CN100390571C - 具有表面高硬度的光扩散板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有表面高硬度的光扩散板及其制造方法，其是一种用于液晶电视的背光模块的光扩散板，是利用一多层共挤压塑胶成型技术生产多数层结构的光扩散板的方法。本发明主张在生产液晶电视所需直下式背光模块的光扩散板时，即同时在光扩散板的表面设置至少一表面高硬度层，从而耐刮伤，避免光扩散板在组装、搬运或包装等过程中被手指、灰尘或模组框架等硬物刮伤的现象，而达到容易大量生产并降低制造成本及大幅提高模块组立良率等目的。

Description

具有表面高硬度的光扩散板及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种具有表面高硬度的光扩散板及其制造方法，其尤是指一种表面高硬度的光扩散板及其制造方法，其是利用一共挤压塑胶成型技术，形成至少一面的表面高硬度层的光扩散板。

背景技术

随着数字时代的来临，数字电视将于2006年在全世界开播，届时势必将会有一波更换电视的热潮，以目前来看以TFT-LCD TV，PDP TV及投影电视为未来数字化电视的主流。其中似乎是以TFT-LCD TV最有机会成为市场的主流。但目前仍有些问题急需被克服，目前除了液晶响应时间缩短，分辨率提高，大尺寸面板良率提高等面板技术提升外，背光模块的亮度提高也是主要方向之一。

为了提高液晶电视的亮度，增加冷阴极灯管数目是必须的，并且由原本的侧面光源改成直下式光源，请参阅图1，其为传统技术的直下式背光模块的结构示意图；如图所示，该直下式背光模块1’包含一反光片10’、多数个光源20’以及一扩散板30’，并且为了避免直接看到灯管痕迹，必须将导光板改成扩散板，以均匀分布光源的亮度。目前扩散板厚度主要是控制在2-3mm，相对导光板的厚度3mm-12mm有很大的降低材料成本的空间，并达到轻量化的目的。以现有扩散板主要由压克力(acryl)、聚甲基丙烯酸甲酯及聚苯乙烯共聚物(MS)及聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(Polystyrene，PS)、ABS、PETG(Glycol-Modified PET)、环烯烃聚合物(COC)等基材所组成，并在透明的基材内添加光扩散微粒子，以达到扩散光线呈现均匀化的目的。

不管是以何种基材所形成的光扩散板，其表面硬度均不佳，在裁切、包装或组装过程中极易受到操作人员的手指、灰尘或模块的框架等金属或硬质材质所刮伤。以PC为例其表面铅笔硬度仅有2B，PMMA或MS也只有2H，在处理的过程就极易被铅笔硬度为3H的指甲给刮伤。一般为了克服此问题，都会在光扩散板表面上涂布一层2-100μm热硬化或光硬化树脂。涂布工艺主要有以喷涂、滚轮涂布、含浸或淋暮等方式涂上耐刮硬度层树酯，常用来作为涂布的原料有PU单体、压克力单体、或环氧树脂(Epoxy)单体或聚酯(Polyester)类等单体混合组合而成，藉由添加起始剂，在热或光或电子束等能量处理下，聚合反应硬化而形成一耐刮硬度膜层。在配方上可考虑添加抗静电添加剂，以达到附加抗静电的功能，并可考虑添加紫外线吸收剂，以达到阻绝紫外光穿透，而达到保护光扩散板的功能。

湿式涂布工艺主要缺点在于：产品品质受所涂材料配方、涂布方式及设备、操作环境及加工参数的影响甚大，因而造成良率不高。

因此，如何针对上述问题而提出一种新颖的表面高硬度的光扩散板的制造方法，可改善传统需要二次加工的缺点，长久以来一直是使用者殷切盼望的，而本发明人基于多年从事于相关产品的研究、开发、及销售实务经验，乃思及改良的意念，穷其个人的专业知识，经多方研究设计、专题探讨，终于研究出一种改良的具有表面高硬度的光扩散板及其制造方法，可解决上述的问题。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种具有表面高硬度的光扩散板及其制造方法，能够达到耐刮伤，而避免光扩散板在组装、搬运或包装等过程中被手指、灰尘或模组框架等硬物刮伤的现象，而达到容易大量生产并降低制造成本及大幅提高模块组立良率等目的。

为达上达目的，本发明提供了一种具有表面高硬度的光扩散板及其制造方法，它是一种用于液晶电视的背光模块的光扩散板，并利用多层共挤压塑胶成型技术生产多数层结构的光扩散板的方法。本发明主张在生产液晶电视所需直下式背光模块的光扩散板时，即同时在光扩散板的表面设置至少一表面高硬度层，而具有耐刮伤的性质，避免光扩散板在组装、搬运或包装等过程中被手指、灰尘或模组框架等硬物刮伤的现象，从而达到容易大量生产并降低制造成本及大幅提高模块组立良率等目的。在生产技术上，主要是利用一共挤压塑胶成型技术生产多数层结构光扩散板，以一基材并添加光扩散材料的光扩散层为主体，并同时在光扩散层的至少一表面上共挤出10-500μm厚度的表面高硬度透明树酯，如高分子量聚甲基丙烯酸甲酯树酯及其共聚合物，而在该光扩散板上形成至少一面的耐刮硬膜层，因而形成至少一面的表面高硬度的光扩散板。

