JP2010043258A

JP2010043258A - 樹脂組成物および拡散板

Info

Publication number: JP2010043258A
Application number: JP2009184543A
Authority: JP
Inventors: Yu-Wei Chang; 張裕偉; Hung-Han Kao; 高弘翰; yu-chun Tao; 陶育均
Original assignee: Entire Technology Co Ltd
Current assignee: Entire Technology Co Ltd
Priority date: 2008-08-12
Filing date: 2009-08-07
Publication date: 2010-02-25
Also published as: KR20100020430A; TW201007217A; US20100040850A1

Abstract

【課題】改良された耐熱性および耐衝撃性を有する樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】樹脂組成物は、樹脂混合物と、光拡散材と、蛍光増白剤とからなる。樹脂混合物は、５０〜９９．９重量％のポリスチレン（ＰＳ）、および０．１〜５０重量％のポリカーボネート（ＰＣ）からなる。光拡散材は、樹脂混合物の０．１〜２０重量％である。蛍光増白剤は、樹脂混合物の０．００００１〜０．０２重量％である。したがって、本発明は、ＰＳのため低コストを有し、ＰＣのため高い耐熱性および高い耐衝撃性をも有する。本樹脂組成物から製造した、拡散板などの樹脂板は改良された耐熱および耐衝撃性を有する。
【選択図】なし

Description

本発明は、樹脂組成物および拡散板（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎｐｌａｔｅ）に関し、より具体的には、液晶ディスプレイにおいてダイレクト型バックライトモジュール用に使用される拡散板であって、耐熱性および耐衝撃性を有する樹脂組成物を含み、そのため拡散板の運搬中における拡散板の軟化または損傷が避けられ、したがって品質が向上しかつ寿命が延びる拡散板に関する。

ディスプレイ業界では、幅広い利用性のため液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に関心が集まっている。電界によりＬＣＤが駆動され、画像を提供する。しかし、ＬＣＤアレイに光が省かれることはなくて、バックライトモジュールから光が提供される。一般に、大規模ＬＣＤでは、ダイレクト型バックライトモジュールが使用される。このダイレクト型バックライトモジュールについては、改良された輝度および均一な光源が要求され、それは灯管を付加し、拡散素子を配置することにより達成することができる。通常、ダイレクト型バックライトモジュールにおいて光を均一に拡散させるために拡散アセンブリが使用される。

拡散アセンブリは、光の拡散のために使用される。拡散アセンブリは、様々な屈折率を得るために種々の光拡散材（ｌｉｇｈｔｄｉｆｆｕｓｉｎｇａｇｅｎｔ）を有する樹脂製で、複数の拡散板を備え得るものである。その結果、光を多数回屈折させて、光散乱を均一にすることができる。

従来の拡散板は、光を一様に拡散させるために光拡散粒子を有する透明な基板（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）を備えている。この基板は透明なポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）、ＰＭＭＡ／スチレンコポリマー（ＭＳ）、またはポリカーボネート（ＰＣ）などの樹脂で作られている。

台湾ＴＷＩ２３３９３５号は、メタクリル酸メチル樹脂もしくはスチレン樹脂１００重量部と、光拡散材０．１〜２０重量部と、マロン酸２−（１−アリールアルキリデン）およびオキサルアニリドからなる群から選択される紫外線吸収剤０．０００５〜０．１重量部と、蛍光体（ｐｈｏｓｐｈｏｒ）０．０００１〜０．０１重量部とを含む、樹脂組成物および成形物品を開示している。

ＰＭＭＡにより製造した基板は、改良された光透過率および耐黄変性を有するが、吸水率０．３％〜０．４％を有するにすぎない。その結果、大規模ディスプレイ向けに使用すると、基板が反り、寸法安定性に乏しくなる恐れがある。

