カメラの）オプティカルデバイスのそれぞれの内部構成部品は、それらの構成部品およびデバイスの設計が原因の欠陥閾値（ｄｅｆｅｃｔ ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を有している。たとえば、構成成分の焦点面から距離や撮像部品の解像度の様な因子は、デジタルカメラの欠陥閾値に含められる。組立の際に、個々の構成成分のいずれか一つが破片を含んだり損傷を受けたりすると、そのような欠陥のために、カメラ全体が欠陥品となってしまう可能性がある。多くの場合、デバイス全体を組み立てて試験をするまでは、欠陥のある構成成分を見つけ出すのは困難である。欠陥デバイスの数が１０〜２０％もの多さになって、メーカーにとってユニットあたり数十〜数百ドル以上の損失となることも、組立てプロセスでは珍しいことではない。汚染されたり損傷を受けた構成成分を頻繁に清浄化して再作業をするのは、実際的でなかったり、あるいは非常に高価になったりする。
【００１２】
したがって、組立てプロセスの前およびプロセスの途中において欠陥部品の発生を抑制することが有利であり、さらにはオプティカル構成成分のクリーニング、修理、および再作業が容易となる。この問題の解決法として、内部構成部品の上にハードコート表面層を設けてオプティカルデバイスの内部構成部品を保護する方法が、本明細書には記載されている。ハードコート表面層を有する内部構成部品、さらにはオプティカルデバイスの内部構成部品の組立方法もまた、記載されている。ハードコートは、強靱な耐摩耗性層であって、汚染物（たとえば、溶媒）、引っ掻き、摩耗から内部構成部品を保護する。図２に見られるように、内部構成部品（たとえば、イメージセンサー）２５０には、その内部構成部品の少なくとも一つの表面、好ましくは全部の表面の上に配された、ハードコート組成物２１０が含まれる。イメージセンサーの電気接点２０５（たとえば、たとえばはんだバム（ｓｏｌｄｅｒ ｂｕｍｂｓ））が、ハードコート表面層から突出していて、それによって、組立ての際にそのイメージセンサーがプリント回路基板と電気的に接触することが可能となる。そのハードコートには、場合によっては無機粒子と組み合わさって、重合性バインダー前駆体が含まれる。ハードコート組成物がイージークリーンなハードコートであるのが好ましい。
【００１３】
ハードコートの表面層が耐久性であるのが好ましいが、これは、実施例において記載される試験方法に従って実施する耐久性試験の後で、その表面が実質的に表面損傷をまったく示さないか、あるいは光学的性質における顕著な損失がない（たとえば、元の透過率の９７％を維持している）ということを意味しているが、その試験では、スチールウールを使用して、加重２００ｇで、少なくとも５０、好ましくは少なくとも１００、より好ましくは少なくとも５００ワイプする。さらに、その表面層および物品は、そのような耐久性試験の後でも、低い表面エネルギー特性（たとえば、高接触角、撥インキ性、およびビーズアップ（ｂｅａｄ ｕｐ）など）を示し続けているのが好ましい。
【００１４】
ハードコート層が抗汚れ性であることが望ましいような場合には、そのハードコート表面層に１種または複数のフッ素化成分が含まれているのが好ましい。そのフッ素化成分には一般的に、１個または複数の（ペル）フッ素化部分を含む、モノマー、オリゴマー、およびポリマーが含まれる。フッ素化成分にはさらに、ハードコートのバインダー前駆体組成物と共重合することが可能な１個または複数の部分が含まれているのが好ましい。共重合可能なフッ素化成分を有するハードコートは、本明細書においては「イージークリーンハードコート」と呼ぶ。
【００１５】
イージークリーンハードコート表面層の表面エネルギーは、接触角や撥インキ性のような各種の方法によって特性を表すことができるが、それらは実施例に記載する試験方法に従って求められる。表面層が、水に対して少なくとも７０度の静的接触角を示すのが好ましい。水との接触角は、より好ましくは少なくとも８０度、さらにより好ましくは少なくとも９０度（たとえば、少なくとも９５度、少なくとも１００度）である。
【００１６】
それに代わるか、または追加の考え方として、ヘキサデカンとの前進接触角が少なくとも５０度、少なくとも６０度であればより好ましい。表面エネルギーが低いということは、抗汚れ性があること、さらには表面が容易にクリーンできるということを示唆している。低表面エネルギーのさらに別な指標としては、商品名「サンフォード・シャーピー・ファイン・ポイント・パーマネント・マーカー（Ｓａｎｆｏｒｄ Ｓｈａｒｐｉｅ，Ｆｉｎｅ Ｐｏｉｎｔ ｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｒｋｅｒ）、ｎｏ．３０００１」として市販されているマーカーからのインキが、ビードアップするのが好ましい。さらに、本明細書に記載の表面層および物品は「撥インキ性」を示すが、これは、キンバリー・クラーク・コーポレーション（Ｋｉｍｂｅｒｌｙ Ｃｌａｒｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）、ジョージア州ロズウェル（Ｒｏｓｗｅｌｌ，ＧＡ）から商品名「サーパス・フェイシャル・ティッシュー（ＳＵＲＰＡＳＳ ＦＡＣＩＡＬ ＴＩＳＳＵＥ）」として市販されているティッシューを用いてぬぐうことによって、インキが容易に除去される、ということを意味している。
【００１７】
水に対する接触角がそのように高いということから、そのイージークリーンハードコート表面層は、湿分バリヤー性を与えることによって、オプティカルデバイスの内部構成部品を保護することも可能である。
【００１８】
いくつかの実施態様においては、ハードコートは、図２に見られるような、単一層として設けられる。別の実施態様においては、ハードコートに多層構造が含まれていてもよい。たとえば、イージークリーンハードコートを含む表面層は、米国特許出願第１０／８４１１５９号明細書（出願日：２００４年５月７日）に記載されているように、（たとえば、非フッ素化）ハードコート層の一連のコーティング、乾燥、および硬化、それに続けてのフッ素化表面層のコーティング、乾燥、および硬化させるか；または、米国特許出願第１１／１２１４５６号明細書（出願日：２００５年５月４日）に記載されているように、共重合可能なフッ素化成分をハードコートの中に直接配合した、イージークリーンハードコートをコーティング、乾燥、および硬化させることによって、調製することができる。理論に拘束される訳ではないが、いずれの場合においても、フッ素化成分がそのコーティングの表面に存在していて、抗汚れ特性を与えている。多層イージークリーン構成は、ハードコート層の上に表面層の同時コーティングをし、それに続けて両方の層を乾燥および硬化させることにより、調製することが可能であると推測される。
【００１９】
ハードコート層の全厚みは、典型的には、約１〜約１００マイクロメートル、約２〜約５０マイクロメートル、または約３〜約３０マイクロメートルである。イージークリーンフッ素化表面層を（たとえば、非フッ素化ハードコート）に適用する場合には、そのイージークリーン層の厚みは、少なくとも約１０ナノメートル、好ましくは少なくとも約２５ナノメートルである。典型的には、硬化させた層が、約２００ナノメートル未満、好ましくは約１００ナノメートル未満、より好ましくは約７５ナノメートル未満の厚みを有する。したがって、耐久性の大部分は、下層にある（たとえば、非フッ素化）ハードコート層によって得られている。
【００２０】
内部構成部品の上にハードコートを設けるには、各種の方法を使用することができる。
【００２１】
一つの態様においては、重合性液状物（たとえば、セラマー）ハードコート組成物を内部構成部品の上にコーティングし、その重合性ハードコート組成物を硬化させて、硬化膜を形成させることにより、ハードコートを形成する。コーティング組成物は、各種の慣用されるコーティング方法を用いて、内部構成部品に適用することができる。好適なコーティング方法としては、たとえば、スピンコーティング法、ナイフコーティング法、ダイコーティング法、ワイヤコーティング法、フラッドコーティング法、パジング法、スプレー法、ロールコーティング法、浸漬法、ブラシ法、フォーム塗布法、印刷法などが挙げられる。コーティングの後に、（存在するならば）溶媒を、加熱、真空および／またはその他の方法を用いてフラッシュさせる。コーティングは典型的には、強制空気循環炉を用いて乾燥させる。乾燥させたコーティングは、少なくとも部分的に、典型的には全面的に、好適な形態のエネルギーたとえば、熱エネルギー、可視光線、紫外光線または電子ビーム照射を使用して硬化させる。周囲条件において紫外光線を照射することがよく用いられるが、その理由は、この硬化方法は比較的にコストが低く、高速であるからである。好適なエネルギー源としては、ＵＶ「Ｃ」を約５〜６０ミリジュール／平方センチメートル（ｍＪ／ｃｍ2）の照射量で与える紫外光線硬化デバイスを挙げることができる。硬化は、酸素の含量が低い環境、たとえば約１００ｐｐｍ未満で起こさせるのが好ましい。窒素ガスが好ましい環境である。
【００２２】
別の実施態様においては、適切な手段、たとえば加熱積層法、熱成形法、接着剤接合法、または超音波もしくは高周波接合技術によって、硬化されたハードコート層を含む保護膜を内部構成部品に取り付けることができる。接着剤は、その内部構成部品に適用してもよいし、あるいは保護膜に予め適用しておいてもよい。保護膜が、除去可能な剥離ライナーの上に設けられた硬化されたハードコート層を含んでいるだけでもよいし、あるいは、保護膜が、光透過性基材および／または接着剤層のような追加の層をさらに含んでいてもよい。たとえば図３には、内部構成部品（たとえば、イメージセンサー）３５０に接合させた保護膜物品３８０を示している。その保護膜物品には、架橋されたハードコート表面層３１０、およびハードコート表面層と内部構成部品との間に配された透明基材３７０が含まれている。接着剤層３６０が、保護膜を内部構成部品３５０に接合している。接着剤３６０の下側表面は、場合によっては微細構造化されていて、接着剤層が内部構成部品に接触したときに空気が逃げられるようになっていてもよい。イメージセンサーの電気接点２０５（たとえば、たとえばはんだバム）が、その保護膜から突出していて、それによって、組立ての際にそのイメージセンサーがプリント回路基板と電気的に接触することが可能となる。別な方法として、電気接点が反対側の（たとえば、上側の）表面に存在していてもよい。マスキングまたはエッチング技術を用いて、露出された電気接点を得ることもできる。
【００２３】
保護コーティングの特に有利なひとつの使用法は、サプライチェーンの初期の段階で基材にそれを適用することであって、そこでその材料が、オプティカル構成成分のマザーシート、または予め二次加工したマスターに適用される。たとえば、保護コーティングを、充分に大きくて、それから多くの個々の構成成分を二次加工することが可能な、大きなポリマー「マスターシート」の上に直接コーティングすることができる（または別な方法として、その上にコーティングを有する膜をシートに積層することができる）。次いで、そのマスターシートを、各種の方法たとえば、かじり法、切断法、および機械加工法によって、個々の部品に二次加工することができる。第二の例は、ウェーハスケール加工に関する。シリコンフォトダイオードのようなある種のタイプのセンサーはまず、円筒状のインゴットから、直径約３〜１０インチの薄いウェーハに調製する。それらのウェーハは、最終的には「さいの目」に切断して（シンギュレーションと呼ばれているプロセス）個々の構成成分のサイズの小片とし、次いでそれをパッケージングして、オプティカル構成成分の中に組み入れることができる。ウェーハスケールで保護コーティングを適用（前シンギュレーション）すると、サプライチェーンの始まりのところで個々の小片に保護機能を組み入れて、そのためにサプライチェーン全体を通じて部品の損傷を低減させることが可能であるという利点があるであろう。そのようなコーティングを追加の光学的要素たとえばフィルターと組み合わせて、同様の追加の光学的機能を与えることも可能である。
【００２４】
本明細書に記載のハードコート表面層、さらには保護膜（たとえば、場合によっては基材および接着剤をさらに含む）は、その内部構成部品の光学的品質を損ねることはない。
【００２５】
保護膜物品の表面層、さらには任意成分の基材および接着剤は光透過性であるが、これは、光線が基材を通して伝送され得るということを意味している。保護膜物品の基材は、それが取り付けられる内部オプティカル構成成分の所望の機能を変化させたり、損なったりすることは実質的にない。表面層、さらには任意成分の基材および接着性基材のヘイズ値は、好ましくは５％未満、より好ましくは２％未満、さらにより好ましくは１％未満、最も好ましくは０．５％未満である。それに加えて、透過率が約９０％より高いのが好ましい。
【００２６】
各種の任意の恒久的および除去可能なタイプの接着剤組成物を、基材の反対側（すなわち、ハードコートの反対側）の上に与えて、その物品を内部構成部品に容易に搭載できるようにしてもよい。好適な接着剤組成物としては、（たとえば、水素化）ブロックコポリマーたとえば、テキサス州ウェストホロウ（Ｗｅｓｔｈｏｌｌｏｗ，ＴＸ）のクレイトン・ポリマーズ（Ｋｒａｔｏｎ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）から、商品名「クレイトン（Ｋｒａｔｏｎ）Ｇ−１６５７」として市販されているもの、さらには他の（たとえば、類似の）熱可塑性ゴムなどが挙げられる。その他の接着剤の例としては、アクリル系、ウレタン系、シリコーン系およびエポキシ系接着剤が挙げられる。好適な接着剤は、充分な光学的性質と光安定性を有していて、その接着剤が、時間の経過や屋外暴露によって黄変してそのためにその光学ディスプレイの表示品質を劣化させるようなことがない。接着剤は、トランスファーコーティング法、ナイフコーティング法、スピンコーティング法、ダイコーティング法など各種公知のコーティング技術を使用して適用することができる。接着剤の例については、米国特許出願公開第２００３／００１２９３６号明細書に記載がある。そのような接着剤のいくつかは、ミネソタ州セントポール（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）のスリー・エム・カンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）から商品番号８１４１、８１４２、および８１６１として市販されている。
【００２７】
一実施態様においては、（たとえば、イージークリーン）ハードコートを含む保護膜には、ＵＶ硬化可能な接着剤が含まれる。そのＵＶ硬化可能な接着剤を内部構成部品と接触させ、ＵＶを照射して、そのＵＶ硬化可能な接着剤を内部構成部品に接合させる。剥離ライナーを光線通過性として、ＵＶ接着剤がその剥離ライナーを通して硬化させるようにしてもよい。各種のＵＶ接着剤組成物が公知であって、たとえば三菱レイヨン（Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ Ｒａｙｏｎ）から商品名「ＵＲ６５３０」として市販されている、ＵＶ硬化可能なコーティングを挙げることができる。
【００２８】
また別な実施態様においては、保護膜をオプティカルデバイスの内部構成部品に熱的に接合させるが、それには、下部取付板および上部取付板を有する金型を設ける工程；前記接着剤層が内部構成部品に密着するように保護膜を導入する工程；上部および下部取付板を加熱する工程；金型を閉じて、それによって接着剤層を光学基材に接着させる工程；金型を開ける工程；そして、金型からオプティカルデバイスを取り出す工程；が含まれる。
【００２９】
保護膜は、たとえば保護膜を（たとえば、レーザーまたはダイ）切断をしてその個々の構成成分に適したサイズの小片（たとえば、５ｍｍ×５ｍｍ）とし、当業者公知のロボット式のピックアンドプレース装着機を用いて、その保護膜を個々の内部構成部品に取り付けて接合させることにより、個々の内部構成部品に適用することができる。取扱いを容易とするために、（たとえば、イージークリーン）保護膜層を剥離ライナーの上に備えることも可能であり、その場合、ハードコート表面層（たとえば、基材および（存在させるなら）接着剤と共に）を内部構成部品に取り付けるのに適したサイズの小片に切断する。その（すなわち、未切断の）剥離ライナーは、保護膜層部品のためのキャリアウェブとしての機能を果たす。
【００３０】
別な方法として、たとえばスプレー法またはディップコーティング法によって、保護膜を複数の（すなわち、二つ以上の）内部構成部品の上に同時に与えることも可能である。
【００３１】
一実施態様においては、保護膜は、インモールドトランスファープロセスによってオプティカルデバイスの内部構成部品に適用することができる。そのようなプロセスでは、内部構成部品の成形と、その内部構成部品への保護膜の適用を同時に実施してもよい。そのような方法には以下の工程が含まれる：成形ダイのインナーキャビティの中に保護膜を導入する工程；成形ダイを閉じる工程；インナーキャビティを実質的に充満できる量の溶融ポリマー材料を射出する工程；溶融ポリマー材料を冷却する工程；適用された保護膜材料を含む内部構成部品を成形ダイから取り出す工程；および内部構成部品から剥離層を剥がす工程。たとえば、レンズ射出成形機の中に保護膜のシートを挿入し、その後で、採用された溶融ポリマーを射出して、複合レンズ（ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｌｅｎｓｅｓ）を同時に形成させてもよい。射出成形の後で、図４に示すように、ハードコート保護膜４１０によって、２個またはそれ以上の個々のレンズ４２０が相互に結合されていてもよい。次いで、たとえばレーザーカッティングまたはダイカッティングを用いて保護膜を切断することによって、レンズを分離することができる。
【００３２】
この態様であれば、オプティカルデバイスの複数の（たとえば、内部）構成成分のシートを作ることによって、製造および取扱いが容易となる。それらの構成成分は少なくとも一つの認識可能な境界を有していて、ハードコート表面層だけで相互に接続されている個々の構成成分となっていてもよいし、あるいは、それらの構成成分が接触状態となっていてもよい。それらの構成成分は典型的には、たとえば図４のレンズの場合のように、非平面状である。さらに、この構成成分のシートは、各種適切な接合手段、たとえば本明細書に記載されているような接合手段を用いて複数の構成成分を接合させるような他の方法によって形成されていてもよい。
【００３３】
