TWI447168B - 包含低雙折射高分子共混物的注塑用樹脂組合物及利用其製造而成的前面板 - Google Patents

包含低雙折射高分子共混物的注塑用樹脂組合物及利用其製造而成的前面板 Download PDF

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Description

包含低雙折射高分子共混物的注塑用樹脂組合物及利用其製造而成的前面板
本發明關於一種注塑用樹脂組合物及利用其製造而成的TV(電視)用前面板，特別地，本發明關於一種安裝於例如PDP TV(電漿電視)、LCD TV(液晶電視)、Boarderless TV(無框電視)以及3D TV(三維電視)等顯示器之前面，並由低雙折射高分子共混物塑膠樹脂形成之光學面板。
通常在例如LCD TV(液晶電視)的顯示器設備之前面安裝有包含邊緣部之機殼。並且，機殼在中心部包含大小相當於圖像輸出面板之開口部。
此時，圖像輸出面板與開口部相結合，並且係由玻璃形成的面板安裝於前面，用以保護圖像輸出面板。
另一方面，隨著最近顯示器設備外觀趨於高端化，適用去除前面邊緣部位的無框(Boarderless)類型顯示器。
但是，無框類型的前面玻璃面板由於玻璃很難成型，並且與機殼之粘附特性下降，因而具有不易適用之缺陷。
同時，前面板用於3D用顯示器的情況也不斷增加，特別地，3D TV(三維電視)的情況下需要利用如偏光眼鏡或快門眼鏡(shutter glass)的3D用眼鏡，因而只能利用雙折射性低的玻璃面板。
本發明係為製造使得雙折射性最小化的顯示器用面板，其目的在於，提供一種對高流動性的高分子共混物混合了光學補償添加劑或偶聯劑的注塑擠壓成型用樹脂組合物。
同時，本發明之目的在於，提供一種利用此組合物透過注塑擠壓成型之方法製造而成的TV用前面板，其最小化雙折射性，還能夠輕易適用於無框類型的顯示裝置，並且能夠降低製造成本。
根據本發明一實施例的注塑用樹脂組合物，其中相對於100重量份的高分子共混物添加2～10重量份的增塑劑，此高分子共混物由80～90重量百分比的聚碳酸酯樹脂以及10～20重量百分比的具有負性雙折射特性的高分子樹脂組成。
在這裡，聚碳酸酯樹脂係由雙酚A組成，並且此聚碳酸酯樹脂與具有三甲基環己基的雙酚A(trimethyl-cycloheqd-bisphenol-A)、3，3，3’，3’-四甲基-1(3，3，3’，3’-tetramethyl-1)、1-螺二氫茚(1-spiro-biindane)以及芴雙酚A(fluorene-bisphenol-A)中一種以上共聚。
並且較佳地，此聚碳酸酯的熔融指數(MI)為50～60g/10分鐘(min)、300℃。
然後，上述具有負性雙折射特性的高分子樹脂包含聚苯乙烯(PS)以及雙環戊二烯(DCPD)聚合物中一種以上，並且較佳地，聚苯乙烯(PS)之分子量為15萬～20萬。
並且，負性雙折射特性的高分子樹脂更包含由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)以及具有芴結構的雙酚組成的聚碳酸酯(PC)中一種以上。
然後，增塑劑為分子量係為1000～10000的低聚體，並且此低聚體具有負性雙折射特性。
然後，根據本發明的樹脂組合物更包含有一光學補償添加劑以及一偶聯劑(Coupling agent)。
在這裡，較佳地，將針(needle)狀或杆(rod)狀的晶體用作此光學補償添加劑，較佳地利用碳酸鍶(SrCO3)作為其一實例。
此時，以100重量份的此高分子共混物為基準添加0.5重量份的以下的上述光學補償添加劑，並且上述偶聯劑係為Ti(鈦)系列的偶聯劑。
此外，根據本發明一實施例的TV用前面板利用此樹脂組合物透過注塑擠壓成型的方法製造而成。
此時，前面板的厚度為3～10mm，且上述TV(電視)係為LCD TV(液晶電視)、PDP TV(電漿電視)、無框(Boarderless)TV以及3D TV(液晶電視)中的任意一種。
利用根據本發明的注塑用組合物，能夠輕易地製造出不但具有低的雙折射特性，而且透過度高之面板。
由此，既能夠降低製造成本，又能夠容易地拓寬其應用性。
