KR100275990B1

KR100275990B1 - 수지제도광판

Info

Publication number: KR100275990B1
Application number: KR1019970705848A
Authority: KR
Inventors: 노부유끼 호소누마
Original assignee: 야마모토 카즈모토; 아사히 가세이 고교 가부시키가이샤
Priority date: 1995-02-22
Filing date: 1996-02-21
Publication date: 2000-12-15
Also published as: KR19980702448A; GB9717179D0; US5883163A; GB2313840A; DE19681267C2; CN1179216A; DE19681267T1; JP3400589B2; JPH08227004A; CN1104649C; WO1996026456A1; GB2313840B

Abstract

메틸 메타크릴레이트 단위 90 내지 99.5중량% 및 탄소원자수 1 내지 8의 알킬기를 가지는 알킬 아크릴레이트 단위 0.5 내지 10중량%인 단량체 용액 중의 용존산소량이 1ppm 이하이고, 이 단량체 용액으로부터 제조된 메타크릴 수지 공중합체의 클로로포름중의 환원점도가 35 내지 60ml/g이고, 0.5 내지 25㎛의 입도를 갖는 미립자를 수지 공중합체 1g당 5000개 이하로 함유하고 상압에서의 비등점이 80 내지 150℃, 용해도 지수가 7 내지 10(cal/㎠)^1/2인 휘발성 성분 1종 이상을 1000 내지 5000ppm로 함유하고, 도광판의 색도가 JIS-Z-8701에 따라 얻어진 0.001 내지 0.005의, 광 방사 표면의 x 및 y 색좌표의 최대값과 최소값 사이의 차이를 갖는 이면 조명용 도광판.

Description

[발명의 명칭]

수지제 도광판

[도면의 간단한 설명]

도1은 측면 조명형 표면 조명 자치를 사용한 액정 표시 장치의 단면도이다.

도2는 색 좌표의 평가를 위한 측면 조명형 표면 조명 장치내에 사용되는 도광판의 평면도이다.

도3은 색 좌표의 평가를 위한 측면 조명형 표면 조명 장치의 단면도이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 워드 프로세서 또는 개인용 컴퓨터와 같은 사무 자동화 기기 또는 각종 화상 신호의 모니터에 사용된 액정 표시장치등의 이면 조면 (back lighting)용으로 사용될 수 있는, 휘도 및 색조가 향상된 표면 조명용 도광판(light conducting plate)에 관한 것이다.

[배경기술]

메타크릴레이트 수지는 투명성, 내후성 및 스크래치 내성이 탁월하고, 특히 우수한 투명성으로 인하여 광 디스크 및 렌즈와 같은 정밀 성형이 요구되는 광학 부품용 수지 재료 또는 조명용 수지 재료로서 널리 사용되고 있다.

메타크릴레이트 수지는 최근에 액정 표시 장치등에서 이면 조명용 도광판으로서의 용도가 발견되었고, 투명도, 색조 및 이물질이 없어야되는 등의 요구가 엄격해지고 있다. 이하 언급되는 도광판은 액정 표시 장치의 이면 조명용으로 주로 사용되는 측면 조명형 (side-lighted type) 표면 조명 장치를 구성하는 부품이다. 측면 조명형 표면 조형 장치는 JP-A-57-128383 (이하 "JP-A"는 "일본 특허 출원 공개"를 의미한다)에 개시되어 있다. 제1도에서 보는 바와 같이, 이러한 형태의 조명 장치는 발광 표면의 측면에 위치하는, 냉음극가스방전관, 열음극 가스방전관, 전구 또는 LED와 같은 광원을 포함한다. 광원으로부터 방사된 광은 측면으로부터 도광판으로 입사하고, 광반사 표면상에 장착된 광 산란 장치에 의해 그 각도가 변화되고, 확산 필름으로 부터 편광판을 통해 관찰부 쪽으로 방출된다. 균일한 표면 조명 장치를 제공하기위하여, 도광판의 광 산란능은 광원으로 부터의 거리 또는 반사 표면의 위치와 적절하게 조화되도록 고안될 수 있다. 이러한 측면 조명형 표면 조명 장치가 광원을 도광판의 측면에 가지게 됨으로써, 표시장치 전체의 두께 및 중량을 감소시키는 데에 기여하기 때문에, 최근의 랩탑 또는 노트북 워드 프로세서 또는 개인용 컴퓨터에 사용된 액정 표시 장치의 이면 조명체로서 사용되고 있다. 이러한 휴대용 장치에는 장시간 작동할 수 있는 내장형 배터리가 요구되기 때문에 이면 조명용으로 사용되는 측면 조명형 표면 조명장치는 전력 소모가 적을 것이 요구된다.

제1도는 액정 표시 장치의 이면 조명용으로 사용되는 측면 조명형 표면 조명 장치를 나타내는 도면이다. 액정 패널 (1)은 스크린상의 원하는 위치에서 광 투과도를 제어하여 문자 또는 화상 정보를 만드는 기능을 가진다. 액정 패널 (1) 자체는 광을 방출하지 못하기 때문에 이면조명(2)이 선명한 화상을 얻는데에 필요하다. 광원(25)으로서 비교적 전력 소모가 적으나 충분한 밝기를 나타내지는 않는 냉음극형광관이 자주 이용되고 있다. 도광판(21)은 그 광 반사 표면상에 광 산란 장치(22)가 설치된 투명한 수지판이다. 광 산란 장치(22)는 소정의 패턴을 가지는 금형을 이용하여 사출성형하거나 백색 잉크를 예컨대 프린팅에 의해 점차 흐리게 하는 방법으로 광 반사 측면에 피복함으로써 형성된다. 도광판(21)은 제1도에서와 같은 평판형, 광원으로부터의 거리에 따라 두께가 감소하는 웨지형 (wedge shape) 및 기타 특수 불규칙형일 수 있다. (23)은 도광판(21)을 통해 관찰부쪽으로 통과하는 광을 반사하여 광 이용 효율을 향상시키는 작용을 하는 반사 필름이다. (24)는 확산 필름이라 불리우는 결빙된 글라스형의 구름형 필름이다. 광 산란 장치(22)는 도트 또는 스트라이프 패턴을 갖기때문에, 확산 필름(24)은 이러한 패턴이 액정 패널(1)을 통하여 나타나게되는 것을 방지하는데에 효과적이다. 동시에 광을 균일하게 산란시키는 표면 조명 장치는 확산 필름(24)에 의해 패턴을 흐리게 함으로써 얻을 수 있다. (26)은 램프 커버이며, 이것은 광원(25)으로부터 방사된 광을 도광판(21)쪽으로 효과적으로 유도하는 데에 사용된다. 제1도에서 화살표는 광 진행 방향을 나타낸다.

따라서, 도광판은 액정 패널의 이면쪽에 고정되며, 차폐상태로 사용되어 외부로부터 도달하는 광이 적게된다.

최근의 액정 표시장치의 컬러화 및/또는 대형화 경향에 따라, 휘도 또는 색상의 불균형이 없으면서, 고휘도에서 균일한 광 방사를 얻는 표면 조명 장치에 대한 요구가 증가되고 있다. 이러한 요구에 부응하기 위한 여러 가지 기술이 개시되었다.

