專利名稱：導(dǎo)光板以及導(dǎo)光板用透明熱塑性樹脂組合物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)光板適于用作辦公自動化設(shè)備如個人電腦、文字處理器等中的顯示器，顯示圖像信號的各種監(jiān)視器如平板監(jiān)視器、電視監(jiān)視器等，用于室內(nèi)或室外發(fā)光的顯示設(shè)備，以及廣告板。
因此，對于用作光源設(shè)備中的導(dǎo)光板，迫切需要的導(dǎo)光板，從設(shè)于邊角部位的照明光源發(fā)出的入射光在其內(nèi)部的損失盡可能地減少，而且所述入射光可有效地朝向出射面射出。
為了滿足這些需要，多項(xiàng)技術(shù)公開了通過采用導(dǎo)光板以獲得高亮度的方法。例如，JP-B-39-1194公開了通過將光散射顆粒摻入并分散于所述導(dǎo)光板的基體中來制備一種均勻發(fā)光面。而且，JP-A-4-145485公開了通過使用含有不同折射系數(shù)的細(xì)顆粒作為導(dǎo)光體的光散射塑性材料獲得高亮度。而且，JP-A-2000-113708公開了通過將具有空心結(jié)構(gòu)和不同折射系數(shù)的細(xì)顆粒分散于導(dǎo)光板中而獲得高亮度的方法。
在上述現(xiàn)有技術(shù)中，雖然含有細(xì)顆粒，但是并未得到細(xì)顆粒的最佳種類以及平均直徑，對亮度的改善效果較小，并且當(dāng)制備較大和較薄的顯示設(shè)備時，無法得到足夠的高亮度。
本發(fā)明的一個目的是提供一種導(dǎo)光板適于用作辦公自動化設(shè)備如個人電腦、文字處理器等中的顯示器，顯示圖像信號的各種監(jiān)視器如平板監(jiān)視器、電視監(jiān)視器等，用于室內(nèi)或室外發(fā)光的顯示設(shè)備，以及廣告板。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種導(dǎo)光板用樹脂組合物的穩(wěn)定制備方法。
即，本發(fā)明的導(dǎo)光板包括含有透明熱塑性樹脂和細(xì)顆粒的透明熱塑性樹脂組合物，其細(xì)顆粒的折射系數(shù)與平均粒徑分別為1.7-3.0及0.01-1.0μm，并且所述細(xì)顆粒量為基于所述透明熱塑性樹脂重量的1-200ppm。
而且，本發(fā)明所述導(dǎo)光板用透明熱塑性樹脂組合物的制備方法，其包括將所述細(xì)顆粒事先分散于有機(jī)液體中，從而將所述細(xì)顆粒均勻地分散于所述透明熱塑性樹脂中。


圖1.表明邊射光型液晶光源裝置的一個實(shí)施例，其采用本發(fā)明的導(dǎo)光板，以及圖1A為該裝置的剖視圖及圖1B為該裝置的俯視圖。在附圖中，A表示光源(常溫陰極射線管)、B表示燈罩、C表示導(dǎo)光板、D表示反光板、E表示散光板以及F表示棱柱形板(prism sheet)。
本發(fā)明的最佳實(shí)現(xiàn)方式本發(fā)明將如下詳述。
本發(fā)明的導(dǎo)光板包括含有透明熱塑性樹脂和細(xì)顆粒的透明熱塑性樹脂組合物。
至于在所述透明熱塑性樹脂組合物中所含的透明熱塑性樹脂，可由甲基丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂、苯乙烯樹脂、環(huán)烯烴樹脂、無定形聚酯等。優(yōu)選甲基丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂以及環(huán)烯烴樹脂，并且最優(yōu)選為甲基丙烯酸樹脂。
至于甲基丙烯酸樹脂，可采用甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯與可共聚單體的共聚物。甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯的含量優(yōu)選基于所述共聚物重量不低于70％重量。
與甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸乙酯可共聚的單體實(shí)例為甲基丙烯酸酯如甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯等；丙烯酸酯如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙基酯、丙烯酸丁基酯、丙烯酸環(huán)己基酯、丙烯酸苯基酯、丙烯酸2-乙基己基酯等；未飽和酸如甲基丙烯酸、丙烯酸等。所述單體不限于這些實(shí)例。
用來制備所述甲基丙烯酸樹脂的方法無特別限制，并且它們可以常規(guī)方法制備。
