TW201446519A

TW201446519A - 光反射板

Info

Publication number: TW201446519A
Application number: TW103111111A
Authority: TW
Inventors: 水野智裕; 鈴木健悟; 山田浩二
Original assignee: 積水化成品工業股份有限公司
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2014-03-25
Publication date: 2014-12-16
Also published as: CN104072861A; KR20140118719A; JP2014199285A; CN104072861B; US20140293620A1; KR101540282B1

Abstract

本發明之目的在於提供一種光反射板，其具有優異的藍光遮蔽性，且具有優異的光反射性。為達成上述之目的，本發明之光反射板，其特徵為：含有熱塑性樹脂與光反射性微粒子，且鈣、鉀及鎂之金屬元素的總量為150~1000μg/g。因此，本發明之光反射板具有優異的藍光遮蔽性，可吸收易對於人類眼睛有不良影響之藍色波長區域的光以抑制該光線的反射，並且可有效地反射其他波長區域的可見光，故可將對於人類眼睛良好的光線作為反射光，以進行光的反射。

Description

光反射板

本發明係關於一種光反射板。

自以往，即有人在照明裝置之光源的背面配置光反射板，以使從光源放射出來的光量變大，並提升照度。另外，最近液晶顯示裝置作為顯示裝置被用於各種用途，而該液晶顯示裝置中，於液晶單元的背面配置有背光單元。背光單元，係由冷陰極管及發光二極體等的發光光源、反射燈、導光板及配置於上述導光板之背面的光反射板所構成。該光反射板，具有「將從導光板之背面漏出的光線，朝向液晶單元側反射」的效果。

又，照明裝置中，為了有效利用從光源放射出來的光，亦在光源背後配置光反射板。

近年，使用發光二極體等新型光源之液晶顯示裝置及照明已經普及，而從光源放射出來的光之中，大量包含易對人類眼睛造成不良影響的藍光。故期望一種光反射板，可抑制藍色波長區域(380~500nm)的光反射(藍光遮蔽性)，另一方面有效地反射此外之波長區域的可見光(500~780nm)。

作為光反射板，專利文獻1中，提出一種反射膜，其具備A層及作為反射使用面側之最外層的B層；該A層中包含具有脂肪族聚酯系樹脂或聚烯烴系樹脂、以及微粉狀填充劑的樹脂組成物A，該微粉狀填充劑在樹脂組成物A中的含有率為10~80質量%，而該B層包含具有脂肪族聚酯系樹脂或聚烯烴系樹脂、以及微粉狀填充劑的樹脂組成物B，該微粉狀填充劑在樹脂組成物B中的含有率在0.1質量%以上5質量%以下。

【先行技術文獻】【專利文獻】

【專利文獻1】日本特許第4041160號公報

然而，專利文獻1之反射膜，具有藍光遮蔽性拙劣的問題。本發明提供一種光反射板，其具有優異的藍光遮蔽性，並具有優異的光反射性。

本發明之光反射板，其特徵為：在具有熱塑性樹脂與光反射性微粒子的同時，鈣、鉀及鎂之金屬元素的總量為150~1000μg/g。

作為構成光反射板的合成樹脂，並未特別限定，可舉例如：聚烯烴系樹脂、聚酯系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯系樹脂等，從可得到具有優異的成形性、耐藥品性及可撓性之光反射板的觀點來看，宜為聚烯烴系樹脂。

作為聚烯烴系樹脂，並未特別限定，可舉例如：聚乙烯系樹脂，及聚丙烯系樹脂等，宜為聚丙烯系樹脂。又，聚烯烴系樹脂，可單獨使用，亦可併用二種以上。

作為上述聚乙烯系樹脂，可舉例如，低密度聚乙烯、直鏈狀低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、中密度聚乙烯等。

又，作為上述聚丙烯系樹脂，可舉例如：丙烯均聚物、乙烯-丙烯共聚物、丙烯-α-烯烴共聚物等。更進一步，在光反射板為發泡板的情況中，作為聚丙烯系樹脂，宜為日本特許第2521388號公報及日本特開2001-226510號公報中所揭示的高熔融張力聚丙烯系樹脂。

