TW201710380A - Led反射板用聚醯胺組成物、led反射板、具備該反射板之發光裝置 - Google Patents
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Abstract
一種LED反射板用聚醯胺組成物、將該組成物進行成形而得之反射板、以及具備該反射板之發光裝置;該LED反射板用聚醯胺組成物含有聚醯胺(A)、氧化鈦(B)、氧化鎂(C)、酚系抗氧化劑(D)、及磷系抗氧化劑(E);該聚醯胺(A)係具有二羧酸單元與二胺單元之熔點280℃以上的聚醯胺,該二羧酸單元包含50莫耳%以上的1,4-環己烷二羧酸單元;酚系抗氧化劑(D)在分子中不含4個以上酚構造;磷系抗氧化劑(E)在分子中含有3個以上式(1)所示之規定的構造;相對於聚醯胺(A)100質量份而言,氧化鈦(B)的含量為10~100質量份,氧化鎂(C)的含量為0.50~15.0質量份,酚系抗氧化劑(D)的含量為0.10~0.80質量份;並且,磷系抗氧化劑(E)的含量滿足下述式(I):0.25≦質量比[(D)成分/(E)成分]≦3.0 (I)。
Description
本發明係關於LED反射板用聚醯胺組成物、LED反射板、及具備該反射板之發光裝置。
近年來,LED(Light Emitting Diode,發光二極體)係發揮了低電力消耗、低環境負荷等的優點,而被使用於行動電話等移動通訊機器等的小型顯示器、個人電腦或液晶TV等的中型/大型顯示器、汽車的控制面板或車內照明、家庭用照明、招牌或指示燈、號誌燈、其他家電用品等各種的電氣電子機器製品。
一般而言,LED係被作成LED封裝(LED package)使用,LED封裝主要是由發光的半導體元件(LED)、引線、兼作外殼之反射板、密封半導體元件之透明的密封構件所構成。
作為該反射板使用的材料,已知有耐熱塑膠。例如專利文獻1~3中揭露一種作為用於LED反射板等之組成物而包含聚醯胺、與氧化鈦的組成物,該聚醯胺係二羧酸單元與二胺單元所構成且該二羧酸單元的主成分為1,4-環己烷二羧酸單元。
專利文獻1:國際公開第2011/027562號
專利文獻2:國際公開第2012/101997號
專利文獻3:日本特開2014-012773號公報
耐熱塑膠製的反射板,在LED封裝製造時使導電接著劑或密封劑熱硬化之際,會暴露在100~200℃的溫度下達數小時,因而被要求耐熱性。又,被要求在LED封裝製造時的高熱、或在使用環境下不會引起變色等而且維持高光反射率。
然而,關於LED反射板在其製造時或使用時的環境下,尤其是在高溫環境下維持高光反射率,專利文獻1~3的技術有改善的餘地。
有鑑於以上情事,本發明之目的在於提供一種LED反射板用聚醯胺組成物、將該組成物成形所得之反射板、以及具備該反射板之發光裝置,該LED反射板用聚醯胺組成物具有高光反射率,即使在暴露在依LED封裝的製造步驟或使用環境所假設的熱之情形,在短期加熱後及長期加熱後的兩者中光反射率的降低亦少,且能維持高光反射率。
本發明人等發現:藉由以規定的比例含有特
定的聚醯胺、氧化鈦、及氧化鎂,並進一步以規定的比例併用特定的抗氧化劑之組成物,能解決上述課題。
亦即,本發明係關於下述[1]至[11]。
[1]一種LED反射板用聚醯胺組成物,其中該聚醯胺組成物含有聚醯胺(A)、氧化鈦(B)、氧化鎂(C)、酚系抗氧化劑(D)、及磷系抗氧化劑(E);該聚醯胺(A)係具有二羧酸單元與二胺單元之熔點280℃以上的聚醯胺,該二羧酸單元包含50莫耳%以上的1,4-環己烷二羧酸單元;酚系抗氧化劑(D)在分子中不含4個以上酚構造;磷系抗氧化劑(E)在分子中含有3個以上下述式(1)所示之構造;相對於聚醯胺(A)100質量份而言,氧化鈦(B)的含量為10~100質量份,氧化鎂(C)的含量為0.50~15.0質量份,酚系抗氧化劑(D)的含量為0.10~0.80質量份;並且,磷系抗氧化劑(E)的含量係滿足下述式(I)者:0.25≦質量比[(D)成分/(E)成分]≦3.0 (I)
(式(1)中,R11~R13各自獨立地為碳數1或2的烷基,R14~R17各自獨立地為氫原子或碳數1~10的烷基;*表示與磷原子之結合位置)。
[2]如上述[1]之組成物,其中該聚醯胺(A)所具有的
前述二胺單元包含50莫耳%以上之碳數4~18的脂肪族二胺單元。
[3]如上述[2]之組成物,其中該脂肪族二胺單元為選自包含1,9-壬二胺單元及2-甲基-1,8-辛二胺單元之群組中的至少1種。
[4]如上述[1]至[3]中任一項之組成物,其中該酚系抗氧化劑(D)在分子中包含1~3個下述式(2)所示之構造:
(式(2)中,R21~R23各自獨立地為碳數1或2的烷基,R24~R26各自獨立地為氫原子或碳數1~10的烷基;**表示結合位置)。
[5]如上述[4]之組成物,其中該式(2)中,R21~R23所示之基全部皆為甲基,R26所示之基為甲基或三級丁基。
[6]如上述[1]至[5]中任一項之組成物,其中該聚醯胺(A)的含量為30質量%以上80質量%以下。
[7]如上述[1]至[6]中任一項之組成物,其中該氧化鎂(C)的BET比表面積為50m2/g以上。
[8]如上述[1]至[7]中任一項之組成物,其進一步含有強化材料(F)。
[9]如上述[1]至[8]中任一項之組成物,其進一步含
有光安定劑(G)。
[10]一種LED反射板,其係將如上述[1]至[9]中任一項之組成物進行成形而得。
[11]一種發光裝置,其具備如上述[10]之LED反射板。
將本發明之LED反射板用聚醯胺組成物進行成形而得之反射板具有高光反射率,即使在暴露在依LED封裝的製造步驟或使用環境所假設的熱之情形,在短期加熱後及長期加熱後的兩者中光反射率的降低亦少,且能維持高光反射率。因此,具備該反射板之發光裝置為高壽命。又本發明之LED反射板用聚醯胺組成物係成形性亦優異。
1、2、3‧‧‧發光裝置
10‧‧‧半導體發光元件
20‧‧‧基板
30‧‧‧反射件(筐體)
40‧‧‧密封構件
50‧‧‧封裝狀部
60‧‧‧密封構件
70‧‧‧基板
71‧‧‧配線
80‧‧‧引線框架
第1圖為示意地表示本發明之發光裝置的構成之一例的圖。
第2圖為示意地表示本發明之發光裝置的構成之一例的圖。
第3圖為示意地表示本發明之發光裝置的構成之一例的圖。
[LED反射板用聚醯胺組成物]
本發明之LED反射板用聚醯胺組成物(以下,亦僅稱為「聚醯胺組成物」或「組成物」)之特徵係:含有聚醯
胺(A)、氧化鈦(B)、氧化鎂(C)、酚系抗氧化劑(D)、及磷系抗氧化劑(E);該聚醯胺(A)係具有二羧酸單元與二胺單元之熔點280℃以上的聚醯胺,該二羧酸單元包含50莫耳%以上的1,4-環己烷二羧酸單元;酚系抗氧化劑(D)在分子中不含4個以上酚構造;磷系抗氧化劑(E)在分子中含有3個以上前述式(1)所示之構造;相對於聚醯胺(A)100質量份而言,氧化鈦(B)的含量為10~100質量份,氧化鎂(C)的含量為0.50~15.0質量份,酚系抗氧化劑(D)的含量為0.10~0.80質量份;並且,磷系抗氧化劑(E)的含量係滿足下述式(I)者。
0.25≦質量比[(D)成分/(E)成分]≦3.0 (I)
本發明之聚醯胺組成物係藉由以上述比例含有上述(A)~(E)成分,可製造具有高光反射率,即使在暴露在依LED封裝的製造步驟或使用環境所假設的熱之情形,在短期加熱後及長期加熱後的兩者中光反射率的降低亦少之LED反射板。關於該理由雖不確定,但茲認為係因為酚系抗氧化劑會捕捉由熱或光產生的自由基,且進一步產生的過氧化物會被氧化鎂安定化、或被磷系抗氧化劑分解,藉此而能使此等成分協力有效地切斷自由基鏈,且能降低氧化劣化所引起之變色的緣故。再者茲認為係因為氧化鎂會與作為聚醯胺的熱變色的起點之部位反應而被視為亦具有抑制熱變色的效果,能與前述效果協同地抑制變色的緣故。