保護膜物品には各種の基材を使用することができる。好適な基材物資としては、以下のものが挙げられる：ガラス（たとえば、クラウンガラス、フリントガラス、ホウケイ酸ガラス）、さらには熱硬化性もしくは熱可塑性ポリマーたとえば、ポリカーボネート、ポリ（メタ）アクリレート（たとえば、ポリメチルメタクリレートすなわち「ＰＭＭＡ」）、ポリオレフィン（たとえば、ポリプロピレンすなわち「ＰＰ」）、ポリウレタン、ポリエステル（たとえば、ポリエチレンテレフタレートすなわち「ＰＥＴ」）、ポリアミド、ポリイミド、フェノール樹脂、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリルコポリマー、エポキシなど。典型的には、基材は、ある程度は、目的とする用途のために望ましい光学的および機械的性質を基準に選択する。そのような機械的性質としては、典型的には、可撓性、寸法安定性および耐衝撃性が挙げられる。基材の厚みもまた、典型的には、目的とする用途に依存する。ほとんどの用途においては、基材の厚みが約０．５ｍｍ未満であるのが好ましく、より好ましくは約０．０２〜約０．２ｍｍである。自立性のポリマー膜が好ましい。ＰＥＴのようなポリエステルまたはＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）およびＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）のようなポリオレフィンから製造した膜が特に好ましい。ポリマー材料は、慣用される膜製造技術たとえば、押出し法や、場合によってはその押出した膜を１軸または２軸配向させる方法を用いて、膜に成形することができる。基材とハードコート層との間の接着性を改良する目的で、基材を、たとえば、化学処理、コロナ処理たとえば空気または窒素コロナ、プラズマ、火炎、または化学線照射などで処理することもできる。所望により、任意要素のタイ層またはプライマーを、基材および／またはハードコート層に適用して、層間接着力を向上させることもできる。
【００３４】
オプティカルデバイスの各種の内部構成部品は、ハードコート表面層を取り入れることによって、メリットが得られる。いくつかの実施態様においては、内部構成部品が、たとえば光学膜の場合のように、実質的に平面状の膜であってよい。別の実施態様においては、内部構成部品が、最大寸法が約５ｃｍ〜２０ｃｍの範囲の、小さな個別部材であってもよい。場合によっては、内部オプティカル構成成分がフレキシブルな膜であってもよい。しかしながら、別な実施態様においては、その内部構成部品が剛直である。
【００３５】
内部構成部品がガラスのような無機物質からなっていてもよいが、内部構成部品には、典型的には、熱可塑性、熱硬化性、または架橋された重合樹脂のようなポリマー材料を含む。
【００３６】
たとえば光学ディスプレイの場合においては、その内部構成部品は、たとえば多層光学膜、微細構造化膜たとえば輝度増強膜、（たとえば、反射性または吸収性）偏光膜、拡散膜、さらには（たとえば、２軸）抑制膜、および補償膜などの光学膜であってよい。内部構成部品にはさらに、モノリス基材膜、または保護膜物品の基材としての使用に関して先に説明したような各種の材料が含まれていてよい。
【００３７】
「光学ディスプレイ」または「ディスプレイパネル」という用語は、各種慣用される、非照光式および特に照光式光学ディスプレイを指していて、それには、マルチキャラクターマルチラインディスプレイたとえば液晶ディスプレイ（「ＬＣＤ」）、プラズマディスプレイ、フロントおよびリアプロジェクションディスプレイ、ブラウン管（「ＣＲＴ」）、および標識、さらにはシングルキャラクターもしくはバイナリーディスプレイたとえば、発光ダイオード（「ＬＥＤ」）、信号ランプおよびスイッチなどが含まれるが、それらに限定される訳ではない。そのようなディスプレイパネルの露出されている表面を、「レンズ」と呼ぶこともある。
【００３８】
米国特許出願公開第２００３／０２１７８０６号明細書には、多層光学膜、すなわち、異なった屈折率のミクロ層を配列することによって少なくとも部分的には、所望の透過性および／または反射性を与える膜が記載されている。それらのミクロ層は異なった屈折率特性を有していて、そのために、いくつかの光は隣接するミクロ層の間の界面で反射される。それらのミクロ層は充分に薄いので、複数の界面で反射された光が増加的干渉または相殺的干渉を受けて、その膜本体に所望の反射的性質または透過的性質を与える。紫外、可視、または近赤外の波長の光を反射するように設計された光学膜では、それぞれのミクロ層は一般に、約１μｍ未満の光学的厚み（すなわち、物理的な厚みと屈折率を掛け合わせたもの）を有する。しかしながら、より厚い層が含まれていてもよいが、そのような層としてはたとえば、膜の外側表面でのスキン層、あるいは膜の内部に配されていてミクロ層のパケットを分離する、保護境界層などが挙げられる。多層光学膜本体にはさらに、積層物中の多層光学膜の２枚以上のシートを接合させるための、１層または複数の厚い接着剤層が含まれていてもよい。
【００３９】
多層光学膜本体の反射性および透過性は、それぞれのミクロ層の屈折率の関数である。それぞれのミクロ層は、少なくとも膜の局所的な位置においては、面内屈折率のｎx、ｎy、ならびに膜の厚み軸に関連する屈折率ｎzによって、その特性を表すことができる。これらの指数は、相互に直交するｘ−、ｙ−、およびｚ−軸の方向に偏光された光に対する対象の物質の屈折率を示している。実際には、屈折率は、適切な材料の選択と加工条件によって調節される。膜は、２種のポリマーＡ、Ｂを交互に、典型的には数十層または数百層の共押出しをし、それに続けて場合によっては、その多層押出し物を一つまたは複数の増倍ダイ（ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｄｉｅ）を通し、次いで、その押出し物を延伸させるかまたは他の方法で配向させて、最終的な膜を形成することによって製造することが可能である。得られた膜は、典型的には、数十層または数百層の個々のミクロ層からなるが、それらの厚みおよび屈折率を調節することによって、たとえば可視または近赤外におけるスペクトルの所望の領域に、一つまたは複数の反射バンドを与えることができる。かなりの数の層を用いて高い反射率を達成するためには、隣接するミクロ層で、ｘ−軸の方向における偏光の屈折率の差（Δｎx）が少なくとも０．０５を示すのが好ましい。二つの直交偏光で高い反射率を望む場合には、隣接するミクロ層がさらに、ｙ−軸の方向における偏光の屈折率の差（Δｎy）も少なくとも０．０５を示すのが好ましい。別な方法としては、一つの偏光状態の直角入射光を反射し、直交する偏光状態の直角入射光を透過するような多層スタックを作るために、屈折率の差を０．０５未満、好ましくは約０とすることも可能である。所望により、ｚ−軸の方向における偏光の、隣接するミクロ層の間の屈折率の差（δｎz）を調節して、斜め入射光のｐ−偏光成分について、所望の反射性を達成することも可能である。
【００４０】
ポリマー多層光学膜を組み立てるのに使用することが可能な物質の例は、国際公開第９９／３６２４８号パンフレット（ニービン（Ｎｅａｖｉｎ）ら）に見出すことができる。それらの物質の内の少なくとも一つは、大きな絶対値を有する応力光学係数を持つポリマーであるのが望ましい。別の言い方をすれば、そのポリマーが、延伸させたときに、大きな複屈折（少なくとも約０．０５、より好ましくは少なくとも約０．１、さらには０．２）を示すのが好ましい。その多層膜の用途に応じて、膜の面の二つの直交方向の間、一つまたは複数の面内方向の間および膜面に垂直な方向、あるいはそれらの組合せで、複屈折を起こさせてもよい。未延伸ポリマー層の間の等方性屈折率が広く分離しているような特別なケースでは、ポリマーの少なくとも一つにおける大きな複屈折が好ましいという条件は緩和することが可能であるが、それでも複屈折が望ましいことが多い。そのような特別なケースは、２軸プロセスを使用し、膜を二つの直交する面内方向に延伸させて形成させた、ミラー膜のため、および偏光子膜のためのポリマーの選択において起きる可能性がある。さらに、そのポリマーは、延伸をさせた後でも複屈折を維持することが可能で、それによって、仕上がりの膜にも所望の光学的性質が付与されるのが望ましい。多層膜の他の層に第二のポリマーを選択し、それによって、仕上がりの膜においても、その第二のポリマーの屈折率が、少なくとも一つの方向においては、それと同じ方向における第一のポリマーの屈折率とは顕著に異なっているようにすることも可能である。利便性のためには、２種だけの異なったポリマー物質を使用し押出しプロセスの間にそれらの物質を交互に重ねて、Ａ、Ｂ、Ａ、Ｂのような交互の層を形成させることにより、膜を組立てることも可能である。しかしながら、２種だけの異なったポリマー物質を交互に重ねることは、必須条件ではない。それに代えて、多層光学膜のそれぞれの層が、膜のどこにも存在しない一つだけの物質またはブレンド物からなっていてもよい。共押出しされるポリマーが、同一または類似の溶融温度を有しているのが好ましい。
【００４１】
充分な屈折率の差および充分な層間接着力の両方を与える２種のポリマーの組合せの例を以下に挙げる：（１）主として１軸延伸を用いたプロセスで製造される偏光多層光学膜のためには：、ＰＥＮ／ｃｏＰＥＮ、ＰＥＴ／ｃｏＰＥＴ、ＰＥＮ／ｓＰＳ、ＰＥＴ／ｓＰＳ、ＰＥＮ／イースター（Ｅａｓｔａｒ）（登録商標）およびＰＥＴ／イースター（Ｅａｓｔａｒ）（登録商標）であるが、ここで「ＰＥＮ」はポリエチレンナフタレートを指し、「ｃｏＰＥＮ」はナフタレンジカルボン酸をベースとしたコポリマーまたはブレンド物を指し、「ＰＥＴ」はポリエチレンテレフタレートを指し、「ｃｏＰＥＴ」はテレフタル酸をベースとしたコポリマーまたはブレンド物を指し、「ｓＰＳ」はシンジオタクチックポリスチレンおよびその誘導体を指し、そしてイースター（Ｅａｓｔａｒ）（登録商標）は、イーストマン・ケミカル・カンパニー（Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）から市販されているポリエステルまたはコポリエステル（シクロヘキサンジメチレンジオール単位と、テレフタレート単位とを含んでいると考えられる）を指す；（２）２軸延伸プロセスのプロセス条件を操作することにより製造される偏光多層光学膜のためには：ＰＥＮ／ｃｏＰＥＮ、ＰＥＮ／ＰＥＴ、ＰＥＮ／ＰＢＴ、ＰＥＮ／ＰＥＴＧ、およびＰＥＮ／ＰＥＴｃｏＰＢＴであるが、ここで、「ＰＢＴ」はポリブチレンテレフタレートを指し、「ＰＥＴＧ」は第二のグリコール（通常はシクロヘキサンジメタノール）を用いたＰＥＴのコポリマーを指し、そして「ＰＥＴｃｏＰＢＴ」は、テレフタル酸またはそのエステルと、エチレングリコールおよび１，４−ブタンジオールの混合物とからのコポリエステルを指す；（３）ミラー膜（着色ミラー膜を含む）のためには：、ＰＥＮ／ＰＭＭＡ、ｃｏＰＥＮ／ＰＭＭＡ、ＰＥＴ／ＰＭＭＡ、ＰＥＮ／エクデル（Ｅｃｄｅｌ）（登録商標）、ＰＥＴ／エクデル（Ｅｃｄｅｌ）（登録商標）、ＰＥＮ／ｓＰＳ、ＰＥＴ／ｓＰＳ、ＰＥＮ／ｃｏＰＥＴ、ＰＥＮ／ＰＥＴＧ、およびＰＥＮ／ティー・エッチ・ブイ（ＴＨＶ）（登録商標）であるが、ここで「ＰＭＭＡ」はポリメチルメタクリレートを指し、エクデル（Ｅｃｄｅｌ）（登録商標）は、イーストマン・ケミカル・カンパニー（Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．）から市販されている熱可塑性ポリエステルまたはコポリエステル（シクロヘキサンジカルボキシレート単位、ポリテトラメチレンエーテルグリコール単位、およびシクロヘキサンジメタノール単位を含むと考えられる）であり、そしてティー・エッチ・ブイ（ＴＨＶ）（登録商標）は、スリー・エム・カンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）から市販されているフルオロポリマーである。
【００４２】
好適な多層光学膜および関連の構成についてのさらなる詳細は、米国特許第５，８８２，７７４号明細書（ジョンザ（Ｊｏｎｚａ）ら）、ならびに国際公開第９５／１７３０３号パンフレット（オウダーキルク（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋ）ら）および国際公開第９９／３９２２４号パンフレット（オウダーキルク（Ｏｕｄｅｒｋｉｒｋ）ら）にも見出すことができる。ポリマー多層光学膜および膜本体には、それらの光学的、機械的、および／または化学的性質のために選択された追加の層およびコーティングが含まれていてもよい。米国特許第６，３６８，６９９号明細書（ギルバート（Ｇｉｌｂｅｒｔ）ら）を参照されたい。それらのポリマー膜および膜本体にはさらに、無機層、たとえば金属または金属酸化物コーティングまたは層が含まれていてもよい。
【００４３】
オプティカルイメージングデバイスの場合には、そのようなデバイスの内部構成部品のいずれか一つまたは各種の組合せに対して、ハードコート表面層を適用することができる。たとえば、図５を参照すると、デジタルカメラには一般に、露出されたカバープレート５１０、内部レンズ５２０、任意要素の内部ローパスフィルター５３０、内部赤外（ＩＲ）フィルター５４０、および内部イメージセンサー５５０（すなわち、撮像部品）が含まれる。デジタルカメラ組立物にはさらに、イメージセンサーとＩＲフィルターとの間に位置するカバーガラス（図示せず）が含まれていてもよい。典型的には、円筒状の鏡筒を使用して、個々の特定のカメラの光学的設計を基準にして、それらの要素を、相互に対する相対的な位置に取付け、保持する。さらに、サブアセンブリーを採用して、いくつかの構成成分を予め組み立てておいて、最終段階でそれらを組み合わせるようにしても良い。
【００４４】
一般的にはイメージセンサーがデジタルカメラにおける最も高価な構成成分であるので、先に図２および３で示したように、イメージセンサーの上にハードコート表面層を設けると、特に有利であろうと考えられる。ほとんどのデジタルカメラ、さらには他のオプティカルイメージングデバイスに採用されているイメージセンサーは、典型的には、電荷結合デバイス（ＣＣＤ）または相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）のいずれかである。ＣＣＤおよびＣＭＯＳいずれのイメージセンサーも、光を電子に変換し、次いでそれを構成成分回路によって加工する。センサーが光を電子に変換すると、それが画像の中のそれぞれのセルの値（蓄積電荷）を検出する。それらのセンサーが光を変換する方法が異なっている。ＣＣＤでは、電荷をチップを横切って輸送し、アレイのコーナーで読み取る。次いで、アナログデジタル変換器が、それぞれのフォトサイトにおける電荷の量を測定し、その測定値をバイナリー形式に変換することにより、それぞれのピクセルの値をデジタル値に変える。ＣＭＯＳデバイスでは、それぞれのピクセルに数個のトランジスタを使用して、より古典的な電線の使用により電荷を増幅、移動させる。ＣＭＯＳの信号はデジタルであるので、アナログデジタル変換器を必要としない。各種のイメージセンサーが、たとえばプリマックス（Ｐｒｉｍａｘ）、東芝（Ｔｏｓｈｉｂａ）、アジレント（Ａｇｉｌｅｎｔ）、マイクロン（Ｍｉｃｒｏｎ）、オムニビジョン（Ｏｍｎｉｖｉｓｉｏｎ）、エス・ティー・マイクロ（ＳＴ Ｍｉｃｒｏ）、ハイニックス（Ｈｙｎｉｘ）、およびソニー（Ｓｏｎｙ）などから市販されている。
【００４５】
イメージセンサーは、パッケージに包み込むこともできるし、あるいはむき出しのチップとして提供することもできる。イメージセンサーは、場合によっては、２枚のガラスシートの間に積層して、エポキシの中に埋め込んでもよい。電気接点は、シリコンの裏側に引き出して、シリコンの表側の、場合によっては感度の高い側を光検出のために露出させておく。このタイプのイメージセンサーは、シェルケース（Ｓｈｅｌｌｃａｓｅ）から商品名「シェルＯＰ（ＳｈｅｌｌＯＰ）」として市販されている。この実施態様においては、ハードコート表面層をイメージセンサーの上に設けた後で積層させるか、またはガラスの上に設ける。しかしながら、図２および３におけるように、（たとえば、イージークリーン）ハードコートまたは保護膜をガラスおよびエポキシに代えて用いるのが好ましい。
【００４６】
また別な実施態様においては、ハードコート表面層を、検出器に対して画像の焦点を合わせるのに使用される内部レンズの上に設ける。携帯電話のカメラの場合、そのようなレンズは一般に、ポリカーボネートまたはポリメチルメタクリレート（すなわち、アクリル）から作られる。しかしながら、より大きい光学ユニット用レンズは、各種のタイプのガラス、たとえばホウケイ酸ガラスから製造することができる。単一のカメラモジュールの中に、複合レンズが含まれていてもよい。２個以上のレンズを使用する実施態様においては、それらのレンズをサブアセンブリーの中に予め組み込んでおいて、そのようなサブアセンブリーを最終的なカメラモジュール組立て業者に提供することも多い。各種のレンズおよびレンズアセンブリーが公知であって、多くのメーカー、たとえば、ライカ（Ｌｅｉｃａ）、シャープ（Ｓｈａｒｐ）、コニカ（Ｋｏｎｉｃａ）、エンプラス（Ｅｎｐｌａｓ）、リコー（Ｒｉｃｏｈ）、セコニックス（Ｓｅｋｏｎｉｘ）、およびキャノン（Ｃａｎｏｎ）などから、市販されている。
【００４７】
また別な実施態様においては、イージークリーンな、すなわち、ハードコートのバインダーと共重合するフッ素化成分を含む、ハードコート表面層を用いて、赤外線フィルターを得てもよい。赤外線（ＩＲ）カットオフフィルターは、カラーＣＣＤまたはＣＭＯＳ撮像部品と共に使用して、真のカラー画像を作り出す。ＩＲカットオフフィルターは、可視光線は透過するが、赤外線の透過を阻止する。一般的には、電子カメラ用のＩＲフィルターは、約６５０ｎｍ〜約１１００ｎｍの波長の範囲を阻止し、それによって、可視光線はセンサーまで透過させるが、検出器の感度範囲に入る近赤外線光を阻止する。これは、二つの光学技術、すなわち吸収または反射を用いて実施することができる。吸収型のフィルターは、近赤外線を吸収する特殊な光学ガラスを用いて製造される。反射型のフィルターは、高効率で赤外線を反射する、実質的にはショートパス干渉フィルターである。それらのものは、高屈折率と低屈折率を交互に有する多層膜から製造される。ＩＲフィルターは、スリー・エム（３Ｍ）から商品名「ディー・エフ・エー（ＤＦＡ）」として入手可能である。その他のＩＲフィルター供給業者としては、ＨＯＹＡ（Ｈｏｙａ）、旭テクノグラス（Ａｓａｈｉ Ｔｅｃｈｎｏ Ｇｌａｓｓ）、京浜光膜（Ｋｅｉｈｉｎ Ｋｏｍａｋｕ）、松浪硝子（Ｍａｔｓｕｎａｍｉ Ｇｌａｓｓ）、五鈴精工硝子（Ｉｓｕｚｕ Ｇｌａｓｓ）、サネックス（Ｓｕｎｅｘ）、およびライフタイム（Ｌｉｆｅｔｉｍｅ）などが挙げられる。
【００４８】