又，乙烯-丙烯共聚物及丙烯-α-烯烴共聚物，可為隨機共聚物，亦可為嵌段共聚物之任一種。乙烯-丙烯共聚物中，乙烯成分的含量，宜為0.5~30重量%，較宜為1~10重量%。又，丙烯-α-烯烴共聚物中的α-烯烴成分的含量，宜為0.5~30重量%，較宜為1~10重量%。

作為α-烯烴，可舉例如碳數為4~10的α-烯烴，例如：1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯等。

其中，作為聚烯烴系樹脂，宜為聚丙烯系樹脂。後述的光反射性微粒子，特別可微分散於聚丙烯系樹脂中。

光反射板中，含有光反射性微粒子。作為光反射性微粒子，只要是可將入射光反射板的光線反射，而將光反射性賦予光反射板者，則並未特別限定，可舉例如：金、銀、鋁、鎳等金屬微粒子；氧化鈦(TiO₂)、二氧化矽(SiO₂)、氧化鋁(Al₂O₃)等金屬氧化物微粒子；丙烯酸系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、丙烯酸系單體與苯乙烯系單體的共聚物等所構成的合成樹脂微粒子等，宜為金屬氧化物微粒子，較宜為氧化鈦。

又，「將入射光反射板的光線反射，而將光反射性賦予光反射板」，係指含有光反射性微粒子的光反射板，與除了不含光反射性微粒子以外具有同一構成的光反射板相比，含有光反射性微粒子的光反射板，其擴散光線反射率高於未含光反射性微粒子的光反射板。又，光反射板的擴散光線反射率，可根據日本工業規格JIS Z8722來測定。

若光反射板中的光反射性微粒子的含量太少，則具有光反射板的光反射性不足的情況。若光反射板中的光反射性微粒子含量過多，則具有光反射板之機械強度不佳或是光反射性微粒子分散不良而導致光反射板之光反射性降低的情況。因此，光反射板中的光反射性微粒子的含量，相對於熱塑性樹脂100重量份，宜為1~100重量份，較宜為5~50重量份。

光反射性微粒子所包含的鈣、鉀及鎂之金屬元素的總量[光反射性微粒子1g所包含的鈣、鉀及鎂之金屬元素的總量(μg)]，宜為40~800μg/g，較宜為100~600μg/g，特別宜為300~600μg/g。若光反射性微粒子所包含的鈣、鉀及鎂之金屬元素的總量太低，則光反射板之藍光遮蔽性低落，同時，在金屬元素以離子存在的情況中，因為光反射性微粒子中所包含的鈣、鉀或鎂所造成的光反射性微粒子彼此之間電性互斥的力量變小，光反射性微粒子彼此容易凝集，結果，造成光反射板之光反射性低落，或是構成光反射板的熱塑性樹脂之熔融張力變小，而具有在形成光反射板時，於光反射板產生洩降(Drawdown)的情形。若光反射性微粒子所包含的鈣、鉀及鎂之金屬元素的總量過多，不僅因為光反射性微粒子所造成的光吸收變得過多，而造成必要之波長區域(500~780nm)的可見光之光反射性降低，且與光反射板所包含的其他雜質等反應，而使得光反射性微粒子的穩定性降低。

作為控制光反射性微粒子所包含的鈣、鉀及鎂之金屬元素的總量的方法，可舉下述方法為例。例如，在氧化鈦的情況中，將氯化法與硫酸法作為氧化鈦之製造方法已為人所知，而以硫酸法進行製造，可製造金屬元素含量較多的氧化鈦。又，藉由使用水、乙醇等的醇類等洗淨劑清洗光反射性微粒子，可降低光反射性微粒子所包含的鈣、鉀及鎂之金屬元素的含量。

此處，藍光遮蔽性，係指從可見光區域(380~780nm)的光線之中，遮蔽藍色區域(380~500nm)之光線的性能。例如，可藉由藍色區域(380~500nm)與其他可見光區域(500~780nm)之擴散光線反射率的差異進行測定，而該差異越大，可說是藍光遮蔽性越高。具體而言，測定450nm的擴散光線反射率作為藍色區域(380~500nm)的指標，測定550nm之擴散光線反射率作為其他可見光區域(500~780nm)的指標，並計算出其差異，藉此可進行測定。