又,本發明之聚醯胺組成物可按照需要進一步含有強化材料(F)、光安定劑(G)。
<聚醯胺(A)>
聚醯胺(A)係具有二羧酸單元與二胺單元之聚醯胺,該二羧酸單元含有50莫耳%以上的1,4-環己烷二羧酸單元,從所得之反射板的耐熱性之觀點,聚醯胺(A)的熔點為280℃以上。
構成本發明所使用之聚醯胺(A)的二羧酸單元,從所得之反射板的耐光性之觀點,含有50莫耳%以上的1,4-環己烷二羧酸單元。該二羧酸單元中的1,4-環己烷二羧酸單元的含量,從上述耐光性之觀點,較佳為60莫耳%以上,更佳為70莫耳%以上,再佳為90~100莫耳%。在二羧酸單元中的1,4-環己烷二羧酸單元的含有率小於50莫耳%之情形,所得之聚醯胺組成物的耐光性降低。此外,1,4-環己烷二羧酸的順式:反式比可在任意的範圍。
一般的耐熱性聚醯胺係在其構造中含有芳香環構造,而在LED反射板中使用含有芳香環構造之耐熱性聚醯胺的情形,茲推測會因為該芳香環構造劣化而產生為發色基團的羧基,使得反射板的著色進行而變得表示不出充分的反射率或白度。
本發明係藉由使用不含有芳香環之1,4-環己烷二羧酸單元作為構成聚醯胺(A)的二羧酸單元,而抑制羧基伴隨劣化而產生,即使使用於LED反射板,亦可維持優異的反射率與白度。
構成聚醯胺(A)的二羧酸單元,在不損及本發明效果之範圍內,可含有1,4-環己烷二羧酸單元以外的二羧酸單元。就1,4-環己烷二羧酸單元以外的二羧酸單
元而言,可列舉例如:由丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十一烷二羧酸、十二烷二羧酸、二甲基丙二酸、3,3-二乙基丁二酸、2,2-二甲基戊二酸、2-甲基己二酸、三甲基己二酸等的脂肪族二羧酸;1,3-環戊烷二羧酸、1,3-環己烷二羧酸、環庚烷二羧酸、環辛烷二羧酸、環癸烷二羧酸等的脂環式二羧酸;對苯二甲酸、間苯二甲酸、1,4-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、2,7-萘二羧酸、聯苯甲酸、4,4’-聯苯基二羧酸、二苯基甲烷-4,4’-二羧酸、二苯基碸-4,4’-二羧酸等的芳香族二羧酸等所衍生的單元,此等單元可為1種或2種以上。再者,在不損及聚醯胺組成物具有的上述性質之範圍內,亦可在可熔融成形的範圍含有由偏苯三甲酸、苯均三酸、苯均四酸等的3價以上之多元羧酸所衍生的單元。
構成聚醯胺(A)的二胺單元較佳為含有50莫耳%以上之碳數4~18的脂肪族二胺單元,更佳為以60~100莫耳%,再佳為以70~100莫耳%,又再佳為以90~100莫耳%的範圍而含有。若碳數4~18的脂肪族二胺單元的含量為50莫耳%以上,則組成物的成形性、與所得之反射板的耐熱性為特別優異。
就碳數4~18的脂肪族二胺單元而言,可列舉例如:由1,4-丁二胺、1,5-戊二胺、1,6-己二胺、1,7-庚二胺、1,8-辛二胺、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺、1,11-十一烷二胺、1,12-十二烷二胺等的直鏈狀脂肪族二胺;1-丁基-1,2-乙烷二胺、1,1-二甲基-1,4-丁二胺、1-乙基-1,4-
丁二胺、1,2-二甲基-1,4-丁二胺、1,3-二甲基-1,4-丁二胺、1,4-二甲基-1,4-丁二胺、2,3-二甲基-1,4-丁二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、3-甲基-1,5-戊二胺、2,5-二甲基-1,6-己二胺、2,4-二甲基-1,6-己二胺、3,3-二甲基-1,6-己二胺、2,2-二甲基-1,6-己二胺、2,2,4-三甲基-1,6-己二胺、2,4,4-三甲基-1,6-己二胺、2,4-二乙基-1,6-己二胺、2,2-二甲基-1,7-庚二胺、2,3-二甲基-1,7-庚二胺、2,4-二甲基-1,7-庚二胺、2,5-二甲基-1,7-庚二胺、2-甲基-1,8-辛二胺、3-甲基-1,8-辛二胺、4-甲基-1,8-辛二胺、1,3-二甲基-1,8-辛二胺、1,4-二甲基-1,8-辛二胺、2,4-二甲基-1,8-辛二胺、3,4-二甲基-1,8-辛二胺、4,5-二甲基-1,8-辛二胺、2,2-二甲基-1,8-辛二胺、3,3-二甲基-1,8-辛二胺、4,4-二甲基-1,8-辛二胺、5-甲基-1,9-壬二胺等的支鏈狀脂肪族二胺等所衍生的單元,可含有此等之中的1種或2種以上。
上述脂肪族二胺單元的碳數從耐熱性、低吸水性等的諸物性優異之觀點,較佳為4~12,更佳為6~12,再佳為8~12,又再佳為碳數9。
碳數4~18的脂肪族二胺單元,從能得到耐熱性、低吸水性等的諸物性優異的反射板之觀點,較佳為由選自包含1,4-丁二胺、1,6-己二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、1,8-辛二胺、2-甲基-1,8-辛二胺、1,9-壬二胺、1,10-癸二胺、1,11-十一烷二胺、及1,12-十二烷二胺之群組中的至少1種所衍生之單元,從聚醯胺(A)的耐熱性之觀點,更佳為選自包含1,9-壬二胺單元及2-甲基-1,8-辛二胺單
元之群組中的至少1種,再佳為1,9-壬二胺單元及2-甲基-1,8-辛二胺單元。
在二胺單元同時含有1,9-壬二胺單元及2-甲基-1,8-辛二胺單元的情形,從聚醯胺(A)的耐熱性之觀點,1,9-壬二胺單元與2-甲基-1,8-辛二胺單元的莫耳比較佳為1,9-壬二胺單元/2-甲基-1,8-辛二胺單元=95/5~40/60的範圍,更佳為90/10~50/50的範圍,再佳為90/10~60/40的範圍。
上述的二胺單元可含有碳數4~18的脂肪族二胺單元以外的二胺單元。就其他二胺單元而言,可列舉例如:由伸乙二胺、1,2-丙烷二胺、1,3-丙烷二胺等的脂肪族二胺;環己二胺、甲基環己二胺、異佛酮二胺、降莰烷二甲基胺、三環癸烷二甲基胺等的脂環式二胺;對苯二胺、間苯二胺、對苯二甲二胺、間苯二甲二胺、4,4’-二胺基二苯基甲烷、4,4’-二胺基二苯基碸、4,4’-二胺基二苯基醚等的芳香族二胺等所衍生之單元,可含有此等之中的1種或2種以上。二胺單元中的此等其他二胺單元之含有率較佳為40莫耳%以下,更佳為25莫耳%以下,再佳為10莫耳%以下。
在聚醯胺(A)中,二羧酸單元與二胺單元的莫耳比較佳為1/0.5~1/2的範圍,更佳為1/0.75~1/1.5的範圍,再佳為1/0.8~1/1.2的範圍。
又,聚醯胺(A)可含有胺基羧酸單元。就胺基羧酸單元而言,可列舉例如:由己內醯胺、月桂基內醯胺等的內醯胺;11-胺基十一酸、12-胺基十二酸等的胺
基羧酸等所衍生的單元。聚醯胺(A)中的胺基羧酸單元之含有率,相對於聚醯胺(A)的二羧酸單元與二胺單元的合計100莫耳%而言,較佳為40莫耳%以下,更佳為20莫耳%以下。
本發明所使用的聚醯胺(A)可含有來自末端密封劑的單元。來自末端密封劑的單元相對於前述二胺單元,較佳為1.0~10莫耳%,更佳為2.0~7.5莫耳%,再佳為2.5~6.5莫耳%。若來自末端密封劑的單元為上述範圍,聚醯胺組成物係成形性優異,所得之反射板在耐光性或耐熱性更優異。
為了將來自末端密封劑的單元設成上述所期望的範圍,於聚合原料進料時,藉由相對於二胺使末端密封劑成為上述所期望的範圍來進行進料。此外,考慮到在聚合時單體成分會揮發,理想是以在所得之樹脂導入期望量之來自末端密封劑的單元的方式,來微調整聚合原料進料時之末端密封劑的進料量。
就求得聚醯胺(A)中之來自末端密封劑的單元之方法而言,可列舉例如:如日本特開平07-228690號公報所示,測定溶液黏度,從其與數量平均分子量的關係式來算出全部末端基量,自其減去藉由滴定所求得之胺基量與羧基量的方法;使用1H-NMR,根據對應於各個二胺單元與來自末端密封劑的單元之信號的積分值而求得的方法等。
就末端密封劑而言,可使用具有與末端胺基或末端羧基之反應性的單官能性化合物。具體而言,可
