专利摘要:
反射器以及包含該反射器的發光裝置。所述反射器包括全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物,其包括從羥基苯甲酸衍生的重複單元,以及從羥基萘甲酸衍生的重複單元,但不包括從芳香族二羧酸衍生的重複單元,其中全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物進一步包括白色無機填料。
公开号:TW201302878A
申请号:TW100140988
申请日:2011-11-10
公开日:2013-01-16
发明作者:Youn-Eung Lee;Jin-Kyu Lee;Young-Taek Oh
申请人:Samsung Fine Chemicals Co Ltd;
IPC主号:H01L33-00
专利说明:
反射器以及包含該反射器的發光裝置【相關申請案的交叉參照】
本申請案主張韓國專利申請案第10-2010-0112994號的優先權,該申請案於2010年11月12日提申至韓國智慧財產局,其所有內容在此以引用方式併入本文中。
本發明有關反射器以及包含該反射器的發光裝置,更具體來說,是有關包括全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物的反射器,所述全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物包括從羥基苯甲酸衍生的重複單元,以及從羥基萘甲酸衍生的重複單元,但不包括從芳香族二羧酸衍生的重複單元,本發明並有關包含該反射器的發光裝置。
在射出成型上得到有效利用的聚醯胺基樹脂已廣泛用來製造反射器,如用於發光二極體(Light Emitting Diode,LED)的反射器。然而,當聚醯胺基樹脂長時間暴露在光與熱下,則會在發光裝置(如在高電壓運作的發光二極體)中褪色。因此,聚醯胺基樹脂可能無法正常地作為反射器運作,可能會使發光裝置的發射性能退化,且可能減短其壽命。
全芳香族液晶性聚酯樹脂(Liquid Crystalline Polyester Resin,LCP)作為新材料正受到關注,因為具高耐熱性的反射器及其微成型可能實現。然而,傳統的全芳香族液晶性聚酯樹脂無法形成具緻密結構的射出成型產品,使裂縫可能經常出現在產品表面,且提供比聚醯胺基樹脂更低的初始反射度。尤其反射度在可靠度評估的初始階段急速減少。如果將全芳香族液晶性聚酯樹脂使用在發光體的反射器中(所述發光體用於應對光與熱保持長時間穩定的電視的內部光或外部光或背光單元)則螢幕的亮度或彩度可能變得不穩定。
本發明提供包括全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物的反射器,所述全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物包括從羥基苯甲酸衍生的重複單元,以及從羥基萘甲酸衍生的重複單元,但不包括從芳香族二羧酸衍生的重複單元。
本發明也提供包含所述反射器的發光裝置。
根據本發明的一個方面,提供一反射器,其包括:全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物,其包括從羥基苯甲酸衍生的重複單元,以及從羥基萘甲酸衍生的重複單元,但不包括從芳香族二羧酸衍生的重複單元,其中所述全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物進一步包括白色無機填料。
所述羥基苯甲酸可包括選自由對羥基苯甲酸、3-羥基苯甲酸、2-羥基苯甲酸及其任意組合所構成的族群的一者。
所述羥基萘甲酸可選自由6-羥基-2-萘甲酸、3-羥基-2-萘甲酸、2-羥基-1-萘甲酸、1-羥基-2-萘甲酸及其任意組合所構成的族群。
所述全芳香族液晶性聚酯樹脂可包括70至80莫耳份的從羥基苯甲酸衍生的重複單元,以及20至30莫耳份從羥基萘甲酸衍生的重複單元。
所述白色無機填料可包括氧化鈦。
所述白色無機填料的量,以100重量份的所述全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物計,可在10至60重量份的範圍。