ＰＣにより製造した基板は、優れた耐熱性、耐衝撃性および寸法安定性を有する。しかし、ＭＳまたはＰＣにより製造した基板は、ＰＭＭＡにより製造した基板よりも２〜３％低い光透過率を有し、ＵＶ照射下で黄変し易い。例えば、ＰＣ基板を冷カソード蛍光増白剤ランプ（ＣＣＦＬ）下である期間照射すると、ＰＣ基板が黄変し、そのため色温度および色収差の問題を招くであろう。したがって、ＰＣ基板を広範に使用することはできない。

さらに、従来のＰＭＭＡ、ＰＭＭＡ／スチレンコポリマー、ＰＣなどで作った拡散板は、コストへの考慮のため、もはや一般的に使用されるものではない。最近、ポリスチレン（ＰＳ）が、低比重、高寸法安定性、および優れた光学的性状を有することが見出され、そのため、品質要求条件およびより低いコストを達成するためＰＣにより基板が製造されている。しかし、ＰＳの機械的性状および耐熱性は、ＰＭＭＡおよびＰＣよりも悪い。したがって、得られたＬＣＤ製品を試験するために行われる様々な軸からの落下試験の間に、ＰＳ拡散板は破壊されるであろう。

その上、ＬＣＤには、より明るく、かつより薄くなり、ＣＣＦＬから拡散板への距離を短縮することが要求されるが、ＰＳは、このような高温に耐えることができない。

さらに、拡散板の寿命を延ばす従来の方法は、大量のＵＶ吸収剤を添加することである。しかし、大量のＵＶ吸収剤により、拡散板を透過したもしくは拡散板から反射された光が黄色になり、光学的性状に悪影響を及ぼすことになる。

本発明の主な目的は、改良された耐熱性および耐衝撃性を有する樹脂組成物を提供することである。

この目的を達成するために、本発明に従う樹脂組成物は、樹脂混合物と、光拡散材と、蛍光増白剤とからなる。この樹脂混合物は、５０〜９９．９重量％のポリスチレン（ＰＳ）、および０．１〜５０重量％のポリカーボネート（ＰＣ）からなる。光拡散材は、樹脂混合物の０．１〜２０重量％である。蛍光増白剤は、樹脂混合物の０．００００１〜０．０２重量％である。

光拡散材は、平均粒径０．５〜５０マイクロメートル（μｍ）を有する複数の粒子を含むことが好ましい。

光拡散材は有機ポリマー、無機ポリマー、またはこの有機ポリマーもしくは無機ポリマーと同じ機能を達成する、当業者により知られている他の材料からなることが好ましい。

他の態様において、拡散板も提供され、樹脂層、および少なくとも１つの紫外線（ＵＶ）吸収層を備えている。この樹脂層は、上述の樹脂組成物、および２つの背中合わせの表面からなる。このＵＶ吸収層は、樹脂層の少なくとも１つの表面に塗布される。ＵＶ吸収層は、９７．９〜９９．９８９重量％の樹脂基板と、０．０１〜２重量％のＵＶ吸収剤と、０．００１〜０．１重量％の酸化防止剤とからなる。この樹脂基板は、ＰＳ、ＰＭＭＡおよびＰＳコポリマー（ＭＳ）、ＰＣまたはＰＭＭＡで作られる。ＵＶ吸収剤は、ベンゾトリアゾールまたはベンゾフェノンとしてよい。酸化防止剤は、ヒンダードフェノール、亜リン酸エステルもしくは塩（ｐｈｏｓｐｈｉｔｅ）、またはチオエーテルとしてよい。

この拡散板は、樹脂層、およびＵＶ吸収層を有することが好ましい。ＵＶ吸収層は、樹脂層の一表面に塗布される。ＵＶ吸収層／樹脂層の厚さ比率は、約１／９９〜１／２である。

この拡散板は、樹脂層、および２つのＵＶ吸収層を有することが好ましい。ＵＶ吸収層はそれぞれ、樹脂層の２つの背中合わせの表面に塗布される。ＵＶ吸収層／樹脂層／ＵＶ吸収層の厚さ比率は、０．０５／９９／０．０５〜１／２／１である。

