TWI398699B - 用於背光單元之光擴散片材與光學片材 - Google Patents

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Description

用於背光單元之光擴散片材與光學片材 發明領域 1.技術領域
本發明係有關一種用於背光單元之光擴散片材與光學片材，而更特定言之，係有關一種藉由將光線之折射與繞射性質最大化而增進其亮度與遮蔽能力之用於背光單元的光學片材與光擴散片材。
 發明背景 2.習知技藝描述
一般而言，用於LCD背光之擴散片材係將產生於導光板之非均勻光線轉換成集中於在邊緣型(edge-shaped)背光單元內之背光單元之前方向的均勻光線，其特徵在於，一線性燈泡係安裝於該導光板與一側邊型(side-type)背光單元之一側上，其中係安裝與使用一或多個燈泡，前述背光單元係用於諸如汽車導航系統、行動電話、PDA、數位相機、可攜式電視、攝錄像機等等之小尺寸應用，以及用於諸如中型或大型手提電腦、桌上型電腦等等之中尺寸或大尺寸應用。
在一直接型(direct-type)，或安裝有數個冷陰極螢光燈泡或平面燈泡之用於電視或某些大尺寸螢幕之背光的背側上的情況下，該光擴散片材係將視覺上認知為線性光線的光線加以擴散，以使均勻分佈之平面螢光燈泡集中於前方向，並藉由將光線的分佈中心轉換至前方向而增加前方向的亮度。
在用於LCD背光單元之光擴散片材的功能中，已發展出將透明有機樹脂粒子或無機粒子施加至透明塑膠薄膜上，而作為透明樹脂黏著劑，以獲取遮蔽與擴散能力並增進亮度的方法(揭露於公開JPT第7-174909號、公開KPT第2000-0027862號以及公開KPT第1998-0020430號)。
然而，事實上，前述習知技術並未符合具高效率之背光所需的亮度與遮蔽能力的要求。
 發明概要
本發明係用於解決前述習知問題。本發明之一目的在於提供一種用於背光單元之光擴散片材，藉由將光線之折射與繞射性質最大化而增進其亮度與遮蔽能力。
 較佳實施例之詳細說明
本發明之前述目的係藉由一種用於背光單元之光擴散片材而達成，其特徵在於，包括一基材薄膜、一光擴散層，其係以含有一黏著劑樹脂與粒子之施用液體施加至該基材薄膜之至少一側上，以及一薄膜層，其係藉由將至少一具有與該光擴散層之黏著劑樹脂的折射率相異的黏著劑樹脂相混合而施加至該光擴散層。
其中，本發明之特徵在於，形成該薄膜層之黏著劑樹脂的折射率係於1.30至1.80間，且係大於該光擴散層之 黏著劑樹脂的折射率。
較佳地，本發明之特徵在於，該光擴散層之粒子的平均粒徑係於3 μm至50 μm間，該等粒子係與至少一具有比其本身最大粒徑粒子或最大平均粒徑粒子為小之平均粒徑的粒子相混合。
更佳地，本發明之特徵在於，該基材薄膜係一內部擴散薄膜，其包括在一聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜、一透明聚碳酸酯(PC)薄膜或一聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜內部部分內之有機擴散劑，並具有於40%至95%間之霧度(haze)以及於50%至95%間之透射率。
更佳地，本發明之特徵在於，該用於背光單元之光擴散片材係具有於10%至95%間之霧度以及於50%至95%間之透射率。
更佳地，本發明之特徵在於，該薄膜層之厚度係於0.1 μm至3 μm之間。
更佳地，本發明之特徵在於，該光擴散層與該薄膜層之厚度係不超過具有該光擴散層之最大平均粒徑之粒子之平均粒徑的150%。
又，在用於一背光單元之光學片材內，本發明之前述目的係藉由一種用於背光單元之光學片材而達成，其特徵在於，將具有相異折射率之一第一黏著劑樹脂與一第二黏著劑樹脂依序施加至該片材之最先(foremost)層上。
