CN1318900C - 光散射板和使用该光散射板的液晶显示器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于液晶显示器的光散射板，其由热塑性树脂组合物制备，该热塑性树脂组合物包括：(A)基质，其选自甲基丙烯酸酯类树脂、苯乙烯树脂、环烯烃树脂及其混合物；和(B)聚碳酸酯树脂，其作为光散射剂掺混到基质中。基质中优选使用约0.01-20%重量的聚碳酸酯树脂(B)，且其平均颗粒直径优选为约0.01-20μm。

Description

光散射板和使用该光散射板的液晶显示器

技术领域

本发明涉及用于液晶显示器的光散射板，更具体地，本发明涉及到用透光或散射光的热塑性树脂组合物制备的光散射板，以及采用该光散射板的液晶显示器。

背景技术

用热塑性树脂组合物制备的光散射板用在液晶显示器的液晶面板之下，用来传递或者散射来自光源的光。该热塑性树脂组合物选自：甲基丙烯酸酯类树脂、苯乙烯树脂、环烯烃树脂、聚碳酸酯树脂、聚酯树脂等。例如，PCT公开号WO01/96451A1中公开了一种用于光散射板的双轴取向的聚酯膜。

当制备光散射板时，通常把光散射剂加入到基础树脂中。如果光散射剂没有应用到基础树脂中，则该光散射板的透光性或者光散射性不足。换言之，在光散射板基底的基础树脂中加入光散射剂会导致：对直接光或荧光高的透射率，以及良好的光散射性，从而使得光源不被人眼辨认出来。

在光散射板中通常使用无机颗粒作为光散射剂。无机颗粒的实例有：碳酸钙、硫酸钡、二氧化钛、氢氧化铝、二氧化硅、玻璃、滑石、云母、白炭墨、氧化镁、氧化锌等。

在制备通常的用于光散射的热塑性树脂组合物中，光散射剂具有的折射指数与基础树脂相差0.02-0.13，从而改善透光率和光散射性。

例如，日本专利公开号6-107939公开了聚碳酸酯树脂组合物，其含有约100份重量的聚碳酸酯、约0.1-5.0份重量覆盖有烷基烯酮二聚体的碳酸钙、和约0.01-0.5份重量的硫化锌和/或二氧化钛。

日本专利公开号6-306266公开了聚碳酸酯树脂组合物，其中聚碳酸酯用作基础树脂或基质，硫酸钡或二氧化钛用作光散射剂。

然而，上述日本专利公开的光散射板中，存在的问题是：因为树脂组合物中大和小颗粒的团聚，当光经过光散射板透射或散射时，出现不均匀的点。

而且，使用无机颗粒作为光散射剂的情形下，无机颗粒没有均匀地掺混到热塑性树脂组合物基质中，制备光散射板的设备如模具线会由于无机材料的坚硬性而被损伤。

因此，本发明的发明人开发了一种新的用于液晶显示器的光散射板树脂组合物，其包含：选自甲基丙烯酸酯类树脂、苯乙烯树脂、环烯烃树脂及其混合物的基础树脂，和作为光散射剂的聚碳酸酯树脂，从而克服了通常用于光散射板的树脂组合物的缺点。

发明内容

本发明的特征是提供一种优越的用于液晶显示器的光散射板。

本发明的另一个特征是提供一种具有良好透光性和光散射性的光散射板。

本发明进一步的特征是提供一种具有良好光稳定性的光散射板。

本发明进一步的特征是提供一种光散射板，其中光散射剂均匀地掺混到树脂组合物中。

本发明进一步的特征是提供一种光散射板，其不会在制备过程中损害设备。

本发明进一步的特征是提供一种光散射板，其通过较低的制造成本制备。

本发明进一步的特征是提供一种具有良好的透光性和光散射性的液晶显示器。

本发明其他的目的和优点将通过以下的公开内容和所附权利要求而显而易见。

具体实施方式

根据本发明的一种用于液晶显示器的光散射板，其由热塑性树脂组合物制备，该热塑性树脂组合物包括：(A)基质，其选自甲基丙烯酸酯类树脂、苯乙烯树脂、环烯烃树脂及其混合物，和(B)聚碳酸酯树脂，其作为光散射剂掺混到基质中。

