TWI313380B - Reflector having high light diffusion - Google Patents

Description

131338〇 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種可將光線均勻反射且可提高輝度之反 射片’尤指一種可應用於液晶顯示器中之光擴散反射片。 【先前技術】

以责光源作為LCD顯示功能的重要元件和亮度來源，對 提高液晶顯示亮度而言非常重要。在本發明之前，業界已 嘗試多種方式從背光模組方面去改進LCD顯示亮度，例 如，從燈源方面作調整，藉由增加燈管數及/或增加燈源功 率以改進顯示亮度，惟會面臨體積大及耗電多等缺點。 良好的反射片除了可增加輝度外，更重要的是輝度提昇 是全面性提高，不會縮小視角，經實際測試，增加35%的 反射率，就可使同一模組在相同狀態下提昇81〇%之輝度。 另外，LCD產品已由過去筆記型電腦或LCD Μ〇η^〇Γ推展 到LCD TV，所考慮的要項則在於必須能有足夠的顯像亮 度、寬廣的觀看視角、鮮明的影像對比度及合乎標準的使 用壽命。為達上述的需求，因此”直下式背光源模組”(Direct

Type Backlight)便成為目前搭配大型lcd τν的技術主流， 直下式背光源模組之結構如圖丨所示。 直卜式貧光源模組產 r八的丨《V νυ /又，但疋燈管數變 多卻易造成呈現明暗條紋的情況產生，對光線的均齊产合 有一定的影響程度。且反射片係平面，當由面板上 之入射光其入射角度偏斜時’反射光之方向亦偏 面方向，易造成正面亮度不足。 板正 103946.doc 1313380 為改良上述缺點，有传用本樜也2 男使用先擴散板之技術’例如日本專 利特開第2〇〇〇-11886號揭示， 粗化μ料板表面將金屬彻 吏反射板表面具凹凸形狀’此專利為避免玻璃基板 月接觸钱刻液，而必須進行保護，故製程麻須，且 液後續不易處理。 2 ’也有利用感光性樹脂以光罩微影技術，使其金屬 >成八凹凸形狀之膜，於表面形成擴散反射膜，不過，利 用光罩微影技術’製程昂貴，且不易控制。 本案發明人經廣泛研究發現，直接於反射片表面塗覆且 凹凸微結構之膜，製程簡單，容易控制’且與基板密著性 佳食<=> 有效解決上述的缺點。 【發明内容】 本發明之主要目的在於提供一種具高光擴散性之反射 片’其包含-具反射作用之基材’其根據astm D523標準 方法，以60。入射角投射時，測得之光澤度低於跳。 【實施方式】 物體在反射光的過程中，由於其表面結構各異，而會產 生不同形式的反射。光的反射包括鏡面反射和擴散反射兩 弋士圖2所示，當光線投射在表面光滑、堅硬的物體 ^ ’呈現規則反射時’稱之為鏡面反射。而如圖3所示，當 光線投射在表面粗㈣物體上，呈現不規則 為擴散反射。 本發明反射片為達到光線擴散反射效果，因此在其基材 ^表面上具有凹凸微結構。可供形成該凹凸微結構之 103946.doc j31338〇 方法’並無特殊限制’其可藉由 任何方式形成。較佳的方式以^項技術者所已知之 構之泠屉 ^ 土材表面塗覆具凹凸微結 傅之塗層’此塗層具有 ^ 擴散之能力，且包含直 二μπι至50 μιη的顆粒和接合劑。 .. 兩違擴散效果，該顆#☆ ；*日 對於接合狀f，宜為W ㈣拉相 若顆粒相對於接合劑之量低於_較佳為3〇〜6〇重量％。 伯— ^之里低於1〇重量％，擴散效果不佳； 仁右南於200重量％，顆粒 口疋於基板表面之接合劑 中’會生脫落之虞。可使用 限制，其可為有機粒子= 顆粒，並無特殊 ’” 〃子、無機粒子或兩者之混合物。所使 顆粒之形狀亦無特殊限制，例如球形、菱形等。 可用於本發明中之有機粒子，係選自由丙烯酸樹脂、苯 乙樹月曰、胺基甲酸樹脂、石夕酮樹脂（silicone)及其混合 物所構成群組。 可用：本發明中之無機粒子’係選自由氧化鋅、二氧化 夕一氧化鈦、氧化錯、氧化紹、硫化辞、硫酸鎖及其混 合物所構成群組。 根據本發明之"'具體實施例，上述顆粒較佳為介於！ μιη 至1〇 _之間的有機粒子’較佳的有機粒子為石夕晴脂粒 子。 上述接合劑並無特殊限制，其例如選自丙烯酸樹脂、聚 醯胺樹脂、環氧樹脂、氣素樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚胺基 甲fee ；feMs醇酸樹脂（alkyd 、聚酯樹脂及其混合物 所構成群’、且車乂佳為丙稀酸樹月旨、聚胺基甲酸醋樹脂、聚 醋樹脂或其混合物。使用於本發明中之接合劑，由於必須 I03946.doc 1313380 讓光線透過，其較佳為無色透明者。本發明具反射作用之 反射片所包含之基材’並無特殊限制’可為透明、半透明 或不透明之基材。一般而言，此基材包含至少一層高分子 树月a。上述咼分子樹腊並無特殊限制，其例如但不限於聚 烯類樹脂（polyolefin resin)，如聚乙烯（PE)或聚丙烯（pp); 聚酯樹脂（polyester resin)，如聚對苯二曱酸乙二酯（pET); 聚丙烯酸酯（polyacrylate resin)樹脂，如聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA)，聚碳酸酯樹脂（p〇iycarb〇nate resin);聚胺基甲酸 酯樹脂（polyurethane resin)，或其混合物。根據本發明之較 佳具體實施例，本發明反射片係使用聚酯樹脂基材，較佳 為聚對苯二甲酸乙二酯。本發明基材可視需要包含熟悉此 項技術者已知之無機微粒，其例如為氧化鋅、二氧化矽、 一氧化鈦、氧化鋁、硫酸鈣、硫酸鋇、碳酸鈣或其混合物。 較佳為一氧化鈦或硫酸鋇。本發明反射片的反射效果，主 要疋利用發泡的向分子樹脂或是無機微粒，本發明基材可 為多層，其中中間層為該高分子樹脂，其可為發泡或不發 泡者’或是中間層内含有無機微粒。 本發明光擴散反射片所使用具凹凸微結構之塗層，一般 係具有介於1〜50 μηι之厚度，較佳具有2〜15 μηι之厚度。為 避免反射片基材中的高分子樹脂黃化，導致反射效果減弱 及液晶顯示器的色差問題’可視需要於塗層巾添加無機 物。適用於本發明塗層中之無機物種類，並無特殊限制， 只需具吸收紫外線能力即可。其例如但不限於氧化辞、氧 化錯、氧化！呂、：氧化;5夕、：氧化鈦、硫酸妈、硫酸鎖、 103946.doc 1313380 碳酸鈣或其混合物。