TWI334495B - Light-diffusing sheet for backlight unit - Google Patents

Description

13344,95 4 九、發明說明： » • 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於供液晶顯不器中背光元件使用之一光擴散 片’尤指-種供-薄膜電晶體液晶顯示器(ΤΜη FUm Transist〇r

Liquid Crystal Display，TFT-LCD)或—超杻轉向列型液晶顯示器 (Super-Twisted Nematic Liquid Crystal Display，STN_LCD)使用之一 光擴散片，其中’為使顯示②可展現清晰影像，於導引均勾平面 # 光線時，該擴散片可傳送由位於-側或背側之—冷陰極營光燈所 發出之線性光線，藉以獲得清晰之影像。 【先前技術】 ‘ -般而言’ i於液晶顯示器背光元件之光擴散片係將來自 . 光導板之非勻相雄縣勻向光，而將之針於-翻背光元件 以及侧光式背光7C件中之-背光元件之正面方向，其中該模型背 光凡件係具有-位於該光導板—側之線性背光源；而該側光式背 _ 光①件則具有至少-個燈。上述提及之背光請係應用於一些小 型用品’例如車用導航器、行動電話、個人數位助理、數位相機、 可攜式電視、攝錄相機等；或應躲-些中、大咖品，例如用 於中、大型筆記型電腦縣上型電腦之顯示器等。 於-直下式背光元件，其巾_些冷陰極螢光燈或平面燈管係 使用於電視機或大型電腦顯示器之—背光源之_，該光擴散片 係將視見上可順騎性光叙絲擴散，而使得—均勻散佈之 平面螢光光源集中光元件之正面方向，且該光擴散片藉由 5 1334495 t b 於正面方向轉換光散佈中心，而於一正面方向增加流明。 習知已有提出將透光有機樹脂粒子或具有一透光樹脂接著劑 之無機粒子塗佈於一透光塑膠膜上之方法，以達到遮罩與擴散能 力’且藉由使用於一液晶螢幕顯示器背光元件中之光擴散片而改 善流明（揭露於日本專利局公告之第7174909號專利、韓國專利 局公告之第2000-0027862號以及第1998-0020430號專利）。 然而，上述提及之先前技術中，樹脂粒子係塗佈於一透光樹 Φ :脂膜，因此’對於當前厚度越來越薄之背光元件而言，該光擴散 片已無法符合背光元件對岭遮罩亮線之需求。 【發明内容】 • 本發_設計為可解決上述問題者。本發明之_目的在於提 - 供用於月光元件之光擴散片，其中一包括有機擴散塑料以增加 霧度之_散膜仙作為—基質，以取代習知所使狀-透光樹 祕’藉以將光折射以及散射最大化，而改善擴散能力，因而顯 著改善亮線之遮罩。 【實施方式】 為達成本發明之上述目的，根據本發明之錢散片之特徵在 於’其係包括有-具有40至95%霧度以及5〇至95%光穿透率之 光學性質之内擴散膜，以及—藉由將樹脂接著劑以及透光樹脂粒 子塗佈於該⑽散膜之至少—側上而形成之—光擴散層，且該内 擴散膜具有分佈於—透明基f卵，)内之有機擴散塑料。 6 1334495 較佳地，本發明之舰在於，該透細絲子包括單分气粒 ^其粒子大小分佈係為，至少8〇%粒子之粒子大小大小係^於 ^均粒子大小之正負·範_ ;以及至少—種其平均粒子大小 較該單分餘仅平均粒子大小為小之粒子。 較佳地，本發明之特徵在於，該具有-較小平均粒子大小之 粒子係包括兩種❹麵子，上述兩滅多難子巾之每一種粒

