TWI437042B - 具有高亮度之光散射塑性材料組成物及其於平面屏幕之用途（一） - Google Patents

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Description

具有高亮度之光散射塑性材料組成物及其於平面屏幕之用途(一)
本發明係關於一種充填型熱塑性組成物，更具體而言係關於一種適用於製造光擴散膜(diffuser film)之組成物。
具有各種光散射性(light－scattering)添加劑之透明塑性材料(plastics material)的光散射半透明性產品、及由其所製得模製成型品已是先前技藝眾所皆知者。
美國發明專利第US 2004/0066645 A1號一般而言係揭示一種包含從0.2至5%之光散射性微粒，及其光透射性(light transmission)為大於70%且霧度(haze)為至少10%的光散射性材料。
其中該散射性(scattering)添加劑係具有平均直徑為從3至10微米。
日本發明專利第JP 07－090167號係揭示一種光散射性塑性材料，其係由從1至10%之具有折射率(refractive index)為少於1.5且微粒大小為從1至50微米的微粒、及從90至99%之芳香族聚碳酸酯所組成，且其中該微粒係實質地不溶於芳香族聚碳酸酯。
關於該散射性添加劑係使用丙烯酸酯、聚苯乙烯、玻璃、二氧化鈦或碳酸鈣微粒。
其中係提及應用於液晶顯示裝置。
歐洲發明專利第EP 0 269 324 B1號係揭示一種含有0.1至10%之散射性添加劑的散射性添加劑組成物。對於芯/殼型(core/shell)丙烯酸酯及含有該等之光散射性化合物的形態，則並未揭示或進一步加以定性。
在歐洲發明專利第EP 0 634 445 B1號中，Paraloid EXL 5137係用作為散射性添加劑，與從0.001至0.3%之無機微粒例如二氧化鈦組合併用於聚碳酸酯中，藉此相輔相成有助於改善抗老化性和色彩穩定性。
特別是當具有高含量之散射性試劑(多於2%)的化合物長期(500小時以上)暴露於提高之使用溫度(例如140℃)時，則此優點變得重要。
日本發明專利第JP 2004－053998號係揭示一種光散射性聚碳酸酯薄膜，其係具有厚度為從30至200微米、且係由90%之聚碳酸酯所組成，具有光透射性為高於90%、在薄膜表面之至少一側係具有凹凸結構(concave－convex structure)、具有霧度為至少50%、且顯示延遲值(retardation)為低於30奈米。此等光學薄膜所主張之應用係用作為在背光單元(backlight unit)中之光擴散膜。
在該應用中，其係揭示和主張該光擴散膜係具有低雙折射(birefringence)(延遲值為低於30奈米，較佳為低於20奈米)，因為彼等可在背光單元(BLU)中導入較高的亮度(brightness)。
關於所使用的該散射性添加劑係從1至10%之無機微粒，例如矽酸鹽類、碳酸鈣或滑石，或有機微粒，例如具有平均直徑為從1至25微米、較佳為從2至20微米之交聯型丙烯酸酯類或聚苯乙烯。
日本發明專利第JP 08－146207號係揭示光學擴散膜(optical diffusion film)，其中在至少一側之表面係已藉由成形製程(shaping process)加以結構化。其係也主張一種薄膜，其中當僅使用一透明性散射性添加劑時，則該添加劑係不規則地分佈在薄膜之全體厚度上。若係使用兩種或以上的散射性添加劑時，則彼等係均勻地分佈在薄膜之全體厚度上。
若該散射性添加劑係不規則地分佈，則其係集中在薄膜表面。
所使用的該散射性添加劑可為具有平均微粒直徑為從1至25微米之丙烯酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、玻璃、氧化鋁或二氧化矽微粒。
其中該薄膜可具有厚度為從100至500微米。
日本發明專利第JP 2004－272189號係揭示一種具有厚度為從0.3至3毫米之光學擴散片(optical diffuser sheet)，其中係使用具有微粒直徑為從1至50微米之散射性添加劑。其係又主張在亮度為從5,000至6,000 Cd/m2 之範圍內，其亮度差異為少於3%。
世界發明專利第WO 2004/090587號係揭示一種液晶顯示裝置(LCD)用之具有厚度為從20至200微米的光擴散膜，其中該薄膜係包含從0.2至10%之散射性添加劑、且具有在至少一側之光澤度(gloss)為從20至70%。關於散射性添加劑，其係藉由調配混合導入具有微粒直徑為從5至30微米之交聯型矽酮(silicone)類、丙烯酸酯類或滑石。