列舉單羧酸、酸酐、單異氰酸酯、單酸鹵素化物、單酯類、單醇類、單胺等。從反應性及密封末端之安定性等的觀點,就對於末端胺基之末端密封劑而言,較佳為單羧酸,就對於末端羧基之末端密封劑而言,較佳為單胺。又,從操作之容易度等的觀點,就末端密封劑而言,更佳為單羧酸。
就作為末端密封劑所使用之單羧酸而言,只要為具有與胺基的反應性者即可,並未特別限制,可列舉例如:乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、辛酸、月桂酸、十三酸、肉荳蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、三甲基乙酸、異丁酸等的脂肪族單羧酸;環戊烷羧酸、環己烷羧酸等的脂環式單羧酸;苯甲酸、甲基苯甲酸、α-萘羧酸、β-萘羧酸、甲基萘羧酸、苯乙酸等的芳香族單羧酸;此等之任意的混合物等。此等之中,從反應性、密封末端之安定性、價格等點,較佳為乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、辛酸、月桂酸、十三酸、肉荳蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、苯甲酸。
就作為末端密封劑所使用之單胺而言,只要為具有與羧基的反應性者即可,並未特別限制,可列舉例如:甲胺、乙胺、丙胺、丁胺、己胺、辛胺、癸胺、硬脂醯胺、二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺等的脂肪族單胺;環己胺、二環己胺等的脂環式單胺;苯胺、甲苯胺、二苯胺、萘胺等的芳香族單胺;此等之任意的混合物等。此等之中,從反應性、高沸點、密封末端之安定性及價格等點,較佳為丁胺、己胺、辛胺、癸胺、硬
脂醯胺、環己胺、苯胺。
本發明所使用的聚醯胺(A)可使用作為製造結晶性聚醯胺之方法所知的任意方法來進行製造。可藉由例如:以酸氯化物與二胺作為原料的溶液聚合法或界面聚合法、以二羧酸與二胺作為原料的熔融聚合法、固相聚合法、熔融擠壓聚合法等的方法,而進行製造。
聚醯胺(A)可藉由例如:一開始將二胺、二羧酸、及按照需要的觸媒或末端密封劑整批一起添加來製造耐綸鹽後,在200~250℃的溫度加熱聚合作成預聚物,進一步進行固相聚合或使用熔融擠壓機進行聚合,而進行製造。在藉由固相聚合來進行聚合的最終階段之情形,較佳為在減壓下或惰性氣體流動下進行,若聚合溫度在200~280℃的範圍內,則聚合速度大,生產性優異,能有效地抑制著色或凝膠化。就在藉由熔融擠壓機來進行聚合的最終階段之情形的聚合溫度而言,較佳為為370℃以下,若在該條件下聚合,則能得到幾乎無分解、劣化少的聚醯胺(A)。
就製造聚醯胺(A)時能使用的觸媒而言,可列舉例如:磷酸、亞磷酸、次亞磷酸、彼等之鹽或酯。就上述的鹽或酯而言,可列舉:磷酸、亞磷酸或次亞磷酸與鉀、鈉、鎂、釩、鈣、鋅、鈷、錳、錫、鎢、鍺、鈦、銻等金屬的鹽;磷酸、亞磷酸或次亞磷酸的銨鹽;磷酸、亞磷酸或次亞磷酸的乙酯、異丙酯、丁酯、己酯、異癸酯、十八烷酯、癸酯、硬脂醯酯、苯酯等。在此等之中,較佳為次亞磷酸鈉一水合物或亞磷酸。
聚醯胺(A)較佳在濃硫酸中,於30℃的條件下測定之極限黏度在0.60~1.2dl/g的範圍,較佳為在0.65~1.1dl/g的範圍。若使用極限黏度為0.60dl/g以上的聚醯胺(A),則所得之反射板的機械之物性變得良好。又若使用極限黏度為1.2dl/g以下的聚醯胺(A),則成形性為良好。
<氧化鈦(B)>
本發明之聚醯胺組成物,從得到具有高光反射性之LED反射板的觀點,含有氧化鈦(B)。就氧化鈦(B)而言,可列舉例如:氧化鈦(TiO)、三氧化鈦(Ti2O3)、二氧化鈦(TiO2)等,可使用此等之中的任一者,較佳為二氧化鈦。又,就二氧化鈦而言,並未特別限定,較佳為具有金紅石型或銳鈦礦型的結晶構造者,從耐候性、光反射率之觀點,更佳為具有金紅石型的結晶構造者。具有金紅石型之結晶構造的二氧化鈦由於折射率較銳鈦礦型高,所以與組成物中之其他構成成分(介質)的折射率差也變大。由於介質與氧化鈦的折射率差越大,在其界面的反射率會變得越高,所以有利於得到更高的光反射率。
氧化鈦(B)的形狀並無特別限定,較佳為無定形。在使用無定形之氧化鈦(B)的情形,所得之反射板的尺寸變化及尺寸變化的各向異性小,且展線出可抑制與用於LED封裝之密封材的剝離等的不當情況之效果。
氧化鈦(B)的平均粒徑從得到充分的光反射率之觀點,較佳為0.10~0.50μm,更佳為0.15~0.40μm,再佳為0.20~0.30μm的範圍內。此處,可使用將塊狀者或平均粒徑大者適宜粉碎,按照需要藉由篩等進行分
級,而成為上述之平均粒徑者。
氧化鈦(B)的平均粒徑可藉由使用電子顯微鏡法之影像解析而求得。具體而言,係針對使用透射型電子顯微鏡而攝影之1000個以上的氧化鈦粒子測定長徑與短徑,將其平均值設為平均粒徑。
又,就氧化鈦(B)而言,為了改善組成物中的分散性,可使用施加表面處理者。就表面處理劑而言,可列舉例如:氧化矽、氧化鋁、氧化鋯、氧化錫、氧化銻、氧化鋅等的金屬氧化物;矽烷偶合劑、聚矽氧等的有機矽化合物;鈦偶合劑等的有機鈦化合物;有機酸、多元醇等的有機物等。
<氧化鎂(C)>
本發明之聚醯胺組成物含有氧化鎂(C)。藉此,將該組成物成形而得之LED反射板可抑制黃變等的變色或白色度的降低,尤其是即使在暴露在依LED封裝的製造步驟或使用環境所假設的熱之情形,在短期加熱後及長期加熱後的兩者中光反射率的降低亦少,且能維持高光反射率。關於該理由雖不確定,但茲認為係因為後述的酚系抗氧化劑會捕捉由熱或光產生的自由基,且進一步產生的過氧化物會被氧化鎂安定化、或被後述的磷系抗氧化劑分解,藉此而能使此等成分協力有效地切斷自由基鏈,且能降低氧化劣化所引起之變色的緣故。再者茲認為係因為氧化鎂會與作為聚醯胺的熱變色的起點之部位反應而被視為亦具有抑制熱變色的效果,能與前述效果協同地抑制變色的緣故。
氧化鎂(C)的平均粒徑,並未特別限制,從使諸特性提升之觀點,較佳為0.050~10μm,更佳為0.10~5.0μm,再佳為0.20~2.0μm。該平均粒徑可用與前述同樣的方法來測定。
氧化鎂(C)的比表面積,亦未特別限制,BET比表面積較佳為50m2/g以上,更佳為50~200m2/g,再佳為90~160m2/g。若氧化鎂(C)的BET比表面積為50m2/g以上,則由於在聚醯胺(A)的分散性變得良好,凝集受到抑制,所以能得到具有高光反射率之LED反射板。又,即使在暴露在依LED封裝的製造步驟或使用環境所假設的熱之情形,在短期加熱後及長期加熱後的兩者中光反射率的降低亦少,能維持更高的光反射率,所得之LED反射板的機械強度亦提高。BET比表面積係依照JIS Z8830:2013所測定的值。
又作為氧化鎂(C),為了使與聚醯胺(A)的密合性及分散性提升,可使用施加表面處理者。就表面處理劑而言,可列舉例如:胺基矽烷、環氧矽烷等的矽烷偶合劑、聚矽氧等的有機矽化合物;鈦偶合劑等的有機鈦化合物;有機酸、多元醇等的有機物等。
<酚系抗氧化劑(D)/磷系抗氧化劑(E)>
本發明之聚醯胺組成物之特徵係含有酚系抗氧化劑(D)及磷系抗氧化劑(E)。在本發明之聚醯胺組成物中,藉由併用酚系抗氧化劑(D)與磷系抗氧化劑(E),能得到具有高光反射性,且即使在暴露於熱或光之後亦能維持高光反射率之LED反射板。在聚醯胺組成物僅含有酚系
抗氧化劑(D)或磷系抗氧化劑(E)之中的任一者之情形、或不含有任一者之情形,在暴露於熱或光時光反射率會降低,無法抑制在短期加熱後及長期加熱後的兩者中光反射率的降低。
(酚系抗氧化劑(D))
本發明之聚醯胺組成物,藉由含有規定的酚系抗氧化劑(D),能捕捉因熱或光而產生的自由基,抑制所得之LED反射板的光反射率之降低。