而且，本發(fā)明所用的所述甲基丙烯酸樹脂包括耐熱型甲基丙烯酸樹脂、低吸濕性甲基丙烯酸樹脂、高沖擊性甲基丙烯酸樹脂等。所述高沖擊性甲基丙烯酸樹脂為例如甲基丙烯酸樹脂與橡膠彈性體的混合物。所述橡膠彈性體被公開于JP-A-53-58554、JP-A-55-94917、JP-A-61-32346等。
至于聚碳酸酯樹脂，可采用源自二價苯酚化合物的聚合物，其代表為雙酚A。用于制備聚碳酸酯樹脂的方法也無特別限制，并且可通過已知方法如光氣法、酯交換法、固相聚合法等。
至于環(huán)烯烴樹脂，可使用無定形熱塑性樹脂如在聚合物鏈中含有環(huán)烯烴骨架的聚合物，該環(huán)烯烴如降冰片烯、環(huán)己烯等或含有降冰片烯、環(huán)己烯等的光聚物。其制備方法無特別限制。
例如，作為主要由降冰片烯構(gòu)成的環(huán)烯烴樹脂，可采用的樹脂公開于JP-A-60-168708、JP-A-62-252406、JP-A-2-133413、JP-A-63-145324、JP-A-63-264626、JP-A-1-240517、JP-B-57-8815等中。而且，如果需要，可向其中加入軟質(zhì)高分子如含α-烯烴的烯烴軟質(zhì)高分子，含異丁烯的異丁烯軟質(zhì)高分子，含有共軛二烯如丁二烯、異戊二烯等的二烯軟質(zhì)高分子，含有環(huán)烯烴如降冰片烯、環(huán)戊烯等的環(huán)烯烴軟質(zhì)高分子，有機(jī)聚硅氧烷軟質(zhì)高分子，含有α、β-未飽和酸的軟質(zhì)高分子以及其衍生物，含有不飽和醇以及胺或其酰或縮醛的軟質(zhì)高分子，環(huán)氧化合物的聚合物，氟化橡膠等。
至于苯乙烯樹脂，可采用苯乙烯作為主要成分的均聚物或共聚物，由這些聚合物以及其他樹脂等制備的聚合物混合物。特別優(yōu)選使用聚苯乙烯，丙烯腈和苯乙烯的共聚物樹脂的AS樹脂，以及甲基丙烯酸酯和苯乙烯的共聚物樹脂的MS樹脂。而且，可以適當(dāng)采用具有橡膠分布其中的苯乙烯樹脂相的透明增強(qiáng)聚苯乙烯。所述苯乙烯的制備方法無特別限制，可為已知方法。
至于無定形聚酯，所使用的無定形樹脂，可由一個、兩個或更多個二羥基化合物單元形成，該二羥基化合物單元選自脂族二醇如乙二醇、丙二醇、1、4-丁二醇、新戊二醇(neopentyl glycol)、己二醇等，脂環(huán)族二醇如環(huán)己烷二甲醇等，以及芳族二羥基化合物如雙酚、1，3-二(2-羥基乙氧基)苯、1，4-二(羥基乙氧基)苯等，以及可由一個、兩個或更多個二羧酸單元形成，該二羧酸單元選自芳族二羧酸如對苯二甲酸、間苯二甲酸、2，6-萘二羧酸等，脂族二羧酸如乙二酸、己二酸(adipic acid)、癸二酸、丁二酸、十一二酸等，以及脂環(huán)族二羧酸如六氫化對苯二甲酸等。用于制備無定形聚酯的方法無特別限制，并且可為已知方法?？缮藤彽臑镵ODAR PETG或PCTA，由EastmanKodak Co.，Ltd.，等制備。
隨后，將對透明熱塑性樹脂組合物中所含的細(xì)顆粒進(jìn)行詳述。
所述細(xì)顆粒為分散于所述的透明熱塑性樹脂中的存在狀態(tài)，并作為導(dǎo)光劑，并且當(dāng)含有所述透明熱塑性樹脂和細(xì)顆粒的透明熱塑性樹脂組合物制成所述導(dǎo)光板時可提高所述導(dǎo)光板的亮度。
所述細(xì)顆粒的折射系數(shù)為1.7-3.0，優(yōu)選為1.7-2.5，最優(yōu)選為1.7-2.0。如果所述折射系數(shù)低于1.7，則散射性能變?nèi)?，并且如果超過3.0，所述散射性能過強(qiáng)，而且當(dāng)來自設(shè)于周邊的光源照明器的入射光的前進(jìn)方向變?yōu)榇怪庇趯?dǎo)光板發(fā)光面的方向時，在照明器附近的散射太強(qiáng)，因此，發(fā)出的光容易產(chǎn)生亮度不均勻及色調(diào)不均勻。
本發(fā)明中折射系數(shù)為基于溫度20℃時D線(589nm)的數(shù)值。作為測定細(xì)顆粒折射系數(shù)的方法，例如有一種方法，其中將所述細(xì)顆粒浸于折射系數(shù)可一點(diǎn)一點(diǎn)變化的液體中，并且當(dāng)改變所述液體的折射系數(shù)時觀察所述細(xì)顆粒的界面，并且在所述細(xì)顆粒的界面變得模糊時測定所述液體的折射系數(shù)。對于所述液體折射系數(shù)的測定，可采用Abbe折射計等。
所述細(xì)顆粒的平均粒徑為0.01-1.0μm。如果平均粒徑超過1.0μm，當(dāng)來自設(shè)于周邊的光源照明器的入射光的前進(jìn)方向變?yōu)榇怪庇趯?dǎo)光板發(fā)光面的方向時，將由于背反射等產(chǎn)生光損失，并且所述入射光因此無法有效地朝著發(fā)光面一側(cè)散射，并且所述發(fā)光面的目的亮度無法達(dá)到。如果平均粒徑低于0.01μm，將難以使所述入射光散射，并且所述發(fā)光面的目的亮度無法達(dá)到。
