TW201723537A - 非織漫射器元件 - Google Patents

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喻志剛
乃勇 景
奕航呂
威廉 布萊克 庫伯
堵光磊
薛嘉奇
陳銳
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３Ｍ新設資產公司
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Abstract

漫射器元件包含(a)一包含纖維之非織物，該等纖維具有小於約50μm之直徑及大於約5之長度/直徑的纖維長寬比，以及(b)一在該非織物之該等纖維之表面上的多孔隙樹脂塗層。該樹脂具有約-10至約100℃之Tg。該等樹脂孔隙在至少一個維度上具有約200nm至約2μm之尺寸。

Description

非織漫射器元件
本發明關於非織漫射器、及具有非織漫射器之光發射裝置和顯示器。
液晶顯示器(LCD)被使用在例如智慧型手機、平板電腦、膝上型電腦、監視器、及電視之裝置中。一些LCD是「側光式(edge-lit)」且包括位於顯示器之側邊上之光源，其中有一光導經定位以將光從光源引導至LCD面板之背面。其他LCD使用數個定位於LCD面板後方的光源而直接獲得光照。此「直接」排列常見於較大型顯示器，因為達到特定顯示亮度等級所要求之光功率會隨顯示器尺寸的平方而增加，但沿著顯示器之側邊用於擺放光源之可用區域卻僅會隨著顯示器尺寸而線性增加之故。
許多LCD裝置使用漫射器來幫助產生均勻的照明。直光式(direct lit)LCD例如常使用漫射器板或漫射器膜來隱藏可透過面板看見的光源影像或「熱點(hot spot)」。側光式LCD亦可在光導的正面側上使用漫散膜來確保從裝置發射之光的均勻性。
漫射器板可自含有微小漫散粒子的透明樹脂製成。這些板在曝露於光源的高溫下後可能會變形或彎曲。漫射膜或漫射片可用 清透塑膠基材上的珠體塗佈層製成。然而，此等漫射膜常展現出相對弱的漫射能力。此外，漫射板及漫射膜或漫射片在製造上可能相當昂貴。
亦已經考慮將非織材料用作為漫射器，尤其是因為其等之低成本。然而，要獲得足夠均勻但又具有足夠機械強度以在LCD應用中使用的非織材料可能極為困難。
鑒於以上各點，我們認知到在所屬領域中對於在LCD裝置中使用之改良漫射器元件存在有需求。
簡言之，在一個態樣中，本發明提供漫射器元件，其等包含(a)一包含纖維之非織物，該等纖維具有小於約50μm之直徑及大於約5之長度/直徑的纖維長寬比，以及(b)一在該非織物之該等纖維之表面上的多孔隙樹脂塗層，該樹脂具有約-10至約100℃之Tg，且該等樹脂孔隙在至少一個維度上具有約200nm至約2μm之尺寸。該漫射器元件係約30至約150μm厚，且具有約30至約190g/m2之基重。該樹脂之塗層重量係該漫射器元件之總重量的約15%至約50%。
在另一態樣中，本發明提供漫射器元件，其包含(a)一包含多孔隙纖維之非織物，該等多孔隙纖維具有小於約50μm之直徑及大於約5之長度/直徑的纖維長寬比，該等纖維內孔隙具有約200nm至約2μm之平均直徑，其中該等纖維內孔隙之總體積係該等纖維之總體積的X百分比，以及(b)一在該非織物之該等纖維之表面上的多孔隙樹脂塗層，該等樹脂孔隙具有約200nm至約2μm之直徑，其中 該等樹脂孔隙之總體積係該樹脂塗層之總體積的Y百分比。X係在Y的約1000%內，X係約10%或更低，且Y係約10%或更低。在另一態樣中，本發明提供漫射器元件，其包含(a)一包含多孔隙纖維之非織物，該等多孔隙纖維具有小於約50μm之直徑及大於約5之長度/直徑的纖維長寬比，該等纖維內孔隙具有約200nm至約2μm之平均直徑，其中該等纖維內孔隙之總體積係該等纖維之總體積的X百分比，以及(b)一在該非織物之該等纖維之表面上的多孔隙樹脂塗層，該等樹脂孔隙具有之直徑在該等纖維內孔隙之平均直徑的約30%內，其中該等樹脂孔隙之總體積係該樹脂塗層之總體積的Y百分比。X係在Y的約1000%內，X係約5%或更低，且Y係約5%或更低。
本發明之漫射器元件係用於在LCD裝置中提供類似於其他較高成本漫射技術之光漫射的低成本替代方案。相較於無樹脂塗層之非織漫射器，本發明之漫射器元件提供改良之漫射及纖維隱藏效果。
本發明之漫射器元件亦可用來在其他成本敏感之一般照明應用中提供均勻的光，該等應用諸如燈箱及燈具(例如，發光二極體(LED)燈具)。
