KR20240079357A - 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품 - Google Patents

발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품 Download PDF

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Abstract

본 발명의 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물은 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 폴리에스테르 수지 100 중량부; 유리 섬유 5 내지 50 중량부; 이소부틸렌 함유 방향족 비닐계 중합체 0.1 내지 7 중량부; 중량평균분자량이 2,100 내지 4,000 g/mol인 힌더드 아민계 광안정제 0.1 내지 4 중량부; 소듐 포스페이트 염 0.1 내지 4 중량부; 및 탈크 0.1 내지 7 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물은 내열성, 투명성, 성형 가공성, 이들의 물성 발란스 등이 우수하다.

Description

발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품{Thermoplastic resin composition FOR LIGHT EMITTING DIODE REFLECTOR AND ARTICLE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 내열성, 투명성, 성형 가공성, 이들의 물성 발란스 등이 우수한 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물 및 이를 포함하는 성형품에 관한 것이다.
발광다이오드(LED; light emitting diode) 및 유기발광다이오드(OLED; organic light emitting diode)는 뛰어난 에너지 효율과 긴 수명으로 인하여, 기존의 광원을 급속히 대체하며 각광을 받고 있다. 일반적으로 발광다이오드는 높은 반사율을 통해 광효율을 극대화시킬 수 있도록, 리플렉터(reflector), 리플렉터 컵(reflector cup), 스크램블러(scrambler), 하우징(housing) 등의 부품 소재와 함께 발광다이오드 패키지(package)를 형성한다. 기존에는 이러한 부품 소재에 적용하기 위하여, 높은 백색도를 가지는 고내열 폴리에스테르 수지 조성물을 개발하였다.
그러나, 최근에는 공정성, 생산성 등의 이유로, 고내열과 고투과율을 동시에 만족하는 특성이 요구되고 있으며, 기존의 폴리에스테르 수지 조성물로는 이러한 조건을 충족시키기 어렵다는 문제점이 있다.
따라서, 고내열과 고투과율을 동시에 만족하는 발광다이오드용 부품 소재로 적용할 수 있도록, 내열성, 투명성, 성형 가공성, 이들의 물성 발란스 등이 우수한 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 제10-2013-0076733호 등에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 내열성, 투명성, 성형 가공성, 이들의 물성 발란스 등이 우수한 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 열가소성 수지 조성물로부터 형성된 리플렉터 및 이를 포함하는 반도체 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
1. 본 발명의 하나의 관점은 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물에 관한 것이다. 상기 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 폴리에스테르 수지 100 중량부; 유리 섬유 5 내지 50 중량부; 이소부틸렌 함유 방향족 비닐계 중합체 0.1 내지 7 중량부; 중량평균분자량이 2,100 내지 4,000 g/mol인 힌더드 아민계 광안정제 0.1 내지 4 중량부; 소듐 포스페이트 염 0.1 내지 4 중량부; 및 탈크 0.1 내지 7 중량부;를 포함한다:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, Ar은 탄소수 6 내지 18의 아릴렌기이고, R1 및 R3는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 선형 알킬렌기이고, R2는 탄소수 5 내지 12의 환형 알킬렌기이다.
2. 상기 1 구체예에서, 상기 폴리에스테르 수지는 하기 화학식 1a로 표시되는 반복단위를 포함할 수 있다.
[화학식 1a]
3. 상기 1 또는 2 구체예에서, 상기 이소부틸렌 함유 방향족 비닐계 중합체는 방향족 비닐계 단량체 및 이소부틸렌을 포함하는 반응 혼합물의 중합체일 수 있다.
4. 상기 1 내지 3 구체예에서, 상기 이소부틸렌 함유 방향족 비닐계 중합체는 스티렌-이소부틸렌 블록 공중합체 및 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
5. 상기 1 내지 4 구체예에서, 상기 힌더드 아민계 광안정제는 4,4'-헥사메틸렌비스(아미노-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘) 및 2-클로로-4,6-비스(디부틸아미노)-s-트리아진으로 말단 캡핑된 2,4-디클로로-6-[(2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일)부틸아미노]-s-트리아진의 올리고머성 축합물; 4,4'-헥사메틸렌비스(아미노-1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘) 및 2-클로로-4,6-비스(디부틸아미노)-s-트리아진으로 말단 캡핑된 2,4-디클로로-6-[(1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘-4-일)부틸아미노]-s-트리아진의 올리고머성 축합물; 4,4'-헥사메틸렌비스(아미노-1-프로폭시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘) 및 2-클로로-4,6-비스(디부틸아미노)-s-트리아진으로 말단 캡핑된 2,4-디클로로-6-[(1-프로폭시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일)부틸아미노]-s-트리아진의 올리고머성 축합물; 및 4,4'-헥사메틸렌비스(아미노-1-아실옥시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘) 및 2-클로로-4,6-비스(디부틸아미노)-s-트리아진으로 말단 캡핑된 2,4-디클로로-6-[(1-아실옥시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일)부틸아미노]-s-트리아진의 올리고머성 축합물; 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
6. 상기 1 내지 5 구체예에서, 상기 소듐 포스페이트 염은 소듐 피로포스페이트, 소듐 트리포스페이트, 소듐 테트라폴리포스페이트, 소듐 펜타폴리포스페이트 및 소듐 헥사메타포스페이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
7. 상기 1 내지 6 구체예에서, 상기 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물은 ASTM D648에 의거하여, 하중 18.56 kgf/cm2, 승온 속도 120℃/hr의 조건에서 측정한 6.4 mm 두께 시편의 열변형 온도(HDT)가　230 내지 270℃일 수 있다.