從得到上述效果之觀點,本發明所使用的酚系抗氧化劑(D)之特徵係在分子中不含有4個以上的酚構造。亦即,本發明中的酚系抗氧化劑(D)係僅由在分子中含有1~3個酚構造之酚系抗氧化劑而構成的。LED反射板用聚醯胺組成物中,若使用在分子中含有4個以上酚構造的酚系抗氧化劑,則長期加熱後的光反射率會降低。
上述所謂的「酚構造」較佳為下述式(2)所示之構造。
(式(2)中,R21~R23各自獨立地為碳數1或2的烷基,R24~R26各自獨立地為氫原子或碳數1~10的烷基;**表示結合位置)。
就本發明使用的酚系抗氧化劑(D)而言,從得
到高光反射率之觀點、及從抑制光反射率的降低之觀點,較佳為在分子中含有1~3個的前述式(2)所示之構造的酚系抗氧化劑,更佳為含有2~3個的該構造之酚系抗氧化劑,再佳為含有2個的該構造之酚系抗氧化劑。
從抑制光反射率的降低之觀點,前述式(2)中,R21~R23所示之基較佳為甲基,亦即-C(R21)(R22)(R23)所示之基較佳為三級丁基。
從捕捉因熱或光而產生之自由基後所生成的苯氧基自由基之安定性的觀點,前述式(2)中,R24及R25所示之基較佳為氫原子或碳數1~2的烷基,更佳為氫原子。
從抑制光反射率的降低之觀點,前述式(2)中,R26所示之基較佳為碳數1~7的烷基,更佳為碳數1~4的烷基,再佳為甲基或三級丁基。
就前述具有式(2)所示之構造的酚系抗氧化劑而言,從得到高光反射率之觀點、及從抑制光反射率的降低之觀點,較佳為R21~R23所示之基全部皆為甲基,R26所示之基為甲基或三級丁基,具體而言更佳為下述式(3)所示之酚系抗氧化劑。
(式(3)中,R31及R32各自獨立地表示氫原子或
甲基,R33表示甲基或三級丁基,X1表示碳數1~20之2價的有機基,Z表示1~3價的有機基。n為1~3的整數)。
從捕捉因熱或光而產生之自由基後所生成的苯氧基自由基之安定性的觀點,前述式(3)中,R31及R32所示之基較佳為氫原子,從光反射率的提升、及抑制光反射率的降低之觀點,X1所示之基較佳為下述式(4)所示之2價的有機基。
(式(4)中,R4表示單鍵或碳數1~17的伸烷基,Y表示氧原子或-NH-所示之基中的任一者。***表示與酚構造的結合位置)。
前述式(3)所示之酚系抗氧化劑,在n為1之情形,其係Z為1價的有機基且在酚性羥基之鄰位具有三級丁基的單官能酚系抗氧化劑(以下,亦稱為「單官能酚系抗氧化劑」)。
本發明使用的單官能酚系抗氧化劑,從光反射率的提升、抑制光反射率的降低之觀點,前述式(4)的Y較佳為氧原子,R4較佳為單鍵。又,前述式(3)的Z較佳為碳數5~25的烷基,更佳為碳數10~20的烷基,再佳為碳數15~20的烷基,又再佳為正十八烷基。
就前述單官能酚系抗氧化劑而言,可列舉丙酸正十八烷基-3-(3,5-二三級丁基-4-羥基苯基)酯等。市售者中,可列舉例如:「Adekastab AO-50」(商品名,ADEKA(
股)製)、「IRGANOX1076」(商品名,BASF日本(股)製)等。
前述式(3)所示之酚系抗氧化劑,在n為2之情形,其係Z為2價的有機基且在酚性羥基之鄰位具有三級丁基的2官能酚系抗氧化劑(以下,亦稱為「2官能酚系抗氧化劑」)。
本發明使用的2官能酚系抗氧化劑係R4較佳為單鍵。
在前述式(4)的Y為-NH-所示之基的情形,從光反射率的提升、及抑制光反射率的降低之觀點,前述式(3)的Z較佳為碳數1~10的伸烷基,更佳為碳數4~8的伸烷基,再佳為碳數6的伸烷基。
在前述式(4)的Y為氧原子之情形,從光反射率的提升、及抑制光反射率的降低之觀點,前述式(3)的Z較佳為選自包含碳數1~10的直鏈或支鏈的伸烷基、-X2-O-X2-所示之醚基、-X2-S-X2-所示之硫醚基、及下述式(5)所示之在分子內具有來自季戊四醇的螺骨架之2價的有機基之群組中的1種以上,更佳為選自包含-X2-S-X2-所示之硫醚基、及下述式(5)所示之在分子內具有來自季戊四醇的螺骨架之2價的有機基之群組中的1種以上,再佳為下述式(5)所示之在分子內具有來自季戊四醇的螺骨架之2價的有機基。
式(5)的X2較佳為碳數1~7之直鏈或支鏈的伸烷基,更佳為碳數2~4之直鏈或支鏈的伸烷基,再佳為碳數4之分支丁烯基。亦即式(5)較佳為下述式(5)’所示者。
(式(5)中,X2表示碳數1~10之直鏈或支鏈的伸烷基)。
作為2官能酚系抗氧化劑,可列舉:2,2-硫代-二伸乙基雙[3-(3,5-二三級丁基-4-羥基苯基)丙酸酯]、N,N’-六亞甲基雙[3-(3,5-二三級丁基-4-羥基苯基)丙醯胺]、三乙二醇雙(3-三級丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酸酯、六亞甲基雙(3-(3,5-二三級丁基-4-羥基苯基)丙酸酯)、3,9-雙[1,1-二甲基-2-[β-(3-三級丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙醯氧基]乙基]-2,4,8,10-四氧雜螺[5.5]十一烷。市售者可列舉例如:「IRGANOX1035」、「IRGANOX1098」、「IRGANOX245」、「IRGANOX259」(商品名,均為BASF日本(股)製)、「Adekastab AO-80」(商品名,ADEKA(股)製)、「Sumilizer GA-80」(商品名,住友化學(股)製)等。
前述式(3)所示之酚系抗氧化劑,在n為3之情形,其係Z為3價的有機基且在酚性羥基之鄰位具有三級丁基的3官能酚系抗氧化劑(以下,亦稱為「3官能酚系抗氧化劑」)。
前述作為3官能酚系抗氧化劑,可列舉:異三聚氰酸
參(3,5-二三級丁基-4-羥基苯甲基)酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-參(3,5-二三級丁基-4-羥基苯甲基)苯等。市售者可列舉例如「Adekastab AO-20」(商品名,ADEKA(股)製)等。
上述之中,從得到本發明效果之觀點,就酚系抗氧化劑(D)而言,較佳為選自包含N,N’-六亞甲基雙[3-(3,5-二三級丁基-4-羥基苯基)丙醯胺](IRGANOX1098)及3,9-雙[1,1-二甲基-2-[β-(3-三級丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙醯氧基]乙基]-2,4,8,10-四氧雜螺[5.5]十一烷(Sumilizer GA-80)之群組中的至少1種,更佳為N,N’-六亞甲基雙[3-(3,5-二三級丁基-4-羥基苯基)丙醯胺]。
(磷系抗氧化劑(E))
本發明之聚醯胺組成物,藉由含有規定的磷系抗氧化劑(E),能分解因熱或光而產生的過氧化物,抑制所得之反射板的光反射率之降低。
從得到本發明效果之觀點,磷系抗氧化劑(E)係在分子中含有3個以上的下述式(1)所示之構造者。其中,較佳為選自包含在分子中含有3個以上的下述式(1)所示之構造的亞磷酸酯及亞膦酸酯之群組中的至少1種。
(式(1)中,R11~R13各自獨立地為碳數1或2的烷基,R14~R17各自獨立地為氫原子或碳數1~10的烷基;*表示與磷原子之結合位置)。
從抑制光反射率的降低之觀點,前述式(1)中,R11~R13所示之基較佳為甲基,亦即-C(R11)(R12)(R13)所示之基較佳為三級丁基。
前述式(1)中,R15所示之基較佳為碳數3~7的二級或三級烷基,更佳為碳數4或5的三級烷基,再佳為三級丁基。
從使立體障礙少、使與因熱或光而產生之過氧化物的反應性提升之觀點,前述式(1)中,R14及R16所示之基各自獨立地較佳為氫原子或碳數1~2的烷基,更佳為氫原子。
從使立體障礙少、使與因熱或光而產生之過氧化物的反應性提升之觀點,前述式(1)中,R17所示之基較佳為氫原子或碳數1~7的烷基,更佳為氫原子。
就磷系抗氧化劑(E)而言,從抑制光反射率的降低之觀點,再佳為選自包含下述通式(6)~(7)所示之磷系抗氧化劑之群組中的至少1種。
