Рефлектор и способ его изготовления
Настоящее изобретение относится к рефлекторам и способам их изготовления. Рефлектор содержит кристаллический полимер, в котором кристаллическая и аморфная зоны являются смешанными, а аморфная зона содержит множество ориентированных слоев, содержащих аморфные частицы, ориентированные в предварительно заданном направлении. Согласно способу изготовления рефлектора, его формируют путем растяжения кристаллического пластичного материала при температуре ниже температуры кристаллизации Tc кристаллического полимера в предварительно заданном направлении таким образом, чтобы сформировать множество растянутых слоев в аморфной зоне. Технический результат - улучшение отражательной способности, упрощение технологии изготовления рефлектора, снижение производственных затрат. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 15 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к рефлектору и способу изготовления рефлектора (отражателя) источника света, такого как флуоресцентная лампа или подсветка жидкокристаллического дисплея (ЖКД, LCD).
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Обычные способы изготовления рефлектора источника света можно классифицировать как способы, осуществляемые с применением белого пигмента/красящей добавки, и способы, включающие в себя создание воздушных пузырьков в пленке.
В патенте Кореи №611599, озаглавленном «White film for surface light source reflection member», описывается содержащая пузырьки воздуха белая пленка для рефлектора поверхностного источника света, в котором, по меньшей мере, на одной стороне белой пленки формируют покровный слой, содержащий светостабилизатор. Поскольку яркость белой пленки мало снижается с течением времени даже при усиленной эксплуатации, и указанная пленка может сохранять высококачественное изображение в течение длительного времени, ее можно предпочтительно применять для засветки по краям экрана ЖКД, в качестве рефлектора поверхностного источника прямого света и элемента, применяемого в качестве рефлектора.
Засветка по краям с применением в качестве источника подсветки лучевой трубки с холодным катодом и света, который может исходить от края светопроводящей пластины, широко применяется в качестве элемента подсветки жидкокристаллического экрана (патентная публикация Японии №63-62104). Чтобы обеспечить эффективное использование света для подсветки жидкокристаллического экрана, вокруг лучевой трубки с холодным катодом устанавливают рефлектор. Также для эффективного отражения света, рассеянного светопроводящей пластиной по направлению к жидкокристаллическому экрану, рефлектор устанавливают под светопроводящей пластиной.
Для большого экрана, такого как экран ЖК-телевизора, применяют способ прямой подсветки, поскольку яркость экрана невозможно обеспечить способом засветки по краям. В соответствии со способом прямой подсветки лучевые трубки с холодным катодом устанавливают параллельно друг другу над рефлектором. В качестве рефлектора применяют плоскую форму или форму, полученную путем формования части лучевой трубки с холодным катодом в виде полукруглой выемки.
Также, поскольку отражательный элемент поверхностного источника света, такой как рефлектор, или рефлектор, применяемый в качестве поверхностного источника света жидкокристаллического устройства, требует наличия высокой отражательной способности, применяют пленку, содержащую белый пигмент, с белым пигментом или белыми красителями, пленку, содержащую микропузырьки, металлическую или полимерную пластину, на которую наносят пленку. В частности, широко применяют пленку, содержащую микропузырьки, поскольку она может значительно улучшить яркость или регулярность (равномерность). В патентных публикациях Японии № hei 6-322153 и № hei 7-118433 описывается пленка, содержащая микропузырьки. Эти публикации относятся к технологиям, включающим в себя:
1) одноосное или двуосное растяжение после добавления пленкообразующей смолы и несмешивающейся смолы;
2) одноосное или двуосное растяжение после добавления органических/неорганических частиц;
3) экструзионное формование листа с применением вспенивающего газа, и
4) вспенивание посредством инжекции газа в экструзионный лист.
В последнее время микропенистые полиэтилентерефталаты (МСРЕТ) компании Furukawa широко применяются в качестве материала для рефлекторов для подсветки ЖК-устройств. Продукты МСРЕТ имеют высокую отражательную способность благодаря тому, что микропенистая полиэтилентерефталатная (PET) смола бутылочного РЕТ-материала формирует в листе множество микропузырьков. Ниже перечислены заявки на патент Кореи, относящиеся к указанным продуктам МСРЕТ.
(1) Заявка на патент Кореи №10-2003-0073384 «Backlight Unit»;
(2) Заявка на патент Кореи №10-2003-0082948 «LCD Module»;
(3) Заявка на патент Кореи №10-2003-0089231 «LCD Device Backlight Assembly»;
(4) Заявка на патент Кореи №10-2004-0100558 «LCD Device And Manufacturing Method Thereof»;
(5) Заявка на патент Кореи №10-2004-0046746 «Backlight Unit»;
(6) Заявка на патент Кореи №10-2004-0078310 «Optical Film And Backlight Unit Having The Same»;
(7) Заявка на патент Кореи №10-2005-7005358 «Optical reflector and manufacturing method thereof»;
(8) Заявка на патент Кореи №10-2005-0010677 «Backlight assembly and display device having the same»; и
(9) Заявка на патент Кореи №10-2005-0016992 «Backlight unit and LCD Device».