8. 상기 1 내지 7 구체예에서, 상기 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물은 ASTM D1003에 의거하여 측정한 1 mm 두께 시편의 광 투과율이 55 내지 80%일 수 있다.
9. 상기 1 내지 8 구체예에서, 상기 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물은 하기 식 1을 만족하는 것일 수 있다:
[식 1]
Ta - Tb < 15%
상기 식 1에서, Ta는 ASTM D1003에 의거하여 측정한 1 mm 두께 시편의 광 투과율이고, Tb는 상기 시편을 270℃에서 10분간 체류시킨 후, ASTM D1003에 의거하여 측정한 광 투과율이다.
10. 상기 1 내지 9 구체예에서, 상기 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물은 사출 온도 300℃, 금형 온도 120℃에서 직경 100 mm 및 두께 2 mm의 원형 시편 사출 시, 금형 이형에 필요한 압력이 170 내지 200 N일 수 있다.
11. 본 발명의 다른 관점은 리플렉터에 관한 것이다. 상기 리플렉터는 상기 1 내지 9 중 어느 하나에 따른 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물로부터 형성된다.
12. 본 발명의 또 다른 관점은 반도체 장치에 관한 것이다. 상기 반도체 장치는 상기 리플렉터를 포함한다.
본 발명은 내열성, 투명성, 성형 가공성, 이들의 물성 발란스 등이 우수한 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 리플렉터 및 이를 포함하는 반도체 장치를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물로부터 형성된 리플렉터를 포함하는 반도체 장치의 단면도이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면, 다음과 같다.
본 발명에 따른 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물은 (A) 폴리에스테르 수지; (B) 유리 섬유; (C) 이소부틸렌 함유 방향족 비닐계 중합체; (D) 힌더드 아민계 광안정제; (E) 소듐 포스페이트 염; 및 (F) 탈크;를 포함한다.
본 명세서에서, 수치범위를 나타내는 "a 내지 b"는 "≥a 이고 ≤b"으로 정의한다.
(A) 폴리에스테르 수지
본 발명의 일 구체예에 따른 폴리에스테르 수지는 고온에서도 열가소성 수지 조성물의 내열성, 내충격성, 강성 등의 기계적 강도 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, Ar은 탄소수 6 내지 18의 아릴렌기이고, R1 및 R3는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 선형 알킬렌기이고, R2는 탄소수 5 내지 12의 환형 알킬렌기이다. 여기서, -R1-R2-R3-는 지환족 디올로부터 유래된 것으로서, 전체 탄소수가 7 내지 22일 수 있다. 상기 폴리에스테르 수지는 주쇄에 고리 모양의 구조가 포함되어 높은 용융 온도를 갖는 것으로서, 예를 들면, 200℃ 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
구체예에서, 상기 폴리에스테르 수지는 방향족 디카르복실산 및 그의 유도체 등을 포함하는 디카르복실산 성분과 지환족 디올을 포함하는 디올 성분을 공지된 중축합 방법에 따라 제조한 것일 수 있다.
구체예에서, 상기 디카르복실산 성분으로는 테레프탈산, 이소프탈산, 1,2-나프탈렌디카르복실산, 1,4-나프탈렌디카르복실산, 1,5-나프탈렌디카르복실산, 1,6-나프탈렌디카르복실산, 1,7-나프탈렌디카르복실산, 1,8-나프탈렌디카르복실산, 2,3-나프탈렌디카르복실산, 2,6-나프탈렌디카르복실산, 2,7-나프탈렌디카르복실산 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 지환족 디올로는 탄소수 7 내지 22의 지환족 디올, 예를 들면 1,4-시클로헥산디메탄올(CHDM) 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
구체예에서, 상기 폴리에스테르 수지는 하기 화학식 1a로 표시되는 반복단위를 포함하는 폴리시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트(PCT) 수지일 수 있다.