米国特許出願公開第２００５／００４１１２９２号明細書（出願日：２００５年２月２４日）には、米国特許出願公開第２００５／００４１１２９２号明細書に記載されているような、（たとえば、可視光線波長で、不均質に（ｎｏｎ−ｕｎｉｆｏｒｍｌｙ）吸収を有する顔料または染料を含んでいてよい、１種または複数の着色剤によって得られるような）吸収要素と組み合わせた、（たとえば、多層光学膜によって得られるような）反射干渉要素を含む光学膜が記載されている。顔料をマトリックスの中に分散させて、膜を形成させる。多層膜に代わるものとしては、当業者公知であるが、干渉要素に、代わりに、コレステリック（キラルネマチック）液晶膜が含まれていてもよい。別な方法としては、干渉要素に、たとえば米国特許第４，７９９，７４５号明細書（マイヤー（Ｍｅｙｅｒ）ら）に記載されているような、金属／無機酸化物スタック、あるいは米国特許第５，４４０，４４６号明細書（ショー（Ｓｈａｗ）ら）、米国特許第５，７２５，９０９号明細書（ショー（Ｓｈａｗ）ら）、米国特許第６，０１０，７５１号明細書（ショー（Ｓｈａｗ）ら）、および米国特許第６，０４５，８６４号明細書（ライアンズ（Ｌｙｏｎｓ）ら）に記載されている方法により調製した、それに代わるポリマー／無機酸化物スタック、を有するポリマーバッキングを含んでいてもよい。
【００４９】
一実施態様においては、吸収型ＩＲフィルターまたは反射型ＩＲフィルターの吸収要素は、本明細書に記載のイージークリーンハードコート組成物に、吸収性染料または吸収性着色剤（すなわち、可視光線スペクトルで吸収を有するもの）を添加することによって得ることができる。硬化されたハードコート層がＩＲフィルターとしての機能を果たす。吸収性イージークリーンハードコート組成物を、基材または剥離ライナーの上にコーティングして、吸収性保護膜を形成させることも可能であるし、あるいは、吸収要素を、干渉要素（たとえば、多層膜）、活性領域の中の検出器の内部表面の上、または、活性領域を覆っている窓またはレンズ要素の上に、直接コーティングすることも可能である。
【００５０】
干渉要素は実質的に、主として近赤外領域にあるスペクトル帯域中の直角入射光を反射し、可視光波長領域のほとんどまたは実質的にすべてにわたる直角入射光を実質的に透過する。その干渉要素が、可視光領域においては、少なくとも約５０％、より好ましくは少なくとも約７０％の平均透過率を与え、近赤外線領域に広がる反射帯域全体においては、約５％未満、より好ましくは約２％または１％未満の透過率を与えるのが好ましい。シリコンフォトダイオードを使用した検出器システムでは、５％、２％、および１％の透過率限度が、約８００ｎｍ〜約１１００ｎｍ、または約７００ｎｍ〜約１２００ｎｍの範囲をカバーしているのが好ましい。多くの場合、干渉要素による吸収は無視してもよい程度であって、そのため、所定の波長における透過パーセントと反射パーセントとを加えると、約１００％となる。
【００５１】
ヒトの眼（明所視）の応答が望ましいようなフォトセンサーの場合には、グリーン顔料、イエロー顔料、または好ましくはそれらの組合せを、イージークリーン吸収性ハードコート組成物の中に分散させる。好適なグリーン顔料としては、フタロシアニングリーンおよびフタロシアニングリーン６Ｙが挙げられ、その一方で好適なイエロー顔料としては、ＰＹ−１５０、ＰＹ−１３８、ＰＹ−１３９、ＰＹ−１８５、ＰＹ−１８０、およびＰＹ−１１０が挙げられる。
【００５２】
吸収型フィルターに使用する赤外吸収性染料および顔料は公知である。（たとえば、米国特許第６，０４９，４１９号明細書を参照されたい）。好適な染料としては、たとえばフタロシアニン染料、たとえばゼネカ・コーポレーション（Ｚｅｎａｃａ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から、商品名「プロジェクト・シリーズ（Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｓｅｒｉｅｓ）」、たとえば「プロジェクト（Ｐｒｏｊｅｃｔ）８３０ＮＰ」、「プロジェクト（Ｐｒｏｊｅｃｔ）８６０ＮＰ」および「プロジェクト（Ｐｒｏｊｅｃｔ）９００ＮＰ」として市販されているものが挙げられる。好適な赤外吸収性顔料としては、シアニン、金属酸化物およびスクアレインなどが挙げられる。好適な顔料としては、米国特許第５，２１５，８３８号明細書に記載されているようなもの、たとえば金属フタロシアニン類、たとえば、バナジルフタロシアニン、クロロインジウムフタロシアニン、チタニルフタロシアニン、クロロアルミニウムフタロシアニン、銅フタロシアニン、マグネシウムフタロシアニンなど；スクアレイン類、たとえばヒドロキシスクアレインなど；さらにはそれらの混合物が挙げられる。銅フタロシアニン顔料の例としては、ビー・エー・エス・エフ（ＢＡＳＦ）から商品名「６９１２」として市販されている顔料が挙げられる。その他の赤外顔料としては、ホイバッハ・ランゲルスハイム（Ｈｅｕｂａｃｈ Ｌａｎｇｅｌｓｈｅｉｍ）から商品名「ホイコドール（Ｈｅｕｃｏｄｏｒ）」として市販されている金属酸化物顔料が挙げられる。
【００５３】
光学物体に使用される染料または顔料の量は、染料または顔料のタイプおよび／または末端用途に依存して変わる。典型的には、膜の表面に適用する場合には、染料または顔料を、所望の赤外線吸収および可視光線の外観を得るのに適した、濃度とコーティング厚みでその表面上に存在させる。典型的には、染料または顔料が追加の層の中または多層光学物体の中に存在している場合には、光学物体の全重量を基準にして、約０．０５〜約０．５重量％の濃度範囲とする。さらに、顔料を使用する場合には、典型的にはたとえば光の波長より短い小さい粒径とする必要がある。
【００５４】
各種オプティカルイメージング、検出、投影および照明システムの内部構成部品は、本明細書に記載の（たとえば、イージークリーン）ハードコート表面層からメリットを受けることができる。
【００５５】
たとえば、ハードコートをフォトセンサーの上に設けてもよい。フォトセンサーは、可視光線、赤外線（ＩＲ）透過、および／または紫外線（ＵＶ）エネルギーの存在を検出する電子構成成分である。ほとんどのフォトセンサーは、光導電性と呼ばれる性質を有する半導体からなり、そこでは、その物質にあたる照射強度に依存して、導電性が変化する。ほとんどの一般的なタイプのフォトセンサーはフォトダイオード、バイポーラフォトトランジスタ、およびフォトＦＥＴ（光感受性電界効果トランジスタ）である。それらのデバイスは、通常のダイオード、バイポーラトランジスタ、および電界効果トランジスタと本質的には同じであるが、ただし、そのパッケージに透明な窓があって、放射エネルギーが内部の半導体材料の間の接点に到達できるようになっている。バイポーラーおよび電界効果フォトトランジスタは、それらの検出能力に加えて、増幅作用も有している。シリコンフォトダイオードが、非イメージング光検出システムに使用されるセンサーの一例であるが、そこでは、可視光線または近赤外光線が、電気信号に変換されて、たとえば輝度センサーにおいて光の強度を検出する。フォトセンサーは、広く各種の電子デバイス、回路およびシステムにおいて使用されるが、そのような用途としては以下のものが挙げられる：光ファイバーシステム、オプティカルスキャナー、ワイヤレスＬＡＮ、自動照明調節、マシンビジョンシステム、光電管（ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｙｅ）、光ディスクドライブ、光記憶チップ、およびリモコンデバイス。
【００５６】
内部オプティカル構成成分としては、各種のイメージングシステム、たとえばカメラ、望遠鏡、双眼鏡、顕微鏡、およびメディカルイメージングシステムなどの内部構成部品が挙げられる。投影システムとしては、シリコン上液晶（ＬＣＯＳ）、デジタル光加工（ＤＬＰ）、および高温ポリ−シリコン（ＨＴＰＳ）などが挙げられる。ディスプレイとしては、ＣＲＴ、プラズマ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、および電界放射ディスプレイ（ｆｉｅｌｄ ｅｍｉｓｓｉｖｅ ｄｉｓｐｌａｙ）などが挙げられる。センサーシステムとしては、バーコードスキャナー、ＣＤ−ＤＶＤ、ガイダンスシステム、およびリモコンシステムなどが挙げられる。エネルギーおよび光管理システムとしては、ライトパイプ、人工照明（ｌｕｍｉｎａｒｉｅｓ）、および太陽光集光器がなどが挙げられる。光源としては、発光ダイオード、蛍光灯、アーク灯、白熱灯、ハロゲン灯、ＯＬＥＤ、およびエレクトロルミネセントランプなどが挙げられる。
【００５７】
内部オプティカル構成成分としては、たとえば以下のようなものが挙げられる：カラーフィルターホイール（たとえば、デジタルライトプロジェクター（ＤＬＰ）システム）；偏光ビームスプリッターキューブ（たとえば、カラー分離／再結合のためにシリコン上液晶（ＬＣＯＳ）技術を採用したデジタル投影システム）、および光を分解し、方向変換させるために使用される各種その他のタイプのプリズム（たとえば、ＴＩＲプリズムは、デジタル投影システムにおいて光路の方向を変化させるために使用される）；ミラー（たとえば、デジタル投影において光の方向を変換させたり曲げたりして所望の領域に向けるのに使用される、銀でフロントコーティングしたミラー）。さらに、偏光子は、たとえばＬＣＯＳシステムにおける一般的なオプティカル構成成分であり、そのようなものとしては、吸収型、ワイヤグリッド、および複屈折偏光子が挙げられる。さらなる内部オプティカル構成成分としては、窓、グレーチング、ディフューザー、リターダー、液晶パネル、光導波路、およびプリズムまたは小レンズアレイを有する構造化表面膜などが挙げられる。プリズム、ビームスプリッター、フィルター、および各種のミラーは、たとえばショット・ガラス（Ｓｃｈｏｔｔ Ｇｌａｓｓ）およびバウシュ・アンド・ロム（Ｂａｕｓｃｈ ＆ Ｌｏｍｂ）などの会社から入手可能である。シリコンフォトダイオードはハママツ・コーポレーション（Ｈａｍａｍａｔｓｕ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から得ることができる。偏光子は、住友化学（Ｓｕｍｉｔｏｍｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ）やスリー・エム・カンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）など数社から入手可能である。プリズム膜、たとえば輝度増強膜もまた、スリー・エム・カンパニー（３Ｍ Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手可能である。
【００５８】
図１に示した説明のための組立て方法のような、各種公知の組立て方法のいずれかを用いて、（たとえば、イージークリーン）ハードコート層を有する内部構成部品を組み立てて、オプティカルデバイスとすることができる。ハードコートによって得られた表面保護があるために、その方法では、１種または複数の内部構成部品が硬化されたハードコート表面層を持たない場合の同一の組立て方法の場合よりも、欠陥のないイメージングデバイスをより高収率で得ることができると考えられる。
【００５９】
そのハードコートには、場合によっては、さらに好ましくは、無機粒子と組み合わさって、重合性バインダー前駆体が含まれる。イージークリーンハードコートには、バインダーと共重合する少なくとも１種のフッ素化成分がさらに含まれる。
【００６０】
ハードコートには、各種のバインダーを用いることができる。バインダー前駆体、さらには任意成分のフッ素化成分には、少なくとも１個の重合性部分、すなわち適切なエネルギー源に暴露されると架橋反応に与ることができるような末端部分、もしくはモノマー、オリゴマー、もしくはポリマー骨格からペンダントされた部分が含まれる。本明細書で使用するとき、「モノマー」という用語は、自分自身または他のモノマーと結合して、オリゴマーまたはポリマーを形成することが可能な、単一の、一単位分子を指す。「オリゴマー」という用語は、２〜２０個のモノマー単位が結合した化合物を指す。「ポリマー」という用語は、２１個以上のモノマーが結合した化合物を指す。好適な硬化エネルギー源としては、電子ビーム、加熱（熱エネルギー）、紫外光線、可視光線、マイクロ波、赤外線エネルギーなどが挙げられる。
【００６１】
バインダーは、ハードコート組成物をその保護膜の内部構成部品、剥離ライナーまたは基材の上にコーティングした後で、光硬化されることが可能な、フリーラジカル重合性バインダー前駆体から誘導するのが好ましい。フリーラジカル硬化性部分の代表例としては、（メタ）アクリレート基、オレフィン性炭素−炭素二重結合、アリルオキシ基、アルファ−メチルスチレン基、（メタ）アクリルアミド基、ビニルおよびビニルエーテル基、それらの組合せなどが挙げられる。
【００６２】
しかしながら、別な方法として、たとえばエポキシドおよびビニルエーテルのような重合性部分を、カチオン的に重合させることも可能である。第三のタイプの重合性基は、縮合重合により重合され、多くの場合、加熱によって反応完結を促進させる。たとえば、そのような物質には、たとえば、シリカの表面上のシラノール、シルセスキオキサン、およびシロキサンタイプのコーティングのような表面基と縮合するシラン基（特にアルコキシシラン基）を含む。アルコキシシラン基の縮合は、ゾル−ゲルタイプの化学反応の一例である。バインダー前駆体、任意成分のフッ素化成分、および任意成分の無機粒子には、１種または複数の硬化メカニズムを用いる、複数のタイプの重合性基が含まれていてもよい。フッ素化成分の重合性基が、バインダーの重合性基と実質的に同じであるのが好ましい。たとえば、バインダーとフッ素化成分の両方が（メタ）アクリレート重合性部分を含んでいたり、バインダーとフッ素化成分の両方が、（たとえば、加水分解性）シラン部分を含んでいたりしてもよい。アクリレート部分が好適であることが多い。
【００６３】
各種公知のハードコート組成物を使用することができるが、そのようなものとしては、以下の特許に記載のものが挙げられる：米国特許第６，１３２，８６１号明細書（カン（Ｋａｎｇ）ら、’８６１号特許）、米国特許第６，２３８，７９８Ｂ１号明細書（カン（Ｋａｎｇ）ら、’７９８号特許）、米国特許第６，２４５，８３３Ｂ１号明細書（カン（Ｋａｎｇ）ら、’８３３号特許）および米国特許第６，２９９，７９９号明細書（クレーグ（Ｃｒａｉｇ）ら、’７９９号特許）；国際公開第９９／５７１８５号パンフレット（ホワン（Ｈｕａｎｇ）ら）；米国特許第５，６７７０５０号明細書（ビルカディ（Ｂｉｌｋａｄｉ））；米国特許第４，８８５，３３２（ビルカディ（Ｂｉｌｋａｄｉ））号明細書、および米国特許第５，１０４，９２９号明細書（ビルカディ（Ｂｉｌｋａｄｉ））；米国特許第６，６６０，３８８号明細書；米国特許第６，６６０，３８９号明細書；および米国特許第６，８４１，１９０号明細書（リウ（Ｌｉｕ）ら）、米国特許出願第１１／０２６５７３号明細書（出願日：２００４年１２月３０日）；米国特許出願第１１／００９１８１号明細書（出願日：２００４年１２月１０日）；米国特許出願第１１／１２１７４２号明細書（出願日：２００５年５月４日）；米国特許出願第１１／０８７４１３号明細書（出願日：２００５年３月２３日）；および米国特許出願第１１／１２１４５６号明細書（出願日：２００５年５月４日）。
【００６４】
最終的なセラマー組成物または複合材料に望まれる性質に応じて、モノ−、ジ−、トリ−、テトラ−、ペンタ−、およびヘキサ官能性フリーラジカル硬化性モノマーを各種の量で（たとえば、フリーラジカル）重合性バインダー前駆体に組み入れることができる。
【００６５】
ハードコートには、各種のバインダーを用いることができる。バインダーは、ハードコート組成物を基材の上にコーティングして光硬化させれることが可能な、フリーラジカル重合性前駆体から誘導されることができる。’７９９号特許に記載されている、アクリル酸のプロトン性基置換されたエステルまたはアミドのようなバインダー前駆体、または’７９９号特許などに記載されているエチレン性不飽和モノマーが好ましいことが多い。好適なバインダー前駆体としては以下のものが挙げられる：多価アルコールのポリアクリル酸またはポリメタクリル酸エステル、たとえばエチレングリコール、トリエチレングリコール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、１，３−シクロペンタンジオール、１−エトキシ−２，３−プロパンジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，６−ヘキサメチレンジオール、１，２−シクロヘキサンジオール、１，６−シクロヘキサンジメタノール、レソルシノール、ピロカテコール、ビスフェノールＡ、およびビス（２−ヒドロキシエチル）フタレートなどのようなジオールの、ジアクリレートまたはジ（メタ）アクリレートエステル；たとえばグリセリン、１，２，３−プロパントリメタノール、１，２，４−ブタントリオール、１，２，５−ペンタントリオール、１，３，６，−ヘキサントリオール、１，５，１０−デカントリオール、ピロガロール、フロログルシノール、および２−フェニル−２，２−メチロールエタノールのようなトリオールの、トリアクリル酸またはトリメタクリル酸エステル；１，２，３，４−ブタンテトロール、１，１，２，２，−テトラメチロールエタン、１，１，３，３，−テトラメチロールプロパン、およびペンタエリスリトールテトラアクリレートのようなテトラオールの、テトラアクリル酸テトラメタクリル酸エステル；アドニトールのようなペントールの、ペンタアクリル酸またはペンタメタクリル酸エステル；たとえばソルビトール、ジペンタエリスリトール、ジヒドロキシエチルヒダントイン；およびそれらの混合物のようなヘキサノールの、ヘキサアクリル酸またはヘキサメタクリル酸エステル。バインダーは、カン（Ｋａｎｇ）らの’７９８号特許に記載されているような、単官能モノマーの１種または複数から誘導することも可能である。バインダーには、ビルカディ（Ｂｉｌｋａｄｉ）らに記載されているような、１種または複数のＮ，Ｎ−二置換アクリルアミドおよび／またはＮ−置換−Ｎ−ビニル−アミドモノマーも含まれる。ハードコートは、セラマー組成物中の固形分の全重量を基準にして、約２０〜約８０％のエチレン性不飽和モノマーおよび約５〜約４０％のＮ，Ｎ−二置換アクリルアミドモノマーまたはＮ−置換−Ｎ−ビニル−アミドモノマーを含むセラマー組成物から誘導してもよい。
【００６６】
ハードコートのバインダーは、本明細書において架橋剤としても述べているような、少なくとも１種の多官能（たとえば、フリーラジカル）重合性モノマーから誘導するのが好ましい。フッ素化架橋剤を使用してもよいが、非フッ素化架橋剤単独、またはフッ素化架橋剤との組合せで使用するのが、典型的には好ましい。いくつかの用途においては、５重量％程度の少量の架橋剤でも好適な耐久性を与えることもあるが、典型的には、架橋剤の濃度を最大とするのが好ましい。したがって、本明細書に記載のコーティング組成物には、典型的には、少なくとも２０重量％の架橋剤を含む。架橋剤の全量は、重合性コーティング組成物の少なくとも５０重量％含まれていてもよいし、たとえば少なくとも６０重量％、少なくとも７０重量％、少なくとも８０重量％、少なくとも９０重量％、さらには約９５重量％含まれていてもよい。
【００６７】