예컨대, 광원으로부터의 거리에 따라 산란된 광의 양을 증가시킬 수 있도록 요철부를 가진 도광판이 (1) JP-A-U-61-157986 (이하 "JP-A-U"라는 용어는 "일본 실용 신안 등록 출원 공개"를 의미한다), (2) JP-A-U-62-87315, (3) JP-A-U-63-43186, (4) 미합중국 특허 제 4,059,916 호, (5) 미합중국 특허 제 4,937,709 호, (6) 미합중국 특허 제 5,134,549 호 및 (7) JP-A-U-5-79537에 기재되어 있다. 이러한 도광판의 성형 기술은 (8) JP-A-4-52286에 기재되어 있으며, 여기에서는 포토에칭에 의해 형성된 소정의 패턴을 갖는 금형을 사용하고 있다. (9) JP-A-2-165504 및 (10) 미합중국 특허 제 5,074,675 호에는, 광원으로부터의 거리에 따라 산란된 광의 양을 증가시키는 도광판이 개시되어 있는바, 여기에서는 광 방사 표면과 마주하는 바닥에 있는 표면에 광원으로부터 관찰부쪽으로 광을 효율적으로 반사시키도록 고안된 특수한 단부를 갖는 홈이 설치되어 있고, 이 홈의 간격과 깊이는 산란광의 양을 증가시키기위해 광원으로부터의 거리에 따라 증가한다. 또한 (11) JP-A-U-60-94605, (12) 미합중국 특허 제 4,998,809 호 및 (13) 미합중국 특허 제 5,040,098 호에는 두께와 중량의 감소 및 휘도의 증가를 모두 달성하기 위한 기술이 개시되어 있는 바, 이것은 광 방사 표면과 마주하는 바닥 표면상에 광 산란 홈을 만들고, 도광판 자체가 광원으로부터의 거리에 따라 두께가 감소된 웨지가 되도록 성형하는 것을 포함한다.

또한, (14) JP-B-39-1194 (이하, "JP-B"는 "일본 특허 출원 공고"를 의미한다), (15) JP-A-53-36199, (16) JP-A-54-105562 및 (17) JP-A-U-56-58678 에는 투명한 도광판 내부에 광 산란 입자를 분산시키는 방안이 제시되어 있다. 이와 관련하여, (18) JP-A-2-221924 및 (19) JP-A-2-221925에는 침전율의 차이를 이용하여 광산란 입자를 불균일하게 분산시키는, 도광판의 제조 방법이 개시되어 있다.

전술한 특허 및 실용 신안 공보등은 도광판으로서 적당한 재료에 유리, 메타크릴 수지, 스티렌 수지, 폴리카보네이트 수지등이 포함된다고 언급하고 있으나,이러한 투명 재료에 필요한 특성에 대해서는 특별한 언급이 없다.

광 디스크용 수지와 관련하여, 변색이 적은 투명한 메타크릴수지를 얻는 여러가지 기술이 제안되어 있다. 예컨대, (20) JP-B-7-132598 에는 메타크릴 수지의 분자량, 열분해지수 및 황변 지수 및 수지내의 휘발성 성분의 함량 및 미세한 이물질 함량을 규정함으로써 높은 광학적 순서를 가진 무색, 투명한 메타크릴 수지를 제조하는 기술이 개시되어 있다.

얇은 벽을 가진 성형품을 고속 성형하는 경우, 수지내의 휘발성 성분, 예컨대, 단량체 또는 수분으로 인해 은상흔 (silver streak)이 종종 발생된다. 은상흔에 대한 대책으로서, 수지중의 휘발성 성분의 함량을 최소화하기 위해 압출 및 펠릿화시에 고진공으로 휘발성 물질을 제거하는 방법이 실시되어 왔다. (21) JP-A-58-154751 호에는 수지내의 단량체의 함량의 적극적 감소가 은상흔을 억제하는 데에 효과적이라고 기재되어 있다.

반대로, 예컨대, (22) JP-A-3-259439 및 (23) JP-A-4-253752 에는 수지내의 약간의 양의 휘발성 성분의 존재가 성형시 은상흔을 억제하는 데에 효과적이라는 것이 언급되어 있다.

한편, JP-A-59-15444, JP-A-4-216806 및 JP-B-57-9392 에는 열분해, 열 변색 또는 산화 변색을 방지하기 위하여 메타크릴 수지에 안정화제를 첨가하는 방안이 제시되어 있다.

그럼에도 불구하고, 전술한 기술 중 어느 것도 사출 성형에 의해 메타크릴 수지로 만들어진 도광판에서 발견되는 변색 문제를 해결한 것, 즉, 측면 조명형 표면 조명 장치에서의 휘도 불균형 또는 색 불균형의 문제를 해결한 것은 없다.

도광판용 재료에 일반적으로 요구되는 특성에는 고투과성, 무색성, 이물질의 부존재, 고내열성 그리고 사출 성형의 경우에는 만족할 만한 성형성 및 이형성이 포함된다. 특히, 이러한 재료는 유리, 메타크릴 수지, 스티렌 수지 및 폴리카보네이트 수지와 같은 투명한 재료를 포함한다. 실제로 탁월한 광학적 성질을 가지며, 유리보다 가벼운 메타크릴 수지가 자주 이용되고 있다.

최근에, 랩탑 또는 노트북 워드 프로세서 또는 컴퓨터에 대한 비약적인 수요증가에 따라 사출 성형에 의한 도광판의 저렴한 다량 생산이 활발해지고 있다. 도광판의 형태로는, 전력 소모를 최소화하기 위한 목적으로, 얇은 웨지형이 널리 사용되고 있다.

메타크릴 수지가 탁월한 투명성을 가지고 있으며, 이로인해 도광판으로서 만족할 만한 기능을 나타냄에도, 풀 컬러 (full color) 액정 표시 장치가 보편화되고 있는 추세에 따라 투명성의 추가적인 향상이 매우 엄격히 요구되고 있다. 종래의 조명 장치에 비해, 도광판은 광이 통과해야하는 길이가 매우 길어져서 재료의 매우 미약한 변색에도 색 불균형이 초래된다.

제1도를 참고로 하면, 광원 근처에서 반사된 광선 (a)이 비교적 짧은 거리에 걸쳐 재료를 통과하기 때문에, 재료의 색에 대한 영향이 거의 감지되지 않으며, 광원 근처의 색과 같은 색으로서 관찰부쪽으로 방사된다. 한편, 광원으로부터 먼 거리에서 방사된 광원 (b)은 재료의 색 불균형에 감지할 만한 영향을 미치며, 긴 거리에 걸쳐 재료를 통과하면서 광원의 색과 차이가 있게된다. 이것은 표면 조명 장치의 산란된 광의 색이 광원으로부터의 거리에 따라 동일한 광 방사 표면내에서 변화하여 색 불균형을 이루기 때문이다.

예컨대, 충분히 향상된 순도를 갖는 메타크릴 수지의 일반적 사출 성형에 의해 제조된 3mm 두께의 판을 사용할 경우, 투과 방향에서의 황변지수 (YI)는 약 0.7 내지 1이고, 이것은 통상의 용도에서 문제를 야기시키지 않는 만족할만한 투명도를 의미한다. 그러나, 유사하게 사출 성형된 성형품이 220mm를 초과하는 광로 거리를 갖는다면, 재료 자체가 갖는 미약한 색이 누적되고, 때때로 약 5의 황변 지수에 달하게 된다. 이러한 황변 지수를 갖는 재료가 측면 조명형 표면 조명 장치의 도광판으로서 사용된다면, 황변은 광원으로부터의 거리에 따라 더 강해질 것이고, 이로인해 전체적으로 색이 불균형하게 된다. 특히, 이러한 것은 풀 컬러 액정 표시 장치에서의 색 재현성의 감소를 유발한다. 풀 컬러 액정 표시 장치가 CIE 비색계에 따라 x 및 y색 좌표 모두에서 최대치와 최소치 사이의 차이로 표시하였을 때, 색 불균형이 0.001 내지 0.005 범위내인 이면조명체를 갖는 것이 바람직하다.

이러한 황변을 없애기 위해 색조 조절에 의해 색조를 향상시키는 것이 시도되었다. 예컨대, 청색 안료를 첨가하는 것으로 이루어진 불루잉(bluing)이라 불리우는 방법이 진술한 미약한 황변을 교정하기 위해 널리 사용되고 있다. 이러한 방법이 황변에 의한 색조 불균형을 감소시키는 데에 효과적이라 하더라도 이것은 투과도의 감소를 포함한다. 따라서, 도광판에 대한 불루잉 방법의 적용은 광 효율을 감소시키는 결과(즉, 휘도의 감소)를 초래한다. 예컨대, 산화 티탄과 같은 유상 백색 안료 첨가하고, 형광판의 커버로서 사용되는 메타크릴 수지에 형광증백제를 첨가하는 것을 포함하는 색조의 향상 방법이 있다. 그러나, 이러한 유상 백색 재료로 이루어진 도광판은 국부적으로 과도한 밝기를 초래하는, 광원의 근처에서의 과도한 광 산란을 유발할 뿐 아니라, 광원으로부터 먼 부분에 광이 투과되지 못하게 하는 문제를 발생시킨다. 결과적으로, 도광판으로부터 방사된 광은 비균일하게 된다. 따라서, 도광판용 재료는 전술한 바와 같이 투명해야만 한다.

