CN101504466B

CN101504466B - 光学板、包含该光学板的背光模块及该光学板的制造方法

Info

Publication number: CN101504466B
Application number: CN 200910001640
Authority: CN
Inventors: 蔡坪芫; 陈俊彦; 吕杰夫; 陈忆明; 蔡世荣
Original assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Current assignee: Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority date: 2008-02-05
Filing date: 2009-01-09
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2029-01-09
Also published as: CN101504466A

Abstract

本发明提供一种光学板，包括：连续相，其由热塑性高分子构成；以及分散相，其由热固性高分子构成，分散于该连续相。本发明另提供一种光学板的制造方法。

Description

光学板、包含该光学板的背光模块及该光学板的制造方法

【技术领域】

本发明涉及一种光学板，特别是涉及一种双相动态交联的光学板。

【背景技术】

近年来，由于各大厂积极投入研发并采用大型化生产，促液晶显示器(LCD)品质不断提升，迅速扩大了液晶显示器的应用领域。在LCD努力开拓新领域的同时，背光技术的高亮度、低成本、低耗电及轻薄化亦扮演重要角色。背光模块为液晶显示器的光源，是由冷阴极管、导光板、扩散板及菱镜片等组件所构成。然传统制程的组装难度高且耗时，致成本高居不下。对背光模块厂商而言，无不设法简单化模块结构，以降低成本。

目前，市售应用于背光模块的扩散板主要是在高分子基材中导入具有不同折射率的粒子(例如二氧化钛或二氧化硅)，使其分散于树脂层之间，达到折射光线及均匀扩散光线的效果。然由于扩散粒子分散不易且原料昂贵，致须在配方及设备上多加改进，例如以挤出制程方式制备扩散板的相关研究中，美国专利2005/0257363及日本专利2005/329696是将扩散粒子与光学树脂利用挤出方式成型，其缺点即是所使用的扩散粒子价格昂贵且粒子分散不易，须额外添加分散剂。

【发明内容】

本发明的一个方面提供一种光学板，其包括：连续相，其由热塑性高分子构成；以及分散相，由热固性高分子所构成，分散于该连续相。

当该热塑性高分子的重量百分比大体介于40～99.5％，该热固性高分子的重量百分比大体介于0.5～60％时，该光学板为扩散板。当该热塑性高分子的重量百分比大体介于90～99.99％，该热固性高分子的重量百分比大体介于0.01～10％，该光学板为导光板。

本发明的另一方面提供一种背光模块，包括：发光二极管阵列或冷阴极管灯源；上述的扩散板，设置于该发光二极管阵列或冷阴极管灯源上；增亮膜，设置于该扩散板上；以及另一上述的扩散板，设置于该增亮膜上。

本发明的另一方面提供一种背光模块，包括：上述的导光板；上述的扩散板，设置于该导光板上；增亮膜，设置于该扩散板上；另一上述的扩散板，设置于该增亮膜上；以及冷阴极管灯源，设置于该导光板一侧。

本发明的第四方面提供一种扩散板的制造方法，包括：制备由热固性高分子所构成的分散相；制备由热塑性高分子所构成的连续相；将该分散相导入该连续相；以及进行固化步骤，以固化该分散相。

本发明利用光学性质佳的热塑性高分子作为连续相，导入不兼容的非极性高分子分散相，并利用动态交联固定其中一相，以形成高稳定性、低成本及高生产效能的新一代光学板。

为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举较佳实施方式，并配合所附图式，作详细说明如下：

【附图说明】

图1为本发明的一个实施方式，示出一种背光模块的结构示意图。

图2为本发明的一个实施方式，示出一种背光模块的结构示意图。

【主要附图标记说明】

10、30～背光模块；

12、32～反射板；

14、44～发光二极管阵列或冷阴极管灯源；

16、36～下扩散板；

18、38～水平方向增亮膜；

20、40～垂直方向增亮膜；

22、42～上扩散板；

34～导光板

【实施方式】

本发明的一种实施方式提供一种光学板，包括由热塑性高分子所构成的连续相与分散于连续相的、由热固性高分子所构成的分散相。

上述热塑性高分子可包括聚甲基丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、苯乙烯树脂、环烯烃树脂或非结晶聚酯。上述热固性高分子可为反应型的非极性高分子。此处的反应型高分子为具有官能团的高分子，例如具有氢氧基、环氧基或双键官能团等的反应型聚甲基丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、苯乙烯树脂、环烯烃树脂、非结晶聚酯、环氧树脂或聚硅氧烷化物。当热塑性高分子的重量百分比大体介于40～99.5％，热固性高分子的重量百分比大体介于0.5～60％时，上述光学板可作为扩散板。当热塑性高分子的重量百分比大体介于90～99.99％，热固性高分子的重量百分比大体介于0.01～10％时，上述光学板可作为导光板。本发明光学板还包括紫外光防止剂或增塑剂，其厚度大体介于0.1～10mm。