有用なフリーラジカル重合性架橋剤としては、たとえば、以下のものからなる群より選択されるポリ（メタ）アクリルモノマーが挙げられる：（ａ）ジ（メタ）アクリル含有化合物、たとえば、１，３−ブチレングリコールジアクリレート、１，４−ブタンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールモノアクリレートモノメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、アルコキシル化脂肪族ジアクリレート、アルコキシル化シクロヘキサンジメタノールジアクリレート、アルコキシル化ヘキサンジオールジアクリレート、アルコキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート、カプロラクトン変性ネオペンチルグリコールヒドロキシピバレートジアクリレート、カプロラクトン変性ネオペンチルグリコールヒドロキシピバレートジアクリレート、シクロヘキサンジメタノールジアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、エトキシル化（１０）ビスフェノールＡジアクリレート、エトキシル化（３）ビスフェノールＡジアクリレート、エトキシル化（３０）ビスフェノールＡジアクリレート、エトキシル化（４）ビスフェノールＡジアクリレート、ヒドロキシピバルアルデヒド変性トリメチロールプロパンジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ポリエチレングリコール（２００）ジアクリレート、ポリエチレングリコール（４００）ジアクリレート、ポリエチレングリコール（６００）ジアクリレート、プロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート；（ｂ）トリ（メタ）アクリル含有化合物、たとえば、グリセロールトリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシル化トリアクリレート（たとえば、エトキシル化（３）トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシル化（６）トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシル化（９）トリメチロールプロパントリアクリレート、エトキシル化（２０）トリメチロールプロパントリアクリレート）、ペンタエリスリトールトリアクリレート、プロポキシル化トリアクリレート（たとえば、プロポキシル化（３）グリセリルトリアクリレート、プロポキシル化（５．５）グリセリルトリアクリレート、プロポキシル化（３）トリメチロールプロパントリアクリレート、プロポキシル化（６）トリメチロールプロパントリアクリレート）、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート；（ｃ）さらに高級官能性の（メタ）アクリル含有化合物、たとえば、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、エトキシル化（４）ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート；（ｄ）オリゴマー性（メタ）アクリル化合物、たとえば、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート；それらのポリアクリルアミド類似体；およびそれらの組合せ。そのような化合物は、たとえば、ペンシルバニア州エクストン（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）のサルトマー・カンパニー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ）；ジョージア州スマーナ（Ｓｍｙｒｎａ，ＧＡ）のユー・シー・ビー・ケミカルズ・コーポレーション（ＵＣＢ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）；およびウィスコンシン州ミルウォーキー（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）のアルドリッチ・ケミカル・カンパニー（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）などの供給業者から広く入手可能である。さらなる有用な（メタ）アクリレート原料としては、たとえば米国特許第４，２６２，０７２号明細書（ウェンドリング（Ｗｅｎｄｌｉｎｇ）ら）に記載されているようなヒダントイン部分含有ポリ（メタ）アクリレートが挙げられる。
【００６８】
好適な架橋剤としては、少なくとも３個の（メタ）アクリレート官能基が挙げられる。好適な市販されている架橋剤としては以下のものが挙げられる：ペンシルバニア州エクストン（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）のサルトマー・カンパニー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ）から、たとえば、商品名ＳＲ３５１」として入手可能なトリメチロールプロパントリアクリレート、商品名「ＳＲ４４４」として入手可能なペンタエリスリトールトリアクリレート、商品名「ＳＲ３９９ＬＶ」として入手可能なジペンタエリスリトールペンタアクリレート、「ＳＲ４５４」として入手可能なエトキシル化（３）トリメチロールプロパントリアクリレート、および商品名「ＳＲ４９４」として入手可能なエトキシル化（４）ペンタエリスリトールトリアクリレート。
【００６９】
ハードコートにおいては各種の無機酸化物粒子を使用することができる。それらの粒子は、典型的には、実質的に球状の形状と比較的均一なサイズを有している。それらの粒子は、実質的に単分散の粒径分布を有しているか、または２種以上の実質的に単分散分布のものをブレンドすることによって得られるポリモーダル分布とすることができる。無機酸化物粒子は、典型的には凝集していない（実質的に散在している）が、それは、凝集が起きると、無機酸化物粒子の沈殿や、ハードコートのゲル化が起きるからである。無機酸化物粒子は典型的にはコロイド的なサイズを有していて、約０．００１〜約０．２マイクロメートル、約０．０５マイクロメートル未満、および約０．０３マイクロメートル未満の平均粒子直径を有している。これらの粒径とすることによって、バインダー樹脂の中への無機酸化物粒子の分散が容易となり、所望の表面性質と光学的透明度を有するセラマーが得られる。無機酸化物粒子の平均粒径は、透過型電子顕微鏡法を使用して、所定の直径を有する無機酸化物粒子の数を数えることにより、測定することができる。無機酸化物粒子としては以下のものが挙げられる：コロイドシリカ、コロイドチタニア、コロイドアルミナ、コロイドジルコニア、コロイドバナジア、コロイドクロミア、コロイド酸化鉄、コロイド酸化アンチモン、コロイド酸化スズ、およびそれらの混合物。無機酸化物粒子は、たとえばシリカのような単一の酸化物からなるか、または実質的になっていてもよいし、あるいは、たとえばシリカおよび酸化アルミニウムのような酸化物の組合せを含んでいたり、または１種のタイプの酸化物のコア（または金属酸化物以外の材料のコア）の上に他のタイプの酸化物を析出させたようなものであったりしてもよい。シリカは、一般的な無機粒子である。無機酸化物粒子は、液状媒体中に無機酸化物粒子のコロイド分散体を含むゾルの形態で得られることが多い。ゾルは各種の方法を用いて、各種の形態で調製することができるが、そのような形態としてはたとえば、ヒドロゾル（水を液状媒体として使用）、オルガノゾル（有機液状物を使用）、および混合ゾル（液状媒体に水と有機液状物の両方を含む）などが挙げられ、たとえば、米国特許第５，６４８，４０７号明細書（ゲッツ（Ｇｏｅｔｚ）ら）；米国特許第５，６７７，０５０号明細書（ビルカディ（Ｂｉｌｋａｄｉ）ら）および米国特許第６，２９９，７９９号明細書（クレーグ（Ｃｒａｉｇ）ら）に記載がある。（たとえば、非晶質シリカの）水性ゾルを使用することもできる。一般的には、ゾルには、そのゾルの全量を基準にして、少なくとも２重量％、少なくとも１０重量％、少なくとも１５重量％、少なくとも２５重量％、多くの場合少なくとも３５重量％のコロイド状無機酸化物粒子が含まれる。コロイド状無機酸化物粒子の量は、典型的には５０重量％以下（たとえば、４５重量％）である。無機粒子の表面は、ビルカディ（Ｂｉｌｋａｄｉ）らの記載のように、「アクリレート官能化」されていてもよい。さらに、ゾルはバインダーのｐＨに合わせることも可能で、対イオンまたは水溶性化合物（たとえば、ナトリウムアルミネート）を含んでいてもよいが、これらのことはすべて、カン（Ｋａｎｇ）らの’７９８号特許に記載がある。
【００７０】
ハードコート、無機酸化物粒子の水性ゾルを、フリーラジカル硬化性バインダー前駆体（たとえば、適切な硬化エネルギー源に暴露されたときに架橋反応に与ることが可能な、１種または複数のフリーラジカル硬化性モノマー、オリゴマーまたはポリマー）と混合することにより、都合よく調製することができる。通常は、得られた組成物を、適用する前に乾燥させて、実質的にすべての水を除去する。この乾燥工程は、場合によっては「ストリッピング」と呼ばれる。得られたセラマー組成物を適用する前に、それに有機溶媒を加えて、粘度特性を改良してセラマー組成物を基材の上へコーティングしやすくすることもできる。コーティングの後で、セラマー組成物を乾燥させて添加された溶媒を全部除去し、次いで、その乾燥させた組成物を適切なエネルギー源に暴露させることによって少なくとも部分的に固化させ、フリーラジカル硬化性バインダー前駆体の少なくとも部分的な硬化を与えることも可能である。
【００７１】
ハードコートの中の無機粒子、バインダーおよび各種の他の成分を選択して、硬化されたハードコートが基材の屈折率に近い屈折率を示すようにする。このことは、モアレ模様やその他の目に見える干渉縞のようなものを抑制するのに役立つ。
【００７２】
先に述べたように、ハードコートを水性コーティング組成物から形成させ、ストリッピングによってコーティングする前にそれから水を除去し、場合によっては溶媒を用いて希釈して、組成物のコーティングに役立たせることもできる。当業者のよく知るところであるが、所望の溶媒および溶媒レベルの選択は、ハードコートの中の個々の成分の性質、ならびに所望の基材およびコーティング条件に依存するであろう。カン（Ｋａｎｇ）らの’７９８号特許には、いくつかの有用な溶媒、溶媒レベル、およびコーティング粘度の記載がある。
【００７３】
ハードコートを、コロイド状無機酸化物粒子の水性ゾルとバインダー前駆体とを組み合わせて調製する場合には、そのゾルは、粒子が負の表面電荷を有する様なｐＨを有するようにする。たとえば、無機粒子のほとんどがシリカ粒子である場合には、そのゾルは、ｐＨが７を超える、８を超える、または９を超えるアルカリ性である。ゾルに、水酸化アンモニウムなどが含まれていて、それにより、ＮＨ+4が、負の表面電荷を有する粒子に対する対イオンとして使用されるようにしてもよい。コロイド状無機酸化物粒子を表面処理したい場合には、カン（Ｋａｎｇ）らの’８３３号特許に記載されているように、適切な表面処理剤をゾルにブレンドすることができる。次いで、そのフリーラジカル硬化性バインダー前駆体をセラマー組成物に添加する。そのセラマー組成物をストリッピングして、実質的にすべての水を除去する。たとえば、約９８％の水を除去する（したがって、セラマー組成物中には約２％の水が残る）ことが、適切であるということが見出された。実質的にすべての水が除去されたら直ちに、カン（Ｋａｎｇ）らの’７９８号特許に記載されているタイプの有機溶媒を、典型的にはそのセラマー組成物が約５％〜約９９重量％（約１０〜約７０％）の固形分を有するように添加する。
【００７４】
ハードコート組成物には、各種の単官能フッ素化成分、多官能フッ素化成分、さらにはそれらの組合せが含まれていてよい。少なくともいくつかの実施態様においては、少なくとも１種の単官能フッ素化成分と少なくとも１種の多官能フッ素化成分を組み合わせるのが好ましいということが見出された。
【００７５】
ハードコート組成物前駆体の中のフッ素化成分の全量は、典型的には、少なくとも０．５重量％（たとえば、少なくとも約１重量％、２重量％、３重量％、および４重量％）である。ハードコート前駆体組成物が少なくとも約５重量％のフッ素化成分を含んでいるのが好ましい。多官能フッ素化成分を使用する実施態様においては特に、そのハードコート前駆体組成物には、９５重量％程度の多量の使用多官能フッ素化成分を含むのがよい。しかしながら、先にも説明したように、所望の低表面エネルギーを与える使用フッ素化成分を最小限の濃度で用いるのが、一般的にコスト的にはより有利である。したがって、フッ素化成分の全量は、典型的には３０重量％を超えず、好ましくは約１５重量％以下（たとえば、約１４重量％、１３重量％、１２重量％、および１１重量％未満）の量で存在させる。
【００７６】
本発明のコーティング組成物には、各種のフルオロ化重合性化合物を用いることができる。そのような化合物は、次式Ｉで表すことができる：
（Ｒf）−［（Ｗ）−（ＲA）］w （式Ｉ）
ここで、Ｒfには、（ペル）フルオロアルキル基、（ペル）フルオロアルキレン基、または（ペル）フルオロポリエーテル基が含まれる。（ペル）フルオロポリエーテル基としては、たとえば−（ＣpＦ2p）−、−（ＣpＦ2pＯ）−、−（ＣＦ（Ｚ））−、−（ＣＦ（Ｚ）Ｏ）−、−（ＣＦ（Ｚ）ＣpＦ2pＯ）−、−（ＣpＦ2pＣＦ（Ｚ）Ｏ）−、−（ＣＦ2ＣＦ（Ｚ）Ｏ）−、またはそれらの組合せのような（ペル）フッ素化基が挙げられ；Ｗは結合基であり；ＲAには、（メタ）アクリル基または重合性（たとえば、加水分解性）シラン基のような重合性基が含まれ；そしてｗは１または２である。
【００７７】
各種の重合性シラン基が当業者には公知である。そのシラン基は、典型的には、少なくとも１個のハロゲン原子および／または少なくとも１個の酸素原子と結合されているが、この酸素原子は、好ましくはアシルオキシおよび／またはアルコキシ基の構成要素である。
【００７８】
フッ素化成分は、直鎖状、分岐状、環状、またはそれらの組合せであってよく、飽和であっても不飽和であってもよい。
【００７９】
結合基Ｗとしては、アルキレン、アリーレン、ヘテロアルキレン、またはそれらの組合せから選択される２価の基、およびカルボニル、カルボニルオキシ、カルボニルイミノ、スルホンアミド、またはそれらの組合せから選択される任意の２価の基が挙げられる。Ｗは非置換であってもよいし、あるいはアルキル、アリール、ハロもしくはそれらの組合せによって置換されていてもよい。Ｗ基には典型的には、３０個以下の炭素原子が含まれる。いくつかの化合物においては、そのＷ基が、２０個以下の炭素原子、１０個以下の炭素原子、６個以下の炭素原子、または４個以下の炭素原子を有する。たとえば、Ｗは、アルキレンであっても、アリール基で置換されたアルキレンであっても、あるいはアリーレンと組み合わせたアルキレンであってもよい。さらに、Ｗはウレタン結合（すなわち、（−ＯＣＯＮＨ−））であってもよい。
【００８０】
（ペル）フルオロポリエーテルのＲf繰り返し単位においては、ｐは典型的には１〜１０の整数である。いくつかの実施態様においては、ｐは、１〜８、１〜６、１〜４、または１〜３の整数である。基Ｚは、ペルフルオロアルキル基、ペルフルオロエーテル基、ペルフルオロポリエーテル、またはペルフルオロアルコキシ基であるが、それらはすべて、直鎖状、分岐状、または環状であってよい。Ｚ基は、典型的には、１２個以下の炭素原子、１０個以下の炭素原子、または９個以下の炭素原子、４個以下の炭素原子、３個以下の炭素原子、２個以下の炭素原子、または１以下の炭素原子を有する。いくつかの実施態様においては、Ｚ基は、４個以下、３個以下、２個以下、１個以下の酸素原子を含むか、または酸素原子を含まない。
【００８１】
Ｒfは、１価または２価とすることができる。Ｒfが１価である、いくつかの化合物においては、その末端基を、（ＣpＦ2p+1）−、（ＣpＦ2p+1Ｏ）−、（Ｘ’ＣpＦ2pＯ）−、または（Ｘ’ＣpＦ2p+1）−とすることができるが、ここでＸ’は、水素、塩素、または臭素であり、ｐは１〜１０の整数である。１価のＲf基のいくつかの実施態様においては、その末端基がペルフルオロ化されており、ｐが、１〜１０、１〜８、１〜６、１〜４、または１〜３の整数である。
【００８２】
（ペル）フルオロポリエーテル化合物は上述の式Ｉによって表すことができるが、ここでＲfは（ペル）フルオロポリエーテル基であり、ＲAは（メタ）アクリル基または−ＣＯＣＦ＝ＣＨ2であり；そしてｗは１または２である。１価のＲf基の例としては、ＣＦ3Ｏ（Ｃ2Ｆ4Ｏ）nＣＦ2−、およびＣ3Ｆ7Ｏ（ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2Ｏ）nＣＦ（ＣＦ3）−が挙げられるが、ここでｎは、０〜５０、１〜５０、３〜３０、３〜１５、または３〜１０の平均値を有する。好適な２価のＲf（ペル）フルオロポリエーテル基の構造としては以下のものが挙げられるが、これらに限定される訳ではない：−ＣＦ2Ｏ（ＣＦ2Ｏ）q（Ｃ2Ｆ4Ｏ）nＣＦ2−、−（ＣＦ2）3Ｏ（Ｃ4Ｆ8Ｏ）n（ＣＦ2）3−、−ＣＦ2Ｏ（Ｃ2Ｆ4Ｏ）nＣＦ2−、および−ＣＦ（ＣＦ3）（ＯＣＦ2ＣＦ（ＣＦ3））sＯＣtＦ2tＯ（ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2Ｏ）nＣＦ（ＣＦ3）−、ここでｑは、０〜５０、１〜５０、３〜３０、３〜１５、または３〜１０の平均値を有し；ｎは、０〜５０、３〜３０、３〜１５、または３〜１０の平均値を有し；ｓは、０〜５０、１〜５０、３〜３０、３〜１５、または３〜１０の平均値を有し；ｎ＋ｓの合計が、０〜５０または４〜４０の平均値を有し；ｑ＋ｎの合計が、０より大であり；そしてｔが、２〜６の整数である。
【００８３】
式Ｉに従って合成された化合物は、典型的には、Ｒf基を混合して含む。その平均構造は、その混合物構成成分について平均した構造である。それらの平均構造においては、ｑ、ｎおよびｓの数値は、化合物が少なくとも約４００の数平均分子量を有する限りにおいて、変化させることが可能である。式Ｉの化合物は多くの場合、４００〜５０００、８００〜４０００、または１０００〜３０００の分子量（数平均）を有する。
【００８４】
（たとえば、式Ｉの）ペルフルオロポリエーテルアクリレート化合物は、たとえば下記の特許に記載されているような方法により合成することができる：米国特許第３，５５３，１７９号明細書および米国特許第３，５４４，５３７号明細書、さらには米国特許出願公開第２００４／００７７７７５号明細書、「フルオロケミカル・コンポジション・コンプライジング・ア・フルオリネーテッド・ポリマー・アンド・トリートメント・オブ・ア・フィブラス・サブストレート・ゼアウィズ（Ｆｌｕｏｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ ａ Ｆｌｕｏｒｉｎａｔｅｄ ｐｏｌｙｍｅｒ ａｎｄ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ａ Ｆｉｂｒｏｕｓ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｔｈｅｒｅｗｉｔｈ）」。
