JP2002080733A - 光学材料用組成物、光学用材料、その製造方法およびそれを用いた液晶表示装置およびled - Google Patents

光学材料用組成物、光学用材料、その製造方法およびそれを用いた液晶表示装置およびled

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JP2002080733A JP2000398382A JP2000398382A JP2002080733A JP 2002080733 A JP2002080733 A JP 2002080733A JP 2000398382 A JP2000398382 A JP 2000398382A JP 2000398382 A JP2000398382 A JP 2000398382A JP 2002080733 A JP2002080733 A JP 2002080733A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高い耐熱性を有し、複屈折率が低く、光弾性係
数が小さく、光学的透明性が高く、さらに強靭性を有す
る光学用材料用組成物、光学用材料、その製造方法、お
よびそれを用いた液晶表示装置およびLEDを提供する
こと。 【解決手段】(A)SiH基と反応性を有する炭素−炭
素二重結合を1分子中に少なくとも2個含有する有機系
骨格からなる有機化合物、(B)1分子中に少なくとも
2個のSiH基を含有するケイ素化合物、(C)ヒドロ
シリル化触媒、を必須成分としてなる光学用材料用組成
物をあらかじめ混合し、組成物中のSiH基と反応性を
有する炭素−炭素二重結合とSiH基の一部または全部
を反応させることによって硬化させて光学用材料とする
こと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は光学用材料に関する
ものであり、更に詳しくは、高い耐熱性を有し、光学的
透明性が高く、さらに強靭性を有する光学用材料用組成
物、光学用材料、その製造方法、およびそれを用いた液
晶表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置用をはじめとする光学用材
料としては、複屈折率が低く、光弾性係数が小さく、光
学的透明性の高い材料が使用される。また、液晶表示装
置用等の材料の場合には、製造プロセス上使用する材料
には高い耐熱性が必要である。こういった要求を満足す
る材料として従来ガラス等が使用されてきた。
【0003】液晶表示装置用をはじめとする光学用材料
は薄いフィルム状あるいは細いチューブやロッド状で多
く使用されるが、近年の市場要求に従い、より薄いフィ
ルム状、あるいはより細いチューブまたはロッド状での
使用が必要になってきている。しかし、従来使用されて
きたガラスは強度的に脆い性質を有しているため、使用
範囲に限界が生じてきている。
【0004】強靭性のある材料としては高分子材料があ
るが、例えば熱可塑性樹脂の場合は、一般に高い耐熱性
を発現させるために芳香族骨格を導入すると、複屈折率
が高くなり光弾性係数が大きくなるため、高い耐熱性と
光学的性能の両立が困難である。また熱硬化性樹脂の場
合は、従来知られている熱硬化性樹脂は一般に着色して
おり、光学用材料用途には向かない。さらに、一般に極
性を有しており光学的性能発現にも不利である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、高い耐熱性を有し、複屈折率が低く、光弾性係数が
小さく、光学的透明性が高く、さらに強靭性を有する光
学用材料用組成物、光学用材料、その製造方法、および
それを用いた液晶表示装置およびLEDを提供すること
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに本発明者らは鋭意研究の結果、SiH基と反応性を
有する炭素−炭素二重結合を1分子中に少なくとも2個
含有する有機化合物、と1分子中に少なくとも2個のS
iH基を含有するケイ素化合物を必須成分として光学用
材料用組成物とすることにより、上記課題を解決できる
ことを見出し、本発明に至った。
【0007】すなわち、本発明は、(A)SiH基と反
応性を有する炭素−炭素二重結合を1分子中に少なくと
も2個含有する有機系骨格からなる有機化合物、(B)
1分子中に少なくとも2個のSiH基を含有するケイ素
化合物、(C)ヒドロシリル化触媒、を必須成分として
含有する組成物からなることを特徴とする光学材料用組
成物(請求項1)であり、請求項1記載の組成物におい
て、上記(A)成分がSiH基と反応性を有するビニル
基を1分子中に少なくとも1個(請求項2)であり、請
求項1記載の組成物において、上記(A)成分がSiH
基と反応性を有するアリル基を1分子中に少なくとも1
個含有する有機系骨格からなる有機化合物であることを
特徴とする光学材料用組成物(請求項3)であり、請求
項1記載の組成物において、上記(A)成分がポリブタ
ジエン、ビニルシクロヘキセン、シクロペンタジエン、
ジシクロペンタジエン、ジビニルビフェニル、またはビ
スフェノールAジアリルエーテルであることを特徴とす
る光学材料用組成物(請求項4)であり、請求項1記載
の組成物において、上記(A)成分がトリアリルイソシ
アヌレート、トリビニルシクロヘキサンであることを特
徴とする光学材料用組成物(請求項5)であり、光学用
材料が液晶用フィルムである請求項1乃至5のいずれか
一項に記載の光学材料用組成物(請求項6)であり、光
学用材料が液晶用プラスチックセルである請求項1乃至
5のいずれか一項に記載の光学材料用組成物(請求項
