光扩散膜用组合物和光扩散膜的制作方法_3

文档序号:9332550阅读:来源:国知局
异氰酸酯基的化合物、 (B2)多元醇化合物和(B3)(甲基)丙烯酸羟基烷基酯形成,上述(B2)多元醇化合物优选为 二元醇化合物,特别优选为聚亚烷基二醇。
[0169] 应予说明,(B)成分中还含有具有氨基甲酸酯键的重复单元的低聚物。
[0170] 其中,对于作为(BI)成分的至少含有2个异氰酸酯基的化合物而言,例如可举出 2, 4-甲苯二异氰酸酯、2, 6-甲苯二异氰酸酯、1,3-苯二甲撑二异氰酸酯、1,4-苯二甲撑二 异氰酸酯等芳香族多异氰酸酯,六亚甲基二异氰酸酯等脂肪族多异氰酸酯、异佛尔酮二异 氰酸酯(IPDI)、氢化二苯基甲烷二异氰酸酯等脂环式多异氰酸酯,以及它们的缩二脲体,异 氰脲酸酯体,以及作为与乙二醇、丙二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、蓖麻油等低分子含活性 氢的化合物的反应物的加合物(例如,苯二甲撑二异氰酸酯系3官能加合物)等。
[0171] 另外,上述中特别优选为脂环式多异氰酸酯。
[0172] 其理由是,如果是脂环式多异氰酸酯,则与脂肪族多异氰酸酯相比较,易于通过立 体构象等的关系在各异氰酸酯基的反应速度间设置差值。
[0173] 由此,能够抑制(BI)成分仅与(B2)成分反应、或(BI)成分仅与(B3)成分反应, 使(BI)成分与(B2)成分和(B3)成分可靠地反应,能够防止产生多余的副产物。
[0174] 其结果,能够有效抑制规定的内部结构中的来自于(B)成分的区域,即低折射率 区域的折射率的波动。
[0175] 另外,如果是脂环式多异氰酸酯,则与芳香族多异氰酸酯相比较,能够将得到的 (B)成分与(A)成分的相容性降低至规定的范围,更高效地形成规定的内部结构。
[0176] 并且,如果是脂环式多异氰酸酯,则与芳香族多异氰酸酯相比较,能够减小得到的 (B)成分的折射率,所以能够增大与(A)成分的折射率的差,更可靠地显示光扩散性,并且, 进一步高效地形成光扩散角度区域内的扩散光的均匀性高的规定的内部结构。
[0177] 另外,这样的脂环式多异氰酸酯中,优选为介由脂肪族环含有2个异氰酸酯基的 化合物。
[0178] 其理由是,如果是这样的脂环式二异氰酸酯,则能够与(B2)成分和(B3)成分定量 地反应,得到单一的(B)成分。
[0179] 作为这样的脂环式二异氰酸酯,可特别优选地举出异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)。
[0180] 其理由是,能够设置对2个异氰酸酯基的反应性有效的差异。
[0181] 另外,形成氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的成分中,作为(B2)成分的聚亚烷基二 醇,例如可举出聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、聚己二醇等,其中,特别优选为聚丙二醇。
[0182] 其理由是,如果是聚丙二醇,则使(B)成分固化时,成为该固化物中的良好的软链 段,能够有效地提高光扩散膜的操作性、安装性。
[0183] 应予说明,(B)成分的重均分子量可主要通过(B2)成分的重均分子量进行调 节。此处,(B2)成分的重均分子量通常为2300~19500,优选为4300~14300,特别优选为 6300~12300〇
[0184] 另外,在形成氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的成分中,作为(B3)成分的(甲基) 丙烯酸羟基烷基酯,例如可举出(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、 (甲基)丙烯酸3-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸3-羟基丁酯、 (甲基)丙烯酸4-羟基丁酯等。
[0185] 另外,从降低得到的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的聚合速度而更高效地形成规 定的内部结构的观点出发,特别更优选为甲基丙烯酸羟基烷基酯,进一步优选为甲基丙烯 酸2-羟基乙酯。
[0186] 另外,利用(B1)~(B3)成分的氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯的合成可根据常用方 法来实施。