[화학식 1a]
구체예에서, 상기 폴리에스테르 수지는 상기 화학식 1a로 표시되는 반복단위를 전체 반복단위 100 몰% 중 50 내지 100 몰%로 포함할 수 있다. 상기 범위에서, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 사출 가공성, 내충격성, 강성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 폴리에스테르 수지는 겔 투과 크로마토그라피(gel permeation chromatography: GPC)로 헥사플루오로이소프로판올(HFIP) 용매에서 측정한 중량평균분자량이 3,000 내지 200,000 g/mol, 예를 들면 5,000 내지 150,000 g/mol일 수 있다. 상기 범위에서, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 사출 가공성, 내충격성, 강성 등이 우수할 수 있다.
(B) 유리 섬유
본 발명의 일 구체예에 따른 유리 섬유는 상기 폴리에스테르 수지에 이소부틸렌 함유 방향족 비닐계 중합체, 특정 분자량을 갖는 힌더드 아민계 광안정제, 소듐 포스페이트 염 및 탈크 등과 함께 적용되어, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 내열성, 투명성, 성형 가공성, 이들의 물성 발란스 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 원형 단면(circular cross-sectional) 유리 섬유, 평판형(flat-shaped) 유리 섬유, 이들의 조합 등을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 원형 단면 유리 섬유는 광학 현미경(optical microscope)으로 측정한 원형 단면의 평균 직경이 5 내지 15 ㎛, 예를 들면 6 내지 14 ㎛인 유리 섬유일 수 있다. 상기 범위에서, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 강성, 내충격성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 평판형 유리 섬유는 광학 현미경으로 측정한 단면의 종횡비가 1.5 내지 4, 예를 들면 2 내지 4일 수 있고, 단경이 6 내지 10 ㎛, 예를 들면 6 내지 9 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 강성, 내충격성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 압출 전 평균 길이가 1 내지 5 mm일 수 있고, 압출(가공) 후 평균 길이가 100 내지 700 ㎛, 예를 들면 110 내지 690 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 강성, 외관 특성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 폴리에스테르 수지 등 열가소성 수지 조성물 구성 성분과의 결합력을 증가시키기 위하여, 표면에 표면처리제를 코팅한 것을 사용할 수 있다. 상기 표면처리제로는 실란계 화합물, 우레탄계 화합물, 에폭시계 화합물 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
구체예에서, 상기 유리 섬유는 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 예를 들면 5 내지 50 중량부, 예를 들면 10 내지 45 중량부로 포함될 수 있다. 상기 유리 섬유의 함량이 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 5 중량부 미만일 경우, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 내열성 등이 저하될 우려가 있고, 50 중량부를 초과할 경우, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 투명성, 성형 가공성 등이 저하될 우려가 있다.
(C) 이소부틸렌 함유 방향족 비닐계 중합체
본 발명의 일 구체예에 따른 이소부틸렌 함유 방향족 비닐계 중합체는 상기 폴리에스테르 수지에 유리 섬유, 특정 분자량을 갖는 힌더드 아민계 광안정제, 소듐 포스페이트 염 및 탈크 등과 함께 적용되어, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 내열성, 투명성, 성형 가공성, 이들의 물성 발란스 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 방향족 비닐계 단량체; 및 이소부틸렌;을 포함하는 반응 혼합물의 중합체를 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 이소부틸렌 함유 방향족 비닐계 중합체는 스티렌-이소부틸렌 블록 공중합체, 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체, 이들의 조합 등을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 이소부틸렌 함유 방향족 비닐계 중합체는 이소부틸렌이 전체 이소부틸렌 함유 방향족 비닐계 중합체 100 중량% 중, 70 내지 90 중량%, 예를 들면 75 내지 85 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 성형 가공성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 이소부틸렌 함유 방향족 비닐계 중합체는 ASTM D1238에 의거하여, 230℃에서 2.16 kg 추를 이용하여 측정한 용융흐름지수가 0.1 내지 30 g/10분, 예를 들면 0.1 내지 20 g/10분일 수 있다. 상기 범위에서, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 내충격성, 성형 가공성 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 이소부틸렌 함유 방향족 비닐계 중합체는 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 7 중량부, 예를 들면 1 내지 6 중량부로 포함될 수 있다. 상기 이소부틸렌 함유 방향족 비닐계 중합체의 함량이 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 중량부 미만일 경우, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 내열성(고온에서의 광 투과율 감소 현상 발생), 성형 가공성 등이 저하될 우려가 있고, 7 중량부를 초과할 경우, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 투명성, 내열성(고온에서의 광 투과율 감소 현상 발생), 성형 가공성 등이 저하될 우려가 있다.