在日本發明專利第JP 06－123802號係揭示一種液晶顯示裝置(LCD)用之具有厚度為從100至500微米的光擴散膜，且其在介於透明性基材(base material)與透明性光散射性微粒之間的折射率差異為至少0.05。薄膜之一側是平滑，然而在另一側散射性添加劑從表面突出形成結構化表面(structured surface)。
該散射性添加劑係具有微粒直徑為從10至120微米。
然而，先前技藝所習知的光擴散薄膜和片的亮度，特別是與傳統慣用於所謂的「背光單元」之薄膜組一起使用時，係無法令人滿意。為能評估光散射片(light－scattering sheet)對於液晶顯示(LCD)平面屏幕(flat screen)用之此等背光單元的適用性，則必須加以考慮系統整體的亮度。
原則上，背光單元(直接光系統(direct light system))係具有如下所述結構。其通常係由外罩(係視背光單元的尺寸而定)、及所配置之數個的螢光管(所謂的CCFLs(冷陰極螢光燈(Cold Cathode Fluorescent Lamp)))所組成。外罩之內部係配備光反射表面。具有厚度為從1至3毫米、較佳的厚度為2毫米之光擴散片係配置在此照明系統(lighting system)中。在光擴散板(diffuser plate)上係包括一組具有下列功能之薄膜：光散射性(光擴散膜(diffuser film))、圓形偏光膜(circular polarizer)、聚光在正面方向之所謂的BEF(亮度增強膜(brightness enhancing film))及線性偏光膜(linear polarizer)。該線性偏光膜係位於在其上之液晶顯示(LCD)裝置的正下方。
本發明係揭示一種適用於製造光擴散膜之熱塑性組成物。該組成物係包含90至99.95%之透明性第一聚合物樹脂、及0.01至10%之透明性第二聚合物樹脂。該微粒係具有平均微粒直徑為1至100微米，且其折射率(光學密度(optical density))係與第一聚合物樹脂之折射率不同。具有微粒直徑為在80至200奈米之範圍的該微粒係少於500 ppm。
〔本發明之詳細說明〕
用於光學應用之光散射性塑性材料組成物(plastics composition)傳統上總是包含具有直徑為從1至50微米，在某些情況下，甚至高達120微米之無機或有機微粒，亦即彼等係含有與光擴散性(diffusive)和聚光性(focusing)兩者相關的光散射性中心。
原則上，任何在透明塑性材料(較佳為聚碳酸酯)之加工溫度下並不會被破壞，具有最高為至少300℃之充分高的熱安定性之丙烯酸酯類係可用作為透明散射性顏料(scattering pigment)。除此之外，顏料必須並不具有任何會導致聚碳酸酯之聚合鏈降解的作用。
適當的散射性顏料係包括丙烯酸酯類，較佳為具有芯/殼型形態者，例如在Paraloid產品線(Rhm & Haas公司製造)和Techpolymer(Sekisui公司製造)之數種等級產品。
較佳為使用Paraloid group公司製造的芯－殼型丙烯酸酯類。
目前已非常令人驚奇地發現：一種包含傳統慣用的微米級(micrometer－sized)微粒(特別是所謂的芯－殼型丙烯酸酯類)、及儘可能愈少愈佳的奈米級(nano－scale)微粒之塑性材料組成物，當考慮其亮度性質及其同時也可具有高光散射度(degree of light scattering)時，其係適用於背光單元。此功效在與典型地使用於背光單元(BLU)中的薄膜組一起使用時係甚至更為明顯。
目前並無證據顯示先前技藝已認識到根據本發明之組成物的特徵之奈米級相的形成或其顯著的重要性。
一般而言，包含具有平均微粒大小為小於500奈米之光散射性添加劑的塑性材料組成物係並不會實質地影響到薄膜之光學特性。
目前也已令人驚奇地發現：當具有平均微粒直徑為從80至200奈米之微粒的含量，相對於每100 μ m2 表面積之塑性材料組成物係少於20個微粒、較佳為每100 μ m2 係少於10個微粒、且特佳為每100 μ m2 係少於5個微粒，則其係可獲得具有非常優良亮度的背光單元。每單位表面積之微粒數目係藉由原子力顯微鏡(AFM；Atomic Force Microscopy)研究調查其表面所測得。此方法對於熟習此項技藝者是習知的，且係更詳細地揭示於實施例中。此係意謂該塑性材料組成物係包含不多於500 ppm、較佳為少於300 ppm、特佳為少於100 ppm之此等奈米級微粒。在此所使用的術語”ppm”是指相對於組成物而言。