較佳地，該第一黏著劑樹脂係具有與該第二黏著劑樹脂相異之折射率。
較佳地，本發明之特徵在於，該第二黏著劑樹脂之折射率係於1.30至1.80間，且係大於該第一黏著劑樹脂之折射率。
根據本發明，本發明係具有藉由將光線之折射與繞射性質最大化而顯著改良亮度與遮蔽能力的效果。
在下文中，將參照本發明之實施例而詳細描述本發明。必須注意的是，對熟習此項技藝人士而言，本發明之實施例係僅意圖用於更詳細地例示說明本發明，而非用於限制本發明，且本發明之範圍係非限制於該等實施例。
本發明係有關於一種使用於LCD之背光單元內的光擴散片材，而更特定言之，係有關一種使用於薄膜電晶體液晶顯示器(TFT-LCD)或超扭轉相列液晶顯示器(STN-LCD)之光擴散片材，以及一種光擴散片材，其中，可誘導均勻光線，且可藉由傳送源自位在一側或背側上之冷陰極型螢光燈泡之線性光線，獲得高亮度與清楚光影像，以獲取該顯示器之清楚影像。
根據本發明，為了實現高亮度光擴散片材，較佳係將具有3μm至50μm間之平均粒徑的粒子用於實現在一透明基材薄膜之至少一側上的光擴散片材。為了獲得高亮度性質，較佳係將具有高平均粒徑之粒子均勻地施加，且將此等球形粒子塗佈成向外突出。然而，倘若在使用具有平均粒徑大於50μm之粒子的情況下，其係難以進行濕式塗佈以及塗佈液體的擴散。因此，較佳係粒徑相等於或小於50μm。又，為了，增進擴散能力與遮蔽能力，有效的是，該等粒子係與至少一具有比其本身最大粒徑粒子或最大平均粒徑粒子為小之平均粒徑的粒子相混合。
更佳地，本發明之特徵在於，基材薄膜係一內部擴散薄膜，其包括在一聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜、一透明聚碳酸酯(PC)薄膜或一聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜內部部分內之有機擴散劑，並具有於40%至95%間之霧度以及於50%至95%間之透射率。
又，合適的光線擴散劑為透明球形粒子。該等透明粒子可選自包括下列之組群中：諸如丙稀醯基粒子、苯乙稀粒子、矽氧粒子與其等類似之物的有機粒子，或諸如合成矽石、玻璃珠、鑽石粒子等等之無機粒子。可獨立使用該光線擴散劑，或可使用二或更多形態之混合物。
又，用於該光擴散薄膜之該光擴散層的黏著劑樹脂必須為透明的，且可由單一形態或由丙稀醯基為主、氨基甲酸酯為主、環氧基為主、乙稀基為主、聚酯為主、諸如聚甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸酯-酯類共聚物等等之聚醯胺為主樹脂中之至少二者的混合物所製得。
又，根據本發明，用於該光擴散層之黏著劑樹脂可使用作為用於背光單元之該光擴散片材之薄膜層的黏著劑樹脂。然而，亦可使用不同的黏著劑樹脂。
本發明之技術優點在於，藉由將具有與用於光擴散層之黏著劑樹脂不同折射率之透明黏著劑樹脂，較佳係一具有高折射率之黏著劑樹脂施加至上述所形成之該光擴散層上而作為一薄膜，且藉由使用不同折射率將源自光擴散層 底下之光線再次折射一方向，可增加朝向前面光線的量與高亮度能力，以及藉由將穿透進入非必要方向之光線加以反射並有效回收該經反射之光線而製得具高效率與燈泡遮蔽能力以及高亮度之光擴散片材。
其中，本發明之特徵在於，形成該薄膜層之該黏著劑樹脂的折射率係於1.30至1.80間，理由是在技術上難以生產具有在該折射率範圍外之折射率的黏著劑樹脂。
本發明之特徵在於，實施根據本發明之使用光擴散層的光擴散片材係具有10%至95%間之霧度與50%至95%間之透射率的基本性質，以及使用具有與前述光擴散層不同折射率之黏著劑樹脂之薄膜塗佈層之具有高亮度的最終光擴散片材係具有10%至95%間之霧度與50%至95%間之透射率的物理性質。
