JP2002201230A - 光硬化性樹脂組成物、低複屈折光学部材及びその製造方法 - Google Patents

光硬化性樹脂組成物、低複屈折光学部材及びその製造方法

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JP2002201230A
JP2002201230A JP2001048063A JP2001048063A JP2002201230A JP 2002201230 A JP2002201230 A JP 2002201230A JP 2001048063 A JP2001048063 A JP 2001048063A JP 2001048063 A JP2001048063 A JP 2001048063A JP 2002201230 A JP2002201230 A JP 2002201230A
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acrylate
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butyl
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Satoshi Ezaki
聡 江崎
Seiichiro Hayakawa
誠一郎 早川
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Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 透明性はもとより高耐熱性と高機械強度を併
せ持ち多くの光学用途に用いることができる硬化体を与
えうる光硬化性樹脂組成物を提供すること。 【解決手段】 下記成分A、B、C及びDを含有してな
る光硬化性組成物。 成分A:一般式(I)で表される含脂環骨格ビス(メ
タ)アクリレート 70〜99重量部 成分B:一般式(II)で表される含脂環骨格モノ(メ
タ)アクリレート 30〜1重量部 成分C:少なくとも二官能性のメルカプト化合物 1〜
10重量部 成分D:3,5−ジ−t−ブチル

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、色相の良好な光硬
化性組成物、それを用いた低複屈折光学部材及びその製
造方法に関する。詳しくは、含脂環骨格ビス(メタ)ア
クリレート(以下、ビス(メタ)アクリレートと略記す
ることがある)及び含脂環骨格モノ(メタ)アクリレー
ト(以下、モノ(メタ)アクリレートと略記することが
ある)のアクリレート組成物にメルカプト化合物及び少
量の及び少量の特定の構造を有するフェノール化合物を
配合してなる光硬化性組成物、それを共重合させて得ら
れる低複屈折光学部材及びその製造方法に関する。
【0002】本発明の低複屈折光学部材は、有機EL表
示パネル用、タッチパネル用等の表示用、光ディスク等
の記憶、記録用、太陽電池パネル用、等の光学部材、特
に低複屈折光学部材、殊に液晶表示パネル用に好適であ
る。
【0003】
【従来の技術】従来使用されている液晶表示パネル(セ
ルと呼ばれることがある)は、ガラス板を基板として使
用するものであるが、このようなパネルでは、ガラスの
低密度化と機械的強度の向上に関して限界があるため、
現在要望されている軽量薄型化に対応できない。また生
産性の向上に関しても成形性、加工性の観点から問題点
が指摘されており、プラスチックを基板として用いたパ
ネルに注目が集まっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラス
チック基板については、液晶表示に適した低複屈折性、
耐熱性、機械的強度、吸水率、色相、製品歩留まり等種
々の問題点に加えて、基板製造過程やパネルを製造する
際の加熱工程(画素を形成する際のインキ乾燥時、透明
電極成膜時、配向膜焼結時等)において、基板の主成分
や基板内に残存する微量成分の分解等に伴う着色が起こ
りやすく、製造後にパネル色調の不良を招く問題が近年
クローズアップされている。
【0005】基板の色相は、特にカラー表示を行うパネ
ルを作製する際には、非常に重要な要素となる。通常カ
ラー表示には、カラーフィルターと呼ばれるR(赤)、
G(緑)、B(青)及びブラックマトリックス(黒)が
形成された基板と、対向基板と呼ばれるこれらの画素の
ない基板が必要となる。このカラーフィルター上に透明
電極をパターニングしたものと、対向基板上に透明電極
をパターニングしたものを、共に配向膜処理した後シー
ル材を介して貼り合わせ、基板間に液晶を注入すること
により表示用パネルが完成する。このパネル化工程中に
基板が着色を起こすと、予め色合わせによって再現性の
最も良好な発色をする色素を選定しても、実際のパネル
表示時の色再現性が損なわれ、正しい表示ができない。
【0006】本発明は、光硬化させれば、低複屈折性、
耐熱性、機械的強度等の本来の特性を維持しつつ、色相
が改良された硬化生成物が得られる光硬化性組成物、そ
れを用いた低複屈折光学部材及びその製造方法を提供す
ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる事
情に鑑み鋭意検討した結果、特開平9−152510号
公報に開示された組成物に更に特定のモノ(メタ)アク
リレート及び特定の構造を有するフェノール化合物を所
定量配合することにより、低複屈折性、耐熱性等の本来
の特性を損なうことなく、機械的強度及び色相を改良し
うることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【0008】すなわち、本発明の要旨は、下記成分A、
B、C及びDを含有してなる光硬化性組成物に存する。
但し、各成分の割合は成分Aと成分Bとの合計を100
重量部として表す。 成分A:一般式(I)で表される含脂環骨格ビス(メ
タ)アクリレート 70〜99重量部
【0009】
【化9】
【0010】(式中、R1およびR2は、それぞれ独立し
て、それぞれ水素原子又はメチル基を示し、mは1又は
2を示し、nは0又は1を示し、p及びqは、それぞれ
独立して、0、1又は2を示す) 成分B:一般式(II)で表される含脂環骨格モノ(メ
タ)アクリレート 30〜1重量部
【0011】
【化10】
【0012】(式中、R3は水素原子又はメチル基を示
し、mは1又は2を示し、nは0又は1を示し、r及び
sは、それぞれ独立して、0、1又は2を示す) 成分C:少なくとも二官能性のメルカプト化合物 1〜
10重量部 成分D:3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェ
ニル基を有する化合物0.05〜1重量部
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。 (光硬化性組成物)本発明の光硬化性組成物とは、成分
A、B、C及びDを含有してなるものである。
【0014】ここで、「含有してなる」とは、挙示成分
A、B、C及びDの他に、本発明の趣旨を損なわない限
り、少量の補助成分を含有してもよいことを意味する。
なお、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及びメタク
リルを総称し、「(メタ)アクリレート」とは、メタア
クリレートト及びメタクリレートを総称するものであ
る。
【0015】<成分A:含脂環骨格ビス(メタ)アクリ
レート>成分Aは、式(I)で表される脂環式炭化水素
骨格を有するビス(メタ)アクリレート(含脂環骨格ビ
ス(メタ)アクリレート又はビス(メタ)アクリレート
と略記することがある)である。
【0016】
【化11】
【0017】(式中、R1及びR2は、それぞれ独立し
て、水素原子又はメチル基を示し、mは1又は2を示
し、nは0又は1を示し、p及びqは、それぞれ独立し
て、0、1又は2を示す) 式(I)の含脂環骨格ビス(メタ)アクリレートの具体
例としては、例えばビス(ヒドロキシ)トリシクロ
[5.2.1.02,6 ]デカン=ジアクリレート、ビス
(ヒドロキシ)トリシクロ[5.2.1.02,6 ]デカ
ン=ジメタクリレート、ビス(ヒドロキシ)トリシクロ
[5.2.1.02,6 ]デカン=アクリレートメタクリ
レート及びこれらの混合物、ビス(ヒドロキシ)ペンタ
シクロ[6.5.1.13,6 .02,7 .09,13]ペンタ
デカン=ジアクリレート、ビス(ヒドロキシ)ペンタシ
クロ[6.5.1.13,6 .02,7 .09,13]ペンタデ
カン=ジメタクリレート、ビス(ヒドロキシ)ペンタシ
クロ[6.5.1.13,6 .0 2,7 .09,13]ペンタデ
カン=アクリレートメタクリレート及びこれらの混合
物、ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.
