[發明專利]非雙折射性的光學樹脂材料

有效

• 申請號: 00802568.1
• 申請日: 2000-10-03
• 公開（公告）號: CN1335877A
• 公開（公告）日: 2002-02-13
• 發明（設計）人: 小池康博
• 申請（專利權）人: 小池康博
• 主分類號: C09J201/00
• 分類號: C09J201/00;G02B1/04;G02B5/00;G02B5/30;C08K3/00;C08J5/00;C08L101/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 林柏楠

技術領域

本發明涉及光學樹脂材料，特別是實質上不顯示雙折射性，或即使顯示雙折射性但是也足夠小從而在實際使用中不會產生不利影響的非雙折射性光學樹脂材料及其應用。

背景技術

近年來，不用說眼鏡鏡片或透明板等一般的光學部件，就連光電子學用光學部件，例如記錄音響、圖象、文字情報等的光盤裝置這種激光相關儀器中使用的光學部件的材料等，用高分子樹脂代替現有玻璃類材料的趨勢也在日益增強。這是由于高分子樹脂構成的光學材料即光學樹脂材料與玻璃類光學材料相比，一般重量較輕，耐沖擊性優良，而且容易適用注射成型或擠出成型這種成型技術，因而加工性良好并能夠大量生產。

這種特性對于上述各種光學部件當然是有用的，當光學樹脂材料用于構成液晶顯示主要構成要素——液晶元件的各種光學部件時更有用。也就是說，液晶顯示作為各種電子儀器中的顯示要素日益得到廣泛應用，隨著這種用途的擴大，要求進一步輕質化和薄型化，另外還需要提高耐沖擊性等強度方面的性能，通過有效利用高分子樹脂材料具有的上述特性，可以適應這種需要。

這種光學樹脂材料作為光學部件具有發揮優良特性的可能性，而且在光學部件方面的廣泛用途受到人們的期待。但是，在現實中其利用并沒有達到期望的程度。其主要原因是對于上述光學樹脂材料適用上述成型技術得到的產品顯示較多的雙折射性，該雙折射性有時會損害作為光學部件的功能。

高分子樹脂材料存在雙折射性這一點，包括其原因都是廣為人知的。也就是說，幾乎所有通常用作光學材料的高分子樹脂材料，其形成聚合物的單體都具有與折射率有關的光學各向異性，該單體的光學各向異性通過聚合物沿一定方向的排列即取向表達，從而使高分子樹脂材料產生雙折射性。更具體的如下所述。

首先，通過聚合反應直接生成的聚合物其結合鏈呈現出隨機纏繞的狀態。即，聚合物的結合鏈沒有發生取向。這種狀態下，各單體的光學各向異性相互抵消，因此聚合物不顯示雙折射性。但是，如果經由注射成型或擠出成型這種成型工藝，這時由于施加的外力，隨機狀態的聚合物結合鏈發生取向，結果聚合物顯示雙折射性。圖1是說明這種狀態的模式圖。如該圖所示，經由伴有外力的成型工藝的高分子樹脂材料處于形成聚合物的結合鏈的多數單元(單體)1在體積上具有特定取向方向進行結合的狀態。而且如上所述，幾乎所有通常用作光學材料的高分子樹脂材料的各單元1具有與折射率有關的光學各向異性。也就是說，與取向方向平行方向上的偏振波成分有關的折射率n_pr以及與取向方向垂直方向上的偏振波成分有關的折射率n_vt不同。

這種光學各向異性如眾所周知的那樣，可以通過折射率橢圓體表現。在圖1中，各結合單元1上附注的橢圓記號2表示折射率橢圓體。例如，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的場合，各單元(甲基丙烯酸甲酯)1的折射率在取向方向上折射率相對較小，在與取向方向垂直的方向上相對較大。因此，以宏觀尺寸觀察時，折射率橢圓體3如圖所示為縱長橢圓。也就是說，聚甲基丙烯酸甲酯的場合，n_pr＜n_vt。與取向方向平行的方向上的偏振波成分有關的折射率n_pr減去與取向方向垂直的方向上的偏振波成分有關的折射率n_vt得到的差Δn＝n_pr-n_vt稱為取向雙折射值。以下表1中表示代表性光學樹脂材料的固有雙折射值。