CN101840103A - 一种用于背光模块的扩散片 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于背光模块的扩散片，包括由透光性材料构成的基材层；及层叠于所述基材层上部并包含胶黏剂、纳米粒子及微粒子的扩散层的扩散片。通过上述结构的扩散片，可提高扩散层的刚性，从而防止扩散层扭曲或卷曲的现象。另外，根据扩散层内纳米粒子的含量，具有优秀的扩散效果，从而可在防止亮度损失的同时，有效隐蔽或抵消导光板及光学片的瑕疵。

Description

一种用于背光模块的扩散片

技术领域

本发明涉及液晶显示器领域，尤其是一种用于背光模块的扩散片。

背景技术

一般而言，为提高不仅包括电子发光板、笔记本电脑显示器、文字处理器、台式计算机显示器、电视、摄像机，而且还包括汽车及飞机显示器在内的液晶显示装置(Liquid Crystal Display，LCD)等背面照明平板显示器的亮度，采用各种结构的背光模块，该背光模块具备光源、导光板及多个光学片，来自光源的光通过导光板及多个光学片之后出射至显示器。

图1为现有背光模块概略示意图。如图1所示，背光模块包括：光源4；导光板5，用于改变从上述光源4出射光的路径，以导引至显示部(未图示)；多个光学片6、7、8，设置于上述导光板5和显示部(未图示)之间，用以提高从上述导光板5出射光的效率；反射板2，为防止从上述光源4产生的光暴露至外部而设置于上述导光板5下部；光源反射板3；模架1；而且，在上述模架1上依次层叠反射板2、光源反射板3、导光板5及光学片6、7、8而成。

在制造过程，光学片6、7、8可由扩散片6、棱镜片7及保护片8构成，而上述扩散片6的作用在于扩散从上述导光板5出射并入射至显示部(未图示)的光，以使光的亮度分布变得均匀。上述棱镜片7在上部重复形成其剖面形状为三角形的棱镜，从而将经上述扩散片6扩散的光聚光至垂直于显示部(未图示)平面的方向，以提高亮度。

因此，通过上述棱镜片7的光，大部分相对于显示部(未图示)的平面垂直前进，从而具有均匀的亮度分布。另外，上述保护片8层叠于上述棱镜片7上部，从而在保护上述棱镜片7表面的同时，扩散通过上述棱镜片7入射的光，以使光的分布变得均匀。

随着最近液晶显示装置追求轻量化、超薄化及高亮度化，LED灯的使用呈增加的趋势，因此，需要在隐蔽灯排列模式的同时，无亮度损失地获得扩散效果的扩散片。

为此，在现有技术中使用涂布微粒子的扩散片，但这些微粒子的虽然起到了一定的扩散作用，但是若为提高隐蔽效果而增加扩散片中微粒子的混合量及扩散层的层叠量，则因雾度(haze)的增加而提高隐蔽效果，但其涂布困难，而且因相对透射率的减少而导致亮度的损失，所以现有技术不能达到隐蔽LED灯排列模式并且低亮度损失的效果。

韩国注册专利第10-0938118号，提供一种旨在通过提高光利用效率改善光亮度的光学片模块，包括：纳米线，其包括透明薄膜、形成于透明薄膜一面的沟型纳米结构及形成于纳米结构上的金属层；及至少一个光学片，设置于偏光片、纳米线及偏光片下部。该技术只适用于偏光片，并且采用特殊的纳米涂布技术实现，涂布困难。

另外，美观专利US7,160,018号公开一种在导光板的微细结构面，形成纳米粒子层的背光系统。此专利通过在导光板表面的纳米粒子层，试图改善供应至液晶显示装置的光亮度。该现有技术的问题在于，将纳米粒子层均匀的涂布到硬质材料的导光板表面比较困难，需要化学沉积等方式实现。

在其它现有技术中只限于将纳米粒子提供至导光板内部或棱镜的微细结构面内部，因此，仍然存在因其他光学片及保护片之间的接触所导致的容易划伤的问题。

因此，需要在保存透射率，提高雾度并减少亮度损失，提高隐蔽性的同时，可获得均匀扩散效果的扩散片。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服现有技术之不足，而提供一种用于背光模块的扩散片，其在降低亮度损失，隐蔽或抵消扩散片上部的瑕疵的同时，其刚性、超薄性及轻量性得到提高。

为达到上述目的，本发明提供一种用于背光模块的扩散片，包括：基材层，由透光性材料构成；扩散层，层叠于上述基材层上部并包含胶粘剂、纳米粒子及微粒子。

根据本发明的较佳特征，所述扩散层的厚度为1μm至30μm。

根据本发明的较佳特征，所述微粒子包括丙烯酸树脂、丙烯腈树脂、聚氨酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈或聚酰亚胺的其中至少一种构成。

