TW201116776A - Optically conductive sheet with embedded perturbation sites and process for production thereof - Google Patents

Description

201116776 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 導光片廣泛地用於LCD顯示器螢幕之背光以及用於號 誌和廣告面板之背光；該片之邊緣被照明，且在該片邊緣 上之光輸入轉而經由垂直於該邊緣之二表面的至少一者發 射（在此方面參見圖1)。 爲要使來自光源（4)且在導光片（1)之邊緣（3) 輸入的光可以避免全反射且因此可以轉而經由該表面發射 ’該光線必須在該導光片內進行經控制之偏轉。在一廣泛 被使用之偏轉光線的方法中，將光學擾動部位提供給該導 光片之二表面的至少一者，該等部位偏轉或散射入射光以 使全反射可被避免。所用之典型的擾動部位（2)是在該 表面上之粗糙化的結構，在該表面上之印記物或在該表面 上之印刷物，諸如使用點圖形者。 【先前技術】 具有藉由印刷所施加之擾動部位的導光片的缺點是： 該光學擾動部位可以例如經由機械作用被破壞。然後此能 阻礙該導光片使之不能發揮其在邊緣取得光輸入且轉而經 由表面均勻地發射該光的功能。 再者，依先前技藝之使該導光片配備光學擾動部位的 方法是資源密集的。一旦該透明面板已經製造，則在該導 光片最終可藉由拋光及鏡面後處理之可能的提供而後處理 之前，這些面板首先必須被切割成合適尺寸，然後被印刷 -5- 201116776 。特別地，該等面板之印刷必須例如使用昂貴之網版印刷 方法，因此僅就設備而言是高度資源密集的。 圖1描繪依先前技藝之用於LCD顯示器螢幕中的導光 片。 在EP 1 1 1 0029中一特定變化型係藉由施加經著色之黏 著劑形成該擾動部位。在此再次地，該擾動部位對磨耗無 防護作用。 EP 1 49298 1描述供戶外應用之經印刷的導光器，其係 由透明面板及施加於該面板的印刷物所組成。 EP 656548揭示使用聚合物粒子作爲散射用物體的導 光器。與該片相關之問題是：彼給出不均勻之光度分布。 再者EP 1 022 1 29揭示導光器，其具有一層不含粒子之 由聚甲基丙烯酸甲酯製成之導光層，且一擴散層已施加至 該導光層。該擴散層之厚度是在10至15 ΟΟμπι之範圍內，且 彼包含硫酸鋇粒子。依照此原則，光經由該ΡΜΜΑ層導引 ，且透過該擴散層在此發生發射。然而，難以控制光之發 射，因爲被散射之光僅有垂直於透射之方向且已通過邊界 層進入該擴散層的光。因此彼將在此發生逆反射擴散，而 非於該導光層內發生擾動擴散。再者，隨著與光源距離的 增加，光度極大幅地減少。 依EP 1 022 1 29之導光器用之光源的低的亮度導致對於 光輸出區上之刮劃的高敏感性。此種刮劃肇因於機械作用 。在此之問題是：光被該等刮痕所散射。 201116776 【發明內容】 本發明之目的是要提供一種新穎之導光片，或更精確 地，一種傳送光用之新穎裝置，其是屬於在LCD監視器應 用中的背光形式所發現的型類，其性質較該先前技藝有改 良。 本發明之另一目的是要防護及因此防止破壞該等光學 擾動部位（2 )，該等部位已藉由印刷施加，以將該光散 射或偏轉。 本發明之另一目的是要使上述之製造導光片的典型方 法更有效率且更具成本效率。 未明確提及之其他目的經由檢視以下之整個描述、申 請專利範圍及實例而顯明。 〔目的之達成〕 該等目的藉由提供傳送光用之新穎裝置達成。該裝置 係由一或多個光源（4 )、面板（1 )及印刷物（2 )組成 。然而，依本發明之裝置也具有箔片（5)以保護該印刷 物。如圖2中所示的，印刷物（2 )之位置在此是在面板（ 1 )與箔片（5 )之間。印刷物（2 )在此完全被面板（1 ) 及箔片（5 )所包封。此之優點是：印刷物（2 )具有防護 作用以不僅免於磨耗，也免於外部影響，諸如水分、化學 品或氣候影響。 導光片及傳送光用之裝置的表達方式在以下同義地被 使用且指明由組件（1 )至（5 )所組成之整個裝置。