熱塑性透明樹(shù)脂
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及熱塑性透明樹(shù)脂、用這種熱塑性透明樹(shù)脂制得的熱塑性樹(shù)脂片、這種熱塑性樹(shù)脂片的加工制品和通過(guò)注塑這種熱塑性透明樹(shù)脂制得的光學(xué)制品。
背景技術(shù)
[0002] 熱塑性樹(shù)脂片已經(jīng)被用于顯示裝置的透明片基片或面板、醫(yī)院的玻璃嵌板等。這些應(yīng)用中所使用的熱塑性樹(shù)脂的實(shí)例包括:甲基丙烯酸樹(shù)脂(PMMA)、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯樹(shù)脂(PET)、聚碳酸酯樹(shù)脂(PC)和聚氯乙稀樹(shù)脂(PVC)。然而,PMMA盡管表面硬度和耐候性?xún)?yōu)異,但耐熱變形性差且吸水性高。PET盡管耐沖擊性?xún)?yōu)異,但表面硬度不足。PC盡管耐熱變形性和耐沖擊性?xún)?yōu)異,但表面硬度、耐候性和耐化學(xué)性不足。PVC盡管廉價(jià)且阻燃,但耐熱變形性表現(xiàn)不佳。
[0003] 在顯示裝置領(lǐng)域,用經(jīng)共聚改性以獲得低吸水性的甲基丙烯酸樹(shù)脂獲得的甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物(MS樹(shù)脂)已經(jīng)廣泛用作透明片材。但是MS樹(shù)脂與甲基丙烯酸樹(shù)脂相比,由于具有芳香環(huán)結(jié)構(gòu)而透明度低,以至于在某些情況下限制了它們的應(yīng)用。另外,MS樹(shù)脂一直需要進(jìn)一步提高尺寸穩(wěn)定性和耐熱變形性。
[0004] 經(jīng)注塑制得的塑料光學(xué)制品例如塑料鏡片(plastic lens)和導(dǎo)光板(lightguide plate)所用的樹(shù)脂除了具有以上性能之外,還需要熔體流動(dòng)性高。如果這些樹(shù)脂的熔體流動(dòng)性高,則樹(shù)脂能到達(dá)模具的所有角落,從而提供精確再現(xiàn)空腔輪廓的模塑制品。
[0005] 通過(guò)改變結(jié)構(gòu)、分子量或模塑溫度,可在一定程度上控制熔融樹(shù)脂的流動(dòng)性。但是,當(dāng)改變樹(shù)脂的初始結(jié)構(gòu)以降低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時(shí),獲得的模塑制品不具有耐熱變形性。
還可通過(guò)降低分子量改進(jìn)流動(dòng)性,但是這受限于機(jī)械性能方面的考慮。隨著模塑溫度升高,流動(dòng)性也變高。但是,模塑溫度的變化范圍有限,因?yàn)闊峤到鈺?huì)使機(jī)械性能劣化,發(fā)生變色,或者揮發(fā)性成分形成的氣體損害模塑制品的外觀。
[0006] 在光學(xué)制品應(yīng)用領(lǐng)域,因變色所致的顏色變差是最嚴(yán)重的問(wèn)題。另外,需要高耐熱變形性能,以便通過(guò)回收、粉碎和再模塑而有效地再利用碎屑。至今,已有的嘗試是通過(guò)加入添加劑改進(jìn)耐熱變形性。但是在光學(xué)制品領(lǐng)域,為了增強(qiáng)光學(xué)純度,應(yīng)當(dāng)盡可能避免使用添加劑。因此,需要提高樹(shù)脂本身的耐熱變形性,從而防止樹(shù)脂分解所引起的變色。
[0007] 苯乙烯基樹(shù)脂芳香環(huán)的氫化(芳基雙鍵的氫化)早已為人們熟知。源于聚苯乙烯的聚乙烯基環(huán)己烷盡管機(jī)械強(qiáng)度不良,但具有出色的透明度和耐熱變形性。由于聚乙烯基環(huán)己烷的出色透明度和耐熱性,人們已經(jīng)研究了它在光盤(pán)基片上的應(yīng)用(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。專(zhuān)利文獻(xiàn)2和3公開(kāi)了具有特定單體組成的樹(shù)脂在光盤(pán)和塑料鏡片方面的應(yīng)用。這種樹(shù)脂是通過(guò)氫化MS樹(shù)脂中的芳基雙鍵獲得的。由于所提出的樹(shù)脂含有占重復(fù)單元總量50%或更多的乙烯基環(huán)己烷重復(fù)單元,所以其對(duì)金屬的粘附性不足,且耐熱變形性能充分滿(mǎn)足需要。
因而,在某些情況下不能獲得光盤(pán)基片所需的性能。當(dāng)應(yīng)用于塑料鏡片時(shí),某些情況下不能滿(mǎn)足機(jī)械性能方面的要求。
[0008] 光學(xué)制品的一個(gè)例子是表面發(fā)光裝置中使用的背光型導(dǎo)光板。在許多情況下,用注塑法制造20英寸或更小尺寸的導(dǎo)光板。供尺寸超過(guò)20英寸的大尺寸表面發(fā)光裝置使用的導(dǎo)光板許多情況下通過(guò)切割熱塑性樹(shù)脂片制造。伴隨目前液晶顯示器的尺寸增加,需要開(kāi)發(fā)高亮度且無(wú)不均勻性的均勻發(fā)光性表面發(fā)光裝置。而且,隨著彩色顯示器需求的增加,還要求表面發(fā)光裝置具有出色的顏色重現(xiàn)性和顏色穩(wěn)定性。近來(lái),常常為了提高亮度而在更嚴(yán)厲條件下操作表面發(fā)光裝置,從而帶來(lái)導(dǎo)光板變色等相當(dāng)大的問(wèn)題,導(dǎo)光板由于其降解而使所發(fā)的光變色。
[0009] 試圖通過(guò)添加各種抗氧劑或紫外線(xiàn)吸收劑和顏色補(bǔ)償性添加劑來(lái)解決這些問(wèn)題。
但是,這些方法引起亮度和顏色不均勻的問(wèn)題,因此不能獲得準(zhǔn)確顏色再現(xiàn)。
[0010] 另外,顯示器屏幕尺寸的增加要求低吸水性。當(dāng)樹(shù)脂吸收水時(shí),屏幕扭曲且亮度和顏色變得不均勻。
[0011] 光學(xué)屏 幕例如 投影電 視機(jī)(projection television)的透 射型屏 幕(transmission-type screen)通常由鏡片單元例如菲涅耳(Fresnel)透鏡片和雙光鏡片(lenticular lens sheet)構(gòu)成。菲涅耳透鏡片通過(guò)在熱塑性樹(shù)脂基片上形成菲涅耳透鏡而制得。雙光鏡片通過(guò)在熱塑性樹(shù)脂基片上形成雙光鏡(lenticular lens)而制造。