對于細(xì)顆粒平均粒徑的測定方法，可將細(xì)顆粒分散于一種有機(jī)液體中，并且測定采用顯微示蹤法(micro-track method)測定50％累積粒徑，該方法是通過所述細(xì)顆粒的透射電子顯微照片獲得粒徑，并使用所述粒徑平均值作為平均粒徑，或類似物。
而且，所述細(xì)顆粒的數(shù)量為基于透明熱塑性樹脂的重量為1-200ppm。考慮到在亮度與色調(diào)及發(fā)出光的不均勻性之間的平衡，所述數(shù)量優(yōu)選為3-100ppm，更優(yōu)選為5-70ppm。如果所述細(xì)顆粒的數(shù)量低于1ppm，基本上不能提高所述亮度。如果所述細(xì)顆粒的數(shù)量超過200ppm，在來自設(shè)于周邊的光源照明器的入射光中，其前進(jìn)方向變?yōu)榇怪庇谡彰髌鞲浇陌l(fā)光面的方向入射光的比例過多，并且缺少足夠的光到達(dá)15英寸或更大的大型液晶顯示設(shè)備中面發(fā)光體的中心部位。因此，即使在與所述發(fā)光面相反的導(dǎo)光板側(cè)面應(yīng)用一點(diǎn)陣圖形(dotpattern)來校正所述出射光，所述發(fā)光面的中心仍將變暗，并且很難恰當(dāng)?shù)仄胶馑龀錾涔獾牟痪鶆蛐?。如果所述?xì)顆粒的比例超過200ppm，導(dǎo)光板的黃色增強(qiáng)，并且因此易于產(chǎn)生所述發(fā)光面中出射光的色調(diào)分布。
所述細(xì)顆粒的形狀可為理想球形、球形、片狀、立方體形、布丁形等，其無特別限定。
在細(xì)顆粒中的雜質(zhì)越少越好，所述細(xì)顆粒的純度不低于90％重量，優(yōu)選不低于95％重量，更優(yōu)選不低于99％重量。
只要滿足上述條件，本發(fā)明中的細(xì)顆粒無特別限定，并且其實(shí)例為三氧化二鋁(折射系數(shù)1.7-1.8)、二氧化鈦(折射系數(shù)2.5-2.8)等。從發(fā)光面亮度提高與發(fā)光面中色調(diào)不均勻性間的均衡出發(fā)，最優(yōu)選使用三氧化二鋁作為細(xì)顆粒。二氧化鈦在提高所述發(fā)光面的亮度效果顯著，但有時會使照明器附近出射光色調(diào)與中心部位出射光的色調(diào)有所不同。
用于制備所述透明熱塑性樹脂組合物的方法無特別限制，只要所述細(xì)顆粒均勻分散于透明熱塑性樹脂中即可。
但是優(yōu)選地，所述細(xì)顆粒事先均勻地分散于一有機(jī)液體中，并且所述透明熱塑性樹脂組合物采用所得的分散液制備。即，為了制備本發(fā)明導(dǎo)光板用透明熱塑性樹脂組合物，優(yōu)選通過事先將所述細(xì)顆粒分散于一有機(jī)液體中而將所述細(xì)顆粒均勻地分散于所述透明熱塑性樹脂中。而且為了將所述細(xì)顆粒分散于有機(jī)液體中，優(yōu)選使用超聲波發(fā)生裝置。
此處所述有機(jī)液體包括(除了普通有機(jī)液體之外)組成所述透明熱塑性樹脂的可聚合單體，并且只要所述細(xì)顆粒難以溶解其中并不會溶脹而無特別限制。而且根據(jù)所述細(xì)顆粒的分散狀態(tài)，幾種有機(jī)液體可以任意比例混合并混合使用。
普通有機(jī)液體為酮類，如乙酮、甲基乙基酮等，芳族烴如二甲苯、甲苯等，并且醇如甲醇、乙醇等。當(dāng)所述透明熱塑性樹脂為甲基丙烯酸樹脂，所述聚合單體的實(shí)例為甲基丙烯酸酯如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯等；丙烯酸酯如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙基酯、丙烯酸丁基酯、丙烯酸環(huán)己基酯、丙烯酸苯基酯、丙烯酸2-乙基己基酯等；未飽和酸如甲基丙烯酸、丙烯酸等。
至于在含有透明熱塑性樹脂和細(xì)顆粒的透明熱塑性樹脂組合物的制備過程中將所述細(xì)顆粒分散于透明熱塑性樹脂的方法，現(xiàn)示意如下。
(1) 當(dāng)所述透明熱塑性樹脂與所述細(xì)顆粒由一擠壓機(jī)熔融捏合現(xiàn)有一種方法包括將所述細(xì)顆粒分散于一有機(jī)液體中，優(yōu)選采用一超聲波發(fā)生裝置，將得到的分散液與所述透明熱塑性樹脂混合，并通過一擠壓機(jī)熔融捏合。這樣，只要所述細(xì)顆粒不溶解于其中且不溶脹，所述有機(jī)液體無特別限定，并且所述細(xì)顆粒可如上述均勻地分散其中。而且，根據(jù)分散狀態(tài)，幾種有機(jī)液體可以任意比例混合并混合使用。
考慮到所述細(xì)顆粒的分散性，所述細(xì)顆粒與所述有機(jī)液體的混合比例可任意設(shè)定，但優(yōu)選所述細(xì)顆粒的含量為基于100重量份有機(jī)液體的0.001-80重量份。