(式(6)中,R61、R63、R64及各自獨立地為氫原子或甲基,R62為碳數1~10的烷基)。
前述式(6)中,R62所示之基較佳為碳數3~7的二級或三級烷基,再佳為碳數4或5的三級烷基,又再佳為三級丁基。
從使立體障礙少、使與因熱或光而產生之過氧化物的反應性提升之觀點,前述式(6)中,R61、R63、R64所示之基較佳為氫原子。
就前述式(6)所示之磷系抗氧化劑而言,較佳為參(2,4-二三級丁基苯基)亞磷酸酯。市售者可列舉例如「IRGAFOS168」(商品名,BASF日本(股)製)等。
(式(7)中,R71、R73、R74、R75、R77、及R78各自獨立地表示氫原子或甲基,R72及R76各自獨立地表示碳數1~10的烷基。X3表示單鍵、-O-、-S-、-SO2-或碳數1~10的2價的有機基)。
前述式(7)中,R72及R76所示之基更佳為碳數3
~7的二級或三級烷基,再佳為碳數4或5的三級烷基,又再佳為三級丁基。
前述式(7)中,R71、R73、R74、R75、R77、及R78所示之基較佳為氫原子。
前述式(7)中,X3較佳為單鍵。
就前述式(7)所示之磷系抗氧化劑而言,可列舉肆(2,4-二三級丁基苯基)-4,4’-伸聯苯基亞磷酸酯、肆(2,4-二三級丁基-5-甲基苯基)-4,4’-伸聯苯基亞磷酸酯等,從光反射率的提升、及抑制光反射率的降低之觀點,較佳為肆(2,4-二三級丁基苯基)-4,4’-伸聯苯基亞磷酸酯。
市售者可列舉例如:「Hostanox P-EPQ」(商品名,Clariant Japan(股)製)、「GSY-P101」(商品名,堺化學工業(股))等。
此等之磷系抗氧化劑可單獨或組合2種以上使用。
就磷系抗氧化劑(E)而言,從抑制光反射率的降低之觀點,較佳為選自包含參(2,4-二三級丁基苯基)亞磷酸酯(IRGAFOS168)及肆(2,4-二三級丁基苯基)-4,4’-伸聯苯基亞磷酸酯(Hostanox P-EPQ)之群組中的至少1種,更佳為參(2,4-二三級丁基苯基)亞磷酸酯。
就酚系抗氧化劑(D)與磷系抗氧化劑(E)的適宜組合而言,從光反射率的提升、以及抑制因熱及光所引起之光反射率的降低之觀點,較佳為選自包含N,N’-六亞甲基雙(3,5-二三級丁基-4-羥基苯基丙醯胺基)(IRGANOX 1098)及3,9-雙[1,1-二甲基-2-[β-(3-三級丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙醯氧基]乙基]-2,4,8,10-四氧雜
螺[5.5]十一烷(Sumilizer GA-80)之群組中的至少1種的酚系抗氧化劑(D)、與選自包含參(2,4-二三級丁基苯基)亞磷酸酯(IRGAFOS168)及肆(2,4-二三級丁基苯基)-4,4’-伸聯苯基亞磷酸酯(Hostanox P-EPQ)之群組中的至少1種的磷系抗氧化劑(E)之組合,更佳為N,N’-六亞甲基雙(3,5-二三級丁基-4-羥基苯基丙醯胺基)與參(2,4-二三級丁基苯基)亞磷酸酯之組合。
<強化材料(F)>
本發明之聚醯胺組成物從使成形性或機械特性提升之點,可進一步含有強化材料(F)。
就強化材料(F)而言,可使用具有纖維狀、平板狀、針狀、粉末狀、交叉狀等的各種形態者。具體而言,可列舉:玻璃纖維、碳纖維、芳香族聚醯胺纖維、液晶聚合物(LCP)纖維、金屬纖維等的纖維狀填充劑;雲母等的平板狀填充劑;鈦酸鉀晶鬚、硼酸鋁晶鬚、碳酸鈣晶鬚、硫酸鎂晶鬚、矽灰石、海泡石、硬矽鈣石、氧化鋅晶鬚等的針狀填充劑;氧化矽、氧化鋁、碳酸鋇、碳酸鎂、氮化鋁、氮化硼、鈦酸鉀、矽酸鋁(高嶺土、黏土、葉臘石、皂土)、矽酸鈣、矽酸鎂(厄帖浦石)、硼酸鋁、硫酸鈣、硫酸鋇、硫酸鎂、石綿、玻璃珠粒、石墨、碳奈米管、炭化矽、絹雲母、水滑石、二硫化鉬、酚醛樹脂粒子、交聯苯乙烯系樹脂粒子、交聯丙烯酸系樹脂粒子等的粉末狀填充劑等。此等之強化材料可單獨1種使用,亦可併用2種以上。
此等之強化材料(F)的表面,以提高於聚醯胺(A)中
的分散性之目的、或以提高與聚醯胺(A)的黏合性之目的,可藉由矽烷偶合劑、鈦偶合劑、丙烯酸樹脂、胺基甲酸酯樹脂、環氧樹脂等的高分子化合物、或其他低分子化合物而進行表面處理。
上述的強化材料(F)之中,基於得到低成本、機械強度高的成形品,較佳為選自包含纖維狀填充劑及針狀填充劑之群組中的至少1種。強化材料(F)從高強度、低成本之觀點,較佳為玻璃纖維,從得到表面平滑性高的成形品之觀點,較佳為針狀填充劑。尤其是從保持白色度之觀點,就強化材料(F)而言,較佳係可使用選自包含玻璃纖維、矽灰石、鈦酸鉀晶鬚、碳酸鈣晶鬚、及硼酸鋁晶鬚之群組中的至少1種,更佳係可使用選自包含玻璃纖維及矽灰石之群組中的至少1種。
玻璃纖維的平均纖維長較佳為1~10mm,更佳為1~7mm,再佳為2~4mm。又,玻璃纖維的平均纖維徑從得到機械強度之觀點,較佳為6~20μm,更佳為6~15μm。
矽灰石的平均縱橫比從得到機械強度之觀點,較佳為3以上,更佳為5以上,再佳為10以上。又,矽灰石的平均纖維徑較佳為0.1~15μm,更佳為2.0~7.0μm。
上述平均纖維長、平均纖維徑、及平均縱橫比係以與前述之氧化鈦(B)的平均粒徑之測定同樣的方法,可藉由使用電子顯微鏡法之影像解析而求得。
<光安定劑(G)>
本發明之聚醯胺組成物,以防止在暴露在依LED封裝的製造步驟或使用環境所假設的熱及光之際的變色、
抑制光反射率的降低為目的,可進一步含有光安定劑(G)。
就光安定劑(G)而言,可列舉:二苯甲酮系化合物、水楊酸酯系化合物、苯并三唑系化合物、丙烯腈系化合物、其他共軛系化合物等的有紫外線吸收效果之化合物、受阻胺系化合物等的有自由基捕捉能力之化合物等。尤其是從與聚醯胺(A)的親和性高、耐熱性亦為優異之觀點,較佳為在分子內具有醯胺鍵之化合物。又,若併用有紫外線吸收效果之化合物與有自由基捕捉能力之化合物,由於展現出更高的安定化效果而為較佳。此等之光安定劑亦可併用2種以上使用。
在本發明之聚醯胺組成物中可摻合結晶成核劑。就結晶成核劑而言,可列舉滑石或碳黑等。滑石的平均粒徑較佳為1~10μm。該平均粒徑可以與前述同樣的方法來測定。結晶成核劑的摻合量,相對於聚醯胺組成物整體的質量而言,較佳為0.05~1.0質量%。
在本發明之聚醯胺組成物中,可摻合具有長鏈脂肪族烴構造之化合物作為脫模劑。具體而言,可例示:硬脂酸或褐煤酸等高級脂肪酸的鈣等之金屬鹽或酯、聚乙烯蠟或聚丙烯蠟等。
再者,在本發明之聚醯胺組成物中,亦可進一步摻合:苯胺黑或其他有機系或無機系的著色劑;抗靜電劑;塑化劑;滑劑等的其他成分。在本發明之聚醯胺組成物中摻合其他成分之情形,其量相對於本發明之聚醯胺組成物整體的質量而言,較佳為5質量%以下。
<聚醯胺組成物中的各成分的含量>
本發明之聚醯胺組成物中的聚醯胺(A)之含量較佳為30質量%以上,更佳為35質量%以上,再佳為40質量%以上。若聚醯胺(A)的含量為30質量%以上,於LED反射板的成形為容易,又所得之LED反射板的耐熱性或機械的特性為良好。又,本發明之聚醯胺組成物中的聚醯胺(A)的含量,從所得之反射板的機械物性或高反射率特性之觀點,較佳為80質量%以下,更佳為70質量%以下,再佳為60質量%以下。
本發明之聚醯胺組成物中的氧化鈦(B)的含量,相對於聚醯胺(A)100質量份而言為10~100質量份,較佳為20~92.5質量份,更佳為30~85質量份,再佳為50~85質量份。若聚醯胺組成物中的氧化鈦(B)的含量相對於聚醯胺(A)100質量份而言小於10質量份,則由該組成物所得之LED反射板無法得到充分的光反射率。又,若聚醯胺組成物中的氧化鈦(B)的含量相對於聚醯胺(A)100質量份而言超過100質量份,則所得之LED反射板的光反射率降低,又耐熱性或機械特性亦會變得劣化。