Продукты, запущенные в серийное производство, применяемые как указанный обычный материал для рефлектора для поверхностного источника света, и их основные характеристики приведены в таблице 1.
| Таблица 1 | |||||
| Изготовитель | Teijin Dupont | Teijin Dupont | Toray | Mitsui | Furukawa |
| Наименование продукта | TDFJ UX-100 | TDFJ UX-150 | PET-188 | РР (полипропилен)-100 | МСРЕТ |
| Толщина | 100 мкм | 150 мкм | 188 мкм | 100 мкм | 940 мкм |
| Плотность | 1,2 | 1,2 | 1,0 | 0,27 | |
| Отражательная способность | 97,6 | 98,6 | 97,2 | 98 | 97,9 |
| Технология изготовления | СО-РЕТ + пигмент | СО-РЕТ + пигмент | РЕТ + ТРХ (полиметил-пентен) | РР (полипропилен) + фильтр + растяжение | РЕТ + газ |
| Другие | Тепловая обработка + полирование |
На фиг.1 представлена структура каждого из продуктов, запущенных в серийное производство, по таблице 1. Обычные продукты, представленные на фиг.1 и в таблице 1, приобретают желаемую отражательную способность в результате добавления пигмента/красителей, формирования внутренних пузырьков воздуха и растяжения пор путем растяжения после введения добавки.
На фиг.2 представлен принцип диффузного отражения рефлектора. Полное отражение является совокупностью зеркального отражения и диффузного отражения. Зеркальное отражение света происходит, когда свет прямо отражается от поверхности рефлектора, так что отраженная волна продолжает двигаться в определенном направлении. Диффузное отражение происходит, когда свет, падающий на микропузырьки, белые пигменты и кристаллические частицы в рефлекторе, отражается во всех направлениях и излучается наружу. Степень диффузного отражения определяется количеством микропузырьков, белых пигментов и кристаллических частиц в рефлекторе. В ЖКД предпочтительно иметь высокую диффузную отражательную способность.
Обычные продукты от компаний Teijin Dupont, Toray и Mitsui, в которых применяется белый пигмент/красящая добавка, имеют рефлекторы, изготавливаемые с применением таких добавок, как CaCo3 или BaSO4, имеющих относительно высокую отражательную способность. Изготавливаемые рефлекторы являются тонкими из-за затрат на белый пигмент/красящие добавки. То есть, при увеличении толщины рефлектора количество белого пигмента/красящей добавки, содержащихся в рефлекторе, увеличивается соответственно, что радикально повышает общие материальные затраты. При изготовлении тонкого рефлектора общий размер рефлектора ограничен. То есть, если при увеличении общего размера рефлектора его толщина не увеличивается, то при использовании в течение длительного времени рефлектор искривляется или деформируется от нагрева или может не иметь достаточной конструкционной прочности, так что его нельзя применять с большим телевизионным экраном, размер которого превышает 42 дюйма.
Для решения указанной проблемы пенистый продукт от компании Furukawa можно изготавливать толстым и применять с большим телевизионным экраном, размер которого превышает 42 дюйма. Однако для вспенивания PET требуется применение газоабсорбционного метода, осуществляемого в газовом резервуаре высокого давления в течение 48 часов, что увеличивает производственные затраты. Также трудно уменьшить время изготовления вспененного продукта.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Техническая задача
В соответствии с настоящим изобретением предлагается рефлектор, имеющий высокую отражательную способность, который может быть изготовлен относительно простым способом и, таким образом, с уменьшением производственных затрат и увеличением производительности.
Техническое решение
В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения предлагается рефлектор, отражающий падающий свет и изготовленный из кристаллического полимера (пластика), в котором кристаллическая и аморфная зоны являются смешанными, причем аморфная зона содержит множество ориентированных слоев, содержащих аморфные частицы, ориентированные в одном предварительно заданном направлении.
Ориентированные слои могут быть расположены в предварительно заданном направлении.
Ориентированные слои могут быть расположены в направлении толщины, перпендикулярном предварительно заданному направлению.
Кристаллический полимер может относиться к семейству полиэфиров или к семейству полиолефинов.
Рефлектор может иметь отражательную способность 95% или более.
Рефлектор может также содержать УФ стабилизатор.
Содержание УФ стабилизатора может составлять от 0,05 до 5 мас.%.
УФ стабилизатор может содержать светостабилизатор на органической основе или светостабилизатор на неорганической основе, такой как золь-гель.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается способ изготовления рефлектора, включающий в себя размещение аморфных частиц в аморфной зоне кристаллического полимера в одном предварительно заданном направлении, таким образом, что множество ориентированных слоев формируется в аморфной зоне путем растяжения кристаллического полимера в предварительно заданном направлении при температуре ниже температуры кристаллизации Тс кристаллического полимера.