基质中优选使用约0.01-20％重量的聚碳酸酯树脂(B)，且其平均颗粒直径优选为约0.01-20μm。

该用于制备液晶显示器的光散射板具有良好的透光性和光散射性。

本发明将详细描述如下：

用热塑性树脂组合物制备的光散射板用在液晶显示器的液晶面板之下，用来传递或者散射来自光源的光。该热塑性树脂组合物是透明的热塑性树脂如：聚碳酸酯树脂、甲基丙烯酸酯类树脂、苯乙烯树脂、环烯烃树脂、聚酯树脂等。具体而言，聚碳酸酯树脂用作基质(或基础树脂)以制备光散射板。

然而，本发明的主要特征是使用聚碳酸酯作为光散射剂而不是用作基质。当聚碳酸酯树脂用作制备光散射板的光散射剂时，它相对于使用传统的无机材料作为光散射剂的光散射板，显示出优越的光散射性、透光性和稳定性。而且，由于聚碳酸酯树脂比无机材料便宜，制造成本可以降低。

制备光散射板的热塑性树脂的每种材料将在以下详细描述：

(A)基质(基础树脂)

根据本发明的用于制备光散射板的基质没有使用聚碳酸酯树脂。基质由甲基丙烯酸酯类树脂、苯乙烯树脂、环烯烃树脂、或其混合物组成。该基质是透明的热塑性树脂。光散射板中优选含有80.0-99.99％重量的透明热塑性树脂。甲基丙烯酸酯类树脂、苯乙烯树脂和环烯烃树脂中的混合物可以用作本发明的基质，其可由本领域普通技术人员容易地制成。更特别地，可以使用具有最高透光率的甲基丙烯酸甲酯。

透明的热塑性树脂优选含有少于约50％重量的单官能不饱和单体组分，更优选，少于约30％重量，最优选，少于约20％重量。该单官能不饱和单体与透明热塑性聚合物共聚。单官能不饱和单体组分的实例是丙烯酸酯、带有甲基丙烯酸或丙烯酸的不饱和酸化合物、苯乙烯、丙烯腈、马来酸酐、苯基马来酰亚胺、环己基马来酰亚胺等。丙烯酸酯包括：甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸环己基酯、甲基丙烯酸苄基酯、甲基丙烯酸2-乙基己基酯、甲基丙烯酸2-羟基乙基酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸氯苯酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸环己基酯、丙烯酸苄基酯、丙烯酸2-乙基己基酯、或丙烯酸2-羟基乙基酯。单官能不饱和单体组分中至少两种的混合物被用作本发明的基质，单官能不饱和单体与透明热塑性聚合物共聚。可由本领域普通技术人员容易地制成该混合物和共聚合。

(B)聚碳酸酯树脂

在根据本发明的光散射板中，聚碳酸酯树脂用作光散射剂。由于聚碳酸酯树脂具有良好的透光性和耐热性，它具有优越的用于光散射板中光散射剂的作用。而且，不象传统光散射剂如无机颗粒，聚碳酸酯树脂均匀地掺合到基质中。

基质中的聚碳酸酯树脂优选使用约0.01-20％重量。虽然作为光散射剂的聚碳酸酯树脂的量依赖于光散射板膜的厚度，如果使用的聚碳酸酯树脂少于约0.01％重量，光源将由于低的光散射而被反射。另一方面，如果使用的聚碳酸酯树脂大于约20％重量，透光性将因为低的透光而降低。

聚碳酸酯树脂的平均颗粒尺寸依赖于其用量变化。本发明中可以使用的聚碳酸酯树脂的平均颗粒直径优选为约0.01-20μm。

优选使用的聚碳酸酯树脂的粘均分子量为约10,000-100,000，更加优选为约15,000-40,000。为了控制聚碳酸酯树脂的粘均分子量，可以添加分子量控制剂和/或催化剂，其可由本领域普通技术人员容易地实行。