有鑒於此，本發明係提供一種塑性組成物，其係包含具有折射率為與基質(matrix)材料不同的透明性聚合物微粒，且其特徵為具有平均微粒直徑為從80至200奈米之奈米級微粒的含量，相對於每100 μ m2 表面積之塑性材料組成物係少於20個微粒、較佳為每100 μ m2 係少於10個微粒、且特佳為每100 μ m2 係少於5個微粒。
本發明之一較佳的具體實例是一種塑性材料組成物，其係包含90至99.95重量%之透明塑性材料(較佳為聚碳酸酯)、及0.01至10重量%之聚合物透明微粒，此等聚合物微粒具有微粒大小為1至50微米，且具有微粒大小為從80至200奈米之聚合物透明性微粒至多為500 ppm。
本發明係又提供一種用於製造根據本發明之塑性材料組成物的方法(process)。
根據本發明之塑性材料組成物較佳為藉由熱塑性加工處理法來製造和進一步的加工。奈米級聚合物微粒係藉由在熱塑性加工處理時之剪切(shear)所形成。該形成之機構係藉由擠出膜(extruded film)之原子力顯微鏡(AFM)研究調查來展示。為能證實其結果，對於每一材料係製備三個試樣且在各案例中係在三個位置測試其形態。較佳為芯/殼型丙烯酸酯類。
本發明也係關於根據本發明之塑性材料組成物用於平面屏幕之光擴散膜(薄片(sheet))，特別是液晶顯示(LCD)裝置之背照光(backlighting)的用途。
根據本發明之塑性材料組成物所製得之光擴散片係具有高光透射性和高光散射度，且彼等係可用於例如平面屏幕(液晶顯示(LCD)屏幕)之照明系統；其中該高光散射度、同時具有高光透射性且聚光在朝著觀察者之方向係具有關鍵的重要性。此等平面屏幕之照明系統係可藉由側面光輸入(lateral light input)(邊緣光(edge light)系統)；或在較大屏幕尺寸的情況(其中側面光輸入並不足夠)係藉由使用背光單元(BLU)，其中在光擴散膜後面之直接照明必須藉由光擴散膜儘可能均勻地加以分佈(直接光(direct light)系統)，兩者之一皆可有效地實施。
用於塑性材料組成物之適當的塑性材料是任何一種透明熱塑性材料(thermoplastics)，例如：聚丙烯酸酯類、聚甲基丙烯酸酯類(PMMA；例如Plexiglas，Rhm公司製造)；環烯烴共聚合物(COC；例如Topas，Ticona公司製造；Zenoex，Nippon Zeon公司製造；或Apel，日本合成橡膠(Japan Synthetic Rubber)公司製造)；聚碸類(Ultrason，BASF公司製造；或Udel，Solvay公司製造)；聚酯類，例如對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或對萘二甲酸乙二醇酯(PEN)；聚碳酸酯(例如Makrolon，拜耳材料科學股份有限公司製造)；聚碳酸酯/聚酯摻合物，例如聚碳酸酯(PC)/對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯/聚二甲酸環己基甲醇環己烷酯(PCCD；Sollx，GE公司製造)、聚碳酸酯/聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)(Xylex)。
較佳為使用聚碳酸酯類。
用於製造根據本發明之塑性材料組成物之適當的聚碳酸酯類是任何一種習知的聚碳酸酯類。此等係包括：均聚碳酸酯(homopolycarbonate)類、共聚碳酸酯(copolycarbonate)類和熱塑性聚酯碳酸酯(thermoplastic polyester carbonate)類。
適當的聚碳酸酯類係具有重量平均分子量為從18,000至40,000、較佳為從26,000至36,000、且特佳為從28,000至35,000，其係藉由量測在二氯甲烷、或以重量計相等量之苯酚/鄰－二氯苯的混合液中之相對溶液黏度，以光散射加以校正所測得。
聚碳酸酯之製造方法較佳為藉由界面(interfacial)製程、或熔融轉酯交換(melt transesterification)製程來實施，且如下所述係使用界面製程作為實例。
除了其他製程以外，聚碳酸酯類係可藉由界面製程來製造。此用於聚碳酸酯合成之製程係已揭示於文獻中；例如：H.Schnell，「聚碳酸酯之化學和物理」，高分子回顧(Polymer Reviews)，第9冊，Interscience出版公司，New York，1964年，第33 ff頁；高分子回顧，第10冊，「縮合反應聚合物之界面和溶液方法」，Paul W.Morgan，Interscience出版公司，New York，1965年，第VIII章、第325頁；Dres.U.Grigo、K.Kircher和P.－R.Mller，「聚碳酸酯」，發表於Becker/Braun，高分子手冊(Kunststoff－Handbuch)，第3/1冊，聚碳酸酯、聚縮醛、聚酯、纖維素酯系列，Carl Hanser Verlag Munich，Vienna，1992年，第118~145頁；及歐洲發明專利第EP－A 0517 044號。