根据本发明的较佳特征，所述微粒子由聚甲基丙烯酸甲酯构成，并且该微粒子的粒径为5μm至25μm。

根据本发明的较佳特征，所述纳米粒子包括以下物质的至少一种，二氧化硅、矾土、二氧化钛、氧化锆、氢氧化铝、硫化钡或硅酸镁，及上述物质的混合物。

根据本发明的较佳特征，所述纳米粒子由二氧化硅构成，并且该纳米粒子的粒径为10nm至100nm。

根据本发明的较佳特征，所述扩散层的微粒子及纳米粒子的含量，相对于胶黏剂100重量份，各为微粒子40至200重量份及纳米粒子5至50重量份。

本发明实施例用于背光模块的扩散片，在层叠于基材层上部并含有纳米粒子及微粒子的扩散层中，使用具有优秀光学特性及弹性的丙烯酸树脂或硬化胶黏剂，从而提高扩散层刚性，防止扩散片的扭曲或卷曲等现象。

另外，根据扩散层内纳米粒子的含量，具有优秀的扩散效果，从而可在防止亮度损失的同时，有效隐蔽或抵消导光板及光学片的瑕疵。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中背光模块概略示意图；

图2为本发明实施例扩散片的横向剖面图；

图3为制造本发明实施例扩散片的概略工艺图。

附图符号

1：模架                  3：光源反射板

5：导光板                7：棱镜片

20：扩散片               22：扩散层

22b：纳米粒子            30：拉神棍

2：反射板                4：光源

6：扩散片                8：保护片

21：基材层               22a：微粒子

22c：胶粘剂              40：缠绕棍

1、42、51、52：移送辊    50：扩散涂布模块

60：干燥模块             70：紫外线硬化模块

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面，结合附图对本发明较佳实施例进行详细说明。但是，以下说明的实施例旨在为向本发明所述技术领域的不同技术人员详细说明本发明的实施，而非限制本发明的保护范围。

图2为本发明一实施例扩散片的横向剖面图，而图3为制造本发明一实施例扩散片的概略工艺图。

如图2所示，本发明扩散片20可包括基材层21及扩散层22。

基材层21的作用在于将从下部入射光传递至上部，而为了有效透射光，由透明的合成树脂等透光性材料构成。

上述透明合成树脂，例如包括由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚乙烯(polyethylene)、聚碳酸酯(polycarbonate)、聚酯(Polyester)等制备而成的塑料薄膜，但非限制。例如，日本TOYOBO公司销售的COSMOSHINE、TORAY公司的LUMILAR等可用作上述基材层21。

较佳地，上述透明合成树脂中，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯纤维类聚合物具有更好的透明性及强度。

另外，较佳地，上述透明合成树脂可混合一种以上使用，而且为了改善耐热性及耐候性，可添加交联剂、防氧化剂、光稳定剂、填充剂、增强纤维、增强剂、防静电剂、阻燃剂、塑化剂、防劣化剂及其他添加剂。

基材层21的厚度既要满足可设置于显示装置内的薄度，又要满足足以抵抗弯曲的厚度。较佳地，上述基材层21的厚度约为100μm至250μm。若超过上述范围，则存在亮度降低，不能满足显示装置轻薄性的问题，而若不足上述范围，则在基材层上部层叠扩散层22时，有可能发生扭曲，且难以操作。

较佳地，本发明扩散片20具有0.05以下，较佳为0.01以下，更加为0.005以下的平面内及平面外双折射率，从而防止偏光旋转。

本发明扩散层22层叠于基材层上部，并包含胶黏剂22c、分散包含于胶黏剂中的纳米粒子22b及微粒子22a，而扩散层22的厚度没有特别的限制，而较佳为1μm至30μm的厚度。

微粒子22a可使用丙烯酸树脂、丙烯腈树脂、聚氨酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈或聚酰亚胺中的一种或多种，而较佳为使用硬化时透明度高的丙烯酸树脂，更佳为使用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。

微粒子22a都具有相同的大小，或彼此间任意的大小，而且可以各种方式排列。所述微粒子间的距离可以不同，可以相接触或非常邻近的方式排列，而所述微粒子的间距离最大约为10μm。另外，微粒子可相互成角度地横向偏置。通过上述间隔和成角度的偏置可以使得涂布更加方便。

微粒子22a的大小，较佳粒径为5μm至25μm。若超出上述范围，则因雾度的增加而提高隐蔽效果，但涂布较困难，透射率相对减少，从而导致亮度损失，但若不足上述范围，则将降低隐蔽效果。

在扩散层22中，上述微粒子22a的含量，较佳为相对于100重量份胶黏剂22c的40至200重量份。若超过上述范围，则微粒子22a的固定困难，而若不足上述范围，则将降低扩散效果。

纳米粒子22b可使用二氧化硅、矾土、二氧化钛、氧化锆、氢氧化铝、硫化钡或硅酸镁中的一种或者多种，或上述物质的混合物，而较佳地，使用可容易获得纳米水平的粒子，光线遮蔽性小，具有良好分散性，并有助于提高耐热性及刚性的二氧化硅。