又，光反射性微粒子所包含的鈣、鉀及鎂之金屬元素的總量，係以下述方式進行測定。供給蒸餾水至內容量為50mL的容器中，並將該蒸餾水加熱至70℃並維持2小時，以洗淨容器內部。在將光反射性微粒子之樣品約0.5g置入該容器內之後，供給5N的鹽酸10mL，並攪拌10分鐘。接著，更將蒸餾水20mL供給至容器內，再攪拌20分鐘。以水系0.45μm層析板過濾容器內的上澄水後，根據過濾所得的樣品，進行感應耦合電漿(ICP；Inductively coupled plasma)測定，以測定光反射性微粒子所包含的鈣、鉀及鎂之各種金屬元素的濃度，再根據下式算出金屬元素量。

金屬元素量(μg/g)=金屬元素濃度(μg/mL)×30(mL)/樣品重量(g)

光反射性微粒子所包含的鈣、鉀及鎂之金屬元素的總量，可在例如，下述的測定裝置及測定條件下進行測定。

測定裝置：島津製作所公司製，多元素同時測定型ICP發光分光分析裝置ICPE-9000

測定元素：Ca(317.933nm)、K(769.896nm)、Mg(285.213nm)

觀測方向：軸向，高頻輸出：1.20kw，載體流量：0.7L/分，電漿流量：10.0L/分，輔助流量：0.6L/分，曝光時間：30秒。

校正曲線(Calibration curve)用標準溶液：美國SPEX公司，XSTC-13(通用混合標準溶液)，31元素混合(基質5%HNO₃)-各約10mg/L

校正曲線的製作方法：以蒸餾水階段性地進行稀釋，以調製上述混合標準溶液，而製作0ppm(BK)、0.2ppm、1ppm、2.5ppm、5ppm標準溶液。在上述條件下，測定各濃度的標準液，得到各元素之波長的峰值強度。將濃度與峰值強度作圖，並藉由最小平方法，求得近似曲線(直線或是二次曲線)，將此作為定量用的校正曲線。

若光反射性微粒子的平均粒徑太小，則入射光反射板的光透過光反射性微粒子，使得光反射板之光反射性降低。若光反射性微粒子的平均粒徑太大，則入射光反射板的光因為光反射性微粒子而反射，阻礙了欲射出光反射板外的光，反而造成光反射板之光反射性降低。因此，光反射性微粒子的平均粒徑，宜為0.1~0.39μm，較宜為0.13~0.35μm，特別宜為0.15~0.32μm。

光反射性微粒子之平均粒徑，可以下述要領測定。亦即，可將光反射板沿著厚度方向的整個長度切斷，並使用掃描式電子顯微鏡，以2500倍的倍率拍攝剖面，而得到放大的影像，在放大影像的任意部分，於放大影像中設定邊長30μm之正方形的測定區。將可圍住測定區內的各光反射性微粒子之一次粒子的最小直徑之圓，其直徑作為光反射性微粒子的粒徑，將各光反射性微粒子的粒徑之算術平均值，作為光反射性微粒子的平均粒徑。

又，光反射板中，在不損及其物性的範圍內，可包含阻燃劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、抗氧化劑等的穩定劑，亦可包含防止污漬的抗靜電劑等的添加劑。

更進一步，若光反射板整體所包含的鈣、鉀及鎂之金屬元素的總量[光反射板之灰化物1g所包含的鈣、鉀及鎂之金屬元素的總量(μg)]太少，則光反射板之藍光遮蔽性降低。若光反射板整體所包含的鈣、鉀及鎂之金屬元素的總量過多，則入射光反射板的光，因為光反射性微粒子而反射，阻礙了欲射出光反射板外的光線，反而造成光反射板之光反射性降低。因此，光反射板整體所包含的鈣、鉀及鎂之金屬元素的總量，限定在150~1000μg/g，宜為200~900μg/g，較宜為300~800μg/g，特別宜為500~800μg/g。

光反射板整體所包含的鈣、鉀及鎂之金屬元素的總量，係以下述要領所測定的值。將光反射板在450℃的條件下，進行3小時的灰化處理而得到灰化物。以與測定光反射性微粒子所包含的鈣、鉀及鎂之金屬元素量時相同的要領，測定所得之灰化物所包含的鈣、鉀及鎂的金屬元素量。又，光反射板的灰化處理，可使用市售的裝置，例如，ISUZU公司的「電氣爐，蒙孚(Muffle)爐STR-15K」(商品名稱)。又，可使用例如，測定光反射性微粒子所包含的鈣、鉀及鎂之金屬元素的總量時所使用的上述測定裝置及測定條件，來測定光反射板整體所包含的鈣、鉀及鎂之金屬元素的總量。