所述全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物可進一步包括玻璃纖維與灰石(wollastonite)其中至少一者。
根據本發明的另一方面,提供包括反射器的發光裝置。
所述發光裝置可為發光二極體(LED)。
藉由參照隨附圖式詳細描述本發明的例示性實施例,本發明上述及其他特徵與優點將更加顯而易見。
以下將參照隨附圖式,詳細描述本發明的例示性實施例。
如本文中所使用,詞語「及/或」包括一個或多個相關列舉項目的任何及所有組合。當諸如「其中至少一者」的措辭出現在一列成分之前,即修飾整列成分,而非修飾該列中的個別成分。
以下將描述根據本發明一實施例的反射器。
本文使用的反射器意指藉由光的反射調整光的亮度的物體,所述光是自發光裝置(如發光二極體(LED))發射。
反射器包括全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物,其包括從羥基苯甲酸衍生的重複單元,以及從羥基萘甲酸衍生的重複單元,但不包括從芳香族二羧酸衍生的重複單元。
因為全芳香族液晶性聚酯樹脂(其為全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物的主要成分)的本質,全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物即使長時間暴露在光與熱下,也不褪色,如此則包括全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物的反射器具有高白度與傑出耐久性。此外,包括全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物的反射器,其初始反射度衰退現象會減低。此外,包括所述反射器的發光裝置的發射能力可長時間持續存在,因此發光裝置的壽命增加。
全芳香族液晶性聚酯樹脂可包括70至80莫耳份的從羥基苯甲酸衍生的重複單元,以及20至30莫耳份的從羥基萘甲酸衍生的重複單元。如果從羥基苯甲酸衍生的重複單元的量及從羥基萘甲酸衍生的重複單元的量在上述範圍內,則全芳香族液晶性聚酯樹脂可有效率地製備,且可具有對反射器而言充足的白度、高溫下的高抗褪色性,以及高物理強度。此外,包括全芳香族液晶性聚酯樹脂的化合物因為其不易釋放、不易斷裂,且在射出成型期間所述化合物中不易產生灰塵,故所述化合物可在射出成型中獲得有效利用。
用於製備全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物的全芳香族液晶性聚酯樹脂可根據下列步驟製備:
(a) 藉由縮合聚合至少一單體,合成全芳香族液晶性聚酯預聚合物;以及
(b) 藉由固相縮合聚合預聚合物,合成全芳香族液晶性聚酯樹脂。
步驟(a)中使用的單體包括:羥基苯甲酸,其選自對羥基苯甲酸、3-羥基苯甲酸、2-羥基苯甲酸及其任意組合所構成的族群;以及羥基萘甲酸,其選自6-羥基-2-萘甲酸、3-羥基-2-萘甲酸、2-羥基-1-萘甲酸、1-羥基-2-萘甲酸及其任意組合所構成的族群;但不包括芳香族二羧酸,例如間苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、對苯二甲酸以及苯二甲酸。步驟(a)中使用的單體可進一步包括芳香族二醇、芳香族二胺、芳香族羥胺及/或芳香族胺基羧酸。
此外,可進一步使用醋酸金屬鹽作為催化劑,激發全芳香族液晶性聚酯預聚合物的合成。醋酸金屬鹽可包括選自醋酸鎂、醋酸鉀、醋酸鈣、醋酸鋅、醋酸錳、醋酸鉛、醋酸銻及醋酸鈷所構成之族群的至少一者。醋酸金屬鹽的量,以100重量份的所述單體計,可小於或等於0.10重量份。
可用溶液縮合聚合或總體縮合聚合執行步驟(a)的合成。此外,藉由如醯化劑(特別是乙醯化劑)等化學物質進行預處理而加強反應性的單體(即醯化單體)可用在步驟(a)中,以促進縮合聚合反應。
針對步驟(b)中的固相縮合聚合,預聚合物必須以例如加熱板、熱空氣、熱流體或類似物予以加熱。固相縮合聚合反應期間產生的副產品可藉惰性氣體沖洗反應器而加以去除,或藉對反應器施加真空而去除。
此外,全芳香族液晶性聚酯樹脂可在其鏈中包括數種重複單元。例如如下的重複單元。
(1) 從芳香族羥基羧酸衍生的重複單元:
-O-Ar-CO-
(2) 從芳香族二醇衍生的重複單元:
-O-Ar-O-
(3) 從芳香族二胺衍生的重複單元:
-HN-Ar-NH-
(4) 從芳香族羥胺衍生的重複單元:
-HN-Ar-O-
(5) 從芳香族胺基羧酸衍生的重複單元:
-HN-Ar-CO-
在上述定義之公式中,Ar可為苯、聯苯、萘、兩個苯透過碳元素或非碳元素彼此鍵結的芳香族化合物,或選自由苯、聯苯、萘或兩個苯透過碳元素或非碳元素彼此鍵結所構成的族群的芳香族化合物,其中至少一氫原子以其他元素取代。
全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物可進一步包括白色無機填料作為添加物。全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物可進一步包括玻璃纖維及/或灰石。白色無機填料改善全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物的白度,使得包括此樹脂化合物的反射器的反射度可增加。此外,玻璃纖維改善包括全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物的反射器的機械強度,且不會減少反射器的反射度。灰石防止樹脂化合物的表面粗糙度增加,所述表面粗糙度可能因玻璃纖維而增加,灰石也可防止樹脂化合物的黏著性減少,所述黏著性可能因玻璃纖維而減少。
白色無機填料可包括氧化鈦,例如二氧化鈦。此外,白色無機填料可包括氧化矽基化合物(例如SiO2)及/或氧化鋁基化合物(例如Al2O3),而因此具有可分散性、耐久性及抗氧化性。此外,氧化鈦可用親水有機化合物或疏水有機化合物加以表面處理,以改善包括氧化鈦的樹脂化合物中對樹脂的黏著力。
此外,白色無機填料的量可在10至60重量份的範圍內,例如,以100重量份的全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物計,在30至60重量份的範圍內。如果白色無機填料的量在10至60重量份的範圍內(以100重量份的全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物計),則可製造具高白度、高拉伸強度及高抗彎強度的射出成型產品。
玻璃纖維的量,以100重量份的全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物計,可在5至50重量份的範圍內。如果玻璃纖維的量在上述範圍內,則射出成型產品具有充分的自支撐力,使得樹脂化合物的收率(yield)增加,射出成型產品具有適當彈性,使得射出成型產品不斷裂,且玻璃纖維均勻分布在射出成型產品中,使得射出成型產品被有效率地製造,並具有均勻強度。
灰石的量,以100重量份的全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物計,可在5至40重量份的範圍內。如果灰石的量在上述範圍內,則射出成型產品具有低表面粗糙度、高強度及充分的自支撐力,如此則樹脂化合物的收率增加。
以預定比率混合全芳香族液晶性聚酯樹脂、白色無機填料及(可選地)玻璃纖維及/或灰石,並熔揉(melt-kneading)及乾燥混合物,藉此可製備全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物。在熔揉過程中,可使用批次處理揉合機、雙螺桿擠出機或攪拌輥。此外,在熔揉期間,為順利進行熔揉,可使用潤滑劑,例如氟基潤滑劑。
全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物可使用壓力或速度控制型射出成型機射出成型入反射器中,所述反射器具有各種形狀,諸如圓形、板形、杯形或燈罩形,且其厚度範圍在0.1 mm至100 mm間。在射出成型期間,全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物是經插入射出成型(insert injection-molded)於一框架中,或經鞋底射出成型(sole injection-molded)。根據上述製程製備的反射器,可用在如發光二極體等發光裝置。