휘도 향상을 위한 다른 접근 방법으로는, 형광 증백제만을 메타크릴 수지에 배합하는 방법이 (24) JP-A-62-32488 및 (25) JP-A-64-42686에 개시되어 있는 바, 이 방법에서는 광원으로부터 방사된 자외선에 의해 여기된 형광을 사용하여 휘도를 향상시킨다. 이 방법은 형광판의 자외선 광의 광도에 따라 청색 틴트(tint)가 강하게 되기 때문에 휘도 불균형 및 색조의 향상에 부적당한 것으로 보인다. 형광관 커버용 투명 수지에 형광 증백제를 첨가하는 것은 (26) JP-B-6-3682에 개시되어 있다. 이 방법은 형광관의 자외선 광을 차단하는 것을 목적으로 하고 있으나, 본 발명의 목적인 색조 또는 광 효율의 향상에는 효과가 없다. 다시 말하면, 이 방법은 자외선 영역의 입사광을 가시 광선 영역의 광으로 전환하는 효과가 없다.

따라서 본 발명의 목적은 사출 성형된 메타크릴 수지 도광판의 변색을 제거하는 것, 즉, 휘도 향상, 휘도 불균형 제거 및 측면 조명형 표면 조명 장치의 색조 향상에 있다.

메타크릴 수지는 다른 성형 재료에 비해 투명도가 우수하기 때문에 도광판의 재료로서 사용된다. 광 디스크용 수지를 참고로 하면, (20) JP-B-7-132598에는 고광학 순도를 갖는 무색, 투명한 메타크릴 수지를 메타크릴 수지의 분자량, 열분해지수 및 황변지수와 성형 재료내의 미세한 이물질 입자 함량 및 휘발성 성분의 함량을 규정함으로써 얻을 수 있다. 그러나, 사출 성형에 의해 도광판을 제조하는 경우, 개시된 메타크릴 수지는 아직 불충분하다. 즉, 이 수지는 사출 실린더내의 온도 분포, 실린더의 모양 및 호퍼로부터 포집된 공기 산소 등의 영향에 의해 성형중의 열분해, 열변색 또는 산화 변색을 받아, 착색된 도광판만을 제공하는 경향이 있다. 이러한 관점에서, (21) JP-A-58-154751에 제안된 바와 같이, 성형 수지내의 단량체의 함량을 적극적으로 감소시키는 것을 포함하는 광 디스크용 성형 수지에 관한 전술한 방법은 선호되지 않는데, 그 이유는 호퍼로부터의 공급중에 포집된 공기 등에 의해 산소의 영향이 향상되기 때문이다. (22) JP-A-3-259439 및 (24) JP-A-4-253752에 기재된 기술의 효과는 수지에 일정량의 휘발성 성분을 배합하고, 성형중의 은상흔을 억제하는 것이나, 본 발명이 목적으로 하고 있는 변색 억제효과와는 다르다.

성형기의 크기와 종류, 스크류 디자인 및 다른 성형 조건의 변화가 몇가지 기계 장치를 통하는 수지의 열발생, 공기 포집 등의 완전한 조절을 기술적으로 어렵게 만든다.

JP-A-59-15444, JP-A-4-216806 및 JP-B-57-9392에 기재된 바와 같이, 도광판의 색조를 향상시킴으로써 열변색 또는 산화 변색을 방지하기 위한, 전술한 메타크릴 수지에의 안정화제의 첨가는 효과면에서 불충분하고, 다소 변색을 유발한다.

전술한 바와 같이, 종래 기술은 사출 성형에 의해 무색 투명한 도광판, 즉, 컬러 액정 표시 장치의 이면조명으로서 요구되는 사항, 즉, 고휘도, 색 불균형의 부존재 및 균일 광 투과 및 산란을 만족시키는 표면 산란 조명 자치를 제공하는 데에 실패하였다.

고휘도 및 무색 도광판을 얻기 위해, 사용된 메타크릴 수지의 분자량을 규정하고, 사출 성형중의 열 산화에 의한 변색을 억제하는 것이 필요하다.

사출 성형에 의해 적은 두께 및 정밀한 불균형 패턴을 갖는 도광판을 얻기 위해 아크릴 수지의 유동성을 향상시킬 필요가 있다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, 수지의 분자량을 감소시키고, 내부 가소작용을 갖는 공단량체를 공중합하는 기술을 사용하는 것이 일반적이다. 단지 공단량체의 함량만을 증가시킨 수지는 향상된 유동성을 나타내더라도, 내열성이 감소되어 부적당하다. 단지 분자량만을 감소시킨 수지는 향상된 유동성을 나타내더라도 기계적 강도가 불량하다.

아크릴 수지는 금속에 대해 비교적 강한 접착성을 나타낸다. 사출 금형에 대한 접착성이 너무 크면, 성형품이 금형으로부터 이형될 때, 크랙, 파열 또는 표면 거칠기와 같은 결함을 갖게 된다. 도광판으로서의 사출 성형은 열 변색을 방지하거나, 이물질에 의한 색조 저하를 방지하기 위해 가능한 한 낮은 성형 온도에서 수행되는 것이 바람직하다. 그러나, 금형중의 성형 수지의 유동성이 저온에서 감소하게 되고, 이에 따라 충전 불량을 억제하기 위해 사출 압력을 증가시킬 필요가 있다. 결과적으로, 성형품과 금형간의 접착이 강해지면, 전술한 크래킹의 문제가 유발된다. 따라서, 저온 성형을 이루기 위해서는 수지의 유동성의 향상이 요구된다. 그러나, 유동성의 향상을 위한 과도한 분자량의 감소는 기계적 강도의 감소를 초래하고, 이로인해 금형으로부터의 이형시 크래킹이 유발된다. 다시말하면, 가능한 한 최저온에서의 사출 성형에 의해 얇은 도광판을 얻기 위해서는 사용되는 메타크릴 수지의 분자량을 규정하고, 수지의 이형성을 향상시키는 것이 바람직하다.

아크릴 수지의 이형성을 향상시키기 위한 공지의 방법으로는 1종 이상의 다가 알콜 지방산 에스테르, 일수화 알킬 알콜, 지방산, 지방산 아미드 및 지방산 금속염(JP-A-61-73754)의 첨가, 글리세롤 고급 지방산 에스테르 및 포화 지방족 알콜(JP-A-1-294763)의 첨가, 스테아르산 글리세롤, 베헨산 글리세롤 및 지방산 알킬 에스테르중 1종 이상의 첨가(JP-A-2-115255) 및 알킬 부분이 규정된 탄소 원자수 분포를 갖는 글리세롤 고급 지방산의 첨가(JP-A-4-53860 및 JP-A-4-253752)가 포함된다. 개시된 수지 조성물은 불충분한 유동성 또는 이형성을 가지거나 도광판용 수지로 사용되기에는 너무 낮은 내열성을 나타낸다.

따라서, 본 발명의 또 다른 목적은 변색으로 인한 색 및 휘도의 불균형 뿐만 아니라, 불량한 기계적 강도(이형시의 뒤틀림 또는 크랙) 및 불량한 외관(예 : 은상흔)과 같은 문제를 해결하는 것이다.

