200840843 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明爲有關一高硬度、高耐熱性、低吸水性、高亮 度、筒光擴散度之光擴散板及其所使用的樹脂組成物。 以樹脂爲主材料且具有光擴散透過性之光擴散板可以 得到均一的亮度面。因此之故，光擴散板被廣泛地使用在 照明蓋、內部照明式招牌、透過型顯示器等用途上。在近 年光擴散板做爲液晶顯示器或是液晶電視之正下方背景光 源用的面狀光源，其需要逐年激增。 爲了適當地發揮上述機能，光擴散板必須要盡可能地 使光線不會直線前進而散亂地前進的同時，並被要求必須 盡可能地抑制因散亂所引起的光透過損失。 【先前技術】 爲了可以得到可展現如此的要求特性之光擴散板，至 今爲止一向採用在透明樹脂之中，添加碳酸鈣、硫酸鋇、 氧化鈦、滑石、雲母、氫氧化鋁、氧化鎂等之無機系粒 子，或是在透明樹脂之中添加苯乙烯聚合體粒子、丙嫌酸 系聚合體粒子、矽氧院系聚合粒子等之經部分交聯的聚合 物微粒子’或是藉倂用這些方法，藉著添加物來散亂光線 (例如：請參考專利文獻1〜3)。 舉使用在光擴散板之透明樹脂的例子而言，可舉丙稀 酸樹脂、聚碳酸酯，還有甲基丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚樹 脂等，此％樹脂並不具有可滿足耐熱性、硬度、吸水性方 -5- (2) (2)200840843 面的物性。在專利文獻4之中，開示著甲基丙烯酸甲酯、 苯乙烯及α -甲基苯乙烯之共聚樹脂，但是該文獻並未進 一步開示其是否有提昇耐熱性，也沒有針對其用途之記 載。 [專利文獻1]日本專利公報第3 1 95 543號公報 [專利文獻2]日本專利公報第3 1 9 5 544號公報 [專利文獻3]日本專利公報第25 1 2544號公報 [專利文獻4]日本專利公報特開平4-3 00908號公報 【發明內容】 最近在謀求液晶顯示器或是液晶電視的零件特性的提 昇之過程中，由於使用丙烯酸樹脂製成的光擴散板具有很 高的吸水性，所以在背景光源點燈時，會發生翹曲，這已 成爲問題。 還有，在顯示器的使用中，由於背景光源會發熱，位 於其正下方的光擴散板被要求必須具有耐熱性，但是習知 之丙烯酸樹脂並能滿足此特性。 由於光擴散板是具有厚度的零件，所以如果樹脂的流 動較高的話，容易產生厚度不均，若是發生厚度不均時， 將造成亮度不均，因此無法對畫面供給均一的光。 像上述般之習知的光擴散板，無法充分滿足要求必須 具有高亮度、高光擴散性、低吸水性、高硬度等機能的光 擴散板。 本發明是有鑑於上述課題而發明出來的，其目的在於 -6- (3) (3)200840843 提供一種具有高耐熱性、很高的低吸水性、高硬度、高亮 度、高光擴散性的光擴散板。 本發明經精心檢討的結果，發現將具有特定的組成之 甲基丙烯酸甲酯/α -甲基苯乙烯/苯乙烯共聚樹脂和擴散劑 所構成的光擴散板用樹脂組成物，予以成形得到的光擴散 板，可以達成上述目的，於是終於完成本發明。 本發明之相關光擴散板用樹脂組成物的特徵是以 5〜40重量％的甲基丙嫌酸甲酯單位、5〜55重量％的（2-甲 基苯乙烯單位、20〜90重量％的苯乙烯單位的比例所構成 的共聚物所成，而且其爲重量平均分子量的範圍在 8 0000〜3 00000之間的共聚樹脂，並且相對於1〇〇重量份 的共聚樹脂，配合0.1〜2.0重量份的光擴散劑所成。 還有，本發明係有關藉由將上述光擴散板用組成物予 以熔融擠出成形或是射出成形，成形爲厚度0.5〜3mm的 板狀之光擴散板。 