以下將參照下列範例,詳細描述一個或多個實施例。然而,這些範例並非意在限制本發明之目的與範圍。
範例
製備範例1-1:製備全芳香族液晶性聚酯樹脂1
3.018 kg的對羥基苯甲酸、1.300 kg的6-羥基-2-萘甲酸及0.3 g的醋酸鉀(作為催化劑)加入10 L批次處理反應器中,所述反應器之溫度可控制。氮氣注射至反應器中以鈍化反應器內部,接著3.024 kg的醋酸酐也加入其中。然後,反應器加熱30分鐘,溫度上升至150℃,且單體的羥基在150℃醯化2小時。然後,反應器加熱5小時又20分鐘,溫度上升至320℃,並去除醯化期間產生的醋酸,且維持在此溫度20分鐘,以藉由縮合聚合單體而製備全芳香族液晶性聚酯預聚合物1。醋酸是製備全芳香族液晶性聚酯預聚合物1的副產品,其也在全芳香族液晶性聚酯預聚合物1的製備期間(在醯化期間產生醋酸)不停被去除。然後,從反應器中收集全芳香族液晶性聚酯預聚合物1,並加以冷卻及固化。
然後,磨碎全芳香族液晶性聚酯預聚合物1,以得到1 mm的平均粒徑,而3 kg的磨碎的全芳香族液晶性聚酯預聚合物1加入10 L旋窯反應器中。反應器溫度上升至200℃,在此溫度起動重量損失(weight loss)1小時,同時以1 Nm3/hr的速率的流動氮氣。然後,反應器加熱6小時,溫度上升至290℃,並維持此溫度5小時,以製備全芳香族液晶性聚酯樹脂1。然後,反應器冷卻1小時至室溫,並從反應器中收集全芳香族液晶性聚酯樹脂1。
製備範例1-2:製備全芳香族液晶性聚酯樹脂2
6.214 kg的對羥基苯甲酸、1.422 kg的對苯二甲酸及1.121 kg的間苯二甲酸加入10 L批次處理反應器中,所述反應器之溫度可控制。氮氣注射至反應器中以鈍化反應器內部,接著3.190 kg的醋酸酐也加入其中。然後,反應器加熱30分鐘,溫度上升至150℃,且單體的羥基在150℃醯化3小時。然後,反應器加熱6小時,溫度上升至330℃,並去除醯化期間產生的醋酸,以執行單體的縮合聚合,並藉此製備全芳香族液晶性聚酯預聚合物2。醋酸是製備預聚合物2的副產品,其也在全芳香族液晶性聚酯預聚合物2的製備期間(在醯化期間產生醋酸)被去除。然後,從反應器中收集全芳香族液晶性聚酯預聚合物2,並加以冷卻及固化。
然後,磨碎全芳香族液晶性聚酯預聚合物2,以得到1 mm的平均粒徑,而2 kg的磨碎的全芳香族液晶性聚酯預聚合物2加入10 L旋窯反應器中。反應器溫度上升至200℃,在此溫度起動重量損失1小時,同時以1 Nm3/hr的速率的流動氮氣。然後,反應器加熱10小時,溫度上升至320℃,並維持此溫度3小時,以製備全芳香族液晶性聚酯樹脂2。然後,反應器冷卻1小時至室溫,並從反應器中收集全芳香族液晶性聚酯樹脂2。
製備範例2-1:製備全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物1
使用批次處理型混合單元(Jeil工業設備有限公司),以重量比5:1:4混合(30分鐘)製備範例1-1中製備的全芳香族液晶性聚酯樹脂1;玻璃纖維(Sungjin纖維有限公司,MF150W-AC),其長度範圍在100μm至300μm,平均長度為150μm,直徑為10±1 μm;以及氧化鈦(杜邦公司,T-Pure R-105),其覆有對紫外線穩定的氧化鋁、氧化矽及疏水有機化合物。然後,在烘烤乾燥機(A Sung廠)中以130℃將混合物乾燥4小時或更長時間,以將其含水量降至小於或等於200 wt ppm,並使用雙擠出機(直徑長度比:40,直徑:25 mm),以10 kg/hr的速率定量供給混合物,並加以熔揉,以製備全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物1。為了去除熔揉期間中產生的氣體與副產品,在雙擠出機的桶身單位第3號與第7號分別安裝開式通風口單位與真空通風口單位。製得的全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物1使用冷卻系統(Seawon M-tech有限公司,網格輸送帶)加以冷卻,水分被去除,而生成物為顆粒狀。然後,製得的全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物1的顆粒使用自動乾燥機(Jeil工業設備有限公司)乾燥2小時並混合。