考慮到混合擠壓步驟中的可操作性，所述含有細(xì)顆粒與有機(jī)液體的分散液與透明熱塑性樹脂的混合比例也可選擇設(shè)定，但優(yōu)選分散液的含量為基于100重量份的透明熱塑性樹脂的0.001-10重量份。
混合所述分散液與透明熱塑性樹脂的方法無特別限定。例如，可采用已知混合方法，如通過henschel混料機(jī)混合、通過super-floater混合以及通過轉(zhuǎn)筒混合。
關(guān)于用作混合物熔融捏合的擠壓機(jī)，無須使用特別的擠壓機(jī)，并且它們可采用常規(guī)單螺旋或雙螺旋擠壓機(jī)等，但是，為了將用作分散液的有機(jī)液體中揮發(fā)性成分除去，優(yōu)選通風(fēng)管最好不高于300乇的減低壓力下實(shí)施脫揮發(fā)份作用。而且，為了防止所述細(xì)顆粒的二次團(tuán)聚，優(yōu)選所述雙螺旋擠壓機(jī)來制備所述組合物。所述擠壓機(jī)的溫度可根據(jù)使用的透明熱塑性樹脂來選擇性設(shè)定。例如，在使用甲基丙烯酸樹脂時為約180-260℃。
(2) 當(dāng)通過注塑法實(shí)現(xiàn)聚合來獲得一種板材現(xiàn)有一種方法包括將所述細(xì)顆粒分散于一種用于透明熱塑性樹脂的起始單體或與所述起始單體可共聚合的單體，優(yōu)選使用一種超聲波發(fā)生裝置。這樣，優(yōu)選所述細(xì)顆粒事先分散于一部分起始單體中，隨后與一部分聚合的聚合物溶液等混合?？紤]到分散性、裝填時黏度、可操作性等，該細(xì)顆粒與細(xì)顆粒分散于其中的所述起始單體的含量比例可選擇性地設(shè)定。
而且，在注塑法以及板材制備方法(注塑板)中對聚合條件如聚合溫度、聚合時間、聚合引發(fā)劑用量等無具體限定。對于板材制備方法，可為例如有機(jī)玻璃板隔槽式注塑法(glass cell casting method)、連續(xù)注塑法等。
用來分散所述顆粒的超聲波發(fā)生裝置無特別限制，可采用市售超聲波清洗器、超聲波攪拌器等。例如一般使用超聲波頻率為28-100KHz的超聲波清洗器。根據(jù)所述細(xì)顆粒的分散狀態(tài)，超聲波發(fā)生裝置的發(fā)射時間可選擇性設(shè)定，并且優(yōu)選為1-60分鐘。
在本發(fā)明中，如果需要，可向組成導(dǎo)光板的透明熱塑性樹脂中加入紫外線吸收劑。通過加入所述紫外線吸收劑，來自設(shè)于導(dǎo)光板周邊的光源照明器的紫外線產(chǎn)生的顯色(coloration)得到防止。特別地，在彩色的光源設(shè)備中，即使在使用長時間后，所述監(jiān)視器圖象平面的色調(diào)保持恒定，避免了色調(diào)的不均勻，并且，除此之外，還避免了亮度降低及亮度不均勻性增加。紫外線吸收劑的實(shí)例為苯三唑基紫外線吸收劑如，2-(5-甲基-2-羥基苯基)苯三唑，2-[2-羥基-3，5-二(α，α‘-二甲基芐基)苯基]苯三唑，2-(3，5-二-叔-戊基-2-羥基苯基)苯三唑等；苯甲酮基紫外線吸收劑如，2-羥基-4-甲氧基苯甲酮，2，2’-二羥基-4-甲氧基苯甲酮，2-羥基-4-正-辛氧基苯甲酮等；以及水楊酸基紫外線吸收劑如，水楊酸苯基酯，4-叔-丁基苯基水楊酸酯等。這些紫外線吸收劑可單獨(dú)使用或結(jié)合使用。
紫外線吸收劑可加入濃度基于透明熱塑性樹脂為30-2000ppm，優(yōu)選為80-500ppm。如果所述紫外線吸收劑的濃度低于30ppm，效果甚微，如果超過2000ppm，則因加入紫外線吸收劑而使所述導(dǎo)光板的顯色增強(qiáng)，除此之外，還使得亮度降低。
而且，在本發(fā)明的導(dǎo)光板中，所述透明熱塑性樹脂組合物可含有脂肪酸甘油酯如單硬脂酸甘油酯等，高級醇如十八醇(stearyl alcohol)或高級脂肪酸如硬脂酸作為釋放劑，或抗氧化劑如苯酚型、硫醚型、亞磷酸鹽型等，其濃度以不影響本發(fā)明目的為宜(一般，濃度不超過5000ppm)。
用于模塑本發(fā)明導(dǎo)光板的方法無特別限制，并且可采用已知方法，例如，(1)一種方法，通過一種板材模塑擠壓機(jī)或一種壓制模塑機(jī)將所述透明熱塑性樹脂組合物模制為板材，將所述板材切成所需尺寸，并將所述切割表面進(jìn)行打磨加工，(2)一種方法，通過一具有模子的注塑機(jī)模制該透明熱塑性樹脂組合物，以及(3)一種方法，將所述細(xì)顆粒分散于含有用于透明熱塑性樹脂或部分聚合物的起始單體的漿液中，然后通過注塑法聚合該單體或部分單體以制備板材型模制物，然后將其切割為所需尺寸，并且對切割表面進(jìn)打磨加工。當(dāng)所述導(dǎo)光板的制備是通過一板材模塑擠壓機(jī)、一壓制模塑機(jī)、一具有模子的注塑機(jī)等模制該透明熱塑性樹脂組合物而得到時，從操作和經(jīng)濟(jì)的角度來看，可采用一種方法，其包括步驟制備主要(master)批量丸料，該丸料具有的熱塑性樹脂中的細(xì)顆粒的濃度比所需濃度更高；以及在透明熱塑性樹脂模制時將稀釋至所需濃度。實(shí)施例本發(fā)明將通過以下實(shí)施例以及對比實(shí)施例進(jìn)行更具體的解釋，其不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。(平均粒徑的測定方法)所述細(xì)顆粒的平均粒徑的測定通過以下方法進(jìn)行。