製造該光擴散片材之例示方法係包括各種塗佈方法，包含典型濕式塗佈，例如刮刀塗佈、凹版轉移塗佈、反輥塗佈等等，以及其他蒸汽沈積方法等等。
在此情況下，該光擴散層與薄膜層的厚度(塗佈後之厚度)係不大於具有最大平均粒徑之粒子之平均粒徑的150%，以獲取經均勻塗佈表面所需的效果。設若塗佈後之厚度大於具有最大平均粒徑之粒子之平均粒徑的150%，由於在每單元區域內的粒子過量與透鏡型態效果惡化，可能導致亮度的降低。
在一根據本發明之光擴散片材的較佳實施例中，本發明之特徵在於，形成在該光擴散層上之該薄膜層的厚度係於0.1μm至3μm間。理由是，若小於0.1μm，係難以執行塗佈，而若大於3μm，該光擴散層之表面將變得平滑，而光擴散層所需之性質可能因形成在該光擴散層上之粒子被黏著劑所隱蔽而無法獲得。
在形成於在該光擴散片材一側上之該光擴散層的另一側上，可形成給予滑動(slip)性質之塗佈層，以增進用於防止發生於裁切或組合之刮傷的硬度，並具有抗靜電能力，以防止與外部物質相混合。
當安裝於一背光單元內，根據本發明所製得之用於背光單元之光擴散片材係給予比習知光擴散片材為高之亮度。
又，根據本發明之用於背光單元的光擴散片材的特徵在於，藉由將具有不同折射率之第一黏著劑樹脂與第二黏著劑樹脂依序施加於該片材之最先層上。較佳地，該第二黏著劑樹脂，而非該第一黏著劑樹脂，係形成一上層(外層)。又，較佳地，該第一黏著劑樹脂係具有不同於該第二黏著劑樹脂之折射率。更佳地，該第二黏著劑樹脂之折射率係於1.30至1.80間，且係大於該第一黏著劑樹脂之折射率。
用於背光單元之光學片材係包括上述用於背光單元之光擴散片材的所有技術特徵，並挑出除了該光擴散片材外之用於背光的其他片材。因此，由於根據本發明之用於背光單元之光學片材係包括相當於上述用於背光之光擴散片材的該等技術特徵，將省略光學片材的描述。
[實施例]
形成使用於下述實施例之光擴散層上的薄膜，即，具有一光擴散層之薄膜，其上，一包括黏著劑樹脂與粒子之塗佈液體係以100 μm的厚度被施加至一基材薄膜上，係藉由使用相同的塗佈液體(該光擴散層之黏著劑樹脂的折射率係為1.49)，並藉由製造具有霧度88%與折射率78%的樣品而被廣泛地使用(標準)。在經製得樣品之一上部分上，係根據各黏著劑樹脂(折射率不同)而製得樣品。又，為了進行根據塗佈量之評估(包括光擴散層與薄膜層之塗佈層的厚度)，係製得根據塗佈量之樣品，並藉由使用相同黏著劑樹脂來評估。
[實施例1]
在形成有一光擴散層之擴散薄膜上，藉由微凹版而塗佈如下列所示組成之液體而形成一薄膜層。
塗佈液體之組成
-黏著劑樹脂1(折射率為1.52)：30 wt%
-溶劑：69 wt%
-硬化劑與添加劑：1 wt%
[實施例2]
在形成有一光擴散層之擴散薄膜上，藉由微凹版而塗佈如下列所示組成之液體而形成一薄膜層。
塗佈液體之組成
-黏著劑樹脂2(折射率為1.54)：30 wt%
-溶劑：69 wt%
-硬化劑與添加劑：1wt%
[實施例3]
在形成有一光擴散層之擴散薄膜上，藉由微凹版而塗佈如下列所示組成之液體而形成一薄膜層。
塗佈液體之組成
-黏著劑樹脂3(折射率為1.58)：30wt%
-溶劑：69wt%
-硬化劑與添加劑：1wt%
[實施例4]
在形成有一光擴散層之擴散薄膜上，藉由微凹版而塗佈如下列所示組成之液體而形成一薄膜層。
塗佈液體之組成
-黏著劑樹脂4(折射率為1.64)：30wt%
-溶劑：69wt%
-硬化劑與添加劑：1wt%
[實施例5]
具有經控制塗佈厚度之光擴散層係藉由將黏著劑樹脂的量調整成如同實施例1的量而形成。
塗佈液體之組成
-黏著劑樹脂1(折射率為1.52)：45wt%
-溶劑：54wt%
-硬化劑與添加劑：1wt%
[實施例6]