本發明之聚醯胺組成物中的氧化鎂(C)的含量,相對於聚醯胺(A)100質量份而言為0.50~15.0質量份,較佳為0.60~10.0質量份,更佳為0.80~5.0質量份。若聚醯胺組成物中的氧化鎂(C)的含量相對於聚醯胺(A)100質量份而言小於0.50質量份,則無法抑制前述熱變色。又,若聚醯胺組成物中的氧化鎂(C)的含量相對於聚醯胺(A)100質量份而言超過15.0質量份,則成形性會降低。
本發明之聚醯胺組成物中的酚系抗氧化劑(D)的含量,相對於聚醯胺(A)100質量份而言為0.10~0.80質量份,較佳為0.10~0.70質量份,更佳為0.13~0.60質量份。若聚醯胺組成物中的酚系抗氧化劑(D)的含量相對於聚醯胺(A)100質量份而言小於0.10質量份,則暴露於熱或光時的光反射率會降低。又,若聚醯胺組成物中的酚系抗氧化劑(D)的含量相對於聚醯胺(A)100質量份而言超過0.80質量份,則長期加熱後的光反射率會降低。
又從得到本發明效果之觀點,本發明之聚醯胺組成物中的酚系抗氧化劑(D)對磷系抗氧化劑(E)的質量比[(D)成分/(E)成分]為滿足下述式(I)者。
0.25≦質量比[(D)成分/(E)成分]≦3.0 (I)
若該質量比小於0.25,則尤其在短期加熱後的光反射率會降低,又若超過3.0,則尤其長期加熱後的光反射率會降低。
從上述觀點,該質量比[(D)成分/(E)成分]較佳為0.30以上,更佳為0.50以上,再佳為0.80以上,較佳為2.5以下,更佳為2.0以下,再佳為1.5以下,又再佳為1.3以下,又再佳為1.2以下。
惟,本發明之聚醯胺組成物中的酚系抗氧化劑(D)及磷系抗氧化劑(E)的合計含量,相對於聚醯胺(A)100質量份而言,較佳為1.5質量份以下,更佳為1.0質量份以下。若該合計含量為1.5質量份以下,由於在聚醯胺組成物之成形時產生的氣體量少,所以能避免由於在成形品表面產生殘餘氣體而殘留有氣體燃燒的痕跡,或於加熱時
或光處理時變色之所謂的不當情況。
此外,本發明之聚醯胺組成物中的氧化鎂(C)對磷系抗氧化劑(E)的質量比[(C)成分/(E)成分],從進一步抑制在短期加熱後及長期加熱後的兩者中光反射率的降低之觀點,較佳為1.0以上,更佳為4.0以上,又,較佳為100以下,更佳為60以下,再佳為50以下,又再佳為30以下。
從適度地提高成形性或機械特性之觀點,在含有強化材料(F)之情形,其摻合量相對於本發明之聚醯胺組成物中的聚醯胺(A)100質量份而言,較佳為5~80質量份,更佳為10~60質量份,再佳為15~40質量份。又從得到本發明效果之觀點,強化材料(F)的摻合量相對於本發明之聚醯胺組成物整體的質量而言,較佳為80質量%以下的範圍,更佳為60質量%以下的範圍,再佳為40質量%以下的範圍,又再佳為30質量%以下的範圍。
在含有光安定劑(G)之情形,若考慮到防止本發明之聚醯胺組成物的變色與抑制光反射率的降低之效果、及不使製造成本過度地增大之觀點,則其摻合量相對於本發明之聚醯胺組成物中的聚醯胺(A)100質量份而言,較佳為0.05~2.0質量份,更佳為0.05~1.5質量份,再佳為0.10~1.0質量份。
本發明之聚醯胺組成物,可藉由將上述之各構成成分按照眾所周知的方法混合而調製。可列舉例如:在聚醯胺(A)的聚縮合反應時添加各成分之方法、將聚醯胺(A)與其他成分乾式摻合之方法、使用擠壓機將各構
成成分熔融混錬之方法等。此等之中根據操作容易、得到均勻的組成物等,較佳為使用擠壓機將各構成成分熔融混錬之方法。此時所使用的擠壓機較佳為2軸螺旋型者,就熔融混錬溫度而言,較佳為從較聚醯胺(A)的熔點高5℃之溫度至370℃以下的範圍內。
本發明之聚醯胺組成物成形性良好,可藉由射出成形、擠壓成形、加壓成形、吹塑成形、壓延成形、流延成形等的一般對於熱塑化性樹脂組成物所使用的成形方法,而成形LED反射板。又亦可採用組合上述之成形方法的成形方法。尤其是以成形的容易度、量產性、成本等之面而言,較佳為射出成形。又,亦可將本發明之聚醯胺組成物與其他的聚合物進行複合成形。再者,亦可能將本發明之聚醯胺組成物與包含金屬之成形體或織物等進行複合化。
[LED反射板]
本發明之LED反射板係將上述之本發明之聚醯胺組成物進行成形而得。該反射板即使在暴露在依LED封裝的製造步驟或使用環境所假設的熱之情形,在短期加熱後及長期加熱後的兩者中光反射率的降低亦少,可維持高反射率。
本發明之LED反射板係能適當地作為例如用於背光光源、照明、汽車的各種燈等之LED反射板使用。尤其是能適當地作為對應於表面封裝之LED用的反射板使用。
本發明之LED反射板之特徵係由分光光度計所測之波長460nm的光反射率在短期加熱後、長期加熱
後均以高水準保持。例如在相對於聚醯胺(A)100質量份而言,氧化鈦(B)的含量為56.6質量份之情形,在170℃加熱5小時後的從初期反射率起之反射率的降低量較佳為8.0%以下,更佳為7.5%以下,再佳為7.0%以下。又,在120℃加熱1,000小時之後的從初期反射率起之反射率的降低量較佳為14%以下,更佳為13%以下,再佳為12%以下。
再者,本發明之LED反射板係由分光光度計所測之波長460nm的光反射率在光照射後亦以高水準保持。例如在相對於聚醯胺(A)100質量份而言,氧化鈦(B)的含量為56.6質量份、光安定劑(G)的含量為0.57質量份之情形,在照射紫外線240小時後的從初期反射率起之反射率的降低量較佳為3.0%以下,更佳為2.5%以下,再佳為2.0%以下。
本發明之LED反射板由分光光度計所測之波長460nm的光初期反射率較佳為93.0%以上,更佳為95.0%以上,再佳為96.0%以上。
此外,由分光光度計所測之各光反射率、及各反射率之降低量,可藉由實施例記載的方法而測定。
本發明之LED反射板可使用於發光裝置,且該發光裝置會成為高壽命。
[發光裝置]
本發明之發光裝置之特徵係具備上述本發明之LED反射板。就本發明的發光裝置之例而言,可列舉背光光源、照明用光源、汽車之各種燈的光源等。
於第1圖表示本發明的發光裝置之代表的構成之一例。第1圖係示意地表示SMD(surface mounted device)類型的發光裝置(LED裝置)1者。在發光裝置1中,於藉由基板20與反射件(筐體)30所形成之封裝狀部50配置半導體發光元件10,在封裝狀部50中填充密封構件40(透光性的樹脂)。
以下,說明本發明之發光裝置的各要素。本發明之發光裝置並未受限於以下的要素。
<半導體發光元件>
半導體發光元件10係可適宜地使用於在500nm以下的波長領域具有發光峰部波長者。不限於具有單一發光峰部之半導體發光元件,亦可使用於具有複數個的發光峰部之半導體發光元件。此外,在具有複數個的發光峰部之情形,在較500nm長的波長領域可具有1個或2個以上的發光峰部。又,亦可使用在可見光的長波長領域(501nm~780nm)具有發光峰部之半導體發光元件。
半導體發光元件10的構成並未限定於具有上述之波長特性者。可使用例如將GaAlN、ZnS、ZnSe、SiC、GaP、GaAlAs、AlN、InN、AlInGaP、InGaN、GaN、AlInGaN等的半導體作為發光層而形成者。
又,發光層可含有任意的摻雜物。
半導體發光元件10可適宜使用複數個。可設成例如:綠色系可發光的發光元件2個、藍色系及紅色系可發光的發光元件各自1個。
半導體發光元件10與基板20的連接方法並未
特別限制,可使用導電性的環氧或聚矽氧接著劑。再者,為了將由半導體元件產生的熱更有效率地傳導至基板,可使用低熔點的金屬。可例示例如:Sn/Ag/Cu(熔點220度)、Sn/Au(熔點282度)等。
<封裝>
封裝係一搭載有半導體發光元件10之構件,其一部分或整體係由上述的本發明之LED反射板所形成。封裝可為包含單一構件者,亦可為組合複數個構件而構成者。