(D) 힌더드 아민계 광안정제
본 발명의 일 구체예에 따른 힌더드 아민계 광안정제(hindered amine light stabilizers: HALS)는 상기 폴리에스테르 수지에 유리 섬유, 이소부틸렌 함유 방향족 비닐계 중합체, 소듐 포스페이트 염 및 탈크 등과 함께 적용되어, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 내열성, 투명성, 성형 가공성, 이들의 물성 발란스 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 중량평균분자량이 2,100 내지 4,000 g/mol인 힌더드 아민계 광안정제를 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 힌더드 아민계 광안정제는 겔 투과 크로마토그라피(gel permeation chromatography: GPC)로 측정한 중량평균분자량이 2,100 내지 4,000 g/mol, 예를 들면 2,100 내지 3,500 g/mol일 수 있다. 상기 힌더드 아민계 광안정제의 중량평균분자량이 2,100 g/mol 미만일 경우, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 내열성(고온에서의 광 투과율 감소 현상 발생) 등이 저하될 우려가 있고, 4,000 g/mol를 초과할 경우, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 내변색성 등이 저하될 우려가 있다.
구체예에서, 상기 힌더드 아민계 광안정제는 트리아진 화합물을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 4,4'-헥사메틸렌비스(아미노-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘) 및 2-클로로-4,6-비스(디부틸아미노)-s-트리아진으로 말단 캡핑된 2,4-디클로로-6-[(2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일)부틸아미노]-s-트리아진의 올리고머성 축합물; 4,4'-헥사메틸렌비스(아미노-1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘) 및 2-클로로-4,6-비스(디부틸아미노)-s-트리아진으로 말단 캡핑된 2,4-디클로로-6-[(1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘-4-일)부틸아미노]-s-트리아진의 올리고머성 축합물; 4,4'-헥사메틸렌비스(아미노-1-프로폭시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘) 및 2-클로로-4,6-비스(디부틸아미노)-s-트리아진으로 말단 캡핑된 2,4-디클로로-6-[(1-프로폭시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일)부틸아미노]-s-트리아진의 올리고머성 축합물; 및 4,4'-헥사메틸렌비스(아미노-1-아실옥시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘) 및 2-클로로-4,6-비스(디부틸아미노)-s-트리아진으로 말단 캡핑된 2,4-디클로로-6-[(1-아실옥시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일)부틸아미노]-s-트리아진의 올리고머성 축합물; 이들의 조합 등을 포함할 수 있다.
구체예에서, 상기 힌더드 아민계 광안정제는 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 4 중량부, 예를 들면 0.2 내지 3 중량부로 포함될 수 있다. 상기 힌더드 아민계 광안정제의 함량이 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 중량부 미만일 경우, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 내열성(고온에서의 광 투과율 감소 현상 발생) 등이 저하될 우려가 있고, 4 중량부를 초과할 경우, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 투명성, 내변색성 등이 저하될 우려가 있다.
(E) 소듐 포스페이트 염
본 발명의 일 구체예에 따른 소듐 포스페이트 염은 상기 폴리에스테르 수지에 유리 섬유, 이소부틸렌 함유 방향족 비닐계 중합체, 특정 분자량을 갖는 힌더드 아민계 광안정제 염 및 탈크 등과 함께 적용되어, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 내열성, 투명성, 성형 가공성, 이들의 물성 발란스 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 열가소성 수지 조성물에 사용되는 소듐 포스페이트 염(sodium phosphate salt) 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 소듐 포스페이트 염으로는 소듐 피로포스페이트, 소듐 트리포스페이트, 소듐 테트라폴리포스페이트, 소듐 펜타폴리포스페이트, 소듐 헥사메타포스페이트, 이들의 조합 등을 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 소듐 포스페이트 염은 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 4 중량부, 예를 들면 0.5 내지 3 중량부로 포함될 수 있다. 상기 소듐 포스페이트 염의 함량이 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 중량부 미만일 경우, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 내열성(고온에서의 광 투과율 감소 현상 발생), 내변색성 등이 저하될 우려가 있고, 4 중량부를 초과할 경우, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 투명성, 내충격성 등이 저하될 우려가 있다.
(F) 탈크
본 발명의 일 구체예에 따른 탈크는 상기 폴리에스테르 수지에 유리 섬유, 이소부틸렌 함유 방향족 비닐계 중합체, 특정 분자량을 갖는 힌더드 아민계 광안정제 염 및 소듐 포스페이트 염 등과 함께 적용되어, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 내열성, 투명성, 성형 가공성, 이들의 물성 발란스 등을 향상시킬 수 있는 것으로서, 통상의 열가소성 수지 조성물에 사용되는 판상형의 탈크를 사용할 수 있다.