樹脂層および少なくとも１つのＵＶ吸収層は、同時押出しされて、拡散板に成形されることが好ましい。

したがって、本発明は、ＰＳのため低コストを有し、ＰＣのため高い耐熱性および高い耐衝撃性をも有する。本樹脂組成物から製造した、拡散板などの樹脂板は改良された耐熱および耐衝撃性を有する。

本発明に従う樹脂組成物は、樹脂混合物と、光拡散材と、蛍光増白剤とからなる。

この樹脂混合物は、５０〜９９．９重量％のポリスチレン（ＰＳ）、および０．１〜５０重量％のポリカーボネート（ＰＣ）からなる。この樹脂混合物は、ＰＳおよびＰＣの溶融混合によって製造することが好ましい。

光拡散材は、樹脂混合物の０．１〜２０重量％である。光拡散材は有機ポリマーまたは無機ポリマーからなることが好ましい。光拡散材には、ポリスチレン、ポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂）、シリコーンまたは当業者により知られている他のポリマーが含まれるが、それらに限定されない。光拡散材は、平均粒径０．５〜５０マイクロメートル（μｍ）を有する複数の粒子を含む。

蛍光増白剤は、樹脂混合物の０．００００１〜０．０２重量％である。

ＰＳの屈折率は１．５９であり、一方ＰＣの屈折率も１．５９である。したがって、ＰＳ、ＰＣ、光拡散材および蛍光増白剤は、機械的ブレンダーで混合され、次いで一軸もしくは二軸押出し機により溶融混合されて、樹脂板に成形される。ＰＳおよびＰＣは、同一の屈折率を有するので、樹脂板は依然として透明である。樹脂板が黄変することを防止するため、蛍光増白剤を添加する。樹脂板の耐熱性および耐衝撃性は、ＰＳおよびＰＣの割合によって調節することができる。しかし、ＰＳが樹脂混合物の５０重量％未満である場合、樹脂板のコストが上昇するであろう。ＰＳが９９．９重量％を超える場合、樹脂板の強度および耐熱性が弱い。

本発明の樹脂組成物は、従来の単一樹脂の代わりに溶融混合した樹脂混合物を使用する。したがって、本発明は、ＰＳのため低コストを有し、ＰＣのため高い耐熱性および高い耐衝撃性をも有する（熱変形温度は１３０〜１４５℃である。）。本樹脂組成物から製造した、拡散板などの樹脂板は改良された耐熱および耐衝撃性を有する。

本発明に係る拡散板は、樹脂層、および少なくとも１つの紫外線（ＵＶ）吸収層を備えている。

この樹脂層は、上述の樹脂組成物を有し、２つの背中合わせの表面を有する。この樹脂層は、約０．６〜６ｍｍの厚さを有することが好ましい。

ＵＶ吸収層は、樹脂層の少なくとも１つの表面に塗布される。ＵＶ吸収層は、９７．９〜９９．９８９重量％の樹脂基板と、０．０１〜２重量％のＵＶ吸収剤と、０．００１〜０．１重量％の酸化防止剤とからなる。

この樹脂基板は、ＰＳ、ＰＭＭＡおよびＰＳコポリマー（ＭＳ）、ＰＣ、またはＰＭＭＡで作られる。

ＵＶ吸収剤は、ベンゾトリアゾールまたはベンゾフェノンとしてよい。光化学反応は、開始、透過、伝播および終結の段階を含む。それぞれの段階でＲ・、ＲＯＯ・、ＲＯ・、およびＯＨ・などのラジカル、ならびにヒドロペルオキシド（ＲＯＯＨ）が生成される。この連鎖反応において、ラジカルは重要な役割を演じる。したがって、ＵＶ吸収剤を使用して、ラジカルを除去する。

酸化防止剤は、ヒンダードフェノール、亜リン酸エステルもしくは塩、またはチオエーテルとしてよい。酸化防止剤はまた、ラジカルを除去し、さらにヒドロペルオキシドを分解するのにも使用される。