除了源自光反射性微粒子以外，構成光反射板的熱塑性樹脂本身所包含的金屬元素、在將構成光反射板的熱塑性樹脂聚合時所使用之殘留於熱塑性樹脂中的聚合觸媒所包含的金屬元素，及添加至光反射板的添加劑所包含的金屬元素，皆為光反射板整體所包含的鈣、鉀及鎂之金屬元素。

作為光反射板所包含的鈣、鉀及鎂之金屬元素總量的調整方法，可舉例如：調整光反射板中之光反射性微粒子含量的方法、調整光反射性微粒子所包含之金屬元素含量的方法、調整光反射板所包含之添加劑含量的方法、調整用於光反射板之熱塑性樹脂種類的方法等。

接著，說明光反射板的製造方法。光反射板的製造方法雖未特別限定，但可舉例如：(1)將熱塑性樹脂及光反射性微粒子供給至擠製機以熔融揉合，再從安裝於擠製機的模具中擠出，以製造光反射板的方法等。

光反射板亦可發泡，在光反射板發泡的情況下，上述方法中，只要在擠製機中添加物理發泡劑，再從擠製機中將其擠出發泡即可。

又，作為物理發泡劑，並未特別限定，可舉例如：丙烷、正丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷、己烷等的飽和脂肪族烴；二甲醚等的醚類；氯甲烷、二氧化碳、氮等；宜為二甲醚、丙烷、正丁烷、異丁烷、二氧化碳；較宜為丙烷、正丁烷、異丁烷，特別宜為正丁烷、異丁烷。又，物理發泡劑可單獨使用，亦可併用二種以上。

本發明之光反射板可用於各種用途，例如構成文字處理機、個人電腦、手機、導航系統、電視、手提式電視等之液晶顯示裝置的背光單元之光反射板，及照明裝置之光反射板等。

本發明之光反射板，在含有熱塑性樹脂與光反射性微粒子的同時，鈣、鉀及鎂之金屬元素的總量為150~1000μg/g。因此，本發明之光反射板，具有優異的藍光遮蔽性，可吸收易對人類眼睛有不良影響的藍色波長區域(380~500nm)的光線，並抑制該光線的反射。本發明之光反射板，可有效地反射其他波長區域(500~780nm)的可見光。因此，本發明之光反射板，可將對人類眼睛良好的光線作為反射光而進行光反射。

上述光反射板中，光反射性微粒子所包含的鈣、鉀及鎂之金屬元素的總量為40~800μg/g的情況下，藍光遮蔽性更為優良。在金屬元素以離子存在的情況中，可防止光反射性微粒子彼此因為該等所包含的金屬元素彼此之間電性互斥的力量而凝集，而使光反射性微粒子不凝集地分散於熱塑性樹脂中，故光反射板具有優異的光反射性。

接著，光反射性微粒子，係以不凝集的態樣分散於熱塑性樹脂中。因此，可較高地維持熱塑性樹脂的熔融張力，即使在將光反射板加熱以成為期望形狀的加熱情況之中，亦不會在光反射板產生洩降的情況，可使光反射板正確地以加熱的方式形成期望的形狀。

以下列舉實施例，對本發明進一步詳細說明，但本實施例並非係限定本發明者。

(氧化鈦母料(a)的作製)

將氧化鈦(TAYCA公司製；商品名稱「JR403」，平均粒徑：0.25μm)60重量份，及丙烯均聚物(SunAllomer公司；商品名稱「PL500A」，熔融流動率：3.3g/10分鐘，密度：0.9g/cm³)40重量份，在口徑120mm的排氣式雙螺桿擠製機中，以230℃熔融揉合，將其造粒化(Pelletizing)以製作氧化鈦的母料(氧化鈦MB)(a)。又，排氣式雙螺桿擠製機的汽缸內，在將氧化鈦及丙烯均聚物溶融揉合時，使汽缸內的壓力為60mmHg(8kPa)，並藉由真空泵，從排氣口將汽缸內的氣體排出至外部。

(氧化鈦母料(b)的作製)