製備範例2-2:製備全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物2
全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物2之製備方式與製備範例2-1相同,除全芳香族液晶性聚酯樹脂1、玻璃纖維及氧化鈦之重量比為6:1:3外。
製備範例2-3:製備全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物3
全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物3之製備方式與製備範例2-1相同,除使用製備範例1-2中製備的全芳香族液晶性聚酯樹脂2,而非使用全芳香族液晶性聚酯樹脂1外。
製備範例2-3:製備聚醯胺基樹脂化合物
聚醯胺基樹脂化合物之製備方式與製備範例2-1相同,除使用聚醯胺基樹脂(蘇威公司,Amodel WH118(PA6T/66)),而非使用全芳香族液晶性聚酯樹脂1外。
範例1與範例2製備用於發光二極體的反射器1與反射器2
將根據製備範例2-1與製備範例2-2而各別製備的全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物使用烘烤乾燥機(A Sung廠),以130℃乾燥4小時或更長時間,以將其含水量降至小於或等於200重量ppm。然後,使用馬達驅動的射出成型機(沙迪克公司,TR30EH2)分別製備厚2 mm、寬50 mm、長50 mm之平面反射器1與平面反射器2。在此情況下,射出成型機器的內部以200次注射予以清潔,並收集各反射器的100個樣本。
比較範例1:製備用於發光二極體的反射器3
用於發光二極體的反射器3之製備方式與範例1及範例2相同,除使用製備範例2-3中製備的全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物,而非使用製備範例2-1到製備範例2-2中各別製備的全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物之外。
比較範例2:製備用於發光二極體的反射器4
用於發光二極體的反射器4之製備方式與範例1及範例2相同,除使用製備範例3中製備的聚醯胺基樹脂化合物,而非使用製備範例2-1到製備範例2-2中各別製備的全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物之外。
比較範例3:製備用於發光二極體的反射器5
用於發光二極體的反射器5之製備方式與範例1及範例2相同,除使用樹脂化合物(新日本石油公司(Nippon Oil Corporation),NW 0722級,Xydar),而非使用製備範例2-1到製備範例2-2中各別製備的全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物之外。
範例評估
評估用於發光二極體的反射器1到反射器5之表現
各自根據範例1、範例2、比較範例1到比較範例3製備的用於發光二極體的反射器1到反射器5,就其抗褪色性與改善初始反射度衰退現象的效果加以評估。
(抗褪色性)
在射出成型後,立刻使用色差儀(柯尼卡美能達,CM-3700d)測量各反射器的反射度。之後,反射器加入維持在200℃的烘烤乾燥機(A Sung廠)中,並且每200小時測量一次各反射器的反射度,測量1000小時,以評估抗褪色性。若反射度隨時間而改變的程度減少,抗褪色性便增加。換言之,使用色差儀,在360到740 nm的波長範圍中,每間隔10 nm測量用於發光二極體的各反射器的100個樣本的反射力,並計算反射力平均值,並以550 nm(在此波長測量標準反射度)的平均值來表示反射度。在此處,反射度測量範圍在0到100%之間,反射度的標準差小於或等於0.05%。抗褪色性的評估結果示於表1及圖1中。
參照表1及圖1,根據範例1、範例2製備的用於發光二極體的各反射器,其初始反射度與抗褪色性優於根據比較範例1到比較範例3製備的用於發光二極體的各反射器。
(改善初始反射度衰退現象的效果)