在另一態樣中，本發明提供包含本發明之漫射器元件的發光裝置及顯示器。
圖1係根據實例7所模擬、孔隙尺寸的每平方公尺之散射功率隨角度變化之圖式。
圖2係根據實例7所模擬、孔隙尺寸組合的每平方公尺之散射功率隨角度變化之圖式。
圖3係根據實例7所模擬、非織纖維之每平方公尺之散射功率隨角度變化之圖式。
圖4係針對根據實例7之纖維表面散射/纖維內部孔隙及經塗佈樹脂中的孔隙、每平方公尺散射功率隨角度變化之圖式。
圖5顯示實例中所用之印刷影像。
本發明之漫射器元件包含經樹脂塗佈之非織物。在一些實施例中，該非織物包含纖維，該等纖維具有小於約50μm、小於25μm、或在約1至約25μm之範圍內、或在約10至約25μm之範圍內之纖維直徑。在一些實施例中，該等纖維具有大於5之長度/直徑的長寬比。在一些實施例中，該非織物可具有約10至約120g/m2、約40至約120g/m2、約50至約110g/m2、或約70至約100g/m2之基重。在一些實施例中，該非織物具有約0.1g/cc或更高、約0.15g/cc或更高、或約0.2g/cc或更高之密度。在一些實施例中，該非織物包含纖維，該等纖維具有纖維內孔隙(亦即，纖維內部之孔隙)，其中該等纖維內孔隙之平均直徑係約200nm至約2μm。如本文中所使用，纖維內孔隙之直徑係該纖維內孔隙在任何維度上之最小長度。
該非織物可由任何有用之聚合材料形成，諸如例如聚乙烯、聚丙烯、或聚對苯二甲酸乙二酯、或工程塑膠如聚對苯二甲酸丁二酯或聚苯硫。在一些實施例中，該非織物可由玻璃纖維形成。
該非織物可藉由任何有用之製程形成。其例如可經由濕式成網(wet laid)製程、分梳(carding)製程、熔噴(meltblown)製程、紡黏(spunbond)、乾式成網、或紡黏-熔噴-紡黏形成。在一些實施例中，該非織物通常係非定向的。在其他實施例中，該非織物係定向的。
有用市售可得非織物之實例包括來自Shandong Taipeng Nonwoven Company(Tai’an,Shandong,China)之紡黏非織材料TP-60、來自Hirose Paper Manufacturing Co.(Kochi,Japan)之濕式成網非織材料Hirosen 40、Freudenberg Nonwovens 2431和2483(Weinheim,Germany)、Asahi Kasei Corporation A5130(Tokyo,Japan)、Crane & Co.RS 8.5(Dalton,Massachusetts,USA)、Midwest Filtration Company Uniblend 100(Cincinnati,Ohio,USA)、及Kolon Finon C303(Gwacheon,Korea)。
非織物之纖維係經樹脂塗佈。塗料組成物係乳膠組成物，其包含水及樹脂，該樹脂具有約-10至約100℃、或在一些實施例中較佳約0至約30℃之玻璃轉移溫度(Tg)。
有用樹脂之實例包括聚乙烯-乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚(丙烯酸酯-苯乙烯)、聚胺甲酸酯、聚苯乙烯丁二烯、聚乙烯、及其組合。在一些實施例中，聚丙烯酸酯或聚(丙烯酸酯-苯乙烯)係較佳者。
樹脂之固體濃度(亦即，乳膠樹脂之固體百分比)一般係約5%至約60%、或約10%至約50%。在一些實施例中，分散於該水中之樹脂液滴具有約1μm或更小之直徑。
任何有用之塗佈技術皆可用來將乳膠塗料組成物施用至非織物。舉例而言，可使用線繞計量棒(wire-wound metering rod)、凹板、逆轉輥塗佈、浸塗、及類似者。在一些實施例中，線繞計量棒塗佈(亦稱為Meyer棒塗佈)係較佳之塗佈技術。
在塗佈之後，使經塗佈之非織物乾燥。其可在約20至約150℃之溫度下、較佳在約80至約100℃之溫度下乾燥。在一些實施例中，較佳為在高於樹脂Tg之溫度下乾燥經塗佈之非織物。在一些實施例中，在高於樹脂Tg之溫度下乾燥會促進奈米尺寸孔隙在經乾燥樹脂塗層中形成。
所生成之經乾燥漫射器元件在非織物內之纖維表面上具有多孔隙樹脂。多孔隙樹脂塗層可填充於一些纖維之間的區域中及/或從一個纖維橫跨至另一個纖維之跨距中。在一些實施例中，在經塗佈纖維之間有在至少一個維度上具有約2000nm或更大之尺寸的纖維間孔隙。這些纖維間孔隙之密度可係例如每mm3約10,000個或更高。在一些實施例中，所生成經乾燥漫射器元件之基重係約30至約190g/m2、或約70至約170g/m2。所生成之經乾燥漫射器元件一般具有約30%至約55%之孔隙率。
