CN1099606C - 光学部件用电离性射线固化型树脂组合物、光学部件及面光源 - Google Patents
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Abstract
本发明提出用于光学部件的电离性射线固化型树脂组合物,用该组合物的固化物制成的光学部件以及面光源。本发明树脂组合物的固化物在抗拉应力和应变关系图中不具有屈服点,其表面硬度高,没有固化时的收缩变形、固化后变形以及留下痕和耐候性低等问题,可用其作为各种透光性显示体的后照光用照明手段或者全息照相、放映荧光屏使用。本发明提出的光学部件性能优良。而本发明的面光源由导光体、光源单元和本发明光学部件构成。
Description
本发明是关于光学部件用电离性射线固化型树脂组合物,使用该光学部件用电离性射线固化型树脂组合物的具有优良性能的光学部件及面光源,该树脂组合物作为透射式液晶显示元件、图像放映机、广告板、光扩散板、反向反射透镜等透光性显示体的后照光(背面光源)用照明手段,或者全息照相、放映荧光屏等光学部件使用,表面硬度高,没有固化时的收缩变形、固化后的变形和留下痕、耐候性低的问题。
近年来,在透射式液晶显示元件中,轻量化、电力低消耗化的要求越来越高,以有效地利用背面光源的光能,向必要足够方向、扩散角内的均匀有效的光源光的集光为目的,已提出各种建议。
这些建议通常是在由透明丙烯酸树脂等板材构成的导光体的侧面上配制光源,在导光体里面的反射层反射从侧面入射到导光体内的光源,从导光体的上侧表面的光发射面射出光源光,进行利用。
此时,在导光体的上侧表面上,为了得到所希望的输出光扩散角、出射方向、波峰方向亮度,使用具有棱镜作用或透镜作用的光学元件,即,配置透镜阵列片构成的面光源。在像这样的导光体侧面上配制光源的面光源,按其构成称作边缘照明型(或侧光型)的面光源。另外,也有在扩散片和透镜阵列片的正下面配置光源的直下型面光源,但是作为液晶显示元件用的面光源,因为较厚,所以用途受到限制。
以往,透镜阵列片一般是在美国专利2482598和3565978号公报等中揭示的利用热塑性树脂的注射成形或热挤压成形制造的。但是,这些制造方法存在制造时的加热和冷却需要长时间、生产率低的问题,并且还有制造成的透镜阵列片的耐久性不够的问题。
近年来,已提出在透镜型母模型和透明薄膜之间介入反应性树脂,用热和紫外线使反应性树脂固化,制造透镜母模型的复制品的方法。在美国专利2524862中,描述了通过光聚合(甲基)丙烯酸酯和甲基丙烯酸甲酯等单体,或部分聚合的这些组合物制造光学部件的方法。
另外,在美国专利3689346和3935359中,描述了将能交联的部分聚合物化的丙烯酸酯等树脂组合物注入透镜母模型中,利用活化能线和热进行固化,连续地制造透镜阵列片的方法。
在特开昭48-21546中,揭示了在透明夹持体之间夹持无溶剂型光固化性的树脂,由透明部曝光,使曝光部分固化,得到相应于夹持体接触面形状的光固化性树脂成形体的光学元件的制造方法。
此外,在美国专利4376800中,描述了用紫外线固化由丙烯基单体和尿烷基丙烯酸酯组成的组合物,制造光学部件的方法。但是,这样的方法,因为使用皮肤刺激性、毒性等强的单体,所以有作业环境恶化、至反应结束消耗时间、生产率低的缺点。并且还有机械特性恶化、或者因固化时收缩产生薄膜的翘曲等变形的问题。
在特公照62-51725中,揭示了CD和LD等的塑料信息载体的复制法,它是在具有信息跟踪的金属制阴模(母模型)上涂敷含有饱和烃和苯基的射线聚合性树脂,接着在与该聚合性树脂的上述阴模相反侧的表面上设置基片,或者在基片上预先涂敷该聚合性树脂层后,将具有该基片的聚合性成形树脂层覆着在上述阴模上,使该聚合性成形树脂光固化后,将该聚合性成形树脂层和结合在其上的基片从阴模除去,由此复制CD和LD的塑料息信载体。
此外,在美国专利3689346、特开平5-169015中,揭示了将电离性射线固化型树脂组合物填充到刻设所希望的透镜阵列形状的金属模中,用照射紫外线、电子射线等电离性射线使该低聚物组成物交联、固化,然后使固化物脱离金属模,制造微小透镜阵列片的方法。
再有,在美国专利4576850和特公平4-5681中,揭示了用紫外线照射使称作所谓软部分和硬部分化合物的混合物交联固化,以此提高热尺寸稳定性并改进机械物性的方法。但是,这些方法有花费较长的固化时间、并且因为软部分的导入而产生生成固化物的表面硬度低、透镜阵列片固化时变形和耐候性低的问题。
另外,在特开平4-329501中,揭示了用相同的电离性射线固化树脂的铸塑法制造的微小透镜阵列,是以多元(甲基)丙烯酸树脂的电离性射线固化性物质构成,而且该固化物的杨氏模量选定在1000kg/cm2-5000kg/cm2(25℃)。
也就是说,在杨氏模量为1000kg/cm2以下时,将片状固化物层叠时容易产生变形,已形成的光学部件的形状,尤其被加压的尖端部的形状发生畸变,有光学特性发生变化的危险,另外,超过5000kg/cm2,因聚合收缩易产生翘曲,这都是不理想的。
此外,特开平6-67004揭示,由于同样的理由,活化能量固化型树脂的固化后在25℃的弹性模量处于10000-50000kg/cm2的范围是理想的。
但是,已清楚,实际上制造光学部件,即使以按照这些以往技术的光学部件制造方法制造,完全解决下述缺点是困难的。即,
(1)在使用硬树脂(高杨氏模量的树脂)制作成光学部件的情况中,成形物的形状再现性、表面硬度等良好者,尤其成形物是薄片状时,多发生翘曲和光学畸变。另外,若附加由弯曲、挤压而产生的凹处等变形,则变形永久残留下来,而回不到原状(留下痕)。并且一施加外力就容易产生龟裂、破断等。
(2)另一方面,在使用软树脂(低杨氏模量的树脂)制作成光学部件的情况中,上述的缺点改进的光学部件易产生变形,尤其成形物是薄片状时,将其层叠,层叠成液晶显示装置(LCD)、边缘照明面光源的导光板等其他板状体时,容易产生变形,所形成的透镜形状、尤其加压的尖端部的形状发生畸变,光学特性发生变化,另外由于表面硬度不够,容易产生磨耗和擦伤等。
特别是关于(1)中的留下痕,完全控制是极其困难的,即使其他问题都消除,也多发生留下痕,并且若消除留下痕,这时就遗留发生上述其他缺点的问题。
本发明要解决的课题在于,解决上述的缺点(1)和(2)、尤其其中的留下痕,提供透明性、折射率、表面硬度等优良,固化时间短,生产率高的光学部件用电离性射线固化型树脂组合物,使用该树脂组合物的光学部件及由该光学部件构成的面光源。
本发明人为了解决上述课题,专心研究的结果表明,仅探讨弹性模量是不够的,在固化物的抗拉应力和应变的关系图中,通过使用固化物无屈服点的电离性射线固化型树脂组合物,能够解决是以往的光学部件用电离性射线固化型树脂组合物缺点的(1)和(2)、尤其其中的留下痕,特别是通过使用由具有环状结构、有二个以上丙烯酸脂基的环氧丙烯酸脂(a)和具有环状结构的单官能丙烯酸酯(b)构成的、丙烯酸酯官能基是0.2-5.0mmol/g为特征的特定光学部件用电离性射线固化型树脂组合物,找到保持固化物的高硬度和折射率,耐久性优良,而且在固化时翘曲等变形少,能够设计微细形状、固化速度快的光学部件用电离性射线固化型树脂组合物,由此完成了本发明。
实施发明的形式
即,本发明是以在抗拉应力和应变关系图中,固化物不具有屈服点为特征的光学部件用电离性射线固化型树脂组合物。
本发明的光学部件用电离性射线固化型树脂组合物,理想的是以具有环状结构、有二个以上丙烯酸酯基的环氧丙烯酸酯(a)和具有环状结构的单官能丙烯酸酯(b)构成的、丙烯酸酯官能基是0.2-5.0mmol/g、固化物无屈服点为特征的光学部件用电离性射线固化型树脂组合物。
本发明的光学部件用电离性射线固化型树脂组合物,更详细地说,是以具有环状结构、有二个以上丙烯酸酯基的环氧丙烯酸酯(a)为特征,该环氧丙烯酸脂是从双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、部分卤素取代的双酚A型环氧树脂、部分卤素取代的双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂及它们的混合物中选择的一种以上的环氧树脂与(甲基)丙烯酸反应而得到的环氧丙烯酸酯。
另外,本发明的光学部件用电离性射线固化型树脂组合物,更详细地说,是以具有环状结构的单官能丙烯酸酯(b)为特征,该单官能丙烯酸酯是从(甲基)丙烯酸异丙片酯、缩水甘油基环碳酸酯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、2-羟基-3-苯氧基-丙基(甲基)丙烯酸酯、2-苯基-2-(4-丙烯酰基羟苯基)丙烷、2-苯基-2-(4-丙烯酰基羟基烷氧苯基)丙烷、2,4,6-三溴苯基丙烯酸酯、2,4,6-三溴苯基烷氧基丙烯酸酯及它们的混合物中选择的一种以上的单官能丙烯酸酯。
此外,本发明包括由本发明的光学用电离性射线固化型树脂组合物的固化物构成的光学部件,由本发明的光学部件用电离性射线固化型树脂组合物组成的电离性射线固化型树脂组合物的固化物层(A)和薄片状的透明树脂层(C)构成的光学部件,由电离性射线固化型树脂组合物的固化物层(A)和粘结剂层(B)及薄片状的透明树脂层(C)构成的光学部件。
再有,本发明是由透光性平板构成的导光体、与该导光体的侧端面中的一个以上面邻接而设置的光源单元和在该导光体里面上设置的光反射层及层叠在该导光体表面的光发射面上的本发明光学部件构成的面光源。
下面详细说明本发明。