구체예에서, 상기 탈크는 입도 측정 장치(Malvern Panalytical, Mastersizer 300)로 측정한 평균 입자 크기가 5 내지 20 ㎛, 예를 들면 9 내지 13 ㎛일 수 있다. 상기 범위에서, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 내열성, 투명성, 이들의 물성 발란스 등이 우수할 수 있다.
구체예에서, 상기 탈크는 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 7 중량부, 예를 들면 0.2 내지 6 중량부로 포함될 수 있다. 상기 탈크의 함량이 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여, 0.1 중량부 미만일 경우, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 내열성, 내열성(고온에서의 광 투과율 감소 현상 발생), 성형 가공성 등이 저하될 우려가 있고, 7 중량부를 초과할 경우, 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 투명성, 성형 가공성, 내충격성 등이 저하될 우려가 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물은 목적하는 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 용도에 따라 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제로는 산화방지제, 난연제, 난연보조제, 적하방지제, 핵제, 이형제, 항균제, 계면활성제, 커플링제, 가소제, 상용화제, 활제, 정전기 방지제, 이들의 조합 등을 예시할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
구체예에서, 상기 첨가제 사용 시, 그 함량은 상기 폴리에스테르 수지 100 중량부에 대하여 20 중량부 이하, 예를 들면 0.1 내지 15 중량부일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구체예에 따른 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물은 공지의 방법을 통해 제조될 수 있다. 예를 들면, 각각의 구성 성분과 필요에 따라, 첨가제를 헨셀믹서, V 블렌더, 텀블러 블렌더, 리본 블렌더 등으로 혼합하고, 이를 일축 압출기 또는 이축 압출기를 이용하여 250 내지 350℃ 온도에서 용융 압출하여 펠렛상으로 제조할 수 있다.
구체예에서, 상기 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물은 ASTM D648에 의거하여, 하중 18.56 kgf/cm2, 승온 속도 120℃/hr의 조건에서 측정한 6.4 mm 두께 시편의 열변형 온도(HDT)가　230 내지 270℃, 예를 들면 240 내지 260℃일 수 있다.
구체예에서, 상기 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물은 ASTM D1003에 의거하여 측정한 1 mm 두께 시편의 광 투과율이 55 내지 80% 예를 들면 55 내지 70%일 수 있다.
구체예에서, 상기 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물은 하기 식 1을 만족하는 것일 수 있다.
[식 1]
Ta - Tb < 15%
상기 식 1에서, Ta는 ASTM D1003에 의거하여 측정한 1 mm 두께 시편의 광 투과율이고, Tb는 상기 시편을 270℃에서 10분간 체류시킨 후, ASTM D1003에 의거하여 측정한 광 투과율이다.
구체예에서, 상기 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물은 사출 온도 300℃, 금형 온도 120℃에서 직경 100 mm 및 두께 2 mm의 원형 시편 사출 시, 금형 이형에 필요한 압력이 170 내지 200 N, 예를 들면 180 내지 195 N일 수 있다.
본 발명에 따른 성형품(리플렉터)은 상기 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물로부터 형성된다. 예를 들면, 상기 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물을 이용하여, 사출 성형, 이중 사출 성형, 열 성형 등의 공지된 성형 방법으로 성형품을 제조할 수 있다.
구체예에서, 상기 성형품은 내열성, 투명성, 성형 가공성, 이들의 물성 발란스 등이 우수하고, 고온에서의 광 투과율 감소 현상이 개선되어, 공정성, 생산성 등의 이유로, 고내열과 고투과율을 동시에 만족하는 특성이 요구되고, 광을 투과하는 용도라면 제한되지 않고 적용할 수 있다. 예를 들면, 각종 전기, 전자 제품의 부품, 실내외 조명, 자동차 조명, 표시 기기 등의 발광 장치용 반사판 또는 하우징으로 사용할 수 있고, 특히, 발광다이오드(LED)용 리플렉터로 유용하다.
도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물로부터 형성된 리플렉터를 포함하는 반도체 장치의 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물은 컵 형태의 리플렉터로 성형될 수 있으며, 기타 다양한 형태로 형성될 수 있다. 상기 반도체 장치는 기판(3) 상부에 전극(2)이 형성되고, 상기 전극(2)에 발광다이오드(LED, 6)가 장착된다. 상기 발광다이오드(LED, 6)는 와이어(5)를 통해 전극(2)에 연결된다. 리플렉터(1)는 컵 형태를 가지며 발광다이오드(LED, 6)가 탑재될 수 있도록 오목부를 갖는다. 상기 오목부에는 발광다이오드(LED, 6)가 외부로부터 보호될 수 있도록 밀봉수지(4)에 의해 봉지된다. 상기 구성은 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 하나, 이러한 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것으로, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
하기 실시예 및 비교예에서 사용된 각 성분의 사양은 다음과 같다.