본 발명자는 전술한 문제점을 해결하기 위해 광범위하게 연구를 수행하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명은 클로로포름중의 환원 점도가 35 내지 60ml/g이고, 알킬 부분의 탄소 원자수가 1 내지 8인 알킬 아크릴레이트 0.5 내지 10중량 % 및 메틸 메타크릴레이트 단위체 90 내지 99.5중량 %를 포함하는 메타크릴 공중합 수지를 포함하고, 도광판의 색도가 JIS-Z-8701에 따라 얻어진, 0.001 내지 0.005의, 광 방사 표면의 x 및 y 색좌표의 최대값과 최소값 사이의 차이를 갖는 이면 조명용 도광판에 관한 것이다.

보다 구체적으로는, 본 발명은 전술한 메타크릴 공중합 수지가 단위 g당 0.5 내지 25㎛의 입도를 갖는 미세한 입자를 5000개 이하로 함유하고, 대기압에서의 비등점이 80 내지 150℃이고, 용해도 지수가 7 내지 10(cal/㎠)^1/2인 휘발성 성분 1종 이상을 1000 내지 5000ppm 함유하는 것을 특징으로 하는 이면 조명용 도광판에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 파장 변환제 0.1 내지 10ppm을 함유하는 메타크릴 공중합 수지를 포함하는 이면 조명용 도광판에 관한 것이다.

보다 구체적으로는, 본 발명은 메타크릴 공중합 수지가 비스벤족사졸 화합물, 피라졸린 화합물, 쿠마린 화합물, 이미다졸론 화합물, 벤지딘 화합물, 나프탈이미드 화합물 및 디아미노스틸벤디술폰산 화합물 중에서 선택된 파장 변환제 1종 이상을 0.1 내지 10ppm으로 함유하는 것을 특징으로 하는 이면 조명용 도광판에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 100중량부의 메타크릴 공중합 수지, 0.01 내지 0.2중량부의 하기 화학식 1의 글리세롤 고급 지방상 에스테르 또는 고급 지방상 및 0.01 내지 0.5중량부의 고급 지방족 알콜을 함유하는 메타크릴 수지 조성물로서, 1 내지 800ppm의 수분 함량을 갖는 메타크릴 수지 조성물을 포함함을 특징으로 하는 이면 조명용 도광판에 관한 것이다:

[화학식 1]

(상기 식에서, R은 11 내지 25개의 홀수개의 탄소 원자를 함유하는, 알킬 또는 히드록시알킬기이고; X₁및 X₂는 각각 수소 원자 또는

을 나타낸다)

보다 구체적으로는, 본발명은 글리세롤 고급 지방산 에스테르가 X₁및 X₂가 모두 수소 원자를 나타내고, 총 알킬 부분에 대한 17개의 탄소 원자를 갖는 알킬 부분의 비가 80 내지 99%인 상기 화학식 1의 화합물인, 전술한 메타크릴 수지 조성물을 포함하는 도광판에 관한 것이다.

본 발명은 또한 고급 지방산이 0.01 내지 0.2중량부의 라우르산이고, 고급 지방족 알콜이 0.01 내지 0.5중량부의 스테아릴 알콜인, 전술한 메타크릴 수지 조성물을 포함하는, 이면 조명용 도광판에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 0.1 내지 10ppm의 파장 변환제를 함유하는 것을 특징으로 하는 전술한 메타크릴 수지 조성물을 포함하는 이면 조명용 도광판에 관한 것이다.

보다 구체적으로는, 본 발명은 비스벤족사졸 화합물, 피라졸린 화합물, 쿠마린 화합물, 이미다졸론 화합물, 벤지딘 화합물, 나프탈이미드 화합물 및 디아미노스틸벤디술폰산 화합물에서 선택된 파장 변환제 0.1 내지 10ppm을 함유함을 특징으로 하는 이면 조명용 도광판에 관한 것이다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명하겠다.

본 발명에 사용된 메타크릴 공중합 수지는 하기에서와 같이 연속 용액 중합에 의해 제조될 수 있다.

90 내지 99.5중량%의 메틸 메타크릴레이트 단위체 및 0.5 내지 10중량%의, 알킬 부분의 탄소 원자수가 1 내지 8인 알킬 아크릴레이트 단위체를 포함하는 단량체 혼합물을 제조한다. 이 단량체 혼합물을 10 내지 25중량%의 비활성 중합 용매, 0.001 내지 0.003중량%의 자유 라디칼 발생 촉매 및 0.1 내지 0.5중량%의 사슬 전이제(각각의 양은 총 반응 혼합물을 기준으로 한 양이다)와 혼합한다.

비활성 중합 용매는 소정의 범위내에서 제조된 수지의 분자량을 조절할 수 있는 것들로부터 선택된다. 바람직한 중합 용매에는 에틸벤젠 및 메틸이소부틸케톤이 포함되며, 에틸벤젠이 특히 바람직하다. 용매는 총 반응 혼합물의 10 내지 25중량%의 양으로 사용된다. 용매의 양이 10중량% 미만이면, 중합계는 매우 점성이 높고, 반응 계를 조절하는 것이 어렵게 된다. 이의 양이 25중량%를 초과하면, 용매 제거의 부담이 매우 커지며, 기술적으로 선호되지 않는다.

전술한 바와 같은 라디칼 발생 촉매는 자유 라디칼을 발생시키는 중합 개시제를 의미한다. 유용한 촉매로는 벤조일 퍼옥시드와 같은 유기 과산화물, 아조비스이소부티로니트릴과 같은 아조 화합물 및 라우로일 퍼옥시드 및 t-부틸퍼옥시 2-에틸헥사노에이트와 같은 과산화물이 포함된다. 90℃ 이상의 고온에서 중합을 수행하면, 10시간의 반감기 온도(반감기가 10시간인 온도)가 80℃ 이상이고, 단량체 혼합물에 가용한, 아조 화합물 또는 과산화물, 또는 사용된 용매가 바람직하다. 이러한 화합물의 예로는 1, 1-비스(t-부틸퍼옥시)-3, 3, 5-트리메틸시클로헥산-t-부틸 퍼옥시드, 2, 5-디메틸-2, 5-디(벤조일퍼옥시)헥산, 1, 1-아조비스(1-시클로헥산카르보니트릴) 및 2-(카르바모일아조)이소부티로니트릴이 있다. 3, 3, 5-트리메틸시클로헥산- 디 t- 부틸 허옥시드가 특히 바람직하다. 자우 라이칼 발생 촉매는 총 반응 혼합물을 기준으로 0.001 내지 0.003중량%의 양으로 사용된다.

사용되는 사슬 전이제는 머캅탄, 특히 n-부틸머캅산, n-옥틸머캅탄, n-도데실머캅탄 및 2-에틸헥실 티오글리콜레이트를 포함하는 것이 바람직하다. 사슬 전이제는, 생성되는 메타크릴 공중합체가 25℃에서 클로로포름중에서의 환원 점도가 35 내지 60ml/g 일 수 있도록 0.1 내지 0.5중량%의 농도로 단량체 혼합물에 첨가된다.

이렇게 제조된 단량체 용액에 비활성 기체를 도입하여 용존 산소 농도가 1ppm 이하로 감소되게 한다. 용존 산소 농도가 1ppm을 초과하면, 생성된 수지의 무색성 및 투명성이 손상된다. 용존 산소를 1ppm 이하로 감소시키는 방법은 특별히 제한되지는 않으나, 단량체 용액을 역류 접촉 탑으로 연속적으로 공급하고, 비활성 기체, 예컨대 질소와 역류 접촉시켜 기체-액체 평형을 이용하여 용존산소를 비활성 기류로 배출시킴으로써 용존 산소를 효과적으로 제거하는 것이 바람직하다.

용존 산소를 1ppm이하로 감소시킨 후, 0.5㎛ 이하의 동공 크기를 갖는 필터를 통해 단량체 용액을 여과할 필요가 있다. Enflon Filter MCY4463FRE (제조원 : Pole Co.)를 적당한 필터의 바람직한 예로서 언급할 수 있다. 이러한 필터를 통해 통과된 단량체 용액은 입자 계수기로 측정한, 단위 g당 0.5 내지 25㎛의 크기를 갖는 미세 입자가 5000 개 이하로 함유된 중합체를 제공하게 된다. 5000개를 초과하여 이러한 미세 입자를 함유하는 메타크릴 공중합 수지는 감지할 만한 투과 손실을 유발하며, 또한 착색을 일으키게 된다.

