CN103777401A - 丝网型扩散板及其制造方法和液晶显示设备 - Google Patents

丝网型扩散板及其制造方法和液晶显示设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及丝网型扩散板及其制造方法和液晶显示设备。使用丝网通过牵引制造具有预定张力的膜式扩散板，代替基于现有挤压方法的扩散板以改善背光中产生的蛋斑。该液晶显示设备包括：显示图像的液晶面板；安装在液晶面板下方且向液晶面板提供光的多个灯；安装在多个灯和液晶面板之间的多个光学片；安装在多个灯下方的反射板；以及扩散板，该扩散板由具有预定张力的丝网形成，并安装在多个灯和光学片之间。

Description

丝网型扩散板及其制造方法和液晶显示设备
技术领域
本公开涉及丝网型扩散板和具有丝网型扩散板的液晶显示设备，尤其涉及在直接型背光单元中使用的丝网型扩散板、丝网型扩散板的制造方法和具有丝网型扩散板的液晶显示设备。
背景技术
液晶显示(LCD)设备是将根据图像信息的数据信号单独提供给以矩阵形式排列的多个像素，且调节像素的透光率以显示想要的图像的显示设备。
因此，LCD设备包括以矩阵形式设置有像素的液晶面板和用于驱动像素的驱动单元。
液晶面板包括滤色器基板和以面对的形式附接的阵列基板，两者之间保持均匀的单元间隙(cell gap)，且液晶层形成在滤色器基板和阵列基板之间的单元间隙中。
此处，公共电极和像素电极形成在由滤色器基板和阵列基板附接形成的液晶面板上，以对液晶层施加电场。
因此，在对公共电极施加电压的状态下，当控制提供给像素电极的数据信号的电压时，液晶层的液晶根据公共电极和像素电极之间的电场由于介电各向异性而旋转，由此通过透射或阻挡光来经由像素显示字符或图像。
此处，LCD设备是一种本身不发射光的光接收设备。也就是说，由于LCD设备通过调节来自外部的光的透射率来显示图像，因此其需要背光单元。
将参考附图对相关技术的LCD设备进行详细说明。
图1例示的剖视图示意性地示出了相关技术的LCD设备的部分结构。
如所示出的，相关技术的LCD设备包括：液晶面板10，其上以矩阵形式设置有多个像素以输出图像；驱动像素的驱动单元(未示出)；安装在液晶面板10的后表面上的背光单元，其向液晶面板10的前表面发射光；以及容纳液晶面板10和背光单元并固定它们的面板引导件25。
此处，液晶面板10包括滤色器基板1和以面对的形式附接的阵列基板11，两者之间保持均匀的单元间隙，且液晶层形成在滤色器基板1和阵列基板11之间的单元间隙中。
尽管没有示出，公共电极和像素电极形成在由滤色器基板1和阵列基板11附接形成的液晶面板10上，以对液晶层施加电场。在对公共电极施加电压的状态下，当控制施加到像素电极的数据信号的电压时，液晶层的液晶根据公共电极和像素电极之间的电场由于介电各向异性而旋转，由此通过透射或阻挡光来经由像素显示字符或图像。
为通过像素控制施加到像素电极的数据信号的电压，在各像素中单独地设置开关元件，例如薄膜晶体管(TFT)。
上偏振板和下偏振板(未示出)附接至液晶面板的外侧。下偏振板使通过背光单元的光偏振，且上偏振板使通过液晶面板10的光偏振。
根据发光灯的安置方法，将作为液晶面板的光源的背光单元分为边缘型背光单元和直接型背光单元。
在直接型背光单元中，发光灯21安置在液晶面板10下方以提供光。具体地，在直接型背光单元中，安置多个灯21做为光源，且反射体22位于多个灯21下方。将多个光学片24层叠并置于多个灯21上方。
此处，由于直接型背光单元不使用导光板，将扩散板23设置在多个灯21和光学片24之间以扩散灯发出的光并支撑光学片24。
并且，尽管未示出，为支撑设置在灯21上部的扩散板23和光学片24，设置有锥形固定支撑件。