其他適當的聯苯二酚(diphenol)類係揭示於例如：美國發明專利第US－A 2,999,835號、第3,148,172號、第2,991,273號、第3,271,367號、第4,982,014號和第2,999,846號；德國專利說明書(Offenlegungsschriften)第1,570,703號、第2,063,050號、第2,036,052號、第2,211,956號和第3,832,396號；法國專利說明書第1,561,518號；在H.Schnell所著專題著作之「聚碳酸酯之化學和物理」，Interscience出版公司，New York，1964年，第28 ff頁、第102 ff頁；及在D.G.Legrand、J.T.Bendler之「聚碳酸酯科學和技術手冊」，Marcel Dekker出版公司，New York，2000年，第72 ff頁。
其係也可根據習知的聚碳酸酯製程，在熔融狀態(亦即，所謂的「熔融酯交換製程」)從碳酸二芳基酯類和聯苯二酚類來製造聚碳酸酯類，且其係揭示於例如世界發明專利第WO－A 01/05866號和世界發明專利第WO－A 01/05867號。除此之外，該酯交換製程(醋酸酯製程和苯基酯製程)係揭示於例如在美國發明專利第US－A 3,494,885號、第4,386,186號、第4,661,580號、第4,680,371號和第4,680,372；在歐洲發明專利第EP－A 26 120號、第26 121號、第26 684號、第28 030號、第39 845號、第39 845號、第91 602號、第97 970號、第79 075號、第14 68 87號、第15 61 03號、第23 49 13號和第24 03 01號；以及在德國發明專利第DE－A 14 95 626號和第22 32 977號。
包括均聚碳酸酯類和共聚碳酸酯類皆適合。用於製造共聚碳酸酯類，根據本發明關於成份A係也可使用從1至25重量%、較佳為從2.5至25重量%(以將使用的聯苯二酚類之總量為基準)之具有羥基芳氧基末端基的聚二有機矽氧烷類。此等係習知的(參閱例如美國發明專利第U.S.3,419,634號)、或可藉由文獻中所習知的製程來製造。含有聚二有機矽氧烷類之共聚碳酸酯類的製造方法係揭示於例如德國發明專利第DE－OS 33 34 782號。
也適當的是聚酯碳酸酯類和嵌段共聚酯碳酸酯類，特別是揭示於世界發明專利第WO 2000/26275號者。用於製造芳香族聚酯碳酸酯類之芳香族二羧酸二鹵化物較佳為間苯二甲酸、對苯二甲酸、二苯基醚4,4’－二甲酸、及萘－2,6－二甲酸等之二酸二氯化物。
該聚二有機矽氧烷－聚碳酸酯嵌段共聚物之特徵為：其在聚合物鏈之一側係含有芳香族碳酸酯結構單元(1)、且在另一側係含有芳氧基末端基之聚二有機矽氧烷(2)。
此等聚二有機矽氧烷－聚碳酸酯嵌段共聚物係習知的，例如根據美國發明專利第US－PS 3,189,662號、美國發明專利第US－PS 3,821,325號和美國發明專利第US－PS 3,832,419號等所揭示者。
較佳的聚二有機矽氧烷－聚碳酸酯嵌段共聚物係例如藉由將含有α,Ω－雙羥基芳氧基末端基之聚二有機矽氧烷類一起與其他聯苯二酚類，視需要與所伴隨使用之分枝化劑(branching agent)，以傳統慣用的數量根據二相界面製程來進行反應所製得(關於此係可參閱H.Schnell之「聚碳酸酯之化學和物理」，高分子回顧(Polymer Rev.)，第IX冊、第27 ff頁，Interscience出版公司，New York，1964年)，雙官能性酚系(phenolic)反應物之比率係加以選擇，使其能獲得根據本發明之芳香族碳酸酯結構單元和二有機矽氧基單元的含量。
此等含有α,Ω－雙羥基芳氧基末端基之聚二有機矽氧烷類係習知的，例如該等揭示於美國發明專利第U.S.3,419,634號者。
根據本發明所使用的具有芯－殼型形態之丙烯酸酯系聚合物微粒，較佳為例如該等揭示於歐洲發明專利第EP－A 634 445號者(CA2127894，其中之內容併入本文參考)。
聚合物微粒係具有橡膠狀乙烯基聚合物之芯(core)。該橡膠狀乙烯基聚合物可為任何具有至少一烯鍵式(ethylene－like)不飽和基之任何吾所欲單體的均聚合物或共聚合物，且對於熟習此技藝者係眾所皆知者，在水性介質之乳化聚合反應的條件下添加至加成聚合反應(addition polymerization)中。此等單體係列舉於美國發明專利第US 4,226,752號，其中之內容併入本文參考。