请参阅图1，其说明本发明的一种实施方式的背光模块。背光模块10由下而上包括反射板12、发光二极管阵列或冷阴极管灯源14、下扩散板16、水平方向增亮膜18、垂直方向增亮膜20以及上扩散板22，其中下扩散板16与上扩散板22包括由热塑性高分子所构成的连续相与分散于连续相的、由热固性高分子所构成的分散相。

上述背光模块为直下式背光模块。

请参阅图2，其说明本发明的一种实施方式的背光模块。背光模块30由下而上包括反射板32、导光板34、下扩散板36、水平方向增亮膜38、垂直方向增亮膜40以及上扩散板42，其中导光板34、下扩散板36与上扩散板42包括由热塑性高分子所构成的连续相与分散于连续相、由热固性高分子所构成的分散相。冷阴极管灯源44设置于导光板34的一侧。

上述背光模块为侧光式背光模块。

本发明的一种实施方式提供了光学板的制造方法，包括下列步骤。首先，制备由热固性高分子所构成的分散相与由热塑性高分子所构成的连续相。上述作为分散相的热固性高分子可包括反应型的聚甲基丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、苯乙烯树脂、环烯烃树脂、非结晶聚酯、环氧树脂或聚硅氧烷化物，而作为连续相的热塑性高分子可包括聚甲基丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、苯乙烯树脂、环烯烃树脂或非结晶聚酯。

之后，将分散相导入连续相。接着，进行固化步骤，以固化分散相。待挤出制程后，即制作完成本发明双相动态交联光学板。上述固化步骤可包括加热或照射步骤。若进行加热步骤，其加热温度大体介于摄氏100～300℃，而若以例如紫外线的光源进行照射，其照射能量大体介于800～6,000mJ/cm²，光源波长大体介于200～450nm。

【实施例】

【实施例1】

首先，将光学级PMMA原料塑料粒与重量比0.3％的反应型环氧树脂(内含架桥剂)预混均匀。之后，将预混塑料粒以双螺杆挤出机加热挤出造粒，使反应型环氧树脂于双螺杆挤出机中均匀分散于PMMA连续相并且完全反应。最后，将挤出粒子注塑成型，制成正方板状试片材料(宽度×厚度为80mm×2mm)，以得到一种含有0.3wt％动态交联扩散微粒的环氧型扩散板并测试其全光线透过率(TT)及雾度(Hz)。

【实施例2】

依实施例1中相同材料及方式制备含有0.5wt％动态交联扩散微粒的环氧型扩散板并测试其全光线透过率(TT)及雾度(Hz)。

【实施例3】

首先，将光学级PMMA原料塑料粒与重量比0.1％的反应型聚酯树脂(内含架桥剂)预混均匀。之后，将预混塑料粒以双螺杆挤出机加热挤出造粒，使反应型聚酯树脂于双螺杆挤出机中均匀分散于PMMA连续相并且完全反应。最后，将挤出粒子注塑成型，制成正方板状试片材料(宽度×厚度为80mm×2mm)，得到一种含有0.1wt％动态交联扩散微粒的聚酯型扩散板并测试其全光线透过率(TT)及雾度(Hz)。

【实施例4】

依实施例3中相同材料及方式制备含有0.3wt％动态交联扩散微粒的聚酯型扩散板并测试其全光线透过率(TT)及雾度(Hz)。

【实施例5】

依实施例3中相同材料及方式制备含有0.5wt％动态交联扩散微粒的聚酯型扩散板并测试其全光线透过率(TT)及雾度(Hz)。

【实施例6】

依实施例3中相同材料及方式制备含有1wt％动态交联扩散微粒的聚酯型扩散板并测试其全光线透过率(TT)及雾度(Hz)。

【实施例7】

依实施例3中相同材料及方式制备含有3wt％动态交联扩散微粒的聚酯型扩散板并测试其全光线透过率(TT)及雾度(Hz)。

【实施例8】

依实施例3中相同材料及方式制备含有5wt％动态交联扩散微粒的聚酯型扩散板并测试其全光线透过率(TT)及雾度(Hz)。

【实施例8-1】

依实施例3中相同材料及方式制备含有10wt％动态交联扩散微粒的聚酯型扩散板并测试其全光线透过率(TT)及雾度(Hz)。

对于实施例1至8-1所制备扩散板的全光线透过率(TT)及雾度(Hz)进行测试，结果表示于表1中。

表1

【实施例9】

将光学级PMMA原料粒子注塑成型，制成表面具微结构双面V-cut导光板状试片材料(长度×宽度×厚度为49mm×36mm×0.6mm)，得到双面V-cut导光板并将其置入侧光式LED导光模块中，测试其九点辉度的最大辉度及最小辉度。