Способ дополнительно может включать формирование экструзионного листа путем загрузки в экструдер гранул, представляющих собой материал кристаллического полимера в аморфном состоянии, охлаждение экструзионного листа, вытянутого из экструдера, при температуре ниже температуры кристаллизации кристаллического полимера с помощью охлаждающего ролика, и растяжение экструзионного листа путем введения экструзионного листа в камеру растяжения, таким образом, что аморфные частицы в аморфной зоне ориентируются в предварительно заданном направлении.
Способ дополнительно может включать подготовку листа кристаллического полимерного материала для растяжения и растяжение указанного листа путем его введения в камеру растяжения при температуре ниже температуры кристаллизации кристаллического полимера, таким образом, что аморфные частицы в аморфной зоне ориентируются в предварительно заданном направлении.
Ориентированные слои могут быть расположены в предварительно заданном направлении.
Ориентированные слои могут быть расположены в направлении толщины, перпендикулярном предварительно заданному направлению.
Кристаллический полимер может относиться к семейству полиэфиров или к семейству полиолефинов.
Рефлектор может иметь отражательную способность 95% или более.
Способ может дополнительно включать добавление в экструдер УФ стабилизатора.
Содержание УФ стабилизатора может составлять от 0,05 до 5 мас.%.
УФ стабилизатор может содержать светостабилизатор на органической основе или светостабилизатор на неорганической основе, такой как золь-гель.
Технический результат
В соответствии с настоящим изобретением рефлектор, имеющий высокую отражательную способность, обеспечивается путем растяжения кристаллического пластичного материала, имеющего превосходную способность к растяжению, позволяющую растянуть аморфные частицы, содержащиеся в аморфной зоне, в предварительно заданном направлении, так чтобы сформировать множество растянутых слоев в аморфной зоне. В соответствии с настоящим изобретением, поскольку рефлектор, имеющий превосходные характеристики со значительно улучшенной отражательной способностью, может быть получен благодаря высокой диффузной отражательной способности растянутых слоев в аморфной зоне без вспенивания или дополнительных добавок, повышающих отражательную способность, технология изготовления рефлектора является упрощенной, и производственные затраты уменьшаются, так что производительность может быть значительно увеличена.
Рефлектор, изготовленный способом в соответствии с настоящим изобретением, можно применять в качестве рефлектора для различных типов подсветки, в особенности, для засветки по краям ЖКД, и в качестве рефлектора для поверхностных источников прямого света.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 представлены структуры нескольких запущенных в серийное производство рефлекторов для поверхностных источников света, выполненных из обычного материала.
На фиг.2 представлен принцип диффузного отражения рефлектора.
На фиг.3 представлен принцип отражения рефлектора, изготовленного способом низкотемпературного растяжения кристаллического полимера в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.4 представлена схема, иллюстрирующая способ изготовления рефлектора путем низкотемпературного растяжения кристаллического полимера в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.5 представлена полученная на сканирующем электронном микроскопе и увеличенная в 10000 раз фотография части пленки UX от компании Teijin Dupont.
На фиг.6 представлена полученная на сканирующем электронном микроскопе и увеличенная в 1000 раз фотография МСРЕТ от компании Furukawa.
На фиг.7 представлена полученная на сканирующем электронном микроскопе и увеличенная в 10000 раз фотография части, перпендикулярной направлению растяжения, рефлектора из полипропиленового материала, изготовленного путем низкотемпературного растяжения при температуре ниже температуры кристаллизации в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.8 представлена полученная на сканирующем электронном микроскопе и увеличенная в 1000 раз фотография части, перпендикулярной направлению растяжения, рефлектора из полипропиленового материала, изготовленного путем низкотемпературного растяжения при температуре ниже температуры кристаллизации в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.9 представлена полученная на сканирующем электронном микроскопе и увеличенная в 10000 раз фотография части, параллельной направлению растяжения, рефлектора из полипропиленового материала, изготовленного путем низкотемпературного растяжения при температуре ниже температуры кристаллизации в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.10 представлен график, показывающий результаты теста температуры кристаллизации полипропилена, примененного в качестве кристаллического полимера в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.11 представлен график, показывающий определение текучести кристаллического полимера в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения с применением дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК).
На фиг.12 представлена фотография, показывающая изменение характеристик рефлектора, сформированного из полипропиленового материала, в зависимости от изменения температур растяжения РР материала.
На фиг.13 представлена фотография, показывающая результаты растяжения РР материала в зависимости от изменения температуры растяжения.