封裝較佳為具有凹部(杯狀部)。就封裝的一例而言,可列舉使反射件(筐體)與基板組合而成者,例如:在第1圖中,以形成凹部(杯狀部)的方式,使所期望之形狀的反射件(筐體)30接著於基板20上而構成封裝。基板20及反射件30係藉由將上述的聚醯胺組成物成形而成之本發明的LED反射板所形成。可以是僅基板20及反射件30中的一者為藉由本發明之LED反射板所形成。如此,在使用複數個本發明之LED反射板的情形,亦可將藉由改變聚醯胺組成物的組成形成LED反射板所得之不同特性的LED反射板組合使用。就另一例而言,可列舉:以在一面側形成有凹部(杯狀部)的方式成形上述的聚醯胺組成物,而由1個LED反射板形成封裝的構成。就進一步的另一例而言,亦可使用僅包含平板狀的LED反射板者來作為封裝。
所謂的於封裝所形成之凹部(杯狀部),係指具有底部與側面部,且垂直於光軸之方向的剖面面積係由具有從該底部朝向發光裝置的光取出方向而連續地或
階段地增加的形狀之空間所構成的部分。在滿足該條件之範圍中,底部及側面部的形狀並未特別限定。
<密封構件>
密封構件40係以被覆半導體發光元件10的方式所形成的構件,主要係以從外部環境保護半導體發光元件10之目的而具備。
密封構件40中,以保護半導體發光元件10或配線為目的,亦可使用透明熱硬化性樹脂。就透明熱硬化性樹脂而言,可例示含有環氧或聚矽氧之熱硬化性樹脂。聚矽氧可按照封裝的要求特性而使用樹脂類型、橡膠類型、凝膠類型。又,為了提高反射件30與密封構件40的密合性,可以氬等的稀有氣體電漿處理反射件30。
亦可以包含不同材料之複數層積層在半導體發光元件10上而形成的方式設置密封構件40。
亦可使密封構件40含有螢光體。藉由使用螢光體,可將來自半導體發光元件10之一部分的光變換成不同波長的光,而使發光裝置的發光色變化、或補正。
螢光體若為可藉由來自半導體發光元件10的光而激發者,則可使用任意者。較佳係可使用例如:選自包含主要以Eu、Ce等的鑭系元素系元素所激活的氮化物螢光體、氮氧化物系螢光體、氮化矽鋁氧系螢光體;主要藉由Eu等的鑭系元素系或Mn等的過渡金屬系之元素所激活之鹼土族金屬鋁酸鹽螢光體、鹼土族矽酸鹽、鹼土族硫化物、鹼土族硫代鎵酸鹽、鹼土族氮化矽、鍺酸鹽鹽;主要以Ce等的鑭系元素系元素所激活之稀土族鋁酸鹽
、稀土族矽酸鹽、或主要以Eu等的鑭系元素系元素所激活之有機化合物及有機錯合物等之群組中的至少1種。
又亦可組合複數種類的螢光體而含有於密封構件40中。在該情形中,亦可將藉由來自半導體發光元件10的光所激發之發光的螢光體、及藉由來自該螢光體的光所激發之發光的螢光體組合使用。
亦可藉由在密封構件40中含有二氧化鈦或氧化鋅等的光擴散體,而促進在密封構件40內的光擴散且減少發光不均。
第1圖的發光裝置1係例如如下述般而製造。首先,在為本發明之LED反射板的基板20上配置為本發明之LED反射板的反射件30。接著,安裝半導體發光元件10,以引線連接半導體發光元件10的電極與基板20上的配線圖案。接著,準備包含主劑與硬化劑之液狀的聚矽氧密封劑,灌注(potting)成杯狀部。在該狀態下加熱至約150℃使聚矽氧密封劑熱硬化。然後,在空氣中放熱。
於第2圖表示包含其他構成之本發明的發光裝置2之模式圖。在第2圖中,係對與發光裝置1相同的要素賦予相同的符號。發光裝置2係取代基板而使用引線框架80,並在引線框架80上安裝半導體發光元件10。其他的構成與發光裝置1相同。
於第3圖表示包含其他構成之本發明的發光裝置3之模式圖。在第3圖中,係對與發光裝置1相同的要素賦予相同的符號。發光裝置3係使用為本發明之LED反射板的基板70。在基板70施加所期望的配線71。又,不
使用筐體(反射件),如圖式般安裝半導體發光元件10後,可藉由使用所期望的模具之模具成形而形成密封構件60。又,可預先準備成形為所期望之形狀的密封構件60,使其以覆蓋半導體發光元件10的方式接著於基板70。
以上,作為本發明之構成例,係針對SMD類型的發光裝置進行說明,惟本發明亦能適用於在具有杯狀部之引線框架上安裝發光元件,且以密封構件被覆發光元件及引線框架的一部分而成之所謂的砲彈型發光二極體。又,亦可適用於將發光元件以所謂的倒裝晶片的形式安裝在基板或引線框架上之倒裝晶片類型的發光裝置。
以下,使用實施例及比較例來更詳細地說明本發明,但本發明並未限定於下述實施例者。
此外,實施例及比較例中的各評價係依照以下所示之方法而進行。
(熔點)
聚醯胺的熔點係將使用METTLER TOLEDO(股)製的差示掃描熱量分析裝置「DSC822」,在氮環境下以10℃/min的速度從30℃升溫至360℃時出現的融解峰部之峰部溫度當為熔點(℃)。此外,融解峰部有複數個之情形,將最高溫側之融解峰部的峰部溫度當為熔點。
(極限黏度[η])
濃硫酸中,在30℃下測定0.05、0.1、0.2、0.4g/dl濃度之試料的固有黏度(ηinh),將其外插於濃度0之值當
作極限黏度[η]。
ηinh=[ln(t1/t0)]/c
〔式中,ηinh表示固有黏度(dl/g),t0表示溶劑的流下時間(秒),t1表示試料溶液的流下時間(秒),c表示溶液中之試料的濃度(g/dl)〕。
(初期反射率)
使用在各實施例及比較例所得之聚醯胺組成物,以較聚醯胺的熔點高約20℃的缸筒溫度進行射出成形(模具溫度:140℃),製作厚度1mm、寬40mm、長度100mm的試驗片,藉由日立製作所股份有限公司製分光光度計(U-4000)來求得試驗片在460nm的波長之反射率。
(短期加熱後的反射率降低量)
使用在各實施例及比較例所得之聚醯胺組成物,以較聚醯胺的熔點高約20℃的缸筒溫度進行射出成形(模具溫度:140℃),製作厚度1mm、寬40mm、長度100mm的試驗片。將該試驗片在熱風乾燥機中於170℃加熱處理5小時。加熱處理後的藉由日立製作所股份有限公司製分光光度計(U-4000)來求得試驗片在460nm的波長之反射率。
短期加熱後的反射率降低量(%)=(初期反射率(%))-(在170℃加熱處理5小時後的反射率(%))
(長期加熱後的反射率降低量)
使用在各實施例及比較例所得之聚醯胺組成物,以較聚醯胺的熔點高約20℃的缸筒溫度進行射出成形(模具溫度:140℃),製作厚度1mm、寬40mm、長度100mm
的試驗片。將該試驗片在熱風乾燥機中於120℃加熱處理1,000小時。加熱處理後的藉由日立製作所股份有限公司製分光光度計(U-4000)來求得試驗片在460nm的波長之反射率。
長期加熱後的反射率降低量(%)=(初期反射率(%))-(在120℃加熱處理1,000小時後的反射率(%))
(加熱後評價)
以下述基準判斷實施例1~6、比較例1~10(使用相對於聚醯胺100質量份而言氧化鈦的含量為56.6質量份之聚醯胺組成物)中之加熱後的光反射率。
A:短期加熱後的反射率降低量為7.0%以下,而且長期加熱後的反射率降低量為12%以下
B:短期加熱後的反射率降低量為7.5%以下,而且長期加熱後的反射率降低量為13%以下(A評價除外)
C:短期加熱後的反射率降低量為8.0%以下,而且長期加熱後的反射率降低量為14%以下(A、B評價除外)
D:上述以外
(光照射後的反射率降低量)
使用在各實施例及比較例所得之聚醯胺組成物,以較聚醯胺的熔點高約20℃的缸筒溫度進行射出成形(模具溫度:140℃),製作厚度1mm、寬40mm、長度100mm的試驗片。將該試驗片設置在具備KF-1濾光器(DAIPLA WINTES股份有限公司製)之耐光性試驗裝置(DAIPLA WINTES股份有限公司製SUPER WIN MINI)的距上部石英玻璃面25cm的距離,進行240小時的光照射。此外,在
設置試驗片之位置的300~400nm之波長中的照度為10mW/cm2。藉由日立製作所股份有限公司製分光光度計(U-4000)來求得光照射後的試驗片在460nm的波長之反射率。
光照射後的反射率降低量(%)=(初期反射率(%))-(光照射240小時後的反射率(%))
(成形性)