1.02,6 ]デカン=ジアクリレート、ビス(ヒドロキ
シメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6 ]デカン=
ジメタクリレート、ビス(ヒドロキシメチル)トリシク
ロ[5.2.1.02,6 ]デカン=アクリレートメタク
リレート及びこれらの混合物、ビス(ヒドロキシメチ
ル)ペンタシクロ[6.5.1.13,6 .02,7 .0
9,13]ペンタデカン=ジアクリレート、ビス(ヒドロキ
シメチル)ペンタシクロ[6.5.1.13, 6 .0
2,7 .09,13]ペンタデカン=ジメタクリレート、ビス
(ヒドロキシメチル)ペンタシクロ[6.5.1.1
3,6 .02,7 .09,13]ペンタデカン=アクリレートメ
タクリレート及びこれらの混合物、ビス(ヒドロキシエ
チル)トリシクロ[5.2.1.02,6 ]デカン=ジア
クリレート、ビス(ヒドロキシエチル)トリシクロ
[5.2.1.02,6 ]デカン=ジメタクリレート、ビ
ス(ヒドロキシエチル)トリシクロ[5.2.1.0
2,6 ]デカン=アクリレートメタクリレート及びこれら
の混合物、ビス(ヒドロキシエチル)ペンタシクロ
[6.5.1.13,6 .02,7 .09,13]ペンタデカン
=ジアクリレート、ビス(ヒドロキシエチル)ペンタシ
クロ[6.5.1.13,6 .02,7 .09,13]ペンタデ
カン=ジメタクリレート、ビス(ヒドロキシエチル)ペ
ンタシクロ[6.5.1.1 3,6 .02,7 .09,13]ペ
ンタデカン=アクリレートメタクリレート及びこれらの
混合物、等が挙げられる。
【0018】これらの中、ビス(ヒドロキシメチル)ト
リシクロ[5.2.1.02,6 ]デカン=ジアクリレー
ト、ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.
1.0 2,6 ]デカン=ジメタクリレート、ビス(ヒドロ
キシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6 ]デカン
=アクリレートメタクリレート及びこれらの混合物が好
ましい。
【0019】なお、これらのトリシクロデカン化合物及
びペンタシクロデカン化合物は、群内及び/又は群間で
二種以上併用しても良い。本発明の光硬化性組成物中の
ビス(メタ)アクリレートの割合は、成分Aと成分Bと
の合計(以下、全アクリレート成分ということがある)
100重量部に対して70〜99重量部、好ましくは8
0〜98重量部、より好ましくは88〜97重量部、特
に好ましくは92〜96重量部である。
【0020】ビス(メタ)アクリレートの製造方法につ
いては、特に限定されるものではなく、一般的なエステ
ル合成法(日本化学全編,新実験化学講座,14,有機
化合物の合成と反応(II)(丸善,1977年刊)等に
準拠して行うことができるが、代表的な製造方法として
は、(i)式(1)で表される含脂環骨格ジオール(以
下、式(1)のジオール又はジオールと略記することが
ある)と(メタ)アクリル酸とのエステル化反応による
方法(特開昭62−225508号公報)、
【0021】
【化12】
【0022】(式中、mは1又は2であり、nは0又は
1である) なお、式(1)の化合物の具体例としては、例えばビス
(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.0
2,6 ]デカン、ビス(ヒドロキシメチル)ペンタシクロ
[6.5.1.13,6 .02,7 .09,13]ペンタデカン
等を挙げることができる。これらの中、ビス(ヒドロキ
シメチル)トリシクロデカンは、「TCDアルコールD
M(セラニーズ社商品名)」として市販されている。
【0023】(ii)ジオールと(メタ)アクリル酸エス
テルとのエステル交換反応による方法、(iii)ジオー
ルと(メタ)アクリル酸ハライドとの反応による方法、
等が挙げられる。これらの中、(i)及び(ii)の方法
が実用的であり、好ましい。
【0024】(i)のジオールと(メタ)アクリル酸と
のエステル化反応は、ジオール1モルに対して、通常
2.0〜2.6モルの(メタ)アクリル酸を用い、触媒
として、例えば、硫酸、塩酸、リン酸、フッ化硼素、P
−トルエンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、カチオン
型イオン交換樹脂等を用い、通常トルエン、ベンゼン、
へプタン、ヘキサン等の溶媒の存在下、反応により生成
する水を留去しながら行う。また、(ii)のジオールと
(メタ)アクリル酸エステルとのエステル交換反応は、
ジオール1モルに対して、一般的には(メタ)アクリル
酸メチルを通常2.0〜10.0モルを用い、触媒とし
て、例えば、硫酸、P−トルエンスルホン酸、テトラブ
チルチタネート、テトライソプロピルチタネート、カリ
ウムブトキシド等を用い、通常トルエン、ベンゼン、ヘ
プタン、ヘキサン等の溶媒の存在下、反応により生成す
るメタノールを留去しながら行う。
【0025】反応は、重合禁止剤として、例えば、ハイ
ドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、フェ
ノチアジン、銅塩等を用いることができる。これらの反
応においては、反応の進行状況を高速液体クロマトグラ
フ、ガスクロマトグラフ等により分析し、反応が100
%完結する前段階で停止して、反応混合物から未反応の
ジオール、(メタ)アクリル酸、触媒、重合禁止剤、溶
媒、等を除去することにより、ビス(メタ)アクリレー
トとモノ(メタ)アクリレートとの混合物を得ることが
できる。
【0026】そして、その混合割合が適当なものについ
ては、本発明の光硬化性組成物の成分(A)と成分
(B)との混合物原料として、そのまま用いることがで
きるので、便利であり、好ましい。 <成分B:含脂環骨格モノ(メタ)アクリレート>成分
Bは、式(II)で表される脂環式炭化水素骨格を有する
モノ(メタ)アクリレート(含脂環骨格モノ(メタ)ア
クリレート又はモノ(メタ)アクリレートと略記するこ
とがある)である。
【0027】
【化13】
【0028】(式中、R3 は水素原子又はメチル基を示
し、mは1又は2を示し、nは0又は1を示し、r及び
sは、それぞれ独立して、0、1又は2を示す) 式(II)の含脂環骨格モノ(メタ)アクリレートの具体
例としては、例えばビス(ヒドロキシ)トリシクロ
[5.2.1.02,6 ]デカン=モノアクリレート、ビ
ス(ヒドロキシ)トリシクロ[5.2.1.02,6 ]デ
カン=モノメタクリレート及びこれらの混合物、ビス
(ヒドロキシ)ペンタシクロ[6.5.1.1 3,6 .0
2,7 .09,13]ペンタデカン=モノアクリレート、ビス
(ヒドロキシ)ペンタシクロ[6.5.1.13,6 .0
2,7 .09,13]ペンタデカン=モノメタクリレート及び
これらの混合物、ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ
[5.2.1.02,6 ]デカン=モノアクリレート、ビ
ス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.0
2,6 ]デカン=モノメタクリレート及びこれらの混合
物、ビス(ヒドロキシメチル)ペンタシクロ[6.5.
1.13,6 .02,7 .09,13]ペンタデカン=モノアク
リレート、ビス(ヒドロキシメチル)ペンタシクロ
[6.5.1.13,6 .02,7 .09,13]ペンタデカン
=モノメタクリレート及びこれらの混合物、ビス(ヒド
ロキシエチル)トリシクロ[5.2.1.02,6 ]デカ
ン=モノアクリレート、ビス(ヒドロキシエチル)トリ
シクロ[5.2.1.02,6 ]デカン=モノメタクリレ
ート及びこれらの混合物、ビス(ヒドロキシエチル)ペ
ンタシクロ[6.5.1.13,6 .02,7 .09,13]ペ
ンタデカン=モノアクリレート、ビス(ヒドロキシエチ
ル)ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7 .0
9,13]ペンタデカン=モノメタクリレート及びこれらの
混合物、等が挙げられる。
【0029】これらの中、ビス(ヒドロキシメチル)ト
リシクロ[5.2.1.02,6 ]デカン=モノアクリレ
ート、ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.