使用在本發明的光擴散板用樹脂組成物之共聚物（也 稱爲共聚樹脂）的製造方法爲：在組成和分子量均一性以 及保持良好的外觀上，最好是利用使用完全混合型反應器 之連續塊狀聚合法（continuous bulk polymerization) ，或是連續溶液聚合法（continuous solution polymerization)，但是也可以利用批次式的塊狀或是溶液 聚合的方法。聚合時最好使其中存在有聚合起始劑，舉聚 合起始劑的例子而言，可使用通常使用在自由基聚合的過 氧化物以及/或是偶氮化合物。還有爲了調節分子量，即 (4) (4)200840843 使適量添加像是院基硫酣（alkyl mereaptoη)之類的鏈鎖轉 移劑也沒有關係。在聚合結束之後，藉由普通的方法進行 去揮發、顆粒化等處理，便可得到使用在本發明之光擴散 板用樹脂組成物的共聚樹脂。 共聚樹脂中，舉構成該樹脂之單量體而言，其中含有 5〜40重量％的甲基丙烯酸甲酯單位，較佳爲含有10〜3 5重 量％’且含有5〜55重量％的（2-甲基苯乙嫌單位，較佳爲 含有10〜50重量％，以及20〜90重量％的苯乙烯單位，較 佳爲含有30〜80重量％。甲基丙烯酸單位的比例若是不足 5重量％的話，由於難以聚合只能得到低分子量體，成形 上會有困難’若是超過4 0重量％的話，因爲具有高吸濕 性，所以會成爲容易產生翹曲的材料。α ·甲基苯乙烯單 位的比例若是不足5重量％的話，其耐熱性會過低，若是 超過5 0重量％的話，由於不易聚合，只能得到低分子量 體，所以其流動性會很高，變成厚度不均的板片。還有苯 乙燃單位的比例若是不足2 0重量％的話，由於不易聚 合，只能得到低分子量體，所以其流動性會很高，變成厚 度不均的板片，若是超過9 0重量％的話，其鉛筆硬度和 耐熱性都會變得過低。 共聚樹脂的分子量，以其重量平均分子量而言，宜設 定在80000〜3 00000的範圍內。若是重量平均分子量不足 8 0 0 0 0的話，其流動性變得過高，會變成厚度不均的板 片。還有重量平均分子量若是在300000以上的話，由於 其流動性過低，成形上會有困難。 -8 - (5) 200840843 還有，該共聚樹脂的熔融流動率以在0.5〜2 的範圍之內爲佳。以在0.5〜1.8g/10min的範圍爲 融流動率若是比2.0g/10miri更高的話，會變成 的板片。熔融流動率若是不足〇.5g/10min的話 流動性過低，其成形上會有困難。 還有，該共聚樹脂的維氏軟化溫度（Vicat temperature)最好在105°C以上，更佳爲在105°C 間。維氏軟化溫度若是不足1 05 °C的話，由於對 源的發熱，其耐熱性非常低的緣故，會變成容易 的變形等。 此共聚樹脂的鉛筆硬度以在3 Η以上爲佳， 3 Η的話，容易產生刮傷或是表面缺陷，變成不 光擴散板的材料。 還有，此共聚樹脂最好吸水率在0.1 5 %以下 在0.13%以下。吸水率若是超過0.15%以上的話 生因吸水造成的翹曲之問題。 舉原料單體而言，使用包含甲基丙烯酸甲酉 基苯乙烯以及苯乙烯的原料。此等原料的使用比 得到甲基丙烯酸甲酯單位、α -甲基苯乙烯單位 烯單位成爲上述比例的共聚樹脂來使用，但是由 合性上的差異，所以相對於做爲目的的構成單位 以比 5〜40重量％的甲基丙烯酸甲酯的量多出 5〜5 5 %重量％的α -甲基苯乙烯的量多出數％、比 量％的苯乙烯的量少數％來使用爲佳。還有，要 .0 g /1 0 m i η 更佳。熔 厚度不均 ，由於其 softening 〜1 3 0 〇C之 於背景光 發生基材 若是不足 適於做爲 ，較佳爲 ，容易發 旨、α -甲 例以可以 以及苯乙 於具有聚 組成，要 數％，比 20〜90重 提高共聚 200840843 (6) 樹脂的透明度地來製造。 本發明之相關的光擴散板用樹脂組成物爲相對於1 〇〇 份（重量份）共聚樹脂，配合使得0.1〜2.0份的光擴散劑存 在於其中，更佳爲配合0.2〜1.0份來獲得。