【实施例10】

首先，将光学级PMMA原料塑料粒与重量比0.02wt％的反应型丙烯酸类树脂(内含架桥剂)预混均匀。之后，将预混塑料粒以双螺杆挤出机加热挤出造粒，使反应型丙烯酸类树脂于双螺杆挤出机中均匀分散于PMMA连续相并且完全反应。最后，利用模具将挤出粒子注塑成型，制成表面具微结构双面V-cut导光板状试片材料(长度×宽度×厚度为49mm×36mm×0.6mm)，得到一种含有0.02wt％动态交联扩散微粒的导光板并将其置入侧光式LED导光模块中，测试其九点辉度的最大辉度及最小辉度。

【实施例11】

依实施例10中相同材料及方式制备含有0.05wt％动态交联扩散微粒的导光板并测试其九点辉度的最大辉度及最小辉度。

【实施例12】

依实施例10中相同材料及方式制备含有0.07wt％动态交联扩散微粒的导光板并测试其九点辉度的最大辉度及最小辉度。

【实施例13】

依实施例10中相同材料及方式制备含有0.1wt％动态交联扩散微粒的导光板并测试其九点辉度的最大辉度及最小辉度。

【实施例14】

依实施例10中相同材料及方式制备含有0.3wt％动态交联扩散微粒的导光板并测试其九点辉度的最大辉度及最小辉度。

【实施例15】

依实施例10中相同材料及方式制备含有0.5wt％动态交联扩散微粒的导光板并测试其九点辉度的最大辉度及最小辉度。

对于实施例9-15所制备导光板的九点辉度中最大辉度及最小辉度进行测试，结果表示于表2中。

表2

	实施例9	实施例10	实施例11	实施例12	实施例13	实施例14	实施例15
								PMMA	100	100	100	100	100	100	100
丙烯酸类型(wt％)	0	0.02	0.05	0.07	0.1	0.3	0.5
								最大辉度(cd/m²)	2235	2528	2399	2641	2001	2085	2118
最小辉度(cd/m²)	1740	1081	1060	1069	39.4	43.1	49.0

虽然本发明已以优选实施例披露如上，然其并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域中的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应可作任意更动与润饰，因此，本发明的保护范围应以所附权利要求书所限定的范围为准。

Claims

1.一种光学板，包括：

连续相，其由热塑性高分子构成，该热塑性高分子包括苯乙烯树脂、环烯烃树脂或非结晶聚酯；以及

动态交联扩散微粒，其由分散于该连续相中的热固性高分子构成的分散相固化而得到，该热固性高分子包括反应型苯乙烯树脂、反应型环烯烃树脂或反应型非结晶聚酯，

其中，当该热塑性高分子的重量百分比介于40～99.5％，该热固性高分子的重量百分比介于0.5～60％时，该光学板为扩散板；当该热塑性高分子的重量百分比介于90～99.99％，该热固性高分子的重量百分比介于0.01～10％，该光学板为导光板。

2.如权利要求1所述的光学板，其中该反应型苯乙烯树脂、反应型环烯烃树脂或反应型非结晶聚酯具有官能团。

3.如权利要求1所述的光学板，还包括紫外光防止剂或增塑剂。

4.如权利要求1所述的光学板，其中该光学板的厚度介于0.1～10mm。

5.一种背光模块，包括：

发光二极管阵列或冷阴极管灯源；

如权利要求1所述的扩散板，设置于该发光二极管阵列或冷阴极管灯源上；

增亮膜，设置于该扩散板上；以及

另一如权利要求1所述的扩散板，设置于该增亮膜上。

6.如权利要求5所述的背光模块，其中该增亮膜由水平方向增亮膜与垂直方向增亮膜构成。

7.一种背光模块，包括：

如权利要求1所述的导光板；

如权利要求1所述的扩散板，设置于该导光板上；

增亮膜，设置于该扩散板上；

另一如权利要求1所述的扩散板，设置于该增亮膜上；以及

冷阴极管灯源，设置于该导光板的一侧。

8.如权利要求7所述的背光模块，其中该增亮膜由水平方向增亮膜与垂直方向增亮膜构成。

9.一种光学板的制造方法，包括：

制备由热固性高分子所构成的分散相，该热固性高分子包括反应型苯乙烯树脂、反应型环烯烃树脂或反应型非结晶聚酯；

制备由热塑性高分子所构成的连续相，该热塑性高分子包括苯乙烯树脂、环烯烃树脂或非结晶聚酯；

将该分散相导入该连续相；以及

进行固化步骤，以固化该分散相，

10.如权利要求9所述的光学板的制造方法，其中该固化步骤系包括加热或照射步骤。

11.如权利要求10所述的光学板的制造方法，其中该固化步骤的加热温度介于摄氏100～300℃。

12.如权利要求10所述的光学板的制造方法，其中该固化步骤是以紫外线光源进行照射。

13.如权利要求12所述的光学板的制造方法，其中该紫外线光源的能量介于800～6,000mJ/cm²。

14.如权利要求12所述的光学板的制造方法，其中该紫外线光源的波长介于200～450nm。