包括滤色器基板1和阵列基板11的液晶面板10通过面板引导件25安装在如上所述配置的背光单元的上部。液晶面板10、面板引导件25和背光单元由下盖底板(lower cover bottom)30和上外壳顶盖(upper case top)35通过多个紧固单元40a和40b连接，以形成LCD设备。
作为扩散板23的材料，主要使用聚甲基丙烯酸-苯乙烯(polymethacryl styrene，MS)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)等，并需要耐热形变性、耐潮湿性和紫外线稳定性。
图2例示的剖视图例如示出了图1中所示的相关技术的扩散板结构。
如图所示，例如，现有扩散板23具有三层结构，其中，被称为聚甲基丙烯酸-苯乙烯23b的塑料设置在聚苯乙烯23a的两面上，该聚苯乙烯23a设置在中间部分。
扩散板23通过挤压方法制造。将作为原材料的聚合物切片放置在挤压机中，通过T型冲模排出，接着，通过轧辊，以被制造出。
扩散板23的厚度为1.2mm、1.5mm或2.0mm等，且为保证可靠性，扩散板23的厚度随液晶面板应用英寸的增加而增加。
由于吸收湿气，制造出的扩散板23会产生变形，在液晶面板中产生蛋斑(eggmura)。
图3A和图3B例示的剖视图示出了蛋斑产生机理。
参考这些图，在直接型背光单元的情况下，由于作为光源的灯21存在于扩散板23下方，下侧具有较高的温度而液晶面板10侧具有较低的温度，因此空间中的温差产生了湿气M。
此处，扩散板23吸收湿气M以使得向着液晶面板10扩展，且扩散板23的扩展使液晶面板10的边缘表面提升，以产生具有鸡蛋形状的蛋斑。四周环境中的湿气M也会产生相同的影响。
也就是说，当驱动背光单元时，由于在高温和高湿度环境下偏振板、光学片24和扩散板23吸收湿气M，液晶面板10、光学片24和扩散板23会变得弯曲。此处，下偏振板和光学片24之间存在接触部和非接触部，且导致接触部和非接触部之间湿气蒸发的不同，在液晶面板10中形成了蛋斑形式的斑点。
为了改善此现象，扩散板23需要具有预定厚度，这使得难以实现纤薄设计。
并且，当减小扩散板23的厚度时，按照现有挤压工序的特性会产生树脂向下流、不成型等，于是在减小扩散板23的厚度上是有限制的。也就是说，根据挤压期间通过抛光辊来确定扩散板23的厚度，且为了防止产生不成型，应当保持扩散板23为预定厚度。
发明内容
因此，详细说明的一个方面是提供一种改善产生在直接型背光单元中的蛋斑的丝网型扩散板及其制造方法，以及具有丝网型扩散板的液晶显示设备。
下面将在本发明的构造和权利要求书中描述本发明的其他目的和特征。
为实现这些和其他优点，并根据本发明的目的，如本文所具体和广义描述的，一种液晶显示设备包括：显示图像的液晶面板；多个灯，该多个灯安装在液晶面板下方且向液晶面板提供光；多个光学片，该多个光学片安装在多个灯和液晶面板之间；反射板，该反射板安装在多个灯下方；以及扩散板，该扩散板由具有预定张力的丝网形成，并安装在多个灯和光学片之间。
丝网可以使用诸如透明聚酯或尼龙等的人造纤维或不锈钢(SUS)作为丝线。
丝网可以通过平纹编织网方法(plane weave mesh method)或斜纹编织网方法(twill weave mesh method)形成。
扩散板可以通过在其整个表面涂敷乳胶或在其最外面的部分涂敷乳胶形成乳胶涂敷部。
这里，乳胶可以是重氮基乳胶或重氮双重固化基乳胶。
乳胶可以被涂敷为具有为丝网的丝线直径的1.5～2倍的厚度。
丝网的丝线直径的值约为10μm～120μm。
在扩散板中，整个丝网的开口区域的比例的值可以为30％～90％。
提供一种制造丝网型扩散板的方法，该方法包括以下步骤：根据平纹编织网或斜纹编织网方法制造丝网，并通过拉扯丝网多次的牵引提供张力，直至张力达到预定张力以制造大的基础扩散板；测量张力以检查该张力是否达到预设张力；按照单元扩散板的需要的尺寸将乳胶涂敷在已完成牵引的基础扩散板的最外面的部分并使乳胶干燥；以及将基础扩散板切割成多个单元扩散板。
丝网可以使用诸如透明聚酯或尼龙等的人造纤维或不锈钢(SUS)作为丝线。