一態様において、この拡散板は、樹脂層、およびＵＶ吸収層を有する。ＵＶ吸収層は、樹脂層の一表面に塗布される。樹脂層およびＵＶ吸収層は、同時押出しされて、拡散板に成形される。ＵＶ吸収層／樹脂層の厚さ比率は、約１／９９〜１／２である。

他の態様において、この拡散板は、樹脂層、および２つのＵＶ吸収層を有する。ＵＶ吸収層はそれぞれ、樹脂層の２つの背中合わせの表面に塗布される。樹脂層およびＵＶ吸収層は、同時押出しされて、拡散板に成形される。ＵＶ吸収層／樹脂層／ＵＶ吸収層の厚さ比率は、０．０５／９９／０．０５〜１／２／１である。

したがって、ＣＣＦＬの照射下においてＰＣが黄変し易いので少なくとも１層のＵＶ吸収層を樹脂層上に適用して、本発明の拡散板が黄変するのを防止する。その結果、本発明の拡散板は、長い寿命を有する。

１．樹脂混合物中のＰＣおよびＰＳの種々の割合における蛍光増白剤の効果
Ａ．ＰＳ／ＰＣの重量比が５０／５０であったＰＳおよびＰＣ。
Ｂ．ＰＳ／ＰＣの重量比が８０／２０であったＰＳおよびＰＣ。
Ｃ．ＰＳ／ＰＣの重量比が９０／１０であったＰＳおよびＰＣ。

それぞれの組成物Ａ〜Ｃ中に０．００５重量％の蛍光増白剤を添加して、表１に示している実施例１〜３として供した。

蛍光増白剤を含まない、組成物Ａ、ＰＳまたはＰＣを含む単一成分を、表１に示している比較例１〜３としてそれぞれ供している。

実施例１〜３および比較例１〜３の組成物を、ブレンダーによりそれぞれ混合した。次いで、それぞれの前述の樹脂組成物を溶融混合し、押出しして、厚さ２ｍｍを有する樹脂板を成形した。

これらの樹脂板は、表１に示しているように試験した。熱変形温度（ＨＤＴ）を検出するのに、ＡＳＴＭＤ６４８を用いた。アンチノック指数（ＡＫＩ）を検出するのに、ＡＳＴＭＤ２５６を用いた。ｘ座標における色度（ｘ値）およびｙ座標における色度（ｙ値）を検出するのに、ＪＩＳＺ８７２２を用いた。

表１によれば、実施例１〜３のＨＤＴおよびＡＫＩは、純粋なＰＳ樹脂板よりも高い。実施例１および比較例１を対照させると、実施例１における樹脂板の色度は、比較例１におけるそれよりも低い。したがって蛍光増白剤は、樹脂板を黄変から有効に防止している。本発明の樹脂板を介して反射または屈折される光は黄色にならないであろう。

２．２つのＵＶ吸収層を有する樹脂板の性能
Ｄ：ＰＳ／ＰＣの重量比が８０／２０であったＰＳおよびＰＣ。
Ｅ−１：シロキサン系コポリマー。
Ｅ−２：アクリレート系ポリマー。
Ｆ：蛍光増白剤。
Ｇ−１：ＭＳ／ベンゾトリアゾールの重量比が９９／１であった１００重量％ＰＭＭＡ−ＰＳコポリマー（ＭＳ）。
Ｇ−２：ＭＳ／ベンゾトリアゾールの重量比が９９．９／０．１であった１００重量％ＰＭＭＡ−ＰＳコポリマー（ＭＳ）。
Ｇ−３：ＭＳ／ベンゾトリアゾール／酸化防止剤の重量比が９９．８５／０．１／０．０５であった１００重量％ＰＭＭＡ−ＰＳコポリマー（ＭＳ）。実施例４〜６、および比較例４〜７を表２に示している。

実施例４〜６および比較例４〜７の樹脂組成物およびＵＶ吸収層組成物を、ブレンダーによりそれぞれ混合した。次いで、それぞれの前述の樹脂組成物およびＵＶ吸収組成物をそれぞれ溶融混合し、かつ押出しして、厚さ２ｍｍを有する拡散板を成形した。この拡散板は、中間樹脂層および２つの外側ＵＶ吸収層を有し、その際ＵＶ吸収層／樹脂層／ＵＶ吸収層の比率は０．１ｍｍ／１．８ｍｍ／０．１ｍｍである。拡散板は、表３に示しているように試験した。