所谓在本发明中所说的光学部件是将多个微小单位透镜或微小单位棱镜在一维方向或二维方向上配置的光学部件。具体地说,是后述的双凸透镜等,作为用途,指透射式液晶显示装置、电饰看板、广告灯等的边缘照明(背面光源)用的光扩散板、集光板和投影电视的屏幕及集光透镜用的双凸透镜和布伦纳透镜,递归反射薄片等,绕射光栅,全息照相,利用光的反射率或透射率的变化用于记录、再生信息而形成调制沟和穴的小型圆盘、电视录像圆盘等记录媒体等光学部件,其多数在其表面上具有以效率地反射光、折射光、集光为目的微细构造。
这些透镜阵列薄片等光学部件,在其制造过程中,或者当组装成装置时,受外力而遭受局部的变形。例如,夹杂有异物和气泡的薄片状光学部件若原样地卷绕,则在异物存在的地方在局部有大的应力。另外,也有将多个薄片的卷绕卷,或薄片状的光学部件层叠原样地保管的情况。
在这些情况下都因自重在局部集中应力。在此情况下,局部变形形成的应变保留下来,应力释放后,还残留永久应变(变形),成为所谓的留下痕。认为这是因为由于过大应力在光学部件上产生塑性变形。
为了解决这个问题,本发明的光学部件用电离性射线固化型组合物的特征是,在抗拉应力和应变的关系图中,其固化物没有屈服点。所谓本发明所说的固化物没有屈服点,是指在抗拉应力(kg/cm2)和应变(%)的关系图中,即在固化物的抗拉应力-应变曲线,或通常称作S-S(应力-应变)曲线或S-S特性的关系图中,例如是指如图1那样没有屈服点者,如图2所示,存在屈服点者是不理想的。
另外,如图3所示,在也不产生屈服点的情况下,断裂时的应力(σ2),在抗拉应力-应变曲线上,在拉伸变形开始点的切线和在断裂时的应变的应力交点(σ1)的比,即σ2/σ1显示0.5以上的值,是特别理想的,若σ2/σ1之比是0.5以下,则在外力去除后,固化物的变形复原需要的时间长,是不理想的。
图1-3是示意地表示抗拉应力(kg/cm2)和应变(%)的关系,它是按照JIS K7113的测定方法,在温度23±2℃、相对湿度50±2%测定的。应变(%)是拉伸后的试样长度(1)和初始试样的长度(lo)的差,除以初始试样的长度(lo),以百分比表示其比率,以应变(%)=(l-lo)/lo×100计算出。
特别是关于留下痕,仅控制弹性模量不能完全消除,留下痕的产生与抗拉应力-应变曲线有无屈服点有关,使用没有屈服点的本发明的光学部件用电离性射线固化型树脂组合物的固化物,不产生留下痕,得到良好的结果。即,由本发明的特定的电离性射线固化性树脂组合物构成的光学部件,其固化物在应力-应变曲线上没有屈服点,所加应力在弹性极限内时,应力一释放,利用弹性恢复力就恢复到原来的形状,不产生留下痕。
在本发明中使用的光学部件用电离性射线固化性树脂组合物,只要其固化物满足上述那样的抗拉应力-应变曲线的举动,或者还满足弹性模量范围者都可以,不作特殊限定。因此,按照本发明的光学部件用电离性射线固化型树脂组合物,在树脂组合物中基本上含有在美国专利4576850中记载的称作所谓软部分和硬部分的树脂成分是不介意的。
另外,仅由软部分组成的光学部件用电离性射线固化型树脂组合物也包括在本发明中。但是,作为本发明的特别理想的实施形式,是在树脂组合物中不含软部分,由称作硬部分的树脂成分构成、构成成分在结构上牢固、固化物的硬度及折射率高的树脂组合物。作为这样的硬部分,是具有环状结构,最好是具有苯环、取代苯环结构是理想的,并且在该体系中具有30%(重量)以上的苯环、取代苯环结构是理想的。
关于固化物的弹性模量,若弹性模量过大,就有易产生光学畸变、龟裂等倾向,另外若弹性模量过小,就有易产生层叠时的透镜变形等倾向。这些可以用压缩弹性模量或弯曲弹性模量进行评价,但是从良好的相关性和测定的容易度看,作为弹性模量,最好是以拉伸弹性模量(也称作杨氏模量、纵弹性模量)进行评价。
本发明的电离性射线固化性树脂组合物的固化物的拉伸弹性模量是1000-50000kg/cm2的范围,更好是2000-40000kg/cm2,特别好是2500-35000kg/cm2。
若拉伸弹性模量是1000kg/cm2以下,光学部件就容易变形,在将其层叠使用时,产生变形,在形状和光学特性上产生偏差。
另一方面,在拉伸弹性模量超过50000kg/cm2时,多发生固化时的收缩和翘曲以及光学畸变,并且也容易产生龟裂和断裂。在此情况下,若有留下痕,即在制造中一旦附加弯曲痕、由挤压而产生的凹处等变形,则变形永久地残留下来,就有易产生不回到原来形状的倾向。
电离性射线固化型树脂的硬度受树脂骨架的刚性、交联密度和反应率等影响。作为树脂骨架,若导入软成分,则即使相同的交联密度,硬度也变低。为了避免此种情况,若采取增大交联密度而补足硬度的方法,则在电离性射线固化型树脂固化时,固化收缩变大,容易产生光学部件的变形。
为了减小光学部件的变形,即透镜阵列片的翘曲,作为阻止电离性射线固化型树脂组合物的交联密度小的一种方法,已研究了向分子量大的电离性射线固化型低聚物的树脂组合物的添加和热塑性聚合物的添加。但是,为了使电离性射线固化型树脂组合物的交联密度不小,若使用分子量大的反应性低聚物和热塑性聚合物等,则显著提高固化前的树脂组合物的粘度。
为了向电离性射线固化型树脂组合物的母模型均匀涂布及具有微细构造的母模型的复制,所使用的树脂组合物的粘度一般希望在25℃处于1000-12000cps的范围,最好是1000-8000cps。超过12000cps,或者相反在1000cps以下,使树脂组合物充分进入到母模型的微细部分及连续涂布变得困难。
但是,若使用特殊的涂布方法,涂布1000cps以下的树脂组合物,尤其没有问题,也有使用像这样的低粘度树脂组合物的理想的场合,在这样的场合中添加溶剂和反应稀释剂。
为了调整树脂组合物的粘度,若添加溶剂等降低组合物的粘度,则需要溶剂的挥发过程,并且在使溶剂挥发后的图案形成时,一般来说微细的母模型图案的复制变得困难,但是在母模型上进行涂布、填充凹凸图案之后,采用阶段地去除溶剂等手段,也能调整溶剂添加下的粘度。另外,为了降低树脂组合物的粘度,虽然可以添加反应性稀释剂,但是在大量添加的情况下,组合物的固化收缩率变大,在制造时或者在经时时产生透镜阵列片的变形,这是不理想的。
另外,作为降低固化涂膜的弹性模量的方法,考虑在分子结构中引入玻璃转变点低的软部分成分,作为这种成分是以聚醚和脂肪族聚酯、聚硅氧烷、聚烯烃、丙烯酸酯作为主成分的聚丙烯酯等。但是,由于引入像这样的软部分成分,制品固化物的硬度降低,产生表面损伤和耐久性低等问题。
本发明的特定树脂组合物,因为交联密度不高,所以是抑制固化物变形的树脂组合物。即,按照本发明的特定的光学部件用电离性射线固化型树脂组合物,在分子中有具有极性的官能团,借助极性官能团,在分子间有采用氢键的结构。
一般来说,氢键是电负性高的原子X在Y的X-H基和Y原子之间形成,作为电负性高的原子,可举出氧、氮原子。更具体地说,在包含在本发明的光学部件用电离性射线固化型树脂组合物中的环氧丙烯酸酯和单官能丙烯酸酯内的X=O的羟基和Y=O的氧原子之间形成氢键。
氢键的键合能是1-8千卡/摩尔,比通常的化学键弱,但是因为在分子间形成氢键,在分子间形成假似的交联结构。即由于在分子间形成氢键,增加分子间的凝集力,由此加快固化速度,并且还提高物性强度。
像这样,有本发明的特定组成的光学部件用电离性射线固化型树脂组合物,由于具有形成分子间氢键能力,与其他的仅以硬部分构成的树脂组合物相比,固化速度快,而且固化物具有韧性,能谋求在制造时防止透镜阵列片的变形和开裂,提高透镜阵列片的耐冲击性。
即,作为具有本发明的环状结构的环氧丙烯酸酯(a),是从双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、部分卤素取代双酚A环氧树脂、部分卤素取代双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂及它们的混合物中选择的一种以上环氧树脂与(甲基)丙烯酸反应而得到的环氧丙烯酸酯。
也就是说是双酚A型环氧丙烯酸酯和苯酚酚醛清漆、甲酚酚醛清漆型环氧丙烯酸酯,萘骨架的环氧丙烯酸酯,双酚F型环氧丙烯酸酯及它们的卤化物、氢化物环氧丙烯酸酯,或它们的混合物。
另外,具有这些环状结构的化合物,与仅有软部分,或者软部分和硬部分并用的树脂固化物相比,通常是折射率高,能够将光学部件的厚度设定得薄,有作为面光源的亮度等光学特性提高的优点。特别,是部分溴取代体的溴化环氧丙烯酸酯,固化物的折射率高,并且也因为得到阻燃性,所以是理想的。另外,氢化环氧丙烯酸酯,因为耐候性、耐变色性提高,所以是令人满意的。
这些环氧丙烯酸酯是使具有乙烯性不饱和双键和羧酸的化合物与分子内具有环状结构的缩水甘油醚化合物进行反应而得到的,通过缩水甘油醚的羧酸产生的开环加成反应制造的。此时利用缩水甘油醚开环,以仲羟基作为残基生成,该羟基成为形成氢键的质子给予体。
作为具有本发明的环状结构的单官能丙烯酸酯(b),可以使用公知惯用的,可以单独使用或二种以上结合使用具有碳环结构的饱和、不饱和环状结构的单官能丙烯酸酯和具有杂环结构的单官能丙烯酸酯。