並且，利用根據本發明的組合物製造而成的TV用前面板，具有如玻璃一樣低的雙折射特性以及高強度特性，而且容易成型、重量輕，因而能夠達到容易地適用於LCD TV(液晶電視)、PDP TV(電漿電視)、無框(Boarderless)TV以及3D TV(三維電視)中的任何一種，並能夠拓寬其應用性之效果。
下面，將參閱附圖對本發明的包含低雙折射高分子共混物的注塑用樹脂組合物及利用其製造而成的無框TV用前面板進行詳細說明。
結合附圖連同詳細說明的以下實施例，能夠明確本發明之優點及特徵以及實現這些的方法。但是，本發明不局限於以下所公開之實施例，還能夠採用各種實施方式，本實施例僅用於使得本發明之公開內容更加完整，有助於本發明所屬技術領域的普通技術人員完整地理解本發明要求保護之範圍。本發明由專利申請範圍。說明書中的相同的標記表示相同的結構。
「第1圖」係為本發明的TV用前面板適用於顯示裝置之剖視圖。
請參閱「第1圖」，圖式中具有LCD TV(液晶電視)用的一液晶模組110與包圍液晶模組110之機殼140。
接著，利用本發明的注塑用樹脂組合物製造而成的前面板150安裝於機殼140之上部，用以顯示根據本發明之顯示裝置100。此時，在液晶模組110之上部以及下部還能夠具有顯示器用的偏光板120、130。
在這裡，根據本發明之顯示裝置100代表性地示出了LCD TV(液晶電視)結構，顯示裝置100均能夠適用於包含發光二極體(LED)背光的發光二極體電視(LED TV)、包含3D用顯示器液晶模組的3D TV(三維電視)以及電漿顯示面板(PDP)裝置。
此時，現有的3D TV(三維電視)在作為注塑成型物的前面板150上存在雙折射之情況下，存在出現重影、立體感降低、導致眩暈之缺陷。
由此，雖然以往的前面板僅能夠利用玻璃，但利用根據本發明的樹脂組合物之情況下，由於能夠最小化雙折射，因而還能夠容易地適用於3D TV(三維電視)。
並且，在對例如無框TV一樣的顯示裝置之前面利用玻璃面板的情況下，由於面板的重量較重，因而存在如果沒有額外的框架就難以固定至前面的問題，為了適用完整的無框TV，需要利用塑膠薄板。
此時，普通的注塑產品會因殘留應力與注塑時的定向而發生雙折射現象，因而為了使得雙折射最小化，採用適用了聚碳酸酯(PC)與聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的注塑擠壓成型法，使用最大限度地延緩加工時間的方法。
但是，即使採用成型法或延長加工時間，對最小化雙折射還是具有局限。
由此，在利用根據本發明的樹脂組合物之情況下，能夠在不受到成型法或加工時間等條件的限制之情況下，使得雙折射率最小化，能夠使得其輕易適用於無框TV或3D TV(三維電視)。
下面，將對本發明的注塑用樹脂組合物的成分以及其添加範圍進行詳細說明。
首先，根據本發明的注塑用樹脂組合物相對於100重量份的高分子共混物添加2～10重量份的增塑劑。此時，該高分子共混物較佳利用由80～90重量百分比的聚碳酸酯樹脂以及10～20重量百分比的具有負性雙折射特性之高分子樹脂組成的高分子共混物。
如上所述的本發明的組合物之調配原理作為採用自樹脂組合物原料步驟，而非自加工步驟便開始減小雙折射特性的方法，其混合具有相反的正/負標記的雙折射特性之組合物以抵消相互的雙折射特性。
在這裡，雙折射特性的正/負由高分子主鏈方向的極化率與高分子側鏈方向的極化率之差別決定。例如，由高分子主鏈方向的極化率大於高分子側鏈方向的極化率的雙酚A組成的聚碳酸酯樹脂產生正的雙折射，由具有高分子側鏈方向的極化率更大的芴結構之雙酚組成的聚碳酸酯樹脂產生負性雙折射。
由此，本發明提供一種利用增塑劑、光學補償添加劑等使得對具有上述的不同標記的雙折射的材料組合物的構成比例進行調節後的高分子共混物樹脂的雙折射最小化的注塑用樹脂組合物。
聚碳酸酯
如上所述，所利用的聚碳酸酯樹脂係由具有正性雙折射特性的雙酚A組成的聚碳酸酯樹脂，利用其與具有三甲基環己基的雙酚A(trimethyl-cycloheqd-bisphenol-A)、3，3，3’，3’-四甲基-1(3，3，3’，3’-tetramethyl-1)、l-spiro-biindane以及芴雙酚A(fluorene-bisphenol-A)中一種以上共聚而形成。
