光学部件用电离性射线固化型树脂组合物、光学部件及面光源制造技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。本发明专利技术提出的光学部件性能优良。而本发明专利技术的面光源由导光体、光源单元和本发明专利技术光学部件构成。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。本专利技术要解决的课题在于，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。本专利技术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，由此完成了本专利技术。实施专利技术的形式即，本专利技术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。本专利技术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。本专利技术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型环氧树本文档来自技高网...

【技术保护点】
光学部件用电离性射线固化型树脂组合物，其特征在于，在抗拉应力和应变关系图中，固化物不具有屈服点。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：西尾俊和，小岛弘，石田久宪，江藤和子，雨宫裕之，竹内道子，一濑荣寿，阿部庸一，石川英宣，
申请(专利权)人：大日本印刷株式会社，大日本油墨化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]