仅例举出它们的代表例是从(甲基)丙烯酸异丙片酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、缩水甘油基环碳酸酯(甲基)丙烯酸酯、苯氧基丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、二环戊烯基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、2-羟基-3-苯氧基-丙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酰基羟基邻苯二甲酸、苯氧基乙二醇(甲基)丙烯酸酯、金刚烷基(甲基)丙烯酸酯、吗啉代(甲基)丙烯酸酯、2-苯基-2-(4-丙烯酰基羟基苯基)丙烷、2-苯基-2-(4-丙烯酰基羟基烷氧基苯基)丙烷、2,4,6-三溴苯基丙烯酸酯、2,4,6-三溴苯基烷氧基丙烯酸酯及它们的混合物中选择的一种以上单官能丙烯酸酯等。
尤其,理想的是使用2-苯基-2-(4-丙烯酰基羟基苯基)丙烷、2-苯基-2-(4-丙烯酰基羟基烷氧基苯基)丙烷、2,4,6-三溴苯基丙烯酸酯、2,4,6-三溴苯基烷氧基丙烯酸酯及它们的混合物。
2-苯基-2-(4-丙烯酰基羟基烷氧基苯基)丙烷的结构式示于通式1中。
通式1
(式中,R表示氢或甲基,R1表示碳原子数1-5的烃基,n表示0-3的整数。)
2,4,6-三溴苯基烷氧基丙烯酸酯的结构式示于通式2中。
通式2
(式中,R表示氢或甲基,R1表示碳原子数1-5的烃基,n表示0-3的整数。)
这些以通式1或通式2表示的化合物,特别理想的是R是氢或甲基、R1是二个碳原子的乙烯、n是0或1的化合物。
另外,在本发明也可以使用具有单官能丙烯酸酯以外的环结构的单官能反应性稀释剂。作为它们的代表,可以举出乙烯、乙烯吡咯烷酮等。
理想的是也使用具有有羟基、环醚基、环碳酸酯基、氨基、羧基、磷酸基、磺酸基等酸根及其碱金属盐等极性官能团的环状结构单官能反应性稀释剂。这些反应性稀释剂可举出(甲基)丙烯酸四氢糠酯、缩水甘油基环碳酸酯(甲基)丙烯酸酯、苯氧基丙烯酸乙酯、2-羟基-3-苯氧基-丙基(甲基)丙烯酸酯等。
由有环状结构的环氧丙烯酸酯(a)和有环状结构的单官能丙烯酸酯(b)及根据需要添加的光引发剂(c)配合而形成的本发明树脂组合物,体系中的丙烯酸酯官能团是0.2mmol/g-5.0mmol/g是必要的,但是有上述环状结构的环氧丙烯酸酯(a)和有环状结构的单官能丙烯酸酯(b)也可以各自单独使用,并且根据需要也可以两种以上混合使用。丙烯酸酯官能团浓度低于0.2mmol/g,固化性降低,并且粘度变高,因而作业性变差。
另外,丙烯酸酯官能团浓度高于5.0mmol/g,由于固化收缩,固化片发生翘曲。按照0.2mmol/g-5.0mmol/g的丙烯酸酯官能团浓度,固化性良好,能防止固化时的翘曲等薄膜变形,而且能够得到良好的表面硬度。
即使在本发明的光学部件中,特别是透镜阵列片,也有由于其变形而产生的翘曲问题。将制成的光学透镜片切成A4尺寸,将透镜形成面静置在水平面上,通过测定透镜端部自水平面的翘曲高度,可以评价翘曲。使用本发明光学部件用电离性射线固化型树脂组合物的固化物的翘曲,按照该评价方法是1mm以下,是令人满意的。
再有,透镜阵列片的变形,即翘曲与树脂的固化收缩率有密切关系,通过求出本发明中使用的光学部件用电离性射线固化型树脂组合物的固化收缩率,可以决定不产生翘曲的树脂组成。即,从固化前的树脂比重(DL)和固化后的树脂比重(DS),按照式1可算出固化收缩率,在本发明中使用的光学部件用电离性射线固化型树脂组合物的固化收缩率是5.5%以下,是令人满意的。
固化收缩率(%)=(DS-DL)/DS×100 (式1)
另外,本发明的理想配合比是有环状结构的环氧丙烯酸酯(a)为10%-90%,最好是30%-85%。
另外,有环状结构的单官能丙烯酸酯(b)是10%-90%,最好是20%-70%。在存在70%以上单官能丙烯酸酯(b)时,拉伸试验中易出现屈服点,固化物容易引起塑性变形。
本发明的光学部件用电离性射线固化型树脂组合物,当然既透明性良好,而且厚0.4mm薄片的400-900nm波长范围的光透射率至少是80%以上,大多是85%以上,最好的是透射率90%以上。
即使在本发明的光学部件中,尤其透镜阵列片,也有因外力引起的变形不能恢复而产生的留下痕的问题。透镜阵列片在制造上,作为长带状薄片进行制造,且卷绕成纸卷进行制造、贮藏,在此时薄片末端用粘结带固定在纸卷上,将透镜阵列片卷绕成纸卷。在此情况下,粘结带部分的隆起作为台阶高差而突出,在透镜阵列片上产生变形。若该变形部分形成永久变形,就成为所谓的留下痕。
只在是制成的光学透镜片的一部分单位面积上施加任意的压力,放置任意的时间,去除该压力时,以确认是否有痕可以评价留下痕。具体地是,在铁制平板上放置厚75μm、1英寸四方形的粘结带,在其上层叠60片10cm×10cm的透镜阵列片,在40℃温度的条件下,以500g/cm2的载荷加载三天,去除载荷后,按照利用透射光和反射光的目视判定,证明从粘结带的第21片以后的片上没有看到留下痕的痕迹,由此可以制成实用上无问题的透镜阵列片。
按照本发明制造的光学部件,在制造时和在显示器安装时,在固化物表面上有产生伤痕等的涂膜缺陷的可能性,但因为作为光学部件使用,这些微小的伤痕,成为致命的缺陷。因此,在本发明中使用的树脂组合物要求高的表面硬度,具体地说,作为铅笔硬度,按照JIS K-5400,是H以上是理想的。
另外,根据需要,在树脂组合物中,为了涂膜改性和为了改进涂刷适应性、从母模型的脱模性,作为各种添加剂,也可以添加紫外线吸收剂、光稳定剂、抗氧化剂、流变调节剂、硅添加剂、消泡剂等。
在本发明中,作为固化能线,使用电离性射线。作为电离性射线,使用可见光线、紫外线、X射线等电磁波,或者电子束等的带电粒子线,但在它们之中实用上好用的是可见光线、紫外线、或者电子束。尤其使用可见光线或紫外线,在使本发明的树脂调制物和树脂组合物固化时,利用波长1000-8000埃的紫外线或可见光线进行离解,应当使用产生原子团那样的光(聚合)引发剂(C)。
作为这样的光(聚合)引发剂,公知惯用的光引发剂都可以使用,举出其中的代表例子,可举出例如,4-二甲胺基苯甲酸、4-二甲胺基苯甲酸酯、烷氧基乙酰苯、苄基二甲基缩酮、二苯甲酮及二苯甲酮衍生物、苯酰苯甲酸烷基酯、双(4-二烷基氨苯基)酮、苄基和苄基衍生物、苯偶姻和苯偶姻衍生物、苯偶姻烷基醚、2-羟基-2-甲基苯丙酮、1-羟基环己基苯基酮、噻吨酮和噻吨酮衍生物、2,4,6-三甲基苯酰二苯基膦氧化物、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代丙烷-1、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1等。
它们之中,因为从1-羟基环己基苯基酮、噻吨酮和噻吨酮衍生物、2,4,6-三甲基苯酰二苯基膦氧化物、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-码啉代-1-丙烷、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮中选择的一种或二种以上的混合系的固化性高,所以是特别理想的。
光引发剂以0.5%(重量)至10%(重量)的范围添加是合适的。另外,在光(聚合)引发剂中,也可以结合使用公知惯用的光敏剂。
作为这样的光敏剂,若只例示出代表者,是胺类、尿素类、含硫化合物、含磷化合物、含氯化合物或者腈类、或者其他的含氮化合物等。
使用本发明的光学部件用电离性射线固化型树脂组合物的光学部件的制造,因为多是通过成为支持体的透明基片面(片状的透明树脂层(C))照射紫外线等能线,所以能使用的光引发剂最好是在长波长范围有吸光能力的引发剂,紫外线希望使用在360nm至450nm范围、特别在400nm至440nm内有光引发能力的光引发剂。吸收450nm以上的光的引发剂,恶化组合物的稳定性,必须在完全蔽光的环境下制造,其操作变得极其困难。
作为在这样的光波长有吸光、引发能力的引发剂,可举出2,4,6-三甲基苯酰二苯基膦氧化物、噻吨酮和取代噻吨酮类、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁酮-1、2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮等。
另外,在使用电子束时,不需要这些光引发剂和光敏剂。
是本发明的光学部件一种的透镜阵列片,是将上述的电离性射线固化型树脂组合物层(A)涂布在具有所希望的微细形状的母模型的凹凸图案上,将其填充,利用电离性射线照射使电离性射线固化型树脂层固化后,从该母模型剥离,制成作为复制母模型微细构造的透镜阵列片。
在此时,在涂布、填充在母模型表面上的该组合物(A)的另一个表面上再粘着片状的透明树脂层(C),在此状态照射电离性射线是理想的。该片状的透明树脂层(C)若在最终制品中不需要,则在固化过程后进行剥离。
粘结剂层(B)不一定是必须的,根据电离性射线固化型树脂组合物层(A)与片状的透明树脂层(C)的粘结程度,以及作为目的光学部件的性能要求,按照需要在片状的透明树脂层(C)和电离性射线固化型树脂组合物层(A)之间形成。
这里所说的片状的透明树脂层(C),为了给予透镜阵列片的物理强度的目的及为了得到具有微细构造的母模型相反侧面的平滑性而使用。在成品透镜阵列片中不使用这样的片状透明树脂层(C)的情况下,为了得到这样的平滑面,将电离性射线固化型树脂组合物层(A)夹在母模型和片状透明树脂层(C)之间,在此状态下进行固化,然后,剥离掉片状透明树脂层(C),是令人满意的。
另外,特别是作为电离性射线使用紫外线时,利用片状的透明树脂层(C)能够防止由空气中的氧引起的阻碍固化,所以也是令人满意的。此外,在片状透明树脂层(C)向电离性射线固化型树脂组合物层(A)的连接侧,根据需要也可以施行公知的脱模处理。