多孔隙樹脂塗層可包含具有在至少一個維度上在約200nm至約2μm之範圍內的尺寸之孔隙。如本文中所使用，用語「孔隙 (pore)」意指固體樹脂中之微小開孔。該等孔隙可係開放或封閉(例如，密閉之氣袋)。在一些實施例中，樹脂塗層進一步包含在所有維度上皆小於200nm之尺寸的奈米孔隙。該等奈米孔隙之密度可係例如每μm3約100個或更高。
在一些實施例中，樹脂孔隙具有在纖維內孔隙之平均直徑的(加或減)約30%內之直徑，並且其中樹脂孔隙之密度係在纖維內孔隙之密度的(加或減)約1000%、或約500%內。如本文中所使用，樹脂孔隙之直徑係樹脂孔隙在任何維度上之最小長度。在一些實施例中，纖維內孔隙之總體積係小於該等纖維之總體積的約10%、或約5%，且/或樹脂孔隙之總體積係小於該樹脂塗層之總體積的約10%、或約5%。
本發明之多孔隙塗層有助於隱藏該等非織物纖維，並且相較於未經塗佈之非織物亦會強化非織物之漫射。未經塗佈之非織物僅具有一個光學介面，該光學介面係空氣對纖維介面。多孔隙塗層創造兩個新的光學介面，該等光學介面係纖維對樹脂介面及樹脂對空氣介面，創造新的光學介面增加了光反射及光折射，從而強化光漫射。
在未經塗佈之非織物中，光主要被纖維之表面、纖維與周圍空氣之間的介面、及纖維內部之空氣孔隙(亦即，纖維內孔隙)所散射。在非織物中，纖維密度高的地方散射強烈，而在密度低的地方則散射微弱。此散射之不均勻性導致視覺外觀上的差異。在正常觀看角度下，非織物具有較強散射之部分所以顯得較暗，而具有較弱散 射之部分則顯得較亮。在顯示器中，此差異對於觀看者而言可能相當明顯。
當非織物係經樹脂塗佈時，樹脂會填入纖維之間的空間，並且樹脂之折射率近乎匹配纖維之折射率。樹脂塗層藉由用聚合物對聚合物介面取代聚合物對空氣介面，因而具有弱化來自纖維之散射的效果。在沒有纖維的地方，樹脂中尺寸約200nm至最高達約2μm之空氣孔隙提供了在未經塗佈非織物中所不存在之散射。
淨效果為使源自纖維及在纖維內之孔隙(亦即，纖維內孔隙)的散射與來自纖維外之僅有樹脂區域中之孔隙的散射匹配。此散射匹配係例如示於圖4中。
在一些實施例中，本發明之漫射器元件具有約50%或更低、或約20%、或更低之清晰度。在一些實施例中，本發明之漫射器元件具有約50%或更高、或約70%、或更高之透射率。
本發明之漫射器元件可用來在發光裝置中提供漫射，該等發光裝置諸如例如燈箱、燈具(例如，發光二極體(LED)燈具)、LCD顯示器、及類似者。
發光裝置包括光源，諸如例如LED或冷陰極螢光燈(CCFL)。顯示系統一般包括LCD面板及光源。本發明之漫射器元件可設置在光源與LCD面板之間。顯示系統可係側光式或背光式顯示系統。顯示系統亦可包括其他常用組件，諸如光導、反光板、稜鏡片、反射偏振器、及類似者。在一些實施例中，當光導存在於顯示系統中時，該漫射器元件可設置在光導之正面側上。
本發明之漫射器元件在標誌應用中可係相當有用。舉例而言，漫射器元件可作為可印刷介質而在廣告用燈箱中使用。本發明之漫射器元件可使用所屬技術領域中習知之方法以墨水印刷而得，該墨水係諸如例如溶劑、乳膠、或UV墨水。
在一些實施例中，本發明之漫射器元件係經塗佈有額外墨水受納塗層，以提供具有良好墨水受納、透射率、及漫射性質之可印刷漫射器元件。此可印刷漫射器元件對於使用LED背光源之低成本高解析度燈箱廣告特別有用。
可用於墨水受納塗層之塗料實例包括了包含下列之該等：聚丙烯酸酯、聚胺甲酸酯、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙烯-乙酸乙烯酯)、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮、聚醯胺、聚苯乙烯、聚(苯乙烯-丙烯酸酯)、聚(苯乙烯-順丁烯二酐)、聚(苯乙烯丁二烯)、纖維素、環氧樹脂、羧酸丙烯酸樹脂(carboxylate acrylic resin)之胺鹽、聚二烯丙基二甲基氯化銨、及陽離子聚合物。較佳的是，額外墨水受納塗料組合物係包含水及聚丙烯酸酯之乳膠組成物。聚丙烯酸酯之固體濃度一般係約10%至約60%。在一些實施例中，分散於該水中之樹脂液滴具有約1μm或更小之直徑。
可使用任何有用之塗佈技術來將塗料組成物施用至漫射器元件。舉例而言，可使用線繞計量棒、凹板、逆轉輥塗佈、浸塗、及類似者。在一些實施例中，線繞計量棒塗佈(亦稱為Meyer棒塗佈)係較佳之塗佈技術。在塗佈之後，使漫射器元件乾燥。