對于平均粒徑低于0.1μm的細(xì)顆粒，所述細(xì)顆粒通過超聲波被分散于有機(jī)液體中，所得的分散液通過顯微示蹤法測定，并且50％累積粒徑作為平均粒徑。
對于平均粒徑低于0.1μm的細(xì)顆粒，所述細(xì)顆粒通過透射電子顯微鏡照相，顆粒圖象的較長直徑和較短直徑被測定。假設(shè)其平均值為一個顆粒的直徑，那么三十個細(xì)顆粒的粒徑的平均值將作為平均粒徑。(用于測定所述導(dǎo)光板亮度的方法，以及用于視覺評價色調(diào)不均勻性以及出射光不均勻性的方法)所述的測定和評價是在圖1中所示光源裝置下進(jìn)行。具體地，一個4mmΦ常溫陰極射線管(由Harison Electric Co.，Ltd.制備)作為光源A設(shè)于燈罩B中，該燈罩設(shè)于所述導(dǎo)光板C的319mm長邊的兩邊上。REFWHITE RW 75CB(由Kimoto & Co.，Ltd.制造)用作反光板D，一個D121板材(由Tsujiden Co.，Ltd.制造)作為散光板材E設(shè)于所述導(dǎo)光板C的上表面，以及兩種BEFII板材(由Sumitimo 3M Co.，Ltd.制造)作為棱柱型板材F設(shè)于散光板材E上，該設(shè)置方式使得一種板材與另一種板材的棱柱形隊(duì)列呈直角相交(即，下部棱柱形板材的棱柱形隊(duì)列與所述常溫陰極射線管呈直角相交，上部棱柱型板材的棱柱形隊(duì)列與所述常溫陰極射線管平行)。由直流穩(wěn)壓裝置向所述常溫陰極射線管施加12V電壓，并且在發(fā)光20分鐘后，由設(shè)于發(fā)光面前方1m處的亮度計(CA-1000，由Minolta Camera Co.，Ltd制造)對100個測定點(diǎn)的亮度進(jìn)行測定，該測定點(diǎn)是通過將整個發(fā)光面分為100部分(10×10，長度×寬度)而得到。然后，計算測定值的平均亮度。而且，所述發(fā)光面可視覺觀測以評價色調(diào)和出射光的不均勻性。(長光徑透光率的測定方法)透過220mm長度試驗(yàn)片(6mm寬度×30mm高度×220mm長度)的光通量三色值XYZ可在視角為10°時測定，采用色差計Model TC-1500 MC，(Tokyo Denshoku Co.，Ltd.制造)作為測定設(shè)備以及標(biāo)準(zhǔn)光C為光源。所述Y值作為透光率(Asahi Kasei法)。(長光徑黃色測定方法)透過220mm長度試驗(yàn)片(6mm寬度×30mm高度×220mm長度)的光通量三色值XYZ可在視角為10°時測定，采用色差計Model TC-1500 MC作為測定設(shè)備以及標(biāo)準(zhǔn)光C為光源。試驗(yàn)片的黃色α可由所得的XYZ按以下公式(1)計算得出。而且，不設(shè)置所述試驗(yàn)片，測定三色值XYZ，并且空氣的黃色β可由公式(1)進(jìn)行類似計算得到。得到的值α和β可替代以下公式(2)中的黃色α和β以獲得各自試驗(yàn)片的長光徑黃色。
黃色(α，β)＝100(1.28X-1.06Z)/Y(1)長光徑黃色＝黃色α-黃色β (2)(甲基丙烯酸樹脂丸料的制備)150ppm的1，1-二-叔丁基過氧-3，3，5-三甲基環(huán)己烷和300pm的正辛基硫醇被加入含有79.9％重量的甲基丙烯酸甲酯、5.1％重量的丙烯酸甲酯以及15％重量的乙基苯的單體混合物中，并且被均勻混合。所得的混合溶液被連續(xù)給入內(nèi)部容積為10升的封閉型耐壓反應(yīng)容器中，在平均溫度為130℃，平均駐留時間為2小時同時攪拌的條件下進(jìn)行聚合反應(yīng)。然后，得到的聚合物被連續(xù)地輸送至連接于反應(yīng)容器的儲槽中，在減壓條件下除去揮發(fā)性組分，并且所述聚合物在熔融狀態(tài)下被連續(xù)傳輸至擠壓機(jī)。在140℃下加熱熔融的給定量的2-(5-甲基-2-羥基苯基)苯三唑(一種紫外線吸收劑)通過給料泵從擠壓機(jī)的一側(cè)被給入，并且經(jīng)擠壓獲得甲基丙烯酸樹脂丸料。對得到的甲基丙烯酸樹脂丸料分析可發(fā)現(xiàn)，它們具有94.0％重量的甲基丙烯酸甲酯單元與6.0％重量的丙烯酸甲酯單元的共聚合比例，并且含有150ppm的2-(5-甲基-2-羥基苯基)苯三唑。