另一方面,在无片状的透明树脂层(C)时,电离性射线固化树脂层的膜厚加厚,虽然是考虑保持透镜阵列片的强度,但是电离性射线固化树脂层的膜厚变厚,变容易产生膜厚方向的固化度程度不均一和固化变形。所以使片状透明树脂层(C)和电离性射线固化树脂层(A)一体化,从强度看是透镜阵列片制造的理想方法。
作为这样的片状透明树脂层(C),对于物理冲击,具有断裂强度、抗拉强度等机械强度,具有均匀膜厚、平滑性、透明性、柔性、耐久性是必要的。
这种透明树脂层(C),具体地说,理想的是片状透明树脂层,特别是20微米至1mm程度的片状透明树脂层是理想的,从加工性、薄膜物性、透明性的观点出发,尤其50微米至150微米是合适的。另外,在以层(C)和层(A)接触的原样作为最终制品的情况下,为了提高与电离性射线固化型树脂层(A)的粘着性,透明树脂层(C)的表面也可以进行电晕放电处理、等离子处理、易粘结底涂布等的易粘结处理。
具体地说,可以使用透明性好的双向拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯薄片、聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸酯系薄片、聚碳酸酯系薄片、氯乙烯系薄片、聚苯乙烯薄片等。特别是从耐久性看,聚对苯二甲酸乙二醇酯系或者聚碳酸酯系薄片是理想的。
在本发明中,作为片状透明树脂层(C)和电离性射线固化型树脂组合物层(A)的层叠体,在构成透镜阵列片的场合,当然电离性射线固化型树脂层(A)的耐久性、还有成为基体材料的片状透明树脂层(C)的耐久性、电离性射线固化树脂层(A)与片状透明树脂层(C)的粘结性是重要的,为此,在成为基体材料的片状透明树脂层(C)和电离性射线固化树脂层(A)之间可以设置粘结剂层(B)。
即,具体地说,粘结层(B)可举出以下述物质为特征的粘结层:由纤维素树脂(b1)和聚异氰酸酯(b2)组成的粘结层,由分子量3000-30000的聚酯树脂(b3)和聚异氰酸酯(b2)组成的粘结层,由分子量3000-30000的聚酯树脂(b3)和有环状结构的环氧丙烯酸酯及光引发剂组成的且该环氧丙烯酸酯含量为10%-60%的粘结层。
作为透镜阵列片,可以举出由光学部件用电离性射线固化型树脂组合物组成的固化物层(A)、纤维素树脂(b1)和聚异氰酸酯(b2)组成的粘结层(B)、聚酯或聚碳酸酯组成的片状透明树脂层(C)构成的透镜阵列片,由树脂组合物组成的固化物层(A)、分子量3000-30000的聚酯树脂(b3)和聚异氰酸酯(b2)组成的粘结层(B)、聚酯或聚碳酸酯树脂组成的片状透明树脂层(C)构成的透镜阵列片,由树脂组合物组成的固化物层(A)、分子量3000-30000的聚酯树脂和有环状结构的环氧丙烯酸酯及光引发剂、且环氧丙烯酸酯含量为10%-60%的树脂组合物组成的粘结层(B)、聚酯或聚碳酸酯树脂组成的片状透明树脂层(C)构成的透镜阵列片。
但是,成为基体材料的透明树脂层(C)与电离性射线固化型树脂层(A)的粘结性是足够的,或者通过对透明树脂层(C)表面的电晕放电处理、等离子处理、易粘结底涂等易粘结处理,粘结性足够的情况下,不需要粘结剂层(B)。另外,使粘结性更牢固为目的时,也可以并用易粘结处理和粘结剂层(B)。
作为粘结剂层(B),必须从成为载体的透明树脂层(C)和形成微细构造的电离性射线固化型树脂层(A)两方都有良好的粘结能力的物质中选择。作为本发明的粘结剂层(B),热塑性树脂和聚异氰酸酯(b2)、或者热塑性树脂和丙烯酸酯化合物的树脂组合物、或者聚异氰酸酯(b2)和聚酯(b3)组成的树脂组合物具有良好的粘结性,使用这些是特别满意的。
作为这里所说的热塑性树脂,可以使用公知惯用的,但是理想的可举出各种纤维素酯和纤维素醚等的纤维素树脂(b1)、各种是(甲基)丙烯酸酯聚合物的丙烯酸漆等丙烯基系树脂、高分子量无油聚酯等聚酯系树脂、聚碳酸酯系树脂、聚酯和聚醚系的聚氨酯等。
这些之中,尤其纤维素树脂(b1)、聚酯树脂(b3)是理想的。
这里所说的纤维素酯树脂是用酸类使纤维素中的羟基部分地酯化,利用硝酸、硫酸、乙酸、丙酸、丁酸、其他的高级脂肪酸等的一种以上的酸的酯化得到的。
尤其,理想的是使用由乙酸、丙酸和丁酸酯化的纤维素酯树脂。纤维素醚树脂也能和纤维素酯树脂一样地使用。另外,使用具有酯和醚键的纤维素树脂也是理想的。
作为这里所说的聚酯树脂(b3),是利用饱和、不饱和聚醇和多元酸,或者和低级烷基酯的酯化反应及酯交换反应而得到的公知惯用的聚酯树脂。分子量3000-30000是理想的。作为这样的聚醇原料,可以使用公知惯用的,但举出其中的代表例子是乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、二甘醇、一缩二丙二醇、新戊二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、二氯新戊二醇、二溴新戊二醇、羟基三甲基乙酸新戊二醇酯、环己烷二羟甲基、1,4-环己二醇、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、丙三醇、3-甲基丙烷-1,3,5-三醇、季戊四醇、二季戊四醇、三季戊四醇、螺乙二醇、三环癸二羟甲基、氢化双酚A等。
再有,作为多元酸化合物,可以使用公知惯用的各种羧酸、或者其酸酐、以及这些羧酸化合物与低级烷醇的酯化物,但是仅限于例举出它们中的特别有代表性的例子,可举出马来酸、富马酸、衣康酸、柠康酸、四氢化邻苯二甲酸、氯桥酸、双环庚烯二甲酸、クロレンデイツク酸、二聚酸、己二酸、琥珀酸、链烯基琥珀酸、癸二酸、壬二酸、2,2,4-三甲基己二酸、1,4-环己烷二羧酸、对苯二甲酸、2-钠磺基对苯二甲酸、2-钾磺基对苯二甲酸、间苯二甲酸、5-钠磺基间苯二甲酸、5-钾磺基间苯二甲酸、或者如二甲基酯或二乙基酯的5-钠-磺基间苯二甲酸的二-低级烷基酯类、或者正苯二甲酸、4-磺基苯二甲酸、1,10-环癸基二羧酸、粘康酸、草酸、丙二酸、戊二酸、偏本三酸、六氢化邻苯二甲酸、四溴化邻苯二甲酸、甲基环己烯三羧酸或焦苯六甲酸、或者它们的酸酐、或者甲醇、乙醇等醇酯化合物等等。
另外作为这里所说的(甲基)丙烯酸酯,可以使用公知惯用的,更具体地可举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯等(甲基)丙烯酸烷基酯、及具有环状结构的(甲基)丙烯酸酯、聚氧亚烷基丙烯酸酯等。
另外,作为环状酯化合物,可以举出γ-丁内酯、γ-戊内酯、δ-戊内酯、ε-己内酯、D-葡萄酸-1,4-内酯、1,10-菲酸内酯、4-戊烯-5-交酯、12-十二烷交酯等内酯类。
此外,作为能理想地用于粘结层的丙烯酸酯化合物,通常可以使用作为反应性稀释剂使用的丙烯酸酯和各种丙烯酸酯低聚物、丙烯酸酯聚合物,作为这些丙烯酸酯化合物,环氧丙烯酸酯、尿烷丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯等可以单独使用或二种以上合并使用。
其中,从与具有微细图案的电离性射线固化型树脂层的粘结性的观点出发,环氧丙烯酸酯化合物是特别理想的。作为在这里使用的环氧丙烯酸酯,可以使用在上述的电离性射线固化型树脂组合物中例举出的环氧丙烯酸酯化合物,并且这些丙烯酸酯化合物是粘结层树脂中的10%-60%是合适的。
丙烯酸酯化合物是10%以下时,与成为粘结层上层的电离性射线固化树脂层的粘结性降低,而且在耐水试验中出现泛白现象。另外,丙烯酸酯化合物的量在60%以上时,易产生与基体材料的粘结性降低的弊病。
此外,作为聚酯和聚醚系的聚氨酯等,可以使用上述的聚酯分子量约500-4000左右的聚酯聚醇和聚乙二醇、聚丙二醇、聚1,4-丁二醇等的聚亚烷基氧化物与聚异氰酸酯反应得到的聚氨酯树脂。
作为这里所说的聚异氰酸酯,可以单独使用,或者也可以与三聚异氰酸酯化形式的聚异氰酸酯和异氰酸酯化合物并用,当然,公知惯用的二官能以上的异氰酸酯都可以使用,但是若仅限于例举出它们的代表者,可举出如甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二甲苯二异氰酸酯、双环己基甲烷二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯、氢化二甲苯二异氰酸酯的各种脂环式二异氰酸酯化合物、或者如六甲撑二异氰酸酯或赖氨酸二异氰酸酯的各种脂肪族二异氰酸酯化合物等各种化合物等等。另外,可以使用上述的异氰酸酯单体与缩二脲、脲基甲酸酯、三聚异氰酸酯化的异氰酸酯聚合体、还有聚醇反应而得到的聚异氰酸酯。它们可以单独使用,也可以合并使用。它们之中,在分子中具有3个以上的异氰酸酯基的聚异氰酸酯化合物是理想的,尤其是由六甲撑二异氰酸酯衍生的聚异氰酸酯是理想的。
热塑性树脂与聚异氰酸酯的比例,即热塑性树脂的羟基当量与聚异氰酸酯的异氰酸酯当量的比率(OH当量/NCO当量比率),以0.1-5的范围、最好0.1-1的范围配合,可望提高粘结性的可靠性。另外作为粘结剂层(B)的膜厚,0.2微米至10微米的范围是合适的。
在片状的透明树脂层(C)上涂布粘结剂层(B),设定必要的固化时间,或加上温度使溶剂等挥发。然后,涂布电离性射线固化型树脂层(A),粘合具有所希望的微细形状的母模型,在此状态下,使电离性射线固化型树脂层进行电离性射线固化,由此可以得到薄片与电离性射线固化层的粘合。
