JP4993806B2

JP4993806B2 - 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

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Publication number: JP4993806B2
Application number: JP2000398382A
Authority: JP
Inventors: 学津村; 克哉大内; 和紀横山
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 2000-04-21
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2020-12-27
Also published as: JP2002080733A

Description

【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ＳｉＨ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０．００１ｍｏｌ以上含有するものであればよいが、さらに、１ｇ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５０〜１００％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＝ＣＨ₂）₂（ＰＰｈ₃）₂、Ｐｔ（ＣＨ₂＝ＣＨ₂）₂Ｃｌ₂）、白金−ビニルシロキサン錯体（例えば、Ｐｔ（ＶｉＭｅ₂ＳｉＯＳｉＭｅ₂Ｖｉ）_n、Ｐｔ［（ＭｅＶｉＳｉＯ）₄］_m）、白金−ホスフィン錯体（例えば、Ｐｔ（ＰＰｈ₃）₄、Ｐｔ（ＰＢｕ₃）₄）、白金−ホスファイト錯体（例えば、Ｐｔ［Ｐ（ＯＰｈ）₃］₄、Ｐｔ［Ｐ（ＯＢｕ）₃］₄）（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３１５９６０１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（Ｌａｍｏｒｅａｕｘ）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３５１６９４６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、ＲｈＡｌ₂Ｏ₃、ＲｕＣｌ₃、ＩｒＣｌ₃、ＦｅＣｌ₃、ＡｌＣｌ₃、ＰｄＣｌ₂・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^-1〜１０^-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、０〜１０ｍＬ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、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（ＦＥＤ）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素子の接着剤などである。光電子集積回路（ＯＥＩＣ）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、耐蝕コート、スイッチ部分、ヘッドランプ、電装部品、各種内外装品、自動車用防錆鋼板、保護・結束用ワイヤーネス、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Ａ１１４ｇ、炭酸カリウム１４５ｇ、アリルブロマイド１４０ｇ、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１５０ｇ、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Ａ１５．４１ｇ、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（＃１２００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０．２５ｗｔ％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０．２５ｗｔ％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０．２５ｗｔ％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）２０μＬ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３ｋｇ／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ＤＶＢ−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ＤＶＢ−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）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Ｃ１．８７ｇ、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。

Claims

（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であって、
上記（Ａ）成分が、ビスフェノールＡジアリルエーテル、トリアリルイソシアヌレート、又は、トリビニルシクロヘキサンであり、
上記（Ｂ）成分が、下記一般式（ＩＩＩ）
（式中、Ｒ²は炭素数１〜６の炭化水素基を表し、ｎは３〜１０の数を表す。）で表される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との反応物であって１分子中に少なくとも２個のＳｉＨ基を含有する反応物であり、
上記炭素−炭素二重結合を有する有機化合物が、ビスフェノールＡジアリルエーテル、トリアリルイソシアヌレート、又は、トリビニルシクロヘキサンであり、
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であることを特徴とする光学材料用組成物。
上記（Ａ）成分がトリアリルイソシアヌレートである、請求項１に記載の光学材料用組成物。
上記（Ａ）成分が、ビスフェノールＡジアリルエーテルであり、かつ、上記炭素−炭素二重結合を有する有機化合物が、ビスフェノールＡジアリルエーテルである、請求項１に記載の光学材料用組成物。
光学用材料が液晶用フィルムである請求項１乃至３のいずれか一項に記載の光学材料用組成物。
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３のいずれか一項に記載の光学材料用組成物。
請求項１乃至５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１乃至５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６に記載の光学用材料の製造方法。
請求項６に記載の光学用材料を用いた液晶表示装置。