На фиг.14 представлен график, показывающий полную отражательную способность обычного МСРЕТ и рефлекторов, имеющих разную толщину, изготовленных в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.15 представлен график, показывающий диффузную отражательную способность обычного МСРЕТ и рефлекторов, имеющих разную толщину, изготовленных в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
СВЕДЕНИЯ. ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Аналогичные элементы на чертежах обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Также, под термином «лист» в контексте настоящего описания следует понимать плоский лист или рулонный лист, который смотан в рулон и может подаваться непрерывно.
Также, в контексте настоящего изобретения, под термином «одно направление» следует понимать направление, в котором лист растягивают, а под термином «направление толщины» следует понимать направление по толщине листа, перпендикулярное «одному направлению». Эти направления обозначены на фиг.3.
На фиг.3 представлен принцип отражения рефлектора, изготовленного из кристаллического полимера в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Рефлектор содержит смешанные кристаллическую и аморфную зоны. Более конкретно, рефлектор изготовлен посредством низкотемпературного растяжения кристаллического полимера при температуре растяжения ниже температуры кристаллизации Тс. Кристаллический полимер сохраняет полупрозрачное состояние до растяжения. На фиг.3, в то время как кристаллическая зона и кристаллы материала для рефлектора (чистый РР) до растяжения диффузно отражают свет, аморфная зона, в которой беспорядочно расположены аморфные частицы, пропускает свет таким образом, что рефлектор в целом находится в полупрозрачном состоянии. Однако, когда рефлектор подвергают низкотемпературному растяжению в предварительно заданном направлении при температуре ниже температуры кристаллизации Тс, аморфные частицы в аморфной зоне, находящиеся в трансформируемом состоянии при температуре ниже температуры кристаллизации, ориентируются так, что в аморфной зоне формируется множество ориентированных слоев (обозначенных линиями на фиг.3). Когда растяжение осуществляют при температуре ниже температуры кристаллизации Тс, диффузное отражение происходит в кристаллической зоне в состоянии способности к отражению. К тому же падающий свет отражается ориентированными слоями в аморфной зоне, в которой не происходит отражения, таким образом, создавая высокую отражательную способность. Ориентированные слои располагаются в предварительно заданном направлении (см. фиг.3) и в направлении толщины (см. фиг.3), перпендикулярном предварительно заданному направлению, так что рефлектор может отражать большую часть падающего света. Также предпочтительно соответствующим образом растягивать кристаллический полимер, чтобы отражательная способность рефлектора, применяемого в соответствии с данным вариантом осуществления настоящего изобретения, могла составлять приблизительно 95% или более.
На фиг.4 представлена схема, иллюстрирующая способ изготовления рефлектора путем низкотемпературного растяжения кристаллического полимера в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Сначала гранулы, состоящие из кристаллического полимерного материала в аморфном состоянии, загружают в экструдер. Кристаллический полимерный материал предпочтительно относится к семейству полиэфиров, например PET (полиэтилентерефталат), PEN (полиэтилен-2,6-нафталат) или PNT (полибутилентерефталат), или к семейству полиолефинов, например РР (полипропилен), РЕ (полиэтилен), HDPE (полиэтилен высокой плотности), LDPE (полиэтилен низкой плотности) или LLDPE (линейный полиэтилен низкой плотности).
При использовании смолы из семейства полиолефинов предпочтительно добавление УФ (ультрафиолет) стабилизатора для предотвращения пожелтения под воздействием УФ излучения. УФ стабилизатор содержит светостабилизатор на органической основе, из таких семейств, как стерически-затрудненные амины, салициловые кислоты, бензофеноны, бензотриазолы, аноакрилаты, триазины, бензоаты или анилиды щавелевой кислоты, и светостабилизатор на неорганической основе, такой как золь-гель. Подробные примеры УФ стабилизаторов представлены ниже.
Семейство стерически-затрудненных аминов:
бис(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидил)себакат,
продукт поликонденсации янтарной кислоты и диметил-1-(2-гидроксиэтил)-4-гидрокси-2,2,6,6-тетраметилпиперидина.
Семейство салициловых кислот:
р-трет-бутилфенилсалицилат,
р-октилфенилсалицилат.
Семейство бензофенонов:
2,4-дигидроксибензофенон,
2-гидрокси-4-метоксибензофенон,
2-гидрокси-4-метокси-5-сульфобензофенон,
2,2'-4,4'-тетрагидроксибензофенон,
2,2'-дигидрокси-4-метоксибензофенон,
2,2'-дигидрокси-4,4'-диметоксибензофенон,
бис(2-метокси-4-гидрокси-5-бензоилфенил)метан.