實例
本發明之目的與優點將以下列實例進一步闡述，然而在這些實例中所引述之特定材料與用量以及其他的條件及細節，皆不應被視為對本發明之過度限制。
塗料溶液
實例1.膜係根據下列程序以紡黏非織材料(TP-60，來自Shandong Taipeng Nonwoven Company,Tai’an,Shandong,China)起始製成。使用10微米Meyer棒在恆定速度下，使用表1中所標示之各塗料溶液塗佈具有約8.3×11.7英吋尺寸的非織物樣本。將樣本 留置在室溫下10至15秒，然後置於烘箱中在80度C下60秒以進行乾燥。
使一個樣本保持未塗佈狀態以作為對照。
對各樣本之纖維隱藏效果係由人類觀看者加以評估，並且在1至5之標度上加以評分，其中5代表最佳纖維隱藏效果，而1代表最差。為了判定評分，將樣本置於燈箱上以檢驗對比(觀察密集或稀疏區域)、纖維能見度、及外觀均勻性。纖維直徑對於纖維能見度而言是關鍵因素；一般而言，具有小纖維直徑之樣本具有較佳纖維能見度表現。評分為1表示樣本具有非常不均勻的外觀，並且有些部分顯得非常密集，而其他部分則顯得非常稀疏。密集和稀疏區域之厚度看起來極為不同。評分為1之樣本具有大直徑纖維，且係肉眼可輕易看見。評分為2之樣本係更均勻的，雖然對比相較評分為1之樣本來得低，但在亮區與暗區之間具有看得出來的對比。評分為2之樣本也具有看得見的纖維，但比評分為1之樣本來得少。評分為3之樣本係更均勻的。纖維仍稍微看得見，但亮區與暗區之間的變化比評分為2之樣本來得低。評分為4之樣本非常均勻，對比僅有微小變化。在燈箱上才勉強看得見纖維。評分為5之樣本非常均勻，顯示出極微小的對比，並且其均勻性與優良之經珠體塗佈漫射器膜相當。評分為4或5之樣本中的纖維尺寸一般小於10微米。
塗層重量(以百分比表示)係假設非織物中之所有孔隙皆被乳膠溶液填滿來計算。因此，各樣本塗層重量係以經塗佈樹脂重量除以經塗佈樹脂重量與纖維重量之總和而計算。
亦使用HazeGard Plus霧度計(可得自BYK Gardiner,Silver Springs MD)測量各經塗佈樣本之透射率、霧度、及清晰度。在塗佈之前亦測量各樣本之透射率。
使用SpectraScan PR-650 SpectraColorimeterTM(來自PhotoResearch Inc.,Chatsworth CA)，並使用例如US 8,657,472(Aronson等人)中所述之程序測量各經塗佈樣本之有效透射率(Effective transmission,ET)。
表1記錄下列關於樣本之資訊：樹脂類型及識別號、玻璃轉移溫度(Tg，以度C表示，以DSC(TA Discovery)所測得、或由製造商所報告)、及樹脂折射率、纖維隱藏效果、透射率(在塗佈之前，接著在塗佈之後)、霧度、清晰度、及有效透射率(ET)。
實例2.膜係根據下列程序以濕式成網非織材料(Hirosen 40，來自Hirose Paper Manufacturing Co,Kochi Japan)起始製成。使用10微米Meyer棒在恆定速度下，以表2之各塗料溶液塗佈具有約8.3×11.7英吋尺寸的非織物樣本。將樣本留置在室溫下10至15秒，然後置於烘箱中在80度C下60秒以進行乾燥。
使一個樣本保持未塗佈狀態以作為對照。
纖維隱藏效果及塗層重量係如實例1中所述而判定。
亦如實例1中所述，測量各經塗佈樣本之透射率、霧度、及有效透射率(ET)。在塗佈之前亦測量透射率。
亦使用Eldim EZ Contrast 160D儀器(可得自Eldim,Hérouville Saint Clair,France)測量霧度，因為據信此儀器對於極高霧度材料之測量更加準確。Eldim測量係進行如下：將來自標準D65光源之光傳送通過中繼透鏡(relay lens)以準直該光，然後通過鄰近Eldim儀器之非織樣本上的6mm測試斑點。接著計算霧度如下：位於Eldim感測器方位角與極角中之3度圓錐外的亮度(以每平方公尺之燭光表示)總和除以來自0至90度之所有極角及方位角的亮度總和。測試標準係ASTM D1003-13。
表2記錄下列關於樣本之資訊：樹脂類型及識別號、玻璃轉移溫度(Tg，以度C表示，以DSC(TA Discovery)所測得、或由製造商所報告)、及樹脂折射率、纖維隱藏效果、透射率(在塗佈之前，接著在塗佈之後)、霧度、清晰度、及有效透射率。