1.02,6 ]デカン=モノメタクリレート及びこれらの
混合物、が好ましい。これらのトリシクロデカン化合物
及びペンタシクロデカン化合物は、群内及び/又は群間
で二種以上併用しても良い。
【0030】本発明の光硬化性組成物中のモノ(メタ)
アクリレートの割合は、全アクリレート成分100重量
部に対して1〜30重量部、好ましくは2〜20重量
部、より好ましくは3〜12重量部、特に好ましくは4
〜8重量部である。モノ(メタ)アクリレートの割合が
少なすぎると、硬化樹脂の機械強度改良効果が得られな
くなるし、逆に多すぎると硬化樹脂の耐熱性が低下す
る。
【0031】成分Aからなる高度に架橋した高分子構造
の中に、この高分子と構造、諸特性の似通った成分Bの
ような非架橋成分を取り込むことにより、複屈折の増大
や耐熱性の低下、吸水率の低下を招くことなく、機械強
度を改良することができ、その結果、比較的厚みの小さ
い、例えば0.05〜3mm程度、好ましくは0.1〜
1.5mm程度のプラスチック基板製造の際のシートの
破損及が効果的に防ぐことができるものと推察される。
【0032】かかるモノ(メタ)アクリレートについて
は、式(I)のビス(メタ)アクリレートの合成法の例
えば(i)又は(iii)の方法において、ジオール1モ
ルに対する(メタ)アクリル酸の量を半分の1〜1.3
モルにするとか、(メタ)アクリル酸ハライドの量を半
分の1モルにするとかにして、半エステルが生成する条
件で反応を行うことにより合成することができる。
【0033】しかしながら、前記の式(I)のビス(メ
タ)アクリレートを例えば(i)の方法により合成する
際に、前述したように、反応を途中で停止することによ
り、モノ(メタ)アクリレートの所望量を含むビス(メ
タ)アクリレートの混合物が得られ、これを本発明の光
硬化性組成物の原料としてそのまま使用することができ
るので、通常は、モノ(メタ)アクリレートを別途合成
するには及ばない。
【0034】<成分C:少なくとも二官能性のメルカプ
ト化合物>本発明の光硬化性組成物に用いられるメルカ
プト化合物は、少なくとも二官能性の、好ましくは三官
能性以上のメルカプト化合物(以下、多官能メルカプト
化合物ということがある)である。少なくとも二官能性
のメルカプト化合物の具体例としては、例えば一般式
(III)、(IV)及び(V)でそれぞれ表される化合物
並びに2,2−ビス(2−ヒドロキシ−3−メルカプト
プロポキシフェニル)プロパン、1,10−デカンジチ
オール、ジメルカプトトリエチレンジスルフィド、又は
ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプ
ロピレングリコールジグリシジルエーテルのようなジグ
リシジル化合物と硫化水素との反応により合成されるジ
メルカプト化合物、等が挙げられる。
【0035】
【化14】
【0036】(式中、R4 はメチレン基又はエチレン基
を示し、R5 はエーテル酸素を含んでいても良い炭素数
2〜15の炭化水素残基を示し、aは2〜6の整数を示
す) 式(III)において、R5 はエーテル酸素を含んでいて
も良い炭素数2〜15の炭化水素残基であるが、その具
体例としては、例えばペンタエリスリトール残基、ジペ
ンタエリスリトール残基、トリメチロールプロパン残
基、エチレングリコール残基、ジエチレングリコール残
基、トリエチレングリコール残基、ブタンジオール残
基、等が挙げられる。
【0037】式(III)のメルカプト化合物は、2〜6
価のチオグリコール酸エステル又はチオプロピオン酸エ
ステルであるが、その具体例としては、例えば、ペンタ
エリスリトールテトラキス(β−チオプロピオネー
ト)、ペンタエリスリトールテトラキス(チオグリコレ
ート)、トリメチロールプロパントリス(β−チオプロ
ピオネート)、トリメチロールプロパントリス(チオグ
リコレート)、エチレングリコールビス(β−チオプロ
ピオネート)、エチレングリコールビス(チオグリコレ
ート)、ジエチレングリコールビス(β−チオプロピオ
ネート)、ジエチレングリコールビス(チオグリコレー
ト)、トリエチレングリコールビス(β−チオプロピオ
ネート)、トリエチレングリコール(チオグリコレー
ト)、ブタンジオールビス(β−チオプロピオネー
ト)、ブタンジオールビス(チオグリコレート)、ジペ
ンタエリスリトールヘキサキス(β−チオプロピオネー
ト)、ジペンタエリスリトールヘキサキス(チオグリコ
レート)等が挙げられる。
【0038】
【化15】
【0039】式中、XはHS−(CH2b −CO−
(OCH2 CH2d −(CH2c −を示す。但し、
b及びcは、それぞれ独立して、1〜8の整数を示し、
dは0、1又は2を示す) 式(IV)の化合物は、β−チオール基含有イソシアネー
トである。式(IV)の化合物の具体例としては、例え
ば、トリス[2−(β−チオプロピオニルオキシ)エチ
ル]イソシアヌレート、トリス(2−チオグリコニルオ
キシエチル)イソシアヌレート、トリス[2−(β−チ
オグリコニルオキシエトキシ)エチル]イソシアヌレー
ト、トリス(2−チオグリコニルオキシエトキシ)エチ
ル)イソシアヌレート、トリス[3−(β−チオプロピ
オニルオキシ)プロピル]イソシアヌレート、トリス
(3−チオグリコニルオキシプロピル)イソシアヌレー
ト等が挙げられる。
【0040】
【化16】
【0041】(式中、R6 及びR7 は、それぞれ独立し
て、アルキレン基を示し、e及びfは、それぞれ独立し
て、0又は1を示し、gは1又は2を示す) 式(V)の化合物はチオール基含有炭化水素である。式
(V)の化合物の具体例としては、例えばベンゼンジメ
ルカプタン、キシリレンジメルカプタン、4,4’−ジ
メルカプトジフェニルスルフィド、等が挙げられる。
【0042】これらの少なくとも二官能性のメルカプト
化合物の中、式(III)、(IV)及び(V)でそれぞれ
表される化合物が好ましく、これらの化合物の中、三官
能性以上のメルカプト化合物がより好ましく、四官能性
のメルカプト化合物が特に好ましい。本発明の光硬化性
組成物中の少なくとも二官能性のメルカプト化合物の割
合は、全アクリレート成分100重量部に対して1〜1
0重量部、好ましくは4〜8の重量部である。
【0043】メルカプト化合物の割合が少なすぎると、
硬化樹脂の複屈折が増大するし、逆に多すぎると硬化樹
脂の耐熱性が低下する。本発明の光硬化性組成物の中か
ら、前記成分Bの含脂環骨格モノ(メタ)アクリレート
を除いた組成物でも、低複屈折性と高耐熱性の二つの課
題だけであれば解決することが可能である。即ち、前記
成分Aの含脂環骨格ビス(メタ)アクリレートと前記成
分Cの多官能メルカプト化合物よりなる組成物を光重合
硬化させることにより、低複屈折且つ高耐熱性を有する
樹脂が得られる。多官能メルカプト化合物を配合する理
由は、メルカプト化合物中のチオール基が連鎖移動剤
として作用し、重合硬化を穏やかに均一に進行させるこ
とにより、硬化物中の複屈折を大幅に低減する。また
分子内に二個以上のチオール基を有する多官能性のメル
カプト化合物を用いることにより、前記成分Aのビス
(メタ)アクリレート化合物から形成される三次元網目
構造にメルカプタン化合物が入り込む際、耐熱性を損な
うことなく上記複屈折の問題を解決することができる。
【0044】しかしながら、成分Aも成分Cも多官能性
であり、得られる硬化物は高度に架橋された高分子構造
を有するため、耐衝撃性等の機械強度に劣る問題があ
る。この問題は前記成分Bの含脂環骨格モノ(メタ)ア
クリレートを特定の割合配合することにより解決され
る。即ち、高度に架橋された高分子の中に、単官能であ
り、架橋には寄与しない成分Bが入り込むことにより、
架橋密度が適度に制御される。その結果、耐衝撃性等の
機械強度が向上すると共に、成形時の製品割れ等生産歩
留まりの問題を解決することができる。
【0045】重要なのは成分Bを配合した際に、硬化物
の複屈折を増大させたり、耐熱性の低下や吸水率の悪化
を引き起こさないことであるが、本発明における成分B
は、成分Aと同様な脂環骨格を有する(メタ)アクリレ
ートであるため両者の重合速度はほぼ等しく、また相分
離を起こさないため全く複屈折は変化しない。耐熱性や
吸水率に関しても、成分AとBからそれぞれ得られる硬
化物は同様な特性を持つため、性能悪化を引き起こすこ
となく液晶表示用の低複屈折光学部材として十分な性能
を維持している。 <成分D:3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフ
ェニル基を有する化合物>本発明の光硬化性組成物に用
いられる3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェ
ニル基を有する化合物は、好ましくは3,5−ジ−t−
ブチル−4−ヒドロキシフェニル基を2以上有する化合
物であり、更に好ましくは一般式(VII)又は一般式(V
III)で表される化合物である。
【0046】なお、本願発明において、tBuはターシ
ャリーブチルを示す。
【0047】
【化17】
【0048】式中、R11はアルキレン基、好ましくは炭
素数2以上のアルキレン基、特に好ましくは炭素数2〜
5のアルキレン基、更に好ましくは炭素数2〜3のアル
キレン基、とりわけ好ましくは炭素数2のアルキレン基
を示す。R12はアルキレン基、好ましくは炭素数1以上
のアルキレン基、特に好ましくは炭素数1〜5のアルキ
レン基、更に好ましくはメチレン基又はエチレン基、と
りわけ好ましくはメチレン基を示す。
【0049】R13はアルキル基又は硫黄原子好ましくは
炭素数1〜2のアルキル基又は硫黄原子、好ましくは炭
素数1〜2のアルキル基を示す。uはR13がアルキル基
の場合、2以上の整数を示し、好ましくは2又は4を示
し、特に好ましくは4を示す。uはR13が硫黄原子の場
合、2を示す。
【0050】
【化18】
【0051】式中、R14はアルキレン基、好ましくは炭
素数1〜4のアルキレン基、特に好ましくは炭素数2の
アルキレン基を示す。R15はアルキレン基、好ましくは
炭素数2〜10のアルキレン基、特に好ましくは炭素数
6のアルキレン基を示す。
【0052】vは0又は1を示す。成分Dを配合するこ
とにより、光硬化性組成物の硬化過程や、硬化物を利用
する際の加熱工程における色相の悪化、特に黄色度YI
値の上昇を大幅に抑制することができる。成分Dの具体
例としては、2,6−ジ−t−ブチルフェノール、2,
6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、2,4,6−ト
リ−t−ブチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−
4−s−ブチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−
4−ヒドロキシメチルフェノール、n−オクタデシル−
β−(4’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−t−ブチル
フェニル)プロピオネート、2,6−ジ−t−ブチル−
4−(N,N−ジメチルアミノメチル)フェノール、
3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルフォ
スフォネート−ジエチルエステル、2,4−ビス(n−
オクチルチオ)−6−(4−ヒドロキシ−3’,5’−
ジ−t−ブチルアニリノ)−1,3,5−トリアジン等
の3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル基
を1個有する化合物;4,4−メチレン−ビス(2,6
−ジ−t−ブチルフェノール)、1,6−ヘキサンジオ
ールビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロ
キシフェニル)プロピオネート]、ビス(3,5−ジ−
t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)スルフィド、
4,4’−ジ−チオビス(2,6−ジ−t−ブチルフェ
ノール)、4,4’−トリ−チオビス(2,6−ジ−t
−ブチルフェノール)、2,2−チオジエチレンビス
[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェ
ニル)プロピオネート]、N,N’−ヘキサメチレンビ
ス−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシヒドロ
キシヒドロシンナミド、N,N’−ビス[3−(3,5
−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオ
ニル]ヒドラジン、カルシウム(3,5−ジ−t−ブチ
ル−4−ヒドロキシベンジル)モノエチルフォスフォネ
ート、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス
(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)
ベンゼン、トリス(3,5−ジーt−ブチル−4−ヒド
ロキシフェニル)イソシアヌレート、トリス(3,5−
ジーt−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌ
レート、1,3,5−トリス−2[3(3,5−ジ−t
−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキ
シ]エチルイソシアネート、テトラキス[メチレン−3
−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェ
ニル)プロピオネート]、3,5−ジ−t−ブチル−4
−ヒドロキシベンジルフォスファイト−ジエチルエステ
ル等の3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニ
ル基を2個以上有する化合物が挙げられる。
【0053】これらの3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒ
ドロキシフェニル基を有する化合物は、二種以上併用し
てもよい。これらのうち、1,6−ヘキサンジオールビ
ス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフ
ェニル)プロピオネート]
【0054】
【化19】
【0055】、2,2−チオジエチレンビス[3−
(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)
プロピオネート]
【0056】
【化20】
【0057】、テトラキス[メチレン−3−(3’,
5’−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロ
ピオネート]
【0058】
【化21】
【0059】等の一般式(VII)に該当する化合物が好
ましく、とりわけテトラキス[メチレン−3−(3’,
5’−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロ
ピオネート]が、色相を抑制する効果が大きく特に好ま
しい。これらの特定の構造を有する化合物が硬化物の色
相を飛躍的に向上させるメカニズムは必ずしも明らかで
はないが、 (1)3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニ
ル基を複数有する場合、特に、硬化物中において色相を
悪化させるラジカルの発生を効率的に抑制できること (2)3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニ
ル基が、本発明の光硬化性組成物の他の成分(成分A、
B及びC)のラジカル発生の抑制にとりわけ相性がよく
効果的であること (3)3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニ
ル基のラジカル活性温度と、他の成分(成分A、B及び
C)が形成する高分子構造のモビリティが増加する温度
とが近いために、ヒンダードフェノールがラジカルを実
際にトラップする確率が高く、その結果効率的にラジカ
ルの発生を抑制できること (4)3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニ
ル基を有する化合物の分子鎖長が、他の成分(成分A、
B及びC)の形成する三次元網目構造におけるラジカル
発生点間距離と近い関係にあるため、効果的にラジカル
発生を抑制できること 等が、本成分を少量添加しただけでも大きな色相悪化抑
制効果をもたらすことの主な理由として推定される。
【0060】本発明の光硬化性化合物中の3,5−ジ−
t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル基を有する化合物
の割合は、全アクリレート成分100重量部に対して
0.05〜1重量部、好ましくは0.1〜0.8重量部
である。ヒンダードフェノール化合物の割合が少なすぎ
ると、色相悪化抑制効果が得られなくなるし、逆に多す
ぎると、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェ
ニル基を有する化合物そのものによる色相悪化や、硬化
物の他の性能、特に機械強度や光線透過率等の低下を招
くため好ましくない。
【0061】<ラジカル重合開始剤>本発明の光硬化性
組成物の共重合に用いられるラジカル重合開始剤(以
下、光重合開始剤又は光開始剤ということがある)につ
いては、紫外線等の活性エネルギー線によりラジカルを
発生するものであれば、特に限定されるものではない。
その具体例としては、例えば一般式(VI)で表される化
合物、アセトフェノン系光開始剤及びベンゾフェノン系
光開始剤を挙げることができる。
【0062】
【化22】
【0063】(式中、R8 はメチル基、メトキシ基又は
塩素原子を示し、tは2又は3の数を示し、R9はフェ
ニル基又はメトキシ基を示す) そして、式(VI)の化合物の具体例としては、例えば
2,6−ジメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキ
シド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホ
スフィンオキシド、2,4,6−トリメチルベンゾイル
フェニルホスフィン酸メチルエステル、2,6−ジクロ
ルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,6−
ジメトキシベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド等
のアシルホスフィンオキシド及びアシルホスフィン酸エ
ステル類、を挙げることができる。
【0064】また、アセトフェノン系化合物の具体例と
しては、例えば1−フェニル−2−ヒドロキシ−2−メ
チルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシ
ルフェニルケトン、4−ジフェノキシジクロロアセトフ
ェノン、ジエトキシアセトフェノン、1−(4−イソプ
ロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパ
ン−1−オン、等を挙げることができる。
【0065】また、ベンゾフェノン系化合物の具体例と
しては、例えばベンゾフェノン、ベンゾイル安息香酸メ
チル、4−フェニルベンゾフェノン、ヒドロキシベンゾ
フェノン、3,3’−ジメチル−4−メトキシベンゾフ
ェノン、ジフェノキシベンゾフェノン、等を挙げること
ができる。これらの中、2,4,6−トリメチルベンゾ
イルジフェニルホスフィンオキシド、トリメチルベンゾ
イルフェニルホスフィン酸メチルエステル、1−ヒドロ
キシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾフェノン及
び、ジフェノキシベンゾフェノンが好ましく、2,4,
6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシ
ド、ベンゾフェノンが特に好ましい。
【0066】これらの光重合開始剤は二種以上を併用し
ても良い。なお、光重合開始剤の添加量は、モノマー1
00重量部に対し、通常0.01〜1重量部、好ましく
は0.02〜0.3重量部である。光重合開始剤の添加
量が多すぎると、重合が急激に進行し複屈折の増大をも
たらすだけでなく色相も悪化する恐れがある。また、少
なすぎると組成物を十分に硬化させることができなくな
る恐れがある。
【0067】(補助成分)本発明による低複屈折材料は
成分A、B、C及びDを含んでなる光硬化性組成物を重
合硬化させてなるものであり、この組成物が少量の補助
成分を含んでも良いことは前記したところである。従っ
て本発明の光硬化性組成物は、その硬化前の光硬化性組
成物100重量部に対し30重量部程度までの量でラジ
カル重合可能な他の単量体を混合して共重合させて製造
することも可能である。その際に用いる他の単量体とし
ては、例えばメチル(メタ)アクリレート、フェニル
(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)
アクリレート、メタクリロイルオキシメチルテトラシク
ロデカン、メタクリロイルオキシメチルテトラシクロド
デセン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、
ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6
−ヘキセンジオールジ(メタ)アクリレート、ビスフェ
ノールAジアクリレート、ビスフェノールAジメタクリ
レート、ビスフェノールAアクリレートメタクリレート
及びこれらの混合物、ビスフェノールAビス[(オキシ
エチル)エーテル]=ジアクリレート、ビスフェノール
Aビス[(オキシエチル)エーテル]=ジメタクリレー
ト、ビスフェノールAビス[(オキシエチル)エーテ
ル]=アクリレートメタクリレート及びこれらの混合
物、テトラブロモビスフェノールAビス[(オキシエチ
ル)エーテル]=ジアクリレート、テトラブロモビスフ
ェノールAビス[(オキシエチル)エーテル]=ジメタ
クリレート、テトラブロモビスフェノールAビス[(オ