Семейство бензотриазолов:
2-(2'-гидрокси-5'-метилфенил)бензотриазол,
2-(2'-гидрокси-5'-бутилфенил)бензотриазол,
2-(2'-гидрокси-3',5'-ди-трет-бутилфенил)бензотриазол,
2-(2'-гидрокси-3'-трет-бутил-5'-метилфенил)-5-хлорбензотриазол,
2-(2'-гидрокси-3',5'-ди-трет-бутилфенил)-5-хлорбензотриазол,
2-(2'-гидрокси-5'-трет-октилфенол)бензотриазол,
2-(2'-гидрокси-3',5'-ди-трет-амилфенил)бензотриазол,
2-2'-метиленбис[4-(1,1,3,3-тетраметилбутил)-6-(2Н-бензотриазол-2-он)фенол],
2-(2'-гидрокси-5'-метаакрилоксифенил)-2Н-5-бензотриазол,
2-(2'-гидрокси-3'-(3',4',5',6'-тетрагидрофталимидметил)-5'-метилфенил)бензотриазол,
2-(2'-гидрокси-5-акрилоксиэтилфенил)-2Н-бензотриазол,
2-(2'-гидрокси-5'-метаакрилоксиэтилфенил)-2Н-бензотриазол,
2-(2'-гидрокси-3'-трет-бутил-5'-акрилоилэтилфенил)-5-хлор-2Н-бензотриазол.
Семейство цианоакрилатов:
этил-2-циано-3,3'-дифенилакрилат.
Другие:
Никель бис(октилфенил)сульфид,
[2,2'-тиобис(4-трет-октилфенолат)-трет-бутиламинникель,
никелевый комплекс-3-5-ди-трет-бутил-4-гидроксибензил-фосфомоноэтилат,
никель-дибутилдитиокарбамат,
2-4-ди-трет-бутилфенил-3',5'-ди-трет-бутил-4'-гидроксибензоат,
2,4-ди-трет-бутилфенил-3',5'-ди-трет-бутил-4'-гидроксибензоат,
2-этокси-2'-этил-бис-анилид щавелевой кислоты,
2-(4,6-дифенил-1,3,5-триазин-2-он)-5-[(гексил)окси]-фенол.
Предпочтительно применять, по меньшей мере, одно из семейств стерически-затрудненных аминов, бензофенонов и бензотриазолов, и более предпочтительно - их комбинацию.
В соответствии с настоящим изобретением добавляемый УФ стабилизатор из указанных УФ стабилизаторов изменяется в зависимости от технических требований к рефлектору, и количество УФ стабилизатора может быть определено соответственно в диапазоне от 0,05 до 5 мас.%. При количестве УФ стабилизатора, не превышающем 0,05 мас.%, снижается эффективность предотвращения пожелтения, что является нежелательным. Если количество стабилизатора не менее 5 мас.%, увеличиваются общие затраты и ухудшается прочность, что является нежелательным. УФ стабилизатор смешивают с кристаллической пластичной основой в соответствующей пропорции, и соединение экструдируют с помощью экструдера для формования экструзионного листа.
Экструзионный лист, вытянутый из экструдера, охлаждают при температуре ниже температуры кристаллизации кристаллического полимера путем проведения через охлаждающий ролик.
После проведения через охлаждающий ролик экструзионный лист вводят в камеру растяжения для растяжения аморфной зоны, так чтобы аморфные частицы в аморфной зоне могли ориентироваться в одном направлении. В процессе растяжения можно изготовить рефлекторы различных форм в соответствии с необходимыми техническими требованиями к рефлекторной пластине, такими как назначение, отражательная способность, толщина и производственные затраты.
При способе изготовления рефлектора в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения без экструзионного формования и охлаждения с помощью охлаждающего ролика (фиг.4), рефлектор может быть изготовлен только с помощью операций приготовления из листа рулонного элемента, предварительно сформированного из кристаллического полимера, и введения приготовленного листа в камеру растяжения при температуре ниже температуры кристаллизации Тс для растяжения указанного листа. Рефлектор, вытянутый из камеры растяжения, разрезают в соответствии с назначением/техническими требованиями. Однако при введении в камеру растяжения листа в форме отдельной пластины процесс разрезания можно исключить. Затем рефлектор складывают в соответствии со стандартом на упаковку, таким образом, завершая процесс изготовления рефлектора.
В таблице 2 приведено сравнение основных характеристик рефлектора из растянутого полипропилена (SPP), изготовленного способом низкотемпературного растяжения в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, и обычных продуктов. В продукте из растянутого полипропилена, изготовленного способом в соответствии с настоящим изобретением, полипропилен применяют в качестве кристаллического пластичного материала.
| Таблица 2 | ||||||
| Изготовитель | Teijin Dupont | Teijin Dupont | Toray | Mitsui | Furuka wa | Настоящее изобретение |
| Наименование продукта | TDFJ UX-100 | TDFJ UX-150 | PET-188 | РР-100 | МСРЕТ | SPP |
| Толщина | 100 мкм | 150 мкм | 188 мкм | 100 мкм | 940 мкм | 800 мкм |
| Плотность | 1,2 | 1,2 | 1,0 | 0,27 | 0,75 | |
| Отражательная способность | 97,6% | 98,6% | 97,2% | 98% | 97,9% | 99% или более |
| Технология изготовления | CO-PET + пигмент | CO-PET + пигмент | РЕТ + ТРХ (полиметил-пентен) | РР (полипропилен) + фильтр + растяжение | PET + газ | Растяжение Ориентирование кристаллического полимера |
На фиг.5 представлена полученная на сканирующем электронном микроскопе и увеличенная в 10000 раз фотография части пленки UX от компании Teijin Dupont. На фотографии стрелками обозначены частицы BaSO4, являющиеся белым пигментом, примененным в качестве 10-20% добавки, и кружками обозначены поры размером от приблизительно 1 до нескольких микрон, образованные вокруг добавки в результате растяжения. Пленка UX приобретает желаемую отражательную способность в соответствии с количеством частиц BaSO4 и пор.