7)であり、光学用材料がLEDの封止材である請求項
1乃至6のいずれか一項に記載の光学材料用組成物(請
求項8)であり、請求項1乃至8のいずれか一項に記載
の光学用材料用組成物をあらかじめ混合し、組成物中の
SiH基と反応性を有する炭素−炭素二重結合とSiH
基の一部または全部を反応させることによって硬化させ
てなる光学用材料(請求項9)であり、請求項1乃至8
にいずれか一項に記載の光学用材料用組成物をあらかじ
め混合し、組成物中のSiH基と反応性を有する炭素−
炭素二重結合とSiH基の一部または全部を反応させる
ことによる請求項9に記載の光学用材料の製造方法(請
求項10)であり、請求項9に記載の光学用材料を用い
た液晶表示装置(請求項11)であり、請求項9に記載
の光学用材料を用いたLED(請求項12)である。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
【0009】まず、本発明における(A)成分について
説明する。
【0010】(A)成分はSiH基と反応性を有する炭
素−炭素二重結合を1分子中に少なくとも2個含有する
有機系骨格からなる有機化合物である。有機系骨格とし
てはポリシロキサン−有機ブロックコポリマーやポリシ
ロキサン−有機グラフトコポリマーのようなシロキサン
単位(Si−O−Si)を含むものではなく、構成元素
としてC、H、N、O、S、ハロゲンのみを含む骨格で
あることが好ましい。シロキサン単位を含むものの場合
は、ガス透過性やはじきの問題がある。
【0011】(A)成分において、その構造を骨格部分
と、その骨格に共有結合によって(場合によっては2価
以上の置換基を介して)結合していてかつSiH基と反
応性を有する炭素−炭素二重結合を有する基(アルケニ
ル基)とに分けて表した場合、アルケニル基は分子内の
どこに存在してもよい。
【0012】有機化合物である(A)成分の骨格として
は、特に限定はなく有機重合体骨格または有機単量体骨
格を用いればよい。
【0013】有機重合体骨格の例としては、ポリエーテ
ル系、ポリエステル系、ポリアリレート系、ポリカーボ
ネート系、飽和炭化水素系、ポリアクリル酸エステル
系、ポリアミド系、フェノール−ホルムアルデヒド系
(フェノール樹脂系)、ポリイミド系の骨格を用いるこ
とができる。
【0014】また単量体骨格としては例えばフェノール
系、ビスフェノール系、ベンゼン、ナフタレンなどの芳
香族炭化水素系、脂肪族炭化水素系、およびこれらの混
合物が挙げられる。
【0015】(A)成分のアルケニル基としてはSiH
基と反応性を有するものであれば特に制限されないが、
下記一般式(I)
【0016】
【化1】 (式中R1は水素原子あるいはメチル基を表す。)で示
されるアルケニル基が反応性の点から好適である。ま
た、原料の入手の容易さからは、
【0017】
【化2】 が特に好ましい。
【0018】(A)成分のアルケニル基としては、下記
一般式(II)
【0019】
【化3】 (式中R1は水素原子あるいはメチル基を表す。)で示
されるアルケニル基が、硬化物の耐熱性が高いという点
から好適である。また、原料の入手の容易さからは、
【0020】
【化4】 が特に好ましい。
【0021】アルケニル基は2価以上の置換基を介して
(A)成分の骨格部分に共有結合していても良く、2価
以上の置換基としては炭素数0〜10の置換基であれば
特に制限はないが、構成元素としてC、H、N、O、
S、ハロゲンのみを含むものが好ましい。これらの置換
基の例としては、
【0022】
【化5】
【0023】
【化6】 が挙げられる。また、これらの2価以上の置換基の2つ
以上が共有結合によりつながって1つの2価以上の置換
基を構成していてもよい。
【0024】以上のような骨格部分に共有結合する基の
例としては、ビニル基、アリル基、メタリル基、アクリ
ル基、メタクリル基、2−ヒドロキシ−3−(アリルオ
キシ)プロピル基、2−アリルフェニル基、3−アリル
フェニル基、4−アリルフェニル基、2−(アリルオキ
シ)フェニル基、3−(アリルオキシ)フェニル基、4
−(アリルオキシ)フェニル基、2−(アリルオキシ)
エチル基、2、2−ビス(アリルオキシメチル)ブチル
基、3−アリルオキシ−2、2−ビス(アリルオキシメ
チル)プロピル基、
【0025】
【化7】 が挙げられる。
【0026】(A)成分としては、上記のように骨格部
分とアルケニル基とに分けて表現しがたい、低分子量化
合物も用いることができる。これらの低分子量化合物の
具体例としては、ブタジエン、イソプレン、オクタジエ
ン、デカジエンなどの脂肪族鎖状ポリエン化合物系、シ
クロペンタジエン、シクロオクタジエン、ジシクロペン
タジエン、トリシクロペンタジエン、ノルボルナジエ
ン、トリアリルイソシアヌレート、トリビニルシクロヘ
キサンなどの脂肪族環状ポリエン化合物系、ビニルシク
ロペンテン、ビニルシクロヘキセンなどの置換脂肪族環
状オレフィン化合物系などが挙げられる。
【0027】上記した(A)成分としては、耐熱性をよ
り向上し得るという観点から、SiH基と反応性を有す
る炭素−炭素二重結合を(A)成分1gあたり0.00
1mol以上含有するものであればよいが、さらに、1
gあたり0.005mol以上含有するものが好まし
く、0.008mol以上含有するものが特に好まし
い。具体的な例としては、ブタジエン、イソプレン、ビ
ニルシクロヘキセン、シクロペンタジエン、ジシクロペ
ンタジエン、シクロヘキサジエン、デカジエン、ジアリ
ルフタレート、トリメチロールプロパンジアリルエーテ
ル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ジビニ
ルベンゼン類(純度50〜100%のもの、好ましくは