聚合物微粒最佳為含有橡膠狀丙烯酸烷基酯聚合物之芯，其中該烷基係具有從2至8個碳原子，視需要與從0至5%交聯劑(crosslinker)和從0至5%接枝交聯劑(graft crosslinker)共聚合，以芯之總重量為基準。該橡膠狀丙烯酸烷基酯較佳為與至多達50%之一種或以上的如上所述之共聚合性乙烯基單體共聚合。適當的交聯性(crosslinking)和接枝交聯性(graftlinking)單體是熟習此項技藝眾所皆知者，且較佳為在歐洲發明專利第EP－A 0 269 324號中所揭示者。
根據本發明之較佳的芯/殼型微粒之特徵為：芯與一層殼(jacket)或數層殼(jackets)之折射率較佳為在具有微粒分佈於其中的聚合物樹脂之折射率的±0.25單位、更佳為在±0.18單位、且最佳為在±0.12單位之內。該芯與一層殼/數層殼之折射率n較佳為與聚合物樹脂之折射率差異為不少於±0.003單位、更佳為不少於±0.01單位、且最佳為不少於±0.05單位。折射率係根據標準ASTM D 542－50和/或DIN 53 400所測得。
聚合物微粒通常係具有平均微粒直徑為至少0.5微米、較佳為從至少1微米至不大於100微米、更佳為從2至50微米、且最佳為從2至15微米。應了解到在此之”平均微粒大小”是指數量平均(number average)。較佳為至少90%、最佳為至少95%之聚合物微粒係具有直徑為大於2微米。聚合物微粒是自由流動性粉末，且較佳為呈密實化形態(加以擠壓以形成切粒(pellet)，同時也可防止發生粉塵)。
聚合物微粒係可藉由習知的方法來製造。一般而言，芯聚合物之至少一單體成份係歷經乳化聚合反應以形成乳化聚合物微粒。該乳化聚合物微粒係以與芯聚合物相同、或一種或以上的其他不同單體成份加以潤脹(swell)，且該等單體係在乳化聚合物微粒內加以聚合。潤脹和聚合之步驟係可重複實施，直到微粒已成長至吾所欲芯大小為止。該芯聚合物係懸浮在第二水性單體乳化液中，且聚合物殼之單體係在第二乳化液中聚合在該聚合物微粒上。一層殼或數層殼係可聚合在芯聚合物上。芯殼型(core/jacket)聚合物微粒之製造方法係揭示於歐洲發明專利第EP－A 0 269 324號(相對應於美國發明專利第US 5,346,954號)及在美國發明專利第US 3,793,402號和第3,808,180號中，其中全部之內容併入本文參考。
在本發明之又一具體實例中，該組成物係又額外地包含從0.001至0.2重量%、較佳為約1,000 ppm之例如雙－苯并噁唑(bis－benzoxazole)類、苯基香豆素(phenylcoumarin)類、或雙(苯乙烯基)聯苯(bis－styrylbiphenyl)類等之類別的光學增亮劑(optical brightener)。
特佳的光學增亮劑是Uvitex OB(Ciba Spezialitatenchemie公司製造)。
根據本發明之塑性材料組成物係可藉由擠壓法(extrusion)來製造。
關於擠壓法，係將聚碳酸酯顆粒(granule)飼入擠壓機且在擠壓機之塑性化系統中熔化。將塑性材料熔體擠壓經由薄片模頭(sheet die)以成型，在摩擦式壓延機(friction calender)之輥縫隙(roll slit)中形成吾所欲最終形狀，且其形狀係藉由在平滑輥上之交替冷卻及在周圍空氣中加以固定。藉由在拋光輥在兩側之冷卻及藉由周圍空氣以固定形狀。使用於擠壓法之具有高熔融黏度的聚碳酸酯類是在傳統的從260至320℃之熔融溫度下加工，且塑性化機筒(cylinder)之機筒溫度和模頭溫度係適當地加以調整。
用於將薄膜表面結構化之橡膠輥係揭示於德國發明專利第DE 32 28 002號(或相對應於美國發明專利第US 4,368,240號)。
藉由使用一個或以上的側擠壓機(lateral extruder)及適當的薄片模頭之熔體連結器上游，將具有不同組成物之聚碳酸酯熔體擠出一層放置在另一層上，藉此以製得共擠出膜(coextruded film)(參閱，例如歐洲發明專利第EP－A 0 110 221號和歐洲發明專利第EP－A 0 110 238號)。