子具有《平均粒子大小之最大值係分別落於3_至7㈣以及咖 至3μπι範圍内。 較佳地’本㈣之魏在於，料分餘仅平均粒子大小 之最大值係落於1〇μηι至5〇μιη範圍内。 較佳地，本發明之特徵在於，該樹脂接著劑以及該透明基質 膜之折光率差健；f大於0.22 ’且翊麟著劑之折光率係小於 該透明基質膜之折光率。 以下，將以較佳實施例配合圖式而將本發明更為詳細地敘 述。所屬技術領域中具有技藝者應當知曉，本發明之實施例僅係 用於將本發明詳細地加以描述，而非用於限制本發明，即本發明 之專利範圍不受實施例之限制。 第1圖係顯示根據本梦明之一較佳實施例之用於一背光元件 中之一光擴散片以及一内擴散膜之一橫斷面。而第2圖則係為第1 圖中光擴散片之俯視圖。 如第1圖所示，該内擴散膜2係由有機擴散塑料1以及一透 7 13344.95 •明基韻Γ所域。於藉由該械擴散_1軸—内擴散膜時， '其光學機能性係由該有機擴散塑料所組成之鏡片弧面所決定。於 此例中，當具有越多種鏡片弧面，該内擴散膜之遮罩能力以及擴 散能力則將更佳。 s 較佳地，用於該_韻2之翻基_丨，係屬於熱塑性樹 脂，較佳為聚δ旨樹脂(Polyester resin)，例如聚乙稀對苯二甲酸酷 (Polyethylene terephthalate)、聚萘二曱酸乙二醇酯 • (P〇lye%lene-2,6-naphthalate)f , 合物(Copolymers)或混合物(Mixtures)。而該有機擴散塑料丨亦屬於 熱塑性树爿曰，較佳為聚稀經樹脂(p〇iy〇ief|n resin)，例如聚乙稀 - (Polyethylene)、聚丙烯（P〇lypr〇pylene)、聚曱基戊稀 - 等，或上述之共聚合物或混合物。 於此，該透明基質膜1’最佳係為一雙軸向聚乙烯對笨二甲酸 酯(Biaxially oriented polyethylene terephthalate)膜。該雙軸向聚乙烯 ® 對本一曱自文S曰膜具有絕佳之力學特性(mechanjcai strength)、抗熱 性、透光度以及平坦度。將該膜作為一基質膜使用之優勢在於， 使用於本發明之光擴散片中亦可達到其能力。 為使產生於該内擴散膜一側之光擴散層5具有更廣之鏡片弧 面表面’其較佳使用平均粒子大小為7微米或更大之大粒子。而 更佳使用平均粒子大小落於1〇至5〇微米（包括1〇以及50)範圍内 之粒子，且該粒子之粒子大小分佈為，其中至少80%粒子之粒子 8 1334495 大小大小係落於平均粒子大小之正負2〇%範圍内（以下稱為『單分 散粒子』）。 · 對於上述粒子大小之分佈，可利用一使用光散射之粒子大小 分析儀 LS PARTICLE SIZE ANALYZER(可於 Coulter Inc.構得)對 粒子大小加以測量。尤其對於一用於電視機中使用直接型燈之— 背光元件而言’係藉由其背側排列之數個燈而將發射出之光線變 大’而當光線直接通過該内光擴散塑料而未產生折射以及散射 時，其將產生亮線而弱化光線。而為改善流明，則必須藉由將擴 -政敢大化以及 >肖除免線而予以達成。 因此，若為達到更大之擴散以及遮罩能力，以及為增加流明 而使用一包括於一基質膜内之有機擴散塑料之内擴散膜而使擴散 月匕力最大化以及使鏡片弧面表面更廣，該表面上之一透光球狀有 • · 機粒子(3a)之平均粒子大小之最大值越大，以及使用平均粒子大小 為7微米或更大、且最佳為落於1〇至5〇微米（包括1〇以及5〇)範 圍内之單分散粒子’則越具有優勢。