【００８５】
いくつかの実施態様においては、その多官能ペルフルオロポリエーテルアクリレートには、末端ＨＦＰＯ−基が含まれる。本明細書で使用するとき、「ＨＦＰＯ−」は、メチルエステルであるＦ（ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2Ｏ）aＣＦ（ＣＦ3）Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ3のＦ（ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2Ｏ）aＣＦ（ＣＦ3）−を指しているが、ここで、「ａ」は、平均約６．２であり、そのメチルエステルは１，２１１ｇ／モルの平均分子量を有していて、そのものは、米国特許第３，２５０，８０８号明細書（ムーア（Ｍｏｏｒｅ）ら）に報告された方法に従い、分別蒸留によって精製することにより調製することができる。そのような化合物のいくつかのものが、米国特許出願第１１／１２１７４２号明細書（出願日：２００５年５月４日）にも記載されている。
【００８６】
例示化合物としてはたとえば、以下のものが挙げられる：ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）Ｃ（ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2）2ＣＨ2ＣＨ3、ＨＦＰＯ−ＣＯ−ＮＨＣＨ（ＣＨ2ＯＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ2）2、ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）ＣＨ2ＣＨ（ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2）ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2、ＨＦＰＯ−ＣＯ−ＮＨ（ＣＨ2）3Ｎ（ＣＨ2ＣＨ2ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ2）2、ＨＦＰＯ−ＣＯ−ＮＨＣＨ2ＣＨ2Ｎ（−ＣＯ−ＣＨ＝ＣＨ2）（−ＣＨ2ＣＨ2ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ2）、およびＨＦＰＯ−Ｃ（＝Ｏ）ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2ＮＨＣＨ3とＴＭＰＴＡのモル比１：１の付加物。
【００８７】
また別な実施態様においては、反応性（ペル）フルオロポリエーテルとポリ（メタ）アクリレートとのマイケル型付加反応によって調製することが可能な（ペル）フルオロポリエーテルアクリレート化合物、たとえば、ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｎ（Ｈ）ＣＨ3とトリメチロールプロパントリアクリレート（ＴＭＰＴＡ）との付加物を、重合性フッ素化成分として使用してもよい。そのような（ペル）フルオロポリエーテルアクリレート化合物はさらに、米国特許出願第１１／００９１８１号明細書（出願日；２００４年１２月１０日）「ポリメライザブル・コンポジションズ、メソッズ・オブ・メイキング・ザ・セイム、アンド・コンポジット・アーティクルズ・ゼアフロム（Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｂｌｅ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ， Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｍａｋｉｎｇ ｔｈｅ Ｓａｍｅ，ａｎｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ａｒｔｉｃｌｅｓ Ｔｈｅｒｅｆｒｏｍ）」にも記載されている。
【００８８】
また別な実施態様においては、米国特許出願第１１／０８７４１３号明細書（出願日：２００５年３月２３日）に記載されているような、重合性ペルフルオロポリエーテルウレタンを使用してもよい。式（１）複数のアクリレート末端基を有するペルフルオロポリエーテルウレタンの代表的な構造の一つ（２）を次に示す：
【化１】
このものは、ＨＤＩのビウレットと、１当量のＨＦＰＯオリゴマーアミド（Ｆ（ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2Ｏ）6.5ＣＦ（ＣＦ3）Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＯＨ）およびさらに２当量のペンタエリスリトールトリアクリレートとの反応生成物である。
【００８９】
別な方法として、式Ｒi−（ＮＨＣ（Ｏ）ＸＱＲf）m，−（ＮＨＣ（Ｏ）ＯＱＡ）nに従う、モノアクリレート末端基を有するペルフルオロポリエーテルウレタンを使用してもよい。
【００９０】
また別な実施態様においては、式（３Ａ）の、１価のペルフルオロポリエーテル部分を有するペルフルオロポリエーテル−置換ウレタンアクリレートを使用してもよい：
Ｒf−Ｑ−（ＸＣ（Ｏ）ＮＨＱＯＣ（Ｏ）Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ2）f （式３Ａ）
ここで、Ｒfは、式：Ｆ（ＲfcＯ）xＣdＦ2d−を含む基からなる１価のペルフルオロポリエーテル部分であるが、ここで、それぞれのＲfcは独立して、１〜６個の炭素原子を有するフッ素化アルキレン基を表し、それぞれのｘは独立して２以上の整数を表し、そしてｄは１〜６の整数であり；ａは２〜１５であり；Ｑは独立して、原子価が少なくとも２の結合基であり、共有結合、アルキレン、アリーレン、アラルキレン、アルクアリーレン、場合によってはヘテロ原子たとえばＯ、Ｎ、およびＳを含み、場合によってはカルボニルまたはスルホニル、およびそれらの組合せのようなヘテロ原子含有官能基を含む、直鎖または分岐鎖または環含有結合基からなる群より選択され；Ｘは独立して、Ｏ、ＳまたはＮＲであるが、ここでＲは、Ｈまたは１〜４個の炭素原子の低級アルキルであり、そしてｆは、１〜５である。
【００９１】
式（３Ａ）の記述にあてはまる、一つの好適なペルフルオロポリエーテル−置換ウレタン（メタ）アクリレートは、式（３Ｂ）により具体的に示される：
ＨＦＰＯ−Ｑ−（ＸＣ（Ｏ）ＮＨＱＯＣ（Ｏ）Ｃ（Ｒ）＝ＣＨ2）f （式３Ｂ）
ここで、ＨＦＰＯはＦ（ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2Ｏ）aＣＦ（ＣＦ3）−であり；ａは２〜１５であり；Ｑは独立して、原子価が少なくとも２の結合基であり、共有結合、アルキレン、アリーレン、アラルキレン、アルクアリーレン、場合によってはヘテロ原子たとえばＯ、Ｎ、およびＳを含み、場合によってはカルボニルまたは、およびそれらの組合せのようなヘテロ原子含有官能基を含む、直鎖または分岐鎖または環含有結合基からなる群より選択され；Ｘは独立して、Ｏ、ＳまたはＮＲであるが、ここでＲは、Ｈまたは１〜４個の炭素原子の低級アルキルであり、そしてｆは、１〜５である。使用しうる２種の好適なＨＦＰＯ−置換ウレタンアクリレートとしては、ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）ＮＨＣ2Ｈ4ＯＣ（Ｏ）ＮＨＣ2Ｈ4ＯＣ（Ｏ）Ｃ（ＣＨ3）＝ＣＨ2およびＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）ＮＨＣ（Ｃ2Ｈ5）（ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＮＨＣ2Ｈ4ＯＣ（Ｏ）Ｃ（ＣＨ3）＝ＣＨ2）2が挙げられる。
【００９２】
本発明のまた別な実施態様においては、式（４）の１価のペルフルオロポリエーテル部分を有する、１種または複数のペルフルオロポリエーテルウレタンが使用される：
Ｒi−（ＮＨＣ（Ｏ）ＸＱＲf）m，−（ＮＨＣ（Ｏ）ＯＱ（Ａ）p）n，−（ＮＨＣ（Ｏ）ＸＱＧ）o，−（ＮＣＯ）q （式４）
ここで、Ｒiは、複数のイソシアネートの残基であり；Ｘは独立して、Ｏ、ＳまたはＮＲであるが、ここでＲは、Ｈまたは１〜４個の炭素原子の低級アルキルであり；Ｒfは、式：Ｆ（ＲfcＯ）xＣdＦ2d−を含む基からなる１価のペルフルオロポリエーテル部分であるが、ここで、それぞれのＲfcは独立して、１〜６個の炭素原子を有するフッ素化アルキレン基を表し、それぞれのｘは独立して２以上の整数を表し、そしてｄは１〜６の整数であり；Ｑは独立して、原子価が少なくとも２の結合基であり、共有結合、アルキレン、アリーレン、アラルキレン、アルクアリーレン、場合によってはヘテロ原子たとえばＯ、Ｎ、およびＳを含み、場合によってはカルボニルまたは、およびそれらの組合せのようなヘテロ原子含有官能基を含む、直鎖または分岐鎖または環含有結合基からなる群より選択され；Ａは、（メタ）アクリル官能基−ＸＣ（Ｏ）Ｃ（Ｒ2）＝ＣＨ2であるが、ここでＲ2は、１〜４個の炭素原子の低級アルキルまたはＨまたはＦであり；Ｇは、アルキル、アリール、アルクアリールおよびアラルキルからなる群より選択されるが、ここで、Ｇは場合によっては、Ｏ、Ｎ、およびＳのようなヘテロ原子を含むか、場合によっては、カルボニルおよびスルホニルのようなヘテロ原子含有官能基、ならびにヘテロ原子とヘテロ原子含有官能基との組合せを含み；そしてＧは場合によっては、場合によっては、（メタ）アクリル基、ビニル基、アリル基および−Ｓｉ（ＯＲ3）3基（ここで、Ｒ3は１〜４個の炭素原子の低級アルキルである）からなる群より選択される、ペンダントするか末端の反応性基を含むが；ここでＧはさらに、場合によってはフルオロアルキルまたはペルフルオロアルキル基を含み；ｍは少なくとも１であり；ｎは少なくとも１であり；ｏは０以上であり；ｐは２〜６であり；ｑは０以上であり；（ｍ＋ｎ＋ｏ＋ｑ）＝ＮNCOであるが、ここでＮNCOは、元々Ｒiに付いていたイソシアネート基の数であり；そして（ｍ＋ｎ＋ｏ）／ＮNCOの大きさが０．６７以上であり、ここで、添字ｍ、ｎ、ｏ、およびｑで表されるそれぞれのユニットは、Ｒiユニットに結合されている。Ｒfcが−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2−であるのが好ましい。
【００９３】
式（４）物質を作るのに使用されるモノアルコール、モノチオールまたはモノアミンＨＸＱＧとしては、Ｃ4Ｆ9ＳＯ2Ｎ（ＣＨ3）ＣＨ2ＣＨ2ＯＨ、Ｈ2ＮＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2（ＳｉＯＣＨ3）3、ＨＳＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3、およびＨＥＡ（「ヒドロキシエチルアクリレート」）のような物質が挙げられる。
【００９４】
さらに別な実施態様においては、式（５）の１種または複数のペルフルオロポリエーテルウレタンが使用される：
（Ｒi）c−（ＮＨＣ（Ｏ）ＸＱＲf）m，−（ＮＨＣ（Ｏ）ＯＱ（Ａ）p）n，−（ＮＨＣ（Ｏ）ＸＱＧ）o，（Ｒf（Ｑ）（ＸＣ（Ｏ）ＮＨ）y）z−、−ＮＨＣ（Ｏ）ＸＱＤ（ＱＸＣ（Ｏ）ＮＨ）u）s−、Ｄ1（ＱＸＣ（Ｏ）ＮＨ）y）zz−ＮＨＣ（Ｏ）ＯＱ（Ａ）tＱ1Ｑ（Ａ）tＯＣ（Ｏ）ＮＨ））v−，−（ＮＣＯ）w （式５）
ここで、Ｒiは、複数のイソシアネートの部分であり；ｃは１〜５０であり；Ｘは独立して、Ｏ、ＳまたはＮＲであるが、ここでＲはＨまたは低級アルキルであり；Ｒfは、式：Ｆ（ＲfcＯ）xＣdＦ2d−を含む基からなる１価のペルフルオロポリエーテル部分であるが、ここで、それぞれのＲfcは独立して、１〜６個の炭素原子を有するフッ素化アルキレン基を表し、そしてそれぞれのｘは独立して２以上の整数を表し、そしてｄは１〜６の整数であり；Ｑは独立して、原子価が少なくとも２の結合基であり、共有結合、アルキレン、アリーレン、アラルキレン、アルクアリーレン、場合によってはヘテロ原子たとえばＯ、Ｎ、およびＳを含み、場合によってはカルボニルまたは、およびそれらの組合せのようなヘテロ原子含有官能基を含む、直鎖または分岐鎖または環含有結合基からなる群より選択され；Ａは、化学式：（−ＸＣ（Ｏ）Ｃ（Ｒ2）＝ＣＨ2）を有する（メタ）アクリル官能基であるが、ここでＲ2は、１〜４個の炭素原子の低級アルキルまたはＨまたはＦであり；Ｇは、アルキル、アリール、アルクアリールおよびアラルキルからなる群より選択されるが、ここで、Ｇは場合によっては、Ｏ、Ｎ、およびＳのようなヘテロ原子を含み、場合によってはカルボニルおよびスルホニルのようなヘテロ原子含有官能基、およびヘテロ原子とヘテロ原子含有官能基との組合せを有し；そしてここでＧは場合によっては、（メタ）アクリル基、ビニル基、アリル基および−Ｓｉ（ＯＲ3）3基（ここで、Ｒ3は１〜４個の炭素原子の低級アルキルである）からなる群より選択されるペンダントするか末端の反応性基を含み；ここで、Ｇはさらに場合によっては、フルオロアルキルまたはペルフルオロアルキル基を有し；Ｄは、アルキレン、アリーレン、アルクアリーレン、フルオロアルキレン、ペルフルオロアルキレンおよびアラルキレンからなる群より選択され、場合によってはＯ、Ｎ、およびＳのようなヘテロ原子を含み；Ｄ1は、アルキル、アリール、アルクアリール、フルオロアルキル、ペルフルオロアルキルおよびアラルキル基からなる群より選択され、場合によってはＯ、Ｎ、およびＳのようなヘテロ原子を含み；Ｑ1は、Ｑと同じように定義される結合基であり；ｍまたはｚは少なくとも１であり；ｎまたはｖは少なくとも１であり；ｙは独立して２以上であり；ｏ、ｓ、ｖ、ｗ、ｚおよびｚｚは、０以上であり；（ｍ＋ｎ＋ｏ＋［（ｕ＋１）ｓ］＋２ｖ＋ｗ＋ｙｚ＋ｙ（ｚｚ））＝ｃＮNCOであるが、ここでＮNCOは、元々Ｒiに付いていたイソシアネート基の数であり；（ｍ＋ｎ＋ｏ＋（［（ｕ＋１）ｓ］＋２ｖ＋ｙｚ＋ｙ（ｚｚ））／（ｃＮNCO）の大きさが少なくとも０．７５以上であり；ｐは２〜６であり；ｔは１〜６であり；そしてｕは独立して１〜３であるが；ここで、添字ｍ、ｎ、ｏ、ｓ、ｖ、ｗ、ｚおよびｚｚで表されるそれぞれのユニットは、Ｒiユニットに結合されており、そして好ましくはＲfcは−ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2−である。
【００９５】
（ペル）フルオロポリエーテル部分を含むフッ素化成分に代わるものとして、（ペル）フルオロアルキル（メタ）アクリレートを使用することができる。好適なフルオロアルキル（メタ）アクリレートとしては、少なくとも２個、より好ましくは少なくとも３個の炭素原子を有するフルオロアルキル基が挙げられる。炭素原子の数は１２までまたはそれ以上でよいが、フルオロアルキル基の炭素原子の数は、約６以下であるのが好ましい。
【００９６】
さらに他の代わりの方法としては、そのフッ素化成分に、たとえば米国特許出願公開第２００３／０１６８７８３号明細書に記載されているような、各種のフルオロ−シラン構成成分の一つが含まれていてもよい。一つの態様においては、フッ素化成分に、米国特許第５，８５１，６７４号明細書に記載されているようなフッ素化シロキサンが含まれていてもよいが、このものは、次式のフッ素化シランを含むコーティング組成物を適用することにより調製される：
Ｒf−Ｒ1−ＳｉＸ3-xＲ2x
ここで、Ｒfは、場合によっては１個または複数のヘテロ原子を含む（ペル）フッ素化基であり；Ｒ1は、１個または複数のヘテロ原子もしくは官能基により置換され、約２〜約１６個の炭素原子を含む、２価のアルキレン基、アリーレン基、またはそれらの混合物であり；Ｒ2は低級アルキル基であり；Ｘは、ハライド、低級アルコキシ基、またはアシルオキシ基であり；そしてｘは０または１である。
【００９７】
ハードコート組成物には、炭化水素ベースのハードコート組成物またはセラマーとフッ素化化合物（たとえば、ＨＦＰＯ誘導体）との間の相溶性を改良するための、フッ素化相溶化剤が含まれていてもよい。相溶化剤は、全乾燥固形分の２〜１５重量パーセント、より好ましくは約２〜１０重量パーセントの間の範囲の量で添加するのがよい。相溶化剤は、ＨＦＰＯモノ−またはマルチ−（メタ）アクリル化合物の量の、少なくとも３倍、好ましくは少なくとも５倍の量で存在させることができる。
【００９８】
フリーラジカル反応性フルオロアルキルまたはフルオロアルキレン基含有相溶化剤は、それぞれ化学式：ＲfＱ（Ｘ）nおよび（Ｘ）nＱＲf2Ｑ（Ｘ）n）であるが、ここでＲfはフルオロアルキルであり、Ｒf2はフルオロアルキレンであり、Ｑは、アルキレン、アリーレン、アリーレンアルキレン、またはアルキレンアリーレン基を含む結合基であって、たとえばＯ、Ｎ、およびＳのようなヘテロ原子を含む直鎖または分岐鎖の結合基を含んでいてもよく、Ｘは、（メタ）アクリル、−ＳＨ、アリル、またはビニル基から選択されるフリーラジカル反応性基であり、そしてｎは１〜３である。典型的なＱ基としては、以下のものが挙げられる：−ＳＯ2Ｎ（Ｒ）ＣＨ2ＣＨ2−；−ＳＯ2Ｎ（ＣＨ2ＣＨ2）2−；−（ＣＨ2）m−；−ＣＨ2Ｏ（ＣＨ2）3−；および−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｒ）ＣＨ2ＣＨ2−（ここでＲは、Ｈまたは１〜４個の炭素原子の低級アルキルであり、ｍは１〜６である）。フルオロアルキルまたはフルオロアルキレン基が、ペルフルオロアルキルまたはペルフルオロアルキレン基であれば好ましい。
【００９９】
一つの好ましい実施態様においては、相溶化剤が、アクリレート部分に結合された少なくとも５個の炭素原子の炭素鎖を有する、ペルフルオロアルキルまたはペルフルオロアルキレン置換された相溶化剤であって、少なくとも３０重量パーセントのフッ素を含む。ハードコート層１８の組成物において使用するためのそれらの基準に適合する、一つの好ましいタイプのフルオロアルキル−またはフルオロアルキレン−置換された相溶化剤は、ペルフルオロブチル置換アクリレート相溶化剤である。それらの基準に適合し、本発明において有用なペルフルオロブチル−置換されたアクリレート相溶化剤の例を非限定的に挙げれば、Ｃ4Ｆ9ＳＯ2Ｎ（ＣＨ3）ＣＨ2ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2、Ｃ4Ｆ9ＳＯ2Ｎ（ＣＨ2ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2）2、またはＣ4Ｆ9ＳＯ2Ｎ（ＣＨ3）ＣＨ2ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）Ｃ（ＣＨ3）＝ＣＨ2の１種または複数である。
【０１００】