在根據本發明之模製成型積層物(molded laminate)中，包括基層(base layer)及共擠出層(coextruded layer)兩者係可額外地包含添加劑，例如紫外線吸收劑(UV absorber)及其他傳統慣用的加工輔助劑(processing auxiliary)，特別是傳統慣用於聚碳酸酯類之脫模劑(mold release agent)和自由流動劑(free－flow agent)及安定劑，尤其是熱安定劑、及抗靜電劑(antistatic)、光學增亮劑。在各層中係可含有不同的添加劑及添加劑之濃度。
在一較佳的具體實例中，該薄膜之組成物係又包含0.01至0.5重量%之獲自苯并三氮唑(benzotriazole)衍生物、二聚體型苯并三氮唑衍生物、三氮(triazine)衍生物、二聚體型三氮衍生物、及氰丙烯酸二芳基酯類之類別的紫外線(UV)吸收劑。
特定言之，該共擠出層係可包含抗靜電劑、紫外線(UV)吸收劑和脫模劑。
適當的安定劑是例如：膦(phosphine)類、亞磷酸酯(phosphite)類、或含矽安定劑及揭示於歐洲發明專利第EP－A 0 500 496號之其他化合物。此等之中，可提及作為實例係包括：亞磷酸三苯酯類、亞磷酸二苯基烷基酯類、亞磷酸苯基二烷基酯類、亞磷酸參(壬基苯基)酯、二亞膦酸肆(2,4－二－三級丁基苯基)－4,4’－伸聯苯酯、二亞磷酸雙(2,4－二異丙苯基苯基)新戊四醇酯、及亞磷酸三芳基酯。特佳為三苯基膦和亞磷酸參(2,4－二－三級丁基苯基)酯。
適當的脫模劑是例如一元至六元醇類，特別是丙三醇、新戊四醇、或古厄貝特醇(Guerbet alcohol)類之全酯類或部份酯類。
一元醇類之實例是：硬脂醇、棕櫚醇和古厄貝特醇類；二元醇類之實例是：乙二醇；三元醇類之實例是：丙三醇；四元醇類之實例是：新戊四醇和中赤藻糖醇(mesoerythritol)；五元醇類之實例是：阿拉伯糖醇、核糖醇和木糖醇；且六元醇類之實例是：甘露糖醇、葡萄糖醇(山梨糖醇)和甜醇。
酯類較佳為單酯類、二酯類、三酯類、四酯類、五酯類和六酯類、或其混合物，特別是飽和、脂肪族C1 0 －~C3 6 －一元羧酸類及視需要之羥基－一元羧酸類的無規混合物，較佳為具有飽和、脂肪族C1 4 －~C3 2 －一元羧酸類及視需要之羥基－一元羧酸類。
商品級可獲得特別是新戊四醇和丙三醇之脂肪酸酯類係可含有少於60%之由於彼等在製造時所產生不同的部份酯類。
具有10至36個碳原子之飽和、脂肪族一元羧酸類是例如：癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、羥基硬脂酸、花生酸、蘿酸、二十四酸、二十六酸(蟲蠟酸)和二十八酸(褐煤酸)。
適當的抗靜電劑之實例是：陽離子性化合物，例如第四級銨、鏻(phosphonium)或鋶(sulfonium)鹽類；陰離子性化合物，例如呈鹼或鹼土金屬鹽類形態的磺酸烷基酯類、硫酸烷基酯類、磷酸烷基酯類、羧酸酯類等。非離子性化合物，例如聚乙二醇酯類、聚乙二醇醚類、脂肪酸酯類、乙氧基化脂肪酸胺類。較佳的抗靜電劑是非離子性化合物。
根據本發明之塑性材料組成物係可加工成具有厚度為從35微米至1000微米之聚碳酸酯薄膜。視應用之領域而定，彼等也可為較厚。薄膜也可為具有至少兩層藉由擠壓法所製得之固體模製成型品(例如薄膜)的多層複合物。在此案例中，根據本發明之薄膜是含有至少兩層聚合物層所組成。
為藉由擠壓法製造薄膜，係將聚碳酸酯顆粒飼入擠壓機，藉此彼等通過進入由螺旋和機筒所組成的塑性化系統。
在塑性化系統中，將材料飼入且加以熔化。將塑性材料熔體擠壓通過薄片模頭。在塑性化系統與薄片模頭之間係配置過濾裝置、熔體泵(melt pump)、靜態混合元件(stationary mixing element)及其他構件。熔體模頭離開後，在摩擦式壓延機上通過。橡膠輥係用於將薄膜表面之一側加以結構化。最終成形係在摩擦式壓延機之輥縫隙中進行。用於將薄膜表面結構化之橡膠輥係揭示於德國發明專利第DE 32 28 002號(或相對應於美國發明專利第US 4,368,240號)。最後，成形係藉由冷卻，特別是藉由交替在平滑輥上及在周圍空氣中進行冷卻。其他裝置係用於輸送、施加保護膜及捲取擠出膜。
下列實施例係用於例示本發明，但是本發明並不受限於此等實施例。
實施例 實施例1
調配混合 ：光散射性化合物之製備係使用傳統慣用的雙螺旋混合擠壓機(twin－screw compounding extruder)(例如，ZSK 32)，在傳統慣用於聚碳酸酯之從250至330℃之加工溫度。
製備一種具有如下所述組成物之母體混合物(masterbatch)：．Makrolon 31085 550115聚碳酸酯(拜耳材料科學股份有限公司製造)，含量為80重量%；及．芯－殼型微粒具有丁二烯/苯乙烯芯、及甲基丙烯酸甲酯之殼(Paraloid EXL 5137，Rohm & Haas公司製造)具有微粒大小為2至15微米、平均微粒大小為8微米，含量為20重量%。
