CN100578264C - 集成棱镜的光漫射板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
由包含光漫射剂的透明树脂材料形成的光漫射片的厚度为0.5-3mm,总的透光率为60-95%。通过在光漫射片的至少一个表面上形成由棱镜构成的多个突出条纹部分,给集成棱镜的光漫射板配有棱镜形部分。集成棱镜的光漫射板既用作棱镜片又用作光漫射板,并改进了漫射光的均匀性和照明盖或大屏幕液晶背光照明的亮度。
Description
技术领域
本发明涉及包括一个棱镜部分的光漫射板(以下可称此板为“集成棱镜的光漫射板”),更加具体地说,本发明涉及在液晶显示器背光照明设备或照明设备中使用的集成棱镜的光漫射板,所说设备包括一个光源,如荧光管、LED、或EL。具体来说,本发明涉及用作棱镜片和光漫射板这两者的集成棱镜的光漫射板,它能在亮度增加时均匀漫射光。
背景技术
在常规的大屏幕液晶显示器中,要提供一个光漫射板,以便消除背光照明单元的光源(如荧光管)的灯图像。
要求光漫射板具有这样一些性质,使其可以在相对于垂直所说板的方向的一个很宽的角度范围漫射透射过所说板的光。
为了能够利用这样透射过来的光以高亮度照明液晶单元的整个表面,在一般情况下,在液晶单元和光漫射板之间要提供至少一个棱镜片,所说光漫射板用作棱镜片的支撑。
提供棱镜片的目的是在对于增加亮度有效的角度范围内会聚或漫射光。
然而,在某些情况下,在液晶显示器的背光照明单元的组装过程中,必须提供两个棱镜片,它们与一个附加的功能膜(如光漫射膜或延迟膜)组合起来,由此要求一个冗长的复杂过程,导致由棱镜片引发的生产成本的提高。
鉴于上述情况,为了消除这样的棱镜片,产生对于集成棱镜的光漫射板的要求,所说的光漫射板既可用作功能膜又可用作光漫射板(厚度为0.5-3mmt的厚板)。
已经提出了一种光漫射棱镜片,它是通过在光漫射片的至少一个表面上形成锯齿状横截面的微突起产生的,所说光漫射片包含透明树脂(按质量计为100份)和平均颗粒大小为1到20微米的交联丙烯酸树脂珠(按质量计为0.5到10份),(例如参见专利文献1)。
虽然提出这项技术的目的是为了提供用作光漫射膜和棱镜片这两者的光漫射棱镜片,但是这种技术不能应用到厚的光漫射板,厚的光漫射板特别适用在大屏幕的液晶电视(17英寸或更大的)中,用作光漫射层和支撑层。
如已经公知的,即使当棱镜图形转印成常规的用在直接型背光照明的光漫射板时,这样形成的棱镜部分也不能展示光的会聚效应,因为这种板的光漫射性很大。
专利文献1:日本公开专利申请(kokai)No.9-304606
发明内容
本发明的一个目的是提供一种集成棱镜的光漫射板,它可用作棱镜片和光漫射板这两者,它能均匀地漫射光,它能提高照明盖或大屏幕液晶显示器背光照明的亮度。
为了实现上述的目的,本发明人进行了广泛深入的研究,结果发现,当一个棱镜图形转印到一个光漫射片时并且这个光漫射片减小透射过这里的光的漫射性并且具有一定的透射范围,最终的集成棱镜的光漫射板表现出足够实际使用的光漫射/会聚性质。本发明是在这个发现的基础上完成的。
因此本发明提供:
1、集成棱镜的光漫射板,所述光漫射板在光漫射片的至少一个表面上设有棱镜部分,其特征在于:光漫射片由包含光漫射剂的透明树脂材料形成,光漫射片的厚度为0.5-3mm,总的透光率为60-95%;棱镜部分设有由棱镜构成的多个突起。2、如在上述1中所述的集成棱镜的光漫射板,其中在透明树脂材料中包含的光漫射剂的数量按质量计为0.1-20份,基于按构成树脂材料的透明树脂的质量计为100份。