本发明中使用的聚碳酸酯树脂可以通过碳酰氯过程制备，该过程为碳酰氯与各种二羟基二芳基化合物反应；或者可以通过酯交换过程制备，该过程为碳酸酯如二苯基碳酸酯与二羟基二芳基化合物反应。

代表性的二羟基二芳基化合物为2，2-双-(4-羟基苯基)-丙烷，称为“双酚A”。其他的二羟基二芳基化合物实例为双-(羟基芳基)烷烃如：双-(4-羟基苯基)-甲烷、1，1-双-(4-羟基苯基)-乙烷、2，2-双-(4-羟基苯基)-丁烷、2，2-双-(4-羟基苯基)-辛烷、2，2-双-(4-羟基苯基3-甲基苯基)-丙烷、1，1-双-(4-羟基3-叔丁基苯基)-丙烷、2，2-双-(4-羟基3-溴苯基)-丙烷、2，2-双-(4-羟基3，5-二溴苯基)-丙烷；双-(羟基芳基)环烷烃如：1，1-双-(4-羟基苯基)-环戊烷(cyclopenthane)和1，1-双-(4-羟基苯基)-环己烷；二羟基二芳基醚如：4，4’-二羟基二苯基醚和4，4’-二羟基3，3’-二甲基二苯基醚；二羟基二芳基硫化物如4，4’-二羟基二苯基硫化物；二羟基二苯基亚砜如：4，4’-二羟基二苯基亚砜和4，4’-二羟基3，3’-二甲基二苯基亚砜；以及二羟基二苯基砜如：4，4’-二羟基二苯基砜和4，4’-二羟基3，3’-二甲基二苯基砜。

二羟基二芳基化合物可以单独使用或者混合使用。本领域普通技术人员容易地制备二羟基二芳基化合物的混合物。

根据本发明的聚碳酸酯树脂除了二羟基二芳基化合物之外，可以包括3价或更高价的酚。代表性的3价或更高价酚的实例有：4，6-二甲基-2，4，6-三-(4-羟基苯基)-庚烯、2，4，6-三甲基-2，4，6-三-(4-羟基苯基)-庚烯、1，3，5-三-(4-羟基苯基)-苯、1，1，1-三-(4-羟基苯基)-乙烷、和2，2-双-[4，4-(4，4’-二羟基二苯基)-环己烷]-丙烷。该酚类可以单独使用或者混合使用。

为了提高根据本发明的光散射板的物理和化学性质，可以在基质中添加其他的添加剂。例如，可以加入二苯酮或者苯并三唑作为紫外光吸收剂、可以使用位阻胺作为光稳定剂。为了解决由于树脂退化出现的表观问题如变黄现象，基质中可以使用发泡剂。进一步，基质含有可塑剂、抗氧化剂、热稳定剂、滑润剂、阻燃剂、填料、释放剂、染料、抗真菌剂和防滴剂等。

根据本发明的光散射板通过用于热塑性树脂的模制过程制备，如注模、挤压模塑、热压模、或共-挤压模塑。模制过程依赖于光散射板的用途而选择，其可以由本领域普通技术人员容易地实行。

本发明的光散射板具有良好的透光性、光散射性、和光稳定性。在该光散射板中，光散射剂均匀地掺混到树脂基质中。由于光散射板具有比传统的光散射板(使用无机材料作为光散射剂)较低的硬度，它不会在制备过程中损伤设备。

具体而言，当本发明的光散射板应用到液晶显示器中时，光散射板使从多个灯发出的光按均匀的亮度穿透和散射，因而在光散射板下的灯(光源)不会被反射。

基质中的聚碳酸酯树脂优选使用约0.01-20％重量，作为光散射剂的聚碳酸酯树脂的量依赖于光散射板膜的厚度。如果厚度小于约1mm，基质中的聚碳酸酯树脂优选使用约10-20％重量，如果厚度为约1到10mm，基质中的聚碳酸酯树脂优选使用约0.1-10％重量，如果厚度大于约10mm，基质中的聚碳酸酯树脂优选使用约0.01-0.1％重量。当光散射板厚时，光穿过的路径较长，透过的光减少但是散射的光增多。因此，在该光散射板中，使用少量的光散射剂。另一方面，当光散射板薄时，光穿过的路径较短，透过的光增多但是散射的光减少。因此，在该光散射板中，使用大量的光散射剂。