在射出成型後,立刻使用色差儀(柯尼卡美能達,CM-3700d)測量各反射器的反射度。各反射器的樣本加入密封空間中,其中安裝有氙氣燈,所述氙氣燈之額定輸出為50 W、最大光通量為5,000流明(lumen)、色溫為4,300 K(Polarion公司,PS-PH),每20小時測量一次各反射器的反射度,共測量200小時,以評估改善初始反射度衰退現象的效果。若反射度隨時間而改變的程度減少,改善初始反射度的效果便增加。換言之,使用色差儀在360到740 nm的波長範圍,每間隔10 nm測量用於發光二極體的各反射器的100個樣本的反射力,並計算反射力平均值,並以550 nm(在此波長測量標準反射度)的平均值來表示反射度。在此處,反射度測量範圍在0到100%之間,反射度的標準差小於或等於0.1%。改善初始反射度衰退現象的效果的評估結果示於表2及圖2中。
參照表2及圖2,根據範例1、範例2製備的用於發光二極體的各反射器,其改善初始反射度的效果高於根據比較範例1到比較範例3製備的用於發光二極體的各反射器。
如上所述,根據本發明的一例示性實施例,因為反射器包括全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物,其包括從羥基苯甲酸衍生的重複單元,以及從羥基萘甲酸衍生的重複單元,但不包括從芳香族二羧酸衍生的重複單元,所以反射器具有高白度,反射器的初始反射度減少的程度較低,且由光及熱造成的反射器褪色可加以防止。
根據本發明的另一例示性實施例,包括所述反射器的發光裝置可具有高發射能力與長壽命。
雖然本發明已參照其例示性實施例具體展示與描述,但所屬技術領域中具有通常知識者應理解,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作形式與細節之各種更動,本發明之精神和範圍如以下申請專利範圍所界定。
圖1繪示各自根據範例1、範例2、比較範例1到比較範例3製備的用於發光二極體的反射器,其抗褪色性之評估結果。
圖2繪示各自根據範例1、範例2、比較範例1到比較範例3製備的用於發光二極體的反射器,其改善初始反射度衰退現象的效果之評估結果。
权利要求:
Claims (9)
[1] 一種反射器,包括:全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物,其包括從羥基苯甲酸衍生的重複單元,以及從羥基萘甲酸衍生的重複單元,但不包括從芳香族二羧酸衍生的重複單元,其中所述全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物更包括白色無機填料。
[2] 如申請專利範圍第1項所述之反射器,其中所述羥基苯甲酸包括自對羥基苯甲酸、3-羥基苯甲酸、2-羥基苯甲酸及其任意組合所構成的族群中選出者。
[3] 如申請專利範圍第1項所述之反射器,其中所述羥基萘甲酸選自6-羥基-2-萘甲酸、3-羥基-2-萘甲酸、2-羥基-1-萘甲酸、1-羥基-2-萘甲酸及其任意組合所構成的族群。
[4] 如申請專利範圍第1項所述之反射器,其中所述全芳香族液晶性聚酯樹脂包括70莫耳份至80莫耳份的從所述羥基苯甲酸衍生的所述重複單元,以及20莫耳份至30莫耳份的從所述羥基萘甲酸衍生的所述重複單元。
[5] 如申請專利範圍第1項所述之反射器,其中所述白色無機填料包括氧化鈦。
[6] 如申請專利範圍第1項所述之反射器,其中所述白色無機填料的量,以100重量份的所述全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物計,在10重量份至60重量份的範圍內。
[7] 如申請專利範圍第5項所述之反射器,其中所述全芳香族液晶性聚酯樹脂化合物更包括玻璃纖維與灰石其中至少一者。
[8] 一種發光裝置,包括如申請專利範圍第1項至第7項中任一項所述之反射器。
[9] 如申請專利範圍第8項所述之發光裝置,其中所述發光裝置是發光二極體(Light Emitting Diode,LED)。
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法律状态:
优先权:
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