[0187] 此时,以摩尔比计,优选(B1)~(B3)成分的配合比例为(BI)成分:(B2)成分:(B3) 成分=1~5 :1 :1~5的比例。
[0188] 其理由是,通过设为上述的配合比例,能够高效地合成氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸 酯,上述氨基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯是各(BI)成分具有的一个异氰酸酯基与(B2)成分 具有的2个羟基反应键合,进而(B3)成分具有的羟基与2个(BI)成分分别具有的另一个 异氰酸酯基反应键合而成。
[0189] 因此,以摩尔比计,更优选(B1)~(B3)成分的配合比例为(BI)成分:(B2)成分: (B3)成分=1~3 :1 :1~3的比例,进一步优选为2 :1 :2的比例。
[0190] (2)重均分子量 另外,优选(B)成分的重均分子量为3000~20000的范围内的值。
[0191] 其理由是,推断通过使(B)成分的重均分子量在规定的范围,能够在(A)成分和 (B)成分的聚合速度间产生规定的差值,有效降低两成分的共聚性。
[0192] 其结果,进行光固化时,能够高效地形成由来自于(A)成分的折射率相对高的区 域和来自于(B)成分的折射率相对低的区域构成的百叶结构、柱结构这样的规定的内部结 构。
[0193] 即,这是因为,若(B)成分的重均分子量为低于3000的值,则(B)成分的聚合速度 加快,与(A)成分的聚合速度相近,易于产生与(A)成分的共聚,其结果是有时难以高效地 形成规定的内部结构。另一方面是因为,若(B)成分的重均分子量为超过20000的值,则有 时难以形成规定的内部结构,或与(A)成分的相容性过度降低,在涂布阶段(A)成分析出。
[0194] 因此,更优选(B)成分的重均分子量为5000~15000的范围内的值,进一步优选为 7000~13000的范围内的值。
[0195] 应予说明,(B)成分的重均分子量可使用凝胶渗透色谱法(GPC)来测定。
[0196] (3)单独使用 另外,(B)成分可以并用分子结构、重均分子量不同的2种以上的物质,从抑制规定的 内部结构的来自于(B)成分的区域的折射率的波动的观点出发,优选仅使用1种。
[0197] 即,这是因为,使用多个(B)成分时,来自于(B)成分的折射率相对低的区域中的 折射率发生波动,或变高,有时与来自于(A)成分的折射率相对高的区域的折射率差变得 不均匀,或过度降低。
[0198] (4)折射率 另外,优选(B)成分的折射率为I. 4~1. 55的范围内的值。
[0199] 其理由是,通过使(B)成分的折射率为上述范围内的值,能够更容易地调节来自 于(A)成分的区域的折射率与来自于(B)成分的区域的折射率的差,能够更高效地得到具 备规定的内部结构的光扩散膜。
[0200] 即,这是因为,若(B)成分的折射率为低于1. 4的值,则虽然与(A)成分的折射率 的差变大,但有可能与(A)成分的相容性变得极端差,无法形成规定的内部结构。另一方面 是因为,若(B)成分的折射率为超过1. 55的值,则与(A)成分的折射率的差变得过小,有时 难以得到所希望的入射角度依赖性。
[0201] 因此,更优选⑶成分的折射率为I. 45~1. 54的范围内的值,进一步优选为 1.46~1.52的范围内的值。
[0202] 应予说明,上述(B)成分的折射率是指利用光照射进行固化之前的(B)成分的折 射率。
[0203] 而且,折射率例如可基于JIS K0062来测定。
[0204] 另外,优选上述(A)成分的折射率与(B)成分的折射率的差为0. 01以上的值。
[0205] 其理由是,通过使上述折射率的差为规定的范围内的值,能够得到具有光的透射 和扩散中的更良好的入射角度依赖性、以及更宽的光扩散入射角度区域的光扩散膜。
[0206] 即,这是因为,若上述折射率的差为低于0.01的值,则有时入射光在规定的内部 结构内全反射的角度区域变窄,光扩散中的开口角过度狭窄。另一方面是因为,若上述折射 率的差为过大的值,则(A)成分与(B)成分的相容性变得过差,有可能无法形成规定的内部 结构。
[0207] 因此,更优选(A)成分的折射率和(B)成分的折射率的差为0. 05~0. 5的范围内的 值,进一步优选为〇. 1~〇. 2的范围内的值。