實例3.膜係根據下列程序以具有較高塗層重量之第二濕式成網非織材料(Asahi WS7A05-6，來自Asahi Kasei Fibers,Tokyo,Japan)起始製成。使用10微米Meyer棒在恆定速度下，以NeoCryl A-1092聚丙烯酸酯-苯乙烯乳膠塗佈具有約8.3×11.7英吋尺寸的非織 物樣本。將樣本留置在室溫下10至15秒，然後置於烘箱中在80度C下60秒以進行乾燥。
使一個樣本保持未塗佈狀態以作為對照。
纖維隱藏效果及塗層重量係如實例1中所述而判定。
亦如實例1中所述，測量各經塗佈樣本之透射率、霧度、及有效透射率(ET)。在塗佈之前亦測量透射率。亦如實例2中使用Eldim EZ Contrast 160D儀器測量霧度。
表3記錄下列關於樣本之資訊：樹脂類型及識別號、玻璃轉移溫度(Tg，以度C表示，以DSC(TA Discovery)所測得)、及樹脂折射率、纖維隱藏效果、透射率(在塗佈之前，接著在塗佈之後)、霧度、清晰度、及有效透射率(ET)。
實例4.膜係根據下列程序以濕式成網非織材料(Hirosen 40，來自Hirose Paper Manufacturing Co,Kochi Japan)起始製成，以研究塗層重量與纖維隱藏效果/漫射之間的關係。使用10微米Meyer棒在恆定速度下，以Acronyl 7015G塗佈具有約8.3× 11.7英吋尺寸的非織物樣本。使用八種不同之樹脂固體濃度以獲得一個範圍的塗層重量。將樣本留置在室溫下10至15秒，然後置於烘箱中在80度C下60秒以進行乾燥。使一個樣本保持未塗佈狀態以作為對照。
樹脂填充率係以樹脂體積對非織物中之原始自由空間(孔隙)體積的比率而計算。使用下列假設：塗料溶液可佔據非織物中之所有自由空間而不會在帶材表面有任何殘留，則在乾燥之後，填充率應等於塗料溶液之體積濃度。所以填充率(以百分比表示)係以溶液之重量濃度乘以溶液之密度除以樹脂之密度而計算。
纖維隱藏效果及塗層重量係如實例1中所述而判定。
亦如實例1中所述，測量各經塗佈樣本之透射率、霧度、及有效透射率(ET)。亦如實例2中使用Eldim EZ Contrast 160D儀器測量霧度。
表4記錄關於樣本之資訊。：填充率(以百分比表示)係如上所述計算。霧度(經由Eldim測量)、塗層重量(以百分比表示)、透射率、霧度、清晰度、有效透射率(ET)、及纖維隱藏效果皆如實例1之方式判定。
實例5.膜係如實例1中之方式製成，不同之處在於所用之非織物係選自下表5。(Asahi WS7A05-6非織物可得自Asahi Kasei Fibers,Tokyo Japan；Hirose非織物可得自Hirose Paper Manufacturing Co,Kochi Japan；MPM非織物可得自Monadnock Non-Wovens.Mount Pocono PA；TP非織物可得自Shandong Taipeng Nonwoven Company,Tai’an,Shandong,China；而Freudenberg非織物可得自Freudenberg Spunweb Co,Los Angeles CA。)
除了各樣本所用之樹脂及塗層重量外，表5亦顯示塗佈之前及之後的基重(以每平公尺克數表示)、塗佈之前及之後的非織物孔隙率、及非織物之厚度。
孔隙率百分比係使用10cm×10cm樣本來判定。首先，未經塗佈樣本之佔空(solidity)百分比係以樣本重量除以樣本體積與非織物纖維密度之乘積而計算。(樣本體積係以100cm2乘以樣本厚度而計算。)未經塗佈非織物之孔隙率百分比接著係如下計算：
1-未經塗佈非織物之佔空百分比。
樹脂之佔空百分比係以下列程序來判定。將10cm×10cm之經塗佈非織物樣本秤重並測量其厚度。接著將其置入二氯甲烷溶劑中、浸泡3天以溶解樹脂、在烘箱中在80度C下乾燥60秒、然後在25度C下再多乾燥兩天。再次測量其重量。原始樣本中之樹脂重量係以經塗佈樣本重量與經乾燥樣本重量之差值而計算。樹脂之佔空百分比係以樹脂重量除以經塗佈非織物樣本體積與樹脂密度之乘積而計算。
最後，經塗佈非織物之孔隙率百分比係如下計算：
1-(未經塗佈非織物之佔空百分比)-(樹脂之佔空百分比)
實例6.使用自實例2-B中所製成之膜的三個樣本中選出之區域，檢驗非織物纖維內之孔隙並加以計數。由PET製成之非織物纖維的直徑係約7微米，並且具有1.58之折射率。使用折射率匹配之流體來沾濕外纖維表面，並使用在100X放大率下之光學顯微鏡，計算纖維之一段長度中的孔隙數目。亦判定纖維孔隙率。結果記述於表6中。每40微米纖維長度之平均孔隙數目係112.3，平均纖維孔隙率係0.48%，而1500立方微米中之整體孔隙數目係每立方微米0.073。