在較聚醯胺的熔點高約20℃的缸筒溫度下以射出壓力750kg進行射出成形(模具溫度:140℃),以厚度0.5mm、寬40mm的條形流動模具(bar-flow mold)製作試驗片。測定製作之5片試驗片的流動長度Ln(mm)的平均值,並進行成形性的評價。流動長度短的材料隨著在實製品的未填充,而不良率提高。
A:(L1+L2+L3+L4+L5)/5≧45
B:45>(L1+L2+L3+L4+L5)/5≧40
製造例1(聚醯胺PA1的製造)
將5111.2g(29.7莫耳)的順式:反式比為70:30之1,4-環己烷二羧酸、4117.6g(26.0莫耳)的1,9-壬二胺、726.6g(4.59莫耳)的2-甲基-1,8-辛二胺、224.2g(1.84莫耳)的作為末端密封劑之苯甲酸、10g的次亞磷酸鈉一水合物、及2.5L的蒸餾水,裝入內容積40L的高壓釜,進行氮取代。歷時2小時將內部溫度升溫至200℃。此時,將高壓釜升壓至2MPa。之後2小時,保持內部溫度在215℃,一邊緩緩地抽出水蒸氣將壓力保持在2MPa一邊反應。接著,歷時30分鐘將壓力降低至1.2MPa,以得到預聚物。
將該預聚物粉粹至1mm以下的大小,在120℃、減壓下乾燥12小時。將其在230℃、13.3Pa的條件下固相聚合10小時,得到末端密封劑單元為4.3莫耳%、極限黏度[η](濃硫酸中,在30℃測定)為0.87dl/g、熔點為315℃之聚醯胺PA1,並使用之。
製造例2(聚醯胺PA2的製造)
將3149.3g(18.3莫耳)的順式:反式比為70:30之1,4-環己烷二羧酸、2674.4g(18.3莫耳)的己二酸、4251.7g(36.6莫耳)的1,6-己二胺、268.1g(2.2莫耳)的作為末端密封劑之苯甲酸、10g的次亞磷酸鈉一水合物、及2.5L的蒸餾水,裝入內容積40L的高壓釜後,以製造例1記載之方法將聚醯胺固相聚合,得到末端密封劑單元為5.2莫耳%、極限黏度[η](濃硫酸中,在30℃測定)為0.88dl/g、熔點為295℃之聚醯胺PA2,並使用之。
實施例1~13、比較例1~13
將聚醯胺(A)、氧化鈦(B)、氧化鎂(C)、酚系抗氧化劑(D)、磷系抗氧化劑(E)及其他成分,以表中所示之摻合量(質量份),使用篩式選別機進行乾式摻合。將所得之混合物使用2軸螺旋型擠壓機,以較使用之聚醯胺的熔點高20℃的溫度熔融混練,擠壓成丸粒狀以調製聚醯胺組成物。使用所得之聚醯胺組成物,依照前述之方法來製作規定形狀的試驗片,並評價各種物性。將結果示於下表中。
表中表示之成分如下所示。
〔聚醯胺(A)〕
‧製造例1所得之聚醯胺PA1
‧製造例2所得之聚醯胺PA2
〔氧化鈦(B)〕
‧石原產業(股)製,「TIPAQUE CR-90」(二氧化鈦:平均粒徑0.25μm)
〔氧化鎂(C)〕
‧協和化學工業(股)製,「MF-150」(氧化鎂:平均粒徑0.71μm,BET比表面積150m2/g)
‧協和化學工業(股)製,「MF-30」(氧化鎂:平均粒徑0.52μm,BET比表面積25m2/g)
〔酚系抗氧化劑(D)〕
‧住友化學(股)製,「Sumilizer GA-80」(3,9-雙[1,1-二甲基-2-[β-(3-三級丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙醯氧基]乙基]-2,4,8,10-四氧雜螺[5.5]十一烷)
‧BASF日本(股)製,「IRGANOX1098」(N,N’-六亞甲基雙[3-(3,5-二三級丁基-4-羥基苯基)丙醯胺])
〔(D)以外的酚系抗氧化劑〕
‧BASF日本(股)製,「IRGANOX1010」(季戊四醇-肆[3-(3,5-二三級丁基-4-羥基苯基)丙酸酯])
‧Clariant Japan(股)製,「Hostanox03」(乙二醇雙[3,3-雙(3-三級丁基-4-羥基苯基)丁酸酯])
〔磷系抗氧化劑(E)〕
‧BASF日本(股)製,「IRGAFOS168」(參(2,4-二三級丁基苯基)亞磷酸酯)
〔(E)以外的磷系抗氧化劑〕
‧ADEKA(股)製,「Adekastab PEP36」(3,9-雙(2,6-二三級丁基-4-甲基苯氧基)-2,4,8,10-四氧雜-3,9-二磷螺[5.5]十一烷)
〔強化材料(F)〕
‧KINSEI MATEC(股)製,「SH-1250」(矽灰石:長纖維狀,平均纖維徑4.5μm,平均縱橫比13)
〔光安定劑(G)〕
‧Clariant Japan(股)製,「Nyrostab S-EED」(N,N’-雙(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,3-苯二羧醯胺)
〔其他成分〕
‧脫模劑:聚丙烯一般類型(三井化學(股)製,「Hi-wax
NP055」)
‧成核劑:滑石(富士滑石工業(股)製,「滑石ML112」)
由實施例及比較例的結果,可清楚明白缺少氧化鎂(C)、特定的酚系抗氧化劑(D)、特定的磷系抗氧化劑(E)中的任一者,展現不出本發明之效果。
又如表中所示,可知將本發明之聚醯胺組成物進行成形所得之LED反射板具有高光反射率,即使在暴露在依LED封裝的製造步驟或使用環境所假設的熱之情形,在短期加熱後及長期加熱後的兩者中光反射率的降低亦少,且能維持高光反射率。
將本發明之LED反射板用聚醯胺組成物進行成形而得之反射板具有高光反射率,即使在暴露在依LED封裝的製造步驟或使用環境所假設的熱之情形,在短期加熱後及長期加熱後的兩者中光反射率的降低亦少,且能維持高光反射率。因此,具備該反射板之發光裝置為高壽命。又本發明之LED反射板用聚醯胺組成物係成形性亦優異。
Claims (11)
- 一種LED反射板用聚醯胺組成物,其中該聚醯胺組成物含有聚醯胺(A)、氧化鈦(B)、氧化鎂(C)、酚系抗氧化劑(D)、及磷系抗氧化劑(E);該聚醯胺(A)係具有二羧酸單元與二胺單元之熔點280℃以上的聚醯胺,該二羧酸單元包含50莫耳%以上的1,4-環己烷二羧酸單元;酚系抗氧化劑(D)在分子中不含4個以上酚構造;磷系抗氧化劑(E)在分子中含有3個以上下述式(1)所示之構造;相對於聚醯胺(A)100質量份而言,氧化鈦(B)的含量為10~100質量份,氧化鎂(C)的含量為0.50~15.0質量份,酚系抗氧化劑(D)的含量為0.10~0.80質量份;並且,磷系抗氧化劑(E)的含量係滿足下述式(I)者:0.25≦質量比[(D)成分/(E)成分]≦3.0 (I)
(式(1)中,R11~R13各自獨立地為碳數1或2的烷基,R14~R17各自獨立地為氫原子或碳數1~10的烷基; *表示與磷原子之結合位置)。 - 如請求項1之組成物,其中該聚醯胺(A)所具有的該二胺單元包含50莫耳%以上之碳數4~18的脂肪族二胺單元。
- 如請求項2之組成物,其中該脂肪族二胺單元為選自包含1,9-壬二胺單元及2-甲基-1,8-辛二胺單元之群組中的至少1種。
- 如請求項1至3中任一項之組成物,其中該酚系抗氧化劑(D)在分子中包含1~3個下述式(2)所示之構造:
(式(2)中,R21~R23各自獨立地為碳數1或2的烷基,R24~R26各自獨立地為氫原子或碳數1~10的烷基;**表示結合位置)。 - 如請求項4之組成物,其中該式(2)中,R21~R23所示之基全部皆為甲基,R26所示之基為甲基或三級丁基。
- 如請求項1至5中任一項之組成物,其中該聚醯胺(A)的含量為30質量%以上80質量%以下。
- 如請求項1至6中任一項之組成物,其中該氧化鎂(C)的BET比表面積為50m2/g以上。
- 如請求項1至7中任一項之組成物,其進一步含有強化材料(F)。
- 如請求項1至8中任一項之組成物,其進一步含有光安定劑(G)。
- 一種LED反射板,其係將如請求項1至9中任一項之組成物進行成形而得。
- 一種發光裝置,其具備如請求項10之LED反射板。
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