面板 -7- 201116776 之表達方式必須不與上述者混淆且經定義爲特意專指例如 藉由擠出所製造之用於該導光片之構件（1)。或者，面 板也可以藉由澆鑄或連續澆鑄方法製造。擾動部位及印刷 物在以下同樣同義地被使用。 面板（1 )係由透明塑膠組成，較佳係由丙烯酸系、 聚碳酸酯或環烯烴共聚物組成，且特佳係由丙烯酸系組成 。面板（1)之厚度是1mm至20mm，較佳是2mm至10mm， 特佳是4mm至8mm » 較佳被使用之丙烯酸系的實例是在商業上可得自 Evonik Rohm GmbH & Co. K G 之商標 P L E XIG L A S ® 的丙烯 酸系。 面板邊緣（3 )利用（多個）光源（4 )照明，且彼因 此作爲光輸入區。光轉而經由光輸出區（其爲垂直於該邊 緣之二表面的至少一者）發射。在此，光輸出區之表達方 式將適於發光之導光器的區域特徵化。光輸入區轉而能將 光接收入該導光片中，以使該導光層可將輸入光分布遍佈 整個光輸出區。擾動部位導致光之發射，以致光被發射遍 及整個光輸出區。 印刷物（2 )較佳是點或線圖形。在作爲導光片之組 件的用途中，該點圖形用以製造擾動部位，且特別地用以 偏轉或散射光。光輸出區之均勻的照明可以藉由將印刷物 最佳化而確保。 爲本說明書之目的，面板及箔片之間有加以區別。在 上下文中，箔片是一種可在標準條件下捲曲的結構體，因 -8 - 201116776 爲彼具有充足的撓性。相反地，面板是一種在標準條件下 不能捲曲的結構體。爲本說明書之目的，面板之厚度通常 夠大以致在任何嘗試將彼捲曲的期間會引起破裂。該箔片 較佳是由聚（甲基）丙烯酸酯組成。在上下文中，聚（甲 基）丙烯酸酯意指甲基丙烯酸酯類及/或丙烯酸酯類之均 或共聚物。 推定具有經印刷光散射圖形之功能的印刷物構件依本 發明可以自由地選擇，對此唯一限制是個別的印刷方法。 本發明之第二重要方面是具有lmm至20mm，較佳地 2mm至10mm，較佳地4mm至8mm厚度的導光片的製造方法 。該導光片之新穎製造方法比經建立之先前技藝方法是更 有效率的且更爲成本有效的。如上述，先前技藝之製造是 在方法的四個步驟中進行：模製熱塑膠以獲得面板，切割 成合適尺寸，施加擾動部位至個別的不可撓面板（例如利 用藉由網版印刷方法之光散射印刷），及後處理（拋光、 鏡面後處理之提供等）。個別導光片之分別的印刷是一種 在此證實爲特別不利的程序，因爲所涉及之時間及處置之 數量與次數。 相反地，依本發明之方法就時間及成本而言是明顯更 有效率的，且也對該印刷物提供防護。此方法經達成，因 爲該光學擾動部位（2 )首先印刷在箔片（5 )上。然後具 有經印刷之圖形的箔片（5 )經全表面層合至面板，以致 光學擾動部位（2 )包埋在面板與箔片之間（圖2 )。此種 包埋導致所述之防護作用。 -9 - 201116776 依本發明之方法之更詳細的描述如下（圖3):與先前 技藝相反地，彼僅由三步驟組成：擠出或澆鑄同時層合， 切割成合適尺寸，及後處理，其中該方法之後二項步驟也 可以用整合的方式在一機器中進行。該方法之特別簡單的 特徵是：該印刷物首先預先典型地以該製造方法之整體構 件形式施加至箔片。此明顯地增加與待使用之印刷方法相 關之彈性。 特別地，該印刷物以光散射印刷圖形的形式，藉由低 成本之量產印刷方法，例如凹刻滾筒印刷，施加至適合的 箔片（5 )。然後該經印刷之箔片在製造該導光基材之方 法期間成行地（圖3)層合至該導光基材。 面板與先前技藝類似地利用擠出或（連續）澆鑄方法 製造，且起初是採取連續熔體條狀物形式。作爲該方法之 第一步驟，此條狀物經結合至該擠出機（A )下游的經印 刷的箔片，以獲得層合物。通常在此不需要黏合劑或黏合 促進劑，因爲當該熔體條狀物是在玻璃轉化溫度以上時， 彼極良好地結合至該箔片。 在該層合步驟中重要的因素是：在此，該印刷物（2 )之位置是在面板（1)與箔片（5)之間。 —旦經印刷之箔片（5 )及熔化的鑄帶條已經結合以 獲得層合物，此層合物通過二滾筒之間。箔片側在此係面 向導引滾筒（C)。此滾筒（C )是經冷卻的滾筒，然而另 一滾筒（B )僅任意地經冷卻。