上述無機物之粒徑大小一般為^至⑽ 奈求（nanometer，nm)，較佳為 2〇 nm至 50 nm。 本發明反射片基材表面之塗層，可視需要包含熟悉此項 技術者已知之添加劑，其例如但不限於整平劑、安定劑、 硬化劑、螢光增白劑或紫外線吸收劑。 可用於本發明之硬化劑（Curing Agent)，其可與接合劑產 生分子與分子的化學接合而形成交鏈（Cr〇ssiinking)，係 熟習此項技術之人士所熟知者，纟例如為聚異氰酸酯 (Polyisocyanate) ° 可用於本發明之螢光增白劑’並無特殊限制，係熟悉此 項技藝之人士所知者，其可為有機物，例如但不限於笨并 噁唑類（benzoxaz〇ies)、苯并咪唑類（benzimidaz〇ies)或二苯 乙稀雙三仙（diPhenylethylene bistHazines);或無機物， 例如硫化鋅。 可用於本發明之紫外線吸收劑，係熟習此項技術之人士 所熟知者，其例如為苯並三。坐類（benz〇triaz〇les)、苯并二 嗪類（benZ0triazineS)、苯甲酮類⑺⑶如沖⑶⑽以卜戈水楊酸: 生物（salicylic acid derivatives)等。 本發明反射片在可見光波域4〇0μηι_78〇 μηι内，可提供達 97%以上之反射率，能有效提高背光模組之輝度。 光澤度（Gloss)是用以評估物體表面是否光滑的視覺現 象，從物體表面反射的光越多，光澤度的表現越明顯。本 發明表面具凹凸微結構之反射片，其表面光澤度，根據 ASTM D523標準，如圖4所示，當光源以6〇。入射角投射時， I03946.doc -10· 1313380 測得之光澤度低於10〇/。。 本發明反射片具有良好的㈣散效果，其可以變角光产 計測量其表面反射率參數的分佈狀況得到印證，一浐軾2 近光滑的平面可得到如圖5a所示，在鏡面反射方向有U 的，射能力。但如圖5b所示，本發明反射片因其表面具凹 凸微結構’故光線可朝各個方向散漫反射。 本發明反射片具有良好的时候性，並具有吸收紫外線之 效果，且因為表面具凹凸微結構，可擴散反射光線，易庐 得均勻的視角，因此本發明反射片適用於平面顯示器的； 光源模組（back light module)中，尤其是直下式背光源模 組，作為光擴散反射片，可使反射光擴散均勻化，消弭明 暗條紋現象，達均齊度。 以下實施例將對本發明做進一步之說明，唯非用以限制 本發明之範圍，任何熟悉本發明技術領域者，在不違背本 發明之精神下所得以達成之修飾及變化，均屬於本發明之 範圍。 實例： 實施例1 將68.1克丙烯酸樹脂[Eterac 7363七_5〇，提供](固 形份約50%)，加入塑膠瓶中，再於高速攪拌下依序加入甲 乙酮及甲苯各52.0克、平均粒徑為4μηΐ2矽酮樹脂珠粉5〇 〇 克【Tospearl 145，GEToshibasilicones提供】、1〜ι〇〇ηη^ 化鋅 '二氧化鈦及硫酸鋇共1〇〇克，最後才加入硬化劑 [Desmodur 3 3 90 ’ Bayer提供]6.6克，泡製成固形份約40%， 103946.doc -11 - 1313380 、:重約25G.G克塗料。以塗抹棒將塗料塗佈在υχ_⑼(η小n 提供）基材上’乾燥後可得約1()_之塗膜，靜置7天後後做 耐候試驗（利用QUV耐候加速試驗機’ Q_panel公司試 所得結果如以下表1所示。並測其光度如圖6所示。 實施例2 重複實施例1之步驟’唯將*#ux_15〇(Teijin提供）換成 E60L(T〇ray提供）。測試所得結果如以下表丨所示。 比較例1 將丙稀酸樹脂[Eterac 7363-ts-5G ’ Eternal提供](固形份約 5〇%)145.9克加入250克塑膠瓶中，再於高速授摔下依序加 入甲乙酮及甲笨各38.0克；1〜1〇〇 nm級氧化鋅、二氧化鈦 及硫酸鋇共約10·0克；最後才加入硬化劑[DeSmodur 3390， Bayer提供]14.1克，泡製成固形份約4〇%，總重約25〇 〇克塗 料。以塗抹棒將塗料塗佈在1;又_15〇(1^卬11)基材上，乾燥後 可得約10 μιη之塗臈，靜置7天後，做物性測試，測試所得 結果如以下表1所示。 比較例2 重複比較例1之步驟，唯將基材ux_15〇(Teijin提供）換成 E60L(Toray提供）。測試所得結果如以下表丨所示。 比較例3 將68.1克丙烯酸樹脂[Eterac 7363_ts 5〇，Eternai提供](固 形份約50%)加入塑膠瓶中，再於高速攪拌下依序加入甲乙 酮及甲苯各52.0克及矽酮樹脂珠粉5〇 〇克【T〇spearl 145 , GE T〇shibasilicones提供】，之後加入硬化劑[〜啦“町 103946.doc •12- 1313380 3390，吻以提供]6·6克，泡製成固形份約40%，總重約25〇.〇 克塗料1塗抹棒將塗料塗佈在UX_15〇(Teijin提供）基材 上’乾燥後可得約1G陣之塗膜，靜置7天後後做耐候試驗 (利用QUV财候加速試驗機 如以下表1所示。 Q-panel公司）。測試所得結果 比較例4 重複比較例3之步驟，唯將基材ux_15Q(Teijin提供）換成 E60L(T〇ray提供）。測試所得結果如以下表1所示。 比較例5 將/又有塗覆具凹凸微結構及無機粒子之塗層的基材 UX 15 0(Teijin提供）’直接做耐候試驗（利用耐候試驗 機，Q-Panel公司）。測試所得結果如以下表丨所示。並測其 光度如圖7所示。 比較例6 重複比較例5之步驟，唯將基材UX-150(Teijin提供）換成 E60L(Toray提供）。測試所得結果如以下表〗所示。 測試方法： 光澤度測試：利用Drlange Rrf03(Reflek TO Meter公司販 售）根據ASTM D523標準方》去，當光源以6〇。入射角投射於 反射片時’所測得光澤度（gloss)百分比。 QUV耐候加速試驗：利用QUV耐候試驗機（Q-panel公司 )IW著不同曝光時間’其黃化指數（Yellowing index， 值的變化。【測試主要波長313 nm】 ^利用自動變角光度計（GonioPhotometer)【GP-200， 103946.doc -13 - 1313380 村上色彩公司 度分佈曲線。 ，以入射角6〇。，測得各角度反射相對光 強