这里，乳胶可以是重氮基乳胶或重氮双重固化基乳胶。
乳胶可以被涂敷为具有为丝网的丝线直径的1.5～2倍的厚度。
丝网的丝线直径可以具有约为10μm～120μm的值。
如上所述，在根据本发明的丝网型扩散板及其制造方法和具有丝网型扩散板的液晶显示设备中，使用丝线通过牵引制造具有预定张力的膜式扩散板，代替基于现有挤压方法的扩散板，并且因此可改善在直接型背光中产生的蛋斑。
因此，背光单元的厚度可减小，从而有助于使得显示设备纤薄并提高质量和屏幕等级，且由于扩散板的原材料的成本降低，可以降低液晶显示设备的制造成本。
根据下面给出的详细说明，本发明的进一步的应用范围将变得更清楚。然而，应当理解的是，详细的说明和具体示例在指示本发明的优选实施方式的同时仅通过示例性方式给出，因为对于本领域技术人员而言，根据详细描述，在本发明的精神和范围内的各种改变和变型将变得明显。
附图说明
附图被包括进来以提供对本发明的进一步理解，并结合到说明书中并构成说明书的一部分，附图示出了示例性实施方式并与描述一起用于解释本发明的原理。
下图中：
图1例示的剖视图示意性地示出了相关技术的液晶显示设备的部分结构；
图2例示的剖视图例如示出了图1中所示的相关技术的扩散板结构；
图3A和图3B例示的剖视图示出了蛋斑产生机理；
图4例示的剖视图示意性地示出了根据本发明实施方式的液晶显示设备的部分结构；
图5A和图5B例示的平面图和剖视图例如示出了根据图4中所示的本发明实施方式的液晶显示设备中的丝网型扩散板；
图6A和图6B例示的平面图和剖视图例如示出了根据图4中所示的本发明实施方式的液晶显示设备中不同的丝网型扩散板；
图7为例示了根据本发明实施方式的丝网型扩散板的顺序制造过程的流程图；
图8为例示了例如在大的基础扩散板上划分多个单位丝网型扩散板的状态的平面图；
图9A和图9B为示出了根据本发明实施方式的在丝网型扩散板中使用的乳胶(emulsion)的示意图；
图10A和图10B为示出了例如根据视角的发光特性的图。
具体实施方式
下面，参考附图对示例性实施方式进行详细说明。为便于参考附图做出简要说明，将为相同或等效的部件设置相同的参考标号，且将不进行重复说明。
将参考附图详细描述根据本发明实施方式的丝网型扩散板、丝网型扩散板的制造方法和具有丝网型扩散板的液晶显示设备，使得本领域技术人员易于实施。本发明可以多种形式实现而不局限于本文描述的实施方式。
图4例示的剖视图示意性地示出了根据本发明实施方式的液晶显示设备的部分结构。
如图所示，根据本发明实施方式的液晶显示(LCD)设备包括：以矩阵形式设置有像素以输出图像的液晶面板110；驱动像素的驱动单元(未示出)；安装在液晶面板110的后表面上以向液晶面板110的前表面发射光的背光单元；以及容纳液晶面板110和背光单元并固定它们的面板引导件125。
此处，液晶面板110包括滤色器基板101和以面对的形式附接的阵列基板111，两者之间保持均匀的单元间隙，且液晶层形成在滤色器基板101和阵列基板111之间的单元间隙中。
此处，尽管未详细示出，滤色器基板101包括滤色器，该滤色器包括实现红色、绿色和蓝色的多个子滤色器，黑底将这些子滤色器隔开且阻挡通过液晶层透射的光，且透明的公共电极向液晶层施加电压。
并且，阵列基板111包括垂直和水平布置的多条选通线和数据线以限定多个像素区域，作为开关元件的薄膜晶体管形成在选通线和数据线的交叉处，且像素电极形成在像素区域上。此处，对于面内切换(IPS)模式的LCD设备的情况，公共电极形成在阵列基板111上而不是滤色器基板101上。
公共电极和像素电极形成在液晶面板110上，该液晶面板110中滤色器基板101和阵列基板111附接以向液晶层施加电场，且在对公共电极施加电压的状态下，当控制施加到像素电极的数据信号的电压时，液晶层的液晶根据公共电极和数据电极之间的电场由于介电各向异性而旋转，由此通过透射或阻挡光来经由像素显示字符或图像。