利用面向該箔片之滾筒（C )，該層合物通至其他滾筒（D)，這些滾筒同樣任意地 -10- 201116776 經冷卻。 由面板 '印刷物及箔片製成之經冷卻的層合物在冷卻 之後可以被切割成合適尺寸且進行另外之後處理。後處理 之實例可以是邊緣的拋光。爲更佳地使用光形式之能量輸 入’未提供光源之邊緣區也可以依照先前技藝使之成爲反 射性的。舉例而言，此可以藉由使用反射性膠帶達成。也 可能施加反射性塗層至該邊緣區。 最後，該等邊緣依照先前技藝配備一或多個照明單元 。光源可以配備反射器以改良導光器之照射。 所得之導光片及，個別地，依本發明之傳送光之裝置 較佳被用在LCD顯示器螢幕中作爲背光。彼另外可以作爲 號誌或廣告面板之背光。 以下實例用來說明且促進了解本發明，不以任何方式 限制本發明。 【實施方式】 由直徑0.5 mm至1.5 mm圓形點組成且各點間相距2 mm之點圖形經凹刻印刷在厚度75 μπι之PMMA箔片上。所 用之印刷用墨液包含以丙烯酸酯結合劑爲底質之印刷用墨 液。 寬1400 mm且長1 000 m之經印刷的PMMA箔片經導入 4-滾筒型壓延機中，且在該壓延機之第三拋光夾內與位於 該壓延機內之擠出物接觸。箔片之排列是使該箔片上之印 刷物面向在該壓延機內之擠出物。箔片及擠出物在進一步 -11 - 201116776 通過該壓延機期間被結合，然後被冷卻以獲得由面板、印 刷物及箔片組成之完成的層合物（參見圖4)。 在面板與箔片之未印刷區之間的黏合以及在面板與箔 片之經印刷區之間的黏合係利用橫切測試（DIN EN ISO 2409 )測定。將在面板與箔片之未印刷區之間的黏合及在 面板與經印刷區之間的黏合特徵化的橫切値皆是0。 【圖式簡單說明】 圖1描繪依先前技藝之用於LCD顯示器螢幕的導光片 圖2描繪依本發明之導光片。 圖3描繪製造依本發明之導光片的方法。 圖4描繪製造依本發明之導光片的方法。 【主要元件符號說明】 1 :面板 2 :印刷物 3 :邊緣 4 :光源 5 :箔片 -12-

Claims (1)

1. 201116776 七、申請專利範圍： 1. 一種傳送光用裝置’其由面板（1)、箔片（5) 、一或多個光源（4)及印刷物（2)組成’其特徵在於 該面板係由具有1 mm至20 mm厚度之透明塑膠構成’ 該經印刷之箔片已經全表面層合至該面板’ 該印刷物之位置是在該面板與該箔片之間’ 該面板之邊緣（3 )被照明’及 該光轉而經由垂直於該等邊緣之二表面之至少一者發 射。 2. 如申請專利範圍第1項之傳送光用裝置，其中該面 板（1)係由丙烯酸系、聚碳酸酯或環烯烴共聚物構成， 且具有2 mm至10 mm厚度。 3. 如申請專利範圍第1或2項之傳送光用裝置，其中 該印刷物（2 )是點圖形或線圖形，該點圖形或線圖形產 生使該光偏轉或散射的擾動部位，且該印刷物已完全被該 面板（1)及該箔片（5)所包封。 4. 如申請專利範圍第1或2項之傳送光用裝置，其中 該箔片（5 )是可撓的。 5. 如申請專利範圍第1或2項之傳送光用裝置，其中 該箔片（5)可被捲起且係由聚（甲基）丙烯酸酯構成。 6 ·如申請專利範圍第1或2項之傳送光用裝置，其中 該印刷物（2 )使該光散射或偏轉。 7. 一種製造傳送光用裝置之方法，特別是用於製造 如申請專利範圍第1至6項中任一項之具有丨mm至20 mm厚 -13- 201116776 度之導光片，其特徵在於具有印刷物（2)之箔片（5)在 擠出或澆鑄處理期間結合至透明面板（1 )，且在此該印 刷物（2 )之位置是在該面板與該箔片之間。 8 ·如申請專利範圍第7項之方法，其中該經印刷之箔 片在第一處理步驟中，於擠出機下游，與熔化之鑄帶條結 合以獲得層合物，然後通過滾筒之間，其中至少面向該箔 片面的滾筒是經冷卻的滾筒。 9-如申請專利範圍第7或8項之方法，其中經冷卻之 由面板、印刷物及箔片製成的層合物在冷卻處理後被切成 合適尺寸》 10.如申請專利範圍第7或8項之方法，其中邊緣在某 些程度上配備反射層。 11 . 一種如申請專利範圍第1或2項之裝置作爲LCD顯 示器螢幕中的背光的用途。 1 2. —種如申請專利範圍第1或2項之裝置作爲號誌 或廣告面板的背光的用途。 -14 -