キシエチル)エーテル]=アクリレートメタクリレート
及びこれらの混合物、ビスフェノールAビス[(ジオキ
シエチル)エーテル]=ジアクリレート、ビスフェノー
ルAビス[(ジオキシエチル)エーテル]=ジメタクリ
レート、ビスフェノールAビス[(ジオキシエチル)エ
ーテル]=アクリレートメタクリレート及びこれらの混
合物、ビスフェノールAビス[(ポリオキシエチル)エ
ーテル]=ジアクリレート、ビスフェノールAビス
[(ポリオキシエチル)エーテル]=ジメタクリレー
ト、ビスフェノールAビス[(ポリオキシエチル)エー
テル]=アクリレートメタクリレート、2,2’−ビス
[4−(β−メタクリロイルオキシエトキシ)シクロヘ
キシル]プロパン、1,4−ビス(メタクリロイルオキ
シメチル)シクロヘキサン、トリメチロールプロパント
リ(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート化合
物、スチレン、クロルスチレン、ジビニルベンゼン、α
−メチルスチレン等の核及び/又は側鎖置換及び非置換
スチレン等が挙げられる。
【0068】これらの他の単量体の中でもメタクリロイ
ルオキシメチルシクロドデカン、2,2−ビス[4−
(β−メタクリロイルオキシエトキシ)フェニル]プロ
パン、2,2−ビス[4−(β−メタクリロイルオキシ
エトキシ)シクロヘキシル]プロパン、1,4−ビス
(メタクリロイルオキシメチル)シクロヘキサン、及び
これらの混合物が特に好ましい。
【0069】補助成分としては、その他にも、酸化防止
剤、紫外線吸収剤、染顔料、充填剤等がある。なお、所
望により添加しても良い紫外線吸収剤については、特に
限定されるものではないが、ベンゾフェノン系のもの
と、トリアゾール系のものが好ましく、これらは単独で
使用してもよく、また二種以上を併用しても良い。
【0070】その具体例としては、2,4−ジヒドロキ
シベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベン
ゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフ
ェノン、2−ヒドロキシ−4−オクタデシロキシベンゾ
フェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベン
ゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4,4’−ジメ
トキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系化合物、2
−(2’−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾト
リアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ
−t−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−
(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチル
フェニル)ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール
系化合物を挙げることができる。
【0071】これらの紫外線吸収剤の割合は、ジエチレ
ン性不飽和単量体100重量部に対して、通常0.01
〜0.2重量部、好ましくは0.03〜0.1重量部で
ある。紫外線吸収剤の配合割合が、多すぎると、硬化物
が充分に硬化しないか、もしくは、得られた硬化物の内
部均質性が悪くなる。また、少なすぎると、所望の紫外
線カット性が得られなくなる。
【0072】(低複屈折光学部材の製造) <光硬化性組成物の共重合>本発明の光硬化性組成物に
ついては、ラジカル重合開始剤の存在下に活性エネルギ
ー線を照射することにより容易に共重合(光重合、光重
合硬化又は光硬化ということがある)させることができ
る。
【0073】本発明の光硬化性組成物は、ラジカル重合
開始剤を加えて均一に溶解・分散した後、活性エネルギ
ー線を照射して重合硬化させる前に、予め成形型で賦型
しておくことにより、表面平滑性等の初期の性能を好ま
しく発現させることができる。成形型としては、少なく
とも一方が活性エネルギー線を透過する2枚の平板をそ
の3辺に沿ってスペーサーを挟持させながら対向させ、
その状態で2枚の平板をテープ等で固定することによ
り、キャビティを形成したもの等が好ましく用いられ
る。
【0074】平板の素材としては、ガラス、プラスチッ
ク等が用いられるが、熱変形しにくく寸法安定性に優れ
たガラスが好ましい。スペーサーの素材としては、プラ
スチック、シリコーン、金属等が挙げられる。スペーサ
ーは、成形しようとするプラスチックシートの厚さと等
しい厚さのものが用いられる。上記のように形成された
キャビティ内に光硬化性組成物を静かに注入し、シール
した後、成形型全体に活性エネルギー線を照射し、光硬
化性組成物を重合・硬化させる。
【0075】活性エネルギー線については、ラジカル重
合開始剤に作用してラジカルを発生させるものであれば
特に限定されるものではなく、例えば電子線、紫外線、
等を用いることができる。これらの中、モノマー及び重
合開始剤の種類、量を参酌して、200〜400nmの
紫外線を好ましくは0.1〜200jの範囲で照射する
のが好ましい。
【0076】照射が極端に少ない場合は重合が不完全な
ため硬化物の耐熱性、機械特性が十分に発現されず、逆
に極端に過剰な場合は硬化物の黄変等の光による劣化を
生じるので好ましくない。そして、活性エネルギー線の
照射については、一段で行っても、複数段で行ってもよ
い。
【0077】活性エネルギー線用の光源としては、ケミ
カルランプ、キセノンランプ、低圧水銀ランプ、高圧水
銀ランプ、メタルハライドランプ等が用いられる。硬化
を速やかに完了させる目的で、熱重合を併用しても良
い。即ち、光照射と同時に組成物並びに型全体を30〜
300℃の範囲で加熱する。この場合は重合をよりよく
完結するためにラジカル重合開始剤を添加しても良い
が、過剰な使用は複屈折の増大と色相の悪化をもたら
す。熱重合開始剤の具体例としては、ベンゾイルパーオ
キシド、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、t−
ブチルパーオキシ(2−エチルヘキサノエート)等が挙
げられ、使用量はモノマー100重量部に対して1重量
部以下が好ましい。
【0078】更に本発明において光照射によるラジカル
重合を行った後、硬化物を加熱することにより重合反応
の完結及び重合時に発生する内部歪を低減することも可
能である。加熱温度は、硬化物の組成やガラス転移温度
に合わせて適宜選択されるが、過剰な加熱は硬化物の色
相悪化をもたらすため、ガラス転移温度付近かそれ以下
の温度が望ましい。
【0079】上述の本発明により提供される低複屈折光
学部材は、複屈折が、通常10nm以下、好ましくは5
nm以下、更に好ましくは2nm以下、特に好ましくは
1nm以下のものである。 <ガスバリア膜>本発明によって得られる硬化物の表面
には、種々の方法により、ガスバリア膜を形成すること
ができ、ガスバリア付き光学部材として利用することが
できる。
【0080】ガスバリア膜としては公知のものが使用で
きる。例えば、無機酸化物膜、或いは、ポリビニルアル
コール、エチレンービニルアルコール共重合体、塩化ビ
ニリデン等のガスバリア性樹脂層が挙げられるが、好ま
しくは無機酸化物膜である。無機酸化物とは、金属、非
金属、亜金属の酸化物であり、具体例としては、酸化ア
ルミニウム、酸化亜鉛、酸化アンチモン、酸化インジウ
ム、酸化カルシウム、酸化カドミウム、酸化銀、酸化
金、酸化クロム、酸化珪素、酸化コバルト、酸化ジルコ
ニウム、酸化錫、酸化チタン、酸化鉄、酸化銅、酸化ニ
ッケル、酸化白金、酸化パラジウム、酸化ビスマス、酸
化マグネシウム、酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化
バナジウム、酸化バリウム等が挙げられるが、酸化珪素
が特に好ましい。なお、無機酸化物には、微量の金属、
非金属、亜金属単体やそれらの水酸化物、また、可撓性
を向上させるために適宜炭素又はフッ素が含まれていて
も良い。
【0081】ガスバリア膜を形成する方法としては、樹
脂等をコートする方法、無機酸化物よりなる蒸着膜を形
成する方法が挙げられる。蒸着膜を形成する方法として
は、真空蒸着法、真空スパッタ法、イオンプレーティン
グ法、CVD法等、従来公知の方法が使用できる。以上
のガスバリア膜の厚さは特に制限はなく、ガスバリア膜
の構成成分の種類によっても異なるが、例えば、酸化珪
素の場合には、酸素ガスバリア性及び水蒸気ガスバリア
性、更には経済性を考慮すると、膜の厚さは5〜50n
mが好ましい。更に高度な酸素ガスバリア性や水蒸気バ
リア性を得るためには膜の厚さを厚くすれば良いが、5
0nm以上では成膜する際生じる膜応力からクラックが
入りやすくなる。また、膜の厚さが5nm未満ではガス
バリア性が不十分である。
【0082】<硬化被膜>本発明における硬化被膜は光
硬化性樹脂シート上に導電膜を積層する際に、導電膜と
基板との密着性を向上し、更にガスバリア膜を保護する
ための樹脂膜である。この膜はアクリレート系の光硬化
性モノマーとイソシアネート基含有化合物、好ましくは
イソシアネート基含有アクリレート化合物を含んでなる
光硬化性組成物を重合硬化して得られる。ここで、「含
んでなる」とは、アクリレート系の光硬化性モノマーと
イソシアネート基含有化合物以外に活性エネルギー線の
照射による重合硬化を阻害しないポリマー等を全組成物
100重量部中50重量部以下の範囲で併用しても良い
ことを意味する。
【0083】アクリレート系の光硬化性モノマーとして
は、例えば、ジエチレングリコールジアクリレート、ジ
エチレングリコールジメタクリレート、トリエチレング
リコールジアクリレート、トリエチレングリコールジメ
タクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレー
ト、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,
3−ブチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブ
タンジオールジアクリレート、1,4−ブタンジオール
ジメタクリレート、トリプロピ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メタクリレート、
ポリプロピレングリコ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
ールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアク
リレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、
ジエチレングリコールジアクリレート、ビス(オキシメ
チル)トリシクロ[5.2.1.02,6 ]デカンジアク
リレート、ビス(オキシメチル)トリシクロ[5.2.