亦使用在15,000至50,000X放大率下拍攝之數個SEM影像來計算經塗佈樹脂中之孔隙數目。在至少一個維度上有大於2微米之尺寸的孔隙的平均數目係約30。所有維度皆小於200奈米之孔隙的平均數目係每立方微米約100。
實例7.使用來自實例2-B中製成之樣本的額外SEM影像，計算具有在200至400奈米、400至800奈米、800奈米至1.4微 米、及1.4微米至2微米尺寸範圍內之直徑之孔隙的數目。測量在SEM內採用來計數的面積，以及該面積僅包括樹脂之部分。接著根據厚度乘以面積來計算數量密度(每立方微米之孔隙數目)，其中厚度係每個類別之孔隙尺寸平均值，舉例而言，針對在200至400nm範圍內之孔隙係300nm厚度，針對400至800nm範圍之孔隙係600nm厚度。各個這些類別之值記述於表7A中。亦記述跨孔隙尺寸之數量密度，以及五個SEM影像的平均值。
對於同樣這五個SEM影像，表7B顯示樹脂由所有孔隙所佔據之體積百分比、以及樹脂由具有400至800奈米之尺寸之孔隙所佔據之體積百分比。
實例8.由小於2微米之孔隙所散射的可見光係經由軟體模擬而得(使用Mieplot，來自www.philliplaven.com/mieplot.htm)。該軟體會從孔隙系集(ensemble)計算散射功率(以每平方公尺之瓦特數表示)，孔隙系集諸如實例7中所特徵化及表7A及7B中所定量者。圖1針對四個孔隙尺寸類別：200至400nm、400至800nm、800至1400nm、及1400至2000nm，顯示每平方公尺散射功率隨角度之變化。
圖2顯示由兩個孔隙類別之模型計算的每平方公尺散射功率隨角度之變化。第一個類別由來自在無纖維樹脂區域中之200至400nm、400至800nm孔隙的組合之孔隙所組成。第二個類別由纖維內部之孔隙所組成。
圖3顯示來自非織物纖維之散射之每平方公尺散射功率的模擬結果，該模擬係使用幾何光學模型。纖維係模擬為浸於介質中之圓柱形(具有7微米之直徑)，該介質之折射率與纖維之折射率相差0.1。
圖4顯示針對兩個組件的每平方公尺之散射功率隨角度之變化的合併結果。一個組件包括纖維表面散射及纖維內部孔隙。第二個則包括經塗佈樹脂中，具有在200nm至2000nm之範圍內之尺寸的孔隙。
實例9.在此及下列實例中，使用表8之樹脂。(Estane可得自Lubrizol Advanced Materials,Cleveland OH。所有其他材料來源先前已有標示。)將一層Acronyl 504ap塗佈於85gpm濕式成網PET非織物(PMY-85，來自Mitsubishi Paper Mills,Tokyo Japan)之11英吋x 14英吋片材上。如先前方式使用在恆定速度下操作之10微米Meyer棒塗佈樣本。在室溫下靜置10至15秒之後，將樣本置入烘箱中在80度C下1至2分鐘以進行乾燥。如先前方式判定透射率、清晰度、及纖維隱藏效果，並使用先前所述之Eldim技術測量霧度。效率係判定如下：於面板光源上對具有或不具有經塗佈非織物兩者測量光通量。效率係以第一種情況對第二種情況之比例而計算。(使用積分球(Illumia Pro 500-050，來自Pro-Lite Technology,North Sutton NH)測量面板之光輸出。樣本測試尺寸係約8英吋見方；面板光源係置於積分球中央。)
使用下列技術將一個影像印刷在樣本上：使用具有8通道/1200dpi，且沒有任何ICC設定檔之寬幅噴墨印表機來印刷選自圖5中者之影像。調整溫度以配合印表機設定。使用下列標準評估印刷品質：
˙在刺繡圖中，是否可以明顯區別三種不同顏色。
˙在女性圖中，人類膚色與細節是否充分呈現。
˙在顯示錢幣的圖中，硬幣尤其在亮側及暗側上顯示細節。
˙在手錶相片中，可以清楚看見微小數字。
˙在灰色區域中，沒有看得見的似波浪變化。
˙在彩色長條中，不同顏色未顯示任何墨水混合。
˙對於CMYK及RGBK(靛-紫-黃-黑及紅-黃-綠-黑)而言，確
認單通道彩色印刷品質沒有任何問題。
根據這些標準，印刷品質係在1至5標度上進行評級。數值為5表示樣本符合所有這些標準。數值為1係最差，表示影像不清楚。
所有測得之數值係示於表9中。