純度80〜100%のもの)、1、3−ジイソプロペニ
ルベンゼン、1、4−ジイソプロペニルベンゼン、およ
びそれらのオリゴマー、1,2−ポリブタジエン(1、
2比率10〜100%のもの、好ましくは1、2比率5
0〜100%のもの)、トリアリルイソシアヌレート、
トリビニルシクロヘキサン
【0028】
【化8】 などが挙げられる。
【0029】また、(A)成分としては、複屈折率が低
い、光弾性係数が低いなどのように光学特性が良好であ
るという観点からは、芳香環の(A)成分中の成分重量
比が50wt%以下であるものが好ましく、40wt%
以下のものがより好ましく、30%以下のものがさらに
好ましい。最も好ましいのは芳香環を含まないものであ
る。
【0030】得られる硬化物の着色が少なく光学的透明
性が高いという観点、および耐光着色性が少ないという
観点から、(A)成分としては、ビニルシクロヘキセ
ン、ジシクロペンタジエン、トリアリルイソシアヌレー
ト、トリビニルシクロヘキサンが好ましく、中でもトリ
アリルイソシアヌレート、トリビニルシクロヘキサンが
より好ましい。
【0031】(A)成分のSiH基と反応性を有する炭
素−炭素二重結合の数は、平均して1分子当たり少なく
とも2個あればよいが、耐熱性をより向上し得るという
観点から、2を越えることが好ましく、3個以上である
ことがより好ましく、4個以上であることが特に好まし
い。(A)成分のSiH基と反応性を有する炭素−炭素
二重結合の数が1分子内当たり1個以下の場合は、
(B)成分と反応してもグラフト構造となるのみで架橋
構造とならない。(A)成分としては、他の成分との均
一な混合、および良好な作業性を得るためには100℃
以下の温度において流動性があるものが好ましく、線状
でも枝分かれ状でもよく、分子量は特に制約はないが、
50〜100,000の任意のものが好適に使用でき
る。分子量が100、000以上では一般に原料が高粘
度となり作業性に劣るとともに、アルケニル基とSiH
基との反応による架橋の効果が発現し難い。さらに
(B)成分との反応性を高めるため、(A)成分として
はSiH基と反応性を有するビニル基を1分子中に少な
くとも1個含有する有機系骨格からなる有機化合物であ
ることが好ましく、さらに好ましくはビニル基を1分子
中に少なくとも2個含有する有機系骨格からなる有機化
合物であることが好ましい。また、(B)成分との反応
性をさらに高めるため、(A)成分としてはSiH基と
反応性を有するアリル基を1分子中に少なくとも1個含
有する有機系骨格からなる有機化合物であることが好ま
しく、さらに好ましくはビニル基を1分子中に少なくと
も2個含有する有機系骨格からなる有機化合物であるこ
とが好ましい。また、その工業的入手性の容易さから、
好ましい(A)成分の具体例としてポリブタジエン、ビ
ニルシクロヘキセン、シクロペンタジエン、ジシクロペ
ンタジエン、ジビニルビフェニル、トリアリルイソシア
ヌレート、トリビニルシクロヘキサンまたはビスフェノ
ールAジアリルエーテルを挙げることが出来る。
【0032】次に、(B)成分であるSiH基を有する
化合物について説明する。本発明に使用できるSiH基
を有する化合物については特に制限がなく、例えば国際
公開WO96/15194に記載される化合物で、1分
子中に少なくとも2個のSiH基を有するものなどが使
用できる。
【0033】これらのうち、入手性の面からは、1分子
中に少なくとも2個のSiH基を有する鎖状、及び/又
は、環状ポリオルガノシロキサンが好ましく、(A)成
分との相溶性が良いという観点から、さらに、下記一般
式(III)
【0034】
【化9】 (式中、R2は炭素数1〜6の有機基を表し、nは3〜
10の数を表す。)で表される、1分子中に少なくとも
2個のSiH基を有する環状ポリオルガノシロキサンが
好ましい。なお、一般式(III)で表される化合物中
の置換基R2は、C、H、Oから構成されるものである
ことが好ましく、炭化水素基であることがより好まし
い。
【0035】また、前記(A)成分と良好な相溶性を有
するという観点からは、鎖状、及び/又は、環状ポリオ
ルガノシロキサンと、炭素−炭素二重結合を有する有機
化合物から選ばれた1種以上の化合物(以降(E)成分
と称する)との反応物も好ましい。この場合、反応物の
(A)成分との相溶性をさらに高めるために、反応物か
ら未反応のシロキサン類などを脱揮などにより除去した
ものを用いることもできる。
【0036】(E)成分はSiH基と反応性を有する炭
素−炭素二重結合を1分子中に少なくとも1個含有する
有機系骨格からなる有機化合物であって、前記(A)成
分と同じ説明のものも使用できる。
【0037】(B)成分の(A)成分に対する相溶性が
高くし得るという観点からは、(E)成分の好ましい具
体例として、ノボラックフェノールのアリルエーテルお
よびビスフェノールAジアリルエーテル、2、2’−ジ
アリルビスフェノールA、ジアリルフタレート、フタル
酸のビス(2−アリルオキシエチル)エステル、スチレ
ン、α−メチルスチレン、アリル末端ポリプロピレンオ
キシド及びポリエチレンオキシド、トリアリルイソシア
ヌレートなどが挙げられる。(E)成分の有機化合物
は、単独もしくは2種以上のものを混合して用いること
が可能である。
【0038】上記したような各種(B)成分は単独もし
くは2種以上のものを混合して用いることが可能であ
る。
【0039】上記したような(A)成分と(B)成分の
混合比率は、必要な強度を失わない限りは特に限定され
ないが、一般に前記(A)成分中のSiH基と反応性を
有する炭素−炭素二重結合の数(X)と、前記(B)成
分中のSiH基の数(Y)との比が、2≧Y/X≧0.