使用可能な好適なフルオロアルキル−置換された相溶化剤の他の非限定的な例としては、ニューハンプシャー州ウィンダム（Ｗｉｎｄｈａｍ，ＮＨ）のランカスター・シンセシス（Ｌａｎｃａｓｔｅｒ Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ）から入手可能な、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−ペルフルオロデシルアクリレートが挙げられる。ハードコート層１８の組成物の中で使用することができる、各種その他のペルフルオロアルキル部分を含む（メタ）アクリル化合物は、米国特許第４，９６８，１１６号明細書（ヒューム−ロー（Ｈｕｌｍｅ−Ｌｏｗｅ）ら）および米国特許第５，２３９，０２６号明細書（ペルフルオロシクロヘキシルメチルメタクリレートを含む）（バビラッド（Ｂａｂｉｒａｄ）ら）に記載がある。それらの基準に適合し、使用可能な他のフルオロケミカル（メタ）アクリレートとしては、たとえば、２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロヘキサンジオールジアクリレートおよびω−ヒドロ２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチルアクリレート（Ｈ−Ｃ4Ｆ8−ＣＨ2Ｏ−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ2）が挙げられる。単独または混合物として使用可能なその他のフルオロケミカル（メタ）アクリレートが、米国特許第６，２３８，７９８号明細書（カン（Ｋａｎｇ）ら）に記載されている。
【０１０１】
容易に硬化させるために、本発明による重合性組成物にはさらに、少なくとも１種のフリーラジカル熱重合開始剤および／または光重合開始剤がさらに含まれていてもよい。そのような重合開始剤および／または光重合開始剤を存在させる場合には、重合性組成物の全重量を基準にして、重合性組成物の典型的には約１０重量パーセント未満、より典型的には約５パーセント未満でそれを含む。フリーラジカル硬化法は当業者には周知であり、たとえば、加熱硬化方法、さらには放射線硬化方法たとえば電子ビームまたは紫外線照射などが挙げられる。フリーラジカル加熱および光重合技術についてのさらなる詳細は、たとえば、米国特許第４，６５４，２３３号明細書（グラント（Ｇｒａｎｔ）ら）；米国特許第４，８５５，１８４号明細書（クラン（Ｋｌｕｎ）ら）；および米国特許第６，２２４，９４９号明細書（ライト（Ｗｒｉｇｈｔ）ら）に見出すことができる。
【０１０２】
有用なフリーラジカル光重合開始剤としては、たとえば、アクリレートポリマーのＵＶ硬化において有用であることが知られているものが挙げられる。そのような重合開始剤としては、以下のものが挙げられる：ベンゾフェノンおよびその誘導体；ベンゾイン、アルファ−メチルベンゾイン、アルファ−フェニルベンゾイン、アルファ−アリルベンゾイン、アルファ−ベンジルベンゾイン；ベンゾインエーテルたとえば、ベンジルジメチルケタール（ニューヨーク州タリータウン（Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）のチバ・スペシャルティ・ケミカルズ・コーポレーション（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から、商品名「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）６５１」として市販）、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインｎ−ブチルエーテル；アセトフェノンおよびその誘導体、たとえば２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−プロパノン（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ・コーポレーション（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から商品名「ダロキュア（ＤＡＲＯＣＵＲ）１１７３」として市販）、および１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン（これまたチバ・スペシャルティ・ケミカルズ・コーポレーション（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から商品名「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）１８４」として市販）；２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−（４−モルホリニル）−１−プロパノン（これまたチバ・スペシャルティ・ケミカルズ・コーポレーション（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から商品名「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）９０７」として市販）；２−ベンジル−２−（ジメチルアミノ）−１−［４−（４−モルホリニル）フェニル］−１−ブタノン（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ・コーポレーション（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から商品名「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）３６９」として市販）；芳香族ケトンたとえばベンゾフェノンおよびその誘導体ならびにアントラキノンおよびその誘導体；オニウム塩たとえばジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩；チタン錯体、たとえば、これまたチバ・スペシャルティ・ケミカルズ・コーポレーション（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から商品名「ＣＧＩ７８４ＤＣ」として市販されているもの；ハロメチルニトロベンゼン；ならびにモノ−およびビス−アシルホスフィン、たとえばチバ・スペシャルティ・ケミカルズ・コーポレーション（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から、商品名「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）１７００」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）１８００」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）１８５０」，「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）８１９」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）２００５」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）２０１０」、「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）２０２０」、およびダロキュア（ＤＡＲＯＣＵＲ）４２６５」など。２種以上の光重合開始剤を組み合わせて使用してもよい。さらに、増感剤たとえば２−イソプロピルチオキサントン（ミシシッピー州パスカグーラ（Ｐａｓｃａｇｏｕｌａ，ＭＳ）のファースト・ケミカル・コーポレーション（Ｆｉｒｓｔ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から市販）を、たとえば「イルガキュア（Ｉｒｇａｃｕｒｅ）３６９」のような光重合開始剤と併用して使用してもよい。
【０１０３】
当業者のよく知るところであるが、コーティング組成物には、その他任意の補助剤が含まれていてもよく、そのようなものとしてはたとえば、界面活性剤、帯電防止剤（たとえば、導電性ポリマー）、レベリング剤、光増感剤、紫外線（「ＵＶ」）吸収剤、安定剤、抗酸化剤、潤滑剤、顔料、染料、可塑剤、沈殿防止剤などが挙げられる。帯電防止特性が望まれる場合には、帯電防止剤を機能性コーティング層のいずれかに組み入れてもよいし、あるいは独立した層として適用してもよい。
【０１０４】
ハードコートコーティング組成物には、コーティングするのに役立つ溶媒が含まれているのが好ましい。フッ素化溶媒を場合によっては単独、または有機溶媒と組み合わせて使用してもよいが、ハードコートの成分が非フッ素化溶媒に充分に可溶性であるのが好ましい。したがって、ハードコートコーティング組成物は、フッ素化溶媒をまったく含まないのが有利である。好適な溶媒としては、ケトンたとえばメチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチレンケトン（ＭＩＢＫ）、およびメチルプロピルケトン（ＭＰＫ）；および酢酸エステルたとえば酢酸エチルが挙げられ、目的とするコーティング厚みが得られるような濃度（たとえば、２％〜３％固形分）で使用する。先に述べたような各種の補助剤は、典型的には、溶媒に溶解させてから添加する。
【０１０５】
イージークリーンハードコート組成物は、典型的には、親水性成分（たとえば、モノマー）をまったく含まないが、その理由は、そのようなものを加えると、抗汚れ性が低下し、さらにはある種の媒体（たとえば、基材）を汚染する傾向があるからである。親水性構成成分はさらに、水性のクリーニング剤に暴露させると分解しやすい。
【０１０６】
以下の実施例を用いて本発明の目的と利点をさらに説明するが、そられの実施例において記載される特定の物質およびその量、さらにはその他の条件や詳細が、本発明を不当に限定すると考えてはならない。
【実施例】
【０１０７】
試験方法
１．接触角：
ＩＰＡの中において１分間手で揺らすことにより、コーティングの洗浄を行ってから、水およびヘキサデカン接触角の測定にかけた。測定は、入手したままの試薬グレードのヘキサデカン（アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ））およびミリポア・コーポレーション（Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）（マサチューセッツ州ビルリカ（Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡ））から入手した濾過システムを通して濾過した脱イオン水を用い、エイ・エス・ティー・プロダクツ（ＡＳＴ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）（マサチューセッツ州ビルリカ（Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ，ＭＡ））から製品番号ＶＣＡ−２５００ＸＥとして入手可能なビデオ接触角アナライザー上で実施した。報告されている値は、少なくとも３滴の液滴について、液滴の左右両側の測定値を平均したものであり、表２に示す。液滴の容積は、静的測定の場合で５μＬ、前進および後退接触角の場合で１〜３μＬであった。ヘキサデカンの場合には、前進および後退接触角のみを報告しているが、その理由は、静的測定の値と前進接触角の値がほとんど等しいことが判ったからである。
【０１０８】
２．耐久性試験：
硬化させた膜の耐摩耗性は、コーティング方向に対して横向きの方向に試験したが、それにはスタイラスに（ゴムガスケットにより）固定したスチールウールを膜の表面を横切るように振動させることができる、機械装置を用いた。スタイラスの振動は、スイープ幅１０ｃｍで、速度３．５ワイプ／秒としたが、ここで「ワイプ（ｗｉｐｅ）」とは、１０ｃｍの移動１回分と定義される。そのスタイラスは、平坦で、直径６ｍｍの円筒形状を有していた。その装置には、プラットフォームが備えられていて、その上に荷重を置いて、膜の表面に対して直角方向にスタイラスによってかけられる力を増すようになっている。スチールウールは、ワシントン州ベリングハム（Ｂｅｌｌｉｎｇｈａｍ，ＷＡ）のローデス−アメリカン・ア・ディビジョン・オブ・ホーマックス・プロダクツ（Ｒｈｏｄｅｓ−Ａｍｅｒｉｃａｎ ａ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｏｆ Ｈｏｍａｘ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）から入手した商品名「＃００００−スーパー−ファイン（＃００００−Ｓｕｐｅｒ−Ｆｉｎｅ）」で、入手したままのものを使用した。それぞれの実施例で一つだけのサンプルを試験し、スタイラスに掛けた荷重（グラム）と、試験に用いたワイプ数を報告した。
【０１０９】
３．コーティング膜のヘイズおよび透過率の値を、ビー・ワイ・ケー・ガードナー（ＢＹＫ Ｇａｒｄｎｅｒ）ヘイズ−クラリティ−トランスミッション・メーター（Ｈａｚｅ−Ｃｌａｒｉｔｙ−Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｍｅｔｅｒ）を用いて測定した。数値はパーセントとして報告している。
【０１１０】
成分
Ｆ（ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2Ｏ）aＣＦ（ＣＦ3）ＣＯＯＣＨ3、ここでａの平均が約６．３、平均分子量が１，２１１ｇ／モルであり、このものは米国特許第３，２５０，８０８号明細書（ムーア（Ｍｏｏｒｅ）ら）に記載の方法に従って調製可能であり、分別蒸留により精製した。
トリメチロールプロパントリアクリレート（「ＴＭＰＴＡ」）は、ペンシルバニア州エクストン（Ｅｘｔｏｎ，ＰＡ）のサルトマー・カンパニー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ Ｃｏｍｐａｎｙ）から商品名「ＳＲ３５１」として入手した（ＡＣ−１）。
ω−ヒドロ２，２，３，３，４，４，５，５−オクタフルオロペンチルアクリレート（Ｈ−Ｃ4Ｆ8−ＣＨ2Ｏ−Ｃ（Ｏ）−ＣＨ＝ＣＨ2）は、サウスカロライナ州ウェスト・コロンビア（Ｗｅｓｔ Ｃｏｌｕｍｂｉａ，ＳＣ）のオークウッド・プロダクツ（Ｏａｋｗｏｏｄ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）から入手した（ＦＣ−６）。
Ｎ−メチル−１，３−プロパン−ジアミン、２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオールおよび２−アミノ−１，３−プロパンジオールは、ウィスコンシン州ミルウォーキー（Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ，ＷＩ）のシグマ−アルドリッチ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）から入手した。
塩化アクリロイルはシグマ−アルドリッチ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）から入手した。
使用したＵＶ光重合開始剤は、ニューヨーク州テリータウン（Ｔｅｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ）のチバ・スペシャルティ・プロダクツ（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）から商品名「ダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒ）１１７３」として入手した。
実施例において使用した「非フッ素化ハードコート組成物」は、米国特許第５，６７７，０５０号明細書（ビルカルディ（Ｂｉｌｋａｌｄｉ）ら）のカラム１０、ライン２５〜２９および実施例１の記載に従って製造した。
【０１１１】
以下に保護膜の調製について記述するが、それには、非フッ素化ハードコートの上に配したイージークリーンハードコートを含む２層ハードコートが含まれ、その非フッ素化ハードコートが低ヘイズの透明基材の上に配されている。
【０１１２】
１．ＨＦＰＯＣ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ2ＣＨ2−ＯＨ出発物質（すなわち、ＨＦＰＯ−ＡＥ−ＯＨ）の調製
ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ3（Ｍｗ＝１２１１ｇ／モル、５０．０ｇ）を２００ｍＬの丸底フラスコに入れた。そのフラスコを窒素を用いてパージし、水浴中に漬けて、温度を５０℃以下に維持した。このフラスコに、３．０ｇ（０．０４５モル）の２−アミノエタノール（アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ）から入手）を添加した。その反応混合物を約１時間撹拌し、その後で反応混合物の赤外スペクトルを測定すると、１７９０ｃｍ-1のメチルエステル吸収帯が完全に無くなり、１７１０ｃｍ-1にアミドカルボニルの強い伸縮振動が存在していた。メチルｔ−ブチルエーテル（ＭＴＢＥ、２００ｍＬ）をその反応混合物に加え、水／ＨＣｌ（約５％）を用いてその有機相を２回抽出して、未反応のアミンおよびメタノールを除去した。ＭｇＳＯ4を用いて、そのＭＴＢＥ層を乾燥させた。減圧下でＭＴＢＥを除去すると、透明で粘稠な液状物が得られた。1Ｈ核磁気共鳴分光光度法（ＮＭＲ）および赤外分光光度法（ＩＲ）により、上述の化合物が形成されたことを確認した。
【０１１３】
単官能ペルフルオロポリエーテルアクリレート（ＦＣ−１）の調製
ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）ＣＨ2ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2（ＨＦＰＯ−ＡＥＡ）
機械的攪拌機、環流コンデンサー、滴下ロート、窒素ガス源に接続したホースアダプターを取り付けた３口丸底フラスコの中で、ＨＦＰＯ−ＡＥ−ＯＨ（６００ｇ）を酢酸エチル（６００ｇ）およびトリエチルアミン（５７．９ｇ）と組み合わせた。その混合物を窒素雰囲気下で撹拌し、加熱して４０℃とした。塩化アクリロイル（５１．７５ｇ）を、滴下ロートから約３０分間かけて、滴下によりフラスコに加えた。その混合物を４０℃で一夜撹拌した。次いでその混合物を放冷して室温とし、３００ｍＬの２ＮのＨＣｌ水溶液を用いて希釈し、分液ロートに移した。その水性層を除去し、新しい２ＮのＨＣｌ、３００ｍＬを用いて酢酸エチル層を抽出した。次いで、５重量％のＮａＨＣＯ3水溶液を用いてその有機相を１回抽出し、ＭｇＳＯ4上で乾燥させ、濾過した。ロータリーエバポレーターを用いて揮発性成分を除去すると、５９６ｇの生成物が得られた（収率９３％）。1ＨＮＭＲおよびＩＲ分光光度法により、上述の化合物が生成していることを確認した。
【０１１４】