용존 산소의 감소 및 미세 이물질 입자의 제거후, 단량체 용액을 반응 지역에 연속적으로 공급하고, 120 내지 160℃의 온도 범위에서 중합시킨다. 중합 온도가 120℃ 미만이면, 실제로 반응 속도가 매우 느리다. 이 온도가 160℃를 초과하면, 반응 속도가 매우 빠르게 되어 중합 전환율을 조절하는 것이 어렵게 되거나 부반응 및/또는생성물의 착색을 유발한다.

본 발명에 있어서, 반응 생성물로부터 휘발성 성분을 제거하는 것은, 200 내지 290℃에서 생성물을 가열하여 대부분의 성분을 제거한 뒤, 잔류물을 감압 상태를 유지하면서 탱크로 공급하여 추가로 휘발성 성분을 감소시켜 수행된다.

특정한 휘발성 성분을 후술하는 바와 같은, 생성된 공중합체에 첨가하는 경우, 예컨대 휘발성 성분을 공중합체에 첨가한 뒤, 반죽 및 압출하는 방법 또는 휘발성 성분을 공중합체의 융점에서 첨가한 뒤 반죽 및 압출하는 방법으로 첨가를 수행할 수 있다. 일반적으로 사용되는 장치, 예컨대 반부리 혼합기, 롤 및 압출기를 반죽 및 압출 과정에서 사용할 수 있다.

본 발명에 사용된 메타크릴 공중합체 수지는 메틸 메타크릴레이트 주 단위와 공중합가능한 단량체 단위 (공단량체 단위)를 포함하는 공중합체이고, 열가소성 성형 재료이다. 공단량체 단위는 바람직하게는 메틸 아크릴레이트 단위, 에틸 아크릴레이트 단위, 부틸 아크릴레이트 단위, 이소프로필 아크릴레이트 단위, 2-에틸헥실 아크릴레이트 단위, 시클로헥실 메타크릴레이트 단위 및 t-부틸시클로헥실 메타크릴레이트 단위를 포함한다.

공단량체 단위는 바람직하게는, 공중합체내에 0.5 내지 10중량%, 보다 바람직하게는, 0.5 내지 8중량%의 비율로 존재한다. 공단량체 단위의 비율이 0.5중량%미만이면, 수지는 성형중에 과도하게 열분해된다. 이것이 10중량%를 초과하면, 열 뒤틀림 온도의 현저한 감소가 일어날 수 있다. 25℃에서의 클로로포름중에서 측정된 환원 점도를 기준으로 한 공중합체의 분자량은 바람직하게는 35 내지 60ml/g, 보다 바람직하게는 40 내지 60ml/g이다. 점도가 35ml/g 미만이면, 성형품은 강도가 불충분하고, 파열되기 쉽다. 이것이 60ml/g을 초과하면 수지는 불충분한 유동성에 기인한, 사출 성형성 및 압출성과 같은 가공성이 현저히 감소한다.

본 발명의 메타크릴 공중합 수지에 존재하는, 입도가 0.5 내지 25㎛인 이물질의 미세 입자의 수는 g당, 바람직하게는 5000 이하, 보다 바람직하게는 3000 이하이다. 또한, 본 발명의 수지는 대기압에서 80 내지 150℃의 비등점을 갖고, 용해도 지수가 7 내지 10(cal/㎠)^1/2인 1종 이상의 휘발성 성분을 1000 내지 5000ppm, 특히 1000 내지 3000ppm으로 함유하는 것이 바람직하다. 이러한 휘발성 성분의 존재는 사출 성형기내, 특히 호퍼 아래의 가소화 지역내의 산소 분압을 감소시키는 효과를 갖는다. 사출 성형기의 내부 대기를 질소로 치환시킴으로써 동일한 효과를 얻을 수 있다. 이러한 바람직한 성질을 갖는 메타크릴 공중합 수지는 용이하게 (좋은 수율로) 색조가 향상된 도광판을 제공한다.

본 발명에 따르는 도광판용 메타크릴 수지 조성물은 100중량부의 전술한 메타크릴 공중합 수지, 0.01 내지 0.2중량부, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.1중량부의 상기 화학식 1의 글리세롤 고급 지방산에스테르 또는 고급 지방산 및 0.01 내지 0.5중량부, 보다 바람직하게는 0.01 내지 0.3중량부의 고급 지방족 알콜을 포함하고, 1 내지 800ppm, 보다 바람직하게는 1 내지 400ppm의 수분 함량을 갖는다. 고급 지방산 글리세롤 모노에스테르는 상기 화학식 1의 화합물이고, 모노라우릴산 글리세롤, 모노미리스트산 글리세롤, 모노팔미트산 글리세롤, 모노스테아르산 글리세롤 및 모노베헨산 글리세롤을 포함한다. 이러한 에스테르는 개별적으로 사용될 수 있거나, 2종 이상의 혼합물로서 사용될 수 있다. 특히, 알킬 부분 R의 탄소 원자수가 10 내지 30이고, 전체 알킬 부분에 대한, 탄소 원자수가 18개인 알킬 부분의 비가 80 내지 90%인 화학식 1의 고순도 모노스테아르산글리세롤; 지방산으로서 라우르산; 및 고급 지방족 알콜로서 스테아릴 알콜을 사용함으로써 탁월한 이형성을 보장받을 수 있다. 글리세롤 고급 지방산 모노에스테르 또는 고급 지방산 및 고급 지방족 알콜의 함량이 0.01중량부 미만이면, 메타크릴 공중합 수지의 이형성의 향상 효과가 불충분하다. 글리세롤 고급 지방산 모노에스테르 또는 고급 지방산 함량이 0.2중량부를 초과하거나, 고급 지방족 알콜 함량이 0.05중량%를 초과하더라도, 추가적인 이형성의 향상 효과는 얻어지지 않는다. 비용절감 이외에도, 이형제의 과도한 첨가는 수지 조성물의 황변의 증가 또는 내열성의 감소를 유도한다. 더욱이, 첨가된 이형제의 일부가 금형의 표면 또는 다이 립(lip)에서 석출되어, 이것이 성형품의 표면 결함을 유발한다. 메타크릴 수지 조성물의 수분 함량이 800ppm을 초과하면, 글리세롤 고급 지방산 모노에스테르의 이형 효과가 가수분해로 인해 적지않게 손상된다. 1ppm 이하로의 수분 함량의 감소는 실제로 어렵다. 수분 함량을 800ppm 이하로 감소시키기 위해 건조 조건은 엄격히 조절되어야하나, 건조 방식 자체는 종래의 방법이다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명자는 색조가 향상되고, 광 효율이 향상되어 고휘도를 나타내는 도광판을 소정량의 자외선 파장 변환제를 첨가함으로써 얻을 수 있음을 발견하였다.

통상의 사용법에 따라 메타크릴 수지에 파장 변환제를 첨가하면, 이것이 태양광, 또는 많은 자외선 광을 포함하는 형광판 광을 흡수하고, 발생된 광을 성형품 내부로 제한하여 성형품이 청색 계통의 색조를 띤다. 반대로, 도광판이 액정 패널의 이면에 고정되기 때문에 외부광의 대부분이 차단된다. 또한, 광이 비교적 적은 자외선을 함유하는 형광판은 광원으로서 외측에 위치된다. 이러한 상황하에서, 파장 변환제는 메타크릴 수지 재료의 색조의 적당한 향상을 유도하여 색 불균형이 없는 도광판을 제공한다.

본 발명에서 사용될 수 있는 파장 변환제는 내열성, 내광성 및 상용성을 고려하여 바람직하게 선택한다. 바람직한 파장 변환제의 예로는 하기의 것들이 있다:

비스벤족사졸 화합물:

예

(4, 4'-비스[5-메틸-2-벤족사졸릴]스틸벤)

(2, 5-비스[5'-t-부틸벤족사졸릴(2)티오펜)

피라졸린 화합물:

예

쿠마린 화합물:

예

이미다졸론 화합물:

예

벤지딘 화합물:

예

나프탈이미드 화합물:

예

디아미노스틸벤디술폰산 화합물:

예

파장 변환제는 개별적으로 또는 2종 이상의 혼합물로서 사용될 수 있다.