为了控制根据像素施加到像素电极的数据信号的电压，在各像素中单独地设置开关元件，例如薄膜晶体管。
上偏振板和下偏振板(未示出)附接至液晶面板110的外侧，且下偏振板使通过背光单元的光偏振，且上偏振板使通过液晶面板110的光偏振。
此处，上偏振板和下偏振板是将自然光或偏振光转换为线性偏振光的光学装置。上偏振板和下偏振板将入射光分离为两个互相垂直的偏振分量，且允许一个偏振分量透过，并吸收、反射和/或扩散另一偏振分量。
上偏振板和下偏振板的厚度没有特别的限制且包括通常概念的薄膜、膜或薄片。
下面详细描述根据本发明实施方式的直接型背光单元。多个灯121设置为灯，且反射板122位于多个灯121下方。多个光学片124层叠且位于多个灯121之上。
根据本发明实施方式的光学片124可包括扩散片和棱镜片，且还可额外地包括保护片。
此处，由于直接型背光单元不使用导光板，将扩散板123设置在多个灯121和光学片124之间以扩散灯发出的光并支撑光学片124。
包括滤色器基板101和阵列基板111的液晶面板110通过面板引导件125安装在如上所述配置的背光单元的上部，且液晶面板110、面板引导件125和背光单元由下盖底板130和上外壳顶盖135通过多个紧固单元140a和140b彼此结合，以形成LCD设备。
此处，根据本发明实施方式的扩散板123具有这样的特性：应用使用丝网的膜式扩散板代替现有挤压方法所得的扩散板。
将丝网型扩散板123制为具有预定张力的膜式，以便在将丝网型扩散板123用作现有扩散板的替代时应对周围环境和尺寸的改变。
图5A和图5B例示的平面图和剖视图例如示出了根据图4中所示的本发明实施方式的液晶显示设备中的丝网型扩散板。
参考这些图，根据平纹编织网方法或斜纹编织网方法，使用诸如透明聚酯或尼龙等的人造纤维，或不锈钢(SUS)作为丝线来制造丝网123a。
随后，通过几次拉扯丝网的牵引提供张力，直至当张力达到预定张力。
此处，当拉扯时，聚酯纤维具有仅次于尼龙的强度，且即使在水中变得潮湿时，其强度也不会改变。尼龙是聚酰胺基合成纤维的总称，且其比蜘蛛网薄且耐摩，并且相对于其他纤维具有优异的抗张强度。
平纹编织网是最基本的织物，其中经线和纬线交替交叉，且根据平纹编织网方法制造的丝网型扩散板123与背光单元的光学片具有最小的接触面积，以防止光学片的磨损并减小静电。
与现有扩散板不同，根据本发明实施方式的被制造为具有预定张力的丝网型扩散板123能改善在直接型背光单元中产生的蛋斑。因此，背光单元的厚度可减小，从而有助于实现纤薄的显示设备并提高质量和提高屏幕等级，且由于扩散板的原材料的成本降低，可降低LCD设备的制造成本。
并且，与现有扩散板不同，不需要支撑丝网型扩散板123和光学片的固定支撑件。
此处，为了维持丝网123a的张力并作为框架，可以将乳胶涂在丝网型扩散板123的整个表面上或可以将乳胶涂在丝网型扩散板123的最外面的部分以形成乳胶涂敷部123b。
乳胶涂敷部123b被置于反射板的边缘并被支撑在反射板和光学片之间，因此可维持张力。
通过调节丝网123a的开口w和丝线直径(厚度)d可以控制根据本发明实施方式的丝网型扩散板123的电光特性。并且，通过调节形成丝网123a的材料的透明度可以控制丝网型扩散板123的电光特性。
此处，开口面积可表示为开口区域在整个丝网123a中的比例(％)，且随着开口面积的减小，透射率也减小，且随着开口面积的增加，透射率也增加。
丝网123a的开口面积的值大约为30％～90％。
此外，根据本发明实施方式的制造丝网的方法并不局限于如上所述的平纹编织网方法，还可根据斜纹编织网方法制造丝网。下面将参考附图进行详细说明。
图6A和图6B例示的平面图和剖视图例如示出了根据图4中所示的本发明实施方式的液晶显示设备中不同的丝网型扩散板。
参考这些图，根据斜纹编织网方法，使用诸如透明聚酯或尼龙等的人造纤维，或不锈钢(SUS)作为丝线来制造丝网223a。