若是配合量不 足〇. 1份的話，由於欠缺光源的隱蔽性，會成爲亮度不均 的光擴散板，其起因於背景光源的影像之過於明顯。若是 超過2.0份的話，其透光量由於不夠充份，會成爲明亮度 不足的光擴散板。 舉光擴散劑的例子而言，可使用公知的微粒子，但是 較佳爲粒徑1〜ΙΟμπι的部分交聯的矽氧烷系聚合粒子、丙 烯酸系聚合粒子或是碳酸鈣。此等擴散劑可僅使用一種， 也可以使用數種。還有舉其他的擴散劑的例子而言，可倂 用硫酸鋇、氧化鈦、氧化矽、滑石、雲母、氫氧化鋁、氧 化鎂等之無機系粒子或是苯乙烯系聚合粒子，以控制其停 留在不足全擴散劑量的50重量％爲佳。 1 共聚樹脂和擴散劑的混合可利用公知的方法使之成爲 均一混合物地來進行。如此而爲所得到的光擴散板用樹脂 組成物，可予以熔融擠出成形或是射出成形來成形爲厚度 0.5〜3mm的板狀。厚度若是不足〇.5nim的話，無法確保 其做爲背景光源用擴散板的強度。另外，厚度若是超過 3 mm的話，由於擴散板的重量變大，無法對應大型化、 薄型化。可以將之照原樣地，或是裁切爲既定的尺寸，或 是進行表面處理等，做成本發明相關之光擴散板。但是其 製造方法若是可以滿足本發明的目的的話，並沒有特別的 -10- (7) (7)200840843 限制。 本發明的光擴散板，只要是由上述光擴散板用樹脂組 成物所構成的話，可以是由單層所構成，也可以是由二層 以上的多層所構成。 本發明的光擴散板，藉由添加少量的擴散劑，可實現 高耐熱性、很高的低吸水性、高硬度、高亮度、高光擴散 性等物性，不過只要是在不明顯地阻礙以上的目的的範圍 之內的話，可因應必要，使用帶電防止劑、氧化防止劑、 難燃劑、光安定劑、紫外線吸收劑、螢光增白劑等之種種 的添加劑。 本發明的光擴散板在要求光擴散性和光透過性的平衡 的用途，主要是用來做爲液晶顯示器或是液晶電視的正下 方型背景光源用擴散板，特別是適用於伴隨著大型化，並 要求耐熱性、高硬度的用途上。還有，由本發明之相關的 光擴散板用樹脂組成物所得到的光擴散板爲高耐熱、低吸 水性，硬度優異。 【實施方式】 以下，藉由實施例來具體地說明本發明，但是本發明 並不限定於這些實施例。 光擴散板用樹脂組成物所使用的共聚樹脂的物性的測 定是藉由以下的方法來進行。 (1)分子量 使用膠透層析術（gel permeation chromatography)，測 -11 - (8) (8)200840843 定聚苯乙烯換算的重量平均分子量。 (2) 共聚物中的各單位組成 藉由熱分解型層析術（pyroiysis gas chromat〇graPhy) 的單體的面積比，算出各單體的單位組成。 (3 )熔融流動率（melt flow rate，MFR) 依據 JIS K-7210，在200 °c、5kg荷重的條件下進 行。 (4) 維氏軟化溫度（VST) 依據JIS K-7206進行。 (5) 鉛筆硬度 依據JIS K-540 1來測定。 (6) 吸水率 依據JIS K-7209來測定。 光擴散板的物性評價是利用以下的方法來進行。 (1) 全光線透過率 依據JIS K-7 105的B法進行。 (2) 光擴散性 依2cm的間隔排好4根冷陰極管，在其10mm的上面 平行固定光擴散板的樣品，藉由目視，透視得到光源冷陰 極管的，以〇表示，透視不到的以X表示。 (3) 亮度不均 依2cm的間隔排好4根冷陰極管，在10mm的上面平 行固定光擴散板的樣品，藉由目視，畫面上亮度均一者以 〇表示，亮度不均者以X表示。 -12- 200840843 Ο) 另外，在實施例以及比較例夠所使用的略語係具有以 下的意義。 