(A) 폴리에스테르 수지
폴리시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트 수지(제조사: SK Chemicals, 제품명: Skypura 0502)를 사용하였다.
(B) 유리 섬유
원형 단면 유리 섬유(제조사: Sanit Gobang, 제품명: EC10 3MM 910)를 사용하였다.
(C) 이소부틸렌 함유 방향족 비닐계 중합체
스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체(제조사: Kaneka, 제품명: SIBSTAR 102T)를 사용하였다.
(D) 힌더드 아민계 광안정제
(D1) 중량평균분자량이 약 2,830 g/mol인 힌더드 아민계 광안정제(4,4'-헥사메틸렌비스(아미노-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘) 및 2-클로로-4,6-비스(디부틸아미노)-s-트리아진으로 말단 캡핑된 2,4-디클로로-6-[(2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일)부틸아미노]-s-트리아진의 올리고머성 축합물, 제조사: BASF, 제품명: chimassorb 944)를 사용하였다.
(D2) 중량평균분자량이 약 1,980 g/mol인 힌더드 아민계 광안정제(제조사: ADK, 제품명: LA-63P)를 사용하였다.
(D3) 중량평균분자량이 약 430 g/mol인 힌더드 아민계 광안정제(제조사: Clariant, 제품명: Nylostab S-EED)를 사용하였다.
(E) 소듐 포스페이트 염
소듐 피로포스페이트(제조사: Innophos, 제품명: SAPP)를 사용하였다.
(F) 탈크
탈크(제조사: IMIFABI, 제품명: HTP05L)를 사용하였다.
실시예 1 내지 11 및 비교예 1 내지 12
상기 각 구성 성분을 하기 표 1, 2, 3 및 4에 기재된 바와 같은 함량으로 첨가한 후, 약 300℃에서 압출하여 펠렛을 제조하였다. 압출은 L/D=36, 직경 45 mm인 이축 압출기를 사용하였으며, 제조된 펠렛은 약 100℃에서 4시간 이상 건조 후, 6 oz 사출기(성형 온도: 약 300℃, 금형 온도: 약 120℃)에서 사출하여 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물 시편을 제조하였다. 제조된 시편에 대하여, 하기의 방법으로 물성을 측정하고, 그 결과를 표 1, 2, 3 및 4에 나타내었다.
물성 측정 방법
(1) 열변형 온도(HDT, 단위: ℃): ASTM D648에 의거하여, 하중 18.56 kgf/cm2, 승온 속도 120℃/hr의 조건에서 6.4 mm 두께 시편의 열변형 온도를 측정하였다.
(2) 광 투과율(단위: %): ASTM D1003에 의거하여, NDH-5000 haze meter로 1 mm 두께 시편의 광 투과율을 측정하였다.
(3) 고온에서의 광 투과율 감소 현상 평가: 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 광 투과율 측정용 시편을 제조하고, 하기 식 1을 만족하는지 확인하였다.
[식 1]
Ta - Tb < 15%
상기 식 1에서, Ta는 ASTM D1003에 의거하여 측정한 1 mm 두께 시편의 광 투과율이고, Tb는 상기 시편을 270℃에서 10분간 체류시킨 후, ASTM D1003에 의거하여 측정한 광 투과율이다.
(4) 성형 가공성(사출 성형성, 이형성) 평가: 사출 온도 300℃, 금형 온도 120℃에서 직경 100 mm 및 두께 2 mm의 원형 시편 사출 시, 금형 이형에 필요한 압력(이형 압력: 압력 센서로 측정한 시편 정중앙의 이젝트 핀에서 발생하는 저항 값)(단위: N)을 측정하였다.