메타크릴 수지 재료는 사출 성형 단계와 같은, 열을 포함하는 가공 단계에서 함유된 미량의 산소에 의한 품질 열화 및 황변을 겪게 된다. 이러한 황변은 짧은 파장(400 내지 500nm)의 광투과의 감소로부터 발생되는 광학적 현상을 설명한다. 본 발명에 사용된 파장 변환제는 사람의 눈에는 감지되지 않는 자외선을 흡수할 수 있으며, 이것을 다른 파장의 청색광으로 변환된 상태로 방출하여 황변으로 인한 짧은 파장의 가시 광선의 손실을 보충하고, 색 불균형을 교정한다. 이러한 효과는 액정 표시 장치의 이면 조명으로서 도광판을 사용할 때 나타나는 장점일 수 있다. 태양광과 같은 자외선 광을 보다 많이 포함하는 광원에 대해 사용하면, 파장 변환제는 메타크릴 수지 재료를 청색 색조를 띠게 한다.

파장 변환제는 메타크릴 수지에 0.1 내지 10ppm의 양으로 함유되는 것이 바람직하다. 이 양이 0.1ppm 미만이면 색조 향상 효과가 불충분하다. 이 양이 10ppm을 초과하면 블루잉 정도가 광원 근처에서 너무 강하여 색 불균형을 증가시키는 결과를 초래한다. 바람직한 첨가량은 0.2 내지 5ppm이다. 파장 변환제의 첨가 방법은 특별히 한정되지는 않으나, 이 첨가제가 메타크릴 수지내에 균일하게 분산될 수 있는 한, 적당한 분산제로 희석시켜 분산을 촉진하여 첨가하는 것이 바람직하다. 예컨대, 앞에서 예시한 2, 5-비스[5'-t-부틸벤족사졸릴(2)]티오펜의 경우 분산제로서 디시클로헥실 프탈레이트를 사용할 수 있다. 파장 변환제는 예컨대, 이것을 중합되는 단량체 혼합물에 첨가하거나, 미리 제조된 메타크릴 수지와 이것을 함께 용융 반죽한 뒤, 펠릿화함으로써 메타크릴 수지내에 배합할 수 있다. 분쇄된 파장 변환제를 메타크릴 수지 펠릿과 함께 건식 혼합할 수 있다. 메타크릴 수지를 용액 중합하여 제조하는 경우, 단량체, 파장 변환제 및 분산제의 혼합물을 미리 방향족 탄화수소와 같은 용매내에 용해시켜 단량체 용액을 제조할 수 있다. 괴상 중합의 경우, 단량체와 개시제의 혼합물을 100 내지 200℃의 온도로 유지된 중합 용기로 연속적으로 공급하여 중합을 개시한다.

필요하다면, 공지의 첨가제, 예컨대 윤활제, 산화방지제 및 대전 방지제를 조성물의 특성이 손상되지 않는 범위내에서, 메타크릴 수지 조성물에 첨가할 수 있다. 그러나, 이들 첨가제의 양은 최소화되도록 주의하여야 하는바, 그 이유는 첨가제가 성형품을 착색하여 색 재현성을 손상시키기 때문이다. 메타크릴 수지가 일반적으로 내광성을 향상시키기 위한 자외선 흡수제를 함유함에도, 본 발명에서는 자외선 흡수제의 첨가를 피하여야 하는바, 그 이유는 형광 방출의 에너지로서 작용하게 되는 자외선 광의 흡수가 원하는 효과의 명확한 실현을 방해하기 때문이다.

보다 구체적으로는, 색조가 향상된 메타크릴 수지 도광판을 갖는 이면 조명용 표면 조명 장치로서, 발광 표면의 색 좌표 x 및 y의 최대 및 최소 값의 차이가 0.001 내지 0.005, 특히 0.001 내지 0.003인 것이 얻어진다.

[실시예]

본 발명은 실시예를 참고로하여 보다 상세히 설명될 것이나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

제조된 공중합체 및 조성물의 물성의 여러가지 분석 및 평가를 하기 방법에 따라 수행한다.

(1) 공중합체 내의 휘발성 성분의 측정:

제조된 수지 조성물의 모액을 디클로로메탄에 용해시키고, 기체 크로마토그래피로 분석한다.

(2) 환원 점도:

0.15g으로 계량된 시료를 50ml의 클로로포름에 용해시키고, 오스트발트점도계로 25℃에서 환원 점도를 측정한다.

(3) 미세 입자의 측정:

5g으로 계량된 시료를 30ml의 디클로로에탄에 용해시킨다. 레이저 비임을 용액에 조사하고, 레이저 비임의 산란을 검출하여 미리 교정된 입자 계수기(Model 346BCL, 제조원 : HIAIC-ROYCO Co.)로 0.5 내지 25㎛의 미세 입자의 수를 얻는다.

(4) 용해도 지수(SP):

Polymer Handbook, 2판, A. Willy Interscience Publication Inc.를 참조하라. 상기 문헌에 언급되지 않은 것에 대해서는, SP는 분자 친화도 상수 G를 이용하여 하기 수몰의 식(Small's formula)에 따라 계산한다:

[수학식 1]

(5) 수분 함량:

칼 피셔(Karl Fischer) 수분 함량 측정기(제조원:Kyoto Denshi K.K.)로 측정한다.

(6) 이형성:

사출 성형기 T-100D(제조원 : Fanuc Ltd.)를 230 내지 250℃의 실린더 온도, 50℃의 금형 온도, 및 80MPa의 최대 사출 압력의 조건으로 작동시켜 수지재료를 사출 성형하고, 이형성 시험을 위해 컵 금형에 넣는다. 사출기 핀 판 및 사출기 하중체 사이에 고정된 로드 셀 CMX200(제조원 : Orientec Co., Ltd.)으로 이형중의 스트레스(이형력)를 측정하여 이형성을 평가한다.

(7) 열 뒤틀림 온도(HDT):

내열성의 지수, HDT를 ASTM-D648에 따라 측정한다. 시험전에, 시료를 96℃에서 2시간동안 어닐링한 뒤, 48시간동안 23℃, 52% RH로 조절한다.

(8) 용융 지수(MFI):

성형성의 지표로서, ASTM-D1238 방법 I(230℃, 3.8kg)에 따라 MFI(g/10분)를 측정한다.

(9) 측면 조명 표면 조명 장치의 조립:

AUTOSHOT T-100D사출 성형기(제조원 : Fanuc Ltd.)를 230 내지 250℃의 성형 온도, 80℃의 금형 온도 및 70MPa의 최대 사출 압력의 조건하에 작동하여, 90℃에서 3시간동안 건조시킨 펠릿을 100mm×100mm×2mm의 판으로 사출 성형한다. 제 2도에 나타낸 바와 같이, 수 조절 조각기로 성형품의 한쪽 측면상에 40mm×85mm의 면적위에 다수의 원추형 구멍을 파서 산란 장치가 장착된 도광판을 제조한다. 구멍의 깊이는 광 진행 방향을 따라 0.07mm 내지 1.16mm로 연속적으로 변화하여 원추의 기저부의 직경이 0.5mm 내지 1.1mm로 연속적으로 변할 수 있도록 한다. 피치가 1.3mm인 격자형으로 구멍을 배열한다. 시판되는 워드 프로세서의 측면 조명형 표면 조명 장치(LM64P10, 제조원:Sharp Corporation)의 판을 제조된 도광판으로 대체한다. 전술한 측면 조명형 표면 조명 장치는 광원으로서 형광판, 광원을 둘러싼 램프 커버, 확산 필름, 반사필름, 이러한 부품의 고정용 프레임, 및 반사 프레임(광의 효율적 이용을 위한 백색 프레임)을 포함한다. 이러한 모든 부품들이 그대로 사용된다. 인버터를 통해 직류 안정화 전원 장치(PAB32-3, 제조원 : Kikusui Denki K.K.)로부터 12V의 전원을 공급하는 도중 광을 방사하는 측면 조명형 표면 조명 장치를 조립하는 형광판의 전극에 인버터 CKA-M10L-L(제조원:TDK Corpration)을 연결한다. 제조된 측면 조명형 표면 조명 장치의 단면을 제3도에 나타내었다.