(原料丸料A的制備)采用超聲波清洗器(US-4，IUCHI制造)在38KHz的振動頻率下，將0.06g三氧化二鋁(平均粒徑0.45μm，折射系數(shù)1.76；由Nippon Light Metal Co.，Ltd.)分散于20g二甲苯∶甲醇＝3∶1的混合有機(jī)液體中30分鐘，并且確信可得到均勻分散。此后，所述分散液均勻地噴于3千克甲基丙烯酸樹脂丸料上，隨后以Henschel混料機(jī)(Mitsui Miike Kogyo Co.，Ltd.制造)在1分鐘1400轉(zhuǎn)的速度下混合該丸料。重復(fù)該操作直到所述混合丸料量滿足需要。所述丸料通過30mmΦ雙螺旋擠壓機(jī)(Nakatani Co.，Ltd.制造)擠出，同時在100乇減低壓力下進(jìn)行脫揮發(fā)作用以制備含有20ppm三氧化二鋁的甲基丙烯酸樹脂組合物。其被稱作原料丸料A。(原料丸料B的制備)采用超聲波清洗器(US-4，IUCHI制造)在38KHz的振動頻率下，將0.60g三氧化二鋁(平均粒徑0.05μm，折射系數(shù)1.76；由Nippon Light Metal Co.，Ltd.)分散于20g二甲苯∶甲醇＝3∶1的混合有機(jī)液體中30分鐘，并且確信可得到均勻分散。此后，所述分散液均勻地噴于3千克甲基丙烯酸樹脂丸料上，隨后以與原料丸料A相似的制備方法混合及擠出以制備含有200ppm三氧化二鋁的甲基丙烯酸樹脂組合物。其被稱作原料丸料B。(原料丸料C的制備)采用超聲波清洗器(US-4，IUCHI制造)在38KHz的振動頻率下，將0.021g三氧化二鋁(平均粒徑2μm，折射系數(shù)1.76；由NipponLight Metal Co.，Ltd.)分散于20g二甲苯∶甲醇＝3∶1的混合有機(jī)液體中30分鐘，并且確信可得到均勻分散。此后，所述分散液均勻地噴于3千克甲基丙烯酸樹脂丸料上，隨后以與原料丸料A相似的制備方法混合及擠出以制備含有7ppm三氧化二鋁的甲基丙烯酸樹脂組合物。其被稱作原料丸料C。(原料丸料D的制備)采用超聲波清洗器(US-4，IUCHI制造)在38KHz的振動頻率下，將0.15g二氧化鈦(平均粒徑0.04μm，折射系數(shù)2.71；由IshiharaSangyo Co.，Ltd.)預(yù)分散于20g二甲苯∶甲醇＝3∶1的混合有機(jī)液體中30分鐘，并且確信可得到均勻分散。此后，所述分散液均勻地噴于3千克甲基丙烯酸樹脂丸料上，隨后以與原料丸料A相似的制備方法混合及擠出以制備含有50ppm二氧化鈦的甲基丙烯酸樹脂組合物。其被稱原料丸料D。(原料丸料E的制備)將0.15g三氧化二鋁(平均粒徑0.45μm，折射系數(shù)1.76；由Nippon Light Metal Co.，Ltd.)均勻地噴于3千克甲基丙烯酸樹脂丸料上，而無須分散于混合有機(jī)液體中，隨后以Henschel混料機(jī)(MitsuiMiike Kogyo Co.，Ltd.制造)在1分鐘1400轉(zhuǎn)的速度下混合該丸料。此后，所述丸料與原料丸料A相似的制備方法擠出以制備含有50ppm三氧化二鋁的甲基丙烯酸樹脂組合物。其被稱作原料丸料E。(原料丸料F的制備)采用超聲波清洗器(US-4，IUCHI制造)在38KHz的振動頻率下，將0.15g碳酸鈣(平均粒徑0.04μm，折射系數(shù)1.66)分散于20g二甲苯∶甲醇＝3∶1的混合有機(jī)液體中30分鐘，并且確信可得到均勻分散。此后，所述分散液均勻地噴于3千克甲基丙烯酸樹脂丸料上，隨后以與原料丸料A相似的制備方法混合及擠出以制備含有50ppm碳酸鈣的甲基丙烯酸樹脂組合物。其被稱作原料丸料F。(原料丸料G的制備)采用超聲波清洗器(US-4，IUCHI制造)在38KHz的振動頻率下，將0.15g硫酸鋇(平均粒徑0.06μm，折射系數(shù)1.64)分散于20g二甲苯∶甲醇＝3∶1的混合有機(jī)液體中30分鐘，并且確信可得到均勻分散。此后，所述分散液均勻地噴于3千克甲基丙烯酸樹脂丸料上，隨后以與原料丸料A相似的制備方法混合及擠出以制備含有50ppm硫酸鋇的甲基丙烯酸樹脂組合物。其被稱作原料丸料G。(原料丸料H的制備)采用超聲波清洗器(US-4，IUCHI制造)在38KHz的振動頻率下，將0.30g三氧化二鋁(平均粒徑0.45μm，折射系數(shù)1.76，由Nippon Light Metal Co.，Ltd.)分散于20g二甲苯∶甲醇＝3∶1的混合有機(jī)液體中30分鐘，并且確信可得到均勻分散。此后，所述分散液均勻地噴于3千克甲基丙烯酸樹脂丸料上，隨后以與原料丸料A相似的制備方法混合及擠出以制備含有100ppm三氧化二鋁的甲基丙烯酸樹脂組合物。其被稱作原料丸料H。
按實(shí)施例1中相同的方式制備導(dǎo)光板，不同之處在于僅使用甲基丙烯酸樹脂，且并未使用原料丸料A。