실시예
1 2 3 4 5
(A) (중량부) 100 100 100 100 100
(B) (중량부) 10 25 40 25 25
(C) (중량부) 3.8 3.8 3.8 1 6
(D1) (중량부) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
(D2) (중량부) - - - - -
(D3) (중량부) - - - - -
(E) (중량부) 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75
(F) (중량부) 0.63 0.63 0.63 0.63 0.63
열변형 온도(℃) 248 251 259 252 246
광 투과율 Ta (%) 70 62 56 64 56
광 투과율 Tb (%) 57 51 46 54 48
Ta - Tb (%) 13 11 10 10 8
이형 압력 (N) 187 190 195 192 183
실시예
6 7 8 9 10 11
(A) (중량부) 100 100 100 100 100 100
(B) (중량부) 25 25 25 25 25 25
(C) (중량부) 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8
(D1) (중량부) 0.2 2 0.5 0.5 0.5 0.5
(D2) (중량부) - - - - - -
(D3) (중량부) - - - - - -
(E) (중량부) 0.75 0.75 0.5 3 0.75 0.75
(F) (중량부) 0.63 0.63 0.63 0.63 0.3 6
열변형 온도(℃) 252 250 251 251 246 253
광 투과율 Ta (%) 63 60 63 60 65 59
광 투과율 Tb (%) 50 49 50 51 52 51
Ta - Tb (%) 13 11 13 9 13 8
이형 압력 (N) 190 189 190 187 188 193
비교예
1 2 3 4 5 6
(A) (중량부) 100 100 100 100 100 100
(B) (중량부) 4 55 25 25 25 25
(C) (중량부) 3.8 3.8 0.01 8 3.8 3.8
(D1) (중량부) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.01 5
(D2) (중량부) - - - - - -
(D3) (중량부) - - - - - -
(E) (중량부) 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75
(F) (중량부) 0.63 0.63 0.63 0.63 0.63 0.63
열변형 온도(℃) 221 255 254 238 252 250
광 투과율 Ta (%) 72 51 65 48 64 54
광 투과율 Tb (%) 59 45 50 29 45 39
Ta - Tb (%) 13 6 15 19 19 15
이형 압력 (N) 180 211 204 209 189 185
비교예
7 8 9 10 11 12
(A) (중량부) 100 100 100 100 100 100
(B) (중량부) 25 25 25 25 25 25
(C) (중량부) 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8
(D1) (중량부) - - 0.5 0.5 0.5 0.5
(D2) (중량부) 0.5 - - - - -
(D3) (중량부) - 0.5 - - - -
(E) (중량부) 0.75 0.75 0.01 5 0.75 0.75
(F) (중량부) 0.63 0.63 0.63 0.63 0.01 8
열변형 온도(℃) 250 248 250 253 226 253
광 투과율 Ta (%) 60 62 64 54 68 54
광 투과율 Tb (%) 43 40 47 48 32 40
Ta - Tb (%) 17 22 17 6 36 14
이형 압력 (N) 188 190 191 195 201 210
상기 결과로부터, 본 발명에 따른 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물은 내열성(열변형 온도), 투명성(광 투과율), 성형 가공성(이형 압력) 및 이들의 물성 발란스 등이 우수함을 알 수 있고, 고온에서의 광 투과율 감소 현상(내열성)이 개선되었음을 알 수 있다.
반면, 유리 섬유를 본 발명의 함량 범위 미만으로 적용할 경우(비교예 1), 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 내열성 등이 저하됨을 알 수 있고, 유리 섬유를 본 발명의 함량 범위보다 초과하여 적용할 경우(비교예 2), 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 투명성, 성형 가공성 등이 저하됨을 알 수 있다. 이소부틸렌 함유 방향족 비닐계 중합체를 본 발명의 함량 범위 미만으로 적용할 경우(비교예 3), 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 내열성(고온에서의 광 투과율 감소 현상 발생), 성형 가공성 등이 저하됨을 알 수 있고, 이소부틸렌 함유 방향족 비닐계 중합체를 본 발명의 함량 범위보다 초과하여 적용할 경우(비교예 4), 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 투명성, 내열성(고온에서의 광 투과율 감소 현상 발생), 성형 가공성 등이 저하됨을 알 수 있다. 본 발명의 힌더드 아민계 광안정제를 본 발명의 함량 범위 미만으로 적용할 경우(비교예 5), 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 내열성(고온에서의 광 투과율 감소 현상 발생) 등이 저하됨을 알 수 있고, 본 발명의 힌더드 아민계 광안정제를 본 발명의 함량 범위보다 초과하여 적용할 경우(비교예 6), 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 투명성 등이 저하됨을 알 수 있으며, 본 발명의 힌더드 아민계 광안정제 (D1) 대신에, 힌더드 아민계 광안정제 (D2)를 적용할 경우(비교예 7), 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 내열성(고온에서의 광 투과율 감소 현상 발생) 등이 저하됨을 알 수 있고, 힌더드 아민계 광안정제 (D3)를 적용할 경우(비교예 8), 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 내열성(고온에서의 광 투과율 감소 현상 발생) 등이 저하됨을 알 수 있다. 