另外,在粘结剂层(B),尤其在热塑性树脂和丙烯酸酯化合物的树脂组合物系中,添加光(聚合)引发剂,但从提高粘结层的反应性的观点看,作为这样的引发剂,理想的是可以使用上述光引发剂。
作为是使用本发明电离性射线固化型树脂组合物的光学部件一种的透镜阵列片制造方法,可以使用公知的各种制造方法,不作特别限定,但是作为理想的方法,使用例如美国专利3689346、4576850、特公昭63-50066、特开平5-169015中揭示的制造方法。下面用图4说明透镜阵列片制造方法的概要。
在图4中,1是形成所希望的凹凸的辊子凹版,2是该辊子凹版1的凹部,3是未固化的电离性射线固化型树脂液,3a是固化的电离性射线固化型树脂,4是根据需要附加粘结剂层(B)的透明基体材料片(C),5是挤压辊子凹版1的挤压辊,6和8是输送辊,7是电离性射线照射装置,9是作为目的透镜阵列片,10是T型喷嘴,11是干燥装置,12是液流。
作为将电离性射线固化型树脂3填充到辊子凹版1的凹部2的方法,如图4所示那样,在辊子凹版1的表面上预先涂布给定量的电离性射线固化型树脂液3中,在将基体材料片4供给辊子凹版1时,挤压辊5从基体材料背面侧进行挤压,通过基体材料片4,被涂布的电离性射线固化型树脂液3分配到凹部2内进行填充。
在此情况下,可以使用溶剂型的固化性树脂,利用干燥装置11使溶剂挥发而除去。电离性射线照射装置7,如图4所示那样,可以是一个,但也可以设置数个固化装置,使辊子凹版1内的树脂液3多阶段地固化。若这样做,即使基体材料片4的移动速度快,也得到足够的照射量,另外,利用缓慢地固化,降低树脂液3的固化变形、基体材料片4的翘曲,因而是令人满意的。
接着,在基体材料4连接辊子凹版1的期间(具体地说是位于图中的挤压辊5和输送辊6之间的期间),利用电离性射线照射装置7使电离性射线固化型树脂3固化。再者,在利用电离性射线照射装置7照射电离性射线时,从基体材料4侧进行,辊子凹版由石英、玻璃等电离性射线的透射性好的材料形成,以可以从辊子凹版1的内部侧进行照射(具体地说,利用设置在在辊子空心内的照射装置进行)。另外,也可以从基体材料片侧和凹版内部侧两面进行照射。
利用电离性射线照射装置7,使处于辊子凹版1的凹部2内的电离性射线固化型树脂3固化粘合在基体材料片4上。通过电离性射线照射装置7后,使基体材料4从辊子凹版1剥离。以此,固化的电离性射线固化型树脂液3a与基体材料片4成为一体,从凹部2脱离,就得到有凹凸表面的透镜阵列片9。
再有,在像上述的制造方法中,作为透明基体材料片4,例如可以使用由聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸亚乙基酯等聚酯树脂,聚甲基丙烯酸甲酯等丙烯酸酯树脂,聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂等热塑性树脂等组成的薄片。厚度由装置处理等的作业性方面决定,但通常是10-1000μm程度。
在最终制品的阶段,如果不要基体材料片,在该基体材料片有透镜阵列的侧面上预先施加对电离性射线固化性树脂的固化物赋予脱模性的处理(涂布硅树脂、三聚氰胺树脂等脱模性树脂层等等)上述的制法结束后,可以将该基体材料片从透镜阵列片剥离除去。
所谓电离性射线照射装置的电离性射线是指电磁波或带电粒子线中具有能使分子聚合、交联能量量子的射线,通常使用紫外线、电子束等,在紫外线的场合,可以使用超高压水银灯、高压水银灯、低压水银灯、碳极电弧、近紫外光灯、金属卤化物灯等光源。紫外线波长通常主要使用1900-3800埃的波长区。
此外在电子束的场合,可以使用备有科克罗夫特-沃尔顿型、万特-格拉夫型、共振变压器式绝缘铁心变压器型、或直线型、地那米型、高频型等各种电子束加速器等的照射源的装置,照射具有100-1000keV、最好100-300KeV能的电子。作为照射线量,通常0.5-30Mrad程度是理想的。
图4中的溶剂干燥装置11是用于挥发树脂的溶剂的装置。作为溶剂干燥装置11,可以使用温风、红外线加热器等。再者,在使用无溶剂型的电离性射线固化型树脂时,不需要干燥装置11。
下面,作为本发明的光学部件的具体例子,在图5-9中表示所形成的透镜阵列片的代表形状的斜视图,该透镜阵列片是将由电离性射线固化型树脂的固化物组成的单位透镜在一维方向或二维方向配列。
图5作为单位透镜41使用三棱柱棱镜(透镜),在平面上多个该单位透镜按其棱角线相互平行地邻接,在一维方向(与棱角线平行方向)配列,作为透镜阵列片9,是所谓的三棱柱棱镜线型阵列片。顶角β代表60°-120℃左右,重复周期P代表20μm-500μm。
图6作为单位透镜41使用半圆柱或半椭圆形的凸透镜,多个该单位透镜按其棱角线方向相互平行地邻接,在一维方向(与棱角线平行方向)配列,作为透镜阵列片9,是所谓的双凸透镜。
图7是将图6中的单位透镜从凸透镜换成凹透镜,也称作凹透镜形双凸透镜。
图8以半球或半旋转椭圆体作为单位透镜,多个该单位透镜在二维方向配列,作为透镜阵列片9,是所谓的蝇眼透镜。
图9是以四棱锥作为单位透镜,多个该单位透镜在二维方向配列,作为透镜阵列片9。
但是,图5-图9不过是透镜阵列片的一部分,本发明的透镜阵列片并不限于这些。例如,像以下那样的也包括在本发明的光学部件中。
(1)像菲涅耳透镜那样,各个单位透镜的形状可以彼此不同,或者单位透镜可以非周期地配列(另一方面,图5-9的透镜是具有配列多个同一形状的单位透镜的周期配列透镜)。
(2)单位透镜可以是凸透镜、凹透镜的任一种,也可以是凹透镜和凸透镜的组合。
(3)再有,本发明中的透镜概念是通过折射透射光或以内面的反射,对光给予集光、偏向、扩散等调制、控制的元件的总称,也包括棱镜、衍射光栅、全息照相等。
(4)本发明的透镜阵列片可以像图5-9那样仅使用一枚,如有必要也可以像图10那样,层叠二枚以上使用。例如像图10那样,若将二枚透镜阵列片沿其棱角线相互垂直地层叠,则在X方向和Y方向都能进行透射光的控制、调制。
(5)本发明的透镜阵列片9,像图5、7、8和9那样,可以是由电离性射线固化型树脂组合物的固化物构成的单层结构,或者像图6那样,也可以在透明的基体材料片(也包括板、薄膜)4的表面上形成透镜阵列(41)的二层结构。
(6)本发明的透镜阵列片,像图5-9那样,除了在片的一面上有透镜阵列外,也可以在片的两面上有透镜阵列。
作为具有透镜阵列片的微细形状的母模型,是能赋予菲涅耳透镜、双凸透镜和フライアイ(蝇眼)透镜的模型,或者作为其改形,例如能形成多棱锥、圆锥台或者多棱锥台的同一形状而且在平面上各向同性地配列多个同一体种的形状。这里作为棱锥或角锥台,若使用正三棱锥(或锥台)、正四棱锥(或锥台)、正六棱锥(或锥台),则在平面内可以无间隙地排列,而且形状也是各向同性的,可以在水平和垂直方向保持同等的半值角,有没有因地点而引起的变动,是理想的。
或者,与数个连续的三面棱体或四面棱体的棱镜元件排列等的光学部分形状是相同形状,可以使用有相反凸凹形状面的金属制或合成树脂制的模型。另外这样的母模型既能制造在平面上有微细形状,又能制造在圆筒形状表面上有微细形状。
下面说明关于本发明的面光源。
本发明的面光源至少由透光性平板组成的导光体、与该导光体侧端面中的一个以上面邻接设置的光源单元、设置在上述导光体里面的光反射层和在上述导光体表面的光射出面上层叠的一枚或二枚本发明光学部件(透镜阵列片)构成,一般称作边缘照明型面光源,是其代表例。
图11中示出本发明的面光源一个例子的斜视图。至少由导光体51、与导光体51的侧端面的至少一个以上面邻接设置的线状或点状光源52、与导光体51相接的光反射层53和本发明的光学部件(透镜阵列片)9构成。另外,通常在光源52的周围还备有内面是反射面的灯罩54。
通常,导光体51使用由丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、玻璃等构成的1-100mm左右的透明板。透明板可以是全部均匀的厚度,但是距光源的距离越远,若厚度越薄,输出光的亮度就不取决于距光源的距离而变得均匀,这是理想的。在光源52中,作为线光源使用冷阴极管等荧光灯,作为点光源使用白炽灯泡、发光二极管等。
光反射层53用于扩散反射光,一般利用白色油墨印刷等形成光扩散反射性的点状图案,还在其里面上用蒸镀和电镀形成金属膜。另外,通常距光源的距离越远,通过增加光扩散反射性的点状图案的面积,来自光射出面的光量越均匀化。另外,在导光体51和透镜阵列片9之间配置光扩散透明性片,使光均匀地扩散,而且也不会看到光反射层53的光扩散点状图案。
在透镜阵列片安装在面光源上时,透镜的某侧是导光板侧,或者也可能是朝向与导光板相反侧(射出光面侧)的任何侧。
另外,透镜阵列片的枚数可以是一枚,但是在柱状透镜的情况下,为了控制二个方向(上下方向和左右方向)的光扩散角,如图10那样,可以将二枚透镜阵列片按单位透镜的棱角线交叉(在该图中垂直相交)地层叠。在此情况下,有透镜阵列的面(以下称透镜面)的方向,若二枚都是同一方向,光透射性就高,另外,因为能防止下侧的透镜阵列片的透镜片和上侧透镜阵列片里面的微小突起的云纹条纹,所以是令人满意的。当然,也可以使二枚透镜阵列片的透镜面对置使方向相对。
本发明的边缘照明型面光源可以用于各种用途,例如透射式液晶显示元件和附加照明的广告板、看板、交通指示标,照片的负像、正像等观察用的看版台,室内照明等。图12是在图11的面光源100上配置透射式液晶显示板60,作为液晶显示装置(LCD)200的例子。