２．ＨＦＰＯＣ（Ｏ）−ＮＨ−ＣＨ2ＣＨ2−Ｏ−ＣＨ2ＣＨ2−ＯＨ出発物質（すなわち、ＨＦＰＯ−ＡＥＥ−ＯＨ）の調製
ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ3（Ｍｗ＝１２１１ｇ／モル、５１．０ｇ）を２００ｍＬの丸底フラスコに入れた。そのフラスコを窒素を用いてパージし、水浴中に漬けて、温度を５０℃以下に維持した。このフラスコに、５．３５g（０．０４５モル）の２−アミノエトキシエタノール（アルドリッチ（Ａｌｄｒｉｃｈ）から入手）を加えた。その反応混合物を約１時間撹拌し、その後で反応混合物の赤外スペクトルを測定すると、１７９０ｃｍ-1のメチルエステル吸収帯が完全に無くなり、１７１０ｃｍ-1にアミドカルボニルの強い伸縮振動が存在していた。メチルｔ−ブチルエーテル（２００ｍＬ）をその反応混合物に加え、水／ＨＣｌ（約１５％）を用いてその有機相を２回抽出して、未反応のアミンおよびメタノールを除去した。ＭＴＢＥ層を合わせて、ＭｇＳＯ4を用いて乾燥させた。減圧下でＭＴＢＥを除去すると、透明で粘稠な液状物が得られた。０．１ｍｍＨｇ、室温で１６時間さらに乾燥させると、４８ｇのものが得られた（収率９０％）。1ＨＮＭＲおよびＩＲ分光光度法により、上述の化合物が生成していることを確認した。
【０１１５】
単官能ペルフルオロポリエーテルアクリレート（ＦＣ−２）の調製
ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）ＣＨ2ＣＨ2ＯＣＨ2ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2
機械的攪拌機、環流コンデンサー、滴下ロート、窒素ガス源に接続したホースアダプターを取り付けた３口丸底フラスコの中で、ＨＦＰＯ−ＡＥＥ−ＯＨ（２５ｇ）を酢酸エチル（２００ｇ）およびトリエチルアミン（５ｇ）と組み合わせた。その混合物を窒素雰囲気下で撹拌し、加熱して４０℃とした。塩化アクリロイル（５．５ｇ）を、滴下ロートから約３０分間かけて、滴下によりフラスコに加えた。その混合物を４０℃で一夜撹拌した。次いでその混合物を放冷して室温とし、３００ｍＬの２ＮのＨＣｌ水溶液を用いて希釈し、分液ロートに移した。その水性層を除去し、新しい２ＮのＨＣｌ、３００ｍＬを用いて酢酸エチル層を抽出した。次いで、５重量％のＮａＨＣＯ3水溶液を用いてその有機相を１回抽出し、ＭｇＳＯ4上で乾燥させ、濾過した。ロータリーエバポレーターを用いて揮発性成分を除去すると、生成物が得られた。1ＨＮＭＲおよびＩＲ分光光度法により、上述の化合物が生成していることを確認した。
【０１１６】
３．ペルフルオロポリエーテルアミド−アミン出発物質の調製
ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｎ（Ｈ）ＣＨ3
１リットルの丸底フラスコに、２９１．２４ｇ（０．２４０５モル）のＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ3（すなわち、Ｍｗ：１２１１ｇ／モル）および２１．２ｇ（０．２４０５モル）のＮ−メチル−１，３プロパンジアミンを、いずれも室温で仕込むと、曇りのある溶液が形成された。そのフラスコを揺り混ぜて、その溶液の温度を４５℃に上げると、無色透明な液状物となったので、それを５５℃で一夜加熱した。次いで、その溶液を、７５℃、２８インチＨｇ真空のロータリーエバポレーターにかけて、メタノールを除去すると、３０１．８８ｇ（９９％）のやや黄色の、粘稠な液状物が得られたが、そのものは、ＮＭＲ法により、純度９８％の上述の化合物であることが同定された。
【０１１７】
多官能ペルフルオロポリエーテルアクリレート（ＦＣ−３）の調製
ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｎ（Ｈ）ＣＨ3のＴＭＰＴＡとのマイケル付加物（モル比１：１）
２５０ｍＬの丸底に、４．４８ｇ（１５．２ミリモル、公称ＭＷ２９４から計算）のＴＭＰＴＡ、４．４５ｇのテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、および１．６ｍｇのフェノチアジン（シグマ−アルドリッチ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）から入手）を仕込み、５５℃の油浴に漬けた。次いで、１００ｍＬジャーの中で、２０ｇ（１５．７８ミリモル、Ｍｗ：１２６７．１５）のＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）ＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2Ｎ（Ｈ）ＣＨ3を、３２ｇのＴＨＦの中に溶解させた。この溶液を、６０ｍＬの均圧側管つき滴下ロートに入れ、約３ｍＬのＴＨＦを用いてジャーを洗ってそれもまた滴下ロートに加え、そのロートの内容物をＴＭＰＴＡ／ＴＨＦ／フェノチアジン混合物に、空気雰囲気下で３８分かけて添加した。反応液は最初は曇っていたが、約３０分後には透明となった。滴下終了後２０分後に、反応フラスコを真空２８インチ、４５〜５５℃でロータリーエバポレーターにかけると、２４．３８ｇの透明で、粘稠な黄色液状物が得られたが、それは、ＮＭＲおよびＨＰＬＣ／マス分光光度法により、上述の化合物であると同定された。
【０１１８】
４．ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）Ｃ（ＣＨ2ＯＨ）2ＣＨ2ＣＨ3出発物質の調製
撹拌バー、環流コンデンサー、加熱浴を備えた５００ｍＬの３口フラスコに、１１．９１ｇ（０．１モル）のＨ2ＮＣ（ＣＨ2ＯＨ）2ＣＨ2ＣＨ3（シグマ−アルドリッチ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ）から入手）および６０ｇのＴＨＦを仕込んだ。次いで、浴温度を約８５℃に加熱して、滴下ロートから、１２１．１ｇ（０．１モル）のＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）ＯＣＨ3を約８０分かけて添加した。その反応液は最初は曇っていたが、反応１時間後には透明となった。添加が完了してから、加熱浴の電源を切り、反応液を３日間放冷した。その物質を、アスピレーター減圧下、５５℃で濃縮すると、１３０．０３ｇの薄く色の付いたシロップ状物が得られた。ＮＭＲ分析から、その生成物は、下記の構造ＩとＩＩの８７：１３混合物であることが判った。
【化２】
【０１１９】
多官能ペルフルオロポリエーテルアクリレートの調製
ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）Ｃ（ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2）2ＣＨ2ＣＨ3（ＦＣ−４）
オーバーヘッド攪拌機を取り付けた２５０ｍＬの３口丸底に、６５ｇ（０．０５モル）のＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）Ｃ（ＣＨ2ＯＨ）2ＣＨ2ＣＨ3、上で得られた反応生成物の混合物、１２．６５ｇ（０．１２５モル）のトリエチルアミンおよび６５ｇの酢酸エチルを仕込んだ。そのフラスコに室温で、１１．３１ｇ（０．１２５モル）の塩化アクリロイルを、均圧滴下ロートを用いて１２分かけて添加すると、反応温度は２５℃から最高４０℃まで上昇した。追加の酢酸エチル５ｇを用いてロートを洗い、その洗い液もまた反応液に加え、次いでそれを４０℃の浴に漬け、２時間１０分さらに時間をかけて反応させた。次いでその有機層を、６５ｇの２％硫酸水溶液、６５ｇの２％重炭酸ナトリウム水溶液、６５ｇの水に順で洗浄し、無水硫酸マグネシウム上で乾燥させ、濾過し、１６ｍｇのメトキシヒドロキノン（ＭＥＨＱ）を用いて処理し、４５℃でロータリーエバポレーターを用いて濃縮すると、６２．８ｇの粗生成物が得られた。次いでその物質３５ｇを、６００ｍＬのシリカゲル（ＳＸ０１４３Ｕ−３、グレード６２、６０〜２００メッシュ、イー・エム・サイエンス（ＥＭ Ｓｃｉｅｎｃｅ））を使用し、溶出液として酢酸エチル：ヘプタン（２５：７５）を用いたクロマトグラフィーにかけた。最初の二つのフラクションを容積２５０ｍＬとし、残りのフラクションの容積を１２５ｍＬとした。フラクション４〜１０を合わせ、８ｍｇのＭＥＨＱをそのフラクションに加え、それを５５℃でロータリーエバポレーターにより濃縮すると、２５．３６ｇの反応生成物が得られ、それをＮＭＲにより分析すると、構造式ＩＩＩとＩＶの８８：１２の混合物であることが判った。
【化３】
【０１２０】
５．ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）Ｃ（ＣＨ2ＯＨ）2Ｈ出発物質の調製
ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）Ｃ（ＣＨ2ＯＨ）2ＣＨ2ＣＨ3の調製法と同様にして、５１ｇのＴＨＦ中で、１０６．７４ｇ（０．０８８モル）のＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）ＣＨ3を、８．０３ｇ（０．０８８モル）の２−アミノ−１，３−プロパンジオールを反応させると、アミドジオール：エステルアミノ−アルコールが９３：７の反応生成物が得られた。
【０１２１】
多官能ペルフルオロポリエーテルアクリレート（ＦＣ−５）の調製
ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）Ｃ（ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2）2Ｈ
ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）Ｃ（ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2）2ＣＨ2ＣＨ3の調製法と同様にして、１００ｇの酢酸エチル中で、５０ｇ（０．３９３６モル）のＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）Ｎ（Ｈ）Ｃ（ＣＨ2ＯＨ）2Ｈを、８．５５ｇ（０．０９４５モル）の塩化アクリロイルおよび９．５６ｇ（０．９４６モル）トリエチルアミンと反応させると、仕上げ処理とクロマトグラフィーの後では、ジアクリレートとアクリルアミド−アクリレートが９３：７の混合物が得られた。
【０１２２】
コーティング溶液の調製：
表１Ａおよび１Ｂに示した、原料と量（重量基準）とを用いて、重合性組成物により基材をコーティングした。すべての重合性成分は、メチルエチルケトン中で全固形分が１０重量パーセントになるように希釈した。メチルエチルケトン中固形分１０パーセントの光重合開始剤溶液を用い、固形分を基準にして２重量パーセントの光重合開始剤ダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒ）１１７３を、重合性組成物に添加した。光重合開始剤を添加した後に、その混合物を希釈してコーティング溶液の最終濃度とした。固形分濃度（すなわち、２重量％または２．５重量％）への希釈には、メチルイソブチルケトンを使用した。それぞれの実施例におけるコーティング溶液の最終的な固形分含量は、表１Ａおよび１Ｂに記載されている。
【０１２３】
コーティング、乾燥、硬化プロセス
デラウェア州ウィルミントン（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）のイー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー（ｅ．ｉ． Ｄｕｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍａｐｎｙ）から商品名「メリネックス（Ｍｅｌｉｎｅｘ）６１８」として入手した、厚み５．０ミルでプライマー処理表面を有する透明なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）膜から、基材を調製した。プライマー処理表面の上に非フッ素化ハードコート組成物をコーティングし、酸素５０ｐｐｍ未満のＵＶチャンバーで硬化させた。そのＵＶチャンバーでは、メリーランド州ゲーサーズバーグ（Ｇａｉｔｈｅｒｓｂｕｒｇ，Ｍａｒｙｌａｎｄ）のヒュージョン・ＵＶ・システムズ（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ ｓｙｓｔｅｍｓ）製の６００ワットＨ型バルブを用い、フル出力で使用した。
【０１２４】
イージークリーンハードコートを、メリネックス（Ｍｅｌｉｎｅｘ）６１８膜に、定量精密ダイコーティングプロセスにより塗布した。イージークリーンハードコートは、ＩＰＡで希釈して３０重量％固形分とし、５ミルＰＥＴバッキング上に塗布して、乾燥時厚みが５ミクロンとなるようにした。流量計を用いてモニターし、加圧容器からの物質の流速を設定した。流速は、密閉容器の中の空気圧を変化させることによって調節したが、それによって液が、チューブから押し出され、フィルター、流量計を通ってから、ダイを通過した。乾燥、硬化させた膜は、取り上げロールに巻き上げ、後述するように、コーティング溶液のためのインプットバッキング（ｉｎｐｕｔ ｂａｃｋｉｎｇ）として使用した。
【０１２５】
イージークリーンハードコートのコーティングおよび乾燥パラメーターは下記の通りであった：
コーティング幅：６インチ（１５ｃｍ）
ウェブ速度：３０フィート（９．１ｍ）／分
溶液の固形分％：３０．２％
フィルター：２．５ミクロン（絶対）
加圧ポット：容積１．５ガロン（５．７Ｌ）
流速：３５ｇ／分
湿時コーティング厚み：２４．９ミクロン
乾時コーティング厚み：４．９ミクロン
慣用オーブン温度：１４０゜Ｆ（６０℃）ゾーン１
１６０゜Ｆ（５３℃）ゾーン２
１８０゜Ｆ（８２℃）ゾーン３
オーブン長さ：１０フィート（３ｍ）
【０１２６】
【表１】
【０１２７】
【表２】
【０１２８】
【表３】
【０１２９】
【表４】
【０１３０】
結果から、それらの保護膜物品は充分に低いヘイズを有していて、各種の内部構成部品で使用するのに適していることが判る。
【０１３１】
基材の上に配した非フッ素化ハードコートおよびその非フッ素化ハードコートの上に配したイージークリーンハードコートを有する保護膜を調製したのと同一の一般的手順を、フッ素化成分としてペルフルオロポリエーテルウレタンアクリレートを用いて繰り返した。
【０１３２】
ペルフルオロポリエーテルウレタン（メタ）アクリレート
電磁撹拌バーを加えた５００ｍＬの２口丸底フラスコに、２５．００ｇ（０．１３１当量、１９１ＥＷ）のＤｅｓＮ１００、２６．３９ｇ（０．０１９６当量、１３４４ＥＷ）のＦ（ＣＦ（ＣＦ3）ＣＦ2Ｏ）6.85ＣＦ（ＣＦ3）Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＯＨ、および１０９．６２ｇのＭＥＫを仕込み、撹拌して、均質な溶液を形成させた。そのフラスコを８０℃の浴に漬け、２滴のジブチルスズジラウレート触媒を加え、コンデンサーを取り付けた。反応液は最初は濁っていたが、２分以内に透明となった。約１．７５時間のところでフラスコを浴から取り出し、ロスした溶媒を補うために２．４２ｇのＭＥＫを加えた。フラスコから２．０ｇのサンプルを取り出して、反応液の（１−（２．０／１６１．０１）または０．９８７６重量分率を残し、５７．５１ｇ（５８．２３ｇの９８．７６％）（０．１１６モル、４９４．３当量）のＰＥＴ３Ａを反応液に添加し、６３℃の浴に漬けた。約５．２５時間のところでは、ＦＴＩＲでは２２７３ｃｍ-1におけるイソシアネートの吸収が認められなくなったので、０．５６ｇのＭＥＫを加えてロスした溶媒を補い、その物質を５０％固形分とした。
【０１３３】
ＨＦＰＯ ＡＥＡ：（ＨＦＰＯ−Ｃ（Ｏ）ＮＨＣＨ2ＣＨ2ＯＣ（Ｏ）ＣＨ＝ＣＨ2）を米国特許出願第１０／８４１１５９号明細書（出願日：２００４年５月７日）（整理番号５７９２７ＵＳ００２）「プレパレーション・オブ・モノファンクショナル・ペルフルオロポリエーテル・アクリレート（Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｏｎｏｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｐｏｌｙｅｔｈｅｒ Ａｃｒｙｌａｔｅ）」の記載に従って調製した；（ＦＣ−１）。
【０１３４】
ＴＭＰＴＡ：トリメチロールプロパントリアクリレート
精密定量ダイコーターを使用して、ハードコート層の上に、表面層のコーティング組成物をコーティングした。この工程においては、シリンジポンプを用いて、ダイに入る溶液を計量した。その溶液はＭＥＫを用いて濃度１％に希釈し、ハードコート層の上にコーティングすると、６０ｎｍの乾燥時厚みが得られた。下記の条件を用いて、その物質を慣用される空気浮遊オーブンの中で乾燥させ、次いで、６００ワットのヒュージョン・システムズ（Ｆｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ）バルブで窒素下に乾燥させた：
コーティング幅：４インチ（１０ｃｍ）
ウェブ速度：２０フィート／分
溶液の固形分％：１．０％
ポンプ：６０ｃｃシリンジポンプ
流速：１．２ｃｃ／分
湿時コーティング厚み：４．１ミクロン
乾時コーティング厚み：６０ｎｍ
慣用オーブン温度：ゾーン１ ６５℃
ゾーン２ ６５℃。
いずれのゾーンも長さ１０フィート（３ｍ）。
【０１３５】
【表５】
【０１３６】
これらの結果から、ペルフルオロポリエーテルウレタンアクリレートを含むハードコートが大きな接触角を示すことが判る。測定した訳ではないが、これらのハードコート組成物は、充分に低いヘイズ値を有していて、オプティカルデバイスの内部構成部品に採用することが可能であると考えられる。
【０１３７】
カバーシートとして使用するのに適した、３インチ×４インチで厚み１ｍｍのポリカーボネート（ジー・イー（ＧＥ）から商品名「レキサン（Ｌｅｘａｎ）」として市販されているもの）のシートに、先に記した非フッ素化ハードコート（４７％固形分）組成物を用いてフラッドコーティングしたが、それには、シートを被覆するのに充分な量でシート全体に溶液のビードを散布し、その組成物を（推定厚み約４ミクロンとなるまで）乾燥させた。そのハードコート組成物を、ヒュージョン・ＵＶ（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ）モデルＭＣ６ＲＱＮを用い、Ｈバルブ（１５ｆｐｍ）、１００％窒素雰囲気下で、硬化させた。次いでその非フッ素化ハードコートに、８３．７重量％のＴＭＰＴＡ、９．６重量％のペルフルオロポリエーテルウレタン（メタ）アクリレート、２．９重量％のＨＦＰＯ−ＡＥＡ、および３．８重量％のダロキュア（Ｄａｒｏｃｕｒｅ）１１７３からなり、ＩＰＡを用いて２．５％固形分になるよう希釈したイージークリーンハードコート組成物を用いて、フラッドコーティングした。この場合も、そのシートの非フッ素化ハードコート表面全体にわたって溶液のビードを散布した。その組成物を放置して乾燥させ、次いで、ヒュージョン・ＵＶ（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ）モデルＭＣ６ＲＱＮを用い、Ｈバルブ（１５ｆｐｍ）、１００％窒素雰囲気下で、ＵＶチャンバーの中を２パスさせて、硬化させ、推測厚み約１０ｎｍとした。