實例10.樣本係如實例9之方式製成，不同之處在於所用之樹脂係Acronyl 7015G聚丙烯酸酯乳膠。透射率、清晰度、效率、霧度、印刷品質、及纖維隱藏效果係如實例9中之方式判定且示於表9中。
實例11.樣本係如實例9之方式製成，不同之處在於所用之樹脂係MEK溶劑中之Estane 5715。透射率、清晰度、效率、霧度、印刷品質、及纖維隱藏效果係如實例9中之方式判定且示於表9中。
實例12.先將實例9之非織物樣本如先前實例之方式用Acronyl 7015G聚丙烯酸酯乳膠塗佈。接著使用Acronyl 504(一種聚(苯乙烯-丙烯酸酯)乳膠)及Meyer棒如先前之塗佈方式將第二層塗佈 至第一層上面。使經塗佈樣本如實例9之方式乾燥。透射率、清晰度、效率、霧度、印刷品質、及纖維隱藏效果係如實例9中之方式判定且示於表9中。
實例13.如實例12之方式製備樣本，並且Estane 5715為第一層，而Acronyl 504 ap為第二層。透射率、清晰度、效率、霧度、印刷品質、及纖維隱藏效果係如實例9中之方式判定且示於表9中。
比較例1.測量未經塗佈3M漫射器膜3735-50(可得自3M Company,St.Paul MN)之性能參數，並將其示於表9中。
比較例2.測量未經塗佈非織物樣本之性能參數。此等值均顯示於表9。
實例14.將來自Shandong Taipeng之60gsm紡黏非織物的11英吋×14英吋樣本如實例9之方式用Acronyl 7015G樹脂塗佈，接著如先前方式乾燥。於塗佈之前與之後測量霧度。如先前方式評估印刷品質及纖維隱藏效果。結果顯示於表10。
實例15.先將如同實例14中者之相同非織物樣本用Acronyl 7015G塗佈，接著將一層Acronyl 504 ap塗佈於第一層上面。如實例14之方法將樣本乾燥及表徵。結果顯示於表10。
實例16.將實例14之非織物樣本如先前方式用Neocryl A-1092塗佈，接著如實例14之方式乾燥及表徵。結果顯示於表10。
實例17.先將實例14之非織物樣本用Neocryl A-1092塗佈，接著將一層Acronyl 504 ap塗佈於其上面。如實例14之方法將樣本乾燥及表徵。結果顯示於表10。
實例18.先將實例14之非織物樣本用Acronyl 7015G塗佈，接著將一層Acronyl 728塗佈於其上面。將樣本如實例14之方式乾燥。評估印刷品質及纖維隱藏效果，並且將其示於表10中。
實例19.先將實例14之非織物樣本用Acronyl 7015G塗佈，接著將由Acronyl 728與Styronal 7423 ap之1.3比1摻和物(以重量計)所組成的一個層塗佈於其上面。將樣本如實例14之方式乾燥。評估印刷品質及纖維隱藏效果，並且將其示於表10中。
實例20.先將實例14之非織物樣本用Acronyl 7015G塗佈，接著將由Acronyl 728與Joncryl 8383之1.4比1摻和物(以重量計)所組成的一個層塗佈於其上面。將樣本如實例14之方式乾燥。評估印刷品質及纖維隱藏效果，並且將其示於表10中。
比較例3.將實例14之非織物的未經塗佈樣本針對印刷品質及纖維隱藏效果表徵。所得結果顯示在表10。
本文所引用之公開案的完整揭露之全文係併入本文以供參照，如同其個別併入一般。本發明中的各種修改與變更對於所屬技 術領域中具有通常知識者將為顯而易見且不悖離本發明之範圍與精神。應理解，本發明不意欲受到本文所提出之說明性實施例及實例過度地限制，且此等實例及實施例僅係以舉例方式呈現，其中本發明之範疇僅意欲由本文提出如下之申請專利範圍所限制。

Claims (32)

  1. 一種漫射器元件，其包含：(a)一包含纖維之非織物，該等纖維具有小於約50μm之直徑及大於約5之長度/直徑的纖維長寬比；及(b)一在該非織物之該等纖維之表面上的多孔隙樹脂塗層，該樹脂具有約-10至約100℃之Tg，且該等樹脂孔隙在至少一個維度上具有約200nm至約2μm之尺寸；其中該漫射器元件係約30至約150μm厚，且具有約30至約190g/m2之基重；且該樹脂之塗層重量係該漫射器元件之總重量的約15%至約50%。
  2. 如請求項1之漫射器元件，其中該非織物包含聚合纖維。
  3. 如請求項1或2之漫射器元件，其中該樹脂塗層包含聚乙烯-乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚(丙烯酸酯-苯乙烯)、聚胺甲酸酯、聚苯乙烯丁二烯、聚乙烯、或其組合。