3、如在上述1或2中所述的集成棱镜的光漫射板,其中从下述材料中选出至少一种材料形成光漫射剂:热塑性丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、交联的丙烯酸树脂、交联的聚苯乙烯树脂、硅酮树脂、碳氟树脂、硅石、和石英,并且光漫射剂是颗粒平均大小为1-200微米的颗粒形式和/或长度与直径之比(L/D)等于或大于2的纤维形式。
4、如在上述1中所述的集成棱镜的光漫射板,其中棱镜部分直接形成在光漫射片上。
5、如在上述1中所述的集成棱镜的光漫射板,其中棱镜部分是通过将形成有棱镜图形的透明片与光漫射片熔融粘结而形成的。
6、如在上述1中所述的集成棱镜的光漫射板,其中:当光沿垂直于与具有棱镜部分的表面相对的表面入射时,在相对垂直方向20度的方向测量的透射光的强度与在垂直方向测量的透射光的强度之比是0.02-0.7。
7、用于制造在上述4中所述的集成棱镜的光漫射板的方法,其特征在于包括:转印(transfer)步骤,在具有棱镜图形的压印片(embossingsheet)的表面上放置一个光漫射片,并且借助于设置在压印片的表面侧和背面侧的一对滚轮(roller)压紧压印片和光漫射片,借此将压印图形转印在光漫射片上;传递步骤,借助于环形带传递转印后的压印片和图形转印片,所述环形带(endless belt)由所述一对滚轮中的至少一个滚轮支撑;以及剥离步骤,在传递步骤之后,从压印片上剥离该图形转印片。8、用于制造在上述5中所述的集成棱镜的光漫射板的方法,其特征在于包括:压印-图形转印步骤,在光漫射片和具有棱镜图形的压印片的表面之间提供一个透明树脂片,并且借助于设置在压印片的表面侧和背面侧的一对滚轮压紧压印片和光漫射片,借此将压印图形转印在该透明树脂片上,同时将该树脂片和光漫射片熔化粘结;传递步骤,借助于环形带传递转印后的压印片和熔化粘结片,所述环形带由所述一对滚轮中的至少一个滚轮支撑;以及剥离步骤,在传递步骤之后,从压印片上剥离该熔化粘结片。
附图说明
图1是一个说明性的视图,表示用于产生本发明的集成棱镜的光漫射板的转印设备的一个例子;
图2是一个说明性的视图,表示本发明的集成棱镜的光漫射板的偏转量的测量;
图3是一个放大的剖面图,表示本发明的集成棱镜的光漫射板的一个实施例;
图4表示包括在本发明的集成棱镜的光漫射板中的三角形棱锥形的棱镜部分;
图5(a)和5(b)每个都表示包括在本发明的集成棱镜的光漫射板中的四角形棱锥形的棱镜部分;
图6是包括在本发明的集成棱镜的光漫射板中的直线菲涅耳透镜形的棱镜部分。
标号的描述
1、加热滚轮
2、橡胶滚轮
3、预热滚轮
4、冷却滚轮
5、传递滚轮
6、环形带
11、20英寸的背光照明
12、集成棱镜的光漫射板
13、荧光管
14、偏转量
具体实施方式
对于构成在本发明中使用的透明树脂材料的透明树脂没有任何特殊的限制,只要透明树脂的透光率等于或大于80%就行,最好是大于或等于85%。从热阻观点出发,要使用的透明树脂例如最好是:聚碳酸酯树脂,聚环烯树脂,丙烯酸树脂,聚砜树脂,聚丙烯酸酯类树脂,或者聚醚砜树脂,该树脂的玻璃转变温度或第二级转变温度等于或大于100℃。
在这些树脂当中,聚碳酸酯树脂、丙烯酸树脂、和聚环烯树脂是优选的。
在本发明中使用的透明树脂片(棱镜片)的例子包括用上述的任何透明树脂形成的片。
树脂片的厚度是0.5-3mm,最好是0.6-2mm。
在本发明中使用的光漫射剂是从以下物质中选择出来的至少一种:交联的丙烯酸树脂、交联的聚苯乙烯树脂、硅酮树脂、碳氟化合物树脂、硅石、石英、氧化钛、和氧化锌。
优选地,前述的光漫射剂是具有平均颗粒大小为1-200微米(最好3-100微米)的颗粒(珠或粉)的形式和/或长度与直径之比(L/D)约为2-100的纤维。