纳米粒子22b的形状可为球状、纺锤状、板状、纤维状等任意形状，但为了降低光线的遮蔽性，采用球状为宜。

纳米粒子22b的大小，较佳的粒径为10nm至100nm。若超过上述范围，则因受短波长的影响而降低光线的遮蔽性，从而降低亮度，而若不足上述范围，则因纳米粒子22b的表面能量的上升，发生凝聚的问题。

通过扩散层22的光线，通过上述微粒子22a及纳米粒子22b产生散射，从而可有效隐蔽或抵消扩散片20中存在瑕疵时所能观察到的暗点。

在扩散层22中，纳米粒子22b的含量，较佳为相对于100重量份胶黏剂22c的5至50重量份。若纳米粒子22b的含量不足5重量份，则扩散性及刚性不理想，而若超过50重量份，则虽有扩散性及刚性的提高，但会导致亮度的损失。

构成扩散层22的胶黏剂22c可选用聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯酸酯(polyacrylate，PAR)、聚氨酯丙烯酸酯(urethaneacrylate，UA)、聚醚酰亚胺(polyetherimide，PEI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethyelenennapthalate，PEN)、聚苯硫醚(polyphenylenesulfide，PPS)，聚芳酯(Polyarylate)、聚酰亚胺(polyimide)中的至少一种树脂，而较佳地，由具有优秀弹性的聚丙烯酸酯树脂或聚氨酯丙烯酸酯制造，有助于提高胶黏剂22c的防水性、防扭曲性及纳米粒子22b的均匀分散性。

另外，较佳地，上述胶黏剂22c还可包含聚异氰酸酯化合物等硬化剂，而通过包含这些硬化剂，即使为使纳米粒子22b的稳定分散添加具有优秀的防静电效果的阳离子系防静电剂，也能弥补硬化反应速度下降的问题。

如图3所示，较佳地，本发明扩散片20的制造工艺，可通过拉伸辊30、缠绕辊40、多个移送辊41、42、51、52、包含纳米粒子22b的扩散涂布模块50、干燥模块60及紫外线硬化模块70来完成。

上述拉伸辊30拉伸基材层21，而上述缠绕辊40缠绕形成扩散层22的基材层21。

上述多个移送辊41、42移送经干燥模块60及紫外线硬化模块70完成扩散层22硬化的基材层21。

上述扩散涂布模块50中具备混合微粒子22a、纳米粒子22b及挥发性溶剂的胶黏剂22c，而上述溶剂包括甲醇、乙醇、n-丙醇、ISO丙醇、n-丁醇、ISO丁醇等醇类，而且还可包括甲基乙基酮(Methyl Ethyl Keton)、MIBK(MethylIsobutyl Ketone，MIBK)等酮类。

另外，上述胶黏剂22c为了提高微粒子的分散性，还可包括包含阳离子系、阴离子系、非离子系、氟系等表面活性剂的分散稳定剂，较佳地，包括该胶黏剂包括光聚合引发剂。

在本发明中，在上述扩散层22上涂布所需微粒子22a及纳米粒子22b分散液的方法，只要能够完成均匀涂布的方法即可，没有特别的限制。可利用包括一般的凹板涂布法、拉丝涂布法、喷涂法、微凹板涂布法、狭缝涂布法等在内的各种涂布方法。另外，可根据需要采用喷墨法等吐出法、丝网印刷等涂布方法。

上述扩散层22经扩散涂布模块50涂布之后，经干燥模块60及紫外线硬化模块70完成硬化，并被缠绕辊40缠绕保管。

本发明扩散片20可通过如上所述的制造工艺制造而成，而这样制造而成的本发明扩散片20可降低亮度损失，提高隐蔽或抵消暴露于扩散片上部的瑕疵的效果，并具有提高其刚性、超薄性及轻量性的效果。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于背光模块的扩散片，在该扩散片中，其特征在于包括：基材层，由透光性材料构成；扩散层，层叠于所述基材层上部并包含胶黏剂、纳米粒子及微粒子。

2.根据权利要求1所述的一种用于背光模块的扩散片，其特征在于：所述扩散层的厚度为1μm至30μm。

3.根据权利要求1所述的一种用于背光模块的扩散片，其特征在于：所述微粒子包括丙烯酸树脂、丙烯腈树脂、聚氨酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯腈或聚酰亚胺的其中至少一种构成。

4.根据权利要求1所述的一种用于背光模块的扩散片，其特征在于：所述微粒子由聚甲基丙烯酸甲酯构成，并且该微粒子的粒径为5μm至25μm。

5.根据权利要求1所述的一种用于背光模块的扩散片，其特征在于：所述纳米粒子包括以下物质的至少一种，二氧化硅、矾土、二氧化钛、氧化锆、氢氧化铝、硫化钡或硅酸镁，及上述物质的混合物。

6.根据权利要求1所述的一种用于背光模块的扩散片，其特征在于：所述纳米粒子由二氧化硅构成，并且该纳米粒子的粒径为10nm至100nm。

7.根据权利要求1所述的一种用于背光模块的扩散片，其特征在于：所述扩散层的微粒子及纳米粒子的含量，相对于胶黏剂100重量份，各为微粒子40至200重量份及纳米粒子5至50重量份。

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