若使用粒子大小為5〇微米或 更大之粒子時，將難以使用浸鍍塗佈法(Wetc〇ating)，且塗上之液 體將不容易分散。因此，較佳使雜子大小為5G微米或更小之粒 子。此外，為使遮罩能力最大化，較佳使用至少一種粒子(3b或3c) 之混合物’較佳使用其平均粒子大小較平均粒子大小之最大值為 小之兩種或多種粒子(3b或3c)，而將之塗佈於該表面上。 於一較佳實施例中，該兩種粒子之均粒子大小之最大值係較 9 佳分別落於3μπι至7μηι以及ΐμη^3μιη範圍内。 使用於光擴散層5之光擴散墊料較適宜為透光球狀粒子。該 透光粒子可選自於由有機粒子或無機粒子所組成之群組，其中有 機粒子例如壓克力(acryl)、苯乙烯(sty丨ene)、矽樹脂(smc〇ne)或其 他相似材料粒子，而無機粒子例如合成石夕、玻璃微珠、鑽石粒子 等。所選取之光擴散塑料可單獨使用上述粒子之一者，或使用上 述粒子之兩種或多種之混合物。 用於該光擴散膜之光擴散層5之樹脂接著劑必須為透光者， 且可由丙烯酸(acrylic)、氨基甲酸乙酯樹脂(urethane resin)、環氧樹 月曰(epoxy resin)、乙卸树脂(vinyl resin)、聚 |旨樹 g旨(p〇iyester resin)、 聚酿胺樹脂(polyamide resin)等物質中之一種或至少兩種之混合物 所組成’例如^^甲基丙細酸曱醋(p〇lymethyi methacrylate)或甲基丙 基酸與g旨共聚物(methacrylate ester copolymer)等。該透光樹脂接著 劑之折光率與該透明基質膜Γ之折光率間之差值必須等於或小於 0.22’且該透光樹脂接著劑之折光率必須小於該透明基質膜丨，之折 光率。若該透光樹脂接著劑之折光率大於該透明基質膜丨，之折光 率時，於該光擴散層5以及該透明基質膜1，間之介面，在光自該 透光樹脂層往光擴散層行進之方向上，將產生較多之介面折射， 造成光線穿透率之降低。此外，若該差值若大於〇·22，於該光擴 散層5以及該透明基質膜Γ間之介面，將產生顯著之光折射或散 射量。於此例中，其將難以製造出可達到高程度之流明之一光擴 13344.95 散膜》 . 將該光擴散塑料以及稀釋於溶劑中之有機樹脂接著劑之混合 物塗佈於一透明基質膜上之一示範性方法係採用浸鍍塗佈法，例 如刮刀塗佈（knife coating)、凹版轉印塗佈（gravure transfer coating)、反相滾筒塗饰(reverse roll coating)等。 於此例中，若塗佈之厚度未超過具有最大平均粒子大小之粒 子之粒子大小的150%，則可達到一理想效果而具有一均勻塗佈表 鲁 面。 若塗佈之厚度超過具有最大平均粒子大小之粒子之平均粒子 大小的150%，將因為每單位面積中具有過多量之粒子，而導致流 '明之降低。 形成於該内擴散膜一側上之光擴散層之另一面可作成易滑 者；其硬度亦可予以增強’以敎於_或組合該规散片時所 造成的刮傷；且亦可提供-抗靜電塗佈層，以防止外來物質掺雜 • 於其中。 於下列貫施例以及tb較例巾，重量部份係代表每—組成於塗 佈液中之重量，而總塗佈液之組成係為1〇〇重量部份。 [實施例] .