由實施與實施例2之結果可知，在基材表面塗 :二含有具凹凸微結構的有機粒子，所以具有將光擴散 之效果，同時因含有吸收紫外 、 防黃化效果，可提供基材抗^^^性質。 較佳的 實施例1與比較例1和實施例2與比較例2之比較結果可 知，在基材表面塗佈之塗層，若缺乏具凹凸微結構的有機 粒子’則不具光擴散之效果。 實施例1與比較例3和實施例2與比較例4之比較結果可 知’在基材表面塗佈之參居， 坌層右缺乏具有紫外線吸收能力 之無機物’則基材易發生黃化。 實施例與比較例之比較結果可知，在基材表面塗佈之塗 曰3有具凹凸微結構的有機粒子，同時也含有吸收紫外 線之無機物，其反射率較佳，輝度較高。 比較實施m與比較例5之光度圖結果可知，在基材表面 塗佈具凹凸微結構之塗層，具有光線擴散效果。 103946.doc •14· 1313380 【圖式簡單說明】 圖1顯示直下式背光源模組之結構。 圖2顯示鏡面反射。 圖3顯示擴散反射。 圖4顯示光線相對於反射板之入射角度及反射角度。 圖5 a顯示自動變角光度計測得鏡面反射光度圖。 圖5b顯示自動變角光度計測得擴散反射光度圖。 圖6顯示實施例1以入射角60°測得光度圖 圖7顯示比較例5以入射角60°測得光度圖。