(10) 색 좌표의 평가 (JIS Z8701) :

암실에서, 광 방사 표면으로부터 40cm의 거리에서 측면 조명형 표면 조명 장치의 전면에 액정 색 분포 측정 장치 (CA-1000, 제조원 : Minolta Camera Co., Ltd.)를 설치한다. 조명 장치를 작동시키고, 30분간 발광상태를 유지하여 형광관의 휘도를 안정화시킨다. 전체 광 방사 표면의 휘도와 색 좌표 (JIS Z8701에 따라 측정된 바와 같은 3개의 자극값 X, Y, Z로 부터 얻은 x 및 y 색 좌표)를 측정한다. 광원으로부터 변화된 거리에서, 광원에 평행한 동일한 선상에 있는 각 지점에 대해 하기 식에 따르는 3개의 자극값으로부터 x 및 y를 얻어 각 거리에 대해 각각의 평균 값을 얻고, x 및 y 좌표 값의 최대 및 최소치를 얻는다. x 좌표 값은 바람직하게는 0.345 이하, 보다 바람직하게는 0.340 이하이고, y 좌표 값은 바람직하게는 0.365 이하, 보다 바람직하게는 0.360 이하이다. 휘도의 평균값을 얻는다.

[수학식 2]

[수학식 3]

실시예 및 비교예에서 사용된 약어는 하기와 같은 의미를 갖는다.

MMA : 메틸 메타크릴레이트

MA : 메틸 아크릴레이트

DBPMS : 1,1-디-t-부틸퍼옥시-3,3,5-트리메틸시클로헥산

n-OM : n-옥틸머캅탄

EB : 에틸벤젠

StOH : 스테아릴 아클리레이트

[실시예 1]

MMA 80.3중량%, MA 4.7중량%, 및 EB 15중량%로 구성된 단량체 용액을 처리하여 용존 산소를 1ppm 이하로 감소시키고, 0.5㎛ 이하의 동공 크기를 갖는 필터를 통하여 여과시킨다. 단량체 용액에 대해 150ppm의 DBPMS 및 1500ppm의 n-OM을 가하고, 균일하게 혼합한다. 생성된 용액을 10ℓ부피의 밀폐계 압력 반응기에 연속적으로 공급하고, 교반하면서, 2시간의 평균 잔류시간동안 130℃의 평균 온도에서 중합시키고, 반응기에 연결된 저장소로 연속적으로 방출시킨다. 주어진 조건하에서 휘발성 물질을 제거한 후, 1300ppm의 모노스테아르산 글리세롤 및 1000ppm의 StOH를 첨가한다. 수지 조성물을 용융 상태로 압출기에 연속적으로 공급하고, 펠릿화하여 메타크릴 수지 조성물을 얻는다. 펠릿은 53ml/g의_nSP/C (환원 점도), 95℃의 HDT, 및 6.5 g/10 분의 MFI를 가지며, 94.5중량%의 MMA 단위체와 5.5중량%의 MA 단위체를 함유하고, 2500ppm의 휘발 성분 함량을 갖는다. 펠릿을 사용하여 도광판을 제조하고, 상기 (9)에 기재된 방법으로 표면 조명 자치내에 도광판을 조립한다. 광 방사 표면의 휘도 및 색 좌표 x 및 y를 상기 (10)에 기재된 방법으로 측정한다. 이형력을 (6)의 방법으로 측정한다. 얻어진 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

[실시예 2]

MMA 83.3중량%, MA 1.7중량%, 및 EB 15중량%로 구성된 단량체 용액을 처리하여 용존 산소를 1ppm 이하로 감소시키고, 0.5㎛ 이하의 동공 크기를 갖는 필터를 통하여 여과시킨다. 단량체 용액에 대해 150ppm의 DBPMS 및 2350ppm의 n-OM을가하고, 균일하게 혼합한다. 생성된 용액을 10ℓ부피의 밀폐계 압력 반응기에 연속적으로 공급하고, 교반하면서, 2시간의 평균 잔류시간동안 130℃의 평균 온도에서 중합시키고, 반응기에 연결된 저장소로 연속적으로 방출시킨다. 주어진 조건하에서 휘발성 물질을 제거한 후, 1300ppm의 모노스테아르산 글리세롤 및 1000ppm의 StOH를 첨가한다. 수지 조성물을 용융 상태로 압출기에 연속적으로 공급하고, 펠릿화하여 메타크릴 수지 조성물을 얻는다. 펠릿은 44ml/g의_nSP/C, 100℃의 HDT, 및 5.5 g/10 분의 MFI를 가지며, 98.1중량%의 MMA 단위체와 1.9중량%의 MA 단위체를 함유하고, 2500ppm의 휘발성분 함량을 갖는다. 실시예 1과 동일한 방법으로 펠릿을 시험하여 평가한다.

얻어진 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

[실시예 3]

모노스테아르산 글리세롤의 양을 500ppm으로 변화시키고, 공급 목 부위로 부터 압출기로 1500ppmn의 MMA를 일정한 비율로 공급함을 제외하고, 실시예 2와 동일한 방법으로 메타크릴 수지 조성물의 펠릿을 제조한다. 펠릿은 42ml/g의_nSP/C, 100℃의 HDT, 및 5.6g/10 분의 MFI를 가지며, 97.9중량%의 MMA 단위체와 2.1중량%의 MA 단위체를 함유하고, 3600ppm의 휘발 성분 함량을 갖는다. 파장 변환제로서, 상기 예시한 4,4'-비스(5-메틸-2-벤족사졸릴)스틸벤 (WHITEFLOW HCS, 제조원: Sumitomo Chemical Co., Ltd.) 1.0ppm을 펠릿과 건식혼합한다. 생성된 화합물을 실시예 1과 동일한 방법으로 시험하여 평가한다.

얻어진 결과를 표 2에 나타내었다.

[실시예 4]

모노스테아르산 글리세롤을 1300ppm의 라우르산으로 대체함을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 메타크릴 수지 조성물의 펠릿을 제조한다. 펠릿은 53ml/g의_nSP/C, 95℃의 HDT, 및 6.6g/10 분의 MFI를 가지며, 94.5중량%의 MMA 단위체와 5.5중량%의 MA 단위체를 함유하고, 4200ppm의 휘발 성분 함량을 갖는다. 파장 변환제로서, WHITEFLOW HCS 0.5ppm을 펠릿과 건식혼합한다. 실시예 1과 동일한 방법으로 생성된 화합물을 시험하여 평가한다. 얻어진 결과를 표 2에 나타내었다.

[비교예 1]

단량체 용액을 용존 산소 환원 처리도 여과 처리도 하지 않음을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 메타크릴 수지 조성물의 펠릿을 제조한다. 펠릿은 53ml/g의_nSP/C, 95℃의 HDT, 및 6.5g/10 분의 MFI를 가지며, 94.5중량%의 MMA 단위체와 5.5중량%의 MA 단위체를 함유하고, 2700ppm의 휘발 성분 함량을 갖는다. 얻어진 결과를 표 2에 나타내었다.

[비교예 2]

중합체로부터 휘발성 물질을 제거하는 시간을 연장하여 수행함을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 메타크릴 수지 조성물의 펠릿을 제조한다. 펠릿은 54ml/g의_nSP/C, 95℃의 HDT, 및 6.6g/10 분의 MFI를 가지며, 94.5중량%의 MMA 단위체와 5.5중량%의 MA 단위체를 함유하고, 600ppm의 휘발 성분 함량을 갖는다.

얻어진 결과를 표 2에 나타내었다.

