JP5397918B2 - 樹脂型導光板用組成物、これで形成される導光板を含むバックライトユニット及び該バックライトユニットを備える液晶表示装置 - Google Patents
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Description
[式中、R1は、前記2価のポリオールから末端のヒドロキシ基を除いた構造を示し、R2は、前記2価のイソシアネートから末端のイソシアネート基を除いた構造を示し、R3は、下記式(1−1)、(1−2)、(1−3)、(1−4)又は(1−5)で表される基を示し、R4は水素原子またはメチル基を示す。]
[式中、nは1〜10の整数を示す。]
[式中、R11は、炭素数1〜10のアルカンジイル基若しくはヘテロアルカンジイル基、炭素数3〜8のシクロアルカンジイル基、フェニレン基、炭素数1〜10のアルキルフェニレン基またはリン原子を示し、R12は、ヒドロキシ基またはカルボキシ基を示し、R13は、水素原子またはメチル基を示す。]
[式中、R21は、炭素数1〜10のアルキル基若しくはヘテロアルキル基、炭素数3〜8のシクロアルキル基、フェニル基、炭素数1〜10のアルキルフェニル基またはリン原子を示し、R23は、水素原子またはメチル基を示す。]
[式中、iは、前記樹脂型導光板用組成物に含まれるアクリル系単量体の種類の数を示し、含まれる順に関係なく各アクリル系単量体を第nの単量体とし、XnSnは、XnとSnの積を示し、Xnは、第nの単量体の質量分率を示し、Snは、上記式(I)で計算される第nの単量体の最大収縮率を示す。]
攪拌器、加熱マントル、冷却管、温度調節装置が備える2000mlガラス反応器に平均分子量2,000のポリプロピレングリコール(HANNONG CHEMICAL INC、PPG 2000)400g、イソホロンジイソシアネート(バイエル社、IPDI)111g、ジブチルティンジラウレート(アルケマ、Fascat 4202)0.1gを反応器に入れて温度を70℃に維持しつつ反応を3時間進行した。このとき、湿式分析法によるNCO%は4.9%であった。反応器温度を常温に冷却させて2−ヒドロキシエチルメタアクリレート(コグニス社、2−HEMA)107.2g、イソボルネオールアクリレート(大阪有機社、IBXA)71g、スミライザーGP(住友化学)0.7g、メトキシヒドロキノン(イーストマン社、HQMME)0.8g、ジブチルティンジラウレート(アルケマ、Fascat 4202)0.2gを投入して75℃で反応を6時間進行し、イソシアネート特性ピーク(2260cm−1)が完全に消えた後、反応を終結した。得られたウレタン−(メタ)アクリレートオリゴマーの樹脂粘度は、34,000cp(25℃)であった。また、ウレタン−(メタ)アクリレートオリゴマーの数平均分子量は2,700であり、上記式(I)の最大収縮率は0.86%であった。
攪拌器、加熱マントル、冷却管、温度調節装置が備える2000mlガラス反応器に平均分子量3,000のポリテトラメチレングリコール(韓国ポリオール社、PTMG 3000)600g、4,4−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(バイエル社、Desmodur W)131g、ジブチルティンジラウレート(アルケマ、Fascat 4202)0.1gを反応器に入れて反応温度を70℃に維持しつつ反応を3時間進行した。このとき、湿式分析法によるNCO%は3.5%であった。反応器温度を常温に冷却させて2−ヒドロキシエチルメタアクリレート(コグニス社、2−HEMA)107.2g、イソボルネオールアクリレート(大阪有機社、IBXA)93.3g、スミライザーGP(住友化学)0.7g、メトキシヒドロキノン(イーストマン社、HQMME)0.8g、ジブチルティンジラウレート(アルケマ、Fascat 4202)0.2gを投入して75℃で反応を6時間進行し、イソシアネート特性ピーク(2260cm−1)が完全に消えた後、反応を終結した。得られたウレタン−(メタ)アクリレートオリゴマーの樹脂粘度は、95,000cp(25℃)であった。また、ウレタン−(メタ)アクリレートオリゴマーの数平均分子量は3,800であり、上記式(I)による最大収縮率は0.28%であった。
攪拌器、加熱マントル、冷却管、温度調節装置が備える2000mlガラス反応器に平均分子量4,000のポリエチレングリコール(HANNONG CHEMICAL INC、PEG 4000(F))800g、イソホロンジイソシアネート(バイエル社、IPDI)111g、ジブチルティンジラウレート(アルケマ、Fascat 4202)0.1gを反応器に入れて反応温度を70℃に維持しつつ3時間進行した。このとき、湿式分析法によるNCO%は2.7%であった。反応器温度を常温に冷却させて2−ヒドロキシエチルメタアクリレート(コグニス社、2−HEMA)107.2g、イソボルネオールアクリレート(大阪有機社、IBXA)115.5g、スミライザーGP(住友化学)0.7g、メトキシヒドロキノン(イーストマン社、HQMME)0.8g、ジブチルティンジラウレート(アルケマ、Fascat 4202)0.2gを投入して75℃で反応を6時間進行し、イソシアネート特性ピーク(2260cm−1)が完全に消えた後、反応を終結した。得られたウレタン−(メタ)アクリレートオリゴマーの樹脂粘度は、125,000cp(25℃)であった。また、ウレタン−(メタ)アクリレートオリゴマーの数平均分子量は4,700であり、上記式(I)による最大収縮率は0.14%であった。