並且，較佳地，利用聚碳酸酯的熔融指數(MI)在300℃的條件下為50～60g/10分鐘(min)的聚碳酸酯。
如上所述，具有上述特性的本發明之聚碳酸酯的添加量較佳在高分子共混物樹脂中的80～90重量百分比之範圍內。
若聚碳酸酯之含量不足80重量百分比，則不能夠得到作為前面板的所需強度。
並且，相反地，若聚碳酸酯之含量超過90重量百分比，則因正性雙折射特性過強而導致不能夠正常進行利用具有負性雙折射特性的樹脂組合物以抵消雙折射特性的過程。
並且，若聚碳酸酯的熔融指數(MI)在300℃的條件下不足50g/10分鐘(min)，則流動性會降低，而且因注塑時的殘留應力與定向而導致雙折射過大，因而即使進行注塑擠壓成型也仍然殘留很大的雙折射。
並且，相反地，聚碳酸酯的熔融指數的閥值雖然不受特殊限制，但在60g/10分鐘(min)、300℃以下的範圍內能夠獲取強度與耐衝擊性優良且雙折射特性低的注塑成型物。
具有負性雙折射特性的高分子樹脂。
然後，上述具有負性雙折射特性的高分子樹脂較佳地利用包含聚苯乙烯(PS)以及雙環戊二烯(DCPD)聚合物中一種以上的高分子樹脂。
此時，聚苯乙烯(PS)的分子量較佳為15萬～20萬，該分子量的範圍能夠適用於所有具有負性雙折射特性的高分子樹脂。
並且，上述具有負性雙折射特性的高分子樹脂較佳地利用更包含由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)以及具有芴結構的雙酚組成的聚碳酸酯(PC)中一種以上之樹脂。
具有以上特性的具有負性雙折射特性的高分子樹脂的添加量較佳係為10～20重量百分比之範圍內。
若具有負性雙折射特性的高分子樹脂的含量不足10重量百分比或其分子量不足15萬，則無法充分發揮使得該聚碳酸酯的正性雙折射特性相抵消之作用。並且，這一情況在相容性的界限內適用。
並且，相反地，若具有負性雙折射特性的高分子樹脂的含量超過20重量百分比或其分子量超過20萬，則使得負性雙折射特性變強，最終導致注塑物之雙折射率增加，並且因相容性變差導致不能夠適用於光學領域。
增塑劑
接著，增塑劑使得水泥固化體之內部組織變得更加緻密，用以改善水密性以及凍結/熔解抗性，並且增強耐久性。該增塑劑能夠單獨或混合使用選自由聚碳酸酯類、萘類、三聚氰胺類以及木質素類構成的組中的一種以上，但並不局限於此，還能夠使用本領域通常使用之種類。
其中，在能夠起到優秀的分散力方面較佳地選擇聚碳酸酯類增塑劑。增塑劑吸附於水泥粒子表面以向粒子表面提供電荷，使得粒子之間相互產生斥力，因而能夠使得凝聚的粒子分散以增加水泥粒子之流動。
同時，本發明的注塑用樹脂組合物相對於100重量份的高分子共混物添加2～10重量份的增塑劑。若增塑劑超出上述範圍而過量添加至注塑用樹脂組合物，則存在隨著時間經過使得增塑劑轉移至注塑物表面而發生不良之憂慮，這會成為降低注塑物的機械物理性能之因素。如果增塑劑的含量低或未添加增塑劑，就會在注塑成型過程中使得高分子樹脂的流動變差，而導致雙折射現象惡化。
同時，上述增塑劑較佳地利用分子量為1000～10000的低聚體，且該低聚體具有負性雙折射特性。
此時，如果低聚體的分子量不足1000，則流動性就會變差而使得注塑物之雙折射率增加。
並且，相反，如果低聚體的分子量超過10000，則流動性就會過強而導致不能正常進行注塑擠壓成型。
光學補償添加劑以及偶聯劑(Coupling agent)。
接著，還向本發明的上述樹脂組合物添加光學補償添加劑以及偶聯劑(Coupling agent)。
在這裡，該光學補償添加劑較佳地利用針(needle)狀或杆(rod)狀的晶體，較佳地利用碳酸鍶(SrCO3)係為一實例。
此時，以100重量份的高分子共混物為基準添加0.5重量份以下的光學補償添加劑。
若以100重量份的高分子共混物為基準添加超過0.5重量份的光學補償添加劑，則注塑物之雙折射率反而會增加，因而優選限制光學補償添加劑的添加範圍。
接著，偶聯劑優選使用Ti(鈦)系列的偶聯劑。