随后，通过几次拉扯丝网的牵引提供张力，直至当张力达到预定张力。
该编织网是与织品表面上的经线和纬线形成梳齿方向(comb direction)的垄沟图案(furrow pattern)的织物，且与上述平纹编织网方法相比，根据斜纹编织网方法制造的丝网型扩散板223与光学片具有增加的接触面积，但具有平滑的表面因此可更有利地防止光学片的磨损。
与现有扩散板不同，根据本发明实施方式的被制造为如上有益地描述的具有预定张力的丝网型扩散板223不需要支撑扩散板223和光学片的固定支撑件。
此处，为了维持丝网223a的张力并将丝网223a作为框架，可以将乳胶涂在丝网型扩散板223的整个表面上或可以将乳胶涂在丝网型扩散板223的最外面的部分以形成乳胶涂敷部223b。
将参考附图详细地说明根据本发明实施方式的如上述所配置的丝网型扩散板的制造方法。
图7为例示了根据本发明实施方式的丝网型扩散板的顺序制造过程的流程图。
并且，图8为例示了例如在大的基础扩散板上划分多个单位丝网型扩散板的状态的平面图。
首先，根据平纹编织网方法，使用诸如例如透明聚酯或尼龙等的人造纤维，或不锈钢(SUS)作为丝线来制造丝网，并且通过几次拉扯丝网的牵引提供张力，直至当张力达到预定张力(步骤S110)。
此处，由于丝网是膜式，当将其紧固至下盖时，可一点一点地切割以提高张力，且在此情况下，应该均匀地保持对丝网施加的压力。
如上所述，平纹编织网是最基本的织物，其中经线和纬线交替交叉，且根据平纹编织网方法制造的丝网型扩散板与背光单元的光学片具有最小的接触面积，以防止光学片的磨损并减小静电。
并且，编织网是与织品表面上的经线和纬线形成梳齿方向的垄沟图案的织物，且与上述平纹编织网方法相比，根据斜纹编织网方法制造的丝网型扩散板223与光学片具有增加的接触面积，但具有平滑的表面因此可更有利地防止光学片的磨损。
此后，测量张力并检查张力是否达到预设张力(步骤S120)。
此处，根据本发明实施方式的丝网型扩散板是在大的基础扩散板120上划分多个单位丝网型扩散板123的状态下制造的，且通过乳胶涂敷和特定切割工序进行制造(见图8)。
也就是说，为了制造作为单个产品的已经完成牵引的大的基础扩散板120，按照想要的尺寸将乳胶涂敷在最外面的部分，熟化，并切割为多个单位丝网型扩散板123(步骤S130、S140、S150)。
此处，为维持丝网的张力并作为框架，所涂敷的乳胶需要具有优异的抗水性、抗湿性、耐溶剂性，能保持机械刚度，并在涂敷乳胶后具有短的熟化时间。
作为乳胶，可在制造小尺寸的情况下使用重氮基乳胶，且当尺寸增加时，可以使用重氮双重固化基乳胶(diazo dual cure-based emulsion)。此处，重氮是含有氮并具有很好的反应性的化合物。
图9A和图9B为示出了在根据本发明实施方式的丝网型扩散板中使用的乳胶的示意图。
参考图9A，重氮基乳胶可以是混合有聚乙烯醇(PVA)151、聚醋酸乙烯酯(PVAC)152和重氮153的乳胶，且可以根据各种成分的比例得到耐溶剂性乳胶或抗水性乳胶。
在耐溶剂性乳胶中，PVAC152和PVA151之间的比例大约为6∶4，且在抗水性乳胶中，PVAC152和PVA151之间的比例大约为2∶8。
PVA151是水溶性的且具有相当大的耐溶剂性，且PVAC152是可溶于容积性的且具有相当大的抗水性。
并且，参考图9B，重氮双重固化基乳胶是其中将丙烯酸类单体(acrylic monomer)154混入到PVA151、PVAC152和重氮153中的乳胶。
丙烯酸类单体154跨接各个组分使得所有的组分相等。
可以将乳胶涂敷为具有为丝网的丝线直径的1.5～2倍的厚度。这是由于在涂敷乳胶后的熟化工序中，所涂敷的乳胶的厚度的50％～70％会蒸发。
此处，丝网的丝线直径的值可以约为10μm～120μm。
通过调节丝网的开口和丝线直径(厚度)d可以控制根据本发明实施方式的丝网型扩散板的电光特性。并且，通过调节丝网材料的透明度可以控制丝网型扩散板的电光特性。