На фиг.6 представлена полученная на сканирующем электронном микроскопе и увеличенная в 1000 раз фотография МСРЕТ от компании Furukawa. На фотографии МСРЕТ можно видеть большое количество микропузырьков, размер которых составляет десятки микрон. МСРЕТ приобретает желаемую отражательную способность благодаря микропузырькам.
На фиг.7 представлена полученная на сканирующем электронном микроскопе и увеличенная в 10000 раз фотография части, перпендикулярной направлению растяжения, рефлектора из полипропиленового материала, изготовленного путем низкотемпературного растяжения при температуре ниже температуры кристаллизации в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.8 представлена полученная на сканирующем электронном микроскопе и увеличенная в 1000 раз фотография части, перпендикулярной направлению растяжения, рефлектора из полипропиленового материала, изготовленного путем низкотемпературного растяжения при температуре ниже температуры кристаллизации в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.9 представлена полученная на сканирующем электронном микроскопе и увеличенная в 10000 раз фотография части, параллельной направлению растяжения, рефлектора из полипропиленового материала, изготовленного путем низкотемпературного растяжения при температуре ниже температуры кристаллизации в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг.7 видно, как очень маленькие и неправильные пространства, размером менее 1 мкм, образованные как граница между кристаллической и аморфной зонами, разбиваются в процессе формирования множества ориентированных слоев в аморфной зоне путем низкотемпературного растяжения. Указанное явление можно видеть только на фотографии части, перпендикулярной направлению растяжения. Эти пространства могут улучшать диффузную отражательную способность рефлектора по фиг.7.
На фиг.8, в отличие от МСРЕТ по фиг.6, пространства, подобные микропузырькам, не наблюдаются, и можно видеть множество ориентированных слоев, сформированных в аморфной зоне. Структура, в которой ориентированные слои, сформированные в аморфной зоне, ориентированы в одном направлении, становится основным фактором, определяющим отражательную способность рефлектора в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.9 ясно видна структура, не содержащая пор, в которой аморфная зона является ориентированной. Хотя в обычных рефлекторах, представленных на фиг.1, 5 и 6, поры можно видеть в любой части, в рефлекторе в соответствии с настоящим изобретением в части, параллельной направлению растяжения, пор не наблюдается. Ориентированные слои в форме линии, сформированные в аморфной зоне рефлектора в соответствии с настоящим изобретением, изготовленным из кристаллического пластичного материала способом низкотемпературного растяжения, являются основным фактором, определяющим отражательную способность рефлектора в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг.10 представлен график, показывающий результаты определения температуры кристаллизации полипропилена, примененного в качестве кристаллического полимера в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Кружком обозначена температура кристаллизации РР, составляющая 120°C. Температуры кристаллизации материалов, например, PET (полиэтилентерефталата) и РЕ (полиэтилена), применяемых в качестве материалов для рефлектора в соответствии с настоящим изобретением, составляют 160,8°C и 70°C, соответственно. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением отражательная способность улучшена путем низкотемпературного растяжения кристаллического полимера при температуре ниже температуры кристаллизации для ориентирования аморфной зоны.
На фиг.11 представлен график, показывающий анализ текучести кристаллического полимера в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения с применением дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК, DSC). Температура плавления Tm является температурой, при которой кристаллический полимер становится жидким. Температура кристаллизации Tc является температурой, при которой кристаллизация завершается, так что кристаллический полимер находится в полностью твердом состоянии. Температура стеклования Tg является температурой, при которой аморфная часть кристаллического полимера плавится. При обычном способе изготовления рефлекторной пленки лист, имеющий определенную толщину, экструдируют, и, до полного затвердевания листа, т.е. до падения температуры от температуры плавления Tm до температуры кристаллизации Tc, лист растягивают в предварительно заданном направлении или в направлении, перпендикулярном предварительно заданному направлению, для изготовления рефлектора. Напротив, при применении способа низкотемпературного растяжения в соответствии с настоящим изобретением, растягивают лист кристаллического материала, затвердевшего при температуре ниже Tc.