5であることが好ましく。Y/X>2、あるいは0.5
>Y/Xの場合は、十分な硬化性が得られず、充分な強
度が得られない場合があり、耐熱性も低くなりうる。
【0040】次に(C)成分であるヒドロシリル化触媒
について説明する。ヒドロシリル化触媒としては、ヒド
ロシリル化反応の触媒活性があれば特に限定されない
が、例えば、白金の単体、アルミナ、シリカ、カーボン
ブラックなどの担体に固体白金を担持させたもの、塩化
白金酸、塩化白金酸とアルコール、アルデヒド、ケトン
などとの錯体、白金−オレフィン錯体(例えば、Pt
(CH2=CH22(PPh32、Pt(CH2=C
22Cl2)、白金−ビニルシロキサン錯体(例え
ば、Pt(ViMe2SiOSiMe2Vi)n、Pt
[(MeViSiO)4m)、白金−ホスフィン錯体
(例えば、Pt(PPh34、Pt(PBu34)、白
金−ホスファイト錯体(例えば、Pt[P(OP
h)34、Pt[P(OBu) 34)(式中、Meはメ
チル基、Buはブチル基、Viはビニル基、Phはフェ
ニル基を表し、n、mは、整数を示す。)、ジカルボニ
ルジクロロ白金、カールシュテト(Karstedt)
触媒、また、アシュビー(Ashby)の米国特許第3
159601号および3159662号明細書中に記載
された白金−炭化水素複合体、ならびにラモロー(La
moreaux)の米国特許第3220972号明細書
中に記載された白金アルコラート触媒が挙げられる。さ
らに、モディック(Modic)の米国特許第3516
946号明細書中に記載された塩化白金−オレフィン複
合体も本発明において有用である。
【0041】また、白金化合物以外の触媒の例として
は、RhCl(PPh)3、RhCl3、RhAl23
RuCl3、IrCl3、FeCl3、AlCl3、PdC
2・2H2O、NiCl2、TiCl4、などが挙げられ
る。
【0042】これらの中では、触媒活性の点から塩化白
金酸、白金−オレフィン錯体、白金−ビニルシロキサン
錯体などが好ましい。また、これらの触媒は単独で使用
してもよく、2種以上併用してもよい。
【0043】触媒の添加量は特に限定されないが、十分
な硬化性を有し、かつ硬化性組成物のコストを比較的低
く抑えるために、SiH基1モルに対して、10-1〜1
-8モルの範囲が好ましく、より好ましくは、10-2
10-6モルの範囲である。
【0044】また、上記触媒には助触媒を併用すること
が可能であり、例としてトリフェニルホスフィンなどの
リン系化合物、ジメチルマレエートなどの1、2−ジエ
ステル系化合物、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−ブ
チンなどのアセチレンアルコール系化合物、単体の硫黄
などの硫黄系化合物、トリエチルアミンなどのアミン系
化合物などが挙げられる。助触媒の添加量は特に限定さ
れないが、触媒1モルに対して、10-2〜102モルの
範囲が好ましく、より好ましくは10-1〜10モルの範
囲である。
【0045】さらに本発明の組成物の保存安定性を改良
する目的、あるいは製造過程でのヒドロシリル化反応の
反応性を調整する目的で、硬化遅延剤を使用することが
できる。硬化遅延剤としては、脂肪族不飽和結合を含有
する化合物、有機リン化合物、有機イオウ化合物、窒素
含有化合物、スズ系化合物、有機過酸化物などが挙げら
れ、これらを併用してもかまわない。脂肪族不飽和結合
を含有する化合物として、プロパギルアルコール類、エ
ン−イン化合物類、マレイン酸エステル類などが例示さ
れる。有機リン化合物としては、トリオルガノフォスフ
ィン類、ジオルガノフォスフィン類、オルガノフォスフ
ォン類、トリオルガノフォスファイト類などが例示され
る。有機イオウ化合物としては、オルガノメルカプタン
類、ジオルガノスルフィド類、硫化水素、ベンゾチアゾ
ール、ベンゾチアゾールジサルファイドなどが例示され
る。窒素含有化合物としては、アンモニア、1〜3級ア
ルキルアミン類、アリールアミン類、尿素、ヒドラジン
などが例示される。スズ系化合物としては、ハロゲン化
第一スズ2水和物、カルボン酸第一スズなどが例示され
る。有機過酸化物としては、ジ−t−ブチルペルオキシ
ド、ジクミルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、
過安息香酸t−ブチルなどが例示される。
【0046】これらの硬化遅延剤のうち、遅延活性が良
好で原料入手性がよいという観点からは、ベンゾチアゾ
ール、チアゾール、ジメチルマレート、3−ヒドロキシ
−3−メチル−1−ブチンが好ましい。
【0047】貯蔵安定性改良剤の添加量は、使用するヒ
ドロシリル化触媒1molに対し、10-1〜103モル
の範囲が好ましく、より好ましくは1〜50モルの範囲
である。
【0048】本発明の組成物としては上記したように各
種組み合わせのものが使用できるが、耐熱性が良好であ
るという観点から、組成物を硬化させて得られる硬化物
のTgが50℃以上となるものが好ましく、100℃以
上となるものがさらに好ましく、150℃以上となるも
のが特に好ましい。
【0049】本発明の組成物には必要に応じて無機フィ
ラーを添加してもよい。無機フィラーを添加すると、組
成物の流動性の防止、材料の高強度化に効果がある。無
機フィラーとしては光学特性を低下させない、微粒子状
なものが好ましく、アルミナ、水酸化アルミニウム、溶
融シリカ、結晶性シリカ、超微粉無定型シリカや疎水性
超微粉シリカ、タルク、硫酸バリウムなどを挙げること
ができる。
【0050】また更に、本発明の組成物の特性を改質す
る目的で、種々の樹脂を添加することも可能である。樹
脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエーテルスル
ホン樹脂、ポリアリレート樹脂、エポキシ樹脂、シアナ
ート樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド
樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ウレタン樹脂及びポ
リエステル樹脂などが例示されるがこれに限定されるも
のではない。
【0051】本発明の組成物をそのままフィルムなどに
成形することも可能であるが、該組成物を有機溶剤に溶
解してワニスとすることも可能である。使用できる溶剤
は特に限定されるものではなく、具体的に例示すれば、
ベンゼン、トルエン、ヘキサン、ヘプタンなどの炭化水
素系溶媒、テトラヒドロフラン、1, 4−ジオキサ
ン、ジエチルエーテルなどのエーテル系溶媒、アセト
ン、メチルエチルケトンなどのケトン系溶媒、クロロホ
ルム、塩化メチレン、1, 2−ジクロロエタンなどの
ハロゲン系溶媒を好適に用いることができる。溶媒は2
種類以上の混合溶媒として用いることもできる。溶媒と
しては、トルエン、テトラヒドロフラン、クロロホルム
が好ましい。使用する溶媒量は、用いる反応性(A)成
分1gに対し、0〜10 mLの範囲で用いるのが好ま
しく、0.5〜5mLの範囲で用いるのがさらに好まし
く、1〜3mLの範囲で用いるのが特に好ましい。使用
量が少ないと、低粘度化などの溶媒を用いることの効果
が得られにくく、また、使用量が多いと、材料に溶剤が
残留して熱クラックなどの問題となり易く、またコスト
的にも不利になり工業的利用価値が低下する。
【0052】本発明の組成物には、その他、老化防止
剤、ラジカル禁止剤、紫外線吸収剤、接着性改良剤、難
燃剤、界面活性剤、保存安定改良剤、オゾン劣化防止
剤、光安定剤、増粘剤、可塑剤、カップリング剤、酸化
防止剤、熱安定剤、導電性付与剤、帯電防止剤、放射線
遮断剤、核剤、リン系過酸化物分解剤、滑剤、顔料、金
属不活性化剤、物性調整剤などを本発明の目的および効
果を損なわない範囲において添加することができる。
【0053】本発明で言う光学用材料とは、可視光、赤
外線、紫外線、X線、レーザーなどの光をその材料中を
通過させる用途に用いる材料一般を示す。
【0054】より具体的には、液晶ディスプレイ分野に
おける基板材料、導光板、プリズムシート、偏向板、位
相差板、視野角補正フィルム、接着剤、偏光子保護フィ
ルムなどの液晶用フィルムなどの液晶表示装置周辺材料
である。また、次世代フラットパネルディスプレイとし
て期待されるカラーPDP(プラズマディスプレイ)の
封止剤、反射防止フィルム、光学補正フィルム、ハウジ
ング材、前面ガラスの保護フィルム、前面ガラス代替材
料、接着剤、またLED表示装置に使用されるLED素
子のモールド材、LEDの封止材、前面ガラスの保護フ
ィルム、前面ガラス代替材料、接着剤、またプラズマア
ドレス液晶(PALC)ディスプレイにおける基板材
料、導光板、プリズムシート、偏向板、位相差板、視野
角補正フィルム、接着剤、偏光子保護フィルム、また有
機EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイにお
ける前面ガラスの保護フィルム、前面ガラス代替材料、
接着剤、またフィールドエミッションディスプレイ(F
ED)における各種フィルム基板、前面ガラスの保護フ
ィルム、前面ガラス代替材料、接着剤である。
【0055】光記録分野では、VD(ビデオディス
ク)、CD/CD−ROM、CD−R/RW、DVD−
R/DVD−RAM、MO/MD、PD(相変化ディス
ク)、光カード用のディスク基板材料、ピックアップレ
ンズ、保護フィルム、封止剤、接着剤などである。
【0056】光学機器分野では、スチールカメラのレン
ズ用材料、ファインダプリズム、ターゲットプリズム、
ファインダーカバー、受光センサー部である。また、ビ
デオカメラの撮影レンズ、ファインダーである。またプ
ロジェクションテレビの投射レンズ、保護フィルム、封
止剤、接着剤などである。光センシング機器のレンズ用
材料、封止剤、接着剤、フィルムなどである。
【0057】光部品分野では、光通信システムでの光ス
イッチ周辺のファイバー材料、レンズ、導波路、素子の
封止剤、接着剤などである。光コネクタ周辺の光ファイ
バー材料、フェルール、封止剤、接着剤などである。光
受動部品、光回路部品ではレンズ、導波路、LED素子
の封止剤、接着剤などである。光電子集積回路(OEI
C)周辺の基板材料、ファイバー材料、素子の封止剤、
接着剤などである。
【0058】光ファイバー分野では、装飾ディスプレイ
用照明・ライトガイドなど、工業用途のセンサー類、表
示・標識類など、また通信インフラ用および家庭内のデ
ジタル機器接続用の光ファイバーである。
【0059】半導体集積回路周辺材料では、LSI、超
LSI材料用のマイクロリソグラフィー用のレジスト材
料である。
【0060】自動車・輸送機分野では、自動車用のラン
プリフレクタ、ベアリングリテーナー、ギア部分、耐蝕
コート、スイッチ部分、ヘッドランプ、エンジン内部
品、電装部品、各種内外装品、駆動エンジン、ブレーキ
オイルタンク、自動車用防錆鋼板、インテリアパネル、
内装材、保護・結束用ワイヤーネス、燃料ホース、自動
車ランプ、ガラス代替品である。また、鉄道車輌用の複
層ガラスである。また、航空機の構造材の靭性付与剤、
エンジン周辺部材、保護・結束用ワイヤーネス、耐蝕コ
ートである。
【0061】建築分野では、内装・加工用材料、電気カ
バー、シート、ガラス中間膜、ガラス代替品、太陽電池
周辺材料である。農業用では、ハウス被覆用フィルムで
ある。
【0062】次世代の光・電子機能有機材料としては、
有機EL素子周辺材料、有機フォトリフラクティブ素
子、光−光変換デバイスである光増幅素子、光演算素
子、有機太陽電池周辺の基板材料、ファイバー材料、素
子の封止剤、接着剤などである。
【0063】本発明の光学材料用組成物は、あらかじめ
混合し、組成物中のSiH基と反応性を有する炭素−炭
素二重結合とSiH基の一部または全部を反応させるこ