即，本发明提供了一种具有表面高硬度的光扩散板，其主要结构包括：

一光扩散层；以及

一表面高硬度层，其内添加有抗静电剂；

其中，所述光扩散层与表面高硬度层是使用多层T型模头(T-Die)共同挤压而形成具有表面高硬度的光扩散板。

根据本发明的具体实施方案，所述光扩散层进一步包含一基材与多数个光扩散微粒。其中所述基材可选自压克力(acryl)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯共聚物(MS)及聚碳酸酯(PC)，环烯烃聚合物(COC)的其中之一；所述光扩散微粒选自有机物质及无机物质的其中之一，例如，压克力、硅树脂、聚苯乙烯二氧化钛及二氧化硅等，该多数个光扩散微粒的含量优选为所述基材的10％(重量百分比)左右。

所述表面高硬度层的厚度优选为1-200μm，其包含树脂与紫外线吸收剂。其中所述树脂选自透明压克力、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯共聚物，环烯烃聚合物及聚碳酸酯的其中之一；而所述紫外线吸收剂的含量约为所述树脂的0.01-5％(重量百分比)。

同时，本发明还提供了一种具有表面高硬度的光扩散板的制造方法，其主要步骤包括：

使用第一压出机将一基材压出形成光扩散层；

使用第二压出机将一树脂压出以形成表面高硬度层，且该表面高硬度层内添加有抗静电剂；

使用多层T型模头将所述表面高硬度层接触于光扩散层的至少一表面；

共同挤压所述光扩散层与表面高硬度层以形成一具有表面高硬度的光扩散板。

本发明所提供的具有表面高硬度的光扩散板及其制造方法，通过在光扩散板设置一表面高硬度层，而达到耐刮伤，而避免光扩散板在组装、搬运或包装等过程中被手指、灰尘或模组框架等硬物刮伤的现象，并且容易大量生产并降低制造成本及大幅提高模块组立良率。

并且，本发明的光扩散板在配方上可考虑添加抗静电添加剂，以达到附加抗静电的功能。还可考虑添加紫外线吸收剂，以阻绝紫外线直接照射在光扩散板，而避免造成该光扩散板产生黄化、裂解等现象，从而避免造成液晶电视的色温及色坐标因光扩散板黄化而产生偏差，达到提升产品品质及增加材料寿命等目的。

附图说明

图1为传统技术的直下式背光模块的结构示意图；

图2为本发明的优选实施例的液晶电视的直下式背光模块的光扩散板的结构示意图；

图2A为本发明的另一优选实施例的光扩散板的结构示意图；

图3为本发明的一优选实施例的光扩散板的制造流程示意图；

图4为本发明的一优选实施例的光扩散板的制造方块示意图。

图号简单说明：

1’直下式背光模块 10’反光片      20’多数个光源

30’光扩散板      10光扩散板      100表面高硬度层

102抗静电剂       104紫外线吸收剂 106树脂

110光扩散层       112基材         114光扩散微粒    22光扩散微粒

24MS树脂          20第一压出机    32紫外线吸收剂

34透明压克力层    30第二压出机    200光扩散层

300表面高硬度层   400多层T型模头  500光扩散板

具体实施方式

为使阅读者对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，现配合附图并列举优选的实施例，详细说明如后：

为了改善传统技术的液晶电视的直下式背光模块的光扩散板的表面易刮伤问题，本发明提出在光扩散板表面设置一表面高硬度层，并添加抗紫外线吸收剂，该表面高硬度层厚度控制在100μm。本发明还提出以一共挤出工艺，在第一压出机形成的光扩散层时，同时以第二压出机供给表面高硬度层并可于其内添加抗紫外线吸收剂，共挤出在该光扩散层的至少一表面上，而达到表面高硬度及阻绝紫外线直接照射光扩散层而产生黄化问题。

请参阅图2，其为本发明的一优选实施例的液晶电视的直下式背光模块的光扩散板的结构示意图；如图所示，本发明提供了一种具有表面高硬度层的光扩散板的结构，该光扩散板10的构造包括：至少一表面高硬度层100，并可于其内添加抗静电剂102及抗紫外线吸收剂104；一光扩散层110；其中，所述表面高硬度层100位于光扩散层110的至少一表面。

其中，所述表面高硬度层100可达到耐刮伤，避免光扩散板在组装、搬运或包装等过程中被手指、灰尘或模组框架等硬物刮伤的现象，而达到容易大量生产并降低制造成本及大幅提高模块组立良率等目的。

所述表面高硬度层100可包含树脂106与其它功能的添加剂，如抗静电剂102及抗紫外线吸收剂104，所述树脂106可选自透明压克力、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯共聚物(MS)及聚碳酸酯(PC)等其中之一。该表面高硬度层100的厚度约为1-200μm。