[비교예 3]

공급 목 부위로부터 압출기로 4500ppm의 MMA를 일정한 비율로 공급함을 제외하고, 실시예 2와 동일한 방법으로 메타크릴 수지 조성물의 펠릿을 제조한다. 펠릿은 42ml/g의_nSP/C, 100℃의 HDT, 및 5.5g/10 분의 MFI를 가지며, 97.9중량%의 MMA 단위체와 2.1중량%의 MA 단위체를 함유하고, 5900ppm의 휘발 성분 함량을 갖는다. 실시예 1과 동일한 방법으로 생성된 펠릿을 시험하여 평가한다. 얻어진 결과를 표 2에 나타내었다.

[비교예 4]

공급 목 부위로부터 압출기로 EB 2000ppm을 공급하고, 모노스테아르산 글리세롤 3000ppm, StOH 6000ppm을 첨가함을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 메타크릴 수지 조성물의 펠릿을 제조한다. 펠릿은 53ml/g의_nSP/C, 95℃의 HDT, 및 6.6g/10 분의 MFI를 가지며, 94.5중량%의 MMA 단위체와 5.5중량%의 MA 단위체를 함유하고, 5800ppm의 휘발 성분 함량을 갖는다. 실시예 1과 동일한 방법으로 생성된 펠릿을 시험하여 평가한다. 얻어진 결과를 표 2에 나타내었다.

[비교예 5]

공급 목 부위로부터 압출기로 1-옥탄 1500ppm을 공급하고, 모노스테아르산 글리세롤도, StOH도 공급하지 않음을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 메타크릴 수지 조성물의 펠릿을 제조한다. 펠릿은 53ml/g의_nSP/C, 95℃의 HDT, 및 6.5g/10 분의 MFI를 가지며, 94.5중량%의 MMA 단위체와 5.5중량%의 MA 단위체를 함유하고, 3600ppm의 휘발 성분 함량을 갖는다. 실시예 1과 동일한 방법으로 생성된 펠릿을 시험하여 평가한다. 얻어진 결과를 표 2에 나타내었다.

[비교예 6]

주어진 조건하에서, 실시예 2에서 얻은 펠릿이 수분을 흡수하게 한 뒤, 실시예 1과 동일한 방법으로 시험한다. 결과를 표 2에 나타내었다.

[비교예 7]

n-OM의 양을 4300ppm으로 변화시킴을 제외하고 실시예 2와 동일한 방법으로 메타크릴 수지 조성물의 펠릿을 제조한다. 펠릿은 30ml/g의_nSP/C, 100℃의 HDT, 및 31 g/10 분의 MFI를 가지며, 98.1중량%의 MMA 단위체와 1.9중량%의 MA 단위체를 함유하고, 2600ppm의 휘발 성분 함량을 갖는다. 실시예 1과 동일한 방법으로 생성된 펠릿을 시험하여 평가한다. 얻어진 결과를 표 2에 나타내었다.

[비교예 8]

WHITEFLOW HCS (파장 변환제)의 양을 15.5ppm으로 변화시킴을 제외하고, 실시예 4의 방법을 반복한다. 얻어진 결과를 표 2에 나타내었다.

[비교예 9]

n-OM의 양을 800ppm으로 변화시킴을 제외하고 실시예 2와 동일한 방법으로 메타크릴 수지 조성물의 펠릿을 제조한다. 펠릿은 63ml/g의_nSP/C, 100℃의 HDT, 및 1.0g/10 분의 MFI를 가지며, 98.1중량%의 MMA 단위체와 1.9중량%의 MA 단위체를 함유하고, 2800ppm의 휘발 성분 함량을 갖는다. 실시예 1과 동일한 방법으로 생성된시험하여 평가한다. 얻어진 결과를 표 2에 나타내었다.

[표 1]

[표 2a]

[표 2b]

[산업상 이용 가능성]

본 발명의 특이한 메타크릴 수지 조성물은 은상흔 및 금형으로부터의 이형시의 크랙 또는 변형과 같은 성형 문제가 수반됨이 없이, 사출 성형에 의해, 변색 및 휘도 불균형과 같은 광학적 결점이 없는 긴 광로를 갖는 얇은 도광판을 제공한다.

본 발명의 도광판은 탁월한 측면 조명형 표면 조명 장치를 제공한다.

본 발명의 메타크릴 수지 조성물에 파장 변환제를 첨가하면 광 이용 효율이 매우 향상되고, 고휘도를 나타내며, 색 불균형 및 휘도 불균형이 없는 측면 조명형 표면 조명 장치를 제공할 수 있다는 것은 매우 놀라운 것이다. 이러한 효과는 이용되지 않는 자외선 영역내의 광 성분의 가시 광선 영역내의 광 성분으로의 변환에 의하여 나타나는 것으로 생각된다.

Claims

메틸 메타크릴레이트 단위 90 내지 99.5중량% 및 탄소원자수 1 내지 8의 알킬기를 가지는 알킬 아크릴레이트 단위 0.5 내지 10중량%인 단량체 용액 중의 용존산소량이 1ppm 이하이고, 이 단량체 용액으로부터 제조된 메타크릴 수지 공중합체의 클로로포름중의 환원점도가 35 내지 60ml/g이고, 0.5 내지 25㎛의 입도를 갖는 미립자를 수지 공중합체 1g당 5000개 이하로 함유하고 상압에서의 비등점이 80 내지 150℃, 용해도 지수가 7 내지 10(cal/㎠)^1/2인 휘발성 성분 1종 이상을 1000 내지 5000ppm로 함유하고, 도광판의 색도가 JIS-Z-8701에 따라 얻어진 0.001 내지 0.005의 광 방사 표면의 x 및 y 색좌표의 최대값과 최소값 사이의 차이를 갖는 이면 조명용 도광판.
제1항에 있어서, 메타크릴 공중합 수지가 파장 변환제 0.1 내지 10ppm을 함유함을 특징으로 하는 이면 조명용 도광판.
제2항에 있어서, 파장 변환제가 비스벤족사졸 화합물, 피라졸린 화합물, 쿠마린 화합물, 이미다졸론 화합물, 벤지딘 화합물, 나프탈이미드 화합물 및 디아미노스틸벤디술폰산 화합물 중에서 선택된 1종 이상의 것임을 특징으로 하는 이면 조명용 도광판.
100중량부의, 청구 범위 제1항의 메타크릴 공중합 수지, 0.01 내지 0.2중량부의 하기 화학식 1의 글리세롤 고급 지방산 에스테르 또는 고급 지방산 및 0.01 내지 0.5중량부의 고급 지방족 알콜을 함유하는 메타크릴 수지 조성물로서, 1 내지 800ppm의 수분 함량을 갖는 메타크릴 수지 조성물을 포함함을 특징으로 하는 이면 조명용 도광판:

[화학식 1]

(상기 식에서, R은 11 내지 25개의 홀수개의 탄소 원자를 함유하는, 알킬 또는 히드록시알킬기이고; X₁및 X₂는 각각 수소 원자 또는
을 나타낸다)
제4항에 있어서, 그릴세롤 고급 지방산 에스테르가 X₁및 X₂가 모두 수소원자를 나타내고, 총 알킬 부분에 대한 17개의 탄소 원자를 갖는 알킬 부분의 비가 80 내지 99%인 화학식 1의 화합물인 이면 조명용 도광판.
제4항에 있어서, 고급 지방산이 0.01 내지 0.2중량부의 라우르산이고, 고급 지방족 알콜이 0.01 내지 0.5중량부의 스테아릴 알콜인 이면 조명용 도광판.
제4항에 있어서, 메타크릴 수지 조성물이 0.1 내지 10ppm의 파장 변환제를 함유함을 특징으로 하는 이면 조명용 도광판.
제7항에 있어서, 파장 변환제가 0.1 내지 10ppm의 비스벤족사졸 화합물, 피라졸린 화합물, 쿠마린 화합물, 이미다졸론 화합물, 벤지딘 화합물, 나프탈이미드 화합물 및 디아미노스틸벤디술폰산 화합물에서 선택된 1종 이상의 것임을 특징으로 하는 이면 조명용 도광판.