とによって硬化させて光学用材料とすることができる。
【0064】混合の方法としては、各種方法をとること
ができるが、(A)成分に(C)成分を混合したもの
と、(B)成分を混合する方法が好ましい。(A)成分
と(B)成分との混合物に(C)成分を混合する方法だ
と反応の制御が困難である。(B)成分に(C)成分を
混合したものに(A)成分を混合する方法をとる場合
は、(C)成分の存在下(B)成分が水分と反応性を有
するため、貯蔵中などに変質することもある。
【0065】組成物を反応させて硬化させる場合におい
て、(A)、(B)、(C)各成分それぞれの必要量を
一度に混合して反応させてもよいが、一部を混合して反
応させた後残量を混合してさらに反応させる方法や、混
合した後反応条件の制御や置換基の反応性の差の利用に
より組成物中の官能基の一部のみを反応(Bステージ
化)させてから成形などの処理を行いさらに硬化させる
方法をとることもできる。これらの方法によれば成形時
の粘度調整が容易となる。
【0066】硬化させる方法としては、単に混合するだ
けで反応させることもできるし、加熱して反応させるこ
ともできる。反応が速く、一般に耐熱性の高い材料が得
られやすいという観点から加熱して反応させる方法が好
ましい。
【0067】反応温度としては種々設定できるが、例え
ば30〜300℃の温度が適用でき、100〜250℃
がより好ましく、150〜200℃がさらに好ましい。
反応温度が低いと十分に反応させるための反応時間が長
くなり、反応温度が高いと成形加工が困難となりやす
い。
【0068】反応は一定の温度で行ってもよいが、必要
に応じて多段階あるいは連続的に温度を変化させてもよ
い。
【0069】反応時間も種々設定できる。
【0070】反応時の圧力も必要に応じ種々設定でき、
常圧、高圧、あるいは減圧状態で反応させることもでき
る。
【0071】硬化させて得られる光学用材料の形状も用
途に応じて種々とりうるので特に限定されないが、例え
ばフィルム状、シート状、チューブ状、ロッド状、塗膜
状、バルク状などの形状とすることができる。
【0072】成形する方法も従来の熱硬化性樹脂の成形
方法をはじめとして種々の方法をとることができる。例
えば、キャスト法、プレス法、注型法、トランスファー
成形法、コーティング法、RIM法などの成形方法を適
用することができる。成形型は研磨ガラス、硬質ステン
レス研磨板、ポリカーボネート板、ポリエチレンテレフ
タレート板、ポリメチルメタクリレート板等を適用する
ことができる。また、成形型との離型性を向上させるた
めポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリカーボネ
ートフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリエチレン
フィルム、ポリテトラフルオロエチレンフィルム、ポリ
プロピレンフィルム、ポリイミドフィルム等を適用する
ことができる。
【0073】成形時に必要に応じ各種処理を施すことも
できる。例えば、成形時に発生するボイドの抑制のため
に組成物あるいは一部反応させた組成物を遠心、減圧な
どにより脱泡する処理、プレス時に一旦圧力を開放する
処理などを適用することもできる。
【0074】本発明の光学用材料を用いて液晶表示装置
を製造することができる。
【0075】この場合、本発明の光学用材料を液晶用プ
ラスチックセル、偏光板、位相差板、偏光子保護フィル
ムなどの液晶用フィルムとして使用し、通常の方法によ
って液晶表示装置を製造すればよい。
【0076】本発明の光学用材料を用いてLEDを製造
することができる。
【0077】この場合、本発明の光学用材料をLEDの
封止材として使用し、通常の方法によってLEDを製造
すればよい。
【0078】
【実施例】以下に、本発明の実施例および比較例を示す
が、本発明は以下によって限定されるものではない。 (合成例1)1Lの3つ口フラスコに、撹拌装置、冷却
管をセットした。このフラスコに、ビスフェノールA1
14g、炭酸カリウム145g、アリルブロマイド14
0g、アセトン250mLを入れ、60℃で12時間撹
拌した。上澄み液をとり、分液ロートで水酸化ナトリウ
ム水溶液により洗浄し、その後水洗した。油層を硫酸ナ
トリウムで乾燥させた後、エバポレーターで溶媒を留去
したところ、淡黄色の液体126gが得られた。1H−
NMRにより、ビスフェノールAのOH基がアリルエー
テル化したビスフェノールAジアリルエーテルであるこ
とがわかった。収率は82%であり純度は95%以上で
あった。 (実施例1)1Lの4つ口フラスコに、攪拌装置、冷却
管、滴下漏斗をセットした。このフラスコにトルエン1
50g、白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白
金として3wt%含有)15.6μL、1、3、5、7
−テトラメチルシクロテトラシロキサン500gを加え
てオイルバス中で70℃に加温、攪拌した。合成例1で
製造したビスフェノールAジアリルエーテル64gをト
ルエン40gで希釈して滴下漏斗から滴下した。同温で
60分攪拌後放冷し、ベンゾチアゾール4.74mgを
添加した。未反応の1、3、5、7−テトラメチルシク
ロテトラシロキサンおよびトルエンを減圧留去し、やや
粘ちょうな液体を得た。1H−NMRによりこのものは
1、3、5、7−テトラメチルシクロテトラシロキサン
のSiH基の一部がビスフェノールAジアリルエーテル
と反応したもの(部分反応物Aと称す)であることがわ
かった。 (実施例2)合成例1で製造したビスフェノールAジア
リルエーテル16.09gと部分反応物A15.41
g、とをカップ中で混合し、約1torrの減圧下で1
時間脱泡した。実施例1で示したように部分反応物Aは
本発明の(C)成分としての白金ビニルシロキサン錯体
を含有している。このものを端に沿って1cm幅、0.