Ti系列(鈦酸鹽系列)的偶聯劑具有以增加無機填充劑之介面與高分子之介面的緊貼性，用以改善無機填充劑與高分子基質(matrix)之間的結合力以及分散性的效果。
如上所述，分散性的增加與粘性的降低能夠帶來減少注塑時的殘留應力之效果，並且能夠進行高填充，從而能夠提高成型性能。
接著，對利用如上所述的本發明之注塑用樹脂組合物以製造注塑物的過程以及該注塑物的雙折射特性進行說明。
此時，注塑物的形狀較佳製成LCD TV(液晶電視)、PDP TV(電漿電視)、無框(Boarderless)TV以及3D TV(三維電視)中的至少一種TV用前面板形狀，並且以注塑擠壓成型法制成3～10mm之厚度。
如果面板之厚度不足3mm，則不能夠獲得作為前面板的所需強度特性；如果面板之厚度超過10mm，則雙折射率會增加。
注塑物的製造方法
對聚碳酸酯樹脂與聚苯乙烯樹脂進行一次混合(compounding)，並在該樹脂的基礎上添加碳酸鍶(SrCO3)或增塑劑進行二次混合(compounding)，用以將樹脂製造成顆粒。
利用變為顆粒的該樹脂，透過雙螺杆(Twin screw)擠出機制造成薄膜狀，在150℃條件下放置5分鐘之後，對該薄膜進行處理，分別處理成延伸率為0%、10%的薄膜，並利用掃描器(AXO SCAN)測定相位差。此時，利用注塑機製造出樣品。
實施例1
利用添加了由89重量百分比的熔融指數(MI)為60g/10分鐘(min)、300℃的聚碳酸酯與11重量百分比的分子量(Mw)為17萬的聚苯乙烯組成的高分子共混物，與5重量份的分子量為以100重量份的該高分子共混物為基準的1000的聚碳酸酯類增塑劑的樹脂組合物製造出厚度為3mm的面板，並測定雙折射率以及相位延遲(Retardation)值。
實施例2
利用添加了實施例1的高分子共混物與2.5重量份的分子量為以100重量份的該高分子共混物為基準的1000的聚碳酸酯類增塑劑以及0.1重量份的作為光學補償添加劑的碳酸鍶(SrCO3)的樹脂組合物製造出厚度為3mm的面板，並測定雙折射率以及相位延遲(Retardation)值。
比較實例1
利用混合了89重量百分比的熔融指數(MI)為30g/10分鐘(min)、300℃的聚碳酸酯與11重量百分比的包含三甲基環己基雙酚A的聚碳酸酯之樹脂組合物，製造出厚度為3mm的面板，並測定雙折射率以及相位延遲(Retardation)值。
比較實例2
利用混合了89重量百分比的熔融指數(MI)為60g/10分鐘、300℃的聚碳酸酯與11重量百分比的包含三甲基環己基雙酚A的聚碳酸酯之樹脂組合物，製造出厚度為3mm的面板，並測定雙折射率以及相位延遲(Retardation)值。
比較實例3
利用自實施例1的樹脂組合物僅僅去除增塑劑的樹脂組合物，以製造出厚度為3mm的面板，並測定雙折射率以及相位延遲(Retardation)值。
比較實例4
利用添加了由79重量百分比的熔融指數(MI)為30g/10分鐘、300℃的聚碳酸酯與21重量百分比的分子量(Mw)為17萬的聚苯乙烯組成的高分子共混物，與5重量份的分子量為以100重量份的該高分子共混物為基準的1000的聚碳酸酯類增塑劑的樹脂組合物製造出厚度為3mm的面板，並測定雙折射率以及相位延遲(Retardation)值。
比較實例5
利用向實施例1的高分子共混物添加15重量份的分子量為以100重量份的高分子共混物為基準的1000的聚碳酸酯類增塑劑的樹脂組合物，用以製造出厚度為3mm的面板，並測定雙折射率以及相位延遲(Retardation)值。
比較實例6
利用向實施例1的高分子共混物添加1重量份的分子量為以100重量份的高分子共混物為基準的1000的聚碳酸酯類增塑劑的樹脂組合物，用以製造出厚度為3mm的面板，並測定雙折射率以及相位延遲(Retardation)值。
實施例1、實施例2與比較實例1至比較實例5的雙折射率結果見「第2圖」至「第7圖」，相位延遲(Retardation)值如下表1所列。
「第2圖」及「第3圖」係為利用本發明實施例的注塑用組合物進行注塑擠壓成型之後測定雙折射率之照片，「第4圖」至「第7圖」係為利用本發明比較實例的注塑用組合物進行注塑擠壓成型之後測定雙折射率之照片。