[實施例1] 使用於Tomy公司出品之一内擴散膜卿卜⑵㈣其霧度 為92光牙透率為90，義於其一側藉由一微凹版㈣⑽职篇e) 1334495 將具有下列成份之塗佈液塗佈於該内擴散膜之表面，以形成—光 擴散片。 ’ 塗佈液之成份 " 樹脂接著劑(Aekyoung Chemistry代號為A811之產品）：18,2 重量部份。 -堅膜劑(Hardener)(Aekyoung Chemistry 代號為 DN980S 之產 品）：1.8重量部份。 籲 -合成樹脂粒子(Soken Chemical代號為MX]5〇〇之產品，平 均粒子大小為15μιη之單分散粒子）：18.1重量部份。 ...... · · - 合成樹脂粒子(Soken Chemical代號為ΜΧ-500之產品，平均 - 粒子大小為5μιη之單分散粒子）：5.0重量部份。 ' - 丁酮(methyl etiiyl ketone) : 28.3 重量部份。 - 甲苯(Toluene) : 28.3重量部份。 [實施例2] 使用於Toray公司出品之一内擴散膜((^32_125)1111)，其霧度 為40 ’光穿透率為92 ’並於其一側藉由一微凹版(micr〇 gravure) 將具有下列成份之塗佈液塗佈於該内擴散膜之表面，以形成一光 擴散片。 塗佈液之成份 '樹脂接著劑(AekyoungChemistry代號為A811之產品）：18.2 重量部份。 12 1334495 • 硬化劑(Aeky〇ung Chemistry代號為DN980S之產品）：1.8重 量部份。 - 合成樹脂粒子(Soken Chemical代號為MX-1500之產品，平 均粒子大小為15μιη之單分散粒子）：18」重量部份。 - 合成樹脂粒子(Soken Chemical代號為ΜΧ-500之產品，平均 粒子大小為5μιη之單分散粒子）：5.〇重量部份。 -丁酮：28.3重量部份。 - 曱笨：28.3重量部份。 [實施例3] 使用於Toray公司出品之一内擴散膜其霧度為 85 ’光穿透率為90 ’並於其一側藉由一微凹版(111化]：〇81：狀111^)將具 有下列成份之塗佈液塗佈於該内擴散膜之表面，以形成一光擴散 片。 塗佈液之成份 • 樹脂接著劑(Aekyoung Chemistry代號為A811之產品）：24.5 重量部份。 . - 硬化劑(Aekyoung Chemistry代號為DN980S之產品）：2.5重 量部份。 - 合成樹脂粒子(Soken Chemical代號為MX-1500H之產品， 平均粒子大小為15μπι之單分散粒子）：14.0重量部份。 - 合成樹脂粒子(Soken Chemical代號為ΜΧ-500之產品，平均 13 教子大小為5μΐΏ之單分散粒子）：5.9重量部份。 、曱基乙基酮：29.3重量部份·。 "甲苯：29.3重量部份。 [實施例4] 使用於Toray公司出品之一内擴散膜(ργ_3 ΐι〇㈣，其霧度為 光牙透率為68，並於其一側藉由一微凹版(micr〇职·e)將具 有下列成份之塗佈液塗佈於軸擴散社表面，以職_光擴散 塗佈液之成份 -樹月曰接著劑(Aekyoung Chemistfy代號為AS11之產品）：％ $ 重量部份。 ' 硬Chemistry 代號為 DN980S 之產品）：2.5 重 量部份。 '合成樹脂粒子(Soken Chemical代號為MX-1500H之產品， 平均粒子大小為15μιη之單分散粒子）：14 〇重量部份。 -合成樹脂粒子(Soken Chemical代號為ΜΧ-500之產品，平均 粒子大小為5μιη之單分散粒子）：5 9重量部份。 - 曱基乙基酉同：29.3重量部份。 - 甲苯：29.3重量部份。 [實施例5] 使用於Toray公司出品之一内擴散膜(ργ_4_丨丨〇μιη)，其霧度為 14 1334495 93 ’光穿透率為57，並於其一側藉由一微凹版(micro gravure)將具 有下列成份之塗佈液塗佈於該内擴散膜之表面，以形成一光擴散 片° 塗饰液之成份 - 樹脂接著劑(Aekyoung Chemistry代號為A811之產品）：24.5 重量部份。 - 硬化劑(Aekyoung Chemistry代號為DN980S之產品）：2.5重 量部份。 - 合成樹脂粒子(Soken Chemical代號為MX-1500H之產品， 平均粒子大小為15μιη之單分散粒子）：14.0重量部份。 - 合成樹脂粒子(Soken Chemical代號為ΜΧ-500之產品，平均 粒子大小為5μιη之單分散粒子）：5.9重量部份。 - 曱基乙基酮：29.3重量部份。 - 曱苯：29.3重量部份。 [比較例1] 將與使用實施例1中相同之塗佈液，藉由一微凹版加以塗佈 於一透光樹脂膜(可自Toray Saehan Inc.購得，XU42，188μιη)(而 非一内擴散膜)之一側上，藉以產生一光擴散片。 [比較例2] 將與使用實施例3中相同之塗佈液，藉由一微凹版加以塗佈 於一透光樹脂膜(Toray公司出品’ XU42，188μπι)(而非一内擴散 15 1334495 膜)之一側上，藉以產生一光擴散片。， [實驗例] ί·^Μ丄：評估霧度 評估根據上述實施例1至5以及比較例1與2所製造出之光 擴散片之霧度。霧度係基於ASTMD-1003而加以測量，測量所 使用之儀器係為Nippon Denshoku Kogyo股份有限公句型號為 No· 1000之產品。 實驗例2 :評估摭罩能七 評估根據上述實施例1至5以及比較例i與2所製造出之光 擴散片之遮罩能力。為如下述公式而將遮罩能力加以定義並數位 化，於此使用T〇pcon公司出品之BM_7測試器，於固定間隔邓 點(Point)量測背光表面之流明(face —π)。 [公式1] 遮罩能力=平均最小流明值 總流明平均值 [表1] X 100