36mm厚みのシリコーンゴムシートを付けた鏡面研磨
仕上げ(#1200研磨仕上げ)のステンレス研磨板に
流し、上部よりさらに一枚の鏡面研磨仕上げ(#120
0研磨仕上げ)のステンレス研磨板で挟み込み、100
℃/45分、続けて150℃/2.5時間加熱を行い目
視で均一かつ無色透明のシートを得た。 (実施例3)合成例1で製造したビスフェノールAジア
リルエーテル3.08gと、1、3、5、7−テトラメ
チルシクロテトラシロキサン1.20gと、白金ビニル
シロキサン錯体のキシレン溶液(白金として0.25w
t%含有)3μLとを混合して本発明の組成物とした。
このものを直径6.7cmの軟膏缶に流延し、オーブン
中で50℃から120℃まで5時間かけて昇温し透明フ
ィルムを得た。このものを2枚のガラス板にはさみ、窒
素気流下(20mL/分)150℃で3時間加熱硬化さ
せた。得られた材料は目視で均一透明であり、強靭性を
有していた。 (実施例4)合成例1で製造したビスフェノールAジア
リルエーテル6.16gと、1、3、5、7−テトラメ
チルシクロテトラシロキサン2.40gと、白金ビニル
シロキサン錯体のキシレン溶液(白金として0.5wt
%含有)3μLとを混合して本発明の組成物とした。こ
のものをすきま2mm厚のガラスセルにポリイミドフィ
ルムを離型フィルムとして用いて充填し、75℃で30
分、110℃で30分、さらに150℃で12時間加熱
硬化させた。得られた材料は目視で均一かつ無色透明で
あった。 (実施例5)1,2−ポリブタジエン(日本曹達社製B
−1000)1.27gと、1、3、5、7−テトラメ
チルシクロテトラシロキサン1.20gと、白金ビニル
シロキサン錯体のキシレン溶液(白金として0.25w
t%含有)10μLとを混合して本発明の組成物とし
た。このものを直径6.7cmの軟膏缶に流延し、オー
ブン中で50℃から120℃まで5時間かけて昇温し透
明フィルムを得た。このものを2枚のガラス板にはさ
み、窒素気流下(20mL/分)150℃で3時間加熱
硬化させた。得られた材料は目視で均一透明であり、強
靭性を有していた。 (実施例6)1,2−ポリブタジエン(日本曹達社製B
−1000)5.08gと、1、3、5、7−テトラメ
チルシクロテトラシロキサン4.80gと、白金ビニル
シロキサン錯体のキシレン溶液(白金として0.25w
t%含有)40μLとを混合して本発明の組成物とし
た。このものをすきま2mm厚のガラスセルにポリイミ
ドフィルムを離型フィルムとして用いて充填し、75℃
で30分、110℃で30分、さらに150℃で12時
間加熱硬化させた。得られた材料は目視で均一かつ無色
透明であった。 (実施例7)1,2−ポリブタジエン(日本曹達社製B
−1000)1.27gと4−ビニルシクロヘキセン
1.08g、1、3、5、7−テトラメチルシクロテト
ラシロキサン2.40gと、白金ビニルシロキサン錯体
のキシレン溶液(白金として0.25wt%含有)20
μLとを混合して本発明の組成物とした。このものを直
径6.7cmの軟膏缶に流延し、オーブン中で50℃か
ら120℃まで5時間かけて昇温し透明フィルムを得
た。このものを2枚のガラス板にはさみ、窒素気流下
(20mL/分)150℃で3時間加熱硬化させた。得
られた材料は目視で均一透明であり、強靭性を有してい
た。 (実施例8)実施例2と同じ組成物を、約1torrの
減圧下で1時間脱泡した後、結晶化PETフィルムを離
型フィルムとして用い、0.3mm厚のシリコーンゴム
をスペーサーとして用いて150℃の温度で1時間3k
g/cm2の圧力でプレス成形した。得られた材料は実
施例2で得た材料と同様の性状を有していた。 (実施例9)ジシクロペンタジエン7.2gと、1、
3、5、7−テトラメチルシクロテトラシロキサン6.
0gと、白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白
金として3wt%含有)50.0μLとを混合して本発
明の組成物とした。このものを実施例3と同じ方法で加
熱硬化させた。得られた材料は目視で均一かつ無色透明
であった。 (実施例10)ジビニルビフェニル(新日鐵化学社製D
VB−960)8.0gと、1、3、5、7−テトラメ
チルシクロテトラシロキサン7.2gと、白金ビニルシ
ロキサン錯体のキシレン溶液(白金として0.5wt%
含有)5.0μLとを混合して本発明の組成物とした。
このものを実施例3と同じ方法で加熱硬化させた。得ら
れた材料は目視で均一かつ無色透明であった。 (実施例11)ジビニルビフェニル(新日鐵化学社製D
VB−960)8.0gと、ポリメチルハイドロジェン
シロキサン(信越化学社製KF−99)7.7gと、白
金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金として
0.5wt%含有)5.0μLとを混合して本発明の組
成物とした。このものを実施例3と同じ方法で加熱硬化
させた。得られた材料は目視で均一かつ無色透明であっ
た。 (実施例12)200mLの二口フラスコに、磁気攪拌
子、冷却管をセットした。このフラスコにトルエン50
g、白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液(白金と
して3wt%含有)11.3μL、トリアリルイソシア
ヌレート5.0g、1、3、5、7−テトラメチルシク
ロテトラシロキサン37.04gを加えて、90℃のオ
イルバス中で30分加温、攪拌した。さらに130℃の
オイルバス中で2時間加熱還流させた。1−エチニル−
1−シクロヘキサノール176mgを加えた。未反応の
1、3、5、7−テトラメチルシクロテトラシロキサン
およびトルエンを減圧留去した。1H−NMRによりこ
のものは1、3、5、7−テトラメチルシクロテトラシ
ロキサンのSiH基の一部がトリアリルイソシアヌレー
トと反応したもの(部分反応物Bと称す)であることが
わかった。 (実施例13)1Lの四つ口フラスコに、攪拌装置、冷
却管、滴下漏斗をセットした。このフラスコにトルエン
190g、白金ビニルシロキサン錯体のキシレン溶液
(白金として3wt%含有)48mg、1、3、5、7
−テトラメチルシクロテトラシロキサン236.2gを
入れ、オイルバス中で70℃に加熱攪拌した。この溶液
に1、2、4−トリビニルシクロヘキサン20.0gの
トルエン10g溶液を1時間かけて滴下した。得られた
溶液を70℃のオイルバス中で90分加温、攪拌した。
1−エチニル−1−シクロヘキサノール9.2mgを加
えた。未反応の1、3、5、7−テトラメチルシクロテ
トラシロキサンおよびトルエンを減圧留去した。1H−
NMRによりこのものは1、3、5、7−テトラメチル
シクロテトラシロキサンのSiH基の一部が1、2、4
−トリビニルシクロヘキサンと反応したもの(部分反応