所述光扩散层110包含多数个光扩散微粒114以及一基材112，其中所述光扩散微粒114选自有机物质及无机物质其中之一，例如：压克力，硅树脂、聚苯乙烯，二氧化钛及二氧化硅等等；所述基材112选自压克力、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯共聚物(MS)及聚碳酸酯(PC)其中之一。

再者，请参阅图2A，其为本发明的另一优选实施例的光扩散板的结构示意图；如图所示，本发明的光扩散板10，其中所述表面高硬度层100可设置于所述光扩散层110的上、下两表面。

又，请参阅图3，其为本发明的一优选实施例的光扩散板的制造流程示意图；如图所示，本发明的具有表面高硬度层的直下式背光模块的光扩散板的制造方法，其主要的制造步骤包含：

步骤S10，使用第一压出机将一基材压出形成光扩散层；

步骤S12，使用第二压出机将一树脂压出以形成表面高硬度层；

步骤S14，使用多层T型模头(T-Die)将所述表面高硬度层接触于光扩散层的至少一表面；以及

步骤S16，共同挤压该光扩散层与表面高硬度层以形成一具有表面高硬度的光扩散板。

其中，在步骤S10中，所述光扩散层包含多数个光扩散微粒，该光扩散微粒的含量约为所述基材的10％(重量百分比)。在步骤S12中，所述表面高硬度层包含一紫外线吸收剂，该紫外线吸收剂的添加量优选约为树脂的1％(重量百分比)。

最后，请参阅图4，其为本发明的一优选实施例光扩散板的制造方块示意图；如图所示，本发明的光扩散板，其主要是使用第一压出机20将添加约10％PMMA光扩散微粒22的MS树脂24(聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯共聚物)，压出形成一光扩散层200，使用第二压出机30将添加约1％紫外线吸收剂32的透明压克力层34压出形成一表面高硬度层300，使其具有抗紫外线功能，之后，藉由多层T型模头(T-die)400将所述表面高硬度层300接触于所述光扩散层200的至少一表面；再将光扩散层200与至少一具有抗紫外线的表面高硬度层300共同挤压成一板状结构的表面高硬度、耐黄化及高尺寸安定性的光扩散板500。

综上所述，本发明所提供的一种光扩散板及其制造方法，其是一种用于液晶电视的背光模块的光扩散板，并利用多层共挤压塑胶成型技术生产多数层结构光扩散板的方法。本发明在生产液晶电视的直下式背光模块的光扩散板时，即同时在光扩散板表面设置一表面高硬度层，而达到阻绝紫外线直接照射在光扩散板的表面，耐刮伤，避免光扩散板在组装、搬运或包装等过程中被手指、灰尘或模组框架等硬物刮伤的现象，而达到容易大量生产并降低制造成本及大幅提高模块组立良率等目的。

以上所述，仅为本发明的一优选实施例，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明所述的形状、构造、特征及精神所做的均等变化与修饰，均应包括于本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种具有表面高硬度的光扩散板，其主要结构包括：

一光扩散层；以及

一表面高硬度层，其内添加有抗静电剂；

其中，所述光扩散层与表面高硬度层是使用多层T型模头共同挤压而形成具有表面高硬度的光扩散板。

2.如权利要求1所述的具有表面高硬度的光扩散板，其中所述光扩散层包含一基材与多数个光扩散微粒。

3.如权利要求2所述的具有表面高硬度的光扩散板，其中所述基材选自压克力、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯共聚物及聚碳酸酯、环烯烃聚合物的其中之一。

4.如权利要求2所述的具有表面高硬度的光扩散板，其中所述光扩散微粒选自有机物质及无机物质的其中之一。

5.如权利要求4所述的具有表面高硬度的光扩散板，其中所述光扩散微粒选自压克力、硅树脂、聚苯乙烯、二氧化钛及二氧化硅的其中之一。

6.如权利要求2所述的具有表面高硬度的光扩散板，其中所述多数个光扩散微粒的含量为所述基材的10％重量。

7.如权利要求1所述的具有表面高硬度的光扩散板，其中所述表面高硬度层包含树脂与紫外线吸收剂。

8.如权利要求7所述的具有表面高硬度的光扩散板，其中所述树脂选自透明压克力、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯共聚物，环烯烃聚合物及聚碳酸酯的其中之一。

9.如权利要求7所述的具有表面高硬度的光扩散板，其中所述紫外线吸收剂的含量为所述树脂的0.01-5％重量。

10.如权利要求1所述的具有表面高硬度的光扩散板，其中所述表面高硬度层的厚度为1-200μm。

11.一种具有表面高硬度的光扩散板的制造方法，其主要步骤包括：

使用第一压出机将一基材压出形成光扩散层；

使用第二压出机将一树脂压出以形成表面高硬度层，且该表面高硬度层内添加有抗静电剂；

使用多层T型模头将所述表面高硬度层接触于光扩散层的至少一表面；

共同挤压所述光扩散层与表面高硬度层以形成一具有表面高硬度的光扩散板。

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