將0.014g三氧化二鋁(平均粒徑0.45μm，折射系數(shù)1.76；由Nippon Light Metal Co.，Ltd.)加入100g甲基丙烯酸甲酯，采用超聲波清洗器(US-4，IUCHI制造)在38KHz的振動頻率下將所述顆粒分散30分鐘制得分散相。通過將400g具有平均分子量為100,000的聚甲基丙烯酸甲酯溶解于1500g甲基丙烯酸甲酯中得到甲基丙烯酸樹脂漿。向所述漿液中加入上述分散相、0.8g 2，2-偶氮雙(4-甲氧基-2，4-二甲基戊腈)和0.3g 2-(5-甲基-2-羥基苯基)苯并三唑作為紫外線吸收劑，隨后通過均勻混合同時真空脫除氣體。所得混合物傾倒入具有兩塊厚度為9mm的玻璃板和常規(guī)有機(jī)玻璃板隔槽式注塑法中的墊圈的槽中，所述槽被密封，然后聚合過程在控制溫度為40℃的水浴中進(jìn)行12小時，并且此后聚合后過程在110℃下進(jìn)行3個小時以制備厚度為6mm的注塑板，其含有7ppm的三氧化二鋁以及150ppm的2-(5-甲基-2-羥基苯基)苯并三唑。然后，由得到的注塑板，采用圓鋸切下長寬為319mm×241mm的板材。該板材的切割面經(jīng)精磨機(jī)(PLA-BEAUTY由Megaro Technica Co.，Ltd.制造)打磨，并且還進(jìn)行鏡面拋光，從而得到含有7ppm三氧化二鋁的導(dǎo)光板。
所述聚碳酸酯樹脂組合物、聚碳酸酯樹脂丸料與作為紫外線吸收劑的2-(5-甲基-2-羥基苯基)苯并三唑通過一轉(zhuǎn)筒以重量比1∶6.14∶0.0011均勻混合。所得混合丸料以一擠壓板材模塑機(jī)在260℃下進(jìn)行擠壓，該模塑機(jī)包括具有T型模板、一溫控精制輥以及脫除設(shè)備的50mmΦ的單螺旋擠壓機(jī)，從而制備含有7ppm的三氧化二鋁和150ppm的2-(5-甲基-2-羥基苯基)苯并三唑的擠壓板(寬度×厚度為300mm×6mm)。然后，以與實(shí)施例1中相同的方式制備一種含有7ppm三氧化二鋁的導(dǎo)光板。
所述環(huán)烯烴樹脂組合物、環(huán)烯烴樹脂丸料與作為紫外線吸收劑的2-(5-甲基-2-羥基苯基)苯并三唑通過一轉(zhuǎn)筒以重量比1∶6.14∶0.0011均勻混合。所得混合丸料以一擠壓板材模塑機(jī)在250℃下進(jìn)行擠壓，該模塑機(jī)包括具有T型模板、一溫控精制輥以及脫除設(shè)備的50mmΦ的單螺旋擠壓機(jī)，從而制備含有7ppm的三氧化二鋁和150ppm的2-(5-甲基-2-羥基苯基)苯并三唑的擠壓板(寬度×厚度為300mm×6mm)。然后，以與實(shí)施例1中相同的方式制備一種含有7ppm三氧化二鋁的導(dǎo)光板。
對實(shí)施例1-13及對比實(shí)施例1-6中制備的導(dǎo)光板的亮度進(jìn)行測定，并且視覺評價了色調(diào)的不均勻性以及出射光的不均勻性。結(jié)果示于表1中。
與對比實(shí)施例1、2、4、5和6的導(dǎo)光板相比，實(shí)施例1-13的導(dǎo)光板具有相當(dāng)高的表面亮度性能。對比實(shí)施例3的導(dǎo)光板的平均亮度略微有一些改善，但是，照明器周圍的出射光過強(qiáng)同時中心部位的出射光太弱(出射光不均勻)，該現(xiàn)象極為明顯；除此之外，照明器周圍的藍(lán)色太強(qiáng)而中心部位的黃色太強(qiáng)(色調(diào)不均勻)，該現(xiàn)象極為明顯；因此所述導(dǎo)光板不宜用作液晶監(jiān)視器顯示設(shè)備的導(dǎo)光板。
而且，實(shí)施例5、6和13的導(dǎo)光板表現(xiàn)出一些色調(diào)不均勻和出射光不均勻的現(xiàn)象，但它們可用作液晶監(jiān)視器顯示設(shè)備的導(dǎo)光板。
實(shí)施例15-22和對比實(shí)施例8中的結(jié)果示于表2中。
光徑長度可選擇性地設(shè)定，但是在實(shí)施例15-22和對比實(shí)施例8中，其為較長(即)達(dá)220mm，由于細(xì)顆粒的含量不同而容易得到不同的測定值。該200mm的光徑長度為一間距，其和液晶監(jiān)視器中設(shè)于導(dǎo)光板長端的照明器與導(dǎo)光板中心部位間的距離對應(yīng)，該監(jiān)視器尺寸為約29英寸(尺寸比例，短邊∶長邊＝3∶4)。
參考實(shí)施例15-22中測定結(jié)果，該長光徑的透光率隨著三氧化二鋁含量增加而減少。這是因?yàn)榧?xì)顆粒含量增加而使光散射增強(qiáng)，并且來自照明器的光通量在實(shí)驗(yàn)件中散射并從實(shí)驗(yàn)件中穿出。如果長光徑的透光率太低，這導(dǎo)致“出射光不均勻”，即，該導(dǎo)光板的中心部位比照明器附近部分要暗。而且隨著三氧化二鋁含量的增加，長光徑的黃色將增加。如果長光徑的黃色太高，這將導(dǎo)致“色調(diào)不均勻”，即，導(dǎo)光板的中心部位發(fā)黃。