攪拌器、加熱マントル、冷却管、温度調節装置が備える2000mlガラス反応器に2−ヒドロキシエチルアクリレート(大阪有機社)730g、無水フタル酸(愛敬油化社)740g、トリエチルアミン(DAE JUNG Chemical)10g、メトキシヒドロキノン(イーストマン社、HQMME)1gを反応器に投入して攪拌し、反応温度を80℃まで上げ反応を3時間進行して、すべての固体原料が液状に変わった後、常温まで自然冷却して反応を20時間進行した。FT−IR上の酸無水物の特性ピーク(1760−1周りの2個にピーク)が完全に消えた後、反応を終結させた。得られた水素結合型(メタ)アクリレートの酸価は190mg KOH/gであって、樹脂粘度は11000cp(25℃)であり、上記式(I)による最大収縮率は8.8%であった。
攪拌器、加熱マントル、冷却管、温度調節装置が備える1000mlガラス反応器にフェノールグリシジルエーテル(堺化学社、PGE、99%)450g、アクリル酸(LG化学社、AA)216g、トリフェニルホスフィン(純正化学、TPP)0.6g、メトキシヒドロキノン(イーストマン社、HQMME)0.4gを投入して、90℃で反応を6時間進行した。酸価が1mg KOH/g未満となった後、反応を終了した。得られた水素結合型(メタ)アクリレートの樹脂粘度は200cpであり、分子量は222であり、式(I)による最大収縮率は11%であった。
下記の表1の組成で、上記製造例で製造した化合物を用いて当業界で公知の方法で樹脂型導光板用組成物を製造した。
図4と同様の構造物に、実施例及び比較例の樹脂型導光板組成物を1.5mmの厚さにテーブルコーティングして、窒素雰囲気下でブラックライトランプにより350mJ/cm2で1次硬化した後、メタルハライドランプにより1J/cm2の光量で2次硬化して、試片製作を行った。製作された各試片について、インストロン社のUTMを用いてTテストを行った。2mm/minの速度で接着力を測定して最大、最小値を除いた残りの平均値を用いて、ガラスと金属の2種間の接着力を平価してその結果を下記の表2に示した。
実験例1と同様の方法で製作された試片を基材と分離してガラス板に貼り、日本電色工業のSpectro color meter SE200を用いて透過モードでガラス板と試片の色値を測定してΔE*abを求めた。その結果を下記の表2に示した。
実験例1と同様の方法で製作された試片の樹脂部位を略1g取って、正確に重さ(WO)を測定した後、10gのエチルアセテート溶液に24時間放置して、この試片を60℃のオーブンにて4時間乾燥した後、重さ(Wi)を測定した。硬化度は下記の式(III)で、実際収縮率は下記の式(IV)で計算した。
硬化度(%)=(Wi/WO)×100 (III)
実際収縮率(%)={硬化度(%)×式(II)の最大収縮率(%)}/100 (IV)
実験例1と同様の方法で製作された試片をコアテック社のCT−UVT装備(UV−B、280〜360nm)に100時間放置して耐光性テストを行った。日本電色社のSpectro color meter SE200を用いて透過モードで初期値と耐光性テストの後の色値を測定して、下記式(V)によりΔE*abを求めた。その結果を下記の表2に示した。
ΔE*ab={(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2}1/2 (V)
実験例1と同様の方法で製作された試片を、60℃、湿度95%の恒温恒湿室に500時間放置後、初期色差値との差を測定し、ΔE*ab値で示した。その結果を下記の表2に示す。
Claims (12)
- 2価のポリオール及び2価のイソシアネートを反応させて得られる化合物とヒドロキシ基を有する(メタ)アクリレート単量体とを反応させて得られる、下記式(1)で表されるウレタン−(メタ)アクリレートオリゴマーと、
ヒドロキシ基またはカルボキシル基を有する水素結合型(メタ)アクリレートと、
下記式(I)の最大収縮率が15%以下であるアクリル系単量体と、
光重合開始剤と、
を含み、
前記2価のポリオールが、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及びポリテトラメチレングリコールからなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記水素結合型(メタ)アクリレートが、下記式(2)若しくは(3)で表される化合物、又は、酸無水物とヒドロキシ基含有する(メタ)アクリレート単量体との反応によって形成される酸変性(メタ)アクリレートオリゴマーであり、