На фиг.12 представлена фотография, показывающая сравнение характеристик рефлектора, сформированного из полипропиленового материала, в зависимости от температур растяжения 140°C, 150°C, 160°C и 120°C, слева направо. Сформированный полипропиленовый материал, растянутый при температурах 140°C, 150°C и 160°C, превышающих температуру кристаллизации (РР: 120°C), является широким, тонким и полупрозрачным, как обычная пленка. Напротив, сформированный полипропиленовый материал, растянутый при температуре 120°C, представленный с правой стороны фотографии, является относительно очень маленьким, белым и полупрозрачным. То есть, когда РР материал растягивают при температурах 140°C, 150°C и 160°C, превышающих температуру кристаллизации, без добавки, кристаллический полимер непригоден к применению в качестве рефлектора. Таким образом, для получения отражательной способности, удовлетворяющей техническим требованиям к рефлектору, требуется введение добавки в количестве нескольких десятых долей процента. Напротив, при низкотемпературном растяжении в соответствии с настоящим изобретением, т.е. растяжении при температуре ниже Tc, аморфные частицы в аморфной зоне ориентируются в предварительно заданном направлении, и ориентированные слои формируются таким образом, что можно получить рефлектор, обладающий превосходной отражательной способностью. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением, достаточную отражательную способность можно получить без введения отдельной добавки.
На фиг.13 представлена фотография, показывающая результаты различного растяжения РР материала при температурах 60°C, 80°C и 100°C, слева направо, соответственно. В таблице 3 приведены растягивающие усилия, примененные для каждой из температур растяжения.
| Таблица 3 | |
| Температура растяжения, °C | Растягивающее усилие, кгс/см2 |
| 100 | 101,46 |
| 80 | 105,51 |
| 60 | 158,99 |
Рефлектор, имеющий окончательную толщину, пригодную для получения желаемой отражательной способности, можно изготовить путем соответствующего выбора температуры растяжения и растягивающего усилия в качестве условий растяжения в камере растяжения в соответствии с размером и толщиной исходного кристаллического пластичного материала до растяжения.
На фиг.14 представлен график, показывающий полную отражательную способность обычного МСРЕТ и рефлекторов, сформированных из SPP (растянутого полипропилена), имеющих разную толщину, изготовленных в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. В таблице 4 приведены исходная толщина материалов SPP (растянутого полипропилена) до растяжения и окончательная толщина рефлекторов после растяжения.
| Таблица 4 | ||
| Классификация продукта | Исходная толщина до растяжения, мм | Окончательная толщина после растяжения, мм |
| SPP (полипропилен) 0,3 | 0,75 | 0,3 |
| SPP (полипропилен) 0,5 | 1,25 | 0,5 |
| SPP (полипропилен) 0,8 | 2,00 | 0,8 |
| SPP (полипропилен) 1,0 | 2,5 | 1,0 |
| SPP (полипропилен) 1,2 | 3,0 | 1,2 |
Обычный МСРЕТ компании Furukawa по фиг.14 имеет толщину 0,94 мм и полную отражательную способность 97,9% в диапазоне длин волн 550 нм, при котором светочувствительные элементы сетчатки наиболее возбуждены. Однако, поскольку полная отражательная способность каждого из рефлекторов, изготовленных способом низкотемпературного растяжения в соответствии с настоящим изобретением и имеющих толщину 0,5 мм, выше, чем у обычного МСРЕТ рефлектора, толщину можно значительно уменьшить по сравнению с обычным продуктом. Это позволяет изготовить компактный модуль подсветки BLU (backlight unit) ЖКД, включающий в себя рефлектор в соответствии с настоящим изобретением. Также, поскольку толщина 0,5 мм позволяет получить высокую полную отражательную способность более 98%, рефлектор в соответствии с настоящим изобретением можно применять не только для телевизионных экранов, но также для компьютерных мониторов. График, представленный на фиг.14, показывает, что SPP толщиной 1,2 мм в соответствии с настоящим изобретением может иметь полную отражательную способность 100,3%, и, таким образом, яркость ЖКД, содержащего SPP толщиной 1,2 мм, может быть существенно улучшена.
На фиг.15 представлен график, показывающий диффузную отражательную способность обычного МСРЕТ и рефлекторов разной толщины, изготовленных в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Для получения одинаковой яркости на всей области экрана ЖКД требуется рефлектор, имеющий превосходную диффузную отражательную способность. Рефлектор из SPP (растянутый полипропилен) по фиг.15, имеющий толщину 0,8 мм или более, изготовленный способом низкотемпературного растяжения в соответствии с настоящим изобретением, имеет более высокую диффузную отражательную способность, чем обычный МСРЕТ (Furukawa) толщиной 0,94 мм. Также видно, что даже SPP толщиной 0,5 мм имеет диффузную отражательную способность, почти равную диффузной отражательной способности обычного МСРЕТ в диапазоне длин волн 550 нм.