소듐 포스페이트 염을 본 발명의 함량 범위 미만으로 적용할 경우(비교예 9), 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 내열성(고온에서의 광 투과율 감소 현상 발생) 등이 저하됨을 알 수 있고, 소듐 포스페이트 염을 본 발명의 함량 범위보다 초과하여 적용할 경우(비교예 10), 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 투명성 등이 저하됨을 알 수 있다. 또한, 탈크를 본 발명의 함량 범위 미만으로 적용할 경우(비교예 11), 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 내열성, 내열성(고온에서의 광 투과율 감소 현상 발생), 성형 가공성 등이 저하됨을 알 수 있고, 탈크를 본 발명의 함량 범위보다 초과하여 적용할 경우(비교예 12), 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물의 투명성, 성형 가공성 등이 저하됨을 알 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 폴리에스테르 수지 100 중량부;
    유리 섬유 5 내지 50 중량부;
    이소부틸렌 함유 방향족 비닐계 중합체 0.1 내지 7 중량부;
    중량평균분자량이 2,100 내지 4,000 g/mol인 힌더드 아민계 광안정제 0.1 내지 4 중량부;
    소듐 포스페이트 염 0.1 내지 4 중량부; 및
    탈크 0.1 내지 7 중량부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물:
    [화학식 1]

    상기 화학식 1에서, Ar은 탄소수 6 내지 18의 아릴렌기이고, R1 및 R3는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 선형 알킬렌기이고, R2는 탄소수 5 내지 12의 환형 알킬렌기이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리에스테르 수지는 하기 화학식 1a로 표시되는 반복단위를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물.
    [화학식 1a]

  3. 제1항에 있어서, 상기 이소부틸렌 함유 방향족 비닐계 중합체는 방향족 비닐계 단량체 및 이소부틸렌을 포함하는 반응 혼합물의 중합체인 것을 특징으로 하는 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 이소부틸렌 함유 방향족 비닐계 중합체는 스티렌-이소부틸렌 블록 공중합체 및 스티렌-이소부틸렌-스티렌 블록 공중합체 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 힌더드 아민계 광안정제는 4,4'-헥사메틸렌비스(아미노-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘) 및 2-클로로-4,6-비스(디부틸아미노)-s-트리아진으로 말단 캡핑된 2,4-디클로로-6-[(2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일)부틸아미노]-s-트리아진의 올리고머성 축합물; 4,4'-헥사메틸렌비스(아미노-1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘) 및 2-클로로-4,6-비스(디부틸아미노)-s-트리아진으로 말단 캡핑된 2,4-디클로로-6-[(1,2,2,6,6-펜타메틸피페리딘-4-일)부틸아미노]-s-트리아진의 올리고머성 축합물; 4,4'-헥사메틸렌비스(아미노-1-프로폭시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘) 및 2-클로로-4,6-비스(디부틸아미노)-s-트리아진으로 말단 캡핑된 2,4-디클로로-6-[(1-프로폭시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일)부틸아미노]-s-트리아진의 올리고머성 축합물; 및 4,4'-헥사메틸렌비스(아미노-1-아실옥시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘) 및 2-클로로-4,6-비스(디부틸아미노)-s-트리아진으로 말단 캡핑된 2,4-디클로로-6-[(1-아실옥시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-4-일)부틸아미노]-s-트리아진의 올리고머성 축합물; 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 소듐 포스페이트 염은 소듐 피로포스페이트, 소듐 트리포스페이트, 소듐 테트라폴리포스페이트, 소듐 펜타폴리포스페이트 및 소듐 헥사메타포스페이트 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물은 ASTM D648에 의거하여, 하중 18.56 kgf/cm2, 승온 속도 120℃/hr의 조건에서 측정한 6.4 mm 두께 시편의 열변형 온도(HDT)가　230 내지 270℃인 것을 특징으로 하는 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물은 ASTM D1003에 의거하여 측정한 1 mm 두께 시편의 광 투과율이 55 내지 80%인 것을 특징으로 하는 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물은 하기 식 1을 만족하는 것을 특징으로 하는 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물:
    [식 1]
    Ta - Tb < 15%
    상기 식 1에서, Ta는 ASTM D1003에 의거하여 측정한 1 mm 두께 시편의 광 투과율이고, Tb는 상기 시편을 270℃에서 10분간 체류시킨 후, ASTM D1003에 의거하여 측정한 광 투과율이다.
  10. 제1항에 있어서, 상기 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물은 사출 온도 300℃, 금형 온도 120℃에서 직경 100 mm 및 두께 2 mm의 원형 시편 사출 시, 금형 이형에 필요한 압력이 170 내지 200 N인 것을 특징으로 하는 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 발광다이오드 리플렉터용 열가소성 수지 조성물로부터 형성되는 리플렉터.
  12. 제10항의 리플렉터를 포함하는 반도체 장치.
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