在上述的透明树脂是聚碳酸酯树脂的情况下,特别优选的是,光漫射剂是热塑性丙烯酸树脂颗粒、交联的丙烯酸树脂颗粒、和石英纤维的组合物。
在本发明中,在光漫射片中使用的透明树脂材料包含的透明树脂的数量按质量计为100份,光漫射剂按质量计的数量为0.1-20份(最好按质量计为0.5-15份)。
上述的光漫射片的厚度优选地为0.5-3mm,约0.6-2mm更加优选。
在光漫射片的厚度等于或大于0.5mm的情况下,当表现出足够刚性的光漫射片中加入直接型背光照明时,光漫射片在它自身重量的作用下不偏转,而是保持它的平面性。
在光漫射片的厚度等于或小于3mm的情况下,它的光学性质不受损坏,光漫射片的重量保持在低水平。
光漫射片的总的光透射率是60-95%,最好是65-93%。
当总的光透射率落入上述范围,可以获得足够实际使用的集成棱镜的光漫射板。
可以确定要加入的光漫射剂的数量,以便可以按照要在光漫射片的表面层上形成的棱镜部分的光学性质来调节光的漫射性能。
对于要在光漫射片的表面层上形成的棱镜部分没有特殊的限制,只要在光漫射片上形成的棱镜部分的形状可以会聚或漫射来自光源的入射光从而可以增加亮度和减小亮度的不均匀性就可以。
例如,棱镜部分可以具有线性的形状,三角形棱锥的形状,四角形-棱锥-棱镜形状,菲涅耳透镜类形状,或者双凸透镜类形状。
在本发明的集成棱镜的光漫射板中,当光沿垂直于与具有棱镜部分的表面相对的表面的方向进入与具有棱镜部分的表面相对的表面时,在距垂直方向为20度的方向测量的透射光的强度与在垂直方向测量的透射光的强度之比,即光强度分布指示器,是0.02-0.7,最好是0.1-0.6。
当透射光的强度之比(光强度分布指示器)是0.02-0.7时,集成棱镜的光漫射板呈现亮度和漫射性增加。
当透射光的强度之比小于0.02,漫射性过低,并且亮度的不均匀性增加。
下面,以透明树脂是聚碳酸酯树脂的情况作为典型的例子,详细描述本发明的光漫射板的生产方法的优选实施例。
首先,在聚碳酸酯树脂中加入光漫射剂以制备透明树脂材料;使这种树脂材料进行干燥处理;并且,借助于挤压机挤压这样干燥过的树脂材料,所说挤压机配备用于清除挥发性组分的设备(以下称这台设备为挥发物清除设备),由此形成一个薄片。
干燥处理优选地在120-140℃进行2-10小时,在120-140℃进行4-10小时更加优选。
在一般情况下,干燥处理例如可以在加热的空气气氛、干燥的空气气氛、或真空的气氛中进行。
这种干燥处理可以清除包含在透明树脂或光漫射剂中的湿气以及在透明树脂材料的制备期间产生的大部分挥发性反应副产物。
用于片的模制的挤压机必须具有挥发物清除设备。
当透明树脂材料处在熔融状态时,可以将挥发物清除设备抽真空到等于或小于大气压力。在挤压过程中,在一般情况下将挥发物清除设备抽真空到等于或小于8千帕斯卡(kPa),优选的等于或小于4千帕斯卡。
这种在减小的压力下挥发物的清除可以清除透明树脂材料中的湿气和挥发性反应副产物,以及在挤压过程产生的附加的挥发性反应副产物。
当在干燥处理和挤压期间挥发物的清除不够充分时,在光漫射片中将要产生泡沫,或者片的表面变糙,因此光漫射片不能均匀地漫射光。
在片的模制期间,在一般情况下将模具的温度调节到200-260℃,优选的温度为200-250℃,200-240℃更加优选。
当模具温度超过260℃时,聚碳酸酯树脂容易经受热降解,可能使最终的片发黄,使光的透射率很低,外观很差。
在片的模制过程中,将冷却滚轮的温度调节到约为120-180℃,最好是120-170℃。