作为面光源的理想性能,例如在特开平5-169015和其他公知资料中已有描述,显示画面的放线方向的亮度(法线亮度)通常是1000cd/cm2以上,但是面光源一般是明亮的好,不必要规定法线亮度的上限。
另外,电视、字码处理器、液晶显示板等,因为水平方向的视野的需要,理想的是,由来自放线方向的光扩散引起的亮度降低得不多,即法线方向的亮度在大范围不减少,最好是,成为法线亮度的一半亮度的角度(半值角)广。通常,在这些用途中使用的面光源的半值角是30-90°,最好是45-90°。
下面按照实施例、比较例更具体地说明本发明,但是本发明并不局限于此。另外,例中份数和%,若没有特别的说明,全部是重量基准。
合成例1
在备有温度计、搅拌器和冷凝器的烧瓶中装入350重量份数的ε-己内酯和丙烯酸羟乙基酯的开环反应物(OH值=165KOH-mg/kg),边搅拌边升温至60℃,边注意发热边经1小时滴下180.3重量份数的六甲撑二异氰酸酯的缩二脲型聚异氰酸酯(NCO%=23.3%)进行反应。反应进行10小时,利用红外吸收光谱证实消灭异氰酸酯基的吸收之后,添加123重量份数的二异氰酸新戊二醇酯,使其溶解,得到具有作为目的的环状结构的组合物(S-1)。
合成例2
在备有温度计、搅拌器和冷凝器的烧瓶中装入350重量份数的ε-己内酯和丙烯酸羟乙基酯的开环反应物(OH值=165KOH-mg/kg),边搅拌边升温度至60℃,边注意发热边经1小时滴下177重量份数的六甲撑二异丙烯酸酯的三聚异氰酸酯型聚异氰酸酯(NCO=23.8%)进行反应。反应进行10小时,利用红外吸收光谱证实消灭异氰酸酯基的吸收之后,添加123重量份数的二异氰酸新戊二醇酯,使其溶解,得到具有作为目的的环状结构和软部分(ε-己酯)的组合物(SH-1)。
比较合成例1
在备有温度计、搅拌器和冷凝器的烧瓶中装入524重量份数的二苯基甲烷二异氰酸酯,边搅拌边升温至60℃,边注意发热边经1小时滴下520重量份数的ε-己内酯和1,6-己二醇的开环反应物(OH值=215KOH-mg/kg),进行反应。反应进行10小时,此后添加232重量份数的丙烯酸羟乙基酯,再进行10小时反应。用红外线吸收光谱证实已消灭异氰酸酯基的吸收,得到具有比较对照例的硬部分和软部分的尿烷丙烯酸酯(RSH-1)。
比较合成例2
在备有温度计、搅拌器和冷凝器的烧瓶中装入444重量份数的异佛尔酮二异氰酸酯,边搅拌边升温至60℃,边注意发热边经1小时滴下2200重量份数的1,6-己二醇和己二酸的聚酯二醇(OH值=51KOH-mg/kg),进行反应。反应进行10小时,此后添加232重量份数的丙烯酸羟乙基酯,再反应10小时。用红外吸收光谱证实已消灭异氰酸酯基的吸收,再添加1917重量份数的三缩丙二醇二丙烯酸酯,使其完全溶解,得到具有比较对照例的硬部分和软部分的尿烷丙烯酸酯(RSH-2)。
实施例1-12
按照表1的配合调整光学片用电离性射线固化型树脂组合物(A)。接着,使用图4所示的装置,一边轴转动地旋转在表面上具有与逆反射性透镜相同形状的反凹凸的金属制辊子凹版,一边将来自T模型喷嘴的电离性射线固化型树脂组合物(A)涂布在该辊子表面上,所述的反射性透镜具有在数个二维方向将以50μm节距连续排列的正四面体排列起来的形状,以与该辊子凹版的圆周速度同期的速度边移动片状透明树脂层(C)(透明PET薄膜:一个面上电晕放电处理),边使该透明PET薄膜的电晕放电处理面与该辊子凹版表面贴紧,使电离性射线固化型树脂组合物(A)介于其间,原封不动地从PET薄膜侧,用2个高压水银灯(160W/cm),以10cm的距离进行照射,在使树脂层固化的同时,使其粘接在PET薄膜上。
此时在PET薄膜表面照射的紫外线照射量是500mj/cm2。固化后,将PET薄膜与电离性射线固化树脂层一起从辊子凹版剥离下来,制造成复制想要得到的辊子凹版形状的光学片的连续片。作为光学片和固化树脂的物性评价,进行留下痕、翘曲、附着等各种试验,其结果示于表中。
另外,将调整的实施例的树脂组合物分别涂布在清洁的平滑玻璃板上,使厚度为60-70μm,用高压水银灯(160W/cm)照射紫外线(500mj/cm2),制成固化试样。对该固化物进行拉伸试验和反应性的评价。其结果示于表中。
比较例1和2
按照表2的配合,调整比较对照用的光学片用电离性射线固化型树脂组合物。关于这些组合物制成与实施例1-12相同评价用的透镜阵列片和物性试验用固化物。与实施例进行相同的比较评价,结果示于表中。
实施例13和14
作为片状的透明树脂层(C),使用透明的PET薄膜(膜厚100μm),在其上用滚涂涂布粘结剂层(B),使干燥膜厚约1μm。此时利用80℃、30秒的加热处理干燥粘结层组合物中含有的溶剂。粘接层(B)的树脂组成如下所示。
实施例13作为紫外线固化型树脂层,使用实施例1的组合物,另外,实施例14使用实施例6的组合物,透镜阵列片的制造方法,除了用涂布粘结层(B)的标题薄膜代替实施例1-12记载方法的片状透明树脂层(C)(透明PET薄膜:在一个面上电晕放电处理)外,完全相同地进行。再者,紫外线固化树脂层要制造在粘结剂层(B)上。评价结果示于表中。
实施例13的粘结层(B)的树脂组成
10重量份数的高分子量无油聚酯树脂(对苯二甲酸、间苯二甲酸、己二酸、乙二醇、1,6-己二醇、新戊二醇的缩合体,分子量约5000)、2重量份数的双酚A环氧丙烯酸酯、4重量份数的甲苯、4重量份数的乙酸丁酯,合计20重量份数。
实施例14的粘结层(B)的树脂组成
15重量份数的纤维素乙酸酯丁酸酯树脂(丁基化度37%,乙酰化度13%、残存羟基2%)、40重量份数的甲苯、40重量份数的甲基·乙基酮、5重量份数的六甲撑二异氰酸酯的三甲醇丙烷加合物型聚异氰酸酯(NCO%=16.7%),合计作为20重量份数。
测定·评价方法
以下记载测定·评价方法。
(1)粘度测定
用E型旋转粘度计,进行25℃下的粘度测定(CPS)。
(2)折射率
测定液状试料和固化试料。液状试料直接涂布在Abbe折射计的棱镜上,在25℃进行测定。
另外,将在玻璃板上固化的树脂层从玻璃板上剥下,作为试料。作为将试料粘合在棱镜上的中间液,使用1-溴基萘,用Abbe折射计,在试料温度25℃进行测定。
(3)拉伸试验
用株式会社ダンベル社制ス-パ-ダンベル(JIS 7113 2号ダンベル)冲切上述固化物片,作为测定片,进行断裂强度、断裂延伸率、拉伸弹性模量的测定。但是,测定时,为了防止用夹头的测定片的滑动,在标线间(25mm)的外侧的左右上下四个地方使用厚0.3mm、纵横20mm的铁板和粘结剂(东亚合成化学社制粘合剂)固定,作为抓住部。
试验机使用东洋ボ-ルドウイン社制坦锡伦试验机,以1.0mm/min作为变形速度,在25℃、相对湿度50%的气氛下进行测定。
断裂强度、断裂延伸率和拉伸弹性模量与刚性模量同样进行拉伸试验,测定测定片断裂时的应力、伸长,分别作为断裂强度和断裂延伸。另外,从拉伸变形开始点引S-S曲线(应力-应变曲线)的切线,由其斜率计算出拉伸弹性模量。但是,测定次数为5次,以其平均值作为评价结果,示于表中。
弹性评价(σ2/σ1):从上述得到的图3所示形状的S-S曲线,读出σ2和σ1,计算出σ2/σ1。
S-S曲线的形状评价:同样地从各个S-S曲线,以像图1所示那样没有屈服点的曲线作为A,以像图2所示那样有屈服点的曲线作为B,记载在表中。
(4)留下痕
在平滑铁板的中央,设置厚75μm、1英寸的四方形PET粘结带,在其上重叠60枚尺寸10cm×10cm的制作成的透镜阵列片,成为紫外线固化树脂层上部,再在其上施加500g/cm2的载荷。在40℃原封不动地施加载荷,放置三天后,除去载荷,在荧光灯上迎亮观看各透镜阵列片,或者用反射光,以目视判断有关留下痕,确认能看到留下痕的片从粘结带起是第几枚。
○:从粘结带起第21枚以后的片上没有看到留下痕的痕迹。
×:从粘结带起第21枚以后的片上都能看到留下痕。
(5)光线透射率
制作厚0.4mm的试样,测定400-900nm的波长范围的光透射率,以在全范围显示90%以上的透射率作为○(合格),以透射率在此以下者作为×。
(6)铅笔硬度测定
根据JIS K5400进行测定。以H以上作为○,以F以下作为×。
(7)固化收缩率测定法
将实施例、比较例的电离性射线固化型树脂组合物分别放入不锈钢制的内径30mm、高10mm的盘中,至进入约5mm的高度,使用高压水银灯(80W/cm)的传送式紫外线照射装置,在空气气氛下照射1000mj/cm2的紫外线,制成比重测定用的固化物。
对其按照JIS K7112 B法,在23±2℃测定固化物的比重(DS)。但是,在浸渍液中使用蒸馏水,在23±2℃测定树脂组合物的比重(DL),按照下式计算出固化收缩率。测定结果以二次的测定结果的平均值计算出,以5.5%以下作为○,以在其以上作为×。
固化收缩率(%)=(DS-DL)/DS×100
(8)翘曲性测定法
将制成的透镜阵列片切成A4尺寸,使片形成面向上静置在水平面上,测定光学片的边缘自水平面自然翘曲的高度(mm),以翘曲的高度1mm以下作为○,以在此以上作为×。
(9)初期粘结性测定
按照JIS K5400测定基体材料的透明PET与形成光学片层的电离性射线固化树脂层的粘结性。以残存95/100以上的分量作为○、以在此以下作为×。
(10)固化性
用160W/cm的高压水银灯,15cm的灯高度、10m/min的线速度照射时,测定至成为表面无粘性的照射次数。照射次数少者固化性良好,以在二次以下成为无粘性者作为○,以必须在此以上照射者作为×。
(11)离版性
紫外线固化后,将PET薄膜与电离性射线固化树脂层一起从辊子凹版剥离,在制造复制想要得到的辊子凹版形状的透镜阵列连续片时,以剥离时没有大负荷能制造时作为○,以剥离时剥离声音大并需要大负荷,在片上出现折痕等者作为×。