薄膜之擠壓法 ：所使用的裝置係由下列構件所組成：－擠壓機，具有直徑(D)為75毫米且長度為33×D之螺旋。該螺旋係具有除氣區(degassing zone)；－熔體泵(melt pump)；－轉向頭(deflection head)；－薄片模頭(sheet die)，具有寬度為450毫米；－三輥摩擦式壓延機(friction calender)，具有橫式輥(horizontal roller)配置，第三輥係可相對於水平旋軸±45°；－輥輸送機(roller conveyor)；－厚度量測；－用於對兩側施加保護膜之裝置；－退捲裝置(take－off device)；－捲取工作站(winding station)。
從模頭通過之熔體輸送至摩擦式壓延機，其中各輥係具有如下表1所示之溫度。第三輥係用於將薄膜表面加以結構化之橡膠輥。為在薄膜表面之一側加以結構化，其係使用橡膠輥。用於將薄膜表面結構化之橡膠輥係揭示於德國發明專利第DE 32 28 002號(或相對應於美國發明專利第US 4,368,240號)。材料之最終成形和冷卻係在摩擦式壓延機上進行。然後，該薄膜係藉由退捲裝置輸送，將保護膜施加在兩側，接著將薄膜捲取。
實施例2
將一種具有如下所示組成物之化合物加以混合：．Makrolon 3108 550115聚碳酸酯，含量為96重量%；及．根據實施例1之母體混合物，含量為4重量%。
其係擠製得一種在一側具有結構化且包含0.8重量%散射性添加劑之300微米薄膜。
實施例3
將一種具有如下所示組成物之化合物加以混合：．Makrolon 3108 550115聚碳酸酯，含量為94重量%；及．根據實施例1之母體混合物，含量為6重量%。
其係擠製得一種在一側具有結構化且包含1.2重量%之散射性添加劑的300微米薄膜。
實施例4
調配混合 ：光散射性化合物之製備係使用傳統慣用的雙螺旋混合擠壓機(例如，ZSK 32)，在傳統慣用於聚碳酸酯之從250至330℃之加工溫度。
將一種具有如下所示組成物之化合物加以混合：．Makrolon 3108 550115聚碳酸酯，含量為80重量%；及．丙烯酸酯散射性微粒MBX－5(Sekisui公司製造)，具有微粒大小為從2至15微米、且平均微粒大小為5微米，含量為20重量%。
薄膜之擠壓法 ：該化合物係用於擠出具有寬度為1,340毫米、厚度為300微米之聚碳酸酯薄膜。
所使用的裝置係由下列構件所組成：－擠壓機，具有直徑(D)為105毫米且長度為41×D之螺旋。該螺旋係具有除氣區；－轉向頭；－薄片模頭，具有寬度為1500毫米；－三輥摩擦式壓延機，具有橫式輥配置，第三輥係可相對於水平旋軸±45°；－輥輸送機；－用於對兩側施加保護膜之裝置；－退捲裝置；－捲取工作站。
從模頭通過之熔體輸送至摩擦式壓延機，其中各輥係具有如下表1所示之溫度。材料之最終成形和冷卻係在平滑式壓延機(smoothing calender)上進行。為在薄膜表面之一側加以結構化，其係使用橡膠輥。用於將薄膜表面結構化之橡膠輥係揭示於德國發明專利第DE 32 28 002號(或相對應於美國發明專利第US 4,368,240號)。然後，該薄膜係藉由退捲裝置輸送，將保護膜施加在兩側，接著將薄膜捲取。
實施例5
將一種具有如下所示組成物之化合物加以混合：．Makrolon 3108 550115聚碳酸酯，含量為95重量%；及．根據實施例4之母體混合物，含量為5重量%。
其係擠製得一種在一側具有結構化且包含1.2重量%之散射性添加劑的300微米薄膜。
實施例6
將一種具有如下所示組成物之化合物加以混合：．Makrolon 3108 550115聚碳酸酯，含量為50重量%；及．根據實施例4之母體混合物，包含Techpolymer MBX－5，Sekisui公司製造，具有微粒大小為從2至15微米、平均微粒大小為5微米，含量為50重量%。
其係擠製得一種在一側具有結構化且包含10.0重量%之散射性添加劑的300微米薄膜。
實施例7
原子力顯微鏡(AFM)之研究調查：製備一種包含Paraloid 5137 EXL或Techpolymer MBX－5之擠出膜，且測定其性質。
原子力顯微鏡(AFM)之研究調查係在實施例2、3、5和6之擠出膜上實施。奈米級微粒之數目和大小係在三個製備試樣、各在三個位置所測得，且計算其平均值。結果係摘述於如下所示表3中。