1334495 %· · t 比較例1 J 85.78 67.98 144.7 2.7 Poor 比較例2 71.35 Γ 85.42 ΓΪ46.3 3.2 Poor ,μ，· π π…畀用於珂逑比較例丨與2中之 該透光樹脂縣基底之光擴散片她之下，祕前述實施例i至： 中以包括有機擴散塑料之—崎散膜為基底之錢散片，係具有 極佳之遮罩能力。❹卜，亦可發現，具有高内霧度錢低光穿透 率之該内擴散膜則具有極佳之遮罩能力。

需注意者係，前述實施例伽於敘述本發明，而_於限制 本發明之專利$H任何簡單之改變以及修㈣為本發明專利範 圍所涵蓋。 根據本發明，可提供一極佳之光擴散片，其藉由將光線折射 與散射之最大化而具有極佳之亮線鮮能力，确由使用一内含 有機擴散㈣之内擴散膜作為—基f，而可改善擴散能力。 _據此，該光擴散片對於製造需要極佳鮮能力之—超薄背光 元件或類似物而言，具有相當之助益。 需注意者係，對於所屬技術領域中具有技藝者而言，其係具 有設計許錢代實關之能力，而這㈣代實施例並未脫離本發 明於後之補範圍所定狀齡。於”翻制巾，任何置於 括弧内之參考標鮮應用祕稱纖圍。『㈤邮㈣』以及其 類似字之制，並未排除未朗於任何專·_或整體說明書 内之兀件或步驟之m元件之單數财考標*並未排除 該元件為複數之可能性，反之賴。於彼此不同之細項之專利 17 範圍項 、二尺寸之個’並絲示這些尺寸之組合較為有利。 【圖式簡單說明】 ’ 中之H圖係顯示根據本發明之—較佳實施例之用於—背光元件 生。〜光擴散片之-橫斷面，該光擴散片係與—内擴散膜—起產 圖係為第1圖_光擴散片之俯視圖。 【主要元件符號說明】 有機擴散塑料 Γ :基質膜 2:内擴散膜 3a :單分散樹脂粒子 3b、3c .平均粒子大小小於單分散樹脂粒子之樹脂粒子 4:樹脂接著劑 5:光擴散層

Claims (1)

1. έ If 十、申請專利範圍： .一 J I、-種背光元件之光擴散片，其特徵在於包括有： 内擴政膜(2)，其具有40%95%霧度以及50%至95% 光穿透率之總生質，_(2)具有分佈於—透明基質师，） 内之有機擴散塑料(1);以及 ，光擴政層(5) ’其係藉由將樹脂接著劑⑷以及透光樹 脂粒子(3a、3b、3c)塗佈於該内擴散膜(2)之至少一侧上而形 成，該透光樹蚌子係為—單分散粒子以及至少—種粒子之 混合物，該單分散粒子之粒子大小分佈為，其中至少8〇%粒 子之粒子大小係落於平均粒子大小之正負鳳範圍内，而該 至少-種粒子之平均粒子大小係較該單分散粒子之平均粒 子大小為小。 、如申請專機圍第丨項所述之光擴散片，其中，該具有較小 粒子大小妹子係為_或多絲子找合物，上述兩種或 W粒子之每—錄子具有之平触子大小之最錄係分別 落於3μιη至7μιη以及1邮至3师範圍内。 如申明專利範圍第1項所述之光擴散片，其中，該單分散粒 子之平均粒子大小之最大值係落於1〇卿至5〇啤範圍内。 如申明專利範圍第1至3項之任何-項所述之光擴散片，其 中，該樹脂接著劑(4)以及該透明基質膜(1，)之折光率差值係 不大於0_22 ’且該樹脂接著劑（4)之折光率係小於該透明基 質膜(1’)之折光率。