[0208] 应予说明,此处所谓的(A)成分和(B)成分的折射率是指利用光照射进行固化之 前的⑷成分和⑶成分的折射率。
[0209] ⑶含量 另外,相对于光扩散膜用组合物的总量100重量份,优选光扩散膜用组合物中的(B)成 分的含量为10~80重量份的范围内的值。
[0210] 其理由是,若(B)成分的含量为低于10重量份的值,则(B)成分相对于(A)成分 的存在比例变少,来自于⑶成分的区域与来自于㈧成分的区域相比较,变得过小,有时 难以得到具有良好的入射角度依赖性的规定的内部结构。另一方面是因为,若(B)成分的 含量为超过80重量份的值,则(B)成分相对于(A)成分的存在比例变大,来自于(B)成分 的区域与来自于(A)成分的区域相比较,变得过大,反而难以得到具有良好的入射角度依 赖性的规定的内部结构。
[0211] 因此,相对于光扩散膜用组合物的总量100重量份,更优选(B)成分的含量为 20~70重量份的范围内的值,进一步优选为30~60重量份的范围内的值。
[0212] 4. (C)成分 (1)种类 另外,本发明的光扩散膜用组合物的特征在于,含有光聚合引发剂作为(C)成分。
[0213] 其理由是,对光扩散膜用组合物照射活性能量射线时,能够有效形成由来自于(A) 成分的折射率相对高的区域和来自于(B)成分的折射率相对低的区域构成的百叶结构、柱 结构这样的规定的内部结构。
[0214] 这里,光聚合引发剂是指利用紫外线等活性能量射线的照射使自由基种产生的化 合物。
[0215] 作为上述光聚合引发剂,例如可举出苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异 丙醚、苯偶姻正丁醚、苯偶姻异丁醚、苯乙酮、二甲基氨基苯乙酮、2, 2-二甲氧基-2-苯基苯 乙酬、2, 2_二乙氧基_2_苯基苯乙酬、2_羟基_2_甲基-1-苯基丙烷-1-酬、1-羟基环己基 苯基酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉代-丙烷-1-酮、4-(2-羟基乙氧基)苯 基-2-(羟基-2-丙基)酮、二苯甲酮、对苯基二苯甲酮、4, 4-二乙基氨基二苯甲酮、二氯二 苯甲酮、2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、2-叔丁基蒽醌、2-氨基蒽醌、2-甲基噻吨酮、2-乙基噻 吨酮、2-氯噻吨酮、2, 4-二甲基噻吨酮、2, 4-二乙基噻吨酮、苯偶酰二甲基缩酮、苯乙酮二 甲基缩酮、对二甲基胺苯甲酸酯、寡聚[2-羟基-2-甲基-1-[4-(l-甲基乙烯基)苯基]丙 烷等,其中可以单独使用1种,也可以2种以上组合使用。
[0216] 另外,(C)成分优选为σ-羟基苯乙酮型光聚合引发剂。
[0217] 其理由是,若为上述光聚合引发剂,则在光的透射和扩散中,能够得到具有更加良 好的入射角度依赖性的光扩散膜。
[0218] 即,这是因为,推断形成百叶结构、柱结构时,来自于(A)成分和(B)成分的区域的 折射率差变得更大,能够更有效促进这些成分间的分离且使其固化。
[0219] ⑵含量 另外,特征在于,光扩散膜用组合物中的(C)成分的含量相对于(A)成分和(B)成分的 总计量(100重量份)为0. 2~20重量份的范围内的值。
[0220] 其理由是,若(C)成分的含量为小于0. 2重量份的值,则不仅难以得到具有充分的 入射角度依赖性的光扩散膜,而且聚合引发点过度变少,有时难以充分使膜光固化。另一方 面是因为,若(C)成分的含量为超过20重量份的值,则涂布层的表层的紫外线吸收过度增 强,膜的光固化反而受到阻碍,有时臭气过度增强,或膜的初期的黄色增强。
[0221] 因此,更优选相对于㈧成分和⑶成分的总计量(100重量份),(C)成分的含量 为0. 5~15重量份的范围内的值,进一步优选为1~10重量份的范围内的值。
[0222] 5.⑶成分 (1)种类 另外,本发明的光扩散膜用组合物的特征在于,含有受阻胺系光稳定剂作为(D)成分。
[0223] 其理由是,通过含有受阻胺系光稳定剂作为(D)成分,在光固化时,不阻碍由来自 于(A)成分的折射率相对高的区域和来自于(B)成分的折射率相对低的区域构成的百叶结 构、柱结构这样的规定的内部结构的形成,能够对得到的光扩散膜赋予优异的耐候性。
[0224] 另一方面是因为,若在光扩散膜用组合物中添加紫外线吸收剂时,为了形成规定 的内部结构,对光扩散膜用组合物照射活性能量射线时,该紫外线吸收剂吸收紫外线,因此 不仅难以在膜内形成明确的内部结构,而且也难以使膜固化。