「第2圖」至「第7圖」表明，除了本發明之實施例1的「第2圖」以及實施例2的「第3圖」之情況之外，均體現出高的雙折射率。
如上所述，利用本發明的注塑用組合物，能夠容易地製造出不但具有低的雙折射特性，而且透過度高之面板，既能夠降低製造成本，又能夠容易地拓寬其應用性。
並且，利用本發明之組合物能夠實現如同玻璃一樣低的雙折射特性以及高強度特性，而且容易成型，並且能夠減輕注塑物的重量，因而能夠容易地適用於LCD TV(液晶電視)、PDP TV(電漿電視)、無框(Boarderless)TV以及3D TV(三維電視)中的任何一種。
雖然以本發明的實施例為主揭露如上，然並非用以限定本發明，本領域之技術人員應當意識到在不脫離本發明所附之申請專利範圍所揭示之本發明之精神和範圍的情況下，所作之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍之內。關於本發明所界定之保護範圍請參照所附之申請專利範圍。
100．．．顯示裝置
110．．．液晶模組
120．．．偏光板
130．．．偏光板
140．．．機殼
150．．．前面板
第1圖係為表示根據本發明的TV用前面板適用於顯示裝置之剖視圖；
第2圖及第3圖係為利用根據本發明實施例的注塑用組合物進行注塑擠壓成型之後測定雙折射率之照片；以及
第4圖至第7圖係為利用根據本發明比較實例的注塑用組合物進行注塑擠壓成型之後測定雙折射率之照片。
100．．．顯示裝置
110．．．液晶模組
120．．．偏光板
130．．．偏光板
140．．．機殼
150．．．前面板

Claims (16)

  1. 一種注塑用樹脂組合物，其中：相對於100重量份的高分子共混物添加2~10重量份的增塑劑，以及該高分子共混物係由80~90重量百分比的聚碳酸酯樹脂以及10~20重量百分比的具有負性雙折射特性之高分子樹脂組成，該聚碳酸酯之熔融指數係為50~60g/10分鐘(min)、300℃。
  2. 如請求項第1項所述之注塑用樹脂組合物，其中該聚碳酸酯樹脂係由雙酚A組成。
  3. 如請求項第1項所述之注塑用樹脂組合物，其中該聚碳酸酯樹脂與具有三甲基環己基的雙酚A、3，3，3’，3’-四甲基-1、1-螺二氫茚以及芴雙酚A中的一種以上共聚。
  4. 如請求項第1項所述之注塑用樹脂組合物，其中該具有負性雙折射特性的高分子樹脂包含有聚苯乙烯以及雙環戊二烯聚合物中一種以上。
  5. 如請求項第4項所述之注塑用樹脂組合物，其中該聚苯乙烯之分子量係為15萬~20萬。
  6. 如請求項第4項所述之注塑用樹脂組合物，其中該具有負性雙折射特性的高分子樹脂更包含由聚甲基丙烯酸甲酯以及具有芴結構的雙酚組成之聚碳酸酯中的一種以上。
  7. 如請求項第1項所述之注塑用樹脂組合物，其中該增塑劑為分子量係為1000~10000之低聚體。
  8. 如請求項第7項所述之注塑用樹脂組合物，其中該低聚體具有負性雙折射特性。
  9. 如請求項第1項所述之注塑用樹脂組合物，其中該樹脂組合物更包含有一光學補償添加劑以及一偶聯劑。
  10. 如請求項第9項所述之注塑用樹脂組合物，其中該光學補償添加劑係為針狀或杆狀之晶體。
  11. 如請求項第10項所述之注塑用樹脂組合物，其中該光學補償添加劑係為碳酸鍶(SrCO3 )。
  12. 如請求項第9項所述之注塑用樹脂組合物，其中以100重量份的該高分子共混物為基準，添加0.5重量份以下的該光學補償添加劑。
  13. 如請求項第9項所述之注塑用樹脂組合物，其中該偶聯劑係為Ti(鈦)系列之偶聯劑。
  14. 一種TV用前面板，係利用如請求項第1項至第13項中任意一項所述之注塑用樹脂組合物，透過注塑擠壓成型之方法製造而成。
  15. 如請求項第14項所述之TV用前面板，其中該前面板之厚度係為3~10mm。
  16. 如請求項第14項所述之TV用前面板，其中該TV係為LCD TV(液晶電視)、PDP TV(電漿電視)、無框(Boarderless)TV以及3D TV(三維電視)中的任意一種。
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