(12)初期外观判定
以目视判定光学片制造后的外观。判定标准,以得到均匀的透镜表面形状作为○,以部分地看到裂纹和形状遗漏作为△,以全面地看到裂纹和形状遗漏作为×。
(13)沸水粘结性测定
制成的光学透镜片在95℃以上的沸水中浸渍4小时,在室温取出,按照JIS K5400测定2小时以后的粘结性。
100/100分量表示所有的小片已粘含。○/100表示所有小片已剥离。
(14)沸水后外观评价
制成的光学透镜片在95℃以上的沸水中浸渍4小时,在室温取出,以目视评价外观涂膜状态。
(15)加速耐候粘结性
用耐晒试验机(スガ试验机:黑板测温计温度63±3℃)对制成的光学透镜片进行400小时的加速耐候试难,按照JIS K5400测定粘结性。
在实施例和比较例中使用的树脂缩写词表示如下。
BBA:四溴双酚A型环氧丙烯酸酯
BBF:四溴双酚F型环氧丙烯酸酯
BA:双酚A型环氧丙烯酸酯
BF:双酚F型环氧丙烯酸酯
HBA:氢化双酚A型环氧丙烯酸酯
PIPA:2-苯基-2-(4-丙烯酰基羟基乙氧基苯基)丙烷
BPOA:2,4,6-三溴苯基丙烯酸酯
BPOEA:2,4,6-三溴苯基乙氧基丙烯酸酯
IBA:丙烯酸异丙片酯
THFA:丙烯酸四氢糠酯
GCMA:缩水甘油基环碳酸酯丙烯酸甲酯
PGA:苯基缩水甘油醚丙烯酸酯
#184:1-羟基环己基苯基酮
d1173:2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮
表中的评价结果的单位表示如下。
粘度:cps/25℃
DB浓度:树脂组合物中的丙烯酸酯官能团的浓度(mmol/g)
D1:液状折射率(25℃)
D2:固化物折射率(25℃)
断裂强度:kg/cm2
断裂延伸率:%
弹性模量(拉伸弹性模量):kg/cm2
σ2/σ1:弹性评价
SS:S-S曲线的形状评价
光线透射:利用全光线透射率的透明性评价
硬度:以(6)铅笔硬度测定的评价
固化收缩率:以(7)固化收缩率测定法的评价
翘曲:以(8)翘曲性测定法的评价
附着:以(9)初期粘结性测定的评价
固化性:以(10)固化性的评价
另外,表中的(a)表示有环状结构的有二个以上丙烯酸酯基的环氧丙烯酸酯,(b)表示有环状结构的单官能丙烯酸酯,(c)表示光聚合引发剂。
图13、14和15是表示各个实施例1、6和11得到的树脂组合物固化物的拉伸应力(kg/cm2)和应变(%)关系的图。这些作为实施例的S-S曲线的一个例子。在所有实施例的S-S曲线中都看不到屈服点。另外,图16是表示比较例1得到的树脂组合物固化物的拉伸应力(kg/cm2)和应变(%)的关系图。看到明显的屈服点。另外虽然没有特别图示σ2和σ1,但在表中记载了测定的σ2/σ1的比。
实施例15面光源的制作
使用实施例1-10制成的透镜阵列片,分别做成如图11所示的边缘照明型面光源,评价作为面光源的性能。
导光板
厚4mm,面积是对角线长9.4英寸,材质是透明丙烯酸树脂。
板光扩散反射层
在导光板里面上使用白色油墨(使用氧化钛颜料),进行散点图案状的印刷,再在其里面上层叠铝蒸镀PET膜,作为镜面反射层。散点图案的面积率要随离光源远而增加。另外,因为是二灯型,要使在中央的散点图案面积率为最大。
光源
在导光板的两侧端各设置一个冷阴极管型的荧光灯(消耗电力4W),合计二个的直径为3mm,用反射镜覆盖面对导光板侧的以外的部分。
光扩散透明性薄片
使用二枚高38mm、喷砂处理的PET片的重叠片。
制作成的面光源,在距光射出面(透镜阵列片的表面)的30cm位置,用亮度计(トプロンBM-8)测定亮度。测定以光射出面的法线方向(0°方向)作为中心,在-90°-+90°的范围测定,同时测定角度依赖性(配光特性、半值角)。而且用目视确认作为亮度的分布、变化能否看到留下痕。
制成的面光源的测定结果,法线亮度都是1200cd/cm2(1200-1250cd/cm2),并且,半值角也都是65°以上(65°-75°),而且,也完全没有观察到来源于留下痕的亮度变化,制成良好的面光源。
表1 实施例配合表
实施例树脂 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | |
(a) | BBA | 32 | |||||||||||
BBF | 35 | ||||||||||||
BA | 55 | 50 | 70 | 80 | 70 | 65 | |||||||
BF | 50 | ||||||||||||
HBA | 40 | ||||||||||||
(b) | PIPA | 18 | 15 | 50 | |||||||||
BPOA | 50 | ||||||||||||
BPOEA | 50 | 50 | 45 | 60 | |||||||||
IBA | 30 | ||||||||||||
THFA | 20 | 5 | |||||||||||
GCMA | 30 | ||||||||||||
PGA | 30 | ||||||||||||
合成例 | S-1 | 100 | |||||||||||
SH-1 | 100 | ||||||||||||
(c) | #184 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | |||||
d1173 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
(a)有二个以上的丙烯酸酯基的环氧丙烯酸酯
(b)有环状结构的单官能丙烯酸酯
(c)光引发剂
表2 比较例配合表
比较例 | 1 | 2 |
RSH-1 | 100 | |
RSH-2 | 100 | |
#184 | 3 | 3 |
表3 实施例评价结果
实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
粘度 | 4900 | 5850 | 8000 | 4200 | 5500 | 8700 | 9200 | 8300 | 11000 | 11500 | 4500 | 5600 |
DB浓度 | 2.4 | 2.4 | 3.2 | 3.3 | 2.8 | 3.6 | 4.3 | 4.5 | 4.4 | 4.2 | 3.3 | 3.3 |
D1 | 1.586 | 1.587 | 1.574 | 1.576 | 1.546 | 1.558 | 1.532 | 1.538 | 1.532 | 1.541 | 1.486 | 1.49 |
D2 | 1.611 | 1.612 | 1.596 | 1.597 | 1.57 | 1.579 | 1.551 | 1.561 | 1.556 | 1.567 | 1.501 | 1.503 |
断裂强度 | 750 | 800 | 650 | 570 | 520 | 450 | 520 | 610 | 573 | 650 | 260 | 310 |
断裂延伸率 | 3.8 | 4.2 | 3.8 | 2.5 | 3.8 | 2.7 | 2.5 | 3.9 | 2.1 | 3.5 | 78 | 71 |
弹性模量 | 22000 | 21500 | 20600 | 23000 | 21200 | 18300 | 23500 | 19950 | 27000 | 22500 | 183 | 213 |
σ2/σ1 | 0.90 | 0.89 | 0.83 | 0.99 | 0.65 | 0.91 | 0.89 | 0.78 | 1.01 | 0.83 | 1.82 | 2.05 |
屈服点 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
SS | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A | A |
留下痕 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
光线透射 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
硬度 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | × | × |
固化收缩率 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
翘曲 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
附着 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
固化性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ |
表4比较例评价结果
比较例 | 1 | 2 |
粘度 | 300,000 | 520 |
DB浓度 | 1.6 | 3.1 |
D1 | 1.4996 | 1.4633 |
D2 | 1.5156 | 1.4848 |
断裂强度 | 580 | 120 |
断裂延伸率 | 82 | 11 |
弹性模量 | 2663 | 3600 |
σ2/σ1 | 0.27 | 0.3 |
屈服点 | × | × |
SS | B | B |
留下痕 | × | × |