[0225] 应予说明,通过向光扩散膜进一步层叠紫外线吸收层或对形成在光扩散膜上的粘 合剂层等添加紫外线吸收剂,能够提高光扩散膜的耐候性。
[0226] 然而,此时,可产生层膜厚增厚、易于产生层间剥离、或制造步骤变复杂之类的各 种问题。
[0227] 对于该点,若为本发明的光扩散膜,由于对光扩散膜本身赋予耐候性,因此能够从 根本上消除上述各种问题。
[0228] 这里,对受阻胺系光稳定剂的作用进行说明。
[0229] 即,受阻胺系光稳定剂具有使通过紫外线的照射激发的物质的能量状态返回基 态,将其返回的能量以热的形式释放出这种作用。
[0230] 因此,能够抑制通过紫外线的照射激发的物质发生化学反应,并且能够有效地抑 制膜的黄变这样的耐候性劣化的产生。
[0231] 另外,由于受阻胺系光稳定剂的吸收波长与由光固化反应所使用的紫外线的波长 有偏差,因此使膜光固化时,不阻碍来自光聚合引发剂的自由基产生。
[0232] 由此,如添加紫外线吸收剂时,吸收紫外线,直至形成膜内的内部结构,也不会受 到阻碍。
[0233] 因此,通过含有作为(D)成分的受阻胺系光稳定剂,光固化时,不会阻碍由来自于 (A)成分的折射率相对高的区域和来自于(B)成分的折射率相对低的区域构成的百叶结 构、柱结构这样的规定的内部结构的形成,能够对得到的光扩散膜赋予优异的耐候性。
[0234] 应予说明,受阻胺系光稳定剂不捕捉光固化时由光聚合引发剂产生的自由基,但 捕捉在得到的光扩散膜中产生的自由基。
[0235] 这是因为:光固化时由光聚合引发剂产生的自由基供于使反应速度相对快的(A) 成分和(B)成分优先反应而形成规定的内部结构,另一方面,在得到的光扩散膜中产生的 自由基由于不存在其它进行反应的材料,因此能够被受阻胺系光稳定剂捕捉。
[0236] 另外,(D)成分优选为下述通式(1)表示的受阻胺系光稳定剂:
通式(1)中,R1为氢原子、碳原子数1~1〇的烷基或者碳原子数1~1〇的烷氧基,R2为氢 原子、碳原子数1~1〇的k价的脂肪族烃基、碳原子数3~20的k价的脂环式烃基、碳原子数 6~20的k价的芳香族经基、碳原子数7~30的k价的芳基、碳原子数3~20的k价的杂环式 芳香族烃基或者在与哌啶骨架相反的一侧的末端具有与碳原子数1~1〇的醇生成的酯部分 的碳链部分的碳原子数为1~20的一元脂肪酸,k为1~3的整数。
[0237] 其理由是,若为通式(1)表示的受阻胺系光稳定剂,则能够得到耐候性更优异的 光扩散膜。
[0238] 另外是因为,由于室温下为液体,不仅与光扩散膜用组合物的混合性优异,而且还 能提高得到的光扩散膜用组合物的储藏稳定性。
[0239] 因此,更优选R1为碳原子数1~5的烷基或者碳原子数3~10的烷氧基,进一步优选 为碳原子数1~3的烷基或者碳原子数5~9的烷氧基。
[0240] 另外,更优选R2为碳原子数3~15的2价的脂肪族烃基或者在与哌啶骨架相反的 一侧的末端具有与碳原子数1~5的醇生成的酯部分的碳链部分的碳原子数为3~15的一元 脂肪酸,进一步优选碳原子数5~10的2价的脂肪族烃基或者在与哌啶骨架相反的一侧的末 端具有与碳原子数1~3的醇生成的酯部分的碳链部分的碳原子数为5~10的1价的脂肪酸 烷基。
[0241] 另外,更优选k为]-2。
[0242] 另外,作为通式(1)表示的受阻胺系光稳定剂的具体例,可优选地举出下述式 (6) ~ (9)表不的化合物:
应予说明,除上述以外,还可使用市售的受阻胺系光稳定剂。
[0243]例如,可例示 CHIMASS0RB119、CHIMASS0RB2020、CHIMASS0RB944、TINUVIN622、 TINUVIN B75、 TINUVIN783、 TINUVIN111、 TINUVIN791、 TINUVIN C353、 TINUVIN494、 TINUVIN492、 TINUVIN123、 TINUVIN144、 TINUVIN152、 TINUVIN292、 TINUVIN5100、 TINUVIN765、 TINUVIN770、 TINUVIN XT850、 TINUVIN XT855、 TINUVIN440、 TINUVIN N0R371(以上,Chiba Japan(株)制),ADK STAB LA-52、ADK STAB LA-57、ADK STAB LA-62、ADK STAB LA-67、ADK STAB L
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