前記酸変性(メタ)アクリレートオリゴマーが、下記式(4−1)、(4−2)、(4−3)、(4−4)、(4−5)又は(4−6)で表される化合物であることを特徴とする樹脂型導光板用組成物。
[式中、R1は、前記2価のポリオールから末端のヒドロキシ基を除いた構造を示し、R2は、前記2価のイソシアネートから末端のイソシアネート基を除いた構造を示し、R3は、下記式(1−1)又は(1−2)で表される基を示し、R4は水素原子またはメチル基を示す。]
[式中、nは1〜10の整数を示す。]
[式中、R11は、炭素数1〜10のアルカンジイル基若しくはヘテロアルカンジイル基、炭素数3〜8のシクロアルカンジイル基、フェニレン基または炭素数1〜10のアルキルフェニレン基を示し、R12は、ヒドロキシ基またはカルボキシ基を示し、R13は、水素原子またはメチル基を示す。]
[式中、R21は、炭素数1〜10のアルキル基若しくはヘテロアルキル基、炭素数3〜8のシクロアルキル基、フェニル基または炭素数1〜10のアルキルフェニル基を示し、R23は、水素原子またはメチル基を示す。]
[式中、R31は、各々独立に水素原子またはメチル基を示し、R32は、各々独立に下記式(1−1)又は(1−2)で表される基を示し、R33は、各々独立に水素原子、炭素数1〜10の飽和若しくは不飽和アルキル基、ヘテロアルキル基、ベンジル基、カルボキシル基、ヒドロキシ基またはハロゲン元素を示し、R34は、各々独立に炭素数1〜10の飽和または不飽和アルキレン基を示す。]
[式中、nは1〜10の整数を示す。] - 前記ウレタン−(メタ)アクリレートオリゴマーの数平均分子量が2,000〜5,000であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂型導光板用組成物。
- 前記ウレタン−(メタ)アクリレートオリゴマーが、樹脂型導光板用組成物100質量部に対して10〜70重量部含まれることを特徴とする請求項1に記載の樹脂型導光板用組成物。
- 前記水素結合型(メタ)アクリレートが、樹脂型導光板用組成物100質量部に対して10〜40重量部含まれることを特徴とする請求項1に記載の樹脂型導光板用組成物。
- 前記アクリル系単量体が、樹脂型導光板用組成物100質量部に対して10〜60重量部含まれることを特徴とする請求項1に記載の樹脂型導光板用組成物。
- 前記樹脂型導光板用組成物が、前記式(I)の最大収縮率が20%以上の3官能以上の(メタ)アクリレート硬化剤をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の樹脂型導光板用組成物。
- 前記樹脂型導光板用組成物は、前記アクリル系単量体を2種類以上含み、下記式(II)で計算される最大収縮率が3〜7%であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂型導光板用組成物。
[式中、iは、前記樹脂型導光板用組成物に含まれるアクリル系単量体の種類の数を示し、含まれる順に関係なく各アクリル系単量体を第nの単量体とし、
XnSnは、XnとSnの積を示し、
Xnは、第nの単量体の質量分率を示し、
Snは、前記式(I)で計算される第nの単量体の最大収縮率を示す。] - 前記樹脂型導光板用組成物が、紫外線安定剤または熱安定剤をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の樹脂型導光板用組成物。
- 前記2価のイソシアネートが、トルエン−2,4−ジイソシアネート及び異性体、キシレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、リシンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,2−ビス−イソシアネートプロパン、6−イソプロピル−1,3−フェニルジイソシアネート、ビス(2−イソシアネートエチル)−フマル酸、1,6−へキサンジイソシアネート、4,4’−ビフェニレンジイソシアネート、3,3’−ジメチルフェニレンジイソシアネート、3,3’−ジメチルー4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、1,4−キシレンジイソシアネート、1,3−キシレンジイソシアネート及び4,4−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートからなる群より選択される少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂型導光板用組成物。
- 発光ダイオードと、前記発光ダイオードがカバーされるように請求項1〜9のいずれか一項に記載の樹脂型導光板用組成物で反射板上に形成される導光板と、を含むことを特徴とするバックライトユニット。
- 前記導光板の厚さが0.2〜2mmであることを特徴とする請求項10に記載のバックライトユニット。
- 請求項10に記載のバックライトユニットを備えることを特徴とする液晶表示装置。
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