图10A和图10B为示出了例如根据视角的发光特性的图。
图10A示出了基于现有挤压方法的扩散板中根据视角的发光特性的示例，且图10B示出了根据本发明实施方式的丝网型扩散板中根据视角的发光特性的示例。
参考这些图，值得注意的是，甚至根据本发明实施方式的丝网型扩散板具有与基于现有挤压方法的扩散板的电光特性相同的电光特性。
前述实施方式和优点只是示例性的且不应视为限制本公开。本发明的教导能够容易地应用在其他类型的装置中。本说明书意在是示例性的，并非用于限制权利要求的范围。本文中所描述的示例性实施方式的特征、结构、方法和其他特性都可以以不同的方式组合以获得附加的和/或另选地的示例性实施方式。
由于本发明的特征可以以多种形式实施而不偏离其特征，还可以理解的是上述实施方式并不局限于前述说明中的任一特征，除非另有说明，而是应当在如所附权利要求中限定的范围内被广义地考虑，因此，落入权利要求的边界和限度内或落入这些的边界和限度内的等同范围内的所有改变和变型意在由所附权利要求涵盖。

Claims (13)

1.一种液晶显示设备，该液晶显示设备包括：
显示图像的液晶面板；
多个灯，该多个灯安装在所述液晶面板下方且向所述液晶面板提供光；
多个光学片，该多个光学片安装在所述多个灯和所述液晶面板之间；
反射板，该反射板安装在所述多个灯下方；以及
扩散板，该扩散板由具有预定张力的丝网形成，并安装在所述多个灯和所述光学片之间。
2.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中，所述丝网使用诸如透明聚酯、尼龙等的人造纤维或不锈钢SUS作为丝线。
3.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中，所述丝网通过平纹编织网方法或斜纹编织网方法形成。
4.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中，所述扩散板通过在其整个表面涂敷乳胶或在其最外面的部分涂敷乳胶形成乳胶涂敷部。
5.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中，所述乳胶是重氮基乳胶或重氮双重固化基乳胶。
6.根据权利要求4所述的液晶显示设备，其中，所述乳胶被涂敷为具有为丝网的丝线直径的1.5～2倍的厚度。
7.根据权利要求6所述的液晶显示设备，其中，所述丝网的丝线直径的值约为10μm～120μm。
8.根据权利要求1所述的液晶显示设备，其中，在所述扩散板中，整个丝网的开口区域的比例的值为30％～90％。
9.一种制造丝网型扩散板的方法，该方法包括以下步骤：
根据平纹编织网方法或斜纹编织网方法制造丝网，并通过拉扯丝网多次的牵引提供张力，直至张力达到预定张力以制造大的基础扩散板；
测量张力以检查该张力是否达到预设张力；
按照单元扩散板的需要的尺寸将乳胶涂敷在已完成牵引的基础扩散板的最外面的部分并使乳胶干燥；以及
将所述基础扩散板切割成多个单元扩散板。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述丝网使用诸如透明聚酯、尼龙等的人造纤维或不锈钢SUS作为丝线。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述乳胶是重氮基乳胶或重氮双重固化基乳胶。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述乳胶被涂敷为具有为丝网的丝线直径的1.5～2倍的厚度。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述丝网的丝线直径的值约为10μm～120μm。
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