  4. 如請求項3之漫射器元件，其中該樹脂塗層包含聚丙烯酸酯或聚(丙烯酸酯-苯乙烯)。
  5. 如前述請求項中任一項之漫射器元件，其中該漫射器元件具有約30%至約55%之孔隙率。
  6. 如前述請求項中任一項之漫射器元件，其中該非織物之基重係約10至約120g/m2。
  7. 如請求項6之漫射器元件，其中該非織物之該基重係約70至約100g/m2。
  8. 如前述請求項中任一項之漫射器元件，其中該樹脂具有約0至約30℃之Tg。
  9. 如前述請求項中任一項之漫射器元件，其中該漫射器元件具有約50%或更低之清晰度。
  10. 如請求項9之漫射器元件，其中該漫射器元件具有約20%或更低之清晰度。
  11. 如前述請求項中任一項之漫射器元件，其中該漫射器元件具有約50%或更高之透射率。
  12. 如前述請求項中任一項之漫射器元件，其包含在至少一個維度上具有2000nm或更大之尺寸的纖維間孔隙。
  13. 如請求項12之漫射器元件，其中該等纖維間孔隙之密度係每mm3約10,000個或更高。
  14. 如前述請求項中任一項之漫射器元件，其中該樹脂塗層進一步包含具有在所有維度上皆小於200nm之尺寸的奈米孔隙。
  15. 如請求項14之漫射器元件，其中該等奈米孔隙之密度係每μm3約100個或更高。
  16. 如前述請求項中任一項之漫射器元件，其中該非織物包含纖維，該等纖維具有纖維內孔隙，其中該等纖維內孔隙之平均直徑係約200nm至約2μm。
  17. 如請求項16之漫射器元件，其中該等樹脂孔隙具有之直徑在該等纖維內孔隙之該平均直徑的約30%內，並且其中該等樹脂孔隙之密度係在該等纖維內孔隙之密度的約1000%內。
  18. 如請求項17之漫射器元件，其中該等樹脂孔隙之該密度係在該等纖維內孔隙之該密度的約500%內。
  19. 一種漫射器元件，其包含：(a)一包含多孔隙纖維之非織物，該等多孔隙纖維具有小於約50μm之直徑及大於約5之長度/直徑的纖維長寬比，該等纖維內孔隙 具有約200nm至約2μm之平均直徑，其中該等纖維內孔隙之總體積係該等纖維之總體積的X百分比；及(b)一在該非織物之該等纖維之表面上的多孔隙樹脂塗層，該等樹脂孔隙具有約200nm至約2μm之直徑，其中該等樹脂孔隙之總體積係該樹脂塗層之總體積的Y百分比；其中X係在Y的約1000%內，X係約10%或更低，並且Y係約10%或更低。
  20. 如請求項19之漫射器元件，其中該樹脂之塗層重量係該漫射器元件之總重量的約15%至約50%。
  21. 如請求項19或20之漫射器元件，其中該漫射器元件係約30至約150μm厚。
  22. 如請求項19至21中任一項之漫射器元件，其中該樹脂具有約0至約30℃之Tg。
  23. 一種漫射器元件，其包含：(a)一包含多孔隙纖維之非織物，該等多孔隙纖維具有小於約50μm之直徑及大於約5之長度/直徑的纖維長寬比，該等纖維內孔隙具有約200nm至約2μm之平均直徑，其中該等纖維內孔隙之總體積係該等纖維之總體積的X百分比；及(b)一在該非織物之該等纖維之表面上的多孔隙樹脂塗層，該等樹脂孔隙具有之直徑在該等纖維內孔隙之平均直徑的約30%內，其中該等樹脂孔隙之總體積係該樹脂塗層之總體積的Y百分比；其中X係在Y的約1000%內，X係約5%或更低，並且Y係約5%或更低。
  24. 如請求項23之漫射器元件，其中該樹脂之塗層重量係該漫射器元件之總重量的約15%至約50%。
  25. 如請求項23或24之漫射器元件，其中該漫射器元件係約30至約150μm厚。
  26. 如請求項23至25中任一項之漫射器元件，其中該樹脂具有約0至約30℃之Tg。
  27. 如前述請求項中任一項之漫射器元件，其進一步包含一墨水受納層。
  28. 如請求項27之漫射器元件，其中該墨水受納層包含聚丙烯酸酯。
  29. 如前述請求項中任一項之漫射器元件，其進一步包含印刷於該漫射器元件上之墨水。
  30. 一種顯示器，其包含：(a)一液晶顯示面板；(b)一發射光之光源；及(c)如前述請求項中任一項之漫射器，其光學上位於該光源與該液晶顯示面板之間。
  31. 如請求項30之顯示器，其進一步包含一光導，該光導會引導來自該光源之光並朝向該漫射器元件發射該光。
  32. 一種發光裝置，其包含：(a)一發射光之光源；及(b)如請求項1至29中任一者之漫射器元件。
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