MMA :甲基丙烯酸甲酯 aMSt: α-甲基苯乙綠 St :苯乙烯 起始劑：帕可德克士 12-EB20(商品名的譯名） 參考例1〜1 2 以表1之中所記載的比例將原料單體以及聚合起始劑 裝入，在反應溫度1 2 0 °C、5小時滯留的條件下，使用連 結一槽型完全混合反應器和去揮發槽之設備，進行連續塊 狀聚合、去揮發、顆粒化，得到目的所要的透明的共聚樹 脂。利用7 51成形機（三菱重工公司製）於樹脂溫度2 4 0 °C 之下’將該樹脂射出成形’得到縱5 0 m m X橫7 5 m m X厚度 4mm的吸水率測定以及鉛筆測定用板片，和縱l〇mmx橫 lOmmx厚度4mm的VST測定用試驗片。記載所得到的樹 脂的組成於表1。於表1中，原料單體比爲MMA/ α MSt/St，聚合物的組成爲MMA單位/ aMSt單位/ St單 位。 -13- (10) 200840843 (表1) 參考例 原料單體比 (重量％比） 起始劑 (重量％) 聚合物組成 (重量％比） 1 7/8/85 0.075 5/5/90 2 40/41/19 0.075 40/3 8/22 3 22/57/2 1 0.075 20/50/30 4 22/33/45 0.075 20/3 0/5 0 5 12/12/76 0.075 10/10/80 6 36/40/24 0.075 3 5/3 4/3 1 7 0/0/100 0.075 0/0/100 8 18/0/82 0.075 20/0/80 9 62/22/16 0.075 60/17/23 10 10/85/5 0.075 9/70/21 11 35/65/0 0.075 37/63/0 12 20/70/10 0.075 19/62/19 另外，針對所得到的樹脂的分子量以及各種物性的測 定結果則顯示於表2。 -14- 200840843 (11) (表 2) 參考例 分子量 MFR V S T (°c ) 鉛筆硬度 吸水率 (Mw) (%) 1 260000 0.9 105 3H 0.07 2 130000 1.3 123 3H 0.13 3 85000 1.5 129 3H 0.10 4 120000 1.3 120 3H 0.11 5 210000 1.0 1 10 3H 0.08 6 120000 1.3 125 3H 0.12 7 370000 1.1 90 B 0.06 8 200000 1.8 99 Η 0.1 3 9 150000 0.9 113 3Η 0.16 10 3 0000 8.0 成形不良 11 45000 4.7 成形不良 12 60000 2.2 產生板片的厚度不均 實施例1〜3以及比較例1〜3 在二軸擠出機中混練於參考例中所製作的共聚樹脂和 顯示於表3的光擴散劑，做成顆粒狀化的樹脂組成物。在 樹脂溫度220 °C下擠出成形此等樹脂，製作厚度2mm的 光擴散板。有關所得到的光擴散板的全光線透過率、光擴 散性、亮度不均都記載於表3。在此使用做爲光擴散劑的 矽氧烷系聚合粒子爲東麗•道•康寧股份有限公司（Toray Dow Corning股份有限公司）製的E-600(粒徑2μιη)、丙烯 -15- 200840843 (12) 酸系聚合粒子爲綜硏化學股份有限公司製的MX- 1 000(粒 徑ΙΟμηι)、碳酸鈣則爲丸尾鈣股份有限公司製造的CUB E-1 8BHS(粒徑 1 ·8μιη)。 (表3 )
共聚樹脂 參考例No. 光擴散劑 擴散劑 添加量(phr) 全光線 透過率(％) 光擴 散性 亮度不均 實施例1 4 E-600 0.15 60.9 〇 〇 實施例2 5 MX-1000 1.5 57.9 〇 〇 實施例3 6 CUBE- 18BHS 2.0 50.2 〇 〇 比較例1 12 E-600 1.0 55.2 〇 X 比較例2 6 Μ j\\\ 0 90.0 X X -16-