当所用的所有滚轮的温度都低于120℃时,熔融的透明树脂材料表现出很高的刚性,在轧辊(nip roller)之间填料(sizing)难以执行。因此,在横向方向和纵向方向都不能保持最终的光漫射片的表面均匀性,并且使片对于光的衍射不均匀。
对比之下,当所用的所有滚轮的温度都超过180℃时,最终的片的表面粘结到滚轮上,有可能发生片的不均匀的剥离或翘曲。因此,在生产光漫射片中碰到了难题:光漫射片对光的漫射不均匀(即,一种预期的产品)。
在本发明中,对于提供在上述的光漫射片的至少一个表面上由多个棱镜形状的突起形成的棱镜部分的方法没有施加任何限制。优选使用的方法的实例包括(1)在光漫射片上直接形成棱镜部分的方法;和(2)透明树脂片熔融粘结到光漫射片上并且在透明树脂片上形成所说棱镜部分的方法。
棱镜部分形成方法的其它实例包括:借助于具有棱镜图形的模具通过注模或压模形成棱镜部分的方法;以及另一种方法:将透明的热固丙烯酸树脂例如涂敷到或注入到具有棱镜图形的模具,并且将光漫射板固定到树脂上,随后再通过利用例如经过光漫射板传送的电子束、辐射、或紫外线的照射,或者通过加热,使该热固树脂固化,从而形成棱镜部分,随后清除粘结到光漫射板上的这样固化的树脂,由此产生集成棱镜的光漫射板。
本发明使用如以上的方法(1)所述的方法,这个方法包括如下步骤:压印-图形转印(emboss-pattern-transfer)的步骤,这个步骤包括:在具有棱镜图形的压印片的表面上放置光漫射片,借助于一对滚轮压紧压印片和光漫射片,所说滚轮设置在压印片的相对表面的对应侧面上,由此将棱镜图形转印到光漫射片上;借助于一个环形带传递压印片和转印图形片的步骤,所说环形带由所说的滚轮中的至少一个滚轮支撑;和在传递步骤之后从压印片上清除转印图形片的步骤。
这种方法可以使用如图1所示的转印设备。
图1是一个说明性的视图,表示的是转印设备的一个例子,用于产生本发明的集成棱镜的光漫射板,其中包括具有棱镜部分的光漫射片。这个设备10包括一对转印滚轮,即,加热滚轮1和橡胶滚轮2,以及预热滚轮3,和用于冷却棱镜图形转印片的冷却滚轮4。
设备10进一步还包括一个环形带6,围绕加热滚轮1(转印滚轮)、预热滚轮3、冷却滚轮4、和传递滚轮5来支撑环形带6。
本发明使用如以上的方法(2)所述的方法,这个方法包括如下步骤:在光漫射片和具有棱镜图形的压印片的表面之间提供透明树脂片,借助于一对滚轮压紧压印片和光漫射片,所说滚轮设置在压印片的相对表面的对应侧面上,由此将棱镜图形转印到透明树脂片上并且熔融粘结树脂片到光漫射片上;借助于一个环形带传递压印片和转印图形的并且熔融粘结的片,所说环形带由所说的滚轮中的至少一个滚轮支撑;和在传递步骤之后从压印片上清除转印图形的并且熔融粘结的片。
这种方法也使用如图1所示的上述转印设备。
当将这样产生的集成棱镜的光漫射板加入到背光照明单元内时,所说的板直接设在用作光源的荧光管上方。
由于荧光管除产生可见光外还产生紫外光,紫外光将使树脂退化,长期使用背光照明单元将使光漫射板发黄,导致液晶屏的色调变化。
因此,优选的作法是,面对荧光管的光漫射板表面涂以透明的阻光膜。
下面参考实例和对照例更详细描述本发明,但本发明不限于这些实例。
按照以下项目评估本发明的集成棱镜的光漫射板:
(1)总的光透射率:总的光透射率是通过在JIS K7105中描述的光透射率测量方法进行测量的。
(2)平均亮度:将集成棱镜的光漫射板放在一个光盒上,光盒内并行安排多个冷阴极管(荧光管),并且对于借助于一个比色计(由Konica Minolta生产;以前的Minolta)在荧光管的正上方测量的亮度和借助于这个比色计在荧光管之间的中点测量的亮度求平均。
(3)亮度不均匀性:亮度不均匀性是在荧光管正上方测量的亮度的平均值和在荧光管之间的中点的正上方测量的亮度的平均值之间的差。这个差越大,亮度不均匀性越大。