拡散板を３２”ダイレクト型バックライトモジュールとして組み立てることによって、拡散板の輝度を試験し、輝度はＭＢ−７輝度測色計により測定した。

５０ｍｍ^*５０ｍｍ拡散板を使用することにより、拡散板の耐久性（ΔＹＩ、すなわち黄色度指数）を試験した。６０℃で５００時間、Ｑ−ＵＶパネルによって拡散板を連続的に照射した。より低いΔＹＩは、拡散板の色の変化がより小さく、拡散板がより良好な耐久性を有することを示している。

表３によれば、実施例４〜６の拡散板の輝度は、比較例４〜７のそれらよりも良好であった。実施例４〜６の拡散板は、比較例４〜７の拡散板よりも、良好な耐久性を有するように見受けられる。

したがって、本樹脂組成物は、改良された耐熱性および耐衝撃性を有する。得られた拡散板は、向上した耐久性および輝度（明るさ）を有する。

Claims

５０〜９９．９重量％のポリスチレン（ＰＳ）、および０．１〜５０重量％のポリカーボネート（ＰＣ）からなる樹脂混合物と、
前記樹脂混合物の０．１〜２０重量％である光拡散材と、
前記樹脂混合物の０．００００１〜０．０２重量％である蛍光増白剤と
からなる樹脂組成物。
前記光拡散材が、平均粒径０．５〜５０マイクロメートル（μｍ）を有する複数の粒子を含む、請求項１に記載の樹脂組成物。
前記光拡散材が、有機ポリマーまたは無機ポリマーからなる、請求項１に記載の樹脂組成物。
５０〜９９．９重量％のポリスチレン（ＰＳ）、および０．１〜５０重量％のポリカーボネート（ＰＣ）からなる樹脂混合物と、
前記樹脂混合物の０．１〜２０重量％である光拡散材と、
前記樹脂混合物の０．００００１〜０．０２重量％である蛍光増白剤と
からなる樹脂層；ならびに
前記樹脂層の少なくとも１つの表面に適用される、９７．９〜９９．９８９重量％の樹脂基板、０．０１〜２重量％のＵＶ吸収剤、および０．００１〜０．１重量％の酸化防止剤からなる少なくとも１つの紫外線（ＵＶ）吸収層
を備え、
前記樹脂基板が、ＰＳと、ポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）およびＰＳコポリマー（ＭＳ）と、ＰＣと、ＰＭＭＡとの群から選択され、
前記ＵＶ吸収剤が、ベンゾトリアゾールおよびベンゾフェノンからなる群から選択され、
前記酸化防止剤が、ヒンダードフェノール、亜リン酸エステルもしくは塩、およびチオエーテルからなる群から選択される拡散板。
前記光拡散材が、平均粒径０．５〜５０マイクロメートル（μｍ）を有する複数の粒子を含む、請求項４に記載の拡散板。
前記光拡散材が、有機ポリマーまたは無機ポリマーからなる、請求項４に記載の拡散板。
樹脂層、および前記樹脂層の表面に塗布される１つのＵＶ吸収層を有し、ＵＶ吸収層／樹脂層の厚さ比率が、１／９９〜１／２である、請求項４に記載の拡散板。
樹脂層、および前記樹脂層の２つの背中合わせの表面にそれぞれ塗布される２つのＵＶ吸収層を有し、ＵＶ吸収層／樹脂層／ＵＶ吸収層の厚さ比率が、０．０５／９９／０．０５〜１／２／１である、請求項４に記載の拡散板。
前記樹脂層および前記ＵＶ吸収層が、同時押出しされて、前記拡散板に成形される、請求項７に記載の拡散板。
前記樹脂層および前記ＵＶ吸収層が、同時押出しされて、前記拡散板に成形される、請求項８に記載の拡散板。