1.02,6 ]デカンジメタクリレート、ビス(オキシメ
チル)ペンタシクロ[6.5.1.13,6 .02,7 .0
9,13]ペンタデカンジアクリレート、ビス(オキシメチ
ル)ペンタシクロ[6.5.1.13,6 .02,7 .0
9,13]ペンタデカンジメタクリレート、2,2−ビス
(4−(アクリルオキシジエトキシ)フェニル)プロパ
ン、2,2−ビス(4−(メタクリルオキシジエトキ
シ)フェニル)プロパン、トリシクロ[5.2.1.0
2,6 ]デカン−3,8−ジイルジメチルジアクリレー
ト、トリシクロ[5.2.1.02,6 ]デカン−3,8
−ジイルジメチルジメタクリレート、トリメチロールプ
ロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリ
メタアクリレート、トリメチロールプロパンエトキシト
リアクリレート、トリメチロールプロパンエトキシトリ
メタクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレ
ート、テトラメチロールメタントリアクリレート、テト
ラメチロールメタンテトラアクリレート、テトラメチロ
ールメタンテトラメタクリレート、ペンタエリスリトー
ルトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタク
リレート、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メタクリレート、ジトリメ
チロールプロパンテトラアクリレート、ジトリメチロー
ルプロパンテトラメタクリレート、ジペンタエリスリト
ールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキ
サメタクリレート、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、トリス(2−ヒドロ
キシエチル)イソシアヌレートトリメタクリレート等が
挙げられる。
【0084】イソシアネート基含有化合物の例として
は、アクリルイソシアネート、メチルイソシアネート、
イソプロピルイソシアネート、t−ブチルイソシアネー
ト、シクロヘキシルイソシアネート、m−イソプロペニ
ル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート、オクタ
デシルイソシアネート、(メタ)アクリロイルイソシア
ネート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシ
アネート、3−イソプロペニルイソシアネート、ジメチ
ル(m−イソプロペニル)ベンジルイソシアネート、キ
シリレンジイソシアネート、1,2−ジイソシアネート
エタン、1,3−ジイソシアネートプロパン、1,2−
ジイソシアネートプロパン、1,4−ジイソシアネート
ブタン、1,5−ジイソシアネートブタン、1,5−ジ
イソシアネートペンタン、1,6−ヘキサメチレンジイ
ソシアネート、ビス(3−イソシアネートプロピル)エ
ーテル、ビス(3−イソシアネートプロピル)スルフィ
ド、ビス(6−イソシアネートヘキシル)スルフィド、
1,7−ジイソシアネートヘプタン、1,5−ジイソシ
アネート−2,2−ジメチルペンタン、2,6−ジイソ
シアネート−3−メトキシヘキサン、1,8−ジイソシ
アネートオクタン、1,5−ジイソシアネート−2,
2,4−トリメチルペンタン、1,9−ジイソシアネー
トノナン、1,10−ジイソシアネートデカン、1,1
1−ジイソシアネートウンデカン、1,12−ジイソシ
アネートドデカン、1,4−シクロヘキサンジイソシア
ネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタンジイソシア
ネート、2,4−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネ
ート、3,3’−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネ
ート、リジンイソシアネート、トリレンジイソシアネー
ト、イソホロンジイソシアネート、1,5−ナフチレン
ジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソ
シアネート、1,3−ビス(α,α−ジメチルイソシア
ネートメチル)ベンゼン、1,3−ビス(イソシアネー
トメチル)シクロヘキサン、トリメチルヘキサメチレン
ジイソシアネート等が挙げられる。
【0085】イソシアネート基含有アクリレートとして
は、公知のジイソシアネートと公知のヒドロキシアクリ
レート、例えば、2−ヒドロキシエチルアクリレート、
2−ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシ
ブチルアクリレート、4−ヒドロキシブチルジアクリレ
ート、1,4−シクロヘキサンジメタノールモノアクリ
レート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアク
リレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等を
反応させて得られる化合物等が挙げられるが、好ましく
は、5−イソシアネート−1−(イソシアネートメチ
ル)−1,3,3−トリメチルシクロヘキサンと2−ヒ
ドロキシエチルアクリレートの付加体、2−(5−イソ
シアネート−1,3,3−トリメチル−シクロヘキシル
メチルカルバモイルオキシ)−エチルアクリレート、2
−(3−イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチ
ル−シクロヘキシルカルバモイルオキシ)−エチルアク
リレート、2−(4’−イソシアネート−4−ジフェニ
ルメタンカルバモイルオキシ)−エチルアクリレート、
2−(5−イソシアネート−1−カルバモイルオキシ)
−エチルアクリレート、4−(5−イソシアネート−
1,3,3−トリメチル−シクロヘキシルメチルカルバ
モイルオキシ)−ブチルアクリレート、4−(3−イソ
シアネートメチル−3,5,5−トリメチル−シクロヘ
キシルカルバモイルオキシ)−ブチルアクリレート、4
−(4’−イソシアネート−4−ジフェニルメタンカル
バモイルオキシ)−ブチルアクリレート、4−(5−イ
ソシアネート−1−カルバモイルオキシ)−ブチルアク
リレート、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネ
ート等が挙げられる。
【0086】これらの光硬化性組成物はアクリレート系
の光硬化性モノマー50〜99重量部に対して、イソシ
アネート基含有化合物を1〜50重量部、より好ましく
は5〜30重量部、更に好ましくは10〜20重量部配
合することにより、硬化被膜としての物性バランスが得
られる。イソシアネート基含有化合物が無くても光硬化
性樹脂シートと硬化被膜の密着性は得られるが、イソシ
アネート基を添加することにより、更にガスバリア膜及
び透明導電膜との密着性が得られるようになる。即ち、
これらの無機膜上の水酸基とイソシアネート基が反応す
ることにより強固な結合が形成され、導電膜側のアンカ
ー能及びガスバリア膜側の保護層としての両性能が発現
する。イソシアネート基含有化合物の量が少なすぎると
ガスバリア膜側の密着性が低下し、多すぎると耐薬品性
が低下する。
【0087】また、その他併用できるポリマー等とし
て、幾つかを例示すると次の通りである。ポリメチルア
クリレート、ポリブチルアクリレート、ポリエチレング
リコール、ポリヒドロキシエチルアクリレート。また、
これら活性エネルギー線硬化性組成物には公知の添加
剤、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、レベリング
剤、熱重合禁止剤、シランカップリング剤等が配合され
ていても良い。上記組成物は通常揮発性溶媒により希釈
して塗布されることが好ましい。溶媒及び希釈度は特に
限定されないが、使用に当って被塗布物の表面性状を損
なわないことが要求される。更には、組成物の安定性、
基材に対する濡れ性、揮発性等も考慮して溶媒は決めら
れるべきである。また、溶媒は一種のみならず、二種以
上の混合物として用いることも可能である。溶媒として
は、アルコール、エステル、エーテル、ケトン、ハロゲ
ン化炭化水素、トルエンやキシレン等の芳香族炭化水
素、及び、非プロトン性極性溶媒等が挙げられる。
【0088】これらの光硬化性組成物は、紫外線等の活