Таким образом, рефлектор, изготовленный способом низкотемпературного растяжения в соответствии с настоящим изобретением, может при той же толщине иметь значительно более высокую отражательную способность, чем обычный МСРЕТ, имеющий максимальную отражательную способность. Даже при уменьшении толщины с 0,94 мм до 0,5 мм можно получить по существу такую же отражательную способность.
Описанный выше вариант осуществления настоящего изобретения можно модифицировать следующим образом.
Хотя в соответствии с описанным вариантом осуществления ориентированные слои располагаются в одном предварительно заданном направлении только посредством осуществления одноосного растяжения в одном направлении, ориентированные слои можно расположить и в предварительно заданном направлении, и в направлении, перпендикулярном предварительно заданному направлению, путем осуществления двуосного растяжения для растяжения, как в предварительно заданном направлении, так и в направлении, перпендикулярном предварительно заданному направлению (например, двуосное растяжение).
Также, хотя в соответствии с описанным вариантом осуществления множество ориентированных слоев располагаются в аморфной зоне при растяжении кристаллического полимера, ориентированные слои можно расположить в направлении толщины, в котором кристаллический полимер прессуют с применением способа глубокой вытяжки. То есть любая структура, в которой в аморфной зоне разными способами сформированы ориентированные слои, находится в рамках объема настоящего изобретения.
Хотя настоящее изобретение было в особенности представлено и описано со ссылками на предпочтительные варианты осуществления и с применением определенной терминологии, варианты осуществления и терминологию следует рассматривать только как описательные, но не как ограничивающие. Следовательно, специалистам в данной области техники должно быть ясно, что различные изменения в форме и деталях могут быть сделаны, не выходя за пределы существа и объема изобретения, определенные прилагаемой формулой изобретения.
1. Рефлектор, отражающий падающий свет и изготовленный из кристаллического полимера, в котором кристаллическая и аморфная зоны являются смешанными, отличающийся тем, что аморфная зона содержит множество ориентированных слоев, содержащих аморфные частицы, ориентированные в предварительно заданном направлении.
2. Рефлектор по п.1, отличающийся тем, что ориентированные слои расположены в предварительно заданном направлении.
3. Рефлектор по п.1, отличающийся тем, что ориентированные слои расположены в направлении толщины, перпендикулярном предварительно заданному направлению.
4. Рефлектор по п.1, отличающийся тем, что кристаллический полимер относится к семейству полиэфиров или к семейству полиолефинов.
5. Рефлектор по п.1, отличающийся тем, что его отражательная способность составляет 95% или более.
6. Рефлектор по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит УФ стабилизатор.
7. Рефлектор по п.6, отличающийся тем, что содержание УФ стабилизатора составляет от 0,05 до 5 мас.%.
8. Рефлектор по п.6, отличающийся тем, что УФ стабилизатор содержит светостабилизатор на органической основе или светостабилизатор на неорганической основе, такой как золь-гель.
9. Способ изготовления рефлектора, включающий в себя размещение аморфных частиц в аморфной зоне кристаллического полимера в одном предварительно заданном направлении, таким образом, что в аморфной зоне формируют множество ориентированных слоев, посредством растяжения кристаллического полимера в предварительно заданном направлении при температуре, ниже температуры кристаллизации Тс кристаллического полимера.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что дополнительно включает в себя следующие этапы:
- формование экструзионного листа путем загрузки в экструдер гранул, представляющих собой материал кристаллического полимера в аморфном состоянии;
- охлаждение экструзионного листа, вытянутого из экструдера, при температуре ниже температуры кристаллизации кристаллического полимера с помощью охлаждающего ролика; и
- растяжение экструзионного листа путем введения его в камеру растяжения, таким образом, что аморфные частицы в аморфной зоне ориентируются в предварительно заданном направлении.
11. Способ по п.9, отличающийся тем, что дополнительно включает в себя следующие этапы:
- приготовление листа кристаллического пластичного материала для растяжения; и
- растяжение листа путем введения его в камеру растяжения при температуре ниже температуры кристаллизации кристаллического полимера таким образом, что аморфные частицы в аморфной зоне ориентируются в предварительно заданном направлении.
12. Способ по п.9, отличающийся тем, что ориентированные слои расположены в предварительно заданном направлении.
13. Способ по п.9, отличающийся тем, что ориентированные слои расположены в направлении толщины, перпендикулярном предварительно заданному направлению.
14. Способ по п.9, отличающийся тем, что кристаллический полимер относится к семейству полиэфиров или к семейству полиолефинов.
15. Способ по п.9, отличающийся тем, что отражательная способность рефлектора составляет 95% или более.
16. Способ по п.9, отличающийся тем, что дополнительно включает в себя введение в экструдер УФ стабилизатора.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что содержание УФ стабилизатора составляет от 0,05 до 5 мас.%.
18. Способ по п.16, отличающийся тем, что УФ стабилизатор содержит светостабилизатор на органической основе или светостабилизатор на неорганической основе, такой как золь-гель.