(4)偏转量:将具有预定厚度的集成棱镜的光漫射板放在一个现有的20英寸直接型背光照明(尺寸:23.4×30.7cm)上,并且周直尺测量板的中间部分向背光照明内部的偏转量(见图2),在板的自身重量的作用下出现偏转。
(5)透射光的强度之比(光强度分布指示器评估方法):
借助于分光光度计DDS3000(Nippon Denshoku Industries Co.,Ltd的产品),通过集成棱镜的光漫射板的与具有棱镜部分的表面相对的表面输入入射光(F2光源,场角10度),获得在20度光接收角测量的透射光强度(Y值)与在0度光接收角测量的透射光强度(Y值)之比,即,20°/0°强度比。
例1
借助于混合器混合用作透明树脂的聚碳酸酯树脂(PC:ToughlonFN1700A,Idemitsu Kosan有限公司的产品,以前的Idemitsu石油化学有限公司)(按质量计100份)与用作光漫射剂的交联的丙烯酸树脂颗粒(PMMA:MBX-20,Sekisui塑料有限公司的产品,平均颗粒大小:20微米)(按质量计1份),随后,借助于40mm的单轴捏和机/挤压机使最终的混合物经受颗粒化,由此产生光漫射树脂材料的小球。
借助于通风孔型的挤压机使这样获得的小球挤压通过T形的对模成型(die molding)喷嘴,由此产生厚度(t)为2mm的光漫射片。
随后,借助于图1所示的转印设备,在转印滚轮温度为210℃的情况下,在这样获得的光漫射片上形成具有锯齿状横截面(线性)的微突起,每个微突起的底宽度d1为50微米,高度h1为25微米,垂直角度θ1为90°,由此产生集成棱镜的光漫射板(见图3)。
例2
借助于例1所用的转印设备,在转印滚轮温度为160℃的情况下,在例1获得的光漫射片(厚度:2mm)上形成等边的三角棱锥形的微突起,每个微突起的底宽度d2为50微米,高度h2为40.8微米,由此产生集成棱镜的光漫射板(见图4)。
例3
借助于例1所用的转印设备,在转印滚轮温度为160℃的情况下,在例1获得的光漫射片(厚度:2mm)上形成四角棱锥形的微突起(四角棱锥1,见图5a),每个微突起的底宽度d3为50微米,高度h3为25微米,垂直角度θ2为90°,由此产生集成棱镜的光漫射板。
例4
借助于例1所用的转印设备,在转印滚轮温度为210℃的情况下,在例1获得的光漫射片(厚度:2mm)上形成四角棱锥形的微突起(四角棱锥2,见图5b),每个微突起具有长方形的的底:50微米(d4)×282微米(d5),高度h24为25微米,短边垂直角度θ3为90°,长边垂直角度θ4为160°,由此产生集成棱镜的光漫射板。
例5
借助于例1所用的转印设备,在转印滚轮温度为160℃的情况下,在例1获得的光漫射片(厚度:2mm)上形成线性菲涅耳透镜形的部分(见图6),间距d6为200微米,焦距F为30mm,由此产生集成线性菲涅耳透镜的光漫射板。
在图6中,参考字母L代表一个线光源。
例6
重复例1的过程,只是光漫射剂的数量换成了按质量计3份,由此产生集成棱镜的光漫射板。
例7
重复例1的过程,只是使用交联的丙烯酸树脂颗粒(XX03BZ,Sekisui塑料有限公司的产品,平均颗粒大小100微米)(按质量计3份)作为光漫射剂,由此产生集成棱镜的光漫射板。
例8
重复例1的过程,只是使用交联的丙烯酸树脂颗粒(PMMA:MBX-20,Sekisui塑料有限公司的产品,平均颗粒大小20微米)(按质量计1份)和交联的丙烯酸树脂颗粒(PMMA:XX03BZ,Sekisui塑料有限公司的产品,平均颗粒大小100微米)(按质量计5份)作为光漫射剂,由此产生集成棱镜的光漫射板。