性エネルギー線によりラジカルを発生する光重合開始剤
を添加する公知のラジカル重合により硬化させる。その
際に用いる重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノ
ン、ベンゾイルメチルエーテル、ベンゾイルイソプロピ
ルエーテル、ジエトキシアセトフェノン、1−ヒドロキ
シシクロヘキシルフェニルケトン、2,6−ジメチルベ
ンゾイルフェニルホスフィンオキシド等が挙げられる。
好ましい光開始剤としては、1−ヒドロキシシクロヘキ
シルフェニルケトン、ビス(2,6−ジメトキシベンゾ
イル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオ
キシド、2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルホ
スフィンオキシドである。これら光重合開始剤は二種以
上を併用しても良い。
【0089】光重合開始剤の添加量は、光硬化性組成物
100重量部に対し、通常1〜30重量部、好ましくは
2〜20重量部である。光開始剤の添加量が多すぎる
と、重合が急激に進行し、複屈折の増大をもたらすだけ
でなく、色相も悪化する。また、少なすぎると組成物を
十分に硬化させることができなくなる。硬化被膜を形成
するには、ディップコート法が最適である。即ち、ガス
バリア付き光硬化性樹脂シートを硬化被膜を形成する光
硬化性組成物中に浸漬して引き上げた後、活性エネルギ
ー線を照射して硬化させれば良い。この時、塗布してか
ら硬化させる前に予備加熱を行っても良い。光硬化性組
成物が溶剤で希釈されている場合にも、この予備加熱の
工程において溶剤を除去しなければならない。硬化被膜
の膜厚は、特に限定されるものではないが、接着強度の
保持や硬度等の点から、通常0.1〜50μm、好まし
くは0.3〜10μmである。硬化被膜の膜厚はディッ
プコート時の引き上げ速度、溶剤の希釈度でコントロー
ルすることができる。
【0090】照射する活性エネルギー線の量は光重合開
始剤がラジカルを発生する範囲であれば任意であるが、
200〜400nmの紫外線を0.1〜100J/cm
2 、好ましくは1〜30J/cm2 の範囲で照射する。
使用するランプの具体例としては、メタルハライドラン
プ、高圧水銀灯ランプ等が挙げられる。 (導電膜)本発明によって得られる硬化物の表面には種
々の手法により各種透明導電膜を好ましく形成すること
ができ、透明電極付光学部材として利用することができ
る。硬化物の表面に形成できる透明導電膜には特に制限
はないが、例えば、この導電膜を形成する導電物質とし
て、酸化インジウム、酸化スズ、金、銀、銅、ニッケル
等が挙げられ、これらは単独又は二種以上を混合して使
用することができる。このうち、通常は酸化インジウム
99〜90%と酸化スズ1〜10%との混合物よりなる
インジウムスズオキサイド(以下「ITO」という)が
透明性と導電性のバランスの面から好ましい。透明導電
膜を形成する方法は、従来から公知の真空蒸着法、スパ
ッタリング法、イオンプレーティング法、化学蒸着法等
を用いて行うことができる。このうち、スパッタリング
法が密着性の点から好ましい。以上の透明導電膜の厚さ
は、500〜2000Åの範囲が透明性、導電性のバラ
ンスの面から好ましい。
【0091】(積層体の構成)本発明のプラスチック積
層体は片面もしくは両面にガスバリア膜を付した光硬化
性樹脂シート基板の片面もしくは両面に硬化被膜、更に
片面もしくは両面に導電膜を積層したものである。 (積層体の性質)本発明のプラスチック積層体は、55
0nmの光の波長での光線透過率が80%以上であるこ
とが好ましい。光線透過率が80%未満であると画面が
暗くなるため液晶表示パネルとして使用でき難い。ま
た、プラスチック積層体の複屈折率としては、20nm
以下、特に10nm以下であることが好ましく、さらに
は5nm以下、殊に2nm以下、特には1nm以下であ
ることが好ましい。20nmよりも大きいと表示パネル
とした場合、表示画面の色ムラが生じる傾向がある。
【0092】本発明のプラスチック積層体の応用例とし
ては、例えば、液晶表示装置用基板として使用する場
合、通常、二枚のプラスチック積層体によって液晶を挟
んだ構成をとる。即ち、プラスチック積層体の導電膜上
に、必要に応じて絶縁膜、更に、その上に配向膜が設け
られた基板により液晶層を挟持した構造をとる。また、
液晶層を挟持した基板の外側には偏光板が設けられる。
また、エレクトロルミネッセンス表示素子においては、
通常、本発明のプラスチック積層体上に、発光体層、絶
縁層及び背面電極を順次形成し、更に全体をガスバリア
層で被覆した構造の物が例示される。この場合、発光体
層には硫化亜鉛、硫化カドミウム、セレン化亜鉛等が、
絶縁層には酸化イットリウム、酸化タリウム、窒化シリ
コン等が、背面電極にはアルミニウム等が用いられる。
【0093】
【発明の効果】本発明により得られる低複屈折光学部材
は、透明性はもとより高耐熱性と高機械強度を併せ持
ち、液晶、有機EL、タッチパネル等のディスプレイ基
板、光ディスク基板、太陽電池基板、各種レンズ、プリ
ズム、光学フィルター、光ファイバーや光導波路などの
光通信材料等の多くの光学用途に用いることができる。
【0094】
【実施例】以下に本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の例に
限定されるものではない。また、プラスチックシート及
びプラスチック積層体は以下の方法で評価した。 (1)光線透過率:500nmにおける光線透過率を1
mm厚の試験片で測定した。 (2)複屈折:0.5mm厚の試験片で測複屈折測定装
置(オーク社製)を用いて25℃で測定した。 (3)耐熱性:3mm×30mm×0.5mmの短冊状
試験片を用いて、ガラス転移温度Tgを引っ張り法TM
Aにて加重2gで測定した。 (4)耐衝撃性:40mm角、厚さ1mmの板をサンプ
ルとし、落球試験機(東京精密社製)を用いて4gの鋼
球を高さ10cmの位置から落下させてサンプルに衝撃
を与える。鋼球を落下させる位置を5cmずつ高くし、
破壊するまで落球を繰り返す。落球衝撃強度=(サンプ
ルが破壊したときの落球高さ)−5cmとする。 (5)曲げ弾性率:幅1cm、厚さ1mmの板について
支点間距離3cmにてオートグラフ試験装置を用いて2
5℃で測定した。 (6)吸水率:JIS−7209に準拠し、次のように
行った。100×100×0.4mmのサンプルを50
℃で24時間乾燥し、デシケータ中で放冷後、23℃/
50%RHの雰囲気中で重量W1を計測する。次に、サ
ンプルを純水に24時間浸漬させた後、取り出し、濾紙
でサンプル表面の水滴を拭き取り、取り出してから1分
以内に重量W2を測定し、次式により吸水率を算出し
た。
【0095】 吸水率(%)=(W2−W1)×100/W1 (7)脱型性:脱型する際に硬化物にクラックが入った
ものを×とした。 (8)UV照射試験前後色相(黄色度)YI値:厚さ
0.5mmのサンプルを、距離40cmで上下に設置さ
れた出力40W/cmのメタルハライドランプの間に
て、30分間紫外線を照射するUV照射試験前後の色相
を、色差計(スガ試験機社製 SMカラーコンピュータ
ー SM−5)を用いて透過YIを測定した。 (9)ガスバリア測定:オキシトラン社製酸素モコン測
定器にて23℃、湿度80%の条件下で酸素透過率を測
定した。 (10)導電膜の表面抵抗値:三菱化学(株)製の四端
子法抵抗測定器(ロレスタ−MP)を用いて表面抵抗値
を測定した。
【0096】<実施例1> (プラスチックシートの製造)ビス(ヒドロキシメチ
ル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン=ジメタ
クリレート94重量部、ビス(ヒドロキシメチル)トリ
シクロ[5.2.1.0 2,6]デカン=モノメタクリレ
ート6重量部のアクリレート組成物に、ペンタエリスリ
トールテトラキス(β−チオプロピオネート)6部、テ
トラキス[メチレン−3−(3’,5’−ジ−t−ブチ
ル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]0.3
重量部を混合した後、光開始剤として2,4,6−トリ
メチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド(BA
SF社製「ルシリンTPO」)0.1重量部、ベンゾフ
ェノン0.1重量部を加え均一に攪拌混合した後、脱泡
して組成物を得た。
【0097】この組成物を、スペーサーとして厚さ0.