光學量測：在實施例3和5所敘述之薄膜係用於測試其光學特性，且根據如下所述標準及使用下列裝置：欲測定光透射性(light transmission)(Ty(C2°))，係使用超掃描(Ultra Scan)XE(亨特聯合實驗室股份有限公司(Hunter Associate Laboratory)製造)。對於光反射性(light reflection)(Ry(C2°))，係使用Lambda 900(Perkin Elmer Optoelectronics公司製造)。對於霧度(haze)測定(根據ASTM D 1003)，係使用Hazegard Plus裝置(Byk Gardner公司製造)。作為光散射性作用之強度的量測之半－寬度角度(half－width angle)HW係藉由使用使用測角光度計(goniophotometer)根據DIN 58161所測得。照度(luminance)量測(亮度(brightness)量測)係在DS LCD公司製造(LTA320W2－L02，32”液晶顯示電視(LCD TV)面板)之背光單元(BLU)，使用LS100照度計(日本Minolta公司製造)來實施。將原來的光擴散片移除，而以在實施例3和5所製得之薄膜加以取代。
光學量測結果：
在如表4所示之兩個實施例3和5中，散射性顏料之含量和光散射層是相同，且層厚度為300微米。所使用的基材也是相同。其令人驚奇的是獲自實施例5之光擴散膜顯示在背光單元(BLU)中最高的照度。
在與其他案例相比較時，所研究調查的亮度是惹人注目。根據下列程序用於量測亮度：樣本係從實施例3和5之薄膜切割出，且配備和安裝入DS LCD製造(LTA320W2－L02，32”液晶顯示電視(LCD TV)面板)之背光單元(BLU)中。茲就此目的，直接位於背光單元之光擴散片上的薄膜係以例示性薄膜(exemplified film)加以取代。此等薄膜係加以配置成使得其平滑側放置在光擴散片上。在背光單元中所取代之其他兩片薄膜(雙亮度增強膜(Dual Brightness Enhancement Film)(DBEF)和亮度增強膜(Brightness Enhancement Film)(BEF))係以原來的順序放回獲自實施例的薄膜上，且在取代之後加以配置。因此，薄膜在背光單元(BLU)中之順序如下所示：亮度增強膜(BEF)雙亮度增強膜(DBEF)例示性薄膜(Exemplified Film)光擴散片(Diffuser Sheet)。
將以此方式所修改的背光單元之亮度加以量測。
然後，亮度係在背光單元中所使用的含有和不含薄膜組所測得。在背光單元上全部9個不同位置的亮度係加以量測(使用Minolta LS100之照度計)，且計算其平均值。
根據該等實施例係顯示亮度係與奈米級微粒的數目相互關連。此等微粒之含量愈少，則其亮度愈高。
雖然本發明已經根據如前所述例示性目的加以詳細說明，應了解的是此等細節僅作為例示性目的，對於熟習此項技藝者所作的各種變化係並不會脫離本發明之申請專利範圍所限定的精義和範圍。

Claims (13)

  1. 一種塑性組成物，其係包含90至99.95%之透明性塑性材料，及0.01至10%之透明性聚合粒子、其具有平均微粒直徑為1至100微米且具有與該透明性塑性材料折射率差距為+/-0.003至0.25單位之折射率，其特徵在於該塑性組成物於熱塑性加工後包含不多於500ppm之具有微粒直徑為在80至200奈米之範圍的微粒。
  2. 如申請專利範圍第1項之塑性組成物，其中該透明性塑性材料是聚碳酸酯。
  3. 一種薄膜，其係包含如申請專利範圍第1或2項之組成物。
  4. 如申請專利範圍第3項之薄膜，其具有至少一共擠出層。
  5. 如申請專利範圍第3項之薄膜，其中該具有平均微粒直徑為1至100微米、且具有與該透明性塑性材料折射率差距為+/-0.003至0.25單位之折射率之聚合透明性微粒係具有芯殼型形態之丙烯酸酯系微粒。
  6. 如申請專利範圍第3項之薄膜，其具有厚度為0.035至1毫米。
  7. 如申請專利範圍第3項之薄膜，係作為於平面屏幕中之光擴散膜。
  8. 一種背光單元，其係包含如申請專利範圍第3項之薄膜。
  9. 一種LCD平面屏幕，其係包含如申請專利範圍第3項之薄膜。
  10. 一種平面屏幕，係由如申請專利範圍第1項之塑性組成物製造。
  11. 如申請專利範圍第4項之薄膜，其具有厚度為0.035至1毫米。
  12. 如申請專利範圍第5項之薄膜，其具有厚度為0.035至1毫米。
  13. 如申請專利範圍第4項之薄膜，其中該具有平均微粒直徑為1至100微米、且具有與該透明性塑性材料折射率差距為+/-0.003至0.25單位之折射率之聚合透明性微粒係具有芯殼型形態之丙烯酸酯系微粒。
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