光线透射 | ○ | ○ |
硬度 | × | × |
固化收缩率 | ○ | ○ |
翘曲 | ○ | × |
附着 | ○ | ○ |
固化性 | × | × |
表5 实施例和比较例评价结果
实施例13 | 实施例14 | 比较例1 | 比较例2 | |
离版性 | ○ | ○ | × | ○ |
初期外观 | ○ | ○ | ○ | △ |
沸水粘结性 | 100/100 | 100/100 | 80/100 | 0/100 |
沸水外观 | ○ | ○ | × | ○ |
加速耐候粘结性 | 100/100 | 100/100 | 70/100 | 0/100 |
发明的效果
本发明能提供表面硬度和折射率高、没有固化时的收缩变形及固化后的变形、留下痕、耐候性低的问题的优良的光学部件用电离性射线固化型树脂组合物;使用其固化物的优良的光学部件及面光源。
附图的简单说明
图1是表示抗拉应力(kg/cm2)和应变(%)关系(S-S曲线)的示意图。纵轴表示抗拉应力(kg/cm2),横轴表示应变(%)。(是看不到屈服点的特性曲线。特性曲线A)
图2是表示抗拉应力(kg/cm2)和应变(%)关系(S-S曲线)的示意图。纵轴表示抗拉应力(kg/cm2),横轴表示应变(%)。(是看到屈服点的特性曲线。特性曲线B)
图3是表示抗拉应力(kg/cm2)和应变(%)关系(S-S曲线)的示意图。纵轴表示抗拉应力(kg/cm2),模轴表示应力(%)。(是看不到屈服点的特性曲线。特性曲线A)
图4是表示本发明的透镜阵列片的连续制造方法的一个例子图。
图5是示意地表示本发明的透镜阵列片的例子图。
图6是示意地表示本发明的透镜阵列片的例子图。
图7是示意地表示本发明的透镜阵列片的例子图。
图8是示意地表示本发明的透镜阵列片的例子图。
图9是示意地表示本发明的透镜阵列片的例子图。
图10是示意地表示本发明的透镜阵列片的例子图。
图11是表示本发明的面光源的一个例子图。
图12是表示本发明的面光源的一个例子图。
图13是实施例1得到的树脂组合物固化物的抗拉应力(kg/cm2)和应变(%)的关系图。
图14是实施例6得到的树脂组合物固化物的抗拉应力(kg/cm2)和应变(%)的关系图。
图15是实施例11得到的树脂组合物固化物的抗拉应力(kg/cm2)和应变(%)的关系图。
图16是比较例1得到的树脂组合物固化物的抗拉应力(kg/cm2)和应变(%)的关系图。
符号的说明
1 辊子凹版
2 凹部
3 未固化的电离性射线固化型树脂组合物A
3a 固化的电离性射线固化型树脂组合物(A)
4 基体材料片(C)
5 挤压辊
6 输送辊
7 固化装置
8 输送辊
9 透镜阵列片
10 T模型喷嘴
11 干燥装置
12 液流
P 重复周期
β 顶角
41 单位透镜
51 导光体
52 光源
53 光反射层
54 灯罩
60 透射式液晶显示板
100 面光源
200 液晶显示装置(LCD)
Claims (16)
1.光学部件用电离性射线固化型树脂组合物,它是一种通过电离性射线的照射而固化的树脂组合物,其特征在于,
通过电离性射线的照射使其固化而得到的厚度为0.4mm的薄片,在400-900nm的波长范围的光透射率至少是80%,
而且,在抗拉应力和应变的关系图中,所述固化物没有屈服点。
2.权利要求1所述的光学部件用电离性射线固化型树脂组合物,其特征在于,该组合物由有环状结构的具有二个以上丙烯酸酯基的环氧丙烯酸酯(a)和有环状结构的单官能丙烯酸酯(b)组成,丙烯酸酯官能团是0.2-5.0mmol/g。
3.权利要求2所述的光学部件用电离性线固化型树脂组合物,其特征在于,有环状结构的具有二个以上丙烯酸酯基的环氧丙烯酸酯(a)是从双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、部分卤素取代的双酚A型环氧树脂、部分卤素取代的双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂以及它们的混合物中选择的一种以上的环氧树脂与(甲基)丙烯酸反应而得到的环氧丙烯酸酯。
4.权利要求2或3所述的光学部件用电离性射线固化型树脂组合物,其特征在于,有环状结构的单官能丙烯酸酯(b)是从(甲基)丙烯酸异冰片酯、缩水甘油基环碳酸酯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、2-羟基-3-苯氧基-丙基(甲基)丙烯酸酯、2-苯基-2-(4-丙烯酰基羟苯基)丙烷、2-苯基-2-(4-丙烯酰基羟基烷氧基苯基)丙烷、2,4-6-三溴苯基丙烯酸酯、2,4,6-三溴苯基烷氧基丙烯酸酯以及它们的混合物中选择的一种以上的单官能丙烯酸酯。
5.一种光学部件,其特征在于,它是由一种光学部件用电离性射线固化型树脂组合物,通过电离性射线的照射使之固化而成的固化物所构成,
所述光学部件用电离性射线固化型树脂组合物是通过电离性射线的照射而固化的树脂组合物,
通过电离性射线的照射使其固化而得到的厚度0.4mm的薄片,在400-900nm波长范围的光透射率至少是80%,
而且,在抗拉应力和应变关系图中,所述固化物不具有屈服点。
6.权利要求5所述的光学部件,其特征在于,它由光学部件用电离性射线固化型树脂组合物经电离性射线照射使其固化而成的固化物层(A),以及片状透明树脂层(C)构成。
7.权利要求5所述的光学部件,其特征在于,它由光学部件用电离性射线固化型树脂组合物经电离性射线照射,使之固化而成的固化物层(A)、粘结剂层(B)和片状透明树脂层(C)构成。
8.一种面光源,其特征在于,它是由光学部件用电离性射线固化型树脂组合物,通过电离性射线的照射使之固化而成的固化物构成的光学部件,它由透光性平板组成的导光体、邻接该导光体的侧端面中的一个面以上设置的光源单元、设置于该导光体背面的光反射层、以及层叠在该导光体表面的光射出面上的光学部件构成,
所述光学部件是一种通过电离性射线的照射进行固化的树脂组合物,
通过电离性射线照射使其固化而得到的厚度0.4mm的薄片,在400-900nm的波长范围的光透射率至少为80%,
而且,在抗拉应力和应变的关系图中,所述固化物不具有屈服点。
9.权利要求8所述的面光源,其特征在于,所述光学部件用电离性射线固化型树脂组合物,由有环状结构的具有二个以上丙烯酸酯基的环氧丙烯酸酯(a)和有环状结构的单官能丙烯酸酯(b)组成,丙烯酸酯官能团是0.2-5.0mmol/g。
10.权利要求9所述的电光源,其特征在于,有环状结构的具有二个以上丙烯酸酯基的环氧丙烯酸酯(a)是从双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、部分卤素取代的双酚A型环氧树脂、部分卤素取代的双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂以及它们的混合物中选择的一种以上的环氧树脂与(甲基)丙烯酸反应而得到的环氧丙烯酸酯。
11.权利要求9或10所述的面光源,其特征在于,有环状结构的单官能丙烯酸酯(b)是从(甲基)丙烯酸异冰片酯、缩水甘油基环碳酸酯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、2-羟基-3-苯氧基-丙基(甲基)丙烯酸酯、2-苯基-2-(4-丙烯酰基羟苯基)丙烷、2-苯基-2-(4-丙烯酰基羟基烷氧基苯基)丙烷、2,4-6-三溴苯基丙烯酸酯、2,4,6-三溴苯基烷氧基丙烯酸酯以及它们的混合物中选择的一种以上的单官能丙烯酸酯。
12.权利要求9所述的面光源,其特征在于,所述光学部件由光学部件用电离性射线固化型树脂组合物经电离性射线照射使其固化而成的固化物层(A),以及片状透明树脂层(C)构成。
13.权利要求8或9所述的面光源,其特征在于,所述光学部件由光学部件用电离性射线固化型树脂组合物经电离性射线照射,使之固化而成的固化物层(A)、粘结剂层(B)和片状透明树脂层(C)构成。
14.权利要求5、6或7中任何一项所述的光学部件,其特征在于,所述光学部件用电离性射线固化型树脂组合物,由有环状结构的具有二个以上丙烯酸酯基的环氧丙烯酸酯(a),和有环状结构的单官能丙烯酸酯(b)组成,丙烯酸酯官能团是0.2-5.0mmol/g。
15.权利要求14所述的光学部件,其特征在于,有环状结构的具有二个以上丙烯酸酯基的环氧丙烯酸酯(a)是从双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、部分卤素取代的双酚A型环氧树脂、部分卤素取代的双酚F型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂以及它们的混合物中选择的一种以上的环氧树脂与(甲基)丙烯酸反应而得到的环氧丙烯酸酯。
16.权利要求15所述的光学部件,其特征在于,有环状结构的单官能丙烯酸酯(b)是从(甲基)丙烯酸异冰片酯、缩水甘油基环碳酸酯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、2-羟基-3-苯氧基-丙基(甲基)丙烯酸酯、2-苯基-2-(4-丙烯酰基羟苯基)丙烷、2-苯基-2-(4-丙烯酰基羟基烷氧基苯基)丙烷、2,4-6-三溴苯基丙烯酸酯、2,4,6-三溴苯基烷氧基丙烯酸酯以及它们的混合物中选择的一种以上的单官能丙烯酸酯。
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