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Claims (1)

13 13i8〇29993 ?虎專利申請

中文ΐ請專概畴換本(1 2 3 4 5 6 78年5月) .1 k十、申請專利範園： L種光擴散反射片，其包含—具反射作用之基材，該基 材=3至少—層高分子樹脂，其中該高分子樹脂係選自 :烯類祕爿曰、聚酯樹脂、聚丙烯酸酯樹脂、聚碳酸酯 '于曰聚胺基曱酸酯樹脂及其混合物所構成群組，該基 材表面塗覆具凹凸微結構之塗層，該塗層包含具有i μιη 至50 μιη直徑的有機粒子和接合劑，該接合劑係選自於丙 曰、聚醯胺樹脂、環氧樹脂、氟素樹脂、聚醯亞 月女树知聚胺基甲酸酯樹脂、醇酸樹脂、聚酯樹脂及其 混合物所構成群組’該有機粒子相對於該接合劑之量為 1〇〜2〇0重量％ ’且根據As™ D523標準方法，以60。入射 角投射時，測得之光澤度低於1〇%。 2.如請求項以光擴散反射片，其中該有機粒子係選自由丙 烯酸樹脂、苯乙烯樹脂、胺基甲酸醋樹脂、矽酮樹脂及 其混合物所構成群組。 1 _ 一種用於背光源模組之光擴散反射片，其包含一具反射 作用之基材，該基材包含至少—層聚醋樹脂，其特徵在 :此基材之表面上塗覆具凹凸微結構之塗層，該塗層包 3具有1 μηι至5G_之直徑的有機粒子和接合劑，該接合 2 诏係選自於丙烯酸樹脂、聚醯胺樹脂、環氧樹脂、氟素 3 才t月曰聚醯亞树脂、聚胺基甲酸醋樹脂、醇酸樹脂、 4 聚醋樹脂及其混合物所構成群組，該有機粒子相對於該 5 接合劑之量為10〜200重量％，且根據八㈣则標準方 6 法’以6〇。入射角投射時，測得之光澤度低於1〇%。 7 103946-980525.doc 1313380 4.如吻求項3之光擴散反射片，其中該有機粒子係選自由丙 烯酸樹脂、笨乙烯樹脂、胺基甲酸酯樹脂、矽酮樹脂及 其混合物所構成群組。 種用於直下式兔光源模組之光擴散反射片，其包含一 具反射作用之基材，該基材包含至少一層聚對苯二甲酸 乙酉曰，其特徵在於，該基材之表面上塗覆具凹凸微結構 之塗層，該塗層含有i 0111至5〇 μηΐ2直徑的有機粒子和接 合劑，且該有機粒子相對於該接合劑之量為丨〇〜2〇〇重量 %，及該基材根據ASTM DS23標準方法，以6〇〇入射角投 射時’測得之光澤度低於丨0〇/〇。 6.如請求項5之光擴散反射片，其中該有機粒子之直徑為ι μπι至1〇陣。 7·如請求項5之光擴散反射片，其中該有機粒子為石夕嗣樹 脂。 8_如請求項5之光擴散反射片，其中該接合劑係選自於丙烯 酸樹脂、聚醯胺樹脂、環氧樹脂、氟素樹脂、聚醯亞胺 樹脂、聚胺基曱酸酯樹脂、醇酸樹脂、聚酯樹脂及其混 合物所構成群組。 9.如請求項5之光擴散反射片，其中該基材進—步包含無機 10.如請求項5之光擴散反射片 合劑之量為3 0〜60重量％。 11 ·如請求項5之光擴散反射片 物。 其中該有機粒子相對於該接 其中該塗層進一步含有無機 103946-980525.doc