【０１３８】
ポリカーボネートをコーティングさせるのに使用したのと、同一の非フッ素化ハードコートおよびイージークリーンハードコートを使用し、同様な方法でガラスシートのコーティングを行った。
【０１３９】
デジタルカメラのカメラレンズをカメラから取り外して、ポリカーボネートおよびガラスシートの場合と同一の非フッ素化ハードコート組成物を用いてコーティングした。過剰のハードコートをブラシで除去し、乾燥させ、ヒュージョン・ＵＶ（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ）モデルＭＣ６ＲＱＮを用い、Ｈバルブ（１５ｆｐｍ）、１００％窒素雰囲気下で硬化させた。次いでそのカメラレンズを、ポリカーボネートをコーティングさせるのに使用したのと同一のイージークリーンハードコートの中にディップコーティングさせ、過剰のコーティング溶液をブラシで除去し、コーティングを乾燥させ、ヒュージョン・ＵＶ（Ｆｕｓｉｏｎ ＵＶ）モデルＭＣ６ＲＱＮを用い、Ｈバルブ（１５ｆｐｍ）、１００％窒素雰囲気下で、ＵＶチャンバーの中を２パスさせて、硬化させた。
【０１４０】
以下に示す、ＵＶスペクトルのＡ、Ｂ、Ｃ、およびＶ領域で受けるサンプルが受けるエネルギー（Ｊ／ｃｍ2）および出力（Ｗ／ｃｍ2）は、バージニア州スターリング（Ｓｔｅｒｌｉｎｇ，ＶＡ）のイー・アイ・ティー（ＥＩＴ）製のＵＶ・パワー・パック（ＵＶ Ｐｏｗｅｒ Ｐｕｃｋ）を用い、パックを１５ｆｐｍのヒュージョン（Ｆｕｓｉｏｎ）ＵＶシステムコンベアの上に設置したときに記録した。
【０１４１】
【表６】
【０１４２】
ハードコート表面層を有するポリカーボネートシート、ガラスシート、およびレンズの試験を行うと、撥インキ性を示すことが見出された。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】オプティカルイメージングデバイスの組立方法を例示した概略図である。
【図２】ハードコート表面層を含むオプティカルデバイスの内部構成部品を説明する断面図である。
【図３】ハードコート表面層を有する保護膜物品を含むオプティカルデバイスの内部構成部品を説明する断面図である。
【図４】ハードコート保護膜に接合された複数の内部構成部品を含む例示物品である。
【図５】オプティカルイメージングデバイスを例示する断面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オプティカルデバイスの内部構成部品を含む物品であって、
前記内部構成部品が、
ｉ）少なくとも０．２重量％の、少なくとも１個の重合性部分を有する、少なくとも１種のフルオロケミカル成分、および
ｉｉ）少なくとも５０重量％の、１種以上の場合によってはフッ素化された架橋剤、
を含む重合性組成物の反応生成物を含むハードコート表面層を含む、物品。
【請求項２】
前記内部構成部品が、オプティカルデバイスの中に組み入れられた後では、外部環境にさらされない、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記架橋剤が、フッ素化されていない、請求項１に記載の物品。
【請求項４】
前記架橋剤が、フッ素化部分を含み、そして前記組成物が１００重量％までの架橋剤を含む、請求項１に記載の物品。
【請求項５】
前記硬化された重合性組成物と前記内部構成部品との間に配された第二のハードコート層および前記ハードコート表面層をさらに含む、請求項１に記載の物品。
【請求項６】
前記フルオロケミカル成分が、単官能フッ素化成分、多官能フッ素化成分、および少なくとも１種の単官能フッ素化成分と少なくとも１種の多官能フッ素化成分との混合物からなる群より選択される、請求項１に記載の物品。
【請求項７】
前記フルオロケミカル成分が、（ペル）フルオロポリエーテル（メタ）アクリレート、（ペル）フルオロアルキル（メタ）アクリレート、（ペル）フルオロアルキレン（メタ）アクリレート、およびそれらの混合物から選択される、請求項１に記載の物品。
【請求項８】
前記フルオロケミカル成分が、少なくとも１種のアクリレート重合性部分を含む、請求項７に記載の物品。
【請求項９】
前記フルオロケミカル成分が、ペルフルオロポリエーテルウレタン（マルチ）アクリレートを含む、請求項７に記載の物品。
【請求項１０】
前記フルオロケミカル成分が−ＨＦＰＯ基を含む、請求項７に記載の物品。
【請求項１１】
前記内部構成部品が、多層光学膜、微細構造化膜、偏光膜、拡散膜、リターダ膜、補償膜、モノリス透明膜からなる群より選択される光学膜である、請求項１に記載の物品。
【請求項１２】
前記内部構成部品が、多層膜を含むフィルターである、請求項１１に記載の物品。
【請求項１３】
前記オプティカルデバイスが、ディスプレイデバイス、検出デバイス、イメージングデバイス、および投影デバイスからなる群より選択される、請求項１に記載の物品。
【請求項１４】
前記内部構成部品が、イメージセンサー、フォトセンサー、シリコンウェーハ、内装レンズ、プリズム、ビームスプリッター、フィルター、ミラー、偏光子、ディフューザー、および補償器からなる群より選択される、請求項１に記載の物品。
【請求項１５】
オプティカルデバイスの内部構成部品を含む物品であって、前記内部構成部品がハードコート表面層を含み、前記表面層が少なくとも７０度の水との静的接触角を有する、物品。
【請求項１６】
オプティカルデバイスの内部構成部品を保護する方法であって：
オプティカルデバイスの内部構成部品の上にハードコート表面層を設ける工程を含み、前記表面層が、
ｉ）少なくとも０．２重量％の、少なくとも１個の重合性部分を有する、少なくとも１種のフルオロケミカル成分、および
ｉｉ）少なくとも５０重量％の、２個以上の重合性部分を有する１種以上の架橋剤、
を含む重合性組成物の反応生成物を含む、方法。
【請求項１７】
前記方法が、前記重合性組成物を用いて内部構成部品の少なくとも一つの表面の上にコーティングする工程、および前記組成物を硬化させる工程、を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記重合性部分が、（メタ）アクリル部分であり、前記重合性組成物が紫外線照射によって硬化される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記重合性組成物を光透過性基材の上にコーティングして硬化させ、前記硬化させた基材を前記内部構成部品に接合させる、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記重合性組成物をコーティングし、剥離ライナーの上で少なくとも部分的に硬化させ、そして前記少なくとも部分的に硬化させた組成物を前記内部構成部品に接合させる、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記ハードコート表面層を剥離ライナーの上に設け、前記ハードコート表面層を切断して前記内部構成部品の上に置くのに適したサイズとする、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
オプティカルデバイスの内部構成部品を組み立てることを含む、オプティカルデバイスを組み立てる方法であって、
少なくとも１種の内部構成部品が、
ｉ）少なくとも０．２重量％の、少なくとも１個の重合性部分を有する、少なくとも１種のフルオロケミカル成分、および
ｉｉ）少なくとも５０重量％の、２個以上の重合性部分を有する１種以上の架橋剤、
を含む重合性組成物の反応生成物を含んだ、ハードコート表面層を含む、方法。
【請求項２３】
硬化されたハードコート表面層およびオプティカルデバイスの複数の構成成分を含む保護膜を含むオプティカルデバイスの構成成分のシートであって、前記構成成分が、少なくとも一つの認識可能な境界を有し、前記構成成分が、前記硬化されたハードコート表面層に接合される、シート。
【請求項２４】
前記構成成分が個別である、請求項２３に記載のシート。
【請求項２５】
前記構成成分が非平面である、請求項２３に記載のシート。
【請求項２６】
前記構成成分がレンズである、請求項２３に記載のシート。
【請求項２７】
前記構成成分が接触状態にある、請求項２３に記載のシート。
【請求項２８】
前記構成成分が、少なくとも前記ハードコート層によって相互接続される、請求項２３に記載のシート。
【請求項２９】
前記複数の構成成分が、接着剤として用いた硬化されたハードコート層に接合される、請求項２３に記載のシート。
【請求項３０】
前記構成成分が内部構成部品である、請求項２３に記載のシート。
【請求項３１】
前記複数の構成成分を、保護膜で内張りされた金型中で前記構成成分を熱成形することにより、前記硬化されたハードコート層に接合する、請求項１９に記載のシートを製造する方法。
【請求項３２】
少なくとも５０重量％の、２個以上の重合性部分を有する１種以上の架橋剤、
少なくとも０．５重量％の、少なくとも１個の重合性部分を有する、少なくとも１種のフルオロケミカル成分または無機粒子、および
吸収性成分、
の反応生成物を含む吸収層を含む、波長選択フィルター。
【請求項３３】
前記吸収性成分が、着色剤または染料である、請求項３２に記載のフィルター。
【請求項３４】
前記吸収層が反射干渉要素の上に配される、請求項３２に記載のフィルター。
【請求項３５】
イメージセンサーまたはシリコンウェーハから選択されるオプティカルデバイスの内部構成部品であって、前記内部構成部品が、重合性バインダー前駆体の反応生成物を含むハードコート表面層を含む、内部構成部品。
【請求項３６】
前記反応生成物が無機粒子をさらに含む、請求項３５に記載の内部構成部品。
【請求項３７】
前記反応生成物がフルオロケミカル成分をさらに含む、請求項３５に記載の内部構成部品。
【請求項１】
オプティカルデバイスの内部構成部品を含む物品であって、
前記内部構成部品が、
ｉ）少なくとも０．２重量％の、少なくとも１個の重合性部分を有する、少なくとも１種のフルオロケミカル成分、および
ｉｉ）少なくとも５０重量％の、１種以上の場合によってはフッ素化された架橋剤、
を含む重合性組成物の反応生成物を含むハードコート表面層を含む、物品。
【請求項２】
前記内部構成部品が、オプティカルデバイスの中に組み入れられた後では、外部環境にさらされない、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記架橋剤が、フッ素化されていない、請求項１に記載の物品。
【請求項４】
前記架橋剤が、フッ素化部分を含み、そして前記組成物が１００重量％までの架橋剤を含む、請求項１に記載の物品。
【請求項５】
前記硬化された重合性組成物と前記内部構成部品との間に配された第二のハードコート層および前記ハードコート表面層をさらに含む、請求項１に記載の物品。
【請求項６】
前記フルオロケミカル成分が、単官能フッ素化成分、多官能フッ素化成分、および少なくとも１種の単官能フッ素化成分と少なくとも１種の多官能フッ素化成分との混合物からなる群より選択される、請求項１に記載の物品。
【請求項７】
前記フルオロケミカル成分が、（ペル）フルオロポリエーテル（メタ）アクリレート、（ペル）フルオロアルキル（メタ）アクリレート、（ペル）フルオロアルキレン（メタ）アクリレート、およびそれらの混合物から選択される、請求項１に記載の物品。
【請求項８】
前記フルオロケミカル成分が、少なくとも１種のアクリレート重合性部分を含む、請求項７に記載の物品。
【請求項９】
前記フルオロケミカル成分が、ペルフルオロポリエーテルウレタン（マルチ）アクリレートを含む、請求項７に記載の物品。
【請求項１０】
前記フルオロケミカル成分が−ＨＦＰＯ基を含む、請求項７に記載の物品。
【請求項１１】
前記内部構成部品が、多層光学膜、微細構造化膜、偏光膜、拡散膜、リターダ膜、補償膜、モノリス透明膜からなる群より選択される光学膜である、請求項１に記載の物品。
【請求項１２】
前記内部構成部品が、多層膜を含むフィルターである、請求項１１に記載の物品。
【請求項１３】
前記オプティカルデバイスが、ディスプレイデバイス、検出デバイス、イメージングデバイス、および投影デバイスからなる群より選択される、請求項１に記載の物品。
【請求項１４】
前記内部構成部品が、イメージセンサー、フォトセンサー、シリコンウェーハ、内装レンズ、プリズム、ビームスプリッター、フィルター、ミラー、偏光子、ディフューザー、および補償器からなる群より選択される、請求項１に記載の物品。
【請求項１５】
オプティカルデバイスの内部構成部品を含む物品であって、前記内部構成部品がハードコート表面層を含み、前記表面層が少なくとも７０度の水との静的接触角を有する、物品。
【請求項１６】
オプティカルデバイスの内部構成部品を保護する方法であって：
オプティカルデバイスの内部構成部品の上にハードコート表面層を設ける工程を含み、前記表面層が、
ｉ）少なくとも０．２重量％の、少なくとも１個の重合性部分を有する、少なくとも１種のフルオロケミカル成分、および
ｉｉ）少なくとも５０重量％の、２個以上の重合性部分を有する１種以上の架橋剤、
を含む重合性組成物の反応生成物を含む、方法。
【請求項１７】
前記方法が、前記重合性組成物を用いて内部構成部品の少なくとも一つの表面の上にコーティングする工程、および前記組成物を硬化させる工程、を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記重合性部分が、（メタ）アクリル部分であり、前記重合性組成物が紫外線照射によって硬化される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記重合性組成物を光透過性基材の上にコーティングして硬化させ、前記硬化させた基材を前記内部構成部品に接合させる、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記重合性組成物をコーティングし、剥離ライナーの上で少なくとも部分的に硬化させ、そして前記少なくとも部分的に硬化させた組成物を前記内部構成部品に接合させる、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記ハードコート表面層を剥離ライナーの上に設け、前記ハードコート表面層を切断して前記内部構成部品の上に置くのに適したサイズとする、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
オプティカルデバイスの内部構成部品を組み立てることを含む、オプティカルデバイスを組み立てる方法であって、
少なくとも１種の内部構成部品が、
ｉ）少なくとも０．２重量％の、少なくとも１個の重合性部分を有する、少なくとも１種のフルオロケミカル成分、および
ｉｉ）少なくとも５０重量％の、２個以上の重合性部分を有する１種以上の架橋剤、
を含む重合性組成物の反応生成物を含んだ、ハードコート表面層を含む、方法。
【請求項２３】
硬化されたハードコート表面層およびオプティカルデバイスの複数の構成成分を含む保護膜を含むオプティカルデバイスの構成成分のシートであって、前記構成成分が、少なくとも一つの認識可能な境界を有し、前記構成成分が、前記硬化されたハードコート表面層に接合される、シート。
【請求項２４】
前記構成成分が個別である、請求項２３に記載のシート。
【請求項２５】
前記構成成分が非平面である、請求項２３に記載のシート。
【請求項２６】
前記構成成分がレンズである、請求項２３に記載のシート。
【請求項２７】
前記構成成分が接触状態にある、請求項２３に記載のシート。
【請求項２８】
前記構成成分が、少なくとも前記ハードコート層によって相互接続される、請求項２３に記載のシート。
【請求項２９】
前記複数の構成成分が、接着剤として用いた硬化されたハードコート層に接合される、請求項２３に記載のシート。
【請求項３０】
前記構成成分が内部構成部品である、請求項２３に記載のシート。
【請求項３１】
前記複数の構成成分を、保護膜で内張りされた金型中で前記構成成分を熱成形することにより、前記硬化されたハードコート層に接合する、請求項１９に記載のシートを製造する方法。
【請求項３２】
少なくとも５０重量％の、２個以上の重合性部分を有する１種以上の架橋剤、
少なくとも０．５重量％の、少なくとも１個の重合性部分を有する、少なくとも１種のフルオロケミカル成分または無機粒子、および
吸収性成分、
の反応生成物を含む吸収層を含む、波長選択フィルター。
【請求項３３】
前記吸収性成分が、着色剤または染料である、請求項３２に記載のフィルター。
【請求項３４】
前記吸収層が反射干渉要素の上に配される、請求項３２に記載のフィルター。
【請求項３５】
イメージセンサーまたはシリコンウェーハから選択されるオプティカルデバイスの内部構成部品であって、前記内部構成部品が、重合性バインダー前駆体の反応生成物を含むハードコート表面層を含む、内部構成部品。
【請求項３６】
前記反応生成物が無機粒子をさらに含む、請求項３５に記載の内部構成部品。
【請求項３７】
前記反応生成物がフルオロケミカル成分をさらに含む、請求項３５に記載の内部構成部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２００８−５２７４１９（Ｐ２００８−５２７４１９Ａ）
【公表日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５４９５３７（Ｐ２００７−５４９５３７）
【出願日】平成１７年１２月２１日（２００５．１２．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０４６９８１
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０７３９２０
【国際公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２１日（２００５．１２．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０４６９８１
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０７３９２０
【国際公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【出願人】（５９９０５６４３７）スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー (1,802)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]