例9
重复例1的过程,只是使用交联的丙烯酸树脂颗粒(PMMA:MBX-20,Sekisui塑料有限公司产品,平均颗粒大小20微米)(按质量计2份)和短的硅石纤维(Nippon纤维玻璃公司产品,纤维直径10微米,L/D=10)(按质量计1份)作为光漫射剂,由此产生集成棱镜的光漫射板。
例10
重复例1的过程,只是使用交联的丙烯酸树脂颗粒(PMMA:MBX-5,Sekisui塑料有限公司产品,平均颗粒大小5微米)(按质量计5份)作为光漫射剂,并且通过挤压获得厚度为0.6mm的光漫射片,由此产生集成棱镜的光漫射板。
例11
重复例6的过程,只是通过挤压获得厚度为1mm的光漫射片,由此产生集成棱镜的光漫射板。
例12
重复例6的过程,只是通过挤压获得厚度为1.5mm的光漫射片,由此产生集成棱镜的光漫射板。
例13
向例1中获得的光漫射片(厚度:2mm)上层叠聚碳酸酯薄膜(Polyca Ace ECG100,Tsutsunaka塑料工业有限公司产品)(厚度:100微米),同时以与例1相似的方式向这个薄膜上转印棱镜图形,由此产生集成棱镜的光漫射板。
例14
向例1中获得的光漫射片(厚度:2mm)上层叠聚甲基丙烯酸甲酯薄膜(PMMA,Acryplen HBS,Mitsubishi Rayon有限公司产品)(厚度:125微米),同时以与例1相似的方式向这个薄膜上转印棱镜图形,由此产生集成棱镜的光漫射板。
例15
借助于混合器混合用作透明树脂的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜(PMMA:Acrypet V,Mitsubishi Rayon有限公司产品)(按质量计100份)与用作光漫射剂的交联的苯乙烯树脂颗粒(PS:SBX12,Sekisui塑料有限公司产品,平均颗粒大小12微米)(按质量计2份),随后,借助于40mm的单轴捏和机/挤压机使最终的混合物颗粒化,由此产生光漫射材料的小球。
借助于通风口型的挤压机,使这样获得的小球挤压穿过一个T形的对模成型(die molding)喷嘴,由此获得厚度(t)为2mm的光漫射片。
随后,借助于图1中所示的转印设备,在转印滚轮的温度为180℃的条件下,在这样获得的光漫射片上形成具有锯齿状横截面的微突起(线性的),每个微突起的底宽度d1=50微米,高度h1=25微米,垂直角度θ1=90°,由此产生集成棱镜的光漫射板。
例16
借助于混合器混合用作透明树脂的环烯树脂(Zeonor 1060R,Zeon公司产品)(按质量计100份)与用作光漫射剂的交联的苯乙烯树脂(SBX12,Sekisui塑料有限公司产品)(按质量计2份),随后,借助于40mm的单轴捏和机/挤压机使最终的混合物颗粒化,由此产生光漫射材料的小球。
借助于微加工的模具,使这样获得的小球在气缸温度为250℃和模具温度为80℃的条件下进行注模成型,由此产生集成棱镜的光漫射板,这个集成棱镜的光漫射板包括锯齿状横截面的微突起(线性),每个微突起的底宽度d1=50微米,高度h1=25微米,垂直角度θ1=90°。
例17
借助于混合器混合用作透明树脂的聚碳酸酯树脂(PC:FN1700A,Idemitsu Kosan有限公司产品,以前的Idemitsu石化有限公司)(按质量计100份)与用作光漫射剂的交联的丙烯酸树脂(PMMA:MBX20,Sekisui塑料有限公司产品)(按质量计1份),随后,借助于40mm的单轴捏和机/挤压机使最终的混合物颗粒化,由此产生光漫射材料的小球。
借助于微加工的模具,使这样获得的小球在气缸温度为250℃和模具温度为80℃的条件下进行注模成型,由此产生集成棱镜的光漫射板,这个集成棱镜的光漫射板包括锯齿状横截面的微突起(线性),每个微突起的底宽度d1=50微米,高度h1=25微米,垂直角度θ1=90°。