使用氧化鈦(TAYCA公司製；商品名稱「JR805」，平均粒徑：0.29μm)作為氧化鈦，此外以與氧化鈦MB(a)相同的方式，製作氧化鈦MB(b)。

(氧化鈦母料(c)的作製)

使用氧化鈦(堺化學公司製；商品名稱「R-32」，平均粒徑：0.20μm)作為氧化鈦，此外以與氧化鈦MB(a)相同的方式製作氧化鈦MB(c)。

(氧化鈦母料(d)的作製)

使用氧化鈦(堺化學公司製；商品名稱「FTR-700」，平均粒徑：0.20μm)作為氧化鈦，此外以與氧化鈦MB(a)相同的方式製作氧化鈦MB(d)。

(製作氧化鈦母料(e))

使用氧化鈦(石原產業公司製；商品名稱「CR-63」，平均粒徑：0.25μm)作為氧化鈦，此外以與氧化鈦MB(a)相同的方式製作氧化鈦MB(e)。

在氧化鈦母料(a)~(e)的製作中所使用之作為原料的氧化鈦，其包含的鈣、鉀及鎂之金屬元素的含量顯示於表1。

(實施例1~4，比較例1)

將含有下列成分的樹脂組成物，供給至口徑為120mm的排氣式單軸擠製機，並在220℃熔融揉合，再從安裝於擠製機前端的T型模具(片材寬度：1000mm，縫隙間隔：0.5mm，溫度200℃)，片狀地擠出該樹脂組成物，以製作非發泡的光反射板；

‧氧化鈦母料(a)~(e)中的任一氧化鈦母料48重量份

‧丙烯均聚物81重量份(SunAllomer公司製，商品名稱「PL500A」，熔融流動率：3.3g/10分，密度：0.9g/cm³)

‧石碳酸系抗氧化劑0.2重量份(BASF公司製，商品名稱IRGANOX(登錄商標)1010)

‧磷系抗氧化劑0.2重量份(BASF公司製，商品名稱IRGAFOS168)，

‧苯並三唑系紫外線吸收劑0.15重量份(BASF公司製，商品名稱TINUVIN(登錄商標)326)

‧受阻胺(hindered amine)系光安定劑0.15重量份(BASF公司製，商品名稱TINUVIN(登錄商標)111)；

又，光反射板中，相對於丙烯均聚物100重量份，含有氧化鈦28.7重量份。

接著，將光反射板，供給至由鏡面滾筒及與該鏡面滾筒對向配置的支持滾筒所形成的一對滾筒之間，並使其冷卻，以得到整體厚度為0.5mm且密度為1.09g/cm³的非發泡之光反射板。又，樹脂組成物在單軸擠製機的汽缸內熔融揉合時，藉由真空泵，從排氣口將汽缸內的氣體排出外部，以使汽缸內的壓力成為60mmHg(8kPa)。

對於所得到的反射板，以下述方法，測定450nm及550nm中的擴散光線反射率，以及以上述方法，測定所含之鈣、鉀及鎂之金屬元素的含量，其結果顯示於表2。

(擴散光線反射率)

對於所得到的光反射板，依據JIS Z8722，使用紫外可見光分光光度計(島津製作所公司；商品名「UV-2450」)及積分球附屬裝置(Integrating Sphere Attachment)(內徑：φ60mm，島津製作所公司；商品名「ISR-2200」)，在垂直入射的條件之下，進行450nm及550nm中的擴散光線反射率的測定。以550nm中的擴散光線反射率的值減去450nm中的擴散光線反射率的值，計算出△(550nm-450nm)。其中，係以將硫酸鋇板使用為標準反射板時，將其擴散光線反射率作為100時的絶對值，來表示擴散光線反射率，。

Claims

一種光反射板，其特徵為：具有熱塑性樹脂與光反射性微粒子，且鈣、鉀及鎂之金屬元素的總量為150~1000μg/g。
如申請專利範圍第1項之光反射板，其中，該光反射性微粒子所包含的鈣、鉀及鎂之金屬元素的總量為40~800μg/g。
如申請專利範圍第1或2項之光反射板，其中，該光反射性微粒子之平均粒徑為0.1~0.39μm。
如申請專利範圍第1或2項之光反射板，其中，該光反射性微粒子為氧化鈦。