物Cと称す)であることがわかった。 (実施例14)トリアリルイソシアヌレート2.5gと
実施例12で合成した部分反応物B3.0g、とをカッ
プ中で混合し、約1torrの減圧下で30分脱泡し
た。実施例12で示したように部分反応物Bは本発明の
(C)成分としての白金ビニルシロキサン錯体を含有し
ている。このものを、2枚のガラス板に3mm厚みのシ
リコーンゴムシートをスペーサーとしてはさみこんで作
成したセルに流し、80℃/60分、100℃/60
分、120℃/60分加熱を行い目視で均一かつ無色透
明の硬化物を得た。 (実施例15)1、2、4−トリビニルシクロヘキサン
1.00gと実施例13で合成した部分反応物C1.8
7g、とをカップ中で混合した。実施例13で示したよ
うに部分反応物Cは本発明の(C)成分としての白金ビ
ニルシロキサン錯体を含有している。このものを、2枚
のガラス板に3mm厚みのシリコーンゴムシートをスペ
ーサーとしてはさみこんで作成したセルに流し、100
℃/60分加熱した。得られたゴム状の部分硬化物をセ
ルからはずしてあらためて2枚のガラス板にはさみこ
み、120℃/180分、150℃/60分加熱を行い
目視で均一かつ無色透明の硬化物を得た。 (比較例1)帝人化成(株)製ポリカーボネート樹脂C
−1400(平均分子量37000)を用いてフィルム
(厚み:100μm、3mm)を作製し光学特性を評価
した。 (測定例1)実施例2〜7、比較例1で得られた試料に
ついて光学特性を評価した。
【0079】リターデーション:フィルムから20mm
×20mmのサイズで試験片を切り出した。温度25
℃、湿度50%において、オーク製作所製顕微偏光分光
光度計(波長515nm)を用いて各試験片について無
荷重の場合の角位相を測定し、次式よりリターデーショ
ン値を求めた。 リターデーション=(角位相−90)/180×515全光線透過率 :フィルムから30mm×30mmのサイ
ズで試験片を切り出した。温度23℃、湿度50%にお
いて、日本電色工業製濁度計300Aを用いて測定し
た。
【0080】
【表1】 表1から明らかなように、本発明の光学用材料はポリカ
ーボネートフィルムと比較して、低複屈折を持ち、高全
光線透過率である優れた性能を有する。 (測定例2)実施例2、実施例14、および実施例15
で作成した硬化物をスガ試験機SX120型キセノンウ
ェザーメーター(ブラックパネル温度63℃、照射2時
間中降雨18分)にて70時間照射して硬化物の状態を
目視で観察した。
【0081】実施例2の硬化物はやや黄変がみられた
が、実施例14、実施例15で作成した硬化物は黄変が
みられず、無色透明の状態を保った。
【0082】
【発明の効果】本発明の組成物から製造した材料は、複
屈折率が低く、光学的透明性が高く、さらに強靭性を有
する光学用材料用に適した材料である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 9/00 C08L 9/00 83/05 83/05 G02B 1/04 G02B 1/04 H01L 33/00 H01L 33/00 N Fターム(参考) 4F071 AA01 AA12 AA33 AA41 AA49 AA50 AA51 AA54 AA60 AA67 AC02 AC19 AH19 BB01 BB02 BB03 BB05 BC01 4J002 AA00W AC03W BG04W CC03W CF27W CG00W CH05W CL09W CM04W CP04X DA067 DD047 DD077 EA026 EA046 EA066 ED026 EE026 EH006 EH076 EP006 ET006 EU186 EV046 EV216 FB297 FD157 GP00 GP01 5F041 CA45 DA46 EE21

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)SiH基と反応性を有する炭素−炭
    素二重結合を1分子中に少なくとも2個含有する有機系
    骨格からなる有機化合物、(B)1分子中に少なくとも
    2個のSiH基を含有するケイ素化合物、(C)ヒドロ
    シリル化触媒、を必須成分として含有する組成物からな
    ることを特徴とする光学材料用組成物。
  2. 【請求項2】請求項1記載の組成物において、上記
    (A)成分がSiH基と反応性を有するビニル基を1分
    子中に少なくとも1個含有する有機系骨格からなる有機
    化合物であることを特徴とする光学材料用組成物。
  3. 【請求項3】請求項1記載の組成物において、上記
    (A)成分がSiH基と反応性を有するアリル基を1分
    子中に少なくとも1個含有する有機系骨格からなる有機
    化合物であることを特徴とする光学材料用組成物。
  4. 【請求項4】請求項1記載の組成物において、上記
    (A)成分がポリブタジエン、ビニルシクロヘキセン、
    シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、ジビニル
    ビフェニル、またはビスフェノールAジアリルエーテル
    であることを特徴とする光学材料用組成物。
  5. 【請求項5】請求項1記載の組成物において、上記
    (A)成分がトリアリルイソシアヌレート、トリビニル
    シクロヘキサンであることを特徴とする光学材料用組成
    物。
  6. 【請求項6】光学用材料が液晶用フィルムである請求項
    1乃至5のいずれか一項に記載の光学材料用組成物。
  7. 【請求項7】光学用材料が液晶用プラスチックセルであ
    る請求項1乃至5のいずれか一項に記載の光学材料用組
    成物。
  8. 【請求項8】光学用材料がLEDの封止材である請求項
    1乃至6のいずれか一項に記載の光学材料用組成物。
  9. 【請求項9】請求項1乃至8のいずれか一項に記載の光
    学用材料用組成物をあらかじめ混合し、組成物中のSi
    H基と反応性を有する炭素−炭素二重結合とSiH基の
    一部または全部を反応させることによって硬化させてな
    る光学用材料。
  10. 【請求項10】請求項1乃至8にいずれか一項に記載の
    光学用材料用組成物をあらかじめ混合し、組成物中のS
    iH基と反応性を有する炭素−炭素二重結合とSiH基
    の一部または全部を反応させることによる請求項9に記
    載の光学用材料の製造方法。
  11. 【請求項11】請求項9に記載の光学用材料を用いた液
    晶表示装置。
  12. 【請求項12】請求項9に記載の光学用材料を用いたL
    ED。
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