例18
借助于混合器混合用作透明树脂的聚碳酸酯树脂(PC:FN1700A,Idemitsu Kosan有限公司产品,以前的Idemitsu石化有限公司)(按质量计100份)与用作光漫射剂的交联的丙烯酸树脂(PMMA:MBX20,Sekisui塑料有限公司产品)(按质量计1份),随后,借助于40mm的单轴捏和机/挤压机使最终的混合物颗粒化,由此产生光漫射材料的小球。
借助于通风孔型挤压机,使这样获得的小球挤压穿过T形的对模成型(die molding)喷嘴,由此产生厚度(t)为2mm的光漫射片。
随后,将下述的紫外可固化的树脂组合物加到一个铝模具上,铝模具具有与例1中描述的图形类似的棱镜图形,并且平滑这样施加的组合物的表面。在此之后,将按以上所述获得的光漫射片放在紫外可固化的树脂组合物上,并且通过320nm-390nm的紫外线的照射(累积紫外剂量:1000mJ/cm2)使这个组合物固化。
从模具上移去这样固化的树脂组合物以及光漫射片,由此产生集成棱镜的光漫射板,集成棱镜的光漫射板包括具有锯齿状横截面的徽突起(线性),每一个微突起的底宽度d1=50微米,高度h1=25微米,垂直角度θ1=90°。
<紫外可固化的树脂组合物>
环氧乙烷改性的双酚类A甲基丙烯酸酯树脂(ethylene-oxide-modified bisphenol A methacrylate resin)(Fancryl FA-321,Hitachi化学有限公司的产品)(按质量计100份)和2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-一(2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one)(Darocure 1173,日本Merck有限公司的产品)(按质量计3份)的混合物。
例19
用双丙酮醇稀释光稳定剂(UWR UV-G12,Nippon Shokubai有限公司产品)使其固体含量按质量计为20%。借助于一个条形涂敷器,向例1中获得的光漫射片(厚度:2mm)的一个表面(与要向其上转印棱镜图形的表面相对的表面)涂敷这样获得的溶液,使涂敷的薄膜的厚度为5微米。
以与例1相似的方式,向与经过这样涂敷的表面相对的表面转印棱镜图形,从而产生集成棱镜的光漫射板。
对照例1
重复例1的过程,只是使用交联的丙烯酸树脂颗粒(PMMA:MBX5,Sekisui塑料有限公司的产品,平均颗粒大小:5微米)(按质量计5份)作为光漫射剂,由此产生集成棱镜的光漫射板。
对照例2
重复例1的过程,只是使用交联的丙烯酸树脂颗粒(PMMA:XX02BZ,Sekisui塑料有限公司的产品,平均颗粒大小:200微米)(按质量计0.5份)作为光漫射剂,并且形成厚度(t)为1mm的光漫射片,由此产生耐光的(light-resistant)集成棱镜的光漫射板。
对照例3
重复例1的过程,只是使用交联的丙烯酸树脂颗粒(PMMA:XX02BZ,Sekisui塑料有限公司的产品,平均颗粒大小:200微米)(按质量计0.5份)作为光漫射剂,并且形成厚度(t)为0.2mm的光漫射片,由此产生集成棱镜的光漫射板。
对照例4
重复例1的过程,只是使用交联的丙烯酸树脂颗粒(PMMA:MBX20,Sekisui塑料有限公司的产品,平均颗粒大小:20微米)(按质量计1份)作为光漫射剂,并且形成厚度(t)为5mm的光漫射片,由此产生集成棱镜的光漫射板。
表1-1和1-2表示在上述的例中和对照例中获得的集成棱镜的光漫射板的评估结果。