使用根据本发明的光散射板的液晶显示器可以由本领域普通技术人员容易地制造。

参照下列实施例，可以更好地理解本发明。这些实施例用于说明的目的，不能按任何方式解释为对本发明范围的限制，本发明范围由所附的权利要求确定。在下列实施例中，除非另有说明，所有的份数和百分比都基于重量。

实施例1A-1D

95％重量的甲基丙烯酸甲酯和5％重量的丙烯酸甲酯共聚合以制备透明热塑性树脂。向该热塑性树脂中加入1、3、5和7％重量的粘均分子量约为30,000的聚碳酸酯作为光散射剂，制得4种树脂组合物1A到1D。该四种树脂组合物加热熔化，在6”×6”的正方形模具中模制，得到4种厚度为1/6”的光散射板。

对比实施例1A-1D

对比实施例1A-1D按照与实施例1A-1D相同的方式进行，不同在于使用1、3、5和7％重量的碳酸钙颗粒作为光散射剂，其颗粒尺寸为约1.8到2.0 μm。

对比实施例2A-2D

对比实施例2A-2D按照与实施例1A-1D相同的方式进行，不同在于使用1、3、5和7％重量的硫酸钡颗粒作为光散射剂，其颗粒尺寸为约4.0μm。

上述实施例中的样品用透程仪(hazemeter)(∑80：日本电色彩工业有限公司(Japanese Electrcolor Industry Co.，Ltd.)产品)测试，其透光率和光散射性如表1所示。

表1

		透光率	散射性
				实施例	1A	73.41	93.12
1B	58.25	93.81
			1C		51.92	94.10
1D	47.31	94.07
			对比实施例		1A	68.81	92.29
1B	55.20	93.39
				1C	48.11	93.50
1D	43.47	93.49
				2A	66.84	92.28
2B	55.96	93.14
				2C	48.12	93.49
2D	44.68	93.01

如表1所示，实施例1A-1D的透光率和光散射性显著地高过对比实施例1A-2D和2A-2D中的那些数值。

本领域普通技术人员能够容易地实施本发明。很多更改和变化可以被视为本发明所附权利要求确定的范围。

Claims (8)

1.一种用于液晶显示器的光散射板，其由热塑性树脂组合物制备，该热塑性树脂组合物包括：(A)基质，其选自甲基丙烯酸酯类树脂、苯乙烯树脂、环烯烃树脂及其混合物，和(B)聚碳酸酯树脂，其作为光散射剂掺混到基质中。

2.如权利要求1的用于液晶显示器的光散射板，其中所述热塑性树脂组合物含有少于50％重量的单官能团不饱和单体组分。

3.如权利要求1的用于液晶显示器的光散射板，其中所述聚碳酸酯树脂在基质中的用量为0.01-20％重量。

4.如权利要求1的用于液晶显示器的光散射板，其中所述聚碳酸酯树脂的平均颗粒直径为0.01-20μm。

5.如权利要求3的用于液晶显示器的光散射板，其中，当光散射板的厚度小于1mm时，所述聚碳酸酯树脂在基质中的用量为10-20％重量。

6.如权利要求3的用于液晶显示器的光散射板，其中，当光散射板的厚度为1到10mm时，所述聚碳酸酯树脂在基质中的用量为0.1-10％重量。

7.如权利要求3的用于液晶显示器的光散射板，其中，当光散射板的厚度大于10mm时，所述聚碳酸酯树脂在基质中的用量为0.01～0.1％重量。

8.用权利要求1到7中任一项的光散射板制备的液晶显示器。