具有經控制塗佈厚度之光擴散層係藉由將黏著劑樹脂的量調整成如同實施例1的量而形成。
塗佈液體之組成
-黏著劑樹脂1(折射率為1.52)：55 wt%
-溶劑：44 wt%
-硬化劑與添加劑：1 wt%
[實施例7]
具有經控制塗佈厚度之光擴散層係藉由將黏著劑樹脂的量調整成如同實施例1的量而形成。
塗佈液體之組成
-黏著劑樹脂1(折射率為1.52)：60 wt%
-溶劑：39 wt%
-硬化劑與添加劑：1 wt%
[實驗實例]
根據實施例所製得之光擴散層的物理性質係藉由使用以下方法所測得。
1.霧度(Haze)係基於ASTM D-1003來進行測量，而所使用的測量儀器為NIPPON DENSHOKU KOGYO有限公司所生產之1000型機器。
2.亮度係基於BM-7A來進行測量，測量儀器為TOPCON有限公司所生產，並測量與比較在背光單元前側上之亮度值。
3.遮蔽強度係基於BM-7A來進行測量，測量儀器為TOPCON有限公司所生產，在背光單元前側上之亮度係藉由量測等距且以如下數學方程式1所定義並以數字表示之30點而獲得。
基於上述實驗實例所測得之數值係如下列表1所示。其中，“厚度”係表示基材薄膜、光擴散層與薄膜層之總厚度。
由表1可瞭解到，在實施例1至4中，黏著劑樹脂之折射率愈高，亮度與遮蔽能力愈好，而在實施例5至7中，黏著劑樹脂之塗佈量愈多，亮度與遮蔽能力愈差。
如上所述，根據本發明之光擴散片材，藉由將具有比該光擴散層之黏著劑樹脂之折射率為大的黏著劑樹脂施加作為在該光擴散薄膜上的薄膜，可增進亮度與遮蔽能力。

Claims (7)

  1. 一種用於背光單元之光擴散片材，其包含：一基材薄膜，一光擴散層，其係以含有一黏著劑樹脂與粒子之施用液體施加至該基材薄膜之至少一側上，以及一薄膜層，其係藉由將至少一具有與該光擴散層之黏著劑樹脂的折射率相異的黏著劑樹脂相混合而施加至該光擴散層上，其中形成該薄膜層之該黏著劑樹脂的折射率係於1.30至1.80間，且係大於該光擴散層之黏著劑樹脂的折射率，及其中該薄膜層之厚度係於0.1μm至0.2μm間。
  2. 如申請專利範圍第1項之光擴散片材，其中該光擴散層之粒子的平均粒徑係於3μm至50μm間，該等粒子係與至少一具有比其本身最大粒徑粒子或最大平均粒徑粒子為小之平均粒徑的粒子相混合。
  3. 如申請專利範圍第1項之光擴散片材，其中該基材薄膜係一內部擴散薄膜，其包括在一聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜、一透明聚碳酸酯(PC)薄膜或一聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜內部部分內之有機擴散劑，並具有於40%至95%間之霧度以及於50%至95%間之透射率。
  4. 如申請專利範圍第1項之光擴散片材，其中用於背光單元之該光擴散片材係具有於10%至95%間之霧度以及於50%至95%間之透射率。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之光擴散片材，其中該光擴散層與該薄膜層之厚度係不超過具有該光擴散層之最大平均粒徑之粒子之平均粒徑的150%。
  6. 一種用於背光單元之光學片材，其係將具有相異折射率之一第一黏著劑樹脂與一第二黏著劑樹脂依序施加至該片材之最先(foremost)層上，其中形成該薄膜層之該黏著劑樹脂的折射率係於1.30至1.80間，且係大於該光擴散層之黏著劑樹脂的折射率，及其中該薄膜層之厚度係於0.1μm至0.2μm間。
  7. 如申請專利範圍第6項之光學片材，其中該第一黏著劑樹脂係具有與該第二黏著劑樹脂相異之折射率。
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