在表1-1和1-2的列“棱镜图形转印”中,“A”对应于借助于带的转印,“B”是注模,“C”对应于在固化的透明树脂层上的转印。
从表1-1和1-2可以清楚地看出,通过棱镜图形转印产生的例1至例18的每个集成棱镜的光漫射板都展示出优异的亮度、漫射性、和自身可支持性。
相反,在对照例1中,在棱镜图形转印后亮度没有明显增加,在对照例2中,亮度不均匀性没有减小。
在对照例3中,当将光漫射板加入背光照明中时,光漫射板的偏转量很大。在对照例4中,组份与例1相同但厚度大于例1的厚度的光漫射片由于厚度大表现出较低的光透射率,并且棱镜图形转印的片没有表现出增加的亮度。
此外,当光漫射片的厚度超过3mm时,背光照明本身的质量增加了,对于当前通常是手工执行的背光照明的组装来说,变得很困难了。
工业实用性
由小厚度的单层片形成的本发明的集成棱镜的光漫射板表现出改进的光漫射性和亮度同时又不会损伤这些性质(这样一些改进按照常规的作法是通过多个片或薄膜实现的)。因此,集成棱镜的光漫射板可以简化生产过程和降低生产成本。此外,光漫射板对于光的漫射是均匀的,并且极大地增加了液晶显示器或类似物的背光照明的亮度。
Claims (8)
1.一种集成棱镜的光漫射板,所述光漫射板在光漫射片的至少一个表面上设有棱镜部分,其特征在于:
光漫射片由包含光漫射剂的透明树脂材料形成,光漫射片的厚度为0.5-3mm,总的透光率为60-95%;
棱镜部分设有由棱镜构成的多个突起。
2.如权利要求1所述的集成棱镜的光漫射板,其中在透明树脂材料中包含的光漫射剂的数量按质量计为0.1-20份,以按构成树脂材料的透明树脂的质量计为100份为基础。
3.如权利要求1或2中所述的集成棱镜的光漫射板,其中从下述材料中选出至少一种材料形成光漫射剂:热塑性丙烯酸树脂、聚苯乙烯树脂、交联的丙烯酸树脂、交联的聚苯乙烯树脂、硅酮树脂、碳氟树脂、硅石、和石英,并且光漫射剂采用颗粒平均大小为1-200微米的颗粒形式和/或长度与直径之比(L/D)等于或大于2的纤维形式。
4.如权利要求1所述的集成棱镜的光漫射板,其中棱镜部分直接形成在光漫射片上。
5.如权利要求1所述的集成棱镜的光漫射板,其中棱镜部分是通过将形成有棱镜图形的透明片与光漫射片熔融粘结而形成的。
6.如权利要求1所述的集成棱镜的光漫射板,其中:当光沿垂直于与具有棱镜部分的表面相对的表面入射时,在相对垂直方向20度的方向测量的透射光的强度与在垂直方向测量的透射光的强度之比,是0.02-0.7。
7.一种用于制造权利要求4所述的集成棱镜的光漫射板的方法,其特征在于包括:
转印步骤,在具有棱镜图形的压印片的表面上放置一个光漫射片,并且借助于设置在压印片的表面侧和背面侧的一对滚轮压紧压印片和光漫射片,借此将压印图形转印在光漫射片上;
传递步骤,借助于环形带传递转印后的压印片和图形转印片,所述环形带由所述一对滚轮中的至少一个滚轮支撑;以及
剥离步骤,在该传递步骤之后,从压印片上剥离该图形转印片。
8.一种用于制造权利要求5所述的集成棱镜的光漫射板的方法,其特征在于包括:
压印-图形转印步骤,在光漫射片和具有棱镜图形的压印片的表面之间提供一个透明树脂片,并且借助于设置在压印片的表面侧和背面侧的一对滚轮压紧压印片和光漫射片,借此将压印图形转印在该透明树脂片上,同时将该树脂片与光漫射片熔化粘结;
传递步骤,借助于环形带传递转印后的压印片和熔化粘结片,所述环形带由所述一对滚轮中的至少一个滚轮支撑;以及
剥离步骤,在该传递步骤之后,从压印片上剥离该熔化粘结片。
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