5mmのシリコーン板を用いた光学研磨ガラスの型及び
スペーサーとして厚さ1mmのシリコーン板を用いた光
学研磨ガラスの型にそれぞれ注液し、ガラス面より距離
40cmで上下に設置された出力80W/cmのメタル
ハライドランプの間にて、5分間紫外線を照射した。紫
外線照射後脱型し、160℃で1時間加熱して硬化物を
得た。硬化物の諸物性は表1の通りであった。 <実施例2>テトラキス[メチレン−3−(3’,5’
−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオ
ネート]の代わりに1,6−ヘキサンジオールビス[3
−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)プロピオネート]を用いた他は、実施例1と同様に
行い硬化物を得た。硬化物の諸物性は表1の通りであっ
た。
【0098】<実施例3>テトラキス[メチレン−3−
(3’,5’−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)プロピオネート]の代わりに2,2−チオジエチレ
ンビス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキ
シフェニル)プロピオネート]を用いた他は、実施例1
と同様に行い硬化物を得た。硬化物の諸物性は表1の通
りであった。 <比較例1>テトラキス[メチレン−3−(3’,5’
−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオ
ネート]を用いない以外は、実施例1と同様に行い硬化
物を得た。硬化物の諸物性は表1の通りであった。
【0099】<比較例2>テトラキス[メチレン−3−
(3’,5’−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)プロピオネート]の代わりに2,4−ジメチル−6
−t−ブチルフェノールを用いた他は、実施例1と同様
に行い硬化物を得た。硬化物の諸物性は表1の通りであ
った。 <比較例3>テトラキス[メチレン−3−(3’,5’
−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオ
ネート]の代わりに2,2’−メチレン−ビス(4−エ
チル−6−t−ブチルフェノール)を用いた他は、実施
例1と同様に行い硬化物を得た。硬化物の諸物性は表1
の通りであった。 (プラスチック積層体の製造)
【0100】<参考実施例> (ガスバリア膜の成膜)実施例1で得られた0.4mm
厚の硬化物上に、スパッタ装置(徳田製作所;形式CF
S−4ES)にてSiOxを200Å成膜した。得られ
たガスバリア膜付きプラスチック積層体の酸素透過率は
0.5cc/m2・24時・atmであった。 (導電膜の成膜)上記で得られたガスバリア膜付きプラ
スチック積層体のSiOx面上に、スパッタ装置(徳田
製作所;形式CFS−4ES)にてITOを1500Å
成膜した。得られた導電性シートの表面抵抗値は30Ω
/□であった。
【0101】
【表1】
───────────────────────────────────────────────────── 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) G09F 9/30 310 G09F 9/30 310 // H05B 33/02 H05B 33/02 33/14 33/14 A (C08F 220/20 (C08F 220/20 220:28) 220:28) Fターム(参考) 2H090 JB03 JB06 JC06 JD13 JD15 JD17 3K007 AB04 AB14 AB18 BB06 CA01 CA05 CB01 CB03 DA00 DB03 EB00 FA01 FA03 4J011 NA25 NB04 NC01 PA33 PB24 QA03 QA12 SA16 SA20 SA22 SA26 SA28 SA61 UA01 UA08 WA10 4J100 AL08Q AL66P BC08P BC08Q BC12P BC12Q CA04 FA03 FA04 FA18 JA32 JA33 JA35 JA36 5C094 AA02 AA08 BA43 EB02

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下記成分A、B、C及びDを含有してなる
    光硬化性組成物(但し、各成分の割合は成分Aと成分B
    との合計を100重量部として表す)。 成分A:一般式(I)で表される含脂環骨格ビス(メ
    タ)アクリレート 70〜99重量部 【化1】 (式中、R1およびR2は、それぞれ独立して、それぞれ
    水素原子又はメチル基を示し、mは1又は2を示し、n
    は0又は1を示し、p及びqは、それぞれ独立して、
    0、1又は2を示す) 成分B:一般式(II)で表される含脂環骨格モノ(メ
    タ)アクリレート 30〜1重量部 【化2】 (式中、R3は水素原子又はメチル基を示し、mは1又
    は2を示し、nは0又は1を示し、r及びsは、それぞ
    れ独立して、0、1又は2を示す) 成分C:少なくとも二官能性のメルカプト化合物 1〜
    10重量部 成分D:3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェ
    ニル基を有する化合物0.05〜1重量部
  2. 【請求項2】成分D3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒド
    ロキシフェニル基を有する化合物が、3,5−ジ−t−
    ブチル−4−ヒドロキシフェニル基を2以上有する化合
    物である請求項1に記載の光硬化性組成物
  3. 【請求項3】成分D3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒド
    ロキシフェニル基を有する化合物が一般式(VII)また
    は一般式(VIII)で表される化合物である請求項2に記
    載の光硬化性組成物。 【化3】 (式中、R11、R12は、それぞれアルキレン基を示し、
    13は炭素数1又は2のアルキル基又は硫黄原子を示
    し、uは2以上の整数を示す(但し、R13が硫黄原子の
    場合、uは2を示す)) 【化4】 (式中、R14、R15は、それぞれアルキレン基を示し、
    vは0又は1を示す)
  4. 【請求項4】成分C少なくとも二官能性のメルカプト化
    合物が、一般式(III)、(IV)、及び(V)でそれぞ
    れ表される化合物から選ばれる少なくとも一種のメルカ
    プト化合物である請求項1ないし4のいずれかに記載の
    光硬化性組成物。 【化5】 (式中、R4はメチレン基又はエチレン基を示し、R5
    エーテル酸素を含んでもよい炭素数2〜15の炭化水素
    残基を示し、aは2〜6の整数を示す) 【化6】 (式中、XはHS−(CH2b−CO−(OCH2
    2d−(CH2c−を示す。但し、b及びcは、それ
    ぞれ独立して、1〜8の整数を示し、dは0、1又は2
    を示す) 【化7】 (式中、R6及びR7は、それぞれ独立して、アルキレン
    基を示し、e及びfは、それぞれ独立して、0又は1を
    示し、gは1又は2を示す)
  5. 【請求項5】更にラジカル重合開始剤を含有する請求項
    1ないし4のいずれかに記載の光硬化性組成物。
  6. 【請求項6】ラジカル重合開始剤が一般式(VI)で表さ
    れる化合物、アセトフェノン系光開始剤及びベンゾフェ
    ノン系光開始剤から選ばれる少なくとも一種である請求
    項5に記載の光硬化性組成物。 【化8】 (式中、R8はメチル基、メトキシ基又は塩素原子を示
    し、tは2又は3の数を示し、R9はフェニル基又はメ
    トキシ基を示す)
  7. 【請求項7】請求項1ないし6のいずれかに記載の光硬
    化性組成物を共重合させてなる硬化物。
  8. 【請求項8】請求項1ないし6のいずれかに記載の光硬
    化性組成物をに共重合させてなる低複屈折光学部材。
  9. 【請求項9】液晶表示パネル用である請求項8に記載の
    低複屈折光学部材。
  10. 【請求項10】請求項1ないし6のいずれかに記載の光
    硬化性組成物を共重合させる低複屈折光学部材の製造方
    法。
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