于此，隨著液晶監(jiān)視器的尺寸變化，光徑長度自然也變化了。例如，當(dāng)本發(fā)明的導(dǎo)光板用于15英寸的液晶監(jiān)視器，到導(dǎo)光板的中心部位的光徑長度為約114mm，并且當(dāng)本發(fā)明的導(dǎo)光板用于10英寸的液晶監(jiān)視器，到導(dǎo)光板的中心部位的光徑長度為約76mm。隨著光徑長度變化，所述透光率和黃色自然變化，并且有一種趨勢，隨著光徑長度的減少，透光率增加且黃色增加。
因此，即使是具有長光徑透光率低于5％和長光徑黃色高于60(當(dāng)實(shí)施例20-22中的光徑長度為220mm)的導(dǎo)光板，亮度的增加(其為本發(fā)明的效果)可在不同尺寸的液晶監(jiān)視器。換言之，導(dǎo)光板的亮度的增加，是根據(jù)顯示器(導(dǎo)光板用于其中)的尺寸對具有特定折射系數(shù)和本發(fā)明特定平均粒徑的細(xì)顆粒含量。
而且，通過實(shí)施例15，其中采用實(shí)施例2中的導(dǎo)光板，與對比實(shí)施例8的對比，其中采用對比實(shí)施例1(其中，在樹脂組合物中不含細(xì)顆粒)的導(dǎo)光板，可以知道，實(shí)施例15中的長光徑透光率比對比實(shí)施例8的要低，并且實(shí)施例15中的黃色要高于對比實(shí)施例8?？梢哉f隨著三氧化二鋁的含量增加上述趨勢將表現(xiàn)出來，長光徑透光率增加并且長光徑黃色增加。但是，實(shí)際上，在實(shí)施例15中的導(dǎo)光板中不存在色調(diào)不均勻和不均勻出射光現(xiàn)象。而且，從上述結(jié)果可明顯看出，與對比實(shí)施例7中通過采用對比實(shí)施例1(其中，在樹脂組合物中不含細(xì)顆粒)中的導(dǎo)光板制備的導(dǎo)光板相比，實(shí)施例14中通過采用實(shí)施例2(如實(shí)施例15)的導(dǎo)光板制備的導(dǎo)光板平均亮度極其優(yōu)異。因此，不論用于何種顯示器，本發(fā)明的導(dǎo)光板(其中在樹脂組合物具有特定含量的細(xì)顆粒)具有非常高的表面亮度性能。
表1

表2

工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的導(dǎo)光板最大限度地提高了其自身表面發(fā)光效率，因此，可提供用于自動化辦公設(shè)施如個人計算機(jī)、文字處理器等的顯示器的適宜導(dǎo)光板，以及各種顯示圖像信號的各種監(jiān)視器如平板監(jiān)視器、電視監(jiān)視器等，用于室內(nèi)或室外發(fā)光的顯示設(shè)備，以及廣告板。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)光板，其包括含有透明熱塑性樹脂和細(xì)顆粒的透明熱塑性樹脂組合物，其細(xì)顆粒的折射系數(shù)與平均粒徑分別為1.7-3.0及0.01-1.0μm，并且所述細(xì)顆粒量為基于所述透明熱塑性樹脂重量的1-200ppm。
2.權(quán)利要求1的導(dǎo)光板，其中所述細(xì)顆粒包括三氧化二鋁。
3.權(quán)利要求1或2的導(dǎo)光板，其中所述透明熱塑性樹脂選自甲基丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂以及環(huán)烯烴樹脂。
4.權(quán)利要求1-3中任一所述的導(dǎo)光板，其中所述透明熱塑性樹脂組合物還含有紫外線吸收劑。
5.一種導(dǎo)光板用透明熱塑性樹脂組合物的制備方法，其包括將細(xì)顆粒均勻地分散于一種透明熱塑性樹脂中，其中，所述細(xì)顆粒事先分散于有機(jī)液體中。
6.權(quán)利要求5的導(dǎo)光板用透明熱塑性樹脂組合物的制備方法，其中，所述細(xì)顆粒采用超聲波發(fā)生裝置分散于有機(jī)液體中。
全文摘要
一種導(dǎo)光板，其特征在于包括透明熱塑性樹脂組合物，其含有1－200ppm的細(xì)顆粒，細(xì)顆粒折射系數(shù)為1.7－3.0與平均粒徑為0.01－1.0μm。該導(dǎo)光板適于用作辦公自動化設(shè)備如個人電腦、文字處理器等中的顯示器，顯示圖像信號的各種監(jiān)視器如平板監(jiān)視器、電視監(jiān)視器等，用于室內(nèi)或室外發(fā)光的顯示設(shè)備，以及廣告板。
文檔編號C08K3/22GK1395693SQ01803692
公開日2003年2月5日 申請日期2001年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月13日
發(fā)明者廣田悟 申請人:旭化成株式會社